CN105260046B - 触控感测装置及触控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触控感测装置及触控系统。此触控感测装置包括基板、三个触控感测垫导体组以及一个处理单元。三个触控垫组分别根据感测到的物体动作而产生对应的第一、第二与第三触控感测信号；处理单元则根据三个触控感测信号而至少决定三个变量的值。在触控系统中的受控装置则根据由处理单元所决定的至少三个变量的值而决定所要进行的操作。从而增加单位时间内通过触控而能得到的信息量。

Description

触控感测装置及触控系统

技术领域

本发明涉及一种触控感测装置及触控系统，尤其涉及一种可决定多个变量的触控感测装置及触控系统。

背景技术

随着科技的进展，触控系统已经越来越深入于日常生活中。各类的生活电器用品，例如电视、冰箱等大型家电，或各类遥控器、手持式行动装置等小型电器，无处不见触控系统的使用痕迹。但是，目前在触控系统中所使用的触控感测装置中，用户的手势或是物体的移动所能被触控感测装置侦测而产生的参数值都极为有限。例如，在物体移动时会侦测到XY坐标轴中的X轴坐标值与Y轴坐标值两个参数的变化，然后才利用这两个参数来决定指标移动的方式；或者，直接感测物体所在的位置以影响物体是否存在的参数值，然后再利用这个参数来决定按钮是否被按下。

可见，目前的触控感测装置在操作性上受到很大的限制。如何在最短的触控时间内得到最多的信息，的确是值得加强的一个研究课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供触控感测装置及触控系统，该触控感测装置可以一次决定三个以上参数值的，以藉此增加单位时间内通过触控而能得到的信息量。

本发明所采用的技术方案为，在本发明的一个实施例中提供一种触控感测装置，包括：基板、第一至第三触控感测垫导体组以及处理单元。基板具有第一表面以及与第一表面相对的第二表面。第一、二、三触控感测垫导体组系设置于基板的第二表面或与基板保持一段隔空距离，并感测接近第一表面物体的动作而产生对应的第一、二、三触控感测信号。处理单元信号连接至前述的第一、第二与第三触控感测垫导体组以接收第一、第二与第三触控感测信号，并以第一触控感测信号、第二触控感测信号及第三触控感测信号之间的关系而至少决定一第一变量、一第二变量与一第三变量的值。

在一个实施例中，处理单元是以第一触控感测信号与第二触控感测信号的差值决定第一变量的值，以第一触控感测信号与第三触控感测信号的差值决定第二变量的值，以及以第二触控感测信号与第三触控感测信号的差值决定第三变量的值。

在一个实施例中，处理单元更以第一触控感测信号、第二触控感测信号及第三触控感测信号的总和而决定第四变量的值。

在一个实施例中，处理单元是以连续的前后时间点上该第一触控感测信号与该第二触控感测信号的差值决定该第一变量的值，以连续的前后时间点上该第一触控感测信号与该第三触控感测信号的差值决定该第二变量的值，以及以连续的前后时间点上该第二触控感测信号与该第三触控感测信号的差值决定该第三变量。

相应地，本发明的另一实施例提供一种触控系统，其包括触控感测装置以及受控装置。其中，触控感测装置包括：基板、第一至第三触控感测垫导体组以及处理单元。基板具有第一表面以及与第一表面相对的第二表面。第一、二、三触控感测垫导体组系设置于基板的第二表面或与基板保持一段隔空距离，并感测接近第一表面物体的动作而产生对应的第一、二、三触控感测信号。处理单元信号连接至前述的第一、第二与第三触控感测垫导体组以接收第一、第二与第三触控感测信号，并以第一触控感测信号、第二触控感测信号及第三触控感测信号之间的关系而至少决定一第一变量、一第二变量与一第三变量的值。受控装置则信号连接至处理单元并接收由处理单元所输出的第一、第二与第三变量，然后再根据所接收的第一、第二与第三变量进行对应的操作。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明的实施中因对三个触控感测垫导体组感测到的值进行各自独立的处理，并将处理的结果以特定方式得出三个以上的结果，因此可以以一次触控而决定三个以上的变量，进而达到改善现有技术的主要目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A为根据本发明第一实施例的触控感测装置的侧视示意图。

