用于包括电容式触敏表面的可视化设备的电容式电子狗的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明的领域属于包括电容式触敏表面的可视化设备。更具体而言，本发明的技 术领域属于实现了与这类可视化设备交换信息的设备。在本文的其余部分中，会将这些装 置称为电子狗（dongle) 〇
【背景技术】
[0002] 传统上，为了与可视化设备交换信息，存在两种可能的主要技术。第一种是在设备 上布置电气连接，随后将交换外部设备或电子狗连接到所述设备。最常见的示例是USB (通 用串行总线）密钥。第二种技术是使用无线电气连接。最著名的是WiFi(无线保真）连接。
[0003] 但确实存在可视化设备完全排列的应用，而不浪费任何有用的表面。这显然包括 航空仪表面板，其中，整个表面现专门用于可视化屏幕。在此情况下，不易于简单地布置电 气连接技术。仍可以在可视化设备的背面增加连接器，所述可视化设备连接到布置在可视 化设备的下面或侧面的其他连接器，但这些布置必然使得可视化和仪器面板的布局复杂 化。无线连接的使用也需要增加硬件资源，这些连接会进一步受到无线电干扰，不太适合于 航空用途。
【发明内容】
[0004] 在许多应用中，可视化设备具有触敏表面。使用的一种技术是所谓的"投射"电容 式检测。这个技术是产生由导电行和列组成的检测矩阵，布置导电行和列以便检测电容中 的局部变化，电容中的局部变化是由用户的手指或只要导电的任何其他指示物体的接近而 引起的。本发明的主题是使用用于检测电容中变化的装置来与可视化设备通信。实际上， 在其真实本质上，引起电容中已知的变化的任何信号都可以由触敏表面来识别，只要该表 面具有其识别所需的软件程序。因而，根据本发明的电子狗可以在无需任何进一步硬件修 改的情况下，通过简单地将设备放置在这个触敏表面上，来与包括电容式触敏表面的可视 化设备通信。确切而言，本发明的主题是一种电容式电子狗，其旨在与包括电容式触敏表面 的可视化设备一起使用，电容式触敏表面包括导电行与列的矩阵，在操作使用中，将电子狗 布置在所述电容式触敏表面上，电子狗以发送模式和接收模式操作，其特征在于其至少包 括：
[0005] -用于发送周期性模拟信号的装置，以称为电子狗频率的至少一个特定频率发送 所述信号；
[0006] -环形平面导电金属部件，其连接到所述发送装置，所述部件旨在放置在所述电容 式触敏表面上；
[0007] -用于接收由所述导电金属部件输出的接收信号的装置；
[0008] -用于分析所述数字化接收信号的装置；
[0009] -用于存储发送的信号与分析的信号的装置；
[0010] -数字通信接口。
[0011] 有利地，接收装置包括：
[0012] -称为"包络检测"的装置，用于检测在确定振幅和频率范围内的由触敏表面发送 的信号，以便检测所述电容式触敏表面的存在，所述装置以被动模式操作，即没有由发送装 置进行的信号传输；
[0013] -同步解调装置，以电子狗频率或多个频率操作，以便在接收模式中与所述触敏表 面通信。
[0014] 有利地，环的厚度与电容式触敏表面的矩阵的一个间距基本上相等。
[0015] 有利地，电子狗包括吸盘设备，使得可以将电子狗保持在电容式触敏表面上的适 当位置。
[0016] 本发明还涉及一种可视化设备，包括电容式触敏表面，其能够如上限定地与电容 式电子狗交换数据，以使得触敏表面包括：
[0017] -导电行与列的矩阵；
[0018] -用于在电子狗放置在所述触敏表面上时，识别确定的分布图的装置，所述分布图 对应于由环形平面导电金属部件在矩阵的行和列上引起的电容中的变化；
[0019] -用于以特定电子狗频率进行发送和接收的装置。
[0020] 有利地，可视化设备的屏幕包括由为电子狗的位置保留的特定符号标记的特定位 置。
[0021] 最后，本发明涉及一种如上限定地在电容式电子狗与可视化设备之间通信的方 法，其特征在于，在将电子狗放置在电容式触敏表面上时，所述方法包括以下步骤：
