CN101488068A - 触控装置及其触控方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种触控装置及其触控方法，其用以提供输入信号至计算机装置。计算机装置根据输入信号执行应用程序。触控装置包含触控板以及处理模块。触控板大体上沿一轨迹成型。触控板的截面积自轨迹的第一端朝向第二端渐增。处理模块用以提供输入信号至计算机装置。当手指在触控板上移动时，处理模块根据触控板的电容值变化量产生关于手指的输入信号。本发明利用具有渐增截面积外型的电容式触控板来作为单一迹线，可减少以往电容式触控板的迹线数目以降低成本与简化应用电路。

Description

触控装置及其触控方法

技术领域

本发明有关于一种触控装置及其触控方法，特别是关于利用具有渐增截面积外型的电容式触控板来作为单一迹线的触控装置及其触控方法。

背景技术

目前世界上的科技日新月异，已有别于过去工商业社会与农村社会的时代。随着信息时代来临以及计算机应用逐渐普及，因特网更是无远弗届，透过个人计算机上网，各类信息唾手可得。而一般电子产品，例如：个人计算机(Personal Computer，PC)、笔记本电脑(notebook computer)以及个人数字助理机(Personal Digital Assittant，PDA)等，由于成本降低、功能提高、体积缩小、重量减轻及更具亲和力的接口等优点，使其广为一般民众所接受。此外，这些电子产品的显示器(dispaly)上，可以利用图形用户界面(Graph UserInterface，GUI)的技术，供该电子产品的使用者，简单、快速地，藉由移动、点选该显示器所显示之光标的动作，以控制该电子产品的功能。

电容式触控板由于体积小、成本低、消耗功率低及使用寿命长，因此被广泛地应用在各类电子产品上，例如笔记本电脑、鼠标、MP3播放机，甚至于手机等等，作为指向输入装置，使用者仅需以对象(例如手指或触控笔之类的导电性对象)在面板上滑动或接触，使光标产生相对移动或绝对坐标移动，即可完成包括文字书写、卷动窗口及虚拟按键等各种输入。

电容式触控板可以提供多种输入模式，例如手写输入、图形输入、按键输入、鼠标模式等，为了避免侦测到的电容值变化非线性，***板结构以得到线性的侦测信号。传统的电容式触控板可藉由侦测以矩阵形式配置的许多感应器的电容变化量，判断手指碰触其面板的精确位置，并由手指在触控板上的碰触位置变化判断手指的移动方向、移动量以及移动速度。请参阅图1A与图1B。图1A为习知的电容式触控板10的感应架构的示意图。图1B为图1A中的电容式触控板10感应到电容变化量的示意图。如图1A所示，电容式触控板10上具有多个感应器12，并且每个感应器12各自对应一条独立的迹线。此等迹线X1-X8可建构成一排扫描线16。当手指碰触到电容式触控板10时，经扫描的这些感应器12就会产生如图1B所示的电容变化量，藉此以判断手指在电容式触控面板10上的确切位置。举例而言，图1B中的分布表示手指在迹线X5连接的感应器12上。当手指在电容式触控板10上滑动时，产生电容变化量最大的位置也随之移动。此后，可由手指碰触的位置变化判断手指的移动方向、移动量以及移动速度，再经转换后随即送出至后续的14进行处理。

然而，当感应器12的数目越多时，其所对应的迹线的数目也会越多。此现象也间接地增加了电容式触控板10的控制器14内的应用电路的复杂度。相对地，芯片的尺寸、其制造与封装成本也必然会提高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种触控装置及其触控方法，其利用具有渐增截面积外型的电容式触控板来作为单一迹线，并仅需单一感应器即可达到精确感应手指相对电容式触控板的移动方向、移动量以及移动速度。藉此，即可减少以往电容式触控板的迹线数目以降低成本与简化应用电路。

