TWI469019B - 電容式觸控螢幕省電裝置及其方法與電容式觸控螢幕 - Google Patents

Description

電容式觸控螢幕省電裝置及其方法與電容式觸控螢幕

本發明是有關於一種省電裝置及其方法，且特別是一種適用於電容式觸控螢幕的省電裝置及其方法。

觸控螢幕的應用非常廣泛，例如自動櫃員機、銷售點終端機、工業控制系統等。由於該種介面使用方便、經久耐用，因此市場還在成長之中。

目前主流的觸控螢幕可分為兩種：電阻式觸控螢幕以及電容式觸控螢幕。電阻式觸控螢幕，用手指或其他觸頭輕按就會產生電壓。電容式觸控螢幕，會吸取手指上微小的電流(常用於筆記型電腦的觸控板)。而且，電容式觸控螢幕最大的優點就是感應敏銳，可以忠實的反應使用者的直覺操控。

傳統的電容式觸控螢幕包括矩陣式配置的多條掃描線，以及連接該些掃描線的電路。此電路係經由該些掃描線去偵測電容的變化量，藉以確定手指或導體碰觸電容式觸控螢幕的位置，所以必須消耗一定的電力。因此，如何有效率地為電容式觸控螢幕節省電力，便成為一個重要課題。

有鑒於此，提供一種適用於電容式觸控螢幕的省電裝置實為必要。

有鑒於此，提供一種適用於電容式觸控螢幕的省電方法亦為必要。

依照本發明一實施例，一種省電裝置適用於電容式觸控螢幕，此電容式觸控螢幕包括多條掃描線。省電裝置包括觸控偵測模組、開關模組與省電掃描模組。觸控偵測模 組用以週期性地為多條掃描線進行掃描，據以偵測電容式觸控螢幕是否受觸控。當電容式觸控螢幕未受觸控時，開關模組用以關閉觸控偵測模組。如此，觸控偵測模組停止掃描該些掃描線。另一方面，在觸控偵測模組被關閉以後，省電掃描模組用以自該些掃描線中選擇至少一組掃描線，並週期性地同步掃描該組掃描線，其中被同步掃描的該組掃描線足以用來感測電容式觸控螢幕是否遭觸碰。

另一方面，應用省電裝置的電容式觸控螢幕包括背光源與背光開關模組。當電容式觸控螢幕未受觸控時，背光開關模組用以關閉背光源，藉此背光源不發光以達到省電之功效。

依照本發明另一實施例，一種省電方法適用於電容式觸控螢幕，此電容式觸控螢幕包括多條掃描線。省電方法包括以下步驟：(1)週期性地為多條掃描線進行掃描，據以偵測電容式觸控螢幕是否受觸控；(2)當電容式觸控螢幕未受觸控時，停止執行步驟(1)；以及(3)在停止執行步驟(1)以後，自該些掃描線中選擇至少一組掃描線，並週期性地同步掃描該組掃描線，其中被同步掃描的該組掃描線足以用來感測電容式觸控螢幕是否遭觸碰。

由上述本發明實施例可知，當電容式觸控螢幕未受觸控時，可同步對部分特定之掃描線進行掃描，以降低掃描次數。當掃描次數愈少，則充放電次數減少，因此應用本發明具有為電容式觸控螢幕省電之優點。

為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同 或相似之元件。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明造成不必要的限制。

本發明之技術態樣是一種省電裝置，其可應用在電容式觸控螢幕，或是廣泛地運用在相關之技術環節。以下將搭配第1圖來說明省電裝置之具體實施方式。

請參照第1圖，第1圖是依照本發明一實施例的一種省電裝置100的方塊圖。省電裝置100適用於電容式觸控螢幕(未標示)，此電容式觸控螢幕包括多條掃描線，例如掃描線11、12、13、14、15、21、22、23、24、25。在第1圖中，該些掃描線11、12、13、14、15、21、22、23、24、25可分為第一描線11、12、13、14、15與第二掃描線21、22、23、24、25，其中第一掃描線11、12、13、14、15與第二掃描線21、22、23、24、25垂直絕緣相交。應瞭解到，雖然第1圖之第一掃描線僅為5條；且第二掃描線亦僅為5條，但此並不限制本發明。實務上，熟習此項技藝者應視當時需要，彈性選擇第一掃描線與第二掃描線的數目。

