TWI407343B - 兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構 - Google Patents

Description

兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構

本發明提供一種兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，特別是有關一種整合電容感應元件與天線迴路為一體而兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構。

隨著手寫輸入被廣泛地運用於各種不同電子裝置，例如電腦、數位板、手機或是PDA等裝置，電磁感應技術以及電容感應技術也被大量地應用這些裝置中。電磁感應技術是以天線迴路對一特殊的指標裝置，例如特殊的筆，進行電磁感應而手寫輸入資料，而電容感應技術則是藉由電容感應元件(或觸控元件)進行電容感應，而可以使用手指直接在其上進行手寫輸入。然而，電磁感應技術雖然具有極佳的位置準確性與壓力感測特性，但是必需要搭配一特殊的輸入裝置來進行手寫輸入，所以在使用上較不方便。而電容感應技術雖然可以直接以手指進行手寫輸入，而在使用上較為方便，但是其在位置準確性上則較差。

然而，在不同狀況下需要不同的輸入方式，例如在選取功 能選單時需要較為方便可以直接以手指觸控的方式進行選取，而不需過於精準的位置準確性，而在進行書寫文字或是繪圖時則需要極精準的位置精確性，因此，是需要一種可以兼具電磁感應技術與電容感應技術此兩種輸入方式的電子裝置。因應此一需求，現今已經有業者研發出同時採用電磁感應技術與電容感應技術而兼具電磁感應與電容感應功能的電子裝置。參照第一A圖，其為一目前市面上可見的兼具電磁感應與電容感應功能的輸入裝置10。輸入裝置10係由一保護罩12、一觸控板14以及一天線迴路板16堆疊所組成，其中，觸控板14上有沿著直角座標軸之兩軸(X軸與Y軸)設置的觸控元件矩陣18，而天線迴路板16上則有天線迴路20分別沿著直角座標軸之兩軸(X軸與Y軸)設置於其上。此輸入裝置10藉由觸控板14上的觸控元件矩陣16對手指產生電容感應，使得可以直接以手指在其上進行手寫輸入，而藉由天線迴路板16上的天線迴路20與一特殊的筆產生電磁感應，而進行需要較高精準度的手寫輸入，例如書寫文字或繪圖。因此，使得輸入裝置10可以因應不同的狀況可以採取不同的輸入模式(電磁感應模式或電容感應模式)進行輸入。

由於觸控板14上的觸控元件矩陣18需要較近距離的感應，因此，一般都是將觸控板14疊置天線迴路板16上方，所以此一方式常常會造成觸控元件矩陣18阻隔(shielding)天線迴路板16上的天線迴路20接收指標裝置(例如一特殊的筆)所發射或是反射的電磁感應訊號，而嚴重降低了電磁感應的精確性。因此，為了解決此一問題，美國公告號US20090166100此一專利提出了一觸控元件矩陣結構來解決此一問題。參照第一B圖，其為此篇專利所提出的觸控元件矩陣18，此一觸控元件矩陣18與一般的觸控元件矩陣相同，分別沿著直角座標軸之兩 軸(X軸與Y軸)設置有許多觸控元件17，但不同的是其觸控元件17上設置了許多狹縫19以供指標裝置(例如一特殊的筆)所發射或是反射的電磁感應訊號穿過觸控元件17而到達天線迴路板上的天線迴路，從而提升電磁感應的精確性。

然而，使此一方式雖然可以降低觸控元件對於電磁感應訊號的阻隔，但是仍然無法完全克服其對電磁感應訊號的阻隔，並且在數量眾多且細小的觸控元件上進行狹縫的製作，不但較為困難且使得製作過程繁複，而需要花費較多的時間與成本。其次，由於分別將觸控元件與天線迴路製作於不同的基板，而分別製作成觸控板與天線迴路板，往往會造成製作成本的增加，因此，亟需要一種製作簡單、低成本的兼具電容感應與電磁感應功能的天線迴路架構，並且可以完全避免觸控元件(電容感應元件)對電磁感應訊號的阻隔。

本發明之一目的為提供一種兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，可以將電容感應元件與天線迴路整合而製作於同一基板上，而完全避免電容感應元件對電磁感應訊號的阻隔，進而簡化其製程，降低成本。

根據上述目的，本發明提供一種兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其將電容感應元件與天線迴路整合為一體而製作於同一基板上。此兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構包含至少一第一天線區段、至少一第二天線區段、至少一第一天線連接區 段、一第一連接開關總成、一接地以及一接地連接開關總成。其中，第一天線區段具有一第一連接端、一第一訊號端、以及數個第一幾何結構排列於其中，而第二天線區段則具有一第二連接端、一第二訊號端、以及數個第二幾何結構排列於其中，而每一第二天線區段皆對應一第一天線區段，並且與第一天線區段平行排列。第一天線連接區段用以做為第一天線區段與對應此第一天線區段之第二天線區段之間的連接。

