專(zhuān)利名稱(chēng)：觸覺(jué)感應(yīng)用的觸墊結(jié)構(gòu)及碰觸感應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種觸墊，且更特定而言是關(guān)于一種可被使用者更容易地 感覺(jué)的觸墊結(jié)構(gòu)及一種使用該觸墊的碰觸感應(yīng)器。
背景技術(shù)：
數(shù)年來(lái)，技術(shù)的發(fā)展已導(dǎo)致許多機(jī)械設(shè)備被電子設(shè)備所替代?，F(xiàn)今，
圖形使用者介面(GUI)的廣泛使用已使便利的人機(jī)介面設(shè)備(HID)變得 非常重要。在過(guò)去的最近一段時(shí)期，纖細(xì)、小型、輕便型產(chǎn)品頻繁受到推 行，但是近來(lái)使用者更關(guān)注于便利性及設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品功能性。因此，用于 提供使用者便利性的方法及設(shè)備持續(xù)增加。且高級(jí)設(shè)計(jì)(藉以首先設(shè)計(jì)一 產(chǎn)品且接著使組件匹配于設(shè)計(jì))正變得普遍。最近，使用基于觸覺(jué)技術(shù)的 觸墊的輸入設(shè)備已作為便利的HI D而引起公眾注意。
觸塾為基于觸覺(jué)技術(shù)的輸入設(shè)備且頻繁地用于提供便利的介面。最近 所提供的動(dòng)畫(huà)專(zhuān)業(yè)團(tuán)體(MPEG)層3 (MP3)播放器、行動(dòng)電話、等離子體 顯示面板(PDP)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等等具有使用觸墊的輸入單元。觸 墊包括較小的平坦表面，使用者可藉由用他/她的手指或筆來(lái)碰觸該表面而 在該平坦表面上輸入資訊或指令以執(zhí)行操作。觸墊結(jié)合用于感應(yīng)信號(hào)的變 化以回應(yīng)于手指或筆與平坦表面的接觸的感應(yīng)器而加以使用。觸墊的應(yīng)用 允許有更大的設(shè)計(jì)自由度。另外，因?yàn)榘粹o操作是藉由手指簡(jiǎn)單碰觸于觸 墊上來(lái)執(zhí)行的，所以觸墊使用起來(lái)更加自然且所需的努力比機(jī)械按鈕要少。 因此，觸墊被用于諸如監(jiān)控器、MP3播放器、筆記型電腦、行動(dòng)電話、個(gè)人 數(shù)字助理(PDA)、鍵盤(pán)等等的各種產(chǎn)品中，且期待將使用該觸墊的產(chǎn)品用 于眾多領(lǐng)域中。
圖1及圖2說(shuō)明現(xiàn)有習(xí)知的觸墊及其結(jié)構(gòu)。觸墊具有印刷電路板(PCB) 5，該印刷電路板(PCB) 5上直接安置有具有均勻厚度的絕緣體結(jié)構(gòu)1。在 絕緣體結(jié)構(gòu)1上安置有多個(gè)導(dǎo)體3。該等導(dǎo)體3亦接觸PCB 5。當(dāng)具有電阻的 人類(lèi)手指7碰觸導(dǎo)體3時(shí)，電阻分量改變。此改變被感應(yīng)器感應(yīng)到且用于追 蹤手指7的移動(dòng)。
如圖2中可見(jiàn)，因?yàn)橛|墊平坦且不具有突起部分或彎曲部分，所以當(dāng)碰 觸觸墊且產(chǎn)生操作信號(hào)時(shí)，使用者可能幾乎感覺(jué)不到任何事物。此使得觸 墊使用起來(lái)較為困難。如一實(shí)例，當(dāng)操作MP3播放器時(shí)，存在許多有待依次檢查及考慮的事物，諸如當(dāng)前接觸部分對(duì)于特定操作而言是否為正確的、 除待按壓的墊部分之外的墊部分是否被按壓、對(duì)于所要操作而言使用者應(yīng)
將他/她的手指移動(dòng)多遠(yuǎn)，等等。因此，難以在不檢查MP3播;改器的狀態(tài)的 情況下操作該觸墊。
如另一實(shí)例，在用于控制光標(biāo)(cursor)在顯示幕上的移動(dòng)的滑鼠中由 手指碰觸的觸墊的接觸部分為平坦時(shí)，點(diǎn)擊的感覺(jué)對(duì)于使用者而言是并不 充分的。因此，對(duì)于操作一觸墊而言，存在許多要考慮的事物，諸如應(yīng)用 多大的力來(lái)按壓觸墊以使監(jiān)控器上的顯示幕移動(dòng)所要距離、使用者應(yīng)將他 的手指移動(dòng)多遠(yuǎn)，等等。筆記型電腦使用者通常使用滑鼠而非觸墊，因?yàn)?當(dāng)使用觸墊時(shí)缺少感覺(jué)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)一種觸墊，其能使一使用者感覺(jué)來(lái)自觸墊表面的觸覺(jué)感應(yīng)。 本發(fā)明亦針對(duì)一種具有上文所提及的觸墊的碰觸感應(yīng)器。 本發(fā)明的一態(tài)樣提供一種觸墊，觸墊包含印刷電路板(PCB);多個(gè)導(dǎo) 體；及非導(dǎo)電板，其安置于所述PCB的一表面上且具有多個(gè)突起部分，多個(gè)
突起部分中的每一者中包括所述多個(gè)導(dǎo)體中的每一者。
