CN101825962A - 可节省电能的触控装置及其相关方法 - Google Patents

Abstract

可节省电能的触控装置及其相关方法。该可节省电能的触控装置，包含有一触控面板；一暂存存储器；一中断触发单元，用来输出一中断信号；一模拟至数字转换单元，用来将模拟输出电压转换为数字走线数据存于该暂存存储器，并根据一控制信号，切换一操作模式；一运算单元，用来根据该数字走线数据，产生一检测结果，并根据该控制信号，切换该操作模式；一模式控制单元，用来根据该中断信号，产生该控制信号；以及一传输接口单元。

Description

可节省电能的触控装置及其相关方法

技术领域

本发明涉及一种触控装置及其相关方法，尤其涉及一种可节省电能的触控装置及其相关方法。

背景技术

传统的计算机信息产品大部分使用按键、键盘或鼠标等较为传统的使用者接口来输入数据。随着触控面板的问世，使用者可以以一种非常便利的方式进行数据输入的工作。此外，由于近年来人们对环保的重视，以及计算机信息产品的推陈出新，绿色产品的观念逐渐影响到所有计算机信息产品的设计理念。其中，触控面板的节能化自然也受到重视。节省电能消耗还有附带的好处，例如可以延长可携式电子装置的待机时间，使用者因此得以不需时常对电子装置充电，如此便可增进使用者的便利性。

触控面板及其相关控制装置常见于一般可携式产品，用来方便使用者点选屏幕上的功能或其他物件。请参考图1，图1为已知技术中一触控面板PANEL1及一控制装置12的架构示意图。触控面板PANEL1包含有许多水平方向走线(X trace)及垂直方向走线(Y trace)，用来提供使用者执行触控动作。这些走线的主要功能用来感应人体电容经模拟数字信号转换器以产生模拟输出电压作为触控面板PANEL1的输出信号。而且，这些走线中的任何一条走线，根据其物理特性，各自对应于一个环境电容参数。当触控面板PANEL1发生触控事件时，某几个特定走线的模拟输出电压就会相应地发生变化。因此，控制装置12可以根据模拟输出电压的改变来检测触控事件的发生。控制装置12连接于触控面板PANEL1，包含有一模拟数字信号转换器120、一运算控制单元122及一主机接口单元124。模拟数字信号转换器120直接耦接于触控面板PANEL1，用来将触控面板PANEL1中所有的模拟输出电压转换为数字数据，并传送给运算控制单元122。运算控制单元122根据模拟数字信号转换器120所传来的数据进行演算，判断是否有触控事件发生。当运算控制单元122的数据演算结果确认有触控事件发生，则由主机接口单元124负责发出一讯息给一计算机主机HOST1，用以通知此一触控事件的发生。此外，由于触控面板PANEL1中，不同的走线具有不同的环境电容值。每当控制装置12读取触控面板PANEL1的模拟输出电压时，不同的环境电容值会影响模拟输出电压值的大小。因此，模拟数字信号转换器120每转换一次走线的模拟输出电压，就必须根据不同走线的环境电容值，调整模拟数字信号转换器120的转换比率，用以抵销环境电容值对该笔数据的影响。经由这种方式，模拟数字信号转换器120所输出的数字数据就可以成为一正规化的(normalized)数字数据值，并交由运算控制单元122进行后续处理。

然而，值得注意的是，运算控制单元122及模拟数字信号转换器120之间，由运算控制单元122逐笔提供对应于不同走线的环境电容值。模拟数字信号转换器120每执行一次转换，就必先接收一笔来自运算控制单元122所传送来的环境电容值，然后才能进行模拟至数字的转换工作，并将转换结果传送至运算控制单元122。上述的操作方式使控制装置12消耗许多不必要的电能，造成电池的使用时间无法进一步延长等问题，因而无法提升使用者的便利性。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供一种可以节省电能的触控装置及其相关方法。

