TW201322067A

TW201322067A - 觸控輸入裝置及其操作方法

Info

Publication number: TW201322067A
Application number: TW100142082A
Authority: TW
Inventors: Shu-Sian Yang
Original assignee: Pixart Imaging Inc
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2013-06-01
Also published as: TWI441057B

Abstract

本發明提供多種觸控輸入裝置與這些裝置的操作方法。其中一種觸控輸入裝置包括有二個奈米碳管層、多個接觸墊與一個處理電路。這二個奈米碳管層中的奈米碳管的排列方向互不相同。上述接觸墊係劃分成二群組，以分別電性連接二個奈米碳管層的邊緣，且每組接觸墊的排列方向係垂直於對應奈米碳管的排列方向。處理電路用以提供比較電壓至其中一群組的接觸墊，並讀取另一群組之接觸墊上的電壓值。當其中一奈米碳管層受一外力而使其對應於上述外力之一受力點電性接觸另一奈米碳管層時，處理電路便依據讀取的電壓值來計算上述外力之力道。

Description

觸控輸入裝置及其操作方法

本發明是有關於觸控領域之技術，且特別是有關於採用奈米碳管的觸控輸入裝置及其操作方法。

受到先天結構上的限制，多數的電阻式觸控面板僅能感測到單一觸碰點的移動軌跡以及單一觸碰點的觸碰力道。儘管有少部份的廠商會將許多小型的單點觸控型電阻式觸控面板集合成一個大尺寸的多點觸控面板，然而這種作法會受到良率不足的限制，因此並未獲得廣泛採用。

此外，投射式的電容式觸控面板雖然在先天結構上就能支援多點觸控，然而由於其感測方法為偵測各個觸碰點的微小電容值，因此常因為感測到的訊號太微弱而容易受到外界干擾。而投射式的電容式觸控面板還有一種缺點，就是這種觸控面板無法搭配一般的筆或類似物來進行操作。

本發明提供多種觸控輸入裝置，這些觸控輸入裝置皆採用奈米碳管來達成多點觸控。

本發明另提供多種對應於上述之觸控輸入裝置的操作方法。

本發明提出一種觸控輸入裝置，其包括有一第一奈米碳管層、一第二奈米碳管層、多個第一接觸墊、多個第二接觸墊與一處理電路。所述第一奈米碳管層中的每一奈米碳管係大致平行於第一方向。所述之第二奈米碳管層中的每一奈米碳管係大致平行於第二方向，且第二奈米碳管層與第一奈米碳管層相隔一預定距離。上述之第一接觸墊皆電性連接第一奈米碳管層的邊緣，並以垂直於第一方向的方式排成一列。而上述之第二接觸墊皆電性連接第二奈米碳管層的邊緣，並以垂直於第二方向的方式排成一列。至於上述之處理電路，其係電性連接上述之第一接觸墊與上述之第二接觸墊。此處理電路用以在第一時段內提供第一比較電壓至上述之第二接觸墊，並依據第一預設順序使上述之第一接觸墊浮接，同時將未浮接的第一接觸墊電性連接至第一參考電壓，以依序讀取浮接之第一接觸墊上的電壓值。此處理電路還用以在第二時段內提供第二比較電壓至上述之第一接觸墊，並依據第二預設順序使上述之第二接觸墊浮接，同時將未浮接之第二接觸墊電性連接至第二參考電壓，以依序讀取浮接之第二接觸墊上的電壓值。當第一奈米碳管層受一外力而使其對應於上述外力之一受力點電性接觸第二奈米碳管層時，處理電路便依據讀取的電壓值來計算上述外力之力道。

在上述觸控輸入裝置的一實施例中，當第一奈米碳管層受多個外力而使其對應於這些外力之多個受力點電性接觸第二奈米碳管層時，處理電路便依據讀取的電壓值來計算這些外力之力道。

本發明另提出一種對應於上述之觸控輸入裝置的操作方法。所述之觸控輸入裝置包括有一第一奈米碳管層、一第二奈米碳管層、多個第一接觸墊與多個第二接觸墊。所述第一奈米碳管層中之每一奈米碳管係大致平行於第一方向，而所述第二奈米碳管層中之每一奈米碳管係大致平行於第二方向，且第二奈米碳管層與第一奈米碳管層相隔一預定距離。所述之第一接觸墊皆電性連接第一奈米碳管層的邊緣，並以垂直於第一方向的方式排成一列。而所述之第二接觸墊皆電性連接第二奈米碳管層的邊緣，並以垂直於第二方向的方式排成一列。所述之操作方法包括有下列步驟：在第一時段內提供第一比較電壓至上述之第二接觸墊，並依據第一預設順序使上述之第一接觸墊浮接，同時將未浮接的第一接觸墊電性連接至第一參考電壓，以依序讀取浮接之第一接觸墊上的電壓值；在第二時段內提供第二比較電壓至上述之第一接觸墊，並依據第二預設順序使上述之第二接觸墊浮接，同時將未浮接之第二接觸墊電性連接至第二參考電壓，以依序讀取浮接之第二接觸墊上的電壓值；以及當第一奈米碳管層受一外力而使其對應於上述外力之一受力點電性接觸第二奈米碳管層時，便依據讀取的電壓值來計算上述外力之力道。

