TWI553537B - 感應元件 - Google Patents

Description

感應元件

本發明中所述實施例內容是有關於一種感應元件，且特別是有關於一種適用於感應觸控滑塊(slider)的感應元件。

觸碰感測控制介面較傳統的機械式按鍵介面使用更為直覺，能夠提升使用者經驗(user experience)，由於投入大量研發資源，觸控式面板的製造成本近年來也不斷下滑，越來越多電子產品改採觸控式面版作為操作介面，觸碰感測裝置的需求也日益成長。

在操作介面應用中，滑塊(slider)常用於需連續性調整數值的應用場景，若以觸控方式實現滑塊功能，需精確定位出使用者觸碰觸控感應元件的位置。傳統的觸控式滑塊通常使用多個觸控按鍵實作，輪流掃描各個觸控按鍵，並以內插方式計算出使用者的觸碰位置。然而，若欲達到較高的精準度，需要大幅增加觸控按鍵的數量，如此一來，會造成製造成本的提高。另外，此類觸控式滑塊於製造過程中需控制各個觸控按鍵的自容值大約相同，否則將大大降低控制精準度，而增加觸控按鍵數量則更提昇控制各個觸控按鍵自容 值(self capacitance)的難度，進一步增加製程成本。

為以低廉的製造成本生產出具備高精準度觸控式滑塊的感應元件，本揭示內容提供一種感應元件，感應元件包含比較器、第一開關、第二開關以及控制器。比較器包含第一比較器輸入端以及第二比較器輸入端。第一開關之一端與第一比較器輸入端耦接，另一端與彼此互補之第一觸控電極及第二觸控電極中之一者耦接；第二開關之一端與第二比較器輸入端耦接，另一端選擇性地與第二觸控電極耦接。控制器控制第一開關與第二開關。當第一觸控電極與第二觸控電極被碰觸時，控制器控制第一開關使第一比較器輸入端與第一觸控電極耦接，控制第二開關使第二比較器輸入端與第二觸控電極耦接，再計算出第一觸控電極與第二觸控電極之第一被碰觸位置。

於一實施例中，感應元件更包含至少一可變電容器單元，可變電容器單元與第一比較器輸入端及第二比較器輸入端中至少一者和控制器電性耦接，用以自控制器接收至少一調整信號，根據調整信號調整可變電容器單元之等效電容，控制器用以根據可變電容器單元的等效電容計算第一被碰觸位置。

於一實施例中，可變電容器單元包含多個可切換式電容器，可切換式電容器間相互並聯耦接，可切換式電容器之一端用以選擇性地接收調整信號，可切換式電容器之另一端 共同耦接至第一比較器輸入端及第二比較器輸入端中至少一者。

於一實施例中，可變電容器單元亦自控制器接收驅動信號，用以藉由驅動信號對第一比較器輸入端及第二比較器輸入端中至少一者充電。

於一實施例中，第一觸控電極與第二觸控電極之寬度非均勻分布，控制器用以根據第一觸控電極與第二觸控電極之寬度資訊計算第一被碰觸位置。

於一實施例中，控制器控制第一開關使第一比較器輸入端交替地與第一觸控電極和第二觸控電極電性耦接，且控制第二開關斷開第二比較器輸入端與第二觸控電極，以判斷第一觸控電極與第二觸控電極之被碰觸狀態。

於一實施例中，感應元件更包含第三開關，第三開關之一端與第二比較器輸入端耦接，第三開關之另一端選擇性地與第一觸控電極耦接，控制器用以控制第一開關使第一比較器輸入端與第二觸控電極耦接，控制第二開關斷開第二比較器輸入端與第二觸控電極，控制第三開關使第二比較器輸入端與第一觸控電極耦接，再計算出第一觸控電極與第二觸控電極之第二被碰觸位置，並利用第二被碰觸位置修正第一被碰觸位置。

本揭示內容之另一態樣為一種感應方法，包含下列步驟：藉由控制器控制第一開關，使比較器之第一比較器輸入端耦接至彼此互補之第一觸控電極及第二觸控電極中之一者，並控制第二開關，使比較器之第二比較器輸入端選擇 性地與第二觸控電極耦接；當第一觸控電極與第二觸控電極被碰觸時，藉由控制器控制第一開關使第一比較器輸入端與第一觸控電極耦接，並控制第二開關使第二比較器輸入端與第二觸控電極耦接，並計算出第一觸控電極與第二觸控電極之第一被碰觸位置。

