[0001] 本发明涉及一种控制装置，尤指涉及应用于受控装置控制上的远端控制装置。

[0002] 随着数字电视的进展，可以运行在电视上的使用者界面已越来越多样化，使得用来控制使用者界面的控制装置必须满足多样化指令输入的需求。但是，以按键为主要输入装置的传统控制装置，无法灵活操控现今以视窗形式为主轴的使用者界面。因此，如何发展出可以满足多样化指令输入需求的控制装置，是本发明的主要目的。

[0105] 请参见图1，其是本发明所发展出来的控制装置外观示意图，控制装置1主要可以应用于受控装置的控制上，控制装置1的常见形式为电视、电脑、光盘播放机、机上盒或是具有触控或飘浮触控功能的智能型显示器等影像播放系统上使用的有线/无线遥控器，当然也可以是计算机键盘、没有印上字符的鼠标按键或是无法移动的ATM键盘。值得注意的是，触控或飘浮触控功能是代表所述功能不仅可以感应到确实在特定表面上的滑动手势、触碰手势甚或是静止不动的手势，而且还可以感测到于所述特定表面的上方所进行的凌空手势。而所述凌空手势可以是于一特定范围内的垂直移动和/或水平移动，甚或是静止不动达一段特定时间的手势。而受控装置X可以是其上运行有图形化使用者界面GUI的电视、电脑、光盘播放机、机上盒或是具有触控或飘浮触控功能的智能型显示器等影像播放系统，而图形化使用者界面GUI是指影像播放系统所输出并显示在显示器上的图像操作界面。控制装置1主要具有一壳体10，用以包覆其主要的电子电路元件(本图未能示出)，而所述电子电路元件中包含有一触控感应装置(本图未能示出)，设置于所述壳体10中，使得触控感应装置上方的壳体表面形成一触控表面100，所述触控表面100与下方的触控感应装置便可组成一触控板装置。通过适当的设计，壳体10本身也可以成为触控表面100，再者，触控表面100也可独立于壳体10之外，例子容后再述。另外，控制装置1上还设置有按键装置11，外露于所述壳体10的表面，按键装置11主要是可因应使用者对所述按键装置的按压行为，进而产生相对于所述壳体表面的高度差并发出与所述受控装置相关的控制指令。举例来说，图中的五向键110具有四个分别代表”上””下””左””右”的方向键1101～1104与一个确认键1105，可以让使用者按压而用以调整受控装置中的各种参数大小并进行确认，另外，控制装置1上还可设有多个按键111来满足其它的数据输入的需求。可以被理解的是，按键装置11也可以使用具有其它可移动方向的键盘来完成，用以取代无法使用垂直移动按键的应用例。基本上，本案技术中的按键装置11中只要是设有可进行有效移动的一个或多个键体(例如也改为水平或其它方向移动的键体或可动单元)，进而产生出可被侦侧到的物理量改变就可满足需求。

[0106] 另外，本发明的五向键110设于触控感应装置(本图未能示出)的上方并与触控表面100整合，也就是说，未被按压的五向键110的表面与触控表面100将在同一平面或弧面上，或是未被按压的五向键110的表面略高触控表面100。如此一来，所述触控感应装置可感应所述使用者于五向键110表面的一触控手势而产生与所述受控装置相关的控制指令。举例来说，当使用者的手指于所述五向键110表面上或上方一小段距离处进行滑动平移时，触控感应装置将会感应到此触控手势而发出相对应的控制指令，使得受控装置中的游标产生相对应移动。

[0107] 再请参见图2，其触控表面100下方壳体中触控感应装置的较佳构造示意图，其中主要表示出一个一维电容式触控感应装置的感测单元的布局，其中主要由形成于基板2表面上多个互不相连接的感应电极21所构成，用以感测出使用者手指对附近感应电极电容值的影响并由各自独立的信号线输出至感测电路(本图未示出)，感测电路便可推算出使用者手指分布的位置以及位置变化所代表的触控手势。因此只要是设有感应电极21的上方，其壳体表面便可以形成触控板装置所需的触控表面，使得所述触控板装置可感应使用者于所述触控表面的触控手势而产生与所述受控装置相关的控制指令。其技术细节还可以参见申请人先前所申请的台湾案与对应美国案内容，其公告案号分别为201415334及US2014/0097885 A1。

