專利名稱：電容式按鍵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種電容式按鍵裝置，尤其涉及一種使電容式按鍵提高分辨率 的電容式按鍵裝置。
背景技術(shù)：
圖1及圖2分別為公知電容式按鍵裝置的系統(tǒng)方塊圖以及電容式按鍵裝置 遭觸碰時，信號的變化示意圖。請同時參考圖1及圖2，通過信號發(fā)送裝置1 發(fā)送信號的發(fā)送流程中當(dāng)手指觸摸印刷電路板或是玻璃面板2時，其所吸收的 傳輸電荷相當(dāng)有限，而未被手指吸收的電荷有兩路徑傳送出去，其一是直接耦 合傳至積分器與放大裝置3，其二是輻射至空間中，而耦合至積分器與放大裝 置3的信號將形成該按鍵的永久基值，此基值與未被觸摸時的耦合電位值比約 80% 90%，換句話說當(dāng)電容式觸控裝置遭觸碰時與未觸摸下的變化只有10% 20%，之后經(jīng)數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換單元后其有效使用的數(shù)據(jù)范圍也只有其比特階 數(shù)的10%~20%。
由于公知電容式按鍵裝置是利用發(fā)送信號經(jīng)印刷電路板或是玻璃面板2 所構(gòu)成的等效電容，之后耦合電荷至積分器與放大裝置3，再經(jīng)模擬至數(shù)字轉(zhuǎn) 換單元4將信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)儲存于數(shù)據(jù)儲存單元5之后由數(shù)據(jù)輸出單元6 輸出并判斷。而當(dāng)電容式按鍵被觸摸后積分信號會被觸摸的手指吸收其電荷能 量，而使積分信號電位降低，此電荷吸收的程度約只有全積分電位的10% 20%，然而此信號在經(jīng)模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換單元4后所剩的80% 90%將永遠(yuǎn)不會 有所變化，因此觸控感應(yīng)的分辨率也只有模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換單元4的10% ~ 20%， 若要善用此模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換單元4轉(zhuǎn)換的分辨率則必須扣除80% 卯％不變動 的基值，只送觸控變動量給模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換單元4轉(zhuǎn)換，以實現(xiàn)精確度的提升。
故由上述可知，公知電容式按鍵裝置的缺點有
1. 按鍵分辨率不高。
2. 硬件空間大與制造成本高。3.應(yīng)用范圍只限于一般控制按鍵并無法應(yīng)用于面板控制。
因此，如何研發(fā)出一種電容式按鍵裝置，其可改善傳統(tǒng)電容式按鍵分辨率 不良的問題，并且可廣泛應(yīng)用于觸控面板上，由于分辨率提高使得數(shù)字至模擬 轉(zhuǎn)換單元的空間可進(jìn)一步減少，并同時達(dá)到降低設(shè)計與制造的成本的目的，將 是本發(fā)明所欲積極探討之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出 一種電容式按鍵裝置，其主要目的為改善傳統(tǒng)電容式按鍵分辨 率不良的問題。
本發(fā)明為一種電容式按鍵裝置，包括 一信號輸入單元，用來輸入一電壓 信號； 一第一放大器，其正輸入端與該信號輸入單元耦接，以接收該電壓信號， 其負(fù)輸入端與一參考電壓耦接，其中該第一放大器的正輸入端與輸出端之間設(shè) 有一電阻且該放大器的負(fù)輸入端串接一電容后接地，以形成一積分放大器；一 第一切換單元，其輸入端與該第一放大器的輸出端耦接； 一第二放大器，較佳 地為差動放大器，其負(fù)輸入端與該第一切換單元的一輸出端耦接； 一第二切換 單元，其一輸入端與該第一切換單元的另一輸出端耦接，其另一輸入端與該第 二放大器的輸出端耦接； 一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換單元，其輸入端與該第二切換單元 的輸出端耦接； 一第三切換單元，其一輸入端與該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換單元的輸出 端耦接； 一數(shù)據(jù)輸出單元，其與該第三切換單元的一輸出端耦接； 一數(shù)據(jù)儲存 單元，其輸入端與該第三切換單元的另一輸出端耦接；以及一數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換 單元，其輸入端與該數(shù)據(jù)儲存單元的輸出端耦接，其輸出端與該第二放大器的 正輸入端耦接。
借此，可改善傳統(tǒng)電容式按鍵分辨率不良的問題，并且可廣泛應(yīng)用于觸控 面板上，由于分辨率提高使得數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換單元的空間可進(jìn)一步減少，并同 時達(dá)到降低設(shè)計與制造的成本的目的。
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的 限定。