本发明的目的之一在于提供一种触控装置。本发明的触控装置主要可提供输入信号至计算机装置。计算机装置根据输入信号执行应用程序。触控装置包含有触控板以及处理模块。触控板大体上沿一轨迹成型。触控板的截面积自轨迹的第一端朝向第二端渐增。处理模块电连接至触控板。处理模块可用来提供输入信号至计算机装置。输入信号包含移动方向。藉此，当手指在触控板上移动时，处理模块会根据触控板的电容值变化量，判断手指在触控板上所产生的移动方向。

本发明的另一目的在于提供一种触控方法。本发明的触控方法供手指触控触控板。触控板大体上沿一轨迹成型，并且触控板的截面积自轨迹的第一端朝向第二端渐增。触控方法包含下列步骤。首先，根据本发明的触控方法执行步骤(a)：撷取关于触控板的第一电容值。接着，根据本发明的触控方法执行步骤(b)：判断第一电容值是否大于参考电容值，若是，则执行步骤(c)，若否，则重新执行步骤(a)。随后，根据本发明的触控方法执行步骤(c)：撷取关于触控板的第二电容值。然后，根据本发明的触控方法执行步骤(d)：判断该第二电容值是否大于该参考电容值，若是，则执行步骤(e)，若否，则重新执行步骤(a)。最后，根据本发明的触控方法执行步骤(e)：根据第一电容值与第二电容值判断手指相对触控板的移动方向。

相较于习知技术，本发明的触控装置及其触控方法主要利用具有渐增截面积外型的电容式触控板来作为单一迹线，并仅需单一感应器即可达到精确感应手指相对电容式触控板的移动方向、移动量以及移动速度。藉此，即可减少以往电容式触控板的迹线数目以降低成本与简化应用电路。

附图说明

图1A为习知的电容式触控板的感应架构的示意图。

图1B为图1A中的电容式触控板感应到电容变化量的示意图。

图2A为根据本发明的第一较佳具体实施例的触控装置的外观示意图。

图2B为图2A中的触控装置的功能方块图。

图3为根据本发明的第二较佳具体实施例的触控装置的外观示意图。

图4为根据本发明的一较佳具体实施例的触控方法的步骤流程图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

本发明提供一种触控装置及其触控方法。并且更特别地，其利用具有渐增截面积外型的电容式触控板来作为单一迹线，并仅需单一感应器即可达到精确感应手指相对电容式触控板的移动方向、移动量以及移动速度。

请参阅图2A与图2B。图2A为根据本发明的第一较佳具体实施例的触控装置3的外观示意图。图2B为图2A中的触控装置3的功能方块图。如图2A所示，本发明的触控装置3可用来提供输入信号至计算机装置2。计算机装置2可进一步根据输入信号执行应用程序。图2A中的计算机装置2以一般常见的计算机主机为范例，但并不以此为限。换言之，只要是具有触控功能的电子装置(例如，笔记本电脑、PDA、智能型手机、掌上型游戏机…等)，皆可采用本发明结构较精简的触控装置3进行触控信号的输入。以下将针对此具体实施例的触控装置3作更深入的介绍与更详细的说明，包含其内各部位的结构与其功能以及作动方式。

如图2A所示，本发明的此较佳具体实施例的触控装置3主要包含有触控板30以及处理模块32。触控板30大体上沿着一预定的轨迹300成型。特别而言，触控板30的截面积自轨迹300的第一端3000朝向第二端3002渐增。在此较佳具体实施例中，触控板30的截面积从轨迹300的第一端3000平顺地朝向第二端3002渐增，进而获得形成如图2A所示其外型为三角形的触控板30。当然，若为了特殊效果或特殊应用，触控板30的轮廓亦可为阶梯状、锯齿状或波浪状等特殊外型。只要触控板30的截面积自轨迹300的第一端3000朝向第二端3002渐增，皆可实现本发明的触控装置3所欲达成之功效。

