觸碰感應(yīng)與電場(chǎng)感應(yīng)的裝置及使用其的互動(dòng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種接近感應(yīng)(Proximity Sensing)的技術(shù)，更進(jìn)一步來說，本發(fā)明關(guān)于一種同時(shí)具有觸碰感應(yīng)與電場(chǎng)感應(yīng)的裝置及使用其的互動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，由于科技的進(jìn)步，許多控制按鈕，例如電梯的按鈕或是電子游樂器材的按鈕，也從以往的彈簧機(jī)械式按鈕，改采用觸碰式傳感器(Touch Sensor) ο圖1是現(xiàn)有觸碰式(電容式)傳感器的電路圖。請(qǐng)參考圖1，此電路包括感應(yīng)電極101、電阻102以及感測(cè)/控制端103。感測(cè)電極101在此電路中，相當(dāng)于一個(gè)接地的電容Cx。
[0003]圖2是現(xiàn)有電容式傳感器在上述感應(yīng)電極101與電阻102的耦接節(jié)點(diǎn)A的操作波形。請(qǐng)同時(shí)參考圖1與圖2，感測(cè)/控制端103 —開始會(huì)對(duì)節(jié)點(diǎn)A充電到一第一額定電壓V20，并且使節(jié)點(diǎn)A處在高阻抗?fàn)顟B(tài)。接下來，由于感應(yīng)電極101相當(dāng)于一個(gè)接地的電容Cx，因此感應(yīng)電極101會(huì)開始通過電阻102進(jìn)行放電。感測(cè)/控制端103會(huì)持續(xù)偵測(cè)節(jié)點(diǎn)A的電壓。當(dāng)節(jié)點(diǎn)A的電壓放電到一第二額定電壓V21時(shí)，感測(cè)/控制端103會(huì)根據(jù)節(jié)點(diǎn)A由第一額定電壓V20放電到第二額定電壓V21的時(shí)間，來判斷是否有手指接觸到感應(yīng)電極101，并且再次對(duì)節(jié)點(diǎn)A進(jìn)行充電。
[0004]請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D2，波形201是手指未碰觸感應(yīng)電極101時(shí)，節(jié)點(diǎn)A的波形；波形202是手指碰觸感應(yīng)電極101后，節(jié)點(diǎn)A的波形。由此波形圖可以看出，當(dāng)手指碰觸到感應(yīng)電極101時(shí)，感應(yīng)電極101的等效電容Cx增加，故波形202的放電時(shí)間T2會(huì)大于波形201的放電時(shí)間Tl。因此，感測(cè)/控制端103只要判斷出節(jié)點(diǎn)A放電到第二額定電壓V21的時(shí)間大于Tl，便可以判定感應(yīng)電極101已經(jīng)被碰觸。
[0005]在觸碰式傳感器普及下，許多絨毛玩具靠著裝置觸碰式傳感器而達(dá)成與人互動(dòng)。然而，此互動(dòng)僅止于人對(duì)玩具的互動(dòng)。玩具感應(yīng)自身的觸碰，譬如玩具可以知道拍手，摸肚子等行為，以目前的技術(shù)，則需要額外在玩具上增加例如微動(dòng)開關(guān)、紅外線感測(cè)器(IRsensor)、重力感測(cè)器(G sensor)，換句話說，額外電路或是元件是必須的。若是嘗試以提高觸碰式傳感器的感應(yīng)能力，又會(huì)因?yàn)橥婢咦陨黼娙菖c人體電容差異極大，無法兼顧。極容易造成被人體誤觸發(fā)而感應(yīng)，但是對(duì)自身又產(chǎn)生感應(yīng)不良的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一目的在于提供一種觸碰感應(yīng)與電場(chǎng)感應(yīng)的裝置及使用其的互動(dòng)裝置，通過不增加額外成本與額外元件的情況下，兼顧觸控感應(yīng)以及自身發(fā)射電場(chǎng)感應(yīng)。
