CN103309530A - 触控面板提高感应图框产生率扫描方法及其触控面板装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种触控面板的提高感应图框产生率的扫描方法及其触控面板装置，其中该触控面板包含有多条驱动线及多条接收线，该扫描方法是在一包含有多周期单位时间的扫描时间内，令各周期单位时间内产生至少二组异步的刺激信号，其中各组刺激信号输出至对应的驱动线，在输出各刺激信号后再接收与前述驱动线相对应的接收线的电容感应量；因此，相较在各周期单位时间内仅能输出一组刺激信号至对应驱动线，可大幅缩减对全部驱动线进行扫描的时间，提升感应图框产生率；又加上该至少二组刺激信号为异步，并不会造成接收电路前后接收对应该至少二组刺激信号的电容感应量干扰。

Description

触控面板提高感应图框产生率扫描方法及其触控面板装置

技术领域

本发明涉及一种触控面板，特别涉及一种触控面板的提高感应图框产生率的扫描方法及其触控面板装置。

背景技术

请参阅图8A所示，一种触控面板60包含有多条驱动线Tx1~Tx4及多条接收线Rx1~Rx4，其中多条驱动线Tx1~Tx4是连接至一驱动电路70，而多条接收线Rx1~Rx4则连接至一接收电路80。

请配合参阅图8B，该驱动电路70是在一扫描时间内对多条驱动线Tx1~Tx4进行驱动，其中扫描时间T_SCAN内包含有多周期单位时间，各周期时间T_D内仅对一条驱动线输出一刺激信号。而当驱动线Tx2接收来自该驱动电路70输出一刺激信号时，多条接收线Rx1~Rx4的接收电路80开始接收感应信号，请配合参阅图8C，多条接收线Rx1~Rx4会于各周期单位时间内的刺激信号上缘时间t1及下缘时间t2产生电压或电流变化；因此，以接收线Rx2为例，其接收电路80即可于上缘时间t1或下缘时间t2进行信号取样，取得该接收线Rx2上的电容感应量-C₂₂；

由上段说明可知，若触控面板60上未有触碰对象，则会通过刺激信号获得感应点的电容感应量-C₂₂；而当触控面板的感应点TX2、RX2出现触碰对象时，如图9所示，由于该触碰对象是良导体，因此会吸走部份因刺激信号蓄积于感应点TX2、RX2的能量，所以接收电路80所获得电容感应量即是-C₂₂+ΔC₂₂，此即为一般通过感应点的电容变化量识别是否有触碰对象存在的方式。

再者，为提高信号噪声比(SNR)，如图10所示，实际上该驱动电路于各周期单位时间T_D内，是以一刺激周期T_E连续输出K个刺激信号至各条驱动线，因此T_D=K*T_E；所以，于一周期单位时间T_D结束后，各接收电路即可取样K次电容感应量，之后再将K次电容感应量予以相加，从而提高信号噪声比。

然而，如此扫描方式却不利于大尺寸触控面板的感应图框产生率。以T_E≥10RC为例，单条驱动线完成扫描至少需要K×10RC时间，加上该驱动电路是依序输出K次刺激信号至多条驱动线，于一个周期单位时间T_D内仅驱动单一条驱动线，且大尺寸触控面板的驱动线数量又较小尺寸触控面板为多，若大尺寸触控面板包含有N条驱动线为例，则完成所有驱动线的扫描就又拉长到至少为N×K×10RC时间；因此，大尺寸触控面板感应图框的产生率势必被拉长，而造成使用上延滞感；因此，目前扫描方法有待进一步改善。

发明内容

有鉴于上述触控面板扫描方法降低感应图框的感应率的技术缺陷，本发明主要目的是提供一种触控面板的提高感应图框产生率的扫描方法及其触控面板装置。

欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该提高感应图框产生率的扫描方法用于一触控面板，该触控面板包含有多条驱动线及多条接收线，而扫描方法则包含有：

在一包含有多周期单位时间的扫描时间内，令各周期单位时间内产生至少二组异步的刺激信号，其中各组刺激信号输出至对应的驱动线；及

接收与前述驱动线相对应的接收线的电容感应量。

优选的，上述至少二组异步的刺激信号保持一时间差，该时间差不小于一取样保持时间，且不大于单一周期单位时间。

优选的，上述至少二组异步的刺激信号的产生时间部份重迭。

优选的，上述至少二组异步的刺激信号是顺序输出至相邻的至少二驱动线。

优选的，上述至少二组异步的刺激信号是顺序输出至间隔相邻的至少二驱动线。

优选的，至少二驱动线是间隔相邻单条驱动线。

优选的，至少二驱动线是间隔相邻多条驱动线。欲达上述目的所使用的主要技术手段是令触控面板装置包含有：

一触控面板，其中该触控面板包含有多条驱动线及多条接收线；

一驱动电路，是连接至该触控面板的多条驱动线，并在一包含有多周期单位时间的扫描时间内，令各周期单位时间内产生至少二组异步的刺激信号，其中该驱动电路是将各组刺激信号输出至对应的驱动线；及

