專利名稱：共享輸出接腳數(shù)的觸控面板裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種觸控面板裝置，特定而言是有關(guān)于一種減少垂直電極輸出接 腳數(shù)的觸控面板裝置。
背景技術(shù)：
由于科技進(jìn)步迅速，許多信息、通訊與電子等相關(guān)產(chǎn)品的輸入裝置亦趨向多元化， 觸控面板(TouchPanel)儼然已成為人類生活中所不可或缺的必需品，其所帶來的人性化 的輸入接口，使用者可不需經(jīng)由特別的教導(dǎo)，即可透過直觀而直接觸碰使用。觸控面板的技術(shù)原理主要是當(dāng)手指或其它介質(zhì)接觸到屏幕時，依據(jù)不同的感應(yīng) 方式，偵測電壓、電流、聲波或紅外線…等，偵測出觸壓點的坐標(biāo)位置，其依據(jù)感應(yīng)原理的 不同，大致上可以分為電阻式、電容式、超音波式與光學(xué)式…等觸控面板。使用時依據(jù)應(yīng) 用產(chǎn)品的特性，選擇所使用的觸控面板種類。目前以電阻式的市占率最高，由于電阻式對 于觸控媒介沒有限制，不論用何種觸控媒介，如手指、筆、短棒…等均可操作，因此被廣泛 運用于各種不同的產(chǎn)品，主要以消費性電子產(chǎn)品為主，例如自助點餐系統(tǒng)、個人數(shù)字助理 (Personaldigitalassistant, PDA)、行動電話、存貨管理盤點機、電子字典、銷售時點情報 系統(tǒng)(Pointofsale，P0S)等、醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)…等。電阻式技術(shù)(FilmonGlass)的作用原理主要是由上、下兩組ITO導(dǎo)電層迭合而成， 各依X、Y軸布線，使用時利用觸碰壓力使上、下電極導(dǎo)通，經(jīng)由控制器測得面板電壓變化 差，產(chǎn)生導(dǎo)通(ON)/截止(OFF)作用，而導(dǎo)通(ON)/截止(OFF)信號再傳給控制器處理，計 算出接觸點坐標(biāo)位置進(jìn)行輸入。電阻式技術(shù)依據(jù)其輸出信號方式可分為數(shù)字式(matrix) 與模擬式(analog)。其中，模擬電阻式為傳統(tǒng)電阻式觸控面板經(jīng)常使用的架構(gòu)，其依據(jù)上、 下電極的配線方式可再進(jìn)一步分為四線、五線、六線、七線及八線，而數(shù)字電阻式則為一較 新技術(shù)，由于其具有低成本的優(yōu)點，因此逐漸受到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的重視。數(shù)字電阻式觸控面板的技術(shù)原理主要是以上、下電極分別為X側(cè)水平與Y側(cè)垂直 電極。請參考圖l，x側(cè)水平電極在一時間τ內(nèi)，一般來說為一框時間(frametime) 16. 67毫 秒(ms)，當(dāng)使用者觸碰面板時，X側(cè)的訊號由X廣Xn依序發(fā)送脈沖訊號至X電極，而Y側(cè)電 極\ \則偵測因使用者觸碰而導(dǎo)致X側(cè)脈沖訊號傳送至Y側(cè)電極輸出，并以Y側(cè)IC接收， 藉由設(shè)計Y側(cè)IC可判讀Y側(cè)電極輸出的訊號。請參閱圖2，此是數(shù)位電阻式觸控面板于觸 控時的運作流程圖，首先，X側(cè)電極線脈沖訊號至X側(cè)電極Si，接著Y側(cè)電極線偵測傳送至 Y側(cè)電極的X側(cè)脈沖訊號S2，并傳送至Y側(cè)ICS3。Y側(cè)IC將接收的訊號輸出至微控制器 (MicroControlUnit,MCU) S4，用以判斷時間T內(nèi)水平位置與Y側(cè)垂直坐標(biāo)位置，而得到正確 的觸碰點坐標(biāo)位置S5。