專(zhuān)利名稱(chēng)：觸摸式接口設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及觸摸式接口設(shè)備和方法。本發(fā)明尤其應(yīng)用于保障配備
有觸摸式人機(jī)接口 ("IHM")且不連接于不間斷電源的電子產(chǎn)品的續(xù) 航力。
背景技術(shù)：
專(zhuān)用于觸摸式接口的電子解決方式為了保障不連接于不間斷電 源的產(chǎn)品至少兩年的續(xù)航時(shí)間而消耗過(guò)多的電流。
通常情況下，配備觸摸式接口且不連接于不間斷電源的移動(dòng)電子 產(chǎn)品，例如數(shù)字隨身聽(tīng)，移動(dòng)電話(huà)，個(gè)人數(shù)字助理和地理定位系統(tǒng)， 使用可充電電池。關(guān)于觸摸式接口技術(shù)，這些被稱(chēng)為"電容的"技術(shù)， 均是低能耗的但是，在至少兩年內(nèi)，若不做諸如更換電池組、給電池 再充電或更換電池或者將產(chǎn)品連上電源這樣的干預(yù)的話(huà)，它仍不能夠 使產(chǎn)品正常工作。
通常，在這些使用壓電傳感器的設(shè)備中，僅利用在壓電元件上的 按壓。這些利用壓電傳感器的被按壓和放松的設(shè)備采用中央單元 ("CPU，，即中央處理單元)，其持續(xù)地探測(cè)源自壓電傳感器的信號(hào)。 這意味著中央單元應(yīng)該總是活動(dòng)的，其結(jié)果是，縮短的續(xù)航力。
另一方面，基于觸摸式IHM的許多應(yīng)用都使用"電容的"技術(shù)， 它需要一個(gè)更高的電流方式，因?yàn)橹醒雴卧獜牟淮龣C(jī)。這與依靠非充 電電池工作的產(chǎn)品的固有能耗限制不符。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在改善這些不便。
為此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種觸摸式接口設(shè)備，其特征
4在于包括
-一個(gè)觸摸式鍵盤(pán)，包括至少一個(gè)受機(jī)械變形的影響的電壓生成 裝置以及
-一個(gè)處理信號(hào)的電子接口，適于檢測(cè)電壓生成裝置的被按壓和/ 或被放松以及在每個(gè)電壓生成裝置被按壓和/或被放松之后將自身轉(zhuǎn) 為待機(jī)狀態(tài)。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種觸摸式接口設(shè)備，其特征在于包
括
-一個(gè)觸摸式鍵盤(pán)，包括至少一個(gè)受機(jī)械變形的影響的電壓生成 裝置以及
-一個(gè)處理信號(hào)的電子接口 ，適于檢測(cè)電壓生成裝置的被放松以 及在每個(gè)電壓生成裝置被放松之后將自身轉(zhuǎn)為待機(jī)狀態(tài)。
本發(fā)明因此具有在休息時(shí)的能耗僅與電子接口在待機(jī)時(shí)的能耗， 其中有一個(gè)中央單元待機(jī)時(shí)的能耗，相等這一優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明的效果特 別體現(xiàn)在其平均能耗極低這一事實(shí)。實(shí)際上，電子接口只有在按壓電 壓生成裝置的持續(xù)期間內(nèi)才明顯處于活動(dòng)狀態(tài)，以便執(zhí)行待完成的動(dòng) 作(action)。剩余的時(shí)間，電子接口處于"休眠"，被消耗的電流則 是待機(jī)電流。
發(fā)明人的測(cè)試已表明，在目前的技術(shù)情況下，例如對(duì)一個(gè)靠一個(gè) 市售電池組"CR2032"(注冊(cè)商標(biāo))工作的產(chǎn)品，是有可能采用具有 至少五個(gè)按鍵的觸摸式接口且具有至少兩年續(xù)航力的。
根據(jù)特殊特征，電子接口包括至少一個(gè)電阻橋，其適于把至少一 個(gè)電壓生成裝置的電壓和對(duì)應(yīng)于鍵松開(kāi)的檢測(cè)極限值電壓進(jìn)行比較。
才艮據(jù)特殊特征，電壓生成裝置包括一個(gè)壓電元件。
