TWI493417B - 偵測電容式觸摸屏的偵測裝置與方法 - Google Patents

Description

偵測電容式觸摸屏的偵測裝置與方法

本發明係有關於一種電容式觸摸屏的偵測方法與裝置，特別是一種藉由換頻提高訊噪比的電容式觸摸屏的偵測方法與裝置。

電容式觸摸屏是透過與人體間的電容性耦合，造成偵測信號產生變化，從而判斷出人體在電容式觸摸屏上碰觸的位置。當人體碰觸時，人體所處環境的雜訊也會隨著人體與電容式觸摸屏間的電容性耦合注入，也對偵測信號產生變化。又由於雜訊不斷在變化，並不容易被預測，當訊噪比較小時，容易造成判斷不出碰觸，或判斷出的碰觸位置偏差。

由此可見，上述現有技術顯然存在有不便與缺陷，而極待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品及方法又沒有適切的結構及方法能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新的技術，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。

本發明的目的在解決電容式觸摸屏因來自人體的雜訊導致訊噪比不適合的問題。本發明提出的一種偵測電容式觸摸屏的偵測裝置與方法，採用多個頻率設定，每一頻率設定分別相應一種驅動電位的一種驅動模式，用來對偵測電容式觸摸屏的偵測裝置進行設定，在偵測到電容式觸摸屏的信號的訊噪比不適合時，進行頻率設定的切換，以在所述頻率設定中找到訊噪比合適的頻率設定。所述的驅動模式包括一次只驅動電容式觸摸屏的一電極的單電極驅動模式與一次同時驅動電容式觸摸屏的多電極的多電極驅動模式，並且驅動電位可以有多種。不同的頻率設定對系統造成不同的耗電程度，可以擇優選出耗電較低但仍是合適訊噪比的頻率設定。

本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種偵測電容式觸摸屏的偵測裝置，包括：一儲存電路，依據耗電大小依序儲存多個頻率設定，每一個頻率設定分別相應於一種驅動電位的一種驅動模式，並且每一個頻率設定具有一頻率與一參數組，其中驅動電位有至少一種；一驅動電路，用來依據一工作頻率提供一驅動信號給一電容式觸摸屏的至少一驅動電極，其中電容式觸摸屏包括多條驅動電極與多條偵測電極，所述驅動電極 與所述偵測電極交疊於多個交疊處；以及一偵測電路，包括：依據所述頻率設定之一的參數組初始化偵測電路的設定；依據偵測電路的一參數組偵測來自所述偵測電極的信號，並依據來自所述偵測電極的信號產生一一維度感測資訊；依據所述一維度感測資訊判斷一雜訊的干擾是否超出一容許範圍；以及在所述雜訊的干擾超過所述容許範圍時，包括：依序依據所述的頻率設定之一的頻率與參數組分別改變所述工作頻率與所述偵測電路的設定後產生所述一維度感測資訊，並且依據所述一維度感測資訊判斷所述雜訊的干擾是否超出所述容許範圍，直到所述雜訊的干擾未超過程所述容許範圍；或依據每一頻率設定的頻率與參數組分別改變所述工作頻率與所述偵測電路的設定後產生所述一維度感測資訊，並且依據所述一維度感測資訊判斷所述雜訊的干擾，並且以受所述雜訊干擾最低的頻率設定的頻率與參數組分別改變所述工作頻率與所述偵測電路的設定。

本發明的目的及解決其技術問題還可以是採用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種偵測電容式觸摸屏的偵測裝置，包括：依據耗電大小依序儲存多個頻率設定，每一個頻率設定分別相應於一種驅動電位的一種驅動模式，並且每一個頻率設定具有一頻率與一參數組，其中驅動電位有至少一種；依據一工作頻率提供一驅動信號給一電容式觸 摸屏的至少一驅動電極，其中電容式觸摸屏包括多條驅動電極與多條偵測電極，所述驅動電極與所述偵測電極交疊於多個交疊處；以及依據所述頻率設定之一的參數組初始化一偵測電路的設定；依據所述偵測電路的一參數組以所述偵測電路偵測來自所述偵測電極的信號，並依據來自所述偵測電極的信號產生一一維度感測資訊；依據所述一維度感測資訊判斷一雜訊的干擾是否超出一容許範圍；以及在所述雜訊的干擾超過所述容許範圍時，包括：依序依據所述的頻率設定之一的頻率與參數組分別改變所述工作頻率與所述偵測電路的設定後產生所述一維度感測資訊，並且依據所述一維度感測資訊判斷所述雜訊的干擾是否超出所述容許範圍，直到所述雜訊的干擾未超過程所述容許範圍；或依據每一頻率設定的頻率與參數組分別改變所述工作頻率與所述偵測電路的設定後產生所述一維度感測資訊，並且依據所述一維度感測資訊判斷所述雜訊的干擾，並且以受所述雜訊干擾最低的頻率設定的頻率與參數組分別改變所述工作頻率與所述偵測電路的設定。

藉由上述技術方案，本發明至少具有下列優點及有益效果：1.藉由頻率切換降低雜訊的干擾；2.頻率切換可以是挑選較省電的頻率設定，具有降 低耗電的功效。

本發明將詳細描述一些實施例如下。然而，除了所揭露的實施例外，本發明亦可以廣泛地運用在其他的實施例施行。本發明的範圍並不受該些實施例的限定，乃以其後的申請專利範圍為準。而為提供更清楚的描述及使熟悉該項技藝者能理解本發明的發明內容，圖示內各部分並沒有依照其相對的尺寸而繪圖，某些尺寸與其他相關尺度的比例會被突顯而顯得誇張，且不相關的細節部分亦未完全繪出，以求圖示的簡潔。

