專(zhuān)利名稱(chēng)：可增加靈敏度的指標(biāo)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種指標(biāo)裝置，特別是涉及一種可增加靈敏度的指標(biāo)裝置。
指標(biāo)裝置可用于控制電腦顯示屏上游標(biāo)(Cursor)的移動(dòng)(Movement)以及定位(Positioning)，其已廣泛應(yīng)用于各種臺(tái)式及筆記本電腦的周邊設(shè)備(Periheral)，例如鍵盤(pán)(Keyboard)、鼠標(biāo)(Mouse)、搖桿(Joystick)及遙控器(Remote controller)。
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圖1及圖2，圖1為現(xiàn)有指標(biāo)裝置10的外觀圖。圖2為圖1所示指標(biāo)裝置10的動(dòng)作示意圖?，F(xiàn)有指標(biāo)裝置10包括一底座12、一桿體18、一十字形基板20以及四個(gè)應(yīng)變計(jì)(strain gauge)16位于十字形基板20的底面22。桿體18垂直地設(shè)立于十字形基板20的中間部位。如圖2所示，當(dāng)使用者推壓桿體18的頂端時(shí)，十字形基板20會(huì)跟著彎曲，而粘貼于十字形基板20底面22的應(yīng)變計(jì)16也因而產(chǎn)生變形，并因此產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)。
如圖2所示，應(yīng)變計(jì)16包括有一壓阻24、一第一電極26以及一第二電極28。壓阻24可因十字形基板20的彎曲而產(chǎn)生變形，并因此而改變其電阻值。第一以及第二電極26、28分別位于壓阻24的左右兩端，以使一電流L得以自該第一電極26經(jīng)過(guò)壓阻24而流向第二電極28。當(dāng)壓阻24沿水平方向產(chǎn)生變形時(shí)，壓阻24于水平方向的電阻值也會(huì)產(chǎn)生變化，因而導(dǎo)致電流L的變化，即可產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)。
然而，現(xiàn)有指標(biāo)裝置10為單純地依靠十字形基板20的彎曲，使附著于其上的壓阻24產(chǎn)生變形而輸出感測(cè)信號(hào)。如此一來(lái)，應(yīng)變計(jì)的敏感度即受限于十字形基板20的彈性以及因彎曲而產(chǎn)生的應(yīng)變量，而無(wú)法進(jìn)一步提高。
本發(fā)明的目的在于提供一種可增加靈敏度的指標(biāo)裝置，以改善上述缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即提供一種指標(biāo)裝置，其包括有一基板；一施力柱體，垂直地設(shè)置在該基板上；以及至少一應(yīng)變計(jì)(strain gauge)，至少有部分設(shè)于該施力柱體與該基板之間，用來(lái)感測(cè)壓力并產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)，該應(yīng)變計(jì)包括有一第一壓阻，設(shè)置在該基板的上平面，該第一壓阻可依據(jù)所受到的壓力而產(chǎn)生變形以改變自身的電阻；一第一電極以及一第二電極，分別與該第一壓阻相接觸，該第一及第二電極通過(guò)該第一壓阻構(gòu)成一通路以使一電流通過(guò)，其中垂直在該應(yīng)變計(jì)所在基板的平面方向稱(chēng)為一施壓方向，該第一及第二電極在該施壓方向上相距有一預(yù)定距離；其中當(dāng)推壓該施力柱體時(shí)，該施力柱體會(huì)產(chǎn)生一壓力沿該施壓方向施加于該第一壓阻，該第一壓阻沿該施壓方向產(chǎn)生變形，并使該應(yīng)變計(jì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)。
本發(fā)明還提供一種指標(biāo)裝置，其包括有一基座，其包括一孔洞；一桿體，其有部分設(shè)置于該孔洞內(nèi)，該桿體包括有一下部表面；以及至少一應(yīng)變計(jì)(strain gauge)，至少有部分設(shè)于該下部表面與該孔洞之間，用來(lái)感測(cè)壓力并產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)，該應(yīng)變計(jì)包括有一第一壓阻，設(shè)于該下部表面上，該第一壓阻可依據(jù)所受到的壓力并產(chǎn)生變形以改變自身的電阻；一第一電極以及一第二電極，分別與該第一壓阻相接觸，該第一及第二電極通過(guò)該第一壓阻構(gòu)成一通路以使一電流通過(guò)，其中垂直于該應(yīng)變計(jì)所在下部表面的方向稱(chēng)為一施壓方向，該第一及第二電極在該施壓方向上相距有一預(yù)定距離；其中當(dāng)推壓該桿體時(shí)，該桿體的下部表面會(huì)產(chǎn)生一壓力沿該施壓方向施加于該第一壓阻，使該第一壓阻沿該施壓方向產(chǎn)生變形，以使該應(yīng)變計(jì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)。