本发明公开一种可节省电能的触控装置，该装置用来根据一触控面板的输出，检测一触控事件的发生，该触控面板包含有多个水平方向走线及多个垂直方向走线，该多个水平方向走线及该多个垂直方向走线对应于多个环境电容参数，并用来产生多个模拟输出电压，该触控控制装置包含有一暂存存储器，用来暂存数据；一中断触发单元，用来计算该暂存存储器中所存储的数据数，并在该暂存存储器中所存储的数据数大于或等于一预设值时，输出一中断信号；一模拟至数字转换单元，耦接于该触控面板及该暂存存储器，用来根据该多个环境电容参数，将该多个模拟输出电压转换为多个数字走线数据存于该暂存存储器，并根据一控制信号，切换其操作模式；一运算单元，耦接于该暂存存储器，用来根据该暂存存储器的该多个数字走线数据，产生一检测结果，并根据该控制信号，切换其操作模式；一模式控制单元，耦接于该中断触发单元、该运算单元及该模拟至数字转换单元，用来根据该中断信号，产生该控制信号至该运算单元及该模拟至数字转换单元；以及一传输接口单元，耦接于该运算单元，用来于该检测结果，传送一触控事件讯息至一计算机主机。

本发明另公开一种用于一触控装置节省电能的方法，包含有由一模拟至数字转换单元根据多个环境电容参数，将一触控面板所产生的多个模拟输出电压转换为多个数字走线数据；将该多个数字走线数据暂存于一暂存存储器中；以及根据该暂存存储器中所存储的一数据数，控制该模拟至数字转换单元及一运算单元的操作模式。

附图说明

图1为已知技术中一触控面板及其控制装置的示意图。

图2为根据本发明实施例的一触控控制装置的示意图。

图3为根据本发明的触控控制装置的操作流程的示意图。

图4A及图4B为根据本发明的触控控制装置于比较不同暂存存储器容量时的简化时序示意图。

【主要元件符号说明】

12                控制装置

20                触控控制装置

120               模拟数字信号转换器

122               运算控制单元

124               主机接口单元

202               暂存存储器

204               中断触发单元

206               模拟至数字转换单元

208               运算单元

210               模式控制单元

212               传输接口单元

220               程序存储器

222               负载参数暂存单元

30                流程

300、302、304、306、306、310、312、314、316、318、320、322、324                      步骤

PANEL1、PANEL2       触控面板

HOST1、HOST2         计算机主机

MLEVEL               预设值

INTM                 中断信号

SWM1、SWM2           控制信号

L1、L2               存储器容量

T1、T2、T3、T4       时间间隔

具体实施方式

请参考图2，图2为本发明实施例用来节省电能的一触控控制装置20的架构示意图。触控控制装置20连接于一触控面板PANEL2，用来检测触控事件的发生，并将检测结果传送至一计算机主机HOST2。触控控制装置20包含有一暂存存储器202、一中断触发单元204、一模拟至数字转换单元206、一运算单元208、一模式控制单元210及一传输接口单元212。

触控控制装置20的运作方式如下。首先，模式控制单元210将模拟至数字转换单元206设定于运作模式，并将运算单元208操作于休眠模式。模拟至数字转换单元206根据走线的环境电容参数，将走线的模拟输出电压转换为数字走线数据，并存于暂存存储器202。暂存存储器202提供存储器空间，用来暂存数字走线数据，并由中断触发单元204负责计算暂存于暂存存储器202中的数字走线数据数。当暂存存储器202所存储的数字走线数据数大于或等于预设值MLEVEL时，中断触发单元204就会输出中断信号INTM，而模式控制单元210根据中断信号INTM，产生控制信号SWM1及SWM2。模拟至数字转换单元206根据控制信号SWM1，切换其操作模式；运算单元208根据控制信号SWM2，切换其操作模式。较佳地，此时由模式控制单元210所发出的控制信号SWM1使模拟至数字转换单元206切换至休眠模式，并将运算单元208切换至运作模式，因此可以节省模拟至数字转换单元206的电能消耗。其中，较佳地，用来限制暂存存储器202中数字走线数据数的预设值MLEVEL小于或等于暂存存储器202的容量。

