CN102890590B - 电容触控系统和操作电容触控系统的方法 - Google Patents

Abstract

电容触控系统包含一触控面板、一侦测电路及一微处理器。该触控面板包含多个扫描区，其中各该些扫描区包含多个感测单元；该侦测电路是连接于该触控面板，利用惠斯同电桥原理并根据一预定时序，依序对该些扫描区发射驱动讯号，以产生对应于各该些扫描区中每一扫描区的侦测结果；该微处理器是用以产生该预定时序至该侦测电路，以及根据对应于每一扫描区的侦测结果，判断每一扫描区是否被触碰。

Description

电容触控系统和操作电容触控系统的方法

技术领域

本发明是有关于一种电容触控系统和操作电容触控系统的方法，尤指一种是利用惠斯同电桥(Wheatstone bridge)原理以快速侦测触控面板是否被触碰的电容触控系统和操作电容触控系统的方法。

背景技术

在现有技术中，如图1、图2和图3中所示，图1为一种触控面板100的示意图，图2为触控面板100的侦测电路200的示意图，和图3为当侦测电路200侦测到有手指触碰触控面板100和没有侦测到手指触碰触控面板100的示意图。如图1所示，触控面板100包含多个X轴的感测线XS1-XSN与多个Y轴的感测线YS1-YSM，其中每一条感测线是连接于多个感测单元，且N、M是为正整数。如图2所示，侦测电路200的电流源202可根据预定顺序对多个X轴的感测线XS1-XSN与多个Y轴的感测线YS1-YSM充电。因此，侦测电路200通过触控面板100上二相邻感测单元间的寄生电容SC的电容值变化来侦测触控面板100上触控点的位置。如图2和图3所示，当没有手指触碰触控面板100时，感测线XS1-XSN(或感测线YS1-YSM)上二相邻感测单元间的寄生电容SC被充电至参考电压Vref的时间是为T1，亦即当寄生电容SC被充电至参考电压Vref时，比较器204产生重置讯号RS给计数器206和开关208。此时，计数器206根据计数器206内的频率CLK和重置讯号RS，记录时间T1并在时间T1时重置计数器206的计数，开关208可在时间T1时根据重置讯号RS，重置寄生电容SC所储存的电位，以及使比较器204的输出回复到初始状态。如图2和图3所示，当手指触碰触控面板100时，感测线XS1-XSN(或感测线YS1YSM)上被手指触碰的二相邻感测单元间的寄生电容Ｓ＇(因为寄生电容Ｓ＇是寄生电容SC并联手指触碰触控面板100所造成的寄生电容，所以寄生电容Ｓ＇是大于寄生电容SC)被充电至参考电压Vref的时间是为T2(T2大于T1)。因此，触控面板100的时序控制器即可重复上述过程，以侦测触控面板100上的触控点。因此综上所述的现有技术中的侦测方法具有较慢的侦测速度，不易实现多点触控，并且容易受噪声干扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可快速侦测触控面板是否触碰，实现多点触控，并且降低触控面板的噪声实现多点触控的电容触控系统和操作电容触控系统的方法。

本发明一种电容触控系统采用以下结构，其包括触控面板、侦测电路、微处理器；触控面板，包含多个扫描区，其中各该些扫描区包含多个感测单元；

侦测电路，连接于该触控面板，利用惠斯同电桥原理根据一预定时序，依序对该些扫描区发射驱动讯号，以产生对应于各该些扫描区中每一扫描区的侦测结果；及微处理器，用以产生该预定时序至该侦测电路，以及根据对应于每一扫描区的侦测结果，判断每一扫描区是否被触碰。

其中该触控面板为一投射式电容触控面板。

其中该投射式电容触控面板为一互感式电容触控面板。

其中该侦测电路根据该预定时序，依序对该些扫描区发射驱动讯号，是为该侦测电路根据该预定时序，依序对该些扫描区中的每一列扫描区发射驱动讯号。

其中该侦测电路根据该预定时序，依序对该些扫描区发射驱动讯号，是为该侦测电路根据该预定时序，依序对该些扫描区中的每一行扫描区发射驱动讯号。

其中该侦测电路包括第一开关电路、第二开关电路、比较器、可变电容、定电容；第一开关电路，用以连接对应一扫描区的一第一感测线至一电源的第一端；第二开关电路，用以连接对应该扫描区的二相邻第二感测线至该比较器；可变电容，具有一第一端，连接于该二相邻第二感测线中的一第二感测线和该比较器，及一第二端，连接于该电源的第二端；及定电容，具有一第一端，连接于该二相邻第二感测线中的另一第二感测线和该比较器，及一第二端，连接于该电源的第二端。

