电容式触控屏幕的感测方法与驱动电路技术

本发明专利技术公开了一种电容式触控屏幕的感测方法与驱动电路，该电容式触控屏幕包含有多个感测电容，该电容式触控屏幕的感测方法中，提供一参考电容单元，其包括所述多个感测电容中的至少一感测电容，并计算该参考电容单元与所述多个感测电容的电容差值，再根据所述多个电容差值找到在该电容式触控屏幕上的触控位置。本发明专利技术的感测方法可有效滤除电容感测元件上的噪声。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电容式触控屏幕，尤其涉及一种电容式触控屏幕的感测方法，也 涉及一种电容式触控屏幕的驱动电路。
技术介绍
由于触控式屏幕易于使用的特性以及技术已臻成熟，因此已广泛应用于各类便携 式电子产品上。目前在操作检测考量上以电阻式触控感测器和电容式触控感测器较符合市 场的需求。尤其是电容式触控感测器，其具有支援多点触控(Multi-Touch)技术的优势，更 具有未来市场潜力。电容式触控感测器主要是利用一电极与人体一部分(如手指)靠近或碰触该电极 时的静电交互作用所产生的电容值变化来进行检测。为能实现此种检测方式，开发出多种 电容式触控感测解决方案(capacitive touch sensorsolutions)来获知精确的电容变化。请参见图1，其图示一公知电容式触控感测电路。如图所示，该感测电路包括一电 容开关组10、一三角积分调制器(Sigma-delta modulator) 11、一调制器位元串流滤波器 (modulator bitstream filter) 13、时钟脉冲产生器14、以及一韧件15。其中时钟脉冲产 生器14产生的时钟脉冲信号用以控制电容开关组10中的开关Swl、Sw2。电容开关组10包 括感测电容Cs。感测电容Cs于开关Swl开路、Sw2导通的状态下，将对三角积分调制器11 中的积分电容(integrating capacitor)Cint进行充电。而三角积分调制器11中的比较 器111的输出电压转为高态的时间点即为积分电容Cint的电压充电至参考电压Vref的时 间点，而对积分电容Cint充电至参考电压Vref所需的时间与感测电容Cs的电容值呈线性 相关。另外，比较器111的输出电压将被闩锁器112闩锁并当做调制器位元串流滤波器13 中计数器130的选通信号(gatingsignal)。感测电容Cs的电容值由于与计数器130输出 的计数值大小相关，因此可利用韧件15中所包含的决定逻辑单元150估计出而可被后端所 用。但是，上述方法具有一些缺点，例如，积分电容Cint的充电行为涉及多个充放电 循环，因此相当耗费电力与时间，而且每个感测电路都需要设置一个积分电容Cint。因此， 并列式感测架构的感测电路将需要大量的积分电容Cint，因此会占用大量晶片面积或是耗 用大量外部元件。而若是采用序列式感测架构的感测电路，上述方法将会被噪声(noise) 严重影响，进而需要充分的滤波(filtering)与屏蔽(shielding)来克服噪声问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种电容式触控屏幕的感测方 法，该电容式触控屏幕包含有多个感测电容，而该方法包含下列步骤提供一参考电容单 元，其包括所述多个感测电容中的至少一感测电容；计算该参考电容单元与所述多个感测 电容的电容差值；以及根据所述多个电容差值找到在该电容式触控屏幕上的触控位置。本专利技术的目的还在于提供一种电容式触控屏幕的驱动电路，用以进行差分电容量测，该电容式触控屏幕包括多个感测电以及一参考电容单元，其中该参考电容单元包含一 参考电容，而该驱动电路包括一参考信号产生器，电连接至该参考电容单元，并根据该参 考电容产生一对互补参考信号；多个感测电路，分别对应电连接至所述多个感测电容，并连 接至该参考信号产生器，接收该对互补参考信号以量测该参考电容与该多个感测电容间的 电容差值；以及一定位装置，电连接至所述多个感测电容，根据所量测到的所述多个电容差 值找到在该电容式触控屏幕上的触控位置。本专利技术的有益效果在于，本专利技术可有效滤除电容感测元件上的噪声，进而可有效 达到抗噪声的目的，因此可有效解决上述公知手段的缺陷。