CN101901093B - 面板模组与侦测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种面板模组与侦测方法，可测量面板模组中导电层的两侧之间的电阻值，并依据所述电阻值估测两点触碰事件，也可以依据所述电阻值产生控制电子装置的输入信号。

Description

面板模组与侦测方法

技术领域

本发明涉及一种两点触碰技术，尤其涉及一种电阻式触控面板的两点触碰技术。

背景技术

随着信息技术、无线移动通讯和信息家电的快速发展与应用，为了达到携带更便利、体积更轻巧化以及操作更人性化的目的，许多信息产品已由传统的键盘或鼠标等输入装置，转变为使用触控面板(Touch Panel)作为输入装置。

目前，触控面板可依照其驱动方式以及结构设计化分为多种类型，例如电阻式、电容式、音波式、光学式等。对于电阻式面板模组，使用者需实际施压于电阻式面板模组上，以使电阻式面板模组内部的部分区域导通而产生对应的坐标信号，因此电阻式面板模组的损坏率较高。以下结合附图对现有电阻式面板模组所使用的单点触碰侦测技术作更进一步的说明。

图1A是现有电阻式触控面板模组触碰原理的示意图，如图1A所示。电阻式的触控感测器是由透明的均匀导电层L1、L2形成。导电层L1、L2之间由数个特殊的支撑物SP隔开。每一层在相对应的方向连接电极。举例来说，图1B是现有四线式的电阻式面板模组导电层结构的示意图，如图1B所示。导电层L1、L2在X与Y两个维度连接电极。又例如，图1C是现有五线式的电阻式面板模组导电层结构的示意图，如图1C所示。导电层L2的四角分别连接电极UL、UR、BL、BR。导电层L1连接另一电极Sense。

图1D是图1B的感测模组示意图，如图1D所示。感测时，将一电压加至电极两端。当手触碰面板时，导电层L1、L2相接触。未加电压的导电层会感应出一个电压信号，而此电压信号会因为触碰位置不同而不同。接着，由二导电层分别对X维度与Y维度作感测，即可得触碰位置的数据。

理论上，不论在触碰面板上有多少的触碰点，只会有一组电信号值(一个X轴感测信号加上一个Y轴感测信号)，计算出一组坐标(X，Y)值。因此，只有在一个触碰点时才能计算出正确的位置坐标，在两个以上的触碰点便无法测知其触碰位置。也就是说，现有的电阻式面板模组仅能针对单点触碰进行感测。当受到多点施压时，现有的电阻式面板模组将无法做出反应。所以，现有的电阻式面板模组无法满足消费者对于产品功能多样化的需求。

发明内容

本发明提供一种电阻式触控面板模组，可侦测两点触碰事件。

本发明提供一种两点触碰事件的侦测方法，适用于一电阻式触控面板，提升电阻式触控面板的使用便利性。

本发明提出一种电阻式触控面板模组，其包括触控面板第一导电层、触控面板第二导电层、第一电源、第一电阻测量单元与估测单元。当发生两点触碰事件时，触控面板第一导电层与触控面板第二导电层在第一未知触碰点与第二未知触碰点互相导通。第一电源连接触控面板第一导电层。第一电阻测量单元连接触控面板第一导电层，可用以测量触控面板第一导电层的两侧之间的第一电阻值。估测单元连接第一电阻测量单元，可依据第一电阻值估测第一未知触碰点与第二未知触碰点投影至第一方向的第一间距。

在本发明的一实施例中，电阻式触控面板模组还包括电压侦测器。电压侦测器连接触控面板第二导电层与估测单元，用以测量触控面板第二导电层的电压并输出给估测单元。估测单元可依据上述电压估测第一未知触碰点与第二未知触碰点的中心点投影至第一方向的第一中心点位置。估测单元还可依据上述第一中心点位置与第一间距估测第一未知触碰点与第二未知触碰点投影至第一方向的第一位置与第二位置。

