TWI421754B - Capacitive touch device and its control method - Google Patents

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TWI421754B TW097112057A TW97112057A TWI421754B TW I421754 B TWI421754 B TW I421754B TW 097112057 A TW097112057 A TW 097112057A TW 97112057 A TW97112057 A TW 97112057A TW I421754 B TWI421754 B TW I421754B
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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，特別是關於一種使用二個以上陣列電容式(projected capacitance)觸控積體電路(Integrated Circuit；IC)掃描大尺寸觸控面板的電容式觸控裝置及其控制方法。
在傳統應用上，大尺寸電容式觸控螢幕皆使用表面電容式(surface capacitive)感測技術，但表面電容式感測技術是利用流向銀幕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。
因此，一種應用於大尺寸面板且具有多指觸控功能以及良好取像速度的感測方法，乃為所冀。
本發明的目的之一，在於提出一種使用二個以上陣列電容式觸控IC掃描大尺寸觸控面板的電容式觸控裝置及其控制方法。
本發明的目的之一，在於提出一種應用在大尺寸觸控 面板且具有多指觸控功能及良好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大尺寸的觸控面板、至少一第一積體電路以及一第二積體電路。其中該至少一第一積體電路主要負責掃描該觸控面板，若有需要該至少一第一積體電路也可以加入部分運算於其中。該第二積體電路主要用於控制該電容式觸控裝置的整體運作、將來自該至少一第一積體電路的掃描資料進行最後運算以及與外部溝通，此外該第二積體電路也可以參與掃描工作。
圖3顯示本發明的第一實施例，電容式觸控裝置20包括大尺寸觸控面板22以及二個AI型陣列電容式觸控IC 24及26，其中觸控面板22具有m條感應線TR1~TRm，副觸控IC 24由感應線TR1開始掃描直至感應線TRn，主觸控IC 26可以由感應線TRn或TRn＋1開始掃描至感應線TRm，以避免同時對同一條感應線進行充放電；當然反過來，副觸控IC 24可以由感應線TRn開始掃描直至感應線TR1，此時主觸控IC 26由感應線TRm開始掃描至感應線TRn或TRn＋1，主觸控IC 26送出時脈CLK給副觸控IC 24以同步抓取副觸控IC 24的資料，副觸控IC 24將掃描後得到的掃描資料SDA傳送給主觸控IC 26，主觸控IC 26將來自副觸控IC 24的掃描資料SDA及自身掃描所得的結 果進行最後運算以判斷物件在觸控面板22上的位置，此外主觸控IC 26還控制電容式觸控裝置20的整體運作以及負責與外部溝通，而副觸控IC 24也可以加入部份運算於其中以降低主觸控IC 26的負荷，例如，副觸控IC 24可以先將其掃描的結果先進行運算，之後再將運算後的掃描資料SDA傳送給主觸控IC 26。由於觸控IC 24及26可以同時進行掃描而且各只負責掃描部分感應線，假設m＝40而n＝20，因此只要花費掃描20條感應線的時間便可以將具有40條感應線的觸控面板22掃描一遍，故可以有效的改善取像速度。
圖4顯示本發明的第二實施例，在電容式觸控裝置30中，使用三個AI型陣列電容式觸控IC 34、36及38來掃描大尺寸觸控面板32，其中觸控面板32具有m條感應線TR1~TRm，副觸控IC 34由感應線TR1開始掃描直至感應線TRk，副觸控IC 36由感應線TRk或TRk＋1開始掃描至感應線TRn，主觸控IC 38由感應線TRn或TRn＋1開始掃描至感應線TRm，主觸控IC 38送出時脈CLK給副觸控IC 34及36，並且利用位址(address)信號AD來選擇副觸控IC 34及36，副觸控IC 34及36將掃描後得到的掃描資料SDA傳送給主觸控IC 38，主觸控IC 38將來自副觸控IC 34及36的掃描資料SDA及自身掃描所得的結果進行最後運算以判斷物件在觸控面板32上的位置，同時主觸控IC 38還負責控制電容式觸控裝置30的整體運作以及與外部溝通，而副觸控IC 34及36除了負責掃描之外，也可 以加入部份運算於其中以降低主觸控IC 38的負荷。由於觸控IC 34、36及38可以同時進行掃描而且各只負責掃描部分感應線，故可以有效的改善取像速度。
