TW201839571A

TW201839571A - 觸控感測裝置

Info

Publication number: TW201839571A
Application number: TW106119548A
Authority: TW
Inventors: 蔡政宏; 蔡雪霞; 陳沅廷; 李瑞倪; 維賓胡; 戴紳峰
Original assignee: 奇景光電股份有限公司
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2017-06-13
Publication date: 2018-11-01
Also published as: US20180314386A1; CN108803916B; CN108803916A; TWI624777B; US10310671B2

Abstract

本發明提供一種觸控感測裝置包括設置於載體的感測墊，其中感測墊包括第一電極、第二電極、第三電極以及接地電極。第一電極環繞於第二電極周圍，第一電極與第二電極之間形成第一間距。第一電極環繞於第三電極周圍，第一電極與第三電極之間形成第二間距。接地電極環繞於感測墊周圍，其中第一電極與接地電極之間形成第三間距。

Description

觸控感測裝置

本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種觸控感應裝置。

越來越多電子裝置配備有觸控感測功能，用以提供更便利的操作方式。因此，近幾十年來，觸控感測技術蓬勃發展。投射式電容觸控感測裝置是受歡迎的觸控感測技術之一，其中觸控感測器包括共平面形成的感測電極與傳輸電極且彼此電性耦合，用以形成感測電容。當導電物件(例如是使用者的手指)靠近或接觸到觸控感測器，前述感測電容會相對應地變化。這樣的感測電容的變化可作為觸控感測訊號，用以判定觸控行為。然而，當水滴落在觸控感測器的位置，感測電容亦可能會產生相對應地變化，而導致鬼點(ghost point)觸控感測訊號。因此，觸控感測裝置需要從真實觸控感測訊號中區別出鬼點觸控感測訊號。

本發明涉及一種具有感測墊的觸控感測裝置，其能夠區別出真實觸控感測訊號與鬼點觸控訊號。

本發明提供的一種觸控感測裝置包括設置於載體的感測墊，其中感測墊包括第一電極、第二電極、第三電極以及接地電極。第一電極環繞於第二電極周圍，第一電極與第二電極之間有第一間距。第一電極環繞於第三電極周圍，第一電極與第三電極之間有第二間距。接地電極環繞於感測墊周圍，其中第一電極與接地電極之間形成第三間距。

在本發明的一實施例中，第一電極、第二電極以及第三電極共平面。

在本發明的一實施例中，第一電極、第二電極、第三電極以及接地電極共平面。

在本發明的一實施例中，第一電極位於第二電極與第三電極之間。

在本發明的一實施例中，第一電極位於第二電極與接地電極之間。

在本發明的一實施例中，第一電極位於第三電極與接地電極之間。

在本發明的一實施例中，上述的觸控感測裝置包括屏蔽膜。屏蔽膜設置於載體上且位於感測墊的一側，其中屏蔽膜露出感測墊。

在本發明的一實施例中，上述的觸控感測裝置更包括背向屏蔽膜。背向屏蔽膜設置於載體上，其中屏蔽膜與背向屏蔽膜位於載體的相對兩側，背向屏蔽膜覆蓋相對應於感測墊的區域。

在本發明的一實施例中，第二電極電性耦合於第一電極以形成第一感測電容，第二電極電性耦合於第三電極以形成第二感測電容。

在本發明的一實施例中，第一電極與第三電極異步地啟動，用以執行觸控感測掃描。

在本發明的一實施例中，第一電極與第三電極的其中一者連接於接地電壓，第一電極與第三電極的另一者啟用於執行觸控感測掃描。

在本發明的一實施例中，第一電極的圖案沿著第二電極和第三電極彎曲。

在本發明的一實施例中，接地電極環繞於一區域，第一電極、第二電極以及第三電極位於此區域內。

基於上述，本發明的實施例的觸控感測裝置具有四個獨立的電極，用以準確地區別出真實觸控感測訊號與鬼點觸控感測訊號。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