在上述操作方法的一實施例中，當第一奈米碳管層受多個外力而使其對應於這些外力之多個受力點電性接觸第二奈米碳管層時，便依據讀取的電壓值來計算這些外力之力道。

本發明又另提出一種觸控輸入裝置，其包括有一第一奈米碳管層、一第二奈米碳管層、多個第一接觸墊、多個第二接觸墊與一處理電路。所述第一奈米碳管層中之每一奈米碳管係大致平行於第一方向。所述第二奈米碳管層中之每一奈米碳管係大致平行於第二方向，且第二奈米碳管層與第一奈米碳管層相隔一預定距離。所述之第一接觸墊皆電性連接第一奈米碳管層的邊緣，並以垂直於第一方向的方式排成一列。而所述之第二接觸墊皆電性連接第二奈米碳管層的邊緣，並以垂直於第二方向的方式排成一列。至於所述之處理電路，其係電性連接上述之第一接觸墊與上述之第二接觸墊。此處理電路用以在第一時段內提供第一比較電壓至上述之第二接觸墊，並讀取上述之第一接觸墊上的電壓值。而此處理電路還用以在第二時段內提供第二比較電壓至上述之第一接觸墊，並讀取上述之第二接觸墊上的電壓值。當第一奈米碳管層受一外力而使其對應於上述外力之一受力點電性接觸第二奈米碳管層時，處理電路便依據讀取的電壓值來計算上述外力之力道。

在上述又另一種觸控輸入裝置的一實施例中，當第一奈米碳管層受多個外力而使其對應於這些外力之多個受力點電性接觸第二奈米碳管層時，處理電路便依據讀取的電壓值來計算這些外力之力道。

本發明再提出一種觸控輸入裝置，其包括有一奈米碳管層、一導電層、多個接觸墊與一處理電路。所述奈米碳管層中之每一奈米碳管係大致平行於一預設方向。所述之導電層係配置於奈米碳管層的上方或下方，並相隔一預定距離。而所述之接觸墊皆電性連接奈米碳管層的邊緣，並以垂直於上述預設方向的方式排成一列。至於所述之處理電路，其係電性連接上述接觸墊與上述導電層。此處理電路用以提供比較電壓至導電層，並用以讀取上述接觸墊上的電壓值。當上述奈米碳管層或上述導電層受一外力而使其對應於上述外力之一受力點電性接觸對方時，處理電路便依據讀取的電壓值來計算上述外力之力道。

在上述再一種觸控輸入裝置的一實施例中，當奈米碳管層受多個外力而使其對應於這些外力之多個受力點電性接觸導電層時，處理電路便依據讀取的電壓值來計算這些外力之力道。

本發明解決習知問題的方式，乃是採用二個奈米碳管層來建構出一觸控輸入裝置(其適合偵測多個觸碰點的二維位置)，或是採用一個奈米碳管層與一個導電層來建構出一觸控輸入裝置(其適合偵測多個觸碰點的一維位置)。因此，在採用二個奈米碳管層，且這二個奈米碳管層中之奈米碳管的排列方向互不相同的硬體架構下，只要再提供比較電壓(例如是電源電壓)至其中一奈米碳管層的其中一邊緣，並從另一奈米碳管層的其中一邊緣讀取複數個電壓值，那麼當其中一奈米碳管層受一外力而使其對應於上述外力之一受力點電性接觸另一奈米碳管層時，就能依據奈米碳管的電阻異向特性與所讀取到之電壓值的大小來找出觸碰點，並進而依據所讀取到之電壓值的大小來計算、換算或估算出施加於觸碰點的力道。而由於奈米碳管具電阻異向特性，因此多個觸碰點所對應的感測訊號之間的干擾極小，使得本發明極適合進行多點觸控，並能偵測這些觸碰點的二維位置。

而在採用一個奈米碳管層與一個導電層的硬體架構下，只要再提供比較電壓至導電層，並從奈米碳管層的其中一邊緣讀取複數個電壓值，那麼當奈米碳管層或導電層受一外力而使其對應於上述外力之一受力點電性接觸另一方時，就能依據奈米碳管的電阻異向特性與所讀取到之電壓值的大小來找出觸碰點，並進而依據所讀取到之電壓值的大小來計算、換算或估算出施加於觸碰點的力道。而由於奈米碳管具電阻異向特性，因此多個觸碰點所對應的感測訊號之間的干擾極小，使得本發明極適合進行多點觸控，並能偵測這些觸碰點的一維位置。

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。

第一實施例：

圖1為依照本發明一實施例之觸控輸入裝置的示意圖。請參照圖1，此觸控輸入裝置100包括有奈米碳管層110、接觸墊120~128、奈米碳管層130、接觸墊140~148、以及處理電路150。奈米碳管層110中的每一奈米碳管(如標示112所示)係大致平行於第一方向，而奈米碳管層130中的每一奈米碳管(如標示132所示)係大致平行於第二方向。在此例中，第一方向為沿著Y軸的方向，而第二方向為沿著X軸的方向。此外，奈米碳管層110與130這二者係相隔一預定距離T。接觸墊120~128皆電性連接奈米碳管層110的邊緣，並以垂直於第一方向的方式排成一列，也就是以沿著X軸的方式來排成一列。而接觸墊140~148皆電性連接奈米碳管層130的邊緣，並以垂直於第二方向的方式排成一列，也就是以沿著Y軸的方式來排成一列。