圖5為本發明的第三實施例，電容式觸控裝置40包括大尺寸觸控面板42及三個AI型陣列電容式觸控IC 44、46及48，其中觸控面板42具有m條感應線TR1~TRm，副觸控IC 44由感應線TR1開始掃描直至感應線TRn，副觸控IC 46由感應線TRn或TRn＋1開始掃描至感應線TRm，主觸控IC 48不參與掃描工作，其只負責控制整體運作、接收資料、進行最後運算及與外部溝通，主觸控IC 48送出時脈CLK給副觸控IC 44及46，並且利用位址信號AD來選擇副觸控IC 44及46，副觸控IC 44及46將掃描後得到的掃描資料SDA傳送給主觸控IC 48，主觸控IC 48將來自副觸控IC 44及46的掃描資料SDA進行最後運算以判斷物件在觸控面板42上的位置。副觸控IC 44及46除了負責掃描之外，也可以加入部份運算於其中以降低主觸控IC 48的負荷。由於副觸控IC 44及46可以同時進行掃描而且各只負責掃描部分感應線，故可以有效的改善取像速度。在其他實施例中，也可以用其他具有運算功能的IC來取代AI型陣列電容式觸控IC 48。
圖6顯示本發明的第四實施例，電容式觸控裝置50包括大尺寸觸控面板52及五個AI型陣列電容式觸控IC 54、56、58、60及62，其中副觸控IC 54及56在觸控面板52的左方，副觸控IC 54在副觸控IC 56的上方，副 觸控IC 58及60位於觸控面板52的下方，副觸控IC 58在副觸控IC 60的左方。觸控面板52的X軸及Y軸各具有40條感應線TRX1~TRX40及TRY1~TRY40，副觸控IC 58由感應線TRX1開始掃描至感應線TRX20，副觸控IC 60由感應線TRX20或TRX21開始掃描至感應線TRX40，副觸控IC 56由感應線TRY1開始掃描至感應線TRY20，副觸控IC 54由感應線TRY20或TRY21開始掃描至感應線TRY40，主觸控IC 62不參與掃描工作，其只負責控制整體運作、接收資料、進行最後運算及與外部溝通，主觸控IC 62送出時脈CLK給副觸控IC 54、56、58及60，並且以位址信號AD來選擇副觸控IC 54、56、58及60，副觸控IC 54、56、58及60將掃描後得到的掃描資料SDA傳送給主觸控IC 62，主觸控IC 62將來自副觸控IC 54、56、58及60的掃描資料SDA進行最後運算以判斷物件在觸控面板52上的位置。副觸控IC 54、56、58及60除了負責掃描之外，也可以加入部份運算於其中以降低主觸控IC 62的負荷。由於副觸控IC 54、56、58及60可以同時進行掃描而且各只負責掃描部分感應線，故可以有效的改善取像速度。在其他實施例中，也可以用其他具有運算功能的IC來取代AI型陣列電容式觸控IC 62。
圖7顯示本發明的第五實施例，電容式觸控裝置70包括大尺寸觸控面板72及五個AI型陣列電容式觸控IC 74、76、78、80及82，其中副觸控IC 74及76位於觸控面板72的右上方，副觸控IC 74在副觸控IC 76的右上 方，副觸控IC 78及80位於觸控面板72的左下方，副觸控IC 78在副觸控IC 80的右上方。觸控面板72的X軸及Y軸各具有40條感應線TRX1~TRX40及TRY1~TRY40，副觸控IC 78掃描感應線TRX1~TRX10及TRY1~TRY10，副觸控IC 80掃描感應線TRX11~TRX20及TRY11~TRY20，副觸控IC 74掃描感應線TRX21~TRX30及TRY21~TRY30，副觸控IC 76掃描感應線TRX31~TRX40及TRY31~TRY40，主觸控IC 82不參與掃描工作，其只負責控制整體運作、接收資料、進行最後運算及與外部溝通，主觸控IC 82送出時脈CLK給副觸控IC 74、76、78及80，並且以位址信號AD來選擇副觸控IC 74、76、78及80，副觸控IC 74、76、78及80將掃描後得到的掃描資料SDA傳送給主觸控IC 82以進行最後運算。副觸控IC 74、76、78及80除了負責掃描之外，也可以加入部份運算於其中以降低主觸控IC 82的負荷。由於副觸控IC 74、76、78及80可以同時進行掃描而且各只負責掃描部分感應線，故可以有效的改善取像速度。在其他實施例中，也可以用其他具有運算功能的IC來取代AI型陣列電容式觸控IC 82。
