專(zhuān)利名稱(chēng)：觸控感測(cè)裝置及其掃描方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸控感測(cè)裝置，特別指一種電容式觸控感測(cè)裝置及其掃描方法。
背景技術(shù)：
近幾年來(lái)，使用電容式技術(shù)的觸控感測(cè)裝置已普遍地應(yīng)用于各種不同的電子產(chǎn)品中。如此，供使用者能以多點(diǎn)觸控輸入的方式來(lái)進(jìn)行信息輸入。請(qǐng)參考圖1，為習(xí)知技術(shù)電容式觸控感測(cè)裝置的電路方塊示意圖。如圖所示，電容式觸控感測(cè)裝置9包括一電極陣列90、一第一多任務(wù)器91、一驅(qū)動(dòng)電路92、一第二多任務(wù)器93、一積分器94及一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器95。其中，電極陣列90是包含復(fù)數(shù)條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld及復(fù)數(shù)條感測(cè)信號(hào)線Ls，并且每一驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld與每一感測(cè)信號(hào)線Ls是交叉形成一耦合點(diǎn)(Coupling Node) 901，而每一耦合點(diǎn)901又因電氣特性而得以形成一等效電容CE。第一多任務(wù)器91是依序選擇不同信道，以輪流將驅(qū)動(dòng)電路92所送出的一脈波信號(hào)傳送到每一驅(qū)動(dòng)信號(hào)線LD。第二多任務(wù)器93則是進(jìn)行切換來(lái)依序接收每一感測(cè)信號(hào)線Ls上所耦合感應(yīng)出的電荷電壓。換句話說(shuō)，通過(guò)第一多任務(wù)器91及第二多任務(wù)器93的運(yùn)作，使得脈波信號(hào)得以依序在每一耦合點(diǎn)901所形成的等效電容Ce中進(jìn)行充放電。而電性連接于第二多任務(wù)器93后端的積分器94則是通過(guò)一積分組件Al將每一等效電容Ce中的電壓儲(chǔ)存至一積分電容Q。最后再由電性連接于積分器94后端的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器95進(jìn)行一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換而輸出一電位信號(hào)。電容式觸控感測(cè)裝置9在實(shí)際運(yùn)作上大致可分為一初始化時(shí)程及一觸控感測(cè)時(shí)程。在進(jìn)入初始化時(shí)程時(shí)，先進(jìn)行儲(chǔ)存所有耦合點(diǎn)901之等效電容Ce各自的電位信號(hào)來(lái)當(dāng)作電位基準(zhǔn)值。之后，在進(jìn)入觸控感測(cè)時(shí)程時(shí)，分別再將各個(gè)耦合點(diǎn)901的等效電容Ce比較原先儲(chǔ)存的電位基準(zhǔn)值。如此一來(lái)，當(dāng)有任一耦合點(diǎn)901受觸碰之后，該耦合點(diǎn)901之等效電容Ce實(shí)際的電位信號(hào)將會(huì)低于原來(lái)的電位基準(zhǔn)值。藉此，通過(guò)比較每一等效電容Ce的電位改變與否，得以判斷出實(shí)際所觸碰到的耦合點(diǎn)901的坐標(biāo)位置。然而，以目前的設(shè)計(jì)技術(shù)看來(lái)，一次僅僅是針對(duì)一個(gè)耦合點(diǎn)的等效電容來(lái)依序進(jìn)行掃描感測(cè)。但是，當(dāng)電容式觸控面板的尺寸越來(lái)越大或者對(duì)于觸控準(zhǔn)確度的要求越來(lái)越高，致使驅(qū)動(dòng)信號(hào)線與感測(cè)信號(hào)線增加而導(dǎo)致所交叉形成的耦合點(diǎn)越來(lái)越多時(shí)，整個(gè)電容式觸控感測(cè)裝置的掃描感測(cè)時(shí)間將會(huì)大幅增加，導(dǎo)致感測(cè)效能降低，不符合應(yīng)用上的需求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，亟待解決掃描感測(cè)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致感測(cè)效能降低的技術(shù)問(wèn)題。一種觸控感測(cè)裝置，包括電極陣列，包含驅(qū)動(dòng)信號(hào)線及感測(cè)信號(hào)線；第一切換單元，電性連接所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)線；第二切換單元，電性連接所述感測(cè)信號(hào)線；感測(cè)電路，電性連接所述第二切換單元；核心處理單元，與所述第一切換單元、第二切換單元及感測(cè)電路電性連接，所述核心處理單元控制所述第一切換單元和第二切換單元在掃描各條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線時(shí)同時(shí)導(dǎo)通兩條以上感測(cè)信號(hào)線，并通過(guò)所述感測(cè)電路判斷各條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線的電容值是否改變，在驅(qū)動(dòng)信號(hào)線的電容值改變時(shí)感測(cè)電容值改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線上所有的耦合點(diǎn)并將電容值改變的耦合點(diǎn)作為實(shí)際的觸碰位置。在一實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)線及感測(cè)信號(hào)線均為兩條以上，并且所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)線與感測(cè)信號(hào)線交叉形成所述耦合點(diǎn)。在一實(shí)施例中，所述核心處理單元控制所述第一切換單元和第二切換單元在掃描各條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線時(shí)同時(shí)導(dǎo)通兩條以上感測(cè)信號(hào)線，并通過(guò)所述感測(cè)電路判斷各條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線的電容值是否改變?yōu)榈谝粧呙桦A段；在驅(qū)動(dòng)信號(hào)線的電容值改變時(shí)感測(cè)電容值改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線上所有的耦合點(diǎn)為在第二掃描階段；所述的感測(cè)電路在該第一掃描階段完成后，產(chǎn)生每一驅(qū)動(dòng)信號(hào)線的至少一個(gè)對(duì)應(yīng)信號(hào)，并且在該第二掃描階段完成后，產(chǎn)生該偵測(cè)到電容值改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線上每一耦合點(diǎn)的對(duì)應(yīng)信號(hào)。
