CN105760026A - 单层电容式触控面板的扫描方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单层电容式触控面板的扫描方法及装置，其中该单层电容式触控面板设有多个电极组及多个分别位于两相邻的电极组之间的屏蔽单元；其中该扫描方法于执行一自容式扫描步骤并由一第一驱动信号来驱动该电极组时，同时输出该第一驱动信号至该屏蔽单元，再接收被驱动的该电极组的电容感应信号；而于执行一互容式扫描步骤并经由一第二驱动信号来驱动该电极组时，令该屏蔽单元接地，再接收该电极组的电容感应信号；如此，于该互容式扫描步骤中接地以作为屏蔽用的该屏蔽单元，于切换至该自容式扫描步骤后，不因该屏蔽单元接地而造成自电容感应信号的电容数值提高，从而增加改变接收电路的成本。
Description
技术领域
本发明关于一种单层电容式触控面板的扫描方法，尤指一种单层电容式触控面板的扫描方法。
背景技术
请参阅图5所示，为一种单层电容式触控面板50及其一互容式扫描电路60的连接示意图，其中该单层电容式触控面板50包含多个电极组51，各该电极组51包含有多个驱动电极511及多个感应电极513。为使该互容式扫描电路60可与该多驱动电极511及感应电极513连接，该多驱动电极511分别通过引线512连接至该互容式扫描电路60，因此多个引线512会并排设置。如图6所示，当该互容式扫描电路60执行一互电容扫描步骤，将驱动信号输出至引线512，如该引线512对应的驱动电极511有触碰物件40触碰，则自该感应电极513所接收到的一互电容感应信号的互电容数值为：Cf并联Cp；其中Cf为触碰物件40与该驱动电极511之间的耦合电容、Cp为该驱动电极511与该感应电极513之间的耦合电容，藉由该互电容数值识别该触碰物件的位置。然而，由于该多个引线512并排，会于互电容扫描期间会彼此干扰，因此，该单层电容式触控面板50进一步于两相邻的电极组51之间设置一条屏蔽线52，而且令各该屏蔽线52连接至一接地端GND，避免并排该多个引线512彼此干扰。
如图5所示的单层电容式触控面板50通常亦可供一自容式扫描电路(图中未示)连接使用，但欲必须改变自容式扫描电路的接收电路结构(图中未示)。如图7所示，当输出一驱动信号至其中一引线512传送至该引线512对应的驱动电极511后，再自该引线512接收一自电容感应信号，如该驱动电极511上有触碰物件40触碰，则该自电容感应信号为：Cf+Cs+Cp’，其中Cs为该驱动电极511对地的电容，Cp’是与该引线512并排的接地屏蔽线52之间耦合电容，相较自一未具有接地屏蔽线52的单层电容式触控面板中获得的自电容感应信号Cf+Cs，明显增加Cp’电容数值。因此，若不更动如图5所示的单层电容式触控面板50结构，且欲连接该自容式扫描电路使用，则该自容式扫描电路的接收电路的补偿电容必须加大，当自容式扫描电路以集成电路实现，则欲加大补偿电容势必需占据更大集成电路布局面积，相对提高制作成本。是以，目前的单层电容式触控面板无法供该自容式扫描电路及该互容式扫描路共用之，有必要进一步改良之。
发明内容
有鉴于上述技术问题，本发明主要目的为提供一种不必修改自容式扫描电路的接收电路的单层电容式触控面板的扫描方法，可于自容扫描步骤或互容扫描步骤下顺利识别触碰物件位置。
欲达上述目的所使用的主要技术手段为令该单层电容式触控面板设有多个电极组及多个屏蔽单元，各该屏蔽单元分别位于两相邻的电极组之间，且该电极组及该屏蔽单元分别电连接至一控制器，各该电极组包含有n个驱动电极、n条连接至对应该驱动电极的引线及m个感应电极，该感应电极邻近所对应的该驱动电极；其中上述单层电容式触控面板的扫描方法包括一自容式扫描步骤及一互容式扫描步骤；其中：
当执行该自容式扫描步骤，该控制器经由一第一驱动信号来驱动该电极组时，同时输出该第一驱动信号至该屏蔽单元，再接收被驱动的该电极组的电容感应信号；及
