專利名稱：為電容式觸摸屏降低消耗功率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電容式觸摸屏的掃描方法，特別涉及一種為電容式觸摸屏降低消耗功率的掃描方法。
背景技術(shù)：
觸摸屏已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在電子產(chǎn)品上。觸摸屏提供一種簡單、輕便且低廉的指示裝置。已知的觸摸屏有電阻式、電磁式及電容式三種，電容式觸摸屏被應(yīng)用在例如可上網(wǎng)的公共電話或?qū)в[系統(tǒng)，然而不具手寫輸入功能。電阻式觸摸屏被應(yīng)用在例如個(gè)人數(shù)字助理(PDA)或電子字典，但無法由手指輕觸進(jìn)行輸入。目前的平板電腦及電子書包等，配置有整合手寫辨識與按鍵輸入功能的觸摸屏，是電阻式或電磁式觸摸屏。電阻式觸摸屏在操作時(shí)需施壓點(diǎn)集中，而電磁式觸摸屏則需要配合具有電池的輸入筆進(jìn)行輸入。
就性能及成本而言，電容式觸摸屏顯然超越電阻式及電磁式觸摸屏。電容式觸摸屏的工作原理是利用手指或?qū)w接觸到觸摸屏的瞬間產(chǎn)生一電容效應(yīng)，因而通過電容值的變化確定手指或?qū)w碰觸其面板的位置，因此電容式觸摸屏不必借助消耗電源的輸入筆，并且也不必施壓集中，故使用壽命較長。再者，電容式觸摸屏的組成簡單、元件少、產(chǎn)品有效率高，使得大量生產(chǎn)時(shí)成本較低。
傳統(tǒng)的電容式觸摸屏包括面板具有矩陣式配置的許多掃描線，以及模擬電路及數(shù)字電路連接這些掃描線。由于電容式觸摸屏根據(jù)檢測電容的變化量以確定手指或?qū)w碰觸其面板的位置，因此必須消耗一定的功率。圖1是公知的電容式觸摸屏在掃描操作中工作電流對時(shí)間的波形圖，在一掃描周期Ta內(nèi)，電容式觸摸屏完成所有掃描線的掃描及判別面板被觸碰的位置，模擬及數(shù)字電路因而消耗工作電流Iall。由于不斷地重復(fù)掃描周期Ta的動作，電容式觸摸屏平均的工作電流Iavgl等于Iall。顯然地，如果減少工作電流，便可以降低電容式觸摸屏的消耗功率。
傳統(tǒng)的電容式觸摸屏一般用來提供鼠標(biāo)功能，也可以設(shè)計(jì)成手寫輸入板，但是從未整合鍵盤及手寫輸入等功能。申請人在臺灣專利申請案號第092205217號提出“整合按鍵及手寫功能的電容式觸摸屏”，提供按鍵、手寫輸入及鼠標(biāo)等多種操作模式，該觸摸屏的面板上印制有許多圖案對應(yīng)各種操作模式，包含按鍵圖案是在按鍵輸入模式下模擬一鍵盤。本發(fā)明是該整合型觸摸屏的進(jìn)一步改良，以程序控制的方式降低其功率消耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，在于提出一種為電容式觸摸屏降低消耗功率的方法。
根據(jù)本發(fā)明，一種電容式觸摸屏包括面板具有矩陣式配置的許多掃描線，以及模擬電路及數(shù)字電路連接這些掃描線。該觸摸屏在圖形或手寫輸入模式下，在一掃描周期中的第一時(shí)間內(nèi)完成所有掃描線的掃描，并在隨后的第二時(shí)間內(nèi)關(guān)斷該模擬電路。在按鍵輸入模式下，該觸摸屏在一掃描周期中的第一時(shí)間內(nèi)僅掃描該許多掃描線中對應(yīng)該面板上的按鍵符號的掃描線，并在隨后的第二時(shí)間內(nèi)關(guān)斷該模擬電路。該觸摸屏更包含一周期睡眠模式，在一掃描周期中的第一時(shí)間內(nèi)完成所有掃描線的掃描，并在隨后的第二時(shí)間內(nèi)關(guān)斷該模擬及數(shù)字電路。在各種操作模式下，通過減少工作電流，使得電容式觸摸屏的消耗功率降低。


