CN102915164B - 驱动信号转换的触控输入装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种驱动信号转换的触控输入装置，其包含一触控面板及驱动该触控面板的一面板驱动电路。该面板驱动电路包含一选择电路、一驱动信号产生电路及一触控感测电路。该驱动信号产生电路输出一驱动信号至该触控面板。该选择电路包含一多任务器，其根据该驱动信号控制一X方向测量通道或一Y方向测量通道以外的其它感测线接地或浮接。
Description
技术领域
本发明系关设计一种驱动信号转换的触控输入装置，具体涉及一种适应不同负载电容的面板而可弹性地变换不同的驱动信号的触控输入装置。
背景技术
目前，触控屏幕发展至今已广泛用于个人计算机、智能型手机、公共信息、智能家电、工业控制等众多领域。在目前的触控领域，主要有电阻式触控屏幕、光电式触控屏幕、超声波式触控屏幕、平面电容式触控屏幕，近年来投射电容式触控屏幕发展迅速。但目前这些触控屏幕均具有各自的技术缺点，造成他们虽然在某些特殊场合已广为采用，但难以在普通显示屏幕上推广应用。
图1显示一现有技术的的触控面板10的示意图。该触控面板10包括多条X方向感测线(分别编号为X1至Xm)和多条Y方向感测线(分别编号为Y1至Yn)，其中m与n为相异或相同的正整数。所述X方向感测线(X1至Xm)和Y方向感测线(Y1至Yn)埋设于该触控面板10中的不同层。参考图1，所述X方向感测线(X1至Xm)和Y方向感测线(Y1至Yn)相互交错排列，从而形成一感应网格。在该感应网格中，多个互容(mutual capacitor)11形成于每一X方向感测线和每一Y方向感测线之间，多个寄生电容(自容(self capacitance))13形成于每一X或Y方向感测线和接地端(ground)之间。现有技术触控面板在操作时，一驱动信号(通常为一方波信号)输入至一方向感测线(如X方向)，而在另一方向感测线(如Y方向)测量其耦合信号以检测触控动作。由于先前的电容式触控输入装置采取固定单一的驱动方法来检测触控动作，面对负载电容大小不一的触控面板，难免有应用局限(可搭配的面板选择性小)或是有超过标准设计(造成硬件浪费或额外耗电)的状况发生。
据此，有必要提出一种能适应不同负载电容的面板而可弹性地变换不同的驱动信号的触控输入装置，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种驱动信号转换的触控输入装置，以解决现有技术的触控输入装面对触控面板负载电容大小不一，应用局限的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种驱动信号转换的触控输入装置，包含：
一触控面板，包含：
多条X方向感测线；
多条Y方向感测线，其中所述X方向感测线和所述Y方向感测线交错设置；及
多个交互电容，形成于每一X方向感测线和每一Y方向感测线之间；以及
一面板驱动电路，其用以驱动该触控面板，该面板驱动电路包含：
一选择电路，包含一多任务器，该选择电路用以根据欲测量的感测线数目进行选择并移位一X方向测量通道或一Y方向测量通道；
一驱动信号产生电路，其用以根据一频率信号输出一驱动信号至该X方向测量通道或该Y方向测量通道，其中该多任务器根据该驱动信号控制该X方向测量通道或该Y方向测量通道以外的其它感测线接地或浮接；及
一触控感测电路，其用以检测位于该Y方向测量通道上的两条Y方向感测线之两个电压。
本发明所述的触控输入装置，其中该X方向测量通道或该Y方向测量通道以外的所述X方向感测线及所述Y方向感测线皆为浮接。
本发明所述的触控输入装置，其中该X方向测量通道或该Y方向测量通道以外的所述X方向感测线及所述Y方向感测线皆为接地。
本发明所述的触控输入装置，其中邻接该Y方向测量通道的两条Y方向感测线接地时，该两条Y方向感测线以外的所述Y方向感测线及所述X方向感测线皆为浮接。
