專(zhuān)利名稱(chēng)：一種控制板傳感器及顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電容式感應(yīng)領(lǐng)域，尤其涉及一種控制板感應(yīng)器以及顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
電容式感應(yīng)掩建的原理如下所述電容式感應(yīng)按鍵一般為一對(duì)相鄰電極， 在該相鄰電極之間有很小的電容，稱(chēng)為寄生電容。當(dāng)一個(gè)導(dǎo)體，如手指、人 體等，接近該電容式感應(yīng)按鍵時(shí)，將增加該相鄰電極的導(dǎo)電表面積，從而在電 極與導(dǎo)體之間會(huì)產(chǎn)生一附加電容。通過(guò)電容險(xiǎn)測(cè)器檢測(cè)電極與導(dǎo)體之間的電容
變化來(lái)判斷電容式感應(yīng)皿是否被按下。這種電容式感應(yīng)按鍵的優(yōu)點(diǎn)是耐用 性好，不易損壞，實(shí)現(xiàn)了拾睫的無(wú)觸摸控制。其缺點(diǎn)是覆蓋厚度控制難度大， 電容感應(yīng)靈敏度不夠高。
同時(shí)由于該電容式感應(yīng)M存在以上的缺點(diǎn)，使其在電視產(chǎn)品以及顯示器 產(chǎn)品中未得到應(yīng)用。在目前的電視產(chǎn)品、顯示器產(chǎn)品中，開(kāi)關(guān)4務(wù)建和功能^^ 都采用普通的機(jī)喊式掩睫，通過(guò)手指按壓掩睫來(lái)實(shí)現(xiàn)電源的開(kāi)關(guān)和功能的選擇。 目前也出現(xiàn)了輕觸開(kāi)關(guān)等新型M技術(shù)，但作為機(jī)械式開(kāi)關(guān)，其固有的手感、 壽命等問(wèn)題沒(méi)有得到根本的解決。機(jī)械式M在使用時(shí)，不僅按鍵所受到的壓 力對(duì)其靈敏度有影響，而且,帶來(lái)的咔咔聲會(huì)給消費(fèi)者帶來(lái)不必要的噪聲， 影響消費(fèi)者的聽(tīng)覺(jué)感受，同時(shí)，對(duì)顯示器產(chǎn)品以及電視機(jī)產(chǎn)品的整機(jī)美觀性造 成影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種控制板傳感器，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的電 容感應(yīng)靈敏度不高、覆蓋厚度控制難度大的問(wèn)題； 本發(fā)明的另一目的在于提供一種顯示設(shè)備。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的， 一種控制板傳感器，所述傳感器包括一電容式感應(yīng) 按鍵，以及與所述電容式感應(yīng)皿連接，檢測(cè)其電容變化的電容險(xiǎn)測(cè)器，所述 電容式感應(yīng)M包括兩個(gè)銅片，其中一銅片接地，所述銅片之間形成一電容， 所述銅片上鍍有絕緣層，所述絕緣層上設(shè)置有一感應(yīng)天線(xiàn)，所述感應(yīng)天線(xiàn)與兩 個(gè)銅片之間分別形成一電容。
所述電容險(xiǎn)測(cè)器包括一電容開(kāi)關(guān)、 一充電電源、 一比較器、 一復(fù)位開(kāi)關(guān)、 一脈沖寬度調(diào)制器以及一定時(shí)器，所述充電電源、比較器以及復(fù)位開(kāi)關(guān)組成一 張弛振蕩器，所述張弛振蕩器對(duì)所述控制板傳感器進(jìn)行持續(xù)充放電。
所述感應(yīng)天線(xiàn)為導(dǎo)電海綿。
一種顯示設(shè)備，所述設(shè)備包括一控制板傳感器，所述控制板傳感器包括一 電容式感應(yīng)掩建，以及與所述電容式感應(yīng)掩建連接，檢測(cè)其電容變化的電^ 測(cè)器，所述電容式感應(yīng)M包括兩個(gè)銅片，其中一銅片接地，所述銅片之間形 成一電容，所述銅片上鍍有絕緣層，所述絕緣層上設(shè)置有一感應(yīng)天線(xiàn)，所述感 應(yīng)天線(xiàn)與兩個(gè)銅片之間分別形成一電容。
