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电容式摇杆装置.pdf

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电容 摇杆 装置
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摘要
申请专利号:

CN201410673990.5

申请日:

2014.11.21

公开号:

太阳城集团CN105224103A

公开日:

2016.01.06

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||著录事项变更IPC(主分类):G06F 3/0338变更事项:发明人变更前:山井正敏 廖祈杰变更后:山井正敏 廖祈杰 赖宏昱|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 3/0338申请日:20141121|||公开
IPC分类号: G06F3/0338(2013.01)I 主分类号: G06F3/0338
申请人: 原相科技股份有限公司
发明人: 山井正敏; 廖祈杰
地址: 中国台湾新竹科学工业园区新竹县创新一路5号5楼
优先权: 2014.07.04 TW 103123238
专利代理机构: 北京润平知识产权代理有限公司 11283 代理人: 李雪;黄志兴
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法律状态
申请(专利)号:

CN201410673990.5

授权太阳城集团号:

|||||||||

法律状态太阳城集团日:

2018.05.01|||2016.09.14|||2016.02.03|||2016.01.06

法律状态类型:

太阳城集团授权|||著录事项变更|||实质审查的生效|||公开

摘要

一种电容式摇杆装置,包括基板、固定板、可动件、多个弹性元件、圆锥体及操作杆。所述基板包括接地区及电容感测区。所述固定板包括第一透孔。所述可动件包括第二透孔。所述多个弹性元件对称地设置于所述固定板与所述可动件之间。所述圆锥体设置于所述可动件与所述基板之间,并包括底面、顶点及外侧面。所述底面抵接于所述可动件。所述顶点设置于所述基板的所述接地区上。所述外侧面对位于所述基板的所述电容感测区。所述操作杆从所述圆锥体的所述底面延伸而出并穿设于所述第一透孔及所述第二透孔内。

权利要求书

权利要求书
1.  一种电容式摇杆装置,其特征在于,包括:
基板,该基板包括接地区及电容感测区;
固定板,该固定板包括第一透孔;
可动件,该可动件包括第二透孔;
多个弹性元件,该多个弹性元件对称抵接于所述固定板与所述可动件之间;
圆锥体,该圆锥体设置于所述可动件与所述基板之间,并包括:
底面,该底面抵接于所述可动件;
顶点,该顶点设置于所述基板的所述接地区;及
外侧面,该外侧面对位于所述基板的所述电容感测区;以及
操作杆,该操作杆从所述圆锥体的所述底面延伸而出并穿设于所述第一透孔及所述第二透孔内。

2.  根据权利要求1所述的电容式摇杆装置,还包括多个固定杆,该多个固定杆可活动地穿过所述多个弹性元件及所述可动件。

3.  根据权利要求2所述的电容式摇杆装置,其中,所述多个固定杆用以维持所述基板与所述固定板的相对距离。

4.  根据权利要求1所述的电容式摇杆装置,其中,所述固定板及所述可动件呈矩形,所述多个弹性元件分别位于所述矩形的四个角落。

5.  根据权利要求1所述的电容式摇杆装置,还包括手柄盖结合于所述操作杆的操作端。

6.  根据权利要求1所述的电容式摇杆装置,其中,所述固定板包括侧墙,该侧墙朝向所述基板延伸以形成内部空间,且所述内部空间容纳所述可动件、所述多个弹性元件及所述圆锥体。

7.  根据权利要求6所述的电容式摇杆装置,其中,所述固定板的所述侧墙结合于所述基板,用以维持所述基板与所述固定板的相对距离。

8.  根据权利要求1所述的电容式摇杆装置,还包括支撑件,该支撑件设置于所述基板的所述接地区,其中,所述圆锥体的所述顶点具有球状突起以作为支点,所述支撑件包括圆槽,该圆槽用以容纳所述圆锥体的所述顶点的所述球状突起。

9.  根据权利要求1所述的电容式摇杆装置,还包括多个紧扣件,该多个紧扣件用以活动地穿过所述多个弹性元件,以将所述多个弹性元件锁附于所述固定板与所述可动件之间。

10.  一种电容式摇杆装置,其特征在于,包括:
基板,该基板包括接地区及电容感测区;
固定板,该固定板包括第一透孔,所述固定板距离所述基板一相对距离;
圆锥体,该圆锥体包括:
底面;
顶点,该顶点设置于所述基板的所述接地区;及
外侧面,该外侧面对位于所述基板的所述电容感测区;
弹性元件,该弹性元件设置于所述固定板与所述圆锥体的所述底面之间;以及
操作杆,该操作杆从所述圆锥体的所述底面延伸而出并可活动地穿过所述弹性元件及所述固定板的所述第一透孔。

