TWI488096B - 觸控面板的驅動方法及其觸控裝置 - Google Patents

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Description

觸控面板的驅動方法及其觸控裝置
本發明是有關於一種驅動方法及其觸控裝置，且特別是有關於一種觸控面板的驅動方法及其觸控裝置。
近年來，隨著無線行動通訊和消費性電子產品的快速發展與進步，為了達到更便利、體積更輕巧化以及更加直覺化的操作以消除使用者與電腦裝置之間的隔閡，許多資訊產品已由傳統之鍵盤或滑鼠等輸入裝置，轉變為使用觸控面板(Touch Panel)作為輸入裝置。
就觸控面板的種類而言，其可依據電極的配置而區分為單層電極結構與雙層電極結構的觸控面板，例如單層氧化銦錫(single indium tin oxide,SITO)電極結構的觸控面板以及雙層氧化銦錫(double indium tin oxide,DITO)電極結構的觸控面板。其中，分別以SITO電極結構與DITO電極結構為例，SITO電極結構的觸控面板係將ITO電極形成於玻璃基板(glass substrate)或塑膠基板(plastic substrate)的同一側，而DITO電極結構的觸控面板則是將ITO電極形成於玻璃基板的兩側。因此，SITO電極結構之觸控面板可具有較薄的厚度。而DITO電極結構之觸控面板則可利用玻璃基板或塑膠基板下方的ITO電極做為屏蔽層(shielding layer)以增加其雜訊隔離度。
換言之，就設計上來說，在選擇觸控面板的種類時， 首先必須面對的就是特性的取捨問題(trade off)。例如，當設計者選擇了單層結構的觸控面板時，其將必須為了厚度的優勢而承受較高的雜訊影響。
此外，在習知的觸控裝置設計中，驅動電路一般係經由觸控面板中之固定的感應通道(sensing channel)來驅動觸控面板中的各個電極。因此，觸控面板中的感測間距(sensing pitch)一般係為一固定值。若是要利用降低感測間距的方式來提升觸控裝置的感測靈敏度，則僅能藉由增加觸控面板中的電極數量來縮小感測間距。然而，增加電極數量一來有製程技術的限制並會造成觸控裝置的製造成本提升，二來由於走線的增加亦會使得觸控面板的佈局難以設計。
本發明提供一種觸控面板的驅動方法，其可分別在不同的子圖框期間變換驅動組態以驅動觸控面板，藉以使觸控面板等效地具有屏蔽效應而增加雜訊隔離度，並且可進一步地提供主動式觸控筆的感測機制。
本發明提供一種觸控裝置，其可藉由驅動電路控制觸控面板的驅動組態，並且分別在不同的子圖框期間變換驅動組態以驅動觸控面板。
本發明提供一種觸控面板的驅動方法，其可依據觸控面板的觸碰狀態而決定是否進行省電模式，以節省觸控裝置的功率消耗。
本發明提出一種觸控面板的驅動方法。所述之觸控面板具有多個電極，所述多個電極各自經由不同的電性路徑耦接至驅動電路。所述之驅動方法包括：定義第一圖框期間中的多個子圖框期間；變換驅動組態，以使所述多個子圖框期間各自具有不同的驅動組態，其中驅動組態包含所述多個電極中第一電極、第二電極以及第三電極對應於第一操作態、第二操作態以及第三操作態的對應關係；驅動電路於所述多個子圖框期間分別以對應該些子圖框期間其一之驅動組態驅動所述多個電極，以獲得所述多個子圖框期間中每一者的至少一個子圖框感測值；以及由驅動電路整合於所述多個子圖框期間分別獲得的子圖框感測值，以獲得觸控面板於第一圖框期間的觸控資訊。
在本發明一實施例中，變換驅動組態之步驟包括：於第一圖框期間的第一子圖框期間，設定第一電極操作於第一操作態，設定第二電極操作於第二操作態，以及設定第三電極操作於第三操作態；於第一圖框期間的第二子圖框期間，設定第一電極操作於第二操作態，設定第二電極操作於第三操作態，以及設定第三電極操作於第一操作態；以及於第一圖框期間的第三子圖框期間，設定第一電極操作於第三操作態，設定第二電極操作於第一操作態，以及設定第三電極操作於第二操作態。
在本發明一實施例中，整合於所述多個子圖框期間分別獲得的子圖框感測值之步驟包括：儲存於所述多個子圖框期間所獲得的子圖框感測值；以及當第一圖框期間結束時， 讀取並整合各個子圖框期間的子圖框感測值，以獲得觸控面板於第一圖框期間的觸控資訊。
在本發明一實施例中，於所述多個子圖框期間分別以驅動組態驅動所述多個電極之步驟包括：由驅動電路提供驅動訊號至具有第一操作態之電極；由驅動電路從具有第二操作態之電極讀取子圖框感測值；以及由驅動電路提供屏蔽電位至具有第三操作態之電極。
在本發明一實施例中，屏蔽電位為接地電壓。
在本發明一實施例中，子圖框感測值包含主動式觸控筆感測值與非主動式觸控筆感測值，而於所述多個子圖框期間分別以驅動組態驅動所述多個電極之步驟包括：由驅動電路提供驅動訊號至具有第一操作態之電極；由驅動電路從具有第二操作態之電極讀取所述非主動式觸控筆感測值；以及由驅動電路從具有第三操作態之電極讀取主動式觸控筆感測值，其中主動式觸控筆感測值具有特定頻率。
在本發明一實施例中，驅動組態包含所述多個電極中第一電極、第二電極、第三電極以及第四電極對應於第一操作態、第二操作態、第三操作態以及第四操作態的對應關係，且子圖框感測值包含主動式觸控筆感測值與非主動式觸控筆感測值，而於所述多個子圖框期間分別以驅動組態驅動所述多個電極之步驟包括：由驅動電路提供驅動訊號至具有第一操作態之電極；由驅動電路從具有第二操作態之電極讀取非主動式觸控筆感測值；由驅動電路提供屏蔽電位至具有第三操作態之電極；以及由驅動電路從具有第四操作態 之電極讀取主動式觸控筆感測值。其中，主動式觸控筆感測值具有特定頻率。
在本發明一實施例中，觸控面板的驅動方法，更包括：分配所述多個電極為多個電極群組；以及依序致能所述多個電極群組至少其中之一。
本發明提出一種觸控裝置，包括觸控面板以及驅動電路。觸控面板具有多個電極，且所述多個電極至少包括第一電極、第二電極以及第三電極。驅動電路電性連接觸控面板。其中，所述多個電極各自經由不同的電性路徑耦接至驅動電路。驅動電路定義第一圖框期間中的多個子圖框期間。驅動電路變換驅動組態，以使所述多個子圖框期間各自具有不同的驅動組態，其中驅動組態包含所述多個電極中第一電極、第二電極以及第三電極對應於第一操作態、第二操作態以及第三操作態的對應關係。驅動電路於所述多個子圖框期間分別以對應該些子圖框期間其一之驅動組態驅動所述多個電極，以獲得所述多個子圖框期間中每一者的至少一子圖框感測值。並且，驅動電路整合於所述多個子圖框期間分別獲得的子圖框感測值，以獲得觸控面板於第一圖框期間的觸控資訊。
在本發明一實施例中，第一電極、該第二電極以及該第三電極相互鄰接。
在本發明一實施例中，驅動電路包括多工切換單元、驅動單元、第一讀取單元、第二讀取單元以及處理單元。多工切換單元電性連接觸控面板的電極，用以變換驅動組 態。驅動單元耦接至多工切換單元，以經由多工切換單元提供驅動訊號至具有第一操作態之電極。第一讀取單元耦接至多工切換單元，以經由多工切換單元從具有第二操作態之電極讀取非主動式觸控筆感測值。第二讀取單元耦接至多工切換單元，以經由多工切換單元從具有第三操作態之電極讀取主動式觸控筆感測值。處理單元電性連接多工切換單元、驅動單元、第一讀取單元以及第二讀取單元。處理單元控制多工切換單元以變換驅動組態，接收並處理第一讀取單元所提供的非主動式觸控筆感測值與第二讀取單元所提供的主動式觸控筆感測值，以及整合於所述多個子圖框期間分別獲得的子圖框感測值而獲得觸控面板於第一圖框期間的觸控資訊。
在本發明一實施例中，驅動電路包括多工切換單元、驅動單元、第一讀取單元、參考單元以及處理單元。多工切換單元電性連接觸控面板的電極，用以變換驅動組態。驅動單元耦接至多工切換單元，以經由多工切換單元提供驅動訊號至具有第一操作態之電極。第一讀取單元耦接至多工切換單元，以經由多工切換單元從具有第二操作態之電極讀取所述子圖框感測值。參考單元耦接至多工切換單元，以經由多工切換單元提供屏蔽電位至具有第三操作態之電極。處理單元電性連接多工切換單元、驅動單元、第一讀取單元以及參考單元。處理單元控制多工切換單元以變換驅動組態，接收並處理第一讀取單元所提供的子圖框感測值，以及整合於所述多個子圖框期間分別獲得的子圖框 感測值而獲得觸控面板於該第一圖框期間的觸控資訊。
