CN115981506A - 一种电容检测电路以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电容检测电路和电子设备，应用于触摸屏，触摸屏包括噪声通道、感应电极和感应通道，感应电极与感应通道连接，感应通道用于传输感应电极上的电容感应信号，电容检测电路用于根据电容感应信号进行电容检测；电容检测电路包括：电容感应信号输入端和噪声信号输入端；电容感应信号输入端和感应通道连接，用于接收电容感应信号；噪声信号输入端和噪声通道连接，用于接收噪声信号；其中，噪声通道为触摸屏中的屏检测走线、隔离走线或者噪声走线的一者。由于噪声通道上没有电容感应信号，故不会将电容感应信号也去除的情况，无需使用更复杂的差分算法还原电容感应信号。

Description

一种电容检测电路以及电子设备

技术领域

本申请涉及电子技术，尤其涉及一种电容检测电路以及电子设备。

背景技术

随着市场的需求，触摸显示设备越来普及，尤其是包含有源矩阵有机发光二极体(Active Matrix Organic Light-Emitting Diode，AMOLED)柔性屏的触摸显示设备。

在AMOLED柔性屏中，包括显示屏和触摸屏，由于屏幕叠层变薄，显示屏和触摸屏之间耦合电容越来越大，由此，显示屏容易给触控屏引入噪声干扰，导致触控性能变差。

发明内容

本申请提供一种电容检测电路，应用于触摸屏，触摸屏包括噪声通道、感应电极和感应通道，感应电极与感应通道连接，感应通道用于传输感应电极上的电容感应信号，电容检测电路用于根据电容感应信号进行电容检测；电容检测电路包括：电容感应信号输入端和噪声信号输入端；

电容感应信号输入端和感应通道连接，用于接收电容感应信号；

噪声信号输入端和噪声通道连接，用于接收噪声信号；

其中，噪声通道为触摸屏中的屏检测走线、隔离走线或者噪声走线中的一者。

在一些实施例中，屏检测走线包围感应通道；或者隔离走线包围感应通道。

在一些实施例中，触摸屏还包括接地走线，接地走线包围隔离走线。

在一些实施例中，感应通道、屏检测走线和隔离走线位于同一金属层。

在一些实施例中，电容检测电路包括：噪声信号放大电路、电容感应信号放大电路以及差分电路；

噪声信号放大电路的输入端作为噪声信号输入端，噪声信号放大电路的输入端连接屏检测走线或者隔离走线，用于接收噪声信号，并对噪声信号进行放大；

电容感应信号放大电路的输入端作为电容感应信号输入端，电容感应信号放大电路的输入端连接感应通道，用于接收电容感应信号，对电容感应信号进行放大；

差分电路的输入端分别连接噪声信号放大电路的输出端和电容感应信号放大电路的输出端，用于对放大后的噪声信号和电容感应信号进行差分处理。

在一些实施例中，电容感应信号放大电路包括第二运算放大器，第二运算放大器的负向输入端作为电容感应信号放大电路的输入端，以连接感应通道；

噪声信号放大电路包括第三运算放大器，第三运算放大器的负向输入端作为噪声信号放大电路的输入端，以连接屏检测走线或者隔离走线；

差分电路包括第一运算放大器，第一运算放大器的负向输入端连接第二运算放大器的输出端，第一运算放大器的正向输入端连接第三运算放大器的输出端。

在一些实施例中，噪声信号放大电路的数量为一个，差分电路和电容感应信号放大电路为多个，一个噪声信号放大电路的输出端同时连接多个差分电路的输入端。

在一些实施例中，电容检测电路还包括：缓冲电路；

缓冲电路的输入端连接屏检测走线或者隔离走线，用于接收噪声信号，缓冲电路的输出端连接噪声信号放大电路的输入端。

在一些实施例中，触摸屏还包括噪声检测电极和噪声通道，噪声检测电极包括第三电极本体和第三连接桥，第三连接桥用于连接相邻的两个第三电极本体，噪声通道用于输出噪声检测电极上的噪声信号；

感应电极包括第二电极本体，第二电极本体为环形金属块，第二电极本体内设置第三电极本体，第三电极本体和第二电极本体之间有空隙；

其中，噪声通道为噪声走线。

在一些实施例中，电容检测电路包括：差分电路，同一行感应电极连接的感应通道和同一行感应电极内噪声检测电极连接的噪声通道同时连接于同一个差分电路的前端电路的输入端，前端电路包括电容感应信号放大电路和噪声信号放大电路。

在一些实施例中，噪声信号放大电路的输入端作为噪声信号输入端，噪声信号放大电路的输入端连接同一行感应电极内噪声检测电极连接的噪声通道，用于接收噪声信号，并对噪声信号进行放大；

电容感应信号放大电路的输入端作为电容感应信号输入端，电容感应信号放大电路的输入端连接同一行感应电极连接的感应通道，用于接收电容感应信号，对电容感应信号进行放大；

差分电路的输入端分别连接噪声信号放大电路的输出端和电容感应信号放大电路的输出端，用于对放大后的噪声信号和电容感应信号进行差分处理。

本申请一实施例提供一种电子设备，包括上述实施例所涉及的电容检测电路、触控屏和显示屏；触控屏与电容检测电路连接，触控屏位于显示屏的上方。

本申请提供的电容检测电路以及电子设备，应用于触摸屏，触摸屏包括噪声通道、感应电极和感应通道，感应电极与感应通道连接，感应通道用于传输感应电极上的电容感应信号，电容检测电路用于根据电容感应信号进行电容检测；电容检测电路包括：电容感应信号输入端和噪声信号输入端；电容感应信号输入端和感应通道连接，电容感应信号输入端用于接收电容感应信号；噪声信号输入端和噪声通道连接，噪声信号输入端用于接收噪声信号；其中，噪声通道为触摸屏中的屏检测走线、隔离走线或者噪声走线的一者。通过在触摸屏内设置噪声通道，接收经过显示屏与触摸屏之间寄生电容传输过来噪声信号，电容检测电路使用噪声通道上传输的噪声信号对感应通道传输的电容感应信号进行去噪处理，由于噪声通道上不会有电容感应信号传输，故使用噪声通道上的噪声信号对感应通道上的电容感应信号进行去噪处理，不会将电容感应信号内衰减量也去除的情况，且无需使用更复杂的差分算法还原电容感应信号。通过复用触摸屏中屏检测走线或者隔离走线，无需改变触摸屏结构。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为一种触摸显示设备的层叠结构的剖面图；

