TWI505165B - 觸控感測裝置及其運作方法 - Google Patents

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TWI505165B
TWI505165B TW102141754A TW102141754A TWI505165B TW I505165 B TWI505165 B TW I505165B TW 102141754 A TW102141754 A TW 102141754A TW 102141754 A TW102141754 A TW 102141754A TW I505165 B TWI505165 B TW I505165B
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Tzu Ming Kao
Yung Fu Lin
Chih Jen Cheng
Cheng Chung Hsu
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    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
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Description

觸控感測裝置及其運作方法
本發明提供一種觸控感測裝置及其運作方法，特別是關於一種提高觸控準確度之觸控感測裝置及其運作方法。
近年來，觸控式電子裝置越來越多人使用。其係利用電子裝置上的觸控板，讓使用者可透過按壓觸控板來達到控制電子裝置之目的。
一般來說，觸控式電子裝置包括驅動單元、偵測電路、複數個驅動線以及複數個感測線。電子裝置的觸控板上設置有複數個驅動線以及分別交叉設置的複數個感測線，且每一驅動線以及每一感測線的交叉處設有一互電容(mutual capacitance)。驅動單元依序輸出驅動電壓給複數個驅動線，使得對應的電容產生感應電容量。而偵測電路將偵測每一感測線上的感應電容量。
當使用者按壓觸控板的某一觸碰位置時，觸碰位置對應的電容的感應電容量將會改變。此時偵測電路將偵測到觸碰位置對應的電容的感應電容量有改變，以據此得知使用者按壓的觸碰位置。
然而，偵測電路除了偵測到感應電容量，還會偵測到外界雜訊(如溫度、溼度、電磁干擾、靜電、變壓器雜訊或顯示雜訊等)，使得偵測電路所偵測到的訊號不穩定，造成觸控效果不好，故如何提高偵測到的感應電容量和準確度實屬重要。
本發明之目的在於提供一種觸控感測裝置及其運作方法，透過驅動單元於多個驅動週期同時驅動多條驅動線，且驅動單元於每一驅動週期中分別提供不同強度及/或不同相位的驅動電壓到上述多條驅動線。使得干擾感應電容的外界雜訊分散到多個感應電容，進而降低了外界訊號對單一個感應電容的影響，提高了每一個感應電容的感應電容量的準確度。
在本發明其中一個實施例中，上述觸控感測裝置包括複數個驅動線、複數個感測線、驅動單元、感測單元以及解調單元。複數個驅動線依序平行設置。複數個驅動線均分成至少一群組。每一群組具有複數個驅動線均分而形成的複數個群組驅動線。複數個感測線與複數個驅動線依序交叉設置。每一驅動線與每一感測線的交叉處對應設置有感應電容。感應電容的一端電連接對應的驅動線，感應電容的另一端電連接對應的感測線。驅動單元電連接複數個驅動線。驅動單元根據群組的順序同時驅動同一群組的複數個群組驅動線並於同一群組中驅動複數個驅動週期。此外，驅動單元於同一群組的每一驅動週期中分別提供不同強度的驅動電壓到複數個群組驅動線，並分別於對應的感應電容產生感應電容量。其中複數個群組驅動線的數量與複數個驅動週期的數量相同。