圖8顯示本發明的第六實施例，電容式觸控裝置90包括大尺寸觸控面板92及五個AI型陣列電容式觸控IC 94、96、98、100及102，其中副觸控IC 94、96、98及100皆位於觸控面板92的左下方，副觸控IC 94在副觸控IC 96的右上方，副觸控IC 96在副觸控IC 98的右上方，副觸控IC 98在副觸控IC 100的右上方。觸控面板92的 X軸及Y軸各具有40條感應線TRX1~TRX40及TRY1~TRY40，副觸控IC 94掃描感應線TRX1~TRX10及TRY1~TRY10，副觸控IC 96掃描感應線TRX11~TRX20及TRY11~TRY20，副觸控IC 98掃描感應線TRX21~TRX30及TRY21~TRY30，副觸控IC 100掃描感應線TRX31~TRX40及TRY31~TRY40，主觸控IC 102不參與掃描工作，其只負責控制整體運作、接收資料、進行最後運算及與外部溝通，主觸控IC 102送出時脈CLK給副觸控IC 94、96、98及100，並且以位址信號AD來選擇副觸控IC 94、96、98及100，副觸控IC 94、96、98及100將掃描後得到的掃描資料SDA傳送給主觸控IC 102以進行最後運算。副觸控IC 94、96、98及100除了負責掃描之外，也可以加入部份運算於其中以降低主觸控IC 102的負荷。由於副觸控IC 94、96、98及100可以同時進行掃描而且各只負責掃描部分感應線，故可以有效的改善取像速度。在其他實施例中，也可以用其他具有運算功能的IC來取代AI型陣列電容式觸控IC 102。
圖9顯示本發明的第七實施例，電容式觸控裝置110包括大尺寸觸控面板112及五個AI型陣列電容式觸控IC 114、116、118、120及122，其中副觸控IC 114及116位於觸控面板112的左下方，副觸控IC 114在副觸控IC 116的左下方，副觸控IC 118及120位於觸控面板112的右下方，副觸控IC 118在副觸控IC 120的左上方。觸控面板112的X軸及Y軸各具有40條感應線TRX1~TRX40及 TRY1~TRY40，副觸控IC 116掃描感應線TRX1~TRX10及TRY1~TRY10，副觸控IC 114掃描感應線TRX11~TRX20及TRY11~TRY20，副觸控IC 120掃描感應線TRX21~TRX30及TRY31~TRY40，副觸控IC 118掃描感應線TRX31~TRX40及TRY21~TRY30，主觸控IC 122不參與掃描工作，其只負責控制整體運作、接收資料、進行最後運算及與外部溝通，主觸控IC 122送出時脈CLK給副觸控IC 114、116、118及120，並且以位址信號AD來選擇副觸控IC 114、116、118及120，副觸控IC 114、116、118及120將掃描後得到的掃描資料SDA傳送給主觸控IC 122以進行最後運算。副觸控IC 114、116、118及120除了負責掃描之外，也可以加入部份運算於其中A降低主觸控IC 122的負荷。由於副觸控IC 114、116、118及120可以同時進行掃描而且各只負責掃描部分感應線，故可以有效的改善取像速度。在其他實施例中，也可以用其他具有運算功能的IC來取代AI型陣列電容式觸控IC 122。
圖6至圖9顯示了四種不同的佈局，隨著副觸控IC擺放的位置的改變，感應線與副觸控IC之間的走線長度也將產生變化，這將影響電容式觸控裝置的效能，此外，在圖5至圖9中，由於主控IC 48、62、82、102以及112並不負責掃描面板，故不一定要用電容式觸控IC，以一般IC取代亦可。再者，在圖3至圖9中，也可以用其他陣列電容式觸控IC來取代AI型陣列電容式觸控IC，例如，APA型陣列電容式觸控IC。
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
38‧‧‧觸控IC
40‧‧‧電容式觸控裝置
42‧‧‧觸控面板
