CN1801069A - 电容式触控板及其检测方法 - Google Patents

Abstract

一种双轴非等间隔交错式感应扫描的电容式触控板，包括二轴以及以非等间隔交错方式排列的多个感应器分别连接该二轴，该等感应器产生的电容变化量在该二轴上产生相位领先或落后的Z轴信号通过以判断手指在该电容式触控板上的滑动的移动方向。

Description

电容式触控板及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种电容式触控板，特别是关于一种双轴非等间隔交错式感应扫描的电容式触控板。

背景技术

电容式触控板已经广泛地用作计算机系统的指向装置。传统的电容式触控板通过由检测矩阵式配置的许多感应器的电容变化量，判断手指碰触其面板的位置，并由手指碰触的位置的变化判断其移动量及移动速度。在鼠标Z轴上的应用如图1A及图1B所示，在电容式触控板10上具有多个感应器12，每个感应器12各自对应一独立的迹线，该迹线X1-X8构成一排扫描线16，当手指碰触到电容式触控板10时，经扫描该感应器12产生电容变化量如图1B所示，据以判断手指在面板上的位置，例如图1B中的分布表示手指在迹线X5连接的感应器上。当手指在触控板10上滑动时，产生电容变化量最大的位置也随之移动，由手指碰触的位置的变化判断其移动量及移动速度，经转换后送出Z轴信号。

然而，当感应器12的数目愈多时，其对应迹线的数目就愈多，而且触控板10的控制器14内的应用电路也跟着复杂，因此芯片的尺寸、其制造与封装成本也相对提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电容式触控板及其检测方法。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种减少迹线数目的电容式触控板。

本发明要解决的又一个技术问题是提供一种应用电路简单、成本低廉且易与一般Z轴鼠标电路整合的电容式触控板。

根据本发明，一种电容式触控板包括二轴各连接多个感应器，该感应器以非等间隔交错方式排列。

根据本发明，一种电容式触控板的检测方法，该电容式触控板含有第一及第二轴以及以非等间隔交错方式排列的多个感应器分别连接该第一及第二轴，该方法包括检测该感应器的电容变化量，以产生第一轴与第二轴信号，以及根据该第一轴与第二轴信号衍生的波形相位判断在该电容式触控板上滑动的移动方向。

根据本发明，一种应用于鼠标Z轴的电容式触控板，包括二轴以及以非等间隔交错方式排列的多个感应器分别连接该二轴，该感应器产生的电容变化量在该二轴上产生相位领先或落后的Z轴信号籍以对一视窗的滚动条进行卷动。

根据本发明的电容式触控板及其检测方法，只要手指在电容式触控板上滑动即可产生周期性信号，不需经繁复的电路运算便可轻易达成鼠标Z轴的设计，解决公知的多迹线单一式感应扫描需要经过极为复杂的电路运算与转换过程方能仿真送出Z轴信号的问题。

此外，根据本发明产生的周期性信号所设计的鼠标Z轴具有与滚轮鼠标相同的结构，因此可轻易与一般Z轴鼠标的电路整合在一起，不需再经过复杂的电路运算及转换，且不必使用大量的迹线，使得应用电路较为简单、成本下降。

附图说明

图1A为公知的电容式触控板的示意图。

图1B为图1A的电容式触控板检测产生的电容变化量的示意图。

图2为根据本发明的电容式触控板的示意图。

图3中(a)为图2的电容式触控板检测产生的电容变化量的示意图。

图3中(b)为图2的电容式触控板检测产生的电容变化量的示意图。

图3中(c)为图2的电容式触控板检测产生的电容变化量的示意图。

图3中(d)为图2的电容式触控板检测产生的电容变化量的示意图。

图4A为图2电容式触控板产生的相位领先波形的示意图。

图4B为图2电容式触控板产生的相位落后波形的示意图。

图5为图2的电容式触控板应用于鼠标的Z轴机构的示意图。

图6为本发明的系统方块图。

图7为图6中的模拟方块的功能方块图。

图8为根据本发明的另一实施例示意图。

图9为根据本发明的又一实施例示意图。

10电容式触控板              12感应器

14控制器                    16扫描线

20电容式触控板              22轴

24轴                        26感应器

28感应器                    50鼠标

52Z轴机构                   602Z轴感测器

604信号处理单元             606模拟方块

608微控制器                 610SRAM

612R0M                      614数字方块

616鼠标                     618Z轴机构

620连接线                   622计算机

702多任务器                 704电流源

706方大器                   708数字至模拟转换器

710模拟至数字转换器         712数字方块

80电容式触控板              82轴

84轴                            86轴

88a感应器                       88b感应器

88C感应器                       90电容式触控板

91轴                            92轴

93轴                            94轴

95a感应器                       95b感应器受器

95c感应器                       96感应器

具体实施方式

根据本发明，一种双轴非等间隔交错式感应扫描的电容式触控板如图2所示，电容式触控板20上具有轴22与24，以及多个感应器26与28以非等间隔交错方式排列，感应器26连接轴22，感应器28连接轴24。

