TWI393039B - Capacitive touch device and its control method - Google Patents

Description

電容式觸控裝置及其控制方法

本發明係有關一種電容式觸控裝置及控制方法。

在傳統應用上，大尺寸電容式觸控面板皆使用表面電容式(surface capacitive)感測技術，但表面電容式感測技術是利用流向觸控面板各端點的一組電流不同來判別手指的位置，因此當觸碰觸控面板之手指數為二指以上時，回報電流組數仍為一組，故僅能辨別一組絕對座標位置，例如在二維矩陣時僅能回報一組X,Y參數，因而無法達到多指觸控的功能。

所有觸點可定位(All Points Addressable；APA)型陣列電容式感測技術雖然可以達到多指觸控的功能，但是其需要對每個點感測器(Point Sensor)進行充放電的動作，以矩陣形狀的觸控面板來說，當X軸及Y軸的感應線(trace)增加時，APA型陣列電容式的像素數目將急劇增加，因而造成取像速度(frame rate)下降，故不適用於大尺寸觸控面板的應用。

另一種軸交錯(Axis Intersect；AI)型陣列電容式感測技術也同樣能達到多指觸控的功能。圖1顯示傳統應用在小尺寸觸控面板的AI型陣列電容式感測技術，其包括一小尺寸觸控面板10以及一AI型陣列電容式觸控IC 12掃描觸控面板10，以一最大可支援掃描22條感應線的AI 型陣列電容式觸控IC 12為例來說，雖然應用在X軸及Y軸各有10條感應線TRX1~TRX10及TRY1~TRY10的小尺寸觸控面板10時取像速度還不錯，但是若要將AI型陣列電容式觸控IC 12應用於X軸及Y軸各有40條感應線TRX1~TRX40及TRY1~TRY40的大尺寸觸控面板14時，如圖2所示，則必須增加AI型陣列電容式觸控IC 12可掃描的總感應線數量，然而，觸控IC 12每次對電容充放電所花費的時間佔整體觸控面板應用上的取像速度的比例非常大，也就是說取像速度問題主要由IC 12每個框(frame)對電容充放電所決定，故以增加可掃描感應線數的方法應用於大尺寸觸控面板14將會有一非常大的缺點，就是整體應用上的取像速度將會嚴重下降，進而影響應用端的效能。

本發明的目的之一，在於提出一種決定邊界問題的電容式觸控裝置及其控制方法。

本發明的目的之一，在於提出一種增加取像速度的電容式觸控裝置及其控制方法。

根據本發明，一種電容式觸控裝置及其控制方法包括一觸控面板以及多個串接的積體電路，該觸控面板具有多條感應線，該多個串接的積體電路中的第一積體電路對該多條感應線中的第N條感應線充放電產生一第一信號，該多個串接的積體電路中的第二積體電路對該多條感應線 中的第N＋1條感應線充放電產生一第二信號，該第一積體電路將該第一信號傳送給該第二積體電路，使該第二積體電路可以根據該第一及第二信號決定該第N條感應線的感應量，進而解決邊界問題。

此外，該多個串接的積體電路皆是獨立運作，當該第一積體電路掃描至其所負責的最後一條感應線，即該第N條感應線，該第二積體電路開始掃描其所負責的第一條感應線，即該第N＋1條感應線，該第一積體電路將其掃描結果傳送給該第二積體電路，當該第二積體電路掃描至其所負責的最後一條感應線時，在該第二積體電路之後的第三積體電路將開始掃描其所負責的第一條感應線，該第二積體電路將把其與該第一積體電路的掃描結果全部傳送給該第三積體電路，以此接力的方式將所有積體電路的掃描結果傳送至最後一顆積體電路進行運算，每一顆積體電路在掃完其所負責的最後一條感應線時，將再次從其所負責的第一條感應線開始掃，因此，除了第一次掃描時間需要較長外，之後只需要一顆積體電路的掃描時間便可以掃完整個觸控面板，因而增加取像速度。

