CN102156594B - 触控感测系统、电容感测电路及电容感测方法 - Google Patents

Abstract

一种触控感测系统，其包括一触控输入接口以及一电容感测电路。触控输入接口包括多个感测电容，其用以输出待测电容值及参考电容值。电容感测电路包括一第一感测通道、一第二感测通道及一差值比较单元。在感测期间的第一时序期间，第一感测通道感测待测电容值，且第二感测通道感测参考电容值。在感测期间的第二时序期间，第一感测通道感测参考电容值，且第二感测通道感测待测电容值。差值比较单元依据待测电容值与参考电容值输出一差值。另外，也提供了一种电容感测方法。

Description

触控感测系统、电容感测电路及电容感测方法

技术领域

本发明涉及一种感测电路及其方法，且特别涉及一种电容感测电路及其方法。

背景技术

在现今信息时代中，人类对于电子产品的依赖性与日俱增。笔记型计算机、行动电话、个人数字助理器(personal digital assistant，PDA)、数字随身听等电子产品均已成为现代人生活及工作中不可或缺的应用工具。上述的电子产品均具有一输入接口，用以输入使用者所须指令，以使电子产品的内部系统自动执行此项指令。目前使用最广泛的输入接口装置包括键盘(keyboard)以及鼠标(mouse)。

对于使用者来说，使用键盘、鼠标等传统的输入接口在部分的场合无疑会造成相当大的不便。为了解决这样的问题，制造商便开始电子装置上配置触控板(touch pad)或触控面板(touch panel)等的触控输入接口，进而通过触控板或触控面板来取代键盘或鼠标的功能。就触控输入接口而言，目前使用者大都是利用手指或触控笔与触控输入接口之间所产生的接触或感应行为来进行点选动作。以电容式触控输入接口而言，可多点触控的特性提供更人性化的操作模式而使得电容式触控面板逐渐受到市场的青睐。

不过，在电容式触控输入接口中，若是使用单端式感测电路在量测待测电容的感应变化前，都必须先量测并储存待测电容的电容值，以作为基底(baseline)。之后，再把实际量测到的待测电容值减去基底，以取得待测电容的感应变化。同时，单端式感测电路的待测电容的量测参考值为固定，使其无法有效抵销来自外界的噪声，进而使得单端式感测电路的噪声信号比(Noise-to-Signal Ratio，NSR)无法有效提升。

发明内容

本发明提供一种电容感测电路，可有效提升其噪声信号比，并利用交替电容的方式来克服其内部电路组件与跑线的不对称性。

本发明提供一种触控感测系统，可有效提升其电容感测电路的噪声信号比，并利用交替电容的方式来克服其内部电路组件与跑线的不对称性。

本发明提供一种电容感测方法，可有效提升其噪声信号比，并利用交替电容的方式来克服其内部电路组件与跑线的不对称性。

本发明提供一种电容感测电路，其包括一第一感测通道、一第二感测通道及一差值比较单元。第一感测通道用以感测一待测电容值或一参考电容值。第二感测通道用以感测待测电容值或参考电容值。其中，在一感测期间的至少一个第一时序期间，第一感测通道感测待测电容值，且第二感测通道感测参考电容值。在感测期间的至少一个第二时序期间，第一感测通道感测参考电容值，且第二感测通道感测待测电容值。差值比较单元具有一第一输入端及一第二输入端。第一输入端接收第一感测通道的一输出。第二输入端接收第二感测通道的一输出。差值比较单元依据待测电容值与参考电容值输出一第一差值。

本发明提供一种触控感测系统，其包括一触控输入接口以及一电容感测电路。触控输入接口包括多个感测电容，其用以输出至少一个待测电容值及至少一个参考电容值。电容感测电路包括一第一感测通道、一第二感测通道及一差值比较单元。第一感测通道用以感测待测电容值或参考电容值。第二感测通道用以感测待测电容值或参考电容值。其中，在一感测期间的至少一个第一时序期间，第一感测通道感测待测电容值，且第二感测通道感测参考电容值。在感测期间的至少一个第二时序期间，第一感测通道感测参考电容值，且第二感测通道感测待测电容值。差值比较单元具有一第一输入端及一第二输入端。第一输入端接收第一感测通道的一输出。第二输入端接收第二感测通道的一输出。差值比较单元依据待测电容值与参考电容值输出一第一差值。

