CN103543892A - 感测电路、触控模块、电子装置和控制方法 - Google Patents

感测电路、触控模块、电子装置和控制方法 Download PDF

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CN103543892A CN201310268363.9A CN201310268363A CN103543892A CN 103543892 A CN103543892 A CN 103543892A CN 201310268363 A CN201310268363 A CN 201310268363A CN 103543892 A CN103543892 A CN 103543892A
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王仓鸿
简怡婷
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Abstract

一种感测电路、触控模块、电子装置和控制方法，该控制方法包含：产生一第一感测信号，并且在一闲置模式期间，每隔一闲置扫描周期就将第一感测信号同时送至触控板的多个第一感测电极，并从触控板的多个第二感测电极接收多个第二感测信号。如此一来，本发明可以依据所接收到的第二感测信号的状态而判断触控板是否被触碰，以决定是否解除闲置模式。

Description

感测电路、触控模块、电子装置和控制方法
技术领域
本发明涉及一种触控面板的操作方式，且特别是有关于一种可以降低功耗的触控面板的操作方式。
背景技术
图1绘示为公知的多点电容式触控面板的架构图。请参照图1，公知的触控板100包括多个第一电极，例如102和104，其朝向X方向排列。另外，触控板100还包括多个第二电极，例如112和114，其朝向Y方向排列。其中，每一第一电极和第二电极的交会处，就是一感测点，例如122和124。另外，第一电极和第二电极在没有被触碰的状况下不会相交。如此一来，每一感测点都是一电容，而在触控板100上形成一电容阵列。
另外，公知的触控板100会依序扫描第一电极和第二电极。更详细地说，触控板100会依序将感测输入信号，例如SI1和SI2，输入至各第一电极。接着，触控板100会依序从每一第二电极接收感测输出信号，例如SO1和SO2。如此一来，公知的触控板100就可以依据所读取到的感测输出信号来判断被触碰的位置。当然，第二电极也可以用来接收感测输入信号，而第一电极则用来输出感测输出信号。
然而，公知的触控板100在闲置的状态，也就是没有被触碰的状态，第一电极和第二电极还是需要不停的被扫描，以持续侦测是否被碰触。如此一来，在触控板100闲置的期间，仍旧会持续消耗电力。
发明内容
因此，本发明提供一种感测电路，可以利用较低的功耗来感测一触控板是否被触碰。
本发明也提供一种触控模块，可以用于触控板的操作。
另外，本发明更提供一种具有触控板的电子装置，可以降低功率的消耗。
此外，本发明还提供一种触控板的控制方法，可以以较低的功耗来控制触控板。
本发明提供一种感测电路，可以用于具有电容阵列的触控板，其中触控板具有多个感测信号输入端和多个感测信号输出端。感测电路包括信号收发模块和闲置模式处理单元。信号收发模块可以耦接感测信号输入端和感测信号输出端，并且信号收发模块会输出一第一感测信号。当感测电路在一闲置模式下时，则每隔一闲置扫描时间就会将第一感测信号同时送至所有的感测信号输入端，并从感测信号输出端接收多个第二感测信号。信号收发模块会依据所接收到的第二感测信号的状态而产生一第三感测信号给闲置模式处理单元。借此，闲置模式处理单元会依据第三感测信号的状态而判断触控板是否被触碰，并且决定是否致能一唤醒信号以解除闲置模式。
从另一观点来看，本发明也提供一种触控模块，包括触控板、信号收发模块和闲置模式处理单元。触控板具有朝一第一方向排列的多个第一感测电极，以及朝一第二方向排列的多个第二感测电极。另外，各第一感测电极和第二感测电极的交会处分别形成一电容，以组成一电容阵列。信号收发模块可以耦接第一感测电极和第二感测电极，并且信号收发模块会输出一第一感测信号。此第一感测信号会在一闲置模式期间，每隔一闲置扫描周期被同时送至所有的第一感测电极，并从第二感测电极接收多个第二感测信号。其中，信号收发模块会依据所接收到的第二感测信号的状态而产生一第三感测信号给至模式处理单元。如此一来，闲置模式处理单元就可以依据第三感测信号的状态而判断触控板是否被触碰，并且决定是否解除闲置模式。
