TW201447663A - 觸控裝置及其感測電路 - Google Patents

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Abstract

一種觸控裝置包括，觸控面板與感測電路。觸控面板具有多個水平與垂直電極線。感測電路包括，掃描信號產生器依序產生多個掃描信號至多個水平電極線。多個感測單元感測多個垂直電極線上的電容變化輸出第一感測電壓與第二感測電壓。減法器感測第一感測電壓與第二感測電壓的差值分別輸出水平電壓差值或垂直電壓差值。當第一感測電壓與第二感測電壓由多個感測單元其中之一輸出時，減法器輸出相鄰兩條水平電極線的水平電壓差值；當第一感測電壓與第二感測電壓分別由相鄰的兩個感測單元輸出時，減法器輸出相鄰兩條垂直電極線的垂直電壓差值。

Description

觸控裝置及其感測電路
本發明有關於一種觸控裝置，且特別是用於觸控面板的一種感測電路。
觸控裝置是現今許多電子裝置的輸入介面，其可以讓使用者較為直覺與方便地操作電子裝置。觸控面板有電容式與電阻式觸控面板，其中電容式觸控面板又可以分為互容式與自容式觸控面板。
請參照圖1A，圖1A是一種互容式觸控面板的平面圖。觸控面板1包括多個第一電極線G1~G4與多個第二電極線S1~S4。所述多個第一電極線G1~G4沿著垂直方向間隔設置，向水平方向延伸，且彼此平行。所述多個第二電極線S1~S4沿著水平方向間隔設置，向垂直方向延伸，且彼此平行。所述多個第一電極線G1~G4與所述多個第二電極線S1~S4彼此電性絕緣，且於平面上觀視，所述多個第一電極線G1~G4與所述多個第二電極線S1~S4彼此交錯，以形成多個電容。
請參照圖1B，圖1B是互容式觸控面板的等效電路圖。圖1A的觸控面板1之所述多個第一電極線G1~G4與所述多個第二電極線S1~S4的多個交錯處會形成電容C11~C14、C21~C24、C31~C34與C41~C44。觸控面板1的偵測電路可以偵測所述電容C11~C14、C21~C24、C31~C34與C41~C44的變化量來進行觸控位置的 定位。
另外，值得一提的是，任兩相鄰的第一電極線“G1、G2”、“G2、G3”與“G3、G4”可能也會形成非理想的電容CG12、CG23與CG34，而影響偵測電路的定位判斷。同樣地，任兩相鄰的第二電極線“S1、S2”、“S2、S3”與“S3、S4”可能也會形成非理想的電容CS12、CS23與CS34，而影響偵測電路的定位判斷。除此之外，多個第一電極線G1~G4、所述多個第二電極線S1~S4與電子裝置之顯示面板的共電極之間還具有多個非理想的電容CG1D(如圖1D所示)、CG2D、CG3D、CG4D、CS1D(如圖1D所示)、CS2D、CS3D、CS4D，而影響偵測電路對觸控位置的定位判斷。
請接著參照圖1C，圖1C是傳統觸控裝置的電路圖。傳統觸控裝置2具有觸控面板1與驅動電路。驅動電路包括掃描信號產生器(圖1C未繪示)與偵測電路。掃描信號產生器耦接所述多個第一電極線G1~G4。偵測電路包括多個偵測單元，多個偵測單元分別耦接所述多個第二電極線S1~S4。
掃描信號產生器且用以產生多個掃描信號Vsig1~Vsig4，且所述多個掃描信號Vsig1~Vsig4分時送至所述多個第一電極線G1~G4，其中所述多個掃描信號Vsig1~Vsig4皆為脈衝信號，且所述多個偵測單元的偵測是由所述多個掃描信號Vsig1~Vsig4的上升邊緣所觸發。在第一時間，掃描信號Vsig1被送至第一電極線G1，而在第二時間，掃描信號Vsig2被送至第一電極線G2，其餘掃描信號Vsig3與Vsig4的傳送則可以依此類推。多個偵測單元用以偵測其耦接的多個第二電極線S1~S4上的信號量。
