CN102915139A - 触控感测装置 - Google Patents
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Abstract
一种触控感测装置，包含逻辑控制模块、至少一运算控制模块及至少一储存控制模块。逻辑控制模块用以产生不同控制时序的复数个控制信号，该等控制信号包含运算控制信号及并联控制信号。运算控制模块包含正输入端、负输入端及输出端并依照运算控制信号对自正输入端及负输入端所接收的两电压进行运算，并通过输出端输出运算后的模拟数据。储存控制模块耦接至逻辑控制模块并包含复数个储存电容且每一储存电容的一端均彼此耦接。储存控制模块依照并联控制信号平均分配该等储存电容中的残余电荷，使得每一储存电容分别储存有相同的储存电压。
Description
技术领域
本发明是与触控式液晶显示器有关；具体而言，本发明是关于一种能够减少充电时间并提升扫描速率的触控感测装置。
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扫描线及复数条驱动线，而触控控制晶片则包含有复数个接脚及复数个储存电容。该等扫描线分别耦接该等接脚。当驱动线传送一驱动脉冲并于扫描线耦合一微小电压后，触控控制晶片将会感应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。在实际情况中，耦合电压通过该等接脚而储存于该等储存电容，而储存电容在储存前会进行放电，使得储存电容的电荷值为0，以避免储存电容内残留有之前储存的电荷。
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，例如扫描速率太低及消耗不必要的功率。举例而言，在每次充电前，储存电容会进行完全放电。接着，在充电的过程中，储存电容的电荷值由0充电至侦测电压值。也就是说，传统的做法需耗费额外的时间进行放电，且需要额外的电压进行充电，无法提升效率及节省功率。
因此，本发明提出一种触控感测装置，以解决上述问题。
发明内容
有鉴于上述现有技术的问题，本发明提出一种能够避免功率消耗并提升效率的触控感测装置。
于一方面，本发明提供一种减少充电时间的触控感测装置，以提升效率。
于一方面，本发明提供一种能够平均分配电荷的触控感测装置，以降低功率。
于一实施例中，本发明的触控感测装置包含逻辑控制模块、至少一运算控制模块及至少一储存控制模块。逻辑控制模块用以产生不同控制时序的复数个控制信号，其中该等控制信号包含运算控制信号及并联控制信号。每一运算控制模块分别包含正输入端、负输入端及输出端，且运算控制模块依照运算控制信号对自正输入端及负输入端所接收的两电压进行运算，并通过输出端输出运算后的模拟数据。
于实际应用中，储存控制模块耦接至逻辑控制模块及运算控制模块，每一个储存控制模块分别包含复数个储存电容且每一储存电容的一端均彼此耦接。储存控制模块依照并联控制信号平均分配该等储存电容中的残余电荷，使得每一储存电容分别储存有相同的储存电压。
需说明的是，每一储存电容分别依照该等控制信号中的储存控制信号储存第一感测电压，使得储存电容所储存的电压由原本的储存电压变为第一感测电压。
由于传统的触控感测装置会对其储存控制模块所包含的该等储存电容的残余电荷进行放电，使得该等储存电容无法储存残余电荷，故需要额外的时间及电压对储存电容进行充电，因此，相较于现有技术，根据本发明的触控感测装置是将其储存控制模块所包含的该等储存电容彼此耦接，使得储存控制模块能够平均分配储存电容的残余电荷而不进行放电，故能够省去放电时间。此外，储存电容在进行充电时，所储存的电压是从储存电压变为第一感测电压，进而减少充电时间。因此，本发明的触控感测装置能够通过耦接该等储存电容以分配残余电荷，不仅能够有效省去放电时间，还能减少充电时间，进而达到提升效率的功效。
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内部电路详细示意图；
图3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另一示意图；以及