从另一观点来看，本发明更提供一种具有触控板的电子装置，包括触控板、信号收发模块、闲置模式处理单元和控制模块。触控板具有朝一第一方向排列的多个第一感测电极，以及朝一第二方向排列的多个第二感测电极。另外，各第一感测电极和第二感测电极的交会处分别形成一电容，以组成一电容阵列。信号收发模块可以耦接第一感测电极和第二感测电极，并且信号收发模块会输出一第一感测信号。此第一感测信号会在一闲置模式期间，每隔一闲置扫描周期被同时送至所有的第一感测电极，并从第二感测电极接收多个第二感测信号。其中，信号收发模块会依据所接收到的第二感测信号的状态而产生一第三感测信号给闲置模式处理单元。如此一来，闲置模式处理单元就可以依据第三感测信号的状态而判断触控板是否被触碰，并且决定是否致能一唤醒信号。控制模块也耦接闲置模式处理单元，并且在判断唤醒信号被致能时，解除闲置模式，并使电子装置进入一正常模式，以进行正常的运作。
从另一观点来看，本发明更提一种控制方法，可以控制上述的触控板。本发明的控制方法可以先产生一第一感测信号，并且在一闲置模式期间，每隔一闲置扫描周期就将第一感测信号同时送至第一感测电极，并从第二感测电极接收多个第二感测信号。如此一来，本发明可以依据所接收到的第二感测信号的状态而判断触控板是否被触碰，以决定是否解除闲置模式。
由于本发明可以在触控板为一闲置模式时，将一感测信号同时送至所有的第一电极，并从第二电极接收第二信号，以判断触控板是否被碰触，因此本发明可以节省电力的损耗。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
图1绘示为公知的多点电容式触控面板的架构图；
图2绘示为依照本发明的一较佳实施例的一种触控模块的方块图；
图3绘示为依照本发明的一实施例的图2的信号收发模块的电路方块图；
图4A绘示为依照本发明的一实施例的图3的模拟处理单元的电路图；
图4B绘示为依照本发明另一实施例的一种图3的模拟处理单元的电路图；
图5绘示为依照本发明的一实施例的一种闲置模式处理单元的方块图；
图6绘示为依照本发明图2的一实施例的正常模式处理模块的方块图；
图7绘示为依照本发明的一实施例的一种电子装置的方块图；
图8绘示为依照本发明的一较佳实施例的一种触控板的控制方法的步骤流程图。
其中，附图标记
100、202：  触控板
102、104、112、114、222、224：  电极
122、124：  感测点
200：  触控模块
202：  触控板
204：  感测电路
212：  信号收发模块
214：  正常模式处理模块
216：  闲置模式处理单元
302：  多路复用器
304、400、410：  模拟处理单元
306：  存储器
402：  放大器
404：  电容
406：  电阻
412：  比较器
512：  电位移转器
514、612：  模拟数字转换器
614：  数字处理单元
616：  触控处理单元
700：  电子装置
702：  控制模块
704：  显示屏幕
CS：  控制信号
SI1、SI2：  感测输入信号
SO1、SO2：  感测输出信号
S1、S2、S3、S3’：  感测信号
WS：  唤醒信号
S802、S804、S806、S808、S810、S812：  触控板的控制方法的步骤流程
VREF：  参考电压
具体实施方式
图2绘示为依照本发明的一较佳实施例的一种触控模块的方块图。请参照图2，本实施例所提供的触控模块200，包括触控板202和感测电路204。触控板202可以利用图1所绘示的触控板100来实现。另外，感测电路204则包括信号收发模块212和正常模式处理模块214。其中，信号收发模块212耦接触控板202以及正常模式处理模块214。在本实施例中，感测电路204更包括一闲置模式处理单元216，也会耦接信号收发模块212。
触控板202具有M条第一电极222以及N条第二电极224，分别耦接信号收发模块212。当触控板202工作在正常模式下，感测电路204会逐一扫描每一第一电极222。更详细地说，当感测电路204逐一扫描各第一电极222时，信号收发模块212会分别将一感测信号S1依序送至每一第一电极222。另一方面，当信号收发模块212将感测信号S1送至第一电极222其中之一时，信号收发模块212会从每一第二电极224接收感测信号S2。接着，信号收发模块212会将感测到的结果送至正常模式处理模块214。在本实施例中，所有第一电极被扫描一次所花费的时间被定义为正常扫描周期。