在一實(shí)施例中，所述的觸控感測(cè)裝置為電容式觸控感測(cè)裝置。在一實(shí)施例中，所述第二切換單元包含兩個(gè)以上開(kāi)關(guān)，每一開(kāi)關(guān)的一端電性連接對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)線，并且每一開(kāi)關(guān)的另一端電性連接于一共接點(diǎn)，所述感測(cè)電路電性連接所述共接點(diǎn)。在一實(shí)施例中，所述的感測(cè)電路包含積分器，電性連接該共接點(diǎn)，用來(lái)接收該對(duì)應(yīng)導(dǎo)通之開(kāi)關(guān)所電性連接之感測(cè)信號(hào)線所耦合感應(yīng)出的電荷電壓。在一實(shí)施例中，所述的積分器進(jìn)一步包含積分組件；第一積分電容，設(shè)置于該積分組件的回授路徑，作為儲(chǔ)存該電荷電壓的主電容；第二積分電容，并接于該第一積分電容，作為儲(chǔ)存該電荷電壓的擴(kuò)充電容；及開(kāi)關(guān)單元，串接于該第二積分電容，用來(lái)控制該第二積分電容的運(yùn)作。在一實(shí)施例中，在該第一掃描階段，該開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通來(lái)讓該第二積分電容運(yùn)作，并且在該第二掃描階段，該開(kāi)關(guān)單元斷開(kāi)來(lái)讓該第二積分電容停止運(yùn)作。在一實(shí)施例中，所述的感測(cè)電路進(jìn)一步包含放大器，電性連接該積分器的輸出端，用來(lái)放大該積分器所輸出的一波形信號(hào)；及模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，電性連接該放大器的輸出端，用來(lái)將該放大后的波形信號(hào)進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)數(shù)字之轉(zhuǎn)換。在一實(shí)施例中，所述的觸控感測(cè)裝置進(jìn)一步包含驅(qū)動(dòng)電路，電性連接該第一切換單元。在一實(shí)施例中，該核心處理單元還用于執(zhí)行比較觸碰前及觸碰后的電位信號(hào)的比
較運(yùn)算。一種觸控感測(cè)裝置的掃描方法，包括在掃描各條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線時(shí)同時(shí)導(dǎo)通兩條以上感測(cè)信號(hào)線；判斷各條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線的電容值是否改變；感測(cè)電容值改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線上所有的耦合點(diǎn)；將電容值改變的耦合點(diǎn)作為實(shí)際的觸碰位置。在一實(shí)施例中，同時(shí)導(dǎo)通兩條以上感測(cè)信號(hào)線時(shí)產(chǎn)生每一驅(qū)動(dòng)信號(hào)線的至少一對(duì)
應(yīng)信號(hào)。在一實(shí)施例中，以每次感測(cè)一個(gè)耦合點(diǎn)來(lái)感測(cè)該所偵測(cè)到電容值改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線上的所有耦合點(diǎn)；及產(chǎn)生該所偵測(cè)到電容值改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線上各個(gè)耦合點(diǎn)的對(duì)應(yīng)信號(hào)。上述觸控感測(cè)裝置及觸控感測(cè)裝置的掃描方法中，初步先進(jìn)行一路線掃描，用來(lái)判斷是否電極陣列中的至少一驅(qū)動(dòng)信號(hào)線的電容值改變，之后再進(jìn)行一詳細(xì)掃描，以只針對(duì)路線掃描中所判斷出電容值改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線來(lái)判斷各個(gè)耦合點(diǎn)的電容值是否有差異。如此一來(lái)，本發(fā)明得以搭配感測(cè)判讀原理來(lái)加速判斷實(shí)際觸碰點(diǎn)之坐標(biāo)位置的時(shí)間。藉此，本發(fā)明所能達(dá)到的功效在于，通過(guò)硬件線路的簡(jiǎn)單修改，即可降低觸控感測(cè)裝置的掃描感測(cè)時(shí)間，有效地提升整體感測(cè)效能。以上之概述與接下來(lái)的詳細(xì)說(shuō)明及附圖，皆是為了能進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取之方式、手段及功效。而有關(guān)本發(fā)明的其他目的及優(yōu)點(diǎn)，將在后續(xù)的說(shuō)明及圖式中加以闡述。


下面結(jié)合具體實(shí)施方式
