CN101739189A - 接触点检测方法以及使用接触点检测方法的触控面板 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种接触点检测方法以及使用接触点检测方法的触控面板，适用于检测多个接触点，所述接触点检测方法包括：提供一电阻式压力感测矩阵，此电阻式矩阵包含M个X轴感应线以及N个Y轴感应线，其中，当第i条X轴感应线与第j条Y轴感应线交界处的一预定范围内受到压力时，第i条X轴感应线与第j条Y轴感应线短路；在第p个扫描期间，给予第p个Y轴感应线一扫描电压；检测M个X轴感应线，判断是否检测到扫描电压；以及当在第p个扫描期间，第q个X轴感应线接收到扫描电压，则判定被触碰的坐标为(q，p)，其中，M、N、i、p、q为正整数，0＜i，q＜＝M且0＜p＜＝N。

Description

接触点检测方法以及使用接触点检测方法的触控面板

技术领域

本发明是有关于一种触控面板技术，且特别是有关于一种接触点检测方法以及使用接触点检测方法的触控面板。

背景技术

近年来，由于电子产品的普及，触控面板的应用也越来越广泛，例如手机、个人数字助理与笔记本电脑等等皆已使用触控面板作为输入的接口。甚至触控面板还广泛应用至一般的家电产品，例如冰箱、洗衣机等等。因此，可见触控面板技术已经一个快速成长的应用市场。

在触控面板的技术当中，电阻式触控面板是目前使用量最多的一个技术。图1为传统的电阻式触控面板的侧视图。请参考图1，电阻式触控面板包括上层板110与下层板120，而两板之间以绝缘的隔球(Spacer)130隔开，使得触控面板未受到压力时，上层板110与下层板120之间绝缘。图2为传统的电阻式触控面板的俯视图。请参考图2，X轴和Y轴各由一对0～5V的电压来驱动，当电阻式触控面板被使用者的手或触控笔接触到时，触控面板上有一个接触点受到压力，使上下面板接触。由于在上下板接触点上的回路被导通，产生电压降。而触控面板的控制器则会算出电压降所占的比例，然后更进一步算出坐标。

然而，当触控面板上有两个接触点时，接触面板上只会产生一个电压降，使得控制器只由此电压降计算出一个接触点的坐标。并且，控制器所计算出的坐标也不是触控面板上实际的接触点坐标。换句话说，传统的电阻式触控面板的技术是无法检测到触控面板上的多个接触点。

另外，美国公开号第US-2008/0129898A1专利提出触控面板的检测技术。图3为美国US-2008/0129898A1专利的触控面板系统方块图。请参考图3，触控面板具有多个X轴感应线与多个Y轴感应线。并且，X轴感应线与Y轴感应线所交会的多个区域内分别具有一感测垫片(sensor spacer)92，每个感测垫片92上通有电压。多个Y轴感应线分别耦接至多个比较器AMP1_1～AMP1_4的正输入端，多个X轴感应线分别耦接至多个比较器AMP2_1～AMP2_5的正输入端。而比较器AMP1_1～AMP1_4与AMP2_1～AMP2_5的负输入端皆是耦接至参考电压Vref。当感测面板中的某一区域(例如区域A)受到压力时，区域A中的感测垫片92使得区域A的X轴感应线与Y轴感应线短路，并且感测垫片92的电压将提供给X轴感应线与Y轴感应线。因此，比较器AMP1_1与AMP2_4的正输入端的电压改变，使得比较器AMP1_1与AMP2_4所输出的电压改变，进而检测出接触点位置于区域A。

然而，由上述的操作可知，当区域A与区域B同时被接触而受到压力时，比较器AMP1_1、AMP2_4、AMP1_3与AMP2_1的输出电压皆会改变。因此，触控面板的控制器可能会判断出接触点于区域A与区域B，但也可能判断出接触点于区域C与区域D，使得控制器无法正确地判断出接触点位置。因此，由于电路上设计的限制将使得上述的触控面板无法实现多点检测的技术。