感測單元則電連接複數個感測線。感測單元接收每一感測線對應的多個感應電容所產生的多個感應電容量加總後的總電容量。而解調單元則電連接感測單元。解調單元根據每一感測線感測到的同一群組的每一驅動週期所產生的總電容量以及驅動電壓，以分別計算出每一感測線上的同一群組的每一群組驅動線對應的感應電容的感應電容量。當使用者按壓觸控感測裝置的觸控表面的某一觸碰位置時，解調單元將偵測到上述觸碰位置對應的感應電容的感應電容量有改變。使得解調單元據此得知使用者 按壓觸控表面的觸碰位置，以進一步控制電子裝置。
在本發明其中一個實施例中，上述觸控感測裝置包含複數個驅動線以及複數個感測線。複數個驅動線依序平行設置。複數個驅動線均分成至少一群組。每一群組具有複數個驅動線均分而形成的複數個群組驅動線。複數個感測線與複數個驅動線依序交叉設置。每一驅動線與每一感測線的一交叉處對應設置有感應電容。感應電容的一端電連接對應的驅動線。感應電容的另一端電連接對應的感測線。上述提高觸控感測裝置的觸控準確度的運作方法包括如下步驟：步驟(A)根據群組的順序同時驅動同一群組的複數個群組驅動線並於同一群組中驅動複數個驅動週期，且於同一群組的每一驅動週期中分別提供不同強度的驅動電壓到複數個群組驅動線，並分別於對應的感應電容產生感應電容量。其中複數個群組驅動線的數量與複數個驅動週期的數量相同。步驟(B)於每一感測線接收對應的多個感應電容所產生的多個感應電容量加總後的總電容量。步驟(C)根據每一感測線感測到的同一群組的每一驅動週期的驅動電壓以及總電容量，分別計算出每一感測線上的同一群組的每一群組驅動線對應的感應電容的感應電容量。步驟(D)判斷每一感應電容的感應電容量是否有改變，並將感應電容量有改變的感應電容所對應的觸碰位置傳送到後端處理單元作分析。故使用者按壓觸控感測裝置的觸控表面的某一觸碰位置時，解調單元將偵測到上述觸碰位置對應的感應電容的感應電容量有改變。使得解調單元據此得知使用者按壓觸控表面的觸碰位置，並傳送觸碰位置到後端處理單元作分析，以進一步控制電子裝置。
為使能更進一步瞭解本創作之特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本創作，而非對本創作的權利範圍作任何的限制。
50‧‧‧觸碰表面
100‧‧‧觸控感測裝置
110‧‧‧驅動單元
120‧‧‧感測單元
122‧‧‧類比前端元件
124‧‧‧類比數位轉換元件
130‧‧‧解調單元
C1-C16‧‧‧感應電容
C36、C37、C38、C46、C47、C48、C56、C57、C58‧‧‧感應電容
GP1-GP4‧‧‧群組
Rx1-Rx18‧‧‧感測線
T1-T4‧‧‧驅動週期
Tch‧‧‧觸碰位置
Tx1-Tx16‧‧‧驅動線
Txg1-Txg16‧‧‧群組驅動線
V11、V12、V13、V14、V21、V22、V23、V24、V31、V32、V33、V34、V41、V42、V43、V44‧‧‧驅動電壓
S410、S420、S430、S440‧‧‧步驟
圖1是本發明一實施例之觸控感測裝置示意圖。
圖2是圖1之部分觸控感測裝置示意圖。
圖3是本發明一實施例之驅動單元驅動同一群組的多個群組驅動線時序圖。
圖4是本發明一實施例之觸控感測裝置之運作方法流程圖。
圖5是本發明一實施例之使用者按壓觸控感測裝置之觸碰表面示意圖。
首先，請參考圖1。圖1是本發明一實施例之觸控感測裝置示意圖。如圖1所示，觸控感測裝置100包括驅動線Tx1-Tx16、感測線Rx1-Rx18、驅動單元110、感測單元120、以及解調單元130。驅動線Tx1-Tx16以及感測線Rx1-Rx18係設置於觸碰表面50。使得使用者在按壓觸碰表面50的某一觸碰位置時，解調單元130可得知使用者按壓觸碰表面50的觸碰位置。
