TWI439892B - 偵測觸控面板之觸控點之方法及觸控裝置 - Google Patents

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Description

偵測觸控面板之觸控點之方法及觸控裝置
本發明係有關於一種偵測方法，特別是一種適用於觸控面板之偵測方法，利用分區掃描方式來進行觸控點偵測。
第1圖係表示習知的電容式觸控面板。參閱第1圖，觸控面板1包括複數條驅動線X1~Xn以及複數條感測線Y1~Ym。其中，驅動線X1~Xn與感測線Y1~Ym交錯，且一組交錯之驅動線與感測線對應一個感測胞。舉例來說，交錯之驅動線X1與感測線Y1對應感測胞DC10。觸控面板1主要包括兩層導電層。驅動線X1~Xn形成於一導電層，而條感測線Y1~Ym形成於另一導電層。一般在偵測觸控點時，係逐一掃描驅動線X1~Xn。當一驅動線被掃描時，則依序讀出感測線Y1~Ym之電壓信號，且根據讀出之電壓信號來判斷對應之感測胞是否被觸控以成為觸控點。
假設讀出一感測線之電壓信號花費一單位時間，因此，對於一訊框(frame)之觸控點偵測，需花費n×m單位時間。然而，當上述習知偵測觸控點方法應用於一大尺寸觸控面板時，大多的時間係耗費在沒有觸控區域之驅動線的掃描操作與感測線之電壓信號讀出操作，因此增加了偵測觸控點的時間，且運用較多的硬體資源。
因此，期望提供一種偵測方法，期能有效率地偵測觸控點，以縮短偵測時間並降低硬體資源消耗。
本發明提供一種偵測觸控面板之觸控點之方法。此方法包括：(1)提供一可劃分為偶數個單位區域之觸控面板；(2)透過一控制單元定義複數個該等單位區域為一偵測區域；(3)一驅動單元偵測此偵測區域，用以獲得一觸控點對應單位區域之一位置；(4)當驅動單元未偵測到此位置，控制單元重新定義偵測區域之單位區域之數目；以及(5)當驅動單元偵測到此位置，則將此位置儲存至一記憶單元。步驟(4)中所定義之單位區域之數目為步驟(2)中所定義之單位區域之數目的半數。
本發明更提供一種觸控裝置，用以控制一觸控面板。觸控面板連接至複數驅動線與複數感測線。驅動線與感測線相互交錯，且一組交錯之驅動線與感測線對應一感測胞。每一驅動線對應一單位區域。觸控裝置包括一控制單元以及一驅動單元。控制單元初始將數個單位區域定義為一偵測區域。驅動單元耦接於控制單元。驅動單元偵測偵測區域，用以獲得被觸控之感測胞對應單位區域之一位置。當驅動單元偵測到此位置，則將此位置儲存至一記憶單元內。當驅動單元未偵測到此位置，控制單元重新定義偵測區域之單位區域之數目。控制單元重新定義之等單位區域之數目為初始定義之等單位區域之數目的半數。
為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
第2圖係表示根據本發明實施例之觸控裝置。參閱第2圖，觸控裝置2包括觸控面板20、驅動單元21及22、信號處理單元23、控制單元24、以及記憶單元25。觸控面板20包括複數驅動線以及複數感測線。在此實施例中，以16條驅動線X1~X16與10條感測線Y1~Y10為例來說明。然而，驅動線與感測線之數量不以此為限，而是依系統需求而定。驅動線X1~X16與感測線Y1~Y10交錯，且一組交錯之驅動線與感測線對應一感測胞。舉例來說，交錯之驅動線X1與感測線Y1對應感測胞DC20。驅動單元21耦接驅動線X1~X16，並根據控制信號S21來掃描驅動線X1~X16。驅動單元22耦接感測線Y1~Y10，並根據控制信號S22來讀出感測線Y1~Y10上之電壓信號。在此實施例中，驅動線X1~X16每一者所對應之區域稱為一單位區域，因此，觸控面板20包括偶數個單位區域。
當一驅動線被驅動單元21掃描時，驅動單元22讀出感測線Y1~Y10之電壓信號，信號處理單元23接收該些電壓信號以判斷對應該驅動線與感測線Y1~Y10之複數感測胞是否被觸控。信號處理單元23根據判斷結果來產生偵測信號S23，使得控制單元24可根據表示判斷結果之偵測信號S23來產生控制信號S21及S22，以分別控制驅動器21及22進行後續之驅動線的掃描操作與感測線之電壓信號讀出操作。
