TW201308169A - 觸控感測裝置及觸控感測方法 - Google Patents
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Abstract
一種觸控感測裝置,透過導電薄膜感應器對觸控面板進行觸控點感測。導電薄膜感應器包含沿第一方向排列之複數條第一線及沿第二方向排列之複數條第二線。觸控感測裝置包含複數第一接腳、複數第二接腳、驅動/感測控制模組及資料處理模組。第一接腳耦接第一線且第二接腳耦接第二線。於第一時間下,驅動/感測控制模組輸出驅動電壓至第一接腳並自第二接腳接收第一感測訊號。於第二時間下,驅動/感測控制模組輸出驅動電壓至第二接腳並自第一接腳接收第二感測訊號。資料處理模組對第一感測訊號及第二感測訊號進行運算處理以產生觸控點感測結果。
Description
本發明係與液晶顯示器有關;具體而言,本發明係關於一種互感式電容觸控感測裝置及觸控感測方法,能夠同時具有時間上及空間上的濾波抗雜訊功能,並可有效地增加訊號強度,大幅提升觸控點感測時之訊號/雜訊比(Signal/Noise Ratio)。
隨著科技快速發展,薄膜電晶體液晶顯示器(TFT LCD)已逐步取代傳統顯示器,並已廣泛應用於電視、平面顯示器、行動電話、平板電腦以及投影機等各種電子產品上。對於具有觸控功能的薄膜電晶體液晶顯示器而言,觸控感測裝置是其重要的模組之一,其性能之優劣也直接影響液晶顯示器之整體效能。
一般而言,傳統具有互感式電容觸控功能的液晶顯示器包含有顯示面板、導電薄膜感應器(ITO sensor)以及觸控感測裝置。其中,導電薄膜感應器包含有彼此垂直排列的複數條感測線及複數條驅動線,而觸控感測裝置則包含有複數個感測接腳及複數個驅動接腳。該等感測接腳分別耦接該等感測線且該等驅動接腳分別耦接該等驅動線。當觸控感測裝置透過驅動接腳輸出一驅動脈衝至驅動線並於感測線耦合一微小電壓後,觸控感測裝置將會透過感測接腳感測耦合電壓,並根據耦合電壓的大小去判斷導電薄膜感應器是否被觸控。
然而,由於傳統的導電薄膜感應器之驅動端與感測端係各自獨立,亦即導電薄膜感應器之複數條X方向排列的線固定作為感測線且複數條Y方向排列的線固定作為驅動線,抑或複數條X方向排列的線固定作為驅動線且複數條Y方向排列的線固定作為感測線,至於感測時所遭受到的雜訊干擾大多經由觸控感測裝置中之數位濾波器對經過類比數位轉換後的數位訊號進行處理。因此,傳統的觸控感測裝置僅能提供時間軸上的濾波抗雜訊功能,並無法提供空間軸上的濾波抗雜訊功能,導致觸控感測裝置進行觸控點感測時之訊號/雜訊比不佳,連帶影響觸控點感測之準確度。
因此,本發明提出一種電容觸控感測裝置及觸控感測方法,以解決上述問題。
本發明之一範疇在於提供一種觸控感測裝置。於一實施例中,觸控感測裝置係透過導電薄膜感應器對觸控面板進行觸控點感測。導電薄膜感應器包含沿著第一方向排列之複數條第一線以及沿著第二方向排列之複數條第二線。觸控感測裝置包含複數個第一接腳、複數個第二接腳、驅動/感測控制模組及資料處理模組。複數個第一接腳耦接複數條第一線。複數個第二接腳耦接複數條第二線。驅動/感測控制模組耦接複數個第一接腳及複數個第二接腳。驅動/感測控制模組用以於第一時間下輸出驅動電壓至複數個第一接腳以及自複數個第二接腳接收第一感測訊號,並且於第二時間下輸出驅動電壓至複數個第二接腳以及自複數個第一接腳接收第二感測訊號。資料處理模組耦接至驅動/感測控制模組,用以對第一感測訊號及第二感測訊號進行運算處理以得到觸控點感測結果。
於一實施例中,第一方向與第二方向係彼此垂直。
於一實施例中,資料處理模組所進行之運算處理係對第一感測訊號及第二感測訊號之訊號強度進行數值運算,例如疊加、平均、加權等運算。
