电容性传感器装置及用于操作输入装置的方法
【专利摘要】本发明涉及一种电容性传感器装置，其包括：-至少一个测量电极，-至少一个接地电极，及-评估装置，其与所述至少一个测量电极耦合且经配置以检测所述至少一个测量电极与所述评估装置的接地之间的电容性耦合，其中至少一个接地电极可经由开关而与所述评估装置的所述接地电流耦合，其中可通过所述评估装置改变所述开关的切换状态，且其中所述评估装置进一步适于在所述开关的所述切换状态改变时检测所述至少一个测量电极与所述评估装置的所述接地之间的所述电容性耦合的共模变化。本发明进一步涉及一种输入装置，特定来说是具有根据本发明的电容性传感器装置的键盘，以及一种用于操作根据本发明的电容性传感器装置的方法。
【专利说明】电容性传感器装置及用于操作输入装置的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电容性传感器装置及输入装置(特定来说为键盘)，所述输入装置包括根据本发明的电容性传感器装置。本发明进一步涉及一种用于操作输入装置(特定来说为键盘)的方法，所述输入装置包括根据本发明的电容性传感器装置。
【背景技术】
[0002]已知提供具有触敏输入区域的显示装置(例如计算机屏幕)以(例如)借助手指通过移动所述手指来在显示区域上移动或控制光标。然而，此操作概念具有以下缺点:用户必须使其手离开键盘以在屏幕的显示区域上移动光标。因此，此操作概念与用户经由单独计算机鼠标的对应输入并未有实质区别。已尝试通过提供用于控制或移动已在键盘上的光标的相应输入装置来克服此缺点。
[0003]例如，已知键盘包括数字键区的区域中或键盘的字幕数字键区的区域中的所谓的轨迹点，所述轨迹点可用搁在键盘上的手的手指来移动。然而，移动此轨迹点需要出色的技术且难以学会，使得尽管存在轨迹点，用户最终还是恢复到外部鼠标。因为轨迹点布置在键盘的多个键之间，所以一方面所述轨迹点可干扰对键盘的期望使用，即文字输入，且另一方面在输入文字时不可避免所述轨迹点的非期望移动。
[0004]另一种解决所述问题的方法为在键盘上或键盘处布置所谓的轨迹球，所述轨迹球也能够控制计算机鼠标。归因于所述轨迹球的大小，将所述轨迹球布置在键区外部，然而，这具有以下缺点:用户必须使其手离开所述键区并将手移动到所述轨迹球以控制光标。另一缺点为:轨迹球在键盘上需要额外空间，使得整个键盘的大小趋于更大。
[0005]另一种解决所述问题的已知方法为在键盘上提供额外输入区(例如，紧挨着数字键区)，所述输入区配置为触敏输入区。在所述触敏输入区上移动手指可导致光标在屏幕上移动。此概念也具有以下缺点:用户必须使其手离开键盘以在键盘的触敏区域上执行输入。而且，触敏输入区需要额外空间，从而导致键盘更大。
【发明内容】
[0006]本发明的目的
[0007]本发明是基于问题来提供解决方案以在无需使手离开键盘的键区且同时避免现有技术中已知的缺点的情况下以输入装置(特定来说为键盘)控制选择装置(特定来说为图形用户接口的光标)。
[0008]根据本发明的解决方案
[0009]根据本发明，通过电容性传感器装置、输入装置(特定来说为具有根据本发明的电容性传感器装置的键盘)及用于根据独立技术方案操作根据本发明的输入装置的方法实现此目的。在相应附属技术方案中涉及本发明的有利实施例及进一步发展。
[0010]本发明提供一种电容性传感器装置，其包括:
[0011]-至少一个测量电极，[0012]-至少一个接地电极，及
[0013]-评估装置，其与所述至少一个测量电极耦合且经配置以检测所述至少一个测量电极与所述评估装置的接地之间的电容性耦合，
[0014]其中至少一个接地电极可经由开关而与所述评估装置的接地电流耦合，其中可通过所述评估装置改变所述开关的切换状态，且其中所述评估装置进一步适于在所述开关的切换状态改变时检测所述至少一个测量电极与所述评估装置的接地之间的电容性耦合的共模变化。
[0015]若干接地电极中的每一接地电极可经由开关而与所述评估装置的接地电流耦合，其中所述评估装置可进一步适于依预定顺序分别改变开关的切换状态，并检测至少一个测量电极与所述评估装置的接地之间的电容性耦合的共模变化。
