TW201019180A - Method for detecting touch point and touch panel using the same - Google Patents

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201019180 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種觸控面板技術，且 一絲細〜 付別疋有關於 種觸控面板的接觸點檢測技術β . 【先前技術】 近年來，由於電子產品的普及，觸控面板的應用也越 來越廣泛，例如手機、個人數位助理與筆記型電腦等等皆 參已使用觸控面板作為輸入的介面。甚至觸控面板還廣泛應 用至一般的家電產品，例如冰箱、洗衣機等等。因此，可 見得觸控面板技術已經一個快速成長的應用市場。 在觸控面板的技術當中，電阻式觸控面板是目前使用 量最多的一個技術。第丨圖為傳統的電阻式觸控面板的側 視圖。明參考第丨圖，電阻式觸控面板包括上層板no與 下層板120，而兩板之間以絕緣的隔球（Spacer) 13〇隔 開，使得觸控面板未受到壓力時，上層板11〇與下層板 Φ 120之間絕緣。第2圖為傳統的電阻式觸控面板的上視 ^ 圖。凊參考第2圖，X軸和Y轴各由一對〇〜5V的電壓 來驅動，當電阻式觸控面板被使用者的手或觸控筆接觸到 時觸控面板上有一個接觸點受到壓力，使上下面板接 觸。由於在上下板接處點上的迴路被導通，產生電壓降。 而觸控面板的控制器則會算出電壓降所佔的比例，然後更 進一步算出座標。 然而’當觸控面板上有兩個接觸點時，接觸面板上只 會產生一個電壓降’使得控制器只由此電壓降計算出一個 201019180 接處點的座標。並且，控制器所計算出的座標也不是觸控 面板上實際的接觸點座標。換句話說，傳統的電阻式觸控 面板的技術是無法偵測到觸控面板上的多個接觸點。 另外，美國公開號第US-2008/0129898 A1專利提出 觸控面板的偵測技術。第3圖為美國us_2〇〇8/〇129898 Αι . 專利的觸控面板系統方塊圖。請參考第3圖，觸控面板具 有多個X軸感應線與多個γ軸感應線。並且，χ軸感應 * 線與Υ軸感應線所交會的多個區域内分別具有一感測墊 ❿ 片（sensor spacer) 92,每個感測墊片92上通有電壓。多 個Y軸感應線分別耦接至多個比較器AMHj〜4 的正輪入端，多個χ軸感應線分別耦接至多個比較器 ΑΜΡ2_1 ΑΜΡ2—5的正輸入端。而比較器amhj〜 AMP 1-4與AMP"〜ΑΜρ2_5的負輸入端皆是耗接一至參 考電壓Vref。當感測面板中的某一區域（例如區域受 到壓力時’區域A中的感測墊片92使得區域A的X軸感 應線與γ軸感應線短路，並且感測墊片92的電壓將提供 ❼給X軸感應線與Y軸感應線。因此，比較器ΑΜρι】與 .A贈_4的正輸人端的電壓改變，使得比較器ΑΜρι】與 ΑΜΡ2」所輸出的電壓改變，進而仙出接觸點位置於區 然而，由上述的操作可知，當區域Α與區域Β同時 被接觸而受到壓力時’比較器4、AMpi 3 ;:2-1的輸出電壓皆會改變。因此，觸控面板的控制 器可此會判斷出接觸點於區域A與區妁 .^ Λ兴^域B，但也可能判斷 出接觸點於區域C與區域D，使得控制器無法正確地判斷 201019180 出接觸點位置。因此，由於電路上設計的限制將使得上述 的觸控面板無法實現多點偵測的技術。 【發明内容】 有鑒於此，本發明之一目的就是在提供一種觸控面板 •以及接觸檢測方法，用以正確地檢測出觸控面板上的接觸 點，並誤判接觸點位置的問題。 為達上述或其他目的，本發明提出一種觸控面板包括 Ο 電阻式壓力感測矩陣、序列掃描驅動器以及Μ個X轴感 應電路。其中電阻式壓力感測矩陣配置於觸控面板包含 個X軸感應線以及Ν個γ軸感應線，當電阻式壓力感 、J矩陣的第i條Χ軸感應線與第j條γ軸感應線交界處的 又範圍内，受到壓力時，第i條X軸感應線與第j條 Y軸感應線短路。序列掃描驅動器具有N個驅動端，分別 耦接N個γ軸感應、線。則固X轴感應電路分別麵接至第 k條X軸感應線。其中，觸控面板的感測期間被分割為n ❹個掃描期間，第P個掃描期間，該序列掃描驅動器的第p -個驅動端輸出一掃描電壓。當在第P個掃描期間，且第p 個y軸感應線與第q個X軸感應線的交界處之該預定範 圍内’文到壓力時’第q個x軸感應電路接收到該掃描電 壓，故判定被觸碰的座標為（q，p)。其中，M、N、丨、卜 P q為正整數’i介於1〜Μ之間，j介於1〜N之間， k介於1〜M之間，q介於之間，p介於之間。 依照本發明的較佳實施例所述之觸控面板，其中M 個X軸感測電路各自包括一比較器，其中第“固X軸感 201019180 應電路中之比較器，具 端，並第一端叙接、 '—第二端與一輸出 /、端耦接至-參考電壓，第二端耦接至第k

