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TWI475451B - 電容式感測器及其偵測方法 - Google Patents

電容式感測器及其偵測方法 Download PDF

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TWI475451B
TWI475451B TW100100564A TW100100564A TWI475451B TW I475451 B TWI475451 B TW I475451B TW 100100564 A TW100100564 A TW 100100564A TW 100100564 A TW100100564 A TW 100100564A TW I475451 B TWI475451 B TW I475451B
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Cheng Han Lee
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Egalax Empia Technology Inc
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Description

電容式感測器及其偵測方法
本發明係有關於一種電容式感測器及其偵測方法，特別是一種可偵測多個同時觸碰的電容式感測器及其偵測方法。
在可攜式電子裝置中，需要許多實體的人機界面提供使用者輸入資料或命令。最常使用的界面為機械式按鍵，然而機械式按鍵容易因為使用過度而損壞，尤其是最經常被用的那些按鍵。此外，可攜式電子裝置在收納時可能會壓觸到按鍵，容易造成按鍵的彈性疲乏或接觸不良。
在智慧型手機或平板電腦上，電容式感測器常常被用來作為按鍵使用。相對於實體按鍵，電容式感測器不會因為構件的過度使用而造成損壞。但由於螢幕會散發出許多雜訊，並且雜訊會不斷改變，使得電容式感測器容易被雜訊干擾而誤判。
由此可見，上述現有技術顯然存在有不便與缺陷，而極待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品及方法又沒有適切的結構及方法能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新的技術，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。
本發明提供一種電容式感測器及其偵測方法。本發明的電容式感測器包括至少一個感測片及在每一個感測片週圍的至少一個參考片。所有參考片電性耦合於同一第一導線，並且每一個參考片分別電性耦合於一第二導線。當第一導線與每一第二導線被提供一電性訊號時，分別依據每一第二導線與第一導線的訊號差，可偵測出單一或同時偵測出多個被接近或觸碰的感測片。
本發明的電容式感測器可覆蓋一層絕緣保護層，可以在不被直接接觸的條件下進行偵測，沒有機械式按鍵在多次重覆使用後會有彈性疲乏或接觸不良的問題。此外，本發明的電容是藉由第一導線與每一第二導線的訊號比較來進行偵測，抗雜訊能力佳，適用於裝置於顯示器前端，具有同時偵測多個觸碰的能力。
本發明的目的在於，克服現有技術存在的缺陷，而提供一種新的電容式感測器及其偵測方法，所要解決的技術問題是以一參考片的訊號比較每一個偵測片的訊號，藉以判斷出被外部物件接近或觸碰的偵測片，非常適於實用。
本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種電容式感測器的偵測方法，包括：提供一條第一導線與複數條第二導線；連續提供一電性訊號於該第一導線與每一條第二導線；在每次該電性訊號被提供時，分別依據每一條第二導線與該第一導線間的一訊號差，分辨出每一條第二導線的一訊號是屬於一第一類還是一第二類。
本發明的目的及解決方法還可採用以下技術措施進一步實現。
前述的該第一導線與每一條第二導線分別電性耦合於至少一導電體，其中該第一導線電性耦合的該至少一導電體的整體大小與每一條第二導線電性耦合的該至少一導電體的整體大小相當。
