CN103150064A - 投射式电容触控装置及其触控面板的触控方法 - Google Patents

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CN103150064A CN2012100294453A CN201210029445A CN103150064A CN 103150064 A CN103150064 A CN 103150064A CN 2012100294453 A CN2012100294453 A CN 2012100294453A CN 201210029445 A CN201210029445 A CN 201210029445A CN 103150064 A CN103150064 A CN 103150064A
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Abstract

一种投射式电容触控装置及其投射式电容触控面板的触控方法，其中的触控方法包括：混合侦测信号以及回馈驱动信号以产生发送信号；并传送发送信号至投射式电容触控面板中的至少一触控感测单元，其中，回馈驱动信号在触控感测单元上产生电场，并依据电场使碰触到触控感测单元的使用者产生触觉回馈。

Description

投射式电容触控装置及其触控面板的触控方法
技术领域
本发明是有关于一种投射式电容触控装置及触控方法，且特别是有关于一种可产生触觉回馈的投射式电容触控装置及触控方法。
背景技术
在近几年来的电子产品中，触控技术主要应用在提升电子装置以及使用者的互动状况。在触控屏幕的使用下，使用者可以在画面上传送电子装置的控制命令，相较于传统键盘，更可以简单且直接的执行电子装置的控制动作。
然而，这种透过触控屏幕的控制方式，缺少了真实的触觉回馈的反应，其中，触觉回馈在行为上的定义主要是手指接触到屏幕时所产生的感知动作，而非只有视觉上的变化。在公知的技术领域中，常被应用在触控屏幕的触觉回馈反应以震动刺激为主，这种震动刺激的触觉回馈设计简单、制作容易、并且技术纯熟度高，缺点则是无法应用在软性的电子装置的触控屏幕上。
发明内容
本发明提出一种投射式电容触控面板的触控方法，其中的投射式电容触控面板包括矩阵式交叉分布的多个X轴电极及多个Y轴电极共同组成之触控感测单元，投射式电容触控面板的触控方法包括：混合侦测信号以及回馈驱动信号以产生发送信号；并传送发送信号至投射式电容触控面板中的至少一触控感测单元，其中，回馈驱动信号在触控感测单元之其中至少一X轴电极及至少一Y轴电极上产生电场，并依据电场使碰触触控感测单元的使用者产生触觉回馈。
传送该发送信号的步骤后进一步包括：提供一滤波电路在该触控感测单元的一触控感测端，以滤除该发送信号中的该回馈驱动信号，并在该触控感测端接收依据该侦测信号所产生的一触控结果。
该滤波电路为一带通滤波电路。
混合该侦测信号以及该回馈驱动信号的步骤中进一步包括：提供具有一第一频率的该侦测信号；提供具有一第二频率的该回馈驱动信号，其中该第二频率小于该第一频率；以及使该侦测信号与该回馈驱动信号相加以产生该发送信号。
该第一频率介于1千赫兹与500百万赫兹之间，该第二频率介于10赫兹与2千赫兹之间。
本发明另提出一种投射式电容触控面板的触控方法，其中的投射式电容触控面板包括矩阵式交叉分布的多个X轴电极及多个Y轴电极共同组成之触控感测单元，投射式电容触控面板的触控方法包括：产生侦测信号以及回馈驱动信号；并传送侦测信号至触控感测单元；接收触控感测单元依据侦测信号所产生的触控结果传送回馈驱动信号至触控感测单元，其中，回馈驱动信号在触控感测单元之其中至少一该X轴电极及至少一该Y轴电极上产生电场，并依据电场使碰触触控感测单元的使用者产生触觉回馈。