透過上述將所述多個掃描信號Vsig1~Vsig4分時送至所述多個第一電極線G1~G4的作法，所述多個偵測單元於第一時間會分別偵測電容C11~C14是否有變化，而於第二時間會分別偵測電容C21~C24，其餘電容C31~C34與C41~C44的偵測則可以依此類推。若觸控位置位於第一電極線G3與第二電極線S4之交錯處，則耦 接於第二電極線S4的偵測單元會於第三時間偵測到互容C34的變化。
所述偵測單元包括可編程(programmable)電容Ccomp、數位類比轉換器DA(如圖1D所示)、積分電路、開關SW與類比數位轉換器AD，其中積分電路由運算放大器OP與積分電容C所構成，且所述多個偵測單元透過多個開關SW共用一個類比數位轉換器AD。積分電容C耦接於運算放大器OP的負輸入端與輸出端之間。運算放大器OP的輸出端透過開關SW耦接類比數位轉換器AD，運算放大器OP的正輸入端接收參考電壓Vref，且運算放大器OP的負輸入端耦接對應的第二電極線(例如S1)與可編程電容Ccomp。可編程電容Ccomp耦接補償電壓Vcomp，且受控於數位類比轉換器DA，而改變其電容值。
請接著參考圖1D，圖1D是傳統觸控裝置偵測其中一個互容的等效電路圖。於採用上述驅動電路的設置的情況下，在偵測互容C11時，需進一步地考慮其他電容CG1D、CS1D、CG1F、CS1F的影響，其中電容CG1F、CS1F分別為“觸控物(例如為手指)與第一電極線G1”之間的電容及“觸控物與第二電極線S1”之間的電容。觸控物可以等效為觸控物電容與開關SWF，觸控物電容與積分電容C等效為電容CF，電容CF與開關SWF等效上皆耦接於運算放大器OP的輸出端與負輸入端之間。電容CG1D、CS1D的各一端等效上耦接於電容C11的兩端，且電容CG1D、CS1D的各另一端耦接於共電極上的電壓Vdis。電容CG1F、CS1F等效上彼此串接，且CG1F、CS1F等效上耦接於C11的兩端之間。
當觸控物觸碰到第一電極線G1與第二電極線S1的交錯處時，掃描信號Vsig1會通過電容C11、CG1D、CS1D、CG1F、CS1F所組成的網路而被送到運算放大器OP的負輸入端，因為電容CG1D、CS1D的影響，因此，數位類比轉換器DA會輸出一個類比信號改變可編程電容Ccomp的容值，而補償電壓通過可編程電容Ccomp被 送到運算放大器OP的負輸入端，以補償電容CG1D、CS1D對輸出信號Vout的影響。
由於每一片觸控面板因為製程公差的原因，其電容CG1D~CG4D與CS1D~CS4D皆不相同。每一個觸控裝置出廠前，觸控裝置製造商需要找出所述多個可編程電容Ccomp分別用以抵銷非理想電容CG1D~CG4D與CS1D~CS4D影響的電容值，並記錄所述多個電容值。換言之，每一個觸控裝置會有一個儲存裝置記錄所述多個電容值，且每一個觸控裝置還得具有多個數位類比轉換器。因此，若觸控面板的解析度越大，則觸控裝置的成本越高。除此之外，由於每一個觸控裝置出廠前都需要設法找出所述多個電容值，故增加了觸控裝置的製造成本與時間。
本發明實施例提供一種觸控裝置包括，觸控面板與感測電路。觸控面板具有多個交錯設置的水平電極線與垂直電極線，其中，多個水平電極線與多個垂直電極線彼此電性絕緣。感測電路包括，掃描信號產生器、多個感測單元與減法器。掃描信號產生器於一預定時間中依序產生多個掃描信號至多個水平電極線。多個感測單元分別耦接於多個垂直電極線，用以感測多個垂直電極線上的電容變化以輸出第一感測電壓與第二感測電壓。減法器耦接於多個感測單元，用以感測第一感測電壓與第二感測電壓的差值以分別輸出水平電壓差值或垂直電壓差值。其中，第一感測電壓與第二感測電壓由多個感測單元其中之一輸出或由相鄰的兩個感測單元輸出，當第一感測電壓與第二感測電壓由多個感測單元其中之一輸出時，減法器輸出對應於相鄰兩條水平電極線的水平電壓差值；當第一感測電壓與第二感測電壓分別由相鄰的兩個感測單元輸出時，減法器輸出對應於相鄰兩條垂直電極線的垂直電壓差值。
