TWI484385B - 觸控面板及其使用方法 - Google Patents

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TWI484385B
TWI484385B TW102132498A TW102132498A TWI484385B TW I484385 B TWI484385 B TW I484385B TW 102132498 A TW102132498 A TW 102132498A TW 102132498 A TW102132498 A TW 102132498A TW I484385 B TWI484385 B TW I484385B
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Description

觸控面板及其使用方法
本發明係關於一種面板，尤指一種可接收或輸出訊號的觸控面板。
目前廣為使用的觸控面板，不論是電阻式或是電容式，都是接收手指或是觸控筆的訊號，再將其訊號經過計算變成座標，以達到所欲操作之功能。
由於觸控面板是一種很容易操作的人機介面，已廣為應用在手機、平板電腦或筆記型電腦等可攜式裝置，但也因此觸控面板被一般世人自然而然地認定為只能作為人機介面來操作。
為了再賦予觸控面板新生命及新功能，並能使人類日常生活中更增添方便性，本發明之構想及應用因此被提出，例如手機電池的電力不足，或是要將圖片或資料傳給他人但手邊沒有傳輸媒介物，例如隨身碟，面對這種狀況，本發明即可適時提供一種解決方法。
本案之一面向係提供一種觸控面板之使用方法，其中該觸控面板具一線路，該方法包括下列步驟：於一 第一情況下，使用該線路感應一位置座標，以獲得該位置座標之一第一訊號；以及於一第二情況下，使用該線路，以將該觸控面板之一第二訊號向外無線發射，或以接收向該觸控面板發射的一第三訊號。
本案之另一面向係提供一種觸控面板，包括一面板本體，具一第一線路；一處理器，在一第一情況下，控制該第一線路，以因應一外力而產生一觸控訊號；以及一天線元件，係在一第二情況下，該第一線路在該處理器控制下，將該觸控面板之一第一訊號發射至一外界；或接收該外界向該觸控面板發射之一第二訊號。
本案之又一面向係提供一種訊號交換方法，包括：提供一觸控面板，該觸控面板具一線路，用以無線輸出或接收一訊號；以及提供一裝置，用以無線接收或輸出該訊號。
10‧‧‧操作面板
11‧‧‧觸控面板
12‧‧‧顯示面板
13‧‧‧處理器
21‧‧‧行線路
22‧‧‧列線路
23‧‧‧基板
24‧‧‧絕緣層
31、64、75、85‧‧‧電力線
32‧‧‧外界物體
33‧‧‧接收器
34‧‧‧發射器
41‧‧‧感測畫素
42‧‧‧電容元件
50‧‧‧基準電壓
51‧‧‧第一訊號
52‧‧‧第二訊號
53‧‧‧第三訊號
56‧‧‧第五訊號
61、71、81‧‧‧觸控筆
62、72、82‧‧‧電源模組
63、73、83‧‧‧驅動線路
74‧‧‧通信儲存區塊
84‧‧‧儲存元件
第1圖係本發明之操作面板元件示意圖。
第2圖係本發明之觸控面板截面示意圖。
第3A及3B、3C、3D、3E、3F、3G圖係本發明之實施例示意圖。
第4A及4B圖係本發明之線路示意圖。
第5A及5B圖係本發明之訊號示意圖。
第6A、6B及6C圖係本發明之不同實施例示意圖。
本發明之實施例的詳細描述係如下所述，然而，除了該等詳細描述之外，本發明還可以廣泛地以其他的實施例來施行。亦即，本發明的範圍並不受已提出之實施例所限制，而應以本發明提出之申請專利範圍為準。
目前廣為流行之手機、平板電腦、或是儀器、設備所使用的操作面板等裝置，該操作面板10通常包括一觸控面板11、一顯示面板12及一處理器13，如第1圖所示。當觸控面板11之表面接受了一外界的外力(例如由一外界物體之按壓或接觸所施加之接觸力，或是帶有電荷之外界物體之按壓或接觸所施加之超距力)，使觸控面板11感應該外力之位置，由該處理器13解讀該位置之座標(通常為X-方向及Y-方向之座標)，比對該顯示面板12當時畫面上所對應位置及所搭配之功能(例如一畫面中一選單中的一功能)，以執行該功能並指示該顯示面板12顯示對應之畫面(例如切換至某一畫面)。在本案之一實施例中，該外界物體可以是手指或是觸控筆等。