當欲偵測觸控面板20中是否有一感測胞被觸控以成為一觸控點時，觸控裝置2先對驅動線X1~X16中一驅動線群組執行偵測操作。舉例來說，參閱第2及3A圖，觸 控裝置2對由驅動線X1~X8所組成之驅動線群組GX1進行偵測操作。換句話說，本發明利用劃分觸碰面板20成複數個感測區域，以提升觸碰面板偵測操作之效率。觸控裝置2對驅動線群組GX1所對應之觸控面板20之感測區域R1進行偵測操作。
參閱第3B圖，在對驅動線群組GX1之偵測操作中，控制單元24將驅動線群組GX1定義為母驅動線群組。控制單元24根據偵測信號S23來產生控制信號S21以控制驅動單元21依序掃描母驅動線群組(即驅動線群組GX1)中包含驅動線X1~X4之子驅動線群組SX1。控制單元24將子驅動線群組SX1在觸控面板20中之對應區域定義為偵測區域SR1。偵測區域SR1包括驅動線X1~X4之對應單位區域，即四個單位區域。控制單元24也產生控制信號S22來控制驅動單元22讀出感測線Y1~Y10上的電壓信號。詳細來說，當驅動單元21根據控制信號S21來掃描子驅動線群組SX1中一驅動線(例如驅動線X1)時，驅動單元22根據控制信號S22來讀出感測線Y1~Y10之電壓信號，信號處理單元23接收該些電壓信號以判斷對應被掃描之驅動線X1與感測線Y1~Y10之複數感測胞是否有一者被觸控。接著，當驅動單元21根據控制信號S21來接續掃描子驅動線群組SX1中下一驅動線X2時，驅動單元22根據控制信號S22來讀出感測線Y1~Y10之電壓信號，信號處理單元23接收該些電壓信號以判斷對應被掃描之驅動線X2與感測線Y1~Y10之複數感測胞中是否有一者被觸控。藉由對子驅動線群組SX1中驅動線X1~X4的掃描操作以及對 感測線Y1~Y10之電壓信號讀出操作，信號處理單元23可判斷出對應驅動線X1~X4與感測線Y1~Y10之複數感測胞中是否有一者被觸控，即信號處理單元23可偵測出在偵測區域SR1中是否出現一觸控點。
當信號處理單元23判斷出對應驅動線X1~X4與感測線Y1~Y10之複數感測胞中有一者被觸控(即偵測出在偵測區域SR1出現一觸控點)，則信號處理單元23產生偵測信號S23給控制單元24，使得控制單元24將被觸控之感測胞在偵測區域SR1中對應單位區域之位置記憶在記憶單元25(即將觸控點對應單位區域之位置記憶在記憶單元25)，觸控裝置2停止對驅動線群組GX1的偵測操作，結束此一觸碰偵測程序。當觸碰裝置2進行下一個觸控偵測程序，首先會對前次觸控偵測程序未偵測到的感測區域進行偵測操作(本實施例中為對應驅動線群組GX2的感測區域R2)。
當信號處理單元23判斷出對應驅動線X1~X4與感測線Y1~Y10之複數感測胞都沒有被觸控(即偵測出在偵測區域SR1沒有出現任何觸控點)，則觸控裝置2則對驅動線X5~X8所組成之子驅動線群組SX2進行偵測操作。
參閱第3C圖，在對子驅動線群組SX2之偵測操作中，控制單元24將子驅動線群組SX2定義為母驅動線群組。控制單元24根據偵測信號S23產生控制信號S21以控制驅動單元21依序掃描母驅動線群組(即子驅動線群組SX2)中包含驅動線X5~X6之子驅動線群組SX21。控制單元24將子驅動線群組SX21在觸控面板20之對應區域定義為偵 測區域SR21，且偵測區域SR21包括X5~X6之對應單位區域，即兩個單位區域。控制單元24也產生控制信號S22來控制驅動單元22讀出感測線Y1~Y10上的電壓信號。藉由對子驅動線群組SX21中驅動線X5~X6的掃描操作以及對感測線Y1~Y10之電壓信號讀出操作，信號處理單元23可判斷出對應驅動線X5~X6與感測線Y1~Y10之複數感測胞中是否有一者被觸控，即信號處理單元23可偵測出在偵測區域SR21中是否出現一觸控點。當信號處理單元23判斷出對應驅動線X5~X6與感測線Y1~Y10之複數感測胞中有一者被觸控(即偵測出在偵測區域SR21出現一觸控點)，則信號處理單元23產生偵測信號S23給控制單元24，使得控制單元24將被觸控之感測胞在偵測區域SR21中對應單位區域之位置記憶在記憶單元25(即將觸控點在對應單位區域之位置記憶在記憶單元25)，且觸控裝置2停止對子驅動線群組SX2的偵測操作。觸控裝置2可接著切換為對驅動線群組GX2執行偵測操作。當信號處理單元23判斷出對應驅動線X5~X6與感測線Y1~Y10之複數感測胞都沒有被觸控(即偵測出在偵測區域SR21沒有出現任何觸控點)，則觸控裝置2則對驅動線X7~X8所組成之子驅動線群組SX22進行偵測操作。
