CN101714046B - 物体位置检测装置与方法及应用该装置的图像显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明为一种物体位置检测装置与方法及应用该装置的图像显示系统，该物体位置检测装置包含：一触控膜；一第一电极组；一第二电极组以及一感测运算电路，该检测方法包含下列步骤：提供一物体置放于该触控膜上；感测出该触控膜下该第一电极组中多组n条相邻且平行的第一电极相接后的多个第一等效电容值；感测出该触控膜下该第二电极组中多组m条相邻且平行的第二电极相接后的多个第二等效电容值；以及根据所述多个第一、第二等效电容值而运算出该物体的一第一位置信息。本发明可准确地感测到触控笔接触点的位置，改善了呈正交排列的电极31、32因宽度过大而影响使用者观感的问题。

Description

物体位置检测装置与方法及应用该装置的图像显示系统

技术领域

本发明涉及一种物体位置检测装置与方法及应用该物体位置检测装置的图像显示系统。

背景技术

随着便携式电子产品的体积日益缩小，同时具有输入功能与显示功能的触控面板显示器(touch panel display)便开始被大量使用在此类装置上，例如移动电话手机(mobile phone)、个人数字助理(Personal Digital Assistant)及智能型手机(Smart phone)。请参见图1，其为一触控面板显示器模块的构造示意图，主要由透明的触控面板(touch panel)10以及一平面显示器11所搭配组成。而图中所绘的透明触控面板(touch panel)10为常见的电阻式触控面板的构造示意图，其主要由提供有固定电压差的透明导体薄膜101以及透明导体基板102所组成，中间再由球状的间隔体(spacer)103来隔开。而借助手指或触控笔(stylus)去触碰上层的透明导体薄膜101所产生的形变来与下层的透明导体基板102接触，进而产生代表接触点位置的两个模拟电压值，然后经由模拟数字转换器104来将所述多个模拟电压值转为数字信号，再传到后端微处理器105进行运算处理来取得接触点位置的(X,Y)坐标，最后达到定位的目地。

而由于上述电阻式触控面板结构中的透明导体薄膜101被严重刮伤时将会形成断路，而造成触控面板无法正常动作。另外，光学特性不佳以及触控灵敏度低都是电阻式触控面板难以改善的技术缺陷，为此，如图2(a)和图2(b)所示的电容式触控面板2便开始被发展出来并广泛应用于各类产品，其主要是利用基板21上两组正交排列的透明电极22与23与人体之间的静电结合所产生的电容变化，然后利用X轴传感器26与Y轴传感器28来分别进行感测，然后再利用运算单元29来完成按压点的X，Y坐标及代表压力值的Z值的运算。为了能改善不耐刮伤的特性，电容式触控面板在最外层设置了一二氧化硅硬化处理层20，至于其他相关内容可参见第5914465号美国专利的说明。

而上述电容式触控面板通常仅设计成利用手指来进行触控，而无法同时有效地提供给触控笔(stylus)进行触控。原因是触控笔(stylus)的接触点比起手指相对小很多，因此上述正交排列的透明电极22与23的间距必须相当密集才能准确地感测到触控笔(stylus)接触点的位置。但如此一来，由电容式触控面板2连接至X轴传感器26与Y轴传感器28的接脚数将大幅增加，造成需要足够空间来设置接脚导致制造成本上扬，而且会造成感测扫描时间过长。另外，即使是仅设计成利用手指来进行触控的电容式触控面板，其上正交排列的透明电极22与23本身的宽度过大也会影响使用者观看显示内容的观感，因为过宽的电极容易被使用者目视而影响图像品质。而如何改善上述诸多技术缺陷，便为发展本发明的主要目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物体位置检测装置，以改善上述技术缺陷。

本发明提供一种物体位置检测装置，其包含：一触控膜，提供一物体置放其上；一第一电极组，设于该触控膜下方，包含有多个彼此平行且沿一第一方向延伸的第一电极，其中每个第一电极根据该物体的接近而分别产生电容值的变化，该第一电极组中的多个第一电极被分成多个第一电极集合，每个第一电极集合由n个相邻的第一电极构成，其中，n为整数且n>1；一第二电极组，设于该触控膜下方，包含有多个彼此平行且沿一第二方向延伸的第二电极，其中每个第二电极根据该物体的接近而分别产生电容值的变化，该第二电极组中的多个第二电极被分成多个第二电极集合，每个第二电极集合由m个相邻的第二电极构成，其中，m为整数且m>1；以及一感测运算电路，电连接于该第一电极组及该第二电极组，其用以分别感测出该第一电极组中的每个第一电极集合中n个相邻电极相接后的第一等效电容值以及该第二电极组中的每个第二电极集合中m个相邻第二电极相接后的第二等效电容值，进而得到多个第一等效电容值与多个第二等效电容值，再根据所述多个第一、第二等效电容值而运算出该物体的一第一位置信息。该感测运算电路进一步分别感测出该触控膜下该第一电极组中，每个第一电极集合中的具有相同次序位置的第一电极相接后的第三等效电容值，从而得到n个第三等效电容值，并感测出该触控膜下该第二电极组中，每个第二电极集合中的具有相同次序位置的第二电极中相接后的第四等效电容值，从而得到m个第四等效电容值；然后，该感测运算电路根据所述n个第三等效电容值和所述m个第四等效电容值而运算出该物体的一第二位置信息，并根据该第一位置信息与该第二位置信息而运算出该物体的一第三位置信息。

