CN103513841B - 触控感测装置及触控感测方法 - Google Patents

触控感测装置及触控感测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种触控感测装置及触控感测方法，应用于电容式触控显示面板。触控感测装置包含驱动模块、复数条驱动线、复数条感测线及感测模块。驱动模块用以提供复数个驱动信号。该复数条驱动线耦接驱动模块并相对应地分别接收该复数个驱动信号。该复数条感测线相对应地分别感应并输出复数个感测信号。感测模块根据该复数个感测信号中的每一个感测信号与相邻感测信号之间的复数个差值判定电容式触控显示面板上的触控点位置。该复数条驱动线所占的驱动电极面积大于该复数条感测线所占的感测电极面积。

Description

触控感测装置及触控感测方法
技术领域
本发明是与电容式触控显示面板有关，特别是关于一种应用于电容式触控显示面板的触控感测装置及触控感测方法。
背景技术
近年来，随着科技快速发展，液晶显示器已逐步取代传统显示器，并已广泛应用于电视、平面显示器、移动电话、平板电脑以及投影机等各种电子产品上。对于具有触控功能的液晶显示器而言，触控感测器是其重要的模块之一，其性能的优劣也直接影响液晶显示器的整体效能。
请参照图1A及图1B，图1A及图1B是绘示传统的触控感测器通过差动法(differentialmethod)对电容式触控显示面板进行触控点感测的示意图。其中，图1A绘示电容式触控显示面板尚未被触碰时的情形；图1B绘示电容式触控显示面板被触碰时的情形。
如图1A所示，当电容式触控显示面板TP尚未被触碰时，依序对于复数条驱动线D1~D5进行充电动作。在对每一个驱动线D1~D5进行充电时，复数条感测线S1~S5分别感测一感测信号。由于差动法是侦测面板上两两相邻感测线的感测信号差值，并且对应于复数条感测线S1~S5的感测信号均相同，故两两相邻感测线的感测信号差值均为零。
反之，如图1B所示，当电容式触控显示面板TP被触碰时，假设触碰点落于对应驱动线D2与感测线S2相交的节点位置P22上，则相对应的感测线S2的感测信号值将会较低，因而使得感测线S2的感测信号与相邻的感测线S1及S3的感测信号之间将会产生一感测信号差值，触控感测器即可根据此一差值判定电容式触控显示面板TP上的触控点位置。
然而，由于目前电容式触控显示面板TP上所采用的复数条驱动线D1~D5及复数条感测线S1~S5的电极设计方式无法降低感测线对地电容值(或感测线S1~S5与设置于其下方的液晶模块LCM的参考电压(Vcom)之间的互感电容值CM，如图2所示)并且感测线与驱动线之间的互感电容值亦不大，导致对应触碰点的感测线与相邻感测线之间的感测信号差值不够大，因而降低了传统触控感测器对电容式触控显示面板TP的触控点感测的准确度。
发明内容
因此，本发明提出一种应用于电容式触控显示面板的触控感测装置及触控感测方法，以解决上述问题。
根据本发明的一具体实施例为一种触控感测装置。于此实施例中，该触控感测装置应用于电容式触控显示面板。该触控感测装置包含驱动模块、复数条驱动线、复数条感测线及感测模块。驱动模块用以提供复数个驱动信号。该复数条驱动线耦接该驱动模块并相对应地分别接收该复数个驱动信号。该复数条感测线相对应地分别感应并输出复数个感测信号。感测模块耦接该复数条感测线，用以根据该复数个感测信号中的每一个感测信号与相邻感测信号之间的复数个差值判定该电容式触控显示面板上的触控点位置。其中，该复数条驱动线所占的驱动电极面积大于该复数条感测线所占的感测电极面积。
于一实施例中，该复数条驱动线与该复数条感测线设置于同一平面上且彼此不相互连接而呈交叉排列，致使该复数条驱动线与该复数条感测线之间的电极互感面积增大。
于一实施例中，该复数条驱动线与该复数条感测线之间的一电极间距是采用与该复数条驱动线及该复数条感测线均不相连的浮接电极(floatingelectrode)填满。
于一实施例中，该复数条驱动线与该复数条感测线设置于不同平面上。
于一实施例中，该复数条驱动线为设置于一平面上的大面积电极且复数条感测线为设置于另一平面上的网格状电极。
于一实施例中，设置于该平面上的该复数条驱动线之间的一驱动电极间距采用与该复数条驱动线均不相连的浮接电极或接地电极(groundelectrode)填满。
