TW201211837A - Touch panel for determining real coordinates of multiple touch points, touch input device, and determining method - Google Patents

Description

201211837 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於觸控領域，特別關於一種偵測多觸摸點 之觸控面板，使用該觸控面板之觸控裝置以及多觸摸點 之真座標之彳貞測方法。 【先前技術】 馨 目前，藉由手指等觸控物件之觸摸，直接對電子設 備進行操作之技術已普遍應用於日常工作和生活中。二 等電子設備-般採用觸控裝置來感應觸摸動作並產生 相應電信號以供後續操作。所述觸控裝置於實際生產或 使用中常表現為觸控板、觸控屏等形式。 按照觸控原理之不同，觸控面板主要分為電阻式、 電容式、光學式、電磁式、聲波式等。其中電容式觸控 面板之工作原理為：由使用者以手指或感應筆等可導電 •之觸控物件觸摸面板表面’導致面板被觸摸之位置產生 電壓變化。處理器根據此電壓變化偵測出被觸摸位置之 座標，以達關控操作之目的。光學式觸控面板和聲波 式觸控面板之工作原理比較類似’都係藉由發射源產生 先波或聲波’在波傳播之路線上，設置接收裝置。當發 生觸摸時’ _物件會_波之傳播’則接收裝置接收 之㈣就會產生異常’以此來债測觸摸點位置。 =了配合不同電子設備，業者研發出各種不同電容 式觸控面板，投射電容式觸控面板便係其中—種。如圖 201211837 勺H 種習知呈網格狀之投射電容式觸控圖形1 二:Γ向之第一電極2、沿第二方向之第二電極 θ和基板5。其中，第一電極2盥第二 板5上，且交叉處以絕緣二 處理盗（圖未示）連接至兩組電極2、3。當可導 電之觸控物件觸摸觸控面板表面時，每組電極都會產生 自電容變化，此自電容變化可由處理器偵測並二量出 每組電極上自電容變化之質心位置代表觸摸點在每 一電極方向上之位置，觸摸點之座標位置由兩組電極方 向上之質心交叉匹g己計算得出。故，習知偵測方法步驟 為：a)分別掃描第—電極2和第二電極3 ; b)解析出觸 j點在二電極上之自電容變化之質心；c)由所述質心計 算出觸摸點之座標。 當觸控面板表面同時出現至少二觸控點時，以二觸 摸點C、D為例，如圖3所示，每組電極方向上就會解 •析出二質心，即第一方向上質心6a、6b和第二方向上 質心7a、7b，由所述兩組質心相互交叉配置，計算出四 座標位置 C(6a，7a)、C，(6a，7b)、D，(6b，7a)、D(6b，7b)， 其中只有二座標為所述二觸摸點之真座標c(6a，7a)、 D(6b，7b)，另外二座標為假座標 c，(6a，7b)、D，(6b7a)。 同投射電容式觸控面板之觸摸點偵測原理相似，光 學式觸摸面板和聲波式觸控面板亦係利用二方向之感 應線路，分別感應出觸摸點在二方向接收信號發生異常 201211837 之位置之質心，再藉由交叉配置之方式計算出觸摸點座 標。故，當觸摸點數量多於二時，亦會產生假座標之問 題。 由此可見，無論係使用習知投射電容式觸控面板， 還係使用光學式觸控面板和聲波式觸控面板來偵測至 少兩點觸摸時，就不可避免會產生觸摸點之假座標，使 觸控面，之應用受到限制。故，如何在制至少兩點觸 馨摸X算出真座標，剔除假座標，便成為此類觸控面板 及其偵測方法上需要解決之問題。 【發明内容】 有鑒於此，有必要提供一種偵測多觸摸點之真座標 之觸控面板及使用該觸控面板之觸控裝置，以在觸控面 板偵測多觸摸點時，能準確判斷出真座標，同時剔除假 座標。 