綜合以上所述，本發明實施例所提供的觸控裝置及其觸控面板的感測電路，能夠根據多個感測單元其中之一輸出的第一感測電壓與第二感測電壓，且利用減法器計算出水平電壓差值或利用減法器計算相鄰的兩個感測單元輸出的第一感測電壓與第二感測電壓的垂直電壓差來判斷觸控面板是否被觸控以及對應的觸控位置。
為了能更進一步瞭解本發明為達成既定目的所採取之技術、方法及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明、圖式，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得以深入且具體之瞭解，然而所附圖式與附件僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
1、10‧‧‧觸控面板
2、3‧‧‧觸控裝置
20‧‧‧感測電路
202‧‧‧掃描信號產生器
204‧‧‧減法器
206‧‧‧類比數位轉換器
250~253‧‧‧感測單元
2512‧‧‧第一積分器
2514‧‧‧第二積分器
310、320‧‧‧掃描脈衝
G1~G4‧‧‧水平電極線
S1~S4‧‧‧垂直電極線
C11~C44、CS12、CS23、CS24、CG12、CG23、CG24、CG1D、CS1D、CG1F、CS1F、CF‧‧‧電容
C‧‧‧積分電容
A、B‧‧‧端點
AD_OUT‧‧‧數位信號
FV‧‧‧第一感測電壓
SV‧‧‧第二感測電壓
Ccomp‧‧‧可編程電容
DA‧‧‧類比數位轉換器
SW、SWF‧‧‧開關
SWX‧‧‧第一開關
SWy‧‧‧第二開關
SWX1A、SWX2A、SWX3A、SWX4A‧‧‧第三開關
SWX1B、SWX2B、SWX3B、SWX4B‧‧‧第四開關
SWy1B、SWy2B、SWy3B、SWy4B‧‧‧第五開關
Vref‧‧‧參考電壓
Vsing1~Vsing4‧‧‧掃描信號
Vcomp‧‧‧補償電壓
Vdis‧‧‧電壓
Vout‧‧‧輸出信號
OP‧‧‧運算放大器
T1~T7‧‧‧時間點
R1‧‧‧第一電阻
R2‧‧‧第二電阻
R3‧‧‧第三電阻
R4‧‧‧第四電阻
圖1A是一種互容式觸控面板的平面圖。
圖1B是互容式觸控面板的等效電路圖。
圖1C是傳統觸控裝置的電路圖。
圖1D是傳統觸控裝置偵測其中一個互容的等效電路圖。
圖2A是本發明實施例的觸控裝置之電路圖。
圖2B是本發明實施例的感測單元之電路圖。
圖3是本發明實施例的觸控裝置之時序圖。
圖4是本發明另一實施例的觸控裝置之時序圖。
[觸控裝置的實施例]
請參考圖2A與圖2B，圖2A是本發明實施例的觸控裝置之電路圖。圖2B是本發明實施例的感測單元之電路圖。觸控裝置3具有觸控面板10與感測電路20，其中觸控面板10與圖1A所述的觸控面板1相同。感測電路20包括，掃描信號產生器202、多個 感測單元250~253、減法器204與類比數位轉換器206。掃描信號產生器202耦接多個水平電極線G1~G4，且於一預定時間中依序產生多個掃描信號至多個水平電極線G1~G4。多個感測單元250~253分別耦接於多個垂直電極線S1~S4，用以感測多個垂直電極線S1~S4與多個交錯設置的水平電極線G1~G4上的電容C11~C44的變化以輸出第一感測電壓FV與第二感測電壓SV。減法器204具有第一輸入端A與第二輸入端B，分別耦接多個感測單元250~253，用以感測第一感測電壓FV與第二感測電壓SV的差值以分別透過第一輸出端輸出水平電壓差值或垂直電壓差值。在本實施中，感測電路20輸出至減法器204的第一輸入端A的電壓信號稱為第一感測電壓FV，而輸出至減法器204的第二輸入端B的電壓信號稱為第二感測電壓SV。