至於處理電路150，其係電性連接接觸墊120~128與接觸墊140~148。此處理電路150的操作方式將以圖2來舉例說明之。請參照圖2，其係用以說明圖1之觸控輸入裝置的觸碰感測方式。如圖2所示，在第一時段內，處理電路150會提供第一比較電壓(例如是電源電壓VDD)至接觸墊140~148，並依據第一預設順序(例如是由左至右)來使接觸墊120~128浮接(floating)，同時將未浮接的接觸墊電性連接至第一參考電壓(參考電壓例如是接地電壓GND)，以依序讀取浮接之接觸墊上的電壓值。因此，當奈米碳管層110受一外力(以箭頭202來表示)而使其對應於此外力之一受力點電性接觸奈米碳管層130時，處理電路150便可從依序浮接的接觸墊120~128來讀取到五個電壓值，以依據所讀取的電壓值來計算上述受力點相對於奈米碳管層110之平面的X軸方向上的位置，詳細說明如下。

由於奈米碳管層110中的每一奈米碳管112係大致平行於Y軸的方向，而基於奈米碳管的電阻異向特性，奈米碳管層110於X軸方向上的阻值係遠大於Y軸方向上的阻值，因此在讀取到的五個電壓值中，對應於接觸墊124的電壓值為最大。如此一來，處理電路150便可依據接觸墊124於奈米碳管層110之平面的X軸方向上的位置，來計算出上述之受力點相對於奈米碳管層110之平面的X軸方向上的座標。也就是說，處理電路150可以從對應於接觸墊120~128的這些電壓值中找出值最大者，以依據所找出之電壓值所對應之接觸墊相對於奈米碳管層110之平面的位置來計算受力點於X軸方向(即第二方向)上的座標。而由於奈米碳管具有電阻異向特性，因此即使奈米碳管層110同時感測到多個觸碰點，接觸墊120~128的各電壓值之間也不會互相干涉。是以，本發明之觸控輸入裝置適於偵測多點觸碰。

類似地，處理電路150還用以在第二時段內提供第二比較電壓(在此例也是電源電壓VDD)至接觸墊120~128，並依據第二預設順序(例如由上至下)來使接觸墊140~148浮接，同時將未浮接之接觸墊電性連接至第二參考電壓(在此例也是接地電壓GND)，以依序讀取浮接之接觸墊上的電壓值。因此，當奈米碳管層110受上述外力而使其對應於此外力之受力點電性接觸奈米碳管層130時，處理電路150便可從依序浮接的接觸墊140~188來讀取到另外五個電壓值，以依據所讀取的電壓值來計算上述受力點相對於奈米碳管層110之平面的Y軸方向上的位置。

另外，奈米碳管層110與130較佳可以是一直維持極性相反。舉例來說，在第二時段內，可以使接觸墊120~128電性連接至第二比較電壓(例如是接地電壓GND)，並依第二預設順序使接觸墊140~148浮接，而未浮接之接觸墊則電性連接至第二參考電壓(例如是電源電壓VDD)，以便處理電路150在接觸墊140~148中找出電壓值最小者，從而計算受力點在Y軸方向上的位置。如此一來，便可固定奈米碳管層110與130的極性，而不需在每次的電壓讀取掃描時顛倒奈米碳管層110與130的極性，達到省電之功效。也就是說，在一實施方式中，第一比較電壓與第二比較電壓皆可以電源電壓VDD來實現，而第一參考電壓與第二參考電壓皆可以接地電壓GND來實現。而在另一實施方式中，第一比較電壓與第二參考電壓皆可以電源電壓VDD來實現，而第二比較電壓與第一參考電壓皆可以接地電壓GND來實現。

由於奈米碳管層130中的每一奈米碳管132係大致平行於X軸的方向，而基於奈米碳管的電阻異向特性，奈米碳管層130於Y軸方向上的阻值係遠大於X軸方向上的阻值，因此在讀取到的五個電壓值中，對應於接觸墊144的電壓值為最大(或最小)。如此一來，處理電路150便可依據接觸墊144於奈米碳管層110之平面的Y軸方向上的位置，來計算出上述之受力點相對於奈米碳管層110之平面的Y軸方向上的座標。也就是說，處理電路150可以從對應於接觸墊140~148的這些電壓值中找出值最大者(或最小者)，以依據所找出之電壓值所對應之接觸墊相對於奈米碳管層110之平面的位置來計算受力點於Y軸方向(即第一方向)上的座標。

此外，處理電路150還可依據讀取的電壓值來計算上述外力之力道，以下將舉出數種計算方式。

在第一種方式中，處理電路150可以是從對應於接觸墊120~128的五個電壓值中找出對應於上述受力點之接觸墊的電壓值、所找出之接觸墊的左方至少一接觸墊的電壓值以及所找出之接觸墊的右方至少一接觸墊的電壓值，並將所找出之電壓值加總或加權平均而得到一電壓代表值，以依據此電壓代表值來計算上述外力之力道。以圖2為例，處理電路150至少需以對應於接觸墊122~126的三個電壓值來進行加總或加權平均而得到一電壓代表值，而其中接觸墊124係為對應於上述受力點之接觸墊。

類似地，在第二種方式中，處理電路150可以是從對應於接觸墊140~148的五個電壓值中找出對應於上述受力點之接觸墊的電壓值、所找出之接觸墊的左方至少一接觸墊的電壓值以及所找出之接觸墊的右方至少一接觸墊的電壓值，並將所找出之電壓值加總或加權平均而得到一電壓代表值，以依據此電壓代表值來計算上述外力之力道。以圖2為例，處理電路150至少需以對應於接觸墊142~146的三個電壓值來進行加總或加權平均而得到一電壓代表值，而其中接觸墊144係為對應於上述受力點之接觸墊。

