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CN102369502A - 触摸式传感器装置 - Google Patents

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CN102369502A
CN102369502A CN2009801584676A CN200980158467A CN102369502A CN 102369502 A CN102369502 A CN 102369502A CN 2009801584676 A CN2009801584676 A CN 2009801584676A CN 200980158467 A CN200980158467 A CN 200980158467A CN 102369502 A CN102369502 A CN 102369502A
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CN
China
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touch
channel
reference signal
touch sensor
sensor device
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CN2009801584676A
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English (en)
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李济赫
郑德暎
郑镇禹
张世银
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ABAKBAK SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
ABAKBAK SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
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Publication date
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Abstract

一种触摸式传感器装置包括：第一触摸板，每一个藉由多个桥接连接第一长条形触摸图案及第二长条形触摸图案且依第一方向排列，第一长条形触摸图案分别在其反向的末端连接第一及第二信道，第二长条形触摸图案分别在其反向的末端连接第三及第四信道；第二触摸板，每一个分别在其反向的末端连接第五及第六信道且依垂直于第一方向的第二方向排列；以及触摸式传感器，依序施加参考信号至第一触摸板的第二及第四信道，利用随着触摸物体的触摸位置而变动的电阻值及电容值来进行电阻式及电容式触摸感测，且产生对应于触摸位置的触摸位置数据。

Description

触摸式传感器装置
技术领域
本发明涉及一种触摸式传感器装置(touch sensor device)，尤其涉及一种能够检测触摸物体所触摸的触摸板(touch pad)上的电阻值及电容值变化且能够测定触摸物体的触摸位置的触摸式传感器装置。
背景技术
触摸板是各种数据输入装置当中一种。在触摸板中，多个检测点排列在矩阵(matrix)形式的平面上，并且经由检测点检测使用者所按的位置及触摸位置所移动的方向。因此，触摸板被广泛地用以取代鼠标。触摸板包括各种类型，例如电开关(electric switches)排列在平面上的类型，或是电容式传感器(capacitor type sensors)、电阻式传感器(resistor type sensors)、表面波传感器(surface wave sensors)或光学传感器(optical sensors)排列在平面上的类型。在这些当中，为了调整膝上型计算机(laptop computer)的光标(cursor)的位移，因此广泛地使用包含电容式传感器的触摸板的触摸面板(touch panel)。这种触摸面板的结构是其表面覆盖一层底下依规则的区间排列纵向线及横向线的绝缘层。在纵向线与横向线之间存在电容做为等效电路。每一条横向线当作第一信道(channel)，且每一条纵向线当作一第二信道。
当例如手指的一种导电物体触摸感测表面时，在此纵向线及横向线检测到的电容值不同于在未触摸的纵向线及横向线检测到的电容值。例如，施加电压信号至横向线，且由纵向线读出感应电压。藉此，可检测到电容变化，因而可获得感测表面的触摸位置。
电阻式二维矩阵(2D matrix)触摸面板是另一种触摸面板，其结构是导电的导体排列在两层膜上，此两层膜之间配置微小区间的空间。因此，在正常情况下不会发生短路。然而，当使用者利用他/她的手指按触摸面板的预定触摸区域时，将短接两层触摸区域之间的导体，并且检测短路位置的电位或电流以识别触摸坐标。
此时，可产生指示两层间的导体(例如导电棒)是否短路的双态信号，亦即在多点触摸(multi-touch)电阻式触摸面板中产生开/关(on/off)信号。许多双态信号分布于与手指一样宽的触摸区域的周围，所以可测定特定的触摸区域的坐标。
这种触摸面板最近已经被安装且使用于例如行动电话(mobile phones)、个人数手助理(personal digital assistants，PDAs)、可携式多媒体播放机(portablemultimedia players，PMPs)、膝上型计算机以及车用导航系统(car navigationsystems)的可携式通讯设备以及例如厨房设备或增湿器(humidifiers)的家用电器。
发明内容
