CN102810032A - 触控感测装置 - Google Patents

Abstract

一种触控感测装置，包含复数个接脚、逻辑控制模块、驱动/感测控制模块、放大模块、储存控制模块及模拟/数字转换模块。驱动/感测控制模块依照驱动/感测控制信号控制该等接脚分别执行复数种接脚功能，以自导电薄膜感应器的复数条感测线感测到复数个感测电压。放大模块接收感测电压，并依照放大控制信号将感测电压与预设电压相减并放大后，输出放大后的模拟数据。储存控制模块依照储存控制信号储存放大后的模拟数据。模拟/数字转换模块将放大后的模拟数据转换成数字数据，并将数字数据输出至逻辑控制模块。

Description

触控感测装置

技术领域

本发明是与液晶显示器有关；具体而言，本发明是关于一种能够有效降低面板及环境所产生的噪声的互感式电容触控感测装置。

背景技术

随着科技快速发展，薄膜电晶体液晶显示器(TFT LCD)已逐步取代传统显示器，并已广泛应用于电视、平面显示器、移动电话、平板电脑以及投影机等各种电子产品上。对于具有触控功能的薄膜电晶体液晶显示器而言，触控感测器是其重要的模块之一，其性能的优劣也直接影响液晶显示器的整体效能。

一般而言，传统具有互感式电容触控功能的液晶显示器包含有显示面板、导电薄膜感应器(ITO sensor)以及触控控制晶片。其中，导电薄膜感应器包含有复数条感测线及复数条驱动线，而触控控制晶片则包含有复数个接脚。该等感测线分别耦接该等接脚。当驱动线传送一驱动脉冲并于感测线耦合一微小电压后，触控控制晶片将会感测耦合电压并根据耦合电压的大小去判断导电薄膜感应器是否被触控。

然而，上述传统的液晶显示器触控感测方式具有某些严重的缺点，例如扫瞄速率太低、显示面板所产生的噪声严重影响触控控制晶片的运作，甚至导致触控点的误判。有些系统为了避开面板所产生的噪声而在导电薄膜感应器与面板之间多设置一层绝缘物质，然而，这种做法将会增加成本，并且导致整个面板装置的厚度增加，不利于机构的设计。

因此，本发明提出一种互感式电容触控感测装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的一范畴在于提供一种触控感测装置。于一实施例中，该触控感测装置包含复数个接脚、逻辑控制模块、至少一驱动/感测控制模块、至少一放大模块、至少一储存控制模块及模拟/数字转换模块。逻辑控制模块是用以产生不同控制时序的复数个控制信号。该等控制信号包含驱动/感测控制信号、放大控制信号及储存控制信号。驱动/感测控制模块耦接至逻辑控制模块及该等接脚，并用以依照驱动/感测控制信号控制该等接脚分别执行复数种接脚功能，致使该等接脚能够自导电薄膜感应器的复数条感测线感测到复数个感测电压。放大模块耦接至逻辑控制模块及驱动/感测控制模块，并用以自驱动/感测控制模块接收该等感测电压中的一感测电压，并依照放大控制信号将感测电压与预设电压相减并放大后，输出放大后的模拟数据。储存控制模块耦接至逻辑控制模块及放大模块，并用以依照储存控制信号储存放大后的模拟数据。模拟/数字转换模块耦接于逻辑控制模块与储存控制模块之间，用以将放大后的模拟数据转换成数字数据，并将数字数据输出至逻辑控制模块。

于一实施例中，放大模块包含两输入端及一输出端，该两输入端分别耦接驱动/感测控制模块及预设电压，输出端耦接储存控制模块。

于一实施例中，触控感测装置进一步包含第一开关。第一开关的一端耦接于驱动/感测控制模块与放大模块之间，另一端耦接至接地端。当第一开关开启时，感测电压从驱动/感测控制模块输出至放大模块；当放大模块接收到感测电压后，第一开关关闭以进行导电薄膜放电(ITO discharge)。

于一实施例中，储存控制模块至少包含储存开关及储存电容。储存开关的一端耦接于放大模块与模拟/数字转换模块之间，另一端耦接至储存电容，并且储存电容耦接至接地端。

于一实施例中，当储存开关关闭时，放大模块所输出的放大后的模拟数据通过储存开关传送至储存电容。

于一实施例中，当储存电容接收到放大后的模拟数据后，储存开关开启以使得放大后的模拟数据储存于储存电容中。

于一实施例中，触控感测装置进一步包含第二开关。第二开关的一端耦接于储存控制模块与模拟/数字转换模块之间，另一端耦接至接地端。当第二开关开启时，放大后的模拟数据从储存控制模块输出至模拟/数字转换模块。