[0016]所述切换状态的变化可包括所述开关的断开。
[0017]此外，本发明提供一种包括外壳及根据本发明的电容性传感器装置的输入装置(特定来说为键盘)，其中所述至少一个测量电极及所述至少一个接地电极依以下方式相对于彼此布置在所述外壳处:在用手操作所述输入装置期间它们可至少部分被覆盖及/或触摸。
[0018]所述至少一个测量电极可形成传感器区域，所述传感器区域经配置以通过相对于所述传感器区域移动手的至少一个手指来控制选择装置(特定来说为图形用户接口的光标)，其中当所述手的至少再一个手指覆盖所述至少一个接地电极时可激活所述传感器区域以检测所述至少一个手指的移动。
[0019]所述接地电极可以隔离方式布置在所述外壳处。
[0020]所述至少一个接地电极可包括金属。
[0021]所述至少一个接地电极可布置在所述外壳的腔中。
[0022]所述至少一个接地电极可包括第一接地电极及第二接地电极，所述电极分别布置在所述外壳的腔中及/或布置在机械键上。
[0023]所述至少一个测量电极可布置在键盘的多个键的区域中。
[0024]此外，本发明提供一种用于操作输入装置(特定来说为键盘)的方法，其中评估装置在至少一个测量电极处分接传感器信号以检测所述至少一个测量电极与所述评估装置的接地之间的电容性耦合，且其中对于至少一个接地电极
[0025]-在切换步骤中，将开关从第一切换状态带到第二切换状态，经由所述开关可使所述至少一个接地电极与所述评估装置的接地电流耦合，
[0026]-在测试步骤中，所述评估装置检查所述开关的切换状态的变化是否已引起所述传感器信号的共模变化，及
[0027]其中，在改变步骤中，在所述开关的切换状态的变化已引起所述传感器信号的共模变化的情况下，所述评估装置将所述传感器装置从第一操作模式改变为第二操作模式。
[0028]所述第一操作模式可包括键盘模式且所述第二操作模式可包括鼠标模式。
[0029]所述开关的切换状态的变化可以预定时间间隔执行。
[0030]优选地，一旦所述传感器信号在改变所述开关的切换状态时达到预定电平变化便检测到所述传感器信号的共模变化。
[0031]可对所述至少一个接地电极的每一者执行所述切换步骤及所述测试步骤。【专利附图】
【附图说明】
[0032]可结合图式在下列描述中发现本发明的进一步细节及特征以及本发明的示范性实施例。所述图式展示:
[0033]图1展示用于输入装置(特定来说为键盘)的根据本发明的电容性传感器装置的等效电路图；
[0034]图2展示在电容性传感器装置的测量电极处分接的若干传感器信号随时间的时间进程；
[0035]图3展示根据本发明的输入装置(特定来说键盘)的示范性实施例；
[0036]图4展示键盘的前缘部分的截面，其中在键盘外壳的腔中布置根据本发明的电容性传感器装置的两个接地电极；
[0037]图5展示图4中所示的实施例，其中在所述两个接地电极之间布置额外滚轮；
[0038]图6展示图4中所示的实施例，其中在所述两个接地电极之间的区域中布置大体上水平定向的滚轮；
[0039]图7a、7b各自展示键盘的前缘部分的截面，其中在两个键之间布置接地电极；及
[0040]图8展示根据本发明的输入装置(特定来说具有若干传感器区域及若干接地电极的键盘)的另一实施例。
【具体实施方式】
[0041]图1展示用于电手持式装置(特定来说为输入装置)的根据本发明的电容性传感器装置的等效电路图，所述电容性传感器装置用于检测与所述手持式装置或所述输入装置的接近。所述手持式装置包括通过若干传感器电极SE (也称为测量电极)形成的传感器区域A。“传感器电极”在下文为被用作“测量电极”的同义词。可在手指不触摸或无需触摸所述传感器区域A或所述传感器电极SE的情况下通过(例如)所述传感器电极SE确定指尖相对于所述传感器区域A的位置。此外，可检测指尖接近所述传感器区域A或指尖触摸所述传感器区域。
