TW202326384A - Knob device - Google Patents
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Abstract
Description
本發明是有關於一種旋鈕裝置,且特別是有關於一種可以依據感測電極之間的電容特性來感測旋轉狀態及/或按壓狀態的旋鈕裝置。The present invention relates to a knob device, and in particular to a knob device capable of sensing a rotation state and/or a pressing state according to a capacitance characteristic between sensing electrodes.
隨著面板的技術發展以及各種電子裝置(如360度翻轉筆電,2in1平板,全功能電腦(All-In-One,AIO))的推出,使用者可以直接在電子裝置上進行各種不同的工作。然而,對一些使用者而言,僅使用目前常見的輸入裝置,例如鍵盤、滑鼠、主動筆、觸控面板以及(或是)繪圖板,來進行工作並不足夠,所以市場上推出一些輔助工作的輸入裝置,例如旋鈕裝置,可以提供旋轉選擇以及(或是)按壓確認等功能。然而,市面上現有的旋鈕裝置都是採用光學感應器。光學感應器需要設置光源、光接收器、以及(或是)鏡片等結構元件,再加上光傳導路徑所需要的空間,使得此類元件在高度上就有接近10mm的高度。假設將此種旋鈕裝置應用在需要考慮元件大小的設備或筆電裝置(目前常見的厚度介於20mm~25mm之間)上,會大幅增加機身厚度。With the development of panel technology and the introduction of various electronic devices (such as 360-degree flip laptops, 2in1 tablets, and full-featured computers (All-In-One, AIO)), users can directly perform various tasks on electronic devices. . However, for some users, it is not enough to use the current common input devices, such as keyboard, mouse, active pen, touch panel and (or) drawing tablet, to carry out work, so some auxiliary devices are launched on the market. A working input device, such as a knob device, can provide functions such as turning to select and/or pressing to confirm. However, the existing knob devices on the market all use optical sensors. Optical sensors need to be equipped with structural elements such as light sources, light receivers, and (or) lenses, plus the space required for the light transmission path, so that the height of such elements is close to 10mm. Assuming that this kind of knob device is applied to equipment or notebook devices that need to consider the size of components (currently, the common thickness is between 20mm and 25mm), the thickness of the body will be greatly increased.
有鑑於此,本發明提出一種旋鈕裝置,可以依據感測電極之間的電容特性來感測旋轉狀態及/或按壓狀態。In view of this, the present invention proposes a knob device, which can sense the rotation state and/or the pressing state according to the capacitance characteristic between the sensing electrodes.
在本發明的一實施例中,所述旋鈕裝置包括旋轉感測面、旋鈕帽、至少一第一感測電極、至少一第二感測電極以及處理電路。旋鈕帽樞設於旋轉感測面上的轉軸位置。至少一第一感測電極配置於旋轉感測面上且配置於旋鈕帽的電極移動路徑的下方。至少一第二感測電極配置於旋鈕帽。隨著旋鈕帽旋轉於旋轉感測面上,至少一第二感測電極沿電極移動路徑移動。處理電路耦接至至少一第一感測電極與至少一第二感測電極。其中處理電路依據至少一第一感測電極與至少一第二感測電極之間的電容特性判斷旋鈕帽的旋轉狀態,並依據電容特性與感測閾值以判斷旋鈕帽的按壓狀態。In an embodiment of the present invention, the knob device includes a rotating sensing surface, a knob cap, at least one first sensing electrode, at least one second sensing electrode, and a processing circuit. The knob cap is pivotally arranged at the position of the rotation axis on the rotation sensing surface. At least one first sensing electrode is disposed on the rotating sensing surface and disposed below the electrode moving path of the knob cap. At least one second sensing electrode is disposed on the knob cap. As the knob cap rotates on the rotating sensing surface, at least one second sensing electrode moves along the electrode moving path. The processing circuit is coupled to at least one first sensing electrode and at least one second sensing electrode. The processing circuit judges the rotation state of the knob cap according to the capacitance characteristic between the at least one first sensing electrode and the at least one second sensing electrode, and judges the pressing state of the knob cap according to the capacitance characteristic and the sensing threshold.
