TWI423107B - 觸控輸入裝置的偵測方法 - Google Patents

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Description

觸控輸入裝置的偵測方法
本發明係關於一種觸控輸入裝置的偵測方法。
觸控面板目前業已廣泛應用於家電用品、通訊裝置及電子資訊裝置等領域上。觸控面板通常應用於個人數位助理(PDA)、電子產品及遊戲機等輸入介面。現今觸控面板和顯示幕的整合趨勢可允許使用者以手指或接觸筆選取面板上顯示之代表圖像(icon)，如此可使個人數位助理、電子產品及遊戲機執行喜好之功能。此種觸控面板亦可應用於公共資訊查詢系統，以使公眾能更有效率的操作系統。
圖1顯示一習知觸控面板10的示意圖。該觸控面板10包括複數條X方向導線X1 -XM 和複數條Y方向導線Y1 -YN ，其中M與N為相異或相同的正整數。該些X方向導線X1 -XM 和Y方向導線Y1 -YN 埋設於該觸控面板10中的不同層。參照圖1，該些X方向導線X1 -XM 和Y方向導線Y1 -YN 係交錯排列，藉以形成一感應網格。在該感應網格中，複數個交互電容12形成於每一X方向導線和每一Y方向導線之間。
在習知的操作方式中，一驅動信號(通常為一方波信號)會依序施加於X方向導線或Y方向導線上。藉由交互電容的耦合效應，複數個感應電壓將產生在對應的Y方向導線或X方向導線上。由於該些感應電壓其值會隨使用者與導線的觸碰狀況而改變，故藉由偵測該些感應電壓的差值，即可得知使用者的觸控位置。
然而，習知技術中觸控面板10的觸控狀況需等待驅動信號施加至M條X方向導線或N條Y方向導線後，且對應的N條Y方向導線或M條X方向導線全數完成感測運作後，方能取得觸控面板10的觸控資訊。因此，觸控面板10的回報率(report rate)會受限於導線的掃描時間而無法提升。該狀況將隨著觸控面板尺寸的加大而更加惡化。因此，有必要提出一種適用於觸控面板的偵測方法以改善上述問題。
本發明揭示一種觸控輸入裝置的偵測方法。該觸控輸入裝置包含一觸控面板和一控制裝置。該觸控面板包含複數條X方向導線和複數條Y方向導線，而該等X方向導線和該等Y方向導線係交錯設置。該方法包含以下步驟：設定該等X方向導線為掃描線及設定該等Y方向導線為感測線，將該等掃描線分為複數組掃描線，在進行第一次掃描時輸出一驅動信號至該複數組掃描線中的其中一組，在第一次掃描後接收該等感測線上的電壓並轉換為複數個第一數位信號，儲存該等第一數位信號至一儲存單元，在進行第二次掃描時輸出該驅動信號至該複數組掃描線中的其他組，在第二次掃描後接收該等感測線上的電壓並轉換為複數個第二數位信號，儲存該等第二數位信號至該儲存單元，以及根據該等第一和第二數位信號判斷該觸控面板的觸控狀況。
本發明另揭示一種觸控輸入裝置的偵測方法。該觸控輸入裝置包含一觸控面板和一控制裝置。該觸控面板包含複數條X方向導線和複數條Y方向導線，而該等X方向導線和該等Y方向導線係交錯設置。該方法包含以下步驟：設定該等X方向導線為掃描線及設定該等Y方向導線為感測線，輸出一驅動信號至該等掃描線中的其中一條掃描線，選擇每次掃描後量測的感測線之數目，根據該感測線的數目以一設定順序接收對應的感測線上的電壓，轉換每次接收的感測線上的電壓為複數個數位信號，依序儲存每次轉換後的數位信號至一儲存單元，以及根據該儲存單元的儲存結果判斷該觸控面板的觸控狀況。
為更流暢地闡釋本發明之觸控輸入裝置的偵測方法，以下將先描述執行本發明之方法之觸控輸入裝置。圖2係本發明一實施例之觸控輸入裝置20，其包含一觸控面板22和一控制裝置24。為了簡潔起見，圖2中的觸控面板22以12條X方向導線X1 -X12 和12條Y方向導線Y1 -Y12 表示。該等X方向導線X1 -X10 和該等Y方向導線Y1 -Y10 埋設於該觸控面板22中的不同層。參照圖2，該些X方向導線X1 -X12 和該些Y方向導線Y1 -Y12 係交錯排列，以形成一井字狀網格。在該井字狀網格中，複數個交互電容(未繪出)形成於每一X方向導線與每一Y方向導線之間。此外，該控制裝置24包含一驅動/感測選擇模組242、一驅動/感測控制單元244、一類比至數位轉換單元246和一邏輯控制單元248。
