TW202147085A - 觸摸感測方法、觸摸感測裝置和電子設備 - Google Patents
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Abstract
一種用於觸摸面板的觸摸感測方法,包括確定第一數量的待測觸摸感測電路,確定第二數量的基準觸摸感測電路;使每個待測觸摸感測電路接收觸摸激勵訊號,並且將其向對應的觸摸感測單元施加,並且從對應的觸摸感測單元接收觸摸感測訊號,輸出第一輸出訊號;使每個基準觸摸感測電路接收觸摸基準訊號,並將其向對應的觸摸感測單元施加,並且從對應的觸摸感測單元接收基準感測訊號,輸出第二輸出訊號,觸摸激勵信號與觸摸基準信號不同;根據各個第一輸出訊號與第二輸出訊號,得到每個待測觸摸感測電路與對應的基準觸摸感測電路所感測的電容差值。
Description
本發明涉及電路領域,更具體地,涉及用於觸摸面板的觸摸感測方法、觸摸感測裝置和電子設備。
對於傳統的觸控、顯示或指紋識別整合的面板來說,用於驅動觸摸感測(觸控)、顯示、或指紋識別的各個電路無法避免彼此的干擾,從而導致觸摸感測的效果受到影響。傳統的解決方式可例如將用於驅動觸控、顯示或指紋識別的各個電路進行分時驅動,以避免彼此的干擾。但是,對於整合了有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode,OLED)/或Mini LED等的顯示面板的整合面板而言,由於顯示驅動無法停止,因此難以實現分時驅動,即顯示面板上的操作會一直對觸摸感測帶來噪聲。或者,目前可以在觸摸感測電路當中使用模擬或數位濾波器,增加採樣時間,來提升觸摸感測的準確度,但此方式需要消耗較多功耗。
因此,需要一種能夠降低顯示和指紋識別以及其他操作引起的噪聲對觸摸面板的觸摸感測的影響的方案。
根據本發明的一方面,提供了一種用於觸摸面板的觸摸感測方法,其中,所述觸摸面板包括多個觸摸感測單元,所述觸摸感測方法包括:確定多個觸摸感測電路中的至少一個觸摸感測電路作爲第一數量的待測觸摸感測電路,並確定所述多個觸摸感測電路中的至少一個觸摸感測電路作爲第二數量的基準觸摸感測電路,其中每個觸摸感測電路具有與其對應的觸摸感測單元,且每個待測觸摸感測電路具有與其對應的基準觸摸感測電路;使每個待測觸摸感測電路的第一端接收觸摸激勵訊號(TX1),第二端向對應的觸摸感測單元施加所述觸摸激勵訊號(TX1)並接收來自所述對應的觸摸感測單元的觸摸感測訊號,從輸出端輸出第一輸出訊號;使每個基準觸摸感測電路的第一端接收觸摸基準訊號(DC/TX2),第二端向對應的觸摸感測單元施加所述觸摸基準訊號(DC/TX2)並接收來自所述對應的觸摸感測單元的基準感測訊號,從輸出端輸出第二輸出訊號,其中,所述觸摸基準訊號(DC/TX2)與所述觸摸激勵訊號(TX1)是不同的訊號;根據第一數量的第一輸出訊號與第二數量的第二輸出訊號,得到每個待測觸摸感測電路與對應的基準觸摸感測電路所感測到的電容差值。
根據本發明的另一方面,還提供了一種用於觸摸面板的觸摸感測裝置,其中,所述觸摸面板包括多個觸摸感測單元,所述觸摸感測裝置包括:一一對應的多個觸摸感測電路和多個運算單元,其中,至少一個觸摸感測電路作爲第一數量的待測觸摸感測電路,至少一個觸摸感測電路作爲第二數量的基準觸摸感測電路,每個觸摸感測電路具有與其對應的觸摸感測單元,且每個待測觸摸感測電路具有與其對應的基準觸摸感測電路;每個待測觸摸感測電路的第一端接收觸摸激勵訊號(TX1),第二端向對應的觸摸感測單元施加所述觸摸激勵訊號(TX1)並接收來自對應的觸摸感測單元的觸摸感測訊號,從輸出端輸出第一輸出訊號;每個基準觸摸感測電路的第一端接收觸摸基準訊號(DC/TX2),第二端向對應的觸摸感測單元施加所述觸摸基準訊號(DC/TX2)並接收來自對應的觸摸感測單元的基準感測訊號,從輸出端輸出第二輸出訊號,其中,所述觸摸基準訊號(DC/TX2)與所述觸摸激勵訊號(TX1)是不同的訊號;以及多個運算單元根據第一數量的第一輸出訊號和第二數量的第二輸出訊號,計算得到每個待測觸摸感測電路與對應的基準觸摸感測電路的輸出訊號的差值訊號,所述差值訊號關聯於該待測觸摸感測電路與對應的基準觸摸感測電路所感測到的電容差值。
根據本發明的又一方面,還提供了一種用於觸摸面板的觸摸感測方法,所述觸摸面板包括多個觸摸感測單元。該方法包括:確定多個觸摸感測電路中的至少一個觸摸感測電路作爲至少一個待測觸摸感測電路,並確定所述多個觸摸感測電路中的至少一個觸摸感測電路作爲至少一個基準觸摸感測電路,其中每個觸摸感測電路具有與其對應的觸摸感測單元,且每個待測觸摸感測電路具有與其對應的基準觸摸感測電路;透過每個待測觸摸感測電路向對應的觸摸感測單元發送觸摸激勵訊號,並得到至少一個觸摸感測訊號;透過每個基準觸摸感測電路向對應的觸摸感測單元發送觸摸基準訊號,並得到至少一個基準感測訊號,其中,所述觸摸基準訊號與所述觸摸激勵訊號是不同的訊號;根據所述至少一個基準感測訊號與所述至少一個觸摸感測訊號得到至少一個感測訊號;以及根據所述至少一個感測訊號,獲取所述至少一個待測觸摸感測電路與所述至少一個基準觸摸感測電路所感測到的電容差值。
根據本發明的又一方面,還提供了一種電子設備,包括觸摸面板,如上所述的用於觸摸面板的觸摸感測裝置,以及控制器,被配置爲基於所述觸摸感測裝置輸出的訊號確定觸摸位置。
爲讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文列出實施例,並結合附圖作詳細說明如下。
在本發明說明書全文(包括申請專利範圍)中所使用的“耦接(或連接)”一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言,若文中描述第一裝置耦接(或連接)於第二裝置,則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置,或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。本發明說明書全文(包括申請專利範圍)中提及的“第一”、“第二”等用語是用以命名元件(element)的名稱,或區別不同實施例或範圍,而並非用來限制元件數量的上限或下限,亦非用來限制元件的次序。另外,凡可能之處,在附圖及實施方式中使用相同附圖標記的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同附圖標記或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。單數形式的表達可包括複數形式的表達,複數形式的表達也可包括單數形式的表達,除非上下文中清楚地定義。
