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CN111090344B - 具有充电功能的触控装置及其充电控制方法 - Google Patents

具有充电功能的触控装置及其充电控制方法 Download PDF

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CN111090344B CN201910925677.9A CN201910925677A CN111090344B CN 111090344 B CN111090344 B CN 111090344B CN 201910925677 A CN201910925677 A CN 201910925677A CN 111090344 B CN111090344 B CN 111090344B
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Abstract

本发明为一种具有充电功能的触控装置及其充电控制方法，该触控装置具有多个充电迹线分布于触控操作区域下，当物件悬浮或接触触控操作区域时，触控装置的控制单元通过电极单元的感测信号来获得物件的对应位置，控制单元进而导通邻近于该物件对应位置的充电迹线，以构成至少一充电回路，则物件在触控装置上进行触控操作的过程中，即可同时进行充电，而能提高使用的便利性。

Description

具有充电功能的触控装置及其充电控制方法
技术领域
本发明有关于一种触控装置，尤指具有充电功能的触控装置及其充电控制方法。
背景技术
对于触控装置的操作，一般除了使用手指来作为输入工具以外，触控笔也是常见应用于触控装置的输入装置。其中被动式触控笔仅于笔尖设置导电材料来模仿手指在触控装置的所构成的感应电容，故被视为手指的延伸，对使用者而言与使用手指的操作体验相近。另外，还有一种能传递信号给触控装置的有源触控笔，为现下发展的主流，有源触控笔本身需要传送信号给触控装置，以将触控笔的位置及相关触控信息告知触控装置。因此，有源触控笔需要具有供电来源方能执行信号传递等功能。在现有技术中，于有源触控笔中设有电池来进行供电，使用者需要不时注意其电量，以避免欲使用时剩余电量不足的窘境，则对于使用者而言，确有其不便之处。
发明内容
有鉴于此，本发明是对于输入装置提供额外的充电方法，以期让使用者能在使用过程中不知不觉即可对输入装置进行充电，而无须时刻注意输入装置的电量。
为达到上述发明目的，本发明所采用的技术手段为提供一种具有充电功能的触控装置，其中包括一触控操作区域、一感应层，其包含多个电极单元，所述电极单元对应设置于该触控操作区域下方，其用以检测一物件的位置；多个间隙，其分别界定于相邻的电极单元之间；多个充电迹线，其对应该触控操作区域分布，各充电迹线位于或对齐其中一所述间隙；一多工单元，其连接所述充电迹线；以及一控制单元，其电连接该多工单元及所述电极单元；其中，当该感应层检测到该物件悬浮或接触于该触控操作区域时，该多工单元依据一该物件的位置控制邻近该物件的位置的多个充电迹线之间导通，以形成至少一充电回路。
进一步而言，本发明亦提供一种具有充电功能的触控装置的充电控制方法，其中该触控装置包含有一触控操作区域、一感应层、多个充电迹线及一控制单元，所述感应层及所述充电迹线位于该触控操作区域下方，该控制单元与该感应层及所述充电迹线电连接，所述感应层包含多个电极单元，所述电极单元对应设置于该触控操作区域下方，其用以检测一物件的位置；多个间隙分别界定于相邻的电极单元之间；各充电迹线位于或对齐其中一所述间隙，该控制方法包含以下步骤：
该控制单元藉由该感应层所进行的电容感测来通过判断一物件悬浮或接触该触控操作区域的触控信息位置；
该控制单元依据该触控信息来决定该物件的位置；以及
依据该位置决定导通邻近该物件的该多个充电迹线，以形成至少一充电回路。本发明的优点在于，通过触控装置具有充电迹线的设置，在输入装置接近或接触时，构成充电回路而提供无线充电，则输入装置在使用的过程中即被不断补充电力，因此，使用者可无须注意输入装置的剩余电量而可持续使用，从而提高使用的便利性。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的触控装置的第一实施例的上视内部结构示意图；
图2为本发明的触控装置的第一实施例的侧视内部结构示意图；
图3为本发明的触控装置的第二实施例的上视内部结构示意图；
图4为本发明的触控装置的第二实施例的侧视内部结构示意图；
图5为本发明的触控装置的第三实施例的侧视内部结构示意图；
图6为本发明的触控装置的第四实施例的侧视内部结构示意图；
图7为本发明的充电控制方法的流程图；
图8为本发明的触控装置实施时的上视示意图；