應(yīng)當(dāng)注意到，在一個(gè)壓電晶體振蕩器中， 一次機(jī)械變形生成一個(gè) 電壓。這些元件的使用使得低成本制造成為可能。
根據(jù)特殊特征，本發(fā)明的設(shè)備，如上面簡(jiǎn)要描述的那樣，包括每 個(gè)所述鍵盤(pán)的觸摸式按鍵一個(gè)電壓生成裝置。
自按鍵被按下開(kāi)始每一個(gè)按鍵上的按壓由此被實(shí)時(shí)采用。 一個(gè)與按鍵按壓有關(guān)的動(dòng)作精確地持續(xù)了按鍵按壓的時(shí)間。
根據(jù)特殊特征，電子接口適于檢測(cè)分別對(duì)應(yīng)于電壓生成裝置上的 按壓和放松的每個(gè)電壓生成裝置端電壓的正波動(dòng)和負(fù)波動(dòng)。
因此能夠精確地檢測(cè)按鍵被按壓和松開(kāi)時(shí)刻。
根據(jù)特殊特征，電子接口適于把每個(gè)電壓生成裝置端電壓與至少 一個(gè)高閾值電壓比較以檢測(cè)在與一個(gè)電壓生成裝置相關(guān)聯(lián)的一個(gè)鍵 上的按壓，并與至少 一個(gè)低閾值電壓比較以檢測(cè)所述鍵的松開(kāi)。
因此對(duì)應(yīng)這兩個(gè)比較結(jié)果的二進(jìn)制信號(hào)在按壓持續(xù)在電壓生成 裝置上的過(guò)程中取一個(gè)預(yù)定值。
根據(jù)特殊特征，電子接口包括至少一個(gè)電壓比較裝置和一個(gè)閾值 電壓修改裝置，所述電壓比較裝置把電壓生成裝置端電壓與閾值電壓 進(jìn)行比較。
借助這一布置，僅一個(gè)電壓比較裝置就可以檢測(cè)電壓生成裝置端 電壓的正和負(fù)波動(dòng)。
根據(jù)特殊特征，閾值電壓修改裝置適于在閾值電壓已被電壓生成 裝置的端電壓超過(guò)時(shí)降低閾值電壓。
根據(jù)特殊特征，所述電子接口包括至少一個(gè)適于把每個(gè)電壓生成 裝置的端電壓與閾值電壓作比較的電壓比較裝置，當(dāng)所述電壓低于所 述閾值電壓時(shí)電子接口處于待機(jī)狀態(tài)。
本發(fā)明的實(shí)施因此尤為簡(jiǎn)單。
根據(jù)特殊特征，電子接口包括一個(gè)中央單元，其適于當(dāng)按壓和/ 或放松每個(gè)電壓生成裝置時(shí)執(zhí)行不同的動(dòng)作。
本發(fā)明的設(shè)備因此可以根據(jù)用戶(hù)按壓的一個(gè)或多個(gè)鍵對(duì)多種動(dòng) 作或功能進(jìn)行控制。
根據(jù)第二個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種開(kāi)關(guān)，其特征在于包括本發(fā)明
的接口設(shè)備，如上簡(jiǎn)述。
根據(jù)第三個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)器，其特征在于包括本發(fā) 明的接口設(shè)備，如上簡(jiǎn)述。
根據(jù)第四個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種遙控器，其特征在于包括本發(fā)
6明的接口設(shè)備，如上簡(jiǎn)述。
根據(jù)第五個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種觸摸式接口方法，其特征在于
包括
-檢測(cè)鍵盤(pán)的電壓生成裝置上的按壓和/或松開(kāi)和喚醒電子接口 的步驟，和
-將所述電子接口重新置于待機(jī)的步驟。
該開(kāi)關(guān)、調(diào)節(jié)器和該方法的優(yōu)點(diǎn)、目的及特征與如上簡(jiǎn)述的本發(fā) 明的設(shè)備的相似，在此不再贅述。


本發(fā)明的其他優(yōu)勢(shì)、目的及特征將在后續(xù)的、旨在說(shuō)明且絕不局 限于附件中圖案的描述中再次出現(xiàn)，其中
——圖1，以示意圖形式，表示本發(fā)明的設(shè)備的一種具體實(shí)施方
式，
——圖2，以示意圖形式，表示當(dāng)按壓和松開(kāi)與壓電元件關(guān)聯(lián)的
鍵盤(pán)上的一個(gè)鍵時(shí)壓電元件端電壓的變化情況，
——圖3表示本發(fā)明的開(kāi)關(guān)的一種具體實(shí)施方式
，
