專利名稱：觸控感測裝置及觸控感測設(shè)備以及其觸控感測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種觸控感測裝置、觸控感測設(shè)備以及其觸控感測方法，且特別是有關(guān)于一種在閑置狀態(tài)和主動狀態(tài)下轉(zhuǎn)變的觸控感測裝置、觸控感測設(shè)備以及其觸控感測方法。
背景技術(shù)：
觸控感測設(shè)備的使用已經(jīng)相當普及，觸控感測設(shè)備依感應(yīng)原理大致可分電阻式、電容式、超音波式、光學(xué)(紅外線)式等。其中，電容式觸控屏幕的材質(zhì)因為使用玻璃貼合，具有透光度較高的特性。此外，電容式觸控感測設(shè)備中的透明導(dǎo)電膜(Indium tin oxide,簡稱為IT0)材質(zhì)也具有較高的耐用性，因此電容式觸控感測設(shè)備的使用也越來越廣泛。簡單來說，電容式觸控感測設(shè)備的工作原理是:利用透明電極與人體之間的靜電結(jié)合所產(chǎn)生的電容變化，從所產(chǎn)生的誘導(dǎo)電流來檢測觸控點的座標(位置)。當使用者的手指碰觸于觸控感測設(shè)備表面時，由于人的皮膚是會導(dǎo)電的，所以使用者的按壓將使透明電極與透明電極之間的互容產(chǎn)生變化。而這些電性的變化在傳送至觸控感測裝置后，觸控感測裝置便可以計算出觸控點的位置資訊。電容式觸控感測設(shè)備取得觸控位置的感應(yīng)方式，可以根據(jù)感應(yīng)電容的種類而區(qū)分為:自容式(Self Capacitance)計算方式，以及互容式(Mutual Capacitance)計算方式。兩者差異為:自容式感測的標的是整條X或Y軸方向電極所產(chǎn)生的電容值變化，而互容式感測的標的則是針對電極與電極之間的電極重迭區(qū)所形成的電容值變化。請參照圖1A，其是一雙層電容式觸控感測設(shè)備利用不同方向的電極間，所形成的互容而感測觸控點位置的示意圖。電容式觸控感測設(shè)備的第一平面與第二平面均設(shè)置了多個透明電極，而兩個平面之間設(shè)有介電層(dielectric layer),用來形成電極間的互容。根據(jù)圖1A所繪示，在第一平面上設(shè)置了十二個沿著水平方向(X方向)延伸而彼此平行的透明電極(XI X12);而第二平面也設(shè)置了八個沿著垂直方向(Y方向)延伸而彼此平行的透明電極(Yl Y8)。其中，水平方向(X方向)的透明電極與垂直方向(Y方向)的透明電極藉由介電層彼此隔絕而未相互接觸。每一個X方向的透明電極與Y方向的透明電極之間，均形成互容Csignal，因此，在第IA圖中，共有12*8 = 96個在電極重迭區(qū)所形成的互容Csignal可以被用來感測觸控點的位置。舉例來說，透明電極Xl與透明電極Yl之間的電極重迭區(qū)為P11，在電極重迭區(qū)Pll上有一個互容。同理，電極重迭區(qū)P22上的互容由透明電極X2與透明電極Y2所形成。請參見圖1B，其是已知技術(shù)以互容方式實現(xiàn)電容式觸控感測設(shè)備時，對于水平方向的驅(qū)動電極依序施以驅(qū)動電壓的波形圖。為了便于說明，此處假設(shè)X方向的透明電極(XI X12)為驅(qū)動電極，根據(jù)觸控感測裝置的控制而依序驅(qū)動。亦即，假設(shè)驅(qū)動電壓為3伏特，則驅(qū)動X方向的透明電極的方式為:分別對各個X1、X2、-X12電極施加3伏特的電壓，當透明電極Xl被驅(qū)動時，其余X方向的透明電極并不會提供驅(qū)動電壓。同理，對于其他驅(qū)動電極而言，當其中一個X方向的透明電極被驅(qū)動時，其余X方向的透明電極便不會被驅(qū)動。另一方面，Y方向的透明電極(Yl Y8)則為感測電極，其用途為感測互容是否發(fā)生變化。簡單來說，在觸控感測設(shè)備并未被按壓時，由感測電極所感測到的電壓電位會與被按壓的時候的電壓電位不同。關(guān)于感測電極所感測到的電壓電位與觸控點、互容之間的關(guān)系可參見圖1C的說明。