TWI502424B - 觸控裝置及其邊緣非線性補償方法 - Google Patents

Description

觸控裝置及其邊緣非線性補償方法

本發明是關於一種觸控裝置及其補償方法，尤指一種用以解決觸控面板邊緣報點偏移的非線性補償方法及觸控裝置。

目前觸控介面已經是手機、平板電腦等裝置的主流操作介面，主要是由使用者在觸控面板上以觸摸方式點選要執行的功能項目，或以拖曳方式移動物件。根據觸控原理，觸控面板係偵測使用者的觸摸位置並回報其座標(以下簡稱為報點)，以執行該座標上相對應的功能項目。然而觸控面板在某些區域容易出現非線性現象，造成報點錯誤的問題。

如圖6所示是一種採用觸控介面的手機70，該手機70的觸控面板上具有一可視區71，使用者在該可視區71點觸或拖曳以操作相關功能。為方便說明，前揭圖式上標示有對應可視區71內水平及垂直方向的方向標記(X1,X2、Y1,Y2)。該可視區71內標示的一連串圓形記號分別代表使用者在同一直線上(方向Y1,Y2)不同位置觸摸後實際報點的位置，由圖中可以明顯看出，當使用者觸摸的位置愈接近可視區71內的上邊緣，實際報點位置會朝方向X2偏移，若使用者觸摸位置愈接近可視區71內的下邊緣，實際報點位置會朝方向X1偏移，而出現俗稱為”擺尾”的非線性現象。

上述非線性現象與觸控面板的工作原理有關，如圖7所示為一種已知的觸控面板，主要是在一基板80上以水平方向併排形成有多數的條狀感應電極81，每一感應電極81分別由以互補方向排列的兩三角形左電極部L01~L12和右電極部R01~R12所組成。其報點是由一個以上感應電極81上左、右電極部所偵得感應量的比值(L/L+R或R/L+R)所取得。

當物件觸摸或滑過觸控面板最上端的感應電極(L01,R01)時，其左電極部L01上的感應量因物件離開將快速下降，且感應量的下降速度隨左電極部L01的寬度而改變，亦即物件觸摸或滑過左電極部L01處的寬度愈大，感應量下降速度愈快。由於左電極部L01感應量快速下降，使左電極部L01與右電極部R01的感應量比例改變，造成報點位置朝右偏移；同理，若使用者觸摸最下端的感應電極(L12,R12)時，其右電極部R12的感應量將快速下降，且觸摸或滑過右電極部R12處的寬度愈大，感應量下降愈快，由於右電極部R12與左電極部L12的比例改變，即造成報點位置朝左偏移。

上述的非線性現象除了影響觸控面板邊緣位置的報點準確性外，可能造成誤啟動功能。請參閱圖8所示，部分觸控裝置會在可視區71的近邊緣位置定義虛擬鍵72，前述非線性現象造成的報點錯誤，將可能誤觸該等虛擬鍵72。

解決上述非線性現象的一種既有作法是忽略觸控面板邊緣的部分感應電極，再透過運算法將報點位置朝外(邊緣)推移。但前述作法將犧牲準確度，尤其愈靠近邊緣的報點愈不準。

由上述可知，既有觸控面板因其邊緣的非線性現象而影響報點準確性，並有造成誤動作可能。因此本發明主要目的在提供一種觸控裝置的邊 緣非線性補償方法，利用一模擬為感應電極形狀的感應線對邊緣感應電極所偵得感應量進行補償，以修正觸控面板邊緣的非線性現象。

為達成前述目的採取的主要技術手段是提供一種觸控裝置的邊緣非線性補償方法，該觸控裝置包括一觸控面板，該觸控面板具有一基板，該基板具有多個感應電極和一感應線，所述感應電極係沿一第一方向併排設置於該基板一表面上，各感應電極由相鄰之二電極部所組成，各電極部分別具有一長度，並在長度方向的兩端分別構成一寬端和一窄端；各感應電極之該二電極部並以相對的互補方向交錯排列，該感應線具有一感應段，該感應段位於該多個感應電極邊緣，並且與相鄰的該感應電極平行，該方法包括以下步驟：a.偵測所述多個感應電極與所述感應段之感應量；b.根據步驟a中偵測所述多個感應電極所獲得的感應量計算一第一觸摸位置；c.根據所述第一觸摸位置決定一補償參數；d.根據所述感應段的感應量與該補償參數獲得一補償感應量；e.根據步驟a中偵測所述多個感應電極所獲得的感應量與該補償感應量，計算出一第二觸摸位置。

