TWI590140B - 低負載驅動方法、應用該方法的驅動積體電路以及觸控顯示系統 - Google Patents

低負載驅動方法、應用該方法的驅動積體電路以及觸控顯示系統 Download PDF

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Description

低負載驅動方法、應用該方法的驅動積體電路以及觸控顯示系統
本發明係有關於一驅動方法，尤指一低負載驅動方法、應用該方法的一驅動積體電路以及應用該驅動積體電路的一觸控顯示系統。
在電容式觸控偵測領域中，隨著電子裝置如智慧型手機或平板電腦的體積愈趨輕薄，電容式觸控偵測領域亦由氧化銦錫技術(Indium Tin Oxide, ITO)發展至單元上內嵌式(on-cell)技術甚至是單元內內嵌式(in-cell)技術，而在單元內內嵌式技術中的觸控顯示面板的負載遠大於氧化銦錫技術中觸控顯示面板的負載，此將導致靈敏度的下降，另外，當電子裝置的螢幕的解析度增加時，單元內內嵌式技術中觸控顯示面板的偵測時間會隨之下降，因此，較難在單元內內嵌式技術中實現高解析度面板。
本發明的目的之一在於提供一低負載驅動方法、應用該方法的驅動積體電路以及應用該驅動積體電路的一觸控顯示系統以解決上述問題。
根據本發明一實施例，揭露一驅動積體電路，其中當該驅動積體電路耦接至一觸控顯示面板時，該驅動積體電路係用以選擇性地操作在一顯示模式以及一觸控偵測模式，其中當該驅動積體電路操作在該顯示模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中的多個共模電壓線以使其具有一共模電壓；當該驅動積體電路操作在該觸控偵測模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中對應至一特定共模電壓線的的一第一源極線，或者控制該特定共模電壓線的一相鄰的共模電壓線以使其具有一第一信號型態或者使其浮接(floating)，其中該第一信號型態與該特定電壓線上的該第一信號型態相同，且該特定共模電壓線係用以偵測一目前的觸控。
根據本發明一實施例，揭露一觸控顯示系統，其中該觸控顯示系統包含一觸控顯示面板以及一驅動積體電路，該觸控顯示面板包含多個閘極線；置於該多個閘極線之上的多個源極線，其中該多個閘極線與該多個源極線為縱橫交錯；以及置於該多個源極線之上的多個共模電壓線，而當該驅動積體電路耦接至一觸控顯示面板時，該驅動積體電路係用以選擇性地操作在一顯示模式以及一觸控偵測模式，其中當該驅動積體電路操作在該顯示模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板的該多個共模電壓線以使其具有一共模電壓；當該驅動積體電路操作在該觸控偵測模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中對應至一特定共模電壓線的的一第一源極線，或者控制該特定共模電壓線的一相鄰的共模電壓線以使其具有一第一信號型態或者使其浮接(floating)，其中該第一信號型態與該特定電壓線上的該第一信號型態相同，且該特定共模電壓線係用以偵測一目前的觸控。
根據本發明一實施例，揭露一觸控顯示面板的一驅動方法，其中該方法包含:選擇性地操作在一顯示模式以及一觸控偵測模式；當操作在該顯示模式時，控制該觸控顯示面板的多個共模電壓線以使其具有一共模電壓；當操作在該觸控偵測模式時，控制該觸控顯示面板中對應至一特定共模電壓線的的一第一源極線，或者控制該特定共模電壓線的一相鄰的共模電壓線以使其具有一第一信號型態或者使其浮接(floating)，其中該第一信號型態與該特定電壓線上的該第一信號型態相同，且該特定共模電壓線係用以偵測一目前的觸控。
