CN102467307B - 可判别接触物件的电容式触控元件、模块及其判别方法 - Google Patents

可判别接触物件的电容式触控元件、模块及其判别方法 Download PDF

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Abstract

一种可判别接触物件为导体或非导体的电容式触控元件、模块及其判别方法，该电容式触控元件包含软式感应层，具有弹性的绝缘层位于该软式电容感应层的下方，以及导电层位于该绝缘层的下方。检测时，施加驱动信号至该软式感应层，施加同步于该驱动信号的反相信号至该导电层，再根据该软式感应层在受该接触物件触碰时所产生感应值的变化特性判别该接触物件为导体或非导体。

Description

可判别接触物件的电容式触控元件、模块及其判别方法
技术领域
本发明是有关一种触控技术，特别是关于一种可判别接触物件为导体或非导体的电容式触控元件、模块及其判别方法。
背景技术
图1为现有电容式触控元件的剖面图，在感测层10上涂上粘着剂12，贴附保护层14，以防使用者操作时接触到感测层10。感应层10为多层印刷电路板所构成，具有X、Y轴感应迹线产生检测电容值，而多层印刷电路板的反面则是提供给检测器16等元件着装及电路走线使用。检测器16是用来检测出感应层10所造成的电容值变化。当手指18接触到保护层14时，根据检测器16检测X、Y轴感应迹线所检测到的电容值变化，可以得到如图2示的波形图，人体的手指18与感应层10形成的等效电容使检测器16所检测出的电容值增加，因此，由电容值的变化即可定位出手指18的位置。而上述的现有技术，其缺点为只能检测人体手指的电容或一定面积的导体所产生的电容变化，无法应用在非导体的材质，另外，会受限于感应层10上所贴附保护层14的厚度，若保护层14的厚度过厚将会影响到检测器16对感应层10的电容值的检测。
因此，一种可判别导体或非导体的电容式触控元件乃为所冀。
发明内容
本发明的目的，在于提出一种可判别接触物件为导体或非导体的电容式触控元件、模块及其判别方法。
根据本发明，一种可判别接触物件为导体或非导体的电容式触控元件包含软式感应层，具有弹性的绝缘层位于该软式电容感应层的下方，以及导电层位于该绝缘层的下方。
根据本发明，一种可判别接触物件为导体或非导体的电容式触控模块包含软式感应层，具有弹性的绝缘层位于该软式电容感应层的下方，导电层位于该绝缘层的下方，以及连接该软式感应层及该导电层的检测器，施加驱动信号至该软式感应层，施加同步于该驱动信号的反相信号至该导电层，再根据该软式感应层在受该接触物件触碰时所产生感应值的变化特性判别该接触物件为导体或非导体。
根据本发明，一种电容式触控元件判别接触物件为导体或非导体的方法，其中该电容式触控元件包含软式感应层、导电层以及具弹性的绝缘层介于两者之间，该方法包含：施加驱动信号至该软式感应层，施加同步于该驱动信号的反相信号至该导电层，接着，当该接触物件触碰该电容式触控元件，该软式感应层产生感应值；以及根据该感应值的变化特性判别该接触物件为导体还是非导体。
附图说明
图1为现有电容式触控元件的剖面图；
图2是现有手指接触电容式触控元件检测出的波形图；
图3是本发明实施例的电容式触控元件的剖面图；
图4是本发明实施例检测方式的示意图；
图5是手指接触本发明电容式触控元件的示意图；
图6是手指接触本发明电容式触控元件检测出的波形图；
图7是非导体接触本发明电容式触控元件的示意图；
图8是非导体接触本发明电容式触控元件检测出的波形图；
图9是手指与非导体同时接触本发明电容式触控元件的示意图；以及
图10是手指与非导体同时接触本发明电容式触控元件检测出的波形图。
附图标号：
10感应层
12粘着剂
14保护层
16检测器
18手指
20电容式触控元件
22软式感应层
24印刷电路板
26导电层
28检测器
30边框
32绝缘物质
34手指
36非导体
具体实施方式
图3是本发明实施例的电容式触控元件的剖面图，图4是本发明实施例检测方式的示意图。此电容式触控元件20的最上层为软式感应层22，具有X轴与Y轴的感应迹线构成的感应区块，并包覆着保护膜，最下层为一单层双面的印刷电路板24，向上面有对应感区域大小的铜箔形成导电层26，向下面则提供给检测器28等元件着装及电路走线使用，而于软式感应层22与导电层26之间，具有由边框30、软式感应层22及导电层26组合成密闭空间，将绝缘物质32封闭于其中，具有可压缩的弹性，形成具有弹性的绝缘层，当使用者于电容式触控元件20施加压力时，该软式感应层22的触碰点会产生形变往导电层26移动，当使用者解除压力时，绝缘物质32的弹性会使软式感应层22恢复原状，其中，绝缘物质32可为流体或固态弹性物。在一实施例中，边框30由粘着剂固化形成。在一实施例中，绝缘物质32为空气，以节省用料成本。于其他实施例中，具弹性的绝缘层不使用边框30，直接使用固态弹性物。当使用此实施例检测软式感应层22及导电层26之间的交互电容时，参照图4，检测器28除了对软式感应层22提供驱动信号S1，并施加同步于驱动信号S1的反相信号S2至导电层26，此方法能有助于降低软式感应层22对接地端的自体电容，有效地改善自体电容造成的影响，进而提高交互电容的变化量，使感度提高。
图5及图6分别是手指接触电容式触控元件20的示意图及检测出的波形图。当手指34接触到软式感应层22上时，根据检测器28所检测到的电容值变化可得到如图6示的波形图，因人体的手指34可视一导体与软式感应层22形成另一电容，与原来软式感应层22所形成的电容并联，使检测器28所检测出的电容值呈现一正值的变化特性。
图7及图8分别是非导体接触电容式触控元件20的示意图及检测出的波形图。当非导体36接触挤压软式感应层22时，根据检测器28所检测到的电容值变化可得到如图8示的波形图，因非导体36施加了向下的压力，使得软式感应层22上X、Y轴的感应迹线与下方的导电层26靠近，由于软式感应层22上施加驱动信号S1，而导电层26上施加有同步于驱动信号S1的反相信号S2，受到反相信号S2的影响加大，使得软式感应层22所形成的电容值下降，使检测器28所检测出的电容值呈现一负值的变化特性。
图9及图10分别是手指与非导体同时接触电容式触控元件20的示意图及检测出的波形图。若当手指34与非导体物36品分别接触电容式触控元件20时，根据检测器28所检测到的电容值变化可得到如图10示的波形图，再参照图5～图8，两者对于检测器28所检测出的等效电容变化特性是相反的，正向增加的电容变化可判断出为手指34造成的变化特性，反之，负向的电容变化则可判断出为非导体36向下挤压造成的变化特性。因此，利用此方法便能轻易地区别出导体或非导体，并能由电容值定位出导体或非导体之间的坐标位置，即使在使用过程中，彼此位置互换，依旧能够判别出来。
以上对于本发明的较佳实施例所作的叙述是为阐明的目的，而无意限定本发明精确地为所揭露的形式，基于以上的教导或从本发明的实施例学习而作修改或变化是可能的，实施例是为解说本发明的原理以及让本领域技术人员以各种实施例利用本发明在实际应用上而选择及叙述，本发明的技术思想企图由权利要求及其均等来决定。

Claims (15)

1.一种可判别接触物件为导体或非导体的电容式触控元件，其特征在于，所述的电容式触控元件包含：
软式感应层，被施加一驱动信号，所述软式感应层在受物件触碰时产生感应值，根据所述感应值的变化特性为正向或负向的变化来判别所述物件为导体或非导体；
具有弹性的绝缘层，位于所述软式感应层的下方；以及
导电层，位于所述绝缘层的下方，施加有同步于所述驱动信号的反相信号。
2.如权利要求1所述的电容式触控元件，其特征在于，所述的电容式触控元件更包含边框与所述软式感应层及所述导电层共同形成密闭空间，将所述绝缘层封闭于其中。
3.如权利要求1或2所述的电容式触控元件，其特征在于，所述的绝缘层为固态弹性物。
4.如权利要求2所述的电容式触控元件，其特征在于，所述绝缘层为流体。
5.如权利要求4所述的电容式触控元件，其特征在于，所述流体为空气。
6.如权利要求1所述的电容式触控元件，其特征在于，所述软式感应层包含感应迹线被覆有保护膜。
7.如权利要求1所述的电容式触控元件，其特征在于，所述的导电层为印刷电路板的金属层。
8.一种可判别接触物件为导体或非导体的电容式触控模块，其特征在于，所述的电容式触控模块包含：
软式感应层，被施加一驱动信号；
具有弹性的绝缘层，位于所述软式感应层的下方；
导电层，位于所述绝缘层的下方，施加有同步于所述驱动信号的反相信号；以及
检测器，连接所述软式感应层及所述导电层，施加所述驱动信号至所述软式感应层，施加同步于所述驱动信号的反相信号至所述导电层，再根据所述软式感应层在受所述接触物件触碰时所产生感应值的变化特性为正向或负向的变化来判别所述接触物件为导体或非导体。
9.如权利要求8所述的电容式触控模块，其特征在于，所述的电容式触控模块更包含边框与所述软式感应层及所述导电层共同形成密闭空间，将所述绝缘层封闭于其中。
10.如权利要求8或9所述的电容式触控模块，其特征在于，所述的绝缘层为固态弹性物。
11.如权利要求9所述的电容式触控模块，其特征在于，所述绝缘层为流体。
12.如权利要求11所述的电容式触控模块，其特征在于，所述流体为空气。
13.如权利要求8所述的电容式触控模块，其特征在于，所述软式感应层包含感应迹线被覆有保护膜。
14.如权利要求8所述的电容式触控模块，其特征在于，所述的导电层为印刷电路板的金属层。
15.一种电容式触控元件判别接触物件为导体或非导体的方法，其特征在于，所述电容式触控元件包含软式感应层、导电层以及具弹性的绝缘层介于两者之间，所述方法包含：
施加驱动信号至所述软式感应层；
施加同步于所述驱动信号的反相信号至所述导电层；
所述软式感应层在受所述接触物件触碰时产生感应值；以及
根据所述感应值的变化特性为正向或负向的变化来判别所述接触物件为导体还是非导体。
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