下面結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1為現(xiàn)有指標(biāo)裝置的外視圖；圖2為圖1所示指標(biāo)裝置的動(dòng)作示意圖；圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的指標(biāo)裝置的外視圖；圖4為圖3所示指標(biāo)裝置的元件分解圖；圖5為圖3所示指標(biāo)裝置的動(dòng)作示意圖；圖6為圖3所示指標(biāo)裝置的制造流程圖；圖7為本發(fā)明第二實(shí)施例的指標(biāo)裝置示意圖；圖8為本發(fā)明第三實(shí)施例的指標(biāo)裝置的外視圖；圖9為圖8所示應(yīng)變計(jì)的示意圖；圖10為本發(fā)明第四實(shí)施例的指標(biāo)裝置的示意圖。
請(qǐng)參閱圖3及圖4。圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的指標(biāo)裝置40的外視圖。圖4為圖3所示指標(biāo)裝置40的元件分解圖。本發(fā)明第一實(shí)施例的指標(biāo)裝置40包括有一底座42、一基板44、一施力柱體46垂直地設(shè)置在基板44上以及四個(gè)應(yīng)變計(jì)(strain gauge)48。施力柱體46包括有一板體50以及一桿體52垂直地設(shè)在板體50上。板體50為一陶瓷板，而桿體52固接在板體50上。應(yīng)變計(jì)48有部分設(shè)于板體50與基板44之間，用來(lái)感測(cè)推壓桿體52所產(chǎn)生的壓力，并產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)。
每一個(gè)應(yīng)變計(jì)48包括有一第一壓阻56、一第一電極58以及一第二電極60。第一壓阻56呈扁平的長(zhǎng)條形，其有部分設(shè)于板體50與基板44之間，且粘著在基板44上。第一壓阻56可依據(jù)所受到的壓力以產(chǎn)生變形并改變自身的電阻。第一電極58以印刷的方式設(shè)在基板44的上平面，第二電極60以印刷或鑲嵌的方式設(shè)于板體50的下表面50a。第一壓阻56的兩端64、66分別與第一及第二電極58、60相接觸。指標(biāo)裝置40另包括有四個(gè)傳導(dǎo)電極60a設(shè)于板體50上表面50b，其分別與相對(duì)應(yīng)第二電極60導(dǎo)通，用來(lái)導(dǎo)出感測(cè)信號(hào)。
請(qǐng)參閱圖5。圖5為圖3所示指標(biāo)裝置40的動(dòng)作示意圖。垂直于應(yīng)變計(jì)48所在基板44部分的平面方向稱(chēng)為一施壓方向(即箭頭49所示的方向)，在此實(shí)施例中，該施壓方向平行于Z方向。第一以及第二電極58、60在該施壓方向上相距有一預(yù)定距離d。第一電極58以及第二電極60可經(jīng)由第一壓阻56構(gòu)成一通路以使一電流L通過(guò)。當(dāng)施加電壓于第一以及第二電極58、60時(shí)，電流L可自第一電極58經(jīng)由第一壓阻56而流至第二電極60。因此，電流L同時(shí)包括有Y方向與Z方向的分量。
如圖5所示，當(dāng)推壓施力柱體46的桿體52(如圖5桿體52左上端的箭號(hào)53所示)時(shí)，施力柱體46會(huì)產(chǎn)生一壓力Fz沿該施壓方向施加于第一壓阻56，使第一壓阻56沿該施壓方向(Z方向)產(chǎn)生變形，即使第一壓阻56的Z方向的電阻產(chǎn)生變化。同時(shí)，基板44會(huì)因彎曲而使第一壓阻56在其兩端的方向上(Y方向)產(chǎn)生變形，即，使第一壓阻56的Y方向的電阻產(chǎn)生變化。如此一來(lái)，電流L所經(jīng)路徑(含Y方向與Z方向)上的電阻值都有變化。基于前述，在本發(fā)明中，電流L不但包括有Y方向的分量，以因應(yīng)第一壓阻56在Y方向上電阻值的變化，其也包括有Z方向的分量，故更可因應(yīng)Z方向上電阻值的變化，以產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)。經(jīng)申請(qǐng)人的實(shí)驗(yàn)，如此可使應(yīng)變計(jì)48的靈敏度大為提高。請(qǐng)參閱圖6，圖6為圖3所示指標(biāo)裝置40的制造流程圖。該指標(biāo)裝置40的制造流程如下步驟1將第一電極58以及相關(guān)的導(dǎo)線(xiàn)印刷在基板44上。