图4是绘示本发明的触控感测装置的内部电路另一详细示意图。主要元件符号说明
1A、1B：触控感测装置 L1：第一感测线
2：导电薄膜感应器 L2：第二感测线
10：逻辑控制模块 S1～S4：接脚
20：接脚 SW1～SW4：储存开关
30：驱动/感测控制模块 SW5、SW6：接地开关
40：运算控制模块 SW7～SW9：耦接开关
50：储存控制模块 SW10、SW11：储存开关
60：并联/串联控制模块 SW12：串接开关
70：模拟/数字转换模块 SW13～18：耦接开关
80：感测线 A1、A2：缓冲器
90：驱动线 C1、C2：储存电容
100：数字滤波单元 C3、C4：储存电容
401、402：运算单元 500：储存电容
403：参考电压 610：并联输入端
410：正输入端 620：串联输出端
420：负输入端
430：输出端
具体实施方式
根据本发明的一具体实施例为一种触控感测装置。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1A对于导电薄膜感应器进行触控点感测的示意图。如图1所示，液晶显示器包含有触控感测装置1A以及导电薄膜感应器2。导电薄膜感应器2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1A所控制，但不以此为限。于此实施例中，不同的接脚20可分别对一条驱动线90进行扫瞄，并同时分别对该等感测线80进行感测，以感测到复数笔模拟数据。
如图1所示，触控感测装置1A包含逻辑控制模块10、复数个接脚20、驱动/感测控制模块30、运算控制模块40、储存控制模块50、并联/串联控制模块60及模拟/数字转换模块70。其中，驱动/感测控制模块30耦接至该等接脚20及逻辑控制模块10；运算控制模块40耦接至驱动/感测控制模块30及储存控制模块50；并联/串联控制模块60耦接至储存控制模块50及模拟/数字转换模块70；模拟/数字转换模块70耦接至并联/串联控制模块60及逻辑控制模块10。需说明的是，在其他实施例中，储存控制模块50亦可耦接至驱动/感测控制模块30及运算控制模块40，并无特定的限制。
于此实施例中，逻辑控制模块10用以产生不同控制时序的复数个控制信号，该等控制信号包含运算控制信号、并联控制信号、驱动/感测控制信号、储存控制信号及串接控制信号。如图1所示，每一运算控制模块40分别包含正输入端410、负输入端420及输出端430。运算控制模块40依照运算控制信号对自正输入端410及负输入端420所接收的两电压进行运算，并通过输出端430输出运算后的模拟数据。于实际应用中，该模拟数据为感测电压，但不以此为限。
此外，储存控制模块50耦接至逻辑控制模块10及运算控制模块40，每一个储存控制模块50分别包含复数个储存电容500且每一储存电容500的一端均彼此耦接。储存控制模块50依照并联控制信号平均分配该等储存电容500中的残余电荷，使得每一储存电容500分别储存有相同的储存电压。需说明的是，储存控制模块50于相同的时间点将该等模拟数据分别储存于不同的储存电容500中，故能够同时感测该等模拟数据。
如图1所示，驱动/感测控制模块30耦接至逻辑控制模块10及该等接脚20，用以依照驱动/感测控制信号控制该等接脚20分别执行复数个接脚功能，致使该等接脚20能够分别自导电薄膜感应器2的第一感测线L1及第二感测线L2感测到第一感测电压及第二感测电压。值得注意的是，该等接脚功能包含感测(sensing)功能、驱动(driving)功能、接地(ground)功能及浮接(floating)功能。亦即，触控感测装置1A所包含的该等接脚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，但不以此为限。
于实际应用中，逻辑控制模块10亦可根据外部同步信号产生具有不同控制时序的该等控制信号，使得该等接脚20进行感测时能够避开显示面板产生噪声的时间区段。当然，逻辑控制模块10亦可不根据外部同步信号自行产生具有不同控制时序的该等控制信号，使得该等接脚20进行感测时能够避开显示面板产生噪声的时间区段，进而避免显示面板的噪声影响该等接脚20所感测到的模拟数据。
