TW201604730A - 觸控裝置與其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本發明所揭露的一種觸控裝置，包含感應面板、處理模組與第一導線。感應面板具有第一側緣、第二側緣、第三側緣與第四側緣，其中第一側緣與第二側緣相對，第三側緣與第四側緣相對，感應面板包含一第一感應線，平行於第一軸向，第一感應線具有位於第一側緣的第一端與位於第二側緣的第二端。處理模組用以依據第一感應訊號計算觸控點。第一導線環繞感應面板，且於第一側緣與第一端連接，第一導線具有第三端與第四端，且第三端與第四端耦接至處理模組，用以將第一感應線電性連接至處理模組。其中第一感應訊號係由第一導線傳送給處理模組。

Description

觸控裝置與其控制方法
本發明係關於一種觸控裝置與其控制方法，特別關於一種具有電容與電磁感應雙模的觸控裝置與其控制方法。
現有的電容與電磁感應雙模組為分開獨立的兩個模組，其佔用體積且花費不少組件成本，同時一般的電磁感應模組往往因為其感應線與訊號傳輸線的配置關係，在觸控區域的中央區域之磁場較弱，對於電磁筆的感應不甚靈敏。因此如何將電容感應模組與電磁感應模組合併為一個共用模組，以及如何配置感應線與訊號傳輸線，使觸控區域的中央區域也能對電磁筆有較佳的感應，同時亦不會增加觸控裝置邊框走線寬度，實為亟待解決的問題。
有鑑於以上的問題，本發明提出一種觸控裝置與其控制方法，將觸控區域的中央區域中的感應線，同時由左側與右側繞線連接至處理模組，從而提高電磁感應的強度與精確度。而其控制方法以電磁感應式觸控訊號為優先的觸控訊號，避免電磁感應式觸控筆不斷發出訊號而沒有被接收到。藉此，可以降低不 必要的能量損耗。
依據本發明一實施例的一種觸控裝置，包含感應面板、處理模組與第一導線。感應面板具有第一側緣、第二側緣、第三側緣與第四側緣，其中第一側緣與第二側緣相對，第三側緣與第四側緣相對，感應面板包含一第一感應線，平行於第一軸向，第一感應線具有位於第一側緣的第一端與位於第二側緣的第二端。處理模組用以依據第一感應訊號計算觸控點。第一導線至少環繞第一側緣、第三側緣與第四側緣，且於第一側緣與第一端連接，第一導線具有第三端與第四端，且第三端與第四端耦接至處理模組，用以將第一感應線電性連接至處理模組。其中第一感應訊號係由第一導線傳送給處理模組。
依據本發明一個或多個實施例所揭示的一種控制觸控裝置的方法，包括：將多條感應線中的兩條感應線串接，以切換至電磁感應模式、判斷是否感應到電磁感應式觸控訊號、當感應到電磁感應式觸控訊號時，依據電磁感應式觸控訊號計算觸控座標、以及當未感應到電磁感應式觸控訊號時，將該些感應線彼此絕緣以切換至電容感應模式，執行投射電容感應程序以得到該觸控座標。
依據本發明提出一種觸控裝置，觸控區域的中央區域中的一條或多條感應線，同時由左側與右側繞線連接至處理模組，因此當需要使用電磁感應時，所述繞線可以提高電磁感應的強度與精確度，同時亦不會增加觸控裝置邊框走線寬度。
以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
1‧‧‧觸控裝置
10‧‧‧處理模組
12‧‧‧感應面板
121~129‧‧‧感應線
131~140‧‧‧導線
101~103‧‧‧開關單元
A~E‧‧‧區域
VIN‧‧‧訊號端
GND‧‧‧接地端
PS‧‧‧感應線的一端
PC‧‧‧連接端
Tx‧‧‧訊號傳送端
Rx‧‧‧訊號接收端
第1圖係為根據本發明一實施例的觸控裝置結構示意圖。
第2圖係依據本發明一實施例的開關電路示意圖。
第3A圖係依據本發明一實施例中兩條感應線被連通的狀態示意圖。
第3B圖係依據本發明一實施例中兩條感應線被連通的狀態示意圖。
第4A圖係依據本發明一實施例中的觸控裝置運作於電磁感應模式中的電路架構示意圖。
第4B圖係依據本發明一實施例中的觸控裝置運作於電容感應模式中的電路架構示意圖。
第5圖係依據本發明一實施例的控制觸控裝置的方法流程圖。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何 觀點限制本發明之範疇。
