触控处理装置与触控系统及其触控处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术是一种触控处理装置与触控系统及其触控处理方法。所述触控处理方法用于减少像素更新时的干扰。该触控处理方法包含：对触控荧幕上的多条横向电极进行三次相隔间隔时间的感测，以分别得到三次感测值；之后，分别加总为多个感测值总和；根据该多个感测值总和，判断该多条横向电极中的第N条横向电极附近有外部导电物件近接该触控荧幕；自该第N条横向电极发出驱动信号，以及自该触控荧幕的多条纵向电极互电容感测该驱动信号以得到一条第N感测值阵列；以及根据该条第N感测值阵列与该第N条横向电极的位置，计算触控事件的位置。计算触控事件的位置。计算触控事件的位置。

【技术实现步骤摘要】
触控处理装置与触控系统及其触控处理方法


[0001]本专利技术是关于触控荧幕，特别是关于减少触控荧幕在像素更新时对于触控处理的干扰。

技术介绍

[0002]触控荧幕是现代消费性电子系统的主要输出入装置。典型的触控荧幕是在荧幕上方置放触控面板的电路。也有所谓on
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cell形式的触控荧幕，或者是in
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cell形式的触控荧幕，这些可能适用于本申请的范围。举例而言，申请人在2013年11月15日提交至美国专利商标局的14/081,018专利申请案的内容可以做为本案的参考范例。
[0003]每个荧幕都具有包含更新率与解析度在内的显示特性。更新率(refresh rate)通常指的是更新荧幕的频率，通常是以每秒更新几次荧幕帧(Frame Per Second,FPS)或影格率作为单位。以美国国家电视系统委员会(National Television System Committee,NTSC)模拟电视标准为例，其更新率为59.94Hz，其解析度为440x480。标准的Video Graph Array,VGA的解析度包含640x480、320x200像素(pixel)等，其更新率包含50、60、与70Hz等。而常用的高解析度规格1080P，其解析度为1920x1080，影格率为24、25、30、或60Hz等。
[0004]一般而言，现代的液晶荧幕的每个像素都有相应的像素电极用来扭转液晶的极性，借以改变该像素的液晶的透光率。据此，就能够控制液晶下方的各色发光二极管发光的透光量，进一步控制每个像素的颜色。一般来说，荧幕控制器会使用方波进行脉冲宽度调变(PWM,Pulse Width Modulation)。利用脉冲宽度调变来控制像素的液晶的透光率。如美国专利US8421828所提及的，液晶层的极化程度与施加于液晶层的电压的均方根(Root
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Mean
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Square)相关。可以在人眼的视觉暂留周期当中，利用脉冲宽度调变固定电压的信号，施加于像素液晶层，进而控制像素的液晶的极化程度，亦即控制像素液晶的透光率。
[0005]在某个解析度时，如640x480，代表荧幕的每一条横轴有640个像素，而每一条纵轴有480个像素。在更新荧幕时，通常是先对最上方的横轴像素进行更新，由左至右，由上至下，直到完成所有横轴像素的更新后，即完成一帧的更新。在更新率60Hz的显示特性下，荧幕在一秒内需要完成60次荧幕帧的更新。在更新每条横轴的第一个像素之前与最后一个像素之后，可能会有荧幕停止动作的空白期间，称之为水平空白(horizontal blank)。在更换下一个荧幕帧时，可能会有荧幕停止动作的空白期间，称之为垂直空白(vertical blank)。
[0006]举例来说，1080P60规格的荧幕的垂直空白会每隔16.667ms出现一次，亦即1/60秒。而由于有1080条横轴，因此每个水平空白约15.4us出现一次，亦即1/(60*1080)秒。
