TWI512564B - 感測電極的感測方法與感測裝置 - Google Patents

Description

感測電極的感測方法與感測裝置

本發明係關於觸控面板，特別係關於觸控面板上的感測電極之感測裝置與感測方法。

觸控面板是規模龐大的一項產業，各式各樣的電子產品都使用觸控面板作為人機介面的重要輸出入裝置。觸控面板的性能，取決於感測電極與連接感測電極的邏輯電路。感測電極的設計與品質，會影響到觸控面板的性能。

一般來說，觸控面板的感測電極形成在一透明基板上。顯示裝置所發出的光可以透過該透明基板顯示給使用者觀看。形成在透明基板上的感測電極包含多個電極，這些電極透過多個導線連接到邏輯電路。

由於顯示裝置的解析度不斷地提高，使用者對於觸控面板的性能要求也隨著提升。觸控裝置的解析度、準確度、對於快速移動物體的感測速度等等觸控性能，都需要在有限的觸控區面積當中，擠入更多的電極與導線。

現有觸控面板的一個缺點在於，當接觸物體快速來回地畫線時，由於感測電極的幾何關係，感測裝置所感測的近接點會呈現漣漪(ripple)或波浪狀，而不是接觸物體移動的直線。

總上所述，亟需良好的感測裝置與其感測方法，以盡量減少近接點的報點誤差，進而使得報點後的結果呈現直線。

根據本發明的一實施例，提供一種感測電極的感測方法，其中該感測電極包含分為複數組的複數個電極。該感測方法包含：以一第一掃描順序對每一組的該複數個電極進行掃描；以及以一第二掃描順序對每一組的該複數個電極進行掃描，其中該第一掃描順序與該第二掃描順序不同。

根據本發明的另一實施例，提供一種感測電極的感測裝置，其中該感測電極包含分為複數組的複數個電極。該感測裝置包含一掃描模組，該掃描模組以一第一掃描順序對每一組的該複數個電極進行掃描；以及以一第二掃描順序對每一組的該複數個電極進行掃描，其中該第一掃描順序與該第二掃描順序不同。

總上所述，本發明的主要精神在於每一次報點之前，針對同一組內的各個條塊使用多次掃描。如此一來，可以增加掃描率，以減少報點時所產生的漣漪或波浪紋。

112‧‧‧電極

114‧‧‧電極

120A、120B‧‧‧條塊

122A、122B‧‧‧條塊

124A、124B‧‧‧條塊

126A、126B‧‧‧條塊

220A~220D‧‧‧條塊

222A~222D‧‧‧條塊

312‧‧‧電極

314‧‧‧電極

320A、320B‧‧‧條塊

322A、322B‧‧‧條塊

410~425‧‧‧電極

431~436‧‧‧第一次掃描之第一至第六步驟

441~446‧‧‧第二次掃描之第一至第六步驟

451~464‧‧‧第一次掃描之第一至第十四步驟

471~484‧‧‧第二次掃描之第一至第十四步驟

510~550‧‧‧步驟

600‧‧‧感測系統

610‧‧‧感測電極

612‧‧‧電極組

620‧‧‧感測裝置

622‧‧‧掃描模組

624‧‧‧計算模組

第一圖為根據本發明一實施例的一感測電極及其掃描順序之一示意圖。

第二A圖為本發明另一實施例的一感測電極及其掃描順序之一示意圖。

第二B圖為本發明另一實施例的一感測電極及其掃描順序之一示意圖。

第二C圖其為本發明另一實施例的一感測電極及其掃描順序之一示意圖。

第二D圖與第二E圖為本發明另一實施例的一感測電極及其掃描順序之示意圖。

第三圖所示，其為本發明另一實施例的一感測電極及其掃描順序之一示意圖。

第四A圖至第四B圖為本發明另一實施例的一感測電極及其掃描順序之示意圖。

第四C圖至第四D圖為本發明另一實施例的一感測電極及其掃描順序之示意圖。

第五圖為本發明一實施例的一感測方法之一流程示意圖。

第六圖為本發明一實施例的一感測系統的一示意圖。

本發明將詳細描述一些實施例如下。然而，除了所揭露的實施例外，本發明的範圍並不受該些實施例的限定，乃以其後的申請專利範圍為準。而為了提供更清楚的描述及使該項技藝的普通人員能理解本發明的發明內容，圖示內各部分並沒有依照其相對的尺寸進行繪圖，某些尺寸或其他相關尺度的比例可能被凸顯出來而顯得誇張，且不相關的細節部分並沒有完全繪出，以求圖示的簡潔。