第一連接開關總成設置於第一連接端與第一天線連接區段之間，以及第二連接端與第一天線連接區段之間，用以控制第一天線區段、第二天線區段、以及第一天線連接區段是否電性連接而形成第一天線迴路。接地連接開關總成與第二天線區段的第二訊號端連接，而用以控制第二訊號端是否電性連接接地，而控制第一天線區段、第二天線區段以及第一天線連接區段是否與接地連接。此天線迴路架構藉由第一連接開關總成將天線迴路分段為第一天線區段、第二天線區段以及第一天線連接區段，並且控制其相互之間的連接與斷開，從而控制第一天線迴路的形成與分段，並且由於第一天線區段中設置的第一幾何結構與第二天線區段中設置的第二幾何結構，而在第一連接開關總成將第一天線區段與第二天線區端與第一天線連接區段斷開時，可以分別做為電容感應元件的串連而進行電容感應。如此一來，不但可以將天線迴路與電容感應元件整合而製作成一體於一基板上，而無需如同習知兼具節省電容感應與電磁感應功能的輸入裝置需將天線迴路與電容感應元件製作於不同基板上，並且僅需以印刷或是光罩的方式即可以將此一天線迴路架構製作於基板上，所以可以降低製作成本與簡化製程。此外，電容感應元件更因本身即為天線迴路的一部份，而不會對天線迴路接收電磁感應訊 號造成任何阻隔，所以此天線迴路架構在兼具電容感應與電磁感應功能的同時，又具有製作簡單、低成本等特性。

因此，本發明對比先前技術之功效在於提供一兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，而將電容感應元件與天線迴路整合製作為一體，以完全排除電容感應元件對天線迴路接收電磁感應訊號所造成阻隔，並且相對於習知兼具電容感應與電磁感應功能之電子裝置製作更為簡單、製作成本更為低廉。

10‧‧‧輸入裝置

14‧‧‧觸控板

16‧‧‧天線迴路版

17‧‧‧觸控元件

18‧‧‧觸控元件矩陣

19‧‧‧狹縫

20‧‧‧天線迴路

100、100’、100A‧‧‧具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構

102A‧‧‧第一天線區段

102B‧‧‧第二天線區段

102’A‧‧‧第三天線區段

102’B‧‧‧第四天線區段

103‧‧‧第一天線迴路

103’‧‧‧第二天線迴路

104‧‧‧第一連接端

104’‧‧‧第三連接端

105、105’‧‧‧直線型天線

106‧‧‧第一訊號端

106’‧‧‧第三訊號端

108、108A‧‧‧第一幾何結構

108’、108’A‧‧‧第三幾何結構

110‧‧‧第一天線連接區段

110’‧‧‧第二天線連接區段

111‧‧‧第一開關

111’‧‧‧第三開關

112‧‧‧第二開關

112’‧‧‧第四開關

114‧‧‧第二連接端

114’‧‧‧第四連接端

115、115’‧‧‧直線型天線

116‧‧‧第二訊號端

116’‧‧‧第四訊號端

118、118A‧‧‧第二幾何結構

118’、118’A‧‧‧第四幾何結構

200‧‧‧第一連接開關總成

200’‧‧‧地二連接開關總成

300、300’、300A‧‧‧接地連接開關總成

302‧‧‧第一切換開關

302’‧‧‧第二切換開關

304‧‧‧第一接地線路

304’‧‧‧第二接地線路

306‧‧‧第一訊號傳遞線路

306’‧‧‧第二訊號傳遞線路

308‧‧‧接地

310‧‧‧訊號處理單元

312‧‧‧迴路選擇單元

第一A圖係為習知兼具電容感應與電磁感應功能的輸入裝置的結構示意圖。

第一B圖係為習知兼具電容感應與電磁感應功能的輸入裝置中的觸控板的平面示意圖。

第二A圖係為本發明之一實施例之兼具電容感應與電磁感應功能之天線架構的平面示意圖。

第二B圖係為第二A圖所示之兼具電容感應與電磁感應功能之天線架構形成第一天線迴路時的平面示意圖。

第二C圖係為本發明之另一實施例之兼具電容感應與電磁感應功能之天線架構的平面示意圖。

第二D圖係為本發明之又一實施例之兼具電容感應與電磁感應功能之天線架構的平面示意圖。

第三圖係為本發明之另一實施例具有橢圓形之電磁感應元件的天線 迴路架構的平面示意圖。

第四圖係為本發明之一實施例之偵測方法之流程圖。

第五圖係為本發明之另一實施例之偵測方法之流程圖。

本發明的一些實施例詳細描述如下。然而，除了該詳細描述外，本發明還可以廣泛地在其他的實施例施行。亦即，本發明的範圍不受已提出之實施例的限制，而以本發明提出之申請專利範圍為準。其次，當本發明之實施例圖示中的各元件或結構以單一元件或結構描述說明時，不應以此作為有限定的認知，即如下之說明未特別強調數目上的限制時本發明之精神與應用範圍可推及多數個元件或結構並存的結構與方法上。再者，在本說明書中，各元件之不同部分並沒有完全依照尺寸繪圖，某些尺度與其他相關尺度相比或有被誇張或是簡化，以提供更清楚的描述以增進對本發明的理解。而本發明所沿用的現有技藝，在此僅做重點式的引用，以助本發明的闡述。

參照第二A圖其為本發明之一實施例中沿直角座標之X軸設置與分佈的兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構100。兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構100包含數個第一天線區段102A、數個第二天線區段102B、數個第一天線連接區段110、一第一連接開關總成200、一接地308以及一接地連接開關總成300。