於一實施例中,第一時間係早於第二時間或第一時間係晚於第二時間。
於一實施例中,於第一時間下,複數個第一接腳係執行驅動功能將驅動電壓輸出至複數條第一線,致使複數條第一線作為驅動線之用,複數個第二接腳係執行感測功能從作為感測線之用的複數條第二線感測到第一感測訊號;於第二時間下,複數個第二接腳係執行驅動功能將驅動電壓輸出至複數條第二線,致使複數條第二線作為驅動線之用,複數個第一接腳係執行感測功能從作為感測線之用的複數條第一線感測到第二感測訊號。
本發明之另一範疇在於提供一種觸控感測方法。於一實施例中,觸控感測方法係透過導電薄膜感應器對觸控面板進行觸控點感測。導電薄膜感應器包含沿著第一方向排列之複數條第一線以及沿著第二方向排列之複數條第二線。觸控感測方法包含下列步驟:於第一時間下,透過複數個第一接腳輸出驅動電壓至複數條第一線以及透過複數個第二接腳自複數條第二線接收第一感測訊號;於第二時間下,透過複數個第二接腳輸出驅動電壓至複數條第二線以及透過複數個第一接腳自複數條第一線接收第一感測訊號;對第一感測訊號及第二感測訊號進行運算處理以得到觸控點感測結果。
於一實施例中,第一方向與第二方向係彼此垂直。
於一實施例中,資料處理模組所進行之運算處理係對第一感測訊號及第二感測訊號之訊號強度進行數值運算,例如疊加、平均、加權等運算。
於一實施例中,第一時間係早於第二時間或第一時間係晚於第二時間。
於一實施例中,於第一時間下,複數個第一接腳係執行驅動功能將驅動電壓輸出至複數條第一線,致使複數條第一線作為驅動線之用,複數個第二接腳係執行感測功能從作為感測線之用的複數條第二線感測到第一感測訊號;於第二時間下,複數個第二接腳係執行驅動功能將驅動電壓輸出至複數條第二線,致使複數條第二線作為驅動線之用,複數個第一接腳係執行感測功能從作為感測線之用的複數條第一線感測到第二感測訊號。
相較於先前技術,根據本發明之觸控感測裝置及觸控感測方法係於不同時間下切換導電薄膜感應器之複數條沿X方向排列的線及複數條沿Y方向排列的線分別作為感測線及驅動線,並將不同時間下所感測到之感測訊號的強度進行數值運算之處理,因此,本發明之觸控感測裝置不僅能提供時間軸上的濾波抗雜訊功能,還能進一步提供空間軸上的濾波抗雜訊功能,使得感測訊號強度增加,故能有效提高本發明之觸控感測裝置進行觸控點感測時的訊號/雜訊比,亦連帶增進觸控點感測之準確度。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
根據本發明之一具體實施例為觸控感測裝置。於此實施例中,該觸控感測裝置可以是互感式電容觸控感測裝置,但不以此為限。本發明之觸控感測裝置係於不同時間下切換導電薄膜感應器之複數條沿X方向排列的線及複數條沿Y方向排列的線分別作為感測線及驅動線,並將不同時間下所感測到之感測訊號的強度進行疊加或平均之處理,故能夠同時具有時間上及空間上的濾波抗雜訊功能,並可有效地增加訊號強度,以大幅提升觸控點感測時之訊號/雜訊比。
請參照圖1,圖1係繪示本發明之觸控感測裝置10透過導電薄膜感應器14於第一時間下對觸控面板12進行觸控點感測之示意圖。如圖1所示,液晶顯示器1包含有觸控感測裝置10、觸控面板12及導電薄膜感應器14。至於觸控面板12一般是貼合在導電薄膜感應器14下,但不以此為限。觸控感測裝置10包含有(m+1)個第一接腳P10~P1m、(n+1)個第二接腳P20~P2m、驅動/感測控制模組100、資料處理模組102、類比/數位轉換模組104及邏輯控制模組106。