本案係利用觸控面板上的線路，例如投射電容式觸控面板上的線路，該線路通常包括一第一線路及一第二線路，該第一線路通常為一X-方向之線路，可以稱之為行線路(column trace)21，且該第二線路通常為一Y-方向之線路，可以稱之為列線路(row trace)22。除了其原有的觸控功能，將觸 控之座標所產生之一第一訊號傳送給處理器13以進行觸控功能之外，還可將觸控面板11上的輸入裝置改變為一種全新的輸出裝置，也就是將一第二訊號以無線方式傳送到一接收器，以達成觸控面板輸出該第二訊號的方法。在本案之一實施例中，該接收器係為一可攜式裝置。例如在第一情況的時候，該觸控面板11係用來提供其原本所具有觸控功能的操作，然而在第二情況的時候，該觸控面板11可以對外界執行其他的功能。因此，本發明採用分時的方法，僅撥出觸控面板11原有進行輸入功能的一部分時間，也就是將某一週期內的時間區分成一第一時段及一第二時段，其中該第一時段係作為觸控及傳送該第一訊號使用，而該第二時段係作為該觸控面板11對外界輸出該第二訊號使用，或是作為該觸控面板11從外界接收一第三訊號使用，並將該第一時段及該第二時段週期性地搭配，使得觸控面板11得以提供一全新的訊號輸出/輸入用途，又能兼顧觸控面板11原有的觸控功能。例如，在前述第一條件下，也就是在所區分的第一時段中，觸控面板11所具有的該行線路21及該列線路22可以感應到該觸控面板11受到該外力的位置座標，並將該位置座標轉換成一第一訊號，此時亦可稱為一觸控訊號，該第一訊號被該處理器13接收及處理。另外，在前述第二條件下，也就是在所區分的第二時段中，該行線路21及該列線路22具有天線之功能，以將該觸控面板11之一第二訊號以無線的方式向外發射，且該 第二訊號係由該處理器13所產生，並透過該行線路21及該列線路22向外發射，或是該行線路21及該列線路22具有接收之功能，透過該行線路21及該列線路22以接收外來裝置的第三訊號。
前述之該週期內的時間也可區分成該第一時段、該第二時段以及一第三時段。於該第二時段，該行線路21及該列線路22具有天線之功能，以將該觸控面板11之一第二訊號以無線的方式向外發射，且該第二訊號係由該處理器13所產生，並透過該行路21及該列線路22向外發射，且於該第三時段，該行線路21及該列線路22具有接收之功能，透過該行線路21及該列線路22以接收外來裝置的該第三訊號。
該第二訊號可以是帶有能量之訊號或是帶有資料之訊號，其中帶有能量之訊號包括電能或是幅射能，而帶有資料之訊號包括電子檔案或電子資料。在實際應用上，該第二訊號可以依照該可攜式裝置及所欲達到的功能來設計。例如，當該可攜式裝置是一隻手機時，若不巧遇到手機電力不足時，便可利用本發明之觸控面板11，由該處理器13控制該第二訊號之傳送，以無線方式對該手機進行充電。又例如，當該可攜式裝置是一只隨身碟時，若需要作文件備份並交給他人時，便可利用本發明之觸控面板11，由該處理器13控制該第二訊號之傳送，以無線方式對該隨身碟進行所複製的檔案或資料之傳送，該觸控面板亦可以透過無線方式接收隨身 碟傳送之該第三訊號；再例如，當該可攜式裝置是兩隻不同的觸控筆時，除了可利用本發明之觸控面板11，由該處理器13控制該第二訊號之傳送，對該兩隻觸控筆賦予不同的辨視編號(identification number)，透過該兩隻觸控筆在相同或不同時候接觸該觸控面板11時，據以定義及透過無線方式接收觸控筆傳送之該第三訊號解讀該兩隻觸控筆對該觸控面板11所下的指令。