[0007]有鑒于此，本發(fā)明提供一種觸碰感應(yīng)與電場(chǎng)感應(yīng)的裝置，此觸碰感應(yīng)與電場(chǎng)感應(yīng)的裝置包括一控制電路、一第一電容感應(yīng)電極以及一第二電容感應(yīng)電極?？刂齐娐肪哂幸坏谝桓袦y(cè)/控制端以及一第二感測(cè)/控制端。第一電容感應(yīng)電極耦接第一感測(cè)/控制端。第二電容感應(yīng)電極耦接第二感測(cè)/控制端。在第一期間，第二電容感應(yīng)電極通過第二感測(cè)/控制端，充電到一第一電壓，且在第一期間，第一感測(cè)/控制端供應(yīng)給第一電容感應(yīng)電極一電場(chǎng)脈波，使第一電容感應(yīng)電極發(fā)出一電場(chǎng)脈波信號(hào)。在第一期間，控制電路檢測(cè)第二電容感應(yīng)電極是否同步檢測(cè)到電場(chǎng)脈波，并且，控制電路判定第二電容感應(yīng)電極的電壓由第一電壓放電到第二電壓所需的時(shí)間，以判定第二電容感應(yīng)電極是否被觸碰。
[0008]在第二期間，第一電容感應(yīng)電極通過第一感測(cè)/控制端，充電到第一電壓。且在第二期間，第二感測(cè)/控制端供應(yīng)給第二電容感應(yīng)電極一電場(chǎng)脈波，使第二電容感應(yīng)電極發(fā)出電場(chǎng)脈波信號(hào)。在第二期間，控制電路檢測(cè)第一電容感應(yīng)電極是否同步檢測(cè)到電場(chǎng)脈波，并且，控制電路判定第一電容感應(yīng)電極的電壓由第一電壓放電到一第二電壓所需的時(shí)間，以判定第一電容感應(yīng)電極是否被觸碰。
[0009]本發(fā)明提供一種互動(dòng)裝置，此互動(dòng)裝置包括一控制電路、一第一電容感應(yīng)電極、一第二電容感應(yīng)電極以及一互動(dòng)行為產(chǎn)生裝置?？刂齐娐肪哂幸坏谝桓袦y(cè)/控制端以及一第二感測(cè)/控制端。第一電容感應(yīng)電極耦接第一感測(cè)/控制端，設(shè)置于互動(dòng)裝置的一第一位置。第二電容感應(yīng)電極耦接第二感測(cè)/控制端，設(shè)置于互動(dòng)裝置的第二位置?；?dòng)行為產(chǎn)生裝置，耦接控制電路，用以產(chǎn)生至少一互動(dòng)行為。在一第一期間，第二電容感應(yīng)電極通過第二感測(cè)/控制端，充電到第一電壓。且在第一期間，第一感測(cè)/控制端供應(yīng)給第一電容感應(yīng)電極一電場(chǎng)脈波，使第一電容感應(yīng)電極發(fā)出一電場(chǎng)脈波信號(hào)。在第一期間，控制電路檢測(cè)第二電容感應(yīng)電極是否同步檢測(cè)到電場(chǎng)脈波，以判定第一電容感應(yīng)電極是否接近第二電容感應(yīng)電極，并且，控制電路判定第二電容感應(yīng)電極的電壓由第一電壓放電到第二電壓所需的時(shí)間，以判定第二電容感應(yīng)電極是否被觸碰。在第一期間，控制電路由該第二感測(cè)/控制端檢測(cè)到電場(chǎng)脈波，控制電路控制互動(dòng)行為產(chǎn)生裝置產(chǎn)生一第一互動(dòng)行為。在第一期間，控制電路由第二感測(cè)/控制端檢測(cè)到第二電容感應(yīng)電極被觸碰，控制電路控制互動(dòng)行為產(chǎn)生裝置產(chǎn)生一第二互動(dòng)行為。
[0010]在一第二期間，第一電容感應(yīng)電極通過第一感測(cè)/控制端，充電到第一電壓。且在第二期間，第二感測(cè)/控制端供應(yīng)給第二電容感應(yīng)電極一電場(chǎng)脈波，使第二電容感應(yīng)電極發(fā)出電場(chǎng)脈波信號(hào)。在第二期間，控制電路檢測(cè)第一電容感應(yīng)電極是否同步檢測(cè)到電場(chǎng)脈波，以判定第二電容感應(yīng)電極是否接近第一電容感應(yīng)電極，并且，控制電路判定第一電容感應(yīng)電極的電壓由第一電壓放電到第二電壓所需的時(shí)間，以判定第一電容感應(yīng)電極是否被觸碰。在第二期間，控制電路由第一感測(cè)/控制端檢測(cè)到電場(chǎng)脈波，控制電路控制互動(dòng)行為產(chǎn)生裝置產(chǎn)生一第三互動(dòng)行為。在第二期間，控制電路由第一感測(cè)/控制端檢測(cè)到第一電容感應(yīng)電極被觸碰，控制電路控制互動(dòng)行為產(chǎn)生裝置產(chǎn)生一第四互動(dòng)行為。
