CN104765512A - 触控输入装置、其制作方法及触控侦测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种触控输入装置，其包括一承载板、多个第一电极垫及多个导线。承载板包括多个悬臂部及多个连接部，其中这些连接部分别连接这些悬臂部。这些第一电极垫分别配置于这些悬臂部上，且用以感测一物体接近或触碰承载板时所产生的电容变化。这些导线在这些连接部上延伸，并分别连接这些第一电极垫。一种触控输入装置的制作方法及触控侦测方法也被提出。

Description

触控输入装置、其制作方法及触控侦测方法
技术领域
本发明是有关于一种输入装置、其制作方法及侦测方法，且特别是有关于一种触控输入装置、其制作方法及触控侦测方法。
背景技术
随着科技的进展，电子装置的使用者输入方式已从键盘输入、鼠标输入、按键输入等演进为触控输入。触控输入的技术包括电容式触控技术、电阻式触控技术及光学式触控技术等。触控输入方式较符合人类的直觉，因此即使是年长者或年幼者都可透过触控输入装置与电子装置达到良好的沟通。
然而，时下的触控输入装置多半只能侦测使用者的手指或触控笔所按压的位置，却无法判断手指或触控笔按压的力道或下压的深度。因此，时下的触控输入装置在应用上仍会受到限制，而缺乏更为多样的应用变化。
另一方面，时下桌上型电脑或笔记型电脑所采用的实体键盘只能感测使用者的手指是按下了哪一个按键，但仍然无法得知按下按键的力道大小，这也限制了传统实体键盘的应用性。
发明内容
本发明提供一种触控输入装置，其能实现往下按压的体感。
本发明提供一种触控输入装置，其可感测触控操作时的按压深度。
本发明提供一种触控输入装置的制作方法，其可制作能实现往下按压的体感的触控输入装置。
本发明提供一种触控侦测方法，其可侦测触控操作时的按压深度。
本发明的一实施例的一种触控输入装置包括一承载板、多个第一电极垫及多个导线。承载板具有一参考平面，并定义有与参考平面平行且相互正交之一x座标方向与一y座标方向。承载板包括多个悬臂部及多个连接部。这些连接部分别连接这些悬臂部，而使各悬臂部在受一物体按压下可独立地相对于参考平面在一z座标方向下陷一距离，其中z座标方向正交于x座标方向与y座标方向。这些第一电极垫分别配置于这些悬臂部上，用以感测物体接近或触碰承载板时所产生的电容变化而决定出物体相对于参考平面之一x座标值与一y座标值。这些导线在这些连接部上延伸，并分别连接这些第一电极垫。
在本发明的一实施例中，触控输入装置还包括多个第二电极垫，分别对应地配置于这些悬臂部下方，且与这些悬臂部相距一间距。当任一悬臂部受到物体按压而沿z座标方向朝向对应的第二电极垫下陷时，第二电极垫反应于对应的第一电极垫的下陷而产生一电信号的变化。
在本发明的一实施例中，触控输入装置还包括一底座，其中承载板固定于底座上，这些第二电极垫配置于底座上对应于这些第一电极垫处，且这些第一电极垫与对应的这些第二电极垫之间存在有间隔空间或填充有绝缘弹性物质。
在本发明的一实施例中，触控输入装置还包括一第一判读单元、一第二判读单元及一处理单元。第一判读单元电性连接这些导线，且用以判断出物体接近或触碰承载板的相对于参考平面上的位置，而产生包含x座标值与y座标值的一第一信号。第二判读单元电性连接至这些第二电极垫，且用以判断被物体下压的悬臂部的下陷程度，而产生包含z座标值的一第二信号。处理单元根据第一信号与第二信号以判断出物体的三维触碰位置。
在本发明的一实施例中，这些第一电极垫包括交替排列于承载板上且彼此分离的多个传输电极垫与多个感应电极垫，这些导线包括连接至这些传输电极垫的至少一个驱动信号线及连接至这些感应电极垫的至少一个信号读取线。
本发明的一实施例的一种触控输入装置包括一平面位置感应板、一深度感应层、一第一判读单元、一第二判读单元及一处理单元。平面位置感应板用以感测一物体接近或触碰平面位置感应板时在平行于平面位置感应板的方向上之的不同位置之一第一电性变化。深度感应层配置于平面位置感应板下方，与平面位置感应板相距一间距，且用以感测物体下压平面位置感应板的程度所对应的一第二电性变化。第一判读单元电性连接至平面位置感应板，且用以根据第一电性变化判断出物体接近或触碰平面位置感应板的在平行于平面位置感应板的方向上的位置，而产生一对应的第一信号。第二判读单元电性连接至深度感应层，且用以根据第二电性变化判断物体下压平面位置感应板的程度，而产生一对应的第二信号。处理单元根据第一信号与第二信号以判断出物体的三维触碰位置。
本发明的一实施例的一种触控输入装置的制作方法包括：提供一基板；在基板上形成多个第一电极垫及多个导线；以及进行一基板图案化制程，以将基板图案化出多个悬臂部及多个连接部，其中这些连接部连接这些悬臂部。
