CN103870074A - 电容式触控面板 - Google Patents

Abstract

一种电容式触控面板，其包括一基板以及多个配置于基板上的近接感应单元。各个近接感应单元包括一第一驱动电极、一第二驱动电极、第一感应电极单元以及第二感应电极单元。第二驱动电极与第一驱动电极平行排列于一轴向上。第一感应电极单元与第二感应电极单元沿着轴向排列并分别感应一对象的接近而对应产生一第一近接感应信号以及一第二近接感应信号。第一感应电极单元与第二感应电极单元比邻设置且位于第一驱动电极与第二驱动电极之间；或第一驱动电极与第二驱动电极比邻设置，且位于第一感应电极单元与第二感应电极单元之间。

Description

电容式触控面板

技术领域

本发明是有关于一种触控面板，且特别是有关于一种电容式触控面板。

背景技术

传统的单层电容式触控面板，若以手指触碰时，主要是改变外场电力线所感应的电容量。然而，外场电力线能感应的电容量远小于近场电力线能感应的电容量，因而感应电路的电容变化量改变不大，不容易被检测到。

此外，传统的单层电容式触控面板，大多只能单点触控，而且容易受到噪声干扰，造成误操作。

发明内容

本发明是有关于一种电容式触控面板，其经由改变驱动电路与感应电路的电极图案及驱动方式，并搭配差动电路的计算，使其可达到多点触控、过滤噪声及减少误操作。

本发明是有关于一种电容式触控面板，其经由改变驱动电路与感应电路的电极图案及驱动方式，使感应电路感应的电容变化量容易被检测，以提高信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)。

根据本发明的一方面，提出一种电容式触控面板，其包括一基板以及多个配置于基板上的近接感应单元。各个近接感应单元包括一第一驱动电极、一第二驱动电极、第一感应电极单元以及第二感应电极单元。第二驱动电极与第一驱动电极平行排列于一轴向上。第一感应电极单元设于第一驱动电极的一侧，并感应一对象的接近而使第一感应电极单元对应产生一第一近接感应信号。第二感应电极单元设于第二驱动电极的一侧，并感应对象的接近而使第二感应电极单元对应产生一第二近接感应信号。其中第一感应电极单元与第二感应电极单元比邻设置，且位于第一驱动电极与第二驱动电极之间；或第一驱动电极与第二驱动电极比邻设置，且位于第一感应电极单元与第二感应电极单元之间。

为了对本发明的上述及其它方面有更佳的了解，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绘示依照本发明一实施例的电容式触控面板的示意图。

图2绘示近接感应单元应用于一检测电路的示意图。

图3绘示依照本发明一实施例的电容式触控面板的示意图。

图4绘示电力线的分布图。

图5绘示近接感应单元应用于一检测电路的示意图。

[主要元件标号说明]

100、200：电容式触控面板          110、210：基板

120、220：近接感应单元            130、230：检测电路

132：开关单元                     134：差动电路

136：增益放大电路                 138：模拟数字转换器

140、240：坐标判别单元            150、250：驱动电路

TX1：第一驱动电极                 TX2：第二驱动电极

A：第一感应电极                   B：第二感应电极

SL1～SL2：线路                    DG1、DG2：驱动信号

RX1～RX3：第一感应电极            RX4～RX6：第二感应电极

RXA：第一感应电极单元             RXB：第二感应电极单元

SG1：第一组信号线                 SG2：第二组信号线

GL：接地线                        X(1)～X(6)：感应信号

V(1)～V(6)：电压信号              D(1)～D(3)：差动信号

A(1)～A(3)：模拟信号              W(1)～W(3)：数字信号

I：坐标信息                       P：对象

具体实施方式

本实施例的电容式触控面板，是利用排列于二驱动电极之间的多个感应电极或排列于二驱动电极的相对两侧的多个感应电极，来感应一对象的接近而使此些感应电极的至少一对应产生一近接感应信号。

