CN101825961A - 整合式触控装置 - Google Patents

Abstract

一种整合式触控装置，是在一第一基材形成一第一电极图型，而在一第二基材形成有一第二电极图型。第一电极图型与第二电极图型各通过一第一扫描电路及一第二扫描电路连接于一微处理器。当使用者轻触所述触控装置的触控操作面时，触控装置操作于电容式触控位置感测模式；而当使用者触压所述触控装置的触控操作面、或以笔写输入操作所述触控装置的触控操作面时，触控装置操作于电阻式触控位置感测模式。

Description

整合式触控装置

技术领域

本发明是关于一种触控装置的设计，特别是关于一种可操作于电容式触控位置感测模式或电阻式触控位置感测模式的整合式触控装置。

背景技术

电阻式触控面板由ITO(氧化铟锡)薄膜和ITO玻璃所组成，中间由多个绝缘隔点所隔开，通过一触控物件(例如触控笔)去触压ITO薄膜形成下压凹陷，使其与下层的ITO玻璃接触而产生电压的变化，再将模拟信号转为数字信号，再经由微处理器的运算处理取得受触压点的操作位置。

电容式触控面板基本上是利用透明电极与导电体之间的电容耦合所产生的电容耦合变化，从所产生的诱导电流来检测受触压点的操作位置。电容式触控面板的结构中，最外层为一透明基材，第二层为ITO层，当一触控物件(例如手指)接触到透明基材的表面时，触控物件就会与外侧导电层上的电场产生电容耦合，而产生微小的电流的变化，再由微处理器计算出手指触控的操作位置。

发明内容

本发明所欲解决的技术问题：

电阻式触控板与电容式触控板在操作上有其限制条件及缺点。其中电阻式触控板具有价格较低的优点，但在触控时需使上下两导电层接触，故需施加一定程度的触压力，较容易使导电层损坏，且其敏感度也较低。而电容式触控板虽敏感度较高，但因其作用原理的关系，在触控物件的选用上必须是一导电体，例如手指或是接有地线的触头，以便传导电流，若是以一绝缘体作为触控物件则触控板无法进行感测。

本发明的目的是提供一种可感测使用者触控操作方式而可对应操作于电容式或电阻式触控位置感测模式的整合式触控装置，当使用者轻触所述整合式触控装置的触控操作面时，整合式触控装置会操作于电容式触控位置感测模式，而当使用者触压所述整合式触控装置的触控操作面、或以笔写输入操作所述整合式触控装置的触控操作面时，整合式触控装置会操作于电阻式触控位置感测模式。

本发明解决问题的技术手段：

本发明为解决已知技术的问题所采用的技术手段是在整合式触控装置的第一基材形成一第一电极图型，而在一第二基材形成有一第二电极图型。第一电极图型与第二电极图型各通过一第一扫描电路及一第二扫描电路连接于一微处理器。

当使用者轻触触控装置的触控操作面时，所述整合式触控装置操作于电容式触控位置感测模式，所述触控物件与所述第一电极图型之间的电容耦合变化由所述微处理器接收，据以计算出所述触控物件位在所述第一基材的触控操作面的至少一操作位置。

当使用者触压所述触控装置的触控操作面、或以笔写输入操作所述触控装置的触控操作面时，位在所述操作位置处的第一基材因受压，使所述第一电极图型与所述第二电极图型接触，所述整合式触控装置操作于电阻式触控位置感测模式，所述微处理器即依据所述第二电极图型的电压变化，计算出所述触控物件位在所述第一基材的触控操作面的至少一操作位置。

本发明对照背景技术的功效：

经由本发明所采用的技术手段，仅需搭配本发明的整合式触控装置与简易的电路构造，配合简易的扫描感测，即可兼具电容式及电阻式触控板的触控操作模式。故不需受限于已知电阻式触控板或电容式触控板的触控物件限制，可使得使用者的触控操作更为简便，在不同的操作方式下较佳的触控感应模式，并兼具两种模式的触控板的优点。