、還有必要提供一種偵測多觸摸點之真座標之偵測 -種偵測多觸摸點之真座標之觸控面板，包括具有 線路和帛—線路之感應線路層’用於偵測所述多觸 、點之原始座標。在所述感應線路層之—側設置有用於 =除所述感躲路層侧出之所述原始座標中之假座 輪出所述真座標之判斷線路層，所述判斷線路層且 有第三線跋。 八 201211837 一種偵測多觸摸點之真座標之觸控裝置，包括上述 偵測多觸摸點之真座標之觸控面板，導線和處理器。導 線刀別電n連接感應線路層和判斷線路層至處理器。 :種偵測多觸摸點之真座標之侧方法，包括以下 步驟.a)當上述觸控面板表面同時產生至少二觸摸點 時’處理器分別掃描感應線路層之位於第一方向之第二 位於第二方向之第二線路；b)處理器解析出觸摸 姑傲第Γΐ向和第二方向上之自電容變化之質心，並依 〜鼻出觸摸點之原始座標；c)當步驟b)中在第一 方向和第二方向上都解析出至少二所述質心 器掃描判斷線路層之位於第三方向之第三線路；處理 盗計算出觸摸點在第三方向上之投影；e)處理器 原1座標在第三方向上之投影；_理器判斷步驟 之投影與步驟e)中之投影之間之距離是否小於Μ ^值；g)當判斷結果為是時，則原始座標為觸摸點: 真座標’處理器輸出真座標。 、•’ 另種多觸摸點之真座標之偵測方法，句紅 驟.a) ^上述之觸控面板表面同時產生至少二 時，處理器分別掃描所述感應線路層之位於 、點 所述第-線路和位於第二方向之所述第二線路；^向之 述處理器解析出所述觸摸點在所述第—方向和’戶所 二方向上之自電容變化之質心’並依據所述質心= 所述觸摸點之原始座標；e) t所述步W)中在所述第 201211837 方向或所述第_方向上只解析出—個所述質心時，則 所述原始座標為所述觸摸點之真座標，所述處理器輸出 、 所述真座標。 用上述彳貞測多觸摸點之真座標之觸控面板和偵 測方法’可克服習知觸控面板在彳貞測多_摸時易輸出 假座標之問題，準確計算出真座標。 I 【實施方式】 以下結合附圖及示例性之實施方式對本發明之技 術特徵和優點作更詳細之㈣。惟應當理解，在未進一 步敍述之if;兄下，—實施方式中之元件、結構和特徵亦 可有益地結合到其他實施方式中。 圖4a為本發明第一實施方式之偵測多觸摸點之真 座標之觸控面板之剖面示意圖，第-實施方式為投射電 容式觸控面板。觸控面板包括感應線路層11〇和設 #置於感應線路層一側之判斯線路層13〇。其中，咸廄繞 路層Π0包括分佈於第一方向（圖4b中χ軸方向複 數第一電極線路1U、分佈於第二方向（圖4b中γ軸方 向）之複數第二電極線路112和絕緣層Π3。複數第一電 極線路ill和複數第二電極線路112分佈於不同層，且 相互交叉設置於絕緣層113兩側’如圖4b為感應線路 層U〇之平面結構示意圖。判斷線路層130包括分佈於 第三方向（圖4c令Z軸方向）之複數第三電極線路131。 201211837 如圖4c所示，z方向與χ方向和γ方向不重合且z 了向與X方向、γ方向之間各形成一夾角。該二夾角既 可相等，亦可不等。為了使感應線路層110和判斷線路 層130相互絕緣，在兩者之間還設置一絕緣基板。 第一電極線路111、第二電極線路112和第三電極 線路131分別由複數導線140連接至處理器150，形成 偵測多觸摸點之真座標之偵測裝置10，如圖5所示。 φ 圖6a為本發明第二實施方式之偵測多觸摸點之真 座標之觸控面板2〇〇之剖面示意圖。第二實施方式之觸 控面板200與第一實施方式較為相似，亦係投射電容式 觸控面板。觸控面板200包括：.感應線路層210(見圖 6b)，s又置於感應線路層21 〇 一侧之判斷線路層，和 。又置與感應線路層21 〇和判斷線路層230之間，使兩者 相互絕緣之絕緣基板22〇。