TWI409676B - 觸控面板裝置，裝設觸控面板裝置之顯示裝置，以及觸控面板裝置之控制方法 - Google Patents

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Description

觸控面板裝置，裝設觸控面板裝置之顯示裝置，以及觸控面板裝置之控制方法
本發明係有關於一種觸控面板裝置，用以在顯示螢幕上顯示操作單元並接收由操作者輸入至座標輸入螢幕頁面的操作，以及一種裝設觸控面板裝置之顯示裝置以及一種觸控面板裝置之控制方法。
具有觸控面板的輸入裝置(以下稱作“觸控面板裝置”)已廣泛地當作車站售票機的顯示螢幕、金融機構與便利店的自動提款機(Automated Teller Machine，ATM)以及如行動電話、音樂播放器及遊戲機的終端裝置使用。
一般觸控面板裝置的實現係疊置座標輸入螢幕頁面在如液晶顯示器的顯示螢幕上，顯示如顯示螢幕上按鍵的操作單元，並依據使用者在座標輸入螢幕頁面上所觸控的操作單元以提供服務。如按鍵的操作單元通常是圖形使用者介面(Graphical User Interface，GUI)單元。
GUI單元，比如按鍵，可自由地配置在對製造廠商及操作者都很方便的這種觸控面板裝置上。因此，對這種觸控面板裝置的需求預期會增加。
當操作按鍵顯示於這種顯示螢幕上時，操作者不會有如操作實際按鍵的觸摸感覺。所以，操作者在操作這種顯示螢幕時會有不確定感。例如，當操作者輸入某一操作(亦即觸摸觸控面板)以按壓某一按鍵或移動滑棒時，操作者會想該觸控面板裝置並未正確偵測到該操作。因此，操作者會強力的按壓顯示螢幕。
當施加強力於觸控面板時，液晶顯示器會損壞。
解決方式是當操作者輸入某一操作時，以相反色彩顯示被觸摸之按鍵，或發出聲音，使得操作者能察覺到觸控面板裝置已偵測到操作者的輸入。
然而，視覺及聽覺的感知因人而異。此外，依觸控面板裝置的安裝位置而定，色彩的顯示會不同且聲音聽起來會有不同。因此，當操作者輸入某一操作時，即使讓色彩相反或發出聲音，還是有許多情形，操作者無法充分察覺到觸控面板裝置已偵測到操作者的輸入。
為解決這種操作相關的問題，已經有一種觸控面板裝置被提出，當操作者操作(觸摸)觸控面板裝置時提供感覺(觸感)。利用這種觸控面板裝置，當操作者按壓觸控面板時，觸控面板開始會依據微小振幅的信號波形而變成位移，直到按壓力量被判斷為一操作輸入。一旦按壓力量被判斷是輸入操作時，此時觸控面板會依據較大振幅的信號波形而變成位移。所以，當操作者按壓觸控面板時，操作者先感覺到依據微小振幅的擺動，然後感覺到依據較大振幅的按壓(例如日本公開專利申請第2005-149197號)。
然而，雖然操作者利用上述傳統觸控面板裝置能感覺到擺動，但是操作者無法只藉感覺該擺動而立即察覺到操作單元與其指尖之間的位置關係。
因此，當操作者利用指尖觸摸到按鍵時，無法立即察覺到該按鍵是否位於其指尖的左側或右側。
此外，如果操作者的指尖遠離按鍵且當操作者先觸摸該觸控面板裝置時，操作者必需藉觀看觸控面板而在視覺上察覺到，然後才再一次按壓該按鍵。所以，視力不佳的操作者在使用觸控面板上會有困難。
因此，需要一種觸控面板裝置、一種裝設裝置觸控面板裝置之顯示裝置、以及觸控面板裝置之控制方法，藉此，操作者可只依據所感知到的感覺，而立即察覺到顯示於顯示螢幕頁面上之操作單元與操作者指尖之間的位置關係。
本發明之特點提供一種觸控面板裝置、一種裝設觸控面板裝置之顯示裝置、以及一種觸控面板裝置之控制方法。
本發明的特點提供一種觸控面板裝置，包括一輸入螢幕頁面；一操作元件產生單元，配置以在位於該輸入螢幕頁面下方的一顯示單元上產生一個或一個以上的操作單元，該一個或一個以上的操作單元被顯示為一個或一個以上的影像；一振動產生單元，配置以產生一振動以振動該輸入螢幕頁面；以及一驅動控制單元，配置以使用一驅動圖案以驅動及控制該振動產生單元，該驅動圖案係用於產生一具有基於該一個或一個以上的操作單元之位置的一波形的駐波。
本發明的特點提供一種用以控制觸控面板裝置的控制方法，包括在位於一輸入螢幕頁面下方的一顯示單元上產生一個或一個以上的操作單元，該一個或一個以上的操作單元被顯示為一個或一個以上的影像；產生一振動以振動該顯示單元；以及使用一驅動圖案以控制產生該振動，該驅動圖案係用以產生一具有基於該一個或一個以上的操作單元之位置的一波形的駐波。
利用上述配置，可提供一種觸控面板裝置、一種裝設觸控面板裝置之顯示裝置、以及一種觸控面板裝置之控制方法，藉此，操作者可只依據所感知到的感覺，而立即察覺到顯示於顯示螢幕頁面上之操作單元與操作者指尖之間的位置關係。
以下係參考所附圖式說明本發明的實施例。
[第一實施例]
第1圖為依據本發明第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置(具有觸控面板之顯示裝置)的剖示圖。
依據第一實施例的裝設觸控面板之顯示裝置100包括基底基板1、液晶面板2、接觸感測器3、表面基板4、壓電式啟動裝置5A與5B、接觸感測器處理電路6、影像顯示電路7、驅動控制電路8、主控制裝置9以及記憶體10。
在這些單元中，觸控面板裝置係由基底基板1、接觸感測器3、表面基板4、壓電式啟動裝置5A與5B、接觸感測器處理電路6、影像顯示電路7、驅動控制電路8、主控制裝置9以及記憶體10構成。亦即，在第一實施例中，觸控面板裝置不包括液晶面板2。
液晶面板2、接觸感測器3、表面基板4、壓電式啟動裝置5A與5B係安裝在基底基板1上。例如，基底基板1可為印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)，係由玻璃環氧樹脂基板或玻璃複合基板所構成。
液晶面板2是安裝在基底基板1上，並當作用以顯示影像顯示電路7所產生之GUI單元的顯示單元。顯示單元並不限於液晶面板2，只要顯示單元能顯示GUI單元即可。例如，有機電致發光(Electro-Luminescence，EL)面板可用以當作顯示單元，而不用液晶面板2。
接觸感測器3安裝在液晶面板2上，並當作座標偵測裝置，用以偵測操作者所按壓之位置的座標。在第一實施例中，電阻性感測器是用以當作接觸感測器3。然而，接觸感測器3不限於電阻性感測器；例如，接觸感測器3可為壓敏感測器或電容感測器。
電阻性感測器包括相互面對的二電極薄片。每個電極薄片包括以矩陣方式配置在預定間距的複數個透明電極。當操作者用指尖按壓表面基板4的表面時，相對面的電極會相互接觸並變成相互導電性連接。當相對面的電極在特定位置相互接觸時，該特定位置沿著每個電極薄片中的X方向及Y方向的電阻值會改變。由於電阻值的改變，電阻性感測器所輸出之電壓值會在特定位置沿著每個電極薄片中的X方向及Y方向而改變。由於電壓值的改變，操作者所按壓的位置座標可被指定。
表面基板4是透明基板，當作裝設觸控面板之顯示裝置100的操作輸入單元。當操作者按壓表面基板4的表面時，接觸感測器3偵測到按壓位置(操作位置)的座標。因此，表面基板4的表面當作座標輸入螢幕頁面，用以操作依據第一實施例的觸控面板裝置。表面基板4可為由壓克力或聚碳酸酯做成的樹脂基板，或為玻璃基板。
壓電式啟動裝置5A與5B為封裝型驅動器單元。在每個驅動器單元中，複數個堆疊的壓電單元薄片被夾在電極板之間，係容置於澆鑄樹脂中。如第1圖所示，壓電式啟動裝置5A與5B被夾在基底基板1與表面基板4之間，且安置於液晶面板2與表面基板4的相反側邊。實際上，壓電式啟動裝置5A與5B是長形薄狀的驅動器單元，所具有的長度在本質上是相同於基底基板1及表面基板4在薄片深度方向之長度，如第1圖中所示。當施加電壓時，壓電式啟動裝置5A與5B會在堆疊結構的垂直方向上彎曲並位移。因此，壓電式啟動裝置5A與5B當作振動產生單元，用以在表面基板4上產生振動。
接觸感測器處理裝置6係用以將對應於按壓位置座標的電壓值進行信號處理，藉此由接觸感測器3輸出該電壓值。依據該信號處理，對應於按壓位置座標的電壓值經放大、雜訊消除及數位轉換，使得電壓值當作數位電壓值而輸出。因為信號處理係如上述說明進行，所以按壓位置可被精確的偵測到，即使由接觸感測器3而來的電壓值很小。此外，藉使用電阻性感測器當作接觸感測器3，其中複數個透明電極係以矩陣配置，可達到以下優點。亦即，接觸區(接觸感測器3的相對面電極薄片相互接觸的面積大小)可由操作者按壓液晶面板2時所接觸之電極對的數目而決定。此外，可計算出接觸區的中心位置，使得操作位置(接觸位置)可精確的決定。另外，接觸感測器處理電路6可偵測操作位置及接觸區中的暫時改變。
此外，接觸感測器3及接觸感測器處理電路6也具有當作按壓力量偵測單元的功能，用以在操作者輸入操作至座標輸入螢幕頁面時偵測按壓力量。
接觸感測器處理電路6對對應於操作位置之座標上的電壓值進行上述信號處理，並輸出表示操作已經輸入之位置的輸入座標資訊，以及表示接觸區的面積資訊。例如，輸入座標資訊可為已輸入操作之區域的中心位置座標，而且面積資訊可為接觸區的大小。隨著操作者所施加的按壓力量增加，接觸感測器3的相對面電極薄片相互接觸的接觸區會增加。因此，電極薄片之間的電阻值會降低，且代表由接觸感測器處理電路6輸出之面積資訊的電壓值會降低。相反地，隨著按壓力量減少，接觸區會減少。所以，代表面積資訊的電壓值會增加。面積資訊中的改變可用以當作代表操作者施加在表面基板4上按壓力量改變的資訊。輸入座標資訊及面積資訊係輸入至主控制裝置9，當作代表操作者輸入操作細節的資訊。
影像顯示電路7係用以藉驅動液晶面板2的像素而顯示影像。例如，如果液晶面板2是當作主動矩陣而驅動，則影像顯示電路7依據由主控制裝置9輸入之影像資料及顯示座標資料，驅動薄膜電晶體(Thin Film Transistor，TFT)以驅動像素。影像顯示電路7藉主控制裝置9將來自記憶體10的影像資料轉換成類比電壓信號，並輸出轉換信號以驅動液晶面板2。因此，對應於影像資料的影像(影像圖案)顯示於液晶面板2上對應於顯示座標資料的顯示位置。影像資料儲存於記憶體10內，並用以產生GUI單元的影像(影像圖案)，係裝設觸控面板之顯示裝置100的操作單元以及GUI單元周圍的區域。此外，顯示座標資料係用以指定影像資料在座標上的位置，並儲存於記憶體10中，以相關於影像資料。
驅動控制電路8係用以輸出驅動電壓(驅動信號)而驅動壓電式啟動裝置5A及5B。例如，可使用功能產生器當作驅動控制電路8。驅動控制電路8依據由主控制裝置9輸入之驅動圖案進行驅動電壓之電壓波形的調變及放大，以驅動壓電式啟動裝置5A及5B。驅動圖案是由電壓波形的頻率及振幅決定，而且電壓波形的頻率及振幅是藉主控制裝置9由記憶體10讀取出的頻率資料及振幅資料所設定。
