电容式感测装置及感测方法

专利名称：电容式感测装置及感测方法
技术领域：
本发明涉及一种感测装置及方法，特别是涉及一种电容式感测装置及感测方法。
背景技术：
请参阅图l，其为一现有习知的电容式感测装置的多指触控操作与电容值影像示 意图。 一触控面板110是具有数条第一导线112与数条第二导线114，而此些第一导线112 与第二导线114是彼此正交相叠且电性隔离。当一感测信号(未绘出)加载于任一第一导 线112时，此第一导线112与所有第二导线114互耦叠点将形成数个电容性耦合，据此便可 通过所有第二导线114上的电流或电压而判断出各互耦叠点的电性特性。藉此循序地提供 感测信号给每一第一导线112，并执行上述的感测程序便可判读出所有互耦叠点的电性特 性。 当自然接地的人体以一手指触碰或接近感测处(互耦叠点)上方时，便会影响感 测处的电容性耦合，因而造成电流或电压改变，据此便可判读出触碰位置。然而当触控面板 110上有两触碰处Pi与^时，则不仅在触碰处会造成电流或电压改变，在另两互耦叠 点^与G2亦会造成电流或电压改变(亦即形成所谓"鬼点")，因此，两触碰处Pl、 P2将造 成触控面板110上四个互耦叠点(例如(&， Y4) 、 (X3， Y6) 、 (&， Y6) 、 (X3， Y4))的电流或电 压改变，如此在触碰位置上的判读便会造成困扰。再从其等的电容值影像120作进一步说 明，触碰处P丄(&， Y4)的电容值影像波与互耦叠点G丄(X" Y6) 、 G2 (X3， Y4)的电容值影像 波G^、 G具的差值分别为4、 d3 ;触碰处P2 (X3， Y6)的电容值影像波P具与互耦叠点G丄(Xp Y6)、G2(X3，Y4)的电容值影像波G^、G^的差值分别为d4、4，然而因为差值c^、d2、d3、d4并 不大且在感测时亦容易受到其他杂讯干扰，因此在多指触控操作的触碰判读上就容易产生 误判，且上述的差值4、 d2、 d3、 d4内所含的可利用资讯亦因数值太小而无法加以有效利用。

发明内容
本发明的目的在于，克服现有的电容式感测装置及感测方法存在的缺陷，而提供 一种新的电容式感测装置及感测方法，所要解决的技术问题是使其可改进现有习知电容式 感测装置因多点触控侦测所产生触碰判读的问题，并且能有效利用因触碰所产生电流或电 压的差值。 本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明揭露一种电容式感测装置，其包含数条第一导线，是彼此电性隔离；数条
第二导线，是彼此电性隔离，此些第一导线、第二导线是彼此电性隔离且相叠，藉此形成数
个互耦叠点；以及数个电性导体，是彼此电性隔离并分别对应横跨此些第一导线、第二导线
且位于此些互耦叠点周围，其中此些第一导线、第二导线与此些电性导体彼此电性隔离；藉
此，当任一第一导线加载一电性信号时，此任一第一导线与其相叠的第二导线电容性耦合，
且对应位于此任一第一导线互耦叠点周围的电性导体是分别与此任一第一导线及与此任
一第一导线相叠的第二导线电容性耦合。
本发明亦揭露一种电容式感测装置，其包含一信号单元，是提供一电性信号给一 第一导线；一第一感测单元，是在数个电性导体其中至少之一与一物件电容式耦合或接触 耦合前，从数条第二导线分别对应接收数个第一感测信号，其中此些第二导线彼此电性隔 离；一第二感测单元，是在此些电性导体其中至少之一与此物件电容式耦合或接触耦合时， 从此些第二导线分别对应接收数个第二感测信号；以及一计算单元，是由此些第一感测信 号、第二感测信号计算出至少一被触碰位置；其中，此些电性导体是分别对应位于此第一导 线与此些第二导线的互耦叠点周围且分别对应横跨此第一导线与此些第二导线，此些第一 感测信号、第二感测信号是分别对应包含耦合前与耦合时的此第一导线、此些第二导线与 电性导体电容性耦合的复合量。 本发明另揭露一种电容式感测方法，其包含下列步骤提供一电性信号给一第一 导线；在数个电性导体其中至少之一与一物件电容式耦合或接触耦合前，从数条第二导线 分别对应接收数个第一感测信号，其中此些第二导线彼此电性隔离；在此些电性导体其中 至少之一与此物件电容式耦合或接触耦合时，从此些第二导线分别对应接收数个第二感测 信号；以及由此些第一感测信号、第二感测信号计算出至少一被触碰位置；其中，此些电性 导体是分别对应位于此第一导线与此些第二导线的互耦叠点周围且分别对应横跨此第一 导线与此些第二导线，此些第一感测信号、第二感测信号是分别对应包含耦合前与耦合时 的此第一导线、此些第二导线与电性导体电容性耦合的复合量。 本发明又揭露一种电容式感测装置，其包含一第一感测单元，是在数个电性导体
其中至少之一与一物件电容式耦合或接触耦合前，从数条第一导线与数条第二导线分别对
应接收数个第一感测信号，其中此些第一导线、第二导线间彼此电性隔离；一第二感测单
元，是在此些电性导体其中至少之一与此物件电容式耦合或接触耦合时，从此些第一导线、
第二导线分别对应接收数个第二感测信号；以及一计算单元，是由此些第一感测信号、第二
感测信号计算出至少一被触碰位置；其中，此些电性导体分别对应位于此些第一导线、第二
导线互耦叠点上方且以一第一介电层与此些第一导线、第二导线电性隔离，此些第一导线、
第二导线是以一第二介电层彼此电性隔离，此些第一感测信号、第二感测信号分别对应包
含耦合前与耦合时的此些第一导线、第二导线与电性导体电容性耦合的复合量。 本发明更揭露一种电容式感测方法，其包含下列步骤在数个电性导体其中至少
之一与一物件电容式耦合或接触耦合前，从数条第一导线与数条第二导线分别对应接收数
个第一感测信号，其中此些第一导线、第二导线间彼此电性隔离；在此些电性导体其中至少
之一与此物件电容式耦合或接触耦合时，从此些第一导线、第二导线分别对应接收数个第
