CN102968236A - 电容式触控面板的感测电路及其感测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种（投射）电容式触控面板的感测电路及其感测方法。所公开的感测电路包括：参考电压产生单元、感测电压产生单元和积分判断单元。其中，所述参考电压产生单元包含预设参考电容，其经配置以对预设参考电容进行充电，以产生一参考电压。所述感测电压产生单元经配置以对（投射）电容式触控面板中的至少一感测电容进行充电，以产生一感测电压。所述积分判断单元用于接收并判断所述参考电压与所述感测电压的上升速度是否相同，进而输出一感测电压值。

Description

电容式触控面板的感测电路及其感测方法

技术领域

本发明涉及感测技术领域，特别是关于一种投射电容式触控面板的感测电路及其感测方法。

背景技术

投射电容式触控面板的工作原理主要为：侦测手指的静电电容对于投射电容式触控面板内形成于各XY电极间的感应电容所带来的电容变化。常见的投射电容式触控面板的定位（感应）法包括自容式（Self-capacitance，或称为自感式）与互容式（Mutual-capacitance，或称为互感式）。以自容式的定位（感应）法为例，两个方向（XY轴）的多个感测电路会连接至各XY电极，并且经由这些感测电路侦测出哪些X电极和Y电极发生了电容变化，即可得知使用者在投射电容式触控面板上的单一或多个触碰点。

而目前关于自容式的定位（感应）法的感测电路的实施架构并未统一，但为了不影响投射电容式触控面板所应用的（手持）电子产品处于待机时的电力持久性，故如何设计出具有低电路复杂度与低功耗的自感（容）式感测电路以应用于投射电容式触控面板中，乃是本发明相关领域的技术/研发人员所努力的课题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于（投射）电容式触控面板且具有低电路复杂度与低功耗的感测电路，其包括：参考电压产生单元、感测电压产生单元和积分判断单元。其中，所述参考电压产生单元包含预设参考电容，用于对所述预设参考电容进行充电，进而产生一参考电压。所述感测电压产生单元用于对所述（投射）电容式触控面板中的至少一感测电容进行充电，进而产生一感测电压。所述积分判断单元耦接于所述参考电压产生单元和所述感测电压产生单元，以接收并判断所述参考电压和所述感测电压的上升速度是否相同，并据此输出一感测电压值。

进一步地，所述参考电压产生单元包括：第一固定电流源和第一充电开关。其中，所述第一固定电流源偏压于一第一偏压下，用于提供一第一固定电流。所述第一充电开关耦接于所述第一固定电流源与所述预设参考电容之间，用于根据一第一控制信号进行切换。

进一步地，所述参考电压产生单元还包括：第一重置开关，其与所述预设参考电容并联，用于根据一第二控制信号进行切换。

进一步地，所述感测电压产生单元包括：第二固定电流源和第二充电开关。其中，所述第二固定电流源偏压于一第二偏压下，用于提供一第二固定电流。所述第二充电开关耦接于所述第二固定电流源与所述感测电容之间，用于根据所述第一控制信号进行切换。

进一步地，所述感测电压产生单元还包括：第二重置开关，其与所述感测电容并联，用于根据所述第二控制信号进行切换。

进一步地，所述积分判断单元包括：运算放大器和积分电容。其中，所述运算放大器的第一输入端用于接收所述参考电压，所述运算放大器的第二输入端用于接收所述感测电压，所述运算放大器的输出端用于输出所述感测电压值。所述积分电容的第一端耦接于所述运算放大器的第二输入端，所述积分电容的第二端耦接于所述运算放大器的输出端。

进一步地，所述积分判断单元还包括：第三重置开关，其与所述积分电容并联，用于根据所述第二控制信号进行切换。

进一步地，当所述感测电路处于重置阶段时，所述第一充电开关根据所述第一控制信号而置于关闭状态，所述第一重置开关根据所述第二控制信号而置于导通状态，使得所述第一重置开关对所述预设参考电容进行重置。当所述感测电路处于充电阶段时，所述第一充电开关根据所述第一控制信号而置于导通状态，所述第一重置开关根据所述第二控制信号而置于关闭状态，使得所述第一固定电流源对所述预设参考电容进行充电，从而在所述预设参考电容上产生所述参考电压。当所述感测电路处于感测阶段时，所述第一充电开关根据所述第一控制信号而置于关闭状态，所述第一重置开关根据所述第二控制信号而置于关闭状态，以提供所述参考电压给运算放大器的第一输入端。其中，所述重置阶段在所述充电阶段之前，所述充电阶段在所述感测阶段之前。

