TWI685778B - 觸控感測方法、觸控顯示裝置及資訊處理裝置 - Google Patents

Abstract

一種觸控感測方法，包括：利用一驅動單元輸出一驅動信號以交替地驅動Y條電極驅動線；利用一感測信號傳輸單元的X×Y個第一連接端耦接X×Y條電極感測線，及一感測補償端耦接該驅動信號，並在一驅動期間，使X組多工電路形成一連接組態，以使與X個被掃描的觸控感測元件連接的X條所述電極感測線連接到X×Y個第二連接端中的X個對應連接端，以及使該驅動信號連接到X×(Y-1)個所述第一連接端；以及利用一通道選擇單元的X×Y個通道輸入端耦接X×Y個所述第二連接端，以在一所述驅動期間，將X個所述對應連接端連接到該通道選擇單元的X個通道輸出端。

Description

觸控感測方法、觸控顯示裝置及資訊處理裝置

本發明係關於觸控感測方法，尤指一種能夠降低寄生電容效應的觸控感測方法。

為了令可攜式觸控電子裝置能夠更加地薄型化，同時包含顯示模組與觸控模組的內嵌式觸控顯示面板(in-cell touch display panel)因此被開發並已被廣泛地應用在時下的各式可攜式觸控電子裝置之中。圖1繪示一習知內嵌式觸控顯示面板的部分架構圖。如圖1所示，該內嵌式觸控顯示面板內部包含多條閘極驅動線11、多條源極驅動線12、多個薄膜電晶體13、多個像素單元14、由X×Y個觸控感測元件15所組成的一個觸控感測器陣列、多條電極驅動線16以及多條電極感測線17。由圖1可知，X列所述觸控感測元件15分別與X×Y條電極感測線17電性連接，且Y行所述觸控感測元件15分別與Y條電極驅動線16電性連接。可想而知，如果每個觸控感測元件15的電極感測線17都電性連接至一個感測電路單元或晶片，則會佔據觸控模組很多面積，不利窄邊框設計。

另外，在所述內嵌式觸控顯示面板的運作過程中，如圖1所示，各所述電極驅動線16與各所述閘極驅動線11之間會形成一第一寄生電容101，各所述電極驅動線16與各所述源極驅動線12之間會形成一第二寄生電容102，各所述觸控感測元件15與各所述電極驅動線16 之間會形成一第三寄生電容103，且各所述觸控感測元件15與各所述電極感測線17之間會形成一第四寄生電容104，而這些寄生電容會影響到電容式觸控感測的靈敏度和可靠度。

為降低寄生電容的影響，中國專利公開號CN106557198A揭示了一種全驅動法，其工作原理在於：

在觸控感測期間，提供相同相位、相同頻率及相同振幅的脈衝信號給閘極驅動線、源極驅動線和電極驅動線，其中，該脈衝信號(或稱激勵信號)主要係用於驅動一觸控感測元件。理論上，當一寄生電容兩端的電位變化完全相同時，該寄生電容對於一觸控感測操作的影響便可以被忽略(消除)。

然而，如圖1所示，該全驅動法並無法消除形成於彼此相鄰的兩個觸控感測元件15之間的一第一感測單元寄生電容151與一第二感測單元寄生電容152。

因此，本領域亟需一種新穎的觸控感測方案。

本發明之一目的在於提出一種觸控感測方法，其可藉由一多工連接電路大幅降低一控制晶片和一觸控顯示面板間的電路走線數目並大幅降低該控制晶片的接腳數目，同時藉由一信號補償機制降低相鄰感測單元間的寄生電容效應，從而提供一靈敏且可靠的觸控感測效果。

本發明之另一目的在於提出一種觸控顯示裝置，其可藉由一多工連接電路大幅降低一控制晶片和一觸控顯示面板間的電路走線數目並大幅降低該控制晶片的接腳數目，同時藉由一信號補償機制降低相鄰感測單元間的寄生電容效應，從而提供一靈敏且可靠的觸控感測效果。

本發明之又一目的在於提出一種資訊處理裝置，其可藉由一觸控顯示裝置之一信號補償機制降低相鄰感測單元間的寄生電容效應，從而提供一良好的觸控感測效果。

為達成上述目的，一種觸控感測方法乃被提出以對一觸控面板進行觸控感測，其中，該觸控面板具有X×Y個觸控感測元件、Y條電極驅動線及X×Y條電極感測線，其中，X×Y個所述觸控感測元件係排列成一個X列Y行的觸控感測器陣列，Y條所述電極驅動線係與Y行所述觸控感測元件耦接，且X×Y條所述電極感測線係與X×Y個所述觸控感測元件耦接，X、Y均為大於1的整數，該觸控感測方法包括以下步驟：