驅動線Tx1-Tx16依序平行設置且均分成群組GP1-GP4。而每一群組GP1-GP4皆具有驅動線Tx1-Tx16均分而形成的複數個群組驅動線。在此，群組GP1對應到群組驅動線Txg1-Txg4。群組GP2對應到群組驅動線Txg5-Txg8。群組GP3對應到群組驅動線Txg9-Txg12。群組GP4對應到群組驅動線Txg13-Txg16。 在本實施例中，驅動線共有16條、群組共有4群、以及群組驅動線共有4條。但在實務上，驅動線、群組、以及群組驅動線亦可以為其他數量。如複數個驅動線共有30條、群組共有10群、以及群組驅動線共有3條。驅動線、群組、以及群組驅動線之間的數量僅需符合多個驅動線均分成多個群組以及每一群組皆具有多個驅動線均分而形成的多個群組驅動線即可，本發明並不對此作限制。
感測線Rx1-Rx18與驅動線Tx1-Tx16依序交叉設置。每一驅動線Tx1-Tx16與每一感測線Rx1-Rx18的交叉處對應設置有感應電容(圖1未繪示)。感應電容的一端電連接對應的驅動線，以及感應電容的另一端電連接對應的感測線。為了進一步說明感測線、驅動線、以及感應電容之間的連接關係，以下將以驅動線Tx1-Tx16、感測線Rx1以及感應電容C1-C16之間的連接關係作解釋。如圖2所示，驅動線Tx1-Tx16與感測線Rx1的交叉處對應設置有感應電容C1-C16。感應電容C1-C16的一端分別電連接對應的驅動線Tx1-Tx16，以及感應電容C1-C16的另一端電連接對應的感測線Rx1。在本實施例中，感測線Rx1-Rx18與驅動線Tx1-Tx16為依序垂直交叉設置。而在實務上，感測線Rx1-Rx18與驅動線Tx1-Tx16亦可為其他角度的交叉設置關係。每一感測線Rx1-Rx18與每一驅動線Tx1-Tx16之間的交叉設置關係皆為一致即可，本發明並不對此作限制。此外，本實施例之感測線共有18條。但在實務上，感測線亦可為其他數量，如感測線共有32條，本發明不對此作限制。
驅動單元110電連接驅動線Tx1-Tx16，以及感測單元120電連接感測線Rx1-Rx18。驅動單元110根據群組GP1-GP4的順序同時驅動同一群組的群組驅動線，意即驅動單元110依序驅動群組GP1的群組驅動線Txg1-Txg4、驅動群組GP2的群組驅動線Txg5-Txg8、驅動群組GP3的群組驅動線Txg9-Txg12、以及驅動群組GP4的群組驅動線Txg13-Txg16，並於同一群組中驅動多個驅動週期(如圖3的驅動週期T1-T4)。而驅動單元110於同一群組的每一驅動週期中分別提供不同強度的驅動電壓到群組驅動線(如圖3的驅動電壓V11,V12,V13,V14,V21,V22,V23,V24,V31,V32,V33,V34,V41,V42,V43,V44)。在本實施例中，驅動電壓的強度電壓值在5~20伏之間，以及驅動週期在100~500微秒(μs)之間。此外驅動單元110於同一群組的每一驅動週期中 亦可分別提供不同相位的驅動電壓，或是不同強度以及不同相位的驅動電壓到群組驅動線(圖3未繪示)，本發明並不對此作限制。接著群組驅動線對應的感應電容將分別產生感應電容量(如圖2的感應電容C1-C4)。在此，群組驅動線的數量與驅動週期的數量相同，如圖2的群組驅動線Txg1-Txg4以及圖3的驅動週期T1-T4的數量皆為4。透過上述驅動單元110驅動驅動線Tx1-Tx16的方式，使得干擾感應電容的外界雜訊(如溫度、濕度、電磁干擾、靜電等)可以分散到多個感應電容，如外界雜訊分散到圖2的感應電容C1-C4，以避免外界雜訊直接影響單一個感應電容，進而可提高每一個感應電容的感應電容量的準確度。
