TW201227445A - Touch position detection apparatus and method using multi-stage scan - Google Patents

Description

201227445 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於祕觸控顯示模組之較及方法，特別 於用於觸控顯賴組之多階段掃描觸雜置制裝置及方法。 【先前技術】 按，目前之觸控顯示模組一般係卩χ_γ 例如自複數條γ掃描線輪流擇—作為供電端，而自複 =線輪流擇-作為接收端以接收—類比感測信號—躺—觸碰 立^然而’當觸控顯示模組之尺寸變錢，亦即當丫掃描線及 • „之數目變大後，傳統的χ-γ陣列掃描方式即變得缺乏效 二之接腳數大幅增加，且觸控顯示模組之顯示晝面亦 谷易文其定頻觸控掃描之干擾。 ，解決前述觸控顯示模組所面臨之問題，本發明乃提出一新 '番碰位置備測機制，其可藉由―多階段掃描方式偵測—觸碰 位置。 【發明内容】 本發明之一目的在於揭露一種多階段掃描觸碰位置價測裝 金接腳=曰t觸酬立置之债測效率、降低操作功耗、降低控制1c之 •接腳數^咸少電磁波干擾、及減少對顯示晝面之干擾。 半，，之另—目的在於揭露—種多階段掃描觸碰位置铺測方 接齡4觸她置之偵測效率、降低操作功耗、降低控制丨C之 接腳Ϊ、、減少電磁波干擾、及減少對顯示晝面之干擾。 出，目的，—多階段掃描觸碰位置個裝置乃被提 枳決_掃描線連接電路、一觸碰掃描單元 、以及一觸碰座 -掃i tit ?連接電路制以依—掃描線連接控制信號控制一第 等第二掃描線群間之互連組態，以規劃一感測器之 解析如佈，其中所述之第二掃描線群係與該感測器麵接。 3 201227445 掃 -觸碰座標 該觸碰純決定單元具有複數個 描線連接㈣信號之狀紅=== 碰座標丨以及二^夂:述之第"'座標信讀取所述之階段性觸 標。 、σ 述工作階段偵測到之所述階段性觸碰座 提出為多階段掃描觸碰位置偵測裝置乃被 描單掃描線連接電路、-觸碰掃 一第電路係用以依—掃描線組合電路控制信號選擇 線群之—部份以連接至—第二掃描線群，以自一感= 區域’其中該第三掃描線群係與該感測雜接。& -掃====掃描f接控制信號控制-第 之等效解析度分Ϊ 線群間之互連域，以規_子區域 描單元係用以依—解析度規劃信號自所述之第一掃 擇—部分掃描線以制—階段性觸碰座標，及藉由-苐一座裇信號送出所述之階段性觸碰座桿。 =碰座標決定單元具有—掃描雜合電路操作階段及一子 觸碰:ΐί單其Γ奸區域掃描階段具有複數個工作階段。該 制錢之雜及產生—子區域麵；在該子區 2描W依所述之卫侧段決定所 態及所述騎_賊欲t，及自所叙I=== 大 ^5段_碰座標；以及組合該子區域鋪及在各所述工作 階段偵測到之所述階段性觸碰座標。 f :德雜餘合電賴伽段決定所述 201227445 出’ i具有以^之=·夕階段掃描觸碰位置偵測方法乃被提 第-座標。乂第等效解析度分佈谓測一感測器其-觸碰事件之 測顧 •組合該第—座標及該第二座標。 提出:其具有二驟另一多階段掃描觸碰位置_方法乃被 =a以—分區掃描之方式自 所述之子區域係對應至一子區域座標。^子£域，其中 之第以第—等效解析度分佈制所述子區域其-觸碰事件 等在；：：座標對應之所述子 步驟d·組合該子區域座標、該第-座標、及兮第 j使貴審查委員能進—步瞭解本發明之結構植t其目 r ’絲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如产。 /、 【實施方式】 σ 在-⑹’其係用以說明本發明利用多階段掃描以 1觸控顯不模组上備測一觸碰位置之概念例示圖。圖1a代表階 ^•^吏该觸控顯示模組等效為—具1x1解析度之觸控平面並進行 ^偵測’圖1b代表階段二:使該觸控顯示模組等效為—且2χ2 ϊ 面並進行觸碰侧；圖1c代表階段三:使該觸控顯 不模組專效為由4個具2x2解析度之子觸控平面組成之觸控平 面，並進行觸碰侧’其中，出現於各圖中之符號χ係用以標示 生於》竭控顯示模組右下方之—觸碰事件。當該觸碰事件發 生後，本發明該三階段實施例首先經由階段一偵測到該觸碰^ 201227445 件，接著經由階段二偵測到一第一座標，再經由 J二座標’然後藉由組合該第-座標與該第二座桿而；定二觸： 事件之觸碰位置。 禾度知而决疋遠觸娅 前述有關座標組合之概念可藉由圖 :中如第圖2=該觸控平面之座標二

