CN103257732B

CN103257732B - 电子装置及检测方法

Info

Publication number: CN103257732B
Application number: CN201210038239.9A
Authority: CN
Inventors: 林育蔚
Original assignee: Innolux Shenzhen Co Ltd; Innolux Display Corp
Current assignee: Innolux Shenzhen Co Ltd; Innolux Corp
Priority date: 2012-02-20
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2032-02-20
Also published as: CN103257732A

Abstract

本发明提供一种电子装置及检测方法，该检测方法用于一电子装置，该电子装置包含具有多个感应电极的一触控面板。该方法包括下列步骤：依据一模式切换信号，将该电子装置切换为一触控感测模式或一近接感测模式；根据该电子装置所切换的模式发出对应的一控制信号以控制耦接输出一驱动信号至所述感应电极的方式。

Description

电子装置及检测方法

技术领域

本发明是有关于触控装置，特别是有关于具有多工器电路的近接感测器(proximitysensor)的触控面板及近接感测方法(proximitysensingmethod)。

背景技术

现今市面上的手机或平板电脑均具备有近接感测装置(proximitysensingdevice)，且近接感测的应用是依据触控面板的尺寸进行区分，例如手机的尺寸较小，平板电脑的尺寸较大。在小尺寸的手机上，近接感测的应用为开启或关闭显示面板、以及关闭触控功能等以避免使用者进行误动作。

图1A是显示传统手机使用红外线感应器及接收器(InfraredRaySensor/Receiver)的近接感测装置介面的示意图。图1B是显示传统手机的使用电容式感应器(capacitivesensor)的近接感测装置介面的示意图。传统手机检测物体的接近度一般有两种方式，一为红外线感应器/接收器，另一种为电容式近接感测器。举例来说，如图1A所示，红外线感应器110发射出红外光，红外线接收器120接收物体反射回来的光线，藉以检测物体与发射源之间的距离。图1A中的红外线接收器120是通过I2C介面与手机的基频模块(basebandmodule)进行沟通，且当红外线接收器120进行传输时，控制器需要中断(interrupt)来自触控面板130的I2C信号，此时会造成基频模块的传输及处理速度变慢，且有可能产生信号堵塞的情况。如图1B所示，电容式感应器140是利用导电物体的感应电容增加量以判断物体与电容式感应器140的相对距离。图1B中的电容式感应器140及触控面板150共用同一个I2C通道，因此不会产生信号中断及堵塞的问题。电容式近接感测器的感应距离与导电物体的整体电容有关，且电容式近接感测器通常置于手机中的触控面板上方的一小块区域，因此其感应距离相当有限。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种电子装置，包括：一触控面板，包括多个感应电极，用以感测触控面板上的一触控动作以输出对应的一触控信号或感测接近触控面板的一物体移动动作以输出对应的一感应信号；一多工电路，耦接至感应电极，用以输出一驱动信号至感应电极；以及一控制电路，用以依据一模式切换信号将电子装置切换为一触控感测模式或一近接感测模式，并根据电子装置所切换的模式以发出对应的一控制信号至多工电路，用以控制多工电路耦接输出至所述感应电极的方式。

本发明更提供一种检测方法，用于一电子装置，该电子装置包含具有多个感应电极的一触控面板。该方法包括下列步骤：依据一模式切换信号，将该电子装置切换为一触控感测模式或一近接感测模式；根据该电子装置所切换的模式发出对应的一控制信号以控制耦接输出一驱动信号至所述感应电极的方式。

