電容觸摸板用驅動方法及裝置與流程
2023-10-17 16:52:44 1
本發明涉及電容觸摸板用驅動方法及裝置，尤其涉及一種通過第一掃描判別第一分析位置，並且執行只向通過第一掃描判別的第一分析位置施加信號的第二掃描以判別第二分析位置的壓縮驅動方法(Compressed sensing method)。
背景技術：
個人電腦、便攜通信裝置、其他個人專用信息處理裝置等利用鍵盤、滑鼠、數字轉換器(Digitizer)等多種輸入裝置(Input Device)構成與用戶之間的接口。另外，隨著移動通信設備的開發越來越多，具有僅靠鍵盤與滑鼠等輸入裝置無法提高產品完備性的問題，因此越來越需要更加簡單且能夠減少誤運行、能夠攜帶的輸入裝置。為滿足這些需求，出現了用戶用手或筆等直接觸摸(touch)畫面輸入信息的觸摸板(Touch Panel)。
由於觸摸板具有簡單、誤運行少、沒有其他輸入設備也能夠輸入文字且便於攜帶、用戶能夠輕鬆地感知使用方法等優點，因此近來適用於多種信息處理裝置。
觸摸板可以根據感測觸摸部分的方式區分為在上板或下板形成金屬電極並在施加直流電壓的狀態下通過基於電阻的電壓級別判斷觸摸位置的電阻膜方式(Resistive type)、在導電膜形成等電位並感測觸摸時上下板的電壓發生變化的位置以感測觸摸部分的電容方式(Capacitive type)、通過讀取電子筆觸摸導電膜而誘發的LC值感測觸摸部分的電磁感應方式(Electro Magnetic type)等。
圖1為用於說明基於現有技術的觸摸板驅動方法的一般觸摸板的電極結構的示意圖。
參見圖1，觸摸傳感器部100由彼此垂直交叉的多個發送電極101、102、103與多個接收電極111、112、113構成。如上構成的觸摸傳感器部100利用發送電極與接收電極的交叉區域因觸摸(Touch)而發生的電容(Capacitive)的變動感測對應於觸摸部分的坐標。此處，通過檢測因電容變動發生電壓水平變動的發送電極與接收電極檢測變動的電容。
驅動這種觸摸板的方法有依次分別向多個發送電極施加信號的依次驅動方法(scan driving method)與同時向多個發送電極施加信號的同時驅動方法(multi-line selection driving method)。
依次驅動方法是信號在整個掃描期間依次施加到多個發送電極101、102、103。通過施加的信號依次識別多個發送電極101、102、103的各電壓水平以檢測多個發送電極101、102、103中電壓水平發生變動的發送電極，依次識別多個接收電極111、112、113的各電壓水平以檢測多個接收電極111、112、113中電壓水平發生變動的接收電極。並且，對檢測的發送電極與發送電極所在位置進行組合以導出坐標，此處導出的坐標是對應於變動的電容的坐標，對應於觸摸部分。
同時驅動方式是信號在整個掃描期間同時施加到多個發送電極101、102、103。通過施加的信號檢測多個發送電極101、102、103中電壓水平發生變動的發送電極，通過識別多個接收電極111、112、113的電壓水平檢測多個接收電極中電壓水平發生變動的接收電極。並且，對檢測的發送電極與發送電極所在位置進行組合導出坐標，此處導出的坐標是對應於變動的電容的坐標，對應於觸摸部分。
但對於依次驅動方法而言，電容觸摸板的解析度增大的情況下可能會發生驅動時間上的限制，而對於同時驅動方法而言，由於同時驅動所有信道，因此具有電能消耗上升的缺點。
技術實現要素：
技術問題
本發明用於解決上述現有技術問題。目的在於提供一種觸摸板裝置的壓縮驅動方法。即，為了判別觸摸位置而將整個掃描分為第一掃描與第二掃描。第一掃描時將多個發送電極構成為組並依次或同時施加信號以判別第一分析位置。第二掃描時僅向第一分析位置依次或同時施加信號，能夠以此判別第二分析位置。
技術方案
為達成上述目的，本發明提供一種觸摸板裝置，其特徵在於，包括：驅動部，其生成用於感測觸摸動作的發送信號；觸摸傳感器部，其具有相互交叉的多個發送電極與多個接收電極，形成對應於觸摸動作的接收信號；接收處理部，其接收所述接收信號，輸出用於判別所述觸摸位置的信號；以及壓縮驅動處理部，其通過從所述接收處理部輸入的信號判別第一分析位置，向判別的所述第一分析位置施加信號判別第二分析位置。
