CN103064549B - 触控通信系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种触控通信系统，其包含一触控面板、一控制器、多个导电片、及一切换控制单元。该触控面板具有一表面用以接收多个触控点，该控制器电性连接至该触控面板，用以多个触控点的数据，该多个导电片放置于该触控面板的表面，以及切换控制单元电性连接至该多个导电片，其中，通过该切换控制单元用以切换该多个导电片两两之间为电气连接或非电气连接，使该触控面板侦测相对应该多个导电片的不同数目的触控点，用以代表多个数据状态，进而传送至该控制器。
Description
技术领域
本发明涉及触控面板的技术领域，尤指一种触控通信系统。
背景技术
现代消费性电子装置多配备触控板作为其输入装置之一，为符合轻、薄、短、小，触控板也多与面板整合成为触控面板，用以方便使用者输入。
触控板根据感测原理的不同可分为电阻式、电容式、声波式、及光学式等四种。触控面板的技术原理是当手指或其他介质接触到荧幕时，依据不同感应方式，侦测电压、电流、声波或红外线等，以此测出触压点的坐标位置。例如电阻式即为利用上、下电极间的电位差，计算施压点位置检测出触控点所在。电容式触控面板是利用排列的透明电极与人体之间的静电结合所产生的电容变化，从所产生的电流或电压来检测其坐标。
图1为现有电容式触控面板的驱动的示意图。如图1所示，其用以驱动一n×m触控面板120，其中，n，m为大于1的整数。一控制器110依序在一个方向的导体线X1，X2，X3，…上产生一驱动信号Vin，经由导体线X1，X2，X3，…及另一个方向的导体线Y1，Y2，Y3，…之间的互感电容(mutualcapacitance)，耦合电荷进入导体线Y1，Y2，Y3，…。控制器110通过m个感测电路(图未示)以测量电荷，进而产生电压信号。
图2为现有电容式触控面板的结构示意图，如图1及图2所示，该导体线X1，X2，X3，…及Y1，Y2，Y3，…是由菱形的感应导体121，122，123，124所组成，该菱形的感应导体121，122，123，124之间分别具有互感电容201，202，203，204，其中，该互感电容201，202，203，204并非是实体电容，而是该菱形的感应导体121，122，123，124之间的互感电容。
图3及图4为现有电容式触控面板手指靠近触控面板时示意图，当没有接地导体或手指靠近触控面板120时，互感电容C(x，y)的大小为Cm0。当有接地导体或手指靠近触控面板时，会干扰导体线X1，X2，X3，…及导体线Y1，Y2，Y3，…之间的电力线，而使导体线X1，X2，X3，…及导体线Y1，Y2，Y3，…之间的电力线减少，进而会影响互感电容的大小(假设接触时大小为Cm1)，感测电路通过互感电容变化而去测量电荷，进而产生电压信号。
请再参考图1、图3及图4，当手指靠近触控面板的感应导体121，122，123，124所组成区域附近时，当该控制器110在导体线X2上产生一驱动信号Vin，于时间T1时，由于导体线X2与导体线Y1交接处没有手指或接地导体，该控制器110会侦测到一高电位。
于时间T2时，由于导体线X2与导体线Y2交接处因有手指或接地导体，而使得导体线X2与导体线Y2交接处有一虚拟接地，而使该处的电力线减少，该控制器110会侦测到一低电位，亦即该控制器110会侦测到有一触控点，且其位置在导体线X2与导体线Y2交接处。需注意的是，该手指或接地导体并未直接接触导体线，而是经由一保护玻璃(coveroflens)。同样地，于时间T3时，由于导体线X2与导体线Y1交接处没有手指或接地导体，该控制器110会侦测到一高电位，据此即可侦测于触控面板上的多个碰触点。
随着智能型手机及平板电脑的普及，智能型手机及平板电脑常装置有多点触控的触控荧幕。同时，智能型手机及平板电脑则常通过USB、SD、蓝牙等接口与周边装置连接。在这些具有触控荧幕的手持式装置中，并没有利用触控荧幕的特性以进行数据的传送。因此，现有具有触控荧幕的手持式装置的周边传输技术实仍有改善的空间。
