TWI727662B

TWI727662B - 電阻式觸控裝置與電阻式觸控感測方法

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Publication number: TWI727662B
Application number: TW109104828A
Authority: TW
Inventors: 李尚禮
Original assignee: 李尚禮
Priority date: 2020-02-14
Filing date: 2020-02-14
Publication date: 2021-05-11
Also published as: TW202131150A

Abstract

一種電阻式觸控感測方法，其包括：提供一偏壓給相鄰二第一電極中之一並量測二第二電極及二第一電極中之另一以取得對應二觸壓點的一第一電壓訊號與一第二電壓訊號以及對應二觸壓點中之一的一第三電壓訊號、根據偏壓、第一電壓訊號、第二電壓訊號與第三電壓訊號計算一第一電阻、一第二電阻與一第三電阻的一第一電阻比例、以及根據第一電阻比例產生二觸壓點的座標。其中，二觸壓點同時發生在二第一電極的交界處上，並且第一電阻、第二電阻與第三電阻是由二觸壓點劃分第一電極而成。

Description

電阻式觸控裝置與電阻式觸控感測方法

本發明是關於一種電阻式觸控技術，特別是關於一種電阻式觸控裝置與電阻式觸控感測方法。

常見應用於觸控元件上的觸控技術可依其感應方式而分為電阻式（Resistive）觸控技術、電容式（Capacitive）觸控技術兩大類。目前主流雖為投射式電容觸控技術，但其成本高，無法適用於厚手套、抗雜訊干擾能力差。然而，觸控裝置在應用上存在需多雜訊源，例如，電源雜訊、射頻信號雜訊、液晶螢幕（Liquid Crystal Display，LCD）雜訊、機構形變雜訊、水或液體雜訊等等。相對來講，類比矩陣電阻式（Analog Matrix Resistive，AMR）觸控技術在面對前述之雜訊時的性能表現，均優於投射式電容觸控技術。在某些工業或軍事國防領域的應用下，抗干擾能力和座標報點準確度表現為第一考量，因此類比矩陣式電阻式觸控技術即為首選。

電阻式觸控裝置是由上、下二ITO（Indium Tin Oxide，銦錫氧化物）導電薄膜疊合而成的。二ITO導電薄膜皆為平面電阻，且於自然狀態下不互相接觸。當使用者施力觸壓電阻式觸控裝置時，二ITO導電薄膜對應觸壓點之位置會互相接觸，因而得觸壓點的座標。電阻式觸控裝置目前大都為單點觸碰偵測的架構，而難以實施多點觸控操作。

在一實施例中，一種電阻式觸控感測方法，其包括：提供一偏壓給相鄰二第一電極中之一並量測二第二電極及二第一電極中之另一以取得對應二觸壓點的一第一電壓訊號與一第二電壓訊號以及對應二觸壓點中之一的一第三電壓訊號、根據偏壓、第一電壓訊號、第二電壓訊號與第三電壓訊號計算一第一電阻、一第二電阻與一第三電阻的一第一電阻比例、以及根據第一電阻比例產生二觸壓點的座標。其中，二觸壓點同時發生在二第一電極的交界處上，並且第一電阻、第二電阻與第三電阻是由二觸壓點劃分第一電極而成。

在一實施例中，一種電阻式觸控裝置，其包括：複數第一電極、複數第二電極以及一控制電路。此些數第一電極沿一第一方向配置。此些第二電極沿一第二方向配置。第二電極間隔地與第一電極重疊。於此，第一方向大致上垂直於第二方向。複數第一電極中之相鄰二第一電極的交界處同時觸碰複數第二電極中之二第二電極以形成二觸壓點。控制電路耦接第一電極與第二電極，並且，控制電路用以執行：提供一偏壓給相鄰二第一電極中之一並量測對應二觸壓點的二第二電極及相鄰二第一電極中之另一以取得對應二觸壓點的一第一電壓訊號與一第二電壓訊號以及對應二觸壓點中之一的一第三電壓訊號、根據偏壓、第一電壓訊號、第二電壓訊號與第三電壓訊號計算一第一電阻、一第二電阻與一第三電阻的一第一電阻比例、以及根據第一電阻比例產生二觸壓點的座標。其中，第一電阻、第二電阻與第三電阻是由二觸壓點劃分第一電極而成。