[0042]所述传感器区域的传感器电极以及可(例如)被配置为大面积电极且可布置在所述传感器电极下方的发射电极(发射器电极)与电容性传感器装置的评估装置耦合。所述手持式装置或所述输入装置的外壳G优选地包括不导电材料。所述传感器电极及所述发射电极布置在所述外壳G处。所述外壳G也可包括导电材料，其中所述传感器电极及所述发射电极以隔离方式布置在所述外壳G处。
[0043]在所述手持式装置处布置有可与所述电容性传感器装置的评估装置耦合的额外接地电极Em。优选地，所述接地电极Em以其可至少部分被手及/或被一根或一根以上手指覆盖或触摸的方式布置在所述手持式装置处或布置在所述输入装置处。优选地，所述接地电极Em以其可被手的拇指触摸且其它手指或至少食指可在传感器区域A上方展开或触摸传感器区域A的方式布置在所述手持式装置处或布置在所述输入装置处。
[0044]在传感器区域A的传感器电极SE处检测传感器信号，所述传感器信号与指尖相对于传感器区域A的位置相关。
[0045]在所述电手持式装置或所述电容性传感器装置的正常操作期间，接地电极Em与所述电容性传感器装置的接地GND电流耦合。接地电极Em与电容性传感器装置的接地GND的耦合可(例如)经由开关装置的开关S实现。
[0046]借助接地电极EM，在传感器电极SE处分接的信号可检测(例如)键盘的预定区域中(即，其中布置接地电极Em的区域中)是否存在操作所述键盘的手的拇指。当(例如)拇指处在接地电极Em上时，传感器区域A可从键盘模式切换到鼠标模式。
[0047]在所述键盘模式中，如下文详细描述，仅关于手指是否放置在接地电极Em上同时手指/手是否同时放置在传感器区域上的事实来分析在传感器电极SE处分接的信号。当所述键盘模式期间的传感器信号的分析显示手指(例如，拇指)是放置在接地电极Em上时，所述电容性传感器装置或传感器区域A可从键盘模式切换到鼠标模式。
[0048]在所述鼠标模式中，只要一个手指放置在接地电极Em上，所述电容性传感器装置或所述电容性传感器装置的评估装置即分析一根或一根以上手指相对于传感器区域A的移动或一根或一根以上手指的位置。当手指离开接地电极Em时，所述评估装置也对此进行检测，使得所述电容性传感器装置或传感器区域A可被切换回到键盘模式。
[0049]可使用鼠标模式中检测到的一个手指相对于传感器区域A的移动以控制或移动图形用户接口的光标。因此，这是首次可在操作所述键盘的手无需离开键盘的键区的情况下通过所述手控制光标，因为使(例如)操作手的拇指搁在接地电极Em上可导致传感器区域A从键盘模式切换到鼠标模式。优选地，接地电极Em以其可在放在所述键盘上的手无需离开所述键区的情况下用所述手的拇指触摸的方式布置在所述键盘的外壳处。
[0050]在测量电极SE处检测到的传感器值或在传感器装置中测量到的传感器值为测量电极SE与接地GND之间的电容Cse的度量。
[0051]对于断开开关(S=O)，通过以下给定Cse
[0052]Cs,；(S=0) = Cm 十([Ch2 十(Cm Il Cs) ] Il CH3)。
[0053]对于闭合开关(S=I)，通过以下给定Cse
[0054]Csl(S=I) = Ch1 十(Ch2 Il Ch3 )。
[0055]ChiXh2及Ch3为手与测量电极SE、接地电极Em或接地GND之间的电容。Cm及Cs为接地电极Em与接地GND之间的电容或开关S的寄生电容。电容Cl与C2的串联连接称为Cl十C2，且并联连接为称为Cl I IC2。
[0056]接地电极Em可经由开关S而与电容性传感器装置的评估装置的接地GND电流耦合，即，接地电极Em在开关S闭合的情况中与电容性传感器装置的接地耦合。所述开关S的状态可(例如)受控于电容性传感器装置的微控制器。开关S也可受控于输入装置的微控制器，其中仅开关S的状态必须通过输入装置的微控制器传送到电容性传感器装置的评估
>J-U装直。
