TWI714404B - 觸控裝置及其判斷方法 - Google Patents

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Abstract

一種觸控裝置包括觸控面板、驅動電路、感測電路以及控制器。觸控面板包括串接第一二極體之第一掃描線、串接第二二極體之第二掃描線以及與第一掃描線以及第二掃描線相互交錯之感測線。第一掃描線以及第二掃描線相互串接於第一節點以及第二節點之間。驅動電路根據掃描信號，於第一節點以及第二節點之間產生掃描電壓。感測電路根據偵測信號，感測感測線之電容值而產生接收信號。控制器產生掃描信號以及偵測信號，並根據掃描電壓以及接收信號以判斷觸控面板上之觸碰點之位置。

Description

觸控裝置及其判斷方法
本發明係有關於一種觸控裝置及其判斷方法，特別係有關於一種串接所有掃描線之觸控裝置及其判斷方法。
近年來，顯示裝置被期待應用於各種用途，並存在多樣化的需要。例如，作為可攜式資訊終端，具備觸控面板的智慧手機或平板終端的開發正在加速。
目前在觸控面板之驅動電路的設計中，往往藉由多條驅動線路，如多條的掃描線以及多條的感測線，來達到多指觸控的目的，然而觸控面板的尺寸越大，其所需的驅動線路越多，也造成觸控面板的驅動電路的面積隨之增加。為了降低生產成本，有必要針對驅動線路進行優化。
有鑑於此，本發明提出一種觸控裝置，包括觸控面板、驅動電路、感測電路以及控制器。上述觸控面板包括第一掃描線、第二掃描線以及感測線。上述第一掃描線串接第一二極體。上述第二掃描線串接第二二極體，其中上述第一掃描線以及上述第二掃描線相互串接於第一節點以及第二節點之間。上述感測線與上述第一掃描線以及上述第二掃描線相互交錯。上述驅動電路根據掃描信號，於上述第一節點以及上述第二節點之間產生第一掃描電壓。上述感測電路根據偵測信號，感測上述感測線之電容值而產生一接收信號。上述控制器產生上述掃描信號以及上述偵測信號，並根據上述第一掃描電壓以及上述接收信號，判斷上述觸控面板上之觸碰點之位置。
本發明更提出一種判斷方法，適用於觸控面板，其中上述觸控面板包括與第一二極體串接之第一掃描線、與第二二極體串接之第二掃描線以及至少一感測線，其中上述第一掃描線以及上述第二掃描線相互串接於第一節點以及第二節點之間，上述第一掃描線、上述第二掃描線以及上述感測線相互交錯。上述判斷方法包括：於上述第一節點以及上述第二節點之間產生第一掃描電壓；感測上述感測線之電容值；以及根據上述第一掃描電壓以及上述感測線之電容值判斷一觸碰事件之一觸碰點之位置。
以下說明為本發明的實施例。其目的是要舉例說明本發明一般性的原則，不應視為本發明之限制，本發明之範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
值得注意的是，以下所揭露的內容可提供多個用以實踐本發明之不同特點的實施例或範例。以下所述之特殊的元件範例與安排僅用以簡單扼要地闡述本發明之精神，並非用以限定本發明之範圍。此外，以下說明書可能在多個範例中重複使用相同的元件符號或文字。然而，重複使用的目的僅為了提供簡化並清楚的說明，並非用以限定多個以下所討論之實施例以及/或配置之間的關係。此外，以下說明書所述之一個特徵連接至、耦接至以及/或形成於另一特徵之上等的描述，實際可包含多個不同的實施例，包括該等特徵直接接觸，或者包含其它額外的特徵形成於該等特徵之間等等，使得該等特徵並非直接接觸。
第1圖係顯示根據本發明之一實施例所述之觸控裝置之方塊圖。如第1圖所示，觸控裝置100包括觸控面板110、驅動電路120、感測電路130以及控制器140。觸控面板110包括第一掃描線SL1、第二掃描線SL2、第三掃描線SL3、第四掃描線SL4、第五掃描線SL5、第六掃描線SL6以及第七掃描線SL7。