請參照第1圖，其係依據本發明一實施例的觸控裝置結構示意圖。如第1圖所示，觸控裝置1可以包含處理模組10與感應面板12。其中感應面板12可以包含平行於鉛直軸向(第一軸向)的多條感應線例如第一感應線121、第三感應線123、第四感應線125。感應面板12可以更包含平行於水平軸向(第二軸向)的多條感應線(以下用第二感應線127舉例說明)。
感應面板12具有上側緣(第一側緣)、下側緣(第二側緣)、左側緣(第三側緣)與右側緣(第四側緣)，且可以分為中央區域、靠近左側緣的左側區域與靠近右側緣的右側區域。中央區域中的一條平行於鉛直軸向的第一感應線121具有上側端與下側端。而上側端連接到第一導線131。第一導線131環繞著感應面板12(至少環繞了感應面板的上側緣、左側緣與右側緣)，並且耦接至處理模組10。感應面板12同時還具有平行於水平軸向的第二感應線127，第二感應線127藉由位於左側緣的第二導線137而電性連接至處理模組10，並且第二感應線127還藉由位於右側緣的第三導線138而電性連接至處理模組10。
除了前述感應面板12的中央區域的第一感應線121以外，在其他區域中平行於鉛直軸向的感應線可以有不同於第一感應線121的連接方式。茲以第三感應線123舉例說明，第三感應線123的上端經由第四導線133連接至處理模組10，而其下端經由第五導線134連接至處理模組10。其中第四導線133係由感 應面板12的上側緣，繞過感應面板12的右側緣而最終電性連接至處理模組10。
而以第四感應線125舉例說明，第四感應線125的上端經由第六導線135連接至處理模組10，而其下端經由第七導線136連接至處理模組10。其中第六導線135係由感應面板12的上側緣，繞過感應面板12的右側緣而最終電性連接至處理模組10。
於本發明一實施例中，揭示了一種觸控裝置中的處理模組中的開關架構。請參照第2圖，其係依據本發明一實施例的開關電路示意圖。如第2圖所示的開關可以設置於處理模組中，也可以用薄膜電晶體製程設置於感應面板上而受控於處理模組。第1圖中每一條感應線可以直接連接至處理模組10或是透過導線而連接至處理模組10。而在連接至處理模組10的端點可以耦接至第2圖所示的開關。第2圖所示的開關可以包括開關單元101、開關單元102與開關單元103。三個開關單元的一端都電性連接至所述的感應線的一端PS。開關單元101的另一端電性連接至一個訊號端VIN，開關單元102的另一端電性連接至接地端GND，而開關單元103的另一端電性連接至一連接點PC。更明確的說，連接點PC與每一個開關中的開關單元103電性連接，因此所有連接到連接點PC的開關單元中，只要有兩個被導通，則對應的兩條感應線就會被電性連接在一起。同時，每一個開關中的開關單元101至開關單元103同時最多只會有一個被導通。以上述 方式建立電路路徑。
在實作上，本發明所揭示的開關所達成的效果請參照第3A圖，其係依據本發明一實施例中兩條感應線被連通的狀態示意圖。如第3A圖所示，藉由第2圖所揭示的開關，可以由第四感應線125、感應線129以及對應的導線132、第六導線135、第七導線136、導線139及處理模組10形成一個迴圈，用來感應區域A是否有接收到電磁感應觸控訊號。此時處理模組10將其他連接到處理模組10之未使用到的導線作斷路或接地。同樣的，請參照第3B圖，其係依據本發明一實施例中兩條感應線被連通的狀態示意圖。如第3B圖所示，也可以由第一感應線121、第三感應線123以及對應的第一導線131、第四導線133、第五導線134、導線140及處理模組10形成一個迴圈，用來感應區域B是否有接收到電磁感應觸控訊號。此時處理模組10亦將其他連接到處理模組10之未使用到的導線作斷路或接地。舉例來說，當處理模組10判斷區域B所接收到的電磁感應觸控訊號較強而區域A所接收到的電磁感應觸控訊號較弱，則處理模組10可以判斷電磁感應觸控訊號的位置應該介於第一感應線121與感應線129之間。
因此，依據本案一實施例，當觸控裝置要操作在電磁感應模式時，請參照第4A圖，其係依據本發明一實施例中的觸控裝置運作於電磁感應模式中的電路架構示意圖。其中於本圖中，X(打叉處)表示導線被浮接而斷路或接地。如第3A、3B及4A圖所示，處理模組10將部份的導線電性連接，使得感應面板12 上至少有兩條感應線彼此串接，從而定義出區域A、區域B、區域C、區域D與區域E五個感應區。當主動式電磁筆發出電磁波時，處理模組10可以依據多條導線中的訊號端VIN與接地端所傳來的感應電流/感應電動勢(感應訊號)而判斷主動式電磁筆的位置對應於上述哪一個區域。