在第1圖中，省電裝置100包括觸控偵測模組110、開關模組120與省電掃描模組130。觸控偵測模組110用以週期性地掃描掃描線11、12、13、14、15、21、22、23、24、25，據以偵測電容式觸控螢幕是否受觸控。當電容式觸控螢幕未受觸控時，開關模組120用以關閉觸控偵測模組110。如此，觸控偵測模組110停止掃描該些掃描線11、12、13、14、15、21、22、23、24、25。

另一方面，在觸控偵測模組110被關閉以後，省電掃描模組130用以自掃描線11、12、13、14、15、21、22、23、24、25中選擇至少一組掃描線，並週期性地同步掃描該組掃描線，其中被同步掃描的該組掃描線足以用來感測電容式觸控螢幕是否遭觸碰。

舉例來說，省電掃描模組130選擇全部的掃描線11、 12、13、14、15、21、22、23、24、25，並週期性地同步掃描該些掃描線11、12、13、14、15、21、22、23、24、25；或者，省電掃描模組130選擇全部的第一掃描線11、12、13、14、15，並週期性地同步掃描該些第一掃描線11、12、13、14、15；或者，省電掃描模組130選擇全部的第二掃描線21、22、23、24、25，並週期性地同步掃描第二掃描線21、22、23、24、25；或者，省電掃描模組130於第一掃描線11、12、13、14、15中選擇至少一組第一掃描線，並週期性地同步掃描該組第一掃描線，例如奇數條第一掃描線11、13、15或偶數條第一掃描線12、14；或者，省電掃描模組130於第二掃描線21、22、23、24、25中選擇至少一組第二掃描線，並週期性地同步掃描該組第二掃描線，例如奇數條第二掃描線21、23、25或偶數條第二掃描線22、24。實務上，只要所同步掃描的掃描線足以讓使用者在電容式觸控螢幕的觸碰能被感測則可，熟習此項技藝者應視當時需要彈性選擇用於同步掃描的掃描線。

當電容式觸控螢幕可供使用者觸控操作時，觸控偵測模組110用以週期性地逐一掃描掃描線11、12、13、14、15、21、22、23、24、25，以達到較佳的操控解析度及較快反應速度，並且可據以偵測電容式觸控螢幕是否受到使用者觸控。使用者對電容式觸控面板的動作可分為三個部分：點觸、等待觸碰及閒置，其中閒置時間為電容式觸控螢幕沒有受到使用者觸控的時期；而點觸和等待觸碰時間皆為電容式觸控螢幕受到使用者觸控的時期。在點觸和等待觸碰時間，觸控偵測模組110用以週期性地逐一掃描掃描線11、12、13、14、15、21、22、23、24、25。實務上，觸控偵測模組110用以設定電容式觸控螢幕被點觸後的等待觸碰時間，經等待時間後仍無點觸，亦即電容式觸控螢幕沒有受到使用者觸控，則電容式觸控螢幕處於閒置狀態，並可同時進入省電模式；換言之，開關模組120用以 停止觸控偵測模組110的動作，改由省電掃描模組130週期性地同步掃描上述掃描線11、12、13、14、15、21、22、23、24、25中至少一組掃描線。

若觸控偵測模組110偵測到使用者並無進行觸控操作時，此偵測結果意味著並不須要偵測使用者所操作的精確位置，此時僅需要偵測使用者是否有再度觸碰電容式觸控螢幕即可。因此，開關模組120用以停止觸控偵測模組110的動作，改由省電掃描模組130週期性地同步掃描上述掃描線11、12、13、14、15、21、22、23、24、25中至少一組掃描線。舉例來說，省電掃描模組130用以週期性地同步掃描第一掃描線11、12、13、14、15；換言之，省電掃描模組130用以輸出同一掃描訊號給所有的第一掃描線11、12、13、14、15，以降低掃描次數。掃描次數愈少，則充放電次數減少，藉以達到省電目的。

