TW201714071A - 驅動觸控面板的裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明關於一種驅動觸控面板的裝置，包括：一觸控面板，包括複數個觸控驅動電極、設置在該等觸控驅動電極上的一彈性介質元件、以及設置在該彈性介質元件上以及分別交錯且重疊於該等觸控驅動電極之複數個觸控感測電極組，其中，該等觸控感測電極組的每一個包括一觸控感測電極以及一第一虛擬電極，該觸控感測電極以及該第一虛擬電極係設置以在該彈性介質元件上彼此距離一固定間隔且彼此平行；以及一觸控驅動電路，用於依據一觸覺模式將一交流電壓施加至該觸控驅動電極以及將一參考電壓或交流電壓施加至至少一觸控感測電極組。

Description

驅動觸控面板的裝置
本發明的實施例係關於一種觸控面板，尤其係關於一種能够實現觸覺功能用於觸控面板的驅動的裝置
觸控面板是一種輸入裝置型態，其包括在例如液晶顯示器(LCDs)、場發射顯示器(FEDs)、電漿顯示面板(PDPs)、電致發光顯示器(ELDs)、電泳顯示器(EPDs)、以及有機發光裝置(OLEDs)的影像顯示裝置中，並且當使用者看著影像顯示裝置的螢幕時允許使用者藉由利用手指、筆等等按壓或觸控該螢幕的觸控感測器來輸入訊息。
近來，觸控面板被廣泛地用於例如智慧手機和桌上型PC的便携式訊息裝置的輸入裝置，並且同樣用於例如電腦監視器，監視器以及電視的電子設備的輸入裝置。
根據一觸控感測方法，該觸控面板可以被分類為電阻型、電容型、以及紅外感測型。該電容觸控面板由於製造方法簡單和具良好靈敏度的優勢，已經引起了極大的關注。該電容觸控面板可以被分類為一互電容型和一自電容型。與該自電容型觸控面板相比，該互電容型觸控面板由於其能够使多點觸控輸入成為可能而有優勢。
在一般觸控面板的情況下，一觸控點可以通過使用手指或筆來感測。然而，其難以感測觸控力，亦即，觸控壓力。2015年3月6日公告的美國專利申請公開第2014/00062933號(以下稱為“933專利文件”)揭示了感測觸控力和觸控點兩者的電容觸控面板。
如第1圖所示，於揭示在933專利文件中的電容觸控面板的情況中，根據彼此重叠並且彼此平行的一對力感測電極12和22之間減少的距離通過電容(Cm1)的變化來感測一觸控力，並且根據彼此不重叠並且 彼此相交的一對點感測電極14和24之間的一邊緣場通過電容(Cm2)的變化來感測一觸控點。
然而，揭示在933專利文件中的電容觸控面板具有以下缺點。
首先，用於感測觸控力的力感測電極12和22與用於感測觸控點的點感測電極14和24分離，所以其引起了複雜的電極結構。此外，一觸控分辨率由於彼此相交的點感測電極14和24而被降低。
同樣地，感測觸控力的效率與彼此面對的力感測電極12和22的面積成比例。因此，如果感測電極12和22在尺寸上被減少以便提高觸控分辨率，感測觸控力的效率被降低。
為了提高觸控分辨率，如果點感測電極14和24彼此重叠，形成在點感測電極14和24之間的電容(Cm2)被維持在一常數值，無關導電物體的觸控，藉此感測觸控力的效率被降低。
同時，包括觸控面板的一些影像顯示裝置支援觸覺功能。觸覺功能通過被使用者改變之在觸控螢幕上被感測的摩擦效率的觸覺效果可以將觸控的感測提供給使用者。其是用於將觸控的感測提供給使用者的裝置之具有觸覺功能的影像顯示裝置可以包括一個或多個觸覺輸出裝置，例如，驅動器。因此，具有觸覺功能的影像顯示裝置包括用於觸覺功能的附加驅動器，藉此該裝置的結構是複雜的並且裝置的成本同樣增加。
因此，本發明的實施例指向一種用於觸控面板的驅動的裝置，其實質上避免了由於現有技術的限制和缺點的一個或多個問題，以及其操作方法。
本發明的實施例的一態樣指向提供一種能够通過使用觸控感測用的電極實現觸覺功能用於觸控面板的驅動的裝置。
本發明的實施例的另一態樣指向提供一種能够提高觸控力感測效率和觸控點感測效率兩者用於觸控面板的驅動的裝置。
在一個實施例中，一觸控面板包括複數個第一電極和與該等第一電極分離並且交叉的複數個第二電極。該觸控面板進一步包括設於該等 第一電極和該等第二電極之間以分離該等第一電極和該等第二電極的一彈性介質元件。該等第一電極在一第一觸覺模式期間被施加有一第一電壓。該等第二電極在該第一觸覺模式中被施加有一參考電壓。該等第二電極的一子集在一第二觸覺模式中被施加有一第二電壓以在該等第二電極的該子集和使用者的手指之間產生靜電力。該等彈性介質元件振動以回應在該第一觸覺模式中施加至該等第一電極的該第一電壓。
在一個或多個實施例中，在該第一觸覺模式期間施加至該等第一電極的該第一電壓是在一第一頻率的正弦波或方形波，並且在該第二觸覺模式中施加至該等第二電極的該子集的該第二電壓是在一第二頻率的正弦波或方形波。
在一個或多個實施例中，該等第一電極在該第二觸覺模式期間被施加有一第三電壓。在該第二觸覺模式期間施加至該等第一電極的該第三電壓可以是在一預定頻率的正弦波或方形波，並且在該第二觸覺模式中施加至該等第二電極的該子集的該第二電壓可以是在該預定頻率的正弦波或方形波。在該第二觸覺模式期間施加至該等第一電極的該第三電壓和在該第二觸覺模式中施加至該等第二電極的該子集的該第二電壓可以具有同步的相位。
在一個或多個實施例中，在一第一感測模式和一第二感測模式期間該等第一電極被施加有一觸控驅動脈衝。回應該等第二電極上的該觸控驅動脈衝的一第一觸控感測訊號可以在該第一感測模式中被感測，並且回應該等第二電極的另一子集上的該觸控驅動脈衝的一第二觸控感測訊號可以在該第二感測模式中被感測。
在一個或多個實施例中，該等第二電極包含複數個觸控感測電極和鄰近該等觸控感測電極的複數個相鄰電極。該等第二電極的該另一子集可以包含該等觸控感測電極但可以不包含該等相鄰電極。
在該第一感測模式中，來自該等觸控感測電極的至少其中之一的該第一觸控感測訊號和鄰近於該等觸控感測電極的該至少其中之一的一個或多個該等相鄰電極可以被感測以確定在該觸控面板上的觸控力。在該第二感測模式中，來自其該等觸控感測電極之該至少其中之一但不包含鄰近於該等觸控感測電極的該至少其中之一的該等相鄰電極的該第二觸控感 測訊號可以被感測以確定在該觸控面板上的觸控位置。
在一個或多個實施例中，在該第二感測模式中，來自個該等觸控感測電極的該至少其中之一但不包含鄰近於該等觸控感測電極之該至少其中之一的該等相鄰電極的該第二觸控感測訊號可以進一步被感測以確定該觸控是否對應於使用者的單擊還是雙擊。回應確定該觸控對應於該使用者的單擊還是雙擊，在該第一觸覺模式期間施加至該等第一電極的該第一電壓可以不管觸控力而被產生。回應確定該觸控不對應於該使用者的單擊或雙擊，在該第一觸覺模式期間施加至該等第一電極的該第一電壓或在該第二觸覺模式期間施加至該等第二電極的該子集的該第二電壓基於確定的該觸控力可以被產生。
在一個或多個實施例中，回應確定對應於一靜態觸控的該觸控，在該第一觸覺模式期間施加至該等第一電極的該第一電壓基於確定的該觸控力被產生。
在一個或多個實施例中，回應確定對應於一動態觸控的該觸控，在該第二觸覺模式期間施加至該等第二電極的該子集的該第二電壓基於確定的該觸控力和一觸控移動速度被產生。
本發明的實施例的附加優勢和特徵將在以下說明書中部分陳述並且在檢查以下時部分對本領域技術人員顯而易見或者可以從本發明的實施例的實踐中習得。本發明的實施例的目的和其他優勢可以通過在書面說明書和其申請專利範圍以及附圖中特別指出的結構實現並且獲得。
應理解本發明實施例的前述概括說明和以下詳細說明是示例性和解釋性的並且旨在提供所主張之本發明的進一步說明。
12、22‧‧‧力感測電極
14、24‧‧‧點感測電極
100‧‧‧觸控面板
110‧‧‧第一基板
120‧‧‧第二基板
130‧‧‧彈性介質元件
200‧‧‧觸控面板
300‧‧‧觸控面板
300a‧‧‧觸控感測面積
400‧‧‧觸控驅動電路
410‧‧‧時序產生部
420‧‧‧驅動訊號供給部
430‧‧‧電極連接部
440‧‧‧感測部
450‧‧‧感測資料處理部
500‧‧‧撓性電路薄膜
600‧‧‧主機系統
602‧‧‧觸覺控制電路
Cm1‧‧‧電容/第一觸控感測器
Cm2‧‧‧電容/第二觸控感測器
Cm3‧‧‧電容/第三觸控感測器
RL1‧‧‧驅動佈線
RL2‧‧‧感測佈線
RL3‧‧‧第一虛擬佈線
RL4‧‧‧第二虛擬佈線
Tx_PWM‧‧‧觸控驅動脈衝
GND‧‧‧接地電壓
AC‧‧‧AC電壓
Tx‧‧‧觸控驅動電極
Rx‧‧‧觸控感測電極
Dxa‧‧‧第一虛擬電極
Dxb‧‧‧第二虛擬電極
Dxc‧‧‧虛擬橋電極
Tx1~Txn‧‧‧第一至第n觸控驅動電極
Rx_G1~Rx_Gm‧‧‧第一至第m觸控感測電極組
PP‧‧‧襯墊
TMS‧‧‧觸覺模式訊號
Pdata‧‧‧觸控點感測資料
Fdata‧‧‧觸控力感測資料
HMS1‧‧‧第一觸覺模式訊號
HMS2‧‧‧第二觸覺模式訊號
MCU‧‧‧微控制器單元
PHT‧‧‧感測啟動訊號
ECS‧‧‧電極連接訊號
TRSS‧‧‧觸控報告同步訊號
Hdata‧‧‧觸覺資料
HMS‧‧‧觸覺模式訊號
HCS‧‧‧觸覺控制訊號
SW1‧‧‧第一轉換裝置
SW2‧‧‧第二轉換裝置
MUX‧‧‧多工器
ECS1‧‧‧第一電極連接訊號
ECS2‧‧‧第二電極連接訊號
S10、S20、S30、S40、S50‧‧‧步驟
S100、S110、S120、S130‧‧‧步驟
S200、S210、S220、S300、S310、S320‧‧‧步驟
S510、S520、S530、S540、S550、S560、S570、S580、S590‧‧‧步驟
所附圖式提供對本發明進一步的理解並且被並入以及構成本申請一部分的附圖說明本發明的實施例並且與說明書一起用來解釋本發明的主旨。在附圖中：第1圖是說明揭示在933專利文件之觸控面板中電極的簡易設置的剖視圖； 第2圖說明根據本發明第一實施例之觸控面板的簡化結構；第3圖是沿著顯示於第2圖中的I-I’線的觸控面板的剖視圖；第4圖是用於說明根據第2圖所示之具有彈性介質元件插入其間之彼此重叠的電極的距離的電容的變化的圖示；第5A至5D圖是說明分別根據觸控力感測模式、觸控點感測模式、以及觸覺模式在觸控感測電極與第一和第二虛擬電極中的每一個之間的連接顯示在第2圖中的觸控面板的剖視圖；第6圖說明根據本發明第一實施例之觸控面板的修改示例；第7圖說明根據本發明第二實施例之觸控面板的簡化結構；第8圖是沿著顯示於第7圖中之II-II’線的觸控面板的剖視圖；第9圖說明根據本發明一實施例之用於觸控面板的驅動的裝置；第10圖是用於說明第9圖的觸控驅動電路和主機系統的方塊圖；第11圖說明第10圖的電極連接部；第12圖說明根據本發明一實施例在用於觸控面板的驅動的裝置中的觸控面板的修改示例；第13圖是根據本發明一實施例之驅動觸控面板的方法的流程圖；第14圖是根據本發明一實施例之驅動觸控面板的另一個方法的流程圖；以及第15圖是根據一實施例在第14圖的觸覺模式中驅動觸控面板的方法的流程圖。
