感應(yīng)元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種感應(yīng)元件，其包含比較器、第一可變電容器單元及第二可變電容器單元。第一及第二可變電容器單元分別依據(jù)第一及第二驅(qū)動信號對第一及第二比較器輸入端充電，使第一及第二比較器輸入端分別具有第一及第二電位，其中第一驅(qū)動信號的電壓電平高于第二驅(qū)動信號的電壓電平。比較器用以比較第一電位和第二電位而產(chǎn)生比較器輸出信號。第一可變電容器單元依據(jù)比較器輸出信號作調(diào)整而對第一比較器輸入端進(jìn)行電位補(bǔ)償，或是第二可變電容器單元依據(jù)比較器輸出信號作調(diào)整而對第二比較器輸入端進(jìn)行電位補(bǔ)償。
【專利說明】
感應(yīng)元件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明中所述實(shí)施例內(nèi)容是有關(guān)于一種感應(yīng)元件，且特別是有關(guān)于一種適用于感應(yīng)觸控按鍵的作動的感應(yīng)元件。
【背景技術(shù)】
[0002]以現(xiàn)今高科技技術(shù)而言，越來越多電子產(chǎn)品的操作接口都開始改用觸控式面板，使得觸碰感測裝置的需求日益成長。觸碰感測裝置幾乎已經(jīng)成了任何按鍵式接口的基礎(chǔ)，而且以觸碰感測控制接口取代傳統(tǒng)的按鍵接口，毫無疑問地可以讓接口變得更直覺、使用上也更容易。
[0003]此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過觸碰感測控制接口替代各種應(yīng)用所需的機(jī)械式按鍵，例如:存取控制、移動電話、MP3播放器、PC周邊和遙控器等等，亦可因此節(jié)省產(chǎn)品制作所需的成本。
[0004]然而，在例如電容式觸碰感測裝置中，通常需要設(shè)置許多電容器以供進(jìn)行觸碰感應(yīng)操作，且這些電容器所占的電路布局(layout)面積相當(dāng)?shù)卮?，不僅使得觸碰感測裝置的尺寸無法有效地縮減，也使得觸碰感測裝置的制作成本居高不下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供一種感應(yīng)元件，以減少電容器數(shù)量，進(jìn)而減小觸控感應(yīng)裝置的尺寸。
[0006]本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一實(shí)施方式是關(guān)于一種感應(yīng)元件，其包含比較器、第一可變電容器單元以及第二可變電容器單元。比較器包含第一比較器輸入端以及第二比較器輸入端，第一比較器輸入端用以電性耦接至少一第一觸控按鍵。第一可變電容器單元電性耦接第一比較器輸入端，用以接收一第一驅(qū)動信號，并依據(jù)第一驅(qū)動信號對第一比較器輸入端充電，使得第一比較器輸入端具有第一電位。第二可變電容器單元電性耦接第二比較器輸入端，用以接收一第二驅(qū)動信號，并依據(jù)第二驅(qū)動信號對第二比較器輸入端充電，使得第二比較器輸入端具有第二電位，其中第一驅(qū)動信號的電壓電平高于第二驅(qū)動信號的電壓電平，且比較器用以比較第一電位和第二電位而產(chǎn)生一比較器輸出信號。在上述第一觸控按鍵作動的情形下，第一可變電容器單元依據(jù)比較器輸出信號作調(diào)整而對第一比較器輸入端進(jìn)行電位補(bǔ)償，或是第二可變電容器單元依據(jù)比較器輸出信號作調(diào)整而對第二比較器輸入端進(jìn)行電位補(bǔ)償。
[0007]本
【發(fā)明內(nèi)容】
的另一實(shí)施方式是關(guān)于一種感應(yīng)元件，其包含比較器、第一可變電容器單元、第二可變電容器單元以及開關(guān)。比較器包含第一比較器輸入端以及第二比較器輸入端，第一比較器輸入端用以電性耦接至少一第一觸控按鍵。第一可變電容器單元電性耦接第一比較器輸入端，并用以通過一第一驅(qū)動信號對第一比較器輸入端充電，使得第一比較器輸入端具有第一電位。第二可變電容器單元電性耦接所述第二比較器輸入端，并用以通過一第二驅(qū)動信號對第二比較器輸入端充電，使得第二比較器輸入端具有第二電位，其中比較器用以比較第一電位和第二電位而產(chǎn)生一比較器輸出信號。開關(guān)用以電性耦接于第二比較器輸入端和一外部電容器之間，并選擇性地導(dǎo)通第二比較器輸入端和外部電容器。在上述第一觸控按鍵作動的情形下，第一可變電容器單元依據(jù)比較器輸出信號作調(diào)整而對第一比較器輸入端進(jìn)行電位補(bǔ)償，或是第二可變電容器單元依據(jù)比較器輸出信號作調(diào)整而對第二比較器輸入端進(jìn)行電位補(bǔ)償。
[0008]本
【發(fā)明內(nèi)容】
旨在提供本發(fā)明的內(nèi)容的簡化摘要，以使閱讀者對本揭示內(nèi)容具備基本的理解。此
【發(fā)明內(nèi)容】
并非本發(fā)明的內(nèi)容的完整概述，且其用意并非在指出本發(fā)明實(shí)施例的重要(或關(guān)鍵)元件或界定本發(fā)明的范圍。