进一步地，在所述感测电路的重置阶段，所述第二充电开关根据所述第一控制信号而置于关闭状态，所述第二重置开关根据所述第二控制信号而置于导通状态，使得所述第二重置开关对所述感测电容进行重置。在所述感测电路的充电阶段，所述第二充电开关根据所述第一控制信号而置于导通状态，所述第二重置开关根据所述第二控制信号而置于关闭状态，使得所述第二固定电流源对所述感测电容进行充电，从而在感测电容上产生所述感测电压。在所述感测电路的感测阶段，所述第一充电开关根据所述第一控制信号而置于关闭状态，所述第一重置开关根据所述第二控制信号而置于关闭状态，以提供所述感测电压给所述运算放大器的第二输入端。

进一步地，在所述感测电路的重置阶段，所述第三重置开关根据所述第二控制信号而置于导通状态，使得所述第三重置开关对所述积分电容进行重置。在所述感测电路的充电阶段和感测阶段，所述第三重置开关根据所述第二控制信号而置于关闭状态，以使得所述运算放大器与所述积分电容形成积分器以接收并判断所述参考电压与所述感测电压的上升速度是否相同，并据此输出所述感测电压值。

进一步地，所述第一固定电流源的第一端耦接于所述第一偏压。所述第一充电开关的第一端耦接于所述第一固定电流源的第二端，所述第一充电开关的第二端耦接于所述预设参考电容的第一端，而所述第一充电开关的控制端则用于接收所述第一控制信号。所述预设参考电容的第二端耦接于一接地电位。所述第一重置开关的第一端耦接于所述预设参考电容的第一端，所述第一重置开关的第二端耦接于所述接地电位，而所述第一重置开关的控制端则用于接收所述第二控制信号。

进一步地，所述第二固定电流源的第一端耦接于所述第二偏压。所述第二充电开关的第一端耦接于所述第二固定电流源的第二端，所述第二充电开关的第二端耦接于所述感测电容的第一端，而所述第二充电开关的控制端则用于接收所述第一控制信号。所述感测电容的第二端耦接于所述接地电位。所述第二重置开关的第一端耦接于所述感测电容的第一端，所述第二重置开关的第二端耦接于所述接地电位，而所述第二重置开关的控制端则用于接收所述第二控制信号。

进一步地，所述第三重置开关的第一端耦接于所述积分电容的第一端，所述第三重置开关的第二端耦接于所述积分电容的第二端，而所述第三重置开关的控制端则用于接收所述第二控制信号。

进一步地，所述第一固定电流源、第二固定电流源、预设参考电容、第一充电开关、第二充电开关、第一重置开关、第二重置开关、第三重置开关、运算放大器和积分电容可以配置在集成电路内。另外，感测电容可以配置在集成电路外。

本发明另外还提供一种电容式触控装置，其包括：电容式触控面板与感测装置，且所述感测装置包含至少一个前述所提的感测电路。

进一步地，所述电容式触控装置还包括：判断单元，其耦接于所述感测电路，并且内建一临界电压值。所述判断单元用于接收所述感测电压值，并且比较所述感测电压值与所述临界电压值的差异，以得知是否发生一触碰事件。

进一步地，所述判断单元还内建一预设比较值。在此条件下，当所述感测电压值与所述临界电压值的差异小于该预设比较值时，则判断单元得知未发生所述处碰事件；当所述感测电压值与所述临界电压值的差异大于所述预设比较值时，则判断单元得知发生所述处碰事件。

本发明还提供了一种适于（投射）电容式触控面板的感测方法，其包括：采用一定电流源充电手段（例如：提供第一固定电流）对一预设参考电容进行充电，以产生一参考电压；采用所述定电流源充电手段（例如：提供第二固定电流）对（投射）电容式触控面板中的至少一感测电容进行充电，以产生一感测电压；以及采用一积分判断手段而判断所述参考电压与所述感测电压的上升速度是否相同，并据以输出一感测电压值。

进一步地，所述第一固定电流与所述第二固定电流实质上可以相同（或者，可以具有一预设比例）。而且，所述预设参考电容的容值与所述感测电容的容值实质上可以相同（或者，可以具有所述预设比例）。

进一步地，当所述参考电压与所述感测电压的上升速度相同时，则所述感测电压值具有一第一电压值；当所述参考电压与所述感测电压的上升速度相异时，则所述感测电压值具有一第二电压值；其中，所述第二电压值大于所述第一电压值。

从上述方案可以看出，本发明采用双定电流源以分别对所设计的预设参考电容与（投射）电容式触控面板的感应电容（即，待测电容）进行充电，并且通过积分器来判断这两个电容上的各自充电电压的上升速度是否相同，进而得知（投射）电容式触控面板的感应电容是否发生变化，亦即判断是否有发生触碰事件。显然地，本发明所提供的感测方案的硬件电路结构更加的单纯与简单，故而可以实现低电路复杂度的目的。再加上，本发明采取定电流源以对电容进行充电的实施方式具有较低的功耗表现，故而可以实现低功耗的目的。