例如，主控制裝置9可為中央處理器(CPU)，是控制整個依據第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置100的處理裝置。
在第一實施例中，當主控制裝置9藉執行儲存在記憶體10中的程式而提供預定服務給操作者時，主控制裝置9依據接觸感測器處理電路6所輸入之輸入座標資訊和面積資訊決定操作者輸入何種操作，以及代表顯示於液晶面板2上之GUI單元型式的資訊。
此外，主控制裝置9依據決定結果以執行處理，由記憶體10中讀取影像資料，用以產生處理所必需的影像圖案，並使液晶面板2經影像顯示電路7而顯示影像圖案。
例如，在依據第一實施例的裝設觸控面板之顯示裝置100用於ATM中的情形下，主控制裝置9會使液晶面板2顯示對應於用以依據操作者之操作而輸入個人認證碼(Personal Identification Number，PIN)或金額之按鍵的GUI單元。此外，主控制裝置9執行用以依據操作者之操作而調配現金或轉帳現金的處理。
在依據第一實施例的裝設觸控面板之顯示裝置100中，影像資料是儲存於記憶體10中，以相關於振幅資料、頻率資料及相差資料。
主控制裝置9具有當作驅動控制單元的功能。特別地，當由記憶體10中讀取影像資料並顯示影像於液晶面板2上以提供如上述之預定服務時，主控制裝置9讀取與記憶體10中與影像資料相關的振幅資料、頻率資料及相差資料，並經由驅動控制電路8驅動壓電式啟動裝置5A及5B，以執行振動該表面基板4的處理。以下說明振動該表面基板4的處理細節。
記憶體10係用以儲存各種資料項目，比如驅動依據第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置100所需要的程式。在第一實施例中，記憶體10儲存用以提供預定服務、影像資料、顯示座標資料、振幅資料、頻率資料及相差資料的程式。
影像資料係用以顯示GUI單元的影像及其他要顯示於液晶面板2上的影像。顯示座標資料係用以指定對應於要顯示之影像資料的影像的位置座標。
振幅資料、頻率資料及相差資料係用於代表驅動圖案，用以經驅動控制電路8而驅動壓電式啟動裝置5A及5B。
用於代表驅動圖案的振幅資料、頻率資料及相差資料是儲存於記憶體10中，以相關於相對應影像資料及顯示座標資料。
用以驅動壓電式啟動裝置5A及5B的方法之細節如以下所述。依據第一實施例的觸控面板裝置及裝設觸控面板之顯示裝置100驅動壓電式啟動裝置5A及5B，使得(駐波的)反節點位於GUI單元的中心位置，而GUI單元係對應於顯示在液晶面板2上的按鍵，且(駐波的)節點係位於GUI單元之間的邊界。
第2圖為依據第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置的液晶顯示面板的顯示螢幕的透視圖。
主控制裝置9藉使用以下所述之影像圖案認證碼(ID)以存取記憶體10，並讀取影像資料及顯示座標資料，係對應於與影像圖案ID相關的影像資料認證碼(ID)。然後，當主控制裝置9輸入影像資料及顯示座標資料至影像顯示電路7中時，影像顯示電路7藉使用影像資料及顯示座標資料，而在液晶面板2上的特定位置產生影像(影像圖案)。因此，包括八GUI按鍵21及一GUI滑棒(Slide Bar)22的GUI單元顯示於液晶面板2上。
第3圖為依據第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置100的主控制裝置9所包含一部分電路的方塊圖。第4圖為第3圖中駐波產生電路的電路配置方塊圖。
如第3圖所示，主控制裝置9包括接觸狀態決定電路11、操作完成圖案產生電路12、以及駐波產生電路13。如上所述，主控制裝置9是用以控制裝設觸控面板之顯示裝置100各種處理的處理裝置，而第3圖所示的電路是主控制裝置9的部分圖示。
接觸狀態決定電路11接收來自接觸感測器處理裝置6的輸入座標資訊及面積資訊。依據面積資訊，接觸狀態決定電路11決定操作者施加在座標輸入螢幕頁面(表面基板4的表面)上的壓力大小(接觸程度)。如果接觸狀態決定電路11所決定的壓力大於或等於預定臨界，則主控制裝置9使操作完成圖案產生電路12執行處理。如果接觸狀態決定電路11所決定的壓力小於預定臨界，則主控制裝置9使駐波產生電路13執行處理。
有二種電路用以產生輸入至驅動控制電路8的驅動圖案，而其中之一是操作完成圖案產生電路12。當操作者觸摸到顯示於液晶面板2上之GUI按鍵或滑棒時，操作完成圖案產生電路12產生用以驅動壓電性啟動裝置5A及5B的驅動圖案，藉觸摸提供感覺以提醒操作者該操作已完成。“操作結束”是指依據第一實施例的裝設觸控面板之顯示裝置100已經偵測到操作者已輸入操作。
駐波產生電路13是用以產生輸入至驅動控制電路之驅動圖案的二種電路中的另一電路。當操作者觸摸到顯示於液晶面板2上之GUI按鍵或滑棒時，駐波產生電路13產生用以驅動壓電性啟動裝置5A及5B的驅動圖案，如果操作者觸摸到實際的按鍵，藉觸摸提供感覺。
如第4圖所示，駐波產生電路13包括頻率控制電路14、相位控制電路15、以及振幅控制電路16。
頻率控制電路14係用以讀取並輸出儲存在記憶體10中的頻率資料。頻率控制電路14是包含於主控制裝置9中，且因此，藉主控制裝置9對儲存在記憶體10中的頻率資料所進行的讀取處理，實際上是執行成頻率控制電路14讀取記憶體10中的頻率資料。
相位控制電路15係用以讀取並輸出儲存在記憶體10中的相差資料。相位控制電路15是包含於主控制裝置9中，且因此，藉主控制裝置9對儲存在記憶體10中的相差資料所進行的讀取處理，實際上是執行成相位控制電路15讀取記憶體10中的相差資料。
振幅控制電路16係用以讀取並輸出儲存在記憶體10中的振幅資料。振幅控制電路16是包含於主控制裝置9中，且因此，藉主控制裝置9對儲存在記憶體10中的相差資料所進行的讀取處理，實際上是執行成振幅控制電路16讀取記憶體10中的振幅資料。
當頻率控制電路14、相位控制電路15及振幅控制電路16分別讀取來自記憶體10的頻率資料、相差資料及振幅資料時，已經讀取的資料係由駐波產生電路13輸出。因此，由頻率資料、相差資料及振幅資料所代表的驅動圖案係由主控制裝置9輸入至驅動控制電路8。
駐波的頻率、反節點與節點的位置以及振幅可藉改變頻率資料、相差資料或振幅資料而調整。
藉改變頻率資料、相差資料或振幅資料，可產生具有複數個重疊波形的驅動圖案。此外，所產生的波形並不限於正弦波；所產生的波形可為脈衝波或三角波。此外，壓電性啟動裝置5A的驅動圖案以及壓電性啟動裝置5B的驅動圖案可為相同或不同。
第5A圖及第5B圖顯示經依據第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置100的表面基板4而可視的顯示GUI單元間的位置關係以及表面基板4所產生之駐波振幅的尖峰數值。第5A圖顯示3列3行矩陣中的九個GUI按鍵23係顯示成GUI單元。第5B圖顯示6列6行矩陣中的三十六個GUI按鍵24係顯示成GUI單元。
在第5A圖及第5B圖中，頂部的平面圖顯示在液晶面板2上顯示之GUI按鍵23及24，且可由透明的表面基板4看到。此外，底部的波形圖顯示位於沿著表面基板4之X方向的駐波振幅之尖峰數值的振幅分佈。平面圖及相對應波形圖具有共同的X及Y座標。
如第5A圖所示，所產生的駐波具有位於GUI按鍵23之中心位置231的反節點、以及位於GUI按鍵23之邊緣(邊界232)的節點。因此，藉觸摸座標輸入螢幕頁面(表面基板4的表面)，操作者可只依據所感知的感覺而立即察覺到表面基板4的表面上有一部分振動的比其他部分更加強烈，而該部分係對應於X方向上該等GUI按鍵23中之一個GUI按鍵的中心。
第5A圖顯示駐波產生電路13已經產生駐波，其中反節點係位於GUI按鍵23的中心位置(比如每個GUI按鍵23具有約40mm×30mm的大小)，且節點係位於邊界232的情形。然而，在另一實例中，駐波產生電路13可產生駐波，其中在X方向上反節點位於邊界232而節點位於GUI按鍵23的中心位置。
節點與反節點的位置與數目可利用包含在驅動圖案內的頻率資料及相差資料而選擇性地設定。
例如，如第5B圖所示，當36個GUI按鍵24顯示於6列6行矩陣內時，駐波產生電路13產生駐波，其中反節點位於配置於寬度方向上6個GUI按鍵24中的每個GUI按鍵的中心位置241，且節點位於邊界242。
當第5B圖中所示表面基板4的大小等於第5A圖中的大小時，GUI按鍵24的大小約為GUI按鍵23的一半(例如約20mm×15mm)。因此，藉由比第5A圖中駐波還高的頻率驅動壓電式啟動裝置5A及5B，駐波的節點與反節點可位於第5B圖所示GUI按鍵24的中心位置241與邊界242，而GUI按鍵24是非常小的按鍵(與GUI按鍵23比較)。
在上述中，如第5A圖及第5B圖所示，壓電式啟動裝置5A及5B係沿著表面基板4的邊緣上之Y方向而配置(亦即X方向上的邊緣)，因此駐波是在X方向上產生。然而，駐波可藉沿著表面基板4的邊緣上之X方向配置二壓電式啟動裝置而在Y方向上產生(亦即Y方向上的邊緣)。
在第一實施例中，裝設觸控面板之顯示裝置100可依據獨一振動模式產生駐波，以調整獨一振動頻率，使得駐波的反節點位於GUI按鍵23。
第6圖顯示經依據第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置100A的表面基板4而可視的顯示GUI單元間的位置關係以及依據在表面基板4上所產生之獨一振動模式的振幅之尖峰數值。在駐波中，依據獨一振動模式的駐波是由分佈振動所產生，係當駐波在實體邊緣部分(固定邊緣)上反射時而形成，且駐波是重複性重疊。藉使用依據獨一振動模式的駐波，可產生所需的振動分佈。因此，藉調整獨一振動頻率，駐波的反節點可在GUI按鍵23產生。
在第6圖所示的裝設觸控面板之顯示裝置100A中，壓電式啟動裝置5A及5B係沿著表面基板4的對角線而配置，如由頂部所看到，且表面基板4是由基底基板1的側壁5C(見第1圖)支撐。這些特點係不同於第5A圖及第5B圖所示的裝設觸控面板之顯示裝置100。第6圖所示的壓電式啟動裝置5A及5B是圓柱狀驅動裝置，具有由頂部看到的圓形。此外，側壁5C是由頂部看到的矩形框架，係沿著表面基板4的四邊而安置。側壁5C支撐基底基板1上的表面基板4。藉側壁5C固定於基底基板1的部分表面基板4，在獨一振動模式中是稱作“固定邊緣”。