当执行该互容式扫描步骤，该控制器经由一第二驱动信号来驱动该电极组时，令该屏蔽单元接地，再接收该电极组的电容感应信号。
上述扫描方法系主要令该单层电容式触控面板的该多个屏蔽单元于执行该互容扫描步骤时先予以接地，而当切换至该自容扫描步骤时，该多屏蔽单元不再接地，且同时接收输出至其中一电极组的该第一驱动信号，如此于执行该自容扫描步骤时，不因接地的屏蔽单元而造成过大的自电容感应信号；是以，使用本发明扫描方法的单层电容式触控面板，不必改变其接收电路结构，可于该互容扫描步骤及自容扫描步骤中获得准确的互电感应信号及自电容感应信号来识别触碰物件的位置。
欲达上述目的所使用的另一主要技术手段为令该单层电容式触控面板的扫描装置包含有：
一基板，设有多个电极组及多个屏蔽单元，各该屏蔽单元分别位于两相邻的电极组之间，且各电极组包含有n个驱动电极、n条并排且连接至对应驱动电极的引线及m个感应电极；及
一控制器，连接至该电极组及该屏蔽单元，并包含一自容式扫描步骤，且当该控制器执行该自容式扫描步骤，经由一第一驱动信号来驱动该电极组时，同时输出该第一驱动信号至该屏蔽单元，再接收被驱动的该电极组的电容感应信号。
上述扫描装置主要令该控制器于该自容扫描步骤时，该多屏蔽单元不再接地，且同时接收输出至其中一电极组的该第一驱动信号，如此于执行该自容扫描步骤时，接收该第一驱动信号的该引线与其并排的屏蔽单元之间将不会产生耦合电容，因此，该控制器不会造成过大的自感应电容值；是以，使用本发明扫描方法的单层电容式触控面板，不必改变其接收电路结构，可适用自容扫描步骤中获得准确的互电容值及自电容值来识别触碰物件的位置。
附图说明
图1：本发明的一单层电容式触控面板的一较佳实施例的结构示意图。
图2：本发明的一控制器的功能方块图。
图3-1A：本发明的一控制器执行一种不同自容式扫描步骤的驱动时序图。
图3-2A：对应图3-1A的接收时序图。
图3-1B：本发明的一控制器执行另一种不同自容式扫描步骤的驱动时序图。
图3-2B：对应图3-1B的接收时序图。
图3-1C：本发明的一控制器执行又一种不同自容式扫描步骤的驱动时序图。
图3-2C：对应图3-1C的接收时序图。
图4：本发明的一控制器执行一种互容式扫描步骤的驱动及接收信号时序图。
图5：既有的一单层电容式触控面板及其互容式扫描电路的示意图。
图6：图5的其中一驱动电极获得互电容感应信号的示意图。
图7：图5的其中一驱动电极获得自电容感应信号的示意图。
其中，附图标记：
10基板101表面
20a～20f电极组21驱动电极
211引线22感应电极
221开口23屏蔽单元
30控制器31自容式扫描模块
32互容式扫描模块33切换单元
331切换开关34处理单元
40触碰物件
50单层电容式触控面板51电极组
511驱动电极512引线
513感应电极52屏蔽线
60互容式扫描单元
具体实施方式
本发明提供一种单层电容式触控面板的扫描方法及装置，令单层电容式触控面板可在不同扫描步骤下获得准确的电容值，提高其识别触碰物件位置的准确度，以下谨以不同实施例说明本发明技术内容。
首先请参阅图1及图2所示，为单层电容式触控面板的结构，其包含有一基板10及一控制器30；其中该基板10的其中一表面101上设有多个电极组20a～20f及多个屏蔽单元23，各该屏蔽单元23分别位于两相邻的电极组20a/20b、20b/20c、20c/20d、20d/20e、20e/20f之间，且各电极组20a～20f包含有n个驱动电极21、n条并排且连接至对应驱动电极21的引线211及m个感应电极22，该感应电极22邻近所对应的该驱动电极21。具体而言，该多个电极组21沿着第一方向X平行排列，其中该多引线211及该多屏蔽单元23亦沿着第一方向X平行排列，各屏蔽单元23可为长条形，其宽度可与各引线211相同或不同。其中各电极组20a～20f的屏蔽单元23与其最外侧的一条引线211相邻。如图1所示，为一种单层电容式触控面板的结构，各电极组20a～20f包含多个驱动电极21及一感应电极22(m＝1)，该多个驱动电极21沿着第二方向Y排列，而该感应电极22则围绕该多个驱动电极21，且对应各驱动电极21与其引线211位置形成有一开口221，以供该引线211通过该开口221与其对应的该驱动电极21连接。