本发明是有关于一种能够识别电阻式多点触摸及电容式多点触摸两者且能够多样化触摸图案的触摸式传感器装置。
本发明的一实施例提供一种触摸式传感器装置，包括：多个第一触摸板，每一个藉由多个桥接(bridges)连接第一长条形触摸图案(bar-type touch pattern)及第二长条形触摸图案且依第一方向排列，第一长条形触摸图案具有多个狭缝(slits)且分别在其反向的末端连接第一信道及第二信道，第二长条形触摸图案分别在其反向的末端连接第三信道及第四信道；多个第二触摸板，每一个分别在其反向的末端连接第五信道及第六信道且依垂直于第一方向的第二方向排列；以及触摸式传感器，依序施加参考信号(reference signals)至每一个第一触摸板的第二信道及第四信道，利用随着触摸物体的触摸位置而变动的电阻值及电容值来进行电阻式触摸感测及电容式触摸感测，并且产生对应于触摸位置的触摸位置数据(touch location data)。
本发明的另一实施例提供一种触摸式传感器装置，包括：多个第一触摸板，每一个在其反向的末端连接第一信道及第二信道，依第一方向减少其面积，并且依垂直于第一方向的第二方向排列；多个第二触摸板，每一个与第一触摸板的每一个配对，在其反向的末端连接第三信道及第四信道，依第一方向增加其面积，并且依第二方向排列，第三信道及第四信道排列在与第一触摸板的平面相同的平面上；多个第三触摸板，每一个在其反向的末端连接第五信道及第六信道，依第二方向以长条形触摸图案延伸，并且依第一方向排列，第五信道及第六信道排列在与第一触摸板及第二触摸板的平面不同的平面上；以及触摸式传感器，依序施加参考信号至第一信道及第四信道或第二信道及第三信道，利用随着触摸物体的触摸位置而变动的电阻值及电容值来进行电阻式触摸感测及电容式触摸感测，并且产生对应于触摸位置的触摸位置数据。
本发明的又一实施例提供一种触摸式传感器装置，包括：多个第一触摸板，每一个具有依第一方向排列的多个触摸图案，依垂直于第一方向的第二方向排列，并且在其反向的末端连接第一信道及第二信道；多个第二触摸板，每一个在其反向的末端连接第三信道及第四信道，依第二方向延伸，并且依第一方向排列；以及触摸式传感器，施加参考信号至每一个第一触摸板的一端以接收每一个第一触摸板的另一端所输出的第一延迟参考信号，施加参考信号至每一个第一触摸板的另一端以接收每一个第一触摸板的一端所输出的第二延迟参考信号，利用参考信号与第一延迟参考信号之间的延迟时间差以及参考信号与第二延迟参考信号之间的延迟时间差进行电阻式触摸感测及电容式触摸感测，并且产生对应于触摸物体的触摸位置的触摸位置数据。
基于上述，本发明的触摸式传感器装置可执行电阻式触摸感测功能的高分辨率触摸感测以及电容式触摸感测功能的低分辨率触摸感测，同时检测触摸物体的两个或更多个触摸位置，并且不论噪声或偏移为何都可精确地获得触摸位置。
附图说明
图1是依照本发明的第一实施例的一种具有电阻式多点触摸感测功能及电容式触摸感测功能的触摸式传感器装置的结构的示意图。
图2绘示图1的触摸面板100的上板材120的第一触摸板Py1，其中图2(a)是放大图且图2(b)是等效电路图。
图3是依照本发明的第二实施例的一种具有电阻式多点触摸感测功能及电容式触摸感测功能的触摸式传感器装置的结构的示意图。
图4是依照本发明的第三实施例的一种具有电阻式多点触摸感测功能及电容式触摸感测功能的触摸式传感器装置的结构的示意图。
图5是依照本发明的第四实施例的一种具有电阻式多点触摸感测功能及电容式触摸感测功能的触摸式传感器装置的结构的示意图。
图6是依照本发明的第五实施例的一种具有电阻式多点触摸感测功能及电容式触摸感测功能的触摸式传感器装置的结构的示意图。
图7是依照本发明的第六实施例的一种具有电阻式多点触摸感测功能及电容式触摸感测功能的触摸式传感器装置的结构的示意图。
图8是依照本发明的第七实施例的一种具有五线电阻式多点触摸感测功能及电容式触摸感测功能的触摸式传感器装置的结构的示意图。
图9是依照本发明的第八实施例的一种具有五线电阻式多点触摸感测功能及电容式触摸感测功能的触摸式传感器装置的结构的示意图。
【主要组件符号说明】
100、200、300、400、500、600、700、800：触摸面板
120、220、320、420、520、620、720、820：上板材
140、240、340、440、540、640、740、840：下板材
160、260、360、460、560、660、760、860：触摸式传感器
a1、a2：右侧信道
a11、a21、a81：第一右侧信道
a12、a22、a82：第二右侧信道
b1、b2、b8、b14：上信道
BR1、BR2：桥接
c1、c2：左侧信道
c11、c21、c81：第一左侧信道
c12、c22、c82：第二左侧信道
CL1_1～CL1_7、CL2_1～CL2_7：连接线组
d1、d2、d8、d14：下信道
in11/out12、in21/out22、in71/out72、in81/out82、in121/out122、in131/out132、in141/out142：第一参考信号输入/输出脚位
m1、m2、m8、m12、m14：主信道线
out11/in12、out21/in22、out71/in72、out81/in82、out121/in122、out131/in132、out141/in142：第二参考信号输入/输出脚位
P1、P2、Pn：电容感测式触摸板
P1_1～P1_8、P1_1～P1_n、P2_1～P2_8、P2_1～P2_n、P7_1～P7_n、P8_1～P8_n、P12_1～P12_8、P13_1～P13_n、P14_1～P14_n：第一触摸板组
Pa11及Pa12、Pa21及Pa22、Pa81及Pa82、Pb11及Pb12、Pb21及Pb22、Pb81及Pb82、Py11及Py12、Py21及Py22、Py81及Py82：第一触摸板对
Px1、Px2、Px8、Px14：第二触摸板
