CN104714708A - 控制点感测面板及其设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种控制点感测面板及其设计方法，其中，控制点感测面板包含：基板；M×N个第一感应电极，形成于基板的一表面上；第一信号输出入端组，包含有M个信号输出入端，其中任一个信号输出入端至少电性并联有N个第一感应电极；M×N个第二感应电极，形成于基板的所述表面上；以及第二信号输出入端组，包含有N个信号输出入端，其中任一个信号输出入端至少电性连接有M个第二感应电极，而相邻近且同平面的第一感应电极与第二感应电极间构成M×N个电极邻近区，且电极邻近区中的任一电极邻近区所占面积的任一边长为控制物体的一端点宽度的0.5倍至4.5倍。本发明在不增加信号线数量的情况下能准确地感测出控制点的位置信息。
Description
技术领域
本发明涉及电容式触控面板技术领域，尤其涉及一种控制点感测面板及其设计方法。
背景技术
根据工作原理的不同，常见的触控面板大致可分为电阻式触控面板以及电容式触控面板。当使用者以手指或是导电物体接近或触碰电容式触控面板的表面时，电容式触控面板上的电容值会发生对应的变化，利用这样的电容值变化便可进行触控位置的感测以及计算。传统二维式电容感测触控面板主要由沿水平方向与垂直方向排列的两组感测垫构成，两组感测垫在彼此交错的部分以绝缘材料将两者隔绝而形成电容。二维式电容感测触控面板是目前电容感测触控面板的主流技术，主因是可以同时侦测多个触控点而满足多点触控的市场需求。
但是，传统二维式电容感测触控面板的制程需要多个步骤才能在两组感测垫在彼此交错的部分以绝缘材料将两者隔绝而形成电容，因此造成成本增加。另外，二维式电容感测触控面板的传统感测技术需要透过增加感测垫的数量以及缩小感测垫的面积来达到感测分辨率的增加，因此将造成负责感测的驱动电路脚位增加，进而造成硬件成本负担。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种结构简单、节省成本的控制点感测面板及其设计方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种控制点感测面板，应用于一控制物体的控制点侦测，包含：
一基板；
M×N个第一感应电极，形成于所述基板的一表面上；
一第一信号输出入端组，包含有M个信号输出入端，其中任一个信号输出入端至少电性并联有N个所述第一感应电极；
M×N个第二感应电极，形成于所述基板的所述表面上；以及
一第二信号输出入端组，包含有N个信号输出入端，其中任一个信号输出入端至少电性连接有M个所述第二感应电极，而相邻近且同平面的所述第一感应电极与所述第二感应电极间构成M×N个电极邻近区，且所述电极邻近区中的任一电极邻近区所占面积的任一边长为所述控制物体的一端点宽度的0.5倍至4.5倍。
其中，相同垂直线上的M个第一感应电极分别延伸出M条信号线并构成一组信号线组，而N条垂直线对应有Ｎ组信号线组，每组信号线组中相同水平线的N个信号线电性并联至M个信号输出入端中对应的一信号输出入端上。
其中，所述Ｎ组信号线组分别通过对应的绕线区域，所述绕线区域位于相邻电极邻近区之间。
其中，具有一未绕线区域，所述未绕线区域中设置有假透明导线结构。
其中，相邻近且同平面的所述第一感应电极与所述第二感应电极系分别具有复数条子电极，所述子电极交错构成所述电极邻近区。
其中，所述电极邻近区中的任一电极邻近区所占面积的任一边长大于所述控制物体的所述端点宽度，所述子电极沿一方向的有效面积递减。
本发明还提供一种控制点感测面板，应用于一控制物体的控制点侦测，包含：
一基板，定义有M×N个感测单元；
M×N个第一感应电极，形成于所述基板的一表面上；
一第一信号输出入端组，包含有M个信号输出入端，其中任一个信号输出入端至少电性并联有N个所述第一感应电极；
M×N个第二感应电极，形成于所述基板的所述表面上；以及
一第二信号输出入端组，包含有N个信号输出入端，其中任一个信号输出入端至少电性串接有M个所述第二感应电极，而相邻近且同平面的所述第一感应电极与所述第二感应电极间构成M×N个电极邻近区且分别位于所述M×N个感测单元中，且所述电极邻近区中的任一电极邻近区所占面积为任一感测单元的面积为1/3到1/2之间。
其中，相同垂直线上的M个第一感应电极分别延伸出M条信号线并构成一组信号线组，而N条垂直线对应有N组信号线组，每组信号线组中相同水平线的N个信号线电性并联至M个信号输出入端中对应的一信号输出入端上。
其中，所述N组信号线组分别通过对应的绕线区域，所述绕线区域位于相邻电极邻近区之间。
其中，具有一未绕线区域，所述未绕线区域中设置有假透明导线结构。
其中，相邻近且同平面的所述第一感应电极与所述第二感应电极系分别具有复数条子电极，所述子电极交错构成所述电极邻近区。
其中，所述电极邻近区中的任一电极邻近区所占面积的任一边长大于所述控制物体的所述端点宽度，所述子电极沿一方向的有效面积递减。
本发明还提供一种控制点感测面板，应用于一控制物体的控制点侦测，包含：
一基板；
M×N个第一感应电极，形成于所述基板的一表面上；