於一實施例中，計算出第一被碰觸位置之步驟包含：藉由可變電容器單元自控制器接收調整信號，根據調整信號調整可變電容器單元之等效電容，其中可變電容器單元與控制器電性耦接，並與第一比較器輸入端及第二比較器輸入端中至少一者電性耦接；藉由控制器根據可變電容器單元之等效電容計算出第一被碰觸位置。

於一實施例中，根據調整信號調整可變電容器單元之等效電容之步驟包含：藉由相互並聯耦接的多個可切換式電容器之一端選擇性地接收調整信號，且可切換式電容器之另一端共同耦接第一比較器輸入端及第二比較器輸入端中至少一者。

使用本揭示內容所提供之感應元件與感應方法時，僅需少量的觸控電極個數來達到高精度的觸控操作，不只降低製造成本，更可縮減觸控感應元件之面積，讓電子元件體積更小以及更輕量化，並提升使用者的使用者經驗。

本發明內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要，以使閱讀者對本揭示內容具備基本的理解。此發明內容並非本揭示內容的完整概述，且其用意並非在指出本發明實施例的重要(或關鍵)元件或界定本發明的範圍。

100‧‧‧感應元件

110‧‧‧控制器

120‧‧‧比較器

122‧‧‧第一比較器輸入端

124‧‧‧第二比較器輸入端

132‧‧‧第一觸控電極

134‧‧‧第二觸控電極

140‧‧‧第一開關

150‧‧‧第二開關

160‧‧‧第三開關

400‧‧‧感應方法

S410~S440‧‧‧步驟

第1圖是依照本發明第一實施例繪示一種感應元件的示意圖；第2A至2C圖是依照本發明實施例繪示一種如第1圖所示感應元件中電容及電位變化的示意圖；第3圖係依照本發明實施例繪示一種如第1圖所示之可變電容器單元的示意圖；以及第4圖係依照本發明實施例繪示一種感應方法的流程圖。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍，而結構運作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本發明所涵蓋的範圍。此外，圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。為使便於理解，下述說明中相同元件將以相同之符號標示來說明。

在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本揭露之描述上額外的引導。

關於本文中所使用之『約』、『大約』、『大致』 或『基本上』一般通常係指數值之誤差或範圍，其依據不同技術而有不同變化，且其範圍對於本領域具通常知識者所理解係具有最廣泛的解釋，藉此涵蓋所有變形及類似結構。在一些實施例中，上述數值之誤差或範圍係指於百分之二十以內，較好地是於百分之十以內，而更佳地則是於百分之五以內。文中若無明確說明，其所提及的數值皆視作為近似值，例如可如『約』、『大約』、『大致』或『基本上』所表示的誤差或範圍，或其他近似值。

關於本文中所使用之『第一』、『第二』、...等，並非特別指稱次序或順位的意思，亦非用以限定本發明，其僅僅是為了區別以相同技術用語描述的元件或操作而已。

其次，在本文中所使用的用詞『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限於。

另外，關於本文中所使用之『耦接』或『連接』，均可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，亦可指二或多個元件相互操作或動作。

第1圖是依照本發明第一實施例繪示一種感應元件的示意圖。如第1圖所示，感應元件100可用以感應觸控電極被觸碰之位置，並可依據感應結果執行相應的功能或操作(如：控制後續電路、輸出數位資料信號、...等)。具體而言，使用者碰觸觸控式滑塊(slider)，且觸控式滑塊包含兩個以上的觸控電極，感應元件100與觸控式滑塊下的觸控電極電性耦接，且使用者碰觸觸控式滑塊時，會碰觸到至少兩個觸控電 極，感應元件100透過觸控電極的電氣特性資訊，來獲得使用者碰觸觸控電極的位置，並根據位置執行相應的功能或操作。於第1圖所示之實施例中，感應元件100與第一觸控電極132和第二觸控電極134電性耦接。須注意到，本領域具通常知識者可依應用需求調整感應元件100所連接之觸控電極個數，本揭示內容不以此為限。