在本发明的一实施例中，在基板上形成这些第一电极垫及这些导线的步骤是在进行基板图案化制程的步骤之前，且在进行基板图案化制程之后，这些第一电极垫位于这些悬臂部上，且这些导线位于这些连接部上。
在本发明的一实施例中，在基板上形成这些第一电极垫及这些导线的步骤是在进行基板图案化制程的步骤之后，这些第一电极垫是形成于这些悬臂部上，且这些导线是形成于这些连接部上。
在本发明的一实施例中，触控输入装置的制作方法还包括：提供一底座；以及将基板固定于底座上。
在本发明的一实施例中，触控输入装置的制作方法还包括：在将基板固定于底座上之前，在底座上形成多个第二电极垫而分别对应于这些第一电极垫。
本发明的一实施例的一种触控侦测方法包括：感测一物体接近或触碰一参考平面时在平行于参考平面的方向上的不同位置之一第一电性变化；感测物体下压参考平面时所产生的一第二电性变化；根据第一电性变化判断出物体接近或触碰参考平面的在平行于参考平面的方向上的位置；根据第二电性变化判断物体下压参考平面的程度；以及根据物体接近或触碰参考平面的在平行于参考平面的方向上的位置及物体下压参考平面的程度判断出物体的三维触碰位置。
在本发明的一实施例中，第一电性变化为电容变化，且第二电性变化为电场变化或电容变化。
在本发明的一实施例中，触控侦测方法还包括利用一承载板来形成参考平面，承载板包括多个悬臂部及连接这些悬臂部的多个连接部，这些悬臂部上分别配置至少一个第一电极垫，其中当物体下压参考平面时，被下压的悬臂部相应地变形而使配置于其上的第一电极垫的位置产生变化。
在本发明的一实施例中，感测物体下压参考平面时所产生的第二电性变化的方法包括：在这些第一电极垫下方对应地分别设置有至少一个第二电极垫；以及感测这些第二电极垫的电性变化，其中当物体下压参考平面而使被下压的悬臂部上所配置的第一电极垫靠近第二电极垫时，第二电极垫的电性产生变化。
在本发明的实施例的触控输入装置中，由于承载板具有悬臂部，因此当悬臂部被往下按压时，悬臂部会往下弯曲，而让使用者感受到按压的体感。此外，在本发明的实施例的触控输入装置中，由于位于平面位置感应板下方的深度感应层可感测物体下压平面位置感应板的程度所对应的第二电性变化，所以触控输入装置可侦测物体的按压深度。在本发明的实施例的触控输入装置的制作方法中，由于利用一基板图案化制程以将基板图案化出多个悬臂部，因此可制作能实现往下按压的体感的触控输入装置。在本发明的实施例的触控侦测方法中，由于包括根据物体下压参考平面时所产生的电性变化来判断物体下压参考平面的程度的步骤，因此触控侦测方法可判断出物体的三维触碰位置。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1A为本发明的一实施例的触控输入装置的立体示意图。
图1B为图1A的触控输入装置沿着I-I线的局部剖面图。
图1C为图1A中的承载板、第一电极垫及导线的下视示意图。
图1D为图1A中的第二电极及连接其的电路的示意图。
图1E为图1A的触控输入装置的电路方块图。
图2为本发明的另一实施例的触控输入装置的局部剖面示意图。
图3为本发明的又一实施例的触控输入装置的局部剖面示意图。
图4A至图4D为用以说明本发明之一实施例的触控输入装置的制作方法的流程的剖面示意图。
图5是图4A中的承载板的立体示意图。
图6为用以说明本发明的另一实施例的触控输入装置的制作方法的其中一个步骤的剖面示意图。
图7为本发明之一实施例的触控侦测方法的流程图。
符号说明
50：物体
100、100a、100b：触控输入装置
110：承载板
110’：基板
112：悬臂部
114：连接部
116：外框
120：第一电极垫
122：传输电极垫
124：感应电极垫
130、180：导线
132：驱动信号线
134：信号读取线
140：第一判读单元
150、150b：底座
151：开口
152：栅状结构
154：边框
156：底板
160：第二电极垫
170：第二判读单元
190：处理单元
210：绝缘材料
220：绝缘层
G：间隙
R：参考平面
S0：电信号
S1：第一信号
S2：第二信号
S110、S120、S130、S140：步骤
具体实施方式
图1A为本发明之一实施例的触控输入装置的立体示意图，图1B为图1A的触控输入装置沿着I-I线的局部剖面图，图1C为图1A中的承载板、第一电极垫及导线的下视示意图，图1D为图1A中的第二电极及连接其的电路的示意图，而图1E为图1A的触控输入装置的电路方块图。请参照图1A至图1E，本实施例的触控输入装置100包括一承载板110、多个第一电极垫120及多个导线130。承载板110包括多个悬臂部112及多个连接部114，其中这些连接部114连接这些悬臂部112。在本实施例中，承载板110的材质例如为玻璃或塑胶等透光的绝缘材质。然而，在其他实施例中，承载板110的材质亦可以是不透光的绝缘材质。