(1)利用一驅動單元輸出一驅動信號以交替地驅動Y條所述電極驅動線，以在每一個驅動期間驅動位在X×Y個所述觸控感測元件的一行中的X個對應觸控感測元件；

(2)利用一感測信號傳輸單元的X×Y個第一連接端耦接X×Y條所述電極感測線，及一感測補償端耦接該驅動信號，並在一所述驅動期間，使該感測信號傳輸單元的X組多工電路形成一連接組態，以使與X個所述對應觸控感測元件連接的X條所述電極感測線連接到該感測信號傳輸單元的X×Y個第二連接端中的X個對應連接端，以及使該驅動信號連接到X×(Y-1)個所述第一連接端；以及

(3)利用一通道選擇單元的X×Y個通道輸入端耦接該感測信號傳輸單元的X×Y個所述第二連接端，以在一所述驅動期間，將X×Y個所述第二連接端中的X個所述對應連接端連接到該通道選擇單元的X個通道輸出端。

在一實施例中，該通道選擇單元具有X個多工器，且各所述多工器均具有Y個輸入端與Y個所述通道輸入端耦接，及一個輸出端與一所述通道輸出端耦接。

在一實施例中，該通道選擇單元的X個所述通道輸出端係用以與一處理器耦接。

在一實施例中，該觸控面板係一內嵌式觸控顯示面板。

為達成上述目的，本發明進一步提出一種觸控顯示裝置，其具有一觸控顯示面板及用以驅動該觸控顯示面板之一控制電路，其中，該控制電路具有一驅動單元、一感測信號傳輸單元、一通道選擇單元及一處理器；該觸控顯示面板具有X×Y個觸控感測元件、Y條電極驅動線及X×Y條電極感測線，其中，X×Y個所述觸控感測元件係排列成一個X列Y行的觸控感測器陣列，Y條所述電極驅動線係與Y行所述觸控感測元件耦接，且X×Y條所述電極感測線係與X×Y個所述觸控感測元件耦接，X、Y均為大於1的整數；且該控制電路係用以執行一種觸控感測方法，其包括以下步驟：

(1)利用該驅動單元輸出一驅動信號以交替地驅動Y條所述電極驅動線，以在每一個驅動期間驅動位在X×Y個所述觸控感測元件的一行中的X個對應觸控感測元件；

(2)利用該感測信號傳輸單元的X×Y個第一連接端耦接X×Y條所述電極感測線，及一感測補償端耦接該驅動信號，並在一所述驅動期間，使該感測信號傳輸單元的X組多工電路形成一連接組態，以使與X個所述對應觸控感測元件連接的X條所述電極感測線連接到該感測信號傳輸單元的X×Y個第二連接端中的X個對應連接端，以及使該驅動信號連接到X×(Y-1)個所述第一連接端；以及

(3)利用該通道選擇單元的X×Y個通道輸入端耦接該感測信號傳輸單元的X×Y個所述第二連接端，以在一所述驅動期間，將X×Y個所述第二連接端中的X個所述對應連接端連接到該通道選擇單元的X個通道輸出端，以提供觸控感測資訊給該處理器。

在一實施例中，該通道選擇單元具有X個多工器，且各所述多工器均具有Y個輸入端與Y個所述通道輸入端耦接，及一個輸出端與一所述通道輸出端耦接。

在一實施例中，該觸控面板係一內嵌式觸控顯示面板。

在一實施例中，所述內嵌式觸控顯示面板係一主動矩陣有機發光二極體內嵌式觸控顯示面板。

另外，本發明進一步提出一種資訊處理裝置，其具有一中央處理單元及如前述之觸控顯示裝置，其中，該中央處理單元係與該處理器耦接以接收所述的觸控感測資訊。

在可能的實施例中，所述的資訊處理裝置可為智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、一體式電腦或智慧型手錶。

為使  貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構、特徵、目的、極其優點，茲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如後。

請參照圖2，其繪示本發明之觸控感測方法之一實施例流程圖，其中，該觸控感測方法係用以對一觸控面板進行觸控感測，該觸控面板較佳為一內嵌式觸控顯示面板；且該觸控面板具有X×Y個觸控感測元件、Y條電極驅動線及X×Y條電極感測線， X×Y個所述觸控感測元件係排列成一個X列Y行的觸控感測器陣列，Y條所述電極驅動線係與Y行所述觸控感測元件耦接，且X×Y條所述電極感測線係與X×Y個所述觸控感測元件耦接，X、Y均為大於1的整數。