一第一信号输出入端组，包含有M个信号输出入端，其中任一个信号输出入端至少电性并联有N个所述第一感应电极；
M×N个第二感应电极，形成于所述基板的所述表面上；以及
一第二信号输出入端组，包含有N个信号输出入端，其中任一个信号输出入端至少电性串接有M个所述第二感应电极，而相邻近且同平面的所述第一感应电极与所述第二感应电极间构成M×N个电极邻近区，且相邻电极邻近区的间距为所述控制物体的端点宽度的1/2到3/2之间。
其中，相同垂直线上的M个第一感应电极分别延伸出M条信号线并构成一组信号线组，而N条垂直线对应有N组信号线组，每组信号线组中相同水平线的N个信号线电性并联至M个信号输出入端中对应的一信号输出入端上。
其中，所述N组信号线组分别通过对应的绕线区域，所述绕线区域位于相邻电极邻近区之间。
其中，具有一未绕线区域，所述未绕线区域中设置有假透明导线结构。
其中，相邻近且同平面的所述第一感应电极与所述第二感应电极系分别具有复数条子电极，所述子电极交错构成所述电极邻近区。
其中，所述电极邻近区中的任一电极邻近区所占面积的任一边长大于所述控制物体的所述端点宽度，所述子电极沿一方向的有效面积递减。
本发明还提供一种控制点感测面板设计方法，所述控制点感测面板可应用于一控制物体的控制点侦测，其方法包含下列步骤：
输入一基板的尺寸以及所述控制物体的端点宽度；以及
根据所述基板的尺寸以及所述控制物体的端点宽度而产生出一电极布局构造，
其中，所述电极布局构造可形成于所述基板之一表面上；所述电极布局构造包含有M×N个第一感应电极、M×N个第二感应电极、一第一信号输出入端组以及一第二信号输出入端组，所述第一信号输出入端组包含有M个信号输出入端，其中任一个信号输出入端至少电性并联有N个所述第一感应电极，所述第二信号输出入端组，包含有N个信号输出入端，其中任一个信号输出入端至少电性连接有M个所述第二感应电极，而相邻近且同平面的所述第一感应电极与所述第二感应电极间构成M×N个电极邻近区且分别位于M×N个感测单元中，且所述电极邻近区中的任一电极邻近区所占面积的任一边长为所述控制物体的一端点宽度的0.5倍至4.5倍，或者是相邻电极邻近区间的宽度为所述控制物体的端点宽度的1/2到3/2之间。
其中，所述电极布局构造中相邻近且同平面的所述第一感应电极与所述第二感应电极系分别具有复数条子电极，所述子电极交错构成电极邻近区，当所述电极邻近区中的任一电极邻近区所占面积的任一边长大于所述控制物体的所述端点宽度时，所产生出的所述电极布局构造中的所述子电极沿一方向的有效面积递减。
其中，所述电极布局构造中所述电极邻近区中的任一电极邻近区所占面积为任一感测单元的面积的1/3到1/2之间。
实施本发明实施例将带来如下有益效果：结构简单，节省成本，在不增加信号线数量的情况下能准确地感测出控制点的位置信息。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A是本发明应用于感测面板的功能方块示意图。
图1B是本发明感测面板中发射信号线与接收信号线分别与手指间产生耦合电容的示意图。
图2是本发明提出一种新的感测方法步骤流程图。
图3A与图3B是本发明电路构造与信号波形示意图。
图4A~图4D是本发明中特征值阵列的数据分布示意图。
图5是将本发明技术手段应用于多个芯片来控制同一块感测面板时的功能方块示意图。
图6是将本发明技术手段应用于多个芯片来控制同一块感测面板时的另一功能方块示意图。
图7是将本发明技术手段应用于多个芯片来控制同一块感测面板时的再一功能方块示意图。
图8是图1中比较器电路的另一实施例示意图。
图9A、9B与9C，是本发明对于控制点感测面板的布线所提出的另一种实施例示意图。
图10是本发明感测单元的宽度与电极邻近区宽度比例示意图。
图11A、11B是本发明对于控制点感测面板的布线所提出的再一种实施例示意图。
图12是上述感测面板中任一电极邻近区的另一较佳实施例示意图。
附图标号简单说明：
发射信号线11~1M 接收信号线21~2N
电极邻近区C11~Cmn 充放电信号产生器190
电压信号处理器180 比较器电路18
输出端Vo 位置1~10
信号线X-1、X0、X1、X2、Y-1、Y0、Y1、Y2
窗口20 第二偏移向量42
第三偏移向量43 第四偏移向量44
位置4-1、4-2、4-3 假信号线19、29
感测面板50 、60 、70 信号线Xc1、Xc2
芯片51、52、61、62、71、72 参考电压传输线53
接收信号线Y61、Y62、 Y71、Y72、Y73
微控制器54 传输线63
比较器电路88 第一电极邻近区81
第二电极邻近区82 输入电压V81、V82
输入端881、882 输出端883
基板90 M×N个感测单元900
M×N个电极邻近区93 第一感应电极901
M个信号线911~91M 信号输出入端1911~191M
第二感应电极902 信号输出入端921~92N
假透明导线结构99 第一感应电极120
第二感应电极121 感测单元宽度W1
面积宽度W2 绕线区域宽度W3 。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上系当作说明之用，而非用以限制本发明。
