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CN109656399A - 驱动集成电路、触控面板的驱动方法以及触碰控制系统 - Google Patents

驱动集成电路、触控面板的驱动方法以及触碰控制系统 Download PDF

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CN109656399A CN201810133316.6A CN201810133316A CN109656399A CN 109656399 A CN109656399 A CN 109656399A CN 201810133316 A CN201810133316 A CN 201810133316A CN 109656399 A CN109656399 A CN 109656399A
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Abstract

本发明公开了一种驱动集成电路以及触控面板的驱动方法，所述驱动集成电路包括内建电容、读取电路、模数转换器以及耦合电路。该读取电路用以从触控面板接收感测信号，并且输出模拟感测数据。该模数转换器耦接于所述读取电路，其中所述模数转换器用以接收该模拟感测数据，并且将该模拟感测数据转换成数字感测数据。该耦合电路耦接于所述读取电路，其中所述耦合电路用以在所述驱动器集成电路操作于触控感测模式时选择性地将该内建电容耦接到该触控面板。本发明的驱动集成电路能够依据不同的应用，通过将内建电容耦接到触控面板来动态地调整触控面板的灵敏度。

Description

驱动集成电路、触控面板的驱动方法以及触碰控制系统
技术领域
本发明涉及一种驱动集成电路(driver integrated circuit(IC))，尤其是一种能够调整与其耦接的触控面板的灵敏度(sensitivity)的驱动集成电路，以及相关的驱动方法。
背景技术
一般来说，触控面板(例如笔记本电脑的触控面板)的灵敏度是固定的，因为形成于所述触控面板中的感测电极的排列在产品出厂后就无法被改变。上述固定的灵敏度可能造成用户直接地对面板进行触控时的不便，举例来说，当用户的手仅是位于所述面板上但并未直接触碰时，所述触控面板可能没有足够的灵敏度来进行用户的操作。
发明内容
本发明的目的之一在于公开一种触控面板的驱动集成电路以及相关的驱动方法，以解决上述问题。
本发明的一实施例公开了一种驱动集成电路，其包括内建电容、读取电路、模数转换器(analog-to-digital converter(ADC))以及耦合电路。该读取电路用以从触控面板接收感测信号，并且输出模拟感测数据。该模数转换器耦接于所述读取电路，其中所述模数转换器用以接收该模拟感测数据，并且将该模拟感测数据转换成数字感测数据。该耦合电路耦接于所述读取电路，其中所述耦合电路用以在所述驱动器集成电路操作于触控感测模式时选择性地将该内建(built-in)电容耦接到该触控面板。
本发明的一实施例公开了一种触控面板的驱动方法，包括：从触控面板接收感测信号；输出模拟感测数据；对所述模拟感测数据进行模数转换，以将该模拟感测数据转换成数字感测数据；以及当操作在触控感测模式时，选择性地将所述触控面板耦接到内建电容。
本发明的一实施例公开了一种触碰控制系统，包括触控面板以及驱动集成电路。该驱动集成电路耦接于所述触控面板，且包括内建电容、读取电路、模数转换器以及耦合电路。该读取电路用以从所述触控面板接收感测信号，以及输出模拟感测数据；该模数转换器耦接于所述读取电路，其中所述模数转换器用以接收所述模拟感测数据，以及将所述模拟感测数据转换成数字模拟数据；以及该耦合电路耦接于所述读取电路，其中所述耦合电路用以在所述驱动集成电路操作于触控感测模式时，选择性地将所述内建电容耦接到所述触控面板。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的触碰控制(touch-controlled)系统的示意图；