同样示于图2A中，上述的处理模块32电连接至触控板30。并且，处理模块32可以用来提供输入信号至计算机装置2。其中，输入信号包含移动方向。藉此，当手指4在触控板30上移动时，处理模块32即可根据触控板30的电容值变化量，判断手指4在触控板30上所产生的移动方向。以下将进一步说明处理模块32用来判断手指4在触控板30上所产生的移动方向的判断原理。

如上所述，当手指4在第一时间与第二时间之间持续地触控触控板30时，处理模块32可于第一时间接收关于经触控的触控板30的第一电容值，于第二时间接收关于经触控的触控板30的第二电容值，并可根据第一电容值与第二电容值之间的电容值变化量判断手指4在触控板30上所产生的移动方向。

在此要说明的是，手指4与触控板30之间具有一接触面积。当手指4于触控板30上进行触控时，接触面积会自第一端3000朝向第二端3002渐增。因此，手指4在触控板30上于第一时间与第二时间会产生不同的电容值，因为手指4与触控板30之间于第一时间与第二时间所对应的接触面积有所不同。藉此，当手指4在触控板30上朝向具有较小截面积的部分(亦即，朝向第一端3000)移动时，电容值就会变小；当手指4在触控板30上朝向具有较大截面积的部分(亦即，朝向第二端3002)移动时，电容值就会变大。

进一步来说，依照上述判断原理，若第一电容值与第二电容值之间的电容值变化量为正值，则处理模块32可判定手指4的移动方向由为轨迹300的第一端3000朝向第二端3002的方向。相对地，若第一电容值与第二电容值之间的电容值变化量为负值，则处理模块32可判定移动方向为由轨迹300的第二端3002朝向第一端3000的方向。

如图2B所示，为了实施上述判断功能，根据本发明的此较佳具体实施例的触控装置3，其处理模块32可进一步包含有第一震荡器320以及判断单元324。第一震荡器320电连接至触控板30。并且，第一震荡器320可用来于第一时间根据对应第一电容值的第一震荡频率进行震荡，并于第二时间根据对应第二电容值的第二震荡频率进行震荡。判断单元324电连接至第一震荡器320。并且，判断单元324可用来根据第一震荡频率与第二震荡频率之间的震荡频率变化量判断手指4相对触控板30的移动方向。其中，震荡频率变化量与上述的电容值变化量有对应关系。

此外，为了确保分别与上述第一时间与第二时间对应的第一电容值与第二电容值皆为手指4持续接触触控板30的情况下所量测的，根据本发明的此较佳具体实施例的触控装置3，其处理模块32还可进一步包含有第二震荡器322。第二震荡器322电连接至判断单元324。并且，第二震荡器322可用来根据一参考震荡频率进行震荡。当对应第一震荡器320的第一震荡频率小于对应第二震荡器322的参考震荡频率时，判断单元324即判定触控板30正受到手指4的触控。藉由第二震荡器322的延伸应用，即可确保分别与上述第一时间与第二时间对应的第一电容值与第二电容值皆为手指4持续接触触控板30的情况下所量测。

在一具体实施例中，藉由本发明所提出的触控装置3，上述的应用程序可以配合应用于执行例如窗口的水平卷动(H-scroll)、窗口的垂直卷动(V-scrolling)、音量大小、缩放(zoom in/zoom out)或者是旋转等操作指令。请参阅表一与表二。表一为本发明的触控装置3依据此具体实施例的缩放操作指令的范例。表二为本发明的触控装置3依据此具体实施例的旋转操作指令的范例。以下仅针对缩放操作指令与旋转操作指令做详细的说明。

表一

 

持续朝轨迹的一端移动的时间(秒)	缩放增加比例(％)
		N	50
2N	100
		3N	150
4N	200

表二

 