前述的所有導電體在沒有被外部物件接近或觸碰時，第一導線與每一條第二導線的訊號相當。
前述的該第一導線電性耦合的該至少一導電體定義出複數個空間，每一條第二導線電性耦合的該至少一導電體分別於該些空間之一。
前述的任一條第二導線電性耦合的該至少一導電體被外部物件接近或碰觸時，該第二導電條的訊號屬於該第一類與該第二類之一，並且任一條第二導線電性耦合的該至少一導電體沒有被外部物件接近或碰觸時，該第二導電條的訊號屬於該第一類與該第二類之另一。
前述的至少一條第二導線的該訊號屬於該第一類，並且至少一條第二導線的該訊號屬於該第二類時，電性耦合於該第一導線的至少一導電體被外部物件接近或觸碰。
前述的每一條與該第一導電條間的該訊號差為正值的第二導線的訊號屬於該第一類與該第二類之一，並且每一條與該第一導電條間的該訊號差為負值的第二導線的訊號屬於該第一類與該第二類之另一。
前述的該電性訊號於一第一次與一第二次被提供時，每一條第二導線與該第一導線的該訊號差分別為一第一訊號差與一第二訊號差，每一條第二導線的該訊號是分別依據該第一訊號差與該第二訊號差來分辨是屬於一第一類還是一第二類。
前述的每一條第二導線的該訊號是分別依據該第一訊號差與該第二訊號差的差與一門檻限值來分辨是屬於一第一類還是一第二類。
前述的電容式感測器的偵測方法，更包括提供至少一遮敝導電條，其中該第一導電條與該些第二導電條平行排列至一控制器，該至少一遮蔽導電條位於該第一導電條與該些第二導電條平行排列部份的兩側。
前述的每一條第二導線電性耦合的至少一導電體朝向一觸控感測器的一側的一側的面積小於另一側的面積，其中朝向該觸控感測器的面積與另一側的面積為兩側間同寬度的一範圍間的面積。
本發明的目的及解決其技術問題還採用以下技術方案來實現。依據本發明提出的一種電容式感測器，包括：一第一導線；至少一第二導線；至少一參考片，定義至少一個空間，並且所有參考片電性耦合於該第一導線；至少一偵測片，每一偵測片分別位於該至少一空間之一並且電性耦合於該至少一第二導線之一；以及一控制器，提供一電性訊號於該第一導線與每一條第二導線，並且分別依據每一條第二導線與該第一導線的一相應的訊號差，偵測被外部物件接觸或接近的每一個偵測片。
本發明的目的及解決方法還可採用以下技術措施進一步實現。
前述的每一偵測片的大小等於或大致等於所有參考片。
前述的該至少一參考片界定一空間，該偵測片位於該空間，並且該至少一參考片界定一開口，該相應的第二導線穿過該開口電性耦合於該偵測片。
前述的該空間是由單一參考片界定。
前述的每一個偵測器包括至少兩參考片，該至少兩參考片與部份的該第一導線環繞該偵測片並且界定一開口，該相應的第二導線穿過該開口電性耦合於該偵測片。
前述的被外部物件接觸或接近的每一個偵測器的該相應的訊號差大於或小於一門檻限值，其中每一個偵測器的該相應的訊號差為該相應的第二導線與該第一導線的訊號差。
前述的被外部物件接觸或接近的每一個偵測器的該相應的訊號差為正值時，沒有被外部物件接觸或接近的每一個偵測器的該相應的訊號差為負值，其中每一個偵測器的該相應的訊號差為該相應的第二導線與該第一導線的訊號差。
前述的被外部物件接觸或接近的每一個偵測器的一相應的訊號差為負值時，沒有被外部物件接觸或接近的每一個偵測器的該相應的訊號差為正值，其中每一個偵測器的該相應的訊號差為該相應的第二導線與該第一導線的訊號差。
前述的每一個偵測器的一相應的訊號差在被觸碰前與被觸碰時分別為一第一訊號差與一第二訊號差，該第一訊號差與該第二訊號差的差大於或小於一門檻值。
前述的電容式感測器，更包括一遮蔽線，該遮蔽線包圍該至少一偵測器、該第一導線與每一第二導線。
前述的每一偵測片朝向一觸控感測器的一側的面積小於另一側的面積，其中朝向該觸控感測器的一側的面積與另一側的面積為兩側間同寬度的一範圍間的面積。
