TW201411458A - 觸控面板之偵測裝置及其方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種觸控面板之偵測裝置，用以判斷一觸控面板是否被使用者觸碰，其包含有一偵測模組、一比較模組以及一判斷模組。偵測模組耦接於該觸控面板，用以偵測該觸控面板，以產生一第一偵測電壓以及一第二偵測電壓。比較模組耦接於該偵測模組，用以將該第一偵測電壓與該第二偵測電壓進行比較，以產生一比較訊號。判斷模組耦接於該比較模組，用以根據該比較訊號，判斷該觸控面板是否被使用者觸碰，並根據該比較訊號計算觸碰位置。

Description

觸控面板之偵測裝置及其方法

本發明係關於一種偵測裝置及其方法，特別是一種可以有效提高訊噪比並且更為準確的判斷觸控面板是否被使用者按壓的觸控面板之偵測裝置及其方法。

近年來觸控感應之相關技術大幅提升，且在使用上具有極大的便利性，因此各式各樣的觸控感應技術已被廣泛的應用於各種不同的電子產品中。

其中，觸控面板又可分為電阻式觸控面板、電容式觸控面板、光學式觸控面板等等，而一般的電阻式觸控面板礙於其架構，僅能用以偵測使用者的單點觸控，若使用者於電阻式觸控面板上執行多點觸控的操作，則會無法正確判讀，所以電阻式觸控面板在應用上會有其限制。

因此，電容式觸控面板則儼然而生，一般電容式觸控面板的觸控偵測方式係對每一個感測元件(trace)進行掃描，再根據掃描感測元件所得到的電容值與掃描鄰近感測元件之電容值相互比較，當兩個電容值間的差異大於預先設定之臨界值時，則判定使用者的手指或者觸控筆觸碰電容式觸控面板。然而，若進行感測時無法適當的將雜訊濾除時，則會發生使用者在操作觸控面板時，因為雜訊過大 而造成訊噪比過小，進而發生誤判的情形，造成使用者使用上的問題。

因此，發展一種可以有效提升訊噪比，並且大幅提升對觸控面板進行按壓判斷的準確性之觸控面板之偵測裝置及其方法，已成為觸控面板發展及應用上的重要課題。

本發明之目的在於提供一種觸控面板之偵測裝置及其方法，透過對不同感測元件進行多次充電後累加之電容值所對應之電壓值加以比較，再根據比較結果判斷觸控面板是否被按壓，達成提升訊噪比並且更為準確偵測觸控面板的目的。

本發明提供一種觸控面板之偵測裝置，用以判斷一觸控面板是否被使用者觸碰，其包含有一偵測模組、一比較模組以及一判斷模組。偵測模組用以偵測該觸控面板，以產生一第一偵測電壓以及一第二偵測電壓。比較模組耦接於該偵測模組，用以將該第一偵測電壓與該第二偵測電壓進行比較，產生一比較訊號。判斷模組耦接於該比較模組，用以根據該比較訊號，判斷該觸控面板是否被使用者觸碰，並根據該比較訊號計算觸碰位置。

請參閱第1圖，第1圖為本發明之觸控面板之偵測裝置之示意圖。如第1圖所示，本發明為一種觸控面板之偵測裝置20，用以判斷一觸控面板10是否被使用者觸碰，其包含有至少一偵測模組22、一比較模組24以及一判斷模組26。其中觸控面板10為一電容式觸控面板，其包含有至少一第一導體單元101以及至少一第二導體單元102，用以供使用者進行觸控操作。偵測模組22分別耦接於觸控面板10之第一導體單元101以及第二導體單元102，用以對第一導體單元101以及第二導體單元102進行偵測，分別產生一第一偵測電壓V1以及一第二偵測電壓V2。比較模組24耦接於偵測模組22，用以將該第一偵測電壓V1與第二偵測電壓V2進行比較，產生一比較訊號SC。判斷模組26耦接於比較模組24，用以根據比較訊號SC，判斷觸控面板10是否被使用者觸碰，並且進一步根據該比較訊號計算觸碰位置。

請參閱第1圖以及第2圖，第2圖為本發明之觸控面板之偵測裝置之至少一偵測模組之一實施例之示意圖。其中，第2圖所示之實施例中僅說明至少一偵測模組22如何對第一導體單元101進行偵測並且進一步產生第一偵測電壓V1的偵測方式與電路，而至少一偵測模組22對第二導 體單元102進行偵測而產生第二偵測電壓V2的偵測方式以及電路係與其偵測第一導體單元101的部分完全相同，因此不再贅述，此外在第2圖中係將第一導體單元101等效為一電容。如第1圖及第2圖所示，至少一偵測模組22包含有至少一充放電單元222以及至少一累加單元224。至少一充放電單元222耦接於第一導體單元101以及第二導體單元102(第2圖未示)，用以分別對第一導體單元101以及第二導體單元102(第2圖未示)進行充電或者放電，產生N個第一電容值以及N個第二電容值，其中N為一個正整數。至少一累加單元224用以分別將該N個第一電容值以及該N個第二電容值進行累加，產生一第一累加電容值以及一第二累加電容值，並將其分別轉換為相對應之第一偵測電壓V1以及第二偵測電壓V2。於本實施例中，比較模組24為一比較器，用以比較第一偵測電壓V1以及第二偵測電壓V2，根據比較結果產生該比較訊號SC，最後由判斷模組26根據比較訊號SC進行觸控面板是否被使用者按壓的判斷，並且進一步根據該比較訊號計算觸碰位置。

