TWI553518B - 觸控裝置及其觸控面板的掃描方法 - Google Patents

觸控裝置及其觸控面板的掃描方法 Download PDF

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Description

觸控裝置及其觸控面板的掃描方法
本發明涉及一種觸控裝置及其觸控面板的掃描方法。
常見觸控裝置的電容式觸控面板，如互容式(Mutual)觸控面板一般包括相互絕緣且直角相交的導電電極構成。該導電電極包括沿第一方向(如X軸方向)平行排布的多條(如M條)第一電極和沿第二方向(如Y軸方向)平行排布的且絕緣相交於第一電極的多條(如N條)第二電極。所述的第一電極和第二電極構成一個電極矩陣，且第一電現有的針對該觸控面板的掃描方式大多通過依序向第一電極或第二電極發送掃描脈衝的方式確定觸控點。採用者掃描方式，一個掃描週期至少需要進行M次或N次掃描才能完成觸控點的定位。隨著觸控面板的變大，電極數量也會相應增加，從而導致每個掃描週期所需的掃描次數也會相應提高，進而導致掃描時間的變長以及掃描頻率的降低。
為解決以上問題，有必要提供一種可減少觸控面板掃描次數的觸控裝置，該觸控裝置包括觸控面板和掃描控制器。該觸控面板包括多條第一電極以及多條第二電極，該多條第一電極與該多條第二電極絕緣相交設置，構成用於感應觸控動作的電容式觸控感應 結構。該掃描控制器包括：第一掃描單元，用於在第一時間t1，同時向每個第一電極發出掃描脈衝訊號，此時，每個第一電極作為掃描電極，每個第二電極作為感測電極輸出感測訊號；第一感測單元，用於接收每個第二電極輸出的感測訊號，並根據該感測訊號判斷是否有第二電極被觸控；掃描範圍確定單元，用於當至少一第二電極被觸控時，根據該至少一第二電極的位置確定所述多條第二電極的掃描範圍；第二掃描單元，用於在第二時間t2，依次向所述掃描範圍內的每個第二電極發出掃描脈衝訊號，此時，該掃描範圍內的每個第二電極作為掃描電極，每個第一電極作為感測電極輸出感測訊號；及第二感測單元，用於根據每個第一電極的感測訊號，確定觸控面板上的觸控點。
還有必要提供一種可減少所述觸控面板的掃描次數的掃描方法，該方法包括：在第一時間t1，同時向每個第一電極發出掃描脈衝訊號，此時，每個第一電極作為掃描電極，每個第二電極作為感測電極輸出感測訊號；接收每個第二電極輸出的感測訊號，並根據該感測訊號判斷是否有第二電極被觸控；當至少一第二電極被觸控時，根據該至少一第二電極的位置確定所述多條第二電極的掃描範圍；在第二時間t2，依次向所述掃描範圍內的每個第二電極發出掃描脈衝訊號，此時，該掃描範圍內的每個第二電極作為掃描電極，每個第一電極作為感測電極輸出感測訊號；及接收每個第一電極輸出的感測訊號，並根據該感測訊號確定觸控面板上產生的觸控點。
優選地，所述掃描範圍包括所述至少一第二電極及臨近該至少一第二電極的一條或多條第二電極。
優選地，所述觸控面板包括M條第二電極，分別標示為Y1、Y2、Y3、…、YM-2、YM-1、YM，其中，所述掃描範圍為[Yk-a，Yk+a]，k表示所述被觸控的至少一第二電極為Yk，a為一預先設定的常數。
一實施例中，所述a為小於等於3的常數。另一實施例中，所述a等於1。
當k-a小於或等於1時，k-a的值被設定為1；當k+a大於或等於第二電極的總數量時，k+a的值被設定為該第二電極的總數量。
相較於習知技術，本發明的觸控裝置及其掃描方法，可減少觸控面板的掃描次數，節約掃描時間，並提高觸控裝置的運算速度。
1‧‧‧觸控裝置
11‧‧‧觸控面板
111‧‧‧第一電極
112‧‧‧第二電極
12‧‧‧掃描控制器
121‧‧‧第一掃描單元
122‧‧‧第一感測單元
123‧‧‧掃描範圍確定單元
124‧‧‧第二掃描單元
125‧‧‧第二感測單元
圖1是本發明提供的一觸控裝置包含的觸控面板的等效電路示意圖。
圖2是圖1中觸控面板一優選實施例的結構示意圖。
圖3是圖1中的掃描控制器的功能單元示意圖。
圖4是本法較佳實施例提供的針對圖1中的觸控面板的掃描方法的流程圖。
圖5是在第一時刻t1向每個第一電極發出的掃描脈衝訊號的波形圖。
圖6是在觸控面板上感測到一觸控點的示意圖。
圖7是在第二時刻t2向多個第二電極的確定範圍內發出的掃描脈衝訊號的波形圖。
參閱圖1和圖2所示，本發明提供的觸控裝置1包括一觸控面板11以及一掃描控制器12。該觸控面板11包括多條第一電極111以及多條第二電極112。本實施例中，該多條第一電極111沿第一方向(例如橫向)延伸。該多條第二電極112沿第二方向(例如縱向)延伸。該多條第一電極111與該多條第二電極112絕緣相交設置，構成用於感應觸控動作的電容式觸控感應結構。為便於描述，本實施例中，該多條第一電極111分別標示為X1、X2、X3、…、XN-2、XN-1、Xn，該多條第二電極112分別標示的Y1、Y2、Y3、…、YM-2、YM-1、YM。在其他實施例中，所述第一方向上延伸的第一電極111可與第二方向上延伸的第二電極112互換。也即，第一電極111為縱向延伸，而第二電極112為橫向延伸。