不同之處在於，感應線路層 mo中，分佈於第一方向X之複數第一電極線路211和 _分佈於第二方向Y之複數第二電極線路212設置於同 層，在二電極線路交叉處之第一電極線路211和第二電 極線路212之間設置複數絕緣片213,參看圖6b感應線 路層210之平面結構示意圖。 感應線路層中χ、γ方向電極線路圖形結構亦可不 同’如圖7所示’其為本發明第三實施方式之觸控面板 之感應線路層310之平面結構示意圖，其中分佈於第一 方向X之複數第一電極線路311可由複數第一導電單元 201211837 311a和複數條第一導線3Ub組成，複數第一導電單元 31la之間彼此分開，由複數條第一導線3Ub連接；分 佈於第二方向γ之複數第二電極線路312可由複數第二 導電單元312a和複數條第二導線312b組成，複數第二 導電單元312a之間彼此分開，由複數條第二導線312b 連接。其中，複數第一電極線路311和複數第二電極線 路312之間由絕緣層313隔開。第三實施方式中觸控面 馨板之其他元件及位置設置方式同第一實施方式。 圖8為本發明第四實施方式之觸控面板之感應線路 層410之平面結構示意圖，其中分佈於第一方向X之複 數第一電極線路411可由複數第一導電單元4Ua和複 數條第一導線411b組成，複數第一導電單元4Ua之間 彼此分開，由複數條第一導線4Ub連接；分佈於第二 方向Y之複數第二電極線路412可由複數第二導電單元 4l2a和複數條第二導線412b組成，複數第二導電單元 春4l2a之間彼此分開，由複數條第二導線41%連接。其 中，複數第一導電單元411a與複數第二導電單元412a 和複數條第一導線411b不相互接觸。在複數條第一導 線I】15和複數條第二導線412b之間設置複數絕緣片 413。第四實施方式令觸控面板之其他元件及位置設置 同第'一實施方式。 上述導電單元可為任何幾何形狀，例如多邊形、圓 形等。在選擇材料上，一般為透明導電材料，例如氧化 201211837 第一導電單元 第一導線和第 銦錫（m>)等L同之設計需求 和第二導電單元之數量分別為至少兩條 二導線之數量分別為至少—條。 伽Π二觸摸點之真座標之觸控面板可為光學 == 線路層包括位於第-方向X之複 輿線^ 一nH路和位於第二方向¥之複數條第二光

包括位於第三方向z之複數條 方向之光學線路可同上述投射電容式 Α工板之電極線路分佈於不同層，亦可分佈於同層。 光學線路分佈于同層時，可由處理器控制其 作順序’在觸控面板表面依次出現第一光學線路、第 二光學線路和第马學線路，來完成不同光學線路之工 由於光學式㈣面板和聲波式觸控面板之偵測原理 似故上述偵測多點觸摸之觸控面板還可為聲波式觸 控面板。其結構同上述光學式觸控面板。 上述偵測多點觸摸之觸控面板中各個元件依據實 際需要不同，可由透明材料製成，亦可由不透明材料製 成。電極線路由導電材料製成，而絕緣基板和絕緣片由 、邑緣材料製成。其中不透明導電材料可為銅、銘、金等 金? ’透明導電材料可為氧化銦錫（ΙΤΟ) # ;絕緣材 ,為Μ知玻璃等。例如，當觸控面板為不透明時， 可應用於筆記型電腦等設備之觸控操作面板；當觸控面 板為透明時，可應用于顯示器等發光顯示設備之表面做 201211837 成觸控操作螢幕。 上述偵測多點觸摸之觸控面板中複數第一線路可 相互平行。同理’複數第二線路料相互平行；複數第 三線路亦可相互平行。 上述價測多點觸摸之觸控面板中第一線路和第二 線路包括分別至少兩條線路，其中電極數目由所應用之 偵測f置之觸控解析度和尺寸大小而定。一般解析度要 求愈局’即晝素要求愈小’電極數目愈多；尺寸愈大， 電極數目亦愈多。 當上述觸控面板表面同時產生至少二觸摸點時，可 由圖9所不之制方法得到至少二觸摸點之真座標。