——圖4表示本發(fā)明的調(diào)節(jié)器的一種具體實(shí)施方式
，
——圖5表示納入一遙控器鍵盤(pán)的本發(fā)明的設(shè)備的一種具體實(shí)
施方式，
——圖6表示該設(shè)備的一種具體實(shí)施方式
的電路圖以及 ——圖7，以邏輯圖的形式，表示本發(fā)明的方法的一種具體實(shí)施 方式的各步驟。
具體實(shí)施例方式
我們觀察到，圖1中，在一種具體實(shí)施方式
中，設(shè)備100包括， 一方面， 一個(gè)包括鍵110和電壓生成裝置115的鍵盤(pán)105以及，另一 方面， 一個(gè)包括電壓比較裝置125、 一個(gè)修改施加于電壓比較裝置125 上閾值電壓的裝置130和一個(gè)中央單元卡135的電子接口 120。中央單元135卡包括一個(gè)電源140。中央單元是，例如，微控制 器、數(shù)字信號(hào)處理器或"DSP"(數(shù)字信號(hào)處理器Digital Signal Processor的首字母縮寫(xiě))或者是包括一個(gè)處理器的元件。
電壓生成裝置115適于在其受到機(jī)械變形時(shí)生成電壓。優(yōu)選的 是，電壓生成裝置115包括用常規(guī)方法機(jī)械連接到鍵盤(pán)按鍵的壓電元 件。例如，鍵盤(pán)105由一塊由夾層結(jié)構(gòu)的多種材料組成的板材構(gòu)成， 其中有壓電元件材料。在該鍵盤(pán)105前面板上畫(huà)有標(biāo)識(shí)用戶(hù)應(yīng)該按壓 的區(qū)域的象形符號(hào)。在每一個(gè)象形符號(hào)下，有一個(gè)壓電元件。這種觸 摸式板材帶有一個(gè)包括兩個(gè)接地信號(hào)和壓電信號(hào)的軟層。 一個(gè)連接器 可以與這些信號(hào)建立電連接?？梢杂^察到鍵盤(pán)105的每一按鍵被關(guān)聯(lián) 到一個(gè)電壓生成裝置115、 一個(gè)電壓比較裝置125和中央單元135的 一個(gè)輸入端。閾值電壓修改裝置130給所有電壓比較裝置125提供同 樣的閾值電壓。然而，作為變型，我們借助鍵盤(pán)105的按鍵預(yù)設(shè)一個(gè) 閾值電壓修改裝置。這一變型，尤其，適用于希望同時(shí)檢測(cè)在幾個(gè)不 同的按鍵上的按壓的情況。
每一個(gè)電壓生成裝置115由一個(gè)電阻620充電(參看圖6)，結(jié) 果電壓被輸送到電壓比較裝置125的"-"輸入端，而由閾值電壓修改裝 置130提供的閾值電壓4皮施加于電壓比較裝置125的"+"輸入端。
所有電壓比較裝置125的輸出端均被連接到一個(gè)中央單元的中 斷輸入端650，例如卡135上的一個(gè)處理器元件(參看圖6)。因此， 當(dāng)電壓比較裝置125的一個(gè)輸出信號(hào)切換為"0"時(shí)，中央單元，其剛 剛處于待機(jī)模式，被喚醒。相反地，當(dāng)所有電壓比較裝置125的輸出 信號(hào)重回到"l，，時(shí)，中央單元恢復(fù)到待機(jī)模式。
閾值電壓修改裝置130適合以下情況，即閾值電壓，在長(zhǎng)期情況 下，具有被稱(chēng)為"高閾值"和"低閾值"的兩種閾值電壓中的任一個(gè)。這 些閾值電壓被選擇為高閾值-V"f傳感s+El和低閾值-V"f傳感器-E2，其 中E1>0， E2X)且V"f傳感器即是壓電元件115的參考電壓，換而言之 即休息電壓。
比較裝置125將壓電元件115的端電壓與閾值電壓作比較，該比較產(chǎn)生的信號(hào)是任何一個(gè)中央單元都可以理解的二進(jìn)制信號(hào)。在所述 實(shí)施方式中，當(dāng)按鍵處于休息狀態(tài)時(shí)該二進(jìn)制信號(hào)賦值為"l"而當(dāng)按
壓持續(xù)作用于按鍵時(shí)為"o"。
對(duì)于與觸摸式鍵盤(pán)105的一個(gè)鍵110關(guān)聯(lián)的每一個(gè)電壓比較裝置 125而言，源自相應(yīng)壓電元件115的電壓施加于電壓比較裝置125的 "-"輸入端而由修改裝置提供的閾值電壓施加于該電壓比較裝置125 的"+"輸入端。因此，在休息時(shí)，連接于中央單元的中斷輸入端的電 壓比較裝置125的輸出端被賦值"l"。中央單元處于待機(jī)并且一旦該 輸入端切換為"O"時(shí)它可纟皮喚醒。
