CN101470557A - 位置感应面板、检测方法及显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及位置感应面板、检测方法及显示器。其中一位置检测显示器，将触碰检测器与主动矩阵液晶面板整合在一起。主动矩阵液晶面板具有一粗略检测装置以及一细微检测装置。细微检测装置具有多个细微检测电极。细微检测电极被切分成多个第一群组。第一群组是成梳状，并且跨越面板。在使用上，细微检测电极判定一待测物(如笔尖或是手指)的多个可能位置。粗略检测装置用以从多个可能位置中，选择一个，被选择的可能位置即为待测物的位置。

Description

位置感应面板、检测方法及显示器
技术领域
本发明涉及一种位置检测显示器以及显示器的操作方法。
背景技术
位置检测器(position sensor)是以可透光的方式迭置在显示器之上，用以记录触碰或是记录触碰笔的输入。检测器可能是由多个电极所构成。所述电极以阵列方式排列，并连接至驱动/检测电路。
检测器可为电容式检测器，其具有许多电极组。所述电极组连接至驱动电路和/或检测电路。当物体(如笔尖或是手指)接近电极时，电极的容值会受到影响。因此，藉由测量容值的改变，便可得知物体的位置。
为了提高解析度，检测电极的数量将会增加。然而，由于高解析度需具有较大的电极阵列，并且检测电极需连接至检测电路或是驱动电路，故连接器的数量将会大增。对制造程序而言，连接器的制造具有相当的困难度。大量的连接器将增加制造成本，并可能提高产品的故障率，因而降低可靠度。
因此，需要能提高解析度，又能不增加连接器的数量。
发明内容
根据本发明，提供一种检测方法，用以检测一显示器前方的一待测物的位置。该显示器具有一前位置感应面板。前位置感应面板具有多个细微x检测电极以及多个细微y检测电极。细微x检测电极被切分成多个第一群组。第一群组是成梳状，并且跨越面板。细微y检测电极被切分成多个第二群组。第二群组是成梳状，并且跨越面板以及细微x检测电极。本发明的检测方法包括，利用所述细微x检测电极以及所述细微y检测电极，实施一细微位置检测操作，以定义该待测物在一细微解析中的多个可能位置；实施一粗略位置检测操作，以判断该待测物在一粗略解析中的位置；以及结合该细微位置检测操作以及该粗略位置检测操作的结果，用以从所述可能位置中选择一个，该被选择的可能位置即为该待测物的位置。本发明还提供一种位置感应面板，适用于一显示器，用以检测一待测物的位置。本发明的位置感应面板包括，多个细微x检测电极、多个细微y检测电极以及一装置。细微x检测电极是平行设置，并且跨越显示器。细微x检测电极被切分成多个第一群组。所述第一群组是成梳状。细微y检测电极是平行设置，并且跨越显示器以及细微x检测电极。细微y检测电极被切分成多个第二群组。所述第二群组是成梳状。所述细微x检测电极与所述细微y检测电极定义待测物在一细微解析中的多个可能位置。装置用以实施一粗略位置检测，以从所述可能位置中，判断出对应于待测物的位置的可能位置。
根据本发明，还提供一种显示器，包括一后面板、一位置感应面板、多个细微检测电路、多个粗略检测电路以及一计算单元。位置感应面板设置在后面板的前方，并包括多个细微x检测电极、多个细微y检测电极以及一装置。细微x检测电极平行设置，并且跨越显示器。所述细微x检测电极被切分成多个第一群组。所述第一群组是成梳状。细微y检测电极平行设置，并且跨越显示器以及细微x检测电极。细微y检测电极被切分成多个第二群组。所述第二群组是成梳状。所述细微x检测电极与所述细微y检测电极定义该待测物在一细微解析中的多个可能位置。装置用以实施一粗略位置检测，以从所述可能位置中，判断出对应于该待测物的位置的可能位置。细微检测电路设置在后面板之上，并分别连接至多个细微检测连接器。所述细微检测连接器连接位置感应面板上的细微x检测电极以及细微y检测电极。粗略检测电路设置在后面板之上，并分别连接至多个粗略检测连接器。粗略检测连接器连接该装置，用以实施该位置感应面板上的粗略位置检测。计算单元电连接至粗略及细微检测电路，并根据粗略及细微检测电路的信号，输出该待测物的一独一细微位置。
藉由结合群组内的检测电极，就不需要为了增加解析度，而增加连接器的数量。虽然减少连接器的数量，仍能达到高解析的功能。
面板可为位置感应面板，通常称为触碰感应面板。严格来说，面板可利用电容耦合方式操作，因此，只要稍微接近面板，面板便可感应到，而不需要真正的触碰到面板。
