專利名稱：觸控構(gòu)造及觸控裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型有關于一種觸控構(gòu)造及觸控裝置，特別是指利用人體的電磁吸收特性及電磁耦合原理，而輸出感應訊號之單點或多點觸控構(gòu)造及裝置。
背景技術(shù)：
觸控技術(shù)在3C產(chǎn)品的應用越來越廣泛，目前較為常見的有旅游展覽園區(qū)的導覽系統(tǒng)、智能手機、電腦游戲機臺、自動化工作機臺等，主要原因在于觸控方式具有操作簡單方便的優(yōu)點，且不用再額外準備輸入控制裝置，任何人都可以輕易上手。其中藉由觸碰產(chǎn)生電流電壓的改變，作為偵測觸碰位置的觸控輸入技術(shù)，大致有電阻式觸控及電容式觸控兩種。進一步說明如下電阻式觸控技術(shù)請參閱圖7所示，在一顯示器(A)上設置相隔開的一 ITO玻璃(B) 及一 ITO薄膜(C)，并在該ITO玻璃(B)及ITO薄膜(C)之間間隔設置復數(shù)個間隔物(D)， 在該ITO玻璃⑶及ITO薄膜(C)之間通入5伏特電壓，當使用者觸碰該ITO薄膜(C)，使其凹陷與ITO玻璃(B)接觸產(chǎn)生電壓變化，藉由感應觸碰點的電壓變化，而偵測觸碰點位置，再將電壓變化的類比訊號轉(zhuǎn)換為數(shù)位控制訊號輸入該顯示器內(nèi)，達到觸控的目的，但是電阻式觸控技術(shù)僅能做到單點的觸控，同時觸碰感應較不精確，而且經(jīng)常的觸碰按壓容易對ITO薄膜(C)及ITO玻璃⑶造成刮傷，導致?lián)p壞。電容式觸控技術(shù)請參閱圖8所示，在一顯示器(E)上有二層ITO薄膜(F)，該二層 ITO薄膜(F)之間有一玻璃(G)隔開，最外層為一薄薄的二氧化硅硬化層(H)，在玻璃(G) 表面建立一均勻電場，利用人體觸碰，使人體內(nèi)靜電流入地面，產(chǎn)生微弱電流的方式感應觸碰位置，來達到觸控的目的，而電容式觸控相對電阻式觸控可以做到多點觸控的優(yōu)勢，并且較不會有刮傷的缺失。然而，不論是電阻式觸控技術(shù)或電容式觸控技術(shù)，為了在觸碰時產(chǎn)生電流電壓之變化，以作為偵測觸碰位置的依據(jù)，都需要通以電流，而藉以產(chǎn)生電場，并且在電阻式觸控技術(shù)或電容式觸控技術(shù)中，感應電流電壓變化的導電體皆使用ITO薄膜，并將ITO薄膜鍍在絕緣玻璃上。另外尚有光學式觸控及超音波式觸控等觸控技術(shù)，但非為本實用新型改良重點， 故不做介紹，而本實用新型主要改良是前述電阻式觸控及電容式觸控需要外加電流產(chǎn)生電場的部份，本實用新型期望開發(fā)不需通以電流，而利用人體的電磁吸收特性及電磁耦合原理，作為偵測觸碰點位置，輸出感應訊號作為控制的新穎觸控裝置。

實用新型內(nèi)容爰此，基于上述目的，本案發(fā)明人秉持不斷創(chuàng)新研發(fā)之精神，開發(fā)出一種觸控構(gòu)造，包括一個以上的導電體，藉由在前述導電體上區(qū)隔出一個以上觸碰點，并利用電磁耦合而在前述觸碰點接收一個以上感應電壓；一偵測電路，電性連接前述導電體，用以傳導前述感應電壓，而輸出一感應訊號。進一步，前述導電體包含有一參考點，并利用電磁耦合而在該參考點接收一參考電壓，該偵測電路并用以傳導前述感應電壓及參考電壓，而依據(jù)該感應電壓及參考電壓之差值而輸出該感應訊號。