技術效果
根據本發明，對於現有的向所有發送電極依次施加信號的依次驅動方法來講，分配到一個發送電極的時間隨著發送電極數增多而減少，而本發明的壓縮驅動方法不僅能夠充分確保分配到一個發送電極的時間，還能夠通過多數取樣提高關於觸摸位置的準確性。
並且，對於現有的向所有發送電極同時施加信號的同時驅動方法來講，電能消耗隨著發送電極數增多而上升，而本發明的壓縮驅動方法通過感測第一分析位置，僅對第一分析位置實施多數取樣，因此能夠減少電能消耗。
本發明的技術效果不限於以上記載的技術效果，本領域技術人員可通過以下記載明確理解未記載的其他技術效果。
附圖說明
圖1為用於說明基於現有技術的觸摸板驅動方法的一般觸摸板驅動裝置的示意圖；
圖2為用於說明根據本發明實施例的觸摸板驅動裝置的框圖；
圖3為用於說明根據本發明實施例的觸摸板驅動方法的示意圖；
圖4為用於說明根據本發明實施例的驅動時間的示意圖。
附圖標記說明
100、300：觸摸傳感器部 200：驅動部
400：接收處理部 500：壓縮驅動處理部
510：讀取部 520：控制部
具體實施方式
本發明可做多種變更，可以具有多種形態，以下在附圖中顯示特定實施例並在說明書中進行具體說明。但其目的並非將本發明限定於所公開的形態，因此應該理解為包括本發明思想及技術範圍內的所有變更、等同物及替代物。在說明各附圖時對近似的構成要素標註近似的附圖標記。
另外，若無另行定義，本文中使用的包括技術用語或科學用語在內的所有用語均表示與本領域普通技術人員通常理解相同的意思。通常使用的詞典中定義過的用語應解釋為與相關技術的文章脈絡相一致的意思，本申請中沒有明確定義的情況下不得解釋為怪異或過度形式性的意思。
以下參見附圖具體說明本發明的優選實施例。
實施例
圖2為用於說明根據本發明實施例的觸摸板驅動裝置的框圖。
參見圖2，觸摸板裝置由驅動部200、觸摸傳感器部300、接收處理部400及壓縮驅動處理部500構成，壓縮驅動處理部500由讀取部510及控制部520構成。
驅動部200為了通過具有第一掃描(Coarse sensing time)與第二掃描(Fine sensing time)的壓縮驅動方法(Compressed sensing method)判別觸摸動作的感測而向多個發送電極301、302、303施加發送信號。在第一掃描期間將多個發送電極301、302、303分成組依次或同時施加發送信號，而在第二掃描期間則向在第一掃描判別的第一分析位置依次或同時施加發送信號。
觸摸傳感器部300具有多個發送電極301、302、303與多個接收電極311、312、313。各發送電極301、302、303與接收電極311、312、313配置成交叉形狀，在交叉位置形成電容。並且，發送電極301、302、303為向第一方向伸長的形狀，配置成相互之間具有預定間隔。並且，接收電極311、312、313具有向實質上垂直於第一方向的第二方向伸長的形狀，配置成相互之間具有預定間隔。驅動部向各發送電極301、302、303施加發送信號，各接收電極311、312、313輸出接收信號。
接收處理部400通過各接收電極311、312、313接收從觸摸傳感器部300輸出的基於第一掃描的第一感測接收信號及基於第二掃描的第二感測接收信號，輸出用於判別各觸摸位置的信號。
壓縮驅動處理部500由讀取部510與控制部520構成。壓縮驅動處理部500為了判別觸摸位置而接收從接收處理部400輸出的信號以判別觸摸位置，為了執行第一掃描與第二掃描而向驅動部200輸出信號。
壓縮驅動處理部500的讀取部510接收從接收處理部400輸出的第一感測接收信號判別大致的觸摸位置，接收第二感測接收信號判別準確的觸摸位置。此處，將基於第一感測接收信號預測的大致的觸摸位置命名為第一分析位置，將基於第二感測接收信號得到的準確的觸摸位置命名為第二分析位置。
壓縮驅動處理部500的控制部520在讀取部510接收第一感測接收信號判別出第一分析位置的情況下，向驅動部200輸出用於向判別的分析位置施加第二感測接收信號的信號。