本发明所述的触控输入装置，其中邻接该X方向测量通道的两条X方向感测线为接地，且邻接该Y方向测量通道的两条Y方向感测线为接地时，该两条X方向感测线以外的所述X方向感测线及该两条Y方向感测线以外的所述Y方向感测线皆为浮接。
本发明所述的触控输入装置，其中该X方向测量通道以外的所述X方向感测线接地，且邻接该Y方向测量通道的两条Y方向感测线皆为接地时，该两条Y方向感测线以外的所述Y方向感测线皆为浮接。
本发明所述的触控输入装置，其中该Y方向测量通道以外的所述Y方向感测线皆为接地时，所述X方向感测线皆为浮接。
本发明所述的触控输入装置，其中邻接该X方向测量通道的两条X方向感测线接地，且该Y方向测量通道以外的所述Y方向感测线皆为接地时，该X方向测量通道以外的所述X方向感测线皆为浮接。
本发明所述的触控输入装置，其中邻接该X方向测量通道的两条X方向感测线为接地时，该两条X方向感测线以外的所述X方向感测线及所述Y方向感测线皆为浮接。
本发明所述的触控输入装置，其中该X方向测量通道以外的所述X方向感测线皆为接地时，所述Y方向感测线皆为浮接。
本发明所述的触控输入装置，进一步包含一判断电路，其用以根据该触控感测电路所检测的该两个电压而判断使用者的触碰位置。
由于采用了以下的技术方案，使得本发明相比于现有技术，具有如下的优点和积极效果：。
采用本发明提供的触控输入装置，可弹性且适度地变换不同的驱动方法来因应负载电容大小不一的触控面板，以减少应用局限或超标准设计的状况发生。
附图说明
图1为现有技术触控面板的示意图；
图2为根据本发明一实施例的触控输入装置的方框示意图；
图3显示根据本发明的实施例的一种扫描方法的第一次扫描的范例示意图；
图4显示根据图3扫描方法扫描整个触控面板后针对所有触控点状态输出的原始数据的示意图；
图5显示根据本发明另一实施例的触控输入装置的方块示意图；
图6显示根据本发明一实施例的另一种扫描方法的第一次扫描的范例示意图；
图7显示根据图6扫描方法扫描整个触控面板后针对所有触控点状态输出的原始数据的示意图；以及
图8至图14显示根据本发明的不同的变化扫描方法的第一次扫描的范例示意图。
具体实施方式
本发明在此所探讨的方向为触控面板及其扫描方法。为了能彻底地了解本发明，将在下列的描述中提出详尽的步骤及结构。显然地，本发明的施行并未限定于相关领域之技艺者所熟习的特殊细节。另一方面，众所周知的结构或步骤并未描述于细节中，以避免造成本发明不必要之限制。本发明的较佳实施例会详细描述如下，然而除了这些详细描述之外，本发明还可以广泛地施行在其它的实施例中，且本发明的范围不受限定，其以权利要求为准。
为更流畅地阐述本发明，以下将先描述执行本发明的方法的触控输入装置。图2显示本发明一实施例的触控输入装置20的方块示意图。该触控输入装置20包含一触控面板21以及一面板驱动电路22，其用以驱动该触控面板20。在本实施例中，该触控面板21包括多条X方向感测线X1-Xm和多条Y方向感测线Y1-Yn。参考图2，所述X方向感测线X1-Xm和所述Y方向感测线Y1-Yn交错排列，从而形成一井字状网格。在该井字状网格中，多个交互电容211形成于每一X方向感测线与每一Y方向感测线之间。
如图2所示的实施例中，该面板驱动电路22包含一选择电路221、一驱动信号产生电路223以及一触控感测电路225。该选择电路221用以根据欲测量的感测线数目进行选择并位移一X方向测量通道或一Y方向测量通道，该选择电路221另包含一多任务器2211。
该驱动信号产生电路223根据一频率信号clk产生一驱动信号DP至所述X方向感测线X1-Xm和所述Y方向感测线Y1-Yn。该驱动信号DP可以为但不限定于，一方波驱动信号、一三角波驱动信号或一弦波驱动信号。