在本發明一實施例中，驅動電路更包括記憶單元。記憶單元電性連接該處理單元，儲存處理單元於各個子圖框期間內所接收到的子圖框感測值。
在本發明一實施例中，驅動電路包括多工切換單元、驅動單元、第一讀取單元、參考單元、第二讀取單元以及處理單元。多工切換單元電性連接觸控面板的電極，用以變換驅動組態。驅動單元耦接至多工切換單元，以經由多工切換單元提供驅動訊號至具有第一操作態之電極。第一讀取單元耦接至多工切換單元，以經由多工切換單元從具有第二操作態之電極讀取非主動式觸控筆感測值。參考單元耦接至多工切換單元，以經由多工切換單元提供屏蔽電位至具有第三操作態之電極。第二讀取單元耦接至多工切換單元，以經由多工切換單元從具有第四操作態之電極讀取所述主動式觸控筆感測值。處理單元電性連接多工切換單元、驅動單元、第一讀取單元、第二讀取單元以及參考單元。處理單元控制多工切換單元以變換驅動組態，接收並處理第一讀取單元所提供的非主動式觸控筆感測值與第二讀取單元所提供的主動式觸控筆感測值。並且，處理單元整合於所述多個子圖框期間分別獲得的子圖框感測值而獲得觸控面板於第一圖框期間的觸控資訊。
本發明提出一種觸控面板的驅動方法，所述之驅動方法包括：判斷觸控面板於預定時間內是否被碰觸；若觸控面板於預定時間內未被碰觸，則進行省電模式；於省電模 式下，依據省電設定資料，選擇性地禁能部分電極；於省電模式下，從未被禁能之電極中選擇第一部份電極，並於圖框期間提供屏蔽電位至第一部份電極；以及於省電模式下，從未被禁能之電極中選擇第二部份電極，並於圖框期間從第二部份電極讀取圖框期間的觸控資訊。
在本發明一實施例中，觸控面板的驅動方法更包括：於省電模式下，判斷未被禁能之電極是否被碰觸；以及若未被禁能之電極被碰觸，則結束省電模式。
基於上述，本發明實施例之觸控面板的驅動方法及其觸控裝置利用驅動電路在多個子圖框期間變換觸控面板之驅動組態的方式，藉以依據分時多工的概念而使觸控面板等效地具有屏蔽層的屏蔽效果，因此觸控裝置可在兼顧體積考量之下同時增加觸控裝置的雜訊隔離度。並且，藉由所述之驅動方法亦可同時使觸控面板上之各個電極間的等效感測間距降低而增加觸控裝置的感測靈敏度。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
本發明實施例提出一種觸控面板的驅動方法及其觸控裝置，所述之驅動方法可利用在多個子圖框期間內變換觸控面板的驅動組態，以藉由分時多工(time division multiplexing)的方式而使觸控面板在各個圖框期間內等效地具有類似於雙層結構之觸控面板的屏蔽效果，進而增加 觸控裝置的雜訊隔離度。為了使本發明之內容更容易明瞭，以下特舉實施例作為本發明確實能夠據以實施的範例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。
圖1a為依照本發明一實施例之觸控裝置100的示意圖。請參照圖1a，觸控裝置100包括觸控面板110以及驅動電路120。觸控面板110具有多個電極E_11~E_mn，其中m、n分別為正整數。電極E_11~E_mn至少包括具有不同操作態的兩個電極，例如為相互鄰接的第一電極E_11與第二電極E_12。驅動電路120電性連接觸控面板110。其中，電極E_11~E_mn各自經由不同的電性路徑L_11~L_mn耦接至驅動電路120。因此，驅動電路120可經由電性路徑L_11~L_mn於第一圖框期間(frame)中之多個子圖框期間(sub-frame)變換驅動組態，而藉由不同的驅動組態驅動感測電極E_11~E_mn來獲得第一圖框期間的觸控資訊。
以具有不同操作態的第一電極E_11、第二電極E_12以及第三電極E_13為例，驅動組態包含第一電極E_11、第二電極E_12以及第三電極E_13對應於第一操作態、第二操作態以及第三操作態的對應關係。因此，當驅動電路120變換驅動組態時，亦即改變第一電極E_11、第二電極E_12以及第三電極E_13中至少其二所對應的操作態，而使得第一電極E_11、第二電極E_12以及第三電極E_13中至少其二的操作態在子圖框期間切換。
以整體觸控面板110的驅動過程來看，各個電極 E_11~E_mn分別被設定為三種操作態其一。因此，當驅動電路120變換驅動組態時，可依據各個電極所對應的操作態而分別提供對應該操作態的訊號至對應的電極，或者依據所對應的操作態而從對應的電極接收感測值。
舉例來說，無論驅動電路120處於何種驅動組態，驅動電路120皆係提供驅動訊號至具有第一操作態的電極、從具有第二操作態的電極讀取子圖框感測值、以及提供屏蔽電位至具有第三操作態的電極。而當驅動電路120於不同子圖框期間轉換驅動組態時，驅動電路120依據電極E_11~E_mn於切換後的子圖框期間的操作態而提供對應的訊號至對應的電極、或讀取對應的電極上之感測值，從而利用分時多工的方式使得各個電極E_11~E_mn於第一圖框期間內等效為同時具有第一操作態、第二操作態以及第三操作態的電極。
為了進一步說明本發明實施例之觸控裝置100的運作方式，以下特舉另一實施例來對本發明進行說明，請同時參照圖1a與圖1b，其中，圖1b為依照本發明一實施例之觸控面板的驅動方法的流程示意圖。
如圖1b所示，所述之觸控面板的驅動方法起始於步驟S200。首先，驅動電路120定義第一圖框期間中的多個子圖框期間(步驟S200)。其中，所述之多個子圖框期間可為驅動電路120根據第一圖框期間的期間長度而預設之子圖框期間，或是驅動電路120依據其他程式要求而動態地調整期間長度的子圖框期間，本發明不以此為限。此外，若是驅動電路係 以依據程式要求而動態地定義子圖框期間的實施方式時，驅動電路可於目前的圖框期間結束前預先定義下一個圖框期間中之各個子圖框期間，或是在目前的子圖框期間中定義下一個子圖框期間，本發明亦不以此為限。
接著，驅動電路120變換驅動組態，以使所述之子圖框期間各自具有不同的驅動組態(步驟S210)。因此，驅動電路120將可在所述之多個子圖框期間分別以對應的驅動組態驅動電極E_11~E_mn，以獲得子圖框期間中的子圖框感測值(步驟S220)。而當第一圖框期間結束時，驅動電路120將整合於第一圖框期間中各個子圖框期間所獲得之子圖框感測值，進而獲得觸控面板110於第一圖框期間的觸控資訊(步驟S230)。
雖於此以第一圖框期間結束時方由驅動電路120整合所獲得之子圖框感測值進而獲得觸控為例來做說明，然本發明不限於此，驅動電路120也可於每次獲得子圖框感測值後將其直接傳送予其它處理器處理，例如是耦接此驅動電路120的處理器。如此一來，可減少驅動電路120的運算量而降低驅動電路120的硬體需求。
詳細而言，本實施例中的觸控面板110例如為利用單層之透明導電氧化物(transparent conductive oxide,TCO)作為電極E_11~E_mn的電容式觸控面板，例如為SITO電極結構的觸控面板。在此類型的觸控面板中，其電極形成於玻璃基板的同一側而使得觸控面板的厚度得以降低。但是，一般來說此類型之觸控面板由於無法藉由玻璃基板下方的ITO電極作為屏蔽層來阻隔電極間的雜訊影響，因此 相較於DITO電極結構的觸控面板，單層電極結構的觸控面板將會受到較嚴重的雜訊影響。
此外，在一般的觸控裝置中，驅動電路通常係利用固定的電極作為用以提供驅動訊號之驅動電極或者用以讀取感測值之感測電極。在電極數量固定的情況下，其感測間距勢必有所限制而使得感測靈敏度難以提升。
然而，在本實施例所提出的觸控裝置100中，驅動電路120更提供了觸控面板110一個屏蔽電位(例如為接地電壓)，並且利用在不同子圖框期間切換各個電極之操作態的方式來驅動具有單層電極結構的觸控面板110。因此，於各個圖框期間中，電極E_11~E_mn可藉由分時多工的概念而等效地視為同時操作於第一操作態、第二操作態以及第三操作態，故對觸控面板110而言，其可等效為具有屏蔽層之觸控面板，而使觸控面板110具有類似於DITO電極結構之觸控面板的屏蔽特性，進而增加了雜訊的隔離度。並且，觸控面板110的等效感測間距亦相對地縮小而使得觸控面板110的觸控靈敏度有所提升。