11.  根据权利要求10所述的电容式摇杆装置,还包括手柄盖结合于所述操作杆的操作端。

12.  根据权利要求10所述的电容式摇杆装置,还包括支撑件,该支撑件设置于所述基板的所述接地区,其中,所述圆锥体的所述顶点具有球状突起以作为支点,所述支撑件包括圆槽,该圆槽用以容纳所述圆锥体的所述顶点的所述球状突起。

13.  根据权利要求10所述的电容式摇杆装置,其中,所述圆锥体的所述底面上形成有至少一个定位突起,且所述弹性元件设置于所述定位突起内。

14.  根据权利要求13所述的电容式摇杆装置,其中,所述定位突起环状地形成于所述圆锥体的所述底面的周缘。

15.  根据权利要求10所述的电容式摇杆装置,其中,所述固定板还包括侧墙,该侧墙朝向所述基板延伸并结合于所述基板,用以维持所述基板与所述固定板的所述相对距离。

16.  根据权利要求10所述的电容式摇杆装置,还包括多个固定杆用以维持所述基板与所述固定板的所述相对距离。

17.  根据权利要求16所述的电容式摇杆装置,还包括可动件,该可动件设置于所述弹性元件与所述圆锥体的所述底面间,且所述可动件包括多个定 位孔,该多个定位孔供所述多个固定杆可活动地穿过。

18.  根据权利要求17所述的电容式摇杆装置,其中,所述可动件上形成有至少一个定位突起,且所述弹性元件设置于所述定位突起内。

19.  一种电容式摇杆装置,其特征在于,包括:
基板,该基板包括接地区及电容感测区;
固定板,该固定板包括第一透孔及侧墙,所述侧墙朝向所述基板延伸并结合于所述基板,用以维持所述基板与所述固定板的相对距离;
圆锥体,该圆锥体包括:
底面;
顶点,该顶点设置于所述基板的所述接地区;及
外侧面,该外侧面对位于所述基板的所述电容感测区;
至少一个弹性元件,该至少一个弹性元件设置于所述固定板与所述圆锥体的所述底面之间;以及
操作杆,该操作杆从所述圆锥体的所述底面延伸而出并穿过所述固定板的所述第一透孔,
其中,所述至少一个弹性元件用以当所述操作杆受外力时,施予所述圆锥体的所述底面回复力。