獨一振動模式是在以下條件下啟動。例如，以波束實例而論，波束的長度必需是振動所產生之波的半波長之整倍數。亦即，獨一振動模式是由實體的材料及大小所決定。例如，為獲得表面基板4的(m，n)模式的頻率(m及n係任意整數)，且表面基板4為四邊由第6圖所示支撐的矩形平板，所以可使用以下公式(1)。特別地，頻率係由公式(1)表示，其中表面基板4具有楊氏模數(Young’s Modulus)E、密度ρ、波森比(Poisson ratio)ν、長度Lx及Ly、高度h以及角頻率ω。
例如，使用具有楊氏模數2.5e9 [Pa]、密度1,200[kg/m3 ]、波森比0.38的聚碳酸酯透明基板當作表面基板4。表面基板4的長度與高度為Lx=30[mm]，Ly=40[mm]，及h=1.21[mm]。壓電式啟動裝置5A及5B是在20KHz下驅動，用以振動表面基板4，產生對應於(3，4)模式的分佈振動，如第6圖所示的二維分佈。第6圖頂部圖式所示沿割線A-A’切割之剖面的振幅分佈係顯示於第6圖底部圖式中。當4列4行矩陣中的GUI按鍵23顯示於第6圖的頂部圖式時，振動的反節點233可位於GUI按鍵23。在第6圖中，反節點233是以層次顯示，且層次愈暗，則振幅愈大。此外，節點是位於反節點233之間。
此外，可改變獨一振動頻率，用以啟動另一獨一振動模式，控制駐波之反節點及節點的位置。例如，壓電式啟動裝置5A及5B是以13.4KHz驅動而激發(3，3)模式，如第7圖的頂部圖式所示。駐波的位置係相對於3列3行矩陣所顯示之GUI按鍵23的顯示位置而調整。第7圖頂部圖式中沿割線A-A’切割之剖面的振幅分佈係顯示於第7圖底部圖式中。因此，駐波的反節點233可位於GUI按鍵23的中心位置。
這種獨一振動模式具有以下優點。特別地，比起未在獨一振動模式中產生駐波的情形，即使壓電式啟動裝置5A及5B所施加的振動力量很小，也可在反節電的位置達成較大的振幅。此外，駐波是在實體的邊緣部分(亦即由側壁5C所形成的固定邊緣)反射，且可形成振動分佈，即使只有一振動點。亦即，藉調整表面基板4的楊氏模數E、密度ρ、波森比ν、長度Lx及Ly、高度h以及角頻率ω，可利用單一壓電式啟動裝置藉獨一振動而產生駐波。例如，只要第6圖所示壓電式啟動裝置5A及5B的其中之一便已足夠。
當然，振動點愈多，振動愈穩啶。振動點的數目可藉增加壓電式啟動裝置的數目而增加。例如，除安置在第6圖中左下及右上方GUI按鍵23底下的壓電式啟動裝置5A及5B以外，還有安置在左上及右下方GUI按鍵23底下的壓電式啟動裝置，使得表面基板4係利用總共四個壓電式啟動裝置而振動。
在第6圖及第7圖中，表面基板4的所有四邊是由在基底基板1上矩形框架之側壁5C所支撐(見第1圖)。然而，側壁5C可不為單一框架的形狀；側壁5C可由獨立的側壁件構成，只要是沿著表面基板4的四邊配置即可。例如，第6圖及第7圖所示矩形框架的側壁5C可在框架的四角脫離開，以平行提供四直線形側壁5C。
在第6圖及第7圖中，由頂部看，壓電式啟動裝置5A及5B係安置在側壁5C之內側，且壓電式啟動裝置5A及5B是直接安置於GUI按鍵23底下。然而在另一實例中，由頂部看，壓電式啟動裝置5A及5B可安置於顯示GUI按鍵23之區域的外側，但位於側壁5C之內側。
如第8圖所示，藉使用線性壓電式啟動裝置5A及5B在Y軸方向延伸，類似於第5A圖所示，並藉調整表面基板4的楊氏模數E、密度ρ、波森比ν、長度Lx及Ly、高度h以及角頻率ω，以產生駐波，使得反節點233位於GUI按鍵23。第8圖中頂部圖式所示沿割線A-A’切割之剖面的振幅分佈係顯示於第8圖的底部圖式中。獨一振動所產生的駐波之反節點233可位於GUI按鍵23。
在此所顯示之數值只是實例而已，也可使用其他的數值。
接著參閱第9圖，說明用以產生如第5A圖及第5B圖所示之駐波的資料結構。
第9圖顯示依據第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置100的記憶體10中所儲存之列表的實例。
如第9圖的列表所示，記憶體10儲存相互有關的影像圖案ID、影像資料ID、顯示座標資料、頻率資料、振幅資料及相差資料。
影像圖案ID係當作認證碼(ID)，用以管理影像資料ID、顯示座標資料、頻率資料、振幅資料及相差資料。影像圖案ID是給與影像圖案ID相關之影像資料所表示的影像圖案。
影像資料ID代表影像資料的型式。影像資料本身是儲存於記憶體10中，並與第2圖所示的列表分開。
顯示座標資料係表示XY座標(X，Y)，用以顯示影像圖案於液晶面板2上。顯示座標資料定義顯示出依據影像資料之影像圖案的位置。
頻率資料及振幅資料表示用以驅動壓電式啟動裝置5A及5B的頻率及振幅。頻率資料及振幅資料係指定給每個壓電式啟動裝置5A及5B。頻率資料F及振幅資料A係依據影像圖案而設定。
相差資料表示用以驅動壓電式啟動裝置5A及5B之頻率資料中的相差。相差資料是正值或負值，代表壓電式啟動裝置5A之頻率資料及壓電式啟動裝置5B之頻率資料間的相差。
如第5A圖及第5B圖所示，頻率資料、振幅資料及相差資料係以數值表示，用以產生對應於影像資料ID所認證之影像資料所表示的影像圖案(亦即GUI單元)的駐波，使得不同駐波的節點或反節點係在GUI單元的中心位置或邊界上產生。
主控制裝置9讀取包含在記憶10中列表內的上述資料。特別地，主控制裝置9使用影像圖案ID以讀取相對應資訊，包括影像資料ID、顯示座標資料、頻率資料、振幅資料及相差資料。因此，GUI單元的影像以及包圍GUI單元之區域的影像都顯示於依據第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置100的液晶面板上，以提供預定服務而響應操作者所輸入之操作。
在上述實例中，主控制裝置9使用影像圖案ID以讀取相對應資訊，包括影像資料ID、顯示座標資料、頻率資料、振幅資料及相差資料。然而，讀取資料的方法並非受限於此。
第10圖為依據第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置100的主控制裝置9所執行之產生驅動圖案的處理流程圖。該處理係對應於依據第一實施例控制觸控面板裝置的方法。
當啟動依據第一實施例的裝設觸控面板之顯示裝置100時，主控制裝置9開始該處理，如第10圖所示(開始)。
依據第一實施例的裝設觸控面板之顯示裝置100一開始在液晶面板2上顯示預定的起始操作螢幕頁面。
當啟動依據第一實施例的裝設觸控面板之顯示裝置100時，主控制裝置9使用顯示於起始操作螢幕頁面上之每個GUI單元的影像圖案ID，而由第9圖所示的列表中讀取相對應資訊，包括影像資料ID、顯示座標資料、頻率資料、振幅資料及相差資料。然後，主控制裝置9輸入與影像顯示電路7內之影像資料ID相關的影像資料及顯示座標資料。因此，起始操作螢幕頁面是顯示於液晶面板2上。
如上所述，在起始階段，依據第一實施例的裝設觸控面板之顯示裝置100顯示起始操作螢幕頁面於液晶面板2上，但壓電式啟動裝置5A及5B還未被驅動，而且駐波還未產生於表面基板4上。
首先，主控制裝置9偵測在座標輸入螢幕頁面(表面基板4的表面)上的接觸狀態(步驟S1)。接觸狀態是藉偵測由接觸感測器處理裝置6所輸入之輸入座標資訊而偵測。
接著，主控制裝置9決定座標輸入螢幕頁面(表面基板4的表面)上的按壓力量是否小於預定臨界(步驟S2)。按壓力量的決定是由主控制裝置9依據代表由接觸感測器處理裝置6所輸入之面積資訊的電壓值而進行，當作按壓力量決定單元。
當按壓力量為低時(未按壓或輕微按壓)，代表面積資訊的電壓值為高。當按壓力量為高時(強烈按壓)，代表面積資訊的電壓值為低。因此，步驟S2的決定處理實際上是藉決定代表面積資訊的電壓值是否超過預定電壓臨界而進行。
步驟S1及S2的處理是由包含於主控制裝置9內的接觸狀態決定電路11執行。
當主控制裝置9在步驟S2中決定按壓力量小於預定臨界時，主控制裝置9在裝設觸控面板100啟動之前，先使用讀取自記憶體10的頻率資料、振幅資料及相差資料，以產生驅動圖案(駐波驅動圖案)(步驟3A)。
步驟3A的處理是由駐波產生電路13中的頻率控制電路14、相位控制電路15及振幅控制電路16進行。
在步驟3A後，主控制裝置9將由頻率資料、振幅資料及相差資料表示用以產生駐波的驅動圖案(駐波驅動圖案)輸入至驅動控制電路8中，並驅動壓電式啟動裝置5A及5B(步驟S4)。
因此，將振動傳送至表面基板4，而且駐波的反節點係在GUI單元按鍵的中心位置上產生。例如，如第5A圖所示，所產生之駐波的反節點是位於GUI按鍵23。
因此，當操作者觸摸到GUI按鍵23時，操作者可依據駐波的振動而察覺到GUI按鍵23的邊界233的輪廓。因此，操作者可只依據觸摸座標輸入螢幕頁面(表面基板4的表面)所感知到的感覺，而立刻察覺到GUI按鍵23的位置。
如上所述，當按壓力量小於預定臨界時，駐波會在表面基板4上產生。這是因為當按壓力量小於預定臨界時，假設操作者正在找尋目標GUI按鍵23的位置，藉以輸入操作。因此，產生駐波而使得操作者只依據觸摸表面基板4所感知到的感覺而立刻察覺到GUI按鍵23的位置。
相反地，在步驟S2中，當主控制裝置9決定按壓力量大於或等於預定臨界時，主控制裝置9由記憶體10讀取驅動圖案(操作完成驅動圖案)，用以產生用於GUI按鍵23的振動，使得操作者依據所感知到的感覺而被通知到該操作已完成(步驟S3B)。
在步驟S3B後，於步驟S4中，主控制裝置9將步驟S3B中所產生的驅動圖案(操作完成驅動圖案)輸入至驅動控制電路8，並驅動壓電式啟動裝置5A及5B。
操作完成驅動圖案可為任意圖案，只要用以驅動壓電式啟動裝置5A及5B的頻率、相差或振幅能改變而使操作者藉感知到已改變之感覺而被通知到該操作已完成即可。
步驟S3B及步驟S4的處理都是由主控制裝置9執行。此外，步驟S3B中所使用的操作完成驅動圖案可與第9圖所示的列表一起儲存於記憶體10中，或可與列表分開儲存。
主控制裝置9決定依據用以提供服務給操作者之程式的處理是否已經結束(步驟S5)。例如，當依據第一實施例的裝設觸控面板之顯示裝置100係用於ATM中時，步驟S5的處理可藉決定用以調配現金或轉帳現金的程式是否已經結束而實現。
當主控制裝置9已經在步驟S5中決定該程式還未結束時，操作流程回到步驟S1。主控制裝置9重複由步驟S1開始的處理。