Zo 2； n (,〇；〇)'(〇,〇)^ 4 ^ 係= (〇,2)、（0,2)、（0,2)、（0,2)共 4 個相同之元素 1 矩陣係由(2,0)、（2,0)、（2,〇)、（2 〇)共 之元“下=

' (2,2)、(2,2) ^(2,2). 4 J 第一矩陣代表階段三之座標空間左下 =了之子矩陣均係由_、(αι)、(，^^ 之方=其係以所有元素均為_) 相對應，亦即其係以左上:二矩陣係 右下子矩陣之所有陣之所有元素均為(2,〇)，以及 表由4個具2X2等效解析戶子觸4個相異元素組成)代 在圖2_，φ平紅難平面。 相關座標-幽、===⑻，)中之符號X對應之 可表為(2,3) = (2,2) + (〇' ^，而所述相關座標間之關係 析度摘測到該X觸> 碰^ ^階段―以W之等效解 由階段二以2X2之等效例即產生_之座標；接著經 進入階段三後，以度知描而產生與X對應之座標(2,2); 荨效解析度掃描階段二所彳貞測到之區塊 201227445 ’紐㈣合_〇，1)而決定該 其二 為κ之-分解方式，則其解析度可表;解二?广 (1，N1XL1)X(N2XL2)，其中 Νι、N2、Li、= X=N2Xi+X2 ， w-l y-L2y1+y2 ， 又在J、K均遠大於1之情況下，_ϋ_、+、 __ =和將會遠少於❹K之解析i掃=:::2 (1 +JK)/2 = (tZt^ 和=1+NL/2+N2L2/2 = (2儀1_1+从2)/2。4 勺土偵斗人數，、、心

(2+NlLl+N2L2)/2 ^.^(1+NlLlN2L2)/2 ：,χ N1 ^ J 又已知在ab=k，a>0, b>0, k為常數之情 a+b會有最小值，故本發明之較佳實施例為使(Ni:Li)-盡量夺與 201227445 (N/U)相等’以優化其平均偵測次數總和。 依前述之原理，本發明可適用於多點觸控應用。以2點同時 觸碰為例’二觸碰座標分別為：(χ⑴,y⑴）= (N2Xi (1 )+x2( 1), L2Y! (1 )+y2( 1))，及（x(2)，y(2))= 另外，本發明亦可將感測器之等效解析度分佈定義成不均勻 之，佈，例如:在階段三將被階段二指定的區塊定義成具有n2xL2 之等效解析度，而其他未被階段二指定的區塊則具有、或 1x1之等效解析度，甚或不予掃描或關閉其電源。再者，本發明 之又數可因應需要而加以調整，例如應用在大尺寸觸控顯示模 組時可增加階丨又數，應用在小尺寸觸控顯示模組時可減少階段數。 又本發明具有可擴充之優異特性，使其特別顧於超大尺寸 之觸控應用，其理由以如下之例子說明： f觸控顯示模組之解析度為2ϋχ2κ，而本發明已建構了 — JxK之 ，描模組’則只需增加-可分區掃描之掃描線組合電路，即可將 該2JX2K觸控平面劃分為左上(其對應座標為(〇,〇))、右上(其對應 ，“為(0，K))、左下(其對應座標為(」，〇))、右下(其對應座標為(JK)) 了 4個」ΧΚ子觸控平面。此時可將整個掃描工作分為產生 {(〇,〇)，(〇，k)，(j，〇)，(j，k)}座標空間之第一階段，產生 {(〇’〇)，...(」-1，》<-1)}座標空間之第二階段，以及將第一階段所產生 ，座標加上第二階段所產生之座標，以獲得該2」x2K觸控平面之 其座標郎為{_，似娜彻之座標累加階段。以 ΐϊ/ΙΓ Γ觸控平面之最右下角為例，其第—階段所產生之座 1 J，K)，第二階段所產生之座標為…，叫而⑽+㈤料 =(2J-1，2K-1)確實等於該2」x2K觸控平面最右下角之座標。 絡之說明，本發明提出—較佳實施例，其電路方塊圖 C 3中。如圖3所示，該較佳實施例包括一觸碰座標決定 早兀300、-掃描線連接電路31〇、—感測器32〇、以及一觸碰掃 201227445 描單元330。 描單：在 之=.=：=該=：!^330在各所述工作階段所產生 二座標錢s_2 叙赌__飘經由第 咖她綱輪制信號 的區塊則具有Ν外-·> 解^他^階段二指定 關閉其電源。 之專效解析度’甚或不予掃描或 、該感測器320係'-陣列式觸控感測器，其可為電阻式、電容 ，、聲波式、_磁式等類型之觸控感測器。該感測器、32〇較佳 ^(但不_經由所述之丫2掃描線獲得—驅動電源及藉由义掃描 線达出-類比感測信號。由於陣列式觸控感測器之感測原 習知且非本發明之重點，故不擬在此贅述。 該觸碰掃描單S 330制以依所述之解析度規劃信號 決定各所述J1作階段之座標别，_雜地自部分丫線、关 出所述之驅動電源及自部分A掃描線接收所述之類比感測彳 =號。' 所述^類比感測信號經一類比至數位轉換器（未示於圖中成一 數位彳s號後，即被用於偵測各所述之階段性觸碰座標。在偵測到 各所述之階段性觸碰座標後，該觸碰掃描單元33〇係經由所述之 201227445