在本发明一实施例中，上述的第一感测通道包括一第一电荷电压转换单元，其用以转换待测电容值为一待测电压值，或转换参考电容值为一参考电压值。第二感测通道包括一第二电荷电压转换单元，其用以转换待测电容值为待测电压值，或转换参考电容值为参考电压值。其中，在第一时序期间，第一电荷电压转换单元转换待测电容值为待测电压值，且第二电荷电压转换单元转换参考电容值为参考电压值。在第二时序期间，第一电荷电压转换单元转换参考电容值为参考电压值，且第二电荷电压转换单元转换待测电容值为待测电压值。差值比较单元依据待测电压值与参考电压值输出第一差值。

在本发明一实施例中，上述的差值比较单元的第一输入端接收待测电压值，且第二输入端接收参考电压值。

在本发明一实施例中，上述的电容感测电路更包括一切换单元。切换单元用以切换第一感测通道感测待测电容值或参考电容值，以及切换第二感测通道感测待测电容值或参考电容值。

在本发明一实施例中，上述的切换单元包括一第一开关单元以及一第二开关单元。在第一时序期间，第一开关单元使第一感测通道接收待测电容值，并使第二感测通道接收参考电容值。在第二时序期间，第一开关单元使第一感测通道接收参考电容值，并使第二感测通道接收待测电容值。在第一时序期间，第二开关单元传送第一感测通道的输出至第一输入端，并传送第二感测通道的输出至第二输入端。在第二时序期间，第二开关单元传送第一感测通道的输出至第二输入端，并传送第二感测通道的输出至第一输入端。

在本发明一实施例中，上述的感测期间的第一时序期间及第二时序期间交错排列。

在本发明一实施例中，上述的第一感测通道的输出与第二感测通道的输出在每一第一时序期间及每一第二时序期间形成一第二差值。差值比较单元积分放大第二差值，以输出第一差值。

在本发明一实施例中，上述的差值比较单元为一差动放大器、一比较器或一积分器。

本发明提供一种电容感测方法，其包括如下步骤。在一感测期间的至少一个第一时序期间，藉由一第一感测通道感测一待测电容值，并藉由一第二感测通道感测一参考电容值。在感测期间的至少一个第二时序期间，藉由第一感测通道感测参考电容值，并藉由第二感测通道感测待测电容值。依据待测电容值与参考电容值，产生一第一差值。

在本发明一实施例中，上述的第一感测通道包括一第一电荷电压转换单元，且第二感测通道包括一第二电荷电压转换单元。上述的电容感测方法更包括如下步骤。在第一时序期间，藉由第一电荷电压转换单元转换待测电容值为待测电压值，并藉由第二电荷电压转换单元转换参考电容值为参考电压值。在第二时序期间，藉由第一电荷电压转换单元转换参考电容值为参考电压值，并藉由第二电荷电压转换单元转换待测电容值为待测电压值。其中，在产生第一差值的步骤中，比较待测电压值与参考电压值，以产生第一差值。

在本发明一实施例中，上述的第一感测通道的输出与第二感测通道的输出在每一第一时序期间及每一第二时序期间形成一第二差值。在产生第一差值的步骤中，积分放大第二差值，以输出第一差值。

基于上述，在本发明的实施例中，电容感测电路利用一参考信号作为待测信号的量测参考值，可有效抵销来自外界的噪声，进而提升其噪声信号比。另外，在感测期间的不同时序期间内，电容感测电路利用不同的感测通道感测待测电容值及参考电容值，以克服其内部电路组件与跑线的不对称性。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的触控感测系统的方块示意图。

