节省功率消耗的电容式触控装置及其方法.pdf

本发明是关于一种节省功率消耗的电容式触控装置及其方法，所述的电容式触控装置包括多个集成电路扫描一触控面板，每一所述的集成电路各自负责一扫描区域，当物件长时间没有进入所述的多个集成电路中的某一个或某一些所负责的扫描区域时，所述的某一个或某一些集成电路将进入休眠模式以降低扫描的频率，进而节省功率消耗。

1.  一种节省功率消耗的电容式触控装置，其特征在于，所述的装置包括：
一触控面板；
一第一集成电路，扫描所述的触控面板；以及
一第二集成电路，运算来自所述的第一集成电路的扫描数据；
其中，所述的第一集成电路在一预设时间内未检测到物件进入其所负责的扫描区域时，进入休眠模式以降低扫描的频率。

2.  如权利要求1所述的电容式触控装置，其特征在于，所述的第一集成电路包括至少一接脚用以输出所述的扫描数据。

3.  如权利要求2所述的电容式触控装置，其特征在于，所述的第二集成电路更包括检测所述的至少一接脚的准位以判断是否读取所述的扫描数据。

4.  如权利要求3所述的电容式触控装置，其特征在于，所述的电容式触控装置更包括一电阻连接在所述的接脚及一参考电压之间，用以在所述的第一集成电路处于所述的第二模式时，将所述的接脚的准位拉至所述的参考电压。

5.  如权利要求1所述的电容式触控装置，其特征在于，所述的第一集成电路包括轴交错型阵列电容式触控集成电路。

6.  如权利要求1所述的电容式触控装置，其特征在于，所述的第二集成电路输出一选择信号决定所述的第一集成电路的所述的扫描数据的数据格式。

7.  如权利要求1所述的电容式触控装置，其特征在于，所述的第二集成电路更包括输出一时钟脉冲给所述的第一集成电路。

8.  如权利要求1所述的电容式触控装置，其特征在于，所述的第二集成电路更包括扫描所述的触控面板。

9.  一种节省电容式触控装置功率消耗的方法，其特征在于，所述的电容式触控装置包含一触控面板、一第一集成电路扫描所述的触控面板中其所负责的扫描区域以及一第二集成电路运算来自所述的第一集成电路的扫描数据，所述的方法包括下列步骤：
当检测到物件进入所述的扫描区域时，以一高频率扫描所述的扫描区域；以及
在一预设时间内未检测到物件进入所述的扫描区域时，以一低频率扫描所述的扫描区域。

10.  如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的节省电容式触控装置功率消耗的方法更包括由所述的第一集成电路提供一确认码以供所述的第二集成电路判断是否读取所述的扫描数据。

11.  如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的节省电容式触控装置功率消耗的方法更包括决定所述的扫描数据的数据格式。

12.  如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的节省电容式触控装置功率消耗的方法更包括由所述的第二集成电路提供时钟脉冲给所述的第一集成电路。