第1圖是根據本發明的一實施例的觸摸感測裝置以及顯示觸摸面板的示意圖。
參考第1圖,觸摸感測裝置100耦接到顯示觸摸面板200,並且顯示觸摸面板200整合有觸摸面板210以及顯示面板220。觸摸面板210包括多個觸摸感測單元210_1~210_M,其中M爲正整數。
根據一些實施例,觸摸感測單元210_1~210_M可以設置爲在顯示面板220的至少一個表面上與顯示面板220疊置,如第1圖所示。在一些實施例中,觸摸感測單元210_1~210_M可以形成在顯示面板220內部。
在本發明的實施例中,觸摸感測裝置100適於感測顯示觸摸面板210的多個觸摸感測單元210_1~210_M。
觸摸感測單元210_1~210_M可以爲觸摸電極。每個觸摸電極相對於參考地形成一個自電容,存在自電容值,當觸摸激勵訊號施加到該觸摸電極時會從該觸摸電極輸出一電訊號,並且當觸摸發生並向觸摸電極施加觸摸激勵訊號時,會引入額外的電容,從而引起觸摸電極輸出的電訊號的改變,透過該電訊號的改變而可以檢測到在該觸摸電極處正在發生觸摸。
多個觸摸感測單元210_1~210_M可根據面板形狀來布置。
在一些實施例中,210_1~210_M可以布置成A*B(A行B列)的陣列形式。
雖然在第1圖中示出觸摸感測單元爲自電容的形式,並且在本發明的上下文中的大部分均是基於自電容形式來進行描述,但是本領域技術人員將理解,觸摸感測單元也可以爲互電容形式。在互電容形式中,觸摸面板210包括按行列布置的觸摸電極(驅動電極和感應電極),每行和每列的交叉處會存在一個互電容,該互電容可以被認爲是一個觸摸感測單元。向每條驅動電極施加驅動訊號,並從所有感應電極讀取針對該驅動訊號的感應電極訊號。當發生觸摸時,觸摸位置附近的觸摸電極的互電容值會發生改變,從而會引起至少一部分感應電極訊號的值的改變,從而可以確定發生觸摸。
觸摸感測裝置100可包括多個觸摸感測電路,用110_1~110_N來表示。可以針對每個觸摸感測單元設置一個觸摸感測電路,基於從觸摸感測單元獲得的電訊號的改變而確定在該觸摸感測單元正在發生觸摸,此觸摸感測電路的數量應該爲M個(A*B個)。在一些實施例中,可以針對每一行設置一個觸摸感測電路並且針對每一列設置一個觸摸感測電路,即橫向和縱向設置多個感測通道,每個感測通道設置有一個觸摸感測電路,在這種情況下,需要檢測橫向的通道以及縱向的通道,以基於檢測到電訊號發生改變的通道對應的行和列而確定發生觸摸的觸摸感測單元的位置,觸摸感測電路的數量應該爲A+B個。此外,在觸摸感測單元爲互電容形式的情況下,可以將對每個驅動電極施加驅動訊號以及從多個感應電極獲得多個感應電極訊號的一個或多個電路共同當做該驅動電極對應的觸摸感測電路。
觸摸感測裝置100還可以包括與多個觸摸感測電路110_1~110_N一一對應的多個運算單元112_1~112_N以及多個數位處理單元114_1~114_N(例如,每個數位處理單元包括類比數位轉換器(ADC)以及數位後端(DBE)電路,數位後端電路包括相關的特定功能性的數位處理電路,也可以省略,本發明並不加以限制)等等,其中N爲正整數。每個觸摸感測電路110_1~110_N可以從觸摸感測單元得到感測訊號,並將得到的感測訊號提供到後續的運算單元和數位處理單元等等,以輸出一數位訊號。觸摸感測電路110_1~110_N至運算單元112_1~112_N之間的各條路徑之間可相互提供訊號,以分別進行各自的訊號運算。後續的控制器可以根據數位處理單元提供的各個訊號而進行觸摸位置的確定。
在本實施例中,運算單元112_1~112_N可以實施以電流、電壓或電荷形式的運算方式,來實現本發明各實施例所述的運算功能。
值得注意的是,本發明中的前文或後文的所述“噪聲”可包括觸摸面板接收到的來自顯示面板的干擾,例如來自顯示面板220的陰極噪聲(cathode noise)、共模噪聲(common mode noise)或其他噪聲,本發明並不加以限制。在一實施例中,顯示面板可例如是有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode,OLED)顯示面板、液晶顯示器(Liquid-Crystal Display,LCD)面板、mini-led或其他類型的顯示器面板,本發明並不加以限制。並且,觸摸感測電路也可以整合在具有顯示驅動的複合式芯片當中,例如觸控和顯示驅動器整合(Touch and Display Driver Integration,TDDI)芯片。另外,在另一實施例中,顯示觸摸面板更可以整合有指紋觸摸面板,以致本發明的所述“噪聲”更可能包括來自指紋觸摸面板的干擾。並且,觸摸感測電路亦整合在具有指紋感測驅動以及顯示驅動的複合式芯片當中,例如指紋、觸控和顯示驅動器整合(Fingerprint, Touch and Display driver Integration,FTDI)芯片。
在本發明的實施例中,以自電容爲例,對於每個觸摸感測單元,在觸摸感測單元對應的觸摸電極的接觸墊的面積相同的情況下,基於平行板電容器形成原理可知在觸摸電極的水平位置固定的情況下,觸摸電極的自電容與接觸墊的面積成正比,因此默認這兩個觸摸電極的自電容值相等的。對於指示它們所承受的外界干擾(例如,顯示噪聲、以及共模噪聲等)的噪聲訊號,該噪聲訊號對觸摸感測單元的影響的示意圖可以如第2圖所示,並且噪聲訊號的值可以與觸摸感測單元的觸摸電極的接觸墊面積相關以及與觸摸感測單元的位置相關。
在第2圖中,示出了兩個觸摸感測單元以及對應的兩個觸摸感測電路。第一觸摸感測單元具有自電容Cs1且第二觸摸感測單元具有自電容Cs2,在如第2圖所示的情況下,觸摸感測單元對應的觸摸電極的接觸墊的面積相同,由於自電容的大小可以由觸摸感測單元對應的觸摸電極的接觸墊的面積決定,因此每個觸摸感測單元的自電容Cs1和Cs2是相等的,並且噪聲訊號的電壓Vn1和Vn2分別施加到與每個觸摸感測單元的自電容Cs1和Cs2上。此外,一般對於同一個觸摸面板,每個觸摸電極所承受的噪聲訊號的電壓Vn1或Vn2的值可以與觸摸電極的接觸墊面積相關以及與觸摸電極的位置相關。
同樣的,在觸摸感測單元爲互電容形式的情況下,互電容值也會由觸摸電極(驅動電極和感應電極)的相對面積決定。例如,第1行的驅動電極和第1列的感應電極之間的互電容的互電容值由這兩個電極的相對面積決定。此外,該互電容所承受的噪聲訊號的電壓值也與該相對面積相關以及與觸摸電極(驅動電極和感應電極)的位置相關。
