CN102486691A

CN102486691A - 触控装置

Info

Publication number: CN102486691A
Application number: CN2010105725409A
Authority: CN
Inventors: 张绍雄; 张起豪; 郭晋玮
Original assignee: Delta Optoelectronics Inc
Current assignee: Delta Optoelectronics Inc
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2012-06-06

Abstract

一种触控装置，包含一触控单元、一检测单元及一补偿单元。触控单元具有一触控基板及至少一导电层，导电层设置于触控基板；检测单元与触控单元的导电层电性连接，且与一接地端之间具有一第一等效寄生电容，检测单元输出一驱动讯号至导电层；补偿单元分别与检测单元及触控单元的导电层电性连接，并输出一补偿讯号至第一等效寄生电容。因此，本发明的触控装置可消除寄生电容效应。

Description

触控装置

技术领域

本发明涉及一种触控装置。

背景技术

随着多媒体信息查询的需求与日俱增，触控屏幕(Touch Screen)已逐渐地被使用者采用，且取代鼠标及键盘作为输入工具。此一变化是因触控屏幕是目前较简单、人性化及节省空间的输入工具，目前已广泛地应用于游客导览系统、自动柜员机、掌上型手机、笔记型计算机、销售点终端机及工业控制系统等。

请参照图1所示，其为现有的触控装置的示意图。触控装置1是与一显示装置A配合应用，显示装置A设置于触控装置1的下方。触控装置1包含一触控单元1及一检测单元12。触控单元11具有一触控基板、至少一导电层、至少一绝缘层及一电性遮蔽层(图未显示)。导电层设置于触控基板与绝缘层之间。电性遮蔽层设置于绝缘层及导电层的下方，以避免显示装置A的电性影响触控装置1的电性。检测单元12与一接地端G之间具有一等效寄生电容C7。

手指尚未触碰于触控装置1时，检测单元与接地端之间具有一等效寄生电容C7，而导电层与电性遮蔽层之间亦具有一等效寄生电容(图未绘示)。当手指触碰于触控装置1时，即于触控基板产生一电容(图未绘示)，触控装置1的检测单元12提供一驱动讯号至这些导电层，以检测人体接触面板时所产生的电容，进而测得触碰位置及状态。然而，触碰于触控装置1所产生的电容仅为数十pF，但检测单元12及接地端G之间的等效寄生电容C7与电性遮蔽层与导电层12之间的寄生电容C7大约为数百至数千pF，使得量测触控产生的电容时，容易受到检测单元12及接地端G之间的等效寄生电容C7及电性遮蔽层与这些导电层之间的寄生电容的影响。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种可消除寄生电容效应的触控装置。

为达到上述目的，本发明提供一种触控装置，其包含一触控单元、一检测单元及一补偿单元。触控单元具有一触控基板及至少一导电层，导电层设置于触控基板；检测单元与触控单元的导电层电性连接，且与一接地端之间具有一第一等效寄生电容，检测单元输出一驱动讯号至导电层；补偿单元分别与检测单元及触控单元的导电层电性连接，并输出一补偿讯号至第一等效寄生电容。

于本发明的一实施例中，触控单元还具有一绝缘层，绝缘层具有相对的一第一侧及一第二侧，导电层设置于绝缘层的第一侧与触控基板之间。

于本发明的一实施例中，触控单元还具有一第二等效寄生电容，其形成于导电层与绝缘层的第二侧之间。

于本发明的一实施例中，补偿单元输出的补偿讯号还传输至第二等效寄生电容。

于本发明的一实施例中，触控单元还具有一电性遮蔽层，绝缘层设置于导电层与电性遮蔽层之间。

于本发明的一实施例中，检测单元具有一压降元件、一撷取元件及一运算元件。压降元件的一端与触控单元电性连接。撷取元件的输入端与压降元件的两端电性连接。运算元件与撷取元件的输出端电性连接。