接著，每一感測線Rx1-Rx18將分別接收對應的多個感應電容產生的多個感應電容量加總後的總電容量，如圖2的感測線Rx1分別在圖3的驅動週期T1-T4中接收到感應電容C1-C16產生的感應電容量加總後的總電容量。
此外，請同時參考圖2，感測單元120包含多個類比前端元件122(analog front end,AFE)以及多個類比數位轉換元件124(analog to digital,ADC)。每一類比前端元件122對應連接每一感測線Rx1-Rx18，以分別接收對應的多個感應電容產生的多個感應電容量加總後的總電容量，如圖2的類比前端元件122電連接感測線Rx1，且類比前端元件122分別在圖3的驅動週期T1-T4中接收到感應電容C1-C16產生的感應電容量加總後的總電容量。多個類比前端元件122分別對應連接多個類比數位轉換元件124，以分別將接收到的總電容量轉換成數位訊號型式，並傳送數位型式的總電容量至解調單元130。
解調單元130為電連接到感測單元120。而解調單元130將根據每一感測線感測到的同一群組的每一驅動週期所產生的總電容量以及驅動電壓，以分別計算出每一感測線上的同一群組的每一群組驅動線對應的感應電容的感應電容量，如圖2的解調單 元130計算出感測線Rx1上的群組GP1的群組驅動線Txg1-Txg4對應的感應電容C1-C4的感應電容量。因此，當有使用者按壓觸碰表面的某一觸碰位置時，解調單元130將偵測到上述觸碰位置對應的感應電容的感應電容量有改變以及觸碰表面的其他位置對應的感應電容的感應電容量皆無改變。使得解調單元130可據此得知使用者按壓觸碰表面的觸碰位置。
接下來，請同時參考圖4。圖4是本發明一實施例之觸控感測裝置之運作方法流程圖。首先，驅動單元110根據群組GP1-GP4的順序同時驅動同一群組的複數個群組驅動線，意即驅動單元110依序驅動群組GP1的群組驅動線Txg1-Txg4、驅動群組GP2的群組驅動線Txg5-Txg8、驅動群組GP3的群組驅動線Txg9-Txg12、以及驅動群組GP4的群組驅動線Txg13-Txg16。且驅動單元110於同一群組中驅動複數個驅動週期，如驅動單元110於群組GP1中驅動圖3的4個驅動週期T1-T4。且驅動單元110於同一群組的每一驅動週期中分別提供不同強度的驅動電壓到複數個群組驅動線。如驅動單元110於群組GP1的驅動週期T1分別提供圖3的驅動電壓V11,V12,V13,V14到群組驅動線Txg1-Txg4、於群組GP1的驅動週期T2分別提供圖3的驅動電壓V21,V22,V23,V24到群組驅動線Txg1-Txg4、於群組GP1的驅動週期T3分別提供圖3的驅動電壓V31,V32,V33,V34到群組驅動線Txg1-Txg4、以及於群組GP1的驅動週期T4分別提供圖3的驅動電壓V41,V42,V43,V44到群組驅動線Txg1-Txg4。其中複數個群組驅動線的數量與複數個驅動週期的數量相同，如圖2的群組驅動線Txg1-Txg4以及圖3的驅動週期T1-T4的數量皆為4，並分別於對應的感應電容產生感應電容量(步驟S410)。由驅動單元110驅動驅動線Tx1-Tx16的方式可知，干擾感應電容的外界雜訊將分散到多個感應電容(如外界雜訊分散到圖2的感應電容C1-C4)，以避免外界雜訊直接影響單一個 感應電容，進而可提高每一個感應電容的感應電容量的準確度。
接下來，每一感測線遂接收到對應的多個感應電容所產生的感應電容量加總後的總電容量。如圖1的感測線Rx1-Rx18在每一驅動週期中接收到對應的多個感應電容所產生的感應電容量加總後的總電容量。接著每一感測線濾除總電容量的雜訊，並將總電容量轉換成數位訊號型式，以傳送數位型式的總電容量至解調單元130作進一步分析(步驟S420)。
