TWI453632B - 觸控感測裝置 - Google Patents

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TWI453632B
TWI453632B TW100100187A TW100100187A TWI453632B TW I453632 B TWI453632 B TW I453632B TW 100100187 A TW100100187 A TW 100100187A TW 100100187 A TW100100187 A TW 100100187A TW I453632 B TWI453632 B TW I453632B
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Chien Yu Chan
Chien Kuo Wang
Shang Ping Tang
Ko Yang Tso
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Description

觸控感測裝置
本發明係與液晶顯示器有關;具體而言,本發明係關於一種能夠同時自導電薄膜感應器感測複數筆資料並可避免感測到之資料受到液晶顯示面板的雜訊影響之互感式電容觸控感測裝置。
隨著科技快速發展,薄膜電晶體液晶顯示器(TFT LCD)已逐步取代傳統顯示器,並已廣泛應用於電視、平面顯示器、行動電話、平板電腦以及投影機等各種電子產品上。對於具有觸控功能的薄膜電晶體液晶顯示器而言,觸控感測器是其重要的模組之一,其性能之優劣也直接影響液晶顯示器之整體效能。
一般而言,傳統具有互感式電容觸控功能的液晶顯示器包含有顯示面板、導電薄膜感應器(ITO sensor)以及觸控控制晶片。其中,導電薄膜感應器包含有複數條掃描線及複數條驅動線,而觸控控制晶片則包含有複數個接腳。該等掃描線分別耦接該等接腳。當驅動線傳送一驅動脈衝並於掃描線耦合一微小電壓後,觸控控制晶片將會感應耦合電壓並根據耦合電壓的大小去判斷導電薄膜感應器是否被觸控。
然而,上述傳統的液晶顯示器觸控感測方式具有某些嚴重的缺點,例如掃瞄速率太低、顯示面板所產生的雜訊嚴重影響觸控控制晶片的運作,甚至導致觸控點之誤判。有些系統為了避開面板所產生的雜訊而在導電薄膜感應器(ITO sensor)與面板之間多設置一層絕緣物質,然而,這種做法將會增加成本,並且導致整體裝置增厚,不利於機構設計。
因此,本發明提出一種能夠同時自導電薄膜感應器感測複數筆資料並可避免感測到之資料受到液晶顯示面板的雜訊影響之觸控感測裝置,以解決上述問題。
本發明之一範疇在於提供一種觸控感測裝置。於一實施例中,觸控感測裝置包含有複數個接腳、邏輯控制模組及至少一驅動/感測控制模組。邏輯控制模組產生具有不同控制時序之複數個控制訊號。每一個驅動/感測控制模組耦接至邏輯控制模組及該等接腳,用以自邏輯控制模組接收該等控制訊號中之第一控制訊號,並依照第一控制訊號之第一控制時序控制該等接腳分別執行複數種接腳功能,致使該等接腳能夠同時自導電薄膜感應器感測到複數筆類比資料。
於實際應用中,觸控感測裝置進一步包含有邏輯控制模組及儲存控制模組。邏輯控制模組根據外部同步訊號產生具有不同控制時序之該等控制訊號,使得該等接腳進行感測時能夠避開液晶顯示面板產生雜訊(noise)之時間區段。邏輯控制模也可以不靠外部同步訊號自行產生具有不同控制時序之該等控制訊號,使得該等接腳進行感測時能夠利用數位濾波器濾除液晶顯示面板產生雜訊(noise)之時間區段。儲存控制模組包含複數個儲存電容,用以依照該等控制訊號中之第二控制訊號的第二控制時序分別將該等接腳所感測到之該等類比資料儲存於該等儲存電容中。
相較於先前技術,根據本發明之觸控感測裝置只需使用一組放大模組及類比/數位模組轉換模組即可同時自導電薄膜感應器感測到複數筆類比資料,故能夠有效提升掃瞄速率。此外,根據本發明之觸控感測裝置亦透過具有不同控制時序之控制訊號避開液晶顯示器面板產生雜訊的時間區段,使得觸控感測裝置感測觸控點時不會因為受到雜訊干擾而形成誤判。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