基於上述,本發明諸實施例所述的旋鈕裝置可以配置一個或多個第二感測電極於旋鈕帽。隨著旋鈕帽旋轉於旋轉感測面上,第二感測電極可以沿著電極移動路徑移動。一個或多個第一感測電極依據所述電極移動路徑被配置於旋鈕裝置的旋轉感測面上。第一感測電極與第二感測電極之間的電容特性可以隨著旋鈕帽旋轉於旋轉感測面上而發生變化。如此一來,旋鈕裝置可以透過處理電路感測電容特性的變化來判斷旋鈕帽的旋轉狀態,還可以依據電容特性與感測閾值來判斷旋鈕帽的按壓狀態。Based on the above, the knob device described in various embodiments of the present invention can be configured with one or more second sensing electrodes on the knob cap. As the knob cap is rotated on the rotating sensing surface, the second sensing electrode can move along the electrode moving path. One or more first sensing electrodes are arranged on the rotating sensing surface of the knob device according to the electrode moving path. The capacitance characteristic between the first sensing electrode and the second sensing electrode can change as the knob cap is rotated on the rotating sensing surface. In this way, the knob device can judge the rotation state of the knob cap through the processing circuit to sense the change of the capacitive characteristic, and can also judge the pressing state of the knob cap according to the capacitive characteristic and the sensing threshold.
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。In order to make the above-mentioned features and advantages of the present invention more comprehensible, the following specific embodiments are described in detail together with the accompanying drawings.
在本案說明書全文(包括申請專利範圍)中所使用的「耦接(或連接)」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言,若文中描述第一裝置耦接(或連接)於第二裝置,則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置,或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。本案說明書全文(包括申請專利範圍)中提及的「第一」、「第二」等用語是用以命名元件(element)的名稱,或區別不同實施例或範圍,而並非用來限制元件數量的上限或下限,亦非用來限制元件的次序。另外,凡可能之處,在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。The term "coupled (or connected)" used throughout the specification of this case (including the scope of claims) may refer to any direct or indirect means of connection. For example, if it is described in the text that a first device is coupled (or connected) to a second device, it should be interpreted that the first device can be directly connected to the second device, or the first device can be connected to the second device through other devices or certain A connection means indirectly connected to the second device. The terms "first" and "second" mentioned in the entire description of this case (including the scope of the patent application) are used to name elements (elements), or to distinguish different embodiments or ranges, and are not used to limit the number of elements The upper or lower limit of , nor is it used to limit the order of the elements. In addition, wherever possible, elements/components/steps using the same reference numerals in the drawings and embodiments represent the same or similar parts. Elements/components/steps using the same symbols or using the same terms in different embodiments can refer to related descriptions.