修改裝置130包括一個(gè)通常與前述相同的中央單元，和一個(gè)接收 源自中央單元"閾值變化量"輸出端的信號(hào)的電阻橋(參看圖6)。當(dāng) 有按壓時(shí)，來(lái)自壓電元件115的電壓變得高于"高閾值"并且電壓比較 裝置輸出端值切換為"0"。中央單元被喚醒并立即將被稱(chēng)為"閾值變化 量"的一條輸出線(xiàn)切換為"0"(該線(xiàn)在休息時(shí)是"l")。這條線(xiàn)使得可 以修改由修改裝置130施加于電壓比較裝置125"+"輸入端的閣值電 壓，使得源自壓電元件115的電壓高于閾值(即"低閾值")。因此只 要放松未被檢測(cè)到，電壓比較裝置125的輸出端就保持為"0"。所有 其余的電壓比較裝置125的輸出端在閾值電壓切換時(shí)亦切換為"O", 源自電壓生成裝置的電壓均高于"低閾值"。 一旦"放松"介入，源自電 壓生成裝置115的電壓即刻變得低于"低閾值"，對(duì)應(yīng)于所按按鍵105 的電壓比較裝置125的輸出端相應(yīng)地再次回到"l"，并且由于所有電 壓比較裝置125的輸出端在閾值電壓切換成"高閾值"時(shí)均切換成"1"， 中央單元?jiǎng)t立即將"閾值變化量"線(xiàn)切換成"l，，以等待另一次的按壓。
因此，在這些實(shí)施方式下，處理信號(hào)的電子接口檢測(cè)電壓生成裝 置的放 ^并且在每個(gè)電壓生成裝置的每一次放松之后啟動(dòng)待機(jī)狀態(tài)。
在這些實(shí)施方式下，處理信號(hào)的電子接口檢測(cè)電壓生成裝置的被 按壓和/或被放松并在每個(gè)電壓生成裝置的每一次被按壓和/或被放松 之后啟動(dòng)待機(jī)狀態(tài)。
由于使用極低能耗的電壓比較裝置125，例如MAXim MAX9120
9(注冊(cè)商標(biāo))比較器，其電源電壓為3伏時(shí)待機(jī)電流為0.45jiA,使得 能夠制造出，例如配備一個(gè)由市售電池組"CR2032"供電且在不更換 電池組的情況下有兩年續(xù)航能力的觸摸式接口的開(kāi)關(guān)(參看圖3)或 照明調(diào)節(jié)器(參看圖4)。
因此，本發(fā)明的設(shè)備使用一個(gè)觸摸式鍵盤(pán)，它包括電壓生成裝置， 壓電元件尤佳，在其中機(jī)械變形產(chǎn)生一個(gè)電壓；還包括一個(gè)能耗極低 的處理信號(hào)的電子接口 。通過(guò)一方面只有當(dāng) 一個(gè)壓電元件已被激活電 子接口才能脫離待機(jī)狀態(tài)并且一旦該元件被放松該電子接口又恢復(fù) 待機(jī)狀態(tài)，和另一方面使用低壓電壓比較裝置，獲得這一低能耗。
該接口的平均能耗直接取決于需用的觸摸式按鍵的數(shù)量，這是由 于電壓比較裝置的數(shù)量對(duì)應(yīng)于這些按鍵的數(shù)量。
發(fā)明人例如已為一個(gè)用單獨(dú)一個(gè)市售電池組"CR2032"供電的 產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了擁有至少五個(gè)按鍵并具有至少兩年續(xù)航力的接口。
本發(fā)明投入實(shí)施的一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于休息時(shí)的能耗僅僅與電子接口 的能耗相等，其中有待機(jī)下中央單元的能耗。當(dāng)二進(jìn)制信號(hào)(對(duì)應(yīng)被 按壓的壓電按鍵)從"1"切換為"0，，時(shí)中央單元被喚醒。壓電鍵盤(pán)的能 耗為零。
在未表示出的變型情況下，電子接口包括至少一個(gè)適于將每一個(gè) 電壓生成裝置的端電壓與閾值電壓作比較的電壓比較裝置，當(dāng)每一個(gè) 電壓生成裝置的端電壓低于閾值電壓時(shí)電子接口處于待機(jī)狀態(tài)。本發(fā)
明的實(shí)施因此尤為簡(jiǎn)單。