本發明的實施例提出的用於觸摸面板的觸摸感測方法能夠用於減小由於這些噪聲對觸摸感測結果的影響。
此外,在另外一些情況下,一些觸摸感測單元的自電容(互電容)可能並不相等,例如第2圖中的Cs1與Cs2各自可能是不相等的,這可以是由於觸摸電極面積的大小決定的,此時在進行觸摸感測的時候還需要考慮到這一點。這將在後文的描述中進行詳細描述。
下面結合第3A-4E圖對根據本發明實施例的用於觸摸面板的觸摸感測方法進行詳細描述。第3A-3B圖示出了根據本發明實施例的用於觸摸面板的觸摸感測方法的流程示意圖。該觸摸感測方法可以用於第1圖所示的觸摸感測裝置。第4A-4E圖示出了根據本發明的一實施例的用於待測觸摸感測單元的觸摸感測電路(簡稱爲待測觸摸感測電路)與用於基準觸摸感測單元的觸摸感測電路(簡稱爲基準觸摸感測電路)的示例對應關係的示意圖。
所述觸摸面板包括多個觸摸感測單元。
如第3A圖所示,在步驟S301中,確定多個觸摸感測電路中的至少一個觸摸感測電路作爲至少一個待測觸摸感測電路,並確定所述多個觸摸感測電路中的至少一個觸摸感測電路作爲至少一個基準觸摸感測電路。
其中,每個待測觸摸感測電路具有與其對應的基準觸摸感測電路。例如,所述至少一個待測觸摸感測電路可以與同一個基準觸摸感測電路相對應,或者,所述至少一個待測觸摸感測電路可以與不同的基準觸摸感測電路相對應。
每個觸摸感測電路具有與其對應的觸摸感測單元。例如,在觸摸感測單元爲自電容形式的情況下,觸摸感測電路可以與觸摸感測單元一一對應。或者,每個待測觸摸感測電路對應一行或一列上的多個觸摸感測單元,對應的基準觸摸感測電路也對應一行或一列上的多個觸摸感測單元。此外,在待測觸摸感測電路與基準觸摸感測電路可以分時工作時,待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路甚至可以是同一個觸摸感測電路,從而可以在不同時間(分時地)對同一個觸摸感測單元進行感測。
在觸摸感測單元爲互電容形式的情況下,可以對每個驅動電極施加觸摸激勵訊號,以及從多個感應電極獲得多個感應電極訊號。在此情況下,可以將每個觸摸感測電路分爲兩部分:激勵訊號施加子電路、以及觸摸檢測子電路。而且,一行的所有觸摸感測單元的各自的驅動電極可以是共享的,並且各自的激勵訊號施加子電路也可以是共享的。可以透過不同的觸摸檢測子電路從不同的感應電極獲得多個感應電極訊號。同樣的,在待測觸摸感測電路與基準觸摸感測電路可以分時工作時,待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路可以共享相同的多個觸摸檢測子電路(例如,多個觸摸檢測子電路的數量與感應電極的數量相同),並且,待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路甚至可以是同一個觸摸感測電路,從而可以在不同時間(分時)向同一個驅動電極施加觸摸激勵訊號和觸摸基準訊號,並對應地在不同時間(分時)從所有感應電極獲取多個感應電極訊號。
在步驟S302中,透過每個待測觸摸感測電路向對應的觸摸感測單元發送觸摸激勵訊號,並得到至少一個觸摸感測訊號。
例如,在觸摸感測單元爲自電容形式的情況下,每個待測觸摸感測電路可以向對應的一個觸摸感測單元施加觸摸激勵訊號,並從該觸摸感測單元獲取一個感應訊號,作爲觸摸感測訊號。透過多個待測觸摸感測電路可以從多個觸摸感測單元獲取多個感應訊號,即多個觸摸感測訊號。
例如,在觸摸感測單元爲互電容形式的情況下,與一行驅動電極對應的多個待測觸摸感測電路所共享的激勵訊號施加子電路向所述驅動電極施加驅動訊號,以及多個待測觸摸感測電路的觸摸檢測子電路從多個感應電極獲得多個感應電極訊號,作爲多個觸摸感測訊號。例如,當向一行驅動電極施加驅動訊號時,會從所有感應電極獲得針對該驅動訊號的多個觸摸感測訊號。
在步驟S303中,透過每個基準觸摸感測電路向對應的觸摸感測單元發送觸摸基準訊號,並得到至少一個基準感測訊號,其中,所述觸摸基準訊號與所述觸摸激勵訊號是不同的訊號。
得到至少一個基準感測訊號的過程與上述得到至少一個觸摸感測訊號的過程類似。
此外,觸摸激勵訊號可以是可變訊號(例如,頻率或幅值可變的訊號),觸摸基準訊號可以是直流訊號或另一可變訊號。
在步驟S304中,根據所述至少一個基準感測訊號與所述至少一個觸摸感測訊號得到至少一個感測訊號。
例如,針對每個觸摸感測訊號,將該觸摸感測訊號與一個基準感測訊號相減,得到差值訊號,作爲一個感測訊號,其中,得到該觸摸感測訊號的待測觸摸感測電路與得到所述一個基準感測訊號的基準觸摸感測電路是相對應的。
例如,在觸摸感測單元爲自電容形式的情況下,將從每個待測觸摸感測電路對應的觸摸感測單元獲取的觸摸感測訊號與從該待測觸摸感測電路對應的基準觸摸感測電路對應的觸摸感測單元獲取的基準感測訊號進行相減,得到差值訊號。
例如,在觸摸感測單元爲互電容形式的情況下,在一個待測觸摸感測電路(其激勵訊號施加子電路)向一個驅動電極施加觸摸激勵訊號後會獲取多個觸摸感測訊號。將該多個觸摸感測訊號中的每一者與該待測觸摸感測電路對應的基準觸摸感測電路(其激勵訊號施加子電路)向另一個驅動電極施加觸摸基準訊號後獲取的多個基準感測訊號之一進行相減,得到至少一個差值訊號。針對對應的一對待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路,多個觸摸感測訊號和基準感測訊號可以任意組合。例如,對於3×3陣列形式布置的互容式觸摸感測單元,第一到第三待測觸摸感測電路所共享的激勵訊號施加子電路向第一行的驅動電極施加了觸摸激勵訊號TX1後,所述第一到第三待測觸摸感測電路可以得到三個觸摸感測訊號(R11,R12,R13),對應的第一到第三基準觸摸感測電路所共享的激勵訊號施加子電路向第二行的驅動電極施加了觸摸基準訊號TX2,所述第一到第三基準觸摸感測電路可以得到了三個基準感測訊號(R21,R22,R23),可以將其中一個觸摸感測訊號(例如,R11)與任一個基準感測訊號(例如,R21、R22或R23)相減。
此外,還考慮到觸摸感測單元處的電容值以及噪聲訊號的大小等將由每個觸摸感測單元的觸摸電極的接觸墊面積(自電容)或相對面積(互電容時驅動電極和感應電極的相對面積)決定,因此針對上述一對觸摸感測訊號和基準感測訊號,可以將基準觸摸訊號與預設係數相乘,其中所述預設係數與從其得到該觸摸感測訊號的一個觸摸感測單元的觸摸電極的接觸墊面積(自電容)或相對面積(互電容時驅動電極和感應電極的相對面積)與從其得到所述一個基準觸摸訊號的一個觸摸感測單元的觸摸電極的接觸墊面積(自電容)或相對面積(互電容時驅動電極和感應電極的相對面積)之間的比值相關,並且將所述觸摸感測訊號和與所述預設係數相乘之後的所述基準感測訊號進行相減,得到所述差值訊號。