在第三種方式中，處理電路150可以是從對應於接觸墊120~128的五個電壓值中找出對應於上述受力點之接觸墊的電壓值，以及所找出之接觸墊的左方或右方至少一接觸墊的電壓值，並取得所找出電壓值之電壓分佈的一斜率或一形狀，以依據上述斜率或上述形狀來估算出上述外力之力道。以圖2為例，處理電路150至少需以對應於接觸墊124與122的二個電壓值，或者是至少需以對應於接觸墊124與126的二個電壓值，來取得所找出電壓值之電壓分佈的一斜率或一形狀，而其中接觸墊124係為對應於上述受力點之接觸墊。

類似地，在第四種方式中，處理電路150可以是從對應於接觸墊140~148的五個電壓值中找出對應於上述受力點之接觸墊的電壓值，以及所找出之接觸墊的左方或右方至少一接觸墊的電壓值，並取得所找出電壓值之電壓分佈的一斜率或一形狀，以依據上述斜率或上述形狀來估算出上述外力之力道。以圖2為例，處理電路150至少需以對應於接觸墊144與142的二個電壓值，或者是至少需以對應於接觸墊144與146的二個電壓值，來取得所找出電壓值之電壓分佈的一斜率或一形狀，而其中接觸墊144係為對應於上述受力點之接觸墊。

在第五種方式中，處理電路150可以是從對應於接觸墊120~128的五個電壓值中找出對應於上述受力點之接觸墊的電壓值，並依據一電壓-力道關係曲線來換算所找出之電壓值所對應的力道，以將換算出的力道當作上述外力之力道。以圖2為例，處理電路150係會找出接觸墊124的電壓值，因為此接觸墊124係為對應於上述受力點之接觸墊。

類似地，在第六種方式中，處理電路150可以是從對應於接觸墊140~148的五個電壓值中找出對應於上述受力點之接觸墊的電壓值，並依據一電壓-力道關係曲線來換算所找出之電壓值所對應的力道，以將換算出的力道當作上述外力之力道。以圖2為例，處理電路150係會找出接觸墊144的電壓值，因為此接觸墊144係為對應於上述受力點之接觸墊。

藉由上述之教示，本領域具有通常知識者應知道當奈米碳管層110受到多個外力而使其對應於這些外力之多個受力點電性接觸奈米碳管層130時，處理電路150便可依據讀取的電壓值來計算這些外力之力道。

值得一提的是，圖1之觸控輸入裝置還可進一步包括一間隙物層，以圖3來說明之。圖3係用以說明間隙物層之配置方式。請參照圖3，間隙物層310係可配置於奈米碳管層110與130之間。此外，間隙物層310的厚度為前述之預定距離T，且此間隙物層310具有多個間隙物(如標示312所示)。此外，僅管在上述實施例中，每一奈米碳管層係電性連接五個接觸墊，然此並非用以限定本發明，設計者當可依照觸碰辨識之解析度的實際需要而增減每一奈米碳管層所電性連接的接觸墊個數。而本領域具有通常知識者亦應知道，即使將奈米碳管層110與130二者所處位置互相對調，亦可實施本發明。

基於上述實施例之教示，本領域具有通常知識者當可歸納出上述之觸控輸入裝置的一些基本操作步驟，如圖4所示。圖4為依照本發明一實施例之觸控輸入裝置的操作方法的流程圖。所述之觸控輸入裝置包括有一第一奈米碳管層、一第二奈米碳管層、多個第一接觸墊與多個第二接觸墊。所述第一奈米碳管層中之每一奈米碳管係大致平行於第一方向。所述之第二奈米碳管層中之每一奈米碳管係大致平行於第二方向，且第二奈米碳管層與第一奈米碳管層相隔一預定距離。所述之第一接觸墊皆電性連接第一奈米碳管層的邊緣，並以垂直於第一方向的方式排成一列。而所述之第二接觸墊皆電性連接第二奈米碳管層的邊緣，並以垂直於第二方向的方式排成一列。請參照圖4，所述之操作方法包括有下列步驟：在第一時段內提供第一比較電壓至上述之第二接觸墊，並依據第一預設順序使上述之第一接觸墊浮接，同時將未浮接的第一接觸墊電性連接至第一參考電壓，以依序讀取浮接之第一接觸墊上的電壓值(如步驟S402所示)；在第二時段內提供第二比較電壓至上述之第一接觸墊，並依據第二預設順序使上述之第二接觸墊浮接，同時將未浮接之第二接觸墊電性連接至第二參考電壓，以依序讀取浮接之第二接觸墊上的電壓值(如步驟S404所示)；以及當第一奈米碳管層受一外力而使其對應於上述外力之一受力點電性接觸第二奈米碳管層時，便依據讀取的電壓值來計算上述外力之力道(如步驟S406所示)。

當然，在上述的操作方法中，還可進一步包括以下步驟：依據所讀取的電壓值來計算上述受力點相對於第一奈米碳管層之平面的位置。此外，當第一奈米碳管層受多個外力而使其對應於這些外力之多個受力點電性接觸第二奈米碳管層時，步驟S406便可改為依據讀取的電壓值來計算這些外力之力道。

第二實施例：

此實施例之觸控輸入裝置係採用與第一實施例之觸控輸入裝置相同的硬體架構，然二者的不同之處，在於此實施例之觸控輸入裝置中的處理電路乃是採用不同的操作方式。因此，以下將沿用圖1來說明本實施例。

