CN101702109A - 电容式触控面板的感测电路 - Google Patents

Abstract

一种电容式触控面板的感测电路，包括：运算放大器，正输入端接收参考电压；第一开关，连接于电容式触控面板的接收电极与运算放大器的负输入端之间；第二开关，连接于负输入端与运算放大器的输出端之间；第一反馈电容；第二反馈电容；第三开关的第一端连接至负输入端，其第二端连接至第一反馈电容的第一端；第四开关的第一端连接至第一反馈电容的第二端，其第二端连接至输出端；第五开关的第一端连接至负输入端，其第二端连接至第二反馈电容的第一端；以及，第六开关的一第一端连接至第二反馈电容的一第二端，其第二端连接至输出端。本发明的优点在于可使得信噪比(SNR)提高，并排除了寄生对地电容效应。

Description

电容式触控面板的感测电路

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(capacitive touch panel)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(driven electrode)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，每个驱动电极d1～d6对接地端的等效电容分别为Cd1～Cd6；而每个接收电极r1～r6对接地端的等效电容分别为Cr1～Cr6；而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)Cm11～Cm66。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。其运行原理利用互电容的数值(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，而后续电路(未示出)即可以根据电荷量的变化来决定使用者接触点的位置。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Cm11～Cm66，所以互电容Cm11～Cm66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上的互电容Cm11～Cm16进行充电，同时互电容Cm11～Cm16上的感应电荷会经由接收电极r1～r6传递至感测电路s1～s6，进而使得感测电路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容Cm11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，如果两个接触点位于互电容Cm11与互电容Cm16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至少一个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，Ci)。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Ci。再者，运算放大器200的负输入端-更连接至接收电极r，而接收电极r与驱动电极d之间连接互电容Cm，并且接收电极r对接地端GND的等效电容为Cr。

于运算放大器200正常运行之下，其正输入端+与负输入端-的电压相同并等于参考电压Vref，也即电容Cd上的跨压即为参考电压Vref并且不会变动。因此，当驱动电极d上的脉冲振幅为Vy时，可以在输出端Vo获得一电压降(ΔVo)。

而ΔVo＝-Vy*Cm/Ci----(I)。因此，以图1的第一驱动信号P1为例，当使用者没有产生接触点时，互电容Cm11～Cm16不会改变而感测电路s1～s6输出端Vo1～Vo6上的电压降会相同。反之，假设使用者产生的接触点位于互电容Cm11附近时，互电容Cm11的数值(电容值)会改变，使得第一感测电路s1输出端Vo1的电压降异于其他感测电路s2～s6输出端Vo2～Vo6的电压降。而后续电路即可根据感测电路s1～s6输出端Vo1～Vo6上的电压降来得知接触点的位置。

然而，当接触点上的互电容Cm变化很小时，其感应电荷量与其他互电容的感应电荷量差异太小，因而将造成接触点对应的感测电路所产生的电压降与其他感测电路的电压降差异太小，使得后续电路无法据以计算出接触点。

请参照图3，其所示出为公知另一电容式触控面板系统示意图。于图3中可知，驱动信号P1～P6于一个驱动周期T会产生两个脉冲t1、t2，使得电容式触控面板300中的互电容能够多次产生感应电荷。因此，经过设计的感测电路s1～s6可多次累积互电容上的感应电荷，使得感测电路s1～s6的输出电压Vo1～Vo6产生可分辨的电压降。

由图3可知，一个扫描周期(scanning cycle，τ)中有六个驱动周期T，而一个驱动周期可产生两个脉冲t1、t2。也就是说，每个驱动信号P1～P6于每个驱动周期T会产生两个脉冲t1、t2，来使得互电容多次产生感应电荷。而感测电路s1～s6的设计可多次累积互电容多次产生的感应电荷，并产生较大的电压降使得后续电路可根据电压降来决定接触点的位置。因此，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至少一个接触点的位置即可正确的获得。

图3仅以一个驱动周期T中提供两个脉冲t1、t2为例，当然也可以于一个驱动周期T中产生更多的脉冲，使得感测电路s1～s6产生更大的电压降。而美国专利号US6452514揭示一种电容感测器与阵列“Capacitive sensor andarray”，其利用多个脉冲来累积互电容所产生的电荷。