請參閱第2圖，其係一觸控面板11之截面示意圖。該觸控面板11包括一縱向的行線路21以及一橫向的列線路22。該行線路21及該列線路22係分別形成於該基板23上。根據本案之一實施例，該行線路21及該列線路22可為一透明導體材料，例如一氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)、一石墨烯(Graphene)、一摻鋁氧化鋅(Al-doped ZnO,AZO)、一氧化鋅(zinc oxide,ZnO)、一摻銻氧化錫(ATO)、一摻錄氧化鋅(Ga Doped ZnO,GZO)、一摻氟二氧化錫(F Doped SnO2,FTO)或其組合所組成群體的其中之一，亦可為一不透明導體材料，例如奈米銀線(Nano Silver wire)或是金屬線(metal mesh)。該基板23可以是玻璃基板或是塑膠基板。該行線路21及該列線路22之間設置一絕緣層24，以防止該行線路21及該列線路22兩者之間形成電導通。
以投射電容式觸控面板為例，在該第一時段時，該觸控面板11係作為一訊號接受裝置，該行線路21及該列線 路22所帶有的電場之電力線31分佈如第3A圖所示。如第3A圖所示，該行線路21與該列線路22設置於基板23之表面，絕緣層24設置於該行線路21及該列線路22之間。當一外界物體32施加一外力至該觸控面板11表面之一位置時，會阻絕該電力線31，該電力線31會影響該位置之該行線路21的感應能量。在該第二時段時，該觸控面板11係作為一訊號輸出裝置，以將該第二訊號對外發射，此時該電力線31可由列線路22對外發射(如第3B圖所示)、由該行線路21對外發射(如第3C圖所示)，或是列線路22與行線路21二者同時發射出訊號給接收器33(如第3D圖所示)。在該第三時段時，該觸控面板11係作為一訊號輸入裝置，以接收由發射器34所發送之該第三訊號，此時該電力線31可由該列線路22接收(如第3E圖所示)、由該行線路21接收(如第3F圖所示)，或是由列線路22與行線路21二者同時接收訊號(如第3G圖所示)。
請參閱第4A圖，其係顯示本案觸控面板11之線路示意圖。若該觸控面板11係為投射電容式觸控面板，其等效線路示意圖即如第4B圖所示，其中該行線路21以及該列線路22之交叉點即為該觸控面板11之一感測畫素41，每一感測畫素41形成一電容元件42。此外，每一條行線路21以及每一條列線路22係分別電連接至處理器13。以電阻式觸控面板為例，當觸控面板11執行原本的觸控功能時，假如一外界物體32，例如手指或是一觸控筆，接觸到該觸控面板11上之一位 置時，該行線路21及該列線路22之電阻值變化之訊號被該處理器13接收，該處理器13藉此判斷該位置於該觸控面板11上之一位置座標。或以投射電容式觸控面板為例，當一外界物體32，例如手指或是一觸控筆，接觸到該觸控面板11上之一位置時，該行線路21及該列線路22之電容值變化之訊號被該處理器13接收，該處理器13藉此判斷該位置於該觸控面板11上之一位置座標。該行線路21及該列線路22之形狀及配置可依據該電阻式觸控面板或投射電容式觸控面板之需求來設計。
再以投射電容式觸控面板為例，如第5A圖所示，其中虛線代表一基準電壓50。例如，在一第一週期之第一時段中，沒有外力使該觸控面板11感應時，對該處理器13送出該第一訊號51，此時該行線路21及該列線路22間之電壓差值略高於該基準電壓50。之後，於該第一週期之第二時段中，由該處理器13產生一第二訊號52並經由該觸控面板上之該行線路21及該列線路22對外界發射。之後，於該第一週期之第三時段中，由該處理器13經由該觸控面板上之該行線路21、該列線路22，或是該行線路21及該列線路22之組合，接收一由外界傳送的第三訊號53。
根據本案之一實施例，如果本案之觸控面板11於使用時無需操作觸控功能時，亦可將該第一時段取消，使該觸控面板11僅執行該第二時段之功能，即由該處理器13產 生一第二訊號52並經由該觸控面板上之該行線路21、該列線路22，或是該行線路21及該列線路22之組合，對外界發射，或是由該處理器13經由該觸控面板上之該行線路21、該列線路22，或是該行線路21及該列線路22之組合，接收一由外界傳送的第三訊號53。
前述對外界發射之第二或第三訊號，必須依照欲發射的訊號種類來設計。例如，該第二或第三訊號的其中之一可設計為如第5B圖所示之訊號56。