電容式觸摸屏很容易受到雜訊干擾，尤其是來自於觸摸於觸摸屏的人體。本發明採用調適性的驅動方式來達到降低雜訊干擾的目的。

在電容式觸摸屏中，包括複數條縱向與橫向排列的電極，用來偵測觸摸的位置，其中電力的消耗與同時間驅動的電極數及驅動的電壓正相關。在進行觸摸偵測時，雜訊可能會隨著觸摸的導體傳導至電容式觸摸屏，使得訊噪比(S/N ratio)變差，容易造成觸摸的誤判與位置偏差。換言之，訊噪比會隨著觸摸的對象與所處的環境動態改變。

請參照圖1，是本發明的電容式觸模屏及其控制電路的示意圖，包括一時脈電路11、一脈衝寬度調變電路12、一驅動開關131、一偵測開關132、一驅動選擇電路141、一偵測選擇電路142、至少一驅動電極151、至少一偵測電極152、一可變電阻16、一放大電路17與一量測電路18。電容式觸摸屏可以是包括多條驅動電極151與多條偵測電極152，所述驅動電極151與所述偵測電極152交疊於多個交疊處。

時脈電路11提供依據一工作頻率提供整個系統的一時脈信號，並且脈衝寬度調變電路12依據時脈信號與一脈衝寬度調變參數提供一脈衝寬度調變信號，以驅動驅動電極151。驅動開關131控制驅動電極的驅動，並且是由選擇電路141選擇至少一條驅動電極151。此外，偵測開關132控制驅動電極與量測電路18之間的電性耦合。當驅動開關131為導通(on)時，偵測開關132為斷開(off)，脈衝寬度調變信號經由驅動選擇電路141提供給被驅動選擇電路141耦合的驅動電極151，其中驅動電極151可以是多條，而被選擇的驅動電極151可以是所述驅動電極151中的一條、兩條、或多條。當驅動電極151被脈衝寬度調變信號驅動時，偵測電極152與被驅動的驅動電極151交疊的交疊處會產生電容性耦合152，並且每一條偵測電極152在與驅動電極151電容性耦合時提供一輸入信號。可變電阻16是依據一電阻參數提供一阻 抗，輸入信號是經由可變電阻16提供給偵測選擇電路142，偵測選擇電路142由多條偵測電極152中選擇一條、兩條、三條、多條或全部偵測電極152耦合於放大電路17，輸入信號是經由放大電路17依據一增益參數後提供給量測電路18。量測電路18是依據脈衝寬度調變信號及時脈信號偵測輸入信號，其中量測電路18可以是依據一相位參數於至少一相位為偵測信號進行取樣，例如量測電路18可以是具有至少一積分電路，每一個積分電路分別依據相位參數於至少一相位對所述輸入信號中的一輸入信號進行積分，以量測輸入信號的大小。在本發明的一範例中，每一個積分電路還可以是分別依據相位參數於至少一相位對所述輸入信號中的一對輸入信號的信號差進行積分，或者是分別依據相位參數於至少一相位對所述輸入信號中的兩對輸入信號的信號差的差進行積分。此外，量測電路18還可以包含是少一類比轉數位電(ADC)將積分電路所偵測出來的結果轉成數位信號。另外，本技術領具有通常知識的普通技術人員可以推知，前述的輸入信號可以是先經過放大電路17放大後再由偵測選擇電路142提供給量測電路18，本發明並不加以限制。

在本發明中，電容式觸摸屏有至少兩種驅動模式，分為最省電的單電極驅動模式、雙電極驅動模式，並且有至少一種驅動電位。每一種驅動模式相應於不同的驅動電位都有至 少一種工作頻率，每一種工作頻率對應一組參數，並且每一種驅動模式相應於不同的驅動電位代表不同程度的電力消耗。

電容式觸摸屏的電極可以分為多條驅動電極151與多條偵測電極152，所述驅動電極151與所述偵測電極152交疊於多個交疊處(intersection)。請參照圖2A，在單電極驅動模式中，一次驅動一條驅動電極151，也就是在同一時間只有一條驅動電極151被提供驅動信號S，在任一條驅動電極151被驅動時，偵測所有偵測電極152的信號以產生一一維度感測資訊。據此，在驅動所有驅動電極151後，可以得到相應於每一條驅動電極151的一維度感測資訊，以構成相對於所有交疊處的一完整影像。

請參照圖2B與2C，在雙電極驅動模式中，一次驅動相鄰的一對驅動電極151。換言之，n條的驅動電極151共要驅動n-1次，並且在任一對驅動電極151被驅動時，偵測所有偵測電極152的信號以產生一一維度感測資訊。例如，首先如圖2B，同時提供驅動信號S給第一對驅動電極151，如果有5條，就要驅動4次。接下來，如圖2C所示，同時提供驅動信號S給第二對驅動電極151，以此類推。據此，在驅動每一對驅動電極151(共n-1對)後，可以得到相應於每一對驅動電極151的一維度感測資訊，以構成相對於前述完整影 像的一內縮影像，內縮影像的像素數量小於完整影像的像素數量。在本發明的另一範例中，雙電極驅動模式更包括分別對兩側驅動電極151進行單電極驅動，並且在任一側單驅動電極151被驅動時，偵測所有偵測電極152的信號以產生一一維度感測資訊，以額外提供兩個一維度感測資訊，與內縮影像組成一外擴影像。例如相應於兩側的一維度感測資訊分別置於內縮影像的兩側外以組成外擴影像。