依据该触控结果传送该回馈驱动信号至该触控感测单元的步骤中进一步包括：当该触控结果指示该触控感测单元被有效触碰时，该回馈驱动信号被传送至该触控感测单元被有效触碰的其中至少一该X轴及至少一该Y轴电极。
本发明提出一种投射式电容触控装置，具有投射式电容触控面板，投射式电容触控面板包括矩阵式交叉分布的多个X轴电极及多个Y轴电极共同组成之触控感测单元。投射式电容触控装置包括信号产生器。信号产生器混合侦测信号以及回馈驱动信号以产生发送信号，并传送发送信号至触控感测单元，其中，回馈驱动信号在触控感测单元之其中至少一X轴电极及至少一Y轴电极上产生电场，并依据电场使碰触触控感测单元的使用者产生触觉回馈。
进一步包括：一滤波电路，耦接该触控感测单元，该滤波电路滤除该发送信号中的该回馈驱动信号，该触控感测单元在该触控感测端接收依据该侦测信号所产生的一触控结果。
该滤波电路为一带通滤波器。
该滤波电路包括：一电容，其一端耦接至该触控感测端，另一端产生该触控结果。
该侦测信号具有一第一频率，该回馈驱动信号具有一第二频率，其中该第二频率小于该第一频率。
该信号产生器包括：一侦测信号产生器，耦接至一输出端点，该侦测信号产生器产生该侦测信号；以及一回馈驱动信号产生器，耦接该输出端点并产生该回馈驱动信号，其中，该混合信号产生在该输出端点上。
该信号产生器进一步包括：一电容，串接在该侦测信号产生器以及该输出端点的耦接路径间，用以滤除该侦测信号的直流成份。
该投射式电容触控面板的表面具有一绝缘层。
本发明更提出另一种投射式电容触控装置，具有投射式电容触控面板，投射式电容触控面板包括矩阵式交叉分布的多个X轴电极及多个Y轴电极共同组成之触控感测单元。投射式电容触控装置包括：信号产生器以及信号接收器。信号产生器产生侦测信号，并传送侦测信号至触控感测单元。信号接收器耦接触控感测单元，信号接收器接收触控感测单元依据侦测信号所产生的触控结果产生并传送回馈驱动信号至触控感测单元，回馈驱动信号在触控感测单元之其中至少一X轴电极及至少一Y轴电极产生电场，并依据电场使碰触触控感测单元的使用者产生触觉回馈。
在该触控结果指示该触控感测单元被有效触碰时，该信号产生器产生并传送该回馈驱动信号至该触控感测单元被有效触碰的其中至少一该X轴电极及至少一该Y轴电极。
该信号产生器包括：一侦测信号产生器，产生该侦测信号；一回馈驱动信号产生器，产生该回馈驱动信号；以及一选择器，耦接该侦测信号产生器、该回馈驱动信号产生器与该触控感测单元，选择器接收并依据该触控结果来选择是否传送该回馈驱动信号至该触控感测单元。
该投射式电容触控面板的表面具有一绝缘层。
为让本发明之上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明实施例的投射式电容触控面板的触控方法的流程图。
图2是本发明另一实施例的投射式电容触控面板的触控方法的流程图。
图3A是本发明的一实施例的投射式电容触控装置300的示意图。
图3B是本发明实施例的投射式电容触控装置300的等效电路图。
图4是本发明另一实施例的投射式电容触控装置400的示意图。
图5A以及图5B分别是本发明实施例的侦测信号TS以及回馈驱动信号FD的不同的传送方式。
附图标记说明
S110～S120、S210～S240：投射式电容触控面板的触控侦测的步骤
300、400：投射式电容触控装置
310、410：信号产生器
330、450：投射式电容触控面板
301、411：侦测信号产生器
302、412：回馈驱动信号产生器
331、332：等效电路
350、370：滤波器
430：信号接收器
413：选择器
GND：接地端
TR：触控结果
OUTT：输出端点
TU：触控感测单元
SS1：发送信号
V1、TS、TS11～TS32：侦测信号
V2、FD、FD11～FD32：回馈驱动信号
CA、CP1、CP2、CC1、CF：电容
dT：时间距离
具体实施方式
