CN108267786A - 非接触近接感测器件 - Google Patents

Abstract

本公开实施例公开一种非接触近接感测器件，非接触近接感测器件包括衬底、感应导线与电路组件。感应导线设置于衬底之外或衬底的背面或正面的一侧，或设置于衬底的背面或正面的周围，感应导线用以感测对象接近与否所产生的信号量。电路组件设置于衬底，且电性连接感应导线。本公开实施例所提供的非接触近接感测器件具有较远的感测距离、较高的准确度与较佳的衬底面积使用效率，且其硬件成本更低。

Description

非接触近接感测器件

技术领域

本公开关于一种用以感测对象接近与否的非接触近接感测器件，且特别是一种能够提升感测距离与准确度的非接触近接感测器件。

背景技术

目前非接触近接感测器件有多种不同种类，例如，图像采集式、红外线式与电容式非接触近接感测器件。图像采集式非接触近接感测器件会采用图像感测组件，例如，互补式金属氧化物半导体(CMOS)感光组件或电荷耦合组件(CCD)，来获取图像，并通过分析图像来判断对象接近与否，例如，人的手指是否接近。虽然，图像采集式非接触近接感测器件可以具有较远的感测距离，但图像采集式非接触近接感测器件需要图像感测组件与计算能力强的处理器或图像处理组件，以藉此获取与分析图像，并识别对象接近与否。因此，图像采集式非接触近接感测器件会具有较高的硬件成本。

红外线式非接触近接感测器件具有红外线发射器与红外线接收器，其通过感测红外线是否被阻断或反射来判断对象接近与否。红外线式非接触近接感测器件具有较低的硬件成本与较远的感测距离，且其方向性较佳。然而，红外线式非接触近接感测器件在光线充足的环境下，容易受到环境光线影响而失效。

现有电容式非接触近接感测器件在衬底上设置一个大面积的导体垫(pad)，以通过感应电容变化来感测对象接近与否。然而，现有电容式非接触近接感测器件对于其上覆盖的介质有较高的要求，且容易受到环境噪声干扰，因此，其感测距离通常不远，一般来说只有5公分左右。另外一方面，由于需要设置一个大面积的导体垫，因此，可能会牺牲衬底上的面积使用效率。

请参照图1，图1是现有感测组件呈垫(pad)状的电容式非接触近接感测器件的平面示意图。现有电容式非接触近接感测器件1包括了衬底10、导体垫11、电路组件12(例如，芯片)与连接导线13。导体垫11设置于衬底10上，其形状是圆形，且导体垫11会通过连接导线13电性连接电路组件12。现有电容式非接触近接感测器件1通过感测导体垫11的电容变化来感测对象接近与否。

一般来说，感测到的电容变化量会与导体垫11的面积成正比。因此，在对抗环境干扰有较高要求的情况下，导体垫11的面积会尽可能设计地较大，且与导体垫11连接的连接导线13会尽可能地细与短。另外，现有电容式非接触近接感测器件1其上覆盖的介质的厚度也会影响导体垫11所感测到的电容变化量。例如，若介质厚度为5公厘的亚克力板时，则会使得导体垫11所感测到的电容变化量衰减50％以上。

发明内容

本公开实施例提供一种非接触近接感测器件，所述非接触近接感测器件包括衬底、感应导线以及电路组件。所述感应导线为闭合导线，其设置于所述衬底之外或所述衬底的正面或背面的一侧，或设置于所述衬底的正面或背面的周围且所述感应导线用以感测对象接近与否所产生的信号量。所述电路组件(包含主控整合芯片)设置于所述衬底，且电性连接所述感应导线。

本公开实施例提供再一种非接触近接感测器件，所述非接触近接感测器件包括衬底、感应导线以及电路组件。所述感应导线为蜿蜒导线，其设置于所述衬底的正面或背面的一侧，或设置于所述衬底的正面或背面的周围且所述感应导线用以感测对象接近与否所产生的信号量。所述电路组件(包含主控整合芯片)设置于所述衬底，且电性连接所述感应导线。