每一第一天線區段102A皆具有一第一連接端104、一第一訊號端106、以及數個第一幾何結構108排列於其中，而每一第二天線區段102B則都對應一第一天線區段102A，而與第一天線區段102A平行排 列。同樣的，每一第二天線區段102B都具有一第二連接端114、一第二訊號端116以及數個第二幾何結構118。此外，每一第一天線連接區段110皆對應一第一天線區段102A以及對應該第一天線區段102A的第二天線區段102B，並設置(或垂直設置)於該第一天線區段102A與該第二天線區段102B之間(或上方)，而用以做為該第一天線區段102A與該第二天線區段102B之間的連接。其中，每一天線連接區段110皆為一ㄇ字型的天線，其兩端分別對應一第一天線區段102A的第一連接端104以及一第二天線區段102B的第二連接端114。

第一天線區段102A為一其上設置有數個第一幾何結構108的直線型天線或線路105，其藉由一具有第一區段102A圖案(包含第一幾何結構108與直線型天線或線路105的圖案)的罩幕或是光罩對沈積於基板上的金屬層(例如一銅層)進行圖案化，而直接製作而成，或是藉由一具有第一區段102A圖案的罩幕直接印刷或是沈積製作而成，因此，使得這些第一幾何結構108與此直線型天線105為一體，而本身即為此直線型天線105的一部份。同樣的，第二天線區段102B為之一其上設置有數個第二幾何結構118的直線型天線或線路115，其採用與第一天線區段102A相同的製作方式，所以這些第二幾何結構118與此直線型天線115為一體而此直線型天線115的一部份。此外，第一幾何結構108與第二幾何結構118分別等距設置於第一天線區段102A與第二天區段102B中。

由於第一幾何結構108與第二幾何結構118皆為金屬材質，例如銅，所以可以做為一電容感應元件，而由於直線型天線105與直線 型天線115同樣為金屬材質，因此，由直線型天線105串連數個第一幾何結構108所形成的第一天線區段102A可做為一多個電容感應元件的串連，而由直線型天線115串連數個第二幾何結構118所形成的第二天線區段102B同樣可做為一多個電容感應元件的串連。

第一連接開關總成200設置於第一連接端104與第一天線連接區段110之間，以及第二連接端114與第一天線連接區段110之間，即設置於第一天線區段102A與第一天線連接區段110之間，以及第二天線區段102B與第一天線連接區段110之間，而用以控制每一第一天線區段102A、與其對應的第二天線區段102B以及第一天線連接區段110是否連接與電性連接，而形成沿著直角座標之X軸分佈的第一天線迴路103。

第一連接開關總成200包含有數個第一開關111設置於第一連接端104與第一天線連接區段110之間，以及數個第二開關112設置於第二連接端114與第一天線連接區段110之間。其中，每一第一開關111皆對應一第一天線區段102A以及一第一天線連接區段110的一端(對應第一天線區段102A的一端)，而分別與其對應的第一天線區段102A的第一連接端104以及其對應的第一天線連接區段110的一端連接，而用以控制第一連接端104與第一天線連接區段110的一端之間的電性連接，即控制第一天線區段102A與第一天線連接區段110之間的電性連接。每一第二開關112皆對應一第二天線區段102B以及一第一天線連接區段110的另一端(對應第二天線區段102B的一端)，而分別與其對應的第二天線區段102B的第二連接端114以及其對應的第一天線連接區段110的另一端連接，而用以控制第二連接端114與第一天線連接區段110的另一端之間的電性連接，即控制第二天線區段102B與第一天線 連接區段110之間的電性連接。

接地連接開關總成300與每一第二天線區段102B的第二訊號端116連接，用以控制第二訊號端116是否與接地308電性連接，而接地308則用以做為天線架構100中每一天線迴路的接地之用。接地連接開關總成300內設置有數個第一切換開關302、數條第一接地線路304、以及數條第一訊號傳遞線路306。其中，每一第一切換開關302皆對應一第二天線區段102B的第二訊號端116，而與其對應的第二訊號端116連接並電性導通，而每一接地線路304則都電性連接接地308。此外，每一第一切換開關302都對應一第一接地線路304與一第一訊號傳遞線路306，而對應相同第一切換開關302的第一接地線路304與第一訊號傳遞線路306彼此相鄰而設置於接地連接開關總成300中，因此，第一切換開關302可以在對應的第一接地線路304與第一訊號傳遞線路306之間切換，進而控制第二天線區段102B的第二訊號端116選擇與第一接地線路302連接而接地，或是與第一訊號傳遞線路306連接。

另外，天線迴路架構100更包含一訊號處理單元310，用以處理天線迴路架構100所偵測或接受到的電容感應訊號與電磁感應訊號，以及一迴路選擇單元312，用以在進行電磁感應時，選擇不同的天線迴路進行掃瞄。其中，訊號處理單元310分別與第一天線區段102A的第一訊號端106以及第一訊號傳遞線路306電性連接，而處理由其傳遞而來的電容感應與電磁感應訊號。迴路選擇單元312與每一第一訊號端106電性連接，而控制天線迴路架構100中的每一第一天線迴路103依序進行掃瞄。第一訊號端106可以如同本實施例所示以一線路分別電性 連接訊號處理單元310與迴路選擇單元312，或是可以直接將第一訊號端106延伸而分別電性連接訊號處理單元310與迴路選擇單元312。