二感测信号；以及由此些第一感测信号、第二感测信号计算出至少一被触碰位置；其中，此
些电性导体分别对应位于此些第一导线、第二导线互耦叠点上方且以一第一介电层与此些
第一导线、第二导线电性隔离，此些第一导线、第二导线是以一第二介电层彼此电性隔离，
此些第一感测信号、第二感测信号分别对应包含耦合前与耦合时的此些第一导线、第二导
线与电性导体电容性耦合的复合量。 本发明再揭露一种电容式感测装置，其包含一信号单元，是提供一电性信号；一 感测单元，是通过一第一导线、一第二导线与数个电性导体其中至少之一电容性耦合至此 信号单元，此第一导线、第二导线是电容性耦合，此些电性导体分别对应跨过此第一导线、 第二导线且分别对应与此第一导线、第二导线电容性耦合，其中此第一导线是接受此电性信号驱动。
本发明亦另揭露一种电容式感测装置，其包含数条第一导线，是彼此电性隔离；
数条第二导线，是彼此电性隔离，此些第一、第二导线是彼此电性隔离且相叠，藉此形成数
个互耦叠点；数个电性导体，是彼此电性隔离并分别对应横跨此些第一导线、第二导线且位
于此些互耦叠点周围，其中此些第一导线、第二导线与此些电性导体是彼此电性隔离；一信
号单元，是提供一电性信号；以及一感测单元，分别通过此些第一导线、第二导线其中之一
与此些电性导体其中至少之一电容性耦合至此信号单元时，此至少之一电性导体是分别与
此些第一导线、第二导线之一电容性耦合，其中此些第一导线之一是接受此电性信号驱动。
本发明亦又揭露一种电容式感测装置，其包含数条第一导线，是彼此电性隔离；
数条第二导线，是彼此电性隔离，此些第一导线、第二导线是彼此电性隔离且相叠，藉此形
成数个互耦叠点；以及数个电性导体，是彼此电性隔离并分别对应横跨此些第一导线、第二
导线且位于此些互耦叠点周围，其中此些第一导线、第二导线与此些电性导体是彼此电性
隔离；藉此，当数个物件电容式耦合或接触耦合此些第一导线、第二导线与电性导体其中至
少之一时，一感测单元感测此些物件与耦合的第一导线、第二导线与电性导体的电容性耦
合的复合量，以提供较高的变化量用以判别并消除此些物件耦合的鬼点座标。
本发明亦更揭露一种电容式感测装置，其包含数条第一导线；数条第二导线，此
些第一、第二导线间构成数个互耦叠点；数个电性导体，些电性导体横跨此些互耦叠点；以
及一感测单元，是感测此些互耦叠点的复合信号，各互耦叠点的复合信号受此些电性导体
的电容性耦合影响。 本发明亦再揭露一种电容式感测装置，其包含一信号单元，是驱动一触控面板， 此触控面板上包含数条第一导线、第二导线构成的数个互耦叠点，其中数个电性导体横跨 此些互耦叠点；一感测单元，是感测此些互耦叠点的复合信号，各互耦叠点的复合信号受此 些电性导体的电容性耦合影响；以及一计算单元，是依据此些复合信号的变化量计算出至 少一触碰位置。 本发明另又揭露一种电容式感测方法，其包含下列步骤驱动一触控面板，此触控 面板上包含数条第一导线、第二导线构成的数个互耦叠点，其中数个电性导体横跨此些互 耦叠点；感测此些互耦叠点的复合信号，各互耦叠点的复合信号受此些电性导体的电容性 耦合影响；以及依据此些复合信号的变化量计算出至少一触碰位置。 本发明另更揭露一种电容式感测装置，此电容式感测装置具有数条第一导线、第 二导线构成的数个互耦叠点，并且依据此些互耦叠点的互电容性耦合侦测出至少一触碰位 置，其中任两触碰位置构成一虚拟平行四边形上对角的一对真实顶点，此虚拟平行四边形 的另一对角为一对虚假顶点，其更包含数个电性导体，是横跨此些互耦叠点，此些电性导 体的大小(dimension)决定此对真实顶点的邻近互耦叠点与此对虚假顶点的邻近互耦叠 点间的信号差异量。 借由上述技术方案，本发明电容式感测装置及感测方法至少具有下列优点及有益 效果 本发明利用数个电性导体，使得各触碰位置邻近互耦叠点的复合信号与鬼点邻近 互耦叠点的复合信号间的差异量明显加大，电性导体的大小影响差异量的大小，电性导体 越大，差异量也越大。因此可以利用一预设范围来筛选复合信号或复合信号变化量落在预设范围内的互耦叠点。 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。


图1是一现有习知电容式感测装置多指触控操作与电容值影像示意图, 图2是本发明的一较佳实施例多指触控操作与电容值影像示意图。 图3A是本发明的另一较佳实施例操作与电容值影像示意图。 图3B是本发明的又一较佳实施例操作与电容值影像示意图。 图4是本发明的一较佳实施例的结构分解示意图。 图5A至图5D是本发明的多个较佳电性导体的结构示意图。 图6是本发明的一较佳实施例的概略系统方块图。 图7A是本发明的一较佳实施例的动作流程图。 图7B是本发明另一较佳实施例的动作流程图。 图7C是本发明又一较佳实施例的动作流程图。 110、210、400 :触控面板 112、212、412 :第一导线 114、214、432 :第二导线 216、452 :电性导体 120、220、320、370 :电容值影像 410:第一导线层 420:第一介电层 430:第二导线层 440:第二介电层 450 电性导体层 460:第三介电层 610 :信号单元 620 :触控面板 630 :感测单元 640 :计算单元 702、704、706、708 :—较佳实施例之流程步骤 712、714、716 :另一较佳实施例之流程步骤 722、724、726 :又一较佳实施例之流程步骤 X1 X4:对应X座标 Y1 Y8:对应Y座标 P1、P2、TP:触碰处 G1、G2:鬼点 P1W1、P2W1、G1W1、G2W1 :电容值影像波 P1W2、 P2W2、 G1W2、 G2W2 :电容值影像波 Wl W8 :电容值影像波 dl d8 :差值