[0108] 另外，为能同时检测到使用者对五向键110的按压行为，本发明将对应于五向键110正下方感应电极的形状进行调整，其主要是将形状改变成如图3A与3B所示的第一实施例，其中图3A是垂直剖面构造侧视图，图3B是沿A-A’水平线的剖面构造上视图，感应电极
31主要可区分成两个部分：外环部311与中央部312，外环部311与中央部312之间仅由一连接部313完成连接，而所述感应电极31与其它图2所示的未改变形状的感应电极一样，皆由独立的信号线310来与外部的感测电路(本图未示出)完成信号的连接，用以感测出使用者手指对附近感应电极电容值的影响，进而推算出使用者手指分布的位置以及位置变化所代表的触控手势而产生相对应的控制指令。至于外环部311与中央部312之间更设置有可按压的弹性圆顶结构314，图3A与3B中所示出的弹性圆顶结构314的底部316完成于基板3的表面上，但与外环部311与中央部312皆不相连接，而弹性圆顶结构314的剖面示意图与立体结构示意图则分别如图3A与图4所示。其中图4所示的弹性圆顶结构314的裂缝3141对应于连接部313而设置，如此可让本发明的感应电极的信号线310、外环部311、中央部312与连接部313、弹性圆顶结构314的底部以及接地线3140，利用在单层板上的单面导体层便可蚀刻完成，有效节省成本与工时。但由于覆盖于所述弹性圆顶结构314外的绝缘材料按键外壳315被按压后，将使以导体完成的弹性圆顶结构314产生形变而改变弹性圆顶结构314与中央部312的间距，因此两者间的电容值也会随间距缩小而增大，使得由弹性圆顶结构314向外延伸的接地线3140与感应电极31的信号线310间可以检测到电容值的变化，如此一来，外部的感测电路便可以根据感测到的电容值大于一阈值而判断出相对应的按键被按下。

[0109] 当然，若是连接部313与接地线3140改成经由穿过基板3的透孔到另一面去走线，也是可以达到本发明的功效，只是需要较多工时而增加成本。再请参见图5A、图5B，其本案感应电极的第二实施例构造示意图，图5A是垂直剖面构造侧视图，图5B是沿B-B’水平线的剖面构造上视图。感应电极51与图3A、图3B中所示的感应电极31类似，主要可区分成两个部分：外环部511与中央部512，形成于基板5的表面上，外环部511与中央部512经由透孔延伸到基板5的另一表面再透过连接部517来完成电性连接，而所述感应电极51皆由独立的信号线510来与外部的感测电路(本图未示出)完成信号的连接，用以感测出使用者手指对附近感应电极电容值的影响，进而推算出使用者手指分布的位置以及位置变化所代表的触控手势而产生相对应的控制指令。

[0110] 至于外环部511与中央部512之间更设置有可按压的弹性圆顶结构514，图5A与5B中所示出的弹性圆顶结构514的底部513完成于基板5的表面上，但与外环部511与中央部512皆不相连接。但由于覆盖于所述弹性圆顶结构514外的绝缘材料按键外壳515被按压后，将使以导体完成的弹性圆顶结构514产生形变而改变弹性圆顶结构514与中央部
512的间距，因此两者间的电容值也会随间距缩小而增大，使得由弹性圆顶结构514经由透孔向另一表面延伸的接地线(未标号)与感应电极51的信号线510间可以检测到电容值的变化，如此一来，外部的感测电路便可以根据感测到的电容值大于一阈值而判断出相对应的按键被按下。

[0111] 再请参见图6A、图6B，其本发明所发展出来的第三实施例示意图，图6A是垂直剖面构造侧视图，图6B是沿C-C’水平线的剖面构造上视图。其亦是对应于五向键110正下方感应电极的形状进行调整，其中感应电极61主要可区分成两个部分：外环部611与弹性圆顶部612，外环部611的第一部分6111的表面被绝缘漆(未示出)涂布覆盖，而第二部分6112则未被绝缘漆覆盖而外露，然后第二部分6112再与弹性圆顶部612的底部完成电性接触。因此，感应电极61与其它图2所示的未改变形状的感应电极一样，皆可由独立的信号线610来与外部的感测电路(本图未示出)完成信号的连接，用以感测出使用者手指对附近感应电极电容值的影响，进而推算出使用者手指分布的位置以及位置变化所代表的触控手势并产生相对应的控制指令。