参照图2，一种检测电容式触控板20的方法，包括检测轴22及24上以非等间隔交错方式排列的感应器26及28的电容变化量，产生轴22及24信号，接着根据该电容变化量设定及改变电压的准位，产生轴22及24的波形相位，最后根据该波形相位判断在电容式触控板20上的滑动的移动方向。

图3(a)-(d)为检测电容式触控板20所产生的电容变化量的示意图。当手指从电容式触控板20上方往下滑动时，首先触碰到没有感应器的位置，所产生的电容变化量如(a)所示，接着触碰到感应器26，所产生的电容变化量如(b)所示，之后同时触碰到感应器26及28，所产生的电容变化量如(c)所示，然后再触碰到感应器28，所产生的电容变化量如(d)所示，最后再触碰到没有感应器的位置，所产生的电容变化量如(a)所示，如此即产生一个由上往下滑动的周期信号。同样地，当手指从电容式触控板20下方往上滑动时，首先触碰到没有感应器的位置，所产生的电容变化量如(a)所示，接着触碰到感应器28，所产生的电容变化量如(d)所示，之后同时触碰到感应器28及26，所产生的电容变化量如(c)所示，然后再触碰到感应器26，所产生的电容变化量如(b)所示，最后再触碰到没有感应器的位置，所产生的电容变化量如(a)所示，产生一个由下往上滑动的周期信号。根据由上往下滑动的周期信号产生一个相位领先的电压波形如图4A所示，以及根据由下往上滑动的周期信号产生一个相位落后的电压波形如图4B所示，如图4A及图4B所示的相依信号即类似于鼠标Z轴滚轮的特性，因此根据本发明的电容式触控板及其检测方法，只要手指在电容式触控板上滑动即可产生周期性信号，不需经繁复的电路运算便可轻易达成鼠标Z轴的设计，解决公知的多迹线单一式感应扫描需要经过极为复杂的电路运算与转换过程方能仿真送出Z轴信号的问题。

此外，根据本发明产生的周期性信号所设计的鼠标Z轴具有与滚轮鼠标相同的结构，因此可轻易与一般Z轴鼠标的电路整合在一起，不需再经过复杂的电路运算及转换，且不必使用大量的迹线，使得应用电路较为简单、成本下降。

图5为图2的电容式触控板20应用在鼠标50的z轴机构52的示意图。配合电容式触控板的检测方法判断手指滑动的移动方向，并以移动方向控制在窗口上的滚动条的卷动功能。

图6为本发明的系统方块图，本系统包括Z轴传感器602以及信号处理单元604，Z轴传感器602感应到的信号经由信号处理单元604中的模拟方块606、数字方块614、徽控制器608、SRAM610及ROM612处理后产生一Z轴信号，该Z轴信号可应用于鼠标616的Z轴机构618中，并通过由连接线620经由USB或PS/2接口与计算机622连接，达到在计算机622视窗上的滚动条的卷动功能。

图7为图6中模拟方块606的功能方块图，包括二Z轴信号Z1、Z2输入一多任务器702，一电流源704连接多任务器702的输出，以提供电流产生电压信号V1及V2，一数字至模拟转换器708提供一电压位准给放大器706，一模拟至数字转换器710连接放大器706的输出端，以将放大器706输出的模拟信号转换为数字信号，并通过由数字方块712交由微控制器608处理，以产生相位领先或相位落后的电压波形。

根据本发明，另一实施例的电容式触控板如图8所示，电容式触控板80在轴82及84之间增加辅助轴86，同样地，连接轴82与84的多个感应器88a与88b以非等间隔交错方式排列，连接轴86的多个感应器88C穿插于感应器88a与88b之间，轴82与84的功能与图2中轴22与24的功能相同，而检测感应器88C所产生轴86的信号可做为轴82与84的参考值，例如信号大小的基准。