本技術領域具有通常知識的普通人員可以推知，本發明更可以包括三電極驅動模式、四電極驅動模式等等，在此不再贅述。

前述的驅動電位可以是包含但不限於至少兩種驅動電位，如低驅動電位與高驅動電位，較高的驅動電位具有較高的訊噪比。

依據前述，在單電極驅動模式中，可取得一完整影像，並且在雙電極驅動模式中，可取得一內縮影像或一外擴影像。完整影像、內縮影或外擴影像可以是在外部導電物件19接近或碰觸電容式觸摸屏前與電容式觸摸屏時取得，藉以產生每個像素的變化量來判斷出外部導電物件19的位置。其中，所述的外部導電物件19可以是一個或多個。亦如前述，外部導電物件19接近或碰觸電容式觸摸屏時，或與所述驅動電極151與所述偵測電極152電容性耦合，而造成雜訊干擾， 即使驅動電極151沒有被驅動時，外部導電物件19也可能與所述驅動電極151與所述偵測電極152電容性耦合。此外，雜訊也可能從其他途徑干擾。

據此，本發明提出一種雜訊偵測程序，以偵測雜訊的干擾。在進行雜訊偵測程序時，驅動開關131斷開，並且偵測開關132導通，此時量測電路可以依據所述偵測電極152的信號產生一雜訊偵測的一維度感測資訊，藉以判斷出雜訊干擾是否合乎容許範圍。例如，可以是判斷雜訊偵測的一維度感測資訊是否有任一值超過一門檻限值，或是雜訊偵測的一維度感測資訊的所有值的加總或平均是否超過一門檻限值，來判斷雜訊干擾是否合乎容許範圍。本技術領域具有普通知識的技術人員可以推知其他藉由雜訊偵測的一維度感測資訊判斷出雜訊干擾是否合乎容許範圍的方式，本發明不加以贅述。

雜訊偵測程序可以是在系統被啟動時或每一次取得前述完整影像、內縮影像或外擴影像時進行，也可以是定時或經多次取得前述完整影像、內縮影像或外擴影像時進行，或是偵測到有外部導電物件接近或碰觸時進行，本技術領域具有普通知識的技術人員可以推知其他進行雜訊偵測程序的適當時機，本發明並不加以限制。

本發明另外提出一換頻程序，是在判斷雜訊干擾超出容 許範圍時進行頻率切換。量測電路被提供多組頻率設定，可以是儲存於一記憶體或其他儲存媒體中，以提供量測電路於換頻程序中選擇，並依據挑選的頻率控制時脈電路11的時脈信號。換頻程序可以是在所述頻率設定逐一挑選出一適當頻率設定，例如逐一挑選其中一組頻率設定並進行雜訊偵測程序，直到偵測出雜訊干擾合乎容許範圍為止。換頻程序也可以是在所述頻率設定逐一挑選出一最佳頻率設定。例如在所述頻率設定逐一挑選並進行雜訊偵測程序，偵測出其中雜訊干擾最小的頻率設定，如偵測出雜訊偵測的一維度感測資訊的最大值為最小的頻率設定，或雜訊偵測的一維度感測資訊的所有值的加總或平均為最小的頻率設定。

所述的頻率設定對應到包括但不限於一驅動模式、一頻率與一參數組。參數組可以是包括但不限於選自下列集合之群組：前述電阻參數、前述增益參數、前述相位參數與前述脈衝寬度調變參數，本技術領具有通常知識的普通技術人員可以推知其他適用於電容式觸摸屏及其控制電路的相關參數。

所述頻率設定可以是如下列表1所示，包括多個驅動電位，下列以第一驅動電位與第二驅動電位為例，本技術領域具有通常知識的普通人員可以推知可以是有三種以上的驅動電位。每一種驅動電位可以分別有多種驅動模式，包括但不 限於選自下列集合之群組：單電極驅動模式、雙電極驅動模式、三電極驅動模式、四電極驅動模式等等。每一種驅動電位相應的每一種驅動模式分別具有複數種頻率，每一種頻率相應於一種前述的參數組。本技術領域具有通常知識的普通人員可以推知每一種驅動電位相應的每一種驅動模式的頻率可以是完全不同，也可以是有部份相同，本發明不加以限制。

依據上述，本發明提出一種偵測電容式觸摸屏的偵測方法，請參照圖3A。首先如步驟310所示，依據耗電大小依序儲存多個頻率設定，每一個頻率設定分別相應於一種驅動電位的一種驅動模式，並且每一個頻率設定具有一頻率與一參數組，其中驅動電位有至少一種。接下來，如步驟320所示，依據所述頻率設定之一的參數組初始化偵測電路的設定，並且如步驟330所示，依據偵測電路的一參數組以偵測電路偵測來自所述偵測電極的信號，並依據來自所述偵測電極的信號產生一一維度感測資訊。再接下來，如步驟340所示，依據所述一維度感測資訊判斷一雜訊的干擾是否超出一容許範圍。然後，如步驟350所示，在所述雜訊的干擾超過所述容許範圍時，依序依據所述的頻率設定之一的頻率與參數組分別改變所述工作頻率與所述偵測電路的設定後產生所述一維度感測資訊，並且依據所述一維度感測資訊判斷所述雜訊的干擾是否超出所述容許範圍，直到所述雜訊的干擾未超過程所述容許範圍。也可以是如圖3B的步驟360所示，在所述雜訊的干擾超過所述容許範圍時，依據每一頻率設定的頻率 與參數組分別改變所述工作頻率與所述偵測電路的設定後產生所述一維度感測資訊，並且依據所述一維度感測資訊判斷所述雜訊的干擾，並且以受所述雜訊干擾最低的頻率設定的頻率與參數組分別改變所述工作頻率與所述偵測電路的設定。

例如圖4所示，為依據本發明的最佳模式提出的一種偵測電容式觸摸屏的偵測裝置，包括：一儲存電路43、一驅動電路41、一偵測電路42。如前述步驟310所示，儲存電路43包括多個頻率設定44，分別依耗電大小依序儲存。儲存電路43可以是以電路、記憶體或任何能儲存電磁記錄的儲存媒體。在本發明的一範例中，頻率設定44可以是以查表的方式構成，另外，頻率設定44還可以儲存耗電參數。

