專利名稱：壓力及方向偵測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一偵測裝置，尤其涉及一種壓力及方向偵測裝置。
背景技術(shù)：
如圖1及圖1A所示，為中國臺灣申請第229856號中的新型計算機指針 裝置，是利用變壓器電磁感應(yīng)原理，使用一組一次繞線作為發(fā)射繞阻2b，再 用多組二次繞線作為檢測繞阻2a， 一次繞線與二次繞線間放置導(dǎo)磁組件4，當(dāng) 導(dǎo)磁組件4受壓后其一次繞線與二次繞線間距改變，導(dǎo)致二次繞線輸出的電壓 大小產(chǎn)生變化，經(jīng)由信號放大、濾波及掃瞄，再經(jīng)模擬轉(zhuǎn)數(shù)字的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)成數(shù) 字信號后進入中央處理器俗稱CPU,根據(jù)其電壓的大小運算出計算機光標(biāo)的 位移量；角度方向則依二次繞線所在的位置決定，因此，其二次繞線的數(shù)目愈 多則位移的方向愈多。
該運用變壓器電磁一次繞線與二次繞線電磁藕合原理，根據(jù)輸出電壓的大 小來控制光標(biāo)移動速度的快慢，理論上雖然可達(dá)到控制計算機光標(biāo)速度的功 能，但是實際上有許多問題不易克服例如所使用的一次繞線與二次繞線的特 性涉及導(dǎo)線的材質(zhì)、導(dǎo)線的繞法及纏繞電線物體的材質(zhì)，特性稍微變動便會大 大影響輸出電壓，尤其按壓時出力的大小其輸出電壓能否等比例輸出也是一大 挑戰(zhàn)，即不易掌握其一致性，再則因電磁的信號容易由手機、電器產(chǎn)品或計算 機產(chǎn)生，這些電磁波同樣會經(jīng)由電磁藕合影響到二次繞線的輸出電壓，因此， 抗電磁干擾的隔絕能力又是一項十分艱巨的工程，上述問題都是該現(xiàn)有技術(shù)導(dǎo) 入市場實用時面臨的的挑戰(zhàn)。

實用新型內(nèi)容
為解決上述問題，本實用新型的提供一種壓力及方向偵測裝置，其利用按 壓一導(dǎo)電單元的方式，以使該導(dǎo)電單元接觸并導(dǎo)通該開關(guān)電路，被導(dǎo)通的開關(guān) 電路分別產(chǎn)生與其對應(yīng)的一導(dǎo)電信號。使用處理模塊依據(jù)該導(dǎo)電信號判斷按壓該導(dǎo)電單元的壓力與方向。
為了達(dá)成上述的目的，本實用新型提供一種壓力及方向偵測裝置，包含 一基板、多個開關(guān)電路、 一按鈕結(jié)構(gòu)、和一接收該導(dǎo)電信號，以分析被導(dǎo)通的 開關(guān)電路及其數(shù)目的處理模塊。
該多個開關(guān)電路，設(shè)置于該基板上；
該按鈕結(jié)構(gòu)包含具有一按壓面按壓單元、在該按壓單元的按壓面被按壓 時，接觸并導(dǎo)通該開關(guān)電路中至少一個，并使被導(dǎo)通的開關(guān)電路分別導(dǎo)通一導(dǎo) 電信號的導(dǎo)電單元，和間隔該導(dǎo)電單元與該基板于一預(yù)定距離的支撐單元；
該導(dǎo)電單元，設(shè)置于該按壓面的相對側(cè)，并對應(yīng)該開關(guān)電路。
該開關(guān)電路為一斷路線路，并印刷于該基板上。
該處理模塊包含
一發(fā)送及接收該導(dǎo)電信號并依據(jù)接收的該導(dǎo)電信號產(chǎn)生一控制信號的信 號輸出入單元；
一接收該控制信號并用以分析出按壓的壓力及方向的信號分析單元。 該信號分析單元操作一操作物的移動方向及速度依據(jù)該按壓的壓力及方向。
該開關(guān)電路由一第一接點與一第二接點所組成，該第一接點與一第二接點 彼此絕緣并分別與該信號輸出入單元電性連接，當(dāng)該導(dǎo)電單元接觸該第一接點 與該第二接點時，該第一接點經(jīng)由該導(dǎo)電單元電性連接于該第二接點。
該開關(guān)電路分為多個主開關(guān)電路與至少一個輔開關(guān)電路，該輔開關(guān)電路排 列于該主開關(guān)電路中心或外圍。
