TWI397006B - 觸控顯示裝置及判斷觸控方式之方法 - Google Patents

Description

觸控顯示裝置及判斷觸控方式之方法

本發明係關於一種觸控顯示裝置，特別是一種具有辨識觸控筆或手指觸控功能的觸控顯示裝置。

隨著科技的進步，現在已經出現許多具有觸控顯示裝置的電子裝置，例如PDA、手機或是平板型電腦等。由於使用者可以直覺式地使用觸控顯示裝置進行輸入、點選等操作，對一般的使用者而言比較容易上手，因此觸控顯示裝置已經漸漸被廣泛使用在各個領域的電子裝置上。其中具有電阻式之觸控面板的觸控顯示裝置由於其成本較為便宜，並且控制電阻式之觸控面板的方式也比較簡單，因此電阻式的觸控面板在市場上受到廣泛的使用。

但先前技術中，具有電阻式之觸控面板的觸控顯示裝置並不具有分辨使用觸控筆與使用手指觸控之差異的控制模組，使得使用觸控筆與使用手指觸控所形成的控制效果是一致的。若觸控顯示裝置能夠分辨不同觸控方式，其控制的方式與表現出的效果將更加的多樣化。

因此需要一種新的觸控顯示裝置以解決先前技術所產生的問題。

本發明之主要目的係在提供一種觸控顯示裝置，其具有可供執行一觸控筆操作模式或一手指操作模式之功能。

本發明之另一主要目的係在提供一種觸控顯示裝置判斷觸控方式之方法。

為達成上述之目的，本發明首先提供一種觸控顯示裝置，其包括電阻式觸控面板及控制模組。電阻式觸控面板包括第一導電層及第二導電層。第一導電層具有均勻電場；第二導電層具有第一測量電極與第二測量電極，並且輸入物件可施壓使第一導電層接觸第二導電層。控制模組係與第一測量電極與第二測量電極電性連接。控制模組包含一測量單元，用以測量第一測量電極與第二測量電極的電壓值。其中當第一導電層接觸第二導電層時，測量單元分別於第一測量電極與第二測量電極測量電壓值，以得到第一電壓與第二電壓。當第一電壓與第二電壓之差小於預設誤差值時，即啟動觸控筆操作模式；當第一電壓與第二電壓之差大於預設誤差值時，即啟動手指操作模式。

本發明之判斷觸控方式之方法配合上述觸控顯示裝置，以供判斷執行一觸控筆操作模式或一手指操作模式，觸控顯示裝置之第一導電層與第二導電層其中之一具有一均勻電場，包括以下步驟：第一導電層接收輸入物件的壓力以接觸第二導電層；分別於第一測量電極與第二測量電極測量電壓值，以得到第一電壓與第二電壓；判斷第一電壓與第二電壓之差是否小於一預設誤差值；若小於預設誤差值，則執行觸控筆操作模式；以及若第一電壓與第二電壓之差大於預設誤差值，則執行手指操作模式。

為能讓 貴審查委員能更瞭解本發明之技術內容，特舉較佳之具體實施例說明如下。

請先參考圖1A與圖1B關於本發明觸控顯示裝置之架構圖。

本發明之觸控顯示裝置10具有可供執行一觸控筆操作模式或一手指操作模式之功能。如圖1A所示，本發明之觸控顯示裝置10包括控制模組21、交換電路23與電阻式觸控面板30。控制模組21包括測量單元22，測量單元22用以量測電阻式觸控面板30各電極之電壓值。控制模組21與交換電路23之間係彼此電性連接。交換電路23具有轉換電路連接的功能，控制模組21可藉由交換電路23變更測量單元22與電阻式觸控面板30各電極之連接。此處需注意的是，在本發明之一實施例中，交換電路23亦可設置於控制模組21內，但本發明並不以此為限。