值得注意的是，每一储存电容500分别依照储存控制信号储存第一感测电压，使得储存电容500所储存的电压由原本的储存电压变为第一感测电压。亦即，本发明省去对储存电容500进行放电的动作，进而减少储存电容500放电的时间，且能够使储存电容500继续存有储存电压。此外，本发明更利用存有储存电压的储存电容500，使得储存电容500进行充电时，其所储存的电压是由储存电压变为第一感测电压，而不需重新由零电压开始充电至第一感测电压，故能够节省功率并减少充电时间。
如图1所示，触控感测装置1A进一步包含至少一并联/串联控制模块60。并联/串联控制模块60耦接至逻辑控制模块10，用以依照串接控制信号依序输出该等模拟数据。需说明的是，并联/串联控制模块60包含有复数个并联输入端610及串联输出端620。并联/串联控制模块60依序通过该等并联输入端610接收模拟数据，并分别将处理后的模拟数据经由串联输出端620传送至模拟/数字转换模块70。在一般情况中，并联/串联控制模块60具有复数个串联输出端620，其中每一个串联输出端620耦接至相对应的模拟/数字转换模块70，故需要复数个模拟/数字转换模块70。而本发明的并联/串联控制模块60仅具有一个串联输出端620，以达到减少模拟/数字转换模块70数量的功效，进而降低成本。
此外，模拟/数字转换模块70耦接至逻辑控制模块10，用以将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10。在实际应用中，模拟/数字转换模块70可以是任意形式的模拟/数字转换器，并无特定的限制。如图1所示，逻辑控制模块10可进一步包含数字滤波单元100，用以对数字数据进行数字滤波处理，以减少数字数据的噪声。
请参照图2，图2是绘示本发明的触控感测装置1A的内部电路详细示意图。如图2所示，触控感测装置1A包含该等接脚S1、S2、S3及S4、逻辑控制模块10、驱动/感测控制模块30、运算控制模块40、储存控制模块50、并联/串联控制模块60及模拟/数字转换模块70。驱动/感测控制模块30包含储存开关SW1、SW2、SW3及SW4；接地开关SW5及SW6；以及储存电容C1及C2，其中储存开关SW1/SW2分别耦接至接脚S1/S2及储存电容C1，储存开关SW3/SW4分别耦接至接脚S3/S4及储存电容C2。在其他实施例中，触控感测装置1A亦可视实际需求包含有复数个驱动/感测控制模块30及复数个相对应的其他模块，由此处理多笔模拟数据，并不以此例为限。
如图2所示，当驱动/感测控制模块30接收到逻辑控制模块10所传送的感测控制信号时，驱动/感测控制模块30根据感测控制信号的感测控制时序控制接脚S1～S4分别执行感测功能，致使接脚S1～S4分别自相对应的感测线感测到第一感测电压、第二感测电压、第三感测电压及第四感测电压。此外，驱动/感测模块30依序控制储存开关SW1～SW4关闭并控制接地开关SW5、SW6开启，使得第一感测电压/第二感测电压及第三感测电压/第四感测电压分别依序储存于储存电容C1及C2。
需说明的是，当感测到的该等模拟数据均储存于储存电容C1及C2后，导电薄膜感应器2将会执行放电(discharge)程序，由此避免导电薄膜感应器2上残留的电荷影响到接脚S1～S4感测时的准确性。
如图2所示，运算控制模块40包含运算单元401及402、耦接开关SW7、SW8及SW9以及参考电压403，其中运算单元401及402分别包含正输入端410、负输入端420及输出端430。以运算单元401为例，当逻辑控制模块10控制储存开关SW1及SW3、接地开关SW5及SW6、及耦接开关SW7及SW9开启，并控制耦接开关SW8关闭时，第一感测电压及第三感测电压分别依序传送至运算单元401的正输入端410及负输入端420。运算控制模块40依照运算控制信号对自正输入端410及负输入端420所接收的两电压进行运算，并通过输出端430输出运算后的模拟数据。于实际应用中，该模拟数据为感测电压。此外，运算单元401及402亦能够分别通过耦接开关SW7及SW8开启，并控制耦接开关SW9关闭，致使参考电压403传送至负输入端420。也就是说，运算控制模块40通过控制耦接开关SW7～SW9，使得负输入端420能够接收参考电压403或其他感测电压，并无特定的限制。