图9及图10为本发明的触控装置实施时的侧视示意图；
图11为本发明的充电控制方法配合图4的触控装置的时相示意图；
图12为本发明的充电控制方法配合图6的触控装置的时相示意图。
其中，附图标记：
10、10A盖板
101、101A触控操作面20感应层
20A第一感应层200A第二感应层
21电极单元21A第一电极单元
201A第二电极单元30、30A充电迹线
40多工单元400A多工器
50、50A控制单元60B显示单元
70物件
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
以下配合附图及本发明的实施例，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，其中附图仅为了说明目的而已被简化，并通过描述本发明的元件和组件之间的关系来说明本发明的结构或方法发明，因此，图中所示的元件不以实际数量、实际形状、实际尺寸以及实际比例呈现，尺寸或尺寸比例已被放大或简化，藉此提供更好的说明，已选择性地设计和配置实际数量、实际形状或实际尺寸比例，而详细的元件布局可能更复杂。
本发明的具有充电功能的触控装置包含有一触控操作区域、至少一感应层、多个充电迹线、至少一多工单元及一控制单元。所述感应层及所述充电迹线设置于该触控操作区域下方，各该感应层包含多个电极单元，该多工单元连接所述充电迹线，该控制单元电连接所述电极单元及多工单元。本发明的触控装置的结构具有多种实施态样，以下分别配合附图一一说明，但不以此为限。
请参阅图1及图2所示，于第一实施例中，触控装置包含有一触控操作区域101、一感应层20、多个充电迹线30、一多工单元40及一控制单元50，一盖板10位于该感应层20上，该感应层20的多个电极单元21与所述充电迹线30设置于该触控操作区域101下方，本实施例的所述充电迹线30与该感应层20位于同一层，其中所述电极单元21为多行矩阵排列，而各该充电迹线30围绕于各行的该电极单元21的两长边及一短边，各该充电迹线30的两端与该多工单元40连接，该控制单元50则分别与所述电极单元21及该多工单元40连接，该控制单元50通过所述电极单元21的自电容感应来检测悬浮或接触于该触控操作区域101的物件的位置，该控制单元50并通过该多工单元40来控制至少部份的所述充电迹线30来导通而形成至少一充电回路，来对悬浮或接触于该触控操作区域101上的该物件进行充电。
请参阅图3及图4所示，于第二实施例中，触控装置包含有一触控操作区域101A、一第一感应层20A、一第二感应层200A、多个充电迹线30A、一多工单元及一控制单元50A，一盖板10A位于该第二感应层200A上，该第一感应层20A的多个第一电极单元21A、该第二感应层200A的多个第二电极单元201A与所述充电迹线30A设置于该触控操作区域101A下方，且所述充电迹线30A与该第一感应层20A位于同一层，而该第二感应层200A与所述充电迹线30A位于相异层，其中各该第一电极单元21A作为驱动电极单元，而各该第二电极单元201A则作为感应电极单元，所述第一电极单元21A与所述第二电极单元201A沿不同方向排列。各该充电迹线30A设于二个相邻的该第一电极单元21A之间的间隙中，且该充电迹线30A与相邻的该第一电极单元21A之间彼此电性绝缘。本实施例中的该多工单元包含两个多工器400A，各该充电迹线30A的一端分别与该其中一多工器400A连接，各该充电迹线30A的另一端则分别与该另一多工器400A连接。该控制单元50A则与所述第一电极单元21A、所述第二电极单元201A及所述多工器400A连接，该控制单元50A通过所述第一电极单元21A及所述第二电极单元201A的互电容感应来检测悬浮或接触于该触控操作区域101A的物件的位置，该控制单元50A并通过所述多工器400A来控制至少部份的所述充电迹线30A来导通而形成至少一充电回路，来对悬浮或接触于该触控操作区域101A上的该物件进行充电。
请进一步参阅图5所示，前述图3及图4的实施方式，可将所述充电迹线30A与该第一感应层20A再分设于不同层，例如所述充电迹线30A位于该第一感应层20A的下方。
请进一步参阅图6所示，前述图3及图4的实施方式，可进一步包含有一显示单元60B，该显示单元60B的共电极层同时作为该第一感应层20A，则该触控装置为具有显示功能的触控装置。
在前述实施例中，该第一感应层与该第二感应层可上下对调，该显示单元的共电极层可依需求选择为该第一感应层(驱动电极单元)或该第二感应层(感应电极单元)。所述充电迹线也可与该第一感应层或该第二感应层同一层，又或所述充电迹线可与该第一感应层和该第二感应层均位于相异层。当所述充电迹线与该第一感应层和该第二感应层均位于相异层时，所述充电迹线与该第一感应层或该第二感应层之间在迭构上的设置彼此不完全重叠。再者，所述充电迹线的线径可小于位于同层的电极单元的宽度，以使位于同层的电极单元仍能维持足够的宽度而产生足够的感应量，所述充电迹线的阻抗小于500欧姆。