图2为一种触摸显示设备中第一金属层的图案示意图；

图3为一个驱动电极的图案示意图；

图4为一个感应电极的图案示意图；

图5为一种触摸显示设备中驱动电极和感应电极的图案示意图；

图6为噪声引入的原理示意图；

图7A、图7B以及图7C为触控芯片内部分电路原理图；

图8为本申请一实施例提供的触摸显示设备金属层的图案示意图；

图9为本申请一实施例提供的电极阵列的图案示意图；

图10为本申请一实施例提供的噪声检测电极的图案示意图；

图11为本申请一实施例提供的电容检测电路的电路示意图；

图12为本申请另一实施例提供的电容检测电路的电路示意图；

图13为本申请又一实施例提供的电容检测电路的电路示意图。

附图标记：

101、公共阴极；102、基底；103、第一金属层；104、第二介质层；105、第一金属层；106、第一介质层；107、偏光层；108、光学胶层；109、保护层；201、驱动电极；202、感应电极；203、驱动通道；204、感应通道；205、屏检测走线；206、隔离走线；207、接地走线；300、柔性电路板；212、第一电极本体；214、第二电极本体；213、第二连接桥；215、第三电极本体；216、第三连接桥；209、噪声检测电极；217、噪声通道；410、检测信号放大电路；420、噪声信号放大电路；430、差分电路；440、缓存电路；H、第一方向；V、第二方向。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

随着市场的需求，触摸显示设备越来越普及，尤其是包含AMOLED柔性屏的触摸显示设备，AMOLED柔性屏因为厚度薄、显示效果好、可折叠等性能，已广泛被使用在手机、平板和个人电脑等消费电子领域中。

触摸显示设备包括触摸屏和显示屏，触摸屏布置在显示屏上，中间采用基底隔开，例如：基底为柔性薄膜，触摸屏和显示屏通过柔性薄膜封装(Thin Film Encapsulation，TFE)技术封装在柔性薄膜上，基底厚度一般在8～19um之间，厚度很薄。以图1所示的触摸屏为例说明触摸屏结构。如图1所示，触摸屏包括从上到下依次层叠布置的保护层109、光学胶层(OCA)108、偏光层107、第一介质层106、第一金属层105、第二介质层104和第二金属层103。第一金属层105位于基底102上方，显示屏中公共阴极101位于基底102下方。

可以根据需求设计触摸屏内第一金属层105图案。图2为一种触摸显示设备的第一金属层105的图案示意图，图3为一个驱动电极201的图案示意图，图4为一个感应电极202的图案示意图，图5为一种触摸显示设备中驱动电极201和感应电极202的图案示意图。

如图2至图5所示，触摸屏包括多个驱动电极201和多个感应电极202。多个驱动电极201沿第一方向H上依次排列，且每个驱动电极201在第二方向V上延伸。多个感应电极202沿第二方向V上依次排列，且每个感应电极202沿第一方向H上延伸。多个感应电极202和多个反射电极201呈井字阵列排布。其中，第一方向H和第二方向V相互垂直，例如第一方向H为触摸屏的短边方向，第二方向V为触摸屏的长边方向。

图3为一个驱动电极201的图案示意图，如图3所示，每一个驱动电极201包括多个沿第二方向V排布的第一电极本体212，两个相邻的第一电极本体212连接。图4为一个感应电极202的图案示意图，如图4所示，每一个感应电极202包括多个沿第一方向H排布的第二电极本体214和用于连接两个相邻的第二电极本体214的第二连接桥213。

参考图1，所有第一电极本体212和所有第二电极本体214位于同一金属层105，第二连接桥213和第二电极本体214位于不同层。第二连接桥213通过金属通孔218与位于另一金属层的第二电极本体214连接，通过如此设置，避免感应电极202和驱动电极201之间短路。例如：所有第一电极本体212和所有第二电极本体214位于第一金属层，所有第二连接桥213位于第二层金属层。位于第二金属层的第二连接桥213通过金属通孔218与位于第一金属层的第二电极本体214连接，又例如：所有第一电极本体212和所有第二电极本体214还可以位于第二金属层，所有第二连接桥213位于第一层金属层。位于第一金属层的第二连接桥213通过金属通孔218与位于第二金属层的第二电极本体214连接。

参考图5，以第一金属层105设有6个驱动电极和12个感应电极为例，说明驱动电极和感应电极之间形成电容器原理。每个驱动电极有13个第一电极本体，按照从上到下的顺序将13个第一电极本体标记为第1个第一本体、第2个第一本体、……第13个第一本体。每个感应电极有7个第二电极本体，按照从左到右的顺序将7个第二电极本体标记为第1个第二电极本体、第2个第二电极本体、……、第7个第二电极本体。图5中每个第一电极本体中数字表示第几个第一电极本体，每个第二电极本体中数字表示第几个第二电极本体。

以第1驱动电极为例，第1驱动电极和第1感应电极之间耦合形成的等效电容器为4个电容器的等效电容器，4个电容器分别为：第1驱动电极中第1个第一电极本体和第1感应电极中第1个第二电极本体之间电容器Ce1、第1驱动电极中第1个第一电极本体和第1感应电极中第2个第二电极本体之间电容器Ce2、第1驱动电极中第2第一电极本体和第1感应电极中第1个第二电极本体之间电容器Ce3、以及第1驱动电极中第2个第一电极本体和第1感应电极中第2个第二电极本体之间电容器Ce4。第1驱动电极和第2感应电极之间形成的等效电容器为4个电容器的等效电容器，4个电容器分别为：第1驱动电极中第2个第一电极本体和第2感应电极中第1个第二电极本体之间电容器Ce5、第1驱动电极第2个第一电极本体和第2感应电极中第2第二电极本体之间电容器Ce6、第1驱动电极中第3个第一电极本体和第2感应电极中第1个第二电极本体之间电容器Ce7、以及第1驱动电极中第3个第一电极本体和第2感应电极中第2个第二电极本体之间电容器Ce8。依此类推。任意两个驱动电极和感应电极之间耦合有等效电容器。

