觸控系統及其匹配方法
2023-05-23 15:44:46 1
專利名稱：觸控系統及其匹配方法
技術領域：
本發明系有關於一種觸控系統，特別是有關於一種可匹配耦合電容的觸控系統及其匹配方法。
背景技術：
觸控系統的觸控面板依感應原理大致可分電阻式、電容式、超音波式、光學(紅外線)式等。不同種類的觸控面板具有各自的優缺點。由於電容式的觸控面板具有較佳的效能，故較常被使用在觸控系統中。在觸控面板的設計中，周邊走線的間距愈小會造成耦合電容的增加，進而影響觸控面板與驅動模塊間的匹配性。藉由增加周邊走線的間距，便可減小耦合電容，但卻會造成邊緣(border)面積的增加。
發明內容
本發明提供一種觸控系統，包括一觸控面板、一觸控模塊以及一匹配單元。觸控面板包括一顯示區以及一周邊走線區。顯示區具有複數感測器。每一感測器根據一驅動信號，產生一感應信號。周邊走線區包括複數輸入輸出端以及複數傳輸線。傳輸線耦接於感測器與輸入輸出端之間。觸控模塊透過傳輸線，提供驅動信號予感測器，並接收感應信號。匹配單元鄰近輸入輸出端，並為浮接狀態，用以降低該觸控面板的耦合電容。本發明更提供一種匹配方法，適用於一觸控系統。觸控系統具有一觸控面板以及一觸控模塊。觸控面板具有複數傳輸線，用以與觸控模塊進行資料傳輸。本發明的匹配方法包括，形成一匹配單元於觸控系統中，其中匹配單元用以降低觸控面板的耦合電容；以及浮接匹配單元。為讓本發明的特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下
圖1為本發明的觸控系統的示意圖。圖2為本發明的觸控面板的一可能實施例。圖3A 圖3D為本發明的匹配單元的可能實施例。圖4為本發明的觸控面板的另一可能實施例。圖5為本發明的匹配方法的一可能實施例。主要元件符號說明100 :觸控系統；110 :觸控面板；130 :觸控模塊；111 :顯示區；112 :周邊走線區；113 117 :輸入輸出模塊；221 223 :輸出線；131 :電源供應單元；132 :驅動單元；133 感測單元；200 :感測器；430 X電極；461 463 :連接電極;210、220、230、250 :傳輸模塊；261、262、271、272、471 474 :金屬線；441 443,451 453 Y 電極。
具體實施例方式圖1為本發明的觸控系統的示意圖。如圖所示，觸控系統100包括，一觸控面板(touch panel) 110、一觸控模塊130以及一匹配單元(未顯示)。匹配單元用以補償觸控面板110的走線間的耦合電容效應。在一可能實施例中，若將匹配單元耦接至一固定位準(如接地位準)，則匹配單元可視為一防護(shielding)裝置，可減少觸控面板110的走線間的耦合電容效應。由於匹配單元可設置在觸控面板110或是觸控模塊130中，故圖1未顯示匹配單元。稍後將說明匹配單元設置在觸控面板110及觸控模塊130中的不同實施例。觸控面板110包括一顯示區111以及一周邊走線區112。在本實施例中，顯示區111以外的區域即為周邊走線區112。顯示區111具有複數感測器(未顯示)。每一感測器根據一驅動信號，產生一感應信號。在本實施例中，感測器係為電容式的感測器，稍後將說明。周邊走線區112包括，輸入輸出模塊113 116以及傳輸模塊210、220、230。輸入輸出模塊113 116各自具有複數輸入輸出端。在本實施例中，輸入輸出模塊113內的輸入輸出端稱為輸入端。輸入輸出模塊114的輸入輸出端稱為輸出端。輸入輸出模塊115及116的輸入輸出端稱為位準端。同樣地，傳輸模塊210、220、230各自具有複數傳輸線。在本實施例中，傳輸模塊210的傳輸線稱為輸入線。傳輸模塊220的傳輸線稱為輸出線。傳輸模塊230的傳輸線稱為位準線。觸控模塊130透過輸入輸出模塊113以傳輸模塊210,提供驅動信號予顯不區111內的感測器。