以 上述投射電容式觸控面板上二觸摸點之㈣為例，結合 圖10所示，當觸控面板表面同時產生二觸摸點Α、σΒ 時’在起始步驟20之後，執行步驟21，處理器藉由導 線分別傳輸掃描信號至感應線路層上位於χ方向之複 數第-電極線路和位於γ方向之複數第二電極線路，對 二方向之電極線路進行掃描，分別_二方向電極線路 產生之自電容變化，並將此自電容變化信號傳回至處理 器；在掃描二方向電極線路之過程中，判斷線路層上位 於Ζ方向之複數條第二電極線路相互短接並且接地或者 連接至固定輸出端，作為遮罩層，用以遮罩 感 線路層上之電極線路時產生之電磁場干擾，使掃描雜 更加精準。完成感應線路層之掃描後，進入步驟22，處 201211837 Π依得到之自電容變化資料’解析出觸摸 在Χ方向之自電容變化之質心X卜Χ2和γ方 向之自電谷變化之質心yl、y2,並且依據上述 出原始座標 a(xl，yl)、b(x2，y2)、a，(xly2^b，(x2，yi)* 進入判斷步驟23,處理器判斷是否在χ方向和γ方向 之其中方向上僅解析出—質心。若判斷結果為否即 =不等於Χ2或yl不等於y2時，則進入步驟24，處理 益藉由導線傳輸掃描信號至⑽線路層上位於2方向之 複數條第三電極線路，對第三電極線路進行掃描，偵測 第三電極線路產生之自電容變化，並將自電容變化信號 傳回至處理H ;在掃描第三電極線路之過程中，第一電 極線路和第二電極線路處於空置狀態，以避免對第三電 極線路掃描時造成之影響。掃描完成後，進入步驟 處理器依據藉由掃描得到之第三電極線路自電容變化 之資料，解析出觸摸點A、3在z方向之自電容變化之 質心zl、Z2，並且計算出二觸摸點A、B在z方向上之 投影Dl、D2，如圖11所示，此二投影m、的係二觸 摸點A、B之真實投影。在步驟26中，處理器計算出步 驟22中原始座標 在Z方向之投影Dla、Dlb、ma，和mb，，如圖η所 示。進入步驟27，判斷步驟26中計算出之原始座標 a(xl，yl)、b(x2，y2)、a’(xl，y2)和 b’(x2，yl^ Z 方向之投 影Dla、Dlb ' Dla’、Dlb’與步驟25中計算出之觸摸點 [S] 13 201211837 A、B在Z方向上之投影D1、D2中一对应投影之間之 距離是否小於一預設參數值！^當判斷結果為是時，則 - 步驟26中計算出之投影對應之座標為觸摸點A、B之真 .座標，進入步驟28’處理器輸出真座標。若判斷結 否時，則” 26t計算出讀影對獻錢== A、B之假座標，進入步驟29，處理器刪除假座標。例 如Dla與D1之間之距離小於p ,則Dla對應之座標 • a(Xl，yl)為觸摸點A之真座標；〇1^與D1之間之距離大 於P，則Dla’對應之座標a，(xl，y2)為觸摸點a之假座 標。同理’可·出_點B之真座標。上述預設參數 值P可依據不同之操作要求來定義，例如，可用解析所 =應之晝素來定義；P之範圍大小可由具體實驗資料而 定，例如，p至少等於—畫素。 若判斷步驟23中判斷結果為是，即χ1等於χ2或 y等於y2時，則表明步驟22中處理器在X方向或γ # ^'向上僅解析出一質心，且計算出二原始座標。故，此 一原始座標為觸摸點A'b之真座標❶在步驟23後，直 接進入步驟28,處理器輸出真座標。 _上述處理器包括掃描單元、計算單元、比較判斷單 =和輸出單7〇。其中’掃描單元用於提供掃描信號給各 Ϊ路’同時接收掃描過程中產生之電信號，例如上述自 電谷變化之信號’ ·計算單元執行計算自電容變化之質心 和原始座標；比較騎單元將距離值和職參數值進行 201211837 比較，並做出相應判斷；輪入單元則係將最終得出之真 座標輸出至執行下一步操作之單元。 步驟28輸出之真座標，可輸出至控制設備，亦可 輸出至顯示裝置等’用以執行後續相關流程，此真座標 之接收端和用以執行之相關流程無特殊限制。 上述偵測方法亦可運用於偵測上述實施方式中之 觸控面板表面，同時產生二以上之觸摸點時，觸摸點之 φ 真座標之偵測判斷。 