CN103345436B - 检测电路及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种检测电路及检测方法。该检测电路用于检测触控面板中的感测线是否断路，该感测线包括沿第一方向延伸的多条第一感测线及沿第二方向延伸的多条第二感测线，每条第一感测线的两端分别与一条第一迹线电连接，每条第二感测线的两端分别与一条第二迹线电连接，该检测电路包括测试电源，转换电路及处理单元，该测试电源用于提供电压值相等且频率分别为第一频率及第二频率的电压信号至该第一迹线，该转换电路用于接收自该第二迹线输出的电压信号并相应转换为第一数值及第二数值，该处理单元比较该第一数值及该第二数值的差值，当该第一数值与该第二数值的差值的绝对值大于或等于一预设的数值时，该处理单元判断该第一感测线断路。

Description

检测电路及检测方法

技术领域

本发明涉及一种触摸屏的检测电路及检测方法。

背景技术

目前，具有触摸功能的触控装置得到越来越普遍的应用。触控装置中包含一触摸面板，触摸面板中设置感测线（touch sensor）以感测用于的触摸操作。对于中大尺寸的触摸面板感测线的设计，为了降低感测线的阻抗，通常采用在每条感测线的两端设置两条迹线（wire/ metal trace），两条迹线接到一驱动芯片的同一个引脚，接收同一信号，这种一条感测线的两端与两条迹线相连的方式通常称为双端走线（double routing wire） (请参阅公开号为：US2013/0106747 A1的专利文献)。在测试双端走线的感测线（比如Tx）是否断路时，通常采用通过与感测线Tx相连的一迹线提供一测试电压，再将与该感测线延伸方向不同的另外的一条感测线（比如Rx）相连的另一迹线输出的电压进行转换得到的数值与正常双端走线的感测线所在的数值范围（比如，8000~1200）进行比较。但是由于双端走线的感测线制程等原因，断路的双端感测线的数值通常不会落到该数值范围的下限以下，而是在中间偏下的范围，比如8500。因此，现有技术判断双端走线的感测线是否断路时判断不精确。

发明内容

因此，有必要提供一种判断触摸屏中感测线为双端走线的感测线是否断路的精确的检测电路。

也有必要提供一种判断双端走线的感测线是否断路的精确的检测方法。

一种检测电路，用于检测触控面板中的感测线是否断路，该感测线包括沿第一方向延伸的多条第一感测线及沿第二方向延伸的多条第二感测线，每条第一感测线的两端分别与一条第一迹线电连接，每条第二感测线的两端分别与一条第二迹线电连接，该检测电路包括测试电源，转换电路及处理单元，该测试电源用于提供电压值相等且频率分别为第一频率及第二频率的电压信号至该第一迹线，该转换电路用于接收自该第二迹线输出的电压信号并相应转换为第一数值及第二数值，该处理单元比较该第一数值及该第二数值的差值，当该第一数值与该第二数值的差值的绝对值大于或等于一预设的数值时，该处理单元判断该第一感测线断路。

一种检测方法，用于检测触控面板中的感测线是否断路，该感测线包括沿第一方向延伸的多条第一感测线及沿第二方向延伸的多条第二感测线，每条第一感测线的两端分别与一条第一迹线电连接，每条第二感测线的两端分别与一条第二迹线电连接，该方法包括：

提供一电压值相等且频率分别为第一频率及第二频率的电压信号至该第一迹线；

接收自该第二迹线输出的电压信号并相应转换为第一数值及第二数值；

判断该第一数值及该第二数值的差值的绝对值是否大于或等于一预设的数值；

当该第一数值与该第二数值的差值的绝对值大于或等于一预设的数值时，该第一感测线断路。

与现有技术相较，本发明检测电路及利用该检测电路的检测方法，将电压值相同频率不同的电压信号提供给第一感测线的两条第一迹线，并将该第二感测的两第二迹线的输出的电压信号转换为第一数值及第二数值。当第一数值与第二数值差值的绝对值大于或等于一预设的数值时，该第一感测线断路。实施本发明，达到了更加精确的判断感测线是否断路的技术效果。