具体实施例方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的电容式感测装置及感测方法其具体实施方式
、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如后。 本发明将详细描述一些实施例如下。然而，除了所揭露的实施例外，本发明亦可以广泛地运用在其他的实施例施行。而为提供更清楚的描述及使熟悉该项技术者能理解本发明的发明内容，图示内各部分并没有依照其相对的尺寸而绘图，某些尺寸与其他相关尺度的比例会被突显而显得夸张，且不相关的细节部分亦未完全绘出，以求图示的简洁。
请参阅图2，其为本发明的一较佳实施例的多指触控操作与电容值影像示意图。一触控面板210是具有数条第一导线212与数条第二导线214，而此些第一导线212与第二导线214是彼此相叠且电性隔离。数个电性导体216是分别横跨所对应的第一导线212与第二导线214，且分别位于此些第一导线212与第二导线214的数个互耦叠点周围。详细结构将于的后说明。 当触控面板210上有两触碰处Pi与P2时，则在触碰处P^P2与另两互耦叠点与G2将造成电流或电压改变，从其等的电容值影像220作进一步说明，触碰处PJ^， Y4)的电容值影像波P,2与互耦叠点(XI， Y6) 、 G2 (X3， Y4)的电容值影像波G,2、 G2W2的差值分别为d5、d7 ;触碰处P2 (X3， Y6)的电容值影像波P2W2与互耦叠点^ (&， Y6) 、G2 (X3， Y4)的电容值影像波G具、G具的差值分别为(18、(16，然而，在此可明显地看出差值d5、d6、d7、d8比图1所示的差值c^、4、d3、d4大了许多。因为习知的电流或电压改变是藉由第一导线212与第二导线214间的单一相互电容变化量感测所得，而本实施例电流或电压改变是藉由第一导线212与第二导线214、第一导线212与电性导体216以及第二导线214与电性导体216等之间三个相互电容复合变化量感测所得，因此三个相互电容复合变化量明显大于单一相互电容变化量，藉此，可明显区隔出触碰处Pi、&与互耦叠点GpG2以消除鬼点。发明人在此要强调的是，本实施例是仅以两触碰处做说明，然而两触碰处以上的状况在熟习此项技术者是可依本实施例的教作而推得，故不再赘述。换言之，任两触碰处可成为一虚拟平行四边形(如矩形或菱形)上对角的一对真实顶点，如Pi、&，相反地，虚拟平行四边形的另一对角为一对虚假顶点，如^与G2，电性导体216拉大了真实顶点的邻近互耦叠点与虚假顶点的邻近互耦叠点间的信号差异量。此外，电性导体216的大小决定真实顶点的邻近互耦叠点与虚假顶点的邻近互耦叠点间的信号差异量，例如在导线线程不改变的情形下，电性导体216越大，真实顶点的邻近互耦叠点与虚假顶点的邻近互耦叠点间的信号差异量越大，反之越小。熟习此项技术者可推得，电性导体216的大小相对于真实顶点的邻近互耦叠点与虚假顶点的邻近互耦叠点间的信号差异量不必然为线性关系。此外，基于真实顶点与虚假顶点与邻近互耦叠点间的远近不同，产生互电容复合变化量的互耦叠点数量也会不同，各顶点邻近的互耦叠点可能有一个或多个产生互电容复合变化量。为了简化说明，在图2的范例中，各顶点仅一个邻近的互耦叠点产生互电容复合变化量，并非用以限縮本发明，在本发明的其他范例，各顶点基于与邻近的互耦叠点间的远近不同，产生互电容复合变化量的邻近互耦叠点的数量可能为一个或多个。 请参阅图3A，其为本发明的另一较佳实施例的操作与电容值影像示意图。 一触控面板210是具有与图2所示的触控面板210相同的结构，故在此不再赘述。当触控面板210上有一触碰处TP，且TP横跨多个第一导线212与第二导线214的互耦叠点或多个电性导体216时(例如(X2， Y5) 、 (X2， Y6) 、 (X3， Y5) 、 (X3， Y6))，在这些互耦叠点或电性导体216将造成信号(容值、电流值或电压值)改变，而从其等的电容值影像320可得到四个较明显的电容值影像波WpW^Wy W4。这些电容值影像波W2、 W3、 W4是从三个相互电容复合变化量感测所得，因此，明显大于单一相互电容变化量，藉此，不仅可以区隔出彼此且亦能以这些复合变化量感测出真实多点，亦即这些点的座标(如上述的Pi(X" Y4)、P2(X3， Ye))，尤其是同时
11感测出三点以上的真实多点。 请参阅图3B，其为本发明的又一较佳实施例的操作与电容值影像示意图。 一触 控面板210是具有与图2所示的触控面板210相同的结构，而两者的不同处在于，图3B的 触控面板210是被拉近放大。当触控面板210上有一触碰处TP，而TP并未触碰到任何互 耦叠点且仅覆盖到少数电性导体216时(例如位于(&， Y2) 、 (X2， Y3)的电性导体216的 部份)，在触碰处TP周围的互耦叠点或电性导体216将造成电流或电压改变，而从其等的 电容值影像370可得到四个电容值影像波W5、 W6、 W7、 W8，这些电容值影像波W5、 W6、 W7、 W8是 从三个相互电容复合变化量感测所得，因此明显大于单一相互电容变化量，藉此，可用来感 测多个相叠点间的座标，而非仅代表是在哪个相叠点附近或靠近哪个相叠点，其座标的量 测采用内插法计算质心的方式求得，例如在(X2， Y5)、 (X2， Y6)、 (X3， Y5)、 (X3， Y6)四个互耦 叠点上的电容值影像波W2、 W3、 W4，则X = (X^&W^XsWs+X,^ / (X2+X2+X3+X3)，并且Y = (Y^+Y^+Y^+W / (Y5+Y5+Y6+Y6)。 发明人在此要说明的是，由于三个相互电容复合变化量的感测是易于(大于、明 显于)单一相互电容变化量的感测，因此本发明的所有实施例可用更少的导线来达到与现 有习知的技术相近的解析度，亦即具有相近的解析度，但导线量却减少。并且，由于所感测 资料并不限用以当成判断触碰与否的数位资料，因此，所感测的类比资料亦可用来推估被 触碰处的压力。例如，触碰物为一手指或软性材质，具有弹性的弧面，下压至触控板210的 力量越大，触碰物接触到触控板210的面积亦越大，因此相互电容复合变化量越大，在感测 出触碰触的同时，还可藉以推估出压力的大小、变化量、变化驱势，亦可以藉以辨识出与压 力或压力变化驱势相关的手势，例如藉由判断压力的渐大或渐小来判断手指的驱近或离 开，亦可以藉由判断手指一侧渐大与另一侧渐小来判断并追踪手指的移动。