第一掃描線SL1、第二掃描線SL2、第三掃描線SL3、第四掃描線SL4、第五掃描線SL5、第六掃描線SL6以及第七掃描線SL7，分別與第一二極體D1、第二二極體D2、第三二極體D3、第四二極體D4、第五二極體D5、第六二極體D6以及第七二極體D7串接，並且所有的掃描線以及二極體接串接於第一節點N1以及第二節點N2之間。
如第1圖所示，觸控面板110更包括第一感測線R1、第二感測線R2、第三感測線R3、第四感測線R4、第五感測線R5、第六感測線R6、第七感測線R7以及第八感測線R8，其中所有的感測線皆與所有的掃描線相互交錯。根據本發明之其他實施例，掃描線以及感測線的數量在此係用以說明解釋，並非以任何形式限定於此。
驅動電路120根據掃描信號SSC，而於第一節點N1以及第二節點N2之間產生掃描電壓VSC。感測電路130耦接至第一感測線R1、第二感測線R2、第三感測線R3、第四感測線R4、第五感測線R5、第六感測線R6、第七感測線R7以及第八感測線R8，並且根據偵測信號SD，感測第一感測線R1、第二感測線R2、第三感測線R3、第四感測線R4、第五感測線R5、第六感測線R6、第七感測線R7以及第八感測線R8之每一者的電容值而產生接收信號SR。
控制器140產生掃描信號SSC以控制驅動電路120產生之掃描電壓VSC，且產生偵測信號SD以控制感測電路130感測每一感測線之電容值，並且根據驅動電路120所產生之掃描電壓VSC以及接收信號SR，判斷觸控面板110上之觸碰點之位置。
根據本發明之一實施例，當驅動電路120產生之掃描電壓VSC超過第一二極體D1之順向導通電壓且小於第一二極體D1以及第二二極體D2之順向導通電壓之總和時，掃描電壓VSC僅對第一掃描線SL1進行充電，其中第一節點N1之電壓大於第二節點N2之電壓。當第一掃描線SL1充電後，控制器140利用偵測信號SD控制感測電路130感測第一感測線R1、第二感測線R2、第三感測線R3、第四感測線R4、第五感測線R5、第六感測線R6、第七感測線R7以及第八感測線R8之每一者的電容值，控制器140更根據接收信號SR而判斷感測線之任一者的電容值是否超過第一臨限值。舉例來說，當第二感測線R2之電容值超過第一臨限值時，即代表第一掃描線SL1以及第二感測線R2之交點具有一觸控點。
根據本發明之另一實施例，當驅動電路120產生之掃描電壓VSC超過第一二極體D1以及第二二極體D2之順向導通電壓之總和且小於第一二極體D1、第二二極體D2以及第三二極體D3之順向導通電壓之總和時，掃描電壓VSC同時對第一掃描線SL1以及第二掃描線SL2進行充電，其中第一節點N1之電壓大於第二節點N2之電壓。當第一掃描線SL1以及第二掃描線SL2充電後，控制器140利用偵測信號SD控制感測電路130感測第一感測線R1、第二感測線R2、第三感測線R3、第四感測線R4、第五感測線R5、第六感測線R6、第七感測線R7以及第八感測線R8之每一者的電容值，控制器140更根據接收信號SR而判斷感測線之任一者的電容值是否超過第二臨限值。
根據本發明之一實施例，由於感測線之每一者皆偵測兩條掃描線之電容值，因此第二臨限值係大於第一臨限值。舉例來說，當僅對第一掃描線SL1充電且第一掃描線SL1上沒有觸碰點時，每一條感測線感測到的電容值係為A；當對第一掃描線SL1以及第二掃描線充電且第一掃描線SL1以及第二掃描線SL2上沒有觸碰點時，每一條感測線感測到的電容值係為2A，因此第二臨限值係大於第一臨限值。
舉例來說，當控制器140判斷第二感測線R2之電容值超過第二臨限值時，即代表觸控點可能位於第一掃描線SL1以及第二感測線R2之交點或第二掃描線SL2以及第二感測線R2之交點。根據本發明之一實施例，若控制器140於僅對第一掃描線SL1充電時已判斷第一掃描線SL1上並未發生觸控事件，控制器140即可判斷觸控點係位於第二掃描線SL2以及第二感測線R2之交點。