本發(fā)明的另一態(tài)樣提供一種碰觸感應(yīng)器，包含包括PCB的觸墊；多個(gè)導(dǎo) 體;及非導(dǎo)電板，其安置于所述PCB的一表面上且具有多個(gè)突起部分，多個(gè) 突起部分中的每一者中包括所述多個(gè)導(dǎo)體中的每一者；及接觸信號(hào)產(chǎn)生單 元，其包含多個(gè)數(shù)字接觸控制器，所述數(shù)字接觸控制器用于感應(yīng)由于多個(gè) 突起部分中的每一者中的多個(gè)導(dǎo)體中的每一者與PCB之間的阻抗變化而產(chǎn) 生的延遲以輸出數(shù)字信號(hào)。
被改變的阻抗可能為靜電電容、電感電容及電阻中之一。 數(shù)字接觸控制器中的每一者可包含延遲時(shí)間改變單元，其用于產(chǎn)生 具有固定延遲時(shí)間的參考信號(hào)及具有根據(jù)自外部施加的信號(hào)的阻抗而改變 的延遲時(shí)間的感應(yīng)信號(hào)；及延遲時(shí)間計(jì)算及數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元，其用于計(jì)算參考 信號(hào)與感應(yīng)信號(hào)之間的延遲時(shí)間差異且產(chǎn)生具有對(duì)應(yīng)于計(jì)算得的延遲時(shí)間
差異的值的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
延遲時(shí)間改變單元可包含量測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器，其用于產(chǎn)生量測(cè)信號(hào)； 固定延遲單元，其用于將量測(cè)信號(hào)延遲預(yù)定時(shí)間段及產(chǎn)生參考信號(hào)；及可 變延遲單元，其用于根據(jù)自外部施加的信號(hào)的阻抗值而改變延遲時(shí)間、根 據(jù)^^皮改變的延遲時(shí)間而延遲量測(cè)信號(hào)且產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)。
本發(fā)明的又一態(tài)樣提供一種觸墊，觸墊包含PCB;安置于所述PCB的 一表面上的多個(gè)PCB電極；非導(dǎo)電平板，其安置于PCB電極上且覆蓋除安置 有PCB電極的部分之外的PCB的一整個(gè)表面；及多個(gè)導(dǎo)電按鈕，其配置于非導(dǎo)電平板的未覆蓋部分中且具有突出而超過(guò)非導(dǎo)電平板的表面的各別上部部 分。
本發(fā)明的又一態(tài)樣提供一種碰觸感應(yīng)器，碰觸感應(yīng)器包含觸墊及接觸
信號(hào)產(chǎn)生單元。觸墊包含PCB;安置于所述PCB的一表面上的多個(gè)PCB電極； 非導(dǎo)電平板，其安置于PCB電極上且覆蓋除安置有PCB電極的部分之外的PCB 的一整個(gè)表面；及多個(gè)導(dǎo)電按鈕，其配置于非導(dǎo)電平板的未覆蓋部分中且 具有突出而超過(guò)非導(dǎo)電平板的表面的各別上部部分。接觸信號(hào)產(chǎn)生單元包 含多個(gè)數(shù)字接觸控制器，其用于感應(yīng)由于由外部接觸引起的在導(dǎo)電按4丑， 與PCB電極之間的阻抗變化而產(chǎn)生的延遲以輸出數(shù)字信號(hào)。 被改變的阻抗可能為靜電電容、電感電容及電阻中之一。 數(shù)字接觸控制器中的每一者可包含延遲時(shí)間改變單元，其用于產(chǎn)生 具有固定延遲時(shí)間的參考信號(hào)及具有根據(jù)自外部施加的信號(hào)的阻抗而改變 的延遲時(shí)間的感應(yīng)信號(hào)；及延遲時(shí)間計(jì)算及數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元，其用于計(jì)算參考 信號(hào)與感應(yīng)信號(hào)之間的延遲時(shí)間差異且產(chǎn)生具有對(duì)應(yīng)于計(jì)算所得的延遲時(shí)
間差異的值的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
延遲時(shí)間改變單元可包含量測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器，其用于產(chǎn)生量測(cè)信號(hào)； 固定延遲單元，其用于將量測(cè)信號(hào)延遲預(yù)定時(shí)間段以產(chǎn)生參考信號(hào)；及可 變延遲單元，其用于根據(jù)自外部施加的信號(hào)的阻抗值而改變延遲時(shí)間、根 據(jù)-故改變的延遲時(shí)間而延遲量測(cè)信號(hào)以產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)。
本發(fā)明的又一態(tài)樣提供一種觸墊，包含PCB;安置于所述PCB的一表 面上的多個(gè)PCB電極；及非導(dǎo)電板，其安置于PCB電極上且具有對(duì)應(yīng)于PCB電 才及的多個(gè)凹陷部分及凸起部分。