于一实施例中，触控感测装置进一步包含第三开关。第三开关耦接于放大模块与储存控制模块之间。当第三开关开启时，放大模块停止输出放大后的模拟数据。

于一实施例中，该等接脚功能包含驱动功能、感测功能、接地功能及浮接功能。

于一实施例中，逻辑控制模块包含数字滤波单元，用以对模拟/数字转换模块所输入的数字数据进行数字滤波。

相较于现有技术，根据本发明的触控感测装置是利用单端输入(single-ended)放大器及储存控制模块实现模拟滤波功能，并可结合逻辑控制模块所具有的数字滤波功能，不仅能够有效地降低液晶显示面板及外在环境所产生的噪声对于触控感测装置感测触控点时的干扰，亦不会导致整个系统的数据传送回报速率(reporting rate)降低及电力消耗(power consumption)增加，故触控感测装置能够更为准确地对于触控显示面板进行触控点的感测，以大幅减少其误判的机率。

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

附图说明

图1是绘示本发明的触控感测装置对导电薄膜感应器进行触控点感测的示意图。

图2是绘示本发明的触控感测装置的实施例示意图。

主要元件符号说明

1：触控感测装置           10：逻辑控制模块

20、S1～S3：接脚          30：驱动/感测控制模块

100：导电薄膜感应器       40：放大模块

50：储存控制模块          60：模拟/数字转换模块

80：感测线                90：驱动线

102：数字滤波单元         VR：预设电压

+：正输入端               -：负输入端

SW11～SW13、SW21～SW23、SW31～SW33：开关

C：储存电容               SW4：第一开关

SW5：第二开关             SW6：储存开关

SW7：第三开关

具体实施方式

根据本发明的一具体实施例为触控感测装置。于此实施例中，该触控感测装置可以是互感式电容触控感测装置，但不以此为限。

请参照图1，图1是绘示本发明的触控感测装置1对于显示面板进行触控点感测的示意图。如图1所示，液晶显示器包含有导电薄膜感应器100以及触控感测装置1。至于液晶显示面板一般是贴合在导电薄膜感应器100下，但不以此为限。触控感测装置1包含有逻辑控制模块10、复数个接脚20、至少一驱动/感测控制模块30、至少一放大模块40、至少一储存控制模块50及模拟/数字转换模块60。

其中，接脚20耦接至驱动/感测控制模块30；驱动/感测控制模块30耦接至逻辑控制模块10、接脚20及放大模块40；放大模块40耦接至逻辑控制模块10、驱动/感测控制模块30及储存控制模块50；储存控制模块50耦接至逻辑控制模块10、放大模块40及模拟/数字转换模块60；模拟/数字转换模块60耦接至逻辑控制模块10及储存控制模块50。

于此实施例中，逻辑控制模块10是用以产生不同控制时序的复数个控制信号并将其输出至驱动/感测控制模块30、放大模块40及储存控制模块50。实际上，该等控制信号可包含有驱动/感测控制信号、放大控制信号及储存控制信号，但不以此为限。

如图1所示，导电薄膜感应器100包含有互相垂直分布的复数条感测线80及复数条驱动线90。需说明的是，驱动线90与感测线80是可互换的，也就是说图1中的90实际上也可当感测线，图1中的80实际上也可当驱动线，可由触控感测装置1所控制。

需说明的是，该等接脚20不只具有单一种功能，而是可以视实际需求于不同功能之间进行切换，例如驱动(driving)功能、感测(sensing)功能、接地(ground)功能或浮接(floating)功能，但不以此为限。每一个驱动/感测控制模块30是根据该等控制信号中的感测控制信号控制该等接脚20执行感测功能，以通过导电薄膜感应器100的该等感测线80或90感测到复数笔模拟数据。

举例而言，如图2所示，假设该等接脚20包含有接脚S1～S3，驱动/感测控制模块30包含有第一组开关SW11～SW13、第二组开关SW21～SW23及第三组开关SW31～SW33。其中，第一组开关SW11～SW13耦接并对应于接脚S1；第二组开关SW21～SW23耦接并对应于接脚S2；第三组开关SW31～SW33耦接并对应于接脚S3。实际上，接脚以及其相对应的开关组的数目可视实际需求而调整，并不以此例为限。