圖1為公知電容式按鍵裝置的系統(tǒng)方塊圖；圖2為公知電容式按鍵裝置遭觸碰時，信號的變化示意圖3為本發(fā)明一種電容式按鍵裝置較佳具體實施例的電路圖4為本發(fā)明一種電容式按鍵裝置于數(shù)據(jù)儲存模式時的信號走勢圖5為本發(fā)明一種電容式按鍵裝置于數(shù)據(jù)輸出模式時的信號走勢圖6為本發(fā)明一種電容式按鍵裝置，當(dāng)按鍵被觸碰時的信號狀態(tài)示意圖。
其中，附圖標(biāo)記
1信號發(fā)送裝置
2印刷電路板或是玻璃面板
3積分器與放大裝置
4模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換單元
5數(shù)據(jù)儲存單元
6數(shù)據(jù)輸出單元
7第一放大器
8正輸入端
9負(fù)輸入端
IO第一切換單元
11輸入端
12輸出端
13第二放大器
14負(fù)輸入端
15輸出端
16第二切換單元
17輸入端
18輸出端
19輸入端
20輸出端
21模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換單元
22輸入端
23輸出端
24第三切換單元25輸入端
26輸出端
27數(shù)據(jù)輸出單元
28輸出端
29數(shù)據(jù)儲存單元
30輸入端
31輸出端
32數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換單元
33輸入端
34輸出端
35輸出端
36正輸入端
37切換模式設(shè)定單元
38按鍵
具體實施例方式
為使對本發(fā)明的目的、構(gòu)造、特征、及其功能有進(jìn)一歩的了解，將參照附 圖并配合實施例詳細(xì)說明如下，但以下附圖及實施例僅為輔助說明，本發(fā)明并 不限于附圖及實施例。
圖3為本發(fā)明一種電容式按鍵裝置較佳具體實施例的電路圖。請參考圖3，
本發(fā)明的電容式按鍵裝置包括 一信號輸入單元6，用來輸入一電壓信號；一
第一放大器7，其正輸入端8與該信號輸入單元6耦接，以接收該電壓信號，
其負(fù)輸入端9與一參考電壓耦接； 一第一切換單元10，其輸入端11與該第一
放大器7的輸出端12耦接； 一第二放大器13，其負(fù)輸入端14與該第一切換 單元10的一輸出端15耦接； 一第二切換單元16，其一輸入端17與該第一切 換單元10的另一輸出端18耦接，其另一輸入端19與該第二放大器13的輸出 端20耦接； 一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換單元21，其輸入端22與該第二切換單元16的 輸出端23耦接； 一第三切換單元24，其一輸入端25與該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換單 元21的輸出端26耦接； 一數(shù)據(jù)輸出單元27，其與該第三切換單元24的一輸 出端28耦接； 一數(shù)據(jù)儲存單元29，其輸入端30與該第三切換單元24的另一輸出端31耦接；以及一數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換單元32，其輸入端33與該數(shù)據(jù)儲存 單元29的輸出端34耦接，其輸出端35與該第二放大器13的正輸入端36耦 接。
圖4至圖6分別為本發(fā)明一種電容式按鍵裝置在數(shù)據(jù)儲存模式時的信號走 勢圖、在數(shù)據(jù)輸出模式時的信號走勢圖以及當(dāng)按鍵被觸碰時的信號狀態(tài)示意 圖。請同時參考圖4至圖6并配合圖3，本發(fā)明在實際運作上較佳地包含一切 換模式設(shè)定單元37，以控制該第一切換單元10、該第一切換單元16以及該第 三切換單元24的切換模式，其至少包含一數(shù)據(jù)儲存模式及一數(shù)據(jù)輸出模式， 其中當(dāng)電容式按鍵裝置重置時，該切換模式會先被設(shè)定為數(shù)據(jù)儲存模式(如圖4 所示)，該第一切換單元10、該第二切換單元16導(dǎo)通以及該第三切換單元24 會使該第一放大器7、該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換單元21以及該數(shù)據(jù)儲存單元29電性 相接，當(dāng)電容式按鍵裝置的初始數(shù)據(jù)儲存完畢之后，該切換模式會切換為數(shù)據(jù) 輸出模式時(如圖5所示)，該第一切換單元IO、該第二切換單元16導(dǎo)通以及 該第三切換單元24會使該第一放大器7、該第二放大器13以及該數(shù)據(jù)輸出單 元27電性相接，之后，當(dāng)有使用者觸摸按鍵38時積分波形將被改變，此時積 分波形最高電位與基值之間的差即被放大送出，再經(jīng)模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換單元21 轉(zhuǎn)出變化率的數(shù)據(jù)，進(jìn)而判斷分辨率(如圖6所示)。
借此，可改善傳統(tǒng)電容式按鍵分辨率不良的問題，并且可廣泛應(yīng)用于觸控 面板上，由于分辨率提高使得數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換單元的空間可進(jìn)一步減少，并同 時達(dá)到降低設(shè)計與制造的成本的目的。
由于本發(fā)明是利用扣除電荷累積的基值后再放大其感應(yīng)的電位差，之后經(jīng) 模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)成數(shù)字信號，由于只放大觸控變化量的差，因此模擬至 數(shù)字轉(zhuǎn)換單元可以完完全全表現(xiàn)出觸控感應(yīng)的變化量，故可達(dá)到高解析觸控偵 測。
