TWI671673B - 一種圓形或圓環形單層互電容觸控結構及利用其之觸控裝置 - Google Patents

一種圓形或圓環形單層互電容觸控結構及利用其之觸控裝置 Download PDF

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Abstract

一種圓形或圓環形單層互電容觸控結構,包括:一圓形或圓環形導電膜;以及複數個電極圖案區,設於該圓形或圓環形導電膜上,各所述電極圖案區均具有至少一感應電極及一驅動電極;其中,所述感應電極上設有至少一第一咬合部,所述驅動電極上設有至少一第二咬合部,且所述至少一第一咬合部與所述至少一第二咬合部係隔著一絕緣區互補咬合,以在所述感應電極與所述驅動電極之間形成一互電容。

Description

一種圓形或圓環形單層互電容觸控結構及利用其之觸控裝置
本發明係關於圓形或圓環形觸控螢幕,尤指一種圓形或圓環形單層互電容觸控螢幕。
現今科技日新月異,隨著觸控技術的發展,電容式觸控螢幕已越來越廣泛的應用在各種類型的終端設備上。特別是在智慧手錶等穿戴設備,或智慧家居等領域上,對觸控螢幕的外觀需求越來越多樣化,已不再局限於常用的矩形外觀。由於圓形或圓環形更能符合穿戴設備和智慧家居設備的感官要求,因此,可預期圓形或圓環形的觸控螢幕在該些領域將會有比較大的應用需求。
目前圓形或圓環形觸控螢幕一般是採用單層自電容或雙層互電容的觸控偵測方案。請參照圖1,其繪示一習知的圓形單層自容觸摸感測結構。如圖1所示,其係在一圓形區域10內設置複數個三角形觸控電極11以實現單層自容觸摸功能。然而,此種方式僅能實現單點觸摸,且還存在著線性度和精度較差問題。
另外,請參照圖2,其繪示一習知的圓形雙層互容觸摸感測結構。如圖2所示,其係在一圓形區域20內設置雙層導電層,其包括設置在一頂層的複數個(橫向)感應電極21及設置在一底層的複數個(豎向)驅動電極22,以實現多點觸控。雖然圖2之雙層導電層的互容感測方式可以改善上述僅能實現單點觸摸以及線性度和精度不良的問題,但其卻存在著成本過高的問題。
因此,為解決上述問題,本領域亟需一種適用於圓形或圓環形觸控螢幕的單層互容觸摸感測結構。
本發明之主要目的在於揭露一種適用於圓形或圓環形觸控螢幕的單層互容觸摸感測結構,其可藉由在一導電膜上設置複數對以絕緣方式互補咬合的感應電極和驅動電極,以在各對所述感應電極與所述驅動電極之間形成互電容,從而以一低成本且結構簡潔的方式實現多點觸控的功能。
為達前述目的,本發明揭露一種圓形或圓環形單層互電容觸控結構,包括:一圓形或圓環形導電膜;以及複數個電極圖案區,設於該圓形或圓環形導電膜上,各所述電極圖案區均具有至少一感應電極及一驅動電極;其中,所述感應電極上設有至少一第一咬合部,所述驅動電極上設有至少一第二咬合部,且所述至少一第一咬合部與所述至少一第二咬合部係隔著一絕緣區互補咬合,以在所述感應電極與所述驅動電極之間形成一互電容。
在一實施例中,所述複數個電極圖案區各係呈一扇形。
在一實施例中,所述第一咬合部及所述第二咬合部係呈矩形齒狀或鋸齒狀。
在可能的實施例中,所述感應電極及所述驅動電極係由氧化銦錫、納米銀、石墨烯、或金屬材料所製成。
在一實施例中,所述複數個電極圖案區係均勻分布於該圓形或圓環形導電膜上。
為達前述目的,本發明進一步揭露一種觸控裝置,其具有一觸控驅動電路及一圓形或圓環形觸控螢幕,其中該圓形或圓環形觸控螢幕具有如前述之單層互電容觸控結構,且該觸控驅動電路係用以驅動所述之單層互電容觸控結構以在該圓形或圓環形觸控螢幕上提供多點觸控功能。
為使 貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構、特徵及其目的,茲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如後。
請參照圖3,其為本發明之第一實施例的電極結構示意圖; 圖4,其為在圖3之電極結構上進行之一觸控操作示意圖;以及圖5,其為在圖3之電極結構上進行之另一觸控操作示意圖。如圖3所示,本發明之一圓形或圓環形單層互電容觸控螢幕包括有一導電膜30,其係一圓形導電膜,用以在其上均勻設置複數個呈扇形之電極圖案區31,其中各電極圖案區31均具有一對互補的感應電極及驅動電極,所述感應電極具有一第一咬合部40,所述驅動電極具有一第二咬合部50,第一咬合部40與第二咬合部50均呈矩形齒狀以相互咬合,且第一咬合部40與第二咬合部50之間設有一絕緣空間60以在所述感應電極與所述驅動電極之間形成互電容。在此實施例中,導電膜30上共設有8個電極圖案區31以提供8對所述的感應電極及所述的驅動電極:(RX1, TX1)、(RX2, TX2)、(RX3, TX3)、(RX4, TX4)、(RX5, TX5)、(RX6, TX6)、(RX7, TX7)、(RX8, TX8)。
在可能的實施例中,所述的感應電極及所述的驅動電極係由 氧化銦錫、納米銀、石墨烯或金屬材料所製成。
在操作過程中,當手指或者觸控筆靠近導電膜30時,會引 發所述感應電極和所述驅動電極間的互容值變化,一觸控驅動電路(未示於圖中)即可據以識別出觸摸點的所在位置。由於各電極圖案區31的扇形區域面積大小一致,並呈中心對稱,因此可確保資料獲取的均勻性。例如,請參照圖4,當使用者觸摸觸摸點1的位置時,所述觸控驅動電路係根據(RX1, TX1)的互電容變化計算出觸摸點1的位置;當使用者觸摸觸摸點2時,所述觸控驅動電路係根據 (RX1, TX1)、(RX2, TX2)、(RX3, TX3)、(RX4, TX4)、(RX5, TX5)、(RX6, TX6)、(RX7, TX7)及(RX8, TX8)的互電容變化計算出觸摸點2的位置;以及當使用者觸摸觸摸點3時,所述觸控驅動電路係根據(TX7, RX8)的互電容變化計算出觸摸點3的位置。
因此,當進行三點同時觸摸時,請參照圖5,所述觸控驅動 電路係根據(RX1, TX1)的互電容變化計算出觸摸點101的座標、根據(RX4, TX4)的互電容變化計算出觸摸點102的座標位置係以及根據(RX7, TX7)的互電容變化計算出觸摸點103座標位置,以提供多點觸控功能。