具體來說，減法器204包括，運算放大器OP、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3以及第四電阻R4。其中，第一電阻R1耦接於多個感測單元250~253與運算放大器OP的第一輸入端之間。第二電阻R2耦接於多個感測單元250~253與運算放大器OP的第二輸入端之間。第三電阻R3耦接於運算放大器OP的第二輸入端與一接地端GND之間。第四電阻R4耦接於運算放大器OP的第一輸入端與運算放大器OP的第一輸出端之間。
在本實施例中，掃描信號產生器202可以依序產生掃描信號至水平電極線G1~G4以便耦接於垂直電極線S1~S4的感測單元250~253進行感測。各該感測單元250~253會具有兩組積分器2512、2514與負責路徑切換的開關(如圖2A所示)，依照掃描信號的時序分別用來感測不同水平電極線G1~G4的電荷變化。同一個感測單元(如感測單元250)可以感測兩條相鄰的水平電極線(如G1、G2)上的水平電壓差值，相鄰的感測單元(如250、251)則可用來感測相鄰垂直電極線(如S1、S2)上的垂直電壓差值。水平電壓差值可以用來表示兩條水平電極線上的兩個電容(如C11、C21)之 間的電容變化，而垂直電壓差值則可以用來表示兩條垂直線電極線上的兩個電容(如C11、C12)之間的電容變化。
舉例來說，掃描信號產生器202輸出掃描信號至水平電極線G1、G2時，感測單元250可以輸出對應於水平電極線G1的第二感測電壓SV(第三開關SWX1A導通)與對應於水平電極線G2的第一感測電壓FV(第五開關SWy1B導通)，其兩電壓的差值即可用來表示電容C11與電容C21之間的電容變化。感測單元250所輸出的第二感測電壓SV可以與感測單元251所輸出的第一感測電壓FV(第四開關SWX2B導通)進行比較以產生垂直電壓差值，此垂直電壓差值可用來表示電容C11與電容C12之間的電容變化。同理，其他感測單元250~253則可以用來感測觸控面板10其他位置上的電容變化，藉由相鄰電容的電容值變化，後端運算電路(未繪示)便可根據電容變化的陣列數據推知使用者的觸摸位置或觸控手勢。
進一步說明其電路動作，第一感測電壓FV與第二感測電壓SV可由多個感測單元250~253其中之一輸出或由相鄰的兩個感測單元250~253(如感測單元250、251)輸出。因此，如果當第一感測電壓FV與第二感測電壓SV由多個感測單元250~253其中之一輸出時，減法器204輸出對應於相鄰兩條水平電極線G1~G4(如水平電極線G1、G2)的水平電壓差值。當第一感測電壓FV與第二感測電壓SV是分別由相鄰的兩個感測單元250~253(如感測單元250、251)輸出時，減法器204輸出對應於相鄰兩條垂直電極線S1~S4(如垂直電極線S1、S2)的垂直電壓差值。類比數位轉換器206耦接於減法器204的第一輸出端，用以將減法器204所輸出的水平電壓差值與垂直電壓差值從類比信號轉換成數位信號，並根據此信號判斷使用者的觸摸位置。
值得一提的是，在本實施例並未限制所述多個水平電極線G1~G4與所述多個垂直電極線S1~S4的數目，所屬技術領域具有 通常知識者可以依據實際使用情況進行設計。另外所述多個水平電極線G1~G4與所述多個垂直電極線S1~S4之間可形成複數個電容，例如：在水平電極線G1與水平電極線S1之間可形成電容C11。
於此實施例中，掃描信號產生器202於三個時間依序產生第一掃描信號與第二掃描信號進行說明。當然，掃描信號產生器202也可以於複數個時間依序產生第一掃描信號與第二掃描信號，本實施例不限制，所屬技術領域具有通常知識者可以依據實際使用情況進行設計。
