CN104423756A - 触控面板控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种触控面板的控制方法，包含以下步骤。首先侦测磁容笔是否存在。接着侦测导体指标物是否存在。然后侦测导体指标物的信号强度。接着判断导体指标物的信号强度是否超过临界值，以决定触控面板执行第一触控模式或第二触控模式，其中触控面板具有电磁感应与电容触控功能。本发明提供的技术方案具有电磁式输入与电容式输入这两种输入技术的优点，既可以用手或是任何的接触物进行输入操作，且多点式触控可利用手势变化进行多样化的操作，根据特有的对应动作可产生多种应用，也具有方便书写、笔尖压感功能以及感应高度等优点，并可大幅提高使用的便利性。

Description

触控面板控制方法

技术领域

本发明涉及一种触控面板的控制方法，特别是涉及一种同时具有电磁感应与电容触控功能的触控面板的控制方法。 

背景技术

触控显示器是结合感测技术及显示技术所形成的一种输入与显示装置，普遍使用于电子装置中，例如可携式及手持式电子装置。 

取决于接触物种类，例如使用者的手指、数字笔（digital pen）或磁容笔（stylus）等，以及接触点位置的决定方式，例如接触物操作时靠近的位置或距离等，触控或输入技术区分为电阻感应（resistive-type）、电容式（capacitive-type）、电磁式（electromagnetic-type）及红外线式（infrared-type）等触控技术。 

电容式触控面板为一种常用的触控面板，其利用电容耦合效应以侦测触碰位置。当手指触碰电容式触控面板的表面时，相应位置的电容量会受到改变，因而得以侦测到触碰位置。触控面板中包含具有可储存电荷的感应电极的感应层。位于触控荧幕周边的感应器施加电场于触控面板表面，并形成电容。对于被动式触控源而言，例如使用者的手指或导电装置，当触控源接触触控面板表面时与位于触控面板周边的感应器之间将产生电流。不同触控面板周边的感应器产生的电流差异可用于计算触控点位于触控面板表面的位置。由于被动式触控面板必须以导体才能有效运作，当使用非导电装置例如使用者戴手套或非导体触控笔（stylus）时被动式触控面板的运作效果并不理想。对于主动式电容触控输入技术而言，当触控点感应到触控动作时，主动元件自触控点发出激发信号电流至感应器，并因此计算触控点位于触控面板表面的位置。 

电容式触控输入技术的优点是可以用手或是任何的接触物进行输入操作，且多点式触控可利用手势变化进行多样化的操作，根据特有的对应动作，可产生多种应用。 

电磁式输入技术是使用磁容笔与具有感应线圈的输入装置。磁容笔具有方便书写、笔尖压感功能以及感应高度等优点，另外还可具有侧边按键（作为右键／中键）功能以及磁容笔尾部橡皮擦功能以增加使用上的功能及弹性。 

电磁式输入技术的优点是如以上所述具有方便书写、笔尖压感功能以及感应高度等优点，可是如果用手或是其他的接触物直接点选不会有反应，必须要有特定的磁容笔才可以操作。 

因此若将电磁式与电容式输入技术整合进入触控面板可兼具二种输入技术的优点，并可大幅提高使用的便利性。新的技术是将感应线圈基板省略直接将感应线圈形成于触控面板上，特别是将感应线圈形成于触控面板的感应层四周。 

本发明即是提出一种针对同时具有电磁感应与电容触控功能的触控面板的控制方法。 

有鉴于上述现有的触控面板控制方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的触控面板控制方法，能够改进一般现有的触控面板控制方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。 

发明内容

本发明的目的在于提出一种同时具有电磁感应与电容触控功能的触控面板的控制方法。 

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种触控面板的控制方法，其中包含：侦测磁容笔是否存在；侦测导体指标物是否存在；侦测该导体指标物的信号强度；及判断该导体指标物的该信号强度是否超过临界值，以决定该触控面板执行第一触控模式或第二触控模式，其中该触控面板具有电磁感应与电容触控功能。 

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 

前述的触控面板的控制方法，其中该触控面板包含电容感应层与至少一个电磁感应线圈位于透明基板上，该电容感应层包含多个感应电极，该电磁感应线圈位于该电容感应层外围与该透明基板上的周边区域。 