本發明又一目的在提供一種觸控裝置，特別是指一種可補償邊緣非線性現象的觸控裝置。

為達成前述目的採取的技術手段係令前述觸控裝置包括：一觸控面板，主要係在一基板上具有多數感應電極和一感應線，所述感應電極係沿一第一方向併排設置於該基板一表面上，各感應電極由相鄰之二電極部所組成，各電極部分別具有一長度，並在長度方向的兩端分別構成一寬端和一窄端；各感應電極之該二電極部並以相對的互補方向交錯排列，該感應線具有一感應段，該感應段位於該多個感應電極邊緣，並且與相鄰的該感應電極平 行；一控制器，分別和該基板上所設的各個感應電極和感應線電連接；該控制器執行以下步驟：a.偵測所述多個感應電極與所述感應段之感應量；b.根據步驟a中偵測所述多個感應電極所獲得的感應量計算一第一觸摸位置；c.根據所述第一觸摸位置決定一補償參數；d.根據所述感應段的感應量與該補償參數獲得一補償感應量；e.根據步驟a中偵測所述多個感應電極所獲得的感應量與該補償感應量，計算出一第二觸摸位置。

由上述可知，本發明主要在觸控面板的感應層邊緣外附加感應線，並在其感應段上定義出不同的線間補償感應量而模擬成感應電極的形狀，進而由不同的線間補償感應量對感應電極上所偵得電極感應量進行補償，由於非線性現象肇因於感應電極上感應量快速降低，經過補償感應量後，即可修正因非線性現象所造成的報點偏移。

10‧‧‧基板

20‧‧‧感應層

201‧‧‧第一邊緣

202‧‧‧第二邊緣

203‧‧‧第三邊緣

204‧‧‧第四邊緣

21‧‧‧感應電極

21A、21B‧‧‧邊緣感應電極

30‧‧‧感應線

31‧‧‧感應段

32‧‧‧連接線

70‧‧‧手機

71‧‧‧可視區

80‧‧‧基板

81‧‧‧感應電極

圖1 是本發明一較佳實施例的觸控裝置示意圖。

圖2 是本發明又一較佳實施例的觸控裝置示意圖。

圖3 是本發明的非線性補償方法流程圖。

圖4A、4B 是本發明利用非線性補償方法將感應段模擬為感應電極形狀的示意圖。

圖5 是本發明補償非線性現象的示意圖。

圖6 是已知觸控裝置的平面暨邊緣非線性現象示意圖。

圖7 是已知觸控面板的結構示意圖。

圖8 是已知觸控裝置因邊緣非線性現象誤觸虛擬鍵的示意圖。

關於本發明觸控裝置的一較佳實施例，請參閱圖1所示，所稱的觸控裝置包含一觸控面板和一控制器，該觸控面板主要是在一基板10的一表面上設有一感應層20和一道以上的感應線30；其中該感應層20具有平行相對的第一邊緣201、第二邊緣202及與第一、第二邊緣201、202直角相鄰的第三、第四邊緣203、204；又感應層20主要是由多數在前述基板10表面上沿著一第一方向併排的感應電極21所組成，各感應電極21分別和第一方向平行；所稱的第一方向可以是水平方向或垂直方向，在本實施例中，所稱第一方向為水平方向。

所稱的感應層20可以由各種不同形狀的感應電極構成，如圖1所示，構成感應層20的各個感應電極21分別由一左電極部L01~L12和一相鄰的右電極部R01~R12所組成，所稱的相鄰，可以是相鄰的左電極部L01和右電極部R01，也可以是相鄰的左電極部L01和右電極部R02；該左、右電極部L01~L12、R01~R12分別具有一長度，長度方向的兩端分別構成一寬端及一窄端，並以相對的互補方向交錯排列，該左、右電極部L01~L12、R01~R12可分別為三角形或梯形。在本實施例中，該左、右電極部L01~L12、R01~R12係呈相對的三角形。上述感應層形狀僅為舉例而已，意即本發明所稱的感應層20包含但不限於前述形式。前述感應層20中各個感應電極21的左、右電極部L01~L12、R01~R12分別和控制器(圖中未示)連接。

該感應線30是呈狹長狀，其具有一感應段31，該感應段31位於感應層20邊緣處，且與位於感應層20邊緣處的感應電極(以下稱為邊緣感應電 極)21A相鄰且平行。由於感應線30用來補償邊緣感應電極21A、21B，因此感應線30可以是一道以上，當一感應線30設於感應層20的第一邊緣201外側，係用以對第一邊緣201處的邊緣感應電極21A進行補償，當感應線30設於感應層20的第二邊緣202外側，則用以對第二邊緣202處的邊緣感應電極21B進行補償。在本實施例中，該基板10分別在感應層20的第一、第二邊緣201、202外側設有一感應線30，以分別對第一、第二邊緣201、202處的邊緣感應電極21A、21B進行補償。