可選地,向從其得到該觸摸感測訊號的一個觸摸感測單元施加的觸摸激勵訊號和向從其得到所述一個基準感測訊號的一個觸摸感測單元施加的觸摸基準訊號爲相位、幅值和頻率至少一項不同的兩個可變訊號。在僅幅值不同的情況下,這兩個可變訊號的幅值的比值可以與上述觸摸感測單元所承受的噪聲訊號的值之間的比值相關、和/或與上述觸摸感測單元的觸摸電極的接觸墊面積或相對面積之間的比值相關。
在步驟S305中,根據所述至少一個感測訊號,獲取所述至少一個待測觸摸感測電路與所述至少一個基準觸摸感測電路所感測到的電容差值。
所得到的至少一個感測訊號中的每一者已經去除了至少一部分噪聲,因此可以用於計算電容差值,從而確定觸摸是否發生。
下面以自電容爲例對本發明的實施例的更多細節進行詳細說明。
第3B圖示出了在觸摸感測單元爲自電容形式的情況時的觸摸感測方法。
如第3B圖所示,在步驟S310中,確定多個觸摸感測電路中的至少一個觸摸感測電路作爲第一數量的待測觸摸感測電路,並確定所述多個觸摸感測電路中的至少一個觸摸感測電路作爲第二數量的基準觸摸感測電路,其中每個觸摸感測電路具有與其對應的觸摸感測單元,並且每個待測觸摸感測電路具有其對應的基準觸摸感測電路。
可選地,每個觸摸感測電路具有與其對應的觸摸感測單元,用於感測觸摸感測單元上發生的觸摸並輸出觸摸訊號。例如,當用戶的手指或筆觸摸或接近該觸摸感測單元時,該觸摸感測電路能夠感測到該觸摸感測單元處的電容變化,從而向後續的運算單元輸出指示該變化的輸出訊號。
可選地,多個觸摸感測電路可根據不同的配置方式而分別選擇性地配置成不同類型的觸摸感測電路。例如,待測觸摸感測電路與基準觸摸感測電路的對應方式可以爲全對一、多對一、以及一對一。一般待測觸摸感測電路的數量大於等於基準觸摸感測電路。
例如,在全對一的情況下,第一數量的待測觸摸感測電路可以與同一個基準觸摸感測電路相對應,即多個觸摸感測電路中的僅一個觸摸感測電路作爲基準觸摸感測電路,也就是說,第二數量爲1,第一數量爲N-1。
又例如,在一對一或多對一的情況下,第一數量的待測觸摸感測電路可以與不同的基準觸摸感測電路相對應,即第二數量可以大於1,且多個待測觸摸感測電路可以與一個基準觸摸感測電路相對應,其中:一種特殊的情形,待測觸摸感測電路與基準觸摸感測電路是一一對應的(一對一);另一種特殊情形,多個觸摸感測電路中包括多組,每一組中包括一個基準觸摸感測電路以及剩餘的待測觸摸感測電路(多對一)。
應理解,根據具體配置,一個觸摸感測電路可以作爲與一個基準觸摸感測電路對應的待測觸摸感測電路,又可以作爲另一個待測觸摸感測電路的基準觸摸感測電路。也就是說,待測觸摸感測電路與基準觸摸感測電路可以以多種方式對應,只要每個待測觸摸感測電路能夠與一個基準觸摸感測電路對應,並且能夠透過對每個觸摸感測電路的時序控制等來實現對所有觸摸感測單元的觸摸感測即可。
例如,假設存在6*1個觸摸感測單元(實際上觸摸感測單元不僅限於6個,這裡僅僅是爲了舉例說明),如第4A圖所示,對應於全對一的情況,將用於感測第1個觸摸感測單元的觸摸感測電路確定爲基準觸摸感測電路(第二數量爲1),而將用於感測其餘5個觸摸感測單元的觸摸感測電路確定爲待測觸摸感測電路(第一數量爲5),5個觸摸感測電路分別從各自對應的觸摸感測單元接收觸摸感測訊號,並且基準觸摸感測電路從對應的一個觸摸感測單元接收基準感測訊號。
另外,對於一對一的情況,如第4B圖所示,也可以順序地將每兩個相鄰觸摸感測單元對應的觸摸感測電路分別當作基準觸摸感測電路和待測觸摸感測電路,或者,如第4C圖所示,可以將第1-3個觸摸感測電路分爲基準觸摸感測電路組,第4-6個觸摸感測電路分爲待測觸摸感測電路組,然後將組內對應位置的觸摸感測電路(例如,第1個與第4個、第2個與第5個、以及第3個與第6個觸摸感測電路)分別對應。
此外,對於一對一的特殊情況,在待測觸摸感測電路與基準觸摸感測電路可以分時工作時,待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路甚至可以是同一個觸摸感測電路,從而可以分時地對相同的觸摸感測單元進行感測,即觸摸感測電路自身在不同時段分別作爲待測觸摸感測電路與基準觸摸感測電路。例如,在第一時段內,各個觸摸感測電路均作爲待測觸摸感測電路,向第1-6個觸摸感測單元均施加觸摸激勵訊號,並獲得6個觸摸感測訊號,然後在第二時段內,各個觸摸感測電路均作爲基準觸摸感測電路,向第1-6個觸摸感測單元均施加觸摸基準訊號,並獲得6個基準感測訊號。
再例如,對應於多對一的情況,如第4D圖所示,可以將第1-3個觸摸感測電路分爲第一組,第4-6個觸摸感測電路分爲第二組,並將第一組中的第1個觸摸感測電路作爲基準觸摸感測電路,剩餘兩個觸摸感測電路作爲待測觸摸感測電路,並將第二組中包括的第4個觸摸感測電路作爲基準觸摸感測電路,剩餘兩個觸摸感測電路作爲待測觸摸感測電路。
另外,如前面所述,一個觸摸感測電路可以作爲與一個基準觸摸感測電路對應的待測觸摸感測電路,又可以作爲另一個待測觸摸感測電路對應的基準觸摸感測電路。如第4E圖所示,第2個觸摸感測電路相對於第1個觸摸感測電路可以爲待測觸摸感測電路,但是相對於第3個觸摸感測電路又可以是基準觸摸感測電路,同樣的,第3個觸摸感測電路相對於第2個觸摸感測電路爲待測觸摸感測電路,但相對於第4個觸摸感測電路又可以是基準觸摸感測電路,以此類推,並且第6個觸摸感測電路可以與第1個觸摸感測電路對應,從而可以對所有觸摸感測單元進行觸摸檢測。
每一對待測觸摸感測電路和基準感測電路的輸出訊號輸入到運算單元以進行運算,並且每個基準觸摸感測電路的輸出訊號也單獨輸入運算單元,將用於如將在後文描述的殘留噪聲訊號消除過程。當然,也可以存在根據本發明構思的待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路其他對應方式,這都不脫離本發明的範圍。
如將在後面描述的,當基準觸摸感測電路接收的觸摸基準訊號爲DC電壓時,由於此時基準觸摸感測電路並不能感測其對應的觸摸感測單元處的觸摸,因此爲了執行完整的觸摸感測過程,可以進行多次上述確定過程,從而使得每個觸摸感測單元對應的觸摸感測電路都能被作爲一次待測觸摸感測電路,從而感測在該觸摸感測單元處發生的觸摸。例如,如果觸摸面板上的觸摸感測單元(自電容)按照3×3陣列布置(9個觸摸感測單元),可以在第一次確定過程中,將第一行和第一列(1,1)的觸摸感測單元對應的觸摸感測電路作爲基準觸摸感測電路,並將剩下的8個觸摸感測單元對應的8個觸摸感測電路作爲待測觸摸感測電路,然後執行如將在後文描述的觸摸感測操作,以判斷是否在這8個觸摸感測單元處發生觸摸;然後,在第二次確定過程中,將第一行和第一列的觸摸感測單元對應的觸摸感測電路作爲待測觸摸感測電路,並將剩下的觸摸感測單元對應的8個觸摸感測電路中的任何一個作爲基準觸摸感測電路,然後執行如將在後文描述的觸摸感測操作,以判斷是否在第一行第一列的觸摸感測單元處發生觸摸。