[0011]依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的觸碰感應(yīng)與電場(chǎng)感應(yīng)的裝置以及使用其的互動(dòng)裝置，上述控制電路還包括一第三感測(cè)/控制端，且互動(dòng)裝置或該觸碰感應(yīng)與電場(chǎng)感應(yīng)的裝置還包括一第三電容感應(yīng)電極。第三電容感應(yīng)電極耦接第三感測(cè)/控制端，并設(shè)置于互動(dòng)裝置的一第三位置。在第三期間，第一電容感應(yīng)電極通過第一感測(cè)/控制端，充電到第一電壓，且第二電容感應(yīng)電極通過第二感測(cè)/控制端，充電到第一電壓。且在第三時(shí)間，第三感測(cè)/控制端供應(yīng)給第三電容感應(yīng)電極一電場(chǎng)脈波，使第三電容感應(yīng)電極發(fā)出電場(chǎng)脈波信號(hào)。在第三時(shí)間，控制電路檢測(cè)第一電容感應(yīng)電極以及第二電容感應(yīng)電極是否同步檢測(cè)到電場(chǎng)脈波，以判定第三電容感應(yīng)電極是否接近第一電容感應(yīng)電極或第三電容感應(yīng)電極是否接近第二電容感應(yīng)電極，并且，控制電路判定第一電容感應(yīng)電極的電壓由第一電壓放電到第二電壓所需的時(shí)間，以判定第一電容感應(yīng)電極是否被觸碰，并且，控制電路判定第二電容感應(yīng)電極的電壓由第一電壓放電到第二電壓所需的時(shí)間，以判定第二電容感應(yīng)電極是否被觸碰。
[0012]在第三期間，控制電路由第一感測(cè)/控制端檢測(cè)到電場(chǎng)脈波，控制電路控制互動(dòng)行為產(chǎn)生裝置產(chǎn)生一第五互動(dòng)行為。在第三期間，控制電路由第二感測(cè)/控制端檢測(cè)到電場(chǎng)脈波，控制電路控制互動(dòng)行為產(chǎn)生裝置產(chǎn)生一第六互動(dòng)行為。在第三期間，控制電路檢測(cè)到第一電容感應(yīng)電極被觸碰，控制電路控制互動(dòng)行為產(chǎn)生裝置產(chǎn)生一第七互動(dòng)行為。在第三期間，控制電路檢測(cè)到第二電容感應(yīng)電極被觸碰，控制電路控制互動(dòng)行為產(chǎn)生裝置產(chǎn)生一第八互動(dòng)行為。
[0013]在第一期間，第三電容感應(yīng)電極通過第三感測(cè)/控制端，充電到第一電壓。在第一時(shí)間，控制電路檢測(cè)第三電容感應(yīng)電極是否同步檢測(cè)到電場(chǎng)脈波，以判定第一電容感應(yīng)電極是否接近第三電容感應(yīng)電極，并且，控制電路判定第三電容感應(yīng)電極的電壓由第一電壓放電到第二電壓所需的時(shí)間，以判定第三電容感應(yīng)電極是否被觸碰。在第一期間，控制電路由第三感測(cè)/控制端檢測(cè)到電場(chǎng)脈波，控制電路控制該互動(dòng)行為產(chǎn)生裝置產(chǎn)生一第九互動(dòng)行為。在第一期間，控制電路檢測(cè)到第三電容感應(yīng)電極被觸碰，控制電路控制該互動(dòng)行為產(chǎn)生裝置產(chǎn)生一第十互動(dòng)行為。
[0014]在第二期間，第三電容感應(yīng)電極通過第三感測(cè)/控制端，充電到第一電壓。在第二時(shí)間，控制電路檢測(cè)第三電容感應(yīng)電極是否同步檢測(cè)到電場(chǎng)脈波，以判定第二電容感應(yīng)電極是否接近第三電容感應(yīng)電極，并且，控制電路判定第三電容感應(yīng)電極的電壓由第一電壓放電到第二電壓所需的時(shí)間，以判定第三電容感應(yīng)電極是否被觸碰。在第二期間，控制電路由第三感測(cè)/控制端檢測(cè)到電場(chǎng)脈波，控制電路控制互動(dòng)行為產(chǎn)生裝置產(chǎn)生一第十一互動(dòng)行為。在第二期間，控制電路檢測(cè)到第三電容感應(yīng)電極被觸碰，控制電路控制該互動(dòng)行為產(chǎn)生裝置產(chǎn)生一第十二互動(dòng)行為。
[0015]本發(fā)明的精神在于提供一個(gè)低成本的觸碰感應(yīng)與電場(chǎng)感應(yīng)的技術(shù)，在不增加額外的電路成本下，可以同時(shí)達(dá)到與人體觸碰互動(dòng)以及感應(yīng)玩具自身觸碰。由于現(xiàn)有技術(shù)中，若要增加感應(yīng)玩具自身觸碰的功能，必須增加感測(cè)元件，因而必須要增加控制器的連接端口的數(shù)目，以及產(chǎn)品體積與重量。因此，本發(fā)明除了可以減低額外的元件成本外，還可以減少控制器的運(yùn)算量以及減低產(chǎn)品的重量與體積。
[0016]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能