其中,邏輯控制模組106耦接至驅動/感測控制模組100及資料處理模組102;驅動/感測控制模組100耦接至(m+1)個第一接腳P10~P1m、(n+1)個第二接腳P20~P2m及資料處理模組102;資料處理模組102耦接至類比/數位轉換模組104;類比/數位轉換模組104耦接至邏輯控制模組106。至於CD係代表該(m+1)個第一接腳P10~P1m與接地端之間的電容值;CS係代表該(n+1)個第二接腳P20~P2m與接地端之間的電容值;CM係代表該(m+1)個第一接腳P10~P1m與該(n+1)個第二接腳P20~P2m之間的電容值。
如圖1所示,導電薄膜感應器14包含有互相垂直分布的(m+1)條第一線140及(n+1)條第二線142。於此實施例中,(m+1)條第一線140係沿著X方向平行排列,而(n+1)條第二線142則沿著Y方向平行排列,該(m+1)條第一線140與該(n+1)條第二線142之間總共形成(m+1)(n+1)個交點K00~Kmn,但不以此為限。該(m+1)條第一線140係分別耦接該(m+1)個第一接腳P10~P1m,而該(n+1)條第二線142則係分別耦接該(n+1)個第二接腳P20~P2m,但亦不以此為限。
需說明的是,(m+1)個第一接腳P10~P1m及(n+1)個第二接腳P20~P2m不僅具有單一種功能,而是可視實際需求於不同功能之間進行切換,例如驅動(driving)功能、感測(sensing)功能、接地(ground)功能或浮接(floating)功能,但不以上述功能為限。
於此實施例中,於第一時間下,觸控感測裝置10中之邏輯控制模組106將會輸出第一驅動/感測控制訊號至驅動/感測控制模組100,驅動/感測控制模組100係根據第一驅動/感測控制訊號控制該(m+1)個第一接腳P10~P1m執行驅動功能,分別透過該(m+1)個第一接腳P10~P1m輸出驅動電壓至該(m+1)條第一線140,並且根據第一驅動/感測控制訊號控制該(n+1)個第二接腳P20~P2m執行感測功能,該(n+1)個第二接腳P20~P2m感測該(n+1)條第二線142上的微小耦合電壓並輸出第一感測訊號至驅動/感測控制模組100。
實際上,驅動/感測控制模組100所接收到之第一感測訊號係為類比資料,例如對應於該(m+1)(n+1)個交點K00~Kmn的感測電壓值,但不以此為限。
如圖2所示,假設上述的m=7且n=9,則該8條第一線140與該10條第二線142之間總共形成80個交點K00~K79。圖3係繪示於第一時間下,分別對應於該80個交點K00~K79的第一感測電壓值之一實施例。對照圖2及圖3可知:於第一時間下,對應於交點K11的第一感測電壓值為50mV,為所有第一感測電壓值當中的最大值,代表觸控點TP可能落於交點K11。此外,一般距離觸控點TP愈遠的交點之第一感測電壓值應愈小,但圖3中對應於交點K64、K65及K55相較於鄰近的交點其第一感測電壓值卻異常變高,故有可能為雜訊。
接著,如圖4所示,於第二時間下,觸控感測裝置10中之邏輯控制模組106將會輸出第二驅動/感測控制訊號至驅動/感測控制模組100,驅動/感測控制模組100係根據第二驅動/感測控制訊號控制該(n+1)個第二接腳P20~P2m執行驅動功能,分別透過該(n+1)個第二接腳P20~P2m輸出驅動電壓至該(n+1)條第二線142,並且根據第二驅動/感測控制訊號控制該(m+1)個第一接腳P10~P1m執行感測功能,該(m+1)個第一接腳P10~P1m感測該(m+1)條第一線140上的微小耦合電壓並輸出第二感測訊號至驅動/感測控制模組100。
實際上,驅動/感測控制模組100所接收到之第二感測訊號係為類比資料,例如對應於該(m+1)(n+1)個交點K00~Kmn的感測電壓值,但不以此為限。