假設在步驟S2中已決定按壓力量小於預定臨界，則藉執行步驟3A與步驟S4而產生駐波，然後如果在步驟S2中已決定按壓力量大於或等於預定臨界，則操作流程進入步驟S3B及步驟S4。因此，在表面基板4上的振動由依據駐波的振動而改變成依據用以通知操作已經完成之圖案的振動。
該操作流程是在操作者先輕輕觸摸GUI按鍵23然後增加GUI按鍵23上的按壓力量以完成操作時進行。
因此，隨著操作者開始觸摸表面基板4，操作者能只藉感覺因駐波所引起的振動而立刻察覺到GUI按鍵23的位置。當操作者停止施加按壓力量時，操作者能依據所感知的感覺而確定操作已完成。接著，參閱第11A圖至第11C圖，說明當按壓力量增加時振動波形的改變，其中隨著操作者先輕輕觸模GUI按鍵23且然後增加GUI按鍵23上的按壓力量以完成操作。
第11A圖至第11C圖為顯示依據第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置100在操作者先輕輕觸摸GUI按鍵23然後增加在GUI按鍵23上之按壓力量以完成操作時的驅動條件之特性圖。第11A圖顯示按壓力量的暫時改變。第11B圖顯示當壓電式啟動裝置5A及5B係依據駐波驅動圖案及操作完成驅動圖案而驅動時振動波形的比較。第11C圖顯示當駐波產生時產生反節點之位置A的振幅以及表面基板4之表面上產生節點之位置B的振幅。參閱第5A圖，位置A對應於X1、X2及X3之位置的其中之一，而位置B對應於位於位置X1、X2及X3之間的四位置的其中之一。
如第11A圖所示，按壓力量P從時間點t=0開始而逐漸增加。當按壓力量P小於臨界P1時，壓電式啟動裝置5A及5B是依據用以產生駐波的頻率、相差(注意在第11B圖中相差是零)以及振幅而驅動。因此，產生振動以使得駐波的反節點在位置A產生。在位置B產生的振幅為零，因為駐波的節點是在位置B產生。依據駐波，操作者能只依據所感知到的感覺而立刻察覺到GUI單元的位置。
在時間點t=t1，按壓力量P變得大於或等於臨界P1。因此，用以驅動壓電式啟動裝置5A及5B的頻率會改變。所以，表面基板4上不再產生駐波。因此，如第11C圖所示，表面基板4依據位置A與位置B上的相同相位而振動。這表示整個表面基板4依據相同相位而振動。隨著振動圖案以上述方式改變，操作者可只依據所感知到的感覺而察覺到輸入操作已經完成。
第12A圖至第12C圖顯示在當作比較(比較實例)的另一裝設觸控面板之顯示裝置中操作者指尖與表面基板4之振動間的關係。在第12A圖至第12C圖中，左邊的剖示圖顯示相對於座標輸入螢幕頁面上GUI按鍵23B的操作者指尖的位置，以及右邊的特性圖顯示在GUI按鍵23B的寬度方向X上指尖位置與振幅之間的關係。第12A圖至第12C圖顯示操作者移動指尖位置以試圖觸摸GUI按鍵23B。X軸的原點對應於GUI按鍵23B的左邊緣。
第13A圖至第13D圖顯示依據本發明第一實施例在裝設觸控面板之顯示裝置100中操作者指尖與表面基板4上所產生之駐波振幅尖峰數值之位置間的位置關係。在第13A圖至第13D圖中，頂部的剖示圖顯示相對於座標輸入螢幕頁面上GUI按鍵23A、23B及23C的操作者指尖位置，以及底部的相對應波形圖顯示駐波振幅的尖峰數值。在第13A圖至第13D圖中，應用到頂部剖示圖及底部波形圖的水平軸X顯示在表面基板4之寬度方向上的位置。
在第12A圖至第13D圖中，假設操作者指尖觸摸到GI按鍵是在由畫出手指處之薄片平面的前面朝後面的方向上延伸。此外，在第12A圖至第13D圖中，就說明而言，為顯示出按鍵位置的目的，GUI按鍵23A、23B及23C是顯示成虛線，如同是三維按鍵一般。然而，GUI按鍵23A、23B及23C實際上是相同於第5A圖的GUI按鍵23，係顯示於液晶面板2上當作GUI單元。
依據比較實例的裝設觸控面板之顯示裝置是不同於依據本發明第一實施例的裝設觸控面板之顯示裝置100，因為駐波不會在表面基板4上產生，而且用以振動整個表面基板4的振幅會視相對GUI按鍵23位置的指尖位置而改變。否則，依據比較實例的裝設觸控面板之顯示裝置是相同於依據本發明第一實施例的裝設觸控面板之顯示裝置100。
在依據比較實例的裝設觸控面板之顯示裝置中，當指尖位於GUI按鍵23A、23B及23C的任一GUI按鍵之中心時，振幅會變成最大值(SMAX)；當指尖位於GUI按鍵23A、23B及23C的任一GUI按鍵之間時，振幅會變成最小值(S3)。
因此，當操作者沿著表面基板4的表面移動指尖而試圖只依據所感知的感覺以察覺GUI按鍵23的位置時，表面基板4的振動會增加，使得操作者能察覺到其指尖朝GUI按鍵23的中心移動。相反地，如果表面基板4的振動降低，操作者能察覺到其指尖朝GUI按鍵23的邊緣移動。
在這種依據比較實例的裝設觸控面板之顯示裝置中，如第12A圖左邊的剖示圖所示，當指尖的中心是位於GUI按鍵23B的X方向上之位置P1時，壓電式啟動裝置5A及5B是設定在振幅S1，如第12A圖右邊的特性圖所示。在比較實例中，整個表面基板4是以振幅S1作振動。
因此，操作者無法只依據所感知到的感覺而立刻察覺到相對於GUI按鍵23B之位置的指尖位置。操作者唯一能察覺到GUI按鍵23B之位置的方式是，當左至右移動其指尖時振幅照著改變。
例如，當操作者輕微向右移動其指尖至第12B圖所示位置P2時，整個表面基板4是以最大振幅Smax作振動。因此，與第12A圖的狀態比較起來，操作者可察覺到(亦即感覺到)其指尖已朝GUI按鍵23B的中心移動。
此外，當操作者持續向右移動其指尖至第12C圖所示之位置P3時，整個表面基板4是以振幅S2作振動。因此，操作者可察覺到其指尖已朝GUI按鍵23B的中心移動。
然而，在依據比較實例的裝設觸控面板之顯示裝置中，當操作者的指尖觸摸到表面基板4的表面時，整個表面基板4是以相同的振幅作振動。所以，除非操作者移動其指尖至左邊或右邊，否則無法察覺到其指尖與GUI按鍵23B之間的位置關係。因此，操作者無法只依據所感知到的感覺而立刻(一觸摸到表面基板4時)察覺到位置關係。
例如，當複數個GUI按鍵23A、23B及23C配置成如第12A圖至第12C圖所示時，為了只依據所感知到的感覺而察覺到操作者的指尖是否較靠近GUI按鍵23A、GUI按鍵23B或GUI按鍵23C，操作者需要由左至右移動其指尖。因此，就可操作性而言，利用比較實例會有未解決的問題。
此外，當GUI按鍵23A的大小是小到被指尖隱藏住時，很難在視覺上察覺到GUI按鍵23A及指尖的相對位置。
其中一種解決方式是提供另一種裝設觸控面板之顯示裝置，係具有放大位於指尖底下之GUI按鍵的功能。然而，當其中一GUI按鍵被放大時，與被放大之GUI按鍵的相鄰GUI按鍵會被隱藏住。此外，顯示器中的自由度會依據用以放大GUI按鍵的面積而降低。
同時，在依據本發明第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置100中，當指尖位於GUI按鍵23A與23B之間(X1與X2的中間)時，如第13A圖所示，則操作者的指尖會觸摸到駐波的節點。因此，沒有振動傳送至操作者的指尖。所以，操作者無法只依據所感知到的感覺而立刻察覺到其指尖係位於GUI按鍵23A與23B之間。
此外，當指尖位於GUI按鍵23B的中心(X2的位置)時，如第13B圖所示，則操作者的指尖會觸摸到駐波的反節點，因此會有強烈的振動傳送至操作者的指尖。所以，操作者可只依據所感知到的感覺而立刻察覺到其指尖係位於GUI按鍵23B的中心。
此外，當指尖位於GUI按鍵23B與23C之間並較靠近GUI按鍵23B時，如第13C圖所示，駐波的反節點是位於操作者的指尖之左側。操作者能感覺到在其指尖左側的強烈振動。因此，操作者可只依據所感知到的感覺而立刻察覺到其指尖係位於GUI按鍵23B與23C之間並較靠近GUI按鍵23B。
此外，當指尖位於GUI按鍵23A與23B之間並較靠近GUI按鍵23B時，如第13D圖所示，駐波的反節點是位於操作者的指尖之右側。操作者能感覺到在其指尖右側的強烈振動。因此，操作者可只依據所感知到的感覺而立刻察覺到其指尖係位於GUI按鍵23A與23B之間並較靠近GUI按鍵23B。
如上所述，利用依據本發明第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置100，當操作者用其指尖觸摸到表面基板4的表面時，操作者能感知到在GUI按鍵23之位置上所產生之駐波的感覺。因此，操作者可只依據所感知到的感覺而立刻察覺到其指尖與GUI單元之間的位置關係。因此，可提供具優良可操作性的觸控面板裝置及裝設觸控面板之顯示裝置。
當有許多GUI單元時，GUI按鍵的大小可以很小，且***作者的指尖隱藏住。然而，在依據本發明第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置中，操作者可只依據所感知到的感覺而立刻察覺到GUI按鍵的位置。所以，操作錯誤可以避免，使得操作者身上的生理與心理的工作負擔可降低，藉以大幅的改善可使用性。
此外，當表面基板4上的按壓力量變得大於或等於預定臨界時，施加至壓電式啟動裝置5A及5B的驅動圖案會改變。因此，操作者可察覺到輸入操作已被該裝置察覺(操作完成)。所以，除了操作者能藉所感知的感覺而立刻察覺到GUI的位置之效應以外，操作者還可藉由感知已改變的感覺而被通知到操作已完成，藉以改善方便性。
在上述說明中，表面基板4振動而使得駐波的反節點或節點是位於GUI單元的中心位置或邊界。然而，駐波的反節點或節點的位置並非限定於此，而只要駐波是依據GUI單元的位置而產生並使得GUI單元的位置可***作者察覺到即可。
當壓電式啟動裝置5A及5B所產生的駐波是在表面基板4的邊緣部分被反射時，駐波的波形會變形。然而，這可依如下所述而避免。特別的是，可調整壓電式啟動裝置5A及5B的頻率及相差，或振動吸收件可安置於表面基板4的邊緣部分。
[第二實施例]
第14圖為依據本發明第二實施例裝設觸控面板之顯示裝置的主控制裝置9所執行之產生驅動圖案的處理流程圖。該處理係對應於依據第二實施例控制觸控面板裝置之方法。
依據第二實施例的裝設觸控面板之顯示裝置不同於依據第一實施例的裝設觸控面板之顯示裝置100，因為駐波是啟動後立刻在表面基板4上產生。因此，參閱第1圖所示的配置，而且與第一實施例不相同之處理中的特點主要是在以下進行說明。
當依據第二實施例的裝設觸控面板之顯示裝置被啟動時，主控制裝置9開始如第14圖所示的處理(開始)。