綜上所述，根據本發明之電阻式觸控裝置與電阻式觸控感測方法，其利用三點的電壓訊號（即第一電壓訊號、第二電壓訊號與第三電壓訊號），不需額外第四點電壓的資訊，來產生發生在相鄰二電極交界處上的二觸壓點的正確座標。在一些實施例中，根據本發明之電阻式觸控裝置與電阻式觸控感測方法，其只需將欲進行量測之電極的一端接到類比數位轉換器，不需兩端都接到類比數位轉換器，因此可不需額外增加多工器的使用，或使用硬體功能較少且價格較便宜的控制晶片（IC），進而縮減控制板（即控制電路）的面積大小，並降低硬體成本。

首先，根據本發明任一實施例的電阻式觸控感測方法可適於電阻式觸控裝置，例如但不限於智慧型手機（smart phone）、導航機（PND）、電子書（e-book）、筆記型電腦（notebook）、平版電腦（Tablet or Pad）或智慧型家電等電子裝置的使用者介面。在一些實施例中，電阻式觸控裝置可與顯示器整合成觸控螢幕。並且，電阻式觸控裝置的觸碰可以是用手、觸控筆、或觸控畫筆等觸碰元件來發生。

參照圖1，一種電阻式觸控裝置，其包括一控制電路12以及一訊號感測器14。訊號感測器14連接控制電路12。訊號感測器14包括疊合配置的二感應層，且各感應層具有多個電極。以八線式電阻式訊號感測器為例，訊號感測器14包括複數第一電極Y1~Y8（即，一感應層）以及複數第二電極X1~X8（即，另一感應層）。各第一電極Y1~Y8沿著一第一方向（即，X軸方向）延伸，並且第一電極Y1~Y8沿第二方向（即，Y軸方向）相互平行配置。而各第二電極X1~X8沿著第二方向延伸，並且第二電極X1~X8沿第一方向相互平行配置。其中，第一方向大致上垂直於第二方向。於此，第一電極Y1~Y8間隔地與第二電極X1~X8重疊。舉例來說，第一電極Y1~Y8間隔地位於第二電極X1~X8的上方。

在一般運作下，控制電路12依序施加偏壓給第一電極Y1~Y8並量測第二電極X1~X8，以偵測觸壓點在第二方向上的座標（即，Y軸座標）。接著，控制電路12再依序施加偏壓給第二電極X1~X8並量測第一電極Y1~Y8，以偵測觸壓點在第一方向上的座標（即，X軸座標）。在一些實施例中，控制電路12包括驅動及量測電路121以及處理單元123。驅動及量測電路121耦接第一電極Y1~Y8與第二電極X1~X8。處理單元123用以控制驅動及量測電路121進行電極的驅動與量測。

於訊號感測器14受到觸壓時，觸壓位置的第一電極Yi與第二電極Xj相互觸碰以形成一觸壓點。其中，i為1至8中之一正整數，且j為1至8中之一正整數。於驅動及量測電路121施加偏壓給對應此觸壓點的第一電極Yi（即第一電極Yi的一端耦接至電源電壓，而第一電極Yi的另一端耦接至接地）時，驅動及量測電路121能從對應此觸壓點的第二電極Xj量測到一電壓訊號，並根據電壓訊號產生此觸壓點在第二方向上的座標。於驅動及量測電路121施加偏壓給對應此觸壓點的第二電極Xj（即第二電極Xj的一端耦接至電源電壓，而第二電極Xj的另一端耦接至地）時，驅動及量測電路121能從對應此觸壓點的第一電極Yi量測到一電壓訊號，並根據電壓訊號產生此觸壓點在第一方向上的座標。

換言之，參照圖1及圖2，於控制電路12進行訊號感測器14的觸壓點偵測時，在處理單元123的控制下，驅動及量測電路121先施加偏壓給第一電極Y1（步驟S11）並量測第二電極X1~X8（步驟S12），以確認是否從任一第二電極量測到電壓訊號（步驟S13）。此時，其餘於第一電極Y2~Y8為浮接。量測後，在處理單元123的控制下，驅動及量測電路121接著施加偏壓給下一第一電極Y2（步驟S11）並量測第二電極X1~X8（步驟S12），以確認是否從任一第二電極量測到電壓訊號（步驟S13）。此時，其餘於第一電極Y1、Y3~Y8為浮接。量測後，在處理單元123的控制下，驅動及量測電路121再施加偏壓給下一第一電極Y3（步驟S11）並量測第二電極X1~X8（步驟S12），以確認是否從任一第二電極量測到電壓訊號（步驟S13）。此時，其餘於第一電極Y1~Y2、Y4~Y8為浮接。依此類推，直至在處理單元123的控制下，驅動及量測電路121施加偏壓給最後一第一電極Y8（步驟S11）並量測第二電極X1~X8（步驟S12），以確認是否從任一第二電極量測到電壓訊號（步驟S13）。此時，其餘於第一電極Y1~Y7為浮接。

