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Title:
CAPACITIVE SENSING DEVICE AND DETECTING METHOD THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/109766
Kind Code:
A1
Abstract:
A capacitive sensing device and a detecting method thereof are provided. The sensing device includes at least one detecting plate (11) and at least one reference plate (12) which surrounds every detecting plate. A first wire (13) and a number of second wires (14) are provided. All the reference plates are coupled electrically to the first wire, and every detecting plate is coupled electrically to a second wire. When the first wire and every second wire are supplied with an electric signal, one or more approached or touched detecting plates are detected according to the difference between every second wire signal and the first wire signal.

Inventors:
LEE CHENG-HAN (CN)
Application Number:
PCT/CN2011/000233
Publication Date:
August 23, 2012
Filing Date:
February 15, 2011
Export Citation:
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Assignee:
EGALAX EMPIA TECHNOLOGY INC (CN)
LEE CHENG-HAN (CN)
International Classes:
G06F3/044; G06F3/041
Foreign References:
TW200923744A2009-06-01
CN101950228A2011-01-19
CN101582002A2009-11-18
TW201101164A2011-01-01
US20050122119A12005-06-09
Other References:
See also references of EP 2597553A4
None
Attorney, Agent or Firm:
BEIJING ZHONGYUAN HUAHE INTELLECTUAL PROPERTY AGENCY CO., LTD (CN)
北京中原华和知识产权代理有限责任公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求

1. 一种电容式感测器的侦测方法, 其特征在于其包括:

提供一条第一导线与多条第二导线;

连续提供一电性信号于该第一导线与每一条第二导线;

在每次该电性信号被提供时, 分别依据每一条第二导线与该第一导线 间的一信号差, 分辨出每一条第二导线的一信号是属于一第一类还是一第 二类。

2.根据权利要求 1 所述的电容式感测器的侦测方法, 其特征在于其中 所述的第一导线与每一条第二导线分別电性耦合于至少一导电体, 其中该 第一导线电性耦合的该至少一导电体的整体大小与每一条第二导线电性耦 合的该至少一导电体的整体大小相同。

3. 根据权利要求 2所述的电容式感测器的侦测方法, 其特征在于其中 所有导电体在没有被外部物件接近或触碰时, 第一导线与每一条第二导线 的信号相同。

4. 根据权利要求 2所述的电容式感测器的侦测方法, 其特征在于其中 所述的第一导线电性耦合的该至少一导电体定义出多个空间, 每一条第二 导线电性耦合的该至少一导电体分别于所述空间之一。

5. 根据权利要求 2所述的电容式感测器的侦测方法, 其特征在于其中 任一条第二导线电性耦合的该至少一导电体被外部物件接近或碰触时, 该 第二导电条的信号属于该第一类与该第二类之一, 并且任一条第二导线电 性耦合的该至少一导电体没有被外部物件接近或碰触时, 该第二导电条的 信号属于该第一类与该第二类的另一。

6. 根据权利要求 2所述的电容式感测器的侦测方法, 其特征在于其中 至少一条第二导线的该信号属于该第一类, 并且至少一条第二导线的该信 号属于该第二类时, 电性耦合于该第一导线的至少一导电体被外部物件接 近或触碰。

7. 根据权利要求 1所述的电容式感测器的侦测方法, 其特征在于其中 每一条与该第一导电条间的该信号差为正值的第二导线的信号属于该第一 类与该第二类之一, 并且每一条与该第一导电条间的该信号差为负值的第 二导线的信号属于该第一类与该第二类的另一。

8. 根据权利要求 1所述的电容式感测器的侦测方法, 其特征在于其中 所述的电性信号于一第一次与一第二次被提供时, 每一条第二导线与该第 一导线的该信号差分别为一第一信号差与一第二信号差, 每一条第二导线 的该信号是分别依据该第一信号差与该第二信号差来分辨是属于一第一类 还是一第二类。

9. 根据权利要求 1所述的电容式感测器的侦测方法, 其特征在于其中 每一条第二导线的该信号是分别依据该第一信号差与该第二信号差的差与 一门槛限值来分辨是属于一第一类还是一第二类。

10. 根据权利要求 8 所述的电容式感测器的侦测方法, 其特征在于其 还包括提供至少一遮敝导电条, 其中该第一导电条与所述第二导电条平行 排列至一控制器, 该至少一遮蔽导电条位于该第一导电奈与所述第二导电 条平行排列部份的两侧。

11. 根据权利要求 2 所述的电容式感测器的侦测方法, 其特征在于其 中每一条第二导线电性耦合的至少一导电体朝向一触控感测器的一侧的一 侧的面积小于另一侧的面积, 其中朝向该触控感测器的面积与另一侧的面 积为两侧间同宽度的一范围间的面积。

12. 一种电容式感测器, 其特征在于其包括:

一第一导线;

至少一第二导线;

至少一参考片, 定义至少一个空间, 并且所有参考片电性耦合于该第 一导线;

至少一侦测片, 每一侦测片分别位于该至少一空间之一并且电性耦合 于该至少一第二导线之一; 以及

一控制器, 提供一电性信号于该第一导线与每一条第二导线, 并且分 别依据每一条第二导线与该第一导线的一相应的信号差, 侦测被外部物件 接触或接近的每一个侦测片。

13.根据权利要求 12 所述的电容式感测器, 其特征在于其中每一侦测 片的大小等于所有参考片。

14. 根据权利要求 12所述的电容式感测器, 其特征在于其中所述的至 少一参考片界定一空间, 该侦测片位于该空间, 并且该至少一参考片界定 一开口, 该相应的第二导线穿过该开口电性耦合于该侦测片。