驅動電路41可以是多個電路的集成，包括但不限於前述的時脈電路11、脈衝寬度調變電路12、驅動開關131、偵測開關132與驅動選擇電路141。在此例子中所列電路是方便本發明說明，驅動電路41可以只包括部份電路或加入更多電路，本發明並不加以限制。所述驅動電路是用來依據一工作頻率提供一驅動信號給一電容式觸摸屏的至少一驅動電極151，其中電容式觸摸屏包括多條驅動電極151與多條偵測電極152，所述驅動電極151與所述偵測電極152交疊於多個交疊處。

偵測電路42可以是多個電路的集成，包括但不限於前述量測電路18、放大電路17、偵測選擇電路142，甚至可以是包括可變電組16。在此例子中所列電路是方便本發明說明，偵測電路42可以只包括部份電路或加入更多電路，本發明並不加以限制。此外，偵測電路42更包括執行前述步驟320至步驟340，以及執行步驟350或步驟360。在圖3B的例子中，所述頻率設定可以是不依據耗電大小依序儲存。

如先前所述，用來判斷所述雜訊的干擾是否超出所述容許範圍的所述一維度感測資訊是在所述驅動信號未提供給所述驅動電極時產生。例如，是在驅動選擇電路131為斷開並且偵測選擇電路132為導通的時候。

在本發明的一範例中，至少一驅動電位有多種驅動模式，所述驅動模式包括單電極驅動模式與雙電極驅動模式，其中在單電極驅動模式中所述驅動信號同時間只提供所述驅動電極之一，並且在雙電極驅動模式中，所述驅動信號同時間只提供所述驅動電極之一對。其中所述單電極驅動模式的耗電大小小於所述雙電極驅動模式的耗電大小。此外，在所述單電極驅動式中，所述偵測電路是在每一條驅動電極被提供驅動信號時分別產生所述一維度感測資訊，以構成一完整影像，並且其中在所述雙電極驅動式中，所述偵測電路是在每一對驅動電極被提供驅動信號時分別產生所述一維度感測 資訊，以構成一內縮影像，其中所述內縮影像的像素小於所述完整影像的像素。此外，雙電極驅動模式中偵測電路可以更包括分別對兩側電極進行驅動，並且在任一側的單一驅動電極被驅動時，偵測所有偵測電極的信號以分別產生所述一維度感測資訊，其中分別對兩側電極進行驅動所產生的兩個一維度感測資訊被置於所述內縮影像的兩側外以組成一外擴影像，並且所述外擴影像的像素大於所述完整影像的像素。

在本發明的另一範例中，所述驅動電位包括一第一驅動電位與一第二驅動電位，其中相應於所述第一驅動電位的所述單電極驅動模式產生所述完整影像的耗電大小<相應於所述第一驅動電位的所述雙電極驅動模式產生所述內縮影像的耗電大小<相應於所述第二驅動電位的所述單電極驅動模式產生所述完整影像的耗電大小。

在本發明的另一範例中，所述驅動電位包括一第一驅動電位與一第二驅動電位，其中相應於所述第一驅動電位的所述單電極驅動模式產生所述完整影像的耗電大小<相應於所述第二驅動電位的所述單電極驅動模式產生所述完整影像的耗電大小。

此外，在本發明的一範例中，每一條偵測電極的信號是分別先經過一可變電阻再提供給所述偵測電路，所述偵測電路是依據所述頻率設定之一的參數組設定所述可變電阻的阻 抗。另外，所述偵測電極的信號是先經過至少一放大電路放大信號後才被偵測，所述偵測電路是依據所述頻率設定之一的參數組設定所述放大電路的增益。再者，所述驅動信號是依據所述頻率設定之一的參數組產生。

本發明的一範例中，所述一維度感測資訊的每一個值是分別以一設定的週期依據所述偵測電極的信號來產生，其中所述設定的週期是依據所述頻率設定之一的參數組來設定。在本發明的另一範例中，所述一維度感測資訊的每一個值是分別以至少一設定的相位依據所述偵測電極的信號來產生，其中所述設定的相位是依據所述頻率設定之一的參數組來設定。

請參照圖5，為依據本發明提出的單電極驅動模式的示意圖。驅動信號S依序提供給第一條驅動電極、第二條驅動電極...，直到最後一條驅動電極，並且在每一條驅動電極被驅動信號S驅動時產生單電極驅動的一維度感測資訊52。集合每一條驅動電極被驅動時產生的單電極驅動的一維度感測資訊52，可構成一完整影像51，完整影像51的每一個值分別相應所述電極交會處之一的電容性耦合的變化。

此外，完整影像的每一個值分別相應於所述交疊處之一的位置。例如，每一條驅動電極的中央位置分別相應於一第一一維度座標，並且每一條偵測電極的中央分別相應於一第 二一維度座標。第一一維度座標可以是橫向(或水平、X軸)座標與縱向(或垂直、Y軸)座標之一，並且第二一維度座標可以是橫向(或水平、X軸)座標與縱向(或垂直、Y軸)座標之另一。每一個交疊處分別相應於交疊於交疊處的驅動電極與偵測電極的一二維度座標，二維度座標是由第一一維度座標與第二一維度座標構成，如(第一一維度座標，第二一維度座標)或(第二一維度座標，第一一維度座標)。換言之，每一單電極驅動的一維度感測資訊分別相應於所述驅動電極之一中央的第一一維度座標，其中單電極驅動的一維度感測資訊的每一個值(或完整影像的每一個值)分別相應於所述驅動電極之一中央的第一一維度座標與所述偵測電極之一中央的第二一維度座標構成的二維度座標。同理，完整影像的每一個值分別相應於所述交疊處之一的中央位置，即分別相應於所述驅動電極之一中央的第一一維度座標與所述偵測電極之一中央的第二一維度座標構成的二維度座標。

