CN101539826B

CN101539826B - 影像显示系统

Info

Publication number: CN101539826B
Application number: CN200810084414A
Authority: CN
Inventors: 吴泽宏
Original assignee: Chi Mei Optoelectronics Corp
Current assignee: Chi Mei Optoelectronics Corp
Priority date: 2008-03-21
Filing date: 2008-03-21
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2028-03-21
Also published as: CN101539826A

Abstract

一种影像显示系统，包括一触控感测电路，触控感测电路包括至少一电压储存单元，用以在一触控事件发生时，产生一对应电压。电压储存单元包括一第一电容，具有第一端耦接至来自一共享电极上的一交流共享电压，以及一第二端耦接至一第一节点；一第一开关元件，具有一第一端耦接至第一电容的第二端，以及一第二端耦接交流共享电压；以及一第二开关元件，具有一第一端耦接至第一电容的第二端。

Description

影像显示系统

技术领域

本发明涉及影像显示系统，特别是涉及影像显示系统中的触控感测电路。

背景技术

现今由于信息应用产品(Information Appliance products)的整合，触控面板已经逐渐地取代传统人机接口，例如键盘与鼠标。随着使用者可以轻易且方便地操作触控面板时，触控面板则已经扩展到许多领域，例如便携式通讯产品与信息产品、银行/商业系统、医药登记系统、厂房监视系统、公共信息导览系统...等等。根据感测的方法，触控面板可区分成电容型、电阻型、声波型、红外线型以及磁感应型。在这些类型中，电容式型被应用在大尺寸的触控面板中。手指或触控笔与一电容式触控面板的接触将会产生电容值的改变，再进一步产生电流。根据所产生的电流，即可计算出X方向与Y方向的接触点，于是送出对应于这些接触点的指令。

发明内容

本发明提供一种影像显示系统，包括一触控感测电路，触控感测电路包括至少一电压储存单元，用以在发生一触控事件所导致的电容值变动时，产生一对应电压。电压储存单元包括一第一电容，具有第一端耦接至来自一共享电极上的一交流共享电压，以及一第二端耦接至一第一节点；一第一开关元件，具有一第一端耦接至第一电容的第二端，以及一第二端耦接交流共享电压；以及一第二开关元件，具有一第一端耦接至第一电容的第二端。

本发明也提供一种影像显示系统，包括一触控感测电路，触控感测电路包括第一、第二电压储存单元，在发生一触控事件所导致的电容值变动时，产生一对应电压；以及一积分单元，用以在一第一周期中积分第一电压储存单元所产生的对应电压，以产生一第一输出信号，并且在一第二周期中积分第二电压储存单元所产生的对应电压，以产生一第二输出信号。第一、第二电压储存单元各包括一第一电容，具有第一端耦接至来自一共享电极上的一交流共享电压，以及一第二端；一第一开关元件，具有一第一端耦接至第一电容的第二端，以及一第二端耦接交流共享电压；以及一第二开关元件，具有一第一端耦接至第一电容的第二端。

为了使本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并结合附图详细说明如下。

附图说明

图1显示一触控感测电路的一实施例。

图2为图1中触控感测电路的时序图。

图3为图1中触控感测电路的另一时序图。

图4为触控感测电路的另一实施例。

图5为图4中触控感测电路的一时序图。

图6为影像显示系统的一实施例。

附图符号说明

10、10_1-10_3 电压储存单元；

20 积分单元；

100、200 触控感测电路；

300 触控面板；

400 显示面板；

500 影像显示系统；

C₁、C₂、C_c、C_par、C_sense、C_load 电容；

SWA、SWB、SW1-SW6 开关元件；

OP 运算放大器；

V1、V1” 电压；

VCOM 交流共享电压；

VL 相对低电平；

V_OUT 输出信号。

具体实施方式

图1显示一触控感测电路的一实施例。如图所示，触控感测电路100适用于一电容式触控面板，并且触控感测电路100包括至少一电压储存单元10以及一积分单元20。电压储存单元10用以在发生一触控事件所导致的电容值变动时，产生一对应电压，而积分单元20用以积分电压储存单元10所产生的对应电压，藉以产生一输出信号，以便后续的触控处理。