所述電象險(xiǎn)測(cè)器包括一電容開(kāi)關(guān)、 一充電電源、 一比較器、 一復(fù)位開(kāi)關(guān)、 一脈沖寬度調(diào)制器以及一定時(shí)器，所述充電電源、比較器以及復(fù)位開(kāi)關(guān)組成一 張弛振蕩器，所述張弛振蕩器對(duì)所述控制板傳感器的電極進(jìn)行持續(xù)充放電。
所述感應(yīng)天線(xiàn)為導(dǎo)電海綿。
所述顯示設(shè)備為顯示器或者電視機(jī)。
在本發(fā)明中，通過(guò)在控制板傳感器中增加一感應(yīng)天線(xiàn)，增強(qiáng)了控制板傳感 器的靈敏度，從而減少了電容式感應(yīng)M與導(dǎo)體之間的感應(yīng)距離。同時(shí)利用本 發(fā)明提供的控制板傳感器實(shí)現(xiàn)了各種電視產(chǎn)品及顯示器產(chǎn)品上的功能拾建和開(kāi) 關(guān)M的無(wú)觸4莫控制。


圖l是本發(fā)明控制板傳感器的電容式感應(yīng)皿的電路原理圖；圖2是本發(fā)明控制板傳感器的電^測(cè)器的組成結(jié)構(gòu)圖3是本發(fā)明利用控制板傳感器的顯示器的硬件結(jié)構(gòu)圖4是本發(fā)明控制板傳感器在顯示器上的具體實(shí)現(xiàn)的模塊組成圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí) 施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅 僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
在本發(fā)明中，通過(guò)在構(gòu)成控制板傳感器的電容式感應(yīng),的銅片上增加一 絕緣層，在絕緣層上增加一感應(yīng)天線(xiàn)，增加了電容式感應(yīng)掩建的靈敏度，從而 減少覆蓋厚度對(duì)電容式感應(yīng)掩建的影響。同時(shí)在本發(fā)明中，利用控制板傳感器 實(shí)現(xiàn)了各種電視產(chǎn)品及顯示器產(chǎn)品上的功能皿和開(kāi)關(guān)M的無(wú)觸摸控制。
本發(fā)明控制板傳感器包括至少一個(gè)電容式感應(yīng)##以及與該電容式感應(yīng)按 鍵連接的電g測(cè)器。
圖1示出了電容式感應(yīng)按鍵的結(jié)構(gòu)，詳述如下
電容式感應(yīng),包括兩個(gè)銅片1，其中一銅片接地，兩個(gè)銅片1之間形成 的一電容。假設(shè)銅片1與地之間的總電容值為Cp。當(dāng)電容式感應(yīng),未被按下 時(shí)，銅片1與地之間形成一寄生電容Cy，此時(shí)，CP = CY。當(dāng)一導(dǎo)電元件3(該 導(dǎo)電元件可以為手指、人體等)靠近電容式感應(yīng)掩建時(shí)，根據(jù)電容式感應(yīng)技術(shù) 的傳感原理，將產(chǎn)生一附加電容Cx，使銅片與地之間的總電容Cp的值增加， 此時(shí)Cp = CY + Cx。在銅皮1上鍍一層瀝油作為絕緣層，絕緣層上設(shè)有一起傳感 作用的感應(yīng)天線(xiàn)5，該感應(yīng)天線(xiàn)可以為導(dǎo)電海綿，其具有4艮強(qiáng)的導(dǎo)電性，能夠 增強(qiáng)電容式感應(yīng)掩建的靈敏度，減少電容式感應(yīng)M與導(dǎo)體之間的感應(yīng)距離。 在感應(yīng)天線(xiàn)5上覆蓋一玻璃層7,以保護(hù)電容式感應(yīng)按鍵。由于電容式感應(yīng)按 鍵的靈敏度增加了，該玻璃層的厚度相對(duì)比較容易控制。通過(guò)電容檢測(cè)器檢測(cè) 電容式感應(yīng)掩建的電容變化可以判斷電容式感應(yīng)M是否被按下。
圖2示出了電容險(xiǎn)測(cè)器的組成，詳述如下
該電容險(xiǎn)測(cè)器用來(lái)檢測(cè)電容式感應(yīng)按鍵的電容變化，以判斷是否有皿按 下。電容險(xiǎn)測(cè)器包括一電容開(kāi)關(guān)、 一充電電源、 一比較器、 一復(fù)位開(kāi)關(guān)、 一脈 沖寬度調(diào)制器(PWM)以及一定時(shí)器。其中電容開(kāi)關(guān)與上述電容式感應(yīng)揍睫連 接，通過(guò)由比較器、充電電源以及復(fù)位開(kāi)關(guān)組成的張弛振蕩器對(duì)電容式感應(yīng)按 鍵的電極電容進(jìn)行持續(xù)充放電。同時(shí)，在比較器中設(shè)置一電容充電閾值Vth， 比較器的輸出被送進(jìn)PWM的時(shí)鐘輸入電路，PWM的輸出連接到定時(shí)器的捕獲 腳，PWM的輸出都將啟用一個(gè)定時(shí)器。當(dāng)充電電容達(dá)到電容充電閾值VjH時(shí)， 計(jì)算出定時(shí)器的計(jì)數(shù)值(n)。其中定時(shí)器的計(jì)數(shù)值(n)為當(dāng)充放電電容達(dá)到
