用于包括電容式觸敏表面的可視化設(shè)備的電容式電子狗的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的領(lǐng)域?qū)儆诎娙菔接|敏表面的可視化設(shè)備。更具體而言，本發(fā)明的技 術(shù)領(lǐng)域?qū)儆趯崿F(xiàn)了與這類可視化設(shè)備交換信息的設(shè)備。在本文的其余部分中，會將這些裝 置稱為電子狗（dongle) 〇
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)上，為了與可視化設(shè)備交換信息，存在兩種可能的主要技術(shù)。第一種是在設(shè)備 上布置電氣連接，隨后將交換外部設(shè)備或電子狗連接到所述設(shè)備。最常見的示例是USB (通 用串行總線）密鑰。第二種技術(shù)是使用無線電氣連接。最著名的是WiFi(無線保真）連接。
[0003] 但確實存在可視化設(shè)備完全排列的應(yīng)用，而不浪費任何有用的表面。這顯然包括 航空儀表面板，其中，整個表面現(xiàn)專門用于可視化屏幕。在此情況下，不易于簡單地布置電 氣連接技術(shù)。仍可以在可視化設(shè)備的背面增加連接器，所述可視化設(shè)備連接到布置在可視 化設(shè)備的下面或側(cè)面的其他連接器，但這些布置必然使得可視化和儀器面板的布局復(fù)雜 化。無線連接的使用也需要增加硬件資源，這些連接會進一步受到無線電干擾，不太適合于 航空用途。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在許多應(yīng)用中，可視化設(shè)備具有觸敏表面。使用的一種技術(shù)是所謂的"投射"電容 式檢測。這個技術(shù)是產(chǎn)生由導電行和列組成的檢測矩陣，布置導電行和列以便檢測電容中 的局部變化，電容中的局部變化是由用戶的手指或只要導電的任何其他指示物體的接近而 引起的。本發(fā)明的主題是使用用于檢測電容中變化的裝置來與可視化設(shè)備通信。實際上， 在其真實本質(zhì)上，引起電容中已知的變化的任何信號都可以由觸敏表面來識別，只要該表 面具有其識別所需的軟件程序。因而，根據(jù)本發(fā)明的電子狗可以在無需任何進一步硬件修 改的情況下，通過簡單地將設(shè)備放置在這個觸敏表面上，來與包括電容式觸敏表面的可視 化設(shè)備通信。確切而言，本發(fā)明的主題是一種電容式電子狗，其旨在與包括電容式觸敏表面 的可視化設(shè)備一起使用，電容式觸敏表面包括導電行與列的矩陣，在操作使用中，將電子狗 布置在所述電容式觸敏表面上，電子狗以發(fā)送模式和接收模式操作，其特征在于其至少包 括：
[0005] -用于發(fā)送周期性模擬信號的裝置，以稱為電子狗頻率的至少一個特定頻率發(fā)送 所述信號；
[0006] -環(huán)形平面導電金屬部件，其連接到所述發(fā)送裝置，所述部件旨在放置在所述電容 式觸敏表面上；
[0007] -用于接收由所述導電金屬部件輸出的接收信號的裝置；
[0008] -用于分析所述數(shù)字化接收信號的裝置；
[0009] -用于存儲發(fā)送的信號與分析的信號的裝置；
[0010] -數(shù)字通信接口。
[0011] 有利地，接收裝置包括：
[0012] -稱為"包絡(luò)檢測"的裝置，用于檢測在確定振幅和頻率范圍內(nèi)的由觸敏表面發(fā)送 的信號，以便檢測所述電容式觸敏表面的存在，所述裝置以被動模式操作，即沒有由發(fā)送裝 置進行的信號傳輸；
[0013] -同步解調(diào)裝置，以電子狗頻率或多個頻率操作，以便在接收模式中與所述觸敏表 面通信。
[0014] 有利地，環(huán)的厚度與電容式觸敏表面的矩陣的一個間距基本上相等。
[0015] 有利地，電子狗包括吸盤設(shè)備，使得可以將電子狗保持在電容式觸敏表面上的適 當位置。
[0016] 本發(fā)明還涉及一種可視化設(shè)備，包括電容式觸敏表面，其能夠如上限定地與電容 式電子狗交換數(shù)據(jù)，以使得觸敏表面包括：
[0017] -導電行與列的矩陣；
[0018] -用于在電子狗放置在所述觸敏表面上時，識別確定的分布圖的裝置，所述分布圖 對應(yīng)于由環(huán)形平面導電金屬部件在矩陣的行和列上引起的電容中的變化；
[0019] -用于以特定電子狗頻率進行發(fā)送和接收的裝置。
[0020] 有利地，可視化設(shè)備的屏幕包括由為電子狗的位置保留的特定符號標記的特定位 置。
[0021] 最后，本發(fā)明涉及一種如上限定地在電容式電子狗與可視化設(shè)備之間通信的方 法，其特征在于，在將電子狗放置在電容式觸敏表面上時，所述方法包括以下步驟：