其中，當驅動及量測電路121從一第二電極（X1~X8中之一）量測到電壓訊號（即，從此第二電極量測到的電壓訊號大於0伏特）時，表示當下驅動的第一電極上有一觸壓點發生；此時，驅動及量測電路121更根據量測到的電壓訊號產生觸壓點在第二方向上的座標（即，Y軸座標）（步驟S15）。反之，當驅動及量測電路121從第二電極（X1~X8中之一）量測到的電壓為0伏特時，表示當下驅動的第一電極上未有觸壓點發生。

於完成在各第一電極驅動下量測第二電極X1~X8後，參照圖1及圖3，在處理單元123的控制下，驅動及量測電路121再施加偏壓給第二電極X1（步驟S21）並量測第一電極Y1~Y8（步驟S22），以確認是否從任一第一電極量測到電壓訊號（步驟S23）。此時，其餘於第二電極X2~X8為浮接。然後，在處理單元123的控制下，驅動及量測電路121再施加偏壓給下一第二電極X2（步驟S21）並量測第一電極Y1~Y8（步驟S22），以確認是否從任一第一電極量測到電壓訊號（步驟S23）。此時，其餘於第二電極X1、X3~X8為浮接。然後，在處理單元123的控制下，驅動及量測電路121再施加偏壓給下一第二電極X3（步驟S21）並量測第一電極Y1~Y8（步驟S22），以確認是否從任一第一電極量測到電壓訊號（步驟S23）。此時，其餘於第二電極X1~X2、X4~X8為浮接。依此類推，直至在處理單元123的控制下，驅動及量測電路121施加偏壓給最後一第二電極X8（步驟S21）並量測第一電極Y1~Y8（步驟S22），以確認是否從任一第一電極量測到電壓訊號（步驟S23）。此時，其餘於第二電極X1~X7為浮接。

其中，當驅動及量測電路121從第一電極（Y1~Y8中之一）量測到電壓訊號（即，從此第一電極量測到的電壓訊號大於0伏特）時，表示當下驅動的第二電極上有一觸壓點發生；此時，驅動及量測電路121更根據量測到的電壓訊號產生觸壓點在第一方向上的座標（即，X軸座標）（步驟S25）。反之，當驅動及量測電路121從第一電極（Y1~Y8中之一）量測到的電壓為0伏特時，表示當下驅動的第二電極上未有觸壓點發生。

舉例來說，當單指或筆按壓在訊號感測器14上時，二感應層中間的點隔片（dot）受到擠壓而使按壓處的上下兩電極Xj、Yi導通，即一觸壓點發生，如圖4所示。

假設一觸壓點Ta發生在訊號感測器14上，如圖5所示。

此時，當驅動及量測電路121施加偏壓給對應此觸壓點的第一電極Y3（即i=3）時，驅動及量測電路121能從第二電極X5（即j=5）讀到對應觸壓點Ta的電壓訊號，並據以產生第二方向上的座標，即Y座標。換言之，參照圖6，第一電極Y3的二端分別耦接至電源電壓VCC及接地GND，以驅動第一電極Y3。於此，其他第一電極Y1、Y2、Y4~Y8為浮接。於第一電極Y3被驅動下，第二電極X5耦接至類比數位轉換器（ADC）1211，以從第二電極X5讀取電壓訊號。此時，訊號感測器14的電路模型如圖7所示；其中，電阻Ry1代表從觸壓點Ta到電源電壓VCC之間的第一電極Y3的區段的阻抗與走線（如控制板走線和銀漿走線等）的阻抗的總和，電阻Ry2代表從觸壓點Ta到接地GND之間的第一電極Y3的區段的阻抗與走線（如控制板走線和銀漿走線等）的阻抗的總和，以及電阻Rx代表從觸壓點Ta到類比數位轉換器1211之間的第二電極X5的區段的阻抗與走線的阻抗的總和。因此，驅動及量測電路121利用電阻分壓原理即可根據量測到的電壓訊號得到Y座標。

