TWI465980B - 具備觸控功能之電子裝置 - Google Patents

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Description

具備觸控功能之電子裝置
本發明相關於一種具備觸控功能之電子裝置，尤指一種透過切割掃描線來改善移動軌跡之觸控式電子裝置。
在現今各類型消費性電子產品中，平板電腦(tablet computer)、個人數位助理(PDA)、行動電話(mobile phone)、衛星導航系統(GPS)與影音播放器等可攜式電子產品由於空間有限，多半使用觸控面板(touch panel)來作為人機資料的溝通介面，除了藉此節省電子產品的體積外，亦能提供使用者更直覺與便利的操控方式。現今常見的觸控技術包括電阻式、電容式以及光學式等。電容式觸控面板由於具有高準確率、多點觸控、高耐用性以及高解析度等特點，已成為目前中高階消費性電子產品所使用之主流技術。電容式觸控技術主要是藉由偵測人體(或物體)與觸控板接觸時，因靜電結合所產生之感應電容變化，來判斷觸控事件發生的時間和位置。
第1圖和第2圖為先前技術中一電子裝置100之示意圖。電子裝置100包含一電容式觸控板10和一控制模組20。電容式觸控板10上設有一感測陣列，由複數個感測電容所組成，亦即沿著垂直方向排列的M行感測電容(在第1圖和第2圖中由白色菱形表示)和沿著水平方向排列的N列感測電容(在第1圖和第2圖中由點狀菱形表示)。控制模組20包含M個行輸出通道和N個列輸出通道，可透過複數條掃描線傳遞訊號至相對應之感測電容，其中第一至第M條行掃描線X1 ～XM 分別耦接於第一至第M行感測電容，而第一至第N條列掃描線Y1 ～YN 分別耦接於第一至第N列感測電容。電容式觸控板10之觸控感應點座標可由掃描線來定義，例如第3行掃描線X3 和第3列掃描線Y3 交界處之觸控感應點座標為(X3 ,Y3 )。
假設每一感應電容之電容值皆為為C，在未下達觸控命令時，每一行感測電容之電容值為N*C，而每一列感測電容之電容值為M*C。若觸控命令下達在第3行掃描線X3 和第3列掃描線Y3 之交界處，控制模組20偵測到第3行感測電容之電容值為(N*C+△C1)，而偵測到第3列感測電容之電容值為(M*C+△C2)，因此可判定觸控感應點座標為(X3 ,Y3 )。
第1圖顯示了使用者以手指對電子裝置100下達觸控命令時之實施例。當在第3行掃描線X3 和第3列掃描線Y3 之交界處下達觸控命令時，接觸面積較大的手指可接觸到第3行感測電容中至少一感測電容和第3列感測電容中至少一感測電容。因此，控制模組20可同時偵測到水平和垂直方向發生的電容變化，進而依此求出觸控感應點座標。
第2圖顯示了使用者以觸控筆對電子裝置100下達觸控命令之實施例。當在第3行掃描線X3 和第3列掃描線Y3 之交界處下達觸控命令時，接觸面積較小之觸控筆可能僅會接觸到一個感測電容。無論接觸到之感測電容是屬於第3行感測電容或第3列感測電容，控制模組20僅能偵測到水平或垂直方向發生的電容變化，因此無法正確地判定觸控感應點座標。
在不增加控制模組20之掃描線數目的前提下，先前技術之電容式觸控板10容易因為感測物面積過小(例如使用觸控筆或較小手指)而無法精確定位，造成移動軌跡不良的情形。
本發明提供一種具備觸控功能之電子裝置，其包含一觸控面板和一控制模組。該觸控面板上設有複數個感測電容，該複數個感測電容沿著一第一方向排列成m行感測電容，且沿著垂直於該第一方向之一第二方向排列成n列感測電容。該控制模組包含M個行輸出通道、N個列輸出通道、M條行掃描線和N條列掃描線。每一行掃描線係包含一第一端，耦接於該M個行輸出通道中一相對應之行輸出通道；以及一第二端，切割為A條子掃描線，分別耦接於該m行感測電容中A行相鄰感測電容。每一列掃描線包含一第一端，耦接於該N個列輸出通道中一相對應之列輸出通道；以及一第二端，切割為B條子掃描線，分別耦接於該n列感測電容中B列相鄰感測電容。其中，A、B、M、N、m和n為正整數，A*M=m，且B*N=n。