请参阅图4，其为本发明的一较佳实施例400的结构分解示意图。数条第一导线 412，是彼此电性隔离且位于一第一轴向层410之上。数条第二导线432，是彼此电性隔离且 位于一第二轴向层430之上，此些第一、第二导线412、432是彼此电性隔离且相叠，藉此形 成数个互耦叠点。其中，一第一介电层420是穿插于此些第一、第二导线412、432间，此些 第一、第二导线412、432是包含彼此正交相叠。数个电性导体452，是彼此电性隔离且位于 一电性导体层450上，此些电性导体452分别对应横跨此些第一、第二导线412、432且位于 此些互耦叠点周围，其中此些第一、第二导线412、432与电性导体452是彼此电性隔离。其 中，一第二介电层440是穿插于此些第二导线432与电性导体452间。 一第三介电层460 是位于此些第一、第二导线412、432与电性导体452的上方。在本实施例中，此些电性导 体452的相对位置亦可调整在此些第一、第二导线412、432之间，或在此些第一、第二导线 412、432下方。在本发明的一最佳范例中，此些电性导体452的相对位置亦可调整在此些第 一、第二导线412、432之上。此外，熟习此项技术者可推得，上述的第三介电层460并非必 然需要，在本发明的另一较佳范例中，仅包含第一、第二导线412、432、电性导体452、第一 介电层420与第二介电层440，其中第一介电层420是穿插于此些第一、第二导线412、432 间，并且第二介电层420是穿插于此些电性导体452与此些第一、第二导线412、432间，如 先前所述，此些电性导体452的相对位置可在此些第一、第二导线412、432之间，或在此些 第一、第二导线412、432上方或下方。 请参阅图5A至图5D，其为本发明的多个较佳电性导体的结构示意图。一电性导体(如图5A)是由一实心圆与一环状的两子电性导体复合成一同心圆的电性导体。 一电性导 体(如图5B)是由两交指状的子电性导体复合成一外矩形的电性导体。 一电性导体(如图 5C)由两个三角形的子电性导体复合成一外矩形的电性导体。 一电性导体(如图5D)由四 个三角形的子电性导体复合成一外矩形的电性导体。上述的实施例仅用以说明本发明的电 性导体是可包含数个子电性导体的组合，而并非用以限制本发明的电性导体实施，其等亦 可以是任何几合形状的个体或复合体。因此，熟习此项技术者可推得，本发明的单一电性导 体可以是横跨互耦叠点的单一个体或数个分离个体的复合体。 请参阅图6，其为本发明的一较佳实施例的概略系统方块图，并请同时参阅图2的 说明。 一信号单元610，提供一电性信号给一触控面板620(图2标示为210)的一第一导线 212，藉此，此第一导线212与其相叠的第二导线214是电容性耦合，且对应位于此第一导线 212互耦叠点周围的电性导体216是分别与此第一导线212及与此第一导线212相叠的第 二导线214电容性耦合。 一第一感测单元630，在此些电性导体216其中至少之一与一物件 电容式耦合或接触耦合前，从此些第二导线214分别接收数个第一感测信号。 一第二感测 单元(在本实施例为第一感测单元630)，在此些电性导体216其中至少之一与此物件电容 式耦合或接触耦合时，从此些第二导线214分别接收数个第二感测信号。 一计算单元640， 是由此些第一、第二感测信号计算出至少一被触碰位置，例如比较每一互耦叠点的第一感 测信号与第二感测信号的差值，找出变化量超过一设定值之一或多个群组，并藉由对各群 组的判读便可找出触碰位置。其中，此些第一、第二感测信号分别对应包含耦合前与耦合时 的此第一导线212、此些第二导线214与电性导体216电容性耦合的复合量。
在本实施例中，信号单元610加载电性信号的方式可以是循序加载一电性信号给 此些第一导线212其中之一，或同时加载一电性信号给数条第一导线212、数条第二导线 214或数条第一、第二导线212、214的组合。第一、第二感测单元是感测包含此些互耦叠点 其中至少之一的电容性耦合(如图3A的说明)以及至少一互耦叠点间的电容性耦合(如 图3B的说明)，以提供计算单元640计算至少一座标位置以及至少一座标间的位置。而计 算单元640亦可由此些第一、第二感测信号计算出一或多处触碰位置的压力。