15. 根据权利要求 14所述的电容式感测器, 其特征在于其中所述的空 间是由单一参考片界定。

16. 根据权利要求 12所述的电容式感测器, 其特征在于其中每一个侦 测器包括至少两参考片, 该至少两参考片与部份的该第一导线环绕该侦测 片并且界定一开口, 该相应的第二导线穿过该开口电性耦合于该侦测片。

17. 根据权利要求 12 所述的电容式感测器,其特征在于其中被外部物 件接触或接近的每一个侦测器的该相应的信号差大于或小于一门槛限值 , 其 中每一个侦测器的该相应的信号差为该相应的第二导线与该第一导线的信 号差。

18. 根据权利要求 12所述的电容式感测器, 其特征在于其中被外部物 件接触或接近的每一个侦测器的该相应的信号差为正值时, 没有被外部物 件接触或接近的每一个侦测器的该相应的信号差为负值, 其中每一个侦测 器的该相应的信号差为该相应的第二导线与该第一导线的信号差。

19. 根据权利要求 12所述的电容式感测器, 其特征在于其中被外部物 件接触或接近的每一个侦测器的一相应的信号差为负值时, 没有被外部物 件接触或接近的每一个侦测器的该相应的信号差为正值, 其中每一个侦测 器的该相应的信号差为该相应的第二导线与该第一导线的信号差。

20. 才艮据权利要求 12所述的电容式感测器, 其特征在于其中每一个侦 测器的一相应的信号差在被触碰前与被触碰时分别为一第一信号差与一第 二信号差, 该第一信号差与该第二信号差的差大于或小于一门槛值。

21. 根据权利要求 12所述的电容式感测器, 其特征在于其还包括一遮 蔽线, 该遮蔽线包围该至少一侦测器、 该第一导线与每一第二导线。

22. 根据权利要求 12所述的电容式感测器, 其特征在于其中每一侦测 片朝向一触控感测器的一侧的面积小于另一侧的面积, 其中朝向该触控感 测器的一侧的面积与另一侧的面积为两侧间同宽度的一范围间的面积。

23. 一种利用信号差值侦测的电容式感测器, 其特征在于其包括: 一第一导线;

至少一第二导线;

至少一参考片, 定义至少一个空间, 并且所有参考片电性耦合于该第 一导线;

至少一侦测片, 每一侦测片分别位于该至少一空间之一并且电性耦合 于该至少一第二导线之一; 以及

一控制器, 执行至少以下作业:

连续在多个时段提供一电性信号于该第一导线与每一条第二导线, 以 分别取得该第一导线的一参考值与每一条第二导线的一侦测值;

以所述时段的一时段作为一初始时段, 并且以其他时段作为侦测时段; 在该初始时段中, 记录每一个侦测值与该参考值的差分别作为每一个 侦测值的一初始差值;

在每个侦测时段中, 分别产生每一个侦测值与该参考值作为每一个侦 测值的一侦测差值; 以及

在每个侦测时段中, 将每一个该侦测差值大于或小于该初始差值一门 檻限值的该侦测值辨识为一第一类与一第二类之一, 并且将每一个该侦测 差值未大于或未小于该初始差值一门槛限值的该侦测值辨识为一笫一类与 一第二类的另一。 '

24.根据权利求 23所述的利用信号差值侦测的电容式感测器, 其特征 在于其中当被辨识为该第一类的每一个侦测值的该侦测差值大于该初始差 值时, 被辨识为该第二类的每一个侦测值的该侦测差值小于该初始差值。

25. 根据权利求 23所述的利用信号差值侦测的电容式感测器, 其特征 在于其中当被辨识为该第一类的每一个侦测值的该侦测差值小于该初始差 值时, 被辨识为该第二类的每一个侦测值的该侦测差值大于该初始差值。

26. 根据权利求 23所述的利用信号差值侦测的电容式感测器, 其特征 在于其中所述的参考值是依据至少一参考片的信号来产生, 该至少一参考 片定义出多个空间, 并且每一个侦测值是分别依据多个侦测片之一的信号 来产生, 每一个侦测片分别位于所述空间之一。

27. 根据权利求 23所述的利用信号差值侦测的电容式感测器, 其特征 在于其中每一个侦测片的大小与所有参考片的大小相同。

28. 根据权利求 23所述的利用信号差值侦测的电容式感测器, 其特征 在于其中每一侦测片朝向一触控感测器的一侧的面积小于另一侧的面积, 其中朝向该触控感测器的一侧的面积与另一侧的面积为两侧间同宽度的一 范围间的面积。

29. 一种利用信号差^ i侦测电容式感测器的方法, 其特征在于其包括 以下步骤:

连续在多个时段提供一参考值与多个侦测值;

以所述时段的一时段作为一初始时段, 并且以其他时段作为侦测时段; 在该初始时段中, 记录每一个侦测值与该参考值的差分别作为每一个 侦测值的一初始差值; 以及

在每个侦测时段中, 分别产生每一个侦测值与该参考值作为每一个侦 测值的一侦测差值; 以及

在每个侦测时段中, 将每一个该侦测差值大于或小于该初始差值一门 槛限值的该侦测值辨识为一第一类与一第二类之一, 并且将每一个该侦测 差值未大于或未小于该初始差值一门槛限值的该侦测值辨识为一第一类与 一第二类的另一。

30.根据权利要求 29 所述的利用信号差值侦测电容式感测器的方法, 其特征在于其中当被辨识为该第一类的每一个侦测值的该侦测差值大于该 初始差值时, 被辨识为该第二类的每一个侦测值的该侦测差值小于该初始 差值。

31. 根据权利要求 29所述的利用信号差值侦测电容式感测器的方法, 其特征在于其中当被辨识为该第一类的每一个侦测值的该侦测差值小于该 初始差值时, 被辨识为该第二类的每一个侦测值的该侦测差值大于该初始 差值。

