CN102169381A - 具近接感应功能的面板 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种具近接感应功能的面板，包括：基板、至少一个近接感应单元与至少一个感测电路。近接感应单元形成于基板周边，使得成本降低并减少系统绕线的复杂度。近接感应单元用以感应一物件的靠近而产生一感应信号，感测电路接收感应信号而产生一控制信号。

Description

具近接感应功能的面板

技术领域

本发明关于一种面板，特别是关于一种具近接感应功能的面板。

背景技术

随着光电科技的发展，近接切换装置已被大量运用在不同的机器上，例如：智能性手机、运输工具的购票系统、数字照像机、遥控器与液晶屏幕等。常见的近接切换装置(Proximity Device)包括如近接传感器(Proximity sensor)与触摸面板(touch panel)等，主要用以切换系统状态。近接传感器的运作方式为：当一物体靠近传感器的感应范围内，近接传感器在触及该物体或不触及物体的状况下，经由近接感应的方式得知该物体所在的位置，近接传感器将感应所得的信号转变为一电子信号，系统或机器会依据该电子信号做出适当的反应，达成控制系统状态的目的。

近接传感器又称近接开关(Proximity Switch)，应用在许多液晶电视、电源开关、家电开关、门禁系统、手持式遥控器与手机等，近年来，更是这些装置与设备不可或缺的角色之一。它负责侦测物体是否靠近，以便让控制器了解目前物体所在的位置。以家电应用来说，近接传感器被大量用在灯源的控制上，只要靠近近接传感器或碰触近接传感器，依据感测信号灯源就可进行开或关的动作。而近接传感器的种类及外型琳琅满目，为长方型、四方型、圆柱型、圆孔型、沟型、多点型等。依其原理可分成以下4种类型：电感式、电容式、光电式与磁气式。

请参考图1，其为一般电容式近接感应系统100功能方块图，其包括：物件10、近接感应单元101、感测电路105与微控制器106。当物件10靠近接感应单元101时，近接感应单元101所感应的电容量会随着物件的距离而产生变动，此时，由振荡器102产生的振荡频率/波幅的大小会依据物件的距离而改变并产生一振荡信号。而检波电路103转换振荡信号为固定直流电压并传送至输出电路104，输出电路104用以接受固定直流电压并增强驱动力为输出信号，并传送至微控制器106或受控的负载端。

现今各式各样的显示面板已经大幅地应用于不同的装置，为了实现触控面板交互式的概念，先前技术于面板的周边增设一具近接感应功能的面板，包括：电路板(PCB)、近接感应单元、感测电路与微控制器。如图2所示者，其为先前技术触控面板的上视图，其包括：触控面板130、近接感应单元140与电路板(PCB)150图3则为先前技术电容式触控面板的结构图。

参考图2与图3可得知，先前技术的作法，须于触控面板的外部另增设至少一个电路板(PCB)，并将个别的近接感应单元放置于个别的电路板(PCB)之上。此种作法将使得成本变高，且增加系统绕线的复杂度而使得系统难于整合。因此，在面板的应用上，如何使得近接感应单元制作于面板上的成本能够降低并简化系统绕线的复杂度，成为未来交互式面板开发的重要议题。

发明内容

本发明提出一种具近接感应功能的面板，包含基板与至少一个近接感应单元。先前技术必需额外增设至少一个电路板(PCB)并放置至少一个互容式近接感应单元，本发明提出于制作面板的过程，同时，将互容式近接感应单元形成于面板的基板，使得成本降低并减少系统绕线的复杂度。

本发明更提出一种具近接感应功能的面板，包括：基板、至少一个互容式近接感应单元与至少一个感测电路。互容式近接感应单元形成于基板周边，互容式近接感应单元感应物件的靠近而产生所对应的一感应信号。感测电路，连接互容式近接感应单元，用以接收感应信号而产生一控制信号。

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数个较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1为电容式近接感应系统功能方块图(先前技术)；