第3圖和第4圖為本發明中一電子裝置300之示意圖。電子裝置300包含一電容式觸控板30和一控制模組20。電容式觸控板30包含一感測陣列，由複數個感測電容所組成，亦即沿著垂直方向排列的m行感測電容(在第3圖和第4圖中由白色菱形表示)和沿著水平方向排列的n列感測電容(在第3圖和第4圖中由點狀菱形表示)。
控制模組20包含M個行輸出通道和N個列輸出通道，可透過複數條掃描線傳遞訊號至相對應之感測電容，其中每一掃描線之一端切割為複數條子掃描線。舉例來說，在第一至第M條行掃描線X1 ～XM 中，每一行掃描線之第一端耦接至控制模組20之一相對應行輸出通道，第二端切割為A條子掃描線E1 ～EA 以分別耦接至相鄰A行感測電容。在第一至第N條列掃描線Y1 ～YN 中，每一列掃描線之第一端耦接至控制模組20之一相對應列輸出通道，第二端切割為B條子掃描線F1 ～FB 以分別耦接至相鄰B列感測電容。第3圖和第4圖顯示了A=2和B=2之實施例，但不限定本發明之範疇。只要符合M*A=m和N*B=n，A和B可為大於1之相同或相異整數。電容式觸控板30之觸控感應點座標可由掃描線來定義，例如第3行掃描線和第3列掃描線交界處之觸控感應點座標為(X3 ,Y3 )。
第3圖顯示了使用者以手指對電子裝置300下達觸控命令時之實施例。當在第3行掃描線X3 和第3列掃描線Y3 之交界處下達觸控命令時，接觸面積較大的手指可接觸到第3行感測電容中至少一感測電容和第3列感測電容中至少一感測電容。因此，控制模組20可同時偵測到水平和垂直方向發生的電容變化，進而依此求出觸控感應點座標。
第4圖顯示了使用者以觸控筆對電子裝置300下達觸控命令時之實施例。當在第3行掃描線X3 和第3列掃描線Y3 之交界處下達觸控命令時，接觸面積較小的觸控筆亦可接觸到耦接至掃描線X3 之至少一感測電容和耦接至掃描線Y3 之至少一感測電容。因此，控制模組20可同時偵測到水平和垂直方向發生的電容變化，進而依此求出觸控感應點座標。
第5圖至第8圖顯示了本發明中切割掃描線實施例之示意圖。為了說明方便，假設將每一掃描線切割為兩條子掃描線。在第5圖所示之實施例中，每一掃描線可被切割為阻抗相同之子掃描線，以提供等效阻抗相同之兩傳輸路徑。在第6圖所示之實施例中，切割之子掃描線可由不同材料來製作，以提供等效阻抗相異之兩傳輸路徑。在第7圖所示之實施例中，特定切割之子掃描線可耦接至電阻R，以提供等效阻抗相異之兩傳輸路徑。在第8圖所示之實施例中，每一切割之子掃描線可分別耦接至不同電阻R1~R2，以提供等效阻抗相異之兩傳輸路徑。
在本發明中，子掃描線E1 ~EA 和子掃描線F1 ~FB 可具備相同或相異等效阻抗。以第4圖為例，當子掃描線E1 ~E2 和子掃描線F1 ~F2 等效阻抗不同時，控制模組20可判斷觸碰事件是發生在耦接哪一條子掃描線之感測電容，進而依此更精確地求出觸控感應點座標。
在本發明實施例中，電容式觸控板30可為外掛式(out-cell)與內嵌式(in-cell/on-cell)觸控顯示面板。其中，外掛式觸控顯示面板係將獨立的觸控面板與一般的顯示面板組合而成，而內嵌式觸控顯示面板則是將觸控感應裝置直接設置在顯示面板中基板的內側或外側上。
在本發明實施例中，電子裝置300可採用自感式(self capacitance)量測技術。在自感式量測技術中，電容式觸控板30中每一感測電容皆獨立接地，控制模組20能夠掃描每個獨立接地的感測電容及量測其接地電流值。當觸控產生時，由於耦合效應造成的電流可由手指或觸控筆提供的另一道通路而接地，控制模組20進而依據增加的接地電流值來換算成觸控點的位置。