请参见图1A，其系本发明应用于感测面板的功能方块示意图，其中包含有M条发射信号线11~1M、N条接收信号线21~2N以及该等信号线的邻近处（本发明实施例为交越处，但还可以是同平面但并列）所完成的M×N个电极邻近区P11~Pmn，该等电极邻近区P11~Pmn中发射信号线与接收信号线，可分别因应导电体（例如图1B中的手指17）的接近或接触而产生耦合电容（例如图1B中的Ca、Cb）的变化，且因本发明感测方法的改变，该等电极邻近区经过的发射信号线与接收信号线间的电容值C11~Cmn在很小数值（约在100fF~10pF）的范围内就可以有效运作，相较习知技术约需1-5pF的范围内才可以有效运作，本发明的可操作范围显然有相当程度的改善。至于充放电信号产生器190电性连接于M条发射信号线11~1M，可用以产生所需的充放电信号，而电压信号处理器180则电性连接于N条接收信号线21~2N，可用以于接收信号线21~2N上接收所产生的电压信号并进行处理。而为能改善习用缺失，本发明提出一种新的感测方法包含如图2所示的步骤流程图。
如图2所示，在步骤101中，可于第一时间内，可利用充放电信号产生器190分别由该M条发射信号线11~1M中至少选择两组发射信号线分别输入第一充放电信号与第二充放电信号，电压信号处理器180再分别由Ｎ条接收信号线中至少两组接收信号线上接收相对应产生的第一电压信号与第二电压信号。举例来说，两组发射信号线可为相邻发射信号线12、13，而两组接收信号线可为相邻两接收信号线22、23，所输入的第一充放电信号为由零伏特上升至正电压3V的充电信号（见图3B所示），而输入的第二充放电信号为由3V下降至零伏特之放电信号（见图3B所示），至于分别由相邻两接收信号线22、23上接收到的第一电压信号与第二电压信号，可以利用图1中所示比较器电路18根据第一电压信号与第二电压信号进行比较而由输出端Vo输出第一电压差值或是与第一电压差值等效的函数值。例如，以不同的比较方式或电路来得出与第一电压差值相同极性但非线性比例的函数值；亦可藉由调整充放电信号大小取得第一电压信号与第二电压信号差值的函数，相关实施例容后说明。
接着，在步骤102中，可于第二时间内，充放电信号产生器190分别由上述两组发射信号线分别输入第三充放电信号与第四充放电信号，电压信号处理器180再分别由上述两组接收信号线上接收相对应产生的第三电压信号与第四电压信号。举例来说，两组发射信号线可为相邻发射信号线12、13，而两组接收信号线可为相邻两接收信号线22、23，所输入的第三充放电信号为由3V下降至零伏特的放电信号（见图3B所示），而输入的第四充放电信号为由零伏特上升至正电压3V的充电信号（见图3B所示），至于分别由相邻两接收信号线22、23上接收到的第三电压信号与第四电压信号，同样可以利用图1中所示比较器电路18进行比较而由输出端Vo输出第二电压差值或是与第二电压差值等效的函数值，例如，以不同的比较方式或电路来得出与第二电压差值相同极性但非线性比例的函数值；亦可藉由调整充放电信号大小取得第三电压信号与第四电压信号差值的函数，相关实施例容后说明。
接着，于步骤103中，电压信号处理器180可根据该第一电压差值或与其等效的函数值与该第二电压差值或与其等效的函数值而产生出对应该等四组信号线的邻近处所对应的电极邻近区的特征值，本实施例系该等相邻发射信号线12、13与该等相邻接收信号线22、23（交越处位置或邻近处位置）所对应的电极邻近区的特征值，本实施例为将第一电压差值或其函数值减去第二电压差值或其函数值定义为相对应于电极邻近区P22所在位置的特征值。该等特征值系与该等电极邻近区中发射信号线与接收信号线分别因应导电体（例如手指）的接近或接触而产生耦合电容的大小有关系。
接着电压信号处理器180可对所有相邻发射信号线与相邻接收信号线重复上述步骤101~103，进而产生出复数个特征值而可形成一特征值阵列A[p,q]。基本上，该特征值阵列A[p,q]便可用来估计出该感测面板感测面板上的一个或多个控制点的位置信息，其中该等控制点系为手指或其它导电体接近该感测面板感测面板中的位置。而当步骤104中判断出所有的位置或预设的位置都进行完上述步骤而得到相对应的特征值后，便进入步骤105。
最后步骤105系可根据该特征值阵列A[p,q]内之资料分布，进而估计出感测面板感测面板上的一个或多个控制点的位置信息。其中该等控制点系为手指或其它导电体接近该感测面板感测面板中的位置。而步骤105可在包含有电压信号处理器180的感测面板控制电路芯片中来完成，或是将特征值阵列A[p,q]传送至应用该感测面板的信息系统，例如笔记型计算机、平板计算机等，而让信息系统来执行步骤105也是可以的。