32. 根据权利要求 29所述的利用信号差值侦测电容式感测器的方法, 其特征在于其中所述的参考值是依据至少一参考片的信号来产生, 该至少 一参考片定义出多个空间, 并且每一个侦测值是分别依据多个侦测片之一 的信号来产生, 分一个侦测片分别位于所述空间之一。

33. 根据权利要求 29所述的利用信号差值侦测电容式感测器的方法, 其特征在于其中每一个侦测片的大小与所有参考片的大小相同。

34. 根据权利要求 29所述的利用信号差值侦测电容式感测器的方法, 其特征在于其中每一侦测片朝向一触控感测器的一侧的面积小于另一侧的 面积, 其中朝向该触控感测器的一侧的面积与另一侧的面积为两侧间同宽 度的一范围间的面积。

Description:
电容式感测器及其侦测方法 技术领域

本发明涉及一种电容式感测器及其侦测方法, 特別是涉及一种可侦测 多个同时触碰的电容式感测器及其侦测方法。 背景技术

在可携式电子装置中, 需要许多实体的人机界面提供使用者输入数据 或命令。 最常使用的界面为机械式按键, 然而机械式按键容易因为使用过 度而损坏, 尤其是最经常被用的那些按键。 此外, 可携式电子装置在收纳 时可能会压触到按键, 容易造成按键的弹性疲乏或接触不良。

在智慧型手机或平板电脑上, 电容式感测器常常被用来作为按键使用。 相对于实体按键, 电容式感测器不会因为构件的过度使用而造成 损坏。 但 由于荧幕会散发出许多杂讯, 并且杂讯会不断改变, 使得电容式感测器容 易被杂讯干扰而误判。

由此可见, 上述现有技术显然存在有不便与缺陷, 而极待加以进一步 改进。 为了解决上述存在的问题, 相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道, 但长久以来一直未见适用的设计被发展完成, 而一般产品及方法又没有适 切的结构及方法能够解决上述问题, 此显然是相关业者急欲解决的问题。 因此如何能创设一种新的技术, 实属当前重要研发课题之一, 亦成为当前 业界极需改进的目标。 发明内容

本发明的目的在于, 提供一种电容式感测器及其侦测方法。 本发明的 电容式感测器包括至少一个感测片及在每一个 感测片周围的至少一个参考 片。 所有参考片电性耦合于同一第一导线, 并且每一个参考片分别电性耦 合于一第二导线。 当第一导线与每一第二导线被提供一电性信号 时, 分别 依据每一第二导线与第一导线的信号差, 可侦测出单一或同时侦测出多个 被接近或触碰的感测片。

本发明的另一目的在于, 提供一种电容式感测器, 可覆盖一层绝缘保 护层, 可以在不被直接接触的条件下进行侦测, 没有机械式按键在多次重 复使用后会有弹性疲乏或接触不良的问题。 此外, 本发明的电容是藉由第 一导线与每一第二导线的信号比较来进行侦测 , 抗杂讯能力佳, 适用于装 置于显示器前端, 具有同时侦测多个触碰的能力。

本发明的电容式感测器可覆盖一层绝缘保护层 , 可以在不被直接接触 的条件下进行侦测, 没有机械式按键在多次重复使用后会有弹性疲 乏或接 触不良的问题。 此外, 本发明的电容是藉由第一导线与每一第二导线 的信 号比较来进行侦测, 抗杂讯能力佳, 适用于装置于显示器前端, 具有同时 侦测多个触碰的能力。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技 术方案来实现的。 依据 本发明提出的一种电容式感测器的侦测方法, 其包括: 提供一条第一导线 与多条第二导线; 连续提供一电性信号于该第一导线与每一条第 二导线; 在每次该电性信号被提供时, 分别依据每一条第二导线与该第一导线间的 一信号差, 分辨出每一条第二导线的一信号是属于一第一 类还是一第二类。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下 技术措施进一步实现。 前述的电容式感测器的侦测方法, 其中所述的第一导线与每一条第二 导线分别电性耦合于至少一导电体, 其中该第一导线电性耦合的该至少一 导电体的整体大小与每一奈第二导线电性耦合 的该至少一导电体的整体大 小相同。

前述的电容式感测器的侦测方法, 其中所有导电体在没有被外部物件 接近或触碰时, 第一导线与每一条第二导线的信号相同。

前述的电容式感测器的侦测方法, 其中所述的第一导线电性耦合的该 至少一导电体定义出多个空间, 每一条第二导线电性耦合的该至少一导电 体分别于所述空间之一。

前述的电容式感测器的侦测方法, 其中任一条第二导线电性耦合的该 至少一导电体被外部物件接近或碰触时, 该第二导电条的信号属于该第一 类与该第二类之一, 并且任一条第二导线电性耦合的该至少一导电 体没有 被外部物件接近或碰触时, 该第二导电条的信号属于该第一类与该第二类 的另一。

前述的电容式感测器的侦测方法, 其中至少一条第二导线的该信号属 于该第一类, 并且至少一条第二导线的该信号属于该第二类 时, 电性耦合 于该第一导线的至少一导电体被外部物件接近 或触碰。

前述的电容式感测器的侦测方法, 其中每一条与该第一导电条间的该 信号差为正值的第二导线的信号属于该第一类 与该第二类之一, 并且每一 条与该第一导电条间的该信号差为负值的第二 导线的信号属于该第一类与 该第二类的另一。

前述的电容式感测器的侦测方法, 其中所述的该电性信号于一第一次 与一第二次被提供时, 每一条第二导线与该第一导线的该信号差分别 为一 第一信号差与一第二信号差, 每一条第二导线的该信号是分别依据该第一 信号差与该第二信号差来分辨是属于一第一类 还是一第二类。

前述的电容式感测器的侦测方法, 其中每一条第二导线的该信号是分 别依据该第一信号差与该第二信号差的差与一 门槛限值来分辨是属于一第 一类还是一第二类。

前述的电容式感测器的侦测方法, 其还包括提供至少一遮敝导电条, 其中该第一导电条与所述第 导电条平行排列至一控制器, 该至少一遮蔽 导电条位于该第一导电条与所述第二导电条平 行排列部份的两侧。

