CN101739169A

CN101739169A - 复合式触控面板及其操作方法

Info

Publication number: CN101739169A
Application number: CN200810225774A
Authority: CN
Inventors: 林振煌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2008-11-12
Publication date: 2010-06-16

Abstract

本发明提供一种复合式触控面板及其操作方法，该复合式触控面板包含依序叠置的第一绝缘层、第一导电层、多数个分隔块、第二导电层及第二绝缘层。在该第二导电层上加上第一工作电压后，测量第一导电层四个角落的电压值。若测量电压值有任一个大于第一临界电压时，即判断该复合式触控面板是工作在该电阻模式，且以电阻模式判断按压位置。若测量电压值均小于第一临界电压，即以电容模式判断是否有接触及接触位置。本发明的复合式触控面板，降低了成本，提高了液晶屏幕的透光率。同时，应用本发明提供的复合式触控面板操作方法可降低判读信号的困难度。

Description

复合式触控面板及其操作方法

技术领域

本发明有关于一种触控面板及其操作方法，特别是有关于一种复合式触控面板及其操作方法。

背景技术

触控面板(Touch Panel)的应用非常广泛，例如自动柜员机、销售点终端机及工业控制系统等。随着可携式电子产品，如智能型手机及个人数字助理(PDA)的普及，触控面板为对按键输入不熟的使用者提供更方便的输入方式，因此市场成长相当快速。

触控面板可依其检测触控点的物理原理，主要分为电阻式(Resistive)触控面板、电容式(Capacitive)触控面板、音波式(Sound Wave)触控面板、红外线式(IR)触控面板、电磁式(Electromagnetic)触控面板及压感式(Touch-Sensing)触控面板等。其中，电阻式触控面板通过用手指或其它触头轻按就会产生电压；而电容式触控面板以手指接触面板而吸取微小的电流方式操作(常用于笔记本型计算机的触控板)。

参见图1，为公知电阻式触控面板40的示意图，该电阻式触控面板40主要包含导电底板42(例如，涂有导电材料的玻璃板)、导电覆层44(例如，在内侧有导电金属涂膜的聚酯薄片)及夹置在其间的多数个分隔块(Spacer)46。在导电底板42的四周及导电覆层44上均有电极(图中未示出)，当笔尖按压电阻式触控面板40的一点，就会把该点处的导电底板42及导电覆层44压在一起，于是连接到电极的控制器(图中未示出)就能借由分压而检测出按压点的X坐标与Y坐标。

参见图2，为公知表面电容式触控面板50的示意图，该表面电容式触控面板50主要包含一层导电层52(例如，在玻璃板上的导电材料)及设立在导电层52四周的电极56A-56D。当手指接触到表面电容式触控面板50，就会与导电层52上的电场产生电容耦合，而吸取微小的电流。各电极56A-56D负责测量来自各个角落的电流，再由控制器54定出手指接触点的坐标。

电阻式触控面板较能精确定位出按压点，并精确得知按压位置；而电容式触控面板则不需要凭借额外器具即可以手指输入，增加使用便利性。因此若能将两种触控面板整合在一起，即可增加使用者便利性。中国台湾专利M335736揭露一种双用式触控面板，主要是在电阻式触控面板单元上叠置投射电容式触控面板单元，并分别将两个触控面板单元的电极接到各自的控制器。然而上述双用式触控面板，由于使用到四层透明导电层(例如氧化铟锡(ITO))，成本会增加，且在用于液晶屏幕时会降低透光率。再者，控制器同时会接收电阻式触控面板单元及投射电容式触控面板单元的电信号，增加了判读的困难度。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种可降低成本及提高液晶屏幕透光率的复合式触控面板。

本发明的另一个目的在于提供一种可降低信号判断困难度的复合式触控面板操作方法。

为了达到上述目的，本发明提供一种复合式触控面板，包含：依序叠置的第一绝缘层、第一导电层、多数个分隔块、第二导电层和第二绝缘层；及控制器，电连接到该第一导电层及该第二导电层，其中，该控制器在第二导电层加上第一工作电压，并在第一导电层测量电压值，以判断该复合式触控面板是工作在电阻模式或是电容模式。

本发明还提供一种复合式触控面板操作方法，该复合式触控面板包含依序叠置的第一绝缘层、第一导电层、多数个分隔块、第二导电层及第二绝缘层；该方法包含：在该第二导电层上加上第一工作电压后，测量第一导电层的电压值；及判断该复合式触控面板是工作在电阻模式或是电容模式。若测量电压值中有任一个大于第一临界电压时，即判断该复合式触控面板是工作在该电阻模式，且以电阻模式判断按压位置。若测量电压值均小于第一临界电压，即以电容模式判断是否有接触及接触位置。