以下是提出各种实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并非用以限缩本发明欲保护的范围。

第一实施例

请参照图1，其绘示依照本发明一实施例的电容式触控面板100的示意图。以单层电容式触控面板为例，其包括一基板110以及多个近接感应单元120。基板110的材质可为玻璃或塑料。近接感应单元120形成于基板110上，用以感应一对象(例如手指)的接近而对应产生一近接感应信号，感应信号例如是电容变化量。各个近接感应单元120包括第一驱动电极TX1、第二驱动电极TX2、第一感应电极单元RXA及第二感应电极单元RXB。第一感应电极单元RXA及第二感应电极单元RXB比邻设置，且位于第一驱动电极TX1及第二驱动电极TX2之间。其中第一感应电极单元RXA还包括有多个第一感应电极A，第二感应电极单元RXB还包括有多个第二感应电极B，且各个近接感应单元120中第一感应电极A与第二感应电极B数量一致。

本实施例虽以多个块状的感应电极组合为一感应电极单元，但在另一实施例中，感应电极单元亦可为一条状电极，其例如通过阻值改变而产生一变化量，再由检测电路计算感应变化电压，以得知触碰位置的电容变化量。因此，本发明对于感应电极单元的实施态样不加以限制。

第一驱动电极TX1与第二驱动电极TX2为二条状电极，沿着一轴向(如坐标X轴所示)平行排列。外侧的驱动电路150可经由二线路SL1～SL2分别连接第一驱动电极TX1与第二驱动电极TX2，以输入一驱动信号DG1至第一驱动电极TX1与第二驱动电极TX2。驱动信号DG1例如是一对同步时序脉冲扫描信号，如图1所示，扫描信号分别输入至各个近接感应单元120。

第一感应电极单元RXA例如为块状电极或条状电极，其沿着轴向排列于第一驱动电极TX1的一侧，并与第一驱动电极TX1保持适当的间距，以感应一对象的接近而使第一感应电极单元RXA对应产生一第一近接感应信号。当对象(例如手指)未接近第一感应电极单元RXA时，第一感应电极单元RXA与第一驱动电极TX1之间的电力线分布均匀，故产生一感应电压。反之，当对象(例如手指)接近第一感应电极单元RXA时，触碰位置的电力线分布不均匀而产生一感应变化电压。此时，第一感应电极单元RXA的各个电极A可经由内侧的第一组信号线SG1连接至外侧的检测电路130(参见图2)，并以检测电路130计算感应变化电压，以得知触碰位置的电容变化量。

同样，第二感应电极单元RXB例如为块状电极或条状电极，其沿着轴向排列于第二驱动电极TX2的一侧，并与第二驱动电极TX2保持适当的间距，以感应一对象的接近而使第二感应电极单元RXB对应产生一第二近接感应信号。如上所述，当对象(例如手指)接近第二感应电极单元RXB时，第二感应电极单元RXB的各个电极B可经由内侧的第二组信号线SG2连接至外侧的检测电路130(参见图2)，并以检测电路130计算对象(例如手指)接近时所产生的感应变化电压，以得知触碰位置的电容变化量。

在图1中，第一组信号线SG1与第二组信号线SG2的布线(layout)是在各个近接感应单元120的内侧，也就是在第一驱动电极TX1与第二驱动电极TX2之间，因此基板110周围区域的布线空间可相对减少，以达到窄边框(narrow board)的效果。

另外，近接感应单元120另设有一分隔电极GL，分隔电极GL设置在第一感应电极单元RXA与第二感应电极单元RXB之间，以避免第一感应电极单元RXA与第二感应电极单元RXB之间信号相互干扰。其中，分隔电极GL较佳是连接到接地电位。

