TWI385564B - 投影電容式觸控面板之判定多觸點位置的裝置及其方法 - Google Patents

Description

投影電容式觸控面板之判定多觸點位置的裝置及其方法

本發明係為一種判定多觸點位置的裝置及其方法，尤指一種投影電容式觸控面板之判定多觸點位置的裝置及其方法。

目前在市場上存在多種觸控技術，包括電阻式、電容式、表面聲波(SAW)及紅外線(IR)等。無論是電阻式、電容式、表面聲波或紅外線的觸控技術皆可實現多點觸控的功能。再進一步看，電容式觸控又可分為表面電容式(Surface Capacitive)和投影電容式(Projected Capacitive)兩種作法，表面電容式的技術作法與電阻式相當類似，設計較簡單、成本也很便宜，但卻不是多點觸控的理想技術。若要讓產品達到多點觸控的功能，又以選擇投影電容式的觸控技術是一種較佳的方案。

第一A圖為一傳統投影電容式觸控面板之立體分解圖。如第一A圖所示，該電容式觸控面板10係由一透明基板11、一X透明感測層12、一透明介電層13及一透明Y感測膜層14由下往上同形形成，其中X與Y透明感測層12,14上各有一感測圖案15的存在，用以與其它元件配合為用而判定面板10上一或多觸點的存在，其中感測圖案15與複數條外接導線19相接，以下將有說明。

第一B圖及第一C圖分別為第一圖所示投影電容式觸控面板之X與Y感測層12,14上之感測圖案15的示意圖，第一D圖則為第一B圖及第一C圖所示電容式觸控面板10之經覆疊X與Y感測層之感測圖案的上視說明示意圖。

如第一B圖、第一C圖及第一D圖所示，該感測圖案15包含複數條X感測條151及複數條Y感測條152，且該等X感測條151之每者皆係由複數條X導電線徑16及複數個感測板18組成，而該等Y感測條152之每者皆係由複數條Y導電線徑17及複數個感測板18組成，其中該等感測圖案15分別週期性連接在該等相鄰的X與Y導電線徑16,17之間。該感測圖案15係設於觸控面板10之一玻璃板(未顯示)之下，並與該複數條外接導線19及一感測訊號源21共同構成該面板10的一感測裝置20，且該外接導線19被分別設於該感測訊號源21與對應的X與Y導電線徑16,17之間。

在實際工作時，感測訊號源21依序對各X導電線徑16供以一交流感測電壓Vs，並接著依序對各Y導電線徑17供以該交流感測電壓Vs，以此方式感測使用者在該玻璃面板上的一觸擊位置P，以下將有說明，其中該玻璃板為使用者之手指真正觸擊之處。

X及Y感測條151,152與該玻璃面板之間有一電容效應的存在，且與一虛擬地(未顯示)之間亦有另一電容效應的存在。當使用者手指接觸該玻璃面板上之一點P時，該接觸點即對X及Y導電線徑16,17另外帶來一電容效應，故該接觸點P下方的一等效電容值被改變。在感測該等效電容值之改變量時，該交流感測電壓Vs在每一X及Y感測條151,152上產生一對應電流I。此時，藉利用一電流偵測單元(未顯示)感測該等電流I的改變，該觸點P在該玻璃面板上的所在位置被判知，因該電流I的改變對應於該等效電容值的改變。

在有多觸點輸入時，該種投影電容式觸控面板無法完全判定該多觸點的各位置所在，此將配合第二圖說明於后。第二圖為說明一傳統投影電容式觸控面板上具有多觸點存在時之上視結構示意圖，其結構與第一A、B及C圖所示者同。如第二圖所示，若使用者實際上於傳統投影電容式觸控面板10上產生一組觸點P1(x1,y1)與P2(x2,y2)，但對於傳統投影電容式觸控面板10而言，有可能會正確判讀如第二圖所示的該組觸點P1(x1,y1)與P2(x2,y2)或者會被錯誤判讀是另一組觸點P3(x1,y2)與P4(x2,y1)。所以對於傳統投影電容式觸控面板10而言，使用者在該投影電容式觸控面板10上輸入之二觸點究為P1(x1,y1)與P2(x2,y2)或P3(x1,y2)與P4(x2,y1)無法被釐清。