[0057]在切换(断开开关S或闭合开关S)的情况中，在传感器区域A的传感器电极SE处检测到的传感器信号的共模改变。切换的情况中共模改变的程度实质上取决于接地电极Em与触摸所述接地电极的手指之间的电容CH2。所述切换还导致在传感器区域A的传感器电极处检测到的传感器信号或在传感器区域A的传感器电极处测量到的传感器数据归因于经修改电容比率而变化。在键盘模式中，归因于手指与接地电极Em之间的假定距离，对应电容Ch2为低，且此为开关S的切换状态的变化仅对所检测传感器信号产生细微影响或不产生影响的原因。[0058]如果接地电极Em上不存在手指，那么共模变化仅对所检测传感器信号产生细微影响或检测不到所述共模变化。在此情况中，可假定在切换之后，接地电极Em上不存在手指。接着，可继续在键盘模式中操作传感器区域A或电容性传感器装置。
[0059]手H经由耦合电容Chi及Ch3而与传感器区域A的至少一个传感器电极SE或与电容性传感器装置的接地GND耦合。接地电极Em经由耦合电容Cm及Cs而与电容性传感器装置的接地耦合。当拇指放在上面时，假定耦合电容(^及Cs相对于耦合电容Ch2为低。
[0060]例如，使操作键盘的手的拇指搁在接地电极Em上导致耦合电容Ch2增加。开关S的切换导致所述手与电容性传感器装置的接地之间的电容性耦合改变，且因此还导致测量电极SE与传感器装置的接地之间的电容性耦合改变，从而引起在传感器电极SE处分接的传感器信号的共模变化。
[0061]当手指放在接地电极Em上时所述共模变化对传感器信号产生相当强烈的影响，使得在当切换开关S时传感器信号出现电平为A P的预定变化的情况中，可假定接地电极Em被手指触摸。例如，开关的断开导致所述手与电容性传感器装置的接地之间的电容性耦合减小，且因此也导致测量电极SE与传感器装置的接地之间的电容性耦合减小，从而引起共模变化，即，引起在传感器电极SE处分接的传感器信号的电平减小。
[0062]在外壳G的外部布置接地电极Em有利于最大化在开关S的切换期间手指放在接地电极Em上的情况中的共模变化，使得(例如)将拇指搁在接地电极Em上在接地电极Em与所述拇指之间产生电流耦合。
[0063]根据本发明的电容性传感器装置特别有利，因为无需为额外接地电极Em提供额外类似前端，这是因为接地电极Em仅须经由开关而与电容性传感器装置的评估装置耦合，SP，接地电极Em必须与电容性传感器装置的接地电流耦合。
[0064]可以规则的时间`间隔执行对于接地电极Em上是否存在手指的测试。例如，可以约200毫秒的时间间隔执行所述测试。当然，也可以短得多或长得多的时间间隔测试接地电极上手指的存在，所述时间间隔最终取决于对输入装置的特定要求。当此测试检测到传感器信号的共模变化时，可假定手指处在接地电极Em上，使得电容性传感器装置可从键盘模式切换到鼠标模式。
[0065]图2提供各自在接触区域A的传感器电极处分接的5个传感器信号随时间变化的进程的实例。手处在传感器电极SE的区域中，其中拇指放在接地电极Em上或触摸接地电极Em。
[0066]在样本180、620、1140及1520的情况中，开关S的断开导致电容性传感器装置接地电极Em与电容性传感器装置的接地暂时分离，从而引起共模变化，即，引起传感器信号的电平下降。所检测到的共模变化或所检测到的传感器信号电平下降被用作激活传感器装置或传感器区域从键盘模式到鼠标模式的切换的事件。作为替代例，开关S也可在正常操作期间闭合且以预定时间间隔断开，使得在手搁在传感器区域上且同时手指触摸接地电极Em的情况中实质上存在信号进程，所述信号进程与图2中所示的信号进程相反。
[0067]此外，可假设仅在传感器信号在改变开关(S)的切换状态时达到预定电平变化(AP)时才发生从键盘模式到鼠标模式的切换。此方式确保了不足以切换操作模式但仍引起电平变化的对接地电极Em的接近不会导致从键盘模式到鼠标模式的切换。此方式还确保电容充足，这表示手/手指足够接近于传感器区域，因为否则共模变化将会为小的。这有助于有效避免错误激活。
[0068]而且，可假设至少对于预定数目个信号电平来说，必须检测到预定电平变化A P以激活从键盘模式到鼠标模式的切换。例如，可假设必须关于至少两个传感器信号检测到对应电平变化。在另一替代例中，可假设必须检测到所有传感器信号的至少平均电平变化A P以引起操作模式的改变。