而在另一较佳实施例中，一第一感测单元630，在数个电性导体216其中至少之一 与一物件电容式耦合或接触耦合之前，从数条第一导线212与数条第二导线214分别接收 数个第一感测信号；一第二感测单元(在本实施例中同第一感测单元630)，在此些电性导 体216其中至少之一与此物件电容式耦合或接触耦合时，从此些第一、第二导线212、214分 别接收数个第二感测信号；以及一计算单元640，由此些第一、第二感测信号计算出至少一 被触碰的位置。其中，此些第一、第二感测信号是分别对应包含耦合前与耦合时的此些第 一、第二导线212、214与电性导体216电容性耦合的复合量。在本实施例中，信号单元610 加载电性信号的方式可以是循序加载一电性信号给此些第一、第二导线212、214，或是同时 加载一电性信号给此些第一、第二导线212、214，而上述的第一、第二感测信号是此电性信 号加载时所感测。第一、第二感测单元感测包含此些互耦叠点其中至少之一的电容性耦合 (如图3A的说明)以及至少一互耦叠点间的电容性耦合(如图3B的说明)，以提供计算单 元640计算至少一座标位置以及至少一座标间的位置。而计算单元640是亦可由此些第一、 第二感测信号计算出一或多处触碰位置的压力。此外，信号单元610可以分别加载不同相 位、波形或频率的电性信号给第一导线212与第二导线214，例如在同一时间，第一导线212与第二导线214分别同时被加载不同相位、波形或频率的电性信号。 请参阅图7A，其为本发明的一较佳实施例的动作流程图，并请参阅图6与图2的 说明。在步骤702，由信号单元610提供一电性信号给一第一导线212。在步骤704，在多 个电性导体216其中至少之一与一物件电容式耦合或接触耦合前，由感测单元630从数条 第二导线214分别对应接收数个第一感测信号。在步骤706，在此些电性导体216其中至 少之一与此物件电容式耦合或接触耦合时，感测单元630从此些第二导线214分别对应接 收数个第二感测信号。在步骤708，计算单元640由此些第一、第二感测信号计算出至少一 被触碰位置。其中，此些第一、第二感测信号是分别对应包含耦合前与耦合时的此第一导线 212、此些第二导线214与电性导体216电容性耦合的复合量。在本实施例中，当第一导线 212为数条时，信号单元610可以循序方式提供电性信号，而计算单元640更包含计算出一 或多处触碰位置的压力。 请参阅图7B，其为本发明的另一较佳实施例的动作流程图，并请同时参阅图6与 图2的说明。在步骤712，在数个电性导体216其中至少之一与一物件电容式耦合或接触 耦合前，由感测单元630从数条第一导线212与数条第二导线214分别对应接收数个第一 感测信号。在步骤714，在此些电性导体216其中至少之一与此物件电容式耦合或接触耦 合时，感测单元630从此些第一、第二导线212、214分别对应接收数个第二感测信号。在步 骤716，计算单元640由此些第一、第二感测信号计算出至少一被触碰位置。其中，此些第 一、第二感测信号分别对应包含耦合前与耦合时的此些第一、第二导线212、214与电性导 体216电容性耦合复合量。在本实施例中，此些第一、第二感测信号是信号单元610提供一 电性信号给此些第一、第二导线212、214时所感测得到，而信号单元610提供此电性信号的 方式是可以是循序提供或同时提供给此些第一、第二导线212、214，而计算单元640更包含 计算出一或多处触碰位置的压力。 请再参阅图2与图6，一触控面板210(图6标示为620)是具有数条第一导线212 与数条第二导线214，且此些第一、第二导线212、214彼此间构成数个互耦叠点。数个电性 导体216，是横跨此些互耦叠点。 一感测单元630，是感测此些互耦叠点的复合信号，并且各 互耦叠点的复合信号是受此些电性导体216的电容性耦合影响。其中，此些第一、第二导线 212、214之间是包含互电容性(mutual-c即acitance)耦合，而各电性导体216是分别横跨 此些互耦叠点之一，且各互耦叠点的复合信号是各电性导体216与所横跨的第一、第二导 线212、214间的电容性耦合信号。一计算单元640，依据此些复合信号的变化量计算出至少 一触碰位置。在本发明的一较佳实施例中，当触控面板210上有任两触碰位置(例如Pp P2)构成一虚拟平行四边形PiG^G2上对角的一对真实顶点时，则横跨互耦叠点PpP2、G"G2 的电性导体216的大小(dimension)将决定此虚拟平行四边形PAP2G2上真实顶点的邻近 互耦叠点(例如PpP》与虚假顶点的邻近互耦叠点(例如GpG》间的信号差异量，亦即， 电性导体216的大小不仅会影响互耦叠点Pp&、GpG2的复合信号大小，且亦会改变互耦叠 点Pp&、GpG2的复合信号的差异量。另外，计算单元640是依据此些复合信号的变化量间 的集积度(intensity)区分出至少一群相邻的互耦叠点，而每一群互耦叠点是分别相应于 上述的至少一触碰位置其中之一。其中，各顶点基于与邻近的互耦叠点间的远近不同，产生 互电容复合变化量的邻近互耦叠点的数量可能为一个或多个。 请再参阅图2与图6，一信号单元610，驱动一触控面板620(图2标示为210)，而触控面板620是包含数条第一、第二导线212、214构成的数个互耦叠点，且数个电性导体216横跨此些互耦叠点。 一感测单元630，感测此些互耦叠点的复合信号，并且各互耦叠点的复合信号受此些电性导体216的电容性耦合影响。 一计算单元640，依据此些复合信号的变化量计算出至少一触碰位置。其中，此些第一、第二导线212、214之间是包含互电容性耦合，而各电性导体216是分别横跨此些互耦叠点之一，且各互耦叠点的复合信号是各电性导体216与所横跨的第一、第二导线212、214间电容性耦合信号。在一较佳实施例中，当触控面板210上有任两触碰位置(例如P"P》构成一虚拟平行四边形P^A^上对角的一对真实顶点时，则横跨互耦叠点PpP^Gp^的电性导体216的大小将决定虚拟平行四边形P^P2G2上真实顶点的邻近互耦叠点(例如P^P》与虚假顶点的邻近互耦叠点(例如GpG2)间的信号差异量。另外，计算单元640是依据此些复合信号的变化量间的集积度区分出至少一群相邻的互耦叠点，并且每一群互耦叠点是分别相应于上述的至少一触碰位置其中之一。其中，各顶点基于与邻近的互耦叠点间的远近不同，产生互电容复合变化量的邻近互耦叠点的数量可能为一个或多个。 请参阅图7C，其为本发明的又一较佳实施例的动作流程图，并请同时参阅图6与图2的说明。