進一步，該偵測電路包含有一差動放大器或一運算放大器，前述差動放大器或運算放大器系藉由計算該感應電壓及參考電壓之差值，而以該電壓差值用以作臨限檢測；該差動放大器或運算放大器可以以雙極性電晶體、MOS電晶體、CMOS電晶體或FET電晶體任一種作為輸入端，輸出端則視設計有所不同，經(jīng)檢測臨限電壓決定輸出高態(tài)或低態(tài)[在數(shù)位邏輯代表1或0，在本實用新型即為觸碰或不觸碰，并可據(jù)以偵測得知該觸碰點座標]之感應訊號。進一步，該偵測電路包含有一低通濾波器，用以在該感應電壓進入前述差動放大器或運算放大器之前，濾除非該感應電壓之高頻訊號。進一步，前述導電體系呈點狀、線狀[包含直線或曲線]或呈任意形狀之平面或曲面，用以做一點的觸控感應。進一步，包含有復數(shù)個前述點狀導電體、線狀導電體或面狀導電體，各該導電體相鄰排列在空間中的一個維度上，前述一個維度是指各該導電體之排列，為沿一直線、曲線或曲面分布排列，呈互相不交錯，無任何重迭處，例如排列在空間中的X軸上，做一維的觸控感應。進一步，其包含有復數(shù)個前述線狀導電體，各該線狀導電體呈陣列式交錯排列在空間中的二個維度上，前述二個維度是指部份各該線狀導電體沿一個維度分布排列及其余各該線狀導電體沿另一個維度分布排列，而二個維度之各該線狀導電體之交錯處以一絕緣層隔開各該線狀導電體，前述任一個維度系指各該導電體之排列，為沿一直線、曲線或曲面分布排列，呈互相不交錯，無任何重迭處，例如交錯排列在空間中的X軸及Y軸構(gòu)成之平面上，用以做二維的觸控感應。進一步，其包含有復數(shù)個前述線狀導電體，各該線狀導電體呈陣列式交錯排列在空間中三個維度上，前述三個維度是指三個部份各該導電體各自沿一個維度分布排列，而三個維度之各該線狀導電體之交錯處以一絕緣層隔開各該線狀導電體；前述任一個維度系指各該導電體之排列，為沿一直線、曲線或曲面分布排列，呈互相不交錯，無任何重迭處，例如交錯排列在空間中的X軸、Y軸及Z軸共同包圍之立體區(qū)塊之X-Y平面、X-Z平面及Y-Z 平面上，做類似三維的觸控感應。本實用新型亦為一種使用前述觸控構(gòu)造之觸控裝置。進一步，該觸控裝置為觸控開關、觸控鍵盤或觸控顯示器。進一步，前述觸控顯示器之二維線狀導電體排列呈充分細小的網(wǎng)目，因此可產(chǎn)生連續(xù)的輸入，藉此亦可做為該觸控顯示器之手寫輸入裝置。本實用新型之有益效果在于1.本實用新型將導電體作浮接至偵測電路，而所述浮接即不在導電體上外加直流電流或交流電流以產(chǎn)生電場，而利用人體的電磁吸收特性及電磁耦合原理，而感應觸碰點位置之新穎觸控方式。[0023] 2.本實用新型之導電體不限制于ITO薄膜，可使用金屬線、導電纖維或任何可以導通電流電壓之任意形狀之物質(zhì)；并且作為點狀觸控或一維的線狀觸控時，并不一定要使用絕緣體；作為二維或三維觸控時，由于不一定使用ITO薄膜，所以絕緣體可不使用絕緣玻璃，絕緣體只要夠薄，皆可以使用。

[0024]圖1為本實用新型第一實施例觸控構(gòu)造之示意圖。[0025]圖2為本實用新型第一實施例觸控裝置之外觀圖。[0026]圖3為本實用新型第一實施例之流程圖。[0027]圖4為本實用新型第二實施例觸控構(gòu)造之示意圖。[0028]圖5為本實用新型第三實施例觸控構(gòu)造之示意圖。[0029]圖6為本實用新型第四實施例觸控構(gòu)造之示意圖。[0030]圖7為習知電阻式觸控構(gòu)造之示意圖。[0031]圖8為習知電容式觸控構(gòu)造之示意圖。[0032]附圖標記說明[0033]⑴導電體(11)絕緣層[0034](12)觸碰點(13)參考點[0035]⑵偵測電路(21)差動放大器[0036](22)低通濾波器[0037](3)控制單元[0038](4)待操控物[0039](A)顯示器(B) ITO玻璃[0040](C) ITO薄膜(D)間隔物[0041](E)顯示器(F) ITO薄膜[0042](G)玻璃(H)硬化層。