请参照图1，图1是本发明实施例的投射式电容触控面板的触控方法的流程图。其中，投射式电容触控面板包括矩阵式交叉分布的多个X轴电极及多个Y轴电极共同组成之一个或多个触控感测单元。在进行投射式电容触控面板的触控侦测的步骤中，包括：混合侦测信号以及回馈驱动信号以产生发送信号(S110)。也就是说，先进行侦测信号以及回馈驱动信号两个信号的混合动作，来藉以产生发送信号。侦测信号是用来进行投射式电容触控面板上的触控感测单元的被触碰状态侦测的媒介，而回馈驱动信号则是用来使碰触到触控感测单元的使用者产生触觉回馈的信号。在本实施例中，侦测信号的频率是高于回馈驱动信号的频率的。举例来说，侦测信号的频率介于1千赫兹与500百万赫兹间，而回馈驱动信号的频率介于10赫兹与2千赫兹间。发送信号则是利用相对高频的侦测信号加上相对低频的回馈驱动信号来产生的。
在完成了侦测信号以及回馈驱动信号的混合动作后，则将所获得的发送信号传送至投射式电容触控面板中的一个或多个触控感测单元上(S120)，并同时进行触控感测单元的被触碰状态的侦测以及使碰触到触控感测单元的使用者产生触觉回馈。其中，回馈驱动信号在触控感测单元之其中至少一X轴电极及至少一Y轴电极上产生电场，并透过所产生的电场来使碰触到触控感测单元的使用者产生触觉回馈。
值得一提的是，为了使触控感测单元的被触碰状态的侦测动作不受回馈驱动信号所影响，本实施例更提供滤波电路在接收发送信号的触控感测单元的触控感测端上，并藉以滤除发送信号中的回馈驱动信号，且在触控感测端接收依据侦测信号所产生的触控结果。上述的滤波电路例如为带通滤波(band passfilter)电路。
请注意，本实施例可以应用在自容式(self-sensing)以及互容式(mutualsensing)的投射式电容触控面板，并不限于应用在那一种型态的投射式电容触控面板。并且，由于投射式电容触控面板的表面具有绝缘层，因此，回馈驱动信号在触控感测单元上所产生的电场，并不会使得使用者发生触电的现象，有效的在兼顾使用安全的考量上，来产生触觉回馈的效果。
以下请参照图2，图2是本发明另一实施例的投射式电容触控面板的触控方法的流程图。其中，投射式电容触控面板包括矩阵式交叉分布的多个X轴电极及多个Y轴电极共同组成之一个或多个触控感测单元。在本实施中，进行投射式电容触控面板的触控侦测的步骤包括：产生侦测信号(S210)，并传送侦测信号至投射式电容触控面板中的至少一触控感测单元(S220)，其中，侦测信号用来作为进行触控感测单元有无被使用者碰触的侦测的依据。接着，接收触控感测单元依据侦测信号所产生的触控结果(S230)。并且，在触控结果指示为触控感测单元有发生被使用者碰触的现象时，传送回馈驱动信号至触控感测单元，并使触控感测单元之其中至少一X轴电极及至少一Y轴电极依据回馈驱动信号来产生电场，再依据电场使碰触到触控感测单元的使用者产生触觉回馈(S240)。
在此请注意，本实施例中的侦测信号以及用来令使用者产生触觉回馈的回馈驱动信号是在不同时间被传送至触控感测单元的X轴电极以及Y轴电极上的。并且，可在确认触控感测单元有发生被触碰的现象时，才发送回馈驱动信号至触控感测单元，以节省电能的消耗。并且，本实施例同样可以应用在自容式以及互容式的投射式电容触控面板，并不限于应用在那一种型态的投射式电容触控面板。
请参照图3A，图3A是本发明的一实施例的投射式电容触控装置300的示意图。投射式电容触控装置300包括信号产生器310以及投射式电容触控面板330。在本实施例中，投射式电容触控面板330具有由矩阵式交叉分布的多个X轴电极及多个Y轴电极共同组成之多个触控感测单元TU。信号产生器310混合侦测信号以及回馈驱动信号以产生发送信号SS1，并传送发送信号SS1至投射式电容触控面板330中的至少其中之一个或多个触控感测单元TU。其中，回馈驱动信号在投射式电容触控面板330中的至少其中之一个或多个触控感测单元TU上产生电场，并依据电场使碰触到触控感测单元TU的使用者产生触觉回馈。请注意，触控感测单元TU上的电场可以通过构成该触控感测单元TU的X轴电极及Y轴电极来产生，也就是说，不需要通过额外的元件在触控感测单元TU产生电场。