在步骤722，信号单元610驱动触控面板620，其中触控面板620 (图2标示为210)上包含数条第一、第二导线212、214构成的数个互耦叠点，且数个电性导体216横跨此些互耦叠点。在步骤724，感测单元630感测此些互耦叠点的复合信号，而各互耦叠点的复合信号是受此些电性导体216的电容性耦合影响。在步骤726，计算单元640依据此些复合信号的变化量计算出至少一触碰位置。其中，此些第一、第二导线212、214之间为互电容性耦合，而各电性导体216是分别横跨此些互耦叠点之一，且各互耦叠点的复合信号是各电性导体216与其所横跨的第一、第二导线212、214间电容性耦合的信号。此外，当任两触碰位置(如PpP》构成一虚拟平行四边形PiGAG2上对角的一对真实顶点，则横跨互耦叠点Pi、P2、GpG2的电性导体216的大小(dimension)会影响虚拟平行四边形PAP2G2上真实顶点的邻近互耦叠点P" P2与虚假顶点的邻近互耦叠点G2间的信号差异量。在本实施例中，计算单元640计算出至少一触碰位置的步骤是依据一门槛限值(threshold value)比较各电性导体216的复合信号的变化量，其中各电性导体216的大小决定此门槛限值。在另一较佳实施例中，计算单元640计算出至少一触碰位置的步骤是包含依据感测单元630感测所得复合信号的变化量间的集积度(intensity)区分出至少一群相邻的互耦叠点；以及依据每一群互耦叠点的信号变化量而分别计算出至少一触碰位置其中之一。其中，各顶点基于与邻近的互耦叠点间的远近不同，产生互电容复合变化量的邻近互耦叠点的数量可能为一个或多个。 请再参阅图2与图6，本发明提供一种电容式感测装置，此电容式感测装置具有数条第一、第二导线212、214构成的数个互耦叠点，并依据此些互耦叠点的互电容性耦合侦测出至少一触碰位置，其中任两触碰位置(例如A与P2)构成一虚拟平行四边形Pi^P^2上对角的一对真实顶点P2，则虚拟平行四边形PiGA^的另一对角为一对虚假顶点G2，而本实施例的特征在于更包含数个电性导体216，是横跨此些互耦叠点，且此些电性导体216的大小(dimension)决定真实顶点的邻近互耦叠点P1、P2与虚假顶点的邻近互耦叠点G2间的信号差异量。此外，本实施例更包含一感测单元630，是感测此些互耦叠点的复合信号，而各互耦叠点的复合信号受此些电性导体216的电容性耦合影响，其中各电性
15导体216分别横跨此些互耦叠点之一，而各互耦叠点的复合信号是各电性导体216与其等 所横跨的第一、第二导线212、214之间电容性耦合的信号。再者，本实施例更包含一计算单 元640，是依据感测单元630感测所得复合信号变化量间的集积度(intensity)区分出至少 一群相邻的互耦叠点，而每一群互耦叠点是分别相应于至少一触碰位置其中之一。其中，各 顶点基于与邻近的互耦叠点间的远近不同，产生互电容复合变化量的邻近互耦叠点的数量 可能为一个或多个。 本发明所述的实施例，其等的电性信号可为弦波、方波或其他波形，且亦可以定电 流或定电压的方式提供给第一导线或第二导线，用以侦测第一导线或第二导线上的电压、 电流或电容值，亦即，提供定电压而感测电压或是电流；提供定电流而感测电压或是电流； 或是利用上述的任一方式而感测电容，本发明对于第一、第二感测信号或互耦叠点的复合 信号的量测方式并不加以限制。 综合上述，本发明利用复数个数个电性导体，使得各触碰位置邻近互耦迭叠点的 复合讯号信号与鬼点邻近互耦迭叠点的复合讯号信号间的差异量明显加大，电性导体的大 小影响差异量的大小，电性导体越大，差异量也越大。因此可以利用一预设范围来筛选复合 讯号信号或复合讯号信号变化量落在预设范围内的互耦迭叠点。 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人 员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰 为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对 以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
一种电容式感测装置，其特征在于其包含一信号单元，提供一电性信号给一第一导线；一第一感测单元，是在数个电性导体其中至少之一与一物件电容式耦合或接触耦合前，从数条第二导线分别对应接收数个第一感测信号，其中该些第二导线彼此电性隔离；一第二感测单元，是在该些电性导体其中至少之一与该物件电容式耦合或接触耦合时，从该些第二导线分别对应接收数个第二感测信号；以及一计算单元，是由该些第一感测信号、第二感测信号计算出至少一被触碰位置；其中，该些电性导体是分别对应位于该第一导线与该些第二导线的互耦叠点周围且分别对应横跨该第一导线与该些第二导线，该些第一感测信号、第二感测信号是分别对应包含耦合前与耦合时的该第一导线、该些第二导线与电性导体电容性耦合的复合量。
2. 根据权利要求1所述的电容式感测装置，其特征在于其还包含数条该第一导线，该 电性信号是循序提供给该些第一导线其中之一，其中该些第一导线、第二导线是包含彼此 正交相叠，其中该至少一被触碰位置是包含互耦叠点周围，其中该计算单元是包含由该些 第一感测信号、第二感测信号计算出该至少一被触碰位置的压力。
3. 根据权利要求1所述的电容式感测装置，其特征在于其中所述的第一感测单元是该 第二感测单元。
4 根据权利要求1所述的电容式感测装置，其特征在于其中所述的计算单元是分别依 据由该些第一感测信号与该些第二感测信号取得的一电容值影像计算出至少一被触碰位 置。
