CN109597534A - 触控电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种触控电路，其包含一侦测电路及一模拟电路。侦测电路侦测一侦测讯号；模拟电路包含一参考负载及接收一讯号，模拟电路依据参考负载与讯号产生一模拟讯号。其中，该触控电路依据该侦测讯号与该模拟讯号输出一触控讯号。

Description

触控电路
技术领域
本发明是有关于一种驱动电路，尤其是一种触控电路。
背景技术
投射式电容面板有自容式面板和互容式面板两种设计。在玻璃表面用一种透明的导电材料(氧化铟锡，ITO)制作成横向的驱动电极与纵向的感测电极数组，驱动电极和感测电极分别与地构成电容，此电容就是一般所指自电容，也就是电极对地的电容。当手指触摸到触控面板时，手指的电容将会迭加到自电容，使电容量增加。在触摸检测时，自容式面板依次分别检测驱动电极与感测电极数组，根据触摸前后电容的变化，分别确定横向坐标和纵向坐标，然后组合成平面的触摸坐标。自容式的扫描方式，相当于把触控面板上的触摸点分别投影到X轴和Y轴方向，然后分别在X轴和Y轴方向计算出坐标，最后组合成触摸点的坐标。
互容式面板也是在玻璃表面用ITO制作驱动电极与感测电极，它与自容式面板的区别在于，两组电极交叉的地方将会形成互电容，即这两组电极分别构成互电容的两极。当手指触摸到触控面板时，影响触摸点附近两个电极之间的耦合，从而改变两个电极之间的电容量。检测互电容大小时，横向的驱动电极依次发出驱动讯号，纵向的所有感测电极同时接收讯号，如此可以得到所有横向和纵向电极交汇点的电容值大小，即整个触控面板的二维平面的电容大小。根据触控面板二维电容变化量数据，可以计算出每一个触摸点的坐标。因此，面板上即使有多个触摸点，也能计算出每个触摸点的真实坐标。
但是，手指电容相对于自电容与互电容的电容量，手指电容的电容量较小，导致感测讯号的准位变化较小，而无法准确判断手指的触摸点。为了容易判断感测讯号的变化，一般会将触摸前后的感测讯号进行放大，而使感测讯号的变化量较为明显。然而，放大后的感测讯号常有超出电压操作范围的情形，如图1所示，其为习知的感测讯号的波形图，触摸前后的感测讯号于放大后皆已超过电压VDD。
鉴于上述问题，本发明提供一种触控电路，其提升讯号的可放大范围。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种触控电路，其提升讯号的可放大范围。
本发明揭示一种触控电路，其包含一侦测电路及一模拟电路。侦测电路侦测一侦测讯号；模拟电路包含一参考负载及接收一讯号，模拟电路依据参考负载与讯号产生一模拟讯号。其中，该触控电路依据该侦测讯号与该模拟讯号输出一触控讯号。
模拟电路包含一传输元件，传输元件耦接参考负载及传输讯号至参考负载，参考负载对应一触控面板负载。
侦测电路包含一运算电路，运算电路耦接一触控面板与模拟电路，且接收并运算该侦测讯号与该模拟讯号而产生一运算讯号；或运算电路耦接模拟电路，且接收并运算该模拟讯号与一参考讯号而产生运算讯号；或运算电路经由一阻抗元件耦接一触控面板，及耦接模拟电路而接收模拟讯号，运算电路依据侦测讯号与该模拟讯号产生一运算讯号。
附图说明
图1：其为习知的感测讯号的的波形图；
图2：其为本发明的触控装置的一第一实施例的示意图；
图3：其为本发明的模拟电路应用于触控电路的一第一实施例的示意图；
图4：其为本发明的模拟电路应用于触控电路的一第二实施例的示意图；
图5：其为本发明的模拟电路应用于触控电路的一第三实施例的示意图；
图6：其为本发明的触控装置的一第二实施例的示意图；
图7：其为本发明的模拟电路应用于第二实施例触控装置的示意图；
图8：其为本发明的触控装置的一第三实施例的示意图；及
图9：其为本发明的触控装置的一第四实施例的示意图。
【图号对照说明】
10 触控面板
12 触控面板负载
14 等效负载
20 侦测电路
21 放大电路
22 滤波电路
23 模拟数字转换电路
24 数字处理电路
25 放大电路
30 模拟电路
32 参考负载
40 运算电路
C1 电容器
C2 电容器
ICM 模拟电流
IIN 输入电流
R1 电阻器
R2 电阻器
R3 电阻器
Raw_data 触控讯号
S21 放大讯号
S40 运算讯号
STX1 讯号
STX2 讯号
TX1 讯号源
TX2 讯号源
VCM 模拟讯号
VDD 电压