本发明的设计也特别适合应用在需要作笔写输入的触控应用领域中，可有效解决一般电容式触控板所存在的书写操作不顺畅、感应不良的问题。

附图说明

图1是显示本发明第一实施例的系统方块图；

图2是显示图1中主要构件的立体分解图；

图3是显示图1中第一基材与第二基材在结合后，第一电极图型及第二电极图型的相对位置关系；

图4是显示图3的4-4断面的剖视图；

图5是显示本发明的整合式触控装置以手指操作的示意图；

图6是显示图5中的触控位置与对应的电容值表；

图7是显示本发明第一实施例以触控物件操作的示意图；

图8是显示第二实施例的系统方块图；

图9是显示第二实施例的整合式触控装置上触压操作的电路示意图；

图10是显示图9的等效电路图；

图11是显示本发明第二实施例的整合式触控装置以触控物件操作的示意图。

附图标号

100、100a    整合式触控装置

1、1a        第一基材

11、11a      第一电极结合面

12、12a      触控操作面

13、13a      第一电极图型

2            第二基材

21                                           第二电极结合面

22                                           第二电极图型

3                                            微处理器

4                                            第一扫描电路

5                                            第二扫描电路

6                                            绝缘隔点

7、7a                                        触控物件

C1                                           电容值

d                                            预定间距

P1、P2、P3                                   操作位置

R1、R2、R3、R4                               电阻值

S1、S2                                       扫描感测图11

V                                            驱动电压

Vs1、Vs2、Vs3、Vs4                           驱动电压

s11、s12、s13、s14、s15、s16                 条状电极

s11′、s12′、s13′、s14′、s15′、s16′     条状电极

X                                            第一轴向

Y                                            第二轴向

I                                            触压方向

具体实施方式

参阅图1～图2，是显示本发明第一实施例的系统方块图，图2是显示图1中主要构件的立体分解图。如图所示，本发明的整合式触控装置100包括一第一基材1，是为一绝缘薄层(film)，例如PET薄膜，实施时可选用透明的材料。所述第一基材1具有一第一电极结合面11及一触控操作面12。第一基材1的第一电极结合面11形成有一第一电极图型13，所述第一电极图型13包括有多个条状电极s11、s12、s13、s14、s15及s16，彼此之间互相平行且保持一分隔距离，并沿着第一轴向X延伸。第一电极图型13主要为导电材料所组成，当所述导电材料为ITO(氧化铟锡)时，可组成一层透明的导电层。

各个条状电极s11、s12、s13、s14、s15及s16是经由一第一扫描电路4连接至一微处理器3，以受到所述微处理器3控制并供应各个条状电极s11、s12、s13、s14、s15及s16一预定的驱动电压，或经由第一扫描电路4扫描并感测各个条状电极s11、s12、s13、s14、s15及s16的感应电容耦合变化，以将测得的扫描感测图11S1送往微处理器3进行处理。

一第二基材2具有一相对应于所述第一基材1的第一电极结合面11的第二电极结合面21，并与第一基材1之间的距离被定义为一预定间距d(如图4所示)。在第二基材2的第二电极结合面21上形成有一第二电极图型22，所述第二电极图型22包括有多个条状电极s11′、s12′、s13′、s14′、s15′及s16′，彼此间互相平行且保持一分隔距离，并沿着第二轴向Y延伸。所述第二基材2是相对应地对齐配置在第一基材1的相对位置，并使第二电极图型22相对应于第一电极图型13。

各个条状电极s11′、s12′、s13′、s14′、s15′及s16′经由一第二扫描电路5连接于微处理器3，以扫描感测各个条状电极s11′、s12′、s13′、s14′、s15′及s16′的电压变化，并将测得的扫描感测图11S2送往微处理器3进行处理。实施时，各个条状电极s11′、s12′、s13′、s14′、s15′及s16′可单端或双端连接于第二扫描电路5。