步驟2印上壓阻56。
步驟3將板體50與基板44粘合。
步驟4粘上桿體52。
請(qǐng)參閱圖7。圖7為本發(fā)明第二實(shí)施例的指標(biāo)裝置70的動(dòng)作示意圖。指標(biāo)裝置70與指標(biāo)裝置40的主要不同處在于，指標(biāo)裝置70的應(yīng)變計(jì)72的構(gòu)造。應(yīng)變計(jì)72另包括有一第三電極62設(shè)于基板44的上平面，且位于第二電極60的下方并與第一壓阻56相接觸。第一電極58、第二電極60以及第三電極62可通過(guò)第一壓阻56構(gòu)成通路以使電流L通過(guò)。當(dāng)施加電壓于第一以及第二電極58、60時(shí)，電流L可自第一電極58經(jīng)由第一壓阻56而流至第三電極62，再自第三電極62經(jīng)由第一壓阻56而流至第二電極60。如此一來(lái)，電流L的Y方向與Z方向的分量比前一實(shí)施例增加，所以當(dāng)推壓桿體52(如圖7桿體52左上端的箭號(hào)53所示)時(shí)，因應(yīng)第一壓阻56于Y、Z方向上電阻值的變化，應(yīng)變計(jì)72的靈敏度可因此而更高。
請(qǐng)參閱圖8及圖9。圖8為本發(fā)明第三實(shí)施例的指標(biāo)裝置80的外視圖。圖9為圖8所示應(yīng)變計(jì)82的示意圖。指標(biāo)裝置80與指標(biāo)裝置40的主要不同之處在于，指標(biāo)裝置80的應(yīng)變計(jì)82的構(gòu)造。應(yīng)變計(jì)82除了包括有一第一壓阻84、一第一電極86以及一第二電極88外，另包括有一第二壓阻90粘著在基板44上且與第一壓阻84平行，以及一第四電極92設(shè)置在基板44的上平面。第一及第二壓阻84、90相鄰的兩端94、95與第二電極88相接觸，第一及第二壓阻84、90相鄰的另二端96、97分別與第一以及第四電極86、92相接觸。第一電極86、第二電極88以及第四電極92可通過(guò)第一及第二壓阻84、90構(gòu)成通路以使電流L通過(guò)。如圖9所示，電流L可自第一電極86經(jīng)由第一壓阻84流至第二電極88，再由第二電極88經(jīng)由第二壓阻90流至第四電極92。同樣地，當(dāng)推壓施力柱體46時(shí)，該第一及第二壓阻84、90會(huì)因板體50的壓迫而在Z方向上產(chǎn)生變形，也會(huì)因基板44彎曲而在相鄰兩端94、95與相鄰另兩端96、97的方向(即Y方向)上產(chǎn)生變形。因此應(yīng)變計(jì)82可同時(shí)因應(yīng)Y方向與Z方向上電阻值的變化而產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)。
請(qǐng)參閱圖10。圖10為本發(fā)明第四實(shí)施例的指標(biāo)裝置100的示意圖。指標(biāo)裝置100與指標(biāo)裝置40的主要不同之處在于，指標(biāo)裝置100的應(yīng)變計(jì)102的受力方式。指標(biāo)裝置100包括有一基座104、一桿體106以及四應(yīng)變計(jì)102?；?04包括有一孔洞110，而桿體106垂直于基座104并有部分設(shè)置于孔洞110內(nèi)。桿體106包括有一下部表面112，下部表面112為一圓柱形表面。應(yīng)變計(jì)102有部分設(shè)于下部表面112與孔洞110之間。
應(yīng)變計(jì)102包括有一第一壓阻114粘著在下部表面112上且呈扁平的長(zhǎng)條形、一第一電極116以及一第二電極118分別與第一壓阻114的兩端相接觸。第一電極116在孔洞110的內(nèi)側(cè)壁上，第二電極118設(shè)于桿體106的下部表面112上。第一電極116以及第二電極118通過(guò)第一壓阻114構(gòu)成一通路以使一電流L通過(guò)。垂直于應(yīng)變計(jì)102所在下部表面112的方向?yàn)橐皇悍较颍诖藢?shí)施例中，該施壓方向?yàn)榇怪庇谠搱A柱形表面的方向(如圖10右側(cè)的應(yīng)變計(jì)，該施壓方向即Y方向)。第一及第二電極116、118在該施壓方向上相距有一預(yù)定距離d。如此一來(lái)，電流L同樣具有Y方向與Z方向的分量。