同樣地,假設m=7且n=9,圖5係繪示於第二時間下,分別對應於該80個交點K00~K79的第二感測電壓值之一實施例。對照圖2及圖5可知:於第二時間下,對應於交點K11的第一感測電壓值為58mV,為所有第二感測電壓值當中的最大值,代表觸控點TP可能落於交點K11。此外,一般距離觸控點TP愈遠的交點之第二感測電壓值應愈小,但圖5中對應於交點K36、K37及K27相較於鄰近的交點其第二感測電壓值卻異常變高,故有可能為雜訊。
接下來,資料處理模組102將會自驅動/感測控制模組100接收到於第一時間下對應於該80個交點K00~K79的第一感測電壓值以及於第二時間下對應於該80個交點K00~K79的第二感測電壓值,並對該些第一感測電壓值與該些第二感測訊號進行運算處理,以得到分別對應於該80個交點K00~K79的運算後感測電壓值,藉以判斷觸控點TP之位置係落於哪一個交點上。
於實際應用中,資料處理模組102可對該些第一感測電壓值與該些第二感測訊號進行數值運算,例如疊加、平均、加權等運算,以求出分別對應於該80個交點K00~K79的運算後感測電壓值,但不以此為限。
舉例而言,圖6係繪示分別對應於該80個交點K00~K79的疊加感測電壓值。如圖6所示,資料處理模組102係將圖3所示之分別對應於該80個交點K00~K79的第一感測電壓值與圖5所示之分別對應於該80個交點K00~K79的第二感測電壓值相加,以得到圖6所示之分別對應於該80個交點K00~K79的疊加感測電壓值。
需說明的是,經過此一疊加運算處理後,對應於觸控點TP的交點K11之疊加感測電壓值將會顯得更為突出,故觸控感測裝置10更能明確地判斷出觸控點TP之位置係落在交點K11上。此外,圖3中可能出現雜訊的交點K64、K65及K55以及圖5中可能出現雜訊的交點K36、K37及K27由於經過此一疊加運算處理後,相較於鄰近的各交點顯得不像原本那麼突出,亦即觸控感測裝置10除了提供時間軸上的濾波抗雜訊功能,還能進一步提供空間軸上的濾波抗雜訊功能,使得感測訊號之強度相對於雜訊變得更高,故訊號/雜訊比能夠有效提升,亦連帶增進觸控感測裝置10感測觸控點時之準確度。
至於圖7,則係繪示分別對應於該80個交點K00~K79的平均感測電壓值。如圖7所示,資料處理模組102係將圖3所示之分別對應於該80個交點K00~K79的第一感測電壓值與圖5所示之分別對應於該80個交點K00~K79的第二感測電壓值加以平均,以得到圖7所示之分別對應於該80個交點K00~K79的平均感測電壓值。
需說明的是,經過此一平均運算處理後,對應於觸控點TP的交點K11之平均感測電壓值將會顯得更為突出,故觸控感測裝置10更能明確地判斷出觸控點TP之位置係落在交點K11上。此外,圖3中可能出現雜訊的交點K64、K65及K55以及圖5中可能出現雜訊的交點K36、K37及K27由於經過此一平均運算處理後,相較於鄰近的各交點顯得不像原本那麼突出,亦即觸控感測裝置10除了提供時間軸上的濾波抗雜訊功能,還能進一步提供空間軸上的濾波抗雜訊功能,使得感測訊號之強度相對於雜訊變得更高,故訊號/雜訊比能夠有效提升,亦連帶增進觸控感測裝置10感測觸控點時之準確度。
當資料處理模組102求出分別對應於該80個交點K00~K79的運算後感測電壓值後,將會透過類比/數位轉換模組104將該些運算後感測電壓值(類比資料)轉換成數位資料,並將數位資料輸出至邏輯控制模組106。實際上,類比/數位轉換模組104可以是任意形式的類比/數位轉換器,並無特定之限制。
本發明之另一具體實施例範疇為一種觸控感測方法。於此實施例中,觸控感測方法係透過導電薄膜感應器對觸控面板進行觸控點感測。導電薄膜感應器包含沿著第一方向排列之複數條第一線以及沿著第二方向排列之複數條第二線。實際上,第一方向與第二方向係彼此垂直,例如彼此垂直的X方向與Y方向,但不以此為限。