第一电极图型13的各个条状电极s11、s12、s13、s14、s15及s16是相互平行且彼此间隔地形成在第一基材1的第一电极结合面11。在第一电极图型13与第二基材2的第二电极结合面21上未布设条状电极s11′、s12′、s13′、s14′、s15′及s16′之处，分别设置至少一绝缘隔点6。通过各个绝缘隔点6，可避免第一电极图型13与第二电极图型22直接接触。

参阅图3，其是显示第一基材1与第二基材2在结合后，第一电极图型13及第二电极图型22的相对位置关系。在本实施例中，第一电极图型13及第二电极图型22是以六个条状电极为例，但条状电极的数目不受此限制，亦可以布设更多或较少条状电极。本发明较佳实施例中，第一电极图型13的各个条状电极s11、s12、s13、s14、s15及s16是分别与第二电极图型22的各个条状电极s11′、s12′、s13′、s14′、s15′及s16′呈垂直交迭的对应关系。

参阅图4所示，第一基材1与第二基材2之间设置有多个绝缘隔点6，以使第一基材1与第二基材2结合后保持一预定间距d，以避免第一基材1的第一电极图型13与第二基材2的第二电极图型22直接接触。

同时参阅图5及图6，图5是显示本发明以手指操作的示意图，图6是显示图5中的触控位置与对应的电容值表。如图所示，本应用例用以说明本发明是用以感测一触控物件7在整合式触控装置100上的触控操作动作。

首先在本应用例中将第一电极图型13的条状电极s13与第二电极图型22的条状电极s12′交迭的操作位置定义为操作位置P1。本应用例中用以操作整合式触控装置100的触控物件7是可为例如手指、导电物或其它操作物件。

当以触控物件7轻触至第一基材1的触控操作面12的一受触压位置，但第一电极图型13与第二电极图型22之间并未接触时(如图5所示的操作位置P1)，此时整合式触控装置100会操作于电容式触控位置感测模式，触控物件7与第一电极图型13的条状电极s13之间由于电容耦合效应而感应一电容值C1(如图6所示)。第一扫描电路4通过扫描感测第一基材1的各个条状电极s11、s12、s13、s14、s15及s16而可感测触控物件7与第一电极图型13的条状电极s13间的电容耦合变化，并送出第一感应图11S1至微处理器3。

图7是显示本发明第一实施例以触控物件操作的示意图。如图所示，本实施例中的触控物件7a是可为导电或非导电触控物件(例如触控笔或其它任何物件)。当触控物件7a触压第一基材1的触控操作面12时，位在操作位置处的第一基材1因受压而使第一电极图型13的条状电极s13与第二电极图型22的条状电极s13′接触(预定间距d＝0)。此时，整合式触控装置100会操作于电阻式触控位置感测模式，并施加一驱动电压至条状电极s13′，整合式触控装置100可依据第二电极图型22的条状电极s13′的电压变化，计算出触控物件7a位在第一基材1的触控操作面12的操作位置。

参阅图8，其是显示第二实施例的系统方块图。如图所示，本实施例的主要元件与第一实施例相同，相同元件以相同的图号标示。其主要不同之处在于本实施例的第一基材1a具有一第一电极结合面11a，在所述第一电极结合面11a上结合有一第一电极图型13a，其是为一平面连续结构的ITO透明导电层，在第一电极图型13a的四个角落分别连接于第一扫描电路4，以分别提供一驱动电压进而在第一电极图型13a形成一电压梯度。

参阅图9及图10，其是显示第二实施例的整合式触控装置100a上触压操作的电路示意图及其等效电路图。如图9所示，当在整合式触控装置100a上按压一操作位置P2时，操作位置P2与各角落端分别产生一对应的电阻值R1、R2、R3及R4。如图9所示，由提供的驱动电压Vs1、Vs2、Vs3、Vs4以及各个对应的电阻值R1、R2、R3及R4，分别可产生一对应的电流I1、I2、I3及I4，依据各电流I1、I2、I3及I4的比例即可计算出操作位置P2在所述触控板100a的所在位置。

