TWI610203B - 利用曲折線段增加電阻値之自容式觸控面板之電極及自容式觸控面板 - Google Patents

利用曲折線段增加電阻値之自容式觸控面板之電極及自容式觸控面板 Download PDF

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Abstract

本發明揭露了一種自容式觸控面板之電極，透過一導線耦接該自容式觸控面板之一控制電路，包含：一主部，具有一第一邊；一曲折部，具有一第二邊；以及一連接部，與該第一邊及該第二邊相連以連接該主部及該曲折部；其中，該連接部之長度小於該第一邊之長度及該第二邊之長度。

Description

利用曲折線段增加電阻值之自容式觸控面板之電極及自容式觸控面板
本發明是關於自容式觸控面板之電極，尤其是關於利用曲折線段增加電阻值之自容式觸控面板之電極。
請參閱第1圖，其係習知自容式觸控面板之電極與控制電路之配置圖。感應區域100包含複數電極，至少包含電極110、電極111及電極112，其中110及111為成對電極。每一電極透過導線連接至控制電路130，舉例來說，電極110透過導線120連接至控制電路130，電極112透過導線121連接至控制電路130，控制電路130依據電極上感應電容之變化來判斷觸控之位置及時間長短等資訊。因為每個電極與控制電路130之距離不同，導線的長度將影響各電極對應控制電路之等效電阻。如本技術領域具有通常知識者所周知，導線的電阻與導線的長度成正比，若如第1圖之習知電極與控制電路配置，原則上距離控制電路130愈遠的電極其對應控制電路130的等效電阻就愈大。各電極之等效電阻不相等將造成電路設計上的困難以及影響控制電路130判斷的準確度，如果能夠調整個別電極對應 控制電路130之等效電阻，可以在電路的設計上增加許多彈性，並有助於改善電容式觸控面板的效能及準確度。
鑑於先前技術之不足，本發明之一目的在於提供一種利用曲折線段增加電阻值之自容式觸控面板之電極，以增加電路設計的彈性以及觸控準確度。
本發明揭露了一種自容式觸控面板之電極，透過一導線耦接該自容式觸控面板之一控制電路，包含：一主部；以及一曲折部，連接該主部；其中該曲折部藉由曲折線段增加該電極對應該控制電路之等效電阻值。
本發明另揭露了一種自容式觸控面板之電極，透過一導線耦接該自容式觸控面板之一控制電路，包含：一主部，具有一第一邊；一曲折部，具有一第二邊；以及一連接部，與該第一邊及該第二邊相連以連接該主部及該曲折部；其中，該連接部之長度小於該第一邊之長度及該第二邊之長度。
本發明之利用曲折線段增加電阻值之自容式觸控面板之電極能夠彈性設計各電極對應控制電路之等效電阻。相較於習知之電極，本發明可以依據電極與控制電路之距離設計電極之曲折線段的長度，以平衡因導線長度不一所造成的等效電阻的誤差，更可以藉由改變電阻來調整低通濾波器的截止頻率，以濾除會影響觸控準確度之突波。
有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。
100‧‧‧感應區域
110、111、112、210、211、410、411、510、511‧‧‧電極
120、121、212、213、412、413、512、513‧‧‧導線
130‧‧‧控制電路
210A、211A、510A、511A‧‧‧主部
210B、211B、510B、511B‧‧‧曲折部
210C、211C、510C、511C‧‧‧連接部
210B-1、210B-2、210B-3、210B-4、210B-5‧‧‧子線段
〔第1圖〕為習知自容式觸控面板之電極與控制電路之配置圖；〔第2A圖〕為本發明之增加自容式觸控面板之電極的等效電阻之一實施例的示意圖；〔第2B圖〕為曲折部210B之子線段劃分方式之一實施例的示意圖；〔第2C圖〕為曲折部210B之子線段劃分方式之另一實施例的示意圖；〔第3圖〕為第1圖之成對電極110及111之放大圖；〔第4圖〕為本發明之增加自容式觸控面板之電極的等效電阻之一實施例的示意圖；〔第5圖〕為本發明之增加自容式觸控面板之電極的等效電阻之一實施例的示意圖；〔第6圖〕為導線與電極之連接方式之另一實施例的示意圖；〔第7圖〕為導線與電極之連接方式之另一實施例的示意圖；以及〔第8圖〕為習知自容式觸控面板之充放電週期的示意圖。
以下說明內容之技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。