发明内容

本发明的目的在于提出一种电容式触控面板的感测电路，于输出端产生较大的电压降，使得后续电路即可轻易地区别有接触点以及未接触点时的电压降，并产生正确的接触点位置。

本发明提出一种感测电路，应用于一电容式触控面板的一接收电极，该电容式触控面板的一驱动电极与该接收电极之间具有一互电容，而该驱动电极可接收一驱动信号，该感测电路包括：一运算放大器，具有一正输入端用以接收一参考电压、一负输入端、与一输出端；一第一开关，连接于该接收电极与该负输入端之间；一第二开关，连接于该负输入端与该输出端之间；一第一反馈电容；一第二反馈电容；一第三开关，其具有一第一端连接至该负输入端，以及一第二端连接至该第一反馈电容的一第一端；一第四开关，其具有一第一端连接至该第一反馈电容的一第二端，以及一第二端连接至该输出端；一第五开关，其具有一第一端连接至该负输入端，以及一第二端连接至该第二反馈电容的一第一端；以及，一第六开关，其具有一第一端连接至该第二反馈电容的一第二端，以及一第二端连接至该输出端；其中，该驱动信号可于一驱动周期内产生至少一个脉冲，当该脉冲处于一上升沿时，控制所述多个开关使得该第一反馈电容以一第一充电方向充电，当该脉冲处于一下降沿时，控制所述多个开关使得该第二反馈电容以一第二充电方向充电。

因此，本发明更提出一种感测电路，应用于一电容式触控面板的一接收电极，且该电容式触控面板的一驱动电极与该接收电极之间具有一互电容，而该驱动电极用以接收一驱动信号，该感测电路包括：一运算放大器，其具有一正输入端接收一参考电压、一负输入端、与一输出端；一第一开关，连接于该接收电极与该负输入端之间；一第二开关，连接于该负输入端与该输出端之间；一反馈电容；一第三开关，其具有一第一端连接至该负输入端，以及一第二端连接至该反馈电容的一第一端；一第四开关，其具有一第一端连接至该反馈电容的一第二端，以及一第二端连接至该输出端；一第五开关，连接于该反馈电容的该第二端与该负输入端之间；以及一第六开关，连接于该反馈电容的该第一端与该输出端之间；其中，该驱动信号可于一驱动周期内产生至少一个脉冲，该脉冲处于一上升沿与一下降沿时，控制所述多个开关使得该反馈电容以一第一充电方向充电。

本发明的优点在于提出一种电容式触控面板的感测电路，其可于输出端产生较大的电压降，因此可使得信噪比(SNR)提高。再者，由于感测电路中提供一运算放大器，因此运算放大器的负输入端(-)会稳定的维持在参考电压Vref，所以接收电极r对接地端的等效电容Cr并不会对感测电路的电压降造成任何的影响，进而排除了寄生对地电容效应。

为了使能更进一步了解本发明特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1所示出为公知电容式触控面板系统示意图。

图2所示出为公知感测电路。

图3所示出为公知另一电容式触控面板系统示意图。

图4A与图4B所示出为本发明感测电路及其控制信号的第一实施例。

图5A所示出为预充电周期时的感测电路示意图。

图5B所示出为驱动周期T中第一脉冲t1的前面时段t1a的感测电路示意图。

图5C所示出为驱动周期T中第一脉冲t1的后面时段t1b的感测电路示意图。

图5D所示出为输出周期O时感测电路示意图。

图6A与图6B所示出为本发明感测电路及其控制信号的第二实施例。

图7A所示出为预充电周期时的感测电路示意图。

图7B所示出为驱动周期T中第一脉冲t1的前面时段t1a的感测电路示意图。

图7C所示出为驱动周期T中第一脉冲t1的后面时段t1b的感测电路示意图。

图7D所示出为输出周期O时感测电路示意图。

图8A与图8B所示出为本发明感测电路及其控制信号的第三实施例。

图9A所示出为预充电周期时的感测电路示意图。

图9B所示出为驱动周期T中第一脉冲t1的前面时段t1a的感测电路示意图。

图9C所示出为驱动周期T中第一脉冲t1的后面时段t1b的感测电路示意图。

图9D所示出为输出周期O时感测电路示意图。

上述附图中的附图标记说明如下：

200运算放大器    300电容式触控面板

400、600、800运算放大器

具体实施方式

请参照图4A与图4B，其所示出为本发明感测电路及其控制信号的第一实施例。感测电路s包括：一运算放大器400、一第一反馈电容Ci1、一第二反馈电容Ci2、八个开关电路sw1～sw8。