感應元件100包含控制器110、比較器120、第一開關140以及第二開關150。比較器120包含第一比較器輸入端122以及第二比較器輸入端124。第一開關140之一端與第一比較器輸入端122耦接，第一開關140之另一端與彼此互補之第一觸控電極132及第二觸控電極134中之一者耦接。第二開關150之一端與第二比較器輸入端124耦接，第二開關150另一端選擇性地與第二觸控電極134耦接。控制器110控制第一開關140與第二開關150。當第一觸控電極132與第二觸控電極134被碰觸時，控制器110控制第一開關140使第一比較器輸入端122與第一觸控電極132耦接，控制第二開關150使第二比較器輸入端124與第二觸控電極134耦接，再計算出第一觸控電極132與第二觸控電極134之第一被碰觸位置。

控制器110傳送開關控制信號SCS至第一開關140與第二開關150以控制開關狀態，於一實施例中，控制器110為一微控制器(microcontroller)，第一開關140為一三路開關(three-way switch)，第二開關150為一二路開關(two-way switch)。於另一實施例中，控制器110為一中 央處理器(central processor)，第一開關140使用兩個二路開關實作而成，第二開關150為二路開關。本領域具通常知識者可使用其他電路元件實現上述元件，本揭示內容不限於所舉示例。

第一觸控電極132和第二觸控電極134彼此互補，於本實施例中，第一觸控電極132和第二觸控電極134同為三角形電極，陳列位置為對稱且自容值大約相同。本領域具通常知識者可使用其他形狀之觸控電極，例如長方形、山形(Chevron)等形狀，不受本揭示內容所舉示例之限制。

當使用者碰觸觸控式滑塊(slider)時，第一觸控電極132和第二觸控電極134同時被碰觸，第一觸控電極132和第二觸控電極134之電容對應第一觸控電極132和第二觸控電極134被碰觸位置產生變化，比較器120之第一比較器輸入端122或第二比較器輸入端124與第一觸控電極132或第二觸控電極134電性耦接，因此比較器120輸入端之電位亦產生對應改變，控制器110用以接收比較器120之輸出信號CP，偵測比較器120輸入端之電位改變，以量測電容變化並判斷被碰觸位置。

控制器110於量測電容變化時，控制第一開關140將第一比較器輸入端122與第一觸控電極132耦接，並控制第二開關150將第二比較器輸入端124與第二觸控電極134耦接，此時比較器120之第一比較器輸入端122與第二比較器輸入端124分別耦接至互補的第一觸控電極132與第二觸控電極134，第一觸控電極132與第二觸控電極134彼 此互補，所受之雜訊亦相同，因此控制器110量測電容變化時，第一觸控電極132與第二觸控電極134所受雜訊將互相抵消，提升量測精度，可達到比傳統使用多個觸控按鍵實現的觸控式滑塊數倍的精準度。舉例而言，以同樣長度的觸控式滑塊而言，傳統使用多個觸控按鍵的觸控式滑塊僅可達到約30階的控制，然而，使用本揭示內容技術思想可將控制階數提升到70~80階。如此一來，僅需少數觸控電極即可透過觸控式滑塊達到精準的控制，不只縮小了感應元件100的面積，更以低廉的成本提供更佳使用者經驗。

於一實施例中，感應元件100更包含可變電容器單元Cmn和可變電容器單元Cmp，兩者均與控制器110電性耦接，以自控制器110接收調整信號CS，可變電容器單元Cmn和可變電容器單元Cmp根據調整信號CS調整等效電容，於本實施例中，可變電容器單元Cmn與第一比較器輸入端122電性耦接，可變電容器單元Cmp與第二比較器輸入端124電性耦接，控制器110調整可變電容器單元Cmn和可變電容器單元Cmp之等效電容，並根據可變電容器單元Cmn和可變電容器單元Cmp之等效電容取得第一觸控電極132與第二觸控電極134因使用者觸碰所產生之電容變化，再計算出第一觸控電極132與第二觸控電極134之第一被碰觸位置。以下將進一步描述推算第一觸控電極132與第二觸控電極134之電容變化以及計算第一被碰觸位置之細節。