【附圖說明】
[0009]圖1是依照本發(fā)明第一實(shí)施例繪示一種感應(yīng)元件的示意圖；
[0010]圖2A至2C是依照本發(fā)明實(shí)施例繪示一種如圖1所示感應(yīng)元件中電容及電位變化的不意圖；
[0011]圖3是依照本發(fā)明實(shí)施例繪示一種如圖1所示的可變電容器單元的示意圖；
[0012]圖4是依照本發(fā)明第二實(shí)施例繪示一種感應(yīng)元件的示意圖；
[0013]圖5是依照本發(fā)明第三實(shí)施例繪示一種感應(yīng)元件的示意圖；
[0014]圖6是依照本發(fā)明第四實(shí)施例繪示一種感應(yīng)元件的示意圖；以及
[0015]圖7是依照本發(fā)明第五實(shí)施例繪示一種感應(yīng)元件的示意圖。
[0016]符號說明:
[0017]100、400、500、600、700:感應(yīng)元件
[0018]120:比較器
[0019]122:第一比較器輸入端
[0020]124:第二比較器輸入端
[0021]140:控制器
[0022]502、504:電極
【具體實(shí)施方式】
[0023]下文舉實(shí)施例配合所附圖式作詳細(xì)說明，但所提供的實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明所涵蓋的范圍，而結(jié)構(gòu)運(yùn)作的描述非用以限制其執(zhí)行的順序，任何由元件重新組合的結(jié)構(gòu)，所產(chǎn)生具有均等功效的裝置，皆為本發(fā)明所涵蓋的范圍。此外，圖式僅以說明為目的，并未依照原尺寸作圖。為使便于理解，下述說明中相同元件將以相同的符號標(biāo)示來說明。
[0024]在全篇說明書與權(quán)利要求所使用的用詞(terms)，除有特別注明外，通常具有每個用詞使用在此領(lǐng)域中、在此發(fā)明的內(nèi)容中與特殊內(nèi)容中的平常意義。某些用以描述本發(fā)明的用詞將于下或在此說明書的別處討論，以提供本領(lǐng)域技術(shù)人員在有關(guān)本發(fā)明的描述上額外的引導(dǎo)。
[0025]關(guān)于本文中所使用的“約”、“大約”、“大致”或“基本上”一般通常是指數(shù)值的誤差或范圍，其依據(jù)不同技術(shù)而有不同變化，且其范圍對于本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解具有最廣泛的解釋，借此涵蓋所有變形及類似結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，上述數(shù)值的誤差或范圍是指于百分之二十以內(nèi)，較好地是于百分之十以內(nèi)，而更佳地則是于百分之五以內(nèi)。文中若無明確說明，其所提及的數(shù)值皆視作為近似值，例如可如“約”、“大約”、“大致”或“基本上”所表示的誤差或范圍，或其他近似值。
[0026]關(guān)于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特別指稱次序或順位的意思，亦非用以限定本發(fā)明，其僅僅是為了區(qū)別以相同技術(shù)用語描述的元件或操作而已。
[0027]其次，在本文中所使用的用詞“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限于。
[0028]另外，關(guān)于本文中所使用的“耦接”或“連接”，均可指二或多個元件相互直接作實(shí)體或電性接觸，或是相互間接作實(shí)體或電性接觸，亦可指二或多個元件相互操作或動作。
[0029]圖1是依照本發(fā)明第一實(shí)施例繪示一種感應(yīng)元件的示意圖。如圖1所示，感應(yīng)元件100可用以感應(yīng)至少一觸控按鍵(如:電容式觸控按鍵TK)的作動，并可依據(jù)感應(yīng)結(jié)果相應(yīng)地操作(如:控制后續(xù)電路、輸出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號、…等)，借此執(zhí)行相應(yīng)的功能或操作。
[0030]感應(yīng)元件100包含比較器120、可變電容器單元Cmn以及可變電容器單元Cmp。比較器120包含第一比較器輸入端122以及第二比較器輸入端124，第一比較器輸入端122可用以電性耦接電容式觸控按鍵TK。可變電容器單元Cmn電性耦接第一比較器輸入端122，并可用以接收驅(qū)動信號P1，以依據(jù)驅(qū)動信號Pl對第一比較器輸入端122充電，使得第一比較器輸入端122具有電位VTK?？勺冸娙萜鲉卧狢mp電性耦接第二比較器輸入端124，并可用以接收驅(qū)動信號P2，以依據(jù)驅(qū)動信號P2對第二比較器輸入端124充電，使得第二比較器輸入端124具有電位VDK，其中驅(qū)動信號Pl的電壓電平高于驅(qū)動信號P2的電壓電平，且比較器120可用以比較電位VTK和電位VDK而產(chǎn)生一比較器輸出信號CP。