轴感應線，比較器比齡笛 條X 牧器比較第让條乂軸感應線的電麼與參考雷 Μ ’並依據比較妹要虫丨 、 電 、、果4斷疋否接收到掃描電壓。 列掃描驅動器在則固驅動端依序輸出掃描電壓。序 本發明另外提出—藉技 .接觸點。此方法包括下= 適用於檢測多個 万，去匕括下列步驟：提供一電阻式壓力感測矩 . 陣'’電阻式矩陣包含Μ伯1 γ ±4» β & ' 3 M個X軸感應線以及軸感應 β 、練，备電阻式屋力感測矩陣的第i條X轴感應線與第j條 Y轴感應線交界處的—預定範圍内，受到壓力時，第i條 X軸感應線與第“条Y軸感應線短路;在第p個掃描期間： 給予第Ρ個γ軸感應線一掃描電麗；檢測μ個X轴感應 線，判斷是否檢測到掃描電壓；以及，當在第Ρ個掃描期 間，第q個X袖感應線接收到掃描電壓，判定被觸碰的座 標為（q，p)。其中，河、心卜1?、£1為正整數，1介於1 〜Μ之間，q介於丨〜厘之間，p介於i〜N之間。 參 依照本發明的較佳實施例所述之多點接觸檢測方 .法’其中檢測則固X轴感應、線，判斷是否檢測到掃描電 壓之步驟包括：提供-參考電壓；以及’比較乂轴感應線 * 的電壓與參考電壓。 本發明之精神是在於利用依序輸出掃描電壓於Y軸 感應線，並在每個掃描期間，偵測x軸感應線是否接收到 掃描電壓。因此，當在第ρ個掃描期間，第q個X軸感應 線接收到掃描電壓時，本發明能夠正確地偵測出接觸點位 置，並且避免誤判的狀況發生。另外，當觸控面板有多個 201019180 觸控點時，本發明仍可能正4地偵測出每個觸控點的位 置’並且不會有判斷錯誤的現象發生。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式作詳細說 明如下。 【實施方式】 第4圖是根據本發明實施例所繪示的觸控面板的系統 φ 方塊圖。請參考第4圖，觸控面板包括電阻式壓力感測矩 陣410、序列掃描驅動器420以及Μ個X軸感應電路43〇。 電阻式壓力感測矩陣41 0包含Μ個X袖感應線以及ν個 Υ軸感應線。為了方便說明本實施例，在本例中假設電阻 式壓力感測矩陣4 1 0包含5個X軸感應線LX 1〜LX5以 及4個Υ軸感應線LY1〜LY5。 當使用者使用觸控筆或手指等等工具，施與觸控面板 壓力時’將使得電阻式壓力感測矩陣410的部分區塊受到 . 壓力。而受到壓力的部分區塊内’X轴感應線與γ轴感應 — 線的交界處短路。就電路的行為而言，每個X轴感應線與 Υ軸感應線的交界處可以視為一開關。因此，在本實施例 的第4圖中’ X軸感應線與γ軸感應線的交界處以開關 SW1-1〜SW4—5表示。然而，本領域具通常知識者應當知 道，在習知技術中’開關SW1 一1〜SW4—5例如由電路佈 線所形成’並非為實際的開關元件。 為了讓所屬技術領域具有通常知識者能夠了解並實 施本發明，以下用5個比較器來實施X軸感應電路43〇 , 10 201019180 以更進#說明本發明的精神。請參考第4圖，χ轴感應 電路430包括5個比較器AMP 1〜ΑΜΡ5。上述比較器 AMP1〜AMP5包括正輸入端ργι〜ργ5、負輸入端Νγι 〜NY5與輪出端。上述負輸人端NY1〜NY5皆耗接至一 參考電壓VREF ’正輸入端ργι〜ργ5分別透過一電阻搞 接至電壓源VDDS。另外，正輸入端ΡΥ1〜ΡΥ5也對應 的耦接至電阻式麗力感測矩陣41〇中的5個χ轴感應線。 而比較器ΑΜΡ1〜ΑΜΡ5將比較正輸入端ργι〜ργ5與負 • 輸入端ΝΥ1〜ΝΥ5的電壓大小，以決定其輸出端之電壓。 序列掃描驅動器420具有4個驅動端，分別耦接電阻 式壓力感測矩陣4 1 0中的γ軸感應線LY丨〜LY4。並且， 序列掃描驅動器420在驅動端依序輸出一掃描電壓8幻 〜SX4。換句話說，觸控面板的感測期間被分割為*個掃 描期間。在第1個掃描期間内，序列掃描驅動器42〇的第 1個驅動端輸出掃描電壓SX1。以此類推，在第4個掃描 期間内，序列掃描驅動器420的第4個驅動端輸出掃描電 壓 SX4。 應 為了方便說明本實施例，以下假設參考電壓的 ^ 電壓小於電壓源VDDS的電壓。因此，當電阻式壓力感測 - 矩陣410並未受到壓力時，此時開關SW1_1〜SW4 5並 未導通，具有高電壓的電壓源VDDS將透過電阻傳送至比 較器AMP1〜AMP5的正輸入端ΡΥ1〜ργ5。因此，比較 器ΑΜΡ1〜ΑΜΡ5的正輸入端ΡΥ1〜ΡΥ5的電壓將大於負 輸入端ΝΥ1〜ΝΥ5的電壓，使得比較器ΑΜρι〜ΑΜρ5的 輸出端皆維持在正飽和電壓。另外’假設掃描電壓 11 201019180 SX4皆為一低電壓。 當電阻式壓力感測矩陣410的區域E受到壓力時，區 域E内的X軸感應線[χ2與γ軸感應線LY2的交界處ϋ :’而開關SW2_2將導通。當在第2個掃描期間，序列 掃描驅動器420的第2個驅動端輸出掃描電壓SX2。此時 開關SW2—2導通，使掃描電壓SX2經由開關請2—2分別 輸出給比較器AMP2的正輸入端PY2，因而將比較器