圖3係本發明一實施例之觸控輸入裝置20的偵測方法之流程圖。該偵測方法包含以下步驟：設定該等X方向導線為掃描線及設定該等Y方向導線為感測線(步驟S10)，將該等掃描線分為複數組掃描線(步驟S20)；在進行第一次掃描時，輸出一驅動信號至該複數組掃描線中的其中一組(步驟S30)；在第一次掃描後，接收該等感測線上的電壓並轉換為複數個第一數位信號(步驟S40)，儲存該等第一數位信號至一儲存單元(步驟S50)；在進行第二次掃描時，輸出該驅動信號至該複數組掃描線中的其他組(步驟S60)；在第二次掃描後，接收該等感測線上的電壓並轉換為複數個第二數位信號(步驟S70)，儲存該等第二數位信號至該儲存單元(步驟S80)，以及根據該等第一和第二數位信號判斷該觸控面板的觸控狀況(步驟S90)。以下進一步說明本發明之偵測方法之細節。
參照圖2，該控制裝置24中的驅動/感測控制單元244首先輸出一信號至該驅動/感測選擇模組242以執行該觸控面板22的掃描運作。假設在第一次掃描時，X方向導線X1 -X12 設定為掃描線，而Y方向導線Y1 -Y12 設定為感測線，故該驅動/感測選擇模組242將輸出驅動信號至X方向導線X1 -X12 上。在本發明一實施例中，為了減少掃描時間以提高觸控面板22的回報率，如圖4所示，X方向掃描線X1 -X12 會分為兩組掃描線，其中第一組掃描線由奇數條掃描線X1 ,X3 ,...,X11 所組成，而第二組掃描線由偶數條掃描線X2 ,X4 ,...,X12 所組成。
接著，在進行第一次掃描時，驅動信號會以一固定方向依序施加於第一組掃描線中的掃描線X1 ,X3 ,...,X11 上。藉由該類比至數位轉換單元246中的複數個類比至數位轉換器，對應於掃描線X1 ,X3 ,...,X11 的Y方向感測線Y1 -Y12 上的感應電壓會轉換為數位信號，並依序儲存於儲存單元2482中。在本實施例中，該儲存單元2482包含複數個記憶體列1-12，如圖5所示。每一記憶體列用以儲存代表感測線上的感應電壓之數位信號。例如，記憶體列1用以儲存當驅動信號施加於掃描線X1 時，代表(X1 ,Y1 ),(X1 ,Y2 ),...,(X1 ,Y12 )每個點的感應電壓之數位信號，而記憶體列2用以儲存當驅動信號施加於掃描線X2 時，代表(X2 ,Y1 ),(X2 ,Y2 ),...,(X12 ,Y12 )每個點的感應電壓之數位信號。因此，在第一次掃描結束後，儲存單元2482中的奇數記憶體列1,3,...,11會更新本次掃描後的儲存資料。
接著，該觸控輸入裝置20進行第二次掃描。在第二次掃描時，驅動信號會以一固定方向依序施加於第二組掃描線中的掃描線X2 ,X4 ,...,X12 上。類似地，藉由該類比至數位轉換單元246中的複數個類比至數位轉換器，對應於掃描線X2 ,X4 ,...,X12 的Y方向感測線Y1 -Y12 上的感應電壓會轉換為數位信號，並依序儲存於儲存單元2482中的偶數記憶體列2,4,...,12中。
該觸控輸入裝置20在每次掃描後，會更新儲存單元2482中的記憶體列之資料。儲存單元2482中的資料會送至一運算單元2484。該運算單元2484會藉由一演算法計算當前觸控面板22的觸控狀況。在本實施例中，在完成第一次掃描後，儲存單元2482中的奇數記憶體列1,3,...,11會儲存該次掃描後的資料，而儲存單元2482中的偶數記憶體列2,4,...,12會儲存上次掃描後的數位資料。因此，使用本發明之偵測方法可較習知技術節省一半掃描時間，但每次掃描後，該運算單元2484仍可根據儲存單元2482中的資料快速計算出Y方向感測線Y1 -Y12 上的觸控狀況。
