TW201510541A

TW201510541A - 檢測電路及檢測方法

Info

Publication number: TW201510541A
Application number: TW102124711A
Authority: TW
Inventors: Gang-Qiang Zheng; Pang-Chiang Chia
Original assignee: Interface Optoelectronic Shenzhen Co Ltd; Gen Interface Solution Ltd
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2015-03-16
Also published as: CN103345436A; TWI530693B; CN103345436B

Abstract

一種檢測電路及檢測方法用於檢測觸控面板中沿第一方向延伸的多條第一感測線及沿第二方向延伸的多條第二感測線是否斷路，每條第一感測線的兩端分別與一第一跡線電連接，每條第二感測線的兩端分別與一第二跡線電連接，檢測電路包括測試電源，轉換電路及處理單元，測試電源提供電壓值相等且頻率分別為第一頻率及第二頻率的電壓訊號至第一跡線，轉換電路接收自第二跡線輸出的電壓訊號並相應轉換為第一及第二數值，處理單元比較第一及第二數值的差值，當第一與第二數值的差值的絕對值大於或等於一預設的數值時，處理單元判斷第一感測線斷路。

Description

檢測電路及檢測方法

本發明涉及一種觸摸屏的檢測電路及檢測方法。

目前，具有觸摸功能的觸控裝置得到越來越普遍的應用。觸控裝置中包含一觸摸面板，觸摸面板中設置感測線（touch sensor）以感測用於的觸摸操作。對於中大尺寸的觸摸面板感測線的設計，為了降低感測線的阻抗，通常採用在每條感測線的兩端設置兩條跡線（wire/ metal trace），兩條跡線接到一驅動晶片的同一個引腳，接收同一訊號，這種一條感測線的兩端與兩條跡線相連的方式通常稱為雙端走線（double routing wire） (請參閱公開號為：US2013/0106747 A1的專利文獻)。在測試雙端走線的感測線（比如Tx）是否斷路時，通常採用藉由與感測線Tx相連的一跡線提供一測試電壓，再將與該感測線延伸方向不同的另外的一條感測線（比如Rx）相連的另一跡線輸出的電壓進行轉換得到的數值與正常雙端走線的感測線所在的數值範圍（比如，8000~1200）進行比較。但是由於雙端走線的感測線制程等原因，斷路的雙端感測線的數值通常不會落到該數值範圍的下限以下，而是在中間偏下的範圍，比如8500。因此，先前技術判斷雙端走線的感測線是否斷路時判斷不精確。

有鑑於此，有必要提供一種判斷觸摸屏中感測線為雙端走線的感測線是否斷路的精確的檢測電路。

也有必要提供一種判斷雙端走線的感測線是否斷路的精確的檢測方法。

一種檢測電路，用於檢測觸控面板中的感測線是否斷路，該感測線包括沿第一方向延伸的多條第一感測線及沿第二方向延伸的多條第二感測線，每條第一感測線的兩端分別與一條第一跡線電連接，每條第二感測線的兩端分別與一條第二跡線電連接，該檢測電路包括測試電源，轉換電路及處理單元，該測試電源用於提供電壓值相等且頻率分別為第一頻率及第二頻率的電壓訊號至該第一跡線，該轉換電路用於接收自該第二跡線輸出的電壓訊號並相應轉換為第一數值及第二數值，該處理單元比較該第一數值及該第二數值的差值，當該第一數值與該第二數值的差值的絕對值大於或等於一預設的數值時，該處理單元判斷該第一感測線斷路。

一種檢測方法，用於檢測觸控面板中的感測線是否斷路，該感測線包括沿第一方向延伸的多條第一感測線及沿第二方向延伸的多條第二感測線，每條第一感測線的兩端分別與一條第一跡線電連接，每條第二感測線的兩端分別與一條第二跡線電連接，該方法包括：

提供一電壓值相等且頻率分別為第一頻率及第二頻率的電壓訊號至該第一跡線；

接收自該第二跡線輸出的電壓訊號並相應轉換為第一數值及第二數值；

判斷該第一數值及該第二數值的差值的絕對值是否大於或等於一預設的數值；

當該第一數值與該第二數值的差值的絕對值大於或等於一預設的數值時，該第一感測線斷路。

與先前技術相較，本發明檢測電路及利用該檢測電路的檢測方法，將電壓值相同頻率不同的電壓訊號提供給第一感測線的兩條第一跡線，並將該第二感測的兩第二跡線的輸出的電壓訊號轉換為第一數值及第二數值。當第一數值與第二數值差值的絕對值大於或等於一預設的數值時，該第一感測線斷路。實施本發明，達到了更加精確的判斷感測線是否斷路的技術效果。

