TW201349075A - 觸控系統及其減少累積電荷的方法 - Google Patents

Abstract

一種觸控系統，其包括顯示面板、觸控面板與電壓產生電路，其中顯示面板具有第一電極，觸控面板具有多個觸控電極，且多個觸控電極包括多個傳輸電極與多個接收電極。當量測介於被選擇的傳輸電極與被選擇的接收電極之間的互容式電容值，電壓產生電路提供具有第一極性之第一電壓給被選擇的傳輸電極，以及實質上同時提供具有第二極性之第二電壓給其它多個傳輸電極的至少其中之一，以減少因提供第一電壓給被選擇的傳輸電極時而累積於第一電極上的累積電荷，其中第二極性相反於第一極性。

Description

觸控系統及其減少累積電荷的方法

本發明有關於一種利用互容式電容偵測觸控位置的觸控系統，且特別是一種當偵測觸控系統的觸控面板上的觸控位置時，可減少觸控系統之顯示面板的電極上之累積電荷之觸控系統與其減少累積電荷的方法。

為了偵測在具有許多傳輸電極的觸控面板上的觸控位置，通常會依照預先設定好的順序將多個偵測信號輸入於多個傳輸電極上，其中此多個偵測信號可以是多個預先設定好的脈衝電壓。對應輸入的多個偵測信號(或脈衝電壓)的多個電荷會被在觸控面板的接收電極所收集，並且據此產生數個電場。當在觸控面板上發生觸控時，觸控面板裡的多個電容會因多個電場的變化結果而改變其多個電容值。

然而，因為在傳輸電極與在顯示面板上的特定電極之間存在多個寄生電容，故使得對應多個偵測信號的多個電荷會耦合至顯示面板的電極上，進而影響到觸控系統的效能。

本發明實施例揭露一種觸控系統，此觸控系統包括具有電極(例如，第一電極)的顯示面板。此觸控系統更包括具有多個觸控電 極的觸控面板以及電壓產生電路，其中多個觸控電極可以包括多個傳輸電極與多個接收電極。

當要量測介於被選擇的傳輸電極與被選擇的接收電極之間的互容式電容的電容值時，電壓產生電路提供具有第一極性之第一電壓給被選擇的傳輸電極，且實質上同時提供具有相反於第一極性之第二極性的第二電壓給其它傳輸電極的至少其中之一，以減少因提供第一電壓給被選擇的傳輸電極時而累積在第一電極上的累積電荷。

本發明更揭露一種減少累積電荷的方法，其可以用來減少因提供第一電壓而累積的累積電荷，且此方法可包括以下步驟。決定鄰近於被選擇用以接收具有第一極性之第一電壓之傳輸電極的多個傳輸電極的至少其中之一，並且在提供第一電壓時同時提供具有與第一極性相反之第二極性之第二電壓給上述被決定的傳輸電極。

簡而言之，本發明實施提供的觸控系統與其減少累積電荷的方法可以減少觸控面板中顯示面板之第一電極上之累積電荷，以減少觸控位置的誤判，故可以有效地提升觸控系統的整體效能。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