[0031]在電容式觸控按鍵TK作動(如:電容式觸控按鍵TK經(jīng)手指、觸控筆、…等觸碰而有電容的變化)的情形下，電容式觸控按鍵TK可具有電位VTK，且其低于電位VDK，此時(shí)可變電容器單元Cmn即可依據(jù)電位VTK與VDK比較后所產(chǎn)生的比較器輸出信號CP作調(diào)整，而對第一比較器輸入端122進(jìn)行電位補(bǔ)償，使得電位VTK經(jīng)電位補(bǔ)償后與電位VDK相等或平衡，借此獲取電容式觸控按鍵TK作動所對應(yīng)的電位或電容變化，可供后續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理，以判斷是否有觸控操作發(fā)生或執(zhí)行相應(yīng)的觸控功能。類似地，可變電容器單元Cmp亦可依據(jù)電位VTK與VDK比較后所產(chǎn)生的比較器輸出信號CP作調(diào)整，而對第二比較器輸入端124進(jìn)行電位補(bǔ)償，使得電位VDK經(jīng)電位補(bǔ)償后與電位VTK相等或平衡。上述對第一比較器輸入端122進(jìn)行電位補(bǔ)償或?qū)Φ诙容^器輸入端124進(jìn)行電位補(bǔ)償?shù)牟僮鳎嗫梢罁?jù)實(shí)際需求同步進(jìn)行。
[0032]在一些實(shí)施例中，驅(qū)動信號Pl的電壓電平可約為驅(qū)動信號P2的電壓電平的數(shù)倍。實(shí)作上，驅(qū)動信號Pl和P2的電壓電平可約在I?40伏特(V)的范圍內(nèi)。在另一些實(shí)施例中，驅(qū)動信號Pl和P2中至少一個為一脈沖信號。在具體實(shí)施例中，驅(qū)動信號Pl和P2可均為脈沖信號。
[0033]實(shí)作上，前述驅(qū)動信號Pl與P2的電平可以經(jīng)可編程(programmable)元件或放大元件作調(diào)整，使得可變電容器單元Cmn (及/或Cmp)可依據(jù)具放大電平的驅(qū)動信號Pl (及/或P2)，相應(yīng)地對第一比較器輸入端122(及/或第二比較器輸入端124)進(jìn)行電位補(bǔ)償，或者通過提高驅(qū)動信號Pl (及/或P2)的值來達(dá)到降低可變電容器單元Cmn (及/或Cmp)所需使用的電容(以Q = CV為例，在電荷或電位一定的情形下，當(dāng)電壓增加時(shí)，電容會相應(yīng)減少)。
[0034]在一些實(shí)施例中，第一比較器輸入端122是比較器120的正極性輸入端(即輸入端“ + ”)，第二比較器輸入端124是比較器120的負(fù)極性輸入端(即輸入端“-”)。在另一些實(shí)施例中，第一比較器輸入端122是比較器120的負(fù)極性輸入端(即輸入端“-”)，第二比較器輸入端124是比較器120的正極性輸入端(即輸入端“ + ”)。
[0035]圖2A至2C是依照本發(fā)明實(shí)施例繪示一種如圖1所示感應(yīng)元件中電容及電位變化的不意圖。具體而目，如圖1和圖2A至2C所不，以可變電容器單兀Cmn和Cmp具有預(yù)設(shè)相同的等效電容為例，在電容式觸控按鍵TK未作動(如:電容式觸控按鍵TK未經(jīng)觸碰)的情形下，電位VTK與電位VDK可通過可變電容器單元Cmn和Cmp充電至相同或相近的電位(如圖2A)。接著，在電容式觸控按鍵TK作動(如:電容式觸控按鍵TK經(jīng)手指、觸控筆、…等觸碰)的情形下，電容式觸控按鍵TK與第一比較器輸入端122耦接的一端的電容值(例如自容CC)會產(chǎn)生變化，使得電位VTK下降而低于電位VDK(如圖2B)。其次，可變電容器單元Cmn可依據(jù)電位VTK與電位VDK比較后所產(chǎn)生的比較器輸出信號CP作調(diào)整(如:可變電容器單元Cmn在作調(diào)整后可具有相對于可變電容器單元Cmp較大的等效電容)，進(jìn)而對第一比較器輸入端122進(jìn)行電位補(bǔ)償，使得電位VTK再次上升至與電位VDK相同或相近(如圖2C)，其中上述對應(yīng)的電位或電容變化便可供后續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理，以判斷是否有觸控操作發(fā)生，或借此執(zhí)行相應(yīng)的觸控功能。
[0036]在其他實(shí)施例中，也可以是可變電容器單元Cmp依據(jù)電位VTK與電位VDK比較后所產(chǎn)生的比較器輸出信號CP作調(diào)整(如:可變電容器單元Cmp在作調(diào)整后可具有相對于可變電容器單元Cmn較小的等效電容)，進(jìn)而對第二比較器輸入端124進(jìn)行電位補(bǔ)償，使得電位VDK下降至與電位VTK相同或相近。又或是在其他的實(shí)施例中，可變電容器單元Cmp以及可變電容器單元Cmn可分別依據(jù)電位VTK與電位VDK比較后所產(chǎn)生的比較器輸出信號CP作調(diào)整，進(jìn)而對第二比較器輸入端124以及第一比較器輸入端122進(jìn)行電位補(bǔ)償，使得電位VDK以及電位VTK經(jīng)補(bǔ)償后電位相同或相近。
[0037]此外，在第一比較器輸入端122無法通過可變電容器單元Cmn進(jìn)行有效補(bǔ)償?shù)那樾蜗拢蛇M(jìn)一步通過將驅(qū)動信號Pl設(shè)定為具有較高的電壓電平(如:較高于驅(qū)動信號P2的電壓電平)，使得可變電容器單元Cmn能進(jìn)一步通過驅(qū)動信號Pl對第一比較器輸入端122進(jìn)行較有效的電位補(bǔ)償，以利后續(xù)的觸控感應(yīng)操作。