附图说明

下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述：

图1为本发明检测电路1用于检测一双端走线的触控面板2中是存在感测线断路的示意图。

图2为为第二子感测线的两端各连接第一迹线时信号衰减方向示意图。

图3为图2中所示的第二子感测线的等效电阻示意图。

图4为检测第二子感测线是否断线时自该测试信号输出端Vin至该信号接收端Vout的等效电路示意图。

图5为该第一子感测线的一端与其中的一条第一感测迹线的连接点断路时信号衰减示意图。

图6为图5中检测该第一子感测线是否断线时自该测试信号输出端Vin至该信号接收端Vout的等效电路示意图。

图7为本发明检测电路用于检测双端走线的感测线是否断路的检测方法的流程图。

主要元件符号说明

检测电路	1
		触控面板	2
测试电源	10
		转换电路	30
处理电路	50
		测试信号输出端	Vin
信号接收端	Vout
		第一感测线	21
第二感测线	22
		第一迹线	23
第二迹线	24
		第一子感测线	21a
第二子感测线	21b
		电阻	R0，R1，R2，R3
电容	C1
		第一方向	D1
第二方向	D2
		第一频率	f1
第二频率	f2
		节点	A，B，P1，P2，Q
断点	M

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，其为本发明检测电路1用于检测一双端走线的触控面板2中是存在感测线断路的示意图。该触控面板2包括多条沿第一方向D1方向延伸的第一感测线21以及多条沿第二方向D2延伸的第二感测线22。其中，该第一方向D1不平行于该第二方向D2，该第一方向D1及该第二方向D2可以分别为直角坐标的X轴方向及Y轴方向。每条第一感测线21的两端分别通过一条第一迹线23与一驱动芯片（图未示）的一引脚相连，用于接收自该驱动芯片的该引脚输出的驱动信号。在本实施方式中，每条第一感测线21两端的两条第一迹线23连接同一节点后再连接驱动芯片的同一引脚，其中，该节点为该第一感测线21接收外部驱动芯片产生的信号的位置，比如图1中的节点P1及节点P2。每条第二感测线22的两端分别通过两条第二迹线24与该驱动芯片的另外的一引脚相连，用于将该第二感测线22上感测的信号传输至该芯片。该芯片根据该第二感测线22的信号变化以判断触控动作产生的位置。在本实施方式中，每条第二感测线22两端的两条第二迹线24连接同一节点后再连接驱动芯片的同一引脚，其中，该节点为该第二感测线22将其上的信号变化传输至驱动芯片的位置，比如图1中的节点Q。

多条第一感测线21存在断路或者不断路的情况，为了方便介绍该检测电路1的工作原理，以多条第一感测线21中的两条为例进行说明，断路的一条第一感测线21命名为第一子感测线21a，不断路的一条第一感测线21命名为第二子感测线21b。该第一子感测线21a的两条第一迹线23连接到同一点P1。该第二子感测线21b的两条第一迹线连接到同一点P2。该第二感测线22的两条第二迹线24连接到同一点Q。可以理解地，点P1、P2及Q分别为与驱动芯片的不同引脚连接点。

该检测电路1包括测试电源10，转换电路30及处理电路50。该测试电源10包括测试信号输出端Vin，该测试电源10用于提供电压值相同频率为第一频率f₁及第二频率f₂的电压信号并经由该测试信号输出端Vin及该节点P1输出至两个第一迹线23。该第一频率f₁与该第二频率f₂的频率明显不同，在本实施方式中，该第一频率f₁为100KHZ，该第二频率f₂为150KHZ，该电压信号的电压值大小为1.0V。