在手触摸到触摸屏上时，改变相邻的第一电极本体和第二电极本体之间的电容信号，通过检测电容变化即可实现对触摸检测。例如：手触摸到触摸屏上时，由于手介入改变等效电容器的介电常数，会使手触摸位置处的驱动电极和感应电极之间等效电容器的电容信号发生改变。

如图2所示，触摸屏还包括多个驱动通道203和多个感应通道204。驱动通道203和感应通道204为布置第一金属层105的金属走线。每一驱动电极201的一端连接一个驱动通道203，每一驱动电极201的另一端连接另一个驱动通道203。每一感应电极202连接一个感应通道204。触摸屏还包括触控芯片(Touch Panel IC，TP IC)400，触控芯片400在柔性电路板300上，柔性电路板300封装在基底102上，触控芯片400通过柔性电路板300与多个驱动通道203连接，还通过柔性电路板300与多个感应通道204连接。

触控芯片400包括驱动电路和电容检测电路，在进行电容检测时，触控芯片中的驱动电路产生驱动信号，驱动电路通过驱动通道203向每个驱动电极201发送驱动信号。更具体地，如图5所示，以驱动电极201的数量为6个，触控芯片先向与第1驱动电极连接的两个驱动通道203发送驱动信号，接着向与第2驱动电极连接的两个驱动通道203发送驱动信号，依此类推，最后向与第6驱动电极连接的两个驱动通道203发送驱动信号。驱动信号传输至驱动电极上，经过驱动电极与感应电极之间电容传输至感应电极上，感应电极202输出的电容感应信号经过感应通道204传输到触控芯片400的电容检测电路中。驱动信号和电容感应信号在两个驱动电极201和感应电极202之间进行传输时的信号衰减程度与驱动电极和感应电极之间的电容信号大小相关。当电容信号越大，衰减程度越小。当电容信号越小，衰减程度越大。通过每个感应通道204的电容感应信号相比驱动信号的衰减程度即可检测电容信号是否变化。

例如：在向第1驱动电极发送驱动信号，每个感应电极202通过感应通道204传输电容感应信号，将驱动电路发送的驱动信号与电容检测电路接收的电容感应信号进行比较，若第1感应通道的电容感应信号衰减程度比较大，则可以确定触摸点在第1感应电极和第1驱动电极之间等效电容器所对应点，也就是第1驱动电极的第1个第一电极本体、第1驱动电极的第2个第一电极本体、第1感应电极的第1个第二电极本体和第1感应电极的第2个第二电极本体所对应的区域。

此处需要说明的是，触控芯片内驱动电路产生驱动信号，向驱动电极201连接的两个驱动通道203发送驱动信号，可以增强驱动电极201接收的驱动信号。也可以让每个驱动电极201连接一个驱动通道203，减少触摸屏宽度。也可以让每个感应电极202连接两个感应通道204，两个感应通道204均传输电容感应信号至触控芯片，此次不做限制。

在显示屏工作时产生噪声信号，由于触摸屏设置于显示屏上方，噪声信号可通过触摸屏与显示屏之间耦合电容器传输到感应电极202或者驱动电极201上，使感应电极202不仅接收到电容感应信号，还能接收到噪声信号。图6是显示屏干扰触摸屏的路径示意，显示屏包括OLED(有机发光二极体，Organic Light-Emitting Diode)、驱动薄膜晶体管TFT2、开关薄膜晶体管TFT1、数据放大器APdata以及数据线Ldata。OLED的阴极连接公共阴极101，公共阴极101由阴极电源PVEE提供阴极电压。OLED的阳极连接驱动薄膜晶体管TFT2的漏极，驱动薄膜晶体管TFT2的源极连接阳极电源端PVDD，驱动薄膜晶体管TFT2的栅极连接开关薄膜晶体管TFT1的漏极，开关薄膜晶体管TFT1的源极通过调节电阻Rdata连接数据放大器APdata。当显示刷新画面时，数据线Ldata上产生数据电压，当开关薄膜晶体管TFT1接收到列扫描信号而导通时，数据电压经过数据放大器APdata放大后开启驱动薄膜晶体管TFT2导通，由阳极电源PVDD向OLED阳极供电，使OLED导通发光。

噪声路径303为，噪声进入到数据线Ldata后，数据线上噪声通过数据线Ldata和公共阴极101之间寄生电容器Cx耦合到公共阴极101，再通过公共阴极101与驱动电极201之间寄生电容器Ctl耦合到驱动电极201上，或者通过公共阴极101与感应电极202之间的寄生电容器Crl耦合到感应电极202上。由于基底102很薄，所以寄生电容器Ctl的电容量和寄生电容器Crl的电容量很大，使得从显示屏耦合到触摸屏的干扰很大。本申请所指的电容量也可以是电容信号。

为消除显示屏对触摸屏的干扰，准确解析出电容感应信号的衰减量，在触控芯片内设有差分电路430。图7A为一种差分电路430的示意图，如图7A所示，差分电路430包括两个放大电路610和一个运算放大器Ap2。每个放大电路610包括一个运算放大器Ap1和反馈电阻Rf1，每个运算放大器Ap1的负向输入端通过反馈电阻Rf1连接运算放大器Ap1的输出端，运算放大器Ap1的正向输入端接地，运算放大器Ap1的负向输入端作为放大电路610的输入端，运算放大器Ap1的输出端作为放大电路610的输出端。运算放大器Ap2的负向输入端通过第三输入电阻Rn3连接第一个放大电路的输出端，运算放大器Ap2的正向输入端通过第四输入电阻Rn4连接第二个放大电路的输出端，用于将两个输入端信号进行差分后输出。运算放大器Ap2的输出端还连接模数转换电路ADC，由模数转换电路对差分结果进行模数转换。