因此,在第4A圖所示的情況下,在第二次確定過程中(未示出),可以將第1個觸摸感測單元的觸摸感測電路確定爲待測觸摸感測電路,並將第2-6個觸摸感測電路中的任一個確定爲對應的基準觸摸感測電路。
在第4B圖所示的情況下,在第二次確定過程中(未示出),可以將相鄰兩個觸摸感測單元對應的觸摸感測電路又分別當作待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路。
在第4C圖所示的情況下,在第二次確定過程中(未示出),可以將第1-3個觸摸感測電路分爲待測觸摸感測電路組,第4-6個觸摸感測電路分爲基準觸摸感測電路組,然後將組中相同位置的觸摸感測電路分別對應。
在第4D圖所示的情況下,在第二次確定過程中(未示出),可以將第一組中的第1個觸摸感測電路和第二組中的第4個觸摸感測電路確定爲待測觸摸感測電路,將第一組中的第2個或第3個觸摸感測電路作爲與第1個觸摸感測電路對應的基準觸摸感測電路,並且將第二組中的第5個或第6個觸摸感測電路作爲與第2個觸摸感測電路對應的基準觸摸感測電路。
在步驟S320中,使每個待測觸摸感測電路的第一端接收觸摸激勵訊號(TX1),第二端向對應的觸摸感測單元施加所述觸摸激勵訊號(TX1)並接收來自所述對應的觸摸感測單元的觸摸感測訊號,從輸出端輸出第一輸出訊號。
例如,觸摸激勵訊號可以是第一可變訊號,例如脈衝波、正弦波、三角波訊號以及其他可變訊號(幅值、和/或頻率等可變的訊號)。
當待測觸摸感測電路將觸摸激勵訊號(TX1)施加到觸摸感測單元上時,待測觸摸感測電路可以從該觸摸感測單元上得到電訊號(例如,電壓、電流或電荷訊號),例如,透過該觸摸激勵訊號而對觸摸電極的自電容的充放電,從觸摸電極可以獲得具有對應的充放電電壓的電壓訊號。
如前面所述,顯示面板以及指紋識別面板等會對觸摸面板的觸摸感測帶來噪聲,當觸摸激勵訊號爲第一可變訊號時,在有觸摸發生的情況下,待測觸摸感測電路獲得的觸摸感測訊號包括噪聲訊號和觸控訊號,因此第一輸出訊號可以視爲包括第一噪聲訊號和第一觸控訊號。
待測觸摸感測電路在從觸摸感測單元得到觸摸感測訊號之後,從輸出端輸出與該觸摸感測訊號相關聯的第一輸出訊號。由於存在第一數量的待測觸摸感測電路,因此相應地有存在第一數量的第一輸出訊號。
在步驟S330中,使每個基準觸摸感測電路的第一端接收觸摸基準訊號(DC/TX2),第二端向對應的觸摸感測單元施加所述觸摸基準訊號(DC/TX2)並接收來自所述對應的觸摸感測單元的基準感測訊號,從輸出端輸出第二輸出訊號,其中,所述觸摸基準訊號(DC/TX2)與所述觸摸激勵訊號(TX1)是不同的訊號,即其頻率、相位、幅值至少有一者不同。
基準觸摸感測電路在從觸摸感測單元得到基準感測訊號之後,從輸出端輸出與該基準感測訊號相關聯的第二輸出訊號。由於存在第二數量的基準觸摸感測單元,因此相應地存在第二數量的第二輸出訊號。
基準觸摸感測電路和待測觸摸感測電路的工作過程相同,僅僅是各自對應的觸摸感測單元位置可能不同(分時的情況下也可能相同),以及所涉及的觸摸基準訊號(DC/TX2)與所述觸摸激勵訊號(TX1)是不同的訊號。
觸摸基準訊號可以爲一直流訊號或者與第一可變訊號不同的第二可變訊號。當觸摸基準訊號爲直流訊號(例如,0V、1V的電壓訊號)時,在觸摸基準訊號施加到基準觸摸感測單元之後,即使有觸摸發生,基準觸摸感測電路獲得的基準感測訊號也僅包括噪聲訊號;當觸摸基準訊號爲第二可變訊號時,在有觸摸發生的情況下,基準觸摸感測電路獲得的基準感測訊號包括噪聲訊號和觸控訊號,因此第二輸出訊號可視爲包括第二噪聲訊號和第二觸控訊號。該第二輸出訊號被用於與該基準觸摸感測電路對應的待測觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號進行噪聲訊號的消除。可選地,在觸摸激勵訊號爲第一可變訊號,觸摸基準訊號爲第二可變訊號的情況下,所述觸摸激勵訊號和觸摸基準訊號可以爲僅幅值不同的訊號。
可選地,每個待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路均僅對應一個觸摸感測單元,或均對應相同數量的多個觸摸感測單元。
例如,每個待測觸摸感測電路可以僅對應一個觸摸感測單元(即,向其施加觸摸激勵訊號並從其獲取觸摸感測訊號),且所述待測觸摸感測電路對應的基準觸摸感測電路可以對應另一個觸摸感測單元。
例如,每個待測觸摸感測電路可以對應同一行或一列上的觸摸感測單元,而相應地,所述待測觸摸感測電路對應的基準觸摸感測電路可以對應另一行或一列上的觸摸感測單元。
在步驟S340中,根據第一數量的第一輸出訊號與第二數量的第二輸出訊號,得到每個待測觸摸感測電路與對應的基準觸摸感測電路所感測到的電容差值。
每個待測觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號(與觸摸感測訊號相關聯)與對應的基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號(與基準感測訊號相關聯)相減,在有觸摸發生的情況下,第一輸出訊號包括第一噪聲訊號和第一觸控訊號,第二輸出訊號包括第二噪聲訊號(觸摸基準訊號爲DC的情況下)或第二噪聲訊號和第二觸控訊號(觸摸基準訊號爲第二可變訊號的情況下),透過將兩者相減,能夠消除至少一部分噪聲訊號,從而可以提高感測的精確度,並且當待測觸摸感測電路與基準觸摸感測電路分別對應的觸摸感測單元位置越接近,觸摸感測單元所受到的干擾相互之間就越相似(如果觸摸電極的接觸墊面積相同),因此第一噪聲訊號和第二噪聲訊號也越相似,從而噪聲消除效果越好,甚至可以完全消除噪聲。
因此,可以將每個待測觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號與對應的基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號相減,得到差值訊號。
