TW200910403A - Object position detecting method and structure - Google Patents

Description

200910403 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 容器ίϊϋίϊ觸方法’特別是指一種以電 容器的變化反應在震藉觸控開關上電 物體位置偵測方法。 的力车週期（duty cycle)之一種 【先前技術】 式來申請專利以達到保護之目的，足= 么縐松11文輸入端會感應一變化量，以感應量多夷來作 關的狀態依據，感應量越大或接觸的面ς越^作 接，面積越小’表示手指（或物體）越遠;^應^越小或 放大t 是為小信號電壓的形態就必須在輸入端加 電路較為複雜且該做法會將外在的干擾信號（手機j 心調整才能達到可接墙，電路需要細 感測的信號若是為頻率的形態，硬體在處理上合 式還簡單’頻率的增加或減少決定手指（或物體）^否有在對 作ΐ乍雷Ϊ需要額外建置一組穩定的震盈器來做為比 對的^數。白知震盧器的頻率常常會因為製程上的誤差及 的改變而改變。為此’必須要針對穩定性做 補，才能符合可接受的要求。 啊路來彌 200910403 鈞月觸控感應開關之發配相繼被揭露，例如： ίί π回授閉路中’並在震盡器的回授閉路内增加補償ί ::;r與製程參數無關且一 ^ 作：置=彳方法，係包含下列操 值，進而藉以改變第一母定味門沾且峨文具Μτ電谷 器之第二Ιΐϋ第二糊包含有補償電容 的差異值，與預設於該微處理器之第二 ] 比較結果翻。 &狀弟時間作比較，且將 依據前文所述之物體位置偵測方法， 時，第一設定時間係與第二設定時間係相其同中在未有物體接近 時，位置偵測方法’其中在未有物體接近 f弟汉疋時間係與弟二設定時間係相显。 依據前文所述之物體位置偵測方法，其、 r完整週期的前段’而第二設定時間係二整：： 依據前文所述之物體位置偵測方法 =完整週期的後段，而第二奴時間係位ί完 本發明旨在於提供-種物體位置侧構造 ^電^’包含感應電容器，第—震朗路係 定 作’感應電容器係感測物體接近或遠離，以改 200910403 i’與ί 定時間共同組成完整的:以㈡，第二設定時 作恰f與第逢電路的充放電動 及，微處理器，係連接於第 路I動作彼此相反；以 端’微處理器係預設有第三路及f二震盪電路的輸出 =::間的差“第 時，ί據以中在未有物體接近 時，以㈣有物體接近 位於ίί 物！ΐ置^構±造’其中第一設定時間係 段。/的刖&，而第一 ^又疋呀間係位於完整週期的後 位所1之物體位置偵測触，其中第—設定時間係 位於兀整週期的後段，而第二設定時間係位於完整週期的前 段。 【實施方式】 根據本發明一種物體位置偵測方法及構造，係以震盡電路 頻率的功率周期（duty cycle)變化程度作為判斷手指（或物 體）是否接觸到感應電容器的依據，其主要結構包括第一、二 震盪電路、感應電容器及補償電容器所組成，第一、二震盪電 路各自包含一組RC輸入，其中一組RC之中的電容器是由感應 笔谷器所組成’而另外一組RC之中的電容器則是由補償電容 器所組成。補償電容器的電容值應該調整使接近於感應電容器 上的雜散電容值一樣，如此，在手指（或物體)未靠近或觸摸到 感應電容器時，震盪電路輸出50-50 duty cycle的頻率，當 200910403 摸到感應電容器時，震盪電路會 感容=而ί cycle) ^nty cy^%^^^ :=;1=響_可-考 本發明物體位置偵測方法及構 一 ^ ^ ^ ^ 一感應電容器10卜第一震t雷路.之例’至少包含 震，。第-圖“路此;=容== 包含一組RC輪入，豆中一έ ΡΓ ά 震1電路各自 101所組成，另外1、粗r，，谷11是域應電容器 =:==,r°3 及1〇4,波形 =::=ri12所組成的⑽^ 士弟—圖所示’為弟一圖所示之威應雪交哭1Λ1 土、 (或物體)觸發的震盪波形。夢由反向^ Τ °°未被手指 基本錢絲請姻 及反向Is 114 ,喊f-紐電路，蚊㈣震邊 ί：ί 1〇2 ^ ^ 土本展盪電谷态103、波形修正緩衝器105、2 ^加^及反向器113組成第 1054 Ξίί:=巧)，如第三圖中_波形：ί i 疋由兩個反向11串接組合而成，當中的第 一、.及反向為輸入的Vth值（臨界電壓值）決定队充 打間。當第二圖巾的B點電壓慢慢充電上升達 時 位(1°w>反向器⑽輸出為低準:二 3充電上升，在A點充電的時間定義為T2，當二= 升達到Vth值時，Out點的輸出轉相為高準位㈤⑹充^向 200910403 器110輪出為低準位（low)斟A s：*& 位’同狀點電壓慢慢充電= 定輸，時間常數τι決 〒率的完整週期⑽Kyele)，為^就是整個輪出 在50%，須將補償電容器1〇2的^值二敕:率的duty cycle 1〇1的電容值，由於兩端電容值相等f t接近於感應電容器 值也可以補償電容器102的電容 如第：ti為的電容值。 (或物體)觸發的震蘯波形，由於哭電^ T被手指 ;t增加，使得a點充電的上升==== 能達到vth值，因此T2的時間就變長，間才 的電容值越大，T2的時間就更長，但才曰f1應電谷器101 電容器102的電值是固定不變，& 二間^由於補償 時間固定。 心个又所以η在任何情況下都是 依此原理，做出如第五圖的應用電路 感應電容H謝、基本震㈣容器謝、波形；310、 2輸入反或閘312及反向器314纽忐笆一雨:&衝态306、 器。·、補償電容器302、基本震盡電容皮 ，器305、2輸入反或閘311及反向器313組成第乂震^路。 弟五圖所示之應用電路與第一圖所示的電路之g ^的 =端^:ί處f器（Mcu) 316。它係利用'微處 輸ΐ頻率的正半週時間計數，將計數的 值(nTl)儲存雜計數頻率的貞物時剛ηΤ2) Ϊ^=Τ:Τ1)’^(ηΤ2—ηΤ1)Ι>ηΙ^_ （MCU) 316發出-觸發信號’ nR值的大小可以 益（MCU) 316 _控制，該值可以當觸發靈敏度的參考，油 200910403 值越^表示感應電容器謝的靈敏度越高，反之亦然。 * 日月的第二實施例，它是依據第—圖的原理架 構。也疋藉由反向器310、感應電容器 306 ^^^, 312^1^4 ，、且成弟展盪電路。藉由反向器309、補償電容3〇2、其太 、波形修正緩衝器3〇5、2輸入刷‘及 Μ電路。所不同的是第二圖所示的第二 1=t甘中的2輸入反或閘111及112換成2輸入反 ψ ，/、原理相同，若要將頻率的正半週時間固定， ίί週的時間變化作為判斷依據則不同於第—圖的輸出接 /’將反向器215的輸入端接到反向|| 214的輸出端。 „第—圖所示的數個感應電容器繼的實施例，該 印刷電路板或碳膜來達成，若要紐佳的靈敏度，可 曰加兩極間的面積’面積越大感應電容器101會表現越靈 【圖式簡單說明】 第一圖 第二圖 第三圖 為本發明之第一實施例的電路圖。 為本發明之第二實施例的電路圖。 2本發明之第-實施例_應電容器未被手指(或物 體)觸發的震盪波形圖。 第四圖：為本發明之第一實施例的感應電容器被手指（或物艘） 片 觸發的震盪波形圖。 一 發明第一實施例加上微處理器後之體實施例。 、圍·為本發明之數個感應電容器的實施例。 1〇1感應電容器 103基本震盪電容 105波形修正緩衝 109反向器 【主要元件符號說明】 ΠΊ a 士 _ 器 器 102補償電容器 104基本震盪電容器 106波形修正緩衝器 110反向器 10 200910403