图1B为图1A所示的第一实施例的仰视示意图。

图2A为根据本发明第二实施例的触控感测装置的外观示意图。

图2B为根据本发明第二实施例的触控感测装置而得的触控系统的电路方块图。

图3为根据本发明第三实施例的触控感测装置的外观示意图。

图4为根据本发明第四实施例的触控系统电路方块图。

图5为另一种适合用于图4的触控感测装置40内部电路的电路方块图。

图6为以单层单面电路板制成内部电路500的实施例的示意图。

图7为多个触控感测垫导体的实施例示意图。

图8为使用根据本发明的触控感测装置的便携设备的外观示意图。

图9为使用根据本发明的触控感测装置的掌上游戏机的外观示意图。

其中，各元件标号分别为：

10、20、30、40：触控感测装置

19：便携设备

50：柔性电路板

51：左侧五向键

52：中置显示器

53：右侧五向键

54：侧面按键

59：凹槽

60：承载基底

69：跳线

71、72、73、74、75、76、77、621、622、623、62n：触控感测垫导体

100、200：基板

102、202、302、402：第一表面

104、204、304：第二表面

110、210、310：第一触控感测垫导体组

112、122、132：信号传输路径

120、220、320：第二触控感测垫导体组

130、230、330：第三触控感测垫导体组

140、150、240、340：物体

170、270、370、630：处理单元

191：正面

192：侧面

193：背面

290、490、530：受控装置

460：容置槽

500：内部电路

510：触控手势传感器

520、600：整合式功能性电路

590：感光组件模块

610：第一组导电构造

611：第一电源导线

612：第二电源导线

620：第二组导电构造

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上仅当作说明之用，而非用以限制本发明。

请参照图1A，其为根据本发明第一实施例的触控感测装置的侧视示意图。如图所示，本实施例中的触控感测装置10包括一个基板100、一个第一触控感测垫导体组110，一个第二触控感测垫导体组120、一个第三触控感测垫导体组130以及一个处理单元170。其中，基板100具有第一表面102以及第二表面104，且第一表面102与第二表面104对于基板100来说是位于相对的两侧。第一触控感测垫导体组110、第二触控感测垫导体组120、第三触控感测垫导体组130与处理单元170相对于基板100来说，都是都设置在第二表面104的那一侧；再者，第一触控感测垫导体组110通过信号传输路径112以信号连接至处理单元170，第二触控感测垫导体组120通过信号传输路径122以信号连接至处理单元170，而第三触控感测垫导体组130则通过信号传输路径132以信号连接至处理单元170。

应注意的是：虽然在第一实施例中是以实体方式绘制出信号传输路径112、122与132，但这并非用以限定本发明的实施方式。实际上，信号传输路径112、122与132的确可以是具有传输信号能力的实体，例如电线或总线；但信号传输路径112、122与132也可以是无线信号的传输过程，而在这种情况下，信号传输路径112、122与132自然就不存在实体线路的限制。当然，若要使用无线信号传输作为信号传输路径112、122与132，则第一触控感测垫导体组110、第二触控感测垫导体组120、第三触控感测垫导体组130与处理单元170都需要配置对应的无线信号传输/接收组件，这将会增加电路的制作成本。

另一个应注意的是：虽然在第一实施例中的第一触控感测垫导体组110、第二触控感测垫导体组120、第三触控感测垫导体组130以及处理单元170是设置在第二表面104上，但这同样并非用以限定本发明的实施方式。当进行触控动作的物体140与150是经由基板100的第一表面102那一侧进行触控操作，则第一触控感测垫导体组110、第二触控感测垫导体组120、第三触控感测垫导体组130以及处理单元170只需要设置在第二表面104的那一侧的空间中(亦即与第二表面104保持一段隔空距离)或是基板100的内部就行了，并不需要一定附着在第二表面104上。举例来说，当整个触控感测装置10是附着在某个物体(例如行动计算机)上的时候，可以将第一触控感测垫导体组110、第二触控感测垫导体组120、第三触控感测垫导体组130以及处理单元170制作在一块额外的电路板上，再将这一块额外的电路板用黏贴的方式或者固接的方式固定在行动计算机上、相对于基板100来说位于第二表面104的那一侧的空间中就可以。

最后还有两点必须要注意的：首先，虽然在第一实施例中是以一个单一的组件来表示第一触控感测垫导体组110，但实际上第一触控感测垫导体组110可以是由单一个触控感测垫导体或是多个触控感测垫导体的组合来构成。类似的，第二触控感测垫导体组120与第三触控感测垫导体组130也分别可以是单一个或多个触控感测垫导体的组合来构成。例如，每一个触控感测垫导体组110、120与130可以分别都是由多个触控感测垫导体所组成，或者其中几个触控感测垫导体组分别由多个触控感测垫导体所组成，而另外几个触控感测垫导体组则包含单一的触控感测垫导体。或者，在另一个例子中，可以由三个以上的触控感测垫导体中随意取出最少三个触控感测垫导体以分别作为触控感测垫导体组110、120与130中的触控感测垫导体，而未被取用的触控感测垫导体则可作为其他用途或暂时闲置于一旁。在上述的种种情况下，信号传输路径112、122与132也可以是多个路径的组合，例如是信号总线或平行/串行传输的无线信号。其次，第一触控感测垫导体组110、第二触控感测垫导体组120与第三触控感测垫导体组130之间的位置关系并没有特别的要求。请参照图1B，其为图1A所示的第一实施例的仰视示意图。如图1B所示的第一触控感测垫导体组110、第二触控感测垫导体组120、第三触控感测垫导体组130与处理单元170的相对位置关系只是一个例子，实际上在设计时可以考虑各种系数，例如想要达成的效果、电路配置的难易度或者阻抗匹配的需求等等，再做必须的调整。