根據本發明之其他實施例，當掃描電壓VSC超過第一二極體D1、第二二極體D2、第三二極體D3、第四二極體D4、第五二極體D5、第六二極體D6以及第七二極體D7之順向導通電壓之總和時，掃描電壓VSC同時對第一感測線R1、第二感測線R2、第三感測線R3、第四感測線R4、第五感測線R5、第六感測線R6、第七感測線R7以及第八感測線R8進行充電。
換句話說，控制器140可透過控制掃描電壓VSC之電壓值，而依序對第一掃描線SL1、第二掃描線SL2、第三掃描線SL3、第四掃描線SL4、第五掃描線SL5、第六掃描線SL6以及第七掃描線SL7進行充電，進而判斷觸控面板110上觸控點發生之位置。
第2圖係顯示根據本發明之另一實施例所述之觸控裝置之方塊圖。將第2圖之觸控裝置200與第1圖之觸控裝置100相比，觸控面板210之第一掃描線SL1、第二掃描線SL2、第三掃描線SL3、第四掃描線SL4、第五掃描線SL5、第六掃描線SL6以及第七掃描線SL7分別更串接第一反向二極體D1’、第二反向二極體D2’、第三反向二極體D3’、第四反向二極體D4’、第五反向二極體D5’、第六反向二極體D6’ 以及第七反向二極體D7’，其中第一反向二極體D1’、第二反向二極體D2’、第三反向二極體D3’、第四反向二極體D4’、第五反向二極體D5’、第六反向二極體D6’ 以及第七反向二極體D7’之導通方向，係分別與第一二極體D1、第二二極體D2、第三二極體D3、第四二極體D4、第五二極體D5、第六二極體D6以及第七二極體D7之導通方向相反。
根據本發明之一實施例，控制器140可控制驅動電路120產生負電壓之掃描電壓VSC，也就是第二節點N2之電壓大於第一節點N1之電壓。因此，控制電路120可依序對第七掃描線SL7、第六掃描線SL6、第五掃描線SL5、第四掃描線SL4、第三掃描線SL3、第二掃描線SL2以及第一掃描線SL1進行充電。
舉例來說，當控制器140產生掃描電壓VSC使得第一節點N1之電壓大於第二節點N2之電壓時，掃描電壓VSC係對第一掃描線SL1至第六掃描線SL6進行充電，並且控制器140判斷第七掃描線SL7上具有觸控點。控制器140可再產生掃描電壓VSC使得第一節點N1之電壓小於第二節點N2之電壓，並且對第七掃描線SL7進行充電，用以確認第七掃描線SL7上是否具有觸控點。
根據本發明之其他實施例，控制器140可根據掃描線的位置，而決定產生正電壓之掃描電壓VSC或產生負電壓之掃描電壓VSC，以利減少掃描線之充電時間。
根據本發明之一實施例，第一二極體D1、第二二極體D2、第三二極體D3、第四二極體D4、第五二極體D5、第六二極體D6、第七二極體D7、第一反向二極體D1’、第二反向二極體D2’、第三反向二極體D3’、第四反向二極體D4’、第五反向二極體D5’、第六反向二極體D6’ 以及第七反向二極體D7’可位於彩色濾光片之基板上。根據本發明之另一實施例，第一二極體D1、第二二極體D2、第三二極體D3、第四二極體D4、第五二極體D5、第六二極體D6、第七二極體D7、第一反向二極體D1’、第二反向二極體D2’、第三反向二極體D3’、第四反向二極體D4’、第五反向二極體D5’、第六反向二極體D6’ 以及第七反向二極體D7’可位於薄膜電晶體之基板上。
第3圖係顯示根據本發明之一實施例所述之判斷方法之流程圖。以下針對判斷方法300之流程圖，將搭配第1圖以及第2圖之方塊圖，以利詳細說明。
首先，利用驅動電路120在第一節點N1以及第二節點N2之間產生掃描電壓VSC（步驟S31）。如第1圖所示，驅動電路120產生之掃描電壓VSC使得第一節點N1之電壓大於第二節點N2之電壓，並且根據掃描電壓VSC之大小與第一二極體D1至第七二極體D7之順向導通電壓之關係，依序對第一掃描線SL1、第二掃描線SL2、第三掃描線SL3、第四掃描線SL4、第五掃描線SL5、第六掃描線SL6以及第七掃描線SL7進行充電。