5. 根据权利要求1所述的电容式感测装置，其特征在于其中任两触碰位置构成一虚拟 平行四边形上对角的一对真实顶点，该些电性导体的大小决定该虚拟平行四边形上该对真 实顶点的邻近互耦叠点与另一对虚假顶点的邻近互耦叠点间的信号差异量。
6. —种电容式感测方法，其特征在于其包括以下步骤 提供一电性信号给一第一导线；在数个电性导体其中至少之一与一物件电容式耦合或接触耦合前，从数条第二导线分 别对应接收数个第一感测信号，其中该些第二导线彼此电性隔离；在该些电性导体其中至少之一与该物件电容式耦合或接触耦合时，从该些第二导线分 别对应接收数个第二感测信号；以及由该些第一感测信号、第二感测信号计算出至少一被触碰位置；其中，该些电性导体是分别对应位于该第一导线与该些第二导线的互耦叠点周围且分 别对应横跨该第一导线与该些第二导线，该些第一感测信号、第二感测信号是分别对应包 含耦合前与耦合时的该第一导线、该些第二导线与电性导体电容性耦合的复合量。
7. 根据权利要求6所述的电容式感测方法，其特征在于其中所述的第一导线是还包含 有数条，该电性信号是循序提供给该些第一导线之一，其中该些第一导线、第二导线是彼此 正交相叠，并且该至少一被触碰位置是包含互耦叠点周围，其中由该些第一感测信号、第二 感测信号计算出至少一被触碰位置时，还包含计算出该至少一被触碰位置的压力。
8. 根据权利要求6所述的电容式感测方法，其特征在于其中所述的至少一被触碰位置 的计算是分别依据由该些第一感测信号与该些第二感测信号取得的一电容值影像计来算 出。
9. 根据权利要求6所述的电容式感测方法，其特征在于其中任两触碰位置构成一虚拟 平行四边形上对角的一对真实顶点，该些电性导体的大小决定该虚拟平行四边形上该对真 实顶点的邻近互耦叠点与另一对虚假顶点的邻近互耦叠点间的信号差异量。
10. —种电容式感测装置，其特征在于其包括一信号单元，是提供一电性信号；一感测单元，是通过一第一导线、一第二导线与数个电性导体其中至少之一电容性耦 合至该信号单元，该第一导线、第二导线是电容性耦合，该些电性导体分别对应跨过该第一 导线、第二导线且分别对应与该第一导线、第二导线电容性耦合，其中该第一导线是接受该 电性信号驱动。
11. 根据权利要求io所述的电容式感测装置，其特征在于其中所述的第一导线与数条第二导线电性隔离且相叠。
12. 根据权利要求IO所述的电容式感测装置，其特征在于其中所述的第二导线与数条 第一导线电性隔离且相叠。
13. 根据权利要求IO所述的电容式感测装置，其特征在于其中任两触碰位置构成一虚 拟平行四边形上对角的一对真实顶点，该些电性导体的大小决定该虚拟平行四边形上该对 真实顶点的邻近互耦叠点与另一对虚假顶点的邻近互耦叠点间的信号差异量。
14. 一种电容式感测装置，其特征在于其包含 数条第一导线，是彼此电性隔离；数条第二导线，是彼此电性隔离，该些第一导线、第二导线是彼此电性隔离且相叠，藉 此形成数个互耦叠点；数个电性导体，是彼此电性隔离，该些电性导体分别对应横跨该些第一导线、第二导 线且位于该些互耦叠点周围，其中该些第一导线、第二导线与该些电性导体是彼此电性隔 离；一信号单元，是提供一电性信号；以及一感测单元，分别通过该些第一导线其中之一、第二导线其中之一与该些电性导体其 中至少之一电容性耦合至该信号单元时，该至少之一电性导体是分别与该些第一导线、第 二导线之一电容性耦合，其中该些第一导线之一是接受该电性信号驱动。
15. 根据权利要求14所述的电容式感测装置，其特征在于其中所述的该些互耦叠点的 至少一互耦叠点周围是具有该些电性导体其中之一以上且其等是平行排列，其中该些电性 导体是包含数个子电性导体。
16. 根据权利要求14所述的电容式感测装置，其特征在于其中所述的信号单元是循序 加载该电性信号给该些第一导线其中之一。
17. 根据权利要求14所述的电容式感测装置，其特征在于其中所述的感测单元是感测 该些第一导线与第二导线电容性耦合、该些第一导线与电性导体电容性耦合及该些第二导 线与电性导体电容性耦合的复合量。
18. 根据权利要求14所述的电容式感测装置，其特征在于其中所述的感测单元是感测 包含该些互耦叠点其中至少之一的电容性耦合以及至少一该些互耦叠点间的电容性耦合， 藉此计算至少一座标位置以及至少一数个座标间的位置。
19. 根据权利要求14所述的电容式感测装置，其特征在于其中任两触碰位置构成一虚拟平行四边形上对角的一对真实顶点，该些电性导体的大小决定该虚拟平行四边形上该对 真实顶点的邻近互耦叠点与另一对虚假顶点的邻近互耦叠点间的信号差异量。
20. —种电容式感测装置，其特征在于其包含 数条第一导线，是彼此电性隔离；数条第二导线，是彼此电性隔离，该些第一、第二导线是彼此电性隔离且相叠，藉此形 成数个互耦叠点；以及数个电性导体，是彼此电性隔离，该些电性导体分别对应横跨该些第一导线、第二导 线且位于该些互耦叠点周围，其中该些第一导线、第二导线与该些电性导体是彼此电性隔 离；一感测单元，当数个物件电容式耦合或接触耦合该些第一导线、第二导线与电性导体 其中至少之一时，该感测单元感测该些物件与耦合的第一导线、第二导线与电性导体的电 容性耦合的复合量，以提供较高的变化量用以判别并消除该些物件耦合的鬼点座标。
21. 根据权利要求20所述的电容式感测装置，其特征在于其中所述的感测单元是感测 包含该些互耦叠点其中至少之一的电容性耦合以及至少一该些互耦叠点间的电容性耦合， 藉此计算至少一座标位置以及至少一数个座标间的位置。
22. 根据权利要求20所述的电容式感测装置，其特征在于其还包含一信号单元循序加 载一电性信号给该些第一导线其中之一。
23. —种电容式感测装置，其特征在于其包含 数条第一导线；数条第二导线，该些第一导线、第二导线间构成数个互耦叠点； 数个电性导体，该些电性导体横跨该些互耦叠点；以及一感测单元，是感测该些互耦叠点的复合信号，各互耦叠点的复合信号受该些电性导 体的电容性耦合影响。