需说明的是，触控感测装置1A通过该等耦接开关的开启或关闭，使得运算单元401亦能够针对相同的感测电压进行运算。举例而言，当逻辑控制模块10控制储存开关SW1及SW2、耦接开关SW8及耦接开关SW9开启，并控制耦接开关SW7关闭时，第一感测电压传送至运算单元401的正输入端410及负输入端420。运算控制模块40依照运算控制信号对自正输入端410及负输入端420所接收的第一感测电压进行运算，并通过输出端430输出运算后的模拟数据。
在此实施例中，储存控制模块50耦接至运算控制模块40的输出端430。然而，在其他实施例中，储存控制模块50能够耦接至运算控制模块40的正输入端410或负输入端420，并不以此为限。如图2所示，储存控制模块50包含储存开关SW10及SW11、储存电容C3及C4、以及串接开关SW12，其中储存电容C3及C4的一端经由串接开关SW12彼此耦接。需说明的是，逻辑控制模块10控制储存开关SW10及SW11关闭，并控制串接开关SW12开启，使得第一感测电压及第三感测电压分别储存于储存电容C3及C4。
如图2所示，并联/串联控制模块60包含复数个并联输入端610、缓冲器A1及A2、耦接开关SW13及SW14、以及串联输出端620。当逻辑控制模块10控制储存开关SW10及SW11开启，使得第一感测电压及第三感测电压分别经由相对应的并联输入端610传送至缓冲器A1及A2。值得注意的是，储存控制模块50依照并联控制信号控制串接开关SW12关闭并平均分配储存电容C3及C4中的残余电荷，使得储存电容C3及C4分别储存有相同的储存电压。
在实际应用中，逻辑控制模块10控制储存开关SW10及SW11关闭，并控制串接开关SW12开启，使得第二感测电压及第四感测电压分别储存于储存电容C3及C4。由于储存电容C3及C4已分别存有相同的储存电压，故储存电容C3及C4所储存的电压由原本的储存电压分别变为第二感测电压及第四感测电压。亦即，本发明通过省略将储存电容C3及C4进行放电的动作，进而减少放电时间，且使储存电容C3及C4能够存有储存电压。具体而言，本发明更利用存有储存电压的储存电容C3及C4，使得储存电容C3及C4进行充电时，其所储存的电压由储存电压变为实际感测电压，故能够节省功率并减少充电时间。
此外，并联/串联控制模块60依照串接控制信号控制耦接开关SW13及SW14以依序输出第一感测电压～第四感测电压，并分别将处理后的模拟数据经由串联输出端620传送至模拟/数字转换模块70。
模拟/数字转换模块70耦接至逻辑控制模块10，用以将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10。在实际应用中，模拟/数字转换模块70可以是任意形式的模拟/数字转换器，并无特定的限制。如图1所示，逻辑控制模块10进一步包含数字滤波单元100，用以对数字数据进行数字滤波处理以减少数字数据的噪声。
请参照图3，图3是绘示本发明的触控感测装置1B对导电薄膜感应器2进行触控点感测的另一示意图。如图3所示，相较于图1中的触控感测装置1A，储存控制模块50耦接至运算控制模块40的正输入端410及负输入端420的至少其一，且并联/串联控制模块60设置于储存控制模块50及运算控制模块40之间，其中并联/串联控制模块60包含有至少一并联输入端610及至少一串联输出端620。请参照图2，运算控制模块40的运算单元401及402分别耦接相对应的并联/串联控制模块60的缓冲器A1及A2，运算单元401及402与相对应的缓冲器A1及A2为一对一的配置关系。相对地，在图3所示的触控感测装置1B中，运算控制模块40耦接至并联/串联控制模块60的串联输出端620。在实际情况中，并联/串联控制模块60的缓冲器与运算单元为多对一的配置关系。