前述的电容式感测器的侦测方法, 其中每一条第二导线电性耦合的至 少一导电体朝向一触控感测器的一侧的一侧的 面积小于另一侧的面积, 其 中朝向该触控感测器的面积与另一侧的面积为 两侧间同宽度的一范围间的 面积。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技 术方案来实现。 依据 本发明提出的一种电容式感测器, 其包括: 一第一导线; 至少一第二导 线; 至少一参考片, 定义至少一个空间, 并且所有参考片电性耦合于该 第一导线; 至少一侦测片, 每一侦测片分别位于该至少一空间之一并且 电性耦合于该至少一第二导线之一; 以及一控制器, 提供一电性信号于 该第一导线与每一条第二导线, 并且分别依据每一条第二导线与该第一 导线的一相应的信号差, 侦测被外部物件接触或接近的每一个侦测片。 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下 技术措施进一步实现。 前述的电容式感测器, 其中每一侦测片的大小等于所有参考片。

前述的电容式感测器, 其中所述的至少一参考片界定一空间, 该侦测 片位于该空间, 并且该至少一参考片界定一开口, 该相应的第二导线穿过 该开口电性耦合于该侦测片。

前述的电容式感测器, 其中所述的空间是由单一参考片界定。

前述的电容式感测器, 其中每一个侦测器包括至少两参考片, 该至少 两参考片与部份的该第一导线环绕该侦测片并 且界定一开口, 该相应的第 二导线穿过该开口电性耦合于该侦测片。

前述的电容式感测器, 其中被外部物件接触或接近的每一个侦测器的 该相应的信号差大于或小于一门槛限值, 其中每一个侦测器的该相应的信 号差为该相应的第二导线与该第一导线的信号 差。

前述的电容式感测器, 其中被外部物件接触或接近的每一个侦测器的 该相应的信号差为正值时, 没有被外部物件接触或接近的每一个侦测器的 该相应的信号差为负值, 其中每一个侦测器的该相应的信号差为该相应 的 第二导线与该第一导线的信号差。

前述的电容式感测器, 其中被外部物件接触或接近的每一个侦测器的 一相应的信号差为负值时, 没有被外部物件接触或接近的每一个侦测器的 该相应的信号差为正值, 其中每一个侦测器的该相应的信号差为该相应 的 第二导线与该第一导线的信号差。

前述的电容式感测器, 其中每一个侦测器的一相应的信号差在被触碰 前与被触碰时分别为一第一信号差与一第二信 号差, 该第一信号差与该第 二信号差的差大于或小于一门槛值。

前述的电容式感测器, 其还包括一遮蔽线, 该遮蔽线包围该至少一侦 测器、 该第一导线与每一第二导线。

前述的电容式感测器, 其中每一侦测片朝向一触控感测器的一侧的面 积小于另一侧的面积, 其中朝向该触控感测器的一侧的面积与另一侧 的面 积为两侧间同宽度的一范围间的面积。

本发明的目的及解决其技术问题另外再采用以 下技术方案来实现。 依 据本发明提出的一种利用信号差值侦测的电容 式感测器, 其包括: 一第一 导线; 至少一第二导线; 至少一参考片, 定义至少一个空间, 并且所有参 考片电性耦合于该第一导线; 至少一侦测片, 每一侦测片分别位于该至少 一空间之一并且电性耦合于该至少一第二导线 之一; 以及一控制器, 执行 至少以下作业: 连续在多个时段提供一电性信号于该第一导线 与每一条第 二导线, 以分别取得该第一导线的一参考值与每一条第 二导线的一侦测值; 以所述时段的一时段作为一初始时段, 并且以其他时段作为侦测时段; 在 该初始时段中, 记录每一个侦测值与该参考值的差分别作为每 一个侦测值 的一初始差值; 在每个侦测时段中, 分别产生每一个侦测值与该参考值作 为每一个侦测值的一侦测差值; 以及在每个侦测时段中, 将每一个该侦测 差值大于或小于该初始差值一门槛限值的该侦 测值辨识为一第一类与一第 二类之一, 并且将每一个该侦测差值未大于或未小于该初 始差值一门槛限 值的该侦测值辨识为一第一类与一第二类的另 一。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下 技术措施进一步实现。 前述的利用信号差值侦测的电容式感测器, 其中当被辨识为该第一类 的每一个侦测值的该侦测差值大于该初始差值 时, 被辨识为该第二类的每 —个侦测值的该侦测差值小于该初始差值。 ' 前述的利用信号差值侦测的电容式感测器, 其中当被辨识为该第一类 的每一个侦测值的该侦测差值小于该初始差值 时, 被辨识为该第二类的每 一个侦测值的该侦测差值大于该初始差值。

前述的利用信号差值侦测的电容式感测器, 其中所述的参考值是依据 至少一参考片的信号来产生, 该至少一参考片定义出多个空间, 并且每一 个侦测值是分别依据多个侦测片之一的信号来 产生, 每一个侦测片分别位 于所述空间之一。

前述的利用信号差值侦测的电容式感测器, 其中每一个侦测片的大小 与所有参考片的大小相同。

前述的利用信号差值侦测的电容式感测器, 其中每一侦测片朝向一触 控感测器的一侧的面积小于另一侧的面积, 其中朝向该触控感测器的一侧 的面积与另一侧的面积为两侧间同宽度的一范 围间的面积。