显示器可能具有一主动矩阵面板，如主动矩阵液晶显示器(active matrixliquid crystal display；AMLCE)面板，或是主动矩阵有机发光二极体显示器(active matrix organic light emitting diode display；AMOLED)面板。可在主动面板上，提供所有的电路及处理，并且位置检测电极可设于前面板上，使得制造程序更为容易。
为使本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并结合附图详细说明如下。
附图说明
图1为根据本发明的第一实施例的正视图。
图2为根据本发明的第一实施例的侧视图。
图3～5为根据本发明的第一实施例的操作示意图。
图6为根据本发明的第二实施例的正视图。
图7及8为根据本发明的第二实施例的操作示意图。
图9为根据本发明的第三实施例的正视图。
附图符号说明
1：前位置感应面板；        2：透明基底；
4：细微x检测电极；         6：细微y检测电极；
7：检测区域；              8、10、40、42：群组；
12：粗略检测电极；         14：角落；
27：驱动电极；             28：拾取电极；
16：细微连接器；           18：粗略连接器；
20：细微检测电路；         22：粗略检测电路；
23：粗略驱动单元；         24：计算单元；
50：后主动面板；           52：液晶；
30：待测物；               32：位置；
44：检测区域；             34：粗略位置；
36：检测位置；             5：显示器；
56：基板；                 58：整合单元。
具体实施方式
本发明的图示只是示意图，并非等比例缩小实际的物体。相同的元件以相同的符号表示，并且不再重复叙述。
图1显示前位置感应面板(front position sensitive panel)的示意图。前位置感应面板1设置在显示器的前方。
前位置感应面板1具有透明基底2、多个细微x检测电极4与细微y检测电极6。细微x检测电极4平行设置，并且往行(column)方向延伸跨越透明基底2。细微y检测电极6往列(row)方向延伸跨越透明基底2，并与细微x检测电极4相互隔离。细微x检测电极4与细微y检测电极6覆盖前位置感应面板的检测区域7。在图1中，检测区域7如较粗的黑线所示。检测区域7对应于显示器的显示区。
细微x检测电极像细微y检测电极一样，被切分成许多群组。在本实施例中，细微x检测电极被切分成n个群组8，并且每第n条细微x检测电极被连接在一起，以成为一群组。举例而言，假设图1中的最右边的细微x检测电极为第1条电极，并且最左边的细微x检测电极为第12条电极。在本实施例中，第1、5、9条电极耦接在一起，形成群组8中的第一群组，第2、6、10条电极耦接在一起，形成群组8中的第二群组，第3、7、11条电极耦接在一起，形成群组8中的第三群组，第4、8、12条电极耦接在一起，形成群组8中的第四群组。因此，细微x检测电极的群组是成梳状。每个群组会轮流或循环被使用。举例而言，若从第一个群组开始使用，直到所有群组都被使用过了，第一个群组才会再次被使用。
图1为简单示意图，其显示细微x检测电极被切分成四个群组，每个群组具有三条电极。在其它实施例中，电极可被切分成更多的群组，并且每一群组可具有更多的电极。藉由连接在一起的电极，便可定义出不同的群组。
同样地，细微y检测电极可被切分成m个群组10，并且每第m条细微y检测电极被连接在一起，以成为一群组。
细微检测电极4及6作为检测细微范围(细微解析度)的电极。
细微检测电极4及6均为透明，例如透明导体，如氧化铟锡。
前位置感应面板1亦包含四个粗略检测电极12，粗略检测电极12分别设置在前位置感应面板1的四个角落14。
每一群组8及每一群组10分别连接至相对应的连接器16。同样地，每一粗略检测电极12各自连接至一相对应的连接器18。
粗略检测电极12具有驱动电极27以及拾取(pick-up)电极28。驱动电极27设置在前位置感应面板1的相对立角落14。拾取电极28设置在另一相对立角落14。
细微连接器16以及粗略连接器18分别连接至细微检测电路20以及粗略检测电路22。细微检测电路20以及粗略检测电路22并未设置在透明面板之上。粗略驱动单元23亦连接至驱动电极27，用以驱动电极。
计算单元24连接至细微检测电路20以及粗略检测电路22。
