CN102736763A

CN102736763A - 触控传感装置

Info

Publication number: CN102736763A
Application number: CN2011100962949A
Authority: CN
Inventors: 陈俊宏; 夏志朋; 张志远; 黄赫炜; 黄俊憬
Original assignee: Novatek Microelectronics Corp
Current assignee: Novatek Microelectronics Corp
Priority date: 2011-04-14
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2012-10-17

Abstract

本发明公开了一种触控传感装置，其包括一触控面板以及一触控控制器。触控面板包括多个触控区块。每一触控区块包括一第一部分与一第二部分。触控控制器包括一驱动线与多条传感线。驱动线耦接触控区块的第一部分，且传感线分别对应耦接触控区块的第二部分。触控控制器通过驱动线输出一驱动信号给第一部分，并通过传感线接收第二部分依据驱动信号所产生的多个传感信号，从而确定对应触控区块其一的一触碰坐标。本发明可达到真实触控的效果以及避免液体干扰所造成的误动作。

Description

触控传感装置

技术领域

本发明涉及一种传感装置，尤其涉及一种触控传感装置。

背景技术

在当今信息时代中，人类对于电子产品的依赖性与日俱增。笔记本式计算机、移动电话、个人数字助理器(personal digital assistant，PDA)、数字随身听等电子产品均已成为现代人生活中不可或缺的应用工具。上述的电子产品均具有一输入介面，用以供使用者输入指令，以使电子产品的内部系统自动执行此项指令。

为了提供更人性化的操作模式，厂商开始在电子装置上配置一个例如是触控板(touch pad)或触控面板(touch panel)等输入介面，以让使用者能通过触控板或触控面板来输入指令。触控板以按键设计(button type)的输入方式，不仅让使用者有直觉式的输入，而且在实际操作时，因为按键设计的拥有多点触控功能，进一步达到真实触控(true touch)的使用体验。市面上常见的触控装置例如为电容式触控装置，且其传感方式大致上分为自感式(self-sensing)与互感(mutual-sensing)式。按键设计的输入介面通常会搭配自感式的触控装置，当手指接触到按键使按键的电容值发生变化时，传感电路会依据电容的变化值检测出对应的触碰位置。使用自感式的触控装置时，由于液体的附着亦会使按键产生相同于手指触碰的电容值变化，故会导致传感电路判断出错误的触碰位置。由此可知，传统自感式的触控装置无法达到防水的效果。

另一方面，若使用互感式的触控装置，对于液体的附着产生的电容反应与于手指触碰的电路值变化相反，因此互感式的触控装置能有防水的效果。此外，互感式的触控装置是藉由在输入介面上配置两层各沿不同方向排列的传感串列来实现细致的X-Y坐标系统，所以互感式的感应方式需要双端方式才能操作。因此，互感式的感应方式无法使用在仅有单端感应的按键设计的输入方式。

发明内容

本发明提供一种触控传感装置，其能达到真实触控(true touch)的效果与避免液体干扰所造成的误动作。

本发明提出一种触控传感装置，其包括一触控面板以及一触控控制器。触控面板包括多个触控区块，各触控区块包括第一部分与第二部分。触控控制器包括一第一驱动线与多条第一传感线。第一驱动线耦接触控区块的第一部分，且第一传感线分别对应耦接触控区块的第二部分。其中触控控制器通过第一驱动线输出一第一驱动信号给第一部分，并通过第一传感线接收上述的第二部分依据第一驱动信号所产生的多个第一传感信号，从而确定对应该些触控区块之一的一触碰坐标。

在本发明的一实施例中，上述的触控控制器包括一驱动模组以及一传感模组。驱动模组依据一控制信号通过第一驱动线输出第一驱动信号给第一部分。传感模组通过第一传感线接收第一传感信号，并依据第一传感信号产生一触碰信息。

在本发明的一实施例中，上述的触控控制器还包括一处理模组。处理模组耦接触控模组与传感模组，以输出控制信号给驱动模组，并依据触碰信息确定对应触控区块之一的触碰坐标。

在本发明的一实施例中，上述的触控面板还包括多条第二驱动线与多条第二传感线。第二驱动线与第二传感线耦接触控控制器。触控控制器通过第二驱动线输出多个第二驱动信号给触控面板，并通过第二传感线接收对应第二驱动信号的多个第二传感信号。