詳細地說，掃描信號產生器202週期性的提供多個掃描信號，並將多個掃描信號送至所述多個水平電極線G1~G4。掃描信號產生器202於三個時間產生第一掃描信號與第二掃描信號，而第一掃描信號與第二掃描信號具有時間差。例如：於第一時間產生第一掃描信號與第二掃描信號給欲掃描的水平電極線G1以及另一水平電極線G2，而於第二時間產生第一掃描信號與第二掃描信號給欲掃描的水平電極線G2以及另一水平電極線G3，接著，於第三時間產生第一掃描信號與第二掃描信號給欲掃描的水平電極線G3以及另一水平電極線G4。在其他實施例中，掃描信號產生器202也可以於第一時間產生第一掃描信號與第二掃描信號給欲掃描的水平電極線G2以及另一水平電極線G3，本實施例不限制掃描信號產生器202對水平電極線G1~G4的掃描時序，其掃描時序可以依照設計需求調整，本實施例不受限制。
請一併參考圖2A與圖2B，於本實施例中，感測電路包括4個感測單元250~253，然而，在其他實施例中，感測電路可包括不只4個感測單元250~253，所屬技術領域具有通常知識者可以依據實際使用情況進行設計。如圖2B所示，四個感測單元250~253其內部電路設計是一樣的。
詳細地說，感測單元250~253包括，第一積分器2512、第二 積分器2514、第一開關SWX、第二開關SWy、第三開關SWX1A~SWX4A、第四開關SWX1B~SWX4B與第五開關SWy1B~SWy4B。第一開關SWX耦接於相對應的多個垂直電極線S1~S4之一與第一積分器2512的輸入之間。第二開關SWy耦接於相對應的多個垂直電極線S1~S4之一與第二積分器2514的輸入之間。第三開關SWX1A~SWX4A耦接於第一積分器2512的輸出與減法器204的第二輸入端B之間。第四開關SWX1B~SWX4B耦接於第一積分器2512的輸出與減法器204的第一輸入端A之間。第五開關SWy1B~SWy4B耦接於第二積分器2514的輸出與減法器204的第一輸入端A之間。此外，類比數位轉換器206耦接於減法器204的第一輸出端，用以將減法器204所輸出的垂水平電壓差值與直電壓差值從類比信號轉換成數位信號，並根據此信號判斷是否有觸控感應發生。值得一提的是，第一開關SWx與該第二開關SWy是對應於多個掃描信號的時序交錯導通以使第一積分器2512與第二積分器2514分別對兩相鄰的垂直電極線S1~S4上的電壓進行積分。
接下來是進一步說明本實施例的觸控裝置的工作原理。請一併參考圖2A、圖2B與圖3，圖3是本實施例的觸控裝置之時序圖。於本實施例中，於第一時間，掃描信號產生器202產生第一掃描信號給欲掃描的水平電極線G1，而產生第二掃描信號給另一水平電極線G2，其中第一掃描信號與第二掃描信號具有時間差。換句話說，掃描信號產生器202會先產生第一掃描信號給欲掃描的水平電極線G1，之後再產生第二掃描信號給另一水平電極線G2。
以水平電極線G1、G2的感測為例，其掃描信號可由脈衝信號組成，掃描信號產生器202交錯輸出脈衝信號310、320至水平電極線G1、G2。在本實施例中，圖3中對應各別開關的導通時序，其信號為邏輯高電位時表示導通，信號為邏輯低電位時表示不導通，但在不同的實施例中，其信號與開關導通的對應關係亦可反 向，本發明並不限制。感測單元250的第一開關SWX會對應脈衝信號310的時序導通，而第二開關SWy會對應脈衝信號320的時序導通，藉此使第一積分器2512對水平電極線G1與垂直電極線S1之間的電容C11進行感測，使第二積分器2514對水平電極線G2與垂直電極線S1之間的電容C21進行感測。同理，感測單元251的第一開關SWX會對應脈衝信號310的時序導通，而第二開關SWy會對應脈衝信號320的時序導通，藉此使第一積分器2512對水平電極線G1與垂直電極線S2之間的電容C12進行感測，使第二積分器2514對水平電極線G2與垂直電極線S2之間的電容C22進行感測。
