感應元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供一種感應元件，其包含比較器、第一及第二可變電容器單元。比較器的第一比較器輸入端用以電性耦接觸控按鍵。第一可變電容器單元用以對第一比較器輸入端充電，使得第一比較器輸入端具有第一電位。第二可變電容器單元用以對第二比較器輸入端充電，使得第二比較器輸入端具有第二電位，其中比較器用以比較第一電位和第二電位而產(chǎn)生比較器輸出信號。在觸控按鍵作動的情形下，第一可變電容器單元依據(jù)比較器輸出信號作調(diào)整而對第一比較器輸入端進行電位補償，或是第二可變電容器單元依據(jù)比較器輸出信號作調(diào)整而對第二比較器輸入端進行電位補償。
【專利說明】感應元件

【技術領域】
[0001]本
【發(fā)明內(nèi)容】
是有關于一種感應元件，且特別是有關于一種適用于感應觸控按鍵的動作的感應元件。

【背景技術】
[0002]以現(xiàn)今高科技技術而言，越來越多電子產(chǎn)品的操作界面都開始改用觸控式面板，使得觸碰感測裝置的需求日益成長。觸碰感測裝置幾乎已經(jīng)成了任何按鍵式界面的基礎，而且以觸碰感測控制界面取代傳統(tǒng)的按鍵界面，毫無疑問地可以讓界面變得更直覺、使用上也更容易。
[0003]此外，本領域技術人員可通過觸碰感測控制界面替代各種應用所需的機械式按鍵，例如:存取控制、移動電話、MP3播放器、PC周邊和遙控器等等，也可因此節(jié)省產(chǎn)品制作所需的成本。
[0004]然而，在例如電容式觸碰感測裝置中，通常需要設置許多電容器以供進行觸碰感應操作，且這些電容器所占的電路布局(layout)面積相當?shù)卮?，不僅使得觸碰感測裝置的尺寸無法有效地縮減，也使得觸碰感測裝置的制作成本居高不下。
[0005]此外，在一般的觸碰感測裝置中，一旦有關電容器的電路布局決定之后，觸碰感測裝置本身的感測靈敏度也就因此固定而無法變動，如此使得觸碰感測裝置所進行的觸碰感應操作，無法依據(jù)外在實際情況或是使用者狀況有彈性地作調(diào)整。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實施例內(nèi)容是關于一種感應元件，用以提供一觸控感應操作.
[0007]本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一實施方式提供一種感應元件，其包含比較器、第一可變電容器單元以及第二可變電容器單元。比較器包含第一比較器輸入端以及第二比較器輸入端，第一比較器輸入端用以電性耦接第一觸控按鍵。第一可變電容器單元電性耦接第一比較器輸入端，并用以通過至少一第一驅(qū)動信號對第一比較器輸入端充電，使得第一比較器輸入端具有第一電位。第二可變電容器單元電性耦接該第二比較器輸入端，并用以通過至少一第二驅(qū)動信號對第二比較器輸入端充電，使得第二比較器輸入端具有第二電位，其中比較器用以比較第一電位和第二電位而產(chǎn)生比較器輸出信號。在第一觸控按鍵作動的情形下，第一可變電容器單元依據(jù)比較器輸出信號作調(diào)整而對第一比較器輸入端進行電位補償，或是第二可變電容器單元依據(jù)比較器輸出信號作調(diào)整而對第二比較器輸入端進行電位補償。
[0008]本
【發(fā)明內(nèi)容】
的另一實施方式關于一種感應元件，其包含比較器以及可變電容器單元。比較器包含第一比較器輸入端以及第二比較器輸入端，第一比較器輸入端用以電性耦接觸控按鍵，第二比較器輸入端用以電性耦接參考電壓源而具有參考電位。可變電容器單元電性耦接第一比較器輸入端，并用以通過至少一第一驅(qū)動信號對第一比較器輸入端充電，使得第一比較器輸入端具有第一電位，其中比較器用以比較第一電位和參考電位而產(chǎn)生比較器輸出信號。在觸控按鍵作動的情形下，可變電容器單元依據(jù)比較器輸出信號作調(diào)整而對第一比較器輸入端進行電位補償。
[0009]本
【發(fā)明內(nèi)容】
的另一實施方式關于一種感應元件，其包含一比較器、一第一開關、一第二開關以及一控制器。比較器包含一第一比較器輸入端以及一第二比較器輸入端。第一比較器輸入端具有一第一電位，且第一比較器輸入端用以電性稱接一觸控按鍵。第二比較器輸入端具有一第二電位，其中比較器用以比較第一電位和第二電位而產(chǎn)生一比較器輸出信號。第一開關用以將第一比較器輸入端選擇性地耦接于多串觸控按鍵中的一串觸控按鍵，該串觸控按鍵包含該觸控按鍵。第二開關用以選擇性地傳送至少一第一驅(qū)動信號至該串觸控按鍵中的該觸控按鍵?？刂破饔靡越邮毡容^器輸出信號，其中在觸控按鍵作動的情形下，控制器依據(jù)比較器輸出信號而對第一電位作調(diào)整。
[0010]本
【發(fā)明內(nèi)容】
旨在提供本揭示內(nèi)容的簡化摘要，以使閱讀者對本揭示內(nèi)容具備基本的理解。此
【發(fā)明內(nèi)容】