該輔開關(guān)電路上方設(shè)有一金屬彈片。
該基板為一軟式印刷電路板或硬式印刷電路板。
導(dǎo)電單元為軟性材質(zhì)的單元。
導(dǎo)電單元為具彈性的金屬材質(zhì)的單元。
該處理模塊為一微控制器。
本實用新型的有益效果在于，本實用新型的壓力及方向偵測裝置以被導(dǎo)通 的開關(guān)電路的數(shù)目與位置，來判斷按壓的壓力及方向，并可依據(jù)該按壓的壓力 及方向控制一操作物移動的方向與速度。由于該開關(guān)電路以該導(dǎo)電單元的機械 性的接觸來達(dá)成導(dǎo)通，因此可克服現(xiàn)有技術(shù)中電壓不穩(wěn)定及易受電磁波干擾等缺失。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細(xì)描述，但不作為對本實 用新型的限定。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的指針裝置的立體圖； 圖1A是現(xiàn)有技術(shù)的指針裝置的剖面圖2是本實用新型的壓力及方向偵測裝置及一計算機裝置的示意圖； 圖3是本實用新型的壓力及方向偵測裝置剖視示意圖； 圖4是本實用新型的壓力及方向偵測裝置及一計算機裝置的使用狀態(tài)示 意圖4A是本實用新型的壓力及方向偵測裝置使用狀態(tài)示意圖。 其中，附圖標(biāo)記
2 感應(yīng)電路板 2a 檢測繞阻 2b 發(fā)射繞阻
3 彈性組件
4 導(dǎo)磁組件
5 軟質(zhì)面板
1000 壓力及方向偵測裝置 100 基板 200、 200a、 200b、 200c 開關(guān)電路
201第一接點
202第二接點
210主開關(guān)電路
220輔開關(guān)電路
221金屬彈片
300按鈕結(jié)構(gòu)
310按壓單元
311按壓面312接合面
320導(dǎo)電單元
330支撐單元
400處理模塊
410信號輸出入單元
420信號分析單元
500連接電路
2000計算機裝置
2100顯示屏幕
2110操作物
PI第一位置
Zl第一區(qū)域
Z2第二區(qū)域
SI導(dǎo)電信號
S2控制信號
S3操作信號
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述
如圖2和圖3所示，圖2是本實用新型的壓力及方向偵測裝置及一計算機 裝置的示意圖，圖3是本實用新型的壓力及方向偵測裝置剖視示意圖。壓力及 方向偵測裝置1000包含一基板100、多個開關(guān)電路200、 一按鈕結(jié)構(gòu)300、 一 處理模塊400、與多個連接電路500?；?00可為一軟式印刷電路板或一硬 式印刷電路板。開關(guān)電路200可為一斷路線路，并印刷設(shè)置于基板100上，該 開關(guān)電路200可環(huán)狀排列于基板100。
按鈕結(jié)構(gòu)300可由橡膠材質(zhì)等軟性材質(zhì)所構(gòu)成，硬度可依觸感的要求而調(diào) 整。按鈕結(jié)構(gòu)300可設(shè)置于基板IOO上。按鈕結(jié)構(gòu)300包含一按壓單元310、 一導(dǎo)電單元320與一支撐單元330。
按壓單元310可由軟性材質(zhì)或硬性材質(zhì)所構(gòu)成，并具有一按壓面311與一 接合面312，按壓面311用以承受外力，如手指等按壓，以供使用者按壓該按壓單元310，接合面312相對于基板100上的該開關(guān)電路200。
導(dǎo)電單元320可由軟性及導(dǎo)電材質(zhì)構(gòu)成，導(dǎo)電單元320也可由一具彈性的 金屬材質(zhì)構(gòu)成。導(dǎo)電單元320結(jié)合設(shè)置于按壓單元310的接合面312，并對應(yīng) 等開關(guān)電路200Z