現將詳細地參考本發明的示範性實施例，示範性實施例的實例說明於附圖中。只要有可能，相同元件符號在圖式和描述中用來表示相同或相似部分。

圖1是依照本發明一實施例的一種觸控感測裝置的示意圖。如圖1所示，觸控感測裝置100包含載體102與感測墊110。載體102可以是基版、可撓式印刷電路板或類似元件。當載體102為可撓式印刷電路板，則可藉由可撓性印刷電路板的導電層以形成感測墊110。然而，本實施例並不以此為限。

具體來說，感測墊110包括第一電極112、第二電極114、第三電極116以及接地電極118。第一電極112、第二電極114、第三電極116以及接地電極118可以共平面的方式形成於載體102上。第一電極112與第二電極114之間形成第一間距G1，第一電極112與第三電極116之間形成第二間距G2，且第一電極112與接地電極118之間形成第三間距G3。也就是說，第一電極112、第二電極114、第三電極116以及第四電極118之間彼此沒有電性連接或實體上的連接。此外，第一電極112環繞於第二電極114周圍與第三電極116周圍。接地電極118環繞於感測墊110周圍。在本實施例中，接地電極118可以是環繞於矩形區域的U形圖案，第一電極112、第二電極114以及第三電極116形成於矩形區域內。此外，第一電極112的圖案可以沿著第二電極114與第三電極116的圖案彎曲。在另一實施例中，接地電極118所環繞的區域可以取決於感測墊110所需尺寸與形狀，且不限於矩形區域。

第二電極114可包括主幹部114A以及從主幹部114A凸出的多個凸出部114B1和114B2，使得第二電極114可以是齒梳狀圖案。如圖1所示，凸出部114B1與凸出部114B2可以是不同的圖案。例如，凸出部114B1可以在末端有彎曲圖案，而凸出部114B2則沒有。在本實施例中，單一凸出部114B2位於兩凸出部114B1之間，但不以此為限。此外，第一電極112可以包括第一圖案部112A，其延伸至鄰近的凸出部114B1與凸出部114B2之間區域，且環繞於凸出部114B1與凸出部114B2的最外側。

第三電極116設置於第一電極112的第一圖案部112A旁，且第一電極112的第一圖案部112A位於第二電極114與第三電極116之間。此外，第一電極112更包括環繞於第三電極116的第二圖案部112B，且接地電極118環繞第一電極112的第二圖案部112B。換句話說，第一電極112的第二圖案部112B位於第三電極116與接地電極118之間。在本實施例中，第一電極112的第一圖案部112A經由觸控感測驅動電路電性連接於第一電極112的第二圖案部112B。或者，在另一實施例中，第一電極112的第一圖案部112A與第一電極112的第二圖案部112B可以藉由改變圖案設計而電性連接，使第一圖案部112A與第二圖案部112B彼此直接接觸或連接。

在本實施例中，感測墊110可連接於觸控感測驅動電路，感測墊110設計為投射式電容觸控感測墊。第一電極112可以作為第一傳輸電極、第二電極114可以作為感測電極，且第三電極116可以作為第二傳輸電極。第一電極112和第三電極116可以藉由觸控感測驅動電路異步地啟動，用以執行觸控感測掃描。具體來說，當第一電極112被啟動以傳輸掃描訊號，第二電極114可以電性耦合於啟動的第一電極112，以形成第一感測電容。當第三電極116被啟動而傳輸掃描訊號，第二電極114可以電性耦合於啟動的第三電極116，以形成第二感測電容。觸控感測裝置100可以利用第一感測電容和第二感測電容來判定觸控行為。在一實施例中，當第一電極112啟動，第三電極116可以連接至接地電壓作為接地電極118。或者，當第三電極116啟動，第一電極112可以如接地電極118一般地連接至接地電壓。在另一實施例中，當第一電極112啟動，第三電極116可以浮置。或者，當第三電極116啟動時，第一電極112可以浮置。