并非本揭示內(nèi)容的完整概述，且其用意并非在指出本發(fā)明實施例的重要(或關鍵)元件或界定本發(fā)明的范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是依照本發(fā)明第一實施例繪示一種感應元件的示意圖；
[0012]圖2A至圖2C是依照本發(fā)明實施例繪示一種如圖1所示感應元件中電容及電位變化的示意圖；
[0013]圖3是依照本發(fā)明實施例繪示一種如圖1所示的可變電容器單元的示意圖；
[0014]圖4是依照本發(fā)明第二實施例繪示一種感應元件的示意圖；
[0015]圖5A至圖5C是依照本發(fā)明實施例繪示一種如圖4所示感應元件中電容及電位變化的示意圖；
[0016]圖6是依照本發(fā)明實施例繪示一種如圖1或圖4所示的可變電容器單元的示意圖；
[0017]圖7是依照本發(fā)明第三實施例繪示一種感應元件的示意圖；
[0018]圖8是依照本發(fā)明第四實施例繪示一種感應元件的示意圖；以及
[0019]圖9是依照本發(fā)明第五實施例繪示一種感應元件的示意圖。
[0020]附圖標記
[0021]100、700、800、900:感應元件
[0022]120、720:比較器
[0023]122、722:第一比較器輸入端
[0024]124、724:第二比較器輸入端
[0025]140,740:控制器
[0026]802、804:電極

【具體實施方式】
[0027]下文舉實施例配合所附附圖作詳細說明，但所提供的實施例并非用以限制本發(fā)明所涵蓋的范圍，而結構運作的描述非用以限制其執(zhí)行的順序，任何由元件重新組合的結構，所產(chǎn)生具有均等功效的裝置，皆為本發(fā)明所涵蓋的范圍。此外，附圖僅以說明為目的，并未依照原尺寸作圖。為使便于理解，下述說明中相同元件將以相同的符號標示來說明。
[0028]在全篇說明書與申請專利范圍所使用的用詞(terms)，除有特別注明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露的內(nèi)容中與特殊內(nèi)容中的平常意義。某些用以描述本揭露的用詞將于下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本揭露之描述上額外的引導。
[0029]關于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特別指稱次序或順位的意思，也非用以限定本發(fā)明，其僅僅是為了區(qū)別以相同技術用語描述的元件或操作而已。
[0030]其次，在本文中所使用的用詞“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限于。
[0031]另外，關于本文中所使用之“耦接”或“連接”，均可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，也可指二或多個元件相互操作或動作。
[0032]圖1是依照本發(fā)明第一實施例繪示一種感應元件的示意圖。如圖1所示,感應元件100可用以感應至少一觸控按鍵(如:電容式觸控按鍵TKN)的動作，并可依據(jù)感應結果相應地操作(如:控制后續(xù)電路、輸出數(shù)字數(shù)據(jù)信號、…等)，藉此執(zhí)行相應的功能或操作。感應元件100包含一比較器120、可變電容器單元Cmn以及可變電容器單元Cmp。比較器120包含第一比較器輸入端122以及第二比較器輸入端124,第一比較器輸入端122可用以電性耦接電容式觸控按鍵TKN?？勺冸娙萜鲉卧狢mn電性耦接第一比較器輸入端122，可用以通過至少一第一驅(qū)動信號(如:驅(qū)動信號Pl)對第一比較器輸入端122充電,使得第一比較器輸入端122具有一第一電位VTK。可變電容器單兀Cmp電性稱接第二比較器輸入端124,可用以通過至少一第二驅(qū)動信號(如:驅(qū)動信號P2)對第二比較器輸入端124充電，使得第二比較器輸入端124具有一第二電位VDK，其中比較器120可用以比較第一電位VTK和第二電位VDK而產(chǎn)生一比較器輸出信號CP。
[0033]在電容式觸控按鍵TKN動作(如:電容式觸控按鍵TKN經(jīng)手指、觸控筆、…等觸碰而有電容的變化)的情形下，可使電容式觸控按鍵TKN的第一電位VTK低于第二電位VDK，可變電容器單元Cmn即可依據(jù)第一電位VTK與第二電位VDK比較后所產(chǎn)生的比較器輸出信號CP作調(diào)整，而對第一比較器輸入端122進行電位補償，使得第一電位VTK經(jīng)電位補償后而與第二電位VDK相等或平衡，藉此獲取電容式觸控按鍵TKN作動所對應的電位或電容變化，可供后續(xù)進行數(shù)據(jù)的運算處理，以判斷是否有觸控操作發(fā)生或執(zhí)行相應的觸控功能。