於一實施例中，可變電容器單元Cmn和可變電容器單元Cmp自控制器110接收驅動信號P，用以藉由驅動 信號P對第一比較器輸入端122及第二比較器輸入端124充電。可變電容器單元Cmn及可變電容器單元Cmp自控制器110接收相同之驅動信號P，因此可進一步抵消可變電容器單元Cmn及可變電容器單元Cmp所接收之雜訊。

第2A至2C圖是依照本發明實施例繪示一種如第1圖所示感應元件中電容及電位變化的示意圖。具體而言，如第1圖和第2A至2C圖所示，以可變電容器單元Cmn和Cmp具有預設相同的等效電容為例，在第一觸控電極132與第二觸控電極134未作動(如：第一觸控電極132與第二觸控電極134未經觸碰)的情形下，電位VS(即第一比較器輸入端122之電位)與電位VDK(即第二比較器輸入端124之電位)可藉由可變電容器單元Cmn和Cmp以及驅動信號P充電至相同或相近的電位(如第2A圖)。

於一實施例中，控制器110控制第一開關140使第一比較器輸入端122交替地與第一觸控電極132和第二觸控電極134電性耦接，且控制第二開關150斷開第二比較器輸入端124與第二觸控電極134，以判斷第一觸控電極132與第二觸控電極134之被碰觸狀態，舉例而言，控制器110控制第一開關140切換狀態之交替週期為數微秒(us)。具體而言，在第一觸控電極132與第二觸控電極134作動(如：第一觸控電極132與第二觸控電極134經手指、觸控筆、...等觸碰)的情形下，第一觸控電極132與第二觸控電極134與第一比較器輸入端122耦接的一端的電容值會產生變化，使得電位VS下降而低於電位VDK(如第2B圖)，而控制器110則透過比較器120所產 生的比較器輸出信號CP偵測到第一比較器輸入端122電為下降，進而判斷出第一觸控電極132與第二觸控電極134被碰觸。

當控制器110判斷第一觸控電極132與第二觸控電極134被碰觸時，控制第一開關140使第一比較器輸入端122與第一觸控電極132耦接，控制第二開關150使第二比較器輸入端124與第二觸控電極134耦接，可變電容器單元Cmn依據電位VS與電位VDK比較後所產生的比較器輸出信號CP作調整(如：可變電容器單元Cmn在作調整後可具有相對於可變電容器單元Cmp較大的等效電容)，進而對第一比較器輸入端122進行電位補償，使得電位VTK再次上升(或下降)至與電位VDK相同或相近(如第2C圖)，其中上述對應之電位或電容變化便可供後續進行資料的運算處理，以判斷觸控操作發生的位置，或藉此執行相應的觸控功能。

在其他實施例中，也可以是可變電容器單元Cmp依據電位VS與電位VDK比較後所產生的比較器輸出信號CP作調整(如：可變電容器單元Cmp在作調整後可具有相對於可變電容器單元Cmn較小的等效電容)，進而對第二比較器輸入端124進行電位補償，使得電位VDK下降(或上升)至與電位VS相同或相近。又或是在其他的實施例中，可變電容器單元Cmp以及可變電容器單元Cmn可分別依據電位VTK與電位VS比較後所產生的比較器輸出信號CP作調整，進而對第二比較器輸入端124以及第一比較器輸入端122進行電位補償，使得電位VDK以及電位VS經補償後電位相同或相近。

控制器110用以接收比較器輸出信號CP而產生控 制信號CS控制可變電容器單元Cmn，以調整可變電容器單元Cmn之等效電容，使得可變電容器單元Cmn可相應地對第一比較器輸入端122進行電位補償。在其他實施例中，控制信號CS用以調整可變電容器單元Cmp之等效電容，使得可變電容器單元Cmp可相應地對第二比較器輸入端124進行電位補償。再又一些實施例中，是控制信號CS也可分別去調整可變電容器單元Cmp以及可變電容器單元Cmn之等效電容，使得可變電容器單元Cmp以及可變電容器單元Cmn可相應地對第二比較器輸入端124以及第一比較器輸入端122進行電位補償。