具體來說，圖2A是圖1的觸控感測裝置沿著線段I-I的截面示意圖，圖2B是使用者手指接近或接觸至觸控感測裝置時觸控感測裝置的截面示意圖，圖2C是水滴落在觸控感測裝置時觸控感測裝置的截面示意圖。如圖2A所示，從橫截面來看，觸控感測裝置100包括覆蓋層104，覆蓋層104覆蓋載體102上的感測墊110。覆蓋層104可以保護感測墊110以避免其餘物件的碰撞或觸碰所造成的傷害或破損。當第一電極112啟動，第二電極114可以電性耦合於第一電極112，以形成第一感測電容cm1。當第三電極116啟動，第二電極114可以電性耦合於第三電極116，以形成第二感測電容cm2。

如圖2B所示，當使用者的手指F接近或接觸至觸控感測裝置100時，手指F可以電性耦合於第一電極112、第二電極114以及第三電極116，以形成第一手指電容CP1、第二手指電容CP2以及第三手指電容CP3。因此，第一感測電容cm1與第二感測電容cm2皆會相較於在圖2A情況下測得的第一感測電容cm1與第二感測電容cm2減少。

如圖2C所示，當水滴W落在觸控感測裝置100時，因為水滴W的高介電性能而可以形成第一水滴電容CP4、第二水滴電容CP5、第三水滴電容CP6以及第四水滴電容CP7。因此，第一感測電容cm1可以相較於在圖2A情況下測得的第一感測電容cm1減少，而第二感測電容cm2可以相較於在圖2A情況下測得的第二感測電容cm2增加。相較於圖2B真實觸控行為的情況，在水滴W落在觸控感測裝置100的情況下，第二感測電容cm2會以相反的趨勢變化。因此，即便沒有複雜電路方法與電路演算，藉由第一電極112、第二電極114、第三電極116以及接地電極118的配置，觸控感測裝置100亦可以準確地區別出使用者的真實觸控行為訊號與水滴W導致的鬼點觸控感測訊號。

圖3是依照本發明另一實施例的一種觸控感測裝置的示意圖。請參考圖3，觸控感測裝置200似於觸控感測裝置100，相同或近似的元件以相同或近似的標號表示。具體來說，觸控感測裝置200包括設置於載體102上的感測墊210，其中感測墊210包括第一電極212、第二電極114、第三電極216以及接地電極118，且第一電極212包括第一圖案部212A與第二圖案部212B。在此，第一電極212的第一圖案部212A、第二電極114和接地電極118的圖案設計、功效與配置關係可以參考圖1的實施例，於此不再贅述。此外，第一電極212的第二圖案部212B與第三電極216的功能與配置關係可以參考圖1實施例的第一電極112的第二圖案部112B以及第三電極116，然而第一電極212的第二圖案部212B和第三電極216的圖案不同於第一電極112的第二圖案部112B和第三電極116的圖案。

具體來說，第三電極216的圖案包括主幹部216A、多個凸出部216B1與216B2、連接部216C以及尾部216D。凸出部216B1與凸出部216B2都連接於且凸出於主幹部216A。凸出部216B1位於兩凸出部216B2之間，形成順時針轉動90∘的E字形圖案。每一連接部216C連接於各凸出部216B2的末端，且從凸出部216B2遠離凸出部216B1而延伸。每一尾部216D連接於連接部216C另一末端，使得每一連接部216C連接於一個凸出部216B2和一個尾部216D之間。第一電極212的第二圖案部212B沿著尾部216D、凸出部216B2以及主幹部216A彎曲，使得第一電極212的第二圖案部212B不同於圖1的第一電極112的第二圖案部112B。