於一實施例中，平行於水平軸向之感應線的電磁感應方式與平行於鉛直軸向之感應線的電磁感應方式相同。以第4A圖中之區域E為例，係以兩條相鄰(於其他實施例中，非相鄰亦可)且平行於水平軸向的感應線為一組，藉由與上述兩條感應線分別相連接之位於左側緣的導線與位於右側緣的導線而電性連接至處理模組10，以形成一感應迴圈，用來感應區域E是否有接收到電磁感應觸控訊號。當主動式電磁筆於區域E內發出電磁波時，前述之感應迴圈將感應到電磁波並產生感應訊號，處理模組10可以依據上述多條導線中的訊號端VIN與接地端所傳來的感應電流/感應電動勢(感應訊號)而判斷主動式電磁筆的位置係對應於區域E。
而當觸控裝置要操作在電容感應模式時，請參照第4B圖，其係依據本發明一實施例中的觸控裝置運作於電容感應模式中的電路架構示意圖。如第4B圖所示，處理模組10使第4B圖中與處理模組10連接且標示X處之複數條導線彼此絕緣或斷路。並且，處理模組10可以如第4B圖所示，將平行於水平軸向的多條感應線(例如第二感應線127)之一端定義為訊號傳送端Tx，另一端定義為絕緣或斷路，而將平行於鉛直軸向的多條感應 線(例如第一感應線121、第三感應線123與第四感應線125)之一端定義為訊號接收端Rx，另一端定義為絕緣或斷路。而後處理模組10可以從上述多個訊號傳送端Tx發出脈波(pulse)，而從上述多個訊號接收端Rx接收訊號，並依據所接收的訊號，可以判斷感應面板12的哪個(或哪些)位置被使用者碰觸。
於本發明一實施例中，更揭示了一種觸控裝置的控制方法。該控制方法所控制的觸控裝置則例如為前述各個實施例所揭露之觸控裝置。如第1圖所示，觸控裝置1可以包含處理模組10與感應面板12。感應面板12可以包含平行於鉛直軸向的多條感應線及平行於水平軸向的多條感應線，以及將該多條感應線連接至處理模組10的多條導線。其中感應面板12之中央區域中的平行於鉛直軸向的一條或多條感應線具有上側端與下側端。而上側端所連接的導線環繞著感應面板12(至少環繞了感應面板的上側緣、左側緣與右側緣)，以T型方式同時由左側與右側繞線連接至處理模組10。請參照第5圖，其係依據本發明一實施例的控制觸控裝置的方法流程圖。如步驟S501所示，以兩條感應線為一組作串接之方式，處理模組10將多條感應線中的至少兩條感應線作串接，處理模組10先切換至電磁感應模式，並控制感應面板以電磁感應式觸控面板的感應原則進行掃描。
如步驟S503所示，進行掃描後，處理模組10判斷是否感應到電磁感應式觸控訊號。如果感應到電磁感應式觸控訊號，則如步驟S505所示，依據電磁感應式觸控訊號判斷求得觸 控位置(座標)，而後回到步驟S501。如果於步驟S503中判斷沒有感應到電磁感應式觸控訊號，則如步驟S507所示，將平行於水平軸向的多條感應線之一端定義為訊號傳送端Tx，另一端定義為絕緣或斷路，且將平行於鉛直軸向的多條感應線之一端定義為訊號接收端Rx，另一端定義為絕緣或斷路，據此處理模組10切換至電容感應模式，並控制感應面板以投射電容式觸控面板的感應原則進行掃描。
如步驟S509所示，進行掃描後，處理模組10會判斷是否感應到投射電容式觸控訊號。如果有感應到投射電容式觸控訊號，則如步驟S511所示，依據投射電容式觸控訊號計算求得觸控位置(座標)，而後回到步驟S501。如果於步驟S509中判斷沒有感應到投射電容式觸控訊號，則回到步驟S501。其中，步驟S507至步驟S511可以視為一個投射電容感應程序。
更明確的說，處理模組在每一個感應週期中，會先確認是否有電磁感應式的觸控訊號。惟有當不存在電磁感應式觸控訊號時，處理模組才會控制感應面板進行投射電容式觸控訊號的感應。藉此，可以避免電磁感應式觸控筆持續進行觸控卻沒有被觸控裝置所感應到，從而造成的電能浪費。
