具体实施方式
图1A为依据本发明一实施例的触控装置的电路图。请参照图1A,触控装置100包括触控面板110及***电路120。在本实施例中,触控面板110例如为纳米碳管(carbon nano-tube,CNT)触控面板。然而,在其它实施例中,触控面板也可以是电容式触控面板、电阻式触控面板。触控面板110包括上基板111和下基板115。在上基板111上面向下基板115的那一面覆盖透明导电膜112,在下基板115面向上基板111的那一面覆盖透明导电膜116,其中导电膜112和116为阻抗异向性导电膜,并且在本实施例中,透明导电膜112的主导电方向(如方向X所示)实质上垂直于透明导电膜116的主导电方向(如方向Y所示)。上基板111可配置电极113_1~113_12,下基板115可配置电极117_1~117_12,其中电极113_1~113_12会连接透明导电膜112,并且电极113_1~113_12的配置方向可垂直于透明导电膜112的主导电方向,电极117_1~117_12会连接透明导电膜116,并且电极117_1~117_12的配置方向可垂直于透明导电膜116的主导电方向。
***电路120包括控制单元121、多工器122、123、126、电压供应单元124、125、模拟数字转换器(Analog-to-Digit converter,ADC)127、数字信号处理器(Digital SignalProcessor,DSP)128及电容(也即电压储存元件)C1_1~C1_12、C2_1~C2~_12,其中多工器122、123、126例如模拟多工器。电容C1_1~C1_12分别耦接于电极117_1~117_12与接地(ground)之间,电容C2_1~C2_12分别耦接于电极113_1~113_12与接地之间,其中电容C1_1~C1_12可以为电极117_1~117_12与接地间的实体电容,电容C2_1~C2_12可以为电极113_1~113_12与接地间的实体电容。电容C1_1~C1_12耦接于多工器122与接地之间,电容C2_1~C2_12耦接于多工器123与接地之间。电压供应单元124耦接电极113_1~113_12,电压供应单元125耦接电极117_1~117_12。多工器122耦接电极117_1~117_12及电容C1_1~C11_2,多工器123耦接电极113_1~113_12及电容C2_1~C2_12。多工器126耦接多工器122、123及模拟数字转换器127。模拟数字转换器127耦接数字信号处理器128。其中,多工器122、123、126、电压供应单元124、125、模拟数字转换器127、控制单元121、数字信号处理器128可视为一处理单元。
在进行触控面板110的侦测之前,电压供应单元124会受控于控制单元121提供接地电压至电极113_1~113_12及电容C2_1~C2_12,电压供应单元125会受控于控制单元121提供电压VDD至电极117_1~117_12及电容C1_1~C1_12。电压供应单元124可包括开关SW2_1~SW2_12,开关SW2_1~SW2_12分别耦接于电极113_1~113_12与接地之间。电压供应单元125可包括开关SW1_1~SW1_12,开关SW1_1~SW1_12分别耦接于电极117_1~117_12与偏压源P1之间。也就是,开关SW2_1~SW2_12会受控于控制单元121而导通,以提供接地电压至电极113_1~113_12。同样地,开关SW1_1~SW1_12也会受控于控制单元121而导通,以提供偏压源P1的电压VDD至电极117_1~117_12。
在侦测触控面板110时,电压供应单元124及125会受控于控制单元121而不提供电压VDD或接地电压至待侦测的电极。例如,假设侦测触控面板110的电极117_1时,开关SW1_1会受控于控制单元121而不导通,以停止提供电压VDD至电极117_1。并且,由于电容C1_1的作用,电极117_1的电位仍会保持,即触碰点非对应至电极117_1的位置时,电极117_1的电位会大致保持在电压VDD。若触碰点对应至电极117_1的位置时,电极117_1会通过透明导电膜112与116的触碰,而电性连接至电极113_1~113_12其中之一。