圖4是依照本發明另一實施例的一種觸控感測裝置的示意圖。請參考圖4，觸控感測裝置300似於觸控感測裝置100，因此相同或近似的元件以相同的標號表示。具體來說，觸控感測裝置300包括設置於載體102上的感測墊310，其中感測墊310包括第一電極312、第二電極314、第三電極316和接地電極118。在此，接地電極118的圖案設置、功效及配置關係可參考圖1實施例，於此不再贅述。此外，第一電極312、第二電極314、第三電極316的功效與配置關係可參考圖1的第一電極112、第二電極114以及第三電極116，然而第一電極312、第二電極314以及第三電極316的圖案不同於圖1實施例的第一電極112、第二電極114以及第三電極116的圖案。

在本實施例中，第三電極316包括第一圖案部316A與第二圖案部316B，第二電極314位於第一圖案部316A與第二圖案部316B之間。當感測墊310執行觸控感測功能，第一圖案部316A與第二圖案部316B彼此電性連接，以作為一組傳輸電極。第一電極312的圖案沿著第三電極316的第一圖案部316A、第二電極314以及第三電極316的第二圖案部316B彎曲。第一電極312位於第二電極314和第三電極316之間、第二電極314與接地電極118之間、以及第三電極316與接地電極118之間。

圖5是依照本發明另一實施例的一種觸控感測裝置的示意圖。請參考圖5，觸控感測裝置400似於觸控感測裝置100，因此相同或近似的元件以相同或近似的標號表示。具體來說，觸控感測裝置400包括設置於載體102上的感測墊410，其中感測墊410包括第一電極412、第二電極414、第三電極416以及接地電極118。因此，接地電極118的圖案設計、功效以及配置關係可以參考圖1實施例，於此不再贅述。此外，第一電極412、第二電極414以及第三電極416的功效與配置關係可以參考圖1實施例的第一電極112、第二電極114以及第三電極116，然而第一電極412、第二電極414以及第三電極416的圖案不同於第一電極112、第二電極114以及第三電極116。

在本實施例中，第二電極414包括第一圖案部414A與第二圖案部414B，其具有近似的圖案設計且彼此電性連接，以作為單一感測電極。第三電極416包括彼此電性連接的第一圖案部416A、第二圖案部416B以及第三圖案部416C，以作為單一傳輸電極。第三電極416的第二圖案部416B位於第一圖案部416A與第三圖案部416C之間。此外，第二電極414的第一圖案部414A位於第三電極416的第一圖案部416A與第三電極416的第三圖案部416C之間。第二電極414的第二圖案部414B位於第三電極416的第三圖案部416C與第三電極416的第二圖案部416B之間。第一電極412的圖案沿著第三電極416的第一圖案部416A、第二電極414的第一圖案部414A、第三電極416的第三圖案部416C、第二電極414的第二圖案部414B以及第三電極416的第二圖案部416B彎曲。同時，第一電極412位於第二電極414與第三電極416之間、第二電極414與接地電極118之間、以及第三電極416與接地電極118之間。

圖6是依照本發明另一實施例的一種觸控感測裝置的示意圖。請參考圖6，觸控感測裝置500似於觸控感測裝置100，因此相同或近似的元件以相同或近似的標號表示。具體來說，觸控感測裝置500包括設置於載體102的感測墊510，其中感測墊510包括第一電極512、第二電極514、第三電極516以及接地電極118。在此，接地電極118的圖案設計、功效以及配置關係可以參考圖1實施例，於此不再贅述。此外，第一電極512、第二電極514以及第三電極516的功效與配置關係可以參考圖1實施例的第一電極112、第二電極114以及第三電極116，然而第一電極512、第二電極514以及第三電極516的圖案則不同於第一電極112、第二電極114以及第三電極116。

在本實施例中，第二電極514包含第一圖案部514A與第二圖案部514B，第二圖案部514B電性連接於第一圖案部514A，以作為單一感測電極。第三電極516位於第二電極514的第一圖案部514A與第二圖案部514B之間。此外，第一電極512的圖案沿著第二電極512的第一圖案部514A、第三電極516以及第二電極514的第二圖案部514B彎曲。