電容充電閾值VxH時(shí)，電容充》文電次數(shù)。
定時(shí)器的計(jì)數(shù)值(n)可與一個(gè)特定的門(mén)限相關(guān)聯(lián)。當(dāng)定時(shí)器的計(jì)數(shù)值小于該 特定的門(mén)限值時(shí)，認(rèn)為電容式感應(yīng)^:被按下，否則認(rèn)為未被按下。
該特定門(mén)限值的確定與顯示器所處的環(huán)境以及電容式感應(yīng)4務(wù)建的感應(yīng)靈敏 度有關(guān)。如假設(shè)當(dāng)電容式感應(yīng)M未被按下，充放電電壓達(dá)到Vra時(shí)，定時(shí) 器的計(jì)數(shù)值為nl;當(dāng)電容式感應(yīng)M有導(dǎo)體接近，充放電電壓達(dá)到ViH時(shí)，定 時(shí)器的計(jì)數(shù)值為n2。原理上，只要此時(shí)n2的值小于nl的值，則可認(rèn)為電容式 感應(yīng)皿被按下。但是電容式感應(yīng)按鍵易受所處環(huán)境影響，當(dāng)顯示器所處的環(huán) 境的溫度或者濕度的增加時(shí)可能增加電容式感應(yīng)皿的電容量，使當(dāng)沒(méi)有導(dǎo)體 靠近時(shí)，電容橋電荷轉(zhuǎn)換檢測(cè)方法也判斷有M按下，導(dǎo)致操作失誤。因此， 在電，電荷轉(zhuǎn)換檢測(cè)的方法中，通過(guò)設(shè)定一特定門(mén)限值，避免因環(huán)境變化造 成的電容變化而導(dǎo)致的判斷錯(cuò)誤。只有當(dāng)n值小于該特定門(mén)P艮值時(shí)，才認(rèn)為開(kāi) 關(guān)i皮按下。
當(dāng)電容式感應(yīng),的靈敏度提高時(shí)，該特定門(mén)限值的設(shè)置亦可相應(yīng)增大， 從而可以增加電容式感應(yīng)掩建與導(dǎo)體之間的感應(yīng)距離。其具體大小可根據(jù)電容 式感應(yīng)按鍵的覆蓋厚度、靈敏度，通過(guò)多次測(cè)試確定。由于當(dāng)導(dǎo)體與電容式感 應(yīng)4錄之間的距離越大時(shí)，感應(yīng)開(kāi)關(guān)的靈敏度越低，那么只有設(shè)定比較小的門(mén)
限值時(shí)，才能保證感應(yīng)式電容開(kāi)關(guān)的正確感應(yīng)。
在本發(fā)明中，通過(guò)在電容式感應(yīng)M的電極上增加一導(dǎo)電海綿，該導(dǎo)電海 綿可以增加電容式感應(yīng)M的靈敏度，從而可以確定相對(duì)較大的特定門(mén)限值， 增加了導(dǎo)體與電容式感應(yīng)皿之間的感應(yīng)距離。
圖3示出了本發(fā)明控制板傳感器在顯示器上的應(yīng)用的硬件電路結(jié)構(gòu)。
由于PSoC片上系統(tǒng)包含8個(gè)數(shù)字模塊和12個(gè)模擬模塊。用戶(hù)可以通過(guò)對(duì) 這些模塊進(jìn)行配置，定義出用戶(hù)所需要的功能。如數(shù)字模塊可配置成定時(shí)器、 計(jì)數(shù)器、串行通信口 (UARTS) 、 CRC發(fā)生器、PWM等功能模塊；模擬模塊 可配置成模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、可編程增益放大器、可編程濾波器、差分 比較器等功能模塊。數(shù)字模塊和模擬模塊也可構(gòu)成調(diào)制解調(diào)器、復(fù)雜的馬達(dá)控 制器、傳感器信號(hào)的處理電路等。