同樣地，當驅動及量測電路121施加偏壓給對應此觸壓點的第二電極X5（即j=5）時，驅動及量測電路121能從第一電極Y3（即i=3）讀到對應觸壓點Ta的電壓訊號，並據以產生第一方向上的座標，即X座標。換言之，參照圖8，第二電極X5的二端分別耦接至電源電壓VCC及接地GND，以驅動第二電極X5。於此，其他第二電極X1~X4、X6~X8為浮接。於第二電極X5被驅動下，第一電極Y3耦接至類比數位轉換器（ADC）1211，以從第二電極X5讀取電壓訊號。此時，訊號感測器14的電路模型如圖9所示；其中，電阻Rx1代表從觸壓點Ta到電源電壓VCC之間的第二電極X5的區段的阻抗與走線的阻抗的總和，電阻Rx2代表從觸壓點Ta到接地GND之間的第二電極X5的區段的阻抗與走線的阻抗的總和，以及電阻Ry代表從觸壓點Ta到類比數位轉換器1211之間的第一電極Y3的區段的阻抗與走線的阻抗的總和。因此，驅動及量測電路121利用電阻分壓原理即可根據量測到的電壓訊號得到X座標。

當驅動及量測電路121在施加偏壓給沿一方向（即第一方向和第二方向中之一）延伸的一電極下量測沿另一方向（即第一方向和第二方向中之另一）延伸的電極並量測到二電壓訊號（即，讀到二電極的電壓大於0伏特）時，表示二觸壓點同時發生在訊號感測器14上，此時處理單元123會執行座標校正程序。舉例來說，當驅動及量測電路121在施加偏壓給一第一電極（Y1~Y8中之一）下量測第二電極X1~X8並量測到二電壓訊號，即，讀到二第二電極（X1~X8中之二）的電壓大於0伏特時，控制電路12會執行Y座標的座標校正程序（步驟S16）。同樣地，當驅動及量測電路121在施加偏壓給一第二電極（X1~X8中之一）下量測第一電極Y1~Y8並量測到電壓訊號，即，讀到二第一電極（Y1~Y8中之二）的電壓大於0伏特時，控制電路12會執行X座標的座標校正程序（步驟S26）。

於二觸壓點同時發生在訊號感測器14上，若二觸壓點剛好發生在兩條水平或垂直電極的交界處，例如，二指同時按壓在相鄰二第一電極Y2、Y3交界處上以形成二觸壓點Ta、Tb（如，圖10所示），或二指同時按壓在相鄰二第二電極X7、X8的交界處上以形成二觸壓點Ta、Tb（如，圖12所示），則前述圖7或圖9之電路模型不再成立。

以圖10為例，若二觸壓點Ta、Tb剛好發生在相鄰二第一電極Y2、Y3交界處上，相鄰二第一電極Y2、Y3之間的點隔片（dot）形成的電阻會隨手指或筆按壓力道不同而改變其電阻值，並且相鄰二第一電極Y2、Y3會形成一並聯迴路。

於此，參照圖1、圖2及圖11，當驅動及量測電路121施加偏壓給一第一電極Y2以驅動第一電極Y2（步驟S11）時，訊號感測器14的電路模型如圖14所示。在圖14中，因觸壓點Ta、Tb到類比數位轉換器1211之間的阻抗為定值，故忽略不計。在此範例中，電阻RT代表相鄰二第一電極Y2、Y3之間的點隔片所形成的電阻，電阻RU代表第一電極Y2耦接電源電壓VCC的一端到電源電壓VCC之間的走線的阻抗，電阻R1代表第一電極Y2從觸壓點Ta到第一電極Y2耦接電源電壓VCC的一端之間的區段的阻抗（以下稱第一電阻R1），電阻R2代表第一電極Y2於二觸壓點Ta、Tb之間的區段的阻抗（以下稱第二電阻R2），電阻R3代表第一電極Y2從觸壓點Tb到第一電極Y2耦接接地GND的另一端之間的區段的阻抗（以下稱第三電阻R3），電阻RD代表第一電極Y2耦接接地GND的另一端到接地GND之間的走線的阻抗，以及電阻R4代表第一電極Y3於二觸壓點Ta、Tb之間的區段的阻抗（以下稱第四電阻R4）。於此，第二電阻R2大致上等於第四電阻R4。並且，電阻Ra代表電阻RU與第一電阻R1之總和，即第一電極Y2耦接電源電壓VCC的一端到電源電壓VCC之間的走線的阻抗與第一電極Y2從觸壓點Ta到第一電極Y2耦接電源電壓VCC的一端的區段的阻抗的總和。電阻Rb代表電阻RD與第三電阻R3之總和，即第一電極Y2耦接接地GND的另一端到接地GND之間的走線的阻抗與第一電極Y2從觸壓點Tb到第一電極Y2耦接接地GND的另一端的區段的阻抗的總和。電阻Rbar代表第一電阻R1、第二電阻R2與第三電阻R3之總和，即第一電極Y2的阻抗。

