CN104020901A - 触控面板扫描方法 - Google Patents

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CN104020901A
CN104020901A CN201410203034.0A CN201410203034A CN104020901A CN 104020901 A CN104020901 A CN 104020901A CN 201410203034 A CN201410203034 A CN 201410203034A CN 104020901 A CN104020901 A CN 104020901A
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潘仁杰
周信国
张胜云
庄庚翰
许育民
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Abstract

一种触控面板省电模式扫描方法，包含当触控面板是于省电模式时，经由该触控面板的第一侧的第一信号线，发送第一驱动信号；当发送该第一驱动信号时，经由该触控面板的该第一侧的第二信号线，接收第一感应信号；及根据该第一感应信号是否符合预定规则控制该触控面板执行对应的动作；其中，该第一感应信号是随着该第一信号线与该第二信号线之间的一感应电容的变化而改变。

Description

触控面板扫描方法
【技术领域】
本发明是关于一种触控面板扫描方法，尤指一种触控面板于省电模式的扫描方法。
【背景技术】
触控面板因可减少输入输出(I/O)装置造成的空间与硬件需求，亦可帮助使用者更直觉且方便地与电子装置互动，故已经被广泛运用于智慧手机、笔记型电脑、平板电脑与商用电脑等电子装置装置。由于可携式电子装置如智慧手机及平板电脑的使用者，皆追求电子装置有较长的待机时间，故该多个装置对于省电有相当高的需求。为了使触控面板耗能更少，于先前技术中，触控面板的操作模式可被区分为工作模式与省电模式，其中，工作模式中，触控面板必须能检测精准的触控位置并且以高亮度操作；而在闲置一段预定时间后自动进入省电模式、或经由使用者设定而手动进入省电模式后以省电，此时触控面板是操作于低耗能的模式(如休眠模式)，俟触控面板发生触控事件，也就是其再度被使用者触控，才会再度进入工作模式。
于省电模式中，为使触控面板保持可检测触控事件是否发生，触控面板并不会完全关闭电源(turn off)，而仍需执行扫描读取。请参考图1，图1是为背景技术的触控面板100于省电模式中驱动信号线1101至110m与感应信号线1201至120n的示意图。图1的触控面板100于省电模式时，驱动信号线1101～110m会由上到下分别依序发送驱动信号D1至驱动信号Dm，然后***由感应信号线1201至120n分别接收感应信号S1至感应信号Sn。举例而言，当一触控事件于省电模式下，发生于触控面板100的驱动信号线1105与感应信号线1209的交叉点时，则在驱动信号D5发送之后，感应信号S9会因该触控事件造成该处的感应电容改变，而使感应信号S9的值相对应改变，此时***搭配驱动信号D5的发送时点，又读取感应信号S9后可得知有一触控事件发生于驱动信号线1105与感应信号线1209的交叉点，并借此唤醒(wake up)该触控面板，令其自省电模式重回工作模式中。上述的先前技术，可精准地得知于省电模式下，触控事件于触控面板上发生的位置，然而，以图1为例，在触控面板仍于省电模式中尚未被唤醒时，触控面板于每一帧周期内，必须依序发送驱动信号D1至驱动信号Dm，并依序相对应地接收感应信号S1至感应信号Sn，故总共需执行m×n次的扫描读取，意即所有驱动信号线与所有感应信号线的每一交错点，都需被扫描读取以得知是否发生触控事件。由于执行每次扫描读取均需耗费电力，故于省电模式下的每一帧周期内均执行m×n次如此次数繁多的扫描读取，使省电模式下的省电效能仍不理想。
【发明内容】
本发明的一实施例揭露一种触控面板省电模式扫描方法，包含当一触控面板是于一省电模式时，经由该触控面板的一第一侧的一第一信号线，发送一第一驱动信号；当发送该第一驱动信号时，经由该触控面板的该第一侧的一第二信号线，接收一第一感应信号；及根据该第一感应信号是否符合一预定规则控制该触控面板执行一对应的动作；其中，该第一感应信号是有关于该第一信号线与该第二信号线之间的一感应电容。