一接收电路，包含有多接收单元，以分别对应连接多接收线，并接收与前述驱动线相对应的接收线的电容感应量。

优选的，上述驱动电路输出至少二组异步的刺激信号时保持一时间差，该时间差不小于该取样保持时间，且不大于单一周期单位时间。

优选的，上述至少二组异步的刺激信号的产生时间部份重迭。

优选的，上述驱动电路是顺序输出该至少二组异步的刺激信号至相邻的至少二驱动线。

优选的，上述驱动电路是该至少二组异步的刺激信号至间隔相邻的至少二驱动线。

优选的，上述至少二驱动线是间隔相邻单条驱动线。

优选的，上述至少二驱动线是间隔相邻多条驱动线。

优选的，各接收单元包含有：

一取样保持电路，连接至对应接收线，以接收该接收线上耦合生成的电容感应量；

一模拟数字转换器，连接至该取样保持电路，以取得取样后的电容感应量；及

一准位平衡电路，连接至该取样保持电路，于该取样保持电路于完成取样后，该准位平衡电路即快速将接收线的电容感应值准位拉回基准值。

优选的，该取样保持电路是在单个刺激周期时间对各刺激信号的上缘时间或下缘时间进行取样。

优选的，该取样保持电路是在单个刺激周期时间对各刺激信号的上缘时间及下缘时间进行取样。

优选的，该模拟数字转换器是一非管线式模拟数字转换器。

优选的，该模拟数字转换器是一管线式模拟数字转换器。

优选的，各接收单元包含有：

一多任务器，连接至对应的接收线；

二取样保持电路，共同连接至该多任务器，通过该多任务器连接至对应的接收线，以接收该接收线上耦合生成的电容感应量；及

二非管线式模拟数字转换器，分别连接至该取样保持电路，用以通过该取样保持电路取得取样后的电容感应量；

一准位平衡电路，连接至该二取样保持电路，于该取样保持电路于完成取样后，该准位平衡电路即快速将接收线的电容感应值准位拉回基准值。

上述本发明主要于一扫描时间的各周期单位时间内输出至少二组异步的刺激信号，使得各周期单位时间的至少二组刺激信号产生时间部份重叠，相较各周期时间内仅能输出一组刺激信号，已能大幅缩减对全部驱动线进行扫描的时间，加上该至少二组刺激信号为异步，并不会造成接收电路前后接收对应该至少二组刺激信号的电容感应量干扰；因此，本发明确实能有效缩减扫描时间，而提升感应图框产生率。

附图说明

图1：为本发明触控面板装置的示意图。

图2A：为本发明一种四组刺激信号时序图。

图2B：为本发明另一种四组刺激信号时序图。

图2C：为本发明再一种四组刺激信号时序图。

图3：为本发明一种六组刺激信号时序图。

图4A：为图1的接收单元一较佳实施例的方块图。

图4B：为图1其中一驱动线及一接收线的信号波形图。

图4C：为图1的接收单元另一较佳实施例的方块图。

图5：为图1其中二驱动线及一接收线的信号波形图。

图6：为图1的接收单元又一较佳实施例的方块图。

图7：为图1使用图6接收单元的其中二驱动线及一接收线的信号波形图。

图8A：为既有触控面板布线示意图。

图8B：为用于图8A驱动线的一种扫描时序图。

图8C：为图8A其中一驱动线及一接收线的信号波形图。

图9：为触控面板有良好接地的触碰对象置于其上的示意图。

图10：为用于图8A驱动线的另一种扫描时序图。

主要元件符号说明

10触控面板          20驱动电路

30接收电路          31、31’、31”接收单元

311取样保持电路     312模拟数字转换器

313多任务器         314准位平衡电路

50触碰物件          60触控面板

70驱动电路          80接收电路。

具体实施方式

请参阅图1及图2A所示，本发明提供一种针对触控面板的提升感应图框产生率的扫描方法，其中该触控面板10包含有多条驱动线Tx1~Txn及多条接收线Rx1~Rxm，而本发明的扫描方法主要包含有以下步骤：