本發明的目的及解決其技術問題還採用以下技術方案來實現。依據本發明提出的一種利用訊號差值偵測的電容式感測器，包括：一第一導線；至少一第二導線；至少一參考片，定義至少一個空間，並且所有參考片電性耦合於該第一導線；至少一偵測片，每一偵測片分別位於該至少一空間之一並且電性耦合於該至少一第二導線之一；以及一控制器，執行至少以下作業：連續在複數個時段提供一電性訊號於該第一導線與每一條第二導線，以分別取得一參考值與複數個偵測值；以該些時段之一時段作為一初始時段，並且以其他時段作為偵測時段；在該初始時段中，記錄每一個偵測值與該參考值的差分別作為每一個偵測值的一初始差值；在每個偵測時段中，分別產生每一個偵測值與該參考值作為每一個偵測值的一偵測差值；以及在每個偵測時段中，將每一個該偵測差值大於或小於該初始差值一門檻限值的該偵測值辨識為一第一類與一第二類之一，並且將每一個該偵測差值未大於或未小於該初始差值一門檻限值的該偵測值辨識為一第一類與一第二類之另一。
本發明的目的及解決方法還可採用以下技術措施進一步實現。
當被辨識為該第一類的每一個偵測值的該偵測差值大於該初始差值時，被辨識為該第二類的每一個偵測值的該偵測差值小於該初始差值。
當被辨識為該第一類的每一個偵測值的該偵測差值小於該初始差值時，被辨識為該第二類的每一個偵測值的該偵測差值大於該初始差值。
前述的該參考值是依據至少一參考片的訊號來產生，該至少一參考片定義出複數個空間，並且每一個偵測值是分別依據複數個偵測片之一的訊號來產生，每一個偵測片分別位於該些空間之一。
前述的每一個偵測片的大小與所有參考片的大小相當。
前述的每一偵測片朝向一觸控感測器的一側的面積小於另一側的面積，其中朝向該觸控感測器的一側的面積與另一側的面積為兩側間同寬度的一範圍間的面積。
本發明的目的及解決其技術問題還採用以下技術方案來實現。依據本發明提出的一種利用訊號差值偵測電容式感測器的方法，包括：連續在複數個時段提供一參考值與複數個偵測值；以該些時段之一時段作為一初始時段，並且以其他時段作為偵測時段；在該初始時段中，記錄每一個偵測值與該參考值的差分別作為每一個偵測值的一初始差值；以及在每個偵測時段中，分別產生每一個偵測值與該參考值作為每一個偵測值的一偵測差值；以及在每個偵測時段中，將每一個該偵測差值大於或小於該初始差值一門檻限值的該偵測值辨識為一第一類與一第二類之一，並且將每一個該偵測差值未大於或未小於該初始差值一門檻限值的該偵測值辨識為一第一類與一第二類之另一。
本發明的目的及解決方法還可採用以下技術措施進一步實現。
當被辨識為該第一類的每一個偵測值的該偵測差值大於該初始差值時，被辨識為該第二類的每一個偵測值的該偵測差值小於該初始差值。
當被辨識為該第一類的每一個偵測值的該偵測差值小於該初始差值時，被辨識為該第二類的每一個偵測值的該偵測差值大於該初始差值。
前述的該參考值是依據至少一參考片的訊號來產生，該至少一參考片定義出複數個空間，並且每一個偵測值是分別依據複數個偵測片之一的訊號來產生，分一個偵測片分別位於該些空間之一。
前述的每一個偵測片的大小與所有參考片的大小相當。
前述的每一偵測片朝向一觸控感測器的一側的面積小於另一側的面積，其中朝向該觸控感測器的一側的面積與另一側的面積為兩側間同寬度的一範圍間的面積。
本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。借由上述技術方案，本發明位置偵測的方法與裝置至少具有下列優點及有益效果：
一、可偵測一個或同時偵測多個外部物件的接近或觸碰。
二、可偵測一個或同時偵測多個訊號的狀態的改變。
三、抗雜訊能力強，可配置於不斷放出程度不一的雜訊的顯示器前端。
本發明在技術上有顯著的進步，具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。
本發明將詳細描述一些實施例如下。然而，除了所揭露的實施例外，本發明亦可以廣泛地運用在其他的實施例施行。本發明的範圍並不受該些實施例的限定，乃以其後的申請專利範圍為準。而為提供更清楚的描述及使熟悉該項技藝者能理解本發明的發明內容，圖示內各部分並沒有依照其相對的尺寸而繪圖，某些尺寸與其他相關尺度的比例會被突顯而顯得誇張，且不相關的細節部分亦未完全繪出，以求圖示的簡潔。
依據本發明的第一實際例，提供一種電容式感測器，包括一第一導線、至少一第二導線、至少一參考片(reference plate)、至少一偵測片(detecting plate)、一控制器與一遮蔽線(shielding line)。所述至少一偵測片定義(或區隔出)至少一空間，並且所有參考片電性耦合於第一導線。此外，每一個偵測片分別電性耦合於一第二導線。另外，控制器提供電性訊號於第一導線與每一個第二導線，並且分別依據每一個第二導線與第一導線的訊號差來偵測被外部物件接觸或接近的每一個偵測器。