发明内容
本发明的目的主要在于提供一种触控通信系统，以利用一触控面板进行数据传输。
为达成上述的目的，本发明提出一种触控通信系统，其包含一触控面板、一控制器、多个导电片、及一切换控制单元。该触控面板具有一表面以接收多个触控点。该控制器电连接至该触控面板，以接收该触控面板的多个触控点的数据。该多个导电片放置于该触控面板的表面。该切换控制单元电连接至该多个导电片；其中，通过该切换控制单元切换该多个导电片两两之间为电气连接或非电气连接，使该触控面板侦测到对应该多个导电片的不同数目的触控点，以代表多个数据状态，据此将该多个数据状态传送至该控制器。
附图说明
图1是现有电容式触控面板的驱动的示意图。
图2是现有电容式触控面板的结构示意图。
图3及图4是现有电容式触控面板手指靠近触控面板时示意图。
图5是本发明一实施例的触控通信系统的示意图。
图6是本发明一实施例的该控制器判断数据的示意图。
图7是本发明另一实施例的触控通信系统的示意图。
图8是本发明另一实施例的该控制器判断数据的示意图。
图9是本发明又一实施例的触控通信系统的示意图。
图10是本发明再一实施例的触控通信系统的示意图。
图11是本发明一实施例的该控制器判断数据的流程图。
主要元件符元说明
具体实施方式
图5是本发明的触控通信系统的示意图，该触控通信系统500包含一触控面板510、一控制器520、多个导电片530、及一切换控制单元540。
前述触控面板510具有一表面511以接收多个使用者以手指或其他物件来碰触的触控点。该控制器520电连接至该触控面板510，以接收该触控面板上的多个触控点的数据。
该多个导电片530用以放置于该触控面板510的表面511上。该切换控制单元540则电连接至该多个导电片530，用以切换该多个导电片530两两之间为电气连接或非电气连接。
而通过该切换控制单元540切换该多个导电片530两两之间为电气连接或非电气连接，使该触控面板510侦测到对应该多个导电片的不同数目的触控点，用以代表多个数据状态，据此将该多个数据状态传送至该控制器520。
于本实施例，如图5所示，该多个导电片530为两个导电片530，531、530，532。该导电片531放置于该表面511的导体线Xi+1与导体线Yj交接处，该导电片532则放置于该表面511的导体线Xi+3与导体线Yj交接处。通过该切换控制单元540切换该二个导电片531、532之间为非电气连接，使该触控面板510侦测到零个触控点，以代表一第一数据状态Sa，通过该切换控制单元540切换该二个导电片531、532之间为电气连接，使该触控面板侦测到两个触控点，以代表一第二数据状态Sb。
当该二个导电片531、532之间为非电气连接，该二个导电片531、532浮接(floating)，故不会使该触控面板510上导体线Xi+1与导体线Yj交接处的电力线减少。
当该二个导电片531、532之间为电气连接，以及当该控制器520在导体线Xi+1上产生一驱动信号Vin，由于导体线Xi+3为低电位，如图4所示的原理，该导电片532因导体线Xi+3而虚拟接地，同时该二个导电片531、532电气连接，故该导电片531虚拟接地，进而会使该触控面板510上导体线Xi+1与导体线Yj交接处的电力线大量减少。该控制器520会侦测到一低电位，亦即该控制器520会侦测到有一触控点，且其位置在导体线Xi+1与导体线Yj交接处。
当该控制器520在导体线Xi+3上产生一驱动信号Vin，由于且导体线Xi+1为低电位，因此该导电片531为Xi+1而虚拟接地，同时该二个导电片531、532电气连接，故该导电片532也虚拟接地，此会使该触控面板510上导体线Xi+3与导体线Yj交接处的电力线减少。该控制器520会侦测到一低电位，亦即该控制器520会侦测到有另一触控点，且其位置在导体线Xi+3与导体线Yj交接处。