为能更清楚说明上述技术的细节，特以图3A与图3B所示的电路构造与信号波形示意图来进行实例讲解，但本发明技术不限仅能以下列方式进行。由于上述实施例系以相邻两发射信号线与相邻两接收信号线为一个单位来进行感测，因此可以视为利用涵盖四条信号线的电极邻近区（例如交越处或邻近处位置）的一个窗口20来进行移动，进而扫描整个感测面板。当窗口20移动到信号线X0、X1、Y0、Y1的电极邻近区，而且手指（或导体类的控制物体）接近或碰触点与窗口20间的相对位置关系为四个信号线交点的右上位置1时，利用上述步骤101~102所得到的第一电压差值与第二电压差值分别为+ΔV与-ΔV，因此，步骤103（第一电压差值减去第二电压差值）所得到的特征值将为+2ΔV。而当手指（或导体）接近或碰触点与窗口20间之相对位置关系为四个信号线交点的右下位置2时，利用上述步骤101~102所得到的第一电压差值与第二电压差值分别为-ΔV与+ΔV，因此，步骤103（第一电压差值减去第二电压差值）所得到的特征值将为-2ΔV。而当手指（或导体）接近或碰触点与窗口20间的相对位置关系为四个信号线交点的左下位置3时，利用上述步骤101~102所得到的第一电压差值与第二电压差值分别为+ΔV与-ΔV，因此，步骤103（第一电压差值减去第二电压差值）所得到的特征值将为+2ΔV。当手指（或导体类的控制物体）接近或碰触点与窗口20间的相对位置关系为四个信号线交点的右上位置4时，利用上述步骤101~102所得到的第一电压差值与第二电压差值分别为-ΔV与+ΔV，因此，步骤103（第一电压差值减去第二电压差值）所得到的特征值将为-2ΔV。
但是当手指（或导体类的控制物体）接近或碰触到与窗口20间的相对位置关系为图中的位置5、6、7、8时（也就是窗口20外的区域），利用步骤101~103所得到的特征值将分别与位置1、2、3、4的极性一致但绝对值较小。
至于当手指（或导体类的控制物体）接近或碰触到与窗口20间的相对位置关系为图中的位置9时，只要发射信号线上的充放电信号足够强，步骤101所得到的第一电压差值与步骤102所得到的第二电压差值分别为0，因此步骤103中将第一电压差值减去第二电压差值所得到特征值仍为0。而当手指（或导体类的控制物体）接近或碰触到与窗口20间的相对位置关系为图中的位置10时，步骤101所得到的第一电压差值与步骤102所得到的第二电压差值分别为-ΔV与-ΔV，因此步骤103中将第一电压差值减去第二电压差值所得到特征值仍为0。而当窗口20移动到信号线X0、X1、Y0、Y1的电极邻近区（本图为交越处），若是没有手指（或导体类的控制物体）接近或碰触或是手指（或导体类的控制物体）接近或碰触点与窗口20间的相对位置关系为位置（4-1）、位置（4-2）或位置（4-3）时，利用步骤101~103所得到的特征值皆为0。
如此一来，在尺寸为2×2的窗口20扫描过整个感测面板后，便可产生出一个特征值阵列A[p,q]，其中对应每个窗口位置系储存有上述步骤得到的特征值，特征值可分为正值、负值或是0，简单的表达就是＋、－以及0。
而根据该特征值阵列A[p,q]内的数据分布来进行分析，利用步骤104便可估计出该感测面板上的一个或多个控制点的位置信息。其中该等控制点系为手指接近或碰触该该感测面板中的位置。举例来说，当完全没有手指接近或碰触该感测面板，在一预定时间中扫描所得的特征值阵列A[p,q]的所有数据均为0，而当手指接近或碰触该感测面板中任一发射信号线与接收信号线的电极邻近区（本图为信号线X0与信号线Y0的交越点位置（X0,Y0））时，对应该交点的一特征值及其周围的八个特征值将会如图4A所示的3×3阵列，因此，对此3×3阵列进行运算，当该运算的结果符合图4A所示的第一状态（例如图中特征值的分布状态），便可判断出该控制点的位置信息（X0,Y0）与第一偏移向量0。意即当特征值阵列A[p,q]的局部出现如图4A所示的数据分布时，便可推估出（X0,Y0）处有一个控制点。而当特征值阵列A[p,q]中出现有多个如图4A所示的数据分布时，便可同时推估出有多个控制点。
除此之外，特征值阵列A[p,q] 的局部还有出现如图4B~图4D的数据分布时，而这也可以推估出该处有一个控制点，只是位置不在交越点位置上，而是在交越点位置（X0,Y0）的附近而具有第二偏移向量42、第三偏移向量43、第四偏移向量44，举例来说，图4B的数据分布代表控制点位于交越点位置(X0,Y0)的下方（例如图3的位置（4-3））、图4C的数据分布代表控制点位于交越点位置（X0,Y0）的右方（例如图3的位置（4-1）），至于图4D的数据分布代表控制点位于交越点位置（X0,Y0）的右下方（例如图3的位置（4-2）），因此在相同的布线密度下，本发明可将辨识的分辨率在两个维度上各提高成两倍，因此整体分辨率可提高成四倍。
至于图3B所示的充放电信号只是用以说明的一例，不一定仅能限制于正电压3V下降至零伏特或是零伏特上升至正电压3V，只要是由某一较大固定电压下降至另一较小固定电压或是由再一较小固定电压上升至又一较大固定电压都可以使用并达到感测目的，只是预设成以零伏特及3V来进行感测，可以有助于维持电路设计的平衡。
而由于是利用相邻两条发射信号线与相邻两条接收信号线来进行位置侦测，因此在感测面板X方向与Y方向的边缘处需至少各增设一条如图1中所示的假信号线（DUMMY LINE）10、20，用以提供发射信号线11、接收信号线21进行上述运算之用，但假信号线（DUMMY LINE）上可以不需要配置有电极邻近区。当然，也可直接省略假信号线（DUMMY LINE）的设置，直接将发射信号线12、接收信号线22镜射成虚拟的假信号线（DUMMY LINE）10、20，用来提供发射信号线11、接收信号线21进行上述运算之用。