請參見圖1C，其針對透明電極X1、Yl所形成電極重迭區(qū)上的互容，進行電壓驅(qū)動與電壓感測的示意圖。位于Y方向的感測電極Yl與一個參考電壓Vref分別連接至一個放大器的負向輸入端與正向輸入端。在放大器的負向輸入端與輸出端之間有一個事先選定而已知電容值的回授電容Cfb。在X方向上的驅(qū)動電極Xl與感測電極Yl之間存在著互容Csignal，而互容Csignal的電容值會因為觸控點的存在與否而改變。此外，輸出電壓Vout則可連接至模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(Analog to Digital Converter,簡稱為ADC)來進行電壓的量測。根據(jù)圖1B可以得知，X方向的驅(qū)動電極會在掃描的過程中，輪流被施加一個3伏特的電壓。以電極重迭區(qū)Pll為例，當驅(qū)動電極Xl被驅(qū)動時，若對感測電極Yl進行電壓感測，則Yl的電壓電位將隨著互容Csignal值的變小而改變。因此，對Y方向的感測電極進行電壓量測，便可以判斷觸控是否發(fā)生。發(fā)生觸控操作時,互容Csignal兩端的電壓差會對應(yīng)產(chǎn)生變化。由于回授電容Cfb的大小為已知，可以根據(jù)所量得的輸出電壓Vout、感測電極Vyl的電壓電位(3V)，透過以下的關(guān)系式:AVout=-Vyl* (Csignal/Cfb),而得出互容Csignal的電容變化,進而作為觸控點的位置資訊。請參見圖2A，其是已知技術(shù)以檢測電極間的互容變化作法時，針對觸控感測設(shè)備處于主動模式下操作的示意圖。第一平面上設(shè)置了多個第一方向電極Xl X12、第二平面上設(shè)置了多個第二方向電極Y1-Y8。透明介電層101 (介電層)設(shè)置于第一平面與第二平面間，當觸控點產(chǎn)生時，會在相對應(yīng)的第一方向電極與這些第二方向電極的重迭區(qū)間，產(chǎn)生相對應(yīng)的電性變化，也就是互容的電容值會因為觸控點而改變。為了便于說明起見，此處將被驅(qū)動的透明電極以網(wǎng)底標示出來，其余未被驅(qū)動的透明電極使用白色作為底色。同理，僅有實際用于感測的感測電極會以網(wǎng)底繪示，未用于感測的感測電極則使用白色作為底色。此外，為了區(qū)隔驅(qū)動電極與感測電極，在以下的圖式中，感測電極的網(wǎng)底密度較驅(qū)動電極的網(wǎng)底密度高。根據(jù)已知技術(shù)的作法，當觸控感測設(shè)備處于主動模式時，同樣位于第一平面上的第一方向電極(驅(qū)動電極)會依序并循環(huán)的被驅(qū)動。因此，針對整個觸控面板而言，若要對一個畫面進行完整的掃描時，便會分別對驅(qū)動電極Xl X12提供驅(qū)動電壓，并在驅(qū)動電極X12完成掃描后，重新對驅(qū)動電極Xl進行掃描。請參見圖2B，其是已知技術(shù)采用檢測電極間的互容變化作法時，針對觸控感測設(shè)備處于待機模式(或者閑置模式)下操作的示意圖。因此，此時的觸控感測設(shè)備并不會依序驅(qū)動所有的驅(qū)動電極，也不會對所有的感測電壓進行感測。而是選擇性的根據(jù)感測區(qū)域
11、12、13、14的位置，而對相對應(yīng)的驅(qū)動電極進行電壓驅(qū)動，以及對相對應(yīng)的感測電極進行電壓感測。假設(shè)在待機模式下，觸控感測設(shè)備僅提供使用者四個感測區(qū)域11、12、13、14，當使用者觸控到這四個感測區(qū)域的至少其中一個時，觸控感測設(shè)備才會開始進行后續(xù)的動作。也就是說，只有在感測區(qū)域感測并判斷發(fā)生觸控行為時，觸控感測設(shè)備才會進行模式切換，由待機模式轉(zhuǎn)換至主動模式。以圖2B為例，由于這四個感測區(qū)域分別包含由驅(qū)動電極X2、X5、X8、X11與感測電極Y7、Y8所形成的重迭區(qū)，因此，觸控感測設(shè)備在待機模式下，僅會選擇性的針對穿過感測區(qū)域的四個驅(qū)動電極(X2、X5、X8、X11)進行掃描。