專利名稱：觸碰感測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一觸碰裝置，尤其是涉及一種用以探測一觸碰方向的感應鍵(touch key)、角蟲碰條(touch slider)或角蟲碰環(huán)(touch rotator)。
背景技術：
由于一般電子手持裝置(例如智能化手機及手持影音裝置等應用)的普及化，基于感應鍵的相關感測裝置，例如觸碰條或觸碰環(huán)等的市場需求也與日俱增。一般的感應鍵應用了自感式或互感式的電容來探測觸碰事件，相較于機械式輸入裝置，自感式或互感式的電容探測感應鍵則具有輕薄及成本低廉等優(yōu)勢。然而，一般自感式或互感式的感應鍵均僅應用了感應電極本身的電容變化來作為判斷觸碰事件的有無，當使用環(huán)境中充斥著過多的無關的信號或是當系統(tǒng)中出現(xiàn)電子噪聲時，感應電極本身電容變化會受到這些噪聲的影響而可能造成錯誤的判斷，因此，如何排除感應鍵相關裝置中的電子噪聲，以提供簡易而正確的觸碰探測結果仍是該領域的一大課題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種使用差動式互感電容的觸碰感測裝置，應用差動信號來探測一觸碰事件以及該觸碰事件的一觸碰方向。除此之外，本發(fā)明還應用了根據(jù)觸碰面積大小來判斷該觸碰事件的該觸碰方向。依據(jù)本發(fā)明的一實施例，其提供了一種觸碰感測裝置，用以依據(jù)一觸碰事件來產(chǎn)生一觸碰感測結果，該觸碰感測裝置包含有至少一個感應鍵以及一處理電路。該至少一個感應鍵中每一感應鍵包含有信號接收元件、第一感應區(qū)塊以及參考區(qū)塊。該信號接收元件僅用來接收驅動信號。該第一感應區(qū)塊耦接至該信號接收元件，用以依據(jù)該觸碰事件以及該驅動信號來產(chǎn)生第一感應信號。該參考區(qū)塊耦接至該信號接收元件，用以依據(jù)該觸碰事件以及該驅動信號來產(chǎn)生參考信號。該處理電路耦接至該感應鍵，用以提供該驅動信號以及接收該第一感應信號與該參考信號，依據(jù)至少該感應鍵所產(chǎn)生的該參考信號以及該第一感應信號以產(chǎn)生該感應鍵的感測輸出，并依據(jù)至少該感測輸出來產(chǎn)生該觸碰感測結果。依據(jù)該實施例所述的觸碰感測裝置，其中所述處理電路以所述參考信號為基準來修正所述第一感應信號，以產(chǎn)生所述感應鍵的所述感測輸出。依據(jù)該實施例所述的觸碰感測裝置，其中所述至少一個感應鍵包含有復數(shù)個感應鍵；所述復數(shù)個感應鍵沿著所述觸碰感測裝置的一預定感測方向來排列，用以依據(jù)所述觸碰事件來產(chǎn)生復數(shù)個感測輸出；以及所述處理電路依據(jù)所述復數(shù)個感測輸出來產(chǎn)生所述觸碰感測結果。優(yōu)選地，在該觸碰感測裝置中，所述復數(shù)個感應鍵所分別對應的復數(shù)個參考區(qū)塊彼此耦接。優(yōu)選地，在該觸碰感測裝置中，所述復數(shù)個感應鍵所分別對應的復數(shù)個信號接收元件彼此耦接。
優(yōu)選地，在該觸碰感測裝置中，所述預定感測方向為直線方向、順時針方向或逆時針方向。依據(jù)該實施例所述的觸碰感測裝置，其中所述第一感應區(qū)塊沿著所述觸碰感測裝置的一預定感測方向具有不同的感測面積。 優(yōu)選地，在該觸碰感測裝置中，每一感應鍵另包含有第二感應區(qū)塊，耦接至所述信號接收元件，用以依據(jù)所述觸碰事件以及所述驅動信號來產(chǎn)生第二感應信號，且所述第二感應區(qū)塊沿著所述預定感測方向具有不同的感測面積；以及所述處理電路另接收所述第二感應信號，并依據(jù)所述感應鍵所產(chǎn)生的所述參考信號、所述第一感應信號以及所述第二感應信號以產(chǎn)生所述感應鍵的所述感測輸出。優(yōu)選地，在該觸碰感測裝置中，所述預定感測方向為直線方向、順時針方向或逆時針方向。