图2是根据本发明一实施例的触控面板的示意图；
图3是根据本发明一实施例的驱动集成电路的示意图。
其中，附图标记说明如下：
10 触碰控制系统
20 驱动集成电路
30 触控面板
40 用户
210 时钟产生电路
220 分频器
241、242 复用器
250 耦合电路
251 控制电路
260 读取电路
261 放大器
262 电容
270 模数转换器
Cbuilt 内建电容
SP1-SPn 感测引脚
SS1-SSn 感测信号
DS 驱动信号
SE1-SEn 感测电极
CLK 时钟信号
ASA 模拟感测数据
DSA 数字模拟数据
CS 控制信号
SW 开关
CSE 感测电极
ΔC 电容值变化
f 频率
DR 侦测报告
具体实施方式
在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中具有通常知识者应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的“包含”是一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。另外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一装置耦接于另一装置，则代表该装置可直接电气连接于该另一装置，或透过其他装置或连接手段间接地电气连接至该另一装置。
图1是根据本发明一实施例的触碰控制(touch-controlled)系统10的示意图，触碰控制系统10包括驱动集成电路20以及触控面板30，其中当驱动集成电路20通过传送驱动信号DS到触控面板30以及从触控面板30接收感测信号SS1-SSn来操作于触控感测模式时，驱动集成电路20用以侦测是否有触碰事件发生于触控面板30。其中，驱动信号DS可为频率信号。
图2是根据本发明一实施例的触控面板30的示意图。如图2所示，触控面板30包括多个感测电极SE1-SEn，其中在所述触控感测模式下，从驱动集成电路10传来的驱动信号DS会被感测电极SE1-SEn中的每一者顺序地以及重复地接收。感测电极SE1-SEn会对应地分别传送感测信号SS1-SSn到驱动集成电路20。尤其是，当用户40(在此仅以其手指来示意)在所述触控感测模式下触碰(直接触碰或非直接触碰)所述触控面板时，所述多个感测电极会感测到所述触碰。举例来说，感测电极SE1会产生用以表示有发生触碰事件的感测信号SS1，其中感测信号SS1指出所产生的电容值变化ΔC，且感测信号SS1会被传送到驱动集成电路20。假设感测电极SE1的电容值是CSE1，则所述触控面板的灵敏度可通过ΔC/CSE1来得出。在本实施例中，来自于感测电极SE1-SEn的基础电容值为相同，且于后续段落中将以CSE来表示。如同之前于现有技术的描述中所提到，当用户40是非直接地触碰触控面板30时(例如用户的手仅是位于触控面板30上但并未直接触碰触控面板30)，所述电容值变化ΔC可能太小而使得驱动集成电路20无法侦测到。在此情况下，触碰控制系统10需要高灵敏度。当用户40是直接地触控面板30时(例如其手指直接地按压触控面板30)，所述电容值变化ΔC对于驱动集成电路20而言会具有足以侦测到的强度。在此情况下，触碰控制系统10仅需要相对较低的灵敏度。本发明对驱动集成电路20提供调整触控面板30的灵敏度的能力，以因应当所述电容值变化ΔC太小时的情况，详细的实作方式将于以下段落描述。
当所述多个感测电极没有感测到所述触碰时(例如感测电极SE2-SEn产生感测信号SS2-SSn，但感测信号SS2-SSn中的每一者都指出没有电容值变化)，此结果会传送到驱动集成电路20。在本实施例中，所述触控面板20采用互感触碰侦测(mutual-capacitor touchdetecting)方案。换言之，上述电容值变化ΔC是被触碰到的感测电极与其邻近的电极之间的互感电容值(mutual capacitance)的变化。然而以上仅为帮助说明，并非对于本发明所作的限制。在其他实施例中，触控面板30亦可改为采用自感触碰侦测(self-capacitortouch detecting)方案。