本發(fā)明更具有如下優(yōu)點
1. 可將觸控數(shù)組按鍵應(yīng)用于顯示屏幕上。
2. 可適用于小型甚至大型屏幕上而不需更換任何電容觸控IC裝置。 因為本發(fā)明的電容式按鍵裝置具有高分辨率，其對于使用者在按鍵控制上
將更準(zhǔn)確與方便。
由以上所述可以清楚地明了，本發(fā)明提供一種電容式按鍵裝置，其可改善傳統(tǒng)電容式按鍵分辨率不良的問題，并且可廣泛應(yīng)用于觸控面板上，由于分辨 率提高使得數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換單元的空間可進(jìn)一步減少，并同時達(dá)到降低設(shè)計與 制造的成本的目的。因此，本發(fā)明在專利的角度上具備了新穎性與進(jìn)步性，市 場上更具備了產(chǎn)業(yè)上的利用性。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情 況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這 些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電容式按鍵裝置，其特征在于，包含有一信號輸入單元，用來輸入一電壓信號；一第一放大器，其正輸入端與該信號輸入單元耦接，以接收該電壓信號，其負(fù)輸入端與一參考電壓耦接；一第一切換單元，其輸入端與該第一放大器的輸出端耦接；一第二放大器，其負(fù)輸入端與該第一切換單元的一輸出端耦接；一第二切換單元，其一輸入端與該第一切換單元的另一輸出端耦接，其另一輸入端與該第二放大器的輸出端耦接；一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換單元，其輸入端與該第二切換單元的輸出端耦接；一第三切換單元，其一輸入端與該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換單元的輸出端耦接；一數(shù)據(jù)輸出單元，其與該第三切換單元的一輸出端耦接；一數(shù)據(jù)儲存單元，其輸入端與該第三切換單元的另一輸出端耦接；以及一數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換單元，其輸入端與該數(shù)據(jù)儲存單元的輸出端耦接，其輸出端與該第二放大器的正輸入端耦接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式按鍵裝置，其特征在于，該第一放大器的 負(fù)輸入端與輸出端之間設(shè)有一電阻且該放大器的正輸入端串接一電容后接地， 以形成一積分放大器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式按鍵裝置，其特征在于，該第二放大器為 一差動放大器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式按鍵裝置，其特征在于，還包含一切換模 式設(shè)定單元，以控制該第一切換單元、該第二切換單元以及該第三切換單元的 切換模式。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電容式按鍵裝置，其特征在于，該切換模式包含 一數(shù)據(jù)儲存模式及一數(shù)據(jù)輸出模式。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電容式按鍵裝置，其特征在于，當(dāng)該切換模式為 數(shù)據(jù)儲存模式時，該第一切換單元、該第二切換單元導(dǎo)通以及該第三切換單元 會使該第一放大器、該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換單元以及該數(shù)據(jù)儲存單元電性相接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電容式按鍵裝置，其特征在于，當(dāng)該切換模式為 數(shù)據(jù)輸出模式時，該第一切換單元、該第二切換單元導(dǎo)通以及該第三切換單元:使該第一放大器、該第二放大器以及該數(shù)據(jù)輸出單元電性相接,
全文摘要
本發(fā)明為一種電容式按鍵裝置，包括一信號輸入單元；一第一放大器；一第一切換單元；一第二放大器；一第二切換單元；一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換單元；一第三切換單元；一數(shù)據(jù)輸出單元；一數(shù)據(jù)儲存單元；以及一數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換單元。如此，改善傳統(tǒng)電容式按鍵分辨率不良的問題，并且可廣泛應(yīng)用于觸控面板上，由于分辨率提高使得數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換單元的空間可進(jìn)一步減少，并同時達(dá)到降低設(shè)計與制造的成本的目的。
文檔編號H03K17/94GK101599758SQ200810111508
公開日2009年12月9日 申請日期2008年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月2日
發(fā)明者林怡誠 申請人:盛群半導(dǎo)體股份有限公司