為了啟動依據第二實施例的裝設觸控面板之顯示裝置，預定操作螢幕頁面需顯示於液晶面板2上。因此，當裝設觸控面板之顯示裝置被啟動時，主控制裝置9使用要顯示於起始操作螢幕頁面上的相對應GUI單元之每個影像圖案的影像圖案ID，以便從第9圖所示的列表讀取當作起始資料用的資料。由列表中所讀取的資料包括影像資料IDs、顯示座標資料、頻率資料、振幅資料以及相差資料(步驟S21)。
接著，主控制裝置9輸入與影像資料IDs相關的影像資料及顯示座標資料至影像顯示電路7，當作影像圖案。此外，主控制裝置9輸入以頻率資料、振幅資料以及相差資料所表示之用以產生駐波的驅動圖案(駐波驅動圖案)至驅動控制電路8(步驟S22)。
因此，當顯示起始操作螢幕頁面時，在對應於GUI單元的按鍵之中心產生駐波的反節點。亦即如第5A圖所示，產生駐波，其中反節點是位於GUI按鍵23。
因此，藉觸摸GUI按鍵23，操作者能依據駐波的振動而察覺到GUI按鍵23的邊界232。所以，當操作者觸摸到座標輸入螢幕頁面(表面基板4的表面)時，操作者可只依據所感知的感覺而立刻察覺到GUI按鍵23的位置。
接著，主控制裝置9偵測座標輸入螢幕頁面(表面基板4的表面)上的接觸狀態(步驟S23)。接觸狀態係藉偵測由接觸感測器處理電路6所輸入之輸入座標資訊而被偵測。
接著，主控制裝置9決定座標輸入螢幕頁面(表面基板4的表面)上的按壓力量是否小於預定臨界(步驟S24)。按壓力量的決定是依據由接觸感測器處理電路6所輸入之代表面積資訊的電壓值而進行。
當主控制裝置9在步驟S24中決定按壓力量小於預定臨界時，主控制裝置9保持在步驟S22中由記憶體10讀取且以頻率資料、振幅資料及相差資料所表示的驅動圖案(駐波驅動圖案)(步驟S25A)。
接著，主控制裝置9將步驟S25A中所保持的驅動圖案輸入至驅動控制電路8並驅動壓電式啟動裝置5A及5B(步驟S26)。
此時，主控制裝置9持續將步驟S22中讀取的驅動圖案輸入至驅動控制電路8，因此與步驟S22中所產生的相同駐波保持在表面基板4上。
這是因為如果按壓力量小於預定臨界時，假設操作者還未完成輸入操作。
相反地，當主控制裝置9在步驟S24中決定按壓力量大於或等於預定臨界時，主控制裝置9改變驅動圖案。特別的是，主控制裝置9由記憶體10讀取驅動圖案(操作完成驅動圖案)，用以對GUI按鍵23產生振動，使得操作者依據所感知的感覺而被通知到操作已完成(步驟S25B)。
接著，在步驟S26中，將步驟S25B中獲得而當作改變驅動圖案之結果的驅動圖案(操作完成驅動圖案)輸入至驅動控制電路8，以驅動壓電式啟動裝置5A及5B。
操作完成驅動圖案可為任意圖案，只要可改變用以驅動壓電式啟動裝置5A及5B的頻率、相差或振幅而使得操作者藉感知到已改變的感覺而被通知到操作已完成即可。
主控制裝置9決定依據用以提供服務至操作者之程式的處理是否已結束(步驟S27)。
當主控制裝置9在步驟S27中已經決定該程式還未結束時，處理流程回到步驟S21。主控制裝置9重複由步驟S21開始的處理。
利用依據本發明第二實施例的觸控面板裝置及裝設觸控面板之顯示裝置，在該裝置被啟動後立刻於表面基板4上產生駐波，以及當操作者用指尖觸摸到表面基板4的表面時，操作者可只依據所感知到的感覺而立刻察覺到其指尖與GUI單元之間的位置關係。因此，可提供具優良可操作性的觸控面板裝置及裝設觸控面板之顯示裝置。
此外，當表面基板4上的按壓力量變成大於或等於預定臨界時，施加到壓電式啟動裝置5A及5B的驅動圖案會改變。因此，操作者可藉該裝置而察覺到輸入操作已被察覺到(操作完成)。因此，除了操作者能藉所感知的感覺而立刻察覺到GUI的位置之效應以外，操作者還可藉由感知已改變的感覺而被通知到操作已完成，藉以改善方便性。
[第三實施例]
第15圖為依據本發明第三實施例裝設觸控面板之顯示裝置的剖示圖。
依據第三實施例的裝設觸控面板之顯示裝置300包括基底基板1、液晶面板2、接觸感測器3、表面基板4、壓電式啟動裝置5A與5B、接觸感測器處理電路6、影像顯示電路7、驅動控制電路8、主控制裝置39以及記憶體10。此外，裝設觸控面板之顯示裝置300具有近接感測器30以及近接感測器處理電路31，係未包含於依據第一實施例的裝設觸控面板之顯示裝置100中。
近接感測器30是位於不會阻擋液晶面板2或接觸感測器3之位置的基底基板1與表面基板4之間，並當作近接程度偵測單元，用以偵測操作者的附近(近接程度)。近接感測器30可為任何型式的感測器，只要能偵測到操作者已接近(已靠近)依據第三實施例的裝設觸控面板之顯示裝置300即可。只要近接感測器30能偵測到操作者與裝設觸控面板之顯示裝置300之間的距離，近接感測器30可為以下的任何實例。其中之一實例是聲納型感測器，用以發射聲波並偵測操作者指尖所反射的聲波。另一實施例是用以發射超音波、光束或電磁波以偵測由操作者指尖反射之反射波的感測器。再一實施例是紅外線感測器，用以偵測操作者發射之熱。又一實施例是電容式感測器，用以偵測當操作者指尖靠近裝設觸控面板之顯示裝置300時所造成之電氣電容值的改變。當使用電容式感測器當作接觸感測器3時，不需要提供近接感測器30，因為接觸感測器3也能當作電容式近接感測器。
當近接感測器30偵測到操作者已靠近裝設觸控面板之顯示裝置300時，近接感測器30輸出代表近接資訊的電壓值。代表近接資訊的電壓值是配置成隨著操作者越接近裝設觸控面板之顯示裝置300而增加。
近接感測器處理電路31將來自近接感測器30的近接資訊轉換成數位資料，並將數位資料輸入至主控制裝置39。
接著參閱第16圖，說明依據第三實施例裝設觸控面板之顯示裝置300的主控制裝置39所執行之驅動圖案的產生處理流程圖。
第16圖為依據第三實施例裝設觸控面板之顯示裝置300的主控制裝置39所執行之驅動圖案的產生處理流程圖。該處理係對應於控制依據第三實施例觸控面板裝置的方法。
當依據第三實施例的裝設觸控面板之顯示裝置300被啟動時，主控制裝置39開始如第16圖所示的處理(開始)。
依據第三實施例的裝設觸控面板之顯示裝置300一開始顯示預定起始操作螢幕頁面於液晶面板2上。
當裝設觸控面板之顯示裝置300被啟動時，主控制裝置39使用顯示於起始操作螢幕頁面上的每個GUI單元之影像圖案ID，以便由第9圖的列表中讀取相對應的影像資料ID、顯示座標資料、頻率資料、振幅資料及相差資料。然後，主控制裝置39輸入與影像資料ID相關的影像資料及顯示座標資料至影像顯示電路7中。因此，起始操作螢幕頁面是顯示於液晶面板2上。
如上所述，在起始階段時，依據第三實施例的裝設觸控面板之顯示裝置300係在液晶面板2上顯示起始操作螢幕頁面，但壓電式啟動裝置5A及5B未被驅動，且駐波還未在表面基板4上產生。
首先，主控制裝置39偵測相對於座標輸入螢幕頁面(表面基板4的表面)的近接狀態(步驟S31)。近接狀態(多麼靠近操作者)是藉偵測由近接感測器處理電路31所輸入之近接資訊而被偵測。
接著，主控制裝置39決定近接程度是否大於或等於預定臨界(步驟S32)。主控制裝置39當作近接決定單元，用以決定代表近接資訊的電壓值是否大於或等於預定電壓臨界。當電壓值小於預定電壓臨界時，操作者係仍遠離表面基板4的表面。當電壓值大於或等於預定電壓臨界時，操作者已經非常靠近表面基板4的表面。重複步驟S32的處理，直到代表近接資訊的電壓值被決定為大於或等於預定電壓臨界為止。
當主控制裝置39在步驟S32中決定代表近接資訊的電壓值大於或等於預定電壓臨界時，主控制裝置39使用在裝設觸控面板之顯示裝置300被啟動之前由記憶體10中所讀取的頻率資料、振幅資料及相差資料以產生驅動圖案(駐波驅動圖案)(步驟S33)。
步驟S33的處理是由第4圖所示駐波產生電路13中的頻率控制電路14、相位控制電路15及振幅控制電路16所進行。
接著，主控制裝置39將用以產生駐波且由頻率資料、振幅資料及相差資料所代表之驅動圖案(駐波驅動圖案)輸入至驅動控制電路8中，並驅動壓電式啟動裝置5A及5B(步驟S34)。
然後，主控制裝置39偵測座標輸入螢幕頁面(表面基板4的表面)上的接觸狀態(步驟S35)。接觸狀態是藉偵測由接觸感測器處理電路6所輸入的輸入座標資訊而被偵測。
接著，主控制裝置39決定座標輸入螢幕頁面(表面基板4的表面)上的按壓力量是否小於預定臨界(步驟S36)。按壓力量是依據代表接觸感測器處理電路6所輸入的面積資訊的電壓值而決定。
步驟S35及步驟S36是由包含在主控制裝置39內的接觸狀態決定電路11所執行。
當主控制裝置39在步驟S36中決定按壓力量小於預定臨界時，主控制裝置39保持步驟S34中所產生的駐波驅動圖案(步驟S37A)。
接著，主控制裝置39將步驟S37A中所保持之驅動圖案(駐波驅動圖案)輸入至驅動控制電路8以驅動壓電式啟動裝置5A及5B(步驟S38)。
此時，主控制裝置39持續輸入與步驟S34中所輸入相同的駐波驅動圖案，並因此步驟S34中所產生的相同駐波係保持在表面基板4上。
這是因為如果按壓力量小於預定臨界時，假設操作者還未完成輸入操作。
步驟S37A是由第4圖所示駐波產生電路13中的頻率控制電路14、相位控制電路15及振幅控制電路16所進行。
相反地，當主控制裝置39在步驟S36中決定按壓力量大於或等於預定臨界時，主控制裝置39由記憶體10中讀取驅動圖案(操作完成驅動圖案)，用以產生用於GUI按鍵23的振動，使得操作者依據所感知到的感覺而被通知到操作已完成(步驟S37B)。
接著，在步驟S38中，主控制裝置39將步驟S37B中所產生之驅動圖案(操作完成驅動圖案)輸入至驅動控制電路8，並驅動壓電式啟動裝置5A及5B。
操作完成驅動圖案可為任意圖案，只要用以驅動壓電式啟動裝置5A及5B的頻率、相差或振幅可改變而使操作者藉感知到已改變之感覺進而被通知到操作已完成即可。
步驟S37B及步驟S38的處理係由主控制裝置39執行。此外，步驟S37B中所使用的操作完成驅動圖案可與第9圖所示的列表一起儲存於記憶體10中，或可與該列表分開儲存。
主控制裝置39決定依據用以提供服務給操作者之程式的處理是否已經結束(步驟S39)。例如，當依據第三實施例的裝設觸控面板之顯示裝置300是用於ATM時，步驟S39的處理可藉決定用以調配現金或轉帳現金的程式是否已經結束而實現。
當主控制裝置39在步驟S39中已經決定程式還未結束時，處理流程回到步驟S31。主控制裝置39重複由步驟S31開始的處理。
假設在步驟S36中已決定按壓力量是小於預定臨界，則駐波藉執行步驟S37A及步驟S38而產生，處理流程由步驟S39回到步驟S31，然後在步驟S36中已決定按壓力量是大於或等於預定臨界時，則處理流程回到步驟S37B及步驟S38。因此，表面基板4上的振動由依據駐波的振動改變成依據用以通知操作已完成之圖案的振動。