附图说明

图1A是显示传统手机使用红外线感应器及接收器的近接感测装置的介面示意图。

图1B是显示传统手机的使用电容式感应器的近接感测装置的介面示意图。

图2是显示依据本发明一实施例的近接感测装置的方块图。

图3A是显示依据本发明一实施例的触控面板感应距离的模拟图。

图3B～图3C是显示依据本发明一实施例的活动区域的示意图。

图4是显示依据本发明一实施例的多工电路的运作模式的真值表(truthtable)。

图5A是显示依据本发明一实施例的多工电路的逻辑方块图。

图5B是显示依据本发明一实施例的多工电路的电路图。

图6A是显示依据本发明一实施例中触控面板上的感应按键(touchkey)的示意图。

图6B是显示依据本发明另一实施例的多工电路的逻辑方块图。

图6C是显示依据本发明另一实施例的多工电路的电路图。

图6D是显示依据本发明另一实施例的多工电路的真值表。

图7是显示依据本发明一实施例的检测方法的流程图。

图8是显示依据本发明另一实施例的检测方法的流程图。

附图标号：

110～红外线感应器；

120～红外线接收器；

140～感应器；

200～近接感测装置；

130、150、210～触控面板；

211-213、a-d～感应电极；

220～多工电路；

221～驱动信号；

230～控制电路；

231～控制信号；

240～切换单元；

241～模式信号；

310-320～感应区域；

610-640～感应按键；

T1-T6、T61-T70～晶体管；

N1～节点。

具体实施方式

图2是显示依据本发明一实施例的近接感测装置的方块图。近接感测装置200是用于一手持装置(例如智能型手机、平板电脑或其他类似的电子装置)。在一实施例中，近接感测装置200包括触控面板210、多工电路220以及控制电路230。触控面板210具有多个感应电极211～213，用以感测触控面板210上的一触控动作以输出对应的一触控信号或感测接近该触控面板的一物体移动动作以输出对应的一感应信号，其中各感应电极211～213可分别是一导电通道，以可是由多个感应器串联组成。在此实施例中，触控面板210可为一电容式触控面板，感应电极211～213中的各子电极是可为一电容式感应器(capacitivesensor)，但本发明并不限于此。一般手持装置的触控面板尺寸均相当有限，故使用电容式触控面板以检测物体的相对距离及动作亦局限在相当靠近触控面板的距离(约为3公分)，此距离对使用者来说难以使用手势(gesture)以控制手机。多工电路220耦接于触控面板210中的感应电极(例如感应电极211～213)及控制电路230(例如在触控面板的玻璃上、液晶面板的薄膜晶体管基板上或电子装置的电路板等)，接收来自控制电路230的控制信号(在此实施例中为2位元)，用以输出一驱动信号221至触控面板210中的感应电极(例如感应电极211～213)。控制电路230是根据电子装置所切换的模式以发出对应的一控制信号231至多工电路220，用以控制多工电路220耦接输出至触控面板中的感应电极的方式。在另一实施例中，控制电路230可用一处理器或是一数位电路来实现。需注意的是，多工电路220所输出的驱动信号221可来自一参考电压或是来自控制电路230。

在一实施例中，近接感测装置200选择性地包括一切换单元240，用以接收一模式切换信号，将近接感测装置200切换为一触控感测模式或一近接感测模式，并输入一模式信号241至控制电路230，其中模式切换信号可来自软件(例如应用程式)或硬件(例如手机按键)。在另一实施例中，切换单元240可整合于控制电路230中，但本发明不限于此。

图3A是显示依据本发明一实施例的触控面板感应距离的模拟图。图3B、图3C是显示依据本发明一实施例的活动区域的示意图。举例来说，若感应距离为3公分，在4.3时的触控面板上约需要300mm²的面积，在触控面板上面的小区域即可达成，如图3B的感应区域310。若需要更远的感应距离(例如5公分或以上)，则触控面板的感应区域的面积需至少达到500mm²才能达成，因此近接感测装置200需要使用触控面板210中的活动区域(activearea)以作为感应区域，如图3C中的感应区域320。