請參照圖6，為依據本發明提出的雙電極驅動模式的示意圖。驅動信號S依序提供給第一對驅動電極、第二對驅動電極...，直到最後一對驅動電極，並且在每一對驅動電極被驅動信號S驅動時產生雙電極驅動的一維度感測資訊62。換言之，N條驅動電極可構成N-1對(多對)驅動電極。集合每一對驅動電極被驅動時產生的雙電極驅動的一維度感測資訊 62，可構成一內縮影像61。內縮影像61的值(或像素)的數量小於完整影像51的值(或像素)的數量。相對於完整影像，內縮影像的每一個雙電極驅動的一維度感測資訊分別相應於一對驅動電極間中央位置的第一一維度座標，並且每一個值分別相應於前述一對驅動電極間中央位置的第一一維度座標與所述偵測電極之一中央的第二一維度座標構成的二維度座標。換言之，內縮影像的每一個值分別相應於一對交疊處間中央的位置，即分別相應於一對驅動電極(或所述多對驅動電極之一)間中央位置的第一一維度座標與所述偵測電極之一中央的第二一維度座標構成的二維度座標。

請參照圖7A，為依本發明提出的雙電極驅動模式中進行第一側單電極驅動的示意圖。驅動信號S被提供給最接近電容式觸摸屏第一側的驅動電極，並且在最接近電容式觸摸屏第一側的驅動電極被驅動信號S驅動時產生單電極驅動的第一側一維度感測資訊721。再請參照圖7B，為依本發明提出的雙電極驅動模式中進行第二側單電極驅動的示意圖。驅動信號S被提供給最接近電容式觸摸屏第二側的驅動電極，並且在最接近電容式觸摸屏第二側的驅動電極被驅動信號S驅動時產生單電極驅動的第二側一維度感測資訊722。第一側與第二側的驅動電極被驅動時產生的單電極驅動的一維度感測資訊721與722分別被置於內縮影像61的第一側與第二 側外以構成一外擴影像71。外擴影像71的值(或像素)的數量大於完整影像51的值(或像素)的數量。在本發明的一範例中，是先產生單電極驅動的第一側一維度感測資訊721，再產生內縮影像61，再產生單電極驅動的第二側一維度感測資訊722，以構成一外擴影像71。在本發明的另一範例中，是先產生內縮影像61，再分別產生單電極驅動的第一側與第二側一維度感測資訊721與722，以構成一外擴影像71。

換言之，外擴影像是依序由單電極驅動的第一側一維度感測資訊、內縮影像與單電極驅動的第二側一維度感測資訊構成。由於內縮影像61的值是雙電極驅動，因此平均大小會大於單電極驅動的第一側與第二側一維度影像的值的平均大小。在本發明的一範例中，第一側與第二側一維度感測資訊721與722的值是經過一比例放大後才分別置於內縮影像61的第一側與第二側外。所述比例可以是一預設倍數，此預設倍數大於1，也可以是依據雙電極驅動的一維度感測資訊的值與單電極驅動的一維度感測資訊的值間的比例產生。例如是第一側的一維度感測資訊721的所有值總和(或平均)與內縮影像中鄰第一側的一維度感測資訊62所有值總和(或平均)的比例，第一側一維度感測資訊721的值是經過此比例放大後才置於內縮影像61的第一側外。同理，是第二側的一維度感測資訊722的所有值總和(或平均)與內縮影像中鄰第二側 的一維度感測資訊62所有值總和(或平均)的比值，第二側一維度感測資訊722的值是經過此比例放大後才置於內縮影像61的第二側外。又例如，前述的比例可以是內縮影像61的所有值總和(或平均)與第一側與第二側的一維度感測資訊721和722的所有值總和(或平均)的比值。

在單電極驅動模式中，完整影像的每一個值(或像素)相應於一相疊處的二維度位置(或座標)，是由相疊於相疊處的驅動電極相應的第一一維度位置(或座標)與偵測電極相應的第二一維度位置(或座標)所構成，如(第一一維度位置，第二一維度位置)或(第二一維度位置，第一一維度位置)。單一外部導電物件可能與一個或多個交疊處電容性耦合，與外部導電物件電容性耦合的交疊處會產生電容性耦合的變化，反應在完整影像中相應的值上，即反應在外部導電物件相應於完整影像中相應的值上。因此依據外部導電物件相應於完整影像中相應的值與二維度座標，可計算出外部導電物件的質心位置(二維度座標)。

依據本發明的一範例，在單電極驅動模式中，每一個電極(驅動電極與偵測電極)相應的一維度位置為電極中央的位置。依據本發明的另一範例，在雙電極驅動模式中，每一對電極(驅動電極與偵測電極)相應的一維度位置為兩電極間中央的位置。

在內縮影像中，第一個一維度感測資訊相應於第一對驅動電極的中央位置，即第一條與第二條驅動電極(第一對驅動電極)間中央的第一一維度位置。如果是單純地計算質心位置，則只能計算出第一對驅動電極中央與最後一對驅動電極中央間的位置，依據內縮影像計算出的位置的範圍缺少第一對驅動電極中央位置(中央的第一一維度位置)與第一條驅動電極中央位置間的範圍及最後一對驅動電極中央位置與最後一條驅動電極中央位置間的範圍。

相對於內縮影像，外擴影像中，第一側與第二側一維度感測資訊分別相應於第一條與最後一條驅動電極中央的位置，因此依據外擴影像計算出的位置的範圍比依據內縮影像計算出的位置的範圍增加了第一對驅動電極中央位置(中央的第一一維度位置)與第一條驅動電極中央位置間的範圍及最後一對驅動電極中央位置與最後一條驅動電極中央位置間的範圍。換言之，依據外擴影像計算出的位置的範圍包括了依據完整影像計算出的位置的範圍。