VREF 参考讯号
VIN 输入讯号
具体实施方式
为了使本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，特用较佳的实施例及配合详细的说明，说明如下：
在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇指称特定的元件，然，所属本发明技术领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词称呼同一个元件，而且，本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在整体技术上的差异作为区分的准则。在通篇说明书及后续的申请专利范围当中所提及的「包含」为一开放式用语，故应解释成「包含但不限定于」。再者，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接一第二装置，则代表该第一装置可直接连接该第二装置，或可透过其他装置或其他连接手段间接地连接至该第二装置。
请参阅图2，其为本发明的触控装置的一第一实施例的示意图。如图所示，触控装置包含一触控面板10与一触控电路，触控电路包含一侦测电路20与一模拟电路30。触控电路可以更包含一讯号源TX1，讯号源TX1耦接于触控面板10与侦测电路20间的一电路节点，讯号源TX1产生一讯号STX1，讯号STX1用于侦测一手指的触控，所以讯号STX1可以称为一触控驱动讯号，而讯号源TX1可以由一驱动电路取代，所以各部件与各讯号的命名非本发明所限。触控面板10包含一触控感测区域，触控感测区域包含复数驱动电极与复数感测电极，讯号STX1经由电路节点传输至触控面板10内的一驱动电极或一感测电极。侦测电路20侦测驱动电极与感测电极上的讯号变化，以侦测手指的触控位置。此外，讯号源TX1与侦测电路20可以整合为一电路，此电路输出讯号STX1与侦测一侦测讯号(即图3的输入讯号VIN)。
侦测电路20包含一放大电路21、一滤波电路22、一模拟数字转换电路23及一数字处理电路24。数字处理电路24耦接模拟数字转换电路23，依据模拟数字转换电路23输出的一数字讯号产生一触控讯号Raw_data。模拟数字转换电路23耦接滤波电路22，依据滤波电路22输出的一滤波讯号产生数字讯号。滤波电路22耦接放大电路21，依据放大电路21输出的一放大讯号S21产生滤波讯号。侦测电路20可以更包含一运算电路40，运算电路40耦接放大电路21，输出一运算讯号S40至放大电路21，所以，放大电路21依据运算讯号S40产生放大讯号S21。再者，运算电路40耦接触控面板10的感测电极而接收侦测讯号，依据侦测讯号产生运算讯号S40。
于图2实施例中，运算电路40位于侦测电路20内，然，运算电路40可以如模拟电路30位于侦测电路20外，换言之，运算电路40也可以位于模拟电路30内，或者，运算电路40与模拟电路30皆位于侦测电路20内，其各种位置皆不影响本发明技术的实施。此外，运算电路40可以为一加法器或一减法器。
复参阅图2，模拟电路30与触控面板10分别接收一讯号STX2与讯号STX1，其中，讯号STX2与讯号STX1可以为相同或不同的讯号，而且此两讯号可以为同一讯号源产生或不同讯号源产生，其非本发明所限。模拟电路30耦接侦测电路20的运算电路40，依据讯号STX2输出一模拟讯号VCM至运算电路40。运算电路40依据模拟讯号VCM与侦测讯号产生运算讯号S40。再者，图2中的每一运算电路40皆接收相同的模拟讯号VCM，然，模拟讯号VCM可以根据触控面板10的每一电极(触控面板10内的一驱动电极或一感测电极)的等效负载而变化，即模拟讯号VCM可以模拟讯号STX1传输至不同电极的电性状态，例如：电压准位，换言之，图2中的每一运算电路40亦可以依据不同电极的等效负载而接收不同的模拟讯号VCM。如此，触控电路依据模拟讯号VCM抵销电极上的部分电性状态，使触控电路的放大电路21可以提升增益，且运算讯号S40经由放大电路21放大后仍不会超出电压操作范围。