请参阅图7所示，本发明的充电控制方法包含以下步骤：经由该感应层进行电容感测(S10)，并判断是否有一物件悬浮或接触该触控操作区域(S20)，若无，则持续进行步骤S10的电容感测，若有，则由该感应层感测到的电容感测量来获得对应该物件的触控信息(S30)，再由该控制单元通过该触控信息来判断该物件的位置(S40)，接着依据该物件的位置，来决定导通邻近于该物件的多条充电迹线，以形成至少一充电回路来对该物件进行充电(S50)。
以下图8至图10配合图7所示的流程及图3、图4所示的第三实施例的结构来具体说明本发明的充电控制方法的具体实施方式。图中所示的物件70以触控笔为例，但不以此为限。
当该物件70悬浮或接触该触控操作区域101A时，在对应于该物件70位置的该第一感应层20A的第一电极单元21A与该第二感应层200A的第二电极单元201A产生电容变化，当该控制单元50A获得该第一感应层20A与该第二感应层200A的电容变化后，该控制单元50A藉此可判断该物件70所对应的位置，则依据该物件70所对应的位置，该控制单元50A通过所述多工器400A导通对应该物件70位置附近的多个充电迹线30A，以构成充电回路来对该物件70充电。当导通的充电迹线30A越多时，所提供的充电功率越高，反之亦然。而当该物件70距离充电迹线30A越近时，所能获得的充电效率越高，反之亦然。
请参阅图8及9所示，当该物件70接触该触控操作区域101A时，该控制单元50A可仅导通与该物件70最靠近的两条充电迹线30A(图上所示为由左至右第3及第4条充电迹线30A)，并构成一个充电回路来对该物件70进行充电，由于该物件70此时最靠近所述充电迹线30A，故有最佳的充电效率，因此构成一个充电回路即足以对该物件70进行充电。由此可知，该多工器400A仅通过部分该充电迹线30A在靠近该物件70的位置形成该充电回路，相较于选择让该全部的充电迹线30A对应在该整个触控操作区域上形成多个充电回路的做法，本实施样态不但能兼顾对该物件70的充电效率，还可达到节省触控装置耗电的目的。
又请参阅图8及10所示，当该物件70悬浮于该触控操作区域101A尚且具有距离H时，该控制单元50A导通该所有充电迹线30A，而构成多个充电回路来对该物件70进行充电，由于该物件70此时距离所述充电迹线30A较远，此时该充电回路相对于该物件70的充电效率较差，因此构成该多个充电回路以求该触控装置能保有对该物件70较佳的充电效率。
其中，该控制单元50A通过该第一感应层20A与该第二感应层200A所感测到的感应量来判断该物件70与该触控操作区域101A的距离，该控制单元50A亦可视该物件70与该触控操作区域101A的距离来调整导通充电迹线的数量，举例而言，当大于一第一距离时，导通一第一数量的充电迹线30A，而当大于一第二距离时，导通一第二数量的充电迹线30A，该第二距离大于该第一距离，该第二数量大于该第一数量。
进一步而言，当该控制单元50A导通所述充电迹线30A时，可选择导通相邻或不相邻的充电迹线30A，所述充电迹线30A两两导通即可构成充电回路，而不限于须相邻者方能导通。例如该控制单元50A可导通第三及第五条充电迹线30A来构成一充电回路，并导通第四及第六条充电迹线30A来构成另一充电回路，只要感应电流的方向在通过物件时均为同向，即可构成相叠加的充电回路。
再者，当物件70位于第三及第四条充电迹线30A之间时，若该控制单元50A导通第一及第六条充电迹线30A来构成一第一充电回路、导通第二及第五条充电迹线30A来构成一第二充电回路、导通第三及第四条充电迹线30A来构成一第三充电回路，则对于物件70而言，其具有多组同向的充电回路在对其进行充电，而能有较佳的充电效率。
另一方面，当一物件位于第一及第二条充电迹线30A之间、而另一物件位于第五及第六条充电迹线30A之间时，若该控制单元50A导通第一及第二条充电迹线来构成一第一充电回路、导通第五及第六条充电迹线30A来构成一第二充电回路，则第一及第二充电回路分别对两个物件进行感应充电，亦可有较佳的充电效率。
请参阅图11配合图4所示，本发明的触控装置于第一工作时段T11通过第一感应层20A及第二感应层200A进行触控感测、于第二工作时段T12通过充电迹线30A进行感应充电，而在一周期P中，所述第一工作时段T11及所述第二工作时段T12为分时交替进行。
请参阅图12配合图6所示，本发明的触控装置于第一工作时段T21通过显示单元进行图像显示、于第二工作时段T22通过第一感应层20A及第二感应层200A进行触控感测、于第三工作时段T23通过充电迹线30A进行感应充电，而在一周期P中，所述第一工作时段T21、所述第二工作时段T22及所述第三工作时段T23为分时交替进行。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (20)