[0034]在一些實施例中，第一比較器輸入端122是比較器120的正極性輸入端(即輸入端“ + ”)，第二比較器輸入端124是比較器120的負極性輸入端(即輸入端“-”)。在另一些實施例中，第一比較器輸入端122是比較器120的負極性輸入端(即輸入端“-”)，第二比較器輸入端124是比較器120的正極性輸入端(即輸入端“ + ”)。
[0035]圖2A至圖2C是依照本發(fā)明實施例繪示一種如圖1所示感應元件中電容及電位變化的示意圖。具體而言，如圖1和圖2A至圖2C所示，以可變電容器單元Cmn和Cmp具有預設相同的等效電容為例，在電容式觸控按鍵TKN未作動(如:電容式觸控按鍵TKN未經(jīng)觸碰)的情形下，第一電位VTK與第二電位VDK可通過可變電容器單元Cmn和Cmp充電至相同或相近的電位；接著，在電容式觸控按鍵TKN作動(如:電容式觸控按鍵TKN經(jīng)手指、觸控筆、…等觸碰)的情形下，電容式觸控按鍵TKN與第一比較器輸入端122耦接的一端的電容值(例如自容CC)會產(chǎn)生變化，使得第一電位VTK下降而低于第二電位VDK。其次，可變電容器單元Cmn可依據(jù)第一電位VTK與第二電位VDK比較后所產(chǎn)生的比較器輸出信號CP作調(diào)整(如:可變電容器單元Cmn在作調(diào)整后可具有相對于可變電容器單元Cmp較大的等效電容)，進而對第一比較器輸入端122進行電位補償，使得第一電位VTK再次上升至與第二電位VDK相同或相近，其中上述對應的電位或電容變化便可供后續(xù)進行數(shù)據(jù)的運算處理，以判斷是否有觸控操作發(fā)生，或藉此執(zhí)行相應的觸控功能。在其他實施例中，也可以是可變電容器單元Cmp依據(jù)第一電位VTK與第二電位VDK比較后所產(chǎn)生的比較器輸出信號CP作調(diào)整(如:可變電容器單元Cmp在作調(diào)整后可具有相對于可變電容器單元Cmn較小的等效電容)，進而對第二比較器輸入端124進行電位補償，使得第二電位VDK下降至與第一電位VTK相同或相近。又或是在其他的實施例中，可變電容器單元Cmp以及可變電容器單元Cmn可分別依據(jù)第一電位VTK與第二電位VDK比較后所產(chǎn)生的比較器輸出信號CP作調(diào)整，進而對第二比較器輸入端124以及第一比較器輸入端122進行電位補償，使得第二電位VDK以及第一電位VTK經(jīng)補償后電位相同或相近。前述依據(jù)比較器輸出信號CP調(diào)整可變電容器單元Cmp以及可變電容器單元Cmn的動作可同時進行，或先對其中一者例如可變電容器單元Cmp進行調(diào)整，再對另一可變電容器單元Cmn進行調(diào)整，或采取相反的動作，先對可變電容器單元Cmn進行調(diào)整，再針對可變電容器單元Cmp進行調(diào)整。在本發(fā)明一些實施例中，“電位補償”除了可以指稱提高比較器輸入端的電位，也可以用以指稱調(diào)降比較器輸入端的電位，亦即比較器輸入端的電位可經(jīng)電位補償而增加或減少。
[0036]其次，如圖1所示，感應元件100還可包括一控制器140，且此控制器140電性耦接比較器120，用以接收比較器輸出信號CP而產(chǎn)生一控制信號CS控制可變電容器單元Cmn，以調(diào)整可變電容器單元Cmn的等效電容，使得可變電容器單元Cmn可相應地對第一比較器輸入端122進行電位補償。在其他實施例中，也可去調(diào)整可變電容器單元Cmp的等效電容，使得可變電容器單元Cmp可相應地對第二比較器輸入端124進行電位補償。又或是可如上段所述，也可分別去調(diào)整可變電容器單元Cmp以及可變電容器單元Cmn的等效電容，使得可變電容器單元Cmp以及可變電容器單元Cmn可相應地對第二比較器輸入端124以及第一比較器輸入端122進行電位補償。
[0037]圖3依照本發(fā)明實施例繪示一種如圖1所示的可變電容器單元Cmn的示意圖。如圖1和圖3所示，可變電容器單元Cmn包括數(shù)個可切換式電容器(如:可切換式電容器SC1、SC2、SC3、SC4)，且可切換式電容器SC1、SC2、SC3、SC4相互并聯(lián)耦接，其中可切換式電容器SC1、SC2、SC3、SC4的一端用以選擇性地接收驅(qū)動信號P1，且可切換式電容器SC1、SC2、SC3、SC4的另一端共同耦接第一比較器輸入端122。
[0038]在一些實施例中，當控制器140輸出控制信號CS至可變電容器單元Cmn時，可切換式電容器SC1、SC2、SC3、SC4所對應的開關K1、K2、K3、K4可依據(jù)控制信號CS各自切換為導通或關閉狀態(tài)，使得可切換式電容器SC1、SC2、SC3、SC4各自開啟或關閉，藉此讓可變電容器單元Cmn的等效電容得以依據(jù)控制信號CS進行相應的調(diào)整。
[0039]由前述實施例可知，應用上述的感應元件100于觸控感應裝置中，便可以有限的電路設計(如:僅需一個連接電容式觸控按鍵TKN的接腳)及有限的電容器達成相當靈敏的觸控感應操作，以節(jié)省相關電路及電容器的設置，進而縮減電路及電容器所占的電路布局(layout)面積，使得觸控感應裝置的相應尺寸得以有效地縮減，且制作成本得以有效降低。