本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以 下技术方案来实现。 依 据本发明提出的一种利用信号差值侦测电容式 感测器的方法, 其包括以下 步骤: 连续在多个时段提供一参考值与多个侦测值; 以所述时段的一时段 作为一初始时段, 并且以其他时段作为侦测时段; 在该初始时段中, 记录 每一个侦测值与该参考值的差分别作为每一个 侦测值的一初始差值; 以及 在每个侦测时段中, 分别产生每一个侦测值与该参考值作为每一个 侦测值 的一侦测差值; 以及在每个侦测时段中, 将每一个该侦测差值大于或小于 该初始差值一门檻限值的该侦测值辨识为一第 一类与一第二类之一, 并且 将每一个该侦测差值未大于或未小于该初始差 值一门槛限值的该侦测值辨 识为一第一类与一第二类的另一。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下 技术措施进一步实现。 前述的利用信号差值侦测电容式感测器的方法 , 其中当被辨识为该第 一类的每一个侦测值的该侦测差值大于该初始 差值时, 被辨识为该第二类 的每一个侦测值的该侦测差值小于该初始差值 。

前述的利用信号差值侦测电容式感测器的方法 , 其中当被辨识为该第 一类的每一个侦测值的该侦测差值小于该初始 差值时, 被辨识为该第二类 的每一个侦测值的该侦测差值大于该初始差值 。

前述的利用信号差值侦测电容式感测器的方法 , 其中所述的参考值是 依据至少一参考片的信号来产生, 该至少一参考片定义出多个空间, 并且 每一个侦测值是分别依据多个侦测片之一的信 号来产生, 分一个侦测片分 别位于所述空间之一。

前述的利用信号差值侦测电容式感测器的方法 , 其中每一个侦测片的 大小与所有参考片的大小相同。

前述的利用信号差值侦测电容式感测器的方法 , 其中每一侦测片朝向 一触控感测器的一侧的面积小于另一侧的面积 , 其中朝向该触控感测器的 一侧的面积与另一侧的面积为两侧间同宽度的 一范围间的面积。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益 效果。 借由上述技术 方案, 本发明电容式感测器及其侦测方法至少具有下 列优点及有益效 果:

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益 效果。 借由上述技术方 案,本发明位置侦测的方法与装置至少具有下 列优点及有益效果:

1、 可侦测一个或同时侦测多个外部物件的接近或 触碰。

2、 可侦测一个或同时侦测多个信号的状态的改变 。

3、 抗杂讯能力强, 可配置于不断放出程度不一的杂讯的显示器前 端。 本发明在技术上有显著的进步,具有明显的积 极效果,诚为一新颖、 进 步、 实用的新设计。 上述说明仅是本发明技术方案的概述, 为了能够更清 楚了解本发明的技术手段, 而可依照说明书的内容予以实施, 并且为了让 本发明的上述和其他目的、 特征和优点能够更明显易懂, 以下特举较佳实 施例, 并配合附图, 详细说明如下。

综上所述, 本发明的电容式感测器包括至少一个感测片及 在每一个感 测片周围的至少一个参考片。 所有参考片电性耦合于同一第一导线, 并且 每一个参考片分别电性耦合于一第二导线。 当第一导线与每一第二导线被 提供一电性信号时, 分别依据每一第二导线与第一导线的信号差, 可侦测 出单一或同时侦测出多个被接近或触碰的感测 片。 本发明在技术上有显著 的进步, 并具有明显的积极效果,诚为一新颖、 进步、 实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述, 为了能够更清楚了解本发明的 技术手段, 而可依照说明书的内容予以实施, 并且为了让本发明的上述和 其他目的、 特征和优点能够更明显易懂, 以下特举较佳实施例, 并配合附 图,详细说明如下。 附图的简要说明

图 1至图 4为依据本发明的第一实施例的电容式感测器 示意图。 图 5 为依据本发明的第二实施例的电容式感测器的 侦测方法的流程示 图 6 为依据本发明的第三实施例的利用信号差值侦 测电容式感测器的 方法的流程示意图。

图 7为依据本发明的第四实施例的电容式感测器 示意图。

I、 2、 3、 4、 7: 电容式感测器 10、 20、 70: 侦测器

I I、 21、 31、 41、 71 : 侦测片 12、 22、 32、 42、 72: 参考片

13: 第一导线 14: 第二导线

15: 遮蔽线 16: 控制器

17: 触控感测器 实现发明的最佳方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所 采取的技术手段及功 效,以下结合附图及较佳实施例, 对依据本发明提出的电容式感测器及其侦 测方法其具体实施方式、 结构、 特征及其功效, 详细说明如后。

依据本发明的第一实际例, 提供一种电容式感测器, 包括一第一导线、 至少一第二导线、 至少一参考片 (reference pl ate)、 至少一侦测片 (detect ing plate) , 一控制器与一遮蔽线(shielding l ine) 0 所述至少一 侦测片定义 (或区隔出)至少一空间, 并且所有参考片电性耦合于第一导线。 此外, 每一个侦测片分别电性耦合于一第二导线。 另外, 控制器提供电性 信号于第一导线与每一个第二导线, 并且分别依据每一个第二导线与第一 导线的信号差来侦测被外部物件接触或接近的 每一个侦测器。

例如图 1所示, 电容式感测器 1包括一第一导线 1 3、 至少一第二导线 14、 至少一侦测器 10与一控制器 16 , 其中每一个侦测器 10包括一侦测片 11与一参考片 12。 参考片 12为 U型, 定义一空间, 侦测片 12位于此空间 中, 并且电性耦合于一第二导线 14。 虽然图 1是以三个侦测器 10为例, 本 技术领域的普通技术人员可推知侦测器的数量 包括但不限于三个。