运算放大器400的正输入端+接收一参考电压Vref，第一开关sw1(受控于第一控制信号ctr1)连接于接收电极r与运算放大器400的负输入端-之间。第二开关sw2(受控于第二控制信号ctr2)连接于运算放大器400负输入端-与输出端Vo之间。第三开关sw3(受控于第三控制信号ctr3)的第一端连接至运算放大器400负输入端-，第三开关sw3的第二端连接至第一反馈电容Ci1的第一端，第一反馈电容Ci1的第二端连接至第四开关sw4(受控于第四控制信号ctr4)的第一端，第四开关sw4的第二端连接至运算放大器400输出端Vo。第五开关sw5(受控于第五控制信号ctr5)的第一端连接至运算放大器400负输入端-，第五开关sw5的第二端连接至第二反馈电容Ci2的第一端，第二反馈电容Ci2的第二端连接至第六开关sw6(受控于第六控制信号ctr6)的第一端，第六开关sw6的第二端连接至运算放大器400输出端Vo。第七开关sw7(受控于第七控制信号ctr7)连接于第三开关sw3的第二端以及运算放大器400输出端Vo之间。第八开关sw8(受控于第八控制信号ctr8)连接于第一反馈电容Ci1的第二端以及第二反馈电容Ci2的第二端之间。再者，假设第一反馈电容Ci1与第二反馈电容Ci2的数值(电容值)都为Ci/2。

再者，由图4B可知，驱动信号P于一个扫描周期(scanning cycle，τ)包括：预充电周期(precharge cycle)、驱动周期(driving cycle，T)、以及输出周期(output cycle，O)。其中，驱动信号P于一驱动周期T中产生三个脉冲t1、t2、t3，而于驱动周期T之后即为输出周期O，而其他时间即为预充电周期。再者，八个控制信号ctr1～ctr8于高电平时可使得开关sw1～sw8为关闭(close)状态，于低电平时可使得开关sw1～sw8为开路(open)状态。以下详细介绍第一实施例感测电路s的详细运行情形。

请参照图5A，其所示出为预充电周期时的感测电路示意图。于预充电周期，第一开关sw1至第六开关sw6为关闭状态，第七开关sw7与第八开关sw8为开路状态。此时，驱动信号P尚未产生脉冲，并且第一反馈电容Ci1与第二反馈电容Ci2的两端点短路(short circuit)，因此电荷量为0。

请参照图5B，其所示出为驱动周期T中第一脉冲t1的前面时段t1a的感测电路示意图。由图4B可知，第一脉冲t1的前面时段t1a时，驱动信号P的第一脉冲t1由低电平上升至高电平，也就是说第一脉冲t1的上升沿(risingedge)在前面时段t1a内。此时，第一开关sw1、第三开关sw3、第四开关sw4为关闭状态，第二开关sw2、第5开关sw5至第八开关sw8为开路状态。

因此，于第一脉冲的上升沿时，互电容Cm产生感应电荷，并且连接于驱动电极d的互电容Cm第一端为正极+，连接于接收电极r的互电容第二端为负极-，因此，第一反馈电容Ci1的第一端为正极+而第一反馈电容Ci1的第二端为负极-，并且根据方程式(I)，第一反馈电容Ci1上的跨压为ΔVo＝2*Vy*Cm/Ci。

请参照图5C，其所示出为驱动周期T中第一脉冲t1的后面时段t1b的感测电路示意图。由图4B可知，第一脉冲t1的后面时段t1b时，驱动信号P的第一脉冲由高电平下降至低电平，也就是说第一脉冲t1的下降沿(fallingedge)在后面时段t1b内。此时，第一开关sw1、第五开关sw5、第六开关sw6为关闭状态，第二开关sw2、第三开关sw3、第四开关sw4、第七开关sw7与第八开关sw8为开路状态。