该转换电路30包括一信号接收端Vout，该信号接收端Vout经由节点Q连接两条第二迹线24。该转换电路30用于将该第二感测线22的两第二迹线24经由节点Q的输出的电压信号转换为相应的数值。具体地，当该电压信号的频率为第一频率f₁时，该转换电路30将该第二感测线22的两第二迹线24经由节点Q输出至该信号接收端Vout的电压信号转换为第一数值。当该电压信号的频率为第二频率f₂时，该转换电路30将该第二感测线22的两第二迹线24输出至该信号接收端Vout输出的电压信号转换为第二数值。该转换电路30为测量范围为0～Va，其中，Va为测量范围的上限。在本实施方式中，该转换电路30的测量范围为（0～1.8V），即，Va=1.8V，转换位数为14位的数模转换器（Analogy Digital Converter, ADC）。

该处理单元50用于接收该第一数值与该第二数值，并判断该第一数值与该第二数值的差值的绝对值是否大于或等于一预设的数值。当该第一数值与该第二数值的差值的绝对值大于或等于该预设的数值时，该第一感测线21断路。当该第一数值与该第二数值的差值的绝对值小于该预设的数值时，该第一感测线21不存在断路。

为了方便描述，将电压信号的频率为第一频率f₁对应的数值称为第一数值，该第一感测线21没断路时所对应的第一数值称为第一原始数值，即，电压信号的频率为第一频率f₁时该第二子感测线21b对应的数值为第一原始数值；当该第一感测线21断路时所对应的第一数值成为第一测试数值，即，电压信号的频率为第一频率f₁时该第一子感测线21a对应的数字为第一测试数值。同样地，该电压信号的频率为第二频率f₂所对应的数值称为第二数值，该第一感测线21没有断路时所对应的第二数值称为第二原始数值，即，电压信号的频率为第二频率f₂时该第二子感测线21b对应的数值为第二原始数值，该第一感测线21断路时所对应的第二数值称为第二测试数值，即电压信号的频率为f₂时第一子感测线21a对应的数值为的第二测试数值。

请一并参阅图2和图3，图2为该第二子感测线21b的两端连接两个第一迹线23时信号衰减方向示意图。图3为图2中所示的第二子感测线21b的等效电阻示意图。假如第二子感测线21b没有连接第一迹线23时的电阻为R₀，则该第二子感测线21b的两端点A、B分别通过一条第一迹线23连接驱动芯片的同一引脚时，则该第二子感测线21b上的信号自该第一迹线23与该第二子感测线21b的节点往该第一感测线21的中点M衰减。则，此时该第二子感测线21b相当于两个R₀/2的电阻并联，即，此时，该第二子感测线21b的电阻为R₀/4，为了方便描述，此时该第二子感测线21b的电阻定义为R₁，即R₁=R₀/4。

请参阅图4，其为检测第二子感测线21b是否断线时，自该测试信号输出端Vin至该信号接收端Vout的等效电路示意图。其中，R₂为该第二感测线22的等效电阻，由于检测时假定该第二感测线22没有断线，且相对该第一子感测线21a及该第二子感测线21b的位置均为该第一子感测线21a及该第二子感测线21b的中间点的位置，因此，在下面分析计算时，该第二感测线22的电阻R₂忽略不计算。下面以电阻R₁为50KΩ，电容C₁为10pf为例进行说明。用一阶电路零状态响应的计算方法进行定性分析计算及详细说明。

对该第二子感测线21b分析如下：

当该测试电源10产生的电压信号的频率为第一频率f₁=100KHZ时，则t₁=1/ f₁=10^{- 5}s，时间常数τ₁=R₁×C₁=5×10⁴ ×10^-11=5×10^-7 ,则该第二感测线22输出的电压值Vout₁=V（1-e^-t/τ）≈1.0V，则经由该转换电路30转换得到的第一原始数值D₁₀=（Vout₁/ Va）=(1/1.8) ×2¹⁴=9102。