20.  根据权利要求19所述的电容式摇杆装置,其中,所述至少一个弹性元件直接地抵接于所述圆锥体的所述底面,或透过可动件间接地抵接于所述圆锥体的所述底面。

说明书

说明书电容式摇杆装置
技术领域
本发明涉及一种摇杆装置,更具体地,涉及一种电容式摇杆装置。
背景技术
传统摇杆装置采用可变电阻式设计,其缺点为可变电阻特性会随使用太阳城集团而变化,因而需要被重新校正。此外,传统机械式摇杆装置的杆体具有相当的高度(significantheight),因此并不适用于可携式装置或穿戴式装置(wearabledevice)。
发明内容
有鉴于此,本发明另提出一种电容式摇杆装置,其具有小体积、免校正的特性,以适用于各种可携式装置或穿戴式装置。
本发明提供一种电容式摇杆装置,包括基板、固定板、可动件、多个弹性元件、圆锥体以及操作杆。所述基板包括接地区及电容感测区。所述固定板包括第一透孔。所述可动件包括第二透孔。所述多个弹性元件对称地抵接于所述固定板与所述可动件之间。所述圆锥体设置于所述可动件与所述基板之间,并包括底面、顶点及外侧面。所述底面抵接于所述可动件。所述顶点设置于所述基板的所述接地区。所述外侧面对位于所述基板的所述电容感测区。所述操作杆从所述圆锥体的所述底面延伸而出并穿设于所述第一透孔及所述第二透孔内。
本发明还提供一种电容式摇杆装置,包括基板、固定板、圆锥体、弹性元件以及操作杆。所述基板包括接地区及电容感测区。所述固定板包括第一透孔并距离所述基板具有一个相对距离。所述圆锥体包括底面、顶点及外侧 面。所述顶点设置于所述基板的所述接地区。所述外侧面对位于所述基板的所述电容感测区。所述弹性元件设置于所述固定板与所述圆锥体的所述底面之间。所述操作杆从所述圆锥体的所述底面延伸而出并可活动地穿过所述弹性元件及所述固定板的所述第一透孔。
本发明还提供一种电容式摇杆装置,包括基板、固定板、圆锥体、至少一个弹性元件以及操作杆。所述基板包括接地区及电容感测区。所述固定板包括第一透孔及侧墙,其中,所述侧墙朝向所述基板延伸并结合于所述基板,用以维持所述基板与所述固定板的相对距离。所述圆锥体包括底面、顶点及外侧面。所述顶点设置于所述基板的所述接地区。所述外侧面对位于所述基板的所述电容感测区。所述至少一个弹性元件设置于所述固定板与所述圆锥体的所述底面之间。所述操作杆从所述圆锥体的所述底面延伸而出并穿过所述固定板的所述第一透孔,其中,所述至少一个弹性元件用以当所述操作杆受外力时,施予所述圆锥体的所述底面回复力。
一个实施方式中,所述至少一个弹性元件可直接地抵接于所述圆锥体的所述底面,或透过可动件间接地抵接于所述圆锥体的所述底面。
本发明所提出的摇杆装置除可避免重新校正的问题外,还具有可于同一方向输出不同强度值的优点,同时由于具有力回馈(forcefeedback)单元,其杆体在外力消除时会自动回复至原始位置,因此装置本体不需占用大操作面积。
为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显,下文将配合所附图示,详细说明如下。此外,在本发明的说明中,相同的构件以相同的符号表示,在此先述明。
附图说明
图1为本发明一个实施方式的电容式摇杆装置的剖视图。
图2为本发明一个实施方式的电容式摇杆装置的操作示意图。
图3为本发明一个实施方式的电容式摇杆装置的另一操作示意图。
图4为本发明一个实施方式的基板的接地区及电容感测区的配置示意图。
图5为本发明另一个实施方式的电容式摇杆装置的剖视图。
图6A为本发明另一个实施方式的电容式摇杆装置的剖视图。
图6B为图6A的电容式摇杆装置的操作示意图。
图7为图6A的电容式摇杆装置的分解图。
图8A为本发明另一个实施方式的电容式摇杆装置的剖视图。
图8B为图8A的电容式摇杆装置的操作示意图。
图9为图8A的电容式摇杆装置的分解图。
图10为本发明另一个实施方式的电容式摇杆装置的剖视图。
附图标记说明
1电容式摇杆装置
11基板
111接地区
113电容感测区
13固定板
131第一透孔
15可动件
151第二透孔
171、172弹性元件
18固定杆
191圆锥体
1911圆锥体的底面
1913圆锥体的顶点
1915圆锥体的外侧面
192操作杆
9手指
具体实施方式
参照图1所示,其为本发明一个实施方式的电容式摇杆装置1的剖视图。所述电容式摇杆装置1利用互感电容(mutualcapacitance)感测原理或自感电容(selfcapacitance)感测原理,并搭配弹性元件作为力回馈(forcefeedback)单元,以实现具有力回馈的电容式摇杆装置。
所述电容式摇杆装置1包括基板11、固定板13、可动件15、多个弹性元件(例如,图1的剖视图仅显示两个弹性元件171、172,实际数目并不以此为限)、圆锥体191及操作杆192;其中,所述固定板13指相对所述基板11为不可动(non-movable),而所述可动件15指相对所述基板11为可动(movable)。