及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 圖I為習(xí)知技術(shù)電容式觸控感測(cè)裝置的電路方塊示意圖；圖2為本發(fā)明電容式觸控感測(cè)裝置的實(shí)施例電路方塊示意圖；圖3為本發(fā)明電容式觸控感測(cè)裝置的掃描方法實(shí)施例流程圖；及圖4為本發(fā)明之觸碰點(diǎn)于電極陣列上的涵蓋范圍實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所提供的觸控感測(cè)裝置是將掃描程序分為兩個(gè)階段，依序先進(jìn)行一路線掃描，用以判斷出電極陣列中是否有至少一列(行)的電容值改變。之后，再只針對(duì)偵測(cè)出電容值改變的列(行)來(lái)進(jìn)行一詳細(xì)掃描，用以精確地判斷出該(些)電容值改變的列(行)中的至少一耦合點(diǎn)的電容值改變。藉此，本發(fā)明得以提供相關(guān)的電位信息以供判斷出實(shí)際觸碰點(diǎn)的位置坐標(biāo)。請(qǐng)參考圖2，為本發(fā)明電容式觸控感測(cè)裝置的實(shí)施例電路方塊示意圖。如圖所示，本實(shí)施例之電容式觸控感測(cè)裝置I包含一電極陣列10、一第一切換單元11、一第二切換單元12、一感測(cè)電路13、一驅(qū)動(dòng)電路14及一核心處理單元15。其中，電極陣列10包含復(fù)數(shù)條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld及復(fù)數(shù)條感測(cè)信號(hào)線Ls，每一驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld與每一感測(cè)信號(hào)線Ls是交叉形成一耦合點(diǎn)101，并且每一耦合點(diǎn)101因電氣特性而形成有一等效電容CE。此外，所屬技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識(shí)者可以了解，電極陣列10的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld及感測(cè)信號(hào)線Ls可例如是由兩層透明導(dǎo)電層(如銦錫氧化物(ITO))分別架構(gòu)于一玻璃基板或一適當(dāng)材質(zhì)之透明基板的兩面，并且再經(jīng)過(guò)電極圖案的相關(guān)制程制作而成。然而，有關(guān)電極陣列10的電極圖案之態(tài)樣以及電容式觸控面板的架構(gòu)設(shè)計(jì)，并非為本發(fā)明所限制，在此也就不再加以贅述。第一切換單元11是例如選用一對(duì)多的解復(fù)用器的設(shè)計(jì)。其中，第一切換單元11的輸入端是電性連接驅(qū)動(dòng)電路14，而第一切換單元11的多個(gè)輸出端則是對(duì)應(yīng)電性連接于所有驅(qū)動(dòng)信號(hào)線LD。藉此，第一切換單元11在接收驅(qū)動(dòng)電路14所產(chǎn)生的一脈波信號(hào)時(shí)，得以依據(jù)一默認(rèn)周期來(lái)依序?qū)⒚}波信號(hào)傳輸給所有驅(qū)動(dòng)信號(hào)線LD。第二切換單元12在設(shè)計(jì)上是包含復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)關(guān)121。其中，每個(gè)開(kāi)關(guān)121的輸入端是電性連接對(duì)應(yīng)的一條感測(cè)信號(hào)線Ls，而每個(gè)開(kāi)關(guān)121的輸出端則是電性連接于一共接點(diǎn)T。藉此，第二切換單元12除了可以受控制而一次僅導(dǎo)通其中一個(gè)開(kāi)關(guān)121來(lái)形成多對(duì)一的多任務(wù)器之架構(gòu)之外，亦可受控制來(lái)同時(shí)導(dǎo)通多個(gè)開(kāi)關(guān)121。
感測(cè)電路13是電性連接共接點(diǎn)T，用以在第二切換單元12中的至少一個(gè)開(kāi)關(guān)121導(dǎo)通時(shí)，感測(cè)該導(dǎo)通之開(kāi)關(guān)121所對(duì)應(yīng)電性連接之感測(cè)信號(hào)線Ls，并且輸出一信號(hào)。更具體來(lái)看，感測(cè)電路13進(jìn)一步包含一積分器131、一放大器132及一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器133。其中，積分器131是電性連接于共接點(diǎn)T，用來(lái)取得該導(dǎo)通之開(kāi)關(guān)121所對(duì)應(yīng)電性連接之感測(cè)信號(hào)線Ls所稱(chēng)合感應(yīng)出的一電荷電壓,并積分該電荷電壓之輸入信號(hào)。放大器132是電性連接于積分器131的輸出端，用來(lái)放大積分器131所輸出的一波形信號(hào)。模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器133則是電性連接于放大器132的輸出端，用來(lái)將該放大后的波形信號(hào)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。附帶一提的是，感測(cè)電路13所輸出的信號(hào)在設(shè)計(jì)上可例如是進(jìn)一步儲(chǔ)存于電容式觸控感測(cè)裝置I的一記憶單元(圖未示)。核心處理單元15是用來(lái)控制第一切換單元11、第二切換單元12、感測(cè)電路13及驅(qū)動(dòng)電路14的運(yùn)作，并且依據(jù)信號(hào)來(lái)執(zhí)行一比較運(yùn)算。此外，本實(shí)施例的核心處理單元15更是用來(lái)決定電容式觸控感測(cè)裝置I的掃描程序，以決定運(yùn)作于一第一掃描階段(路線掃描)或一第二掃描階段(詳細(xì)掃描)。實(shí)際上，當(dāng)核心處理單元15控制運(yùn)作于第一掃描階段時(shí)，第一切換單元11每切換 傳輸脈波信號(hào)給其中之一條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld,第二切換單元12是以每次導(dǎo)通至少二個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)依序?qū)ㄋ械拈_(kāi)關(guān)121。相對(duì)應(yīng)的，感測(cè)電路13每次便可加總該至少二個(gè)導(dǎo)通之開(kāi)關(guān)121所電性連接之感測(cè)信號(hào)線Ls各自所耦合感應(yīng)出的電荷電壓，并輸出一個(gè)電位信號(hào)。