根據(jù)前述說明可以得知，在待機模式下，已知技術(shù)仍需要針對觸控區(qū)域的個數(shù)而驅(qū)動相對應(yīng)數(shù)目的驅(qū)動電極。也就是說，需要對四個透明電極(X2、X5、X8、XII)分別提供驅(qū)動電壓，并分別于該電極被驅(qū)動時掃描透明電極Y7，才能判斷觸控是否發(fā)生。此種方式對于待感測區(qū)域較多時，仍然過于耗電而有改善的必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明有關(guān)于一種觸控感測設(shè)備，以控制單元搭配多工器使用，動態(tài)的調(diào)整在觸控面板上的電壓驅(qū)動對象，讓觸控感測設(shè)備的信號品質(zhì)得以提升、功率消耗得以降低，以及降低觸控感測設(shè)備的生產(chǎn)成本。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出一種觸控感測裝置，電連接于一觸控面板，該觸控面板包含多個第一方向電極，設(shè)置于一第一平面；多個第二方向電極，設(shè)置于一第二平面；以及一介電層，設(shè)置于該第一平面與該第二平面間；該觸控感測裝置包含:一多工器，透過這些第一方向電極與這些第二方向電極電性連接于該觸控面板，其選擇性地對這些第一方向電極與這些第二方向電極進行電壓驅(qū)動以及電壓感測；以及一控制單元，電連接于該多工器，用以根據(jù)一操作模式以傳送一控制信號及傳送一驅(qū)動信號至該多工器，以及自該多工器接收一感測信號。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出一種觸控感測設(shè)備，包含:一觸控面板，包含多個電極板；以及一觸控感測裝置，包含:一多工器，電連接于這些電極板，其選擇這些電極板其中之一進行電壓驅(qū)動，并以進行電壓驅(qū)動的該電極板鄰近的電極板進行電壓感測；以及一控制單元，電連接于該多工器，該控制單元根據(jù)時點的不同而控制該多工器的運作。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出一種觸控感測方法，用于一觸控面板，該觸控面板包含多個電極板；該觸控方法包含:于一第一時點透過一多工器選取一第一電極板進行電壓驅(qū)動，并透過該多工器選取相鄰于該第一電極板的多電極板進行電壓感測；以及于一第二時點透過該多工器選取一第二電極板進行電壓驅(qū)動，并透過該多工器選取相鄰于該第二電極板的多電極板進行電壓感測；其中，該第一電極板與該第二電極板位于同一方向。為了對本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下:


圖1A，其是電容式觸控感測設(shè)備利用不同方向的電極間，所形成的互容而感測觸控點位置的示意圖。圖1B，其是已知技術(shù)以互容方式實現(xiàn)電容式觸控感測設(shè)備時，對于水平方向的驅(qū)動電極依序施以驅(qū)動電壓的波形圖。
圖1C，其是針對透明電極X1、Yl所形成電極重迭區(qū)上的互容，進行電壓驅(qū)動與電壓感測的示意圖。圖2A，其是已知技術(shù)以檢測電極間的互容變化作法時，針對觸控感測設(shè)備處于主動模式下操作的示意圖。圖2B，其是已知技術(shù)采用檢測電極間的互容變化作法時，針對觸控感測設(shè)備處于待機模式下操作的示意圖。圖3，其是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)想的第一較佳實施例的觸控感測設(shè)備內(nèi)部架構(gòu)的示意圖。圖4，其是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)想的第一較佳實施例，在觸控感測設(shè)備處于待機模式時，切換驅(qū)動電極、感測電極的示意圖。