根據本案之一實施例，本案也可以在觸控面板11內原本無線路的區域，即此技術領域俗稱之無效區域，另外設置一第三線路(圖中未示)及一第四線路(圖中未示)，其截面圖與第2A圖相同，惟係由該第三線路取代該第一線路，以及由該第四線路取代該第二線路，此時實際應用上，前述第一時段所利用到的第一線路及第二線路，與第二時段所利用到的第三及第四線路係為不同的線路。
根據本案之一實施例，本案對於任何一週期內之第一時段及第二時段之分時規畫，可為任意比例之分割。例如，第一時段之長度必須滿足觸控功能之完成。此外，也可以在同一週期內分割出第四或甚至第五時段，端視所需要執行的功能而定。
請參閱第6A圖，為本案之一實施例，其係利用觸控面板11對外界之一觸控筆61進行充電。該觸控筆61包括 一電源模組62及一驅動線路63，當該電源模組62電力不足時，可經由該驅動線路63來接收由觸控面板11具有的該行線路21及該列線路22所形成帶有電力線64之電場，進而將該電場轉換為電能，並將該電能儲存於該電源模組62內，藉此達成對該觸控筆61充電之目的。
請參閱第6B圖，為本案之另一實施例，其係利用一觸控筆71。該觸控筆71包括一電源模組72、一驅動線路73及一通信儲存區塊74。在實際應用上，該觸控筆71接收該行線路21及該列線路22所輸出帶有電力線75的一頻率脈波，該頻率脈波包含該觸控筆71之辨視編號，該辨視編號會儲存於該通信儲存區塊74中，以作為該處理器13辨識該觸控筆71之依據。因此，當該觸控面板11處於第一時段時，該觸控筆71除了對該觸控面板11施加外力使該處理器13得知該位置座標外，同時經由該觸控面板11對該處理器13傳送該辨視編號，使該處理器13得以經由所傳送之該辨視編號來分辨出是那一支觸控筆71對該觸控面板11施加外力，此種功能及優點在使用二支以上觸控筆時會更加明顯及更具意義。
請參閱第6C圖，為本案之又一實施例，其係應用於一觸控筆81。該觸控筆81包括一電源模組82、一驅動線路83及一儲存元件84。本實施例與前述之實施例原理相同，只是觸控面板11輸出帶有電力線85之訊號為一資料訊號，該資料訊號被轉換後儲存於該觸控筆81中。本實施例亦可應用於 一隨身碟。
本發明以較佳之實施例說明如上，僅用於藉以幫助了解本發明之實施，非用以限定本發明之精神，而熟悉此領域技藝者於領悟本發明之精神後，在不脫離本發明之精神範圍內，當可作些許更動潤飾及等同之變化替換，其專利保護範圍當視後附之申請專利範圍及其等同領域而定。
實施例
1.一種觸控面板之使用方法，其中該觸控面板具一線路，該方法包括下列步驟：於一第一情況下，使用該線路感應一位置座標，以獲得該位置座標之一第一訊號；以及於一第二情況下，使用該線路，以將該觸控面板之一第二訊號向外無線發射，或以接收向該觸控面板發射的一第三訊號。
2.如實施例1所述之方法，更包括下列步驟：使用一裝置來接收該第二訊號、發射該第三訊號。
3.如實施例1~2所述之方法，其中該裝置為一接收器或一發射器。
4.如實施例1~3所述之方法，其中該裝置係為一可攜式裝置。
5.如實施例1~4所述之方法，其中該觸控面板為一投射電容式觸控面板。
6.如實施例1~5所述之方法，其中該第二訊號以及第三訊號係一帶有能量或資料之訊號。
7.如實施例1~6所述之方法，其中該帶有能量之訊號係為幅射或電能。
8.如實施例1~7所述之方法，其中該線路包括一第一線路及一第二線路。
9.一種觸控面板，包括：一面板本體，具一第一線路；一處理器，在一第一情況下，控制該第一線路，以因應一外力而產生一觸控訊號；以及一天線元件，係在一第二情況下，該第一線路在該處理器控制下，將該觸控面板之一第一訊號發射至一外界，或接收該外界向該觸控面板發射之一第二訊號。
10.如實施例9所述之觸控面板，其中該第一訊號及該第二訊號係一帶有能量或資料之訊號。
11.如實施例9~10所述之觸控面板，其中該外力包括接觸力及超距力。
12.如實施例9~11所述之觸控面板，其中該面板本體更包括一第二線路，該第二線路在該處理器控制下，將該觸控面板之該第一訊號發射至該外界，或接收該外界向該觸控面板發射之該第二訊號。