如圖2所示，該觸控感測方法包括以下步驟：利用一驅動單元輸出一驅動信號以交替地驅動Y條所述電極驅動線，以在每一個驅動期間驅動位在X×Y個所述觸控感測元件的一行中的X個對應觸控感測元件(步驟a)；利用一感測信號傳輸單元的X×Y個第一連接端耦接X×Y條所述電極感測線，及一感測補償端耦接該驅動信號，並在一所述驅動期間，使該感測信號傳輸單元的X組多工電路形成一連接組態，以使與X個所述對應觸控感測元件連接的X條所述電極感測線連接到該感測信號傳輸單元的X×Y個第二連接端中的X個對應連接端，以及使該驅動信號連接到X×(Y-1)個所述第一連接端(步驟b)；以及利用一通道選擇單元的X×Y個通道輸入端耦接該感測信號傳輸單元的X×Y個所述第二連接端，以在一所述驅動期間，將X×Y個所述第二連接端中的X個所述對應連接端連接到該通道選擇單元的X個通道輸出端(步驟c)。

在步驟c中，該通道選擇單元可具有X個多工器，且各所述多工器均具有Y個輸入端與Y個所述通道輸入端耦接，及一個輸出端與一所述通道輸出端耦接，且該通道選擇單元的X個所述通道輸出端係用以與一處理器耦接以提供觸控感測資訊給該處理器。

也就是說，本發明的技術精神在於：透過在一驅動期間使X組多工電路形成一連接組態，以使X個被一驅動信號掃描的觸控感測元件的感測信號被傳送到一處理器，以及同時使該驅動信號連接到X×(Y-1)個觸控感測元件，以大幅降低被掃瞄中的觸控感測元件的周邊寄生電容。也就是說，依本發明的技術方案，不僅可大幅降低一控制晶片和一觸控顯示面板間的電路走線數目並大幅降低該控制晶片的接腳數目，亦可同時大幅提升觸控感測的靈敏度和可靠度。

依上述的原理說明，本發明進一步提出一種觸控顯示裝置。請參照圖3，其繪示本發明之觸控顯示裝置之一實施例方塊圖。如圖3所示一觸控顯示裝置2具有一觸控顯示面板21及用以驅動觸控顯示面板21之一控制電路，其中，觸控顯示面板21可為一內嵌式觸控顯示面板，例如但不限於為一主動矩陣有機發光二極體(active matrix organic light emitting diode；AMOLED)內嵌式觸控顯示面板；該控制電路具有一驅動單元22、一感測信號傳輸單元23、一通道選擇單元24及一處理器25；觸控顯示面板21具有X×Y個觸控感測元件210、Y條電極驅動線212及X×Y條電極感測線211，其中，X×Y個觸控感測元件210係排列成一個X列Y行的觸控感測器陣列，Y條電極驅動線212係與Y行觸控感測元件210耦接，且X×Y條電極感測線211係與X×Y個觸控感測元件210耦接，X、Y均為大於1的整數；且該控制電路係用以執行一種觸控感測方法，其包括以下步驟：

(1)利用驅動單元22輸出一驅動信號VSTIM以交替地驅動Y條電極驅動線212，以在每一個驅動期間驅動位在X×Y個觸控感測元件210的一行中的X個對應觸控感測元件；

(2)利用感測信號傳輸單元23的X×Y個第一連接端耦接X×Y條電極感測線211，及一感測補償端耦接驅動信號VSTIM，並在一所述驅動期間，使感測信號傳輸單元23的X組多工電路(各組多工電路均包含Y個多工器231)形成一連接組態，以使與X個所述對應觸控感測元件連接的X條電極感測線211連接到感測信號傳輸單元23的X×Y個第二連接端中的X個對應連接端，以及使該驅動信號VSTIM連接到X×(Y-1)個所述第一連接端；以及

(3)利用通道選擇單元24的X×Y個通道輸入端耦接感測信號傳輸單元23的X×Y個所述第二連接端，以在一所述驅動期間，將X×Y個所述第二連接端中的X個所述對應連接端連接到通道選擇單元24的X個通道輸出端，以提供觸控感測資訊給處理器25。