一个放大电路610的输入端接收第i个感应电极所连接的第i感应通道传输的有用信号Sig，另一个放大电路的输入端接收第j个感应电极所连接的第j感应通道传输的有用信号Sig。

显示屏在工作时产生噪声信号Nos，可通过显示屏与触摸屏之间的寄生电容器Cy耦合到各个感应电极上，进入各个感应电极所连接的感应通道204，也就是感应通道204除了可以传输有用信号Sig到触控芯片，还可以传输噪声信号Nos到触控芯片，也就是有用信号Sig和噪声信号Nos作为电容感应信号一起传输到触控芯片，从而影响触控芯片的工作。寄生电容器Cy为寄生电容器Cx和寄生电容器Crl的等效电容器。

如图7B所示，当手触摸到触摸屏中第i个感应电极与第P个驱动电极的交点的附近处，且手未触摸到触摸屏中第j个感应电极与第q个驱动电极的交点时，使第i个感应电极与第p个驱动电极之间电容量发生变化，为Cpi-△C，到达第i个感应电极的有用信号Sig发生衰减很大，第j个感应电极与第q个驱动电极之间电容没有变化，为Cqj，到达第j个感应电极的电容感应信号Sig衰减比较小，甚至不衰减，通过将第i个感应电极连接的第i感应通道上传输的电容感应信号与第j个感应电极连接的第j感应通道上传输的电容感应信号进行相减，可消除噪声信号Nos，获得准确的电容感应信号中有用信号Sig的衰减量。

如图7C所示，当手触摸到触摸屏中第i个感应电极与第P个驱动电极的交点的附近处，且手同时也触摸到触摸屏中第j个感应电极与第q个驱动电极的交点的附近处时，第i个感应电极与第p个驱动电极之间电容量发生变化，为Cpi-△C，到达第i个感应电极的有用信号Sig发生衰减很大，第j个感应电极与第q个驱动电极之间电容也变化，为Cqj-△C，到达第j个感应电极的有用信号Sig衰减比较大，将第i个感应电极连接的第i感应通道上传输的电容感应信号与第j个感应电极连接的第j感应通道上传输的电容感应信号进行相减，除了消除电容感应信号中的噪声信号Nos外，电容感应信号中的有用信号Sig的衰减量也会被消除，也就是原本由于触摸引起有用信号Sig的衰减也无法被检测出，会出现解析错误。因此，这种差分电路430还需要与更多感应通道204上的电容感应信号进行更复杂的差分运算，才能使有用信号Sig衰减量被还原出来。

本公开实施例的一些方面涉及上述考虑。以下结合本公开的一些实施例对方案进行示例介绍。

如图8所示，本申请一实施例提供一种触摸显示设备，触摸显示设备包括基底102、位于基底102下方的显示屏和位于基底102上方的触摸屏。

触摸屏包括驱动电极201、感应电极202、感应通道204、驱动通道203和触控芯片TPIC，其中触控芯片TPIC包括驱动电路和电容检测电路。驱动电极201和感应电极202为布置在第一金属层105或者其他金属层上的金属图案块。驱动通道203和感应通道204均为布置在金属层的金属走线，可以为布置在第一金属层105的金属走线，可以为布置在第二金属层的金属层，还可以同时位于第一金属层105和第二金属层，此处不做限定。

其中，驱动电极201与驱动通道203一一对应连接，驱动通道203用于传输驱动电路对驱动电极201发送的驱动信号；感应电极202与感应通道203一一对应连接，感应通道204用于向电容检测电路传输感应电极202上的电容感应信号。当手指靠近或按压触摸屏时，感应电极202和驱动电极201之间耦合的电容信号发生改变，电容检测电路接收感应电极输出的电容感应信号，并处理该电容感应信号，最终得到手指在触摸屏上的位置。

触摸屏还包括噪声通道，由于噪声通道设置于触摸屏上，噪声信号可通过显示屏与触摸屏之间寄生电容从显示屏传输到触摸屏中的噪声通道内，该噪声信号也会进入到感应通道204，因此感应电极202输出的电容感应信号包括手指触摸的有用信号和噪声信号。

电容检测电路包括电容感应信号输入端和噪声信号输入端，其中，电容感应信号输入端与感应通道204连接，用于接收感应电极202输出的电容感应信号，电容检测电路的噪声信号输入端与噪声通道连接，用于接收噪声信号。电容检测电路将叠加有噪声信号的电容感应信号和噪声信号之间进行差分计算，即可获得去噪后的电容感应信号。

通过在触摸屏内设置噪声通道，噪声通道用于接收由显示屏传输至触摸屏的噪声信号，电容检测电路使用噪声通道上传输的噪声信号对感应通道204上传输的电容感应信号进行去噪处理，由于噪声通道上不会有电容感应信号传输，故使用噪声通道内噪声信号对感应通道204上的电容感应信号进行去噪处理，不会出现将电容感应信号的衰减量也去除的情况，更无需使用更复杂的差分算法还原电容感应信号内衰减量。

在一些实施例中，驱动电极201的数量和驱动通道203的数量均为K个，感应电极202的数量和感应通道204的数量均为L个，K个驱动电极201沿第一方向H间隔分布，L个感应电极202沿第二方向V间隔分布。且K个驱动电极201和L个感应电极202呈井字分布。将驱动电极201和感应电极202所在区域称为为触摸屏的触摸区域，将触摸屏中除触摸区域之外的区域称为外围区域。

在本申请实施例中，K个驱动电极一一对应连接K个驱动通道，L个感应电极一一对应连接L个感应通道。其中，K个驱动电极包括第1驱动电极、第2驱动电极、……第K驱动电极，K个驱动通道包括第1驱动通道、第2驱动通道、……第K驱动通道，K个驱动电极一一对应连接K个驱动通道具体为，第1驱动电极连接第1驱动通道，第2驱动电极连接第2驱动通道，依此类推，第K驱动电极连接第K驱动通道。L个感应电极包括第1感应电极、第2感应电极、……第L感应电极，L个感应通道包括第1感应通道、第2感应通道、……第L感应通道，L个感应电极一一对应连接L个感应通道具体为，第1感应电极连接第1感应通道，第2感应电极连接第2感应通道，依此类推，第L感应电极连接第L感应通道。