例如圖1所示，電容式感測器1包括一第一導線13、至少一第二導線14、至少一偵測器10與一控制器16，其中每一個偵測器10包括一偵測片11與一參考片12。參考片12為U型，定義一空間，偵測片11位於此空間中，並且電性耦合於一第二導線14。雖然圖1是以三個偵測器10為例，本技術領域的普通技術人員可推知偵測器的數量包括但不限於三個。
在本發明的一範例中，電容式感測器包括至少一偵測器，每一個偵測器包括一偵測片與至少一參考片，所述至少一參考片定義出一空間，偵測片位於此空間中。
又例如圖2所示，電容式感測器2包括一第一導線13、至少一第二導線14、至少一偵測器20與一控制器16，其中每一個偵測器20包括一偵測片21與兩參考片22。兩參考片22與第一導線13定義一空間，偵測片22位於此空間中，並且電性耦合於一第二導線14，其中空間亦可以視為由兩參考片22與第一導線13所定義。雖然圖2是以三個偵測器20為例，本技術領域的普通技術人員可推知偵測器20的數量包括但不限於三個。
在本發明的另一範例中，電容式感測器是由至少一參考片定義出複數個空間，並且所有參考片電性耦合於第一導線，每一個偵測片分別位於一空間中，並且分別電性耦合於一第二導線。
例如圖3所示，電容式感測器3是由一參考片32(如由四個參考片連接形成或有一參考片一體成形)或四個參考片32定義出四個空間，每一個空間分別配置一偵測片31。
又例如圖4所示，電容式感測器4是由一參考片42(如複數個參考片連結形成或一參考片一體成形)或複數個參考片42定義出複數個空間，每一個空間分別配置一偵測片41。
另外，在圖1至圖4中，遮蔽線15大致包圍前述第一導線13、至少一第二導線14、至少一參考片(12、22、32、42)與至少一偵測片(11、21、31、41)，並且電性耦合於控制器16。在本發明的一範例中，第一導線13與所有第二導線14可以是平行排列至控制器16，遮蔽線15可以是由一條或許多條構成，配置於第一導線13與所有第二導線14的兩側。在本發明的另一範例中，遮蔽線15可以是兩條，分別位於平行排列的第一導線13與所有第二導線14的兩側。
在本發明的一範例中，第一導線13與至少一第二導線14是以平行排列的方式連接至控制器16，例如第一導線13與至少一第二導線14的一部份是平行排列於平面的印刷電路板或軟性排線上。此外，遮蔽線15是以一條或兩條排列於第一導線13與至少一第二導線14的兩側。在本發明的一範例中，遮蔽線15與第一導線13與至少一第二導線14同時被提供相同的電性訊號。據此，在未被任何外部物件接近與觸碰時，第一導線13與至少一第二導線14的每一條導線的兩側都有對稱的電場。因此，在未被外部物件接近或觸碰時，第一導線13與每一條第二導線14以平行排列至控制器16的部份兩側都有對稱的電場。
本技術領域的普通技術人員可以推知，本發明的偵測片包括但不限於正方形、矩形、扇形、三角形、圓形、橢圓形、多邊形或其他幾合圖案。
在本發明的一範例中，控制器提供給第一導線與第二導線的電性訊號可以是脈寬調變訊號(PWM)，或其他型態的交流訊號，本發明並不加以限制。電性訊號可以是連續地被提供，在本發明的一範例中，電性訊號可以是間斷性地被連續提供，並且在本發明的另一範例中，電性訊號可以是持續性地連續被提供。
此外，控制器可以透過積分器偵測第一導線與第二導線連接的導電體的電容性耦合，以偵測訊號大小或訊號變化量的大小。此外，上述每一條第二導線與第一導線的訊號差可以是由一個或多個差動放大器來產生，本技術領域的普通技術人員可以推知，訊號差亦是由其他形式的減法器來產生，本發明並不加以限制。
圖5是依據本發明的第二具體實施例的電容式感測器的偵測方法。首先如步驟510所示，提供一條第一導線13與複數條第二導線14。接下來如步驟520所示，連續提供一電性訊號於第一導線13與每一條第二導線14。此外，如步驟530所示，在每次電性訊號被提供時，分別依據每一條第二導線14與第一導線13間的一訊號差，分辨出每一條第二導線14的一訊號是屬於一第一類還是一第二類。