本發(fā)明的又一態(tài)樣提供一種包含觸墊及接觸信號(hào)產(chǎn)生單元的碰觸感應(yīng) 器。觸墊包含PCB;安置于所述PCB的一表面上的多個(gè)PCB電極；及非導(dǎo)電板， 其安置于PCB電極上且具有對(duì)應(yīng)于PCB電極的多個(gè)凹陷部分及凸起部分。接 觸信號(hào)產(chǎn)生單元包含多個(gè)數(shù)字接觸控制器，其用于感應(yīng)由于由外部接觸 引起的在凹陷部分的底部，與PCB電極之間的阻抗變化而產(chǎn)生的延遲以輸出
數(shù)字信號(hào)。
被改變的阻抗可能為靜電電容、電感電容及電阻中之一。 數(shù)字控制器中的每一者可包含延遲時(shí)間改變單元，其用于產(chǎn)生具有 固定延遲時(shí)間的參考信號(hào)及具有根據(jù)自外部施加的信號(hào)的阻抗而改變的延 遲時(shí)間的感應(yīng)信號(hào)；及延遲時(shí)間計(jì)算及數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元，其用于計(jì)算參考信 號(hào)與感應(yīng)信號(hào)之間的延遲時(shí)間差異及產(chǎn)生具有對(duì)應(yīng)于計(jì)算所得的延遲時(shí)間
差異的值的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
延遲時(shí)間改變單元可包含量測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器，其用于產(chǎn)生量測(cè)信號(hào)； 固定延遲單元，其用于將量測(cè)信號(hào)延遲預(yù)定時(shí)間段且產(chǎn)生參考信號(hào)；變延遲單元，其用于根據(jù)自外部施加的信號(hào)的阻抗而改變延遲時(shí)間、根據(jù) 被改變的延遲時(shí)間而延遲量測(cè)信號(hào)及產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)。


圖l說(shuō)明了現(xiàn)有習(xí)知的觸墊。
圖2展示現(xiàn)有習(xí)知的觸墊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的第一例示性實(shí)施例的觸墊的平面圖。
圖4為沿圖3的線X - Y所截取的截面圖。
圖5說(shuō)明使用本發(fā)明的第一例示性實(shí)施例的碰觸感應(yīng)器。
圖6為根據(jù)本發(fā)明的第二例示性實(shí)施例的觸墊的平面圖。
圖7為沿圖6的線X' - Y'所截取的截面圖。
圖8說(shuō)明使用本發(fā)明的第二例示性實(shí)施例的碰觸感應(yīng)器。
圖9為根據(jù)本發(fā)明的第三例示性實(shí)施例的觸墊的平面圖。
圖10為沿圖9的線a - b所截取的截面圖。
圖1 l說(shuō)明使用本發(fā)明的第三例示性實(shí)施例的碰觸感應(yīng)器。
圖12說(shuō)明本發(fā)明中所使用的接觸信號(hào)產(chǎn)生單元的操作。
圖13為本發(fā)明中所使用的數(shù)字接觸控制器的方塊圖。
圖14及圖15說(shuō)明利用本發(fā)明的觸墊的例示性實(shí)施例。
1:絕緣體結(jié)構(gòu) ln:接觸墊n
3:導(dǎo)體 5:印刷電路板(PCB )
5n:數(shù)字接觸控制器n 7:手指
11:接觸墊l 12:接觸墊2
13:接觸墊3 50:接觸信號(hào)產(chǎn)生單元
51:數(shù)字接觸控制器l 51a:延遲時(shí)間改變單元
51al:量測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器 51a2:可變延遲
51a3:固定延遲
51b:延遲時(shí)間計(jì)算及數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元
52:數(shù)字接觸控制器2 53:數(shù)字接觸控制器3
100非導(dǎo)電板/板110導(dǎo)體
120突起部分130PCB
200非導(dǎo)電平板210導(dǎo)電按鈕
220PCB電極230PCB
300非導(dǎo)電平4反310槽
320PCB330PCB電極
具體實(shí)施方式
現(xiàn)將于下文中詳細(xì)描述本發(fā)明的例示性實(shí)施例。然而，本發(fā)明并不限 于下文所揭示的例示性實(shí)施例且可以各種修改形式來(lái)實(shí)施。提供此等例示 性實(shí)施例以使一般熟習(xí)此技藝者能夠體現(xiàn)及實(shí)踐本發(fā)明。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的第 一例示性實(shí)施例的觸墊的平面圖，該觸墊藉由包 含導(dǎo)體的多個(gè)突起部分而形成。在圖3中，多個(gè)矩形表示突起部分。圖4為 沿圖3的線X - Y所截取的截面圖。
