CN107544689B - 防止触摸面板的误动作的电子设备以及误动作的防止方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及防止触摸面板的误动作的电子设备以及误动作的防止方法，安装无线模块和触摸面板的电子设备防止触摸面板的误动作。在触摸板(19)的下方配置有NFC线圈(21)。在NFC时，NFC卡(51)接近触摸板(19)的表面。触摸控制器将在NFC模块不放射交变磁通时手指的检测灵敏度设定为基准值。触摸控制器在NFC线圈(21)开始交变磁通的放射的时刻降低检测灵敏度。触摸控制器在NFC线圈(21)停止交变磁通的放射的时刻使检测灵敏度复原为基准值。对于触摸控制器变更检测灵敏度的信号而言，NFC模块通过硬件线路直接发送到触摸控制器。
Description
技术领域
本发明涉及防止配置于天线的近旁的触摸面板的误动作的技术。
背景技术
在NFC(Near Field Communication：近场通信)论坛这一标准组织制定技术标准并规定为ISO/IEC14443、ISO/IEC18092的通信标准的NFC中，能够使NFC线圈彼此接近2cm至4cm左右以下来进行通信。近年来的笔记本型携带式计算机(笔记本)中有支持NFC的。
对于笔记本而言，在对壳体的影响的减少、以及与其他设备之间的干扰对策等物理方面，触摸板的正下方适合NFC线圈的设置场所。另一方面，若NFC线圈放射磁通，则能确认出因噪声使触摸板进行误动作的情况。至此实施了用于防止误动作的各种对策。例如有如下方法，即研究NFC线圈的位置，或者在触摸板与NFC线圈之间夹设接地网格层。
这些方法具有减弱通过触摸板的磁通从而降低噪声等级的效果，但是由于向空间放射的磁通也减弱而妨碍NFC。NFC模块放射弱磁通的方法同样地也妨碍NFC。虽然也考虑了确认噪声的检测等级和手指的检测等级来适当地设定检测的阈值的方法，但由于安装环境存在差异因此需要独立地进行调整而比较麻烦。
发明内容
因此本发明的目的在于搭载无线模块和触摸面板的电子设备防止触摸面板的误动作。本发明的目的还在于不妨碍触摸面板的利用的同时防止误动作。本发明的目的还在于不妨碍无线通信的同时防止误动作。
本发明的一个方式提供一种电子设备，该电子设备具有电磁耦合型的无线模块、与无线模块连接的线圈、触摸面板、以规定的检测灵敏度检测触摸面板的坐标，并仅在线圈放射磁通的期间降低检测灵敏度的触摸控制器。无线模块可以符合近距离无线通信(NFC)的标准。
本发明的其他方式提供一种电子设备，该电子设备具有无线模块、与无线模块连接的放射元件、触摸面板、以规定的检测灵敏度检测针对触摸面板的操作，并仅在放射元件形成电磁场的期间降低检测灵敏度的触摸控制器。
本发明的另一方式提供一种搭载无线模块和触摸面板的电子设备防止触摸面板的误动作的方法。触摸面板以规定的检测灵敏度对因手指的接近而发生变化的物理量进行检测，并与由无线模块进行的交变磁通的放射对应地降低检测灵敏度。与交变磁通的放射的停止对应地复原为规定的检测灵敏度。
根据本发明的任意一个或全部的方式，搭载无线模块和触摸面板的电子设备能够防止触摸面板的误动作。另外根据本发明的任意一个或全部的方式，能够不妨碍触摸面板的利用，并且防止误动作。另外根据本发明的任意一个或全部的方式，能够不妨碍无线通信，并且防止误动作。
附图说明
图1是用于对支持NFC的笔记本10的概要进行说明的立体图。
图2是用于对笔记本10的NFC线圈21与NFC卡53的NFC线圈51进行电磁耦合时的状态进行说明的图。
图3是用于对NFC线圈21的安装位置进行说明的剖视图以及仰视图。
图4是表示误动作防止系统200的结构的一个例子的功能框图。
图5是表示误动作防止系统200的动作的流程图。
图6是用于对NFC模块203放射交变磁通的状态进行说明的图。
图7是其他实施方式所述的双屏幕式的电子设备400的立体图。
附图标记说明：
10…笔记本；19…触摸板；21、411…NFC线圈；31、31a、31b、31c…交变磁通；51…NFC线圈；53…NFC卡；200…误动作防止系统。
具体实施方式
[电磁耦合型的无线通信]
对于多数无线通信而言，发送天线所放射的能量成为电磁波而在空间传播，接收天线从空间的电磁波吸收能量。若对发送天线施加交流电压则流过高频电流并在天线的周边产生电场与磁场(电磁场)。用于无线通信的电磁波以电场与磁场相互连锁的方式生成并传播较长距离。能够通过基带信号对成为载波的电磁波进行调制来传送数据。