电压储存单元10包括电容C_par与C_c以及开关元件SWA与SWB。电容C_par具有一第一端耦接至一共享电极(未图示)上的一交流共享电压VCOM，以及一第二端耦接至一节点ND1。举例而言，电容C_par为形成触控面板的表面与共享电极间的一电容，并且交流共享电压VCOM具有一相对高电压(未图标)以及一相对低电压VL。电容C_c包括一第一端耦接节点ND1，以及一第二端耦接至一接地端。举例而言，电容C_c为触控面板上的绕线与接地端的寄生电容。开关元件SWA耦接于节点ND1与积分单元20之间，开关元件SWB耦接于节点ND1与共享电压VCOM之间。在某些实施例中，交流共享电压VCOM的相对高电压与相对低电压VL可分别为5V与0V，但不限定于此。

积分单元20包括开关元件SW1-SW6、电容C₁-C₂与C_load以及运算放大器OP。开关元件SW1包括一第一端耦接至开关元件SWA的第二端，以及一第二端耦接至电容C₁。开关元件SW2包括一第一端耦接至开关元件SW1的第二端，以及一第二端耦接至交流共享电压VCOM的相对低电平VL。电容C₁包括一第一端耦接至开关元件SW1的第二端与开关元件SW2的第一端，以及一第二端耦接至开关元件SW3与SW4。开关元件SW3包括一第一端耦接至电容C₁的第二端，以及一第二端耦接至运算放大器OP，而开关元件SW4包括一第一端耦接至电容C₁的第二端，以及一第二端耦接至交流共享电压VCOM的相对低电平VL。

运算放大器OP包括一反相输入端耦接至开关元件SW3的第二端、一非反相输入端耦接至交流共享电压VCOM的相对低电平VL，以及一输出端耦接至开关元件SW5与SW6以及电容C₂。电容C₂耦接于运算放大器OP的反相输入端与输出端之间，并且开关元件SW5耦接于运算放大器OP的反相输入端与输出端之间。开关元件SW6包括一第一端耦接至运算放大器的输出端，以及一第二端耦接至电容C_load，而电容C_load耦接于开关元件SW6的第二端与接地端之间。举例而言，开关元件SWA-SWB与SW1-SW6可由晶体管所构成，例如MOS晶体管或双极结型晶体管，但不限定于此。

图2为图1中触控感测电路的时序图，以下结合图1说明触控感测电路的动作。

举例而言，电容C_sense代表使用者的手指或触控笔(stylus)，并且电容C_sense的电容值远小于电容C_par的电容值。在某些实施例中，电容C_sense的电容值与电容C_par的电容值的比值可达到1∶1500，但不限定于此。

在时间t1时，开关元件SWB截止并且交流共享电压VCOM由相对高电平(5V)变至相对低电平VL(0V)，节点ND1上的电压V1则会根据电容C_sense是否与节点ND1耦接而有不同变化。

举例而言，当电容C_sense并未耦接至节点ND1，意即使用者的手指或触控笔(stylus)并未触碰至触控面板时，节点ND1上的电压变化可表示成

。由于电容C_c的电容值可设计成远小于电容C_par，所以节点ND1上的电压V1将由之前预存的电平(5V)下降至几乎是0V。

相反地，当电容C_sense耦接至节点ND1，意即使用者的手指或触控笔(stylus)触碰至触控面板时，所以节点ND1上的电压变化可表示成

。由于电容C_sense的电容值远小于电容C_par的电容值，所以此时节点ND1上的电压变化将略小于电容C_sense并未耦接至节点ND1时的电压变化，因此节点ND1上的电压V1”将由之前预存的电平(5V)降到大约0.003V，但不限定于此。此外，电压V1”储存于电容C_sense、C_c与C_par中。换言之，当发生触控事件时，节点ND1上会产生大约为0.003V的电压V1”，而当未发生触控事件时，节点ND1上产生几乎为0V的电压V1。