藉由本發明所揭示的觸控裝置，可使電磁感應模組與電容感應模組以單一模組構件組成，並以多種(包括T型)繞線方式分別將導線繞接至處理模組，因此可以形成在觸控裝置表面的多種不同位置的線圈。並且在觸控裝置表面的每個位置都可以 找到對應的迴圈環繞該位置。藉此，當觸控裝置要被操作在電磁感應模式時，對於表面每個位置都能有極佳的感應精確度，同時還能兼顧當觸控裝置要被操作在電容感應模式時，所需要的感應線配置，此外亦可縮小觸控裝置邊框走線寬度。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
1‧‧‧觸控裝置
10‧‧‧處理模組
12‧‧‧感應面板
121~127‧‧‧感應線
131~138‧‧‧導線

Claims (9)

  1. 一種觸控裝置，包含：一感應面板，具有一第一側緣、一第二側緣、一第三側緣與一第四側緣，其中該第一側緣與該第二側緣相對，該第三側緣與該第四側緣相對，該感應面板包含：一第一感應線，平行於一第一軸向，該第一感應線具有位於該第一側緣的一第一端與位於該第二側緣的一第二端；一處理模組，用以依據一第一感應訊號判斷一觸控位置；以及一第一導線，至少環繞該第一側緣、該第三側緣與該第四側緣，於該第一側緣與該第一端連接，該第一導線具有一第三端與一第四端，且該第三端與該第四端耦接至該處理模組，用以將該第一感應線電性連接至該處理模組；其中該第一感應訊號係由該第一導線傳送給該處理模組。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的觸控裝置，其中該感應面板更包含一第二感應線，平行於一第二軸向，該第二感應線分別藉由位於該第三側緣的一第二導線與位於該第四側緣的一第三導線，電性連接至該處理模組以傳遞一第二感應訊號至該處理模組，並且該處理模組更依據該第二感應訊號判斷該觸 控位置。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的觸控裝置，更包含：一第一開關，受控於該處理模組，以選擇性地於該第三端與該處理模組間建立一電路路徑；其中當該第一感應訊號係由該第一導線感應一電磁訊號所產生，且該第二感應訊號係由該第二導線、該第三導線於該第二感應線感應該電磁訊號所產生時，該處理模組控制該第一開關建立該電路路徑。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的觸控裝置，其中當該處理模組控制該第一開關中斷該電路路徑時，該處理模組依據該第一感應訊號與該第二感應訊號計算該第一感應線與該第二感應線之間的一感應電容值，並依據該感應電容值判斷該觸控位置。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的觸控裝置，其中該感應面板被定義出一中央區域、相鄰於該第三側緣的一第一區域與相鄰於該第四側緣的一第二區域，且該第一感應線位於該中央區域。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的觸控裝置，其中該感應面板更包含一第二感應線，位於該第一區域，且該第二感應線具有位於該第一側緣的一第五端與位於該第二側緣的一第六端，該第六端直接電性連接至該處理模組，該第五端藉由一第二導線電性連接至該處理模組。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的觸控裝置，其中該處理模組設置於該第二側緣。
  8. 一種控制如申請專利範圍第1項之觸控裝置的方法，包括：將多條感應線中的兩條感應線串接，以切換至電磁感應模式；判斷是否感應到一電磁感應式觸控訊號；當感應到該電磁感應式觸控訊號時，依據該電磁感應式觸控訊號判斷一觸控位置；以及當未感應到該電磁感應式觸控訊號時，切換至電容感應模式，執行一投射電容感應程序以判斷該觸控位置。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中該投射電容感應程序包括：判斷是否感應到一投射電容式觸控訊號；當感應到該投射電容式觸控訊號時，依據該投射電容式觸控訊號判斷該觸控位置；以及當未感應到該投射電容式觸控訊號時，重新執行判斷是否感應到該電磁感應式觸控訊號的步驟。
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