CN108803916A - 触控感测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种触控感测装置，其包括设置于载体的感测垫，其中感测垫包括第一电极、第二电极、第三电极以及接地电极。第一电极环绕于第二电极周围，第一电极与第二电极之间形成第一间距。第一电极环绕于第三电极周围，第一电极与第三电极之间形成第二间距。接地电极环绕于感测垫周围，其中第一电极与接地电极之间形成第三间距。

Description

触控感测装置

技术领域

本发明涉及一种电子装置，且特别是涉及一种触控感应装置。

背景技术

越来越多电子装置配备有触控感测功能，用以提供更便利的操作方式。因此，近几十年来，触控感测技术蓬勃发展。投射式电容触控感测装置是受欢迎的触控感测技术之一，其中触控感测器包括共平面形成的感测电极与传输电极且彼此电性耦合，用以形成感测电容。当导电物件(例如是使用者的手指)靠近或接触到触控感测器，前述感测电容会相对应地变化。这样的感测电容的变化可作为触控感测信号，用以判定触控行为。然而，当水滴落在触控感测器的位置，感测电容也可能会产生相对应地变化，而导致鬼点(ghostpoint)触控感测信号。因此，触控感测装置需要从真实触控感测信号中区别出鬼点触控感测信号。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有感测垫的触控感测装置，其能够区别出真实触控感测信号与鬼点触控信号。

为达上述目的，本发明提供的一种触控感测装置包括设置于载体的感测垫，其中感测垫包括第一电极、第二电极、第三电极以及接地电极。第一电极环绕于第二电极周围，第一电极与第二电极之间有第一间距。第一电极环绕于第三电极周围，第一电极与第三电极之间有第二间距。接地电极环绕于感测垫周围，其中第一电极与接地电极之间形成第三间距。

在本发明的一实施例中，第一电极、第二电极以及第三电极共平面。

在本发明的一实施例中，第一电极、第二电极、第三电极以及接地电极共平面。

在本发明的一实施例中，第一电极位于第二电极与第三电极之间。

在本发明的一实施例中，第一电极位于第二电极与接地电极之间。

在本发明的一实施例中，第一电极位于第三电极与接地电极之间。

在本发明的一实施例中，上述的触控感测装置包括屏蔽膜。屏蔽膜设置于载体上且位于感测垫的一侧，其中屏蔽膜露出感测垫。

在本发明的一实施例中，上述的触控感测装置还包括背向屏蔽膜。背向屏蔽膜设置于载体上，其中屏蔽膜与背向屏蔽膜位于载体的相对两侧，背向屏蔽膜覆盖相对应于感测垫的区域。

在本发明的一实施例中，第二电极电性耦合于第一电极以形成第一感测电容，第二电极电性耦合于第三电极以形成第二感测电容。

在本发明的一实施例中，第一电极与第三电极异步地启动，用以执行触控感测扫描。

在本发明的一实施例中，第一电极与第三电极的其中一者连接于接地电压，第一电极与第三电极的另一者启用于执行触控感测扫描。

在本发明的一实施例中，第一电极的图案沿着第二电极和第三电极弯曲。

在本发明的一实施例中，接地电极环绕于一区域，第一电极、第二电极以及第三电极位于此区域内。

基于上述，本发明的实施例的触控感测装置具有四个独立的电极，用以准确地区别出真实触控感测信号与鬼点触控感测信号。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的一种触控感测装置的示意图；

