专利名称：触碰感测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一触碰装置，尤其是涉及一种用以探测一触碰方向的感应键(touch key)、角虫碰条(touch slider)或角虫碰环(touch rotator)。
背景技术：
由于一般电子手持装置(例如智能化手机及手持影音装置等应用)的普及化，基于感应键的相关感测装置，例如触碰条或触碰环等的市场需求也与日俱增。一般的感应键应用了自感式或互感式的电容来探测触碰事件，相较于机械式输入装置，自感式或互感式的电容探测感应键则具有轻薄及成本低廉等优势。然而，一般自感式或互感式的感应键均仅应用了感应电极本身的电容变化来作为判断触碰事件的有无，当使用环境中充斥着过多的无关的信号或是当系统中出现电子噪声时，感应电极本身电容变化会受到这些噪声的影响而可能造成错误的判断，因此，如何排除感应键相关装置中的电子噪声，以提供简易而正确的触碰探测结果仍是该领域的一大课题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种使用差动式互感电容的触碰感测装置，应用差动信号来探测一触碰事件以及该触碰事件的一触碰方向。除此之外，本发明还应用了根据触碰面积大小来判断该触碰事件的该触碰方向。依据本发明的一实施例，其提供了一种触碰感测装置，用以依据一触碰事件来产生一触碰感测结果，该触碰感测装置包含有至少一个感应键以及一处理电路。该至少一个感应键中每一感应键包含有信号接收元件、第一感应区块以及参考区块。该信号接收元件仅用来接收驱动信号。该第一感应区块耦接至该信号接收元件，用以依据该触碰事件以及该驱动信号来产生第一感应信号。该参考区块耦接至该信号接收元件，用以依据该触碰事件以及该驱动信号来产生参考信号。该处理电路耦接至该感应键，用以提供该驱动信号以及接收该第一感应信号与该参考信号，依据至少该感应键所产生的该参考信号以及该第一感应信号以产生该感应键的感测输出，并依据至少该感测输出来产生该触碰感测结果。依据该实施例所述的触碰感测装置，其中所述处理电路以所述参考信号为基准来修正所述第一感应信号，以产生所述感应键的所述感测输出。依据该实施例所述的触碰感测装置，其中所述至少一个感应键包含有复数个感应键；所述复数个感应键沿着所述触碰感测装置的一预定感测方向来排列，用以依据所述触碰事件来产生复数个感测输出；以及所述处理电路依据所述复数个感测输出来产生所述触碰感测结果。优选地，在该触碰感测装置中，所述复数个感应键所分别对应的复数个参考区块彼此耦接。优选地，在该触碰感测装置中，所述复数个感应键所分别对应的复数个信号接收元件彼此耦接。
优选地，在该触碰感测装置中，所述预定感测方向为直线方向、顺时针方向或逆时针方向。依据该实施例所述的触碰感测装置，其中所述第一感应区块沿着所述触碰感测装置的一预定感测方向具有不同的感测面积。 优选地，在该触碰感测装置中，每一感应键另包含有第二感应区块，耦接至所述信号接收元件，用以依据所述触碰事件以及所述驱动信号来产生第二感应信号，且所述第二感应区块沿着所述预定感测方向具有不同的感测面积；以及所述处理电路另接收所述第二感应信号，并依据所述感应键所产生的所述参考信号、所述第一感应信号以及所述第二感应信号以产生所述感应键的所述感测输出。优选地，在该触碰感测装置中，所述预定感测方向为直线方向、顺时针方向或逆时针方向。
图1为依据本发明的一实施例所实现的一触碰感测装置的示意图。图2为图1所示的触碰感测装置中一感应键的示意图。图3为本发明的另一实施例中的一触碰感测装置的示意图。图4为依据本发明的一实施例应用触碰感测装置来判断一触碰事件的触碰方向的示意图。图5为依据本发明的另一实施例所实现的一触碰感测装置的示意图。图6为依据本发明的另一实施例所实现的一触碰感测装置的示意图。图7为依据本发明的另一实施例所实现的一触碰感测装置的示意图。图8为依据本发明的另一实施例所实现的一触碰感测装置的示意图。图9为依据本发明的另一实施例所实现的一触碰感测装置的示意图。