如第2圖所示，驅動電路120產生之掃描電壓VSC使得第一節點N1之電壓大於第二節點N2之電壓，並且根據掃描電壓VSC之大小與第一二極體D1至第七二極體D7之順向導通電壓之關係，依序對第一掃描線SL1、第二掃描線SL2、第三掃描線SL3、第四掃描線SL4、第五掃描線SL5、第六掃描線SL6以及第七掃描線SL7進行充電。此外，第2圖之驅動電路120亦可產生掃描電壓VSC使得第一節點N1之電壓小於第二節點N2之電壓，並且根據掃描電壓VSC之大小與第一反向二極體D1’至第七反向二極體D7’之順向導通電壓之關係，依序對第七掃描線SL7、第六掃描線SL6、第五掃描線SL5、第四掃描線SL4、第三掃描線SL3、第二掃描線SL2以及第一掃描線SL1進行充電。
回到判斷方法300，利用感測電路130，感測第一感測線R1、第二感測線R2、第三感測線R3、第四感測線R4、第五感測線R5、第六感測線R6、第七感測線R7以及第八感測線R8之電容值（S32）。接著，根據上述掃描電壓VSC以及感測線之電容值判斷觸碰事件之觸碰點的位置（S33）。根據本發明之一實施例，由於驅動電壓VSC可同時對一至數條掃描線充電，因此控制器140可根據掃描電壓VSC之電壓值而判斷哪些掃描線已被充電，並且根據感測線之電容值是否超過臨限值而判斷接觸點之位置。
舉例來說，如第1圖所示，當掃描電壓VSC超過第一二極體D1之順向導通電壓時，掃描電壓VSC僅對第一掃描線SL1進行充電，並且感測電路130感測所有感測線之電容值。當控制器140判斷某一感測線之電容值超過第一臨限值時，則判斷該感測線與第一掃描線SL1之焦點具有觸控點。
舉例來說，如第2圖所示，當掃描電壓VSC超過第一二極體D1以及第二二極體D2之順向導通電壓之總和時，掃描電壓VSC對第一掃描線SL1以及第二掃描線SL2進行充電，並且感測電路130感測所有感測線之電容值。當控制器140判斷某一感測線之電容值超過第二臨限值時，則判斷該感測線與第一掃描線SL1或第二掃描線SL2之焦點具有觸控點。
為了確認觸控點位於第一掃描線SL1上或是第二掃描線上，根據本發明之一實施例，控制器140可控制驅動電路120僅對第一掃描線SL1進行充電，並且判斷所有感測線的電容值是否超過第一臨限值。根據本發明之另一實施例，控制器140可產生負電壓之掃描電壓VSC，而對第七掃描線SL7至第二掃描線SL2進行充電，並且判斷感測線的電容值是否超過臨限值而確認第二掃描線SL2上是否具有觸控點，其中第二節點N2之電壓大於第一節點N1之電壓。
本發明在此提出了觸控裝置及其判斷方法，由於所有的掃描線皆串接二極體而串接在一起，使得觸控面板的驅動線路得以大幅減少，進而降低生產成本，並且判斷方法也能快速且準確的判斷觸控點的位置。
以上所述為實施例的概述特徵。所屬技術領域中具有通常知識者應可以輕而易舉地利用本發明為基礎設計或調整以實行相同的目的和/或達成此處介紹的實施例的相同優點。所屬技術領域中具有通常知識者也應了解相同的配置不應背離本創作的精神與範圍，在不背離本創作的精神與範圍下他們可做出各種改變、取代和交替。說明性的方法僅表示示範性的步驟，但這些步驟並不一定要以所表示的順序執行。可另外加入、取代、改變順序和/或消除步驟以視情況而作調整，並與所揭露的實施例精神和範圍一致。
100、200:觸控裝置 110、210:觸控面板 120:驅動電路 130:感測電路 140:控制器 SL1:第一掃描線 SL2:第二掃描線 SL3:第三掃描線 SL4:第四掃描線 SL5:第五掃描線 SL6:第六掃描線 SL7:第七掃描線 D1:第一二極體 D2:第二二極體 D3:第三二極體 D4:第四二極體 D5:第五二極體 D6:第六二極體 D7:第七二極體 D1’:第一反向二極體 D2’:第二反向二極體 D3’:第三反向二極體 D4’:第四反向二極體 D5’:第五反向二極體 D6’:第六反向二極體 D7’:第七反向二極體 N1:第一節點 N2:第二節點 R1:第一感測線 R2:第二感測線 R3:第三感測線 R4:第四感測線 R5:第五感測線 R6:第六感測線 R7:第七感測線 R8:第八感測線 SSC:掃描信號 VSC:掃描電壓 SR:接收信號 SD:偵測信號 S31～S33:步驟流程