鑑於上述習知技術所存在的問題，本發明即提出一種投影電容式觸控面板之判定多觸點位置的裝置及其方法，藉以克服習用技術之缺點。

本發明之目的在於明確判定出多觸點的位置，利用一查找表的方式找出多觸點的位置。

為了達成上述的目的，本發明係提供一種投影電容式觸控面板上判定多觸點位置的裝置，該判定多觸點位置的裝置包含一外接導線單元，一感測電壓提供單元，一電流感測單元，一初步座標判定單元及一位置座標判定單元。

上述一外接導線單元，被分別分別以一對一的關係提供複數條X及Y外接導線與該複數條X感測條及Y感測條相連接；一感測電壓提供單元，被用以依序提供一交流感測電壓至該複數條X感測條，並接著依序提供該交流感測電壓至該複數條Y感測條上；一電流感測單元，被用以依序分別感測該X及Y感測條之每者上之一X電流與一Y電流，以分別得到該至少一組X電流值及該至少一組Y電流值；一初步座標判定單元，用以判定經由該電流感測單元所感測到至少一觸點的初步座標；及一位置座標判定單元，該位置座標判定單元儲存有一查找表，該位置座標判定單元藉由該初步座標判定單元所獲得的該些觸點之x與y座標加以配對，以決定該些觸點的實際位置座標。

本發明亦提供一種投影電容式觸控面板上判定多觸點位置的方法，該方法包含提供複數條X外接導線及複數條Y外接導線，被分別用以以一對一關係電性連接該投影電容式觸控面板之複數條X及Y感測條；依序提供一交流感測電壓至該些條X感測條上，以及依序提供該交流感測電壓至該些條Y感測條上；依序分別感測至少一觸點於該X及Y感測條之每者上之一X電流與一Y電流，以分別得到該至少一組X電流值及該至少一組Y電流值；判定該X感測條及該Y感測條上所感測到該些觸點的初步位置座標；及根據一查找表配對經判定後之該些觸點的初步位置座標，以決定出該些觸點的實際位置。

採用本發明的裝置及方法可明確判定出多觸點的位置，且是以查找表來對應出多觸點的位置，所以與現有技術比較，本發明並未增加任何的硬體成本，並且本發明的方法是非常便利的方式。

為使本發明之達成特定目的所採之技術、手段及功效能易於了解，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解。然而，所附圖式僅作為參考與說明用，並非指對本發明加以限制。

本發明為一種投影電容式觸控面板之判定多觸點位置的裝置及其方法，其將藉由較佳實施例配合所附圖式詳細說明如下。

請參閱第三圖，其為本發明之投影電容式觸控面板之立體分解圖。如第三圖所示，該投影電容式觸控面板30包含同形形成並依序往上堆疊之一透明基板31、一X透明感測層32、一透明介電層33及一Y透明感測層34，其與傳統者相同，其中該X透明感測層32與Y感測膜層34上皆有一感測圖案37的存在，且該感測圖案37上有外接導線59的連接，以下將有說明。

請參閱第四圖，其為本發明之投影電容式觸控面板之判定多觸點位置之裝置的功能方塊圖。

如第四圖所示，本發明投影電容式觸控面板之判定多觸點位置的裝置40包含一外接導線單元41、感測電壓提供單元42、一電流感測單元43、一初步座標判定單元44及一位置座標判定單元45。

第五A圖及第五B圖為本發明之投影電容式觸控面板之判定多觸點位置之裝置在有多觸點於其上時的上視示意圖。

請同時參考第三圖至第五B圖所示，該判定裝置40包含該投影電容式觸控面板30之X透明感測層32上之複數條沿X方向排列的X感測條與該Y透明感測層34上之複數條沿Y方向排列的Y感測條，該等X感測條與Y感測條共稱為一感測圖案37。當該多觸點P1,P2(以二點為例進行說明)出現於投影電容式觸控面板30上時，該X透明感測膜層32與該Y透明感測層34在該多個觸點P1,P2,P3,P4位置上相接觸(未顯示)，其中P1,P2為第一組多觸點，而P3,P4為第二組多觸點。