現在詳細參考本發明的示例性實施例，在附圖中說明其示例，盡可能，始終使用相同參考數字來於圖示中代表相同或相似的零件。
本發明的優勢和特點，及其實施方法將通過參考附圖說明的以下實施例闡明。然而，本發明可以以不同形式體現並且不能理解作為對陳述在此的實施例的限制。最好，提供這些實施例使得本公開將是縝密和完整的，並且將本發明的範圍完全傳達給本領域技術人員。進一步，本發明只通過申請專利範圍的範圍來限定。
在附圖中公開用於說明本發明實施例的形狀、尺寸、比例、角 度以及數量僅為示例，從而，本發明不侷限於叙述的細節。相似的參考數字始終指代相似元素。在以下說明中，當相關已知功能或配置的詳細說明被確定為不必要的模糊了本發明的重要點，詳細說明將被省略。在其中在本發明中叙述的“包含”、“具有”、以及“包括”被使用的情況中，除非使用了“只有~”，另一零件可以被添加。單數形式的術語可以包括複數形式除非指的是相反。在解釋一元素中，元素被理解為包括誤差面積儘管沒有明確的說明。
在本發明實施例的說明中，當一結構(例如，一電極、一線路、一接線、一層、或者一觸點)叙述為被形成在另一結構的上部/下部或者其他結構的上/下時，這個說明應該被理解為包括其中結構彼此接觸的情況，並且此外，其中以第三結構被設置在其間的情況。在說明時間關係中，例如，當時間順序被叙述為“之後~”、“隨後~”、“接下來~”、以及“之前~”時，沒有持續的情況可以被包括，除非使用了“剛才”或者“直接”。應理解儘管術語“第一”、“第二”、等在此被使用以說明各種元素，這些元素不應該被這些術語所限制。這些術語只是用來將一個元素區別於另一個元素。例如，一第一元素可以被叫做一第二元素，並且，類似地，一第二元素可以被叫做一第一元素，不脫離本發明的範圍。
本發明的各種實施例的特徵可以部分或者全部耦合至彼此或彼此結合，並且可以彼此間不同的交互操作和技術性驅動因為本領域技術人員可以充分理解。本發明實施例可以彼此獨立執行，或者可以以相互依賴的關係來一起執行。
以下，參考附圖說明根據本發明實施例的觸控面板及其操作方法。
第2圖說明根據本發明第一實施例之觸控面板的簡化結構。第3圖是沿著顯示於第2圖中之I-I’線的觸控面板的剖視圖。
參考第2圖和第3圖，根據本發明第一實施例的觸控面板100被設置(或黏附至)在一影像顯示裝置(圖式中未顯示)的一顯示面板上。 根據本發明第一實施例的觸控面板100根據使用者的觸控產生觸控點感測資料和/或觸控力感測資料，並且將產生的資料提供至外部主機系統(圖式中未顯示)。同樣地，根據本發明第一實施例的觸控面板100根據一觸覺模 式將利用振動的一振動觸覺效果或利用靜電力的一靜電觸覺效果提供給使用者。例如，如果顯示面板是包括上偏光膜的一液晶顯示面板(或者有機發光顯示面板)，觸控面板100可以設置在上偏光膜上，或者可以設置在上基板與上偏光膜之間。觸控面板100可以包括一第一基板110，其具有一觸控驅動電極(Tx)；一第二基板120，其具有一觸控感測電極(Rx)和複數個第一與第二虛擬電極(Dxa、Dxb)；以及一彈性介質元件130，其設置在第一和第二基板110和120之間。
根據本發明第一實施例的觸控面板100通過使用彈性介質元件130可以感測觸控點和觸控力兩者，並且同樣可以通過使用彈性介質元件130作用為觸覺輸出裝置實現觸覺功能，而不用附加提供觸覺輸出裝置。
第一基板110可以由一透明塑膠材料形成。第一基板110通過使用透明膠(圖式中未顯示)可以被黏附至顯示面板的上表面。
觸控驅動電極(Tx)沿著第一方向(X)提供在第一基板110上，其中觸控驅動電極(Tx)形成沿著觸控面板100的第一方向(X)延伸的條形。觸控驅動電極(Tx)通過一驅動佈線(RL1)與一觸控驅動電路(圖式中未顯示)連接，並且被施加有來自觸控驅動電路的一觸控驅動脈衝或電壓(例如，交流(AC)電壓)。觸控驅動電極(Tx)根據觸控點感測模式或者觸控力感測模式被使用作為施加有觸控驅動脈衝的感測驅動電極，並且根據觸覺模式同樣使用作為施加有電壓(例如，AC電壓)的一低觸覺電極。
以與第一基板110相同的方式，第二基板120可以由透明塑膠材料形成。第二基板120與第一基板110彼此相對，並且彈性介質元件130插入在第一基板110和第二基板120之間。此外，一蓋窗(圖式中未顯示)通過使用透明膠可以被黏附至第二基板120的上表面。
觸控感測電極(Rx)沿著第二方向(Y)提供在與觸控驅動電極(Tx)重叠的第二基板120上，並且觸控感測電極(Rx)形成沿著觸控面板100的第二方向(Y)延伸的條形。在此情況中，相對於縱向方向(Y)，觸控感測電極(Rx)的寬度小於觸控驅動電極(Tx)的寬度。觸控感測電極(Rx)通過感測佈線(RL2)與一觸控驅動電路連接，藉此觸控感測電極(Rx)被使用作為用於感測觸控點或觸控力的觸控點/力感測電極。同樣， 觸控感測電極(Rx)根據觸覺模式被使用作為施加有來自觸控驅動電路的參考電壓或AC電壓的一上觸覺電極。在此情況下，觸覺模式通過觸控面板的操作而被定義以通過在對應於一觸控點和/或觸控力面積的觸控面積中設置一觸覺面積，並且在該觸覺面積中形成利用振動的振動觸覺效果或者利用靜電力的靜電觸覺效果而將觸控或紋理的感測提供至使用者。參考電壓可以是接地電壓。以下，參考電壓將被稱為接地電壓，並且AC電壓可以被稱為具有預定振幅的方波脈衝或AC訊號。
第一虛擬電極(Dxa)沿著第二方向(Y)延伸形成具有一預定面積的條形，並且提供為在第二基板120上平行於與觸控驅動電極(Tx)重叠的控感測電極(Rx)的一側。在此情況下，相對於縱向方向(Y)，第一虛擬電極(Dxa)可以從觸控感測電極(Rx)的一側的一預定間隔被提供，並且第一虛擬電極(Dxa)的寬度可以比觸控驅動電極(Tx)的寬度窄，或者可以與觸控感測電極(Rx)的寬度相同。當第一虛擬電極(Dxa)通過一第一虛擬佈線(RL3)與觸控驅動電路連接，第一虛擬電極(Dxa)可以通過觸控驅動電路而浮動或者可以與觸控感測電極(Rx)或感測佈線(RL2)電性連接。更詳細地，第一虛擬電極(Dxa)在觸控點感測模式中可以電性浮動，或者第一虛擬電極(Dxa)在觸控力感測模式或者觸覺模式的情況中可以與觸控感測電極(Rx)電性連接。因此，第一虛擬電極(Dxa)被用作為用於感測觸控力的一觸控力感測電極，並且第一虛擬電極(Dxa)同樣被用作為能够感測觸控點的一浮動電極。同樣地，第一虛擬電極(Dxa)被用作為根據觸覺模式從觸控驅動電路或者通過觸控感測電極(Rx)提供有接地電壓的上觸覺電極。
第二虛擬電極(Dxb)沿著第二方向(Y)延伸形成具有一預定面積的條形，並且第二虛擬電極(Dxb)提供為在第二基板120上平行於與觸控驅動電極(Tx)重叠的觸控感測電極(Rx)的一側。在此情況下，相對於縱向方向(Y)，第二虛擬電極(Dxb)可以以從觸控感測電極(Rx)的一側的一預定間隔來提供，並且第二虛擬電極(Dxb)的寬度可以比觸控驅動電極(Tx)的寬度窄，或者可以與觸控感測電極(Rx)或者第一虛擬電極(Dxa)的寬度相同。當第二虛擬電極(Dxb)通過一第二虛擬佈線(RL4)與觸控驅動電路連接，第二虛擬電極(Dxb)可以通過觸控驅動電路保持在 浮動狀態中，或者可以與觸控感測電極(Rx)電性連接。更詳細地，第二虛擬電極(Dxb)在觸控點感測模式中可以電性浮動，或者在觸控力感測模式或者觸覺模式的情況中可以與觸控感測電極(Rx)或者感測佈線(RL2)電性連接。因此，第二虛擬電極(Dxb)為用以感測觸控力的一觸控力感測電極，並且第二虛擬電極(Dxb)被用作為能够感測觸控點的一浮動電極。同樣地，第二虛擬電極(Dxb)為用以根據觸覺模式從觸控驅動電路或者通過觸控感測電極(Rx)施加有接地電壓或者AC電壓的上觸覺電極。
在第2圖和第3圖中，第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)中的每一個形成一個條形，但不侷限於此形狀。為了提高從顯示面板發出的光的透光率，第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)中的每一個可以形成包括彼此電性連接的複數個虛擬電極的一線結構、一網結構或者一階梯結構，或者可以包括固定間隔的複數個縫隙或者設置成格柵圖案的複數個開口。
彈性介質元件130插入在第一基板110和第二基板120之間。在此情況下，彈性介質元件130通過使用透明膠可以被黏附至第一基板110的上表面或者第二基板120的下表面。彈性介質元件130可以由具有彈性和高介電常數的材料形成。例如，彈性介質元件130可以由PDMS(聚二甲基矽氧烷)，丙烯酸樹脂或者聚氨酯形成，但不侷限於這些材料。彈性介質元件130可以由具有彈性和高介電常數的任何材料形成。
彈性介質元件130在觸控感測電極(Rx)、第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)中的每一個、以及觸控驅動電極(Tx)之中形成電容(Cm1、Cm2、Cm3)。具體地，彈性介質元件130通過使用者的觸控力在其彈性上被改變，從而在其厚度上被改變，藉以改變電容(Cm1、Cm2、Cm3)。在此情況下，如第4圖所示，電容(Cm1、Cm2、Cm3)可以根據在觸控感測電極(Rx)、第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)中的每一個、以及觸控驅動電極(Tx)之中的每個距離來改變。在此情況下，由於電容(Cm1、Cm2、Cm3)與電極之中的每個距離成反比，觸控力可以通過力級演算法來感測，用於根據該觸控力模擬電容(Cm1、Cm2、Cm3)的一增加的變化。