持续朝轨迹的一端移动的时间(秒)	旋转角度(度)
		N	90
2N	180
		3N	270
4N	360

如表一与表二所示，表一与表二仅将手指4在触控板30上进行移动分为四个阶段作为范例进行说明。若依照表一的缩放操作指令使欲操作的对象进行缩放，当手指4在触控板30上持续地沿着轨迹300的第二端3002移动N秒时，欲操作的对象将会放大50％。换言之，欲操作的对象将会放大为原本的1.5倍。当手指4在触控板30上持续地沿着轨迹300的第二端3002移动2N秒时，欲操作的对象将会放大100％。换言之，欲操作的对象将会放大为原本的2倍。同样地，当手指4在触控板30上持续地沿着轨迹300的第二端3002分别移动3N秒与4N秒时，欲操作的对象将分别会放大150％与200％，亦即分别放大为原本的2.5倍与3倍。由此可知，当手指4在触控板30上持续地沿着轨迹300的第二端3002移动的时间越久时，欲操作之对象的放大倍数将会越大。相反地，当手指4在触控板30上持续地沿着轨迹300的第一端3000移动的时间越久时，欲操作的对象的放大倍数将会越小，其原理与上述放大的过程相同，因此不再赘述。

在此要说明的是，在实际应用上，缩放操作指令并不限于如表一所示的四阶段，每阶段手指4持续触控触控板30的时间也不限于必须有倍数关系，并且每阶段所对应的缩放比例亦不限于如表一所示的放大比例，可视应用程序实际设计时所需或所面对的限制而有弹性的变化。

另外，举例而言，若依照表二的旋转操作指令使欲操作的对象进行旋转，当手指4在触控板30上持续地沿着轨迹300的第二端3002移动N秒时，欲操作的对象将会顺时针旋转90度。当手指4在触控板30上持续地沿着轨迹300的第二端3002移动2N秒时，欲操作的对象将会顺时针旋转180度。当手指4在触控板30上持续地沿着轨迹300的第二端3002分别移动3N秒与4N秒时，欲操作的对象将分别会顺时针旋转270度与360度。由此可知，当手指4在触控板30上持续地沿着轨迹300的第二端3002移动的时间越久时，欲操作的对象顺时针旋转的阶段将会越多次。相反地，当手指4在触控板30上持续地沿着轨迹300的第一端3000的时间越久时，欲操作的对象逆时针旋转的阶段将会越多次，其原理与上述顺时针旋转的过程相同，因此不再赘述。

在此要说明的是，在实际应用上，旋转操作指令并不限于如表二所示的四阶段，每阶段手指4持续触控触控板30的时间也不限于必须有倍数关系，手指4在触控板30上朝向第二端3002所对应的旋转方向也不限于必为顺时针方向，并且每阶段所对应的旋转角度亦不限于如表二所示的旋转角度，可视应用程序实际设计时所需或所面对的限制而有弹性的变化。

请参阅图3。图3为根据本发明的第二较佳具体实施例的触控装置5的外观示意图。如图3所示，此具体实施例的触控装置5同样包含触控板50以及处理模块52。触控板50大体上沿一轨迹500成型。触控板50的截面积同样自轨迹500的第一端5000朝向第二端5002渐增。第二较佳具体实施例中的触控装置5的架构、组件以及作动方式，皆与图2A中的第一较佳具体实施例的触控装置3的架构、组件以及作动方式并无二致，因此不再赘述。

在此需特别提出说明的是，第二较佳具体实施例中的触控装置5与图2A中的第一较佳具体实施例的触控装置3的不同之处，在第一较佳具体实施例的触控装置3中的触控板30的形状大体上为三角形，而第二较佳具体实施例的触控装置5中的触控板50的形状大体上为圆形。因此，根据本发明的第二较佳具体实施例的触控装置5可提供额外的特殊应用。举例而言，根据本发明的第二较佳具体实施例的触控装置5可实施于如美国苹果计算机公司所推出的Ipod MP3播放器的圆形触控转盘上。

请参阅图4并一并参阅图2A与图2B。图4为根据本发明的一较佳具体实施例的触控方法的步骤流程图。本发明的触控方法主要供手指4触控触控板30。以下以图2A与图2B的触控装置3作说明。触控板30大体上沿一轨迹300成型，并且触控板30的截面积自轨迹300的第一端3000朝向第二端3002渐增。本发明的此较佳具体实施例的触控方法包含下列步骤。