首先，外接導線單元41分別以一對一的關係提供複數條X及Y外接導線與該等X感測條及Y感測條相連接。

接著，該感測電壓提供單元42先透過對應外接導線59的X感測條依序提供一交流感測電壓Vx，並接著對Y感測條依序提供該交流感測電壓Vy，如第五A圖及第五B圖所示。當交流感測電壓Vx提供至X感測條時，在該等觸點P1,P2,P3,P4的位置上就會形成一電流I，再接著當交流感測電壓Vy提供至Y感測條時，在該等觸點P1,P2,P3,P4的位置上就會形成一電流I。

接著，該電流感測單元43分別在上述的該等觸點P1,P2,P3,P4的位置感測該等X及Y電流對組，並分別感測出該第一X電流值(Vx1)及第二X電流值(Vx2)與該第一Y電流值(Vy1)及第二Y電流值(Vy2)。交流感測電壓是依序由上而下及由左而右所給出的，所以在X側上所感測到的感測電流之感測方向是由x1(上)至x2(下)，在Y側所感測到的感測電流之感測方向是由y1(左)至y2(右)。

初步座標判定單元44用以判定經由電流感測單元43所感測到該等觸點P1,P2,P3,P4的初步位置座標(x1,x2,y1,y2)。

在X感測條或Y感測條上，由於存上述該等觸點P1,P2,P3,P4，且該等觸點P1,P2,P3,P4與電流感測單元43之間的距離將對初步座標判定單元44的判定有相當的影響。當該等觸點的距離接近於電流感測單元43時，因感測電流傳輸到該觸點的距離較短，使得觸點上的阻抗下降，而造成所對應的電流上升，反之，當該等觸點的距離遠離電流感測單元43時，因感測電流傳輸到該觸點的距離較遠，使得觸點上的阻抗上升，而造成所對應的電流下降。

以第五A圖中所示之P1與P2為例，當使用者於投影電容式觸控面板30輸入觸點P1時，經由感測電壓提供單元42在X側上及Y側上所提供感測電壓，因為在投影電容式觸控面板30具有感側圖案，又因觸點P1在X側及Y側上與感測電壓提供單元42之間存在有一段距離，該段距離對於感側圖案而言，就會在觸點P1的X側及Y側上產生一等效電阻(未圖示)，等效電阻的產生將會影響到電流感測單元43於觸點P1上所感測到的電流值大小，所以在觸點P1上便可得到Vx2及Vy1的電流值。相同的，當使用者於投影電容式觸控面板30輸入觸點P2時，經由感測電壓提供單元42在X側上及Y側上所提供感測電壓，因為在投影電容式觸控面板30具有感側圖案，又因觸點P2在X側及Y側上與感測電壓提供單元42之間存在有一段距離，該段距離對於感側圖案而言，就會在觸點P2的X側及Y側上產生一等效電阻(未圖示)，等效電阻的產生將會影響到電流感測單元43於觸點P2上所感測到的電流值大小，所以在觸點P2上可得到Vx1及Vy2的電流值。

因為P1比P2較接近於X側感測電流之感測方向，所以P1的初步座標x2上所獲得的電流值Vx2會比P2的初步座標x1上所獲得的電流值Vx1高，亦即x2>x1。而P2比P1較接近於Y側感測電流之感測方向，所以P2的初步座標y2上所獲得的電流值Vy2會比P1的初步座標y1上所獲得的電流值Vy1高，亦即y2>y1。

以第五B圖中所示之P3與P4為例，當使用者於投影電容式觸控面板30輸入觸點P3時，經由感測電壓提供單元42在X側上及Y側上所提供感測電壓，因為在投影電容式觸控面板30具有感側圖案，又因觸點P3在X側及Y側上與感測電壓提供單元42之間存在有一段距離，該段距離對於感側圖案而言，就會在觸點P3的X側及Y側上產生一等效電阻(未圖示)，等效電阻的產生將會影響到電流感測單元43於觸點P3上所感測到的電流值大小，所以在觸點P3上便可得到Vx1及Vy1的電流值。相同的，當使用者於投影電容式觸控面板30輸入觸點P4時，經由感測電壓提供單元42在X側上及Y側上所提供感測電壓，因為在投影電容式觸控面板30具有感側圖案，又因在X側及Y側上與感測電壓提供單元42之間存在有一段距離，該段距離對於感側圖案而言，就會在觸點P3的X側及Y側上產生一等效電阻(未圖示)，等效電阻的產生將會影響到電流感測單元43於觸點P4上所感測到的電流值大小，故在觸點P4上可得到Vx2及Vy2的電流值。