请参照图2，其绘示近接感应单元120应用于一检测电路130的示意图。在图2中，有关近接感应单元120的结构及布线方式，已详细介绍于上述内容，在此不再赘述。检测电路130包括一开关单元132、一差动电路134、一增益放大电路136以及一模拟数字转换器138。当第一驱动电极TX1与第二驱动电极TX2同时被驱动，且近接感应单元120感应一对象P的接近而对应产生近接感应信号时，第一感应电极RX1～RX3经由第一组信号线SG1将感应信号X(1)～X(3)传输至检测电路130的开关单元132，而第二感应电极RX4～RX6经由第二组信号线SG2将感应信号X(4)～X(6)传输至检测电路130的开关单元132。开关单元132例如以多工器或交换器来选择开启一组感应信号X(1)～X(6)，并选择关闭连接其它感应电极的信号线。

被选择的一组感应信号X(1)～X(6)经由开关单元132输出而成为第一组电压信号V(1)～V(6)。差动电路134再计算电压信号V(1)～V(6)中二相对位置的电极间的差值，并转换成多组差动信号D(1)～D(3)，其中D(1)=V(1)-V(6)，D(2)=V(2)-V(5)，D(3)=V(3)-V(4)。当差动信号D(1)～D(3)之一所呈现的差值不为零时，表示检测电路130检测到对象靠近而使电容量产生变化。例如，在图2中，当对象靠近右上方的感应电极RX4时，触碰位置的电容量发生变化，而使差动信号D(1)不为零，其余差动信号D(2)、D(3)则为零，依此类推。

计算差动电路134所产生的差动信号D(1)～D(3)之后，坐标判别单元140可接收差动信号D(1)～D(3)，并将差动信号D(1)～D(3)转换成一坐标信息I，以判断对象接近或触碰的位置。在本实施例中，差动信号D(1)～D(3)可先经由增益放大器转换成多个模拟信号A(1)～A(3)之后，模拟信号A(1)～A(3)再经由模拟数字转换器138转换成数字信号W(1)～W(3)。最后，再利用坐标判别单元140将数字信号W(1)～W(3)转换为一坐标信息I。

在另一实施例，坐标判别单元140亦可直接连接差动电路134，以接收差动信号D(1)～D(3)，不经过增益放大及模拟数字转换。最后，利用坐标判别单元140将差动信号D(1)～D(3)转换为一坐标信息I。

在图2中，第一感应电极RX1～RX3与第二感应电极RX4～RX6成对地排列于第一驱动电极TX1与第二驱动电极TX2之间，以组成多对差动电极。例如，第一感应电极RX1与第二感应电极RX4为第一对差动电极，第一感应电极RX2与第二感应电极RX5为第二对差动电极，而第一感应电极RX3与第二感应电极RX6为第三对差动电极。由于每一对差动电极与驱动电极之间的等效电路相匹配，因而差动电路134在计算差动信号时不需要太复杂的算法来补偿电路阻值不同所产生的不匹配。

再者，本实施例的电容式触控面板100以差动的方式驱动，可分别计算不同触碰位置的电容变化量，并可减少触控面板100下方的显示面板所传来的噪声干扰，故可达到多点触控、过滤噪声及减少误操作。

第二实施例

请参照图3，其绘示依照本发明一实施例的电容式触控面板200的示意图。电容式触控面板200包括一基板210以及多个近接感应单元220。基板210的材质可为玻璃或塑料。近接感应单元220形成于基板210上，用以感应一对象(例如手指)的接近而对应产生的一近接感应信号，例如是电容变化量。第一驱动电极TX1及第二驱动电极TX2比邻设置，且位于第一感应电极单元RXA及第二感应电极单元RXB之间。其中第一感应电极单元RXA还包括有多个第一感应电极A，第二感应电极单元RXB还包括有多个第二感应电极B，且各个近接感应单元220中第一感应电极A与第二感应电极B数量一致。

第一驱动电极TX1与第二驱动电极TX2为二条状电极，沿着一轴向(如坐标X轴所示)平行排列。外侧的驱动电路250可经由二线路SL1～SL2分别连接第一驱动电极TX1与第二驱动电极TX2，以输入一驱动信号DG2至第一驱动电极TX1与第二驱动电极TX2。驱动信号DG2例如是一对异步时讯脉冲扫描信号，如图3所示，扫描信号以不同的时讯分别输入至各个近接感应单元220。