圖1是依照本發明一實施例的旋鈕裝置100的電路方塊(circuit block)示意圖。於圖1所示實施例中,旋鈕裝置100包括旋轉感測面110、旋鈕帽120、一個或多個第一感測電極111以及一個或多個第二感測電極121。圖1繪示了旋鈕裝置100的剖面示意圖。在一些實施例中,旋鈕裝置100可以應用於任何需要進行輸入操作的電子設備上,例如機台、筆電、平板電腦或其他裝置。使用者可以透過沿著順時針方向DIR1或逆時針方向DIR2旋轉旋鈕帽120,以及(或是)沿著垂直方向DIR3按壓旋鈕帽120,使旋鈕帽120相對於旋轉感測面111旋轉或移動,以對上述設備、機台、筆電或其他裝置進行輸入或調整等操作。FIG. 1 is a schematic diagram of a circuit block of a
依照實際應用,在一些實施例中,旋鈕裝置100可以內建或外接於電子設備。第一感測電極111以及第二感測電極121電性連接於處理電路200。依照實際設計,處理電路200可以包括類比前端(analog front end,AFE)電路、微處理器以及(或是)其他處理元件。在一些實施例中,處理電路200可以是在旋鈕裝置100外部的下一級電路。在另一些實施例中,處理電路200可以是旋鈕裝置100內部的構件。處理電路200可以判讀第一感測電極111與第二感測電極121之間的電容特性。處理電路200可以依據所述電容特性的變化去判斷旋鈕帽120的旋轉狀態,然後將旋鈕帽120的旋轉狀態提供給系統(未繪示)。在一些實施例中,處理電路200還可以依據第一感測電極111與第二感測電極121之間電容特性的變化去判斷旋鈕帽120的按壓狀態,然後將旋鈕帽120的按壓狀態提供給系統。According to practical applications, in some embodiments, the
依照設計需求,處理電路200的相關功能可以利用硬體描述語言(hardware description languages,例如Verilog HDL或VHDL)或其他合適的編程語言來實現為硬體。舉例來說,處理電路200的相關功能可以被實現於一或多個微控制器、微處理器、特殊應用積體電路(Application-specific integrated circuit, ASIC)、數位信號處理器(digital signal processor, DSP)、場可程式邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array, FPGA)及/或其他處理單元中的各種邏輯區塊、模組和電路。以軟體形式及/或韌體形式而言,處理電路200的相關功能可以被實現為編程碼(programming codes)。例如,利用一般的編程語言(programming languages,例如C、C++或組合語言)或其他合適的編程語言來實現。所述編程碼可以被記錄/存放在「非臨時的電腦可讀取媒體(non-transitory computer readable medium)」中,例如包括唯讀記憶體(Read Only Memory,ROM)、帶(tape)、碟(disk)、卡(card)、半導體記憶體、可程式設計的邏輯電路及/或存儲裝置。中央處理器(Central Processing Unit,CPU)、微控制器或微處理器可以從所述非臨時的電腦可讀取媒體中讀取並執行所述編程碼,從而達成相關功能。According to design requirements, related functions of the
圖2是依照本發明一實施例的旋鈕裝置的感測方法的流程示意圖。請同時參照圖1與圖2。於步驟S210中,一個或多個第一感測電極111可以被配置於旋轉感測面110上,且配置於旋鈕帽120的電極移動路徑(未繪示於圖1,詳參圖4、圖5或圖6所示電極移動路徑EP)的下方。於步驟S220中,一個或多個第二感測電極121可以被配置於旋鈕帽120的下表面(或是配置於旋鈕帽120內)。於步驟S230中,旋鈕帽120可以透過轉軸SF或其他連接元件或機構樞設於旋轉感測面110上的轉軸位置SP。旋鈕帽120可以基於轉軸位置SP而旋轉於旋轉感測面110上方。隨著旋鈕帽120旋轉於旋轉感測面110上,第二感測電極121可以沿所述電極移動路徑移動。其中第一感測電極111以及(或是)第二感測電極121的數量、種類以及分布方式可以依照實際需求來設置,本實施例並不設限。在本實施例中,轉軸SF可以設置於旋轉感測面110以及(或是)旋鈕帽120的中心位置,但本實施例並不設限。FIG. 2 is a schematic flowchart of a sensing method for a knob device according to an embodiment of the invention. Please refer to Figure 1 and Figure 2 at the same time. In step S210, one or more