如图4所示，根据本发明的此较佳具体实施例的触控方法首先执行步骤S100：撷取关于触控板30的第一电容值。撷取第一电容值的方式，是使图2B中的第一震荡器320根据对应第一电容值的第一震荡频率进行震荡。藉此，判断单元324即可得知第一电容值与其所对应的第一震荡频率。

然后，根据本发明的此较佳具体实施例的触控方法执行步骤S102：判断对应第一电容值的第一震荡频率是否大于参考震荡频率。其中，参考震荡频率由图2B中的第二震荡器322所产生。藉此，判断单元324即可同时得知第一电容值与其所对应的第一震荡频率以及参考震荡频率，并进一步判断第一震荡频率与参考震荡频率的大小。

若步骤S102的判断结果为否的话，则重新执行步骤S100。若步骤S102的判断结果为是的话，则进一步根据本发明的此较佳具体实施例的触控方法执行步骤S104：撷取关于触控板30的第二电容值。撷取第二电容值的方式，同样是使图2B中的第一震荡器320根据对应第二电容值的第二震荡频率进行震荡。藉此，判断单元324即可得知第二电容值与其所对应的第二震荡频率。

接着，根据本发明的此较佳具体实施例的触控方法执行步骤S106：判断对应第二电容值的第二震荡频率是否大于参考震荡频率。如上所述，参考震荡频率是由图2B中的第二震荡器322所产生。藉此，判断单元324即可同时得知第二电容值与其所对应的第二震荡频率以及参考震荡频率，并进一步判断第二震荡频率与参考震荡频率的大小。

若步骤S106的判断结果为否的话，则重新执行步骤S100。若步骤S106的判断结果为是的话，则进一步根据本发明的此较佳具体实施例的触控方法执行步骤S108：判断第二震荡频率是否小于第一震荡频率。同样地，第一震荡频率与第二震荡频率的大小，由图2B中的判断单元324执行。

经由判断单元324进行判断之后，可以获得以下两种结果。若判断第二震荡频率小于第一震荡频率，则进一步根据本发明的此较佳具体实施例的触控方法执行步骤S110：判定移动方向为第一端3000朝向第二端3002的方向。并且，完成步骤S110之后，随即重新执行步骤S100。相对地，若判断第二震荡频率大于第一震荡频率，则进一步根据本发明的此较佳具体实施例的触控方法执行步骤S112：判定移动方向为第二端3002朝向第一端3000的方向。并且，完成步骤S112之后，随即重新执行步骤S100。

因此，藉由上述本发明的此较佳具体实施例的触控方法，除了可以确保第一电容值与第二电容值皆为手指持续接触触控板的情况下所量测，更可有效地判断手指相对触控板的移动方向。

由以上对于本发明的较佳具体实施例的详述，可以明显地看出，本发明的触控装置及其触控方法主要利用具有渐增截面积外型的电容式触控板来作为单一迹线，并仅需单一感应器即可达到精确感应手指相对电容式触控板的移动方向、移动量以及移动速度。藉此，即可减少以往电容式触控板的迹线数目以降低成本与简化应用电路。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (15)

1.一种触控装置，用以提供输入信号至计算机装置，该计算机装置根据该输入信号执行应用程序，其特征在于该触控装置包含：

触控板，沿一轨迹成型，其中该触控板的截面积自该轨迹的第一端朝向第二端渐增；以及

处理模块，电连接至该触控板，用以提供该输入信号至该计算机装置，该输入信号包含移动方向，当手指在该触控板上移动时，该处理模块根据该触控板的电容值变化量，判断该手指在该触控板上所产生的该移动方向。