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。此外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段，因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或者透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
第1圖係根據本發明一實施例之觸控顯示系統100的示意圖，如第1圖所示，觸控顯示系統100包含一觸控顯示面板101以及一驅動積體電路102，其中觸控顯示面板101可應用於一電子裝置如智慧型手機、一平板電腦或任何包含一觸控顯示面板的電子裝置中，而耦接至觸控顯示面板101的驅動積體電路102可選擇性地操作在一顯示模式以及一觸控偵測模式。
第2圖與第3圖顯示觸控顯示面板101的架構，其中第2圖係根據本發明一實施例之顯示面板101的一共模電壓層的示意圖，如第2圖所示，該共模電壓層分割成多個共模電壓部分COM1 至COMm 且每一共模電壓部分包含多個共模電壓區塊，例如包含在共模電壓部分COM1 中的共模電壓區塊COMS11 、COMS12 、……、COMS1n ，除此之外，連接每一共模電壓部分的第一個共模電壓區塊，例如COMS11 、COMS21 、……以及COMSm1 ，以組成一信號區塊SS1，同樣地，連接每一共模電壓部分的第二個共模電壓區塊，例如COMS12 、COMS22 、……以及COMSm2 ，以組成一信號區塊SS2，以此類推。該多個信號區塊以及該多個共模電壓部分皆耦接至驅動積體電路102。
如第3圖所示，觸控顯示面板101另包含一第二金屬層以及一第一金屬層，其中位於該共模電壓層之下的該第二金屬層包含多個源極線S1 至Sm ，其中每一源極線實質地對應該多個共模電壓部分中的其中之一，而在該第二金屬層之下的該第一金屬層包含多個閘極線g1 至gj ，其中如第3圖所示，多個源極線S1 至Sm 以及多個閘極線g1 至gj 為縱橫交錯，並且多個源極線S1 至Sm 以及多個閘極線g1 至gj 皆耦接至驅動積體電路102。
第4圖係根據本發明一實施例之應用於觸控顯示系統100的驅動積體電路102的示意圖，其中驅動積體電路102包含一多工電路401、一共模電壓源402、一緩衝器403以及一類比處理電路404。共模電壓源402係用以提供一共模電壓至該共模電壓層，即提供至該多個共模電壓部分，緩衝器403係用以儲存一顯示資料，而包含一類比前端以及多個類比數位轉換器的類比處理電路404係用以處理源自該多個信號區塊的信號，多工電路401耦接至共模電壓源402，緩衝器403以及類比處理電路404係用以控制輸出至/源自該多個共模電壓部分、該多個閘極線以及該多個源極線的信號。
當驅動積體電路102操作在該顯示模式時，驅動積體電路102傳送儲存於緩衝器403的該顯示資料至該多個源極線，並控制該多個共模電壓部分以使其具有一預設電壓；而當該驅動積體電路操作在該觸控偵測模式時，驅動積體電路102在一個或多個共模電壓部分上產生信號以偵測觸控，其中在一個或多個共模電壓部份上用以偵測觸控的該信號並不限定具有相同頻率或相位，舉例來說，若驅動積體電路102使用共模電壓部分COM1 、COM2 以及COM5 來偵測觸控，則驅動積體電路102 (詳細來說為類比處理電路404)可在COM1 、COM2 以及COM5 上產生三個具有不同頻率或不同相位的信號，本領域具有通常知識者應熟悉此偵測機制，本發明所揭露的概念著重於觸控偵測模式中降低負載的方法，因此，該觸控顯示系統的偵測機制的細節在此省略。
為了解決先前技術中的負載問題，本發明揭露數個操作在該觸控偵測模式的實施例，第5圖係根據本發明一實施例之低負載感測方法的示意圖，如第5圖所示，當驅動積體電路102操作在該觸控偵測模式時，使用共模電壓部分COM2 以偵測觸控，而為了降低共模電壓部分COM2 所視之負載，驅動積體電路102控制相鄰的共模電壓部分，即共模電壓部分COM1 以及共模電壓部分COM3 ，以及所對應的源極線與閘極線，即源極線S2與閘極線g2，使其為浮接，如此一來，電容Cc1 、Cc2 、Cs2 以及CG2 將不復存在以避免靈敏度的下降。