同樣地，彈性介質元件130作用為用於觸覺模式的觸覺輸出裝置。亦即，根據本發明的觸覺模式可以被歸類到利用彈性介質元件130的振動的一振動觸覺模式、及利用彈性介質元件130的靜電力的靜電觸覺模 式。例如，在振動觸覺模式的情況下，接地電壓被施加至觸控感測電極(Rx)和第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)中的每一個，並且同時，AC電壓被施加至觸控驅動電極(Tx)，藉此彈性介質元件130通過借助於壓電效應的重複擴張和收縮根據AC電壓的頻率來震動，並且振動級別根據AC電壓的振幅被改變。在靜電觸覺模式的情況下，彈性介質元件130運行作為一絕緣層。亦即，由於不同於在振動觸覺模式期間施加至觸控驅動電極(Tx)的AC電壓的第一AC電壓被施加至觸控感測電極(Rx)和第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)中的每一個，並且同時，一第二AC電壓被施加至觸控驅動電極(Tx)，靜電力出現在電極和使用者手指之間，並且靜電力的强度根據AC電壓的振幅和/或頻率變化。因此，在觸覺模式的情況下，彈性介質元件130被使用作為觸覺輸出裝置，亦即，驅動器，藉此根據本發明第一實施例的觸控面板100提供觸覺效果，而沒有附加的觸覺輸出裝置，以藉此在根據本發明第一實施例的觸控面板100中實現簡化的結構和縮減成本。
由於具有彈性和高介電常數的彈性介質元件130被插入在第一和第二基板110和120之間，用於感測觸控點或觸控力的第一觸控感測器(Cm1)形成在觸控驅動電極(Tx)和觸控感測電極(Rx)的交叉處。第一觸控感測器(Cm1)通過彈性介質元件130的介電常數、基於觸控驅動電極(Tx)和觸控感測電極(Rx)之間的重叠面積的電容、以及觸控驅動電極(Tx)和觸控感測電極(Rx)之間的距離來形成。在此情況下，對應於施加至觸控驅動電極(Tx)的觸控驅動脈衝的電荷在第一觸控感測器(Cm1)中被充電，並且第一觸控感測器(Cm1)的電荷被放電至觸控感測電極(Rx)。第一觸控感測器(Cm1)中的電荷量根據是否有使用者的觸控而變化。
如第5A圖所示，當第一虛擬電極(Dxa)根據觸控力感測模式與觸控感測電極(Rx)或者感測佈線(RL2)電性連接時，第一虛擬電極(Dxa)作用為與觸控感測電極(Rx)相同的觸控力感測電極，藉此用於感測觸控力的第二觸控感測器(Cm2)形成在觸控驅動電極(Tx)和第一虛擬電極(Dxa)的交叉處。第二觸控感測器(Cm2)通過彈性介質元件130的介電常數、基於觸控驅動電極(Tx)和第一虛擬電極(Dxa)之間的重叠 面積的電容、以及觸控驅動電極(Tx)和第一虛擬電極(Dxa)之間的距離來形成。如第4圖所示，第二觸控感測器(Cm2)的電容根據觸控驅動電極(Tx)和第一虛擬電極(Dxa)之間的距離而變化。在此情況下，對應於施加至觸控驅動電極(Tx)的觸控驅動脈衝(Tx_PWM)的電荷在第二觸控感測器(Cm2)中被充電，並且第二觸控感測器(Cm2)的電荷被放電至第一虛擬電極(Dxa)。第二觸控感測器(Cm2)中的電荷量通過使用者的觸控力根據觸控驅動電極(Tx)和第一虛擬電極(Dxa)之間的距離而變化。
同時，如第5B圖所示，當第一虛擬電極(Dxa)根據觸控點感測模式電性浮動沒有與觸控感測電極(Rx)連接時，電容(Cm2)沒有形成在觸控驅動電極(Tx)和第一虛擬電極(Dxa)之間。因此，形成在觸控驅動電極(Tx)和觸控感測電極(Rx)之間的第一觸控感測器(Cm1)的電容根據使用導電物體的觸控被改變，藉此可能感測觸控點，並且進一步提高觸控點的感測效率。
如第5A圖所示，當第二虛擬電極(Dxb)根據觸控力感測模式與觸控感測電極(Rx)或者感測佈線(RL2)電性連接時，第二虛擬電極(Dxb)作用為與觸控感測電極(Rx)相同的觸控力感測電極，藉此用於感測觸控力的第三觸控感測器(Cm3)形成在觸控驅動電極(Tx)和第二虛擬電極(Dxb)的交叉處。第三觸控感測器(Cm3)通過彈性介質元件130的介電常數、和基於觸控驅動電極(Tx)和第二虛擬電極(Dxb)之間的重叠面積的電容、以及觸控驅動電極(Tx)和第二虛擬電極(Dxb)之間的距離來形成。如第4圖所示，第三觸控感測器(Cm3)的電容根據觸控驅動電極(Tx)和第二虛擬電極(Dxb)之間的距離而變化。在此情況下，對應於施加至觸控驅動電極(Tx)的觸控驅動脈衝(Tx_PWM)的電荷在第三觸控感測器(Cm3)中被充電，並且第三觸控感測器(Cm3)的電荷被放電至第二虛擬電極(Dxb)。第三觸控感測器(Cm3)中的電荷量通過使用者的觸控力根據觸控驅動電極(Tx)和第二虛擬電極(Dxb)之間的距離而變化。
同時，如第5B圖所示，當第二虛擬電極(Dxb)根據觸控點感測模式電性浮動沒有與觸控感測電極(Rx)連接時，電容(Cm3)沒有形成在觸控驅動電極(Tx)和第二虛擬電極(Dxb)之間。因此，形成在觸控 驅動電極(Tx)和觸控感測電極(Rx)之間的第一觸控感測器(Cm1)的電容根據使用導電物體的觸控被改變，藉此可能感測觸控點，並且進一步提高觸控點的感測效率。
同時，如第5C圖所示，當根據振動觸覺模式接地電壓(GND)被施加至觸控感測電極(Rx)和第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)中的每一個，並且AC電壓(AC)被施加至觸控驅動電極(Tx)時，彈性介質元件130通過借助於壓電效應的重複擴張和收縮被來振動。因此，使用者根據彈性介質元件130的振動感測觸覺訊息。對於振動觸覺模式，第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)中的每一個可以電性浮動。為了實現更加改進的振動觸覺效果，較佳的是根據振動觸覺模式第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)中的每一個與觸控感測電極(Rx)電性連接，並且被施加有接地電壓(GND)。
同樣，如第5D圖所示，當第一AC電壓(AC)被施加至觸控感測電極(Rx)和第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)中的每一個時，靜電力根據第一AC電壓(AC)流發生在電極與使用者的手指之間。因此，使用者根據靜電力感測觸覺訊息。對於靜電觸覺模式，第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)中的每一個可以電性浮動。為了實現更加改進的靜電觸覺效果，較佳的是根據靜電觸覺模式第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)中的每一個與觸控感測電極(Rx)電性連接，並且被施加有第一AC電壓(AC)。在一個實施例中，第二AC電壓(AC)根據靜電觸覺模式被施加至觸控驅動電極(Tx)。第一AC電壓和第二AC電壓可以具有同步相位。
代替前述條形，觸控驅動電極(Tx)和觸控感測電極(Rx)的每一個可以形成圓形或菱形，第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)中的每一個可以形成以均分包圍觸控感測電極(Rx)。較佳地，如上所述，電極(Tx、Rx、Dxa、Dxb)中的每一個形成條形以充分確保用於感測觸控點的電容和用於感測觸控力的電容。
根據本發明第一實施例的觸控面板100有利於根據觸控點感測模式藉由電性浮動第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)來提高觸控點的感測效率，並且同樣藉由經過觸控感測電極(Rx)和第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)之間的電性連接增大了用於感測觸控力的力感測電極的面積來提高觸 控力的感測效率。因此，與觸控點感測模式中的觸控驅動電極(Tx)和觸控感測電極(Rx)之間充電的電容相比，在觸控力感測模式中一較大電容在觸控驅動電極(Tx)與觸控感測電極(Rx)和第一虛擬電極(Dxa)和/或第二虛擬電極(Dxb)的組合之間被充電。觸控力感測模式中在觸控驅動電極(Tx)與觸控感測電極(Rx)和第一虛擬電極(Dxa)及/或第二虛擬電極(Dxb)的組合之間充電的大電容能够準確感測觸控力。此外，觸控點感測模式中在觸控驅動電極(Tx)和觸控感測電極(Rx)之間充電的較小電容能够使足够的邊緣場被形成在觸控驅動電極(Tx)和觸控感測電極(Rx)之間以允許觸控點的準確感測(或者是否一具體電極被觸控)。最終，根據本發明第一實施例的觸控面板100能够提高觸控力感測效率和觸控點感測效率。根據本發明第一實施例的觸控面板100中根據觸覺模式，由於接地電壓或者AC電壓被施加至觸控感測電極(Rx)和第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)的每一個，並且AC電壓被施加至觸控驅動電極(Tx)，彈性介質元件130被使用作為對應於觸覺輸出裝置的驅動器，藉此可能將觸覺效果提供給使用者，而沒有附加的觸覺輸出裝置。具體地，由於根據本發明第一實施例的觸控面板100的觸覺模式，第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)的每一個與觸控感測電極(Rx)電性連接，觸覺電極的面積被增加使得將基於觸覺效果的觸覺訊息或紋理訊息有效的提供給使用者是可能的。
第6圖說明根據本發明第一實施例之觸控面板的修改示例，其中第一虛擬電極的一側電性連接第二虛擬電極的一側。以下，只有第一和第二虛擬電極被詳細說明如下。
第一虛擬電極(Dxa)的一側通過一虛擬橋電極(Dxc)與第二虛擬電極(Dxb)的一側電性連接。
虛擬橋電極(Dxc)提供在離觸控感測電極(Rx)的一側預定間隔處同時平行於觸控感測電極(Rx)的一側，藉此虛擬橋電極(Dxc)電性連接第一虛擬電極(Dxa)的一側和第二虛擬電極(Dxb)的一側兩者。因此，虛擬橋電極(Dxc)和第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)以""或者""形狀被提供。
此外，第一虛擬電極(Dxa)的一側通過虛擬橋電極(Dxc)與第二虛擬電極(Dxb)的一側電性連接，藉此可能省略第一和第二虛擬佈線 (RL3、RL4)中的任何一個。因此，提供有佈線的觸控面板100中的邊緣的寬度被減小使得觸控面板100的邊框寬度被減小。
第7圖說明根據本發明第二實施例之觸控面板200的簡化結構。第8圖是沿著顯示於第7圖中之II-II'線的觸控面板200的剖視圖。在此，第7圖所示的觸控面板200藉由根據本發明第一實施例的前述觸控面板100中將觸控驅動電極(Tx)提供在彈性介質元件130的下表面上，並且將觸控感測電極(Rx)和第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)提供在彈性介質元件130的上表面上來獲得。亦即，在根據本發明第二實施例之觸控面板200的情況下，觸控驅動電極(Tx)、前述第一和第二基板110和120從觸控面板200被移除。除了第一和第二基板110和120從觸控面板200被移除之外，根據本發明第二實施例的觸控面板200在電極結構上與第6圖的觸控面板100相同，藉此感測觸控點和觸控力兩者，並且通過簡化的結構實現觸控面板的薄外形是可能的。