圖1為依據(jù)本發(fā)明的一實施例所實現(xiàn)的一觸碰感測裝置的示意圖。圖2為圖1所示的觸碰感測裝置中一感應鍵的示意圖。圖3為本發(fā)明的另一實施例中的一觸碰感測裝置的示意圖。圖4為依據(jù)本發(fā)明的一實施例應用觸碰感測裝置來判斷一觸碰事件的觸碰方向的示意圖。圖5為依據(jù)本發(fā)明的另一實施例所實現(xiàn)的一觸碰感測裝置的示意圖。圖6為依據(jù)本發(fā)明的另一實施例所實現(xiàn)的一觸碰感測裝置的示意圖。圖7為依據(jù)本發(fā)明的另一實施例所實現(xiàn)的一觸碰感測裝置的示意圖。圖8為依據(jù)本發(fā)明的另一實施例所實現(xiàn)的一觸碰感測裝置的示意圖。圖9為依據(jù)本發(fā)明的另一實施例所實現(xiàn)的一觸碰感測裝置的示意圖。
具體實施例方式請一并參考圖1與圖2，圖1為依據(jù)本發(fā)明的一實施例所實現(xiàn)的一觸碰感測裝置 100的示意圖，而圖2為圖1所示的觸碰感測裝置100中一感應鍵120的示意圖。觸碰感測裝置100包含有一處理電路110以及至少一個感應鍵120(本實施例中，圖1僅顯示出1個感應鍵以作為示例說明之用，然而，本發(fā)明實際上并未限制觸碰感測裝置所采用的感應鍵的個數(shù)，即，可基于設計上的考慮來決定感應鍵的個數(shù))。感應鍵120包含有信號接收元件 121、第一感應區(qū)塊122以及參考區(qū)塊123。信號接收元件121在該實施例中僅用來接收驅動信號Sd，而第一感應區(qū)塊122則依據(jù)觸碰感測裝置100上的一觸碰事件TE (例如使用者的手指觸碰到感應鍵120)以及驅動信號Sd來產(chǎn)生第一感應信號Si，而參考區(qū)塊123同樣也會依據(jù)觸碰事件TE以及驅動信號Sd來產(chǎn)生參考信號Srefl。此外，處理電路110則會提供驅動信號Sd以及接收第一感應信號Sl與參考信號Sref 1，依據(jù)感應鍵120中所產(chǎn)生的參考信號Srefl以及第一感應信號Sl以產(chǎn)生感應鍵120的感測輸出Soutl，并依據(jù)至少感測輸出Soutl來產(chǎn)生一觸碰感測結果Me。舉例來說，當使用者用手指按壓感應鍵120時， 會使得第一感應區(qū)塊122以及參考區(qū)塊123的電壓值產(chǎn)生變化，而處理電路110同時會產(chǎn)生驅動信號Sd給第一感應區(qū)塊122以及參考區(qū)塊123，并對第一感應區(qū)塊122以及參考區(qū)塊123所分別產(chǎn)生的第一感應信號Sl以及參考信號Srefl作處理，舉例來說，處理電路110 會以參考信號Srefl為基準來修正第一感應信號Si，以產(chǎn)生感應鍵120的感測輸出Soutl， 換言之，Sout = Sl-Sref 1，因此即使感應鍵120其中所產(chǎn)生的信號Sl與Srefl因噪聲(雜音)而有誤差，仍可通過差動操作的方式來將誤差的影響降低或消除。然而，上述的操作僅為本發(fā)明的一實施例，并非用來限定本發(fā)明的范圍，例如感測輸出Soutl還可以第一感應信號Sl為基準來修正參考信號Srefl的方式而產(chǎn)生，該設計上的變化也屬本發(fā)明的范圍。請再參照圖3，其為本發(fā)明的另一實施例中的一觸碰感測裝置300的示意圖。觸碰感測裝置300包含有一處理電路310以及順著同一預定感測方向Ds來排列的復數(shù)個感應鍵(至少包含有感應鍵320、330)，其中處理電路310與感應鍵320、330的功能與結構分別與圖1所示的處理電路110與感應鍵120大致相同，相關說明在此便不再贅述。同樣地， 圖3顯示出4個感應鍵以作為示例說明之用，然而，本發(fā)明實際上并未限制觸碰感測裝置所采用的感應鍵的個數(shù)，即，可基于設計上的考慮來決定感應鍵的個數(shù)。