当触控板202在闲置模式下工作时，正常模式处理模块214会被禁能，而闲置模式处理单元216则会被致能。此时，信号收发模块212会每隔一闲置扫描周期，就将感测信号S1实质上同时送至所有的第一电极222，然后再从第二电极224接收感测信号S2，并且将感测的结果送至闲置模式处理单元216进行处理。为了实现把感测信号S1同时送至所有的第一电极222，然后再从第二电极224接收感测信号S2的目的，根据本发明的一实施例，可以把通过所有的M条第一电极222和所有的N条第二电极224全都连接在一起来实现。由此可知，触控板202在闲置模式下工作时，实质上可以看作1x1阵列的面板，也就是所有的第一电极可以看作一条第一电极，而所有的第二电极也可以看作一条第二电极。从发送及接收感测信号的角度来看，所需要的扫描时间实质上等同于只需扫描一条第一电极和接收一条第二电极所需的时间，因此可以节省扫描时间。
在一些实施例中，闲置扫描周期的长度可以等于正常扫描周期。然而，在另外一些实施例中，闲置扫描周期则是小于正常扫描周期。在这些实施例中，闲置扫描周期的长度，可以是触控板202在正常模式下，每k条第一电极222被扫描时的长度，其中k大于等于1，并且小于M。例如，闲置扫描周期可以是触控板202在正常模式下，扫描奇数条或偶数条第一电极222所花费的时间，或是随机选取第一电极222的部分进行扫描所花费的时间。换句话说，在本实施例中，当触控板202在闲置模式下时，信号收发模块212在正常扫描周期的时间长度内，只会发送一次或少于M次的感测信号S1到触控板202，其中M为大于或等于2的正整数，因此本实施例可以有效地节省电力的消耗。
图3绘示为依照本发明的一实施例的图2的信号收发模块212的电路方块图。请参照图3，本实施例所提供的信号收发模块212包括多路复用器302、模拟处理单元304和存储器306。模拟处理单元304分别耦接多路复用器302和存储器306。其中，多路复用器302具有第一输入端耦接模拟处理单元304、M个对应于第一输入端的第一输出端耦接触控板202、N个第二输入端耦接触控板202、以及对应于第二输入端的第二输出端耦接模拟处理单元304。
请合并参照图2和图3，当多路复用器302从第一输入端接收到感测信号S1，并且触控板202工作在闲置模式下时，多路复用器302会将所接收到的感测信号S1从其第一输出端实质上同时送给每一第一电极222。换句话说，各第一电极222实质上同时会接收到感测信号S1。另一方面，多路复用器302还会通过N个第二输入端而从触控板202的第二电极224接收感测信号S2，并且通过第二输出端送至模拟处理单元304进行处理。
图4A绘示为依照本发明的一实施例的图3的模拟处理单元的电路图。请参照图4A，本实施例所提供的模拟处理单元400，可以适用于图3的模拟处理单元304，其包括放大器402、反馈电容404和反馈电阻406。在本实施例中，放大器402的负输入端耦接图3中的多路复用器302的第二输出端，而其正输入端则耦接参考电压VREF。在本实施例中，参考电压VREF可以储存在图3中的存储器306中，而此存储器306可以是一只读存储器。另外，反馈电容404和反馈电阻406的第一端分别耦接至放大器402的负输入端，而第二端则分别耦接至放大器402的输出端，以构成一反相放大器电路。
当图3中的多路复用器302从第二电极224取得感测信号S2后，会将其送至放大器402的负输入端。此时，放大器402就可以依据感测信号S2而生成感测信号S3。当触控板202工作在闲置模式下时，此感测信号S3会被送至图2中的闲置模式处理单元216进行处理。
图4B绘示为依照本发明一实施例的图3的模拟处理单元的电路图。请参照图4B，本实施例所提供的模拟处理单元410包括比较器412，其负输入端耦接图3中的多路复用器302的第二输出端，以接收感测信号S2。另外，比较器412的正输入端则耦接参考电压VREF。当比较器412接收到感测信号S2时，会将其与参考电压VREF进行比较，并且依据比较结果而生成感测信号S3。
图5绘示为依照本发明的一实施例的一种闲置模式处理单元的方块图。请合并参照图2和图5，本实施例所提供的闲置模式处理单元216包括电位移转器512和1比特模拟数字转换器514。电位移转器512耦接信号收发模块212，以接收感测信号S3。另外，电位移转器512也耦接1比特模拟数字转换器514。
当闲置模式处理单元216接收到感测信号S3时，电位移转器512会移转感测信号S3的电位，并且将电位移转过的感测信号S3’送至1比特模拟数字转换器514。若是触控板202在闲置模式期间未被触碰，则感测信号S3’的电位会维持在一预设电位范围之内，因此1比特模拟数字转换器514的输出就是0。相对地，若是触控板202在闲置模式期间被触碰，则感测信号S3’的电位就不会在上述的预设电位范围内，因此就会使1比特模拟数字转换器514的输出为1。从另一角度来看，当1比特模拟数字转换器514的输出为1时，代表一唤醒信号WS被致能。此时，闲置模式就会被解除，而使触控板202进入正常模式。另一方面，当闲置模式被解除时，则正常模式处理模块214会被致能，而闲置模式处理单元216则被禁能。