其中该微处理器根据对应于该扫描区的侦测结果，判断该扫描区是否被触碰，是为当该侦测电路所包含的可变电容的电容值变化超过一预定值时，该微处理器判断该扫描区被触碰。

其中该第一感测线是位于该触控面板的一第一轴向上，以及该二相邻第二感测线是位于该触控面板的一第二轴向上。

其中该微处理器另用以当一扫描区被一个以上对象触碰时，计算该扫描区内一个以上触控点的坐标。

本发明操作电容触控系统的方法，其采用电容触控系统，所述电容触控系统包含一触控面板、一侦测电路及一微处理器，其中该触控面板包含多个扫描区，以及各该些扫描区包含多个感测单元，所述操作电容触控系统的方法包括该微处理器产生一第一预定时序；该侦测电路利用惠斯同电桥原理并根据该第一预定时序，依序对该些扫描区发射驱动讯号，以产生对应于各该些扫描区中每一扫描区的侦测结果；及该微处理器根据对应于每一扫描区的侦测结果，执行一相对应的动作。

本发明操作电容触控系统的方法，其包括其中该微处理器根据对应于该扫描区的侦测结果，执行该相对应的动作，是为该微处理器根据对应于该扫描区的侦测结果，判断该扫描区没有被触碰时，该微处理器判断下一扫描区是否被触碰。

本发明操作电容触控系统的方法包括该微处理器根据对应于该扫描区的侦测结果，执行该相对应的动作，是为该微处理器根据对应于该扫描区的侦测结果，判断该扫描区被触碰时，该微处理器产生一第二时序，并通知该侦测电路根据一第二预定时序，对该扫描区的每一感测单元发射驱动讯号，以产生对应于该扫描区的每一感测单元的侦测结果。

本发明操作电容触控系统的方法还包括该微处理器根据对应于该扫描区的每一感测单元的侦测结果，计算该扫描区内一个以上触控点的坐标。

本发明操作电容触控系统的的方法包括该微处理器根据对应于该扫描区的侦测结果，判断该扫描区被触碰，是为当该侦测电路所包含的可变电容的电容值变化超过一预定值时，该微处理器判断该扫描区被触碰。

本发明操作电容触控系统的方法包括其中该侦测电路根据该预定时序，依序对该些扫描区发射驱动讯号，是为该侦测电路根据该预定时序，依序对该些扫描区中的每一列扫描区发射驱动讯号。

本发明操作电容触控系统的方法包括其中该侦测电路根据该预定时序，依序对该些扫描区发射驱动讯号，是为该侦测电路根据该预定时序，依序对该些扫描区中的每一行扫描区发射驱动讯号。

以上技术方案，相较于先前技术，因为该侦测电路在每一扫描区仅侦测一对寄生电容，所以该侦测电路扫描该触控面板的该些扫描区的时间可被减少。如此，本发明不仅可快速侦测该触控面板是否被触碰，亦可利用该惠斯同电桥原理以降低该触控面板的噪声进而达到多点触控的目的。

附图说明

以下结合附图对本发明做进一步详细说明；

图1为现有一种触控面板的示意图；

图2为现有触控面板的侦测电路的示意图；

图3为现有当侦测电路侦测到有手指触碰触控面板和没有侦测到手指触碰触控面板的示意图；

图4为本发明的一实施例说明一种电容触控系统的示意图；

图5为本发明的另一实施例说明一种操作电容触控系统的方法之流程图。

具体实施方式

请参照图4，图4是为本发明的一实施例说明一种电容触控系统400的示意图。电容触控系统400包含一触控面板402、一侦测电路404及一微处理器406。触控面板402包含多个扫描区，其中多个扫描区中的每一扫描区包含多个感测单元(如第4图所示，每一扫描区包含9个感测单元)。但本发明并不受限于每一扫描区包含9个感测单元。另外，触控面板402是可为一投射式电容触控面板，且亦为一互感式电容触控面板。侦测电路404是连接于触控面板402，利用惠斯同电桥原理并根据一预定时序，依序对触控面板402的多个扫描区中的每一行扫描区发射驱动讯号，以产生对应于触控面板402多个扫描区中每一扫描区的侦测结果。但在本发明的另一实施例中，侦测电路404是利用惠斯同电桥原理并根据预定时序，依序对触控面板402的多个扫描区中的每一列扫描区发射驱动讯号，以产生对应于触控面板402多个扫描区中每一扫描区的侦测结果。微处理器406是用以产生预定时序至侦测电路404，以及根据对应于每一扫描区的侦测结果，判断每一扫描区是否被触碰。