附图说明

图1为本发明一实施例的用于（投射）电容式触控装置的示意图；

图2为图1中某一感测电路的具体实施例示意图；

图3为图2所示的感测电路的操作示意图；

图4为本发明一实施例的用于（投射）电容式触控面板的感测方法流程图。

附图中，各符号所代表的元件名称如下：

10、电容式触控装置，101、（投射）电容式触控面板，103、感测装置，105、判断单元，107、感测电路，201、参考电压产生单元，203、感测电压产生单元，205、积分判断单元，Csensor、感应电容，Cref、预设参考电容，SW1-1、第一充电开关，SW1-2、第二充电开关，SW2-1、第一重置开关，SW2-2、第二重置开关，SW2-3、第三重置开关，OP、运算放大器，Cint、积分电容，I1、第一固定电流源，I2、第二固定电流源，Iref、第一固定电流，Isensor、第二固定电流，Vref、参考电压，Vsensor、感测电压，CS1、第一控制信号，CS2、第二控制信号，Vbias1、第一偏压，Vbias2、第二偏压，GND、接地电位，PD、焊垫，SV、感测电压值，THV、临界电压值，PV、预设比较值，PST_P、重置阶段，CH_P、充电阶段，Sen_P、感测阶段，S401~S409、本发明的用于（投射）电容式触控面板的感测方法流程图各步骤。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

图1所示为本发明一示范性实施例的电容式触控装置（capacitive touchapparatus）10的示意图。请参阅图1，所述电容式触控装置10包括：电容式触控面板（capacitive touch panel）101、感测装置（sensing device）103，以及判断单元（judgment unit）105。其中，电容式触控面板101可以为投射电容式触控面板（projective capacitive touch panel），但并不限制于此。在此条件下，（投射）电容式触控面板101中可以包含M×N个由XY电极所定义出来的感应电容（sensingcapacitor，图中未示出），M×N表示为（投射）电容式触控面板101的感测分辨率（sensing resolution），其与（投射）电容式触控面板101的显示分辨率（displayresolution）相异。

感测装置103耦接于（投射）电容式触控面板101与判断单元105之间，且其经配置后用于感测/侦测（投射）电容式触控面板101中的每一感应电容是否发生变化。在本实施例中，感测装置103可以包含M+N个电路结构相同的感测电路107，且该等感测电路107分别对应到（投射）电容式触控面板101中的M×N个应电容。每一感测电路107用于感测/侦测所对应的感应电容是否有发生变化，进而输出感测/侦测信息给判断单元105进行判读/判断。如此一来，判断单元105即可得知是否有发生触碰事件（touch event），随后再详述。

显然地，感测装置103所采用的定位（感应）法可以为自容式（Self-capacitance，或称为自感式），以感测/侦测使用者在（投射）电容式触控面板101上的一个或多个触碰（摸）点。然而，本实施例的感测装置103并不仅限制于只能对（投射）电容式触控面板101进行（电容）感测/侦测，其也可应用在其他需要对电容变化进行感测/侦测的场合。

在此，由于所有感测电路107的电路结构都相同，故以下将采以解释/说明单一感测电路107的方式来阐述本实施例的（电容）感测方案/概念。

图2所示为图1的感测电路107的具体实施示意图。图2所示的感测电路107是对应到（投射）电容式触控面板101中的感应电容Csensor的，感测电路107整体上包括：参考电压产生单元（reference voltage generating unit）201、感测电压产生单元（sensing voltage generating unit）203以及积分判断单元（integrationdetermination unit）205。

在本实施例中，参考电压产生单元201包括预设参考电容（predeterminedreference capacitor）Cref，其中，参考电压产生单元201用于采用定电流源充电手段（means of constant-current charging）而对预设参考电容Cref进行充电，以产生参考电压（reference voltage）Vref。

更清楚来说，参考电压产生单元201还包括第一固定电流源（constant currentsource）I1、第一充电开关（charging switch）SW1-1，以及第一重置开关（reset switch）SW2-1。其中，第一固定电流源I1偏压于第一偏压Vbias1下，用于提供第一固定电流Iref。第一充电开关SW1-1耦接于第一固定电流源I1与预设参考电容Cref之间，并且根据第一控制信号CS1以进行切换为导通状态或关闭状态。第一重置开关SW2-1与预设参考电容Cref并联，并且第一重置开关SW2-1根据第二控制信号CS2而进行切换为导通状态或关闭状态。

更进一步说明，以参考电压产生单元201的电路结构而言，第一固定电流源I1的第一端耦接于第一偏压Vbias1。第一充电开关SW1-1的第一端耦接于第一固定电流源I1的第二端，第一充电开关SW1-1的第二端耦接于预设参考电容Cref的第一端，而第一充电开关SW1-1的控制端则用于接收第一控制信号CS1。预设参考电容Cref的第二端耦接于接地电位（ground potential）GND。第一重置开关SW2-1的第一端耦接于预设参考电容Cref的第一端，第一重置开关SW2-1的第二端耦接于接地电位GND，而第一重置开关SW2-1的控制端则用于接收第二控制信号CS2。