圖1為本發明檢測電路1用於檢測一雙端走線的觸控面板2中是存在感測線斷路的示意圖。

圖2為為第二子感測線的兩端各連接第一跡線時訊號衰減方向示意圖。

圖3為圖2中所示的第二子感測線的等效電阻示意圖。

圖4為檢測第二子感測線是否斷線時自該測試訊號輸出端Vin至該訊號接收端Vout的等效電路示意圖。

圖5為該第一子感測線的一端與其中的一條第一感測跡線的連接點斷路時訊號衰減示意圖。

圖6為圖5中檢測該第一子感測線是否斷線時自該測試訊號輸出端Vin至該訊號接收端Vout的等效電路示意圖。

圖7為本發明檢測電路用於檢測雙端走線的感測線是否斷路的檢測方法的流程圖。

請參閱圖1，其為本發明檢測電路1用於檢測一雙端走線的觸控面板2中是存在感測線斷路的示意圖。該觸控面板2包括多條沿第一方向D1方向延伸的第一感測線21以及多條沿第二方向D2延伸的第二感測線22。其中，該第一方向D1不平行於該第二方向D2，該第一方向D1及該第二方向D2可以分別為直角坐標的X軸方向及Y軸方向。每條第一感測線21的兩端分別藉由一條第一跡線23與一驅動晶片（圖未示）的一引腳相連，用於接收自該驅動晶片的該引腳輸出的驅動訊號。在本實施方式中，每條第一感測線21兩端的兩條第一跡線23連接同一節點後再連接驅動晶片的同一引腳，其中，該節點為該第一感測線21接收外部驅動晶片產生的訊號的位置，比如圖1中的節點P1及節點P2。每條第二感測線22的兩端分別藉由兩條第二跡線24與該驅動晶片的另外的一引腳相連，用於將該第二感測線22上感測的訊號傳輸至該晶片。該晶片根據該第二感測線22的訊號變化以判斷觸控動作產生的位置。在本實施方式中，每條第二感測線22兩端的兩條第二跡線24連接同一節點後再連接驅動晶片的同一引腳，其中，該節點為該第二感測線22將其上的訊號變化傳輸至驅動晶片的位置，比如圖1中的節點Q。

多條第一感測線21存在斷路或者不斷路的情況，為了方便介紹該檢測電路1的工作原理，以多條第一感測線21中的兩條為例進行說明，斷路的一條第一感測線21命名為第一子感測線21a，不斷路的一條第一感測線21命名為第二子感測線21b。該第一子感測線21a的兩條第一跡線23連接到同一點P1。該第二子感測線21b的兩條第一跡線連接到同一點P2。該第二感測線22的兩條第二跡線24連接到同一點Q。可以理解地，點P1、P2及Q分別為與驅動晶片的不同引腳連接點。

該檢測電路1包括測試電源10，轉換電路30及處理電路50。該測試電源10包括測試訊號輸出端Vin，該測試電源10用於提供電壓值相同頻率為第一頻率f₁ 及第二頻率f₂ 的電壓訊號並經由該測試訊號輸出端Vin及該節點P1輸出至兩個第一跡線23。該第一頻率f₁ 與該第二頻率f₂ 的頻率明顯不同，在本實施方式中，該第一頻率f₁ 為100KHZ，該第二頻率f₂ 為150KHZ，該電壓訊號的電壓值大小為1.0V。

該轉換電路30包括一訊號接收端Vout，該訊號接收端Vout經由節點Q連接兩條第二跡線24。該轉換電路30用於將該第二感測線22的兩第二跡線24經由節點Q的輸出的電壓訊號轉換為相應的數值。具體地，當該電壓訊號的頻率為第一頻率f₁ 時，該轉換電路30將該第二感測線22的兩第二跡線24經由節點Q輸出至該訊號接收端Vout的電壓訊號轉換為第一數值。當該電壓訊號的頻率為第二頻率f₂ 時，該轉換電路30將該第二感測線22的兩第二跡線24輸出至該訊號接收端Vout輸出的電壓訊號轉換為第二數值。該轉換電路30為測量範圍為0～Va，其中，Va為測量範圍的上限。在本實施方式中，該轉換電路30的測量範圍為（0～1.8V），即，Va=1.8V，轉換位數為14位的數模轉換器（Analogy Digital Converter, ADC）。

該處理單元50用於接收該第一數值與該第二數值，並判斷該第一數值與該第二數值的差值的絕對值是否大於或等於一預設的數值。當該第一數值與該第二數值的差值的絕對值大於或等於該預設的數值時，該第一感測線21斷路。當該第一數值與該第二數值的差值的絕對值小於該預設的數值時，該第一感測線21不存在斷路。