发明内容

有鉴于此，本发明的一目的就是在提供一种触控面板以及接触点检测方法，用以正确地检测出触控面板上的接触点，并误判接触点位置的问题。

为达上述或其他目的，本发明提出一种触控面板包括电阻式压力感测矩阵(resistive stress-sensing matrix)、序列扫描驱动器以及M个X轴感应电路。其中电阻式压力感测矩阵配置于触控面板，包含M个X轴感应线以及N个Y轴感应线，当电阻式压力感测矩阵的第i条X轴感应线与第j条Y轴感应线交界处的一预定范围内，受到压力时，第i条X轴感应线与第j条Y轴感应线短路。序列扫描驱动器具有N个驱动端，分别耦接N个Y轴感应线。M个X轴感应电路分别耦接至第k条X轴感应线。其中，触控面板的感测期间(period)被分割为N个扫描期间，第p个扫描期间，所述序列扫描驱动器的第p个驱动端输出一扫描电压。当在第p个扫描期间，且第p个Y轴感应线(sensing line)与第q个X轴感应线的交界处的所述预定范围内，受到压力时，第q个X轴感应电路接收到所述扫描电压，故判定被触碰的坐标为(q，p)。其中，M、N、i、j、k、p、q为正整数，i介于1～M之间，j介于1～N之间，k介于1～M之间，q介于1～M之间，p介于1～N之间。

依照本发明的较佳实施例所述的触控面板，其中M个X轴感应电路各自包括一比较器，其中第k个X轴感应电路中的比较器，具有一第一端、一第二端与一输出端，其第一端耦接至一参考电压，第二端耦接至第k条X轴感应线，比较器比较第k条X轴感应线的电压与参考电压，并依据比较结果判断是否接收到扫描电压。另外，序列扫描驱动器在N个驱动端依序输出扫描电压。

本发明另外提出一种接触点检测方法，适用于检测多个接触点。此方法包括下列步骤：提供一电阻式压力感测矩阵，电阻式矩阵包含M个X轴感应线以及N个Y轴感应线，当电阻式压力感测矩阵的第i条X轴感应线与第j条Y轴感应线交界处的一预定范围内，受到压力时，第i条X轴感应线与第j条Y轴感应线短路；在第p个扫描期间，给予第p个Y轴感应线一扫描电压；检测M个X轴感应线，判断是否检测到扫描电压；以及，当在第p个扫描期间，第q个X轴感应线接收到扫描电压，判定被触碰的坐标为(q，p)。其中，M、N、i、p、q为正整数，i介于1～M之间，q介于1～M之间，p介于1～N之间。

依照本发明的较佳实施例所述的多点接触点检测方法，其中检测M个X轴感应线，判断是否检测到扫描电压的步骤包括：提供一参考电压；以及，比较X轴感应线的电压与参考电压。

本发明的精神是在于利用依序输出扫描电压于Y轴感应线，并在每个扫描期间，检测X轴感应线是否接收到扫描电压。因此，当在第p个扫描期间，第q个X轴感应线接收到扫描电压时，本发明能够正确地检测出接触点位置，并且避免误判的状况发生。另外，当触控面板有多个触控点时，本发明仍可能正确地检测出每个触控点的位置，并且不会有判断错误的现象发生。

附图说明

图1为传统的电阻式触控面板的侧视图。

图2为传统的电阻式触控面板的俯视图。

图3为美国US-2008/0129898A1专利的触控面板系统方块图。

图4是根据本发明实施例所绘示的触控面板的系统方块图。

图5是根据本发明实施例所绘示的触控面板的系统方块图。

图6是根据本发明实施例所绘示的接触点检测方法的步骤流程图。

附图标号

110：上层板

120：下层板

130：隔球

92：感测垫片

AMP1_1～AMP1_4、AMP2_1～AMP2_5：比较器

Vref、VREF：参考电压

A、B、C、D、E、G：区域

LX1～LX5：X轴感应线

LY1～LY5：Y轴感应线

410：电阻式压力感测矩阵

420：序列扫描驱动器

430：X轴感应电路

SW1_1～SW4_5：开关

AMP1～AMP5：比较器

PY1～PY5：正输入端

NY1～NY5：负输入端

VDDS：电压源

SX1～SX4：扫描电压

GND：接地电压

S610～S680：本发明实施例的接触点检测方法的各步骤

具体实施方式

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

图4是根据本发明实施例所绘示的触控面板的系统方块图。请参考图4，触控面板包括电阻式压力感测矩阵410、序列扫描驱动器420以及M个X轴感应电路430。电阻式压力感测矩阵410包含M个X轴感应线以及N个Y轴感应线。为了方便说明本实施例，在本例中假设电阻式压力感测矩阵410包含5个X轴感应线LX1～LX5以及4个Y轴感应线LY1～LY5。