[0069]可能有利的是，直到在预定周期内检测到至少预定数目个电平变化才改变操作模式以尽可能避免错误激活，例如，在手指无意地接近接地电极Em的情况下。例如，可假设在例如200毫秒的预定周期内，必须检测到A P数量级的至少三个电平变化。
[0070]图3示意地展示根据本发明的键盘。所述键盘包括优选地由不导电材料制造的外壳G。在所述键盘的上侧布置有若干键，提供所述键旨在有意地使用所述键盘。在所述键下方存在传感器区域A，所述传感器区域A由若干传感器电极SE (此处未展示)形成。接地电极Em布置在前侧壁处或前区域中、优选地布置在所谓的“空格键” TS的区域中。
[0071]传感器电极或传感器区域A及接地电极Em为依以下方式布置在键盘处:在手搁在键盘上的情况中，拇指可触摸接地电极Em且剩余手指中的至少一根手指(例如食指)可同时在传感器区域A的区域中执行相对于所述键盘的表面的移动。当拇指搁在接地电极Em上时，电容性传感器装置或传感器区域A处于鼠标模式中，使得通过测量电极或传感器电极SE而检测(例如)食指相对于键盘的表面的移动，且所述移动可被转换为图形用户接口的鼠标的对应移动。在不接触的情况下检测手指相对于键盘表面的移动。这意味着(例如)用户仅必须将其在键上方的食指移到传感器区域A的区域中，以引起鼠标的对应移动。对此无需触摸所述键盘的键。
[0072]本发明的特定优点为:仅一根手指(例如拇指)必须搁在接地电极Em上以将键盘从键盘模式切换到鼠标模式，其中手无需离开所述键盘。另一优点为:在键盘处无需提供用于从键盘模式切换到鼠标模式的预定义键。依此方式，根据本发明的电容性传感器装置可集成于已存在的键盘中，而无需改变所述键盘的布局。另一优点为用于在一方面将所述键盘从键盘模式切换为鼠标模式且另一方面根据鼠标模式中手指的移动来控制光标的对键盘的直观操作。
[0073]图4展示空格键TS的区域中根据本发明的键盘的截面，所述空格键TS布置在键盘的键T的最下方行中。在空格键TS前方的区域中，所述键盘的外壳G包括边缘部分处的腔，在所述腔中第一接地电极Emi及第二接地电极Em2彼此邻近而布置。所述接地电极EM1、Em2可布置在外壳G的表面处或外壳G的内面处。接地电极EM1、Em2还可嵌入所述外壳中。
[0074]所述腔依以下方式配置:搁在键盘上的手的拇指以符合人体工学有利方式寻求空间。两个接地电极EM1、EM2均可经由开关分别与电容性传感器装置的评估装置的接地耦合。
[0075]通过随后改变第一接地电极Emi的开关的切换状态及第二接地电极Em2的开关的切换状态且通过分析在测量电极SE处分接的信号的共模变化，可确定拇指放置在所述两个接地电极中哪一个接地电极上或确定所述拇指是否触摸所述接地电极两者。当所述拇指搁在所述两个接地电极EM1、EM2中的一者上时，电容性传感器装置或传感器区域A被带到鼠标模式中。取决于所述拇指搁在所述两个接地电极EM1、EM2中哪一个电极上，在测量电极SE处分接的信号可受到不同解译。
[0076]根据如本发明的键盘的替代性实施例，也可在所述腔中布置两个机械键，所述两个机械键各自在其表面上包括接地电极EmiAm^所述机械键可各自用作鼠标按钮。这具有以下优点:一方面，将拇指搁在所述两个机械键中的一者上可激活键盘的鼠标模式，且另一方面，可在无需使拇指或手离开所述键盘的情况下通过按下所述两个机械键中的一者执行输入。依此方式，仅以搁在键盘上的一只手即可实现图形用户接口的(例如)光标的控制以及(例如)对通过所述光标选择的图形操作控制的确认。[0077]另一优点为:当手实际上相应地搁在键盘上时按下所述腔中的鼠标按钮仅导致激活对应事件，因为传感器信号的共模干扰需要充足电容CH1。[0078]为检测触摸到所述两个接地电极Em1、Em2中哪一个接地电极或所述接地电极两者是否均被拇指触摸，可假设(例如)最初，各自使所述接地电极与评估装置的接地耦合的两个开关闭合。接着断开开关且同时以预定顺序分别分析在传感器电极处或测量电极处分接的信号。当对在所述测量电极处分接的电信号检测到共模变化时，可假定拇指仅搁在所述开关当前为断开的接地电极上。