TWI465997B - Touch panel - Google Patents

Description

觸控面板

本發明係有關於一種觸控面板，其係尤指一種可增加訊號雜訊比的觸控面板。

按，為了使人們享有更便利的生活，因此許多科技都逐漸朝著便利的方向發展，而對於用以控制電子裝置的輸入裝置而言，也已由設有輸入鍵的輸入裝置演變成可由觸碰面板方式控制的觸控面板，讓使用者更方便操作該電子裝置。

再者，近年來，各式電子產品都不斷朝向操作簡便、小體積以及大螢幕尺寸的方向邁進，特別是攜帶式的電子產品對於體積及螢幕尺寸的要求更為嚴格。因此，許多電子產品都將觸控面板與液晶顯示面板整合，以省略鍵盤或是操控按鍵所需的空間，進而使螢幕可配置的面積擴大。

目前，觸控面板大致可區分為電阻式、電容式、紅外線式及超音波式等觸控面板，其中以電阻式觸控面板與電容式觸控面板為最常見的產品。再者，由於現今隨著平板電腦及智慧型手機的發展，對於多指判別偵測的應用日趨廣泛，而在感測元件的使用上，大都是藉由電容感測器，其中，常見感測元件如第一圖所示，其為習知技術之柵狀電容傳感器的示意圖。如圖所示，習知技術的柵狀電容傳感器包含複數接收電極10’與複數發射電極20’。該些接收電極10’位於一第一層，並且該些接收電極10’相互 電氣絕緣，該些發射電極20’位於一第二層，並該些發射電極20’相互電氣絕緣，該些接收電極10’耦接一接收電路，以透過人體手指的觸碰進而使該些接收電極10’與該些發射電極20’交接處產生電荷耦合的變化，使該些接收電極10’接收發射電極20’所傳送之掃描訊號，而得知一觸控位置。

然而，上述的習知技術僅限於一般使用環境，若該柵狀電容傳感器下擺置一雜訊源，例如液晶顯示模組(Liquid Crystal Display Module)，由於該些接收電極10’與該些發射電極20’耦接至一電容偵測電路，以透過人體手指的觸碰使該些接收電極10’與該些發射電極20’交接處產生一電荷耦合的變化而產生一等效電容之變化，但雜訊源亦會造成電荷耦合之變化，進而影響電容的偵測。

因此，如何針對上述問題而提出一種新穎觸控面板，其藉由複數阻抗元件耦接於複數發射電極之間而增加訊號雜訊比，進而提升手指觸碰位置偵測的準確性，使可解決上述之問題。

本發明之目的之一，在於提供一種觸控面板，其藉由複數阻抗元件耦接於複數發射電極之間而增加訊號雜訊比，進而提升手指觸碰位置偵測的準確性。

本發明之目的之一，在於提供一種觸控面板，其透過複數發射電極與複數阻抗元件的內插排列，在固定電容偵測之驅動電壓電路下可增加發射電極，進而增加其觸碰位置之偵測範圍。

本發明之觸控面板包含複數接收電極、複數發射電極、複數第一阻抗元件與複數發射源。該些發射電極平行並正交該些接收 電極；該些第一阻抗元件耦接該些發射電極之間；以及該些發射源分別耦接該些發射電極與該些第一阻抗元件，以發射一掃描訊號並依序傳送該掃描訊號至該些發射電極而供該些接收電極接收該掃描訊號，進而得知至少一觸控位置。如此，本發明藉由該些阻抗元件耦接於該些發射電極之間而增加訊號雜訊比，進而提升手指觸碰位置偵測的準確性。

再者，本發明之該些發射電極包含一第一發射電極群組與一第二發射電極群組，該些第一阻抗元件分別耦接該第一發射電極群組之該些發射電極和該第二發射電極群組之該些發射電極之間，並且該些發射源分別耦接於該第一發射電極群組之該些發射電極與該第二發射電極群組之該些發射電極。如此，本發明透過該些發射電極的內插排列，在固定電容偵測之驅動電壓電路下可增加發射電極，進而增加其觸碰位置之偵測範圍。

習知技術：

10’‧‧‧接收電極

20’‧‧‧發射電極

本發明：

10‧‧‧接收電極

20‧‧‧發射電極

30‧‧‧第一阻抗元件

301‧‧‧電容訊號

302‧‧‧電容訊號

303‧‧‧電容訊號

304‧‧‧電容訊號

40‧‧‧發射源

45‧‧‧接收單元

50‧‧‧第一發射電極群組

60‧‧‧第二發射電極群組

G0~G3‧‧‧第一阻抗元件

G4~G6‧‧‧第二阻抗元件

X0~X3‧‧‧接收電極

Y0~Y7‧‧‧發射電極

第一圖為習知技術之柵狀電容傳感器的示意圖；第二圖為本發明之觸控面板之一實施例的示意圖；第三圖為本發明之複數發射電極與複數第一阻抗元件之間的等效電路；第四圖為本發明之觸控面板之訊號雜訊比的圖表；第五圖為本發明之觸控面板之另一實施例的示意圖；第六圖為本發明之第五圖之電容偵測反應的示意圖；第七圖為本發明之觸控面板之又一實施例的示意圖；以及第八圖為本發明之觸控面板之再一實施例的示意圖。