ΑΜΡ2的正輸人端ΡΥ2拉至低電壓。當比較器ΑΜΡ2的正 輸入端ΡΥ2拉至低電壓時，比較器ΑΜρ2的正輸入端ργ2 的電壓將i、於負輸入端ΝΥ2的電壓’使得比較器ΑΜρ2 的輸出端轉換為負飽和電壓。而在第3個掃描期間，由於 開關請3-1〜，3-5皆未導通，使得比較H ΑΜΡ1〜 ΑΜΡ5的輸出端恢復為正飽和電壓。 ^由上述的操作可知，觸控面板中的控制器僅在第2掃 期門偵測到比較器ΑΜΡ2的輸出端為負飽和電壓。因 控制器則可知開關SW2-2已導通。進而判斷出區域Ε 為使用者的接觸點，並取得接觸點的座標。 口另外，當觸控面板中的區域£與^同時受到壓力時， 品域Ε内的X轴感應線LX1與γ軸感應線^γ3的交界處 短路’且區域G内的X軸感應線LX4與Y轴感應線LY4 的交界處短路’使得開關SW2_2與綱―4導通。當在第 掃描期間’由上述的操作可知，掃描電廢Μ]經由開 -2輪出給比較器AMP2的正輸入端ργ2，比較器 力正輸入端ΡΥ2的電壓將小於負輸入端Νγ2的電 壓，使得比較H ΑΜΡ2的輸出端輸出為㈣和電壓。同 12 201019180 理，在第4個掃描期間，掃描 輸出給比較器AMP4的正輸入端ργ X4將由開關/W4-4 的輸出端為貞飽和㈣。 使得比較AMP4 掃描期門述I1作可知，當觸控面板中的控制器在第2個 射田期間，偵測到比較器AMp 則可判斷出_ SW22已導通：出端為負飽和電壓’ 接觸的座標為+ 而控制器可判斷出被