Hi票信號S⑽R1送出各所述之階段性觸碰座標。另外，該觸 右330因分階段掃描而可產生一跳頻效果—在各階段具 秘1、倾鮮’該跳頻效果除可降低操作雜、降低電磁波 2卜，村避_示她之其侧定辦，從㈣免干擾顯示 畺面。 0 卜81 3之電路只需再加上—掃描線組合電路即可應用於 =知描尺寸之感廳’其—較佳實施例之電路方塊圖請參照圖 °圖4所不，雜佳實施例包括—觸碰座標決定單元·、一 芬田^連f電路410、一掃描線組合電路42〇、—感測H 430、以 及一觸碰掃描單元440。 摘碰座;^決定單元·具有—掃描線組合電路操作階段及 =子區域掃贿段，其巾該子區域掃描階段具有如圖3所述之複 乍階段。該觸碰座標蚊單元係：經由掃描線組合電 路控制瞧控制該掃描線組合電路42〇，以在該掃描線组人 電路操作階段自該感測器430之複數個子區域中擇一，其中該^ 碰座，決定單元4GG對各所叙子區域均預設有—子區域座標； 經由掃描線連接控制信號sC0N控制該掃描線連接電路41〇，以 ，子區域掃描階段’在一所述之子區域内，定義該感測器在 述工作階段之等效解析度分佈；經由解析度規劃信號SpRGM j定=碰掃描單元44G在各所述ji作階段之座標空間；經由第 一座標信號ScQQR1讀取該觸碰掃描單元440纟各所駐作階段所 產生之^又性觸碰座標；以及組合所述之子區域座標及各 Ρ皆段性=碰座標以經由第二座標信號Sg_送出—觸碰座標。 垓掃描線連接電路410係用以在所述掃描線連接控制信號 Scon之控制下，形成X2掃描線與A掃描線，及丫2掃描線與' p 描，之複數種互連組態以定義該感測器在各所述工作二 之等效解析度分佈，如前述之1個(彳x彳）、彳個(ΝΑ)、N L白^ 掃描空間等。另外，本發明亦可將該感測器42〇之等效解 201227445 析度分佈定義成不均勻之分佈，例如:在階段 ===;_度，而其_1指： 閉其電源。 2 之等效解析度，甚或不予掃描或關 魏所轉跳_路控制信號 接至部份ί ▼描線連接至部份Χ3掃描線，及丫2掃描線連 付田線，以自該感測器選擇-所述之子區域。 式、式觸控感測器，其可為餘式、電容

