TWI691885B

TWI691885B - 內嵌式觸控面板感測系統以及用於內嵌式觸控面板感測系統的感測方法

Info

Publication number: TWI691885B
Application number: TW108113341A
Authority: TW
Inventors: 張耀光; 王惠民; 葉人豪
Original assignee: 奇景光電股份有限公司
Priority date: 2019-01-30
Filing date: 2019-04-17
Publication date: 2020-04-21
Also published as: TW202028947A; CN111506210A; US10684724B1

Abstract

本發明提供一種內嵌式觸控面板感測系統，包含複數個感測陣列。每一感測陣列包含：複數個感測器板；一第一多工器，耦接該些感測器板的一第一列以及該些感測器板的一第一行；一第一類比至數位感測器，耦接該第一多工器；一第二多工器，耦接該些感測器板的一第二列以及該些感測器板的一第二行；一第二ADC，耦接該第二多工器；一第三多工器，耦接該些感測器板的一第三列以及該些感測器板的一第三行；一第三ADC，耦接該第三多工器；一第四多工器，耦接該些感測器板的一第四列以及該些感測器板的一第四行；以及一第四 ADC，耦接該第四多工器。

Description

內嵌式觸控面板感測系統以及用於內嵌式觸控面板感測系統的感測方法

本發明係關於觸控面板感測系統，尤指一種內嵌式(in-cell) 觸控面板感測系統以及用於內嵌式觸控面板感測系統的感測方法。

請參考第1圖，該圖繪示一觸控與顯示整合(Touch and Display Driver Integration, TDDI) 晶片中之一習知內嵌式觸控面板(in-cell touch panel)感測系統100的簡化功能方塊圖。內嵌式觸控面板感測系統100包含50組感測陣列200。感測陣列200包含：16感測器板(sensor plates) 211、212、213、214、221、222、223、224、231、232、233、234、241、242、243、244、第一多工器250、第一類比至數位轉換器(analog-to-digital converter, ADC) 252、第二多工器260、第二ADC 262、第三多工器270、第三ADC 272、第四多工器280、以及第四ADC 282。第一多工器250耦接該些感測器板的第一行211、212、213、214。第一ADC 252耦接第一多工器250。第二多工器260耦接該些感測器板的第二行221、222、223、224。第二ADC 262耦接第二多工器 260。第三多工器270耦接該些感測器板的第三行231、232、233、234。第三ADC 272耦接第三多工器270。第四多工器280耦接該些感測器板的的第四行241、242、243、244。第四ADC 282耦接第四多工器280。

請參考第2圖，該圖繪示習知內嵌式觸控面板感測系統100的感測方法的簡化示意圖。當習知內嵌式觸控面板感測系統100進行一位置感測操作時，第一ADC 252、第二ADC 262、第三ADC 272以及第四ADC 282，在第一時槽(time slot)中，分別透過第一多工器250、第二多工器260、第三多工器 270以及第三 ADC 272，掃描感測器板的第四列214、224、234、244。再者，第一ADC 252、第二ADC 262、第三ADC 272以及第四ADC 282，在第二時槽中，掃描感測器板的第三列213、223、233、243。再者，第一ADC 252、第二ADC 262、第三ADC 272以及第四ADC 282，在第三時槽中，掃描感測器板的第二列212、222、232、242。再者，第一ADC 252、第二ADC 262、第三ADC 272以及第四ADC 282，在第四時槽中，掃描感測器板的第一列211、221、231、241。換言之，習知內嵌式觸控面板感測系統100中的每一個ADC僅會在一個時槽中，掃描一個感測器板。因此，習知內嵌式觸控面板感測系統100需要四個時槽，才能以一個感測陣列200中的4個ADC，完成一次位置感測操作。如果一個時槽為200ms，則習知內嵌式觸控面板感測系統100需要耗費800ms來完成一次位置感測操作。如果為了某種特定需求，需要在兩個時槽內，完成一次位置感測操作，根據上述方法，內嵌式觸控面板感測系統100就需要在每個感測陣列中設置8個ADC。如此一來，將會大幅增加硬體成本。

本發明之一目的在於提供一種內嵌式觸控面板感測系統以及應用於內嵌式觸控面板感測系統之感測方法，從而解決上述問題。

本發明的一實施例提供一種內嵌式觸控面板感測系統。該內嵌式觸控面板感測系統包含複數個感測陣列。每一感測陣列包含：複數個感測器板；一第一多工器、一第一ADC、一第二多工器、一第二ADC、一第三多工器、一第三ADC、一第四多工器以及一第四ADC。該第一多工器耦接該些感測器板的一第一列以及該些感測器板的一第一行。該第一ADC耦接該第一多工器。該第二多工器耦接該些感測器板的一第二列以及該些感測器板的一第二行。該第二 ADC耦接該第二多工器。該第三多工器耦接該些感測器板的一第三列以及該些感測器板的一第三行。該第三ADC耦接該第三多工器。該第四多工器耦接該些感測器板的一第四列以及該些感測器板的一第四行。該第四ADC耦接該第四多工器。