另一方面，若在发送线圈中流过交流电流则在附近的空间产生交变磁场。交变磁场生成与空间的磁导率对应的大小的交变磁通，在与该交变磁通交链的接收线圈中通过电磁感应感应出电压。能够将该现象称为电磁感应或电磁耦合并用于无线通信。将虽然若流过交流电流则发送线圈也会放射电磁波，但是利用接近的线圈彼此的电磁耦合来进行通信的方式与利用电磁波的通信方式区别开来称为电磁耦合型的无线通信。
电磁耦合型的无线通信除了NFC之外，还被采用于RFID以及Felica(注册商标)等。另外，还采用由无线进行的电力传送。在电磁耦合型的无线通信中载波成为交变磁通，通信距离成为能够电磁耦合的附近磁场的范围因而导致通信距离较短。在电磁耦合型的无线通信中，由于在发送线圈的附近产生大量的交变磁通因此若将无线模块搭载于电子设备则容易成为噪声源。
在NFC中定义有与读写器不具有电源的非接触IC卡进行通信的无源通信、以及具备电源的两个机器交互地成为发起者和目标来进行通信的有源通信。在无源通信中，作为发起者进行动作的轮询设备为了将能量供给到成为目标的监听设备而放射较强的交变磁通。
[笔记本]
图1是用于对支持NFC的笔记本10的概要进行说明的立体图。对于笔记本10而言，搭载显示器13的显示器壳体11与、在表面搭载键盘17、触摸板19，并且在内部收纳安装有系统设备的电路基板的系统壳体15以能够开闭的方式结合。在触摸板19的下部配置有NFC线圈21。
触摸板19利用检测接触的手指并确定指示坐标的触摸面板来进行显示器13所显示的鼠标光标的操作。触摸板19作为一个例子可以设为投影式电容型，但也可以采用如电磁感应式或电阻膜式那样，其他检测原理。在触摸板19中用于检测手指的位置的多个电极在X方向以及Y方向上排列。触摸板19的操作面也成为NFC卡53的访问面。NFC卡53安装NFC线圈51和IC芯片55。
在笔记本10对NFC卡53进行读写时，用户将NFC卡53接近当作操作面的触摸板19。在触摸板19以及键盘17的周围设置有金属材料的掌托23。若NFC线圈21与NFC卡53之间夹设有金属则磁场减弱。在能够构建与NFC卡53之间的良好的磁路的点上，在制约壳体的条件的笔记本10中触摸板19的正下方适合NFC线圈21的位置。
图2是用于对笔记本10所搭载的NFC线圈21与、NFC卡53所搭载的NFC线圈51进行电磁耦合时的状态进行说明的图。在NFC中利用13.56MHz的频带。若在NFC线圈21流过利用频带的高频电流，则在周围产生交变磁场并且从线圈开口的一方向另一方，13.56MHz的交变磁通31成为载波而流过。若NFC线圈51接近至与交变磁通31交链的位置则产生感应电压。虽然交变磁通31对存在于NFC线圈21的近旁的金属也感应出电压，但是这些电压对于各设备而言成为噪声。由于交变磁通31贯通触摸板19流动，因此在电极中也产生噪声。
图3是用于对NFC线圈21的安装位置进行说明的剖视图以及仰视图。图3(A)是包括触摸板19的局部剖视图，图3(B)是表示除去铁素体片105的状态的仰视图。在触摸板19的底面配置有对被操作的触摸板19的坐标进行检测的触摸控制器205(图4)、安装有布线图案的印刷电路基板(PCB)101。PCB101的下侧配置有形成有NFC线圈21的图案的可挠性打印电路基板(FPC)103。NFC线圈21通过安装在PCB101的连接器107与NFC模块203(图4)连接。
在FPC103的下侧配置有用于增强NFC线圈21所放射的磁通的铁素体片105。NFC线圈21可以作为布线图案形成于PCB101。由于NFC线圈21以在触摸板19的正下方，轮廓与触摸板19的轮廓的投影的内侧或投影重叠的方式配置，因此能够从触摸板19的表面向外侧放射NFC所需要的磁通。
图4是表示误动作防止系统200的结构的一个例子的功能框图。误动作防止系统200由上位系统201、电磁耦合型的NFC模块203、触摸控制器205、触摸板19以及NFC线圈21构成。上位系统201由CPU、系统存储器、芯片组以及二次存储装置等硬件、以及设备驱动器、OS、应用程序等软件构成。
上位系统201能够以触摸控制器205的坐标为输入进行动作。上位系统201能够与NFC模块203之间交换数字数据来与NFC卡53进行通信。NFC模块203包括基带部203a和RF部203b。基带部203a处理从上位系统接收到的调制前的基带信号、以及从RF部203b接收到的解调后的基带信号。RF部在发送时通过基带信号对载波进行调制并在接收时将副载波解调为基带信号。
