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TW201301105A - 應用於觸控面板之偵測電路及方法 - Google Patents

應用於觸控面板之偵測電路及方法 Download PDF

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TW201301105A
TW201301105A TW100120989A TW100120989A TW201301105A TW 201301105 A TW201301105 A TW 201301105A TW 100120989 A TW100120989 A TW 100120989A TW 100120989 A TW100120989 A TW 100120989A TW 201301105 A TW201301105 A TW 201301105A
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TW
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digital
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TW100120989A
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Inventor
Wei-Fen Lin
Shang-Ping Tang
Original Assignee
Raydium Semiconductor Corp
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Abstract

一種應用於觸控面板之偵測電路包含一逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器和一時序控制裝置。該逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器係設定以偵測一觸控面板之耦合電壓變化以產生一多位元之數位偵測值。該時序控制裝置係設定以控制該逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器於各位元之偵測時間。

Description

應用於觸控面板之偵測電路及方法
本發明係關於觸控面板之偵測電路和方法。
觸控面板(touch panel)係一種電子顯示裝置，其可於一物體觸碰該觸控面板之顯示區域時偵測到該觸控狀態及觸碰位置。藉此，使用者即可在不借助鍵盤或滑鼠的情況下和該觸控面板產生互動，以進一步操控連接至該觸控面板之裝置。由於上述特性，相較於其他人機介面，觸控面板之操作模式顯得更為直覺而貼近人性。
圖1顯示目前常見的電容式觸控面板及其偵測電路之示意圖。如圖1所示，該觸控面板102可切割成複數個觸控區域，並可由橫軸電極X1至X6和縱軸電極Y1至Y6連接至一偵測電路104，而各觸控區域具有各自之感測器。其中，菱形直條狀之觸控區域連接至橫軸之感測器，而菱形點狀之觸控區域連接至縱軸之感測器。該偵測電路104包含一多工器106、一類比至數位轉換器108、一控制暫存器組110和一控制介面112。該多工器106用以切換該等橫軸和縱軸之電極之輸出電壓訊號至該類比至數位轉換器108。該類比至數位轉換器108用以轉換所接收之輸出電壓訊號成數位訊號。該控制暫存器組110係儲存該偵測電路104之各種參數設定，包含設定用以感測之電極、設定用以驅動之電極和該類比至數位轉換器108之放大倍數等。該控制介面112作為和其他裝置之介面，例如微處理器，並可接收控制訊號。
在一般操作下，該等橫軸和縱軸之電極係定期輸出電壓訊號至該偵測電路104。當一物體觸碰該觸控面板102之一觸控區域時，該物體會使得該觸控區域之等效電容升高，而使得連接至該觸控區域之橫軸和縱軸之電極所輸出之電壓訊號產生變化，該偵測電路104即可利用交集該特定橫軸電極和該特定縱軸電極定位出該觸控區域所在位置。
許多常見之應用會使用一逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器(successive approximation register analog-to-digital converter，SAR-ADC)作為該類比至數位轉換器108。逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器之工作原理為以類似二進位搜尋之方式依序自高位元至低位元產生數位偵測值。一般逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器係包含一比較器，其用以比較一待測電壓和該逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器之數位輸出值，以藉以產生下一位元之數值。
然而，如何決定逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器於各位元之偵測時間乃為電路設計和應用上棘手之問題。圖2顯示該偵測電路104針對不同負載時之耦合電壓變化圖。如圖2所示，當負載輕時，觸控區域之電壓可快速地達到驅動電壓VDRV。然而，若負載重時，觸控區域之電壓需較長時間才能達到驅動電壓VDRV。在現今面板尺寸逐漸加大的趨勢下，大尺寸面板即等於重負載，觸控面板之偵測電路勢必需要具有處理重負載之能力。在負載重之情況下，若不待耦合電壓達到穩定即進行數位至類比之轉換，將造成錯誤率上升。若延長偵測時間以使耦合電壓達到穩定，則會造成偵測電路之回報率(reporting rate)下降。
本發明揭示一種應用於觸控面板之偵測電路，包含一逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器和一時序控制裝置。該逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器係設定以偵測一觸控面板之耦合電壓變化以產生一多位元之數位偵測值。該時序控制裝置係設定以控制該逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器於各位元之偵測時間。
本發明揭示一種應用於觸控面板之偵測方法，包含下列步驟：偵測一觸控面板之耦合電壓變化，並產生一多位元之數位偵測值。其中，該數位偵測值係自高位元至低位元依序產生，且該數位偵測值於高位元之偵測時間大於該數位偵測值於低位元之偵測時間。
上文已經概略地敍述本發明之技術特徵，俾使下文之詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本發明之申請專利範圍標的之其它技術特徵將描述於下文。本發明所屬技術領域中具有通常知識者應可瞭解，下文揭示之概念與特定實施例可作為基礎而相當輕易地予以修改或設計其它結構或製程而實現與本發明相同之目的。本發明所屬技術領域中具有通常知識者亦應可瞭解，這類等效的建構並無法脫離後附之申請專利範圍所提出之本發明的精神和範圍。
本發明在此所探討的方向為一種觸控面板之偵測電路和方法。為了能徹底地瞭解本發明，將在下列的描述中提出詳盡的步驟及組成。顯然地，本發明的施行並未限定於本發明技術領域之技藝者所熟習的特殊細節。另一方面，眾所周知的組成或步驟並未描述於細節中，以避免造成本發明不必要之限制。本發明的較佳實施例會詳細描述如下,然而除了這些詳細描述之外，本發明還可以廣泛地施行在其他的實施例中，且本發明的範圍不受限定，其以之後的專利範圍為準。
圖3顯示本發明之一實施例之應用於觸控面板之偵測電路之示意圖。如圖3所示，該偵測電路304連接至一觸控面板302，並包含一多工器306、一逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器308、一控制暫存器組310、一控制介面312和一時序控制裝置314。該觸控面板302可切割成複數個觸控區域，並可由橫軸電極X1至X6和縱軸電極Y1至Y6連接至該偵測電路304，而各觸控區域具有各自之感測器。該多工器306用以切換該等橫軸和縱軸之電極之輸出電壓訊號至該逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器308。該逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器308用以轉換所接收之輸出電壓訊號成多位元之數位偵測值。該時序控制裝置314設定以控制該逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器308於各位元之偵測時間。該控制暫存器組310係儲存該偵測電路304之各種參數設定，包含設定用以感測之電極、設定用以驅動之電極、該逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器308之放大倍數和各位元之偵測時間等。該控制介面312作為和其他裝置之介面，例如微處理器，並可接收控制訊號。
對於該逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器308所輸出之數位偵測值而言，高位元之數值較低位元之數值更具有重要性。換言之，越高位元之類比至數位轉換結果對於該數位偵測值之正確率影響越大。據此，該時序控制裝置314即可控制使得該逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器308於高位元之偵測時間大於低位元之偵測時間，以藉此提高該數位偵測值於高位元之正確率。
在本發明之部分實施例中，該逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器308係根據一時脈訊號於一週期內產生該多位元之數位偵測值之一位元值。圖4顯示該偵測電路304於各訊號之時序圖，其中該數位偵測值包含D8至D0共九位數。如圖4所示，當一啟動訊號輸出一脈衝後，該逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器308即針對所接收之耦合電壓變化自高位元至低位元進行類比至數位之轉換。該時序控制裝置314即增加該時脈訊號對應於高位元時之週期，亦即增加該逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器308之數位偵測值於高位元之偵測時間。據此，該偵測電路304即可大幅增加其數位至類比之轉換正確率，又不會過度降低其回報率。
圖5顯示本發明之一實施例之應用於觸控面板之偵測方法之流程圖，其可應用於圖3之偵測電路304。在步驟501，決定並儲存一多位元之數位偵測值於各位元之偵測時間，並進入步驟502，其中該數位偵測值於高位元之偵測時間大於該數位偵測值於低位元之偵測時間。在步驟502，偵測一觸控面板之耦合電壓變化，並自高位元至低位元依序產生該多位元之數位偵測值。
綜上所述，本發明所提供之觸控面板之偵測電路和方法藉由控制類比至數位轉換過程於各位元之偵測時間以達到提高正確率，同時又不會過度降低回報率。
本發明之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之教示及揭示而作種種不背離本發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。
102．．．觸控面板
104．．．偵測電路
106．．．多工器
108．．．類比至數位轉換器
110．．．控制暫存器組
112．．．控制介面
302．．．觸控面板
304．．．偵測電路
306．．．多工器
308．．．逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器
310．．．控制暫存器組
312．．．控制介面
314．．．時序控制裝置
501~502．．．步驟
圖1顯示目前常見的電容式觸控面板及其偵測電路之示意圖；
圖2顯示一習知偵測電路針對不同負載時之耦合電壓變化圖；
圖3顯示本發明之一實施例之應用於觸控面板之偵測電路之示意圖；
圖4顯示本發明之一實施例之一偵測電路於各訊號之時序圖；以及
圖5顯示本發明之一實施例之應用於觸控面板之偵測方法之流程圖。
302．．．觸控面板
304．．．偵測電路
306．．．多工器
308．．．逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器
310．．．控制暫存器組
312．．．控制介面
314．．．時序控制裝置