此外，运算单元208读取暂存存储器202的数字走线数据并加以运算，因此可以产生检测结果。其中，当运算单元208执行完毕触控运算并产生检测结果之后，暂存存储器202所存储的数据已全数由运算单元208读取完毕，模式控制单元210因此可以经由控制信号SWM1及SWM2，切换触控控制装置20的操作模式。较佳地，控制信号SWM1使模拟至数字转换单元206操作于运作模式，而控制信号SWM2使运算单元208操作于休眠模式，因此可以节省运算单元208的电能消耗。

如前所述，模式控制单元210用来产生控制信号SWM1及SWM2，以控制运算单元208及模拟至数字转换单元206的操作模式，其目的在于节省电能。其中，较佳地，控制信号SWM1及SWM2由模式控制单元210输出给模拟至数字转换单元206及运算单元208，控制信号SWM1及SWM2可以为同一个控制信号，也可为两个不同的控制信号。最后，传输接口单元212根据运算单元208的检测结果，传送一触控事件讯息至计算机主机HOST2。此外，触控控制装置20还包含有一非易失性的程序存储器220，连接于运算单元208除存储运算单元208运作时所需程序代码之外也用来于电源关闭时，存储Panel2所有的环境电容参数。同时，触控控制装置20还包含有一负载参数暂存单元222，连接于模拟至数字转换单元206。较佳地，当触控控制装置20开机或重置时，运算单元208可将存储于程序存储器220中的环境电容参数传送至负载参数暂存单元222存储，使模拟至数字转换单元206可直接由负载参数暂存单元222读取任何一个环境电容参数。此外，较佳地，暂存存储器202与负载参数暂存单元222在实体上可以共用同一存储器模块，也可以分属两个独立的存储器模块。

值得注意的是，触控控制装置20利用暂存存储器202可以存储多笔数据的功能，将模拟至数字转换单元206所产生的数字走线数据暂存于暂存存储器202之中，因此得以免除每做一次模拟至数字转换，就必须将新产生的数字走线数据传递给运算单元208处理。此外，触控控制装置20所包含的负载参数暂存单元222及非易失性的程序存储器220，在每次开机或执行重置功能时，由运算单元208将环境电容参数由程序存储器220传送至负载参数暂存单元222中存放。如此一来，触控控制装置20执行每一笔的模拟至数字转换，模拟至数字转换单元206不需由运算单元208将对应的环境电容参数，一次一笔地将环境电容参数传送给模拟至数字单元206。相反地，模拟至数字转换单元206可以直接从负载参数暂存单元222中直接读取相对应的环境电容参数。因此，相较于已知技术，模拟至数字转换单元206便可以免除运算单元208在转换数据的过程中的干预，独立将模拟至数字的转换动作完成，因此可以大幅地提升效率。

尤其重要的是，触控控制装置20可以使模拟至数字转换单元206及运算单元208分别控制在运作模式或休眠模式，以节省电能。当暂存存储器202中所存储的数字走线数据等于或大于预设值MLEVEL时，由中断触发单元204产生中断信号INTM，则模式控制单元210可根据此中断信号INTM，产生控制信号SWM1及SWM2，使模拟至数字转换单元206进入休眠模式，并将运算单元208唤醒，使其进入运作模式。当运算单元208根据暂存存储器202中所存储的数字走线数据，执行完毕检测触控事件的相关演算后，则再次由模式控制单元210将模拟至数字转换单元206唤醒，使其进入运作模式，并使运算单元208进入休眠模式。如此一来，当模式控制单元210使运算单元208及模拟至数字转换单元206轮流处于休眠模式时，便因此可以省下部分的电能。

为更详细说明触控控制装置20的操作方式，请参考图3。图3根据本发明的触控控制装置20的操作流程30示意图，本领域技术人员当了解操作流程30仅为说明本发明的方法及其功效，而不限于此。操作流程30包含有以下的步骤：