具体实施例方式请一并参考图1与图2，图1为依据本发明的一实施例所实现的一触碰感测装置 100的示意图，而图2为图1所示的触碰感测装置100中一感应键120的示意图。触碰感测装置100包含有一处理电路110以及至少一个感应键120(本实施例中，图1仅显示出1个感应键以作为示例说明之用，然而，本发明实际上并未限制触碰感测装置所采用的感应键的个数，即，可基于设计上的考虑来决定感应键的个数)。感应键120包含有信号接收元件 121、第一感应区块122以及参考区块123。信号接收元件121在该实施例中仅用来接收驱动信号Sd，而第一感应区块122则依据触碰感测装置100上的一触碰事件TE (例如使用者的手指触碰到感应键120)以及驱动信号Sd来产生第一感应信号Si，而参考区块123同样也会依据触碰事件TE以及驱动信号Sd来产生参考信号Srefl。此外，处理电路110则会提供驱动信号Sd以及接收第一感应信号Sl与参考信号Sref 1，依据感应键120中所产生的参考信号Srefl以及第一感应信号Sl以产生感应键120的感测输出Soutl，并依据至少感测输出Soutl来产生一触碰感测结果Me。举例来说，当使用者用手指按压感应键120时， 会使得第一感应区块122以及参考区块123的电压值产生变化，而处理电路110同时会产生驱动信号Sd给第一感应区块122以及参考区块123，并对第一感应区块122以及参考区块123所分别产生的第一感应信号Sl以及参考信号Srefl作处理，举例来说，处理电路110 会以参考信号Srefl为基准来修正第一感应信号Si，以产生感应键120的感测输出Soutl， 换言之，Sout = Sl-Sref 1，因此即使感应键120其中所产生的信号Sl与Srefl因噪声(杂音)而有误差，仍可通过差动操作的方式来将误差的影响降低或消除。然而，上述的操作仅为本发明的一实施例，并非用来限定本发明的范围，例如感测输出Soutl还可以第一感应信号Sl为基准来修正参考信号Srefl的方式而产生，该设计上的变化也属本发明的范围。请再参照图3，其为本发明的另一实施例中的一触碰感测装置300的示意图。触碰感测装置300包含有一处理电路310以及顺着同一预定感测方向Ds来排列的复数个感应键(至少包含有感应键320、330)，其中处理电路310与感应键320、330的功能与结构分别与图1所示的处理电路110与感应键120大致相同，相关说明在此便不再赘述。同样地， 图3显示出4个感应键以作为示例说明之用，然而，本发明实际上并未限制触碰感测装置所采用的感应键的个数，即，可基于设计上的考虑来决定感应键的个数。此外，图3所示的由左至右(或由右至左)的预定感测方向Ds为直线方向，然而，此仅作为示例说明之用，而非本发明的限制。感应键320与330会分别接收相对应的驱动信号来依据触碰事件产生相对应的感应信号以及参考信号，然而为了方便说明，在此实施例中，感应键320与330均共享同样的驱动信号Sd以及同样的参考信号Sref，即感应键320与330两者的信号接收元件为彼此耦接在一起而连接至处理电路310，而两者的参考区块也彼此耦接并传输参考信号Sref (Sref = Srefl = Sref2)至处理电路310。因此，感应键320与330会传送感应信号Sl与S2给处理电路310，而处理电路310则会依据感应信号Si、S2以及参考信号Sref 来分别产生感应键320与330所分别对应的感测输出Soutl与Sout2，举例来说，Soutl = Sl-Sref，而Sout2 = S2_Sref。请注意，上述仅作为示例说明之用，而非本发明的限制。在得出感测输出Soutl与Sout2之后，处理电路310便可依据感测输出Soutl与 Sout2的相对变化来判断触碰事件TE的触碰方向与触碰位置，请再参照图4，其为依据本发明的一实施例应用触碰感测装置300来判断触碰事件TE的触碰方向的示意图。在一时间点Tl，使用者用手指按住感应键320 (即感应键320发生触碰事件TE)，并开始沿着预定感测方向Ds(例如由左至右的直线方向)而向右方移动，而感测输出Soutl的强度也会反应出手指的触碰，在下一个时间点T2，使用者的手指若移动到另一感应键330之上，感测输出 Soutl与Sout2在时间点Tl与T2之间的变化便会反应出使用者所触发的触碰事件TE是由左至右，因此处理电路510可以决定出触碰事件TE的触碰方向是由左至右。