TWI564755B - 觸控感應系統及其觸控輸入裝置和觸控輸入方法 - Google Patents

Description

觸控感應系統及其觸控輸入裝置和觸 控輸入方法

本發明是關於一種觸控輸入裝置，且特別是有關於一種應用在觸控感應系統的觸控輸入裝置。

觸控顯示裝置(例如：智慧型手機和平板電腦等)由於具有便利操作的特性，因此已廣泛應用在各個領域上。一般而言，使用者通常可透過手指觸碰觸控顯示裝置來達到操作的效果。然而，由於操作介面越加複雜，透過手指觸控容易有誤觸或是感應不到等缺點，於是觸控筆等觸控輸入裝置由此產生。

觸控筆可分成主動式和被動式。由於被動式觸控筆仍需要根據觸控顯示裝置本身提供的驅動訊號作為感測來源，因此被動式觸控筆的筆頭仍無法做到很小，在使用上仍有其限制。主動式觸控筆本身因可產生觸控訊號給觸控面板，然後透過其面板上的感測器感應以判斷觸控點的位置，因此主動 式觸控筆的筆頭可以做到較小的尺寸，且其觸控感應的精確度更高。然而，傳統的主動式觸控筆其產生的觸控訊號必須與特定的控制晶片的通訊規格相同，控制晶片才可分辨主動式觸控筆產生的觸控訊號。換句話說，傳統的主動式觸控筆必須搭配具有其相應的控制晶片的觸控顯示裝置，主動式觸控筆才能達到觸控的效果，因此，傳統的主動式觸控筆在使用上仍有不便的地方。

為了解決上述問題，本發明揭示一種觸控輸入裝置，可操作在任何觸控顯示裝置上，而無需限定於具有特定控制晶片的觸控顯示裝置。

本揭示內容的一個態樣是關於一種觸控輸入裝置。觸控輸入裝置包含接收模組、放大模組和發送模組。接收模組用以接收來自觸控面板中相應一驅動電極的無線訊號以產生第一訊號。放大模組用以放大第一訊號以產生第二訊號。發送模組用以發送第二訊號至觸控面板中的一感應電極，其中感應電極與驅動電極交錯。

根據本發明中的一個實施例，所述觸控輸入裝置還包含控制模組。控制模組用以根據所述第一訊號的振幅值調整所述放大模組的增益值。

根據本發明中的一個實施例，所述接收模組包含第一天線單元用以接收所述無線訊號。所述發送模組包含第二 天線單元用以發送所述第二訊號。第一天線單元與第二天線單元隔絕。

根據本發明中的一個實施例，所述第一天線單元或/及所述第二天線單元包含環型天線。

本揭示內容的另一個態樣是關於一種觸控輸入方法。觸控輸入方法包含：接收來自觸控面板中相應一驅動電極的無線訊號以產生第一訊號；放大第一訊號以產生第二訊號；及發送第二訊號至觸控面板中的一感應電極，其中感應電極與驅動電極交錯。

根據本發明中的一個實施例，所述觸控輸入方法還包含：根據所述第一訊號的振幅值調整放大所述第一訊號的幅度。

本揭示內容的再一個態樣是關於一種觸控感應系統。觸控感應系統包含觸控面板和觸控輸入裝置。觸控面板包含多個驅動電極和多個感應電極。所述多個感應電極與所述多個驅動電極彼此交錯形成多個感應電容。觸控輸入裝置包含接收模組、放大模組和發送模組。接收模組用以接收相應所述多個驅動電極中的一個相應驅動電極的無線訊號以產生第一訊號。放大模組用以放大第一訊號以產生第二訊號。發送模組用以將第二訊號發送至所述多個感應電極中的一個相應感應電極。觸控面板藉以根據相應驅動電極和相應感應電極交錯之位置決定觸控發生位置。

根據本發明中的一個實施例，所述觸控輸入裝置還包含控制模組。控制模組用以根據所述第一訊號的振幅值調整所述放大模組的增益值。

根據本發明中的一個實施例，所述接收模組包含第一天線單元用以接收所述無線訊號。所述發送模組包含第二天線單元用以發送所述第二訊號。第一天線單元與第二天線單元隔絕。

根據本發明中的一個實施例，所述第一天線單元或/及所述第二天線單元包含環型天線。

綜上所述，由上述本發明的實施例可知，透過觸控輸入裝置接收相應觸控面板中的驅動電極的無線訊號(例如：驅動訊號)，並將無線訊號放大後再發送給觸控面板中的感應電極，可達到觸控感應的功效。因此，觸控輸入裝置可操作於各種觸控顯示裝置，而無需限定於具有特定控制晶片的觸控顯示裝置。

100‧‧‧觸控感應系統

110‧‧‧觸控顯示裝置

111‧‧‧觸控面板

112‧‧‧驅動訊號產生模組

113‧‧‧控制模組

120‧‧‧觸控輸入裝置

200‧‧‧觸控輸入裝置

210‧‧‧接收模組

211‧‧‧第一天線單元

220‧‧‧放大模組

230‧‧‧發送模組

231‧‧‧第二天線單元

240‧‧‧控制模組

250‧‧‧電源模組

WS‧‧‧無線訊號

FS‧‧‧第一訊號

SS‧‧‧第二訊號

DL_1~DL_3‧‧‧驅動電極

SL_1~SL_4‧‧‧感應電極

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖是根據本發明的一個實施例繪示的一種觸控感應系統的示意圖；及第2圖是根據本發明的一個實施例繪示的一種觸控輸入裝置的方塊圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