請參閱圖2所示，係本發明觸控裝置的又一較佳實施例，其基本架構與前一實施例大致相同，不同處在於：該基板10在感應層20的第三邊緣203外側進一步形成一平行相鄰的連接線32，該連接線32兩端分別和兩感應線30的感應段31一端連接。

前述基板10上進一步在感應層20周邊處形成有一接地層(圖中未示)，該感應層20和接地層之間並設有一道以上的隔離線。而前述感應線30可由感應層20和接地層之間的隔離線所構成。

前述控制器分別和感應層20上各個感應電極21、21A、21B和感應線30連接，該控制器依據感應線30的感應段31上不同位置對應設定不同的線間補償感應量，用以對由感應層20的邊緣感應電極21A、21B所測得感應量進行補償。具體而言，該控制器將對觸控面板執行一邊緣非線性補償方法，其一較佳實施例請參閱圖3所示：主要係令感應線30的感應段31兩端分別具有一第一補償感應量和一第二補償感應量，並使感應段31兩端之間具有多個不同的線間補償感應量，各線間補償感應量為第一補償感應量至第二補償感應量之間的任何值，而將感應段31模擬成感應電極的形狀(301)；前述第一補償感應量可以是一最大補償感應量，另一端的第二補償感應量可以是一最小補償感應量，該感應段31上 的各個線間補償感應量可以由該最大補償感應量和該最小補償感應量之間以內插法運算取得。在本實施例中，前述各線間補償感應量的取得，係在感應段31兩端分別界定一第一補償參數和一第二補償參數，並在感應段31兩端之間界定多個不同的線間補償參數，而將感應段31上所偵得一實測感應量分別乘上第一補償參數、第二補償參數和各線間補償參數，即分別取得該第一補償感應量、第二補償感應量和該等線間補償感應量；前述的參數可為倍數。更具體而言，前述第一補償參數可設定為一最大補償參數(MAX_MUL)，第二補償參數則設定為一最小補償參數(MIN_MUL)，各個線間補償參數是在最大補償參數和最小補償參數之間以內插法運算取得(如圖4A、4B所示)，而與感應段31上實測感應量相乘後取得的各個線間補償感應量亦即是由一最大補償感應量遞減到一最小補償感應量之間的其中一值。

根據上述可知，在賦予感應段31上不同位置具有不同的線間補償感應量後，就狹長的感應段31而言，等同於被模擬成邊緣感應電極21A、21B的形狀。更具體的說，以圖1所示者為例，位於第一邊緣201上的感應段31是被模擬成邊緣感應電極21A的左電極部L01形狀；位於第二邊緣202上的感應段31是被模擬成右電極部R12的形狀。

在決定感應段31上不同位置的線間補償感應量後，可用以對邊緣感應電極的感應量進行補償，具體方法仍請參閱圖3所示：主要是偵測取得一個以上感應電極的電極感應量，據以運算產生一觸摸位置和感應段31上對應該觸摸位置的一線間位置(302)；具體而言，主要是在感應層20上接近邊緣的周緣區域設定一個以上的補償區，補償區是由鄰近感應段31的至少一個感應電極(例如鄰近第一邊緣201、第二邊緣202的邊緣感應電極21A、21B)組成，補償區的感應電極數量可視實際需要加以調整。而前述步驟係指在偵測取得補償區內 至少一個感應電極的電極感應量，根據上述設計，可在補償區內的感應電極出現電極感應量時始執行補償。

接著即根據感應段31的線間位置取得一對應的線間補償感應量，據以對電極感應量進行補償(303)，而修正感應層邊緣的非線性現象。

以下配合一實例說明本發明的邊緣非線性補償技術。請參閱圖5所示，當使用者觸摸感應層20的位置Ps時，此時可在感應層20的補償區內取得感應電極L01+R01、L02+R02、L03+R03的電極感應量，其分別是(1000+300)、(600+100)、(100+20)，則其位置為由以下算式取得：

其代表的座標是在圖5的位置P，這是因為受邊緣非線性現象影響所造成的偏移。而本發明的補償方法是取得感應段31對應該位置P處的補償倍數，假設其兩端的最大補償倍數和最小補償倍數分別10和1，經過內插後在位置P所對應的線間補償倍數為6，若感應段31上的實測感應量為100，則位置P的線間補償感應量即為實際感應量與線間補償倍數6的乘積(100X6=600)，將該線間補償感應量對L01進行補償後即如下式：