请再参照图5，其为依据本发明的另一实施例所实现的一触碰感测装置500的示意图。触碰感测装置500的功能与结构分别与图3所示的触碰感测装置300处理电路大致相同，相关说明在此便不再赘述。触碰感测装置500与触碰感测装置300处理电路不同之处在于，触碰感测装置500的感应键520、530是顺时针(或逆时针)方向排列(即预定感测方向Ds是顺时针(或逆时针)方向)，因此，当使用者在触碰感测装置500上触发触碰事件TE时，处理电路510会依据相关的感测输出Soutl与Sout2的变化来判断触碰事件TE 的方向为顺时针或是逆时针。本发明的另一实施例还应用了根据单一触碰键的触碰面积大小来判断触碰事件 TE的触碰方向，请参照图6，其为依据本发明的另一实施例所实现的一触碰感测装置600的示意图。不同于前述的触碰感测装置300，触碰感测装置600仅包含有一处理电路610以及单一的一个感应键620，其中处理电路610与图3所示的处理电路310的功能与结构大致相同，相关说明在此便不再赘述。感应键620包含有信号接收元件621、第一感应区块622以及参考区决623，而第一感应区块621沿着触碰感测装置600的一预定感测方向(例如直线方向)具有不同的感测面积，在此实施例中，第一感应区块621在垂直方向上的感测面积由第一侧至第二侧(例如由左而右)渐渐增加，因此当使用者应用一手指在感应键620上左右移动时，处理电路610会依据所接收到的感测输出Sout的强度大小以及强度变化，来决定触碰事件TE的触碰方向。而经过精确的校准之后，处理电路610也可依据感测输出Sout 的强度的数值来定位出触碰事件TE所发生的位置。请再参照图7，其为依据本发明的另一实施例所实现的一触碰感测装置700的示意图。触碰感测装置700的功能与结构分别与图6所示的触碰感测装置600处理电路大致相同，相关说明在此便不再赘述。触碰感测装置700与触碰感测装置600处理电路不同之处在于，触碰感测装置700的感应键720 (包含有信号接收元件721、第一感应区块722以及参考区块72 为沿着顺时针(或逆时针)方向设置，因此，当使用者在触碰感测装置700 上触发触碰事件TE时，处理电路710会依据感测输出Sout的大小与变化来判断触碰事件 TE的方向为顺时针或是逆时针。举例来说，当感测输出Sout的强度因触碰事件TE而渐渐增强时，处理电路710便会判断触碰事件TE的方向为顺时针移动。请结合图6来参照图8，图8为依据本发明的另一实施例所实现的一触碰感测装置 800的示意图。触碰感测装置800与触碰感测装置600的功能与结构大致相同，相关说明在此便不再赘述。然而，触碰感测装置800的不同之处在于触碰感测装置800的感应键820 另包含有用来产生第二感应信号S2的第二感应区块824，而第二感应区块拟4沿着触碰感测装置800的一预定感测方向(例如直线方向)具有不同的感测面积，在此实施例中，第一感应区块822与第二感应区块824的感测面积变化方向互为反向，而处理电路810会依据第一感应区块822所产生的第一感应信号Sl、第二感应区块拟4所产生的第一感应信号S2 以及参考区域823所产生的参考信号Sref来产生感应键820的感测输出Sout，例如Soutl =Sl-Sref，Sout2 = S2_Sref，Sout = Soutl_Sout2。利用触碰感测装置 800 的结构，处理电路810可更加精确地得出触碰事件的触碰方向。然而，图8中，第一感应区块822与第二感应区块824的结构仅为本发明的一实施例，请再参照图9，图9为依据本发明的另一实施例所实现的一触碰感测装置900的示意图。触碰感测装置900与触碰感测装置800的功能与结构大致相同，而不同之处在于触碰感测装置900中的第一感应区块922与第二感应区块拟4均沿着同一直线方向(例如由左至右)渐增，处理电路910会依据第一感应区块922 所产生的第一感应信号Sl、第二感应区块拟4所产生的第一感应信号S2以及参考区域923 所产生的参考信号Sref来产生感应键920的感测输出Sout，例如Soutl = Sl-Sref, Sout2 =S2-Sref, Sout = Soutl+Sout2，这样的结构也可达到与触碰感测装置800同样的效果。