舉例來說，第一電極Y2的一端耦接電源電壓（VCC），而第一電極Y2的另一端耦接接地，以致於驅動第一電極Y2。此時，其他第一電極Y1、Y3~Y8的二端為浮接。

在第一電極Y2被驅動下，驅動及量測電路121量測第二電極X1~X8（步驟S12），並從二第二電極X2、X6量測到對應二觸壓點Ta、Tb的電壓訊號（以下分別稱之第一電壓訊號VA與第二電壓訊號VB）。即，驅動及量測電路121讀到第二電極X2、X6的電壓大於0伏特，而驅動及量測電路121讀到其他第二電極X1、X3~X5、X7、X8的電壓為0伏特。此時，控制電路12啟動執行Y座標的座標校正程序。

在座標校正程序中，驅動及量測電路121在第一電極Y2被驅動下更量測相鄰之第一電極Y3，並量測到對應觸壓點Ta的電壓訊號（以下稱之第三電壓訊號VC）（步驟S161）。

處理單元123根據偏壓、第一電壓訊號VA、第二電壓訊號VB與第三電壓訊號VC計算第一電阻R1、第二電阻R2與第三電阻R3的電阻比例（以下稱第一電阻比例）（步驟S162）。在一些實施例中，處理單元123根據偏壓、第一電壓訊號VA、第二電壓訊號VB與第三電壓訊號VC計算第一電極Y2與第一電極Y2的二端的二走線的電阻比例（以下稱第二電阻比例）。然後，處理單元123根據二走線的電阻值（即電阻RD、RU的電阻值）、第一電極Y2的電阻值（即電阻RD、RU的電阻值）與第二電阻比例計算第一電阻比例。

舉例來說，第一電極Y2兩端分別耦接電源電壓VCC及接地GND，接著將第二電極X2、第二電極X6、第一電極Y3輪流接到類比數位轉換器，以致類比數位轉換器可分別得到第一電壓訊號VA、第二電壓訊號VB與第三電壓訊號VC。搭配參照圖14，根據電路原理可得下列推導公式。

式1

其中，Ra:R2:Rb代表第二電阻比例。I1為流經電阻Ra的電流。I2為電流I1分流向電阻RT的電流。I3為電流I1分流向電阻R2的電流。

換言之，處理單元123能根據式1以偏壓（於此為電源電壓VCC）、第一電壓訊號VA、第二電壓訊號VB與第三電壓訊號VC計算第二電阻比例（Ra:R2:Rb）。

於此，第一電極Y2與其二端之走線的阻抗的電阻值總合，（即，RU+Rbar+RD）（即，電源電壓VCC與接地GND之間的阻抗的電阻值總合）為已知。舉例來說，在訊號感測器14未發生觸壓點時，驅動及量測電路121施加偏壓給第一電極Y2，並且驅動及量測電路121在第一電極Y2被驅動下取得第一電極Y2二端得電壓值。並且，預先量測第一電極Y2與其二端之走線的阻抗的電阻值總合，因此處理單元123能根據歐姆定義及電阻分壓原理以第一電極Y2二端的電壓值與電源電壓VCC與接地GND之間的阻抗的電阻值總合（RU+Rbar+RD）計算得第一電極Y2的電阻值（即，電阻Rbar的電阻值）與第一電極Y2的二端之走線的電阻RU、RD的電阻值。在另一範例中，第一電極Y2的電阻值（即，電阻Rbar的電阻值）與第一電極Y2的二端之走線的電阻RU、RD的電阻值亦可在訊號感測器14設計時由設計者透過理論推得並預先存在儲存單元中。