第1圖係顯示根據本發明之一實施例所述之觸控裝置之方塊圖； 第2圖係顯示根據本發明之另一實施例所述之觸控裝置之方塊圖；以及 第3圖係顯示根據本發明之一實施例所述之判斷方法之流程圖。
100:觸控裝置
110:觸控面板
120:驅動電路
130:感測電路
140:控制器
SL1:第一掃描線
SL2:第二掃描線
SL3:第三掃描線
SL4:第四掃描線
SL5:第五掃描線
SL6:第六掃描線
SL7:第七掃描線
D1:第一二極體
D2:第二二極體
D3:第三二極體
D4:第四二極體
D5:第五二極體
D6:第六二極體
D7:第七二極體
N1:第一節點
N2:第二節點
R1:第一感測線
R2:第二感測線
R3:第三感測線
R4:第四感測線
R5:第五感測線
R6:第六感測線
R7:第七感測線
R8:第八感測線
SSC:掃描信號
VSC:掃描電壓
SR:接收信號
SD:偵測信號

Claims (10)

  1. 一種觸控裝置，包括： 一觸控面板，包括： 一第一掃描線，串接一第一二極體； 一第二掃描線，串接一第二二極體，其中上述第一掃描線以及上述第二掃描線相互串接於一第一節點以及一第二節點之間；以及 一感測線，與上述第一掃描線以及上述第二掃描線相互交錯； 一驅動電路，根據一掃描信號，於上述第一節點以及上述第二節點之間產生一第一掃描電壓； 一感測電路，根據一偵測信號，感測上述感測線之電容值而產生一接收信號；以及 一控制器，產生上述掃描信號以及上述偵測信號，並根據上述第一掃描電壓以及上述接收信號，判斷上述觸控面板上之一觸碰點之位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中上述第一二極體具有一第一順向導通電壓，上述第二二極體具有一第二順向導通電壓，其中當上述第一掃描電壓超過上述第一順向導通電壓且小於上述第一順向導通電壓以及上述第二順向導通電壓之和並且上述第一節點之電壓係大於上述第二節點之電壓時，上述驅動電路係對上述第一掃描線進行充電，其中當上述控制器判斷上述感測線之電容值超過一第一臨限值時，上述控制器判斷上述觸碰點發生於上述第一掃描線以及上述感測線之交點。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控裝置，其中當上述第一掃描電壓超過上述第一順向導通電壓以及上述第二順向導通電壓之和並且上述第一節點之電壓係大於上述第二節點之電壓時，上述驅動電路係對上述第一掃描線以及上述第二掃描線進行充電，其中當上述控制器判斷上述感測線之電容值超過一第二臨限值時，上述控制器判斷上述觸碰點發生於上述第一掃描線、上述第二掃描線以及上述感測線之交點。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控裝置，其中上述第一二極體更與一第三二極體相並聯且耦接至上述第一掃描線，上述第一二極體之導通方向係與上述第三二極體相反，其中上述第二二極體更與一第四二極體相並聯且耦接至上述第二掃描線，上述第二二極體係與上述第四二極體之導通方向相反，其中上述第三二極體具有一第三順向導通電壓，上述第四二極體具有一第四順向導通電壓。