比較器A1UP ，^而在第4掃描期間，控制器偵測到 SW4 4盥4的輸出端為負飽和電壓，則可判斷出開關 二與已導通。因而控制器可判斷出被接觸的座標為 :會二1?，在經過第2與第4掃描期間之後，控制器 =传兩個接觸點F、G的座標（2,2)、(4,4)。由上述 的知作可知’當觸控面板上有多個觸控點時，本發 施例仍然能夠正確地判斷出給個觸控點的位置，並且不會 發生如習知技術中誤判的現象。 A卜在上述實施例中，所屬技術領域具有通常知識 *應當知道，若序列掃描驅動器420在驅動端所輸出的掃 描電壓為-高電壓，且比較器ΑΜρι〜ΑΜρ5的正輸入端 透f 一電阻耦接到接地電壓GND，如第5圖所示。第$ 圖是根據本發明實施例所繪示的觸控面板的系統方塊 圖。請參考第5圖，由於參考電壓VREF的電壓大於接地 電壓GND的電壓。因此’當電阻式壓力感測矩陣410並 未乂到壓力時，比較器的正輸入端PY1〜PY5的電遷將小 於負輸入端NY1〜NY5的電壓，使得比較器ΑΜρι〜ΑΜρ5 的輸出端皆維持在一負豸和電壓。冑電阻式堡力感測矩陣 410的區域E受到壓力時，開關SW2_2將導通。在第2 13 201019180 個择描期間，具有掃描電壓SX2將由開關S W2—2分別輪 出給比較器AMP2的正輸入端PY2，因而比較器AMP2的 正輪入端PY2將轉換為高電壓，使得比較器AMP2的輪 出端轉換為正飽和電壓。因此’控制器可以在第2掃描期 間内’摘測出比較器AMP2輸出端轉換為正飽和電壓，以 _ 判斷出區域E為使用者的接觸點，並取得接觸點的座標。 相較於美國專利案（Pub 2008/0129898 A1 )，本案的 . 開關SW1J〜一5上並未施與電壓。而當開關SWlj φ 〜SW4_5受到壓力時，僅使得受壓力區域的χ轴感應線 與γ轴感應線短路。反觀美國專利案（Pub 2008/0129898 A1)中，每個X軸感應線與γ軸感應線所交會的多個區 域内分別具有一感測墊片，並且每個感測墊片上通有電 壓。當某一區域受到壓力時，該區域中的感測墊片將其電 壓將提供給X軸感應線與γ軸感應線。 由上述的實施方式，本發明可以整理一種接觸檢測方 法第6圖疋根據本發明實施例所繪示的接觸檢測方法的 & 步驟流程圖。請參考第6圖： . 步驟S61〇:開始進行本發明實施例的接觸檢測。 步驟S620 .提供一電阻式壓力感測矩陣。此電阻式 矩陣如上述實施例所示，包含M個X轴感應線以及N個 Y轴感應線。同樣的’當此電阻式壓力感測矩陣的第i條 X轴感應線與第j條γ軸感應線交界處的—預定範圍内， 受到壓力時’第i條χ軸感應線與第]條Y轴感應線被短 路。 步驟S63〇 .在第P個掃描期間，給予第p個Y軸感 14 201019180 應線-掃描電壓。其中，p的初值設定為卜