[0040]圖4是依照本發(fā)明第二實施例繪示一種感應元件的示意圖，可用以感應多個按鍵的觸控。相較于圖1，圖4所示的感應元件100中的第二比較器輸入端124還用以電性耦接另一觸控按鍵例如電容式觸控按鍵TKP。在電容式觸控按鍵TKP作動(如:電容式觸控按鍵TKP經(jīng)手指、觸控筆、…等觸碰而有電容的變化)的情形下，可使電容式觸控按鍵TKP的第二電位VDK低于第一電位VTK,可變電容器單兀Cmp即可依據(jù)比較器輸出信號CP作調(diào)整而對第二比較器輸入端124進行電位補償，使得第二電位VDK經(jīng)電位補償后而與第一電位VTK相等或平衡，藉此獲取電容式觸控按鍵TKP作動所對應的電位或電容變化，可供后續(xù)進行數(shù)據(jù)的運算處理，以判斷是否有觸控操作發(fā)生或執(zhí)行相應的觸控功能。
[0041]圖5Α至圖5C是依照本發(fā)明實施例繪示一種如圖4所示感應元件中電容及電位變化的示意圖。具體而言，如圖4和圖5Α至圖5C所示，以可變電容器單元Cmn和Cmp具有預設相同的等效電容為例，在電容式觸控按鍵TKP未作動(如:電容式觸控按鍵TKP未經(jīng)觸碰)的情形下，第一電位VTK與第二電位VDK可通過可變電容器單元Cmn和Cmp充電至相同或相近的電位；接著，在電容式觸控按鍵TKP作動(如:電容式觸控按鍵TKP經(jīng)手指、觸控筆、…等觸碰)的情形下，電容式觸控按鍵TKP與第二比較器輸入端124耦接的一端的電容值(例如自容(未繪示))會產(chǎn)生變化，使得第二電位VDK下降而低于第一電位VTK。其次，可變電容器單元Cmp可依據(jù)第一電位VTK與第二電位VDK比較后所產(chǎn)生的比較器輸出信號CP作調(diào)整(如:可變電容器單元Cmp在作調(diào)整后可具有相對于可變電容器單元Cmn較大的等效電容)，進而對第二比較器輸入端124進行電位補償，使得第二電位VDK再次上升至與第一電位VTK相同或相近，其中上述對應的電位或電容變化便可供后續(xù)進行數(shù)據(jù)的運算處理，以判斷是否有觸控操作發(fā)生，或藉此執(zhí)行相應的觸控功能，在其他實施例中，也可以是可變電容器單元Cmn依據(jù)第一電位VTK與第二電位VDK比較后所產(chǎn)生的比較器輸出信號CP作調(diào)整(如:可變電容器單元Cmn在作調(diào)整后可具有相對于可變電容器單元Cmp較小的等效電容)，進而對第一比較器輸入端122進行電位補償，使得第一電位VTK下降至與第二電位VDK相同或相近。
[0042]在圖4所示的實施例中，也可如圖1所示的實施例，控制器140可產(chǎn)生控制信號CS以選擇性地控制可變電容器單元Cmn及/或Cmp，更進一步來說，可選擇性地調(diào)整可變電容器單元Cmn及/或Cmp的等效電容。
[0043]換言之，在圖1或圖4所示的實施例中，控制器140可進一步控制可變電容器單元Cmp及/或Cmn,以調(diào)整可變電容器單元Cmp及/或Cmn的等效電容,使得可變電容器單元Cmp及/或Cmn可相應地對第二比較器輸入端124及/或第一比較器輸入端122進行電位補償。
[0044]圖6依照本發(fā)明實施例繪示一種如圖1或圖4所示的可變電容器單元Cmp的示意圖(其中可變電容器單元Cmn可如圖3所示，此處不再繪示)。同樣地，可變電容器單元Cmp包括數(shù)個可切換式電容器(如:可切換式電容器SCl 1、SC22、SC33、SC44)，且可切換式電容器SCl 1、SC22、SC33、SC44相互并聯(lián)耦接，其中可切換式電容器SCl 1、SC22、SC33、SC44的一端用以選擇性地接收驅(qū)動信號Ρ2，且可切換式電容器SC11、SC22、SC33、SC44的另一端共同耦接第二比較器輸入端124。
[0045]在一些實施例中，當控制器140輸出控制信號CS至可變電容器單元Cmp時，可切換式電容器SCl 1、SC22、SC33、SC44所對應的開關Kl 1、K22、K33、K44可依據(jù)控制信號CS各自切換為導通或關閉狀態(tài)，使得可切換式電容器SCl1、SC22、SC33、SC44各自開啟或關閉，藉此讓可變電容器單元Cmp的等效電容得以依據(jù)控制信號CS進行相應的調(diào)整。
[0046]在一些實施例中，前述驅(qū)動信號Pl與P2可以是相同的信號或是不同的信號，并可由控制器140所產(chǎn)生。實作上，驅(qū)動信號Pl與P2的位準可以經(jīng)可程序化(programmable)元件或放大元件作調(diào)整，使得可變電容器單元可依據(jù)具放大位準的驅(qū)動信號Pl或P2，相應地對第一比較器輸入端122或第二比較器輸入端124進行電位補償，或者通過提高驅(qū)動信號Pl與P2的值來達到降低可變電容器單元Cmn及Cmp所需使用的電容(以Q=CV為例，在電荷或電位一定的情形下，當電壓增加時，電容會相應減少)。