NFC模块203能够成为发起者而与没有内置电源的NFC卡53进行无源通信。若NFC模块203接通电源则仅在特定的定时从NFC天线21放射交变磁通31。参照图6对交变磁通31的放射的定时进行说明。NFC模块203在从NFC线圈21放射交变磁通的期间，通过硬件线路207将发送信号直接输出到触摸控制器205。
发送信号用于与NFC模块203放射交变磁通31的时间同步地变更触摸控制器205检测出手指的阈值。因此，发送信号需要设为没有时间延迟。由于硬件线路207能够不经由CPU所执行的设备驱动器、固件来传送信号，因此能够在放射交变磁通的周期较短的预轮询模式(参照图6的说明)时也不受CPU的动作的影响地发送发送信号。
NFC模块203通过相同的硬件线路209将表示移至通讯模式的情况的禁用信号直接输出到触摸控制器205。禁用信号用于触摸控制器205停止手指的检测、或者停止检测出的坐标的输出。硬件线路209也能够与硬件线路207共享。参照图5的流程图对发送信号和禁用信号的利用方法进行说明。
触摸板19为了检测手指的接近具备在X方向以及Y方向上排列的多个电极。在手指接近的电极施加有人体的寄生电容。触摸板19将手指的接近作为电极的自电容的变化或邻接的电极之间的相互电容的变化的任意一个来进行检测。触摸板19也可以支持同时在多个位置检测手指的多点触控。
触摸控制器205通过驱动电路211以及感知电路213与触摸板19的电极连接。在本发明中，不需要特殊限定触摸控制器205检测手指的坐标的原理。触摸控制器205能够根据对通过驱动电路211施加到触摸板19的交流电压或脉冲电压进行响应的感知电路213的物理量的大小来检测出手指的接近。
此时用于手指的检测的物理量(检测物理量)能够设为如电容器的充电时间、电压、电流、或者电容的大小等那样的、代替寄生电容的大小的任意一种。触摸控制器205对检测物理量设置阈值，在一个例子中在检测物理量超过阈值时识别手指并确定坐标。在触摸板19的电极，通过NFC线圈21所放射的交变磁通31来感应出感应电压。感应电压包括各种频率分量，并从感知电路213向触摸控制器205成为噪声进行侵入。
触摸控制器205识别噪声作为检测物理量。若噪声所带来的检测物理量超过阈值则触摸控制器205将噪声识别为手指。噪声生成的检测物理量的等级与手指生成的检测物理量的等级相比较小。因此，若提高阈值则将噪声识别为手指的概率降低，但同时识别出手指的概率也降低。对噪声的检测物理量的等级、不妨碍手指的检测的检测物理量的等级进行确定，并在它们之间设定阈值的处理由于对于每个笔记本条件不同从而麻烦。
此外，针对检测物理量的阈值相当于决定手指的检测灵敏度的高低的值，虽然存在因系统不同而阈值越低检测灵敏度越低的情况但任意一种都可以。触摸控制器205变更阈值以使得仅在通过硬件线路207接收到发送信号时降低检测灵敏度。利用检测灵敏度的降低，虽然暂时手指的检测性能降低但抗噪声性提高。
图5是表示误动作防止系统200的动作的流程图。图6是为了对NFC线圈21放射交变磁通31的状态进行说明的图。在框301中NFC模块203以及触摸控制器205进行动作。在框303中触摸控制器205将针对检测物理量的阈值设定为不考虑NFC的影响来检测手指的基准阈值。在框305中NFC模块203作为轮询设备进行动作，并等待作为监听设备进行动作的NFC卡53的接近。
NFC卡53在接近触摸板19时不会作为发起者对NFC模块203发送信号，因此NFC模块203需要对任意的定时的NFC卡53的接近进行检测。NFC模块203通常可以设为放射用于通信的交变磁通31并等待来自NFC卡53的响应，但是为了减少直到接近NFC卡53为止的笔记本10的消耗电力而从NFC线圈21放射搜索用的交变磁通。
搜索用的交变磁通31a(图6)相当于以较短的时间间隔从NFC线圈21以较短的时间放射的载波或其他频率的磁通。由于NFC模块203只要在放射磁通时使RF部203b进行动作即可，因此能够减少待机电力。NFC模块203在开始交变磁通31a的放射的定时通过硬件线路207输出发送信号，在停止放射的定时停止发送信号。
在触摸板19中存在为了进行NFC而保持有NFC卡53的手接近的情况、以及为了操作触摸板19而保持有金属的笔的手接近的情况。交变磁通31a在对NFC线圈51、金属的笔进行交链后，在金属中流过涡流且该涡流放射交变磁通。NFC模块203在放射交变磁通31a的期间，根据与涡流所放射的交变磁通进行交链的NFC线圈21的电压的频率、振幅以及相位等检测出金属接近了NFC线圈21的近旁的情况。将NFC模块203的这样的动作称为预轮询模式。