本申请提供一种实施例，该实施例中的噪声通道数量为一个。

如图8所示，以驱动电极201、感应电极202、驱动通道203和感应通道204均位于第一金属层105为例说明，驱动电极201和感应电极202位于触摸区域，感应通道204和驱动通道203位于外围区域中靠近触摸区域的边缘区域。电容检测电路位于触控芯片TPIC内，感应通道204与电容检测电路的电容感应信号输入端连接，驱动通道203与驱动电路连接，电容检测电路对感应通道204上电容感应信号进行接收并处理，以得到手指的触摸位置。

在一种实现方式中，以屏检测走线(Panel Crack Defection，PCD)205作为噪声通道。触摸屏包括屏检测走线205，屏检测走线205布置于第一金属层105，屏检测走线205包围触摸区域且位于外围区域，较佳的，屏检测走线205包围驱动通道203和感应通道204，屏检测走线205用于检测触摸屏是否断裂。屏检测走线205与触控芯片TPIC连接，由触控芯片TPIC通过判断屏检测走线205的电阻值确定触摸屏是否断裂，若出现断裂，会使屏检测走线205的阻值上升。屏检测走线205与显示屏之间形成耦合电容，噪声信号可以通过耦合电容进入屏检测走线205，由于屏检测走线205上没有电容感应信号传输，此时可利用屏检测走线205作为噪声通道，将屏检测走线205与电容检测电路的噪声信号输入端连接，电容检测电路接收屏检测走线205上传输的噪声信号，根据屏检测走线205上传输的噪声信号对感应通道204上的电容感应信号进行去噪处理。

在另外一种实现方式中，以隔离走线206作为噪声通道。触摸屏还包括接地走线207和隔离走线206，接地走线207和隔离走线206均布置于第一金属层105，接地走线207位于外围区域中远离触摸区域的触摸屏边缘区域处，且接地走线207包围感应通道204、驱动通道203和隔离走线206，接地走线207接地，接地走线207用于泄放触摸屏上静电。隔离走线206位于外围区域，且隔离走线206包围感应通道204和驱动通道203，隔离走线206用于保证靠近接地走线207的驱动通道203的对地电容与远离接地走线207的驱动通道203的对地电容相同，还保证靠近接地走线207的感应通道204的对地电容与远离接地走线207的感应通道204的对地电容相同。

隔离走线206位于触摸屏内，隔离走线206可以与显示屏之间形成耦合电容，噪声信号可以通过耦合电容进入隔离走线206，由于隔离走线206上没有电容感应信号，此时可利用隔离走线206作为噪声通道，将隔离走线206与电容检测电路的噪声信号输入端连接，电容检测电路接收隔离走线206上传输的噪声信号，根据隔离走线206上传输的噪声信号Nos对感应通道204上的电容感应信号进行去噪处理。

本申请还可以根据触摸屏的设计需求设计屏检测走线205、隔离走线206以及接地走线207，此处以图8所示结构为示例描述。屏检测走线205为呈Ω形状、几字形或者U型的金属，优选为几字形，屏检测走线205包围驱动电极201、感应电极202、驱动通道203和感应通道204。隔离走线206为呈Ω形状、几字形或者U型的金属，优选为几字形，隔离走线206包围屏检测走线205。接地走线207也为Ω形状、几字形或者U型的金属，优选为几字形，接地走线207包围隔离走线206。本申请可以通过在柔性电路板300上布置金属走线，通过柔性电路板300上金属走线与屏检测走线205连接，将屏检测走线205上噪声信号传输至触控芯片上。本申请还可以让柔性电路板300上金属走线与隔离走线206连接，使位于触控芯片内的电容检测电路可接收到噪声信号。

此处需要说明的是，上面以屏检测走线205、隔离走线206以及接地走线207位于第一金属层105为示例说明，屏检测走线205、隔离走线206以及接地走线207还可以位于第二金属层103，此处不做限制。

本申请提供另外一个实施例，该噪声通道的数量为多个，如图9和图10所示，触摸屏包括位于触摸区域内的多个噪声检测电极209，在触摸屏的外围区域单独设置多根走线作为多个噪声通道217，噪声检测电极209与噪声通道217一一对应连接，噪声检测电极209用于检测噪声。可以根据实际需求设计噪声检测电极209、驱动电极201和感应电极202，此处以图9和图10所示图案描述。每个驱动电极201包括m个沿第二方向V上排列的第一电极本体212，其中，m为正整数。每个感应电极202包括n个沿第一方向H上排列的第二电极本体214和多个用于连接两个相邻的第二电极本体214的第二连接桥213，其中，n为正整数。

如图9和图10所示，每个噪声检测电极209包括n个沿第一方向H上排列的第三电极本体215和多个用于连接两个相邻的第三电极本体215的第三连接桥216。每一第二电极本体214为环形金属块，且每一第二电极本体214内有一第三电极本体215。第二电极本体214和第三电极本体215之间有空隙，以保证第二电极本体214和第三电极本体215之间电隔离。

为了便于制作金属层图案，设置第一电极本体212、第二电极本体214以及第三电极本体215位于同一金属层。由于第二连接桥213和第三连接桥216均沿第一方向H延伸，第一电极本体212沿第二方向V延伸，为了避免第一电极本体212、第二电极本体214以及第三电极本体215之间短接，设置第二连接桥213和第一电极本体212位于不同层金属层，第三连接桥216和第三电极本体215位于不同层金属层，第二连接桥213可以通过金属孔连接两个相邻的第二电极本体214，第三连接桥216可以通过金属孔连接两个相邻的第三电极本体215，并让第二连接桥213和第三连接桥216之间有间隙。通过如此设置，以保证噪声检测电极209、驱动电极201和感应电极202之间不会相互短接，出现信号干扰。