於一實施例中，充放電單元222包含一第一電壓源AVDD、一第二電壓源AVSS以及至少一開關SW1、SW2，該第一導體單元101以及第二導體單元102(第2圖未示)係分別藉由開關SW1耦接至第一電壓源AVDD或者藉由開 關SW2耦接至第二電壓源AVSS，以對第一導體單元101以及第二導體單元102(第2圖未示)進行充電或者放電，進一步產生該N個第一電容值以及該N個第二電容值。即是當充放電單元222對導體單元101或者102進行充電1次，則會產生1個電容值，充電兩次則會產生2個電容值，以此類推。

於一實施例中，累加單元224包含有一放大器AMP、一輸出電容CO、一第一開關SW3以及一第二開關SW4。放大器AMP包含有一第一輸入端，耦接於第一導體單元101以及第二導體單元102(第2圖未示)。放大器AMP之一第二輸入端耦接於一第一電容Cr，其中第一電容Cr係耦接於該第二輸入端與一接地端GND之間。輸出電容CO耦接於放大器AMP之輸出端以及該接地端GND之間，用以持續接收並儲存該N個第一電容值或者該N個第二電容值，以產生該第一累加電容值以及該第二累加電容值。第一開關SW3耦接於第一導體單元101以及第二導體單元102(第2圖未示)與其第一輸入端之間，用以控制第一導體單元101以及第二導體單元(圖未示)耦接於該第一輸入端與否。第二開關SW4耦接於該輸出端與比較模組24之間，用以控制是否將該第一累加電容值所對應之第一偵測電壓V1或者該第二累加電容值所對應之第二偵測電壓V2輸出 至該比較模組22。

請參閱第1圖至第3圖，第3圖為本發明之觸控面板之偵測裝置對導體單元進行偵測之一實施例之訊號波形示意圖。如第1圖至第3圖所示，訊號S1代表觸控面板10之導體單元101、102未被按壓時的偵測電壓V1、V2之波形圖，而訊號S2則代表觸控面板10之導體單元101、102被按壓時的偵測電壓V1、V2之波形圖，由訊號S1以及S2可輕易得知，在未被按壓時的訊號波形S1與被按壓時的訊號波形S2兩者之間電壓的電壓差異值會隨著偵測單元22對導體單元101、102充電的次數越多而越為明顯，即是當充電次數越多而對電容值進行累加的值越大時，會有較高的訊噪比，此即為本發明之觸控面板之偵測裝置及其方法之優點。

請參閱第4圖，第4圖為本發明之觸控面板之偵測方法之一實施例之步驟流程圖。如第4圖所示，本發明為一種觸控面板之偵測方法，用以判斷一觸控面板是否被使用者觸碰，其包含有下列步驟：S50：偵測該觸控面板，以產生一第一偵測電壓以及一第二偵測電壓；於一實施例中，觸控面板包含有一第一導體單元以及一 第二導體單元，其中步驟S50係偵測該第一導體單元以產生該第一偵測電壓並且偵測該第二導體單元以產生該第二偵測電壓。步驟S50係分別對該第一導體單元以及該第二導體單元進行充電或者放電，產生N個第一電容值以及N個第二電容值，其中N為一正整數；再分別將該N個第一電容值以及該N個第二電容值進行累加，產生一第一累加電容值以及一第二累加電容值，並將其分別轉換為相對應之該第一偵測電壓以及該第二偵測電壓。

於一實施例中，本步驟係藉由將N個第一電容值或者N個第二電容值連續儲存於一電容內，以產生該第一累加電容值以及該第二累加電容值。

S52：將該第一偵測電壓與該第二偵測電壓進行比較，以產生一比較訊號；以及S54：根據該比較訊號，判斷該觸控面板是否被使用者觸碰，並且進一步根據該比較訊號計算觸碰位置。

本發明之觸控面板之偵測裝置及其方法係利用累加單元的設計將原本用來偵測觸控面板時即需對觸控面板的感測單元進行充電的動作而產生之電容值持續累加，再利用累加後之電容值所對應的偵測電壓進行比較，當一個感測單元被觸碰而另一個感測單元未被觸碰時，能夠讓兩個處於不同狀態之感測單元彼此間的訊號值更為明顯的區隔， 有效提升訊噪比，因此可以很輕易的判斷哪一個感測單元被使用者按壓，並且進一步根據該比較訊號計算觸碰位置，以上為本發明之觸控面板之偵測裝置及其方法所帶來的助益。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧觸控面板