支撐單元330可由軟性材質(zhì)或硬性材質(zhì)所構(gòu)成，并可與按壓單元310 —體 成型，支撐單元330可設(shè)置于基板100上，并用以間隔導(dǎo)電單元320與基板 IOO于一預(yù)定距離，以使按壓單元310在未受到按壓時，該開關(guān)電路200保持 在未導(dǎo)通的狀態(tài)。其中當(dāng)按壓單元310被按壓時，導(dǎo)電單元320接觸并導(dǎo)通該 開關(guān)電路200中至少一個，并使被導(dǎo)通的開關(guān)電路200分別導(dǎo)通一導(dǎo)電信號 Sl。
處理模塊400，可由為一微控制器及其相關(guān)電路所構(gòu)成。處理模塊400用 以接收控制信號S2，以得知被導(dǎo)通的開關(guān)電路200，并依據(jù)該被導(dǎo)通的開關(guān)電 路200及其數(shù)目分析出按壓的壓力及方向。
連接電路500用以連接每一該開關(guān)電路200與處理模塊400。如圖2所示， 于本實施例中，連接電路500可分為四組，每一組連接相鄰的九個開關(guān)電路 200，處理模塊400可依序啟動每一組的連接電路500，以大幅簡化電路的復(fù) 雜度。
本實用新型的細(xì)部結(jié)構(gòu)說明如下。處理模塊400包含一信號輸出入單元 410與一信號分析單元420。開關(guān)電路200可由一第一接點201與一第二接點 202所組成，第一接點201與第二接點202彼此絕緣并分別與信號輸出入單元 410電性連接。信號輸出入單元410可持續(xù)傳送電流于第一接點201。
當(dāng)導(dǎo)電單元320接觸第一接點201與第二接點202時，第一接點201經(jīng)由 導(dǎo)電單元320電性連接于第二接點202，此時第一接點201、導(dǎo)電單元320、 第二接點202與信號輸出入單元410形成一回路，因此信號輸出入單元410 可接收到由第二接點202所傳回的電流，從而產(chǎn)生一導(dǎo)電信號Sl。
在本實施例中，該開關(guān)電路200可分為多個主開關(guān)電路210與至少一個輔 開關(guān)電路220，該主開關(guān)電路210可環(huán)狀排列于基板100。輔開關(guān)電路220可 排列于該主開關(guān)電路210中心或是其外圍。此外，輔開關(guān)電路220上方可設(shè)有 一圓頂形金屬彈片221，使用者可按壓該按壓單元310以使金屬彈片221接觸 并導(dǎo)通輔開關(guān)電路220。金屬彈片221次要的功用是可用以提供使用者按壓該按壓單元310以導(dǎo)通輔開關(guān)電路220時的按壓觸控感。
信號輸出入單元410用以發(fā)出導(dǎo)電信號Sl，并依據(jù)開關(guān)電路200導(dǎo)通與 否產(chǎn)生一控制信號S2。信號分析單元420可為一微控制器，并用以接收控制 信號S2，以運算出按壓的壓力及方向，并依據(jù)按壓的壓力及方向發(fā)出一操作 信號S3以操作一操作物2110的移動方向及速度。舉例而言， 一計算機裝置 2000顯示操作物2110至一顯示屏幕2100，信號分析單元420傳送操作信號 S3至計算機裝置2000，計算機裝置2000可依據(jù)操作信號S3控制操作物2110 的移動方向及速度。
如圖4和圖4A所示，圖4是本實用新型的壓力及方向偵測裝置及一計算 機裝置的使用狀態(tài)示意圖，圖4A是本實用新型的壓力及方向偵測裝置使用狀 態(tài)示意圖。
在本實施例中，輔開關(guān)電路220設(shè)置于一圓心上，該開關(guān)電路200可環(huán)繞 該圓心而成環(huán)狀排列，該開關(guān)電路200可具有三十六個，因此每一開關(guān)電路 200間隔十度，并可以順時鐘或逆時鐘方向從正右方的開關(guān)電路200開始，由 0度至350度對每一該開關(guān)電路200設(shè)置一方向數(shù)據(jù)，當(dāng)該開關(guān)電路200的一 個被導(dǎo)通時，信號分析單元420可依據(jù)被導(dǎo)通的開關(guān)電路200所設(shè)定的方向數(shù) 據(jù)分析使用者按壓的方向。所謂的方向數(shù)據(jù)可定義為以該圓心為原點至被導(dǎo)通 的開關(guān)電路200所形成的方向向量。
