共享输出接脚数的触控面板装置及其方法.pdf

本发明是揭露一种共享电极输出接脚数的触控面板装置及其方法，是将基板上的电极线以复数条为一单位分组，电极线组中的一者中至少一第二轴向电极线是与该电极线组中的另一者中至少一第二轴向电极线共同耦合至该复数个第二轴向接脚。当垂直电极输出讯号至控制IC时，由被耦合的接脚输出讯号。接着，控制IC将输出讯号传送至微控制器，其利用逻辑运算方法判读触控点的坐标位置。

1.  一种共享输出接脚数的触控面板装置，其特征是包含：
一第一基板，其上形成有一第一轴向电极层，其中该第一轴向电极层包含N条第一轴向电极线；以及
一第二基板，其上形成有一第二轴向电极层，其中该第二轴向电极层包含M条第二轴向电极线，且该第二基板与该第一基板上下对应配置，且该第一轴向电极线与该第二轴向电极线互相交错形成一矩阵图形；
其中该N条第一轴向电极线与N个第一轴向接脚耦合，用以发送脉冲讯号，该M条第二轴向电极线与P个第二轴向接脚耦合于控制IC，用以输出讯号至控制IC，且P小于M，俾使该M条第二轴向电极线可分组共享P个第二轴向接脚；
其中M、N、P均为不小于1的自然数。

2.  根据权利要求1所述的共享输出接脚数的触控面板装置，其特征是：其中该第一轴向电极线与该第二轴向电极线互相交错方式为正交。

3.  根据权利要求1所述的共享输出接脚数的触控面板装置，其特征是：其中包含一间隔层，是设置于该第一轴向电极层与该第二轴向电极层之间，作为隔离该第一轴向电极层与该第二轴向电极层之用。

4.  根据权利要求1所述的共享输出接脚数的触控面板装置，其特征是：其中该M条第二轴向电极线中至少二第二轴向电极线共同耦合至该P个第二轴向接脚的同一者。

5.  根据权利要求4所述的共享输出接脚数的触控面板装置，其特征是：其中该M条第二轴向电极线中以K条为一单位，分为M/K组电极线组，该电极线组中的一者中至少一第二轴向电极线是与该电极线组中的另一者中至少一第二轴向电极线共同耦合至该P个第二轴向接脚的同一者，其中K为不小于2的自然数。

6.  根据权利要求5所述的共享输出接脚数的触控面板装置，其特征是：其中K等于3，且该电极线组中的一者中一第二轴向电极线是与该电极线组中的另一者中一第二轴向电极线共同耦合至同一第二轴向接脚。

7.  根据权利要求1所述的共享电极输出接脚数的触控面板装置，其特征是：其中更包括一微控制单元，用以接收自控制IC输出的坐标讯号。

8.  根据权利要求1所述的共享电极输出接脚数的触控面板装置，其特征是：其中该控制IC以逻辑运算方式判读输入控制IC的讯号。

9.  一种共享触控面板的电极输出接脚数的方法，其特征是包含：
将M条第二轴向电极线中以K条为一单位，分为M/K组电极线组；及
将该电极线组中的一者中至少一第二轴向电极线是与该电极线组中的另一者中至少一第二轴向电极线共同耦合至该P个第二轴向接脚的同一者；其中K为不小于2的自然数，且K小于M。

10.  根据权利要求9所述的共享触控面板的电极输出接脚数的方法，其特征是：其中K等于3，且该电极线组中的一者中一第二轴向电极线是与该电极线组中的另一者中一第二轴向电极线共同耦合至同一第二轴向接脚。
 