雖然上述實施例採用了8個電極圖案區31,然而於實際應用 時,本發明可視需要採用不同數量的電極圖案區。請參照圖6,其繪示本發明之第二實施例的電極結構示意圖,如圖6所示,該電極結構採用了12個電極圖案區31。
另外,本發明亦可在一感應電極區內增加所述感應電極的數 量。請參照圖7,其繪示本發明之第三實施例的電極結構示意圖。如圖7所示,本發明在一感應電極區內設置了三個感應電極RX1、RX2及RX3,且RX1、RX2及RX3各設有一第一咬合部40與一驅動電極TX1的第二咬合部50絕緣咬合。於操作時,請參照圖8,若使用者手指觸摸到觸摸點1時,一觸控驅動電路(未示於圖中)可根據(RX1, TX1)的互電容變化計算出觸摸點1的座標位置;若使用者手指觸摸觸摸點2時,所述觸控驅動電路可根據(RX2, TX1)的互電容變化計算出觸摸點2的座標位置;以及若使用者手指觸摸觸摸點3時,所述觸控驅動電路可根據(RX3, TX1)的互電容變化計算出觸摸點3的座標位置。雖然圖7之實施例在感應電極區內設置3個感應電極RX1、RX2及RX3,然其僅是作為示例,其實際數量可視具體案例進行調整、改變。
請參照圖9,其繪示本發明之第四實施例的電極結構示意 圖。如圖9所示,本發明在導電膜30上設置4個感應電極RX1、RX2、RX3及RX4和4個驅動電極TX1、TX2、TX3及TX4,其中各所述感應電極的兩側皆設有一第一咬合部40,各所述驅動電極的兩側皆設有一第二咬合部50,以使任一所述感應電極皆和與其相鄰的二所述驅動電極咬合,及使任一所述驅動電極皆和與其相鄰的二所述感應電極咬合。也就是說,圖9的電極結構可提供另一種觸控偵測機制,例如,請參照圖10,當使用者手指觸摸觸摸點1時,一觸控驅動電路(未示於圖中) 可根據(RX1, TX1)和(RX4, TX1)的互電容變化計算出觸摸點1的座標位置;當使用者手指觸摸觸摸點2時,所述觸控驅動電路可根據(RX1, TX1)和(RX1, TX2)的互電容變化計算出觸摸點2的座標位置;當使用者手指觸摸觸摸點3時,所述觸控驅動電路可根據(RX4, TX4)的互電容變化計算出觸摸點3的座標位置;以及當使用者手指觸摸觸摸點4時,所述觸控驅動電路可根據(RX1, TX1)、(RX2, TX2)、(RX3, TX3)及(RX4, TX4)的互電容變化計算出觸摸點4的座標位置。
雖然上述實施例採用了4個所述感應電極和4個所述驅動電 極,然而於實際應用時,本發明可視需要採用不同數量的所述感應電極和不同數量的所述驅動電極。請參照圖11,其繪示本發明之第五實施例的電極結構示意圖,如圖11所示,該電極結構採用了6個所述感應電極和6個所述驅動電極。
另外,本發明亦可在一感應電極區內增加所述感應電極的數 量。請參照圖12,其繪示本發明之第六實施例的電極結構示意圖。如圖12所示,本發明在一感應電極區內設置了五個感應電極RX1、RX2、RX3、RX4及RX5,其中,RX1設有一第一咬合部40以與一驅動電極TX1的第二咬合部50絕緣咬合;RX2設有一第一咬合部40以與驅動電極TX1的第二咬合部50絕緣咬合;RX3的兩側各設有一第一咬合部40以分別與驅動電極TX1的第二咬合部50絕緣咬合及與驅動電極TX2的第二咬合部50絕緣咬合;RX4設有一第一咬合部40以與驅動電極TX2的第二咬合部50絕緣咬合;RX5設有一第一咬合部40以與驅動電極TX2的第二咬合部50絕緣咬合。另外,在可能的實施例中,本發明也可以通過一軟性電路板(flexible printed circuit;FPC)或導電連接走線將感應電極RX1和感應電極RX5連接在一起以組成單一感應電極,及/或將感應電極RX2和感應電極RX4連接在一起以組成單一感應電極。
另外,請參照圖13,其繪示本發明之第七實施例的電極結構示意圖。如圖13所示,該電極結構的導電膜30於中心處設有一中空區32以提供一圓環形狀外觀。
另外,第一咬合部40及第二咬合部50的形狀,除了矩形齒狀外,亦可為其他形狀。請參照圖14及圖15,其繪示本發明之第八及第九實施例的電極結構示意圖。如圖14及圖15所示,第一咬合部40及第二咬合部50係由三角鋸齒狀的咬合部構成。
依上述的說明,本發明進一步揭露一種可應用在穿戴設備(例如智慧手錶),或智慧家居等領域上的觸控裝置,其具有一觸控驅動電路及一圓形或圓環形觸控螢幕,其中該圓形或圓環形觸控螢幕具有如前述之單層互電容觸控結構,且該觸控驅動電路係用以驅動所述之單層互電容觸控結構以在該圓形或圓環形觸控螢幕上提供多點觸控功能。
藉由前述所揭露的設計,本發明乃可在低成本且結構簡潔的情況下,在一導電膜上提供複數個互電容以實現適用於圓形或圓環形觸控螢幕的單層多點觸控的功能。
本案所揭示者,乃較佳實施例,舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者,俱不脫本案之專利權範疇。
綜上所陳,本案無論目的、手段或功效均迥異於習知技術,且其首先發明合於實用,確實符合發明之專利要件,懇請審查委員明察並早日賜予專利,俾嘉惠社會,是為至禱。
10‧‧‧圓形區域
11‧‧‧三角形觸控電極
20‧‧‧圓形區域
21‧‧‧感應電極
22‧‧‧驅動電極
30‧‧‧導電膜
31‧‧‧電極圖案區
32‧‧‧中空區
40‧‧‧第一咬合部
50‧‧‧第二咬合部
60‧‧‧絕緣空間
圖1繪示一習知的圓形單層自容觸摸感測結構。 圖2繪示一習知的圓形雙層互容觸摸感測結構。 圖3為本發明之第一實施例的電極結構示意圖。 圖4為在圖3之電極結構上進行之一觸控操作示意圖。 圖5為在圖3之電極結構上進行之另一觸控操作示意圖。 圖6繪示本發明之第二實施例的電極結構示意圖。 圖7繪示本發明之第三實施例的電極結構示意圖。 圖8為在圖7之電極結構上進行之一觸控操作示意圖。 圖9繪示本發明之第四實施例的電極結構示意圖。 圖10為在圖9之電極結構上進行之一觸控操作示意圖。 圖11繪示本發明之第五實施例的電極結構示意圖。 圖12繪示本發明之第六實施例的電極結構示意圖。 圖13繪示本發明之第七實施例的電極結構示意圖。 圖14繪示本發明之第八實施例的電極結構示意圖。 圖15繪示本發明之第九實施例的電極結構示意圖。