关于信号产生器310的实施细节则请参照图3B，图3B是本发明实施例的投射式电容触控装置300的等效电路图。信号产生器310包括侦测信号产生器301以及回馈驱动信号产生器302。侦测信号产生器301耦接至输出端点OUTT，侦测信号产生器301产生侦测信号V1。回馈驱动信号产生器302耦接输出端点OUTT并产生回馈驱动信号V2。侦测信号V1以及回馈驱动信号V2在输出端点OUTT相互加成，并产生发送信号SS1。
此外，在输出端点OUTT耦接至侦测信号产生器301的路径间还串接电容CA。电容CA用以滤除侦测信号V1的直流成份。由于侦测信号V1的频率相对于回馈驱动信号V2的频率为高，因此，简单的透过共同接点的输出端点OUTT，就可以有效的混合侦测信号V1以及回馈驱动信号V2来产生发送信号SS1。
等效电路331以及332可以分别为两个相邻的触控感测单元TU的等效电路。其中，电阻R1以及R2分别为连接至不同的触控感测单元TU的导线的等效电阻，而耦接至接地端GND的电容CP1及CP2分别为不同的触控感测单元TU的等效电容，电容CC1则为两相邻触控感测单元TU间的电容。在图3B中，投射式电容触控装置300更包括投射式电容触控面板330。若投射式电容触控面板330是采用自容式的侦测方式时，投射式电容触控装置300则包括滤波器350。滤波器350耦接至等效电路331中，电阻R1及电容CP1的耦接端点上。在本实施例中，滤波器350为电容CF，并用以滤除发送信号SS1中低频率的回馈驱动信号V2。当然，使用电容CF仅是实施滤波器350的一种实施范例，并非用来限制本发明，凡可以应用于执行滤波动作的电路都可以用以实施滤波器350。相对的，若是投射式电容触控面板330是采用互容式的侦测方式时，投射式电容触控装置300则包括滤波器370。滤波器370则耦接在最后一级触控感测单元(例如等效电路332)的后端，也就是滤波器370是耦接到电阻R2未耦接电容CP2的端点。滤波器370同样用以滤除发送信号SS1中低频率的回馈驱动信号V2。
以下请参照图4，图4是本发明另一实施例的投射式电容触控装置400的示意图。投射式电容触控装置400包括信号产生器410、信号接收器430以及投射式电容触控面板450。信号产生器410产生侦测信号TS，并传送侦测信号TS至投射式电容触控面板450中的至少其中一个或多个触控感测单元TU，信号接收器430耦接至投射式电容触控面板450中至少其中一个或多个的触控感测单元TU。信号接收器430接收依据侦测信号TS所产生的触控结果TR。其中，信号产生器410接收信号接收器430产生的触控结果TR，依据触控结果TR产生并传送回馈驱动信号FD至投射式电容触控面板450中的至少其中一个或多触控感测单元TU，回馈驱动信号FD在形成至少其中一个或多个触控感测单元TU的至少一X轴电极及至少一Y轴电极上产生电场，并依据电场使碰触到触控感测单元TU的使用者产生触觉回馈。其中，在触控结果TR指示触控感测单元被使用者有效触碰时，信号产生器410产生并传送回馈驱动信号FD至触控感测单元TU。
信号产生器410包括侦测信号产生器411、回馈驱动信号产生器412以及选择器413。侦测信号产生器411产生侦测信号TS。回馈驱动信号产生器412产生回馈驱动信号FD。选择器413耦接侦测信号产生器411、回馈驱动信号产生器412与触控感测单元TU。选择器413在设定的时间周期内传送侦测信号TS至触控感测单元TU，并且，选择器413接收并依据触控结果来选择是否在另一设定的时间周期内传送回馈驱动信号FD至触控感测单元TU。