当使用者使用触控笔或手指等等工具，施与触控面板压力时，将使得电阻式压力感测矩阵410的部分区块受到压力。而受到压力的部分区块内，X轴感应线与Y轴感应线的交界处短路。就电路的行为而言，每个X轴感应线与Y轴感应线的交界处可以视为一开关。因此，在本实施例的图4中，X轴感应线与Y轴感应线的交界处以开关SW1_1～SW4_5表示。然而，本领域的技术人员应当知道，在已知技术中，开关SW1_1～SW4_5例如由电路布线所形成，并非为实际的开关元件。

为了让本领域的技术人员能够了解并实施本发明，以下用5个比较器来实施X轴感应电路430，以更进一步说明本发明的精神。请参考图4，X轴感应电路430包括5个比较器AMP1～AMP5。上述比较器AMP1～AMP5包括正输入端PY1～PY5、负输入端NY1～NY5与输出端。上述负输入端NY1～NY5皆耦接至一参考电压VREF，正输入端PY1～PY5分别通过一电阻耦接至一电压源VDDS。另外，正输入端PY1～PY5也对应的耦接至电阻式压力感测矩阵410中的5个X轴感应线。而比较器AMP1～AMP5将比较正输入端PY1～PY5与负输入端NY1～NY5的电压大小，以决定其输出端的电压。

序列扫描驱动器420具有4个驱动端，分别耦接电阻式压力感测矩阵410中的Y轴感应线LY1～LY4。并且，序列扫描驱动器420在驱动端依序输出一扫描电压SX1～SX4。换句话说，触控面板的感测期间被分割为4个扫描期间。在第1个扫描期间内，序列扫描驱动器420的第1个驱动端输出扫描电压SX1。以此类推，在第4个扫描期间内，序列扫描驱动器420的第4个驱动端输出扫描电压SX4。

为了方便说明本实施例，以下假设参考电压VREF的电压小于电压源VDDS的电压。因此，当电阻式压力感测矩阵410并未受到压力时，此时开关SW1_1～SW4_5并未导通，具有高电压的电压源VDDS将通过电阻传送至比较器AMP1～AMP5的正输入端PY1～PY5。因此，比较器AMP1～AMP5的正输入端PY1～PY5的电压将大于负输入端NY1～NY5的电压，使得比较器AMP1～AMP5的输出端皆维持在正饱和电压。另外，假设扫描电压SX1～SX4皆为一低电压。

当电阻式压力感测矩阵410的区域E受到压力时，区域E内的X轴感应线LX2与Y轴感应线LY2的交界处短路，而开关SW2_2将导通。当在第2个扫描期间，序列扫描驱动器420的第2个驱动端输出扫描电压SX2。此时开关SW2_2导通，使扫描电压SX2经由开关SW2_2分别输出给比较器AMP2的正输入端PY2，因而将比较器AMP2的正输入端PY2拉至低电压。当比较器AMP2的正输入端PY2拉至低电压时，比较器AMP2的正输入端PY2的电压将小于负输入端NY2的电压，使得比较器AMP2的输出端转换为负饱和电压。而在第3个扫描期间，由于开关SW3_1～SW3_5皆未导通，使得比较器AMP1～AMP5的输出端恢复为正饱和电压。

由上述的操作可知，触控面板中的控制器仅在第2扫描期间，检测到比较器AMP2的输出端为负饱和电压。因此，控制器则可知开关SW2_2已导通。进而判断出区域E为使用者的接触点，并取得接触点的坐标。