在本发明的一范例中, 电容式感测器包括至少一侦测器, 每一个侦测 器包括一侦测片与至少一参考片, 所述至少一参考片定义出一空间, 侦测 片位于此空间中。

又例如图 1所示, 电容式感测器 2包括一第一导线 13、 至少一第二导 线 14、 至少一侦测器 20与一控制器 16 , 其中每一个侦测器 20包括一侦测 片 21与两参考片 22。 两参考片 22与第一导线 14定义一空间, 侦测片 11 位于此空间中, 并且电性耦合于一第二导线 14, 其中空间亦可以视为由两 参考片 22与第一导线 13所定义。 虽然图 2是以三个侦测器 20为例, 本技 术领域的普通技术人员可推知侦测器 20的数量包括但不限于三个。

在本发明的另一范例中, 电容式感测器是由至少一参考片定义出多个 空间, 并且所有参考片电性耦合于第一导线, 每一个侦测片分别位于一空 间中, 并且分别电性耦合于一第二导线。

例如图 3所示,电容式感测器 3是由一参考片 32 (如由四个参考片连接 形成或有一参考片一体成形)或四个参考片 32 定义出四个空间, 每一个空 间分别配置一侦测片 31。

又例如图 4所示,电容式感测器 4是由一参考片 42 (如多个参考片连结 形成或一参考片一体成形)或多个参考片 42 定义出多个空间, 每一个空间 分别配置一侦测片 41。

另外, 在图 1至图 4中, 遮蔽线 15大致包围前述第一导线 13、 至少一 第二导线 14、 至少一参考片(12、 22、 32、 42)与至少一侦测片(11、 21、 31、 41) , 并且电性耦合于控制器 16。 在本发明的一范例中, 第一导线 13与所 有第二导线 14可以是平行排列至控制器 16, 遮蔽线 15可以是由一条或许 多条构成, 配置于第一导线 13与所有第二导线 14的两侧。 在本发明的另 一范例中, 遮蔽线 15可以是两条, 分别位于平行排列的第一导线 13与所 有第二导线 14的两侧。

在本发明的一范例中, 第一导线 13与至少一第二导线 14是以平行排 列的方式连接至控制器 16, 例如第一导线 13与至少一第二导线 14的一部 份是平行排列于平面的印刷电路板或软性排线 上。 此外, 遮蔽线 15是以一 条或两条排列于第一导线 1 3与至少一第二导线 14的两侧。 在本发明的一 范例中, 遮蔽线 15与第一导线 13与至少一第二导线 14同时被提供相同的 电性信号。 据此, 在未被任何外部物件接近与触碰时, 第一导线 13与至少 一第二导线 14的每一条导线的两侧都有对称的电场。 因此, 在未被外部物 件接近或触碰时, 第一导线 13与每一条第二导线 14以平行排列至控制器 16的部份两侧都有对称的电场。

本技术领域的普通技术人员可以推知, 本发明的侦测片包括但不限于 正方形、 矩形、 扇形、 三角形、 圓形、 椭圆形、 多边形或其他几何图案。

在本发明的一范例中, 控制器提供给第一导线与第二导线的电性信号 可以是脉宽调变信号(PWM) ,或其他型态的交流信号,本发明并不加以限 。 电性信号可以是连续地被提供, 在本发明的一范例中, 电性信号可以是间 断性地被连续提供, 并且在本发明的另一范例中, 电性信号可以是持续性 地连续被提供。

此外, 控制器可以通过积分器侦测第一导线与第二导 线连接的导电体 的电容性耦合, 以侦测信号大小或信号变化量的大小。 此外, 上述每一条 第二导线与第一导线的信号差可以是由一个或 多个差动放大器来产生, 本 技术领域的普通技术人员可以推知, 信号差亦是由其他形式的减法器来产 生, 本发明并不加以限制。

图 5是依据本发明的第二具体实施例的电容式感 器的侦测方法。 首 先如步骤 510所示,提供一条第一导线 13与多条第二导线 14。接下来如步 骤 520所示, 连续提供一电性信号于第一导线 13与每一条第二导线 14。 此 外, 如步骤 530所示, 在每次电性信号被提供时, 分别依据每一条第二导 线 14与第一导线 13间的一信号差, 分辨出每一条第二导线 14的一信号是 属于一第一类还是一第二类。

在本发明的一范例中, 步骤 520与步骤 530可以是由前述控制器 16来 进行作业。 步骤 510提供的第一导线 13与每一条第二导线 14分别电性耦 合于至少一导电体, 第一导线 13 电性耦合的至少一导电体的整体大小 (tota l dimens ion)与每一条第二导线电性耦合的至少一导电 的整体大小 相当。例如在图 1至图 4中, 第一导线 13电性耦合多个参考片 12、 22、 32、 42 , 并且每一条第二导线 14电性耦合一个侦测片 11、 21、 31、 41。 本领域 的普通技术人员可以推知侦测片 11可以是由多个子侦测片组成, 亦即每一 奈第二导线 14亦可以是电性耦合多个子侦测片。 在本发明的一范例中, 第 一导线 13 电性耦合的至少一导电体定义出多个空间, 每一条第二导线 14 电性耦合的至少一导电体分别位于这些空间之 一。

由于第一导线 13电性耦合的至少一导电体的整体大小与每一 第二导 线 14电性耦合的至少一导电体的整体大小相当, 所有导电体在没有被外部 物件接近或触碰时, 第一导线 13与每一条第二导线 14的信号相当。 在本 发明的一范例中, 在所有的导电体上方可以是覆盖一绝缘层, 绝缘层可以 是透明或不透明的, 例如透明玻璃或薄膜(f i lm)。 当外部物件接近或触碰 时, 可以是接近或触碰绝缘层。

