本发明专利技术揭示一种用于高系统抗扰性的低电压电容式触控屏幕电荷采集及读出系统、电路及方法。电容式触控屏幕驱动及感测电路的各种实施例被揭示。在第一时间段期间，一给定驱动电极与一给定感测电极之间的互电容被充电至第一电荷值，该第一电荷值实质上对应于驱动电压乘以该互电容。在第二时间段期间，电荷储存电容器被充电至一数值，该数值近似对应于在该第一时间段与该第二时间段期间分别出现的触控屏幕电容网络电荷的一差值。该第一时间段与该第二时间段在时间上不交迭。暗框信号可自该触控屏幕中采集，以校准触控屏幕电容网络电荷的差值。
【技术实现步骤摘要】
本文所述本专利技术的各种实施例是关于电容式感测输入装置的领域；更具体而言，是关于用于电容式触控屏幕及触控面板的电荷采集或读出电路。
技术介绍
目前，在大多数触控板及触控屏幕装置中，主要采用二种电容感测及量测技术。第一种称为自电容(self-capacitance)技术。SYNAPTICS 所制 造的许多装置以及CYPRESSPS0C 的集成电路(Integrated Circuit ;IC)装置即是采用自电容量测技术。自电容涉及使用例如在以下专利文献中所述的技术来量测一系列电极焊垫(pad)的自电容值1996年8月6日颁予Bisset等人的专利技术名称为「触控板驱动的手持式计算装置(Touch Pad DrivenHandheld Computing Device)J 的美国专利第 5, 543, 588 号。自电容可通过检测在一处于给定电压的物体上累积的电荷量(Q=CV)而量测。自电容通常通过以下方式量测施加一已知电压至一电极，接着使用一电路来量测有多少电荷流至该同一电极。当外部物体接近该电极时，会有额外的电荷被吸引至该电极。因此，该电极的自电容增大。在触控屏幕中所使用的许多触摸感测器被配置成以一手指作为接地物体。人体实质上相对于一电场趋于零的表面系为一电容器，且通常具有100微微法拉(pF)左右的电容值。自电容式触控板中的各电极通常以列及行形式排列。通过首先扫描列、然后扫描行，可确定因例如一手指的存在而引起的各个电容变化的位置。然而，为达成对一触控板中的多个触摸的精确量测，可能需要同时量测若干个手指触摸。在此一情形中，用于自电容量测的列技术及行技术可导致不确定性(inconclusive)结果。欲减少一自电容系统中电极数目可通过以一锯齿形图案使电极交错的方式完成。此种交错方式会形成一较大的区域，在此较大区域中通过一有限数目的邻近电极来感测一手指，藉此能够达成更佳的内插(interpolation)、进而达成更少的电极。此种图案在一维(one dimensional)感测器(例如于IPOD点击式转盘(click-wheel)中所采用者)中尤其有效,例如2005年4月12日颁予Sinclair等人的专利技术名称为「电容触控滑动块(Capacitancetouch slider)」的美国专利第6, 879, 930号所述。在触控板及触控屏幕装置中所采用的第二种主要电容感测及量测技术称为互电容技术，其中使用一交叉的电极网格来执行量测，例如1999年I月19日颁予Gerpheide的专利技术名称为「用于数据输入的方法及设备(Methods and Apparatus for Data Input)」的美国专利第5，861，875号所述。CIRQUE 所制造的触控板装置即采用互电容技术。与自电容量测中量测单个可受到附近其他物体影响的导体的电容的方式不同，互电容量测是量测二导体间的电容。在许多电容式触控屏幕应用中，系统抗扰性高、耗散功率低的整合式电容式触控屏幕控制器是业界所期望的。然而，在许多已知电容式触控屏幕控制器中，低功率耗散与高系统抗扰性通常为互相矛盾的目标。最成功的电容式触控屏幕控制器通常采用高电压驱动信号，所述高电压驱动信号是通过使用一整合式电荷帮浦而自低电压电源而获得，其中该整合式电荷帮浦是利用集成电路外部的大容量电容器。因此，此等控制器中的大多数系统杂讯实际上来自触控屏幕本身的电磁干扰(Electro-Magnetic Interference ;EMI)。综上所述，一种采用相对低的驱动电压但保持高抗扰性的电容式触控屏幕系统是迫切所需的。
技术实现思路
在一实施例中，本专利技术提供一种电容式触控屏幕系统。该电容式触控屏幕系统包含一触控屏幕，包含多个导电性驱动电极以及多个导电性感测电极，该多个导电性驱动电极排列成多个列或行，该多个导电性感测电极与该多个导电性驱动电极的所述列或行成一角度排列成多个列或行，在该多个导电性驱动电极与该多个导电性感测电极相交的位置，该多个导电性驱动电极与该多个导电性感测电极之间存在多个互电容，当一手指、多个手指或一触摸装置靠近该触控屏幕时，所述互电容发生变化；多个驱动电路，各该多个驱动电路可操作地连接至该多个导电性驱动电极其中的一对应者，各该导电性驱动电极可操作地连接至一第三开关及一第四开关，该第三开关用以将该导电性驱动电极可操作地连接至一驱动电压，该第四开关用以将该导电性驱动电极可操作地连接至地电位，各该导电性驱动电极具有一与其相关联的驱动杂散电容；以及多个感测电路，各该多个感测电路可操作地连接至该多个导电性感测电极其中之一对应者，各该感测电路包含一第一开关、一第二开关、以及一电荷采集电路，该电荷采集电路包含一与一第五开关并联