根據本發明之一具體實施例為觸控感測裝置。於此實施例中,該觸控感測裝置可以是互感式電容觸控感測裝置,能夠同時自導電薄膜感應器感測複數筆資料並可避免其感測到之資料受到液晶顯示面板的雜訊影響而導致觸控點之誤判。
請參照圖1,圖1係繪示本發明之觸控感測裝置對於顯示面板進行觸控點感測之示意圖。如圖1所示,液晶顯示器包含有導電薄膜感應器100以及觸控感測裝置1。至於液晶顯示面板一般是貼合在導電薄膜感應器100下,但不以此為限。觸控感測裝置1包含有邏輯控制模組10、複數個接腳20、至少一驅動/感測控制模組30、至少一儲存控制模組40、至少一解碼控制模組50、至少一放大模組60及類比/數位轉換模組70。其中,驅動/感測控制模組30耦接至邏輯控制模組10及接腳20;儲存控制模組40耦接至邏輯控制模組10及驅動/感測控制模組30;解碼控制模組50耦接至邏輯控制模組10及儲存控制模組40;類比/數位轉換模組70耦接至放大模組60及邏輯控制模組10。
於此實施例中,邏輯控制模組10係用以產生具有不同控制時序之複數個控制訊號。舉例而言,邏輯控制模組10可以產生第一控制訊號S1、第二控制訊號S2及第三控制訊號S3。第一控制訊號S1、第二控制訊號S2及第三控制訊號S3分別具有第一控制時序、第二控制時序及第三控制時序,並且分別用以控制該至少一驅動/感測控制模組30、該至少一儲存控制模組40及該至少一解碼控制模組50,但不以此為限。
值得注意的是,觸控感測裝置1所包含的複數個接腳20不只具有單一種功能,而是可以視實際需求於不同功能之間進行切換,例如驅動(driving)功能、感測(sensing)功能、接地(ground)功能或浮接(floating)功能,但不以此為限。
每一個驅動/感測控制模組30自邏輯控制模組10接收第一控制訊號S1,並依照第一控制訊號S1之第一控制時序控制該等接腳20分別執行複數種功能,致使該等接腳20能夠同時自導電薄膜感應器100感測到複數筆類比資料。
如圖1所示,導電薄膜感應器100包含有互相垂直分布的複數條感測線80及複數條驅動線90。需說明的是,驅動線90與感測線80是可互換的,也就是說圖1中的90實際上也可當感測線,圖1中的80實際上也可當驅動線,可由觸控感測裝置1所控制。於此實施例中,由於不同的接腳20可分別對一條驅動線90進行掃瞄,並同時分別對複數條感測線80進行感測,故可據以感測到複數筆的類比資料。觸控感測裝置1之邏輯控制模組10可選擇在特定時序控制該等接腳20中之某一特定接腳進行感測。
當邏輯控制模組10傳送第一控制訊號S1至該至少一驅動/感測控制模組30時,該至少一驅動/感測控制模組30將會依照第一控制訊號S1之第一控制時序控制接腳20執行感測功能,致使接腳20能夠同時自導電薄膜感應器100感測複數筆類比資料。
值得注意的是,邏輯控制模組10亦可根據外部同步訊號產生具有不同控制時序之該等控制訊號S1~S3,或者邏輯控制模組10亦可不根據外部同步訊號自行產生具有不同控制時序之該等控制訊號S1~S3,使得接腳20進行感測時能夠避開液晶顯示面板產生雜訊(noise)之時間區段,進而避免顯示面板之雜訊影響接腳20所感測到的類比資料。
於此實施例中,每一個儲存控制模組40包含有複數個儲存電容(圖未示)。當該至少一儲存控制模組40自邏輯控制模組10接收到第二控制訊號S2時,該至少一儲存控制模組40將會依照第二控制訊號S2之第二控制時序分別將接腳20所感測到之該等類比資料儲存於該等儲存電容中。
值得注意的是,觸控感測裝置1之所以能夠同時感測複數筆類比資料是因為觸控感測裝置1的每一個儲存控制模組40包含有該等儲存電容,故可將該等感測線80所感測到之該等類比資料儲存在該等儲存電容上。