因此，于第一脉冲的下降沿时，互电容Cm产生感应电荷，并且连接于驱动电极d的互电容Cm第一端为负极-，连接于接收电极r的互电容第二端为正极+，因此，第二反馈电容Ci2的第一端为负极-而第二反馈电容Ci2的第二端为正极+，并且根据方程式(I)，第二反馈电容Ci2上的跨压为ΔVo＝2*Vy*Cm/Ci。再者，由于第三开关sw3与第四开关sw4为开路状态，使得第一反馈电容Ci1上的跨压维持不变。

由图5B与图5C的解释可知，于驱动信号P中第一脉冲t1的上升沿时，第一反馈电容Ci1的充电方向由第一端往第二端充电；于驱动信号P中第一脉冲t1的下降沿时，第二反馈电容Ci2的充电方向由第二端往第一端充电。

同理，当驱动信号P中第二脉冲中的前面时段t2a时，感测电路s相同于图5B。并且，第一反馈电容Ci1的充电方向由第一端往第二端充电，而其跨压变成为ΔVo＝4*Vy*Cm/Ci。当驱动信号P中第二脉冲中的后面时段t2b时，感测电路s相同于图5C。并且，第二反馈电容Ci2的充电方向由第二端往第一端充电，而其跨压变成为ΔVo＝4*Vy*Cm/Ci。

同理，当驱动信号P中第三脉冲中的前面时段t3a时，感测电路s相同于图5B。并且，第一反馈电容Ci1的充电方向由第一端往第二端充电，而其跨压变成为ΔVo＝6*Vy*Cm/Ci。当驱动信号P中第三脉冲中的后面时段t3b时，感测电路s相同于图5C。并且，第二反馈电容Ci2的充电方向由第二端往第一端充电，而其跨压变成为ΔVo＝6*Vy*Cm/Ci。

请参照图5D，其所示出为输出周期O时感测电路示意图。由图4B可知，于输出周期O时，第五开关sw5、第七开关sw7、第八开关sw8为关闭状态，第一开关sw1至第四开关sw4、与第六开关sw6为开路状态。

很明显地，于输出周期O时，第一反馈电容Ci1与第二反馈电容Ci2上的跨压会相加，使得输出端Vo上的电压降为ΔVo＝12*Vy*Cm/Ci。因此，根据本发明的实施例可知，当驱动周期T中产生N个脉冲时，于输出周期O时可使得输出端Vo上的电压降为ΔVo＝4N*Vy*Cm/Ci。

根据本发明的第一实施例，于输出周期时，感测电路s的输出端上所产生的电压降会变大，因此后续电路即可轻易地区别有接触点以及未接触点时的电压降，并产生正确的接触点位置。

请参照图6A与图6B，其所示出为本发明感测电路及其控制信号的第二实施例。感测电路s包括：一运算放大器600、一第一反馈电容Ci1、一第二反馈电容Ci2、八个开关电路sw1～sw8。

运算放大器600的正输入端+接收一参考电压Vref，第一开关sw1(受控于第一控制信号ctr1)连接于接收电极r与运算放大器600的负输入端-之间。第二开关sw2(受控于第二控制信号ctr2)连接于运算放大器600负输入端-与输出端Vo之间。第三开关sw3(受控于第三控制信号ctr3)的第一端连接至运算放大器600负输入端-，第三开关sw3的第二端连接至第一反馈电容Ci1的第一端，第一反馈电容Ci1的第二端连接至第四开关sw4(受控于第四控制信号ctr4)的第一端，第四开关sw4的第二端连接至运算放大器600输出端Vo。第五开关sw5(受控于第五控制信号ctr5)的第一端连接至运算放大器600负输入端-，第五开关sw5的第二端连接至第二反馈电容Ci2的第一端，第二反馈电容Ci2的第二端连接至第六开关sw6(受控于第六控制信号ctr6)的第一端，第六开关sw6的第二端连接至运算放大器600输出端Vo。第七开关sw7(受控于第七控制信号ctr7)连接于第三开关sw3的第二端以及运算放大器600输出端Vo之间。第八开关sw8(受控于第八控制信号ctr8)连接于第一反馈电容Ci1的第二端以及运算放大器600负输入端-之间。再者，假设第一反馈电容Ci1与第二反馈电容Ci2的数值(电容值)都为Ci/2。