此外，圖3所示的由左至右(或由右至左)的預定感測方向Ds為直線方向，然而，此僅作為示例說明之用，而非本發(fā)明的限制。感應鍵320與330會分別接收相對應的驅動信號來依據(jù)觸碰事件產(chǎn)生相對應的感應信號以及參考信號，然而為了方便說明，在此實施例中，感應鍵320與330均共享同樣的驅動信號Sd以及同樣的參考信號Sref，即感應鍵320與330兩者的信號接收元件為彼此耦接在一起而連接至處理電路310，而兩者的參考區(qū)塊也彼此耦接并傳輸參考信號Sref (Sref = Srefl = Sref2)至處理電路310。因此，感應鍵320與330會傳送感應信號Sl與S2給處理電路310，而處理電路310則會依據(jù)感應信號Si、S2以及參考信號Sref 來分別產(chǎn)生感應鍵320與330所分別對應的感測輸出Soutl與Sout2，舉例來說，Soutl = Sl-Sref，而Sout2 = S2_Sref。請注意，上述僅作為示例說明之用，而非本發(fā)明的限制。在得出感測輸出Soutl與Sout2之后，處理電路310便可依據(jù)感測輸出Soutl與 Sout2的相對變化來判斷觸碰事件TE的觸碰方向與觸碰位置，請再參照圖4，其為依據(jù)本發(fā)明的一實施例應用觸碰感測裝置300來判斷觸碰事件TE的觸碰方向的示意圖。在一時間點Tl，使用者用手指按住感應鍵320 (即感應鍵320發(fā)生觸碰事件TE)，并開始沿著預定感測方向Ds(例如由左至右的直線方向)而向右方移動，而感測輸出Soutl的強度也會反應出手指的觸碰，在下一個時間點T2，使用者的手指若移動到另一感應鍵330之上，感測輸出 Soutl與Sout2在時間點Tl與T2之間的變化便會反應出使用者所觸發(fā)的觸碰事件TE是由左至右，因此處理電路510可以決定出觸碰事件TE的觸碰方向是由左至右。請再參照圖5，其為依據(jù)本發(fā)明的另一實施例所實現(xiàn)的一觸碰感測裝置500的示意圖。觸碰感測裝置500的功能與結構分別與圖3所示的觸碰感測裝置300處理電路大致相同，相關說明在此便不再贅述。觸碰感測裝置500與觸碰感測裝置300處理電路不同之處在于，觸碰感測裝置500的感應鍵520、530是順時針(或逆時針)方向排列(即預定感測方向Ds是順時針(或逆時針)方向)，因此，當使用者在觸碰感測裝置500上觸發(fā)觸碰事件TE時，處理電路510會依據(jù)相關的感測輸出Soutl與Sout2的變化來判斷觸碰事件TE 的方向為順時針或是逆時針。本發(fā)明的另一實施例還應用了根據(jù)單一觸碰鍵的觸碰面積大小來判斷觸碰事件 TE的觸碰方向，請參照圖6，其為依據(jù)本發(fā)明的另一實施例所實現(xiàn)的一觸碰感測裝置600的示意圖。不同于前述的觸碰感測裝置300，觸碰感測裝置600僅包含有一處理電路610以及單一的一個感應鍵620，其中處理電路610與圖3所示的處理電路310的功能與結構大致相同，相關說明在此便不再贅述。感應鍵620包含有信號接收元件621、第一感應區(qū)塊622以及參考區(qū)決623，而第一感應區(qū)塊621沿著觸碰感測裝置600的一預定感測方向(例如直線方向)具有不同的感測面積，在此實施例中，第一感應區(qū)塊621在垂直方向上的感測面積由第一側至第二側(例如由左而右)漸漸增加，因此當使用者應用一手指在感應鍵620上左右移動時，處理電路610會依據(jù)所接收到的感測輸出Sout的強度大小以及強度變化，來決定觸碰事件TE的觸碰方向。而經(jīng)過精確的校準之后，處理電路610也可依據(jù)感測輸出Sout 的強度的數(shù)值來定位出觸碰事件TE所發(fā)生的位置。請再參照圖7，其為依據(jù)本發(fā)明的另一實施例所實現(xiàn)的一觸碰感測裝置700的示意圖。