當上述偵測多點觸摸之觸控面板為光學式或聲波 式觸控面板時，偵測方法同上述投射電容式觸控面板之 偵測方法。此處不在贅述。 綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件’遂依 法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實 施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟 悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾 •或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1係習知投射電谷式觸控面板之平面結構示意 圖。 ' 圖2沿圖1中A-A線之剖面示意圖。 圖3係習知投射電容式觸控面板表面發生兩點觸摸 時之示意圖。 201211837 圖4a係第一實施方式之觸控面板之剖面示意圖。 ，4b係® 4a所痛控面板之感應線路層之平面結 意圖。 圖#所示觸控面板之判斷線路層之平面結 意圖。 π 圖5係具有圖4所示觸控面板之偵測裝置之示意

圖㈣第二實施方式之觸控面板之剖面示意圖。 圖6b係圖6a所示觸控面板之感應線路層之平面結 應線路層之平 應線路層之平 圖7係第三實施方式之觸控面板之感 面結構不意圖。 圖8係第四實施方式之觸控面板之感 面結構不意圖。 之偵測 圖9係一實施方式之偵測多觸摸點之真座標 _ 方法之流程圖。 v

圖10係當觸控面板表明產生二觸摸點時之示意圖。 圖11係圖10中觸摸點座標在第三方向之投影示意 【主要元件符號說明】 偵測裝置10 觸控面板100、200 201211837 感應線路層 110、210、310、410 絕緣基板120、220 判斷線路層130、230 第一電極線路 111、211、311、411 第一導電單元311a、411a 第一導線 311b、411b 第二電極線路112、212、312 第二導電單元312a、412a 第二導線 312b、412b 絕緣層113、313 絕緣片213、413 第三電極線路131 導線140 處理器150

[S1 17

Claims (1)

1. 201211837 七、申請專利範圍： 1· 一種偵測多觸摸點之真座標之觸控面板，包括具 有第一線路和第二線路之感應線路層，用於偵測所述多、 觸摸點之原始座標，其改良在於’還包括設於所述感： 線路層之-側之用於剔除所述感應線路層偵測出之： 述原始座標中之假座標而輸出所述真座標之判斷 層’所述判斷線路層具有第三線路。 真;^如請專職圍第1項所述之偵測多觸摸點之 真座心之觸控面板’其中所述第—線路所述第 和所述第三線路分佈不同方向。 真利範^ 2項所述之偵測多觸摸點之 ί座‘之觸控面板，其中所述第-線路、所述第1趾 和所述第三線路分別包括至少兩條線路。第一線路 真』^Γ则1項所述之偵測多觸摸點之 和所二==中所述第—線路、所述第二線路 '"路句為才又射電容式電極線路。 真座㈣Λ第4項所述之彳貞财觸摸點之 路層之間相；絕：所述感應線路層與所述判斷線 201211837 二”請專利範圍第4項所述之 真座標之觸控面板，其f所述第三線路與所、 路、第二線路之間形成夾角。 、 線 7·如申請專利範圍第4項所述 吉疝捭夕細w <谓/則多觸摸點之 真座標之觸控面板，其t所㈣—線路 交叉分佈且相互絕緣。 4弟一線路 _ 直丄:: 第7項所述之_多觸摸點之 真座標之觸控面板，其中所述感應線路 層，所述第-線路和所述第：線路分別設置於所述= 層之兩側。 '' 9. 