[0047]圖7是依照本發(fā)明第三實施例繪示一種感應元件的示意圖。如圖7所示,感應元件700用以感應至少一觸控按鍵(如:電容式觸控按鍵TKN)的作動，并可依據(jù)感應結果相應地操作(如:控制后續(xù)電路、輸出數(shù)字數(shù)據(jù)信號、…等)，藉此執(zhí)行相應的功能或操作。感應元件700包含比較器720以及可變電容器單元Cmn。比較器720包含第一比較器輸入端722以及第二比較器輸入端724，其中第一比較器輸入端722用以電性耦接電容式觸控按鍵TKN,第二比較器輸入端724用以電性耦接一參考電壓源Vref而具有一參考電位VRE?？勺冸娙萜鲉卧狢mn電性耦接第一比較器輸入端722，用以通過至少一第一驅(qū)動信號(如:驅(qū)動信號Pl)對第一比較器輸入端722充電,使得第一比較器輸入端722具有一第一電位VTK。比較器720用以比較第一電位VTK和參考電位VRE而產(chǎn)生一比較器輸出信號CP。
[0048]在電容式觸控按鍵TKN動作(如:電容式觸控按鍵TKN經(jīng)手指、觸控筆、…等觸碰而有電容的變化)的情形下，可使電容式觸控按鍵TKN的第一電位VTK低于參考電位VRE，可變電容器單元Cmn可依據(jù)第一電位VTK與參考電位VRE比較后所產(chǎn)生的比較器輸出信號CP作調(diào)整，而對第一比較器輸入端722進行電位補償，使得第一電位VTK經(jīng)電位補償后而與參考電位VRE相等或平衡，藉此獲取電容式觸控按鍵TKN動作所對應的電位或電容變化，供后續(xù)進行數(shù)據(jù)的運算處理，以判斷是否有觸控操作發(fā)生或執(zhí)行相應的觸控功能。
[0049]在一些實施例中，第一比較器輸入端722是比較器720的正極性輸入端(即輸入端“ + ”)，第二比較器輸入端724是比較器720的負極性輸入端(即輸入端“-”)。在另一些實施例中，第一比較器輸入端722是比較器720的負極性輸入端(即輸入端“-”)，第二比較器輸入端724是比較器720的正極性輸入端(即輸入端“ + ”)。
[0050]其次，如圖7所示，感應元件700還可包括控制器740，且此控制器740電性耦接比較器720，用以接收比較器輸出信號CP而產(chǎn)生控制信號CS控制可變電容器單元Cmn，以調(diào)整可變電容器單元Cmn的等效電容，使得可變電容器單元Cmn可相應地對第一比較器輸入端722進行電位補償。
[0051]同樣地，可變電容器單元Cmn可如圖3所示作配置，且控制器740與可變電容器單元Cmn間的操作關系也可如前述實施例所述，故于此不再贅述。
[0052]圖8是依照本發(fā)明第四實施例繪示一種感應元件的示意圖。相較于圖1所示的實施例，感應元件800可用以電性耦接多串觸控按鍵(例如:第一串觸控按鍵TK1、TK2和TK3，第二串觸控按鍵TK4、TK5和ΤΚ6，第三串觸控按鍵ΤΚ7、ΤΚ8和ΤΚ9)，并感應前述觸控按鍵的動作，藉此執(zhí)行相應的功能或操作。
[0053]以圖8所示的實施例為例，感應元件800可包含接腳SI?S3以及LI?L3，第一串觸控按鍵TKl、ΤΚ2和ΤΚ3可電性耦接于接腳SI，第二串觸控按鍵ΤΚ4、ΤΚ5和ΤΚ6可電性耦接于接腳S2，第三串觸控按鍵ΤΚ7、ΤΚ8和ΤΚ9可電性耦接于接腳S3。此外，觸控按鍵ΤΚ3、ΤΚ6和ΤΚ9可用以接收自接腳LI傳來的信號，觸控按鍵ΤΚ2、ΤΚ5和ΤΚ8可用以接收自接腳L2傳來的信號，觸控按鍵TK1、TK4和TK7可用以接收自接腳L3傳來的信號。
[0054]在一些實施例中，各觸控按鍵可包括兩電極，此兩電極分別與上述接腳SI?S3其中之一以及接腳LI?L3其中之一電性耦接。以觸控按鍵TK3為例，觸控按鍵TK3可包括電極802以及電極804，其中電極802電性耦接接腳SI，而電極804電性耦接接腳LI。此夕卜，與單個接腳(如:接腳SI)耦接電極(如:電極802)不會與另一接腳上的電極(如:電極804)耦接或重迭，亦即兩接腳上的電極間彼此獨立。
[0055]實作上，電極802以及電極804可以制作于同一層或不同層，且電極802與電極804間可以配置有介電層(dielectric layer),使電極802和電極804得以各自進行操作。其次，雖電極802和電極804于附圖上的大小不同，然其僅為例示而已，并非用以限定本發(fā)明。前述的介電層可由介電材料或空氣所組成，以使電極802與電極804組成一電容器并具有一電容值。
[0056]舉例來說,若每一觸控按鍵分別由上下兩層電極所構成時，第一串觸控按鍵TKl、TK2和TK3的上電極可電性耦接于接腳SI，第二串觸控按鍵TK4、TK5和TK6的上電極可電性耦接于接腳S2，第三串觸控按鍵TK7、TK8和ΤΚ9的上電極可電性耦接于接腳S3。觸控按鍵ΤΚ3、ΤΚ6和ΤΚ9的下電極可電性耦接并接收自接腳LI傳來的信號，觸控按鍵ΤΚ2、ΤΚ5和ΤΚ8的下電極可電性耦接并接收自接腳L2傳來的信號，觸控按鍵ΤΚ1、ΤΚ4和ΤΚ7的下電極可電性耦接并接收自接腳L3傳來的信號。