如圖1A所示，在本發明之一實施例中，電阻式觸控面板30為四線式之觸控面板。電阻式觸控面板30包括第一導電層31與第二導電層32。第一導電層31具有第一電極311與第二電極312，第一電極311與第二電極312係具有電壓差以形成一均勻電場，並且第一電極311與第二電極312分別連接電源供應端V與地端G(如圖3A至圖4B所示)。第二導電層32具有第一測量電極321與第二測量電極322，第一測量電極321與第二測量電極322係分別與控制模組21電性連接。在本發明之一實施例中，第一電極311、第二電極312、第一測量電極321與第二測量電極322係分別為一導電線，如此形成四線式之電阻式觸控面板30。其中第一測量電極321與第二測量電極322設置於第二導電層的兩側用以測量電阻式觸控面板30的X軸座標值。在測量Y軸座標值時，設於第二導電層兩側之第一測量電極321與第二測量電極322亦具有電壓差以形成一均勻電場，第一電極311與第二電極312即作為電阻式觸控面板30的測量電極以測量電阻式觸控面板30的Y軸座標值。由於四線式電阻式觸控面板之X軸及Y軸之配置及其工作原理為本發明技術領域中具有通常知識者所周知，因此以下不予贅述。

輸入物件(圖未示)，例如手指或觸控筆，可施壓使第一導電層31接觸第二導電層32。由於第一導電層31接觸第二導電層32時將形成短路，而產生電壓降，因此藉由測量單元22測量第一測量電極321或第二測量電極322之電壓值，即可得知第一導電層31是否接觸第二導電層32。當輸入物件施壓使第一導電層31接觸第二導電層32時，控制模組21可藉由測量單元22測量第一測量電極321與第二測量電極322之電壓值，以得到第一電壓與第二電壓。若第一電壓與第二電壓之差大於預設誤差值，即表示是以手指施壓使第一導電層31接觸第二導電層32，因此即啟動手指操作模式。若第一電壓與第二電壓之差小於一預設誤差值，即表示是以觸控筆施壓使第一導電層31接觸第二導電層32，因此即啟動觸控筆操作模式。關於判斷是否執行觸控筆操作模式或手指操作模式之方法以下將會詳細描述。

如圖1B所示，在本發明之一實施例中，電阻式觸控面板亦可為五線式之電阻式觸控面板30’。電阻式觸控面板30’包括第一導電層31’與第二導電層32’。第一導電層31’包括感測電極311’，第二導電層32’包括第一電極321’、第二電極322’、第一測量電極323’與第二測量電極324’。第一電極321’與第二電極322’分別連接電源供應端V或是地端G(如圖5A及圖5B所示)，使得第一電極321’與第二電極322’之間具有電壓差以形成一均勻電場。在本發明之一實施例中’感測電極311’、第一電極321’、第二電極322’、第一測量電極323’與第二測量電極324’係分別為導電線，如此形成五線式之電阻式觸控面板30’。其中第一電極321’、第二電極322’、第一測量電極323’與第二測量電極324’可用以測量電阻式觸控面板30’的X軸座標值與Y軸座標值。由於五線式電阻式觸控面板之X軸及Y軸之配置及其工作原理亦為本發明技術領域中具有通常知識者所周知，因此以下不予贅述。

輸入物件(圖未示)，例如手指或觸控筆，可施壓使第一導電層31’接觸第二導電層32’。由於第一導電層31’接觸第二導電層32’時將形成短路，而產生電壓降，因此藉由測量單元22測量感測電極311’之電壓值，即可得知第一導電層31’是否接觸第二導電層32’。當第一導電層31’接觸第二導電層32’時，控制模組21可藉由測量單元22分別於第一測量電極323’與第二測量電極324’測量電壓值，以得到第一電壓與第二電壓。若第一電壓與第二電壓之差大於一預設誤差值，即表示是以手指施壓使第一導電層31’接觸第二導電層32’，因此即啟動手指操作模式。若第一電壓與第二電壓之差小於一預設誤差值，即表示是以觸控筆施壓使第一導電層31’接觸第二導電層32’，因此即啟動觸控筆操作模式。關於判斷是否執行觸控筆操作模式或手指操作模式之方法以下將會詳細描述。

接下來請一併參考圖2到圖4B關於本發明判斷觸控方式之方法之步驟流程圖與觸控顯示裝置的內部等效電路圖。其中圖3A及圖3B係觸控筆操作模式之等效電路圖，並且圖4A及圖4B係手指操作模式之等效電路圖。此處需注意的是，以下雖以四線式之電阻式觸控面板30為例說明本發明之判斷觸控方式之方法，但本發明之判斷觸控方式之方法並不以使用在四線式之電阻式觸控面板30為限。