在本實施例中,第一感測電極111以及第二感測電極121可以分別是發射電極以及接收電極,反之亦然。則第一感測電極111以及第二感測電極121之間可以形成平行板電容訊號,並隨著旋鈕帽120相對於旋轉感測面110的旋轉或移動(按壓),第一感測電極111以及第二感測電極121之間的電容特性會發生變化。則於步驟S240中,在一些實施例中,圖1所示處理電路200可以耦接至第一感測電極111與第二感測電極121,以依據第一感測電極111與第二感測電極121之間的電容特性來判斷旋鈕帽120的旋轉狀態。依照實際應用,旋轉狀態例如可以包括轉動方向(順時針方向DIR1或逆時針方向DIR2)、轉速、旋轉角度以及(或是)其他旋轉相關資料。In this embodiment, the
圖3是依照本發明另一實施例的旋鈕裝置300的側剖面與安裝位置示意圖。圖3上部繪示了旋鈕裝置300的旋鈕帽120處於釋放狀態的示意圖。圖3下部繪示了旋鈕裝置300的旋鈕帽120處於按壓狀態的示意圖。依照實際設計,在一些實施例中,圖3所示旋鈕裝置300可以是圖1所示旋鈕裝置100的一個實施範例。在本實施例中,以將旋鈕裝置300應用於筆電裝置為例,旋鈕裝置300的旋轉感測面110以及旋鈕帽120可以分別設置於所述筆電裝置的C蓋(C-cover)CC的兩側。轉軸SF通過C蓋CC的通孔,而旋鈕帽120透過轉軸SF樞設於旋轉感測面110。使用者可以藉由旋轉或按壓旋鈕裝置300的旋鈕帽120來對所述筆電裝置進行輸入操作。其中圖3所示旋轉感測面110、旋鈕帽120、第一感測電極111以及第二感測電極121可以參照圖1所示旋轉感測面110、旋鈕帽120、第一感測電極111以及第二感測電極121的相關說明加以類推,於此不再贅述。在一些實施例中,旋轉感測面110可以包括電路基板,例如可以是印刷電路板(Printed circuit board,PCBA)或是其他種類的電路板。在一些實施例中,第一感測電極111可以透過所述電路基板耦接至處理電路(例如圖1示例中的處理電路200),第二感測電極121可以透過轉軸SF的電性路徑與所述電路基板耦接至處理電路,以進行旋鈕帽120的旋轉狀態以及(或是)按壓狀態的判斷。FIG. 3 is a schematic diagram of a side section and installation position of a
與圖1示例不同之處在於,圖3所示旋鈕裝置300還可以包括復位元件130。復位元件130例如可以是彈簧或是其他種類的復位元件。在本實施例中,復位元件130可以設置於轉軸SF中(或設置於轉軸SF的表面)。在使用者結束按壓旋鈕帽120之後,復位元件130可以提供旋鈕帽120復位所需的力量。舉例而言,在本實施例中,使用者可以沿著垂直方向DIR3按壓旋鈕帽120,且按壓前後的情境示意圖分別如圖3上半部圖與下半部圖所示。假設在旋鈕帽120尚未被按壓前(如圖3上部所示),旋轉感測面110與旋鈕帽120之間的相對高度為第一高度D1。在旋鈕帽120被按壓時(如圖3下部所示),旋轉感測面110與旋鈕帽120之間的相對高度從第一高度D1縮減為第二高度D2。則在本實施例中,當使用者停止/取消按壓旋鈕帽120之後,旋鈕裝置100可以藉由復位元件130使旋鈕帽120相對於旋轉感測面110的相對高度從第二高度D2回復至第一高度D1。The difference from the example in FIG. 1 is that the
使用者按壓旋鈕帽120會產生旋鈕帽120與旋轉感測面110之間的相對高度的變化,進而導致第一感測電極111與第二感測電極121之間的電容變化。例如,在一些實施例中,當第一感測電極111與第二感測電極121之間的相對距離越小,其形成的電容值越大。因此,在一些實施例中,可以透過處理電路(例如圖1示例中的處理電路200)依據第一感測電極111以及第二感測電極121之間的電容特性與預先設置(或動態調整)的感測閾值以判斷旋鈕帽120的按壓狀態。例如,當處理電路200判斷出第一感測電極111以及第二感測電極121之間的電容值超過感測閾值時,可以判斷旋鈕帽120的按壓狀態為壓下(ON),反之則為未壓下(OFF)。Pressing the