图2A是图1的触控感测装置沿着线段I-I的截面示意图；

图2B是使用者手指接近或接触触控感测装置时触控感测装置的截面示意图；

图2C是水滴落在触控感测装置时触控感测装置的截面示意图；

图3为本发明另一实施例的一种触控感测装置的示意图；

图4为本发明另一实施例的一种触控感测装置的示意图；

图5为本发明另一实施例的一种触控感测装置的示意图；

图6为本发明另一实施例的一种触控感测装置的示意图；

图7为本发明另一实施例的一种触控感测装置的示意图；

图8为本发明另一实施例的一种触控感测装置的上视示意图；

图9是图8的一种触控感测装置的仰视示意图。

符号说明

100、200、300、400、500、600、700：触控感测装置

102、702：载体

104：覆盖层

110、210、310、410、510、610、710：感测垫

112、212、312、412、512：第一电极

112A、212A、316A、414A、416A、514A、614A：第一图案部

112B、212B、316B、414B、416B、514B、614B：第二图案部

114、314、414、514、614：第二电极

114A、216A：主干部

114B1、216B1：凸出部

114B2、216B2：凸出部

116、216、316、416、516：第三电极

118：接地电极

216C：连接部

216D：尾部

416C：第三图案部

720：屏蔽膜

730：背向屏蔽膜

cm1：第一感测电容

cm2：第二感测电容

CP1：第一手指电容

CP2：第二手指电容

CP3：第三手指电容

CP4：第一水滴电容

CP5：第二水滴电容

CP6：第三水滴电容

CP7：第四水滴电容

F：手指

G1：第一间距

G2：第二间距

G3：第三间距

I-I：线段

R710：区域

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

图1是依照本发明一实施例的一种触控感测装置的示意图。如图1所示，触控感测装置100包含载体102与感测垫110。载体102可以是基版、可挠式印刷电路板或类似元件。当载体102为可挠式印刷电路板，则可通过可挠性印刷电路板的导电层以形成感测垫110。然而，本实施例并不以此为限。

具体来说，感测垫110包括第一电极112、第二电极114、第三电极116以及接地电极118。第一电极112、第二电极114、第三电极116以及接地电极118可以共平面的方式形成于载体102上。第一电极112与第二电极114之间形成第一间距G1，第一电极112与第三电极116之间形成第二间距G2，且第一电极112与接地电极118之间形成第三间距G3。也就是说，第一电极112、第二电极114、第三电极116以及第四电极118之间彼此没有电连接或实体上的连接。此外，第一电极112环绕于第二电极114周围与第三电极116周围。接地电极118环绕于感测垫110周围。在本实施例中，接地电极118可以是环绕于矩形区域的U形图案，第一电极112、第二电极114以及第三电极116形成于矩形区域内。此外，第一电极112的图案可以沿着第二电极114与第三电极116的图案弯曲。在另一实施例中，接地电极118所环绕的区域可以取决于感测垫110所需尺寸与形状，且不限于矩形区域。

第二电极114可包括主干部114A以及从主干部114A凸出的多个凸出部114B1和114B2，使得第二电极114可以是齿梳状图案。如图1所示，凸出部114B1与凸出部114B2可以是不同的图案。例如，凸出部114B1可以在末端有弯曲图案，而凸出部114B2则没有。在本实施例中，单一凸出部114B2位于两凸出部114B1之间，但不以此为限。此外，第一电极112可以包括第一图案部112A，其延伸至邻近的凸出部114B1与凸出部114B2之间区域，且环绕于凸出部114B1与凸出部114B2的最外侧。

第三电极116设置于第一电极112的第一图案部112A旁，且第一电极112的第一图案部112A位于第二电极114与第三电极116之间。此外，第一电极112还包括环绕于第三电极116的第二图案部112B，且接地电极118环绕第一电极112的第二图案部112B。换句话说，第一电极112的第二图案部112B位于第三电极116与接地电极118之间。在本实施例中，第一电极112的第一图案部112A经由触控感测驱动电路电连接于第一电极112的第二图案部112B。或者，在另一实施例中，第一电极112的第一图案部112A与第一电极112的第二图案部112B可以通过改变图案设计而电连接，使第一图案部112A与第二图案部112B彼此直接接触或连接。

在本实施例中，感测垫110可连接于触控感测驱动电路，感测垫110设计为投射式电容触控感测垫。第一电极112可以作为第一传输电极、第二电极114可以作为感测电极，且第三电极116可以作为第二传输电极。第一电极112和第三电极116可以通过触控感测驱动电路异步地启动，用以执行触控感测扫描。具体来说，当第一电极112被启动以传输扫描信号，第二电极114可以电性耦合于启动的第一电极112，以形成第一感测电容。当第三电极116被启动而传输扫描信号，第二电极114可以电性耦合于启动的第三电极116，以形成第二感测电容。触控感测装置100可以利用第一感测电容和第二感测电容来判定触控行为。在一实施例中，当第一电极112启动，第三电极116可以连接至接地电压作为接地电极118。或者，当第三电极116启动，第一电极112可以如接地电极118一般地连接至接地电压。在另一实施例中，当第一电极112启动，第三电极116可以浮置。或者，当第三电极116启动时，第一电极112可以浮置。