在本發明的一範例中，步驟520與步驟530可以是由前述控制器16來進行作業。步驟510提供的第一導線13與每一條第二導線14分別電性耦合於至少一導電體，第一導線13電性耦合的至少一導電體的整體大小(total dimension)與每一條第二導線電性耦合的至少一導電體的整體大小相當。例如在圖1至圖4中，第一導線13電性耦合多個參考片12、22、32、42，並且每一條第二導線14電性耦合一個偵測片11、21、31、41。本領域的普通技術人員可以推知偵測片11可以是由多個子偵測片組成，亦即每一條第二導線14亦可以是電性耦合多個子偵測片。在本發明的一範例中，第一導線13電性耦合的至少一導電體定義出多個空間，每一條第二導線14電性耦合的至少一導電體分別位於這些空間之一。
由於第一導線13電性耦合的至少一導電體的整體大小與每一條第二導線14電性耦合的至少一導電體的整體大小相當，所有導電體在沒有被外部物件接近或觸碰時，第一導線13與每一條第二導線14的訊號相當。在本發明的一範例中，在所有的導電體上方可以是覆蓋一絕緣層，絕緣層可以是透明或不透明的，例如透明玻璃或薄膜(film)。當外部物件接近或觸碰時，可以是接近或觸碰絕緣層。
外部物件可以是實體接地或虛擬接地，例如可以是站立於地面的人體部位，例如手指。當外部物件接近或觸碰導電體時，導電體的訊號的改變量會隨著與外部物件接近的距離與面積而改變。因此當外部物件同時接近或觸碰一偵測片與部份參考片時，相應於外部物件接近與觸碰的偵測片的面積相對大於外部物件接近與觸碰的參考片的面積。換言之，電性耦合於被外部物件接近或觸碰的偵測片的第二導線14的訊號的變化量將大於第一導線13(電性耦合於所有參考片)的訊號的變化量。反之，電性耦合於沒有被外部物件接近或觸碰的偵測片的第二導線14的訊號的變化量會小於第一導線13的訊號的變化量。因此，依據電性耦合被外部物件接近或觸碰的偵測片的第二導線14的訊號與第一導線13的訊號可以判斷出被外部物件接近或觸碰的偵測片(如屬於第一類與第二類之一)或沒有被外部物件接近或觸碰的偵測片(如屬於第一類與第二類之另一)。
例如，外部物件的接近或觸碰會造成訊號的減小，因此可以是直接利用每一條第二導線14與第一導線13的訊號差來判斷每一條第二導線14電性耦合的偵測片是否被接近或觸碰，例如當訊號差大於或小於一門檻限值時，代表被外部物件接近或觸碰。亦可以是利用未被接近或觸碰時的訊號差當作比較基準，例如是以一初始時段偵測到的訊號差當作未被外部物件接近或觸碰的訊號差，來比較之後連續複數個偵測時段偵測到的訊號差，當初始時段與偵測時段的訊號差的差大於或小於一門檻限值時，代表外部物件的接近或觸碰。在本發明的一範例中，訊號差超過一預設範圍或初始時段與偵測時段的訊號差的差超過一預設範圍時，表示被外部物件接近或觸碰，反之，表示未被外部物件接近或觸碰。其中，預設範圍可以是小於一門檻限值或大於一門檻限值。
在本發明的一範例中，可以是以訊號差或初始時段與偵測時段的訊號差的差為正值或負值來判斷是屬於第一類還是第二類。例如，每一條與該第一導線13間的訊號差為正值的第二導線14的訊號屬於第一類與第二類之一，並且每一條訊號差為負值的第二導線的訊號屬於第一類與第二類之另一。
因此，當部份的偵測片被接近或觸碰並且部份的偵測片沒有被接近或觸碰時，至少一條第二導線14電性耦合的導電片將被辨識為屬於第一類，並且至少一條第二導線電性14耦合的導電片將被辨識為屬於第二類，其中電性耦合於第一導線13的導電體被外部物件接近或觸碰。
藉由對本發明的電容式感測器的每一條第二導線14與第一導線13的訊號的比較，可判斷出被外部物件觸碰的一個或多個偵測片。兩者的訊號的比較可以是以比較器比較、或以差動放大器產生兩者的訊號差來比較、將兩者的訊號轉換成數位差值來表較、或將兩者的訊號轉換成數位值後再進行比較。本發明包括但不限於前述訊號比較方式，本技術領域的普通技術人員可推知其他訊號的比較方式，在此不再贅述。