于是，針對(duì)目前接收到第一切換單元11所輸出之信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線LD，在依序?qū)ㄋ虚_(kāi)關(guān)121之后，感測(cè)電路13即可產(chǎn)生該條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld所對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)電位信號(hào)。舉例來(lái)講，假設(shè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld有5條，感測(cè)信號(hào)線Ls有10條，而第二切換單元12對(duì)應(yīng)感測(cè)信號(hào)線Ls之?dāng)?shù)量是設(shè)計(jì)有10個(gè)開(kāi)關(guān)121。于是，若第二切換單元12是以每次導(dǎo)通5個(gè)開(kāi)關(guān)121來(lái)運(yùn)作的話，則可分兩次來(lái)導(dǎo)通所有的10個(gè)開(kāi)關(guān)121。換句話說(shuō)，就每條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld而言，將會(huì)對(duì)應(yīng)有兩個(gè)電位信號(hào)。當(dāng)然，若第二切換單元12是以每次導(dǎo)通10個(gè)開(kāi)關(guān)121來(lái)運(yùn)作的話，則僅需執(zhí)行一次即可導(dǎo)通所有的10個(gè)開(kāi)關(guān)121，于是就每條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld而言,將只會(huì)對(duì)應(yīng)有一個(gè)電位信號(hào)。由上述第一掃描階段的運(yùn)作情況看來(lái)，當(dāng)?shù)谝粧呙桦A段完成之后，感測(cè)電路13便能產(chǎn)生所有驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld各自所對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)電位信號(hào)，并分別儲(chǔ)存于記憶單元。由此可知，本發(fā)明第一掃描階段所記錄的至少一個(gè)電位信號(hào)是屬于驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld的線(line)電位信號(hào)，可用來(lái)判斷所有驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld中的哪幾條受到觸碰，也就是可以在第一掃描階段下判斷出路線觸控位置。接下來(lái)，當(dāng)核心處理單元15控制運(yùn)作于第二掃描階段時(shí)，第一切換單元11每切換傳輸脈波信號(hào)給一指定的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線LD，第二切換單元12便是以每次導(dǎo)通一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)依序?qū)ㄋ虚_(kāi)關(guān)121。如此一來(lái)，針對(duì)目前接收到第一切換單元11所輸出之信號(hào)的指定的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線LD，在依序?qū)ㄋ虚_(kāi)關(guān)121之后，感測(cè)電路13即可產(chǎn)生該條指定的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld上所有耦合點(diǎn)101各自所對(duì)應(yīng)的一個(gè)電位信號(hào)。因此，本發(fā)明第二掃描階段所記錄的各個(gè)電位信號(hào)是屬于點(diǎn)電位信號(hào)，可用來(lái)判斷出目前指定的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld中的那幾個(gè)耦合點(diǎn)101受到觸碰，也就是可以在第二掃描階段下，進(jìn)一步針對(duì)前述偵測(cè)到的路線觸控制位置來(lái)進(jìn)一步判斷出實(shí)際的觸碰位置。附帶說(shuō)明的是，如電容式觸控感測(cè)裝置I的系統(tǒng)是通過(guò)比較觸碰前及觸碰后的電位信號(hào)來(lái)判斷出在一觸控面板上的觸碰位置。換句話說(shuō)，電容式觸控感測(cè)裝置I在開(kāi)始運(yùn)作時(shí)是會(huì)先進(jìn)入一初始化時(shí)程來(lái)預(yù)先記錄一電位基準(zhǔn)值，之后才再基于前述內(nèi)容所揭露的比較方式來(lái)掃描感測(cè)以及判斷出觸碰點(diǎn)。對(duì)此，核心處理單元15不管在控制掃描程序進(jìn)入初始化時(shí)程或掃描感測(cè)時(shí)程時(shí)，也就都會(huì)劃分為第一掃描階段及第二掃描階段。如此說(shuō)來(lái)，前述第二掃描階段中所提到的指定的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線LD，在不同時(shí)程中的定義如下I、在初始化時(shí)程中，由于所有驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld上的所有耦合點(diǎn)101都需要記錄對(duì)應(yīng)的電位信號(hào)，以作為電位基準(zhǔn)值。因此，該指定的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld是指所有的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld，并且所有的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld將依序或依規(guī)則來(lái)接受脈波信號(hào)。2、在掃描感測(cè)時(shí)程中，核心處理單元15是將觸控感測(cè)時(shí)程的第一掃描階段所記 錄的線電位信號(hào)比較初始化時(shí)程的第一掃描階段所記錄的線電位信號(hào)，以對(duì)所有驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld產(chǎn)生判斷結(jié)果。