圖7是依照本發明另一實施例的一種觸控感測裝置的示意圖。請參考圖7，觸控感測裝置600似於圖6的觸控感測裝置500，因此相同或近似的元件以相同或近似的標號表示。具體來說，觸控感測裝置600包括設置於載體102的感測墊610，其中感測墊610包括第一電極512、第二電極614、第三電極516以及接地電極118。在此，第一電極512、第三電極516以及接地電極118的圖案設計、功效以及配置關係可以參考圖6實施例，於此不再贅述。具體來說，觸控感測裝置600與觸控感測裝置500的差異是在第二電極的圖案設計。在本發明實施例中，第二電極614包括第一圖案部614A與第二圖案部614B。第一圖案部614A與第二圖案部614B有相同的圖案設計，且皆不同於觸控感測裝置500的第二電極514的第一圖案部514A與第二圖案部514B。

值得注意的是，感測墊中各電極的圖案設計並不以前述實施例為限，其可以依據觸控感測裝置的需求而修改。舉例來說，複雜的設計可以導致更大的感測電容，因此感測墊中各電極的圖案設計可基於觸控感測驅動電路的電路設計來決定。

圖8是依照本發明另一實施例的一種觸控感測裝置的上視示意圖。請參考圖8，觸控感測裝置700包括載體702、多個感測墊710以及屏蔽膜720。載體702可以是可撓式印刷電路板。感測墊710設置於載體702且由可撓式印刷電路板中的導電層製成。屏蔽膜720設置於感測墊710的一側且露出感測墊710。屏蔽膜720提供屏蔽電磁干擾(EMI)的功能，用以確保觸控感測裝置700的可靠性。此外，每一感測墊710可以是如圖1以及圖3~7中的任何實施例中所示的圖案設計。此外，圖9是圖8的觸控感測裝置的仰視示意圖。在本實施例中，觸控感測裝置700更包括背向屏蔽膜730設置在載體702的背側。換句話說，圖8所繪示的屏蔽膜720以及圖9所繪示的背向屏蔽膜730設置於載體702的相對兩側。背向屏蔽膜730覆蓋相對應於如圖8所示的感測墊710所設置的區域R710。背向屏蔽膜730提供屏蔽電磁干擾(EMI)的功能，用以確保觸控感測裝置700的可靠性。

綜上所述，本發明實施例的觸控感測裝置包括二傳輸電極、一感測電極、一接地電極，其中，傳輸電極其中一者位於其他電極的相鄰兩者之間。兩個傳輸電極可以異步地啟動，使得感測電極可隨著相對於兩個傳輸電極的各自的啟動狀態而感測到不同的感測電容。此外，在響應真實感測行為時，兩個感測電容的變化可以具有相同趨勢，而在響應水滴落在感測裝置時，兩個感測電容值的變化則具有不同的趨勢。因此，觸控感測裝置可以精確地區分出真實觸控感測訊號與鬼點觸控感測訊號。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100、200、300、400、500、600、700‧‧‧觸控感測裝置