在本发明的一实施例中，上述的第一驱动信号是通过触控区块的第一部分耦合至触控区块的第二部分以产生第一传感信号。

在本发明的一实施例中，各个触控区块的第一部分与第二部分分别包括一第一环形与一第二环形，且第一环形与第二环形同心共面。

在本发明的一实施例中，各个触控区块的第一部分与第二部分呈螺旋分布并往触控区块的内部延伸。

在本发明的一实施例中，各个触控区块的第一部分与第二部分的形状为环状多边形，且第一部分与第二部分具有相同的几何中心。

在本发明的一实施例中，各个触控区块的第一部分与第二部分分别包括一锯齿部，且上述的锯齿部彼此交错排列。

在本发明的一实施例中，各个触控区块的第一部分与第二部分分别呈梳状，且彼此交错排列。

在本发明的一实施例中，各个触控区块的第一部分与第二部分构成一花瓣形状。

在本发明的一实施例中，上述的第一部分彼此相连形成菱形的图案。

在本发明的一实施例中，各个触控区块的第一部分具有一配置区域，且第二部分位于配置区域内。

在本发明的一实施例中，各个触控区块的第二部分具有一配置区域，且第一部分位于配置区域内。

基于上述，在本发明的实施例中，触控控制器提供第一驱动信号给触控区块的第一部分，并接收触控区块的第二部分依据第一驱动信号所产生的多个第一传感信号，故能确定每一触控区块所对应的触碰坐标，进而达到真实触控的效果以及避免液体干扰所造成的误动作。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的触控传感装置的示意图。

图2A为手指触碰触控区块的示意图。

图2B为液体接触到触控区块的示意图。

图3为本发明另一实施例的触控区块的示意图。

图4为本发明另一实施例的触控区块的示意图。

图5为本发明另一实施例的触控区块的示意图。

图6A与图6B为本发明另一实施例的触控区块的示意图。

图7A与图7B为本发明另一实施例的触控区块的示意图。

图8A至图8C为本发明另一实施例的触控区块的示意图。

图9为本发明另一实施例的触控区块的示意图。

附图标记：

100：触控传感装置

110：触控面板

112、112’、112”、212、312、412、512、612、712、812、912：触控区块

112a、212a、312a、412a、512a、612a、712a、812a、912a：第一部分

112b、212b、312b、412b、512b、612b、712b、812b、912b：第二部分

312a’、312b’：锯齿部

412a’、412b’：梳状部

120：触控控制器

122：驱动模组

122a、122b：驱动线

124：传感模组

124a、124b：传感线

126：处理模组

T1、T2：驱动信号

R1、R2：传感信号

S_C：控制信号

I1：触控信息

C1、C2：环形

C_R、C_T、C_W：电容

C_T-R：耦合电容

F1、F2：手指

W：液体

P1-P3：位置

V_F1：电位

A1、A2：配置区域

0：几何中心

G：间隙

(x1，y1)、(x2，y2)：触碰坐标

具体实施方式

在底下的实施例中，将以电容式触控面板作为实施例，任何所属技术领域中的普通技术人员应当知道电容式触控面板并非用以限定本发明。

图1为本发明一实施例的触控传感装置的示意图。在本实施例中，触控传感装置100包括一触控面板110以及一触控控制器120。触控面板110包括多个触控区块112，且每一触控区块112包括一第一部分112a与一第二部分112b。触控控制器120包括一驱动线122a与多条传感线124a。驱动线122a耦接每一触控区块112的第一部分112a，且传感线124a分别对应耦接触控区块112的第二部分112b。其中触控控制器120通过驱动线122a输出一驱动信号T1给第一部分112a，并通过传感线124a接收依据驱动信号T1所产生的多个传感信号R1。如此一来，触控控制器120便能依据传感信号R1确定对应触控区块112之一的一触碰坐标(例如为对应触控区块112’的坐标(x1，y1))。在本实施例中，驱动信号T1例如是通过第一部分112a耦合至第二部分112b以产生对应的传感信号R1。另外，本实施例的触控区块112与触碰坐标为一对一的关系。举例来说，由于图1的触控区块112的个数为四个，故共对应四个不同的触碰坐标。换句话说，只要手指F1所触碰的第一部分112a或第二部分112b是属于相同的触控区块112’，该些触碰皆会对应到相同的触碰坐标(x1，y1)，故与藉由内插法以确定触碰位置的触碰坐标的方式有所不同。