為了方便描述，將電壓訊號的頻率為第一頻率f₁ 對應的數值稱為第一數值，該第一感測線21沒斷路時所對應的第一數值稱為第一原始數值，即，電壓訊號的頻率為第一頻率f₁ 時該第二子感測線21b對應的數值為第一原始數值；當該第一感測線21斷路時所對應的第一數值成為第一測試數值，即，電壓訊號的頻率為第一頻率f₁ 時該第一子感測線21a對應的數字為第一測試數值。同樣地，該電壓訊號的頻率為第二頻率f₂ 所對應的數值稱為第二數值，該第一感測線21沒有斷路時所對應的第二數值稱為第二原始數值，即，電壓訊號的頻率為第二頻率f₂ 時該第二子感測線21b對應的數值為第二原始數值，該第一感測線21斷路時所對應的第二數值稱為第二測試數值，即電壓訊號的頻率為f₂ 時第一子感測線21a對應的數值為的第二測試數值。

請一併參閱圖2和圖3，圖2為該第二子感測線21b的兩端連接兩個第一跡線23時訊號衰減方向示意圖。圖3為圖2中所示的第二子感測線21b的等效電阻示意圖。假如第二子感測線21b沒有連接第一跡線23時的電阻為R₀ ，則該第二子感測線21b的兩端點A、B分別藉由一條第一跡線23連接驅動晶片的同一引腳時，則該第二子感測線21b上的訊號自該第一跡線23與該第二子感測線21b的節點往該第一感測線21的中點M衰減。則，此時該第二子感測線21b相當於兩個R₀ /2的電阻並聯，即，此時，該第二子感測線21b的電阻為R₀ /4，為了方便描述，此時該第二子感測線21b的電阻定義為R₁ ，即R₁ =R₀ /4。

請參閱圖4，其為檢測第二子感測線21b是否斷線時，自該測試訊號輸出端Vin至該訊號接收端Vout的等效電路示意圖。其中，R₂ 為該第二感測線22的等效電阻，由於檢測時假定該第二感測線22沒有斷線，且相對該第一子感測線21a及該第二子感測線21b的位置均為該第一子感測線21a及該第二子感測線21b的中間點的位置，因此，在下面分析計算時，該第二感測線22的電阻R₂ 忽略不計算。下面以電阻R₁ 為50KΩ，電容C₁ 為10pf為例進行說明。用一階電路零狀態回應的計算方法進行定性分析計算及詳細說明。

對該第二子感測線21b分析如下：

當該測試電源10產生的電壓訊號的頻率為第一頻率f₁ =100KHZ時，則t₁ =1/ f₁ =10^-5 s，時間常數τ₁ =R₁ ×C₁ =5×10⁴ ×10^-11 =5×10^-7 ,則該第二感測線22輸出的電壓值Vout₁ =V（1-e^-t/τ ）≈1.0V，則經由該轉換電路30轉換得到的第一原始數值D₁₀ =（Vout₁ / Va）=(1/ 1.8) ×2¹⁴ =9102。

當該測試電源10產生的電壓訊號的頻率為第二頻率f₂ =150KHZ時，則t₂ =1/ f₂ =1/15×10^-5 s，τ₂ = R₁ ×C₁ =5×10^-7 ，則該第二感測線22輸出的電壓值Vout₂ =V（1-e^-t/τ ）≈1.0V，則經由該轉換電路30轉換得到的第二原始數值D₂₀ =（Vout₂ / Va）=(1/ 1.8) ×2¹⁴ =9102。

由此可見，對於第二子感測線21b而言，頻率分別為第一頻率f₁ 及第二頻率f₂ 的電壓訊號所對應的第一原始數值D₁₀ 與該第二原始數值D₂₀ 的差值為零，小於一預設的數值（比如，200）。

請一併參閱圖5及圖6，圖5為該第一子感測線21a的一端與其中的一條第一感測跡線23的連接點端路時訊號衰減示意圖。圖6為圖5中檢測該第一子感測線21a是否斷線時自該測試訊號輸出端Vin至該訊號接收端Vout的等效電路示意圖。由圖5可見，該第一子感測線21a上的訊號自該第一跡線23的一端A往中斷點D處衰減，此時，該第一子感測線21a處於該檢測電路1中的電阻為圖1中該第一子感測線21a的中點M左邊的電阻R₃ ，為R₀ /2。即，R₃ =2R₁ ，而第一子感測線21a與該第二感測線22的耦合電容沒發生變化。

對該第一子感測線21a分析如下：

當該測試電源10產生的電壓訊號的頻率為第一頻率f₁ =100KHZ時，則t₁ =1/ f₁ =10^-5 s，時間常數τ₃ =2R₁ ×C₁ =4×5×10⁴ ×10^-11 =1×10^-6 ，則該第二感測線22輸出的電壓值Vout₃ =V（1-e^-t/τ ）≈0.993V，則經由該轉換電路30轉換得到的第一測試數值D₁₁ =（Vout₃ / Va）=(0.993/ 1.8) ×2¹⁴ =9047。