24. 根据权利要求23所述的电容式感测装置，其特征在于其中所述的该些第一导线、 第二导线间为互电容性耦合。
25. 根据权利要求23所述的电容式感测装置，其特征在于其中各电性导体分别横跨该 些互耦叠点之一，各互耦叠点的复合信号是各电性导体与所横跨的该第一导线、第二导线 间电容性耦合的信号。
26. 根据权利要求23所述的电容式感测装置，其特征在于其还包含一计算单元，是依 据该些复合信号的变化量计算出至少一触碰位置。
27. 根据权利要求23所述的电容式感测装置，其特征在于其中任两触碰位置构成一虚 拟平行四边形上对角的一对真实顶点，该些电性导体的大小决定该虚拟平行四边形上该对 真实顶点的邻近互耦叠点与另一对虚假顶点的邻近互耦叠点间的信号差异量。
28. 根据权利要求23所述的电容式感测装置，其特征在于其中所述的计算单元依据该 些复合信号的变化量间的集积度区分出至少一群相邻的互耦叠点，每一群互耦叠点分别相 应于该至少一触碰位置其中之一。
29. —种电容式感测装置，其特征在于其包含一信号单元，是驱动一触控面板，该触控面板上包含数条第一导线、第二导线构成的数 个互耦叠点，其中数个电性导体横跨该些互耦叠点；一感测单元，是感测该些互耦叠点的复合信号，各互耦叠点的复合信号受该些电性导 体的电容性耦合影响；以及一计算单元，是依据该些复合信号的变化量计算出至少一触碰位置。
30. 根据权利要求29所述的电容式感测装置，其特征在于其中所述的该些第一导线、 第二导线间为互电容性耦合。
31. 根据权利要求29所述的电容式感测装置，其特征在于其中各电性导体分别横跨该 些互耦叠点之一，各互耦叠点的复合信号是各电性导体与所横跨的该第一导线、第二导线 间电容性耦合的信号。
32. 根据权利要求29所述的电容式感测装置，其特征在于其中任两触碰位置构成一虚 拟平行四边形上对角的一对真实顶点，该些电性导体的大小决定该虚拟平行四边形上该对 真实顶点的邻近互耦叠点与另一对虚假顶点的邻近互耦叠点间的信号差异量。
33. 根据权利要求29所述的电容式感测装置，其特征在于其中所述的计算单元依据该 些复合信号的变化量间的集积度区分出至少一群相邻的互耦叠点，每一群互耦叠点分别相 应于该至少一触碰位置其中之一。
34. —种电容式感测方法，其特征在于其包括以下步骤驱动一触控面板，该触控面板上包含数条第一导线、第二导线构成的数个互耦叠点，其 中数个电性导体横跨该些互耦叠点；感测该些互耦叠点的复合信号，各互耦叠点的复合信号受该些电性导体的电容性耦合 影响；以及依据该些复合信号的变化量计算出至少一触碰位置。
35. 根据权利要求34所述的电容式感测方法，其特征在于其中所述的该些第一导线、 第二导线间为互电容性耦合。
36. 根据权利要求34所述的电容式感测方法，其特征在于其中各电性导体分别横跨该 些互耦叠点之一，各互耦叠点的复合信号是各电性导体与所横跨的该第一导线、第二导线 间电容性耦合的信号。
37. 根据权利要求34所述的电容式感测方法，其特征在于其中任两触碰位置构成一虚 拟平行四边形上对角的一对真实顶点，该些电性导体的大小决定该虚拟平行四边形上该对 真实顶点的邻近互耦叠点与另一对虚假顶点的邻近互耦叠点间的信号差异量。
38. 根据权利要求34所述的电容式感测方法，其特征在于其中所述的至少一触碰位置 的侦测包含依据一门槛限值比较各电性导体的复合信号的变化量，其中各电性导体的大小决定该 门槛限值。
39. 根据权利要求34所述的电容式感测方法，其特征在于其中所述的至少一触碰位置 的侦测包含依据该些复合信号的变化量间的集积度区分出至少一群相邻的互耦叠点；以及 依据每一群互耦叠点的信号变化量分别侦测出该至少一触碰位置其中之一。
40. —种电容式感测装置，该电容式感测装置具有数条第一导线、第二导线构成的数个 互耦叠点，并且依据该些互耦叠点的互电容性耦合侦测出至少一触碰位置，其中任两触碰 位置构成一虚拟平行四边形上对角的一对真实顶点，该虚拟平行四边形的另一对角为一对虚假顶点，其特征在于还包含数个电性导体，是横跨该些互耦叠点，该些电性导体的大小决定该对真实顶点的邻近 互耦叠点与该对虚假顶点的邻近互耦叠点间的信号差异量。
41. 根据权利要求40所述的电容式感测装置，其特征在于其还包含一感测单元，是感测该些互耦叠点的复合信号，各互耦叠点的复合信号受该些电性导体的电容性耦合影响， 其中各电性导体分别横跨该些互耦叠点之一，各互耦叠点的复合信号是各电性导体与所横 跨的该第一导线、第二导线间电容性耦合的信号。
42. 根据权利要求41所述的电容式感测装置，其特征在于其还包含一计算单元，是依 据该些复合信号的变化量间的集积度区分出至少一群相邻的互耦叠点，每一群互耦叠点分 别相应于该至少一触碰位置其中之一。
全文摘要
本发明是有关一种电容式感测装置及感测方法。该电容式感测装置，包含数条第一导线，彼此电性隔离；数条第二导线，彼此电性隔离，此些第一导线、第二导线彼此电性隔离且相叠，藉此形成数个互耦叠点；以及数个电性导体，彼此电性隔离，并分别对应横跨此些第一导线、第二导线且位于此些互耦叠点周围，其中此些第一导线、第二导线、电性导体是彼此电性隔离；藉此，当任一第一导线加载一电性信号时，此任一第一导线与其相叠的第二导线电容性耦合，且对应位于此任一第一导线互耦叠点周围的电性导体分别与此任一第一导线及与此任一第一导线相叠的第二导线电容性耦合，藉此提供较高的电容复合量。
文档编号G06F3/044GK101714048SQ200910160810
公开日2010年5月26日 申请日期2009年7月24日 优先权日2008年10月8日
发明者张钦富 申请人:禾瑞亚科技股份有限公司