感測器將根據驅動信號，產生一感應信號。感應信號透過傳輸模塊220以及輸入輸出模塊114，傳送至觸控模塊130。觸控模塊130根據感應信號，得知觸控面板110是否被觸碰。另外，觸控模塊130更透過輸入輸出模塊115及116，提供一位準信號予傳輸模塊230。在一可能實施例中，位準信號為一接地位準或一固定位準。在其它實施例中，位準信號系隨時間而改變。在本實施例中，觸控模塊130具有一電源供應單元131、一驅動單元132以及一感測單元133。電源供應單元131用以提供位準信號予傳輸模塊230。驅動單元132用以提供驅動信號予顯示區111內的感測器。感測單元133用以接收感測器所產生的感應信號，並根據感應信號得知觸控面板110被觸碰的位置。圖2為本發明的觸控面板的一可能實施例。如圖所示，觸控面板110的顯示區111具有複數電容式的感測器200。感測器200透過傳輸模塊210及輸入輸出模塊113，接收來自觸控模塊130所提供的驅動信號，並透過傳輸模塊220及輸入輸出模塊114，將感應信號提供予觸控模塊130。觸控模塊130根據感測器200所產生的感應信號，便可得知觸控面板110是否被觸碰以及觸碰位置。在本實施例中，匹配單兀係為一金屬線261。金屬線261鄰近至少一輸入輸出模塊(如輸入輸出模塊114)，並為浮接狀態(floating)，用以降低觸控面板110的耦合電容。如圖所示，金屬線261設置在兩傳輸線(如輸出線221及222)之間。在其它實施例中，金屬線261可能鄰近輸入輸出模塊113，並設置在兩輸入線之間。由於金屬線261位於輸出線221及222之間，故可形成一等效電容。在本實施例中，金屬線261所產生的等效電容系串聯輸出線221與222間的耦合電容。藉由電容串聯的特性，便可大幅降低輸出線221與222間的耦合電容效應。在一可能實施例中，金屬線261與輸出線221及222系位於同一金屬層(如圖3A所示)。在其它實施例中，金屬線261與輸出線221及222系位於不同金屬層。舉例而言，如圖3B及圖3C所不,金屬線261位於一第一金屬層,輸出線221及222位於一第二金屬層。本發明並不限定金屬線261與輸出線221及222之間的關係。在一可能實施例中，金屬線261並不重迭輸出線221及222 (如圖3B及圖3C所示)。另一可能實施例中，金屬線261重迭輸出線221及222 (如圖3D所示)。在圖3D中，金屬線261系完全重迭輸出線221及222。在其它實施例中，金屬線261可能僅重迭部分的輸出線221及222。一般而言，為了減少走線間的耦合電容效應，輸出線221與222之間的距離需大於一預設值。然而，由於金屬線261可補償輸出線221與222間的耦合電容效應，因此，輸出線221與222間的距離可小於預設值，故可大幅降低周邊走線區的面積。本發明並不限定金屬線261的位準。在一可能實施例中，金屬線261係為浮接狀態。在其它實施例中，金屬線261可能保持在一固定位準(如接地位準)。另外，本發明亦不限定匹配單元(即金屬線261)的數量。在本實施例中，金屬線262亦為一匹配單元，其設置在輸出線222與223之間，用以降低輸出線222與223之間的耦合電容效應。本發明並不限定金屬線262與輸出線222與223之間的關係。金屬線262可重迭、不重迭、完全重迭或部分重迭輸出線222與223。再者，金屬線262可與輸出線222與223設置在相同或不同金屬層。在本實施例中，金屬線261與262彼此絕緣。另外，金屬線261與輸出線221、222之間的關係可等同於或不同於金屬線262與輸出線222、223之間的關係。舉例而言，金屬線261可能與輸出線221、222位於相同金屬層，而金屬線262與輸出線222、223位於相同金屬層,或是金屬線261完全重迭輸出線221、222，而金屬線262部分或不重迭輸出線222、223。