Py1、Py2、Py8：第一触摸板
R1、R2、Rn：电阻器
SL1、SL2：狭缝
TP1～TP4：长条形触摸图案
TS_OUT：触摸位置数据
<a11:a81>：多个第一右侧信道
<a12:a82>：多个第二右侧信道
<b1:b8>、<b1:b14>：多个上信道
<c11:c81>：多个第一左侧信道
<c12:c82>：多个第二左侧信道
<d1:d8>、<d1:d14>：多个下信道
具体实施方式
现在将参考附图更详细地说明依照本发明的实施例的触摸式传感器装置及其点坐标的测定方法。
图1是依照本发明的第一实施例的一种具有电阻式多点触摸感测功能及电容式触摸感测功能的触摸式传感器装置的结构的示意图。触摸式传感器装置包括触摸面板100及触摸式传感器160。触摸面板100包括：上板材(uppersheet pad)120；多个第一触摸板Py1、Py2等等；多个第一左侧信道(left-handchannels)<c11:c81>；多个第二左侧信道<c12:c82>；多个第一右侧信道(right-hand channels)<a11:a81>；多个第二右侧信道<a12:a82>；下板材(lowersheet pad)140；多个第二触摸板Px1、Px2等等；多个上信道(upperchannels)<b1:b8>以及多个下信道(lower channels)<d1:d8>。
参照图1，上板材120具有依x轴方向延伸且依y轴方向排列的多个第一触摸板Py1、Py2等等，而下板材(sheet pad)140则具有依y轴方向延伸且依x轴方向排列的多个第二触摸板Px1、Px2等等。
在此，上板材120绘示成具有八个第一触摸板Py1、Py2至Py8，并且下板材140绘示成具有八个第二触摸板Px1、Px2至Px8。然而，上板材120及下板材140可分别具有如所需数量的第一触摸板及第二触摸板。
例如，上板材120的结构可以是仅具有一个第一触摸板(touch pad)。下板材140的结构可以是具有两个或更多个第二触摸板。
图2绘示图1的触摸面板100的上板材120的第一触摸板Py1，其中图2(a)是放大图且图2(b)是等效电路图。在绘示第一触摸板Py1的放大图图2(a)中，第一触摸板Py1包括第一长条形触摸图案TP1至第四长条形触摸图案TP4以及多个桥接BR1、BR2等等，并且在绘示第一触摸板Py1的等效电路图图2(b)中，第一触摸板Py 1包括多个电容感测式触摸板(capacitive sensing touchpads)P1、P2等等以及多个电阻器(resistors)R1、R2等等。
在此，为了便于理解，所以假设长条形触摸图案TP1至TP4的数目是四个。
在放大图图2(a)中，第一触摸板Py1的第一长条形触摸图案TP1至第四长条形触摸图案TP4的两端分别提供第一左侧信道c11及第二左侧信道c12与第一右侧信道a11及第二右侧信道a12。第一长条形触摸图案TP1至第四长条形触摸图案TP4藉由多个桥接BR1、BR2等互连。此连接在第一长条形触摸图案TP1至第四长条形触摸图案TP4之间提供多个狭缝SL1、SL2等。每一个狭缝SL1、SL2等的宽度必须小于触摸到触摸面板100的触摸笔(stylus)的尖端大小。同时，在电容式操作模式中，藉由桥接BR1、BR2等的数目测定触摸面板100的分辨率。
在等效电路图图2(b)中，第一触摸板Py1的第一长条形触摸图案TP1至第三长条形触摸图案TP3可用电容感测式触摸板P1、P2等予以取代，并且第四长条形触摸图案TP4串行地连接多个电阻器R1、R2至Rn。结果，第一触摸板Py1可用电阻器R1、R2至Rn分别与个别的电容感测式触摸板P1、P2等平行连接的电路予以取代。
在此，需要桥接BR1、BR2等的原因是为了藉由平行连接第四长条形触摸图案TP4的桥接之间的电阻器与第一长条形触摸图案TP1至第三长条形触摸图案TP3所导致的电阻器来增加电阻值，以便在例如手指的触摸物体触摸时利用电容感测式触摸板P1、P2等来进行电容式触摸感测操作。
以下将参考图1及图2说明依照本发明的第一实施例的具有电阻式多点触摸感测功能及电容式触摸感测功能的触摸式传感器装置的操作。
依照本发明的第一实施例的触摸面板100可同时识别电阻式多点触摸及电容式多点触摸。电阻式多点触摸利用触摸笔启用高分辨率触摸感测，并且电容式触摸利用手指启用低分辨率触摸感测。
若是电阻式多点触摸，则利用电阻变化而非电容变化来检测触摸位置。当使用者以触摸笔触摸触摸面板100时，触摸笔所按的上板材120的特定点将接触下板材140的点。以下，这种接触点将称为触摸点。此时，排列在上板材120上的每一个第一触摸板Py1、Py2等的第一长条形触摸图案TP1至第四长条形触摸图案TP4的两端将短接，以便把第一长条形触摸图案TP1至第四长条形触摸图案TP4当作一个图案。详细来说，第一长条形触摸图案TP1至第四长条形触摸图案TP4被设定为短接第一左侧信道<c11:c81>与第二左侧信道<c12:c82>且短接第一右侧信道<a11:a81>与第二右侧信道<a12:a82>。
触摸式传感器160经由第一右侧信道<a11:a81>及第二右侧信道<a12:a82>施加参考信号至上板材120的第一长条形触摸图案TP1至第四长条形触摸图案TP4，并且利用下板材140的上信道<b1:b8>依序连接此触摸式传感器的延迟节点(未绘示)，藉以接收输出信号。此外，触摸式传感器160利用下板材140的下信道<d1:d8>依序连接此触摸式传感器的延迟节点，藉以接收输出信号。第一长条形触摸图案TP1至第四长条形触摸图案TP4分别重复此程序。
其次，触摸式传感器160依序施加参考信号至下板材140的上信道<b1:b8>，并且利用上板材120的第一右侧信道<a11:a81>及第二右侧信道<a12:a82>依序连接延迟节点，藉以接收输出信号。此外，触摸式传感器160利用上板材120的第一左侧信道<c11:c81>及第二左侧信道<c12:c82>依序连接延迟节点，藉以接收输出信号。每一个上信道<b1:b8>重复此程序。