再者，由图6B可知，驱动信号P于一个扫描周期(scanning cycle，τ)包括：预充电周期(precharge cycle)、驱动周期(driving cycle，T)、以及输出周期(output cycle，O)。其中，驱动信号P于一驱动周期T中产生三个脉冲t1、t2、t3，而于驱动周期T之后即为输出周期O，而其他时间即为预充电周期。再者，八个控制信号ctr1～ctr8于高电平时可使得开关sw1～sw8为关闭(close)状态，于低电平时可使得开关sw1～sw8为开路(open)状态。以下详细介绍第二实施例感测电路s的详细运行情形。

请参照图7A，其所示出为预充电周期时的感测电路示意图。于预充电周期，第一开关sw1至第六开关sw6为关闭状态，第七开关sw7与第八开关sw8为开路状态。此时，驱动信号P尚未产生脉冲，并且第一反馈电容Ci1与第二反馈电容Ci2的二端点短路(short circuit)，因此电荷量为0。

请参照图7B，其所示出为驱动周期T中第一脉冲t1的前面时段t1a的感测电路示意图。由图6B可知，第一脉冲t1的前面时段t1a时，驱动信号P的第一脉冲由低电平上升至高电平。此时，第一开关sw1、第三开关sw3、第四开关sw4为关闭状态，第二开关sw2、第5开关sw5至第八开关sw8为开路状态。

因此，于第一脉冲的上升沿(rising edge)时，互电容Cm产生感应电荷，并且连接于驱动电极d的互电容Cm第一端为正极+，连接于接收电极r的互电容第二端为负极-，因此，第一反馈电容Ci1的第一端为正极+而第一反馈电容Ci1的第二端为负极-，并且根据方程式(I)，第一反馈电容Ci1上的跨压为ΔVo＝2*Vy*Cm/Ci。

请参照图7C，其所示出为驱动周期T中第一脉冲t1的后面时段t1b的感测电路示意图。由图6B可知，第一脉冲t1的后面时段t1b时，驱动信号P的第一脉冲系由高电平下降至低电平。此时，第一开关sw1、第五开关sw5、第六开关sw6为关闭状态，第二开关sw2、第三开关sw3、第四开关sw4、第七开关sw7与第八开关sw8为开路状态。

因此，于第一脉冲的下降沿(falling edge)时，互电容Cm产生感应电荷，并且连接于驱动电极d的互电容Cm第一端为负极-，连接于接收电极r的互电容第二端为正极+，因此，第二反馈电容Ci2的第一端为负极-而第二反馈电容Ci2的第二端为正极+，并且根据方程式(I)，第二反馈电容Ci2上的跨压为ΔVo＝2*Vy*Cm/Ci。再者，由于第三开关sw3与第四开关sw4为开路状态，使得第一反馈电容Ci1上的跨压维持不变。

由图7B与图7C的解释可知，于驱动信号P中第一脉冲t1的上升沿时，第一反馈电容Ci1的充电方向由第一端往第二端充电；于驱动信号P中第一脉冲t1的下降沿时，第二反馈电容Ci2的充电方向由第二端往第一端充电。

同理，当驱动信号P中第二脉冲中的前面时段t2a时，感测电路s相同于图7B。并且，第一反馈电容Ci1的充电方向由第一端往第二端充电，而其跨压变成为ΔVo＝4*Vy*Cm/Ci。当驱动信号P中第二脉冲中的后面时段t2b时，感测电路s相同于图7C。并且，第二反馈电容Ci2的充电方向由第二端往第一端充电，而其跨压变成为ΔVo＝4*Vy*Cm/Ci。

同理，当驱动信号P中第三脉冲中的前面时段t3a时，感测电路s相同于图7B。并且，第一反馈电容Ci1的充电方向由第一端往第二端充电，而其跨压变成为ΔVo＝6*Vy*Cm/Ci。当驱动信号P中第三脉冲中的后面时段(t3b)时，感测电路s相同于图7C。并且，第二反馈电容Ci2的充电方向由第二端往第一端充电，而其跨压变成为ΔVo＝6*Vy*Cm/Ci。

请参照图7D，其所示出为输出周期O时感测电路示意图。由图6B可知，于输出周期O时，第五开关sw5至第八开关sw8为关闭状态，第一开关sw1至第四开关sw4为开路状态。

很明显地，于输出周期O时，第一反馈电容Ci1与第二反馈电容Ci2会并联，使得输出端Vo上的电压降为ΔVo＝6*Vy*Cm/Ci。因此，根据本发明的实施例可知，当驱动周期T中产生N个脉冲时，于输出周期O时可使得输出端Vo上的电压降为ΔVo＝2N*Vy*Cm/Ci。