另外，感测电压产生单元203用于采用定电流源充电手段而对（投射）电容式触控面板101中的感测电容Csensor进行充电，以产生感测电压（sensing voltage）Vsensor。

更清楚来说，感测电压产生单元203还包括第二固定电流源I2、第二充电开关SW1-2以及第二重置开关SW2-2。其中，第二固定电流源I2偏压于第二偏压Vbias2下，且其用于提供第二固定电流Isensor。第二充电开关SW1-2耦接于第二固定电流源I2与感测电容Csensor之间，并且根据第一控制信号CS1而进行切换。第二重置开关SW2-2与感测电容Csensor并联，并且根据第二控制信号CS2而进行切换。

更进一步说明，关于感测电压产生单元203的电路结构，第二固定电流源I2的第一端耦接于第二偏压Vbias2。第二充电开关SW1-2的第一端耦接于第二固定电流源I2的第二端，第二充电开关SW1-2的第二端耦接于感测电容Csensor的第一端，而第二充电开关SW1-2的控制端则用于接收第一控制信号CS1。感测电容Csensor的第二端耦接于接地电位GND。第二重置开关SW2-2的第一端耦接于感测电容Csensor的第一端，第二重置开关SW2-2的第二端耦接于接地电位GND，而第二重置开关SW2-2的控制端则用于接收第二控制信号CS2。

在本实施例中，第一固定电流源I1所提供的第一固定电流Iref与第二固定电流源I2所提供的第二固定电流Isensor实质上可以相同。在此条件下，预设参考电容Cref的容值与感测电容Csensor的容值实质上亦可以相同。然而，本实施例并不限制于此。

更清楚来说，第一固定电流源I1所提供的第一固定电流Iref与第二固定电流源I2所提供的第二固定电流Isensor可以具有一预设比例（predetermined ratio）。在此条件下，预设参考电容Cref的容值与感测电容Csensor的容值亦可以具有此预设比例。由此，第一固定电流源I1与第二固定电流源I2之间的电流关系，以及预设参考电容Cref与感测电容Csensor之间的容值关系（预设比例）可依据实际设计/应用需求来决定。

本发明中，第一固定电流Iref与第二固定电流Isensor之间具有如下关系：

Isensor=K×Iref

其中，Isensor为第二固定电流，Iref为第一固定电流。对应地，预设参考电容Cref的容值与感测电容Csensor的容值之间具有如下关系：

Csensor=K×Cref

其中，Csensor为感测电容的容值，Cref为预设参考电容的容值，K为所述预设比例，K为正数。

再者，积分判断单元205耦接于参考电压产生单元201与感测电压产生单元203。而且，积分判断单元205用于接收并判断来自参考电压产生单元201的参考电压Vref与来自感测电压产生单元203的感测电压Vsensor的上升速度是否相同，进而输出感测电压值（sensing voltage value）SV。

更清楚来说，积分判断单元205包括运算放大器（operational amplifier）OP、积分电容（integration capacitor）Cint，以及第三重置开关SW2-3。其中，运算放大器OP的第一输入端用于接收来自参考电压产生单元201的参考电压Vref，（亦即运算放大器OP的第一输入端耦接于预设参考电容Cref的第一端），运算放大器OP的第二输入端用于接收来自感测电压产生单元203的感测电压Vsensor，（亦即运算放大器OP的第二输入端耦接于感应电容Csensor的第一端），运算放大器OP的输出端则用于输出感测电压值SV。

积分电容Cint的第一端耦接于运算放大器OP的第二输入端，而积分电容Cint的第二端则耦接于运算放大器OP的输出端。第三重置开关SW2-3与积分电容Cint并联，并且根据第二控制信号CS2而进行切换。换言之，第三重置开关SW2-3的第一端耦接于积分电容Cint的第一端，第三重置开关SW2-3的第二端耦接于积分电容Cint的第二端，而第三重置开关SW2-3的控制端则用于接收第二控制信号CS2。

在此值得一提的是，从图2中所示的焊垫PD符号（PD）可以看出，第一固定电流源I1、第二固定电流源I2、预设参考电容Cref、第一充电开关SW1-1、第二充电开关SW1-2、第一重置开关SW2-1、第一重置开关SW2-2、第三重置开关SW2-3、运算放大器OP和积分电容Cint可以配置在集成电路（integrated circuit,IC）内；而感测电容Csensor可以配置在集成电路外。