由上述可知，感測單元250中的第一積分器2512與第二積分器2514分別存有電容C11與電容C21的感測值，因此減法器204可以根據感測單元250所輸出的第一感測電壓FV(第五開關SWy1B導通)與第二感測電壓SV(第三開關SWX1A導通)輸出對應於電容C11與電容C21之間電容變化的水平電壓差值(時間T2~T3之間)。同理，感測單元250中的第一積分器2512與感測單元251中的第一積分器2512分別存有電容C11與電容C12的感測值，因此減法器204可以根據感測單元250的第一積分器2512所輸出的第二感測電壓SV(第三開關SWX1A導通)與感測單元251的第一積分器2512所輸出的第一感測電壓FV(第四開關SWX2B導通)輸出對應於電容C11與電容C12之間電容變化的垂直電壓差值(時間T1~T2之間)。其它電容差值的感測方式與開關導通時序如圖3所示，感測電路20可以在第一時間中，依照T1~T7的時序完成水平電極線G1、G2的感測程序。感測電路20接著在第二時間中驅動垂直電極線G2、G3，並且依照圖3的時序完成水平電極線G2、G3的感測程序。依此類推，感測電路20在第三時間中依照圖3的時序完成水平電極線G3、G4的感測程序。
值得注意的是，圖2B中的第三開關SWX1A~SWX4B、第四開關 SWX1B~SWX4B、第一開關SWX與第二開關SWy的導通時序係依照所需要的電容感測順序以及掃描信號的時序而定，圖3僅為本發明之一實施方式，本發明並不限定於上述掃描時序與導通順序。
最後，減法器204依照第一輸入端A與第二輸入端B所接收到的第一感測電壓FV與第二感測電壓SV進行減法運算以對應輸出水平電壓差值與垂直電壓差值至類比數位轉換器206。類比數位轉換器206可以將水平電壓差值與垂直電壓差值應轉換為數位信號AD_OUT(例如，二位元的數位信號)，以供後端判斷電路(圖未示)判斷觸控面板10是否被觸控以及對應的觸控位置。
[觸控裝置的另一實施例]
請參考圖4，圖4為本發明另一實施例的觸控裝置之時序圖。於此實施例中，觸控裝置與圖2A的觸控裝置3的結構相同，而以下將對二者所包括的相同元件以相同標號表示。本實施例與圖2A的觸控裝置二者的差異在於：掃描信號產生器202產生第一掃描信號與第二掃描信號的時間差不同。
詳細地說，請同時參照圖3與圖4，如圖3所示，於第一時間，掃描信號產生器202產生第一掃描信號與第二掃描信號給欲掃描的水平電極線G1與G2，其中，第一掃描信號與第二掃描信號是交錯給欲掃描的水平電極線G1與G2，也就是說，當掃描信號產生器202產生第一掃描信號給欲掃描的水平電極線G1時，掃描信號產生器202是不會產生第二掃描信號給欲掃描的水平電極線G2，而是等到掃描信號產生器202停止產生第一掃描信號給欲掃描的水平電極線G1時，掃描信號產生器202才會產生第二掃描信號給欲掃描的水平電極線G2。
請參考圖4，於此實施例中，第一掃描信號與第二掃描信號並非是交錯給欲掃描的水平電極線G1與G2，而是在第一掃描信號持續給欲掃描的水平電極線G1，同時掃描信號產生器202產生第二掃描信號給欲掃描的水平電極線G2，之後掃描信號產生器202 同時停止產生第一掃描信號與第二掃描信號，接著，掃描信號產生器202再先產生第一掃描信號給欲掃描的水平電極線G1。
簡單地說，於此實施例中，掃描信號產生器202產生第一掃描信號給欲掃描水平電極線G1持續一段時間後，掃描信號產生器202再產生第二掃描信號給欲掃描水平電極線G2，最後再同時停止。換句話說，掃描信號產生器202產生第一掃描信號給欲掃描水平電極線G1的時間多於掃描信號產生器202產生第二掃描信號給欲掃描水平電極線G2。因此，利用此實施例提供第一掃描信號與第二掃描信號的方式，可以讓相鄰的水平電極線G1與G2信號更貼近，雜訊更少，並提昇誤判的機率。