于本发明的一实施例中，补偿单元具有一储能元件，其与检测单元电性连接。

为达到上述目的，本发明提供一种触控装置，其包含一触控单元、一检测单元及一第一补偿单元。触控单元具有一触控基板、至少一导电层及一电性遮蔽层，导电层设置于触控基板与该电性遮蔽层之间；检测单元与触控单元的导电层电性连接，检测单元输出一驱动讯号至导电层；第一补偿单元与触控单元的电性遮蔽层电性连接，其中，检测单元与一接地端之间具有一第一等效寄生电容，导电层与电性遮蔽层之间具有一第二等效寄生电容，第一补偿单元输出一第一补偿讯号至第一等效寄生电容及第二等效寄生电容。

于本发明的一实施例中，触控单元还具有至少一绝缘层，绝缘层设置于导电层与电性遮蔽层之间。

于本发明的一实施例中，第一补偿单元具有一储能元件，其与电性遮蔽层电性连接。

于本发明的一实施例中，触控装置还包含一第二补偿单元，其与检测单元电性连接，并输出一第二补偿讯号至第一等效寄生电容及第二等效寄生电容。

于本发明的一实施例中，第二补偿单元具有一储能元件，其与检测单元电性连接。

如上所述，依据本发明的一种触控装置，其可藉由补偿单元输出一补偿讯号补偿第一等效寄生电容及第二等效寄生电容，并对第一等效寄生电容及第二等效寄生电容充满电荷，使其不会变化，以使得当检测单元检测触控基板的一电容的数值及位置时，可避免受到第一等效寄生电容及第二等效寄生电容的干扰。因此，本发明的触控装置可消除寄生电容效应，以提高量测触控位置及状态的准确率。

附图说明

图1为现有的触控装置的示意图；

图2为本发明第一实施例的触控装置的示意图；

图3为本发明第一实施例的触控装置的电路图；

图4为本发明第一实施例的触控装置的波形图；

图5为本发明第二实施例的触控装置的示意图；

图6为本发明第三实施例的触控装置的示意图；

图7为本发明第四实施例的触控装置的示意图；

图8为本发明第五实施例的触控装置的示意图；

图9为本发明第五实施例的触控装置的电路图；

图10为本发明第六实施例的触控装置的示意图；以及

图11为本发明第六实施例的触控装置的电路图。

附图符号说明

1、2、2a、2b、2c、3、4：触控装置

11、21、21a：触控单元

12、22：检测单元

211：触控基板

212、212a、212b：导电层

213：绝缘层

214：电性遮蔽层

221：压降元件

222：撷取元件

223：运算元件

23、23a：补偿单元

231、251：储能元件

24：第一补偿单元

25：第二补偿单元

A：显示装置

C1：第一等效寄生电容

C2：第二等效寄生电容

C3：电容

C7：等效寄生电容

G：接地端

S1：驱动讯号

S2：电压差讯号

S3、S4、S5、S6：补偿讯号

V1、V4、V5、V6：电源讯号

V2、V3：电压讯号

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本发明较佳实施例的一种触控装置。本发明的触控装置是与一显示装置(图未绘示)相互搭配运用。其中显示装置例如为液晶显示装置、有机发光二极管显示装置或电子纸显示装置。

请参照图2及图3所示，其中图2为本发明第一实施例的触控装置的示意图，图3为本发明第一实施例的触控装置的电路图。本发明第一实施例的触控装置2包含一触控单元21、一检测单元22及一补偿单元23。

触控单元21具有一触控基板211、至少一导电层212及至少一绝缘层213。导电层212设于触控基板211的一侧，导电层212包含一列导电层212a(如图3中实线所示)及一行导电层212b(如图3中虚线所示)，列导电层212a与行导电层212b相对平行设置。本实施例的导电层212可为透明薄膜导电层。绝缘层213具有相对的一第一侧及一第二侧，导电层212设置于绝缘层213的第一侧与触控基板211之间。另外，列导电层212a及行导电层212b之间亦设置另一绝缘层(图未显示)。