圖3顯示一種使用二顆以上AI型陣列電容式觸控IC掃描觸控面板的電容式觸控裝置20。圖4顯示圖3的局部放大圖。在電容式觸控裝置20中，陣列電容式觸控IC 24負責掃描觸控面板22中的感應線TRX1至TRX10，陣列電 容式觸控IC 26負責掃描觸控面板22中的感應線TRX11至TRX20。由於電容式觸控裝置20可以使用多顆AI型陣列電容式觸控IC同時掃描觸控面板，因此應用在大尺寸面板時，不但具有多指觸控功能，也具有良好的取像速度。在小尺寸觸控面板的電容式觸控IC的偵測方法中，一般是同時選取兩條感應線進行充放電以取得較佳的感應量。若將上述的方法應用於電容式觸控裝置20的話，以觸控IC 24為例，在掃描感應線TRX1時，觸控IC 24將對感應線TRX7及TRX8充放電以取得感應線TRX7及TRX8的電壓或電流信號，並藉以取得感應線TRX7的感應量，如圖4所示。然而，當觸控IC 24掃描至其所負責的最後一條感應線TRX10時，由於觸控IC 24並未連接感應線TRX11，因此觸控IC 24無法對感應線TRX11充放電以取得電壓或電流信號，因此在邊界處的感應線TRX10的感應量只能用感應線TRX10的電壓或電流信號來判斷，因而使感應線TRX10的感應量有不正確或偏小的情形。

圖5顯示本發明的第一實施例，電容式觸控裝置30包括觸控面板32以及觸控IC 34及36，陣列電容式觸控IC 34負責掃描觸控面板32的感應線TRX1至TRX10，陣列電容式觸控IC 36負責掃描觸控面板32的感應線TRX11至TRX20，觸控IC 34及36皆為獨立運作，當觸控IC 34掃描至其所負責的最後一條感應線TRX10時，觸控IC 36將開始掃描其所負責的第一條感應線TRX 11，同時，觸控IC 34將對感應線TRX10充放電產生的電壓或電流信號pp 傳送給觸控IC 36，進而解決邊界問題，觸控IC 36根據來自觸控IC 34的信號pp以及對感應線TRX11充放電而得到的電壓或電流信號決定感應線TRX10的感應量，同時，觸控IC 34也將其掃描結果經由交換及資料信號傳送至觸控IC 36進行運算，其中觸控IC 34的掃描結果包含感應線TRX1至TRX9的感應量，當然，當觸控IC 34掃完最後一條感應線TRX10時，將再從第一條感應線TRX1開始掃描。在其他實施例中，也可以由觸控IC 36將對感應線TRX11充放電而得的電壓或電流信號傳送給觸控IC 34，以供觸控IC 34決定感應線TRX10的感應量。

圖5所示的電容式觸控裝置20可以推廣至多個串接的觸控IC。圖6顯示本發明的第二個實施例，電容式觸控裝置40包括陣列電容式觸控IC 42、44、46及48用以掃描觸控面板(圖中未示)上同一軸的掃描線，其中觸控IC 42負責掃描感應線TRX1至TRX20，觸控IC 44負責掃描感應線TRX21至TRX40，觸控IC 46負責掃描感應線TRX41至TRX60，觸控IC 48負責掃描感應線TRX61至TRX80，觸控IC 42、44、46及48皆獨立運作，當觸控IC 42掃描至其所負責的最後一條感應線TRX20時，同時觸控IC 44也開始掃描感應線TRX21，接著觸控IC 42將傳送信號pp1以及交換及資料信號給觸控IC 44，其中信號pp1係對感應線TRX20充放電而得的電壓或電流信號，而觸控IC 42所送出的交換及資料信號包括觸控IC 42的掃描結果，當觸控IC 42對感應線TRX20完成充放電後，將再由其所負責 的第一條感應線TRX1開始掃描，觸控IC 44根據信號pp1及對感應線TRX21充放電而得的電壓或電流信號決定感應線TRX20的感應量，當觸控IC 44掃描至其所負責的最後一條感應線TRX40時，其也將對感應線TRX40充放電而得的電壓或電流信號pp2傳給下一顆觸控IC 46，同時也把觸控IC 44的掃描結果以及其掃描結果經由交換及資料信號傳結觸控IC 46，當觸控IC 44對感應線TRX40完成充放電後，將再由其所負責的第一條感應線TRX21開始掃描，以此類推，最後觸控IC 42、44及46所掃描的結果都以接力的方式傳送至最後一顆觸控IC 48以進行運算，而且除了第一次描掃時間較長外，之後經由導管(pipeline)接力的方式，幾乎只要一顆IC的掃描時間便可以得到所有感應線的感應量，以本實施例來說，只要花費掃描20條感應線的時間，便可以得到80條感應線的感應量，因此可以大幅增加掃描的頻率，即增加取像速度。再者，每一觸控IC都將其所負責掃描的最後一條感應線的電壓或電流信號傳給下一顆觸控IC，因而解決邊界問題。