具体来说，图2A是图1的触控感测装置沿着线段I-I的截面示意图，图2B是使用者手指接近或接触至触控感测装置时触控感测装置的截面示意图，图2C是水滴落在触控感测装置时触控感测装置的截面示意图。如图2A所示，从横截面来看，触控感测装置100包括覆盖层104，覆盖层104覆盖载体102上的感测垫110。覆盖层104可以保护感测垫110以避免其余物件的碰撞或触碰所造成的伤害或破损。当第一电极112启动，第二电极114可以电性耦合于第一电极112，以形成第一感测电容cm1。当第三电极116启动，第二电极114可以电性耦合于第三电极116，以形成第二感测电容cm2。

如图2B所示，当使用者的手指F接近或接触至触控感测装置100时，手指F可以电性耦合于第一电极112、第二电极114以及第三电极116，以形成第一手指电容CP1、第二手指电容CP2以及第三手指电容CP3。因此，第一感测电容cm1与第二感测电容cm2都会相较于在图2A情况下测得的第一感测电容cm1与第二感测电容cm2减少。

如图2C所示，当水滴W落在触控感测装置100时，因为水滴W的高介电性能而可以形成第一水滴电容CP4、第二水滴电容CP5、第三水滴电容CP6以及第四水滴电容CP7。因此，第一感测电容cm1可以相较于在图2A情况下测得的第一感测电容cm1减少，而第二感测电容cm2可以相较于在图2A情况下测得的第二感测电容cm2增加。相较于图2B真实触控行为的情况，在水滴W落在触控感测装置100的情况下，第二感测电容cm2会以相反的趋势变化。因此，即便没有复杂电路方法与电路演算，通过第一电极112、第二电极114、第三电极116以及接地电极118的配置，触控感测装置100也可以准确地区别出使用者的真实触控行为信号与水滴W导致的鬼点触控感测信号。

图3是依照本发明另一实施例的一种触控感测装置的示意图。请参考图3，触控感测装置200似于触控感测装置100，相同或近似的元件以相同或近似的标号表示。具体来说，触控感测装置200包括设置于载体102上的感测垫210，其中感测垫210包括第一电极212、第二电极114、第三电极216以及接地电极118，且第一电极212包括第一图案部212A与第二图案部212B。在此，第一电极212的第一图案部212A、第二电极114和接地电极118的图案设计、功效与配置关系可以参考图1的实施例，在此不再赘述。此外，第一电极212的第二图案部212B与第三电极216的功能与配置关系可以参考图1实施例的第一电极112的第二图案部112B以及第三电极116，然而第一电极212的第二图案部212B和第三电极216的图案不同于第一电极112的第二图案部112B和第三电极116的图案。

具体来说，第三电极216的图案包括主干部216A、多个凸出部216B1与216B2、连接部216C以及尾部216D。凸出部216B1与凸出部216B2都连接于且凸出于主干部216A。凸出部216B1位于两凸出部216B2之间，形成顺时针转动90°的E字形图案。每一连接部216C连接于各凸出部216B2的末端，且从凸出部216B2远离凸出部216B1而延伸。每一尾部216D连接于连接部216C另一末端，使得每一连接部216C连接于一个凸出部216B2和一个尾部216D之间。第一电极212的第二图案部212B沿着尾部216D、凸出部216B2以及主干部216A弯曲，使得第一电极212的第二图案部212B不同于图1的第一电极112的第二图案部112B。

图4是依照本发明另一实施例的一种触控感测装置的示意图。请参考图4，触控感测装置300似于触控感测装置100，因此相同或近似的元件以相同的标号表示。具体来说，触控感测装置300包括设置于载体102上的感测垫310，其中感测垫310包括第一电极312、第二电极314、第三电极316和接地电极118。在此，接地电极118的图案设置、功效及配置关系可参考图1实施例，在此不再赘述。此外，第一电极312、第二电极314、第三电极316的功效与配置关系可参考图1的第一电极112、第二电极114以及第三电极116，然而第一电极312、第二电极314以及第三电极316的图案不同于图1实施例的第一电极112、第二电极114以及第三电极116的图案。

