专利名称：电容感应器结构的制作方法
技术领域：
本发明是有关一种电容式触控元件，特别是关于一种电容感应器结构。
背景技术：
电容式触控技术的原理，是藉物件(例如手指或其他导体)接触电容式触控元件造成位于触点处的感应器的电容值变化，经检测器检测而得到该触点的位置。目前电容式触控元件感测的电容值有两种，一种是感应器与地端之间存有的自体电容(selfcapacitance),另一种是两感应器之间存有的交互电容(mutual capacitance)。图I是手指接触电容式触控元件时造成交互电容改变的示意图，图中的线条10、12代表X方向与Y方向的感应器，电容Cx、Cy分别为感应器10、12的自体电容，电容Cxy为存在于感应器10与12彼此之间的交互电容，在一般的电容式触控元件中X方向及Y方向的感应器10、12具有相近的形状及宽度。在现有的交互电容检测方法中，检测器14施加一驱动信号到Y方向的感应器12，并从X方向的感应器10检测两者之间的交互电容。在没有手指接触感应器10与12的交叉点18时，检测器14检测到的交互电容值是Cxy。当手指接触感应器10、12的交叉点18时，手指可视为等效电路16，其具有接地的极大电容Chm，且手指与感应器10、12之间分别形成电容Cfx、Cfy，因此检测器14检测到的交互电容值由原本的Cxy变为Cfx及Cfy串联的等效电容值。因此，检测器14可透过检测交互电容是否发生变化，得知手指是否位于交叉点18上。由X方向的感应器10检测交互电容Cxy或串联的Cfy及Cfx时，若有对Y方向的感应器12干扰的噪声，则交互电容Cxy或串联的Cfy及Cfx会有类似滤波器的效果降低噪声对检测器的干扰程度，但是对X方向的感应器10干扰的噪声会直接进入检测器14中，且X方向的感应器10的感应面积越大，则检测时噪声的干扰程度就越大。
发明内容
本发明的主要目的之一，在于提出一种电容感应器结构。根据本发明，一种电容感应器结构包含第一方向感应器，利用多条的平行迹线电性连接在一起而形成的第二方向感应器，以及介于该第一及第二方向感应器之间的绝缘层，其中该第二方向感应器的感应面积小于该第一方向感应器的感应面积，并通过检测该第一及第二方向感应器之间的交互电容的变化以获得接触物件的位置。根据本发明，一种电容感应器结构包含第一方向感应器，有孔洞分布的第二方向感应器，以及介于该第一及第二方向感应器之间的绝缘层，其中该第二方向感应器的感应面积小于该第一方向感应器的感应面积，并通过检测该第一及第二方向感应器之间的交互电容的变化以获得接触物件的位置。根据本发明，一种电容感应器结构包含第一方向感应器，与该第一方向感应器位于同一层且将该第一方向感应器分隔成多个区段的第二方向感应器，以及跨过该第二方向感应器将该多个区段电性连接在一起的桥接线，其中该第二方向感应器的感应面积小于该第一方向感应器的感应面积，并通过检测该第一及第二方向感应器之间的交互电容的变化以获得接触物件的位置。
图I是手指接触电容式触控元件时造成交互电容改变的示意图；图2是本发明的第一实施例；图3是本发明的第二实施例图4是本发明的第三实施例；图5是本发明的第四实施例；图6是本发明的第五实施例；图7是本发明的第六实施例；以及图8是本发明的第七实施例。图9A是本发明的第八实施例。图9B是本发明的第八实施例中X方向感应器的感测单元的放大图。
附图标号10 X方向感应器12 Y方向感应器14检测器16手指的等效电路18感应器的交叉点20 X方向感应器22 Y方向感应器24绝缘层26手指的位置28 X方向感应器282平行迹线284 导线30手指的位置32 X方向感应器34 Y方向感应器36桥接线38绝缘物40 Y方向感应器的区段42 X方向感应器422平行迹线424 导线44 X方向感应器442突出部46 Y方向感应器
48X方向感应器50Y方向感应器52孔洞54X方向感应器56Y方向感应器58孔洞62感测单元 622空洞624假感测物626外围64感测单元