在本发明的一实施例中，电阻测量单元可包括电阻侦测器。电阻侦测器连接触控面板第一导电层的两侧，用以测量第一电阻值。

在本发明的一实施例中，电阻测量单元包括电流侦测器与运算单元。电流侦测器连接触控面板第一导电层，用以测量触控面板第一导电层的第一电流量。运算单元连接电流侦测器与第一电源，可依据第一电流量与第一电源提供的电压计算第一电阻值。

在本发明的一实施例中，电阻式触控面板模组还包括第二电源与第二电阻测量单元。第二电源连接触控面板第二导电层。第二电阻测量单元连接触控面板第二导电层与估测单元，用以测量触控面板第二导电层的两侧之间的第二电阻值并输出给估测单元。估测单元可依据第二电阻值估测第一未知触碰点与第二未知触碰点投影至第二方向的第二间距。

承上述，在另一实施例中，电阻式触控面板模组还包括电压侦测器。电压侦测器连接触控面板第一导电层与估测单元，用以测量触控面板第一导电层的电压并输出给估测单元。估测单元可依据上述电压估测第一未知触碰点与第二未知触碰点的中心点投影至第二方向的第二中心点位置，并依据第二中心点位置与第二间距估测第一未知触碰点与第二未知触碰点投影至第二方向的第一位置与第二位置。

本发明还提出一种两点触碰事件的侦测方法，适用于电阻式触控面板。侦测方法包括当发生两点触碰事件时，电阻式触控面板的第一导电层与第二导电层在第一未知触碰点与第二未知触碰点互相导通。另外，可测量第一导电层的两侧之间的第一电阻值。此外，可依据第一电阻值估测第一未知触碰点与第二未知触碰点投影至第一方向的第一间距。

基于上述，本发明可测量一导电层的两侧之间的电阻值，并可依据上述电阻值估测两点触碰事件的情形。进一步地说，可依据上述电阻值产生用来控制电子装置的输入信号。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。

附图说明

图1A是现有电阻式触控面板模组触碰原理的示意图；

图1B是现有四线式的电阻式面板模组导电层结构的示意图；

图1C是现有五线式的电阻式面板模组导电层结构的示意图；

图1D是图1B的感测模组示意图；

图2是本发明的一实施例的一种电阻式触控面板模组的示意图；

图3是本发明的一实施例的一种两触碰点的位置示意图；

图4是本发明的一实施例的一种两点触碰事件的侦测方法的流程图；

图5是本发明的一实施例的另一种两点触碰事件的侦测方法的流程图；

图6是本发明的一实施例的一种两触碰点及其中心点的位置示意图；

图7是本发明的一实施例的另一种电阻式触控面板模组的示意图。

主要元件符号说明：

10：电阻式触控面板；    11：电阻式触控面板；

21：触控面板导电层；    22：触控面板导电层；

31：电源；              32：电源；

41：电阻侦测器；        42：电阻侦测器；

51：电压侦测器；        52：电压侦测器；

61：电流侦测器；        62：电流侦测器；

R1～R6：电阻；          Rt：电阻；

QX1～QX3：开关；        QY1～QY3：开关；

P1：未知触碰点；        P2：未知触碰点；

P3：中心点；            L1：导电层；

L2：导电层；            SP：支撑物；

X+、X-：电极；          Y+、Y-：电极；

UL、UR、BL、BR、Sense：电极；

S401～S403：两点触碰事件的侦测方法的各步骤；

S501～S506：两点触碰事件的侦测方法的各步骤。

具体实施方式

现有的电阻式触控面板模组仅能侦测单点触碰时的触碰点位置。当发生两点触碰事件时，现有的电阻式面板模组无法做出反应。

基于上述，当发生两点触碰事件时，本发明的实施例可利用电阻式触控面板模组的电阻变化情形来估测是否发生两点触碰事件。更进一步地，可分别依据上下导电层电阻值变化情形判别两触碰点在X方向与Y方向的间距。另外还可依据两触碰点以及上述间距估测两触碰点的位置。下面将结合附图详细阐述本发明的实施例，附图举例说明了本发明的示范实施例，其中相同标号表示同样或相似的步骤。