在第7圖和第8圖中，第一虛擬電極(Dxa)的一側通過虛擬橋電極(Dxc)與第二虛擬電極(Dxb)的一側電性連接，但不侷限於這個結構。亦即，省略虛擬橋電極(Dxc)是可能的。在此情況下，根據本發明第二實施例的觸控面板200的電極結構可以與第2圖中所示的觸控面板100的電極結構相同，藉此觸控驅動電極(Tx)可以形成在彈性介質元件130的下表面，並且觸控感測電極(Rx)和第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)可以形成在彈性介質元件130的上表面。
根據本發明第二實施例的觸控面板200的下表面，亦即，觸控驅動電極(Tx)通過使用透明膠可以黏附至顯示面板的上表面。根據本發明第二實施例的觸控面板200的上表面，亦即，觸控感測電極(Rx)和第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)通過使用透明膠可以用蓋窗覆蓋。
在本發明的前述第一和第二實施例中，每個觸控面板100和200包括第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)，但不侷限於這個結構。根據本發明的修改示例，每個觸控面板100和200可以包括第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)，其中第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)中的任何一個可以電性浮動，不考慮感測模式，並且其另一個根據感測模式可以電性浮動或者與觸控感測電極連接。
根據本發明的另一個修改示例，每個觸控面板100和200可以包括第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)中的任何一個。在此情況下，根據觸控力感測模式其可能引起被使用作為用於感測觸控力的觸控感測電極的電極的面積上的減小，然而，形成在觸控驅動電極(Tx)和觸控感測電極(Rx)之間的一電場形成面積根據觸控點感測模式在尺寸上通過一個虛擬電極的面積被增加，以藉此提高用於感測觸控點的效率。
第9圖說明根據本發明一實施例之用於觸控面板的驅動的裝置。第10圖是用於說明第9圖的觸控驅動電路的方塊圖。
參考第9圖和第10圖，根據本發明一實施例之用於觸控面板的驅動的裝置可以包括一觸控面板300和一觸控驅動電路400。
觸控面板300可以包括第一至第n觸控驅動電極(Tx1~Txn)、一彈性介質元件(130，見第2圖)，其設置在第一至第n觸控驅動電極(Tx1~Txn)上、以及第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)，其設置在該彈性介質元件上，並且分別與各個第一至第n觸控驅動電極(Tx1~Txn)重叠並且交叉。
第一至第n觸控驅動電極(Tx1~Txn)中的每一個形成沿著觸控面板300的第一方向(X)延伸的條形，其中第一至第n觸控驅動電極(Tx1~Txn)在觸控面板300的觸控感測面積300a上沿著第二方向(Y)以固定間隔被提供。第一至第n觸控驅動電極(Tx1~Txn)通過襯墊(PP)和形成在觸控面板300的第一邊緣之對應的驅動佈線(RL1)與觸控驅動電路400相連。第一至第n觸控驅動電極(Tx1~Txn)可以形成在第一基板(110，見第2圖)上，或者可以形成在彈性介質元件(130，見第7圖)的下表面上。
該彈性介質元件可以由具有彈性和高介電常數的材料形成，並且可以被設置在第一至第n觸控驅動電極(Tx1~Txn)上。這個彈性介質元件與第2圖和第3圖中顯示的彈性介質元件130是相同的，藉此將省略對應彈性介質元件的詳細說明。
第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中的每一個形成沿著觸控面板300的第二方向(Y)延伸的條形，第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)在觸控面板300的觸控感測面積300a上沿著第 一方向(X)以固定間隔來形成。其中第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)與第一至第n觸控驅動電極(Tx1~Txn)分別交叉。第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)可以形成在第二基板(120，見第2圖)上，或者可以形成在彈性介質元件(130，見第7圖)的上表面上。
第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中的每一個可以包括觸控感測電極(Rx)、第一虛擬電極(Dxa)以及第二虛擬電極(Dxb)。
觸控感測電極(Rx)被使用作為用於感測觸控點或觸控力的一觸控點/力感測電極。觸控感測電極(Rx)通過襯墊(PP)和形成在觸控面板300的第二邊緣的感測佈線(RL2)與觸控驅動電路400相連。同樣，觸控感測電極(Rx)被使用作為用於觸覺效果的一上觸覺電極。該觸控感測電極(Rx)與第2圖和第3圖中顯示的觸控感測電極(Rx)相同。
第一虛擬電極(Dxa)僅被用作為用於感測觸控力的觸控力感測電極，或者用於觸覺效果的上觸覺電極。第一虛擬電極(Dxa)通過襯墊(PP)和形成在觸控面板300的第二邊緣的第一虛擬佈線(RL3)與觸控驅動電路400相連。該第一虛擬電極(Dxa)與第2圖和第3圖中所顯示的第一虛擬電極(Dxa)相同。
第二虛擬電極(Dxb)僅被用作為用於感測觸控力的觸控力感測電極，或者用於觸覺效果的上觸覺電極。第二虛擬電極(Dxb)通過襯墊(PP)和形成在觸控面板300的第二邊緣的第二虛擬佈線(RL4)與觸控驅動電路400相連。該第二虛擬電極(Dxb)與第2圖和第3圖中所顯示的第二虛擬電極(Dxb)相同。
觸控驅動電路400提供在黏附至觸控面板300的襯墊(PP)的撓性電路薄膜500上，並且通過襯墊(PP)與佈線(RL1、RL2、RL3、RL4)中的每一個相連。或者，觸控驅動電路400可以提供在一印刷電路板上(圖式中未顯示)。在此情況下，觸控驅動電路400通過在印刷電路板和觸控面板300的襯墊(PP)之間連接的一撓性電路薄膜(圖式中未顯示)可以與佈線(RL1、RL2、RL3、RL4)中的每一個相連。
回應從主機系統600提供的觸覺模式訊號(TMS)，觸控驅動電路400將一觸控驅動脈衝(Tx_PWM)施加至第一至第n觸控驅動電極 (Tx1~Txn)中的每一個，並且同時通過第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中的每一個感測表示電容的變化的一觸控感測訊號。亦即，觸控驅動電路400根據觸控點感測模式或者觸控力感測模式在時間分割方法中通過驅動觸控面板300產生觸控點感測資料(Pdata)或者觸控力感測資料(Fdata)，並且將產生的觸控點感測資料(Pdata)或者觸控力感測資料(Fdata)提供至主機系統600。例如，在觸控點感測模式的情況下，在觸控驅動電路400電性浮動用於觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中的每一個的第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)之後，觸控驅動電路400將觸控驅動脈衝(Tx_PWM)依序施加至第一至第n觸控驅動電極(Tx1~Txn)中的每一個，並且通過用於第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中的每一個的觸控感測電極(Rx)同時感測表示第一觸控感測器(Cm1)中電荷量變化的觸控感測訊號，以藉此產生觸控點感測資料(Pdata)。在觸控力感測模式的情況下，在觸控驅動電路400在第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)的單元中將第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)電性連接至觸控感測電極(Rx)之後，觸控驅動電路400將觸控驅動脈衝(Tx_PWM)依序施加至第一至第n觸控驅動電極(Tx1~Txn)中的每一個，並且通過用於第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中的每一個的觸控感測電極(Rx)同時感測表示第一至第三觸控感測器(Cm1、Cm2、Cm3)中電荷量變化的觸控感測訊號，以藉此產生觸控力感測資料(Fdata)。
在根據從主機系統600提供的第一觸覺模式訊號(HMS1)的振動觸覺模式的情況下，觸控驅動電路400將AC電壓(AC)施加至包括在第一至第n觸控驅動電極(Tx1~Txn)之中的觸覺面積中的至少一個觸控驅動電極(Tx1~Txn)，並且將接地電壓(GND)施加至包括在觸覺面積中之至少一個觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)的觸控感測電極(Rx)和第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)，藉此對應於觸覺面積的彈性介質元件130的一些面積被振動以將根據振動觸覺效果的觸覺訊息提供給使用者。在振動觸覺模式的情況下，根據本發明另一個實施例的觸控驅動電路400可以將接地電壓(GND)施加至用於觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)的每一個的電極，並且將AC電壓(AC)施加至所有第一至第n觸控驅動電極(Tx1~Txn)，藉此可能將振動觸覺效果提供至觸控面板300的整個面積。
在根據從主機系統600提供的第二觸覺模式訊號(HMS2)的靜電觸覺模式的情況下，觸控驅動電路400將一第二AC電壓(AC)施加至包括在第一至第n觸控驅動電極(Tx1~Txn)之中的觸覺面積中的至少一個觸控驅動電極(Tx1~Txn)，並且將一第一AC電壓(AC)施加至包括在觸覺面積中的至少一個觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)的觸控感測電極(Rx)和第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)，藉此靜電力形成在觸覺面積中以便將根據靜電觸覺效果的紋理訊息提供給使用者。