再來，解調單元130根據每一感測線感測到的同一群組的每一驅動週期的驅動電壓以及總電容量，分別計算出每一感測線上的同一群組的每一群組驅動線對應的感應電容的感應電容量(步驟S430)。如解調單元130根據圖3的驅動週期T1-T4的驅動電壓V11,V12,V13,V14,V21,V22,V23,V24,V31,V32,V33,V34,V41,V42,V43,V44以及感應電容C1-C4分別於驅動週期T1-T4產生的感應電容量加總後的總電容量，並計算出感應電容C1-C4的感應電容量。
在此，解調單元130係以克拉瑪運算式(Cramer’s Rule)計算出每一感測線上的同一群組的每一群組驅動線對應的感應電容的感應電容量。克拉瑪運算式如下所示：
其中，S T 1 …S Tn 為同一感測線感測到的同一群組的感應電容在每一驅動週期所產生的總電容量，如圖2的感測線Rx1感測到群組GP1的感應電容C1-C4在圖3的驅動週期T1-T4所產生的總電容量。[V 11 ~V 1n ]、[V 21 ~V 2n ]…[V n 1 ~V nn ]為同一群組的每一驅動週期中，驅動單元110分別提供到複數個群組驅動線的驅動電壓。如圖2的驅動單元110在群組GP1的驅動週期T1中分別 提供不同強度的驅動電壓V11,V12,V13,V14到群組驅動線Txg1-Txg4、在群組GP1的驅動週期T2中分別提供不同強度的驅動電壓V21,V22,V23,V24到群組驅動線Txg1-Txg4、在群組GP1的驅動週期T3中分別提供不同強度的驅動電壓V31,V32,V33,V34到群組驅動線Txg1-Txg4、以及在群組GP1的驅動週期T4中分別提供不同強度的驅動電壓V41,V42,V43,V44到群組驅動線Txg1-Txg4。C 1 …C n 為同一感測線感測到的同一群組的複數個群組驅動線的感應電容量，如圖2的感測線Rx1感測到群組GP1的感應電容C1-C4的感應電容量。
此外，在本實施例中，驅動電壓係由多個相同的脈衝電壓所組成，如圖3的驅動週期T1的群組驅動線Txg1的驅動電壓由4個脈衝電壓所組成。因此，每一感測線可先行在多個脈衝電壓中選擇較佳的脈衝電壓作為驅動電壓，如感測線Rx1在圖3的驅動週期T1中選擇第2個脈衝電壓作為驅動週期T1的驅動電壓，以提供給解調單元130作分析。又或者每一感測線將可在同一個驅動週期中感測到多個電容量總和，接著解調單元130再平均多個電容量總和以產生總電容量。如感測線Rx1在圖3的驅動週期T1中感測到4個電容量總和，接著解調單元130平均4個電容量總和而產生總電容量。故驅動電壓係由多個相同的脈衝電壓所組成將可進一步降低驅動單元110提供不穩定的驅動電壓的問題，使得解調單元130可以取得更準確的總電容量。當然，驅動電壓亦可由一個脈衝電壓所組成、或持續輸出驅動電壓，本發明並不對此作限制。此外，本實施例的脈衝電壓可以為方波、弦波、三角波、或其他型式的波形，本發明並不對此作限制。
而在步驟S430後，解調單元130可進一步偵測設置於驅動線Tx1-Tx16以及感測線Rx1-Rx18上的每一個感應電容的感應電容量是否有改變，並將感應電容量有改變的感應電容所對應的觸碰位置傳送到後端處理單元(圖未繪示)作分析(步驟S440)。因 此，當有使用者按壓觸碰表面的某一觸碰位置時，解調單元130將偵測到上述觸碰位置對應的感應電容的感應電容量有改變且觸碰表面的其他位置對應的感應電容的感應電容量皆無改變，接著解調單元130傳送觸碰位置到後端處理單元進一步分析，使得後端處理單元可據此得知使用者按壓觸碰表面的觸碰位置，並進一步控制後端的電子裝置。