步骤300：开始。

步骤302：将环境电容参数由程序存储器220传送至负载参数暂存单元222中存放。

步骤304：根据暂存存储器202的记忆空间大小及实际应用，设定预设值MLEVEL。

步骤306：根据控制信号SWM1，将模拟至数字转换单元206操作于运作模式。

步骤308：根据控制信号SWM2，将运算单元208操作于休眠模式。

步骤310：模拟至数字转换单元206根据走线的环境电容参数，将模拟输出电压转换为数字走线数据，并存于暂存存储器202。

步骤312：判断暂存存储器202所存储的数字走线数据数是否大于或等于预设值MLEVEL；若否，则回到步骤310。

步骤314：中断触发单元204输出中断信号INTM。

步骤316：模式控制单元210根据中断信号INTM，产生控制信号SWM2，唤醒运算单元208，进入运作模式。

步骤318：运算单元208读取暂存存储器202的数字走线数据后，模式控制单元210产生控制信号SWM1，使模拟至数字转换单元206进入休眠模式。

步骤320：运算单元208根据所读取的数字走线数据，进行演算以检测触控事件的发生。

步骤322：根据步骤320判断是否发生触控事件，如果未发生触控事件，则返回到步骤306。

步骤324：传输接口单元212将检测结果以分组方式传送至计算机主机HOST2。

根据操作流程30，较佳地，其中步骤310、312及314由模拟至数字转换单元206及中断触发单元204执行，其余步骤皆可由运算单元208及模式控制单元210执行。操作流程30中相关单元的配置、连结及相关功能已于上文中阐明，在此不予赘述。

此外，较佳地，本发明可以经由增加暂存存储器202的容量以节省较多电能。请参考图4A及图4B，图4A及图4B根据本发明的触控控制装置20，在比较不同暂存存储器202容量时的简化时序示意图。模拟至数字转换单元206及运算单元208相互交替地处于休眠模式(以0为代表)及运作模式(以1为代表)。其中，图4A及图4B显示当暂存存储器202的容量分别为L1及L2位时，模拟至数字转换单元206及运算单元208的状态。经由比较图4A及图4B可以发现，当暂存存储器20的容量扩大时，因为需要填写较多笔数据并花费较长时间以填满暂存存储器20，运算单元208处于运作模式的时间间隔可以被相应地拉长。也就是说，存储器容量L2大于存储器容量L1，将使得时间间隔T3大于时间间隔T1。由此可知，由于时间间隔T2及时间间隔T4的值大约相等，暂存存储器202的容量加大，将使耗电能较大的运算单元208处于休眠模式的时间比例得以增大，因而可以节省较多电能。值得注意的是，当运算单元208被唤醒的时间间隔被拉长时，部分的使用者可以感受到触控控制装置20的敏感度似乎有所降低。因此，设计者可基于系统的成本及敏感度的考量，将暂存存储器202的容量调整在一最佳值。

除上述情形之外，本发明也可以于模拟至数字转换单元206中，使用一简单的硬件模块(未示于图中)，用来监控模拟至数字转换单元206所转换的数据。此简单的硬件模块可初步过滤数据，检视其中是否包含有有意义的讯息。同时，本发明可仅将其中有意义的数据，及相关的触控位置讯息，存入暂存存储器202中。在此情况下，运算单元208可在被唤醒后，根据暂存存储器202中的数据，及其所对应的触控位置讯息，进行正式的触控事件演算。经由此方法，运算单元208被唤醒的时间间隔可进一步被拉长，而本发明将可进一步节省电能。

经实验量测结果显示，已知技术的控制装置12中，耗电量较大的是模拟数字信号转换器120及运算控制单元122，其中尤以运算控制单元122的耗电量为最大。究其原因，运算控制单元122除需进行数据运算外，另需于模拟数字信号转换器120工作时，不断地传送相关走线的特性数据(环境电容值)予模拟数字信号转换器120，并于模拟数字信号转换器120完成每笔模拟至数字转换后，接收来自模拟数字信号转换器120所输出的数字数据，因而耗费较大的电能。换句话说，已知技术中的模拟数字信号转换器120及运算控制单元122全时地处于运作模式，其结果是使用电能的效率偏低。相较之下，经由实验量测结果显示，本发明的触控控制装置20所消耗的电能约为已知技术的控制装置12的30～50％，约当使待机时间延长1～2倍，其节省电能的功效相当明显。

简言之，本发明的触控控制方法及装置提供一暂存存储器连接于模拟至数字转换单元及运算单元之间，做为数据缓冲之用，并且提供负载参数暂存单元，使模拟至数字转换单元得以由负载参数暂存单元中直接读取环境电容参数。本发明并利用模式控制单元根据系统运作流程，将运算单元及模拟至数字转换单元有序地进入休眠模式，使电能得以节省，效率得以提升。