10、50、100、200‧‧‧觸控系統

12‧‧‧顯示面板

14、202‧‧‧觸控面板

16‧‧‧驅動模組

18‧‧‧主機控制器

22、52、102‧‧‧通道多工器

24、54‧‧‧電荷放大器

26、56、104、226‧‧‧電壓產生電路

28‧‧‧選擇器

58、106‧‧‧第一電極

62、64、66、68、112、114、116‧‧‧傳輸電極

72‧‧‧第一寄生電容

74‧‧‧第二寄生電容

76‧‧‧第三寄生電容

78‧‧‧第四寄生電容

79、126、128、132‧‧‧互容式電容

82‧‧‧第五寄生電容

92、108‧‧‧接收電極

118、122、124‧‧‧寄生電容

204‧‧‧驅動顯示晶片

206、208、212、214、216、218、222、224‧‧‧觸控電極

300‧‧‧可減少累積在顯示面板的第一電極上之電荷的方法

302~308‧‧‧步驟流程

圖1是本發明之一實施例所提供的觸控系統之系統方塊圖。

圖2是本發明之一實施例所提供的觸控系統之電路示意圖。

圖3是本發明之另一實施例所提供的當兩個傳輸電極被選擇用以消除存在於第一電極之累積電荷時之觸控系統之電路示意圖。

圖4是本發明之另一實施例所提供的觸控系統之系統方塊 圖。

圖5是本發明之一實施例所提供的可減少累積在顯示面板的第一電極上之累積電荷的方法之流程圖。

上述說明和下面的詳細描述是範例性的，目的在進一步解釋本發明的範圍。有關本發明的其它目的和優點將在隨後的描述和附圖中示出。

請參照圖1，圖1是本發明之一實施例所提供的一種觸控系統10之系統方塊圖。觸控系統10可包括顯示面板12、觸控面板14、驅動模組16以及主機控制器18。驅動模組16用來控制顯示面板12與觸控面板14的操作，且主機控制器18用來控制驅動模組16，其中驅動模組16可以是一觸控顯示驅動晶片(DDI)。

驅動模組16可包括通道多工器22以及電荷放大器24。通道多工器22用來多路傳輸從觸控輸入端產生的多個信號，並且輸出結果感應輸出信號給電荷放大器24。電荷放大器24將此感應信號轉換成一輸出電壓。

驅動模組16還可包括電壓產生電路26及選擇器28，其中選擇器28用來選擇至少一傳輸電極。更具體來說，選擇器28在複數個傳輸電極中選擇其中一傳輸電極來接收由電壓產生電路26上輸出的具有第一極性之第一電壓，以及選擇另一個傳輸電極來接受由電壓產生電路26輸出的具有第二極性之第二電壓。

值得一提的是，第一電壓的電壓值實質上與第二電壓的電壓值相同，並且第一極性與第二極性的極性相反。另外，輸出第一電壓與第二電壓在實質上是同時發生。因此，為了能夠讓輸出第一電壓與第二電壓在實質上是同時發生，使得一傳輸電極接收第一電壓以及另一傳輸電極同時接收第二電壓，因此必須先選擇好用來接收第二電壓的傳輸電極再輸出第二電壓給被選擇的傳輸電 極。

請參照圖2，圖2是本發明之一實施例所提供的一種觸控系統50之電路示意圖。與圖1的觸控系統10相同，觸控系統50亦可包括顯示面板以及觸控面板，但為了方便說明，顯示面板以及觸控面板皆未繪示於圖2中。觸控系統50還可包括顯示驅動晶片(DDI，亦未顯示於圖2中)，其中顯示驅動晶片包括通道多工器52、電荷放大器54、以及電壓產生電路56。

顯示面板具有第一電極58，而觸控面板可包括傳輸電極62、64、66、68以及接收電極92，其中接收電極92連接傳輸電極62、64、66、68以及通道多工器52。在本實施中，第一電極58可以是一個在顯示面板裡的共同電極。在其它實施例中，第一電極58可以是除了傳輸電極62、64、66、68與接收電極92之外的電極。更具體地說，第一電極58可以是特定電極，其中與傳輸電極62、64、66、68相關之電荷會累積在此特定電極上。

在傳輸電極62、64、66、68與第一電極58之間可能會形成寄生電容。舉例來說，第一寄生電容72可在傳輸電極62與第一電極58之間形成，而第二寄生電容74可在傳輸電極64與第一電極58之間形成。同樣地，第三寄生電容76可在傳輸電極66與第一電極58之間形成，以及第四寄生電容78可在傳輸電極68與第一電極58之間形成。其它寄生電容(或第五寄生電容82)可在接收電極92與第一電極58之間形成。

為了偵測觸控位置，首先必須量測在傳輸電極62、64、66、68與接收電極92之間的互容式電容的電容值。例如，為了量測在傳輸電極62與接收電極92之間的互容式電容79的電容值，電壓產生電路56會輸出一正向脈衝電壓給傳輸電極62，其中正向脈衝電壓是具有第一極性之第一電壓的例子。

當電壓產生電路56提供具有第一極性之第一電壓的正向脈衝電壓給傳輸電極62以做為偵測觸控脈衝時，由於第五寄生電容 82與第一寄生電容72的形成，導致對應於正向脈衝電壓的正電荷會聚集在接收電極92與第一電極58。為了要減少累積在第一電極的正電荷，電壓產生電路56會提供負向脈衝電壓給傳輸電極64，其中負向脈衝電壓可為具有第二極性之第二電壓並且其電壓值在實質上與正向脈衝電壓的電壓值大小相同。因此，由於第二寄生電容74的形成，對應於負向脈衝電壓的負電荷亦會聚集在第一電極58上，並且抵銷在第一電極58上累積的正電荷。