同理，前述的雙電極驅動模式更可以擴大成為多電極驅動模式，也就是同時驅動多條驅動電極。換言之，驅動信號是同時提供給一組驅動電極中的多條(所有)驅動電極，例如一組驅動電極的驅動電極數量有二條、三條或四條。所述的多電極驅動模式包括前述的雙電極驅動模式，不包括前述的 單電極驅動模式。

請參照圖8，為依據本發明提出的一種偵測電容式觸摸屏的偵測方法。如步驟810所示，提供具有依序平行排列的多條驅動電極與多條偵測電極的一電容式觸摸屏，其中所述驅動電極與所述偵測電極交疊於多個交疊處。例如前述的驅動電極151與偵測電極152。接下來，如步驟820所示，分別在單電極驅動模式與多電極驅動模式提供一驅動信號給所述驅動電極之一與所述驅動電極之一組驅動電極。也就是，在一單極驅動模式時該驅動信號是每次只提供給所述驅動電極之一，並且在一多電極驅動模式時該驅動信號是每次同時被提供所述驅動電極的一組驅動電極，其中除了最後N條驅動電極外，每一驅動電極與在後相鄰的兩驅動電極組成同時被驅動的一組驅動電極，並且N為一組驅動電極的驅動電極數量減一。驅動信號的提供可以是由前述的驅動電路41來提供。再接下來，如步驟830所示，在每次該驅動信號被提供時，由所述偵測電極取得一維度感測資訊，以在多電極驅動模式取得多個多電極驅動的一維度感測資訊及在單電極驅動模式取得第一側與第二側單電極驅動的一維度感測資訊。例如，在多電極驅動模式時，在每一組驅動電極被提供驅動信號時分別取得一多電極驅動的一維度感測資訊。又例如，在單電極驅動模式時，在第一條驅動電極與最後一條驅動電極 提供驅動信號時分別取得一第一側單電極驅動的一維度感測資訊與一第二側單電極驅動的一維度感測資訊。一維度感測資訊的取得可以是由上述偵測電路42來取得。所述的一維度感測資訊包括所述多電極驅動的一維度感測資訊(內縮影像)及第一側與第二側單電極驅動的一維度感測資訊。再接下來，如步驟840所示，依序依據第一側單電極驅動的一維度感測資訊、所有的多電極驅動的一維度感測資訊與第二側單電極驅動的一維度感測資訊產生一影像(外擴影像)。步驟840可以是由前述控制電路來完成。

如先前所述，單電極驅動模式中驅動信號的電位與在多電極驅動模式中驅動信號的電位不一定要相同，可以是相同，也可以是不同。例如單電極驅動是以較大的第一交流電位來驅動，相對於多電極驅動的第二交流電位，第一交流電位與第二交流電位的比值為一預設比例。另外，步驟840是依據第一側與第二側單電極驅動的一維度感測資訊的所有值是分別被乘上相同或不同的一預設比率來產生該影像。此外，在單電極驅動模式中驅動信號的頻率與在多電極驅動模式中驅動信號的頻率不同。

一組驅動電極的驅動電極數量可以有二條、三條，甚至更多，本發明並不加以限制。在本發明的較佳模式中，一組驅動電極的驅動電極數量為二條。在一組驅動電極的驅動電 極數量為二條時，每一驅動電極分別相應於一第一維度座標，其中每一多(雙)電極驅動的一維度感測資訊分別相應於所述驅動電極的一對驅動電極間中央的第一一維度座標，並且第一側與第二側單電極驅動的一維度感測資訊分別相應於第一條與最後一條驅動電極的第一一維度座標。

同理，在一組驅動電極的驅動電極數量為多條(兩條以上)時，每一驅動電極分別相應於一第一維度座標，其中每一多電極驅動的一維度感測資訊分別相應於所述驅動電極的一組驅動電極中相距最遠的兩條驅動電極間中央的第一一維度座標，並且第一側與第二側單電極驅動的一維度感測資訊分別相應於第一條與最後一條驅動電極的第一一維度座標。

此外，每一偵測電極分別相應於一第二一維度座標，並且每一一維度感測資訊的每一個值分別相應於所述偵測電極之一的第二一維度座標。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用以限定本發明的申請專利範圍；凡其他為脫離本發明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包括在下述的申請專利範圍。

11‧‧‧時脈電路

12‧‧‧脈衝寬度調整電路

131‧‧‧驅動開關

132‧‧‧偵測開關

141‧‧‧驅動選擇電路

142‧‧‧偵測選擇電路

151‧‧‧驅動電極

152‧‧‧偵測電極

16‧‧‧可變電阻

17‧‧‧放大電路

18‧‧‧量測電路

19‧‧‧外部導電物件

41‧‧‧驅動電路

42‧‧‧偵測電路

43‧‧‧儲存電路

44‧‧‧頻率設定

51‧‧‧完整影像

52‧‧‧單電極驅動的一維度感測 資訊

61‧‧‧內縮影像

62‧‧‧雙電極驅動的一維度感測 資訊

71‧‧‧外擴影像

721‧‧‧第一側單電極驅動的一維度感測資訊

722‧‧‧第二側單電極驅動的一維度感測資訊

S‧‧‧驅動信號

圖1與圖4為本發明的電容式觸模屏及其控制電路的示意圖；圖2A為單電極驅動模式的示意圖；圖2B及圖2C的雙電極驅動模式的示意圖；圖3A及圖3B為本發明的偵測電容式觸摸屏的偵測方法的流程示意圖；圖5為產生完整影像的示意圖；圖6為產生內縮影像的示意圖；圖7A與圖7B為產生外擴影像的示意圖；以及圖8為本發明產生外擴影像的流程示意圖。