请注意，选择器413传送侦测信号TS以及回馈驱动信号FD的时间周期是错开的。关于侦测信号TS以及回馈驱动信号FD的传送方式请参照以下的实施方式。
请参照图5A以及图5B，图5A以及图5B分别是本发明实施例的侦测信号TS以及回馈驱动信号FD的不同的传送方式。在图5A中，不同的触控电容列(由多个触控感测单元所串接构成的)所接收的侦测信号TS11～TS32是连续的依序被传送的。而传送至不同的触控电容列的回馈驱动信号FD11～FD32则是在对应侦测信号TS11～TS32被传送后的一个时间距离dT后被传送。简单来说，就是不同的触控电容列的回馈驱动信号(以图5A所示的第一列的回馈驱动信号FD11、FD12为范例)的发送，只与相同列的触控电容列的侦测信号TS11、TS12的发送时间有关，与其它的触控电容列的侦测信号TS21～TS32的发送时间无关。
在图5B中，侦测信号TS11、TS21以及TS31是连续的依序被传送的，并且在发送完所有的触控电容列的侦测信号TS11、TS21以及TS31后，才依序针对所有的触控电容列发送对应的回馈驱动信号FD11、FD21以及FD31。并且在完成所有的触控电容列的回馈驱动信号FD11、FD21以及FD31的发送后，则执行对所有的触控电容列的下一次的侦测信号TS12、TS22以及TS32的发送。在发送完所有的触控电容列的侦测信号TS12、TS22以及TS32后，则依序发送所有的触控电容列的回馈驱动信号FD12、FD22以及FD32。
综上所述，本发明提出传送侦测信号以及回馈驱动信号至投射式电容触控面板上，除侦测投射式电容触控面板的被触碰状态外，还提供触碰投射式电容触控面板的使用者产生触觉回馈。其中，触觉回馈是利用在触控感测单元上所产生的电场来提供的，并在投射式电容触控面板表面所具有的绝缘层的保护下，有效且安全的提供使用者触觉回馈，并提升投射式电容触控面板的质感。
虽然本发明已以实施例发明如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，故本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (19)

1.一种投射式电容触控面板的触控方法，该投射式电容触控面板包括矩阵式交叉分布的多个X轴电极及多个Y轴电极共同组成的一触控感测单元，该方法包括：
混合一侦测信号以及一回馈驱动信号以产生一发送信号；以及
传送该发送信号至该触控感测单元，
其中，该回馈驱动信号在该触控感测单元的其中至少一该X轴电极及至少一该Y轴电极上产生一电场，并依据该电场使碰触该触控感测单元的使用者产生触觉回馈。
2.如权利要求1所述的投射式电容触控面板的触控方法，其特征在于，传送该发送信号的步骤后进一步包括：
提供一滤波电路在该触控感测单元的一触控感测端，以滤除该发送信号中的该回馈驱动信号，并在该触控感测端接收依据该侦测信号所产生的一触控结果。
3.如权利要求2所述的投射式电容触控面板的触控方法，其特征在于，该滤波电路为一带通滤波电路。
4.如权利要求1所述的投射式电容触控面板的触控方法，其特征在于，混合该侦测信号以及该回馈驱动信号的步骤中进一步包括：
提供具有一第一频率的该侦测信号；
提供具有一第二频率的该回馈驱动信号，其中该第二频率小于该第一频率；以及
使该侦测信号与该回馈驱动信号相加以产生该发送信号。
5.如权利要求4所述的投射式电容触控面板的触控方法，其特征在于，该第一频率介于1千赫兹与500百万赫兹之间，该第二频率介于10赫兹与2千赫兹之间。
6.一种投射式电容触控面板的触控方法，该投射式电容触控面板包括矩阵式交叉分布的多个X轴电极及多个Y轴电极共同组成的触控感测单元，该方法包括：
产生一侦测信号；
传送该侦测信号至该投射式电容触控面板中的至少一触控感测单元；