在本實施例中，輸出線221與222之間更具有一金屬線271。金屬線271透過貫孔(via)，電性連接傳輸模塊250，用以接收一位準信號。在一可能實施例中，位準信號係為一接地位準、一固定位準或是一隨時間而改變的位準。在其它實施例中，金屬線271可能為浮接狀態。舉例而言，當設置一金屬線(如271)於觸控面板110的走線(如221、222)間時，若提供一位準予金屬線271時，則金屬線271便具有一防護(shielding)效果，可降低走線(如221、222)間的耦合電容效應。在其它實施例中，若設置一金屬線(如261)於觸控面板110的走線(如221、222)間時，則金屬線261可對輸出線221與222間的耦合電容進行匹配、補償。本發明並不限定金屬線261、271與輸出線221、222之間的關係。舉例而言，金屬線261與271的至少一者與輸出線221及222系位於相同或不同金屬層，或是金屬線261與271的至少一者重迭、不重迭、完全重迭或部分重迭輸出線221及222。藉由金屬線271，便可調整輸出線221與222間的耦合電容，再透過金屬線261，便可產生一等效電容，其中該等效電容系串聯輸出線221與222間的耦合電容。因此，可大幅降低輸出線221與222間的耦合電容效應。在本實施例中，輸出線222與223間更具有金屬線272。金屬線272的特性與金屬線271相似，故不再贅述。在一可能實施例中，金屬線261與262係為浮接狀態，而金屬線271電性連接金屬線272，並同時接收一固定位準。另外，為增加金屬線261與輸出線221、222間的等效電容，金屬線261與輸出線221及222位於不同金屬層，並重迭輸出線221及222。同樣地，金屬線262與輸出線222及223位於不同金屬層，並重迭輸出線222及223。在本實施例中，金屬線261及262均為浮接狀態。另外，在一實施例中，金屬線271與輸出線221及222位於不同金屬層，並且不重迭輸出線221及222。同樣地，金屬線272亦與輸出線222及223位於不同金屬層，並且不重迭輸出線222及223。本實施例中，金屬線271及272均接收一接地位準。在其它實施例中，匹配單元係為一電容，並設置在驅動模塊130中。在一可能實施例中，由於感測單元133透過傳輸模塊220接收感應信號，因此，該電容(匹配單元)耦接感測單元133，用以補償傳輸模塊220的耦合電容效應。圖4為本發明的觸控面板的另一可能實施例。觸控面板110內的顯示區111具有複數X電極(往垂直方向延伸)與複數Y電極(往水平方向延伸)。為了方便說明，圖4僅顯示X電極430以及Y電極441 443、451 453。在本實施例中，X電極430以及Y電極441 443、451 453系形成於同一金屬層。在一可能實施例中，X電極430與Y電極441 443、451 453均為透明電極，如ITO0連接電極461 463可透過貫孔，分別連接Y電極441 443與451 453。舉例而言，連接電極461電性連接Y電極441與451。在本實施例中，連接電極461 463與X電極430位於不同金屬層。如圖所示，X電極430與Y電極441、451可構成一感測器200 ；X電極430與Y電極442、452構成另一感測器200。X電極430耦接傳輸模塊210，用以接收一驅動信號。Y電極441 443分別耦接輸出線221 223，用以輸出一感應信號。為了補償X電極430與Y電極441 443、451 453之間的耦合電容效應，金屬線410系設置在X電極430與Y電極441 443之間，而金屬線420系設置在X電極430與Y電極451 453之間。金屬線410與420與X電極430系位於相同或不同金屬層。在一可能實施例中，金屬線410與420亦為透明金屬線。