在一實施例中，通道選擇單元24可具有X個多工器241，且各多工器241均具有Y個輸入端與Y個所述通道輸入端耦接，及一個輸出端與一所述通道輸出端耦接。

依此，不僅可大幅降低處理器25和觸控顯示面板21間的電路走線數目並大幅降低處理器25的接腳數目，亦可同時大幅提升觸控感測的靈敏度和可靠度。

依上述的說明，本發明進一步提出一種資訊處理裝置。請參照圖4，其繪示本發明之資訊處理裝置之一實施例方塊圖。如圖4所示，一資訊處理裝置100，可為智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、一體式電腦或智慧型手錶，具有一中央處理單元110及一觸控顯示裝置120，其中，觸控顯示裝置120係由圖3之觸控顯示裝置2實現，且中央處理單元110係與該處理器25耦接以接收所述的觸控感測資訊。

如此，上述已完整且清楚地說明本發明的方法、原理及技術方案；並且，經由上述可得知本發明具有下列之優點：

(1)本發明的觸控感測方法可藉由一多工連接電路大幅降低一控制晶片和一觸控顯示面板間的電路走線數目並大幅降低該控制晶片的接腳數目。

(2)本發明的觸控感測方法可藉由一信號補償機制降低相鄰感測單元間的寄生電容效應，從而提供一靈敏且可靠的觸控感測效果。

必須加以強調的是，前述本案所揭示者乃為較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。

綜上所陳，本案無論目的、手段與功效，皆顯示其迥異於習知技術，且其首先發明合於實用，確實符合發明之專利要件，懇請  貴審查委員明察，並早日賜予專利俾嘉惠社會，是為至禱。

＜本發明＞ 步驟a‧‧‧利用一驅動單元輸出一驅動信號以交替地驅動Y條所述電極驅動線，以在每一個驅動期間驅動位在X×Y個所述觸控感測元件的一行中的X個對應觸控感測元件 步驟b‧‧‧利用一感測信號傳輸單元的X×Y個第一連接端耦接X×Y條所述電極感測線，及一感測補償端耦接該驅動信號，並在一所述驅動期間，使該感測信號傳輸單元的X組多工電路形成一連接組態，以使與X個所述對應觸控感測元件連接的X條所述電極感測線連接到該感測信號傳輸單元的X×Y個第二連接端中的X個對應連接端，以及使該驅動信號連接到X×(Y-1)個所述第一連接端 步驟c‧‧‧利用一通道選擇單元的X×Y個通道輸入端耦接該感測信號傳輸單元的X×Y個所述第二連接端，以在一所述驅動期間，將X×Y個所述第二連接端中的X個所述對應連接端連接到該通道選擇單元的X個通道輸出端 2‧‧‧觸控顯示裝置 21‧‧‧觸控顯示面板 22‧‧‧驅動單元 23‧‧‧感測信號傳輸單元 24‧‧‧通道選擇單元 25‧‧‧處理器 100‧‧‧資訊處理裝置 110‧‧‧中央處理單元 120‧‧‧觸控顯示裝置 210‧‧‧觸控感測元件 211‧‧‧電極感測線 212‧‧‧電極驅動線 231‧‧‧多工器 241‧‧‧多工器

＜習知＞

11	閘極驅動線
12	源極驅動線
13	薄膜電晶體
14	像素單元
15	觸控感測元件
16	電極驅動線
17	電極感測線
101	第一寄生電容
102	第二寄生電容
103	第三寄生電容
104	第四寄生電容
151	第一感測單元寄生電容
152	第二感測單元寄生電容

圖1繪示一習知內嵌式觸控顯示面板的部分架構圖。 圖2  繪示本發明之觸控感測方法之一實施例流程圖。 圖3繪示本發明之觸控顯示裝置之一實施例方塊圖。 圖4繪示本發明之資訊處理裝置之一實施例方塊圖。

步驟a‧‧‧利用一驅動單元輸出一驅動信號以交替地驅動Y條所述電極驅動線，以在每一個驅動期間驅動位在X×Y個所述觸控感測元件的一行中的X個對應觸控感測元件

步驟b‧‧‧利用一感測信號傳輸單元的X×Y個第一連接端耦接X×Y條所述電極感測線，及一感測補償端耦接該驅動信號，並在一所述驅動期間，使該感測信號傳輸單元的X組多工電路形成一連接組態，以使與X個所述對應觸控感測元件連接的X條所述電極感測線連接到該感測信號傳輸單元的X×Y個第二連接端中的X個對應連接端，以及使該驅動信號連接到X×(Y-1)個所述第一連接端

步驟c‧‧‧利用一通道選擇單元的X×Y個通道輸入端耦接該感測信號傳輸單元的X×Y個所述第二連接端，以在一所述驅動期間，將X×Y個所述第二連接端中的X個所述對應連接端連接到該通道選擇單元的X個通道輸出端

Claims (10)