在本实施例中，感测电路107在运作过程中会重复地（repeatedly）进入重置阶段（reset phase）RST_P、充电阶段（charging phase）CH_P与感测阶段（sensingphase）Sen_P，其中，重置阶段RST_P会在充电阶段CH_P之前，而充电阶段CH_P会在感测阶段Sen_P之前，如图3所示。

进一步说明，对于参考电压产生单元201的运作方式而言，在感测电路107的重置阶段RST_P，第一充电开关SW1-1会根据第一控制信号CS1而置于关闭（turned-off）状态，且第一重置开关SW2-1会根据第二控制信号CS2而置于导通（turned-on）状态，以使得第一重置开关SW2-1会对预设参考电容Cref进行重置。接着，在感测电路107的充电阶段CH_P，第一充电开关SW1-1会根据第一控制信号CS1而置于导通状态，且第一重置开关SW2-1会根据第二控制信号CS2而置于关闭状态，以使得第一固定电流源I1会提供第一固定电流Iref以对预设参考电容Cref进行充电，从而在预设参考电容Cref上产生参考电压Vref。之后，在感测电路107的感测阶段Sen_P，第一充电开关SW1-1会根据第一控制信号CS1而置于关闭状态，且第一重置开关SW2-1会根据第二控制信号CS2而置于关闭状态，藉以提供参考电压Vref给运算放大器OP的第一输入端。

另外，对于感测电压产生单元203的运作方式而言，在感测电路107的重置阶段RST_P，第二充电开关SW1-2会根据第一控制信号CS1而置于关闭状态，且第二重置开关SW2-2会根据第二控制信号CS2而置于导通状态，以使得第二重置开关SW2-2会对感测电容Csensor进行重置。接着，在感测电路107的充电阶段CH_P，第二充电开关SW1-2会根据第一控制信号CS1而置于导通状态，且第二重置开关SW2-2会根据第二控制信号CS2而置于关闭状态，以使得第二固定电流源I2会提供第二固定电流Isensor以对感测电容Csensor进行充电，从而在感测电容Csensor上产生感测电压Vsensor。之后，在感测电路107的感测阶段Sen_P，第二充电开关SW1-2会根据第一控制信号CS1而置于关闭状态，且第二重置开关SW2-2会根据第二控制信号CS2而置于关闭状态，以提供感测电压Vsensor给运算放大器OP的第二输入端。

再者，对于积分判断单元205的运作方式而言，在感测电路107的重置阶段RST_P，第三重置开关SW2-3会根据第二控制信号CS2而置于导通状态，以使得第三重置开关SW2-3会对积分电容Cint进行重置。接着，在感测电路107的充电阶段CH_P与感测阶段Sen_P，第三重置开关SW2-3会根据第二控制信号CS2而置于关闭状态，以使得运算放大器OP与积分电容Cint形成积分器（integrator，OP+Cint）以接收并判断来自参考电压产生单元201的参考电压Vref与来自感测电压产生单元203的感测电压Vsensor的上升速度是否相同，进而输出感测电压值SV给判断单元105。

在本实施例中，当参考电压Vref与感测电压Vsensor的上升速度相同时，则积分判断单元205所输出给判断单元105的感测电压值SV可以具有第一电压值SV1。反之，当参考电压Vref与感测电压Vsensor的上升速度相异时，则积分判断单元205所输出给判断单元105的感测电压值SV可以具有大于第一电压值SV1的第二电压值SV2，即：SV2>SV1。

另一方面，判断单元105内建有一临界电压值（threshold voltage value）THV与一预设比较值（predetermined comparison value）PV。而且，判断单元105用于接收来自感测电路107的感测电压值SV，并且比较所接收的感测电压值SV与所内建的临界电压值THV的差异（difference），以得知是否有触碰事件发生。

在本实施例中，当感测电压值SV与临界电压值THV的差异小于所内建的预设比较值PV时，亦即具有第一电压值SV1的感测电压值SV减去临界电压值THV的差值小于所内建的预设比较值PV（即SV1-THV<PV）时，则判断单元105判断未有触碰事件发生。

反之，当感测电压值SV与临界电压值THV的差异大于所内建的预设比较值PV时，亦即具有第二电压值SV2的感测电压值SV减去临界电压值THV的差值大于所内建的预设比较值PV（即SV2-THV>PV）时，则判断单元105判断有发生处碰事件。

基于上述，在感测电路107进入重置阶段RST_P时，第一充电开关SW1-1与第二充电开关SW1-2会根据第一控制信号CS1而置于关闭状态，且第一重置开关SW2-1、第二重置开关SW2-2和第三重置开关SW2-3会根据第二控制信号CS2而置于导通状态。在此条件下，预设参考电容Cref、感应电容Csensor与积分电容Cint都会被重置，以消除感测电路107的前一感测阶段Sen_P残留于预设参考电容Cref、感应电容Csensor与积分电容Cint内的电荷。