13.如實施例1~12所述之觸控面板，其中該第一線路及該第二線路，在該處理器控制下，將該觸控面板之該第一訊號發射至該外界，或接收該外界向該觸控面板發射之該第二訊號。
14.一種訊號交換方法，包括：提供一觸控面板，該觸控面板具一線路，用以無線輸出或接收一訊號；以及提供一裝置，用以無線接收或輸出該訊號。
15.一種面板，包括：一面板本體，具一線路；以及一處理器，藉由該線路將一第一訊號發射至一外界，或接收該外界向該觸控面板發射之一第二訊號。
11‧‧‧觸控面板
21‧‧‧行線路
22‧‧‧列線路
23‧‧‧基板
24‧‧‧絕緣層
31‧‧‧電力線
33‧‧‧接收器

Claims (15)

  1. 一種觸控面板之使用方法，其中該觸控面板具一線路，該方法包括下列步驟：於一第一情況下，使用該線路感應一位置座標，以獲得該位置座標之一第一訊號；以及於一第二情況下，使用該線路，以將該觸控面板之一第二訊號向外無線發射，或以接收向該觸控面板發射的一第三訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括下列步驟：使用一裝置來接收該第二訊號或發射該第三訊號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該裝置為一接收器或一發射器。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該裝置係為一可攜式裝置。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該觸控面板為一投射電容式觸控面板。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第二訊號以及第三訊號係一帶有能量或資料之訊號。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該帶有能量之訊號係為幅射或電能。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該線路包括一第一線路及一第二線路。
  9. 一種觸控面板，包括：一面板本體，具一第一線路；以及一處理器，在一第一情況下，控制該第一線路，以因應一外力而產生一觸控訊號，以及在一第二情況下，該第一線路在該處理器控制下，將該觸控面板之一第一 訊號發射至一外界，或接收該外界向該觸控面板發射之一第二訊號。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控面板，其中該第一訊號及該第二訊號係一帶有能量或資料之訊號。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之觸控面板，其中該外力包括接觸力及超距力。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之觸控面板，其中該面板本體更包括一第二線路，該第二線路在該處理器控制下，將該觸控面板之該第一訊號發射至該外界，或接收該外界向該觸控面板發射之該第二訊號。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之觸控面板，其中該第一線路及該第二線路，在該處理器控制下，將該觸控面板之該第一訊號發射至該外界，或接收該外界向該觸控面板發射之該第二訊號。
  14. 一種訊號交換方法，包括：提供一觸控面板，該觸控面板具一線路，用以無線輸出或接收一訊號，其中該線路為一行線路、一列線路或其組合；以及提供一裝置，用以無線接收或輸出該訊號。
  15. 一種面板，包括：一面板本體，具一線路，其中該線路為一行線路、一列線路或其組合；以及一處理器，藉由該線路將一第一訊號發射至一外界，或接收該外界向該面板發射之一第二訊號。
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