由以上技术方案可以看出，本发明的复合式触控面板，由于使用较少的导电层，从而降低了成本，并提高了液晶屏幕的透光率。同时，本发明提供的复合式触控面板操作方法在判断位置之前进行模式选择，降低了判读信号的困难度。

附图说明

图1为公知电阻式触控面板的示意图；

图2为公知表面电容式触控面板的示意图；

图3A为依据本发明的复合式触控面板的侧视图；

图3B为依据本发明的复合式触控面板的另一侧视图；

图4A为依据本发明的复合式触控面板的第一导电层的俯视图；

图4B为依据本发明的复合式触控面板的第二导电层的俯视图；

图5A为依据本发明另一实施例的复合式触控面板的第一导电层的俯视图；

图5B为依据本发明另一实施例的复合式触控面板的第二导电层的俯视图；

图6为说明依据本发明的复合式触控面板的操作方法流程图。

附图标记说明

电阻式触控面板40 导电底板42

导电覆层44 分隔块46

表面电容式触控面板50 导电层52

电极56A-56D

控制器54

复合式触控面板100 第一绝缘层12A

第一导电层14A 分隔块16

第二导电层14B 第二绝缘层12B

导电片14C

控制器10

第一电极22A、22B、22C及22D

第二电极24A、24B、24C及24D

电极S1-S12

步骤S100、S102、S110、S112及S114

具体实施方式

请参见图3A及图3B，为依据本发明的复合式触控面板100的两个侧视图，如图3A、3B所示，该复合式触控面板100包含由上至下的第一绝缘层12A、第一导电层14A、多数个分隔块16、第二导电层14B、第二绝缘层12B及通过相关电极(详见后述)电连接至该第一导电层14A及该第二导电层14B的控制器10。

参见图4A及图4B，分别为依据本发明的复合式触控面板100的第一导电层14A及第二导电层14B的俯视图。如图4A、4B所示，第一导电层14A还包含在四个角落的第一电极22A、22B、22C及22D，而第二导电层14B还包含多数个在四周的第二电极，例如，四个第二电极24A、24B、24C及24D，且分别对应X轴(第二电极24A及24B)及Y轴(第二电极24C及24D)。该第一导电层14A可借由第一电极22A、22B、22C及22D而提供表面电容式触控输入；而第二导电层14B的第二电极24A、24B、24C及24D配合第一导电层14A的第一电极22A、22B、22C及22D可提供电阻式触控输入(详见后述)。所述第一导电层及该第二导电层为氧化铟锡(ITO)或氧化锑锡(ATO)。

参见图6，为说明依据本发明的复合式触控面板100的操作方法流程图。首先提供如图3A、图3B、图4A及图4B所示结构的复合式触控面板100(步骤S100)，随后在第二导电层14B加上工作电压(步骤S102)，并分析第一导电层14A所测量到的电压是否大于第一临界电压(步骤S110)。若第一导电层14A所测量到的电压大于第一临界电压，表示该复合式触控面板100已被按压，则进行电阻模式判断按压位置(步骤S112)；若第一导电层14A所测量到的电压小于第一临界电压，表示该复合式触控面板100并未被按压，则进行电容模式以判断是否有接触及接触位置(步骤S114)。

本发明的方法可进一步详述如下：在该复合式触控面板100操作时，控制器10先将第二导电层14B的第二电极24A、24B、24C及24D电压设定为第一工作电压Vcc，接着测量第一导电层14A的四个角落第一电极22A、22B、22C及22D的电压V_A、V_B、V_C及V_D。若电压V_A、V_B、V_C及V_D中任一个大于第一临界电压Vth1(例如为Vcc/2)，则表示使用者有按压复合式触控面板100(如图3B所示)，造成第二导电层14B的第一工作电压Vcc借由接触点而分压到第一导电层14A上，随后该控制器10即进行电阻式的位置判断。若电压V_A、V_B、V_C及V_D均小于第一临界电压值Vth1，则表示使用者未按压复合式触控面板100，随后该控制器10即进行电容式的位置判断，以判断使用者是否有接触该复合式触控面板100及接触点位置。

在进行电阻式的位置判断时，控制器10将对应X轴的第二电极24A及24B的电压分别设为该第一工作电压Vcc及接地电压GND；且将对应Y轴的第二电极24C及24D设为浮接(Floating)。随后控制器10测量第一导电层14的第一电极22A、22B、22C及22D中的任一点的电压Vx，则可得按压点的X坐标为：

X＝K1+K2×(Vx/Vcc)