如申請專賴圍第7項所述之❹彳多觸摸點之 真座標之觸控面板，其中所述感應線路層還包括絕緣 φ片’佈設於所述第―線路和所述第二線路之交又處且位 於所述第一線路和所述第二線路之間。 10. 如申請專利範圍第8項或第9項所述之債測多 觸摸點之真座標之觸控面板，其中每—第—線路包括至 少二彼此分開之第—導電單元和至少一連接所述第一 導電單兀之第-導線’每一第二線路包括至少二彼此分 開之第二導電單元和至少一連接所述第二導電單元之 •第二導線。 201211837 真座專利範㈣1項所述q測多觸摸點之 具座钴之觸控面板’其中所述感應 路層之間設置絕緣基板。 路層和所述判斷線 真座；p之觸^專利㈣第1項所述之彳貞測多觸摸點之 和所板，其中所述第—線路、所述第二線路 达第二線路均為光學線路。 真好3之tr專㈣1項所述之_多觸摸點之 和所板，其中所述第—線路、所述第二線路 項所述之偵測 2摸^真座標之觸控面板，其中所述第—線路、所 边第-線路和所述第三線路位於同一層。 •如中w專利域第1項所述之價測多觸摸點之 標之觸控面板’其巾所述錢線路層包括複數第一 線路，所述複數第一線路相互平行。 16·如申％專利範圍第1項所述之镇測多觸摸點之 座標之觸&面板’其中所述感應線路層包括複數第二 線路，所述複數第二線路相互平行。 20 1 201211837 17. 如申請專利範圍第1項所述之偵測多觸摸點之 真座標之觸控面板，其中所述列斷線路層包括複數第三 線路，所述複數第三線路相互平行。 18. —種偵測多觸摸點之真座標之觸控裝置，包括 如申請專職圍第1項所述之偵測多觸摸點之真座標之 觸控面板，導線及處理器；所述導線分別電性連接所述 鲁感應線路層和所述判斷線路層至所述處理器。 19. 一種多觸摸點之真座標之偵測方法，包括以下 步驟： a) 當觸控面板表面同時產生至少二觸摸點時，處 理器分別掃描感應線路層之位於第一方向之 和位於第二方向之第二線路； b) 所述處理器解析出所述觸摸點在所述第一方向 •和所述第二方向上之自電容變化之質心’並依據所 心計算出所述觸摸點之原始座標； C)當所述步驟b)中在所述第一方向和所述第二 向上都解析出至少二所述質心時’則所述處理器掃： 斷線路層之位於第三方向之第三線路； 1 d)所述處理器計算出所述觸摸點在所述第三 上之投影； —^ 6)所述處理器計算出所述原始座標在所述第二 向上之投影； 二方 201211837 =所述處理器判辦所述步 逑步驟d)t之所述投影之 數值；及 · ^又办之間之距離是否小於一預設參 摸上述原始座標為所述觸 益輸出所述真座標。 ^如申請專利範圍第19項所述之制方法，其中 執仃所述步驟a)時’所 於短路或接地狀態。線路層之所述第三線路處 勃如申β月專利範圍第19項所述之偵測方法，其中 :、〔步驟a)時’所述判斷線路層之所 接至固定輪出端。 深路連 方法’其 中所述判斷線路層為遮罩層 22.如申請專利範圍第2〇項或第21項所述之偵測 23.如申請專利範圍第19項所述之 執行所述步驟Μ卩主 次其中 空置狀態。 所述第-線路和所述第二線路處於 24.如申凊專利範圍第19項所述之偵測方法’ 1 φ 所述預設參數值為至少一書 ，、干 [S] 22 201211837 25·如申請專利範圍第19項所述之 當所述㈣g)之騎結果為㈣，料 述觸摸點之假座標’所述處理賴除所述假座標4所 步驟2:6.-種多觸摸點之真座標之偵測方法包括以下 a) 當觸控面板表面同時產生至少二觸摸點時 和:二ΓΓ應線路層之位於第一方向之第-線路 於第一方向之第二線路； b) 所述處理器解析出所述觸摸點 和所述篦-士上 々句 第—方向上之自電容變化之質心，並依據所述 心计异出所述觸摸點之原始座標； 向上cj當所述步驟b)中在所述第—方向或所述第二方 析出一質心時，則所述原始座標為所述觸摸點 、座標，所述處理器輸出所述真座標。 [S] 23