為了進一步說明驅動單元110驅動驅動線Tx1-Tx16、感測單元120於每一驅動週期中感測每一感測線Rx1-Rx18接收到的總電容量、以及解調單元130計算出每一感應電容的感應電容量的情形。請同時參考圖2以及圖3，以下將說明驅動單元110同時驅動群組GP1的群組驅動線Txg1-Txg4，且驅動單元110於群組GP1的驅動週期T1-T4中分別輸出不同強度的驅動電壓V11,V12,V13,V14,V21,V22,V23,V24,V31,V32,V33,V34,V41,V42,V43,V44到驅動線Tx1-Tx4，感測線Rx1分別在驅動週期T1-T4中接收到感應電容C1-C4對應產生的感應電容量加總後的總電容量，以及解調單元130分別計算出感應電容C1-C4的感應電容量。
請同時參考圖2以及圖3。驅動單元110於群組GP1中同時驅動群組驅動線Txg1-Txg4。由於本實施例的群組驅動線為4條，故驅動週期將設定為4個時間週期，即圖3的驅動週期為T1-T4。接下來驅動單元110將對群組GP1的群組驅動線Txg1-Txg4驅動4個驅動週期T1-T4，且每一驅動週期分別提供不同強度的驅動電壓到群組驅動線Txg1-Txg4，如圖3所示。意即驅動單元110在驅動週期T1中分別輸出驅動電壓V11、V12、V13、V14到群組驅動線Txg1-Txg4、在驅動週期T2中分別輸出驅動電壓V21、V22、V23、V24到到群組驅動線Txg1-Txg4、在驅動週期T3中分別輸出驅動電壓V31、V32、V33、V34到群組驅動線Txg1-Txg4、以及在驅動週期T4中分別輸出驅動電壓 V41、V42、V43、V44到到群組驅動線Txg1-Txg4。
感應電容C1-C4亦將在4個驅動週期T1-T4中分別產生感應電容量。此時感測線Rx1將會分別接收到每一個驅動週期的感應電容C1-C16對應產生的感應電容量加總後的總電容量ST1 、ST2 、ST3 、ST4 。此時，由於驅動單元110並未輸出驅動電壓到群組GP2-GP4的每一群組驅動線，感應電容C5-C16不會產生感應電容量，故此時的總電容量為感應電容C1-C4對應產生的感應電容量的總和。意即於驅動週期T1時，感測線Rx1接收到的總電容量ST1 為V11×C1+V12×C2+V13×C3+V14×C4。於驅動週期T2時，感測線Rx1接收到的總電容量ST2 為V21×C1+V22×C2+V23×C3+V24×C4。於驅動週期T3時，感測線Rx1接收到的總電容量ST3 為V31×C1+V32×C2+V33×C3+V34×C4。於驅動週期T4時，感測線Rx1接收到的總電容量ST4 為V41×C1+V42×C2+V43×C3+V44×C4。
總電容量ST1 、ST2 、ST3 、ST4 經整理後得到克拉瑪運算式如下：
再來，解調單元130將根據上述克拉瑪運算式計算出感測線Rx1上的感應電容C1-C4的感應電容量，意即C1為經det(V1)/det(V)計算而得，C2為經det(V2)/det(V)計算而得，C3為經det(V3)/det(V)計算而得，以及C4為經det(V4)/det(V)計算而得。而在同樣的驅動週期T1-T4中，解調單元130亦以同樣的方式分別計算出感測線Rx2-Rx18上，群組GP1的群組驅動線Txg1-Txg4對應的感應電容的感應電容量。使得解調單元130經過驅動週期T1-T4(即第1-4個驅動週期)之後，就可以計算出群 組驅動線Txg1-Txg4與感測線Rx1-Rx18的交叉處的每一感應電容的感應電容量。
同樣地，解調單元130再經過4個驅動週期(即第5-8個驅動週期)後，就可以計算出群組驅動線Txg5-Txg8與感測線Rx1-Rx18的交叉處的感應電容的感應電容量。而解調單元130亦可在第9-12個驅動週期後，取得群組驅動線Txg9-Txg12與感測線Rx1-Rx18的交叉處的感應電容的感應電容量，以及解調單元130在第13-16個驅動週期後，取得群組驅動線Txg13-Txg16與感測線Rx1-Rx18的交叉處的感應電容的感應電容量。故由上述可知，本實施例的解調單元130經過16個驅動週期後可取得設置在驅動線Tx1-Tx16以及感測線Rx1-Rx18上的每一個感應電容的感應電容量。