这些第一电极垫120配置于这些悬臂部112上，用以感测一物体50（如图1B所绘示）接近或触碰承载板110时所产生的电容变化。在本实施例中，物体50例如为使用者的手指、可导电的触控笔或其他适当的导电物质。这些导线130在这些连接部114上延伸，并分别连接这些第一电极垫130。在本实施例中，承载板110具有一参考平面R（例如由图1B的承载板110的背对第一电极垫120的表面所形成），并定义有与参考平面R平行且相互正交的一x座标方向与一y座标方向。这些连接部114分别连接这些悬臂部112，而使各悬臂部在112受物体50按压下可独立地相对于参考平面R在一z座标方向下陷一距离，其中z座标方向正交于x座标方向与y座标方向。此外，在本实施例中，这些第一电极垫120分别配置于这些悬臂部112上，用以感测物体50接近或触碰承载板110时所产生的电容变化而决定出物体50相对于参考平面R之x座标值与y座标值。
在本实施例中，触控输入装置100还包括一第一判读单元140，其电性连接这些导线130，且用以判断出物体50接近或触碰承载板110的在平行于承载板110的方向上的位置，而产生一对应的第一信号S1。举例而言，第一判读单元140用以判断出物体50接近或触碰承载板110的相对于参考平面R上的位置，而产生包含x座标值与y座标值的第一信号S1。在本实施例中，这些第一电极120与这些导线130是配置于承载板110的背对于物体50的一侧（例如底侧），因此物体50不会直接接触第一电极垫120与导线130。在本实施例中，这些第一电极垫120包括交替排列于承载板110上且彼此分离的多个传输电极垫122与多个感应电极垫124，这些导线130包括连接至这些传输电极垫122的至少一个驱动信号线132（在本实施例中是以多个驱动信号线132为例）及连接至这些感应电极垫124的至少一个信号读取线134（在本实施例中是以多个信号读取线134为例）。在本实施例中，在每一列的第一电极垫120中，这些传输电极垫122连接至同一条驱动信号线132，而此驱动信号线132再连接至第一判读单元140，然而这些感应电极垫124则分别经由多条信号读取线134而各自独立地连接至第一判读单元140。但在其它实施例中亦不排除各传输电极垫122各自通过一驱动信号线132独立地连接至第一判读单元140。而在又一实施例中亦不排除每一排的感应电极垫124分别共接至同一条信号读取线134，以及每一排的传输电极垫122分别共接至同一条驱动信号线132。也就是说，设计者可以依据所需的灵敏度以及是否具有多指触控功能而弹性地变化设计感应电极垫124与传输电极垫122是要各自独立地连接至第一判读单元140或是要逐排先分别共接至同一条信号读取线134及同一条驱动信号线132之后再连接至第一判读单元140。
第一判读单元140可分别发出多个驱动信号至这些传输电极垫122，且经由这些信号读取线134分别接收来自这些感应电极垫124的感应信号。当承载板110被物体50触碰或靠近时，在物体50附近的感应电极垫124与邻近的传输电极垫122间的互电容（mutual capacitance）值会产生变化，而使此感应电极垫124所产生的感应信号产生改变。藉此，第一判读单元140便能够依据这些感应电极垫124所传来的这些感应信号判断物体50触碰或接近的位置，即平行于承载板110的方向的位置，例如x方向与y方向上的(x,y)座标位置。在图1A至图1D中，x方向、y方向及z方向彼此互相垂直，其中z方向垂直于承载板110。也就是说，承载板110、第一电极垫120及导线130形成一电容式触控面板，即为一平面位置感应板。然而，在其他实施例中，第一电极垫120可以只包含有单一电极垫，且各单一电极垫可以各自以一导线130独立地连接至第一判读单元140，或是各单一电极垫各以导线130接出后可共接于一信号线再电连接至第一判读单元140，也就是此单一电极垫型态的第一电极垫120用以感应物体触碰或接近承载板110时所产生的自电容（self-capacitance）变化。换言之，平面位置感应板用以感测物体50接近或触碰平面位置感应板时在平行于平面位置感应板的方向上（即平行于xy平面的方向上）的不同位置之一第一电性变化，而此第一电性变化例如为电容变化。此外，第一判读单元140电性连接至平面位置感应板，且用以根据上述第一电性变化判断出物体50接近或触碰平面位置感应板的在平行于平面位置感应板的方向上的位置，而产生一对应的第一信号S1。