最后，微控制器輸出坐標(biāo)給外部S6。數(shù)字電阻式與模擬電阻式最大 的不同在于可利用搭配設(shè)計控制IC，而不需搭配轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計，因此可降低制作成本。然而，過去Y側(cè)垂直電極的布線設(shè)計是每一第二軸向電極線耦合于一條Y側(cè)控制 IC的輸出接腳(OutputPin)，因此每一輸出接腳只能對單一區(qū)域作訊號接收。請參閱圖3， 使用者施加壓力于觸碰點P后，當(dāng)X側(cè)的訊號產(chǎn)生脈沖至X電極，Y側(cè)垂直電極偵測X側(cè)的脈沖訊號Y11I13后，經(jīng)由與Y側(cè)控制IC耦合的輸出接腳傳送至Y側(cè)控制IC，而電路所接收 的訊號即為Y11I13，。因此Y側(cè)控制IC將訊號ΥηΛΥ13，傳送至微控制器后，微控制器可判斷 觸控位置于Υη、13。由圖可知，每一 Y側(cè)垂直電極的輸出接腳只對單一區(qū)域作訊號接收，亦 即，若面板尺寸越大，所需使用的Y側(cè)IC輸入接腳則越多。則微控制器所需判讀運算的數(shù) 據(jù)量則越多，特別是在多點觸控(Multi-touch)的情況下，將可能導(dǎo)致面板反應(yīng)速度降低
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述習(xí)知技藝的缺失，本發(fā)明提供一利用輸出布線間的排列組合，以減少輸 出接腳數(shù)量的觸控面板裝置。本發(fā)明的主要目的在于共享電極的輸出接腳，可減少電極的輸出接腳，以節(jié)省制 作成本。本發(fā)明的另一目的在于減少微控制器的運算數(shù)據(jù)量，可縮短微控制器的反應(yīng)時 間，進(jìn)而可提高觸控面板操作時的反應(yīng)速率與位置判斷的正確率，使觸控面板裝置反應(yīng)更 為靈敏，以提高使用效率。為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明是揭露一種透過將電極的輸出接腳數(shù)設(shè)計以不同的 排列組合的方式，減少電極的輸出接腳數(shù)量。本發(fā)明揭露一種共享電極輸出接腳數(shù)的觸控 面板裝置，其包含一第一基板，其上形成有一第一軸向電極層，其中該第一軸向電極層包 含復(fù)數(shù)條第一軸向電極線；一第二基板，其上形成有一第二軸向電極層，其中該第二軸向電 極層包含復(fù)數(shù)條第二軸向電極線，是與第一基板上下迭合；以及一間隔層，是設(shè)置于第一軸 向電極層與第二軸向電極層之間，用以隔離第一軸向電極層與第二軸向電極層；其中前述 第一軸向電極線與第二軸向電極線互相交錯形成一矩陣圖形，且前述第一軸向電極線與復(fù) 數(shù)個接腳耦合，用以于一時間內(nèi)發(fā)送脈沖訊號至第一軸向電極層，及前述的第二軸向電極 線透過復(fù)數(shù)個接腳耦合于控制IC，用以于一時間內(nèi)輸出訊號至控制IC。本發(fā)明的一實施例中，將M條第二軸向電極線分組，以K條為一單位，共分為M/K 電極線組，于電極線組的一中選定一第二軸向電極線，并與電極線組的另一中選定一第二 軸向電極線共同耦合至同一第二軸向接腳，其中第二軸向接腳可為復(fù)數(shù)個，且K為不小于2 的自然數(shù)。例如將第二軸向電極線每三個為一單位分組，電極線廣3為一組，而電極線4飛 為一組，并選定電極線1與4共同耦合至第二軸向接腳1。因此當(dāng)?shù)诙S向電極線輸出訊號 至控制IC時，原應(yīng)由第二軸向接腳4的輸出訊號將透過第二軸向接腳1輸出。如此有效減 少垂直電極輸出接腳的數(shù)量，即減少控制IC的輸入接腳的數(shù)量。