圖5A，其是在觸控面板的單一平面上包括互不相接觸的多個電極板的示意圖。圖5B，其是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)想的第二較佳實施例，對于以陣列排列的電極板進行觸控感測的示意圖。圖6A，其是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)想的第二較佳實施例，以九宮格方式框選觸控面板上的各個電極板的示意圖。圖6B 6D，其是根據(jù)圖6A的規(guī)劃方式，在第一時點、第二時點、第三時點下，沿著由左而右的方向，利用九宮格框選電極板的示意圖。主要元件符號說明透明介電層101、211感測區(qū)域ll、12、13、14、21a、21b、21c、21d觸控感測裝置20、30觸控面板21、31控制單元201、301多工器202、302觸控感測設(shè)備23、3具體實施例方式請參見圖3，其是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)想的第一較佳實施例的觸控感測設(shè)備內(nèi)部架構(gòu)的示意圖。根據(jù)此架構(gòu)圖可以看出，觸控感測設(shè)備23包含:觸控感測裝置20與觸控面板21。觸控面板21包含了多個設(shè)置于第一平面的多個第一方向電極，以及多個設(shè)置于第二平面的第二方向電極。觸控感測裝置20包含了控制單元201與多工器202。多工器202透過這些第一方向電極X1、X2、…Xm與這些第二方向電極Yl、Y2、…Yn而電性連接于觸控面板21。多工器202根據(jù)控制單元201的控制，而被用來選擇性地對第一方向電極X1、X2、…Xm與第二方向電極Yl、Y2、…Yn進行電壓驅(qū)動或電壓感測。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，控制單元201會根據(jù)觸控控制流程的需要，而傳送相對應(yīng)的控制信號至多工器202。舉例來說，控制單元201會根據(jù)觸控感測設(shè)備的操作模式的變化，而改變控制信號，進而改變傳送至多工器202的驅(qū)動信號與感測信號被傳送的目標電極。也就是說，多工器202在接收到這些信號后，會再相對應(yīng)的切換第一方向電極X1、X2、…Xm，以及第二方向電極Y1、Y2、…Yn的操作模式。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，控制面板21上所連接的第一方向電極X1、X2、…Xm，以及第二方向電極Y1、Y2、…Yn的功能，并不需要如已知技術(shù)般事先限定。也就是說，以第一方向電極X1、X2、…Xm作為驅(qū)動電極，以第二方向電極Y1、Y2、…Yn作為感測電極；或是以第一方向電極X1、X2、…Xm作為感測電極，以第二方向電極Yl、Y2、…Yn作為驅(qū)動電極。簡單來說，本發(fā)明的構(gòu)想可被歸納為:透過控制單元201與多工器202的使用，以可切換的方式改變驅(qū)動電極與感測電極的配置，并根據(jù)觸控感測裝置23的操作模式而改變各個電極的用途。進而使觸控感測裝置23的功耗降低、成本減少。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)想的第一較佳實施例為:在操作模式下，多工器202選擇以第一方向電極進行電壓驅(qū)動，并選擇以第二方向電極進行電壓感測。也就是以X方向的第一方向電極X1、X2、…Xm作為驅(qū)動電極、以Y方向的第二方向電極Yl、Y2、…Yn作為感測電極。另一方面，當觸控感測裝置23處于待機模式時，多工器202選擇以第一方向電極的至少之一進行電壓感測，并選擇以第二方向電極的至少之一進行電壓驅(qū)動。請參見圖4，其是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)想的第一較佳實施例，在觸控感測裝置處于待機模式時，切換驅(qū)動電極、感測電極的示意圖。為了便于比較，此圖式延續(xù)圖2B的舉例，也就是在待機模式下，提供四個感測區(qū)域21a、21b、21c、21d。當使用者觸控到這四個感測區(qū)域的其中一個時，觸控感測裝置23才會開始進行后續(xù)的動作，進而轉(zhuǎn)換至主動模式。