优选地，该第一电极组与该第二电极组包括透光导体材料，而该触控膜包括绝缘材料，且该第一方向与该第二方向为正交。

优选地，该感测运算电路包含：一电极切换控制模块，电连接于该第一电极组与该第二电极组，用以依序将该第一电极组中的每个第一电极集合中n个相邻的第一电极并联而产生所述多个第一等效电容值通过一第一感测线输出，以及依序将该第二电极组中的每个第二电极集合中m个相邻的第二电极并联而产生所述多个第二等效电容值通过一第二感测线输出；以及一运算电路，电连接于该第一感测线与该第二感测线，其根据该第一感测线与该第二感测线依序送出的所述多个第一、第二等效电容值而运算出该物体于触控膜上的该第一位置信息。

优选地，该电极切换控制模块包含：一第一切换开关组，相对应该第一电极组而设，其包含有多个第一切换开关，其中每个该第一切换开关的第一端一对一电连接至该第一电极组中的相对应的一第一电极，而每个该第一切换开关的第二端共同并接至该第一感测线，且每个该第一切换开关受控而改变第一端与第二端间的导通/断路状态；一第二切换开关组，相对应该第二电极组而设，其包含有多个第二切换开关，其中每个该第二切换开关的第一端一对一电连接至该第二电极组中的相对应的一第二电极，而每个该第二切换开关的第二端共同并接至该第二感测线，且每个该第二切换开关受控而改变第一端与第二端间的导通/断路状态；以及一控制电路，电连接至所述多个第一、第二切换开关组，其用以控制所述多个第一、第二切换开关第一端与第二端间的导通/断路状态，用以依序将相对应该第一电极组中的每个第一电极集合中n个相邻的第一电极的n个该第一切换开关同时导通而于该第一感测线上产生该多个第一等效电容值，以及依序将相对应该第二电极组中的每个第二电极集合中m个相邻该第二电极的m个该第二切换开关同时导通而于该第二感测线上产生该多个第二等效电容值。

优选地，该电极切换控制模块包含：一第一切换开关组，相对应该第一电极组而设，其包含有多个第一切换开关，其中每个该第一切换开关的第一端一对一电连接至该第一电极组中的相对应的一第一电极，而每个该第一切换开关的第二端共同并接至该第一感测线，且每个该第一切换开关受控而改变第一端与第二端间的导通/断路状态；一第二切换开关组，相对应该第二电极组而设，其包含有多个第二切换开关，其中每个该第二切换开关的第一端一对一电连接至该第二电极组中的相对应的一第二电极，而每个该第二切换开关的第二端共同并接至该第二感测线，且每个该第二切换开关受控而改变第一端与第二端间的导通/断路状态；以及一控制电路，电连接至所述多个第一、第二切换开关组，其用以控制所述多个第一、第二切换开关第一端与第二端间的导通/断路状态，而于一第一状态中，该控制电路依序将相对应该第一电极组中的每个第一电极集合中n个相邻的第一电极的n个该第一切换开关同时导通而于该第一感测线上产生该多个第一等效电容值，另外，该控制电路依序将相对应该第二电极组中的每个第二电极集合中m个相邻的第二电极的m个该第二切换开关同时导通而于该第二感测线上产生该多个第二等效电容值，而于一第二状态中，该控制电路依序将相对应该第一电极组中，每个第一电极集合中的具有相同次序位置的第一电极所对应的多个第一切换开关同时导通而于该第一感测线上产生n个第三等效电容值，另外，该控制电路依序将相对应该第二电极组中的每个第二电极集合中，具有相同次序位置的第二电极所对应的多个第二切换开关同时导通而于该第二感测线上产生m个第四等效电容值。

优选地，该运算电路还执行下列步骤：将所述多个第一、第二等效电容值累加形成的一电容总量与一阈值进行比较；当该电容总量比该阈值大时便判定该物体为大面积物体，进而可直接利用该第一位置信息来当作大面积物体于该触控膜上的所在位置；以及当该电容总量比该阈值小时便判定该物体为小面积物体，而利用该第一位置信息与该第二位置信息来交集出小面积物体于该触控膜上的精确坐标的该第三位置信息。