在此兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構100中，藉由第一連接開關總成200而將其內沿著直角座標之X軸設置的每一第一天線迴路103分割為第一天線區段102A、第二天線區段102B以及第一天線連接區段110等三部份。

當第一連接開關總成200中的第一開關111與第二開關112打開時，會使得第一連接端104與第二連接端114分別與第一天線連接區段110的兩端斷開而不電性連接，而將第一天線迴路103分隔為彼此不相連且不電性連接的第一天線區段102A、第二天線區段102B以及第一天線連接區段110等三部分。此時由於第一天線區段102A與第二天線區段102B分別設置有可以做為電容感應元件的第一幾何結構108與第二幾何結構118，使得第一天線區段102A與第二天線區段102B分別成為一沿著X軸分佈的多個電容感應元件的串連，從而組成一沿著直角座標之X軸分佈的電容感應矩陣，用以進行電容感應而偵測或接收電容感應訊號。於此同時，每一第二天線區段102B之第二訊號端116所連接的第一切換開關302會切換至第一訊號傳遞線路306，使得第二天線區段102B經由第一訊號傳遞線路306而電性連接訊號處理單元310，而第一天線區段102A之第一訊號端則電性連接電性連接訊號處理單元310，所以第一天線區段102A與第二天線區段102B則會分別藉由第一訊號端106與第一訊號傳遞線路(經由第二訊號端116)會將所接受或偵測到的電容感應訊號傳遞到訊號處理單元310，而訊號處理單元310則會對這些電容感應訊號進行處理、計算與紀錄。

參照第二B圖，當第一連接開關總成200中的第一開關111與第二開關112關閉時，會使得第一天線連接區段110的兩端分別電性連接其對應的第一連接端104與第二連接端114，而使得第一天線區段102A、第二天線區段102B以及第一天線連接區段110彼此連接且電性連接而形成沿著直角座標之X軸設置的ㄇ字型第一天線迴路103，用以進行電磁感應。同時，連接第二訊號端116的第一切換開關302則切換至接地線路304而與接地線路304電性連接，而使第一天線區段102A、第二天線區段102B以及第一天線連接區段110所連接形成的第一天線迴路103經由接地線路304而與接地308連接。

在此狀態下第一天線區段102A、第二天線區段102B以及第一天線連接區段110，甚至包含第一天線區段102A內的第一幾何結構108以及第二天線區段102B的第二幾何結構118皆為第一天線迴路103的一部份，都用以接收指標裝置發射或是反射的電磁感應訊號，並且都設置於同一基板上，所以不會對第一天線迴路103接收指標裝置發射或是反射的電磁感應訊號造成阻隔。此外，在此狀態下迴路選擇單元312則分別控制不同的第一天線迴路103依序進行掃瞄而偵測電磁感應訊號，並將所掃瞄或接收到的電磁感應訊號經由與電性連接訊號處理單元310的第一訊號端106，傳遞到訊號處理單元310進行處理、計算與紀錄。

如此一來，天線迴路架構100藉由第一連接開關總成200將其內的沿著直角座標之X軸分佈設置的第一天線迴路103，分隔為第一天線區段102A、第二天線區段102B以及第一天線連接區段110等不相連的 三個部分，並且藉由在將第一天線區段102A與第二天線區段102B分別製做有數個可以做為電容感應元件的第一幾何結構108與第二幾何結構118，而使得第一天線區段102A與第二天線區段102B彼此不相連時分別成為數個電容感應元件的串連。因此，可以藉由第一連接開關總成200控制第一天線區段102A、第二天線區段102B以及第一天線連接區段110連結成第一天線迴路103以進行電磁感應，或是斷開使第一天線區段102A與第二天線區段102B分別成為一多個電容感應元件之串連，而進行電容感應，故天線迴路架構100中的每一第一天線迴路103都可以做為偵測電磁感應訊號的天線迴路與偵測電容感應訊號的電容感應元件，而本身即兼具電容感應與電磁感應的功能。

因此，天線迴路架構100無需如同習知的兼具電容感應與電磁感應功能的輸入裝置一樣需要在另外的基板上製作電容感應元件而做為一觸控板，再將此觸控板與天線迴路版組裝成輸入裝置，而是僅需以印刷等簡單的製作方式將天線架構200製作於一基板上，所以不但在製作上較為簡單，更因無需另外製作觸控板而可降低製作成本。此外，由於此天線迴路架構100既使在偵測電容感應訊號的時候，仍舊使用第一天線迴路103本身的一部份做為電容感應元件，而與第一天線迴路103其他部份皆設置於同一基板上，所以無論是在偵測電容感應或是偵測電磁感應的時候天線迴路與電容感應元件不會彼此干擾，而電容感應元件更因其本身即為第一天線迴路103中可以接收與偵測電磁感應訊號的一部份，所以更不會阻隔第一天線迴路103接收指標裝置發射或是反射的電磁感應訊號。