图2为图1的触控输入接口的电路示意图。

图3为本发明一实施例的电容感测电路示意图。

图4为电容感测电路的控制信号的时序图。

图5为本发明另一实施例的电容感测电路示意图。

图6为电容感测电路的控制信号的时序图。

图7为本发明一实施例的电容感测方法的步骤流程图。

【主要组件符号说明】

100：触控感测系统

110：电容感测装置

112：信号选择单元

114：信号感测单元

120：触控输入接口

122：驱动线

124：感测线

130：控制单元

132：模拟数字转换器

134：控制器

300、500：电容感测电路

310、510：第一感测通道

312、512：第一电荷电压转换单元

322、522：第二电荷电压转换单元

320、520：第二感测通道

330、530：差值比较单元

332、532：运算放大器

540：切换单元

542：第一开关单元

544：第二开关单元

S700、S702、S704、706：步骤

Y₁-Y_p：感测信号

Y_n：待测信号

Y_m：参考信号

Y_D：差值信号

X₁-X_q、X_m：驱动信号

VX₁₃：第一输入端

VX₂₃：第二输入端

T：感测期间

P：时序期间

P1：第一时序期间

P2：第二时序期间

C(1)-C(p)：感测电容

C_0N、C_0P：电容

C_1N、C_1P：储存电容

C_2N、C_2P：积分电容

ΔC：电容变化

Φ₀、Φ₁、Φ₂、Φ₁₁、Φ₁₂、Φ₂₁、Φ₂₂：频率信号

VX₁、VX₂、V_ON、V_OP：接垫

具体实施方式

在电容式触控输入接口中，感测电容的电容值是依据感测电容对应于触控输入接口上的位置是否被触碰而决定。当感测电容对应于触控输入接口上的位置被触碰时，触碰物体会产生一对应的电容变化，而与感测电容形成一待测电容。

在本发明的实施例中，除了待测电容以外，其它的感测电容的电容值可作为量测待测电容时的参考值。因此，在比较待测电容值与参考电容值后，便可决定触碰物体对应于触控输入接口的触碰位置。

在下面的实施例中，将以触控面板做为触控输入接口的范例实施例，任何所属技术领域中具有通常知识者当知触控面板并非用以限定本发明的触控输入接口。同时，本发明也不限定于触控式的输入接口，举凡任何以电容感测方式的输入接口皆为本发明所欲保护的范畴。

图1为本发明一实施例的触控感测系统的方块示意图。请参照图1，在本实施例中，触控感测系统100包括一电容感测装置110、一触控输入接口120及一控制单元130，其中触控输入接口120例如是显示器的触控面板或其它具触控感测功能的触控板，其包括多个感测电容，用以输出多个感测信号Y1-Yp。

图2为图1的触控输入接口120的电路示意图。请同时参照图1及图2，在本实施例中，感测电容的电容值是依据感测电容对应于触控输入接口上的位置是否被触碰而决定。以感测电容C(n)为例，当感测电容C(n)对应于触控输入接口上的位置被触碰时，触碰物体会产生一对应的电容变化ΔC。此时，感测电容C(n)与电容变化ΔC形成一待测电容C(n)+ΔC，并通过对应的感测线124输出一待测信号Y_n。接着，待测电容C(n)+ΔC的电容值可藉由电容感测装置110感测而得知其变化。之后，控制单元130依据此一变化便可决定待测电容对应于触控输入接口上的触碰位置。也就是说，控制单元130依据此变化来判断触碰动作发生在对象感测单元120的位置。

值得注意的是，在本实施例中，除了待测电容C(n)+ΔC以外，其它的感测电容的电容值可作为量测待测电容时的参考信号，以有效抵销来自外界的噪声，进而提升其噪声信号比。

详细而言，以互电容型的触控感测系统为例，在操作期间，触控输入接口120上的待测电容会藉由对应的驱动线接收来自一驱动单元(未绘示)的驱动信号X₁-X_q，进而在对应的感测在线产生感测信号Y₁-Y_p。其中，p、q各为一正整数，且1＜p、1＜q。例如，在受驱动时，施加于驱动线122上的驱动信号X_m可通过感测电容C(n)耦合至与其交叉的感测线124，进而在感测线124上产生感测信号Y_n。其中，n、m各为一正整数，且1≤n≤p、1≤m≤q。

因此，在操作期间，藉由施加驱动信号X_m于驱动线122上，电容感测装置110可得到感测电容C(1)-C(p)的电容值分布的函数关系。

所以，当触碰物体(例如是手指或触控笔)接近或触碰感测电容C(n)对应于触控输入接口120上的位置时，其会产生对应的电容变化ΔC，进而改变该函数关系。之后，触控感测系统100藉由电容感测装置110及控制单元130便可决定待测电容C(n)+ΔC对应于触控输入接口120上的触碰位置。