在本实施例中以四线式的电阻式触控面板模组为例进行说明。图2是本发明的一实施例的一种电阻式触控面板模组的示意图，如图2所示。电阻式触控面板模组10可包括触控面板导电层21、22、电源31、32、电阻测量单元、电压侦测器51、52、开关QX1～QX3、QY1～QY3与估测单元(未示出)，其中电阻测量单元以电阻侦测器41、42为例进行说明。

电源31、32分别连接触控面板导电层21、22，可用来提供电源至触控面板导电层21、22。电阻侦测器41、42分别连接触控面板导电层21、22，可用来测量触控面板导电层21、22的电阻。电压侦测器51、52分别连接触控面板导电层21、22，可用来测量触控面板导电层21、22的电压。

图3是本发明的一实施例的一种两触碰点事件的位置示意图。图4是本发明的一实施例的一种两点触碰事件的侦测方法的流程图。结合图2～图4，在本实施例中假设两触碰点分别位于未知触碰点P1、P2。触控面板导电层21、22可以分别视为一电阻串。更详细地说，触控面板导电层21的电阻可视为电阻R1+R2+R3。触控面板导电层22的电阻可视为电阻R4+R5+R6。当两手指触碰面板时，触控面板导电层21、22会在未知触碰点P1、P2的对应位置互相接触而互相导通(步骤S401)，并会在接触点上产生电阻Rt。

当触控面板导电层接触时，接触电阻会产生导电层电阻并联的效应，使得触控面板导电层两侧之间的电阻发生改变。此电阻的改变与触碰面板两接触点的距离成正比。因此，测量触控面板导电层的电阻变化，即可测知触控面板上是否有两个触碰点。此外，电阻变化值也可反应两个触碰点的距离。

更具体地说，仅有未知触碰点P1与P2的其一被触碰时，触控面板导电层21、22两侧之间的电阻几乎不会变化。然而，当未知触碰点P1与P2同时被触碰时，触控面板导电层21两侧之间的电阻可视为电阻R1+R3+[R2×(2Rt+R5)/R2+(2Rt+R5)]。也就是说，触控面板导电层21两侧之间的电阻可视为电阻R1+R3+(电阻R2并联电阻2Rt+R5)。随着未知触碰点P1与P2投影至X方向的间距愈大，电阻R2也会愈大，因此电阻R2与电阻2Rt+R5并联后下降的电阻值也会愈大。因此，依据触控面板导电层21两侧的电阻值的变化程度可反推未知触控面板点P1与P2投影至X方向的间距。

同理，当未知触碰点P1与P2同时被触碰时，触控面板导电层22两侧之间的电阻可视为电阻R4+R6+[R5×(2Rt+R2)/R5+(2Rt+R2)]。也就是说，触控面板导电层22两侧之间的电阻可视为电阻R4+R6+(电阻R5并联电阻2Rt+R2)。随着未知触碰点P1与P2投影至Y方向的间距愈大，电阻R5也会愈大，因此电阻R5与电阻2Rt+R2并联后下降的电阻值也会愈大。因此，依据触控面板导电层22两侧的电阻值的变化程度可反推未知触碰点P1与P2投影至Y方向的间距。

基于上述，在本实施例中，可利用电阻侦测器41测量触控面板导电层21的两侧之间的电阻值(步骤S402)。接着估测单元可再依据电阻侦测器41所测量的电阻值估测未知触碰点P1、P2投影至X方向的间距(步骤S403)。更具体地说，估测单元例如可用查表方式求得未知触碰点P1、P2投影至X方向的间距。

另一方面，可利用电阻侦测器42测量触控面板导电层22的两侧之间的电阻值(步骤S402)。接着估测单元可再依据电阻侦测器42所测量的电阻值估测未知触碰点P1、P2投影至Y方向的间距(步骤S403)。更具体地说，估测单元例如可用查表方式求得未知触碰点P1、P2投影至Y方向的间距。