茲為使 貴審查委員對本發明之結構特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：請參閱第二圖，其為本發明之觸控面板之一實施例的示意圖。如圖所示，本發明之觸控面板包含複數接收電極10、複數發射電極20、複數第一阻抗元件30與複數發射源40。該些接收電極10位於觸控面板的第一層，該些發射電極20位於觸控面板的第二層，並該些發射電極20平行且正交該些接收電極10，即該些接收電極10與該些發射電極20相互電氣隔離，並該些接收電極10交錯於該些發射電極20。

該些第一阻抗元件30耦接於該些發射電極20之間，於本實施例中，該些第一阻抗元件30係分別耦接該些發射電極20之間，也就是說，每一個第一阻抗元件30耦接於該些發射電極20之間。該些發射源40分別耦接該些發射電極20與該些第一阻抗元件30，以發射一掃描訊號並依序傳送掃描訊號至該些發射電極20而供該些接收電極10接收掃描訊號，進而得知至少一觸控位置，於本實施例中，該些發射源40係分別耦接該些發射電極20，並該些第一阻抗元件30分別耦接於該些發射電極20之間以及該些該些發射源40之間，如此，本發明藉由該些第一阻抗元件30耦接於該些發射電極20之間而增加訊號雜訊比，進而提升手指觸碰位置偵測的準確性。至於本發明如何藉由該些第一阻抗元件30耦接於該些發射電極20之間而增加訊號雜訊比，其原理說明如下所述。

請一併參閱第三圖，其為本發明之複數發射電極與複數第一阻抗元件之間的等效電路。如圖所示，假設該些第一阻抗元件30的特性皆一致，而各個發射電極20等效於一阻抗Z0，且有雜訊訊 號源U等效耦接於該些發射電極20，其中X為與該些發射電極20交接處，而該響應函數為： 其中，。再者，由於訊號雜訊比FM的公式如下所示 ： 其中， 並，其中Wzx為發射源40的數量，而Wn為 該些發射電極30的數量，且 ，所以，本發明的訊 號雜訊比為： 並請一併參閱第四圖，其為本發明之觸控面板之訊號雜訊比的圖表。如圖所示，若該些發射電極20的閘數為10，且該些發射電極20下皆有雜訊源，若有發射源40耦接該些發射電極20之其中一電極，則該訊雜比之提升須將Z1遠大於Z0，其中當Z1趨於無窮大，則訊號雜訊比FM=1。再者，若該些發射電極閘數為10，且該些發射電極20下皆有雜訊源，若發射源40耦接該些發射電極20之其中兩電極，若Z1等於4 Z0，則FM=1.02，即該偵測系統SNR提升2%。又，若該些發射電極20的閘數為10，且該些發射電極20下皆有 雜訊源，若有發射源40為該些發射電極20之其中四電極，若Z1等於Z0，則FM~1.22，即該偵測系統SNR提升20%，若Z1等於4 Z0，則FM~1.16，即該偵測系統SNR提升16%。因此，由上可知可透過Z1、Z0、以及訊號源及雜訊源之比例達到提升該電容偵測元件之偵測效能。故，本發明藉由該些第一阻抗元件30耦接於該些發射電極20之間而增加訊號雜訊比，進而提升手指觸碰位置偵測的準確性。

另外，本發明之觸控面板更包含複數接收單元45。該些接收單元45分別耦接該些接收電極10，以接收掃描訊號而得知至少一觸控位置。再者，該些發射電極20與該接收電極10為一透明導電電極，並且該透明導電電極之材質為一銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)。

請參閱第五圖，其為本發明之觸控面板之另一實施例的示意圖。如圖所示，本實施例的觸控面板與第一圖實施例之觸控面板不同之處，在於本實施例的觸控面板之該些發射電極包含一第一發射電極群組50與一第二發射電極群組60，該些第一阻抗元件G0~G3分別耦接第一發射電極群組50之該些發射電極Y0~Y3和第二發射電極群組60之該些發射電極Y4~Y7之間，即本實施例之第一阻抗元件G0之一端連接於第一發射電極群組50的發射電極Y0，而第一阻抗元件G0之另一端連接於第二發射電極群組60的發射電極Y6。同理，第一阻抗元件G1之一端連接於第一發射電極群組50的發射電極Y1，而第一阻抗元件G1之另一端連接於第二發射電極群組60的發射電極Y4。而第一阻抗元件G2之一端連接於第一發射電極群組50的發射電極Y2，而第一阻抗元件G2之另一端連接於第二發射電極群組60的發射電極Y5。第一阻抗元件G3之一端連接於第 一發射電極群組50的發射電極Y3，而第一阻抗元件G3之另一端連接於第二發射電極群組60的發射電極Y7。如此，本發明透過複數發射電極Y0~Y7與該些第一阻抗元件G0~G3的內插排列，在固定電容偵測之驅動電壓電路下可增加發射電極，進而增加其觸碰位置之偵測範圍。