另外，傳統的觸控面板通常係沿著一軸向以串列連接的方式耦接多個電極而形成感應通道，藉以使驅動電路輸出驅動訊號至同一條感應通道上之多個電極，或者讀取同一條感應通道上之多個電極的感測值。相較之下，本實施例之觸控面板110上的電極E_11~E_mn分別經由對應的電性路徑L_11~L_mn以電性連接驅動電路120。換言之，每一個電極E_11~E_mn皆係以獨立拉線的方式耦接至驅動 電路120，進而使得驅動電路120可個別地控制轉換每個電極E_11~E_mn的操作態。因此，利用觸控面板110結構之驅動裝置100可進一步地實現較高動態性的分組驅動方式，進而降低觸控裝置100整體的功率消耗。
此外，所述之具有獨立拉線結構的觸控面板110可藉由共平面(Co-plane)型的電極結構、嵌入(Line Embedded)型的電極結構，或者共平面與嵌入混合型的電極結構來加以實現。所述之電極結構的製程方法又相較於傳統的單層ITO電極的製程方法更為簡單，其可利用較少道製程即可完成，因此降低了整體的成本。
圖2為依照圖1a實施例之觸控面板的結構示意圖。請參照圖2，在圖2中，分別繪示了共平面型的電極結構210_1、嵌入型的電極結構210_2以及共平面嵌入混合型的電極結構。其中，由於共平面型的電極結構210_1不需於基板212上形成一層保護層(例如嵌入型的電極結構210_2中之保護層214_2以及共平面與嵌入混合型的電極結構210_3中之保護層214_3)，因此可藉由較簡易的製程而加以實現。
詳細而言，以ITO作為電極材料為例，對於共平面型電極結構210_1的製程方法而言，其首先置入基板212_1並於其上濺鍍並蝕刻ITO材料以形成ITO電極(例如電極216_1)。接著，再沉積並蝕刻金屬材料以形成電性路徑(例如電性路徑L1~L4)，並且最後再沉積氧化層。如此一來，共平面型的電極結構210_1僅需要三道光罩(ITO蝕刻、金 屬蝕刻以及氧化物沉積)即可形成，相較於傳統的電極結構的製程節省了兩道光罩的程序。
另一方面，對於嵌入型與共平面嵌入混合型的電極結構210_2與210_3而言，由於嵌入型與共平面嵌入混合型的電極結構210_2與210_3係將全部或部分走線嵌入於保護層中，因此其相較於共平面型的電極結構210_1的製程而言，則必須再增加一道沉積絕緣層以及ITO濺鍍與蝕刻的製程。然而，由於所述三者電極結構皆實現了獨立拉線至驅動電路的電極結構，故相較於傳統觸控面板而言，本發明實施例之電極結構仍在不額外增加製程複雜度的情況下，提供觸控面板較高之控制自由度。
再者，在本實施例中之電極E_11~E_mn可為任意形狀之電極，而圖1a所繪示的電極E_11~E_mn之形狀僅為示意，並不代表實際上電極的形狀。並且，電極E_11~E_mn的材料不僅限定為ITO，其他如氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)、氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide,AZO)或導電性聚合物膜及其類似材質等，皆可用以作為電極E_11~E_mn的材料，本發明不僅限於此。
圖3為依照本發明一實施例之觸控裝置300的示意圖。請參照圖3，觸控裝置300包括觸控面板310以及驅動電路320。其中，觸控面板310的結構與前述實施例之觸控面板110相同，故於此不再贅述。
在本實施例中，驅動電路320包括多工切換單元322、驅動單元Tx、第一讀取單元Rx1、參考單元RL、處理單 元324以及記憶單元326。多工切換單元322經由電性路徑L_11~L_mn對應地電性連接至觸控面板310上的電極E_11~E_mn，並用以變換驅動組態。驅動單元Tx耦接至多工切換單元322以經由多工切換單元322提供驅動訊號s_d至具有第一操作態T之電極。第一讀取單元Rx1耦接至多工切換單元322以經由多工切換單元322從具有第二操作態之電極讀取子圖框感測值SF_11~SF_mn。參考單元RL耦接至多工切換單元322以經由多工切換單元322提供屏蔽電位GND至具有第三操作態之電極。處理單元324電性連接多工切換單元322、驅動單元Tx、第一讀取單元Rx1以及該參考單元RL。處理單元324控制多工切換單元322以變換驅動組態，接收並處理第一讀取單元Rx1所提供的子圖框感測值SF_11~SF_mn，以及整合於各個子圖框期間分別獲得的子圖框感測值SF_11~SF_mn而獲得觸控面板110於第一圖框期間的觸控資訊。記憶單元326電性連接處理單元324，其中記憶單元326儲存處理單元324於各個子圖框期間內所接收到的子圖框感測值SF_11~SF_mn。
為了進一步說明本發明實施例之觸控裝置300的運作方式，請同時參照圖3、圖4以及圖5，其中，圖4為圖3之觸控面板的驅動方法的流程示意圖；圖5為圖3之觸控區塊510於第一圖框期間內的操作示意圖。
此外，為便於說明觸控面板310的驅動方法，在圖5中藉由圖3之觸控面板310中其一觸控區塊510於第一圖框期間t_1中的第一、第二、第三子圖框期間t_s1、t_s2、 t_s3的操作態為例來說明，其中觸控區塊510係觸控面板310中部分區域的電極組合，於此實施例中係以6×6為例來說明，然本發明不限於此。在本實施例中，驅動電路320依據驅動組態利用相同的操作態來驅動同一行電極，因此同一行的電極具有相同的操作態。此外，當驅動電路320變換驅動組態時，驅動電路320係以依序變換不同行電極間的操作態的方式來實現本實施例之驅動方法。於此以相互鄰接且具有不同操作態的第一電極E_11、第二電極E_12以及第三電極E_13來進行說明。
詳細而言，由於驅動電路320係利用驅動單元Tx、第一讀取單元Rx1以及參考單元RL等三個不同功能的單元來驅動觸控面板110。因此，驅動電路320係在第一圖框期間t_1中定義出三個子圖框期間，分別為第一子圖框期間t_s1、第二子圖框期間t_s2以及第三子圖框期間t_s3(步驟S400)。舉例來說，當第一圖框期間t_1為60微秒(micro second,ms)時，驅動電路320分別定義第一子圖框期間t_s1、第二子圖框期間t_s2以及第三子圖框期間t_s3為第一圖框期間t_1中的第0~20微秒、第21~40微秒以及第41~60微秒。其中，第一圖框期間t_1的時間長度可在一適當的觸控掃描時距(例如使用者連續觸碰兩次之最短時間)內由設計者自行更動。此外，在實際的應用中，各個子圖框期間可藉由處理單元324或者額外的控制單元來定義，本發明不以此為限。
在定義了各個子圖框期間後，處理單元324依據驅動 組態透過多工切換單元322於第一圖框期間t_1的第一子圖框期間t_s1分別設定第一電極E_11、第二電極E_12以及第三電極E_13操作於第一操作態T、第二操作態R以及第三操作態G(步驟S402)。於此實施例中，處理單元324於第一子圖框期間t_s1例如是將第一行的電極E_11~E_m1設定為操作於第一操作態T，將第二行的電極E_12~E_m2設定為操作於第二操作態R，將第三行的電極E_13~E_m3設定為操作於第三操作態G；而由於此實施例係具有三種操作態，故第四行的電極E_14~E_m4於第一子圖框期間t_s1係被設定為操作於第一操作態T，以此類推。
於驅動電路320的驅動過程中，驅動電路320中的驅動單元Tx提供驅動訊號s_d至具有第一操作態T的電極，例如是第一、四、七行電極等(步驟S404)、第一讀取單元Rx1從具有第二操作態R的電極，例如是第二、五、八行電極等，讀取子圖框感測值(步驟S406)、而參考單元RL則提供屏蔽電位GND至具有第三操作態G的電極，例如是第三、六、九行電極等(步驟S408)。
於步驟S410中，處理單元324接收第一讀取單元Rx1所讀取的得的子圖框感測值，並且儲存於子圖框期間所獲得的子圖框感測值至記憶單元326中。其中，步驟S408可與步驟S404同時進行，步驟S404~S410可同時進行；換言之，步驟S404~S410執行之先後順序、或是同時執行與否皆是可加以改變，本實施例之流程順序僅為一示例，只要於第一子圖框期間內執行步驟S404~S410皆屬於本發 明之範圍，本發明不以此為限。
而儲存於子圖框期間所獲得的子圖框感測值至記憶單元326之示例，舉例來說，請參照圖5，在第一子圖框期間t_s1，具有第一操作態T、第二操作態R以及第三操作態G的電極分別為第一電極E_11、第二電極E_12以及第三電極E_13，於此期間驅動單元Tx係將驅動訊號s_d提供至第一電極E_11、第一讀取單元Rx1從第二電極E_12讀取子圖框感測值SF_12、而參考單元RL則將屏蔽電位GND提供至第三電極E_13。此外，處理單元324儲存於第一子圖框期間t_s1所獲得的子圖框感測值SF_12至記憶單元326。處理單元324於第一子圖框期間t_s1將依據步驟S402之設定持續執行步驟S404~S410。