可以觀察到，圖2中，對(duì)應(yīng)于一受到按壓而后被放4^的壓電元件 的端電壓的信號(hào)205的變化情況。也可觀察到一個(gè)"高閾值"值210 和一個(gè)"低閾值，，值215。此外，可觀察到參考電壓"Vr"傳感s，，225和 一個(gè)表示電壓比較結(jié)果的二進(jìn)制信號(hào)220，該比較是由信號(hào)205表示 的電壓與閾值210之間的比較，而后一旦該數(shù)值超出，則與閾值215 比較。在相應(yīng)按鍵上沒(méi)有出現(xiàn)機(jī)械變形時(shí)，或出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間機(jī)械變形時(shí)， 壓電元件端電壓與"V"f 傳感器 "相等。
當(dāng)電壓生成裝置端電壓超出"高閾值"時(shí)，電子接口檢測(cè)對(duì)應(yīng)于鍵盤(pán)的一個(gè)鍵被按壓的正峰值，而后當(dāng)該電壓低于"低閾值"時(shí)，檢測(cè)對(duì)
應(yīng)于被放松的負(fù)峰值。因此如圖2所繪在持續(xù)按壓與該壓電元件關(guān)聯(lián) 的按鍵期間，電壓比較裝置輸出端的二進(jìn)制信號(hào)值為"O"。
中央單元卡一旦脫離待機(jī)狀態(tài)，換而言之一旦電壓比較裝置125 檢測(cè)到 一壓電元件的端電壓超過(guò)"高閾值，，值，就由中央單元卡進(jìn)行閾 值電壓的改變。"低閾值"值則變成所有電壓比較裝置125的參考電壓。
在休息時(shí)，鍵盤(pán)的任一鍵上沒(méi)有按壓，壓電元件的端電壓等于 Vr"傳感器并且所有電壓比較裝置125的輸出端都在電平"l"。
當(dāng)鍵盤(pán)上的一個(gè)鍵上有按壓時(shí)，相應(yīng)壓電元件的端電壓形成一個(gè) 超過(guò)"高閾值"值的正峰值。實(shí)際上，在按壓壓電傳感器的那一刻，即 生成電荷，它將流動(dòng)于電阻620中這在電壓中形成電壓峰值。
當(dāng)壓電元件端電壓低于"高閾值"值，相應(yīng)電壓比較裝置輸出則切 換成"O"。中央單元?jiǎng)t立即被喚醒并發(fā)出閾值電壓控制信號(hào)，其被指 派"低闊值，，值。在超出"高閾值"值之后，壓電元件端電壓在按壓持續(xù) 進(jìn)行時(shí)又變得等于V"f 傳感器， 傳感器 "值高于新的閾值電壓"低閾
值"。電壓比較裝置的輸出端因此保持在"o"而中央單元因此保持在蘇
醒狀態(tài)并執(zhí)行對(duì)于按壓指定鍵已被編程的動(dòng)作。
在該鍵上的按壓停止時(shí)，相應(yīng)壓電元件端電壓形成一個(gè)向下低于 "低閾值，，值的負(fù)峰值。實(shí)際上，在松開(kāi)壓電傳感器時(shí)，朝另一個(gè)方向 發(fā)生電荷的轉(zhuǎn)移，而這正對(duì)應(yīng)按壓的開(kāi)始，并且因此產(chǎn)生負(fù)電壓峰值。
相應(yīng)的電壓比較裝置輸出端信號(hào)因此變成"l"，這使"閾值變化 量"控制信號(hào)立即切換成"l"并且指派閾值電壓為"高閾值，，值，因此， 所有其它電壓比較裝置重新提供同樣的輸出信號(hào)"l"，任一壓電元件
的每一個(gè)端電壓等于"Vr"錢(qián)器"，即在"低閾值"和"高閾值"之間。 中央單元?jiǎng)t切換成待機(jī)狀態(tài)，同時(shí)因此將耗電量減到最低。 在圖3中可以觀察到一個(gè)包括圖1中所繪設(shè)備100的開(kāi)關(guān)305。 在一個(gè)鍵310上按壓使得開(kāi)關(guān)從一個(gè)狀態(tài)切換到另一個(gè)狀態(tài)。在圖4 中可以觀察到一個(gè)包括圖1所繪設(shè)備100的調(diào)節(jié)器405。在"+"鍵410 上的按壓可以控制控制信號(hào)例如照明強(qiáng)度的增強(qiáng)。在"-"鍵415上的按壓可以控制控制信號(hào)的減少，圖5中可以觀察到一個(gè)包括圖1所繪設(shè) 備100的遙控器505。在按鍵510至525上的按壓可以遙控一個(gè)遠(yuǎn)距 離的儀器，例如一個(gè)警報(bào)器， 一個(gè)電動(dòng)門(mén)或住宅自動(dòng)化設(shè)施的電動(dòng)機(jī)。
在圖3至5中，設(shè)備100用虛線(xiàn)表示，因?yàn)樗謩e位于開(kāi)關(guān)、調(diào) 節(jié)器或遙控器的前面板的后面。