在本实施例中，电容感测装置110包括一信号选择单元112及一信号感测单元114。控制单元130包括一模拟数字转换器132及一控制器134。

信号选择单元112用以接收感测信号Y₁-Y_p，并从感测信号Y₁-Y_p中选择至少一个待测信号及至少一个参考信号。之后，信号选择单元112再将所选择的待测信号及参考信号传送至信号感测单元114进行一差值比较。

例如，在一感测期间内，信号选择单元112选择将感测信号Y_n、Y_m传送至信号感测单元114进行差值比较。在此，m为一正整数，且1≤m≤p、m≠n。也就是说，信号选择单元112选择感测信号Y_m作为量测待测电容时的参考信号，并将其输出至信号感测单元114与感测信号Y_n进行差值比较。接着，信号感测单元114在完成差值比较后，产生一差值信号Y_D，并输出至控制单元130。控制单元130用以依据差值信号Y_D，判断触碰动作发生在对象感测单元120的位置。

因此，在本实施例中，除了待测信号Y_n以外，信号选择单元112从未被选择的感测信号中选择感测信号Y_m作为量测待测电容时的参考信号，可有效抵销来自触控输入接口120上的噪声，进而提升其噪声信号比。

也就是说，来自触控输入接口120上的噪声可视为共模噪声(commonmode noise)，因此藉由从未被选择的感测信号中选择至少一个感测信号作为量测待测电容时的参考信号，可抑制感测电路中的共模噪声，以提高感测系统的噪声信号比。

在本实施例中，信号感测单元114例如是一比较器(未绘示)，用以接收并比较信号选择单元112所传送的待测信号及参考信号，以产生对应的差值信号Y_D至控制单元130，但本发明并不限于此。在另一实施例中，信号感测单元114例如是一差动放大器。当信号感测单元114为差动放大器时，其可比较并放大待测信号及参考信号的电压差值，并输出至控制单元130，以提升判断触碰位置的准确率。另外，在另一实施例中，信号感测单元114也可用一积分器来实施。此时，积分器可积分放大待测信号及参考信号的电压差值，以输出对应的差值信号Y_D至控制单元130。

在本实施例中，信号感测单元114所产生的差值信号Y_D例如是一模拟信号。因此在接收到此模拟信号后，模拟数字转换器132会将其转换为一数字信号。接着，控制器134再对此数字信号进行一数字运算，以得到触控输入接口120上对应于该待测电容C(n)+ΔC的触碰位置。也就是说，控制器134可依据差值信号Y_D，判断触碰动作发生在对象感测单元120的位置。

应注意的是，在本实施例中，触控感测系统100是以互电容型的触控系统为例，但本发明并不限于此。在其它实施例中，触控感测系统100也可以是自电容型的触控系统或任何其它形式的触控系统。

另外，在本实施例中，信号选择单元112是从未被选择的感测信号中选择其中之一感测信号作为量测待测电容时的参考信号。在另一实施例中，信号选择单元也可从未被选择的感测信号中同时选择其中的两个感测信号作为量测待测电容时的参考信号。

图3为本发明一实施例的电容感测电路示意图。请参考图3，在本发明的实施例中，信号感测单元包括例如是图3的电容感测电路，其用以感测对应于待测信号及参考信号的电压值或电容值。

在本实施例中，电容感测电路300包括一第一感测通道310、一第二感测通道320及一差值比较单元330。第一感测通道310用以感测对应于待测电容的待测信号(例如是图1的待测信号Y_n)。第二感测通道用以感测对应于参考电容的参考信号(例如是图1的参考信号Y_m)。差值比较单元330具有一第一输入端VX₁₃及一第二输入端VX₂₃。第一输入端VX₁₃接收第一感测通道310的输出。第二输入端VX₂₃接收第二感测通道320的输出。因此，差值比较单元330可依据待测电容值与参考电容值输出一差值信号Y_D。

详细而言，图4为电容感测电路的控制信号的时序图。请参考图1、图3及图4，在本实施例中，第一感测通道310包括一第一电荷电压转换单元312，第二感测通道320包括一第二电荷电压转换单元322，而差值比较单元330包括一运算放大器332。在此，差值比较单元330是以积分器的电路架构来实现，但本发明不限于此。