再参照图2的触控输入装置20，其显示本发明一实施例的驱动方法。当该驱动信号产生电路223根据该频率信号clk产生驱动信号DP后，驱动信号DP将传输至该选择电路221以根据欲测量的感测线数目进行选择并位移一X方向测量通道或一Y方向测量通道。在此实施例中所欲测量的感测线数目设定为1，因此所述X方向感测线中的感测线X6被设定为初始X方向测量通道，如图3所示。参照图2及图3，在进行第一次扫描时，一驱动信号DP输出至感测线X6，位于该感测线Y2上的电压可通过一第一多任务选择器传送至一差动检测模块的一第一输入端R。同时，位于该感测线Y3上的电压可通过一第二多任务选择器传送至该差动检测模块的一第二输入端S。上述关于第一多任务选择器、第二多任务选择器以及差动检测模块皆属于本发明触控感测电路的一部分，详细内容请参考申请人的先申请案“触控输入装置及其扫描方法”(台湾申请案号099127043，申请日2010年8月13日)，在此不在赘述。
在本发明之一实施例中，当驱动信号DP输出至该选择模块221时，选择模块221的多任务器2211则根据该驱动信号控制该X方向测量通道或该Y方向测量通道(在第一次扫描时例如X6)以外的其它感测线接地(Grounding，G)。因此，该触控感测电路225可通过差动检测模块检测由该第一和第二多任务选择器所选取的两电压值之差异，藉以产生一触控感测信号。换言之，触控感测电路225可用以检测位于该一Y方向测量通道的两个电压(此处的两个电压为Y方向测量通道的两条Y方向感测线的检测电压R与S)。本发明的多任务器2211可转换X方向测量通道至Y方向测量通道(如R及S)，因此本发明的X方向测量通道可为任一X方向的感测线或为Y方向的感测线。换言之，该多任务器2211将该测量通道由所述X方向感测线其中之一转换至所述Y方向感测线其中之一，或由所述Y方向感测线其中之一转换至所述X方向感测线其中之一。此外，本发明也可进一步包含一判断电路(图未示)，其用以根据该触控感测电路225所检测的电压(R与S)而判断使用者的触碰位置。
图4显示触控输入装置20(如图2)扫描整个触控面板21(如图2)后，触控感测电路225中的模拟至数字转换模块(图未示)针对所有触控点的状态输出原始数据，其部分触控面板21中各个触控点的原始数据以图4表示(没有任何数字的触控点，其原始数据为0)，待该原始数据输入触控感测电路225中的信号处理单元(图未示)后，虚框线A的部分为信号处理单元判断接触点的范围。在此实施例中，虽然多任务器2211使没有驱动信号输入的X方向感测线及使没有测量其耦合信号的Y方向感测线皆令其接地(G)(如图3所示)，换言之，该X方向测量通道或Y方向测量通道以外的所述X方向感测线及所述Y方向感测线皆为接地。其造成驱动信号DP所面对的负载程度较高，但是对于信号处理单元针对原始数据，无接触或有接触的触控点数据则有明显的零与非零的差异性，如图4所示。因此对信号处理单元判断接触点而言，使用图2所示的第一种驱动方法的触控输入装置20较为简单，相对应地，信号处理单元中所使用的硬件装置及耗电也会比较少。
图5公开的触控输入装置20′在硬件上与图2所示的触控输入装置20相同。在此不再赘述。当一频率产生电路(图未示)产生一频率信号clk至该驱动信号产生电路223。该驱动信号产生电路223根据该频率信号clk产生一驱动信号DP至所述X方向感测线X1-Xm和所述Y方向感测线Y1-Yn的同时，触控输入装置20′显示第二种驱动方法。
当该驱动信号产生电路223根据该频率信号clk产生驱动信号DP后，驱动信号DP将传输至该选择电路221以根据欲测量的感测线数目进行选择并位移X方向测量通道或Y方向测量通道。在此实施例中所欲测量的感测线数目设定为1，因此所述X方向感测线中的感测线X6被设定为初始X方向测量通道，如图6所示。参照图5及图6，在进行第一次扫描时，一驱动信号DP输出至感测线X6，位于该感测线Y2上的电压可通过该第一多任务选择器(图未示)选取以传送至该差动检测模块(图未示)的一第一输入端R。同时，位于该感测线Y3上的电压可通过该第二多任务选择器(图未示)选取以传送至该差动检测模块(图未示)的一第二输入端S。