图2为本发明的侧面示意图。如图所示，前位置感应面板1为主动矩阵液晶显示器(active matrix liquid crystal display)的前板。主动矩阵液晶显示器具有一后主动面板50以及液晶52。液晶52设置在前位置感应面板1与后主动面板50之间，利用后主动面板以呈现画面。
在本实施例中，检测电路20及22为后主动面板50的电路的一部分，而计算单元24为一独立的电路。在其它实施例中，计算单元24可整合在后主动面板50之中。
在图3～5中，利用细微检测电路以及细微检测电极的群组，便可实行对待测物30的基本细微检测操作。可利用待测物与接近待测物的检测电极的电容耦合效应来实行。举例而言，待测物30可能为笔尖或是手指。检测电路所测量的信号会受到待测物30与邻近待测物30的检测电极间的电容耦合效应所影响。因此，检测电路藉由接近待测物的检测电极，便可获得信号的改变。
在细微检测电极的细微解析中，细微检测操作可提供位置信息，但是所提供的位置信息并非唯一。
在图3～5的简单示意图中，细微检测电极的每一群组具有两电极，因此，在细微解析中，细微检测操作可得知四种可能的位置32(如图3所示)。
如图4所示，在粗略解析中，粗略检测操作藉由粗略检测电路决定出唯一的粗略位置34。粗略驱动单元23将信号传送至驱动电极27，并且粗略检测电路22会测量拾取电极28所拾取到的信号，用以判定待测物所接近的角落14，即为粗略位置34。
如图5所示，计算单元24结合粗略及细检测操作的结果，从多个位置32中找出最近粗略位置34的位置，所找到的位置32即为检测位置36。
藉由群组化细微电极，便可减少细微连接器16的数量，使得细微连接器16的数量远小于已知技术(每一细微检测电极具有一连接器)。因此，在制造具有细微解析度的产品时，可大大地简化制造程序。
倘若没有使用上述技术，则连接器的数量可能会大幅增加。为了达到细微解析度，则需要设置细微网栅状(fine grid)检测电极。然而，不幸地，大量的检测电极需要大量的连接器，并且位置检测屏幕的可靠度将受到连接器可靠度的影响。
在本实施例中，电极是整合在显示装置的前板。因此，前板与后面板之间连接的可靠度为关键性的可靠度因素，此因素可藉由减少连接，而被大幅地降低。
当然，电极的群组化会使得待测物30位置的判断变得更困难，不过，利用粗略及细微检测技术，便可克服这个问题。
在其它实施例中(如图6所示)，可使用另一种方式排列粗略检测电极。如图所示，多个粗略检测电极跨越面板，并设置在细微检测电极之间。粗略检测电极像细微检测电极一样，都是线状排列(line)。因此，在本实施例中，具有许多细微检测电极以及粗略检测电极，但是细微检测电极以及粗略检测电极各自被群组化。粗略检测电极的群组40及42为相邻的粗略检测电极。群组40为粗略x检测电极。群组42为粗略y检测电极。因此，在本实施例中，群组40及42各自连接到相对应的连接器18。本实施例中，粗略检测电极的群组40及42的操作原理与细微检测电极的群组8及10相同，不同之处在于，群组40及42的划分方式不同于群组8及10。
粗略检测电极的群组对应细微检测电极的群组而设置。假设，细微电极被切分成n个群组，则第一群组从一第一电极、一第二电极、...、至一第n电极排列，然后第二群组再从第一电极、第二电极、...、至第n电极排列。因此，细微电极会形成一重复图样。
在考虑群组的重复特性的情况下，位置感应面板可被切分成多个检测区域44。每一检测区域具有每一群组的x及y检测电极，并从第一群组内的x及y检测电极开始检测。而下一个检测区域44是由第一群组内的下一x及下一y检测电极开始检测。
就粗略检测电极而言，在x及y方向，每一检测区域44仅会对应到一个粗略检测电极的群组。因此，在本实施例中，粗略检测电极的群组切分是对应至重复循环的细微检测电极。而当细微检测电极被切分成n个群组时，粗略检测电极的每个群组均具有n条粗略检测电极。例如，根据图6，粗略检测电极群组40包含群组X1～X3，每个群组X1～X3分别对应至重复循环的细微检测电极群组x1～x5，其中，细微检测电极切分为5个群组x1～x5，而粗略检测电极的每个群组X1～X3均具有5条粗略检测电极。
以下将详细说明，计算单元判断位置的原理，请参考图7及图8。
细微检测操作可得到多个位置结果(xp，yp)，每个位置结果(xp，yp)分别位于不同的高解析检测区域中，而待测物的位置就是某一个高解析检测区域的位置结果(xp，yp)。举例而言，图7显示九个高解析检测区域44，每一高解析检测区域具有一位置结果(xp，yp)。因此，总共有九个位置结果，而待测物的位置就是九个位置结果中的一个。不过，在细微检测操作，并不知道哪一个位置结果才是待测物的真正位置。