該處理流程是在操作者先輕輕觸摸GUI按鍵23且接著增加GUI按鍵23上的按壓力量以完成操作之下而進行。
因此，隨著操作者開始觸摸表面基板4，操作者可只感覺駐波所引起的振動而立刻察覺到GUI按鍵23的位置。當操作者停止施加按壓力量時，操作者能藉所感知到的感覺而確認操作已完成。
利用依據本發明第三實施例的觸控面板裝置及裝設觸控面板之顯示裝置300，在操作者觸摸表面基板4的表面之前，便立刻偵測近接狀態，且先執行在表面基板4上產生駐波的處理。因此，即使主控制裝置39的處理速度並不夠快，但是在操作者觸摸表面基板4之前，表面基板4會依據駐波而振動。所以，當操作者觸摸到表面基板4的表面時，操作者能只依據所感知到的感覺而在沒有時間延遲下立刻察覺到其指尖與GUI單元之間的位置關係。因此，可提供具優良可操作性的觸控面板裝置及裝設觸控面板之顯示裝置。
此外，當操作者靠近表面基板4時，才開始產生駐波，因而功耗可降低。
在上述說明中，操作者的近接狀態是依據距離而決定；然而，近接狀態可依據操作者靠近表面基板4之速度或加速速度而決定。
[第四實施例]
第17圖為依據本發明第四實施例裝設觸控面板之顯示裝置的剖示圖。
依據本發明第四實施的例裝設觸控面板之顯示裝置400包括基底基板1、液晶面板2、接觸感測器3、表面基板4、壓電式啟動裝置5A與5B、接觸感測器處理電路6、影像顯示電路7、驅動控制電路8、主控制裝置49以及記憶體40。此外，裝設觸控面板之顯示裝置400具有操作者認證感測器41以及操作者認證感測器處理電路42，係未包含於依據第一實施例的裝設觸控面板之顯示裝置100中。
依據第四實施的例裝設觸控面板之顯示裝置400讀取由操作者所擁有的操作者認證碼(ID)，並照著改變用於壓電式啟動裝置5A與5B的驅動圖案。
因此，記憶體40儲存列表，其中操作者所擁有的操作者IDs係有關於驅動圖案。該列表的結構是參考第18A圖及第18B圖而描述於下。
操作者認證感測器41是認證資訊讀取單元，用以讀取操作者所擁有的認證標籤。例如，操作者所擁有的認證標籤可為RF-ID標籤。在第四實施例中，操作者ID是儲存於RF-ID標籤中，且操作者認證感測器41係由操作者所擁有的RF-ID標籤中讀取操作者ID(操作者認證碼)，並輸出代表操作者ID的認證資訊。
操作者認證感測器處理電路42將操作者認證感測器41輸入之認證資訊轉換成認證資料，並將認證資料輸入至主控制裝置49中。認證資料代表操作者ID。
在第四實施例中，主控制裝置49係具有當作驅動圖案讀取單元的功能，用以由記憶體40中讀取與操作者ID相關的驅動圖案。主控制裝置49使用由記憶體40中讀取的驅動圖案，以控制驅動操作並控制壓電式啟動裝置5A及5B。
第18A圖及第18B圖顯示依據第四實施例裝設觸控面板之顯示裝置400的記憶體40中所儲存之列表的實例。
記憶體40儲存如第18A圖所示相互有關之影像圖案ID、影像資料ID及顯示座標資料的第一列表，以及如第18B圖所示相互有關之操作者ID、影像圖案ID、頻率資料、振幅資料及相差資料的第二列表。
操作者ID係用以認證操作者，可設定給每個操作者，或設定給依據性別或年齡或某種其他特性而群組起來的一群操作者，使得每個操作者擁有特定群組的ID。
影像圖案ID、影像資料ID、顯示座標資料、頻率資料、振幅資料及相差資料是與第一實施例相同，因此不作進一步說明。
依據第四實施的例裝設觸控面板之顯示裝置400包括如第18A圖及第18B圖所示的二列表，亦即包含相互有關之影像圖案ID、影像資料ID及顯示座標資料的第一列表，以及包含與操作者ID有關之影像圖案ID、頻率資料、振幅資料及相差資料的第二列表。
第一列表包含由第9圖示依據第一實施例的列表所抽取出的影像圖案ID、影像資料ID及顯示座標資料。第二列表包含由第9圖示依據第一實施例的列表所抽取出而與操作者ID有關的影像圖案ID、頻率資料、振幅資料及相差資料。
首先，主控制裝置49使用操作者ID而由儲存於記憶體40中的第二列表中讀取對應於操作者ID的子列表。子列表包括影像圖案ID、頻率資料、振幅資料及相差資料。
主控制裝置49使用影像圖案ID而由儲存於記憶體40中的第一列表中讀取相對應資訊，包括影像資料ID及顯示座標資料，且也由子列表中讀取頻率資料、振幅資料及相差資料。
主控制裝置49使用影像圖案ID、顯示座標資料、頻率資料、振幅資料及相差資料，以便在液晶面板2上顯示GUI單元，並驅動及控制壓電式啟動裝置5A及5B。
在本實例中，主控制裝置49使用影像圖案ID以讀取影像資料ID、顯示座標資料、頻率資料、振幅資料及相差資料。然而，讀取資料的方法並非受限於此。
第19圖為依據第四實施例裝設觸控面板之顯示裝置400的主控制裝置49所執行之產生驅動圖案的處理流程圖。該處理係對應於控制依據第四實施例觸控面板裝置的方法。
當依據第四實施例的裝設觸控面板之顯示裝置400被啟動，主控制裝置49開始第19圖所示的處理(開始)。
依據第四實施例的裝設觸控面板之顯示裝置400是在待命狀態，顯示預定起始操作螢幕頁面於液晶面板2上。
主控制裝置49偵測認證碼資料(步驟S41)。認證碼資料是由操作者認證感測器處理電路42輸入。
接著，主控制裝置49使用認證碼資料而由儲存於記憶體40的列表中讀取對應於認證碼資料的子列表(步驟S42)。
接著，主控制裝置49偵測在座標輸入螢幕頁面(表面基板4的表面)上的接觸狀態(步驟S43)。接觸狀態是藉偵測由接觸感測器處理裝置6所輸入之輸入座標資訊而被偵測。
接著，主控制裝置49決定座標輸入螢幕頁面(表面基板4的表面)上的按壓力量是否小於預定臨界(步驟S44)。按壓力量的決定是依據代表由接觸感測器處理裝置6所輸入之面積資訊的電壓值而進行。
步驟S43及步驟S44係由包含在主控制裝置49內的接觸狀態決定電路11執行，如第3圖所示
當主控制裝置49在步驟S44中決定按壓力量小於預定臨界時，在步驟42中，主控制裝置49由來自記憶體40所讀取之子列表中，讀取與影像圖案ID有關之頻率資料、振幅資料及相差資料，並照著產生驅動圖案(駐波驅動圖案)(步驟S45A)。
在步驟S45A後，主控制裝置49輸入由頻率資料、振幅資料及相差資料所代表且用以產生駐波之驅動圖案(駐波驅動圖案)至驅動控制電路8，並驅動壓電式啟動裝置5A及5B(步驟S46)。
因此，將振動傳送至表面基板4，且在GUI單元的中心位置上產生駐波的反節點。例如，如第5A圖所示，駐波的反節點是位於GUI按鍵23。
因此，當操作者觸摸到GUI按鍵23時，操作者可依據駐波的振動而察覺到按鍵的中心位置。所以，操作者能只依據觸摸座標輸入螢幕頁面(表面基板4的表面)所感知到的感覺而立刻察覺到GUI按鍵23的中心位置。
如上所述，當按壓力量小於預定臨界時，在表面基板4的表面上產生駐波。這是因為當按壓力量小於預定臨界時，假設操作者是在尋找目標表面基板4的位置以便輸入操作。因此，產生駐波，使得操作者能只依據觸摸表面基板4所感知到的感覺而立刻察覺到GUI按鍵23的位置。
相反地，當主控制裝置49在步驟S44中決定按壓力量大於或等於預定臨界時，主控制裝置49由記憶體40中讀取驅動圖案(操作完成驅動圖案)，用以產生用於GUI按鍵23的振動，使得操作者依據所感知到的感覺而被通知到操作已完成(步驟S45B)。
在步驟S45B後，於步驟S46中，主控制裝置49將讀取自步驟S45B的驅動圖案(操作完成驅動圖案)輸入至驅動控制電路8，並驅動壓電式啟動裝置5A及5B。
操作完成驅動圖案)可為任何圖案，只要駐波頻率能改變而使得操作者藉感知到已改變的感覺而被通知到操作已完成即可。
主控制裝置49決定依據用以提供服務給操作者之程式的處理是否已經結束(步驟S47)。例如，當依據第四實施例的裝設觸控面板之顯示裝置400是用於ATM時，步驟S47的處理可藉決定用以調配現金或轉帳現金的程式是否已經結束而實現。
當主控制裝置49在步驟S47中已經決定程式還未結束時，處理流程回到步驟S41。主控制裝置49重複由步驟S41開始的處理。
利用依據本發明第四實施例的裝設觸控面板之顯示裝置400，認證碼資料係由操作者所擁有的RF-ID標籤中讀取，且電式啟動裝置5A及5B是依據與認證碼資料相關的驅動圖案而驅動。所以，在表面基板4上所產生之駐波的強度可依據操作的屬性而設定，比如性別與年齡、以及其他特性。
因此，可依據操作者而提供最佳的可操作性。
例如，觸感會因性別或個人差異而不同。通常，觸覺敏感度會隨著年齡而變差，且老年人需要產生更強的駐波以感覺到如年輕人般的相同觸感。
對每個操作者為獨一的認證碼資料，係用以針對每個操作者ID先儲存資料在記憶體40中的第二列表內。特別的是，所儲存的資料包括頻率資料、振幅資料及相差資料，係用以驅動壓電式啟動裝置5A及5B。因此，在表面基板4上所產生的駐波之強度可依據操作者而改變。所以，可依據操作者的屬性而提供最佳可操作性，比如年齡與個人差異。因此，可提供具有優良可操作性的觸控面板裝置及裝設觸控面板之顯示裝置。
頻率資料、振幅資料及相差資料可依據年齡或性別而設定。另一方式是，操作者可先手動設定自己的資料，使得最大觸感及優良可操作性可達到。
在上述說明中，駐波驅動圖案被改變。然而，操作完成驅動圖案也以相同方式而改變，係依據認證碼資料以改變振幅及頻率。
[第五實施例]
第20A圖及第20B圖顯示依據本發明第五實施例裝設觸控面板之顯示裝置的驅動圖案。第20A圖是表示當驅動壓電式啟動裝置5A及5B時相差中暫時改變的特性圖，而第20B圖表示第20A圖中每個區段內駐波位置相對於指尖之間的關係。
依據第五實施例的裝設觸控面板之顯示裝置是不同於依據第一實施例的裝設觸控面板之顯示裝置100，因為駐波的驅動圖案是循環式改變。因此，參考第1圖所示的配置，而且與第一實施例不相同的處理特點主要是在以下進行說明。
第20A圖表示壓電式啟動裝置5A及5B被驅動時的時間區段內的區段A至區段D。在區段A中，壓電式啟動裝置5A及5B是以相同相位(零相差)而驅動。時間朝區段D經過時，相差會增加。區段D再次緊接著區段A。
當壓電式啟動裝置5A及5B是以相同相位而驅動時，駐波的節點是在指尖的位置產生(節點是在10mm的間距下產生)，且駐波的反節點是在指尖的兩側產生。
例如，假設當用於壓電式啟動裝置5A及5B的驅動信號之相位改變π/100時，駐波的每個節點在X方向上移動至離區段A的位置有0.1mm遠的位置(區段B)。