本發明的電容式感測器可被作為按鍵的應用，如圖1與圖2所示，例如每一個偵測片可被用來對應作為獨立的按鍵，本發明的電容式感測器可偵測出同時多個按鍵的觸壓。按鍵亦可以是被設計作為方向鍵，例如圖3所示，可包含向上、向右、向下、向左等四個方向的方向鍵。本技術領域的普通技術人員可推知其他方向的方向鍵，如八方向的方向鍵。又例如，可以是多方向的方向鍵，例如圖4所示，可以是構成環狀的多方向的感應器，可作為旋轉盤(jog dial)之類的應用。
在本發明的一範例中，可以是複合多個電容式感應器，例如可以是包括多組電容式感應器，每一個電容式感應器包括上述一第一導線、至少一第二導線、至少一參考片(reference plate)、至少一偵測片(detecting plate)、一控制器與一遮蔽線(shielding line)。所述至少一偵測片定義(或區隔出)至少一空間，並且所有參考片電性耦合於第一導線。此外，每一個偵測片分別電性耦合於一第二導線。另外，控制器提供電性訊號於第一導線與每一個第二導線，並且分別依據每一個第二導線與第一導線的訊號差來偵測被外部物件接觸或接近的每一個偵測器。據此，所有的偵測片可構成一偵測片陣列(detecting plate matrix)。
這些電容式感測器可以各自有獨立的第一導線13與複數條第二導線14，直接連接到控制器16，亦可是藉由開關電路控制，共用連接到控制器16的導線，在同一時間只有一個電容式感測器的第一導線13與複數條第二導線14電性耦合至控制器16。
圖6為依據本發明的第三具體實施例，提供的一種利用訊號差值偵測電容式感測器的方法。首先，如步驟610所述，連續在複數個時段提供一參考值與複數個偵測值，並且如步驟620所述，以這些時段之一時段作為一初始時段，並且以其他時段作為偵測時段。例如以第一個時段作為初始時段，或是以任一時段作為初始時段。步驟610與步驟620可以是反覆地執行。
接下來，如步驟630所述，在初始時段中，記錄每一個偵測值與參考值的差分別作為每一個偵測值的一初始差值。並且，如步驟640所述，在每個偵測時段中，分別產生每一個偵測值與參考值作為每一個偵測值的一偵測差值。另外，如步驟650所述，在每個偵測時段中，將每一個偵測差值大於或小於初始差值一門檻限值的偵測值辨識為一第一類與一第二類之一，並且將每一個該偵測差值未大於或未小於初始差值一門檻限值的該偵測值辨識為一第一類與一第二類之另一。所述步驟630、640、650可以是隨步驟610、620反覆執行。此外，上述步驟610至650可以是由前述控制器160進行相關作業。
上述方法可以是應用於一種利用訊號差值偵測的電容式感測器，包括：一第一導線；至少一第二導線；至少一參考片，定義至少一個空間，並且所有參考片電性耦合於第一導線；至少一偵測片，每一偵測片分別位於至少一空間之一並且電性耦合於至少一第二導線之一；以及一控制器，執行至少以下作業：連續在複數個時段提供一電性訊號於第一導線與每一條第二導線，以分別取得一參考值與複數個偵測值；以這些時段之一時段作為一初始時段，並且以其他時段作為偵測時段；在初始時段中，記錄每一個偵測值與參考值的差分別作為每一個偵測值的一初始差值；在每個偵測時段中，分別產生每一個偵測值與該參考值作為每一個偵測值的一偵測差值；以及在每個偵測時段中，將每一個偵測差值大於或小於初始差值一門檻限值的偵測值辨識為一第一類與一第二類之一，並且將每一個偵測差值未大於或未小於初始差值一門檻限值的該偵測值辨識為一第一類與一第二類之另一。
在本發明的一範例中，參考值是依據至少一參考片的訊號來產生，所述至少一參考片定義出複數個空間，並且每一個偵測值是分別依據複數個偵測片之一的訊號來產生，每一個偵測片分別位於這些空間之一。
在本發明的另一範例中，當被辨識為第一類的每一個偵測值的偵測差值大於初始差值時，被辨識為該第二類的每一個偵測值的偵測差值小於初始差值。反之，當被辨識為第一類的每一個偵測值的偵測差值小於初始差值時，被辨識為第二類的每一個偵測值的偵測差值大於該初始差值。例如，在某些偵測時段中，參考值與至少一偵測值產生改變，同時變大或變小，其中所述至少一偵測值的改變量明顯大於參考值，使得所述至少一偵測值的偵測差值變大或變小。相對地，其他偵測值的偵測差值呈現相反的變化。
本技術領域的普通技術人員可推知本發明的參考值與每一偵測值在初始時段時不一定相當，可以是相當或不相當。同理，本技術領域的普通技術人員可推知本發明第一導線與每一第二導線電性耦合的導電體的大小亦可以是相當或不相當，本發明包括但不限於第一導線與每一第二導線電性耦合的導電體的大小相等。