粗略检测操作是利用粗略检测电极以判定待测物在哪一个检测区域44中的粗略位置(Xp，Yp)。即根据粗略x检测电极以及粗略y检测电极的群组，便可定义出待测物的粗略位置(Xp，Yp)。
将多个位置结果(xp，yp)与粗略位置(Xp，Yp)结合在一起，便可得知待测物的位置(如图8所示)。
在其它实施例中，可根据细微检测位置调整粗略检测位置。
举例而言，当一物体接近多个检测区域之间的边界时，低解析检测可能认为物体是在某一检测区域，但是此检测区域是不正确的检测区域。为了解决这个问题，可藉由复杂的演算法判断物体的位置。尤其是，粗略位置(Xp，Yp)的判断可利用细微位置信息(xp，yp)。藉由判断xp及yp是大或小，而得到粗略位置(Xp，Yp)。在图6～8的实施例中，假设，粗略位置接近两个检测区域44的边界。若xp是大，则表示待测物靠近一检测区域44的右边，故将会选择具有较小Xp的检测区域。相反的，若xp是小，则位置应该接近一检测区域的左边，因此，选择具有较大Xp的检测区域。
相似的操作方式可应用在y方向检测。
上述的说明只是一个可能实施例。
举例而言，虽然上述的内容叙述一整合型触碰面板1，但是在其它实施例(如图9所示)中，触碰面板1可为一独立的面板，并设置在显示器54之上。在此实施例中，一主动矩阵显示器54设置在一支撑的基板56之上。检测电路20、22以及计算单元24设置在一整合单元58之中。整合单元58设置在基板56之上。
检测电路20及22亦可整合在主动矩阵面板的驱动电路之中。
在图6中，检测区域44对应于粗略电极群组以及细微电极群组，粗略电极群组以及细微电极群组重复的单元及大小都一样。然而，这并非必要，只要粗略电极判断够准确，相称的粗略及细微电极群组并非必要。尤其相较于上述实施例，在其它的排列中，具有较佳的粗略解析是有帮助的，尽管这个较佳的粗略解析仍然比细微解析差。
另外，粗略检测操作及细微检测操作可同时进行，或是依序进行。
在图6所显示的排列中，粗略检测电极的数量与细微检测电极相同，但并非用以限制本发明。在其它可能实施例中，粗略电极的数量可小于细微检测电极的数量。
另外，在图6所显示的排列中，粗略检测电极与细微检测电极是相互隔离，但在其它可能实施例中，可利用相同的电极作为粗略检测电极与细微检测电极。举例而言，为了简化电极的群组化方式，可将在某一边的电极切分成细微检测电极群组，其中每一细微检测电极群组具有n条电极，将在另一边的电极切分成粗略检测电极群组，其中每一粗略检测电极群组具有n条电极。在此例中，开关(如薄膜晶体管开关)可能用以改变电极的连接，用以完成粗略位置检测，然后改变电极的连接，用以完成细微位置检测。在粗略位置检测以及细微位置检测时，这些开关可能轮流操作。
虽然上述的实施例与已知的主动矩阵液晶显示器有关，但是本发明可应用在其它主动矩阵液晶显示器中，如主动矩阵有机发光二极体显示器(active matrix organic light emitting diode display)。
上述的电极也不一定全部都是透明的。
在其它实施例中，计算单元24可能设置在一独立的面板上。一般的计算机可作为计算单元24。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前途下可作若干的更动与润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。

Claims (11)

1.一种检测方法，用以检测一显示器前方的一待测物的位置，该显示器具有一前位置感应面板，该前位置感应面板具有多个细微x检测电极以及多个细微y检测电极，所述细微x检测电极被切分成多个第一群组，所述第一群组是成梳状，并且跨越该面板，所述细微y检测电极被切分成多个第二群组，所述第二群组是成梳状，并且跨越该面板以及所述细微x检测电极，该方法包括：
利用所述细微x检测电极以及所述细微y检测电极，实施一细微位置检测操作，以定义该待测物在一细微解析中的多个可能位置；
实施一粗略位置检测操作，以判断该待测物在一粗略解析中的位置；以及
结合该细微位置检测操作以及该粗略位置检测操作的结果，用以从所述可能位置中，选择一个，该被选择的可能位置即为该待测物的位置。
2.如权利要求1所述的检测方法，其中在实施该粗略位置检测操作的步骤中，是利用多个粗略检测电极，并且利用多个驱动信号驱动至少一粗略检测电极，并且检测其它粗略检测电极的信号。