当然，若感测电路107的前一感测阶段Sen_P残留于预设参考电容Cref、感应电容Csensor与积分电容Cint内的电荷并不足以影响感测电路107的下一感测阶段Sen_P的感测结果的话，则第一重置开关SW2-1、第二重置开关SW2-2和第三重置开关SW2-3可省略不用，亦即：第一重置开关SW2-1、第二重置开关SW2-2和第三重置开关SW2-3为可选用的（optional）。在此条件下，感测电路107即无须再进入重置阶段RST_P，一切均根据实际设计/应用需求而决定是否要选用第一重置开关SW2-1、第二重置开关SW2-2和第三重置开关SW2-3。

接着，在感测电路107从重置阶段RST_P进入到充电阶段CH_P时，第一充电开关SW1-1与第二充电开关SW1-2会根据第一控制信号CS1而置于导通状态，且第一重置开关SW2-1、第二重置开关SW2-2和第三重置开关SW2-3会根据第二控制信号CS2而置于关闭状态。在此条件下，第一固定电流源I1与第二固定电流源I2会分别且同时提供第一固定电流Iref与第二固定电流Isensor以对预设参考电容Cref与感应电容Csensor进行充电，从而在预设参考电容Cref与感应电容Csensor上分别产生参考电压Vref与感测电压Vsensor。

之后，在感测电路107从充电阶段CH_P进入到感测阶段Sen_P时，第一充电开关SW1-1与第二充电开关SW1-2会根据第一控制信号CS1而置于关闭状态，且第一重置开关SW2-1、第二重置开关SW2-2和第三重置开关SW2-3会根据第二控制信号CS2而置于关闭状态。在此条件下，由运算放大器OP与积分电容Cint所形成的积分器（OP+Cint）将会接收并判断参考电压Vref与感测电压Vsensor的上升速度是否相同，并据以输出感测电压值SV。

当参考电压Vref与感测电压Vsensor的上升速度相同时（即，人体手指未靠近或接触到感测电容Csensor的情况下，感测电容Csensor并不会产生变化），则由运算放大器OP与积分电容Cint所形成的积分器（OP+Cint）将会输出具有较低电压值的第一电压值SV1的感测电压值SV给判断单元105。

反之，当参考电压Vref与感测电压Vsensor的上升速度相异时，即人体手指在靠近或接触到感测电容Csensor的情况下，感测电容Csensor会产生变化，则由运算放大器OP与积分电容Cint所形成的积分器（OP+Cint）将会输出具有较高电压值的第二电压值SV2的感测电压值SV给判断单元105，其原因在于运算放大器OP有虚接地（virtual ground）的特性，故而为维持运算放大器OP的两输入端的等电位，此时由运算放大器OP与积分电容Cint所形成的积分器（OP+Cint）的输出会被抬升/拉升。

一旦判断单元105获取到来自感测电路107的感测电压值SV的话，就会比较所接收的感测电压值SV与所内建的临界电压值THV的差异，以得知是否有发生触碰事件。相似地，当具有第一电压值SV1的感测电压值SV减去临界电压值THV的差值小于所内建的预设比较值PV（即SV1-THV<PV），则判断单元105得知未发生处碰事件。反之，当具有第二电压值SV2的感测电压值SV减去临界电压值THV的差值大于所内建的预设比较值PV（即SV2-THV>PV），则判断单元105得知有发生处碰事件。

由此可知，双定电流源（即第一固定电流源I1与第二固定电流源I2）是被用来以分别对所设计的预设参考电容Cref与（投射）电容式触控面板101的感应电容Csensor（即，待测电容）进行充电，并且通过积分器（OP+Cint）来判断这两个电容（预设参考电容Cref与感应电容Csensor）上分别充电的电压（参考电压Vref与感测电压Vsensor）的上升速度是否相同，从而即可简易地得知（投射）电容式触控面板101的感应电容Csensor是否有发生变化（即，是否有发生触碰事件）。显然地，对应于前述实施例所公开的感测方案的硬件电路结构相对的单纯与简单，故而可以实现低电路复杂度的目的。再加上，采取定电流源（第一固定电流源I1与第二固定电流源I2）以对电容（预设参考电容Cref与感应电容Csensor）分别进行充电的实施方式具有较低的功耗表现，故而可以实现低功耗的目的。

基于上述实施例所公开的内容，图4所示为本发明一实施例的适于（投射）电容式触控面板的感测方法流程图。请参阅图4，本实施例的适于（投射）电容式触控面板的感测方法包括：