觸碰感測裝置700的功能與結構分別與圖6所示的觸碰感測裝置600處理電路大致相同，相關說明在此便不再贅述。觸碰感測裝置700與觸碰感測裝置600處理電路不同之處在于，觸碰感測裝置700的感應鍵720 (包含有信號接收元件721、第一感應區(qū)塊722以及參考區(qū)塊72 為沿著順時針(或逆時針)方向設置，因此，當使用者在觸碰感測裝置700 上觸發(fā)觸碰事件TE時，處理電路710會依據(jù)感測輸出Sout的大小與變化來判斷觸碰事件 TE的方向為順時針或是逆時針。舉例來說，當感測輸出Sout的強度因觸碰事件TE而漸漸增強時，處理電路710便會判斷觸碰事件TE的方向為順時針移動。請結合圖6來參照圖8，圖8為依據(jù)本發(fā)明的另一實施例所實現(xiàn)的一觸碰感測裝置 800的示意圖。觸碰感測裝置800與觸碰感測裝置600的功能與結構大致相同，相關說明在此便不再贅述。然而，觸碰感測裝置800的不同之處在于觸碰感測裝置800的感應鍵820 另包含有用來產(chǎn)生第二感應信號S2的第二感應區(qū)塊824，而第二感應區(qū)塊擬4沿著觸碰感測裝置800的一預定感測方向(例如直線方向)具有不同的感測面積，在此實施例中，第一感應區(qū)塊822與第二感應區(qū)塊824的感測面積變化方向互為反向，而處理電路810會依據(jù)第一感應區(qū)塊822所產(chǎn)生的第一感應信號Sl、第二感應區(qū)塊擬4所產(chǎn)生的第一感應信號S2 以及參考區(qū)域823所產(chǎn)生的參考信號Sref來產(chǎn)生感應鍵820的感測輸出Sout，例如Soutl =Sl-Sref，Sout2 = S2_Sref，Sout = Soutl_Sout2。利用觸碰感測裝置 800 的結構，處理電路810可更加精確地得出觸碰事件的觸碰方向。然而，圖8中，第一感應區(qū)塊822與第二感應區(qū)塊824的結構僅為本發(fā)明的一實施例，請再參照圖9，圖9為依據(jù)本發(fā)明的另一實施例所實現(xiàn)的一觸碰感測裝置900的示意圖。觸碰感測裝置900與觸碰感測裝置800的功能與結構大致相同，而不同之處在于觸碰感測裝置900中的第一感應區(qū)塊922與第二感應區(qū)塊擬4均沿著同一直線方向(例如由左至右)漸增，處理電路910會依據(jù)第一感應區(qū)塊922 所產(chǎn)生的第一感應信號Sl、第二感應區(qū)塊擬4所產(chǎn)生的第一感應信號S2以及參考區(qū)域923 所產(chǎn)生的參考信號Sref來產(chǎn)生感應鍵920的感測輸出Sout，例如Soutl = Sl-Sref, Sout2 =S2-Sref, Sout = Soutl+Sout2，這樣的結構也可達到與觸碰感測裝置800同樣的效果。此外，觸碰感測裝置900與觸碰感測裝置800的結構還可依不同的使用需求來設計為順時針/逆時針的圓形/弧形，而這些設計上的變化也屬于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。綜上所述，本發(fā)明提出了一種使用差動式互感電容的觸碰感測裝置，應用差動信號來探測一觸碰事件以及該觸碰事件的一觸碰方向。除此之外，本發(fā)明還應用了根據(jù)觸碰面積大小來判斷該觸碰事件的該觸碰方向。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋的保護范圍之內(nèi)。主要元件符號說明100、300、500、600、700、800、900 觸碰感測裝置110、310、510、610、710、810、910 處理電路120、320、330、520、530、620、720 感應鍵820,920 感應鍵121、621、721、821、921 信號接收元件122、622、722 第一感應區(qū)塊擬4、擬4第二感應區(qū)塊123、723 參考區(qū)塊Sd驅動信號Sl第一感應信號S2第二感應信號Sren、Sref2、Sref 參考信號Ste觸碰感測結果T1、T2 時間點。