上述关于第一多任务选择器、第二多任务选择器以及差动检测模块皆属于本发明触控感测电路的一部分，详细内容请参考申请人之先申请案“触控输入装置及其扫描方法”(台湾申请案号099127043，申请日2010年8月13日)，在此不在赘述。本发明特点在于，当驱动信号DP输出至该选择模块221时，选择模块221的多任务器2211则根据该驱动信号控制该X方向测量通道或Y方向测量通道(在第一次扫描时例如X6)以外的其它感测线浮接(float，F)。因此，该触控感测电路225可通过该触控感测电路225之该差动检测模块(图未示)可检测由该第一和第二多任务选择器(图未示)所选取的两电压值(此处的两个电压为Y方向测量通道的的两条Y方向感测线之检测电压R与S)之差异，从而产生一触控感测信号。此处，“浮接”用语指未施加任何电压到对应的感测线。也就是说，该感测线为一高阻抗状态。此外，本发明也可进一步包含一判断电路(图未示)，其用以根据该触控感测电路225所检测的电压(R与S)而判断使用者的触碰位置。
如图7所示触控输入装置20′(如图5)扫描整个触控面板21(如图5所示)后，触控感测电路225中的模拟至数字转换模块(图未示)针对所有触控点的状态输出原始数据，其部分触控面板21中各个触控点的原始数据以图7表示，待该原始数据输入触控感测电路225中的信号处理单元(图未示)后，虚框线B的部分为信号处理单元判断接触点的范围。在此实施例中，虽然多任务器2211使没有驱动信号输入的X方向感测线，且使没有测量其耦合信号的Y方向感测线皆令其浮接(F)(如图6所示)，换言之，该X方向测量通道或该Y方向测量通道以外的所述X方向感测线及所述Y方向感测线皆为浮接。其使驱动信号DP所面对的负载程度相较于第一种驱动方法而言较低，但是对于信号处理单元针对原始数据，无接触或有接触的触控点数据之零与非零的差异性则较不明显，如图7所示。因此对信号处理单元判断接触点而言，使用图5所示的第二种驱动方法的触控输入装置20′则较为复杂，相对应地，信号处理单元中所使用的硬件装置及耗电也会比较高。因此，本发明的选择电路221的多任务器2211可弹性且适度地变换不同的驱动方法来因应负载电容大小不一的触控面板，以减少应用局限或超标准设计的状况发生。
再者，本发明中选择电路221的多任务器2211除了可弹性地于上述两种驱动方法变化，也可变化成如图8的驱动方法，而使邻接该Y方向测量通道(相邻两条Y方向感测线(R及S))的两条Y方向感测线(如Y2、Y5)为接地(G)时，该两条Y方向感测线(如Y2、Y5)以外的所述Y方向感测线及所述X方向感测线皆为浮接(F)。此外，本发明中多任务器2211也可使邻接该X方向测量通道(此处为X6)的两条X方向感测线(如X5、Y7)为接地(G)，且邻接该Y方向测量通道(此时为相邻两条Y方向感测线(R及S))的两条Y方向感测线(如Y2、Y5)为接地(G)时，该两条X方向感测线(如X5、Y7)以外的所述X方向感测线及该两条Y方向感测线(如Y2、Y5)以外的所述Y方向感测线皆为浮接(F)，如图9所示。再者，驱动方法也可变换为如图10所示，而使该X方向测量通道(如X6)以外的所述X方向感测线为接地(G)，且邻接该Y方向测量通道(此时为相邻两条Y方向感测线(R及S))的两条Y方向感测线(如Y2、Y5)皆为接地(G)时，该两条Y方向感测线(如Y2、Y5)以外的所述Y方向感测线皆为浮接(F)。如图11所示，驱动方法也可变换为该Y方向测量通道(此时为相邻两条Y方向感测线(R及S))以外的所述Y方向感测线皆为接地(G)时，所述X方向感测线皆为浮接(F)。另外，如图12所示，该驱动方法亦也可变化成邻接该X方向测量通道(如X6)的两条X方向感测线(如X5、X7)为接地(G)，且该Y方向测量通道(此时为两条Y方向感测线(R及S))以外的所述Y方向感测线皆为接地(G)时，该X方向测量通道(此时为X6)以外的所述X方向感测线皆为浮接(F)。本发明之该驱动方法又可变化成如图13所示，其中邻接该X方向测量通道(如X6)的两条X方向感测线(如X5、X7)为接地(G)时，该两条X方向感测线(如X5、X7)以外的所述X方向感测线及所述Y方向感测线皆为浮接(F)。此外，驱动方法也可变换为如图14所示，该X方向测量通道(如X6)以外的所述X方向感测线皆为接地(G)时，所述Y方向感测线皆为浮接(F)。