3.如权利要求1所述的检测方法，其中在实施该粗略位置检测操作的步骤中，是利用多个粗略x检测电极以及多个粗略y检测电极。所述粗略x检测电极以及所述粗略y检测电极是跨越该显示器，且被切分成多个粗略检测群组，每一粗略检测群组具有至少一粗略y检测电极与至少一粗略x检测电极；以及
在结合该细微位置检测操作以及该粗略位置检测操作结果的步骤中，包括：
利用该细微位置以及该粗略位置检测操作的结果，以判断该待测物的位置所对应的所述粗略检测群组之一；以及
在所述可能位置中，选择一个，该被选择的可能位置是对应于所述粗略检测群组之一。
4.如权利要求1所述的检测方法，其中该显示器还包括一后主动面板，其中，
在实施该细微位置检测操作的步骤中，包括：
产生一驱动信号在该后主动面板上；
将该驱动信号传送予至少一该细微检测电极；
拾取其它细微检测电极的信号；以及
利用该后主动面板的一细微检测电路，检测所述细微检测电极的信号；以及
在实施该粗略位置检测操作的步骤中，包括：
产生一驱动信号在该后主动面板上；
将该驱动信号传送予至少一该粗略检测电极；
拾取其它粗略检测电极的一检测信号；以及
利用该后主动面板的一粗略检测电路，检测所述粗略检测电极的信号。
5.一种位置感应面板，适用于一显示器，用以检测一待测物的位置，该位置感应面板包括：
多个细微x检测电极，平行设置并且跨越该显示器，所述细微x检测电极被切分成多个第一群组，所述第一群组是成梳状；
多个细微y检测电极，平行设置并且跨越该显示器以及所述细微x检测电极，所述细微y检测电极被切分成多个第二群组，所述第二群组是成梳状，其中，所述细微x检测电极与所述细微y检测电极定义该待测物在一细微解析中的多个可能位置；以及
一装置，用以实施一粗略位置检测，以从所述可能位置中，判断出对应于该待测物的位置的可能位置。
6.如权利要求5所述的位置感应面板，其中所述第一及第二群组中的每一群组分别连接至一连接器。
7.如权利要求5所述的位置感应面板，其中所述第一群组的数量为n，所述第二群组的数量为m，其中n及m均为整数；
在所述细微x检测电极中，一第一及第二细微x检测电极连接在一起，以成一群组，其中该第一及第二细微x检测电极之间具有n-1条细微x检测电极；以及
在所述细微y检测电极中，一第一及第二细微y检测电极连接在一起，以成一群组，其中该第一及第二细微y检测电极之间具有m-1条细微y检测电极。
8.如权利要求5所述的位置感应面板，其中该装置为多个粗略检测电极。
9.如权利要求8所述的位置感应面板，其中所述粗略检测电极具有多个粗略x检测电极以及多个粗略y检测电极，所述粗略x检测电极是与所述细微x检测电极平行设置，并跨越该面板，所述粗略y检测电极是与所述细微y检测电极平行设置，并跨越该面板，其中所述粗略检测电极与所述细微检测电极交替，所述粗略x检测电极切分为多个粗略x检测电极群组，每一粗略x检测电极群组中包含n条连接在一起的粗略x检测电极；以及所述粗略y检测电极切分为多个粗略y检测电极群组，每一粗略y检测电极群组中包含n条连接在一起的粗略y检测电极，其中所述粗略x检测电极的每一群组与所述粗略y检测电极的每一群组各自连接至一连接器。
10.如权利要求8所述的位置感应面板，其中所述粗略检测电极具有至少一驱动电极对以及至少一拾取电极对。
11.一种显示器，包括：
一后面板；
一位置感应面板，设置在该后面板的前方，该位置感应面板包括：
多个细微x检测电极，平行设置并且跨越该显示器，所述细微x检测电极被切分成多个第一群组，所述第一群组是成梳状；
多个细微y检测电极，平行设置并且跨越该显示器以及所述细微x检测电极，所述细微y检测电极被切分成多个第二群组，所述第二群组是成梳状，其中，所述细微x检测电极与所述细微y检测电极定义该待测物在一细微解析中的多个可能位置；以及
一装置，用以实施一粗略位置检测，以从所述可能位置中，判断出对应于该待测物的位置的可能位置；以及
多个细微检测电路，设置在该后面板之上，并分别连接至多个细微检测连接器，所述细微检测连接器连接该位置感应面板上的所述细微x检测电极以及所述细微y检测电极；
多个粗略检测电路，设置在该后面板之上，并分别连接至多个粗略检测连接器，所述粗略检测连接器连接该装置，用以实施该位置感应面板上的粗略位置检测；以及
一计算单元，电性连接至该粗略及该细微检测电路，并根据该粗略及该细微检测电路的信号，输出该待测物的一独一细微位置。
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