再请参见图5，其系将本发明技术手段应用于多个感测芯片来控制同一块感测面板50时的功能方块示意图，图中以两个感测芯片为例，会有不同组的发射或接收信号线Xc1、Xc2分配给不同的感测芯片51、52来处理，则感测芯片间需设置有一参考电压传输线53，用以传送一参考电压信号给所有的感测芯片来进行参考，如此将可让分属不同感测芯片上的接收信号线上所产生的电压信号进行比较运算时可以有统一的参考电压，感测芯片51、52并可将步骤101、102所得到的电压差值或是步骤103所得到的特征值传送到后端的微控制器54进行处理，进而得到相对应的控制点位置信息，进而达到本发明的主要目的。
另外，再请参见图6，若感测面板60相邻接收信号线Y61、Y62刚好分属于不同的芯片61、62，则芯片61、62间也可透过彼此互连的信号传输线（例如图中传输线63）来传送相邻一个或多信号线上的电压信号给另一芯片来进行参考，如此将可完成上述运算而达到本发明的主要目的。或是如图7所示，其系将感测面板70上介于接收信号线Y71与Y73间的接收信号线Y72同时接到不同的芯片71、72，用以让接收信号线Y72上的电压信号可以让两个芯片71、72都可以进行参考，如此也可完成上述运算而达到本发明的主要目的。
再请参见图8，其系图1中比较器电路18的另一实施例示意图，其中利用第一电容器81、第二电容器82与比较器电路88来进行另外一种比较方式。详细来说，在步骤101中，同样可于第一时间内，利用充放电信号产生器190分别由该M条发射信号线11~1M中至少选择两组发射信号线分别输入第一充放电信号与第二充放电信号，电压信号处理器180再分别由Ｎ条接收信号线中至少两组接收信号线上接收相对应产生的第一电压信号与第二电压信号。举例来说，两组发射信号线可为相邻发射信号线12、13，而两组接收信号线可为相邻两接收信号线22、23所输入的第一充放电信号为由零伏特上升至正电压3V的充电信号（见图3B所示），而输入的第二充放电信号为由3V下降至零伏特的放电信号（见图3B所示），至于分别由相邻两接收信号线22、23上接收到的第一电压信号与第二电压信号，可以另外藉由控制图8中第一电容器81、第二电容器82的输入电压V81与V82的准位，而让比较器电路88的两个输入端881、882间达成平衡，进而使输出端883所输出的电压维持在“0”准位，并可记录达成平衡时V81与V82准位的差值来当作第一电压差值。或者，可以提供相同的输入电压V81与V82，但是改变第一电容器81、第二电容器82的电容值，也是同样让比较器电路88的两个输入端881、882间达成平衡，进而使输出端883所输出的电压维持在“0”准位，并可记录达成平衡时第一电容器81、第二电容器82的电容值的差值来当作与第一电压差值等效的函数值。而图1中的比较器电路18需要以模拟数字转换器来完成，但是比较器电路88则可以用较简单的单一位的比较器来完成。
而在步骤102中，可于第二时间内，充放电信号产生器190分别由上述两组发射信号线分别输入第三充放电信号与第四充放电信号，电压信号处理器180再分别由上述两组接收信号线上接收相对应产生的第三电压信号与第四电压信号。举例来说，两组发射信号线可为相邻发射信号线12、13，而两组接收信号线可为相邻两接收信号线22、23，所输入的第三充放电信号为由3V下降至零伏特的放电信号（见图3B所示），而输入的第四充放电信号为由零伏特上升至正电压3V的充电信号（见图3B所示），至于分别由相邻两接收信号线22、23上接收到的第三电压信号与第四电压信号，同样可以利用图8中第一电容器81、第二电容器82的输入电压V81与V82的准位，而让比较器电路88的两个输入端881、882间达成平衡，进而使输出端883所输出的电压维持在“0”准位，并可记录达成平衡时V81与V82准位的差值来当作第二电压差值。或者，可以提供相同的输入电压V81与V82，但是改变第一电容器81、第二电容器82的电容值，也是同样让比较器电路88的两个输入端881、882间达成平衡，进而使输出端883所输出的电压维持在“0”准位，并可记录达成平衡时第一电容器81、第二电容器82的电容值的差值来当作与第二电压差值等效的函数值。
另外，上述各个例子都是以相邻两信号线为例来进行说明，但是本发明技术手段尚可用选用M条发射信号线中两组发射信号线甚或是更多组发射信号线来分别输入充放电信号，并分别由Ｎ条接收信号线中两组接收信号线甚或是更多组接收信号线来接收所相对应产生的电压信号，而每组发射信号线可为单一条发射信号线或是复数条发射信号线来构成，而且两组发射信号线间不一定要紧邻，中间也可以隔有其它发射信号线。当然，每组接收信号线的组成也可以是单一条接收信号线或是复数条接收信号线来构成，而且两组接收信号线间不一定要紧邻，中间也可以隔有其它接收信号线。而以复数条发射信号线或复数条接收信号线来完成每组发射信号线或接收信号线，将有助于感测灵敏度的提高与感测面积的增加，使得导电体接近感测面板便可感测到，而不需要直接接触。另外，本发明也可改为Ｎ条发射信号线中两组发射信号线甚或是更多组发射信号线来分别输入充放电信号，并分别由M条接收信号线中两组接收信号线甚或是更多组接收信号线来接收所相对应产生的电压信号，只需利用多任务器（图未示出）来进行线路连接的改变，而且电压信号处理器180也可由两个或多个模拟/数字转换器或单一位的比较器来组成，且两个或多个模拟/数字转换器可设于不同芯片中，此属电路设计的一般变化，在此不再赘述。