本發明之一實施例提供一種用於內嵌式觸控面板感測系統的感測方法。該感測方法包含：利用該第一ADC、該第二ADC、該第三ADC以及該第四ADC，在一第一時槽內，同時掃描該些感測器板的該第一行、該些感測器板的該第二行、該些感測器板的該第三行以及該些感測器板的該第四行；以及利用該第一ADC、該第二ADC、該第三ADC以及該第四ADC，在一第二時槽內，同時掃描該些感測器板的該第一列、該些感測器板的該第二列、該些感測器板的該第三列以及該些感測器板的該第四列，以完成一次位置感測操作。

簡單來說，本發明之內嵌式觸控面板感測系統與相關方法，可以在使用較少量的ADC的狀況下，完成一位置感測操作，或者在使用相同數量的ADC的狀況下，減少完成該位置感測操作所需的時槽數量。因此，本發明亦可減少位置感測操作所需的時間。

在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。

請參考第3圖，該圖繪示本發明之實施例的內嵌式觸控面板感測系統300 的簡化功能方塊圖，其中內嵌式觸控面板感測系統300可以應用在一觸控與顯示整合(Touch and Display Driver Integration, TDDI)晶片中，且內嵌式觸控面板感測系統300可能包含複數個感測陣列400。在本實施例中，內嵌式觸控面板感測系統300包含50組感測陣列400、以及該觸控與顯示整合晶片可用以感測一240Hz的主動式觸控筆，以及120Hz的觸控感測。感測陣列400包含16組感測器板(sensor plates) 411、412、413、414、421、422、423、424、431、432、433、434、441、442、443、 444、一第一多工器(multiplexer) 450、一第一類比至數位轉換器(analog-to-digital converter, ADC) 452、一第二多工器460、一第二ADC 462、一第三多工器470、一第三ADC 472、一第四多工器480以及一第四ADC 482。第一多工器450耦接於感測器板的第一列411、421、431、441以及感測器板的第一行411、412、413、414。第一ADC 452耦接第一多工器450。第二多工器460耦接於感測器板的第二列412、422、432、442以及感測器板的第二行421、422、423、424。第二ADC 462耦接第二多工器460。第三多工器470耦接於感測器板的第三列413、423、433、443以及感測器板的第三行431、432、433、434。第三ADC 472耦接第三多工器470。第四多工器480耦接於感測器板的第四列414、424、434、444以及感測器板的第四行441、442、443、444。第四ADC 482耦接第四多工器 480。請注意，上述實施例的相關說明僅為闡述發明概念之用，而非本發明之限制。例如，感測陣列的數量可能會隨著不同設計需求而有所改變。

請參考第4圖，該圖為本發明之實施例之內嵌式觸控面板感測系統300中之感測程序的簡化示意圖。例如，當內嵌式觸控面板感測系統300進行位置感測操作時，第一ADC 452、第二ADC 462、第三ADC 472以及第四ADC 482，在第一時槽(time slot)中，透過第一多工器450、第二多工器460、第三多工器 470以及第四多工器480，同時掃描感測器板的第一行411、412、413、414、感測器板的第二行421、422、423、424、感測器板的第三行431、432、433、434、感測器板的第四行441、442、443、444。接著，第一ADC 452、第二ADC 462、第三ADC 472以及第四ADC 482，在第二時槽中，透過第一多工器450、第二多工器460、第三多工器 470以及第四多工器480，同時掃描感測器板的第一列411、421、431、441、感測器板的第二列412、422、432、442、感測器板的第三列413、423、433、443以及感測器板的第四列414、424、434、444。換句煥說，內嵌式觸控面板感測系統300中每一個ADC，可以在一個時槽中，同時掃描4個感測器板。亦即，第一ADC 452、第二ADC 462、第三ADC 472以及第四ADC 482，在兩個時槽中，執行X軸感測與Y軸感測，並且對定位點(positioning point)進行內插，以完成一次位置感測操作。

如此一來，本發明可使用較少量的ADC來完成一位置感測操作，或者是使用相同數量的ADC但減少位置感測操作所需要的時槽數量。例如，內嵌式觸控面板感測系統300包含50組感測陣列400，每一感測陣列400又包含16個感測器板，因此，內嵌式觸控面板感測系統300包含800個感測器板。相較於習知技術，本發明僅需要200個ADC就可以完成一次位置感測操作。此外，相對於相知技術，在同樣數量的ADC下，本發明僅需要兩個時槽，就可以完成一次位置感測操作。如果一個時槽長度為200ms，則習知技術需要800ms的時間來完成一次位置感測操作，但本發明僅需要400ms就可完成一次位置感測操作。因此，本發明減少了位置感測操作的時間。