图4是显示依据本发明一实施例的多工电路的运作模式的真值表(truthtable)。更详细而言，控制电路230是可将近接感测装置200在两种模式中进行切换，一是触控感测模式(touchsensingmode)，另一种是近接感测模式(proximitysensingmode)。当近接感测装置200切换至触控感测模式时，控制电路230发出对应于触控感测模式的一控制信号231至多工电路220，用以让多工电路220分时输出驱动信号221至对应的各感应电极以进行扫描检测的动作。当近接感测装置200切换至近接感测模式，控制电路发出对应于近接感测模式的控制信号至多工电路220，用以让多工电路220将触控面板210中的至少三个感应电极(例如感应电极211～213)并联，并输出驱动信号221至并联的感应电极。举例来说，如图4所示，控制电路230所发出的控制信号231为2位元。当触控面板210处于触控感测模式，控制电路230依序所发出的控制信号231为01、00、10，此时多工电路220分别输出驱动信号221至感应电极211、212及213以进行扫描检测的动作。当触控面板210处于近接感测模式，控制电路230所输出的控制信号231为11，此时多工电路220将感应电极211～213并联，并输出驱动信号221至并联的感应电极211～213。对4.3时的触控面板来说，一个感应电极具有11个感应器，且每个感应器的面积约为11.13mm²，故将三个感应电极并联后的总面积可达到15.13×11×3＝500mm²。对照图4的模拟结果，当近接感测装置的感应面积达到500mm²，表示其感应能力可达到50mm的高度，更便于使用者利用手势对手持装置进行操作。值得注意的是，上述实施例是以4.3时的触控面板为例，且触控面板至少具有3个感应电极，但本发明并不限于此。若以具有7时触控面板的平板电脑为例，则3个感应电极的总面积可大幅增加，意即其感应距离可大幅增加。本发明可使用3个以上的感应电极，仅需在控制电路230中增加额外的控制信号位元，例如4个感应电极需要3位元的控制信号。

图5A是显示依据本发明一实施例的多工电路的逻辑方块图。图5B是显示依据本发明一实施例的多工电路的电路图。如图5A所示，多工电路220可为一多工器(multiplexer)，控制电路230所发出的控制信号231可控制多工电路220分时输出驱动信号221至感应电极211～231(触控感测模式)或是输出驱动信号221至并联的感应电极211～213(近接感测模式)。更详细而言，多工电路220可由第5B图中的电路所实现，其真值表如图4所示。如图5B所示，多工电路220包括晶体管T1～T6，且触控面板包括感应电极1～3，其中晶体管T1的第一端耦接至参考电压V_ref，其控制端耦接至控制信号的位元0(第一位元)；晶体管T2的第一端耦接至晶体管T1的第二端，其控制端耦接至控制信号的位元1(第二位元)，其第二端耦接至感应电极2；晶体管T3的第一端耦接至参考电压V_ref，其控制端耦接至控制信号的位元1，其第二端耦接至感应电极3；晶体管T4的第一端耦接至参考电压V_ref，其控制端耦接至控制信号的位元1；晶体管T5的第一端耦接至晶体管T4的第二端，其控制端耦接至控制信号的位元0，其第二端耦接至感应电极2；晶体管T6的第一端耦接至参考电压V_ref，其控制端耦接至控制信号的位元0，其第二端耦接至感应电极1。在此实施例中，晶体管T1、T2、T3及T6为N型晶体管，晶体管T4及T5为P型晶体管，但本发明不限于此。

当触控面板210处于触控感测模式，控制电路230循环依序发出控制信号01、00、10，此时多工电路220分别依序将驱动信号221输出至感应电极211、212及213以进行扫描检测的动作。当触控面板210处于近接感测模式，控制电路230所输出的控制信号231为11，此时多工电路220是将感应电极211～213并联，并输出驱动信号221至并联的感应电极211～213。本领域技术人员当了解，本发明可将触控面板中的感应电极分组(例如三个感应电极一组，但非限定)以配置一对应的多工电路220。当使用者在触控感测模式利用触控面板210进行接触动作时，控制电路230可控制多工电路220分时依序输出驱动信号221至各感应电极。当使用者在近接感测模式利用手势进行操作时，控制电路230控制多工电路220将触控面板210中的至少三个感应电极并联，并将驱动信号221输出至并联的感应电极。需注意的是，触控面板210中的感应电极所产生的触控信号或感应信号均可输出至一后端电路(图2未绘示)以进行后续处理，意即后端电路可将触控信号及感应信号以转换为对应的控制指令。