如图4所示，侦测电路404包含一第一开关电路4042、一比较器4044、一第二开关电路4046、一可变电容4048及一定电容4050。第一开关电路4042是用以连接对应一扫描区4022的一第一感测线至一电源4052的第一端；第二开关电路4046是用以连接对应扫描区4042的二相邻第二感测线SS1、SS2至比较器4044；可变电容4048具有一第一端，连接于第二感测线SS1和比较器4044，及一第二端，连接于电源4052的第二端；定电容4050具有一第一端，连接于第二感测线SS2和比较器4044，及一第二端，连接于电源4052的第二端。如第4图所示，第一感测线FS1是位于触控面板402的一第一轴向上，以及第二感测线SS1、SS2是位于触控面板402的一第二轴向上。另外，扫描区4022仅是用以说明侦测电路404的功能，亦即本发明并不受限于侦测电路404仅连接于扫描区4022。

如图4所示，当侦测电路404根据预定时序，对多个扫描区中的第一行扫描区发射驱动讯号(亦即侦测电路404对第一感测线FS1发射驱动讯号)时，第二开关电路4046即可连接对应扫描区4022的第二感测线SS1、SS2至比较器4044。如第4图所示，扫描区4022中对应于第一感测线FS1和第二感测线SS1、SS2的寄生电容C1、C2，以及可变电容4048及定电容4050的关系是由式(1)所决定：

$\frac{C1}{C2}=\frac{C_{4048}}{C_{4050}}---\left(1\right)$

如式(1)所示，C₄₀₄₈是为可变电容4048的电容值以及C₄₀₅₀定电容4050的电容值。此时，因为当扫描区4022没有被触碰时，可变电容4048的电容值没有改变，所以比较器4044不会产生一侦测结果CS至微处理器406，以及微处理器406即可根据对应于扫描区4022的侦测结果CS，判断扫描区4022没有被触碰。然后，微处理器406通知侦测电路404内的第二开关电路4046连接对应下一扫描区(即连接于第一感测线FS1的一扫描区4024)的二第二感测线至比较器4044。因此，微处理器406即可根据对应于扫描区4024的侦测结果，判断扫描区4024是否被触碰。另外，当扫描区4022被触碰时，扫描区4022中对应于第一感测线FS1和第二感测线SS1、SS2的寄生电容C1、C2，以及可变电容4048及定电容4050的关系还是由式(1)所决定。但寄生电容C1、C2的电容值因为触碰物而改变，所以可变电容4048的电容值必需改变以维持式(1)。因此，当可变电容4048的电容值变化超过一预定值时，比较器4044会产生一侦测结果CS至微处理器406。然后，微处理器406即可根据侦测结果CS，判断扫描区4022被触碰。如此，重复上述过程，微处理器406即可快速判断触控面板402上连接于第一感测线FS1与其他第一感测线的扫描区是否被触碰。另外，本发明并不受限于侦测电路404在扫描区4022侦测寄生电容C1、C2，亦即侦测电路404可在扫描区4022侦测其他寄生电容。但侦测电路404在每一扫描区仅侦测一对寄生电容，以减少侦测电路404扫描触控面板402的多个扫描区的时间。

当微处理器406根据侦测结果CS，判断扫描区4022被触碰时，侦测电路404即可根据另ㄧ预定时序，对扫描区4022的每一感测单元发射驱动讯号，以产生对应于扫描区4022的每一感测单元的侦测结果。然后，微处理器406即可根据对应于扫描区4022的每一感测单元的侦测结果和一内插法，计算扫描区4022内一个以上触控点的坐标。在微处理器406计算出扫描区4022内一个以上触控点的坐标后，微处理器406即可通知侦测电路404内的第二开关电路4046连接对应下一扫描区(即连接于第一感测线FS1的扫描区4024)的二第二感测线至比较器4044。因此，微处理器406即可根据对应于扫描区4024的侦测结果，判断扫描区4024是否被触碰。