因為P3較接近於X側感測電流之感測方向，所以P3的初步座標x1上所獲得的電流值Vx1會比P4的初步座標x2上所獲得的電流值Vx2高，亦即x1>x2。而且P3亦比P4較接近於Y側感測電流之感測方向，所以P3的初步座標y1上所獲得的電流值Vy1會比P4的初步座標y2上所獲得的電流值Vy2高，亦即y1>y2。

藉由上述所描述的原理，可預先定義出複數組電流值的比較關係，以製作出一待求實際位置座標的查找表。以上述為例製作出以下的查找表：

位置座標判定單元45儲存有上述的查找表，接著，位置座標判定單元45由初步座標判定單元44所獲得的該等觸點P1,P2,P3,P4的初步座標再根據上述的查找表以求出各觸點P1,P2,P3,P4之X與Y座標x,y加以配對成一完整二維座標，以決定出該多觸點P1,P2,P3,P4的實際位置座標(x1,y1)與(x2,y2)。

第六圖為本發明之投影電容式觸控面板上判定多觸點位置之方法的流程圖，並請配合第四圖至第五B圖之說明。

如第六圖所示，首先，經由外接導線單元41提供複數條X外接導線及Y外接導線且分別均勻以一對一關係連接至投影電容式觸控面板的一X側的複數條X感測條及一Y側的複數條Y感測條(S601)。

藉由感測電壓提供單元42依序提供一交流感測電壓Vx至該些條X感測條及該交流感測電壓Vy至該些條Y感測條上(S602)，其中感測電壓Vs是依序由上而下及由左而右所給出的，所以如第五A圖及第五B圖所示者，在X側上所感測到的感測電流之感測方向是由x1(上)至x2(下)，在Y側所感測到的感測電流之感測方向是由y1(左)至y2(右)。

依序分別感測多觸點P1,P2,P3,P4於該X及Y感測條之每者上之一X電流與一Y電流，以分別得到該至少一組X電流值及該至少一組Y電流值(S603)。

接著，初步座標判定單元44在該X感測條上及該等Y感測條上判定所感測到多觸點P1,P2,P3,P4的初步位置座標(x1,x2,y1,y2)(S604)。

最後，以查找表的方式將經判定後多觸點P1,P2,P3,P4之X與Y軸上初步位置座標x與y被加以配對，以判定出多觸點P1,P2,P3,P4的實際位置座標(x1,y1)與(x2,y2)(步驟605)，其中查找表建立的概念已說明於上，現就省略再對其說明。

在一不同實施例中，該X與Y透明感測層32,34之位置互換。在一不同實施例中，該Y透明感測層34先被加以該交流感測電壓Vy，而該X透明感測層32被接著加以該感測電壓Vx。

藉由使用本發明，多觸點之位置在具感測圖案之電容式觸控面板上得以完全被確定，使該種觸控面板可正式被用於多觸點觸控上。

本發明已藉由特定實施例說明如上，熟習該項技術者可藉由該等實施例之原理而推衍出其它可能實施例，如此推衍出之實施例皆屬於本發明的精神範圍，故本發明之實際範圍當由後附之申請專利範圍定義之。