优选地，该运算电路还执行下列步骤：将所述多个第三、第四等效电容值累加形成的一电容总量与一阈值进行比较；当该电容总量比该阈值小时便判定该物体为小面积物体，而利用该第一位置信息与该第二位置信息来交集出小面积物体于该触控膜上的精确坐标的该第三位置信息；以及当该电容总量比该阈值大时便判定该物体为大面积物体，便利用该第一位置信息来当作大面积物体于该触控膜上的所在位置。

本发明还提供一种图像显示系统，其包括整合有如上所述的物体位置检测装置的显示面板，以及电源供应器，其耦接至前述显示面板并提供电源至前述显示面板。

优选地，前述图像显示系统为一手机、一数字相机、一个人数字助理、一笔记本电脑、一台式计算机、一电视、一全球定位系统、一车用显示器、一航空用显示器、一数字相框或一便携式DVD放映机。

优选地，前述显示面板为一液晶显示器或一有机发光二极管显示面板。

本发明再提供一种物体位置检测方法，应用于一物体位置检测装置上，该检测装置包含一触控膜、一第一电极组及一第二电极组，该第一电极组包含有多个彼此平行且沿一第一方向延伸的第一电极，该多个第一电极被分成多个第一电极集合，每个第一电极集合由n个相邻的第一电极构成，其中，n为整数且n>1；该第二电极组包含有多个彼此平行且沿一第二方向延伸的第二电极，该多个第二电极被分成多个第二电极集合，每个第二电极集合由m个相邻的第二电极构成，其中，m为整数且m>1；该检测方法包含下列步骤：提供一物体置放于该触控膜上；分别感测出该触控膜下该第一电极组中每个第一电极集合中的n个相邻且平行的第一电极相接后的第一等效电容值，从而得到多个第一等效电容值；分别感测出该触控膜下该第二电极组中每个第二电极集合中的m个相邻且平行的第二电极相接后的第二等效电容值，从而得到多个第二等效电容值；根据所述多个第一、第二等效电容值而运算出该物体的一第一位置信息；分别感测出该触控膜下该第一电极组中，每个第一电极集合中的具有相同次序位置的第一电极相接后的第三等效电容值，从而得到n个第三等效电容值；分别感测出该触控膜下该第二电极组中，每个第二电极集合中的具有相同次序位置的第二电极中相接后的第四等效电容值，从而得到m个第四等效电容值；根据所述n个第三等效电容值和所述m个第四等效电容值而运算出该物体的一第二位置信息；以及根据该第一位置信息与该第二位置信息而运算出该物体的一第三位置信息。

优选地，上述检测方法还包含下列步骤：将所述多个第一、第二等效电容值累加形成的一电容总量与一阈值进行比较；当该电容总量比该阈值大时便判定该物体为大面积物体，进而可直接利用该第一位置信息来当作大面积物体于该触控膜上的所在位置；以及当该电容总量比该阈值小时便判定该物体为小面积物体，而利用该第一位置信息与该第二位置信息来交集出小面积物体于该触控膜上的精确坐标的该第三位置信息。

优选地，上述检测方法还包含下列步骤：将所述n个第三等效电容值和所述m个第四等效电容值累加形成的一电容总量与一阈值进行比较；当该电容总量比该阈值小时便判定该物体为小面积物体，而利用该第一位置信息与该第二位置信息来交集出小面积物体于该触控膜上的精确坐标的该第三位置信息；以及当该电容总量比该阈值大时便判定该物体为大面积物体，便利用该第一位置信息来当作大面积物体于该触控膜上的所在位置。