由于电极113_1~113_12的电位为接地电压,所以电容C1_1会因此开始放电,而造成电极117_1的电位会开始下降。并且,在电极117_1的电位下降至一稳定电位(例如介于电压VDD与接地电压之间的一电位),此时电容C1_1达到电位平衡。接着,多工器122会读取电容C1_1的电位作为侦测电压X0,并且传送至多工器126。接着,多工器126也会受控于控制单元121而传送侦测电压X0至模拟数字转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)127,以将侦测电压X0转换为数字信号传送至数字信号处理器。
触控装置100会重复上述的动作于电极113_1~113_12及117_2~117_12,以侦测触碰点是否对应至电极113_1~113_12及117_1~117_12的位置。在侦测电极113_1~113_12时,由于电极117_1~117_12高于电极113_1~113_12的电位,因此在触碰点对应电极113_1~113_12的位置时,电容C2_1~C2_12会进行充电,并且将电容C2_1~C2_12达到电位平衡后的电位作为侦测电压Y0~Y11。在侦测电极113_1~113_12及117_1~117_12后,多工器122及123会依序输出侦测电压X1~X11及Y0~Y11至多工器126,并且多工器126会依序将侦测电压X1~X11及Y0~Y11传送至模拟数字转换器127,以将侦测电压X1~X11及Y0~Y11转换为数字信号。数字信号处理器在接收到侦测电压X0~X11及Y0~Y11所转换来的数字信号时,会透过对应侦测电压X0~X11的数字信号进行运算,以计算出触碰点所对应的X轴位置,并且透过对应侦测电压Y0~Y11的数字信号进行运算,以计算出触碰点所对应的Y轴位置。
图1B为图1A的触控装置的驱动时序图。请参照图1A及图1B,在此仅以电极117_1~117_12的驱动时序来说明,而电极113_1~113_12的驱动时序则可参照电极117_1~117_12的驱动时序而了解。在时间t21前,电压供应单元125会提供电压VDD至电极117_1~117_12与电容C1_1~C1_12。在时间t21时,开关SW1_1会不导通,使电极电容C1_1的电位能达到电位平衡,以便侦测电极117_1,其中时间t21可视为耦接电极117_1的电容C1_1的储能时间。
接着,在时间t22中,侦测电压X0会透过多工器122及126传送至模拟数字转换器127,并将侦测电压X0转换为数字信号。其中,时间t23、t25及t27可参照t21的说明,时间t24、t26及t28可参照t22的说明。如此,可侦测电极117_4、117_7及117_10,并且在对应的储能时间后依序采用电容C1_4、电容C1_7及电容C1_10的电位,其余电极的驱动时序则可参照上述说明,且不再赘述。值得注意的是,时间t21、t23、t25及t27为彼此部分重叠,而时间t22、t24、t26及t28为彼此不重叠。并且,相邻电极(如117_1与117_2)耦接的电容(如C1_1与C1_2)的储能时间为彼此不重叠。
图1C为用以对照图1A的触控装置的另一种触控装置的驱动时序图。请参照图1B及图1C,在图1C中,时间t11可参照时间t21的说明,时间t12可参照时间t22的说明。并且,电极117_1~117_12为依序侦测,电极117_1~117_12的侦测时间互不重叠。以此可知,相较于图1C,图1B中的储能时间部分重叠,可减少电极117_1~117_12的侦测时间。也就是,以图1B的驱动时序而言,电极117_1~117_12的侦测时间只需一个时间t21及12个t22,以图1C的驱动时序而言,电极117_1~117_12的侦测时间则需要12个时间t21及12个t22。并且,时间t21大于t22,因此可大幅降低电极117_1~117_12的侦测时间,以加快电极117_1~117_12的侦测速度。
图1D为依据本发明另一实施例的触控装置的部分电路图。在此仅绘示部分电路图,以说明其不同之处。请参照图1A及图1D,其不同之处电容C3_1~C3_12。电容C3_1~C3_12分别并联电容C1_1~C1_12。电容C1_1~C1_12为实体电容,电容C3_1~C3_12为杂散电容。在其它实施例中,也可不采用实体电容,而仅采用杂散电容。杂散电容包括透明导电层116与透明导电层112之间的杂散电容,或者电极117_1~117_12与接地间的杂散电容。并且,可参照上述本实施例的说明修改电极113_1~113_12与多工器123间的电路,在此不再重述。