印刷電路板(PCB) 130配置于觸墊的下部。由諸如塑膠的非導(dǎo)電材料 形成的板100安置于PCB 130上，板100構(gòu)成供手指碰觸的觸墊的上表面。在 非導(dǎo)電板100上，形成多個(gè)突起部分120以將導(dǎo)體110置于突起部分120中。
圖5說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的第一例示性實(shí)施例的觸墊的一部分以及用于感 應(yīng)外部接觸及輸出數(shù)據(jù)的接觸信號(hào)產(chǎn)生單元。矩形表示在觸墊表面上的突 起部分120,且由虛線指示的矩形表示在突起部分120內(nèi)部的導(dǎo)體110。突起 部分120及導(dǎo)體110能使一使用者更好地感覺(jué)觸墊。
當(dāng)使用者用他的手指來(lái)碰觸觸墊的突起部分時(shí)，經(jīng)由在所碰觸的突起 部分內(nèi)部的導(dǎo)體110所感應(yīng)的靜電電容改變。接觸信號(hào)產(chǎn)生單元50具有多個(gè) 數(shù)字接觸控制器，數(shù)字接觸控制器感應(yīng)根據(jù)接觸部分所改變的阻抗而輸出 數(shù)字信號(hào)?？勺冏杩篂殪o電電容、電感電容及電阻中之一。
時(shí)，i別導(dǎo)體iio感應(yīng)到均勻電容。當(dāng)使用者針對(duì)所要操作而按壓觸墊的突
起部分時(shí)，由在被按壓的突起部分內(nèi)部的導(dǎo)體110感應(yīng)到的靜電電容改變。
具有多個(gè)數(shù)字接觸控制器的接觸信號(hào)產(chǎn)生單元50感應(yīng)靜電電容變化以輸出
數(shù)字信號(hào)。
第一例示性實(shí)施例具有位于非導(dǎo)電板下方的PCB,非導(dǎo)電板上形成有包 括導(dǎo)體的多個(gè)突起部分。因此，在導(dǎo)體與PCB之間產(chǎn)生靜電電容。因此，第 一例示性實(shí)施例無(wú)需額外電極且具有廉價(jià)而簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，能使使用者更好 地感覺(jué)觸墊。同時(shí)，在圖4中形成結(jié)構(gòu)的彎曲部分使其向外突出，但亦可形 成為向內(nèi)突出。換言之，可使非導(dǎo)電板凹進(jìn)而使得導(dǎo)體被插入于平坦部分 中從而使得可感應(yīng)手指的碰觸。另外，突起部分可為三角形或菱形。由于 可獨(dú)立于PCB 130來(lái)安置導(dǎo)體110，因此觸墊的位置可藉由產(chǎn)品的設(shè)計(jì)來(lái)判 定而無(wú)任何限制。
圖6為根據(jù)本發(fā)明的第二例示性實(shí)施例的觸墊的平面圖。在圖6中，多 個(gè)均勻配置的圓圈表示能使一使用者更好地感覺(jué)觸墊的突起部分。圖7為沿 圖6的線X' -Y'所截取的截面圖。為使一使用者能夠在針對(duì)操作而碰觸觸墊 時(shí)更好地感覺(jué)觸墊，觸墊的結(jié)構(gòu)具有被置于非導(dǎo)電平板中的導(dǎo)電按鈕。觸 墊包含非導(dǎo)電平板200、多個(gè)導(dǎo)電按鈕210、多個(gè)PCB電極220及PCB 230。
PCB 230安置于觸墊的下部部分，且PCB電極220以均勻圖案安置于PCB230上。在PCB 230上，將配置有導(dǎo)電按鈕210的非導(dǎo)電平板200安置成環(huán)繞 PCB電極220。導(dǎo)電4姿4丑210置于非導(dǎo)電平板200中以對(duì)應(yīng)于呈均勻圖案的PCB 電極。
圖8說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的第二例示性實(shí)施例的觸墊的一部分以及用于感 應(yīng)外部接觸及輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的接觸信號(hào)產(chǎn)生單元。矩形表示觸墊中所包括 的PCB電極220，且圓圏表示置于非導(dǎo)電平板200中的導(dǎo)電按鈕210。導(dǎo)電按 鈕210能使使用者更好地感覺(jué)觸墊。各別PCB電極220是與接觸信號(hào)產(chǎn)生單元 5 0的對(duì)應(yīng)數(shù)字接觸控制器相連接。
當(dāng)使用者用他的手指來(lái)碰觸觸墊的導(dǎo)電按鈕時(shí)，形成于其手指所碰觸 的導(dǎo)電按鈕之間的電容改變。接觸信號(hào)產(chǎn)生單元50中具有多個(gè)數(shù)字接觸控 制器，數(shù)字接觸控制器感應(yīng)由被改變的阻抗引起的延遲且根據(jù)接觸部分而 輸出數(shù)字信號(hào)?？勺冏杩篂殪o電電容、電感電容及電阻中之一。
接觸信號(hào)產(chǎn)生單元50中所包括的數(shù)字接觸控制器感應(yīng)由靜電電容、電 感電容或電阻引起的延遲。因此，在圖7中，導(dǎo)電按鈕210接觸PCB電極220， 但導(dǎo)電按鈕210不必彼此接觸。