根据本发明的第二实施例，于输出周期时，感测电路s的输出端上所产生的电压降会变大，因此后续电路即可轻易地区别有接触点以及未接触点时的电压降，并产生正确的接触点位置。

请参照图8A与B，其所示出为本发明感测电路及其控制信号的第三实施例。感测电路s包括：一运算放大器800、一反馈电容Ci、六个开关电路sw1～sw6。

运算放大器800的正输入端+接收一参考电压Vref，第一开关sw1(受控于第一控制信号ctr1)连接于接收电极r与运算放大器800的负输入端-之间。第二开关sw2(受控于第二控制信号ctr2)连接于运算放大器800负输入端-与输出端Vo之间。第三开关sw3(受控于第三控制信号ctr3)的第一端连接至运算放大器800负输入端-，第三开关sw3的第二端连接至反馈电容Ci的第一端，反馈电容Ci的第二端连接至第四开关sw4(受控于第四控制信号ctr4)的第一端，第四开关sw4的第二端连接至运算放大器800输出端Vo。第五开关sw5(受控于第五控制信号ctr5)连接于运算放大器800负输入端-与反馈电容Ci的第二端之间。第六开关sw6(受控于第六控制信号ctr6)连接于运算放大器800输出端Vo与反馈电容Ci的第一端之间。

再者，由图8B可知，驱动信号P于一个扫描周期(scanning cycle，τ)包括：预充电周期(precharge cycle)、驱动周期(driving cycle，T)、以及输出周期(output cycle，O)。其中，驱动信号P于一驱动周期(T)中产生三个脉冲t1、t2、t3，而于驱动周期T之后即为输出周期O，而其他时间即为预充电周期。再者，六个控制信号ctr1～ctr6于高电平时可使得开关sw1～sw6为关闭(close)状态，于低电平时可使得开关sw1～sw6为开路(open)状态。以下详细介绍第三实施例感测电路s的详细运行情形。

请参照图9A，其所示出为预充电周期时的感测电路示意图。于预充电周期，第一开关sw1至第四开关sw4为关闭状态，第五开关sw5与第六开关sw6为开路状态。此时，驱动信号P尚未产生脉冲，并且反馈电容Ci的二端点短路(short circuit)，因此电荷量为0。

请参照图9B，其所示出为驱动周期T中第一脉冲t1的前面时段t1a的感测电路示意图。由图8B可知，第一脉冲t1的前面时段t1a时，驱动信号P的第一脉冲由低电平上升至高电平。此时，第一开关sw1、第三开关sw3、第四开关sw4为关闭状态，第二开关sw2、第5开关sw5与第六开关sw6为开路状态。

因此，于第一脉冲的上升沿(rising edge)时，互电容Cm产生感应电荷，并且连接于驱动电极d的互电容Cm第一端为正极+，连接于接收电极r的互电容第二端为负极-，因此，反馈电容Ci的第一端为正极+而反馈电容Ci的第二端为负极-，并且根据方程式(I)，反馈电容Ci上的跨压为ΔVo＝Vy*Cm/Ci。

请参照图9C，其所示出为驱动周期T中第一脉冲t1的后面时段t1b的感测电路示意图。由图8B可知，第一脉冲t1的后面时段t1b时，驱动信号P的第一脉冲由高电平下降至低电平。此时，第一开关sw1、第五开关sw5、第六开关sw6为关闭状态，第二开关sw2、第三开关sw3、第四开关sw4为开路状态。

因此，于第一脉冲的下降沿(falling edge)时，互电容Cm产生感应电荷，并且连接于驱动电极d的互电容Cm第一端为负极-，连接于接收电极r的互电容第二端为正极+，因此，反馈电容Ci的第二端为负极-而反馈电容Ci的第一端为正极+，并且根据方程式(I)，反馈电容Ci上的跨压累积为ΔVo＝2*Vy*Cm/Ci。

同理，当驱动信号P中第二脉冲中的前面时段t2a时，感测电路s相同于图9B。并且，反馈电容Ci跨压变成为ΔVo＝3*Vy*Cm/Ci。当驱动信号P中第二脉冲中的后面时段t2b时，感测电路s相同于图9C。并且，反馈电容Ci跨压变成为ΔVo＝4*Vy*Cm/Ci。