本公开实施例提供又一种非接触近接感测器件，所述非接触近接感测器件包括衬底、感应导线与电路组件。所述感应导线包括闭合导线以及蜿蜒导线，所述闭合导线设置于所述衬底之外或所述衬底的正面或背面，并且电性连接蜿蜒导线。所述蜿蜒导线与所述闭合导线可同设置于所述衬底的正面或背面，或呈异面型态设置于所述衬底，且所述蜿蜒导线具有至少一个弯折。闭合导线与蜿蜒导线用以感测对象接近与否所产生的信号量。所述电路组件(包含主控整合芯片)设置于所述衬底，且电性连接所述蜿蜒导线。

综上所述，本公开实施例所提供的非接触近接感测器件具有较远的感测距离、较高的准确度与较佳的衬底面积使用效率，且其硬件成本更低。

为使能更进一步了解本公开的特征及技术内容，请参阅以下有关本公开的详细说明与附图，但是这些说明与说明书附图仅是用来说明本公开，而非对本公开的权利要求范围作任何的限制。

附图说明

图1是现有感测组件呈垫状的电容式非接触近接感测器件的平面示意图。

图2是本公开实施例的感测组件呈圆框状的非接触近接感测器件的平面示意图。

图3是本公开另一实施例的感测组件呈方框状的非接触近接感测器件的平面示意图。

图4是本公开另一实施例的感测组件呈立体框状的非接触近接感测器件的立体示意图。

图5是本公开另一实施例的感测组件呈蜿蜒状的非接触近接感测器件的平面示意图。

图6是本公开另一实施例的感测组件呈框状与蜿蜒状的复合型态的非接触近接感测器件的平面示意图。

图7是本公开另一实施例的感测组件呈双框状的非接触近接感测器件的平面示意图。

具体实施方式

在下文将参看说明书附图更充分地描述各种例示性实施例，在说明书附图中展示一些例示性实施例。然而，本公开概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。确切来说，提供这些例示性实施例使得本公开将更为详尽且完整，且将向熟习此项技术者充分传达本公开概念的范畴。在诸附图中，可为了清楚而夸示层及区的大小及相对大小。类似数字始终指示类似元件。

本公开实施例提供一种非接触近接感测器件，其使用呈线状的感应导线来取代现有电容式非接触近接感测器件中的大面积的导体垫，以增加非接触近接感测器件的感测距离与准确度。感应导线可为闭合导线或蜿蜒导线，且设置于衬底的周边、衬底的一处或衬底的表面外，故可以让衬底的面积使用效率提升。另一方面，非接触近接感测器件对于覆盖其上的介质的要求不高，其感应导线感测到的信号量不会因为有介质的隔离而有极大的衰减。

此外，本公开实施例还提供一种非接触近接感测器件，其同时使用闭合导线与蜿蜒导线来取代现有电容式非接触近接感测器件中的大面积的导体垫，闭合导线与蜿蜒导线分别设置于衬底的两面(即，呈异面型态设置于衬底)，或者可以设置于衬底的同一面。较佳地，闭合导线与蜿蜒导线可以尽量地配置于衬底的周围，以使衬底中央的部分可以配置更多电路组件，而提升衬底的面积使用效率。

请参照图2，图2是本公开实施例的感测组件呈圆框状的非接触近接感测器件的平面示意图。非接触近接感测器件2具有衬底20、感应导线21、电路组件22(包括有主控整合芯片)与连接导线23，其中感应导线21为闭合导线211，且可以通过连接导线23与电路组件22电性连接。闭合导线211作为感测组件，用来感测周围环境变化，以藉此获得信号量，且非接触近接感测器件2可以依据此信号量感测对象接近与否。由于，闭合导线211类似于天线，故其感测距离与准确度可以增加。

于此实施例中，衬底20的形状为圆形，且闭合导线211的形状为圆框状。闭合导线211配置于衬底20的正面的周围，也就是配置于衬底20的边缘，而不占用衬底20的中间部分。如此，衬底20可以配置更多的电路组件，而提升衬底20的面积使用效率。

