近接感应结构及具有近接感应的电子装置制造方法
【专利摘要】本发明为一种近接感应结构及具有近接感应的电子装置。该近接感应结构，其设于一物件，并用于检测一物体是否靠近物件，物件可为电子装置。近接感应结构包含一第一感应电极、一导线、一第二感应电极及一近接感应器。导线的两端分别电性耦接第一感应电极与第二感应电极，近接感应器电性耦接导线、第一感应电极及第二感应电极，并依据导线、第一感应电极及第二感应电极的一电性状态检测物体是否靠近物件。如此，本发明的近接感应结构利用导线增加感应区域，且应用导线的设计方式，使近接感应结构的设置较为弹性。
【专利说明】近接感应结构及具有近接感应的电子装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种近接感应结构及具有近接感应的电子装置，特别是涉及一种增加感应区域与提高设置弹性的近接感应结构及具有近接感应的电子装置。
【背景技术】
[0002]目前便携式电子产品常需要藉由近接感应器(proximity sensor)感应人体的靠近，以执行对应事件。例如，当人体靠近时，电子产品的处理器会降低天线的发射功率，以符合电子产品的规范。例如:特定吸收率(Specific Absorption Rate, SAR)的规范,其规范生物体对电磁波的吸收率必须在一安全比率内。
[0003]近接感应器是耦接一感应电极，以感测感应电极的电性状态。当物体靠近感应电极时，物体会影响感应电极的电性状态，因此近接感应器感测到感应电极的电性状态有所改变，即可得知物体靠近感应电极。感应电极的电性状态容易受金属体干扰，所以感应电极设置时，必须要考虑周遭是否有金属体。若有金属体时，感应电极与金属体之间必须有适当间隔，因此感应电极的设置位置即会受到限制，进而限制感应区域。因此，一般感应电极的布局设计存在着感应灵敏度、感应区域受限的问题。当物体靠近电子产品时，近接感应器却因感应电极的感应区域受限，而会导致无法感应到物体靠近电子产品，进而电子产品则不会执行对应的事件，如此即会降低电子产品的效能。
[0004]请参阅图1,其为现有的近接感应结构的示意图。如图1所示,近接感应结构包含一感应电极10及一近接感应器11。感应电极10设于一标的物13的一侧的中间处，且耦接近接感应器11，感应电极10具有一感应区域14。图1所示的标的物13可为电子产品的一天线。由于物体15靠近感应电极10时，其会影响感应电极10的电性状态，因此近接感应器11感测到感应电极10的电性状态有所改变，即可得知物体15靠近感应电极10。换言之，当物体15靠近标的物13而位在感应区域14时，近接感应器11会感测到感应电极10的电性状态有所改变，如此近接感应器11即感应到物体15靠近标的物13。如此，物体15的靠近即会导致近接感应器11产生对应的讯号，电子产品即依据近接感应器11产生的讯号执行对应的事件，例如降低天线的发射功率。
[0005]然而，一般电子产品中会有许多金属体12，例如用于散热或者增加结构强度的金属体，如此感应电极10容易受到金属体12的影响。若为了完全避免感应电极10受到金属体12的影响，感应电极10大都无法设置在标的物13的一侧的中间处。因此，此种设置方式的设置弹性低，所以可运用的电子产品相当有限。
[0006]另外,请参阅图2,其为另一现有的近接感应结构的示意图。如图2所示,其与图1的差异为此现有的近接感应结构增加一个感应电极16及一个近接感应器17，并且感应电极10与16设置于标的物13的两侧，而感应电极16耦接近接感应器17，且具有一感应区域
18。此现有的近接感应结构是藉由近接感应器11与17分别感测感应电极10与16的电性状态，以感应物体15是否靠近标的物13。然而，此近接感应结构的设计方式会限制感应区域，即会存在着感应死角的问题，且会增加成本。[0007]如图2所示，由于感测电极10与16分别设于标的物13的两侧，所以感测电极10与16的感应区域14与18会分别位于标的物13的左右两方。若标的物13的长度较长，例如标的物13为一 LTE (Long Term Evolution)天线，感应区域14与18不会互相重迭，即表示感应区域14与18之间会有感应死角区域19，其为感应电极10与16无法感应的区域。当物体15靠近标的物13且落在感应死角区域19时，物体15不会影响感应电极10与16的电性状态，所以近接感应器11及感应器17皆不会感测到感应电极10与16的电性状态有所改变，因此近接感应器11及17即不会感应到物体15靠近标的物13，而不会产生对应的讯号，而不会执行对应事件，例如电子产品的天线的发射功率未适当地降低以符合SAR规范。由上述可知，第二种现有的近接感应结构的感应区域会受到严重限制，而降低近接感应的灵敏度，且需要两个近接感应器，所以会增加成本。