因此，得益于電子接口 120，在持續(xù)按鍵在鍵盤(pán)105的按鍵110 上期間，人們可以把精確動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)聯(lián)系起來(lái)(如打開(kāi)光源或其指令 改變)。人們也可以將這些動(dòng)作僅僅與按鍵110的按壓和/或松開(kāi)動(dòng)作 的開(kāi)始信號(hào)聯(lián)系起來(lái)。
涉及圖4所繪的調(diào)節(jié)器405，我們可以因此通過(guò)保持手指按壓在 "+，，鍵上逐漸增加一個(gè)光源的亮度，而保持手指按壓在"-"鍵上來(lái)逐漸 降低光源的亮度。
圖6中僅示出了與一個(gè)鍵盤(pán)按鍵有關(guān)的組件。為了構(gòu)造一個(gè)利用 多個(gè)按鍵的設(shè)備，我們?yōu)楸惶摼€(xiàn)圍繞的組件建立雙工通信。然而，涉 及不同按鍵的中央單元的各輸入端并不相同。
在圖6中可以觀察到，壓電元件參考電壓615由第一個(gè)電阻橋 605后跟著一個(gè)安裝在隨動(dòng)裝置上的運(yùn)算放大器630構(gòu)成。端子連接 于運(yùn)算放大器630輸出端及源自中央單元650的"閾值變化量"閾值控 制的第二個(gè)電阻橋610向一個(gè)電壓比較裝置640提供閾值電壓"高閾 值"或"低閾值"，該電壓比較裝置640此外還接收壓電元件615的端 電壓。電壓比較裝置640的輸出信號(hào)被連接于中央單元650的中斷輸 入端。中央單元650被連接于一個(gè)射頻通信電路660，用于發(fā)射無(wú)線(xiàn) 電通信信號(hào)。
在一個(gè)具體實(shí)施方式
中，電壓V等于3,3伏。第一電阻橋605的 兩個(gè)電阻均相等，參考電壓為1.65伏。連接于參考電壓的第二電阻橋 610的電阻等于連接于中央單元650的"閾值變化量"輸出端的電阻的 7.5%,且當(dāng)"閾值變化量"信號(hào)邏輯值為"l"，換而言之等于3.3伏時(shí)， "高閾值"閾值電壓等于1.77伏而當(dāng)"閾值變化量"信號(hào)邏輯值為"O"， 換而言之等于0伏時(shí)，"低閾值"閾值電壓等于1.53伏。在選擇高電阻的情況下，這兩個(gè)分壓器(diviseur)橋一共消耗 0.24jiA。在使用由一個(gè)比較器Maxim MAX9120 (注冊(cè)商標(biāo))(其待機(jī) 時(shí)3伏情況下約消耗0.45pA)和一個(gè)運(yùn)算放大器Maxim MAX4464(注 冊(cè)商標(biāo))(其3伏情況下消耗0.75pA)構(gòu)成的電壓比較裝置時(shí)，對(duì)一個(gè) 有N個(gè)鍵并因此有N個(gè)電壓比較裝置的設(shè)備來(lái)說(shuō)，消耗電流，在待 機(jī)狀態(tài)下，因此等于(0.24+Nx0.45+0.75 ) ^A，其中要加入中央單元 待機(jī)時(shí)的消耗電流，對(duì)于一個(gè)微處理器來(lái)說(shuō)即低于ljllA。
關(guān)于圖6，電壓比較裝置640用以與電壓生成裝置615端電壓作 比較的閾值電壓修改裝置是由電阻橋610構(gòu)成，其一橋被連接于中央 單元650的一個(gè)二進(jìn)制輸出("閾值變化量")，該中央單元比較兩個(gè) 可能的閾值電壓值。
在變型中可以注意到，比較裝置被納入中央單元650。因此省略 了幾個(gè)組件，這降低了設(shè)備的消耗和成本。
在圖7中可觀察到，在步驟705的過(guò)程中，本發(fā)明的設(shè)備處于待 機(jī)初始狀態(tài)。
在步驟710過(guò)程中，用戶(hù)按壓該設(shè)備的鍵盤(pán)的一個(gè)鍵。
在步驟715過(guò)程中，確定每一個(gè)電壓生成裝置的端電壓是否高于
"高閾值"值。若否，回到步驟715。若是，在步驟720過(guò)程中，喚醒
中央單元。
在步驟725過(guò)程中，中央單元修改用于與電壓生成裝置端電壓比 較的閾值電壓，為作此步驟，在步驟715中已檢測(cè)出超出初始閾值電 壓("高閾值")的情況。新的閾值電壓作為"低閾值"值。