請參照第1圖，第1圖是根據本發明的一個實施例繪示的一種觸控感應系統100的示意圖。觸控感應系統100包含觸控顯示裝置110和觸控輸入裝置120。觸控顯示裝置110包含觸控面板111。使用者可透過操作觸控輸入裝置120接近或是觸碰觸控面板111，使得觸控顯示裝置110根據其感應的觸控點產生對應的功能操作。在一實施例中，觸控顯示裝置110可包含任何具有觸控顯示螢幕的電子裝置，例如智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、個人數位助理(Personal digital assistant,PDA)等等。在一實施例中，觸控輸入裝置120可包含觸控筆或是可產生觸控訊號的其它形式的輸入裝置。

在一實施例中，觸控面板111可為電容式觸控面板，然本發明並不以此為限。在本實施例中，觸控面板111包含多個驅動電極DL_1~DL_3和多個感應電極SL_1~SL_4。驅動電極DL_1~DL_3和感應電極SL_1~SL_4電性絕緣且彼此交錯，其中每個驅動電極和每個感應電極的交錯處可形成感應電容(未繪示於圖中)。在本實施例中，驅動電極和感應電極的數量僅為例示，其並非用以限制本發明。換句話 說，本領域的技術人員可根據實際需求增加或減少驅動電極和感應電極的數量。

觸控顯示裝置110還包含驅動訊號產生模組112和控制模組113。控制模組113可控制驅動訊號產生模組112產生多個驅動訊號分別傳送給相應的驅動電極DL_1~DL_3。當觸控輸入裝置120接近或是觸碰觸控面板111時，控制模組113可透過感應電極SL_1~SL_4感測與驅動電極DL_1~DL_3交錯而形成的感應電容的變化所產生的感應訊號，來判斷觸控是否發生以及觸控發生的位置。

具體而言，當觸控輸入裝置120接近或是觸碰觸控面板111時，觸控輸入裝置120可透過耦合的方式接收相應其靠近的驅動電極(例如：驅動電極DL_1)的無線訊號(例如：驅動訊號)，並且對接收的無線訊號進行處理後，再將處理後的無線訊號發送至觸控輸入裝置120靠近的感應電極(例如：感應電極SL_1)。觸控輸入裝置120可藉由感應電極透過耦合的方式接收此無線訊號。接著，控制模組113可根據感應電極SL_1接收的訊號與其它感應電極接收的訊號不同，並根據其訊號的來源是相應哪一個驅動電極(在本實施例中為驅動電極DL_1)，來判斷觸控發生的位置。

請一併參照第1圖和第2圖，第2圖是根據本發明的一個實施例繪示的一種觸控輸入裝置200的方塊圖。觸控輸入裝置200可應用於第1圖的觸控感應系統100，然本發明並不以此為限。如第2圖所示，觸控輸入裝置200包含接收模組210、放大模組220、發送模組230。接收模組210用以透過耦 合的方式接收來自觸控面板111中相應驅動電極DL_1~DL_3中的一個驅動電極的無線訊號WS(例如：驅動訊號)以產生第一訊號FS。放大模組220用以放大第一訊號FS以產生第二訊號SS。發送模組230用以發送第二訊號SS至觸控面板111中的一個感應電極，其中接收第二訊號SS的感應電極相應於觸控輸入裝置200接近或是觸碰觸控面板111之位置。

在一實施例中，接收模組210包含第一天線單元211用以接收無線訊號WS。發送模組230包含第二天線單元231用以發送第二訊號SS。第一天線單元211和第二天線單元231隔絕，以避免接收的訊號和發送的訊號間產生干擾。具體而言，當觸控輸入裝置200接近或是觸碰觸控面板111時，觸控輸入裝置200可透過第一天線單元211接收相應驅動電極的無線訊號WS並產生第一訊號FS。接著，放大模組220可放大第一訊號SS(亦即，接收的無線訊號WS)以產生第二訊號SS，並透過第二天線單元231將第二訊號SS發送至感應電極。

在一實施例中，無線訊號WS可為驅動電極傳送的驅動訊號。換句話說，第二訊號SS僅是將原本驅動電極的驅動訊號的振幅改變的訊號。因此，感應電極根據第二天線單元231接收到的第二訊號SS僅是放大後的驅動訊號。接著，感應電極可將原本驅動電極傳送的驅動訊號與接收的第二訊號SS耦合成新的感應訊號並傳給控制模組113。由於僅有與觸控輸入裝置200接近或觸碰的感應電極可接收到第二訊號SS。因此，控制模組113可透過不同的感應訊號，來判斷觸控發生的位置。