于一实施例中，设置于该另一平面上的该复数条感测线之间的一感测电极间距采用与该复数条感测线均不相连的浮接电极填满。
根据本发明的另一具体实施例为一种触控感测方法。于此实施例中，该触控感测方法应用于电容式触控显示面板。该触控感测方法包含下列步骤：(a)复数条驱动线相对应地分别接收复数个驱动信号；(b)复数条感测线相对应地分别感应并输出复数个感测信号；(c)计算该复数个感测信号中的每一个感测信号与相邻感测信号之间的复数个差值；(d)根据该复数个差值判定该电容式触控显示面板上的触控点位置。其中，该复数条驱动线所占的一驱动电极面积大于该复数条感测线所占的一感测电极面积。
相较于现有技术，根据本发明的触控感测装置及触控感测方法是应用于电容式触控显示面板的触控点感测上，其通过驱动线的电极面积大于感测线的电极面积的电极设计减少感测线对地电容值，并通过驱动线与感测线于同一平面采用交叉排列的电极设计或驱动线与感测线于不同平面分别采用大面积及网格状的电极设计来增加电极互感面积以提高互感电容值，故可使得对应触碰点的感测线与相邻感测线之间的感测信号差值变大，而能有效提升触控感测器对电容式触控显示面板的触控点感测的准确度，并且可适用于任何尺寸的电容式触控显示面板上。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
附图说明
图1A及图1B是绘示传统的触控感测器通过差动法对电容式触控显示面板进行触控点感测的示意图。
图2是绘示感测线与下方液晶模块的参考电压之间产生互感电容的示意图。
图3是绘示根据本发明的一具体实施例的复数条驱动线与复数条感测线的电极均设置于同一平面上的示意图。
图4是绘示单一条驱动线的电极与单一条感测线的电极相交的节点。
图5A及图5B绘示另两种节点的实施例。
图6是绘示根据本发明的另一具体实施例的复数条驱动线与复数条感测线的电极分别设置于不同平面上的示意图。
图7A绘示设置于第一平面上的驱动线的一部分。
图7B绘示设置于第二平面上的感测线的一部分。
图7C至图7E分别绘示具有各种不同形式的网格状感测电极分布于大面积驱动电极的上方。
图8是绘示根据本发明的另一具体实施例的触控感测方法的流程图。
主要元件符号说明：
S10~S16：流程步骤
TP：电容式触控显示面板
D1~D10、D1’：驱动线
S1~S10、S1’：感测线
P11~P1010、P11’：节点位置
LCM：液晶模块
G：电极间距
GS：感测电极间距
FE：浮接电极
CM：互感电容值
具体实施方式
根据本发明的一具体实施例为一种触控感测装置。于此实施例中，该触控感测装置可应用于电容式触控显示面板的触控点感测上，但不以此为限。
本发明的触控感测装置包含有驱动模块、复数条驱动线、复数条感测线及感测模块。驱动模块用以提供复数个驱动信号。复数条驱动线耦接驱动模块并相对应地分别接收复数个驱动信号。复数条感测线相对应地分别感应并输出复数个感测信号。感测模块耦接复数条感测线，用以根据复数个感测信号中的每一个感测信号与相邻感测信号之间的复数个差值判定电容式触控显示面板上的触控点位置。
本发明的触控感测装置是通过差动法对电容式触控显示面板进行触控点感测。当电容式触控显示面板尚未被触碰时，驱动模块依序对于复数条驱动线进行充电动作。在对每一个驱动线进行充电时，相对应的复数条感测线分别感测一感测信号。由于差动法是侦测面板上两两相邻感测线的感测信号差值，并且对应于复数条感测线的感测信号均相同，故两两相邻感测线的感测信号差值均为零。当电容式触控显示面板被导体触碰时，假设触碰点是落于驱动线与感测线相交的节点位置上，则相对应的感测线的感测信号值将会较低，因而使得感测线的感测信号与相邻的感测线的感测信号之间将会产生一感测信号差值，感测模块即可根据此一差值判定电容式触控显示面板上的触控点位置。
需说明的是，于本发明中，该复数条驱动线所占的驱动电极面积大于该复数条感测线所占的感测电极面积，由此减少感测线对地电容值，或减少感测线与下方液晶模块的参考电压(Vcom)之间的互感电容值，以增大对应触碰点的感测线与相邻感测线之间的感测信号差值。
就电极设计的角度而言，该复数条驱动线与该复数条感测线的电极设置于电容式触控显示面板上，并且该复数条驱动线与该复数条感测线的电极可设计排列于同一平面上或不同平面上，可视需求而改变设计。接下来，将分别就这两种不同的电极设计方式进行介绍。