[0112] 至于外环部611中央镂空处则设置有第一共同电极部621，第一共同电极部621与外环部611间互不相连接，但第一共同电极部621通过导通孔620来与基板6背面的第二共同电极部622完成电性接触。如此一来，覆盖于弹性圆顶部612外的绝缘材料按键外壳615被按压后，将使以导体完成的弹性圆顶部612产生形变而改变弹性圆顶部612与第一共同电极部621的间距甚至接触在一起，因此两者间的电容值也会随间距缩小而增大甚至到达饱和，使得由第一共同电极部621与第二共同电极部622所组成的共同电极62与感应电极61延伸出去的信号线610间可以检测到电容值的变化，如此一来，外部的感测电路便可以根据感测到的电容值大于一阈值或是到达饱和状态而判断出相对应的按键被按下。另外，共同电极62上还可以施以驱动电压，如此可以增加本发明感测装置的灵敏度，进而检测到距离更远的触控物件。

[0113] 再请参见图7A、图7B，其本发明所发展出来的第四实施例示意图，图7A是垂直剖面构造侧视图，图7B是沿D-D’水平线的剖面构造上视图。其亦是对应于五向键110正下方感应电极的形状进行调整，其中感应电极71主要可区分成两个部分：外环部711与弹性圆顶部712，外环部711的第一部分7111的表面被绝缘漆覆盖，而第二部分7112则未被绝缘漆覆盖而外露，然后第二部分7112再与弹性圆顶部712的底部完成电性接触。因此，感应电极71与其它图2所示的未改变形状的感应电极一样，皆可由独立的信号线710来与外部的感测电路(本图未示出)完成信号的连接，用以感测出使用者手指对附近感应电极电容值的影响，进而推算出使用者手指分布的位置以及位置变化所代表的触控手势并产生相对应控制指令。

[0114] 至于外环部711中央镂空处则设置有共同电极部72，共同电极部72与外环部711间互不相连接，但共同电极部72通过外环部711的开口719来延伸出导线729来与其他区域的共同电极部相互电性连接，弹性圆顶部712的外观则可类同于图5的所示，其缺口便对准所述开口719而设置。如此一来，覆盖于弹性圆顶部712外的绝缘材料按键外壳715被按压后，将使以导体完成的弹性圆顶部712产生形变而改变弹性圆顶部712与共同电极部72的间距甚至接触在一起，因此两者间的电容值也会随间距缩小而增大甚至到达饱和，使得由共同电极72与感应电极71延伸出去的信号线710间可以检测到电容值的变化，如此一来，外部的感测电路便可以根据感测到的电容值大于一阈值或是到达饱和状态而判断出相对应的按键被按下。而开口719上方可覆盖绝缘层来进行保护，至于基板7背面所设置电极层722则可用来单纯用来屏蔽不必要的干扰。

[0115] 再请参见图8A、图8B，其将五向键整合至一维电容式触控感应装置时，本发明所发展出来的感测单元布局示意图，其可完成于单层双面导线的电路板上，值得注意的是，本例是上述第二与第三实施例的混合应用，图8A表示出电路板第一表面上的导线布局图案示意图，其中有如图6A、图6B所示的第三实施例，其以感应电极61(图中所示为外环部611)与第一共同电极部621来分别完成按键两端的电极，而且第一共同电极部621利用导通孔620来与背面的第二共同电极部622(如图8B所示)完成电性接触。另外，图8A中还设置有如图5A、图5B所示的第二实施例，其中感应电极51的外环部511与中央部512经由导通孔5202、5201以及背面的连接部517完成连接。至于图5A所示的弹性圆顶结构514的底部513与外环部511与中央部512皆不相连接，但底部513经由导通孔5203来与背面的第二共同电极部622完成电性接触。由此例可看出，按键位置可不受限制地视需要而设于感应电极的中央或是跨于两个感应电极之间。