请参照图4或图5，图5为本发明的另一实施例说明一种操作电容触控系统的方法之流程图。图5之方法系利用图4的电容触控系统400说明，详细步骤如下：

步骤500：开始；

步骤502：微处理器406产生一第一预定时序；

步骤504：侦测电路404利用惠斯同电桥原理并根据第一预定时序，依序对多个扫描区发射驱动讯号，以产生对应于多个扫描区中每一扫描区的侦测结果；

步骤506：微处理器406根据对应于每一扫描区的侦测结果，判断每一扫描区是否被触碰；如果是，进行步骤508；如果否，跳回步骤504；

步骤508：微处理器406产生一第二时序，并通知侦测电路404根据一第二预定时序，对被触碰的扫描区的每一感测单元发射驱动讯号，以产生对应于被触碰的扫描区的每一感测单元的侦测结果；

步骤510：微处理器406根据对应于被触碰的扫描区的每一感测单元的侦测结果，产生被触碰的扫描区内一个以上触控点的坐标；跳回步骤504。

如第4图所示，在步骤504中，侦测电路404是用以利用惠斯同电桥原理并根据第一预定时序，依序对触控面板402的多个扫描区中的每一行扫描区发射驱动讯号，以产生对应于触控面板402多个扫描区中每一扫描区的侦测结果。但在本发明的另一实施例中，侦测电路404是利用惠斯同电桥原理并根据第一预定时序，依序对触控面板402的多个扫描区中的每一列扫描区发射驱动讯号，以产生对应于触控面板402多个扫描区中每一扫描区的侦测结果。例如，当侦测电路404根据第一预定时序，对多个扫描区中的第一行扫描区发射驱动讯号(即侦测电路404对第一感测线FS1发射驱动讯号)时，第二开关电路4046即可连接对应扫描区4022的第二感测线SS1、SS2至比较器4044。如此，比较器4044即可根据可变电容4048的电容值变化，决定是否产生对应扫描区4022的侦测结果CS至微处理器406。当可变电容4048的电容值变化超过一预定值时，比较器4044会产生对应扫描区4022的侦测结果CS至微处理器406。在步骤506中，微处理器406可根据对应于扫描区4022的侦测结果CS，判断扫描区4022没有被触碰。在步骤508中，当微处理器406根据侦测结果CS，判断扫描区4022被触碰时，侦测电路404即可根据第二预定时序，对扫描区4022的每一感测单元发射驱动讯号，以产生对应于扫描区4022的每一感测单元的侦测结果。然后，微处理器406即可根据对应于扫描区4022的每一感测单元的侦测结果和一内插法，计算扫描区4022内一个以上触控点的坐标。在微处理器406计算出扫描区4022内一个以上触控点的坐标后，再次进行步骤504，微处理器406即可通知侦测电路404内的第二开关电路4046连接对应下一扫描区(即连接于第一感测线FS1的扫描区4024)的二第二感测线至比较器4044。因此，侦测电路404可产生对应于扫描区4024的侦测结果，以及微处理器406可根据对应于扫描区4024的侦测结果，判断扫描区4024是否被触碰。如此，重复上述过程，微处理器406即可快速判断触控面板402上连接于第一感测线FS1与其他第一感测线的扫描区是否被触碰。

综上所述，本发明所提供的电容触控系统和操作电容触控系统的方法是利用惠斯同电桥原理并根据预定时序，依序对触控面板上的多个扫描区发射驱动讯号，以产生对应于多个扫描区中每一扫描区的侦测结果。然后，微处理器即可根据对应于每一扫描区的侦测结果，判断每一扫描区是否被触碰。当微处理器判断一扫描区被触碰时，微处理器会通知侦测电路根据另一预定时序，对扫描区的每一感测单元发射驱动讯号，以产生对应于扫描区的每一感测单元的侦测结果。相较于先前技术，因为侦测电路在每一扫描区仅侦测一对寄生电容，所以侦测电路扫描触控面板的多个扫描区的时间可被减少。如此，本发明不仅可快速侦测触控面板是否被触碰，亦可利用惠斯同电桥原理以降低触控面板的噪声进而达到多点触控的目的。

以上所述仅为本发明之较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做之均等变化与修饰，皆应属本发明之涵盖范围。

Claims (14)

1. 电容触控系统，其特征在于：其包括触控面板、侦测电路、微处理器；触控面板，包含多个扫描区，其中各该些扫描区包含多个感测单元；

侦测电路，连接于该触控面板，利用惠斯同电桥原理根据一预定时序，依序对该些扫描区发射驱动讯号，以产生对应于各该些扫描区中每一扫描区的侦测结果；及微处理器，用以产生该预定时序至该侦测电路，以及根据对应于每一扫描区的侦测结果，判断每一扫描区是否被触碰；其中该侦测电路包括第一开关电路、第二开关电路、比较器、可变电容、定电容；