[0022] 步骤1 :由触敏表面的识别装置识别电子狗的环形平面导电金属部件的确定的分 布图；
[0023] 步骤2 :由称为"包络检测"的电子狗的检测装置识别在操作中由触敏表面发送的 信号；
[0024] 步骤3 :触敏表面的电子狗操作模式的准备，发送装置转换到用于发送电子狗频 率的模式，触敏表面的接收装置转换到用于接收电子狗频率的模式；
[0025] 步骤4 :在电子狗模式中操作，触敏表面与电子狗以电子狗频率交换信号。
[0026] 有利地，以半双工模式执行步骤4,电子狗与触敏表面以相同的特定电子狗频率交 替进行发送和接收。
[0027] 有利地，以全双工模式执行步骤4,电子狗与触敏表面以不同的特定电子狗频率同 时进行发送和接收。
[0028] 有利地，在步骤4期间，触敏表面的发送和接收装置仅扫描布置在电子狗的环形 平面导电金属部件下面的矩阵的导电行与列。
【附图说明】
[0029] 在参考附图阅读了以下非限制性说明后，会更好地理解本发明，并且其他优点会 变得显而易见，在附图中：
[0030] 图1表示触敏矩阵板的总体方框图；
[0031] 图2表示根据本发明的电子狗的方框图；
[0032] 图3表示根据本发明的在触敏平板与电子狗之间的电容耦合；
[0033] 图4表示放置在触敏平板上的电子狗的检测环的顶视图；
[0034] 图5表示由触敏平板感知的电子狗的电容分布图；
[0035] 图6表示具有吸盘的电子狗的剖面图。
【具体实施方式】
[0036] 根据本发明的电子狗旨在与电容式触敏平板一起使用。示例性地，图1表示触敏 矩阵板100的总体方框图及其相关电子器件。矩阵110由导电行与列组成，所述导电行与 列通常由ITO(氧化铟锡）制成。通常地，这个触敏表面可以具有用于一个航空电子仪表面 板屏幕的大约50列与大约30行。示例性地，在两行之间的间距在约7毫米数量级上。
[0037] 电子部件120基本上包括：
[0038] -装置121和122,用于发送周期性信号，旨在向行与列供电；
[0039] -DAC(数模转换器）131和132,布置在发送装置的输出处；
[0040] -多路复用装置141和142,布置在DAC输出处，对矩阵的不同行与不同列进行连 续寻址；
[0041] -ADC(模数转换器）151和152,布置在多路复用装置的输出处；
[0042] -同步解调器161和162,布置在ADC的输出处；
[0043] -用于寻址行和列的电子器件170 ;
[0044]-装置180,用于从同步解调器输出的信号的数字处理，使得可以确定在矩阵的行 与列中引起的电容中的变化。每一个解调器都使得可以传输处理的信号的振幅与相位；
[0045] -输入-输出接口 190。
[0046] 可以以多种形式来实现电子部件的生产。它可以包括传统组件或ASIC(专用集成 电路）组件，其为用于所谓的"前端"模拟部件的模拟型或混合型，所述"前端"模拟部件执 行电压引入、电流测量、多路复用和模数转换功能。它可以包括用于数字处理的FPGA(现场 可编程门阵列）类型的组件，或者包括微控制器，其集成到FPGA或与此相反。
[0047] ADC的数量越高，轻触检测速度就越高，并且等待时间越短。图1中表示的方框图 包括专用于行的ADC 131和DAC 151，和专用于列的ADC 132和DAC 152。
[0048] 示例性地，可以将两个不同频率用于行轻触检测，并且将两个另外的不同频率用 于列轻触检测。为了不同频率彼此不干扰，将它们选择为"正交的"，这表示用于不同同步解 调器的集成时间相同，该集成时间是每一个周期的准确倍数。该布置使得可以同时扫描行 与列，而在信号之间不存在任何干扰。
[0049] 可以在"自电容"模式和/或"互电容"模式中实现轻触检测。第一模式是读取矩 阵的按键阵列的行与列。第二模式是读取矩阵的行与列的阵列的每一个交叉点。第一模式 使得可以迅速搜索触敏表面，并定位轻触可能的坐标。第二模式使得可以分辨实际轻触与 "