[0007]如图1所示，一般的触控电极通常也是沿着触控荧幕110的横轴与纵轴分布，假设沿着横轴延伸的多条平行触控电极称之为第一电极121，沿着纵轴延伸的多条平行触控电极称之为第二电极122。这些第一电极与第二电极通常会连接到触控处理装置130，由后者进行互电容与/或自电容的触控侦测。
[0008]由于触控处理装置的设计与成本限制，无法接入太多触控电极，因此第一电极与第二电极的数量通常都少于荧幕的解析度。以50吋左右的触控荧幕为例，其横轴长度约为
1130mm，其纵轴长度约为670mm。若电极之间的间距设为8mm的话，则约有83条第一电极与141条第二电极。当该触控荧幕的规格为1080P时，则每个像素的横轴长度为0.59mm，每个像素的纵轴长度为为0.62mm。换言之，每条第一电极约覆盖12条左右的像素横轴。
[0009]如图2所示，其为触控荧幕的局部放大图，上层的互联菱形电路分别为横向的第一电极121与纵向的第二电极122。下层包含由个别像素210所组成的像素阵列，由于像素众多，所以并未全部示出。在更新画面时，会以像素横轴220为单位进行更新。可以见到，在图2当中，每条第一电极121涵盖六个像素横轴220。其中，像素横轴221位于两个第一电极之间，像素横轴222位于第一电极的覆盖范围内。
[0010]一般来说，连接同一个触控荧幕110的触控处理装置130与荧幕控制器是分别独立运作的。触控处理装置130通常不知道触控荧幕110的显示设定值，如解析度与更新率，自然也不知道荧幕控制器更新触控荧幕110的那一条像素横轴。而触控处理装置130可能进行互电容感测，亦即令某一条平行于像素横轴的第一电极121发出多个方波作为驱动信号，而令所有条第二电极122接收驱动信号的感测信号。如果恰好触控处理装置130同时令被该条第一电极121所覆盖的像素横轴进行更新时，由于触控的驱动信号是方波，而像素更新也是利用方波的脉冲宽度调变，因此驱动信号将会严重干扰到像素液晶的极化程度，致使触控荧幕的使用者可能看到该条第一电极121附近出现异常暗亮的情况。不过由于触控控制器的侦测周期与荧幕更新的周期很快，两者交会的时间小于人类视觉暂留的周期，所以使用者察觉互电容感测时所发生异常暗亮的机率不高。
[0011]在进行互电容式侦测时，触控处理装置130会轮流令触控驱动电极发出驱动信号，而令触控感测电极感测驱动信号。由于处理器的感测电路比驱动电路需要较大的成本，所以在上述的设计中，设计者可能会令数量较少的第一电极作为触控感测电极，数量较多的第二电极作为触控驱动电极。
[0012]当第二电极作为触控驱动电极时，进行全荧幕的互电容式侦测，触控处理装置130会轮流令第二电极发出交流的脉冲信号，或为方波或为弦波。当交流脉冲信号的频率为200KHz，且每个脉冲发出30个周期时，则每条第二电极发出信号的时间约为0.15ms或150us，亦即30/200,000秒。由于有141条第二电极，且更换第二电极需要处理时间，所以进行一次全荧幕的互电容侦测至少需要0.02115s或21.15ms或21150us左右，远长于每条像素横轴更新的时间15.4us。当交流脉冲信号的频率为100KHz，且每个脉冲发出30个周期时，则每条第二电极发出信号的时间约为0.33ms，亦即30/100,000秒。由于有141条第二电极，且更换第二电极需要处理时间，所以进行一次全荧幕的互电容侦测需要0.04653s或46.53ms或46530us左右，远长于每条像素横轴更新的时间15.4ms。
[0013]在利用第一电极与第二电极进行自电容式侦测时，触控处理装置130会分别令所有的第一电极与所有的第二电极发出驱动信号，并且令所有的第一电极与所有的第二电极测量信号。