前述的触控面板的控制方法，其中该磁容笔包含导体笔芯，并能与使用者持有磁容笔的手形成导电通路。 

前述的触控面板的控制方法，其中该第一触控模式包含单点触控模式和双点触控模式，该第二触控模式包含多点触控模式。 

前述的触控面板的控制方法，其中若该磁容笔存在，则执行该第一触控模式。 

前述的触控面板的控制方法，其中若该导体指标物的该信号强度未超过临界值，则执行该第一触控模式。 

前述的触控面板的控制方法，其中若该导体指标物的该信号强度超过临界值，则执行该第二触控模式。 

前述的触控面板的控制方法，其中该第一触控模式是以自电容模式的感应电极的电容计算方式。 

前述的触控面板的控制方法，其中该第一触控模式是以互电容模式的感应电极的电容计算方式。 

前述的触控面板的控制方法，若该导体指标物不存在，则重新侦测磁容笔是否存在。 

借由上述技术方案，本发明触控面板控制方法至少具有下列优点：本发明的触控面板的控制方法包含以下步骤。首先，侦测磁容笔是否存在。接着判断磁容笔是否存在。若磁容笔存在，则执行第一触控模式。若磁容笔不存在，则侦测导体指标物是否存在。然后侦测导体指标物是否存在。若导体指标物不存在，则重新侦测磁容笔是否存在。若导体指标物存在，则侦测导体指标物所产生的信号强度。接着判断导体指标物所产生的信号强度是否超过临界值。导体指标物所产生的信号强度未大于临界值，则执行第一触控模式。本发明同时具有电磁式输入与电容式输入这两种输入技术的优点，既可以用手或是任何的接触物进行输入操作，且多点式触控可利用手势变化进行多样化的操作，根据特有的对应动作可产生多种应用，也具有方便书写、笔尖压感功能以及感应高度等优点，并可大幅提高使用的便利性。 

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。 

附图说明

图1为根据本发明一个实施例在触控面板执行触控操作的示意图。 

图2显示本发明一个实施例的触控显示器的功能方框图。 

图3显示本发明一个实施例的电容式感应基板。 

图4A至图4B显示自电容模式的感应电极进行二个点触控操作的感应特性。 

图4C显示自电容模式感应电极的电容计算方式。 

图4D显示互电容模式的感应电极的触控操作感应特性。 

图4E则显示互电容模式感应电极的电容计算方式。 

图5显示本发明一个实施例的触控面板的控制方法。 

【主要元件符号说明】 

100：触控面板          102：保护面板 

104：电容感应层        105：磁容笔 

106：电磁感应线圈      107：使用者手指 

201：主控制器          202：触控面板 

203：感应电极          204：触控控制模块 

205：电磁感应线圈      206：电磁感应控制模块 

208：磁容笔            303a：电极 

303b：电极             305：电磁感应线圈 

502：侦测磁容笔        504：磁容笔是否存在

506：执行第一触控模式  508：侦测导体指标物 

510：导体指标物是否存在？ 

512：侦测导体指标物所产生的信号强度 

514：导体指标物所产生的信号强度是否超过临界值

516：执行第一触控模式 

518：执行第二触控模式 

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的触控面板控制方法其具体实施方式、步骤、特征及其功效，详细说明如后。 

本发明的一些实施例将详细描述如下。然而，除了如下描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例施行，且本发明的范围并不受实施例的限定，其以之后的专利范围为准。再者，为提供更清楚的描述及更易理解本发明，图式内各部分并没有依照其相对尺寸绘图，某些尺寸与其他相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全绘出，以求图式的简洁。 