图2为先前技术触控面板的上视图(先前技术)；

图3为先前技术触控面板的结构图(先前技术)；

图4为具近接感应功能的面板的系统功能方块图；

图5为具近接感应功能的面板的第一实施例上视图；

图6为具近接感应功能的面板的第二实施例上视图；

图7为具近接感应功能的面板的第三实施例上视图；

图8为具近接感应功能的电容式触控面板的剖面图；

图9为具近接感应功能的电阻式触控面板的部面图；

图10为具近接感应功能的全平面电容式触控面板的剖面图；

图11为具近接感应功能的全平面电阻式触控面板的剖面图；

图12为具近接感应功能的光学式面板的剖面图；

图13为具近接感应功能的音波式面板的剖面图；及

图14为具近接感应功能的电容式面板的另一实施例图。

符号说明

10     物件                  100    电容式近接感应系统

101    近接感应单元          102    振荡电路

103    检波电路              104    输出电路

105    感测电路              106    微控制器

130    触控面板              140    近接感应单元

141    方形近接感应单元      142    螺旋形近接感应单元

143    圆形近接感应单元      150    电路板

160    感测电路              161    驱动电路

162    侦测电路              170    微控制器

200    具近接感应功能的面板  201    电容式触控面板201

210    第一电极层            220    基板

230    第二电极层            301    电阻式面板201

310    第一基板              320    隔离点

330    第二基板              400    全平面电容式触控面板

402    覆盖层402             404    外壳

406    保护层                408    液晶面板

410    全平面电阻式面板      420    光学式面板

422    光源发射器            424    光源接收器

426    隔离物                440    音波式面板

442    音波发射器            444    音波接收器

具体实施方式

本发明提出一种具近接感应功能的面板，包含基板与至少一个近接感应单元。通过将近接感应单元直接形成于各种不同面板的基板周边，使得整体制作成本降低并降低系统绕线的复杂度，使得所应用的基板具有近接感应功能，而使得采用此面板的机器能达到更佳的人机互动效果。形成于面板的周边，可在不影响原面板制作的流程上，利用面板的周边窄边来制作近接感应单元，并设法将近接感应单元的制作整合入面板的制作流程，如此，即可大幅降低近接感应单元所需的成本。

请参考图4，其为本发明具近接感应功能的面板200的具近接感应功能的面板130的功能方块图，其中，具近接感应功能的面板200包含：面板130、至少一个近接感应单元140与至少一个感测电路160。近接感应单元140形成于基板130周边，其可依据物件10的靠近而产生所对应的近接感应信号，且近接感应信号的大小依据物件10的距离远近来改变。感测电路160用以接收近接感应信号而产生控制信号。微控制器170连接感测电路160，用以接收控制信号并进行计算而产生坐标信息(X，Y)。微控制器170可利用此坐标信息(X，Y)进行手势方向的判断，例如：物件由左至右、由右至左、由左斜至右斜、由右斜至左斜、由上至下、由下至上、两物件放大、两物件缩小等等。如此，即可实现使用者与各种面板的互动手势。

其中，近接感应单元140为以下的任意组合：电容式近接感应单元、电感式近接感应单元、光电式近接感应单元与磁气式近接感应单元。亦即，在实做上，可以采取一种近接感应单元制作在面板上，或者，采取多种近接感应单元制作在面板上。

电容式近接感应单元利用该物件10的距离远近而改变感应信号的大小，其中，感应信号的大小为电容量的变化。感测电路160内的振荡电路依据电容量的变化而改变振荡频率/振幅的大小，并依据此振荡频率/振幅的大小产生控制信号而输出至微控制器170。

其中，电容式近接感应单元包含了自容式近接感应单元与互容式近接感应单元。自容式近接感应单元运用至少一电极进行驱动(Driving)与侦测(Sensing)。而互电容式近接感应单元运用至少两电极的排列分别来进行驱动与侦测。

电感式近接感应单元利用物件的距离而改变感应信号的大小，其中，感应信号的大小为电感量的变化。感测电路160内的振荡电路通过电感量的变化而改变振荡频率/振幅的大小，并依据此振荡频率/振幅的大小产生控制信号而输出至微控制器170。

其中电容式与电感式的近接感应单元的形状可选自：圆形、方形、椭圆形、星形、心形、螺旋形、空心状或任意形状。

光电式近接感应单元包含：光发射器与光接收器，其运作的原理利用光发射器发射一光源，该光源为红外线。光电式近接感应单元接收通过物体表面反射回来的光量强度并产生近一光源信号，且感测电路160依据光源信号的光量强度来产生电子信号并输出至微控制器170。

磁气式近接感应单元为磁性感应组件，其运作的原理利用外部的磁性物件靠磁气式近接感应单元，磁气式近接感应单元的磁性感应组件是由二片铁性簧片所形成的接点。当磁性物件接近时，磁气式近接感应单元的铁性簧片感应大量的磁性，而使得接点因此而导通。感测电路160依据该接点来产生电子信号并输出至微控制器170。

其中，近接感应单元140形成于：基板的上表面、基板的下表面、基板的侧面或基板上下表面。其中，具近接感应功能的面板的基板选自：投射电容式触控面板的基板、表面电容式触控面板的基板、电阻式触控面板的基板、超音波触控面板的基板、红外线触控面板的基板、有机发光二极管面板(OLED)的基板、液晶面板的基板、电子纸的基板、玻璃基板、塑料基板(PET)基板或压克力基板。

以下，图5、图6与图7的实施例，将分别列举三个采用电容式与电感式近接感应单元的面板实施例。

接着，请参考图5，其说明具近接感应功能的面板的第一实施例上视图，近接感应单元141采用方形的设计。

接着，请参考图6，其说明具近接感应功能的面板的第二实施例上视图，近接感应单元142采用螺旋形的设计。

接着，请参考图7，其说明具近接感应功能的面板的第三实施例上视图，其中，近接感应单元143采用圆形的设计。

接着，图8～图13将分别列举六个具近接感应功能形成于触控面板的位置的实施例。其余形成于OLED面板的基板、液晶面板的基板或电子纸的基板等，由于其原理皆相同，不再赘述。