線t出^之丫3掃描線獲得一驅動電源及藉由X3掃描 習知且非;^ΒΪ測戒。由於陣列式觸控感測器之感測原理已屬 S去且非本發明之重點，故不擬在此贅述。 ==掃描單元44G個以依所述之解析度規劃信號 決疋各賴I作·之鋪蝴， = 出所述之._源及自部分X1掃描線接收所述之达 類比❹彳錢經-_絲__(未示糊一 =錢，即被用於偵測各所述之階段性觸碰座標。在销測到 ί二段性觸碰座標後’該觸碰掃描單元44◦係經由所述之 弟一座私k號Scoofm送出各所述之階段性觸碰座標。 需特別_的是’習知之高解析度觸控顯示模組因使用呈言 ，量接腳的IC ’且其玻璃機㈣外部連接之訊魏量亦非^ 而不利其產品之開發、生產。然而依本發侧4之 =線組合電路42〇即可以c〇G(Chip Qn G|ass—玻璃覆晶^ 式實現、或直接整合於玻璃機板(或軟板)上，再利用—連接手 如軟板)與主要控制電路連接；另透過該掃描線組合電路42〇 高解析度結構，從而降低成本。再者，將該掃描線組合電 路420设計於一感測器機板上，可使該感測器機板對外連接之气 號線數量大幅降低，從而提升抗雜訊能力及降低製程難度；且利 11 201227445 用該掃描線組合電路420之掃描線組合模^，亦 及解析度。 』叉後各種尺寸 經由刖述圖1至圖3之揭示，本發明進 描觸碰位置偵測方法，其步驟包含 =出夕知 b) 觸碰驟a);以第-等“析度二偵：一度二:: 測第二座標(步驟c);以及組合該第一座標與 觸碰座標(步驟d)。由本發明該方法其各步 ^ 前述之說明中，故在此不擬贅述。 《原理已揭路於 又’經由前述圖4之揭示，本發明進—步提出— 偵測方法，其步驟包含:以1χ1之等效解析度分佈偵= ，測益之一觸碰事件(步驟a);以-分區掃描之方式選述 器之-子區域，其中該子區域係對應至ϋ 觸碰事件之第二座標(步驟A ;以及組合該 方ϋ夂t第—座標、及該第二座標(步驟β)。由於本發明該 ^法其各步驟所涉之顧已揭露於前述之制中，故在此不擬費 别述之詳盡說明可知’本發明之多階段掃描觸碰位置伯測 機制除可蝴-觸魏獻等效崎度分佈，亦可將未碰區 ，’ ^已碰觸區域進行觸控掃描、類比至數位轉換及:桿 掃描效率' 降低操作功耗。另外’因為本發 合電路可直接實施於感測器中再經由如軟性印刷電 心控制電路電氣連接’故本發明特別適用於 蚀蕾精ΐ觸控顯示模組。再者，等效解析度分佈之設定可 觸和產生f容並聯效應，而此效應搭配_或降低未 觸控&域知描頻率、及於不同等效解析度下變動掃描頻率—亦即 12 201227445 跳頻二可避免固定頻率之雜訊干擾，從*降低誤動作次數。 示上所述本發明多階段掃描觸碰位置偵測裝置及方法可更 有效率地侧_錄、降雜作雜、降低㈣|C之接腳數、 減少電磁波干擾、及減少觸示晝面之干擾，且其裝置具有可擴 充性’適合大尺寸之觸控顯示模組應用。相較於習知之觸碰偵測 手段，本發明具突破性之功效。 本案所揭示者，乃較佳實關，舉凡局部之變更或修飾而源 於本案之技術思想而為熟習該項技^之人所易於推 本案之專利權範疇。

綜上所陳，本案無論就目的、手段與功效，在在顯示其迥異 於習知之技術特徵，且其首先發明合於實用，亦在在符合發明之 專利要件，懇請貴審查委員明察，並祈早日賜予專利，俾 社會，實感德便。 η α 【圖式簡單說明】 圖1(a)〜1(c)繪示本發明利用多階段掃描以在一觸控顯示模組 上偵測一觸碰位置之概念例示圖。 、'、、 圖2(a)〜2(b)緣示本發明座標組合之概念例示圖。 實施 圖3繪示本發明多階段掃描觸碰位置偵測裝置其—較佳 例之電路方塊圖。 圖4繪示本發明多階段掃描觸碰位置偵測裝置其另一 施例之電路方塊圖。 夏 【主要元件符號說明】 觸碰座標決定單元300、400 掃描線連接電路310、410 感測器320、430 觸碰掃描單元330、440 掃描線組合電路420 13