预轮询模式的期间，触摸控制器205在接收到发送信号的定时提高检测的阈值，在停止发送信号的定时使检测的阈值复原为基准阈值。因此触摸控制器205即使通过交变磁通31a所放射的交变磁通31a使噪声进入检测电路213也能够降低将其识别为手指的概率，并且能够检测实际上接触的手指。另外，由于NFC模块203不需要减弱交变磁通31a因此不会对NFC带来影响，并且能够确保NFC线圈21的安装场所在触摸板19的正下方。
预轮询即使在NFC卡53不接近的时间段也进行。用户在预轮询模式的期间，需要使用触摸板19。在NFC模块203放射交变磁通31a的期间，若停止触摸控制器205的动作，则无法使用触摸板19，但在本实施方式中，仅是提高阈值，因此能够兼得因噪声产生的误动作的防止以及手指的检测。
NFC模块203是预轮询，虽然无法区别NFC线圈51与金属的笔，但是能够推断NFC线圈51的接近。在框307检测出金属的NFC模块203在框309从NFC线圈21放射比交变磁通31a更长的时间交变磁通31b并识别NFC线圈51。在此刻NFC卡53不需要通过从NFC线圈51接收到的电力来进行动作。NFC模块203根据流过NFC线圈51的电流所放射的磁通来判断NFC卡53的接近。将NFC模块203的这样的动作称为全轮询模式。
在全轮询模式的期间，触摸控制器205在接收到发送信号的定时提高检测的阈值，在停止发送信号的定时使检测的阈值复原为基准阈值。在框311中，NFC模块203在推断出NFC卡53的接近时移至框313，在无法在规定时间内推断时返回至框305。
在框313中，NFC模块203成为发起者而进行动作并放射交变磁通31c，NFC卡53从交变磁通31c接收电力并作为目标进行动作。NFC卡53从在NFC线圈51感应出的电压取得电力并使IC芯片55动作。NFC模块203调制载波并发送请求数据，NFC卡53对副载波进行负载调制并从NFC线圈51返送应答数据。NFC模块203根据NFC线圈21的电压的振幅、相位的变化取得应答数据。将NFC模块203的这样的动作称为通讯模式。
在通讯模式中，NFC卡53接近触摸板19的表面或者接触触摸板19的表面。另外，保持NFC卡53的手指接近触摸板19或者接触触摸板19。存在即使在通讯模式下也与预轮询模式、全轮询模式同样地仅提高阈值就检测出无意识的手指的坐标的可能性。在通讯模式时，不需要假定用户利用触摸板19。
NFC模块203若移至通讯模式，则通过硬件线路209输出禁用信号。接收了禁用信号的触摸控制器205停止针对触摸板19的坐标的检测动作。触摸控制器205可以不将检测出的坐标输出到上位系统201。在框317中若通讯模式结束，则NFC模块203停止禁用信号并返回至框303。
误动作防止系统200的结构以及动作顺序如本发明的一个实施方式所示，本发明的范围如权利要求的范围记载那样。例如，可以省略全轮询模式。另外，在框301～305中的顺序因系统不同而不同因此不特别限制。在通讯模式中，虽然通过硬件线路209传送禁用信号，但在通讯模式时NFC模块203也可以向上位系统201发送禁用信号，放弃上位系统201所接收的坐标。另外，虽然以电磁耦合型的无线通信为例示进行了说明，但本发明也能够应用于利用了电磁波的无线通信。
[对触摸屏的应用]
本发明不仅能够应用于触摸板的误动作防止还应用于触摸屏的误动作防止。图7是其他实施方式所述的双屏幕式的电子设备400的立体图。对于电子设备400而言，顶侧壳体401与底侧壳体405通过铰接机构耦合。顶侧壳体401收纳有触摸屏403，底侧壳体405收纳有触摸屏407。
电子设备400通过铰接机构使顶侧壳体401及底侧壳体405的相对姿势以及根据需要针对台面的姿势变化而能够在多个使用模式下使用。在使用模式的一个例子中，能够在触摸屏407显示软件键盘并作为笔记本来使用。触摸屏407的角部的下方配置有用于与NFC卡53进行通信的NFC线圈411。
触摸屏407由触摸面板或触摸面板功能以及液晶面板构成。触摸屏407中的触摸面板的装入方式有外装型和内置型。对于外装型而言，在液晶面板的上表面配置触摸面板。在内置型中有外嵌型(On-Cell)和内嵌型(In-Cell)。对于外嵌型而言，在液晶面板的彩色滤光片基板与偏光板之间形成ITO的电极图案并组装入触摸面板功能。对于内嵌型而言，在液晶面板的TFT列阵基板的像素内组装入通过ITO形成的触摸面板功能。