另一方面，觸控偵測模組110每次可於一段第一掃描週期內，逐一掃描完掃描線11、12、13、14、15、21、22、23、24、25。省電掃描模組130用以每次可於一段第二掃描週期內，同步掃描上述掃描線11、12、13、14、15、21、22、23、24、25中至少一組掃描線一次。至於上述第一掃描週期可約等同第二掃描週期，然此僅為例示，並不限制本發明，實務上，第一掃描週期可大於或小於第二掃描週期，熟習此項技藝者應視當時需要彈性調整之。

請繼續參照第1圖，省電裝置100包括切換模組140。當電容式觸控螢幕遭觸碰時，切換模組140用以啟動觸控偵測模組110，並關閉省電掃描模組120。

實務上，若省電掃描模組130偵測到使用者再度觸碰電容式觸控螢幕時，此偵測結果意味著可能須要偵測使用者所操作的精確位置，此時切換模組140用以停止省電掃描模組130的動作，切換成觸控偵測模組110週期性地掃描第一掃描線11、12、13、14、15與第二掃描線21、22、 23、24、25，以達到較佳的操控解析度及較快反應速度。

在本實施例中，上述之觸控偵測模組110、開關模組120、省電掃描模組130與切換模組140用以整合於電容式觸控螢幕的驅動電路中，如此以便於為驅動電路省電，其中驅動電路可用於處理觸控螢幕訊息將外部輸入訊號轉換為內部可判讀及控制之訊號。實務上，觸控偵測模組110、開關模組120、省電掃描模組130與切換模組140的具體實施方式可為軟體程式或硬體電路。熟習此項技藝者應當視當時需要彈性選擇其實施方式，而不需全為軟體程式或全為硬體電路，得部分為軟體程式或部分為硬體電路。

請繼續參照第1圖，應用省電裝置100的電容式觸控螢幕還包括背光源030、背光開關模組150與背光啟動模組160。當電容式觸控螢幕未受觸控時，背光開關模組150用以關閉背光源030。如此，背光源030不發光。當電容式觸控螢幕遭觸碰時，背光啟動模組160用以啟動背光源030。如此，背光源030用以發光。

實務上，若觸控偵測模組110偵測到使用者並無進行觸控操作時，則背光開關模組150關閉背光源030，藉以達到省電目的。另一方面，若省電掃描模組130偵測到使用者再度觸碰電容式觸控螢幕時，則背光啟動模組160啟動背光源030，藉以提供充足的光線。

在本實施例中，上述之背光開關模組150與背光啟動模組160亦可整合於電容式觸控螢幕的驅動電路中。同樣地，背光開關模組150與背光啟動模組160的具體實施方式可為軟體程式或硬體電路。熟習此項技藝者應當視當時需要彈性選擇其實施方式，而不需全為軟體程式或全為硬體電路，得部分為軟體程式或部分為硬體電路。

本發明之另一技術態樣是一種省電方法，其可應用在電容式觸控螢幕，或是廣泛地運用在相關之技術環節。以下將搭配第2圖至第3圖來說明省電方法之具體實施方式。

請參照第2圖，第2圖是依照本發明另一實施例的一種省電方法200的流程圖。省電方法200適用於電容式觸控螢幕，此電容式觸控螢幕包括多條掃描線。該些掃描線可分為多條第一描線與多條第二掃描線，其中第一掃描線與第二掃描線垂直絕緣相交。如第2圖所示，省電方法200包括以下步驟210-250。應瞭解到，在本實施例中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行。至於實施該些步驟的硬體裝置，由於上一實施例已具體揭露，因此不再重複贅述之。