在本發明另一實施例中，為了進一步減少掃描時間以提高觸控面板22的回報率，如圖6所示，X方向掃描線X1 -X12 可分為三組掃描線，其中第一組掃描線由掃描線X1 ,X4 ,X7 ,X10 所組成，第二組掃描線由掃描線X2 ,X5 ,X8 ,X11 所組成，而第三組掃描線由掃描線X3 ,X6 ,X9 ,X12 所組成。依類似運作方式，在第一次掃描後，Y方向感測線Y1 -Y12 上的感應電壓會轉換為數位信號，並依序儲存於儲存單元2482中的記憶體列1,4,7,10中。在第二次掃描後，Y方向感測線Y1 -Y12 上的感應電壓會轉換為數位信號，並依序儲存於儲存單元2482中的記憶體列2,5,8,11中。在第三次掃描後，Y方向感測線Y1 -Y12 上的感應電壓會轉換為數位信號，並依序儲存於儲存單元2482中的記憶體列3,6,9,12中。因此，使用本發明之偵測方法可較習知技術減少2/3掃描時間，但每次掃描後，運算單元2484仍可根據本次掃描結果和上次掃描結果快速計算出Y方向感測線Y1 -Y12 上的觸控狀況。
在上述實施例中，X方向掃描線X1 -X12 可分為二組或三組掃描線。然而，本發明不應以此為限。X方向掃描線X1 -X12 可分為四組或以上之掃描線以進行交錯掃描。除了減少掃描時間以提高回報率外，將X方向掃描線X1 -X12 分為多組掃描線也可降低該控制裝置的在每次掃描時的電力損耗而達到節能的效果。當X方向導線X1 -X12 完成掃描後，Y方向導線Y1 -Y12 可接著設定為掃描線，以依類似方式進行交錯掃描。
在上述實施例中，Y方向感測線Y1 -Y12 上的感應電壓會全部傳送至該控制裝置24以轉換為數位信號。然而，在本發明另一實施例中，該控制裝置24每次僅會接收一部份Y方向感測線Y1 -Y12 上的感應電壓。圖7A和7B繪示本發明另一實施例之控制裝置24的感應電壓偵測方法。參照圖7A，在t=T1 時，該控制裝置24偵測Y方向感測線Y1 -Y4 上的電壓，其他感測線則為浮接或接地的狀態。在下一時間點t=T2 時，該控制裝置24偵測Y方向感測線Y5 -Y8 上的電壓，其他感測線則為浮接或接地的狀態；以此類推。由於該控制裝置24每次僅接收一部份Y方向感測線Y1 -Y12 上的感應電壓，故該控制裝置24和該觸控面板22之間僅需較少的連接線，且該類比至數位轉換單元246可由較少的類比至數位轉換器所構成。
圖7A和7B所顯示之感應電壓偵測方法不限定於X方向掃描線X1 -X12 的掃描方式。亦即，X方向掃描線X1 -X12 可依交錯方式掃描。或者，X方向掃描線X1 -X12 可依傳統方式由X1 依序掃描至X12 。此外，在本實施例中，Y方向感測線Y1 -Y12 上的電壓係於分組後，以一固定方向依序由該控制裝置24所接收。在另一實施例中，Y方向感測線Y1 -Y12 上的電壓可於分組後，以一交錯方式由該控制裝置24所接收。亦即，在t=T1 時，該控制裝置24係偵測Y方向感測線Y1 -Y4 上的電壓，而其他感測線則為浮接或接地的狀態。在下一時間點t=T2 時，該控制裝置24偵測Y方向感測線Y9 -Y12 上的電壓，而其他感測線則為浮接或接地的狀態。在下一時間點t=T3 時，該控制裝置24偵測Y方向感測線Y5 -Y8 上的電壓，其他感測線則為浮接或接地的狀態。
本發明之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之教示及揭示而作種種不背離本發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。
10．．．觸控面板