本发明的另一实施例揭露一种触控面板省电模式扫描方法，包含：当一触控面板是于一省电模式时，经由该触控面板的一第一侧的一第一组信号线，发送一组驱动信号；当发送该组驱动信号时，经由该触控面板的该第一侧的一第二组信号线，接收一组感应信号；及根据该组感应信号是否符合一预定规则控制该触控面板执行一对应的动作；其中该组感应信号是有关于该第一组信号线与该第二组信号线之间的一组感应电容。
借由本发明揭露的方法，可大为降低触控面板于省电模式下，为了检测触控事件而执行的扫描读取的次数，也就是可减少接收感应信号以检测是否有触控事件发生的次数，进而提升触控面板于省电模式下的省电效能。
【附图说明】
图1是为先前技术的触控面板于省电模式中驱动信号线与感应信号线的示意图。
图2是为本发明实施例中触控面板200的示意图。
图3是为本发明实施例中触控面板200于省电模式尚未发生触控事件的等效RC电路示意图。
图4是为本发明实施例中触控面板200于省电模式已发生触控事件的等效RC电路示意图。
图5是为本发明第一实施例中，触控面板400于省电模式中发送驱动信号与接收感应信号线的示意图。
图6是为本发明第一实施例的扫描方法流程图。
图7是为本发明第二实施例中，触控面板700于省电模式中发送驱动信号与接收感应信号线的示意图。
图8是为本发明第二实施例的扫描方法流程图。
图9是为本发明第三实施例中，触控面板900于省电模式中发送驱动信号与接收感应信号线的示意图。
图10是为本发明第三实施例的扫描方法流程图。
【符号说明】
100、200、500、700、900                触控面板
1101至110m                     驱动信号线
1201至120n                     感应信号线
D1至Dm                         驱动信号
S1至Sn                         感应信号
2101、2102至210x、             信号线
210x+1至210m
220y                           相异方向信号线
Dr                             驱动电压源
Vdrv’                          驱动电压值
Vno-touch                       未触碰电压
Vtouch                          触碰电压
Cm                             信号线互感电容
Cx、Cx+1                        信号线电容
Cd-s                            电容
ΔCm                           信号线互感电容Cm的变化量
Cfinger                         手指寄生电容
Rx                             信号线电阻
5101至5106、7101至7106、       信号线
9101至9106
D51、D52、D53、D71、D72、      驱动信号
D911、D912、D921、D922、D931、
D932、D941、D942
S51、S52、S53、S711、S712、    感应信号
S721、S722、S91、S92、D93、D94
601至609、690、695             步骤
801至806、890、895             步骤
1001至1012、1090、1095         步骤
【具体实施方式】
请参考图2，图2是为本发明实施例中触控面板200的示意图。由图2实施例可见，触控面板200包含信号线2011至信号线201m共m条信号线，其中，每一信号线各自具有自身的信号线电容，例如信号线201x具有信号线电容Cx与信号线电阻Rx，信号线201x+1具有信号线电容Cx+1，信号线201x与信号线201x+1之间具有信号线互感电容Cm，且信号线210x与邻近的相异方向信号线220y之间尚有一因邻近而产生的电容Cd-s。