如圖10所示，當(dāng)沿Y方向推壓桿體106時(shí)，桿體106的下部表面112會(huì)產(chǎn)生一壓力Fy沿該施壓方向(Y方向)施加于第一壓阻114，使第一壓阻114沿該施壓方向產(chǎn)生變形。同時(shí)，桿體106另會(huì)因彎曲而使第一壓阻114于其兩端的方向(Z方向)產(chǎn)生變形。因此應(yīng)變計(jì)102的靈敏度同樣可因此而提高。
上述第四實(shí)施例指標(biāo)裝置100的應(yīng)變計(jì)102也可如第二實(shí)施例指標(biāo)裝置70的應(yīng)變計(jì)27一樣，加設(shè)一第三電極，以增加電流LY方向與Z方向的分量；也可如第三實(shí)施例指標(biāo)裝置80的應(yīng)變計(jì)82一般，以?xún)蓚€(gè)或多個(gè)壓阻的方式，來(lái)增加應(yīng)變計(jì)的靈敏度。
此外，上述實(shí)施例都以施壓方向?yàn)閆或Y方向?yàn)槔?。事?shí)上，若通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，如改變基板平面或桿體下部表面的形狀，即可改變本發(fā)明所稱(chēng)的施壓方向。只要前述實(shí)施例的第一及第二電極于該施壓方向相距有一預(yù)定距離d，都符合本發(fā)明的精神。
與現(xiàn)有指標(biāo)裝置10相比，本發(fā)明指標(biāo)裝置40、70、80、100的第一電極58、86、116及第二電極60、88、118在該施壓方向上相距有一預(yù)定距離d，使電流L具有該預(yù)定距離d方向的分量，故當(dāng)施力柱體46或桿體106沿該施壓方向施壓在第一壓阻56、84、114時(shí)，應(yīng)變計(jì)48、72、82、102除會(huì)因基板44或桿體106的彎曲外，也可因該施壓方向的壓力而產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)，本發(fā)明指標(biāo)裝置40、70、80、100的靈敏度也因而得以提高。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡按本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種指標(biāo)裝置，其包括有一基板；一施力柱體，垂直地設(shè)置在該基板上；以及至少一應(yīng)變計(jì)(strain gauge)，至少有部分設(shè)于該施力柱體與該基板之間，用來(lái)感測(cè)壓力并產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)，該應(yīng)變計(jì)包括有一第一壓阻，設(shè)置在該基板的上平面，該第一壓阻可依據(jù)所受到的壓力而產(chǎn)生變形以改變自身的電阻；一第一電極以及一第二電極，分別與該第一壓阻相接觸，該第一及第二電極通過(guò)該第一壓阻構(gòu)成一通路以使一電流通過(guò)，其中垂直在該應(yīng)變計(jì)所在基板的平面方向稱(chēng)為一施壓方向，該第一及第二電極在該施壓方向上相距有一預(yù)定距離；其中當(dāng)推壓該施力柱體時(shí)，該施力柱體會(huì)產(chǎn)生一壓力沿該施壓方向施加于該第一壓阻，使該第一壓阻沿該施壓方向產(chǎn)生變形，并使該應(yīng)變計(jì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的指標(biāo)裝置，其中該施力柱體與該基板之間設(shè)有四個(gè)應(yīng)變計(jì)用來(lái)感測(cè)推壓該施力柱體所產(chǎn)生的壓力并產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的指標(biāo)裝置，其中該施力柱體包括有一板體以及一桿體垂直地設(shè)于該板體上。當(dāng)推壓該桿體時(shí)，該板體會(huì)產(chǎn)生該壓力并沿該施壓方向施加于該第一壓阻。
4.如權(quán)利要求3所述的指標(biāo)裝置，其中該基板以及該施力柱體的板體為平行設(shè)置的兩平板，該施壓方向?yàn)榇怪庇谠摶逡约霸摪弩w的方向。
5.如權(quán)利要求3所述的指標(biāo)裝置，其中該第一電極以印刷的方式設(shè)置在該基板的上平面，該第二電極設(shè)于該施力柱體的板體上。