以此方式，触摸式传感器160针对每一种状况测量输出信号的延迟时间，利用测量结果计算电阻值，然后藉由这些电阻值计算触摸位置的坐标。
同时，依照本发明的第一实施例的触摸式传感器装置的结构是上板材120及/或下板材140具有多点触摸板。因此，当两个或更多个触摸位置同时发生在触摸面板100上时，触摸式传感器装置可感测这些触摸位置。
例如，当上板材120具有一个触摸板而下板材140具有两个触摸板且两个触摸位置同时发生时，触摸式传感器装置可依序施加参考信号至两个触摸板，藉以检测两个触摸位置。当上板材120及下板材140皆具有两个触摸板时，触摸式传感器装置可同时检测四个触摸位置。在此，藉由多点触摸的分段间距来测定触摸板的数目。因为典型的多点触摸藉由手指予以启动，所以触摸板之间的间距被设定为小于手指之间的间距的5毫米(mm)。
若是电容式多点触摸，则利用电容变化而非电阻变化来检测触摸位置。在此，如等效电路图(图2的(b))所示，藉由第一长条形触摸图案TP1至第三长条形触摸图案TP3来检测触摸位置，这些触摸图案利用电容感测式触摸板P1、P2等予以取代。
详细来说，分配给图1的上板材120的每一个第一触摸板Py1、Py2等的第一长条形触摸图案TP1至第三长条形触摸图案TP3藉由桥接BR1、BR2等予以互连。因此，如图2所示，第一长条形触摸图案TP1至第三长条形触摸图案TP3的操作如同电容感测式触摸板P1、P2等的操作。并且，第四长条形触摸图案TP4在两个末端连接接收第一及第二参考信号的信号线，藉此其操作如同电阻器R1、R2等的操作。
在此，电容式感测是藉由第四长条形触摸图案TP4的电阻值及第一长条形触摸图案TP1至第三长条形触摸图案TP3的触摸电容值予以测定。
第四长条形触摸图案TP4平行地连接电容感测式触摸板P1、P2等等。因此，触摸式传感器160可检测随着使用者的手指触摸电容感测式触摸板P1、P2等的位置而变动的第一及第二参考信号的延迟时间，藉以测定触摸物体的触摸位置。
尤其，施加至第二右侧信道a12的第一参考信号根据第二右侧信道a12与使用者的手指触摸触摸板的位置之间的电容予以延迟。并且，施加至第二左侧信道c12的第二参考信号根据第二左侧信道c12与使用者的手指触摸触摸板的位置之间的电容予以延迟。
因此，可藉由比较延迟的第一及第二参考信号与未延迟的第一及第二参考信号来检测延迟时间，然后计算对应于此延迟时间的平均值。藉此，可测定触摸物体的触摸位置。
依数学观点，存在触摸电容及触摸位置两个未知数。藉由测量延迟两次，可唯一地求解那两个未知数。到目前为止，使用延迟时间技术来简化说明。然而还有许多其它的技术可测量触摸位置。
因此，依照本发明的第一实施例的触摸面板100可同时识别电阻式多点触摸及有限的电容式多点触摸，因而可进行高分辨率触摸感测及低分辨率触摸感测两者，并且可检测两个或更多个触摸位置。
图3是依照本发明的第二实施例的一种具有电阻式多点触摸感测功能及电容式触摸感测功能的触摸式传感器装置的结构的示意图。触摸式传感器装置包括触摸面板200及触摸式传感器260。
触摸面板200包括：上板材220；多对第一触摸板对(touch pad pairs)Py11及Py12、Py21及Py22等等；多个第一左侧信道<c11:c81>；多个第二左侧信道<c12:c82>；多个第一右侧信道<a11:a81>；多个第二右侧信道<a12:a82>；下板材240；多个第二触摸板Px1、Px2等等；多个上信道<b1:b8>以及多个下信道<d1:d8>。
在图3中，上板材220的结构是依y轴方向对称地成对排列的直角三角形的第一触摸板Py11、Py12、Py21、Py22等。这些第一触摸板对Py11及Py12、Py21及Py22等经由第一左侧信道<c11:c81>及第二左侧信道<c12:c82>与第一右侧信道<a11:a81>及第二右侧信道<a12:a82>连接触摸式传感器260。并且，下板材240具有依y轴方向延伸且依x轴方向排列的第二触摸板Px1、Px2等。
在此，上板材220绘示成具有八个第一触摸板对Py11及Py12、Py21及Py22至Py81及Py82，并且下板材240绘示成具有八个第二触摸板Px1、Px2至Px8。然而，上板材220及下板材240可分别具有如所需数量的第一触摸板对及第二触摸板。
以下将参考图3说明依照本发明的第二实施例的具有电阻式多点触摸感测功能及电容式触摸感测功能的触摸式传感器装置的操作。
首先，若是电容式多点触摸，则当手指触摸第一触摸板对Py11及Py12、Py21及Py22等等时，所触摸的第一触摸板对的电容将改变。此时，触摸式传感器260藉由预定的逻辑操作产生参考信号以便检测所触摸的第一触摸板对的电容变化，施加参考信号至每一对第一触摸板对Py11及Py12、Py21及Py22等的一末端，根据电容的变化来测量延迟时间，并且藉此检测触摸物体的触摸位置。
上板材220的x轴根据八个第一触摸板对Py11及Py12至Py81及Py82所形成的、触摸图案的电容值之间的比例来测定x坐标的位置。
例如，当导电的物体触摸第一触摸板对Py11及Py12的中间时，第一触摸板对Py11及Py12的触摸面积彼此相等，因而左侧信道<c11>所获得的电容值对右侧信道<a12>所获得的电容值的比例是1。同时，当导电的物体触摸左侧信道<c11>附近时，左侧信道<c11>所获得的电容值对右侧信道<a12>所获得的电容值的比例大于1。相反地，当导电的物体触摸右侧信道<a12>附近时，左侧信道<c11>所获得的电容值对右侧信道<a12>所获得的电容值的比例小于1。
并且，因为排列在上板材220的y轴上的第一触摸板对Py11及Py12、Py21及Py22等的电容在触摸物体触摸时依纵向顺序变动，所以依其电容改变的第一触摸板对的纵向顺序来测定触摸位置的y坐标。
在此，x坐标及y坐标的测定可随着上板材220的第一触摸板对Py11及Py12、Py21及Py22等的排列而变动。