此外，触碰感测装置900与触碰感测装置800的结构还可依不同的使用需求来设计为顺时针/逆时针的圆形/弧形，而这些设计上的变化也属于本发明的范围之内。综上所述，本发明提出了一种使用差动式互感电容的触碰感测装置，应用差动信号来探测一触碰事件以及该触碰事件的一触碰方向。除此之外，本发明还应用了根据触碰面积大小来判断该触碰事件的该触碰方向。以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖的保护范围之内。主要元件符号说明100、300、500、600、700、800、900 触碰感测装置110、310、510、610、710、810、910 处理电路120、320、330、520、530、620、720 感应键820,920 感应键121、621、721、821、921 信号接收元件122、622、722 第一感应区块拟4、拟4第二感应区块123、723 参考区块Sd驱动信号Sl第一感应信号S2第二感应信号Sren、Sref2、Sref 参考信号Ste触碰感测结果T1、T2 时间点。
权利要求
1.一种触碰感测装置，用以依据一触碰事件来产生一触碰感测结果，所述触碰感测装置包含有至少一个感应键，每一个感应键包含有信号接收元件，仅用来接收驱动信号；第一感应区块，耦接至所述信号接收元件，用以依据所述触碰事件以及所述驱动信号来产生第一感应信号；以及参考区块，耦接至所述信号接收元件，用以依据所述触碰事件以及所述驱动信号来产生参考信号；以及处理电路，耦接至所述感应键，用以提供所述驱动信号以及接收所述第一感应信号与所述参考信号，依据至少所述感应键所产生的所述参考信号以及所述第一感应信号以产生所述感应键的感测输出，并依据至少所述感测输出来产生所述触碰感测结果。
2.根据权利要求1所述的触碰感测装置，其中所述处理电路以所述参考信号为基准来修正所述第一感应信号，以产生所述感应键的所述感测输出。
3.根据权利要求1所述的触碰感测装置，其中所述至少一个感应键包含有复数个感应键；所述复数个感应键沿着所述触碰感测装置的一预定感测方向来排列，用以依据所述触碰事件来产生复数个感测输出；以及所述处理电路依据所述复数个感测输出来产生所述触碰感测结果。
4.根据权利要求3所述的触碰感测装置，其中所述复数个感应键所分别对应的复数个参考区块彼此耦接。
5.根据权利要求3所述的触碰感测装置，其中所述复数个感应键所分别对应的复数个信号接收元件彼此耦接。
6.根据权利要求3所述的触碰感测装置，其中所述预定感测方向为直线方向、顺时针方向或逆时针方向。
7.根据权利要求1所述的触碰感测装置，其中所述第一感应区块沿着所述触碰感测装置的一预定感测方向具有不同的感测面积。
8.根据权利要求7所述的触碰感测装置，其中每一感应键另包含有第二感应区块，耦接至所述信号接收元件，用以依据所述触碰事件以及所述驱动信号来产生第二感应信号，且所述第二感应区块沿着所述预定感测方向具有不同的感测面积； 以及所述处理电路另接收所述第二感应信号，并依据所述感应键所产生的所述参考信号、 所述第一感应信号以及所述第二感应信号以产生所述感应键的所述感测输出。
9.根据权利要求8所述的触碰感测装置，其中所述预定感测方向为直线方向、顺时针方向或逆时针方向。
全文摘要
一种依据一触碰事件来产生一触碰感测结果的触碰感测装置，包含有至少一个感应键以及一处理电路。该至少一个感应键中每一个感应键包含有信号接收元件、第一感应区块以及参考区块。该信号接收元件仅用来接收驱动信号。该第一感应区块依据该触碰事件及该驱动信号产生第一感应信号。该参考区块依据该触碰事件及该驱动信号产生参考信号。该处理电路提供该驱动信号及接收该第一感应信号与该参考信号，依据至少该感应键所产生的该参考信号以及该第一感应信号以产生该感应键的感测输出，并依据至少该感测输出来产生该触碰感测结果。
文档编号G06F3/041GK102419647SQ20101029563
公开日2012年4月18日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者吴东格, 张景翔 申请人:瑞鼎科技股份有限公司