首先，将先就该复数条驱动线与该复数条感测线的电极均设置于同一平面上的情形进行说明，可适用于玻璃单层工艺结构，例如目前业界称之为双层玻璃结构(glassonglass,GOG)或单片玻璃方案(OneGlassSolution,OGS)，但不以此为限。
请参照图3，图3是绘示此实施例的复数条驱动线与复数条感测线的电极均设置于同一平面上的示意图。如图3所示，ITO导电玻璃的设计以单一条驱动线的电极与单一条感测线的电极相交的节点(如图4所示)为单位，再以阵列方式展开。同一平面上共设置有水平排列的复数条驱动线D1~D10及垂直排列的复数条感测线S1~S10，假设图4所绘示的是其中第一条驱动线D1的驱动电极与第一条感测线S1的感测电极相交的节点P11，并且驱动电极与感测电极之间的电极间距G可采用与第一条驱动线D1及第一条感测线S1均不相连的浮接电极(floatingelectrode)FE填满。其中，驱动电极与感测电极可采用任意导电材料构成，浮接电极可采用ITO导电玻璃材料构成，但不以此为限。
需特别说明的是，于图4所绘示的节点P11中，第一条驱动线D1的驱动电极所占的驱动电极面积大于第一条感测线S1的感测电极所占的感测电极面积。同理，由于每一节点中的驱动电极与感测电极设计均相同，因此，于其他节点P12~P1010中，每一节点相对应的驱动线的驱动电极所占的驱动电极面积均会大于相对应的感测线的感测电极所占的感测电极面积。
因此，整体而言，所有驱动线D1~D10的驱动电极所占的驱动电极面积总和亦会大于所有感测线S1~S10的感测电极所占的感测电极面积总和。此一电极设计将可有效增加驱动电极与感测电极之间的电极互感面积，以提高互感电容值，故可使得对应触碰点的感测线与相邻感测线之间的感测信号差值变大，而能有效提升触控感测器对电容式触控显示面板的触控点感测的准确度，并可支援较小面积的触碰(例如直径2mm的面积范围)。
除了上述实施例之外，图5A及图5B亦绘示另两种节点的实施例。于这些节点P11’中，驱动线D1’与感测线S1’于同一平面上均采用交叉排列的电极设计，并且驱动线D1’的驱动电极所占的驱动电极面积均大于感测线S1’的感测电极所占的感测电极面积。
接着，将就该复数条驱动线与该复数条感测线的电极分别设置于不同平面上的情形进行说明，可适用于驱动线与感测线分开设置的双层结构，例如目前业界称之为薄膜型电容式结构(glass/film/film,GFF)或玻璃贴薄膜型结构(glass/film,G1F)，但不以此为限。
请参照图6及图7A至图7B，图6是绘示此实施例的复数条驱动线与复数条感测线的电极分别设置于不同平面上的示意图；图7A绘示设置于第一平面上的驱动线的一部分；图7B绘示设置于第二平面上的感测线的一部分。如图所示，复数条驱动线D1~D10是以大面积驱动电极的形式设置于下方的第一平面上，而复数条感测线S1~S10是以网格状电极的形式设置于上方的第二平面上。其中，该复数条驱动线D1~D10均为不电性连接的独立驱动电极，并且该复数条感测线S1~S10均为不电性连接的独立感测电极。也就是说，每一条驱动线D1~D10并不会与其相邻的驱动线电性连接，并且每一条感测线S1~S10并不会与其相邻的感测线电性连接。
需特别说明的是，复数条驱动线D1~D10以不局限形状的大面积驱动电极形式设置于下方的第一平面上的目的在于：使得驱动线的驱动电极所占的驱动电极面积能够大于感测线的感测电极所占的感测电极面积，由此减少触控面板系统中感测电极对地电容值。也就是说，复数条驱动线D1~D10设置于第一平面上的形状并无特定的限制，只要其驱动电极所占的驱动电极面积能够大于感测线的感测电极所占的感测电极面积即可。
至于复数条感测线S1~S10以不限制形式的网格状感测电极均匀分布于上方的第二平面上的目的在于：减少感测线的感测电极体积，并以细线宽加大分布范围，由此增大驱动电极与感测电极之间的电极互感区域，以增加电容互感值，并可支援较小面积的触碰(例如直径2mm的面积范围)。如图7C至图7E所示，以驱动线D1~D3及感测线S1~S3为例，分别绘示具有各种不同形式的网格状感测电极分布于大面积驱动电极的上方。
如图所示，位于驱动线之间的驱动电极间距可采用与驱动线不相连的浮接电极或接地电极(groundelectrode)填满；位于感测线之间的感测电极间距GS可采用与感测线不相连的浮接电极填满。其中，驱动电极与感测电极可采用任意导电材料构成，浮接电极可采用ITO导电玻璃材料构成，但不以此为限。