本发明可准确地感测到触控笔(stylus)接触点的位置，又改善了呈正交排列的电极31、32因宽度过大而影响使用者观感的问题。

附图说明

本发明得借助下列附图及说明，获得一更深入的了解：

图1，其为一触控面板显示器模块的构造示意图。

图2(a)和图2(b)，其为一现有电容式触控面板的构造示意图与功能方框示意图。

图3，其为本发明提出的电容式触控面板的俯视透视图。

图4(a)，其为本发明所发展出来的物体位置检测方法流程图。

图4(b)和图4(c)，其为本发明所发展出来的物体位置检测装置的一实例示意图。

图5(a)，其为本发明所发展出来的物体位置检测方法的另一流程示意图。

图5(b)和图5(c)，其为本发明所发展出来的物体位置检测装置的另一实例示意图。

图5(d)，其为本发明所发展出来的物体位置检测装置的再一实例示意图。

图6，其为应用本发明技术手段所完成的另一实施例的图像显示系统示意图。

图7，其为本发明提出的电容式触控面板的另一实施例的俯视透视图。

其中，附图标记说明如下：

触控面板10           平面显示器11

透明导体薄膜101      透明导体基板102

间隔体103            模拟数字转换器104

微处理器105          电容式触控面板2

二氧化硅硬化处理层20 基板21

透明电极22、23       X轴传感器26

Y轴传感器28          运算单元29

触控膜30、70         第一电极31、310～315、71

感测运算电路4、5、6  第二电极32、72

第一切换开关组48、58、68

切换开关480～485、580～585、680～685

第一感测线471、571、671 第二感测线472、572、672

控制电路46、56、66      运算电路45、55、65

手指49                  触控笔尖端59

图像显示系统600         液晶显示器60

电源供应器500

具体实施方式

请参见图3，其为本发明提出的电容式触控面板的俯视透视图，触控膜30的下方设有第一电极组与第二电极组，第一电极组包含有多个彼此平行且沿一第一方向延伸的第一电极31，第二电极组包含有多个彼此平行且沿一第二方向延伸的第二电极32，其中每个电极都可根据该物体的接近而分别产生电容值的变化。本发明第一电极31、第二电极32的线宽加上间距的长度L控制在0.5mm至2mm，如此一来，除了能改善呈正交排列的电极31、32因宽度过大而影响使用者观感的问题，又可准确地感测到触控笔(stylus)接触点的位置。另外，为能改善现有手段中接脚数大幅增加的技术缺陷，本发明还发展出如下技术。

请参见图4(a)，其为本发明所发展出来的物体位置检测方法流程图，可应用于上述的电容式触控面板上，首先，提供一物体(例如一手指49)置放于该触控膜30上，见步骤401，接着，将该第一电极组中的所有第一电极分成多组，每组由n条相邻且平行的第一电极所构成，用以分别感测出该第一电极组中每一组n条相邻且平行的第一电极相接后的等效电容值，见步骤402，另外，也将该第二电极组的所有第二电极分成多组，每组由m条相邻且平行的第二电极所构成，用以分别感测出该第二电极组中每一组m条相邻且平行的第二电极相接后的等效电容值，见步骤403，其中n、m为整数，且n>1，m>1。最后，根据所述多个第一、第二等效电容值便可运算出代表该物体于该触控膜30上坐标的第一位置信息，见步骤404。

图4(b)和图4(c)，其为本发明所发展出来的物体位置检测装置的一实例示意图。为能更清楚说明上述方法，可利用图4(b)所示的一实例示意图来进行了解，其中是以n=m=3为例(数字可以依线宽、间距及手指接触面积等尺寸来进行调整)，因此依序检测该第一电极组与第二电极组中皆以每3条相邻且平行的电极相接后所构成的各电极集合(如图中所示的X1、X2、Y1、Y2等等)的等效电容值，如此便可以3*3方框为最小单位来检测到手指49于该触控膜30上的位置坐标。在其他实施例中n、m可以不相等。

再请参见图4(c)，其为本发明为能有效率地读取上述X1、X2、Y1、Y2等电极集合的等效电容值所发展出来的感测运算电路4，其包括运算电路45及电极切换模块，其中电极切换模块包括第一、第二切换开关组及控制电路46。为求简洁，图中仅表示出第一电极组的部分第一电极310～315，而相对应该第一电极组而设有第一切换开关组48，其中包含有多个切换开关，图中只示出部分切换开关480～485，其中每个切换开关的第一端一对一的电连接至该第一电极组中的相对应电极，而每个切换开关的第二端共同并接至一第一感测线471，且每个切换开关受一控制电路46的控制而改变其第一端与第二端间的导通/断路状态，用以依序将相对应该第一电极组中的3个相邻电极(例如图中的电极310、311、312)的3个切换开关(例如图中的切换开关480、481、482)同时导通而于该第一感测线471上产生3个相邻电极相接后的第一等效电容值，至于第二感测线472上的第二等效电容值则是由相对应该第二电极组而设有第二切换开关组(本图未示出)所提供，其连接方法与该第一电极组及第一切换开关组48相同，故不再赘述。最后经由电连接于该第一感测线471与第二感测线472的运算电路45，根据该第一感测线471与该第二感测线472依序送出的所述多个第一、第二等效电容值信息，便可运算出该物体(手指49)于触控膜上的一具有X、Y轴坐标的位置信息。如此一来，本发明装置可用线宽够细而不会影响观感的电极来感测到触控膜上手指大小的物体位置。

图5(a)，其为本发明所发展出来的物体位置检测方法的另一流程示意图。接着，若是要能进一步准确地感测到触控笔(stylus)接触点的位置，则需进行如图5(a)所示的方法流程图，首先，提供一物体(例如一触控笔尖端59)置放于该触控膜30上，见步骤501，接着，将第一电极组的所有第一电极分成多组，每组由n条相邻且平行的第一电极所构成，用以分别感测出该第一电极组中每一组n条相邻且平行的第一电极相接后的多个第一等效电容值，见步骤502，另外，也将第二电极组的所有第二电极分成多组，每组由m条相邻且平行的第二电极所构成，用以分别感测出第二电极组中每一组m条相邻且平行的第二电极相接后的第二等效电容值，见步骤503，其中n、m为整数，且n>1，m>1。最后，根据所述多个第一、第二等效电容值便可运算出代表该物体于该触控膜30上坐标的第一位置信息，见步骤504，而上述步骤与图4(a)基本上是一样的。接着，再分别感测出该触控膜30下该第一电极组中每组n条相邻且平行的第一电极中同样相对位置电极相接后的多个第三等效电容值，见步骤505，以及分别感测出该触控膜30下该第二电极组中每组m条相邻且平行的第二电极中同样相对位置电极相接后的多个第四等效电容值，见步骤506，然后，根据所述多个第三、第四等效电容值而运算出该物体的一第二位置信息，见步骤507，最后，再根据该第一位置信息与该第二位置信息而运算出该物体的一第三位置信息，见步骤508。