[0038]前述依據(jù)比較器輸出信號CP調(diào)整可變電容器單元Cmp以及可變電容器單元Cmn的動作可同時(shí)進(jìn)行，或先對其中一個例如可變電容器單元Cmp進(jìn)行調(diào)整，再對另一可變電容器單元Cmn進(jìn)行，或采取相反的動作，先對可變電容器單元Cmn進(jìn)行調(diào)整，再針對可變電容器單元Cmp進(jìn)行調(diào)整。
[0039]在本發(fā)明的實(shí)施例中，“電位補(bǔ)償”除了可以指提高比較器輸入端的電位，亦可以用以指調(diào)降比較器輸入端的電位，亦即比較器輸入端的電位可經(jīng)電位補(bǔ)償而增加或減少。
[0040]在一些實(shí)施例中，如圖1所示，感應(yīng)元件100還可包括一控制器140，且此控制器140電性耦接比較器120，可用以接收比較器輸出信號CP而產(chǎn)生驅(qū)動信號Pl和P2分別傳送至可變電容器單元Cmn及Cmp。
[0041]此外，控制器140亦可用以接收比較器輸出信號CP而產(chǎn)生控制信號CS控制可變電容器單元Cmn，以調(diào)整可變電容器單元Cmn的等效電容，使得可變電容器單元Cmn可相應(yīng)地對第一比較器輸入端122進(jìn)行電位補(bǔ)償。在其他實(shí)施例中，控制信號CS也可用以調(diào)整可變電容器單元Cmp的等效電容，使得可變電容器單元Cmp可相應(yīng)地對第二比較器輸入端124進(jìn)行電位補(bǔ)償。又或是可如上段所述，控制信號CS也可分別去調(diào)整可變電容器單元Cmp以及可變電容器單元Cmn的等效電容，使得可變電容器單元Cmp以及可變電容器單元Cmn可相應(yīng)地對第二比較器輸入端124以及第一比較器輸入端122進(jìn)行電位補(bǔ)償。
[0042]圖3是依照本發(fā)明實(shí)施例繪示一種如圖1所示的可變電容器單元Cmn的示意圖。如圖1和圖3所示，可變電容器單元Cmn包括數(shù)個可切換式電容器(如:可切換式電容器Cl、C2、C3、C4)，且可切換式電容器Cl、C2、C3、C4相互并聯(lián)耦接，其中可切換式電容器Cl、C2、C3、C4的一端用以選擇性地接收驅(qū)動信號P1，且可切換式電容器Cl、C2、C3、C4的另一端共同耦接第一比較器輸入端122。
[0043]在一些實(shí)施例中，當(dāng)控制器140輸出控制信號CS至可變電容器單元Cmn時(shí)，可切換式電容器C1、C2、C3、C4所對應(yīng)的開關(guān)K1、K2、K3、K4可依據(jù)控制信號CS各自切換為導(dǎo)通或關(guān)閉狀態(tài)，使得可切換式電容器Cl、C2、C3、C4各自開啟或關(guān)閉，借此讓可變電容器單元Cmn的等效電容得以依據(jù)控制信號CS進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。
[0044]由前述實(shí)施例可知，應(yīng)用上述的感應(yīng)元件100于觸控感應(yīng)裝置中，便可以有限的電路設(shè)計(jì)(如:僅需一個連接電容式觸控按鍵TK的接腳)及有限的電容器達(dá)成相當(dāng)靈敏的觸控感應(yīng)操作，以節(jié)省相關(guān)電路及電容器的設(shè)置，進(jìn)而縮減電路及電容器所占的電路布局(layout)面積，使得觸控感應(yīng)裝置的相應(yīng)尺寸得以有效地縮減，且制作成本得以有效降低。
[0045]此外，在電容式觸控按鍵TK端的雜散電容或是自容相對較大，且可變電容器單元Cmn的等效電容相對較小的情形下，無法單獨(dú)通過可變電容器單元Cmn進(jìn)行有效電位補(bǔ)償，如此一來，后續(xù)的觸控感應(yīng)操作便無法順利進(jìn)行。此時(shí)，便可通過將驅(qū)動信號Pl設(shè)定為具有較高的電壓電平，使得可變電容器單元Cmn能進(jìn)一步依據(jù)驅(qū)動信號Pl提供較大的補(bǔ)償電位，以利進(jìn)行較有效的電位補(bǔ)償。
[0046]圖4是依照本發(fā)明第二實(shí)施例繪示一種感應(yīng)元件的示意圖。圖4所示的感應(yīng)元件400可用以感應(yīng)多個觸控按鍵的操作，其中第一比較器輸入端122可用以電性耦接觸控按鍵TKl?TKN。在本實(shí)施例中，感應(yīng)元件400可還包含開關(guān)SWl?SWN，其中開關(guān)SWl?SWN分別電性耦接于觸控按鍵TKl?TKN和第一比較器輸入端122之間，并可用以分別選擇性地導(dǎo)通觸控按鍵TKl?TKN和第一比較器輸入端122。
[0047]操作上，在一實(shí)施例中，當(dāng)開關(guān)SWl?SWN均導(dǎo)通時(shí)，觸控按鍵TKl?TKN端的自容可能會同時(shí)影響第一比較器輸入端122的電位VTK，此時(shí)若是可變電容器單元Cmn的等效電容不足以進(jìn)行有效電位補(bǔ)償?shù)脑?，則可通過傳送具有相對高電壓電平的驅(qū)動信號Pl至可變電容器單元Cmn，使得可變電容器單元Cmn得以依據(jù)驅(qū)動信號Pl對第一比較器輸入端122有效地補(bǔ)償。