所以，实施例中的模拟讯号VCM可以完全抵销讯号STX1传输至电极(触控面板10内的一驱动电极或一感测电极)后的电性状态，或者仅抵销讯号STX1传输至电极后的部分电性状态。例如：讯号STX1传输至电极后，电极的一初始电压准位为5V，而模拟讯号VCM的电压准位可以同为5V，运算电路40于运算时模拟讯号VCM完全抵消电极的初始电压准位。或者，讯号STX1传输至电极后，电极的电压准位为5V，而模拟讯号VCM的电压准位可以为2.5V，运算电路40于运算时模拟讯号VCM仅抵销电极上初始电压的一半。所以，模拟讯号VCM与讯号STX2的电压准位可以根据放大电路21的增益、讯号STX1的电压准位、电极的初始电压准位或电压操作范围而进行调整。因此，本发明未限制模拟讯号VCM与讯号STX2的电压准位大小(不为0)，模拟讯号VCM与讯号STX2的不同电压准位对于讯号的可放大范围有不同程度的帮助，其由电路设计者自行决定。
请参阅图3，其为本发明的模拟电路应用于触控电路的一第一实施例的示意图。如图所示，触控面板10内的所有电极、一条驱动电极或一条感测电极的等效负载可以用于采用一触控面板负载12来代表。讯号STX1可以由讯号源TX1产生，讯号STX1藉由一传输元件传输至触控面板10的电极，此传输元件可以为一电容器C1、一电感器或一电阻器等被动元件，或者传输元件可以为一晶体管(主动元件)于二极管连接方式后形成的电容器，本发明未限制传输元件的种类。
图3的模拟电路30包含一参考负载32，参考负载32耦接传输元件(电容器C2)，传输元件传输讯号STX2至参考负载32。参考负载32同样可以相同或不同于触控面板负载12，所以，参考负载32对应触控面板负载12，且经由调整参考负载32可以改变模拟讯号VCM的电压准位。再者，图3实施例的模拟电路30可以包含一电容器C2与讯号源TX2，讯号源TX2产生讯号STX2，电容器C2传输讯号STX2至参考负载32，其中，讯号源TX2产生的讯号STX2可以相同或不同于讯号源TX1产生的讯号STX1，电容器C2的容值相同或不同于电容器C1。所以，参考负载32、电容器C2与讯号源TX2分别仿真触控面板负载12、电容器C1与讯号源TX1，如此，模拟电路30输出的模拟讯号VCM可以模拟讯号STX1传输至触控面板负载12后的部分或全部的电性状态。
复参阅图3，运算电路40接收一输入讯号VIN，于图3实施例输入讯号VIN为侦测讯号，如此，运算电路40运算输入讯号VIN与模拟讯号VCM而产生运算讯号S40，即运算电路40于运算时将输入讯号VIN减去模拟讯号VCM而产生运算讯号S40，所以此实施例的运算电路40为一减法器。再者，如同前面所说明，模拟电路30、运算电路40、放大电路21、电阻器R1及电阻器R2位于侦测电路20内或外皆为本发明的实施例。于图3实施例中，放大电路21为一电流放大器。放大电路21经由阻抗元件(电阻器R1)耦接运算电路40，及接收一参考讯号VREF，且依据运算讯号S40与参考讯号VREF产生放大讯号S21。
请参阅图4，其为本发明的模拟电路应用于触控电路的一第二实施例的示意图。如图所示，模拟电路30的输出可以改为耦接放大电路21的一正端，且运算电路40也改设置于放大电路21的正端，如此，运算电路40于运算时将一参考讯号VREF加上模拟讯号VCM而产生运算讯号S40。放大电路21仅放大输入讯号VIN减去运算讯号S40后的电压准位，所以放大讯号S21的电压准位不会超出电压操作范围。此外，图4实施例的运算电路40可以改以充电电容或提升电阻取代，以提升放大电路21正端的电压准位，即从图3的参考讯号VREF准位提升至参考讯号VREF加上模拟讯号VCM的准位。因此，放大电路21耦接运算电路40而接收运算讯号S40，且依据运算讯号S40与侦测讯号(输入讯号VIN)产生放大讯号S21。
请参阅图5，其为本发明的模拟电路应用于触控电路的一第三实施例的示意图。如图所示，放大电路21耦接运算电路40而接收运算讯号S40，及放大电路21耦接参考讯号VREF且依据运算讯号S40与参考讯号VREF产生放大讯号S21。模拟电路30输出的模拟讯号VCM经由一阻抗元件(例如：电阻器R3)转换为一模拟电流ICM，且运算电路40改放置于一阻抗元件(电阻器R1)与放大电路21之间，所以，侦测讯号经由电阻器R1转换为一输入电流IIN，运算电路40于运算时将输入电流IIN减去模拟电流ICM而产生运算讯号S40。因此，由图3至图5的实施例可知运算讯号S40可以为电压讯号或电流讯号。
请参阅图6，其为本发明的触控装置的一第二实施例的示意图。如图所示，触控装置的触控面板10可以为互容式面板，讯号STX1传输至触控面板10内的驱动电极，驱动电极可以为额外增设的一电极或利用一共用电极作为触控用的驱动电极，皆为本发明技术的实施例，图6实施例的其余技术内容如图2，于此不再覆述。