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
62‧‧‧觸控IC
70‧‧‧電容式觸控裝置
72‧‧‧觸控面板
74‧‧‧觸控IC
76‧‧‧觸控IC
78‧‧‧觸控IC
80‧‧‧觸控IC
82‧‧‧觸控IC
90‧‧‧電容式觸控裝置
92‧‧‧觸控面板
94‧‧‧觸控IC
96‧‧‧觸控IC
98‧‧‧觸控IC
100‧‧‧觸控IC
102‧‧‧觸控IC
110‧‧‧電容式觸控裝置
112‧‧‧觸控面板
114‧‧‧觸控IC
116‧‧‧觸控IC
118‧‧‧觸控IC
120‧‧‧觸控IC
122‧‧‧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顯示本發明的第一實施例；圖4顯示本發明的第二實施例；圖5顯示本發明的第三實施例；圖6顯示本發明的第四實施例；圖7顯示本發明的第五實施例；圖8顯示本發明的第六實施例；以及圖9顯示本發明的第七實施例。
20‧‧‧電容式觸控裝置
22‧‧‧觸控面板
24‧‧‧觸控IC
26‧‧‧觸控IC

Claims (20)

  1. 一種電容式觸控裝置，包括：一觸控面板；至少一第一積體電路；以及一第二積體電路，與該至少一第一積體電路共同掃描該觸控面板，該第二積體電路接收來自該至少一第一積體電路的掃描資料進行運算以判斷一物件在該觸控面板上的位置。
  2. 如請求項1之電容式觸控裝置，其中該至少一第一積體電路包括軸交錯型陣列電容式觸控積體電路。
  3. 如請求項1之電容式觸控裝置，其中該至少一第一積體電路將各自掃描的結果進行運算以產生該掃描資料。
  4. 如請求項1之電容式觸控裝置，其中該第二積體電路包括軸交錯型陣列電容式觸控積體電路。
  5. 如請求項1之電容式觸控裝置，其中該第二積體電路控制該電容式觸控裝置的整體運作。
  6. 如請求項1之電容式觸控裝置，其中該第二積體電路負責與外部溝通。
  7. 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，該控制方法包括下列步驟：以至少一第一積體電路及一第二積體電路掃描該觸控面板；將該至少一第一積體電路掃描後得到的掃描資 料傳送至該第二積體電路；以及藉由該第二積體電路運算該掃描資料以及自身掃描的結果以判斷在該觸控面板上物件的位置。
  8. 如請求項7之控制方法，更包括藉由該至少一第一積體電路運算各自掃描的結果產生該掃描資料。
  9. 如請求項7之控制方法，更包括經由該第二積體電路與外部溝通。
  10. 如請求項7之控制方法，更包括利用該第二積體電路控制該電容式觸控裝置的整體運作。
  11. 一種電容式觸控裝置，包括：一觸控面板；多個第一積體電路，用以對該觸控面板的多條感應線進行掃描，以產生多個掃描資料，該掃描動作包括對該感應線進行充放電；以及一第二積體電路，接收該多個掃描資料進行運算以判斷一物件在該觸控面板上的位置。
  12. 如請求項11之電容式觸控裝置，其中該多個第一積體電路包括軸交錯型陣列電容式觸控積體電路。
  13. 如請求項11之電容式觸控裝置，其中該多個第一積體電路將各自掃描的結果進行運算以產生該多個掃描資料。
  14. 如請求項11之電容式觸控裝置，其中該第二積體電路包括軸交錯型陣列電容式觸控積體電路。
  15. 如請求項11之電容式觸控裝置，其中該第二積體電路控制該電容式觸控裝置的整體運作。
  16. 如請求項11之電容式觸控裝置，其中該第二積體電路負責與外部溝通。
  17. 一種電容式觸控裝置的控制方法，該控制方法包括下列步驟：以多個第一積體電路掃描一觸控面板的多條感應線以產生多個掃描資料，該掃描動作包括對該感應線進行充放電；將該多個掃描資料傳送至一第二積體電路；以及藉由該第二積體電路運算該多個掃描資料以判斷在該觸控面板上物件的位置。
  18. 如請求項17之控制方法，其中產生該多個掃描資料的步驟包括藉由該多個第一積體電路運算各自掃描的結果產生該多個掃描資料。
  19. 如請求項17之控制方法，更包括經由該第二積體電路與外部溝通。
  20. 如請求項17之控制方法，更包括利用該第二積體電路控制該電容式觸控裝置的整體運作。
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