[0057]若觸控按鍵中的兩電極制作于同一層時(例如內(nèi)圈為第一電極，外圈為第二電極，第一電極與第二電極間具有一介電層)，可將例如觸控按鍵ΤΚ1、ΤΚ2和ΤΚ3的第一電極耦接于接腳SI (其他串觸控按鍵的第一電極可分別與接腳S2、S3耦接)，并通過例如導線耦接時跨過外圈電極的方式，避免造成短路。同樣的，觸控按鍵ΤΚ3、ΤΚ6和ΤΚ9的第二電極(外圈電極)可電性耦接并接收自接腳LI傳來的信號(其他串觸控按鍵的第二電極可分別與接腳L2、L3耦接)。
[0058]相較于圖1所示的實施例，感應元件800可還包含開關SWS以及開關SWL。開關SWS用以將第一比較器輸入端122選擇性地耦接于接腳S1、S2或S3，使得第一比較器輸入端122可耦接于對應的其中一串觸控按鍵。此外，開關SWL選擇性地耦接于接腳L1、L2或L3,使得驅(qū)動信號L選擇性地經(jīng)由開關SWL傳送至上述該串觸控按鍵中的一觸控按鍵。實作上，驅(qū)動信號L的準位可與前述圖2A至圖2C中驅(qū)動信號Pl的準位相似。
[0059]于操作上，舉例而言，在開關SWS將第一比較器輸入端122耦接于接腳SI，且開關SffL耦接于接腳LI的情形下，觸控按鍵TK3經(jīng)由開關SWL接收驅(qū)動信號L。此時，若是觸控按鍵TK3據(jù)以動作(如:觸控按鍵TK3經(jīng)手指、觸控筆、…等觸碰而有電容的變化)的話，則觸控按鍵TK3與感應元件800間的相對應操作類似前述圖1中觸控按鍵TKN與感應元件100間的相對應操作(如圖2A至圖2C所示感應元件100中電容及電位的變化)，故于此不再贅述。
[0060]由圖8所示的實施例可知，感應元件800可以利用一定數(shù)量的接腳與多個觸控按鍵耦接并進行相對應的操作。以圖8所示為例，觸控按鍵TKl?TK9等9個觸控按鍵僅需要接腳SI?S3、LI?L3以及DK等7個接腳。如此一來，便可減少感應元件中接腳的配置，進一步節(jié)省制作成本。
[0061]需說明的是，前述觸控按鍵以及接腳的數(shù)量均為例示而已，并非用以限定本發(fā)明，本領域相關技術人員，在不脫離本發(fā)明的權利要求，當可作各種的更動與潤飾。舉例來說，本領域具通常知識者可以配置具有4X4個觸控按鍵的觸控按鍵陣列，并于感應元件配置4+4+1=9個接腳。
[0062]此外，相較于圖1所示的實施例，控制器140可還用以輸出開關控制信號SCS控制開關SWS以及開關SWL。在一些實施例中，控制器140可用以輸出開關控制信號SCS控制開關SWS迅速地于接腳SI?S3間切換，并控制開關SWL迅速地于接腳LI?L3間切換，使得感應元件800可迅速地感應前述觸控按鍵的動作，藉此執(zhí)行相應的功能或操作。在其它實施例中，控制器140可用以輸出不同的開關控制信號分別控制開關SWS以及開關SWL，故本發(fā)明不以圖8所示為限。
[0063]再者，相較于圖1所示的實施例，控制器140可更用以輸出驅(qū)動信號L，并經(jīng)由開關SffL將驅(qū)動信號L傳送至相應的觸控按鍵。
[0064]圖9是依照本發(fā)明第五實施例繪示一種感應元件的示意圖。相較于圖7所示的實施例，感應元件900可用以電性耦接多串觸控按鍵(例如:第一串觸控按鍵TK1、TK2和TK3，第二串觸控按鍵TK4、TK5和ΤΚ6，第三串觸控按鍵ΤΚ7、ΤΚ8和ΤΚ9)，并感應前述觸控按鍵的作動，藉此執(zhí)行相應的功能或操作。類似地，感應元件900可包含接腳SI?S3以及LI?L3，觸控按鍵TKl?ΤΚ9與接腳SI?S3、L1?L3的連接及操作關系類似前述，故于此不再贅述。其次，感應元件900可還包含開關SWS以及開關SWL，其中開關SWS以及開關SWL的操作類似前述，故于此不再贅述。
[0065]于操作上，舉例而言，在開關SWS將第一比較器輸入端722耦接于接腳SI，且開關SffL耦接于接腳LI的情形下，觸控按鍵TK3經(jīng)由開關SWL接收驅(qū)動信號L。此時，若是觸控按鍵TK3據(jù)以作動(如:觸控按鍵TK3經(jīng)手指、觸控筆、…等觸碰而有電容的變化)的話，則觸控按鍵TK3與感應元件900間的相對應操作類似前述圖7中觸控按鍵TKN與感應元件700間的相對應操作，故于此不再贅述。
[0066]相較于圖7所示的實施例，控制器740可還用以輸出開關控制信號SCS控制開關SffS以及開關SWL。在一些實施例中，控制器740可用以輸出開關控制信號SCS控制開關SffS迅速地于接腳SI?S3間切換，并控制開關SWL迅速地于接腳LI?L3間切換，使得感應元件900可迅速地感應前述觸控按鍵的作動，藉此執(zhí)行相應的功能或操作。在其它實施例中，控制器740可用以輸出不同的開關控制信號分別控制開關SWS以及開關SWL，故本發(fā)明不以圖8所示為限。
[0067]再者，相較于圖7所示的實施例，控制器740可還用以輸出驅(qū)動信號L，并經(jīng)由開關SffL將驅(qū)動信號L傳送至相應的觸控按鍵。