由於感應電極耦合的訊號來源仍是原本的驅動訊號(僅放大振幅)，換句話說，控制模組113仍可辨識感應電極產生的感應訊號。因此，觸控輸入裝置200不需要搭配具有特定的控制晶片的觸控顯示裝置100，觸控輸入裝置200仍可達到觸控的效果。進一步來說，感應電極仍是根據原本控制模組113可辨識的驅動訊號產生感應訊號，因此無論驅動電極和感應電極的圖騰是如何(例如：方形或菱形等)，觸控輸入裝置200亦可達到觸控的效果。換句話說，觸控輸入裝置200可操作在各種觸控顯示裝置，而無需限定於具有特定控制晶片的觸控顯示裝置。

在一實施例中，第一天線單元211或/及第二天線單元231可包含環形天線，藉此，天線佔用觸控輸入裝置200的體積可以更小，在設計上可更具有彈性，然本發明並不以此為限。

在一實施例中，觸控輸入裝置200還包含控制模組240。控制模組240可根據接收模組210產生的第一訊號FS(亦即，相應驅動電極的無線訊號WS)的振幅值來調整放大模組220的增益值。換句話說，控制模組240可根據第一訊號FS的振幅值調整放大第一訊號FS的幅度。

在一實施例中，為了讓感應電極收到較好的訊號品質，放大模組220產生的第二訊號SS的振幅在5伏特至10伏特之間。一般而言，接收模組210接收的無線訊號WS的振幅通常在25毫伏特(mV)至50毫伏特左右。因此，放大模組220可調整的增益值介於100倍至200倍之間。換句話說，無論接 收模組210接收的無線訊號WS的振幅為多少，發送模組230發送的第二訊號SS通常至少有5伏特以上，以確保感應電極可接收到第二訊號SS。

在一實施例中，觸控輸入裝置200還包含電源模組250。電源模組250用以提供電源給第一天線單元211接收訊號、第二天線單元231發送訊號、放大模組220放大訊號等使用。電源模組250可透過外接電力或是透過電池提供電力等方式取得電源，本發明並不以此為限。

由上述本發明的實施例可知，透過觸控輸入裝置接收相應觸控面板中的驅動電極的無線訊號(例如：驅動訊號)，並將無線訊號放大後再發送給觸控面板中的感應電極，可達到觸控感應的功效。由於感應電極耦合的訊號來源仍是原本的驅動訊號(僅放大振幅)，因此觸控顯示裝置中的控制晶片仍可辨識感應電極產生的感應訊號。因此，觸控輸入裝置可應用在各種觸控顯示裝置，而無需限定於具有特定控制晶片的觸控顯示裝置。

200‧‧‧觸控輸入裝置

210‧‧‧接收模組

211‧‧‧第一天線單元

220‧‧‧放大模組

230‧‧‧發送模組

231‧‧‧第二天線單元

240‧‧‧控制模組

250‧‧‧電源模組

WS‧‧‧無線訊號

FS‧‧‧第一訊號

SS‧‧‧第二訊號

Claims (7)

1. 一種觸控輸入裝置，包含：一接收模組，用以接收來自一觸控面板中相應一驅動電極的一無線訊號以產生一第一訊號；一放大模組，用以放大該第一訊號以產生一第二訊號；一控制模組，用以根據該第一訊號的振幅值調整該放大模組的增益值；及一發送模組，用以發送該第二訊號至該觸控面板中的一感應電極，其中該感應電極與該驅動電極交錯。
2. 如請求項1所述的觸控輸入裝置，其中該接收模組包含一第一天線單元用以接收該無線訊號，該發送模組包含一第二天線單元用以發送該第二訊號，其中該第一天線單元與該第二天線單元隔絕。
3. 如請求項2所述的觸控輸入裝置，其中該第一天線單元或/及該第二天線單元包含一環型天線。
4. 一種觸控輸入方法，包含：接收來自一觸控面板中相應一驅動電極的一無線訊號以產生一第一訊號；根據該第一訊號的振幅值調整放大該第一訊號的幅度，進而放大該第一訊號以產生一第二訊號；及 發送該第二訊號至該觸控面板中的一感應電極，其中該感應電極與該驅動電極交錯。
5. 一種觸控感應系統，包含：一觸控顯示裝置，包含：一觸控面板，包含：複數驅動電極；及複數感應電極，與該些驅動電極彼此交錯形成複數感應電容；及一觸控輸入裝置，包含：一接收模組，用以接收相應該些驅動電極中的一相應驅動電極的一無線訊號以產生一第一訊號；一放大模組，用以放大該第一訊號以產生一第二訊號；一控制模組，用以根據該第一訊號的振幅值調整該放大模組的增益值；及一發送模組，用以將該第二訊號發送至該些感應電極中的一相應感應電極；其中該觸控面板藉以根據該相應驅動電極和該相應感應電極交錯之位置決定觸控發生位置。
6. 如請求項5所述的觸控感應系統，其中該接收模組包含一第一天線單元用以接收該無線訊號，該發送模 組包含一第二天線單元用以發送該第二訊號，其中該第一天線單元與該第二天線單元隔絕。
7. 如請求項6所述的觸控感應系統，其中該第一天線單元或/及該第二天線單元包含一環型天線。