再者，请参见图9A、9B与9C，其系本发明对于控制点感测面板的布线所提出的另一种实施例示意图，图9A中表示出基板90上定义有呈矩阵分布的M×N个感测单元900（本实施例中M=9、N=14)，而且M×N个感测单元900中对应设置有M×N个电极邻近区93，而且绝大部份的电极邻近区93的面积小于感测单元900，约仅占感测单元900的1/3到1/2之间。
由于画出所有呈矩阵分布的感测单元有其制图上的困难，但其具有图案的重复性，因此本发明仅利用图9B与9C表示出M×N个感测单元中四个角落的感测单元900的走线实施例，感测单元900中皆对应形成有M×N个第一感应电极，于本实施例中M=9、N=14。图中的第一感应电极901，形成于基板90的表面上；而其中相同垂直线上的第一感应电极901所分别延伸出的M个信号线911~91M而构成一个信号线组，而N条垂直线便对应有N组信号线组，而将每一组中相同编号的信号线电性并联后（图中未示出），便可将相同水平线上的N个第一感应电极整合在同一条信号输出入端，例如图中所示之1911~191M。另外，本实施例还在基板90之同一表面上形成有M×N个第二感应电极，例如图中的第二感应电极902，相同垂直线上的M个第二感应电极902实际上是连接在一起的。至于N个信号输出入端921~92N，其中任一个信号输出入端系分别电性连接至相同垂直线上的M个第二感应电极，而相邻近且同平面的该第一感应电极与该第二感应电极间便可构成二维分布的M×N个电极邻近区，例如图中所示，由并排邻近的第一感应电极901与第二感应电极902所构成的电极邻近区93，而且相邻近且同平面的该第一感应电极901与该第二感应电极902系分别具有复数条子电极，该等子电极交错构成电极邻近区，其中该等子电极呈之字形延伸。如此可以增加电极分布的均匀度。
因此，上述布线方式并不需要绝缘层的设置，并可以完成二维矩阵的感测区域配置，也不会过度需要发射信号线与接收信号线间的等效电容，便因此所形成的控制点感测面板也可运用本发明所提出的感测方法来完成控制点的侦测。
而由于本发明所提出的控制点感测技术手段，可将辨识的分辨率在两个维度上各提高成两倍，使得整体分辨率可提高成四倍。因此在本发明所提出的控制点感测面板实施例中，且该等电极邻近区中的任一电极邻近区可以不需紧密排列便可以达到侦测控制点的效果。以图10为例，其中每个感测单元（sensing cell）的宽度W1可以设计成控制物体的端点宽度的两倍左右，以控制物体为手指为例来说，手指接触面积的宽度约为4mm，因此，以矩形甚或正方形为主要形状的感测单元（sensing cell）900的宽度W1可设计为8mm，但可视不同需求而放宽设计，经发明人评估后所得的下限约为6mm，而上限约可到13mm。而电极邻近区93所占面积宽度W2的上下限可以仅有8mm到4mm，W2约为W1的2/3到8/13。因此，本例所设置的绕线区域宽度W3的上下限约为2mm到5mm，绕线区域可以提供给绕线经过，以本实施例而言，相同垂直线上的第一感应电极901所分别延伸出的M个信号输出入端911~91M便可从此区域通过。而充足的绕线面积将可让绕线具有足够的导线宽度，进而让绕线的整体电阻不致过大，有利于更大面积的面板应用。但因绕线区域不是有效电容区域，因此为了让绕线区域的设置不会影响感测的正确性，本实施例所设置的绕线区域宽度（也就是相邻电极邻近区的间距）的原则就是必须与控制物体的端点宽度相仿，但当然也可视应用状况而稍稍放宽到控制物体的端点宽度的1/2到4/5。以本实施例而言，手指接触面积的宽度为4mm，所以绕线区域宽度约为2mm到5mm。至于电极邻近区93的面积可以仅占感测单元（sensing cell）900面积的64/169到16/36之间，大约是1/3到1/2之间。
另外，若是以笔状物为控制物体，其端点宽度1mm到2mm为例，感测单元（sensing cell）900的宽度可设计为6mm左右，而电极邻近区93所占面积宽度可以仅有5mm到4.5mm左右，而绕线区域宽度则约为1mm到1.5mm，因为过小的宽度将不利绕线的设置。若是以手掌为控制物体，其端点宽度20mm为例，感测单元（sensing cell）900的宽度可设计为40mm左右，而电极邻近区93所占面积宽度可以仅有20mm左右，而绕线区域宽度则约为20mm到30mm。以上述例子来推论，电极邻近区93所占面积的宽度原则就是与控制物体的端点宽度相仿，但也可稍放宽到控制物体的端点宽度的0.5到4.5倍（以笔状物为例）。绕线区域宽度（也就是相邻电极邻近区之间距）的原则就是与控制物体的端点宽度相仿，但也可稍稍放宽到控制物体的端点宽度的1/2到3/2。而感测单元（sensing cell）900的宽度则可为该控制物体的端点宽度的两倍，当然也可以稍微弹性放大到1.5倍到2.5倍之间。