该控制器30则连接至该电极组20a～20f的各该引线211、感应电极22及各该屏蔽单元23，并包含一自容式扫描模块31；其中：当该控制器30执行该自容式扫描模块，经由一第一驱动信号来驱动该电极组20a～20f时，如图3-1A至图3-2C所示，同时输出该第一驱动信号至该屏蔽单元23，再接收被驱动的该电极组20a～20f的电容感应信号。又该控制器可进一步包含有一互容式扫描模块32，且当该控制器30执行该互容式扫描模块，如图4所示，经由一第二驱动信号来驱动该电极组20a～20f，同时令该屏蔽单元23接地，再接收该电极组的电容感应信号20a～20f。其中该第一驱动信号的电压可较该第二驱动信号为低，亦或该第一驱动信号与该第二驱动信号的电压、频率、相位均相同。
上述控制器30包含有一切换单元33及一处理单元34。该处理单元34连接至该自容式扫描模块31、该互容式扫描模块32及该切换单元33。当该处理单元34执行该自容式扫描模块31时，该自容式扫描模块31可切换地连接至该n条引线211；当该处理单元34执行该互容式扫描模块32时，该互容式扫描模块32可切换地连接至该n条引线211及该m条感应电极22。该屏蔽单元23可切换地经由该切换单元33连接至该自容式扫描模块31或一接地端GND。较佳地，该切换单元33包含有m个切换开关331，以分别连接该m个屏蔽单元23及自容式扫描模块31。当该处理单元34执行该自容式扫描模块时，控制该切换单元33的多切换开关331，将该屏蔽单元23切换连接至该自容式扫描模块31，由该自容式扫描模块31对该屏蔽单元23输出该第一驱动信号，如图3-1A至图3-2C所示；而当该处理单元34执行该互容式扫描模块32时，输出该第二驱动信号，并同时控制该切换单元33的多个切换开关331，将各该屏蔽单元23切换连接至接地端GND。
请参阅图2及图3-1A所示，为上述该控制器30的该处理单元34执行的其中一种自容式扫描模块，以该电极组21a为例，该处理单元34控制该自容式扫描模块31输出该第一驱动信号至该电极组中第k个驱动电极21的引线211，并同时输出该第一驱动信号至第k-1个驱动电极21的引线211及与该电极组21a的该屏蔽单元23；其中1＜k≤n；接着，该自容式扫描模块31接收该第k个驱动电极21的该电容感应信号。意即，当该自容式扫描模块31欲获得第k个驱动电极21的该电容感应信号时，同时输出第一驱动信号至该第k个驱动电极21及其前一个驱动电极21的引线211及该屏蔽单元23(如图3-1A的TX4、TX5及S1)。以图1所示，各电极组20a～20f包含5个驱动电极21(n＝5)，当该控制器30欲得该第一电极组20a的第5个驱动电极21(如图3-1A的TX5)的电容感应信号(k＝5)，则该处理器34控制该自容式扫描模块31输出该第一驱动信号至第4个及第5个驱动电极21(如图3-1A的TX4、TX5)，以及与该第5个驱动电极21相邻的该屏蔽单元23(如图3-1A的S1)；由于该第5个驱动电极21及其引线211的电位与其两相邻的该第4个驱动电极21及其引线211与该屏蔽单元23相同，故所接收的电容感应信号将不包含该第5个驱动电极21的引线211对其两相邻第4个驱动电极21的引线211及该屏蔽单元23之间的耦合电容量。如图2所示，若触碰物件40触碰该第一电极组20a的该第5个驱动电极21，则该第5个驱动电极21所接收的电容感应信号相较该其它驱动电极21所接收的电容感应信号的变化较大，如图3-2A的TX5。