所述基板11例如可以是印刷电路板(PCB)或印刷电路板装配(PCBA),其具有上表面用以设置组件。所述基板11的上表面形成有接地区111及电容感测区113,例如,图4显示一种基板11的接地区111及电容感测区113配置的实施方式。必须说明的是,图4中所述接地区111及所述电容感测区113的范围及比例仅用以说明,并非用以限定本发明。所述接地区111连接至系统地电压(systemground)。
一个实施方式中,所述电容感测区113内具有至少一个驱动电极(例如图4图示的Ed)以及至少一个感测电极(例如图4图示的Es),以在其之间形成互感电容。因此,当导体(本说明中指所述圆锥体191或所述圆锥体的外侧面1915)接近所述电容感测区113时,则会影响互感电容,既而产生感测 信号,例如电压变化信号或电流变化信号。互感式电容感测装置感测接近导体的原理已为公知,故在此不再赘述。
另一个实施方式中,所述电容感测区113内具有至少一个感测电极,用以与系统接地形成自感电容。因此,当所述圆锥体191(本实施方式中为导体或至少靠近所述圆锥体的外侧面1915为导体)接近所述电容感测区113时,则会影响自感电容,既而产生感测信号,例如电压变化信号或电流变化信号。自感式电容感测装置感测接近导体的原理已为公知,故在此不再赘述。
又一个实施方式中,所述电容感测区113内具有至少一个感测电极,且所述圆锥体191内具有至少一个驱动电极相对所述至少一个感测电极;其中,所述至少一个感测电极及所述至少一个驱动电极还可相反配置。因此,当所述圆锥体191接近所述电容感测区113时,则会影响电极间距而改变其之间的电容值,既而产生感测信号,例如电压变化信号或电流变化信号。本实施方式中,所述圆锥体191并非导体,而于其内设置所述至少一个感测电极或所述至少一个驱动电极。
所述固定板13可为导电或不导电的适当材质,并无特定限制,例如塑料材质、玻璃材质或金属材质,其距离所述基板11具有一固定距离。一个实施方式中,所述固定板13可透过多个固定杆(fixedlever)18维持与所述基板11之间的所述固定距离;其中,所述多个固定杆18可利用适当方式固定于所述基板11及所述固定板13,例如利用螺栓及螺帽进行固定,但并不以此为限。其它实施方式中,所述多个固定杆18还可利用黏胶接合(adhesive)、卡接(plug-in)、焊接(soldering)或嵌入(inserting)等方式,并无特定限制。所述多个固定杆18优选对称地设置并距离所述固定板13中央预设距离,优选地可对称地设置于所述固定板13的边缘附近,以维持平衡。一个实施方式中,若所述固定板13呈矩形,所述多个固定杆18可设置于4个角落,但并不以此为限,只要能稳定地维持所述基板11与所述固定板13之间的相对距离即 可,并无特定限制。此外,所述固定板13具有第一透孔131,以供所述操作杆192穿设于其之间。一个实施方式中,所述第一透孔131位于所述固定板13的中央,但并不以此为限。某些实施方式中,根据所述多个固定杆18与所述固定板13的结合方式,所述固定板13可还包括多个定位孔以供所述多个固定杆18穿设而过。
所述可动件15可为不导电或导电的适当材质,例如塑料材质、玻璃材质或金属材质,并无特定限制,其设置于所述固定板13及所述基板11之间,用以供所述多个弹性元件及所述圆锥体191分别抵接(pressagainst)于其相对的两个表面,藉以形成力回馈的媒介(举例详述在后)。一个实施方式中,所述可动件15的形状大致对应于所述固定板13,但并不以此为限。其它实施方式中,所述可动件15可以为适当形状,只要其一部分能够供所述多个弹性元件171、172抵接且另一部分可供所述圆锥体191抵接即可。一个实施方式中,所述可动件15可具有多个定位孔,供用以固定所述基板11及所述固定板13相对距离的多个固定杆18活动地穿过;其中,所述多个固定杆18用以在所述操作杆192被施予外力时维持所述可动件15与所述固定板13的相对位置。此外,所述可动件15具有第二透孔151,以供所述操作杆192穿设于其之间。一个实施方式中,所述第二透孔151位于所述可动件15的中央,但并不以此为限,只要所述可动件15的第二透孔151对位于所述固定板13的第一透孔131即可。