共享输出接脚数的触控面板装置及其方法
技术领域
本发明是有关于一种触控面板装置，特定而言是有关于一种减少垂直电极输出接脚数的触控面板装置。
背景技术
由于科技进步迅速，许多信息、通讯与电子等相关产品的输入装置亦趋向多元化，触控面板(TouchPanel)俨然已成为人类生活中所不可或缺的必需品，其所带来的人性化的输入接口，使用者可不需经由特别的教导，即可透过直观而直接触碰使用。
触控面板的技术原理主要是当手指或其它介质接触到屏幕时，依据不同的感应方式，侦测电压、电流、声波或红外线…等，侦测出触压点的坐标位置，其依据感应原理的不同，大致上可以分为电阻式、电容式、超音波式与光学式…等触控面板。使用时依据应用产品的特性，选择所使用的触控面板种类。目前以电阻式的市占率最高，由于电阻式对于触控媒介没有限制，不论用何种触控媒介，如手指、笔、短棒…等均可操作，因此被广泛运用于各种不同的产品，主要以消费性电子产品为主，例如自助点餐系统、个人数字助理(Personaldigitalassistant，PDA)、行动电话、存货管理盘点机、电子字典、销售时点情报系统(Pointofsale，POS)等、医疗监控系统…等。
电阻式技术(FilmonGlass)的作用原理主要是由上、下两组ITO导电层迭合而成，各依X、Y轴布线，使用时利用触碰压力使上、下电极导通，经由控制器测得面板电压变化差，产生导通(ON)/截止(OFF)作用，而导通(ON)/截止(OFF)信号再传给控制器处理，计算出接触点坐标位置进行输入。电阻式技术依据其输出信号方式可分为数字式(matrix)与模拟式(analog)。其中，模拟电阻式为传统电阻式触控面板经常使用的架构，其依据上、下电极的配线方式可再进一步分为四线、五线、六线、七线及八线，而数字电阻式则为一较新技术，由于其具有低成本的优点，因此逐渐受到产业应用的重视。
数字电阻式触控面板的技术原理主要是以上、下电极分别为X侧水平与Y侧垂直电极。请参考图1，X侧水平电极在一时间T内，一般来说为一框时间(frametime)16.67毫秒(ms)，当使用者触碰面板时，X侧的讯号由X₁~X_n依序发送脉冲讯号至X电极，而Y侧电极Y₁~Y_n则侦测因使用者触碰而导致X侧脉冲讯号传送至Y侧电极输出，并以Y侧IC接收，藉由设计Y侧IC可判读Y侧电极输出的讯号。请参阅图2，此是数位电阻式触控面板于触控时的运作流程图，首先，X侧电极线脉冲讯号至X侧电极S1，接着Y侧电极线侦测传送至Y侧电极的X侧脉冲讯号S2，并传送至Y侧ICS3。Y侧IC将接收的讯号输出至微控制器(MicroControlUnit，MCU)S4，用以判断时间T内水平位置与Y侧垂直坐标位置，而得到正确的触碰点坐标位置S5。最后，微控制器输出坐标给外部S6。数字电阻式与模拟电阻式最大的不同在于可利用搭配设计控制IC，而不需搭配转换电路的设计，因此可降低制作成本。
然而，过去Y侧垂直电极的布线设计是每一第二轴向电极线耦合于一条Y侧控制IC的输出接脚(OutputPin)，因此每一输出接脚只能对单一区域作讯号接收。请参阅图3，使用者施加压力于触碰点P后，当X侧的讯号产生脉冲至X电极，Y侧垂直电极侦测X侧的脉冲讯号Y₁₁~Y₁₃后，经由与Y侧控制IC耦合的输出接脚传送至Y侧控制IC，而电路所接收的讯号即为Y_11’~Y_13’。因此Y侧控制IC将讯号Y_11’~Y_13’传送至微控制器后，微控制器可判断触控位置于Y₁₁~Y₁₃。由图可知，每一Y侧垂直电极的输出接脚只对单一区域作讯号接收，亦即，若面板尺寸越大，所需使用的Y侧IC输入接脚则越多。则微控制器所需判读运算的数据量则越多，特别是在多点触控(Multi-touch)的情况下，将可能导致面板反应速度降低。
发明内容