因此，該指定的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld是指線電位信號(hào)有改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線LD。換句話說(shuō)，該指定的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld可以就是受觸碰的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld。最后，進(jìn)一步針對(duì)本實(shí)施例的積分器131之架構(gòu)來(lái)說(shuō)明。積分器131包括一積分組件Al、一第一積分電容Cl、一第二積分電容C2及一開(kāi)關(guān)單兀S。其中,第一積分電容Cl設(shè)置于積分組件Al的回授路徑，用來(lái)作為儲(chǔ)存電荷電壓的主電容。第二積分電容C2并接于第一積分電容Cl,用來(lái)作為儲(chǔ)存電荷電壓的擴(kuò)充電容。開(kāi)關(guān)單兀S是串接于第二積分電容C2，用來(lái)控制第二積分電容C2的運(yùn)作。如此一來(lái)，在第一掃描階段，由于第二切換單元12每次是導(dǎo)通至少二個(gè)開(kāi)關(guān)，積分組件Al會(huì)需要較大的電容來(lái)儲(chǔ)存至少二條感測(cè)信號(hào)線Ls所耦合感應(yīng)出的電荷電壓，因此開(kāi)關(guān)單元S在第一掃描階段是導(dǎo)通來(lái)讓第二積分電容C2進(jìn)行運(yùn)作。在第二掃描階段，由于第二切換單元12每次僅是導(dǎo)通一個(gè)開(kāi)關(guān)，積分組件Al所需儲(chǔ)存的電荷電壓較小，因此開(kāi)關(guān)單元S在第二掃描階段是斷開(kāi)來(lái)讓第二積分電容C2停止運(yùn)作。當(dāng)然，在實(shí)際設(shè)計(jì)上，若不考慮單一較大電容會(huì)占用較大的空間，并且導(dǎo)致放電時(shí)間較長(zhǎng)等因素的話。積分器131可直接采用一個(gè)具較大電容值的第一積分電容Cl來(lái)設(shè)計(jì)即可；此外，在選擇第一積分電容Cl與第二積分電容C2的規(guī)格上，則是依據(jù)實(shí)際在第一掃描階段中，控制每次導(dǎo)通之開(kāi)關(guān)的數(shù)量來(lái)決定。本實(shí)施例并無(wú)加以限制。最后附帶說(shuō)明的是，前述的第一切換單元11、第二切換單元12、感測(cè)電路13、驅(qū)動(dòng)電路14及核心處理單元15在實(shí)際設(shè)計(jì)上可以整合為單芯片系統(tǒng)。此外，所屬技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識(shí)者可以了解，在感測(cè)電路13中更可進(jìn)一步設(shè)計(jì)有如濾波器(圖未示)的外圍電路，以增加感測(cè)的靈敏度及精確度，在此也非為本發(fā)明所限制。請(qǐng)依據(jù)圖2的架構(gòu)來(lái)一并參考圖3，為本發(fā)明電容式觸控感測(cè)裝置的掃描方法實(shí)施例流程圖。如圖3所示，本實(shí)施例所提供的掃描方法之步驟包括首先，電容式觸控感測(cè)裝置I運(yùn)作于一第一掃描階段，以依序傳輸一脈波信號(hào)給所有驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld(S301)。當(dāng)任一驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld接收到脈波信號(hào)時(shí)，以每次感測(cè)至少二個(gè)耦合點(diǎn)來(lái)依序感測(cè)該目前接收脈波信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld上的所有耦合點(diǎn)101(S303)，并且每次在步驟(S303)執(zhí)行之后，力口以?xún)?chǔ)存該至少二個(gè)耦合點(diǎn)101各自所耦合的電荷電壓之總和(S305)，并進(jìn)而產(chǎn)生該目前接收脈波信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld的一對(duì)應(yīng)信號(hào)(S307)。接下來(lái)，判斷該目前接收脈波信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld上的所有耦合點(diǎn)101是否都已感測(cè)完畢(S309)。若步驟(S309)的判斷結(jié)果為否，則重復(fù)執(zhí)行步驟(S303)至步驟(S309)，直到步驟(S309)的判斷結(jié)果為是時(shí)，表示已完成該目前接收脈波信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld的第一掃描階段之掃描，并且也已產(chǎn)生該接收脈波信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld的至少一個(gè)對(duì)應(yīng)信號(hào)。緊接著，便再進(jìn)一步判斷脈波信號(hào)是否已依序傳輸給所有驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld(S311)。若步驟(S311)的判斷結(jié)果為否，則重復(fù)執(zhí)行步驟(S301)及其爾后的步驟，直到步驟(S311)的判斷結(jié)果為是，表示所有驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld皆已完成第一掃描階段之掃描。藉此，根據(jù)所有驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld的對(duì)應(yīng)信號(hào)即可判斷是否有至少一驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld的電容值產(chǎn)生改變。在步驟(S311)之后，電容式觸控感測(cè)裝置I運(yùn)作于一第二掃描階段，以再依序傳輸脈波信號(hào)給所偵測(cè)到電容值改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld(S313)。