對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，從以下所作的詳細(xì)敘述配合附圖，本發(fā)明將能夠更清楚地被了解，其上述及其他目的及優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯，其中圖1是公知的電容式觸摸屏在掃描操作中工作電流對時(shí)間的波形圖；圖2是本發(fā)明的電容式觸摸屏的系統(tǒng)方塊圖；圖3是本發(fā)明的電容式觸摸屏在圖形或手寫輸入模式下工作電流對時(shí)間的波形圖；圖4是本發(fā)明的電容式觸摸屏在按鍵輸入模式下工作電流對時(shí)間的波形圖；以及圖5是本發(fā)明的電容式觸摸屏在周期睡眠模式下工作電流對時(shí)間的波形圖。
附圖標(biāo)記說明10 面板12 按鍵符號14 模擬電路16 數(shù)字電路18 控制電路20 軟件程序具體實(shí)施方式
本發(fā)明的電容式觸摸屏的操作模式包括圖形或手寫輸入模式、按鍵輸入模式及周期睡眠模式。圖2是本發(fā)明的電容式觸摸屏的系統(tǒng)方塊圖，其包括面板10，其上設(shè)有對應(yīng)各種按鍵的多個(gè)圖案符號12，掃描線T0～T33以矩陣方式的配置分布在面板10的下方，且連接至模擬電路14及數(shù)字電路16。數(shù)字電路16控制掃描線T0～T33的掃描操作，模擬電路14感應(yīng)面板10被碰觸而引起的電量變化，再由數(shù)字電路16運(yùn)算及判別面板10被碰觸的位置。模擬及數(shù)字電路14及16受控于控制電路18，其控制程序包括來自一軟件程序20的內(nèi)容。觸摸屏的硬件線路可以使用任一公知電路，換言之，不必借助硬件線路的修改，僅利用軟件程序20來控制掃描工作，便可達(dá)到降低消耗功率的目的。軟件程序20可以儲存在任何型態(tài)的合適的存儲器中，例如快閃存儲器及掩模程序只讀存儲器。在各種操作模式下，在不影響掃描及判別動作下，在一掃描周期中選擇性地關(guān)斷模擬電路14以減少其工作電流的消耗時(shí)間，因而降低電容式觸摸屏的消耗功率。進(jìn)一步地，在一掃描周期中僅掃描部分掃描線或選擇性地關(guān)斷數(shù)字電路16，更減少平均的工作電流，因而更降低電容式觸摸屏的消耗功率。
圖3是本發(fā)明的電容式觸摸屏在圖形或手寫輸入模式下工作電流對時(shí)間的波形圖，在一掃描周期Ta內(nèi)，執(zhí)行掃描線T0～T33的掃描及判別，掃描周期Ta被分為時(shí)間Tb及其他剩余的時(shí)間Tc，在時(shí)間Tb內(nèi)完成所有掃描線T0～T33的掃描，因此，在時(shí)間Tb內(nèi)的工作電流為Iall，而在時(shí)間Tc關(guān)斷模擬電路14，工作電流減少至Idigital，即數(shù)字電路16的工作電流。在每個(gè)掃描周期Ta重復(fù)前述動作，因此平均的工作電流為
Iavg2＝((Iall-Idigital)×Tb/Ta)+Idigital(EQ-1)。
圖4是本發(fā)明的電容式觸摸屏在按鍵輸入模式下工作電流對時(shí)間的波形圖。參照圖2，在此模式下只需掃描對應(yīng)各個(gè)按鍵符號12的掃描線T1、T2、T6、T7、T11、T12、T15、T16、T20、T21、T25、T26、T30及T31，便可判別按鍵12是否被碰觸，如此即減少被掃描的掃描線的數(shù)量，因而縮短掃描的總時(shí)間。參照圖4，由于實(shí)際掃描的線數(shù)減少，因此在掃描周期Ta中，在更短的時(shí)間Td內(nèi)便完成掃描工作，在此時(shí)間內(nèi)的工作電流為Iall，然后在時(shí)間Te內(nèi)關(guān)斷模擬電路14，工作電流減少至Idigital。在每個(gè)掃描周期Ta重復(fù)前述動作，因此在按鍵輸入的模式下的平均工作電流為Iavg3＝((Iall-Idigital)×Td/Ta)+Idigital(EQ-2)。