图1为根据本发明一个实施例在触控面板执行触控操作的示意图。图1中所示的具有电磁感应与电容触控功能的触控面板100仅包含保护面板(cover lens)102与感应基板，位于感应基板下的液晶面板等元件则为现有习知，而予以省略。保护面板102一般为玻璃面板，但不限于此。感应基板包含电容感应层104与电磁感应线圈106以及透明基板。在本发明的一个实施例中，电容感应层104与电磁感应线圈106位于透明基板上。感应基板一般置于触控面板的液晶面板上方。透明基板一般为玻璃基板，但亦不排除使用其他透明基板。电容感应层104包含多个感应电极（detection electrode）及连接感应电极至触控感应控制电路的导体线路。感应电极排列组成感应侦测区域，当接触物或指标物例如使用者手指107或磁容笔105接近或接触感应电极时，使用者手指与感应电极之间即构成电容。使用者手指位于感应侦测区域上的位置即接近或接触的感应电极的位置，而感应 电极的电容值则因使用者手指与感应电极之间的电容而改变。关于电容感应层，将在以下进一步叙述。 

电磁感应线圈106包含多个金属导体线圈，配置于电容感应层104外围透明基板上的周边区域，并连接至电磁感应控制电路。电磁感应线圈106可接收侦测磁容笔发出的信号，借由磁容笔频率的变化辨识磁容笔笔尖压感阶度变化、按键是否被按下以及磁容笔尾部橡皮擦功能是否被使用等操作。 

由于触控面板100同时具有电磁感应与电容触控功能，在本发明的一个实施例中，触控面板100是根据执行触控操作的指标物种类以及指标物与触控面板100的距离d判断并执行不同的触控操作模式。指标物包含磁容笔、使用者手指或其他导电物等。 

图2显示本发明一个实施例的触控显示器的功能方框图。触控显示器包含主控制器201、触控面板202、触控控制模块204与电磁感应控制模块206，并可利用磁容笔208以及使用者手指或其他导电物执行输入操作。触控面板202包含感应电极203与电磁感应线圈205。电磁感应控制模块206是用于处理电磁感应线圈205接收来自磁容笔208的信号，以计算磁容笔208信号的频率变化，以供后续产生笔尖压感阶度变化、按键被按下等预先设定要执行的功能。触控控制模块204是用于处理来自感应电极203的触控信号，以产生磁容笔208、使用者手指或其他导电物坐标位置。电磁感应控制模块206一般包含双通道多任务器、功率放大及过滤电路、取样电路以及微处理器等。触控控制模块204包含多通道多任务器、功率放大及过滤电路、取样电路以及微控制器等。主控制器201则根据电磁感应控制模块206与触控控制模块204输出的信号，整合处理因磁容笔208信号的频率变化产生的笔尖压感阶度变化、按键被按下等信号，以及磁容笔208、使用者手指或其他导电物坐标位置的信号。主控制器201同时根据电磁感应线圈205、电磁感应控制模块206侦测磁容笔208是否存在，并根据感应电极203与触控控制模块204侦测磁容笔208以外的导体指标物是否存在，以及根据感应电极203与触控控制模块204侦测导体指标物的信号强度决定触控面板202执行何种触控操作模式。进一步的内容将在以下描述。 

值得注意的是电磁感应控制模块206与触控控制模块204并不必然是分开的实体元件，而仅是执行不同功能的部分。亦即电磁感应控制模块206与触控控制模块204亦可为单一实体元件中执行不同功能的部分。 

磁容笔包含导体笔芯，并能与使用者持有磁容笔的手形成导电通路，因此能在图1所示的感应基板上使用。笔芯一般为可移动以模拟及反应磁容笔的笔尖压感阶度变化。一般的设计为笔芯移动可带动磁容笔的发射信号频率变化，以反应磁容笔的笔尖压感阶度变化。由笔芯移动带动的磁容笔 的发射信号频率变化通常借由磁容笔的共振电路中电感值的变化达成，但亦可借由改变共振电路中电容值的变化达成。 

图3显示本发明一个实施例的电容式感应基板。如图3所示，电容式触控面板在玻璃基板上具有由电极303a与303b构成的可感应触控区域以及环绕感应触控区域的电磁感应线圈305。图3中省略了玻璃基板上连接电极303a与303b以传送感测信号的导线或走线。电极由多个分别沿着彼此垂直的二个方向延伸的电极以导线串列组成，其中一个感测串列包含多个电极303a。另一个感测串列亦包含多个电极303b。由电极所构成的电极串列可分别作为接收电极(Rx)与发射电极(Tx)。 