當(dāng)任一電容值改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld接收到脈波信號(hào)時(shí)，便開(kāi)始以每次感測(cè)一個(gè)耦合點(diǎn)來(lái)依序感測(cè)該所偵測(cè)到電容值改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld上所有的耦合點(diǎn)101(S315)。此外，每感測(cè)完一個(gè)耦合點(diǎn)101，便加以?xún)?chǔ)存該所掃描的耦合點(diǎn)101所耦合的電荷電壓(S317)，并且產(chǎn)生該所掃描的耦合點(diǎn)101的一對(duì)應(yīng)信號(hào)(S319)。接著，判斷目前該驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld上的所有耦合點(diǎn)101是否都已感測(cè)完畢(S321)。若步驟(S321)的判斷結(jié)果為否，則重復(fù)執(zhí)行步驟(S315)至步驟(S321)，直到步驟(S321)的判斷結(jié)果為是，表示目前該驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld已完成第二掃描階段之掃描，并且也已產(chǎn)生目前該驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld上各個(gè)耦合點(diǎn)101的對(duì)應(yīng)信號(hào)。 此外，在步驟(S321)的判斷結(jié)果為是之后，進(jìn)一步再進(jìn)行判斷脈波信號(hào)是否已依序傳輸給所有所偵測(cè)到電容值改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld (S323)。若步驟(S323)的判斷結(jié)果為否，則重復(fù)執(zhí)行步驟(S313)及其爾后的步驟，直到步驟(S323)的判斷結(jié)果為是，表示所有所偵測(cè)到電容值改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld皆已完成第二掃描階段之掃描。藉此，根據(jù)耦合點(diǎn)101的對(duì)應(yīng)信號(hào)即可判斷該些偵測(cè)到電容值改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld上是否有至少一耦合點(diǎn)101的電容值產(chǎn)生改變。上述實(shí)施例所述的掃描方法是描述執(zhí)行一次掃描程序之周期所執(zhí)行的步驟。實(shí)際在整個(gè)電容式觸控感測(cè)裝置I的完整運(yùn)作上，將會(huì)不斷地重復(fù)執(zhí)行本實(shí)施例所提供的掃描方法，并且電容式觸控感測(cè)裝置I再搭配感測(cè)判讀方法即可完成實(shí)際觸碰點(diǎn)之坐標(biāo)位置的判斷。最后，實(shí)際利用一數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明本發(fā)明所能提升的掃描速度。對(duì)此，請(qǐng)一并參考圖4，為本發(fā)明之觸碰點(diǎn)于電極陣列上的涵蓋范圍實(shí)施例示意圖。其中，本實(shí)施例所提供的電極陣列10包含有驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld共128條、感測(cè)信號(hào)線Ls共64條，從而形成128*64的電極陣列10。并且在本實(shí)施例中，每一驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld與每一感測(cè)信號(hào)線Ls的交叉處即如圖2所示的耦合點(diǎn)101之架構(gòu)，在此就無(wú)另外再加以細(xì)部繪制。假設(shè)電極陣列10中的每個(gè)耦合點(diǎn)101 (等效電容)所需的感測(cè)時(shí)間為t，并且本實(shí)施例是舉例同時(shí)有10個(gè)觸碰點(diǎn)P形成于驅(qū)動(dòng)信號(hào)線端互不重疊的位置，而每個(gè)觸碰點(diǎn)P在電極陣列10上所會(huì)影響的范圍為3*3(共9個(gè)耦合點(diǎn)101)。此外，在電容式觸控感測(cè)裝置I運(yùn)行在第一掃描階段，并且任一條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld接收脈波信號(hào)時(shí)，本實(shí)施例是假設(shè)第二切換單元12是以每次導(dǎo)通全部的64個(gè)開(kāi)關(guān)121，如此電容式觸控感測(cè)裝置I是以每次感測(cè)64個(gè)耦合點(diǎn)的方式來(lái)掃描目前的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線LD。
如此一來(lái)，本實(shí)施例所需的計(jì)算時(shí)間如下在第一掃描階段，針對(duì)每一條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld，由于每次是以同時(shí)感測(cè)64個(gè)耦合點(diǎn)來(lái)進(jìn)行一次掃描，因此掃描全部128條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld共需花費(fèi)的時(shí)間為128*t = 128t 時(shí)間(I)其中，由于本實(shí)施例是假設(shè)形成有10個(gè)觸碰點(diǎn)P，并且每個(gè)觸碰點(diǎn)P的影響范圍為3*3，因此總共會(huì)有30條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld因觸碰前后的電位信號(hào)被判斷為有差異而受影響。然而在實(shí)際設(shè)計(jì)上，僅會(huì)進(jìn)一步將每一觸碰點(diǎn)P所涵蓋到的一主影響之驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ldi設(shè)定為指定的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線。其中，主影響之驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ldi是代表受影響最劇的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld(通常每一觸碰點(diǎn)P所涵蓋的三條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld中的中間那條即是主影響之驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ldi)。因此，在第一掃描階段完成后，會(huì)有10條主影響之驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ldi進(jìn)入第二掃描階段。