[0068]實作上，前述實施例中的感應元件可單獨設置或是整合于一信號處理電路(如:模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路)中，且前述驅(qū)動信號可以為脈沖信號、電壓信號、…等不同類型的操作信號，且可由控制器(如:微控制器，MCU)所產(chǎn)生而作動態(tài)調(diào)整，而其位準大小也可以經(jīng)可程序化(programmabIe)元件或放大元件作調(diào)整,在此不以前述為限。
[0069]以前述本發(fā)明實施例相較于已知技術而言，本發(fā)明實施例可以有限的電路設計(如:連接電容式觸控按鍵的接腳)及有限的電容器達成相當靈敏的觸控感應操作，以節(jié)省相關電路及電容器的設置，進而縮減電路及電容器所占的電路布局(layout)面積，使得觸控感應裝置的尺寸得以有效地縮減，且制作成本得以有效降低。
[0070]雖然本發(fā)明已以實施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領域相關技術人員，在不脫離本發(fā)明的權利要求，當可作各種更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視上述的申請專利權利要求書為準。
【權利要求】
1.一種感應元件，其特征在于，所述感應元件包含: 一比較器，所述比較器包含一第一比較器輸入端以及一第二比較器輸入端，所述第一比較器輸入端用以電性耦接一第一觸控按鍵； 一第一可變電容器單元，電性耦接所述第一比較器輸入端，用以通過至少一第一驅(qū)動信號對所述第一比較器輸入端充電，使得所述第一比較器輸入端具有一第一電位；以及 一第二可變電容器單元，電性耦接所述第二比較器輸入端，用以通過至少一第二驅(qū)動信號對所述第二比較器輸入端充電，使得所述第二比較器輸入端具有一第二電位，其中所述比較器用以比較所述第一電位和所述第二電位而產(chǎn)生一比較器輸出信號； 其中在所述第一觸控按鍵作動的情形下，所述第一可變電容器單元依據(jù)所述比較器輸出信號作調(diào)整而對所述第一比較器輸入端進行電位補償，或是所述第二可變電容器單元依據(jù)所述比較器輸出信號作調(diào)整而對所述第二比較器輸入端進行電位補償。
2.根據(jù)權利要求1所述的感應元件，其特征在于，在所述第一觸控按鍵作動的情形下，所述第一可變電容器單元以及所述第二可變電容器單元分別依據(jù)所述比較器輸出信號作調(diào)整而對所述第一比較器輸入端以及所述第二比較器輸入端進行電位補償。
3.根據(jù)權利要求1所述的感應元件，其特征在于，所述感應元件還包含: 一控制器，用以接收所述比較器輸出信號而產(chǎn)生一控制信號控制所述第一可變電容器單元，以調(diào)整所述第一可變電容器單元的等效電容。
4.根據(jù)權利要求1或3所述的感應元件，其特征在于，所述第一可變電容器單元更包含: 多個可切換式電容器，所述可切換式電容器相互并聯(lián)耦接，其中所述可切換式電容器的一端用以選擇性地接收所述至少一第一驅(qū)動信號，所述可切換式電容器的另一端共同耦接所述第一比較器輸入端。
5.根據(jù)權利要求1所述的感應元件，其特征在于，所述感應元件還包含: 一控制器，用以接收所述比較器輸出信號而產(chǎn)生一控制信號； 其中所述第一可變電容器單元還包含多個可切換式電容器，所述可切換式電容器相互并聯(lián)耦接于所述第一比較器輸入端，所述可切換式電容器各自依據(jù)所述控制信號選擇性地開啟或關閉。
6.根據(jù)權利要求1所述的感應元件，其特征在于，所述第二比較器輸入端用以電性耦接一第二觸控按鍵，且在所述第二觸控按鍵作動的情形下，所述第二可變電容器單元依據(jù)所述比較器輸出信號作調(diào)整而對所述第二比較器輸入端進行電位補償。
7.根據(jù)權利要求6所述的感應元件，其特征在于，所述感應元件還包含: 一控制器，用以接收所述比較器輸出信號而產(chǎn)生一控制信號選擇性地控制所述第一可變電容器單元或所述第二可變電容器單元，以選擇性地調(diào)整所述第一可變電容器單元或所述第二可變電容器單元的等效電容。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的感應元件，其特征在于，所述第一可變電容器單元及所述第二可變電容器單元中每一者還包含: 多個可切換式電容器，所述可切換式電容器相互并聯(lián)耦接，其中所述可切換式電容器的一端用以選擇性地接收所述至少一第一驅(qū)動信號或所述至少一第二驅(qū)動信號，所述可切換式電容器的另一端共同耦接所述第一比較器輸入端或所述第二比較器輸入端。
9.根據(jù)權利要求6所述的感應元件，其特征在于，所述感應元件還包含: 一控制器，用以接收所述比較器輸出信號而產(chǎn)生一控制信號； 其中所述第一可變電容器單元及所述第二可變電容器單元還分別包含多個可切換式電容器，所述可切換式電容器各自依據(jù)所述控制信號選擇性地開啟或關閉。