111 2輸入反或閘 113反向器 115反向器 201感應電容器 203基本震盪電容器 205波形修正緩衝器 209反向器 211 2輸入反及閘 213反向器 215反向器 301感應電容器 303基本震盪電容器 305波形修正緩衝器 309反向器 311 2輸入反或閘 313反向器 305反向器 112 2輸入反或閘 114反向器 202補償電容器 204基本震盪電容器 206波形修正緩衝器 210反向器 212 2輸入反及閘 214反向器 302補償電容器 304基本震盪電容器 306波形修正缓衝器 310反向器 312 2輸入反或閘 314反向器 316微處理器

C 11

Claims (1)

1. 200910403 十、申謗專利範園： 1·種物體位置偵測方法，係包含下列操作： a.利用包含有感應電容器之第一震盪 μ 6 作丄並藉感應電容器感測物體接近或遠離間運 b.利用包含=以 設定時間制組成完整的職；以及# <時間與第一 C.利用微處理器將第—設定時間與 差異值，與預設於π + # 、力兩者之間的 將比較結果=顧處•之第三設定時間作比較，且 fit請專利範圍第1項所述之物體位置侧方法，爱 3 ΐίΐϊΐ近時’第—蚊時間係與第二奴日 ίΐί專利範圍第1項所述之物體位置偵測方法it 4 體接近時，第—設定時間係與第二設树間俜相異 ΐΐ=利範圍第1項所述之物體位置_方法1中第 雜週期的前段，衫二奴時間係位^ 5. 依專利範圍第1項所述之物體位置偵測方法，並中第 一设定時間係位於完整週_後段，而第 完整週期的前段。 * χ疋時間係位於 6. —種物體位置偵測構造，包含： 電路，包含感應電容H震㈣路係以第一 •間運作，感應電容器係感測物體 ^其瞬時電容值，並藉以改縣—設定時Fj=.’⑽ •ίϋίίί 1含補償電容器，第二錢電路係以第二 整的功率週期，第二震盪電路與第一震盡電路之 12 200910403 同 與弟’電 差異值’與預設有 第三設定時 7. ^圍㈣一，咖 8. 依據中請專利範_^疋¥間係與第二設定時間相同。 9. ¾在 13