請再參照圖1，在此實施例中，處理電路150係用以在第一時段內提供第一比較電壓(例如是電源電壓VDD)至接觸墊140~148，並讀取接觸墊120~128上的電壓值。此外，處理電路150還用以在第二時段內提供第二比較電壓(在此例亦為電源電壓VDD)至接觸墊120~128，並讀取接觸墊140~148上的電壓值。因此，當奈米碳管層110受一外力(以箭頭202來表示)而使其對應於此外力之一受力點電性接觸奈米碳管層130時，處理電路150便可依據讀取的電壓值來計算上述外力之力道。也就是說，此實施例之處理電路150並不做將接觸墊依序浮接的操作，也不做將未浮接的接觸墊電性連接至參考電壓(例如是接地電壓GND)的操作，而是直接讀取接觸墊上的電壓值。

此外，在此實施例中，處理電路150計算上述外力之力道的計算方式以及計算受力點相對於奈米碳管層110之平面的位置的計算方式，皆可與第一實施例所述的計算方式相同，在此便不再贅述。另外，本領域具有通常知識者應知道在此實施例中，當奈米碳管層110受多個外力而使其對應於這些外力之多個受力點電性接觸奈米碳管層130時，處理電路150便可依據讀取的電壓值來計算這些外力之力道。

第三實施例：

此實施例之觸控輸入裝置與前述實施例的不同之處，在於此實施例之觸控輸入裝置係將其中一奈米碳管層以一導電層代替，一如圖5所示。

圖5為依照本發明一實施例之觸控輸入裝置的示意圖。請參照圖5，此觸控輸入裝置500包括有奈米碳管層510、接觸墊520~528、導電層530與處理電路550。

奈米碳管層510中的每一奈米碳管(如標示512所示)係大致平行於第一方向。在此例中，第一方向為沿著Y軸的方向。此外，奈米碳管層510與導電層530這二者係相隔一預定距離T。所述之導電層530例如可以採用銦錫氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)來實施。而上述之接觸墊520~528皆電性連接奈米碳管層510的邊緣，並以垂直於第一方向的方式排成一列，也就是以沿著X軸(即沿著第二方向)的方式來排成一列。

至於處理電路550，其係電性連接接觸墊520~528與導電層530。此處理電路550用以提供比較電壓(例如是電源電壓VDD)至導電層530，並讀取接觸墊520~528上的電壓值。當奈米碳管層510受一外力(以箭頭602來表示)而使其對應於此外力之一受力點電性接觸導電層530時，處理電路550便依據讀取的電壓值來計算上述外力之力道。當然，此處理電路550亦可依據所讀取的電壓值來計算上述受力點相對於奈米碳管層510之平面的位置。

此外，在此實施例中，處理電路550計算上述外力之力道的計算方式以及計算受力點相對於奈米碳管層510之平面的位置的計算方式，皆可與第一實施例所述的計算方式相同，在此便不再贅述。另外，本領域具有通常知識者應知道在此實施例中，當奈米碳管層510受多個外力而使其對應於這些外力之多個受力點電性接觸導電層530時，處理電路550便可依據讀取的電壓值來計算這些外力之力道。

值得一提的是，僅管在此實施例中，導電層530係配置於奈米碳管層510的下方，然此並非用以限制本發明，設計者亦可將導電層530改為配置在奈米碳管層510的上方。此外，本領域具有通常知識者亦當知道，即使將奈米碳管層510中的每一奈米碳管512皆改為大致平行於第二方向(即沿著X軸的方向)，亦可實施本發明。

綜上所述，本發明解決習知問題的方式，乃是採用二個奈米碳管層來建構出一觸控輸入裝置(其適合偵測多個觸碰點的二維位置)，或是採用一個奈米碳管層與一個導電層來建構出一觸控輸入裝置(其適合偵測多個觸碰點的一維位置)。因此，在採用二個奈米碳管層，且這二個奈米碳管層中之奈米碳管的排列方向互不相同的硬體架構下，只要再提供比較電壓(例如是電源電壓)至其中一奈米碳管層的其中一邊緣，並從另一奈米碳管層的其中一邊緣讀取複數個電壓值，那麼當其中一奈米碳管層受一外力而使其對應於上述外力之一受力點電性接觸另一奈米碳管層時，就能依據奈米碳管的電阻異向特性與所讀取到之電壓值的大小來找出觸碰點，並進而依據所讀取到之電壓值的大小來計算、換算或估算出施加於觸碰點的力道。而由於奈米碳管具電阻異向特性，因此多個觸碰點所對應的感測訊號之間的干擾極小，使得本發明極適合進行多點觸控，並能偵測這些觸碰點的二維位置。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、500．．．觸控輸入裝置