[0116] 本发明的第五实施例如图9A、图9B所示，将基板8上感应电极81中制作出一镂空区810，并于镂空区810中完成共同电极82(图未示出，不过共同电极82可利用导通孔或是感应电极上的开口来走线而完成相互的电性连接)。感应电极81与共同电极82间产生有耦合电容值，而弹性按键83的底部830可由与共同电极82互相电性连接的导电橡胶来完成，因此当弹性按键83被按下后，将改变弹性按键83底部与感应电极81与共同电极82间的距离甚至接触在一起，因此可改变感应电极81与共同电极82间耦合电容值的大小甚至短路，因此两者间的电容值也会随间距缩小而增大甚至到达饱和，使得感应电极81与共同电极82间可以检测到电容值的变化，如此一来，外部的感测电路便可以根据感测到的电容值大于一阈值或是到达饱和状态而判断出相对应的按键被按下。而基本上以蜂巢式排列的感应电极81则同样可扮演感测出使用者手指对附近感应电极电容值的影响，进而推算出使用者手指分布的位置以及位置变化所代表的触控手势。再者，类似图8A、图8B的概念，图9A、图9B所示的第五实施例同样可以支援跨不同感应电极的设计，而将镂空区810设于感应电极的中央或是跨于两个感应电极之间。

[0117] 另外，为能达到防水的目的，可以将上述实施例的结构表面加上防水绝缘材料(如图9C所示)，但是，仍然可以达到触控手势检测与按键检测的功效整合。以图9B为例，加上防水绝缘材料90变成图9C的结构后，并不会影响正常功能，而让触控手势与按键的感测可以正确运作。

[0118] 另外，当基板材料是不利双面加工与制作通孔时(例如陶瓷基板或是曲面基板)，本发明还可以图10的第六实施例结构来完成。其中基板9的表面上完成有铜箔层91、绝缘漆92以及最后印刷在绝缘漆92上的碳膜93，其中铜箔层91可用来定义成上述各种实施例中基板背面的电极布局形状，而绝缘漆92则扮演上述各种实施例中基板的角色，用以隔离铜箔层91与碳膜93，而绝缘漆92可以开孔来提供上述各种实施例中导通孔的需求，最后再利用印刷方式来将定义成上述各种实施例中基板正面电极布局形状的碳膜93覆盖在绝缘漆92的表面上，并可利用绝缘漆92上的开孔来与铜箔层91达成电性连接。

[0119] 由于利用本发明的感应电极可以达到隔空感测的效果，因此除了可以感应到使用者手指在按键上方水平移动的触控手势并产生相对应控制指令，也可以用来感应使用者手指在按键上方不同距离的变化(也就是Z轴上的位置变化)，因此本发明还可以在实体按键上完成一个虚拟按键的功能，举例来说，将多个感应电极的电容变化加总起来进行感测，便可有效增加触控感应装置对于使用者的手指、手掌或是导电物体的感测距离，进而达到隔空感测的目的。而不同数量的电极板组合将可改变隔空感测的有效距离，例如，当将七个感应电极加总起来进行感测而产生的电容变化，其感测距离将可大于三个感应电极的组合。还有其它群组化(Grouping)应用的细节，申请人已详细描述在先前的申请中(美国案申请号13/895,333)。而通过改变感应电极的群组化数量便可改变隔空感测的感测距离，换个角度看，不同的手指高度将造成不同尺寸的投影面积，而越大投影面积内涵盖的感应电极将产生越大的感测距离。另外，在不同的时段内设定隔空感测的感测距离，便可产生对Z轴范围的扫描动作，配合原始触控感应装置上X轴/Y轴平面的扫描动作。而当使用者所控制的游标停留在某一个图像移动手指或手掌向面板靠近而进行一类似按压的动作时，将使得手指或手掌与触控感应装置间的距离逐渐缩小，如此一来，使用者界面中的图像将会随此按压的动作而产生形状的变化，例如图像的弯曲变形，直到所述距离小于Z轴阈值的一固定比例，例如50％，图像(ICON)将产生破裂的动画效果并执行所述图像所代表的功能。当然，也可以定义手指或手掌位于按键上方静止不动达一段特定时间的手势，是用以激活遥控装置由省电模式进入正常操作模式的手势，由于遥控装置闲置一段时间后将可进入省电模式，而省电模式中可以降低扫描感测电极的频率而达到遥控装置省电的目的，而使用者将手指或手掌置于按键或触控表面上方静止不动达一段足够长特定时间的手势将可在省电模式中被侦测到，因此可以唤醒遥控装置式进入正常操作模式，进行更快速的触控手势侦测。