[0008]鉴于现有的近接感应结构的问题，本发明利用一导线改善现有的近接感应结构的感应区域受限的缺点，而增加感应灵敏度，并且本发明增加导线的设计可以使近接感应结构的设置位置较为弹性，并减少感应器的建构成本。
【发明内容】
[0009]本发明的目的之一，为提供一种近接感应结构，其利用导线增加近接感应结构的感应区域与提高设置弹性，更可进一步降低成本。
[0010]为实现以上目的，本发明的近接感应结构设置于一物件，且包含一第一感应电极、一导线、一第二感应电极及一近接感应器。导线的一端电性耦接第一感应电极，第二感应电极电性耦接导线的另一端，及近接感应器电性耦接导线、第一感应电极及第二感应电极，并依据导线、第一感应电极及第二感应电极的一电性状态检测一物体是否靠近物件。因此，本发明的近接感应结构利用导线延伸第一感应电极的感应区域与第二感应电极的感应区域。故本发明可以克服现有的感应结构具有感应死角的问题，而提高感应灵敏度，此外，增设导线的设计使近接感应结构的设置较为弹性，且不需要多个近接感应器，进而降低成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为现有的近接感应结构的示意图；
[0012]图2为另一现有的近接感应结构的不意图；及
[0013]图3为本发明的近接感应结构的一实施例的示意图。
[0014]附图符号说明
[0015]10感应电极
[0016]11近接感应器
[0017]12金属体
[0018]13标的物
[0019]14感应区域
[0020]15 物体
[0021]16感应电极
[0022]17近接感应器
[0023]18感应区域[0024]19感应死角区域
[0025]20物件
[0026]30第一感应电极
[0027]31第二感应电极
[0028]40导线
[0029]50感应区域
[0030]60近接感应器
[0031]70标的物
[0032]80控制电路
[0033]A第一间距
[0034]B第二间距
[0035]C第三间距
[0036]D第四间距
[0037]Vs感应讯号·【具体实施方式】
[0038]为对本发明的技术特征及所实现的功效有进一步的了解与认识，现结合附图对较佳实施例详细说明。
[0039]请参阅图3，其为本发明的近接感应结构的一实施例的示意图。本发明的近接感应结构可设置于各种类型电子装置或者非电子装置。此实施例所述的物件20为电子装置，但并非限制本发明的近接感应结构仅能运用于电子装置。如图所示，本发明的近接感应结构设于物件20，以检测物体15是否靠近物件20，以在物体15靠近物件20时，而执行对应的事件。举例来说，当人体靠近电子装置时，电子装置随即控制天线降低发射功率，以避免影响人体健康，又或者物件为智能型移动电话，当使用者接听来电时，近接感应结构可以感应移动电话靠近人脸，如此移动电话即可进一步关闭触控功能，以避免使用者脸部误触面板而中断通话，还可进一步关闭背光源，以节省电源。
[0040]本发明的近接感应结构包含一第一感应电极30、一导线40及一第二感应电极31,第一感应电极30电性耦接导线40的一端，导线40的另一端电性耦接第二感应电极31，如此，由第一感应电极30、导线40及第二感应电极31所组成的结构有一感应区域50。此感应区域50相较于图2的感应区域14、18，明显不存在感应死角区域19。近接感应结构还包含一近接感应器60,其电性稱接第一感应电极30、导线40及第二感应电极31,并依据第一感应电极30、导线40及第二感应电极31的电性状态，以检测物体15是否靠近物件20。若物体15靠近物件20而位于感应区域50时，物体15即会影响第一感应电极30、导线40及第二感应电极31的电性状态，如此近接感应器60感应到电性状态有所改变，即可得知物体15靠近物件20。