現(xiàn)有習(xí)知的碰觸感應(yīng)器使用電阻方法且因此結(jié)構(gòu)受到限制。然而，當(dāng) 使用具有感應(yīng)由靜電電容、電感電容或電阻引起的延遲的數(shù)字接觸控制器 的接觸信號(hào)產(chǎn)生單元時(shí)，可易于感應(yīng)到碰觸。此是因?yàn)楸M管導(dǎo)電按鈕210被 安置成離開(kāi)PCB電極220，但導(dǎo)電按鈕210的底部鄰近于PCB電極220，且因此 靜電電容增加。
當(dāng)不碰觸導(dǎo)電按鈕210時(shí)，導(dǎo)電按鈕210與PCB電極22O之間的電阻值保 持均勻。然而，當(dāng)使用者用他的手指碰觸導(dǎo)電按鈕210且導(dǎo)電按鈕210接觸 PCB電極220時(shí)，導(dǎo)電按鈕210與PCB電極220之間的電阻值由于使用者手指的 電阻而改變。此處，接觸信號(hào)產(chǎn)生單元50感應(yīng)電阻值變化以輸出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
當(dāng)使用者用他的手指碰觸導(dǎo)電按鈕210且導(dǎo)電按4丑210并不接觸PCB電 極220時(shí)，使用者手指所碰觸的導(dǎo)電按鈕210與PCB電極220之間的靜電電容 改變。接觸信號(hào)產(chǎn)生單元50的數(shù)字接觸控制器感應(yīng)此靜電電容變化以輸出 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
可藉由以金屬來(lái)電鍍導(dǎo)電物體或使用不銹鋼物體而使一使用圖7中的 導(dǎo)電按鈕210的結(jié)構(gòu)感覺(jué)起來(lái)為高品質(zhì)的，且藉由傾斜導(dǎo)電按鈕的邊緣而使 該結(jié)構(gòu)感覺(jué)為平滑的。
圖9為根據(jù)本發(fā)明的第三例示性實(shí)施例的觸墊的平面圖。在圖9中，多 個(gè)均勻配置的矩形表示用于使用者的碰觸感應(yīng)的突起部分。圖10為沿圖9的 線a - b所截取的截面圖。為使一使用者能夠在針對(duì)操作而碰觸觸墊時(shí)更好 地感覺(jué)觸墊，觸墊的結(jié)構(gòu)具有藉由對(duì)非導(dǎo)電板的一表面開(kāi)槽而形成的多個(gè) 凹陷部分及凸起部分。PCB 320安置于觸墊的下部部分，且多個(gè)PCB電極330以均勻間隔安置于 PCB 320上。在PCB電極330上，安置非導(dǎo)電平板300，多個(gè)槽310形成于非導(dǎo) 電平板300中至能使一使用者感覺(jué)到彎曲的深度。槽310分別對(duì)應(yīng)于PCB電極 330。
圖ll說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的第三例示性實(shí)施例的觸墊的一部分以及用于感 應(yīng)外部接觸及輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的接觸信號(hào)產(chǎn)生單元。折疊矩形表示藉由對(duì)非 導(dǎo)電板300開(kāi)槽所形成以能使一使用者更好地感覺(jué)觸墊的凸起部分，且矩形 表示槽310的下表面或PCB電極330。各別PCB電極330是與接觸信號(hào)產(chǎn)生單元 50的對(duì)應(yīng)數(shù)字接觸控制器相連接。
當(dāng)使用者用他的手指碰觸觸墊的槽時(shí)，手指(具有電阻)與PCB電極之 間的電阻值改變。接觸信號(hào)產(chǎn)生單元50中具有多個(gè)數(shù)字接觸控制器，其感 應(yīng)由被改變的阻抗引起的延遲，根據(jù)接觸部分而輸出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)?？勺冏杩?為靜電電容、電感電容及電阻中之一。
接觸信號(hào)產(chǎn)生單元50中所包括的數(shù)字接觸控制器，感應(yīng)由電容值、電 感值或電阻值所引起的延遲。因此，在圖10中，使用者的手指直接碰觸PCB 電極330，但PCB電極330不必彼此接觸。
當(dāng)不與槽310接觸時(shí)，阻抗保持均勻。當(dāng)使用者用他的手指碰觸槽310 的下表面以執(zhí)行操作，且槽310接觸PCB電極330時(shí)，手指變得直接接觸PCB 電極330，且電阻值被手指改變。此處，接觸信號(hào)產(chǎn)生單元50感應(yīng)電阻值變 化且輸出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
由于將具有均勻厚度的非導(dǎo)電覆蓋片安置于與槽310接觸的PCB電極 330上，即使是使用者的手指并不直接接觸PCB電極330，電容變化仍可由高 敏感度數(shù)字接觸控制器來(lái)感應(yīng)。此時(shí)，接觸信號(hào)產(chǎn)生單元50的數(shù)字接觸控 制器輸出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