图5(b)和图5(c)，其为本发明所发展出来的物体位置检测装置的另一实例示意图。为能更清楚说明上述方法，可利用图5(b)所示的实例示意图来进行了解，其中以n=m=3为例，因此分别检测该第一电极组中每组3条相邻且平行的第一电极中同样相对位置电极相接后的多个第三等效电容值，例如图中所示每组中的第一条电极所并联形成的X第一线、第二条电极所并联形成的X第二线以及第三条电极所并联形成的X第三线，以及分别检测该第二电极组中每组3条相邻且平行的第二电极中同样相对位置电极相接后的多个第四等效电容值，例如图中所示每组中的第一条电极所并联形成的Y第一线、第二条电极所并联形成的Y第二线以及第三条电极所并联形成的Y第三线，然后，根据所述多个第三、第四等效电容值便可运算出代表该物体在3*3方框中的坐标的第二位置信息，最后，再根据该第一位置信息与该第二位置信息进行交集运算，便可得出如图中所示，代表触控笔尖端59于该触控膜30上精确X、Y坐标的第三位置信息。以n=m=3为例，经过步骤504所运算出的第一位置信息可在触控膜30中定义出某一个3*3方框，而步骤507所找到的第二位置信息则是3*3方框中的一特定位置，因此，步骤508中便再根据该第一位置信息与该第二位置信息进行交集运算，进而得到代表触控笔尖端59于该触控膜30上的精确坐标的第三位置信息。当然，得到第一位置信息与第二位置信息的顺序并不会影响第三位置信息的正确性，因此两者的运算顺序也可以对调。在其他实施例中n、m可以不相等。

而根据上述方法所分别感测出的第一、第二、第三或第四等效电容值的电容总量便可判定该触控物体是大面积物体还是小面积物体。举例说明，例如本发明方法是先检测"大范围位置"的第一、第二等效电容值，而利用检测"大范围位置"所得到的所有第一、第二等效电容值的加总所构成的电容总量来与一阈值进行比较，若电容总量比阈值大，则判定为是大面积物体(例如手指)，反之，当电容总量比阈值小，则判定为是小面积物体(例如触控笔)。

因此，在测量第一位置信息的步骤后加入上述判定该触控物体面积的步骤，便可有效判断出该触控物体是大面积物体还是小面积物体，若是大面积物体时，则于第一位置信息被测出后，不用再进行后续第二位置信息的检测，便可直接利用第一位置信息来当作大面积物体的所在位置。但若是小面积物体时，则于第一位置信息被测出后，再接着进行后续第二位置信息的检测，然后交集出小面积物体于该触控膜上的精确坐标的第三位置信息。

另外，本发明方法也可先检测"小范围位置"的第三、第四等效电容值，利用检测"小范围位置"所得到的所有第三、第四等效电容值的加总所构成的电容总量来与另一阈值进行比较，若电容总量比阈值大，则判定为是大面积物体(例如手指)，反之，当电容总量比阈值小，则判定为是小面积物体(例如触控笔)。而在测量第二位置信息的步骤后加入上述判定该触控物体面积的步骤，也是可有效判断出该触控物体是大面积物体还是小面积物体，但不管是大面积物体还是小面积物体，于第二位置信息被测出后，还是再进行后续第一位置信息的检测，只是该触控物体是大面积物体便可直接利用第一位置信息来当作大面积物体的所在位置。但若是小面积物体时，则需利用第一位置信息与第二位置信息来交集出小面积物体于该触控膜上的精确坐标的第三位置信息。

再请参见图5(c)，其为本发明为能有效率地读取上述X1、X2、Y1、Y2、X第一线至X第三线及Y第一线至Y第三线等等的等效电容值所发展出来的感测运算电路5的第一实施例功能方框示意图，感测运算电路5包括运算电路55及电极切换模块，其中电极切换模块包括第一、第二切换开关组及控制电路56。为求简洁，图中同样仅表示出第一电极组的部分第一电极310～315，而相对应该第一电极组而设有一第一切换开关组58，其中包含有多个切换开关，图中只示出部分切换开关580～585，其中每个切换开关的第一端一对一电连接至该第一电极组中的相对应电极，而每个切换开关的第二端共同并接至一第一感测线571，且每个切换开关受一控制电路56的控制而改变其第一端与第二端间的导通/断路状态。