再請同時參考圖5，當使用者以手指按壓觸碰表面50的觸碰位置Tch時，驅動線TX3-Tx5以及感測線Rx6-Rx8的交叉處的感應電容C36、C37、C38、C46、C47、C48、C56、C57、C58的感應電容量因手指接觸到觸碰位置Tch而改變。在本實施例中，感應電容量為因手指接觸到觸碰位置Tch而增加。此時，解調單元130將計算每一感應電容的感應電容量，並得知觸碰位置Tch上的感應電容C36、C37、C38、C46、C47、C48、C56、C57、C58的感應電容量有改變，以及觸碰位置Tch以外的感應電容的感應電容量皆未改變。接著，解調單元130將傳送觸碰位置Tch到後端處理單元(如手機中的微控制器(micro-controller,MCU))作分析，使得後端處理單元可據此得知使用者按壓觸碰表面50的觸碰位置Tch，並進一步控制後端的電子裝置(如手機)。
綜上所述，本發明實施例所提供的觸控感測裝置及其運作方法，透過驅動單元110於多個驅動週期同時驅動多條驅動線，且驅動單元110於每一驅動週期中分別提供不同強度及/或不同相位的驅動電壓到上述多條驅動線。使得干擾感應電容的外界雜訊 分散到多個感應電容，進而降低了外界訊號對單一個感應電容的影響，提高了每一個感應電容的感應電容量的準確度。
以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。
50‧‧‧觸碰表面
100‧‧‧觸控感測裝置
110‧‧‧驅動單元
120‧‧‧感測單元
130‧‧‧解調單元
GP1-GP4‧‧‧群組
Rx1-Rx18‧‧‧感測線
Tx1-Tx16‧‧‧驅動線
Txg1-Txg16‧‧‧群組驅動線

Claims (12)

  1. 一種觸控感測裝置，包括：複數個驅動線，依序平行設置，該些驅動線均分成至少一群組，每一個群組具有該些驅動線均分而形成的複數個群組驅動線；複數個感測線，與該些驅動線依序交叉設置，每一個驅動線與每一個感測線的一交叉處對應設置有一感應電容，且該感應電容的一端電連接對應的該驅動線，該感應電容的另一端電連接對應的該感測線；一驅動單元，電連接該些驅動線，該驅動單元根據該些群組的順序同時驅動同一個群組的該些群組驅動線並於同一個群組中驅動複數個驅動週期，且該驅動單元於同一個群組的每一個驅動週期中分別提供不同強度的一驅動電壓到該些群組驅動線，其中該些群組驅動線的數量與該些驅動週期的數量相同；一感測單元，電連接該些感測線，該感測單元接收每一個感測線對應的該些感應電容所產生的多個感應電容量加總後的一總電容量；以及一解調單元，電連接該感測單元，該解調單元根據每一個感測線感測到的同一個群組的每一個驅動週期所產生的該總電容量以及該驅動電壓，以分別計算出每一個感測線上的同一個群組的每一個群組驅動線對應的該些感應電容的該些感應電容量。
  2. 如請求項第1項之觸控感測裝置，其中，該解調單元係以一克拉瑪運算式(Cramer’s Rule)計算出每一個感測線上的每一個感應電容的該感應電容量，該克拉瑪運算式為： 其中，S T 1 …S Tn 為同一個感測線感測到的同一個群組的該些感應電容在每一個驅動週期所產生的該總電容量，[V 11 ~V 1n ]、[V 21 ~V 2n ]…[V n 1 ~V nn ]為同一個群組的每一個驅動週期中，該驅動單元分別提供到該些群組驅動線的該驅動電壓，C 1 …C n 為同一個感測線感測到的同一個群組的該些群組驅動線的該些感應電容量。