值得一提的是，本领域技术人员也可将电阻侦测器41或42所测量的电阻值产生用以控制电子装置的输入信号。举例来说，当触控面板10在显示图片时，可依据电阻侦测器41或42所测量的电阻值控制图片的缩放。又例如，当触控面板10在播放影片时，可依据电阻侦测器41或42所测量的电阻值控制音量的大小。

虽然上述实施例中已经对电阻式触控面板模组与两点触碰事件的侦测方法描绘出了一个可能的型态，但所属技术领域中具有通常知识的人员应当知道，各厂商对于电阻式触控面板模组与两点触碰事件的侦测方法的设计都不一样，因此本发明的应用不限制于这种可能的型态。换言之，只要是测量导电层的两侧之间的电阻值并据以估测两触碰点的触碰情形或用以产生控制电子装置的输入信号，就已经是符合了本发明的精神所在。以下再给出几个实施方式以便本领域具有通常知识的人员能够更进一步的了解本发明的精神，并实施本发明。

图5是本发明的一实施例的另一种两点触碰事件的侦测方法的流程图。结合图2、图3与图5，在本实施例中，同样假设两触碰点同时被触碰，且分别位于未知触碰点P1、P2。首先可由步骤S501，侦测是否发生触碰事件。举例来说，可导通开关QX2、QX3，并使开关QY2截止。接着可利用电压侦测器52测量触控面板导电层22是否带有电压，若有，则可认定发生触碰事件，可接续步骤S502；反之，则没有发生触碰事件，可继续侦测是否发生触碰事件(回到步骤S501)。

上述步骤S501的实施方式仅是一种选择实施例。在另一实施例中，也可导通开关QY2、QY3，并使开关QX2截止。接着可利用电压侦测器51测量触控面板导电层21是否带有电压，若有，则可认定发生触碰事件，可接续步骤S502；反之，则没有发生触碰事件，可继续侦测是否发生触碰事件(回到步骤S501)。

承上述，在步骤S502中可侦测触碰事件是否为两点触碰事件。举例来说，可导通开关QX1，利用电阻侦测器41测量触控面板导电层21的两侧之间的电阻值是否小于电阻R1+R2+R3，若是，则可认定触碰事件为两点触碰事件，接续执行步骤S504；反之，则可认定触碰事件为单点触碰，接续执行步骤S503。

上述步骤S502的实施方式也仅是一种选择实施例。在另一实施例中，也可导通开关QY1，利用电阻侦测器42测量触控面板导电层22的两侧之间的电阻值是否小于电阻R4+R5+R6，若是，则可认定触碰事件为两点触碰事件，接续执行步骤S504；反之，则可认定触碰事件为单点触碰，接续执行步骤S503。

在本实施例中，步骤S504的实施方式与步骤S503的实施方式相类似。在此仅以步骤S504进行说明。图6是本发明的一实施例的一种两触碰点及其中心点的位置示意图。首先，可先求未知触碰点P1、P2的中心点P3投影至X方向上的位置。举例来说，可导通开关QX2与QX3，并使开关QY2截止。接着用电压侦测器52测量触控面板导电层22的电压。在本实施例中，电压侦测器52测量得的电压愈大代表中心点P3愈靠近面板的左侧；反之，测量得到的电压愈小代表中心点P3愈靠近面板的右侧。因此估测单元可接收电压侦测器52所测量的电压，并据以估测中心点P3投影至X方向上的位置。举例来说，估测单元可利用查表方式求得中心点P3投影至X方向上的位置。

接着，可求中心点P3投影至Y方向上的位置。举例来说，可导通开关QY2与QY3，并使开关QX2截止。接着用电压侦测器51测量触控面板导电层21的电压。在本实施例中，电压侦测器51得的电压愈大代表中心点P3愈靠近面板的下侧；反之，测量得到的电压愈小代表中心点P3愈靠近面板的上侧。因此估测单元可接收电压侦测器51所测量的电压，并据以估测中心点P3投影至Y方向上的位置。举例来说，估测单元可利用查表方式求得中心点P3投影至Y方向上的位置。如此一来估测单元即可获得中心点P3的坐标。