节省功率消耗的电容式触控装置及其方法
技术领域
本发明是有关一种电容式触控装置，特别是关于一种节省功率消耗的电容式触控装置及其方法。
背景技术
在传统应用上，大尺寸电容式触控萤幕皆使用表面电容式(surfacecapacitive)感测技术，但表面电容式感测技术是利用流向银幕各端点的一组电流不同来判别手指的位置，因此当触碰触控面板的手指数为二指以上时，回报电流组数仍为一组，故仅能辨别一组绝对坐标位置，例如在二维矩阵时仅能回报一组X，Y参数，因而无法达到多指触控的功能。
所有触点可定位(All Points Addressable；APA)型阵列电容式感测技术虽然可以达到多指触控的功能，但是其需要对每个点感测器(Point Sensor)进行充放电的动作，以矩阵形状的触控面板来说，当X轴及Y轴的感应线(trace)增加时，APA型阵列电容式的像素数目将急剧增加，因而造成取像速度(framerate)下降，故不适用于大尺寸触控面板的应用。
另一种轴交错(Axis Intersect；AI)型阵列电容式感测技术也同样能达到多指触控的功能。图1显示传统应用在小尺寸触控面板的AI型阵列电容式感测技术，其包括一小尺寸触控面板10以及一AI型阵列电容式触控IC 12扫描触控面板10，以一最大可支持扫描22条感应线的AI型阵列电容式触控IC 12为例来说，虽然应用在X轴及Y轴各有10条感应线TRX1～TRX10及TRY1～TRY10的小尺寸触控面板10时取像速度还不错，但是若要将AI型阵列电容式触控IC 12应用于X轴及Y轴各有40条感应线TRX1～TRX40及TRY1～TRY40的大尺寸触控面板14时，如图2所示，则必须增加AI型阵列电容式触控IC 12可扫描的总感应线数量，然而，触控IC 12每次对电容充放电所花费的时间占整体触控面板应用上的取像速度的比例非常大，也就是说取像速度问题主要由IC 12每个框(frame)对电容充放电所决定，故以增加可扫描感应线数的方法应用于大尺寸触控面板14将会有一非常大的缺点，就是整体应用上的取像速度将会严重下降，进而影响应用端的效能。
发明内容
本发明的目的在于提出一种节省功率消耗的电容式触控装置及其方法。
根据本发明，一种节省功率消耗的电容式触控装置包括一集成电路扫描一触控面板以及一第二集成电路运算来自所述的第一集成电路的扫描数据，其中所述的第一集成电路在一预设时间内未检测到物件进入其所负责的扫描区域时，进入休眠模式以节省功率消耗。所述的第二集成电路也可以参与扫描所述的触控面板的工作。
本发明提供一种节省电容式触控装置功率消耗的方法，所述的电容式触控装置包含一触控面板、一第一集成电路扫描所述的触控面板中其所负责的扫描区域以及一第二集成电路运算来自所述的第一集成电路的扫描数据，所述的方法包括下列步骤：当检测到物件进入所述的扫描区域时，以一高频率扫描所述的扫描区域；以及在一预设时间内未检测到物件进入所述的扫描区域时，以一低频率扫描所述的扫描区域。
本发明的有益效果为，当物件长时间没有进入所述的多个集成电路中的某一个或某一些所负责的扫描区域时，所述的某一个或某一些集成电路将进入休眠模式以降低扫描的频率，进而节省功率消耗。
附图说明
图1显示传统应用在小尺寸触控面板的AI型阵列电容式感测技术；
图2显示传统应用在大尺寸触控面板的AI型阵列电容式感测技术；
图3显示使用二颗以上阵列电容式触控IC的电容式触控装置；
图4显示加入休眠模式使整体功率消耗下降的实施例；以及
图5为正常情形下副触控IC所传给主触控IC的信号SDA[M-1:0]的时序图。
附图标号
10  触控面板                12  触控IC
14  触控面板                20  电容式触控装置
22  触控面板                24  触控IC
26  触控IC                  28  触控IC
30  触控IC                  32  触控IC
40  电容式触控装置          42  触控IC
44  触控IC                  46  触控IC
48  触控IC                  50  触控IC
52  触控IC                  54  触控IC
60  信号SDA[M-1:0]的波形    62  时钟脉冲CLK的波形
具体实施方式