另外，当触控面板中的区域E与G同时受到压力时，区域E内的X轴感应线LX1与Y轴感应线LY3的交界处短路，且区域G内的X轴感应线LX4与Y轴感应线LY4的交界处短路，使得开关SW2_2与SW4_4导通。当在第2个扫描期间，由上述的操作可知，扫描电压SX2经由开关SW2_2输出给比较器AMP2的正输入端PY2，比较器AMP2的正输入端PY2的电压将小于负输入端NY2的电压，使得比较器AMP2的输出端输出为负饱和电压。同理，在第4个扫描期间，扫描电压SX4将由开关SW4_4输出给比较器AMP4的正输入端PY4，使得比较器AMP4的输出端为负饱和电压。

由上述的操作可知，当触控面板中的控制器在第2个扫描期间，检测到比较器AMP2的输出端为负饱和电压，则可判断出开关SW2_2已导通。因而控制器可判断出被接触的坐标为(2，2)。而在第4扫描期间，控制器检测到比较器AMP4的输出端为负饱和电压，则可判断出开关SW4_4与已导通。因而控制器可判断出被接触的坐标为(4，4)。因此，在经过第2与第4扫描期间之后，控制器将会获得两个接触点F、G的坐标(2，2)、(4，4)。由上述的操作可知，当触控面板上有多个触控点时，本发明的实施例仍然能够正确地判断出给个触控点的位置，并且不会发生如已知技术中误判的现象。

另外，在上述实施例中，本领域的技术人员应当知道，若序列扫描驱动器420在驱动端所输出的扫描电压为一高电压，且比较器AMP1～AMP5的正输入端通过一电阻耦接到接地电压GND，如图5所示。图5是根据本发明实施例所绘示的触控面板的系统方块图。请参考图5，由于参考电压VREF的电压大于接地电压GND的电压。因此，当电阻式压力感测矩阵410并未受到压力时，比较器的正输入端PY1～PY5的电压将小于负输入端NY1～NY5的电压，使得比较器AMP1～AMP5的输出端皆维持在一负饱和电压。当电阻式压力感测矩阵410的区域E受到压力时，开关SW2_2将导通。在第2个扫描期间，具有扫描电压SX2将由开关SW2_2分别输出给比较器AMP2的正输入端PY2，因而比较器AMP2的正输入端PY2将转换为高电压，使得比较器AMP2的输出端转换为正饱和电压。因此，控制器可以在第2扫描期间内，检测出比较器AMP2输出端转换为正饱和电压，以判断出区域E为使用者的接触点，并取得接触点的坐标。

相较于美国专利案(Pub 2008/0129898A1)，本案的开关SW1_1～SW4_5上并未施与电压。而当开关SW1_1～SW4_5受到压力时，仅使得受压力区域的X轴感应线与Y轴感应线短路。反观美国专利案(Pub 2008/0129898A1)中，每个X轴感应线与Y轴感应线所交会的多个区域内分别具有一感测垫片，并且每个感测垫片上通有电压。当某一区域受到压力时，所述区域中的感测垫片将其电压将提供给X轴感应线与Y轴感应线。

由上述的实施方式，本发明可以整理一种接触点检测方法。图6是根据本发明实施例所绘示的接触点检测方法的步骤流程图。请参考图6：

步骤S610：开始进行本发明实施例的接触点检测。

步骤S620：提供一电阻式压力感测矩阵。此电阻式矩阵如上述实施例所示，包含M个X轴感应线以及N个Y轴感应线。同样的，当此电阻式压力感测矩阵的第i条X轴感应线与第j条Y轴感应线交界处的一预定范围内，受到压力时，第i条X轴感应线与第j条Y轴感应线被短路。

步骤S630：在第p个扫描期间，给予第p个Y轴感应线一扫描电压。其中，p的初值设定为1。

步骤S640：检测M个X轴感应线，判断是否检测到扫描电压。由上述图4的实施例可知，当检测到比较器AMP1～AMP5输出端为负饱和电压，则判定检测到扫描电压。另外，由上述图5的实施例可知，当检测到比较器AMP1～AMP5输出端为正饱和电压，则判定检测到扫描电压。