同理，当驱动信号P中第三脉冲中的前面时段t3a时，感测电路s相同于图9B。并且，反馈电容Ci跨压变成为ΔVo＝5*Vy*Cm/Ci。当驱动信号P中第三脉冲中的后面时段t3b时，感测电路s相同于图9C。并且，反馈电容Ci跨压变成为ΔVo＝6*Vy*Cm/Ci。

请参照图9D，其所示出为输出周期O时感测电路示意图。由图8B可知，于输出周期O时，第五开关sw5与第六开关sw6为关闭状态，第一开关sw1至第四开关sw4为开路状态。

很明显地，于输出周期O时，反馈电容Ci于输出端Vo上产生的电压降为ΔVo＝6*Vy*Cm/Ci。因此，根据本发明的实施例可知，当驱动周期T中产生N个脉冲时，于输出周期O时可使得输出端Vo上的电压降为ΔVo＝2N*Vy*Cm/Ci。

根据本发明的第三实施例，于输出周期时，感测电路s的输出端上所产生的电压降会变大，因此后续电路即可轻易地区别有接触点以及未接触点时的电压降，并产生正确的接触点位置。

由本发明的第一与第二实施例可知，电容式触控面板的感测电路至少包括两个反馈电容器，其可于驱动周期中脉冲的一上升沿时，利用第一反馈电容以第一充电方向来储存互电容产生的感应电荷，并可于驱动信号产生脉冲的一下降沿时，利用第二反馈电容以第二充电方向来储存互电容产生的感应电荷。并且，于驱动周期之后的输出周期之内，利用串联(或者并联)第一反馈电容与第二反馈电容来产生电压降。

再者，由本发明的第三实施例可知，电容式触控面板的感测电路包括一反馈电容器，其可于驱动周期中脉冲的一上升沿与下降沿时，利用反馈电容以相同的充电方向来储存互电容产生的感应电荷。并且，于驱动周期之后的输出周期之内，利用反馈电容上的跨压来产生电压降。

本发明的优点在于提出一种电容式触控面板的感测电路，其可于输出端产生较大的电压降，因此可使得信噪比(SNR)提高。再者，由于感测电路中提供一运算放大器，因此运算放大器的负输入端(-)会稳定的维持在参考电压Vref，所以接收电极r对接地端的等效电容Cr并不会对感测电路的电压降造成任何的影响，进而排除了寄生对地电容效应。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求权利要求所界定的范围为准。

Claims (16)

1.一种感测电路，应用于一电容式触控面板的一接收电极，该电容式触控面板的一驱动电极与该接收电极之间具有一互电容，而该驱动电极可接收一驱动信号，该感测电路包括：

一运算放大器，具有一正输入端用以接收一参考电压、一负输入端、与一输出端；

一第一开关，连接于该接收电极与该负输入端之间；

一第二开关，连接于该负输入端与该输出端之间；

一第一反馈电容；

一第二反馈电容；

一第三开关，其具有一第一端连接至该负输入端，以及一第二端连接至该第一反馈电容的一第一端；

一第四开关，其具有一第一端连接至该第一反馈电容的一第二端，以及一第二端连接至该输出端；

一第五开关，其具有一第一端连接至该负输入端，以及一第二端连接至该第二反馈电容的一第一端；以及

一第六开关，其具有一第一端连接至该第二反馈电容的一第二端，以及一第二端连接至该输出端；

其中，该驱动信号可于一驱动周期内产生至少一个脉冲，当该脉冲处于一上升沿时，控制所述多个开关使得该第一反馈电容以一第一充电方向充电，当该脉冲处于一下降沿时，控制所述多个开关使得该第二反馈电容以一第二充电方向充电。

2.如权利要求1所述的感测电路，其中该第一充电方向由该第一反馈电容的该第一端向该第一反馈电容的该第二端充电，以及，该第二充电方向由该第二反馈电容的该第二端向该第二反馈电容的该第一端充电。

3.如权利要求1所述的感测电路，其中每一脉冲被区分为一第一时段以及一第二时段，该第一时段为该脉冲由一低电平变换至一高电平的该上升沿，以及，该第二时段为该脉冲由该高电平变换至该低电平的该下降沿，当中，于该第一时段时，控制该第一开关、该第三开关、与该第四开关于一关闭状态，控制该第二开关、该第五开关、与该第六开关于一开路状态。