请再参考图1A。除了受单一物体140或150的控制之外，触控感测装置10可以同时受到或多个物体140与150的控制。以物体140与150同时靠近触控感测装置10的状况为例，当物体140与150接近或触碰第一表面102的时候，物体140与150会分别使第一触控感测垫导体组110、第二触控感测垫导体组120及第三触控感测垫导体组130产生对应的感测信号。换句话说，物体140与150会共同影响第一触控感测垫导体组110的物理状态(例如电容变化、压力变化、光照度变化或形状变化等)，而第一触控感测垫导体组110就会根据物体140与150所共同造成的物理状态变化而产生对应的第一触控感测信号。同样的，第二触控感测垫导体组120会根据物体140与150所共同造成的物理状态变化而产生对应的第二触控感测信号，而第三触控感测垫导体组130就会根据物体140与150所共同造成的物理状态变化而产生对应的第三触控感测信号。

前述的第一触控感测信号、第二触控感测信号与第三触控感测信号分别经由信号传输路径112、122与132而传递至处理单元170。处理单元170则根据所接收到的第一触控感测信号、第二触控感测信号与第三触控感测信号彼此间的关系而决定至少三个变量的值。举例来说，可以根据在同一个时间点上的第一触控感测信号与第二触控感测信号之间的差值来决定第一变量的值，根据在同一个时间点上的第一触控感测信号与第三触控感测信号之间的差值来决定第二变量的值，并在同一个时间点上的根据第二触控感测信号与第三触控感测信号之间的差值来决定第三变量的值。此外，例如还可以在同一个时间点上的使用三个触控感测信号两两相加的结果来决定出第一、第二与第三变量的值。当然，也是可以利用连续的前后时间点上不同的触控感测信号的变化来决定出多个变量的数值，进而判断出手指或手掌的手势变化或是其他物体的移动，最后产生至少具有三个变量的控制信号。例如，以连续的前后时间点上该第一触控感测信号与该第二触控感测信号的差值决定该第一变量的值，以连续的前后时间点上该第一触控感测信号与该第三触控感测信号的差值决定该第二变量的值，以及以连续的前后时间点上该第二触控感测信号与该第三触控感测信号的差值决定该第三变量。

在另外一个实施例中，可以更进一步以三个触控感测信号相加的结果来决定第四变量的值。这在触控感测垫导体组是以类似电容或光线等能在远距离就产生变化的物理要件为感测对象时，就相当于使物体与基板100之间的距离(也就是代表与Z轴感测的关联)成为另一个输入数据；而在触控感测垫导体组是以类似形变或压力等仅能在近距离才能产生变化的物理要件为感测对象时，就相当于使物体与基板100之间的施力大小成为另一个输入数据。无论如何，这都可以进一步增加同一时间内所能输入的数据的数量。

举例来说，请参照图2A，其为根据本发明第二实施例的触控感测装置的外观示意图。在本实施例中，触控感测装置20的基板200被加以弯曲，结果使得整个触控感测装置20具有类似弧形的外观，并使第一表面202呈突起状，使第二表面204呈凹陷状，因而适合人手掌握。在这种情况下，触控物(例如手指)240将从外部靠近第一表面202，而第一触控感测垫导体组210、第二触控感测垫导体组220、第三触控感测垫导体组230以及处理单元270就被包覆于第二表面204所形成的凹洞中。当然，第一触控感测垫导体组210、第二触控感测垫导体组220、第三触控感测垫导体组230以及处理单元270也可以是设置在远离该基板200的表面，但是仍被弧形外观的基板200所包覆的位置。而因为本发明的触控感测垫导体组具有近接感测的能力，因此仍然可以达到触控感测的目的。

如图2A的设计已经适合使用于各种装置的控制而制作出对应的触控系统。请参照图2B，其为根据本发明第二实施例的触控感测装置而得的触控系统的电路方块图。如图2B所示，此触控系统除了使用图2A所示的触控感测装置20以外，还利用触控感测装置20来控制一个受控装置290。此受控装置290的实体可以同样被安置在触控感测装置20之中，也可以是独立于触控感测装置之外的另一个实体。但无论如何，受控装置290都信号连接到处理单元270，接收处理单元270所决定的第一、第二与第三变量，并根据第一、第二与第三变量来决定受控装置290所要进行的对应操作。