110、130、510．．．奈米碳管層

120~128、140~148、520~528．．．接觸墊

112、132、512．．．奈米碳管

150、550．．．處理電路

202、602．．．以箭頭表示之外力

310．．．間隙物層

312．．．間隙物

530．．．導電層

GND．．．接地電壓

T．．．預定距離

VDD．．．電源電壓

S402~S406、S602~S604．．．步驟

圖1為依照本發明一實施例之觸控輸入裝置的示意圖。

圖2係用以說明圖1之觸控輸入裝置的觸碰感測方式。

圖3係用以說明間隙物層之配置方式。

圖4為依照本發明一實施例之觸控輸入裝置的操作方法的流程圖。

圖5為依照本發明一實施例之觸控輸入裝置的示意圖。

100．．．觸控輸入裝置

110、130．．．奈米碳管層

120~128、140~148．．．接觸墊

112、132．．．奈米碳管

150．．．處理電路

T．．．預定距離

Claims

一種觸控輸入裝置，包括：一第一奈米碳管層，其每一奈米碳管係大致平行於一第一方向；一第二奈米碳管層，其每一奈米碳管係大致平行於一第二方向，且該第二奈米碳管層與該第一奈米碳管層相隔一預定距離；多個第一接觸墊，電性連接該第一奈米碳管層的邊緣，並以垂直於該第一方向的方式排成一列；多個第二接觸墊，電性連接該第二奈米碳管層的邊緣，並以垂直於該第二方向的方式排成一列；以及一處理電路，電性連接該些第一接觸墊與該些第二接觸墊，用以在一第一時段內提供一第一比較電壓至該些第二接觸墊，並依據一第一預設順序使該些第一接觸墊浮接，同時將未浮接的第一接觸墊電性連接至一第一參考電壓，以依序讀取浮接之第一接觸墊上的電壓值，該處理電路還用以在一第二時段內提供一第二比較電壓至該些第一接觸墊，並依據一第二預設順序使該些第二接觸墊浮接，同時將未浮接之第二接觸墊電性連接至一第二參考電壓，以依序讀取浮接之第二接觸墊上的電壓值，當該第一奈米碳管層受一外力而使其對應於該外力之一受力點電性接觸該第二奈米碳管層時，該處理電路便依據讀取的電壓值來計算該外力之力道。
如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中該第一比較電壓與該第二比較電壓皆為一電源電壓，而該第一參考電壓與該第二參考電壓皆為一接地電壓。
如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中該第一比較電壓與該第二參考電壓皆為一電源電壓，而該第二比較電壓與該第一參考電壓皆為一接地電壓。
如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中當該第一奈米碳管層受多個外力而使其對應於該些外力之多個受力點電性接觸該第二奈米碳管層時，該處理電路便依據讀取的電壓值來計算該些外力之力道。
如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中該處理電路係從該些電壓值中找出對應於該受力點之第一接觸墊的電壓值、所找出之第一接觸墊的左方至少一第一接觸墊的電壓值以及所找出之第一接觸墊的右方至少一第一接觸墊的電壓值，並將所找出之電壓值加總或加權平均而得到一電壓代表值，以依據該電壓代表值來計算該外力之力道。
如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中該處理電路係從該些電壓值中找出對應於該受力點之第二接觸墊的電壓值、所找出之第二接觸墊的左方至少一第二接觸墊的電壓值以及所找出之第二接觸墊的右方至少一第二接觸墊的電壓值，並將所找出之電壓值加總或加權平均而得到一電壓代表值，以依據該電壓代表值來計算該外力之力道。
如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中該處理電路係從該些電壓值中找出對應於該受力點之第一接觸墊的電壓值，以及所找出之第一接觸墊的左方或右方至少一第一接觸墊的電壓值，並取得所找出電壓值之電壓分佈的一斜率或一形狀，以依據該斜率或該形狀來估算出該外力之力道。
如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中該處理電路係從該些電壓值中找出對應於該受力點之第二接觸墊的電壓值，以及所找出之第二接觸墊的左方或右方至少一第二接觸墊的電壓值，並取得所找出電壓值之電壓分佈的一斜率或一形狀，以依據該斜率或該形狀來估算出該外力之力道。
如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中該處理電路係從該些電壓值中找出對應於該受力點之第一接觸墊的電壓值，並依據一電壓-力道關係曲線來換算所找出之電壓值所對應的力道，以將換算出的力道當作該外力之力道。
如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中該處理電路係從該些電壓值中找出對應於該受力點之第二接觸墊的電壓值，並依據一電壓-力道關係曲線來換算所找出之電壓值所對應的力道，以將換算出的力道當作該外力之力道。
如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中該處理電路更依據所讀取的電壓值來計算該受力點相對於該第一奈米碳管層之平面的位置。