在第二掃描階段，針對(duì)每一條主影響之驅(qū)動(dòng)信號(hào)線LD1，由于每次是以感測(cè)一個(gè)耦合點(diǎn)來(lái)進(jìn)行掃描，共要進(jìn)行64次的感測(cè)。因此掃描完全部10條主影響之驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ldi所需花費(fèi)的時(shí)間為10*64*t = 640t 時(shí)間(2)其中，在第二掃描階段之后，即可明確地判斷出每一條主影響之驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ldi的哪3個(gè)耦合點(diǎn)101因觸碰前后的電位信號(hào)被判斷為有差異而受影響。此外，為了增加感測(cè)上的精確度，針對(duì)前述其余的20條受影響的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線(每個(gè)觸碰點(diǎn)P除了主影響之驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ldi之外的另外2條次影響之驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ld2)，可以進(jìn)一步進(jìn)行一局部掃描，以依據(jù)在每個(gè)觸碰點(diǎn)P的主影響之驅(qū)動(dòng)信號(hào)線Ldi的3個(gè)受影響之耦合點(diǎn)101，來(lái)對(duì)應(yīng)掃描該觸碰點(diǎn)P的2條次影響之驅(qū)動(dòng)信號(hào)線LD2。此局部掃描所需花費(fèi)的時(shí)間為20*3*t = 60t 時(shí)間(3)于是，總合上述的時(shí)間(I)至(3)的數(shù)據(jù)之后，可知本實(shí)施例執(zhí)行一次掃描程序之周期所需花費(fèi)的時(shí)間128t+640t+60t = 828t 時(shí)間(4)反觀，若是以一次一個(gè)稱(chēng)合點(diǎn)之掃描的方式來(lái)掃描128*64之電極陣列10的話,貝Ij掃描整個(gè)電極陣列10來(lái)感測(cè)出全部10個(gè)觸碰點(diǎn)P的坐標(biāo)位置，其所需花費(fèi)的時(shí)間為128*64*t = 8192t 時(shí)間(5)由比較時(shí)間⑷及時(shí)間(5)之?dāng)?shù)據(jù)看來(lái)，本發(fā)明得以大幅地降低電容式觸控感測(cè)裝置I的掃描時(shí)間。綜上所述，本發(fā)明所提供的電容式觸控感測(cè)裝置通過(guò)硬件線路的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)及改良，并且搭配掃描程序的控制，即可降低掃描感測(cè)時(shí)間，進(jìn)而有效提升整體感測(cè)效能。惟，以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例之詳細(xì)說(shuō)明及圖式而已，并非用以限制本發(fā)明，本發(fā)明之所有范圍應(yīng)以下述之申請(qǐng)專(zhuān)利范圍為準(zhǔn)，任何熟悉該項(xiàng)技藝者在本發(fā)明之領(lǐng)域內(nèi)，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案所界定之專(zhuān)利范圍。
權(quán)利要求
1.ー種觸控感測(cè)裝置，其特征在于，包括 電極陣列，包含驅(qū)動(dòng)信號(hào)線及感測(cè)信號(hào)線； 第一切換單元，電性連接所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)線； 第二切換單元，電性連接所述感測(cè)信號(hào)線； 感測(cè)電路，電性連接所述第二切換單元； 核心處理單元，與所述第一切換單元、第二切換單元及感測(cè)電路電性連接，所述核心處理單元控制所述第一切換單元和第二切換單元在掃描各條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線時(shí)同時(shí)導(dǎo)通兩條以上感測(cè)信號(hào)線，并通過(guò)所述感測(cè)電路判斷各條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線的電容值是否改變，在驅(qū)動(dòng)信號(hào)線的電容值改變時(shí)感測(cè)電容值改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線上所有的耦合點(diǎn)并將電容值改變的耦合點(diǎn)作為實(shí)際的觸碰位置。