1.一种具有充电功能的触控装置，其特征在于，包括：
一触控操作区域；
一感应层，其包含多个电极单元，所述电极单元对应设置于该触控操作区域下方，其用以检测一物件的位置；
多个间隙，其分别界定于相邻的电极单元之间；
多个充电迹线，其对应该触控操作区域分布，各所述间隙设置有或对齐其中一所述充电迹线；
一多工单元，其连接所述充电迹线；以及
一控制单元，其电连接该多工单元及所述电极单元；
其中，当该感应层检测到该物件悬浮或接触于该触控操作区域时，该多工单元依据该物件的位置控制邻近该物件的位置的多个充电迹线之间导通，以形成至少一充电回路。
2.如权利要求1所述的具有充电功能的触控装置，其特征在于，所述充电迹线与该感应层设于同层。
3.如权利要求2所述的具有充电功能的触控装置，其特征在于，所述电极单元排列成多行，各行的电极单元之间设有其中一充电迹线。
4.如权利要求1所述的具有充电功能的触控装置，其特征在于，所述充电迹线与该感应层设于相异层。
5.如权利要求2至4中任一项所述的具有充电功能的触控装置，其特征在于，进一步包含有一显示单元，其中所述感应层构成该显示单元的一共电极层。
6.如权利要求1所述的具有充电功能的触控装置，其特征在于，该感应层包含有一第一感应层及一第二感应层，所述电极单元包含多个第一电极单元及多个第二电极单元，该第二感应层与该第一感应层设于相异层，所述第二电极单元与所述第一电极单元绝缘并沿不同方向排列。
7.如权利要求6所述的具有充电功能的触控装置，其特征在于，所述充电迹线与所述第一感应层位于同层。
8.如权利要求7所述的具有充电功能的触控装置，其特征在于，所述第一电极单元排列成多行，各二行的该第一电极单元之间设有其中一充电迹线。
9.如权利要求6所述的具有充电功能的触控装置，其特征在于，所述充电迹线与所述第二感应层位于同层。
10.如权利要求9所述的具有充电功能的触控装置，其特征在于，所述第二电极单元排列成多行，各二行的该第二电极单元之间设有其中一充电迹线。
11.如权利要求6所述的具有充电功能的触控装置，其特征在于，所述充电迹线与所述第一感应层及所述第二感应层均位于不同层，且所述充电迹线与该第一感应层或该第二感应层之间在迭构上的设置彼此不完全重叠。
12.如权利要求7至10中任一项所述的具有充电功能的触控装置，其特征在于，所述充电迹线的线径小于位于同层的所述电极单元的宽度。
13.如权利要求7至10中任一项所述的具有充电功能的触控装置，其特征在于，进一步包含有一显示单元，其中所述第一感应层构成该显示单元的一共电极层。
14.如权利要求7至11中任一项所述的具有充电功能的触控装置，其特征在于，进一步包含有一显示单元，其中所述第二感应层构成该显示单元的一共电极层。
15.一种具有充电功能的触控装置的充电控制方法，其特征在于，该触控装置包含有一触控操作区域、一感应层、多个充电迹线及一控制单元，所述充电迹线位于该触控操作区域下方，该控制单元与所述充电迹线及所述感应层电连接，所述感应层包含多个电极单元，所述电极单元对应设置于该触控操作区域下方，其用以检测一物件的位置；多个间隙分别界定于相邻的电极单元之间；各所述间隙设置有或对齐其中一所述充电迹线，该控制方法包含以下步骤：
该控制单元藉由该感应层所进行的电容感测来判断一物件悬浮或接触该触控操作区域的触控信息；
该控制单元依据该触控信息来决定该物件的位置；以及
依据该物件的位置决定导通邻近该物件的该多个充电迹线，以形成至少一充电回路。
16.如权利要求15所述的具有充电功能的触控装置的充电控制方法，其特征在于，进一步包含：
当该控制单元通过该触控信息判断该物件的位置时，亦通过该触控信息判断该物件与该触控操作区域的距离；
依据该距离来决定所导通的充电迹线的数量，当距离越大时，导通的充电迹线越多，当距离越小时，导通的充电迹线越少。
17.如权利要求16所述的具有充电功能的触控装置的充电控制方法，其特征在于，当距离大于一第一距离时，所导通的充电迹线的数量为一第一数量。
18.如权利要求17所述的具有充电功能的触控装置的充电控制方法，其特征在于，当距离大于一第二距离时，所导通的充电迹线的数量为一第二数量，该第二距离大于该第一距离，该第二数量大于该第一数量。
19.如权利要求15所述的具有充电功能的触控装置的充电控制方法，其特征在于，当导通其中至少二充电迹线时，将导通的充电迹线呈两两一组导通以构成至少一回路。
20.如权利要求19所述的具有充电功能的触控装置的充电控制方法，其特征在于，所导通的充电迹线为相邻或不相邻的充电迹线。
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