并且，可藉由一种利用触摸时间的时间插补(temporal interpolation)技术或另一种利用触摸值及校准程序所获得的初始空间值的空间插补(spatialinterpolation)技术来增进x坐标及y坐标的准确度。
同时，当触摸物体触摸多个第一触摸板对时，可测定所触摸的第一触摸板对的所有x坐标及y坐标，并且计算其平均值，因而可测定多个触摸位置。
并且，在同时触摸第一触摸板对Py11及Py12的Py11与其它的第一触摸板对Py21及Py22的Py22的情况下，需知可利用上述方法来测定触摸物体的触摸位置。
若是电阻式多点触摸，则上板材220的第一触摸板对Py11及Py12、Py21及Py22等每一对皆短路且连接触摸式传感器260。详细来说，每一对的两个触摸板短路且当作一个长方形的触摸板。此时，为了短接每一对第一触摸板对Py11及Py12、Py21及Py22等，触摸式传感器260需要可短接每一触摸板对的两端的信号线的单独的逻辑。
触摸式传感器260经由第一左侧信道<c11:c81>及第二左侧信道<c12:c82>施加参考信号至短接成为长条形的个别的第一触摸板对Py11及Py12、Py21及Py22等，并且经由第一右侧信道<a11:a81>及第二右侧信道<a12:a82>接收延迟的参考信号。
尤其，当触摸物体是触摸笔(亦即电阻式多点触摸)时，每一个第一触摸板对Py11及Py12、Py21及Py22等的两端将被短接(亦即c11、c21至c81分别连接c12、c22至c82，并且a11、a21至a81分别连接a12、a22至a82)，因而形成长条形图案，藉此检测至少一个触摸位置。这结构与图1的电阻式多点触摸相同。
以此方式，触摸式传感器260可检测随着触摸物体的触摸位置而变动的参考信号的延迟时间，因而可测定触摸物体的触摸位置。
图4是依照本发明的第三实施例的一种具有电阻式多点触摸感测功能及电容式触摸感测功能的触摸式传感器装置的结构的示意图。触摸式传感器装置包括触摸面板300及触摸式传感器360。
触摸面板300包括：上板材320；多对第一触摸板对Pa11及Pa12至Pa81及Pa82；多个第一左侧信道<c11:c81>；多个第二左侧信道<c12:c82>；多个第一右侧信道<a11:a81>；多个第二右侧信道<a12:a82>；下板材340；多个第二触摸板Px1至Px8；多个上信道<b1:b8>以及多个下信道<d1:d8>。
并且，上板材320的结构是具有等腰三角形的第一触摸板Pa11、Pa12至Pa81以及Pa82交替且对称地成对排列。这些第一触摸板对Pa11及Pa12至Pa81及Pa82依y轴方向排列，并且经由第一左侧信道<c11:c81>及第二左侧信道<c12:c82>与第一右侧信道<a11:a81>及第二右侧信道<a12:a82>连接触摸式传感器360。此外，下板材340包括依y轴方向延伸且依x轴方向排列的第二触摸板Px1至Px8。
在此，上板材320绘示成具有八个第一触摸板对Pa11及Pa12至Pa81及Pa82，并且下板材340绘示成具有八个第二触摸板Px1至Px8。然而，上板材320及下板材340可分别具有如所需数量的第一触摸板对及第二触摸板。
图4的触摸面板300的上板材320的第一触摸板对Pa11及Pa12至Pa81及Pa82具有等腰三角形的形状，用以取代第二实施例的直角三角形。因此，测定触摸物体的触摸位置的原理与第二实施例相同，所以将省略其重复的说明。
现在，图5是依照本发明的第四实施例的一种具有电阻式多点触摸感测功能及电容式触摸感测功能的触摸式传感器装置的结构的示意图。触摸式传感器装置包括触摸面板400及触摸式传感器460。
触摸面板400包括：上板材420；多个第一触摸板对Pb11及Pb12至Pb81及Pb82；多个第一左侧信道<c11:c81>；多个第二左侧信道<c12:c82>；多个第一右侧信道<a11:a81>；多个第二右侧信道<a12:a82>；下板材440；多个第二触摸板Px1至Px8；多个上信道<b1:b8>以及多个下信道<d1:d8>。
并且，上板材420的结构是具有锯齿状的多边形形状的第一触摸板Pb11、Pb12至Pb81以及Pb82交替且对称地成对排列。这些第一触摸板对Pb11及Pb12至Pb81及Pb82依y轴方向排列，并且经由第一左侧信道<c11:c81>及第二左侧信道<c12:c82>与第一右侧信道<a11:a81>及第二右侧信道<a12:a82>连接触摸式传感器460。此外，下板材440包括依y轴方向延伸且依x轴方向排列的第二触摸板Px1至Px8。
在此，上板材420绘示成具有八个第一触摸板对Pb11及Pb12至Pb81及Pb82，并且下板材440绘示成具有八个第二触摸板Px1至Px8。然而，上板材420及下板材440可分别具有如所需数量的第一触摸板对及第二触摸板。
图5的触摸面板400的上板材420的第一触摸板对Pb11及Pb12至Pb81及Pb82具有锯齿状多边形的形状，用以取代第二实施例的直角三角形。因此，测定触摸物体的触摸位置的原理与第二实施例相同，所以将省略其重复的说明。
图6是依照本发明的第五实施例的一种具有电阻式多点触摸感测功能及电容式触摸感测功能的触摸式传感器装置的结构的示意图。触摸式传感器装置包括触摸面板500及触摸式传感器560。
触摸面板500包括：上板材520；多组多信道的第一触摸板组(touch padsets)P1_1至P1_8到P12_1至P12_8；多个左侧信道<c1:c12>；多个右侧信道<a1:a12>；下板材540；多个第二触摸板Px1至Px8；多个上信道<b1:b8>以及多个下信道<d1:d8>。
并且，上板材520的结构是多信道的第一触摸板组P1_1至P1_8到P12_1至P12_8串行地连接个别的连接线组(connection line sets)CL1_1至CL1_7到CL12_1至CL12_7。这些第一触摸板组P1_1至P1_8到P12_1至P12_8依y轴方向排列，并且经由左侧信道<c1:c12>及右侧信道<a1:a12>连接触摸式传感器560。此外，下板材540包括依y轴方向延伸且依x轴方向排列的第二触摸板Px1至Px8。