在本实施例中，第一判读单元140内部可具有积分器、模拟数字转换器（analog-to-digital converter,A/D converter）及处理器，其中积分器可将来自信号读取线134的感应信号转换为模拟电压信号，模拟数字转换器再将此模拟电压信号转换为数字电压信号，而处理器再根据这些数字电压信号计算出物体50触碰或接近承载板110的位置，例如计算出触碰或接近的(x,y)座标。在本实施例中，第一判读单元140例如是利用一集成电路来实现。
在本实施例的触控输入装置100中，由于承载板110具有悬臂部112，因此当悬臂部112被往下按压时，悬臂部112会往下弯曲，而让使用者感受到按压的体感。如此一来，便可实现有按压感的触控输入装置。于本实施例中在图示中虽以悬臂造型来作为悬臂部112的范例，但本发明并不设限，举凡能够在外力受压下产生局部变形并具有弹性恢复力而能在外力解除后回复原状的结构皆仍属本发明悬臂部112的定义范围。在本实施例中，每一个悬臂部112上配置有一个传输电极垫122及一个感应电极垫124，因此第一判读单元140可判断出物体50是接近、触碰或按压到哪一个悬臂部112。如此一来，触控输入装置100便可作为实体键盘来使用，而每一个悬臂部112可作为实体键盘上的一个按键。此外，悬臂部112的表面上（例如背对于第一电极垫120的表面上或朝向第一电极垫120的表面上）可印有字样、符号或字母，以让使用者辨识悬臂部112所代表的按键意义。然而，在其他实施例中，也可以是每一个悬臂部112上有多对传输电极垫122与感应电极垫124，或是每一个悬臂部112包含有多个单一电极垫。
在本实施例中，传输电极垫122与感应电极垫124是采水平配置的方式，即配置于同一个平行于xy平面的平面上。然而，在其他实施例中，传输电极垫122与感应电极垫124也可以是垂直配置，亦即沿着z方向配置，且传输电极垫122与感应电极垫124之间设有绝缘层，以将传输电极垫122与感应电极垫124隔开。
在本实施例中，触控输入装置100还包括一底座150，其中承载板110还包括一外框116，这些悬臂部112经由这些连接部114固定于外框116上，且外框116固定至底座150上。举例而言，外框116可通过粘着剂或口字形胶带贴附至底座150上。在本实施例中，底座150具有栅状结构152，栅状结构152具有多个开口151，分别对应地位于这些悬臂部112下方。栅状结构152可让使用者在观看相邻两悬臂部112之间的间隙G时，不会觉得此处下面是空的，而悬臂部112被下压时，则是在开口151中活动。然而，在其他实施例中，底座150也可不具有栅状结构152，而是由一平坦的底板156与边框154所形成。
在本实施例中，触控输入装置100还包括多个第二电极垫160，分别对应地配置于这些悬臂部112下方，且与这些悬臂部112相距一间距。在本实施例中，这些第二电极垫160配置于底座150上并分别对应于上方的第一电极120，且这些第一电极垫120与对应的这些第二电极垫160之间存在有间隔空间或填充有绝缘弹性物质，而图1B中是以存在有间隔空间为例。当任一悬臂部112受到物体50按压而沿z座标方向朝向对应的第二电极垫160下陷时，第二电极垫160反应于对应的第一电极垫120的下陷而产生一电信号S0的变化。
具体而言，当悬臂部112被按压而使第一电极垫120往第二电极垫160靠近时，第一电极垫120上的电荷在第二电极垫160上所形成的电场的量值会变大，而使第二电极垫160产生电流信号或电压信号的变化，亦即电信号S0可以是电流信号或电压信号。或者，当悬臂部112被按压而使第一电极垫120往第二电极垫160靠近时，第二电极垫160所对应的电容（例如自电容）会产生变化，而使得第二电极垫160所产生的电信号S0（如电流信号或电压信号）发生变化。
在本实施例中，触控输入装置100还包括一第二判读单元170，其电性连接至这些第二电极垫160，且用以判断被物体50下压的悬臂部112的下陷程度，而产生一对应的第二信号S2，例如是产生包含z座标值的第二信号S2。具体而言，在本实施例中，这些第二电极垫160经由多条导线180连接至第二判读单元170，以将第二电极垫160所产生的电信号S0传递至第二判读单元170。此外，第二判读单元170可通过单一的驱动信号驱动所有的这些第二电极垫160，以简化第二判断单元170的架构。举例而言，这些第二电极垫160可电性连接至同一条驱动信号线，而第二判读单元170使驱动信号经由此驱动信号线传递至这些第二电极垫160。然而，在其他实施例中，也可以是不同列的第二电极垫160分别经由多条不同的驱动信号线连接至第二判读单元170。或者，亦可以是不同的第二电极垫160分别经由不同的驱动信号线连接至第二判读单元170。