比較圖3及圖4，由于按鍵輸入模式的掃描線數(shù)比圖形或手寫輸入模式的掃描線數(shù)少，按鍵輸入模式的掃描工作所使用的時(shí)間Td比圖形或手寫輸入模式的掃描時(shí)間Tb短，因此，根據(jù)數(shù)學(xué)式EQ-1及EQ-2，平均工作電流Iavg3比Iavg2小。
圖5是本發(fā)明的電容式觸摸屏在周期睡眠模式下工作電流對時(shí)間的波形圖，在此模式下定義一睡眠周期Tf比原來的掃描周期Ta長，作為此模式下的掃描周期。在睡眠周期Tf內(nèi)，執(zhí)行掃描線的掃描時(shí)間為Tb，其工作電流為Iall，在隨后的時(shí)間Th關(guān)斷模擬及數(shù)字電路14及16，工作電流降至Isleep，低于數(shù)字電路16的工作電流Idigital。在每個(gè)睡眠周期Tf重復(fù)前述動作，因此在周期睡眠模式下的平均工作電流為Iavg4＝((Iall-Isleep)×Tb/Tf)+Isleep(EQ-3)。
周期睡眠模式是應(yīng)用在手指或?qū)w有一段時(shí)間不在面板上，即待機(jī)狀態(tài)，而在手指或?qū)w再度觸碰面板10時(shí)，便轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的模式進(jìn)行掃描。在周期睡眠模式下代表手指或?qū)w不會頻繁地觸碰面板10，因此將電容式觸摸屏實(shí)際的掃描周期從圖形或手寫輸入或按鍵輸入模式的掃描周期Ta增加為睡眠周期Tf，根據(jù)數(shù)學(xué)式EQ-1、EQ-2及EQ-3，平均工作電流Iavg4遠(yuǎn)比Iavg2及Iavg3小。
在上述各種模式下通過選擇性地關(guān)斷模擬電路與數(shù)字電路以減少電容式觸摸屏的平均工作電流，因而降低其消耗功率，在不同的模式下更通過減少掃描線數(shù)及選擇性關(guān)斷模擬電路與數(shù)字電路，進(jìn)一步地減少平均工作電流及降低消耗功率，應(yīng)用在例如手機(jī)時(shí)，減少電容式觸摸屏的消耗功率可使手機(jī)的耗電量降低，延長手機(jī)電池的使用時(shí)間。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員從上述實(shí)施例的教導(dǎo)可以輕易地設(shè)計(jì)出其他各種操作模式，降低電容式觸摸屏的消耗功率。由于本發(fā)明利用程序控制的原理改變電容式觸摸屏的掃描工作方式，因此既不必更改硬件線路，又可縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。在性能與成本上兼具優(yōu)勢。
以上對于本發(fā)明的較佳實(shí)施例所作的敘述是為闡明的目的，而無意限定本發(fā)明所精確揭露的形式，基于以上的教導(dǎo)或從本發(fā)明的實(shí)施例學(xué)習(xí)而作修改或變化是可能的，實(shí)施例是為解說本發(fā)明的原理以及讓本領(lǐng)域普通技術(shù)人員以各種實(shí)施例利用本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用上而選擇及敘述，本發(fā)明的技術(shù)思想企圖由以下的權(quán)利要求及其均等來決定。