在此，上板材520绘示成具有十二个信道的第一触摸板组P1_1至P1_8到P12_1至P12_8，并且下板材540绘示成具有八个第二触摸板Px1至Px8。然而，上板材520及下板材540可分别具有如所需数量的第一触摸板组及第二触摸板。
在图6中，触摸式传感器560包括第一参考信号输入/输出脚(referencesignal input/output pins)out11/in12至out121/in122及第二参考信号输入/输出脚in11/out12至in121/out122，这些引脚将参考信号交替地输入到每一组第一触摸板组P1_1至P1_8到P12_1至P12_8的两端中的一端且接收另一端所输出的延迟的参考信号。
详细来说，通过第一及第二参考信号输入/输出脚经由左侧信道<c1:c12>及右侧信道<a1:a12>依相反的方向施加第一及第二参考信号至第一触摸板组P1_1至P1_8到P12_1至P12_8或由第一触摸板组P1_1至P1_8到P12_1至P12_8接收延迟的第一及第二参考信号。
以下将参考图6说明依照本发明的第五实施例的触摸式传感器装置的操作。
如图6所示，第一触摸板组P1_1至P1_8到P12_1至P12_8具有较大的面积以便帮助触摸物体的触摸，并且其电阻值小于连接线组CL1_1至CL1_7到CL12_1至CL12_7的电阻值。此时，相较于第一触摸板组P1_1至P1_8到P12_1至P12_8，将连接线组CL1_1至CL1_7到CL12_1至CL12_7设计成具有够窄的宽度。因此，连接线组CL1_1至CL1_7到CL12_1至CL12_7的电阻值大于第一触摸板组P1_1至P1_8到P12_1至P12_8的电阻值，所以这电阻值使用于电容式触摸感测操作期间。换言之，在电容式触摸感测操作期间，藉由连接线组CL1_1至CL1_7到CL12_1至CL12_7的电阻值及第一触摸板组P1_1至P1_8到P12_1至P12_8的触摸电容来测定触摸物体的触摸位置。
同时，相较于触摸触摸面板500的触摸笔的尖端大小，将连接线组CL1_1至CL1_7到CL12_1至CL12_7设计成具有够短的长度。因此，使每一个第一触摸板组P1_1至P1_8到P12_1至P12_8变窄，所以每一个第一触摸板组P1_1至P1_8到P12_1至P12_8可当作一个长条形图案，如同每一个第一触摸板组P1_1至P1_8到P12_1至P12_8在电阻式多点触摸感测操作期间是连续连接的。
为了便于理解，假设触摸物体触摸串行连接的第一触摸板P1_1至P1_8当中的第二触摸板P1_2。首先，若是电容式触摸感测操作，则当触摸式传感器560经由第一参考信号输入/输出脚in11/out12输出第一参考信号且施加所输出的参考信号至第一触摸板P1_1至P1_8的第一触摸板P1_1时，第一参考信号将藉由第一触摸板P1_1至P1_8及连接线CL1_1至CL1_7的电阻值与触摸物体所触摸的第二触摸板P1_2的电容予以延迟，并且经由最后的触摸板P1_8予以输出。
触摸式传感器560接收延迟的第一参考信号，比较延迟的第一参考信号与参考信号，并且测量及储存第一延迟时间。
当触摸式传感器560经由第二参考信号输入/输出脚out11/in12输出第二参考信号且施加所输出的第二参考信号至第一触摸板P1_1至P1_8的最后触摸板P1_8时，第二参考信号将藉由第一触摸板P1_1至P1_8及连接线CL1_1至CL1_7的电阻值与触摸物体所触摸的第二触摸板P1_2的电容予以延迟，并且经由第一触摸板P1_1予以输出。
触摸式传感器560接收延迟的第二参考信号，比较延迟的第二参考信号与第二参考信号，并且测量及储存第二延迟时间。然后，触摸式传感器560比较事先储存的第一延迟时间与第二延迟时间，获得相对应的坐标，并且输出坐标做为触摸位置数据TS_OUT。
在此，触摸式传感器可计算对应于第一及第二延迟时间的坐标，并且利用两坐标的平均值来获得触摸位置数据TS_OUT。另一方面，触摸式传感器可计算第一延迟时间与第二延迟时间之间的差异以直接获得触摸位置数据TS_OUT。
以此方式，依照本发明的第五实施例的触摸式传感器560向上板材520的第一触摸板组P1_1至P1_8到P12_1至P12_8的两端交替地施加第一及第二参考信号。触摸式传感器检测藉由第一触摸板组P1_1至P1_8到P12_1至P12_8及连接线组CL1_1至CL1_7到CL12_1至CL12_7的电阻值与触摸物体所触摸的触摸板的电容予以延迟的第一及第二参考信号的延迟时间。因为不论噪声及偏移为何都可利用两延迟时间获得坐标，所以可藉由移除噪声及偏移而精确地获得触摸物体的触摸位置。
并且，若是电容式触摸感测操作，则使连接线组CL1_1至CL1_7到CL12_1至CL12_7变薄以便增加电阻。藉此，可经由连接线组CL1_1至CL1_7到CL12_1至CL12_7来测定触摸物体的触摸位置。
详细来说，每一个第一触摸板P1_1、P1_2至P12_8可形成一个正方形，而每一条连接线CL1_1、CL1_2至CL12_7则由于窄小的线宽度可形成至少三个至十个正方形。因为氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)层通常具有每个正方形从300奥姆(ohms)到500奥姆(ohms)的片电阻(sheet resistance)，所以可根据电容式触摸感测操作原理来获得依照本发明的第五实施例的触摸式传感器装置的电容式触摸感测操作的电阻值。
因此，若是电阻式触摸感测操作，则藉由连接线组CL1_1至CL1_7到CL12_1至CL12_7来测定触摸物体的触摸位置的操作原理与图1、图3、图4以及图5的触摸感测操作相同，所以将省略其重复的说明。