第一开关电路，用以连接对应该些扫描区中的任一扫描区的一第一感测线至一电源的第一端；第二开关电路，用以连接对应该任一扫描区的二相邻第二感测线至该比较器；可变电容，具有一第一端，连接于该二相邻第二感测线中的一第二感测线和该比较器，及一第二端，连接于该电源的第二端；及定电容，具有一第一端，连接于该二相邻第二感测线中的另一第二感测线和该比较器，及一第二端，连接于该电源的第二端。

2. 根据权利要求1所述的电容触控系统，其特征在于：其中该触控面板为一投射式电容触控面板。

3. 根据权利要求2所述的电容触控系统，其特征在于：其中该投射式电容触控面板为一互感式电容触控面板。

4. 根据权利要求1所述的电容触控系统，其特征在于：其中该侦测电路根据该预定时序，依序对该些扫描区发射驱动讯号，是为该侦测电路根据该预定时序，依序对该些扫描区中的每一列扫描区发射驱动讯号。

5. 根据权利要求1所述的电容触控系统，其特征在于：其中该侦测电路根据该预定时序，依序对该些扫描区发射驱动讯号，是为该侦测电路根据该预定时序，依序对该些扫描区中的每一行扫描区发射驱动讯号。

6. 根据权利要求1所述的电容触控系统，其特征在于：其中该微处理器根据对应于任一扫描区的侦测结果，判断该扫描区是否被触碰，是为当该侦测电路所包含的可变电容的电容值变化超过一预定值时，该微处理器判断该扫描区被触碰。

7. 根据权利要求1所述的电容触控系统，其特征在于：其中该第一感测线是位于该触控面板的一第一轴向上，以及该二相邻第二感测线是位于该触控面板的一第二轴向上。

8. 根据权利要求1所述的电容触控系统，其特征在于：其中该微处理器另用以当一扫描区被一个以上对象触碰时，计算该扫描区内一个以上触控点的坐标。

9. 操作电容触控系统的方法，包括该电容触控系统，所述电容触控系统包含一触控面板、一侦测电路及一微处理器，其中该触控面板包含多个扫描区，以及各该些扫描区包含多个感测单元， 其特征在于：所述的操作电容控制系统的方法包括该微处理器产生一第一预定时序；该侦测电路利用惠斯同电桥原理并根据该第一预定时序，依序对该些扫描区发射驱动讯号，以产生对应于各该些扫描区中每一扫描区的侦测结果；及该微处理器根据对应于每一扫描区的侦测结果，执行一相对应的动作；

当该微处理器根据对应于任一扫描区的侦测结果，判断该扫描区被触碰时，该微处理器产生一第二时序，并通知该侦测电路根据一第二预定时序，对该描区的每一感测单元发射驱动讯号，以产生对应于该扫描区的每一感测单元的侦测结果。

10. 根据权利要求9所述的操作电容触控系统的方法，其特征在于：所述的操作电容触控系统的方法包括当该微处理器根据对应于任一扫描区的侦测结果，判断该扫描区没有被触碰时，该微处理器判断下一扫描区是否被触碰。

11. 根据权利要求9所述的操作电容触控系统的方法，其特征在于：所述的操作电容触控系统的方法还包括该微处理器根据对应于任一扫描区的每一感测单元的侦测结果，计算该扫描区内一个以上触控点的坐标。

12. 根据权利要求9所述的操作电容触控系统的方法，其特征在于：所述的操作电容触控系统的方法包括其中该微处理器根据对应于任一扫描区的侦测结果，判断该扫描区被触碰，是为当该侦测电路所包含的可变电容的电容值变化超过一预定值时，该微处理器判断该扫描区被触碰。

13. 根据权利要求9所述的操作电容触控系统的方法，其特征在于：所述的操作电容触控系统的方法包括其中该侦测电路根据该第一预定时序，依序对该些扫描区发射驱动讯号，是为该侦测电路根据该第一预定时序，依序对该些扫描区中的每一列扫描区发射驱动讯号。

14. 根据权利要求9所述的操作电容触控系统的方法，其特征在于：所述的操作电容触控系统的方法包括其中该侦测电路根据该第一预定时序，依序对该些扫描区发射驱动讯号，是为该侦测电路根据该第一预定时序，依序对该些扫描区中的每一行扫描区发射驱动讯号。