图2A为依据本发明又一实施例的触控装置的部分电路图。在此仅绘示部分电路图,其余未绘示的部分可参照图1A的说明,并则不在此赘述。请参照图2A及图1D,其不同之处开关SW3_1~SW3_12,开关SW3_1~SW3_12分别耦接于电极117_1~117_12与电容C1_1~C1_12之间,并且开关SW3_1~SW3_12受控于控制单元121为导通或不导通。在本实施例中,电容C3_1~C3_12可以是上述的杂散电容。并且,可参照上述本实施例的说明修改电极113_1~113_12与多工器123间的电路。
图2B为图2A的触控装置的驱动时序图。请参照图1A、图2A及图2B,在时间t31中,开关SW1_2~SW1_6及SW1_8~SW1_12会导通,并且开关SW1_1及SW1_7会不导通,以使电压VDD不提供至电极117_1、117_7及电容C1_1、C1_7、C3_1、C3_7。当触碰点对应于电极117_1或117_7,则电容C1_1、C1_7或电容C3_1、C3_7的电位会变化,否则电容C1_1、C1_7或电容C3_1、C3_7的电位会大致维持于电压VDD。其中,时间t31可视为电容C1_1及C1_7的储能时间。
在时间t32中,多工器122会采用电容C1_1的电位作为侦测电压X0。此时,SW3_1会不导通以断开电容C1_1与电极117_1,开关SW1_1会导通以提供电压VDD至电极117_1及电容C3_1。并且,SW3_7会不导通以断开电容C1_7与电极117_7,开关SW1_7会导通以提供电压VDD至电极117_7及电容C3_7。在时间t33时,多工器122会采用电容C1_7的电位作为侦测电压X6,并且由于电极117_1已侦测完毕,所以SW3_1会导通以连接电容C1_1与电极117_1。也就是,电容C1_1的电位会在时间t31后即被多工器122采用,电容C1_7的电位会在时间t31后且间隔时间t32才被多工器122采用。在时间t33之后,由于电极117_7已侦测完毕,所以SW3_7会导通以连接电容C1_7与电极117_7。到此,电容C1_1与C1_7的储能时间完全重叠,其后的电容C1_2与C1_8的储能时间完全重叠,其余则可由图示了解。并且,多工器122采用耦接电容C1_1~C1_12的电位作为侦测电压X0~X11。
另外,当SW3_1及SW3_7为不导通时(即时间t32及t33),电容C1_1及C1_7不会受到电极117_1及117_7的电位的影响,因此电压供应单元125可再提供电压VDD至电极117_1及117_7。并且,可使开关SW1_2及SW1_8呈现不导通,以使电极117_2及117_8处于储能时间,并在对应电极117_2及117_8的储能时间后可依据上述说明的动作采用侦测电压X1及X7。其余电极的驱动时间则参照上述说明,在此则不再赘述。
图3为依据本发明再一实施例的触控装置的触控面板示意图。请参照图1A及图3,本实施例的触控装置与上述触控装置100类似,而两者的差异如下所述。在本实施例中,触控面板是以电阻式触控面板为例。在上基板111上面向下基板115与图示不同的那一面覆盖多个透明导电条114,在下基板115面向上基板111的那一面覆盖多个透明导电膜118,其中每一透明导电条114实质上垂直于每一透明导电条118。上基板111的电极113_1~113_12分别连接这些透明导电条114,下基板115的电极117_1~117_12分别连接这些透明导电条118。
值得一提的是,上述实施例的图示及说明为用以教示之用,例如电极的数目及驱动的时序,不以此限制本发明的其它实施例。并且,本领域一般技术人员可自行变动,而达到重叠储能时间以减少侦测时间的功效,并以此加速触控面板110的侦测速度。在某些实施例中,由于电路设计的缘故而省略多工器126,或将多工器122、123及126整合为一多工器。
此外,依据上述触控装置的动作,可汇整为一驱动方法。图4为依据本发明一实施例的驱动方法的流程图。请参照图4,在步骤S110中,提供或不提供电压至触控装置的电极。当不提供电压至电极时,使电极与电压储存元件的电位在储能时间内达至电位平衡而储存于电压储存元件中。接着,采用电压储存元件在达到电位平衡时所储存的电位(S120)。并且,将电压储存元件在达到电位平衡时所储存的电位转换为数字信号(S130),再依据数字信号进行运算(S140)以取得触碰点的位置。其中,各步骤的细节可参照上述装置的说明,在此则不再赘述。
综上所述,本发明实施例的触控装置及其驱动方法,在驱动触控装置时,部分电压储存元件的储能时间会彼此部分重叠或完全重叠,并在储能时间后或间隔一段间隔时间后采用电压储存元件所储存的电位。因此,可减少触控面板的侦测时间,以加速触控装置的侦测速度。