鉴于上述习知技艺的缺失，本发明提供一利用输出布线间的排列组合，以减少输出接脚数量的触控面板装置。
本发明的主要目的在于共享电极的输出接脚，可减少电极的输出接脚，以节省制作成本。
本发明的另一目的在于减少微控制器的运算数据量，可缩短微控制器的反应时间，进而可提高触控面板操作时的反应速率与位置判断的正确率，使触控面板装置反应更为灵敏，以提高使用效率。
为了达到上述的目的，本发明是揭露一种透过将电极的输出接脚数设计以不同的排列组合的方式，减少电极的输出接脚数量。本发明揭露一种共享电极输出接脚数的触控面板装置，其包含：一第一基板，其上形成有一第一轴向电极层，其中该第一轴向电极层包含复数条第一轴向电极线；一第二基板，其上形成有一第二轴向电极层，其中该第二轴向电极层包含复数条第二轴向电极线，是与第一基板上下迭合；以及一间隔层，是设置于第一轴向电极层与第二轴向电极层之间，用以隔离第一轴向电极层与第二轴向电极层；其中前述第一轴向电极线与第二轴向电极线互相交错形成一矩阵图形，且前述第一轴向电极线与复数个接脚耦合，用以于一时间内发送脉冲讯号至第一轴向电极层，及前述的第二轴向电极线透过复数个接脚耦合于控制IC，用以于一时间内输出讯号至控制IC。
本发明的一实施例中，将M条第二轴向电极线分组，以K条为一单位，共分为M/K电极线组，于电极线组的一中选定一第二轴向电极线，并与电极线组的另一中选定一第二轴向电极线共同耦合至同一第二轴向接脚，其中第二轴向接脚可为复数个，且K为不小于2的自然数。例如将第二轴向电极线每三个为一单位分组，电极线1~3为一组，而电极线4~6为一组，并选定电极线1与4共同耦合至第二轴向接脚1。因此当第二轴向电极线输出讯号至控制IC时，原应由第二轴向接脚4的输出讯号将透过第二轴向接脚1输出。如此有效减少垂直电极输出接脚的数量，即减少控制IC的输入接脚的数量。在本发明中，每组接脚数量的设计，可依据触控面板应用的需求，以及参考属单点或多点触控面板，而设计每组接脚应有的数量。
本发明是揭露藉由Y侧电极线以每三条或三条以上的倍数为一组，从每组中选定一条电极线，并将其中一组的电极线与其中另一组的电极线共同耦合至第二轴向接脚，传送讯号至控制IC。换句话说，从每一电极线组中选定一条电极线与其它组的电极线共同耦合至输出接脚。当输出讯号传送至控制IC时，输出讯号将由共同耦合的接脚传输，控制IC则藉由逻辑运算方法，判读各种不同的排列组合所代表的讯号。由于本发明是利用电极输出接脚的排列组合与逻辑运算的方法，增加每一输入接脚可传输讯号的区域，而非如习知的每一接脚只传送单一区域的讯号至控制IC，因此可以有效减少电极输出接脚的数量，即减少控制IC输入接脚的数量，以达到减少微控制器的运算数据量，进而提高运作效率。
本发明的一优点是可节省电极的输出接脚的数量，可降低制作成本。
本发明的一优点是可有效减少控制IC输入接脚的数量，并可减少控制IC的运算数据量，以增加触控面板反应速率。
本发明的另一优点是可搭配应用产品的需求，如尺寸大小，利用逻辑运算方法增加触控面板的运作效率。
此类及其它优点从以下较佳实施例的叙述并伴随后附图式及申请专利范围将使读者得以清楚了解本发明。
附图说明
图1是数位电阻式触控面板的技术原理示意图。
图2是数位电阻式触控面板的运作流程图。
图3是显示传统的数字电阻式触控式面板的架构示意图。
图是显示本发明的共享电极输出接脚的触控面板装置的系统架构示意图。
图5是显示本发明的共享电极输出接脚的触控面板装置的布线配置示意图。
图5A是显示本发明的触控面板装置的单点触控时电路接收的示意图。
图6是显示本发明的共享电极输出接脚的触控面板装置的布线配置示意图。
图6A是显示本发明的触控面板装置的多点触控时电路接收的示意图。
【主要组件符号说明】