圖7顯示本發明的第三實施例，電容式觸控裝置50包括觸控面板52及觸控IC 54、56、58及60，其中觸控IC 54掃描觸控面板52上Y軸的感應線TRY21至TRY40，觸控IC 56掃描觸控面板52上Y軸的感應線TRY1至TRY20，觸控IC 58掃描觸控面板52上X軸的感應線TRX1至TRX20，觸控IC 60掃描觸控面板52上X軸的感應線 TRX21至TRX40，觸控IC 54、56、58及60以串接方式連接，並且以接力方式把每一顆觸控IC的掃描結果傳送至最後一顆觸控IC 60以加快取像速度。此外，觸控IC 54將感應線TRY21的電壓或電流信號傳給觸控IC 56以解決觸控IC 54及56之間的邊界問題，而觸控IC 58也將感應線TRX20的電壓或電流信號傳給觸控IC 60以解決觸控IC 58及60之間的邊界問題。

10‧‧‧觸控面板

12‧‧‧觸控IC

14‧‧‧觸控面板

20‧‧‧電容式觸控裝置

22‧‧‧觸控面板

24‧‧‧觸控IC

26‧‧‧觸控IC

30‧‧‧電容式觸控裝置

32‧‧‧觸控面板

34‧‧‧觸控IC

36‧‧‧觸控IC

40‧‧‧電容式觸控裝置

42‧‧‧觸控IC

44‧‧‧觸控IC

46‧‧‧觸控IC

48‧‧‧觸控IC

50‧‧‧電容式觸控裝置

52‧‧‧觸控面板

54‧‧‧觸控IC

56‧‧‧觸控IC

58‧‧‧觸控IC

60‧‧‧觸控IC

圖1顯示傳統應用在小尺寸觸控面板的AI型陣列電容式感測技術；圖2顯示傳統應用在大尺寸觸控面板的AI型陣列電容式感測技術；圖3顯示一種使用二顆以上AI型陣列電容式觸控IC掃描觸控面板的電容式觸控裝置；圖4顯示圖3的局部放大圖；圖5顯示本發明的第一實施例；圖6顯示本發明的第二實施例；以及圖7顯示本發明的第三實施例。

30‧‧‧電容式觸控裝置

32‧‧‧觸控面板

34‧‧‧觸控IC

36‧‧‧觸控IC

Claims (6)

1. 一種電容式觸控裝置，包括：一觸控面板，具有多條感應線；一第一積體電路，對該多條感應線中第一條感應線充放電產生一第一信號；以及一第二積體電路，對該多條感應線中與該第一條感應線相鄰的第二條感應線充放電產生一第二信號；其中，該第一積體電路將該第一信號傳送至該第二積體電路，該第二積體電路根據該第一及第二信號得到該第一條感應線的感應量。
2. 一種電容式觸控裝置，包括：一觸控面板；多個串接的積體電路，用以掃描該觸控面板，每一該積體電路將其掃描後得到的掃描結果以及來自前一顆積體電路的掃描結果傳送給後一顆積體電路。
3. 如請求項2之電容式觸控裝置，其中該多個串接的積體電路的掃描結果在該多個串接的積體電路中的最後一顆積體電路進行運算。
4. 一種電容式觸控裝置的控制方法，該電容式觸控裝置包含一觸控面板具有多條感應線、一第一積體電路及一第二積體電路，該控制方法包括下列步驟：以該第一積體電路對該多條感應線中的第一條 感應線充放電產生一第一信號給該第二積體電路；以該第二積體電路對該多條感應線中與該第一條感應線相鄰的第二條感應線充放電產生一第二信號；以及根據該第一及第二信號決定該第一條感應線的感應量。
5. 一種電容式觸控裝置的控制方法，該電容式觸控裝置包含一觸控面板及多個串接的積體電路，該控制方法包括下列步驟；利用該多個串接的積體電路掃描該觸控面板；以及將每一該積體電路的掃描結果以及來自前一顆積體電路的掃描結果傳送給後一顆積體電路。
6. 如請求項5之控制方法，更包括利用在該多個串接的積體電路中的最後一顆積體電路運算該多個串接的積體電路的掃描結果。