接著，處理單元123能根據下列式2至式4以已知的第一電極Y2的阻抗的電阻值（即，電阻Rbar的電阻值）、已知的走線的阻抗的電阻值（即電阻RU、RD的電阻值）與第二電阻比例（Ra:R2:Rb）計算第一電阻比例（R1:R2:R3）。

式2

式3

式4

於得到第一電阻比例（R1:R2:R3）（步驟S162）後，處理單元123即能根據第一電阻比例產生二觸壓點Ta、Tb在第二方向上的座標（即，Y座標）（步驟S163）。

在一實施例中，當在第一電極Y2被驅動下有量測到相鄰之第一電極Y3時，在完成座標校正後（即步驟S163），驅動及量測電路121則是接著驅動相鄰之第一電極Y3的下一第一電極Y4，以偵測是否存在觸壓點。

在另一實施例中，在完成座標校正後（即步驟S163），驅動及量測電路121則是接著偵測觸壓點Ta、Tb在第一方向上的座標（即，X座標），即不驅動後續的第一電極Y3~Y8。

同理地，以圖12為例，若二觸壓點Ta、Tb剛好發生在相鄰二第二電極X7、X8的交界處上，相鄰二第二電極X7、X8之間的點隔片（dot）形成的電阻會隨手指或筆按壓力道不同而改變其電阻值，並且相鄰二第二電極X7、X8會形成一並聯迴路。參照圖1、圖3及圖13，當驅動及量測電路121施加偏壓給第二電極X7以驅動第二電極X7（步驟S21）時，訊號感測器14的電路模型亦如圖14所示。在此範例中，電阻RT代表相鄰二第二電極X7、X8之間的點隔片所形成的電阻，電阻RU代表第二電極X7耦接電源電壓VCC的一端到電源電壓VCC之間的走線的阻抗，第一電阻R1代表第二電極X7從觸壓點Ta到第二電極X7耦接電源電壓VCC的一端之間的區段的阻抗，第二電阻R2代表第二電極X7於二觸壓點Ta、Tb之間的區段的阻抗，第三電阻R3代表第二電極X7從觸壓點Tb到第二電極X7耦接接地GND的另一端之間的區段的阻抗，電阻RD代表第二電極X7耦接接地GND的另一端到接地GND之間的走線的阻抗，以及第四電阻R4代表第二電極X7於二觸壓點Ta、Tb之間的區段的阻抗。於此，第二電阻R2亦大致上等於第四電阻R4。並且，電阻Ra代表電阻RU與第一電阻R1之總和，即第二電極X7耦接電源電壓VCC的一端到電源電壓VCC之間的走線的阻抗與第二電極X7從觸壓點Ta到第二電極X7耦接電源電壓VCC的一端的區段的阻抗的總和。電阻Rb代表電阻RD與第三電阻R3之總和，即第二電極X7耦接接地GND的另一端到接地GND之間的走線的阻抗與第二電極X7從觸壓點Tb到第二電極X7耦接接地GND的另一端的區段的阻抗的總和。電阻Rbar代表第一電阻R1、第二電阻R2與第三電阻R3之總和，即第二電極X7的阻抗。

舉例來說，第二電極X7的一端耦接電源電壓（VCC），而第二電極X7的另一端耦接接地，以致於驅動第二電極X7。此時，其他第二電極X1~X6、X8的二端為浮接。

此時，於驅動及量測電路121在第二電極X7被驅動下量測第一電極Y1~Y8（步驟S22）時，驅動及量測電路121能量測到二電壓訊號（即第一電壓訊號VA及第二電壓訊號VB），即，讀到二第一電極Y3、Y7的電壓大於0伏特。因此，控制電路12會執行X座標的座標校正程序（步驟S26）。

在座標校正程序中，驅動及量測電路121在第二電極X7被驅動下更量測相鄰之第二電極X8，並量測到對應觸壓點Ta的電壓訊號（以下稱之第三電壓訊號VC）（步驟S261）。