第二判读单元170根据电信号S0的变化计算出悬臂部112被按压的深度，即被按压至哪一个z座标值的位置。在本实施例中，第二判读单元170内部可具有积分器、模拟数字转换器（analog-to-digital converter,A/Dconverter）、及处理器，其中积分器可将来自这些第二电极垫160的信号S0转换为模拟电压信号，模拟数字转换器再将此模拟电压信号转换为数字电压信号，而处理器再根据这些数字电压信号计算出物体50按压悬臂部112的深度位置，例如计算出将悬臂部112按压到哪一个z座标值的位置。在本实施例中，第二判读单元170例如是利用一集成电路来实现。
换言之，第二电极垫160、导线180及与第二电极垫160连接的驱动信号线可形成一深度感应层，其配置于平面位置感应板下方，与平面位置感应板相距一间距，且用以感测物体50下压平面位置感应板的程度所对应的一第二电性变化，其中第二电性变化例如为电场变化或电容变化。此外，第二判读单元170电性连接至深度感应层，且用以根据第二电性变化判断物体下压平面位置感应板的程度，而产生一对应的第二信号S2。也就是说，第一电极垫120用以感测物体50接近或触碰平面位置感应板时产生第一电性变化，而第二电极垫160则用以感测物体50下压平面位置感应板上的悬臂部112时与对应的第一电极垫120间产生的第二电性变化。
在本实施例中，触控输入装置100还包括一处理单元190，其根据第一信号S1与第二信号S2以判断出物体50的三维触碰位置。举例而言，第一判读单元140将代表(x,y)座标值的第一信号S1传递至处理单元190，第二判读单元170将代表z座标值的第二信号S2传递3至处理单元190，而处理单元190可将第一信号S1与第二信号S2汇整成每一时间悬臂部112所被按压至的三维触碰位置，即(x,y,z)座标值。由于本实施例的触控输入装置100可判断出其被按压的三维触碰位置，因此触控输入装置100的应用性可被提升。举例而言，z座标值可对应于被按压的力道，因此软体设计者可开发需要利用按压力道的应用程序，以提升应用程序的功能与多样性。在本实施例中，处理单元190可利用韧体的形式来实现，但本发明不以此为限。在其他实施例中，处理单元190也可以是数字逻辑电路（即以硬体方式实现）或是电脑的中央处理器（即以软体方式实现）。
图2为本发明的另一实施例的触控输入装置的局部剖面示意图。请参照图2，本实施例的触控输入装置100a与图1B的触控输入装置100类似，而两者的差异如下所述。本实施例的触控输入装置100a还包括一绝缘材料210，填充于每二相邻的这些悬臂部112之间的间隔（如间隙G）中。此外，在本实施例中，绝缘材料210还填充于第一电极垫120与第二电极垫160之间，且绝缘材料210例如为弹性材料。因此，当悬臂部112被下压时，绝缘材料210的位于第一电极垫120与第二电极垫160之间的部分会被压缩，且位于被下压的悬臂部112附近的绝缘材料210亦随之下陷。绝缘材料210例如是透明材料，且其折射率可与承载板110的折射率接近，以使使用者难以观察到间隙G。另外，底座150亦可以使由透明材料所形成，且第一电极垫120与第二电极垫160亦可以由透明导电材料（例如氧化铟锡）所形成。如此一来，触控输入装置100a便可以变成透明的，而适于配置于显示器的显示区上方，进而让使用者对显示区所显示的图示或内容进行操作。
在另一实施例中，绝缘材料210亦可以只配置于间隙G中，而不配置于第一电极垫120与第二电极垫160之间，亦即第一电极垫120与第二电极垫160之间存在空气、气体、液体或一空间。或者，绝缘材料210亦可以只配置于第一电极垫120与第二电极垫160之间，但不配置于间隙G中，亦即间隙G中存在空气、气体、液体或一空间。或者，配置于间隙G中的绝缘材料与配置于第一电极垫120与第二电极垫160之间的绝缘材料可以是不同的绝缘材料。
图3为本发明的又一实施例的触控输入装置的局部剖面示意图。请参照图3，本实施例的触控输入装置100b与图1B的触控输入装置100类似，而两者的差异如下所述。本实施例的触控输入装置100b还包括一绝缘层220配置于底座150b上，且位于每一第二电极垫160与底座150b之间，其中底座150b的材质包括金属。如此一来，具有导电性的底座150b才不至于会影响第二电极垫160的电性。