检测单元22与触控单元21的导电层212电性连接，并输出一驱动讯号S1至导电层212。检测单元22与一接地端G之间具有一第一等效寄生电容C1，另外，触控单元21还具有一第二等效寄生电容C2，其形成于导电层212与绝缘层213的第二侧之间。检测单元具有一压降元件221、一撷取元件222及一运算元件223。压降元件221的一端与该触控单元21电性连接，而另一端输入一电源讯号V1；撷取元件222输入端与压降元件221的两端电性连接，且依据压降元件221两端的电压，接收二电压讯号V2、V3，撷取元件222将这些电压讯号V2、V3相比较之后输出一电压差讯号S2；运算元件223与撷取元件222的输出端电性连接，并依据电压差讯号S2的变化值而测得触控的位置及状态。本实施例的检测单元22的结构态样为辅助说明，并非用以限制本发明。

补偿单元23分别与触控单元21及检测单元22电性连接，补偿单元23接收一交流形式的电源讯号V4，并输出一补偿讯号S3补偿检测单元22的第一等效寄生电容C1及触控单元21的第二等效寄生电容C2。于本实施例中，补偿单元23是以补偿讯号S3将第一等效寄生电容C1及第二等效寄生电容C2充满电荷。其中，补偿单元23可依据实际需求而具有一储能元件231，于本实施例中，补偿单元23是以具有一储能元件231为例，且储能元件231为一电容器。储能元件231的一端与触控单元21的导电层212及检测单元22电性连接。本实施例的储能元件231用以隔离电源讯号V4及补偿讯号S3。另外，电源讯号V4的直流电平与补偿讯号S3的直流电平相同，其使得补偿单元23具有补偿的效果。

请参照图4所示，其为本发明第一实施例的触控装置的波形图。驱动讯号S1与补偿讯号S3具有相同的频率与相位，然而，驱动讯号S1与补偿讯号S3的大小不相等，亦即，驱动讯号S1的振幅大于或小于补偿讯号S3的振幅。本实施例是以补偿讯号S3大于驱动讯号S1为例，其可降低第一等效寄生电容C1及第二等效寄生电容C2于量测触控位置时所产生的影响。

请参照图5所示，其为第二实施例的触控装置的示意图。本实施例的触控装置2a与上述实施例的触控装置2不同的是，触控装置2a的触控单元21a还具有一电性遮蔽层214，电性遮蔽层214设置于绝缘层213的第二侧，使得绝缘层213位于导电层212与电性遮蔽层214之间。其中，电性遮蔽层214的材质为导电材料，如氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)薄膜。

请参照图6所示，其为第三实施例的触控装置的示意图。本实施例的触控装置2b与上述实施例的触控装置2不同的是，触控装置2b的补偿单元23a是以无具有储能元件为例。补偿单元23a接收电源讯号V4，并据以输出一补偿讯号S4补偿第一等效寄生电容C1及第二等效寄生电容C2。

请参照图7所示，其为第四实施例的触控装置的示意图。本实施例的触控装置2c与上述实施例的触控装置2不同的是，触控装置2c的触控单元21a还具有一电性遮蔽层214，电性遮蔽层214设置于绝缘层213的第二侧，使得绝缘层213位于导电层212与电性遮蔽层214之间。另外，触控装置2c的补偿单元23a是以不具有储能元件为例。补偿单元23a接收电源讯号V4，并据以输出一补偿讯号S4以补偿第一等效寄生电容C1及第二等效寄生电容C2。