在时间t2时，开关元件SWA导通，因此电压储存单元10的节点上的电压V1或V1”会被输出至积分单元20。再者，由于开关元件SW1、SW4与SW6导通，所以电压V1或V1”会被储存至电容C₁中。

在时间t3时，开关元件SW4会截止。在时间t4时，开关元件SW1也会跟着截止。在时间t5时，开关元件SW2与SW3会导通，使得储存在电容C₁中的电压V1或V1”会被运算放大器OP与电容C₁与C₂构成的积分器所积分，作为输出信号V_OUT输出至电容C_load。举例而言，所积分后的电压(即输出信号V_OUT)可表示成

或

。要注意的是，当电容C_sense并未耦接至节点ND1时，电压V1几乎是0V，因此积分后的电压还是0V。在此时，开关元件SWB会再度导通，并且交流共享电压VCOM由相对低电平VL再变回相对高电平，因此，节点ND1将会被充电至相对高电平。

在时间t6时，开关元件SW3会截止。在时间t7时，开关元件SWA、SWB与SW2截止，并且交流共享电压VCOM由相对高电平变回相对低电平VL。再者，开关元件SW6也会截止。此外，在节点ND1上的电压则会再次根据电容C_sense是否与节点ND1耦接而有不同变化，在此不再累述。

在时间t8时，开关元件SW5会导通。电容C₁中所储存的电压将会由于运算放大器OP的反相输入端与非反相输入端的虚短路进行放电。在时间t9时，开关元件SW4会导通，将电容C₁的一端耦接至相对低电压VL。在时间t10时，开关元件SW1会导通，使得电容C₁的两端都耦接至相对低电压VL，藉以将电容C₁放电。

在时间t11时，开关元件SW2与SW3会导通。以便将电容C₁与C₂放电。再者，开关元件SWB会导通，并且交流共享电压VCOM由相对低电平VL变回相对高电平，因此节点ND1会被充电至相对高电平。在时间t12时，开关元件SW3会截止。在时间t13时，开关元件SW2与SW5会截止，以便结束放电动作。再者，开关元件SWB截止，并且交流共享电压VCOM由相对高电平变回相对低电平VL。因此，于节点ND1的电压则会再次根据电容C_sense是否与节点ND1耦接而有不同变化，在此不再累述。

在时间t14，开关元件SWA导通，因此电压储存单元10的节点上的电压V1或V1”会被输出至积分单元20。再者，由于开关元件SW1、SW4与SW6导通，所以电压V1或V1”会被储存至电容C₁中。

在此实施例中，在开关元件SW6导通的周期中，积分单元20仅会进行一次积分，但不限于此。在某些实施例中，在开关元件SW6导通的周期中，积分单元20也可多次积分。图3为图1中触控感测电路的另一时序图。如图3所示，在开关元件SW6导通的周期中，积分单元20进行两次积分，其动作与图2中所示者相似，在此不再累述。

图4为触控感测电路的另一实施例。如图所示，触控感测电路200与图1中所示的触控感测电路100，其差异在于积分单元20耦接至三个电压储存单元10_1-10_3，并且三个电压储存单元10_1-10_3在不同的时间，将节点ND1上的电压输出至积分单元20进行积分，以便得到多个输出信号V_OUT，以便后续的触控处理。图5为图4中触控感测电路的一时序图。如图所示，电压储存单元10_1-10_3分别在周期TA1、TA2与TA3中，将其节点ND1上的电压输出至积分单元20进行积分，以便得到多个输出信号V_OUT，以便后续的触控处理。