在一包含有多周期单位时间T_D的扫描时间T_SCAN内，令各周期单位时间T_D内产生至少二组异步的刺激信号，其中各组刺激信号输出至对应的驱动线Tx1~Txn；及

接收与前述驱动线Tx1~Txn相对应的接收线Rx1~Rxm的电容感应量。

请配合参阅图2A所示，此一实施例是在一扫描时间T_SCAN的各周期单位时间T_D内输出二组异步的刺激信号，此二组异步的刺激信号保持一时间差t_d，该时间差t_d是不小于一个取样保持时间t_sh，再如图2B所示，该时间差t_d不大于该周期单位时间T_D。如图2A及2B所示，二组异步的刺激信号可顺序输出至相邻的驱动线Tx1/Tx2、Tx3/tx4，此外，亦可如图2C实施例所示，此二组异步的刺激信号是顺序输出至间隔相邻的驱动线，如Tx1/Tx3、Tx2/Tx4，本实施例是间隔一条驱动线，亦可间隔x条驱动线。

由图2A至2C实施例可知，当各周期单位时间T_D内输出二组刺激信号，对于扫描N条驱动线的时间即可自原本N×K×10RC缩短接近至

其中10RC是假设为单条驱动线的信号延迟时间。因此，若如图3实施例所示，在各周期单位时间T_D内输出三组异步的刺激信号，则扫描全部N条驱动线的时间又更可缩短接近

由此可知，若各周期单位时间T_D内输出J组异步的刺激信号，则扫描全部N条驱动线的时间即接近

换言之，产生单张感应图框的时间即为

确实能大幅提升感应图框的产生率。

由上述说明配合图1所示，本发明触控面板装置包含有：

一触控面板10，包含有多条驱动线Tx1~Txn及多条接收线Rx1~Rxm；

一驱动电路20，连接至该触控面板10的多条驱动线Tx1~Txn；其中，该驱动电路20于一包含有多周期单位时间T_D的扫描时间T_SCAN内，令各周期单位时间T_D内产生至少二组异步的刺激信号，并将各组刺激信号输出至对应的驱动线Tx1~Txn；另外，该驱动电路20于各周期单位时间T_D内输出至少二组异步的刺激信号的各种实施例如图2A至2C及图3所示，于此不再赘述；及

一接收电路30，包含有多个接收单元31，如图4A所示，各接收单元31至少包含一取样保持电路311及一模拟数字转换器312；其中各取样保持电路311连接至对应接收线Rx1~Rxm，以接收该接收线Rx1~Rxm上耦合生成的电容感应量；而该模拟数字转换器312则是连接至该该取样保持电路311，用以取得取样后的电容感应量；由于该取样保持电路311必须于单个刺激周期时间T_E对刺激信号的在上缘时间t1或下缘时间t2至少取样一次，如图4B所示，而该取样保持电路311在取样时所需时间为一取样保持时间t_sh，为避免二组异步的刺激信号对相同接收线造成干扰，故该驱动电路20于各周期单位时间T_D内的二组异步的刺激信号的时间差t_d不小于该取样保持时间t_sh。

在一较佳实施例，上述接收单元30的取样保持电路311是在上缘时间t1或下缘t2进行信号取样，则该模拟数字转换器312是采用一非管线式模拟数字转换器(Non-Pipeline ADC)；此外，如该接收单元30欲加强信号噪声比，故该模拟数字转换器312是采用一管线式模拟数字转换(Pipeline ADC)，并令该取样保持电路311配合于上缘时间t1及下缘时间t2均进行信号取样，使取样信号增大，进而提升信号噪声比。再请参阅图4C所示，为上述接收单元31’另一较佳实施例，其包含有二组并列的取样保持电路311及非管线式模拟数字转换器312与一多任务器313，该多任务器连接至对应接收线，再通过多任务器313切换可令二非管线式模拟数字转换器312通过对应连接的取样保持电路311，分别对该刺激信号上缘时间t1及下缘时间t2取样而得的电容感应值进行转换。

再请配合参阅图5所示，实际上当第一组刺激信号发出至驱动线Tx1后，接收线Rx1的电容感应量会改变，而由图中可知，一般电容感应量CS1在经过一取样保持时间t_sh后，电容感应量CS1’无法立即恢复至基准值，此时若第二组刺激信号再连续着发出至驱动线Tx2，则会使得相同接收线Rx2的电容感应量CS2不准确；因此，在不加长二组异步的刺激信号的时间间隔前提下，本发明的触控面板装置可进一步包含有一准位平衡电路，请参阅图6所示，也就是可于接收单元31”的各取样保持电路311连接该准位平衡电路314，该准位平衡电路314可为电流源电路或电压源电路。当取样保持电路在完成取样后，该准位平衡电路即快速将接收线的电容感应值准位拉回基准值，如图7所示，可在取样保持时间t_sh内令电容感应量回复基准值，避免下组刺激信号发出后造成接收线的电容感应量失准。