請參考第5圖，該圖繪示了上述實施例的內嵌式觸控面板感測系統300的感測方法的流程圖。請注意，在結果不變的前提下，流程圖中的步驟並不需要與第5圖中繪示的一致，換言之，可以有其他額外的步驟加入，或者是省略特定的步驟。本發明的感測方法包含以下步驟：

步驟500：利用第一ADC、第二ADC、第三ADC與第四ADC，在第一時槽中，同時掃描感測器板的第一行、感測器板的第二行、感測器板的第三行與感測器板的第四行；

步驟510：利用第一ADC、第二ADC、第三ADC與第四ADC，在第二時槽中，同時掃描感測器板的第一列、感測器板的第二列、感測器板的第三列與感測器板的第四列，以完成一次位置感測操作。

簡單來說，本發明之內嵌式觸控面板感測系統與相關方法，可以在使用較少量的ADC的狀況下，完成一位置感測操作，或者在使用相同數量的ADC的狀況下，減少完成該位置感測操作所需的時槽數量。因此，本發明亦可減少位置感測操作所需的時間。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100、300:內嵌式觸控面板感測系統 200、400:感測陣列 250、260、270、280、450、460、470、480:多工器 252、262、272、282、452、462、472、482:類比至數位轉換器 211~214、221~224、231~234、241~244、411~414、421~424、431~434、441~444:感測器板

第1圖為一觸控與顯示整合晶片中之一習知內嵌式觸控面板感測系統的簡化功能方塊圖。第2圖為習知內嵌式觸控面板感測系統之感測方法的簡化功能方塊圖。第3圖為本發明之實施例的內嵌式觸控面板感測系統的簡化功能方塊圖。第4圖為本發明之實施例的內嵌式觸控面板感測系統的感測流程的簡化功能方塊圖。第5圖為本發明之實施例的內嵌式觸控面板感測系統的感測方法的流程圖。

300:內嵌式觸控面板感測系統

400:感測陣列

450、460、470、480:多工器

452、462、472、482:類比至數位轉換器

411~414、421~424、431~434、441~444:感測器板

Claims

一種內嵌式觸控面板(in-cell touch panel)感測系統，包含：複數個感測陣列，每一感測陣列包含：複數個感測器板(sensor plates)；一第一多工器，耦接該些感測器板的一第一列以及該些感測器板的一第一行；一第一類比至數位感測器(analog-to-digital converter, ADC)，耦接該第一多工器；一第二多工器，耦接該些感測器板的一第二列以及該些感測器板的一第二行；一第二ADC，耦接該第二多工器；一第三多工器，耦接該些感測器板的一第三列以及該些感測器板的一第三行；一第三ADC，耦接該第三多工器；一第四多工器，耦接該些感測器板的一第四列以及該些感測器板的一第四行；以及一第四 ADC，耦接該第四多工器。
如請求項1所述的內嵌式觸控面板感測系統，其中該些感測器板的每一列包含有四個感測器板，以及該些感測器板的每一行包含有四個感測器板。
如請求項1所述的內嵌式觸控面板感測系統，其中該第一ADC、該第二ADC、該第三 ADC以及該第四ADC，在一第一時槽中，同時掃描該些感測器板的該第一行、該些感測器板的該第二行、該些感測器板的該第三行以及該些感測器板的該第四行。
如請求項1所述的內嵌式觸控面板感測系統，其中該第一ADC、該第二ADC、該第三 ADC以及該第四ADC，在一第二時槽中，同時掃描該些感測器板的該第一列、該些感測器板的該第二列、該些感測器板的該第三列以及該些感測器板的該第四列。
如請求項1所述的內嵌式觸控面板感測系統，其中該第一ADC、該第二ADC、該第三 ADC以及該第四ADC使用兩個時槽來完成一次位置感測操作。
如請求項1所述的內嵌式觸控面板感測系統係應用於一觸控與顯示整合(Touch and Display Driver Integration, TDDI)晶片中。
如請求項6所述的內嵌式觸控面板感測系統，其中該觸控與顯示整合晶片係用於感測240Hz的主動式觸控筆以及120Hz的觸控感測。
一種用於請求項1所述的內嵌式觸控面板感測系統的感測方法，該感測方法包含：利用該第一ADC、該第二ADC、該第三ADC以及該第四ADC，在一第一時槽內，同時掃描該些感測器板的該第一行、該些感測器板的該第二行、該些感測器板的該第三行以及該些感測器板的該第四行；以及利用該第一ADC、該第二ADC、該第三ADC以及該第四ADC，在一第二時槽內，同時掃描該些感測器板的該第一列、該些感測器板的該第二列、該些感測器板的該第三列以及該些感測器板的該第四列，以完成一次位置感測操作。
如請求項8所述的感測方法係應用於一觸控與顯示整合晶片中。
如請求項9所述的感測方法，其中該觸控與顯示整合晶片係用於感測240Hz的主動式觸控筆以及120Hz的觸控感測。