經過補償後，上式在圖5中所代表的座標即可修正回位置Ps，從而可準確地進行報點。

由上述可知，本發明主要在觸控面板的感應層邊緣外附加感應線，並在感應線對應於感應電極的感應段上定義出不同的線間補償感應量，而將感應段模擬成感應電極的形狀；當使用者觸摸觸控面板的邊緣時，其偵測所得的電極感應量並不直接報點，而是利用感應段上對應的線間補償感應量對該 電極感應量進行補償，將座標位置修正回正確位置後再進行報點，如此一來即可有效解決觸控面板上的非線性現象及其所造成的報點偏移問題。

21A‧‧‧邊緣感應電極

Claims (14)

1. 一種觸控裝置的邊緣非線性補償方法，該觸控裝置包括一觸控面板，該觸控面板具有一基板，該基板具有多個感應電極和一感應線，所述感應電極係沿一第一方向併排設置於該基板一表面上，各感應電極由相鄰之二電極部所組成，各電極部分別具有一長度，並在長度方向的兩端分別構成一寬端和一窄端；各感應電極之該二電極部並以相對的互補方向交錯排列，該感應線具有一感應段，該感應段位於該多個感應電極邊緣，並且與相鄰的該感應電極平行，該方法包括以下步驟：a.偵測所述多個感應電極與所述感應段之感應量；b.根據步驟a中偵測所述多個感應電極所獲得的感應量計算一第一觸摸位置；c.根據所述第一觸摸位置決定一補償參數；d.根據所述感應段的感應量與該補償參數獲得一補償感應量；e.根據步驟a中偵測所述多個感應電極所獲得的感應量與該補償感應量，計算出一第二觸摸位置。
2. 如請求項1所述觸控裝置的邊緣非線性補償方法，其中在該感應段兩端之間對應多個不同的補償參數；其中步驟c係根據所述第一觸摸位置對應感應段之位置，來決定對應的補償參數。
3. 如請求項2所述觸控裝置的邊緣非線性補償方法，前述感應段的兩端分別具有一最大補償參數和一最小補償參數，各該補償參數為該最大補償參數遞減至該最小補償參數之間的任一值。
4. 如請求項3所述觸控裝置的邊緣非線性補償方法，該感應段上的各個線間補償參數是在該最大補償參數和該最小補償參數之間以內插法運算取得。
5. 如請求項1至4中任一項所述觸控裝置的邊緣非線性補償方法，各電極部係呈三角形。
6. 如請求項1至4中任一項所述觸控裝置的邊緣非線性補償方法，其中於步驟d中，係以該感應段的感應量乘上該補償參數，以獲得該補償感應量。
7. 一種觸控裝置，包括：一觸控面板，主要係在一基板上具有多數感應電極和一感應線，所述感應電極係沿一第一方向併排設置於該基板一表面上，各感應電極由相鄰之二電極部所組成，各電極部分別具有一長度，並在長度方向的兩端分別構成一寬端和一窄端；各感應電極之該二電極部並以相對的互補方向交錯排列，該感應線具有一感應段，該感應段位於該多個感應電極邊緣，並且與相鄰的該感應電極平行；一控制器，分別和該基板上所設的各個感應電極和感應線電連接；該控制器執行以下步驟：a.偵測所述多個感應電極與所述感應段之感應量；b.根據步驟a中偵測所述多個感應電極所獲得的感應量計算一第一觸摸位置；c.根據所述第一觸摸位置決定一補償參數；d.根據所述感應段的感應量與該補償參數獲得一補償感應量；e.根據步驟a中偵測所述多個感應電極所獲得的感應量與該補償感應量，計算出一第二觸摸位置。
8. 如請求項7所述的觸控裝置，該基板具有與一第一方向平行的一第一邊緣和一第二邊緣，該基板上具有兩道感應線，且分別位於該感應層的第 一、第二邊緣外側，該兩感應線的的感應段分別與相鄰該第一、第二邊緣的感應電極平行相對。
9. 如請求項8所述的觸控裝置，該感應層進一步包括與該第一方向垂直的一第三邊緣，該基板在該感應層的第三邊緣外側設有一連接線，該連接線和該第三邊緣平行，且該連接線的兩端分別與兩感應線的一端銜接。
10. 如請求項7至9中任一項所述的觸控裝置，其中於控制器所執行之步驟d中，係以該感應段的感應量乘上該補償參數，以獲得該補償感應量。
11. 如請求項7至9中任一項所述的觸控裝置，各電極部係呈三角形。
12. 如請求項11所述的觸控裝置，該基板上之所述感應電極構成一感應層，該基板上在具有感應層的表面上進一步設有一接地層，該感應線的感應段位於接地層和感應層之間。
13. 如請求項12所述的觸控裝置，該基板的表面在該感應層和接地層間形成有一道以上的隔離線。
14. 如請求項13所述的觸控裝置，該基板上的所述感應段是由該感應層和接地層間的隔離線所構成。