4.如权利要求3所述的感测电路，其中于该第二时段时，控制该第一开关、该第五开关、与该第六开关于该关闭状态，控制该第二开关、该第三开关、与该第四开关于该开路状态。

5.如权利要求1所述的感测电路，其中该驱动信号于一预充电周期时，控制所述多个开关为该关闭状态，使得该第一反馈电容与该第二反馈电容的储存电荷为零。

6.如权利要求1所述的感测电路，其中该驱动信号于一输出周期时，串联该第一反馈电容与该第二反馈电容，使得该输出端产生一电压降，其中当该脉冲的数目为一时，该电压降为一第一电压，以及当该脉冲的数目为N时，该电压降为该第一电压的N倍。

7.如权利要求6所述的感测电路，其中该感测电路还包括：

一第七开关，连接于该第三开关的该第二端以及该输出端之间；以及

一第八开关，连接于该第一反馈电容的该第二端以及该第二反馈电容的该第二端之间；

其中，于该输出周期时，控制该第七开关与该第八开关为该关闭状态。

8.如权利要求1所述的感测电路，其中该驱动信号于一输出周期时，并联该第一反馈电容与该第二反馈电容，使得该输出端产生一电压降，其中当该脉冲的数目为一时，该电压降为一第二电压，以及，当该脉冲的数目为N时，该电压降为该第二电压的N倍。

9.如权利要求8所述的感测电路，其中该感测电路还包括：

一第九开关，连接于该第三开关的该第二端以及该输出端之间；以及

一第十开关，连接于该第一反馈电容的该第二端以及负输入端之间；

其中，于该输出周期时，控制该第九开关与该第十开关为该关闭状态。

10.一种感测电路，应用于一电容式触控面板的一接收电极，且该电容式触控面板的一驱动电极与该接收电极之间具有一互电容，而该驱动电极用以接收一驱动信号，该感测电路包括：

一运算放大器，其具有一正输入端接收一参考电压、一负输入端、与一输出端；

一第一开关，连接于该接收电极与该负输入端之间；

一第二开关，连接于该负输入端与该输出端之间；

一反馈电容；

一第三开关，其具有一第一端连接至该负输入端，以及一第二端连接至该反馈电容的一第一端；

一第四开关，其具有一第一端连接至该反馈电容的一第二端，以及一第二端连接至该输出端；

一第五开关，连接于该反馈电容的该第二端与该负输入端之间；以及

一第六开关，连接于该反馈电容的该第一端与该输出端之间；

其中，该驱动信号可于一驱动周期内产生至少一个脉冲，该脉冲处于一上升沿与一下降沿时，控制所述多个开关使得该反馈电容以一第一充电方向充电。

11.如权利要求10所述的感测电路，其中该第一充电方向由该反馈电容的该第一端向该反馈电容的该第二端充电。

12.如权利要求10所述的感测电路，其中每一脉冲被区分为一第一时段以及一第二时段，该第一时段为该脉冲由一低电平变换至一高电平的该上升沿，该第二时段为该脉冲由该高电平变换至该低电平的该下降沿，于该第一时段时，控制该第一开关、该第三开关、与该第四开关于一关闭状态，以及控制该第二开关、该第五开关、与该第六开关于一开路状态。

13.如权利要求12所述的感测电路，其中于该第二时段，控制该第一开关、该第五开关、与该第六开关于该关闭状态，以及控制该第二开关、该第三开关、与该第四开关于该开路状态。

14.如权利要求10所述的感测电路，其中该驱动信号于一预充电周期时，控制该第一开关、该第二开关、该第三开关、该第四开关为该关闭状态，使得该反馈电容的储存电荷为零。

15.如权利要求10所述的感测电路，其中该驱动信号于一输出周期时，利用该反馈电容使得该输出端产生一电压降，其中当该脉冲数目为一时，该电压降为一第三电压，以及，当该脉冲数目为N时，该电压降为该第三电压的N倍。

16.如权利要求15所述的感测电路，其中于该输出周期时，控制该第五开关、与该第六开关于该关闭状态，控制该第一开关、该第二开关、该第三开关、与该第四开关于该开路状态。

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