该切换控制单元540优选为一微控制单元(MicroControlUnit、MCU)，该微控制单元具有两个通用输入/输出(generalpurposeinput/output、GPIO)接脚541、542，该两个通用输入/输出接脚541、542分别连接至该二个导电片531、532，当该两个通用输入/输出接脚541、542为输出低电位时，该切换控制单元540导通，使该二个导电片531、532之间为电气连接，当该两个通用输入/输出接脚541、542非为输出低电位时，该切换控制单元540不导通，该二个导电片531、532之间为非电气连接。
故当该多个导电片530为两个导电片531、532时，该控制器520可以侦测到没有触控点或是两个触控点的情况。其中，没有触控点是该第一数据状态Sa，而两个触控点是第二数据状态Sb。图6为本发明的该控制器520判断数据的示意图。当该第一数据状态Sa持续时间超过该触控面板510侦测时间T三倍时，该控制器520判断为逻辑0的数据状态，当该第二数据状态Sb持续时间超过该触控面板510侦测时间三倍时，该控制器520判断为逻辑1的数据状态。该控制器520根据检测到该第一数据状态Sa(没有触控点)或是该第二数据状态Sb(两个触控点)的时间来决定数据结构，例如检测到没有触控点的时间长度是在2T与4T之间，而随后即变成检测到两个触控点时，该控制器520则判定检测到逻辑0，若检测到没有触控点时间长度是在5T与7T之间，随后即变成检测到两个触控点，该控制器520则判定检测到逻辑‘00’，以此类推。
图7为本发明触控通信系统另一实施例的示意图。该多个导电片530为三个导电片531、532、533，通过该切换控制单元540切换该三个导电片531、532、533两两之间皆为非电气连接，使该触控面板510侦测到零个触控点，用以代表一起始状态S，通过该切换控制单元540切换该三个导电片531、532、533中的仅两个导电片为电气连接，使该触控面板侦测到两个触控点，用以代表一第一数据状态Sa，通过该切换控制单元540切换该三个导电片531、532、533彼此之间皆为电气连接，使该触控面板侦测到三个触控点，用以代表一第二数据状态Sb。其中，该三个导电片531、532、533于该触控面板510的表面511形成一三角形550。
该切换控制单元540优选为一微控制单元(MicroControlUnit、MCU)，该微控制单元具有三个通用输入/输出(generalpurposeinput/output、GPIO)接脚541、542、543，用以分别连接至该三个导电片531、532、533。
当该三个通用输入/输出接脚541、542、543为浮接(floating)时，该三个导电片531、532、533两两之间皆为非电气连接，该触控面板510侦测到零个触控点。当三个通用输入/输出接脚541、542、543仅任意两个接脚为输出低电位时，对应的两个导电片电气连接，该触控面板510侦测到两个触控点。当三个通用输入/输出接脚541、542、543均为输出低电位时，对应的三个导电片531、532、533彼此之间皆为电气连接，该触控面板510侦测到三个触控点。
图8为本发明的该控制器520判断数据的示意图。当该控制器520侦测到该起始状态S与该第二数据状态Sb时，该控制器520判断为逻辑1的数据状态，当该控制器520侦测到该起始状态S与该第一数据状态Sa时，该控制器判断为逻辑0的数据状态，其中，ΔT为该触控面板510侦测时间二倍以上，ΔT优选为为该触控面板510侦测时间三倍，亦即当该触控面板510侦测时间为120Hz时，ΔT为(1/120Hz)*3＝25ms(毫秒)。