总而言之，本发明针对已知技术中触控控制装置缺乏效率且耗电的缺点，提出一全新的触控控制方法及装置架构。经实验证明，本发明所提的全新的触控控制方法及装置架构可以有效执行触控检测功能，并使耗电量明显减少，待机时间增加，提升了消费者的便利性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (15)

1.一种可节省电能的触控装置，包含有：

一触控面板，包含有多个水平方向走线及多个垂直方向走线，该多个水平方向走线及该多个垂直方向走线对应于多个环境电容参数，并用来产生多个模拟输出电压；

一暂存存储器，用来暂存数据；

一中断触发单元，用来计算该暂存存储器中所存储的一数据数，并在该数据数大于或等于一预设值时，输出一中断信号；

一模拟至数字转换单元，耦接于该触控面板及该暂存存储器，用来根据该多个环境电容参数，将该多个模拟输出电压转换为多个数字走线数据存于该暂存存储器，并根据一第一控制信号，切换其操作模式；

一运算单元，耦接于该暂存存储器，用来根据该暂存存储器的该多个数字走线数据，产生一检测结果，并根据一第二控制信号，切换其操作模式；

一模式控制单元，耦接于该中断触发单元、该运算单元及该模拟至数字转换单元，用来根据该中断信号，产生该第二控制信号及该第一控制信号至该运算单元及该模拟至数字转换单元；以及

一传输接口单元，耦接于该运算单元，用来于该检测结果，传送一触控事件讯息至一计算机主机。

2.如权利要求1所述的触控装置，其中该模式控制单元根据该中断信号，产生该第一控制信号，以将该模拟至数字转换单元操作于一休眠模式，并将该运算单元操作于一运作模式。

3.如权利要求1所述的触控装置，其中该模式控制单元根据该中断信号，产生该第一控制信号，以将该模拟至数字转换单元操作于一运作模式，并将该运算单元操作于一休眠模式。

4.如权利要求1所述的触控装置，还包含有一负载参数暂存单元，耦接于该模拟至数字转换单元，用来暂存该多个环境电容参数。

5.如权利要求4所述的触控装置，其中该运算单元还用来于该触控装置开机或重置时，将该多个环境电容参数传送至该负载参数暂存单元。

6.如权利要求4所述的触控装置，其中该负载参数暂存单元及该暂存存储器可以使用同一个存储器模块，或是分为两个存储器模块。

7.如权利要求5所述的触控装置，其还包含有一程序存储器，耦接于该运算单元，用来存储该多个环境电容参数。

8.如权利要求7所述的触控装置，其中该程序存储器是一非易失性存储器。

9.如权利要求1所述的触控装置，其中该预设值小于或等于该暂存存储器的容量。

10.如权利要求1所述的触控装置，其中该第一控制信号及该第二控制信号可以为同一个控制信号，也可为两个不同的控制信号。

11.一种用于一触控装置节省电能的方法，包含有：

由一模拟至数字转换单元根据多个环境电容参数，将一触控面板所产生的多个模拟输出电压转换为多个数字走线数据；

将该多个数字走线数据暂存于一暂存存储器中；以及

根据该暂存存储器中所存储的一数据数，控制该模拟至数字转换单元及一运算单元的操作模式。

12.如权利要求11所述的方法，其中根据该暂存存储器中所存储的该数据数控制该模拟至数字转换单元及该运算单元的操作模式，在该数据数大于或等于一预设值时，将该模拟至数字转换单元操作于一休眠模式，并将该运算单元操作于一运作模式，以通过该运算单元处理该暂存存储器所存储的数据。

13.如权利要求12所述的方法，其还包含在该运算单元处理完该暂存存储器所存储的数据后，将该模拟至数字转换单元操作于一运作模式，并将该运算单元操作于一休眠模式。

14.如权利要求11所述的方法，其还包含存储该多个环境电容参数。

15.如权利要求11所述的方法，其中该预设值小于或等于该暂存存储器的容量。

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