[0048]此外，控制器140可還用以輸出開關(guān)控制信號SCl?SCN分別控制開關(guān)SWl?SWN。在一些實(shí)施例中，控制器140可用以輸出開關(guān)控制信號SCl?SCN控制開關(guān)SWl?SWN均導(dǎo)通，使得感應(yīng)元件400可感應(yīng)前述觸控按鍵的作動，借此執(zhí)行相應(yīng)的功能或操作；例如，觸控按鍵TKl?TKN中任一個均可經(jīng)觸碰而進(jìn)行相應(yīng)的操作，以利使用者任意操作。
[0049]圖5是依照本發(fā)明第三實(shí)施例繪示一種感應(yīng)元件的示意圖。感應(yīng)元件500可用以電性耦接多串觸控按鍵(例如:第一串觸控按鍵TK1、TK2和TK3，第二串觸控按鍵TK4、TK5和ΤΚ6，第三串觸控按鍵ΤΚ7、ΤΚ8和ΤΚ9)，并感應(yīng)前述觸控按鍵的作動，借此執(zhí)行相應(yīng)的功能或操作。
[0050]以圖5所示的實(shí)施例為例，感應(yīng)元件500可包含接腳SI?S3以及LI?L3，第一串觸控按鍵TKl、TK2和TK3可電性耦接于接腳SI，第二串觸控按鍵TK4、TK5和TK6可電性耦接于接腳S2，第三串觸控按鍵TK7、TK8和TK9可電性耦接于接腳S3。此外，觸控按鍵TK3、TK6和ΤΚ9可用以接收自接腳LI傳來的信號，觸控按鍵ΤΚ2、ΤΚ5和ΤΚ8可用以接收自接腳L2傳來的信號，觸控按鍵TKl、ΤΚ4和ΤΚ7可用以接收自接腳L3傳來的信號。
[0051]在一些實(shí)施例中，各觸控按鍵可包括兩電極，此兩電極分別與上述接腳SI?S3其中之一以及接腳LI?L3其中之一電性耦接。以觸控按鍵ΤΚ3為例，觸控按鍵ΤΚ3可包括電極502以及電極504，其中電極502電性耦接接腳SI，而電極504電性耦接接腳LI。此夕卜，與單個接腳(如:接腳SI)耦接的電極(如:電極502)不會與另一接腳上的電極(如:電極504)耦接或重疊，亦即兩接腳上的電極間彼此獨(dú)立。
[0052]實(shí)作上，電極502以及電極504可以制作于同一層或不同層，且電極502與電極504間可以配置有介電層(dielectric layer)，使電極502和電極504得以各自進(jìn)行操作。其次，雖電極502和電極504于圖式上的大小不同，然其僅為例示而已，并非用以限定本發(fā)明。前述的介電層可由介電材料或空氣所組成，以使電極502與電極504組成一電容器并具有一電容值。
[0053]舉例來說，若每一觸控按鍵分別由上下兩層電極所構(gòu)成時(shí)，第一串觸控按鍵TK1、TK2和TK3的上電極可電性耦接于接腳SI，第二串觸控按鍵TK4、TK5和TK6的上電極可電性耦接于接腳S2，第三串觸控按鍵TK7、TK8和ΤΚ9的上電極可電性耦接于接腳S3。觸控按鍵ΤΚ3、ΤΚ6和ΤΚ9的下電極可電性耦接并接收自接腳LI傳來的信號，觸控按鍵ΤΚ2、ΤΚ5和ΤΚ8的下電極可電性耦接并接收自接腳L2傳來的信號，觸控按鍵ΤΚ1、ΤΚ4和ΤΚ7的下電極可電性耦接并接收自接腳L3傳來的信號。
[0054]若觸控按鍵中的兩電極是制作于同一層時(shí)(例如內(nèi)圈為第一電極，外圈為第二電極，第一電極與第二電極間具有一介電層)，可將例如觸控按鍵ΤΚ1、ΤΚ2和ΤΚ3的第一電極耦接于接腳SI (其他串觸控按鍵的第一電極可分別與接腳S2、S3耦接)，并通過例如導(dǎo)線耦接時(shí)跨過外圈電極(第二電極)的方式，避免造成短路。同樣的，觸控按鍵ΤΚ3、ΤΚ6和ΤΚ9的第二電極(外圈電極)可電性耦接并接收自接腳LI傳來的信號(其他串觸控按鍵的第二電極可分別與接腳L2、L3耦接)。
[0055]感應(yīng)元件500可還包含開關(guān)SWl?SW3以及開關(guān)單元SWL。開關(guān)SWl?SW3分別耦接于接腳S1、S2及S3，并可分別用以選擇性地導(dǎo)通第一、二、三串觸控按鍵和第一比較器輸入端122，使得第一比較器輸入端122可耦接于對應(yīng)的其中至少一串觸控按鍵。此外，開關(guān)單元SWL可耦接于控制器140與接腳L1、L2及/或L3之間，使得驅(qū)動信號L可經(jīng)由開關(guān)單元SWL傳送至上述數(shù)串觸控按鍵中每一串觸控按鍵的至少一觸控按鍵。實(shí)作上，驅(qū)動信號L的電平可與前述圖2A至2C中驅(qū)動信號Pl的電平相似。
[0056]在一些實(shí)施例中，開關(guān)單元SWL可包含數(shù)個開關(guān)，且這些開關(guān)分別耦接于接腳L1、L2和L3，使得驅(qū)動信號L可經(jīng)由這些開關(guān)以分別通過接腳L1、L2和L3傳送至上述數(shù)串觸控按鍵中相應(yīng)一串觸控按鍵的至少一觸控按鍵。
[0057]在不同實(shí)施例中，開關(guān)單元SWL可為單一開關(guān)，且此單一開關(guān)可經(jīng)切換而耦接于接腳L1、L2或L3，使得驅(qū)動信號L經(jīng)由此單一開關(guān)以通過接腳L1、L2或L3傳送至相應(yīng)的觸控按鍵。
