[发明专利]自电容触控感测电路及噪声抑制方法

说明书

技术领域

本发明是与触控面板有关，尤其是关于一种应用于自电容触控面板的自电容触控感测电路及噪声抑制方法。

背景技术

一般而言，自电容触控面板可采用内嵌式(In-cell)或(On-cell)的结构设计来实现薄型化的自触控面板设计。

至于现有技术所采用的自电容触控感测电路，举例而言，如图1所示，传统的自电容触控感测电路是于第一相位下对待测电容Cext充电至第一外部充电电压V1，使得待测电容Cext储存的电荷量为待测电容Cex与第一外部充电电压V1的乘积。

然而，在内嵌式(In-cell)或(On-cell)的自电容式触控面板中，自电容触控感测电路会更靠近面板而更容易受到液晶翻转所产生的高噪声干扰。如图2所示，上面的曲线是在有频率10KHz的外部噪声的条件下所得到的频谱响应图，而下面的曲线则是在没有外部噪声的条件下所得到的频谱响应图。由下面的曲线可知：位于直流准位的是属于信号的部分；由上面的曲线可知：除了位于直流准位的是属于信号部分之外，还包含具有频率10KHz的噪声部分。由于噪声部分与信号部分所处频率太接近，导致自电容触控感测电路难以通过简易的低通滤波器来将噪声部分滤除。

此外，由于自电容触控感测电路会距离手指信号源更远，使得触控感测信号的噪声比不佳，不仅会导致电容式触控面板的触控感测效能低落，还需额外通过硬体来提升触控感测信号的噪声比，导致制造成本无法降低。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种应用于自电容触控面板的自电容触控感测电路及噪声抑制方法，以有效解决现有技术所遭遇到的上述种种问题。

根据本发明的一具体实施例为一种应用于自电容触控面板的自电容触控感测电路。于此实施例中，自电容触控感测电路是用以感测待测电容于自电容触控面板受触控时所产生的电容变化量并抑制外部环境噪声。自电容触控感测电路包含运算放大器、内部电容、第一开关及第二开关。运算放大器具有第一输入端、第二输入端及输出端。其中，第一输入端是耦接待测电容且第二输入端是接地，输出端输出一输出电压。内部电容是耦接于运算放大器的输出端与第一输入端之间。第一开关的一端耦接第一外部充电电压且其另一端耦接至待测电容与第一输入端之间。第二开关的一端耦接第二外部充电电压且其另一端耦接至待测电容与第一输入端之间。其中，第一外部充电电压是高于第二外部充电电压。第一开关与第二开关是依照特定顺序进行切换，致使第一外部充电电压或第二外部充电电压对待测电容进行充电。

于一实施例中，第一开关的另一端与第二开关的另一端均耦接至待测电容与第一输入端之间的接点。

于一实施例中，自电容触控感测电路进一步包含第三开关，且第三开关是耦接于接点与第一输入端之间。

于一实施例中，自电容触控感测电路进一步包含模拟/数字转换器及数字信号处理器。模拟/数字转换器耦接运算放大器的输出端。数字信号处理器耦接模拟/数字转换器。

于一实施例中，自电容触控感测电路进一步包含第一极性单元及第二极性单元。第一极性单元耦接于运算放大器的输出端与模拟/数字转换器之间，用以自运算放大器的输出端接收具有模拟格式的输出电压并维持输出电压的极性后输出至模拟/数字转换器。第二极性单元耦接于运算放大器的输出端与模拟/数字转换器之间，用以自运算放大器的输出端接收具有模拟格式的输出电压并反转输出电压的极性后输出至模拟/数字转换器。

于一实施例中，自电容触控感测电路进一步包含第一极性单元及第二极性单元。第一极性单元耦接于模拟/数字转换器与数字信号处理器之间，用以自模拟/数字转换器接收已被模拟/数字转换器由模拟格式转换为数字格式的输出电压并维持输出电压的极性后输出至数字信号处理器。第二极性单元耦接于模拟/数字转换器与数字信号处理器之间，用以自模拟/数字转换器接收已被模拟/数字转换器由模拟格式转换为数字格式的输出电压并反转输出电压的极性后输出至数字信号处理器。

于一实施例中，自电容触控感测电路进一步包含第一极性单元及第二极性单元。第一极性单元耦接数字信号处理器，用以自数字信号处理器接收已依序被模拟/数字转换器由模拟格式转换为数字格式且经数字信号处理器处理后的输出电压并维持输出电压的极性。第二极性单元耦接数字信号处理器，用以自数字信号处理器接收已依序被模拟/数字转换器由模拟格式转换为数字格式且经数字信号处理器处理后的输出电压并反转输出电压的极性。