在本發(fā)明中，每組接腳數(shù) 量的設(shè)計，可依據(jù)觸控面板應(yīng)用的需求，以及參考屬單點或多點觸控面板，而設(shè)計每組接腳 應(yīng)有的數(shù)量。本發(fā)明是揭露藉由Y側(cè)電極線以每三條或三條以上的倍數(shù)為一組，從每組中選定 一條電極線，并將其中一組的電極線與其中另一組的電極線共同耦合至第二軸向接腳，傳 送訊號至控制IC。換句話說，從每一電極線組中選定一條電極線與其它組的電極線共同耦 合至輸出接腳。當(dāng)輸出訊號傳送至控制IC時，輸出訊號將由共同耦合的接腳傳輸，控制IC 則藉由邏輯運算方法，判讀各種不同的排列組合所代表的訊號。由于本發(fā)明是利用電極輸 出接腳的排列組合與邏輯運算的方法，增加每一輸入接腳可傳輸訊號的區(qū)域，而非如習(xí)知 的每一接腳只傳送單一區(qū)域的訊號至控制IC，因此可以有效減少電極輸出接腳的數(shù)量，即減少控制IC輸入接腳的數(shù)量，以達(dá)到減少微控制器的運算數(shù)據(jù)量，進(jìn)而提高運作效率。本發(fā)明的一優(yōu)點是可節(jié)省電極的輸出接腳的數(shù)量，可降低制作成本。本發(fā)明的一優(yōu)點是可有效減少控制IC輸入接腳的數(shù)量，并可減少控制IC的運算數(shù)據(jù)量，以增加觸控面板反應(yīng)速率。本發(fā)明的另一優(yōu)點是可搭配應(yīng)用產(chǎn)品的需求，如尺寸大小，利用邏輯運算方法增 加觸控面板的運作效率。此類及其它優(yōu)點從以下較佳實施例的敘述并伴隨后附圖式及申請專利范圍將使 讀者得以清楚了解本發(fā)明。


圖1是數(shù)位電阻式觸控面板的技術(shù)原理示意圖。圖2是數(shù)位電阻式觸控面板的運作流程圖。圖3是顯示傳統(tǒng)的數(shù)字電阻式觸控式面板的架構(gòu)示意圖。圖是顯示本發(fā)明的共享電極輸出接腳的觸控面板裝置的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。圖5是顯示本發(fā)明的共享電極輸出接腳的觸控面板裝置的布線配置示意圖。圖5A是顯示本發(fā)明的觸控面板裝置的單點觸控時電路接收的示意圖。圖6是顯示本發(fā)明的共享電極輸出接腳的觸控面板裝置的布線配置示意圖。圖6A是顯示本發(fā)明的觸控面板裝置的多點觸控時電路接收的示意圖。主要組件符號說明
10觸控面板裝置
101第一基板
102第二基板
103間隔層
110第一軸向電極層
120第二軸向電極層
115第一軸向電極線
125第二軸向電極線
135第一軸向接腳
145第二軸向接腳
Y1X第二軸向電極線
Yi，~Yn， 第二軸向接腳 P、Q、R 觸控位置 srs6 步驟。
具體實施例方式本發(fā)明將以較佳實施例及觀點加以敘述，此類敘述是解釋本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及程序， 僅用以說明而非用以限制本發(fā)明的申請專利范圍。因此，除說明書中的較佳實施例以外，本 發(fā)明亦可廣泛實行于其它實施例中?，F(xiàn)將描述本發(fā)明的細(xì)節(jié)，其包括本發(fā)明的實施例。參考附圖及以下描述，相同參考標(biāo)號用于識別相同或功能上類似的組件，且期望以高度簡化的圖解方式說明實施例的主要 特征。此外，附圖并未描繪實際實施例的每一特征，所描繪的圖式組件是皆為相對尺寸而非 按比例繪制。本發(fā)明是提供一種共享電極輸出接腳的觸控面板裝置，特別是應(yīng)用于數(shù)字電阻式 觸控面板，可減少控制IC的運算數(shù)據(jù)量，以增加效能。請參閱圖4，是為本發(fā)明的共享電極輸出接腳的觸控面板裝置的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。 