為了更進一步說明此較佳實施例的優(yōu)點，以下搭配圖3所示的元件來說明圖4的架構(gòu)。當觸控感測設(shè)備為主動模式時，控制單元201會對多工器202進行控制，將第一方向電極X1、X2、一X12切換作為驅(qū)動電極使用，并將第二方向電極Yl、Y2、…Y7切換作為感測電極使用。另一方面，當觸控感測設(shè)備處于待機模式時，控制單元201會透過控制信號來對多工器202進行控制，將電極X1、X2、-X12的用途切換為感測電極，并將電極Yl、Y2、…Y7的用途切換為驅(qū)動電極。因此，針對在待機模式下的四個感測區(qū)域21a、21b、21c、21d，依據(jù)本發(fā)明構(gòu)想的第一較佳實施例僅需對第二方向上的電極Y7進行驅(qū)動，并對應(yīng)感測在第一方向上的電極X2、X5、X8、X11的電壓變化即可。也就是說，透過彈性調(diào)整電極用途的作法，讓觸控感測設(shè)備23在待機模式下，以較少數(shù)目的電極來進行掃描。如此一來，驅(qū)動電壓的提供數(shù)目也相對應(yīng)的降低。由此可以看出，此種作法并不會影響主動模式下的觸控感測，但是在待機模式時，僅需針對一個在第二方向上的電極提供驅(qū)動電壓，而能降低在待機模式下所驅(qū)動的電極數(shù)目以及減少掃描次數(shù)。如此一來，此種作法使觸控感測設(shè)備上的掃描速度得以提升，使得信噪比(Signal-to-noise ratio,簡稱為SNR)得以增進?；蛘?，在觸控感測設(shè)備具有相同的信噪比(SNR)時，使用本發(fā)明構(gòu)想的觸控感測設(shè)備可以達到較低的功率消耗。更進一步來說，這樣的設(shè)計讓電極的使用方式可以針對系統(tǒng)的需求而動態(tài)調(diào)整，讓反應(yīng)時間、信號品質(zhì)與功耗得以被最佳化，進而提升觸控感應(yīng)的效能。此種作法的應(yīng)用相當彈性，而可被應(yīng)用在不同種類的透明導(dǎo)電膜，或是不同技術(shù)類型的觸控感測設(shè)備。根據(jù)前述的第一較佳實施例的說明，觸控感測設(shè)備23處于待機模式時，只需要對一個電極(Y7)提供驅(qū)動電壓，而單獨進行一次的掃描，就可以判斷使用者是否欲開始進行觸控操作。反觀已知技術(shù)，卻需要對四個電極(X2、X5、X8、X11)分別提供驅(qū)動電壓，并分別在各該電極被驅(qū)動時掃描電極Y7，才能判斷觸控是否發(fā)生。亦即，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)想而實現(xiàn)的觸控感測設(shè)備23，在同樣的時間內(nèi)，可以取得比已知技術(shù)多四倍的資訊，也讓掃描速度得以提升。
如此一來，觸控感測裝置20對于噪聲的感測能力也相對提升，讓觸控感測裝置20在后續(xù)處理噪聲時，降低噪聲對于訊號的影響，進而在還原控制信號時，降低失真的情形。即便采用與已知技術(shù)相同的掃描速率(scan rate)下，即，維持相同的信噪比(SNR)的前提下，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)想而實現(xiàn)的觸控感測設(shè)備，由于驅(qū)動的電極數(shù)目較少，因此觸控感測裝置20可以利用較為省電的方式驅(qū)動、感測觸控面板21，讓觸控感測設(shè)備23在待機模式下維持較久。承上，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)想的第一個較佳實施例，可以達到提升信噪比(SNR)或降低功率消耗的效果。此處的較佳實施例在觸控面板21上提供一種可以動態(tài)調(diào)整電極的作法，觸控感測裝置20可以根據(jù)觸控感測設(shè)備23的不同操作模式，而彈性的改變感測電極的用途。