虽然在图5中提供了闲置模式处理单元216的实施例，但并非用来限定本发明。本领域普通技术人员当知，不同的闲置模式处理单元的架构并不会对本发明主要的精神有任何影响。
图6绘示为依照本发明图2的一实施例的正常模式处理模块的方块图。请参照图6，同样地，本实施例所提供的正常模式处理模块214并非用来限定本发明。在本实施例中，正常模式处理模块214包括模拟数字转换器612、数字处理单元614和触控处理单元616。模拟数字转换器612耦接信号收发单元212以及数字处理单元614，而数字处理单元614还耦接触控处理单元616。
请合并参照图2和图6，当触控板202在正常模式下运作时，信号收发模块212会接收第二电极所接收到的感测信号S2并且进行处理。接着，信号收发模块212会将处理结果传送至模拟数字转换器612。借此，模拟数字转换器612会将信号收发模块212的输出转为数字形式，然后再送至数字处理单元614进行处理。而数字处理单元614可以依据模拟数字转换器612的输出而生成一坐标数据，并且送至触控处理单元616。如此一来，触控处理单元616就可以依据所接收到的坐标数据而输出相对应的控制信号CS。
图7绘示为依照本发明的一实施例的一种电子装置的方块图。请合并参照图2和图7，本实施例所提供的电子装置700，例如是笔记型电脑、智能移动电话、智能电视…等等，其应用上述的触控模块200。在本实施例中，电子装置700除了上述的触控模块200之外，还包括控制模块702和显示屏幕704。在一些实施例中，显示屏幕704与触控板202可以是分开的构件。然而，在另外一些实施例中，触控板202则是被内建于显示屏幕704之内，本发明并不限制。
在本实施例中，控制模块702可以耦接感测电路204以及显示屏幕704。如此一来，控制模块702就可以控制显示屏幕704显示画面。另一方面，当控制模块702判断上述的唤醒信号WS被致能时，则会禁能闲置模式处理单元216，并且致能正常模式处理模块214，并且解除触控板202的闲置模式。此外，当控制模块702接收到上述从正常模式处理模块214所输出的控制信号CS时，则会依据控制信号CS而控制电子装置700进行对应的运作。
图8绘示为依照本发明的一较佳实施例的一种触控板的控制方法的步骤流程图。请参照图8，本实施例所提供的控制方法，适用于上述图1所公开的触控板200。本实施例所提供的控制方法会如步骤S802所述，产生第一感测信号。接着，如步骤S804所述，判断触控板是否为闲置模式。若是触控板并非闲置模式(就是步骤S804所标示的“否”)，则解除闲置模式，并且进行步骤S812，就是在正常模式下扫描触控板，并且对其进行控制。
相对地，若是在步骤S804中，判断触控板在闲置模式下运作，则进行步骤S806，就是每隔一闲置扫描周期，就将第一感测信号实质上同时送至触控板上所有的第一感测电极，并且如步骤S808所述，从第二感测电极接收第二感测信号。如此一来，本实施例就可以如步骤S810所述，依据第二感测信号来判断触控板是否被碰触。
若是触控板在闲置模式下被碰触时，则解除闲置模式，并且进入步骤S812。反之，若是判断触控板并没有被碰触，则重复进行步骤S806，直到触控板被碰触。
综上所述，由于本发明在触控板处于闲置期间时，在正常扫描周期的时间长度内仅会扫描一次或是扫描部分第一感测电极，因此本发明可以节省电力的消耗。另外，本发明还可以触控板于闲置模式下被触碰时，即时解除闲置模式，使得触控板得以正常使用。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种感测电路，其特征在于，适用于具有电容阵列的触控板，该触控板具有多个感测信号输入端和多个感测信号输出端，该感测电路包括：
一信号收发模块，耦接这些感测信号输入端和这些感测信号输出端，且该信号收发模块会输出一第一感测信号，当该感测电路在一闲置模式下时，则每隔一扫描时间将该第一感测信号同时送至这些感测信号输入端，并从这些感测信号输出端接收多个第二感测信号，其中该信号收发模块会依据所接收到的这些第二感测信号的状态而产生一第三感测信号；以及
一闲置模式处理单元，耦接该信号收发模块，以在该闲置模式期间接收并处理该第三感测信号，且该闲置模式处理单元依据该第三感测信号的状态而判断该触控板是否被触碰，并决定是否致能一唤醒信号以解除该闲置模式。