综上所述，本发明主要于一扫描时间的各周期单位时间内输出至少二组异步的刺激信号，相较各周期单位时间内仅能输出一组刺激信号，已能大幅缩减对全部驱动线进行扫描的时间，加上该至少二组刺激信号为异步，且产生的时间部份重叠，并不会造成接收电路前后接收对应该至少二组刺激信号的电容感应量干扰；因此，本发明确实能有效缩减扫描时间，而提升感应图框产生率。

上述实施例是用于例示性说明本发明的原理及其功效，但是本发明并不限于上述实施方式。本领域的技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，在权利要求保护范围内，对上述实施例进行修改。因此本发明的保护范围，应如本发明的权利要求书所列。

Claims (20)

1.一种触控面板提高感应图框产生率扫描方法，该触控面板包含有多条驱动线及多条接收线，该扫描方法的步骤包括：

于一包含有多周期单位时间的扫描时间内，令各周期单位时间内产生至少二组异步的刺激信号，其中各组刺激信号输出至对应的驱动线；及

接收与前述驱动线相对应的接收线的电容感应量。

2.如权利要求1所述的扫描方法，上述至少二组异步的刺激信号保持一时间差，该时间差不小于一取样保持时间，且不大于单一周期单位时间。

3.如权利要求2所述的扫描方法，上述至少二组异步的刺激信号的产生时间部份重叠。

4.如权利要求1至3任一项中所述的扫描方法，上述至少二组异步的刺激信号是顺序输出至相邻的至少二驱动线。

5.如权利要求1至3任一项中所述的扫描方法，上述至少二组异步的刺激信号是顺序输出至间隔相邻的至少二驱动线。

6.如权利要求4所述的扫描方法，至少二驱动线是间隔相邻单条驱动线。

7.权利要求4所述的扫描方法，至少二驱动线是间隔相邻多条驱动线。

8.一种触控面板装置，包括：

一触控面板，其中该触控面板包含有多条驱动线及多条接收线；

一驱动电路，连接至该触控面板的多条驱动线，于一包含有多周期单位时间的扫描时间内，令各周期单位时间内产生至少二组异步的刺激信号，并将各组刺激信号输出至对应的驱动线；及

一接收电路，包含有多个接收单元，其中多个接收单元分别连接至多条接收线，以取得对应接收线的电容感应值。

9.如权利要求8所述的触控面板装置，上述驱动电路输出至少二组异步的刺激信号时保持一时间差，该时间差不小于该取样保持时间，且不大于单一周期单位时间。

10.如权利要求9所述的触控面板装置，上述至少二组异步的刺激信号的产生时间部份重迭。

11.如权利要求8至10任一项中所述的触控面板装置，上述驱动电路是顺序输出该至少二组异步的刺激信号至相邻的至少二驱动线。

12.如权利要求8至10任一项中所述的触控面板装置，上述驱动电路是该至少二组异步的刺激信号至间隔相邻的至少二驱动线。

13.如权利要求12所述的触控面板装置，上述至少二驱动线是间隔相邻单条驱动线。

14.如权利要求12所述的触控面板装置，上述至少二驱动线是间隔相邻多条驱动线。

15.如权利要求8至10任一项中所述的触控面板装置，各接收单元包含有：

一取样保持电路，连接至对应接收线，以接收该接收线上耦合生成的电容感应量；

一模拟数字转换器，连接至该取样保持电路，以取得取样后的电容感应量；及

一准位平衡电路，连接至该取样保持电路，于该取样保持电路于完成取样后，该准位平衡电路即快速将接收线的电容感应值准位拉回基准值。

16.如权利要求15所述的触控面板装置，该取样保持电路是在单个刺激周期时间对各刺激信号的上缘时间或下缘时间进行取样。

17.如权利要求15所述的触控面板装置，该取样保持电路是在单个刺激周期时间对各刺激信号的上缘时间及下缘时间进行取样。

18.如权利要求16所述的触控面板装置，该模拟数字转换器是一非管线式模拟数字转换器。

19.如权利要求17所述的触控面板装置，该模拟数字转换器是一管线式模拟数字转换器。

20.如权利要求8至10任一项中所述的触控面板装置，各接收单元包含有：

一多任务器，连接至对应的接收线；

二取样保持电路，共同连接至该多任务器，通过该多任务器连接至对应的接收线，以接收该接收线上耦合生成的电容感应量；及

二非管线式模拟数字转换器，分别连接至该取样保持电路，用以通过该取样保持电路取得取样后的电容感应量；

一准位平衡电路，连接至该二取样保持电路，于该取样保持电路于完成取样后，该准位平衡电路即快速将接收线的电容感应值准位拉回基准值。

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