根据本发明，又一实施例的电容式触控板如图9所示，电容式触控板90上具有轴91、92、93及94，其中轴94可以有任意个。连接轴91与92的多个感应器95a与95b以非等间隔交错方式排列，轴93连接多个感应器95C介于感应器95a与95b之间，轴94连接的多个感应器96亦介于感应器95a与95b之间，图中为了清楚表示的缘故，被移至右侧。轴91与92的功能与图2中轴22与24的功能相同，检测感应器95C所产生轴93的信号可做为轴91与92的参考值，而检测感应器96所产生轴94的信号可做为辅助参考判断轴91与92的电容变化量。

如图8与图9所示的电容式触控板80及90，可减少手指在电容式触控板上滑动时信号的损失，增加电容式触控板的精确度。

以上对于本发明的较佳实施例所作的叙述是为了阐明本发明的技术特征，而无意限定本发明的权利要求范围，基于以上的教导或从本发明的实施例学习而作修改或变化是可能的，实施例系为解说本发明的原理以及让熟习该项技术者以各种实施例利用本发明在实际应用上而选择及叙述，本发明的技术思想企图由以下的申请专利范围及其均等来决定。

Claims (13)

1.一种电容式触控板，其特征在于，包括：

第一及第二轴；以及

多个第一及第二感应器，分别连接第一及第二轴，且以非等间隔交错方式排列。

2.如权利要求1所述的电容式触控板，其特征在于，该触控板还包括：

一第三轴；以及

多个与第三轴连接的第三感应器，穿插于第一及第二感应器之间。

3.如权利要求2所述的电容式触控板，其特征在于，该触控板还包括：

一个或多个任意增加的第四轴；以及

多个与第四轴连接的第四感应器，穿插于第一及第二感应器之间。

4.一种电容式触控板的检测方法，其特征在于，该电容式触控板含有第一及第二轴，以及多个以非等间隔交错排列的第一及第二感应器分别连接第一及第二轴，该方法包括下列步骤：

检测感应器的电容变化量，以产生第一与第二轴信号；以及

根据第一与第二轴信号衍生的波形相位判断在该电容式触控板上滑动的移动方向。

5.如权利要求4所述的检测方法，其特征在于，该方法还包括根据电容变化量设定及改变电压的准位，以改变第一与第二轴信号衍生的波形相位。

6.如权利要求4所述的检测方法，其特征在于，其中根据第一与第二轴信号衍生的波形相位判断在该电容式触控板上滑动的移动方向的步骤包括判断该二波形相依为相位领先或相位落后。

7.一种电容式触控板的检测方法，其特征在于，该电容式触控板含有第一轴、第二轴及第三轴，多个以非等间隔交错排列的第一及第二感应器分别连接第一及第二轴，以及与第三轴连接且穿插于第一及第二感应器之间的第三感应器，该方法包括下列步骤：

检测第一至第三感应器的电容变化量，以产生第一至第三轴信号；以及

根据第一与第二轴信号衍生的波形相位判断在该电容式触控板上滑动的移动方向；

其中，第三轴信号做为第一与第二轴信号的参考。

8.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于，该方法还包括根据第一及第二感应器的电容变化量设定及改变电压的准位，以改变第一与第二轴信号衍生的波形相位。

9.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于，其中根据第一与第二轴信号衍生的波形相位判断在该电容式触控板上滑动的移动方向的步骤，包括判断该二波形相位为相位领先或相位落后。

10.一种电容式触控板的检测方法，其特征在于，该电容式触控板含有第一轴、第二轴、第三轴及第四轴，多个以非等间隔交错排列的第一及第二感应器分别连接第一及第二轴，以及与该第三及第四轴连接且穿插于第一及第二感应器之间的第三及第四感应器，该方法包括下列步骤：

检测第一至第四感应器的电容变化量，以产生第一至第四轴信号；以及

根据第一与第二轴信号衍生的波形相位判断在该电容式触控板上滑动的移动方向；

其中，第三轴信号做为该第一与第二轴信号的参考值，第四轴信号辅助参考判断第一及第二轴的电容变化量。

11.如权利要求10所述的检测方法，其特征在于，该方法还包括根据该第一及第二感应器的电容变化量设定及改变电压的准位，以改变该第一与第二轴信号衍生的波形相位。

12.如权利要求10所述的检测方法，其特征在于，其中根据该第一与第二轴信号衍生的波形相位判断在该电容式触控板上滑动的移动方向的步骤，包括判断该二波形相位为相位领先或相位落后。

13.如权利要求10所述的检测方法，其特征在于，其中该第四轴的数量包括一个或多个。

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