如前面所述,第一輸出訊號與觸摸感測訊號相關聯,且包括第一噪聲訊號和第一觸控訊號,第二輸出訊號與基準感測訊號相關聯,且包括第二噪聲訊號和第二觸控訊號(以第一噪聲訊號與第二噪聲訊號相同爲例),觸控訊號可以體現爲電流、電壓或電荷訊號。在觸摸發生的情況下,如果觸摸基準訊號爲DC訊號,則第二輸出訊號僅包括噪聲訊號,且將第一輸出訊號與第二輸出訊號相減得到的差值訊號已經不存在噪聲訊號,且僅包括第一觸控訊號,第一觸控訊號對應的電壓、電流或電荷值相對於理論值(理論值根據待測觸摸感測電路的結構以及觸摸激勵訊號TX1而可以預先確定)會産生改變;如果觸摸基準訊號爲第二可變訊號TX2,則將第一輸出訊號與第二輸出訊號相減得到的差值訊號僅包括指示第一觸控訊號和第二觸控訊號的差異的訊號(噪聲已經被消除),且差值訊號對應的電流、電壓或電荷值相對於理論值(同樣地,可以基於待測/基準觸摸感測電路的結構以及觸摸激勵訊號TX1、觸摸基準訊號TX2而可以預先確定)也存在改變。
因此,基於每一對觸摸感測電路(每個待測觸摸感測電路和對應的一個基準觸摸感測電路)輸出的第一輸出訊號和第二輸出訊號,可以得到多個差值訊號,根據這些差值訊號各自的值,從而可以得到多對觸摸感測電路所感測到的多個電容差值。
如前面所述,在一些情況下,對於每一對的待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路,它們各自對應的觸摸感測單元的觸摸電極的接觸墊面積可能並不相等,因此需要將基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號與預設係數相乘,然後再將所述第一輸出訊號和與所述預設係數相乘之後的第二輸出訊號進行相減,得到所述差值訊號,其中所述預設係數與該待測觸摸感測電路以及該對應的基準觸摸感測電路各自對應的觸摸感測單元的觸摸電極的接觸墊面積之間的比值相關。
此外,同時,在該對中的待測觸摸感測電路接收的觸摸激勵訊號與對應的基準觸摸感測電路接收的觸摸基準訊號爲僅幅值不同的兩個可變訊號時,所述兩個可變訊號的幅值的比值與該待測觸摸感測電路以及該對應的基準觸摸感測電路各自對應的觸摸感測單元的觸摸電極的接觸墊面積之間的比值相關。這將在後文結合第5A-5B圖進行詳細描述。
更具體地,所述第一輸出訊號和第二輸出訊號爲電壓訊號,此時,可以將每個待測觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號與對應的基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號輸入到減法器以進行相減。減法器電路可以是例如模擬電路。
基於減法器的上述相減過程的示意圖將如後文第6B圖所示。如第6B圖所示,將第一輸出訊號(用OUT1表示)和第二輸出訊號(用OUT2表示)分別輸入到減法器電路的兩端,減法器電路將兩者進行相減而得到差值訊號,即,FOUT1=OUT1-k*OUT2。這裡,預設係數k與待測觸摸感測電路對應的觸摸感測單元的觸摸電極的接觸墊面積與基準觸摸感測電路對應的觸摸感測單元的觸摸電極的接觸墊面積的比值相關,k大於0。
或者,所述第一輸出訊號和第二輸出訊號爲電流訊號,此時,可以將第二輸出訊號經電流鏡電路的一輸入端被輸入到電流鏡電路中的鏡像模組,並從所述鏡像模組向電流鏡電路中的疊加模組輸出負極性的輸出訊號;以及將第一輸出訊號經電流鏡電路的另一輸入端輸入疊加模組,以與負極性的輸出訊號進行疊加後,經電流鏡電路的輸出端輸出。
基於電流鏡電路的上述相減過程的示意圖如第6B圖所示,電流鏡電路的一輸入端接收電流形式的第二輸出訊號,然後透過鏡像模組生成鏡像電流訊號,並透過合適的接地,就可以從電流鏡電路的鏡像模組輸出負極性的輸出訊號,電流鏡電路的第二輸入端接收第一輸出訊號,然後電流鏡電路中的疊加模組將第一輸出訊號與該負極性的輸出訊號(均爲電流形式)疊加,以從電流鏡電路的輸出端輸出疊加後的訊號,顯然疊加後的訊號的值即爲第一輸出訊號與第二輸出訊號的差值訊號的值,即,FOUT1= OUT1- k*OUT2。同樣的,預設係數k與待測觸摸感測電路對應的觸摸感測單元的觸摸電極的接觸墊面積與基準觸摸感測電路對應的觸摸感測單元的觸摸電極的接觸墊面積的比值相關。
或者,第一輸出訊號和第二輸出訊號還可以爲電荷訊號,透過將待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路對應的觸摸感測單元的自電容上的電荷進行相減,從而抵消掉自電容上的噪聲電荷,原理與電壓或電流形式的類似,因此這裡不再重複。
此外,上述第一輸出訊號、第二輸出訊號以及對應的差值訊號均爲模擬訊號,因此需要將它們轉換爲數位訊號(例如,經由類比數位轉換器(ADC))以便於後面的數位後端進行處理(數位後端包括相關的特定功能性的數位處理電路,也可以省略,本發明並不加以限制),並將轉換後的或者處理後的數位訊號提供給控制器等進行處理以確定觸摸位置。
同時,由於在觸摸感測電路相互之間的干擾以及訊號傳輸路徑或其他路徑可能具有其他響應,因此,在得到上述差值訊號(即消除了由於顯示面板等帶來的至少一部分噪聲的訊號)之後,需要對該差值訊號進行類比數位轉換以及後續數位處理得到對應的數位訊號,從而會存在其他形式的噪聲訊號(對應的數位訊號中的噪聲訊號統稱爲最終殘留噪聲訊號),因此還應該考慮能夠將該最終殘留噪聲訊號消除的方式。
首先考慮如何得到該最終殘留噪聲訊號的值。如參考第1圖所描述的,多個觸摸感測電路110_1~110_N與多個運算單元112_1~112_N以及多個數位處理單元114_1~114_N(包括類比數位轉換器和數位後端等等)一一對應,而運算單元可以將兩個輸入端的訊號(如第一輸出訊號和第二輸出訊號)進行相減,因此一種可能的方式是將現有的基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號與自身透過運算單元進行相減(由於減法器電路是現有的),從而從運算單元的輸出端輸出初始殘留噪聲訊號(例如,具有0或比較小的值),然後將該初始殘留噪聲訊號輸入對應的數位處理單元,從而在後續數位處理單元輸出的訊號的值就爲最終殘留噪聲訊號的值。那麽對於與這樣的一個基準觸摸感測電路相對應的一個或多個待測觸摸感測電路,將這些待測觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號分別與第二輸出訊號經過運算單元相減之後得到的一個或多個差值訊號經過數位處理單元之後得到的數位訊號減去上述最終殘留噪聲訊號,則可以將每個差值訊號對應的數位訊號當中的最終殘留噪聲訊號消除,進而可獲得準確的觸摸面板的觸摸感測結果。例如,將這些差值訊號經過數位處理單元之後得到的數位訊號與將初始殘留噪聲訊號輸入數位處理單元之後得到的數位訊號(最終殘留噪聲訊號)輸入到後續控制器,透過控制器對基於差值訊號得到的每個數位訊號和基於初始殘留噪聲訊號得到的數位訊號進行相減,以得到去除了最終殘留噪聲訊號的、差值訊號對應的各個數位訊號,從而可以根據這些數位訊號的值而得到各個感測到的電容差值,進而進行觸摸位置的確定。