前述的第一、第二与第三变量对于不同的受控装置可能代表不同的意义。举例来说，受控装置290可以是一个具备多色发光能力的发光装置，则通过触控感测装置20所产生的第一、第二与第三变量就可以分别代表红色原色、绿色原色与蓝色原色的灰阶值。此外，前述的第四变量则可以控制整体的发光亮度。如此一来，随着手指触摸的位置不同，就可以产生不同颜色的组合光；而随着手与触控感测装置20的第一表面202的距离不同，或者手施加在触控感测装置20之第一表面202上的压力不同，受控装置290所发出的光的亮度也可能随之改变。

只要更换不同的受控装置290，图2B所示的触控系统就可以达成不一样的功能。除了上述发光装置的例子之外，例如可受控的机器玩偶(公仔)、触控手势传感器、扬声器、收音机、时钟、闹铃等定时器、鼠标、投射虚拟键盘、或是全球定位系统等都可以作为受控装置290而与触控感测装置20共同组成一个触控系统。另外以智能型手持通讯装置为例，上述的触控感测装置20的基板200可以被制作成智能型手持通讯装置的背盖，而使用者就可以透过基板200的第一表面202进行触控操作。在这之中，触控感测垫导体组210、220与230可以黏贴在基板200的第二表面204上，或者是直接制作在基板200之中，并以顶针的方式信号连接于设置在智能型手持通讯装置的电路板中的处理单元270。或者，处理单元270也可以与触控感测垫导体组210、220与230制作在一起，并以顶针的方式信号连接于智能型手持通讯装置的控制中心。或者，处理单元270与触控感测垫导体组210、220与230都设置在智能型手持通讯装置之电路板中，并通过使用前述在远距离就可产生变化的感测方式(如电容)来感测靠近或触摸第一表面202的物体动作。

除了图2A所示的外型之外，也可以将图1A所示的触控感测装置10以另一个方式弯曲。请参照图3，其为根据本发明第三实施例的触控感测装置的外观示意图。在本实施例中，触控感测装置30的基板300被加以弯曲，结果使得整个触控感测装置30同样具有类似弧形的外观，但此时是使第一表面302呈凹陷状，并使第二表面304呈突起状，因而适合物体插入。由于弯曲的方式不同，所以第一触控感测垫导体组310、第二触控感测垫导体组320、第三触控感测垫导体组330与处理单元370等电子组件将会被裸露在外而不被第二表面304所包覆。一般在这种情况下，会使用一个外壳(未绘出)将第二表面304与相关的电子组件覆罩在内以提供相关的保护效果。

同样的，图3的设计已经适合使用于各种装置的控制而制作出对应的触控系统。虽然因为外型的不同，图3提供的触控感测装置30与图2A提供的触控感测装置20所适合的应用方向可能有所差异，但使用触控感测装置30所形成的触控系统的电路方块图仍与图2B所示者相同，在此不再赘述。

使用触控感测装置30所形成的触控系统也可以适用于各种类型的应用层面。举例来说，可以将水柱喷洒控制装置作为受控装置，并利用前述的第一至第三变量来控制喷洒角度、喷洒时间长度以及喷洒时的力度，还可以利用第四变量来控制单位时间内的喷洒水量。若利用具有非接触控制能力的触控感测装置30(例如电容式的触控感测装置)，则可以运用于需要防范感染的环境，例如医院的各类装置上的按钮等，以通过隔绝接触传染而进一步的做好疾病防护措施。

接下来请参照图4，其为根据本发明第四实施例的触控系统电路方块图。如图所示，在第四实施例中提及的触控系统中的触控感测装置40与图2A所示的触控感测装置20相较，最大的差异是位于第一表面402上的容置槽460。容置槽460可用于安置受控装置490，且可以不具备除了安置受控装置490之外的任何功能；又或者，容置槽460可以提供在处理单元270与受控装置490之间担任信号传递角色的接口插槽，或者提供可以供电至受控装置490的电源供应接头。适合此种用途的触控系统有很多，例如智能型手持装置以及适于对其进行充电的充电座；若利用本发明所提供的触控感测装置40，就可以在容置槽460中提供通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)接口，以在对受控装置490(此时为智能型手持装置)充电的时候，还可以同时透过触控而使处理单元270透过USB接口而对受控装置490进行操作。或者，在另一个实施例中，也可以使电视底座为触控感测装置40，并使电视机本身成为对应的受控装置490。或是，受控装置490为可受控的机器玩偶(公仔)，而触控感测装置40则是该可受控的机器玩偶(公仔)的陈列底座，而两者间可用无线信号传输来达成信号的连接。