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控裝置，其中當上述控制器判斷上述觸碰點發生於上述第一掃描線、上述第二掃描線以及上述感測線之交點時，上述驅動電路更根據上述掃描信號而產生一第二掃描電壓而對上述第二掃描線進行充電，其中上述第二掃描電壓係大於上述第四順向導通電壓且小於上述第三順向導通電壓以及上述第四順向導通電壓之和且上述第一節點之電壓係小於上述第二節點之電壓，其中當上述控制器判斷上述感測線之電容值超過上述第一臨限值時，上述控制器判斷上述觸碰點發生於上述第二掃描線以及上述感測線之交點。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之觸控裝置，其中上述第一二極體、上述第二二極體、上述第三二極體以及上述第四二極體係形成於一薄膜電晶體之基板上或一彩色濾光片之基板上。
  7. 一種判斷方法，適用於一觸控面板，其中上述觸控面板包括與一第一二極體串接之一第一掃描線、與一第二二極體串接之一第二掃描線以及至少一感測線，其中上述第一掃描線以及上述第二掃描線相互串接於一第一節點以及一第二節點之間，上述第一掃描線、上述第二掃描線以及上述感測線相互交錯，其中上述判斷方法包括： 於上述第一節點以及上述第二節點之間產生一第一掃描電壓； 感測上述感測線之電容值；以及 根據上述第一掃描電壓以及上述感測線之電容值判斷一觸碰事件之一觸碰點之位置。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之判斷方法，其中上述第一二極體具有一第一順向導通電壓，上述第二二極體具有一第二順向導通電壓，其中上述判斷方法更包括： 當上述第一掃描電壓超過上述第一順向導通電壓且小於上述第一順向導通電壓以及上述第二順向導通電壓之和並且上述第一節點之電壓係大於上述第二節點之電壓時，對上述第一掃描線進行充電； 判斷上述感測線之電容值是否超過一第一臨限值； 當判斷上述感測線之電容值超過上述第一臨限值時，判斷上述觸碰點發生於上述第一掃描線以及上述感測線之交點；以及 當判斷上述感測線之電容值未超過上述第一臨限值時，判斷上述第一掃描線並未發生上述觸碰事件。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之判斷方法，其中上述判斷方法更包括：當上述第一掃描電壓超過上述第一順向導通電壓以及上述第二順向導通電壓之和且上述第一節點之電壓係大於上述第二節點之電壓時，同時對上述第一掃描線以及上述第二掃描線進行充電；判斷上述感測線之電容值是否超過一第二臨限值；當判斷上述感測線之電容值超過上述第二臨限值時，判斷上述觸碰點發生於上述第一掃描線以及上述感測線之交點以及上述第二掃描線以及上述感測線之交點；當判斷上述感測線之電容值未超過上述第二臨限值時，判斷上述第一掃描線以及上述第二掃描線並未發生上述觸碰事件。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之判斷方法，其中上述第一二極體更與一第三二極體相並聯且耦接至上述第一掃描線，上述第一二極體之導通方向係與上述第三二極體相反，其中上述第二二極體更與一第四二極體相並聯且耦接至上述第二掃描線，上述第二二極體係與上述第四二極體之導通方向相反，其中上述第三二極體具有一第三順向導通電壓，上述第四二極體具有一第四順向導通電壓，其中上述判斷上述觸碰點發生於上述第一掃描線、上述第二掃描線以及上述感測線之交點之步驟更包括：於上述第一節點以及上述第二節點之間產生一第二掃描電壓而對上述第二掃描線進行充電，其中上述第二掃描電壓係大於上述第四順向導通電壓且小於上述第三順向導通電壓以及上述第四順向導通電壓之和，其中上述第一節點之電壓係小於上述第二節點之電壓； 判斷上述感測線之電容值是否超過一第一臨限值；以及 判斷上述感測線之電容值超過上述第一臨限值時，判斷上述觸碰點發生於上述第二掃描線以及上述感測線之交點。
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