以第一感测通道310为例，在感测期间T的每一个时序期间P内，驱动信号X_m施加于驱动线122，并通过待测电容C(n)+ΔC耦合至与其交叉的感测线124，以产生待测信号Y_n。接着，第一感测通道310藉由接垫VX₁接收感测信号Y_n，以感测对应于待测电容的待测信号Y_n。

因此，在第一个时序期间P内，当频率信号Φ₂为高电平时，对应于待测电容的电荷储存在储存电容C_1N。接着，当频率信号Φ₁为高电平时，储存在储存电容C_1N的电荷会经由第一输入端VX₁₃被传送至差值比较单元330，并储存在积分电容C_2N。也就是说，藉由储存电容C_1N，第一电荷电压转换单元312可将其所接收的电荷转换为一待测电压值，并传送至差值比较单元330。

于此同时，第二感测通道320藉由接垫VX₂接收参考信号Y_m，以感测对应于参考电容的参考信号Y_m。之后，第二电荷电压转换单元322再将其所接收的电荷转换为一参考电压值，并传送至差值比较单元330。

因此，藉由运算放大器332及积分电容C_2N、C_2P，差值比较单元330的可积分放大待测信号及参考信号的电压差值，而其放大比例分别为C_1N/C_2N及C_1P/C_2P。在此，可假设C_1N＝C_1P且C_2N＝C_2P，但本发明并不限于此。

在本实施例中，感测期间T例如包括四个时序期间P。在每一个时序期间P内，差值比较单元330可积分放大待测信号及参考信号的电压差值。因此，当频率信号Φ₀为高电平时，每一个时序期间P被积分放大的电压差值可被储存于电容C_0N、C_0P，并在接垫V_ON、V_OP输出对应的差值信号Y_D。因此，差值比较单元330依据待测电压值与参考电压值输出对应于电压差值的差值信号Y_D。

在本实施例中，感测期间T是以包括四个时序期间P为例，但本发明并不限于此。在另一实施例中，感测期间T例如仅包括一个时序期间P。

值得注意的是，在本实施例中，是以两个感测信道作为范例实施例，分别用以感测待测电容值及参考电容值，在其它实施例中，电容感测电路可包括三个以上的感测通道，其中之一感测通道用以感测待测电容值，而其它的感测通道用以感测参考电容值。也就是说，信号选择单元从未被选择的感测信号中同时选择其中的两个感测信号作为量测待测电容时的参考信号。

另外，在本实施例中，差值比较单元330是以是积分器的电路架构为例，但本发明并不限于此。在另一实施例中，差值比较单元330例如是一差动放大器或一比较器。

图5为本发明另一实施例的电容感测电路示意图。图6为电容感测电路的控制信号的时序图。请参照图5及图6，在本实施例中，电容感测电路500包括感测信道510、520、一差值比较单元530及一切换单元540。第一感测通道510用以感测待测电容值或参考电容值。第二感测通道520用以感测待测电容值或参考电容值。

值得注意的是，在本实施例中，在感测期间T的第一时序期间P1，第一感测通道510感测待测电容值，且第二感测通道520感测参考电容值。在感测期间T的第二时序期间P2，第一感测通道510感测参考电容值，且第二感测通道520感测待测电容值。切换单元540用以切换第一感测通道510感测待测电容值或参考电容值，以及切换第二感测通道520感测待测电容值或参考电容值。

进一步来说，切换单元540包括一第一开关单元542及一第二开关单元544。第一开关单元542在第一时序期间P1使第一感测通道510接收待测电容值，并使第二感测通道520接收参考电容值，且在第二时序期间P2使第一感测通道510接收参考电容值，并使第二感测通道520接收待测电容值。第二开关单元544在第一时序期间P1传送第一感测通道510的输出至差值比较单元530的输入端VX₁₃，并传送第二感测通道520的输出至输入端VX₂₃，且在第二时序期间P2传送第一感测通道510的输出至输入端VX₂₃，并传送第二感测通道520的输出至输入端VX₁₃。

详细而言，以感测通道510为例，其包括电荷电压转换单元512。在感测期间T的每一个时序期间P1内，感测通道510藉由接垫VX₁接收感测信号Y_n，以感测对应于待测电容的待测信号Y_n。