[0041]此外，于本发明的一实施例中，第一感应电极30、导线40及第二感应电极31分别位于特定的一标的物70的周围，例如天线，如此物件(电子装置)20可以特别感应物体15是否靠近标的物70，以执行对应事件。如图所示，第一感应电极30位于物件20的标的物70的一第一侧，第二感应电极31位于标的物70的一第二侧，而导线40位于标的物70的一第三侧，即第一感应电极30、导线40及第二感应电极31呈一U型。如此，本发明的近接感应结构的感应区域50可以涵盖整个标的物70的长度，所以精确感应物体15是否靠近标的物70。然而，上述实施例仅为本发明的一实施例，本发明的第一感应电极30、导线40及第二感应电极31并不一定要设在物件20的标的物70的周围。
[0042]上述的第一感应电极30及第二感应电极31可以为任何电性传导体，例如:铜箔或透明导电膜，如氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ΙΤ0)。此外，导线40可为单心线或者任何金属导线。第一感应电极30、导线40及第二感应电极31相对于近接感应器60而言，相当于外挂的一电容，当物体15靠近第一感应电极30、导线40及第二感应电极31即会影响电容值，也就是会改变第一感应电极30、导线40及第二感应电极31的电性状态。近接感应器60即检测此电性状态的变化，而检测物体15是否靠近物件20。
[0043]本发明的近接感应器60可以为一集成电路(1C)，其为现有感应器，例如IC型号STM8T413，由于近接感应器60的种类众多且感应方式也不尽相同，大都为感应电容或者电压的状态，于此不多详述。
[0044]承上所述，第一感应电极30、导线40及第二感应电极31的设置位置也会决定感应区域50。若第一感应电极30、导线40及第二感应电极31的设置位置太靠近金属体12，则容易受到金属体12的干扰，而影响第一感应电极30、导线40及第二感应电极31的电性状态，即导致近接感应结构的感应区域50被缩减，且会降低感应灵敏度。因此，若标的物70为金属体，则第一感应电极30、导线40及第二感应电极31与标的物70之间分别具有一间距，以避免受到标的物70的干扰，也避免影响标的物70。第一感应电极30与标的物70之间具有一第一间距Α，第二感应电极31与标的物70之间具有一第二间距B，导线40与标的物70之间具有一第三间距C，第一间距Α、第二间距B及第三间距C的一最佳距离为大于5mm ο
[0045]另外，物件20内常会设置金属体12，金属体12可能为一金属板或金属框。所以，导线40与金属体12同样需具有一第四间距D，第四间距D的适当距离同样也为大于5_。另外，第一感应电极30与第二感应电极31的设置方式，如同导线40的设置方式，必须与任何金属体之间具有间距，以避免受到金属体的干扰。
[0046]再参阅图3，由于本发明利用导线40耦接于第一感应电极30及第二感应电极31之间，而导致感应区域扩增，如同图2的感应区域14、18扩增为图3所示的感应区域50，而在感应区域14与18之间不具有感应死角区域19。所以，当物体15靠近物件20的标的物70的中间位置时，本发明的近接感应结构仍然可以检测物体15已靠近物件20的标的物70。此物体15可以为一生物体、一手指或其他具电性传导的物体。再者，本发明的近接感应结构可以设置于各种物件20，此物件20可以为各种电子装置，标的物70可为天线，例如:智能型手机或平板计算机的天线，以检测人体是否靠近智能型手机或平板计算机，并控制天线的发射功率降低，进而符合SAR的安全规范。
[0047]物件20内还包含一控制电路80，以依据近接感应器60所送出的一感应讯号Vs执行一事件，此事件可以为禁能内部电路，或降低天线的发射功率，或使电子产品启动节能机制。于本发明的一实施例为控制标的物70的运作，而标的物70为天线，即控制电路80控制天线的发射功率。
[0048]如图3所示，当物体15靠近物件20时，例如人体靠近物件20时，即会影响第一感应电极30、导线40及第二感应电极31的电性状态，近接感应器60即会感测到电性状态的改变，并输出一低电平的感应讯号Vs，而控制电路80依据低电平的感应讯号Vs，即可得知物体15靠近天线，而会控制天线降低发射功率。反之，若物体15未靠近物件20时，近接感应器60即不会感测到电性状态有所改变，而会输出一高电平的感应讯号\，而控制电路80依据高电平的感应讯号Vs，控制天线维持原本的发射功率。