觸控驅動電路400可以包括一時序產生部410、一驅動訊號供給部420、一電極連接部430、一感測部440以及一感測資料處理部450。以上結構的觸控驅動電路400可以被集成為一個ROIC(讀出積體電路)晶片。然而，感測資料處理部450可以被實現作為主機系統600的MCU(微控制器單元)，而沒有與ROIC晶片集成。
時序產生部410產生一感測啟動訊號(PHT)回應從主機系統600提供的一觸覺模式訊號(TMS)，並且控制用於驅動訊號供給部420和感測部440中的每一個的驅動時序。在此情況下，觸覺模式訊號(TMS)可以是在觸控點感測模式訊號、觸控力順序感測模式訊號、觸控力部分感測模式訊號以及觸控力組感測模式訊號之中選取的任意一個。因此，時序產生部410基於觸覺模式訊號(TMS)可以產生包括感測啟動訊號(PHT)、Tx頻道設置訊號、電極連接訊號(ECS)、Rx頻道設置訊號以及觸控報告同步訊號(TRSS)的觸控控制訊號。
同樣地，時序產生部410基於從主機系統600的MCU提供的觸覺資料(Hdata)和觸覺模式訊號(HMS)產生一觸覺控制訊號(HCS)，並且通過觸覺控制訊號(HCS)控制驅動訊號供給部420。在此情況下，觸覺模式訊號(HMS)可以是用於振動觸覺效果的第一邏輯狀態的第一觸覺模式訊號(HMS1)，或者是用於靜電觸覺效果的第二邏輯狀態的第二觸覺模式訊號(HMS2)。第一和第二觸覺模式訊號(HMS1、HMS2)和觸覺資料(Hdata)將在稍後說明。
驅動訊號供給部420基於從時序產生部410提供的感測啟動訊號(PHT)和Tx頻道設置訊號將觸控驅動脈衝(Tx_PWM)提供至觸控驅動電極(Tx1~Txn)。亦即，驅動訊號供給部420選擇觸控驅動脈衝 (Tx_PWM)被輸出到的一Tx頻道，以回應時序產生部410的Tx頻道設置訊號、產生與感測啟動訊號(PHT)同步的觸控驅動脈衝(Tx_PWM)、以及通過與選擇的Tx頻道相連的驅動佈線(Tx1~Txn)將觸控驅動脈衝(Tx_PWM)施加至對應的觸控驅動電極(Tx1~Txn)。例如，在觸控點感測模式或者觸控力依序感測模式的情況下，驅動訊號供給部420可以將觸控驅動脈衝(Tx_PWM)依序施加至第一至第n觸控驅動電極(Tx1~Txn)。在觸控力部分感測模式的情況下，驅動訊號供給部420可以將觸控驅動脈衝(Tx_PWM)依序施加至在第一至第n觸控驅動電極(Tx1~Txn)之中部分選擇的該複數個觸控驅動電極。這裏的觸控力部分感測模式指的是其中一個或多個觸控驅動電極(Tx)每次一個被單獨地驅動的模式。在觸控力組感測模式的情況下，驅動訊號供給部420可以將觸控驅動脈衝(Tx_PWM)依序施加至複數個觸控驅動電極組，其中每組包括在第一至第n觸控驅動電極(Tx1~Txn)之中的兩個或多個觸控驅動電極。這裏的觸控力組感測模式指的是其中一組的觸控驅動電極(Tx)被同時驅動的模式。
驅動訊號供給部420基於從時序產生部410提供的觸覺控制訊號(HCS)將AC電壓(AC)施加至觸控驅動電極(Tx1~Txn)。亦即，驅動訊號供給部420選擇AC電壓(AC)被輸出到的一Tx頻道，以回應從時序產生部410提供的觸覺控制訊號(HCS)，並且改變AC電壓(AC)的振動幅度和週期。然後，驅動訊號供給部420通過與選擇的Tx頻道相連的驅動佈線將AC電壓(AC)施加至對應的觸控驅動電極(Tx1~Txn)。
回應從時序產生部410提供的電極連接訊號(ECS)，電極連接部430電性浮動第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)單元中的第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)或者將第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)電性連接至觸控感測電極(Rx)。例如，電極連接部430根據觸控點感測模式電性浮動用於第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中的每一個的第一和第二虛擬佈線(RL3、RL4)，以回應電極連接訊號(ECS)，藉此第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)在第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)的單元中電性浮動。同樣，電極連接部430根據觸控力依序感測模式、觸控力部分感測模式、觸控力組感測模式在第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)的單元中將第一和第二虛擬佈線(RL3、 RL4)電性連接至感測佈線(RL2)，以回應電極連接訊號(ECS)。根據振動觸覺模式回應電極連接訊號(ECS)，電極連接部430電性連接與包括在具有接地電壓終端的觸覺面積中的第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中的每一個相連的感測佈線(RL2)和第一和第二虛擬佈線(RL3、RL4)，藉此接地電壓(GND)被施加至用於包括在觸覺面積中的第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中的每一個的觸控感測電極(Rx)和第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)。根據靜電觸覺模式回應電極連接訊號(ECS)，電極連接部430電性連接與包括在具有AC電壓終端的觸覺面積中的第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中的每一個相連的感測佈線(RL2)和第一和第二虛擬佈線(RL3、RL4)，藉此AC電壓(AC)被施加至用於包括在觸覺面積中的第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中的每一個的觸控感測電極(Rx)和第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)。
根據本發明一示例的電極連接部430可以包括第一至第m轉換電路。在第11圖顯示的第一轉換電路432的情況下，第一至第m轉換電路中的每一個可以包括由電極連接訊號(ECS)轉換的第一和第二轉換裝置(SW1、SW2)，和一多工器(MUX)。在此情況下，電極連接訊號(ECS)可以包括第一和第二電極連接訊號(ECS1、ECS2)。
由於第一轉換裝置(SW1)根據觸控點感測模式所提供的斷開電壓的第一電極連接訊號(ECS1)關閉，第一虛擬電極(Dxa)電性浮動。同樣，第一轉換裝置(SW1)根據觸控力感測模式或者觸覺模式所提供的接通電壓的第一電極連接訊號(ECS1)打開，藉此第一虛擬電極(Dxa)與觸控感測電極(Rx)選擇性連接。
由於第二轉換裝置(SW2)根據觸控點感測模式所提供的斷開電壓的第一電極連接訊號(ECS1)關閉，第二虛擬電極(Dxb)電性浮動。同樣，第二轉換裝置(SW2)根據觸控力感測模式或者觸覺模式所提供的接通電壓的第一電極連接訊號(ECS1)打開，藉此第二虛擬電極(Dxb)與控感測電極(Rx)選擇性連接。
多工器(MUX)通過根據觸控點感測模式或者觸控力感測模式所提供的第一邏輯值的第二電極連接訊號(ECS)將觸控感測電極(Rx) 與感測部440相連，通過第二邏輯值的第二電極連接訊號(ECS2)將觸控感測電極(Rx)與接地電壓(GND)終端相連，以及通過第三邏輯值的第二電極連接訊號(ECS)將觸控感測電極(Rx)與AC電壓(AC)終端相連。
參考第9圖和第10圖，感測部440基於從時序產生部410所提供的感測啟動訊號(PHT)和Rx頻道設置訊號產生藉由通過用於被電極連接部430連接的第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中的每一個的觸控感測電極(Rx)感測觸控感測器中電荷量的變化所獲得的一感測訊號，並且通過感測訊號的類比數位轉換產生觸控點感測資料(Pdata)或者觸控力感測資料(Fdata)。例如，在觸控點感測模式中，感測部440通過用於第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中的每一個的觸控感測電極(Rx)感測觸控感測器中電荷量的變化，並且基於電荷量的變化產生觸控點感測資料(Pdata)。同樣，在觸控力依序感測模式、觸控力部分感測模式以及觸控力組感測模式的情況下，感測部440通過用於第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中的每一個的第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)和觸控感測電極(Rx)感測觸控感測器(Cm1、Cm2、以及Cm3，見第5A圖)中電荷量的變化，以及基於電荷量的變化產生觸控力感測資料(Fdata)。
根據本發明一示例的感測部440通過放大來自相鄰兩個Rx頻道的訊號的差並且採樣放大的訊號可以產生感測訊號。根據本發明一實施例的感測部440放大相鄰兩個觸控感測電極的訊號之間的差並且減少由於觸控面板300的寄生電容輸入的噪音成分，藉此提高訊號噪音比。為了這個目的，根據本發明一示例的感測部440可以包括包含一差分放大器的一積分器。
根據本發明另一示例的感測部440可以將從一個Rx頻道接收的訊號與一參考電壓相比較，並且可以基於比較結果產生感測訊號。在此情況下，根據本發明另一實施例的感測部440可以包括一比較器。
感測資料處理部450根據預設接口方法從感測部440接收觸控點感測資料(Pdata)或者觸控力感測資料(Fdata)，從而將接收的資料儲存在內部記憶體中，以及將儲存在內部記憶體中的觸控點感測資料(Pdata) 或者觸控力感測資料(Fdata)傳輸至主機系統600的MCU，以回應觸控報告同步訊號(TRSS)。
主機系統600的MCU從感測資料處理部450接收觸控點感測資料(Pdata)，將接收的觸控點感測資料(Pdata)與一預設點感測閾值相比較以通過使用大於點感測閾值的觸控點感測資料來確定是否有使用者觸控和觸控點坐標。亦即，MCU基於具有觸控點感測資料(Pdata)的觸控感測電極(Rx)的點訊息(X-坐標)和被驅動的觸控驅動電極(Tx)的點訊息(Y-坐標)來確定觸控點坐標值(XY坐標)。此外，MCU從計算的觸控點坐標可以計算觸控點的數目，通過計數一單元時間週期中計算的觸控點的數目計算被觸控的特定位置的持續時間，或者計算在一單元時間週期中表示特定位置的觸控的持續時間的一觸控延續時間。