闭合导线211的宽度可以设计为2公厘，而且面积可以大约是3平方公分，其面积大小约等同于图1的导体垫11的面积大小。然而，图2的非接触近接感测器件2的感测距离甚至大概可以是图1的现有电容式非接触近接感测器件1感测距离的2倍左右，即提升感应空间约8倍。另外，当非接触近接感测器件2具有厚度为5公厘的亚克力板的介质覆盖于其上时，经测量其信号量的衰减小于10％。显见，非接触近接感测器件2对其介质的要求并不高。

在此请注意，于图2中电路组件22与闭合导线211皆设置于衬底20的正面，故可以直接通过衬底20的正面上的连接导线23而彼此电性连接。然而，本公开并不限制于此，电路组件22与闭合导线211皆可以选择性设置于衬底20的正面或背面，且甚至可以通过穿孔或其他方式而彼此电性连接。

请参照图3，图3是本公开另一实施例的感测组件呈方框状的非接触近接感测器件的平面示意图。非接触近接感测器件3同样具有衬底30、感应导线31(作为感测组件)、电路组件32与连接导线33，且感应导线31同样为闭合导线311。然而，相较于图2的实施例，衬底30的形状为矩形，而闭合导线311的形状对应地为方框状。换句话说，本公开实施例并不限制衬底30与闭合导线311的形状。另外一方面，闭合导线311的形状可以不受限于衬底30的形状，即，也可以在矩形的衬底30上，设置圆框状的闭合导线。

请参照图4，图4是本公开另一实施例的感测组件呈立体框状的非接触近接感测器件的立体示意图。非接触近接感测器件4同样具有衬底40、感应导线41(作为感测组件)与电路组件42。本实施例的感应导线41同样为闭合导线411，然而，相较于图2的实施例，本发实施例的闭合导线411包括一闭合部4111及一连接部4112，闭合部4111位于衬底40表面之外的空间，故未占用衬底40的面积。另外，闭合导线411可以通过连接部4112与连接导线43电性连接，进而与电路组件42电性连接。

请接着参照图5，图5是本公开另一实施例的感测组件呈蜿蜒状的非接触近接感测器件的示意图。意即，本实施例的感应导线51为蜿蜒导线511。蜿蜒导线511可位于衬底50的正面或背面，于此实施例中，蜿蜒导线511位于衬底50的正面，且电路组件52位于衬底50的背面，但本公开并不以此为限。蜿蜒导线511作为感测组件，具有一个以上的弯折，例如多个直角的弯折，且其一端直接(或藉连接导线53)电性连接于电路组件52。较佳地，蜿蜒导线511的长度越长且弯折越多，则可以更多地提升非接触近接感测器件5的感测距离与准确度。经实际测量，非接触近接感测器件5的感测距离甚至可以是图1的现有电容式非接触近接感测器件1的感测距离的2倍左右。

请接着参照图6，图6是本公开又一实施例的感测组件呈框状与蜿蜒状的复合型态的非接触近接感测器件的平面示意图。非接触近接感测器件6具有衬底60、感应导线61、电路组件62与连接导线63，其中感应导线61包括有闭合导线611及蜿蜒导线612，其中闭合导线611与蜿蜒导线612共同作为感测组件。相较于图3的实施例，闭合导线611并非位于衬底60的周围，而是位于衬底60的正面的一侧边附近。

另外，于此实施例中，蜿蜒导线612位于衬底60的正面(于其他实现方式中，也可设于衬底60的背面)。蜿蜒导线612具有一个以上的弯折，例如多个直角的弯折，且其一端藉连接导线63电性连接于电路组件62，而蜿蜒导线612的另一端则与闭合导线611直接(或藉连接导线63)电性连接。较佳地，蜿蜒导线612的长度越长且弯折越多，则可以更多地提升非接触近接感测器件6的感测距离与准确度。经实际测量，非接触近接感测器件6的感测距离甚至可以是图1的现有电容式非接触近接感测器件1的感测距离的5倍左右。