第二电极本体214的内环轮廓在基底上的第一投影与第三电极本体215的外部轮廓在基底上的第一投影基本相同。在一些实施例中，第二电极本体214的内环轮廓在基底上的第一投影为圆形时，第三电极本体215的外部轮廓在基底上的第二投影也为圆形，并使第一投影的中心点和第二投影的中心点重合。在一些实施例中，第二电极本体214的内环轮廓在基底上的第一投影为多边形时，第三电极本体215的外部轮廓在基底上的第二投影也为多边形，且第一投影的边数与第二投影的边数相等，使第一投影的中心点和第二投影的中心点重合。通过如此设置，保证第二电极本体214和第三电极本体215之间间隙最大，保证第二电极本体214和第三电极本体215之间电隔离可靠性，还可有效减少第一电极本体212和第三电极本体215之间的电容量，从而减少驱动电极201和噪声检测电极209之间的电容量，使电容感应信号无法进入到噪声检测电极209上，使噪声检测电极209上仅有噪声信号。

在每个感应电极202设置对应的噪声检测电极209，该噪声检测电极209通过噪声通道217向电容检测电路的噪声信号输入端输出噪声信号，通过噪声信号对电容感应信号进行去噪处理，例如电容检测电路对电容感应信号和噪声信号进行差分处理，可以提升去噪性能。将感应电极202的第二电极本体214设置成环形金属块，便于将噪声检测电极209的第三电极本体215设置于感应电极202的第二电极本体214内，不增加触摸屏的尺寸，由于第二电极本体214包围第三电极本体215，起到隔离第三电极本体215和第一电极本体212的作用，以及，相较于第二电极本体214和第一电极本体212之间间距，第三电极本体215和第一电极本体212之间间距更大，使得噪声检测电极209和驱动电极201之间电容值比较小，驱动电极201上的信号也不会经过噪声检测电极209传输到噪声通道217内。

本申请提供了一种电容检测电路，应用于触摸屏，该电容检测电路位于触控芯片TPIC中。电容检测电路的电容感应信号输入端的数量可以为L个，感应通道的数量为L个，也就是每个感应通道204对应电容检测电路的一个电容感应信号输入端。L个电容感应信号输入端包括第1电容感应信号输入端、第2电容感应信号输入端、……第L电容感应信号输入端，L个感应通道包括第1感应通道、第2感应通道、……第L感应通道，第1感应通道204连接电容检测电路的第1电容感应信号输入端，第2感应通道204连接电容检测电路的第2电容感应信号输入端，依此类推，第L感应通道204连接电容检测电路的第L电容感应信号输入端。

在一些实施例中，电容检测电路的电容感应信号输入端的数量可以小于L个，电容检测电路可以分时处理感应通道204传输的电容感应信号。

噪声通道的数量可以为多个，也可以为一个。

在噪声通道的数量为一个时，参见图8和图11,将触摸屏的屏检测走线205或者隔离走线206作为该噪声通道，此时电容检测电路的噪声信号输入端In2也只有一个。电容检测电路用于根据噪声信号输入端接收的噪声信号对每一电容感应信号输入端接收的电容感应信号进行去噪处理。

如图11所示，电容检测电路450包括电容感应信号放大电路410、噪声信号放大电路420和差分电路430。电容感应信号放大电路410的负向输入端作为电容检测电路的电容感应信号输入端In1，电容感应信号放大电路410的负向输入端连接感应通道，并接收电容感应信号，该电容感应信号包括有用信号Sig和噪声信号Nos，电容感应信号放大电路410用于对电容感应信号进行放大。电容感应信号放大电路410包括第二运算放大器411和第一可调反馈电阻Rf2，第二运算放大器411的负向输入端通过第一可调反馈电阻Rf2连接第二运算放大器411的输出端，第二运算放大器411的正向输入端接地或者参考电压，第二运算放大器411的负向输入端作为电容感应信号放大电路410的负向输入端，即电容检测电路450的电容感应信号输入端。第二运算放大器411的输出端作为电容感应信号放大电路410的输出端。噪声信号放大电路420的负向输入端作为电容检测电路的噪声信号输入端In2，噪声信号放大电路420的负向输入端连接噪声通道，例如噪声信号放大电路420的负向输入端连接屏检测走线205或者隔离走线206，并接收噪声通道传输的噪声信号Nos，噪声信号放大电路420用于放大噪声信号Nos。噪声信号放大电路420包括第三运算放大器421和第二可调反馈电阻Rfp，第三运算放大器421的负向输入端通过第二可调反馈电阻Rfp连接第三运算放大器421的输出端，第三运算放大器421的正向输入端接地或者参考电压。第三运算放大器421的负向输入端作为噪声信号放大电路420的输入端，即电容检测电路450的噪声信号输入端，第三运算放大器421的输出端作为噪声信号放大电路420的输出端。差分电路430的正向输入端连接噪声信号放大电路420的输出端，差分电路430的负向输入端连接电容感应信号放大电路410的输出端。差分电路430包括第一运算放大器，第一运算放大器的正向输入端作为差分电路的正向输入端，第一运算放大器的负向输入端作为差分电路的负向输入端。第一运算放大器的负向输入端通过第一输入电阻Rn1连接电容感应信号放大电路410的输出端，第一运算放大器的正向输入端通过第二输入电阻Rn2连接噪声信号放大电路420的输出端。差分电路430用于对电容感应信号和噪声信号Nos进行差分运算并输出去噪后的电容感应信号，去噪后的电容感应信号输入到模数转换电路ADC中，经过进一步处理得到手指的触摸位置。

电容检测电路450包括多个电容感应信号放大电路410、一个噪声信号放大电路420和多个差分电路430。噪声信号放大电路420的输出端同时连接多个差分电路430的正向输入端，差分电路430的数量和电容感应信号放大电路410的数量相同，每一差分电路430的负向输入端与电容感应信号放大电路410的输出端一一对应连接，接收放大后的电容感应信号。每一差分电路430的正向输入端同时与噪声信号放大电路420的输出端连接，接收放大后的噪声信号。差分电路430用于将放大后的噪声信号和放大后的电容感应信号进行差分处理，输出去噪后的电容感应信号。