在此，以接脚S1与相对应的第一组开关SW11～SW13为例进行说明。当开关SW11关闭且开关SW12及SW13开启时，接脚S1即通过感测线80或90对导电薄膜感应器100执行感测功能以得到第一感测电压，并通过开关SW11将第一感测电压输出至放大模块40。当开关SW12关闭且开关SW11及SW13开启时，接脚S1即自逻辑控制模块10接收驱动脉波信号以执行驱动功能。当开关SW13关闭且开关SW11及SW12开启时，接脚S1即耦接至接地端以执行接地功能。

同理，对于接脚S2与相对应的第二组开关SW21～SW23而言，当开关SW21关闭且开关SW22及SW23开启时，接脚S2即通过感测线80或90对导电薄膜感应器100执行感测功能以得到第二感测电压，并通过开关SW21将第二感测电压输出至放大模块40。当开关SW22关闭且开关SW21及SW23开启时，接脚S2即自逻辑控制模块10接收驱动脉波信号以执行驱动功能。当开关SW23关闭且开关SW21及SW22开启时，接脚S2即耦接至接地端以执行接地功能。至于接脚S3与相对应的第三组开关SW31～SW33的运作情形亦可依上述类推，故于此不另赘述。

于此实施例中，放大模块40包含两输入端及输出端。举例而言，如图2所示，放大模块40的正输入端+耦接至驱动/感测控制模块30，放大模块40的负输入端-耦接至预设电压VR，放大模块40的输出端通过开关SW7耦接至储存控制模块50。放大模块40通过正输入端+自驱动/感测控制模块30接收感测电压(亦即第一感测电压、第二感测电压或第三感测电压)，并依照该等控制信号中的放大控制信号将此感测电压与预设电压VR相减并放大后，再由输出端输出放大后的模拟数据。于实际应用中，放大模块40可为单端输入式(single-ended)放大器，亦可将放大模块40的正输入端+耦接至预设电压VR，负输入端-耦接至驱动/感测控制模块30。预设电压VR可视实际需求而调整，并无特定的限制。

如图2所示，触控感测装置1更包含有第一开关SW4。第一开关SW4的一端耦接于驱动/感测控制模块30与放大模块40之间，其另一端则耦接至接地端。以第一感测电压为例，当第一开关SW4开启时，第一感测电压即可从驱动/感测控制模块30输出至放大模块40；当放大模块40接收到第一感测电压后，第一开关SW4将会关闭并控制导电薄膜感应器100执行放电(discharge)程序，由此避免环境噪声干扰控制晶片的运作及导电薄膜感应器100上残留的电荷影响到接脚20感测时的准确性。

如图2所示，触控感测装置1更包含有耦接于放大模块40的输出端与储存控制模块50之间的第三开关SW7。触控感测装置1通过第三开关SW7的开启或关闭，即可控制放大后的模拟数据是否可以进入后面的储存控制模块50及模拟/数字转换模块60。当第三开关SW7关闭时，放大模块40的输出端所输出的放大后的模拟数据即可通过第三开关SW7传送至储存控制模块50；当第三开关SW7开启时，放大模块40停止输出放大后的模拟数据至储存控制模块50。

当放大模块40的输出端所输出的放大后的模拟数据通过第三开关SW7传送至储存控制模块50后，储存控制模块50将会依照储存控制信号储存放大后的模拟数据。举例而言，如图2所示，储存控制模块50可包含有储存开关SW6及储存电容C。储存开关SW6的一端耦接于放大模块40与模拟/数字转换模块60之间，另一端则耦接至储存电容C，并且储存电容C耦接至接地端。当储存开关SW6关闭时，放大模块40所输出的放大后的模拟数据能够通过储存开关SW6传送至储存电容C。当储存电容C接收到放大后的模拟数据后，储存开关SW6将会开启以使得放大后的模拟数据储存于储存电容C中。

如图2所示，触控感测装置1更包含有第二开关SW5。第二开关SW5的一端耦接于储存控制模块50与模拟/数字转换模块60之间，另一端则耦接至接地端。当第二开关SW5开启时，储存控制模块50所储存的放大后的模拟数据得以从储存控制模块50输出至模拟/数字转换模块60。当储存控制模块50所储存的放大后的模拟数据已输出之后，储存控制模块50内即不再储存有放大后的模拟数据，第二开关SW5将会关闭，致使储存电容C执行放电程序，以消除储存电容C上残留的电荷，避免储存电容C之后再次储存另一笔放大后的模拟数据时受到这些残留电荷的影响。