根據第3B-3C圖可得知，在對驅動線群組GX1之偵測操作中，偵測區域SR1包括分別對應驅動線X1~X4的四個單位區域；而在對子驅動線群組SX2之偵測操作中，偵測區域SR21包括分別對應驅動線X5~X6的兩個單位區域UR21。因此可得知，當在偵測區域SR1中未偵測到觸控點 ，接續受到偵測之偵測區域SR21的單位區域數量等於偵測區域SR1的單位區域數量的半數。
根據上述，藉由在驅動線群組GX1中重複定義母驅動線群組(即偵測區域)以重複執行偵測操作，則可以偵測出對應驅動線X1~X8與感測線Y1~Y10之複數感測胞中是否有一者被觸控。當控制單元24判斷觸控裝置2已執行一既定次數之偵測操作後，觸控裝置2仍沒有偵測到一被觸控之感測胞，驅動單元21則根據控制信號S21來對尚未被執行偵測操作之驅動線進行掃描以偵測對應之感測胞中是否有一者被觸控。當仍未偵測到被觸控之感測胞，則觸控裝置2對由驅動線X9~X16所組成之驅動線群組GX2進行上述偵測操作，換句話說，觸控裝置2對驅動線群組GX2所對應之觸控面板20之感測區域R2進行上述偵測操作。
舉例來說，假設該既定次數設為2次。當控制單元24判斷觸控裝置2已執行2次之偵測操作後(一次為對驅動線群組GX1執行，另一次為對子驅動線群組SX2執行)，觸控裝置2仍沒有偵測到對應之子驅動線群組SX21之感測胞中有一者被觸控，驅動單元21則根據控制信號S21來對子驅動線群組SX22進行掃描以偵測對應之感測胞中是否有一者被觸控。當仍未偵測到被觸控之感測胞，觸控裝置2則對由驅動線X9~X16所組成之驅動線群組GX2進行上述偵測操作。當偵測到對應子驅動線群組SX22之感測胞中有一者被觸控，則信號處理單元23產生偵測信號S23給控制單元24，使得控制單元24將被觸控之感測胞在區域SR22中對應單位區域之位置記憶在記憶單元25(即將 觸控點對應單位區域之位置記憶在記憶單元25)。觸控裝置2可接著切換為對驅動線群組GX2執行偵測操作。
因此，藉由在驅動線群組GX2中重複定義母驅動線群組以重複執行偵測操作，則可以偵測出對應驅動線X9~X16與感測線Y1~Y10之複數感測胞中是否有一者被觸控。
上述既定次數假設為2次，為本發明為說明實施例所作之舉例，不以此為限。該既定次數可以系統需求及觸控面板尺寸而定。
在此實施例中，驅動線群組GX1之驅動線數量等於驅動線群組GX2之驅動線數量。此外，對於每一偵測操作而言，由一母驅動線群組劃分成兩子驅動線群組，且該兩子驅動線群組之驅動線數量相等。
在另一些實施例中，驅動線群組GX1所對應之感測區域R1的面積等於驅動線群組GX2所對應之感測區域R2的面積。
根據上述實施例，驅動線X1~X16被區分為數個群組。當觸控裝置2欲偵測觸控面板20中是否有一感測胞被觸控時，控制單元24控制驅動單元21每次對一個群組之驅動線進行偵測操作直到偵測到被觸控之感測胞。因此，每當觸控裝置2欲偵測觸控面板20中是否有至少一感測胞被觸控時，控制單元24不需每次都掃描完所有的驅動線X1~X16，藉此縮短偵測時間並降低硬體資源消耗。
第4圖係表示第1圖之信號處理單元23之實施例。參閱第4圖，信號處理單元23包括放大器(AMP)40、類比數位轉換器(analog-to-digital converter，ADC)41、以及 比較器(COMP)42。當一驅動線被掃描時，放大器40依序地接收並放大來自感測線Y1~Y10之電壓信號。ADC 41將每一感測線之電壓信號由類比格式轉換為數位格式，以給後端數位電路使用。當一驅動線被掃描時，比較器42比較每一感測線之電壓信號與一參考電壓信號Vref，並根據該比較結果來判斷對應之感測胞是否被觸控以產生偵測信號S23。藉此，控制單元24根據偵測信號S23來產生控制信號S21及S22，以使驅動單元21執行對應之驅動線的掃描操作，並使驅動單元22執行對應之感測線的電壓信號讀出操作。