再请参照图7所示，该触控通信系统还包含一感光元件560，连接至该切换控制单元540的一输入接脚544，该感光元件560放置于该触控面板510的表面511上，并置于该三角形550之内。该控制器520通过对应于该感光元件560的触控面板表面511显示不同的亮度，以传送数据至该切换控制单元540。该控制器520可通过侦测到的该三个导电片531、532、533的位置，而判定该三角形550的位置。由于触控面板510一般安置于一显示面板(图未示)之上，该控制器520可在该三角形550的位置驱动该显示面板产生不同亮度，使触控面板表面511显示不同的亮度，该感光元件560侦测该触控面板表面511所显示不同的亮度，以分别产生对应的数据状态，例如逻辑0及逻辑1，由此，该控制器520可传送数据至该切换控制单元540。
图9为本发明触控通信系统又一实施例的示意图。其中，该多个导电片530包括一第一导电片531、一第二导电片532、及一第三导电片533，该第一导电片531、该第二导电片532、及该第三导电片533用以放置于该触控面板510的表面511上并形成一三角形550。通过该切换控制单元540切换该第一导电片531、该第二导电片532、及该第三导电片533两两之间皆为非电气连接，使该触控面板510侦测到零个触控点，以代表一第一数据状态Sa。通过该切换控制单元540切换该第一导电片531及该第三导电片533之间为电气连接，使该触控面板510侦测到该第一导电片531及该第三导电片533对应位置处有二个触控点，以代表一第二数据状态Sb。通过该切换控制单元540切换该第一导电片531及该第二导电片532之间为电气连接，使该触控面板510侦测到该第一导电片531及该第二导电片532对应位置处有二个触控点，以代表一第三数据状态Sc。通过该切换控制单元540切换该第二导电片532及该第三导电片533之间为电气连接，使该触控面板510侦测到该第二导电片532及该第三导电片533对应位置处有二个触控点，用以代表一第四数据状态Sd。
当该触控面板510侦测到该第一数据状态Sa时，该控制器520判断为逻辑00的数据状态，当该触控面板510侦测到该第二数据状态Sb时，该控制器520判断为逻辑01的数据状态，当该触控面板510侦测到该第三数据状态Sc时，该控制器520判断为逻辑10的数据状态，当该触控面板510侦测到该第四数据状态Sd时，该控制器520判断为逻辑11的数据状态。
图10为本发明触控通信系统再一实施例的示意图。其中，该多个导电片包括一第一导电片531、一第二导电片532、一第三导电片533、及一第四导电片534，该第一导电片531、该第二导电片532、该第三导电片533、及该第四导电片534用以放置于该触控面板510的表面511并形成一菱形570，其中，该第一导电片531及该第二导电片532为该菱形570对向的两顶点，而该第一导电片531及该第四导电片534为该菱形570相邻的两顶点，通过该切换控制单元540切换该第一导电片531及该第四导电片534之间为电气连接，使该触控面板510侦测到该第一导电片531及该第四导电片534对应位置处有二个触控点，以代表一第一数据状态Sa。通过该切换控制单元540切换该第一导电片531及该第二导电片532之间为电气连接，使该触控面板510侦测到该第一导电片531及该第二导电片532对应位置处有二个触控点，以代表一第二数据状态Sb。通过该切换控制单元540切换该第一导电片531及该第四导电片534之间为电气连接、且该第一导电片531及该第二导电片532之间为电气连接，使该触控面板510侦测到该第一导电片531、该第二导电片532及该第四导电片534对应位置处有三个触控点，以代表一第三数据状态Sc。通过该切换控制单元540切换该第一导电片531及该第四导电片534之间为电气连接、该第一导电片531及该第二导电片532之间为电气连接、且第一导电片531及该第三导电片533之间为电气连接，使该触控面板510侦测到该第一导电片531、该第二导电片532、该第三导电片533及该第四导电片534对应位置处有四个触控点，以代表一第四数据状态Sd。