图3是根据本发明一实施例的驱动集成电路20的示意图，如图3所示，驱动集成电路20包括时钟产生电路210、分频器220、内建电容Cbuilt、复用器(multiplexer)241以及242、耦合电路250、读取电路260以及模数转换器(analog-to-digital converter(ADC))270。此外，从触控面板30传来的感测信号SS1-SSn会分别被感测引脚(sensing point)SP1-SPn所接收。需注意的是，引脚SP1-SPn在本实施例中是设置于驱动集成电路20之外，但这并非作为本发明的限制。时钟产生电路210用以产生具有频率f的时钟信号CLK。耦接于时钟产生电路210的分频器(frequency divider)220是用以对时钟信号CLK进行分频以产生驱动信号DS，其中驱动信号DS可为前述的频率信号。复用器241接收驱动信号DS，并且于所述触控感测模式中将驱动信号DS顺序地以及重复地传送到感测电极SE1-SEn中的每一者。所述复用器242会通过所述感测引脚SP1-SPn来顺序地以及重复地接收感测信号SS1-SSn，其中感测信号SS1-Sn中的每一者指出是否有感测到触碰事件。所述读取电路260包括放大器261以及电容262，其中读取电路260被使用为电流放大器以顺序地以及重复地从复用器242接收感测信号，并且处理感测信号SS1-SSn以产生模拟感测数据ASA到模数转换器270以作进一步的处理。模数转换器270将模拟感测数据ASA转换成数字模拟数据DSA，并且将数字模拟数据DSA传送给触碰控制系统10的后台(back-end)电路(未绘示于图1)。耦合电路250包括控制电路251以及开关SW，其中控制电路251接收来自所述触控面板的感测信号SS1-SSn以侦测是否发生触碰事件。当有侦测到触碰时，控制电路251将有感测到触控事件的感测电极的数量与预定值作比较，并且产生控制信号CS以对开关SW进行控制。开关SW受控制信号CS控制而决定是否将内建电容Cbuilt耦接到触控面板30，以动态地调整灵敏度。
尤其是，当有感测到触控事件的感测电极的数量大于所述预定值时，这表示所述触控面板有很大的面积被覆盖(例如被用户的手掌覆盖)但并非直接触碰，这时就需要相对较高的灵敏度来因应此状况。因此，为了增加灵敏度，控制电路251会产生控制信号CS来关闭(switch off)开关SW，以将内建电容Cbuilt与触控面板30断开。在此状态下，内建电容Cbuilt会与感测电极CSE的电容断开，因此灵敏度会保持在ΔC/CSE。
当有感测到触控事件的感测电极的数量不大于所述预定值时，这表示触控面板30仅有少部分的区域被直接触碰(例如被用户的手指直接触碰)，此时仅需要相对较低的灵敏度。因此，控制电路251会产生控制信号CS来开启(switch on)开关SW，以将内建电容Cbuilt耦接到触控面板30。在此状态下，内建电容Cbuilt会并联于感测电极CSE的电容，因此灵敏度会是ΔC/(CSE//Cbuilt)，其值小于ΔC/CSE。
在上述实施例中，开关SW会被控制为开启或关闭以决定是否要将内建电容Cbuilt与触控面板30并联。然而，这并非对本发明做出的限制。所属领域中具有通常知识者应可理解，通过将开关SW以及内建电容Cbuilt设置于驱动集成电路20中不同位置，内建电容Cbuilt可与触控面板30串联。在此情况下，触控面板30的灵敏度会因为内建电容Cbuilt与触控面板30的串联而可被动带地调整。举例来说，当有感测到触控事件的感测电极的数量大于所述预定值时，控制电路251可产生控制信号CS来开启开关SW，以将内建电容Cbuilt串联于触控面板30。