根据本发明的另一具体实施例为一种触控感测方法。于此实施例中，该触控感测方法应用于电容式触控显示面板。请参照图8，图8是绘示此实施例的触控感测方法的流程图。
如图8所示，于步骤S10中，复数条驱动线相对应地分别接收复数个驱动信号。于步骤S12中，复数条感测线相对应地分别感应并输出复数个感测信号。于步骤S14中，该方法计算该复数个感测信号中的每一个感测信号与相邻感测信号之间的复数个差值。于步骤S16中，该方法根据该复数个差值判定该电容式触控显示面板上的触控点位置。其中，该复数条驱动线所占的一驱动电极面积大于该复数条感测线所占的一感测电极面积。
于实际应用中，假设该复数条驱动线与该复数条感测线是设置于同一平面上，该复数条驱动线与该复数条感测线彼此不相互连接而呈交叉排列，致使该复数条驱动线与该复数条感测线之间的电极互感面积增大。该复数条驱动线与该复数条感测线之间的一电极间距是采用与该复数条驱动线及该复数条感测线均不相连的浮接电极填满。
此外，假设该复数条驱动线与该复数条感测线是设置于不同平面上。该复数条驱动线为设置于一平面上的大面积电极且复数条感测线为设置于另一平面上的网格状电极。设置于该平面上的该复数条驱动线之间的一驱动电极间距采用与该复数条驱动线均不相连的浮接电极或接地电极填满。设置于该另一平面上的该复数条感测线之间的一感测电极间距采用与该复数条感测线均不相连的浮接电极填满。
相较于现有技术，根据本发明的触控感测装置及触控感测方法是应用于电容式触控显示面板的触控点感测上，其通过驱动线的电极面积大于感测线的电极面积的电极设计减少感测线对地电容值，并通过驱动线与感测线于同一平面采用交叉排列的电极设计或驱动线与感测线于不同平面分别采用大面积及网格状的电极设计来增加电极互感面积以提高互感电容值，故可使得对应触碰点的感测线与相邻感测线之间的感测信号差值变大，而能有效提升触控感测器对电容式触控显示面板的触控点感测的准确度，并且可适用于任何尺寸的电容式触控显示面板上。
通过以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (6)

1.一种触控感测装置，应用于一电容式触控显示面板，其特征在于，该触控感测装置包含：
一驱动模块，用以提供复数个驱动信号；
复数条驱动线，耦接该驱动模块，该复数条驱动线相对应地分别接收该复数个驱动信号；
复数条感测线，相对应地分别感应并输出复数个感测信号；以及
一感测模块，耦接该复数条感测线，用以根据该复数个感测信号中的每一个感测信号与相邻感测信号之间的复数个差值判定该电容式触控显示面板上的触控点位置；
其中，该复数条驱动线所占的一驱动电极面积大于该复数条感测线所占的一感测电极面积，该复数条驱动线为设置于一平面上的电极且该复数条感测线为设置于另一平面上的六边形的网格状电极。
2.如权利要求1所述的触控感测装置，其特征在于，设置于该平面上的该复数条驱动线之间的一驱动电极间距采用与该复数条驱动线均不相连的浮接电极或接地电极填满。
3.如权利要求1所述的触控感测装置，其特征在于，设置于该另一平面上的该复数条感测线之间的一感测电极间距采用与该复数条感测线均不相连的浮接电极填满。
4.一种触控感测方法，应用于一电容式触控显示面板，其特征在于，该触控感测方法包含下列步骤：
(a)复数条驱动线相对应地分别接收复数个驱动信号；
(b)复数条感测线相对应地分别感应并输出复数个感测信号；
(c)计算该复数个感测信号中的每一个感测信号与相邻感测信号之间的复数个差值；以及
(d)根据该复数个差值判定该电容式触控显示面板上的触控点位置；
其中，该复数条驱动线所占的一驱动电极面积大于该复数条感测线所占的一感测电极面积，该复数条驱动线为设置于一平面上的电极且该复数条感测线为设置于另一平面上的六边形的网格状电极。
5.如权利要求4所述的触控感测方法，其特征在于，设置于该平面上的该复数条驱动线之间的一驱动电极间距采用与该复数条驱动线均不相连的浮接电极或接地电极填满。
6.如权利要求4所述的触控感测方法，其特征在于，设置于该另一平面上的该复数条感测线之间的一感测电极间距采用与该复数条感测线均不相连的浮接电极填满。
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