此外，上述的第一類與第二類可以用以表示雙態，兩者之一可表示狀態改變，另一可表示狀態不變。例如第一類可表示被外部物件接近或觸碰的導電體或因此而改變的訊號，而第二類可表示沒有被外部物件接近或觸碰的導電體或因此而未變的訊號。又例如，可應用於開關的使用，當參考值超過一門檻限值，並且至少一偵測值的改變量明顯大於參考值，未改變的偵測值的偵測差值將大於一門檻限值，可用來偵測未改變的偵測值，作為開或關的一種狀態，而其他的偵測值作為另一種狀態。
請參照圖7，為依據本發明的第四實施例提供的電容式感測器7，包括複數個參考片72與複數個偵測片71。此外，本實施例更包括一觸控感測器17，相鄰於電容式感測器7。雖然圖7是以五個偵測器70為例，本技術領域的普通技術人員可推知偵測器的數量包括但不限於五個。當外部物件接近或觸碰觸控感測器17時，觸碰觸控感測器17能提供表示外部物件位置的感測資訊，以供解獨出外部物件的位置。例如，感測資訊可以是由控制器16接收，以判斷出外部物件的位置。本技術領域的普通技術人員可推知觸控感測器17可以是電容式、電阻式、表面聲波式、紅外線式、光學式等等，其中相應的感測資訊的偵測方式為習知技術，在此不再贅述。
在本發明的一範例中，偵測片71朝向觸控感測器17的一側的面積小於另一側的面積。其中，所述朝向一觸控感測器17的一側的面積與另一側的面積可以是兩側間同寬度的一範圍間的面積。例如，偵測片71為三角形，其中一角朝向觸控感測器17，如圖7所示。又例如，朝向觸控感測器17的一側為弧形，如半圓形或半橢圓形。
偵測片71朝向觸控感測器17的一側的面積是依據偵測片71與觸控感測器17間的距離來決定。
例如圖7中的觸碰範圍77所示，當外部物件同時接近或觸碰觸控感測器17與偵測片71時，偵測片71被外部物件接近或觸碰的面積相當小，因此上述訊號差或初始時段與偵測時段的訊號差的差未超過預設範圍，不會被偵測為有效觸碰。反之，例如圖7中的觸碰範圍78所示，當外部物件接近或觸碰的大部份面積落於偵測片71時，上述訊號差或初始時段與偵測時段的訊號差的差才足以超過預設範圍。如此，可降低電容式感測器7與觸碰感測器17相近時可能造成的誤觸問題。
在前述說明中，兩者的大小相當是指兩者的大小相同或大致相同，例如兩者的差距在10%內，如一者多出另一者10%的大小。第一導線13電性耦合的至少一導電體的整體大小與每一條第二導線14電性耦合的至少一導電體的整體大小相當是指第一導線13電性耦合的至少一導電體的整體大小與每一條第二導線14電性耦合的至少一導電體的整體大小差距在10%內。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用以限定本發明的申請專利範圍；凡其他為脫離本發明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包括在下述的申請專利範圍。
1、2、3、4、7．．．電容式感測器
10、20、70．．．偵測器
11、21、31、41、71．．．偵測片
12、22、32、42、72．．．參考片
13．．．第一導線
14．．．第二導線
15．．．遮蔽線
16．．．控制器
17．．．觸控感測器
77、78．．．觸碰範圍
圖1至圖4為依據本發明之第一實施例之電容式感測器的示意圖；
圖5為依據本發明之第二實施例之電容式感測器的偵測方法的流程示意圖；以及
圖6為依據本發明之第三實施例之利用訊號差值偵測電容式感測器的方法的流程示意圖；以及
圖7為依據本發明之第四實施例之電容式感測器的示意圖。
1．．．電容式感測器
10．．．偵測器
11．．．偵測片
12．．．參考片
13．．．第一導線
14．．．第二導線
15．．．遮蔽線
16．．．控制器

Claims (10)