参阅图11，其是显示本发明第二实施例的整合式触控装置以触控物件操作的示意图。如图所示，首先将本应用例中第一电极图型13a与第二电极图型22的条状电极s13′交迭的位置定义为操作位置P3。而本应用例中用以操作整合式触控装置100a的触控物件7a是可为导电或非导电触控物件(例如触控笔或其它任何物件)。

同时参阅图8。当使用者以触控物件7a以一预定触压方向I触压第一基材1a，位在操作位置p3处的第一基材1因受压而使第一电极图型13a与第二电极图型22的条状电极s13′接触(预定间距d＝0)，此时整合式触控装置100a会操作于电阻式触控位置感测模式，经由第一扫描电路4送出驱动电压至第一电极图型13的条状电极，故驱动电压由第一电极图型13a施加至第二电极图型22的条状电极s13′上，并经由第二扫描电路5扫描感测后，输出一扫描感测图11S2送至微处理器3。微处理器3依据第二电极图型22的条状电极s13′产生的电压变化，计算出触控物件7a位在第一基材1a的触控位置。

由以上的实施例可知，本发明所提供的整合式触控装置确具产业上的利用价值，故本发明已符合于专利的要求。惟以上的叙述仅为本发明的较佳实施例说明，凡熟悉本领域的技术人员当可依据所述的说明而作其它种种的改良，惟这些改变仍属于本发明的发明精神及所界定的权利要求范围中。

Claims (7)

1.一种整合式触控装置，其特征在于，用以感测一触控物件在所述整合式触控装置上的触控操作动作，所述整合式触控装置包括：

一第一基材，所述第一基材具有一第一电极结合面及一触控操作面；

一第一电极图型，形成在所述第一基材的第一电极结合面；

一第二基材，相对应地对齐配置在所述第一基材的相对位置，所述第二基材具有一相对应于所述第一基材的第一电极结合面的第二电极结合面，所述第一基材与第二基材之间保持一预定间距；

一第二电极图型，形成在所述第二基材的第二电极结合面，并相对应于所述第一电极图型；

一微处理器，电连接至所述第一电极图型与所述第二电极图型；

当所述触控物件轻触所述第一基材的触控操作面时，所述整合式触控装置操作于电容式触控位置感测模式，所述触控物件与所述第一电极图型之间的电容耦合变化由所述微处理器接收，据以计算出所述触控物件位在所述第一基材的触控操作面的至少一操作位置；

当所述触控物件触压或以笔写输入操作所述第一基材的触控操作面时，位在所述操作位置处的第一基材因受压，使所述第一电极图型与所述第二电极图型接触，所述整合式触控装置操作于电阻式触控位置感测模式，所述微处理器即依据所述第二电极图型的电压变化，计算出所述触控物件位在所述第一基材的触控操作面的至少一操作位置。

2.如权利要求1所述的整合式触控装置，其特征在于，所述第一电极图型与所述第二电极图型分别包括有多个相互平行且彼此间隔的条状电极。

3.如权利要求2所述的整合式触控装置，其特征在于，所述第一电极图型的各个条状电极分别经由一第一扫描电路连接至所述微处理器，所述第二电极图型的各个条状电极分别经由一第二扫描电路连接至所述微处理器。

4.如权利要求2所述的整合式触控装置，其特征在于，所述第一电极图型与所述第二电极图型之间是以多个绝缘隔点予以隔开。

5.如权利要求1所述的整合式触控装置，其特征在于，所述第一电极图型是为一平面连续结构，而所述第二电极图型是包括有多个相互平行且彼此间隔的条状电极。

6.如权利要求5所述的整合式触控装置，其特征在于，所述第一电极图型经由一第一扫描电路连接至所述微处理器，所述第二电极图型的各个条状电极分别经由一第二扫描电路连接至所述微处理器。

7.如权利要求5所述的整合式触控装置，其特征在于，所述第一电极图型与所述第二电极图型之间是以多个绝缘隔点予以隔开。

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