[实用新型]利用电容识别来感测压力的设备

说明书

技术领域

本实用新型公开的内容涉及输入机构，更具体地涉及通过使用压力和 接近度传感器(proximity sensor)来感测输入。

背景技术

市场上的几乎每一种消费产品设备都具有允许用户与该设备进行交互 的某种形式的输入机构。最普遍的输入机构之一是按钮，当用户按压该按 钮时，将致使设备改变与所述按钮相关联的状态。按钮可以采用多种形 式，从机械按钮(例如，在TV遥控器和计算器上普遍可见的橡胶按钮) 到虚拟按钮(例如，在ATM和一些手持式计算设备上普遍可见的、显示 在平坦和/或刚性的触感表面上的图形用户界面输入区域)都可以。

不管采用何种形式，按钮通常都与两种状态——“按下”或“未按 下”相关联。按压或选择按钮将“未按下”状态改变为“按下”状态，使 得“按下”状态被激活(activated)。释放按钮将“按下”状态改回到 “未按下”状态，使得“按下”状态无效。从这个意义上说，按钮允许用 户对设备的输入状态进行限定。

例如，当设备处于断电状态并且用户按下电源按钮时，按钮的按压动 作激活了电源按钮的“按下”状态，而“按下”状态致使设备上电。当用 户释放该按钮时，按钮的释放动作使得“按下”状态不起作用，通常为无 效。在另一个示例中，当用户按压汽车的喇叭(可以将喇叭看作一个巨大 的按钮)时，喇叭的按压动作激活了喇叭的“按下”状态，从而致使汽车 鸣笛。当用户释放喇叭时，喇叭的释放动作使得“按下”状态不起作用， 从而致使汽车停止鸣笛。

在多种按钮操作的背后的机构是压力传感器。当用户按压按钮时，压 力传感器检测到从用户的手指、手或其它物体施加到按钮上的压力。当传 感器的输出表示压力超过阈值量(例如，用户手指的足够强的按压表示用 户意图按下按钮)时，按钮的“按下”状态被激活，使得设备由于按钮被 按下而采取动作。

因此，为了使按钮正确工作，正确地解释传感器输出以指出按钮已经 被按下还是释放是很重要的。按钮的传感器输出的错误解释会导致误以为 按钮被按压或释放，这会导致具有潜在破坏后果的不希望的动作。

实用新型内容

为了正确解释用户是否正在按压设备的按钮，这里公开的方法能够检 测施加到按钮区域上的压力以及用户手指与按钮区域之间的接近度。

以这种方式，可以使用接近度检测来验证检测到的压力是否确实是由 对按钮的有意按压引起的，而非由诸如温度变化或按钮卡住之类的其它作 用造成的。

例如，当在某些情况下温度变化导致压力传感器表示有压力施加在按 钮上时，如果接近度传感器表示没有手指处于按钮区域，接近度检测与压 力检测的组合就能够防止将温度变化混淆为用户的按钮按压。

类似地，当在某些情况下按钮卡住导致压力传感器表示施加在按钮上 的压力时，如果接近度传感器表示用户手指已经离开按钮区域，接近度检 测与压力检测的组合就能够防止将按钮卡住混淆为用户还在按压按钮。

除了解决这些信号调整问题以外，本实用新型还教导了可以利用相同 的实体传感器来在压力检测和接近度检测之间来回切换，原因在于同一传 感器元件既可以用来检测电阻(表示了所施加的压力)，又可以用来检测 电容(表示了用户手指的接近度)。

从实施方式和成本的角度来看，使用单个传感设备来既实现压力感测 又实现接近度感测是有利的。从实施方式的角度看，一个实体传感器具有 两种感测能力会是有益的，因为其确保了可以对同一输入区域针对压力和 接近度进行检测。从成本的角度来看，使用一个实体传感器来检测压力和 接近度两者要比使用两个传感器便宜，在使用两个传感器的情况下，其中 一个传感器仅用于检测压力，而另一个传感器仅用于检测接近度。

此外，本实用新型教导了设备的这样一种能力：以可编程方式改变为 了激活按钮的输入状态所需要的压力和/或接近度输出的阈值量。例如， 如果设备能够改变激活按钮的“按下”状态所需要的压力水平，和/或激 活按钮的“按下”状态所需要的手指和按钮的接近度水平，则可以在不改 变与所述按钮相关联的实体传感器的情况下改变按钮区域的有效大小。

这样一种能力允许用户仅仅通过经由软件控制来调节传感器阈值参数 即可调整显示在设备表面上的虚拟按钮的大小。