当有感测到触控事件的感测电极的数量不大于所述预定值时，控制电路251可产生控制信号CS来关闭开关SW，以将内建电容Cbuilt与触控面板30断开。
需注意的是内建电容Cbuilt可用包括多个电容的电容数组(array)来实作，且所述内建电容Cbuilt的电容值可通过改变其内的多个电容易的连接方式来作调整。如此一来，所述触控面板的灵敏度可更加提升。所属领域中具有通常知识者应可理解所述电容数组的实作方式以及相关的用来控制所述电容的控制单元的实作方式。
在上述实施例中，驱动集成电路20会基于有感测到触控事件的感测电极的数量来调整所述触控面板的灵敏度，但这并非对本发明所作出的限制。在其他实施例中，触碰控制系统10也可通过不同的方法来定当前的状态是否需要相对较高的灵敏度或相对较低的灵敏度。举例来说，触碰控制系统10可包括至少一传感器(未绘示于图1)，其中所述传感器侦测用户的移动以决定当前的状态是否需要相对较高的灵敏度或相对较低的灵敏度，并且将侦测报告DR传送到控制电路251。控制电路251会依据侦测报告DR来产生控制信号CS到开关SW，以控制开关SW的开启/关闭状态。以上仅用以举例，并非对本发明所作出的限制。只要驱动集成电路是通过将内建电容Cbuilt耦接到触控面板来调整触控面板的灵敏度，皆落入本发明的范畴。
在上述实施例中，触控面板30可以例如是笔记本电脑的触控平板。在其他实施例中，触控面板30可以是电子装置(诸如智能手机、平板、个人行动助理(personal digitalassistant(PDA)等等)的触控显示面板。当触控面板30是触控显示面板时，驱动集成电路20可选择性地操作于显示模式以及所述触控感测模式。当所述驱动集成电路20操作于所述显示模式时，驱动集成电路20会输出显示数据到触控面板30的多个感测电极。由于所属领域中具有通常知识者应可理解应用于触控显示面板的驱动集成电路的实作方式，在此将省略这些细节。
总的来说，本发明公开了一种触碰控制系统，包括触控面板以及耦接于所述触控面板的驱动集成电路，所述驱动集成电路能够依据不同的应用，通过将内建电容耦接到触控面板(并联或是串联的方式)来动态地调整触控面板的灵敏度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种驱动集成电路，其特征在于，包括：
内建电容；
读取电路，用以从触控面板接收感测信号，并且输出模拟感测数据；
模数转换器，耦接于所述读取电路，其中所述模数转换器用以接收该模拟感测数据，并且将该模拟感测数据转换成数字感测数据；以及
耦合电路，耦接于所述读取电路，其中所述耦合电路用以在所述驱动器集成电路操作于触控感测模式时选择性地将该内建电容耦接到该触控面板。
2.如权利要求1所述的驱动集成电路，其特征在于，所述耦合电路包括：
控制电路，用以从所述触控面板的多个感测电极中的每一者接收所述感测信号，以侦测是否发生触控事件，以及另用以在侦测到有触控事件时，将有感测到触控事件的感测电极的数量与预定值作比较，以产生控制信号；以及
开关，耦接于所述读取电路与所述内建电容之间，其中所述开关依据所述控制信号来将所述内建电容耦接到所述触控面板。
3.如权利要求2所述的驱动集成电路，其特征在于，当所述内建电容通过所述耦合电路的所述开关耦接到所述触控面板时，所述内建电容并联于所述触控面板。
4.如权利要求3所述的驱动集成电路，其特征在于，当有感测到触控事件的感测电极的该数量不大于所述预定值时，所述内建电容通过所述耦合电路耦接到所述触控面板；以及当有感测到触控事件的感测电极的该数量大于所述预定值时，所述内建电容不通过所述耦合电路耦接到所述触控面板。
5.如权利要求2所述的驱动集成电路，其特征在于，当所述内建电容是通过所述耦合电路耦接到所述触控面板时，所述内建电容串联于所述触控面板。