6.如權(quán)利要求5所述的指標(biāo)裝置，其中該第一壓阻粘著于該基板上且呈扁平的長(zhǎng)條形，該第一壓阻的兩端分別與該第一及第二電極相接觸，當(dāng)推壓該施力柱體時(shí)，該基板另會(huì)因彎曲而使該第一壓阻在其兩端的方向上產(chǎn)生變形，以使該應(yīng)變計(jì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的指標(biāo)裝置，其中該應(yīng)變計(jì)另包括有一第三電極設(shè)于該基板的上平面且位于該第二電極的下方并與該第一壓阻相接觸，該第一、第二以及第三電極可通過(guò)該第一壓阻構(gòu)成該通路以使該電流通過(guò)。
8.如權(quán)利要求6所述的指標(biāo)裝置，其中該應(yīng)變計(jì)另包括有一第二壓阻與該第一壓阻平行且粘著在該基板上，以及一第四電極設(shè)置在該基板的上平面，該第一及第二壓阻的相鄰兩端與該第二電極相接觸，該第一及第二壓阻相鄰的另兩端分別與該第一以及第四電極相接觸，該第一、第二以及第四電極可通過(guò)該第一及第二壓阻構(gòu)成該通路以使該電流通過(guò)，當(dāng)推壓該施力柱體時(shí)，該基板另會(huì)因彎曲而使該第一及第二壓阻在相鄰兩端與相鄰另兩端的方向上產(chǎn)生變形，以使該應(yīng)變計(jì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)。
9.一種指標(biāo)裝置，其包括有一基座，其包括一孔洞；一桿體，其有部分設(shè)置于該孔洞內(nèi)，該桿體包括有一下部表面；以及至少一應(yīng)變計(jì)(strain gauge)，至少有部分設(shè)于該下部表面與該孔洞之間，用來(lái)感測(cè)壓力并產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)，該應(yīng)變計(jì)包括有一第一壓阻，設(shè)于該下部表面上，該第一壓阻可依據(jù)所受到的壓力并產(chǎn)生變形以改變自身的電阻；一第一電極以及一第二電極，分別與該第一壓阻相接觸，該第一及第二電極通過(guò)該第一壓阻構(gòu)成一通路以使一電流通過(guò)，其中垂直于該應(yīng)變計(jì)所在下部表面的方向稱(chēng)為一施壓方向，該第一及第二電極在該施壓方向上相距有一預(yù)定距離；其中當(dāng)推壓該桿體時(shí)，該桿體的下部表面會(huì)產(chǎn)生一壓力沿該施壓方向施加于該第一壓阻，使該第一壓阻沿該施壓方向產(chǎn)生變形，以使該應(yīng)變計(jì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)。
10.如權(quán)利要求9所述的指標(biāo)裝置，其中該桿體的下部表面與該孔洞之間設(shè)有四個(gè)應(yīng)變計(jì)，用來(lái)感測(cè)壓力并產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)。
11.如權(quán)利要求9所述的指標(biāo)裝置，其中該桿體的下部表面為一圓柱形表面，該施壓方向垂直于該圓柱形表面。
12.如權(quán)利要求9所述的指標(biāo)裝置，其中該第一電極在該孔洞的內(nèi)側(cè)壁上，該第二電極則設(shè)于該桿體的下部表面上。
13.如權(quán)利要求12所述的指標(biāo)裝置，其中該第一壓阻粘著在該桿體的下部表面上且呈扁平的長(zhǎng)條形，該第一壓阻的兩端分別與該第一及第二電極相接觸，當(dāng)推壓該桿體時(shí)，該桿體另會(huì)因彎曲而使該第一壓阻在其兩端的方向上產(chǎn)生變形，以使該應(yīng)變計(jì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)。
全文摘要
一種指標(biāo)裝置,包括基板,垂直設(shè)置在基板上的施力柱體及四應(yīng)變計(jì)用來(lái)感測(cè)壓力并產(chǎn)生相應(yīng)感測(cè)信號(hào),四個(gè)應(yīng)變計(jì)設(shè)于施力柱體與基板間,每個(gè)應(yīng)變計(jì)包括第一壓阻、第一及第二電極,第一壓阻設(shè)置于基板上平面,第一及第二電極分別與第一壓阻接觸,垂直于應(yīng)變計(jì)所在基板平面方向稱(chēng)為施壓方向,第一及第二電極在施壓方向上相距有一預(yù)定距離。當(dāng)推壓施力柱體時(shí),施力柱體會(huì)產(chǎn)生壓力,以使第一壓阻產(chǎn)生變形,并使應(yīng)變計(jì)產(chǎn)生的感測(cè)信號(hào)。
文檔編號(hào)G06F3/033GK1330308SQ0011836
公開(kāi)日2002年1月9日 申請(qǐng)日期2000年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月16日
發(fā)明者陳威廷 申請(qǐng)人:達(dá)方電子股份有限公司