於第一子圖框期間t_ss1後，也就是於第二子圖框期間t_s2，處理單元324判斷目前時序為第二子圖框期間t_s2(步驟S412)而進一步地控制多工切換單元322變換驅動組態，以分別設定第一電極E_11、第二電極E_12以及第三電極E_13操作於第二操作態R、第三操作態G以及第一操作態T(步驟S414)，並且執行步驟S404~S410。
在第二子圖框期間t_s2，驅動單元Tx係將驅動訊號s_d提供至第三電極E_13、第一讀取單元Rx1從第一電極E_11讀取子圖框感測值SF_11、而參考單元RL則係將屏蔽電位GND提供至第二電極E_12。並且，處理單元324儲存於第二子圖框期間t_s2所獲得的子圖框感測值SF_11至記憶單元326。
於第二子圖框期間t_s2後，也就是於第三子圖框期間t_s3，處理單元324判斷目前時序為第三子圖框期間t_s3(步驟S416)而進一步地控制多工切換單元322變換驅動組態，以分別設定第一電極E_11、第二電極E_12以及第三電極E_13操作於第三操作態G、第一操作態T以及第二操作態R(步驟S418)，並且執行步驟S404~S410。
在第三子圖框期間t_s3內，驅動單元Tx係將驅動訊號s_d提供至第二電極E_12、第一讀取單元Rx1從第三電極E_13讀取子圖框感測值SF_13、而參考單元RL則係將屏蔽電位GND提供至第一電極E_11。並且，處理單元324儲存於第三子圖框期間t_s3所獲得的子圖框感測值SF_13至記憶單元326。
當於步驟S416判斷第三子圖框期間t_s3結束後，處理單元324判斷第一圖框期間t_1結束而讀取並整合各個子圖框期間t_s1~t_s3的子圖框感測值SF_1~SF_13，以獲得觸控面板110於第一圖框期間t_1的觸控資訊(步驟S420)。並且，由於屏蔽電位GND的提供，將使得第一電極E_11、第二電極E_12以及第三電極E_13於第一圖框期間t_1內，藉由分時多工的方式而等效地具有屏蔽的效果。
對於觸控區塊510而言，由於同一行電極具有相同的操作態，因此觸控區塊510中的各個電極可藉由前述之第一電極E_11、第二電極E_12以及第三電極E_13之驅動方法(步驟S400~S420)來加以實現；除此之外，所述之驅 動方法亦可擴展至整體觸控面板110中的各個電極。
值得注意的是，由於驅動電路320所定義之各個子圖框期間即為完成一個子圖框之驅動的時間。換言之，驅動電路320所定義之子圖框期間的期間長度基本上係依據執行步驟S404~S410所需的時間而定義，因此在執行步驟S404~S410後即係經過一個子圖框期間。並且，步驟S412與S416則是處理單元324判斷目前的子圖框期間為第幾個子圖框期間而進行之對應的判斷動作。
此外，所述之變換驅動組態的方式僅為一示例，在其他實施例中，驅動電路亦可利用其他排列與變換方式來驅動觸控面板而達到本實施例之分時多工的效果，例如以馬賽克的排列方式來設定各個電極的操作態，本發明不以此為限。
圖6為依照本發明另一實施例之觸控裝置600的示意圖。在本實施例中，觸控裝置600可進一步地感測觸控筆的觸碰而產生對應的觸控資訊。具體而言，由於觸控筆可區分為被動式觸控筆與主動式觸控筆，其中被動式觸控筆的觸控機制與藉由手指觸碰的觸控機制相類似，而主動式觸控筆則是藉由在觸碰觸控面板時發射特定頻率的訊號而使驅動電路從對應的電極讀取具有特定頻率之主動式觸控筆感測值。因此，在應用於觸控筆感測的觸控裝置600中，前述之子圖框感測值可進一步地區分為主動式觸控筆感測值AP_11~AP_mn與非主動式觸控筆感測值NP_11~NP_mn。其中，非主動式觸控筆感測值 NP_11~NP_mn包括手指以及被動式觸控筆觸碰觸控面板110所產生的感測值。
請同時參照圖3與圖6，觸控裝置600的架構與觸控裝置300大致相同，觸控裝置600亦包括觸控面板610以及驅動電路620。其中，觸控面板610的結構與前述實施例之觸控面板110與310相同，故於此不再贅述。然而，相較於圖3之驅動電路320,驅動電路620將更可用以讀取主動式觸控筆感測值AP_11~AP_mn的第二讀取單元Rx2取代觸控裝置300中的參考單元RL。
詳細而言，驅動電路620包括多工切換單元622、驅動單元Tx、第一讀取單元Rx1、第二讀取單元Rx2、處理單元624以及記憶單元626。其中，第一讀取單元Rx1耦接多工切換單元622以經由多工切換單元622從具有第二操作態之電極讀取非主動式觸控筆感測值NP_11~NP_mn。第二讀取單元Rx2耦接多工切換單元622以經由多工切換單元622從具有第三操作態之電極讀取主動式觸控筆感測值AP_11~AP_mn。處理單元624係用以分別接收非主動式觸控筆感測值NP_11~NP_mn與主動式觸控筆感測值AP_11~AP_mn，並進行整合以得到第一圖框期間內的觸控資訊。除此之外，驅動電路620之各個單元的耦接關係及其功能皆係類似於驅動電路320，於此不再贅述。
為了進一步說明本發明另一實施例之觸控裝置600的運作方式，請同時參照圖6、圖7以及圖8，其中，圖7 為圖6之觸控面板的驅動方法的流程示意圖；圖8為觸控區塊810於第一圖框期間內的操作示意圖。
此外，為便於說明觸控面板110的驅動方法，在圖8中，以觸控面板610中的觸控區塊810為例，並且於觸控區塊810中以相互鄰接且具有不同操作態的第一電極E_11、第二電極E_12以及第三電極E_13為例來進行說明。其中，觸控區塊810係觸控面板610中部分區域的電極組合，於此實施例中係以6×6為例來說明，然本發明不限於此。
在圖7中，步驟S700與圖4之步驟S400相似，由於驅動電路620係利用驅動單元Tx、第一讀取單元Rx1以及第二讀取單元Rx2等三個不同功能的單元來驅動觸控面板110，因此驅動電路620同樣地係在第一圖框期間t_1中定義出三個子圖框期間，分別為第一子圖框期間t_s1、第二子圖框期間t_s2以及第三子圖框期間t_s3。其中，驅動電路620定義第一圖框期間中的子圖框期間之具體實施方式可參照前述圖1b實施例之步驟S200中驅動電路120定義子圖框期間的說明，於此不再贅述。
在確認各子圖框期間後，處理單元624透過多工切換單元622於第一圖框期間t_1的第一子圖框期間t_s1分別設定第一電極E_11、第二電極E_12以及第三電極E_13操作於第一操作態T、第二操作態R以及第三操作態P(步驟S702)。
於第一子圖框期間t_s1，驅動電路620中的驅動單元Tx將提供驅動訊號s_d至具有第一操作態T的電極(步驟 S704)、第一讀取單元Rx1從具有第二操作態R的電極讀取非主動式觸控筆感測值(步驟S706)、而第二讀取單元Rx2從具有第三操作態P的電極讀取主動式觸控筆感測值(步驟S708)。
接著，處理單元624於第一子圖框期間t_s1接收第一讀取單元Rx1與第二讀取單元Rx2所獲得的非主動式觸控筆感測值與主動式觸控筆感測值，並且將其儲存至記憶單元626中(步驟S710)。換言之，在步驟S710中，處理單元624儲存於子圖框期間所獲得的子圖框感測值。
由於在第一子圖框期間t_s1內，具有第一操作態T、第二操作態R以及第三操作態P的電極分別為第一電極E_11、第二電極E_12以及第三電極E_13，因此，此時驅動單元Tx係將驅動訊號s_d提供至第一電極E_11，第一讀取單元Rx1從第二電極E_12讀取非主動式觸控筆感測值NP_12，而第二讀取單元Rx2從第三電極E_13讀取主動式觸控筆感測值AP_13。並且，處理單元624儲存於第一子圖框期間t_s1所獲得的非主動式觸控筆感測值NP_12與主動式觸控筆感測值AP_13至記憶單元626。
在第二子圖框期間t_s2與第三子圖框期間t_s3之變換驅動組態以及依據第一電極E_11、第二電極E_12以及第三電極E_13的操作態而提供驅動訊號及讀取感測值之步驟S704~S718與圖4之步驟S404~S418相類似，故於此不再贅述。