權利要求
1.一種觸碰感測裝置，用以依據(jù)一觸碰事件來產(chǎn)生一觸碰感測結果，所述觸碰感測裝置包含有至少一個感應鍵，每一個感應鍵包含有信號接收元件，僅用來接收驅動信號；第一感應區(qū)塊，耦接至所述信號接收元件，用以依據(jù)所述觸碰事件以及所述驅動信號來產(chǎn)生第一感應信號；以及參考區(qū)塊，耦接至所述信號接收元件，用以依據(jù)所述觸碰事件以及所述驅動信號來產(chǎn)生參考信號；以及處理電路，耦接至所述感應鍵，用以提供所述驅動信號以及接收所述第一感應信號與所述參考信號，依據(jù)至少所述感應鍵所產(chǎn)生的所述參考信號以及所述第一感應信號以產(chǎn)生所述感應鍵的感測輸出，并依據(jù)至少所述感測輸出來產(chǎn)生所述觸碰感測結果。
2.根據(jù)權利要求1所述的觸碰感測裝置，其中所述處理電路以所述參考信號為基準來修正所述第一感應信號，以產(chǎn)生所述感應鍵的所述感測輸出。
3.根據(jù)權利要求1所述的觸碰感測裝置，其中所述至少一個感應鍵包含有復數(shù)個感應鍵；所述復數(shù)個感應鍵沿著所述觸碰感測裝置的一預定感測方向來排列，用以依據(jù)所述觸碰事件來產(chǎn)生復數(shù)個感測輸出；以及所述處理電路依據(jù)所述復數(shù)個感測輸出來產(chǎn)生所述觸碰感測結果。
4.根據(jù)權利要求3所述的觸碰感測裝置，其中所述復數(shù)個感應鍵所分別對應的復數(shù)個參考區(qū)塊彼此耦接。
5.根據(jù)權利要求3所述的觸碰感測裝置，其中所述復數(shù)個感應鍵所分別對應的復數(shù)個信號接收元件彼此耦接。
6.根據(jù)權利要求3所述的觸碰感測裝置，其中所述預定感測方向為直線方向、順時針方向或逆時針方向。
7.根據(jù)權利要求1所述的觸碰感測裝置，其中所述第一感應區(qū)塊沿著所述觸碰感測裝置的一預定感測方向具有不同的感測面積。
8.根據(jù)權利要求7所述的觸碰感測裝置，其中每一感應鍵另包含有第二感應區(qū)塊，耦接至所述信號接收元件，用以依據(jù)所述觸碰事件以及所述驅動信號來產(chǎn)生第二感應信號，且所述第二感應區(qū)塊沿著所述預定感測方向具有不同的感測面積； 以及所述處理電路另接收所述第二感應信號，并依據(jù)所述感應鍵所產(chǎn)生的所述參考信號、 所述第一感應信號以及所述第二感應信號以產(chǎn)生所述感應鍵的所述感測輸出。
9.根據(jù)權利要求8所述的觸碰感測裝置，其中所述預定感測方向為直線方向、順時針方向或逆時針方向。
全文摘要
一種依據(jù)一觸碰事件來產(chǎn)生一觸碰感測結果的觸碰感測裝置，包含有至少一個感應鍵以及一處理電路。該至少一個感應鍵中每一個感應鍵包含有信號接收元件、第一感應區(qū)塊以及參考區(qū)塊。該信號接收元件僅用來接收驅動信號。該第一感應區(qū)塊依據(jù)該觸碰事件及該驅動信號產(chǎn)生第一感應信號。該參考區(qū)塊依據(jù)該觸碰事件及該驅動信號產(chǎn)生參考信號。該處理電路提供該驅動信號及接收該第一感應信號與該參考信號，依據(jù)至少該感應鍵所產(chǎn)生的該參考信號以及該第一感應信號以產(chǎn)生該感應鍵的感測輸出，并依據(jù)至少該感測輸出來產(chǎn)生該觸碰感測結果。
文檔編號G06F3/041GK102419647SQ20101029563
公開日2012年4月18日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權日2010年9月27日
發(fā)明者吳東格, 張景翔 申請人:瑞鼎科技股份有限公司