另外，金屬線410及420亦可透過貫孔，電性連接傳輸模塊230。在本實施例中，金屬線410及420的位準係為一接地位準，但並非用以限制本發明。在其它實施例中，金屬線410及420可能為浮接狀態。在一可能實施例中，觸控面板110更包括金屬線471 474。由於金屬線471 474的特性與圖2的金屬線271、272、261、262相同，故不再贅述。藉由金屬線471 474，可提高補償效果。圖5為本發明的匹配方法的一可能實施例。本發明的匹配方法適用於一觸控系統。觸控系統具有一觸控面板以及一觸控模塊。觸控面板具有複數傳輸線，用以與觸控模塊進行資料傳輸。首先，形成一匹配單元於觸控系統中，用以降低觸控面板的耦合電容(步驟S510)。當觸控面板被觸碰時，觸控模塊可判斷得知觸碰位置。然而，觸控面板的耦合電容可能會影響觸控模塊，使其誤判觸碰位置。因此，在一可能實施例中，匹配單元可為一電容，形成於觸控模塊中。在其它實施例中，匹配單元係為一金屬線，形成於觸控面板中，用以補償觸控面板的耦合電容效應。假設，匹配單元係為一電容，形成於觸控模塊中。在一可能實施例中，電容系耦接觸控模塊內的判斷元件(如圖1的感測單元133)。在其它實施例中，電容可能耦接觸控模塊內的其它元件(如驅動單元132)。另外，假設，匹配單元係為一第一金屬線(如圖2的金屬線261所示)，形成於觸控面板中。本發明亦不限定匹配單元位於觸控面板中的位置。在一可能實施例中，第一金屬線系鄰近觸控面板的至少一輸入輸出模塊(如圖1的113 116)。在本實施例中，第一金屬線系形成於觸控面板的第一及第二傳輸線之間。本發明並不限定第一及第二傳輸線的種類。舉例而言，第一及第二傳輸線可能為圖2中的傳輸模塊210中的兩傳輸線或傳輸模塊220中的兩傳輸線。另外，第一金屬線與第一及第二傳輸線系形成於相同或不同金屬層中。再者，第一金屬線可能重迭、不重迭、完全重迭或部分重迭第一及第二傳輸線。接著，浮接匹配單元(步驟S520)。在一可能實施例中，第一金屬線系重迭第一及第二傳輸線，並且第一金屬線為浮接狀態，用以補償第一及第二傳輸線間的耦合電容效應。在其它實施例中，第一及第二傳輸線之間更具有一第二金屬線，其中第一及第二金屬線的至少一者與第一及第二傳輸線位於相同或不同金屬層。另外，第一及第二金屬線的至少一者可能重迭或不重迭第一及第二傳輸線。在一可能實施例中，第二傳輸線接收一固定位準(如接地位準)，或是接收一隨時間而變化的位準。在其它實施例中，在第二傳輸線以及一第三傳輸線間，更具有一第三金屬線。第二及第三金屬線彼此電性連接，均接收一接地位準。由於第三金屬線的特性與第二金屬線相似，故不再贅述。另外，一第四金屬線形成於第二及第三傳輸線之間，其中第一及第四金屬線彼此絕緣。在一可能實施例中，第四金屬線為浮接狀態。由於第四金屬線的特性與第一金屬線相似，故不再贅述。藉由設置在觸控面板或觸控模塊上的匹配單元，便可補償觸控面板上的兩傳輸線間的耦接電容效應，並且再藉由控制匹配單元與傳輸線間的重迭關係、或是控制匹配單元的位準，便可進而控制匹配單元的補償能力。若匹配單元與傳輸線位於不同金屬層時，藉由匹配單元的補償能力，便可減小傳輸線間的距離，進而縮小觸控面板的邊框面積。除非另作定義，在此所有詞彙(包含技術與科學詞彙)均屬本發明所屬技術領域中具有通常知識者的一般理解。此外，除非明白表示，詞彙於一般字典中的定義應解釋為與其相關技術領域的文章中意義一致，而不應解釋為理想狀態或過分正式的語態。雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當以本發明權利要求範圍所界定者為準。
權利要求