在步驟730過(guò)程中，中央單元執(zhí)行一項(xiàng)與從步驟710開(kāi)始所按壓 的鍵有關(guān)的任務(wù)。例如，中央單元修改開(kāi)關(guān)或調(diào)節(jié)器的狀態(tài)以使得增 強(qiáng)或減弱一個(gè)信號(hào)，例如亮度控制信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)、致動(dòng)器信號(hào)、 電子或信息系統(tǒng)信號(hào)。
隨后，在步驟735過(guò)程中，確定每一個(gè)電壓生成裝置的端電壓是 否低于"低閾值，，值。若否，回到步驟730。若是，在步驟740中，將 中央單元置于待機(jī)狀態(tài)。在變型中，將中央單元置于待機(jī)狀態(tài)因中央單元自身而有不同， 例如因?yàn)樗芡瓿梢豁?xiàng)任務(wù)或存儲(chǔ)有用參數(shù)數(shù)值以備下次蘇醒后使 用。在變型中，當(dāng)用戶(hù)按在鍵盤(pán)的一個(gè)鍵上時(shí)，這一動(dòng)作在確定的一 段時(shí)間之后觸發(fā)一個(gè)動(dòng)作。中央單元，當(dāng)它祐 f壬一電壓比較裝置的輸 出端的一個(gè)信號(hào)喚醒時(shí)，可以決定立即行動(dòng)或者等待。
在變型中，當(dāng)用戶(hù)按壓在一個(gè)鍵上時(shí)，這觸發(fā)一個(gè)由中央單元操 縱的動(dòng)作，而后是中央單元自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。在變型中，僅僅考慮 為執(zhí)行一個(gè)動(dòng)作按壓一個(gè)鍵或松開(kāi)該鍵。則僅有一個(gè)閾值電壓值被利 用。在變型中，當(dāng)用戶(hù)松開(kāi)該鍵時(shí)，這觸發(fā)一個(gè)新的動(dòng)作和一次新的 待機(jī)狀態(tài)。則兩個(gè)閾值電壓被使用并在待機(jī)階段被保持。
本發(fā)明適用于所有可能裝有觸摸式接口的設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種觸摸式接口設(shè)備(100)，其特征在于包括觸摸鍵盤(pán)(105)，包括至少一個(gè)受機(jī)械變形的影響的電壓生成裝置(110，310，410，415，510，515，520，525，615)以及處理信號(hào)的電子接口(120，135，605，610，630，640，650)，適于檢測(cè)電壓生成裝置的被按壓和/或放松并適于在每個(gè)電壓生成裝置被按壓和/或被放松之后轉(zhuǎn)為待機(jī)狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于電壓生成裝置(110， 310， 410， 415， 510, 515， 520， 525， 615)包括壓電元件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于包括每個(gè)所述 鍵盤(pán)的觸摸鍵一個(gè)電壓生成裝置(110， 310， 410， 415， 510, 515， 520， 525, 615)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于電子 接口 (120， 135， 605， 610， 630， 640， 650)適于檢測(cè)分別對(duì)應(yīng)于 電壓生成裝置上的按壓和放;^的每個(gè)電壓生成裝置(110, 310， 410， 415， 510， 515， 520， 525， 615)的端電壓的正和負(fù)波動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于電子 接口 ( 120, 135, 605， 610， 630， 640, 650)適于比較每個(gè)電壓生 成裝置(110， 310， 410， 415， 510， 515， 520， 525， 615)的端電 壓和至少一個(gè)稱(chēng)作"高閾值"的閾值電壓，以檢測(cè)與一個(gè)電壓生成裝置 關(guān)聯(lián)的一個(gè)鍵上的按壓；并適于比較每個(gè)電壓生成裝置(110， 310， 410， 415， 510， 515， 520， 525， 615)的端電壓和至少一個(gè)稱(chēng)作"低 閾值"的閾值電壓，以檢測(cè)所述鍵的松開(kāi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于電子接口 ( 120, 135, 605, 610， 630， 640, 650)包括至少一個(gè)電壓比較裝置(125， 640) 和一個(gè)閾值電壓修改裝置(130， 610， 650)，所述電壓比較裝置將 電壓生成裝置的端電壓與該閾值電壓進(jìn)行比較。