请再参照图2及图3所示，当手指触控于触控装置2时，即于触控基板211产生一电容C3。若欲得知触控的位置及检测是否触碰于触控装置2，测量电容C3即可得知。然而，为使方便测得触控位置及状态，触控装置2的补偿单元23输出一补偿讯号S3，并以补偿讯号S3将第一等效寄生电容C1及第二等效寄生电容C2充电，且根据图4所示，本实施例的补偿讯号S3大于驱动讯号S1，可消除第一等效寄生电容C1及第二等效寄生电容C2的影响，使得检测单元22检测电容C3的数值及位置时，可避免受到第一等效寄生电容C1及第二等效寄生电容C2的干扰。检测单元22输出一驱动讯号S1至导电层212以检测电容C3，藉由检测单元22的撷取元件222撷取压降元件221两端的电压，并放大以产生一电压差讯号S2，且传输电压差讯号S2至运算元件223，最后运算元件223依据电压差讯号S2而得知触控的位置及触控的状态。

请参照图8及图9所示，其中图8为本发明第五实施例的触控装置的示意图，图9为本发明第五实施例的触控装置的电路图。本实施例的触控装置3与上述实施例的触控装置2c不同的是，本实施例的触控装置3包含一触控单元21a、一检测单元22及一第一补偿单元24。其中，触控单元21a及检测单元22与上述实施例之中，触控单元21a及检测单元22具有相同的技术特征，故于此不再赘述。

第一补偿单元24与触控单元21a的电性遮蔽层214电性连接，第一补偿单元24接收一电源讯号V5，并输出一第一补偿讯号S5补偿检测单元22的第一等效寄生电容C1及触控单元21a的第二等效寄生电容C2，其可消除第一等效寄生电容C1及第二等效寄生电容C2的影响，使得检测单元22检测触控产生的一电容C3的数值及位置时，可避免受到第一等效寄生电容C1及第二等效寄生电容C2的干扰。于本实施例中，第一补偿单元24是以第一补偿讯号S5将第一等效寄生电容C1及第二等效寄生电容C2充满电荷。再者，第一补偿单元24可依据实际需求而具有一储能元件，然而，本实施例是以第一补偿单元24无具有储能元件为例。

请参照图10及图11所示，其中图10为本发明第六实施例的触控装置的示意图，图11为本发明第六实施例的触控装置的电路图。本实施例的触控装置4与上述实施例的触控装置3不同的是，本实施例的触控装置4还包含一第二补偿单元25。

第二补偿单元25分别与触控单元21a及检测单元22电性连接，第二补偿单元25接收一交流的电源讯号V6，并输出一第二补偿讯号S6补偿检测单元22的第一等效寄生电容C1及触控单元21a的第二等效寄生电容C2，其可消除第一等效寄生电容C 1及第二等效寄生电容C2的影响，进而使得检测单元22检测触控产生的电容C3的数值及位置时，可避免受到第一等效寄生电容C1及第二等效寄生电容C2的干扰。于本实施例中，第二补偿单元25是以第二补偿讯号S6将第一等效寄生电容C1及第二等效寄生电容C2充满电荷。再者，第二补偿单元25可依据实际需求而具有一储能元件251。于本实施例的第二补偿单元25是以具有一储能元件251为例，且储能元件251的一端与触控单元21a的导电层212及检测单元22电性连接。另外，本实施例的储能元件251为一电容。

综上所述，依据本发明的一种触控装置，其可藉由补偿单元输出一补偿讯号补偿第一等效寄生电容及第二等效寄生电容，并对第一等效寄生电容及第二等效寄生电容充满电荷，使其不会变化，更以使得当检测单元检测触控基板的一电容的数值及位置时，可避免受到第一等效寄生电容及第二等效寄生电容的干扰。因此，本发明的触控装置可消除寄生电容效应，以提高量测触控位置及状态的准确率。