在本發明的實施例中，「電位補償」除了可以指提高比較器輸入端的電位，亦可以用以指調降比較器輸入端的電位，亦即比較器輸入端的電位可經電位補償而增加或減少。

進行電位補償後，控制器110根據可變電容器單元Cmp以及可變電容器單元Cmn之等效電容差異，計算出第一觸控電極132和第二觸控電極134之電容值差異。以下將以第1圖所繪示之實施例加以說明，於此實施例中，當使用者未碰觸第一觸控電極132和第二觸控電極134時，第一觸控電極132和第二觸控電極134之自容值大約相同，當使用者碰觸第一觸控電極132和第二觸控電極134時，第一觸控電極132與第二觸控電極134之等效電容同時增加，但第一觸控電極132與第二觸控電極134之等效電容增加量並不相同，由於幾何配置之故，當使用者碰觸位置越往上時，第一觸控電極132之等效電容增加量越多，則第二觸控電極134之等效電容增加量越少，控制器110根據第一觸控電極132與第二觸控電極134之等效 電容差異計算出第一被碰觸位置。

舉例而言，當使用者碰觸位置較靠近第二觸控電極134之上緣時(即靠近第二觸控電極134較寬部分)，由於電容值與面積成正比且與距離成反比，故第二觸控電極134之等效電容增加量較大，而第一觸控電極132之等效電容增加量較小，故第二觸控電極134之等效電容值將高於第一觸控電極132；當使用者碰觸位置較靠近第二觸控電極134之下緣時(即靠近第二觸控電極134較窄部分)，第二觸控電極134之等效電容增加量較小，而第一觸控電極132之等效電容增加量較大，故第二觸控電極134之等效電容值將低於第一觸控電極132。控制器110於傳送控制信號CS至第一可變電容器單元Cmn和第二可變電容器單元Cmp以進行電位補償，接著根據第一可變電容器單元Cmn和第二可變電容器單元Cmp之等效電容之差異，推知第一觸控電極132與第二觸控電極134之等效電容之差異，並計算出第一被觸碰位置。

需注意到，於第1圖所繪示之實施例中，第一觸控電極132與第二觸控電極134之寬度非均勻分布，以放大第一觸控電極132與第二觸控電極134之等效電容值差異，控制器110再用以根據第一觸控電極132與第二觸控電極134之寬度資訊計算第一被碰觸位置。如此一來，使用兩個觸控電極即可得到高精度的觸控式滑塊，同時由於所需觸控電極數量降低，生產製程難度同時下降，節省生產成本。

第3圖係依照本發明實施例繪示一種如第1圖所示之可變電容器單元Cmn的示意圖。如第1圖和第3圖所示，可 變電容器單元Cmn包括數個可切換式電容器(如：可切換式電容器C1、C2、C3、C4)，且可切換式電容器C1、C2、C3、C4相互並聯耦接，其中可切換式電容器C1、C2、C3、C4的一端用以選擇性地接收驅動信號P，且可切換式電容器C1、C2、C3、C4的另一端共同耦接第一比較器輸入端122。

在一些實施例中，當控制器110輸出控制信號CS至可變電容器單元Cmn時，可切換式電容器C1、C2、C3、C4所對應的開關K1、K2、K3、K4可依據控制信號CS各自切換為導通或關閉狀態，使得可切換式電容器C1、C2、C3、C4各自開啟或關閉，藉此讓可變電容器單元Cmn的等效電容得以依據控制信號CS進行相應的調整。上述與可變電容器單元Cmn相關之描述亦適用於可變電容器單元Cmp。另外，本領豫具通常知識者可使用其他電路元件實作可變電容器單元Cmn與Cmp，並不限於本揭示內容所舉示例。

再又一些實施例中，感應元件100更包含第三開關160，第三開關160之一端與第二比較器輸入端124耦接，第三開關160之另一端選擇性地與第一觸控電極132耦接。控制器110計算出第一被碰觸位置後，控制第一開關140使第一比較器輸入端122與第二觸控電極134耦接，控制第二開關150斷開第二比較器輸入端124與第二觸控電極134，控制第三開關160使第二比較器輸入端124與第一觸控電極132耦接，再計算出第一觸控電極132與第二觸控電極134之第二被碰觸位置，並利用第二被碰觸位置修正第一被碰觸位置。