Claims (1)

1. 201227445 七、申請專利範圍： 種多階段掃描觸碰位置制裝置，並 一知描線連接電路，苴# -第-掃描線群與-第二掃線連接控制信號控制 接； 其中所述之第二掃描線群係與該感測器耦 第 及藉 由一S座所述之階段性觸碰座標;以及 =號=合:r述之第-座標=== 標。 所述工作階段偵測到之所述階段性觸碰座 置，_1項所述之多階段掃描觸碰位置_裝 感湘係纽式、電容式、聲収、或電磁式之 其中^效解析度分佈係―均勻分佈或―不啡分佈。 置，ϊΐΐϊίΐί第1項所叙多階段掃觸雜置_裝 置’其中細碰掃辟元包含—細;至數^轉^器。 t種多階段掃描觸碰位置_裝置，其具有： 選擇電路’其係用以依—掃描線組合電路控制信號 選擇-第油描線群之—部份 感測器選擇一子區域， =弟—彳福線群，以自 /、中該苐二知描線群係與該感測器耦接； -第-^細β電路’其係用以依—掃描線連接控制信號控制 區域之G贿度S第"掃描線湖之互連喊，以規劃該子 14 201227445 -掃解财賴錢自所述之第 由座標，及藉 羊區祕決疋單70 ’具有—掃描線組合電路操作階段及一 今二二Ϊ段，其中該子區域掃描階段具有複數個卫作階段， 二=1ί單元係用以:在該掃描線組合電路操作階段決定所 ί lit 控齡號之_及產生—子區域座標；在該子 作階段枚所述掃描線連接控制信號之 ==ί規劃信號之狀態，及自所述之第-座標信號讀 ^所述,仏性觸碰座標；以及組合該子區域座標及在各所述工 作階段偵測到之所述階段性觸碰座標。 6.如U利範鮮5項所述之多p#段掃描觸碰位置伯測裝 ^，其中所述之感測器係電阻式、電容式、聲 陣列觸控感測器。 置 置 置 中 7·如申明專利械第5項所述之㈣段掃描觸碰位置债測裝 其中該等效解析度分舰—均勻分佈或—不均勻分佈。 8·如^專機U帛5項所ϋ之乡階段掃蝴碰位置偵測褒 其中5亥觸碰掃描單元包含一類比至數位轉換器。 9. 如申明專利範®第5項所述之多階段掃描觸碰位置福測裝 其中該掃描線組合電路係以玻璃覆晶之方式整合於該感測器 10. —種多階段掃描觸碰位置偵測方法，其步驟包含： 標 以第一等效解析度分佈偵測一感測器之一觸碰事件之第一座 之 以第一等效解析度分佈在與該第一座標對應之所述感測器 -局部區域偵測該觸碰事件之第二座標；以及 組合§亥第一座標及該第二座標。 11_如申請專利範圍第10項所述之觸碰位置偵測方法，其進 15 201227445 -步包含以1X1之等效解析度分佈_所述感測器之步驟。 12_-種多階段掃描觸碰位置偵測方法，其步驟包含. 以了分區掃描之方式自—感測器選擇—子區域，其中所述之 子區域係對應至一子區域座標； 座標 以第-等效解析度分佈侧所述子區域其—觸碰事件之第一 以第二等效解析度分佈在與該第—座 一局部區_測該觸碰事件之第二座標；以及 ㈣于匕$之

   組合該子區域座標、該第一座標、及該第二座桿。 13.如帽專概圍第12彻述之觸碰位置偵财法，其進 v包含以1x1之等效解析度分佈細所述感測器之步驟。 14·如申請專利範圍第12項所述之觸碰位置伽方法，其中 减第-等效贿度分顧—均妙佈或—科勻分佈。 ㈣15f申請專利顧第12項所述之觸碰位置侧方法，其中 z第一纽解析度分佈係—均勻分佈或—不均勻分佈。

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