10．．．投影電容式觸控面板

11．．．X透明基板

12．．．X透明感測層

13．．．透明介電層

14．．．Y透明感測層

15．．．感測圖案

16．．．X導電線徑

17．．．Y導電線徑

18．．．感測板

19．．．外接導線

20．．．感測裝置

21．．．感測電壓源

151．．．X感測條

152．．．Y感測條

31．．．基板

32．．．X透明感測層

33．．．透明介電層

34．．．Y透明感測層

37．．．感測圖案

40．．．判定多觸點位置的裝置

41．．．外接導線單元

42．．．感測電壓提供單元

43．．．電流感測單元

44．．．初步座標判定單元

45．．．位置座標判定單元

59．．．外接導線

第一A圖為一傳統投影電容式觸控面板之立體分解圖；第一B圖及第一C圖分別為第一A圖所示投影電容式觸控面板上之感測圖案的示意圖；第一D圖為第一B圖及第一C圖之感測圖案在覆疊後的上視說明示意圖；第二圖為說明一第一A圖所示傳統投影電容式觸控面板上具有多觸點存在時之上視結構示意圖；第三圖為本發明之投影電容式觸控面板的立體分解圖；第四圖為本發明之投影電容式觸控面板的功能方塊圖；第五A圖及第五B圖為說明本發明之投影電容式觸控面板之判定多觸點位置之示意圖；及第六圖為本發明之投影電容式觸控面板上判定多觸點位置之方法的流程圖。

S601~S605．．．流程圖步驟說明

Claims (8)

1. 一種投影電容式觸控面板之判定多觸點位置的裝置，該判定多觸點位置的裝置包含：一外接導線單元，係分別以一對一的關係提供複數條X及Y外接導線與與一X透明感測層上的複數條X感測條及一Y透明感測層上的複數條Y感測條相連接；一感測電壓提供單元，被用以依序提供一交流感測電壓至該複數條X感測條，並接著依序提供該交流感測電壓至該複數條Y感測條上；一電流感測單元，被用以依序分別感測該X及Y感測條之每者上之一X電流與一Y電流，以分別得到該至少一組X電流值及該至少一組Y電流值；一初步座標判定單元，用以判定經由該電流感測單元所感測到多觸點的初步座標；及一位置座標判定單元，該位置座標判定單元儲存有一查找表，該位置座標判定單元根據該查找表對該初步座標判定單元所獲得的該些觸點的初步座標加以配對，以決定該些觸點的實際位置座標，其中該查找表的內容包含初步座標比較關係、與初步座標比 較關係相對應的實際位置座標。
2. 如申請專利範圍第1項之投影電容式觸控面板之判定多觸點位置的裝置，其中該查找表的內容係為該些觸點之初步位置的X座標x之間的大小關係及Y座標y之間的大小關係之對應組合。
3. 如申請專利範圍第1項之投影電容式觸控面板之判定多觸點位置的裝置，其中該X與Y透明感測層之位置互換。
4. 如申請專利範圍第1項之投影電容式觸控面板之判定多觸點位置的裝置，其中該X透明感測層被先加以該感測電壓，該Y透明感測層被後加以該感測電壓。
5. 一種投影電容式觸控面板之判定多觸點位置的方法，該方法包含下列步驟：提供複數條X外接導線及複數條Y外接導線，被分別用以以一對一關係電性連接該投影電容式觸控面板之一X透明感測層上的複數條X感測條及一Y透明感測層上的複數條Y感測條；依序提供一交流感測電壓至該些條X感測條上，以及依序提供該交流感測電壓至該些條Y感測條上；依序分別感測至少一觸點於該X及Y感測條之每者上之一X電流與一Y電流，以分別得到該至少一組X 電流值及該至少一組Y電流值；判定該X感測條及該Y感測條上所感測到該些觸點的初步位置座標；及根據一查找表對經判定後之該些觸點的初步位置座標加以配對，以決定出該些觸點的實際位置座標，其中該查找表的內容包含初步座標比較關係、與初步座標比較關係相對應的實際位置座標。
6. 如申請專利範圍第5項之投影電容式觸控面板之判定多觸點位置的方法，其中該查找表的內容係為該些觸點之初步位置的X座標x之間的大小關係及Y座標y之間的大小關係之對應組合。
7. 如申請專利範圍第5項之投影電容式觸控面板之判定多觸點位置的方法，其中該X與Y透明感測層之位置互換。
8. 如申請專利範圍第5項之投影電容式觸控面板之判定多觸點位置的方法，其中該X透明感測層被先加以該感測電壓，該Y透明感測層被後加以該感測電壓。