請參考第一圖所示，其為根據本發明一實施例的一感測電極及其掃描順序之一示意圖。請先參考第一圖的上半部。如圖所示，電極112與電極114是一對相對應的電極，其可以為三角形、類三角形的梯形、或是多邊形。電極112與電極114形成一個條塊(bar)120A。同樣地，第一圖包含了另外七個條塊120B、122A、122B、124A、124B、126A、與126B。每兩 個條塊形成一組，分別接到該感測電極的一感測單元。所以，第一圖的實施例中包含了四個組，每一組包含了標號為A和B的兩個條塊。由於同一組的條塊使用同一條線路，因此需要分時對每一組的條塊進行個別掃描。

現有技術的感測裝置，在報點之前，對每一組內的各個條塊僅僅進行一次掃描。當近接的物件快速地移動時，每一組的各個條塊進行掃描的時序之間，物件已經移動到不同的位置。再加上電極112與114的幾何形狀影響，使得報點時容易產生漣漪或波浪紋。本發明的主要精神之一，在於每一次報點之前，針對同一組內的各個條塊使用多次掃描。如此一來，可以增加掃描率，以減少報點時所產生的漣漪或波浪紋。

在第一圖上半部所示的第一次掃描當中，感測裝置會先對各組中標號為A的條塊進行掃描感測，接著再對各組中標號為B的條塊進行掃描感測。可以見到每個條塊下方的數字，即代表該條塊在該組中的掃描順序。標號為A的條塊下方的數字為1，而標號為B的條塊下方的數字為2。當第一次掃描完畢之後，感測裝置可以根據掃描感測的結果產生一第一位置。

類似地，在第一圖下半部所示的第二次掃描當中，感測裝置會先對各組中標號為B的條塊進行掃描感測，接著再對各組中標號為A的條塊進行掃描感測。可以見到每個條塊下方的數字，即代表該條塊在該組中的掃描順序。標號為A的條塊下方的數字為2，而標號為B的條塊下方的數字為1。當第二次掃描完畢之後，感測裝置可以根據掃描感測的結果產生一第二位置。

最後，感測裝置將第一位置與第二位置之坐標平均，得到一近接位置，再報點給作業系統或其他軟體或硬體。如此一來，由於掃描率 的增加，將減少報點時所產生的漣漪或波浪紋。

請參考第二A圖所示，其為本發明另一實施例的一感測電極及其掃描順序之一示意圖。和第一圖不同的是，第二A圖的各組分別包含了四個條塊。如左邊的一組包含了條塊220A~220D，右邊的一組包含了條塊222A~222D。同樣地，因為同一組內的條塊共用連接到感測裝置的線路，因此在一次掃描當中，只能分時對各個條塊進行掃描。

如第二A圖的上半部所示，在此一實施例中，第一次掃描的順序是由左至右。換言之，220A與222A的順序是第一，220B與222B的順序為第二，220C與222C的掃描順序排第三，各組最右側的220D與222D排在最後。如第二A圖的下半部所示，第二次掃描的順序剛好是第一次掃描順序的反向，即由右至左。換言之，220A與222A的順序是第四，220B與222B的順序為第三，220C與222C的掃描順序排第二，各組最右側的220D與222D排在第一。如果將每個條塊在第一次掃描與第二次掃描的次序之數字加總在一起，則都會等於5。例如條塊220A在第一次掃描的次序為1，在第二次掃描的次序為4，其數字總和為5。其他的條塊亦同。

請參考第二B圖所示，其為本發明另一實施例的一感測電極及其掃描順序之一示意圖。和第二A圖不同之處在於，無論在第一次或第二次掃描，各組的掃描順序可以不同。如在第一次掃描時，左邊這組的掃描順序由左至右分別為3、1、4、2。而右邊這組的掃描順序由左至右分別為2、4、1、3。但是在第二次掃描時，各組的掃描順序則是第一次掃描的反向順序，左邊這組的掃描順序由左至右分別為2、4、1、3。而右邊這組的掃描順序由左至右分別為3、1、4、2。亦即每個條塊在第一次掃描與第二次掃 描的次序之數字加總在一起，都會等於5。

請參考第二C圖所示，其為本發明另一實施例的一感測電極及其掃描順序之一示意圖。和第二A圖與第二B圖不同之處在於，無論在第一次或第二次掃描，兩次的掃描順序不再限定是反向順序。換言之，每個條塊在第一次掃描與第二次掃描的次序之數字加總在一起，都未必等於5。例如條塊220B在第一次掃描時的次序為1，在第二次掃描時的次序為3，則總和為4。又例如條塊222B在第一次掃描時的次序為4，在第二次掃描時的次序為2，則數字之總和為6。由此可知，本發明並不限定兩次掃描的順序是否有任何關係。