圖12說(shuō)明與本發(fā)明的觸墊結(jié)合使用的接觸信號(hào)產(chǎn)生單元。接觸信號(hào)產(chǎn) 生單元50包含多個(gè)數(shù)字接觸控制器51至5n,數(shù)字接觸控制器51至5n分別對(duì) 應(yīng)于觸墊中的多個(gè)才妄觸墊ll至ln。當(dāng)自外部石並觸4妄觸墊時(shí)，其阻抗改變。 對(duì)應(yīng)的數(shù)字接觸控制器根據(jù)阻抗變化而感應(yīng)延遲且輸出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D-outl至 D_outn。
圖13為接觸信號(hào)產(chǎn)生單元中所包括的數(shù)字接觸控制器的方塊圖。數(shù)字 接觸控制器包含延遲時(shí)間改變單元51a以及延遲時(shí)間計(jì)算及數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元 51b。延遲時(shí)間改變單元51a包含量測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器51al、可變延遲51a2及固 定延遲51a3。
接觸墊l ll纟艮據(jù)外部激源(stimulus)的強(qiáng)度而改變阻抗值Isen?？蓪?任何種類(lèi)的設(shè)備(其電容、電感或電阻值根據(jù)外部激源的強(qiáng)度而改變)用 作接觸墊。延遲時(shí)間改變單元51a產(chǎn)生參考信號(hào)ref及感應(yīng)信號(hào)sen，參考信號(hào)ref 與感應(yīng)信號(hào)s en具有與接觸墊1 11的阻抗值I s en成比例地變化的延遲時(shí)間差 異。量測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器5la 1以第 一持續(xù)時(shí)間的時(shí)間間隔產(chǎn)生量測(cè)信號(hào)且將量 測(cè)信號(hào)應(yīng)用至可變延遲51a2及固定延遲51a3。與接觸墊l ll連接的可變延 遲51a2根據(jù)可變延遲51a2自身的阻抗值及接觸墊l ll的阻抗值Isen而延遲 量測(cè)信號(hào)且產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)sen。且固定延遲51a3根據(jù)固定延遲51a3自身的阻 抗值而延遲量測(cè)信號(hào)且產(chǎn)生參考信號(hào)ref。
延遲時(shí)間計(jì)算及數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元51b接收參考信號(hào)ref及感應(yīng)信號(hào)sen、計(jì) 算參考信號(hào)ref與感應(yīng)信號(hào)sen之間的延遲時(shí)間差異且產(chǎn)生具有對(duì)應(yīng)于計(jì)算 所得的延遲時(shí)間差異的值的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)l D—outl。
圖14及圖15說(shuō)明本發(fā)明的應(yīng)用的實(shí)例。圖14說(shuō)明一滑鼠，其具有使用 根據(jù)第一及第三例示性實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的滾讀單元及光標(biāo)移動(dòng)單元。在安置 于滑鼠中心上的橫向滾讀單元中，觸覺(jué)感應(yīng)用的多個(gè)接觸墊以預(yù)定圖案安 置以沿4個(gè)方向(亦即，上、下、左及右)滾讀顯示幕。折疊矩形表示使用 者的碰觸感應(yīng)的突起部分。安置于滑鼠中心下的光標(biāo)移動(dòng)單元，使用具有 根據(jù)第三例示性實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的觸墊，以在顯示幕上移動(dòng)光標(biāo)。矩形表示 在使用者用手指進(jìn)行接觸時(shí)能使一使用者更好地感覺(jué)觸墊的突起部分。
迄今， 一直假定人的手指碰觸本發(fā)明的觸墊。然而，即使在使用發(fā)射 電磁波的筆時(shí)，仍可藉由使用電磁波產(chǎn)生器來(lái)改變本發(fā)明的接觸信號(hào)產(chǎn)生 單元而使得使用者能夠更好地感覺(jué)觸墊。
圖15說(shuō)明使用具有根據(jù)第二例示性實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的觸墊的筆記型電 腦。以相同圖案形成于觸墊各處的多個(gè)圓圈表示能使一使用者更好地感覺(jué) 觸墊的突起部分。
盡管已參考本發(fā)明的某些例示性實(shí)施例展示并描述了本發(fā)明，但熟習(xí) 此技藝者將理解，可在本文中進(jìn)行形式及細(xì)節(jié)方面的各種改變而不背離如 由附加的申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所界定的本發(fā)明的精神及范疇。