再请配合参阅图3-1B所示，为上述该控制器30的该处理单元34执行的另一种自容式扫描模块，同样以该电极组21a为例，当该自容式扫描模块31欲获得第k个驱动电极21的该电容感应信号时，同时输出该第一驱动信号至该第k个驱动电极21的引线211及其前一个、后一个驱动电极21的引线211及该屏蔽单元23(如图3-1B的TX3、TX4、TX5、S1)，其中1≤k＜n。如此，对于各电极组20a～20f包含5个驱动电极21(n＝5)的例示来说，该第5个驱动电极21为最靠近该屏蔽单元23的一个驱动电极21，当提供该第一驱动信号予该第5个驱动电极21时，亦同时将该第一驱动信号提供给该第4个驱动电极21及该屏蔽单元23(如图3-1B的S1)，使该屏蔽单元23与该第4、5个驱动电极21的引线211电位相同，故所接收的电容感应信号同样不包含第5个驱动电极21的引线211对其两相邻第4个驱动电极21的引线211及该屏蔽单元23之间的耦合电容量。如图3-2A的TX5，图3-2B的TX5的电容感应信号的变化亦较大。
再请配合参阅图3-1C所示，为上述该控制器30的该处理单元34执行的又一种自容式扫描模块，当该自容式扫描模块31欲获得任一个驱动电极21的该电容感应信号时，同时输出第一驱动信号至全部驱动电极21及该屏蔽单元23(如图3-1C的TX1～TX5及S1)，令该其它驱动电极21及其引线211与该屏蔽单元23的电位均相同，令所接收的电容感应信号同样不包含第k个驱动电极21的引线211与其它驱动电极21的引线211及该屏蔽单元23之间的耦合电容量。如图3-2A的TX5，图3-2C的TX5的电容感应信号的变化亦较大。
请参阅图2及图4所示，为上述该控制器30的该处理单元34执行的又一种互容式扫描模块，即依序对各电极组20a～20f的各驱动电极21输出一驱动信号，再接收该电极组20a～20f的接收电极22的电容感应信号。于执行该互容式扫描模块时，各屏蔽单元23由该处理器34控制其切换开关331切换至接地端GND，以便在各电极组20a～20f之间形成屏蔽。如图2所示，若触碰物件40触碰第一电极组20a的第5个驱动电极21，则仅于驱动第5个驱动电极21后接收与该第5个驱动电极21耦合的接收电极R1的电容感应信号，且该电容感应信号的数值同样较高，以识别碰触物件的位置位于第一组电极组20a的第5个驱动电极21处。
综上所述，本发明扫描方法包括该自容式扫描步骤及该互容式扫描步骤。当执行该自容式扫描步骤，该控制器经由该第一驱动信号来驱动该电极组时，同时输出该第一驱动信号至该屏蔽单元，再接收被驱动的该电极组的电容感应信号。而当执行该互容式扫描步骤，该控制器经由该第二驱动信号来驱动该电极组时，同时令该屏蔽单元接地，再接收该电极组的电容感应信号。如此一来，在执行该互容扫描步骤时先将单层电容式触控面板的该多个屏蔽单元予以接地，可使各电极组之间形成屏蔽，以避免相邻电极组之间的干扰；而于执行该自容扫描步骤时，因该多个屏蔽单元不再接地，且同时接收输出至其中一电极组的该第一驱动信号，使得接收该第一驱动信号的该电极组的引线与其并排的屏蔽单元之间将不会产生耦合电容，而不再因接地的屏蔽单元而造成过大的自感应电容值；是以，使用本发明扫描方法的单层电容式触控面板，不必改变其接收电路结构，可于该互容扫描步骤及自容扫描步骤中获得准确的互电容值及自电容值来识别触碰物件的位置。
Claims (14)
1.一种单层电容式触控面板的扫描方法，其中该单层电容式触控面板设有多个电极组及多个屏蔽单元，各该屏蔽单元分别位于两相邻的电极组之间，且该电极组及该屏蔽单元分别电连接至一控制器，各该电极组包含有n个驱动电极、n条连接至对应该驱动电极的引线及m个感应电极，该感应电极邻近所对应的该驱动电极；其中该扫描方法包括一自容式扫描步骤及一互容式扫描步骤；其中：