在本实施例中，第三电极316包括第一图案部316A与第二图案部316B，第二电极314位于第一图案部316A与第二图案部316B之间。当感测垫310执行触控感测功能，第一图案部316A与第二图案部316B彼此电连接，以作为一组传输电极。第一电极312的图案沿着第三电极316的第一图案部316A、第二电极314以及第三电极316的第二图案部316B弯曲。第一电极312位于第二电极314和第三电极316之间、第二电极314与接地电极118之间、以及第三电极316与接地电极118之间。

图5是依照本发明另一实施例的一种触控感测装置的示意图。请参考图5，触控感测装置400似于触控感测装置100，因此相同或近似的元件以相同或近似的标号表示。具体来说，触控感测装置400包括设置于载体102上的感测垫410，其中感测垫410包括第一电极412、第二电极414、第三电极416以及接地电极118。因此，接地电极118的图案设计、功效以及配置关系可以参考图1实施例，在此不再赘述。此外，第一电极412、第二电极414以及第三电极416的功效与配置关系可以参考图1实施例的第一电极112、第二电极114以及第三电极116，然而第一电极412、第二电极414以及第三电极416的图案不同于第一电极112、第二电极114以及第三电极116。

在本实施例中，第二电极414包括第一图案部414A与第二图案部414B，其具有近似的图案设计且彼此电连接，以作为单一感测电极。第三电极416包括彼此电连接的第一图案部416A、第二图案部416B以及第三图案部416C，以作为单一传输电极。第三电极416的第二图案部416B位于第一图案部416A与第三图案部416C之间。此外，第二电极414的第一图案部414A位于第三电极416的第一图案部416A与第三电极416的第三图案部416C之间。第二电极414的第二图案部414B位于第三电极416的第三图案部416C与第三电极416的第二图案部416B之间。第一电极412的图案沿着第三电极416的第一图案部416A、第二电极414的第一图案部414A、第三电极416的第三图案部416C、第二电极414的第二图案部414B以及第三电极416的第二图案部416B弯曲。同时，第一电极412位于第二电极414与第三电极416之间、第二电极414与接地电极118之间、以及第三电极416与接地电极118之间。

图6是依照本发明另一实施例的一种触控感测装置的示意图。请参考图6，触控感测装置500似于触控感测装置100，因此相同或近似的元件以相同或近似的标号表示。具体来说，触控感测装置500包括设置于载体102的感测垫510，其中感测垫510包括第一电极512、第二电极514、第三电极516以及接地电极118。在此，接地电极118的图案设计、功效以及配置关系可以参考图1实施例，在此不再赘述。此外，第一电极512、第二电极514以及第三电极516的功效与配置关系可以参考图1实施例的第一电极112、第二电极114以及第三电极116，然而第一电极512、第二电极514以及第三电极516的图案则不同于第一电极112、第二电极114以及第三电极116。

在本实施例中，第二电极514包含第一图案部514A与第二图案部514B，第二图案部514B电连接于第一图案部514A，以作为单一感测电极。第三电极516位于第二电极514的第一图案部514A与第二图案部514B之间。此外，第一电极512的图案沿着第二电极512的第一图案部514A、第三电极516以及第二电极514的第二图案部514B弯曲。

图7是依照本发明另一实施例的一种触控感测装置的示意图。请参考图7，触控感测装置600似于图6的触控感测装置500，因此相同或近似的元件以相同或近似的标号表示。具体来说，触控感测装置600包括设置于载体102的感测垫610，其中感测垫610包括第一电极512、第二电极614、第三电极516以及接地电极118。在此，第一电极512、第三电极516以及接地电极118的图案设计、功效以及配置关系可以参考图6实施例，在此不再赘述。具体来说，触控感测装置600与触控感测装置500的差异是在第二电极的图案设计。在本发明实施例中，第二电极614包括第一图案部614A与第二图案部614B。第一图案部614A与第二图案部614B有相同的图案设计，且都不同于触控感测装置500的第二电极514的第一图案部514A与第二图案部514B。