於第三子圖框期間t_s3後，處理單元624判斷第一圖 框期間t_1結束而讀取並整合各個子圖框期間t_ss1~t_s3中包括非主動式觸控筆感測值NP_11~NP_13與主動式觸控筆感測值AP_11~AP_13的子圖框感測值，以獲得觸控面板110於第一圖框期間t_1的觸控資訊(步驟S720)。並且，處理單元624更可藉由讀取具有特定頻率之主動式觸控筆感測值AP_11~AP_13，使得觸控裝置600可進一步地區別主動式觸控筆與非主動式觸控筆所產生之觸控資訊。
圖9為依照本發明再一實施例之觸控裝置900的示意圖。於此實施例中，觸控裝置900更進一步地整合了圖3之觸控裝置300與圖6之觸控裝置600的功能，在可感測主動式觸控筆的觸控裝置600中加入了觸控裝置300的屏蔽效果。
請參照圖9，觸控裝置900包括觸控面板910以及驅動電路920。相較於前述之觸控面板110，觸控面板910的電極E_11~E_mn至少包括具有不同操作態的四個電極，例如為相互鄰接的第一電極E_11、第二電極E_12、第三電極E_13以及第四電極E_14。除此之外，觸控面板910的結構與耦接關係與前述之觸控面板110相同。
在本實施例中，驅動電路920包括多工切換單元922、驅動單元Tx、第一讀取單元Rx1、參考單元RL、第二讀取單元Rx2、處理單元924以及記憶單元926。其中，驅動單元Tx耦接至多工切換單元922，以經由多工切換單元922提供驅動訊號s_d至具有第一操作態T之電極。第一讀取單元Rx1耦接至多工切換單元922，以經由多工切換 單元922從具有第二操作態之電極讀取非主動式觸控筆感測值NP_11~NP_mn。參考單元RL耦接至多工切換單元922，以經由多工切換單元322提供屏蔽電位GND至具有第三操作態之電極。第二讀取單元Rx2耦接多工切換單元622，以經由多工切換單元622從具有第四操作態之電極讀取主動式觸控筆感測值AP_11~AP_mn。換言之，在本實施例中各個單元的功能係類似於圖3以及圖6之各個單元。
為了進一步說明本發明實施例之觸控裝置900的運作方式，請同時參照圖9、圖10以及圖11，其中，圖10為圖9之觸控面板的驅動方法的流程示意圖；圖11為圖9之觸控面板於第一圖框期間t_1內的操作示意圖。
此外，為便於說明觸控面板910的驅動方法，在圖11中選取觸控面板910中的觸控區塊1110為例，並且選取觸控區塊1110中相互鄰接且具有不同操作態的第一電極E_11、第二電極E_12、第三電極E_13以及第四電極E_14來進行說明。
在圖9與圖10中，由於驅動電路920係利用驅動單元Tx、第一讀取單元Rx1、參考單元RL以及第二讀取單元Rx2等四個不同功能的單元來驅動觸控面板910。因此，驅動電路920將在第一圖框期間t_1中定義出四個子圖框期間，分別為第一子圖框期間s_t1、第二子圖框期間s_t2、第三子圖框期間s_t3以及第四子圖框期間s_t4(步驟S1000)。其中，驅動電路920定義第一圖框期間中的子圖框期間之具體實施方式可參照前述圖1b實施例之步驟 S200中驅動電路120定義子圖框期間的說明，於此不再贅述。
在定義各個子圖框期間後，處理單元924透過多工切換單元622於第一圖框期間t_1的第一子圖框期間t_s1分別設定第一電極E_11、第二電極E_12、第三電極E_13以及第四電極E_14操作於第一操作態T、第二操作態R、第三操作態G以及第四操作態P(步驟S1002)。
於第一子圖框期間t_s1，驅動電路920中的驅動單元Tx將提供驅動訊號s_d至具有第一操作態T的電極(步驟S1004)。第一讀取單元Rx1從具有第二操作態R的電極讀取非主動式觸控筆感測值(步驟S1006)。參考單元RL提供屏蔽電位GND至具有第三操作態G的電極(步驟S1008)。而第二讀取單元Rx2從具有第四操作態P的電極讀取主動式觸控筆感測值(步驟S1010)。
接著，處理單元924於第一子圖框期間t_s1接收第一讀取單元Rx1與第二讀取單元Rx2所獲得的非主動式觸控筆感測值與主動式觸控筆感測值，並且將其儲存至記憶單元926中(步驟S1012)。換言之，在步驟S1012中，處理單元924儲存於子圖框期間所獲得的子圖框感測值。
由於在第一子圖框期間t_s1內，具有第一操作態T、第二操作態R、第三操作態G以及第四操作態P的電極分別為第一電極E_11、第二電極E_12、第三電極E_13以及第四電極E_14。因此，於第一子圖框期間t_s1時驅動單元Tx係將驅動訊號s_d提供至第一電極E_11，第一讀取 單元Rx1從第二電極E_12讀取非主動式觸控筆感測值NP_12，參考單元RL將屏蔽電位GND提供至第三電極E_13，而第二讀取單元Rx2從第四電極E_14讀取主動式觸控筆感測值AP_14。並且，處理單元924於第一子圖框期間t_s1更儲存於第一子圖框期間t_s1所獲得的非主動式觸控筆感測值NP_12以及主動式觸控筆感測值AP_14至記憶單元926。
在完成上述步驟S1004~S1012後，也就是第一子圖框期間t_s1結束後，觸控面板910的驅動時序將切換至第二子圖框期間t_s2。因此，處理單元924判斷目前時序為第二子圖框期間t_s2(步驟S1014)而進一步地控制多工切換單元922變換驅動組態，以分別設定第一電極E_11、第二電極E_12、第三電極E_13以及第四電極操作於第二操作態R、第三操作態G、第四操作態P以及第一操作態T(步驟S1016)，並且執行步驟S1004~S1012。
於此實施例中，在第二子圖框期間t_s2中，驅動單元Tx係將驅動訊號s_d提供至第四電極E_14，第一讀取單元Rx1係從第一電極E_11讀取非主動式觸控筆感測值NP_11，參考單元RL係將屏蔽電位GND提供至第二電極E_12，而第二讀取單元Rx2從第三電極E_13讀取主動式觸控筆感測值AP_13。並且，處理單元924在第二子圖框期間t_s2更儲存於第二子圖框期間t_s2所獲得的非主動式觸控筆感測值NP_11與主動式觸控筆感測值AP_13至記憶單元926。
於第二子圖框期間t_s2結束後，觸控面板910的驅動時序將切換至第三子圖框期間t_s3。因此，處理單元924判斷目前時序為第三子圖框期間t_s3(步驟S1018)而進一步地控制多工切換單元922變換驅動組態，以分別設定第一電極E_11、第二電極E_12、第三電極E_13以及第四電極E_14操作於第三操作態G、第四操作態P、第一操作態T以及第二操作態R(步驟S1020)，並且執行步驟S1004~S1012。
在第三子圖框期間t_s3內，驅動單元Tx係將驅動訊號s_d提供至第三電極E_13，第一讀取單元Rx1從第四電極E_14讀取非主動式觸控筆感測值NP_14，參考單元RL係將屏蔽電位GND提供至第一電極E_11，而第二讀取單元Rx2從第二電極E_12讀取主動式觸控筆感測值AP_12。並且，處理單元924於第三子圖框期間t_s3更儲存於第三子圖框期間t_s3所獲得的非主動式觸控筆感測值NP_14與主動式觸控筆感測值AP_12至記憶單元926。
於第三子圖框期間t_s3結束後，觸控面板910的驅動時序將切換至第四子圖框期間t_s4。因此，處理單元924判斷目前時序為第四子圖框期間t_s3(步驟S1022)而進一步地控制多工切換單元922變換驅動組態，以分別設定第一電極E_11、第二電極E_12、第三電極E_13以及第四電極E_14操作於第四操作態P、第一操作態T、第二操作態R以及第三操作態G(步驟S1024)，並且執行步驟S1004~S1012。
在第四子圖框期間t_s4內，驅動單元Tx係將驅動訊號s_d提供至第二電極E_12，第一讀取單元Rx1從第三電極 E_13讀取非主動式觸控筆感測值NP_13，參考單元RL係將屏蔽電位GND提供至第四電極E_14，而第二讀取單元Rx2從第一電極E_11讀取主動式觸控筆感測值AP_11。並且，處理單元924於第四子圖框期間t_s4更儲存於第四子圖框期間t_s4所獲得的非主動式觸控筆感測值NP_13與主動式觸控筆感測值AP_11至記憶單元926。
於第四子圖框期間t_s4結束後，處理單元924判斷第一圖框期間t_1結束而讀取並整合各個子圖框期間t_s1~t_s4中包括非主動式觸控筆感測值NP_11~NP_14與主動式觸控筆感測值AP_11~AP_14的子圖框感測值，以獲得觸控面板910於第一圖框期間t_1的觸控資訊(步驟S1026)。並且，藉由讀取具有特定頻率之主動式觸控筆感測值AP_11~AP_14，使得觸控裝置600可進一步地區別主動式觸控筆與非主動式觸控筆所產生之觸控資訊。此外，由於屏蔽電位GND的提供，將使得第一電極E_11、第二電極E_12、第三電極E_13以及第四電極E_14於第一圖框期間t_1內，藉由分時多工的方式而等效地具有屏蔽的效果。