而在本实施例的第一状态中，控制电路56先依序将相对应该第一电极组中的3个相邻电极(例如图中的电极310、311、312)的3个切换开关(例如图中的切换开关580、581、582)同时导通而于该第一感测线571上产生3个相邻电极相接后的第一等效电容值，至于第二感测线572上的第二等效电容值则是由相对应该第二电极组而设有第二切换开关组(本图未示出)所提供，其连接方法与该第一电极组及第一切换开关组48相同，故不再赘述。最后经由电连接于该第一感测线571与第二感测线572的运算电路55，根据该第一感测线571与该第二感测线572依序送出的所述多个第一、第二等效电容值信息，便可运算出一范围(本例是3*3方框为基本单位，当然也可以利用控制电路56改变成2*2或4*4)的具有X、Y轴坐标的第一位置信息。

另外，在本实施例的第二状态中，控制电路56依序将相对应该第一电极组中的每3个相邻电极的相同位置的切换开关同时导通而于该第一感测线571上产生多个电极相接后的第三等效电容值，以本例来说，便分别是电极310、313、…等电极相接后的等效电容值、电极311、314、…等电极相接后的等效电容值以及电极312、315、…等电极相接后的等效电容值。至于第二感测线572上的第四等效电容值则是由相对应该第二电极组而设有第二切换开关组(本图未示出)所提供，其控制方法与上述相同，故不再赘述。最后经由电连接于该第一感测线571与第二感测线572的运算电路55，根据该第一感测线571与该第二感测线572依序送出的所述多个第三、第四等效电容值信息，便可运算出较上述范围小(本例是3*3方框为基本单位)的X、Y轴坐标的第二位置信息。最后，运算电路55便可再根据该第一位置信息与该第二位置信息进行交集运算，进而得到代表触控笔59于该触控膜30上的精确X、Y轴坐标的第三位置信息。

图5(d)，其为本发明所发展出来的物体位置检测装置的再一实例示意图。再请参见图5(d)，其为感测运算电路6的功能方框示意图，感测运算电路6包括运算电路65及电极切换模块，其中电极切换模块包括第一、第二切换开关组及控制电路66。为求简洁，图中同样仅表示出第一电极组的部分第一电极310～315，而相对应该第一电极组而设有一第一切换开关组68，其中包含有多个切换开关，图中只示出部分切换开关680～685，其中每个切换开关的第一端一对一电连接至该第一电极组中的相对应电极，而每个切换开关的第二端共同并接至一第一感测线671，且每个切换开关受一控制电路66的控制而改变其第一端与第二端间的导通/断路状态。

而在本实施例的第一状态中与第二状态中，每个切换开关的动作与前一个实施例无异，不同处仅在于控制电路66与第一切换开关组68及第二切换开关组(本图未示出)的接线方式稍有变化，而由于第二切换开关组与第一切换开关组的概念一致，故于本图中并未重复画出，仅以第一切换开关组68及其相关电极来进行说明。而本实施例的控制电路66的输出接脚主要分成两部分，其中第一部分为图中所示的X1、X2(相对于第二切换开关组的Y1、Y2则于图中未示出)，用以于第一状态中来对切换开关进行导通与切断的切换，而第二部分则为X第一线至X第三线(相对于第二切换开关组的Y第一线至Y第三线图中未示出)，用以于第二状态中来对切换开关进行导通与切断的切换。而本例接法可以较节省控制电路的接脚数，至于该第一感测线671、第二感测线672与运算电路65的连接关系与动作皆与前一实施例没有不同，故不再赘述。至于上述感测运算电路4、5、6以及其中所包含的第一切换开关组48、58、68、切换开关480～485、580～585、680～685、控制电路46、56、66及运算电路45、55、65皆可以用半导体制造工艺来整合于集成电路芯片中。

再请参见图6所示，其为为应用本发明技术手段所完成的另一实施例的图像显示系统示意图。在本实施例中，主要是揭示一图像显示系统600，其可包括一液晶显示器60以及一电源供应器500。其中该液晶显示器60可整合有上述图3、图4(c)、图5(c)或图5(d)中的电容式触控面板而成为一触控显示器，而该电源供应器500耦接至液晶显示器60以提供电能至液晶显示器60。至于该图像显示系统600可以是：手机、数字相机、个人数字助理、笔记本电脑、台式计算机、电视、全球定位系统(GPS)、车用显示器、航空用显示器、数字相框(Digital Photo Frame)或便携式DVD放映机等装置中的任一种。至于本发明电容式触控面板中的第一电极与第二电极的形状并非一定要为菱形，如图7触控膜70中所示的条状结构来完成的第一电极71与第二电极72也是可以的。另外，本发明技术手段可转用至其他种类的显示面板上，例如以有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)完成的显示面板。故本发明得由本领域普通技术人员可做出各种修改，然而皆不脱如所附权利要求书所欲保护的范围。

Claims (13)