在其他的应用中，除了图4所示的触控感测垫导体组210、220与230以及对应的处理单元270之外，还可以另外包含其他的功能电路。而处理单元270除了可以计算并决定前述的参数之外，较佳的还可以进一步将触控手势的判断功能整合在一起。请参照图5，其为另一种适合用于图4的触控感测装置40内部电路的电路方块图。如图所示，触控感测装置的内部电路500包含了触控感测垫导体组210、220与230、处理单元270、触控手势传感器510以及整合式功能性电路520。其中，触控手势传感器510可以根据处理单元270所产生的各项数值，例如触控点的位置以及前述能由处理单元270所决定的参数等，来决定为了控制整合式功能性电路520或者受控装置530时所需输出的控制信号的内容。

上述的受控装置530可以是各种类型的便携设备，例如是常见的MP3播放器、智能型手机、平板计算机、显示器甚或是智能型电视等等，而整合式功能性电路520则可以是整合有扬声器(Speaker)、收音机、时钟、闹铃等定时器、鼠标(Mouse)、投射虚拟键盘(Keyboard)、照明(lighting)或是全球定位系统(GPS)等任意功能组合的电路模块。且收音机可通过全球定位系统(GPS)的位置信息而于装置跨越不同收听区域时，具有可以自动切换频道的功能，例如A电台在甲地的收听频率是FM103.3，在乙地则为FM102.9，整合式功能性电路520可以根据全球定位系统(GPS)的位置信息而得知是处于甲地或乙地，进而自动切换至相对应的收听频率。当然也可以具有或搜寻该地最受欢迎电台或信号最佳电台的功能。

至于受控装置530与内部电路500之间的信号传输方式则可以是有线或无线的方式来完成，其中有线的方式可以是利用目前最普遍的USB1.0、USB2.0或USB3.0的传输协议、或是其他特定的有线传输协议，该连接器可设于如图4所示的容置槽460中。至于无线传输的方式可以是由IR、Bluetooth、WiFi、RF、2.4G或5.8G等技术来完成，容置槽460则纯粹提供置放或是仅供受控装置530进行充电。

再进一步来看，使用者的左右滑动手势可以用来切换目前要调整成那一类的功能，例如可于扬声器(Speaker)、鼠标(Mouse)、投射虚拟键盘(Keyboard)、照明(lighting)或是全球定位系统(GPS)间进行切换。而在选定手势(例如双击手势)完成后，则可以利用上下滑动的手势来控制扬声器(Speaker)的音量或是照明装置的亮度等；或是在切换到鼠标(Mouse)功能或键盘(Keyboard)功能或是全球定位系统(GPS)时，内部电路500便可将触控手势传感器510所产生代表坐标及其移动轨迹的数据传送给受控装置530。当受控装置530上具有显示器时，本发明便可利用仿真鼠标(Mouse)功能或虚拟键盘(Keyboard)功能来进行图形用户界面的指令输入，例如控制光标或是切换页面等行为或是在显示器上显示出与GPS功能相关的电子地图。另外，本发明的容置槽460可以采用无线数据传输以及无线充电功能，此时的容置槽460便可以使用防水的无缝机体来完成，可以应用在许多严苛的环境中。

以下是以成本低、制程简单的单层单面电路板为例进行上述内部电路500的实施例说明。请参照图6，其中第一组导电构造610与第二组导电构造620设置于承载基底60的同一表面，整合式功能性电路600电性连接于第一组导电构造610而获得电源供应。整合式功能性电路600可以是上述许多种类的电路组件集合，以下则以发光二极管组件集合为例来进行说明，但不以此为限。

如图所示，第一组导电构造610包含有第一电源导线611与第二电源导线612所构成的一组电源导线，以发光二极管组件集合完成的整合式功能性电路600系由第一电源导线611与第二电源导线612来供电而发光。以第二电源导线612为接地线为例，只要另外复制两个第一电源导线611与发光二极管组件集合(本图未示出)，便可组成具有三原色的发光二极管光源。

至于第二组导电构造620则包含有相互分离的多个触控感测垫导体621、622、623、62n，主要是用以作为图4所示的触控感测垫导体组210、220与230。其中为能与第一组导电构造610间保持绝缘，触控感测垫导体621、622、623、62n可于第一电源线611与第二电源线612经过处保持分离，仅以跳线69来完成电性连接。而跳线69与整合式功能性电路600皆可以用同一制程，例如表面贴焊技术(Surface Mount Technology，SMT)来将跳线69与整合式功能性电路600安装至承载基底60的表面上。当然，也可用不跳线的方式，将第一电源线611与第二电源线612绕过第二组导电构造620。当然，若是以单层双面电路板来完成，也可改以导孔走线到另外一面来完成电性连接。