另外，在本实施例中，触控控制器120可包括一驱动模组122与一传感模组124。驱动模组122依据一控制信号S_C输出驱动信号T1，并通过驱动线122a将驱动信号T1传送给触控区块112的第一部分112a。传感模组124则是通过传感线124a接收传感信号R1，并依据传感信号R1产生一触碰信息I1，其中传感信号R1是依据驱动信号T1所产生。另外，本实施例的触控控制器120还包括一处理模组126，其耦接触控模组122与传感模组124。如图1所示，处理模组126输出控制信号S_C给驱动模组122，并依据触碰信息I1确定触控面板110的一触碰坐标(例如为触碰坐标(x1，y1))。

详细来说，本实施例的触控区块112是采用按键式(button type)的设计，因此传感模组124能检测每一触控区块112的触碰状态，以达到真实触控(true touch)的效果。其中触控区块112可以为手机等电子装置的功能键。如图1所示，每一触控区块112的第一部分112a包括环形C1，且每一触控区块112的第二部分112b包括环形C2，其中环形C1与环形C2同心共面。有别于传统按键设计的触控装置，本实施例的触控区块112是利用一端(即第一部分112a或环形C1)接收驱动信号T1，而另一端(即第二部分112b或环形C2)传送传感信号R1以达到互感(mutual-sensing)的传感方式。详细来说，由于触控区块112的第一部分112a与第二部分112b没有耦接在一起，且第一部分112a接收来自驱动线122a的驱动信号T1，而第二部分112b则是通过传感线124a输出传感信号R1，故触控控制器120能藉由互感的方式循序完成各第一部分112a的电容C_T与各第二部分112b的电容C_R及耦合电容(coupling capacitor)C_T-R的感应。另一方面，由于本实施例的四个触控区块112皆是由同一条驱动线122a来提供驱动信号T1，故能节省线路的布局空间。

进一步而言，如图1的放大图所示，触控区块112的第一部分112a与第二部分112b可分别视为电容C_T与C_R的接地模型，且电容C_T与C_R会产生耦合电容C_T-R，其中触控控制器120适于在传感端(即第二部分112b)以电位分压方式来量测触控区块112’的等效电容值，进而确定位置P1的触碰坐标(x1，y1)。举例来说，当触控区块112或112’未被触碰时，从传感端所量测到的等效电容值例如两电容C_T-R、C_T串联后再与电容C_R并联所得的电容值。以下将针对触控区块112’因被触碰而产生的电容量变化作进一步介绍。

图2A为手指触碰触控区块112’的示意图。请同时参照图1与图2A，当图1的手指F1接触到触控区块112’内的位置P1时，原本的耦合电容C_T-R，会因为手指F1改变了触控区块112’的电力场，而使得耦合电容C_T-R变成两个电容C_T-R1、C_T-R2接至一微小电位V_F1(例如为数毫福特)的模型。因此当手指F1触碰位置P1时，触控控制器120会于传感端传感到触控区块112’的电容值发生变化，进而判断出触碰坐标(x1，y1)。举例来说，当触控区块112’被手指F1触碰时，从传感端所量测到的等效电容值为三个电容C_T-1、C_T-R2、C_T串联后再与电容C_R并联所得的电容值。接着，当触控控制器120在传感端以电位分压方式来量测触控区块112’的等效电容时，例如会检测到触控区块112’的电容值有降低现象，进而可据以判断手指F1接触到触控区块112’，进而确定出对应触控区块112’的触碰坐标(x1，y1)。

另一方面，图2B为液体接触到触控区块112”的示意图。请同时参照图1与图2B，当有液体W(例如水滴)接触触控区块112”内的位置P2，液体W如同在耦合电容C_T-R旁形成一电容C_W，而使触控区块112”的电容值发生变化。举例来说，在本实施例中，由于此时电容C_W是与耦合电容C_T-R并联，故传感模组124从传感端所量测到的等效电容值会较图1来得高。应注意的是，在本实例中，由于液体W接触到触控区块112”反应出来的物理特性与手指F1接触到触控区块112’所反应出来的物理特性相反，故触控控制器120能据以判断手指F1的触碰位置，而不会受液体W干扰而判断出错误的触碰位置。换句话说，相较于已知自感式的触控装置，本实施例的触控传感装置100能区分液体与手指的接触，而具有防水的效果。除此之外，由于触控区块112是采用按键设计，还能达到真实触控的效果。