接着，当模拟/数字转换模块60接收到放大后的模拟数据后，模拟/数字转换模块60即会将放大后的模拟数据转换成数字数据，并将转换后的数字数据输出至逻辑控制模块10。

触控感测装置1除了可根据上述运作方式实现模拟滤波功能外，触控感测装置1的逻辑控制模块10亦可包含数字滤波单元102。数字滤波单元102是用以对模拟/数字转换模块60所输入的数字数据进行数字滤波，以更进一步减少液晶显示面板及外在环境所产生的噪声对于触控感测装置1感测触控点时的干扰。

需说明的是，上述实施例中所提到的触控感测装置1中的所有开关的开启或关闭顺序及方式并不以此为限，亦可视实际需求进行调整，以提升装置的扫瞄速度及回报速率。

相较于现有技术，根据本发明的触控感测装置是利用单端输入放大器及储存控制模块实现模拟滤波功能，并可结合逻辑控制模块所具有的数字滤波功能，不仅能够有效地降低液晶显示面板及外在环境所产生的噪声对于触控感测装置感测触控点时的干扰，亦不会导致整个系统的数据传送回报速率降低及电力消耗增加，故触控感测装置能够更为准确地对于触控显示面板进行触控点的感测，以大幅减少其误判的机率。

通过以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (10)

1.一种触控感测装置，包含：

复数个接脚；

一逻辑控制模块，用以产生不同控制时序的复数个控制信号，该等控制信号包含一驱动/感测控制信号、一放大控制信号及一储存控制信号；

至少一驱动/感测控制模块，耦接至该逻辑控制模块及该等接脚，用以依照该驱动/感测控制信号控制该等接脚分别执行复数种接脚功能，致使该等接脚能够自一导电薄膜感应器的复数条感测线感测到复数个感测电压；

至少一放大模块，耦接至该逻辑控制模块及该驱动/感测控制模块，该放大模块自该驱动/感测控制模块接收该等感测电压中的一感测电压，并依照该放大控制信号将该感测电压与一预设电压相减并放大后，输出一放大后的模拟数据；

至少一储存控制模块，耦接至该逻辑控制模块及该放大模块，用以依照该储存控制信号储存该放大后的模拟数据；以及

一模拟/数字转换模块，耦接于该逻辑控制模块与该储存控制模块之间，用以将该放大后的模拟数据转换成一数字数据，并将该数字数据输出至该逻辑控制模块。

2.如权利要求1所述的触控感测装置，其中该放大模块包含两输入端及一输出端，该两输入端分别耦接该驱动/感测控制模块及该预设电压，该输出端耦接该储存控制模块。

3.如权利要求1所述的触控感测装置，进一步包含：

一第一开关，其一端耦接于该驱动/感测控制模块与该放大模块之间，另一端耦接至接地端，当该第一开关开启时，该感测电压从该驱动/感测控制模块输出至该放大模块；当该放大模块接收到该感测电压后，该第一开关关闭以进行一导电薄膜放电。

4.如权利要求1所述的触控感测装置，其中该储存控制模块至少包含一储存开关及一储存电容，该储存开关的一端耦接于该放大模块与该模拟/数字转换模块之间，另一端耦接至该储存电容，并且该储存电容耦接至接地端。

5.如权利要求4所述的触控感测装置，其中当该储存开关关闭时，该放大模块所输出的该放大后的模拟数据通过该储存开关传送至该储存电容。

6.如权利要求5所述的触控感测装置，其中当该储存电容接收到该放大后的模拟数据后，该储存开关开启以使得该放大后的模拟数据储存于该储存电容中。

7.如权利要求1所述的触控感测装置，进一步包含：

一第二开关，其一端耦接于该储存控制模块与该模拟/数字转换模块之间，另一端耦接至接地端，当该第二开关开启时，该放大后的模拟数据从该储存控制模块输出至该模拟/数字转换模块。

8.如权利要求1所述的触控感测装置，进一步包含：

一第三开关，耦接于该放大模块与该储存控制模块之间，当该第三开关开启时，该放大模块停止输出该放大后的模拟数据。

9.如权利要求1所述的触控感测装置，其中该等接脚功能包含驱动功能、感测功能、接地功能及浮接功能。

10.如权利要求1所述的触控感测装置，其中该逻辑控制模块包含一数字滤波单元，用以对该模拟/数字转换模块所输入的该数字数据进行数字滤波。

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