於上述之操作中，控制器110傳送開關控制信號SCS至第一開關140、第二開關150以及第三開關160，並將第一比較器輸入端122與第二比較器輸入端124分別改為與第二觸控電極134和第一觸控電極132電性耦接，亦即，控制器110將比較器120輸入端和觸控電極(包含第一觸控電極132和第二觸控電極134)之電性耦接做交換，並以上述計算第一被碰觸位置之方法計算出第二被碰觸位置，再利用第二被碰觸位置修正第一被碰觸位置。舉例而言，控制器110計算第一被碰觸位置和第二被碰觸位置之平均位置，本領域具通常知識者可使用其他方式結合第一被碰觸位置和第二被碰觸位置，並不限於上述所舉示例。控制器110透過兩次量測與計算，再度提升觸控式滑塊的精準度。如上所述，感應元件100透過控制第一開關140與第二開關150，改變第一觸控電極132與第二觸控電極134與比較器120之輸入端的耦接方式，提升觸控式滑塊的碰觸位置解析度，於本實施例中，感應元件100透過增加第三開關160改變第一觸控電極132與第二觸控電極134與比較器120之輸入端的耦接方式，可進一步將控制階數提升為僅使用第一開關140與第二開關150時的兩倍。

由前述實施例可知，應用上述的感應元件100於觸控感應裝置中，便可以有限的電路設計(如：僅需兩個觸控電極的接腳)及有限的電容器達成相當靈敏的觸控式滑塊之感應操作，以節省相關電路及電容器的設置，進而縮減電路及電容器所佔的電路佈局(layout)面積，使得觸控感應裝置的相 應尺寸得以有效地縮減。另外，由於所需觸控電極之數量減少，製程難度也因此下降，使得製作成本得以有效降低。

第4圖係依照本發明實施例繪示一種感應方法的流程圖。感應方法400包含數個步驟，以使用少量的觸控電極，精準偵測出使用者操作觸控式滑塊(slider)的碰觸位置。為了方便及清楚說明，以下對於感應方法400的說明以第1圖所示的感應元件100為例，但本揭示內容並不以此為限。應瞭解到，雖然流程圖中對於感應方法400係以特定順序之步驟來描述，然此並不限制本發明內容所提及步驟之前後順序，在實作中可增加或減少所述步驟。

感應元件100藉由控制器110控制第一開關140使比較器120之第一比較器輸入端122與第一觸控電極132及第二觸控電極134中之一者電性耦接，並藉由控制器110控制第二開關150，使比較器120之第二比較器輸入端124選擇性地與第二觸控電極134電性耦接(步驟S410)。控制器110控制第二開關150使第二比較器輸入端124不與觸控電極連接，故使用者碰觸第一觸控電極132及第二觸控電極134時，不改變第二比較器輸入端124之電氣特性，感應元件100透過第一比較器輸入端122與第一觸控電極132或第二觸控電極134之電性耦接，並藉由比較器120比較第一比較器輸入端122與第二比較器輸入端124之電位，以偵測第一觸控電極132與第二觸控電極134之等效電容是否發生改變。實施細節如上所述，於此不再贅述。

於一實施例中，感應元件100藉由控制器110 控制第一開關140，使第一比較器輸入端122交替地與第一觸控電極132和第二觸控電極134電性耦接，且控制第二開關150斷開第二比較器輸入端124與第二觸控電極134，以判斷第一觸控電極132與第二觸控電極134之被碰觸狀態實施細節如上所述，於此不再贅述。

感應元件100在第一觸控電極132與第二觸控電極134被碰觸時，藉由控制器110控制第一開關140使第一比較器輸入端122與第一觸控電極132耦接，並控制第二開關150使第二比較器輸入端124與第二觸控電極134耦接，並計算出第一觸控電極132與第二觸控電極134之第一被碰觸位置(步驟S420)。感應元件100將第一觸控電極132與第二觸控電極134分別與第一比較器輸入端122和第二比較器輸入端124電性耦接，再對第一觸控電極132與第二觸控電極134進行電位補償，如此一來，可抵消第一觸控電極132與與第二觸控電極134所接收雜訊，並利用第一觸控電極132與第二觸控電極134之互補設置計算出高精準度之第一被碰觸位置。

於一實施例中，感應元件100藉由控制器根據第一觸控電極132與第二觸控電極134之寬度資訊計算第一被碰觸位置，且第一觸控電極132與第二觸控電極134之寬度非均勻分布。透過寬度非均勻分布的第一觸控電極132與第二觸控電極134，使用者碰觸時所造成第一觸控電極132與第二觸控電極134之等效電容差異值提高，並達到提昇觸控感應之靈敏度與解析度之目的。