当对象(例如手指)接近第一感应电极单元RXA的一电极A时，各个电极A可经由外侧的第一组信号线SG1连接至外侧的检测电路230(参见图5)，并以检测电路230计算对象(例如手指)接近时所产生的感应变化电压，以得知触碰位置的电容变化量。同样的方式，当对象(例如手指)接近第二感应电极单元RXB的一电极B时，各个电极B可经由外侧的第二组信号线SG2连接至外侧的检测电路230(参见图5)，并以检测电路230计算对象(例如手指)接近时所产生的感应变化电压，以得知触碰位置的电容变化量。

在图3中，第一感应电极单元RXA例如为块状电极或条状电极，其沿着轴向排列于第一驱动电极TX1的一侧，以感应一对象的接近而使第一感应电极单元RXA对应产生一第一近接感应信号，但与第一实施例不同之处在于：第一感应电极单元RXA与第一驱动电极TX1不相邻。也就是说，第二驱动电极TX2位于第一驱动电极TX1与第一感应电极单元RXA之间，以使第一感应电极单元RXA与第一驱动电极TX1不相邻。同样的方式，第二感应电极单元RXB例如为块状电极或条状电极，其沿着轴向排列于第二驱动电极TX2的一侧，以感应一对象的接近而使第二感应电极单元RXB对应产生一第二近接感应信号，但与第一实施例不同之处在于：第二感应电极单元RXB与第二驱动电极TX2不相邻。也就是说，第一驱动电极TX1位于第二驱动电极TX2与第二感应电极单元RXB之间，以使第二感应电极单元RXB与第二驱动电极TX2不相邻。

通过上述的交错排列方式，第一感应电极单元RXA与第一驱动电极TX1之间的近场电力线可被第二驱动电极TX2接地而消除，只有外场电力线可以被检测。请参照图4，其绘示电力线的分布图。当第一驱动电极TX1被输入一脉冲扫描信号时，第一驱动电极TX1与相邻的第二驱动电极TX2之间产生近场电力线EN，但近场电力线EN无法越过基板210，故无法被改变。此外，第一驱动电极TX1与不相邻的第一感应电极A之间产生外场电力线EF，且外场电力线EF可以越过基板110，也因此，当对象(例如手指)接近或触碰基板110时，触碰位置的外场电力线EF发生变化而产生感应变化电压，此时，第二驱动电极TX2因输入的信号为0V，而使近场电力线EN所感应的电容变化量(△CN)被短路为0。因此，检测电路230只要计算外场电力线EF所感应的电容变化量(△CF)即可(亦即近场电力线EN所感应的电容变化量(△CN)被忽略)，故容易被检测，以提高信噪比。

请参照图5，其绘示近接感应单元220应用于一检测电路230的示意图。在图5中，有关近接感应单元220的结构及布线方式，已详细介绍于上述内容，在此不再赘述。检测电路230例如以第一实施例的检测电路130来计算电容变化量，或是以其它的方式来计算电容变化量，本发明不加以限制。本实施例与第一实施例的驱动方式不同之处在于：当第一驱动电极TX1受驱动时，第二驱动电极TX2不受驱动，以使第二驱动电极TX2的电位保持在0左右。此外，第二驱动电极TX2受驱动时，第一驱动电极TX1不受驱动，以使第一驱动电极TX1的电位保持在0左右。因此，当近接感应单元120感应一对象P的接近而对应产生近接感应信号时，第一感应电极RX1～RX3于第一驱动电极TX1受驱动时，经由第一组信号线SG1将感应信号X(1)～X(3)传输至检测电路230，而第二感应电极RX4～RX6于第二驱动电极TX2受驱动时，经由第二组信号线SG2将感应信号X(4)～X(6)传输至检测电路230，藉以检测第一感应电极RX1～RX3与第二感应电极RX4～RX6所产生的近接感应信号。接着，再利用坐标判别单元240将检测电路230所输出的电压信号V(1)～V(6)转换成一坐标信息I。