由于噪声通道仅有一个时，噪声通道上噪声信号Nos要与多个感应通道204上的电容感应信号进行差分，可以设置缓冲电路，缓冲电路用于放大噪声信号，提升噪声通道上的驱动能力。缓冲电路可设置于噪声信号放大电路420的前端，也就是缓冲电路的输入端连接噪声通道，例如缓冲电路的输入端连接屏检测走线205或者隔离走线206，用于接收噪声信号Nos，缓冲电路的输出端连接噪声信号放大电路420的负向输入端。缓冲电路可设置于噪声信号放大电路420的后端，也就是缓冲电路的输入端连接噪声信号放大电路420的输出端，缓冲电路的输出端连接差分放大器430的正向输入端。

本申请实施例以缓冲电路设置在噪声信号放大电路420的前端为例进行说明，图12在图11的基础上设置了缓冲电路440。

缓冲电路440包括第四运算放大电路，第四运算放大电路的负向输入端连接第四运算放大电路的输出端，第四运算放大电路的正向输入端作为缓冲电路440的输入端，连接噪声通道，即屏检测走线或者隔离走线，第四运算放大电路的输出端作为缓冲电路440的输出端。缓冲电路440的输出端连接噪声信号放大电路420的输入端，即第三运算放大器421的负向输入端。

在噪声通道的数量为多个时，例如图9和图10中在触摸区域设置多个噪声检测电极，并在触摸屏的外围区域设置和多个噪声检测电极一一对应连接的多个噪声通道，此时电容检测电路的噪声信号输入端也为多个。噪声通道的数量可以和电容检测电路的噪声信号输入端的数量相同，噪声通道与电容检测电路的噪声信号输入端一一对应连接。电容检测电路的电容感应信号输入端In1和噪声信号输入端In2的数量相同，也可以不同。在电容感应信号输入端和噪声信号输入端的数量相同时，电容检测电路的一个电容感应信号输入端分别对应一个噪声信号输入端。

在图9和图10所示的图案中，将第1感应通道连接电容检测电路的电容感应信号输入端，与第1噪声通道217连接电容检测电路的噪声信号输入端进行匹配。第1噪声通道为连接第1噪声检测电极的噪声通道，第1噪声检测电极位于第1感应电极内。将第2感应通道连接电容检测电路的电容感应信号输入端，与第2噪声通道217连接电容检测电路的噪声信号输入端进行匹配，第2噪声通道为连接第2噪声检测电极的噪声通道，第2噪声检测电极位于第2感应电极内。依此类推。使得电容感应信号输入端和噪声信号输入端分别接收电容感应信号和噪声信号，通过对两者信号进行差分处理能够去除电容感应信号中的噪声信号。

在噪声通道为多个时，每个噪声通道匹配一个噪声信号放大电路，参照图9和图13，图13示出了2个差分电路，以其中一个差分电路为例说明，图9中，一感应电极连接的感应通道和该感应电极内噪声检测电极连接的噪声通道同时作为该差分电路的前端电路的输入端，该前端电路为电容感应信号放大电路410和噪声信号放大电路420。

例如以图9中的第一行感应电极和第一行噪声检测电极为例，第一行的感应电极连接的感应通道连接电容感应信号放大电路410的负向输入端，第一行感应电极内噪声检测电极对应连接的噪声通道连接噪声信号放大电路420的负向输入端，电容感应信号放大电路410和噪声信号放大电路420的输出端分别连接一个差分电路的负向输入端和正向输入端。

如图13所示，电容检测电路包括多个电容感应信号放大电路410、多个噪声信号放大电路420和多个差分电路430。每个电容感应信号放大电路410的输入端作为电容检测电路的一个电容感应信号输入端In1，用于接收一个感应通道上的电容感应信号。电容感应信号放大电路410包括第二运算放大器411和第三可调反馈电阻Rf3，第二运算放大器411的负向输入端通过第三可调反馈电阻Rf3连接第二运算放大器411的输出端，第二运算放大器411的正向输入端接地或者参考电压，第二运算放大器411的负向输入端作为电容感应信号放大电路410的负向输入端，即电容检测电路450的电容感应信号输入端。第二运算放大器411的输出端作为电容感应信号放大电路410的输出端。每一噪声信号放大电路420的输入端作为电容检测电路的一个噪声信号输入端In2，噪声信号放大电路420的负向输入端连接噪声通道，并接收噪声通道传输的噪声信号Nos，用于接收一个噪声通道输出的噪声信号，当噪声通道为多个时，分别给每个噪声通道匹配一个噪声信号放大电路420。噪声信号放大电路420包括第三运算放大器421和第四可调反馈电阻Rf4，第三运算放大器421的负向输入端通过第四可调反馈电阻Rf4连接第三运算放大器421的输出端，第三运算放大器421的正向输入端接地或者参考电压。第三运算放大器421的负向输入端作为噪声信号放大电路420的输入端，即电容检测电路450的噪声信号输入端，第三运算放大器421的输出端作为噪声信号放大电路420的输出端。差分电路430包括第一运算放大器，第一运算放大器的正向输入端作为差分电路430的正向输入端，第一运算放大器的负向输入端作为差分电路430的负向输入端。第一运算放大器的负向输入端通过第一输入电阻Rn1连接电容感应信号放大电路410的输出端，第一运算放大器的正向输入端通过第二输入电阻Rn2连接噪声信号放大电路420的输出端。差分电路430的数量、噪声信号放大电路420和电容感应信号放大电路410的数量相同，每一差分电路430的负向输入端与对应的电容感应信号放大电路410的输出端连接，接收放大后的电容感应信号。每一差分电路430的正向输入端与对应的噪声信号放大电路420的输出端连接，接收放大后的噪声信号。每一差分电路430用于将放大后的噪声信号和放大后的电容感应信号进行差分处理，输出去噪后的电容感应信号。根据差分电路430所连接的电容感应信号放大电路410确定差分电路430对应的噪声信号放大电路420。

本申请通过将同一行感应电极连接的感应通道和该感应电极内噪声检测电极连接的噪声通道同时连接于同一个差分电路的前端电路的输入端，由于同一行感应电极和该感应电极内噪声检测电极耦合的噪声信号更加一致，从而能够更好的去除噪声，实现精准去噪，同时避免了对电容感应信号的影响。