也就是說,步驟S340可以包括:對於每個待測觸摸感測電路和對應的基準觸摸感測電路,基於該對應的基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號生成第一數位訊號,例如,首先生成初始殘留噪聲訊號,然後將該初始殘留噪聲訊號進行處理得到第一數位訊號(最終殘留噪聲訊號);將該待測觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號和對應的基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號的差值訊號處理爲第二數位訊號;將第二數位訊號與第一數位訊號相減,得到去除了處理過程導致的最終殘留噪聲訊號的差值數位訊號;以及基於差值數位訊號得到該待測觸摸感測電路與對應的基準觸摸感測電路所感測到的電容差值。
通常,如前面所述,對於每個觸摸感測單元,如果它們對應的觸摸電極的接觸墊的面積相同,默認它們受到外界的干擾(例如,顯示噪聲、共模噪聲等)是相等的,各個觸摸感測電路的等效的電路如第5A-5B圖所示(示出一對)。
第5A-5B圖示出了根據本發明的一實施例的一對觸摸感測電路進行觸摸感測時的等效電路。在第5A圖中,Cs1爲待測觸摸感測電路對應的一個觸摸感測單元的自電容值,Cs2爲基準觸摸感測電路對應的一個觸摸感測單元的自電容值,Vn1和Vn2分別爲待測和基準觸摸感測電路對應的觸摸感測單元受到的等效的噪聲電壓(爲了便於描述,對應的噪聲訊號也分別用Vn1和Vn2來表示),TX1爲施加到待測觸摸感測電路的觸摸激勵訊號,TX2(第5B圖)或DC(第5A圖)爲施加到基準觸摸感測電路的觸摸基準訊號,Gs爲觸摸感測電路的等效電導。雖然圖5中僅示出了一對觸摸感測電路,但是本領域技術人員應該理解,這僅僅是爲了更清楚地描述本發明的實施例,實際上還可以包括更多對的觸摸感測電路,一個基準觸摸感測電路可以與多個待測觸摸感測電路相對應。
在很多情況下,所有觸摸感測單元的自電容是相等的(觸摸電極的觸摸墊的面積相等)。此外,將觸摸驅動訊號(即用於待測觸摸感測電路的幅值爲Vtx1的觸摸激勵訊號TX1或用於基準觸摸感測電路的觸摸基準訊號DC或幅值爲Vtx2的TX2,TX1與TX2爲相同的可變訊號)施加到每個觸摸感測單元。
由於Cs1基本與Cs2相等,且Vn1基本與Vn2相等,公式(1)中的值爲0或接近0的較小值,即去除了噪聲訊號,從而Vo1基本對應於觸摸激勵訊號的電壓,而在發生觸摸時候假設,Cs1發生變化,因此該Vo1的電壓會發生明顯變化,從而可以用於確定觸摸感測電路(待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路)所感測到的電容差值,從而與尚未發生觸摸時的電容差值比較,即可確定在該待測觸摸感測電路對應的觸摸感測單元處是否有觸摸發生。
由於Cs1基本與Cs2相等,且Vn1基本與Vn2相等,公式(1)中的值爲0或接近0的較小值,即去除了噪聲訊號,從而Vo1僅需對應於觸摸激勵訊號的電壓以及觸摸基準訊號的電壓的電壓差(可有較大的動態範圍),假設Cs1變化,該Vo1的電壓會發生變化,從而可以用於確定觸摸感測電路(待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路)所感測到的電容差值,從而與尚未發生觸摸時的電容差值比較,即可確定在該待測觸摸感測電路對應的觸摸感測單元處是否有觸摸發生。
但是,如前面所述,在一些情況下,某些觸摸感測單元的自電容並不相等。因此,針對每一對觸摸感測電路(一個待測觸摸感測電路和一個基準觸摸感測電路),如果各自對應的觸摸感測單元的接觸墊的面積不等,則Cs1和Cs2會明顯不相等。或者,根據待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路對應的觸摸感測單元所位於的不同位置以及接觸墊的面積,即使Cs1基本與Cs2相等,Vn1和Vn2也可能並不相等。或者,Cs1與Cs2不相等且Vn1和Vn2也不相等。
由公式(1)和(2)可知,如果Cs1和Cs2不相等,和/或Vn1和Vn2不相等,如果不做任何修改,將不能很好地消除噪聲訊號。以下針對這些情況進行詳細說明。
因此,本發明的實施例提出了一種方式,將基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號乘以一個係數k,再將對應的待測觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號與乘以了k的第二輸出訊號進行相減。其中,k可以與待測觸摸感測電路對應的觸摸感測單元的自電容值與基準觸摸感測電路對應的觸摸感測單元的自電容值的比值(也即前文所述的接觸墊面積的比值)相關。類似的,也可以認爲k與Vn1和Vn2的比值相關。此外,Vn1和Vn2相位相差180°時,k爲負值。以下示例首先以Vn1和Vn2相等且同相爲例,不等或者非同相的過程也可類似地推導。主要是選擇合適的k值使得公式中的噪聲部分的值爲0。
例如,以與公式(1)類似的方式進行推導,假設Cs1/Cs2=k1,k1可視爲上述的接觸墊面積的比值,在觸摸基準訊號爲DC訊號的情況下,將基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號乘以k,則可以得到如下公式(3):
𝑉𝑜1=𝐺𝑠×(𝑉𝑡𝑥1×𝐶𝑠1+𝑉𝑛1×𝐶s1− k×𝑉𝑛2×𝐶s2)
=𝐺𝑠×(𝑉𝑡𝑥1×𝐶𝑠1+𝑉𝑛1×k1×𝐶s2−k×𝑉𝑛2×𝐶s2) (3)
由於Vn1基本與Vn2相等,因此,透過使k=k1,公式(3)中k1×𝑉𝑛1×𝐶s2−k×𝑉𝑛2×𝐶s2的值爲0或接近0的較小值,即去除了噪聲訊號,從而Vo1基本對應於觸摸激勵訊號的電壓,而在發生觸摸時候假設Cs1變化,該Vo1的電壓會發生明顯變化,從而可以用於確定觸摸感測電路(待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路)所感測到的電容差值,從而與尚未發生觸摸時的電容差值比較,即可確定在該待測觸摸感測電路對應的觸摸感測單元處是否有觸摸發生。