步骤S401、采用定电流源充电手段，例如提供第一固定电流，以对一预设参考电容进行充电，以产生一参考电压；

步骤S403、采用定电流源充电手段，例如提供第二固定电流，以对（投射）电容式触控面板中的至少一个感测电容进行充电，以产生一感测电压；

步骤S405、采用积分判断手段而判断所产生的参考电压与感测电压的上升速度是否相同；

步骤S407、当所产生的参考电压与感测电压的上升速度相同时，则产生具有第一电压值的感测电压值；以及

步骤S409、当所产生的参考电压与感测电压的上升速度相异时，则产生具有大于第一电压值的第二电压值的感测电压值，其中所述第二电压大于所述第一电压值。

相似地，所提供的第一固定电流与第二固定电流实质上可以相同，或者，可以具有一预设比例。基于此，预设参考电容的容值与感测电容的容值实质上亦可以相同，或者，可以具有该预设比例，一切均根据实际设计/应用需求而论。

在此值得一提的是，步骤S401与步骤S403的顺序并不以图4所示的顺序为限制。更清楚来说，在本发明的其他实施例中，也可先执行步骤S403后再执行步骤S401，也可同时执行步骤S401与步骤S403，一切均根据实际设计/应用需求而论。

综上所述，本发明采用双定电流源以分别对所设计的预设参考电容与（投射）电容式触控面板的感应电容（即，待测电容）进行充电，并且通过积分器来判断这两个电容上的各自充电电压的上升速度是否相同，进而得知（投射）电容式触控面板的感应电容是否发生变化，亦即判断是否有发生触碰事件。显然地，本发明所提供的感测方案的硬件电路结构更加单纯与简单，故而可以实现低电路复杂度的目的。再加上，本发明采取定电流源以对电容进行充电的实施方式具有较低的功耗表现，故而可以实现低功耗的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (23)

1.一种感测电路，用于一电容式触控装置，所述电容式触控装置具有一电容式触控面板，所述感测电路包括：

参考电压产生单元，包含一预设参考电容，用于对所述预设参考电容进行充电，进而产生一参考电压；

感测电压产生单元，用于对所述电容式触控面板中的一感测电容进行充电，进而产生一感测电压；以及

积分判断单元，耦接于所述参考电压产生单元和所述感测电压产生单元，用于判断所述参考电压和所述感测电压的上升速度是否相同，进而输出一感测电压值。

2.根据权利要求1所述的感测电路，其特征在于，所述参考电压产生单元包括：

第一固定电流源，偏压于一第一偏压下，用于提供一第一固定电流；以及

第一充电开关，耦接于所述第一固定电流源与所述预设参考电容之间，用于根据一第一控制信号进行切换。

3.根据权利要求2所述的感测电路，其特征在于，所述参考电压产生单元还包括：

第一重置开关，与所述预设参考电容并联，用于根据一第二控制信号进行切换。

4.根据权利要求3所述的感测电路，其特征在于：

所述第一固定电流源的第一端耦接于所述第一偏压；

所述第一充电开关的第一端耦接于所述第一固定电流源的第二端，所述第一充电开关的第二端耦接于所述预设参考电容的第一端，所述第一充电开关的控制端用于接收所述第一控制信号；

所述预设参考电容的第二端耦接于一接地电位；以及

所述第一重置开关的第一端耦接于所述预设参考电容的第一端，所述第一重置开关的第二端耦接于所述接地电位，所述第一重置开关的控制端用于接收所述第二控制信号。

5.根据权利要求4所述的感测电路，其特征在于，所述感测电压产生单元包括：

第二固定电流源，偏压于一第二偏压下，用于提供一第二固定电流；以及

第二充电开关，耦接于所述第二固定电流源与所述感测电容之间，用于根据所述第一控制信号进行切换。

6.根据权利要求5所述的感测电路，其特征在于，所述感测电压产生单元还包括：

第二重置开关，与所述感测电容并联，用于根据所述第二控制信号进行切换。

7.根据权利要求6所述的感测电路，其特征在于：

所述第二固定电流源的第一端耦接于所述第二偏压；

所述第二充电开关的第一端耦接于所述第二固定电流源的第二端，所述第二充电开关的第二端耦接于所述感测电容的第一端，所述第二充电开关的控制端用于接收所述第一控制信号；

所述感测电容的第二端耦接于接地电位；以及

所述第二重置开关的第一端耦接于所述感测电容的第一端，所述第二重置开关的第二端耦接于所述接地电位，所述第二重置开关的控制端则用于接收所述第二控制信号。

8.根据权利要求7所述的感测电路，其特征在于，所述积分判断单元包括：

运算放大器，其第一输入端用于接收所述参考电压，其第二输入端用于接收所述感测电压，其输出端用于输出所述感测电压值；以及

积分电容，其第一端耦接于所述运算放大器的第二输入端，其第二端耦接于所述运算放大器的输出端。

9.根据权利要求8所述的感测电路，其特征在于，所述积分判断单元还包括：

第三重置开关，与所述积分电容并联，用于根据所述第二控制信号进行切换；

其中，所述第三重置开关的第一端耦接于所述积分电容的第一端，所述第三重置开关的第二端耦接于所述积分电容的第二端，所述第三重置开关的控制端用于接收所述第二控制信号。

10.根据权利要求9所述的感测电路，其特征在于：

当所述感测电路处于重置阶段时，所述第一充电开关根据所述第一控制信号置为关闭状态，所述第一重置开关根据所述第二控制信号置为导通状态，使得所述第一重置开关对所述预设参考电容进行重置；