於步驟210中，週期性地掃描多條掃描線，據以偵測電容式觸控螢幕是否受觸控。更具體而言，於步驟210中，週期性地逐一掃描多條掃描線，以達到較佳的操控解析度及較快反應速度，並且可據以偵測電容式觸控螢幕是否受到使用者觸控。

若步驟210偵測到電容式觸控螢幕未受觸控時，此偵測結果意味著並不須要偵測使用者所操作的精確位置，此時僅需要偵測使用者是否有再度觸碰電容式觸控螢幕即可。因此，於步驟220採用省電模式，亦即停止週期性地為上述多條掃描線進行逐一掃描，改成自該些掃描線中選擇至少一組掃描線，並週期性地同步掃描該組掃描線，其中被同步掃描的該組掃描線足以用來感測電容式觸控螢幕是否遭觸碰。換言之，於步驟220中，輸出同一掃描訊號給被選擇的該組掃描線，以降低掃描次數。掃描次數愈少，則充放電次數減少，藉以達到省電目的。

舉例來說，於步驟220中，選擇電容式觸控螢幕全部的掃描線，並週期性地同步掃描該些掃描線；或者，於步驟220中，選擇全部的第一掃描線，並週期性地同步掃描該些第一掃描線；或者，於步驟220中，選擇全部的第二掃描線，並週期性地同步掃描該些第二掃描線；或者，於 步驟220中，於第一掃描線中選擇至少一組第一掃描線，並週期性地同步掃描該組第一掃描線，例如奇數條第一掃描線或偶數條第一掃描線；或者，於步驟220中，於第二掃描線中選擇至少一組第二掃描線，並週期性地同步掃描該組第二掃描線，例如奇數條第二掃描線或偶數條第二掃描線。實務上，只要所同步掃描的掃描線足以讓使用者在電容式觸控螢幕的觸碰能被感測則可，熟習此項技藝者應視當時需要彈性選擇用於於步驟220所同步掃描的掃描線。

若步驟220中，偵測到使用者再度觸碰電容式觸控螢幕時，此偵測結果意味著使用者可能會使用電容式觸控螢幕。因此，可停止執行步驟220，並回到步驟210繼續偵測電容式觸控螢幕是否受觸控。

至於步驟230用以在電容式觸控螢幕未受觸控時，關閉背光源。如此，背光源不發光，藉以達到省電目的。

另一方面，若於步驟210中偵測到電容式觸控螢幕受觸控時，此偵測結果意味著可能須要偵測使用者所操作的精確位置。因此，於步驟240採用一般模式，亦即週期性地為多條掃描線進行掃描，據以偵測電容式觸控螢幕受觸控的位置。更具體而言，於步驟240中，週期性地逐一掃描全部的掃描線，以達到較佳的操控解析度及較快反應速度。

至於步驟250用以在電容式觸控螢幕遭觸碰時，啟動背光源。如此，背光源可發光，藉以提供充足的光線。

為了對步驟220與步驟240作進一步的比較分析，請參照第3圖，第3圖是第2圖之步驟220與步驟240的時序圖。如圖所示，於步驟240操作在一般模式時，可週期性地逐一掃描多條掃描線S1,S2,S3…Sn，以達到較佳的操控解析度及較快反應速度。在掃描過程中，施予掃描線之掃描訊號的脈波寬度為1t。舉例來說，於步驟240的掃描 頻率可在數百kHz至數MHz之間。相較之下，於步驟220操作在省電模式時，由於僅需偵測電容式觸控螢幕是否遭觸碰即可，因此可週期性地同步掃描多條掃描線S1,S2,S3…Sn，以達到省電的目的。或者，若該些掃描線S1,S2,S3…Sn可分為第一掃描線與第二掃描線，其中第一掃描與第二掃描線垂直絕緣相交，則步驟220用以週期性地同步掃描第一掃描線或第二掃描線，以達到省電的目的。

於第3圖中，步驟220的掃描週期T2約等同步驟240的掃描週期T1，然此僅為例示，並不限制本發明，實務上，步驟220的掃描週期T2可大於或小於步驟240的掃描週期T1，熟習此項技藝者應視當時需要彈性調整之。