图3显示使用二颗以上阵列电容式触控IC的电容式触控装置20，其中四颗AI型阵列电容式触控IC 24、26、28及30作为副触控IC用以扫描大尺寸的触控面板22，假设触控面板22具有80条感应线，副触控IC 24、26、28及30各负责扫描20条感应线以提高取像速度，其中每一副触控IC 24、26、28及30可以只负责扫描一个轴向或一个以上的轴向，主触控IC 32接收来自副触控IC 24、26、28及30的扫描数据并进行最后整体运算，之后主触控IC32再针对所需要的应用进行后续的动作，主触控IC 32也控制电容式触控装置20的整体运作并且还负责与外部沟通，如果有需要主触控IC 32也可以参与扫描工作，如虚线所示，而副触控IC 24、26、28及30也可以加入部分运算于其中以降低主触控IC 32的负荷。
由于手指触碰触控面板22的面积相对于大尺寸触控面板22来说是非常小的，而且在大多数的应用下，多数时间都只在某些区域进行触碰操作，因此多数的副触控IC 24、26、28及30在大部分的时间可以进入休眠模式(suspendmode)以利省电，例如，当手指长时间没有进入某副触控IC 24、26、28及30所负责的扫描区域时，所述的副触控IC 24、26、28及30即进入休眠模式，副触控IC 24、26、28及30在进入休眠模式后将间隔较长的时间才扫描一次所负责的扫描区域，例如，副触控IC 24、26、28及30在正常模式下大约4ms扫描一次，在进入休眠模式后副触控IC 24、26、28及30约40ms扫描一次。
图4显示加入休眠模式使整体功率消耗下降的实施例，在电容式触控装置40中，使用2^N颗AI型阵列电容式触控IC 42、44、46、48、50及52作为副触控IC用以扫描触控面板(图中未示)产生扫描数据，当手指长时间没有进入某副触控IC 42、44、46、48、50及52所负责的扫描区域时，所述的副触控IC 42、44、46、48、50及52将进入休眠模式以降低扫描频率，进而节省功率消耗，主触控IC 54输出时钟脉冲CLK给每一颗副触控IC 42、44、46、48、50及52，并读取副触控IC 42、44、46、48、50及52内的扫描数据以进行运算，由于在此实施例中副触控IC 42、44、46、48、50及52各包含接脚PN[M-1:0]用以送出包含扫描数据的信号SDA[M-1:0]给主触控IC 54，而且副触控IC 42、44、46、48、50及52的接脚PN[M-1:0]是连接在一起并连接至主触控IC 54，故为了避免各副触控IC 52、54、56及58的数据互相影响，主触控IC 54送出地址信号Addr[N-1:0]给各副触控IC 42、44、46、48、50及52以决定要输出扫描数据的副触控IC，例如，当目前接脚Addr[N-1:0]为0时，表示由副触控IC 42传送扫描数据给主触控IC 54，此时其余的副触控IC44、46、48、50及52接脚的PN[M-1:0]皆处于高阻抗或浮接状态，此外，主触控IC 54还输出信号Typesel[K-1:0]给副触控IC 42、44、46、48、50及52以选择数据格式，下拉电阻R_PL连接在副触控IC 42、44、46、48、50及52的每一只接脚PN[M-1:0]与地端GND之间。
在主触控IC 54欲读取副触控IC 42、44、46、48、50及52内的扫描数据时，副触控IC 42、44、46、48、50及52将先送出几个时序的密码(password)作为封包起始确认码。图5以传输数据为一位(bit)，即M＝1的情形为例，正常情形下副触控IC所传给主触控IC信号SDA[M-1:0]的时序图，其中波形60为信号SDA[M-1:0]，波形62为时钟脉冲CLK，在图5的实施例中，信号SDA[M-1:0]为1位而密码为2个时序，当副触控IC 42、44、46、48、50及52检测到地址信号Addr[N-1:0]指向自己时，即把信号SDA[M-1:0]拉起，等待主触控IC 54送出时钟脉冲CLK以改变数据，而主触控IC 54在时钟脉冲正缘时读取数据，故在正常传输模式下，主触控IC 54要先检测到信号SDA[M-1:0]有先为“1”再为“0”的起始确认码后才开始读取数据。当手指长时间没有进入某副触控IC 42、44、46、48、50及52所负责的扫描区域时，所述的副触控IC 42、44、46、48、50及52将进入休眠模式而间隔较长的时间才扫描一次所负责的区域，虽然所述的副触控IC 42、44、46、48、50及52进入休眠模式，但主触控IC 54还是每个框(frame)要一次数据，又由前述可知，只有当副触控IC 42、44、46、48、50及52知道主触控IC 54给定的地址信号Addr[N-1:0]指向自己时才将信号SDA[M-1:0]设定为“0”或“1”，其余皆处于高阻抗或浮接状态，因此当主触控IC 54向某副触控IC要求数据时，例如副触控IC 42，若所述的副触控IC 42正处于休眠模式而无法回应时，下拉电阻R_PL即可将此时接脚PN[M-1:0]上的准位拉为“0”，使得主触控IC 54检测到信号SDA[M-1:0]上并无为“10”的起始确认码，进而跳过副触控IC 42而向下颗副触控IC 44要求数据回报。