由於利用前述驅動方法的觸控裝置需要不停地在多個子圖框期間變換驅動組態，為了降低觸控裝置的功率消耗，於此更提出另一種觸控面板的驅動方法，如圖12所示。其中，圖12係為依照本發明另一實施例之觸控面板的驅動方法的流程示意圖。
請參照圖12，本實施例之驅動方法包括分配觸控面板 上的電極為多個電極群組(步驟S1200)，以及依序致能所分配之多個電極群組(步驟S1210)。其中，本實施例之驅動方法可用於前述任一觸控裝置以及驅動方法中，亦即當觸控裝置依序致能電極群組時，被致能之電極群組中的電極將分別依據前述之驅動方法來進行驅動以輸出對應的感測值。
圖13為利用圖12之驅動方法的觸控區塊1310的操作示意圖。在此係利用與前述之觸控區塊510架構相同的觸控區塊1310來說明本實施例之驅動方法。請參照圖13，驅動電路可將觸控區塊1310分配為電極群組1312與1314。在依序致能電極群組的步驟中，驅動電路於第一圖框期間t_1禁能電極群組1312，使得電極群組1312中的各個電極為禁能狀態D而被關閉或被偏壓至接地電壓。相對地，驅動電路將同時在第一圖框期間t_1致能電極群組1314，而使得電極群組1314中的電極為致能狀態E，以使驅動電路依據前述任一之驅動方法驅動電極群組1314中的各個電極以獲得電極群組1314中各個電極於第一圖框期間t_1的感測值。
於第一圖框期間t_1結束後，驅動電路在第二圖框期間t_22致能電極群組1312，而使電極群組1312中的電極轉換為致能狀態E，以使驅動電路依據前述任一之驅動方法驅動電極群組1312中的各個電極以獲得電極群組1312中各個電極於第二圖框期間t_2的感測值。相對地，驅動電路將同時在第二圖框期間t_2禁能電極群組1314，以使 電極群組1314中的各個電極轉換為為禁能狀態D而被關閉或被偏壓至接地電壓。據此，驅動電路可依據第一圖框期間t_1與第二圖框期間t_2所讀取之感測值而產生完整的觸控資訊。
因此，本實施例之驅動方法透過將觸控面板分割為多個電極群組，並依序驅動各個電極群組的方式，進而降低了驅動電路的通道使用數以及所使用的面積，並據以節省觸控面板驅動時的功率消耗。
值得注意的是，所述之電極群組1312與1314的分配方式僅為一示例。由於本發明實施例之觸控面板(例如觸控面板110)係以獨立拉線至驅動電路的方式來加以驅動，因此驅動電路可藉由多種不同的態樣來分配電極群組。以觸控區塊1310為例，驅動電路可將觸控區塊1310分配為每兩行電極為一個電極群組、每兩列電極為一個電極群組或者每3×3區塊的電極為一個電極群組等等之方式實現所述之驅動方法，本發明不以此為限。
此外，本發明更提出一種具有省電模式之觸控面板的驅動方法，如圖14所示。其中，圖14為依照本發明又一實施例之驅動方法的流程示意圖。
在本實施例中，所述之觸控面板的驅動方法同樣地適用於任何觸控裝置以及驅動方法，包括前述之觸控裝置與方法。請參照圖14，首先，驅動電路將會判斷觸控面板於預定時間內是否被碰觸(步驟S1400)。當驅動電路判斷觸控面板於預定時間內未被碰觸時，則令觸控裝置進行省電模 式(步驟S1402)。此時，驅動電路將從外部的主機載入省電設定資料，以依據省電設定資料選擇性地禁能部份電極(步驟S1404)。雖於此係以「依據預定時間內是否被碰觸來決定是否進入省電模式」為例來做說明，然本發明不限於此，無論是依據「預定時間內是否被碰觸」、「使用者自己決定進入省電模式」、或是「執行特定程式而自動進入省電模式」等，無論係以何種方式進入省電模式，只要是具有省電模式的裝置皆屬於本發明之範圍。此外，雖於此以從外部的主機載入省電設定資料為例來做說明，然本發明不限於此，無論是從何儲存裝置讀取或動態的產生省電模式，皆屬於本發明之範圍。
在省電模式下，驅動電路將從未被禁能的電極中選擇第一部份電極，並於一個圖框期間內提供屏蔽電位至第一部份電極(步驟S1406)。並且，從未被禁能的電極中選擇第二部份電極，並於相同之圖框期間內讀取圖框期間的觸控資訊(步驟S1408)。
接著，驅動電路將判斷未被禁能的電極是否被碰觸(步驟S1410)。當驅動電路判斷未被禁能的電極未被碰觸時，重複步驟S1406與S1408以提供屏蔽電位與讀取觸控資訊，並且再次判斷未被禁能的電極是否被碰觸。當驅動電路判斷未被禁能的電極被碰觸時，則結束省電模式(步驟S1412)。此外，所述之驅動方法流程僅為一示例，在其他實施例中，當驅動電路於步驟S1410判斷未被禁能的電極仍未被碰觸時，驅動方法流程亦可回到步驟S1404而重新再次選擇禁能不同的部分電極，並 且對未被禁能的電極提供屏蔽電位與讀取觸控資訊，本發明不以此為限。
具體而言，圖15為一實施例之利用圖14之驅動方法的觸控區塊1510的操作示意圖。在此同樣係利用與前述之觸控區塊510架構相同的觸控區塊1510來說明本實施例之驅動方法。請參照圖15，當觸控裝置位於正常操作模式時，其將依據前述之驅動方法來驅動觸控面板，在此係以圖3之觸控面板310的驅動為例。在正常操作模式時，觸控區塊1510係在各個子圖框期間中切換第一操作態T、第二操作態R以及第三操作態G。當驅動電路令觸控裝置進入省電模式時，將使得驅動電路禁能觸控面板中大部分的電極，因此觸控區塊1510中之部份電極在省電模式下將為禁能狀態D。
更進一步地說，於一實施例中，驅動電路在省電模式下將會從未被禁能的奇數列的電極中選擇第一部份電極，例如是奇數行的電極，設定為第三操作態G以接收驅動電路所提供的屏蔽電位，並且選擇第二部份電極，例如是偶數行的電極，設定為第二操作態R以輸出感測值至驅動電路。換句話說，在省電模式下，驅動電路利用類似自容(self-capacitance)感測的方式來讀取電極上的感測值。因此，相較於正常操作模式的驅動，在省電模式下除了禁能部分的電極可降低觸控裝置的功率消耗外，驅動電路停止提供驅動訊號而改以自容的感測方式來驅動觸控面板則可進一步地節省驅動觸控面板時的功率消耗。
請參照圖16，其繪示另一實施例之利用圖14驅動方法的觸控區塊。在此實施例中同樣係利用與前述之觸控區塊510架構相同的觸控區塊1610來說明本實施例之驅動方法。請同時參照圖17，其繪示觸控螢幕於螢幕保護模式下所顯示的畫面。於此實施例中，由於在螢幕保護模式下並不需要偵測解鎖區域以外的其它區域之輸入訊號，所以當觸控裝置處於螢幕保護模式的情況下，可禁能此其它區域電極而達到省電的功效。
也就是說，觸控裝置在省電模式下的啟動面積(即未被禁能之電極的面積)可依據實際應用而定義，並且亦可依照應用程式的設定而定義啟動面積的形狀與位置，例如為圓形或是長條形等觸控面板中之特定的觸控區塊。換句話說，當觸控裝置進入省電模式而讀取省電設定資料時，此省電設定資料可對應一應用程式於特定模式下所顯示的畫面，例如是螢幕保護程式啟動時所顯示的解鎖畫面，或是執行特定應用程式所顯示的畫面中有不需接收觸控訊號之區域，如此一來，省電設定資料可設定此些不需接收觸控訊號之區域的電極為禁能狀態。
在本實施例中，係以觸控區塊1610中的電極群組1612作為未被禁能的電極，而觸控區塊1610中其它的區域則作為被禁能的電極。其中，驅動電路提供屏蔽電位至電極群組1612中之奇數行的電極，並且自電極群組1612中之偶數行的電極讀取觸控資訊以持續偵測是否結束省電模式。換言之，在此亦係利用類似自容感測的方式來讀取電極上的 感測值。如此一來，觸控裝置可更進一步地禁能大部分的電極來節省功率消耗。綜上所述，本發明實施例之觸控面板的驅動方法及其觸控裝置利用驅動電路在多個子圖框期間變換觸控面板之驅動組態的方式，藉以依據分時多工的概念而使觸控面板等效地具有屏蔽層的屏蔽效果，因此觸控裝置可在兼顧體積考量之下同時增加觸控裝置的雜訊隔離度。並且，藉由所述之驅動方法亦可同時使觸控面板上之各個電極間的等效感測間距降低而增加觸控裝置的感測靈敏度。其中，觸控裝置更依據所述之驅動方法而加入了主動式觸控筆的感測機制。此外，觸控裝置可藉由依據觸控面板的觸碰狀態而決定是否進行省電模式的驅動方法來進行驅動，以節省觸控裝置的功率消耗。