首先進行步驟201：第一導電層接收輸入物件的壓力以接觸第二導電層。

而如何判斷第一導電層是否接觸第二導電層，首先控制模組21控制電阻式觸控面板30的其中兩電極電性連接電源供應端與地端，再測量另一對電極之電壓值，以判斷是否有電壓降產生。以圖3A及圖3B之等效電路為例，當第一導電層31接觸第二導電層32時，第一導電層31與第二導電層32會分別形成複數的等效電阻Ra1、Ra2、Rb1與Rb2，第一導電層31與第二導電層32之間也會形成等效電阻Rz1。此時控制模組21控制第一導電層31之第一電極311與電源供應端V電性連接，第二電極312與地端G電性連接。再利用測量單元22測量第二導電層32的第一測量電極321之電壓值。若第一導電層31沒有接觸第二導電層32，兩者之間的等效電路即為斷路，因此第一測量電極321不會有電壓降的情況產生；反之，若第一導電層31接觸第二導電層32，第一測量電極321將會產生電壓降。控制模組21即可藉由上述的方式判斷第一導電層31是否接觸第二導電層32。

上述的連接方式僅為示意，相對來說，本發明也可藉由第一測量電極321與電源供應端V電性連接，第二測量電極322與地端G電性連接，並測量第一電極311之電壓值之方式來判斷第一導電層31是否接觸第二導電層32，因此本發明並不以上述及圖示的連接方式為限。

當第一導電層31接觸到第二導電層32時，即進行步驟202：於第二導電層之第一測量電極測量電壓值，以得到一第一電壓。

如圖3A及圖4A所示，控制模組21藉由測量單元22於第一測量電極321測量電壓，即可得到第一電壓。

接著進行步驟203：於第二導電層之第二測量電極測量電壓值，以得到一第二電壓。

如圖3B及圖4B所示，控制模組21可控制交換電路23進行電路的轉換，使得測量單元22電性連接第二測量電極322以測量電壓值，藉此即可得到第二電壓。

再進行步驟204：判斷第一電壓與第二電壓之差是否大於一預設誤差值。

控制模組21判斷第一電壓與第二電壓之差距是否大於一預設誤差值。其中該預設誤差值可以經由控制模組21預先進行設定，但本發明並不以此為限。

若小於該預設誤差值，即進行步驟205：啟動觸控筆操作模式。

當利用觸控筆觸控電阻式觸控面板30時，第一導電層31與第二導電層32之間的接觸點將較小，其等效電路即如圖3A及3B所示，第一導電層31與第二導電層32之間只具有一個等效電阻Rz1。因此由第一測量電極321或是第二測量電極322所量測的第一電壓與第二電壓會非常接近，或者可能量測到相同的電壓值。所以當第一電壓與第二電壓之差小於預設誤差值時，即可判定是觸控筆或是其他較尖銳的物品碰觸電阻式觸控面板30。如此一來，控制模組21即啟動觸控筆操作模式。

若第一電壓與第二電壓之差大於該預設誤差值，即進行步驟206：啟動手指操作模式。

當使用者用手指觸控電阻式觸控面板30時，第一導電層31與第二導電層32之間會有較大的接觸面積，其等效電路即如圖4A及圖4B所示，第一導電層31形成複數的等效電阻Ra1到Ran，第二導電層32形成複數的等效電阻Rb1到Rbn。第一導電層31與第二導電層32之間也具有複數的等效電阻Rz1到Rzn。由於第一導電層31與第二導電層32之間形成許多等效電阻，因此經由第一測量電極321所量測的第一電壓與經由第二測量電極322所量測的第二電壓並不相同。當第一電壓與第二電壓之差大於預設誤差值時，即可判定是利用手指等接觸面較大的物品碰觸電阻式觸控面板30。如此一來，控制模組21即啟動手指操作模式。

此處需注意的是，本發明之判斷觸控方式之方法並不以上述之步驟次序為限，只要能達成本發明之目的，上述之步驟次序亦可加以改變。

此外，本發明之判斷觸控方式之方法亦可使用在如圖1B所示的五線式電阻式觸控面板30’。請參考圖5A及圖5B係本發明五線式之電阻式觸控面板之等效電路圖。其中圖5A為電阻式觸控面板30’在觸控筆操作模式下之等效電路，圖5B為電阻式觸控面板30’在手指操作模式下之等效電路。