[0120] 再请参见图11A、图11B，其将本发明第五实施例再进行变化而得的第七实施例，概念主要是将电阻式键盘嵌入到触控感测单元中。其将基板99上感应电极991中制作出一镂空区9910，并于镂空区9910中完成第一按键电极9921与第二按键电极9922，第一按键电极9921与第二按键电极9922可利用导通孔(本图未示出)或是感应电极991上的开口9911来走线。而弹性按键993的底部9930可由导电橡胶来完成，因此当弹性按键993被按下后，弹性按键993的底部9930让第一按键电极9921与第二按键电极9922接触在一起，因此两者间导通造成的电阻改变将可以让外部的感测电路可以判断出相对应的按键被按下。而基本上以蜂巢式排列的感应电极991则同样可扮演感测出使用者手指对附近感应电极电容值的影响，进而推算出使用者手指分布的位置以及位置变化所代表的触控手势。

[0121] 再请参见图12，其为本发明的第八实施例的构造示意图，其将于基板88的下表面或内部中完成触控感测电极层887但露出电极接脚(本图未示出)，而所述触控感测电极层887可以是一维电容式触控感测电极层，而所述一维电容式触控感测电极层扮演感测出使用者手指对附近感应电极电容值的影响，进而推算出使用者手指分布的位置以及位置变化所代表的触控手势并产生相对应控制指令。而所述基板88可以是一平板或是如图所示的一半球状，而于所述基板88中设有至少一通孔880，用以让实体按键盖888穿过，所述实体按键盖888的底部8810顶抵至弹性圆顶部8820，所述弹性圆顶部8820完成于电路板881上，所述电路板881上还完成有共同电极层882以及按键感应电极883，所述共同电极层882电性连接至弹性圆顶部8820。而共同电极层882与弹性圆顶部8820除了可以屏蔽来自下方对触控感测电极层887的干扰外，还可以施以驱动电压，如此可以增加本发明感测装置的灵敏度，进而检测到距离更远的触控物件。至于按键感应电极883则通过导线889来与外部的感测电路(图未示出)完成电性连接，而当弹性圆顶部8820被按下而与按键感应电极883接触时，外部的感测电路便可判断出相对应的按键被按下。另外，共同电极层
882上还可以施以驱动电压，如此可以增加本发明感测装置的灵敏度，进而检测到距离更远的触控物件。至于所述一维电容式触控感测电极层887可通过从基板边缘露出的电极接脚来与电路板881上的其它信号导线(图未示出)相接但避开与共同电极层882以及按键感应电极883的接触，而相接的方法可以是通过导电橡胶或是顶针的方式(图未示出)来完成。通过以基板88与触控感测电极层887所完成的触控板装置，便可控制使用者界面中游标的移动，而由所述实体按键盖888、弹性圆顶部8820以及按键感应电极883所完成的按键装置则可做为确定键，如此也可完成上述五向键的功能。

[0122] 上述实施例所提出的控制装置，主要是将按键功能与触控感测的功能皆完成于同一表面上来进行操作，但是，本案也可将触控感测的区域改到控制装置壳体的下表面来进行操作，只要将感应电极的设置位置改到接近下表面，而发挥按键功能的弹性圆顶部仍保持在上表面，甚至利用接地的金属层或它导体层，用以将使用者于上表面的手指触控行为加以遮蔽，并可加强感应电极感应控制装置壳体下表面的手指触控行为，这样就可以利用本案的技术手段来完成利用拇指按压控制装置壳体上表面按键，而利用食指于控制装置壳体下表面进行手指触控行为的功能，如此一来，又可增加本案技术手段的应用弹性。

[0123] 综上所述，本发明实施例提出一种控制装置来满足多样化指令输入的需求，其上同时具有按键与触控感测的功能，可用以灵活操控现今以视窗形式为主轴的使用者界面。上述电极可以使用透明导电材料或是非透明导电材料来完成，至于电极图案的定义方式可为黄光微影制程、印刷、激光蚀刻或是电镀等方式来完成，而基板可为硬质基板或是软质基板来完成。上述具有按键与触控感测的功能除了可应用于有线或无线的遥控器或是键盘上外，还可应用于其它物品的按键上，而因为本发明具有隔空触控的功能，因此特别适用于需要避免感染的医疗器材上的按键上。因此可有效达成本发明的主要目的。

[0124] 虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。