在本實施例中，鄰近於接收正向脈衝電壓的傳輸電極62旁的傳輸電極64，被選擇用來接收負向脈衝電壓。當開始偵測觸控時，在提供正向脈衝電壓給傳輸電極62前，就預先選擇好傳輸電極64用來接收負向脈衝電壓，這樣電壓產生電路56就可以在實質上同時提供負向脈衝電壓給傳輸電極64。在這樣的安排下，電壓產生電路56可在提供負向脈衝電壓給傳輸電極64後再提供正向脈衝電壓給傳輸電極64，而不需中斷觸控位置的偵測。

上述被選擇用來接收負向脈衝電壓的傳輸電極64也可換成另一傳輸電極(如傳輸電極66)。當傳輸電極66被選擇用來接收負向脈衝電壓時，由於第三寄生電容66的形成，導致負電荷聚集在第一電極58並且抵銷因正向脈衝電壓導致累積在第一電極58的正電荷。

當選擇兩個傳輸電極(如傳輸電極64與傳輸電極66)用來接收負向脈衝電壓來抵消累積在第一電極的正電荷時，每個傳輸電極分別接收的負向脈衝電壓的電壓值為單獨選擇一個傳輸電極所接收的負向脈衝電壓的電壓值的一半。

圖3是本發明之一實施例提供的觸控系統100之電路示意圖，其中觸控系統100有兩個傳輸電極被選擇用來抵銷累積在第一電極的累積電荷。與觸控系統10、50相同，觸控系統100可包括顯示面板、觸控面板、顯示驅動晶片(皆未顯示於圖3中)、通道多工器102以及電壓產生電路104。顯示面板具有第一電極106， 而觸控面板可包括接收電極108以及傳輸電極112、114、116。

在第一電極106與傳輸電極112、114、116之間，可分別形成寄生電容118、122、124。在接收電極108與傳輸電極112、114、116之間可形成互容式電容126、128、132，以用來偵測觸控位置。為了量測互容式電容126、128、132的電容值，第一電壓可按照預先設定好的順序提供給傳輸電極112、114、116。

當傳輸電極112接收到第一電壓之電壓值為VT時，其相關的正電荷會因為寄生電容118的形成而聚集在第一電極106上，而在傳輸電極114、116任何其中之一接收第一電壓VT之前，傳輸電極114、116分別被選擇用來接收電壓值為-VT/2之第二電壓。因此，與第二電壓-VT/2相關的負電荷會因為寄生電容122、124的形成而聚集在第一電極106上，進而抵銷累積在第一電極106上與第一電壓VT相關之正電荷。

同樣地，當有三個傳輸電極包括傳輸電極114、116被選擇用來抵消在第一電極106上因對傳輸電極112提供第一電壓VT導致累積的相關正電荷，另電壓值為-VT/3的第二電壓會分別提供給上述三個被選擇的傳輸電極。因此，累積在第一電極106的與第一電壓VT相關之正電荷會因三個傳輸電極包括傳輸電極114、116分別接收到另一第二電壓-VT/3導致聚集在第一電極106的負電荷給抵銷掉。

總而言之，提供第二電壓的電壓值是取決於選擇用來接收第二電壓的傳輸電極的數量以及第一電壓的電壓值，使得所有選擇接收第二電壓的傳輸電極所接受的第二電壓之總電壓值與用來抵消因接受第一電壓導致累積的電荷之第一電壓值大小相同。舉例來說，若選擇N個傳輸電極用來接收第二電壓，則第二電壓的電壓值為為了偵測觸控位置而提供的第一電壓的電壓值之1/N倍。

此外，選擇接收第二電壓的傳輸電極可從鄰近接收第一電壓之傳輸電極開始選擇起。以圖3為例，當傳輸電極112接收第一 電壓時，則可選擇鄰近於傳輸電極112之傳輸電極114、116用來接收第二電壓。