102、702‧‧‧載體

104‧‧‧覆蓋層

110、210、310、410、510、610、710‧‧‧感測墊

112、212、312、412、512‧‧‧第一電極

112A、212A、316A、414A、416A、514A、614A‧‧‧第一圖案部

112B、212B、316B、414B、416B、514B、614B‧‧‧第二圖案部

114、314、414、514、614‧‧‧第二電極

114A、216A‧‧‧主幹部

114B1、216B1‧‧‧凸出部

114B2、216B2‧‧‧凸出部

116、216、316、416、516‧‧‧第三電極

118‧‧‧接地電極

216C‧‧‧連接部

216D‧‧‧尾部

416C‧‧‧第三圖案部

720‧‧‧屏蔽膜

730‧‧‧背向屏蔽膜

cm1‧‧‧第一感測電容

cm2‧‧‧第二感測電容

CP1‧‧‧第一手指電容

CP2‧‧‧第二手指電容

CP3‧‧‧第三手指電容

CP4‧‧‧第一水滴電容

CP5‧‧‧第二水滴電容

CP6‧‧‧第三水滴電容

CP7‧‧‧第四水滴電容

F‧‧‧手指

G1‧‧‧第一間距

G2‧‧‧第二間距

G3‧‧‧第三間距

I-I‧‧‧線段

R710‧‧‧區域

圖1是依照本發明一實施例的一種觸控感測裝置的示意圖。圖2A是圖1的觸控感測裝置沿著線段I-I的截面示意圖。圖2B是使用者手指接近或接觸觸控感測裝置時觸控感測裝置的截面示意圖。圖2C是水滴落在觸控感測裝置時觸控感測裝置的截面示意圖。圖3是依照本發明另一實施例的一種觸控感測裝置的示意圖。圖4是依照本發明另一實施例的一種觸控感測裝置的示意圖。圖5是依照本發明另一實施例的一種觸控感測裝置的示意圖。圖6是依照本發明另一實施例的一種觸控感測裝置的示意圖。圖7是依照本發明另一實施例的一種觸控感測裝置的示意圖。圖8是依照本發明另一實施例的一種觸控感測裝置的上視示意圖。圖9是圖8的一種觸控感測裝置的仰視示意圖。

Claims

一種觸控感測裝置，包括：一感測墊，設置於一載體上，其中該感測墊包括：一第一電極；一第二電極，其中該第一電極環繞於該第二電極周圍，該第一電極與該第二電極之間有一第一間距；一第三電極，其中該第一電極環繞於該第三電極周圍，該第一電極與該第三電極之間有一第二間距；以及一接地電極，環繞於該感測墊周圍，其中該第一電極與該接地電極之間形成一第三間距。
如申請專利範圍第1項所述的觸控感測裝置，其中該第一電極、該第二電極以及該第三電極共平面。
如申請專利範圍第1項所述的觸控感測裝置，其中該第一電極、該第二電極、該第三電極以及該接地電極共平面。
如申請專利範圍第1項所述的觸控感測裝置，其中該第一電極位於該第二電極與該第三電極之間。
如申請專利範圍第1項所述的觸控感測裝置，其中該第一電極位於該第二電極與該接地電極之間。
如申請專利範圍第1項所述的觸控感測裝置，其中該第一電極位於該第三電極與該接地電極之間。
如申請專利範圍第1項所述的觸控感測裝置，更包括一屏蔽膜，該屏蔽膜設置於該載體上且位於該感測墊的一側，其中該屏蔽膜露出該感測墊。
如申請專利範圍第7項所述的觸控感測裝置更包括一背向屏蔽膜，該背向屏蔽膜設置於該載體上，其中該屏蔽膜與該背向屏蔽膜位於該載體的相對兩側，該背向屏蔽膜覆蓋對應於該感測墊的一區域。
如申請專利範圍第1項所述的觸控感測裝置，其中該第二電極電性耦合於該第一電極以形成一第一感測電容，而該第二電極電性耦合於該第三電極以形成一第二感測電容。
如申請專利範圍第1項所述的觸控感測裝置，其中該第一電極與該第三電極異步地啟動，用以執行一觸控感測掃描。
如申請專利範圍第10項所述的觸控感測裝置，其中該第一電極與該第三電極的其中一者連接於一接地電壓，且該第一電極與該第三電極的另一者啟用而執行該觸控感測掃描。
如申請專利範圍第1項所述的觸控感測裝置，其中該第一電極的圖案沿著該第二電極和該第三電極彎曲。
如申請專利範圍第1項所述的觸控感測裝置，其中該接地電極環繞於一區域，該第一電極、該第二電極以及該第三電極位於該區域內。