當該測試電源10產生的電壓訊號的頻率為第二頻率f₂ =150KHZ時，則t₂ =1/ f₂ =1/15×10^-5 s，τ₄ =2R₁ ×C₁ =4×5×10⁴ ×10^-11 =2×10^-6 ，則該第二感測線22輸出的電壓值Vout₄ =V（1-e^-t/τ ）≈0.964V，則經由該轉換電路30轉換得到的第二測試數值D₂₁ =（Vout₄ / Va）=(0.964/ 1.8) ×2¹⁴ =8775。

由此可見，對於第二子感測線21b而言，頻率分別為第一頻率f₁ 及第二頻率f₂ 的電壓訊號所對應的第一測試數值D₁₁ 與該第二測試數值D₂₁ 的差值為D₁₁ - D₂₁ =9047-8775=272，大於或等於該預設的數值。

可以理解地，該第一感測線21的中斷點也可為其他位置，中斷點位置的不同則該第一感測線21的等效電阻不同。由於該第一跡線21的等效電阻的不同，則對該第一感測線21提供頻率為第一頻率f₁ 及第二頻率f₂ 的電壓訊號時，該第二感測線22感測到的電壓值不同，進而經由該轉換電路30得到的數值不同，由此可作為判斷該第一感測線21是否存在斷路的依據。且由於該第一感測線21的等效電阻與中斷點的位置相關，因此，可以根據該第二感測線22感測到頻率為第一頻率f₁ 及第二頻率f₂ 的電壓訊號所對應的電壓值的差值或該轉換電路30對應頻率為第一頻率f₁ 及第二頻率f2的電壓訊號對應的數值的差值得到中斷點的位置。

下面結合圖1～6介紹本發明檢測電路1檢測該第一感測線21是否斷路的檢測方法的流程圖。請參閱圖7，該方法包括：

步驟S100，提供電壓值相等頻率分別為第一頻率f₁ 及第二頻率f₂ 的電壓訊號至該第一感測線21兩端。在本實施方式中，該第一頻率f₁ 及第二頻率f₂ 分別為100KHZ及150KHZ，該電壓值為1.0V。

步驟S200，接收該第二感測線22兩端輸出的電壓訊號，並將該第一頻率f₁ 及第二頻率f₂ 的電壓訊號對應的輸出電壓訊號相應轉換為第一數值及第二數值。在本實施方式中，該轉換電路30為14位元的數模轉換器。

步驟S300，判斷該第一數值與該第二數值的差值的絕對值是否大於或等於一預設的數值。當該第一數值與該第二數值的差值的絕對值大於或等於該預設的數值時，進入步驟S400，當該第一數值與該第二數值的差值的絕對值小於該預設的數值時，進入步驟S500。

步驟S400，該第一感測線21存在斷路。

步驟S500，該第一感測線21不存在斷路。

可以理解地，雖然本發明檢測電路1及檢測方法以觸控面板2中的第一感測線21為例進行說明，本發明檢測電路1及檢測方法也同樣適用於觸控面板2中的第二感測線22。

可以理解地，該檢測電路1可為一集成晶片，則該測試訊號輸出端Vin及該訊號接收端Vout分別為該集成晶片的檢測訊號輸出引腳及訊號接收引腳。雖然該檢測電路1的檢測原理以觸控面板2上的一條第二感測線22為例進行說明，該觸控面板2上所有的第二感測線22均與一轉換電路30相連，每個第二感測線22與該轉換電路的檢測過程和前述介紹的檢測原理相同，此時，檢測結果更加精確。

與先前技術相較，本發明檢測電路1及利用該檢測電路1的檢測方法，將電壓值相同頻率不同的電壓訊號提供給第一感測線21的兩條第一跡線23，並將該第二感測22的兩第二跡線24的輸出的電壓訊號轉換為第一數值及第二數值。當第一數值與第二數值差值的絕對值大於或等於一預設的數值時，該第一感測線斷路。實施本發明，達到了更加精確的判斷感測線是否斷路的技術效果。

雖然本發明以優選實施方式揭示如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可做各種的變化，這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求的保護範圍之內。

1‧‧‧檢測電路

2‧‧‧觸控面板

10‧‧‧測試電源

30‧‧‧轉換電路

50‧‧‧處理電路

Vin‧‧‧測試訊號輸出端

Vout‧‧‧訊號接收端

21‧‧‧第一感測線

22‧‧‧第二感測線

23‧‧‧第一跡線

24‧‧‧第二跡線

21a‧‧‧第一子感測線

21b‧‧‧第二子感測線

R₀，R₁，R₂，R₃‧‧‧電阻

C1‧‧‧電容

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

f₁‧‧‧第一頻率

f₂‧‧‧第二頻率

A，B，P1，P2，Q‧‧‧節點

M‧‧‧中點

D‧‧‧中斷點

無