由上可知，本实施例的电容式触控面板200以交错方式排列二驱动电极及与其相对应的感应电极单元，使第一驱动电极TX1与其相对应的第一感应电极RX1～RX3不相邻，而第二驱动电极TX2与其相对应的第二感应电极RX4～RX6不相邻。因此，检测电路230只要计算外场电力线所感应的电容变化量(△CF)，可忽略近场电力线所感应的电容变化量(△CN)，以提高信噪比。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。

Claims (12)

1.一种电容式触控面板，包括：

一基板；以及

多个近接感应单元，配置于基板上，各近接感应单元包括：

一第一驱动电极；

一第二驱动电极，与该第一驱动电极平行排列于一轴向上；

第一感应电极单元，设于该第一驱动电极的一侧，并感应一对象的接近而使该第一感应电极单元对应产生一第一近接感应信号；以及

第二感应电极单元，设于该第二驱动电极的一侧，并感应该对象的接近而使该第二感应电极单元对应产生一第二近接感应信号；

其中，该第一感应电极单元与该第二感应电极单元比邻设置，且位于该第一驱动电极与该第二驱动电极之间；或该第一驱动电极与该第二驱动电极比邻设置，且位于该第一感应电极单元与该第二感应电极单元之间。

2.根据权利要求1所述的电容式触控面板，其中该第一感应电极单元包括多个沿着该轴向排列的第一感应电极，该第二感应电极单元包括多个沿着该轴向排列的第二感应电极，该多个第一感应电极与该多个第二感应电极的数量一致。

3.根据权利要求2所述的电容式触控面板，其中该多个第一感应电极与该多个第二感应电极成对地排列于该第一驱动电极与该第二驱动电极之间，以组成多对差动电极。

4.根据权利要求1所述的电容式触控面板，其中当该第一驱动电极与该第二驱动电极比邻设置时，该第二驱动电极位于该第一驱动电极与该第一感应电极单元之间，该第一驱动电极位于该第二驱动电极与该第二感应电极单元之间。

5.根据权利要求1所述的电容式触控面板，还包括一检测电路，分别连接该第一感应电极单元与该第二感应电极单元，并检测该第一感应电极单元与该第二感应电极单元所产生的感应信号。

6.根据权利要求5所述的电容式触控面板，其中该检测电路包括一差动电路，分别连接该第一感应电极单元与该第二感应电极单元，并根据该第一近接感应信号与该第二近接感应信号计算一差动信号。

7.根据权利要求6所述的电容式触控面板，还包括一坐标判别单元，连接该差动电路以接收该差动信号，并将该差动信号转换成一坐标信息。

8.根据权利要求5所述的电容式触控面板，还包括一坐标判别单元，连接该检测电路以接收该检测电路所输出的一输出信号，并将该输出信号转换成一坐标信息。

9.根据权利要求1所述的电容式触控面板，还包括一驱动电路，连接该第一驱动电极与该第二驱动电极，并同步输入一信号以驱动第一驱动电极与该第二驱动电极。

10.根据权利要求1所述的电容式触控面板，还包括一驱动电路，连接该第一驱动电极与该第二驱动电极，其中当该第一驱动电极受驱动时，该第二驱动电极不受驱动，当该第二驱动电极受驱动时，该第一驱动电极不受驱动。

11.根据权利要求1所述的电容式触控面板，其中该基板上还包括一第一组信号线与一第二组信号线，分别连接该第一感应电极单元与该第二感应电极单元。

12.根据权利要求11所述的电容式触控面板，其中当该第一感应电极单元与该第二感应电极单元比邻设置时，各近接感应单元还包括一分隔电极，该分隔电极位于该第一感应电极单元与该第二感应电极单元之间。

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