具體實施方式
綜合上述技術(shù)特征，本實用新型觸控構(gòu)造及觸控裝置的主要功效將可于下述實施例清楚呈現(xiàn)。本實用新型之第一實施例是應用在一具有開/關控制之觸控開關，請參閱圖1及圖2所示，其包括兩個導電體(1)，在本實施例各該導電體⑴為呈點狀的觸控開關，并在各該導電體(1)外披覆一絕緣層(11)，其中一個導電體作為觸碰點(12)，代表碰觸/無碰觸之輸入， 另一個導電體(1)則作為參考點(13)，該參考點(13)之用途是作為前述觸碰點(12)是否被觸碰的參考依據(jù)；一偵測電路⑵，電連接前述導電體⑴之觸碰點(12)及參考點(13)， 該偵測電路( 包含有一差動放大器[或者也可以是運算放大器]，以及一低通濾波器 (22)，再由該偵測電路( 之差動放大器電連接至一控制單元(3)，由該控制單元(3) 控制一待操控物[例如電燈、冷氣、門鎖或水龍頭等]開啟或關閉。操作方式請參閱圖3所示，當使用者在觸碰該導電體⑴時，因為人體具有電磁吸收的特性會吸收周遭的電源輻射，在臺灣普遍使用AC電源及110V，而頻率為60Hz的電壓， 再藉由電磁耦合現(xiàn)象，而在該導電體(1)產(chǎn)生一感應電壓由該導電體(1)接收，其中依據(jù)實際量測結(jié)果，人體直接接觸該導電體(1)之觸碰點(12)或參考點(13)可傳導約為IOV感應電壓，近接碰觸絕緣層(11)而不實際接觸該導電體(1)之觸碰點(12)或參考點(13)可傳導約為30-150mV感應電壓，亦在目前電子電路構(gòu)成可以輕易讀取的范圍值，所以在本實施例中該導電體⑴外皆披覆該絕緣層(11)，主要目的作為保護電路之用途；我們定義其一導電體(1)作為感應觸碰作用之觸碰點(12)，另一個導電體(1)作為隨時感應環(huán)境中各種電磁波之參考點(1 ；要說明的是，在使用者未觸碰該導電體(1)時，由于現(xiàn)在環(huán)境中充斥各種電器產(chǎn)品及各種電磁波，在不同環(huán)境而有不同大小之電磁波，所以仍然有可能使前述導電體(1)感應環(huán)境電磁波，使觸碰點(1 感應到一感應電壓，參考點(1 亦感應等值之電壓，此感應電壓定義為參考電壓，我們刻意保留參考點(1 作為抵消環(huán)境電磁波之參考；將前述感應電壓及參考電壓先經(jīng)過該偵測電路( 的低通濾波器0 濾除非屬于該參考電壓及感應電壓之高頻訊號，再經(jīng)過該差動放大器將感應電壓減去參考電壓；若該感應電壓與參考電壓約略等值，此電壓差值將遠小于臨限電壓，則視為該觸碰點(12)未被觸碰，并據(jù)以由該差動放大器輸出一感應訊號；若此電壓差值超過臨限電壓，則確認該觸碰點(1 被觸碰，并據(jù)以由該差動放大器輸出另一感應訊號；最后由該控制單元接收該感應訊號，控制該待操控物(4)開啟或關閉。