作为替代例，最初可断开所有开关且接着以预定顺序分别闭合所有开关。当测量电极处分接的电信号的共模改变时，可假定拇指搁在对应的接地电极上。[0079]图5展示图4中所示的键盘的截面，其中在所述两个接地电极Es^Em2之间布置滚轮SW。所述滚轮可提供额外输入功能。例如，所述滚轮SW可用以实现滚动经过屏幕内容。因为所述滚轮布置在所述两个接地电极EM1、EM2之间，所以可假设所述滚轮仅当手搁在键盘上时激活。因此，当手未搁在所述键盘上时可避免经由所述滚轮的非期望输入。[0080]图6展示图4中所示的键盘的截面，其中在所述两个接地电极Es^Em2之间布置大致上水平定向的滚轮。此滚轮SW还可提供额外输入可能。根据本发明的特定实施例，还可仅提供大体上水平定向的此滚轮SW以促进拇指(例如)从左侧接地电极Emi到右侧接地电极Em2移动，或当所述拇指从一个接地电极移动到另一接地电极时向用户给予触觉反馈以使得用户了解拇指当前放置在哪一个接地电极上。[0081]图7a及7b各自展示空格键TS前方的键盘的截面的替代性实施例。在图7a中，在腔中布置接地电极Em。而且，分别在所述接地电极的左右侧布置例如鼠标按钮T1及T2的机械键。当拇指足够接近所述接地电极Em时(即，当对测量电极处分接的电信号检测到充足共模变化时)，可(例如)激活这些鼠标按钮1\、T2。[0082]根据图7b，以与根据图7a相同的方式在键盘处布置接地电极Em及所述两个鼠标按钮1\、T2，其中所述键盘的此截面未提供任何腔。[0083]图8展示根据本发明的输入装置(特定来说为键盘)的另一实施例。所述键盘包括若干常规地布置的键T。在所述键盘外壳G的顶面提供各自通过此处未展示的若干测量电极SE形成的两个传感器区域“此外，在外壳G处布置若干接地电极Emi到EM5，其中所述接地电极Emi到Em4布置在所述键盘的边缘部分处且所述接地电极Em5布置在所述外壳的顶面处。[0084]接地电极的此布置能够对于用户指示关于手的某些位置，使得可更容易检测鼠标模式中的输入。例如，外壳的左侧处的接地电极Em4的布置迫使用户的左手留在所述外壳处且仅用右手执行鼠标的移动，导致更清楚地检测所述移动。同样，接地电极Em5可布置在所述外壳的右侧处，使得用户的右手留在所述外壳处且用左手执行鼠标的移动。可实施两个替代例以实现更好的处置，以便实现所述装置的左手使用以及右手使用。[0085]在键盘的侧布置常规鼠标按钮还有助于实现通过未移动光标的手操作这些鼠标按钮。依此方式，此手足够远离激活区域且不会非期望地使传感器信号失真。
[0086]外壳的前面中间的接地电极Emi将促使用户将手的拇指留在接地电极Emi处并用所述手的剩余手指执行鼠标的移动。这有助于避免搁在接地电极Emi上的拇指非期望地使针对光标控制的目的而测量的交流电场的传感器信号失真，从而导致稳健性及检测精度增加。接着另一手可用于固持所述装置，这特别有利于例如上网本的小型装置。
[0087]提供若干传感器区域4、^及若干接地电极Emi到Em5使得可提供极多个不同功能。如上所述，例如，用拇指触摸接地电极Emi且同时在传感器区域A1上方移动食指可导致光标移动。用拇指触摸接地电极Em3且同时相对于传感器区域A2移动(例如)食指可(例如)导致屏幕上显示的屏幕内容根据食指的移动而移动。
[0088]之前所示的键盘可(例如)为可连接到电子数据处理装置的键盘。然而，所述键盘也可为例如笔记本计算机的便携式计算机的键盘。
[0089]此外，根据本发明的电容性传感器装置或根据本发明的输入装置具有以下优点:不需要额外接收电子装置，因为仅额外的电极(接地电极)必须经由开关连接到所述电容性传感器装置的已存在的接收电子装置。
[0090]接地电极可包括金属且可依以下方式布置在外壳G的外面:当用户从键盘模式改变为鼠标模式时，接地电极 的触摸对用户提供额外触觉反馈。
【权利要求】