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于閾值電壓修改裝置(130， 610， 650)適于當(dāng)該閾值電壓被電壓生成裝置的端電壓超過(guò) 時(shí)降低該閾值電壓，并當(dāng)該閾值電壓被所述電壓生成裝置的端電壓向 下越過(guò)時(shí)升高該閾值電壓。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于所述電子接口 (120， 135， 605， 610, 630， 640， 650)包括至少一個(gè)電壓比較裝置(125, 640)，該電壓比較裝置適于將每個(gè)電壓生成裝置(110，310， 410， 415， 510， 515, 520， 525， 615)的端電壓和一個(gè)閾值電壓進(jìn)行比較，當(dāng)每個(gè)電壓生成裝置的端電壓低于該閾值電壓時(shí)，電子 接口處于待機(jī)狀態(tài)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于電子 接口 (120， 135， 605， 610， 630， 640， 650)包括中央單元(650)， 該中央單元適于在每個(gè)電壓生成裝置(110, 310， 410, 415， 510， 515， 520， 525, 615 )的被按壓和/或被放松時(shí)執(zhí)行不同的動(dòng)作。
10. —種開(kāi)關(guān)(305)，其特征在于包括根據(jù)權(quán)利要求1至9中 任一項(xiàng)所述的接口設(shè)備(100)。
11. 一種調(diào)節(jié)器(405)，其特征在于包括根據(jù)權(quán)利要求1至9 中任一項(xiàng)所述的接口設(shè)備(100)。
12. —種遙控器(505)，其特征在于包括根據(jù)權(quán)利要求1至9 中任一項(xiàng)所述的接口設(shè)備(100)。
13. —種觸摸式接口方法，其特征在于包括檢測(cè)在鍵盤(pán)(105)的電壓生成裝置(110， 310, 410， 415， 510,515, 520， 525， 615 )上的按壓和/或放術(shù)>并喚醒電子接口 (120， 135， 605， 610， 630， 640， 650)的步驟(715)，和將所述電子接口再次置于待機(jī)狀態(tài)的步驟(735)。
全文摘要
觸摸式接口設(shè)備，包括一個(gè)觸摸式鍵盤(pán)(105)，包括至少一個(gè)受機(jī)械變形影響的電壓生成設(shè)備(110)以及一個(gè)處理信號(hào)的電子接口(120，135)，適于檢測(cè)電壓生成裝置的被按壓和/或被放松以及在每個(gè)電壓生成裝置被按壓和/或被放松之后將自身轉(zhuǎn)為待機(jī)狀態(tài)。優(yōu)選地，電壓生成裝置(110)包括一個(gè)壓電元件。在實(shí)施方式中，電子接口(120，135)包括至少一個(gè)電壓比較裝置(125)，被所述電壓比較裝置用于與電壓生成裝置的端電壓進(jìn)行比較的可作參數(shù)的閾值電壓(130)的生成，以及一個(gè)包括中央單元的卡(135)及其電源(140)。所述可作參數(shù)的閾值電壓可被升高或降低，以檢測(cè)分別由至少一個(gè)電壓生成裝置被按壓和/或被放松引起的至少一個(gè)電壓生成裝置的正峰值與負(fù)峰值。
文檔編號(hào)G06F1/32GK101515202SQ200910007380
公開(kāi)日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月18日
發(fā)明者亞歷山大·佩羅, 塞巴斯蒂安·里戈萊 申請(qǐng)人:羅格朗法國(guó)公司;羅格朗Snc公司