當該至少一儲存控制模組40將該等類比資料儲存於儲存電容之後,導電薄膜感應器100將會執行放電(discharge)程序,藉以避免導電薄膜感應器100上殘留的電荷影響到接腳20感測時之準確性。該至少一解碼控制模組50係用以自邏輯控制模組10接收第三控制訊號S3,並依照第三控制訊號S3之第三控制時序對該等儲存電容所儲存之該等類比資料進行解碼。
於此實施例中,該至少一放大模組60係用以放大經解碼控制模組50解碼後之該等類比資料;類比/數位轉換模組70係用以將放大後之類比資料轉換成數位資料S4。實際上,該至少一放大模組60可以是任意形式的放大器,類比/數位轉換模組70可以是任意形式的類比/數位轉換器,並無特定之限制。
請參照圖2,圖2係繪示觸控感測裝置1中之接腳與儲存電容之間具有一對一之對應關係的示意圖。
如圖2所示,觸控感測裝置1包含有接腳S11、緩衝器A1、儲存電容C1、感測開關SW1、接地開關SW2、以及儲存開關SW3。感測開關SW1係耦接至接腳S11及緩衝器A1之輸入端,用以依照邏輯控制模組10傳送之第一控制訊號S1,致使接腳S11執行某一種功能。在預設情況下,感測開關SW1、接地開關SW2以及儲存開關SW3皆為開啟狀態。
在此實施例中,接腳S11係具有感測功能,並與儲存電容C1之間具有一對一的對應關係。當邏輯控制模組10傳送第一控制訊號S1之第一控制時序致使感測開關SW1關閉,並透過接腳S11對導電薄膜感應器100進行感測,接腳S11所感測到的類比資料將會輸入至緩衝器A1的輸入端,再透過緩衝器A1對類比資料進行處理。由於邏輯控制模組10可根據外部同步訊號或是自行產生具有不同控制時序之控制訊號,使得接腳S11進行感測時能夠避開或濾除導電薄膜感應器100產生雜訊之時間區段,進而防止面板雜訊影響感測到的類比資料。
儲存開關SW3係耦接至緩衝器A1之輸出端及儲存電容C1,用以依照邏輯控制模組10傳送之第二控制訊號S2,將儲存開關SW3關閉,致使該等類比資料以電壓型式儲存於儲存電容C1。接地開關SW2係耦接至感測開關SW1及緩衝器A1之輸入端,當儲存電容C1完成儲存後,邏輯控制模組10將會開啟儲存開關SW3,並關閉接地開關SW2,致使導電薄膜感應器100執行放電(discharge)程序,以消除導電薄膜感應器100上殘餘的電荷。當放電程序完成後,邏輯控制模組10控制感測開關SW1開啟。如圖1所示,解碼控制模組50依照第三控制訊號S3之第三控制時序對儲存電容C1所儲存之該等類比資料進行解碼。放大模組60放大解碼後之類比資料,然後類比/數位轉換模組70將放大後之類比資料轉換成數位資料。
請參照圖3,圖3係繪示觸控感測裝置1中之接腳與儲存電容之間具有多對一之對應關係的示意圖。
如圖3所示,觸控感測裝置1包含有第一接腳S21至第六接腳S26、緩衝器A2、儲存電容C2、第一感測開關SW4至第六感測開關SW9、接地開關SW10以及儲存開關SW11。其中,第一感測開關SW4至第六感測開關SW9分別耦接第一接腳S21至第六接腳S26以及緩衝器A2之輸入端,用以依照邏輯控制模組10傳送之第一控制訊號S1控制第一接腳S21至第六接腳S26分別執行各自的功能。在預設情況下,第一感測開關SW4至第六感測開關SW9、接地開關SW10以及儲存開關SW11皆為開啟狀態。
在此實施例中,第一接腳S21至第六接腳S26係具有感測功能,並與儲存電容C2之間具有多對一的對應關係。當邏輯控制模組10傳送第一控制訊號S1之第一控制時序致使第一感測開關SW4關閉,並透過第一接腳S21進行感測,第一接腳S21所感測到的類比資料將會輸入至緩衝器A2的輸入端,緩衝器A2即會處理類比資料。
儲存開關SW11係耦接至緩衝器A2之輸出端及儲存電容C2,用以依照邏輯控制模組10傳送之第二控制訊號S2,將儲存開關SW11關閉,致使該等類比資料以電壓型式儲存於儲存電容C2。接地開關SW10係耦接至第一感測開關SW4至第六感測開關SW9及緩衝器A2之輸入端。
當儲存電容C2完成儲存後,邏輯控制模組10將會控制儲存開關SW11開啟,接地開關SW10關閉,致使導電薄膜感應器100執行放電程序。當放電程序完成後,邏輯控制模組10控制第一感測開關SW4開啟。由於邏輯控制模組10可以根據外部同步訊號產生具有不同控制時序之該等控制訊號,使得第一接腳S21進行感測時能夠避開液晶顯示面板產生雜訊之時間區段,進而防止面板雜訊影響感測到的類比資料。邏輯控制模組10亦可不根據外部同步訊號自行產生不同控制時序之該等控制訊號,防止面板雜訊影響感測到的類比資料。