如以上所述，由于触控面板具有电磁感应与电容触控功能，本发明的实施例是根据执行触控操作的指标物种类以及指标物与触控面板的距离d判断并执行不同的触控操作模式。更进一步来说，是根据执行触控操作的指标物种类以及指标物与触控面板的距离判断并执行不同的单(双)点以及多点触控操作模式。 

由于指标物位于触控面板的感应侦测区域上的位置是根据接近或接触的感应电极的电容值因指标物与感应电极之间的电容而改变而计算获得。因此根据不同的电容计算方式，可产生不同的触控操作模式。 

触控面板的感应电极的电容主要有两种计算方式：一种是自电容（Self Capacitance）模式，另一种则是互电容（Mutual Capacitance）模式。自电容模式感测的标的是整条轴线(X轴或Y轴)的电容值变化，而互容式感测的标的则是二个轴(X轴或Y轴)单一交错点的电容值变化。 

自电容模式的感应电极的电容计算方式的特性包含能在较远的距离就产生感应的信号、计算速度快、允许高开关频率避免噪音等。但是自电容模式的多点触控效果并不理想。源自于自电容模式的感应电极的电容计算方式所造成的重影或叠影现象(ghost effect)，使得自电容模式无法进行第三点触控操作。 

图4A至图4B显示自电容模式的感应电极进行二个点触控操作的感应特性。当进行单点触控操作时，由于自电容模式的感应电极的电容计算方式是自电容模式感测的标的是整条轴线(X轴或Y轴)的电容值变化，因此能在较远的距离就产生感应的信号。但进行二个点以上触控操作时，如图4A与图4B所示，当进行两个点触控操作时，触控控制模块会有四条感测通道产生感应电容变化的信号，分别是x1、x2、y1、y2。若实际碰触的是坐标为（x1,y1）、（x2,y2）这两个点，对触控控制模块而言，二个触控点（x1,y1）、（x2,y2）与坐标为（x1,y2）、（x2,y1）这两个假触控点同样都是x1、x2、y1、y2这四条轴线感测通道产生感应电容变化的信号反应，因此，自电容 模式下的触控控制模块无法准确判断究竟那两个坐标点才是实际触碰的坐标点，于是便会有误报叠影情况发生。 

图4C显示自电容模式感应电极的电容计算方式。当指标物例如使用者手指或磁容笔电容Cf产生的时候，指标物电容Cf是加入整条轴线串联的电容Cs，亦即提供另一个并联的电容，因此指标物接近或碰触所造成的整体电容值增加。此外，由于与指标物产生感应的是整条轴线的感应电极，自电容模式的感应电极的电容计算方式能在较远的距离就产生感应的信号。 

图4D显示互电容模式的感应电极的触控操作感应特性。互电容模式主要是利用主动扫描的方式，例如在扫描某轴线(X轴或Y轴)时，同时侦测所有轴线(Y轴或X轴)的感应电容值变化，依序扫描下来，可得每个X、Y轴交错点感应电容值的变化，因此可避免自电容模式的叠影效应，更可执行多点触控操作的功能。互电容模式下触控点的上限仅受限于触控控制模块的运算能力。 

图4E则显示互电容模式感应电极的电容计算方式。当指标物例如使用者手指或磁容笔电容Cf产生的时候，指标物电容Cf是加入二个轴线交叉点的电容Cm，亦即提供另一个串联的电容，因此指标物接近或碰触所造成的整体电容值减少。由于与指标物产生感应的是仅是二个轴线交叉点的感应电极，互电容模式无法如自电容模式的感应电极的电容计算方式一般能在较远的距离就产生感应的信号。 

在本发明的一个实施例中，是根据执行触控操作的指标物种类以及指标物与触控面板的距离判断并执行单(双)点以及多点触控操作模式。请参考图1与图2所示，利用磁容笔与电磁感应线圈的电磁信号的较长感测距离的特性，触控显示器的主控制器通过电磁感应线圈、电磁感应控制模块侦测判断触控面板上方是否有磁容笔。若磁容笔的信号，主控制器除了继续通过电磁感应线圈与电磁感应控制模块借由磁容笔频率的变化辨识磁容笔笔尖压感阶度变化、按键是否被按下以及磁容笔尾部橡皮擦功能是否被使用等操作之外，同时借由触控控制模块与感应电极执行自电容模式的感应电极的电容计算方式，亦即第一触控模式或单(双)点触控模式。 