11‧‧‧時脈電路

12‧‧‧脈衝寬度調整電路

131‧‧‧驅動開關

132‧‧‧偵測開關

141‧‧‧驅動選擇電路

142‧‧‧偵測選擇電路

151‧‧‧驅動電極

152‧‧‧偵測電極

16‧‧‧可變電阻

17‧‧‧放大電路

18‧‧‧量測電路

19‧‧‧外部導電物件

41‧‧‧驅動電路

42‧‧‧偵測電路

43‧‧‧儲存電路

44‧‧‧頻率設定

Claims (26)

1. 一種偵測電容式觸摸屏的偵測裝置，包括：一儲存電路，依據耗電大小依序儲存多個頻率設定，每一個頻率設定分別相應於一種驅動電位的一種驅動模式，並且每一個頻率設定具有一頻率與一參數組，其中驅動電位有至少一種；一驅動電路，用來依據一工作頻率提供一驅動信號給一電容式觸摸屏的至少一驅動電極，其中電容式觸摸屏包括多條驅動電極與多條偵測電極，所述驅動電極與所述偵測電極交疊於多個交疊處；以及一偵測電路，包括：依據所述頻率設定之一的參數組初始化所述偵測電路的設定；依據所述偵測電路的一參數組偵測來自所述偵測電極的信號，並依據來自所述偵測電極的信號產生一一維度感測資訊；依據所述一維度感測資訊判斷一雜訊的干擾是否超出一容許範圍；以及在所述雜訊的干擾超過所述容許範圍時，包括：依序依據所述的頻率設定之一的頻率與參數組分別改變所述工作頻率與所述偵測電路的設定後產生所述 一維度感測資訊，並且依據所述一維度感測資訊判斷所述雜訊的干擾是否超出所述容許範圍，直到所述雜訊的干擾未超過程所述容許範圍；或依據每一頻率設定的頻率與參數組分別改變所述工作頻率與所述偵測電路的設定後產生所述一維度感測資訊，並且依據所述一維度感測資訊判斷所述雜訊的干擾，並且以受所述雜訊干擾最低的頻率設定的頻率與參數組分別改變所述工作頻率與所述偵測電路的設定。
2. 根據申請專利範圍第1項之偵測電容式觸摸屏的偵測裝置，其中用來判斷所述雜訊的干擾是否超出所述容許範圍的所述一維度感測資訊是在所述驅動信號未提供給所述驅動電極時產生。
3. 根據申請專利範圍第1項之偵測電容式觸摸屏的偵測裝置，其中至少一驅動電位有多種驅動模式，所述驅動模式包括單電極驅動模式與雙電極驅動模式，其中在單電極驅動模式中所述驅動信號同時間只提供所述驅動電極之一，並且在雙電極驅動模式中，所述驅動信號同時間只提供所述驅動電極之一對。
4. 根據申請專利範圍第3項之偵測電容式觸摸屏的偵測裝置，其中所述單電極驅動模式的耗電大小小於所 述雙電極驅動模式的耗電大小。
5. 根據申請專利範圍第3項之偵測電容式觸摸屏的偵測裝置，其中在所述單電極驅動式中，所述偵測電路是在每一條驅動電極被提供驅動信號時分別產生所述一維度感測資訊，以構成一完整影像，並且其中在所述雙電極驅動式中，所述偵測電路是在每一對驅動電極被提供驅動信號時分別產生所述一維度感測資訊，以構成一內縮影像，其中所述內縮影像的像素小於所述完整影像的像素。
6. 根據申請專利範圍第5項之偵測電容式觸摸屏的偵測裝置，其中雙電極驅動模式中偵測電路更包括分別對兩側電極進行驅動，並且在任一側的單一驅動電極被驅動時，偵測所有偵測電極的信號以分別產生所述一維度感測資訊，其中分別對兩側電極進行驅動所產生的兩個一維度感測資訊被置於所述內縮影像的兩側外以組成一外擴影像，並且所述外擴影像的像素大於所述完整影像的像素。
7. 根據申請專利範圍第5項之偵測電容式觸摸屏的偵測裝置，其中所述驅動電位包括一第一驅動電位與一第二驅動電位，其中相應於所述第一驅動電位的所述單電極驅動模式產生所述完整影像的耗電大小< 相應於所述第一驅動電位的所述雙電極驅動模式產生所述內縮影像的耗電大小<相應於所述第二驅動電位的所述單電極驅動模式產生所述完整影像的耗電大小。
8. 根據申請專利範圍第5項之偵測電容式觸摸屏的偵測裝置，其中所述驅動電位包括一第一驅動電位與一第二驅動電位，其中相應於所述第一驅動電位的所述單電極驅動模式產生所述完整影像的耗電大小>相應於所述第二驅動電位的所述單電極驅動模式產生所述完整影像的耗電大小。
9. 根據申請專利範圍第1項之偵測電容式觸摸屏的偵測裝置，其中每一條偵測電極的信號是分別先經過一可變電阻再提供給所述偵測電路，所述偵測電路是依據所述頻率設定之一的參數組設定所述可變電阻的阻抗。
10. 根據申請專利範圍第1項之偵測電容式觸摸屏的偵測裝置，其中所述偵測電極的信號是先經過至少一放大電路放大信號後才被偵測，所述偵測電路是依據所述頻率設定之一的參數組設定所述放大電路的增益。
11. 根據申請專利範圍第1項之偵測電容式觸摸屏的偵 測裝置，其中所述驅動信號是依據所述頻率設定之一的參數組產生。
12. 根據申請專利範圍第1項之偵測電容式觸摸屏的偵測裝置，其中所述一維度感測資訊的每一個值是分別以一設定的週期依據所述偵測電極的信號來產生，其中所述設定的週期是依據所述頻率設定之一的參數組來設定。