本發明之揭露內容包含利用曲折線段增加電阻值之自容式觸控面板之電極，能夠彈性調整每個電極對應控制電路之等效電阻。在實施為可能的前提下，本技術領域具有通常知識者能夠依本說明書之揭露 內容來選擇等效之電極圖樣來實現本發明，亦即本發明之實施並不限於後敘之實施例。由於本發明之利用曲折線段增加電阻值之自容式觸控面板之電極所包含之材質及製作方法可能為已知，因此在不影響該電極設計圖樣之充分揭露及可實施性的前提下，以下說明對於已知的細節將予以節略。
請參閱第2A圖，其係本發明之增加自容式觸控面板之電極的等效電阻之一實施例的示意圖。圖中所示的電極210及電極211為成對電極，與第1圖中的成對電極110及111相似。電極210包含未製作成曲折線段(或稱為蛇線，Serpentine trace)的部分，以下稱之為主部210A，以及包含一曲折線段之曲折部210B，電極211包含主部211A，以及曲折部211B。電極210與其主部210A以及曲折部210B其中之一形狀近似，且電極211與其主部211A以及曲折部211B其中之一形狀近似。曲折部210B經由導線212連接至觸控面板的控制電路(未繪示)，曲折部211B經由導線213連接至觸控面板的控制電路。以下將藉由比較成對電極210及211與成對電極110及111來說明本發明之曲折部如何增加電極之面電阻。
成對電極110及111的面積實質上相等，形狀通常為三角形或近似三角形，三角形例如是直角三角形或其他種類的三角形，近似三角形例如三角形的銳角部分由一極短的邊取代，如第3圖所示，其係第1圖之成對電極110及111之放大圖，該短邊的長度為x，當電極110及電極111的高度h遠大於短邊長x時，電極110及電極111的形狀就愈接近三角形。電極110及電極111的面電阻可以由以下的計算方式取得：
Figure TWI610203BD00001
 其中R □為電極所使用的材料的電阻質。在一個較佳的實施例中，h=51mm，x=0.3mm，y=1.23mm，因此由上述的計算方式可得電極110或電極111的面電阻約為77.37 R □。而第2A圖的電極210及電極211的面電阻的計算方式將分為兩部分計算，亦即先分別計算主部210A(211A)的面電阻及曲折部210B(211B)的面電阻，再相加以得到電極210(211)的總面電阻。以電極210為例，主部210A的面電阻為
Figure TWI610203BD00002
；而計算曲折部210B的面電阻時請參閱第2B圖，曲折部210B共分為5個子線段，分別為子線段201B-1~201B-5，子線段201B-1的寬度為h0B1，而子線段201B-1與子線段201B-3之間的線寬為h0B2(亦即子線段201B-2的寬度)，其餘類推，而各子線段的長度分別為y1~y5。各子線段以虛線所示的矩形近似之，而矩形的面電阻的計算方式為：
Figure TWI610203BD00003
 因此曲折部210B的面電阻為：(y1/h0B1+y2/h01B2+y3/h0B3+y4/h0B4+y5/h0B5)R □。
在一個較佳的實施例中，子線段210B-1、子線段210B-3、子線段210B-5互相平行，並且具有相同的線寬及間距，也就是說h0B1=h0B2=h0B3=h0B4=h0B5=h’。當第2A圖中主部210A的高度h0A為49.0mm，寬度y0為1.2025mm，則主部210A的面電阻約為R210A=75.38 R □，而曲折部210B的電阻為(假設線寬及間距皆相等h’=0.3mm，並且將子線段210B-2及子線段210B-4近似為正方形)R210B=(1.23/0.3+1+1.210/0.3+1+1.208/0.3)R □，約等於14.19 R □。因此電極210的總面電阻值約為75.38 R □+14.19 R □=89.57 R □，大於第3圖所示之電極110的面電阻。請注意，第2A圖更包含連接主部210A及 曲折部210B的連接部210C，以及連接主部211A及曲折部211B的連接部211C。若將連接部210C的面電阻納入計算(同樣假設為正方形)，則電極210的面電阻值約為90.57 R □。在不同的實施例中，連接部210C(211C)可以為主部210A(211A)或曲折部210B(211B)的一部分。此外，曲折部210B劃分子線段之方式也不限於第2B圖之方式，亦可如第2C圖所示之方式，各子線段之面電阻不同於第2B圖所呈現之子線段的面電阻，但總面電阻相同。