NFC线圈411对于这些触摸屏407可以通过各种方法进行配置。为了向空间放射NFC所需要的磁通，优选将NFC线圈411配置于接近触摸屏407的表面的位置。在外装型的触摸屏407中，能够将通过ITO膜片形成的NFC线圈411配置于触摸面板与液晶模块之间。
在内置型的触摸屏407中，能够彩色滤光片基板的上方、在TFT列阵基板通过ITO形成NFC线圈411。在这样的触摸屏407中，虽然存在因NFC线圈411所放射的交变磁通而在触摸屏407产生误动作的情况，但能够应用图4、图5说明的方法来解决。
至此通过本发明附图所示的特定的实施方式进行了说明，但本发明并不限制于附图所示的实施方式，只要起到本发明的效果，当然也可以采用目前已知的任意结构。
Claims (12)
1.一种电子设备，其特征在于，具有：
电磁耦合型的无线模块；
线圈，其与所述无线模块连接；
触摸面板；以及
触摸控制器，其以规定的检测灵敏度检测针对所述触摸面板的操作，并仅在无线模块放射用于搜索通信对象设备的接近的交变磁通的期间降低所述检测灵敏度，包括：所述触摸控制器在接收到发送信号时提高检测物理量的阈值，在停止发送信号时使检测物理量的阈值复原为基准阈值，其中，所述无线模块在放射交变磁通的期间，将发送信号输出到触摸控制器。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，
所述无线模块符合近距离无线通信（NFC）的标准。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，
所述触摸控制器从所述无线模块通过硬件传送路径接收表示所述线圈放射交变磁通这一情况的发送信号。
4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，
所述触摸控制器在所述无线模块放射用于与所述通信对象设备进行通信的交变磁通的期间，将来自所述触摸面板的输入设为禁用。
5.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，
所述触摸面板是进行鼠标光标的操作的触摸板。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，
将所述线圈以与所述触摸板邻接的方式配置于所述触摸板的背面。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，
所述触摸板的轮廓的投影与所述线圈的轮廓重合。
8.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，
将所述线圈通过配置于所述触摸板的背面的所述触摸板的电路基板上的图案来形成。
9.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，
所述线圈被组装入包含显示器的触摸屏。
10.一种电子设备，其特征在于，具有：
无线模块；
放射元件，其与所述无线模块连接；
触摸面板；
触摸控制器，其以规定的检测灵敏度检测针对所述触摸面板的操作，并仅在无线模块放射用于搜索通信对象设备的接近的交变磁通的期间降低所述检测灵敏度，所述触摸控制器在接收到发送信号时提高检测物理量的阈值，在停止发送信号时使检测物理量的阈值复原为基准阈值，其中，所述无线模块在放射交变磁通的期间，将发送信号输出到触摸控制器。
11.一种方法，其是搭载有无线模块和触摸板的电子设备防止所述触摸板的误动作的方法，其特征在于，具有：
以规定的检测灵敏度对所述触摸板因手指的接近而变化的物理量进行检测的步骤；
与由所述无线模块放射用于搜索通信对象设备的接近的交变磁通的期间对应的降低所述检测灵敏度的步骤；以及
与所述交变磁通的放射的停止对应地复原为所述规定的检测灵敏度的步骤，包括：在接收到发送信号时提高检测物理量的阈值，在停止发送信号时使检测物理量的阈值复原为基准阈值，其中，所述无线模块在放射交变磁通的期间，将发送信号输出到触摸控制器。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，具有：
放射用于对接近所述触摸板的对象侧设备进行检测的第一交变磁通的步骤；
与所述第一交变磁通的放射对应地降低所述检测灵敏度的步骤；
放射用于与所述对象侧设备进行通信的第二交变磁通的步骤；以及
在放射所述第二交变磁通的期间，停止所述触摸板的检测功能的步骤。
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