另外，处理单元630(或可包含触控手势传感器)则是电性连接于上述电源导线611、612与上述触控感测垫导体621、622、623、62n，其系用以感测出触控感测垫导体621、622、623、62n因应一使用者的控制手势所相对应产生的多个电容值变化量，并根据该等电容值变化量而输出一控制信号至整合式功能性电路600或是受控装置(未绘示于图中)，用以控制整合式功能性电路600或是受控装置的操作。而处理单元630也可以使用与跳线69及整合式功能性电路600的同一制程来安装至承载基底60的表面上，当然也可以设置于承载基底60之外的其它装置(未绘示于本图)中，而改以扁平电缆(未绘示于本图)来与上述电源导线与上述触控感测垫导体621、622、623、62n完成电性连接。

再请参见图7，其是本发明关于上述多个触控感测垫导体的实施例示意图，其中触控感测垫导体71、72、73、74、75、76、77系为相互分离的七个六边形排列而成，而以两两相邻的触控感测垫导体为一组(即成前述的触控感测垫导体组)而感应到的电容值总和，再与相邻的另一组触控感测垫导体所感应到的电容值总和间的差值将可以定义出12个数据，再将12个数据配对而成三个数据后，便可转换成代表三原色的RGB数据。请搭配参考图6。简言之，使用者的手指或手掌或是其它触控对象所产生的触控状态，将可在这些触控感测垫导体的上方产生具有三维数据的数据，处理单元630可以根据三维数据而透过第一组导电构造610来输出控制信号至以三原色发光二极管所完成的整合式功能性电路600，进而控制整合式功能性电路600的亮度与颜色。另外，也可利用这些触控感测垫导体71、72、73、74、75、76、77所感测到的触控点坐标值及移动轨迹来进行图形用户界面的指令输入，例如控制光标或切换页面或Z轴距离变化等行为。

另外，上述以单层单面电路板所完成的触控感测装置，也可以改用柔性的单层单面电路板或单层双面电路板来完成，如此一来，可以将此完成有触控感测装置的柔性电路板整合至便携设备的壳体中。如图8所示，便携设备19的正面191、侧面192与背面193都将布有触控感测垫导体来进行使用者的触控手势，而所有区域(正面191、侧面192与背面193)中的触控手势功能都可以由同一个处理单元(未绘示)来完成感测并转换成相对应的控制信号。此处理单元可由一颗IC来完成并可直接设置于柔性电路板50上。当然，便携设备19的正面191、侧面192与背面193的触控感测装置也可以是多个分离的电路板来完成，其等效变化为一般技艺的人士可轻易完成，故不再赘述。

而在正面191的感应电极所提供的触控功能可以是一般常见的功能，也就是用户使用智能型手机或平板计算机时经常会用的手势，例如使用拇指来进行滑动来进行画面卷动或是点选ICON等。关于侧面192的感应电极所提供的触控功能则可以取代原先位于装置侧面的音量按键或画面缩放，进而省去设置按键的成本。

举例来说，本发明概念应用到常见的掌上游戏机(gaming pad)上是相当的合适，因为游戏机(gaming pad)的配置通常如图9所示，具有左侧五向键51、中置显示器52、右侧五向键53、侧面按键54以及本图未能示出的背盖，而利用本发明的技术手段，便可将上述左侧五向键51、中置显示器52、右侧五向键53、侧面按键54以及未能示出的背盖皆赋予触控的功能，而且使用同一块柔性的单层单面电路板便可完成。而这些三面都可具有触控功能也可应用到其它种类的控制器或是其它可携式信息产品上。

至于完成于背面193的感应电极所提供的触控功能则可提供用户利用食指来进行操作，可以用来进行正面显示器上的页面切换、光标移动等操作。而且背面的感应电极可以设置在绝缘背盖内侧或是以molding的方式包覆在背盖材料中，甚或是完成在电池上。但是当背盖具有金属等导体时，就需要以外加保护盖的方式来设置于便携设备的背面外部或是利用异质接合(如金属和塑料)方式避开金属导体，此塑料可以是制作成公司的标志(LOGO)且和发光二极管(LED)或声音来互相结合。而根据上述的设计，利用本发明的触控感应装置的便携设备可以让用户单手操控，例如利用拇指与食指即可满足或达到原本双手才能在手机或平板上所执行的所有功能。