由上述可知，可以藉由將電極的一部分製作成曲折線段來增加電極的面電阻，並且可以藉由調整曲折線段的子線段的數目來改變面電阻，同一面積拆分成曲折線段的子線段愈多，電極的面電阻也就愈大，也就是說，所有子線段的長度加總愈長，該電極對應控制電路130之等效電阻值就愈大。因為電極的面電阻與自容式觸控面板內的電容形成低通濾波器，更詳細地說，自容式觸控面板內的電容的兩電極分別由觸控面板的電極及基板所構成，基板一般而言為接地，因此可以藉由調整個別電極的面電阻來將對應的低通濾波器的截止頻率設計在需要的頻段。例如當第1圖的控制電路130對自容式觸控面板的電容充電時，容易有突波發生，而造成電路不穩定。請參閱第8圖，其係習知自容式觸控面板之充放電週期的示意圖。如圖所示，虛線框選處指示於充電時有突波發生，突波為高頻的訊號，因此可以利用上述的低通濾波器來加以濾除。在電容相同的情形下，可以藉由調整各電極對應控制電路之等效電阻，使各電極所對應之低通濾波器的截止頻率在突波的頻段範圍，以有效濾除突波。
依據本發明之一較佳實施例，當電極210包含曲折部210B時，與其相鄰並為成對的電極211也包含曲折部211B，因為成對的電極同時製作曲折線段時，有助於提升判斷觸控位置的準確性。在一較佳的實施例中，成對的電極具有相同高度的曲折部。以第2A圖為例，即(h-h0A)=(h-h1A)，也代表成對的電極具有相同高度的主部，即h0A=h1A。在另一較佳的實施例中，曲折部211B包含複數子線段，其線寬與曲折部210B的子線段之線寬相同，其間距與曲折部210B的子線段之間距相同；在另一較佳的實施例中，曲折部211B的複數子線段，具有相同的線寬及間距，且與曲折部210B的子線段之線寬及間距相同。
請參閱第4圖，其係本發明之增加自容式觸控面板之電極的等效電阻之一實施例的示意圖。本實施例與第2圖所示之實施例差別在於，電極410及電極411的曲折部為同方向曲折，有別於第2圖所示的反方向曲折。電極410經由導線412連接至觸控面板的控制電路(未繪示)，電極411經由導線413連接至觸控面板的控制電路。
請參閱第5圖，其係本發明之增加自容式觸控面板之電極的等效電阻之一實施例的示意圖。電極510包含主部510A、曲折部510B以及連接部510C，電極511包含主部511A、曲折部511B以及連接部511C。曲折部510B經由導線512連接至觸控面板的控制電路(未繪示)，曲折部511B經由導線513連接至觸控面板的控制電路。主部510A為四邊形，包含一邊緣520(指該四個邊之下底邊)，曲折部510B同樣為四邊形，包含一邊緣521(指該四個邊之上底邊)。連接部510C連接該邊緣520及該邊緣521，使主部510A與曲折部510B相連接。在一較佳之實施例中，邊緣520及邊緣 521互相平行，而且連接部510C的長度小於邊緣520及邊緣521的長度，也就是說連接部510C在x方向上的長度小於邊緣520及邊緣521在x方向上的長度。同理，在第2A圖中雖然連接部210C及211C與第5圖所示之連接部510C及511C的大小及位置不同，但具有同樣的特徵。也就是連接部210C連接主部210A及曲折部210B，且連接部210C的寬度小於主部210A的下底邊(與連接部210C連接之邊)及曲折部210B的上底邊(與連接部210C連接之邊)，在一個較佳的實施例中，主部210A的下底邊與曲折部210B的上底邊平行。電極211具有相同的特徵，不再贅述。
在前揭的實施例中，導線不限於連接曲折部，亦可連接主部，以第2A圖所示的實施方式為例，導線212及導線213可以分別連接主部210A及主部211A(如第6圖所示)，或是導線212連接曲折部210B，而導線213連接主部211A(如第7圖所示)。此外，曲折部也不限於一個，舉例而言，主部之兩端可能分別有一曲折部，但兩個曲折部互不相連。
請注意，前揭圖示中，元件之形狀、尺寸以及比例等僅為示意，係供本技術領域具有通常知識者瞭解本發明之用，非用以限制本發明。另外，本技術領域人士可依本發明之揭露內容及自身的需求選擇性地實施任一實施例之部分或全部技術特徵，或者選擇性地實施複數個實施例之部分或全部技術特徵之組合，藉此增加本發明實施時的彈性。
雖然本發明之實施例如上所述，然而該些實施例並非用來限定本發明，本技術領域具有通常知識者可依據本發明之明示或隱含之內容對本發明之技術特徵施以變化，凡此種種變化均可能屬於本發明所尋 求之專利保護範疇，換言之，本發明之專利保護範圍須視本說明書之申請專利範圍所界定者為準。
210、211‧‧‧電極
210A、211A‧‧‧主部
210B、211B‧‧‧曲折部
210C、211C‧‧‧連接部
212、213‧‧‧導線