图4A至图4D为用以说明本发明之一实施例的触控输入装置的制作方法的流程的剖面示意图，而图5是图4A中的承载板的立体示意图。请参照图4A至图4D，本实施例的触控输入装置的制作方法可用以制作图1A及1B的触控输入装置100或上述其他实施例的触控输入装置，而以下以制作图2的触控输入装置100为例。本实施例的触控输入装置的制作方法包括下列步骤：首先，请参照图4A，提供一基板，此基板例如为一玻璃平板、一塑胶平板或其他绝缘材质的平板。接着，进行一基板图案化制程，以将基板图案化出多个悬臂部112及多个连接部114（如图5所绘示），而形成承载板110，其中这些连接部114连接这些悬臂部112。在本实施例中，基板图案化制程还将基板图案化出外框116。基板图案化制程例如为物理切割制程（例如刀轮或刀具切割制程或雷射切割制程）或化学图案化制程（如蚀刻制程）。之后，如图4B所绘示，在基板（如承载板110）上形成多个第一电极垫120及多个导线130（如图1C所绘示）。
在本实施例中，其中在基板上形成这些第一电极垫120及这些导线130的步骤是在进行基板图案化制程的步骤之后，且这些第一电极垫120是形成于这些悬臂部112上，且这些导线130是形成于这些连接部114上。
接着，如图4C所绘示，提供底座150。然后，在底座上形成多个第二电极垫160、如图1D的实施例的导线180及驱动信号线。在另一实施例中，当底座150b（如图3所绘示）的材质为金属时，可先在底座上形成绝缘层220，然后再在绝缘层220上形成这些第二电极垫160、导线180及驱动信号线。
然后，如图4D所绘示，将基板（即承载板110）固定于底座150上。在本实施例中，将基板（即承载板110）固定于底座150上的步骤包括使所有第一电极垫120与第二电极垫160上下隔空相对应，或是如图1A的实施例中将悬臂部112分别对准栅状结构152的这些开口151，且接着包括将外框116贴附于底座150上，例如是通过粘着剂或口字型胶带贴附于底座150的边框154上。如此，即可完成触控输入装置100的制作。本实施例的触控输入装置的制作方法可制作出能够实现按压体感的触控输入装置100或其他实施例的触控输入装置。
图6为用以说明本发明的另一实施例的触控输入装置的制作方法的其中一个步骤的剖面示意图。请参照图4A至图4D及图6，本实施例的触控输入装置的制作方法与图4A至图4D的触控输入装置的制作方法类似，而两者的差异如下所述。在本实施例中，如图6所绘示，在基板110’上形成这些第一电极垫120及这些导线130（如图1C所绘示）的步骤是在进行基板图案化制程的步骤之前。换言之，即在呈平板状的基板110’上先形成这些第一电极垫120及这些导线130（如图1C所绘示）之后，才继续进行基板图案化制程，以形成如图4B的承载板110。接着，同样进行图4C与图4D的步骤，以完成触控输入装置100的制作。此外，在本实施例中，在进行基板图案化制程之后，这些第一电极垫120位于这些悬臂部112上，且这些导线130位于这些连接部114（如图1C所绘示）上。
图7为本发明之一实施例的触控侦测方法的流程图。请参照图1B至图1D及图7，本实施例的触控侦测方法可利用上述的触控输入装置100或其他实施例的触控输入装置来达成，而以下以利用触控输入装置100来达成为例进行说明。触控侦测方法首先包括步骤S110、S120、S130及S140。步骤S110为感测物体50接近或触碰参考平面R时在平行于参考平面R的方向上（即平行于xy平面的方向上）的不同位置的第一电性变化。也就是说，可利用承载板110来形成参考平面R，且当物体50下压参考平面R时，被下压的悬臂部相应地变形（例如弯曲），而使配置于其上的第一电极垫120的位置产生变化（即位置下陷）。第一电性变化的详细说明可参照上述图1A至图1D的实施例的说明。在本实施例中，步骤S110可利用上述平面位置感应板（即包括承载板110、第一电极垫120及导线130）来实现，细节部分请参照上述实施例，在此不再重述。
步骤S120为感测物体50下压参考平面R时所产生的第二电性变化。步骤S120可包括在这些第一电极垫120下方对应地分别设置有至少一个第二电极垫160（本实施例中是以多个第二电极垫160为例），以及感测这些第二电极垫160的电性变化，其中当物体50下压参考平面R而使被下压的悬臂部112上所配置的第一电极垫120靠近对应的第二电极垫160时，第二电极垫160的电性产生变化。在本实施例中，步骤S120可利用深度感应层（即包括第二电极垫160、连接其的驱动信号线及导线180）来实现，而详细的步骤可参照上述实施例，在此不再重述。
步骤S130为根据第一电性变化判断出物体50接近或触碰参考平面R的在平行于参考平面R的方向上的位置（如(x,y)座标值。步骤S130可利用第一判读单元140来执行，细节请参照上述实施例，在此不再重述。
步骤S140为根据第二电性变化判断物体50下压参考平面R的程度（如得到z座标值）。步骤S140可利用第二判读单元170来执行，细节请参照上述实施例，在此不再重述。