步驟S 6 4 0 :檢泡丨A 檢測Μ個X軸感應線，判斷是 掃描電壓。由上述笫4团也t t J到 疋第4圖之實施例可知，當偵 AMP1 〜AMP5 輸屮 *山法 A 15 電壓。另外，由上述第5負飽和電壓’則敎檢測到掃描 描電壓。 輪出％為正飽和電壓，則判定檢測到掃 步驟S650 ·古“個Χ軸感應線中的第q個X軸感應 •騎測到掃描電㈣，則判定出被觸碰的座標為（q，t)

另外W Μ個X軸感應線皆未檢測到掃描電壓時 接進行步驟S660。 I 步驟S660 .判斷p值是否大於或等於掃插期間的個 數。也就是掃描線的總數。以上述實施例來說 的個數為4。 啊梅’月間 步驟S㈣：若將？值小於掃描期間的個數， 加1，並回到步驟S63〇。 Ρ值 #驟S680 .若將ρ值大於或等於掃描期間的個 .將15值設定為初值’也就是設定為卜並回到步驟863〇, 繼續偵測接觸點。 紅上所述，本發明之精神是在於利用依序輸出掃描電 並在每個掃描期間，Χ轴感應線 疋否接收到掃描電壓。因此，本發明至少有以下幾點優點： 1 · 本發明能夠正確地偵測出接觸點位置，並且 避免誤判的狀況發生； 2* 由於本發明採用分時多工的技術來檢測接觸 201019180 囚此本發明只需要在其中 感應電路，故可以節省成本；以及 3· 畲觸控面板有多個點被觸碰時，本發明仍可 能正確地偵測出每個被觸碰的點的位置，並 且不會有判斷錯誤的現象發生。 車交？實施例之詳細說明中所提出之具體實施例僅 用以方便說明本發明之姑你_咖— ^ y 技術内谷，而非將本發明狹義地限 制於上述實施例，在不 銘閉+比 赞明之精神及以下申請專利 圍之情況，所做之種種變化實施 圍。因此本發明之保護範圍屬於本發明之範 定者為准。 I錢社利範圍所界

16 201019180 * 【圖式簡單說明】 第1圖為傳統的電阻式觸控面板的侧視圖。 第2圖為傳統的電阻式觸控面板的上視圖。 第3囷為美國US-2008/0129898 A1專利的觸控面板 系統方塊圖。 第4圖是根據本發明實施例所繪示的觸控面板的系統 • 方塊圖。 - 第5圖是根據本發明實施例所繪示的觸控面板的系統 方塊圖。 瘳 第6圖是根據本發明實施例所繪示的接觸檢測方法的 步驟流程圖。 【主要元件符號說明】 110 :上層板 120 :下層板 13 0 :隔球 92 :感測墊片 ❹ AMP1 — 1 〜AMP1_4、AMP2—1 〜AMP2_5 :比較器 - Vref、VREF :參考電壓 . A、B、C、D、E、G:區域 LX1〜LX5 : X軸感應線 LY1〜LY5 : Y轴感應線 4 1 0 :電阻式壓力感測矩陣 420 :序列掃描驅動器 430 : X軸感應電路 17 201019180 SW1_1 〜SW4_5 :開關 AMP1〜AMP5 :比較器 PY1〜PY5 :正輸入端 NY1〜NY5 :負輸入端 VDDS :電壓源 SX1〜SX4 :掃描電壓 ' GND :接地電壓 • S610〜S680 :本發明實施例知接觸檢測方法的各步驟