圖3為用於說明根據本發明實施例的觸摸板驅動方法的示意圖，圖4為用於說明圖3的驅動時間的示意圖。
參見圖3與圖4，為了判別觸摸感測位置，可以將整個掃描分為第一掃描與第二掃描。
第一掃描時由驅動部200將多個發送電極301、302、303分成多個組，向觸摸傳感器部300施加用於取樣(sampling)的信號。從驅動部200向觸摸傳感器部300施加的信號可以依次施加或同時施加。
向觸摸傳感器部300的多個發送電極301、302、303施加信號的情況下，通過各接收電極311、312、313輸出在多個發送電極301、302、303與多個接收電極311、312、313的交叉位置變化的電容。通過各接收電極311、312、313輸出的輸出信號輸入到接收處理部400，接收處理部400向壓縮驅動處理部500輸出第一感測信號。
壓縮驅動處理部500的讀取部510接收第一感測信號，判別第一分析位置。通過讀取部510判別出第一分析位置的情況下，壓縮驅動處理部500的控制部520控制驅動部200使得第二掃描信號僅施加於判別的第一分析位置。此處，設m為多個發送電極301、302、303，設t為掃描一個發送電極的時間，假設將多個發送電極301、302、303分成n個組的情況下，整個掃描時間m×t中第一掃描所需時間為(m×t)/n。
讀取部510判別出第一分析位置的情況下第一掃描結束，通過控制部520開始第二掃描。
在第二掃描期間通過控制部520控制驅動部200使得用於多數取樣的信號只施加於位於觸摸傳感器部300的第一分析位置的發送電極。從驅動部200向觸摸傳感器部300施加的信號可以依次或同時施加。
整個掃描時間中第二掃描所需時間為從整個掃描時間m×t減去第一掃描所需時間(m×t)/n的時間。即，在(m×t)-(m×t)/n時間期間信號僅施加於發送電極的第一分析位置，因此可以提高用於判別第二分析位置的多數取樣次數。
例如，觸摸傳感器部300由70個發送電極301、302、303與120個接收電極311、312、313構成，分別將7個發送電極301、302、303構成為一組的情況下，壓縮驅動方式在第一掃描期間以7個為組的單位施加信號而具有第一掃描時間10×t，通過第一掃描判別第一分析位置。並且，在從整個掃描70×t減去第一掃描時間得到的第二掃描時間60×t期間執行取樣判別第二分析位置。
以7個發送電極為一組的情況下，用於第二掃描的矩陣(Matrix)為7×7，因此取樣一個矩陣後用同時驅動方法驅動一個發送電極的同時取樣的數為從第二掃描時間60×t減去使用7×7矩陣時取樣一個矩陣的時間7×t的53×t。因此，壓縮驅動方法的取樣數相比於現有的依次驅動方法增加53倍，因此能夠提高關於觸摸位置的準確性。
並且，由於將多個發送電極分為7個組使用7×7矩陣，因此與使用120×70矩陣的現有的同時驅動方法相比，用於判別觸摸位置的矩陣量減為0.58％，從驅動部200施加到觸摸傳感器部300的施加信號從70個減少到7個，因此電能消耗能夠降到10％。
上述本發明電容觸摸板裝置的驅動方法將整個掃描分為第一掃描與第二掃描，在第一掃描期間將多個發送電極301、302、303構成為組並依次或同時施加信號找到第一分析位置，在第二掃描期間向第一分析位置依次或同時施加信號，通過多數取樣感測準確的觸摸位置即第二分析位置。
因此，對於現有的向所有發送電極依次施加信號的依次驅動方法來講，分配到一個發送電極的時間隨著發送電極數增多而減少，而本發明的壓縮驅動方法不僅能夠充分確保分配到一個發送電極的時間，還能夠通過多數取樣提高關於觸摸位置的準確性。
並且，對於現有的向所有發送電極同時施加信號的同時驅動方法來講，電能消耗隨著發送電極數增多而上升，而本發明的壓縮驅動方法通過第一掃描感測第一分析位置，僅對第一分析位置實施多數取樣，因此能夠減少電能消耗。
另外，本說明書與附圖公開的本發明的實施例只不過是用於幫助理解的特定例，目的並非限定本發明的範圍。除此處公開的實施例之外還可以實施基於本發明技術思想的其他變形例，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。