本發(fā)明的觸墊可解決在使用現(xiàn)有習(xí)知的觸墊的輸入設(shè)備時(shí)的不舒適所 產(chǎn)生的缺乏感覺(jué)的問(wèn)題。即藉由使用以下結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)藉由形成包括導(dǎo)體 的多個(gè)突起部分而形成的結(jié)構(gòu)、藉由將多個(gè)金屬按鈕置于塑膠結(jié)構(gòu)中而形 成的結(jié)構(gòu)，及藉由形成多個(gè)凹陷部分及凸起部分的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1. 一種觸墊，其特征在于其包含印刷電路板；多個(gè)導(dǎo)體；以及非導(dǎo)電板，其安置于所述PCB的一表面上且具有多個(gè)突起部分，所述多個(gè)突起部分中的每一者中包括所述多個(gè)導(dǎo)體中之一。
2. —種碰觸感應(yīng)器，其特征在于其包含觸墊，包含印刷電路板；多個(gè)導(dǎo)體；以及非導(dǎo)電板，其安置于所述 PCB的一表面上且具有多個(gè)突起部分，所述多個(gè)突起部分中的每一者中包括 所述多個(gè)導(dǎo)體中之一；以及接觸信號(hào)產(chǎn)生單元，包含多個(gè)數(shù)字接觸控制器，所述數(shù)字接觸控制器 用于感應(yīng)由于所述多個(gè)突起部分中的每一者中的所述多個(gè)導(dǎo)體中之一與所 述PCB之間的阻抗變化而產(chǎn)生的延遲以輸出數(shù)字信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的碰觸感應(yīng)器，其特征在于所述纟皮改變的阻抗為 靜電電容及電感電容及電阻中之一。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的碰觸感應(yīng)器，其特征在于所述數(shù)字控制器中 的每一者包含延遲時(shí)間改變單元，其用于產(chǎn)生具有固定延遲時(shí)間的參考信號(hào)及具有 根據(jù)自外部施加的信號(hào)的阻抗而改變的延遲時(shí)間的感應(yīng)信號(hào)；以及延遲時(shí)間計(jì)算及數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元，其用于計(jì)算所述參考信號(hào)與所述感應(yīng) 信號(hào)之間的延遲時(shí)間差異，且產(chǎn)生具有對(duì)應(yīng)于所述計(jì)算得的延遲時(shí)間差異 的值的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的碰觸感應(yīng)器，其特征在于所述延遲時(shí)間改變 單元包含量測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器，其用于產(chǎn)生量測(cè)信號(hào)；固定延遲，其用于將所述量測(cè)信號(hào)延遲預(yù)定時(shí)間段且產(chǎn)生所述參考信 號(hào)；以及可變延遲，其用于根據(jù)自外部施加的所述信號(hào)的所述阻抗而改變延遲 時(shí)間、根據(jù)所述被改變的延遲時(shí)間而延遲所述量測(cè)信號(hào)及產(chǎn)生所述感應(yīng)信—弓—
6. —種觸墊，其特征在于其包含 印刷電路板；多個(gè)PCB電極安置于所述PCB的一表面上；非導(dǎo)電平板，其安置于所述PCB電極上且覆蓋除安置有所述PCB電極的 部分之外的所述PCB的一整個(gè)表面；以及多個(gè)導(dǎo)電按鈕，其置于所述非導(dǎo)電平板的所述未覆蓋部分中，且各具 有突出而高過(guò)所述非導(dǎo)電平板的表面的上部部分。
7. —種碰觸感應(yīng)器，其特征在于其包含觸墊及接觸信號(hào)產(chǎn)生單元，其中所述觸墊包含印刷電路板；多個(gè)PCB電極安置于所述PCB的一表面上；非導(dǎo)電平板，其安置于所述PCB電極上且覆蓋除安置有所述PCB電極 的部分之外的所述PCB的一整個(gè)表面；及多個(gè)導(dǎo)電按鈕，其置于所述非導(dǎo)電平板的所述未覆蓋部分中，且各 具有突出而高過(guò)所述非導(dǎo)電平板的表面的上部部分；以及所述接觸信號(hào)產(chǎn)生單元包含多個(gè)數(shù)字接觸控制器，所述數(shù)字接觸控制 器用于感應(yīng)由于由外部接觸引起的在所述導(dǎo)電按鈕與所述PCB電才及之間的 阻抗變化而產(chǎn)生的延遲以輸出數(shù)字信號(hào)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的觸碰感應(yīng)器，其特征在于所述被改變的阻抗為 靜電電容、電感電容及電阻中之一。