具体实施例方式图2是本发明的第一实施例的示意图，其中左图为电容感应器的布线图，右图为左图中沿A-A线得到的剖面图。本实施例为双层导体的电容感应器，具有X方向与Y方向的长条型感应器20、22，绝缘层24电性隔绝感应器20与22，X方向感应器20和Y方向感应器22的感应面积不同，在本实施例中X方向感应器20的感应面积比Y方向感应器22的感应面积小很多。例如，与现有技术相比，缩小X方向感应器20的宽度W1，使其对Y方向感应器22的宽度W2具有比值为1/4或更小。而此电容感应器可利用检测器(图中未示)耦接X方向感应器20及Y方向感应器22，并通过检测X方向及Y方向感应器20、22之间的交互电容的变化以获得接触物件的位置。其检测接触位置的方法之一是施加一驱动信号至Y方向感应器22，并从X方向感应器20检测X方向感应器20与Y方向感应器22之间的交互电容。由于缩小X方向感应器20的感应面积，使直接进入检测器的噪声降低，因此降低噪声对检测的影响。若同时加大Y方向感应器22的宽度W2，还可藉其屏蔽下方的电路于运作时造成的干扰。图3提供另一实施例，每一条X方向感应器28包括为两条或更多条较细的平行迹线。相邻平行迹线282的间距小于导电物(例如手指)的尺寸，而平行迹线282藉位于其彼此之间的间隙中的导线284电性连接在一起，形成X方向感应器28，如图3中所示，或者藉位于其他部位的导线(例如印刷电路板的内连线或周边的迹线)电性连接在一起。当手指在位置30时，手指同时覆盖在X方向感应器X2与X3上，因此检测器可同时从X方向感应器X2与X3检测到电容的变化，有效地提高定位辨识率。图4是本发明的第三实施例的示意图，其中左图为电容感应器的布线图，右图为左图中沿B-B线得到的剖面图。本实施例为的电容感应器为单层结构，X方向感应器32与Y方向感应器34位于同一层,每一条Y方向感应器34被X方向感应器32分隔成多个区段40，藉桥接线36跨过X方向感应器32电性连接分隔的区段40，绝缘层38将桥接线36与X方向感应器32电性隔绝，并且如同图2的实施例一样缩小X方向感应器32的宽度Wl，使其感应面积小于Y方向感应器34的感应面积。例如，缩小X方向感应器32的宽度W1，使其对Y方向感应器34的宽度W2具有比值为1/4或更小。而此电容感应器可利用检测器(图中未示)耦接X方向感应器32及Y方向感应器34，并通过检测X方向及Y方向感应器32、34之间的交互电容的变化以获得接触物件的位置。其检测接触位置的方法之一是施加一驱动信号至Y方向感应器34，并从X方向感应器32检测X方向及Y方向感应器32、34之间的交互电容。图5是本发明的第四实施例的布线图，与图3的实施例类似，每一条X方向感应器42包括两条或更多条较细的平行迹线422，并藉位于同一层的导线424电性连接在一起，如图5中所示，或者藉位于其他部位的导线(例如印刷电路板的内连线或周边的迹线)电性
连接在一起。图6是本发明的第五实施例的布线图，与图5相比，X方向感应器朝Y方向增加突出部442，使相邻边缘曲折，以增加X方向感应器44及Y方向感应器46之间的相邻边长，提高彼此之间的交互电容值，以增加感应的敏感度。该增加相邻边长的方式，只要将X方向感应器44及Y方向感应器46的边缘从平滑直线改为曲折，即可达成。另一实施例中，将同一层的X方向及Y方向感应器的相邻边缘设计成锯齿状或波浪状的边缘，以增加相邻边长。
除了前述缩小X方向感应器的宽度来缩小其感应面积以外，也可以使用有孔洞分布的X方向感应器来缩小其感应面积。例如图7所示的双层导体的电容感应器，其X方向感应器48的宽度Wl与Y方向感应器50的宽度W2相同，但是X方向感应器48包括多个孔洞52，使得X方向感应器48的感应面积小于Y方向感应器50的感应面积。图8是单层结构的电容感应器，X方向感应器54与Y方向感应器56位于同一层,其X方向感应器54的宽度Wl与Y方向感应器56的宽度W2相同，但是X方向感应器54包括多个孔洞58，使得X方向感应器54的感应面积小于Y方向感应器56的感应面积。使用有孔洞分布的X方向感应器，不会增加X方向感应器之间的间隙，可以维持原有的定位辨识率。图9A提供本发明另一实施例，其中X方向感应器由多个菱形的感测单元62相互连接所组成，Y方向感应器由多个菱形的感测单元64相互连接所组成，这些菱形的感测单元具有大致相同的尺寸。值得注意的是，在本实施例中，感测单元62的有效感应面积不同于感应单元64。请一同参考图9B，X方向的感测单元62内部形成一个空洞622，Y方向的感测单元64则没有形成空洞。在空洞622中具有至少一个以上的假感测物(dummy)624，假感测物624是浮接的(floaring)，并未与周围任何导体相连接，换句话说，感测单元62的有效感应面积只有外围626，感测单元62内部被挖空，因而X方向感应器整体的有效感应面积会小于Y方向感应器的有效感应面积。对于使用透明材质的触控板或触控屏幕而言，在空洞622放置假感测物624能够使视觉上的效果较佳。在图9A的实施例中，是利用挖洞的方式，使外观大致相同的两个方向的感应器，具有不同的有效感应面积。应了解，图9A及图9B所示的假感测物亦可以适用于本发明其他实施例的孔洞内，以获得较佳的视觉效果。