该触控面板510侦测到该第一数据状态Sa时，该控制器520判断为逻辑00的数据状态，该触控面板510侦测到该第二数据状态Sb时，该控制器520判断为逻辑01的数据状态，该触控面板510侦测到该第三数据状态Sc时，该控制器520判断为逻辑10的数据状态，该触控面板510侦测到该第四数据状态Sd时，该控制器520判断为逻辑11的数据状态。
图11进一步显示本发明该控制器520判断数据的流程图。首先，在步骤A中，该控制器520等待检测稳定时间。请一并参考图8，该控制器520依据触控点的数目判断S状态、Sa状态或是Sb数据，当一个S状态其后并接续一个Sa状态，该控制器520判断为逻辑1的数据，当一个S状态其后并接续一个Sb状态，该控制器520判断为逻辑0的数据，由此，该控制器520获得多个连续的逻辑1或逻辑0的数据。
在步骤B中，该控制器520判断收到数据是否为有效封包标头，该封包包含一个封包标头、数据位、一检测位及一结束位，其中，该封包标头是由九个位，以及每个位均为逻辑1所组成，该数据位是由八个位所组成，该检测位为偶数奇偶校验位(evenparitycheckbit)，该结束位为一个位且为逻辑0。当该控制器520判定收到数据为有效封包标头，若是，执行步骤C，若否，重回步骤A。
在步骤C中，该控制器520判断是否收完完整长度封包，若是，则执行步骤D，以进行奇偶校验位及结束位检测，若否，执行步骤A。据此，可完整实现利用触控面板510来进行数据传输的目的。
图9及图10均可使用图11的流程以判断数据，图5中虽然只有状态Sa及状态Sb，但熟习传输通信技术者可基于本发明的技术，并利用非同步传输技巧，仍可让该切换控制单元540与该控制器520之间传送数据，在此不予赘述。
由所述说明可知，现有技术中，触控面板均被运用于产生一个或多个触控点，而本发明通过该切换控制单元540切换该多个导电片530两两之间为电气连接或非电气连接，进而使该触控面板510侦测到对应该多个导电片的不同数目的触控点，据此该切换控制单元540可将数据传送至该控制器520。亦即，本发明利用触控面板510当通信媒介，其可让不具有USB、SD、蓝芽的触控手持式装置容易与周边装置传送数据。
同时，该切换控制单元540可为一具有GPIO接脚的微控制器，例如现有的8051，如此可大幅地降低传送数据的硬体需求及成本。
由上述可知，本发明无论就目的、手段及功效，均显示其迥异于现有技术的特征，极具实用价值。但是应注意的是，上述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以权利要求书所述为准，而非仅限于上述实施例。
Claims (8)
1.一种触控通信系统，其包含：
一触控面板，具有一表面以接收多个触控点；
一控制器，连接至该触控面板，用以接收该触控面板的该多个触控点所传送的数据；
三个或三个以上导电片，用以放置于该触控面板的表面；以及
一切换控制单元，连接至该三个或三个以上导电片；
其中，通过该切换控制单元切换该三个或三个以上导电片两两之间为电气连接或非电气连接，使得该触控面板侦测对应该三个或三个以上导电片的触控点的数目，用以代表其数据状态，进而将该数据状态传送至该控制器，
所述触控通信系统还包含：
一感光元件，连接至该切换控制单元的一输入接脚，该感光元件放置于该触控面板的表面，该三个导电片于该触控面板的表面形成一三角形，该三个以上导电片于该触控面板的表面形成一多边形，且该感光元件置于该三角形之内或者多边形之内；
该控制器通过对应于该感光元件的触控面板表面显示不同的亮度，用以传送数据至该切换控制单元，该感光元件侦测该触控面板表面所显示不同的亮度，以分别产生对应的数据状态。
2.根据权利要求1所述的触控通信系统，其中，在该三个或三个以上导电片为三个导电片时，通过该切换控制单元切换该三个导电片两两之间皆为非电气连接，使该触控面板侦测到零个触控点，用以代表一起始状态，通过该切换控制单元切换该三个导电片中的仅两个导电片为所述电气连接，使该触控面板侦测到两个触控点，以代表一第一数据状态，通过该切换控制单元切换该三个导电片两两之间皆为所述电气连接，使得该触控面板侦测到三个触控点，用以代表一第二数据状态。