然而，在其他實施例中，本發明的兼具電容感應與電磁感 應功能之天線迴路架構也可以沿著直角座標之Y軸而分佈設置。參照第二C圖，其為一沿著直角座標之Y軸而分佈設置而兼具電容感應與電磁感應功能的第二天線迴路架構100’。第二天線迴路架構100’與天線迴路架構100具有相同的架構，所不同僅在於第二天線迴路架構100’與天線迴路架構100分別沿著直角座標的不同的軸向分佈設置。第二天線迴路架構100’係由第三天線區段102’A、第四天線區段102’B、第二天線連接區段110’、第二連接開關總成200’、接地308以及接地連接開關總成300’，其分別與天線迴路架構100中的第一天線區段102A、第二天線區段102B、第一天線連接區段110、第一連接開關總成200、接地308以及接地連接開關總成300具有相同的結構與連接關係，故在此不再贅述。

第三天線區段102’A為具有一第三連接端104’、一第三訊號端106’、以及數個第三幾何結構108’排列於其中的直線型天線105’，而第四天線區段102’B為具有一第四連接端114’、一第四訊號端116’、以及數個第四幾何結構118’排列於其中的直線型天線115’。第二連接開關總成200’包含有數個第三開關111’設置於第三連接端104’與第二天線連接區段110’之間，以及數個第四開關112’設置於第四連接端114’與第二天線連接區段110’之間。接地連接開關總成300’內設置有數個第二切換開關302’、數條第二接地線路304’、以及數條第二訊號傳遞線路306’。由於第二連接開關總成200’內之第三開關111’與第四開關112’，以及接地連接開關總成300’內的第二切換開關302’、第二接地線路304’、與第二訊號傳 遞線路306’等元件，與天線迴路架構100中第一連接開關總成200內之第一開關111與第四開關112，以及接地連接開關總成300內的第一切換開關302、第二接地線路304、與第一訊號傳遞線路306等元件具有相同的結構與連接關係，故在此不再贅述。

同樣的，第二天線迴路架構100’藉由第二連接開關總成200’控制第三天線區段102’A、第四天線區段102’B、以及第二天線連接區段110’彼此連接並電性連接而形成沿著直角座標之Y軸設置分佈的第二天線迴路103’，而進行電磁感應訊號的接收與偵測，以及藉由第二連接開關總成200’控制第三天線區段102’A、第四天線區段102’B、以及第二天線連接區段110’彼此斷開，使得第三天線區段102’A與第四天線區段102’B分別成為一沿Y軸分佈的多個電容感應元件串連，因此，第二天線迴路架構100’同樣兼具電容感應與電磁感應功能，且因電容感應元件本身即為第二天線迴路架構100’中第二天線迴路103’的一部份，而不會阻隔第二天線迴路103’接收指標裝置發射或反射的電磁感應訊號，並且也無需額外製作一觸控板。

另外，在本發明其他實施例中，兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構也可以同時包含沿著直角座標之X軸與Y軸設置分佈的天線迴路架構。參照第二D圖，兼具電容感應與電磁感應功能之構天線迴路架構100A同時包含一沿著直角座標之X軸設置分佈的天線迴路架構100，以及沿著直角座標之Y軸設置分佈的天線迴路架構100’，其係由第二A圖所示之天線迴路架構100與第二C圖所示之第二天線迴路架構100’堆疊而成。由於天線迴路架構100與第二天線迴路架構100’的結構已經於前文中詳加敘述，因此，在此不再贅述。在天線迴路架 構100與第二天線迴路架構100’之間設置有一絕緣層(圖中未示)，用以防止天線迴路架構100與第二天線迴路架構100’彼此接觸而造成短路。

然而，在天線迴路架構100A中的接地連接開關300A則同時包含數個第一切換關關302以及數個第二切換開關302’。每一第一切換關關302皆與天線迴路架構100架構中的第二訊號端116電性連接，並且具有一與其對應接地線路304以及第一訊號傳遞線路306。同樣的，每一第二切換關關302’皆與天線迴路架構100’架構中的第四訊號端116’電性連接，並且具有一與其對應接地線路304’以及第二訊號傳遞線路306’。

在前述兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構100、100’、以及100A中，第一幾何結構108、第二幾何結構118、第三幾何結構108’、第四幾何結構118’都是三角形結構或是稜形結構，但是並不以此為限。相反的，只要是任何製作簡單易於計算電磁感應訊號與電容感應訊號的強弱與位置的圖案都可以使用，例如橢圓形結構。參照第三圖，在其中所示之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構中，第一天線區段102A上設置的第一幾何結構108A、第二天線區段102B上設置的第二幾何結構118A、第三天線區段102’A上設置的第三幾何結構108’A、以及第四天線區段102’B上設置的第四幾何結構118’A皆為一橢圓形結構。