所述掃描控制器12與觸控面板11的多條第一電極111以及多條第二電極112電性連接，用於驅動該觸控該面板11。該掃描控制器12通過向第一電極111以及第二電極112發送掃描訊號，以對觸控面板11上產生的觸控點進行定位。本實施例中，在第一電極111作為掃描電極時，第二電極112作為感測電極並輸出感測訊號。在第二電極112作為掃描電極時，第一電極111作為感測電極並輸出感測訊號。掃描控制器12根據感測電極輸出的感測訊號確定觸控面板11上產生的觸控點。
如圖3所示，該掃描控制器12包括第一掃描單元121、第一感測單元122、掃描範圍確定單元123、第二掃描單元124以及第二感測單元125。該第一掃描單元121、第一感測單元122、掃描範圍確定單元123、第二掃描單元124以及第二感測單元125相互之間直接或間接地電性連接，已進行資料的傳輸和交互。該第一掃描單 元121、第一感測單元122、掃描範圍確定單元123、第二掃描單元124以及第二感測單元125可通過硬體電路的方式實現，也可通過軟體模組的方式實現。以下結合圖3對上述各功能單元進行詳細說明。
參閱圖4所示，為本發明較佳實施例中觸控面板11的掃描方法的流程圖。
步驟S1，在第一時間t1，所述第一掃描單元121同時向每個第一電極111發出掃描脈衝訊號。此時，每個第一電極111作為掃描電極，每個第二電極112作為感測電極並輸出感測訊號。
如圖5所示，為一實施例中掃描脈衝訊號的波形圖。在第一時間t1，第一掃描單元121同時向X1、X2、X3、…、XN-2、XN-1、Xn等每個第一電極發送高電平的掃描脈衝訊號。在其他實施例中，該掃描脈衝訊號也可以是一個或多個連續的高壓脈衝訊號組成。
步驟S2，所述第一感測單元122接收每個第二電極112輸出的感測訊號，並根據該感測訊號判斷是否有第二電極112被觸控。
步驟S3，當至少一第二電極112被觸控時，所述掃描範圍確定單元123根據該至少一第二電極112的位置確定所述多條第二電極112的掃描範圍。該掃描範圍包括該至少一第二電極112及臨近該至少一第二電極112的一條或多條第二電極112。例如圖6所示，假設第二電極Yk被觸控時，為該多條第二電極112確定的掃描範圍為[Yk-a，Yk+a]，其中，k表示所述被觸控的至少一第二電極112為Yk；a為一常數，其可根據第二電極112的數量預先設定。本實施例中，為保證掃描精度並避免不必要的掃描次數，該常數a小 於等於3。優選地，本實施中，a等於1。特別地，當k-a小於或等於1時，k-a的值被設定為1；當k+a大於或等於第二電極112的總數量(M)時，k+a的值被設定為該第二電極112的總數量。
步驟S4，在第二時間t2，所述第二掃描單元124依次向所述掃描範圍內的每個第二電極112發出掃描脈衝訊號。此時，該掃描範圍內的每個第二電極112作為掃描電極，每個第一電極111作為感測電極並輸出感測訊號。該掃描脈衝訊號如圖7所示，在第二時間t2，該第二掃描單元124依次向掃描範圍為[Yk-a，Yk+a]內的每個第二電極發出高電平脈衝訊號。
步驟S5，所述第二感測單元125接收每個第一電極111輸出的感測訊號，並根據該感測訊號確定觸控面板11上產生的觸控點。例如圖6所示，在向第二電極Yk發送掃描脈衝訊號後，若第二感測單元125根據第一電極輸出的感測訊號判定第一電極X2被觸控，該第一電極X2與第二電極Yk的相交點(X2，Yk)即為該觸控點。
一實施例中，假設所述觸控面板11包括100條第一電極111以及100條第二電極112。若使用傳統的掃描方式依序對第一電極111或依序對第二電極112進行掃描，所需總掃描次數為100次。即使在十個手指對觸控面板11進行觸控時，本實施例中的掃描方法所需的總掃描次數為1+10*(2a+1)。在a最多取3的情況下，所需的掃描次數僅為71次，遠小於100次。而在最常見的單指或雙指觸控時，掃描次數將會更少。
綜上所述，本發明提供的觸控裝置及其觸控面板的掃描方法，可減少觸控面板的掃描次數，節約掃描時間，並提高觸控裝置的運算速度。
綜上所述，本創作符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本創作之較佳實施例，本創作之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟習本案技藝之人士爰依本創作之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100‧‧‧觸控裝置
11‧‧‧觸控面板
111‧‧‧第一電極
112‧‧‧第二電極
12‧‧‧掃描控制器