所述多个弹性元件171、172对称地设置于所述固定板13与所述可动件15之间。一个实施方式中,所述多个弹性元件171、172例如为弹簧,其抵接(pressagainst)于所述固定板13与所述可动件15之间,但并不以此为限。所述多个弹性元件171、172还可为其它弹性体,例如橡胶。一种实施方式中,为了固定所述多个弹性元件171、172的位置,用以固定所述基板11及所述固定板13的相对距离的多个固定杆18可活动地穿过所述多个弹性元件 171、172(例如设置于其中),以致于当所述多个弹性元件171、172受到挤压时不致于产生横向位移。其它实施方式中,所述多个弹性元件171、172的两端可分别固定于所述固定板13与所述可动件15上,只要在操作时不致发生横向位移即可。此外,所述多个弹性元件171、172的数目及设置位置可根据所述固定板13及所述可动件15的形状决定,例如当所述固定板13及所述可动件15均呈矩形时,多个弹性元件可设置于所述矩形的四个角落,但并不以此为限。本发明中,由于弹性元件用以提供力回馈,因此所述弹性元件还可为整个弹性材料设置于所述固定板13与所述可动件15之间(如图5的弹性材料17),并不一定要同时设置多个弹性元件;其中,所述弹性材料同样具有透孔以供所述操作杆192穿过。其它实施方式中,所述多个弹性元件还可设置于所述固定板13上面对所述操作杆192的一侧或形成于所述操作杆192上面对所述固定板13的一侧(即位于所述第一透孔131内以横向设置),只要于所述操作杆192受到推动时能提供力回馈即可,并无特定限制。
所述圆锥体(cone)191设置于所述可动件15与所述基板11之间,作为产生电容感应机制以及支撑操作杆192的组件。所述圆锥体191包括底面(base)1911、顶点(vertex)1913及外侧面(lateralsurface)1915。所述底面1911的至少一部分抵接于所述可动件15的表面。所述顶点1913设置于所述基板11的所述接地区111上,以作为支撑支点。由于所述圆锥体191为导电材质,所述圆锥体191还透过所述顶点1913电性连接至系统接地。所述外侧面1915的至少一部分则对位于所述基板11的所述电容感测区113,并与所述电容感测区113间具有夹角。当所述操作杆192未被施予外力时,所述夹角各处大致相等。因此,根据所述圆锥体191的形状,所述外侧面1915的中央部分较靠近所述电容感测区113而所述外侧面1915的边缘部分较远离所述电容感测区113。必须说明的是,虽然图1中显示所述底面1911呈平面以在原始状态时均匀地抵接于所述可动件15的表面,但本发明并不以此为限。其它 实施方式中,所述底面1911可为曲面或设置有突起,只要能于所述操作杆192受到外力时推动(pushagainst)所述可动件15即可。
其它实施方式中,所述圆锥体191的底面1911及外侧面1915可为不连续的面,例如从所述圆锥体191中央向外延伸出多个延伸结构,且所述多个延伸结构对应于所述电容感测区113的电极而设置。
所述操作杆192从所述圆锥体191的所述底面1911延伸而出,例如垂直地延伸而出,并依序穿过所述第二透孔151及所述第一透孔131,其突出于所述固定板13的部分用以供使用者推动以作为操作端。一个实施方式中,所述操作杆192与所述圆锥体191一体成型,因此所述操作杆192还可为导电材质。另一个实施方式中,所述操作杆192与所述圆锥体191分别制作并相互结合,例如利用锁固(securing)或嵌入的方式,并无特定限制,只要所述操作杆192能够固定于所述圆锥体191即可。换句话说,本实施方式中,所述操作杆192可为导体或非导体,并无特定限制。可以了解的是,所述第一透孔131及所述第二透孔151的直径优选大于所述操作杆192的横截面直径,以使所述操作杆192能够被横向推动;其中,可根据所述基板10与所述圆锥体191的外侧面1915之间的夹角(或所述外侧面1915的倾斜角)决定所述第一透孔131及所述第二透孔151的尺寸。一个实施方式中,所述操作杆192可设置成靠近所述圆锥体191的一端较粗,而远离所述圆锥体191的操作端较细,且所述第一透孔131与所述第二透孔151可具有不同的直径。
参照图2及图3所示,其为所述电容式摇杆装置1的操作示意图。当手指9施予所述操作杆192的操作端外力时,例如图2显示手指9朝向图中右侧推动所述操作杆192的操作端,以所述圆锥体191的所述顶点1913为支点,所述操作杆192及所述圆锥体191向右产生倾斜。此时,所述圆锥体191的所述底面1911(例如图中左侧)则向上推动所述可动件15,而同时挤压所述弹性元件171并拉伸所述弹性元件172(此时所述多个弹性元件的两端分别固 定于所述固定板13及所述可动件15),因此,所述多个弹性元件171、172则同时施予所述圆锥体191的所述底面1911回复力。同时,所述圆锥体191的所述外侧面1915(例如图中右侧)则开始接近所述电容感测区113而开始产生电容变化信号,其被传送至与所述基板11所耦接的处理单元(未图示)。