值得注意的是，感测垫中各电极的图案设计并不以前述实施例为限，其可以依据触控感测装置的需求而修改。举例来说，复杂的设计可以导致更大的感测电容，因此感测垫中各电极的图案设计可基于触控感测驱动电路的电路设计来决定。

图8是依照本发明另一实施例的一种触控感测装置的上视示意图。请参考图8，触控感测装置700包括载体702、多个感测垫710以及屏蔽膜720。载体702可以是可挠式印刷电路板。感测垫710设置于载体702且由可挠式印刷电路板中的导电层制成。屏蔽膜720设置于感测垫710的一侧且露出感测垫710。屏蔽膜720提供屏蔽电磁干扰(EMI)的功能，用以确保触控感测装置700的可靠性。此外，每一感测垫710可以是如图1以及图3～7中的任何实施例中所示的图案设计。此外，图9是图8的触控感测装置的仰视示意图。在本实施例中，触控感测装置700还包括背向屏蔽膜730设置在载体702的背侧。换句话说，图8所绘示的屏蔽膜720以及图9所绘示的背向屏蔽膜730设置于载体702的相对两侧。背向屏蔽膜730覆盖相对应于如图8所示的感测垫710所设置的区域R710。背向屏蔽膜730提供屏蔽电磁干扰(EMI)的功能，用以确保触控感测装置700的可靠性。

综上所述，本发明实施例的触控感测装置包括二传输电极、一感测电极、一接地电极，其中，传输电极其中一者位于其他电极的相邻两者之间。两个传输电极可以异步地启动，使得感测电极可随着相对于两个传输电极的各自的启动状态而感测到不同的感测电容。此外，在响应真实感测行为时，两个感测电容的变化可以具有相同趋势，而在响应水滴落在感测装置时，两个感测电容值的变化则具有不同的趋势。因此，触控感测装置可以精确地区分出真实触控感测信号与鬼点触控感测信号。

虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (13)

1.一种触控感测装置，其特征在于，包括：

感测垫，设置于一载体上，其中该感测垫包括：

第一电极；

第二电极，其中该第一电极环绕于该第二电极周围，该第一电极与该第二电极之间有一第一间距；

第三电极，其中该第一电极环绕于该第三电极周围，该第一电极与该第三电极之间有一第二间距；以及

接地电极，环绕于该感测垫周围，其中该第一电极与该接地电极之间形成一第三间距。

2.如权利要求1所述的触控感测装置，其中该第一电极、该第二电极以及该第三电极共平面。

3.如权利要求1所述的触控感测装置，其中该第一电极、该第二电极、该第三电极以及该接地电极共平面。

4.如权利要求1所述的触控感测装置，其中该第一电极位于该第二电极与该第三电极之间。

5.如权利要求1所述的触控感测装置，其中该第一电极位于该第二电极与该接地电极之间。

6.如权利要求1所述的触控感测装置，其中该第一电极位于该第三电极与该接地电极之间。

7.如权利要求1所述的触控感测装置，还包括屏蔽膜，该屏蔽膜设置于该载体上且位于该感测垫的一侧，其中该屏蔽膜露出该感测垫。

8.如权利要求7所述的触控感测装置，还包括一背向屏蔽膜，该背向屏蔽膜设置于该载体上，其中该屏蔽膜与该背向屏蔽膜位于该载体的相对两侧，该背向屏蔽膜覆盖对应于该感测垫的一区域。

9.如权利要求1所述的触控感测装置，其中该第二电极电性耦合于该第一电极以形成一第一感测电容，而该第二电极电性耦合于该第三电极以形成一第二感测电容。

10.如权利要求1所述的触控感测装置，其中该第一电极与该第三电极异步地启动，用以执行一触控感测扫描。

11.如权利要求10所述的触控感测装置，其中该第一电极与该第三电极的其中一者连接于一接地电压，且该第一电极与该第三电极的另一者启用而执行该触控感测扫描。

12.如权利要求1所述的触控感测装置，其中该第一电极的图案沿着该第二电极和该第三电极弯曲。

13.如权利要求1所述的触控感测装置，其中该接地电极环绕于一区域，该第一电极、该第二电极以及该第三电极位于该区域内。