此外，雖然在前述的兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構100、100’、以及100A中，都具有多個第一天線迴路103或是第二天線迴路103’，但是並不以此為限，而是在本發明其他實施例中 可以依需求增加或是減少第一天線迴路103或是第二天線迴路103’的數量。然而，無論是增加多少個第一天線迴路或是第二天線迴路，或是將第一天線迴路或是第二天線迴路的數量減少到只剩一個，這些天線迴路架構都至少需要一個第一天線迴路或是第二天線迴路，因此，其都會具有至少一個第一天線迴路區段(或第三天線迴路區段)、一個第二天線迴路區段(或第四天線迴路區段)、至少一第一天線連接區段(或第二天線連接區段)、至少一第一開關(或第三開關)、至少一第二開關(或第四開關)、至少一第一切換開關(或第二切換開關)、至少一第一接地線路(或第二切換開關)以及至少一第一訊號傳遞線路(第二訊號傳遞線路)。

前述的兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構100、100’、以及100A，皆可以採用兩種分時多工的方式進行電容感應訊號以及電磁感應訊號的偵測，從而進行手寫輸入。參照第四圖，其為本發明之一實施例的電容感應訊號以及電磁感應訊號偵測方法的流程圖。為方便說明第四圖所示之偵測方法，以第二A圖所示之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構100為例加以說明，並請同時參照第二A圖。

首先，當具有天線迴路架構100的輸入裝置打開電源或是當之指標裝置或是手指放置於該輸入裝置上，天線迴路架構100則會開始進行偵測(步驟400)。接著，打開第一開關111與第二開關112而成OFF狀態(步驟402)，使得第一天線連接區段110的兩端分別與第一天線區段102A以及第二天線區段102B分隔而彼此不電性連接，使得第一天線區段102A以及第二天線區段102B分別成為一多個電容感應元件的串連。於此同時，第二天線區段102B之第二訊號端116所電性連接的第 一切換開關302會切換至第二訊號傳遞線路306，而與其電性連接，並藉由第二訊號傳遞線路306電性連接訊號處理單元310。

然後，電容感應元件，即第一天線區段102A與第二天線區段102B，則會開始偵測電容感應訊號(步驟404)，並且判斷是否偵測到電容感應訊號(步驟406)。若有偵測到電容感應訊號，第一天線區段102A與第二天線區段102B分別藉由第一訊號端106與第一訊號傳遞線路306，而將所偵測到的電容感應訊號傳遞到訊號處理單元310進行處理、計算與紀錄，(步驟408)。接著，天線迴路架構100則會一直重覆步驟402至步驟408，而重複地偵測電容感應訊號，直到不再偵測到電容感應訊號為止。

若在步驟406並未偵測到任何電容感應訊號，則天線迴路架構100會關閉第一開關111與第二開關112而成ON狀態(步驟410)，使得第一天線連接區段110的兩端分別與第一天線區段102A與第二天線區段102B電性連接，而形成一成ㄇ字型的第一天線迴路103。同時，第一切換開關302會由第二訊號傳遞線路306切換至第一接地線路304，而與其電性連接，並藉由第一接地線路304電性連接接地308。接著，迴路選擇單元312依序選取不同的第一天線迴路103，開始依序掃瞄而偵測電磁感應訊號(步驟412)，並且判斷是否偵測到電磁感應訊號(步驟414)。

若偵測到電磁感應訊號，第一天線區段102A則藉由第一天線區段102A的第一訊號端106，而將所偵測到的電磁感應訊號傳遞到訊號處理單元310進行處理、計算與紀錄(步驟416)。接著，天線迴路架構100則會重複步驟一直重覆步驟412至步驟416，而重複地偵測電磁感 應訊號，直到不再偵測到電磁感應訊號為止。若在步驟414未偵測到電磁感應訊號，則天線迴路架構100會回到步驟402，而重新打開第一開關111與第二開關112，並將第一切換開關302重新切換到第一訊號傳遞線路306，而重新開始執行此一流程。

參照第五圖，其為本發明之另一實施例的電容感應訊號以及電磁感應訊號偵測方法的流程圖。為方便說明第五圖所示之偵測方法，以第二A圖所示之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構100為例加以說明，並請同時參照第二A圖。

首先，當具有天線迴路架構100的輸入裝置打開電源或是當之指標裝置或是手指放置於該輸入裝置上，天線迴路架構100則會開始進行偵測(步驟500)。接著，天線迴路架構100會關閉第一開關111與第二開關112而成ON狀態(步驟502)，使得第一天線連接區段110的兩端分別與第一天線區段102A與第二天線區段102B電性連接，而形成一成ㄇ字型的第一天線迴路103。同時，第一切換開關302會切換至第一接地線路304，而與其電性連接，並藉由第一接地線路304電性連接接地308。接著，迴路選擇單元312依序選取不同的第一天線迴路103，開始依序掃瞄而偵測電磁感應訊號(步驟504)，並且判斷是否偵測到電磁感應訊號(步驟506)。

若偵測到電磁感應訊號，第一天線區段102A則藉由第一天線區段102A的第一訊號端106，而將所偵測到的電磁感應訊號傳遞到訊號處理單元310進行處理、計算與紀錄(步驟508)。接著，天線迴路架構100則會重複步驟一直重覆步驟502至步驟506，而重複地偵測電磁感應訊號，直到不再偵測到電磁感應訊號為止。