Claims (12)

  1. 一種觸控裝置觸控面板的掃描方法，該觸控面板包括多條第一電極以及多條第二電極，該多條第一電極與該多條第二電極絕緣相交設置，構成用於感應觸控動作的電容式觸控感應結構，該方法包括：在第一時間t1，同時向每個第一電極發出掃描脈衝訊號，此時，每個第一電極作為掃描電極，每個第二電極作為感測電極輸出感測訊號；接收每個第二電極輸出的感測訊號，並根據該感測訊號判斷是否有第二電極被觸控；當至少一第二電極被觸控時，根據該至少一第二電極的位置確定所述多條第二電極的掃描範圍；在第二時間t2，依次向所述掃描範圍內的每個第二電極發出掃描脈衝訊號，此時，該掃描範圍內的每個第二電極作為掃描電極，每個第一電極作為感測電極輸出感測訊號；及接收每個第一電極輸出的感測訊號，並根據該感測訊號確定觸控面板上產生的觸控點。
  2. 如請求項1所述的掃描方法，其中，所述掃描範圍包括所述至少一第二電極及臨近該至少一第二電極的一條或多條第二電極。
  3. 如請求項1所述的掃描方法，其中，所述觸控面板包括M條第二電極，分別標示為Y1、Y2、Y3、…、YM-2、YM-1、YM，所述掃描範圍為[Yk-a，Yk+a]，k表示所述被觸控的至少一第二電極為Yk，a為一預先設定的常數。
  4. 如請求項3所述的掃描方法，其中，所述a為小於等於3的常數。
  5. 如請求項3所述的掃描方法，其中，所述a等於1。
  6. 如請求項3所述的掃描方法，其中，當k-a小於或等於1時，k-a的值被設定為1；當k+a大於或等於第二電極的總數量時，k+a的值被設定為該第二電極的總數量。
  7. 一種觸控裝置，包括觸控面板和掃描控制器，該觸控面板包括多條第一電極以及多條第二電極，該多條第一電極與該多條第二電極絕緣相交設置，構成用於感應觸控動作的電容式觸控感應結構，該掃描控制器包括：第一掃描單元，用於在第一時間t1，同時向每個第一電極發出掃描脈衝訊號，此時，每個第一電極作為掃描電極，每個第二電極作為感測電極輸出感測訊號；第一感測單元，用於接收每個第二電極輸出的感測訊號，並根據該感測訊號判斷是否有第二電極被觸控；掃描範圍確定單元，用於當至少一第二電極被觸控時，根據該至少一第二電極的位置確定所述多條第二電極的掃描範圍；第二掃描單元，用於在第二時間t2，依次向所述掃描範圍內的每個第二電極發出掃描脈衝訊號，此時，該掃描範圍內的每個第二電極作為掃描電極，每個第一電極作為感測電極輸出感測訊號；及第二感測單元，用於根據每個第一電極的感測訊號，確定觸控面板上的觸控點。
  8. 如請求項7所述的觸控裝置，其中，所述掃描範圍包括所述至少一第二電極及臨近該至少一第二電極的一條或多條第二電極。
  9. 如請求項7所述的觸控裝置，其中，所述觸控面板包括M條第二電極，分別標示為Y1、Y2、Y3、…、YM-2、YM-1、YM，所述掃描範圍為[Yk-a，Yk+a]，k表示所述被觸控的至少一第二電極為Yk，a為一預先設定的常數。
  10. 如請求項9所述的觸控裝置，其中，所述a為小於等於3的常數。
  11. 如請求項9所述的觸控裝置，其中，所述a等於1。
  12. 如請求項9所述的觸控裝置，當k-a小於或等於1時，k-a的值被設定為1；當k+a大於或等於第二電極的總數量時，k+a的值被設定為該第二電極的總數量。
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