圖4是本發明之一實施例所提供的觸控系統200之系統方塊圖。觸控系統200可包括觸控面板202與顯示驅動晶片204。觸控面板可包括數個觸控電極206-224，以及顯示驅動晶片204可包括電壓產生電路226，當要量測各個觸控電極206-224的自身電容值時，可藉由電壓產生電路226提供電壓給觸控電極206-224。

由於觸控電極206-224同時連接於同一個在顯示面板裡的第一電極(未顯示於圖中)，當電壓產生電路226為了量測各個觸控電極206-224的自身電容值而提供電壓給各個觸控電極206-224時，因提供的電壓導致相關電荷會累積在第一電極上。

因此，若要量測觸控電極206的自身電容值而提供具有第一極性之第一電壓給觸控電極206時，在鄰近於接收第一電壓之觸控電極206的觸控電極208與觸控電極216之中選擇一個觸控電極，並且實質上提供具有第二極性且電壓值與第一電壓相同的第二電壓給被選擇的觸控電極。而在其它實施例中，則有可能另外再選擇觸控電極212、214、218、222、224接收第二電壓。值得一提的是，第一極性與第二極性的極性是相反的。

當用來抵消因提供第一電壓給觸控電極206而導致累積在第一電極的電荷，選擇接受第二電壓之觸控電極的數量大於一個時，以上述例子來說，即同時選擇觸控電極208、216接收具有第二極性之第二電壓，則此第二電壓的電壓值為單獨選擇觸控電極208或觸控電極216時所提供的第二電壓的電壓值的一半。

因此，第二電壓的提供會因為選擇接收第二電壓之觸控電極的數量而改變，換句話說，提供第二電壓的總電壓值與因量測電容值而提供的第一電壓的電壓值是相同的。

同時，選擇用來接收第二電壓的觸控電極可以是鄰近於或相鄰於接收第一電壓之觸控電極。然而，值得一提的是，在其它實 施例中，選擇用來接收第二電壓的觸控電極可以是不鄰近或是相鄰於接收第一電壓之觸控電極。

請同時參照圖1、圖3與圖5，圖5是本發明之一實施例所提供的可減少累積在顯示面板的第一電極上之電荷的方法300之流程圖。

方法300可包括步驟302至308，值得一提的是，方法300可以分別在圖1的驅動模組16或是圖3的顯示驅動晶片204中執行。在步驟302中，方法300可包括選擇一傳輸電極，用來接收具有第一極性之第一電壓。在一實施例中，可預先設定順序來決定接收具有第一極性之第一電壓的傳輸電極。舉例來說，圖3中的傳輸電極112先被選擇用來接受第一電壓，接著會按照預先設定的順序選擇傳輸電極114或是傳輸電極116，此順序是取決於選擇偵測觸控位置的順序。

在步驟304中，方法300可包括選擇至少一其它傳輸電極接收具有第二極性之第二電壓。由於在步驟302中提及到可預先決定接收第一電壓之傳輸電極的順序，因此可從鄰近於接收第一電壓之傳輸電極的傳輸電極選擇起。

在步驟306中，方法300可包括依照選擇接收第二電壓之傳輸電極的數量來調整第二電壓的電壓值。舉例來說，若為了抵銷因第一電壓導致累積的電荷，當只有選擇一個傳輸電極接收第二電壓時，則第二電壓的電壓值在實質上與第一電壓的電壓值大小相同；而當選擇兩個傳輸電極接收第二電壓值時，該第二電壓的電壓值則是選擇一個傳輸電極的第二電壓的電壓值的一半。

在步驟308中，方法300可實質上同時對被選擇接收第一電壓之傳輸電極及被決定接收第二電壓之傳輸電極分別提供第一電壓與第二電壓，其中第二電壓的電壓值被決定於步驟306中。

綜合以上所述，本發明實施提供的觸控系統與其減少累積電荷的方法可以減少觸控面板中顯示面板之第一電極上之累積電 荷，以減少觸控位置的誤判，故可以有效地提升觸控系統的整體效能。除此之外，所述減少累積電荷的方法之複雜度低，而易於實現，故不會增加太多觸控系統的製造成本。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