因为使用者无法直接看到背面193，所以可以在背面壳体上设置一凹槽59来定义成一起始位置，如此可方便用户来进行触控操作。而且还可以在凹槽59处设置一个感光组件模块590，用以对置放此处的手指进行影像撷取，进而可以完成指纹辨识的功能。

另外，如前所述，利用本发明的触控感测装置还可以达到隔空感测的效果，因此除了可以感应到使用者手指在触控表面上方水平移动的触控手势，也可以用来感应使用者手指在触控表面上方不同距离的变化(也就是Z轴上的位置变化)。据此，本发明还可以在触控表面上完成一个虚拟按键的功能，举例来说，将多个感应电极的电容变化加总起来进行感测，便可有效增加触控感应装置对于用户的手指、手掌或是导电物体的感测距离，进而达到隔空感测的目的。而不同数量的电极板组合将可改变隔空感测的有效距离，例如，当将七个感应电极加总起来进行感测而产生的电容变化，其感测距离将可大于三个感应电极的组合。还有其它群组化(Grouping)应用的细节，申请人已详细描述在先前的申请中(其技术细节还可以参见申请人先前所申请的台湾案与美国案内容，其申请案号分别为101136948、13/724,745以及13/895,333)。而透过改变感应电极的群组化数量便可改变隔空感测的感测距离，换个角度看，不同的手指高度将造成不同尺寸的投影面积，而越大投影面积内涵盖的感应电极将产生越大的感测距离。另外，在不同的时段内设定隔空感测的感测距离，便可产生对Z轴范围的扫描动作，配合原始触控感应装置表面上的扫描动作。而当用户所控制的光标停留在某一个图像移动手指或手掌向面板靠近而进行一类似按压的动作时，将使得手指或手掌与触控感应装置间的距离逐渐缩小，如此一来，用户接口中的图像将会随此按压的动作而产生形状的变化，例如图像的弯曲变形，直到该距离小于Z轴门坎值的一固定比例，例如50％，图像(ICON)将产生破裂的动画效果并执行该图像所代表的功能。

再者，因为本发明的触控感测装置具有隔空感测的能力，所以定义有供使用者进行触控手势的触控区域的壳体，其与包含有处理单元的电路间可具有空气间隙(air gap)，进而有效增加设计的弹性。另外，本发明所述的触控感测装置可以是如图3、4可插拔式或以固定的方式来与受控装置完成连接。当然，本发明的触控感测装置也可以改为不具有容置槽来让受控装置进行插置(如图2A所示)，只是以单独存在的具触控功能的发光二极管光源、触控手势传感器、扬声器、收音机、时钟、闹铃等定时器、鼠标、投射虚拟键盘、照明或是全球定位系统等任意功能组合的电路模块。

综合上述，本发明所提供的触控感测装置以及触控系统可以一次决定多个参数的值，并且适用于多种不同的应用场合，非常适合推广运用。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，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，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (9)

1.一种触控感测装置，其特征在于，包括：

一基板，具有一第一表面以及与所述第一表面相对的一第二表面；

一第一触控感测垫导体组，设置于所述第二表面或与所述第二表面保持一隔空距离，以感测接近所述第一表面的物体动作，并产生对应的一第一触控感测信号；

一第二触控感测垫导体组，设置于所述第二表面或与所述第二表面保持一隔空距离，以感测接近所述第一表面的物体动作，并产生对应的一第二触控感测信号；

一第三触控感测垫导体组，设置于所述第二表面或与所述第二表面保持一隔空距离，以感测接近所述第一表面的物体动作，并产生对应的一第三触控感测信号；以及

一处理单元，信号连接至所述第一、第二与第三触控感测垫导体组以接收所述第一、第二与第三触控感测信号，并以所述第一触控感测信号、所述第二触控感测信号及所述第三触控感测信号之间的关系而至少决定一第一变量、一第二变量、一第三变量与一第四变量的值，其中所述处理单元以所述第一触控感测信号、所述第二触控感测信号及所述第三触控感测信号的总和来决定该第四变量的值，以表示与Z轴感测的关联。

2.如权利要求1所述的触控感测装置，其特征在于，所述处理单元是以所述第一触控感测信号与所述第二触控感测信号的差值决定所述第一变量的值，以所述第一触控感测信号与所述第三触控感测信号的差值决定所述第二变量的值，以及以所述第二触控感测信号与所述第三触控感测信号的差值决定所述第三变量的值。

3.如权利要求1所述的触控感测装置，其特征在于，所述基板弯曲以使所述第一表面呈突起状，使所述第二表面呈凹陷状，或是使所述第一表面呈凹陷状，使所述第二表面呈突起状。