当电磁感应线圈、电磁感应控制模块并未接收任何电磁信号时，主控制器将通过感应电极与触控控制模块侦测导体指标物是否存在。若导体指标物已达到够近的距离足以产生自电容模式的感应的信号时，主控制器将判断导体指标物存在。当然若导体指标物已达到够近的距离足以产生互电容模式的感应的信号时，主控制器亦将判断导体指标物存在。接着主控制器将通过感应电极与触控控制模块侦测导体指标物所产生的信号强度是否超过临界值。此临界值为预设作为选择执行自电容与互电容模式的临界信号强度值。当导体指标物已达到足以产生自电容模式的感应的信号但低于 临界信号强度值时，主控制器将判断并执行自电容模式的电容计算方式，亦即第一触控模式或单(双)点触控模式。当导体指标物已超过临界信号强度值达到足以产生互电容模式的感应的信号时，主控制器将判断并执行互电容模式的电容计算方式，亦即第二触控模式或多点触控模式。亦即利用主动扫描的方式，在扫描某轴线时，同时侦测所有轴线的感应电容值变化，依序扫描下来，可得每个轴线交错点感应电容值的变化，执行多点触控操作。 

图5显示本发明一个实施例的触控面板的控制方法。首先在步骤502，侦测磁容笔是否存在。接着在步骤504，判断磁容笔是否存在。若磁容笔存在，则在步骤506中执行第一触控模式。若磁容笔不存在，则在步骤508中，侦测导体指标物是否存在。在步骤510中，侦测导体指标物是否存在。若导体指标物不存在，则重新执行步骤502。若导体指标物存在，则在步骤512中侦测导体指标物所产生的信号强度。在步骤514中判断导体指标物所产生的信号强度是否超过临界值。导体指标物所产生的信号强度未大于临界值，则在步骤516中执行第一触控模式。若导体指标物所产生的信号强度已大于临界值，则在步骤518执行第二触控模式。在本发明的一个实施例中，上述触控面板的控制方法可内建于主控制器或处理器的固件程序中，但不限于此。 

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。 

Claims (10)

1.一种触控面板的控制方法，其特征在于包含：

侦测磁容笔是否存在；

侦测导体指标物是否存在；

侦测该导体指标物的信号强度；及

判断该导体指标物的该信号强度是否超过临界值，以决定该触控面板执行第一触控模式或第二触控模式，其中该触控面板具有电磁感应与电容触控功能。

2.根据权利要求1所述的触控面板的控制方法，其特征在于其中该触控面板包含电容感应层与至少一个电磁感应线圈位于透明基板上，该电容感应层包含多个感应电极，该电磁感应线圈位于该电容感应层外围与该透明基板上的周边区域。

3.根据权利要求1所述的触控面板的控制方法，其特征在于其中该磁容笔包含导体笔芯，并能与使用者持有磁容笔的手形成导电通路。

4.根据权利要求1所述的触控面板的控制方法，其特征在于其中该第一触控模式包含单点触控模式和双点触控模式，该第二触控模式包含多点触控模式。

5.根据权利要求4所述的触控面板的控制方法，其特征在于其中若该磁容笔存在，则执行该第一触控模式。

6.根据权利要求4所述的触控面板的控制方法，其特征在于其中若该导体指标物的该信号强度未超过临界值，则执行该第一触控模式。

7.根据权利要求4所述的触控面板的控制方法，其特征在于其中若该导体指标物的该信号强度超过临界值，则执行该第二触控模式。

8.根据权利要求4所述的触控面板的控制方法，其特征在于其中该第一触控模式是以自电容模式的感应电极的电容计算方式。

9.根据权利要求4所述的触控面板的控制方法，其特征在于其中该第一触控模式是以互电容模式的感应电极的电容计算方式。

10.根据权利要求1所述的触控面板的控制方法，其特征在于若该导体指标物不存在，则重新侦测磁容笔是否存在。