第6圖係根據本發明另一實施例之低負載感測方法的示意圖，如第6圖所示，當驅動積體電路102操作在該觸控偵測模式時，使用共模電壓部分COM2 以偵測觸控，為了降低共模電壓部分COM2 所視之負載，驅動積體電路102控制相鄰的共模電壓部分，即共模電壓部分COM1 以及共模電壓部分COM3 ，以及所對應的源極線，即源極線S2，以使其具有與共模電壓部分COM2 上的信號的型態相同的一信號，而驅動積體電路102同樣控制所對應到的閘極線使其浮接，如此一來，電容Cc1 、Cc2 、Cs2 以及CG2 將不復存在以避免靈敏度的下降。
第7圖係根據本發明又另一實施例之低負載感測方法的示意圖，當驅動積體電路102操作在該觸控偵測模式時，使用共模電壓部分COM1 、COM2 以及COM3 以偵測觸控，其中共模電壓部分COM3 上的信號的型態與共模電壓部分COM1 與COM2 上的信號，其差異可為信號與信號間頻率的不同，或者信號與信號間相位的不同，此並非本發明的一限制，如第7圖所示，當共模電壓部分COM1 與COM2 上用以偵測觸控的信號具有一第一信號型態而共模電壓部分COM3 上的信號具有一第二信號型態時，驅動積體電路控制所對應的源極線具有與其對應的共模電壓部分相同的信號型態，舉例來說，源極線S1 以及S2 上的信號具有與共模電壓部分COM1 與COM2 上的信號相同的該第一信號型態，而源極線S3 上的信號具有與共模電壓部分COM3 上的信號相同的該第二信號型態，驅動積體電路同樣控制閘極線g1-g3使其浮接，如此一來，共模電壓部分與其對應的源極線之間的電容將不復存在。
需注意的是，上述用以降低共模電壓部分所視之電容的實施例僅為範例說明，該方法並不僅限定於實施例中所述的部分，舉例來說，驅動積體電路102可控制相鄰的共模電壓部分為浮接並控制所對應的源極線上的信號具有與用以偵測觸控的該特定共模電壓上的信號相同的信號型態，而在另一例子中，驅動積體電路102可控制相鄰的共模電壓部分的至少其中之一為浮接，並控制其餘相鄰共模電壓部分具有與用以偵測觸控的該特定共模電壓上的信號相同的信號型態，本領域具通常知識者在閱讀完上述段落後應能輕易的理解這些設計上的變化，只要驅動積體電路控制共模電壓部分以及所對應的源極線上的信號以降低用以偵測觸控的該特定共模電壓部分所視之電容皆應隸屬本發明的範疇。
第8圖係根據本發明一實施例之顯示模式與觸控偵測模式的時序安排示意圖。如第8圖所示，在每一圖框中，該顯示模式佔據一部分週期，而偵測模式佔據剩餘的週期，在此實施例中，該顯示模式佔據了第一圖框的66%的週期，而觸控偵測模式佔據了該週期的34%。需注意的是，該顯示模式與該偵測模式所具有的時間長短僅為範例說明，並非本發明的一限制，任何適用且可實現最佳效能的時間長短皆應隸屬於本發明的範疇。
第9圖係根據本發明一實施例之降低負載方法的流程圖，倘若大體上可達到相同的結果，並不一定需要遵照第9圖中所示流程的步驟順序來進行。該流程可簡單歸納如下列步驟。
步驟900:開始。
步驟902:驅動積體電路操作在該顯示模式，並控制多個共模電壓部分具有一共模電壓，且輸出顯示資料至該多個共模電壓部分之下的多個源極線。
步驟904:驅動積體電路操作在該觸控偵測模式，並控制一所對應的源極線以及一相鄰的共模電壓部分上的信號具有與用以偵測觸控的該特定共模電壓部分上的信號相同的信號型態或浮接。
簡單歸納本發明，本發明揭露一降低負載的驅動方法，其中該方法包含透過控制所對應的源極線以及相鄰的共模電壓部分上的信號以使其具有與用以偵測觸控的一特定共模電壓部分上的信號相同的信號型態或使其浮接以降低該特定共模電壓部分所視之負載。
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‧‧‧觸控顯示系統
101‧‧‧觸控顯示面板
102‧‧‧驅動積體電路
COM1-COM3‧‧‧共模電壓部分