  3. 如請求項第1項之觸控感測裝置，其中，於每一個驅動週期中，該驅動電壓係由相同的複數個脈衝電壓所組成。
  4. 如請求項第1項之觸控感測裝置，其中，該驅動單元根據該些群組的順序同時驅動同一個群組的該些群組驅動線並於同一個群組中驅動複數個驅動週期，且該驅動單元於同一個群組的每一個驅動週期中分別提供不同相位的該驅動電壓到該些群組驅動線。
  5. 如請求項第1項之觸控感測裝置，其中，該感測單元包含複數個類比前端元件(analog front end,AFE)以及複數個類比數位轉換元件(analog to digital,ADC)，每一個類比前端元件對應連接該感測線，以分別接收該些總電容量，以及每一個類比前端元件對應連接該類比數位轉換元件，以將該些總電容量轉換成數位訊號型式，並傳送數位訊號型式的該些總電容量至該解調單元。
  6. 如請求項第1項之觸控感測裝置，其中，該些驅動線以及該些感測線係設置於一觸碰表面，當一使用者接觸到該觸碰表面之一觸碰位置時，該解調單元偵測到該觸碰位置對應的該感應電容的該感應電容量有改變，並將該觸碰位置傳送到一後端處理單元作分析。
  7. 一種觸控感測裝置之運作方法，該觸控感測裝置包含複數個驅動線以及複數個感測線，該些驅動線依序平行設置，該些驅動線均分成至少一群組，每一個群組具有該些驅動線均分而形成的複數個群組驅動線，該些感測線與該些驅動線依序交叉設置，每一個驅動線與每一個感測線的一交叉處對應設置有一感應電容，且該感應電容的一端電連接對應的該驅動線，該感應電容的另一端電連接對應的該感測線，包括如下步驟：根據該些群組的順序同時驅動同一個群組的該些群組驅動線並於同一個群組中驅動複數個驅動週期，且於同一個群組的每一個驅動週期中分別提供不同強度的一驅動電壓到該些群組驅動線，其中該些群組驅動線的數量與該些驅動週期的數量相同，並分別於對應的該感應電容產生一感應電容量；於每一個感測線接收對應的該些感應電容所產生的該些感應電容量加總後的一總電容量；以及根據每一個感測線感測到的同一個群組的每一個驅動週期的該驅動電壓以及該總電容量，分別計算出每一個感測線上的同一個群組的每一個群組驅動線對應的該些感應電容的該些感應電容量。
  8. 如請求項第7項之運作方法，其中，於計算每一個感測線上的每一個感應電容的該感應電容量時，係透過一克拉瑪運算式(Cramer’s Rule)計算，該克拉瑪運算式為： 其中，S T 1 …S Tn 為同一個感測線感測到的同一個群組的該些感應電容在每一個驅動週期所產生的該總電容量，[V 11 ~V 1n ]、 [V 21 ~V 2n ]…[V n 1 ~V nn ]為同一個群組的每一個驅動週期中，分別提供到該些群組驅動線的該驅動電壓，C 1 …C n 為同一個感測線感測到的同一個群組的該些群組驅動線的該些感應電容量。
  9. 如請求項第7項之運作方法，其中，於每一個驅動週期中，該驅動電壓係由相同的複數個脈衝電壓所組成。
  10. 如請求項第7項之運作方法，其中，於同一個群組的每一個驅動週期中分別提供不同相位的該驅動電壓到該些群組驅動線。
  11. 如請求項第7項之運作方法，其中，於每一個感測線接收到該總電容量之後，更包含步驟：將該總電容量轉換成數位訊號型式。
  12. 如請求項第7項之運作方法，其中，於計算出每一個感測線上的每一個感應電容的該感應電容量之後，更包含步驟：判斷每一個感應電容的該感應電容量是否有改變，並將該感應電容量有改變的該感應電容所對應的一觸碰位置傳送到一後端處理單元作分析。
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