因此，在时序期间P1，当频率信号Φ₂为高电平时，频率信号Φ₂₁也为高电平，使得对应于待测电容的电荷可储存在储存电容C_1N。接着，当频率信号Φ₁为高电平时，频率信号Φ₁₁也为高电平，使得储存在储存电容C_1N的电荷可经由输入端VX₁₃被传送至差值比较单元530，并储存在积分电容C_2N。

另一方面，就第二感测通道520而言，其包括电荷电压转换单元522。在感测期间T的每一个时序期间P1内，第二感测通道520藉由接垫VX₂接收感测信号Y_m，以感测对应于参考电容的参考信号Y_m。

因此，在时序期间P1，当频率信号Φ₂、Φ₂₁为高电平时，对应于参考电容的电荷可储存在储存电容C_1P。接着，当频率信号Φ1、Φ11为高电平时，储存在储存电容C_1P的电荷可经由输入端VX₂₃被传送至差值比较单元530，并储存在积分电容C_2P。

因此，藉由运算放大器532及积分电容C_2N、C_2P，差值比较单元530的可积分放大待测信号及参考信号的电压差值，而其放大比例分别为C_1N/C_2N及C_1P/C_2P。在此，可假设C_1N＝C_1P且C_2N＝C_2P，但本发明并不限于此。

接着，在时序期间P2，当频率信号Φ₂为高电平时，频率信号Φ₂₂为高电平。应注意的是，此时对应于待测电容的电荷是储存在第二感测通道520的储存电容C_1P。之后，当频率信号Φ₁为高电平时，频率信号Φ₁₂为高电平，使得储存在储存电容C_1P的电荷经由输入端VX₁₃被传送至差值比较单元530，并储存在积分电容C_2N。

另一方面，就参考电容值而言，在时序期间P2，当频率信号Φ₂、Φ₂₂为高电平时，此时对应于参考电容的电荷是储存在第一感测通道510的储存电容C_1N。接着，当频率信号Φ₁、Φ₁₂为高电平时，储存在储存电容C_1N的电荷可经由输入端VX₂₃被传送至差值比较单元530，并储存在积分电容C_2P。

也就是说，在本实施例中，第一开关单元542在第一时序期间P1使第一感测通道510接收待测电容值，并使第二感测通道520接收参考电容值。相反地，第一开关单元542在第二时序期间P2使第一感测通道510接收参考电容值，并使第二感测通道520接收待测电容值。

值得注意的是，在本实施例中，第二开关单元544在第一时序期间P1传送第一感测通道510的输出至差值比较单元530的输入端VX₁₃，并传送第二感测通道520的输出至输入端VX₂₃，且在第二时序期间P2传送第一感测通道510的输出至输入端VX₂₃，并传送第二感测通道520的输出至输入端VX₁₃。也就是说，无论是在第一时序期间P1或第二时序期间P2，差值比较单元530的输入端VX₁₃都是接收待测电压值，而输入端VX₂₃都是接收参考电压值。

之后，藉由运算放大器532及积分电容C_2N、C_2P，差值比较单元530的可积分放大待测信号及参考信号的电压差值，而其放大比例分别为C_1N/C_2N及C_1P/C_2P。在此，可假设C_1N＝C_1P且C_2N＝C_2P，但本发明并不限于此。

在感测期间T的每一个时序期间内，差值比较单元530可积分放大待测信号及参考信号的电压差值。因此，当频率信号Φ₀为高电平时，每一个时序期间P被积分放大的电压差值可被储存于电容C_0N、C_0P，并在接垫V_ON、V_OP输出对应的差值信号Y_D。因此，差值比较单元530可依据待测电压值与参考电压值输出对应于电压差值的差值信号Y_D。

在本实施例中，由于感测期间T包括多个交错排列时序期间P1、P2，因此在感测期间T的时序期间内，电容感测电路500随着时序的进行可利用不同的感测通道感测待测电容值及参考电容值，以克服其内部电路组件与跑线的不对称性。

在本实施例中，感测期间T是以包括多个交错排列的时序期间P1、P2为例，但本发明并不限于此。在另一实施例中，感测期间T例如仅包括一个时序期间P1及一个时序期间P2。