圖4是依照本發明一實施例說明圖1所示旋鈕裝置100的上視透視示意圖。基於實際設計,在一些實施例中,圖3所示旋鈕裝置300亦可以參照圖4所示旋鈕裝置的相關說明加以類推。請同時參照圖1與圖4。於圖4所示實施例中,配置於旋鈕帽120上的第二感測電極121可以包括發射電極Tx,配置於旋轉感測面110上的第一感測電極111可以包括多個接收電極(例如圖4所示接收電極Rx1、Rx4、Rx7、Rx10、Rx13、Rx16、Rx19、Rx22、Rx23與Rx24)。其中發射電極Tx以及(或是)接收電極Rx1~Rx24的數量、形狀以及分布方式只是一種示範例,本實施例並不設限。FIG. 4 is a top perspective view illustrating the
在本實施例中,發射電極Tx可用以發射驅動訊號,且發射電極Tx可以隨著旋鈕帽120旋轉於旋轉感測面110上方,並沿著電極移動路徑EP移動。在本實施例中,接收電極Rx1~Rx24可以轉軸位置SP為中心均勻分布於電極移動路徑EP的下方。基於發射電極Tx的旋轉,接收電極Rx1~Rx24的每一個均可用以感測發射電極Tx所發出的驅動訊號,以產生感測結果。在本實施例中,接收電極Rx1~Rx24產生的多個感測結果可用以判斷發射電極Tx的當前位置。In this embodiment, the transmitting electrode Tx can be used to transmit a driving signal, and the transmitting electrode Tx can be rotated above the rotating
舉例而言,在一些實施例中,圖1示例的處理電路200可以耦接至發射電極Tx以及接收電極Rx1~Rx24。處理電路200可以依據接收電極Rx1~Rx24的多個感測結果來判斷發射電極Tx的當前位置。例如,在一些實施例中,處理電路200可以從接收電極Rx1~Rx24中的多個感測結果中選擇一個最大強度感測結果,以及將接收電極Rx1~Rx24中最大強度感測結果所對應的一個接收電極的位置作為發射電極Tx的當前位置。以圖4所示操作情境為例,發射電極Tx位於接收電極Rx23上方,因此接收電極Rx23的感測結果的強度大於其他接收電極Rx1~Rx22與Rx24的感測結果。處理電路200可以將具有最大強度感測結果的接收電極Rx23的位置作為發射電極Tx的當前位置,然後將發射電極Tx的當前位置(旋鈕帽120的旋轉狀態)回報給系統(未繪示)。For example, in some embodiments, the
在一些實施例中,若接收電極Rx1~Rx24中有多個接收電極具有相同的最大強度感測結果,處理電路200可以依據發射電極Tx的先前位置或其他方式來選擇接收電極Rx1~Rx24的其中之一的位置來作為發射電極Tx的當前位置。如此一來,處理電路200可以依據發射電極Tx的當前位置的變化去判斷旋鈕帽120的旋轉狀態。例如,在圖4所示操作情境中,當處理電路200判斷出,發射電極Tx的位置由接收電極Rx19的位置(先前位置)移動至接收電極Rx23的位置(當前位置)時,處理電路200可以判斷出旋鈕帽120的轉動方向為順時針方向DIR1、旋轉角度為60度等旋轉狀態。若考慮發射電極Tx的位置從接收電極Rx19的位置移動至接收電極Rx23的位置的過程中所花費的時間,處理電路200還可以計算出旋鈕帽120的轉速等旋轉狀態。In some embodiments, if multiple receiving electrodes Rx1-Rx24 have the same maximum intensity sensing result, the
此外,在一些實施例中,處理電路200還可以依據接收電極Rx1~Rx24的多個感測結果來判斷旋鈕帽120的按壓狀態。例如,當處理電路200判斷出接收電極Rx1~Rx24的感測結果中的最大強度結果時,可以進一步判斷最大強度結果是否超過感測閾值。例如,當處理電路200判斷出最大強度結果超過感測閾值時,可以判斷旋鈕帽120的按壓狀態為壓下,反之則為未壓下。In addition, in some embodiments, the
圖5是依照本發明另一實施例說明圖1所示旋鈕裝置100的上視透視示意圖。基於實際設計,在一些實施例中,圖3所示旋鈕裝置300亦可以參照圖5所示旋鈕裝置的相關說明加以類推。請同時參照圖1與圖5。於圖5所示實施例中,配置於旋鈕帽120上的第二感測電極121可以包括接收電極Rx,配置於旋轉感測面110上的第一感測電極111可以包括多個發射電極(例如圖5所示發射電極Tx1、Tx4、Tx7、Tx10、Tx13、Tx16、Tx19、Tx22、Tx23與Tx24。其中發射電極Tx1~Tx24以及(或是)接收電極Rx的數量、形狀以及分布方式只是一種示範例,本實施例並不設限。FIG. 5 is a schematic top perspective view illustrating the