請參考第二D圖與第二E圖所示，其為本發明另一實施例的一感測電極及其掃描順序之示意圖。和先前的幾個實施例不同之處在於，該實施例不僅僅在報點之前做了兩次掃描，而且還多做了第三次與第四次掃描。因此，可以得到相應的第三位置與第四位置。最後，在報點時的近接位置是第一位置至第四位置坐標的平均。本領域的普通技術人員可以理解到，本發明並不限定每次報點前的掃描次序，只需要兩次以上即可。

請參考第三圖所示，其為本發明另一實施例的一感測電極及其掃描順序之一示意圖。和第一圖與第二A至E圖的不同之處在於，每個條塊包含了多個相應的電極對。如條塊320A包含了相應的電極312與314，電極312包含了兩個三角形、類三角形的梯形或多邊形狀的電極。而相應的電極314則包含了兩個三角形、類三角形的梯形或多邊形狀的電極。本領域的普通技術人員可以理解到，本發明並不限定電極的形狀與數量。第三圖所示實施例的兩次掃描順序，仍然和第一圖所示實施例相同。

請參考第四A圖至第四B圖所示，其為本發明另一實施例的一感測電極及其掃描順序之示意圖。第四A圖至第四B圖所示的實施例與先前實施例的最主要差異在於，先前的實施例都是以條塊作為掃描的單位，而第四A圖至第四B圖所示的實施例則是以同側的電極作為掃描的單位。

如第四A圖所示，感測電極包含有十六個電極410至425。其中編號偶數的電極位在一側，編號單數的電極位在另一側。在本實施例的第一次掃描時，將進行六個步驟431至436。每個步驟會對單側的四個電極進行掃描，取得其掃描的信號值後，可以利用相鄰的信號值之差值過濾掉背景雜訊(common mode noise)。首先，在步驟431當中，針對上方側的四個電極410、412、414、與416進行掃描。接著，在步驟432當中，針對下方側的四個電極411、413、415、與417進行掃描。以此類推，執行到步驟436為止，完成了第一次掃描。在第一次掃描之後，可以得到所有電極的信號值，也可以得到相鄰電極的信號值之差值。如果有任何物體近接於該感測電極，則可算出該近接點的第一位置。

接著，如第四A圖所示，執行第二次掃描。在此實施例中，第二次掃描之各步驟的順序剛好是第一次掃描之各步驟順序的反向。因此，由相應於步驟436的第一步驟441先進行掃描，取得電極419、421、423、與425的掃瞄信號值與/或差值。接著，依序執行步驟442至446。同理，可以得到可以得到所有電極的信號值，也可以得到相鄰電極的信號值之差值。如果有任何物體近接於該感測電極，則可算出該近接點的第二位置。在取得第一位置與第二位置之後，再進行平均以得出該近接位置。

請參考第四C圖至第四D圖所示，其為本發明另一實施例的 一感測電極及其掃描順序之示意圖。與第四A圖及第四B圖所示的實施例不同之處在於，本實施例的兩次掃描使用了十四個步驟451至464以及471至484，其原因是每個掃描步驟僅針對兩個同側相鄰的電極進行。本領域的普通技術人員可以理解到，每個掃描步驟所掃描的電極多寡，取決於感測裝置的掃瞄模組之硬體。本發明並不限定每次掃描的步驟個數、所掃描的電極多寡、以及掃描電極的順序。特別是不限定於交錯地針對上下兩側的電極進行掃描，只要能夠在兩次掃描中取得兩個位置，進而加以平均，所得到的近接位置便可以有效地消除或減少漣漪或波浪的現象。

請參考第五圖所示，其為本發明一實施例的一感測方法之一流程示意圖。除非另有提到個步驟之間的因果關係，否則本發明並不限定第五圖所示的各個步驟之間的先後順序。第五圖所示的感測方法可以實施在先前所示的實施例當中，特別是感測電極的感測裝置，其可以包含下列步驟：