如圖5A及5B所示，第二導電層32’上之第一電極321’及第二電極322’分別與電源供應端V或是地端G連接，第一測量電極323’與第二測量電極324’則分別與測量單元22連接以測量電壓值。如圖5A所示，當第一導電層31’接觸第二導電層32’，且第二導電層32’之接觸點很小時，第一測量電極323’與第二測量電極324’所測量得到的第一電壓與第二電壓差距會在一預設誤差值內，如此即可判定是觸控筆接觸電阻式觸控面板30’。另外如圖5B所示，若第二導電層32’有大的接觸點時，第一測量電極323’與第二測量電極324’所測量得到的第一電壓與第二電壓差距會大於一預設誤差值，如此即可判定是利用手指等接觸面較大的物品接觸電阻式觸控面板30’。由於五線式電阻式觸控面板30’判斷觸控方式之方法與前述四線式電阻式觸控面板30判斷觸控方式之方法相同，故在此不再贅述。

藉由上述之方式，利用電阻式觸控面板30’亦可判斷出是否啟動觸控筆操作模式或是手指操作模式。

最後請參考圖6關於本發明具有觸控顯示裝置之電子裝置之示意圖。

本發明之觸控顯示裝置10可安裝於電子裝置40上，以提供使用者操作電子裝置40。電子裝置40可為平板型電腦、手機或是PDA等電子裝置，但本發明並不以上述的裝置為限。當使用者用觸控筆或是手指觸控時，觸控顯示裝置10可立刻轉換為觸控筆操作模式或手指操作模式以達到不同的操作效果。舉例而言，觸控顯示裝置10可以設定在觸控筆操作模式下會劃出較細的線條，而在手指操作模式下則可劃出較粗的線條。藉此電子裝置40可以具有更加多樣的控制方式以供使用者操作。

綜上所陳，本發明無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵，懇請 貴審查委員明察，早日賜准專利，俾嘉惠社會，實感德便。惟應注意的是，上述諸多實施例僅係為了便於說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

觸控顯示裝置．．．10

控制模組．．．21

測量單元．．．22

交換電路．．．23

電阻式觸控面板．．．30、30’

第一導電層．．．31、31’

感測電極．．．311’

第一電極．．．311、321’

第二電極．．．312、322’

第二導電層．．．32、32’

第一測量電極．．．321、323’

第二測量電極．．．322、324’

電子裝置．．．40

等效電阻．．．Ra1、Ra2、Ran、Rb1、Rb2、Rbn、Rz1、Rz2、Rzn

電源供應端．．．V

地端．．．G

圖1A－1B係本發明觸控顯示裝置之架構圖。

圖2係本發明判斷觸控方式之方法之步驟流程圖。

圖3A－3B係本發明觸控顯示裝置觸控筆操作模式之等效電路圖。

圖4A－4B係本發明觸控顯示裝置手指操作模式之等效電路圖。

圖5A－5B係本發明五線式之電阻式觸控面板之等效電路圖。

圖6係本發明具有觸控顯示裝置之電子裝置之示意圖。

觸控顯示裝置．．．10

控制模組．．．21

測量單元．．．22

交換電路．．．23

觸控面板．．．30

第一導電層．．．31

第一電極．．．311

第二電極．．．312

第二導電層．．．32

第一測量電極．．．321

第二測量電極．．．322

Claims (17)