而图中所示的感应电极与绕线可以使用透明电极来完成，因此可以整合至触控显示器上，而为能让视觉上较为均匀，在未绕线区域仍可选择留有假（dummy）透明导线结构99，例如图11A与11B中所示。而上述透明电极可以利用光罩微影技术来完成定义，但是当感测单元（sensing cell）与绕线导线的宽度可以因本发明所述的感测技术而放宽时，当然，上述感应电极与绕线便可改以制作成本较为低廉的导线印刷制程来完成。而且触控面板不需透明时，也可以不透光的导线来完成导线印刷，此时，在未绕线区域则可以不需要假导线结构的设置，如此还可以节省导线材料的浪费。而本实施例的M个信号输出入端1911~191M以及N个信号输出入端921~92N可以分别是感测方法中所提及的发射信号线以及接收信号线，当然也可以将M个信号输出入端1911~191M当作接收信号线以及把N个信号输出入端921~92N当作发射信号线。
再请参见图12，其系上述感测面板中任一电极邻近区的另一较佳实施例示意图，因为当感测单元（sensing cell）900的面积宽度远大于该控制物体（例如手指）的端点宽度，例如2.5倍到3倍甚至更大时，过于均匀的电极分布反而不利于感测面板的位置解析能力。因此，当感测单元（sensing cell）900中电极邻近区93所占的面积宽度大于该控制物体（例如手指）的端点宽度时，第一感应电极120以及第二感应电极121可以如图12所示的形状来设置，此类形状的设计原理是让第一感应电极120的子电极沿水平箭头方向来让电极的有效面积递减，而让第二感应电极121沿垂直箭头方向来让每个子电极的有效面积递减，如此一来，将可以使得手指触碰点或接近点是往图中的右边或下边移动时，手指与第一感应电极120以及第二感应电极121间所分别产生的耦合电容变小。如此将可让本发明感测面板的位置解析能力更好，进而达到更佳效果。
另外，本发明可以利用运行在计算机或其它类似的数字数据处理装置的程序来完成本发明中的控制点感测面板设计方法，只需要输入基板90的尺寸以及该控制物体（例如笔状物、手指或是手掌）的端点宽度，然后程序便可以根据该基板的尺寸以及该控制物体的端点宽度而产生出一电极布局构造，其中，该电极布局构造可形成于该基板之表面上；该电极布局构造包含有前述的图式所表达的M×N个第一感应电极、M×N个第二感应电极、第一信号输出入端组以及第二信号输出入端组，该第一信号输出入端组包含有M个信号输出入端，其中任一个信号输出入端至少电性并联有N个第一感应电极，该第二信号输出入端组，包含有N个信号输出入端，其中任一个信号输出入端至少电性连接有M个第二感应电极，而相邻近且同平面之该第一感应电极与该第二感应电极间构成M×N个电极邻近区且分别位于M×N个感测单元中，且该等电极邻近区中的任一电极邻近区所占面积的任一边长为该控制物体的一端点宽度的0.5倍至4.5倍，或者是相邻电极邻近区间的宽度为该控制物体的端点宽度的1/2到3/2之间，当然也可以是该等电极邻近区中的任一电极邻近区所占面积为任一感测单元的面积的1/3到1/2之间。另外，设计方法所完成的该电极布局构造中相邻近且同平面的该第一感应电极与该第二感应电极系分别具有复数条子电极，该等子电极交错构成电极邻近区，而当该等电极邻近区中的任一电极邻近区所占面积的任一边长大于该控制物体的该端点宽度，所产生出的该电极布局构造中的该等子电极沿一方向的有效面积递减。
综上所述，本发明实施例提出一种应用于感测面板的控制点感测方法与装置，其可利用创新的感测方法与装置，在不增加信号线数量的情况下能准确地感测出控制点的位置信息。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (21)
1.一种控制点感测面板，应用于一控制物体的控制点侦测，其特征在于，包含：
一基板；
M×N个第一感应电极，形成于所述基板的一表面上；
一第一信号输出入端组，包含有M个信号输出入端，其中任一个信号输出入端至少电性并联有N个所述第一感应电极；
M×N个第二感应电极，形成于所述基板的所述表面上；以及
一第二信号输出入端组，包含有N个信号输出入端，其中任一个信号输出入端至少电性连接有M个所述第二感应电极，而相邻近且同平面的所述第一感应电极与所述第二感应电极间构成M×N个电极邻近区，且所述电极邻近区中的任一电极邻近区所占面积的任一边长为所述控制物体的一端点宽度的0.5倍至4.5倍。
2.如权利要求1所述的控制点感测面板，其特征在于，相同垂直线上的M个第一感应电极分别延伸出M条信号线并构成一组信号线组，而N条垂直线对应有Ｎ组信号线组，每组信号线组中相同水平线的N个信号线电性并联至M个信号输出入端中对应的一信号输出入端上。
3.如权利要求2所述的控制点感测面板，其特征在于，所述Ｎ组信号线组分别通过对应的绕线区域，所述绕线区域位于相邻电极邻近区之间。
4.如权利要求2所述的控制点感测面板，其特征在于，具有一未绕线区域，所述未绕线区域中设置有假透明导线结构。
5.如权利要求1所述的控制点感测面板，其特征在于，相邻近且同平面的所述第一感应电极与所述第二感应电极系分别具有复数条子电极，所述子电极交错构成所述电极邻近区。