更详细而言，触控面板210的使用模式可由切换单元240所控制，且触控感测模式及近接感测模式亦可同时进行。在此实施例中是以整合切换单元240的控制电路230为例。举例来说，某人拨打电话至近接感测装置200所在的手持装置，当使用者尚未接听电话前，控制电路230是让触控面板处理触控感测模式。当使用者接听此通电话但脸部尚未靠近触控面板210前，控制电路230控制触控面板210中的感应电极同时处于触控感测模式及近接感测模式，使用者此时可在触控面板210上进行操作，触控面板210亦持续检测使用者是否将脸部靠近触控面板210。当使用者的脸部靠近触控面板210，控制电路230将触控面板210切换至近接感测模式，以防使用者误触。当触控面板210同时处于触控感测模式及近接感测模式时，控制电路230所发出的控制信号依序为01、00、10及11，意即感应电极211～213可同时检测触控面板上的接触动作及手势动作。以另一实施例而言，使用者想将近接感测装置200由触控感测模式切换到近接感测模式以进行远距离的感测操作时，可以藉由操作近接感测装置200上的软件或按键来输入一模式切换信号给控制电路230以进行对应模式的切换。

图6A是显示依据本发明一实施例中触控面板上的感应按键(touchkey)的示意图。图6B是显示依据本发明另一实施例的多工电路的逻辑方块图。图6C是显示依据本发明另一实施例的多工电路的电路图。图6D显示依据本发明另一实施例的多工电路的真值表。在另一实施例中，在4.3时的触控面板210上，一个感应按键的大小为7mmx7mm，意即一个感应器的面积为49mm²，如图6A所示。在此实施例中的触控面板210具有4个感应按键610～640，故此4个感应按键610～640所分别对应的各感应电极a～d并联在一起后的总面积为约为200mm²，且其感应距离可达到20mm的高度。更详细而言，在此实施例中的多工电路220可为一多工器，但其具有3位元的控制信号，如图6B所示，其电路图如图6C所示。如图6C所示，多工电路220包括晶体管T61～T70，且触控面板包括4个感应电极a～d，其中晶体管T61的第一端耦接至参考电压V_ref，其控制端耦接至控制信号的位元1(第2位元)，其第二端耦接至晶体管T62的第一端；晶体管T62的第一端耦接至晶体管T61的第二端，其控制端耦接至控制信号的位元2(第3位元)，其第二端耦接至节点N1；晶体管T63的第一端耦接至参考电压V_ref，其控制端耦接至控制信号的位元2，其第二端耦接至晶体管T64的第一端；晶体管T64的第一端耦接至晶体管T63的第二端，其控制端耦接至控制信号的位元0(第一位元)，其第二端耦接至感应电极d；晶体管T65的第一端耦接至参考电压V_ref，其控制端耦接至控制信号的位元2，其第二端耦接至晶体管T66的第一端；晶体管T66的第一端耦接至晶体管T65的第二端，其控制端耦接至控制信号的位元1，其第二端耦接至节点N1；晶体管T67的第一端耦接至节点N1，其控制端耦接至控制信号的位元0，其第二端耦接至感应电极c；晶体管T68的第一端耦接至参考电压V_ref，其控制端耦接至控制信号的位元1，其第二端耦接至晶体管T69的第一端；晶体管T69的第一端耦接至晶体管T68的第二端，其控制端耦接至控制信号的位元0，其第二端耦接至感应电极b；晶体管T70的第一端耦接至参考电压V_ref，其控制端耦接至控制信号的位元0，其第二端耦接至感应电极a。在此实施例中，晶体管T61、T62、T63及T68、T70为N型晶体管，晶体管T64、T65、T66、T67、T69为P型晶体管，但本发明不限于此。