步骤S650：当M个X轴感应线中的第q个X轴感应线检测到扫描电压时，则判定出被触碰的坐标为(q，p)。另外，当M个X轴感应线皆未检测到扫描电压时，则直接进行步骤S660。

步骤S660：判断p值是否大于或等于扫描期间的个数。也就是扫描线的总数。以上述实施例来说，扫描期间的个数为4。

步骤S670：若将p值小于扫描期间的个数，将p值加1，并回到步骤S630。

步骤S680：若将p值大于或等于扫描期间的个数，将p值设定为初值，也就是设定为1，并回到步骤S630，继续检测接触点。

综上所述，本发明的精神是在于利用依序输出扫描电压于Y轴感应线，并在每个扫描期间，检测X轴感应线是否接收到扫描电压。因此，本发明至少有以下几点优点：

本发明能够正确地检测出接触点位置，并且避免误判的状况发生；

由于本发明采用分时多工的技术来检测接触点，因此本发明只需要在其中一个轴上加载感应电路，故可以节省成本；以及

当触控面板有多个点被触碰时，本发明仍可能正确地检测出每个被触碰的点的位置，并且不会有判断错误的现象发生。

在较佳实施例的详细说明中所提出的具体实施例仅用以方便说明本发明的技术内容，而非将本发明狭义地限制于上述实施例，在不超出本发明的精神及权利要求的情况，所做的种种变化实施，皆属于本发明的范围。因此本发明的保护范围当以权利要求所界定范围为准。

Claims (5)

1.一种触控面板，其特征在于，所述触控面板包括：

一电阻式压力感测矩阵，配置于所述触控面板，所述电阻式压力感测矩阵包含M个X轴感应线以及N个Y轴感应线，当所述电阻式压力感测矩阵的第i条X轴感应线与第j条Y轴感应线交界处的一预定范围内，受到压力时，第i条X轴感应线与第j条Y轴感应线短路；

一序列扫描驱动器，具有N个驱动端，分别耦接N个Y轴感应线；以及

M个X轴感应电路，第k个X轴感应电路耦接第k条X轴感应线，

其中，所述触控面板的感测期间被分割为N个扫描期间，第p个扫描期间，所述序列扫描驱动器的第p个驱动端输出一扫描电压，

当在第p个扫描期间，且第p个Y轴感应线与第q个X轴感应线的交界处的所述预定范围内，受到压力时，第q个X轴感应电路接收到所述扫描电压，故判定被触碰的坐标为(q，p)，

其中，M、N、i、j、k、p、q为正整数，i介于1～M之间，j介于1～N之间，k介于1～M之间，q介于1～M之间，p介于1～N之间。

2.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述这些X轴感应电路各自包括一比较器，其中第k个X轴感应电路中的所述比较器，具有一第一输入端、一第二输入端与一输出端，所述第一输入端耦接至一参考电压，所述第二输入端耦接至第k条X轴感应线，所述比较器比较第k条X轴感应线的电压与所述参考电压，并依据比较结果判断是否接收到所述扫描电压。

3.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述序列扫描驱动器在N个驱动端依序输出所述扫描电压。

4.一种接触点检测方法，其特征在于，所述接触点检测方法适用于检测多个接触点，所述方法包括：

提供一电阻式压力感测矩阵，所述电阻式矩阵包含M个X轴感应线以及N个Y轴感应线，当所述电阻式压力感测矩阵的第i条X轴感应线与第j条Y轴感应线交界处的一预定范围内，受到压力时，第i条X轴感应线与第j条Y轴感应线短路；

在第p个扫描期间，给予第p个Y轴感应线一扫描电压；

检测M个X轴感应线，判断是否检测到所述扫描电压；以及

当在第p个扫描期间，第q个X轴感应线接收到所述扫描电压，判定被触碰的坐标为(q，p)，

其中，M、N、i、j、p、q为正整数，i介于1～M之间，j介于1～N之间，q介于1～M之间，p介于1～N之间。

5.如权利要求4所述的接触点检测方法，其特征在于，检测M个X轴感应线，判断是否检测到所述扫描电压的步骤包括：

提供一参考电压；以及

比较所述这些X轴感应线的电压与所述参考电压。

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