当该测试电源10产生的电压信号的频率为第二频率f₂=150KHZ时，则t₂=1/ f₂=1/15×10^-5 s，τ₂= R₁×C₁=5×10^-7，则该第二感测线22输出的电压值Vout₂=V（1-e^-t/τ）≈1.0V，则经由该转换电路30转换得到的第二原始数值D₂₀=（Vout₂/ Va）=(1/ 1.8) ×2¹⁴=9102。

由此可见，对于第二子感测线21b而言，频率分别为第一频率f₁及第二频率f₂的电压信号所对应的第一原始数值D₁₀与该第二原始数值D₂₀的差值为零，小于一预设的数值（比如，200）。

请一并参阅图5及图6，图5为该第一子感测线21a的一端与其中的一条第一感测迹线23的连接点端路时信号衰减示意图。图6为图5中检测该第一子感测线21a是否断线时自该测试信号输出端Vin至该信号接收端Vout的等效电路示意图。由图5可见，该第一子感测线21a上的信号自该第一迹线23的一端A往断点D处衰减，此时，该第一子感测线21a处于该检测电路1中的电阻为图1中该第一子感测线21a的中点M左边的电阻R₃，为R₀/2。即，R₃=2R₁，而第一子感测线21a与该第二感测线22的耦合电容没发生变化。

对该第一子感测线21a分析如下：

当该测试电源10产生的电压信号的频率为第一频率f₁=100KHZ时，则t₁=1/ f₁=10^{- 5}s，时间常数τ₃=2R₁×C₁=4×5×10⁴ ×10^-11=1×10^-6 ，则该第二感测线22输出的电压值Vout₃=V（1-e^-t/τ）≈0.993V，则经由该转换电路30转换得到的第一测试数值D₁₁=（Vout₃/ Va）=(0.993/ 1.8) ×2¹⁴=9047。

当该测试电源10产生的电压信号的频率为第二频率f₂=150KHZ时，则t₂=1/ f₂=1/15×10^-5 s，τ₄=2R₁×C₁=4×5×10⁴ ×10^-11=2×10^-6，则该第二感测线22输出的电压值Vout₄=V（1-e^-t/τ）≈0.964V，则经由该转换电路30转换得到的第二测试数值D₂₁=（Vout₄/ Va）=(0.964/ 1.8) ×2¹⁴ =8775。

由此可见，对于第二子感测线21b而言，频率分别为第一频率f₁及第二频率f₂的电压信号所对应的第一测试数值D₁₁与该第二测试数值D₂₁的差值为D₁₁- D₂₁=9047-8775=272，大于或等于该预设的数值。

可以理解地，该第一感测线21的断点也可为其它位置，断点位置的不同则该第一感测线21的等效电阻不同。由于该第一迹线21的等效电阻的不同，则对该第一感测线21提供频率为第一频率f₁及第二频率f₂的电压信号时，该第二感测线22感测到的电压值不同，进而经由该转换电路30得到的数值不同，由此可作为判断该第一感测线21是否存在断路的依据。且由于该第一感测线21的等效电阻与断点的位置相关，因此，可以根据该第二感测线22感测到频率为第一频率f₁及第二频率f₂的电压信号所对应的电压值的差值或该转换电路30对应频率为第一频率f₁及第二频率f2的电压信号对应的数值的差值得到断点的位置。

下面结合图1～6介绍本发明检测电路1检测该第一感测线21是否断路的检测方法的流程图。请参阅图7，该方法包括：

步骤S100，提供电压值相等频率分别为第一频率f₁及第二频率f₂的电压信号至该第一感测线21两端。在本实施方式中，该第一频率f₁及第二频率f₂分别为100KHZ及150KHZ，该电压值为1.0V。

步骤S200，接收该第二感测线22两端输出的电压信号，并将该第一频率f₁及第二频率f₂的电压信号对应的输出电压信号相应转换为第一数值及第二数值。在本实施方式中，该转换电路30为14位的数模转换器。