图7是依照本发明的第六实施例的一种具有电阻式多点触摸感测功能及电容式触摸感测功能的触摸式传感器装置的结构的示意图。触摸式传感器装置包括触摸面板600及触摸式传感器660。
第六实施例的触摸式传感器装置与第五实施例的差异在于对相同的信道而言移除连接在多组第一触摸板组P1_1至P1_8到P12_1至P12_8之间的多组连接线组CL1_1至CL1_7到CL12_1至CL12_7。因此，第一触摸板组P1_1至P1_8到P12_1至P12_8藉由用以取代连接线组CL1_1至CL1_7到CL12_1至CL12_7的主信道线(main channel lines)m1至m12来连接。其它的结构与第五实施例相同。因此，测定触摸物体的触摸位置的原理与第五实施例相同，所以将省略其重复的说明。
以此方式，第六实施例的触摸式传感器装置由于移除连接线组CL1_1至CL1_7到CL12_1至CL12_7所以可窄化第一触摸板组P1_1至P1_8到P12_1至P12_8。因此，若是电阻式多点触摸感测操作，则能够补偿每一个第一触摸板P1_1、P1_2至P12_8的正方形面积所导致的低y轴分辨率。
图8是依照本发明的第七实施例的一种具有五线电阻式多点触摸感测功能及电容式触摸感测功能的触摸式传感器装置的结构的示意图。触摸式传感器装置包括触摸面板700及触摸式传感器760。
比较第七实施例的触摸式传感器装置与第六实施例的触摸式传感器装置，第七实施例的触摸式传感器装置的上板材信道由12个信道增加至14个信道。并且，多组触摸板组P1_1至P1_n到P14_1至P14_n的结构是相同信道的触摸板交替地排列而非连续地排列，以便准备上板材720的额外y轴长度所导致的电容式触摸感测的额外y轴分辨率。然而，测定触摸物体的触摸位置的原理与第五实施例相同，所以将省略其重复的说明。
因此，在依照本发明的第七实施例中，相同信道的触摸板组的触摸板之间的区间增加两倍。因为信道互不相同，所以多点触摸是可能的。因为互连两个相邻的信道以便使用触摸板做为一个长条形图案，所以电阻式多点触摸感测操作是可能的。
图9是依照本发明的第八实施例的一种具有五线电阻式多点触摸感测功能及电容式触摸感测功能的触摸式传感器装置的结构的示意图。触摸式传感器装置包括触摸面板800及触摸式传感器860。
比较第八实施例的触摸式传感器装置与第六实施例的触摸式传感器装置，第八实施例的触摸式传感器装置的上板材信道由12个信道减少至8个信道。并且，多组触摸板组P1_1至P1_n到P8_1至P8_n的结构是例如相同信道的触摸板P2_1至P2_n与邻接此信道的两信道的触摸板P1_1至P1_n与P3_1至P3_n曲折地交替。然而，测定触摸物体的触摸位置的原理与第六实施例相同，所以将省略其重复的说明。
因此，在依照本发明的第八实施例中，相同信道的触摸板组的触摸板之间的区间增加两倍。因为信道互不相同，所以多点触摸是可能的。
以此方式，本发明的触摸式传感器装置可识别电阻式多点触摸及有限的电容式多点触摸两者，提供高分辨率触摸感测及低分辨率触摸感测两者，并且同时检测两个或更多个触摸位置。
并且，触摸式传感器装置可多样化触摸图案以增加触摸面板的分辨率。触摸式传感器可将第一及第二参考信号交替地输入每一个触摸图案的两端，检测延迟的第一及第二参考信号，并且利用具有互补关系的两个延迟的参考信号来获得触摸位置的坐标。因此，不论噪声及偏移为何触摸式传感器都可精确地获得触摸物体的触摸位置。
为了便于理解，已经分别说明电阻式触摸模式与电容式触摸模式。然而，显然可使用两种模式的组合。例如，当触摸触摸面板的手指的触摸压力大于预定值时，将藉由电阻式触摸模式的操作来检测触摸位置。相反地，当触摸压力小于预定值时，将藉由电容式触摸模式的操作来检测触摸位置。
因此，首先以电阻式触摸模式进行操作，然后检测上板材是否接触到下板材。若是这样，则能够只以电阻式触摸模式进行操作。
并且，已经说明以四线类型操作来依序操作排列在下板材上的多个触摸板。然而，显然可把四线类型操作转换成五线类型操作，其方式为将下板材当作一个触摸板，施加信号至下板材的四个角落，并且将此触摸板应用到上板材。
这种五线类型操作只提供有限的多点触摸，但是可减少下板材的处理成本。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何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，当可作些许的修改与变更，故本发明的保护范围当以权力要求范围所界定的为准。

Claims (20)

1.一种触摸式传感器装置，其特征在于包括：
沿第一方向排列的多个第一触摸板，由多个桥接连接第一长条形触摸图案及第二长条形触摸图案，所述第一长条形触摸图案具有多个狭缝且分别在两个末端连接第一信道及第二信道，所述第二长条形触摸图案分别在两个末端连接第三信道及第四信道；
沿垂直于所述第一方向的第二方向排列的多个第二触摸板，分别在两个末端连接第五信道及第六信道；以及
触摸式传感器，依序施加参考信号至每一个所述第一触摸板的所述第二信道及所述第四信道，以利用随着触摸物体的触摸位置而变动的电阻值及电容值进行电阻式触摸感测及电容式触摸感测，并且产生对应于所述触摸位置的触摸位置数据。
2.如权利要求1所述的触摸式传感器装置，其中所述触摸式传感器在进行所述电阻式触摸感测时，为了测量所述多个第一触摸板中的至少一个触摸板与所述多个第二触摸板中的至少一个触摸板连接而所产生的电阻值，短接所述第一信道及所述第三信道，且短路所述第二信道及所述第四信道，然后依序施加所述参考信号至短路的所述第二信道及所述第四信道，以在所述第五信道及所述第六信道中依次测量延迟时间，利用所述延迟时间计算所述电阻值，并且利用所述电阻值测定所述触摸物体的所述触摸位置。