Claims (8)

  1. 一種應用於觸控面板之偵測電路，包含：一逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器，設定以偵測一觸控面板之耦合電壓變化以產生一多位元之數位偵測值；以及一時序控制裝置，設定以控制該逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器於各位元之偵測時間。
  2. 根據請求項1之偵測電路，進一步包含一控制暫存器組，其設定以暫存該逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器於各位元之偵測時間。
  3. 根據請求項1之偵測電路，其中該時序控制裝置係設定以控制該逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器於各位元之偵測時間，以使得該逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器於高位元之偵測時間大於低位元之偵測時間。
  4. 根據請求項1之偵測電路，其中該逐次逼近暫存器式類比至數位轉換器係根據一時脈訊號產生該多位元之數位偵測值。
  5. 根據請求項4之偵測電路，其中該時脈訊號之責任週期係由該時序控制裝置所控制。
  6. 一種應用於觸控面板之偵測方法，包含下列步驟：偵測一觸控面板之耦合電壓變化，並產生一多位元之數位偵測值，其中該數位偵測值係自高位元至低位元依序產生，且該數位偵測值於高位元之偵測時間大於該數位偵測值於低位元之偵測時間。
  7. 根據請求項6之偵測方法，進一步包含下列步驟：決定並儲存該數位偵測值於各位元之偵測時間。
  8. 根據請求項6之偵測方法，其中該偵測步驟係根據一時脈訊號依序產生各位元之數位偵測值。
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