2.根据权利要求1所述的感测电路，其特征在于，其中该信号收发模块包括：
一多路复用器，具有至少一第一输入端、以及相对应的多个第一输出端，且该多路复用器具有多个第二输入端、以及相对应的一第二输出端，其中每一这些第一输出端分别对应耦接这些感测信号输入端其中之一，而各第二输入端则分别对应耦接这些信号输出端其中之一，当该多路复用器从该第一输入端接收到该第一感测信号后，会将该第一感测信号从这些第一输出端传送至这些感测信号输入端，而当该多路复用器通过这些第二输入端接收到这些感测信号输出端的第二感测信号时，会从该第二输出端送出所接收到的第二感测信号；以及
一模拟处理单元，具有一第一输出端、一第二输出端和一输入端，其中该模拟处理单元从该第一输出端输出该第一感测信号到该多路复用器的第一输入端，且该模拟处理单元通过其输入端接收从该多路复用器输出的这些第二感测信号进行处理，并从其第二输出端输出该第三感测信号。
3.根据权利要求2所述的感测电路，其特征在于，其中该模拟处理单元包括：
一放大器，具有一正输入端耦接一参考电压、一负输入端耦接该模拟处理单元的输入端并接地、以及一输出端耦接至该模拟处理单元的第二输出端，以送出该第三感测信号；
一反馈电容，其第一端耦接该放大器的负输入端，而其第二端耦接至该放大器的输出端；以及
一反馈电阻，其与该反馈电容并联。
4.根据权利要求2所述的感测电路，其特征在于，其中该模拟处理单元包括：
一比较器，具有一正输入端耦接一参考电压、一负输入端耦接该模拟处理单元的输入端并接地、以及一输出端耦接至该模拟处理单元的第二输出端，以送出该第三感测信号。
5.根据权利要求4所述的感测电路，其特征在于，其中该闲置模式处理单元包括：
一电位移转器，耦接该比较器的输出端，以将该第三感测信号的电位偏移一预设电位；
一第一模拟数字转换器，耦接该电位移转器，以依据电位移转器的输出而决定是否致能该唤醒信号。
6.根据权利要求1所述的感测电路，其特征在于，更包括：
一第二模拟数字转换器，耦接该信号收发模块，以在一正常模式下接收从该信号收发模块所送出的第二感测信号，并将其转换为数字信号；
一数字处理单元，耦接该第二模拟数字转换器，接收并处理数字型式的第二感测信号，当该触控板在正常模式被触碰时，该数字处理单元会依据第二感测信号而产生一坐标数据；以及
一触控处理单元，耦接该数字处理单元，以在接收到该坐标数据后，输出一控制信号。
7.一种触控模块，具有如权利要求1-6任一所述的感测电路，其特征在于，且还包括：
一触控板，具有朝一第一方向排列的多个第一感测电极分别耦接这些感测信号输出端，以及朝一第二方向排列的多个第二感测电极分别耦接这些感测信号输入端，且各该第一感测电极和各该第二感测电极的交会处分别形成一电容，以组成一电容阵列。
8.一种电子装置，其特征在于，具有权利要求7所述的触控模块，且还包括：
一控制模块，耦接该闲置模式处理单元，并在判断该唤醒信号被致能时，解除该闲置模式，并使该电子装置进入一正常模式，以进行正常的运作。
9.根据权利要求8所述的电子装置，其特征在于，还包括一正常模式处理模块，其具有：
一模拟数字转换器，耦接该信号收发模块，以在一正常模式下接收从该信号收发模块所送出的第二感测信号，并将其转换为数字信号；
一数字处理单元，耦接该模拟数字转换器，接收并处理数字型式的第二感测信号，当该触控板在正常模式被触碰时，该数字处理单元会依据第二感测信号而产生一坐标数据；以及
一触控处理单元，耦接该数字处理单元，以在接收到该坐标数据后，输出一控制信号给该控制模块，使得该控制模块依据该控制信号控制该电子装置的运作。
10.一种控制方法，其特征在于，适用于权利要求7所述的触控模块，而该控制方法包括下列步骤：
产生一第一感测信号；
在一闲置模式期间，每隔一闲置扫描周期将该第一感测信号同时送至这些第一感测电极，并从这些第二感测电极接收多个第二感测信号；以及
依据所接收到的第二感测信号的状态而判断该触控板是否被触碰，以决定是否解除该闲置模式。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，其中该闲置扫描周期的长度，小于或等于该触控板在正常运作期间，这些第一电极被完整扫描完一次所花费的正常扫描周期。
12.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，其中该闲置扫描周期为随机扫描这些第一感测电极至少其中之一的周期。
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