COMS11-COMSm1‧‧‧共模電壓區塊
SS1-SS3‧‧‧信號區塊
S1-Sm‧‧‧源極線
G1-gn‧‧‧閘極線
401‧‧‧多工電路
402‧‧‧共模電壓源
403‧‧‧緩衝器
404‧‧‧類比處理電路
Cc1、Cc2、Cs2、CG2、CC3、CS3‧‧‧電容
第1圖係根據本發明一實施例之觸控顯示系統的示意圖。 第2圖係根據本發明一實施例之一顯示面板的一共模電壓層的示意圖。 第3圖係根據本發明一實施例之共模電壓層之下的源極線以及閘極線的示意圖。 第4圖係根據本發明一實施例之應用於觸控顯示系統的一驅動積體電路的示意圖。 第5圖係根據本發明一實施例之低負載感測方法的示意圖。 第6圖係根據本發明另一實施例之低負載感測方法的示意圖。 第7圖係根據本發明又另一實施例之低負載感測方法的示意圖。 第8圖係根據本發明一實施例之顯示模式與觸控偵測模式的時序安排示意圖。 第9圖係根據本發明一實施例之降低負載方法的流程圖。
900-904‧‧‧步驟

Claims (14)

  1. 一種驅動積體電路，用以當耦接至一觸控顯示面板時，選擇性地操作在一顯示模式以及一觸控偵測模式；其中當該驅動積體電路操作在該顯示模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中的多個共模電壓線以使其具有一共模電壓；以及當該驅動積體電路操作在該觸控偵測模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中對應一特定共模電壓線的的一第一源極線或者該特定共模電壓線的一相鄰共模電壓線，以使其具有與該特定共模電壓線相同的一第一信號型態或者使其浮接，其中該特定共模電壓線係用以偵測目前的觸控；其中當該驅動積體電路操作在該觸控偵測模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中對應至該特定共模電壓線的多個閘極線而使其浮接。
  2. 一種驅動積體電路，用以當耦接至一觸控顯示面板時，選擇性地操作在一顯示模式以及一觸控偵測模式；其中當該驅動積體電路操作在該顯示模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中的多個共模電壓線以使其具有一共模電壓；以及當該驅動積體電路操作在該觸控偵測模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中對應一特定共模電壓線的的一第一源極線或者該特定共模電壓線的一相鄰共模電壓線，以使其具有與該特定共模電壓線相同的一第一信號型態或者使其浮接，其中該特定共模電壓線係用以偵測目前的觸控；其中當該驅動積體電路操作在該觸控偵測模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中對應至該特定共模電壓線的該第一源極線，並控制該特定電壓線的該相鄰共模電壓線，以使其具有與該特定共模電壓線相同的該第一信號型態。
  3. 如申請專利範圍第1項的驅動積體電路，其中當該驅動積體電路操作在該觸控偵測模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中對應至該特定共模電壓線的該第一源極線，並控制該特定電壓線的該相鄰共模電壓線，使其浮接。
  4. 一種驅動積體電路，用以當耦接至一觸控顯示面板時，選擇性地操作在一顯示模式以及一觸控偵測模式；其中當該驅動積體電路操作在該顯示模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中的多個共模電壓線以使其具有一共模電壓；以及當該驅動積體電路操作在該觸控偵測模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中對應一特定共模電壓線的的一第一源極線或者該特定共模電壓線的一相鄰共模電壓線，以使其具有與該特定共模電壓線相同的一第一信號型態或者使其浮接，其中該特定共模電壓線係用以偵測目前的觸控；其中當該驅動積體電路操作在該觸控偵測模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中對應至該特定共模電壓線的另一相鄰共模電壓線的一第二源極線，以使其具有與該另一相鄰共模電壓線相同的一第二信號型態或者浮接，其中該第二信號型態不同於該第一信號型態；並且該特定共模電壓線以及該另一相鄰共模電壓線係用以偵測目前的觸控。