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，當可作些許之更動與潤飾，故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。
100、300、600、900‧‧‧觸控裝置
110、910‧‧‧觸控面板
120、320、620、920‧‧‧驅動電路
210_1、210_2、210_3‧‧‧電極結構
212_1、212_2、212_3‧‧‧基板
214_2、214_3‧‧‧保護層
216_1、216_2、216_3‧‧‧電極
322、622、922‧‧‧多工切換單元
324、624、924‧‧‧處理單元
326、626、926‧‧‧記憶單元
510、810、1110、1310、1510‧‧‧觸控區塊
1312、1314、1612‧‧‧電極群組
AP_11~AP_mn‧‧‧主動式觸控筆感測值
NP_11~NP_mn‧‧‧非主動式觸控筆感測值
SF_11~SF_mn‧‧‧子圖框感測值
E_11~E_mn‧‧‧電極
E_11‧‧‧第一電極
E_12‧‧‧第二電極
E_13‧‧‧第三電極
E_14‧‧‧第四電極
L_1~L_4、L_11~L_mn‧‧‧電性路徑
Tx‧‧‧驅動單元
Rx1‧‧‧第一讀取單元
Rx2‧‧‧第二讀取單元
RL‧‧‧參考單元
GND‧‧‧屏蔽電位
T‧‧‧第一操作態
R‧‧‧第二操作態
G‧‧‧第三操作態
P‧‧‧第四操作態
E‧‧‧致能狀態
D‧‧‧禁能狀態
t_1‧‧‧第一圖框期間
t_2‧‧‧第二圖框期間
t_s1‧‧‧第一子圖框期間
t_s2‧‧‧第二子圖框期間
t_s3‧‧‧第三子圖框期間
t_s4‧‧‧第四子圖框期間
S200~S230、S400~S420、S700~S720、S1000~S1026、S1400~S1412‧‧‧步驟
圖1a為依照本發明一實施例之觸控裝置100的示意圖。
圖1b為依照本發明一實施例之觸控面板的驅動方法的流程示意圖。
圖2為依照圖1a實施例之觸控面板的結構示意圖。
圖3為依照本發明一實施例之觸控裝置300的示意 圖。
圖4為圖3之觸控面板的驅動方法的流程示意圖。
圖5為圖3之觸控區塊510於第一圖框期間內的操作示意圖。
圖6為依照本發明另一實施例之觸控裝置600的示意圖。
圖7為圖6之觸控面板的驅動方法的流程示意圖。
圖8為圖6之觸控區塊810於第一圖框期間內的操作示意圖。
圖9為依照本發明再一實施例之觸控裝置900的示意圖。
圖10為圖9之觸控面板的驅動方法的流程示意圖。
圖11為圖9之觸控區塊1110於第一圖框期間內的操作示意圖。
圖12係為依照本發明另一實施例之觸控面板的驅動方法的流程示意圖。
圖13為利用圖12之驅動方法的觸控區塊1310的操作示意圖。
圖14為依照本發明又一實施例之觸控面板的驅動方法的流程示意圖。
圖15為依照本發明一實施例之利用圖14之驅動方法的觸控區塊1510的操作示意圖。
圖16為依照本發明另一實施例之利用圖14之驅動方法的觸控區塊1610的操作示意圖。
圖17為依照本發明一實施例之觸控螢幕於螢幕保護模式下所顯示的畫面。
S200~S230‧‧‧步驟

Claims (27)

  1. 一種觸控面板的驅動方法，該觸控面板具有多個電極，該些電極各自經由不同的電性路徑耦接至一驅動電路，該驅動方法包括：定義一第一圖框期間中的多個子圖框期間；變換一驅動組態，以使該些子圖框期間各自具有不同的該驅動組態，其中該驅動組態包含該些電極中一第一電極、一第二電極以及一第三電極對應於一第一操作態、一第二操作態以及一第三操作態的對應關係；該驅動電路於該些子圖框期間分別以對應該些子圖框期間其一之該驅動組態驅動該些電極，以獲得該些子圖框期間中每一者的至少一子圖框感測值；以及由該驅動電路整合於該些子圖框期間分別獲得的所述子圖框感測值，以獲得該觸控面板於該第一圖框期間的觸控資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板的驅動方法，其中該第一電極、該第二電極、該第三電極相互鄰接。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板的驅動方法，其中所述變換該驅動組態之步驟包括：於該第一圖框期間的一第一子圖框期間，設定該第一電極操作於該第一操作態，設定該第二電極操作於該第二操作態，以及設定該第三電極操作於該第三操作態； 於該第一圖框期間的一第二子圖框期間，設定該第一電極操作於該第二操作態，設定該第二電極操作於該第三操作態，以及設定該第三電極操作於該第一操作態；以及於該第一圖框期間的一第三子圖框期間，設定該第一電極操作於該第三操作態，設定該第二電極操作於該第一操作態，以及設定該第三電極操作於該第二操作態。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板的驅動方法，其中所述整合於該些子圖框期間分別獲得的所述子圖框感測值之步驟包括：儲存於該些子圖框期間所獲得的該子圖框感測值；以及當該第一圖框期間結束時，讀取並整合各該些子圖框期間的該子圖框感測值，以獲得該觸控面板於該第一圖框期間的觸控資訊。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板的驅動方法，其中所述於該些子圖框期間分別以該驅動組態驅動該些電極之步驟包括：由該驅動電路提供一驅動訊號至具有該第一操作態之該些電極；由該驅動電路從具有該第二操作態之該些電極讀取所述子圖框感測值；以及由該驅動電路提供一屏蔽電位至具有該第三操作態之 該些電極。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控面板的驅動方法，其中該屏蔽電位為接地電壓。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板的驅動方法，其中所述子圖框感測值包含一主動式觸控筆感測值與一非主動式觸控筆感測值，而所述於該些子圖框期間分別以該驅動組態驅動該些電極之步驟包括：由該驅動電路提供一驅動訊號至具有該第一操作態之該些電極；由該驅動電路從具有該第二操作態之該些電極讀取所述非主動式觸控筆感測值；以及由該驅動電路從具有該第三操作態之該些電極讀取所述主動式觸控筆感測值，其中所述主動式觸控筆感測值具有一特定頻率。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板的驅動方法，其中該驅動組態包含該些電極中該第一電極、該第二電極、該第三電極以及一第四電極對應於該第一操作態、該第二操作態、該第三操作態以及一第四操作態的對應關係，且所述子圖框感測值包含一主動式觸控筆感測值與一非主動式觸控筆感測值，而所述於該些子圖框期間分別以該驅動組態驅動該些電極之步驟包括： 由該驅動電路提供一驅動訊號至具有該第一操作態之該些電極；由該驅動電路從具有該第二操作態之該些電極讀取所述非主動式觸控筆感測值；由該驅動電路提供一屏蔽電位至具有該第三操作態之該些電極；以及由該驅動電路從具有該第四操作態之該些電極讀取所述主動式觸控筆感測值，其中所述主動式觸控筆感測值具有一特定頻率。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板的驅動方法，更包括：判斷該觸控面板於一預定時間內是否被碰觸；若該觸控面板於該預定時間內未被碰觸，則進行一省電模式；以及於該省電模式下，依據一省電設定資料，選擇性地禁能部分該些電極。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控面板的驅動方法，更包括：於該省電模式下，判斷未被禁能之該些電極是否被碰觸；以及若未被禁能之該些電極被碰觸，則結束該省電模式。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之觸控面板的驅動方法，更包括：於該省電模式下，從未被禁能之該些電極中選擇一第一部份電極，並由該驅動電路於一第二圖框期間提供一屏蔽電位至所述第一部份電極；以及於該省電模式下，從未被禁能之該些電極中選擇一第二部份電極，並由該驅動電路於該第二圖框期間從所述第二部份電極讀取該第二圖框期間的觸控資訊。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之觸控面板的驅動方法，其中該省電設定資料係對應一應用程式於特定模式下所顯示的畫面。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板的驅動方法，更包括：分配該些電極為多個電極群組；以及依序致能該些電極群組至少其中之一。