当所述电容变化信号大于预设门坎值时,所述处理单元则开始发出控制信号,例如光标位移信号以相对控制光标动作;其中,所述控制信号还可用以作为其它控制参数,并不限定为光标位移量。所述预设门坎值的数值可决定所述电容式摇杆装置1的灵敏度。当所述预设门坎值较低时,使用者仅须推动所述操作杆192较小角度即可产生控制信号;反之,当所述预设门坎值较高时,所述操作杆192则须被推动较大角度。
当所述手指9进而推动所述操作杆192的操作端至所述外侧面1915大致接触所述电容感测区113(例如接触所述电容感测区113上方的介电层或保护层)时,如图3所示,则产生最大电容值变化。当所述手指9的外力移除时,所述多个弹性元件171、172给予所述可动件15的回复力将使所述圆锥体191及所述操作杆192回复至平衡位置。藉此,在不同外力下可产生不同电容值变化,因此可相对产生不同输出量。此外,不同推动方向会导致不同位置的感测电极(例如图4的Es)输出电容变化信号,以决定输出量的方向。
必须说明的是,如上所述,所述弹性元件171被挤压,而同时所述弹性元件172被拉伸(stretch),但本发明并不以此为限。当所述多个弹性元件171及172的一端并未固定于所述可动件15时,推动所述操作杆192可仅压缩部分弹性元件而不会拉伸其它弹性元件,视所述多个弹性元件的设置方式而定。
参照图6A~图6B及图7所示,图6A为本发明另一个实施方式的电容式摇杆装置2的剖视图;图6B为图6A的操作示意图;图7为图6A的分解图。所述电容式摇杆装置2包括基板21、固定板23、可动件25、多个弹性 元件(例如图7显示四个弹性元件27,实际数目并不以此为限)、圆锥体291以及操作杆292;其中,所述固定板23指相对所述基板21为不可动而所述可动件25指相对所述基板21为可动。
本实施方式中,所述基板21同样包括接地区211及电容感测区213,例如图4所示;其中,所述接地区211连接至系统地电压。所述基板11同样可为印刷电路板或印刷电路板装配。另一个实施方式中,所述电容式摇杆装置2可还包括支撑件22设置于所述接地区211或直接作为所述接地区211,用以支撑所述圆锥体291的支点。所述支撑件22可利用适当方式结合于所述基板21,例如黏胶接合、卡接、焊接或嵌入等方式,并无特定限制,只要能稳固地结合于所述基板21即可。
所述固定板23可为导电或不导电的适当材质,并无特定限制,例如塑料材质、玻璃材质或金属材质,其包括侧墙232,该侧墙232朝向所述基板21延伸以形成内部空间,且所述内部空间容纳所述可动件25、所述多个弹性元件27及所述圆锥体291。本实施方式中,所述固定板23的所述侧墙232结合于所述基板21,用以维持所述基板21与所述固定板23的相对距离;其中,所述侧墙232可利用适当方式结合于所述基板21,例如透过黏胶接合、卡接、焊接或嵌入等方式,并无特定限制,例如图7显示所述侧墙232包括多个卡榫(latch)233,以插入所述基板21上的多个插孔以进行固定。所述固定板23同样包括第一透孔231供所述操作杆292穿过。
所述可动件25可为不导电或导电的适当材质,例如塑料材质、玻璃材质或金属材质,并无特定限制,其设置于所述固定板23与所述基板21之间,用以供所述多个弹性元件27及所述圆锥体291分别抵接于其相对的两个表面,藉以形成力回馈的媒介。一个实施方式中,所述可动件25可具有多个定位孔,供多个紧扣件(fasteningmember)26将所述可动件25锁附于所述固定板23。所述可动件25距离所述固定板23一预设距离,以于所述预设距离 间设置所述多个弹性元件27。本实施方式中,所述多个紧扣件26例如可为螺栓,用以活动地穿过所述多个弹性元件27,以将所述多个弹性元件27锁附于所述固定板23与所述可动件25之间,但并不以此为限,所述多个紧扣件26还可如图1所示为多个固定杆,其一端固定于所述固定板23,而另一端用以维持所述可动件25与所述固定板23之间的预设距离。所述可动件25同样包括第二透孔251供所述操作杆292穿过。
同理,本实施方式中所述多个弹性元件27对称地设置于所述固定板23与所述可动件25之间,用以在所述操作杆292受外力时,提供回复力。必须说明的是,图7中虽显示所述多个弹性元件27为弹簧,但其并非用以限定本发明,其它实施方式中,所述多个弹性元件27可为其它弹性体所形成,例如橡胶。
此外,为增加使用者经验,所述电容式摇杆装置2可还包括手柄盖(handlecap)24,结合于所述操作杆292的操作端,例如所述手柄盖24可具有圆顶结构(domestructure);其中,所述手柄盖24可与所述操作杆292一体成型,或透过黏胶接合、卡接、焊接或嵌入等方式结合于所述操作杆292,并无特定限制。必须说明的是,根据不同实施方式,所述手柄盖24可不予实施。