若在步驟506未偵測到電磁感應訊號，則天線迴路架構100打開第一開關111與第二開關112而成OFF狀態(步驟510)，使得第一天線連接區段110的兩端分別與第一天線區段102A以及第二天線區段102B分隔而彼此不電性連接，而使得第一天線區段102A以及第二天線區段102B分別成為一多個電容感應元件的串連。同時，第一切換開關302會由第一接地線路304切換至第二訊號傳遞線路306，而與其電性連接，並藉由第二訊號傳遞線路306電性連接訊號處理單元310。

然後，電容感應元件，即第一天線區段102A與第二天線區段102B，則會開始偵測電容感應訊號(步驟512)，並且判斷是否偵測到電容感應訊號(步驟514)。若有偵測到電容感應訊號，第一天線區段102A與第二天線區段102B分別藉由第一訊號端106與第一訊號傳遞線路306，而將所偵測到的電容感應訊號傳遞到訊號處理單元310進行處理、計算與紀錄(步驟516)。接著，天線迴路架構100會一直重覆步驟512至步驟516，而重複地偵測電容感應訊號，直到不再偵測到電容感應訊號為止。

若在步驟514並未偵測到任何電容感應訊號，則天線迴路架構100會回到步驟502，重新關閉第一開關111與第二開關112，並且將第一切換開關302重新切換回第一接地線路304，而重新開始執行此一流程。

因此，本發明提供一種種兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，而將天線迴路的一部份區段製作成電容感應元件，使得電容感應元件可以與天線迴路整合為一體而設置於同一基板上，從而簡 化製程與降低製作成本，並且可以防止電容感應元件阻隔天線迴路接收與偵測由指標裝置發射會反射而來的電磁感應訊號。

100‧‧‧具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構

102A‧‧‧第一天線區段

102B‧‧‧第二天線區段

103‧‧‧第一天線迴路

104‧‧‧第一連接端

105‧‧‧直線型天線

106‧‧‧第一訊號端

108‧‧‧第一幾何結構

110‧‧‧第一天線連接區段

111‧‧‧第一開關

112‧‧‧第二開關

114‧‧‧第二連接端

115‧‧‧直線型天線

116‧‧‧第二訊號端

118‧‧‧第二幾何結構

200‧‧‧第一連接開關總成

300‧‧‧接地連接開關總成

302‧‧‧第一切換開關

304‧‧‧第一接地線路

306‧‧‧第一訊號傳遞線路

308‧‧‧接地

310‧‧‧訊號處理單元

312‧‧‧迴路選擇單元

Claims (28)