20‧‧‧偵測裝置

22‧‧‧偵測模組

24‧‧‧比較模組

26‧‧‧判斷模組

101‧‧‧導體單元

222‧‧‧充放電單元

224‧‧‧累加單元

AVDD、AVSS‧‧‧電壓源

GND‧‧‧接地端

SW1~SW4‧‧‧開關

Cr、CO‧‧‧電容

V1、V2‧‧‧偵測電壓

AMP‧‧‧放大器

SC‧‧‧比較訊號

S1、S2‧‧‧訊號波形

第1圖為本發明之觸控面板之偵測裝置之示意圖。

第2圖為本發明之觸控面板之偵測裝置之偵測模組之一實施例之示意圖。

第3圖為本發明之觸控面板之偵測裝置對導體單元進行偵測之一實施例之訊號波形示意圖。

第4圖為本發明之觸控面板之偵測方法之一實施例之步驟流程圖。

10‧‧‧觸控面板

22‧‧‧偵測模組

24‧‧‧比較模組

26‧‧‧判斷模組

101‧‧‧導體單元

222‧‧‧充放電單元

224‧‧‧累加單元

AVDD、AVSS‧‧‧電壓源

GND‧‧‧接地端

SW1~SW4‧‧‧開關

Cr、CO‧‧‧電容

V1、V2‧‧‧偵測電壓

AMP‧‧‧放大器

SC‧‧‧比較訊號

Claims (11)

1. 一種觸控面板之偵測裝置，用以判斷一觸控面板是否被使用者觸碰，其包含有：至少一偵測模組，耦接於該觸控面板，用以偵測該觸控面板，產生一第一偵測電壓以及一第二偵測電壓；一比較模組，耦接於該至少一偵測模組，用以將該第一偵測電壓與該第二偵測電壓進行比較，產生一比較訊號；以及一判斷模組，耦接於該比較模組，用以根據該比較訊號，判斷該觸控面板是否被使用者觸碰，並且進一步根據該比較訊號計算觸碰位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板之偵測裝置，其中該觸控面板包含一第一導體單元以及一第二導體單元，該至少一偵測模組係偵測該第一導體單元以產生該第一偵測電壓並且偵測該第二導體單元以產生該第二偵測電壓。
3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控面板之偵測裝置，其中該至少一偵測模組包含：至少一充放電單元，耦接於該第一導體單元以及該第二導體單元，用以分別對該第一導體單元以及該第二導體單元進行充電或者放電，產生N個第一電容值以及N個第二電容值；以及 至少一累加單元，用以分別將該N個第一電容值以及該N個第二電容值進行累加，產生一第一累加電容值以及一第二累加電容值，並將其分別轉換為該第一偵測電壓以及該第二偵測電壓，其中N為一正整數。
4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控面板之偵測裝置，其中該至少一充放電單元包含一第一電壓源、一第二電壓源以及至少一開關，該第一導體單元以及該第二導體單元係藉由該至少一開關分別耦接至該第一電壓源或者該第二電壓源，對該第一導體單元以及該第二導體單元進行充電或者放電，以產生該N個第一電容值以及該N個第二電容值。
5. 如申請專利範圍第3項所述之觸控面板之偵測裝置，其中該至少一累加單元包含有：一放大器，其包含有：一第一輸入端，耦接於該第一導體單元以及該第二導體單元；一第二輸入端，耦接於一第一電容；以及一輸出端；一輸出電容，耦接於該輸出端，用以接收並儲存該N個第一電容值或者該N個第二電容值，以產生該第一累加電容值以及該第二累加電容值； 一第一開關，耦接於該第一導體單元以及該第二導體單元與該第一輸入端之間，用以控制該第一導體單元以及該第二導體單元耦接於該第一輸入端與否；以及一第二開關，耦接於該輸出端與該比較模組之間，用以控制是否將該第一累加電容值或者該第二累加電容值輸出至該比較模組。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板之偵測裝置，其中該比較模組為一比較器。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板之偵測裝置，其中該觸控面板為一電容式觸控面板。
8. 一種觸控面板之偵測方法，用以判斷一觸控面板是否被使用者觸碰，其包含有下列步驟：(a)偵測該觸控面板，產生一第一偵測電壓以及一第二偵測電壓；(b)將該第一偵測電壓以及該第二偵測電壓進行比較，產生一比較訊號；以及(c)根據該比較訊號，判斷該觸控面板是否被使用者觸碰，並且進一步根據該比較訊號計算觸碰位置。
9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控面板之偵測方法，其中該觸控面板包含一第一導體單元以及一第二導體單元，該步驟(a)係偵測該第一導體單元以產生該第一偵測電壓並且偵測該第二導體單元以產生該第二偵測電壓。
10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控面板之偵測方法，其中該步驟(a)包含：(a1)分別對該第一導體單元以及該第二導體單元進行充電或者放電，產生N個第一電容值以及N個第二電容值，其中N為一正整數；以及(a2)分別將該N個第一電容值以及該N個第二電容值進行累加，產生一第一累加電容值以及一第二累加電容值，並將其分別轉換為該第一偵測電壓以及該第二偵測電壓。
11. 如申請專利範圍第10項所述之觸控面板之偵測方法，其中該步驟(a2)係藉由將該N個第一電容值或者該N個第二電容值連續儲存於一電容，以產生該第一累加電容值以及該第二累加電容值。