在區段C及區段D中，相位進一步分別改變π/100，且駐波的每個反節點在X方向上移動至離所進行之區段的位置有0.1mm遠的位置。
依據第五實施例的裝設觸控面板之顯示裝置係循環式的控制壓電式啟動裝置5A及5B之間的相差，藉以循環式的改變駐波的反節點及節點的位置。
在另一實例中，駐波的反節點及節點的位置可藉儲存用以改變記憶體10中驅動圖案的資料而改變，並由記憶體10中讀取不同的相差資料以改變驅動圖案。在又一實施例中，駐波的反節點及節點的位置可藉調整相位控制電路15中的相差而改變。
在上述說明中，相差是循環式改變。然而，在另一實例中，驅動圖案可為藉改變頻率或振幅而循環式改變。頻率或振幅可藉儲存用以改變記憶體10中驅動圖案的資料而改變。在另一實例中，頻率或振幅可在第4圖中的頻率控制電路14或振幅控制電路16中調整。
此外，在上述說明中，相差、頻率或振幅是少量的循環式改變；然而，在另一實例中，相差、頻率或振幅可以隨意方式而非循環式改變。
利用依據第五實施例的裝設觸控面板之顯示裝置，用以驅動壓電式啟動裝置5A及5B的圖案可為任意驅動圖案，只要駐波的反節點與節點之位置或駐波的振幅或頻率可隨時間的推移而改變即可。
改變依據第五實施例的裝設觸控面板之顯示裝置的驅動圖案之操作是在上述中說明。當駐波具有高頻率時，以上述方式改變驅動圖案的操作尤其有效。
例如，如果高頻率設定給駐波，則該頻率可高於人類觸覺感覺器官的可感知頻率。如此，類似低頻脈衝的脈動可由輕微改變相差、頻率或振幅而產生。
如果可能產生像人類觸覺感覺器官可感知的頻率範圍內之脈動的頻率，則以下效應可達成。亦即，可提供觸控面板裝置及裝設觸控面板之顯示裝置，藉此操作者能只依據所感知到的感覺而立刻察覺到GUI按鍵的位置，即使是在不為人類觸覺感覺器官所感知的高頻率下驅動壓電式啟動裝置5A及5B。
依據第五實施例，可提供具優良可操作性的裝設觸控面板之顯示裝置。
[第六實施例]
第21圖為依據本發明第六實施例裝設觸控面板之顯示裝置的座標輸入螢幕頁面之上視圖。
在以下考量下，依據第六實施例的裝設觸控面板之顯示裝置係不同於依據第一實施例的裝設觸控面板之顯示裝置100。亦即，第六實施例的裝設觸控面板之顯示裝置係依據操作者輸入操作的位置以改變壓電式啟動裝置5A及5B的驅動圖案。此外，即便在顯示不同大小的GUI按鍵時，依據第六實施例的裝設觸控面板之顯示裝置會依據用以輸入操作的GUI按鍵而產生駐波。因此，參考第1圖所示的配置，而且不同於第一實施例的處理特點主要係在以下進行說明。
依據第六實施例的裝設觸控面板之顯示裝置顯示GUI按鍵61、62及63於座標輸入螢幕頁面(表面基板4的表面)上。
GUI按鍵61包括九GUI按鍵，係配置於顯示在座標輸入螢幕頁面中第一區域內的3列3行矩陣中。GUI按鍵62及63分別是開始按鍵及停止按鍵，係配置於座標輸入螢幕頁面中的第一區域內。
依據第六實施例的裝設觸控面板之顯示裝置產生具不同間距的駐波，其中在第一區域中輸入操作，並在第二區域中輸入操作。不同間距的駐波係藉改變用於壓電式啟動裝置5A及5B的驅動圖案而產生。
第一驅動圖案係用以產生用於第一區域中GUI按鍵61的駐波。第二驅動圖案係用以產生用於第二區域中GUI按鍵62及63的駐波。用於第一驅動圖案及第二驅動圖案的資料(頻率資料、振幅資料及相差資料)可儲存於記憶體10內的分開列表中。列表可具有如第9圖所示的配置。
第22圖為依據第六實施例裝設觸控面板之顯示裝置的主控制裝置9所執行之產生驅動圖案的處理流程圖。該處理係對應於控制依據第六實施例之觸控面板裝置的方法。在說明第22圖的處理時，參考第23A圖及第23B圖。
第23A圖及第23B圖顯示經依據第六實施例裝設觸控面板之顯示裝置表面基板4而可視的顯示GUI單元以及GUI單元之間的位置關係與表面基板4上所產生之駐波振幅的尖峰數值。第23A圖顯示所產生之駐波是調整至第一區域內的GUI按鍵61。第23B圖顯示所產生之駐波是調整至第二區域內的GUI按鍵62及63。
當依據第六實施例裝設觸控面板之顯示裝置被啟動時，主控制裝置9開始第22圖所示的處理(開始)。
依據第六實施例裝設觸控面板之顯示裝置一開始顯示預定起始操作螢幕頁面於液晶面板2上。
當依據第六實施例裝設觸控面板之顯示裝置被啟動時，主控制裝置9使用要在起始操作螢幕頁面上顯示的每個GUI單元的影像圖案ID，以便由第9圖所示的列表中讀取相對應資訊，包括影像資料ID、顯示座標資料、頻率資料、振幅資料及相差資料。然後，主控制裝置9將與影像資料ID相關的影像資料及顯示座標資料輸入至影像顯示電路7。因此，起始操作螢幕頁面是顯示於液晶面板2上。
如上所述，在起始階段，依據第六實施例裝設觸控面板之顯示裝置在液晶面板2上顯示起始操作螢幕頁面，但壓電式啟動裝置5A及5B未被驅動，且駐波還未在表面基板4上產生。
首先，主控制裝置9偵測座標輸入螢幕頁面(表面基板4的表面)上接觸狀態(步驟S61)。接觸狀態是藉偵測由接觸感測器處理電路6所輸入之輸入座標資訊而被偵測。
接著，主控制裝置9決定座標輸入螢幕頁面(表面基板4的表面)上的按壓力量是否小於預定臨界(步驟S62)。按壓力量的決定是依據代表由接觸感測器處理裝置6所輸入之面積資訊的電壓值而進行。
當按壓力量為低時(未按壓或輕微按壓)，代表面積資訊的電壓值為高。當按壓力量為高時(強烈按壓)，代表面積資訊的電壓值為低。因此，步驟S62的決定處理實際上是藉決定代表面積資訊的電壓值是否超過預定電壓臨界而進行。
步驟S61及S62的處理是由包含於主控制裝置9內的接觸狀態決定電路11執行。
當主控制裝置9在步驟S62中決定按壓力量小於預定臨界時，主控制裝置9決定操作位置是否在第一區域內(步驟S63)。該決定是視操作位置是否在第一區域內以改變驅動圖案而做成。
當主控制裝置9在步驟S63中決定操作位置在第一區域內，主控制裝置9由記憶體10中讀取頻率資料、振幅資料及相差資料，並依據所讀取的資料產生第一驅動圖案(第一駐波驅動圖案)(步驟S64A)。
步驟S64A的處理是由駐波產生電路13中的頻率控制電路14、相位控制電路15及振幅控制電路16進行。
在步驟64A後，主控制裝置9將由頻率資料、振幅資料及相差資料表示用以產生駐波的第一驅動圖案(第一駐波驅動圖案)輸入至驅動控制電路8中，並驅動壓電式啟動裝置5A及5B(步驟S65)。
因此，將振動傳送至表面基板4，而且駐波的反節點係在第一區域中GUI按鍵61的中心位置上產生。如第23A圖所示，所產生之駐波的反節點是位於GUI按鍵61的中心位置上。駐波的反節點是在GUI按鍵61的中心位置(對應於X31、X32及X33的位置)以及在對應於X34、X35、X36、X37及X38的位置產生。X34、X35、X36、X37及X38的位置是在第二區域中；然而，處理流程進行到步驟S64A時，操作者已經在第一區域中輸入操作，且因此該輸入並不受影響，即使駐波的反節點是位於X34、X35、X36、X37及X38。
因此，當操作者觸摸到GUI按鍵61時，操作者能由駐波的振動而察覺到GUI按鍵61的位置。所以，操作者可只依據觸摸座標輸入螢幕頁面(表面基板4的表面)所感知到的感覺，而立刻察覺到第一區域中GUI按鍵61的位置。
當主控制裝置9已經在步驟S63中決定操作位置不在第一區域內時，主控制裝置9由記憶體10中讀取頻率資料、振幅資料及相差資料，以便依據所讀取的資料產生第二驅動圖案(第二駐波驅動圖案)(步驟S64B)。
步驟S64B的處理是由第4圖中所述之駐波產生電路13中的頻率控制電路14、相位控制電路15及振幅控制電路16而進行。
在步驟S64B後，主控制裝置9輸入由頻率資料、振幅資料及相差資料所表示的第二驅動圖案(第二駐波驅動圖案)至驅動控制電路8，並驅動壓電式啟動裝置5A及5B(步驟S65)。
因此，將振動傳送至表面基板4，而且駐波的反節點係在第二區域中GUI按鍵62及63的中心位置上產生。如第23B圖所示，所產生之駐波的反節點是位於GUI按鍵62及63的中心位置上。駐波的反節點是在GUI按鍵62及63的中心位置(對應於X43及X44的位置)以及也在對應於X41及X42的位置產生。X41及X42的位置是在第一區域中；然而，處理流程進行到步驟S64B時，操作者已經在第二區域中輸入操作，且因此該輸入並不受影響，即使駐波的反節點是位於X41及X42。
因此，當操作者觸摸到GUI按鍵62或GUI按鍵63時，操作者可由駐波的振動而察覺到GUI按鍵62或GUI按鍵63的位置。因此，操作者可只依據觸摸座標輸入螢幕頁面(表面基板4的表面)所感知到的感覺而立刻察覺到第二區域中GUI按鍵62或GUI按鍵63的位置。
當主控制裝置9在步驟S62中決定按壓力量大於或等於預定臨界時，主控制裝置9由記憶體10中讀取驅動圖案(操作完成驅動圖案)，用以產生用於GUI按鍵61、62及63的振動，使得操作者依據所感知到的感覺被通知到操作已完成(步驟S64C)。
在步驟S64C後，主控制裝置9在步驟S65中將步驟S64C中產生之驅動圖案(操作完成驅動圖案)輸入至驅動控制電路8，並驅動壓電式啟動裝置5A及5B。
操作完成驅動圖案可為任意圖案，只要用以驅動壓電式啟動裝置5A及5B的頻率、相差及振幅可改變以使得操作者藉感知到改變的感覺而被通知到操作已完成即可。
步驟S64C及在步驟S64C後所進行的步驟S65的處理是由主控制裝置9執行。
主控制裝置9決定依據用以提供服務給操作者之程式的處理是否已經完成(步驟S66)。例如，當依據第六實施例的裝設觸控面板之顯示裝置係用於ATM中時，步驟S66的處理可藉決定用以調配現金或轉帳現金的程式是否已經結束而實現。
當主控制裝置9已經在步驟S66中決定該程式還未結束時，操作流程回到步驟S61。主控制裝置9重複由步驟S61開始的處理。
利用依據本發明第六實施例的觸控面板裝置及裝設觸控面板之顯示裝置，即使具有不同中心位置及邊界位置的GUI單元(按鍵)是顯示成如第21圖所示，以下的配置仍可實現。亦即，顯示GUI單元的位置被分割成不同的區域，而且用以產生駐波之壓電式啟動裝置5A及5B的驅動圖案係依據輸入操作(依據包括所操作之GUI單元的區域)而改變。因此，可依據具不同大小及以不同圖案配置的GUI單元，以產生駐波。因此，利用顯示不同型式之GUI單元的觸控面板裝置以及包括這種觸控面板裝置的裝設觸控面板之顯示裝置，操作者可只依據所感知到的感覺而立刻察覺到GUI單元的位置，藉以提供優良的可操作性。