要進一步說明的是，人體是屬于高阻抗輸出，所以在該偵測電路O)必須是高阻抗輸入，在本實施例中，該低通濾波器02)則必須是高阻抗輸入；另外，該差動放大器是以雙極性電晶體、MOS電晶體、CMOS電晶體或FET電晶體任一種作為輸入端，輸出端則視設計有所不同，經(jīng)檢測臨限電壓決定輸出高態(tài)或低態(tài)[在數(shù)位邏輯代表1或O，在本實用新型即為觸碰或不觸碰]之感應訊號。本實用新型第二實施例請參閱圖4所示，此時前述導電體(1)呈一維的線狀，在本實施例其包含有復數(shù)個前述一維的線狀導電體(1)相鄰排列在空間中的X軸上，做一維的觸控感應，觸控方式如同第一實施例所述，較第一實施例用途更為廣泛的是利用該偵測電路( 偵測得知被碰觸之觸碰點(1 座標，應用方面更為廣泛。本實用新型第三實施例請參閱圖5所示，此時前述導電體(1)呈一維的線狀，在本實施例其包含有復數(shù)個前述一維的線狀導電體(1)呈陣列式交錯排列在空間中的X軸及Y 軸構(gòu)成之平面上，相同的，在各該線狀導電體(1)外披覆一絕緣層(11)，其中本實施例所披覆之絕緣層(11)在本實施例是必要的，除了作為保護電路之用途外，該絕緣層(11)系用來隔開X軸與Y軸之間各線狀導電體⑴之交錯處的電流電壓，避免不同導電體⑴之間的感應電壓相互傳遞，藉此，可據(jù)以做二維的觸控感應。本實用新型第四實施例請參閱圖6所示，其包含有復數(shù)個前述一維的線狀導電體 (1)，各該一維的線狀導電體(1)呈陣列式交錯排列在空間中的X軸、Y軸及Z軸共同包圍之立體區(qū)塊之X-Y平面、X-Z平面及Y-Z平面上，相同的，在各該線狀導電體(1)外披覆一絕緣層(11)，本實施例所披覆之絕緣層(11)在本實施例亦是必要的，用途亦是用來隔開X 軸、Y軸及Z軸之間各一維的線狀導電體(1)之交錯處的電流電壓，避免不同導電體(1)之間的感應電壓相互傳遞，藉此，可據(jù)以做類似三維的觸控感應。其中前述第二實施例至第四實施例中所述的一維的觸控感應、二維的觸控感應及三維的觸控感應可以是運用在電子紙、觸控螢幕[顯示器面板、手機面板及電視面板等]、 觸控游戲機、觸控導覽系統(tǒng)等觸控裝置上，作為創(chuàng)意性的開發(fā)，更可以將所述線狀導電體 (1)編織在服飾、皮包、玩具、帽子、鞋子或文具等用途。要再說明的是，前述各實施例的觸碰點(1 可以同時獨立接收觸碰輸入，所以本實用新型可以使用在同時進行多點的觸碰輸入控制用途上。該觸控裝置應用于觸控顯示屏時，將二維線狀導電體(1)交織形成的網(wǎng)目充分細小，而可產(chǎn)生連續(xù)的輸入，藉此亦可做為顯示屏之手寫輸入裝置。惟，以上所述僅為本實用新型之較佳實施例，當不能以此限定本實用新型實施之范圍，即依本實用新型申請專利范圍及實用新型說明內(nèi)容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本實用新型涵蓋之范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種觸控構(gòu)造，包括一個以上的導電體，藉由在前述導電體上區(qū)隔出一個以上觸碰點，并利用電磁耦合而在前述觸碰點接收一個以上感應電壓；一偵測電路，電性連接前述導電體，用以傳導前述感應電壓，而輸出一感應訊號。
2.如權(quán)利要求1所述的觸控構(gòu)造，其中前述導電體包含有一參考點，并利用電磁耦合而在該參考點接收一參考電壓，該偵測電路并用以傳導前述感應電壓及參考電壓，而依據(jù)該感應電壓及參考電壓之差值而輸出該感應訊號。
