[发明专利]电容式触控面板的感测电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种触控面板(touch panel)的感测电路，且特别涉及一种电容式触控面板(capacitive touch panel)的感测电路。

背景技术

请参照图1，其所示出为公知电容式触控面板系统示意图。电容式触控面板系统包括：驱动单元(driving unit)u1～u6、感测电路(sensing circuit)s1～s6、以及一触控面板。其中，触控式面板上包括不相接触的驱动电极(drivenelectrode)d1～d6以及接收电极(receiving electrode)r1～r6，而每个驱动电极d1～d6连接至相对应驱动单元u1～u6输出端，每个接收电极r1～r6连接至相对应的感测电路s1～s6输入端。再者，不相互接触的驱动电极d1～d6与接收电极r1～r6会产生互电容(mutual capacitance)Cs11～Cs66。当然，图1的电容式触控面板仅以六条驱动电极d1～d6以及六条接收电极r1～r6为例，更多的驱动电极以及接收电极所组成的电容式触控面板其结构也类似，因此不再赘述。

图1的电容式触控面板可作为多点触控(multi-finger)的触控面板。其操作原理是利用互电容的数值(电容值)改变，来计算使用者所接触的位置。一般来说，当使用者在电容式触控面板上产生一接触点(touch point)时，接触点位置处的互电容数值(电容值)会改变，此时，提供一驱动信号至该互电容，其充电的电荷量会相对应的改变。而感测电路即利用此特性来检测电荷量的改变，通过电压信号的变化判断互感电容的大小变化，再由互感电容的大小变化来判断是否有接地导体靠近或接触触控面板的位置。当然，由于电荷量(Q)、电压(V)与电容值(C)之间的关系为Q＝C×V，因此，感测电路也可以提供电压的改变，使得后续电路根据电压的改变量来决定使用者接触点的位置。

由图1可知，六个驱动信号P1～P6会依序提供一脉冲(pulse)，经由驱动单元u1～u6传递至驱动电极d1～d6。由于驱动电极d1～d6与接收电极r1～r6之间会有互电容Cs11～Cs66，所以互电容Cs11～Cs66上的感应电荷量(coupling charge)会经由接收电极r1～r6传递至相对应的感测电路s1～s6。因此，感测电路s1～s6可以产生相对应的输出电压Vo1～Vo6。

以第一驱动信号P1为例，于一驱动周期T内产生的脉冲会对第一驱动电极d1上的互电感Cs11～Cs16进行充电，同时互电感Cs11～Cs16上的感应电荷会经由接收电极r1～r6传递至感测电路s1～s6，使得感测电路s1～s6可以产生相对应的输出电压Vo1～Vo6。

因此，假设接触点位于互电感Cs11附近时，第一感测电路s1的输出电压Vo1会异于其他感测电路s2～s6的输出电压Vo2～Vo6。当然，如果二个接触点位于互电感Cs11与互电感Cs16附近时，第一感测电路s1与第六感测电路s6的输出电压Vo1、Vo6会异于其他感测电路s2～s5的输出电压Vo2～Vo5。

利用相同的原理，于后续的驱动周期，驱动信号P2～P6会依序提供脉冲至驱动电极d2～d6，使得感测电路s1～s6产生相对应的输出电压Vo1～Vo6。

由上述可知，六个驱动周期可视为一个扫描周期(scanning cycle，τ)。也就是说，于一个扫描周期τ之后，电容式触控面板上所有的区域都会被扫描(scan)一次，而使用者于触控面板上所产生的接触点的位置即可正确的获得。

请参照图2，其所示出为公知感测电路。感测电路s利用一积分器(integrator)来实现，包括：运算放大器(operation amplifier)200、一反馈电容(feedback capacitance，Cf)。其中，运算放大器200的正输入端(+)接收一参考电压Vref，负输入端(-)与输出端Vo之间连接反馈电容Cf。再者，运算放大器200的负输入端(-)还连接至接收电极r，而接收电极r与驱动电极d之间连接互电容Cs。

运算放大器200于正常操作之下，其正输入端(+)与负输入端(-)的电压相同并等于参考电压Vref。因此，当驱动电极d上的脉冲振幅为Vy时，可以进一步地于输出端Vo获得一电压变化量(ΔVo)。