当所述感测电路处于充电阶段时，所述第一充电开关根据所述第一控制信号置为导通状态，所述第一重置开关根据所述第二控制信号置为关闭状态，使得所述第一固定电流源对所述预设参考电容进行充电，从而在所述预设参考电容上产生所述参考电压；以及

当所述感测电路处于感测阶段时，所述第一充电开关根据所述第一控制信号置为关闭状态，所述第一重置开关根据所述第二控制信号置为关闭状态，以提供所述参考电压给所述运算放大器的第一输入端；

其中，所述重置阶段在所述充电阶段之前，所述充电阶段在所述感测阶段之前。

11.根据权利要求10所述的感测电路，其特征在于：

在所述重置阶段，所述第二充电开关根据所述第一控制信号置为关闭状态，所述第二重置开关根据所述第二控制信号置为导通状态，使得所述第二重置开关对所述感测电容进行重置；

在所述充电阶段，所述第二充电开关根据所述第一控制信号置为导通状态，所述第二重置开关根据所述第二控制信号置为关闭状态，使得所述第二固定电流源对所述感测电容进行充电，进而在所述感测电容上产生所述感测电压；以及

在所述感测阶段，所述第一充电开关根据所述第一控制信号置为关闭状态，所述第一重置开关根据所述第二控制信号置为关闭状态，以提供所述感测电压给所述运算放大器的第二输入端。

12.根据权利要求11所述的感测电路，其特征在于：

在所述重置阶段，所述第三重置开关根据所述第二控制信号置为导通状态，使得所述第三重置开关对所述积分电容进行重置；以及

在所述充电阶段与所述感测阶段，所述第三重置开关根据所述第二控制信号置为关闭状态，使得所述运算放大器与所述积分电容形成一积分器以接收并判断所述参考电压与所述感测电压的上升速度是否相同，进而输出所述感测电压值。

13.根据权利要求9所述的感测电路，其特征在于：所述第一固定电流与所述第二固定电流相同，所述预设参考电容的容值与所述感测电容的容值相同。

14.根据权利要求9所述的感测电路，其特征在于：

所述第一固定电流与所述第二固定电流具有一预设比例；

所述预设参考电容的容值与所述感测电容的容值具有所述预设比例。

15.根据权利要求1至14任一项所述的感测电路，其特征在于：

当所述参考电压与所述感测电压的上升速度相同时，所述感测电压值具有一第一电压值；

当所述参考电压与所述感测电压的上升速度相异时，所述感测电压值具有一第二电压值；其中

所述第二电压值大于所述第一电压值。

16.根据权利要求9所述的感测电路，其特征在于：

所述第一固定电流源、所述第二固定电流源、所述预设参考电容、所述第一充电开关、所述第二充电开关、所述第一重置开关、所述第二重置开关、所述第三重置开关、所述运算放大器和所述积分电容配置在一集成电路内；以及

所述感测电容配置在所述集成电路外。

17.根据权利要求1至14、16任一项所述的感测电路，其特征在于：所述电容式触控面板为投射电容式触控面板。

18.一种感测方法，用于一电容式触控面板，所述感测方法包括：

对一预设参考电容进行充电，进而产生一参考电压；

对所述电容式触控面板中的一感测电容进行充电，进而产生一感测电压；以及

判断所述参考电压与所述感测电压的上升速度是否相同，并据以输出一感测电压值。

19.根据权利要求18所述的感测方法，其特征在于：当所述参考电压与所述感测电压的上升速度相同时，所述感测电压值具有一第一电压值；否则，所述感测电压值具有一第二电压值；其中，所述第二电压值大于所述第一电压值。

20.根据权利要求18所述的感测方法，其特征在于，对所述预设参考电容进行充电的步骤包括：

提供一第一固定电流对所述预设参考电容进行充电。

21.根据权利要求20所述的感测方法，其特征在于，对所述电容式触控面板中的一感测电容进行充电的步骤包括：

提供一第二固定电流对所述感测电容进行充电。

22.根据权利要求21所述的感测方法，其特征在于：所述第一固定电流与所述第二固定电流相同，所述预设参考电容的容值与所述感测电容的容值相同。

23.根据权利要求21所述的感测方法，其特征在于：所述第一固定电流与所述第二固定电流具有一预设比例，所述预设参考电容的容值与所述感测电容的容值具有所述预设比例。

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