13. 根據申請專利範圍第1項之偵測電容式觸摸屏的偵測裝置，其中所述一維度感測資訊的每一個值是分別以至少一設定的相位依據所述偵測電極的信號來產生，其中所述設定的相位是依據所述頻率設定之一的參數組來設定。
14. 一種偵測偵測電容式觸摸屏的偵測方法，包括：依據耗電大小依序儲存多個頻率設定，每一個頻率設定分別相應於一種驅動電位的一種驅動模式，並且每一個頻率設定具有一頻率與一參數組，其中驅動電位有至少一種；依據一工作頻率提供一驅動信號給一電容式觸摸屏的至少一驅動電極，其中電容式觸摸屏包括多條驅動電極與多條偵測電極，所述驅動電極與所述偵測電極交疊於多個交疊處；以及 依據所述頻率設定之一的參數組初始化一偵測電路的設定；依據所述偵測電路的一參數組以所述偵測電路偵測來自所述偵測電極的信號，並依據來自所述偵測電極的信號產生一一維度感測資訊；依據所述一維度感測資訊判斷一雜訊的干擾是否超出一容許範圍；以及在所述雜訊的干擾超過所述容許範圍時，包括：依序依據所述的頻率設定之一的頻率與參數組分別改變所述工作頻率與所述偵測電路的設定後產生所述一維度感測資訊，並且依據所述一維度感測資訊判斷所述雜訊的干擾是否超出所述容許範圍，直到所述雜訊的干擾未超過程所述容許範圍；或依據每一頻率設定的頻率與參數組分別改變所述工作頻率與所述偵測電路的設定後產生所述一維度感測資訊，並且依據所述一維度感測資訊判斷所述雜訊的干擾，並且以受所述雜訊干擾最低的頻率設定的頻率與參數組分別改變所述工作頻率與所述偵測電路的設定。
15. 根據申請專利範圍第14項之偵測電容式觸摸屏的偵測方法，其中用來判斷所述雜訊的干擾是否超出所 述容許範圍的所述一維度感測資訊是在所述驅動信號未提供給所述驅動電極時產生。
16. 根據申請專利範圍第14項之偵測電容式觸摸屏的偵測方法，其中至少一驅動電位有多種驅動模式，所述驅動模式包括單電極驅動模式與雙電極驅動模式，其中在單電極驅動模式中所述驅動信號同時間只提供所述驅動電極之一，並且在雙電極驅動模式中，所述驅動信號同時間只提供所述驅動電極之一對。
17. 根據申請專利範圍第16項之偵測電容式觸摸屏的偵測方法，其中所述單電極驅動模式的耗電大小小於所述雙電極驅動模式的耗電大小。
18. 根據申請專利範圍第16項之偵測電容式觸摸屏的偵測方法，其中在所述單電極驅動式中，所述偵測電路是在每一條驅動電極被提供驅動信號時分別產生所述一維度感測資訊，以構成一完整影像，並且其中在所述雙電極驅動式中，所述偵測電路是在每一對驅動電極被提供驅動信號時分別產生所述一維度感測資訊，以構成一內縮影像，其中所述內縮影像的像素小於所述完整影像的像素。
19. 根據申請專利範圍第18項之偵測電容式觸摸屏的偵 測方法，其中雙電極驅動模式中偵測電路更包括分別對兩側電極進行驅動，並且在任一側的單一驅動電極被驅動時，偵測所有偵測電極的信號以分別產生所述一維度感測資訊，其中分別對兩側電極進行驅動所產生的兩個一維度感測資訊被置於所述內縮影像的兩側外以組成一外擴影像，並且所述外擴影像的像素大於所述完整影像的像素。
20. 根據申請專利範圍第18項之偵測電容式觸摸屏的偵測方法，其中所述驅動電位包括一第一驅動電位與一第二驅動電位，其中相應於所述第一驅動電位的所述單電極驅動摸式產生所述完整影像的耗電大小<相應於所述第一驅動電位的所述雙電極驅動模式產生所述內縮影像的耗電大小<相應於所述第二驅動電位的所述單電極驅動模式產生所述完整影像的耗電大小。
21. 根據申請專利範圍第18項之偵測電容式觸摸屏的偵測方法，其中所述驅動電位包括一第一驅動電位與一第二驅動電位，其中相應於所述第一驅動電位的所述單電極驅動模式產生所述完整影像的耗電大小>相應於所述第二驅動電位的所述單電極驅動模式產生所述完整影像的耗電大小。
22. 根據申請專利範圍第14項之偵測電容式觸摸屏的偵測方法，其中每一條偵測電極的信號是分別先經過一可變電阻再提供給所述偵測電路，所述偵測電路是依據所述頻率設定之一的參數組設定所述可變電阻的阻抗。
23. 根據申請專利範圍第14項之偵測電容式觸摸屏的偵測方法，其中所述偵測電極的信號是先經過至少一放大電路放大信號後才被偵測，所述偵測電路是依據所述頻率設定之一的參數組設定所述放大電路的增益。
24. 根據申請專利範圍第14項之偵測電容式觸摸屏的偵測方法，其中所述驅動信號是依據所述頻率設定之一的參數組產生。
25. 根據申請專利範圍第14項之偵測電容式觸摸屏的偵測方法，其中所述一維度感測資訊的每一個值是分別以一設定的週期依據所述偵測電極的信號來產生，其中所述設定的週期是依據所述頻率設定之一的參數組來設定。
26. 根據申請專利範圍第14項之偵測電容式觸摸屏的偵測方法，其中所述一維度感測資訊的每一個值是分別以至少一設定的相位依據所述偵測電極的信號來 產生，其中所述設定的相位是依據所述頻率設定之一的參數組來設定。