2.如權(quán)利要求I所述的觸控感測(cè)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)線及感測(cè)信號(hào)線均為兩條以上，并且所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)線與感測(cè)信號(hào)線交叉形成所述耦合點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求I所述的觸控感測(cè)裝置，其特征在于，所述核心處理單元控制所述第一切換單元和第二切換單元在掃描各條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線時(shí)同時(shí)導(dǎo)通兩條以上感測(cè)信號(hào)線，并通過(guò)所述感測(cè)電路判斷各條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線的電容值是否改變?yōu)榈谝粧呙桦A段；在驅(qū)動(dòng)信號(hào)線的電容值改變時(shí)感測(cè)電容值改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線上所有的耦合點(diǎn)為在第二掃描階段；所述的感測(cè)電路在該第一掃描階段完 成后，產(chǎn)生每ー驅(qū)動(dòng)信號(hào)線的至少ー個(gè)對(duì)應(yīng)信號(hào)，并且在該第二掃描階段完成后，產(chǎn)生該偵測(cè)到電容值改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線上每ー耦合點(diǎn)的對(duì)應(yīng)信號(hào)。
4.如權(quán)利要求I所述的觸控感測(cè)裝置，其特征在于，所述的觸控感測(cè)裝置為電容式觸控感測(cè)裝置。
5.如權(quán)利要求3所述的觸控感測(cè)裝置，其特征在于，所述第二切換單元包含兩個(gè)以上開(kāi)關(guān)，每ー開(kāi)關(guān)的一端電性連接對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)線，并且每ー開(kāi)關(guān)的另一端電性連接于ー共接點(diǎn)，所述感測(cè)電路電性連接所述共接點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求5所述的觸控感測(cè)裝置，其特征在于，所述的感測(cè)電路包含 積分器，電性連接該共接點(diǎn)，用來(lái)接收該對(duì)應(yīng)導(dǎo)通之開(kāi)關(guān)所電性連接之感測(cè)信號(hào)線所耦合感應(yīng)出的電荷電壓。
7.如權(quán)利要求6所述的觸控感測(cè)裝置，其特征在于，所述的積分器進(jìn)ー步包含 積分組件； 第一積分電容，設(shè)置于該積分組件的回授路徑，作為儲(chǔ)存該電荷電壓的主電容； 第二積分電容，并接于該第一積分電容，作為儲(chǔ)存該電荷電壓的擴(kuò)充電容；及 開(kāi)關(guān)單元，串接于該第二積分電容，用來(lái)控制該第二積分電容的運(yùn)作。
8.如權(quán)利要求7所述的觸控感測(cè)裝置，其特征在于，在該第一掃描階段，該開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通來(lái)讓該第二積分電容運(yùn)作，并且在該第二掃描階段，該開(kāi)關(guān)単元斷開(kāi)來(lái)讓該第二積分電容停止運(yùn)作。
9.如權(quán)利要求6至8中任意一項(xiàng)所述的觸控感測(cè)裝置，其特征在于，所述的感測(cè)電路進(jìn)ー步包含 放大器，電性連接該積分器的輸出端，用來(lái)放大該積分器所輸出的一波形信號(hào) '及 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，電性連接該放大器的輸出端，用來(lái)將該放大后的波形信號(hào)進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)數(shù)字之轉(zhuǎn)換。
10.如權(quán)利要求3所述的觸控感測(cè)裝置，其特征在干，進(jìn)ー步包含 驅(qū)動(dòng)電路，電性連接該第一切換單元。
11.如權(quán)利要求3所述的觸控感測(cè)裝置，其特征在于，該核心處理單元還用于執(zhí)行比較觸碰前及觸碰后的電位信號(hào)的比較運(yùn)算。
12.ー種觸控感測(cè)裝置的掃描方法，其特征在于，包括 在掃描各條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線時(shí)同時(shí)導(dǎo)通兩條以上感測(cè)信號(hào)線； 判斷各條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線的電容值是否改變； 感測(cè)電容值改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線上所有的耦合點(diǎn)； 將電容值改變的耦合點(diǎn)作為實(shí)際的觸碰位置。
13.如權(quán)利要求12所述的觸控感測(cè)裝置的掃描方法，其特征在于，同時(shí)導(dǎo)通兩條以上感測(cè)信號(hào)線時(shí)產(chǎn)生每ー驅(qū)動(dòng)信號(hào)線的至少ー對(duì)應(yīng)信號(hào)。
14.如權(quán)利要求12所述的觸控感測(cè)裝置的掃描方法，其特征在干，以每次感測(cè)ー個(gè)耦合點(diǎn)來(lái)感測(cè)該所偵測(cè)到電容值改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線上的所有耦合點(diǎn)；及 產(chǎn)生該所偵測(cè)到電容值改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線上各個(gè)耦合點(diǎn)的對(duì)應(yīng)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電容式觸控感測(cè)裝置及其掃描方法，將一電極陣列的掃描程序劃分為兩個(gè)階段，先是進(jìn)行廣泛掃描，以判斷出電極陣列中是否有至少一驅(qū)動(dòng)信號(hào)線的電位信號(hào)改變；之后才再進(jìn)行細(xì)部掃描，以?xún)H僅針對(duì)電位信號(hào)改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線來(lái)判斷其上每一耦合點(diǎn)的電位信號(hào)是否有改變。藉此，以達(dá)到提升電容式觸控感測(cè)裝置的感測(cè)效能的目的。
文檔編號(hào)G06F3/044GK102693052SQ20111016092
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月21日
發(fā)明者張慶陽(yáng) 申請(qǐng)人:宸鴻光電科技股份有限公司