50‧‧‧觸控系統

52‧‧‧通道多工器

54‧‧‧電荷放大器

56‧‧‧電壓產生電路

58‧‧‧第一電極

62、64、66、68‧‧‧傳輸電極

72‧‧‧第一寄生電容

74‧‧‧第二寄生電容

76‧‧‧第三寄生電容

78‧‧‧第四寄生電容

79‧‧‧互容式電容

82‧‧‧第五寄生電容

92‧‧‧接收電極

Claims (16)

1. 一種觸控系統，包括：一顯示面板，具有一第一電極；一觸控面板，包括多個觸控電極；以及一電壓產生電路；其中，該電壓產生電路提供具有一第一極性之一第一電壓給被選擇的該觸控電極，並實質上同時提供具有一第二極性之一第二電壓給該些其它觸控電極的至少其中之一，以減少當該第一電壓供應給被選擇的該觸控電極時而累積在該第一電極的累積電荷，其中該第二極性相反於該第一極性。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控系統，其中該電壓產生電路僅提供該第二電壓給在被選擇接收該第一電壓的該觸控電極旁邊的該觸控電極。
3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控系統，其中該第一電壓的電壓值與第二電壓的電壓值實質上相同。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控系統，其中該電壓產生電路分別提供該第二電壓給在被選擇接收該第一電壓的該觸控電極鄰近的該x個觸控電極，其中x為大於1的整數。
5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控系統，其中該第一電壓的電壓值是該第二電壓之電壓值的x倍。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控系統，更包括：一選擇器，電性連接該電壓產生電路以及該觸控面板，以選擇該些觸控電極的其中之一來接收該第一電壓，以及選擇其它該些觸控電極的至少其中之一來接收該第二電壓。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控系統，其中該些觸控電極排列於同一平面。
8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控系統，其中該些觸控電極包括多個傳輸電極以及多個接收電極，其中該些傳輸電極與該些接收電極彼此交錯排列且電性絕緣。
9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控系統，其中該電壓產生電路提供該具有該第一極性之該第一電壓給被選擇的該傳輸電極，並實質上同時提供具有相反於該第一極性之該第二極性之該第二電壓給其它該些傳輸電極的至少其中之一，以減少當該第一電壓供應給被選擇的該傳輸電極時而累積在該第一電極的該些累積電荷。
10. 一種減少累積電荷的方法，其用以減少累積在觸控系統裡的顯示面板中的第一電極上的累積電荷，其中該觸控系統包括具有多個觸控電極的一觸控面板，該減少累積電荷的方法包括：決定鄰近於被選擇用以接收具有一第一極性之一第一電壓之該觸控電極之該些觸控電極的至少其中之一；以及同時提供具有一第二極性之一第二電壓給被決定的該觸控電極，其中該第二極性相反於該第一極性。
11. 如申請專利範圍第10項所述之減少累積電荷的方法，其中於提供該第二電壓給被決定的該觸控電極之步驟中，當被選擇接收該第一電壓的該觸控電極鄰近之該些觸控電極僅有一個被決定用以接收該第二電壓時，則該第二電壓的電壓值與該第一電壓的電壓值相同。
12. 如申請專利範圍第10項所述之減少累積電荷的方法，其中於提供該第二電壓給被決定的該觸控電極之步驟中，當被選擇接收該第一電壓的該觸控電極鄰近之該些觸控電極有x個被決定用以接收該第二電壓時，則實質上同時分別提供該第二電壓給被決定的該x個觸控電極，其中x為大於1的整數。
13. 如申請專利範圍第12項所述之減少累積電荷的方法，其中該第一電壓的電壓值是該第二電壓之電壓值的x倍。
14. 如申請專利範圍第10項所述之減少累積電荷的方法，其中該些觸控電極包括多個傳輸電極以及多個接收電極，該些傳輸電極與該些接收電極彼此交錯排列且電性絕緣。
15. 如申請專利範圍第14項所述之減少累積電荷的方法，其中於決定鄰近於被選擇接收該第一電壓之該觸控電極之該些觸控電極的至少其中之一的步驟中，係決定鄰近於被選擇用以接收具有該第一極性之該第一電壓之該傳輸電極之該些傳輸電極；以及於同時提供該第二電壓給被決定的該觸控電極的步驟中，係同時提供具有該第二極性之該第二電壓給被決定的該傳輸電極。
16. 如申請專利範圍第10項所述之減少累積電荷的方法，其中該些觸控電極排列於同一平面。