10         触控面板装置
101        第一基板
102        第二基板
103        间隔层
110        第一轴向电极层
120        第二轴向电极层
115        第一轴向电极线
125        第二轴向电极线
135        第一轴向接脚
145        第二轴向接脚
Y₁~Y_n               第二轴向电极线
Y_1’~Y_n’        第二轴向接脚
P、Q、R   触控位置
S1~S6      步骤。
具体实施方式
本发明将以较佳实施例及观点加以叙述，此类叙述是解释本发明的结构及程序，仅用以说明而非用以限制本发明的申请专利范围。因此，除说明书中的较佳实施例以外，本发明亦可广泛实行于其它实施例中。
现将描述本发明的细节，其包括本发明的实施例。参考附图及以下描述，相同参考标号用于识别相同或功能上类似的组件，且期望以高度简化的图解方式说明实施例的主要特征。此外，附图并未描绘实际实施例的每一特征，所描绘的图式组件是皆为相对尺寸而非按比例绘制。
本发明是提供一种共享电极输出接脚的触控面板装置，特别是应用于数字电阻式触控面板，可减少控制IC的运算数据量，以增加效能。
请参阅图4，是为本发明的共享电极输出接脚的触控面板装置的系统架构示意图。其中，触控面板装置10是包含一第一基板101，其上形成有一第一轴向电极层110，其中该第一轴向电极层包含N条第一轴向电极线115；及一第二基板102，其上形成有一第二轴向电极层120，其中第二轴向电极层120包含M条第二轴向电极线125，第二基板102与第一基板101上下对应配置，且第一轴向电极线115与该第二轴向电极线125互相交错形成一矩阵图形。本发明的实施例中，第一轴向电极线115与第二轴向电极线125的交错方式较佳为正交。本发明实施例中，更包含一间隔层103，是可选择性设置于第一轴向电极层110与第二轴向电极层120之间，作为隔离第一轴向电极层110与第二轴向电极层120之用。本发明实施例中，包含一微控制单元，用以接收自控制IC输出的坐标讯号。其中，上述的N条第一轴向电极线115与N个接脚135耦合，用以发送脉冲讯号，而上述的M条第二轴向电极线125与P个第二轴向接脚145耦合于控制IC，用以输出讯号至控制IC，且第二轴向接脚145的数目小于第二轴向电极线125的数目，即P小于M，用以使M条第二轴向电极线125可分组共享P个第二轴向接脚145。本发明实施例中，M条第二轴向电极线125中，至少二条第二轴向电极线125共同耦合至同一个第二轴向接脚145。其中，上述的M、N、P均为不小于1的自然数。
本发明的实施例中，第一轴向电极线115为X侧水平电极，而第二轴向电极线125则为Y侧垂直电极，当使用者于触控面板向下施加压力时，X侧水平电极的脉冲讯号传送至Y侧垂直电极。
本发明是提供一种共享触控面板的电极输出接脚数的方法，是包含：将M条第二轴向电极线125分组，以K条为一单位，共分为M/K电极线组；以及于电极线组的一中选定一第二轴向电极线125，与至少于另一电极线组中选定一第二轴向电极线125共同耦合至同一第二轴向接脚145。其中，第二轴向接脚145可为复数S个，M、K、S皆为自然数，且K为不小于2。本发明的实施例中，K等于3，且该电极线组中的一者中一第二轴向电极线125是与电极线组中的另一者中一第二轴向电极线125共同耦合至同一第二轴向接脚145。