在本發(fā)明中通過(guò)對(duì)PSoC芯片CY8C21534的內(nèi)部硬件進(jìn)行配置，配置成組 成控制板傳感器的電,測(cè)器。經(jīng)配置好的CY8C21534芯片循環(huán)檢測(cè)電容式感 應(yīng)掩建的電極的狀態(tài)來(lái)判斷是否有M按下。CY8C21534芯片通過(guò)軟件燒入插 座與燒入器連接，對(duì)CY8C21534 IC芯片的內(nèi)部硬件進(jìn)行配置。其具體配置如 下比較器占用一個(gè)模擬模塊，其同相輸入端多路模擬開(kāi)關(guān)通過(guò)I/0接口與電 容式感應(yīng),連接，其反相輸入端接內(nèi)部參考電壓作為電容充電閾值Vth，用 來(lái)與輸入端電壓進(jìn)行比較。比較器的輸出被送到脈沖寬度調(diào)制器(PWM)的時(shí)鐘 輸入電路。該P(yáng)WM脈寬調(diào)制模塊占用l個(gè)數(shù)字模塊，其時(shí)鐘輸入與比較器的 輸出連接，PWM的輸出連接到定時(shí)器的捕獲腳。1個(gè)16位定時(shí)器占用2個(gè)數(shù) 字模塊，對(duì)PWM輸出的脈沖進(jìn)行定時(shí)，并計(jì)算出定時(shí)器的計(jì)數(shù)值(n)。
作為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，在顯示器上設(shè)置有5個(gè)電容式感應(yīng)掩睫， 分別為Menu電容式感應(yīng)皿、Auto電容式感應(yīng)掩建、On/Of電容式感應(yīng)按 鍵、"-，，電容式感應(yīng)按鍵以及"+ "電容式感應(yīng)掩睫，用來(lái)調(diào)整顯示器。各 電容式感應(yīng)M通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)分別與CY8C21534芯片的對(duì)應(yīng)引腳連接。
PSoC芯片CY8C21534經(jīng)過(guò)配置，檢測(cè)到電容式感應(yīng)皿被按下，通過(guò)顯示器控制單元連接插座與顯示器的控制單元(LCD-MCU)連接，將檢測(cè)結(jié)果 發(fā)送到LCD-MCU。當(dāng)顯示器處于工作狀態(tài)，由LCD-MCU根據(jù)CY8C21534 芯片的檢測(cè)結(jié)果控制顯示器響應(yīng)相應(yīng)電容式感應(yīng)4務(wù)睫的操作，并向蜂鳴器發(fā)出 指令，蜂鳴器鳴聲提示。同時(shí)CY8C21534芯片為相應(yīng)感應(yīng)指示燈提供工作電壓， 與被按下的電容式感應(yīng)M相應(yīng)的LED燈顯示。
如上所述，在本發(fā)明中，通過(guò)在電容式感應(yīng)掩建上增加一感應(yīng)天線(xiàn)，增強(qiáng) 了電容式感應(yīng)掩建的靈敏度，并通過(guò)將PSoC芯片CY8C21534配置成控制板傳 感器的用于檢測(cè)電容式感應(yīng)拴鍵的電容變化的電容險(xiǎn)測(cè)器，使得控制板傳感器 在顯示器產(chǎn)品上得到應(yīng)用，而該控制板傳感器在電^L產(chǎn)品上的應(yīng)用原理與上相 似，在此不再贅述。
圖4示出了本發(fā)明控制板傳感器在顯示器上的應(yīng)用的具體實(shí)現(xiàn)的模塊組 成，詳述如下
當(dāng)顯示器處于工作狀態(tài)，即顯示器未被關(guān)閉時(shí)，工作電源模塊31同時(shí)為電 ，測(cè)器模塊32以及LCD-MCU模塊33提供工作電壓，此處的電容險(xiǎn)測(cè)器可 以為CY8C21534芯片，以使電容險(xiǎn)測(cè)器模塊與LCD-MCU模塊能夠互相通信， 實(shí)現(xiàn)電容式感應(yīng)皿對(duì)顯示器的操作。同時(shí)LCD-MCU模塊33根據(jù)工作電源 模塊31提供的電壓控制電源指示燈控制模塊36中的電源指示燈的亮和滅。當(dāng) 導(dǎo)體靠近感應(yīng)控制模塊34時(shí)，根據(jù)電容式感應(yīng)原理，專(zhuān)用IC模塊32檢測(cè)到導(dǎo) 體的存在，專(zhuān)用IC模塊32向感應(yīng)指示燈控制模塊35發(fā)出指令，同時(shí)為其提供 工作電壓，使與電容式感應(yīng)M相應(yīng)的感應(yīng)指示燈亮。同時(shí)電容險(xiǎn)測(cè)器模塊32 向LCD-MCU模塊33發(fā)出指令，將LCD-MCU模塊33的電壓降低，LCD-MCU 模塊33檢測(cè)到其自身的電壓變化，判斷開(kāi)關(guān)被按下，向蜂鳴器控制模塊37發(fā) 出指令，蜂鳴器鳴聲提示。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)