其中，觸控面板裝置10是包含一第一基板101，其上形成有一第一軸向電極層110，其中該 第一軸向電極層包含N條第一軸向電極線115 ；及一第二基板102，其上形成有一第二軸向 電極層120，其中第二軸向電極層120包含M條第二軸向電極線125，第二基板102與第一基 板101上下對應(yīng)配置，且第一軸向電極線115與該第二軸向電極線125互相交錯形成一矩 陣圖形。本發(fā)明的實施例中，第一軸向電極線115與第二軸向電極線125的交錯方式較佳 為正交。本發(fā)明實施例中，更包含一間隔層103，是可選擇性設(shè)置于第一軸向電極層110與 第二軸向電極層120之間，作為隔離第一軸向電極層110與第二軸向電極層120之用。本 發(fā)明實施例中，包含一微控制單元，用以接收自控制IC輸出的坐標(biāo)訊號。其中，上述的N條 第一軸向電極線115與N個接腳135耦合，用以發(fā)送脈沖訊號，而上述的M條第二軸向電極 線125與P個第二軸向接腳145耦合于控制IC，用以輸出訊號至控制IC，且第二軸向接腳 145的數(shù)目小于第二軸向電極線125的數(shù)目，即P小于M，用以使M條第二軸向電極線125 可分組共享P個第二軸向接腳145。本發(fā)明實施例中，M條第二軸向電極線125中，至少二 條第二軸向電極線125共同耦合至同一個第二軸向接腳145。其中，上述的M、N、P均為不 小于1的自然數(shù)。本發(fā)明的實施例中，第一軸向電極線115為X側(cè)水平電極，而第二軸向電極線125則為Y側(cè)垂直電極，當(dāng)使用者于觸控面板向下施加壓力時，X側(cè)水平電極的脈沖訊號傳送至 Y側(cè)垂直電極。本發(fā)明是提供一種共享觸控面板的電極輸出接腳數(shù)的方法，是包含將M條第二 軸向電極線125分組，以K條為一單位，共分為M/K電極線組；以及于電極線組的一中選定 一第二軸向電極線125，與至少于另一電極線組中選定一第二軸向電極線125共同耦合至 同一第二軸向接腳145。其中，第二軸向接腳145可為復(fù)數(shù)S個，M、K、S皆為自然數(shù)，且K 為不小于2。本發(fā)明的實施例中，K等于3，且該電極線組中的一者中一第二軸向電極線125 是與電極線組中的另一者中一第二軸向電極線125共同耦合至同一第二軸向接腳145。本發(fā)明的一實施例，請參閱圖5，是共享電極輸出接腳的觸控面板裝置的布線配置 示意圖。如圖所示，將第二軸向電極線分組，以每三條電極線為一組Y1IfYicTY12,從每組 中選定一條第二軸向電極線，并將其中一組的電極線與其中另一組的電極線共同耦合至第 二軸向接腳，傳送訊號至Y側(cè)控制IC。即，將第二軸向電極線γ2、γη共同耦合至接腳Y2，,又 將第二軸向電極線Υ3、Υ14共同耦合至Υ3，…依此類推。之后，當(dāng)?shù)诙S向電極線125輸出訊 號至Y側(cè)控制IC時，第二軸向電極線Yn、Y14的輸出訊號將透過接腳\，、Y3-輸出。請參閱圖5Α，是單點觸控時電路接收的示意圖。由于第二軸向電極線Y3、Y14共同 耦合至Y3，，因此當(dāng)觸控位置P于Y12、Y13、Y14時，電路所接收的訊號為Y3，、Yn，、Y12，。則Y側(cè) 控制IC將所接收的訊號傳送給微控制器，由微控制器進(jìn)一步判斷該訊號的坐標(biāo)位置。此實 施例中，若手指觸碰區(qū)域為圖所示的P點，輸出訊號接腳Y3，、Yn，、Y12，為高電位，Y1，、Y2，為低電位則表示手指落于P區(qū)域。