图7为本发明一实施例的电容感测方法的步骤流程图。请同时参照图5-7，本实施例的电容感测方法包括如下步骤。首先，在步骤S700中，在第一时序期间P1，分别藉由第一及第二感测通道510、520感测待测电容值及参考电容值。接着，在步骤S702中，在第二时序期间P2，分别藉由第一及第二感测通道510、520感测参考电容值及待测电容值。之后，在步骤S704中，在感测期间T内重复步骤S700、S702。继之，在步骤S706中，依据待测电容值与参考电容值，产生对应的一差值。

另外，本发明的实施例的电容感测方法可以由图1～图6实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。

此外，在本发明的实施例中，虽然对象感测装置是以触控感测系统为例，但本发明并不限于此。任何可用以感测并决定对象位置的对象感测装置皆为本发明所欲保护及涵盖的范畴。

综上所述，在本发明的实施例中，电容感测电路利用一参考信号作为待测信号的量测参考值，可有效抵销来自外界的噪声，进而提升其噪声信号比。另外，在感测期间的不同时序期间内，电容感测电路利用不同的感测通道感测待测电容值及参考电容值，以克服其内部电路组件与跑线的不对称性。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求范围所界定者为准。

Claims (22)

1.一种电容感测电路，包括：

一第一感测通道，用以感测一待测电容值或一参考电容值；

一第二感测通道，用以感测该待测电容值或该参考电容值；以及

一差值比较单元，具有一第一输入端及一第二输入端，该第一输入端接收该第一感测通道的一输出，该第二输入端接收该第二感测通道的一输出，且该差值比较单元依据该待测电容值与该参考电容值输出一第一差值，

其中在一感测期间的至少一个第一时序期间，该第一感测通道感测该待测电容值，该第二感测通道感测该参考电容值，且在该感测期间的至少一个第二时序期间，该第一感测通道感测该参考电容值，该第二感测通道感测该待测电容值。

2.如权利要求1所述的电容感测电路，其中：

该第一感测通道包括一第一电荷电压转换单元，用以转换该待测电容值为一待测电压值，或转换该参考电容值为一参考电压值；

该第二感测通道包括一第二电荷电压转换单元，用以转换该待测电容值为该待测电压值，或转换该参考电容值为该参考电压值；以及

该差值比较单元依据该待测电压值与该参考电压值输出该第一差值，

其中在该第一时序期间，该第一电荷电压转换单元转换该待测电容值为该待测电压值，该第二电荷电压转换单元转换该参考电容值为该参考电压值，且在该第二时序期间，该第一电荷电压转换单元转换该参考电容值为该参考电压值，该第二电荷电压转换单元转换该待测电容值为该待测电压值。

3.如权利要求2所述的电容感测电路，其中该差值比较单元的该第一输入端接收该待测电压值，该第二输入端接收该参考电压值。

4.如权利要求1所述的电容感测电路，更包括：

一切换单元，用以切换该第一感测通道感测该待测电容值或该参考电容值，以及切换该第二感测通道感测该待测电容值或该参考电容值。

5.如权利要求4所述的电容感测电路，其中该切换单元包括：

一第一开关单元，在该第一时序期间使该第一感测通道接收该待测电容值，并使该第二感测通道接收该参考电容值，且在该第二时序期间使该第一感测通道接收该参考电容值，并使该第二感测通道接收该待测电容值；以及

一第二开关单元，在该第一时序期间传送该第一感测通道的该输出至该第一输入端，并传送该第二感测通道的该输出至该第二输入端，且在该第二时序期间传送该第一感测通道的该输出至该第二输入端，并传送该第二感测通道的该输出至该第一输入端。

6.如权利要求1所述的电容感测电路，其中该感测期间的该些第一时序期间及该些第二时序期间交错排列。

7.如权利要求6所述的电容感测电路，其中该第一感测通道的该输出与该第二感测通道的该输出在每一该第一时序期间及每一该第二时序期间形成一第二差值，且该差值比较单元积分放大该些第二差值，以输出该第一差值。

8.如权利要求1所述的电容感测电路，其中该差值比较单元为一差动放大器、一比较器或一积分器。

9.一种触控感测系统，包括：

一触控输入接口，包括多个感测电容，用以输出至少一个待测电容值及至少一个参考电容值；以及

一电容感测电路，包括：

一第一感测通道，用以感测该待测电容值或该参考电容值；

一第二感测通道，用以感测该待测电容值或该参考电容值；以及

一差值比较单元，具有一第一输入端及一第二输入端，该第一输入端接收该第一感测通道的一输出，该第二输入端接收该第二感测通道的一输出，且该差值比较单元依据该待测电容值与该参考电容值输出一第一差值，