若同样使用200KHz的30个周期的交流脉冲信号，则所有第一电极耗用时间为0.15ms，所有第二电极耗用时间也为0.15ms，两者合为0.3ms或300us，远长于每条像素横轴更新的时间15.4us本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种触控处理方法，用于减少像素更新时的干扰，其特征在于，包含：对触控荧幕上的多条横向电极进行第一次感测，以得到多个第一感测值；在间隔时间之后，对该多条横向电极进行第二次感测，以得到多个第二感测值；在该间隔时间之后，对该多条横向电极进行第三次感测，以得到多个第三感测值；将相应于该多条横向电极的该多个第一感测值、该多个第二感测值与该多个第三感测值分别加总为多个感测值总和；根据该多个感测值总和，判断该多条横向电极中的第N条横向电极附近有外部导电物件近接该触控荧幕；自该第N条横向电极发出驱动信号，以及自该触控荧幕的多条纵向电极互电容感测该驱动信号以得到一条第N感测值阵列；以及根据该条第N感测值阵列与该第N条横向电极的位置，计算触控事件的位置，其中，该多条横向电极与该触控荧幕的像素横轴互相平行，该多条纵向电极与该触控荧幕的像素横轴互相垂直，且该多条纵向电极与该多条横向电极互相交叠形成多个交叠区，N为大于1的自然数。2.根据权利要求1所述的触控处理方法，其特征在于，更包含：分别自第N
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1条与第N+1条横向电极发出驱动信号，以及自该多条纵向电极互电容感测该驱动信号以分别得到一条第N
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1感测值阵列与一条第N+1感测值阵列；以及根据该条第N
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1感测值阵列、该条第N感测值阵列、该条第N+1感测值阵列与该第N
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1条至该第N+1条横向电极的位置，计算该触控事件的位置。3.一种触控处理装置，用于减少像素更新时的干扰，其特征在于，包含：驱动电路模块；感测电路模块；以及连接至该驱动电路模块与该感测电路模块的处理器模块，用于执行非挥发性内存当中的指令，以实现以下步骤：令该感测电路模块对触控荧幕上的多条横向电极进行第一次感测，以得到多个第一感测值；在间隔时间之后，令该感测电路模块对该多条横向电极进行第二次感测，以得到多个第二感测值；在该间隔时间之后，令该感测电路模块对该多条横向电极进行第三次感测，以得到多个第三感测值；将相应于该多条横向电极的该多个第一感测值、该多个第二感测值与该多个第三感测值分别加总为多个感测值总和；根据该多个感测值总和，判断该多条横向电极中的第N条横向电极附近有外部导电物件近接该触控荧幕；令该驱动电路模块对该第N条横向电极发出驱动信号，以及令该感测电路模块自该触控荧幕的多条纵向电极互电容感测该驱动信号以得到一条第N感测值阵列；以及根据该条感测值阵列与该第N条横向电极的位置，计算触控事件的位置，其中，该多条横向电极与该触控荧幕的像素横轴互相平行，该多条纵向电极与该触控荧幕的像素横轴互相垂直，且该多条纵向电极与该多条横向电极互相交叠形成多个交叠
区，N为大于1的自然数。4.根据权利要求3所述的触控处理装置，其特征在于，该处理器模块更用于：分别令该驱动电路模块自第N
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1条与第N+1条横向电极发出驱动信号，以及令该感测电路模块自多条纵向电极互电容感测该驱动信号以分别得到一条第N
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1感测值阵列与一条第N+1感测值阵列；以及根据该条第N
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1感测值阵列、该条第N感测值阵列、该条第N+1感测值阵列与该第N
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1条至该第N+1条横向电极的位置，计算该触控事件的位置。5.一种触控处理方法，用于减少像素更新时的干扰，其特征在于，包含：对触控荧幕上的多条横向电极进行第一次感测，以得到多个第一感测值；在间隔时间之后，对该多条横向电极进行第二次感测，以得到多个第二感测值；在该间隔时间之后，对该多条...

【专利技术属性】
技术研发人员：张钦富，叶尚泰，
申请(专利权)人：禾瑞亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：