请继续参照图1，在本实施例中，触控面板110还包括多条驱动线122b与多条传感线124b，且驱动线122b与传感线124b耦接触控控制器120。触控控制器120的驱动模组122通过驱动线122b输出多个驱动信号T2给触控面板110，且传感模组124通过传感线124b接收对应驱动信号T2的多个传感信号R2。进一步而言，当手指F2触碰触控面板110的位置P 3时，传感模组124会传感到对应位置P3的传感信号R2发生变化，进而可以判断出位置P3的触碰坐标(x2，y2)。其中触碰坐标(x2，y2)例如是利用内插法来求得，且传感信号R2的变化例如为传感线124b上电容的变化量。是故，藉由将驱动线122b与传感线124b以矩阵方式配置在触控面板110上，并搭配内插法的使用，能实现细致的X-Y坐标系统。进一步而言，假设驱动线122b与传感线124b的个数各为16条，触控控制器120便能藉由内插法确定出256个以上不同的触碰坐标。

由上述可知，本实施例的触控传感装置100藉由采用触控区块112来执行触控传感，能达到真实触控与避免液体干扰所造成的误动作。另外，将触控区块112再搭配矩阵排列的驱动线122b与传感线124b使用，亦能额外实现细致的X-Y坐标系统。除此之外，由于驱动线122a、122b皆连接至一个驱动模组122，且传感线124a、124b亦皆连接至一个传感模组124，故能节省制作成本与电路配置空间。换句话说，本实施例的触控区块112的按键式设计便于与矩阵式触控传感装置进行整合。然而，应注意的是，在其他实施例中，触控传感装置100亦可不包括驱动线122b与传感线124b，而是全部采用触控区块112来进行触控传感。触控面板110上的传感单元(例如触控区块112或驱动线122b与传感线124b)的个数或种类可依据设计者的需求来设计，并不受限于本实施例。

图3为本发明另一实施例的触控区块的示意图。图3的触控区块212与图1的触控区块112类似，二者主要差异之处在于：触控区块212的第二部分212b包括两个环形C2，其中环形C1与环型C2交错排列，并配置于两环形C2之间。当驱动信号T1传递至环形C1后，驱动信号T1会耦合至环形C2以产生对应的传感信号R1，传感信号R1再通过传感线124a传递至触控控制器120以供触控控制器120据以判断触碰坐标。应注意的是，在本实施例中，触控区块212虽为四个，然而在其他实施例中，亦可藉由增减驱动线122a与传感线124a的数量以调整触控区块212的个数，本发明并不受限于此。另外，关于详细的触控传感方法可以由图1至图2B的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。

图4为本发明另一实施例的触控区块的示意图。如图4所示，触控区块312的第一部分312a包括锯齿部312a’，且第二部分312b包括锯齿部312b’，其中锯齿部312a’与312b’彼此交错排列。当驱动信号T1传递至第一部分312a后，驱动信号T1会通过锯齿部312a’耦合至第二部分312b的锯齿部312b’以产生对应的传感信号R1，传感信号R1再通过传感线124a传递至触控控制器120以供触控控制器120据以判断触控位置。关于详细的触控传感方法可以由图1至图2B的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。

图5为本发明又一实施例的触控区块的示意图。类似地，触控区块412的第一部分412a与第二部分412b则是分别呈梳状，且彼此交错排列。详细来说，第一部分412a包括梳状部412a’，且第二部分412b包括梳状部412b’，其中锯齿部412a’与412b’彼此交错排列。当驱动信号T1通过梳状部412a’耦合至第二部分412b的梳状部412b’以产生对应的传感信号R1，传感信号R1再通过传感线124a传递至触控控制器120以供触控控制器120据以判断触控位置。关于详细的触控传感方法可以由图1至图2B的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。

图6A与图6B为本发明另一实施例的触控区块的示意图。如图6A与图6B所示，每一触控区块512的第一部分512a与第二部分512b呈螺旋分布并往触控区块512的内部延伸。而藉由这样的图案设计，亦可达到相同的触控传感功效。关于详细的触控传感方法可以由图1至图2B的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。

图7A与图7B为本发明另一实施例的触控区块的示意图。如图7A与图7B所示，每一触控区块612的第一部分612a与第二部分612b构成一花瓣形状，且所有的第一部分612a形成一沿X方向延伸的串列。其中图7A与图7B的差别主要在于：图7A中每一触控区块612的第一部分612a彼此相连形成菱形的图案。与前述实施例类似，藉由这样的图案设计，亦可达到相同的触控传感功效。关于详细的触控传感方法可以由图1至图2B的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。