假定操作物2110為顯示于顯示屏幕2100上的光標(biāo)。當(dāng)使用者欲將光標(biāo)于 顯示屏幕2100上往左移動時，可于圖4A中的第一位置Pl下壓按壓單元310， 導(dǎo)電單元320也在一第一區(qū)域Zl中接觸基板100，因此圖4第一區(qū)域Zl中的 一開關(guān)電路200a被導(dǎo)電單元320導(dǎo)通，導(dǎo)電信號Sl因此傳送至信號輸出入單 元410，信號輸出入單元410接著送出一控制信號S2至信號分析單元420，則 信號分析單元420可依據(jù)控制信號S2得知開關(guān)電路200a被導(dǎo)通，另外信號分 析單元420依據(jù)開關(guān)電路200a所對應(yīng)的方向數(shù)據(jù)，于此為定義為正左方(或 是180度)，則可得知使用者按壓的方向。最后信號分析單元420亦可發(fā)送一 操作信號S3于計算機裝置2000，以使該光標(biāo)向左移動。
該開關(guān)電路200的數(shù)目多少將決定能偵測按壓的角度大小，如本實施例中 為三十六組，其每一組的間隔角度即為IO度，因此可以偵測三十六個方向。 當(dāng)提高該開關(guān)電路200的數(shù)目時，其間隔的角度也隨之變小，譬如開關(guān)電路200提高至七十二組時，所能偵測的角度即為5度，因此可以偵測七十二個方 向
本實用新型未限定使用開關(guān)電路200的數(shù)目，其它角度則以此類推，因此， 舉凡以此方法達(dá)到偵測壓力及角度的方式，無論其開關(guān)電路200的數(shù)目的多少 均屬本實用新型所涵蓋的范圍。
另外，當(dāng)有多個相鄰的開關(guān)電路200同時被導(dǎo)通時，信號分析單元420 可依據(jù)被導(dǎo)通的開關(guān)電路200所設(shè)定的方向數(shù)據(jù)的平均得出一移動方向。并且 信號分析單元420依據(jù)同時接收的控制信號S2的內(nèi)容，可控制操作物2110 移動的速度及加速度的大小，即當(dāng)多數(shù)個被導(dǎo)通的開關(guān)電路200較單一被導(dǎo)通 的開關(guān)電路200時，其控制操作物2110的移動速度及加速度較快。
舉例而言，使用者同樣于第一位置Pl按壓該按壓單元310，但使用者按 壓的力量較大，因此導(dǎo)電單元320與基板100接觸的面積為第二區(qū)域Z2，此 時三個開關(guān)電路200a、 200b、 200c被導(dǎo)通，并將其方向數(shù)據(jù)平均后，由圖4 可知，可控制操作物2110朝向正左方(或是180度)方向移動，并可使控制 操作物2110的移動速度或加速度較單個開關(guān)電路200被導(dǎo)通時快三或數(shù)倍。
另外，由于被導(dǎo)通的開關(guān)電路200數(shù)目與使用者按壓該按壓單元310的力 度成比例關(guān)系。在此實施例中，由于三個開關(guān)電路200被導(dǎo)通，可得知使用者 按壓該按壓單元310的壓力較單點開關(guān)電路200被導(dǎo)通時大，其可為三倍或數(shù) 倍。因此本實用新型中，可依據(jù)被導(dǎo)通的開關(guān)電路200的數(shù)目，將按壓于按壓 單元310的壓力轉(zhuǎn)換為操作物2110的速度及加速度值。
綜上所述，本實用新型的壓力及方向偵測裝置1000以被導(dǎo)通的開關(guān)電路 200的數(shù)目與位置，來判斷按壓的壓力及按壓方向，并可依據(jù)該按壓的壓力及 按壓方向控制一操作物2U0移動的方向與速度。由于該開關(guān)電路200以該導(dǎo) 電單元320的機械性的接觸來達(dá)成導(dǎo)通，因此可克服現(xiàn)有技術(shù)中電壓不穩(wěn)定及 易受電磁波干擾等缺失。