以上所述仅为举例，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本发明的权利要求中。

Claims

1.一种触控装置，包含：

一触控单元，具有一触控基板及至少一导电层，该导电层设置于该触控基板的一侧；

一检测单元，与该触控单元的该导电层电性连接，且与一接地端之间具有一第一等效寄生电容，该检测单元输出一驱动讯号至该导电层；以及

一补偿单元，分别与该检测单元及该触控单元的该导电层电性连接，并输出一补偿讯号至该第一等效寄生电容。

2.如权利要求1所述的触控装置，其中该触控单元还包括一绝缘层，具有相对的一第一侧及一第二侧，该导电层设置于该绝缘层的该第一侧与该触控基板之间，该触控单元还具有一第二等效寄生电容，其形成于该导电层与该绝缘层的该第二侧之间。

3.如权利要求2所述的触控装置，其中该补偿单元输出的该补偿讯号还传输至该第二等效寄生电容。

4.如权利要求2所述的触控装置，其中该触控单元还包括一电性遮蔽层，该绝缘层设置于该导电层与该电性遮蔽层之间，该电性遮蔽层的材质为导电材料。

5.如权利要求1所述的触控装置，其中该导电层包括一行导电层及一列导电层，该行导电层与该列导电层是相对平行设置且不电性连接。

6.如权利要求1所述的触控装置，其中该检测单元接收一电源讯号。

7.如权利要求6所述的触控装置，其中该检测单元包括一压降元件，该压降元件的一端与该触控单元电性连接，该压降元件的另一端接收该电源讯号。

8.如权利要求7所述的触控装置，其中该检测单元还包括一撷取元件，该撷取元件的输入端与该压降元件的两端电性连接，该撷取元件依据该压降元件两端的电压，接收二电压讯号，该撷取元件将这些电压讯号相比较后，输出一电压差讯号。

9.如权利要求8所述的触控装置，其中该检测单元还包括一运算元件，其与该撷取元件的输出端电性连接，该运算元件接收该电压差讯号，依据该电压差讯号的变化值而测得触控的位置及状态。

10.如权利要求1所述的触控装置，其中该补偿单元接收一电源讯号，该电源讯号为一交流电源。

11.如权利要求10所述的触控装置，其中该补偿单元包括一储能元件，其与该检测单元的该导电层电性连接，该储能元件隔离该电源讯号及该补偿讯号。

12.如权利要求11所述的触控装置，其中该电源讯号的直流电平与该补偿讯号的直流电平相同。

13.如权利要求11所述的触控装置，其中该储能元件为一电容。

14.如权利要求1所述的触控装置，其中该驱动讯号及该补偿讯号具有相同的频率与相位，该驱动讯号的振幅小于或大于该补偿讯号的振幅。

15.一种触控装置，包含：

一触控单元，具有一触控基板、至少一导电层及一电性遮蔽层，该导电层设置于该触控基板与该电性遮蔽层之间；

一检测单元，与该触控单元的该导电层电性连接，该检测单元输出一驱动讯号至该导电层；以及

一第一补偿单元，与该触控单元的该电性遮蔽层电性连接，

其中，该检测单元与一接地端之间具有一第一等效寄生电容，该导电层与该电性遮蔽层之间具有一第二等效寄生电容，该第一补偿单元输出一第一补偿讯号至该第一等效寄生电容及该第二等效寄生电容。

16.如权利要求15所述的触控装置，其中该驱动讯号及该第一补偿讯号具有相同的频率与相位，该驱动讯号的振幅小于或大于该第一补偿讯号的振幅。

17.如权利要求15所述的触控装置，还包含一第二补偿单元，与该检测单元电性连接，并输出一第二补偿讯号至该第一等效寄生电容及该第二等效寄生电容。

18.如权利要求17所述的触控装置，其中该第二补偿单元接收一交流电源。

19.如权利要求17所述的触控装置，其中该第二补偿单元包括一储能元件，其与该检测单元的该导电层电性连接，用以隔离该电源讯号及该第二补偿讯号。

20.如权利要求17所述的触控装置，其中该驱动讯号及该第二补偿讯号具有相同的频率与相位，该驱动讯号的振幅大于或小于该第二补偿讯号的振幅。