本案之权利范围并不局限于上文公开的特定实施例的制程、机台、制造、物质之成份、装置、方法或步骤。本发明所属技术领域中具有通常知识者应了解，基于本发明教示及公开制程、机台、制造、物质之成份、装置、方法或步骤，无论现在已存在或日后开发者，其与本案实施例公开者视为以实质相同的方式执行实质相同的功能，而达到实质相同的结果，也可使用于本发明。因此，权利要求书用以涵盖用以此类制程、机台、制造、物质的成份、装置、方法或步骤。
Claims (8)
1.一种驱动信号转换的触控输入装置，其特征在于，包含：
一触控面板，包含：
多条X方向感测线；
多条Y方向感测线，其中所述X方向感测线和所述Y方向感测线交错设置；及
多个交互电容，形成于每一X方向感测线和每一Y方向感测线之间；以及
一面板驱动电路，其用以驱动该触控面板，该面板驱动电路包含：
一选择电路，包含一多任务器，该选择电路用以根据欲测量的感测线数目进行选择并位移一X方向测量通道或一Y方向测量通道；
一驱动信号产生电路，其用以根据一频率信号输出一驱动信号至该X方向测量通道或该Y方向测量通道，其中该多任务器根据该驱动信号控制该X方向测量通道或该Y方向测量通道以外的其它感测线接地或浮接；及
一触控感测电路，其用以检测位于该Y方向测量通道上的两条Y方向感测线的两个电压；
其中，邻接该Y方向测量通道的两条Y方向感测线接地时，该两条Y方向感测线以外的所述Y方向感测线及所述X方向感测线皆为浮接。
2.根据权利要求1所述的触控输入装置，其特征在于，进一步包含一判断电路，其用以根据该触控感测电路所检测的该两个电压而判断使用者的触碰位置。
3.一种控输入装置，其特征在于，包含：
一触控面板，包含：
多条X方向感测线；
多条Y方向感测线，其中所述X方向感测线和所述Y方向感测线交错设置；及
多个交互电容，形成于每一X方向感测线和每一Y方向感测线之间；以及
一面板驱动电路，其用以驱动该触控面板，该面板驱动电路包含：
一选择电路，包含一多任务器，该选择电路用以根据欲测量的感测线数目进行选择并位移一X方向测量通道或一Y方向测量通道；
一驱动信号产生电路，其用以根据一频率信号输出一驱动信号至该X方向测量通道或该Y方向测量通道，其中该多任务器根据该驱动信号控制该X方向测量通道或该Y方向测量通道以外的其它感测线接地或浮接；及
一触控感测电路，其用以检测位于该Y方向测量通道上的两条Y方向感测线的两个电压；
其中，邻接该X方向测量通道的两条X方向感测线为接地，且邻接该Y方向测量通道的两条Y方向感测线为接地时，该两条X方向感测线以外的所述X方向感测线及该两条Y方向感测线以外的所述Y方向感测线皆为浮接。
4.一种触控输入装置，其特征在于，包含：
一触控面板，包含：
多条X方向感测线；
多条Y方向感测线，其中所述X方向感测线和所述Y方向感测线交错设置；及
多个交互电容，形成于每一X方向感测线和每一Y方向感测线之间；以及
一面板驱动电路，其用以驱动该触控面板，该面板驱动电路包含：
一选择电路，包含一多任务器，该选择电路用以根据欲测量的感测线数目进行选择并位移一X方向测量通道或一Y方向测量通道；
一驱动信号产生电路，其用以根据一频率信号输出一驱动信号至该X方向测量通道或该Y方向测量通道，其中该多任务器根据该驱动信号控制该X方向测量通道或该Y方向测量通道以外的其它感测线接地或浮接；及
一触控感测电路，其用以检测位于该Y方向测量通道上的两条Y方向感测线的两个电压；