外部物件可以是实体接地或虚拟接地, 例如可以是站立于地面的人体 部位, 例如手指。 当外部物件接近或触碰导电体时, 导电体的信号的改变 量会随着与外部物件接近的距离与面积而改变 。 因此当外部物件同时接近 或触碰一侦测片与部份参考片时, 相应于外部物件接近与触碰的侦测片的 面积相对大于外部物件接近与触碰的参考片的 面积。 换言之, 电性耦合于 被外部物件接近或触碰的侦测片的第二导线 14的信号的变化量将大于第一 导线 13 (电性耦合于所有参考片)的信号的变化量。 反之, 电性耦合于没有 被外部物件接近或触碰的侦测片的第二导线 14的信号的变化量会小于第一 导线 13的信号的变化量。 因此, 依据电性耦合被外部物件接近或触碰的侦 测片的第二导线 14的信号与第一导线 13的信号可以判断出被外部物件接 近或触碰的侦测片(如属于第一类与第二类的 一)或没有被外部物件接近或 触碰的侦测片(如属于第一类与第二类的另一 )。

例如, 外部物件的接近或触碰会造成信号的减小, 因此可以是直接利 用每一条第二导线 14与第一导线 13的信号差来判断每一条第二导线 14电 性耦合的侦测片是否被接近或触碰, 例如当信号差大于或小于一门槛限值 时, 代表被外部物件接近或触碰。 亦可以是利用未被接近或触碰时的信号 差当作比较基准, 例如是以一初始时段侦测到的信号差当作未被 外部物件 接近或触碰的信号差, 来比较的后连续多个侦测时段侦测到的信号差 , 当 初始时段与侦测时段的信号差的差大于或小于 一门槛限值时, 代表外部物 件的接近或触碰。 在本发明的一范例中, 信号差超过一预设范围或初始时 段与侦测时段的信号差的差超过一预设范围时 , 表示被外部物件接近或触 碰, 反之, 表示未被外部物件接近或触碰。 其中, 预设范围可以是小于一 门槛限值或大于一门檻限值。

在本发明的一范例中, 可以是以信号差或初始时段与侦测时段的信号 差的差为正值或负值来判断是属于第一类还是 第二类。 例如, 每一条与该 第一导线 13间的信号差为正值的第二导线 14的信号属于第一类与第二类 的一, 并且每一条信号差为负值的第二导线的信号属 于第一类与第二类的 另一。

因此, 当部份的侦测片被接近或触碰并且部份的侦测 片没有被接近或 触碰时, 至少一条第二导线 14电性耦合的导电片将被辨识为属于第一类, 并且至少一条第二导线电性 14耦合的导电片将被辨识为属于第二类, 其中 电性耦合于第一导线 13的导电体被外部物件接近或触碰。

藉由对本发明的电容式感测器的每一条第二导 线 14与第一导线 13的 信号的比较, 可判断出被外部物件触碰的一个或多个侦测片 。 两者的信号 的比较可以是以比较器比较、 或以差动放大器产生两者的信号差来比较、 将两者的信号转换成数位差值来表较、 或将两者的信号转换成数位值后再 进行比较。 本发明包括但不限于前述信号比较方式, 本技术领域的普通技 术人员可推知其他信号的比较方式, 在此不再赘述。

本发明的电容式感测器可被作为 建的应用, 如图 1与图 2所示, 例 如每一个侦测片可被用来对应作为独立的按键 , 本发明的电容式感测器可 侦测出同时多个按键的触压。 按键亦可以是被设计作为方向键, 例如图 3 所示, 可包含向上、 向右、 向下、 向左等四个方向的方向键。 本技术领域 的普通技术人员可推知其他方向的方向键, 如八方向的方向键。 又例如, 可以是多方向的方向键, 例如图 4所示, 可以是构成环状的多方向的感应 器, 可作为旋转盘(jog dia l)之类的应用。

在本发明的一范例中, 可以是复合多个电容式感应器, 例如可以是包 括多组电容式感应器, 每一个电容式感应器包括上述一第一导线、 至少一 第二导线、 至少一参考片(reference plate)、 至少一侦测片(detect ing plate)、一控制器与一遮蔽线(shielding l ine)。所述至少一侦测片定义 (或 区隔出)至少一空间, 并且所有参考片电性耦合于第一导线。 此外, 每一个 侦测片分别电性耦合于一第二导线。 另外, 控制器提供电性信号于第一导 线与每一个第二导线, 并且分别依据每一个第二导线与第一导线的信 号差 来侦测被外部物件接触或接近的每一个侦测器 。 据此, 所有的侦测片可构 成一侦测片阵歹 1 j (detect ing plate matr ix)。

这些电容式感测器可以各自有独立的第一导线 13 与复数条第二导线 14 , 直接连接到控制器 16, 亦可是藉由开关电路控制, 共用连接到控制器 16的导线,在同一时间只有一个电容式感测器 第一导线 13与复数条第二 导线 14电性耦合至控制器 16。

图 6 为依据本发明的第三具体实施例, 提供的一种利用信号差值侦测 电容式感测器的方法。 首先, 如步骤 610所述, 连续在多个时段提供一参 考值与多个侦测值, 并且如步骤 620所述, 以这些时段的一时段作为一初 始时段, 并且以其他时段作为侦测时段。 例如以第一个时段作为初始时段, 或是以任一时段作为初始时段。 步骤 610与步骤 620可以是反复地执行。

接下来, 如步骤 630所述, 在初始时段中, 记录每一个侦测值与参考 值的差分别作为每一个侦测值的一初始差值。 并且, 如步骤 640所述, 在 每个侦测时段中, 分别产生每一个侦测值与参考值作为每一个侦 测值的一 侦测差值。 另外, 如步骤 650所述, 在每个侦测时段中, 将每一个侦测差 值大于或小于初始差值一门槛限值的侦测值辨 识为一第一类与一第二类之 一, 并且将每一个该侦测差值未大于或未小于初始 差值一门槛限值的该侦 测值辨识为一第一类与一第二类的另一。 所述步骤 630、 640、 650可以是 随步骤 610、 620反复执行。 此外, 上述步骤 610至 650可以是由前述控制 器 160进行相呆作业。