4.如权利要求1所述的触控感测装置，其特征在于，所述处理单元是以连续的前后时间点上所述第一触控感测信号与所述第二触控感测信号的差值决定所述第一变量的值，以连续的前后时间点上所述第一触控感测信号与所述第三触控感测信号的差值决定所述第二变量的值，以及以连续的前后时间点上所述第二触控感测信号与所述第三触控感测信号的差值决定所述第三变量。

5.一种触控感测装置，其特征在于，包括：

一基板，具有一第一表面以及与所述第一表面相对的一第二表面；

一第一触控感测垫导体组，设置于所述第二表面或与所述第二表面保持一隔空距离，以感测接近所述第一表面的物体动作，并产生对应的一第一触控感测信号；

一第二触控感测垫导体组，设置于所述第二表面或与所述第二表面保持一隔空距离，以感测接近所述第一表面的物体动作，并产生对应的一第二触控感测信号；

一第三触控感测垫导体组，设置于所述第二表面或与所述第二表面保持一隔空距离，以感测接近所述第一表面的物体动作，并产生对应的一第三触控感测信号；以及

一处理单元，信号连接至所述第一、第二与第三触控感测垫导体组以接收所述第一、第二与第三触控感测信号，并以连续的前后时间点上所述第一触控感测信号与所述第二触控感测信号的差值决定一第一变量的值，以连续的前后时间点上所述第一触控感测信号与所述第三触控感测信号的差值决定一第二变量的值，以及以连续的前后时间点上所述第二触控感测信号与所述第三触控感测信号的差值决定一第三变量的值。

6.一种触控系统，其特征在于，包括：

一触控感测装置，包括：

一基板，具有一第一表面以及与所述第一表面相对的一第二表面；

一第一触控感测垫导体组，设置于所述第二表面或与所述第二表面保持一隔空距离以感测接近所述第一表面的物体动作，并产生对应的一第一触控感测信号；

一第二触控感测垫导体组，设置于所述第二表面或与所述第二表面保持一隔空距离以感测接近所述第一表面的物体动作，并产生对应的一第二触控感测信号；

一第三触控感测垫导体组，设置于所述第二表面或与所述第二表面保持一隔空距离以感测接近所述第一表面的物体动作，并产生对应的一第三触控感测信号；以及

一处理单元，信号连接至所述第一、第二与第三触控感测垫导体组以接收所述第一、第二与第三触控感测信号，并以连续的前后时间点上所述第一触控感测信号与所述第二触控感测信号的差值决定一第一变量的值，以连续的前后时间点上所述第一触控感测信号与所述第三触控感测信号的差值决定一第二变量的值，以及以连续的前后时间点上所述第二触控感测信号与所述第三触控感测信号的差值决定一第三变量；以及

一受控装置，信号连接至所述处理单元并接收由所述处理单元所输出的所述第一、第二与第三变量，再根据所接收的所述第一、第二与第三变量进行对应的操作。

7.如权利要求6所述的触控系统，其特征在于，所述基板弯曲以使所述第一表面呈突起状，使所述第二表面呈凹陷状，或是使所述第一表面呈凹陷状而使所述第二表面呈突起状。

8.如权利要求7所述的触控系统，其特征在于，所述第一表面更设一容置槽以安置所述受控装置。

9.一种触控系统，其特征在于，包括：

一触控感测装置，包括：

一基板，具有一第一表面以及与所述第一表面相对的一第二表面；

一第一触控感测垫导体组，设置于所述第二表面或与所述第二表面保持一隔空距离以感测接近所述第一表面的物体动作，并产生对应的一第一触控感测信号；

一第二触控感测垫导体组，设置于所述第二表面或与所述第二表面保持一隔空距离以感测接近所述第一表面的物体动作，并产生对应的一第二触控感测信号；

一第三触控感测垫导体组，设置于所述第二表面或与所述第二表面保持一隔空距离以感测接近所述第一表面的物体动作，并产生对应的一第三触控感测信号；以及

一处理单元，信号连接至所述第一、第二与第三触控感测垫导体组以接收所述第一、第二与第三触控感测信号，并以所述第一触控感测信号与所述第二触控感测信号的差值决定一第一变量的值，以所述第一触控感测信号与所述第三触控感测信号的差值决定一第二变量的值，以及以所述第二触控感测信号与所述第三触控感测信号的差值决定一第三变量的值，且以所述第一触控感测信号、所述第二触控感测信号及所述第三触控感测信号的总和来决定第四变量的值，以表示与Z轴感测的关联；以及

一受控装置，信号连接至所述处理单元并接收由所述处理单元所输出的所述第一、第二、第三与第四变量，再根据所接收的所述第一、第二、第三与第四变量进行对应的操作。

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