第5圖係表示根據本發明實施例之偵測方法。第5圖之偵測方法適用於第2圖之觸控裝置2。首先，將觸控面板20劃分成兩感測區域R1與感測區域R2(步驟S50)。對感測區域R1執行一偵測操作以偵測一觸控點(步驟S51)。在偵測操作中，將感測區域R1定義為一母區域(步驟S52)。母區域R1劃分成兩區域SR1及SR2，區域SR1定義為偵測區域(步驟S53)，其中，偵測區域SR1包括驅動線X1~X4之對應單位區域，即四個單位區域。接著，偵測觸控點是否出現在偵測區域SR1(步驟S54)。當觸控點出現在偵測區域SR1，則記憶觸控點在偵測區域SR1中對應單位區域之位置(步驟S55)，且對感測區域R2執行偵測操作(步驟S59)。接著，偵測方法回到步驟S52。當觸控點沒有出現在偵測區域SR1，判斷執行偵測操作之次數是否等於一既定次數(步驟S56)。在此實施例中，將既定次數假設為2次。由於執行偵測操作之次數為一次 (對感測區域R1執行)，其小於該既定次數，則對區域SR2執行偵測操作(步驟S60)。
此時，偵測方法回到步驟S52，將區域SR2定義為一母區域(步驟S52)。母區域SR2劃分成兩區域SR21及SR22，且區域SR21定義為偵測區域(步驟S53)，其中，偵測區域SR21包括包括驅動線X5~X6之對應單位區域，即二個單位區域。接著，偵測觸控點是否出現在偵測區域SR21(步驟S54)。當觸控點出現在偵測區域SR21，則記憶觸控點在偵測區域SR21中對應單位區域之位置(步驟S55)，且則對感測區域R2執行偵測操作(步驟S59)，接著，偵測方法回到步驟S52。當觸控點沒有出現在偵測區域SR21，在步驟S56中由於執行偵測操作之次數為2次(一次為對感測區域R1執行，另一次為對區域SR2執行)，其等於該既定次數，則偵測觸控點是否出現在母區域SR2之另一區域SR22(步驟S57)。當觸控點沒有出現在區域SR22，則對感測區域R2執行偵測操作(步驟S59)，接著偵測方法回到步驟S52。當觸控點出現在區域SR22，記憶觸控點在區域SR22中對應單位區域之位置(步驟S58)。接著，對感測區域R2執行偵測操作(步驟S59)，且偵測方法回到步驟S52。
在上述實施例中，感測區域R1之面積等於感測區域R2之面積。此外，對於每一偵測操作(步驟S52~S60)而言，由一母區域劃分成兩區域，且該兩區域之面積相等。
根據上述實施例，觸控面板20被區分為數個區域。當觸控裝置2欲偵測觸控面板20中是否有至少一感測胞被觸 控時，控制單元24控制驅動單元21掃描一群組之驅動線，而不需逐條掃描所有的驅動線X1~X16，藉此縮短偵測時間並降低硬體資源消耗。
本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並沒有用以限定本發明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，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。
第1圖：
1‧‧‧觸控面板
DC10‧‧‧感測胞
X1~Xn‧‧‧驅動線
Y1~Ym‧‧‧感測線
第2圖：
2‧‧‧觸控裝置
20‧‧‧觸控面板
21、22‧‧‧驅動單元
23‧‧‧信號處理單元
24‧‧‧控制單元
25‧‧‧記憶單元
DC20‧‧‧感測胞
S21、S22‧‧‧控制信號
S23‧‧‧偵測信號
X1~X16‧‧‧驅動線
Y1~Y10‧‧‧感測線
第3A~3C圖：
GX1、GX2‧‧‧驅動線群組
SX1、SX2‧‧‧驅動線群組GX1之子驅動線群組
SX21、SX22‧‧‧驅動線群組SX2之子驅動線群組
R1、R2‧‧‧感測區域
SR1、SR2‧‧‧感測區域R1內之區域
SR21、SR22‧‧‧區域SR2內之區域
第4圖：
40‧‧‧放大器(AMP)
41‧‧‧類比數位轉換器(ADC)
42‧‧‧比較器(COMP)
第5圖：
S50...S59‧‧‧方法步驟
第1圖表示習知的電容式觸控面板；第2圖表示根據本發明實施例之觸控裝置；第3A~3C圖表示在本發明實施例之偵測方法中驅動線群組之示意圖；第4圖表示第2圖之信號處理單元之實施例；以及第5圖表示根據本發明實施例之偵測方法。
S50...S59‧‧‧方法步驟

Claims (10)