在本實施例中,發射電極Tx1~Tx24均可用以發射驅動訊號,且發射電極Tx1~Tx24可以轉軸位置SP為中心均勻分布於電極移動路徑EP的下方。接收電極Rx可以隨著旋鈕帽120旋轉於旋轉感測面110上方,並沿著電極移動路徑EP移動,以感測發射電極Tx1~Tx24的任一個所發出的驅動訊號,並產生感測結果。在本實施例中,接收電極Rx產生的感測結果可用以判斷接收電極Rx的當前位置。In this embodiment, the transmitting electrodes Tx1 - Tx24 can be used to transmit driving signals, and the transmitting electrodes Tx1 - Tx24 can be evenly distributed below the electrode moving path EP centered on the rotation axis position SP. The receiving electrode Rx can rotate above the rotating
舉例而言,在一些實施例中,圖1示例的處理電路200可以耦接至發射電極Tx1~Tx24以及接收電極Rx。處理電路200可以在不同時間點依序通過發射電極Tx1~Tx24其中一個發射驅動訊號,並依據接收電極Rx感測到的驅動訊號的時間點去判斷接收電極Rx的當前位置。以圖5所示操作情境為例,接收電極Rx位於發射電極Tx23上方,因此接收電極Rx可以在發射電極Tx23所對應的時間點感測到發射電極Tx23所發出的驅動訊號。處理電路200可以依據接收電極Rx感測到驅動訊號的時間點去判斷「接收電極Rx的當前位置位於發射電極Tx23附近」,然後將接收電極Rx的當前位置(旋鈕帽120的旋轉狀態)回報給系統(未繪示)。For example, in some embodiments, the
如此一來,處理電路200可以依據接收電極Rx的當前位置的變化去判斷旋鈕帽120的旋轉狀態。例如,在圖5所示操作情境中,當處理電路200判斷出接收電極Rx的位置由發射電極Tx19的位置(先前位置)移動至發射電極Tx23的位置(當前位置)時,處理電路200可以判斷出旋鈕帽120的轉動方向為順時針方向DIR1、旋轉角度為60度及其轉速等旋轉狀態。In this way, the
圖6是依照本發明再一實施例說明圖1所示旋鈕裝置100的上視透視示意圖。基於實際設計,在一些實施例中,圖3所示旋鈕裝置300亦可以參照圖6所示旋鈕裝置的相關說明加以類推。請同時參照圖1與圖6。於圖6所示實施例中,配置於旋轉感測面110上的第一感測電極111可以包括第一發射電極Tx61以及(或是)第二發射電極Tx62,配置於旋鈕帽120上的第二感測電極121可以包括互不等長的多個接收電極(例如圖6所示接收電極Rx61、Rx62、Rx63、Rx64、Rx65、Rx66、Rx67與Rx68)。在一些實施例中,接收電極Rx61~Rx68可以沿著順時針方向DIR1或逆時針方向DIR2依據接收電極Rx61~Rx68的電極長度依序配置於旋鈕帽120上。其中第一發射電極Tx61、第二發射電極Tx62以及(或是)接收電極Rx61~Rx68的數量、形狀以及分布方式只是一種示範例,本實施例並不設限。FIG. 6 is a top perspective view illustrating the
在一些實施例中,第一發射電極Tx61可以發射第一驅動訊號,而第二發射電極Tx62可以在不同於時間發射第二驅動訊號。接收電極Rx61~Rx68可以互相耦接並以轉軸位置SP為中心放射分布於旋鈕帽120的下表面上且跨越旋鈕帽120的電極移動路徑EP。基於旋鈕帽120的旋轉,接收電極Rx61~Rx68的每一個均可用以感測第一發射電極Tx61所發出的第一驅動訊號,以產生第一感測結果。則在本實施例中,基於接收電極Rx61~Rx68可以隨著旋鈕帽120旋轉於旋轉感測面110上,使接收電極Rx61~Rx68與第一發射電極Tx61之間的最大重疊面積互不相同。接收電極Rx61~Rx68產生的第一感測結果可用以判斷接收電極Rx61~Rx68相對於第一發射電極Tx61的當前位置。In some embodiments, the first emitter electrode Tx61 may emit a first driving signal, and the second emitter electrode Tx62 may emit a second driving signal at a different time. The receiving electrodes Rx61 - Rx68 may be coupled to each other and radially distributed on the lower surface of the