2.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于：当该手指在第一时间与第二时间之间持续地触控该触控板时，该处理模块于该第一时间接收关于该经触控的触控板的第一电容值，于该第二时间接收关于该经触控的触控板的第二电容值，并根据该第一电容值与该第二电容值之间的该电容值变化量判断该手指在该触控板上所产生的该移动方向。

3.根据权利要求2所述的触控装置，其特征在于该处理模块进一步包含：

第一震荡器，电连接至该触控板，用以于该第一时间根据对应该第一电容值的第一震荡频率进行震荡，并于该第二时间根据对应该第二电容值的第二震荡频率进行震荡；以及

判断单元，电连接至该第一震荡器，用以根据该第一震荡频率与该第二震荡频率之间的震荡频率变化量判断该手指相对该轨迹的该移动方向，其中该震荡频率变化量对应该电容值变化量。

4.根据权利要求3所述的触控装置，其特征在于：该处理模块进一步包含第二震荡器，电连接至该判断单元，用以根据参考震荡频率进行震荡，当该第一震荡频率小于该参考震荡频率时，该判断单元判定该触控板受该手指触控。

5.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于：若该电容值变化量为正值，则该处理模块判定该移动方向为该第一端朝向该第二端的方向，若该电容值变化量为负值，则该处理模块判定该移动方向为该第二端朝向该第一端的方向。

6.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于：该手指与该触控板之间具有一接触面积，当该手指于该触控板上进行触控时，该接触面积自该第一端朝向该第二端渐增。

7.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于：该触控板的截面积从该第一端平顺地朝向该第二端渐增。

8.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于：该应用程序可执行的功能选自于由窗口的水平卷动、窗口的垂直卷动、音量大小、缩放以及旋转所组成的群体中之其一。

9.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于：该轨迹为直线轨迹或圆形轨迹。

10.一种触控方法，供手指触控触控板，该触控板沿一轨迹成型，并且该触控板的截面积自该轨迹的第一端朝向第二端渐增，其特征在于该触控方法包含下列步骤：

(a)撷取关于该触控板的第一电容值；

(b)判断该第一电容值是否大于参考电容值，若是，则执行步骤(c)，若否，则重新执行步骤(a)；

(c)撷取关于该触控板的第二电容值；

(d)判断该第二电容值是否大于该参考电容值，若是，则执行步骤

(e)，若否，则重新执行步骤(a)；以及

(e)根据该第一电容值与该第二电容值判断该手指相对该触控板的移动方向。

11.根据权利要求10所述的触控方法，其特征在于步骤(e)进一步包含下列步骤：

(e1)判断该第二电容值是否大于该第一电容值，若是，则执行步骤(f)，若否，则执行步骤(g)；

(f)判定该移动方向为该第一端朝向该第二端的方向，并重新执行步骤(a)；以及

(g)判定该移动方向为该第二端朝向该第一端的方向，并重新执行步骤(a)。

12.根据权利要求10所述的触控方法，其特征在于步骤(b)进一步包含下列步骤：

(b1)判断对应该第一电容值的第一震荡频率是否大于参考震荡频率，若是，则执行步骤(c)，若否，则重新执行步骤(a)。

13.根据权利要求12所述的触控方法，其特征在于步骤(d)进一步包含下列步骤：

(d1)判断对应该第二电容值的第二震荡频率是否大于该参考震荡频率，若是，则执行步骤(e)，若否，则重新执行步骤(a)。

14.根据权利要求13所述的触控方法，其特征在于步骤(e)进一步包含下列步骤：

(e2)根据该第一震荡频率与该第二震荡频率判断该手指相对该触控板的该移动方向。

15.根据权利要求14所述的触控方法，其特征在于步骤(e2)进一步包含下列步骤：

(e3)判断该第二震荡频率是否小于该第一震荡频率，若是，则执行步骤(f)，若否，则执行步骤(g)；

(f)判定该移动方向为该第一端朝向该第二端的方向，并重新执行步骤(a)；以及

(g)判定该移动方向为该第二端朝向该第一端的方向，并重新执行步骤(a)。

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