3.根据权利要求2所述的触控通信系统，其中，该切换控制单元为一微控制单元，该微控制单元具有三个通用输入/输出接脚，用以分别连接至该三个导电片，当该三个通用输入/输出接脚为浮接时，该三个导电片两两之间皆为所述非电气连接，该触控面板侦测到零个触控点，当该三个通用输入/输出接脚中仅两个接脚输出为一低电位时，对应的两个导电片为所述电气连接，该控面板侦测到两个触控点，以及当该三个通用输入/输出接脚均输出为该低电位时，对应的三个导电片两两之间皆为所述电气连接，该控面板侦测到三个触控点。
4.根据权利要求3所述的触控通信系统，其中，当该控制器侦测到该起始状态与该第二数据状态时，该控制器判断该数据状态为逻辑1，以及当该控制器侦测到该起始状态与该第一数据状态时，该控制器判断该数据状态为逻辑0。
5.根据权利要求1所述的触控通信系统，其中，该三个导电片包括一第一导电片、一第二导电片、及一第三导电片，用以放置于该触控面板的表面并形成一三角形，通过该切换控制单元切换该第一导电片、该第二导电片、及该第三导电片两两之间皆为所述非电气连接，使得该触控面板侦测到零个触控点，用以代表一第一数据状态，通过该切换控制单元切换该第一导电片及该第三导电片之间为所述电气连接，使得该触控面板侦测到该第一导电片及该第三导电片对应位置处有二个触控点，用以代表一第二数据状态，通过该切换控制单元切换该第一导电片及该第二导电片之间为所述电气连接，使得该触控面板侦测到该第一导电片及该第二导电片对应位置处有二个触控点，用以代表一第三数据状态，以及通过该切换控制单元切换该第二导电片及该第三导电片之间为电气连接，使得该触控面板侦测到该第二导电片及该第三导电片对应位置处有二个触控点，用以代表一第四数据状态。
6.根据权利要求5所述的触控通信系统，其中，当该控面板侦测到该第一数据状态时，该控制器判断该数据状态为逻辑00，当该控面板侦测到该第二数据状态时，该控制器判断该数据状态为逻辑01，当该控面板侦测到该第三数据状态时，该控制器判断该数据状态为逻辑10，以及当该控面板侦测到该第四数据状态时，该控制器判断该数据状态为逻辑11。
7.根据权利要求1所述的触控通信系统，其中，该三个以上导电片包括一第一导电片、一第二导电片、一第三导电片、及一第四导电片，用以放置于该触控面板的表面并形成一菱形，其中，该第一导电片及该第二导电片为该菱形对向的两点，以及该第一导电片及该第四导电片为该菱形相邻的两点，通过该切换控制单元切换该第一导电片及该第四导电片之间为所述电气连接，使该触控面板侦测到该第一导电片及该第四导电片对应位置处有二个触控点，用以代表一第一数据状态，通过该切换控制单元切换该第一导电片及该第二导电片之间为所述电气连接，使该触控面板侦测到该第一导电片及该第二导电片对应位置处有二个触控点，用以代表一第二数据状态，通过该切换控制单元切换该第一导电片及该第四导电片之间为所述电气连接、且该第一导电片及该第二导电片之间为所述电气连接，使该触控面板侦测到该第一导电片、该第二导电片及该第四导电片对应位置处有三个触控点，用以代表一第三数据状态，以及通过该切换控制单元切换该第一导电片及该第四导电片之间为所述电气连接、该第一导电片及该第二导电片之间为所述电气连接、且第一导电片及该第三导电片之间为所述电气连接，使得该触控面板侦测到该第一导电片、该第二导电片、该第三导电片及该第四导电片对应位置处有四个触控点，用以代表一第四数据状态。
8.根据权利要求7所述的触控通信系统，其中，当该控面板侦测到该第一数据状态时，该控制器判断该数据状态为逻辑00，当该控面板侦测到该第二数据状态时，该控制器判断该数据状态为逻辑01，该控面板侦测到该第三数据状态时，该控制器判断该数据状态为逻辑10，以及当该控面板侦测到该第四数据状态时，该控制器判断该数据状态为逻辑11。
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