本發(fā)明的另一實施例，請參閱圖6，是共享電極輸出接腳的觸控面板裝置的布線配 置示意圖。如圖所示，將第二軸向電極線分組，以每四條電極線為一組Y1I4-YiTY12，從每 組中選定一條第二軸向電極線，并將其中一組的電極線與其中另一組的電極線共同耦合至 第二軸向接腳，傳送訊號至Y側(cè)控制IC。即，將第二軸向電極線Y2、Y1(1共同耦合至接腳Υ2，， 又將第二軸向電極線Υ3、Υ14共同耦合至Υ3，…依此類推。之后，當(dāng)?shù)诙S向電極線125輸出 訊號至Y側(cè)控制IC時，第二軸向電極線Y1(l、Y14的輸出訊號將透過接腳\，、Y3-輸出。如圖6 A所示，當(dāng)多點觸控時，使用者在觸控位置Q、R同時施加壓力。由于第二軸 向電極線Y2、Y10共同耦合至接腳γ2，，又第二軸向電極線Y3、Y14共同耦合至Y3，，因此電路所 接收的訊號為Y1，、Y2，、Y3，、Yn，、Y12，。接著由Y側(cè)控制IC將所接收的訊號傳送給微控制器， 由微控制器進(jìn)一步判斷該訊號的坐標(biāo)位置。此實施例中，若手指觸碰區(qū)域為圖所示的兩點， 輸出訊號接腳Y1，、Y2，、γ3，為高電位，Y11-Yi2'亦為高電位則表示手指落于Q及R區(qū)域。本發(fā)明是由控制IC利用邏輯運算方法，判讀從電極輸出訊號傳送至控制IC的各 種不同的排列組合所代表的訊號。換言之，本發(fā)明是利用輸出接腳的排列組合與邏輯運算 的方法，增加每一輸出接腳可傳輸訊號的區(qū)域，而非每一接腳只傳送單一區(qū)域的訊號至控 制IC。因此可以有效減少垂直電極耦合控制IC的接腳數(shù)量，以達(dá)到減少微控制器的運算數(shù) 據(jù)量，進(jìn)而提高運作效率。本發(fā)明的實施例中，每組電極線數(shù)量的設(shè)計，可依據(jù)觸控面板應(yīng)用的需求，及參考 產(chǎn)品定性為單點或多點觸控面板，而設(shè)計每組電極線與輸出接腳應(yīng)有的數(shù)量。因此非限于 上述實施例中所述的數(shù)量，實施例僅作為最佳實施的范例，而非用于限定實施的態(tài)樣。本發(fā)明的實施例中，所使用的具有第一軸向電極層110的第一基板101與具有第 二軸向電極層120的第二基板102可為任何本技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識者所已知者，例如氧 化銦錫導(dǎo)電玻璃或塑料(ITOGlassandlTOfilm)、壓克力等透明材質(zhì)制作，且第一軸向電極 線115與第二軸向電極線125較佳以ITO制作。。本發(fā)明的優(yōu)點在于是可節(jié)省電極的輸出接腳的數(shù)量，可降低制作成本，是可有效 減少控制IC輸入接腳的數(shù)量，并可減少控制IC的運算數(shù)據(jù)量，以增加觸控面板的反應(yīng)速 率。另外，本發(fā)明是可搭配應(yīng)用產(chǎn)品的需求，如尺寸大小，利用邏輯運算方法增加觸控面板 的運作效率，且是可同時應(yīng)用于減少第一軸向電極層輸入訊號端的接腳數(shù)。上述敘述是為本發(fā)明的較佳實施例。此領(lǐng)域的技藝者應(yīng)得以領(lǐng)會其是用以說明本 發(fā)明而非用以限定本發(fā)明所主張的專利權(quán)利范圍。其專利保護范圍當(dāng)視后附的申請專利范 圍及其等同領(lǐng)域而定。凡熟悉此領(lǐng)域的技藝者，在不脫離本專利精神或范圍內(nèi)，所作的更動 或潤飾，均屬于本發(fā)明所揭示精神下所完成的等效改變或設(shè)計，且應(yīng)包含在下述的申請專 利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種共享輸出接腳數(shù)的觸控面板裝置，其特征是包含一第一基板，其上形成有一第一軸向電極層，其中該第一軸向電極層包含N條第一軸向電極線；以及一第二基板，其上形成有一第二軸向電極層，其中該第二軸向電極層包含M條第二軸向電極線，且該第二基板與該第一基板上下對應(yīng)配置，且該第一軸向電極線與該第二軸向電極線互相交錯形成一矩陣圖形； 其中該N條第一軸向電極線與N個第一軸向接腳耦合，用以發(fā)送脈沖訊號，該M條第二軸向電極線與P個第二軸向接腳耦合于控制IC，用以輸出訊號至控制IC，且P小于M，俾使該M條第二軸向電極線可分組共享P個第二軸向接腳；其中M、N、P均為不小于1的自然數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共享輸出接腳數(shù)的觸控面板裝置，其特征是其中該第一軸 向電極線與該第二軸向電極線互相交錯方式為正交。