请参照图4，图4是绘示本发明的触控感测装置1B的内部电路的另一实施例的详细示意图。如图4所示，储存控制模块50耦接至运算控制模块40的正输入端410及负输入端420的至少其一，且并联/串联控制模块60设置于储存控制模块50及运算控制模块40之间。此外，并联/串联控制模块60包含至少一并联输入端610、缓冲器A1及A2、至少一串联输出端620、耦接开关SW15、SW16、SW17、SW18、SW9及参考电压403。需说明的是，通过逻辑控制模块10控制耦接开关SW15～18的开启或关闭，使得该等模拟数据能够分别依序传送至运算单元401。具体而言，由于并联/串联控制模块60的缓冲器A1及A2与运算单元401为多对一的配置关系，故能够减少运算单元401的数量。因此，图4所示的触控感测装置1B不但能够通过储存控制模块50的运作提升其效率，更能通过减少运算单元401设置的数目达到降低成本的功效。
至于逻辑控制模块10、驱动/感测控制模块30、储存控制模块50、以及模拟/数字转换模块70的结构，与图2中的触控感测装置1A相同，在此不另行赘述。
由于传统的触控感测装置会对其储存控制模块所包含的该等储存电容的残余电荷进行放电，使得该等储存电容无法储存残余电荷，故需要额外的时间及电压对储存电容进行充电，因此，相较于现有技术，根据本发明的触控感测装置是将其储存控制模块所包含的该等储存电容彼此耦接，使得储存控制模块能够平均分配储存电容的残余电荷而不进行放电，故能够省去放电时间。此外，储存电容在进行充电时，所储存的电压是从储存电压变为第一感测电压，进而减少充电时间。因此，本发明的触控感测装置能够通过耦接该等储存电容以分配残余电荷，不仅能够有效省去放电时间，还能减少充电时间，进而达到提升效率的功效。
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：
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运算控制信号及一并联控制信号；
至少一运算控制模块，每一运算控制模块分别包含一正输入端、一负输入端及一输出端，该运算控制模块依照该运算控制信号对自该正输入端及该负输入端所接收的两电压进行运算，并通过该输出端输出一运算后的模拟数据；以及
至少一储存控制模块，耦接至该逻辑控制模块及该运算控制模块，每一个储存控制模块分别包含复数个储存电容且每一储存电容的一端均彼此耦接，该储存控制模块依照该并联控制信号平均分配该等储存电容中的残余电荷，使得每一储存电容分别储存有相同的一储存电压。
2.如权利要求1所述的触控感测装置，进一步包含：
复数个接脚；以及
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，用以依照该等控制信号的一驱动/感测控制信号控制该等接脚分别执行复数个接脚功能，致使该等接脚能够分别自一导电薄膜感应器的一第一感测线及一第二感测线感测到一第一感测电压及一第二感测电压。
3.如权利要求2所述的触控感测装置，其中每一储存电容分别依照该等控制信号中的一储存控制信号储存该第一感测电压，使得该储存电容所储存的电压由原本的该储存电压变为该第一感测电压。
4.如权利要求1所述的触控感测装置，进一步包含：
至少一并联/串联控制模块，耦接至该逻辑控制模块，用以依照该等控制信号中的一串接控制信号依序输出复数个模拟数据。
5.如权利要求4所述的触控感测装置，进一步包含：
一模拟/数字转换模块，耦接至该逻辑控制模块，用以将该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。
6.如权利要求2所述的触控感测装置，其中该正输入端接收该第一感测电压，且该负输入端接收一参考电压或该第二感测电压。
7.如权利要求1所述的触控感测装置，其中该储存控制模块耦接至该运算控制模块的该输出端。
8.如权利要求1所述的触控感测装置，其中该储存控制模块耦接至该运算控制模块的该正输入端及该负输入端的至少其一。
9.如权利要求2所述的触控感测装置，其中该等接脚功能包含感测功能、驱动功能、接地功能及浮接功能。
10.如权利要求5所述的触控感测装置，其中该逻辑控制模块进一步包含一数字滤波单元，用以对该数字数据进行数字滤波处理以减少该数字数据的噪声。
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