排列的电荷储存电容器，该第一开关用以将该导电性感测电极可操作地连接至地电位，该第二开关用以将该导电性感测电极可操作地连接至该电荷采集电路，各该导电性感测电极具有一与其相关联的感测杂散电容；其中于该多个导电性驱动电极与该多个导电性感测电极的一给定相交点，于一给定导电性驱动电极与一给定导电性感测电极之间存在一互电容、与该给定导电性驱动电极相关联的该驱动杂散电容以及与该给定导电性感测电极相关联的该感测杂散电容一起界定一触控屏幕电容网络，在一第一时间段(phase)期间，该第三开关闭合，该第四开关断开，该第一开关闭合，该第二开关断开，该给定导电性感测电极的一第一电位对应至地电位，且该给定导电性驱动电极与该给定导电性感测电极之间的该互电容被充电至一第一电荷值，该第一电荷值实质上对应于该驱动电压乘以该互电容，在一第二时间段期间，该第三开关断开，该第四开关闭合，该第一开关断开，该第二开关闭合，该给定导电性驱动电极的一第二电位对应至地电位，且该电荷储存电容器被充电至一数值，该数值近似对应于在该第一时间段与该第二时间段期间分别出现的触控屏幕电容网络电荷的一差值，该第一时间段与该第二时间段在时间上不交迭。在另一实施例中，本专利技术提供一种在一电容式触控屏幕系统中采集电荷的方法，该电容式触控屏幕系统包含一触控屏幕，包含多个导电性驱动电极以及多个导电性感测电极，该多个导电性驱动电极排列成多个列或行，该多个导电性感测电极与该多个导电性驱动电极的所述列或行成一角度排列成多个列或行，在该多个导电性驱动电极与该多个导电性感测电极相交的位置，该多个导电性驱动电极与该多个导电性感测电极之间存在多个互电容，当一手指、多个手指或一触摸装置靠近该触控屏幕时，所述互电容发生变化；多个驱动电路，各该多个驱动电路可操作地连接至该多个导电性驱动电极其中的一对应者，各该导电性驱动电极可操作地连接至一第三开关及一第四开关，该第三开关用以将该导电性驱动电极可操作地连接至一驱动电压，该第四开关用以将该导电性驱动电极可操作地连接至地电位，各该驱动电极具有一与其相关联的驱动杂散电容；多个感测电路，各该多个感测电路可操作地连接至该多个导电性感测电极其中之一对应者，各该感测电路包含一第一开关、一第二开关、以及一电荷采集电路，该电荷采集电路包含一与一第五开关并联排列的电荷储存电容器，该第一开关用以将该导电性感测电极可操作地连接至地电位，该第二开关用以将该导电性感测电极可操作地连接至该电荷采集电路，各该感测电极具有一与其相关联的感本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电容式触控屏幕系统，其特征在于，所述的电容式触控屏幕系统包含：一触控屏幕，包含多个导电性驱动电极以及多个导电性感测电极，所述多个导电性驱动电极排列成多个列或行，所述多个导电性感测电极与所述多个导电性驱动电极的所述列或行成一角度排列成多个列或行，在所述多个导电性驱动电极与所述多个导电性感测电极相交的位置，所述多个导电性驱动电极与所述多个导电性感测电极之间存在多个互电容，当一手指、多个手指或一触摸装置靠近所述触控屏幕时，所述互电容发生变化；多个驱动电路，各所述多个驱动电路可操作地连接至所述多个导电性驱动电极其中之一对应者，各所述导电性驱动电极可操作地连接至一第三开关及一第四开关，所述第三开关用以将所述导电性驱动电极可操作地连接至一驱动电压，所述第四开关用以将所述导电性驱动电极可操作地连接至地电位，各所述导电性驱动电极具有一与其相关联的驱动杂散电容；以及多个感测电路，各所述多个感测电路可操作地连接至所述多个导电性感测电极其中之一对应者，各所述感测电路包含一第一开关、一第二开关、以及一电荷采集电路，所述电荷采集电路包含一与一第五开关并联排列的电荷储存电容器，所述第一开关用以将所述导电性感测电极可操作地连接至地电位，所述第二开关用以将所述导电性感测电极可操作地连接至所述电荷采集电路，各所述导电性感测电极具有一与其相关联的感测杂散电容；其中于所述多个导电性驱动电极与所述多个导电性感测电极的一给定相交点，于一给定导电性驱动电极与一给定导电性感测电极之间存在一互电容、与所述给定导电性驱动电极相关联的所述驱动杂散电容以及与所述给定导电性感测电极相关联的所述感测杂散电容一起界定一触控屏幕电容网络，在一第一时间段期间，所述第三开关闭合，所述第四开关断开，所述第一开关闭 合，所述第二开关断开，所述给定导电性感测电极的一第一电位对应至地电位，且所述给定导电性驱动电极与所述给定导电性感测电极之间的所述互电容被充电至一第一电荷值，所述第一电荷值对应于所述驱动电压乘以所述互电容，在一第二时间段期间，所述第三开关断开，所述第四开关闭合，所述第一开关断开，所述第二开关闭合，所述给定导电性驱动电极的一第二电位对应至地电位，且所述电荷储存电容器被充电至一数值，所述数值近似对应于在所述第一时间段与所述第二时间段期间分别出现的触控屏幕电容网络电荷的一差值，所述第一时间段与所述第二时间段在时间上不交迭。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：利塔立·史考屈寇弗，
申请(专利权)人：原相科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。