  1. 一種利用訊號差值偵測的電容式感測器，包括：一第一導線；至少一第二導線；至少一參考片，定義至少一個空間，並且所有參考片電性耦合於該第一導線；至少一偵測片，每一偵測片分別位於該至少一空間之一並且電性耦合於該至少一第二導線之一；以及一控制器，執行至少以下作業：連續在複數個時段提供一電性訊號於該第一導線與每一條第二導線，以分別取得該第一導線的一參考值與每一條第二導線的一偵測值；以該些時段之一時段作為一初始時段，並且以其他時段作為偵測時段；在該初始時段中，記錄每一個偵測值與該參考值的差分別作為每一個偵測值的一初始差值；在每個偵測時段中，分別產生每一個偵測值與該參考值作為每一個偵測值的一偵測差值；以及在每個偵測時段中，將每一個該偵測差值大於該初始差值一門檻限值的該偵測值辨識為一第一類與一第二類之一，並且將每一個該偵測差值未大於該初始差值 一門檻限值的該偵測值辨識為一第一類與一第二類之另一；或是將每一個該偵測差值小於該初始差值一門檻限值的該偵測值辨識為一第一類與一第二類之一，並且將每一個該偵測差值未小於該初始差值一門檻限值的該偵測值辨識為一第一類與一第二類之另一。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之利用訊號差值偵測的電容式感測器，其中當被辨識為該第一類的每一個偵測值的該偵測差值大於該初始差值時，被辨識為該第二類的每一個偵測值的該偵測差值小於該初始差值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之利用訊號差值偵測的電容式感測器，其中當被辨識為該第一類的每一個偵測值的該偵測差值小於該初始差值時，被辨識為該第二類的每一個偵測值的該偵測差值大於該初始差值。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之利用訊號差值偵測的電容式感測器，其中該參考值是依據至少一參考片的訊號來產生，該至少一參考片定義出複數個空間，並且每一個偵測值是分別依據複數個偵測片之一的訊號來產生，每一個偵測片分別位於該些空間之一。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之利用訊號差值偵測的電容式感測器，其中每一個偵測片的大小與所有參考片的大小相當。
  6. 一種利用訊號差值偵測電容式感測器的方法，包括： 連續在複數個時段提供一參考值與複數個偵測值；以該些時段之一時段作為一初始時段，並且以其他時段作為偵測時段；在該初始時段中，記錄每一個偵測值與該參考值的差分別作為每一個偵測值的一初始差值；以及在每個偵測時段中，分別產生每一個偵測值與該參考值作為每一個偵測值的一偵測差值；以及在每個偵測時段中，將每一個該偵測差值大於該初始差值一門檻限值的該偵測值辨識為一第一類與一第二類之一，並且將每一個該偵測差值未大於該初始差值一門檻限值的該偵測值辨識為一第一類與一第二類之另一；或是將每一個該偵測差值小於該初始差值一門檻限值的該偵測值辨識為一第一類與一第二類之一，並且將每一個該偵測差值未小於該初始差值一門檻限值的該偵測值辨識為一第一類與一第二類之另一。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之利用訊號差值偵測電容式感測器的方法，其中當被辨識為該第一類的每一個偵測值的該偵測差值大於該初始差值時，被辨識為該第二類的每一個偵測值的該偵測差值小於該初始差值。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之利用訊號差值偵測電容式感測器的方法，其中當被辨識為該第一類的每一個偵測值的該偵測差值小於該初始差值時，被辨識為該第二類的每一個偵測值的該 偵測差值大於該初始差值。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之利用訊號差值偵測電容式感測器的方法，其中該參考值是依據至少一參考片的訊號來產生，該至少一參考片定義出複數個空間，並且每一個偵測值是分別依據複數個偵測片之一的訊號來產生，分一個偵測片分別位於該些空間之一。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之利用訊號差值偵測電容式感測器的方法，其中每一個偵測片的大小與所有參考片的大小相當。
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