6.如权利要求5所述的驱动集成电路，其特征在于，当有感测到触控事件的感测电极的该数量不大于所述预定值时，所述内建电容不通过所述耦合电路耦接到所述触控面板；以及当有感测到触控事件的感测电极的该数量大于所述预定值时，所述内建电容通过所述耦合电路耦接到所述触控面板。
7.如权利要求1所述的驱动集成电路，其特征在于，所述读取电路通过位于所述驱动集成电路之外的感测引脚来接收所述感测信号。
8.如权利要求1所述的驱动集成电路，其中所述感测信号是从所述触控面板的多个感测电极中的一者输出。
9.如权利要求1所述的驱动集成电路，其特征在于，所述驱动集成电路还包括：
时钟产生电路，用以产生时钟信号；以及
分频器，耦接于所述时钟产生电路，其中所述分频器用以对所述时钟信号进行分频，以产生驱动信号，以及所述驱动信号被顺序地以及重复地传送到所述触控面板的多个感测电极中的每一者。
10.如权利要求1所述的驱动集成电路，其特征在于，所述触控面板是触控显示面板，所述驱动集成电路选择性地操作于显示模式或所述触控感测模式，以及当所述驱动集成电路操作于所述显示模式时，所述驱动集成电路输出显示数据到所述触控面板的多个感测电极。
11.一种触控面板的驱动方法，其特征在于，包括：
从触控面板接收感测信号；
输出模拟感测数据；
对所述模拟感测数据进行模数转换，以将该模拟感测数据转换成数字感测数据；以及
当操作在触控感测模式时，选择性地将所述触控面板耦接到内建电容。
12.如权利要求11所述的驱动方法，其中当操作在该触控感测模式时选择性地将所述触控面板耦接到该内建电容包括：
从所述触控面板的多个感测电极中的每一者接收所述感测信号，以侦测是否发生触控事件；
当侦测到有触控事件时，将有感测到触控事件的感测电极的数量与预定值作比较，并且产生控制信号；以及
依据所述控制信号来将所述内建电容耦接到所述触控面板。
13.如权利要求12所述的驱动方法，还包括：
将所述内建电容并联于所述触控面板。
14.如权利要求13所述的驱动方法，其中当有感测到触控事件的感测电极的该数量不大于所述预定值时，所述内建电容依据所述控制信号耦接到所述触控面板；以及当有感测到触控事件的感测电极的该数量大于所述预定值时，所述内建电容并不依据所述控制信号耦接到所述触控面板。
15.如权利要求12所述的驱动方法，还包括：
将所述内建电容串联于所述触控面板。
16.如权利要求15所述的驱动方法，其中当有感测到触控事件的感测电极的该数量不大于所述预定值时，所述内建电容并不依据所述控制信号耦接到所述触控面板；以及当有感测到触控事件的感测电极的该数量大于所述预定值时，所述内建电容依据所述控制信号耦接到所述触控面板。
17.如权利要求11所述的驱动方法，还包括：
产生时钟信号；
对所述时钟信号进行分频以产生驱动信号；以及
顺序地以及重复地将所述驱动信号传送到所述触控面板的多个感测电极中的每一者。
18.如权利要求11所述的驱动方法，其中所述感测信号是从所述触控面板的多个感测电极输出。
19.如权利要求11所述的驱动方法，其中所述触控面板是触控显示面板，以及所述驱动方法还包括：
选择性地操作于显示模式或所述触控感测模式；以及
当操作于所述显示模式时，输出显示数据到多个感测电极。
20.一种触碰控制系统，包括：
触控面板；以及
驱动集成电路，耦接于所述触控面板，该驱动集成电路包括：
内建电容；
读取电路，用以从所述触控面板接收感测信号，以及输出模拟感测数据；
模数转换器，耦接于所述读取电路，其中所述模数转换器用以接收所述模拟感测数据，以及将所述模拟感测数据转换成数字模拟数据；以及
耦合电路，耦接于所述读取电路，其中所述耦合电路用以在所述驱动集成电路操作于触控感测模式时，选择性地将所述内建电容耦接到所述触控面板。
CN201810133316.6A 2017-10-11 2018-02-09 驱动集成电路、触控面板的驱动方法以及触碰控制系统 Active CN109656399B (zh)

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