請參照圖8,圖8係繪示此實施例中之觸控感測方法的流程圖。如圖8所示,該觸控感測方法包含下列步驟:於第一時間下,該觸控感測方法執行步驟S10,透過複數個第一接腳輸出驅動電壓至複數條第一線以及透過複數個第二接腳自複數條第二線接收第一感測訊號。實際上,於第一時間下,複數個第一接腳係執行驅動功能將驅動電壓輸出至複數條第一線,致使複數條第一線作為驅動線之用,複數個第二接腳係執行感測功能從作為感測線之用的複數條第二線感測到第一感測訊號。
於第二時間下,該觸控感測方法執行步驟S20,透過複數個第二接腳輸出驅動電壓至複數條第二線以及透過複數個第一接腳自複數條第一線接收第一感測訊號。實際上,於第二時間下,複數個第二接腳係執行驅動功能將驅動電壓輸出至複數條第二線,致使複數條第二線作為驅動線之用,複數個第一接腳係執行感測功能從作為感測線之用的複數條第一線感測到第二感測訊號。
於實際應用中,第一時間與第二時間為相異的兩時間點,也就是說,第一時間係早於第二時間或第一時間係晚於第二時間。
接著,該觸控感測方法執行步驟S30,對該第一感測訊號及該第二感測訊號進行一運算處理以產生一觸控點感測結果。實際上,該運算處理係對第一感測訊號及第二感測訊號之訊號強度進行數值運算,例如疊加、平均、加權等運算,但不以此為限。
相較於先前技術,根據本發明之觸控感測裝置及觸控感測方法係於不同時間下切換導電薄膜感應器之複數條沿X方向排列的線及複數條沿Y方向排列的線分別作為感測線及驅動線,並將不同時間下所感測到之感測訊號的強度進行數值運算之處理,因此,本發明之觸控感測裝置不僅能提供時間軸上的濾波抗雜訊功能,還能進一步提供空間軸上的濾波抗雜訊功能,使得感測訊號強度增加,故能有效提高本發明之觸控感測裝置進行觸控點感測時的訊號/雜訊比,亦連帶增進觸控點感測之準確度。
藉由以上較佳具體實施例之詳述,係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神,而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地,其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
S10~S30...流程步驟
1...液晶顯示器
10...觸控感測裝置
12...觸控面板
14...導電薄膜感應器
P10~P1m...第一接腳
P20~P2n...第二接腳
100...驅動/感測控制模組
102...資料處理模組
104...類比/數位轉換模組
106...邏輯控制模組
140...第一線
142...第二線
K00~Kmn、K00~K79...交點
TP...觸控點
CD...第一接腳P10~P1m與接地端之間的電容值
CS...第二接腳P20~P2n與接地端之間的電容值
CM...第一接腳P10~P1m與第二接腳P20~P2n之間的電容值
圖1係繪示本發明之觸控感測裝置透過導電薄膜感應器於第一時間下對觸控面板進行觸控點感測之示意圖。
圖2係繪示當m=7且n=9時,該8條第一線與該10條第二線之間總共形成80個交點K00~K79之示意圖。
圖3係繪示於第一時間下,分別對應於該80個交點K00~K79的第一感測電壓值之一實施例。
圖4係繪示本發明之觸控感測裝置透過導電薄膜感應器於第二時間下對觸控面板進行觸控點感測之示意圖。
圖5係繪示於第二時間下,分別對應於該80個交點K00~K79的第二感測電壓值之一實施例。
圖6係繪示分別對應於該80個交點K00~K79的疊加感測電壓值。
圖7係繪示分別對應於該80個交點K00~K79的平均感測電壓值。
圖8係繪示本發明之觸控感測方法的流程圖。
S10~S30...流程步驟