本发明的一实施例，请参阅图5，是共享电极输出接脚的触控面板装置的布线配置示意图。如图所示，将第二轴向电极线分组，以每三条电极线为一组Y₁~Y₃…Y₁₀~Y₁₂，从每组中选定一条第二轴向电极线，并将其中一组的电极线与其中另一组的电极线共同耦合至第二轴向接脚，传送讯号至Y侧控制IC。即，将第二轴向电极线Y₂、Y₁₁共同耦合至接脚Y_2’，又将第二轴向电极线Y₃、Y₁₄共同耦合至Y_3’…依此类推。之后，当第二轴向电极线125输出讯号至Y侧控制IC时，第二轴向电极线Y₁₁、Y₁₄的输出讯号将透过接脚Y_2’、Y_3’输出。
请参阅图5A，是单点触控时电路接收的示意图。由于第二轴向电极线Y₃、Y₁₄共同耦合至Y_3’，因此当触控位置P于Y₁₂、Y₁₃、Y₁₄时，电路所接收的讯号为Y_3’、Y_11’、Y_12’。则Y侧控制IC将所接收的讯号传送给微控制器，由微控制器进一步判断该讯号的坐标位置。此实施例中，若手指触碰区域为图所示的P点，输出讯号接脚Y_3’、Y_11’、Y_12’为高电位，Y_1’、Y_2’为低电位则表示手指落于P区域。
本发明的另一实施例，请参阅图6，是共享电极输出接脚的触控面板装置的布线配置示意图。如图所示，将第二轴向电极线分组，以每四条电极线为一组Y₁~Y₄…Y₉~Y₁₂，从每组中选定一条第二轴向电极线，并将其中一组的电极线与其中另一组的电极线共同耦合至第二轴向接脚，传送讯号至Y侧控制IC。即，将第二轴向电极线Y₂、Y₁₀共同耦合至接脚Y_2’，又将第二轴向电极线Y₃、Y₁₄共同耦合至Y_3’…依此类推。之后，当第二轴向电极线125输出讯号至Y侧控制IC时，第二轴向电极线Y₁₀、Y₁₄的输出讯号将透过接脚Y_2’、Y_3’输出。
如图6Ａ所示，当多点触控时，使用者在触控位置Q、R同时施加压力。由于第二轴向电极线Y₂、Y₁₀共同耦合至接脚Y_2’，又第二轴向电极线Y₃、Y₁₄共同耦合至Y_3’，因此电路所接收的讯号为Y_1’、Y_2’、Y_3’、Y_11’、Y_12’。接着由Y侧控制IC将所接收的讯号传送给微控制器，由微控制器进一步判断该讯号的坐标位置。此实施例中，若手指触碰区域为图所示的两点，输出讯号接脚Y_1’、Y_2’、Y_3’为高电位，Y_11’、Y_12’亦为高电位则表示手指落于Q及R区域。
本发明是由控制IC利用逻辑运算方法，判读从电极输出讯号传送至控制IC的各种不同的排列组合所代表的讯号。换言之，本发明是利用输出接脚的排列组合与逻辑运算的方法，增加每一输出接脚可传输讯号的区域，而非每一接脚只传送单一区域的讯号至控制IC。因此可以有效减少垂直电极耦合控制IC的接脚数量，以达到减少微控制器的运算数据量，进而提高运作效率。
本发明的实施例中，每组电极线数量的设计，可依据触控面板应用的需求，及参考产品定性为单点或多点触控面板，而设计每组电极线与输出接脚应有的数量。因此非限于上述实施例中所述的数量，实施例仅作为最佳实施的范例，而非用于限定实施的态样。
本发明的实施例中，所使用的具有第一轴向电极层110的第一基板101与具有第二轴向电极层120的第二基板102可为任何本技术领域具有通常知识者所已知者，例如氧化铟锡导电玻璃或塑料(ITOGlassandITOfilm)、压克力等透明材质制作，且第一轴向电极线115与第二轴向电极线125较佳以ITO制作。。
本发明的优点在于是可节省电极的输出接脚的数量，可降低制作成本，是可有效减少控制IC输入接脚的数量，并可减少控制IC的运算数据量，以增加触控面板的反应速率。另外，本发明是可搭配应用产品的需求，如尺寸大小，利用逻辑运算方法增加触控面板的运作效率，且是可同时应用于减少第一轴向电极层输入讯号端的接脚数。
上述叙述是为本发明的较佳实施例。此领域的技艺者应得以领会其是用以说明本发明而非用以限定本发明所主张的专利权利范围。其专利保护范围当视后附的申请专利范围及其等同领域而定。凡熟悉此领域的技艺者，在不脱离本专利精神或范围内，所作的更动或润饰，均属于本发明所揭示精神下所完成的等效改变或设计，且应包含在下述的申请专利范围内。