[0049]此外，本发明的另一实施例可以在物体15靠近电子装置20时，近接感应器60输出高电平的感应讯号Vs，控制电路80即依据高电平的感应讯号Vs，控制天线的发射功率。因此本发明并未限制物体15靠近电子装置20时，近接感应器60输出的感应讯号Vs的电平，且本发明更未限制控制电路80必须依据哪一个电平的感应讯号Vs，而执行对应的事件。
[0050]此外，本发明可以利用导线40使近接感应结构设置于物件20的其他位置，或使近接感应结构设置于物件20的内部其他元件的周围，若其他标的物的尺寸较小而仅需要较小的感应区域，则可以将导线40缩短，而使感应区域缩小以符合使用上的需求。此外，近接感应结构配合其他使用上的需求的变化与应用，于此不再赘述。由上述可知，本发明的近接感应结构可以依据使用需求而调整感应区域，且因导线40的尺寸小且具有可挠性，所以设置弹性高，且本发明只需要一个近接感应器60，因此设置成本低。
[0051]综上所述，本发明为一种近接感应结构，其设于物件，物件可以为电子装置，以用于检测物体是否靠近物件。近接感应结构包含第一感应电极、导线、第二感应电极及近接感应器。导线的两端分别电性耦接第一感应电极与第二感应电极，而近接感应器电性耦接导线、第一感应电极及第二感应电极，并依据导线、第一感应电极及第二感应电极的电性状态检测物体是否靠近物件。如此，本发明利用导线克服现有的两感应电极之间存在的感应死角的问题，而提高感应区域与增加感应灵敏度，且应用导线的设计使近接感应结构的设置较为弹性。
[0052]以上所述者，仅为本发明一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明的权利要求所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求内。
【权利要求】
1.一种近接感应结构，其设于一物件，用于检测一物体是否靠近该物件，该近接感应结构包含: 一第一感应电极； 一导线，其一端电性耦接该第一感应电极； 一第二感应电极，电性耦接该导线的另一端 '及 一近接感应器，电性耦接该导线、该第一感应电极及该第二感应电极，并依据该导线、该第一感应电极及该第二感应电极的一电性状态检测该物体是否靠近该物件。
2.如权利要求1所述的近接感应结构，其中，该第一感应电极、该第二感应电极及该导线分别位于该物件的一标的物的周围。
3.如权利要求2所述的近接感应结构，其中，该第一感应电极位于该物件的该标的物的一第一侧，该第二感应电极位于该物件的该标的物的一第二侧，该导线位于该物件的该标的物的一第三侧。
4.如权利要求2所述的近接感应结构，其中，该第一感应电极、该第二感应电极及该导线分别与该标的物之间具有一间距。
5.如权利要求4所述的近接感应结构，其中，该间距分别大于5_。
6.如权利要求2所述的近接感应结构，其中，该第一感应电极、该第二感应电极及该导线分别设置于该物件的该标的物的外侧，并呈U型。
7.如权利要求1所述的近接感应结构，其中，该电性状态为一电压状态或一电容状态。
8.一种具近接感应的电子装置，其包含: 一第一感应电极； 一导线，其一端电性耦接该第一感应电极； 一第二感应电极，电性耦接该导线的另一端； 一近接感应器，电性耦接该导线、该第一感应电极及该第二感应电极，并依据该导线、该第一感应电极及该第二感应电极的一电性状态输出 一感应讯号，以检测一物体是否靠近该电子装置；及 一控制电路，电性耦接该近接感应器，依据该感应讯号执行一事件。
9.如权利要求8所述的具近接感应的电子装置，其中，该第一感应电极、该第二感应电极及该导线分别位于该电子装置的一标的物的周围。
10.如权利要求8所述的具近接感应的电子装置，其中，该控制电路依据该感应讯号而控制该电子装置的一天线的发射功率。
【文档编号】H03K19/00GK103580667SQ201210272847
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月2日 优先权日:2012年7月19日
【发明者】高国伟, 陈重文 申请人:纬创资通股份有限公司