  5. 如申請專利範圍第1項的驅動積體電路，包含：一共模電壓源，用以提供該共模電壓；一緩衝器，用以儲存一顯示資料；以及一多工電路，耦接至該共模電壓源以及該緩衝器，其中當該驅動積體電路操作在該顯示模式時，該多工電路係用以輸出該顯示資料至該多個源極線並輸出該共模電壓至該多個共模電壓線；以及控制該第一源極線以及該 特定電壓線的該相鄰共模電壓線以使其具有該第一信號型態或者浮接。
  6. 一種觸控顯示系統，包含：一觸控顯示面板，包含：多個閘極線；多個源極線，其中該多個源極線置於該多個閘極線之上，且該多個源極線與該多個閘極線為縱橫交錯；以及多個共模電壓線，其中該多個共模電壓線置於該多個源極線之上；以及一驅動積體電路，耦接至該觸控顯示面板，其中該驅動積體電路係用以選擇性地操作在一顯示模式以及一觸控偵測模式，且當該驅動積體電路操作在該顯示模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中的多個共模電壓線以使其具有一共模電壓；以及當該驅動積體電路操作在該觸控偵測模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中對應一特定共模電壓線的的一第一源極線或者該特定共模電壓線的一相鄰共模電壓線以使其具有與該特定共模電壓線相同的一第一信號型態或者使其浮接，其中該特定共模電壓線係用以偵測目前的觸控；其中當該驅動積體電路操作在該觸控偵測模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中對應至該特定共模電壓線的多個閘極線而使其浮接。
  7. 一種觸控顯示系統，包含：一觸控顯示面板，包含：多個閘極線；多個源極線，其中該多個源極線置於該多個閘極線之上，且該多個源極線與該多個閘極線為縱橫交錯； 多個共模電壓線，其中該多個共模電壓線置於該多個源極線之上；以及一驅動積體電路，耦接至該觸控顯示面板，其中該驅動積體電路係用以選擇性地操作在一顯示模式以及一觸控偵測模式，且當該驅動積體電路操作在該顯示模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中的多個共模電壓線以使其具有一共模電壓；以及當該驅動積體電路操作在該觸控偵測模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中對應一特定共模電壓線的的一第一源極線或者該特定共模電壓線的一相鄰共模電壓線以使其具有與該特定共模電壓線相同的一第一信號型態或者使其浮接，其中該特定共模電壓線係用以偵測目前的觸控；其中當該驅動積體電路操作在該觸控偵測模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中對應至該特定共模電壓線的該第一源極線，並控制該特定電壓線的該相鄰共模電壓線，以使其具有與該特定共模電壓線相同的該第一信號型態。
  8. 如申請專利範圍第6項的觸控顯示系統，其中當該驅動積體電路操作在該觸控偵測模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中對應至該特定共模電壓線的該第一源極線，並控制該特定電壓線的該相鄰共模電壓線，使其浮接。