明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種控制板傳感器，其特征在于，所述傳感器包括一電容式感應(yīng)按鍵，以及與所述電容式感應(yīng)按鍵連接，檢測(cè)其電容變化的電容檢測(cè)器，所述電容式感應(yīng)按鍵包括兩個(gè)銅片，其中一銅片接地，所述銅片之間形成一電容，所述銅片上鍍有絕緣層，所述絕緣層上設(shè)置有一感應(yīng)天線(xiàn)，所述感應(yīng)天線(xiàn)與兩個(gè)銅片之間分別形成一電容。
2、 如權(quán)利要求1所述的控制板傳感器，其特征在于，所述電容險(xiǎn)測(cè)器包括 一電容開(kāi)關(guān)、 一充電電源、 一比較器、 一復(fù)位開(kāi)關(guān)、 一脈沖寬度調(diào)制器以及一 定時(shí)器，所述充電電源、比較器以及復(fù)位開(kāi)關(guān)組成一張弛振蕩器，所述張弛振 蕩器對(duì)所述控制板傳感器進(jìn)行持續(xù)充放電。
3、 如權(quán)利要求1所述的控制板傳感器，其特征在于，所述感應(yīng)天線(xiàn)為導(dǎo)電 海綿。
4、 一種顯示設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括一控制板傳感器，所述控制 板傳感器包括一電容式感應(yīng)檜建，以及與所述電容式感應(yīng),連接，檢測(cè)其電 容變化的電^測(cè)器，所述電容式感應(yīng)皿包括兩個(gè)銅片，其中一銅片接地， 所述銅片之間形成一電容，所述銅片上鍍有絕緣層，所述絕緣層上設(shè)置有一感 應(yīng)天線(xiàn)，所述感應(yīng)天線(xiàn)與兩個(gè)銅片之間分別形成一電容。
5、 如權(quán)利要求4所述的顯示設(shè)備，其特征在于，所述電容險(xiǎn)測(cè)器包括一電 容開(kāi)關(guān)、 一充電電源、 一比較器、 一復(fù)位開(kāi)關(guān)、 一脈沖寬度調(diào)制器以及一定時(shí) 器，所述充電電源、比較器以及復(fù)位開(kāi)關(guān)組成一張弛振蕩器，所述張弛振蕩器 對(duì)所述控制板傳感器的電極進(jìn)行持續(xù)充放電。
6、 如權(quán)利要求4或5所述的顯示設(shè)備，其特征在于，所述感應(yīng)天線(xiàn)為導(dǎo)電 海綿。
7、 如權(quán)利要求4或5所述的顯示設(shè)備，其特征在于，所述顯示設(shè)備為顯示 器或者電視機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明適用于電容感應(yīng)領(lǐng)域，提供了一種控制板傳感器，所述控制板傳感器包括一電容式感應(yīng)按鍵，以及與所述電容式感應(yīng)按鍵連接，檢測(cè)其電容變化的電容檢測(cè)器，所述電容式感應(yīng)按鍵包括兩個(gè)銅片，其中一銅片接地，所述銅片之間形成一電容，所述銅片上鍍有絕緣層，所述絕緣層上設(shè)置有一感應(yīng)天線(xiàn)，所述感應(yīng)天線(xiàn)與兩個(gè)銅片之間分別形成一電容。所述設(shè)備包括一用于功能按鍵控制和電源按鍵控制的控制板傳感器。在本發(fā)明中，通過(guò)增加一感應(yīng)天線(xiàn)，增強(qiáng)了控制板傳感器的靈敏度，從而減少了控制板傳感器與導(dǎo)體之間的感應(yīng)距離。同時(shí)利用該控制板傳感器，實(shí)現(xiàn)了在電視產(chǎn)品以及顯示器產(chǎn)品上的無(wú)觸摸按鍵控制。
文檔編號(hào)H03K17/94GK101207377SQ20061015758
公開(kāi)日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2006年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
發(fā)明者偉 周, 李運(yùn)鋒, 潘小紅, 蔣必勝 申請(qǐng)人:中國(guó)長(zhǎng)城計(jì)算機(jī)深圳股份有限公司