由上述本發明實施例可知，當電容式觸控螢幕未受觸控時，可同步對部分特定之掃描線進行掃描，以降低掃描次數。當掃描次數愈少，則充放電次數減少，因此應用本發明具有為電容式觸控螢幕省電之優點。

雖然本發明已以實施例揭露如上，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，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍應視後附之申請專利範圍所界定者為準。

11、12、13、14、15‧‧‧第一掃描線

21、22、23、24、25‧‧‧第二掃描線

030‧‧‧背光源

100‧‧‧省電裝置

110‧‧‧觸控偵測模組

120‧‧‧開關模組

130‧‧‧省電掃描模組

140‧‧‧切換模組

150‧‧‧背光開關模組

160‧‧‧背光啟動模組

200‧‧‧省電方法

210、220、230、240、250‧‧‧步驟

S1,S2,S3…Sn‧‧‧掃描線

1t‧‧‧脈波寬度

T1、T2‧‧‧掃描週期

第1圖是依照本發明一實施例的一種省電裝置的方塊圖。

第2圖是依照本發明另一實施例的一種省電方法的流程圖。

第3圖是第2圖之步驟220與步驟240的時序圖。

11、12、13、14、15‧‧‧第一掃描線

21、22、23、24、25‧‧‧第二掃描線

030‧‧‧背光源

100‧‧‧省電裝置

110‧‧‧觸控偵測模組

120‧‧‧開關模組

130‧‧‧省電掃描模組

140‧‧‧切換模組

150‧‧‧背光開關模組

160‧‧‧背光啟動模組

Claims (9)

1. 一種適用於電容式觸控螢幕的省電裝置，該電容式觸控螢幕包括複數掃描線，該省電裝置包括：一觸控偵測模組，用以週期性地掃描所有的該些掃描線，據以偵測該電容式觸控螢幕是否受觸控，並偵測受觸控之位置；一開關模組，用以當該電容式觸控螢幕未受觸控時，關閉該觸控偵測模組；以及一省電掃描模組，用以在該觸控偵測模組被關閉以後，自至少二組掃描線中選擇一組掃描線，並週期性地同步掃描該組掃描線，其中被同步掃描的該組掃描線足以用來感測該電容式觸控螢幕是否遭觸碰。
2. 如申請專利範圍第1項所述之省電裝置，更包括：一切換模組，用以當該電容式觸控螢幕遭觸碰時，啟動該觸控偵測模組，並關閉該省電掃描模組。
3. 如申請專利範圍第1項所述之省電裝置，其中該省電掃描模組係週期性地同步掃描該些掃描線。
4. 如申請專利範圍第1項所述之省電裝置，其中該些掃描線分為複數第一掃描線與複數第二掃描線，其中該些第一掃描線與該些第二掃描線垂直絕緣相交，該省電掃描模組係於該些第一掃描線中選擇至少一組第一掃描線，並週期性地同步掃描該組第一掃描線。
5. 如申請專利範圍第4項所述之省電裝置，其中該省電掃描模組係選擇該些第一掃描線，並週期性地同步掃描該些第一掃描線。
6. 如申請專利範圍第4項所述之省電裝置，其中該省電掃描模組係於該些第一掃描線中選擇奇數條第一掃描線或偶數條第一掃描線，並週期性地同步掃描該些奇數條第一掃描線或該些偶數條第一掃描線。
7. 如申請專利範圍第1項所述之省電裝置，其中觸控偵測模組係週期性地逐一掃描該些掃描線。
8. 一種應用如申請專利範圍第1項所述之省電裝置的電容式觸控螢幕，包括：一背光源；以及一背光開關模組，用以當該電容式觸控螢幕未受觸控時，關閉該背光源。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電容式觸控螢幕，更包括：一背光啟動模組，用以當該電容式觸控螢幕遭觸碰時，啟動該背光源。