上述方法可以是应用于一种利用信号差值侦测 的电容式感测器, 包括: 一第一导线; 至少一第二导线; 至少一参考片, 定义至少一个空间, 并且 所有参考片电性耦合于第一导线; 至少一侦测片, 每一侦测片分别位于至 少一空间的一并且电性耦合于至少一第二导线 之一; 以及一控制器, 执行 至少以下作业: 连续在多个时段提供一电性信号于第一导线与 每一条第二 导线, 以分别取得一参考值与多个侦测值; 以这些时段的一时段作为一初 始时段, 并且以其他时段作为侦测时段; 在初始时段中, 记录每一个侦测 值与参考值的差分别作为每一个侦测值的一初 始差值; 在每个侦测时段中, 分别产生每一个侦测值与该参考值作为每一个 侦测值的一侦测差值; 以及 在每个侦测时段中, 将每一个侦测差值大于或小于初始差值一门槛 限值的 侦测值辨识为一第一类与一第二类之一, 并且将每一个侦测差值未大于或 未小于初始差值一门槛限值的该侦测值辨识为 一第一类与一第二类的另 在本发明的一范例中, 参考值是依据至少一参考片的信号来产生, 所 述至少一参考片定义出多个空间, 并且每一个侦测值是分别依据多个侦测 片的一的信号来产生, 每一个侦测片分别位于这些空间之一。

在本发明的另一范例中, 当被辨识为第一类的每一个侦测值的侦测差 值大于初始差值时, 被辨识为该第二类的每一个侦测值的侦测差值 小于初 始差值。 反之, 当被辨识为第一类的每一个侦测值的侦测差值 小于初始差 值时, 被辨识为第二类的每一个侦测值的侦测差值大 于该初始差值。 例如, 在某些侦测时段中, 参考值与至少一侦测值产生改变, 同时变大或变小, 其中所述至少一侦测值的改变量明显大于参考 值, 使得所述至少一侦测值 的侦测差值变大或变小。 相对地, 其他侦测值的侦测差值呈现相反的变化。

本技术领域的普通技术人员可推知本发明的参 考值与每一侦测值在初 始时段时不一定相当, 可以是相当或不相当。 同理, 本技术领域的普通技 术人员可推知本发明第一导线与每一第二导线 电性耦合的导电体的大小亦 可以是相当或不相当, 本发明包括但不限于第一导线与每一第二导线 电性 耦合的导电体的大小相等。

此外, 上述的第一类与第二类可以用以表示双态, 两者之一可表示状 态改变, 另一可表示状态不变。 例如第一类可表示被外部物件接近或触碰 的导电体或因此而改变的信号, 而第二类可表示没有被外部物件接近或触 碰的导电体或因此而未变的信号。 又例如, 可应用于开关的使用, 当参考 值超过一门槛限值, 并且至少一侦测值的改变量明显大于参考值, 未改变 的侦测值的侦测差值将大于一门槛限值, 可用来侦测未改变的侦测值, 作 为开或关的一种状态, 而其他的侦测值作为另一种状态。

请参照图 7, 为依据本发明的第四实施例提供的电容式感测 器 7, 包括 多个参考片 72与多个侦测片 71。 此外, 本实施例更包括一触控感测器 17, 相邻于电容式感测器 7。 虽然图 7是以五个侦测器 70为例, 本技术领域的 普通技术人员可推知侦测器的数量包括但不限 于五个。 当外部物件接近或 触碰触控感测器 17时, 触碰触控感测器 17能提供表示外部物件位置的感 测资讯, 以供解独出外部物件的位置。 例如, 感测资讯可以是由控制器 16 接收, 以判断出外部物件的位置。 本技术领域的普通技术人员可推知触控 感测器 17可以是电容式、 电阻式、 表面声波式、 红外线式、 光学式等等, 其中相应的感测资讯的侦测方式为习知技术, 在此不再赘述。

在本发明的一范例中, 侦测片 71朝向触控感测器 17的一侧的面积小 于另一侧的面积。 其中, 所述朝向一触控感测器 17的一侧的面积与另一侧 的面积可以是两侧间同宽度的一范围间的面积 。例如,侦测片 71为三角形, 其中一角朝向触控感测器 17, 如图 7所示。 又例如, 朝向触控感测器 17的 一侧为弧形, 如千圆形或半椭圆形。

侦测片 71朝'向触控感测器 17的一侧的面积是依据侦测片 71与触控感 测器 17间的距离来决定。

例 口图 7中的触碰范围 77所示, 当外部物件同时接近或触碰触控感测 器 17与侦测片 71时, 侦测片 71被外部物件接近或触碰的面积相当小, 因 此上述信号差或初始时段与侦测时段的信号差 的差未超过预设范围, 不会 被侦测为有效触碰。 反之, 例如图 7中的触碰范围 78所示, 当外部物件接 近或触碰的大部份面积落于侦测片 71时, 上述信号差或初始时段与侦测时 段的信号差的差才足以超过预设范围。 如此, 可降低电容式感测器 7 与触 碰感测器 17相近时可能造成的误触问题。

在前述说明中, 两者的大小相当是指两者的大小相同或大致相 同, 例 如两者的差距在 10%内, 如一者多出另一者 10%的大小。 第一导线 13电性 耦合的至少一导电体的整体大小与每一条第二 导线 14电性耦合的至少一导 电体的整体大小相当是指第一导线 13电性耦合的至少一导电体的整体大小 与每一条第二导线 14电性耦合的至少一导电体的整体大小差距在 10%内。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已, 并非对本发明作任何形式上 的限制, 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上, 然而并非用以限定本发明, 任何熟悉本专业的技术人员, 在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上 述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同 变化的等效实施例,但凡是 未脱离本发明技术方案的内容, 依据本发明的技术实质对以上实施例所作 的任何简单修改、 等同变化与修饰, 均仍属于本发明技术方案的范围内。 .: