CN104009744B - 电子卡及其电容式触碰感应方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子卡，具有至少一集成电路，连接于一手动操控的感测手段，感测手段是由复数个电极来共同构成一电容式的触碰区域，用以产生电容数据给集成电路进行有效性判断；又集成电路、感测手段以及电源供应器密封于至少一隔绝材料内形成一电子卡，其中，感测手段间隔于电子卡两接触表面的距离不同，当用户触碰到电子卡的至少一接触表面，集成电路判断触碰位置电极所产生的电容值，以确认对应的一导入数据或命令要求是否有效。如此即可让电容式触碰电子卡在内部无须任何额外的遮蔽结构，可在设定的有效触碰面上准确无误地进行触碰操作。

Description

电子卡及其电容式触碰感应方法

技术领域

本发明有关一种电容式触碰感应的电子卡，特别是指一种无须任何遮蔽结构仍可准确无误地进行触碰操作的显示型电子卡。

背景技术

请参阅图1A所示，传统电容式触碰感应的电子卡主要包含一印刷电路板10，此印刷电路板10表面具有复数个连接单元(图未式)连接至一电源供应器11，以提供电力给一集成电路12使用，使上述电子卡作为一种电子认证或电子装置使用，且印刷电路板10表面另设有复数个电容电极13，以便使用者可手动操作，而且上述印刷电路板10底部上另具有一未与电容电极13接触的导电遮蔽屏幕14，以屏蔽电子卡其中一侧的触碰感应，而集成电路12另连接一显示单元15；最后再将电容电极13、集成电路12、电源供应器11、连接单元以及导电遮蔽屏幕14容设于两隔绝材料16、17内部形成卡片。

请参阅图1B所示，前揭导电遮蔽屏幕14除了可以设在印刷电路板10上与电容电极13间隔，当然亦可将设置在绝缘材料16边缘远离电容电极13的位置，仍可有效遮蔽电子卡其中一侧的触碰感应。然而，由于整个电子卡的制作上必须额外加设一导电遮蔽屏幕14，往往造成其制作加工上的步骤较为繁复，另外，额外加设导电遮蔽屏幕14亦会造成整个电子卡的厚度增加。

有鉴于传统显示型电子卡必须制作导电遮蔽屏幕，进而导致整个电子卡产品制作的成本增加，实有必要改良设计出一款电子卡及其电容式触碰感应方法来改善目前缺失。

发明内容

本发明的主要目的，旨在提供一种电容式触碰电子卡，使电子卡内部无须任何遮蔽结构，仍可在设定的有效触碰面上准确无误地进行触碰操作。

本发明的次要目的在于电子卡内部省去遮蔽结构的设计，可减少卡片制作时的材料数量以及厚度，并且简化了卡片的加工程序步骤，大幅降低了制作电子卡的成本。

为达到所述目的，本发明电子卡具有至少一集成电路，连接于一手动操控的感测手段，而上述感测手段是由复数个电极来共同构成一电容式的触碰区域，用以产生电容数据给上述集成电路进行有效性判断；上述集成电路、感测手段以及电源供应器密封于至少一隔绝材料内形成一电子卡。

本发明的特点在于上述集成电路具有一判断感应电容数值有效性的基准值，且上述感测手段间隔于上述电子卡两接触表面的距离不同，当使用者触碰到上述电子卡的至少一接触表面，上述集成电路判断触碰位置电极所产生的电容值，以确认触碰对应的一导入数据或命令要求是否有效。

于一较佳实施例中，本发明感测手段将上述电子卡两接触表面区分为一有效触碰面与一无效触碰面，其中间隔两接触表面距离较短的一为有效触碰面，而距离较长的另一面为无效触碰面。且上述电子卡进一步包含一印刷电路板、一显示设备以及一电源供应器。

其中，上述印刷电路板密封于上述隔绝材料内，并且介设于上述集成电路、电源供应器以及感测手段之间连接，又上述印刷电路板为一可弯曲的双面结构，上述感测手段设于上述印刷电路板的第一面，而上述集成电路及电源供应器设于上述印刷电路板的第二面。于一可行实施例中，上述印刷电路板与感测手段的复数个电极可共同设为单独电路板。

上述显示设备密封于上述隔绝材料内，并且连接于上述集成电路或一与上述集成电路连接的印刷电路板的其中之一，又上述隔绝材料于上述显示设备的显示面位置设有一显露部；于一可行实施例中，上述显露部设为一开孔或一透明材料的其中一种。又上述电源供应器电性连接于上述印刷电路板，并提供上述集成电路、显示设备及印刷电路板的电力源。

除此之外，本发明电子卡可进一步包含一手动驱动的操作单元，上述操作单元局部外露于上述隔绝材料，并且连接于上述集成电路上控制上述感测手段及/或显示设备运作。于一可行实施例中，上述操作单元为一开关按钮，上述开关按钮被手动按压后促使感测手段及/或显示设备运作。

另外，本发明的另一目的在于提供一种电子卡的电容式触碰方法，让电子卡在内部无遮蔽结构的情况下，仍可判断卡片接触表面的有效性及触碰位置，确保触碰感应的准确度。

为达上述目的，本发明电子卡的电容式触碰感应方法，包含以下步骤：提供一具有感测手段的电子卡，上述感测手段是由复数个电极来共同构成一电容式的触碰区域，并且间隔于上述电子卡两接触表面的距离不同；触碰上述电子卡至少一表面的触碰区域，由上述复数电极感应产生对应的电容值；将上述电容值传输给上述电子卡内的集成电路，并由上述集成电路判断上述电容值是否超过一基准值；以及并由判断上述基准值的比较结果，以确认触碰对应的一导入数据或命令要求是否有效。

其中，上述感测手段将上述电子卡两接触表面区分为一有效触碰面与一无效触碰面，间隔两接触表面距离较短的一面为有效触碰面，而距离较长的另一面为无效触碰面。于一较佳实施例中，本发明所有电极皆会产生一电容值，而上述集成电路将所有电容值储存成一列表，并于上述列表中计算并显示出一扫描结果，以确认触碰位置的有效性，并依据触碰位置进行计算以及储存计算后的结果。

本发明的优点在于透过感测手段间隔于电子卡两接触表面的距离不同，使得两接触表面于被触碰将会产生不同数值的电容值，经由集成电路的判断，可让电子卡内部无须任何遮蔽结构，仍可在设定的有效触碰面上准确无误地进行触碰操作。且省去遮蔽结构的设计，不但可以减少制作时的材料数量，亦可简化了加工程序步骤，大幅降低了制作电子卡的成本。

附图说明

图1A及图1B是传统两种具有遮蔽结构的电容式电子卡断面剖视图；

图2是本发明电子卡一较佳实施例的断面剖视图；

图3A及图3B是触碰本发明电子卡有效及无效操作面的断面示意图；

图4是本发明集成电路判断感应数值有效性的比较图；

图5是本发明电容式触碰感应方法的步骤图；

图6是本发明集成电路与感测手段连接的电路示意图；以及

图7是本发明本发明电容式触碰感应的比较表格图。

【主要组件符号说明】

10---印刷电路板 16---隔绝材料

11---电源供应器 17---隔绝材料

12---集成电路 20---电子卡

13---电容电极 201---接触表面

14---导电遮蔽屏幕 202---接触表面

15---显示单元 21---印刷电路板

211---第一面 25---显示设备

212---第二面 26---操作单元

22---集成电路 261---开关按钮

23---电源供应器 27---隔绝材料

24---感测手段 271---显露部

241---电极

具体实施方式

为便于更进一步对本发明的构造、使用及其特征有更深一层明确详实的认识与了解，现举出较佳实施例，配合附图详细说明如下：

请参阅图2所示，本发明电子卡20包含一印刷电路板21、至少一集成电路22、一电源供应器23、一手动操控的感测手段24、一显示设备25、一手动操控的操作单元26以及至少一隔绝材料27。

其中，上述印刷电路板21介设于上述集成电路22、电源供应器23、感测手段24、显示设备25以及操作单元26之间，让所有不同的装置之间可间接地电性连接，于图示一较佳实施例中，上述印刷电路板21为一可弯曲的双面结构，上述感测手段24及操作单元26设于上述印刷电路板21的第一面211，而上述集成电路22、电源供应器23以及显示设备25设于上述印刷电路板21的第二面212。

此外，上述集成电路22透过上述印刷电路板21与上述电源供应器23、上述感测手段24以及显示设备25间接电性连接，并具有一判断感应电容数值有效性的基准值；上述电源供应器23用以提供上述集成电路22、显示设备25以及印刷电路板21的电力源；而上述感测手段24是由复数个电极241来共同构成一电容式的触碰区域，用以产生电容数据给上述集成电路22进行有效性判断；而上述显示设备25连接于上述集成电路22，用以显示上述电子卡20信息。

然而，此仅用为方便举例说明，亦即上述显示设备25除可直接连接上述集成电路22，亦或连接于一印刷电路板21上来间接连结上述集成电路22，除此之外，上述印刷电路板21上亦可设置有不同的集成电路22，让上述电极241与显示设备25分别连接在不同的集成电路22上。

再者，上述操作单元26间接连接于上述集成电路22上，以控制上述感测手段24及/或显示设备25是否运作；而上述隔绝材料27采用单层结构将上述印刷电路板21、集成电路22、电源供应器23、感测手段24、显示设备25皆密封包覆，而上述操作单元26则局部外露于上述隔绝材料27，藉以形成上述电子卡20整体，其中，上述感测手段24位于上述隔绝材料27内间隔于上述电子卡20两接触表面201、202的距离有所不同。

然而，前述隔绝材料27采单层设计仅为方便举例说明之用，并非加以限制其结构，亦即上述隔绝材料27亦可采用双层或多层来包覆其他装置，藉以形成一具复合层体的电子卡20。

请参阅图3A及图3B所示，当使用者按压距离上述感测手段24较近的第一接触表面201时(如图示上端面)，其按压位置距离上述第一接触表面201为d1；另外，当使用者按压距离上述感测手段24较远的第二接触表面202时(如图示下端面)，其按压位置距离上述第二接触表面202为d2，依据电容感应的等式如下：

其中，C为电容值，ε为介电常数，A为按压面积，d为距离。

由前述方程式不难查知，当距离d越小时，取得的电容值C的数据将会越大，而当距离d越大时，将使电容值C的数据变小。请参阅图4所示，由于电容值会因位于上、下端面的距离大小而有所不同，因此，感应出的电容数据将会产生出具由凸出区段的线段，而上述集成电路22判断的基线介于数据高点与低点之间，如此即可将下端面距离d2的低点电容值视为无效输入，而上端面距离d1的高点电容值视为有效输入，使上述感测手段24间隔两接触表面201、202距离较短的一为有效触碰面(201)，而距离较长的另一面为无效触碰面(201)。

本发明的特点在于透过使用者触碰到上述电子卡20的至少一接触表面201、202，由上述集成电路22判断触碰位置电极241所产生的电容值，将上述电子卡20两接触表面201、202区分为一有效触碰面与一无效触碰面，并以确认触碰对应的一导入数据或命令要求是否有效。

于一较佳实施例中，本发明隔绝材料27于上述显示设备25的显示面位置设有一显露部271，于一可行实施例中，上述显露部271设为一开孔或一透明材料的其中一种。而上述操作单元26为一开关按钮261，上述开关按钮261被手动按压后促使感测手段24及/或显示设备25运作。

请参阅图5所示，本发明电子卡20的电容式触碰感应方法包含以下步骤：提供一具有感测手段24的电子卡20，上述感测手段24是由复数个电极241来共同构成一电容式的触碰区域，并且间隔于上述电子卡20两接触表面201、202的距离不同；触碰上述电子卡20至少一表面的触碰区域，由上述复数电极241感应产生对应的电容值；将上述电容值传输给上述电子卡20内的集成电路22，并由上述集成电路22判断上述电容值是否超过一基准值；以及由判断上述基准值的比较结果，以确认触碰对应的一导入数据或命令要求是否有效。

其中，上述感测手段24将上述电子卡20两接触表面201、202区分为一有效触碰面与一无效触碰面，间隔两接触表面201、202距离较短的一面为有效触碰面，而距离较长的另一面为无效触碰面，让有效触碰面上的所有操作动作皆可进行后续动作的执行，而无效触碰面上的所有操作动作皆直接省略不进行任何动作。

请参阅图6所示，于图示一较佳实施例中，本发明感测手段24的触碰电极241具有10个，且依据不同位置分别由给予位置代码0～9，且上述位置代码0～9分别具有一对应通道0～9与上述集成电路22相互连接，本发明电子卡20开启时，所有电极241皆会连续产生一电容值给上述集成电路22。

请参阅图7所示，上述集成电路22将所有电容值储存成一列表，并于上述列表中计算并显示出一扫描结果，以确认触碰位置的有效性，其中，上述扫描结果为1代表为此一位置的电容值高于上述基准值，而扫描结果为0代表此一位置的电容值低于上述基准值。

如图所示，本发明集成电路22于通道1的电极241代码7以及通道8的电极241代码2检测到有效性的输入操作，此即代表上述电子卡20在有效触碰面的代码7与2位置皆确实有人按压触碰来操作输入，如此即可在无须遮蔽结构的情况下，准确无误地操作电子卡20触碰输入。

以上所举实施例仅用为方便说明本发明并非加以限制，在不离本发明精神范畴，熟悉本行业技术人员所可作的各种简易变形与修饰，均仍应含括于本发明专利保护的范围内。

Claims (12)

1.一种电子卡，具有至少一集成电路，连接于一手动操控的感测手段，而上述感测手段是由一个以上的电极来共同构成一电容式的触碰区域，用以产生电容数据给上述集成电路进行有效性判断；上述集成电路、感测手段密封于至少一隔绝材料内形成一电子卡；

其特征在于：上述集成电路具有一判断感应电容数值有效性的基准值，且上述感测手段的触碰区域间隔于上述电子卡两接触表面的距离不同，并将上述电子卡两接触表面区分为一有效触碰面与一无效触碰面，间隔两接触表面距离较短的一面为有效触碰面，而距离较长的另一面为无效触碰面，当使用者触碰到上述电子卡的有效触碰面或无效触碰面时，上述集成电路判断触碰位置电极所产生的电容值，以确认触碰对应的一导入数据或命令要求是否有效。

2.根据权利要求1所述的电子卡，其特征在于：所述电子卡进一步包含一印刷电路板，上述印刷电路板密封于上述隔绝材料内，并且介设于上述集成电路以及感测手段之间连接。

3.根据权利要求2所述的电子卡，其特征在于：所述电子卡进一步包含一显示设备，上述显示设备密封于上述隔绝材料内，并且连接于上述集成电路或一与上述集成电路连接的印刷电路板的其中之一。

4.根据权利要求3所述的电子卡，其特征在于：所述隔绝材料于上述显示设备的显示面位置设有一显露部。

5.根据权利要求4所述的电子卡，其特征在于：所述显露部设为一开孔或一透明材料的其中一种。

6.根据权利要求2所述的电子卡，其特征在于：所述印刷电路板为一可弯曲的双面结构，上述感测手段设于上述印刷电路板的第一面，而上述集成电路设于上述印刷电路板的第二面。

7.根据权利要求2所述的电子卡，其特征在于：所述印刷电路板与感测手段的复数个电极共同设为单独电路板。

8.根据权利要求3所述的电子卡，其特征在于：所述电子卡进一步一电源供应器，上述电源供应器电性连接于上述印刷电路板，并提供上述集成电路、显示设备及印刷电路板的电力源。

9.根据权利要求1所述的电子卡，其特征在于：所述电子卡进一步包含一手动驱动的操作单元，上述操作单元局部外露于上述隔绝材料，并且连接于上述集成电路上控制上述感测手段及/或显示设备运作。

10.根据权利要求9所述的电子卡，其特征在于：所述操作单元为一开关按钮，上述开关按钮被手动按压后促使感测手段及/或显示设备运作。

11.一种电子卡的电容式触碰感应方法，其特征在于：包含以下步骤：

提供一具有感测手段的电子卡，上述感测手段是由复数个电极来共同构成一电容式的触碰区域，并且间隔于上述电子卡两接触表面的距离不同，上述感测手段将上述电子卡两接触表面区分为一有效触碰面与一无效触碰面，间隔两接触表面距离较短的一面为有效触碰面，而距离较长的另一面为无效触碰面；

触碰上述电子卡的有效触碰面或无效触碰面，由上述复数电极感应产生对应的电容值；

将上述电容值传输给上述电子卡内的集成电路，并由上述集成电路判断上述电容值是否超过一基准值；以及

由判断上述基准值的比较结果，以确认触碰对应的一导入数据或命令要求是否有效。

12.根据权利要求11所述的电子卡的电容式触碰感应方法，其特征在于：所述所有电极皆会产生一电容值，而上述集成电路将所有电容值储存成一列表，并于上述列表中计算并显示出一扫描结果，以确认触碰位置的有效性。