请搭配图2参考图3与图4。图3是为本发明实施例中触控面板200于省电模式尚未发生触控事件的等效RC电路示意图，且图4是为本发明实施例中触控面板200于省电模式发生触控事件的等效RC电路示意图。根据本发明实施例若先借由驱动电压源Dr于信号线201x上发送具有驱动电压值Vdrv’的驱动信号，再于信号线201x+1接收一相对应的感应信号，根据图3，于触控面板200于省电模式尚未发生触控事件时，可得到感应信号，其具有值为下列等式所示的未触碰电压Vno-touch：
Vno-touch＝Vdrv’×Cm/(Cm+Cx+1+Cd-s)   (a)；
又根据图4，当本发明实施例中触控面板200于省电模式已发生触控事件，若触控事件是为手指碰触该触控面板，则可设定该手指的寄生电容为手指寄生电容Cfinger，则此时，于信号线201x+1可得到感应信号，其具有值为下列等式所示的触碰电压Vtouch：
Vtouch＝Vdrv’×(Cm－ΔCm)/(Cx+1+Cm－ΔCm+Cfinger+Cd-s)  (b)；
其中，ΔCm是为发生触控事件后，信号线互感电容Cm的变化量，根据图3至图4的变化可见，触控事件如手指或触控笔触控发生后，信号线之间的互感电容会产生一变化量，根据上列等式(b)，当此变化量大于一预定值，且触碰时手指寄生电容使得感应信号达到触碰电压Vtouch，则可据以得知触碰事件发生。
由以上(a)与(b)两算式可得知，于一信号线发送驱动电压时，若有触控事件如手指或触碰笔的碰触发生，于相邻电信线上测得的感应信号的电压也会随的变化，因此可以借由此效应量测感应信号，进而检测触控面板于省电模式下，是否有感应事件发生。与图1所示的先前技术相异的处在于，图2所示的触控面板200于省电模式中，发送驱动信号后，接收感应信号以检测是否发生触控事件，其发送驱动信号与接收感应信号的信号线皆位于触控面板的同侧(如皆位于左侧)，而非如图1所示的先前技术中发送驱动信号与接收感应信号的信号线是执行于触控面板的两相异侧(如驱动信号从触控面板的左侧发送，但感应信号从下侧接收)。
第一实施例
请参考图5，图5是为本发明第一实施例中，触控面板500于省电模式中发送驱动信号与接收感应信号线的示意图。图5中，可由触控面板500的左侧(或右侧亦可)分别于触控面板500的信号线5101至信号线5016，共六条信号线，传送驱动信号或接收感应信号。图5的触控面板500是于左侧发送驱动信号并接收感应信号，但根据本发明的实施例，并不限于左侧。请搭配图5，参考图6。图6是为本发明第一实施例的扫描方法流程图，其流程如下：
步骤601：当触控面板500于省电模式时，经由触控面板500的信号线5101，发送驱动信号D51；
步骤602：当发送驱动信号D51时，经由触控面板500的信号线5102，接收感应信号S51；
步骤603：根据感应信号S51判断是否发生触控事件？若是，进入步骤690；若否，进入步骤604；
步骤604：经由触控面板500的信号线5103，发送驱动信号D52；
步骤605：当发送驱动信号D52时，经由触控面板500的信号线5104，接收感应信号S52；
步骤606：根据感应信号S52判断是否发生触控事件？若是，进入步骤690；若否，进入步骤607；
步骤607：经由触控面板500的信号线5105，发送驱动信号D53；
步骤608：当发送驱动信号D53时，经由触控面板500的信号线5106，接收感应信号S53；
步骤609：根据感应信号S53判断是否发生触控事件？若是，进入步骤690；若否，进入步骤695；
步骤690：检测到触控事件，控制触控面板500离开省电模式，进入工作模式；
步骤695：于此帧周期未检测到触控事件，保持触控面板500于省电模式。