舉例而言,在一些實施例中,圖1示例的處理電路200可以耦接至第一發射電極Tx61以及接收電極Rx61~Rx68。處理電路200可以依據接收電極Rx61~Rx68產生的第一感測結果的訊號強度來判斷接收電極Rx61~Rx68中的哪一個重疊於第一發射電極Tx61,進而判斷接收電極Rx61~Rx68相對於第一發射電極Tx61的當前位置。在一些實施例中,處理電路200可以儲存訊號強度查找表,以透過查表的方式來判斷接收電極Rx61~Rx68相對於第一發射電極Tx61的當前位置。如此一來,處理電路200可以依據接收電極Rx61~Rx68相對於第一發射電極Tx61的當前位置的變化去判斷旋鈕帽120的旋轉狀態。For example, in some embodiments, the
在一些實施例中,第二發射電極Tx62可用以發射第二驅動訊號。在本實施例中,第二發射電極Tx62可以轉軸位置SP為中心環形配置於旋轉感測面110上,且於旋轉感測面110的垂直投影中,接收電極Rx61~Rx68均跨越第二發射電極Tx62。接收電極Rx61~Rx68可用以感測第二發射電極Tx62所發出的第二驅動訊號,以產生第二感測結果。則在本實施例中,基於隨著旋鈕帽120旋轉於旋轉感測面110上時,接收電極Rx61~Rx68與第二發射電極Tx62之間的重疊面積均相同。接收電極Rx61~Rx68產生的第二感測結果可用以判斷旋鈕帽120的按壓狀態。In some embodiments, the second emitter electrode Tx62 can be used to emit the second driving signal. In this embodiment, the second transmitting electrode Tx62 can be arranged on the rotating
舉例而言,在一些實施例中,圖1示例的處理電路200可以耦接至第一發射電極Tx61、第二發射電極Tx62以及接收電極Rx61~Rx68。處理電路200可以依據接收電極Rx61~Rx68的第二感測結果與感測閾值以判斷旋鈕帽120的按壓狀態。例如,當處理電路200判斷出第二感測結果的訊號強度超過感測閾值時,可以判斷旋鈕帽120的按壓狀態為壓下,反之則為未壓下。在一些實施例中,處理電路200可以於不同期間分別提供第一驅動訊號與第二驅動訊號給第一發射電極Tx61與第二發射電極Tx62,以分別判斷旋鈕帽120的旋轉狀態與按壓狀態。For example, in some embodiments, the
綜上所述,本發明諸實施例所述的旋鈕裝置100、300及其感測方法,可以配置一個或多個第二感測電極121於旋鈕帽120。隨著旋鈕帽120旋轉於旋轉感測面110上,第二感測電極121可以沿著電極移動路徑EP移動。第一感測電極111依據所述電極移動路徑EP被配置於旋鈕裝置100、300的旋轉感測面110上。第一感測電極111與第二感測電極121之間的電容特性可以隨著旋鈕帽120旋轉於旋轉感測面110上而發生變化。如此一來,旋鈕裝置100、300可以透過處理電路200感測電容特性的變化來判斷旋鈕帽120的旋轉狀態,還可以依據電容特性與感測閾值來判斷旋鈕帽120的按壓狀態。此外,由於電容式的感應電極具有體積小、複雜度低、容易實現等功效,旋鈕裝置100、300亦適於應用在需要考慮元件大小的設備(例如筆電等裝置)上。To sum up, in the
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。Although the present invention has been disclosed above with the embodiments, it is not intended to limit the present invention. Anyone with ordinary knowledge in the technical field may make some changes and modifications without departing from the spirit and scope of the present invention. The scope of protection of the present invention should be defined by the scope of the appended patent application.