當邏輯控制模組10傳送第一控制訊號S1控制第二感測開關SW5關閉及其他開關開啟,致使第二接腳S22進行感測,第二接腳S22所感測到的類比資料將會輸入至緩衝器A2的輸入端,緩衝器即會處理類比資料。
由於邏輯控制模組10可以根據外部同步訊號產生具有不同控制時序之該等控制訊號,使得第二接腳S22進行感測時能夠避開該導電薄膜感應器100產生雜訊之時間區段,進而防止面板雜訊影響感測到的類比資料。邏輯控制模組10亦可不根據外部同步訊號自行產生不同控制時序之該等控制訊號,防止面板雜訊影響感測到的類比資料。儲存開關SW11依照邏輯控制模組10傳送之第二控制訊號S2,將儲存開關SW11關閉,致使該等類比資料以電壓型式儲存於儲存電容C2。接地開關SW10係耦接至第一感測開關SW4至第六感測開關SW9及緩衝器A2之輸入端,當儲存電容C2完成儲存後,邏輯控制模組10控制儲存開關SW11開啟,接地開關SW10關閉,致使導電薄膜感應器100執行放電(discharge)程序。當放電程序完成後,邏輯控制模組10控制第二感測開關SW5開啟。
因此,本發明之觸控感測裝置1由於包含有該等儲存電容,故能夠透過該等感測線80同時感測複數筆類比資料,並將感測到之該等類比資料儲存在該等儲存電容上。。並且邏輯控制模組10根據外部同步訊號產生具有不同控制時序的該等控制訊號,分別控制第一感測開關SW4至第六感測開關SW9、接地開關SW10以及儲存開關SW11,致使觸控感測裝置1能夠依照不同時段將所有連接在導電薄膜感應器100之該等感測線80上的該等類比資料儲存於該等儲存電容中,讓後端電路去處理。除此之外,邏輯控制模組10可以根據外部同步訊號產生具有不同控制時序之該等控制訊號,使得第一接腳S21至第六接腳S26進行感測時能夠避開該導電薄膜感應器100產生雜訊之時間區段,進而防止面板雜訊影響感測到的類比資料。
相較於先前技術,根據本發明之觸控感測裝置只需使用一組放大模組及類比/數位模組轉換模組即可同時自導電薄膜感應器感測到複數筆類比資料,故能夠有效提升掃瞄速率。此外,根據本發明之觸控感測裝置亦透過具有不同控制時序之控制訊號避開液晶顯示器面板產生雜訊的時間區段,使得觸控感測裝置感測觸控點時不會因為受到雜訊干擾而形成誤判。
藉由以上較佳具體實施例之詳述,係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神,而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地,其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
1‧‧‧觸控感測裝置
10‧‧‧邏輯控制模組
20‧‧‧接腳
30‧‧‧驅動/感測控制模組
40‧‧‧儲存控制模組
50‧‧‧解碼控制模組
60‧‧‧放大模組
70‧‧‧類比/數位轉換模組
80‧‧‧感測線
90‧‧‧驅動線
100‧‧‧導電薄膜感應器
S1‧‧‧第一控制訊號
S2‧‧‧第二控制訊號
S3‧‧‧第三控制訊號
S4‧‧‧數位資料
A1‧‧‧緩衝器
A2‧‧‧緩衝器
C1、C2‧‧‧儲存電容
S11‧‧‧接腳
S21‧‧‧第一接腳
S22‧‧‧第二接腳
S23‧‧‧第三接腳
S24‧‧‧第四接腳
S25‧‧‧第五接腳
S26‧‧‧第六接腳
SW1‧‧‧感測開關
SW2‧‧‧接地開關
SW3‧‧‧儲存開關
SW4‧‧‧第一感測開關
SW5‧‧‧第二感測開關
SW6‧‧‧第三感測開關
SW7‧‧‧第四感測開關
SW8‧‧‧第五感測開關
SW9‧‧‧第六感測開關
SW10‧‧‧接地開關
SW11‧‧‧儲存開關
圖1係繪示本發明之觸控感測裝置對導電薄膜感應器進行觸控點感測之示意圖。
圖2係繪示觸控感測裝置中之接腳與儲存電容之間具有一對一之對應關係的示意圖。