其中，在主動模式下以第一方向電極Xl、X2、…Xm作為驅(qū)動電極、以第二方向電極Yl、Y2、…Yn作為感測電極；在待機模式下,則以第一方向電極Xl、X2、…Xm作為感測電極、以第二方向電極Y1、Y2、…Yn作為驅(qū)動電極。接著說明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)想的第二較佳實施例，該實施例所示的觸控感測設(shè)備33將觸控感測裝置30運用于包含多個電極板的觸控面板31。這些電極板均位于單一平面上，透過控制單元301以及多工器302來選擇性地控制該些電極板的用途。易言之，這些電極板可以根據(jù)多工器的選擇302而被用來作為驅(qū)動電極或者感測電極。如圖5A所示，觸控面板31的單一平面上包括互不相接觸的多個電極板。舉5X7排列的35個電極板(P11-P75)為例，每個電極板皆有一條信號線連接至多工器302。為了便于說明，此處依據(jù)電極板所在的列數(shù)與行數(shù)予以編號，在第一列第一行的電極板編號為PU，其余類推。根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，控制單元301利用控制信號來控制該些電極板(P11-P75)的用途。需注意的是，在第二較佳實施例中，以陣列方式排列的電極板可被設(shè)置在觸控面板的同一個平面上。如此一來 ，觸控感測設(shè)備在生產(chǎn)時，便可以省去使用透明導(dǎo)電膜所需的成本。此外，觸控感測設(shè)備的觸控面板31也可藉此而提升其透明度。請參見圖5B，其是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)想的第二較佳實施例，以陣列排列的電極板進行觸控感測的示意圖。此處以觸控面板31的左上方的九個電極板，即，在第一列的電極板卩11、？12、？13，在第二列的電極板？21、？22、？23，以及在第三列的電極板P31、P32、P33所形成的九宮格舉例說明。此處以矩形表示九宮格中用來進行電壓驅(qū)動的電極板P22，并以黑色圓點代表其余用來進行電壓感測的電極板？11、？12、？13、？21、？23、？31、？32、？33。根據(jù)圖5B，控制單元201傳送控制信號給多工器202時，將選取電極板P22進行電壓驅(qū)動，并以電極板P11、P12、P13、P21、P23、P31、P32、P33進行電壓感測。由于電極板P22與電極板P11、P12、P13、P21、P23、P31、P32、P33之間分別形成互容Csignal，而可以用來作為觸控是否于電極板P22所在位置發(fā)生的判斷基礎(chǔ)。在這個較佳實施例中，針對形成九宮格的這些電極板中，位于中心點的電極板提供驅(qū)動電壓，而量測與其相鄰的其余電極板上的感測電壓。如此一來，便可以根據(jù)所量得的感測電壓是否發(fā)生變化，而判斷兩兩電極板間的互容Csignal是否發(fā)生改變，進而判斷是否有觸控點在九宮格中心位置的電極板產(chǎn)生。承上所述，在觸控面板上的各個電極板便可以不同方式進行九宮格的框選與組合，透過對這些由九宮格所框選的電極板進行掃描，進而判斷在整個觸控面板31上，是否有觸控發(fā)生。請參見圖6A，其是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)想的第二較佳實施例，以九宮格方式框選觸控面板上的各個電極板的不意圖。此處延續(xù)圖5A的編號，以一個包含8x12個電極板的觸控面板31為例。首先假設(shè)在觸控面板上先圈選位于左上角的九個電極板，接著透過圖6B-6D說明如何循序改變九宮格的圈選方式。以下的說明假設(shè)控制單元是依循著由左而右、由上而下的順序選取電極板。也就是在不同時點針對第二列的電極板分別提供驅(qū)動電壓，并感測這些電極板的周邊各個電極板的電壓；之后再針對第三列的電極板分別提供驅(qū)動電壓，并感測在被驅(qū)動的電極板的周邊各個電極板的電壓，其余亦同。請參見圖6B 6D,其是根據(jù)圖6A的規(guī)劃方式,在第一時點、第二時點、第三時點下，沿著由左而右的方向，循序利用九宮格框選電極板的示意圖。此處假設(shè)第一時點早于第二時點、第二時點早于第三時點。