上述步骤S110至S140可以任何适当的顺序来执行或同时执行。此外，步骤S110至S140中的各子步骤也可以任何适当的顺序来执行或同时执行。根据执行步骤S110至S140所得到的结果，可继续执行步骤S150，其为根据物体50接近或触碰参考平面R的在平行于参考平面R的方向上的位置（如(x,y)座标值）及物体50下压参考平面R的程度（如y座标值）判断出物体50的三维触碰位置（如(x,y,z)座标值）。步骤S150可利用处理单元190来执行，细节请参照上述实施例的说明，在此不再重述。此外，步骤S110至步骤S150可以不断地被重复执行，以达到即时（real time）的触控侦测。
在本实施例的触控侦测方法中，由于包括根据物体50下压参考平面R时所产生的电性变化来判断物体50下压参考平面R的程度的步骤，因此触控侦测方法可判断出物体50的三维触碰位置，以增加触控功能及其应用性。
综上所述，在本发明的实施例的触控输入装置中，由于承载板具有悬臂部，因此当悬臂部被往下按压时，悬臂部会往下弯曲，而让使用者感受到按压的体感。此外，在本发明的实施例的触控输入装置中，由于位于平面位置感应板下方的深度感应层可感测物体下压平面位置感应板的程度所对应的第二电性变化，所以触控输入装置可侦测物体的按压深度。在本发明的实施例的触控输入装置的制作方法中，由于利用一基板图案化制程以将基板图案化出多个悬臂部，因此可制作能实现往下按压的体感的触控输入装置。在本发明的实施例的触控侦测方法中，由于包括根据物体下压参考平面时所产生的电性变化来判断物体下压参考平面的程度的步骤，因此触控侦测方法可判断出物体的三维触碰位置。
虽然结合以上实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，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，故本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (26)

1.一种触控输入装置，包括：
承载板，具有一参考平面，并定义有与该参考平面平行且相互正交的一x座标方向与一y座标方向，该承载板包括：
多个悬臂部；以及
多个连接部，分别连接该些悬臂部，而使各该悬臂部在受一物体按压下可独立地相对于该参考平面在一z座标方向下陷一距离，其中该z座标方向正交于该x座标方向与该y座标方向；
多个第一电极垫，分别配置于该些悬臂部上，用以感测该物体接近或触碰该承载板时所产生的电容变化而决定出该物体相对于该参考平面之一x座标值与一y座标值；以及
多个导线，在该些连接部上延伸，并分别连接该些第一电极垫。
2.如权利要求1所述的触控输入装置，还包括底座，其中该承载板还包括外框，该些悬臂部经由该些连接部固定于该外框上，且该外框固定至该底座上。
3.如权利要求2所述的触控输入装置，其中该底座具有栅状结构，该栅状结构具有多个开口，分别对应地位于该些悬臂部下方。
4.如权利要求1所述的触控输入装置，还包括多个第二电极垫，分别对应地配置于该些悬臂部下方，且与该些悬臂部相距一间距，其中当任一该悬臂部受到该物体按压而沿该z座标方向朝向对应的该第二电极垫下陷时，该第二电极垫反应于对应的该第一电极垫的下陷而产生一电信号的变化。
5.如权利要求4所述的触控输入装置，还包括底座，其中该承载板固定于该底座上，该些第二电极垫配置于该底座上对应于该些第一电极垫处，且该些第一电极垫与对应的该些第二电极垫之间存在有间隔空间或填充有绝缘弹性物质。
6.如权利要求5所述的触控输入装置，还包括绝缘层，配置于该底座上，且位于每一该第二电极垫与该底座之间，其中该底座的材质包括金属。
7.如权利要求4所述的触控输入装置，还包括：
第一判读单元，电性连接该些导线，且用以判断出该物体接近或触碰该承载板的相对于该参考平面上的位置，而产生包含该x座标值与该y座标值的一第一信号；
第二判读单元，电性连接至该些第二电极垫，且用以判断被该物体下压的该悬臂部的下陷程度，而产生包含该z座标值的一第二信号；以及
处理单元，根据该第一信号与该第二信号以判断出该物体的三维触碰位置。
8.如权利要求1所述的触控输入装置，还包括一绝缘材料，填充于每二相邻的该些悬臂部之间的间隔中。
9.如权利要求1所述的触控输入装置，其中该些第一电极垫包括交替排列于该承载板上且彼此分离的多个传输电极垫与多个感应电极垫，该些导线包括连接至该些传输电极垫的至少一个驱动信号线及连接至该些感应电极垫的至少一个信号读取线。
10.如权利要求9所述的触控输入装置，其中该些导线可以包括有多数个驱动信号线而各自独立地连接该些传输电极垫或是一个驱动信号线而共同地连接至数个该些传输电极垫，以及包括有多数个信号读取线而各自独立地连接该些感应电极垫或是一个信号读取线而共同地连接至数个该些感应电极垫。