1. 一種觸控感測方法，用於對一觸控面板進行觸控感測，其中，該觸控面板具有X×Y個觸控感測元件、Y條電極驅動線及X×Y條電極感測線，其中，X×Y個所述觸控感測元件係排列成一個X列Y行的觸控感測器陣列，Y條所述電極驅動線係與Y行所述觸控感測元件耦接，且X×Y條所述電極感測線係與X×Y個所述觸控感測元件耦接，X、Y均為大於1的整數，該觸控感測方法包括以下步驟：    (1)利用一驅動單元輸出一驅動信號以交替地驅動Y條所述電極驅動線，以在每一個驅動期間驅動位在X×Y個所述觸控感測元件的一行中的X個對應觸控感測元件；    (2)利用一感測信號傳輸單元的X×Y個第一連接端耦接X×Y條所述電極感測線，及一感測補償端耦接該驅動信號，並在一所述驅動期間，使該感測信號傳輸單元的X組多工電路形成一連接組態，以使與X個所述對應觸控感測元件連接的X條所述電極感測線連接到該感測信號傳輸單元的X×Y個第二連接端中的X個對應連接端，以及使該驅動信號連接到X×(Y-1)個所述第一連接端；以及    (3) 利用一通道選擇單元的X×Y個通道輸入端耦接該感測信號傳輸單元的X×Y個所述第二連接端，以在一所述驅動期間，將X×Y個所述第二連接端中的X個所述對應連接端連接到該通道選擇單元的X個通道輸出端。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測方法，其中，該通道選擇單元具有X個多工器，且各所述多工器均具有Y個輸入端與Y個所述通道輸入端耦接，及一個輸出端與一所述通道輸出端耦接。
3. 如申請專利範圍第項所述之觸控感測方法，其中，該通道選擇單元的X個所述通道輸出端係用以與一處理器耦接。
4. 如申請專利範圍第項所述之觸控感測方法，其中，該觸控面板係一內嵌式觸控顯示面板。
5. 一種觸控顯示裝置，具有一觸控顯示面板及用以驅動該觸控顯示面板之一控制電路，其中，該控制電路具有一驅動單元、一感測信號傳輸單元、一通道選擇單元及一處理器；該觸控顯示面板具有X×Y個觸控感測元件、Y條電極驅動線及X×Y條電極感測線，其中，X×Y個所述觸控感測元件係排列成一個X列Y行的觸控感測器陣列，Y條所述電極驅動線係與Y行所述觸控感測元件耦接，且X×Y條所述電極感測線係與X×Y個所述觸控感測元件耦接，X、Y均為大於1的整數；且該控制電路係用以執行一種觸控感測方法，其包括以下步驟：    (1)利用該驅動單元輸出一驅動信號以交替地驅動Y條所述電極驅動線，以在每一個驅動期間驅動位在X×Y個所述觸控感測元件的一行中的X個對應觸控感測元件；    (2)利用該感測信號傳輸單元的X×Y個第一連接端耦接X×Y條所述電極感測線，及一感測補償端耦接該驅動信號，並在一所述驅動期間，使該感測信號傳輸單元的X組多工電路形成一連接組態，以使與X個所述對應觸控感測元件連接的X條所述電極感測線連接到該感測信號傳輸單元的X×Y個第二連接端中的X個對應連接端，以及使該驅動信號連接到X×(Y-1)個所述第一連接端；以及    (3) 利用該通道選擇單元的X×Y個通道輸入端耦接該感測信號傳輸單元的X×Y個所述第二連接端，以在一所述驅動期間，將X×Y個所述第二連接端中的X個所述對應連接端連接到該通道選擇單元的X個通道輸出端，以提供觸控感測資訊給該處理器。
6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控顯示裝置，其中，該通道選擇單元具有X個多工器，且各所述多工器均具有Y個輸入端與Y個所述通道輸入端耦接，及一個輸出端與一所述通道輸出端耦接。
7. 如申請專利範圍第5項所述之觸控顯示裝置，其中，該觸控顯示面板係一內嵌式觸控顯示面板。
8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控顯示裝置，其中，所述內嵌式觸控顯示面板係一主動矩陣有機發光二極體內嵌式觸控顯示面板。
9. 一種資訊處理裝置，其具有一中央處理單元及如申請專利範圍第5-8項中任一項所述之觸控顯示裝置，其中，該中央處理單元係與該處理器耦接以接收所述的觸控感測資訊。
10. 如申請專利範圍第9項所述之資訊處理裝置，其係由智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、一體式電腦和智慧型手錶所組成的群組所選擇的一種裝置。

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