3.如權(quán)利要求2所述的觸控構(gòu)造，其中該偵測電路包含有一差動放大器或一運算放大器，前述差動放大器或運算放大器輸入前述感應電壓及參考電壓，并用以計算該感應電壓及參考電壓之差值。
4.如權(quán)利要求3所述的觸控構(gòu)造，其中該偵測電路包含有一低通濾波器，用以在該感應電壓進入前述差動放大器或運算放大器之前，濾除非該感應電壓之高頻訊號。
5.如權(quán)利要求1所述的觸控構(gòu)造，其中前述導電體系呈點狀。
6.如權(quán)利要求1所述的觸控構(gòu)造，其中前述導電體呈線狀。
7.如權(quán)利要求1所述的觸控構(gòu)造，其中前述導電體呈一任意形狀之平面或曲面。
8.如權(quán)利要求5所述的觸控構(gòu)造，其包含有復數(shù)個前述點狀導電體，各該點狀導電體相鄰排列在空間中的一個維度上，前述一個維度是指各該導電體之排列，為沿一直線、曲線或曲面分布排列，呈互相不交錯，無任何重迭處。
9.如權(quán)利要求6所述的觸控構(gòu)造，其包含有復數(shù)個前述線狀導電體，各該線狀導電體相鄰排列在空間中的一個維度上，前述一個維度是指各該導電體之排列，為沿一直線、曲線或曲面分布排列，呈互相不交錯，無任何重迭處。
10.如權(quán)利要求7所述的觸控構(gòu)造，其包含有復數(shù)個前述面狀導電體，各該面狀導電體相鄰排列在空間中的一個維度上，前述一個維度是指各該導電體之排列，為沿一直線、曲線或曲面分布排列，呈互相不交錯，無任何重迭處。
11.如權(quán)利要求9項所述的觸控構(gòu)造，其包含有復數(shù)個前述線狀導電體，各該線狀導電體呈陣列式交錯排列在空間中的二個維度上，前述二個維度是指部份各該線狀導電體沿一個維度分布排列及其余各該線狀導電體沿另一個維度分布排列，而二個維度之各該線狀導電體之交錯處以一絕緣層隔開各該線狀導電體，前述任一個維度是指各該導電體之排列， 為沿一直線、曲線或曲面分布排列，呈互相不交錯，無任何重迭處。
12.如權(quán)利要求6所述的觸控構(gòu)造，其包含有復數(shù)個前述線狀導電體，各該線狀導電體呈陣列式交錯排列在空間中三個維度上，前述三個維度是指三個部份各該導電體各自沿一個維度分布排列，而三個維度之各該線狀導電體之交錯處以一絕緣層隔開各該線狀導電體，前述任一個維度系指各該導電體之排列，為沿一直線、曲線或曲面分布排列，呈互相不交錯，無任何重迭處。
13.一種使用權(quán)利要求1所述觸控構(gòu)造的觸控裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的觸控裝置，其中該觸控裝置為觸控開關、觸控鍵盤、手寫輸入裝置或觸控螢幕。
專利摘要本實用新型有關于一種觸控構(gòu)造及觸控裝置，是一不需通以電流，而利用人體的電磁吸收特性及電磁耦合原理，作為偵測觸碰點位置的新穎觸控構(gòu)造及裝置；解決問題之技術(shù)手段在于前述觸控構(gòu)造包括一個以上導電體及一偵測電路，藉由在前述導電體上形成一個以上觸碰點，并利用電磁耦合至前述一個以上觸碰點，藉由各觸碰點各自獨立接收一個感應電壓，并藉由該偵測電路輸出一感應訊號，再藉以使用在一個單點或多點觸控裝置的用途。
文檔編號G06F3/046GK201947242SQ201020661709
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者吳錫堯 申請人:吳錫堯