接著，處理單元123根據偏壓、第一電壓訊號VA、第二電壓訊號VB與第三電壓訊號VC計算第一電阻R1、第二電阻R2與第三電阻R3的電阻比例（以下稱第一電阻比例）（步驟S262）。在一些實施例中，處理單元123根據偏壓、第一電壓訊號VA、第二電壓訊號VB與第三電壓訊號VC計算第二電極X7與第二電極X7的二端的二走線的電阻比例（以下稱第二電阻比例）。然後，處理單元123根據二走線的電阻值（即電阻RU、RD的電阻值）、第二電極X7的電阻值（即電阻RU、RD的電阻值）與第二電阻比例計算第一電阻比例。舉例來說，處理單元123能根據前述式1以偏壓（於此為電源電壓VCC）、第一電壓訊號VA、第二電壓訊號VB與第三電壓訊號VC計算第二電阻比例（Ra:R2:Rb），然後再根據前述式2至式4以已知的第二電極X7的阻抗的電阻值（即，電阻Rbar的電阻值）、已知的走線的電阻RU、RD的電阻值與第二電阻比例（Ra:R2:Rb）計算第一電阻比例（R1:R2:R3）。

於得到第一電阻比例（R1:R2:R3）（步驟S262）後，處理單元123即能根據第一電阻比例產生二觸壓點Ta、Tb在第一方向上的座標（即，X座標）（步驟S263）。

在一些實施例中，驅動及量測電路121可包括多工器（圖未示）、電壓源（即其提供電源電壓VCC）、接地GND以及類比數位轉換器1211。在一般運作下，處理單元123控制多工器的運作，致使電極的二端經由多工器耦接至電壓源與接地GND；此時，驅動及量測電路121能藉由電壓源提供偏壓給耦接之電極以驅動此電極。並且，在一方向的電極驅動下，處理單元123控制多工器的運作，致使沿另一方向延伸之電極經由多工器耦接至類比數位轉換器1211；此時，類比數位轉換器1211能接收對應觸壓點的電極的電壓訊號並據以產生對應的座標。在座標校正程序中，處理單元123控制多工器的運作，致使電極的二端經由多工器耦接至電壓源與接地GND；此時，驅動及量測電路121能藉由電壓源提供偏壓給耦接之電極以驅動此電極。並且，在一方向的電極驅動下，處理單元123控制多工器的運作，致使沿另一方向延伸的電極經由多工器耦接至處理單元123；此時，處理單元123能接收對應觸壓點的電極的電壓訊號並據以進行前述之運算。

在一些實施例中，處理單元123可以是微處理器、微控制器、數位信號處理器、中央處理器、可編程邏輯控制器、類比電路、數位電路或任何基於操作指令操作信號的類比和/或數位裝置。

在一些實施例中，處理單元123的內部及/或外部可設置有一個或多個儲存單元。於此，儲存單元用以儲存相關之軟體/韌體程式、資料、數據及其組合等。各儲存單元可由記憶體實現。

應能明瞭地，前述術語所述及之「第一」及「第二」僅用以區分相同術語的二元件，並非用以限定特定元件。舉例來說，在相同運作原理之下，X1~X8亦可改命名為第一電極，且Y1~Y8則改命名為第二電極。

綜上所述，根據本發明之電阻式觸控裝置與電阻式觸控感測方法，其利用三點的電壓訊號（即第一電壓訊號VA、第二電壓訊號VB與第三電壓訊號VC），不需額外第四點電壓的資訊，來產生發生在相鄰二電極交界處上的二觸壓點Ta、Tb的正確座標。在一些實施例中，根據本發明之電阻式觸控裝置與電阻式觸控感測方法，其只需將欲進行量測之電極的一端接到類比數位轉換器，不需兩端都接到類比數位轉換器，因此可不需額外增加多工器的使用，或使用硬體功能較少且價格較便宜的控制晶片（IC），進而縮減控制板（即控制電路12）的面積大小，並降低硬體成本。

12:控制電路 14:訊號感測器 121:驅動及量測電路 123:處理單元 1211:類比數位轉換器 X1~X8:第二電極 Y1~Y8:第一電極 Xj:第二電極 Yi:第一電極 Ta:觸壓點 Tb:觸壓點 VCC:電源電壓 GND:接地 Rx:電阻 Ry1:電阻 Ry2:電阻 Rx1:電阻 Rx2:電阻 Ry:電阻 RT:電阻 RU:電阻 R1:電阻 R2:電阻 R3:電阻 R4:電阻 RD:電阻 Ra:電阻 Rb:電阻 Rbar:電阻 VA:第一電壓訊號 VB:第二電壓訊號 VC:第三電壓訊號 I1:電流 I2:電流 I3:電流 S11~S16:步驟 S161~S163:步驟 S21~S26:步驟 S261~S263:步驟