10.根據(jù)權利要求1所述的感應元件，其特征在于，所述感應元件還包含: 一第一開關，用以將所述第一比較器輸入端選擇性地耦接于多串觸控按鍵中的一串觸控按鍵，該串觸控按鍵包含所述第一觸控按鍵； 一第二開關，用以選擇性地傳送至少一第三驅(qū)動信號至該串觸控按鍵中的所述第一觸控按鍵；以及 一控制器，用以輸出至少一開關控制信號控制所述第一開關以及所述第二開關。
11.根據(jù)權利要求10所述的感應元件，其特征在于，所述控制器更用以接收所述比較器輸出信號而據(jù)以調(diào)整所述第一可變電容器單元的等效電容，并用以輸出所述至少一第一驅(qū)動信號、所述至少一第二驅(qū)動信號、所述至少一第三驅(qū)動信號或前述的組合。
12.根據(jù)權利要求10所述的感應元件，其特征在于，所述第一可變電容器單元還包含: 多個可切換式電容器，所述可切換式電容器相互并聯(lián)耦接，其中所述可切換式電容器的一端用以選擇性地接收所述至少一第一驅(qū)動信號，所述可切換式電容器的另一端共同耦接所述第一比較器輸入端。
13.—種感應元件，其特征在于，所述感應元件包含: 一比較器，所述比較器包含一第一比較器輸入端以及一第二比較器輸入端，所述第一比較器輸入端用以電性耦接一觸控按鍵，所述第二比較器輸入端用以電性耦接一參考電壓源而具有一參考電位；以及 一可變電容器單元，電性耦接所述第一比較器輸入端，用以通過至少一第一驅(qū)動信號對所述第一比較器輸入端充電，使得所述第一比較器輸入端具有一第一電位，其中所述比較器用以比較所述第一電位和所述參考電位而產(chǎn)生一比較器輸出信號； 其中在所述觸控按鍵作動的情形下，所述可變電容器單元依據(jù)所述比較器輸出信號作調(diào)整而對所述第一比較器輸入端進行電位補償。
14.根據(jù)權利要求13所述的感應元件，其特征在于，所述感應元件還包含: 一控制器，用以接收所述比較器輸出信號而產(chǎn)生一控制信號控制所述可變電容器單元，以調(diào)整所述可變電容器單元的等效電容。
15.根據(jù)權利要求13或14所述的感應元件，其特征在于，所述可變電容器單元更包含: 多個可切換式電容器，所述可切換式電容器相互并聯(lián)耦接，其中所述可切換式電容器的一端用以選擇性地接收所述至少一第一驅(qū)動信號，所述可切換式電容器的另一端共同耦接所述第一比較器輸入端。
16.根據(jù)權利要求13所述的感應元件，其特征在于，所述感應元件還包含: 一控制器，用以接收所述比較器輸出信號而產(chǎn)生一控制信號； 其中所述第一可變電容器單元更包含多個可切換式電容器，所述可切換式電容器相互并聯(lián)耦接于所述第一比較器輸入端，所述可切換式電容器各自依據(jù)所述控制信號選擇性地開啟或關閉。
17.根據(jù)權利要求13所述的感應元件，其特征在于，所述感應元件還包含: 一第一開關，用以將所述第一比較器輸入端選擇性地耦接于多串觸控按鍵中的一串觸控按鍵，該串觸控按鍵包含所述觸控按鍵； 一第二開關，用以選擇性地傳送至少一第二驅(qū)動信號至該串觸控按鍵中的所述觸控按鍵；以及 一控制器，用以輸出至少一開關控制信號控制所述第一開關以及所述第二開關。
18.根據(jù)權利要求17所述的感應元件，其特征在于，所述控制器還用以接收所述比較器輸出信號而據(jù)以調(diào)整所述可變電容器單元的等效電容，并用以輸出所述至少一第一驅(qū)動信號、所述至少一第二驅(qū)動信號或前述的組合。
19.根據(jù)權利要求17所述的感應元件，其特征在于，所述可變電容器單元還包含: 多個可切換式電容器，所述可切換式電容器相互并聯(lián)耦接，其中所述可切換式電容器的一端用以選擇性地接收所述至少一第一驅(qū)動信號，所述可切換式電容器的另一端共同耦接所述第一比較器輸入端。
20.一種感應元件，其特征在于，所述感應元件包含: 一比較器，所述比較器包含: 一第一比較器輸入端，所述第一比較器輸入端具有一第一電位且所述第一比較器輸入端用以電性耦接一觸控按鍵；以及 一第二比較器輸入端，所述第二比較器輸入端具有一第二電位，其中所述比較器用以比較所述第一電位和所述第二電位而產(chǎn)生一比較器輸出信號；以及 一第一開關，用以將所述第一比較器輸入端選擇性地耦接于多串觸控按鍵中的一串觸控按鍵，該串觸控按鍵包含所述觸控按鍵； 一第二開關，用以選擇性地傳送至少一第一驅(qū)動信號至該串觸控按鍵中的所述觸控按鍵；以及 一控制器，用以接收所述比較器輸出信號，其中在所述觸控按鍵作動的情形下，所述控制器依據(jù)所述比較器輸出信號而對所述第一電位作調(diào)整。
21.根據(jù)權利要求20所述的感應元件，其特征在于，當所述第二比較器輸入端用以電性率禹接一參考電壓源時，所述第二電位為一參考電位。
【文檔編號】G06F3/041GK104423688SQ201310612889
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權日:2013年9月3日
【發(fā)明者】王政治, 盧志平 申請人:新唐科技股份有限公司