需留意的是，盡管在這些附圖中，將電極板彼此繪示在一起，但這僅是為了說明便利而已，各該電極板實際的排列方式是如圖6A所示，為彼此分開而不相連接的?？剂空f明上的便利，這些附圖僅列出在圖6A中第一至三列的電極板，其中用來進行觸控判斷的電極板以較粗的黑線框選。此外，由黑線框選出的九個電極板中，以網(wǎng)底標示施加驅(qū)動電壓的電極板，同樣位于九宮格內(nèi)部但位于周邊的電極板則用來進行電壓感測。以圖6B-6D是以說明如何選取以九宮格為范圍，輪流掃描在觸控面板上的電極板，因此著重于掃描方式的說明。關(guān)于個別觸控點的感測與判斷方式的詳細說明，可類推前述圖5B的說明，此處不再贅述。在圖6B所代表的第一時點，首先對電極板P22施以驅(qū)動電壓，并量測在電極板P11、P12、P13、P21、P23、P31、P32、P33所代表的感測電壓，據(jù)此判斷電極板P22是否產(chǎn)生觸控點。在圖6C所代表的第二時點，其九宮格的選取包含電極板P13、P14、P15、P23、P24、P25、P33、P34、P36。在這九個電極板中，對電極板P24進行電壓驅(qū)動，并以其他的電極板進行電壓感測。同理，圖6D代表在第三時點時，以九宮格方式選取的電極板，此圖式以電極板P26作為驅(qū)動點，其余操作與圖6B、6C相似而不再詳細說明。根據(jù)圖6B與6C所示，本發(fā)明的觸控感測方法為:在第一時點(圖6B)透過多工器302選取第一電極板P22進行電壓驅(qū)動，并透過多工器選取相鄰于第一電極板的多電極板進行電壓感測；以及在第二時點(圖6C)透過多工器302選取第二電極板P24進行電壓驅(qū)動，并透過多工器選取相鄰于第二電極板的多電極板進行電壓感測。在此觸控感測方法中，第一電極板與第二電極板位于同一方向。第一電極板與第二電極板可以如此較佳實施例所示，彼此間隔一個電極板，或是彼此相鄰。當然，前述在不同時點以九宮格方式選取觸控點的掃描順序并不需要被限制。因此，除了依序以由左而右的方向進行掃描外，其他如:以“之”字型方式掃描、由上而下進行掃描等，都可以作為應(yīng)用時的變化?？偨Y(jié)前述的兩個較佳實施例可以得知，本發(fā)明提供的作法是，讓電極的用途能夠彈性的根據(jù)控制單元201對多工器202的控制而選擇。在前述的兩個較佳實施例中，第一個較佳實施例是以群組方式切換電極的用途，而第二個較佳實施例是動態(tài)的針對電極板重迭區(qū)，動態(tài)的提供驅(qū)動電壓或感測電壓。
其中第一較佳實施例說明了 SNR得以被提升，或是功率消耗得以被降低；第二較佳實施例則進一步說明如何運用本發(fā)明于單一平面的觸控面板，以節(jié)省透明導(dǎo)電膜的使用，讓觸控感測設(shè)備的成本得以降低。也就是說，觸控感測設(shè)備在采用本發(fā)明的構(gòu)想時，無論是觸控品質(zhì)、功率消耗、成本降低等方面，均能獲得改善。綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護范圍當由權(quán)利要求書界定為準。
權(quán)利要求
1.一種觸控感測裝置，電連接于一觸控面板，該觸控面板包含多個第一方向電極，設(shè)置于一第一平面；多個第二方向電極，設(shè)置于一第二平面；以及一介電層，設(shè)置于該第一平面與該第二平面間；該觸控感測裝置包含: 一多工器，透過這些第一方向電極與這些第二方向電極電性連接于該觸控面板，其選擇性地對這些第一方向電極與這些第二方向電極進行電壓驅(qū)動以及電壓感測；以及 一控制單元，電連接于該多工器，用以根據(jù)一操作模式以傳送一控制信號及傳送一驅(qū)動信號至該多工器，以及自該多工器接收一感測信號。
2.如權(quán)利要求1所述的觸控感測裝置，其特征在于，當該操作模式為一主動模式時，該多工器根據(jù)該控制信號選擇以這些第一方向電極進行電壓驅(qū)動，并選擇以這些第二方向電極進行電壓感測；以及當該操作模式為一待機模式時，該多工器根據(jù)該控制信號選擇以這些第一方向電極的至少之一進行電壓感測，并選擇以這些第二方向電極的至少之一進行電壓驅(qū)動。