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共享輸出接腳數(shù)的觸控面板裝置，其特征是其中包含一間 隔層，是設(shè)置于該第一軸向電極層與該第二軸向電極層之間，作為隔離該第一軸向電極層 與該第二軸向電極層之用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共享輸出接腳數(shù)的觸控面板裝置，其特征是其中該M條第 二軸向電極線中至少二第二軸向電極線共同耦合至該P個第二軸向接腳的同一者。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的共享輸出接腳數(shù)的觸控面板裝置，其特征是其中該M條第 二軸向電極線中以K條為一單位，分為M/K組電極線組，該電極線組中的一者中至少一第二 軸向電極線是與該電極線組中的另一者中至少一第二軸向電極線共同耦合至該P個第二 軸向接腳的同一者，其中K為不小于2的自然數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的共享輸出接腳數(shù)的觸控面板裝置，其特征是其中K等于3， 且該電極線組中的一者中一第二軸向電極線是與該電極線組中的另一者中一第二軸向電 極線共同耦合至同一第二軸向接腳。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共享電極輸出接腳數(shù)的觸控面板裝置，其特征是其中更包 括一微控制單元，用以接收自控制IC輸出的坐標(biāo)訊號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共享電極輸出接腳數(shù)的觸控面板裝置，其特征是其中該控 制IC以邏輯運算方式判讀輸入控制IC的訊號。
9.一種共享觸控面板的電極輸出接腳數(shù)的方法，其特征是包含將M條第二軸向電極線中以K條為一單位，分為M/K組電極線組；及將該電極線組中的一者中至少一第二軸向電極線是與該電極線組中的另一者中至少 一第二軸向電極線共同耦合至該P個第二軸向接腳的同一者；其中K為不小于2的自然數(shù)， 且K小于M。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的共享觸控面板的電極輸出接腳數(shù)的方法，其特征是其中K 等于3，且該電極線組中的一者中一第二軸向電極線是與該電極線組中的另一者中一第二 軸向電極線共同耦合至同一第二軸向接腳。
全文摘要
本發(fā)明是揭露一種共享電極輸出接腳數(shù)的觸控面板裝置及其方法，是將基板上的電極線以復(fù)數(shù)條為一單位分組，電極線組中的一者中至少一第二軸向電極線是與該電極線組中的另一者中至少一第二軸向電極線共同耦合至該復(fù)數(shù)個第二軸向接腳。當(dāng)垂直電極輸出訊號至控制IC時，由被耦合的接腳輸出訊號。接著，控制IC將輸出訊號傳送至微控制器，其利用邏輯運算方法判讀觸控點的坐標(biāo)位置。
文檔編號G06F3/041GK101847056SQ20101012815
公開日2010年9月29日 申請日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者周品宏, 李宇宏 申請人:華映光電股份有限公司;中華映管股份有限公司