100、300:旋鈕裝置 110:旋轉感測面 111:第一感測電極 120:旋鈕帽 121:第二感測電極 130:復位元件 200:處理電路 CC:C蓋 D1、D2:相對高度 DIR1、DIR2、DIR3:方向 EP:電極移動路徑 Rx、Rx1~Rx24、Rx61~Rx68:接收電極 S210~S240:步驟 SF:轉軸 SP:轉軸位置 Tx、Tx1~Tx24、Tx61、Tx62:發射電極 100, 300: knob device 110: rotating sensing surface 111: the first sensing electrode 120: Knob cap 121: the second sensing electrode 130: reset element 200: processing circuit CC:C cover D1, D2: relative height DIR1, DIR2, DIR3: direction EP: electrode moving path Rx, Rx1~Rx24, Rx61~Rx68: receiving electrodes S210~S240: Steps SF: Shaft SP: Spindle position Tx, Tx1~Tx24, Tx61, Tx62: Transmitting electrodes
圖1是依照本發明一實施例的旋鈕裝置的電路方塊(circuit block)示意圖。 圖2是依照本發明一實施例的旋鈕裝置的感測方法的流程圖。 圖3是依照本發明另一實施例的旋鈕裝置的側剖面與安裝位置示意圖。 圖4是依照本發明一實施例說明圖1所示旋鈕裝置的上視透視示意圖。 圖5是依照本發明另一實施例說明圖1所示旋鈕裝置的上視透視示意圖。 圖6是依照本發明再一實施例說明圖1所示旋鈕裝置的上視透視示意圖。 FIG. 1 is a schematic diagram of a circuit block of a knob device according to an embodiment of the invention. FIG. 2 is a flowchart of a sensing method of a knob device according to an embodiment of the invention. FIG. 3 is a schematic diagram of a side section and installation position of a knob device according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic top perspective view illustrating the knob device shown in FIG. 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic top perspective view illustrating the knob device shown in FIG. 1 according to another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic top perspective view illustrating the knob device shown in FIG. 1 according to yet another embodiment of the present invention.
100:旋鈕裝置 100: Knob device
110:旋轉感測面 110: rotating sensing surface
111:第一感測電極 111: the first sensing electrode
120:旋鈕帽 120: Knob cap
121:第二感測電極 121: the second sensing electrode
200:處理電路 200: processing circuit
DIR1、DIR2、DIR3:方向 DIR1, DIR2, DIR3: direction
SF:轉軸 SF: Shaft
SP:轉軸位置 SP: Spindle position
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