根据本发明实施例，如上述步骤603，步骤606与步骤609所述的根据感应信号判断是否发生触控事件，即根据上述的本发明原理，以感应信号的变化得知是否有触控事件发生于发送驱动信号的信号线附近。上述图5所示的触控面板500是以六条信号线为例，但本发明实施例不限于六条信号线。图5所示的本发明第一实施例揭露的扫描方法，是由上到下依序于奇数条信号线发送驱动信号，并于偶数条信号线接收感应信号。因此可知当水平方向总共有m条信号线时，只需接收感应信号m/2次(例如图5的触控面板只有六条信号线，就仅需要接收感应信号3次)，也就是只需m/2次扫描读取，即可得知于此帧周期中，是否有发生触控事件，此外亦不需考虑另一方向的信号线数量。对比于图1所示的先前技术中的触控面板100，其水平方向亦有m条信号线，但必须考虑垂直方向的n条信号线，并进行m×n次扫描读取，才可确认是否有触控事件，故可知本发明第一实施例揭露的扫描方法，可减低省电模式下检测是否有触控事件的扫描读取次数达到先前技术的(m/2)/(m×n)倍，也就是(1/2n)倍。
第二实施例
请参考图7，图7是为本发明第二实施例中，触控面板700于省电模式中发送驱动信号与接收感应信号线的示意图。图7中，可由触控面板700的左侧(或右侧亦可)分别于触控面板700的信号线7101至信号线7016，共六条信号线，传送驱动信号或接收感应信号。图7的触控面板700是于左侧发送驱动信号并接收感应信号，但根据本发明的实施例，并不限于左侧。请搭配图7，参考图8。图8是为本发明第二实施例的扫描方法流程图，其流程如下：
步骤801：当触控面板700于省电模式时，经由触控面板700的信号线7102，发送驱动信号D71；
步骤802：当发送驱动信号D71时，经由触控面板700的信号线7101接收感应信号S711，且经由触控面板700的信号线7103接收感应信号S712；
步骤803：根据该感应信号S711与感应信号S712判断是否发生触控事件？若是，进入步骤890；若否，进入步骤804；
步骤804：经由触控面板700的信号线7105，发送驱动信号D72；
步骤805：当发送驱动信号D72时，经由触控面板700的信号线7104接收感应信号S721，且经由触控面板700的信号线7106接收感应信号S722；
步骤806：根据感应信号S721与感应信号S722判断是否发生触控事件？若是，进入步骤890；若否，进入步骤895；
步骤890：检测到触控事件，控制触控面板700离开省电模式，进入工作模式；
步骤895：于此帧周期未检测到触控事件，保持触控面板700于省电模式。
根据本发明实施例，如上述步骤803与步骤806所述的根据感应信号判断是否发生触控事件，即根据上述的本发明原理，以感应信号的变化得知是否有触控事件发生于发送驱动信号的信号线附近。上述图7所示的触控面板700是以六条信号线为例，但本发明实施例不限于六条信号线。图7所示的本发明第二实施例揭露的扫描方法，是由上到下，每三条信号线一组，依序于每组信号线的第二条信号线发送驱动信号，并于每组信号线的第一条与第三条信号线接收二感应信号，当收到触碰时，第一条信号线与第二条信号线之间具有感应电容且第三条信号线与第二条信号线之间亦会产生感应电容，并借由该组的三条信号线之间感应电容的变化，所导致的该二感应信号的电压值，判断是否有触控事件发生。因此可知当水平方向总共有m条信号线时，只需接收感应信号m/3次(例如图7的触控面板只有六条信号线，就仅需要接收感应信号2次)，也就是只需m/3次扫描读取，即可得知于此帧周期中，是否有发生触控事件，此外亦不需考虑另一方向的信号线数量。对比于图1所示的先前技术中的触控面板100，其水平方向亦有m条信号线，但必须考虑垂直方向的n条信号线，并进行m×n次扫描读取，才可确认是否有触控事件，故可知本发明第二实施例揭露的扫描方法，可减低省电模式下检测是否有触控事件的扫描读取次数达到先前技术的(m/3)/(m×n)倍，也就是(1/3n)倍。然而，本发明的扫描次数并不完全与单侧信号线的数量有关，本发明的又一实施方式可例如是于省电模式下，将多个条信号线归为一组，并以一特定排序依序于每组信号线的其中一条信号线发送驱动信号，并以其余信号线接收所述发送驱动信号的信号线与其余信号线之间分别所产生的感应电容及其变化而生成的感应信号，请进一步参考下述的第三实施例。
第三实施例
请参考图9，图9是为本发明第三实施例中，触控面板900于省电模式中发送驱动信号与接收感应信号线的示意图。图9中，可由触控面板900的左侧(或右侧亦可)分别于触控面板900的信号线9101至信号线9106，共六条信号线，传送驱动信号或接收感应信号。图9的触控面板900是于左侧发送驱动信号并接收感应信号，但根据本发明的实施例，并不限于左侧。请搭配图9，参考图10。图10是为本发明第三实施例的扫描方法流程图，其流程如下：