所述圆锥体291设置于所述可动件25与所述基板21之间,作为产生电容感应机制以及支撑操作杆292的组件。所述圆锥体291包括底面2911、顶点2913及外侧面2915。所述底面2911的至少一部分抵接于所述可动件25的表面。所述顶点2913可直接设置于所述基板21的接地区211上,以作为支撑支点,如图1至图3所示。一个实施方式中,所述圆锥体291的顶点2913包括球状突起以作为支点,所述支撑件22包括圆槽用以容纳所述圆锥体291的所述顶点2319的球状突起,以利于所述圆锥体291相对所述基板21进行摇摆。
所述操作杆292从所述圆锥体291的所述底面2911延伸而出,例如垂 直地延伸而出,并依序穿过所述第二透孔251及所述第一透孔231,其突出于所述固定板23的部分用以供使用者推动,以作为操作端或与所述手柄盖24结合。如前所述,所述操作杆292可以适当方式结合于所述圆锥体291的底面2911。所述操作杆292的设置方式类似于图1至图3,故在此不再赘述。
如图6B所示,同样地,当手指9提供外力推动所述操作杆292的操作端时,所述可动件25则受到所述圆锥体291的所述底面2911的推力而挤压所述多个弹性元件27。当所述外力移除时,所述多个弹性元件27透过所述可动件25给予所述圆锥体291的所述底面2911回复力,而使得所述圆锥体291回复至平衡状态。本实施方式与图1至图3实施方式的差异在于,本实施方式中所述固定板23为罩体(coverbody)的顶面,并透过侧墙232维持与所述基板21的相对距离,且所述罩体的内部空间用以容纳所述可动件25、所述多个弹性元件27及所述圆锥体291;而图1至图3的实施方式中,所述固定板23透过多个固定杆18维持与所述基板11的相对距离。
参照图8A、图8B及图9所示,图8A为本发明另一个实施方式的电容式摇杆装置3的剖视图;图8B为图8A的操作示意图;图9为图8A的分解图。所述电容式摇杆装置3包括基板31、固定板33、弹性元件37、圆锥体391以及操作杆392;其中,所述固定板33指相对所述基板31具有固定的相对距离。
本实施方式中,所述基板31同样包括接地区311及电容感测区313,如图4所示;其中,所述接地区311连接至系统地电压。另一个实施方式中,所述电容式摇杆装置3可还包括支撑件32设置于所述接地区311或直接作为所述接地区311,用以支撑所述圆锥体391的支点。所述支撑件32可利用适当方式结合于所述基板31,例如黏胶接合、卡接、焊接或嵌入等方式,并无特定限制。
所述固定板33可为导电或不导电的适当材质,并无特定限制,例如塑料材质、玻璃材质或金属材质,其包括侧墙332,该侧墙332朝向所述基板31延伸以形成内部空间,且所述内部空间容纳所述弹性元件37及所述圆锥体391。本实施方式中,所述固定板33的侧墙332结合于所述基板31,用以维持所述基板31与所述固定板33的相对距离;其中,所述侧墙332可利用适当方式结合于所述基板31,例如透过黏胶接合、卡接、焊接或嵌入等方式,并无特定限制,例如图9显示所述侧墙332包括多个插脚333,以插入所述基板31上的多个插孔并利用焊接固定。所述固定板33同样包括第一透孔331供所述操作杆392穿过。
同理,为增加使用者经验,所述电容式摇杆装置3可还包括手柄盖34结合于所述操作杆392的操作端,例如所述手柄盖34可具有圆顶结构;其中,所述手柄盖34可与所述操作杆392一体成型,或透过黏胶接合、卡接、焊接或嵌入等方式结合于所述操作杆392,并无特定限制。必须说明的是,根据不同实施方式,所述手柄盖34可不予实施。
所述圆锥体391用作为产生电容感应机制以及支撑操作杆392的组件。所述圆锥体391包括底面3911、顶点3913及外侧面3915。所述顶点3913可直接设置于所述基板31的接地区311上,以作为支撑支点,如图1至图3所示。一个实施方式中,所述圆锥体391的顶点3913包括球状突起以作为支点,所述支撑件32包括圆槽用以容纳所述圆锥体331的所述顶点3319的球状突起,以利于所述圆锥体331相对所述基板31进行摇摆。
所述操作杆392从所述圆锥体391的所述底面3911延伸而出,例如垂直地延伸而出,并可活动地穿过所述弹性元件37及所述固定板33的所述第一透孔331,其突出于所述固定板23的部分用以供使用者推动,以作为操作端或与所述手柄盖24结合。如前所述,所述操作杆292可以适当方式结合于所述圆锥体291的所述底面2911。所述操作杆292的设置方式类似于图1 至图3,故在此不再赘述。
本实施方式中,所述弹性元件37设置于所述固定板33与所述圆锥体391的所述底面3911之间,用以在所述操作杆392受外力时,提供回复力。必须说明的是,图9中虽显示所述弹性元件37为弹簧,但其并非用以限定本发明,其它实施方式中,所述弹性元件37可为其它弹性体所形成,例如橡胶。