同樣地，主機系統600的MCU從感測資料處理部450接收觸控力感測資料(Fdata)，將接收的觸控力感測資料(Fdata)與一預設力感測閾值相比較，以及如果觸控力感測資料大於力感測閾值，通過使用觸控力感測資料計算觸控點坐標和觸控力的大小。亦即，MCU基於具有觸控力感測資料(Fdata)的觸控感測電極(Rx)的點訊息(X-坐標)和被驅動的觸控驅動電極(Tx)的點訊息(Y-坐標)計算觸控力坐標值(XY坐標)，並且同樣基於觸控力感測資料(Fdata)的大小計算觸控力的大小。
此外，觸控驅動電路400可以包括通過使用觸控點感測資料(Pdata)和/或觸控力感測資料(Fdata)計算是否有使用者觸控、觸控點坐標以及觸控力大小的一觸控MCU，並且將計算結果傳輸至MCU。在此情況下，主機系統600的MCU可以只執行連接至從主機系統600的觸控MCU所提供的觸控點坐標和觸控力大小的一應用程序。
以下，將詳細說明從主機系統600輸出的觸覺資料(Hdata)和觸覺模式訊號(HMS)。
主機系統600可以包括一觸覺控制電路602，並且觸覺控制電路602可以提供在MCU之內。
觸覺控制電路602基於使用者的觸控設定觸控面板300的觸覺面積，並且產生用於將例如振動觸覺效果和靜電觸覺效果的各種觸覺效果提供給使用者的觸覺資料和觸覺模式訊號(HMS)。例如，觸覺控制電路 602基於觸控點感測資料(Pdata)根據時間計算觸控點，根據時間基於觸控點產生一觸控移動速度(即，在觸控面板上從一個位置到另一個位置的觸控位置中變化的速度)和觸覺面積，基於觸控移動速度產生用於振動觸覺模式的第一觸覺模式訊號(HMS1)或者用於靜電觸覺模式的第二觸覺模式訊號(HMS2)，以及將產生的結果提供至觸控驅動電路400。此外，觸覺控制電路602基於觸控力感測資料(Fdata)計算觸控力，基於觸控點感測資料(Pdata)計算一觸控延續時間，將觸控延續時間與一參考時間相比較，以及在比較結果的基礎上確定其對應於一靜態觸控或者一動態觸控。在一個實現中，觸覺控制電路602提供一距離過濾器和/或一方向過濾器來確定觸控是靜態觸控還是動態觸控。例如，如果根據該距離過濾器對於至少參考時間觸控位置中的變化在預定距離或預定面積之內，觸控被確定為靜態觸控；否則觸控被確定為動態觸控。例如另一個示例，如果根據該方向過濾器對於至少參考時間觸控位置中變化的方向不一致或者是隨機的，觸控被確定為靜態觸控；否則觸控被確定為動態觸控。在靜態觸控的情況下，觸覺控制電路602產生第一觸覺模式訊號(HMS1)，並且基於觸控力產生第一觸覺資料(Hdata)。在此情況下，第一觸覺資料(Hdata)可以是與觸控力强度成比例的一值。同時，在動態觸控的情況下，觸覺控制電路602產生第二觸覺模式訊號(HMS2)，並且基於觸控移動速度和觸控力產生第二觸覺資料(Hdata)。在此情況下，第二觸覺資料(Hdata)可以是與觸控移動速度和觸控力强度成比例的一值。
同時，振動觸覺效果對應於一機械振動，這樣即使在相對短的觸控中使用者感測振動觸覺效果。同時，使用者在相對短的觸控中感測靜電觸覺效果是困難的。因此，觸覺控制電路602根據是否其是對應於使用者的單擊或雙擊的臨時事件觸控來確定觸覺模式。亦即，觸覺控制電路602基於觸控點或者觸控時間的變化確定是否其是事件觸控。基於確定結果，如果其是事件觸控，觸覺控制電路602產生第一觸覺模式訊號(HMS1)和第三觸覺資料(Hdata)，並且將產生的資料和訊號提供至觸控驅動電路400。如果其不是事件觸控，觸覺控制電路602基於觸控移動速度確定其對應於靜態觸控或動態觸控，基於確定結果產生第一觸覺資料(Hdata)和第一觸覺模式訊號(HMS1)或者產生第二觸覺資料(Hdata)和第二觸覺模 式訊號(HMS2)，以及將產生的資料和訊號提供至觸控驅動電路400。
根據本發明一示例的觸覺控制電路602可以利用被設定與觸控力無關的一參考振動值產生第三觸覺資料(Hdata)。根據本發明另一示例的觸覺控制電路602基於對於觸覺面積的實時影像資料分析結果根據影像的紋理訊息可以利用振動值產生第三觸覺資料(Hdata)。在此情況下，觸覺控制電路602根據關於觸覺面積的邊緣號訊息、顏色訊息、清晰度訊息以及深度訊息可以分析影像的紋理訊息。在一個示例中，當一磚的影像被顯示並且其上顯示磚的影像的部分觸控面板被觸控時，產生第三觸覺資料(Hdata)以將具有表示磚的紋理之對應的頻率和振幅的AC電壓(AC)施加至與觸控位置相關的電極。根據本發明另一示例的觸覺控制電路602基於觸覺面積的影像和預設觸覺情景的影像之間的比較結果根據觸覺情景可以利用振動值產生第三觸覺資料(Hdata)。在一個示例中，當輸入墊(例如，鍵盤)的影像被顯示並且對應於輸入墊的位置的一部分觸控面板被觸控時，產生第三觸覺資料(Hdata)以將具有分配給輸入墊的頻率和振幅的AC電壓(AC)施加至與觸控的位置相關的電極。
第一和第二觸覺資料(Hdata)可以基於影像的紋理訊息、觸覺情景、或觸控力的强度被設置。例如，觸覺控制電路602基於影像的紋理訊息或觸覺情景計算紋理資料，根據觸控力的强度校正紋理資料，以及基於校正的紋理資料產生第一或第二觸覺資料(Hdata)。
前述觸控驅動電路400基於從觸覺控制電路602所提供的第一觸覺模式訊號(HMS1)和第一或第三觸覺資料(Hdata)產生用於振動觸覺模式的AC電壓(AC)，並且將用於振動觸覺模式的產生的AC電壓提供至包括在觸覺面積中的觸控驅動電極。同樣，觸控驅動電路400基於從觸覺控制電路602所提供的第二觸覺模式訊號(HMS2)和第二觸覺資料(Hdata)產生用於靜電觸覺模式的第一AC電壓(AC)和第二AC電壓(AC)，並且對於靜電觸覺模式將產生的第一AC電壓施加至包括在觸覺面積中的每個觸控感測電極組並且將產生的第二AC電壓施加至包括在觸覺面積中的觸控驅動電極。在靜電觸覺模式的情況下，施加至觸控驅動電極的第二AC電壓(AC)和施加至觸控感測電極組的第一AC電壓(AC)可以具有彼此同步的相位，或者可以具有彼此不同步的相位。為了通過相對 大的靜電力最大化靜電觸覺效果，較佳的是在靜電觸覺模式中施加至觸控驅動電極的AC電壓(AC)和施加至觸控感測電極組的AC電壓(AC)具有彼此同步的相位。
在一個態樣中，在振動觸覺模式期間施加至觸控驅動電極(Tx)的AC電壓、在靜電觸覺模式期間施加至觸控感測電極(Rx)的第一AC電壓、以及在靜電觸覺模式期間施加至觸控驅動電極(Tx)的第二AC電壓可以具有實質上相等的振幅和/或頻率。
在另一個態樣中，在振動觸覺模式期間施加至觸控驅動電極(Tx)的AC電壓、在靜電觸覺模式期間施加至觸控感測電極(Rx)的第一AC電壓、以及在靜電觸覺模式期間施加至觸控驅動電極(Tx)的第二AC電壓可以具有不同的振幅和/或頻率。在一個示例中，在靜電觸覺模式中施加的第一AC電壓和第二AC電壓可以具有不同於在振動觸覺模式期間所施加的AC電壓的頻率和振幅之實質上相等的頻率和振幅。在另一個示例中，在靜電觸覺模式中施加的第一AC電壓和第二AC電壓可以具有實質上相等的頻率但不同的振幅。
根據本發明一實施例在用於觸控面板的驅動的裝置的情況下，如第6圖和第12圖所示，觸控面板300的第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中的每一個可以進一步包括用於將第一虛擬電極(Dxa)的一側電性連接第二虛擬電極(Dxb)的一側的虛擬橋電極(Dxc)。在此情況下，在第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)的單元中第一虛擬電極(Dxa)的一側通過虛擬橋電極(Dxc)與第二虛擬電極(Dxb)的一側電性連接，藉此第一和第二虛擬佈線(RL3、RL4)中的任何一個，例如，第二虛擬佈線(RL4)可以被省略。因此，觸控驅動電路400的電極連接部430根據觸控點感測模式電性浮動第一虛擬佈線(RL3)，以回應電極連接訊號(ECS)，藉此電極連接部430電性浮動用於第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中每一個的第一和第二虛擬電極(Dxa、xb)。電極連接部430根據觸控力依序感測模式、觸控力部分感測模式、觸控力組感測模式將第一虛擬佈線(RL3)與感測佈線(RL2)電性連接，以回應電極連接訊號(ECS)，藉此在第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)的單元中第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)與對應的觸控感測電極(Rx)電 性相連。同樣，電極連接部430根據觸覺模式將用於被包括在觸覺面積內的第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中每一個的第一虛擬佈線(RL3)和感測佈線(RL2)電性連接至接地電壓(GND)的終端或者AC電壓(AC)的終端，以回應電極連接訊號(ECS)。
第13圖是用於說明根據本發明一實施例之觸控面板驅動方法的流程圖。
參考第13圖連同第9圖以及第10圖說明根據本發明一實施例之觸控面板驅動方法。
首先，感測對於觸控面板300的使用者的觸控點(S10)。亦即，觸控驅動電路400根據觸控點感測模式電性浮動用於第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中每一個的第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)，並且然後觸控驅動電路400將觸控驅動脈衝(Tx_PWM)依序施加至第一至第n觸控驅動電極(Tx1~Txn)中的每一個，並且通過用於第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中的每一個的觸控感測電極(Rx)同時感測第一觸控感測器(Cm1，見第5B圖)中電荷量的變化，以藉此產生觸控點感測資料(Pdata)(S10)。