请参照图7，图7是本公开再一实施例的感测组件呈双框状的非接触近接感测器件的平面示意图。非接触近接感测器件7同样具有衬底70、感应导线71、电路组件72与连接导线73。然而，相较于图3的实施例，非接触近接感测器件7的感应导线71，是由两个框套在一起的外闭合导线711、内闭合导线712所构成，其中内闭合导线712可以通过连接导线73电性连接电路组件72，并且内闭合导线712可再通过连接导线73电性连接外闭合导线711。于此实施例中，内闭合导线712被外闭合导线711包围，且彼此电性连接，进而作为感测组件。通过设置外闭合导线711与内闭合导线712作为感测组件，非接触近接感测器件7的感测距离与准确度可以再更进一步地被提升。经实际测量，非接触近接感测器件7的感测距离甚至可以是图1的现有电容式非接触近接感测器件1的感测距离的5倍左右。由实施例可以得知，本公开并不限制闭合导线的数目、形状或不同形状的组合方式(例如外闭合导线711为圆框状而内闭合导线712为方框状，或外闭合导线711为方框状而内闭合导线712为圆框状，或者其他形状的组合)。

综上所述，本公开实施例提供了一种非接触近接感测器件，其使用呈「线状」的闭合导线与/或蜿蜒导线作为用以感测对象接近与否的感测组件。相较于现有电容式非接触近接感测器件使用大面积且呈「垫状」的导体垫(Pad)作为感测组件的作法，非接触近接感测器件具有较远的感测距离、较高的准确度与较佳的衬底面积使用效率。此外，非接触近接感测器件仍然具有电容式非接触近接感测器件的低硬件成本的优势。

以上所述，仅为本公开最佳的具体实施例，而本公开的特征并不局限于此，任何熟悉本领域技术人员在本公开的领域内，可轻易思及的变化或修饰，皆可涵盖在以下本公开的权利要求范围。

Claims (10)

1.一种非接触近接感测器件，其特征在于，所述非接触近接感测器件包括：

一衬底；

一感应导线，设于所述衬底的正面或背面的一侧或设置于所述衬底的正面或背面的周围，且所述感应导线用以感测一对象接近与否所产生的一信号量；以及

一电路组件，设置于所述衬底，电性连接所述感应导线。

2.根据权利要求1所述的非接触近接感测器件，其特征在于，所述感应导线，为一呈圆框状或方框状的闭合导线。

3.根据权利要求2所述的非接触近接感测器件，其特征在于，所述闭合导线包括一闭合部以及一连接部，所述闭合部突伸位于所述衬底之外的空间，所述连接部设于所述衬底的正面或背面的一侧或设置于所述衬底的正面或背面的周围，且通过一连接导线电性连接所述电路组件。

4.根据权利要求1所述的非接触近接感测器件，其特征在于，所述感应导线为两个呈圆框状或两个呈方框状或一个呈圆框状另一个呈方框状的两个闭合导线所构成，且所述两个闭合导线呈同心状迭套，又彼此藉一连接导线电性连接。

5.根据权利要求1所述的非接触近接感测器件，其特征在于，所述感应导线为一呈蜿蜒状，且至少具有一个弯折的蜿蜒导线。

6.根据权利要求5所述的非接触近接感测器件，其特征在于，所述蜿蜒导线的所述弯折为直角的弯折。

7.根据权利要求1所述的非接触近接感测器件，其特征在于，所述感应导线由一呈蜿蜒状且至少具有一个弯折的蜿蜒导线以及一呈圆框状或方框状的闭合导线彼此电性连接所构成，且其特征在于所述蜿蜒导线与所述电路组件电性连接。

8.根据权利要求7所述的非接触近接感测器件，其特征在于，所述蜿蜒导线的所述弯折为直角的弯折。

9.根据权利要求7所述的非接触近接感测器件，其特征在于，所述蜿蜒导线与闭合导线，可同时设于衬底上的同侧面，或分别设于衬底上的异侧面。

10.根据权利要求7所述的非接触近接感测器件，其特征在于，所述闭合导线可突伸设于所述衬底之外的空间，且通过设置于所述衬底的正面或背面的周围的所述蜿蜒导线电性连接所述电路组件。