如申請專利範圍第11項所述之觸控輸入裝置，其中該處理電路係從對應於該些第一接觸墊的該些電壓值中找出值最大者，以依據所找出之電壓值所對應之第一接觸墊相對於該第一奈米碳管層之平面的位置來計算該受力點於該第二方向上的座標，而該處理電路亦從對應於該些第二接觸墊的該些電壓值中找出值最大者，以依據所找出之電壓值所對應之第二接觸墊相對於該第一奈米碳管層之平面的位置來計算該受力點於該第一方向上的座標。
如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其更包括：一間隙物層，配置於該第一奈米碳管層與該第二奈米碳管層之間，且該間隙物層的厚度為該預定距離。
一種觸控輸入裝置的操作方法，所述之觸控輸入裝置包括有一第一奈米碳管層、一第二奈米碳管層、多個第一接觸墊與多個第二接觸墊，該第一奈米碳管層中之每一奈米碳管係大致平行於一第一方向，該第二奈米碳管層中之每一奈米碳管係大致平行於一第二方向，且該第二奈米碳管層與該第一奈米碳管層相隔一預定距離，該些第一接觸墊係電性連接該第一奈米碳管層的邊緣，並以垂直於該第一方向的方式排成一列，而該些第二接觸墊係電性連接該第二奈米碳管層的邊緣，並以垂直於該第二方向的方式排成一列，該操作方法包括：在一第一時段內提供一第一比較電壓至該些第二接觸墊，並依據一第一預設順序使該些第一接觸墊浮接，同時將未浮接的第一接觸墊電性連接至一第一參考電壓，以依序讀取浮接之第一接觸墊上的電壓值；在一第二時段內提供一第二比較電壓至該些第一接觸墊，並依據一第二預設順序使該些第二接觸墊浮接，同時將未浮接之第二接觸墊電性連接至一第二參考電壓，以依序讀取浮接之第二接觸墊上的電壓值；以及當該第一奈米碳管層受一外力而使其對應於該外力之一受力點電性接觸該第二奈米碳管層時，便依據讀取的電壓值來計算該外力之力道。
如申請專利範圍第14項所述之操作方法，其中該第一比較電壓與該第二比較電壓皆為一電源電壓，而該第一參考電壓與該第二參考電壓皆為一接地電壓。
如申請專利範圍第14項所述之操作方法，其中該第一比較電壓與該第二參考電壓皆為一電源電壓，而該第二比較電壓與該第一參考電壓皆為一接地電壓。
如申請專利範圍第14項所述之操作方法，其中當該第一奈米碳管層受多個外力而使其對應於該些外力之多個受力點電性接觸該第二奈米碳管層時，便依據讀取的電壓值來計算該些外力之力道。
如申請專利範圍第14項所述之操作方法，其中係從該些電壓值中找出對應於該受力點之第一接觸墊的電壓值、所找出之第一接觸墊的左方至少一第一接觸墊的電壓值以及所找出之第一接觸墊的右方至少一第一接觸墊的電壓值，並將所找出之電壓值加總或加權平均而得到一電壓代表值，以依據該電壓代表值來計算該外力之力道。
如申請專利範圍第14項所述之操作方法，其中係從該些電壓值中找出對應於該受力點之第二接觸墊的電壓值、所找出之第二接觸墊的左方至少一第二接觸墊的電壓值以及所找出之第二接觸墊的右方至少一第二接觸墊的電壓值，並將所找出之電壓值加總或加權平均而得到一電壓代表值，以依據該電壓代表值來計算該外力之力道。
如申請專利範圍第14項所述之操作方法，其中係從該些電壓值中找出對應於該受力點之第一接觸墊的電壓值，以及所找出之第一接觸墊的左方或右方至少一第一接觸墊的電壓值，並取得所找出電壓值之電壓分佈的一斜率或一形狀，以依據該斜率或該形狀來估算出該外力之力道。
如申請專利範圍第14項所述之操作方法，其中係從該些電壓值中找出對應於該受力點之第二接觸墊的電壓值，以及所找出之第二接觸墊的左方或右方至少一第二接觸墊的電壓值，並取得所找出電壓值之電壓分佈的一斜率或一形狀，以依據該斜率或該形狀來估算出該外力之力道。
如申請專利範圍第14項所述之操作方法，其中係從該些電壓值中找出對應於該受力點之第一接觸墊的電壓值，並依據一電壓-力道關係曲線來換算所找出之電壓值所對應的力道，以將換算出的力道當作該外力之力道。
如申請專利範圍第14項所述之操作方法，其中係從該些電壓值中找出對應於該受力點之第二接觸墊的電壓值，並依據一電壓-力道關係曲線來換算所找出之電壓值所對應的力道，以將換算出的力道當作該外力之力道。
如申請專利範圍第14項所述之操作方法，其中更依據所讀取的電壓值來計算該受力點相對於該第一奈米碳管層之平面的位置。
如申請專利範圍第24項所述之操作方法，其中係從對應於該些第一接觸墊的該些電壓值中找出值最大者，以依據所找出之電壓值所對應之第一接觸墊相對於該第一奈米碳管層之平面的位置來計算該受力點於該第二方向上的座標，並從對應於該些第二接觸墊的該些電壓值中找出值最大者，以依據所找出之電壓值所對應之第二接觸墊相對於該第一奈米碳管層之平面的位置來計算該受力點於該第一方向上的座標。
一種觸控輸入裝置，包括：一第一奈米碳管層，其每一奈米碳管係大致平行於一第一方向；一第二奈米碳管層，其每一奈米碳管係大致平行於一第二方向，且該第二奈米碳管層與該第一奈米碳管層相隔一預定距離；多個第一接觸墊，電性連接該第一奈米碳管層的邊緣，並以垂直於該第一方向的方式排成一列；多個第二接觸墊，電性連接該第二奈米碳管層的邊緣，並以垂直於該第二方向的方式排成一列；以及一處理電路，電性連接該些第一接觸墊與該些第二接觸墊，用以在一第一時段內提供一第一比較電壓至該些第二接觸墊，並讀取該些第一接觸墊上的電壓值，該處理電路還用以在一第二時段內提供一第二比較電壓至該些第一接觸墊，並讀取該些第二接觸墊上的電壓值，當該第一奈米碳管層受一外力而使其對應於該外力之一受力點電性接觸該第二奈米碳管層時，該處理電路便依據讀取的電壓值來計算該外力之力道。