[0058]于操作上，舉例而言，當(dāng)開關(guān)單元SWL為單一開關(guān)時(shí)，在開關(guān)SWl導(dǎo)通第一比較器輸入端122和接腳SI，且開關(guān)單元SWL導(dǎo)通接腳LI的情形下，觸控按鍵TK3經(jīng)由開關(guān)單元SffL接收驅(qū)動信號L。此時(shí)，若是觸控按鍵TK3據(jù)以作動(如:觸控按鍵TK3經(jīng)手指、觸控筆、…等觸碰而有電容的變化)的話，則觸控按鍵TK3與感應(yīng)元件500間的相對應(yīng)操作類似前述圖1中觸控按鍵TK與感應(yīng)元件100間的相對應(yīng)操作(如圖2A至2C所示感應(yīng)元件100中電容及電位的變化)，故于此不再贅述。在另一實(shí)施例中，當(dāng)開關(guān)單元SWL包含數(shù)個開關(guān)時(shí)，在開關(guān)SWl?SW3導(dǎo)通第一比較器輸入端122和接腳SI?S3，且開關(guān)單元SWL中的數(shù)個開關(guān)導(dǎo)通接腳LI?L3的情形下，觸控按鍵TKl?TK9可經(jīng)由開關(guān)單元SWL接收驅(qū)動信號L。此時(shí)，若是任何一觸控按鍵據(jù)以作動(例如:觸控按鍵TK3經(jīng)手指、觸控筆、…等觸碰而有電容的變化)的話，則相對應(yīng)的操作如前所述，故于此不再贅述。
[0059]由圖5所示的實(shí)施例可知，感應(yīng)元件500可以利用一定數(shù)量的接腳與多個觸控按鍵耦接并進(jìn)行相對應(yīng)的操作。以圖5所示為例，觸控按鍵TKl?TK9等9個觸控按鍵僅需要接腳SI?S3、LI?L3以及DK等7個接腳。如此一來，便可減少感應(yīng)元件中接腳的配置，進(jìn)一步節(jié)省制作成本。
[0060]前述觸控按鍵以及接腳的數(shù)量均為例示而已，并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。舉例來說，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以配置具有4X4個觸控按鍵的觸控按鍵陣列，并于感應(yīng)元件配置4+4+1 = 9個接腳。
[0061]此外，控制器140可還用以輸出開關(guān)控制信號SCS控制開關(guān)SWl?SW3以及開關(guān)單元SWL。在一些實(shí)施例中，控制器140可用以輸出開關(guān)控制信號SCS控制開關(guān)SWl?SW3均導(dǎo)通，使得感應(yīng)元件500可感應(yīng)前述觸控按鍵的作動，借此執(zhí)行相應(yīng)的功能或操作。在其它實(shí)施例中，控制器140可用以輸出不同的開關(guān)控制信號分別控制開關(guān)SWl?SW3以及開關(guān)單元SWL。此外，在不同實(shí)施例中，在開關(guān)單元SWL由數(shù)個開關(guān)替代且這些開關(guān)分別耦接于接腳L1、L2和L3的情形下，控制器140可用以輸出開關(guān)控制信號控制開關(guān)SWl?SW3以及開關(guān)單元SWL中的數(shù)個開關(guān)均導(dǎo)通，或是在其他實(shí)施例中，控制器140可用以輸出不同的開關(guān)控制信號分別控制開關(guān)SWl?SW3以及耦接于接腳L1、L2和L3的開關(guān)(即開關(guān)單元SffL中的數(shù)個開關(guān))，故本發(fā)明不以圖5所示為限。
[0062]在一些實(shí)施例中，若是可變電容器單元Cmn的等效電容不足以進(jìn)行有效電位補(bǔ)償?shù)脑?，亦可通過將驅(qū)動信號Pl設(shè)定為具有較高的電壓電平，使得可變電容器單元Cmn能進(jìn)一步依據(jù)驅(qū)動信號Pl提供較大的補(bǔ)償電位，以利進(jìn)行較有效的電位補(bǔ)償。
[0063]再者，控制器140可還用以輸出驅(qū)動信號L，并經(jīng)由開關(guān)單元SWL將驅(qū)動信號L傳遞至相應(yīng)的觸控按鍵。
[0064]圖6是依照本發(fā)明第四實(shí)施例繪示一種感應(yīng)元件的示意圖。相較于圖1，本實(shí)施例中的感應(yīng)元件600還包含一開關(guān)SWD，其中開關(guān)SWD用以電性耦接于第二比較器輸入端124和一外部電容器CT之間，并選擇性地導(dǎo)通第二比較器輸入端124和外部電容器CT。實(shí)作上，外部電容器CT可依據(jù)電容式觸控按鍵TK端的自容作不同設(shè)計(jì)；例如，在電容式觸控按鍵TK端的自容相對較大的情形下，外部電容器CT可具有相對較大的電容值，反之亦然。
[0065]操作上，在電容式觸控按鍵TK作動(如:電容式觸控按鍵TK經(jīng)手指、觸控筆、…等觸碰而有電容的變化)的情形下，開關(guān)SWD可依據(jù)開關(guān)控制信號SCD導(dǎo)通第二比較器輸入端124和外部電容器CT，使得外部電容器CT能協(xié)同可變電容器單元Cmp對第二比較器輸入端124的電位VDK進(jìn)行補(bǔ)償，讓電位VDK以及電位VTK經(jīng)補(bǔ)償后電位相同或相近，以利后續(xù)的觸控感應(yīng)操作。