權(quán)利要求
1.一種為電容式觸摸屏降低消耗功率的方法，該電容式觸摸屏包含面板具有矩陣式配置的許多掃描線連接至模擬電路及數(shù)字電路，被操作于圖形或手寫輸入模式下，該方法包括下列步驟將一掃描周期分為第一及第二時(shí)間；在該第一時(shí)間內(nèi)完成該許多掃描線的掃描；以及在該第二時(shí)間內(nèi)關(guān)斷該模擬電路。
2.一種為電容式觸摸屏降低消耗功率的方法，該電容式觸摸屏包含面板具有矩陣式配置的許多掃描線連接至模擬電路及數(shù)字電路，該面板上設(shè)有表示按鍵的圖案符號對應(yīng)許多掃描線中的一部分掃描線，該觸摸屏被操作于按鍵輸入模式下，該方法包括下列步驟將一掃描周期分為第一及第二時(shí)間；在該第一時(shí)間內(nèi)完成該部分掃描線的掃描；以及在該第二時(shí)間內(nèi)關(guān)斷該模擬電路。
3.一種為電容式觸摸屏降低消耗功率的方法，該電容式觸摸屏包含面板具有矩陣式配置的許多掃描線連接至模擬電路及數(shù)字電路，被操作于周期睡眠模式下，該方法包括下列步驟定義一睡眠周期；將該睡眠周期分為第一及第二時(shí)間；在該第一時(shí)間內(nèi)完成該許多掃描線的掃描；以及在該第二時(shí)間內(nèi)關(guān)斷該模擬及數(shù)字電路。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中該觸摸屏具有一掃描周期，該睡眠周期被選擇大于該掃描周期。
5.一種為電容式觸摸屏降低消耗功率的方法，該電容式觸摸屏包含面板具有矩陣式配置的許多掃描線連接至模擬電路及數(shù)字電路，該方法包括下列步驟將一掃描周期分為第一及第二時(shí)間；在該第一時(shí)間內(nèi)完成該許多掃描線的掃描；以及在該第二時(shí)間內(nèi)關(guān)斷該模擬電路。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，更包括在該第二時(shí)間內(nèi)關(guān)斷該數(shù)字電路。
7.一種為電容式觸摸屏降低消耗功率的方法，該電容式觸摸屏包含面板具有矩陣式配置的許多掃描線連接至模擬電路及數(shù)字電路，該方法包括下列步驟將一掃描周期分為第一及第二時(shí)間；在該第一時(shí)間內(nèi)掃描該許多掃描線中的一部分掃描線；以及在該第二時(shí)間內(nèi)關(guān)斷該模擬電路。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，更包括在該第二時(shí)間內(nèi)關(guān)斷該數(shù)字電路。
全文摘要
一種電容式觸摸屏，包括面板具有矩陣式配置的許多掃描線連接至模擬電路及數(shù)字電路。該觸摸屏在圖形或手寫輸入模式下，在一掃描周期內(nèi)完成掃描該許多掃描線后關(guān)斷該模擬電路，以減少工作電流。該觸摸屏在按鍵輸入模式下，在一掃描周期內(nèi)僅掃描該許多掃描線中對應(yīng)該面板上的按鍵符號的掃描線后，關(guān)斷該模擬電路，以減少工作電流。該觸摸屏在周期睡眠模式下，在一掃描周期內(nèi)完成掃描該許多掃描線后關(guān)斷該模擬及數(shù)字電路，以減少工作電流。利用程序式的控制，在各種模式下減少工作電流，以降低該觸摸屏的消耗功率。
文檔編號G06F1/32GK1595436SQ0315845
公開日2005年3月16日 申請日期2003年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月10日
發(fā)明者葉儀皓, 邱延誠, 簡永烈 申請人:義隆電子股份有限公司