如申請專利範圍第26項所述之觸控輸入裝置，其中該第一比較電壓與該第二比較電壓皆為一電源電壓。
如申請專利範圍第26項所述之觸控輸入裝置，其中當該第一奈米碳管層受多個外力而使其對應於該些外力之多個受力點電性接觸該第二奈米碳管層時，該處理電路便依據讀取的電壓值來計算該些外力之力道。
如申請專利範圍第26項所述之觸控輸入裝置，其中該處理電路係從該些電壓值中找出對應於該受力點之第一接觸墊的電壓值、所找出之第一接觸墊的左方至少一第一接觸墊的電壓值以及所找出之第一接觸墊的右方至少一第一接觸墊的電壓值，並將所找出之電壓值加總或加權平均而得到一電壓代表值，以依據該電壓代表值來計算該外力之力道。
如申請專利範圍第26項所述之觸控輸入裝置，其中該處理電路係從該些電壓值中找出對應於該受力點之第二接觸墊的電壓值、所找出之第二接觸墊的左方至少一第二接觸墊的電壓值以及所找出之第二接觸墊的右方至少一第二接觸墊的電壓值，並將所找出之電壓值加總或加權平均而得到一電壓代表值，以依據該電壓代表值來計算該外力之力道。
如申請專利範圍第26項所述之觸控輸入裝置，其中該處理電路係從該些電壓值中找出對應於該受力點之第一接觸墊的電壓值，以及所找出之第一接觸墊的左方或右方至少一第一接觸墊的電壓值，並取得所找出電壓值之電壓分佈的一斜率或一形狀，以依據該斜率或該形狀來估算出該外力之力道。
如申請專利範圍第26項所述之觸控輸入裝置，其中該處理電路係從該些電壓值中找出對應於該受力點之第二接觸墊的電壓值，以及所找出之第二接觸墊的左方或右方至少一第二接觸墊的電壓值，並取得所找出電壓值之電壓分佈的一斜率或一形狀，以依據該斜率或該形狀來估算出該外力之力道。
如申請專利範圍第26項所述之觸控輸入裝置，其中該處理電路係從該些電壓值中找出對應於該受力點之第一接觸墊的電壓值，並依據一電壓-力道關係曲線來換算所找出之電壓值所對應的力道，以將換算出的力道當作該外力之力道。
如申請專利範圍第26項所述之觸控輸入裝置，其中該處理電路係從該些電壓值中找出對應於該受力點之第二接觸墊的電壓值，並依據一電壓-力道關係曲線來換算所找出之電壓值所對應的力道，以將換算出的力道當作該外力之力道。
如申請專利範圍第26項所述之觸控輸入裝置，其中該處理電路更依據所讀取的電壓值來計算該受力點相對於該第一奈米碳管層之平面的位置。
如申請專利範圍第35項所述之觸控輸入裝置，其中該處理電路係從對應於該些第一接觸墊的該些電壓值中找出值最大者，以依據所找出之電壓值所對應之第一接觸墊相對於該第一奈米碳管層之平面的位置來計算該受力點於該第二方向上的座標，而該處理電路亦從對應於該些第二接觸墊的該些電壓值中找出值最大者，以依據所找出之電壓值所對應之第二接觸墊相對於該第一奈米碳管層之平面的位置來計算該受力點於該第一方向上的座標。
如申請專利範圍第26項所述之觸控輸入裝置，其更包括：一間隙物層，配置於該第一奈米碳管層與該第二奈米碳管層之間，且該間隙物層的厚度為該預定距離。
一種觸控輸入裝置，包括：一奈米碳管層，其每一奈米碳管係大致平行於一預設方向；一導電層，配置於該奈米碳管層的上方或下方，並相隔一預定距離；多個接觸墊，電性連接該奈米碳管層的邊緣，並以垂直於該預設方向的方式排成一列；以及一處理電路，電性連接該些接觸墊與該導電層，用以提供一比較電壓至該導電層，並讀取該些接觸墊上的電壓值，當該奈米碳管層或該導電層受一外力而使其對應於該外力之一受力點電性接觸對方時，該處理電路便依據讀取的電壓值來計算該外力之力道。
如申請專利範圍第38項所述之觸控輸入裝置，其中該比較電壓為一電源電壓。
如申請專利範圍第38項所述之觸控輸入裝置，其中當該奈米碳管層受多個外力而使其對應於該些外力之多個受力點電性接觸該導電層時，該處理電路便依據讀取的電壓值來計算該些外力之力道。
如申請專利範圍第38項所述之觸控輸入裝置，其中該處理電路係從該些電壓值中找出對應於該受力點之接觸墊的電壓值、所找出之接觸墊的左方至少一接觸墊的電壓值以及所找出之接觸墊的右方至少一接觸墊的電壓值，並將所找出之電壓值加總或加權平均而得到一電壓代表值，以依據該電壓代表值來計算該外力之力道。
如申請專利範圍第38項所述之觸控輸入裝置，其中該處理電路係從該些電壓值中找出對應於該受力點之接觸墊的電壓值，以及所找出之接觸墊的左方或右方至少一接觸墊的電壓值，並取得所找出電壓值之電壓分佈的一斜率或一形狀，以依據該斜率或該形狀來估算出該外力之力道。
如申請專利範圍第38項所述之觸控輸入裝置，其中該處理電路係從該些電壓值中找出對應於該受力點之接觸墊的電壓值，並依據一電壓-力道關係曲線來換算所找出之電壓值所對應的力道，以將換算出的力道當作該外力之力道。
如申請專利範圍第38項所述之觸控輸入裝置，其中該處理電路更依據所讀取的電壓值來計算該受力點相對於該奈米碳管層之平面的位置。
如申請專利範圍第44項所述之觸控輸入裝置，其中該處理電路係從該些電壓值中找出值最大者，以依據所找出之電壓值所對應之接觸墊相對於該奈米碳管層之平面的位置來計算該受力點於垂直於該預設方向之方向上的座標。