  14. 一種觸控裝置，包括：一觸控面板，具有多個電極，且該些電極至少包括一第一電極、一第二電極以及一第三電極；以及一驅動電路，電性連接該觸控面板，其中該些電極各自經由不同的電性路徑耦接至該驅動電路；該驅動電路定義一第一圖框期間中的多個子圖框期間；該驅動電路變換一驅 動組態，以使該些子圖框期間各自具有不同的該驅動組態，其中該驅動組態包含該些電極中一第一電極、一第二電極以及一第三電極對應於一第一操作態、一第二操作態以及一第三操作態的對應關係；該驅動電路於該些子圖框期間分別以對應該些子圖框期間其一之該驅動組態驅動該些電極，以獲得該些子圖框期間中每一者的至少一子圖框感測值；以及該驅動電路整合於該些子圖框期間分別獲得的所述子圖框感測值，以獲得該觸控面板於該第一圖框期間的觸控資訊。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之觸控裝置，其中該第一電極、該第二電極以及該第三電極相互鄰接。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之觸控裝置，其中於該第一圖框期間的一第一子圖框期間，該驅動電路設定該第一電極操作於該第一操作態，設定該第二電極操作於該第二操作態，以及設定該第三電極操作於該第三操作態；於該第一圖框期間的一第二子圖框期間，該驅動電路設定該第一電極操作於該第二操作態，設定該第二電極操作於該第三操作態，以及設定該第三電極操作於該第一操作態；以及於該第一圖框期間的一第三子圖框期間，該驅動電路設定該第一電極操作於該第三操作態，設定該第二電極操作於該第一操作態，以及設定該第三電極操作於該第二操作態。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之觸控裝置，其中該 驅動電路判斷該觸控面板於一預定時間內是否被碰觸；若該觸控面板於該預定時間內未被碰觸，則該驅動電路進行一省電模式；以及於該省電模式下，該驅動電路依據一省電設定資料，選擇性地禁能部分該些電極。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之觸控裝置，其中於該省電模式下，該驅動電路判斷未被禁能之該些電極是否被碰觸；以及若未被禁能之該些電極被碰觸，該驅動電路結束該省電模式。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之觸控裝置，其中於該省電模式下，該驅動電路從未被禁能之該些電極中選擇一第一部份電極，並且該驅動電路於一第二圖框期間提供一屏蔽電位至具有所述第一部份電極；以及於該省電模式下，該驅動電路從未被禁能之該些電極中選擇一第二部份電極，並且該驅動電路於該第二圖框期間從所述第二部份電極讀取該第二圖框期間的觸控資訊。
  20. 如申請專利範圍第14項所述之觸控裝置，其中所述子圖框感測值包含一主動式觸控筆感測值與一非主動式觸控筆感測值；該驅動電路提供一驅動訊號至具有該第一操作態之該些電極；該驅動電路從具有該第二操作態之該些電極讀取所述非主動式觸控筆感測值；以及該驅動電路從具有該第三操作態之該些電極讀取所述主動式觸控筆感 測值，其中所述主動式觸控筆感測值具有一特定頻率。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之觸控裝置，其中該驅動電路包括：一多工切換單元，電性連接該觸控面板的該些電極，用以變換該驅動組態；一驅動單元，耦接至該多工切換單元，以經由該多工切換單元提供該驅動訊號至具有該第一操作態之該些電極；一第一讀取單元，耦接至該多工切換單元，以經由該多工切換單元從具有該第二操作態之該些電極讀取所述非主動式觸控筆感測值；一第二讀取單元，耦接至該多工切換單元，以經由該多工切換單元從具有該第三操作態之該些電極讀取所述主動式觸控筆感測值；以及一處理單元，電性連接該多工切換單元、該驅動單元、該第一讀取單元以及該第二讀取單元，控制該多工切換單元以變換該驅動組態，接收並處理該第一讀取單元所提供的所述非主動式觸控筆感測值與該第二讀取單元所提供的所述主動式觸控筆感測值，以及整合於該些子圖框期間分別獲得的所述子圖框感測值而獲得該觸控面板於該第一圖框期間的觸控資訊。
  22. 如申請專利範圍第14項所述之觸控裝置，其中該 驅動電路提供一驅動訊號至具有該第一操作態之該些電極；該驅動電路從具有該第二操作態之該些電極讀取所述子圖框感測值；以及該驅動電路提供一屏蔽電位至具有該第三操作態之該些電極。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之觸控裝置，其中該屏蔽電位為接地電壓。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之觸控裝置，其中該驅動電路包括：一多工切換單元，電性連接該觸控面板的該些電極，用以變換該驅動組態；一驅動單元，耦接至該多工切換單元，以經由該多工切換單元提供該驅動訊號至具有該第一操作態之該些電極；一第一讀取單元，耦接至該多工切換單元，以經由該多工切換單元從具有該第二操作態之該些電極讀取所述子圖框感測值；一參考單元，耦接至該多工切換單元，以經由該多工切換單元提供該屏蔽電位至具有該第三操作態之該些電極；以及一處理單元，電性連接該多工切換單元、該驅動單元、該第一讀取單元以及該參考單元，控制該多工切換單元以變換該驅動組態，接收並處理該第一讀取單元所提供 的所述子圖框感測值，以及整合於該些子圖框期間分別獲得的所述子圖框感測值而獲得該觸控面板於該第一圖框期間的觸控資訊。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之觸控裝置，其中該驅動電路更包括：一記憶單元，電性連接該處理單元，儲存該處理單元於各該些子圖框期間內所接收到的該子圖框感測值。
  26. 如申請專利範圍第14項所述之觸控裝置，其中該些電極更包括一第四電極；該驅動組態包含該第一電極、該第二電極、該第三電極以及該第四電極對應於該第一操作態、該第二操作態、該第三操作態以及一第四操作態的對應關係；所述子圖框感測值包含一主動式觸控筆感測值與一非主動式觸控筆感測值；該驅動電路提供一驅動訊號至具有該第一操作態之該些電極；該驅動電路從具有該第二操作態之該些電極讀取所述非主動式觸控筆感測值；該驅動電路提供一屏蔽電位至具有該第三操作態之該些電極；以及該驅動電路從具有該第四操作態之該些電極讀取所述主動式觸控筆感測值，其中所述主動式觸控筆感測值具有一特定頻率。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之觸控裝置，其中該驅動電路包括： 一多工切換單元，電性連接該觸控面板的該些電極，用以變換該驅動組態；一驅動單元，耦接至該多工切換單元，以經由該多工切換單元提供該驅動訊號至具有該第一操作態之該些電極；一第一讀取單元，耦接至該多工切換單元，以經由該多工切換單元從具有該第二操作態之該些電極讀取所述非主動式觸控筆感測值；一參考單元，耦接至該多工切換單元，以經由該多工切換單元提供該屏蔽電位至具有該第三操作態之該些電極；一第二讀取單元，耦接至該多工切換單元，以經由該多工切換單元從具有該第四操作態之該些電極讀取所述主動式觸控筆感測值；以及一處理單元，電性連接該多工切換單元、該驅動單元、該第一讀取單元、該第二讀取單元以及該參考單元，控制該多工切換單元以變換該驅動組態，接收並處理該第一讀取單元所提供的所述非主動式觸控筆感測值與該第二讀取單元所提供的所述主動式觸控筆感測值，以及整合於該些子圖框期間分別獲得的所述子圖框感測值而獲得該觸控面板於該第一圖框期間的觸控資訊。
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