1. 一種觸控顯示裝置，可供執行一觸控筆操作模式或一手指操作模式，該觸控顯示裝置包括：一電阻式觸控面板，包括：一第一導電層，具有一均勻電場；以及一第二導電層，具有一第一測量電極與一第二測量電極，一輸入物件可施壓使該第一導電層接觸該第二導電層；以及一控制模組，係與該第一測量電極與該第二測量電極電性連接，該控制模組包含一測量單元，用以於該第一測量電極與該第二測量電極測量電壓值，其中該第一導電層接觸該第二導電層時，該測量單元分別於該第一測量電極與該第二測量電極測量電壓值，以得到一第一電壓與一第二電壓，該第一電壓與第二電壓之差小於一預設誤差值時，即啟動該觸控筆操作模式。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，更包括一交換電路，係與該控制模組電性連接，該控制模組可控制該交換電路以控制該測量單元測量該第一測量電極之電壓值或測量該第二測量電極之電壓值。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該控制模組包含一交換電路，以控制該測量單元測量該第一測量電極之電壓值或測量該第二測量電極之電壓值。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該第一導電層具有一第一電極與一第二電極，該第一電極係電性連接一電源供應端，該第二電極係電性連接一地端，該第一電極與該第二電極具有一電壓差而形成該均勻電場。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該第一測量電極與該第二測量電極用以測量該電阻式觸控面板的X軸座標值。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該第一測量電極與該第二測量電極用以測量該電阻式觸控面板的Y軸座標值。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該第一電壓與第二電壓之差大於該預設誤差值時，即啟動該手指操作模式。
8. 一種觸控顯示裝置，可供執行一觸控筆操作模式或一手指操作模式，該觸控顯示裝置包括：一電阻式觸控面板，包括：一第一導電層；以及一第二導電層，具有一均勻電場、一第一測量電極與一第二測量電極，一輸入物件可施壓使該第一導電層接觸該第二導電層；以及一控制模組，係與該第一測量電極與該第二測量電極電性連接，該控制模組包含一測量單元，用以於該第一測量電極與該第二測量電極測量電壓值，其中該第一導電層接觸該第二導電層時，該測量單元分別於該第一測量電極與該第二測量電極測量電壓值，以得到一第一電壓與一第二電壓，該第一電壓與第二電壓之差小於一預設誤差值時，即啟動該觸控筆操作模式。
9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控顯示裝置，更包括一交換電路，係與該控制模組電性連接，該控制模組可控制該交換電路以變更該測量單元測量該第一測量電極之電壓值或測量該第二測量電極之電壓值。
10. 如申請專利範圍第8項所述之觸控顯示裝置，其中該控制模組包含一交換電路，以控制該測量單元測量該第一測量電極之電壓值或測量該第二測量電極之電壓值。
11. 如申請專利範圍第8項所述之觸控顯示裝置，其中該第二導電層具有一第一電極與一第二電極，該第一電極係電性連接一電源供應端，該第二電極係電性連接一地端，該第一電極與該第二電極具有一電壓差而形成該均勻電場。
12. 如申請專利範圍第8項所述之觸控顯示裝置，其中該第一測量電極與該第二測量電極用以測量該電阻式觸控面板的X軸座標值。
13. 如申請專利範圍第8項所述之觸控顯示裝置，其中該第一測量電極與該第二測量電極用以測量該電阻式觸控面板的Y軸座標值。
14. 如申請專利範圍第8項所述之觸控顯示裝置，其中該第一電壓與第二電壓之差大於該預設誤差值時，即啟動該手指操作模式。
15. 一種判斷觸控方式之方法，係用於一觸控顯示裝置，以供判斷執行一觸控筆操作模式或一手指操作模式，該觸控顯示裝置包括一第一導電層與一第二導電層，該第一導電層與該第二導電層其中之一具有一均勻電場，該第二導電層具有一第一測量電極與一第二測量電極，一輸入物件可施壓使該第一導電層接觸該第二導電層，該方法包括以下步驟：該第一導電層接收該輸入物件的壓力以接觸該第二導電層；分別於該第一測量電極與該第二測量電極測量電壓值，以得到一第一電壓與一第二電壓；判斷該第一電壓與該第二電壓之差是否小於一預設誤差值；以及若該第一電壓與該第二電壓之差小於一預設誤差值，則啟動該觸控筆操作模式，若該第一電壓與該第二電壓之差大於該預設誤差值，則啟動該手指操作模式。
16. 如申請專利範圍第15項所述之判斷觸控方式之方法，其中該第一導電層具有一第一電極與一第二電極，該第一電極係電性連接一電源供應端，該第二電極係電性連接一地端，該第一電極與該第二電極係具有一電壓差而形成該均勻電場。
17. 如申請專利範圍第15項所述之判斷觸控方式之方法，其中該第二導電層具有一第一電極與一第二電極，該第一電極係電性連接一電源供應端，該第二電極係電性連接一地端，該第一電極與該第二電極係具有一電壓差而形成該均勻電場。