Claims (24)

  1. 一種自容式觸控面板之電極，透過一導線耦接該自容式觸控面板之一控制電路，包含：一主部；以及一曲折部，連接該主部；其中該曲折部藉由曲折線段增加該電極對應該控制電路之等效電阻值，且該電極與該主部以及該曲折部其中之一形狀近似。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之自容式觸控面板之電極，其中該導線耦接該曲折部。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之自容式觸控面板之電極，其中該導線耦接該主部。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之自容式觸控面板之電極，其中該曲折部包含複數平行之子線段。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之自容式觸控面板之電極，其中該些子線段之寬度實質相等，該複數子線段之加總長度相關於該電極對應該控制電路之等效電阻值。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之自容式觸控面板之電極，其中該些子線段之間距實質相等。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之自容式觸控面板之電極，該自容式觸控面板另包含與該電極相鄰之一另一電極，耦接該控制電路，該另一電極包含： 一另一曲折部；其中，該曲折部之高度與該另一曲折部之高度實質相等。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之自容式觸控面板之電極，其中該另一曲折部包含複數平行之另一子線段，該些另一子線段之寬度與該曲折部之該些子線段之寬度實質相等，並且該些另一子線段之間距與該些子線段之間距實質相等。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之自容式觸控面板之電極，其中該控制電路包含一電容，該電極對應該控制電路之等效電阻與該電容形成一低通濾波器，該等效電阻值使該低通濾波器得以濾除該自容式觸控面板充電時之一突波。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之自容式觸控面板之電極，更包含另一曲折部，其中該另一曲折部連接該主部並與該曲折部不相連。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之自容式觸控面板之電極，其中該電極大致為一三角形。
  12. 一種自容式觸控面板之電極，透過一導線耦接該自容式觸控面板之一控制電路，包含：一主部，具有一第一邊；一曲折部，具有一第二邊；以及一連接部，與該第一邊及該第二邊相連以連接該主部及該曲折部；其中，該連接部之長度小於該第一邊之長度及該第二邊之長度，該曲折部藉由曲折線段增加該電極對應該控制電路之等效電阻值，且該電極與該主部以及該曲折部其中之一形狀近似。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之自容式觸控面板之電極，該第一邊及該第二邊平行。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之自容式觸控面板之電極，其中該導線耦接該主部。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之自容式觸控面板之電極，其中該導線耦接該曲折部。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之自容式觸控面板之電極，其中該曲折線段包含複數平行之子線段。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之自容式觸控面板之電極，其中該些子線段之寬度實質相等，該複數子線段之加總長度相關於該電極對應該控制電路之等效電阻值。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之自容式觸控面板之電極，其中該些子線段之間距實質相等。
  19. 如申請專利範圍第16項所述之自容式觸控面板之電極，該自容式觸控面板另包含與該電極相鄰之一另一電極，耦接該自容式觸控面板之該控制電路，該另一電極包含：一另一曲折線段；其中，該另一曲折線段之高度與該曲折線段之高度實質相等。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之自容式觸控面板之電極，其中該另一曲折線段包含複數平行之另一子線段，該些另一子線段之寬度與該曲折線段之該些子線段之寬度實質相等，並且該些另一子線段之間距與該些子線段之間距實質相等。
  21. 如申請專利範圍第12項所述之自容式觸控面板之電極，其中該控制電路包含一電容，該電極對應該控制電路之等效電阻與該電容形成一低通濾波器。
  22. 如申請專利範圍第12項所述之自容式觸控面板之電極，更包含另一曲折部，其中該另一曲折部連接該主部並與該曲折部不相連。
  23. 如申請專利範圍第12項所述之自容式觸控面板之電極，其中該電極大致為一三角形。
  24. 一種自容式觸控面板，包含複數電極，各該電極透過一導線耦接該自容式觸控面板之一控制電路，該些電極包含：一第一電極，由一第一主部組成，透過一第一導線耦接該控制電路；以及一第二電極，包含一第二主部以及一曲折部，該曲折部連接該第二主部，透過一第二導線耦接該控制電路，該第一導線長於該第二導線；其中，該曲折部藉由曲折線段增加該第二電極對應該控制電路之等效電阻值，該第一電極與該第一導線對應該控制電路之等效電阻值與該第二電極與該第二導線對應該控制電路之等效電阻值大致相同。
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