其中，该X方向测量通道以外的所述X方向感测线接地，且邻接该Y方向测量通道的两条Y方向感测线皆为接地时，该两条Y方向感测线以外的所述Y方向感测线皆为浮接。
5.一种触控输入装置，其特征在于，包含：
一触控面板，包含：
多条X方向感测线；
多条Y方向感测线，其中所述X方向感测线和所述Y方向感测线交错设置；及
多个交互电容，形成于每一X方向感测线和每一Y方向感测线之间；以及
一面板驱动电路，其用以驱动该触控面板，该面板驱动电路包含：
一选择电路，包含一多任务器，该选择电路用以根据欲测量的感测线数目进行选择并位移一X方向测量通道或一Y方向测量通道；
一驱动信号产生电路，其用以根据一频率信号输出一驱动信号至该X方向测量通道或该Y方向测量通道，其中该多任务器根据该驱动信号控制该X方向测量通道或该Y方向测量通道以外的其它感测线接地或浮接；及
一触控感测电路，其用以检测位于该Y方向测量通道上的两条Y方向感测线的两个电压；
其中，该Y方向测量通道以外的所述Y方向感测线皆为接地时，所述X方向感测线皆为浮接。
6.一种触控输入装置，其特征在于，包含：
一触控面板，包含：
多条X方向感测线；
多条Y方向感测线，其中所述X方向感测线和所述Y方向感测线交错设置；及
多个交互电容，形成于每一X方向感测线和每一Y方向感测线之间；以及
一面板驱动电路，其用以驱动该触控面板，该面板驱动电路包含：
一选择电路，包含一多任务器，该选择电路用以根据欲测量的感测线数目进行选择并位移一X方向测量通道或一Y方向测量通道；
一驱动信号产生电路，其用以根据一频率信号输出一驱动信号至该X方向测量通道或该Y方向测量通道，其中该多任务器根据该驱动信号控制该X方向测量通道或该Y方向测量通道以外的其它感测线接地或浮接；及
一触控感测电路，其用以检测位于该Y方向测量通道上的两条Y方向感测线的两个电压；
其中，邻接该X方向测量通道的两条X方向感测线接地，且该Y方向测量通道以外的所述Y方向感测线皆为接地时，该X方向测量通道以外的所述X方向感测线皆为浮接。
7.一种触控输入装置，其特征在于，包含：
一触控面板，包含：
多条X方向感测线；
多条Y方向感测线，其中所述X方向感测线和所述Y方向感测线交错设置；及
多个交互电容，形成于每一X方向感测线和每一Y方向感测线之间；以及
一面板驱动电路，其用以驱动该触控面板，该面板驱动电路包含：
一选择电路，包含一多任务器，该选择电路用以根据欲测量的感测线数目进行选择并位移一X方向测量通道或一Y方向测量通道；
一驱动信号产生电路，其用以根据一频率信号输出一驱动信号至该X方向测量通道或该Y方向测量通道，其中该多任务器根据该驱动信号控制该X方向测量通道或该Y方向测量通道以外的其它感测线接地或浮接；及
一触控感测电路，其用以检测位于该Y方向测量通道上的两条Y方向感测线的两个电压；
其中，邻接该X方向测量通道的两条X方向感测线为接地时，该两条X方向感测线以外的所述X方向感测线及所述Y方向感测线皆为浮接。
8.一种触控输入装置，其特征在于，包含：
一触控面板，包含：
多条X方向感测线；
多条Y方向感测线，其中所述X方向感测线和所述Y方向感测线交错设置；及
多个交互电容，形成于每一X方向感测线和每一Y方向感测线之间；以及
一面板驱动电路，其用以驱动该触控面板，该面板驱动电路包含：
一选择电路，包含一多任务器，该选择电路用以根据欲测量的感测线数目进行选择并位移一X方向测量通道或一Y方向测量通道；
一驱动信号产生电路，其用以根据一频率信号输出一驱动信号至该X方向测量通道或该Y方向测量通道，其中该多任务器根据该驱动信号控制该X方向测量通道或该Y方向测量通道以外的其它感测线接地或浮接；及
一触控感测电路，其用以检测位于该Y方向测量通道上的两条Y方向感测线的两个电压；
其中，该X方向测量通道以外的所述X方向感测线皆为接地时，所述Y方向感测线皆为浮接。
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