接收该触控感测单元依据该侦测信号所产生的一触控结果；以及
依据该触控结果传送一回馈驱动信号至该触控感测单元，
其中，该回馈驱动信号在该触控感测单元的其中至少一该X轴及至少一该Y轴电极上产生一电场，并依据该电场使碰触该触控感测单元的使用者产生触觉回馈。
7.如权利要求6所述的投射式电容触控面板的触控方法，其特征在于，依据该触控结果传送该回馈驱动信号至该触控感测单元的步骤中进一步包括：
当该触控结果指示该触控感测单元被有效触碰时，该回馈驱动信号被传送至该触控感测单元被有效触碰的其中至少一该X轴及至少一该Y轴电极。
8.一种投射式电容触控装置，具有一投射式电容触控面板，该投射式电容触控面板包括矩阵式交叉分布的多个X轴电极及多个Y轴电极共同组成的触控感测单元，包括：
一信号产生器，混合一侦测信号以及一回馈驱动信号以产生一发送信号，并传送该发送信号至该触控感测单元，
其中，该回馈驱动信号在该触控感测单元的其中至少一该X轴电极及至少一该Y轴电极上产生一电场，并依据该电场使碰触该触控感测单元的使用者产生触觉回馈。
9.如权利要求8所述的投射式电容触控装置，其特征在于，进一步包括：
一滤波电路，耦接该触控感测单元，该滤波电路滤除该发送信号中的该回馈驱动信号，该触控感测单元在该触控感测端接收依据该侦测信号所产生的一触控结果。
10.如权利要求9所述的投射式电容触控装置，其特征在于，该滤波电路为一带通滤波器。
11.如权利要求9所述的投射式电容触控装置，其特征在于，该滤波电路包括：
一电容，其一端耦接至该触控感测端，另一端产生该触控结果。
12.如权利要求8所述的投射式电容触控装置，其特征在于，该侦测信号具有一第一频率，该回馈驱动信号具有一第二频率，其中该第二频率小于该第一频率。
13.如权利要求8所述的投射式电容触控装置，其特征在于，该信号产生器包括：
一侦测信号产生器，耦接至一输出端点，该侦测信号产生器产生该侦测信号；以及
一回馈驱动信号产生器，耦接该输出端点并产生该回馈驱动信号，
其中，该混合信号产生在该输出端点上。
14.如权利要求13所述的投射式电容触控装置，其特征在于，该信号产生器进一步包括：
一电容，串接在该侦测信号产生器以及该输出端点的耦接路径间，用以滤除该侦测信号的直流成份。
15.如权利要求8所述的投射式电容触控装置，其特征在于，该投射式电容触控面板的表面具有一绝缘层。
16.一种投射式电容触控装置，具有一投射式电容触控面板，该投射式电容触控面板包括矩阵式交叉分布的多个X轴电极及多个Y轴电极共同组成的触控感测单元，包括：
一信号产生器，产生一侦测信号，并传送该侦测信号至该触控感测单元；以及
一信号接收器，耦接该触控感测单元，该信号接收器接收该触控感测单元依据该侦测信号所产生的一触控结果，
其中，该信号产生器依据该触控结果产生并传送一回馈驱动信号至该触控感测单元，该回馈驱动信号在该触控感测单元的其中至少一该X轴电极及至少一该Y轴电极上产生一电场，并依据该电场使碰触该触控感测单元的使用者产生触觉回馈。
17.如权利要求16所述的投射式电容触控装置，其特征在于，在该触控结果指示该触控感测单元被有效触碰时，该信号产生器产生并传送该回馈驱动信号至该触控感测单元被有效触碰的其中至少一该X轴电极及至少一该Y轴电极。
18.如权利要求16所述的投射式电容触控装置，其特征在于，该信号产生器包括：
一侦测信号产生器，产生该侦测信号；
一回馈驱动信号产生器，产生该回馈驱动信号；以及
一选择器，耦接该侦测信号产生器、该回馈驱动信号产生器与该触控感测单元，选择器接收并依据该触控结果来选择是否传送该回馈驱动信号至该触控感测单元。
19.如权利要求16项所述的投射式电容触控装置，其特征在于，该投射式电容触控面板的表面具有一绝缘层。
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