[0066]此外，以圖6所示的感應(yīng)元件600而言，驅(qū)動信號Pl和P2可以相同或不同。在一些實(shí)施例中，驅(qū)動信號Pl的電壓電平高于驅(qū)動信號P2的電壓電平。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，驅(qū)動信號Pl的電壓電平可約為驅(qū)動信號P2的電壓電平的數(shù)倍。在其他實(shí)施例中，驅(qū)動信號Pl和P2中至少一個為一脈沖信號。在具體實(shí)施例中，驅(qū)動信號Pl和P2可均為脈沖信號。
[0067]圖7是依照本發(fā)明第五實(shí)施例繪示一種感應(yīng)元件的示意圖。本實(shí)施例所示的感應(yīng)元件700可用以感應(yīng)多個觸控按鍵的操作，其類似于圖4所示的實(shí)施例，感應(yīng)元件700可還包含開關(guān)SWl?SWN，其中開關(guān)SWl?SWN分別電性耦接于觸控按鍵TKl?TKN和第一比較器輸入端122之間，并用以分別選擇性地導(dǎo)通觸控按鍵TKl?TKN和第一比較器輸入端122。
[0068]操作上，在本實(shí)施例中，對于第二比較器輸入端124的電位VDK的補(bǔ)償操作與圖6所示類似，且對于第一比較器輸入端122的電位VTK的補(bǔ)償操作與圖4所示類似，故于此不再贅述。
[0069]另一方面，在其他實(shí)施例中，上述圖6所示的感應(yīng)元件600亦可以類似圖5所示感應(yīng)元件500的配置，包含開關(guān)SWl?SW3及開關(guān)單元SWL，且亦包含用以選擇性地導(dǎo)通第二比較器輸入端124和外部電容器CT的開關(guān)SWD。具體操作類似前述，故于此不再贅述。
[0070]實(shí)作上，前述實(shí)施例中的感應(yīng)元件可單獨(dú)設(shè)置或是整合于一信號處理電路(如:類比數(shù)字轉(zhuǎn)換電路)中，且前述驅(qū)動信號可以為脈沖信號、電壓信號、…等不同類型的操作信號，且可由控制器(如:微控制器，MCU)所產(chǎn)生而作動態(tài)調(diào)整，而其電平大小也可以經(jīng)可編程(progra_able)元件或放大元件作調(diào)整，在此不以前述為限。
[0071]以前述本發(fā)明實(shí)施例相較于現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明實(shí)施例可以有限的電路設(shè)計(jì)(如:連接電容式觸控按鍵的接腳)及有限的電容器達(dá)成相當(dāng)靈敏的觸控感應(yīng)操作，以節(jié)省相關(guān)電路及電容器的設(shè)置，進(jìn)而縮減電路及電容器所占的電路布局(layout)面積，使得觸控感應(yīng)裝置的尺寸得以有效地縮減，且制作成本得以有效降低。
[0072]此外，在電容式觸控按鍵端的雜散電容或是自容相對較大的情形下，同樣可以有限的電路設(shè)計(jì)來達(dá)成相當(dāng)靈敏的觸控感應(yīng)操作，使得制作成本仍能有效降低。
[0073]雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種感應(yīng)元件，其特征在于，包含: 一比較器，所述比較器包含一第一比較器輸入端以及一第二比較器輸入端，所述第一比較器輸入端用以電性耦接至少一第一觸控按鍵； 一第一可變電容器單元，電性耦接所述第一比較器輸入端，用以接收一第一驅(qū)動信號，并依據(jù)所述第一驅(qū)動信號對所述第一比較器輸入端充電，使得所述第一比較器輸入端具有一第一電位；以及 一第二可變電容器單元，電性耦接所述第二比較器輸入端，用以接收一第二驅(qū)動信號，并依據(jù)所述第二驅(qū)動信號對所述第二比較器輸入端充電，使得所述第二比較器輸入端具有一第二電位，其中所述第一驅(qū)動信號的電壓電平高于所述第二驅(qū)動信號的電壓電平，所述比較器用以比較所述第一電位和所述第二電位而產(chǎn)生一比較器輸出信號； 其中在所述至少第一觸控按鍵作動的情形下，所述第一可變電容器單元是依據(jù)所述比較器輸出信號作調(diào)整而對所述第一比較器輸入端進(jìn)行電位補(bǔ)償，或是所述第二可變電容器單元是依據(jù)所述比較器輸出信號作調(diào)整而對所述第二比較器輸入端進(jìn)行電位補(bǔ)償。2.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)元件，其特征在于，還包含: 一開關(guān)，用以電性耦接于所述第二比較器輸入端和一外部電容器之間，并選擇性地導(dǎo)通所述第二比較器輸入端和所述外部電容器。3.如權(quán)利要求1或2所述的感應(yīng)元件，其特征在于，在所述第一觸控按鍵作動的情形下，所述第一可變電容器單元以及所述第二可變電容器單元分別依據(jù)所述比較器輸出信號作調(diào)整而對所述第一比較器輸入端以及所述第二比較器輸入端進(jìn)行電位補(bǔ)償。4.如權(quán)利要求1或2所述的感應(yīng)元件，其特征在于，所述第一驅(qū)動信號的電壓電平為所述第二驅(qū)動信號的電壓電平的數(shù)倍。5.如權(quán)利要求1或2所述的感應(yīng)元件，其特征在于，所述第一驅(qū)動信號和所述第二驅(qū)動信號中至少一個為一脈沖信號。