另外，本發明之該些發射源40分別耦接於第一發射電極群組50之該些發射電極Y0~Y3與第二發射電極群組60之該些發射電極Y4~Y7。如此，本發明藉由該些發射電極Y0~Y7皆可以直接耦接於發射源40而增加訊號雜訊比。

請一併參閱第六圖，其為本發明之第五圖之電容偵測反應的示意圖。如圖所示，電容訊號301及電容訊號304為最大電容變化，電容訊號302為其次電容變化訊號，電容訊號303為最小之電容變化訊號，透過電容訊號302及電容訊號301及電容訊號304為之關係以判斷真實觸碰位值，即可利用演算法而得知，此為該技術領域具有通常之知識者常用技術於此不再加以贅述，以第六圖為例，電容訊號304為假觸碰訊號，真實觸碰訊號為301。

請參閱第七圖，其為本發明之觸控面板之又一實施例的示意圖。如圖所示，本實施例之觸控面板與第五圖之觸控面板不同之處，在於本實施例之第一發射電極群組50之至少一發射電極Y0~Y3耦接第二發射電極群組60之至少一發射電極Y4~Y6，於本實施例中，第一發射電極群組50之發射電極Y0耦接第二發射電極群組60之發射電極Y6。如此，本實施例亦可透過該些發射電極Y0~Y7與該些第一阻抗元件G0~G2的內插排列，在固定電容偵測之驅動電壓電路下可增加發射電極，進而增加其觸碰位置之偵測範圍。

請參閱第八圖，為本發明之觸控面板之再一實施例的示意圖。如圖所示，本實施例與第七圖之實施例不同之處，在於本實施例之觸控面板更包含複數第二阻抗元件G4~G6。該些第二阻抗元件G4~G6分別耦接第一發射電極群組50之該些發射電極Y0~Y3之間，並串聯於該些第一阻抗元件G0~G3。如此，本實施例亦可透過該些發射電極Y0~Y7與該些阻抗元件G0~G6的內插排列，以在固定電容偵測之驅動電壓電路下可增加發射電極，進而增加其觸碰位置之偵測範圍。其中，該些第一阻抗元件G0~G3與該些第二阻抗元件G4~G6為一電阻。

綜上所述，本發明之觸控面板藉由複數發射電極平行並正交複數接收電極；複數第一阻抗元件耦接該些發射電極之間；以及複數發射源分別耦接該些發射電極與該些第一阻抗元件，以發射一掃描訊號並依序傳送該掃描訊號至該些發射電極而供該些接收電極接收該掃描訊號，進而得知至少一觸控位置。如此，本發明藉由該些阻抗元件耦接於該些發射電極之間而增加訊號雜訊比，進而提升手指觸碰位置偵測的準確性。

本發明係實為一具有新穎性、進步性及可供產業利用者，應符合我國專利法所規定之專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

10‧‧‧接收電極

20‧‧‧發射電極

30‧‧‧第一阻抗元件

40‧‧‧發射源

45‧‧‧接收單元

Claims (8)

1. 一種觸控面板，其包含：複數接收電極；複數發射電極，平行並正交該些接收電極；複數第一阻抗元件，耦接該些發射電極之間；以及複數發射源，分別耦接該些發射電極與該些第一阻抗元件，以發射一掃描訊號並依序傳送該掃描訊號至該些發射電極而供該些接收電極接收該掃描訊號，進而得知至少一觸控位置；其中該些發射電極包含一第一發射電極群組與一第二發射電極群組，該些第一阻抗元件分別耦接該第一發射電極群組之該些發射電極和該第二發射電極群組之該些發射電極之間，該觸控面板包含複數第二阻抗元件，該第二阻抗元件分別耦接該第一發射電極群組之該些發射電極之間，並串聯於該些第一阻抗元件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該些第一阻抗元件係分別耦接該些發射電極之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該第一發射電極群組之至少一發射電極耦接該第二發射電極群組之至少一發射電極。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該些發射源分別耦接於該第一發射電極群組之該些發射電極與該第二發射電極群組之該些發射電極。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其更包含： 複數接收單元，分別耦接該些接收電極，以接收該掃描訊號而得知至少一觸控位置。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該第一阻抗元件與該第二阻抗元件為一電阻。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該些發射電極與該接收電極為一透明導電電極。
8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控面板，其中該透明導電電極之材質為一銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)。