  9. 一種觸控顯示系統，包含：一觸控顯示面板，包含：多個閘極線；多個源極線，其中該多個源極線置於該多個閘極線之上，且該多個源極線與該多個閘極線為縱橫交錯；以及多個共模電壓線，其中該多個共模電壓線置於該多個源極線之上；以及 一驅動積體電路，耦接至該觸控顯示面板，其中該驅動積體電路係用以選擇性地操作在一顯示模式以及一觸控偵測模式，且當該驅動積體電路操作在該顯示模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中的多個共模電壓線以使其具有一共模電壓；以及當該驅動積體電路操作在該觸控偵測模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中對應一特定共模電壓線的的一第一源極線或者該特定共模電壓線的一相鄰共模電壓線以使其具有與該特定共模電壓線相同的一第一信號型態或者使其浮接，其中該特定共模電壓線係用以偵測目前的觸控；其中當該驅動積體電路操作在該觸控偵測模式時，該驅動積體電路控制該觸控顯示面板中對應至該特定共模電壓線的另一相鄰共模電壓線的一第二源極線，以使其具有與該另一相鄰共模電壓線相同的一第二信號型態或者浮接，其中該第二信號型態不同於該第一信號型態；並且該特定共模電壓線以及該另一相鄰共模電壓線係用以偵測目前的觸控。
  10. 如申請專利範圍第6項的觸控顯示系統，包含：一共模電壓源，用以提供該共模電壓；一緩衝器，用以儲存一顯示資料；以及一多工電路，耦接至該共模電壓源以及該緩衝器，其中當該驅動積體電路操作在該顯示模式時，該多工電路係用以輸出該顯示資料至該多個源極線並輸出該共模電壓至該多個共模電壓線；以及控制該第一源極線以及該特定電壓線的該相鄰共模電壓線以使其具有該第一信號型態或者浮接。
  11. 一觸控顯示面板的一驅動方法，包含：選擇性地操作在一顯示模式以及一觸控偵測模式； 當操作在該顯示模式時，控制該觸控顯示面板的多個共模電壓線以使其具有一共模電壓；以及當操作在該觸控偵測模式時，控制該觸控顯示面板中對應至一特定共模電壓線的一源極線或者該特定共模電壓線的一相鄰共模電壓線，以使其具有與該特定共模電壓線相同的一第一信號型態或者使其浮接，其中該特定共模電壓線係用以偵測目前的觸控；其中當操作在該觸控偵測模式時，控制該觸控顯示面板中對應至該特定共模電壓線的多個閘極線而使其浮接。
  12. 一觸控顯示面板的一驅動方法，包含：選擇性地操作在一顯示模式以及一觸控偵測模式；當操作在該顯示模式時，控制該觸控顯示面板的多個共模電壓線以使其具有一共模電壓；當操作在該觸控偵測模式時，控制該觸控顯示面板中對應至一特定共模電壓線的一源極線或者該特定共模電壓線的一相鄰共模電壓線，以使其具有與該特定共模電壓線相同的一第一信號型態或者使其浮接，其中該特定共模電壓線係用以偵測目前的觸控；以及當操作在該觸控偵測模式時，控制該觸控顯示面板中對應至該特定共模電壓線的該第一源極線，並控制該特定電壓線的該相鄰共模電壓線，以使其具有與該特定共模電壓線相同的該第一信號型態。
  13. 如申請專利範圍第11項的驅動方法，另包含：當操作在該觸控偵測模式時，控制該觸控顯示面板中對應至該特定共模電壓線的該第一源極線，並控制該特定電壓線的該相鄰共模電壓線，使其浮 接。
  14. 一觸控顯示面板的一驅動方法，包含：選擇性地操作在一顯示模式以及一觸控偵測模式；當操作在該顯示模式時，控制該觸控顯示面板的多個共模電壓線以使其具有一共模電壓；當操作在該觸控偵測模式時，控制該觸控顯示面板中對應至一特定共模電壓線的一源極線或者該特定共模電壓線的一相鄰共模電壓線，以使其具有與該特定共模電壓線相同的一第一信號型態或者使其浮接，其中該特定共模電壓線係用以偵測目前的觸控；以及當操作在該觸控偵測模式時，控制該觸控顯示面板中對應至該特定共模電壓線的另一相鄰共模電壓線的一第二源極線，以使其具有與該另一相鄰共模電壓線相同的一第二信號型態或者浮接，其中該第二信號型態不同於該第一信號型態；並且該特定共模電壓線以及該另一相鄰共模電壓線係用以偵測目前的觸控。
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