请参阅图7，其为本发明的模拟电路应用于第二实施例触控装置的示意图。如图所示，讯号源TX1产生讯号STX1至传输元件(电容器C1)，传输元件传输讯号STX1至触控面板10内的驱动电极，驱动电极耦合感测电极的一等效负载14可以看作包含一电容与一电阻，如此，模拟电路30内的参考负载32可匹配触控面板10内的等效负载。再者，图3、图4与图7的运算电路40接收电压形式的模拟讯号VCM，而图5的运算电路40接收电流形式的模拟电流ICM，且模拟电路30设置的位置亦不尽相同。换言之，图3、图4、图5与图7的模拟电路30的实施方式依设计皆可以应用于图2与图6的触控装置，于此不再覆述。
再者，图2与图6的另一示范实施例如图8所示，其为本发明的触控装置的一第三实施例的示意图。如图所示，放大电路25可包含滤波功能，并且在此实施例下无须搭配图2与图6的滤波电路22。参阅图9，其为本发明的触控装置的一第四实施例的示意图。如图所示，图2与图6的另一示范实施例可以改为，放大电路21耦接模拟数字转换电路23，模拟数字转换电路23耦接滤波电路22。
综上所述，本发明揭示一种触控电路，其包含一侦测电路及一模拟电路。侦测电路侦测一侦测讯号；模拟电路包含一参考负载及接收一讯号，模拟电路依据参考负载与讯号产生一模拟讯号。其中，该触控电路依据该侦测讯号与该模拟讯号输出一触控讯号。
模拟电路包含一传输元件，传输元件耦接参考负载及传输触控驱动讯号至参考负载，参考负载对应一触控面板负载。
侦测电路包含一运算电路，运算电路耦接一触控面板与模拟电路，且接收并运算该侦测讯号与该模拟讯号而产生一运算讯号；或运算电路耦接模拟电路，且接收并运算该模拟讯号与一参考讯号而产生运算讯号；或运算电路经由一阻抗元件耦接一触控面板，及耦接模拟电路而接收模拟讯号，运算电路依据侦测讯号与该模拟讯号产生一运算讯号。
上文仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (11)

1.一种触控电路，其特征在于，其包含：
一侦测电路，侦测一侦测讯号；及
一模拟电路，包含一参考负载，及接收一讯号，依据该参考负载与该讯号产生一模拟讯号；
其中，该触控电路依据该侦测讯号与该模拟讯号输出一触控讯号。
2.如权利要求1所述的触控电路，其特征在于，其中，该模拟电路包含：
一传输元件，耦接该参考负载，传输该讯号至该参考负载，该参考负载对应一触控面板负载。
3.如权利要求2所述的触控电路，其特征在于，其中，一触控感测区域包含复数驱动电极与复数感测电极，该些驱动电极之一耦合该些感测电极之一的一等效负载为该触控面板负载。
4.如权利要求2所述的触控电路，其特征在于，其中，一触控感测区域包含复数驱动电极与复数感测电极，该些驱动电极之一或该些感测电极之一的一等效负载为该触控面板负载。
5.如权利要求2所述的触控电路，其特征在于，其中，一触控感测区域包含复数驱动电极与复数感测电极，该些驱动电极与该些感测电极的一等效负载为该触控面板负载。
6.如权利要求1所述的触控电路，其特征在于，其中，该侦测电路包含：
一运算电路，耦接一触控面板与该模拟电路，接收并运算该侦测讯号与该模拟讯号而产生一运算讯号。
7.如权利要求6所述的触控电路，其特征在于，其中，该侦测电路包含：
一放大电路，经由一阻抗元件耦接该运算电路，及接收一参考讯号，依据该运算讯号与该参考讯号产生一放大讯号。
8.如权利要求1所述的触控电路，其特征在于，其中，该侦测电路包含：
一运算电路，耦接该模拟电路，接收并运算该模拟讯号与一参考讯号而产生一运算讯号。
9.如权利要求8所述的触控电路，其特征在于，其中，该侦测电路包含：
一放大电路，耦接该运算电路而接收该运算讯号，依据该运算讯号与该侦测讯号产生一放大讯号。
10.如权利要求1所述的触控电路，其特征在于，其中，该侦测电路包含：
一运算电路，经由一阻抗元件耦接一触控面板，及耦接该模拟电路而接收该模拟讯号，依据该侦测讯号与该模拟讯号产生一运算讯号。
11.如权利要求10所述的触控电路，其特征在于，其中，该侦测电路包含：
一放大电路，耦接该运算电路而接收该运算讯号，及耦接一参考讯号，依据该运算讯号与该参考讯号产生一放大讯号。
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