6.如權(quán)利要求1或2所述的感應(yīng)元件，其特征在于，還包含: 一控制器，用以接收所述比較器輸出信號而產(chǎn)生所述第一驅(qū)動信號和所述第二驅(qū)動信號。7.如權(quán)利要求6所述的感應(yīng)元件，其特征在于，所述控制器還用以接收所述比較器輸出信號而產(chǎn)生至少一控制信號控制所述第一可變電容器單元及所述第二可變電容器單元中至少一個，以選擇性地調(diào)整所述第一可變電容器單元及所述第二可變電容器單元中至少一個的等效電容。8.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)元件，其特征在于，所述第一比較器輸入端用以電性耦接多個第一觸控按鍵，所述感應(yīng)元件還包含: 多個開關(guān)，用以電性耦接于所述第一觸控按鍵和所述第一比較器輸入端之間，并分別選擇性地導(dǎo)通所述第一觸控按鍵和所述第一比較器輸入端。9.如權(quán)利要求8所述的感應(yīng)元件，其特征在于，還包含: 一控制器，用以輸出多個開關(guān)控制信號分別控制所述開關(guān)。10.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)元件，其特征在于，所述第一比較器輸入端用以電性耦接多串觸控按鍵，所述多串觸控按鍵包含所述至少一第一觸控按鍵，所述感應(yīng)元件還包含: 多個第一開關(guān)，分別用以選擇性地導(dǎo)通所述多串觸控按鍵和所述第一比較器輸入端；以及 一開關(guān)單元，用以傳遞一第三驅(qū)動信號至所述多串觸控按鍵中每一串觸控按鍵的至少一觸控按鍵；以及 一控制器，用以輸出多個開關(guān)控制信號控制所述第一開關(guān)以及所述開關(guān)單元，并用以輸出所述第一驅(qū)動信號、所述第二驅(qū)動信號、所述第三驅(qū)動信號或其組合。11.如權(quán)利要求10所述的感應(yīng)元件，其特征在于，所述開關(guān)單元包含多個開關(guān)。12.—種感應(yīng)元件，其特征在于，包含: 一比較器，所述比較器包含一第一比較器輸入端以及一第二比較器輸入端，所述第一比較器輸入端用以電性耦接至少一第一觸控按鍵； 一第一可變電容器單元，電性耦接所述第一比較器輸入端，用以通過一第一驅(qū)動信號對所述第一比較器輸入端充電，使得所述第一比較器輸入端具有一第一電位； 一第二可變電容器單元，電性耦接所述第二比較器輸入端，用以通過一第二驅(qū)動信號對所述第二比較器輸入端充電，使得所述第二比較器輸入端具有一第二電位，其中所述比較器用以比較所述第一電位和所述第二電位而產(chǎn)生一比較器輸出信號；以及 一第一開關(guān)，用以電性耦接于所述第二比較器輸入端和一外部電容器之間，并選擇性地導(dǎo)通所述第二比較器輸入端和所述外部電容器； 其中在所述至少第一觸控按鍵作動的情形下，所述第一可變電容器單元是依據(jù)所述比較器輸出信號作調(diào)整而對所述第一比較器輸入端進(jìn)行電位補(bǔ)償，或是所述第二可變電容器單元是依據(jù)所述比較器輸出信號作調(diào)整而對所述第二比較器輸入端進(jìn)行電位補(bǔ)償。13.如權(quán)利要求12所述的感應(yīng)元件，其特征在于，還包含: 一控制器，用以接收所述比較器輸出信號而產(chǎn)生至少一控制信號控制所述第一可變電容器單元及所述第二可變電容器單元中至少一個，以選擇性地調(diào)整所述第一可變電容器單元及所述第二可變電容器單元中至少一個的等效電容。14.如權(quán)利要求12所述的感應(yīng)元件，其特征在于，所述第一比較器輸入端用以電性耦接多個第一觸控按鍵，所述感應(yīng)元件還包含: 多個第二開關(guān)，用以電性耦接于所述第一觸控按鍵和所述第一比較器輸入端之間，并分別選擇性地導(dǎo)通所述第一觸控按鍵和所述第一比較器輸入端。15.如權(quán)利要求14所述的感應(yīng)元件，其特征在于，還包含: 一控制器，用以輸出多個開關(guān)控制信號分別控制所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)。16.如權(quán)利要求12所述的感應(yīng)元件，其特征在于，所述第一比較器輸入端用以電性耦接多串觸控按鍵，所述多串觸控按鍵包含所述至少一第一觸控按鍵，所述感應(yīng)元件還包含: 多個第二開關(guān)，分別用以選擇性地導(dǎo)通所述多串觸控按鍵和所述第一比較器輸入端；以及 一開關(guān)單元，用以導(dǎo)通而傳遞一第三驅(qū)動信號至所述多串觸控按鍵中每一串觸控按鍵的至少一觸控按鍵；以及 一控制器，用以輸出多個開關(guān)控制信號控制所述第二開關(guān)以及所述開關(guān)單元，并用以輸出所述第一驅(qū)動信號、所述第二驅(qū)動信號、所述第三驅(qū)動信號或其組合。
【文檔編號】G06F3/044GK105843460SQ201510555335
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年9月2日
【發(fā)明人】王政治
【申請人】新唐科技股份有限公司