1. 一種兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，包含：至少一第一天線區段，其具有一第一連接端、一第一訊號端、以及數個第一幾何結構排列於其中；至少一第二天線區段，其具有一第二連接端、一第二訊號端、以及數個第二幾何結構排列於其中，其中每一該第二天線區段皆對應一第一天線區段，並且與該第一天線區段平行排列；至少一第一天線連接區段，每一該第一天線連接區段用以做為該第一天線區段與對應該第一天線區段之第二天線區段之間的連接；一第一連接開關總成，設置於該第一連接端與該第一天線連接區段之間，以及該第二連接端與該第一天線連接區段之間，用以控制該第一天線區段、該第二天線區端、以及該第一天線連接區段是否電性連接而形成第一天線迴路，其中該第一連接開關總成包含：至少一第一開關設置於該第一連接端與該第一天線連接區段之間，並且分別連接該第一連接端與該第一天線連接區段之一端而控制該第一天線區段與該天線區段之間的電性連接；以及至少一第二開關設置於該第二連接端與該第一天線連接區段之間，並且分別連接該第二連接端與該第一天線連接區段之另一端而控制該第二天線區段與該天線區段之間的電性連接；一接地，用以做為該天線迴路架構的接地；以及一接地連接開關總成，其與該第二訊號端連接而用以控制該第二訊號端是否電性連接該接地。
2. 如申請專利範圍第1項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中該第一天線區段係為一串連數個該第一幾何結構的直線型天線，而該等第一幾何結構等距設置於該直線型天線中。
3. 如申請專利範圍第1項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中該第二天線區段係為一串連數個該第二幾何結構的直線型天線，而該等第二幾何結構等距設置於該直線型天線中。
4. 如申請專利範圍第1項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中該第一幾何結構與該第二幾何結構分別為一電容感應元件。
5. 如申請專利範圍第1項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中該第一幾何結構與該第二幾何結構為一稜形結構或三角形結構。
6. 如申請專利範圍第1項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中該第一幾何結構與該第二幾何結構為一橢圓形結構。
7. 如申請專利範圍第1項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中該接地連接開關總成包含：至少一第一切換開關，連接該第二訊號端；至少一第一接地線路電性連接該接地；以及至少一第一訊號傳遞線路，用以傳遞訊號，其中每一該第一切換開關皆對應一第一接地線路與一第一訊號傳遞線路，使該第一切換開關可以在其對應之第一接地線路與該第一訊號傳遞線路之間切換，而控制該第二訊號端與該第一接地線路或第一該訊號傳遞線路連接。
8. 如申請專利範圍第7項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中更包含一訊號處理單元，該訊號處理單元分別與該第一訊號端以及該第一訊號傳遞線路電性連接，而用以處理該天線迴路架構所偵測與接受到的電容感應訊號與電磁感應訊號。
9. 如申請專利範圍第8項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中更包含一迴路選擇單元，電性連接該第一訊號端，用以控制該第一天線迴路進行掃瞄，而該第一天線迴路則將掃瞄到的電磁感應訊號傳遞回該訊號處理單元進行處理與計算。
10. 如申請專利範圍第9項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中當該第一開關與該第二開關關閉時，而使該第一天線連接區段的兩端分別電性連接第一連接端與第二連接端，該第一切換開關則會切換到該第一接地線路而電性連接該第一接地線路，而形成一第一天線迴路而進行電磁感應。
11. 如申請專利範圍第10項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中該第一天線迴路為一ㄇ型的天線迴路。
12. 如申請專利範圍第10項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中當該第一開關與該第二開關打開時，該第一天線連接區段之兩端分別與該第一連接端與第二連接端斷開而不電性連接，而使該第一天線區段與該第二天線區段成為平行排列的電容感應元件矩陣。
13. 如申請專利範圍第12項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中當該第一開關與該第二開關打開時，該第一 切換開關則切換至該第一訊號傳遞線路而與其電性連接，而使該第二天線區段藉由該第一訊號傳遞線路電性連接該訊號處理單元並且傳遞電容感應訊號至該訊號處理單元。
14. 如申請專利範圍第10項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中該天線迴路架構係沿著直角座標之一軸而分佈設置。
15. 如申請專利範圍第14項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中更包含一第二天線迴路架構沿著直角座標之另一軸而分佈設置，而與該天線迴路架構成垂直排列。
16. 如申請專利範圍第15項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中該第二天線迴路架構包含：至少一第三天線區段，其具有一第三連接端、一第三訊號端、以及數個第三幾何結構排列於其中；至少一第四天線區段，其具有一第四連接端、一第四訊號端、以及數個第四幾何結構排列於其中，其中每一該第四天線區段皆對應一第三天線區段，並且與該第三天線區段平行排列；至少一第二天線連接區段，垂直該第三天線區段與該第四天線區段而設置，每一該第二天線連接區段用以做為該第三天線區段與對應該第三天線區段之第四天線區段之間的連接；以及一第二連接開關總成，設置於該第三連接端與該第二天線連接區段之間，以及該第四連接端與該第二天線連接區段之間，用以控制該第三天線區段、該第四天線區端、以及該第二天線連接區段是否電性連接而形成第二天線迴路。
17. 如申請專利範圍第16項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中該第三天線區段係為一串連數個該第三幾何結構的直線型天線，而該等第三幾何結構等距設置於該直線型天線中。
18. 如申請專利範圍第16項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中該第四天線區段係為一串連數個該第四幾何結構的直線型天線，而該等第四幾何結構等距設置於該直線型天線中。
19. 如申請專利範圍第16項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中該第三幾何結構與該第四幾何結構分別為一電容感應元件。
20. 如申請專利範圍第16項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中該第三幾何結構與該第四幾何結構為一稜形結構或三角形結構。
21. 如申請專利範圍第16項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中該第三幾何結構與該第四幾何結構為一橢圓形結構。
22. 如申請專利範圍第16項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中該第二連接開關總成包含：至少一第三開關設置於該第三連接端與該第二天線連接區段之間，並且分別連接該第三連接端與該第二天線連接區段之一端而控制該第三天線區段與該第二天線區段之間的電性連接；以及至少一第四開關設置於該第四連接端與該第二天線連接區段之間，並且分別連接該第四連接端與該第二天線連接區段之另一端而控制該第四 天線區段與該第二天線區段之間的電性連接。
23. 如申請專利範圍第22項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中該接地連接開關總成更包含：至少一第二切換開關，連接該第四訊號端；至少一第二接地線路電性連接該接地；以及至少一第二訊號傳遞線路，用以傳遞訊號，其中每一該第二切換開關皆對應一第二接地線路與一第二訊號傳遞線路，使該第二切換開關可以在其對應之接地線路與該訊號傳遞線路之間切換，而控制該第二訊號端與該第二接地線路或該第二訊號傳遞線路連接。
24. 如申請專利範圍第23項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中當該第三開關與該第四開關關閉時，而使該第二天線連接區段的兩端分別電性連接第三連接端與第四連接端，該第二切換開關則切換至該第二接地線路而與其電性連接，而形成一第二天線迴路而進行電磁感應。
25. 如申請專利範圍第24項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中該第二天線迴路為一ㄇ型的天線迴路。
26. 如申請專利範圍第23項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中當該第三開關與該第四開關打開時，該第二天線連接區段之兩端分別與該第三連接端與第四連接端斷開而不電性連接，而使該第三天線區段與該第四天線區段成為平行排列的電容感應元件矩陣。
27. 如申請專利範圍第26項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中當該第三開關與該第四開關打開時，該第二 切換開關則由該第二接地電路切換至該第二訊號傳遞線路，而使該第四天線區段藉由該第二訊號傳遞線路電性連接該訊號處理單元並且傳遞電容感應訊號至該訊號處理單元。
28. 如申請專利範圍第15項所述之兼具電容感應與電磁感應功能之天線迴路架構，其中更包含一絕緣層設置於該第一天線迴路與該第二天線迴路之間，用以防止該第一天線迴路與該第二天線迴路因接觸而造成短路。