於一實施例中，感應元件100於進行計算第一被 碰觸位置之步驟時，藉由比較器120之第一比較器輸入端122與第二比較器輸入端124分別電性耦接的可變電容器單元Cmn與Cmp，自控制器110接收調整信號CS，根據調整信號CS調整可變電容器單元Cmn與Cmp之等效電容，且可變電容器單元Cmn與Cmp與控制器110電性耦接，並與第一比較器輸入端122及第二比較器輸入端124中至少一者電性耦接。控制器110則是根據比較器120之輸出信號CP傳送調整信號CS至可變電容器單元Cmn與Cmp。舉例而言，控制器110傳送調整信號CS調整可變電容器單元Cmn與Cmp之等效電容，使第一比較器輸入端122與第二比較器輸入端124之電位相同，並根據可變電容器單元Cmn與Cmp之等效電容之差異推算出第一觸控電極132與第二觸控電極134之等效電容之差異並再據以計算出第一被碰觸位置。控制器110調整可變電容器單元Cmn與Cmp之等效電容以及計算第一被碰觸位置之細節如上所述，於此不再贅述之。

在另一實施例中，在調整可變電容器單元Cmn與Cmp之等效電容之步驟中，感應元件100藉由相互並聯耦接的多個可切換式電容器之一端選擇性地接收調整信號CS，以改變可變電容器單元Cmn與Cmp之等效電容，可切換式電容器之另一端共同耦接至第一比較器輸入端122及第二比較器輸入端124中至少一者，實施細節如上所述，於此不再贅述。

於一實施例中，感應元件100透過可變電容器單元Cmp和Cmn自控制器110接收驅動信號P，並根據驅動信號P對第一比較器輸入端122及第二比較器輸入端124充電(步驟 S430)，如上所述，可變電容器單元Cmp和Cmn之自容值可定為相同，並透過驅動信號P將第一比較器輸入端122及第二比較器輸入端124充電至相同電位，在第一觸控電極132與第二觸控電極134被碰觸時，第一比較器輸入端122之電位VS下降，感應元件100可根據第一比較器輸入端122及第二比較器輸入端124之電位差異偵測第一觸控電極132與第二觸控電極134之被碰觸狀態。

於另一實施例中，感應元件100更藉由控制器110控制第一開關140使第一比較器輸入端122與第二觸控電極134耦接，控制第二開關150斷開第二比較器輸入端124與第二觸控電極134，控制第三開關160使第二比較器輸入端124與第一觸控電極132耦接，並藉由控制器110再計算出第一觸控電極132與第二觸控電極134之第二被碰觸位置，並利用第二被碰觸位置修正第一被碰觸位置(步驟S440)。具體而言，控制器110將第一比較器輸入端122與第二比較器輸入端124分別改為與第二觸控電極134和第一觸控電極132電性耦接，並以計算第一被碰觸位置之方法計算出第二被碰觸位置，再根據第二被碰觸位置修正第一被碰觸位置，實施細節如上所述，於此不再贅述。

由前述實施例可知，本揭示內容所描述之感應元件100與感應方法400應用於觸控式滑塊中，即可以降低觸控式滑塊的感應元件電路設計的面積及有限的電容器達成相當靈敏的觸控式滑塊之感應操作，進而縮減電路及電容器所佔的電路佈局(layout)面積，使得觸控感應裝置的尺寸得以有效 地縮減。另外，由於所需觸控電極之數量減少，製程中控制觸控電極之自容值大約相同之難度也同時下降，使得製作成本得以有效降低。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域具通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧感應元件

110‧‧‧控制器

120‧‧‧比較器

122‧‧‧第一比較器輸入端

124‧‧‧第二比較器輸入端

132‧‧‧第一觸控電極

134‧‧‧第二觸控電極

140‧‧‧第一開關

150‧‧‧第二開關

160‧‧‧第三開關

Claims (10)