图8A至图8C为本发明另一实施例的触控区块的示意图。在图8A与图8B中，触控区块712的第一部分712a具有一配置区域A1，且触控区块712的第二部分712b位于配置区域A1内。其中图8A与图8B的差别主要在于：图8B中触控区块712的第一部分712a间具有一间隙G，而非如图8A所示的彼此完全相连。另外，在图8C中，触控区块812的第二部分812b具有一配置区域A2，且触控区块812的第二部分812b位于配置区域A2内。与前述实施例类似，藉由这样的图案设计，亦可达到相同的触控传感功效。关于详细的触控传感方法可以由图1至图2B的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。

图9为本发明另一实施例的触控区块的示意图。图9的触控区块912与图3的触控区块212类似，惟二者主要差异之处在于：每一触控区块912的第一部分912a与第二部分912b的形状为环状多边形，且第一部分912a与第二部分912b具有相同的几何中心O。在本实施例中，环状多边形例如为四方形。当驱动信号T1传递至第一部分912a后，驱动信号T1会耦合至第二部分912b以产生对应的传感信号R1，传感信号R1再通过传感线124a传递至触控控制器120以供触控控制器120据以判断触控位置。关于详细的触控传感方法可以由图1至图2B的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。应注意的是，上述的触控区块212的个数与图案仅作为实施例，本发明并不受限于此。

综上所述，在本发明的实施例中，触控控制器提供驱动信号给触控区块的第一部分，并接收触控区块的第二部分依据驱动信号所产生的多个传感信号，故能确定每一触控区块所对应的触碰坐标，进而达到真实触控的效果以及避免液体干扰所造成的误动作。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的普通技术人员，当可作些许更动与润饰，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims

1.一种触控传感装置，包括：

一触控面板，包括多个触控区块，各该触控区块包括一第一部分与一第二部分；以及

一触控控制器，包括一第一驱动线与多条第一传感线，该第一驱动线耦接该些触控区块的该些第一部分，且该些第一传感线分别对应耦接该些触控区块的该些第二部分，其中该触控控制器通过该第一驱动线输出一第一驱动信号给该些第一部分，并通过该些第一传感线接收该些第二部分依据该第一驱动信号所产生的多个第一传感信号，从而确定对应该些触控区块之一的一触碰坐标。

2.根据权利要求1所述的触控传感装置，其中该触控控制器包括：

一驱动模组，依据一控制信号通过该第一驱动线输出该第一驱动信号给该些第一部分；以及

一传感模组，通过该些第一传感线接收该些第一传感信号，并依据该些第一传感信号产生一触碰信息。

3.根据权利要求2所述的触控传感装置，其中该触控控制器还包括一处理模组，该处理模组耦接该触控模组与该传感模组，以输出该控制信号给该驱动模组，并依据该触碰信息确定对应该些触控区块之一的该触碰坐标。

4.根据权利要求1所述的触控传感装置，其中该触控面板还包括多条第二驱动线与多条第二传感线，该些第二驱动线与该些第二传感线耦接该触控控制器，该触控控制器通过该些第二驱动线输出多个第二驱动信号给触控面板，并通过该些第二传感线接收对应该些第二驱动信号的多个第二传感信号。

5.根据权利要求1所述的触控传感装置，其中该第一驱动信号是通过该些触控区块的该些第一部分耦合至该些触控区块的该些第二部分以产生该些第一传感信号。

6.根据权利要求1所述的触控传感装置，其中各该触控区块的该第一部分与该第二部分分别包括一第一环形与一第二环形，且该第一环形与该第二环形同心共面。

7.根据权利要求1所述的触控传感装置，其中各该触控区块的该第一部分与该第二部分呈螺旋分布并往该触控区块的内部延伸。

8.根据权利要求1所述的触控传感装置，其中各该触控区块的该第一部分与该第二部分的形状为环状多边形，且该第一部分与该第二部分具有相同的几何中心。

9.根据权利要求1所述的触控传感装置，其中各该触控区块的该第一部分与该第二部分分别包括一锯齿部，且该些锯齿部彼此交错排列。

10.根据权利要求1所述的触控传感装置，其中各该触控区块的该第一部分与该第二部分分别呈梳状，且彼此交错排列。

11.根据权利要求1所述的触控传感装置，其中各该触控区块的该第一部分与该第二部分构成一花瓣形状。

12.根据权利要求11所述的触控传感装置，其中该些第一部分彼此相连形成菱形的图案。

13.根据权利要求1所述的触控传感装置，其中各该触控区块的该第一部分具有一配置区域，且该第二部分位于该配置区域内。

14.根据权利要求1所述的触控传感装置，其中各该触控区块的该第二部分具有一配置区域，且该第一部分位于该配置区域内。