Claims (5)

  1. 一種圓形或圓環形單層互電容觸控結構,包括:一圓形或圓環形導電膜;以及複數個電極圖案區,形成於該圓形或圓環形導電膜上,各所述電極圖案區均具有至少一感應電極及一驅動電極;其中,所述感應電極上設有至少一第一咬合部,所述驅動電極上設有至少一第二咬合部,所述第一咬合部及所述第二咬合部係呈矩形齒狀或鋸齒狀,且所述至少一第一咬合部與所述至少一第二咬合部係隔著一絕緣區互補咬合,以在所述感應電極與所述驅動電極之間形成一互電容,從而在該圓形或圓環形單層互電容觸控結構上提供多點觸控功能。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之單層互電容觸控結構,其中,所述複數個電極圖案區各係呈一扇形。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之單層互電容觸控結構,其中,所述感應電極及所述驅動電極係由氧化銦錫、納米銀、石墨烯、或金屬材料製成。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之單層互電容觸控結構,其中,所述複數個電極圖案區係均勻分布於該圓形或圓環形導電膜上。
  5. 一種觸控裝置,其具有一觸控驅動電路及一圓形或圓環形觸控螢幕,其中該圓形或圓環形觸控螢幕具有如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之單層互電容觸控結構,且該觸控驅動電路係用以驅動所述之單層互電容觸控結構以在該圓形或圓環形觸控螢幕上提供多點觸控功能。
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