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Claims (1)

1. 201019180 十、申請專利範圍： 1. 一種觸控面板，包括： 一電阻式壓力感測矩陣，配置於該觸控面板，該電陴 式壓力感測矩陣包含Μ個X軸感應線以及N個γ軸感應 線，當該電阻式壓力感測矩陣的第i條χ軸感應線與第』 條Y軸感應線交界處的一預定範圍内，受到壓力時，第i 條X軸感應線與第j條γ轴感應線短路；

   一序列掃描驅動器，具有N個驅動端，分別耦接n 個Y轴感應線；以及 河個X軸感應電路，第k個X軸感應電路耦接第k 條X軸感應線， 為N個掃描期 的第P個驅動端 其中，該觸控面板的感測期間被分割 間，第P個掃描期間，該序列掃描驅動器 輸出一掃描電壓， 第q ，第 的座 當在第p個掃描期間，且第P個Y轴感應 個X軸感應線的交界處之該預定範圍内，受到壓力 q個x軸感應電路接收到該掃描電壓，故判定被觸, 標為（q, p )， 1 〜]VI 1〜Μ 其中，M、N、i、j、k 之間’ j介於1〜N之間，k 之間’ P介於1〜N之間。 、P、q為正整數，i介於 介於1〜Μ之間，q介於 2.如申請專利範圍第1 吗布ία·貝所s己載之觸控面板， 該些X軸感測電路各白由紅 再中 吟各自包括-比較器’其中第匕個 感應電路中之該比輕哭 a 士 Λ軸 衩器，具有一第一輸入端、一第二輪入 19 201019180 端與:輪出端，該第一輸入端耦接至一參考電壓，該第二 輸入端耗接至第k條X轴感應線，該比較n比較第k條χ 轴感應線的電壓與該參考電壓，並依據比較 :、 接收到該掃描電壓。 j斲疋否 ^ 申請專利la圍第1項所記載之觸控面板，其中 该序列掃插驅動器在N個驅動端依序輸出該掃描電壓。 括： 種接觸檢測方法，適用於檢測多個接觸點，包 提供一電阻式壓力感測矩陣，該電阻式矩陣包含Μ :X軸感應線以及則固γ軸感應線，當該電阻式壓力感 二矩陣的第1條x轴感應線與第j條Y軸感應線交界處的 範圍内’受到壓力時’第i條X轴感應線與第j條 γ軸感應線短路； 在第Ρ個掃描期間，給予第ρ個Υ轴感應線一掃描電 /整； 以及 檢則Μ㈤Χ轴感應線，判斷是否檢測到該掃描電壓； >·在帛Ρ個掃描期間，第q個χ軸感應線接收到該掃 描電壓，判定被觸碰的座標為（q，p)， 其中 ’ Μ、N、ί、； „ . 』、卩、9為正整數，丨介於1〜；\1之 間’ j介於1〜N之pq 人 <間 q介於1〜Μ之間，p介於1〜N 之間。 〜I J γ 20 201019180 5.如申請專利範圍第4項所記載之多點接觸檢測方 法，其中檢測Μ個X軸感應線，判斷是否檢測到該掃描 電壓之步驟包括： 提供一參考電壓；以及 比較該些X軸感應線的電壓與該參考電壓。

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