图6为影像显示系统的一实施例，在此以一电子装置500来实现。如图所示，电子装置500包括一触控面板300用以与使用者互动以及一显示面板400用以显示影像，其中触控面板300包括图1所示的触控感测电路100或图4中所示的触控感测电路200。举例而言，电子装置500可为一数字相机、便携式DVD、一电视机、一车上型显示器、一个人数字助理(PDA)、一监示器、一笔记型计算机、一平板计算机或一移动电话。显示面板400可为一液晶显示面板、等离子显示面板、有机发光二极管显示面板或一薄膜晶体管驱动显示器，但不限定于此。在某些实施例中，触控感测电路100或200可整合至显示面板400之中。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，当可作些许更改与修饰，因此本发明的保护范围应以本发明的权利要求为准。

Claims

1.一种影像显示系统，包括：

一触控感测电路，包括至少一电压储存单元，用以在发生一触控事件所导致的电容值变动时，产生一对应电压，其中上述电压储存单元包括：

一第一电容，具有一第一端耦接至来自一共享电极上的一交流共享电压，以及一第二端耦接至一第一节点；

一第一开关元件，具有一第一端耦接至上述第一电容的第二端，以及一第二端耦接上述交流共享电压；以及

一第二开关元件，具有一第一端耦接至上述第一电容的第二端，

上述触控感测电路还包括一积分单元，耦接上述第二开关元件的第二端，用以对上述对应电压进行积分，以便产生一输出信号，

其中在一第一周期时，上述第一开关元件会导通并且上述交流共享电压由一相对低电平变为一相对高电平，使得上述第一节点被充电至上述相对高电平，

其中在第二周期时上述第一开关元件会截止并且上述交流共享电压由上述相对高电平变为上述相对低电平，若未发生上述触控事件时，上述第一节点则会被拉低至一第一电平，若发生上述触控事件，上述第一节点则会被拉低至一第二电平，其中上述第二电平高于上述第一电平。

2.如权利要求1所述的影像显示系统，其中上述电压储存单元还包括一第二电容耦接于一接地端与上述第一电容的第二端之间。

3.如权利要求1所述的影像显示系统，其中上述积分单元包括：

一第三开关元件，具有一第一端耦接至上述第二开关元件的第二端，以及一第二端；

一第三电容，具有一第一端耦接至上述第三开关元件的第二端，以及一第二端；

一第四开关元件，具有一第一端耦接至上述第三开关元件的第二端，以及一第二端耦接至上述交流共享电压的一相对低电平；

一第五开关元件，具有一第一端耦接至上述第三电容的第二端，以及一第二端；

一第六开关元件，具有一第一端耦接至上述第三电容的第二端，以及一第二端耦接至上述相对低电平；

一运算放大器，具有一反相输入端耦接至上述第五开关的第二端、一非反相输入端耦接至上述相对低电平，以及一输出端；

一第四电容，耦接于上述运算放大器的反相输入端与输出端之间；

一第七开关元件，耦接于上述运算放大器的反相输入端与输出端之间；以及

一第八开关元件，耦接于上述运算放大器的输出端，用以输出上述输出信号。

4.一种影像显示系统，包括：

一触控感测电路，包括第一、第二电压储存单元，用于在发生一触控事件所导致的电容值变动时，产生一对应电压；以及一积分单元，用以于一第一周期中积分上述第一电压储存单元所产生的上述对应电压，以产生一第一输出信号，并且于一第二周期中积分上述第二电压储存单元所产生的上述对应电压，以产生一第二输出信号，其中上述第一、第二电压储存单元各包括：

一第二开关元件，具有一第一端耦接至上述第一电容的第二端，以及第二端耦接至积分单元，

其中在一第三周期时，上述第一开关元件会导通并且上述交流共享电压由一相对低电平变为一相对高电平，使得上述第一节点被充电至上述相对高电平，

其中在一第四周期时，上述第一开关元件会截止并且上述交流共享电压由上述相对高电平变为上述相对低电平，若未发生上述触控事件则于上述第一节点上产生一第一电平，若发生上述触控事件则于上述第一节点上产生一第二电平，其中上述第二电平高于上述第一电平。

5.如权利要求4所述的影像显示系统，其中上述第一、第二电压储存单元还包括一第二电容耦接于一接地端与上述第一电容的第二端之间。