步骤S300，判断该第一数值与该第二数值的差值的绝对值是否大于或等于一预设的数值。当该第一数值与该第二数值的差值的绝对值大于或等于该预设的数值时，进入步骤S400，当该第一数值与该第二数值的差值的绝对值小于该预设的数值时，进入步骤S500。

步骤S400，该第一感测线21存在断路。

步骤S500，该第一感测线21不存在断路。

可以理解地，虽然本发明检测电路1及检测方法以触控面板2中的第一感测线21为例进行说明，本发明检测电路1及检测方法也同样适用于触控面板2中的第二感测线22。

可以理解地，该检测电路1可为一集成芯片，则该测试信号输出端Vin及该信号接收端Vout分别为该集成芯片的检测信号输出引脚及信号接收引脚。虽然该检测电路1的检测原理以触控面板2上的一条第二感测线22为例进行说明，该触控面板2上所有的第二感测线22均与一转换电路30相连，每个第二感测线22与该转换电路的检测过程和前述介绍的检测原理相同，此时，检测结果更加精确。

与现有技术相较，本发明检测电路1及利用该检测电路1的检测方法，将电压值相同频率不同的电压信号提供给第一感测线21的两条第一迹线23，并将该第二感测22的两第二迹线24的输出的电压信号转换为第一数值及第二数值。当第一数值与第二数值差值的绝对值大于或等于一预设的数值时，该第一感测线断路。实施本发明，达到了更加精确的判断感测线是否断路的技术效果。

虽然本发明以优选实施方式揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做各种的变化，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种检测电路，用于检测触控面板中的感测线是否断路，该感测线包括沿第一方向延伸的多条第一感测线及沿第二方向延伸的多条第二感测线，所述第一感测线与所述第二感测线之间具有没有发生变化的耦合电容，每条第一感测线的两端分别与一条第一迹线电连接，每条第二感测线的两端分别与一条第二迹线电连接，其特征在于，该检测电路包括测试电源，转换电路及处理单元，该测试电源用于提供电压值相等且频率分别为第一频率及第二频率的电压信号至该第一迹线，该转换电路用于接收自该第二迹线输出的电压信号并相应转换为第一数值及第二数值，且在该测试电源对所述第一迹线产生电压信号的第一载波周期结束的时刻对所述第二迹线的电压进行采样，该处理单元比较该第一数值及该第二数值的差值，当该第一数值与该第二数值的差值的绝对值大于或等于一预设的数值时，该处理单元判断该第一感测线断路。

2.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于，当该第一数值与该第二数值的差值的绝对值小于该预设的数值时，该处理单元判断该第一感测线不存在断路。

3.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于，该测试电源的电压值为1.0V。

4.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于，该第一频率为100KHZ，该第二频率为150KHZ。

5.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于，该转换电路为14位的数模转换器。

6.一种检测方法，用于检测触控面板中的感测线是否断路，该感测线包括沿第一方向延伸的多条第一感测线及沿第二方向延伸的多条第二感测线，所述第一感测线与所述第二感测线之间具有没有发生变化的耦合电容，每条第一感测线的两端分别与一条第一迹线电连接，每条第二感测线的两端分别与一条第二迹线电连接，其特征在于，该方法包括：

提供一电压值相等且频率分别为第一频率及第二频率的电压信号至该第一迹线；

接收自该第二迹线输出的电压信号并相应转换为第一数值及第二数值，且在对所述第一迹线产生电压信号的第一载波周期结束的时刻对所述第二迹线的电压进行采样；

判断该第一数值及该第二数值的差值的绝对值是否大于或等于一预设的数值；

当该第一数值与该第二数值的差值的绝对值大于或等于一预设的数值时，该第一感测线断路。

7.如权利要求6所述的检测方法，其特征在于，当该第一数值与该第二数值的差值的绝对值小于该预设的数值时，该第一感测线不存在断路。

8.如权利要求6所述的检测方法，其特征在于，该电压信号的电压值为1.0V。

9.如权利要求6所述的检测方法，其特征在于，该第一频率为100KHZ，该第二频率为150KHZ。