其中K1为偏移值(Offset)且K2为比例常数(Scale Constant)，由于此部分为公知技术，因此在此不再赘述。

随后控制器10将对应Y轴的第二电极24C及24D的电压分别设为该第一工作电压Vcc及接地电压GND；且将对应X轴的第二电极24A及24B设为浮接。随后控制器10测量角落第一电极22A、22B、22C及22D中的任一点的电压Vy，则可得按压点的Y坐标为：

Y＝K3+K4×(Vy/Vcc)

其中K3为偏移值(Offset)且K4为比例常数(Scale Constant)，由于此部分为公知技术，因此在此不再赘述。

借由上述方式即可得知按压位置坐标(X，Y)。

在进行电容式的位置判断时，控制器10将第二导电层14B的第二电极24A、24B、24C及24D电压设定为接地电压GND以提供电磁波屏蔽(Shielding)效果，随后控制器10将第二工作电压Vdd供应到第一导电层14A，并且测量第一导电层14A的第一电极22A、22B、22C及22D上的电流I_A、I_B、I_C、及I_D。若电流I_A、I_B、I_C、及I_D均为零，则控制器10可判断使用者并未接触该复合式触控面板100。若电流I_A、I_B、I_C、及I_D均不为零，则控制器10可判断使用者有接触该复合式触控面板100，并且以下列公式继续进行接触位置(X，Y)的计算。

X = K 5 + K 6 \frac{I_{B} + I_{D}}{I_{A} + I_{B} + I_{C} + I_{D}}

Y = K 7 + K 8 \frac{I_{C} + I_{D}}{I_{A} + I_{B} + I_{C} + I_{D}}

其中K5及K7为偏移值且K6及K8为比例常数，由上述公式可知，接触点坐标值由相邻两个角落电流值的和与所有电流值的和的比值决定，由于此部分为公知技术，因此在此不再赘述。

借由上述方式即可得知接触位置坐标(X，Y)。

参见图5A及图5B，分别为依据本发明另一较佳实施例的复合式触控面板100的第一导电层14A及第二导电层14B的俯视图。由于第二导电层14B的电极未改变，因此不再说明。第一导电层14A可借由蚀刻方式而形成多数个互不连接的导电片14C，且分别电连接至电极S1-S12。该第一导电层14A可借由电极S1-S12而提供投射电容式(Projected Capacitive)触控输入；而第二导电层14B的第二电极24A、24B、24C及24D配合第一导电层14A的电极S1-S12可提供电阻式触控输入。

在该复合式触控面板100操作时，控制器10先将第二导电层14B的第二电极24A、24B、24C及24D电压设定为第一工作电压Vcc，接着测量第一导电层14A的电极S1-S12的电压V₁-V₁₂。若是电压V₁-V₁₂中任一个(假设为电极Sn的电压Vn)大于第一临界电压值Vth1(例如为Vcc/2)，则表示使用者有按压复合式触控面板100(如图3B所示)，造成第二导电层14B的第一工作电压Vcc借由接触点而分压到导电片14C上，随后该控制器10即进行电阻式的位置判断。若是电极S1-S12的电压V₁-V₁₂均小于第一临界电压值Vth1，则表示使用者未按压复合式触控面板100，随后该控制器10即进行电容式的位置判断，以判断使用者是否有接触该复合式触控面板100及接触点位置。

在进行电阻式的位置判断时，控制器10将第二导电层14B对应X轴的第二电极24A及24B的电压分别设为该第一工作电压Vcc及接地电压GND；且将对应Y轴的第二电极24C及24D设为浮接(Floating)。随后控制器10测量该电极Sn的电压Vx，则可得按压点的X坐标为：

X＝K1+K2×(Vx/Vcc)

其中K1为偏移值且K2为比例常数，由于此部分为公知技术，因此在此不再赘述。

随后控制器10将第二导电层14B对应Y轴的第二电极24C及24D的电压分别设为该第一工作电压Vcc及接地电压GND；且将对应X轴的第二电极24A及24B设为浮接。随后控制器10测量该电极Sn的电压Vy，则可得按压点的Y坐标为：

Y＝K3+K4×(Vy/Vcc)

其中K3为偏移值且K4为比例常数，由于此部分为公知技术，因此在此不再赘述。

借由上述方式即可得知按压位置坐标(X，Y)。

在进行电容式的位置判断时，控制器10将第二导电层14B的第二电极24A、24B、24C及24D电压设定为接地电压GND以提供电磁波屏蔽(Shielding)效果，随后控制器10依序对每一个导电片14C的电极S1-S12充电，并测量其对应电压V₁-V₁₂。若所有电压V₁-V₁₂均小于第二电压临界值Vth2，则表示没有任何导电物体接触该复合式触控面板100。