1.一种物体位置检测装置，用以检测一物体的位置，其包含：

一触控膜；

一第一电极组，设于该触控膜下方，包含有多个彼此平行且沿一第一方向延伸的第一电极，其中每个该第一电极根据该物体接近该触控膜而分别产生电容值的变化，该第一电极组中的多个第一电极被分成多个第一电极集合，每个第一电极集合由n个相邻的第一电极构成，其中，n为整数且n>1；

一第二电极组，设于该触控膜下方，包含有多个彼此平行且沿一第二方向延伸的第二电极，其中每个该第二电极根据该物体接近该触控膜而分别产生电容值的变化，该第二电极组中的多个第二电极被分成多个第二电极集合，每个第二电极集合由m个相邻的第二电极构成，其中，m为整数且m>1；以及

一感测运算电路，电连接于该第一电极组与该第二电极组，其用以分别感测出该第一电极组中的每个第一电极集合中n个相邻的第一电极相接后的第一等效电容值以及该第二电极组中的每个第二电极集合中m个相邻的第二电极相接后的第二等效电容值，进而得到多个第一等效电容值与多个第二等效电容值，再根据所述多个第一、第二等效电容值而运算出该物体的一第一位置信息；该感测运算电路进一步分别感测出该触控膜下该第一电极组中，每个第一电极集合中的具有相同次序位置的第一电极相接后的第三等效电容值，从而得到n个第三等效电容值，并分别感测出该触控膜下该第二电极组中，每个第二电极集合中的具有相同次序位置的第二电极中相接后的第四等效电容值，从而得到m个第四等效电容值；然后，该感测运算电路根据所述n个第三等效电容值和所述m个第四等效电容值而运算出该物体的一第二位置信息，并根据该第一位置信息与该第二位置信息而运算出该物体的一第三位置信息。

2.如权利要求1所述的物体位置检测装置，其中该第一电极组与该第二电极组包括透光导体材料，而该触控膜包括绝缘材料，且该第一方向与该第二方向为正交。

3.如权利要求1所述的物体位置检测装置，其中该感测运算电路包含：

一电极切换控制模块，电连接于该第一电极组与该第二电极组，用以依序将该第一电极组中的每个第一电极集合中n个相邻的第一电极并联而产生所述多个第一等效电容值通过一第一感测线输出，以及依序将该第二电极组中的每个第二电极集合中m个相邻的第二电极并联而产生所述多个第二等效电容值通过一第二感测线输出；以及

一运算电路，电连接于该第一感测线与该第二感测线，其根据该第一感测线与该第二感测线依序送出的所述多个第一、第二等效电容值而运算出该物体于触控膜上的该第一位置信息。

4.如权利要求3所述的物体位置检测装置，其中该电极切换控制模块包含：

一第一切换开关组，相对应该第一电极组而设，其包含有多个第一切换开关，其中每个该第一切换开关的第一端一对一电连接至该第一电极组中的相对应的一第一电极，而每个该第一切换开关的第二端共同并接至该第一感测线，且每个该第一切换开关受控而改变第一端与第二端间的导通/断路状态；

一第二切换开关组，相对应该第二电极组而设，其包含有多个第二切换开关，其中每个该第二切换开关的第一端一对一电连接至该第二电极组中的相对应的一第二电极，而每个该第二切换开关的第二端共同并接至该第二感测线，且每个该第二切换开关受控而改变第一端与第二端间的导通/断路状态；以及

一控制电路，电连接至所述多个第一、第二切换开关组，其用以控制所述多个第一、第二切换开关第一端与第二端间的导通/断路状态，用以依序将相对应该第一电极组中的每个第一电极集合中n个相邻的第一电极的n个该第一切换开关同时导通而于该第一感测线上产生该多个第一等效电容值，以及依序将相对应该第二电极组中的每个第二电极集合中m个相邻该第二电极的m个该第二切换开关同时导通而于该第二感测线上产生该多个第二等效电容值。

5.如权利要求3所述的物体位置检测装置，其中该电极切换控制模块包含：

一第一切换开关组，相对应该第一电极组而设，其包含有多个第一切换开关，其中每个该第一切换开关的第一端一对一电连接至该第一电极组中的相对应的一第一电极，而每个该第一切换开关的第二端共同并接至该第一感测线，且每个该第一切换开关受控而改变第一端与第二端间的导通/断路状态；

一第二切换开关组，相对应该第二电极组而设，其包含有多个第二切换开关，其中每个该第二切换开关的第一端一对一电连接至该第二电极组中的相对应的一第二电极，而每个该第二切换开关的第二端共同并接至该第二感测线，且每个该第二切换开关受控而改变第一端与第二端间的导通/断路状态；以及