其中在一感测期间的至少一个第一时序期间，该第一感测通道感测该待测电容值，该第二感测通道感测该参考电容值，且在该感测期间的至少一个第二时序期间，该第一感测通道感测该参考电容值，该第二感测通道感测该待测电容值。

10.如权利要求9所述的电容感测电路，其中：

该第一感测通道包括一第一电荷电压转换单元，用以转换该待测电容值为一待测电压值，或转换该参考电容值为一参考电压值；

该第二感测通道包括一第二电荷电压转换单元，用以转换该待测电容值为该待测电压值，或转换该参考电容值为该参考电压值；以及

该差值比较单元依据该待测电压值与该参考电压值输出该第一差值，

其中在该第一时序期间，该第一电荷电压转换单元转换该待测电容值为该待测电压值，该第二电荷电压转换单元转换该参考电容值为该参考电压值，且在该第二时序期间，该第一电荷电压转换单元转换该参考电容值为该参考电压值，该第二电荷电压转换单元转换该待测电容值为该待测电压值。

11.如权利要求10所述的触控感测系统，其中该差值比较单元的该第一输入端接收该待测电压值，该第二输入端接收该参考电压值。

12.如权利要求9所述的触控感测系统，更包括：

一切换单元，用以切换该第一感测通道感测该待测电容值或该参考电容值，以及切换该第二感测通道感测该待测电容值或该参考电容值。

13.如权利要求12所述的触控感测系统，其中该切换单元包括：

一第一开关单元，在该第一时序期间使该第一感测通道接收该待测电容值，并使该第二感测通道接收该参考电容值，且在该第二时序期间使该第一感测通道接收该参考电容值，并使该第二感测通道接收该待测电容值；以及

一第二开关单元，在该第一时序期间传送该第一感测通道的该输出至该第一输入端，并传送该第二感测通道的该输出至该第二输入端，且在该第二时序期间传送该第一感测通道的该输出至该第二输入端，并传送该第二感测通道的该输出至该第一输入端。

14.如权利要求9所述的触控感测系统，其中该感测期间的该些第一时序期间及该些第二时序期间交错排列。

15.如权利要求14所述的触控感测系统，其中该第一感测通道的该输出与该第二感测通道的该输出在每一该第一时序期间及每一该第二时序期间形成一第二差值，且该差值比较单元积分放大该些第二差值，以输出该第一差值。

16.如权利要求9所述的触控感测系统，其中该差值比较单元为一差动放大器、一比较器或一积分器。

17.一种配置如权利要求9所述的触控感测系统的触控显示器。

18.一种配置如权利要求9所述的触控感测系统的可携式电子装置。

19.一种电容感测方法，包括：

在一感测期间的至少一个第一时序期间，藉由一第一感测通道感测一待测电容值，并藉由一第二感测通道感测一参考电容值；

在该感测期间的至少一个第二时序期间，藉由该第一感测通道感测该参考电容值，并藉由该第二感测通道感测该待测电容值；以及

依据该待测电容值与该参考电容值，产生一第一差值。

20.如权利要求19所述的电容感测方法，其中第一感测通道包括一第一电荷电压转换单元，该第二感测通道包括一第二电荷电压转换单元，该电容感测方法更包括：

在该第一时序期间，藉由该第一电荷电压转换单元转换该待测电容值为该待测电压值，藉由该第二电荷电压转换单元转换该参考电容值为该参考电压值；以及

在该第二时序期间，藉由该第一电荷电压转换单元转换该参考电容值为该参考电压值，藉由该第二电荷电压转换单元转换该待测电容值为该待测电压值，

其中在产生该第一差值的步骤中，比较该待测电压值与该参考电压值，以产生该第一差值。

21.如权利要求19所述的电容感测方法，其中该感测期间的该些第一时序期间及该些第二时序期间交错排列。

22.如权利要求21所述的电容感测方法，其中该第一感测通道的该输出与该第二感测通道的该输出在每一该第一时序期间及每一该第二时序期间形成一第二差值，且在产生该第一差值的步骤中，积分放大该些第二差值，以输出该第一差值。

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