1.一种电容性传感器装置，其包括: 至少一个测量电极SE, 至少一个接地电极Em，及 评估装置，其与所述至少一个测量电极SE耦合且经配置以检测所述至少一个测量电极SE与所述评估装置的接地GND之间的电容性耦合， 其中至少一个接地电极Em可经由开关S而与所述评估装置的所述接地GND电流耦合，其中可通过所述评估装置改变所述开关S的切换状态，且其中所述评估装置进一步适于在所述开关S的所述切换状态改变时检测所述至少一个测量电极SE与所述评估装置的所述接地GND之间的所述电容性耦合的共模变化。
2.根据权利要求1所述的电容性传感器装置，其中若干接地电极中的每一接地电极Em可各自经由开关S而与所述评估装置的所述接地GND电流耦合，且其中所述评估装置进一步适于分别以预定顺序改变开关S的所述切换状态，且检测所述至少一个测量电极SE与所述评估装置的所述接地GND之间的所述电容性耦合的共模变化。
3.根据权利要求1或2所述的电容性传感器装置，其中所述切换状态的所述变化为所述开关的断开。
4.一种输入装置，特定来说为键盘，所述输入装置包括外壳G及根据前述权利要求中任一权利要求所述的电容性传感器装置，其中所述至少一个测量电极SE及所述至少一个接地电极Em依以下方式相对于彼此布置在所述外壳G处:在用一只手H操作所述输入装置期间它们可至少部分被覆盖及/或触摸。
5.根据权利要求4所述的输入装置，其中所述至少一个测量电极SE形成传感器区域A，所述传感器区域A经配置以通过相对于所述传感器区域A移动所述手H的至少一根手指来控制选择装置，特定来说为图形用户接口的光标，且其中可在通过所述手H的至少再一根手指覆盖所述至少一个接地电极Em时激活所述传感器区域A以检测所述至少一根手指的所述移动。
6.根据权利要求4或5所述的输入装置，其中所述接地电极Em以隔离方式布置在所述外壳G处。
7.根据权利要求4到6中任一权利要求所述的输入装置，其中所述至少一个接地电极Em包括金属。
8.根据权利要求4到7中任一权利要求所述的输入装置，其中所述至少一个接地电极Em布置在所述外壳G的腔中。
9.根据权利要求8所述的输入装置，其中所述至少一个接地电极Em包括第一接地电极Emi及第二接地电极EM2，其分别布置在所述外壳G的所述腔中及/或其分别布置在机械键上。
10.根据权利要求4到9中任一权利要求所述的输入装置，其中所述至少一个测量电极SE布置在键盘的键的区域中。
11.一种用于操作输入装置的方法，所述输入装置特定来说为键盘，其中评估装置在至少一个测量电极SE处分接传感器信号以检测所述至少一个测量电极SE与所述评估装置的接地GND之间的电容性耦合，且其中对于至少一个接地电极Em 在切换步骤中，将开关S从第一切换状态带到第二切换状态，经由所述开关S可使所述至少一个接地电极Em与所述评估装置的所述接地GND电流耦合， 在测试步骤中，所述评估装置检查所述开关S的所述切换状态的变化是否已引起所述传感器信号的共模变化，及 其中，在改变步骤中，在所述开关S的所述切换状态的所述变化已引起所述传感器信号的共模变化的情况下，所述评估装置将所述传感器装置从第一操作模式改变为第二操作模式。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一操作模式包括键盘模式且所述第二操作模式包括鼠标模式。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中以预定时间间隔执行所述开关S的所述切换状态的所述变化。
14.根据前述权利要求11到13中任一权利要求所述的方法，其中一旦所述传感器信号在改变所述开关S的所述切换状态时达到预定电平变化(A P)便检测所述传感器信号的共模变化。
15.根据前述权利要求11到14中任一权利要求所述的方法，其中对所述至少一个接地电极Em的每一者执行所 述切换步骤及所述测试步骤。
【文档编号】G06F3/02GK103608752SQ201280030197
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2012年5月2日 优先权日:2011年5月4日
【发明者】阿克塞尔·海姆, 阿尔乔姆·伊万诺夫, 罗兰·奥鲍尔 申请人:微晶片科技德国第二公司