反之，若电压V₁-V₁₂中有任何一个大于该第二电压临界值Vth2，则可判断有导电物体接触该复合式触控面板100。该接触位置可以由对于电压V₁-V₁₂的测量结果取内插值，或是使用其它公知法则计算出来。

借由上述方式即可得知接触位置坐标(X，Y)。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims

1.一种复合式触控面板，其特征在于，该面板包含：

依序叠置的第一绝缘层、第一导电层、多数个分隔块、第二导电层和第二绝缘层；及

控制器，电连接到该第一导电层及该第二导电层；

其中，该控制器在第二导电层加上第一工作电压，并在第一导电层测量电压值，以判断该复合式触控面板是工作在电阻模式或是电容模式。

2.如权利要求1所述的复合式触控面板，其特征在于，所述第二导电层包含在四周的第二电极，且第一导电层包含在四个角落的第一电极，该控制器在判断第一电极测量电压值中有任一个大于该第一工作电压的一半时，即判断该复合式触控面板是工作在该电阻模式。

3.如权利要求2所述的复合式触控面板，其特征在于，所述控制器分别对相对侧的该第二电极施加该第一工作电压及接地电压，且对剩余的该第二电极浮接，并测量第一电极电压，以得到按压坐标值。

4.如权利要求1所述的复合式触控面板，其特征在于，所述第二导电层包含在四周的第二电极，且第一导电层包含在四个角落的第一电极，该控制器在判断第一电极测量电压值均小于该第一工作电压的一半时，即判断该复合式触控面板是工作在该电容模式。

5.如权利要求4所述的复合式触控面板，其特征在于，所述控制器对该第一电极加上第二工作电压，且测量四个角落的该第一电极电流，以判断接触点。

6.如权利要求1所述的复合式触控面板，其特征在于，所述第一导电层包含多数个互相不连接的导电片。

7.如权利要求1所述的复合式触控面板，其特征在于，所述第一导电层及该第二导电层为氧化铟锡或氧化锑锡。

8.一种复合式触控面板操作方法，其特征在于，该复合式触控面板包含依序叠置的第一绝缘层、第一导电层、多数个分隔块、第二导电层及第二绝缘层，该方法包含：

在该第二导电层上加上第一工作电压；

测量第一导电层的电压值；及

判断该复合式触控面板是工作在电阻模式或是电容模式。

9.如权利要求8所述的复合式触控面板操作方法，其特征在于，在第一导电层四个角落测量电压值，且在四个角落测量电压值中有任一个大于第一临界电压时，即判断该复合式触控面板是工作在该电阻模式。

10.如权利要求9所述的复合式触控面板操作方法，其特征在于，所述第一临界电压为该第一工作电压的一半。

11.如权利要求9所述的复合式触控面板操作方法，其特征在于，该方法更包含：

在判断为电阻模式后，对该第二导电层相对两侧加上该第一工作电压及接地电压，对该第二导电层的另外相对两侧浮接，并测量第一导电层电压，以得到坐标值。

12.如权利要求11所述的复合式触控面板操作方法，其特征在于，所述坐标值为X坐标或是Y坐标。

13.如权利要求8所述的复合式触控面板操作方法，其特征在于，在第一导电层四个角落测量电压值，且在四个角落测量电压值均小于第一临界电压时，即判断该复合式触控面板是工作在该电容模式。

14.如权利要求13所述的复合式触控面板操作方法，其特征在于，所述第一临界电压为该第一工作电压的一半。

15.如权利要求13所述的复合式触控面板操作方法，其特征在于，该方法更包含：

在判断为电容模式后，对该第二导电层加上接地电压；

对该第一导电层施加第二工作电压；

测量该第一导电层四个角落的电流值；及

由该电流值判断接触点坐标值。

16.如权利要求15所述的复合式触控面板操作方法，其特征在于，所述接触点坐标值由相邻两个角落电流值的和与所有电流值的和的比值决定。

17.如权利要求8所述的复合式触控面板操作方法，其特征在于，所述第一导电层包含多数个彼此不连接的导电片，且该方法更包含：

测量各个导电片的电压；

若任一个该导电片的电压大于第一临界电压时，即判断该复合式触控面板是工作在该电阻模式。

18.如权利要求17所述的复合式触控面板操作方法，其特征在于，该方法更包含：

若所有该导电片的电压都小于该第一临界电压时，即判断该复合式触控面板是工作在该电容模式。

19.如权利要求18所述的复合式触控面板操作方法，其特征在于，该方法更包含：

在判断为电容模式后，对于该第二导电层加上接地电压；

依序对该每一个导电片充电；

测量该每一个导电片电压；及

由该导电片电压判断接触点坐标值。