附图说明图1显示一公知电容式触控感测电路的功能方框示意图。图2a 图2c显示可应用本专利技术的触控屏幕配置示意图的一实施例，其中图2a图 示以一中央感测电容作为单一的参考电容；图2b图示以一外部电容作为单一的参考电容； 图2c图示使用多重参考电容。图3显示一电容式触控屏幕的驱动电路的功能方框示意图，用以实现根据本专利技术 一实施例的差分电容量测的一实施例。图4显示利用图3驱动电路进行差分电容量测方式的一实施例的电路图。图5显示一-电容式触控屏幕的驱动电路的功能方框示意图，用以实现根据本专利技术另一实施例的差分电容量测的一实施例,O其中，附图标记说明如下10电容开关组11三角积分调制器111比较器112闩锁器13调制器位元串流130计数器滤波器14时钟脉冲产生器15韧件150决定逻辑单元Sw 1、Sw2开关Cint积分电容Cs感测电容Vref参考电压2电容式触控屏幕201广 290感测电容200,20η,参考感测器Refl, Refm301广 390感测电路81 83模拟数字转换器VOl广 V90模拟输出电压601 690取样与保持器71 ‘73多路复用器50解码与接口逻辑电路60控制逻辑单元Vrefp, Vrefn补参考电压信号具体实施例方式请参照图2a，其为可应用本专利技术的触控屏幕配置示意图的一实施例。在本例中，电 容式触控屏幕2由90个感测电容201 290所构成，不过感测电容的数目可视实际需要加 以选用。根据本专利技术，选择感测电容201 290中之一作为参考电容单元中的参考感测器，而参考感测器的电容值则为参考电容值。然后计算其它每一电容值与参考电容值的差值。 通过比较这些差值可辨识使用者触摸的位置。原则上任一感测电容均可用作参考感测器。在本专利技术的一实施例中，选用中央的 感测电容20η作为参考感测器，与其它感测电容201 290进行减法运算。或者，亦可轮流 选用不同的感测电容作为参考感测器，以达平均的效果。在另一实施例中，选用一外部电容200作为参考感测器，如图2b所示，并计算面板 中每一感测电容201 290与外部电容200的差值。通过比较这些差值可辨识使用者触摸 的位置。在又一实施例中，差分量测以小范围进行，而在参考电容单元中选用多个感测电 容作为参考感测器。将感测电容201 290分割成多个群组，并于不同群组中分别使用参 考感测器Refl Refm进行减法运算，如图2c所示。通过比较这些差值可辨识使用者触摸 的位置。在又一实施例中，在参考电容单元中选用所有感测电容作为参考感测器，以所有 感测电容201 290的平均电容值作为参考电容值，与每一电容201 290的电容值进行 比较。通过比较这些差值可辨识使用者触摸的位置。通过本专利技术的差分方法，可检测到一感测器相对于另一感测器的电容变化。触控 感测的差分方法可进行所有感测器的平行量测。由于噪声已经校正，因此噪声问题可减轻。 触控检测的速度可因基本上需要较少滤波程序而加快。同时，因为可在每一感测器的单一 充放电周期完成量测，和其它使用多周期的方法相较之下可减少电力损耗。另外，在传统触 控式屏幕中，感测器的检测电路常需要校正以适用于不同的量测条件。由于本专利技术方法使 用差分技术，因此校正的问题可因所有感测器的量测条件有相同的变化而简化。以下，参考图3与图4说明一用以实现上述差分电容量测的电容式触控屏幕的驱 动电路实例。该驱动电路包括一参考信号产生器30η与多个相同的感测电路301 390。 参考信号产生器30η连接到图2a所示的参考感测电容20η，而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容式触控屏幕的感测方法，该电容式触控屏幕包含有多个感测电容，而该方法包含下列步骤：提供一参考电容单元，其包括所述多个感测电容中的至少一感测电容；计算该参考电容单元与所述多个感测电容的电容差值；以及根据所述多个电容差值找到在该电容式触控屏幕上的触控位置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大卫朱利安叶慈，费蓝斯飞维，
申请(专利权)人：统宝光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]