3.如权利要求1所述的触摸式传感器装置，其中所述触摸式传感器在进行所述电容式触摸感测时，施加所述参考信号至每一个所述第四信道，以检测藉由所述触摸物体触摸至少一个所述触摸板的触摸点的电容值和因施加所述参考信号的点与所述触摸点之间的电阻值而被延迟的所述参考信号的延迟时间，并且利用所述延迟时间来确定所述触摸物体的触摸位置。
4.如权利要求1所述的触摸式传感器装置，其中所述触摸式传感器在所述触摸物体触摸相邻的所述多个第一触摸板时，计算所述多个第一触摸板的x坐标及y坐标，利用插补计算所述x坐标及y坐标，从而确定所述触摸物体的所述触摸位置。
5.一种触摸式传感器装置，包括：
依第一方向延伸时其面积减少的多个第一触摸板，分别在两端连接第一信道及第二信道，并且依垂直于所述第一方向的第二方向排列；
依所述第一方向延伸时其面积增加的多个第二触摸板，每一个与所述多个第一触摸板的一一配对，并在两个末端分别连接布置在同一平面的第三信道及第四信道，并且依所述第二方向排列；
依所述第二方向延伸长条形触摸图案且依所述第一方向排列的多个第三触摸板，在两个末端分别连接布置在与所述多个第一以及第二触摸板不同的平面上的第五信道及第六信道；以及
触摸式传感器，依序施加参考信号至所述第一信道、所述第四信道或者所述第二信道、所述第三信道，利用随着触摸物体的触摸位置而变动的电阻值及电容值进行电阻式触摸感测及电容式触摸感测，并且产生对应于所述触摸位置的触摸位置数据。
6.如权利要求5所述的触摸式传感器装置，其中所述触摸式传感器在进行所述电容式触摸感测时，根据所述多个第一触摸板对及所述第二触摸板对的所述触摸位置的电容值的比例来测定x坐标，并且根据所触摸的所述触摸板对的第二方向的顺序来测定y坐标。
7.如权利要求5所述的触摸式传感器装置，其中所述触摸式传感器在进行所述电阻式触摸感测时，短接所述第一信道及所述第三信道，且短接所述第二信道及所述第四信道，以便测量所述多个第一触摸板及所述第二触摸板的部分触摸板与所述多个第三触摸板的部分触摸板之间的连接所产生的所述电阻值，将所述参考信号施加至短接的所述第一信道及所述第三信道，依序测量所述第五信道及所述第六信道以检测所述参考信号的延迟时间，利用所述延迟时间来计算所述电阻值，并且利用所述电阻值来测定所述触摸物体的所述触摸位置。
8.如权利要求5所述的触摸式传感器装置，其中所述触摸式传感器在所述触摸物体同时，触摸相邻的所述触摸板对时计算所述触摸板对的x坐标及y坐标，利用插补来计算所述x坐标及y坐标，并且测定所述触摸物体的所述触摸位置。
9.如权利要求5所述的触摸式传感器装置，其中所述第一触摸板及所述第二触摸板以触摸图案的形状是彼此交替的直角三角形的对称结构来形成长条形触摸板对。
10.如权利要求5所述的触摸式传感器装置，其中所述第一触摸板及所述第二触摸板以触摸图案的形状是彼此交替的等腰三角形的对称结构来形成长条形触摸板对。
11.如权利要求5所述的触摸式传感器装置，其中所述第一触摸板及所述第二触摸板以彼此交替的锯齿状触摸图案的对称结构来形成长条形触摸板对。
12.一种触摸式传感器装置，包括：
多个第一触摸板，每一个具有依第一方向排列且串行地连接的多个触摸图案，并且在其反向的末端连接第一信道及第二信道，其中所述多个第一触摸板依垂直于所述第一方向的第二方向排列；
多个第二触摸板，每一个依所述第二方向延伸，并且在其反向的末端连接第三信道及第四信道，其中所述多个第二触摸板依所述第一方向排列；以及
触摸式传感器，施加参考信号至每一个所述第一触摸板的一端以便接收每一个所述第一触摸板的另一端所输出的第一延迟参考信号，施加所述参考信号至每一个所述第一触摸板的另一端以便接收每一个所述第一触摸板的一端所输出的第二延迟参考信号，利用所述参考信号与所述第一延迟参考信号之间的延迟时间差及所述参考信号与所述第二延迟参考信号之间的延迟时间差来进行电阻式触摸感测及电容式触摸感测，并且产生对应于触摸物体的触摸位置的触摸位置数据。
13.如权利要求12所述的触摸式传感器装置，其中：
每一个所述第一触摸板包括连接在所述触摸图案之间的多条连接线；以及
每一条所述连接线在应用所述电阻式触摸感测时，其长度短于所述触摸物体的触摸表面因而所述触摸图案形成单一的长条形触摸图案，并且在应用所述电容式触摸感测时其宽度小于每一个触摸图案的宽度。
14.如权利要求12所述的触摸式传感器装置，其中所述触摸式传感器交替地输出所述参考信号至每一个所述第一触摸板的两端，检测藉由所述触摸图案及所述连接线的电阻值与所述触摸位置的电容予以延迟的所述第一延迟参考信号及所述第二延迟参考信号，由所述第一延迟参考信号及所述第二延迟参考信号中取出第一延迟时间及第二延迟时间，并且利用所述第一延迟时间及所述第二延迟时间来获得所述触摸物体的所述触摸位置。
15.如权利要求14所述的触摸式传感器装置，其中所述触摸式传感器计算对应于每一个所述第一延迟时间及所述第二延迟时间的所述触摸物体的所述触摸位置的坐标，利用插补来计算所述坐标，并且获得所述触摸位置数据。
16.如权利要求14所述的触摸式传感器装置，其中所述触摸式传感器利用所述第一延迟时间及所述第二延迟时间之间的差异来获得所述触摸位置数据。
17.如权利要求14所述的触摸式传感器装置，其中所述触摸式传感器利用所述第一延迟时间及所述第二延迟时间之间的比例来获得所述触摸位置数据。
18.如权利要求12所述的触摸式传感器装置，其中每一个所述第一触摸板的所述触摸图案连接一条在其反向的末端连接所述第一信道及所述第二信道的信道线。
19.如权利要求12所述的触摸式传感器装置，其中所述触摸图案的结构是连接两条相邻的信道线的所述触摸图案在进行所述电容式触摸感测时根据所述第二方向的额外分辨率交替地排列在相同的直线上以便增加所述相邻的触摸图案之间的间距。
20.如权利要求12项所述的触摸式传感器装置，其中所述触摸图案的结构是相邻的信道线的所述触摸图案在进行所述电容式触摸感测时根据所述第二方向的额外分辨率交替地排列在相同信道的左侧及右侧以便增加所述相邻的触摸图案之间的间距。
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