步驟510：以一第一掃描順序對每一組的複數個電極進行掃描。

步驟520：以一第二掃描順序對每一組的複數個電極進行掃描，其中該第一掃描順序不同於該第二掃描順序。該第一掃描順序可以是該第二掃描順序的反向順序。

步驟530：根據該第一掃描順序產生一第一位置。其中，步驟530可以在步驟520之前、同時、之後進行。換言之，本發明並不限定該兩個步驟執行的先後順序。

步驟540：根據該第二掃描順序產生一第二位置。

步驟550：對該第一位置與該第二位置進行平均，以產生一近接位置。

請參考第六圖所示，其為本發明一實施例的一感測系統600的一示意圖。該感測系統600包含一感測電極610與一感測裝置620。該感測電極610可以形成於一基板上，但在此不加詳述。該感測電極610可以包含多個電極組612，每一個電極組612可以包含至少一個條塊，每個條塊包含複數個電極，如第一圖所示的一個電極組612包含條塊120A與條塊120B。在第二A圖所示的實施例，其中的一個電極組612包含條塊220A至220D。在第三圖所示的實施例中，其中的一個電極組612包含條塊320A與320B。在第四A圖至第四D圖所示的實施例中，唯一的一個電極組612包含電極410至425。

該感測裝置620包含一掃描模組622與一計算模組624，可用於實施第五圖所示的流程圖。該掃描模組622用於連接該感測電極610的各個電極組612，用於執行上述步驟510與520。該計算模組624連接該掃描模組622，用於執行上述步驟530至550。由於以兩個模組622與624分別進行掃描與計算，所以前述的掃描步驟510與520可以和計算步驟530與540同時進行。

總上所述，本發明的主要精神在於每一次報點之前，針對同一組內的各個條塊使用多次掃描。如此一來，可以增加掃描率，以減少報點時所產生的漣漪或波浪紋。

510~550‧‧‧步驟

Claims (11)

1. 一種感測電極的感測方法，其中該感測電極包含分為複數組的複數個電極，該感測方法包含：根據一第一掃描順序對每一組的該複數個電極進行掃描，以產生一第一位置；根據一第二掃描順序對每一組的該複數個電極進行掃描，以產生一第二位置；其中，該第一掃描順序與該第二掃描順序不同；以及對該第一位置與該第二位置之坐標進行平均，以產生一近接位置；其中，每一該複數個電極包含至少一個電極對，以及根據該第一掃描順序與該第二掃描順序進行的每一次掃描係針對該至少一個電極對進行。
2. 如申請專利範圍第1項的感測方法，其中該第二掃描順序與該第一掃描順序互為反向順序。
3. 如申請專利範圍第1項的感測方法，其中每一該複數個電極包含分為兩側的多個電極，以及根據該第一掃描順序與該第二掃描順序進行掃描之步驟係包含根據該第一掃描順序與該第二掃描順序分別對兩側的該多個電極進行多次掃描。
4. 如申請專利範圍第3項的感測方法，其中根據該第一掃描順序與該第二掃描順序分別對兩側的該多個電極進行多次掃描係包含交錯地對不同側的該多個電極進行掃描。
5. 如申請專利範圍第1項的感測方法，其中該至少一個電極對之相對應的電極形狀包含下列其中之一：三角形；類三角形的梯形；以及多邊形。
6. 一種感測電極的感測裝置，其中該感測電極包含分為複數組的複數個電極，每一該複數個電極包含至少一個電極對，該感測裝置包含：一掃描模組，用以根據一第一掃描順序對每一組的該複數個電極進行掃描以及以一第二掃描順序對每一組的該複數個電極進行掃描；其中，該第一掃描順序與該第二掃描順序不同；以及一計算模組，耦接於該掃描模組，用以根據對應於該第一掃描順序以及該第二掃描順序之掃描結果分別產生一第一位置以及一第二位置，以及對該第一位置與該第二位置之坐標進行平均，以產生一近接位置；其中，根據該第一掃描順序與該第二掃描順序進行的每一次掃描係針對該至少一個電極對進行。
7. 如申請專利範圍第6項的感測裝置，其中該第二掃描順序與該第一掃描順序互為反向順序。
8. 如申請專利範圍第6項的感測裝置，其中該計算模組產生該第一位置的步驟在該掃描模組根據該第二掃描順序進行掃描的步驟之前執行。
9. 如申請專利範圍第6項的感測裝置，其中每一該複數個電極包含分為兩側的多個電極，以及該掃描模組根據該第一掃描順序與該第二掃描順序進行掃描係包含根據該第一掃描順序與該第二掃描順序分別對兩側的該多個電極進行多次掃描。
10. 如申請專利範圍第9項的感測裝置，其中該掃描模組根據該第一掃描順序與該第二掃描順序分別對兩側的該多個電極進行多次掃描係包含交錯地對不同側的該多個電極進行掃描。
11. 如申請專利範圍第6項的感測裝置，其中該至少一個電極對之相對應的電極形狀包含下列其中之一：三角形；類三角形的梯形；以及多邊形。