本发明的多工电路220可同样将4个感应按键所对应的各感应电极a～d进行并联，藉以增加近接感测区域的面积，并提升感应距离。除此之外，请参考图6D，感应按键的感应电极a～d的处理方式类似前述实施例，意即当触控面板210处于触控感测模式时，控制电路230循环依序发出一控制信号001、010、000及100至多工电路220，此时多工电路220依序输出驱动信号221至对应于感应按键610～640的感应电极a～d。当触控面板210处于近接感测模式，控制电路230所发出的控制信号231为111，此时多工电路220将感应按键610～640所对应的感应电极a～d进行并联，并将驱动信号输出至并联的感应电极a～d。需注意的是，此实施例是以4个感应按键为例，本领域技术人员当了解本发明同样可应用于不同数量的感应按键。

图7是显示依据本发明一实施例的检测方法的流程图。在步骤S710，控制电路230是依据一模式切换信号将近接感测装置200切换为一触控感测模式或一近接感测模式。在步骤S720，控制电路230是依据近接感测装置200所切换的模式发出对应的一控制信号231，用以控制多工电路220耦接输出一驱动信号221至触控面板210中的感应电极的方式。

图8是显示依据本发明另一实施例的检测方法的流程图。在步骤S810，控制电路230是依据一模式切换信号将近接感测装置200切换为一触控感测模式或一近接感测模式。控制电路230是依据近接感测装置200所切换的模式发出对应的一控制信号231至多工电路220。在步骤S820，当近接感测装置200为触控感测模式，控制电路230发出控制信号231至多工电路220，以让多工电路220分时输出驱动信号221至触控面板210中对应的各感应电极(例如感应电极211～213)。在步骤S830，当近接感测装置200为近接感测模式，控制电路230发出控制信号231至多工电路220以将触控面板210中的至少三个感应电极并联，并使多工电路220输出驱动信号221至并联的感应电极(例如感应电极211～213)。图7、图8中的实施细节请参考前述实施例，于此不再贽述。

以上所述，仅为本发明的各项实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或申请专利范围不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用以辅助专利文件搜寻之用，并非用以限制本发明的权利范围。

Claims

1.一种电子装置，其特征在于，所述的电子装置包括：

一触控面板，包括多个感应电极，用以感测所述触控面板上的一触控动作以输出对应的一触控信号或感测接近所述触控面板的一物体移动动作以输出对应的一感应信号；

一多工电路，耦接至所述感应电极，用以输出一驱动信号至所述感应电极；以及

一控制电路，用以依据一模式切换信号将所述电子装置切换为一触控感测模式或一近接感测模式，并根据所述电子装置所切换的模式以发出对应的一控制信号至所述多工电路，所述控制信号用以控制所述多工电路耦接输出至所述感应电极的方式。

2.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，当所述电子装置为所述触控感测模式，则所述多工电路分时输出所述驱动信号至对应的各感应电极。

3.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，当所述电子装置为所述近接感测模式，则所述多工电路使至少三个所述感应电极并联，并输出所述驱动信号至并联的所述感应电极。

4.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，当所述电子装置为所述近接感测模式，所述感应电极更判断一物体与所述触控面板的一相对距离，藉以产生所述感应信号。