Claims (10)
- 一種觸控感測裝置,係透過一導電薄膜感應器對一觸控面板進行觸控點感測,該導電薄膜感應器包含沿著一第一方向排列之複數條第一線以及沿著一第二方向排列之複數條第二線,該觸控感測裝置包含:複數個第一接腳,耦接該複數條第一線;複數個第二接腳,耦接該複數條第二線;一驅動/感測控制模組,耦接該複數個第一接腳及該複數個第二接腳,用以於一第一時間下輸出一驅動電壓至該複數個第一接腳以及自該複數個第二接腳接收一第一感測訊號,並且於一第二時間下輸出該驅動電壓至該複數個第二接腳以及自該複數個第一接腳接收一第二感測訊號;以及一資料處理模組,耦接至該驅動/感測控制模組,用以對該第一感測訊號及該第二感測訊號進行一運算處理以得到一觸控點感測結果。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測裝置,其中該第一方向與該第二方向係彼此垂直。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測裝置,其中該資料處理模組所進行之該運算處理係對該第一感測訊號及該第二感測訊號之訊號強度進行一數值運算,該數值運算係為疊加、平均或加權運算。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測裝置,其中該第一時間係早於該第二時間或該第一時間係晚於該第二時間。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測裝置,其中於該第一時間下,該複數個第一接腳係執行驅動功能將該驅動電壓輸出至該複數條第一線,致使該複數條第一線作為驅動線之用,該複數個第二接腳係執行感測功能從作為感測線之用的該複數條第二線感測到該第一感測訊號;於該第二時間下,該複數個第二接腳係執行驅動功能將該驅動電壓輸出至該複數條第二線,致使該複數條第二線作為驅動線之用,該複數個第一接腳係執行感測功能從作為感測線之用的該複數條第一線感測到該第二感測訊號。
- 一種觸控感測方法,係透過一導電薄膜感應器對一觸控面板進行觸控點感測,該導電薄膜感應器包含沿著一第一方向排列之複數條第一線以及沿著一第二方向排列之複數條第二線,該觸控感測方法包含下列步驟:於一第一時間下,透過複數個第一接腳輸出一驅動電壓至該複數條第一線以及透過複數個第二接腳自該複數條第二線接收一第一感測訊號;於一第二時間下,透過該複數個第二接腳輸出該驅動電壓至該複數條第二線以及透過該複數個第一接腳自該複數條第一線接收一第一感測訊號;以及對該第一感測訊號及該第二感測訊號進行一運算處理以得到一觸控點感測結果。
- 如申請專利範圍第6項所述之觸控感測方法,其中該第一方向與該第二方向係彼此垂直。
- 如申請專利範圍第6項所述之觸控感測方法,其中該運算處理係對該第一感測訊號及該第二感測訊號之訊號強度進行一數值運算,該數值運算係為疊加、平均或加權運算。
- 如申請專利範圍第6項所述之觸控感測方法,其中該第一時間係早於該第二時間或該第一時間係晚於該第二時間。
- 如申請專利範圍第6項所述之觸控感測方法,其中於該第一時間下,該複數個第一接腳係執行驅動功能將該驅動電壓輸出至該複數條第一線,致使該複數條第一線作為驅動線之用,該複數個第二接腳係執行感測功能從作為感測線之用的該複數條第二線感測到該第一感測訊號;於該第二時間下,該複數個第二接腳係執行驅動功能將該驅動電壓輸出至該複數條第二線,致使該複數條第二線作為驅動線之用,該複數個第一接腳係執行感測功能從作為感測線之用的該複數條第一線感測到該第二感測訊號。
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