接着，请参考图8，其说明具近接感应功能的电容式触控面板的剖面图，其中，具近接感应功能的电容式触控面板201包括：第一电极层210、基板220、第二电极层230与近接感应单元140。由于第一电极层210与第二电极层230分别位于基板220的上下表面，因此，近接感应单元140可形成于第一电极层210与第二电极层230的上表面或者下表面，或者上下表面均形成。

接着，请参考图9，其说明具近接感应功能的电阻式触控面板的剖面图，其中，具近接感应功能的电阻式面板301包括：第一基板310、隔离点320(spacer)、第二基板330与近接感应单元140。由于第一基板310与第二基板330的表面具有电极层，因此，近接感应单元140可形成于第一基板220表面或第二基板230表面。

接着，请参考图10，其说明具近接感应功能的全平面电容式触控面板的剖面图，其中，具近接感应功能的全平面电容式触控面板400包括：近接感应单元140、覆盖层402、外壳404、保护层406与液晶面板408。其中，近接感应单元140可形成于覆盖层402的下表面，覆盖层402可以是玻璃层或塑料层(PET)或压克力层。

接着，请参考图11，其说明具近接感应功能的全平面电阻式触控面板的结构图，其中，具近接感应功能的全平面电阻式面板410包括：近接感应单元140、第一基板310、隔离点320(spacer)、第二基板330、覆盖层402、外壳404与液晶面板408。其中，近接感应单元140可形成于覆盖层402的下表面。

接着，请参考图12，其说明具近接感应功能的光学式面板的剖面图的结构图，其中，具近接感应功能的光学式面板420包括：近接感应单元140、覆盖层402、外壳404、液晶面板408、光源发射器422、光源接收器424与隔离物426。其中，近接感应单元140可形成于覆盖层402的上表面或下表面，图12的实施例为形成于覆盖层402的下表面。

接着，请参考图13，其说明具近接感应功能的音波式面板的剖面图，其中，具近接感应功能的音波式面板440包括：近接感应单元140、覆盖层402与外壳404、液晶面板408、音波发射器442与音波接收器444。其中，近接感应单元140可形成于覆盖层402的下表面。

接着，请参考图14，其为近接感应面板的电容式面板的另一实施例图。其图14为互容式近接感应单元的应用电路，其中，感测电路160包含驱动电路161与侦测电路162。其中，互容式近接感应单元至少包括两个电极，如图14所示者。而运用互容式近接感应单元140来进行物件近接侦测的动作原理为：由驱动电路161驱动一信号于与其相连的第一电极，第二电极会产生相应的互电容感应。当物件10靠近近接感应单元140时，近接感应单元140的电容量将受到扰动而改变，此时，侦测电路162即可依据与其所连接的第二电极侦测到电容的变化，并通过电压或电流的大小的改变，进而得知近接感应单元140电容量变化。如此，即可计算物件接近面板的相对距离。

其中，运用互容式近接感应单元，可达到反应速度较快，且稳定性较高的功效。

虽然本发明的较佳实施例揭露如上所述，然其并非用以限定本发明，任何熟悉相关技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应根据权利要求所界定的内容为准。

Claims (8)

1.一种具近接感应功能的面板，包含：

一基板；

至少一个互容式近接感应单元，形成于该基板周边，该互容式近接感应单元用以感应一物件的靠近而产生一感应信号；及

至少一个感测电路，连接该互容式近接感应单元，用以接收该感应信号而产生一控制信号。

2.如权利要求1所述的面板，其中每个该互容式近接感应单元包含至少两电极。

3.如权利要求1所述的面板，其中该基板为：一投射电容式触控面板的基板、一表面电容式触控面板的基板、一电阻式触控面板的基板、一超音波触控面板的基板、红外线触控面板的基板、一有机发光二极管面板的基板、一液晶面板的基板、一电子纸的基板、一玻璃基板、一塑料基板或一压克力基板。

4.如权利要求1所述的面板，其中该互容式近接感应单元形成于该基板的上表面、该基板的下表面、该基板的侧面或该基板上下表面。

5.一种具近接感应功能的面板，包含：

一基板；

至少一个自容式近接感应单元，形成于该基板周边，该自容式近接感应单元用以感应一物件的靠近而产生一感应信号；及

至少一个感测电路，连接该自容式近接感应单元，用以接收该感应信号而产生一控制信号。

6.如权利要求5所述的面板，其中每个该自容式近接感应单元包含至少一个电极。

7.如权利要求5所述的面板，其中该基板为：一投射电容式触控面板的基板、一表面电容式触控面板的基板、一电阻式触控面板的基板、一超音波触控面板的基板、红外线触控面板的基板、一有机发光二极管面板的基板、一液晶面板的基板、一电子纸的基板、一玻璃基板、一塑料基板或一压克力基板。

8.如权利要求5所述的面板，其中该自容式近接感应单元形成于该基板的上表面、该基板的下表面、该基板的侧面或该基板上下表面。

Images