當(dāng)然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其 實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本實用新型作出各種相應(yīng)的改 變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實用新型所附的權(quán)利要求的保 護范圍。
權(quán)利要求1.一種壓力及方向偵測裝置，其特征在于，包含一基板；多個開關(guān)電路，設(shè)置于該基板上；一按鈕結(jié)構(gòu)，該按鈕結(jié)構(gòu)包含具有一按壓面按壓單元、在該按壓單元的按壓面被按壓時，接觸并導(dǎo)通該開關(guān)電路中至少一個，并使被導(dǎo)通的開關(guān)電路分別導(dǎo)通一導(dǎo)電信號的導(dǎo)電單元，和間隔該導(dǎo)電單元與該基板于一預(yù)定距離的支撐單元該導(dǎo)電單元，設(shè)置于該按壓面的相對側(cè)，并對應(yīng)該開關(guān)電路；一接收該導(dǎo)電信號，以分析被導(dǎo)通的開關(guān)電路及其數(shù)目的處理模塊。
2. 如權(quán)利要求1所述的壓力及方向偵測裝置，其特征在于，該開關(guān)電路為 一斷路線路，并印刷于該基板上。
3. 如權(quán)利要求1所述的壓力及方向偵測裝置，其特征在于，該處理模塊包含一發(fā)送及接收該導(dǎo)電信號并依據(jù)接收的該導(dǎo)電信號產(chǎn)生一控制信號的信 號輸出入單元；一接收該控制信號并用以分析出按壓的壓力及方向的信號分析單元。
4. 如權(quán)利要求3所述的壓力及方向偵測裝置，其特征在于，該信號分析單 元操作一操作物的移動方向及速度依據(jù)該按壓的壓力及方向。
5. 如權(quán)利要求3所述的壓力及方向偵測裝置，其特征在于，該開關(guān)電路由 一第一接點與一第二接點所組成，該第一接點與一第二接點彼此絕緣并分別與 該信號輸出入單元電性連接，當(dāng)該導(dǎo)電單元接觸該第一接點與該第二接點時， 該第一接點經(jīng)由該導(dǎo)電單元電性連接于該第二接點。
6. 如權(quán)利要求1所述的壓力及方向偵測裝置，其特征在于，該開關(guān)電路分 為多個主開關(guān)電路與至少一個輔開關(guān)電路，該輔開關(guān)電路排列于該主開關(guān)電路 中心或外圍。
7. 如權(quán)利要求6所述的壓力及方向偵測裝置，其特征在于，該輔開關(guān)電路 上方設(shè)有一金屬彈片。
8. 如權(quán)利要求1所述的壓力及方向偵測裝置，其特征在于，該基板為一軟式印刷電路板或硬式印刷電路板。
9. 如權(quán)利要求1所述的壓力及方向偵測裝置，其特征在于，導(dǎo)電單元為軟 性材質(zhì)的單元。
10. 如權(quán)利要求1所述的壓力及方向偵測裝置，其特征在于，導(dǎo)電單元為具彈性的金屬材質(zhì)的單元。
11. 如權(quán)利要求1所述的壓力及方向偵測裝置，其特征在于，該處理模塊 為一微控制器。
專利摘要一種壓力及方向偵測裝置，包含多個環(huán)狀排列于基板上的開關(guān)電路，和對應(yīng)于該開關(guān)電路的一導(dǎo)電單元。該導(dǎo)電單元距離該開關(guān)電路一預(yù)定距離。當(dāng)該導(dǎo)電單元接觸該開關(guān)電路時將其導(dǎo)通。一處理模塊依據(jù)導(dǎo)通的開關(guān)電路與其數(shù)目，判斷按壓該導(dǎo)電單元的壓力及方向。
文檔編號G06F3/033GK201387589SQ200920006678
公開日2010年1月20日 申請日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者葉秋城 申請人:達(dá)斯股份有限公司