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸碰感應(yīng)器，其特征在于所述數(shù)字控制器中 的每一者包含延遲時(shí)間改變單元，其用于產(chǎn)生具有固定延遲時(shí)間的參考信號(hào)，及具 有根據(jù)自外部施加的信號(hào)的阻抗而改變的延遲時(shí)間的感應(yīng)信號(hào)；以及延遲時(shí)間計(jì)算及數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元，其用于計(jì)算所述參考信號(hào)與所述感應(yīng) 信號(hào)之間的延遲時(shí)間差異，且產(chǎn)生具有對(duì)應(yīng)于所述計(jì)算得的延遲時(shí)間差異 的值的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的觸碰感應(yīng)器，其特征在于所述延遲時(shí)間改變 單元包含量測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器，其用于產(chǎn)生量測(cè)信號(hào)；固定延遲，其用于將所述量測(cè)信號(hào)延遲預(yù)定時(shí)間段以產(chǎn)生所述參考信 號(hào)；以及可變延遲，其用于根據(jù)自外部施加的所述信號(hào)的所述阻抗而改變延遲 時(shí)間、根據(jù)所述被改變的延遲時(shí)間而延遲所述量測(cè)信號(hào)以產(chǎn)生所述感應(yīng)信 號(hào)。
11. 一種觸墊，包含 印刷電路板；多個(gè)PCB電極安置于所述PCB的一表面上；以及非導(dǎo)電板，其安置于所述PCB電極上且具有對(duì)應(yīng)于所述PCB電極的多個(gè) 凹陷部分及凸起部分。
12. —種碰觸感應(yīng)器，其特征在于其包含觸墊及接觸信號(hào)產(chǎn)生單元，其中所述觸墊包含印刷電贈(zèng)4反；多個(gè)PCB電極安置于所述PCB的一表面上；及非導(dǎo)電板，其安置于所述PCB電極上且具有對(duì)應(yīng)于所述PCB電極的多 個(gè)凹陷部分及凸起部分；以及所述接觸信號(hào)產(chǎn)生單元包含多個(gè)數(shù)字接觸控制器，所述多個(gè)數(shù)字接觸 控制器用于感應(yīng)由于由外部接觸引起的在所述凹陷部分的底部與所述PCB 電極之間的阻抗變化而產(chǎn)生的延遲以輸出數(shù)字信號(hào)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的碰觸感應(yīng)器，其特征在于所述被改變的阻 抗為靜電電容、電感電容及電阻中之一。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的碰觸感應(yīng)器，其特征在于所述數(shù)字控制器 中的每一者包含延遲時(shí)間改變單元，其用于產(chǎn)生具有固定延遲時(shí)間的參考信號(hào)，及具有 根據(jù)自外部施加的信號(hào)的阻抗而改變的延遲時(shí)間的感應(yīng)信號(hào)；以及延遲時(shí)間計(jì)算及數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元，其用于計(jì)算所述參考信號(hào)與所述感應(yīng) 信號(hào)之間的延遲時(shí)間差異，且產(chǎn)生具有對(duì)應(yīng)于所述計(jì)算得的延遲時(shí)間差異 的值的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
15. 才艮據(jù)權(quán)利要求14所述的石並觸感應(yīng)器，其特征在于所述延遲時(shí)間改 變單元包含量測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器，其用于產(chǎn)生量測(cè)信號(hào)；固定延遲，其用于將所述量測(cè)信號(hào)延遲預(yù)定時(shí)間段且產(chǎn)生所述參考信 號(hào)；以及可變延遲，其用于根據(jù)自外部施加的所述信號(hào)的所述阻抗而改變延遲 時(shí)間、根據(jù)所述被改變的延遲時(shí)間而延遲所述量測(cè)信號(hào)且產(chǎn)生所述感應(yīng)信 號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種觸墊及一種使用所述觸墊的碰觸感應(yīng)器。所述觸墊包括印刷電路板(PCB)；多個(gè)導(dǎo)體；及非導(dǎo)電板，其安置于所述PCB的一表面上且具有多個(gè)突起部分，所述突起部分中分別包括導(dǎo)體。另外，所述碰觸感應(yīng)器包括觸墊；及接觸信號(hào)產(chǎn)生單元，其具有多個(gè)數(shù)字接觸控制器，所述數(shù)字接觸控制器用于感應(yīng)由于突起部分中的導(dǎo)體與PCB之間的阻抗變化而產(chǎn)生的延遲及根據(jù)所述延遲來(lái)輸出數(shù)字信號(hào)。一種使所述觸墊作為輸入設(shè)備的裝置能使使用者更好地感覺(jué)觸墊。
文檔編號(hào)G06F3/041GK101512466SQ200780032101
公開(kāi)日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2007年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月5日
發(fā)明者李芳遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:艾勒博科技股份有限公司