然後，感測對於使用者的觸控的觸控力(S20)。亦即，觸控驅動電路400根據觸控力感測模式在觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)的單元中將第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)電性連接至觸控感測電極(Rx)，並且然後觸控驅動電路400將觸控驅動脈衝(Tx_PWM)依序施加至觸控驅動電極(Tx1~Txn)，並且通過用於第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中每一個的觸控感測電極(Rx)感測第一至第三觸控感測器(Cm1、Cm2以及Cm3，見第5A圖)中電荷量的變化，以藉此產生觸控力感測資料(Fdata)(S20)。在此情況下，觸控驅動電路400基於觸控點感測資料(Pdata)可以將觸控驅動脈衝(Tx_PWM)施加至包括在觸控點面積中的觸控驅動電極，並且感測包括在觸控點面積中的觸控驅動電極組的觸控感測電極(Rx)的電荷量的變化，來藉此產生觸控力感測資料(Fdata)。
其後，確定是否使用者的觸控是靜態觸控(S30)。亦即，觸覺控制電路602基於觸控點感測資料(Pdata)根據時間確定觸控點、根據時 間基於觸控點確定觸控移動速度和觸覺面積、以及基於觸控移動速度確定觸控是靜態觸控還是動態觸控。
基於S30的確定結果，如果其是靜態觸控(S30的“是”)，包括在觸覺面積中的觸控感測電極組和觸控驅動電極被選擇，並且振動觸覺通過基於觸控力施加AC電壓(AC)至所選擇的觸控驅動電極、及施加接地電壓(GND)至所選擇的觸控感測電極組的振動觸覺驅動而形成在觸覺面積中(S40)。
同時，如果其是動態觸控(S30的“否”)，包括在觸覺面積中的觸控感測電極組和觸控驅動電極被選擇，並且靜電觸覺通過施加第二AC電壓(AC)至所選擇的觸控驅動電極、及基於觸控移動速度和觸控力施加第一AC電壓(AC)至觸控感測電極組的每一個的靜電觸覺驅動而形成在觸覺面積中(S50)。
第14圖是用於說明根據本發明一實施例之觸控面板的驅動方法的流程圖。
參考第14圖聯合第9圖以及第10圖說明根據本發明一實施例之觸控面板驅動方法。
首先，觸控驅動電路400根據觸控點感測模式電性浮動用於第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中每一個的第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)，並且然後觸控驅動電路400將觸控驅動脈衝(Tx_PWM)依序施加至第一至第n觸控驅動電極(Tx1~Txn)中的每一個，並且通過用於第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)中的每一個的觸控感測電極(Rx)同時感測第一觸控感測器(Cm1，見第5B圖)中電荷量的變化，以藉此產生觸控點感測資料(Pdata)(S100)。
在觸控點感測模式中，MCU基於從觸控驅動電路400所提供的預設點感測閾值和觸控點感測資料(Pdata)確定是否有觸控點感測(S200)。基於確定結果，如果有觸控點感測(S200的“是”)，產生觸控點面積訊息，並且觸控力部分感測模式訊號被產生且被提供至觸控驅動電路400。此後，在觸控驅動電路400在對應於觸控點面積訊息的觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)的單元中將第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)電性連接至觸控感測電極(Rx)以回應從MCU提供的觸控力部分感測模式訊號 和觸控點面積訊息之後，觸控驅動電路400每次一個單獨地將觸控驅動脈衝(Tx_PWM)依序施加至對應於觸控點面積訊息的觸控驅動電極(Tx1~Txn)中的一個或多個，並且通過對應的觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)的觸控感測電極(Rx)同時感測第一至第三觸控感測器(Cm1、Cm2以及Cm3，見第5A圖)中電荷量的變化，以藉此產生觸控力感測資料(Fdata)(S110)。
在觸控力部分感測模式中，MCU基於觸控力感測資料(Fdata)和預設力感測閾值確定是否有觸控點感測(S210)。基於確定結果，如果有通過觸控力感測資料(Fdata)的觸控力感測(S210的“是”)，基於觸控點感測資料(Pdata)的觸控點坐標和基於觸控力感測資料(Fdata)的觸控力的大小被計算並且被提供至主機系統600(S300)。同時，如果沒有通過觸控力感測資料(Fdata)的觸控力感測(S210的“否”)，基於通過現有觸控點感測模式所產生的觸控點感測資料(Pdata)的觸控點坐標被計算並且被提供至主機系統600(S310)。
基於S200的確定結果，如果MCU確定沒有觸控點感測(S200的“否”)，用於檢查是否有利用觸控筆替代使用者的手指的非導電性觸控的觸控力組感測模式訊號被產生並且被提供至觸控驅動電路400。在觸控驅動電路400在第一至第m觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)的單元中將第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)電性連接至觸控感測電極(Rx)以回應從MCU提供的觸控力組感測模式訊號之後，觸控驅動電路400將觸控驅動脈衝(Tx_PWM)依序施加至該複數個觸控驅動電極組，其中每個觸控驅動電極組包括同時施加有觸控驅動脈衝的兩個或多個觸控驅動電極，並且通過對應的觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)的觸控感測電極(Rx)感測第一至第三觸控感測器(Cm1、Cm2以及Cm3，見第5A圖)中電荷量的變化，以藉此產生觸控力感測資料(Fdata)(S120)。
在觸控力組感測模式中，MCU基於觸控力資料(Fdata)和力感測閾值確定是否有觸控點感測(S220)。基於確定結果，如果有通過觸控力感測資料(Fdata)的觸控點感測(S220的“是”)，產生基於觸控力感測資料(Fdata)的觸控力面積訊息，並且觸控力部分感測模式訊號被產生並且被提供至觸控驅動電路400。在觸控驅動電路400在對應於觸控力面積訊息 的觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)的單元中將第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)電性連接至觸控感測電極(Rx)以回應從MCU提供的觸控力部分感測模式訊號和觸控力面積訊息之後，觸控驅動電路400每次一個單獨地將觸控驅動脈衝(Tx_PWM)依序施加至對應於觸控力面積訊息的觸控驅動電極(Tx1~Txn)，並且通過對應的觸控感測電極組(Rx_G1~Rx_Gm)的觸控感測電極(Rx)感測第一至第三觸控感測器(Cm1、Cm2以及Cm3，見第5A圖)中電荷量的變化，以藉此產生觸控力感測資料(Fdata)(S130)。
在觸控力部分感測模式中，MCU計算觸控點坐標和觸控力的大小，如果從觸控驅動電路400提供的觸控力感測資料(Fdata)大於預設力感測閾值，並且將計算的觸控點坐標和觸控力的大小提供至主機系統600(S320)。
基於步驟S220的確定結果，如果MCU確定沒有觸控力感測(S220的“否”)，MCU產生用於步驟S100的觸控點感測模式的觸控點感測模式訊號，並且將產生的訊號提供至觸控驅動電路400。
然後，根據步驟S300的觸控點感測資料(Pdata)和觸控力感測資料(Fdata)、步驟S310的觸控點感測資料(Pdata)、或者步驟S310的觸控力感測資料(Fdata)和觸控點感測資料(Pdata)選擇性地執行振動觸覺模式或者靜電觸覺模式，藉此振動觸覺或者靜電觸覺形成在觸覺面積中，並且觸覺效果被提供給使用者(S500)。
第15圖是用於說明顯示於第14圖中之觸覺模式的流程圖。
參考第15圖聯合第9圖以及第10圖說明根據本發明一實施例在觸控面板驅動方法中的觸覺驅動方法。
首先，主機系統600的觸覺控制電路602基於前述觸控點感測資料(Pdata)根據時間計算觸控點，並且根據時間基於觸控點設定觸覺面積(S510)。
然後，基於根據時間或者根據觸控點感測資料(Pdata)所計算的觸控延續時間的觸控點確定使用者的觸控是否為事件觸控(S520)。在一個示例中，如果觸控延續時間少於預定時間，使用者的觸控被確定為事件觸控。如果觸控延續時間等於大於預定時間，在步驟S530中使用者的觸控 被確定為靜態觸控或者為動態觸控。
基於確定結果(S520)，如果其不是事件觸控(S520的“否”)，觸覺控制電路602將觸控延續時間與參考時間相比較，藉此確定其是靜態觸控或者是動態觸控(S530)。基於確定結果(S530)，如果使用者的觸控是靜態觸控沒有移動(S530的“是”)，觸覺控制電路602根據觸控力感測資料(Fdata)基於觸控力產生第一觸覺模式訊號(HMS1)並且產生第一觸覺資料(Hdata)(S540)，並且將產生的訊號和資料以及觸覺面積提供至觸控驅動電路400。因此，觸控驅動電路400根據第一觸覺模式訊號(HMS1)產生對應於第一觸覺資料(Hdata)的AC電壓(AC)，並且通過將接地電壓(GND)施加至用於包括在觸覺面積中的觸控感測電極組中的每一個的電極並且將AC電壓(AC)施加至觸覺面積中的觸控驅動電極而在觸覺面積中形成振動，如第5C圖所示，藉此以將根據振動觸覺效果的觸覺訊息提供給使用者(S550)。
基於確定結果(S530)，如果使用者的觸控是動態觸控沒有移動(S530的“否”)，觸覺控制電路602根據時間基於觸控點計算觸控移動速度(S560)，根據觸控力感測資料(Fdata)基於觸控移動速度和觸控力產生第二觸覺資料(Hdata)(S570)，以及將計算的觸控移動速度、產生的資料和觸覺面積提供至觸控驅動電路400。因此，觸控驅動電路400根據第二觸覺模式訊號(HMS2)產生對應於第二觸覺資料(Hdata)的第一AC電壓(AC)和第二AC電壓(AC)，並且通過將第一AC電壓(AC)施加至用於包括在觸覺面積中的觸控感測電極組中的每一個的電極並且將第二AC電壓(AC)施加至包括在觸覺面積中的觸控驅動電極而在觸覺面積中形成振動，如第5D圖所示，藉此以將根據靜電觸覺效果的紋理訊息提供給使用者(S580)。