1. 一種感應元件，包含：一比較器，包含一第一比較器輸入端以及一第二比較器輸入端；一第一開關，該第一開關之一端與該第一比較器輸入端耦接，該第一開關之另一端與彼此互補之一第一觸控電極及一第二觸控電極中之一者耦接；一第二開關，該第二開關之一端與該第二比較器輸入端耦接，該第二開關之另一端選擇性地與該第二觸控電極耦接；以及一控制器，用以控制該第一開關與該第二開關；其中當該第一觸控電極與該第二觸控電極被碰觸時，該控制器控制該第一開關使該第一比較器輸入端與該第一觸控電極耦接，並控制該第二開關使該第二比較器輸入端與該第二觸控電極耦接，並計算出該第一觸控電極與該第二觸控電極之一第一被碰觸位置。
2. 如請求項第1項所述之感應元件，更包含：至少一可變電容器單元，與該第一比較器輸入端及該第二比較器輸入端中至少一者電性耦接，並與該控制器電性耦接，該至少一可變電容器單元用以自該控制器接收至少一調整信號，根據該至少一調整信號調整該至少一可變電容器單元之等效電容；其中該控制器用以根據該至少一可變電容器單元之等效電容計算出該第一被碰觸位置。
3. 如請求項第2項所述之感應元件，其中該 至少一可變電容器單元包含：複數個可切換式電容器，該些可切換式電容器相互並聯耦接，其中該些可切換式電容器之一端用以選擇性地接收該調整信號，該些可切換式電容器之另一端共同耦接至該第一比較器輸入端及該第二比較器輸入端中至少一者。
4. 如請求項第2項所述之感應元件，其中該至少一可變電容器單元亦自該控制器接收至少一驅動信號，用以藉由該至少一驅動信號對該第一比較器輸入端及該第二比較器輸入端中至少一者充電。
5. 如請求項第1項所述之感應元件，其中該第一觸控電極與該第二觸控電極之寬度非均勻分布，該控制器用以根據該第一觸控電極與該第二觸控電極之寬度資訊計算該第一被碰觸位置。
6. 如請求項第1項所述之感應元件，其中該控制器控制該第一開關使該第一比較器輸入端交替地與該第一觸控電極和該第二觸控電極電性耦接，且控制該第二開關斷開該第二比較器輸入端與該第二觸控電極，以判斷該第一觸控電極與該第二觸控電極之被碰觸狀態。
7. 如請求項第1項所述之感應元件，更包含：一第三開關，該第三開關之一端與該第二比較器輸入端耦接，該第三開關之另一端選擇性地與該第一觸控電極耦接；其中該控制器用以控制該第一開關使該第一比較器輸入端與該第二觸控電極耦接，控制該第二開關斷開該第二比較器輸入端與該第二觸控電極，控制該第三開關使該第二比 較器輸入端與該第一觸控電極耦接，再計算出該第一觸控電極與該第二觸控電極之一第二被碰觸位置，並利用該第二被碰觸位置修正該第一被碰觸位置。
8. 一種感應方法，包含：藉由一控制器控制一第一開關，使一比較器之一第一比較器輸入端耦接至彼此互補之一第一觸控電極及一第二觸控電極中之一者，並控制一第二開關，使該比較器之一第二比較器輸入端選擇性地與該第二觸控電極耦接；以及當該第一觸控電極與該第二觸控電極被碰觸時，藉由該控制器控制該第一開關使該第一比較器輸入端與該第一觸控電極耦接，並控制該第二開關使該第二比較器輸入端與該第二觸控電極耦接，並計算出該第一觸控電極與該第二觸控電極之一第一被碰觸位置。
9. 如請求項第8項所述之感應方法，其中計算出該第一被碰觸位置之步驟包含：藉由至少一可變電容器單元自該控制器接收至少一調整信號，根據該至少一調整信號調整該至少一可變電容器單元之等效電容，其中該至少一可變電容器單元與該第一比較器輸入端及該第二比較器輸入端中至少一者並與該控制器電性耦接；以及藉由該控制器根據該至少一可變電容器單元之等效電容計算出該第一被碰觸位置。
10. 如請求項第9項所述之感應方法，其中根據該至少一調整信號調整該至少一可變電容器單元之等效電容之步驟包含： 藉由相互並聯耦接的複數個可切換式電容器之一端選擇性地接收該至少一調整信號，其中該些可切換式電容器之另一端共同耦接該第一比較器輸入端及該第二比較器輸入端中至少一者。