除上述差異之外，所屬技術領域具有通常知識者應當知道，於此實施例的操作部分與圖2A的觸控裝置3實質上等效，所屬技術領域具有通常知識者參考圖2A的觸控裝置3以及上述差異後，應當可以輕易推知，故在此不予贅述。
上述實施例之感測電路20可以直接輸出兩相鄰電容之間的差值給後端電路進行判斷，其後端電路不需進行額外的運算即可以直接取得相鄰電容之間的變化量，藉此可簡化後端電路的運算需求以及提高感測速度。換言之，本發明利用硬體電路去實現部份軟體運算的功能，藉此簡化一般觸控感測面板中的運算需求，可以有效提高系統效能。
〔實施例的可能功效〕
綜上所述，本發明實施例所提供的觸控裝置及其觸控面板的感測電路，能夠根據多個感測單元其中之一輸出的第一感測電壓與第二感測電壓，且利用減法器計算出水平電壓差值或利用減法器計算相鄰的兩個感測單元輸出的第一感測電壓與第二感測電壓的垂直電壓差來判斷觸控面板是否被觸控以及對應的觸控位置。
另外，本發明實施例所提供的觸控裝置及其觸控面板的感測電路，利用硬體的方式計算出水平電極線及用以比對的另一水平 電極線分別與對應相交的垂直電極線上的電容變化以輸出的水平電壓值與水平電壓差值。因此可以減輕後端電路的負荷。
以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
3‧‧‧觸控裝置
10‧‧‧觸控面板
20‧‧‧感測電路
202‧‧‧掃描信號產生器
204‧‧‧減法器
206‧‧‧類比數位轉換器
250~253‧‧‧感測單元
2512‧‧‧第一積分器
2514‧‧‧第二積分器
A、B‧‧‧端點
AD_OUT‧‧‧數位信號
OP‧‧‧運算放大器
G1~G4‧‧‧水平電極線
S1~S4‧‧‧垂直電極線
C11~C44‧‧‧電容
FV‧‧‧第一感測電壓
SV‧‧‧第二感測電壓
Vref‧‧‧參考電壓
R1‧‧‧第一電阻
R2‧‧‧第二電阻
R3‧‧‧第三電阻
R4‧‧‧第四電阻

Claims (10)

  1. 一種觸控裝置，包括：一觸控面板，具有多個交錯設置的水平電極線與垂直電極線，其中該些水平電極線與該些垂直電極線彼此電性絕緣；以及一感測電路，該感測電路包括：一掃描信號產生器，於一預定時間中依序產生多個掃描信號至該些水平電極線；多個感測單元，分別耦接於該些垂直電極線，用以感測該些垂直電極線上的電容變化以輸出一第一感測電壓與一第二感測電壓；以及一減法器，耦接於該些感測單元，用以感測該第一感測電壓與該第二感測電壓的差值以分別輸出一水平電壓差值或一垂直電壓差值；其中，該第一感測電壓與一第二感測電壓由該些感測單元其中之一輸出或由相鄰的兩個感測單元輸出，當該第一感測電壓與該第二感測電壓由該些感測單元其中之一輸出時，該減法器輸出對應於相鄰兩條水平電極線的該水平電壓差值；當該第一感測電壓與該第二感測電壓分別由相鄰的兩個感測單元輸出時，該減法器輸出對應於相鄰兩條垂直電極線的該垂直電壓差值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中各該感測單元包括：一第一積分器；一第二積分器；一第一開關，耦接於相對應的該些垂直電極線之一與該第一積分器的輸入之間；一第二開關，耦接於相對應的該些垂直電極線之一與該第二積 分器的輸入之間；一第三開關，耦接於該第一積分器的輸出與該減法器的一第二輸入端之間；一第四開關，耦接於該第一積分器的輸出與該減法器的一第一輸入端之間；以及一第五開關，耦接於該第二積分器的輸出與該減法器的一第一輸入端之間；其中，該第一開關與該第二開關對應於該些掃描信號的時序交錯導通以使該第一積分器與該第二積分器分別對兩相鄰的水平電極線上的電壓進行積分。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的觸控裝置，其中當該第一感測電壓與該第二感測電壓由該些感測單元其中之一的該第一積分器與該第二積分器輸出時，該第三開關與該第五開關導通；當該第一感測電壓與該第二感測電壓由相鄰的一第一感測單元與一第二感測單元輸出時，該第一感測單元的該第四開關導通，該第二感測單元的該第五開關導通。