步骤1001：当触控面板900于省电模式时，经由触控面板900的信号线9101与信号线9103，分别发送驱动信号D911与驱动信号D912；
步骤1002：当发送驱动信号D911与驱动信号D912时，经由触控面板900的信号线9102接收感应信号S91；
步骤1003：根据该感应信号S91判断是否发生触控事件？若是，进入步骤1090；若否，进入步骤1004；
步骤1004：经由触控面板900的信号线9102与信号线9104，分别发送驱动信号D921与驱动信号D922；
步骤1005：当发送驱动信号D921与驱动信号D922时，经由触控面板900的信号线9103接收感应信号S92；
步骤1006：根据感应信号S92判断是否发生触控事件？若是，进入步骤1090；若否，进入步骤1007；
步骤1007：经由触控面板的900的信号线9103与信号线9105，分别发送驱动信号D931与驱动信号D932；
步骤1008：当发送驱动信号D931与驱动信号D932时，经由触控面板900的信号线9104接收感应信号S93；
步骤1009：根据该感应信号S93判断是否发生触控事件？若是，进入步骤1090；若否，进入步骤1010；
步骤1010：经由触控面板的900的信号线9104与信号线9106，分别发送驱动信号D941与驱动信号D942；
步骤1011：当发送驱动信号D941与驱动信号D942时，经由触控面板900的信号线9105接收感应信号S94；
步骤1012：根据该感应信号S94判断是否发生触控事件？若是，进入步骤1090；若否，进入步骤1095；
步骤1090：检测到触控事件，控制触控面板900离开省电模式，进入工作模式；
步骤1095：于此帧周期未检测到触控事件，保持触控面板900于省电模式。
根据本发明实施例，如上述步骤1003、步骤1006、步骤1009与步骤1010所述根据感应信号判断是否发生触控事件，即根据上述的本发明原理，以感应信号的变化得知是否有触控事件发生于发送驱动信号的信号线附近。上述图9所示的触控面板900是以六条信号线为例，但本发明实施例不限于六条信号线。图9所示的本发明第三实施例揭露的扫描方法，是由上到下，每三条信号线一组，依序于每组信号线的第一条信号线与第三条信号线发送二驱动信号，并于每组信号线的第二条信号线接收感应信号，并借由该组的三条信号线之间感应电容的变化，所导致的该感应信号的电压值，判断是否有触控事件发生。因此可知当水平方向总共有m条信号线时，只需接收感应信号m-2次(例如图9的触控面板只有六条信号线，就仅需要接收感应信号4次)，也就是只需m-2次扫描读取，即可得知于此帧周期中，是否有发生触控事件，此外亦不需考虑另一方向的信号线数量。当m为一较大数目，例如大于200、或甚至达到1000时，因(m-2)是几近于m，扫描读取次数可视为m次。对比于图1所示的先前技术中的触控面板100，其水平方向亦有m条信号线，但必须考虑垂直方向的n条信号线，并进行m×n次扫描读取，才可确认是否有触控事件，故可知本发明第三实施例揭露的扫描方法，可减低省电模式下检测是否有触控事件的扫描读取次数达到先前技术的m/(m×n)倍，也就是(1/n)倍。
以触控面板于水平方向具有m条信号线，且于垂直方向具有n条信号线为例，相较于先前技术，采用本发明实施例揭露的触控面板省电模式扫描方法，仅可将触控事件发生的位置，定位于发送驱动信号的信号线上，但因为并未如同先前技术针对m×n个信号线交错点逐点接收感应信号，故本发明实施例揭露的方法于触控事件发生时，无法得知精准的触控点位置，此是为采用本发明揭露的方法付出的工程抵换(trade off)。但由于在省电模式下进行触控事件的检测，仅是为了在触控事件发生时可据以控制触控面板离开省电模式并进入工作模式，故实不需得知精准的触控点位置。