圖1為一實施例之電阻式觸控裝置的示意圖。圖2為一實施例之電阻式觸控感測方法的流程圖。圖3為另一實施例之電阻式觸控感測方法的流程圖。圖4為一實施例之形成觸壓點的示意圖。圖5為圖1之訊號感測器受到觸壓時之第一示範例的示意圖。圖6為圖5之訊號感測器之Y座標偵測之一示範例的示意圖。圖7為圖6之訊號感測器的電路模型的示意圖。圖8為圖5之訊號感測器之X座標偵測之一示範例的示意圖。圖9為圖8之訊號感測器的電路模型之一示範例的示意圖。圖10為圖1之訊號感測器受到觸壓時之第二示範例的示意圖。圖11為圖10之訊號感測器施加篇壓時之一示範例的示意圖。圖12為圖1之訊號感測器受到觸壓時之第三示範例的示意圖。圖13為圖12之訊號感測器施加篇壓時之一示範例的示意圖。圖14為圖11或圖13之訊號感測器的電路模型之一示範例的示意圖。

S11~S16:步驟

S161~S163:步驟

Claims

一種電阻式觸控感測方法，包括：提供一偏壓給相鄰二第一電極中之一並量測全部第二電極及該相鄰二第一電極中之另一以從該全部第二電極中的二第二電極取得對應二觸壓點的一第一電壓訊號與一第二電壓訊號以及從該另一第一電極取得對應該二觸壓點中之一的一第三電壓訊號，其中該二觸壓點同時發生在該二第一電極的交界處上；根據該偏壓、該第一電壓訊號、該第二電壓訊號與該第三電壓訊號計算一第一電阻、一第二電阻與一第三電阻的一第一電阻比例，其中該第一電阻、該第二電阻與該第三電阻是由該二觸壓點劃分該第一電極而成；以及根據該第一電阻比例產生該二觸壓點的座標。
如請求項1所述之電阻式觸控感測方法，其中根據該偏壓、該第一電壓訊號、該第二電壓訊號與該第三電壓訊號計算該第一電阻、該第二電阻與該第三電阻的該第一電阻比例的步驟包括：根據該偏壓、該第一電壓訊號、該第二電壓訊號與該第三電壓訊號計算該第一電極與該第一電極的二端的二走線的一第二電阻比例；以及根據該二走線的二電阻值、該第一電極的一電阻值與該第二電阻比例計算該第一電阻比例。
如請求項2所述之電阻式觸控感測方法，其中根據該偏壓、該第一電壓訊號、該第二電壓訊號與該第三電壓訊號計算該第一電極與該第一電極的該二端的該二走線的該第二電阻比例的步驟是根據下列公式計算：
，其中，Ra代表該第一電極的該二端中之一的該走線與該第一電阻的總和、R2代表該第二電阻、Rb代表該第一電極的該二端中之另一的該走線與該第三電阻的總和、VCC代表該偏壓、VA代表該第一電壓訊號、VB代表該第二電壓訊號，以及VC代表該第三電壓訊號。
如請求項1所述之電阻式觸控感測方法，其中各該第一電極沿一第一方向延伸，各該第二電極沿一第二方向延伸，該第一方向大致上垂直於該第二方向，各第一電極間隔地與各該第二電極重疊，以及該二觸壓點的該座標為該第二方向上的座標。
一種電阻式觸控裝置，包括：複數第一電極，沿一第一方向配置；複數第二電極，沿一第二方向配置，間隔地與該複數第一電極重疊，其中該第一方向大致上垂直於該第二方向，該複數第一電極中之相鄰二第一電極的交界處同時觸碰該複數第二電極中之二第二電極以形成二觸壓點；以及一控制電路，耦接該複數第一電極與該複數第二電極，執行：提供一偏壓給相鄰二第一電極中之一並量測該複數第二電極及該相鄰二第一電極中之另一以從對應該二觸壓點的該二第二電極取得對應該二觸壓點的一第一電壓訊號與一第二電壓訊號以及從該另一第一電極取得對應該二觸壓點中之一的一第三電壓訊號；根據該偏壓、該第一電壓訊號、該第二電壓訊號與該第三電壓訊號計算一第一電阻、一第二電阻與一第三電阻的一第一電阻比例，其中該第一電阻、該第二電阻與該第三電阻是由該二觸壓點劃分該第一電極而成；以及根據該第一電阻比例產生該二觸壓點的座標。