3.如權(quán)利要求2所述的觸控感測裝置，其特征在于，該驅(qū)動信號用以驅(qū)動經(jīng)該多工器選擇進行電壓驅(qū)動的電極；以及該感測信號用以感測經(jīng)該多工器選擇進行電壓感測的電極。
4.如權(quán)利要求1所述的觸控感測裝置，其特征在于，這些第一方向電極彼此平行、這些第二方向電極彼此平行，且這些第二方向電極垂直于這些第一方向電極。
5.一種觸控感測設(shè)備,包含: 一觸控面板，包含多個電極板；以及 一觸控感測裝置，包含: 一多工器，電連接于這些電極板，其選擇這些電極板其中之一進行電壓驅(qū)動，并以進行電壓驅(qū)動的該電極板鄰近的電極板進行電壓感測；以及 一控制單元，電連接于該多工器，該控制單元根據(jù)時點的不同而控制該多工器的運作。
6.如權(quán)利要求5所述的觸控感測設(shè)備，其特征在于，當一觸控點位于進行電壓驅(qū)動的該電極板的位置時，進行電壓驅(qū)動的該電極板與進行電壓感測的這些電極板間產(chǎn)生一電壓變化。
7.如權(quán)利要求5所述的觸控感測設(shè)備，其特征在于，這些電極板位于同一平面，以一陣列方式排列，且各該電極板彼此不相連接。
8.如權(quán)利要求5所述的觸控感測設(shè)備，其特征在于，該控制單元是于一第一時點透過該多工器選取一第一電極板進行電壓驅(qū)動，并于不同于該第一時點的一第二時點透過該多工器選取一第二電極板進行電壓驅(qū)動，其中該第一電極板與該第二電極板相鄰。
9.如權(quán)利要求5所述的觸控感測設(shè)備，其特征在于，這些電極板以一陣列方式排列，而這些進行電壓感測的電極板皆與進行電壓驅(qū)動的該電極板相鄰，且分別位于進行電壓驅(qū)動的該電極板的左上方、上方、右上方、左側(cè)、右側(cè)、左下方、下方，以及右下方。
10.一種觸控感測方法,用于一觸控面板,該觸控面板包含多個電極板；該觸控方法包含: 于一第一時點透過一多工器選取一第一電極板進行電壓驅(qū)動，并透過該多工器選取相鄰于該第一電極板的多電極板進行電壓感測；以及 于一第二時點透過該多工器選取一第二電極板進行電壓驅(qū)動，并透過該多工器選取相鄰于該第二電極板的多電極板進行電壓感測； 其中，該第一電極板與該第二電極板位于同一方向。
11.如權(quán)利要求10所述的觸控感測方法，其特征在于，當一觸控點位于進行電壓驅(qū)動的該電極板的位置時，進行電壓驅(qū)動的該電極板與進行電壓感測的這些電極板間產(chǎn)生一電壓變化。
12.如權(quán)利要求10所述的觸控感測方法，其特征在于，這些電極板位于同一平面，以一陣列方式排列，且各該電極板彼此不相連接。
13.如權(quán)利要求10所述的觸控感測方法，其特征在于，這些電極板以一陣列方式排列，而這些進行電壓感測的電極板皆與進行電壓驅(qū)動的該電極板相鄰，且分別位于進行電壓驅(qū)動的該電極板的 左上方、上方、右上方、左側(cè)、右側(cè)、左下方、下方，以及右下方。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種觸控感測裝置、觸控感測設(shè)備及其觸控感測方法，觸控感測裝置包括多工器與控制單元。觸控感測裝置電性連接于觸控面板，觸控面板包含多個第一方向電極；多個第二方向電極；以及介電層，其根據(jù)至少一觸控點的發(fā)生，而在第一方向電極與第二方向電極的重迭區(qū)，產(chǎn)生與該至少一觸控點相對應(yīng)的至少一電性變化。多工器透過第一方向電極與第二方向電極電性連接于觸控面板，其選擇性地對第一方向電極與第二方向電極進行電壓驅(qū)動或電壓感測?？刂茊卧鶕?jù)操作模式的變化而改變傳送的控制信號至該多工器，以及自多工器接收感測信號。
文檔編號G06F3/041GK103164061SQ20111042011
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者洪國強, 潘宣亦 申請人:晨星軟件研發(fā)(深圳)有限公司, 晨星半導(dǎo)體股份有限公司