  1. 一種偵測觸控面板之觸控點之方法，包括：(1)提供一可劃分為偶數個單位區域之觸控面板；(2)透過一控制單元定義複數個該等單位區域為一偵測區域；(3)一驅動單元偵測該偵測區域，用以獲得一觸控點對應該單位區域之一位置；(4)當該驅動單元未偵測到該位置，該控制單元重新定義該偵測區域之該等單位區域之數目；以及(5)當該驅動單元偵測到該位置，則將該位置儲存至一記憶單元；其中，步驟(4)中所定義之該等單位區域之數目為步驟(2)中所定義之該等單位區域之數目的半數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之偵測觸控面板之觸控點之方法，步驟(4)包括：當該驅動單元未偵測到該位置，判斷該驅動單元偵測該偵測區域的偵測之次數是否等於一既定次數；以及當驅動單元偵測該偵測區域的偵測之次數等於該既定次數，該控制單元重新定義該偵測區域之該等單位區域之數目。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之偵測觸控面板之觸控點之方法，其中，步驟(4)中所定義之該偵測區域之面積等於步驟(2)中所定義之該偵測區域之面積的一半。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之偵測觸控面板之觸控 點之方法，當執行步驟(4)後，返回執行步驟(3)。
  5. 一種觸控裝置，用以控制一觸控面板，該觸控面板連接至複數驅動線與複數感測線，該等驅動線與該等感測線相互交錯，一組交錯之該驅動線與該感測線對應一感測胞，且每一該驅動線對應一單位區域，該觸控裝置包括：一控制單元，初始將數個該等單位區域定義為一偵測區域；以及一驅動單元，耦接於該控制單元，驅動單元偵測該偵測區域，用以獲得被觸控之該感測胞對應該單位區域之一位置；其中，當該驅動單元偵測到該位置，則將該位置儲存至一記憶單元內；其中，當該驅動單元未偵測到該位置，該控制單元重新定義該偵測區域之該等單位區域之數目；以及其中，該控制單元重新定義之該等單位區域之數目為初始定義之該等單位區域之數目的半數。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控裝置，其中該驅動單元包括：一第一驅動單元，耦接於該控制單元，根據自該控制單元之一第一控制信號來掃描該等驅動線；以及一第二驅動單元，耦接於該控制單元，根據自該控制單元之一第二控制信號來依序讀出該等感測線上之電壓信號。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控裝置，更包括：一信號處理單元，耦接於該第二驅動單元，用以處理 該等感測線上之電壓信號以判斷該等感測胞中是否有一者被觸控，並根據該判斷結果來產生一偵測信號，藉以傳送至該控制單元；其中，該控制單元根據該偵測信號產生該第一控制信號來控制該第一驅動單元掃描對應該偵測區域之該等驅動線，且產生該第二控制信號來控制該第二驅動單元讀出該等感測線上之電壓信號；以及其中，該信號處理單元根據被讀出之該等感測線上之電壓信號來判斷該對應之該等感測胞中是否有一者被觸控，當對應之該等感測胞中都沒有被觸控，該信號處理單元則產生該偵測信號來控制該控制單元新定義該偵測區域之該等單位區域之數目。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控裝置，其中，該信號處理單元包括：一放大器，用以依序地接收並放大來自該等感測線之電壓信號；一類比數位轉換器，用以將每一該感測線之電壓信號由一類比格式轉換為一數位格式；以及一比較器，用以比較每一該感測線之電壓信號與一參考電壓信號，並根據該比較結果來判斷對應之該感測胞是否被觸控以產生該偵測信號。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之觸控裝置，其中，當該驅動單元未偵測到該位置，該控制單元判斷該驅動單元偵測該偵測區域的偵測之次數是否等於一既定次數；以及 當該驅動單元偵測該偵測區域的偵測之次數等於該既定次數，該控制單元重新定義該偵測區域之該等單位區域之數目。
  10. 如申請專利範圍第5項所述之觸控裝置，其中，該控制單元重新定義之該偵測區域之面積為該控制單元初始定義之該偵測區域之面積的一半。
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