图9A的实施例可以适用单层或双层的触控板结构。在单层的触控板结构里，X方向感应器与Y方向感应器在同一平面，两者之间相交(cross)的导线部份以的绝缘物隔开。在双层的触控板结构里，X方向感应器与Y方向感应器是位于上下两层，两者之间以一绝缘层隔开。熟习该项技术者当了解，上述的实施例可以是应用在单层或多层的触控板结构。在单层触控板结构中，X方向与Y方向相交的部份以绝缘物隔开，因而不会电连接。而在多层触控板的结构中，X方向感应器与Y方向感应器是位于上下两层，两者之间以一绝缘层隔开。本发明的电容感应器不论多指上或单指上操作，皆可检测感应器之间交互电容的变化以获得接触物件的位置。更可视应用的需要使用不同的材料，如应用于触控屏幕上时，便使用如铟锡氧化物(Indium Tin Oxide, ITO)等透明材质来形成本发明的电容感应器。以上对于本发明的较佳实施例所作的叙述是为阐明的目的，而无意限定本发明精确地为所揭露的形式，基于以上的教导或从本发明的实施例学习而作修改或变化是可能的，实施例是为解说本发明的原理以及让熟习该项技术者以各种实施例利用本发明在实际 应用上而选择及叙述，本发明的技术思想企图由权利要求及其均等来决定。
权利要求
1.一种电容感应器结构，其特征在于，所述的电容感应器结构包含 第一方向感应器，具有第一感应面积； 第二方向感应器，包含多条的平行迹线电性连接在一起，具有第二感应面积小于所述第一感应面积，并通过检测所述第一及第二方向感应器之间的交互电容的变化以获得接触物件的位置；以及 绝缘层，介于所述第一及第二方向感应器之 间。
2.如权利要求I所述的电容感应器结构，其特征在于，所述第一方向感应器供施加一驱动信号，并从所述第二方向感应器检测所述交互电容。
3.如权利要求I所述的电容感应器结构，其特征在于，所述的电容感应器结构更包含检测器耦接所述第一方向感应器及第二方向感应器，用以检测所述交互电容。
4.一种电容感应器结构,其特征在于,所述的电容感应器结构包含 第一方向感应器，具有第一感应面积； 第二方向感应器，其上具有至少一孔洞，具有第二感应面积小于所述第一感应面积，并通过检测所述第一及第二方向感应器之间的交互电容变化以获得接触物件的位置；以及 绝缘层，介于所述第一及第二方向感应器之间。
5.如权利要求4所述的电容感应器结构,其特征在于,所述第一方向感应器供施加一驱动信号，并从所述第二方向感应器检测所述交互电容。
6.如权利要求4所述的电容感应器结构，其特征在于，所述的电容感应器结构更包含检测器耦接所述第一方向感应器及第二方向感应器，用以检测所述交互电容。
7.如权利要求4所述的电容感应器结构，其特征在于，所述第一与第二感应器具有多个感测单元，所述第二方向的感应器的孔洞内具有至少一个假感测物。
8.一种电容感应器结构，其特征在于，所述的电容感应器结构包含 第一方向感应器，具有第一感应面积； 第二方向感应器，具有第二感应面积小于所述第一感应面积，通过检测所述第一及第二方向感应器之间的交互电容的变化以获得接触物件的位置，所述第二方向感应器与所述第一方向感应器位于同一层，且将所述第一方向感应器分隔成多个区段；以及桥接线，跨过所述第二方向感应器将所述第一方向感应器的多个区段电性连接在一起。
9.如权利要求8所述的电容感应器结构,其特征在于,所述第一方向感应器供施加一驱动信号，并从所述第二方向感应器检测所述交互电容。
10.如权利要求8所述的电容感应器结构，其特征在于，所述的电容感应器结构更包含检测器耦接所述第一方向感应器及第二方向感应器，用以检测所述交互电容。
11.如权利要求8所述的电容感应器结构，其特征在于，所述第二方向感应器包含多条的平行迹线电性连接在一起。
12.如权利要求8所述的电容感应器结构，其特征在于，所述第一及第二方向感应器具有曲折的相邻边缘。
13.如权利要求8所述的电容感应器结构，其特征在于，所述第二方向感应器上有孔洞分布。
14.如权利要求13所述的电容感应器结构，其特征在于，所述第二方向的感应器的孔洞内具有至少一个假感测物。
全文摘要
本发明提供一种电容感应器结构，包含第一方向感应器供施加一驱动信号，以及第二方向感应器供从其检测该第一及第二方向感应器之间的交互电容变化，该第二方向感应器的感应面积小于该第一方向感应器的感应面积，因而改善检测时噪声的影响。
文档编号G06F3/044GK102736805SQ20111013171
公开日2012年10月17日 申请日期2011年5月19日 优先权日2011年4月7日
发明者林嘉兴, 许哲豪, 许文俊, 陶逸欣 申请人:义隆电子股份有限公司