上述依據第一至第六實施例的觸控面板裝置與裝設觸控面板之顯示裝置以及控制觸控面板裝置的方法可自由結合。
本發明並未限定於所特定揭示的實施例，而且可在不偏離本發明的範圍下進行變動及修改。
本發明是依據在2009年3月12日申請於日本專利局之日本優先申請案第2009-060259號以及在2010年1月18日申請於日本專利局之日本優先申請案第2010-008428號，其所有內容在此係合併當作參考。
1．．．基底基板
2．．．液晶面板
3．．．接觸感測器
4．．．表面基板
5A．．．壓電式啟動裝置
5B．．．壓電式啟動裝置
5C．．．側壁
6．．．接觸感測器處理裝置
7．．．影像顯示電路
8．．．驅動控制電路
9．．．主控制裝置
10．．．記憶體
11．．．接觸狀態決定電路
12．．．操作完成圖案產生電路
13．．．駐波產生電路
14．．．頻率控制電路
15．．．相位控制電路
16．．．振幅控制電路
21、23、23A、23B、23C、24．．．GUI按鍵
22．．．GUI滑棒
30．．．近接感測器
31．．．近接感測器處理電路
39．．．主控制裝置
40．．．記憶體
41．．．操作者認證感測器
42．．．操作者認證感測器處理電路
49．．．主控制裝置
61、62、63．．．GUI按鍵
231．．．中心位置
232．．．邊界
233．．．反節點
241．．．中心位置
242．．．邊界
100．．．裝設觸控面板之顯示裝置
100A．．．裝設觸控面板之顯示裝置
300．．．裝設觸控面板之顯示裝置
400．．．裝設觸控面板之顯示裝置
S1~S5．．．步驟
S21~S27．．．步驟
S31~S39．．．步驟
S41~S47．．．步驟
S61~S66．．．步驟
第1圖為依據本發明第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置(具有觸控面板之顯示裝置)的剖示圖；
第2圖為依據第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置的液晶顯示面板的顯示螢幕的透視圖；
第3圖為依據第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置的主控制裝置所包含一部分電路的方塊圖；
第4圖為第3圖駐波產生電路的電路配置方塊圖；
第5A圖及第5B圖顯示經依據第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置的表面基板而可視的顯示GUI單元間的位置關係以及表面基板所產生之駐波振幅的尖峰數值；
第6圖顯示經依據第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置的表面基板而可視的顯示GUI單元間的位置關係以及依據在表面基板上所產生之獨一振動模式的振幅之尖峰數值；
第7圖顯示經依據第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置的表面基板而可視的顯示GUI單元間的位置關係以及依據在表面基板上所產生之另一獨一振動模式的振幅之尖峰數值；
第8圖顯示經依據第一實施例修改裝設觸控面板之顯示裝置的表面基板而可視的顯示GUI單元間的位置關係以及依據在表面基板上所產生之獨一振動模式的振幅之尖峰數值；
第9圖顯示依據第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置的記憶體中所儲存之列表的實例；
第10圖為依據第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置的主控制裝置所執行之產生驅動圖案的處理流程圖；
第11A圖至第11C圖為顯示依據第一實施例裝設觸控面板之顯示裝置在操作者先輕輕觸摸GUI按鍵然後增加在GUI按鍵上之按壓力量以完成操作時的驅動條件之特性圖；
第12A圖至第12C圖顯示在當作比較實例另一裝設觸控面板之顯示裝置中操作者指尖與表面基板之振動間的關係；
第13A圖至第13D圖顯示依據第一實施例在裝設觸控面板之顯示裝置中操作者指尖與表面基板上所產生之駐波振幅尖峰數值之位置間的位置關係；
第14圖為依據本發明第二實施例裝設觸控面板之顯示裝置的主控制裝置所執行之產生驅動圖案的處理流程圖；
第15圖為依據本發明第三實施例裝設觸控面板之顯示裝置的剖示圖；
第16圖為依據第三實施例裝設觸控面板之顯示裝置的主控制裝置所執行之驅動圖案的產生處理流程圖；
第17圖為依據本發明第四實施例裝設觸控面板之顯示裝置的剖示圖；
第18A圖及第18B圖顯示依據第四實施例裝設觸控面板之顯示裝置的記憶體中所儲存之列表的實例；
第19圖為依據第四實施例裝設觸控面板之顯示裝置的主控制裝置所執行之產生驅動圖案的處理流程圖；
第20A圖及第20B圖顯示依據本發明第五實施例裝設觸控面板之顯示裝置的驅動圖案；
第21圖為依據本發明第六實施例裝設觸控面板之顯示裝置的座標輸入螢幕頁面之上視圖；
第22圖為依據第六實施例裝設觸控面板之顯示裝置的主控制裝置所執行之產生驅動圖案的處理流程圖；以及
第23A圖及第23B圖顯示經依據第六實施例裝設觸控面板之顯示裝置表面基板而可視的顯示GUI單元以及GUI單元之間的位置關係與表面基板上所產生之駐波振幅的尖峰數值。
1．．．基底基板
2．．．液晶面板
3．．．接觸感測器
4．．．表面基板
5A．．．壓電式啟動裝置
5B．．．壓電式啟動裝置
6．．．接觸感測器處理電路
7．．．影像顯示電路
8．．．驅動控制電路
9．．．主控制裝置
10．．．記憶體
100．．．裝設觸控面板之顯示裝置

Claims (12)

  1. 一種觸控面板裝置，包含：一輸入螢幕頁面；一操作元件產生單元，配置以在位於該輸入螢幕頁面下方的一顯示單元上產生一個或一個以上的操作單元，該一個或一個以上的操作單元被顯示為一個或一個以上的影像；一振動產生單元，配置以產生一振動以振動該輸入螢幕頁面；以及一驅動控制單元，配置以使用一驅動圖案驅動及控制該振動產生單元，該驅動圖案係用於產生一具有基於該一個或一個以上的操作單元之位置及尺寸的一波形的駐波。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板裝置，其中該驅動圖案包含一驅動圖案，用於藉由該輸入螢幕頁面的一獨一振動頻率驅動及控制該振動產生單元。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板裝置，其中該驅動圖案包含一驅動圖案，用於驅動及控制該振動產生單元，使得該駐波的反節點或節點位於該一個或一個以上的操作單元的中央位置，或是位於該一個或一個以上的操作單元之間的邊界處。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板裝置，進一步包含：一近接程度偵測單元，配置以對於該輸入螢幕頁面偵測該觸控面板裝置的一操作者的一近接程度；以及一近接程度決定單元，配置以決定該近接程度偵測單元所偵測的該近接程度大於或等於一預定程度，其中當近接程度決定單元決定該近接程度大於該預定程度時，該驅動控制單元開始使用該驅動圖案驅動及控制該振動產生單元。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板裝置，進一步包含：一認證資訊讀取單元，配置以讀取該觸控面板裝置的一操作者的認證資訊；一儲存單元，配置以儲存彼此相關聯之該操作者的該認證資訊以及對應於該操作者的該驅動圖案；以及一驅動圖案讀取單元，配置以由該儲存單元讀取與藉由該認證資訊讀取 單元所讀取之該認證資訊相關聯的該驅動圖案，其中該驅動控制單元使用藉由該驅動圖案讀取單元所讀取的該驅動圖案驅動與控制該振動產生單元。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板裝置，其中該驅動控制單元根據時間的推移，改變使用該驅動圖案而產生之該駐波的反節點或節點的位置，或改變使用該驅動圖案而產生之該駐波的一振幅或一頻率。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板裝置，其中該驅動控制單元使用該驅動圖案以驅動及控制該振動產生單元，該驅動圖案係用於產生具有基於該一個或一個以上的操作單元之尺寸、形狀或位置的該波形的該駐波。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板裝置，其中該驅動控制單元控制該驅動圖案，使得根據一操作被輸入在該輸入螢幕頁面的位置，控制該駐波之反節點與節點的位置。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板裝置，進一步包含：一按壓力量偵測單元，配置以偵測藉由該觸控面板裝置的一操作者所輸入在該輸入螢幕頁面之一操作的一按壓力量；以及一按壓力量決定單元，配置以決定藉由該按壓力量偵測單元所偵測的該按壓力量是否大於或等於一預定臨界，其中當該按壓力量決定單元決定藉由該按壓力量偵測單元所偵測的該操作的該按壓力量小於該預定臨界時，該驅動控制單元使用該驅動圖案驅動及控制該振動產生單元，且當該按壓力量決定單元決定藉由該按壓力量偵測單元所偵測的該操作的該按壓力量大於或等於該預定臨界時，該驅動控制單元使用不同於該驅動圖案的另一驅動圖案驅動及控制該振動產生單元。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控面板裝置，其中該另一驅動圖案用於驅動及控制該振動產生單元，使得該觸控面板裝置的該操作者察覺輸入至該一個或一個以上的操作單元之操作已經完成。
  11. 一種裝設觸控面板的顯示裝置，包含：如申請專利範圍第1項所述之觸控面板裝置；以及顯示單元，配置以將由該操作元件產生單元所產生的該一個或一個以上 的操作單元顯示為一個或一個以上的影像。
  12. 一種用於控制一觸控面板裝置的控制方法，包含：在位於一輸入螢幕頁面下方的一顯示單元上產生一個或一個以上的操作單元，該一個或一個以上的操作單元被顯示為一個或一個以上的影像；產生一振動以振動振動該顯示單元；以及使用一驅動圖案以控制產生該振動的步驟，該驅動圖案係用於產生一具有基於該一個或一個以上的操作單元之位置及尺寸的一波形的駐波。
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