[0022] 步驟1 :由觸敏表面的識別裝置識別電子狗的環(huán)形平面導電金屬部件的確定的分 布圖；
[0023] 步驟2 :由稱為"包絡(luò)檢測"的電子狗的檢測裝置識別在操作中由觸敏表面發(fā)送的 信號；
[0024] 步驟3 :觸敏表面的電子狗操作模式的準備，發(fā)送裝置轉(zhuǎn)換到用于發(fā)送電子狗頻 率的模式，觸敏表面的接收裝置轉(zhuǎn)換到用于接收電子狗頻率的模式；
[0025] 步驟4 :在電子狗模式中操作，觸敏表面與電子狗以電子狗頻率交換信號。
[0026] 有利地，以半雙工模式執(zhí)行步驟4,電子狗與觸敏表面以相同的特定電子狗頻率交 替進行發(fā)送和接收。
[0027] 有利地，以全雙工模式執(zhí)行步驟4,電子狗與觸敏表面以不同的特定電子狗頻率同 時進行發(fā)送和接收。
[0028] 有利地，在步驟4期間，觸敏表面的發(fā)送和接收裝置僅掃描布置在電子狗的環(huán)形 平面導電金屬部件下面的矩陣的導電行與列。
【附圖說明】
[0029] 在參考附圖閱讀了以下非限制性說明后，會更好地理解本發(fā)明，并且其他優(yōu)點會 變得顯而易見，在附圖中：
[0030] 圖1表示觸敏矩陣板的總體方框圖；
[0031] 圖2表示根據(jù)本發(fā)明的電子狗的方框圖；
[0032] 圖3表示根據(jù)本發(fā)明的在觸敏平板與電子狗之間的電容耦合；
[0033] 圖4表示放置在觸敏平板上的電子狗的檢測環(huán)的頂視圖；
[0034] 圖5表示由觸敏平板感知的電子狗的電容分布圖；
[0035] 圖6表示具有吸盤的電子狗的剖面圖。
【具體實施方式】
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的電子狗旨在與電容式觸敏平板一起使用。示例性地，圖1表示觸敏 矩陣板100的總體方框圖及其相關(guān)電子器件。矩陣110由導電行與列組成，所述導電行與 列通常由ITO(氧化銦錫）制成。通常地，這個觸敏表面可以具有用于一個航空電子儀表面 板屏幕的大約50列與大約30行。示例性地，在兩行之間的間距在約7毫米數(shù)量級上。
[0037] 電子部件120基本上包括：
[0038] -裝置121和122,用于發(fā)送周期性信號，旨在向行與列供電；
[0039] -DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器）131和132,布置在發(fā)送裝置的輸出處；
[0040] -多路復(fù)用裝置141和142,布置在DAC輸出處，對矩陣的不同行與不同列進行連 續(xù)尋址；
[0041] -ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器）151和152,布置在多路復(fù)用裝置的輸出處；
[0042] -同步解調(diào)器161和162,布置在ADC的輸出處；
[0043] -用于尋址行和列的電子器件170 ;
[0044]-裝置180,用于從同步解調(diào)器輸出的信號的數(shù)字處理，使得可以確定在矩陣的行 與列中引起的電容中的變化。每一個解調(diào)器都使得可以傳輸處理的信號的振幅與相位；
[0045] -輸入-輸出接口 190。
[0046] 可以以多種形式來實現(xiàn)電子部件的生產(chǎn)。它可以包括傳統(tǒng)組件或ASIC(專用集成 電路）組件，其為用于所謂的"前端"模擬部件的模擬型或混合型，所述"前端"模擬部件執(zhí) 行電壓引入、電流測量、多路復(fù)用和模數(shù)轉(zhuǎn)換功能。它可以包括用于數(shù)字處理的FPGA(現(xiàn)場 可編程門陣列）類型的組件，或者包括微控制器，其集成到FPGA或與此相反。
[0047] ADC的數(shù)量越高，輕觸檢測速度就越高，并且等待時間越短。圖1中表示的方框圖 包括專用于行的ADC 131和DAC 151，和專用于列的ADC 132和DAC 152。
[0048] 示例性地，可以將兩個不同頻率用于行輕觸檢測，并且將兩個另外的不同頻率用 于列輕觸檢測。為了不同頻率彼此不干擾，將它們選擇為"正交的"，這表示用于不同同步解 調(diào)器的集成時間相同，該集成時間是每一個周期的準確倍數(shù)。該布置使得可以同時掃描行 與列，而在信號之間不存在任何干擾。
[0049] 可以在"自電容"模式和/或"互電容"模式中實現(xiàn)輕觸檢測。第一模式是讀取矩 陣的按鍵陣列的行與列。第二模式是讀取矩陣的行與列的陣列的每一個交叉點。第一模式 使得可以迅速搜索觸敏表面，并定位輕觸可能的坐標。第二模式使得可以分辨實際輕觸與 "