综上所述，若触控面板于水平方向具有m条信号线，且于垂直方向具有n条信号线，采用本发明实施例揭露的触控面板省电模式扫描方法，可减低省电模式下检测是否有触控事件的扫描读取次数(即接收感应信号的次数)达到先前技术的(1/2n)、(1/3n)或(1/n)倍，举例而言，当n是为200时，采用本发明实施例揭露的方法可将驱动感应信号的次数减少为1/400，1/600或1/200。由此可知，使用此发明实施例揭露的方法，因为可单纯于单边供给驱动电力，故可节省一半功率，又因为省电模式下的扫描读取及收发次数均可降低(例如减为先前技术的1/600)，因此，用于接收感应信号以判断是否有触控事件所需的时间与耗能亦均可相对应地极大幅度下降。故本发明实施例揭露的触控面板省电模式扫描方法的实可大为减低触控面板于省电模式下，用以检测是否有触控事件而耗费的操作时间与电力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (11)

1.一种触控面板省电模式扫描方法，包含：
当一触控面板是于一省电模式时，经由该触控面板的一第一侧的一第一信号线，发送一第一驱动信号；
当发送该第一驱动信号时，经由该触控面板的该第一侧的一第二信号线，接收一第一感应信号；及
根据该第一感应信号是否符合一预定规则控制该触控面板执行一对应的动作；
其中该第一感应信号是有关于该第一信号线与该第二信号线之间的一感应电容。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该第一信号线是相邻或邻近于该第二信号线。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据该第一感应信号是否符合该预定规则控制该触控面板执行该对应的动作包含：
若该第一感应信号不符合该预定规则，则经由该第二信号线，发送一第二驱动信号；
当发送该第二驱动信号时，经由该触控面板的该第一侧的一第三信号线，接收一第二感应信号；及
根据该第二感应信号是否符合该预定规则执行一对应的动作。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据该第一感应信号是否符合该预定规则控制该触控面板执行该对应的动作包含：
若该第一感应信号不符合该预定规则，则经由一第三信号线，发送一第二驱动信号；
当发送该第二驱动信号时，经由该触控面板的该第一侧的一第四信号线，接收一第二感应信号；及
根据该第二感应信号是否符合该预定规则执行一对应的动作；
其中该第三信号线是相邻于该第四信号线。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据该第一感应信号是否符合该预定规则控制该触控面板执行该对应的动作包含：
若该第一感应信号符合该预定规则，则控制该触控面板由该省电模式进入一工作模式。
6.一种触控面板省电模式扫描方法，包含：
当一触控面板是于一省电模式时，经由该触控面板的一第一侧的一第一组信号线，发送一组驱动信号；
当发送该组驱动信号时，经由该触控面板的该第一侧的一第二组信号线，接收一组感应信号；及
根据该组感应信号是否符合一预定规则控制该触控面板执行一对应的动作；
其中该组感应信号是有关于该第一组信号线与该第二组信号线之间的一组感应电容。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该第一组信号线是具有一条信号线，且该第二组信号线是具有多个条信号线。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该第一组信号线是具有多个条信号线，该第二组信号线是具有一条信号线。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该第一组信号线是相临或邻近于该第二组信号线。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，根据该组感应信号是否符合该预定规则控制该触控面板执行该对应的动作包含：
若该组感应信号符合该预定规则，则控制该触控面板由该省电模式进入一工作模式。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，若该组感应信号符合该预定规则，则控制该触控面板由该省电模式进入该工作模式是为：
若该组感应信号对应的该组感应电容的变化量大于一预定值，则控制该触控面板由该省电模式进入该工作模式。
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