接着可由步骤S505，依据两触控面板导电层的电阻变化分别估测两触碰点投影在X方向与Y方向的间距。此步骤的实施方式可参照上述实施例，在此则不再赘述。

接着可由步骤S506，依据中心点P3的触碰位置与步骤S505中X方向与Y方向的间距估测两触碰点的触碰位置。举例来说，假设中心点P3的坐标为(X1，Y1)，两触碰点投影在X方向的间距为2DX1，且两触碰点投影在Y方向的间距为2DY1。那么两触碰点在X方向的坐标则分别为X1+DX1与X1-DX1，且两触碰点在Y方向的坐标则分别为Y1+Dy1与Y1-Dy1。因此可推论两触碰点的坐标为(X1+DX1，Y1+Dy1)、(X1-DX1，Y1-Dy1)或是(X1+DX1，Y1-Dy1)、(X1-DX1，Y1+Dy1)。

在图5中的各步骤的顺序仅是一种选择实施例，本发明并不以此为限。本领域技术人员也可以根据需求改变各步骤的顺序。举例来说，在其他实施例中在执行完步骤S501之后可接续执行步骤S503。接着再接续步骤S502，由步骤S502可得知步骤503所求得的触碰位置为单点的触碰位置或是两个触碰点的中心点的触碰位置。接着可再接续步骤S505与S506。这样也可达到相类似的目的。

上述实施例中，虽以四线式的电阻式触控面板模组为例进行说明，但本发明并不以此为限。在其他实施例中，本发明的精神亦可应用于五线式的电阻式触控面板模组或八线式的电阻式触控面板模组...等等。

上述实施例中，图2中电阻测量单元虽以电阻侦测器41、42为例进行说明，但本发明并不以此为限。本领域技术人员也可以根据需求改变图2中电阻式触控面板模组10的架构。举例来说，图7是本发明的一实施例的另一种电阻式触控面板模组的示意图。结合图2与图7，图7的电阻式触控面板模组11与图2的电阻式触控面板模组10相类似。其不同之处在于电阻式触控面板模组11利用电流侦测器61、62取代电阻式触控面板模组10的电阻侦测器41、42与开关QX1、QY1。在图7中，当开关QX2、QY3导通时，电压侦测器51可测量电源31所提供的电压，并据以提供给估测单元(未示出)。另外，电流侦测器61可测量流经触控面板导电层21的电流，并据以提供给估测单元。基于欧姆定律，估测单元可依据电压侦测器51所测量的电压以及电流侦测器61所测量的电流求得触控面板导电层21两侧之间的电阻。

同理，当开关QY2、QX3导通时，电压侦测器52可测量电源32所提供的电压，并据以提供给估测单元。另外，电流侦测器62可测量流经触控面板导电层22的电流，并据以提供给估测单元。基于欧姆定律，估测单元可依据电压侦测器52所测量的电压以及电流侦测器62所测量的电流求得触控面板导电层22两侧之间的电阻。这样也可达到与上述实施例相类似的功效。

综上所述，本发明可测量触控面板第一导电层的两侧之间的电阻值。此外，可依据电阻值估测两点触碰事件发生时的第一未知触碰点与第二未知触碰点投影至一方向的间距或用以产生控制电子装置的输入信号。此外，本发明的实施例还具有下列功效：

侦测触控面板导电层的电压可判别两个触碰点的中心点的坐标。

依据中心点的坐标与两个触碰点分别投影至两方向的间距可估测两个触碰点的坐标。

利用电流侦测器与电压侦测器可取代电阻侦测器。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种电阻式触控面板模组，包括：