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的觸控裝置，其中該減法器包括：一運算放大器；一第一電阻，耦接於該些感測單元與該運算放大器的一第一輸入端之間；一第二電阻，耦接於該些感測單元與該運算放大器的一第二輸入端之間；一第三電阻，耦接於該運算放大器的該第二輸入端與一接地端之間；以及一第四電阻，耦接於該運算放大器的該第一輸入端與該運算放大器的一第一輸出端之間。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的觸控裝置，其中該感測電路更包括：一類比數位轉換器，耦接於該減法器的該第一輸出端。
  6. 一種感測電路，適用於感測一觸控面板，該觸控面板具有多個交錯設置的水平電極線與垂直電極線，其中該些水平電極線與該些垂直電極線彼此電性絕緣，包括：一掃描信號產生器，於一預定時間中依序產生多個掃描信號至該些水平電極線；多個感測單元，分別耦接於該些垂直電極線，用以感測該些垂直電極線上的電容變化以輸出一第一感測電壓與一第二感測電壓；以及一減法器，耦接於該些感測單元，用以感測該第一感測電壓與該第二感測電壓的差值以分別輸出一水平電壓差值或一垂直電壓差值；其中，該第一感測電壓與一第二感測電壓由該些感測單元其中之一輸出或由相鄰的兩個感測單元輸出，當該第一感測電壓與該第二感測電壓由該些感測單元其中之一輸出時，該減法器輸出對應於相鄰兩條水平電極線的該水平電壓差值；當該第一感測電壓與該第二感測電壓分別由相鄰的兩個感測單元輸出時，該減法器輸出對應於相鄰兩條垂直電極線的該垂直電壓差值。
  7. 如申請專利範圍6項所述之感測電路，其中各該感測單元包括：一第一積分器；一第二積分器；一第一開關，耦接於相對應的該些垂直電極線之一與該第一積分器的輸入之間；一第二開關，耦接於相對應的該些垂直電極線之一與該第一積分器的輸入之間；一第三開關，耦接於該第一積分器的輸出與該減法器的一第一輸入端之間；一第四開關，耦接於該第二積分器的輸出與該減法器的一第一 輸入端之間；以及一第五開關，耦接於該第二積分器的輸出與該減法器的一第二輸入端之間；其中，該第一開關與該第二開關對應於該些掃描信號的時序交錯導通以使該第一積分器與該第二積分器分別對兩相鄰的水平電極線上的電壓進行積分。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的感測電路，其中當該第一感測電壓與該第二感測電壓由該些感測單元其中之一的該第一積分器與該第二積分器輸出時，該第三開關與該第五開關導通；當該第一感測電壓與該第二感測電壓由相鄰的一第一感測單元與一第二感測單元輸出時，該第一感測單元的該第四開關導通，該第二感測單元的該第五開關導通。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的感測電路，其中該減法器包括：一運算放大器；一第一電阻，耦接於該些感測單元與該運算放大器的一第一輸入端之間；一第二電阻，耦接於該些感測單元與該運算放大器的一第二輸入端之間；一第三電阻，耦接於該運算放大器的該第二輸入端與一接地端之間；以及一第四電阻，耦接於該運算放大器的該第一輸入端與該運算放大器的一第一輸出端之間。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的感測電路，其中該感測電路更包括：一類比數位轉換器，耦接於該減法器的該第一輸出端。
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