5.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述感应电极为多个感应按键。

6.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，各所述感应电极由多个感应器串联组成。

7.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述多工电路包括：

一第一晶体管，其第一端耦接于一参考电压，其控制端耦接于所述控制信号的一第一位元；

一第二晶体管，其第一端耦接于所述第一晶体管的一第二端，其控制端耦接于所述控制信号的一第二位元，其第二端耦接于所述感应电极中的一第二感应电极；

一第三晶体管，其第一端耦接于所述参考电压，其控制端耦接于所述控制信号的所述第二位元，其第二端耦接于所述感应电极中的一第三感应电极；

一第四晶体管，其第一端耦接于所述参考电压，其控制端耦接于所述控制信号的所述第二位元；

一第五晶体管，其第一端耦接于所述参考电压，其控制端耦接于所述控制信号的所述第一位元，其第二端耦接于所述感应电极中的一第二感应电极；以及

一第六晶体管，其第一端耦接于所述参考电压，其控制端耦接于所述控制信号的所述第一位元，其第二端耦接于所述感应电极中的一第一感应电极，

其中所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管及所述第六晶体管为N型晶体管，且所述第四晶体管及所述第五晶体管为P型晶体管。

8.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述多工电路包括：

一第一晶体管，其第一端耦接于一参考电压，其控制端耦接于所述控制信号的一第二位元；

一第二晶体管，其第一端耦接于所述第一晶体管的一第二端，其控制端耦接于所述控制信号的一第三位元，其第二端耦接于一第一节点；

一第三晶体管，其第一端耦接于所述参考电压，其控制端耦接于所述控制信号的一第三位元；

一第四晶体管，其第一端耦接于所述第三晶体管的一第二端，其控制端耦接于所述控制信号的一第一位元，其第二端耦接于所述感应电极中的一第四感应电极；

一第五晶体管，其第一端耦接于所述参考电压，其控制端耦接于所述控制信号的所述第三位元；

一第六晶体管，其第一端耦接于所述第五晶体管的一第二端，其控制端耦接于所述控制信号的所述第二位元，其第二端耦接于所述第一节点；

一第七晶体管，其第一端耦接于所述第一节点，其控制端耦接于所述控制信号的所述第一位元，其第二端耦接于所述感应电极中的一第三感应电极；

一第八晶体管，其第一端耦接于所述参考电压，其控制端耦接于所述控制信号的所述第二位元；

一第九晶体管，其第一端耦接于所述第八晶体管的一第二端，其控制端耦接于所述控制信号的所述第一位元，其第二端耦接于所述感应电极中的一第二感应电极；以及

一第十晶体管，其第一端耦接于所述参考电压，其控制端耦接于所述控制信号的所述第一位元，其第二端耦接于所述感应电极中的一第一感应电极，

其中所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第八晶体管及所述第十晶体管为N型晶体管，且所述第四晶体管、所述第五晶体管、所述第六晶体管、所述第七晶体管及所述第九晶体管为P型晶体管。

9.一种检测方法，用于一电子装置，其特征在于，所述电子装置包含具有多个感应电极的一触控面板，所述的检测方法包括：

依据一模式切换信号，将所述电子装置切换为一触控感测模式或一近接感测模式；

根据所述电子装置所切换的模式发出对应的一控制信号以控制耦接输出一驱动信号至所述感应电极的方式。

10.如权利要求9所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述电子装置所切换的模式发出对应的所述控制信号以控制输出所述驱动信号至所述感应电极的方式包括：

当所述电子装置为所述触控感测模式，利用一控制电路发出所述控制信号至一多工电路以让所述多工电路分时输出所述驱动信号至对应的各感应电极；以及

当所述电子装置为所述近接感测模式，利用所述控制电路发出所述控制信号至所述多工电路以将至少三个所述感应电极并联，并使所述多工电路输出所述驱动信号至并联的所述感应电极。

11.如权利要求9所述的检测方法，其特征在于，所述的检测方法更包括：

当所述电子装置为所述触控感测模式，所述感测电极感测所述触控面板上的一触控动作以输出对应的一触控信号；以及

当所述电子装置为所述近接感测模式，所述感测电极感测接近所述触控面板的一物体移动动作以输出对应的一感应信号。

12.如权利要求9所述的检测方法，其特征在于，所述感应电极为多个感应按键。

13.如权利要求9所述的检测方法，其特征在于，各所述感应电极由多个感应器串联组成。