一控制电路，电连接至所述多个第一、第二切换开关组，其用以控制所述多个第一、第二切换开关第一端与第二端间的导通/断路状态，而于一第一状态中，该控制电路依序将相对应该第一电极组中的每个第一电极集合中n个相邻的第一电极的n个该第一切换开关同时导通而于该第一感测线上产生该多个第一等效电容值，另外，该控制电路依序将相对应该第二电极组中的每个第二电极集合中m个相邻的第二电极的m个该第二切换开关同时导通而于该第二感测线上产生该多个第二等效电容值，而于一第二状态中，该控制电路依序将相对应该第一电极组中，每个第一电极集合中的具有相同次序位置的第一电极所对应的多个第一切换开关同时导通而于该第一感测线上产生n个第三等效电容值，另外，该控制电路依序将相对应该第二电极组中，每个第二电极集合中的具有相同次序位置的第二电极所对应的多个第二切换开关同时导通而于该第二感测线上产生m个第四等效电容值。

6.如权利要求5所述的物体位置检测装置，其中该运算电路还执行下列步骤：

将所述多个第一、第二等效电容值累加形成的一电容总量与一阈值进行比较；

当该电容总量比该阈值大时便判定该物体为大面积物体，进而可直接利用该第一位置信息来当作大面积物体于该触控膜上的所在位置；以及

当该电容总量比该阈值小时便判定该物体为小面积物体，而利用该第一位置信息与该第二位置信息来交集出小面积物体于该触控膜上的精确坐标的该第三位置信息。

7.如权利要求5所述的物体位置检测装置，其中该运算电路还执行下列步骤：

将所述多个第三、第四等效电容值累加形成的一电容总量与一阈值进行比较；

当该电容总量比该阈值小时便判定该物体为小面积物体，而利用该第一位置信息与该第二位置信息来交集出小面积物体于该触控膜上的精确坐标的该第三位置信息；以及

当该电容总量比该阈值大时便判定该物体为大面积物体，便利用该第一位置信息来当作大面积物体于该触控膜上的所在位置。

8.一种图像显示系统，包括：

整合有如权利要求1所述的该物体位置检测装置的一显示面板；以及

一电源供应器，耦接至前述显示面板并提供电源至前述显示面板。

9.如权利要求8所述的图像显示系统，其中前述图像显示系统为一手机、一数字相机、一个人数字助理、一笔记本电脑、一台式计算机、一电视、一全球定位系统、一车用显示器、一航空用显示器、一数字相框或一便携式DVD放映机。

10.如权利要求8所述的图像显示系统，其中前述显示面板为一液晶显示器或一有机发光二极管显示面板。

11.一种物体位置检测方法，应用于一物体位置检测装置上，该检测装置包含一触控膜、一第一电极组及一第二电极组，该第一电极组包含有多个彼此平行且沿一第一方向延伸的第一电极，该多个第一电极被分成多个第一电极集合，每个第一电极集合由n个相邻的第一电极构成，其中，n为整数且n>1；该第二电极组包含有多个彼此平行且沿一第二方向延伸的第二电极，该多个第二电极被分成多个第二电极集合，每个第二电极集合由m个相邻的第二电极构成，其中，m为整数且m>1；该检测方法包含下列步骤：

根据一物体置放于该触控膜而分别感测出该触控膜下该第一电极组中每个第一电极集合中的n个相邻且平行的第一电极相接后的第一等效电容值，从而得到多个第一等效电容值；

分别感测出该触控膜下该第二电极组中每个第二电极集合中的m个相邻且平行的第二电极相接后的第二等效电容值，从而得到多个第二等效电容值；

根据所述多个第一、第二等效电容值而运算出该物体的一第一位置信息；

分别感测出该触控膜下该第一电极组中，每个第一电极集合中的具有相同次序位置的第一电极相接后的第三等效电容值，从而得到n个第三等效电容值；

分别感测出该触控膜下该第二电极组中，每个第二电极集合中的具有相同次序位置的第二电极中相接后的第四等效电容值，从而得到m个第四等效电容值；

根据所述n个第三等效电容值和所述m个第四等效电容值而运算出该物体的一第二位置信息；以及

根据该第一位置信息与该第二位置信息而运算出该物体的一第三位置信息。

12.如权利要求11所述的物体位置检测方法，其中还包含下列步骤：

将所述多个第一、第二等效电容值累加形成的一电容总量与一阈值进行比较；

当该电容总量比该阈值大时便判定该物体为大面积物体，进而可直接利用该第一位置信息来当作大面积物体于该触控膜上的所在位置；以及

当该电容总量比该阈值小时便判定该物体为小面积物体，而利用该第一位置信息与该第二位置信息来交集出小面积物体于该触控膜上的精确坐标的该第三位置信息。

13.如权利要求11所述的物体位置检测方法，其中还包含下列步骤：

将所述n个第三等效电容值和所述m个第四等效电容值累加形成的一电容总量与一阈值进行比较；

当该电容总量比该阈值小时便判定该物体为小面积物体，而利用该第一位置信息与该第二位置信息来交集出小面积物体于该触控膜上的精确坐标的该第三位置信息；以及

当该电容总量比该阈值大时便判定该物体为大面积物体，便利用该第一位置信息来当作大面积物体于该触控膜上的所在位置。

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