一触控面板第一导电层；

一触控面板第二导电层，当发生一两点触碰事件时，所述触控面板第一导电层与所述触控面板第二导电层在一第一未知触碰点与一第二未知触碰点互相导通；

一第一电源，连接所述触控面板第一导电层；

一第一电阻测量单元，连接所述触控面板第一导电层，用以测量所述触控面板第一导电层的两侧之间的一第一电阻值；以及

一估测单元，连接所述第一电阻测量单元，依据所述第一电阻值估测所述第一未知触碰点与所述第二未知触碰点投影至一第一方向的一第一间距。

2.根据权利要求1所述的电阻式触控面板模组，还包括：

一电压侦测器，连接所述触控面板第二导电层与所述估测单元，用以测量所述触控面板第二导电层的一电压并输出给所述估测单元；

其中，所述估测单元依据所述电压估测所述第一未知触碰点与所述第二未知触碰点的一中心点投影至所述第一方向的一中心点位置，并依据所述中心点位置与所述第一间距估测所述第一未知触碰点与所述第二未知触碰点投影至所述第一方向的一第一位置与一第二位置。

3.根据权利要求1所述的电阻式触控面板模组，其中所述电阻测量单元包括：

一电阻侦测器，连接所述触控面板第一导电层的两侧，用以测量所述第一电阻值。

4.根据权利要求1所述的电阻式触控面板模组，其中所述电阻测量单元包括：

一电流侦测器，连接所述触控面板第一导电层，用以测量所述触控面板第一导电层的一第一电流量；以及 

一运算单元，连接所述电流侦测器与所述第一电源，依据所述第一电流量与所述第一电源提供的一电压计算所述第一电阻值。

5.根据权利要求1所述的电阻式触控面板模组，还包括：

一第二电源，连接所述触控面板第二导电层；以及

一第二电阻测量单元，连接所述触控面板第二导电层与所述估测单元，用以测量所述触控面板第二导电层的两侧之间的一第二电阻值并输出给所述估测单元；

其中所述估测单元依据所述第二电阻值估测所述第一未知触碰点与所述第二未知触碰点投影至一第二方向的一第二间距。

6.根据权利要求5所述的电阻式触控面板模组，还包括：

一电压侦测器，连接所述触控面板第一导电层与所述估测单元，用以测量所述触控面板第一导电层的一电压并输出给所述估测单元；

其中，所述估测单元依据所述电压估测所述第一未知触碰点与所述第二未知触碰点的一中心点投影至所述第二方向的一中心点位置，并依据所述中心点位置与所述第二间距估测所述第一未知触碰点与所述第二未知触碰点投影至所述第二方向的一第一位置与一第二位置。

7.一种两点触碰事件的侦测方法，适用于一电阻式触控面板，包括：

当发生所述两点触碰事件时，所述电阻式触控面板的一第一导电层与一第二导电层在一第一未知触碰点与一第二未知触碰点互相导通；

测量所述第一导电层的两侧之间的一第一电阻值；以及

依据所述第一电阻值估测所述第一未知触碰点与所述第二未知触碰点投影至一第一方向的一第一间距。

8.根据权利要求7所述的两点触碰事件的侦测方法，还包括：

测量所述第二导电层的一电压；

依据所述电压估测所述第一未知触碰点与所述第二未知触碰点的一中心点投影至所述第一方向的一中心点位置；以及 

依据所述中心点位置与所述第一间距估测所述第一未知触碰点与所述第二未知触碰点投影至所述第一方向的一第一位置与一第二位置。

9.根据权利要求7所述的两点触碰事件的侦测方法，其中测量所述第一导电层的两侧之间的所述第一电阻值的步骤包括：

测量所述第一导电层的一第一电流量；以及

依据所述第一电流量与提供至所述第一导电层的一电压计算所述第一电阻值。

10.根据权利要求7所述的两点触碰事件的侦测方法，还包括：

测量所述第二导电层的两侧之间的一第二电阻值；以及

依据所述第二电阻值估测所述第一未知触碰点与所述第二未知触碰点投影至一第二方向的一第二间距。

11.根据权利要求10所述的两点触碰事件的侦测方法，还包括：

测量所述第一导电层的一电压；

依据所述电压估测所述第一未知触碰点与所述第二未知触碰点的一中心点投影至所述第二方向的一中心点位置；以及

依据所述中心点位置与所述第二间距估测所述第一未知触碰点与所述第二未知触碰点投影至所述第二方向的一第一位置与一第二位置。 

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