此外,为了限定所述弹性元件37的横向位置,所述圆锥体391的所述底面3911上可另形成有至少一个定位突起3917,且所述弹性元件37设置于所述定位突起3917内部。例如一个实施方式中,所述定位突起3917环状地形成于圆锥体391的所述底面3911的周缘,以形成环墙(ringwall)。其它实施方式中,可对称地形成多个定位突起3917于所述底面3911的周缘附近,同样可达成限定所述弹性元件37的横向位置的目的。
如图8B所示,同样地,当手指9提供外力推动所述操作杆392时,所述圆锥体391的底面3911直接挤压所述弹性元件37。当所述外力移除时,所述弹性元件37直接给予所述圆锥体391的所述底面3911回复力而使得所述圆锥体391回复至平衡状态。本实施方式与图6A至图6B实施方式的差异在于,本实施方式中仅包括弹性元件37直接设置于所述固定板33与所述圆锥体391的所述底面3911之间;而图6A至图6B的实施方式中,多个弹性元件27透过可动件25间接地对所述圆锥体291的所述底面2911施予回复力。
参照图10所示,其为本发明另一个实施方式的电容式摇杆装置4的剖视图。本实施方式与图1至图3不同之处在于,本实施方式中仅包括弹性元件47抵接于所述固定板43与所述可动件45之间,且所述操作杆492可活动地穿过所述弹性元件47,而图1至图3利用多个弹性元件抵接于所述固定板43与所述可动件45之间。此外,为了固定所述弹性元件47的横向位置, 所述可动件45上可另设置至少一个定位突起452,且所述弹性元件47设置于所述定位突起452内。所述定位突起452同样可形成环墙或多个位于对称位置的突起,并无特定限制。本实施方式的其它部分则如同图1至图3,故在此不再赘述。
必须说明的是,虽然图10中显示多个固定杆48用以维持所述基板41与所述固定板43的所述相对距离,且所述可动件45包括多个定位孔供所述多个固定杆48可活动地穿过并设置于所述弹性元件47与所述圆锥体491的所述底面4911之间,然其并非用以限制定本发明。其它实施方式中,图10中的所述可动件45可不予实施,所述弹性元件47可直接抵接于所述固定板43与所述圆锥体491的所述底面4911之间(如图8A至图8B所示),此时,所述圆锥体491的所述底面4911可设置至少一个定位突起以限定所述弹性元件47的横向位置。
必须说明的是,虽然图2至图3中显示手指9直接给予所述操作杆192外力,其并非用以限定本发明,图1至图3及图10中,操作杆还可另设置圆顶状手柄盖(如图6A至图6B及图8A至图8B图所示),以增加使用者经验。
必须说明的是,上述各实施方式中所示的至少一个弹性元件的设置方式并非用以限定本发明,只要所述至少一个弹性元件抵接于固定板与圆锥体的底面之间,以能够当操作杆受外力时,所述至少一个弹性元件施予圆锥体的底面回复力即可。例如,所述至少一个弹性元件直接地抵接于圆锥体的底面(如图8A至图8B所示),或透过可动件间接地抵接于圆锥体的底面(如图1至图3、图5、图6A至图6B及图10所示)。
必须说明的是,上述各实施方式中,圆锥体均以单纯的圆锥体为例行说明,然本发明并不以此为限。例如,图8A及图8B的实施方式中,所述圆锥体391的中央部分可配置有突起部以使所述弹性元件37的一端可容纳于 所述突起部与所述定位突起3917之间,以利于限制所述弹性元件37的横向位置。换句话说,本发明中圆锥体的细微结构可根据所需应用而定,只要至少包括顶点作为支点、倾斜面用以当圆锥体倾斜时改变电容感测区的感应电容以及底面具有至少一部分用以抵接于可动件或直接抵接于弹性元件即可,并无特定限制。
此外,所述多个电容感测区213、313、413及所述多个圆锥体291、391、491中的电极配置类似于第一实施方式的电容感测区113及圆锥体191,故在此不再赘述。相对于所述多个圆锥体291、391的材质,所述多个支撑件22、32可为导体或非导体。
必须说明的是,上述各实施方式中,操作杆以单纯的杆体为例进行说明,然本发明并不以此为限。为了增加结构强度,操作杆可配置成靠近圆锥体的一端具有较大的半径;或者为了套设所述手柄盖,操作杆可配置成靠近操作端的一端具有较小的半径,并不限定于上述各实施方式中所揭露者。
综上所述,由于公知机械式摇杆具有相当的高度,故不适用于可携式装置或穿戴式装置。因此,本发明另提供一种电容式摇杆装置(图1至图3、图5、图6A至图6B、图8A至图8B及图10),其透过电容感应机制产生控制信号并搭配弹性元件提供力回馈,具有小体积而可适用于可携式装置或穿戴式装置。
虽然本发明已以前述实施方式揭示,然其并非用以限定本发明,任何本发明所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种更动与修改。因此本发明的保护范围当视前述的权利要求范围所界定者为准。

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