20．．．觸控輸入裝置
22．．．觸控面板
24．．．控制裝置
242．．．驅動/感測選擇模組
244．．．驅動/感測控制單元
246．．．類比至數位轉換單元
248．．．邏輯控制單元
2482．．．儲存單元
2484．．．運算單元
S10～S90．．．步驟
圖1顯示一習知觸控面板的示意圖；
圖2顯示本發明一實施例之觸控輸入裝置的方塊示意圖；
圖3係本發明一實施例之觸控輸入裝置的偵測方法之流程圖；
圖4顯示本發明一實施例的掃描方式；
圖5顯示本發明一實施例之儲存單元的示意圖；
圖6顯示本發明一實施例的掃描方式；及
圖7A和7B說明本發明一實施例之感應電壓偵測方式。
S10~S90．．．步驟

Claims (10)

  1. 一種觸控輸入裝置的偵測方法，該觸控輸入裝置包含一觸控面板和一控制裝置，該觸控面板包含複數條X方向導線和複數條Y方向導線，該等X方向導線和該等Y方向導線係交錯設置，該方法包含以下步驟：設定該等X方向導線為掃描線及設定該等Y方向導線為感測線；將該等掃描線分為複數組掃描線；在進行第一次掃描時，輸出一驅動信號至該複數組掃描線中的其中一組；在第一次掃描後，接收該等感測線上的電壓並轉換為複數個第一數位信號；儲存該等第一數位信號至一儲存單元；在進行第二次掃描時，輸出該驅動信號至該複數組掃描線中的其他組；在第二次掃描後，接收該等感測線上的電壓並轉換為複數個第二數位信號；儲存該等第二數位信號至該儲存單元；以及根據該等第一和第二數位信號判斷該觸控面板的觸控狀況。
  2. 根據請求項1之偵測方法，其中輸出該驅動信號至該複數組掃描線之步驟包含：以X方向依序輸出該驅動信號至該複數組掃描線之其中一組之其中一條掃描線。
  3. 根據請求項1之偵測方法，其中將該等掃描線分為複數組掃描線之步驟包含：將該等掃描線分為兩組掃描線，其中第一組掃描線由奇數條掃描線所組成，而第二組掃描線由偶數條掃描線所組成。
  4. 根據請求項1之偵測方法，其中將該等掃描線分為複數組掃描線之步驟包含：將該等掃描線分為三組掃描線，其中第一組掃描線由第3N+1條掃描線所組成，第二組掃描線由第3N+2條掃描線所組成，而第三組掃描線由第3N+3條掃描線所組成，其中N為0或正整數。
  5. 根據請求項1之偵測方法，其中該驅動信號係由該控制裝置所發出，且該等掃描線係根據該控制裝置的電力損耗而決定分組的數目。
  6. 根據請求項1之偵測方法，其中該接收該等感測線上的電壓之步驟包含：將該等感測線上的電壓分為複數組電壓；以及以一固定方向依序接收該複數組電壓的其中一組之電壓。
  7. 根據請求項1之偵測方法，其中該接收該等感測線上的電壓之步驟包含：將該等感測線上的電壓分為複數組電壓；以及以一交錯方式接收該複數組電壓的其中一組之電壓。
  8. 一種觸控輸入裝置的偵測方法，該觸控輸入裝置包含一觸控面板和一控制裝置，該觸控面板包含複數條X方向導線和複數條Y方向導線，該等X方向導線和該等Y方向導線係交錯設置，該方法包含以下步驟：設定該等X方向導線為掃描線及設定該等Y方向導線為感測線；輸出一驅動信號至該等掃描線中的其中一條掃描線；選擇每次掃描後量測的感測線之數目；根據該感測線的數目以一設定順序接收對應的感測線上的電壓；轉換每次接收的感測線上的電壓為複數個數位信號；依序儲存每次轉換後的數位信號至一儲存單元；以及根據該儲存單元的儲存結果判斷該觸控面板的觸控狀況。
  9. 根據請求項8之偵測方法，其中以該設定順序接收對應的感測線上的電壓之步驟包含：以一固定方向依序接收對應的該等Y方向感測線電壓上的電壓。
  10. 根據請求項8之偵測方法，其中以該設定順序接收對應的感測線上的電壓之步驟包含：以一交錯方式接收對應的該等Y方向感測線電壓上的電壓。
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