在本發明實施例中，電子裝置300可採用互感式(mutual capacitance)量測技術。在互感式量測技術中，控制模組20會在每個獨立接地的感測電容中輸入電訊號，企圖在每個電極交叉點的位置形成電容感應狀態，此電容值會區域性的與電極本身周圍的電極相關聯。當手指觸控的電極交叉點附近時，原本電極周圍相互感應的電容值會因為觸控而改變，控制模組20可依據電容值改變量而計算出觸控感應點座標。
在不增加控制模組20之掃描線數目的前提下，無論感測物面積大小，本發明之電子裝置300可透過切割掃描線的方式，提升偵測觸控感應點座標的精確度，進而改善電容式觸控板30的移動軌跡。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100、300‧‧‧電子裝置
10、30‧‧‧觸控板
20‧‧‧控制模組
X1 ~XM ‧‧‧行掃描線
Y1 ~YN ‧‧‧列掃描線
E1 ~EA 、F1 ~FB ‧‧‧子掃描線
第1圖和第2圖為先前技術中一電子裝置之示意圖。
第3圖和第4圖為本發明中一電子裝置之示意圖。
第5圖至第8圖為本發明中切割掃描線實施例之示意圖。
300．．．電子裝置
30．．．觸控板
20．．．控制模組
X1 ～XM ．．．行掃描線
Y1 ～YN ．．．列掃描線
E1 ～EA 、F1 ～FB ．．．子掃描線

Claims (9)

  1. 一種具備觸控功能之電子裝置，其包含：一觸控面板，其上設有複數個感測電容，該複數個感測電容沿著一第一方向排列成m行感測電容，且沿著垂直於該第一方向之一第二方向排列成n列感測電容；以及一控制模組，其包含：M個行輸出通道；N個列輸出通道；M條行掃描線，每一行掃描線係包含：一第一端，耦接於該M個行輸出通道中一相對應之行輸出通道；以及一第二端，切割為A條子掃描線，分別耦接於該m行感測電容中A行相鄰感測電容；以及N條列掃描線，每一列掃描線包含：一第一端，耦接於該N個列輸出通道中一相對應之列輸出通道；以及一第二端，切割為B條子掃描線，分別耦接於該n列感測電容中B列相鄰感測電容；其中，A、B、M、N、m和n為正整數，A*M=m，且B*N=n，且每一行掃描線係在該相對應之行輸出通道和該A行感測電容之間提供A個等效 阻抗相異之傳輸路徑。
  2. 如請求項1所述之電子裝置，其中每一行掃描線之該A條子掃描線係包含相異材料。
  3. 如請求項1所述之電子裝置，其另包含一電阻，耦接於一子掃描線和一相對應之行感測電容之間。
  4. 如請求項1所述之電子裝置，其另包含複數個阻抗相異之電阻，每一電阻耦接於一子掃描線和一相對應之行感測電容之間。
  5. 如請求項1所述之電子裝置，其中每一列掃描線係在該相對應之列輸出通道和該B列感測電容之間提供B個等效阻抗相異之傳輸路徑。
  6. 如請求項5所述之電子裝置，其中每一列掃描線之該B條子掃描線係包含相異材料。
  7. 如請求項5所述之電子裝置，其另包含一電阻，耦接於一子掃描線和一相對應之列感測電容之間。
  8. 如請求項5所述之電子裝置，其另包含複數個阻抗相異 之電阻，每一電阻耦接於一子掃描線和一相對應之列感測電容之間。
  9. 一種具備觸控功能之電子裝置，其包含：一觸控面板，其上設有複數個感測電容，該複數個感測電容沿著一第一方向排列成m行感測電容，且沿著垂直於該第一方向之一第二方向排列成n列感測電容；以及一控制模組，其包含：M個行輸出通道；N個列輸出通道；M條行掃描線，每一行掃描線係包含：一第一端，耦接於該M個行輸出通道中一相對應之行輸出通道；以及一第二端，切割為A條子掃描線，分別耦接於該m行感測電容中A行相鄰感測電容；以及N條列掃描線，每一列掃描線包含：一第一端，耦接於該N個列輸出通道中一相對應之列輸出通道；以及一第二端，切割為B條子掃描線，分別耦接於該n列感測電容中B列相鄰感測電容；其中，A、B、M、N、m和n為正整數，A*M=m，且B*N=n，且每一列掃描線係在該相對應之列輸 出通道和該B列感測電容之間提供B個等效阻抗相異之傳輸路徑。
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