6.如权利要求5所述的控制点感测面板，其特征在于，所述电极邻近区中的任一电极邻近区所占面积的任一边长大于所述控制物体的所述端点宽度，所述子电极沿一方向的有效面积递减。
7.一种控制点感测面板，应用于一控制物体的控制点侦测，其特征在于，包含：
一基板，定义有M×N个感测单元；
M×N个第一感应电极，形成于所述基板的一表面上；
一第一信号输出入端组，包含有M个信号输出入端，其中任一个信号输出入端至少电性并联有N个所述第一感应电极；
M×N个第二感应电极，形成于所述基板的所述表面上；以及
一第二信号输出入端组，包含有N个信号输出入端，其中任一个信号输出入端至少电性串接有M个所述第二感应电极，而相邻近且同平面的所述第一感应电极与所述第二感应电极间构成M×N个电极邻近区且分别位于所述M×N个感测单元中，且所述电极邻近区中的任一电极邻近区所占面积为任一感测单元的面积为1/3到1/2之间。
8.如权利要求7所述的控制点感测面板，其特征在于，相同垂直线上的M个第一感应电极分别延伸出M条信号线并构成一组信号线组，而N条垂直线对应有N组信号线组，每组信号线组中相同水平线的N个信号线电性并联至M个信号输出入端中对应的一信号输出入端上。
9.如权利要求8所述的控制点感测面板，其特征在于，所述N组信号线组分别通过对应的绕线区域，所述绕线区域位于相邻电极邻近区之间。
10.如权利要求8所述的控制点感测面板，其特征在于，具有一未绕线区域，所述未绕线区域中设置有假透明导线结构。
11.如权利要求7所述的控制点感测面板，其特征在于，相邻近且同平面的所述第一感应电极与所述第二感应电极系分别具有复数条子电极，所述子电极交错构成所述电极邻近区。
12.如权利要求11所述的控制点感测面板，其特征在于，所述电极邻近区中的任一电极邻近区所占面积的任一边长大于所述控制物体的所述端点宽度，所述子电极沿一方向的有效面积递减。
13.一种控制点感测面板，应用于一控制物体的控制点侦测，其特征在于，包含：
一基板；
M×N个第一感应电极，形成于所述基板的一表面上；
一第一信号输出入端组，包含有M个信号输出入端，其中任一个信号输出入端至少电性并联有N个所述第一感应电极；
M×N个第二感应电极，形成于所述基板的所述表面上；以及
一第二信号输出入端组，包含有N个信号输出入端，其中任一个信号输出入端至少电性串接有M个所述第二感应电极，而相邻近且同平面的所述第一感应电极与所述第二感应电极间构成M×N个电极邻近区，且相邻电极邻近区的间距为所述控制物体的端点宽度的1/2到3/2之间。
14.如权利要求13所述的控制点感测面板，其特征在于，相同垂直线上的M个第一感应电极分别延伸出M条信号线并构成一组信号线组，而N条垂直线对应有N组信号线组，每组信号线组中相同水平线的N个信号线电性并联至M个信号输出入端中对应的一信号输出入端上。
15.如权利要求14所述的控制点感测面板，其特征在于，所述N组信号线组分别通过对应的绕线区域，所述绕线区域位于相邻电极邻近区之间。
16.如权利要求15所述的控制点感测面板，其特征在于，具有一未绕线区域，所述未绕线区域中设置有假透明导线结构。
17.如权利要求13所述的控制点感测面板，其特征在于，相邻近且同平面的所述第一感应电极与所述第二感应电极系分别具有复数条子电极，所述子电极交错构成所述电极邻近区。
18.如权利要求17所述的控制点感测面板，其特征在于，所述电极邻近区中的任一电极邻近区所占面积的任一边长大于所述控制物体的所述端点宽度，所述子电极沿一方向的有效面积递减。
19.一种控制点感测面板设计方法，所述控制点感测面板可应用于一控制物体的控制点侦测，其方法包含下列步骤：
输入一基板的尺寸以及所述控制物体的端点宽度；以及
根据所述基板的尺寸以及所述控制物体的端点宽度而产生出一电极布局构造，
其中，所述电极布局构造可形成于所述基板之一表面上；所述电极布局构造包含有M×N个第一感应电极、M×N个第二感应电极、一第一信号输出入端组以及一第二信号输出入端组，所述第一信号输出入端组包含有M个信号输出入端，其中任一个信号输出入端至少电性并联有N个所述第一感应电极，所述第二信号输出入端组，包含有N个信号输出入端，其中任一个信号输出入端至少电性连接有M个所述第二感应电极，而相邻近且同平面的所述第一感应电极与所述第二感应电极间构成M×N个电极邻近区且分别位于M×N个感测单元中，且所述电极邻近区中的任一电极邻近区所占面积的任一边长为所述控制物体的一端点宽度的0.5倍至4.5倍，或者是相邻电极邻近区间的宽度为所述控制物体的端点宽度的1/2到3/2之间。
20.如权利要求19所述的控制点感测面板设计方法，其特征在于，所述电极布局构造中相邻近且同平面的所述第一感应电极与所述第二感应电极系分别具有复数条子电极，所述子电极交错构成电极邻近区，当所述电极邻近区中的任一电极邻近区所占面积的任一边长大于所述控制物体的所述端点宽度时，所产生出的所述电极布局构造中的所述子电极沿一方向的有效面积递减。
21.如权利要求19所述的控制点感测面板设计方法，其特征在于，所述电极布局构造中所述电极邻近区中的任一电极邻近区所占面积为任一感测单元的面积的1/3到1/2之间。
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