圖3係繪示觸控感測裝置中之接腳與儲存電容之間具有多對一之對應關係的示意圖。
1...觸控感測裝置
10...邏輯控制模組
20...接腳
30...驅動/感測控制模組
40...儲存控制模組
50...解碼控制模組
60...放大模組
70...類比/數位轉換模組
80...感測線
90...驅動線
100...導電薄膜感應器
S1...第一控制訊號
S2...第二控制訊號
S3...第三控制訊號
S4...數位資料

Claims (9)

  1. 一種觸控感測裝置,包含:複數個接腳;一邏輯控制模組,用以產生具有不同控制時序之複數個控制訊號;以及至少一驅動/感測控制模組,耦接至該邏輯控制模組及該等接腳,用以自該邏輯控制模組接收該等控制訊號中之一第一控制訊號,並依照該第一控制訊號之一第一控制時序控制該等接腳分別執行複數種接腳功能,致使該等接腳能夠同時自一導電薄膜感應器感測到複數筆類比資料;其中該等接腳能夠分別於不同接腳功能之間切換並依照該第一控制訊號分別執行各自的接腳功能,該等接腳功能包含驅動(driving)功能、感測(sensing)功能、接地(ground)功能及浮接(floating)功能。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測裝置,其中該導電薄膜感應器包含複數條掃瞄線,該等接腳係分別對該等掃瞄線中之一掃瞄線進行掃瞄,以感測到該等類比資料。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測裝置,進一步包含:至少一儲存控制模組,其中每一個儲存控制模組分別包含複數個儲存電容,該至少一儲存控制模組係耦接至該邏輯控制模組及該至少一驅動/感測控制模組,並係用以依照該等控制訊號中之一第二控制訊號的一第二控制時序分別將該等接腳所感測到之該等類比資料儲存於該等儲存電容中。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控感測裝置,其中該等接腳與該等儲存電容之間具有一對一的對應關係,致使該等接腳中之每一接腳所感測到之類比資料以電壓型式分別儲存於相對應的儲存電容中。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之觸控感測裝置,其中該等接腳與該等儲存電容之間具有多對一的對應關係,致使對應於同一儲存電容之多個接腳所感測到之類比資料以電壓型式儲存於該儲存電容中。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之觸控感測裝置,其中當該至少一儲存控制模組將該等類比資料儲存於該等儲存電容之後,該導電薄膜感應器執行一放電(discharge)程序。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之觸控感測裝置,進一步包含:至少一解碼(decoding)控制模組,耦接至該邏輯控制模組及該至少一儲存控制模組,用以依照該等控制訊號中之一第三控制訊號的一第三控制時序對該等儲存電容所儲存之該等類比資料進行解碼。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控感測裝置,進一步包含:至少一放大模組,耦接至該至少一解碼控制模組,用以放大經該至少一解碼控制模組解碼後之該等類比資料;以及一類比/數位轉換模組,耦接至該至少一放大模組及該邏輯控制模組,用以將放大後之該等類比資料轉換成複數筆數位資料,並將該等數位資料傳送至該邏輯控制模組。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測裝置,其中該邏輯控制模組係根據一外部同步訊號產生具有不同控制時序之該等控制訊號,使得該等接腳進行感測時能夠避開一液晶顯示面板產生雜訊(noise)之時間區段。
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