由于噪声通道与显示屏上公共阴极101之间耦合电容和感应通道与显示屏上公共阴极101之间耦合电容不同，将电容感应信号放大电路410和噪声信号放大电路420设置为增益可调，通过调节增益使差分电路430的负向输入端接收到电容感应信号内的噪声信号Nos与差分电路430的正向输入端接收到的噪声信号Nos之间差值在很小的范围内，例如可以通过设置预设差值阈值来控制该范围，提升电容检测电路的去噪性能。在调节增益时，可检测差分电路430输出信号的噪声，并根据检测噪声大小调整电容感应信号放大电路410和噪声信号放大电路420的增益，在差分电路430输出信号的噪声强度小于预设强度阈值时，则认为差分电路430的负向输入端接收到电容感应信号内噪声信号Nos与差分电路430的正向输入端接收到的噪声信号Nos之间差值在预设差值阈值内。

在上述技术方案中，将置于基底102的周围的屏检测走线205或隔离走线206作为噪声通道，或者在感应电极202内布置噪声检测电极209，并在感应通道204附近布置噪声通道，由于噪声通道中不会引入电容感应信号，再利用电容检测电路对感应通道204上的电容感应信号和噪声信号进行差分运算，去除电容感应信号中的噪声，且由于噪声通道中不会引入电容感应信号，不会出现消除电容感应信号中有用信号的情况，从而可以不用设计再做另外的差分电路430和复杂的还原算法将有效信号还原出来。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (12)

1.一种电容检测电路，其特征在于，应用于触摸屏，所述触摸屏包括噪声通道、感应电极和感应通道，所述感应电极与所述感应通道连接，所述感应通道用于传输所述感应电极上的电容感应信号，所述电容检测电路用于根据所述电容感应信号进行电容检测；所述电容检测电路包括：电容感应信号输入端和噪声信号输入端；

所述电容感应信号输入端和所述感应通道连接，用于接收所述电容感应信号；

所述噪声信号输入端和所述噪声通道连接，用于接收噪声信号；

其中，所述噪声通道为所述触摸屏中的屏检测走线、隔离走线或者噪声走线中的一者。

2.根据权利要求1所述的电容检测电路，其特征在于，所述屏检测走线包围所述感应通道；或者所述隔离走线包围所述感应通道。

3.根据权利要求2所述的电容检测电路，其特征在于，所述触摸屏还包括接地走线，所述接地走线包围所述隔离走线。

4.根据权利要求3所述的电容检测电路，其特征在于，所述感应通道、所述屏检测走线和所述隔离走线位于同一金属层。

5.根据权利要求4所述的电容检测电路，其特征在于，所述电容检测电路包括：噪声信号放大电路、电容感应信号放大电路以及差分电路；

所述噪声信号放大电路的输入端作为所述噪声信号输入端，所述噪声信号放大电路的输入端连接所述屏检测走线或者所述隔离走线，用于接收所述噪声信号，并对所述噪声信号进行放大；

所述电容感应信号放大电路的输入端作为电容感应信号输入端，所述电容感应信号放大电路的输入端连接所述感应通道，用于接收所述电容感应信号，对所述电容感应信号进行放大；

所述差分电路的输入端分别连接所述噪声信号放大电路的输出端和所述电容感应信号放大电路的输出端，用于对放大后的所述噪声信号和所述电容感应信号进行差分处理。

6.根据权利要求5所述的电容检测电路，其特征在于，所述电容感应信号放大电路包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的负向输入端作为所述电容感应信号放大电路的输入端，以连接所述感应通道；

所述噪声信号放大电路包括第三运算放大器，所述第三运算放大器的负向输入端作为所述噪声信号放大电路的输入端，以连接所述屏检测走线或者所述隔离走线；

所述差分电路包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的负向输入端连接所述第二运算放大器的输出端，所述第一运算放大器的正向输入端连接所述第三运算放大器的输出端。

7.根据权利要求6所述的电容检测电路，其特征在于，所述噪声信号放大电路的数量为一个，所述差分电路和所述电容感应信号放大电路为多个，一个所述噪声信号放大电路的输出端同时连接多个所述差分电路的输入端。

8.根据权利要求7所述的电容检测电路，其特征在于，所述电容检测电路还包括：缓冲电路；

所述缓冲电路的输入端连接所述屏检测走线或者所述隔离走线，用于接收所述噪声信号，所述缓冲电路的输出端连接所述噪声信号放大电路的输入端。

9.根据权利要求1所述的电容检测电路，其特征在于，所述触摸屏还包括噪声检测电极和所述噪声通道，所述噪声检测电极包括第三电极本体和第三连接桥，所述第三连接桥用于连接相邻的两个第三电极本体，所述噪声通道用于输出所述噪声检测电极上的所述噪声信号；

所述感应电极包括第二电极本体，所述第二电极本体为环形金属块，所述第二电极本体内设置所述第三电极本体，所述第三电极本体和所述第二电极本体之间有空隙；

其中，所述噪声通道为噪声走线。

10.根据权利要求9所述的电容检测电路，其特征在于，所述电容检测电路包括：差分电路，同一行感应电极连接的感应通道和所述同一行感应电极内噪声检测电极连接的噪声通道同时连接于同一个所述差分电路的前端电路的输入端，所述前端电路包括电容感应信号放大电路和噪声信号放大电路。

11.根据权利要求10所述的电容检测电路，其特征在于，

所述噪声信号放大电路的输入端作为所述噪声信号输入端，所述噪声信号放大电路的输入端连接所述同一行感应电极内噪声检测电极连接的噪声通道，用于接收所述噪声信号，并对所述噪声信号进行放大；

所述电容感应信号放大电路的输入端作为电容感应信号输入端，所述电容感应信号放大电路的输入端连接同一行感应电极连接的感应通道，用于接收所述电容感应信号，对所述电容感应信号进行放大；

所述差分电路的输入端分别连接所述噪声信号放大电路的输出端和所述电容感应信号放大电路的输出端，用于对放大后的所述噪声信号和所述电容感应信号进行差分处理。

12.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至11中任意一项所述的电容检测电路、触控屏和显示屏；所述触控屏与所述电容检测电路连接，所述触控屏位于所述显示屏的上方。

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