1.一種觸控系統，其特徵在於，所述的觸控系統包括 一觸控面板，包括 一顯示區，具有複數感測器，每一感測器根據一驅動信號，產生一感應信號；以及 一周邊走線區，包括 複數輸入輸出端；以及 複數傳輸線，耦接於所述的感測器與所述的輸入輸出端之間； 一觸控模塊，透過所述的傳輸線，提供所述的驅動信號予所述的感測器，並接收所述的感應信號；以及 一匹配單元，鄰近所述的輸入輸出端，並為浮接狀態，用以降低所述的觸控面板的耦合電容，其中所述的匹配單元系設置在所述的觸控面板中。
2.如權利要求1所述的觸控系統，其特徵在於，所述的匹配單元為一第一金屬線。
3.如權利要求2所述的觸控系統，其特徵在於，所述的等傳輸線具有一第一傳輸線以及第二傳輸線，用以傳送所述的感應信號予所述的觸控模塊，並且所述的第一金屬線設置在所述的第一及第二傳輸線之間。
4.如權利要求3所述的觸控系統，其特徵在於，所述的第一金屬線與所述的第一及第二傳輸線位於同一金屬層。
5.如權利要求3所述的觸控系統，其特徵在於，所述的第一金屬線系位於一第一金屬層，所述的第一及第二傳輸線位於一第二金屬層，其中，所述的第一金屬層與第二金屬層係為不同層。
6.如權利要求5所述的觸控系統，其特徵在於，所述的第一金屬線重迭所述的第一及第二傳輸線。
7.如權利要求3所述的觸控系統，其特徵在於，所述的觸控系統更包括 一第二金屬線，設置在所述的第一及第二傳輸線之間，所述的第二金屬線接收一位準信號。
8.如權利要求7所述的觸控系統，其特徵在於，所述的位準信號系隨時間而改變，或是為一接地位準或一固定位準。
9.如權利要求7所述的觸控系統，其特徵在於，所述的第一及第二金屬線的至少一者與所述的第一及第二傳輸線位於同一金屬層。
10.如權利要求7所述的觸控系統，其特徵在於，所述的第一及第二金屬線的至少一者位於一第一金屬層，所述的第一及第二傳輸線位於一第二金屬層，所述的第一金屬線重迭所述的第一及第二傳輸線，所述的第二金屬線不重迭所述的第一及第二傳輸線。
11.如權利要求7所述的觸控系統，其特徵在於，所述的觸控系統更包括 一第三金屬線，設置在所述的顯示區之中，所述的第三金屬線電性連接所述的第二金屬線；以及 一第四金屬線，設置在所述的第二傳輸線以及所述的傳輸線中的一第三傳輸線之間，所述的第一及第四金屬線彼此絕緣，並且所述的第一及第二金屬線彼此絕緣。
12.—種匹配方法，適用於一觸控系統，所述的觸控系統具有一觸控面板以及一觸控模塊，所述的觸控面板具有複數傳輸線，用以與所述的觸控模塊進行資料傳輸，其特徵在於，所述的匹配方法包括形成一匹配單元於所述的觸控系統中，其中所述的匹配單元用以降低所述的觸控面板的耦合電容；以及 浮接所述的匹配單元。
13.如權利要求12所述的匹配方法，其特徵在於，所述的匹配方法更包括 形成一第二金屬線於所述的傳輸線中的一第一傳輸線及一第二傳輸線之間；以及 提供一位準信號予所述的第二金屬線。
14.如權利要求13所述的匹配方法，其特徵在於，所述的匹配方法更包括 令所述的位準信號隨時間而改變。
15.如權利要求13所述的匹配方法，其特徵在於，所述的匹配方法更包括 固定所述的位準信號。
全文摘要
本發明公開了一種觸控系統，包括一觸控面板、一觸控模塊以及一匹配單元。觸控面板包括一顯示區以及一周邊走線區。顯示區具有複數感測器。每一感測器根據一驅動信號，產生一感應信號。周邊走線區包括複數輸入輸出端以及複數傳輸線。傳輸線耦接於感測器與輸入輸出端之間。觸控模塊透過傳輸線，提供驅動信號予感測器，並接收感應信號。匹配單元鄰近輸入輸出端，並為浮接狀態，用以降低該觸控面板的耦合電容。
文檔編號G06F3/044GK103064547SQ201110322498
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月21日 優先權日2011年10月21日
發明者張守仁, 賴建廷, 莊文忠, 倪嘉隆, 許翔志, 陳志昌, 簡傳枝, 楊冠懿, 陳新立 申請人:群康科技(深圳)有限公司, 奇美電子股份有限公司