基於對於事件觸控的確定結果(S520)，如果使用者的觸控是事件觸控(S520的“是”)，觸覺控制電路602產生第一觸覺模式訊號(HMS1)並且產生先前設定的第三觸覺資料(Hdata)(S590)，並且將第一觸覺模式訊號(HMS1)、第三觸覺資料(Hdata)以及觸覺面積提供至觸控驅動電路400。因此，觸控驅動電路400根據第一觸覺模式訊號(HMS1)產生對應於第三觸覺資料(Hdata)的AC電壓(AC)，並且通過將AC電壓(AC) 施加至包括在觸覺面積中的觸控驅動電極，並且將接地電壓(GND)施加至用於包括在觸覺面積中的觸控感測電極組中的每一個的電極而在觸覺面積中形成振動，如第5C圖所示，藉此以將根據振動觸覺效果的觸覺訊息提供給使用者(S550)。
對於觸控點感測，第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)電性浮動，並且然後執行觸控點感測模式，因此提高對於觸控點感測的效率是可能的。對於觸控力感測，通過將第一和第二虛擬電極(Dxa、Dxb)與觸控感測電極(Rx)電性連接增大感測電極的面積，並且然後執行觸控力感測模式，因此提高對於觸控力感測的效率是可能的。具體地，在時間分割驅動方法中執行觸控點感測和觸控力感測，其中通過觸控力組感測和觸控力部分感測分別執行觸控力感測，藉此克服由時間分割驅動方法所引起的觸控驅動時間增加的問題是可能的。同樣，通過使用彈性介質元件130感測觸控點和觸控力兩者，並且進一步彈性介質元件130使觸覺功能可行而沒有附加觸覺輸出裝置。具體地，觸覺模式根據使用者的事件觸控、靜態觸控或者動態觸控在振動觸覺模式或者靜電觸覺模式中被驅動，因此將各種觸覺效果有效的提供給使用者是可能的。
根據本發明的實施例，用於觸控點感測和觸控力感測的彈性介質元件被使用作為觸覺輸出裝置，因此實現觸覺功能而沒有附加觸覺輸出裝置是可能的。
同樣，觸覺模式根據使用者的事件觸控、靜態觸控或者動態觸控在振動觸覺模式或者靜電觸覺模式中被驅動，因此將各種觸覺效果有效的提供給使用者是可能的。
此外，觸控感測電極重叠觸控驅動電極的面積根據觸控點感測和觸控力感測被調整，因此提高觸控點感測效率和觸控力感測效率兩者是可能的。
同樣，即使時間分割驅動方法被用於觸控點感測和觸控力感測，部分感測或者組感測被選擇地執行，因此克服由時間分割驅動方法所引起的觸控驅動時間增加的問題是可能的。
對本發明的實施例可以做出的各種修改和變化對本領域技術人員顯而易見，沒有脫離發明的精神和範圍。因此，本發明旨在覆蓋這個發 明的修改和變化，倘若它們來自附加申請專利範圍及其等效的範圍內。
本申請主張2014年8月26日提交的韓國專利申請第10-2014-0111849號之利益，併入於此作為參考如同全部在此敘述。
100‧‧‧觸控面板
110‧‧‧第一基板
120‧‧‧第二基板
130‧‧‧彈性介質元件
Tx‧‧‧觸控驅動電極
Rx‧‧‧觸控感測電極
Dxa‧‧‧第一虛擬電極
Dxb‧‧‧第二虛擬電極
RL1‧‧‧驅動佈線
RL2‧‧‧感測佈線
RL3‧‧‧第一虛擬佈線
RL4‧‧‧第二虛擬佈線

Claims (14)

  1. 一種驅動觸控面板的裝置，包括：一觸控面板，包括複數個觸控驅動電極、設置在該等觸控驅動電極上的一彈性介質元件、以及設置在該彈性介質元件上以及分別交錯且重疊於該等觸控驅動電極之複數個觸控感測電極組，其中，該等觸控感測電極組的每一個包括一觸控感測電極以及一第一虛擬電極，該觸控感測電極以及該第一虛擬電極係設置以在該彈性介質元件上彼此距離一固定間隔且彼此平行；以及一觸控驅動電路，用於依據一觸覺模式將一交流電壓施加至該觸控驅動電極以及將一參考電壓或交流電壓施加至至少一觸控感測電極組。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之驅動觸控面板的裝置，其中，該觸控驅動電路依據該觸覺模式將該第一虛擬電極與該觸控感測電極電性連接。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之驅動觸控面板的裝置，其中，該觸覺模式包括一振動觸覺模式以及一靜電觸覺模式，其中，依據該振動觸覺模式，該觸控驅動電路將該交流電壓施加至該觸控驅動電極以及將該參考電壓施加至至少一觸控感測電極組，以及其中，依據該靜電觸覺模式，該觸控驅動電路將該交流電壓施加至該觸控驅動電極以及將該交流電壓施加至至少一觸控感測電極組。
  4. 依據申請專利範圍第3項所述之驅動觸控面板的裝置，其中，該觸控驅動電路依據一觸控點感測模式將在該觸控感測電極組的一單元中之該第一虛擬電極電性浮動，以及藉由對該觸控驅動電極提供一觸控驅動脈衝以及通過該觸控感測電極感測電容的變化，產生觸控點感測資料，以及其中，該觸控驅動電路依據一觸控力感測模式將在該觸控感測電極組的一單元中之該第一虛擬電極與該觸控感測電極電性連接，以及藉由對該觸控驅動電極提供一觸控驅動脈衝以及通過該觸控感測電極感測電容的變化，產生觸控力感測資料。
  5. 依據申請專利範圍第4項所述之驅動觸控面板的裝置，進一步包括：一觸覺控制電路，其中，該觸覺控制電路依據該觸控點感測資料計算根據時間的一觸控點、根據該時間依據該觸控點產生一觸控移動速度及一觸覺面積、以及根據該觸控移動速度產生用於該靜電觸覺模式之一第一觸覺模式訊號以及用於該振動觸覺模式之一第二觸覺模式訊號。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述之驅動觸控面板的裝置，其中，該觸覺控制電路根據該觸控力感測資料計算一觸控力、根據該觸控點感測資料計算一觸控延續時間、比較該觸控延續時間與一參考時間、以及確定對應於一靜態觸控或者一動態觸控，其中，如果該確定結果對應於該靜態觸控，該觸覺控制電路產生該第一觸覺模式訊號，以及根據該觸控力產生第一觸覺資料，以及其中，如果該確定結果對應於該動態觸控，該觸覺控制電路產生該第二觸覺模式訊號，以及根據該觸控移動速度及該觸控力產生第二觸覺資料。
  7. 依據申請專利範圍第6項所述之驅動觸控面板的裝置，其中，該觸控驅動電路依據該第一觸覺模式訊號選擇包括在該觸覺面積中之該觸控驅動電極及該觸控感測電極組，以及將對應至該第一觸覺資料之該交流電壓施加至該所選擇的觸控驅動電極以及將該參考電壓施加至該所選擇的觸控感測電極組，以及其中，該觸控驅動電路依據該第二觸覺模式訊號選擇包括在該觸覺面積中之該觸控驅動電極及該觸控感測電極組，以及將對應至該第二觸覺資料之該交流電壓施加至該所選擇的觸控驅動電極以及該所選擇的觸控感測電極組。
  8. 依據申請專利範圍第6項所述之驅動觸控面板的裝置，其中，該觸覺控制電路根據該觸控延續時間確定是否為一事件觸控，以及其中，根據該確定結果，如果是該事件觸控，該觸覺控制電路產生一第三觸覺資料以及該第一觸覺模式訊號，以及 其中，根據該確定結果，如果不是該事件觸控，該觸覺控制電路根據該觸控移動速度確定對應於該靜態觸控或者該動態觸控，以及產生該第一觸覺資料以及該第一觸覺模式訊號或者產生該第二觸覺資料以及該第二觸覺模式訊號。
  9. 依據申請專利範圍第8項所述之驅動觸控面板的裝置，其中，該觸控驅動電路依據該第一觸覺模式訊號選擇包括在該觸覺面積中之該觸控驅動電極及該觸控感測電極組，以及將對應至該第三觸覺資料之該交流電壓施加至該所選擇的觸控驅動電極以及將該參考電壓施加至該所選擇的觸控感測電極組，以及其中，該觸控驅動電路依據該第二觸覺模式訊號選擇包括在該觸覺面積中之該觸控驅動電極及該觸控感測電極組，以及將對應至該第二觸覺資料之該交流電壓施加至該所選擇的觸控驅動電極以及該所選擇的觸控感測電極組。
  10. 依據申請專利範圍第5項至第9項中之任意一項所述之驅動觸控面板的裝置，其中，該等觸控感測電極組的每一個包括：一第二虛擬電極，其平行於該第一虛擬電極，且該觸控感測電極插入於該第一虛擬電極與該第二虛擬電極之間，其中，依據該觸控點感測模式，該觸控驅動電路將在該觸控感測電極組的一單元中之該第一虛擬電極及該第二虛擬電極電性浮動，以及依據該觸控力感測模式或該觸覺模式，該觸控驅動電路將在該觸控感測電極組的一單元中之該第一虛擬電極及該第二虛擬電極與該觸控感測電極電性連接。
  11. 依據申請專利範圍第10項所述之驅動觸控面板的裝置，其中，該等觸控感測電極組的每一個進一步包括：一虛擬橋電極，用於將該第一虛擬電極的一側電性連接至該第二虛擬電極的一側。
  12. 依據申請專利範圍第10項所述之驅動觸控面板的裝置，其中，該觸控驅動電路包括： 一驅動訊號供給部，用於依據該觸控點感測模式及該觸控力感測模式將該觸控驅動脈衝提供至該觸控驅動電極，以及產生對應至該第一觸覺模式訊號或該第二觸覺模式訊號之該交流電壓以及將所產生之對應至該第一觸覺模式訊號或該第二觸覺模式訊號之該交流電壓施加至該觸控驅動電極；一電極連接部，用於依據該觸控點感測模式將在該觸控感測電極組的一單元中之該第一虛擬電極及該第二虛擬電極電性浮動，以及依據該觸控力感測模式將在該觸控感測電極組的一單元中之該第一虛擬電極及該第二虛擬電極與該觸控感測電極電性連接；以及一感測部，依據該觸控點感測模式及該觸控力感測模式通過該電極連接部連接至該觸控感測電極，該感測部用於通過該觸控感測電極感測電容的該變化，以及產生該觸控點感測資料及該觸控力感測資料。
  13. 依據申請專利範圍第12項所述之驅動觸控面板的裝置，其中，該電極連接部依據該振動觸覺模式對包括在該觸覺面積中之該觸控感測電極組之該第一虛擬電極、該第二虛擬電極、及該觸控感測電極施加該參考電壓，以及其中，該電極連接部依據該靜電觸覺模式對包括在該觸覺面積中之該觸控感測電極組之該第一虛擬電極、該第二虛擬電極、及該觸控感測電極施加該交流電壓。
  14. 依據申請專利範圍第12項所述之驅動觸控面板的裝置，其中，該電極連接部包括一第一開關裝置、一第二開關裝置以及一多工器，其中，該第一開關裝置依據該觸控點感測模式藉由該等觸控感測電極組的每一個將該第一虛擬電極電性浮動，以及依據該觸控力感測模式或該觸覺模式藉由該等觸控感測電極組的每一個將該第一虛擬電極與該觸控感測電極電性連接，其中，該第二開關裝置依據該觸控點感測模式藉由該等觸控感測電極組的每一個將該第二虛擬電極電性浮動，以及依據該觸控力感測模式或該觸覺模式藉由該等觸控感測電極組的每一個將該第二虛擬電極與該觸控 感測電極電性連接，以及其中，該多工器依據該觸控點感測模式或該觸控力感測模式藉由該等觸控感測電極組的每一個將該觸控感測電極與該感測部電性連接、依據該振動觸覺模式施加該參考電壓至該第一虛擬電極、該第二虛擬電極及該觸控感測電極、以及依據該靜電觸覺模式施加該交流電壓至該第一虛擬電極、該第二虛擬電極及該觸控感測電極。
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