当执行该自容式扫描步骤，该控制器经由一第一驱动信号来驱动该电极组时，同时输出该第一驱动信号至该屏蔽单元，再接收被驱动的该电极组的电容感应信号；及
当执行该互容式扫描步骤，该控制器经由一第二驱动信号来驱动该电极组时，令该屏蔽单元接地，再接收与该电极组耦合的电容感应信号。
2.如权利要求1所述的扫描方法，其特征在于，当执行该自容式扫描步骤，该控制器输出该第一驱动信号至该电极组中第k个驱动电极的引线，同时输出该第一驱动信号至第k-1个驱动电极的引线；其中1＜k≤n，再接收该k个驱动电极的该电容感应信号。
3.如权利要求2所述的扫描方法，其特征在于，当执行该自容式扫描步骤，该控制器输出该第一驱动信号至该电极组中第k个驱动电极的引线，同时输出该第一驱动信号至第k+1个驱动电极的引线，其中1≤k＜n，再接收该k个驱动电极的该电容感应信号。
4.如权利要求1所述的扫描方法，其特征在于，当执行该自容式扫描步骤，该控制器输出该第一驱动信号至该n条引线及该屏蔽单元，再接收其中一条驱动电极的该电容感应信号。
5.如权利要求1至4中任一所述的扫描方法，其特征在于，该第一驱动信号的电压较该第二驱动信号为低。
6.如权利要求1至4中任一所述的扫描方法，其特征在于，该第一驱动信号与该第二驱动信号的电压、频率、相位均相同。
7.一种单层电容式触控面板的扫描装置，其特征在于，包括：
一基板，设有多个电极组及多个屏蔽单元，各该屏蔽单元分别位于两相邻的电极组之间，且各电极组包含有n个驱动电极、n条并排且连接至对应驱动电极的引线及m个感应电极；及
一控制器，连接至该电极组及该屏蔽单元，并包含一自容式扫描模块，当该控制器执行该自容式扫描模块，经由一第一驱动信号来驱动该电极组时，同时输出该第一驱动信号至该屏蔽单元，再接收被驱动的该电极组的电容感应信号。
8.如权利要求7所述的扫描装置，其特征在于，该控制器进一步包含一互容式扫描模块，且当该控制器执行该互容式扫描模块，经由一第二驱动信号来驱动该电极组时，令该屏蔽单元接地，再接收与该电极组耦合的电容感应信号。
9.如权利要求8所述的扫描装置，其特征在于，
该自容式扫描模块可切换地连接至该n条引线；
该互容式扫描模块可切换地连接至该n条引线及该m条感应电极；
该控制器进一步包含一切换单元，该切换单元连接至该屏蔽单元，并可切换地连接该自容式扫描模块或一接地端；及
一处理单元，连接至该自容式扫描模块、该互容式扫描模块及该切换单元；其中：
当该处理单元执行该自容式扫描模块时，该切换单元将该屏蔽单元切换连接至该自容式扫描模块，以输出该第一驱动信号；
当该处理单元执行该互容式扫描模块时，该互容式扫描模块输出该第二驱动信号，且该切换单元将该屏蔽单元切换连接至该接地端。
10.如权利要求9所述的扫描装置，其特征在于，上述该处理单元执行该自容式扫描模块，该自容式扫描模块输出该第一驱动信号至该电极组中第k个驱动电极的引线，同时输出该第一驱动信号至第k-1个驱动电极的引线；其中1＜k≤n，再接收该第k个驱动电极的该电容感应信号。
11.如权利要求10所述的扫描装置，其特征在于，上述该处理单元执行该自容式扫描程序，该自容式扫描模块输出该第一驱动信号至该电极组中第k个驱动电极的引线，同时输出该第一驱动信号至第k+1个驱动电极的引线，其中1≤k＜n，再接收该k个驱动电极的该电容感应信号。
12.如权利要求9所述的扫描装置，其特征在于，上述该处理单元执行该自容式扫描模块，该自容式扫描单元该第一驱动信号至该n条引线及该屏蔽单元，再接收其中一条驱动电极的该电容感应信号。
13.如权利要求8至12中任一所述的扫描装置，其特征在于，该第一驱动信号的电压较该第二驱动信号为低。
14.如权利要求8至12中任一所述的扫描装置，其特征在于，该第一驱动信号与该第二驱动信号的电压、频率、相位均相同。
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