11.如权利要求1所述的触控输入装置，其中该些第一电极垫包括有多个独立的单一电极垫，且各该单一电极垫分别连接该些导线之一或是数个单一电极垫共接于一导线。
12.一种触控输入装置，包括：
平面位置感应板，用以感测一物体接近或触碰该平面位置感应板时在平行于该平面位置感应板的方向上的的不同位置之一第一电性变化；
深度感应层，配置于该平面位置感应板下方，与该平面位置感应板相距一间距，且用以感测该物体下压该平面位置感应板的程度所对应的一第二电性变化；
第一判读单元，电性连接至该平面位置感应板，且用以根据该第一电性变化判断出该物体接近或触碰该平面位置感应板的在平行于该平面位置感应板的方向上的位置，而产生一对应的第一信号；
第二判读单元，电性连接至该深度感应层，且用以根据该第二电性变化判断该物体下压该平面位置感应板的程度，而产生一对应的第二信号；以及
处理单元，根据该第一信号与该第二信号以判断出该物体的三维触碰位置。
13.如权利要求12所述的触控输入装置，其中该第一电性变化为电容变化，且该第二电性变化为电场变化或电容变化。
14.如权利要求13所述的触控输入装置，其中该平面位置感应板包括有多数个悬臂部以及配置在各该悬臂部上的多数个第一电极垫，且该深度感应层包括有对应于各该第一电极垫的多数个第二电极垫；其中该第一电极垫用以感测该物体接近或触碰该平面位置感应板时产生该第一电性变化，而该第二电极垫则用以感测该物体下压该平面位置感应板上的该悬臂部时与对应的该第一电极垫间产生的该第二电性变化。
15.一种触控输入装置的制作方法，包括：
提供一基板；
在该基板上形成多个第一电极垫及多个导线；以及
进行一基板图案化制程，以将该基板图案化出多个悬臂部及多个连接部，其中该些连接部连接该些悬臂部。
16.如权利要求15所述的触控输入装置的制作方法，其中在该基板上形成该些第一电极垫及该些导线的步骤是在进行该基板图案化制程的步骤之前，且在进行该基板图案化制程之后，该些第一电极垫位于该些悬臂部上，且该些导线位于该些连接部上。
17.如权利要求15所述的触控输入装置的制作方法，其中在该基板上形成该些第一电极垫及该些导线的步骤是在进行该基板图案化制程的步骤之后，该些第一电极垫是形成于该些悬臂部上，且该些导线是形成于该些连接部上。
18.如权利要求15所述的触控输入装置的制作方法，还包括：
提供一底座；以及
将该基板固定于该底座上。
19.如权利要求18所述的触控输入装置的制作方法，其中该基板图案化制程还将该基板图案化出一外框，且将该基板固定于该底座上的步骤包括将该外框贴附于该底座上。
20.如权利要求18所述的触控输入装置的制作方法，还包括：
在将该基板固定于该底座上之前，在该底座上形成多个第二电极垫而分别对应于该些第一电极垫。
21.如权利要求20所述的触控输入装置的制作方法，还包括：
在该底座上形成多个第二电极垫之前，先在该底座上形成一绝缘层，其中该些第二电极垫是形成于该绝缘层上，且该底座的材质为金属。
22.如权利要求18所述的触控输入装置的制作方法，其中该底座具有栅状结构，该栅状结构具有多个开口，且将该基板固定于该底座上的步骤包括使该些悬臂部分别对准该些开口。
23.一种触控侦测方法，包括：
感测一物体接近或触碰一参考平面时在平行于该参考平面的方向上的不同位置的一第一电性变化；
感测该物体下压该参考平面时所产生的一第二电性变化；
根据该第一电性变化判断出该物体接近或触碰该参考平面的在平行于该参考平面的方向上的位置；
根据该第二电性变化判断该物体下压该参考平面的程度；以及
根据该物体接近或触碰该参考平面的在平行于该参考平面的方向上的位置及该物体下压该参考平面的程度判断出该物体的三维触碰位置。
24.如权利要求23所述的触控侦测方法，其中该第一电性变化为电容变化，且该第二电性变化为电场变化或电容变化。
25.如权利要求23所述的触控侦测方法，还包括利用一承载板来形成该参考平面，该承载板包括多个悬臂部及连接该些悬臂部的多个连接部，该些悬臂部上分别配置至少一个第一电极垫，其中当该物体下压该参考平面时，被下压的该悬臂部相应地变形而使配置于其上的该第一电极垫的位置产生变化。
26.如权利要求25所述的触控侦测方法，其中感测该物体下压该参考平面时所产生的该第二电性变化的方法包括：
在该些第一电极垫下方对应地分别设置有至少一个第二电极垫；以及
感测该些第二电极垫的电性变化，其中当该物体下压该参考平面而使被下压的该悬臂部上所配置的该第一电极垫靠近对应的该第二电极垫时，该第二电极垫的电性产生变化。
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