由於Vn1基本與Vn2相等,因此,透過使,公式(4)中的值爲0或接近0的較小值,即去除了噪聲訊號,並且再可以選擇Vtx2=Vtx1/k1使的值爲0或接近0的較小值,從而Vo1僅需對應於觸摸激勵訊號的電壓及觸摸基準訊號的電壓的電壓差(可有較大的動態範圍),假設Cs1有變化,該Vo1的電壓會發生變化,從而可以用於確定觸摸感測電路(待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路)所感測到的電容差值,從而與尚未發生觸摸時的電容差值比較,即可確定在該待測觸摸感測電路對應的觸摸感測單元處是否有觸摸發生。
可選地,觸摸激勵訊號及觸摸基準訊號可以在頻率、相位、幅值中至少一方面不同。由於觸摸激勵訊號和觸摸基準訊號的屬性以及各個觸摸感測電路的結構是已知的,因此在未發生觸摸時基於觸摸感測電路(待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路)所輸出的第一輸出訊號和第二輸出訊號得到的差值訊號的理論值是可以預先確定的,當發生觸摸時,差值訊號(透過以上所述的k=k1已經消除了至少一部分噪聲)的值會發生變化,從而可以確定在該待測觸摸感測電路對應的觸摸感測單元處是否有觸摸發生。
同時,在這種情況下,可以使觸摸激勵訊號及觸摸基準訊號的相位、頻率、波形等都相同,並且針對幅值,透過使Vtx1=Vtx2,則可以使的值爲0或接近0的較小值,從而使得在沒有觸摸發生的情況下,Vo1的值接近0,並且在後續發生觸摸時,Vo1變爲明顯大於0的值,這樣非常便於感測並提高感測的準確度,並且可以降低觸摸檢測結果的電壓檢測範圍。
類似地,假設Cs1和Cs2相等,而Vn1和Vn2不等,即Vn1/Vn2=k2(其中,在本發明中k2的值是根據各個觸摸感測單元的位置以及接觸墊面積而基於經驗確定的),那麽在觸摸基準訊號爲DC的情況時,可以得到以下公式:
𝑉𝑜1=𝐺𝑠×(𝑉𝑡𝑥1×𝐶𝑠1+𝑉𝑛1×𝐶s1−k×𝑉𝑛2×𝐶s2)
=𝐺𝑠×(𝑉𝑡𝑥1×𝐶𝑠1+ k2×Vn2×𝐶s1−k×𝑉𝑛2×𝐶s2) (5)
由於Cs1基本與Cs2相等,因此,透過使k=k2,公式(5)中k2×𝑉𝑛2×𝐶s1−k×𝑉𝑛2×𝐶s2的值爲0或接近0的較小值,即去除了噪聲訊號,從而Vo1基本對應於觸摸激勵訊號的電壓,而在發生觸摸時候假設Cs1變化,該Vo1的電壓會發生明顯變化,從而可以用於確定觸摸感測電路(待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路)所感測到的電容差值,從而與尚未發生觸摸時的電容差值比較,即可確定在該待測觸摸感測電路對應的觸摸感測單元處是否有觸摸發生。
由於Cs1基本與Cs2相等,Vn1/Vn2=k2,因此,透過使,公式(6)中的值爲0或接近0的較小值,即去除了噪聲訊號,並且再可以選擇Vtx2/Vtx1=1/k2使的值爲0或接近0的較小值,從而使得在沒有觸摸發生的情況下,Vo1的值接近0。從而在後續發生觸摸時,Vo1變爲明顯大於0的值,這樣非常便於感測並提高感測的準確度,並且可以降低觸摸檢測結果的電壓檢測範圍。
此外,對於假設Cs1和Cs2不相等(Cs1/Cs2=k1)且Vn1和Vn2不相等(Vn1/Vn2=k2)的情況,也可以進行類似的推導,而得出,k=k1×k2,且Vtx2/Vtx1=1/k2。
也就是說,透過合理設置預設係數k以及Vtx1和Vtx2的值的關係,這樣即使存在Cs1和Cs2不相等和/或Vn1和Vn2不相等的情況,也能抑制電壓Vo1中的噪聲分量,並且使得在沒有觸摸發生的情況下,Vo1的值幾乎爲0,在後續發生觸摸時,Vo1變爲明顯大於0的值,因此非常便於感測並提高感測的準確度,並且可以降低觸摸檢測結果的電壓檢測範圍。
因此,以上參考第3A-5B圖描述了用於觸摸面板的觸摸感測方法,透過確定待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路,將對應的待測觸摸感測電路與基準觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號和第二輸出訊號可以得到去除了至少一部分噪聲的訊號,並基於該訊號能夠得到感測到的電容差值,從而進行觸摸位置的確定。此外,還考慮到消除在數位處理過程中引進的殘留噪聲訊號,從而提高了觸摸感測的準確性。最後,考慮到各個觸摸感測單元的自電容值(互電容)不等和/或所承受的噪聲訊號的值不同的情況,還對對應的待測觸摸感測電路與基準觸摸感測電路施加到觸摸感測單元的觸摸激勵訊號和觸摸基準訊號進行調整,以便於感測並進一步提高感測的準確度。
相應地,本發明的實施例還提供了一種用於觸摸面板的觸摸感測裝置。第6A-6B圖示出了根據本發明實施例的觸摸感測裝置600的示意圖。該觸摸感測裝置600具有與參考第1圖所描述的觸摸感測裝置100相似的結構,只是示出了更多細節。下面將對該觸摸感測裝置600進行更詳細的介紹。
觸摸感測裝置600對觸摸面板210包括的多個觸摸感測單元210_1~210_M進行感測,其中M爲正整數。
在本發明的實施例中,觸摸感測裝置600可包括一一對應的多個觸摸感測電路(610_1~610_N)和多個運算單元(612_1~612_N),N爲正整數。至少一個觸摸感測電路作爲第一數量的待測觸摸感測電路,至少一個觸摸感測電路作爲第二數量的基準觸摸感測電路,且每個待測觸摸感測電路與一個基準觸摸感測電路對應。例如,第一數量的待測觸摸感測電路與同一個基準觸摸感測電路相對應,或者,第一數量的待測觸摸感測電路與不同的基準觸摸感測電路相對應。具體的幾種對應關係以及示例已經在前文進行了詳細描述,這裡不再重複。
此外,每個觸摸感測電路具有與其對應的觸摸感測單元。例如,每個待測觸摸感測電路或基準觸摸感測電路均對應一個觸摸感測單元,或均對應相同數量的多個觸摸感測單元。
每個待測觸摸感測電路的第一端接收觸摸激勵訊號(TX1),第二端向對應的觸摸感測單元施加觸摸激勵訊號(TX1)並接收來自對應的觸摸感測單元的觸摸感測訊號,從輸出端輸出第一輸出訊號。由於存在第一數量的待測觸摸感測電路,因此可以得到第一數量的第一輸出訊號。
每個基準觸摸感測電路的第一端接收觸摸基準訊號(DC/TX2),第二端向對應的觸摸感測單元施加觸摸基準訊號(DC/TX2)並接收來自對應的觸摸感測單元的基準感測訊號,從輸出端輸出第二輸出訊號,其中,觸摸基準訊號(DC/TX2)與觸摸激勵訊號(TX1)是不同的訊號。由於存在第二數量的基準觸摸感測電路,因此可以得到第二數量的第二輸出訊號。
例如,觸摸激勵訊號爲第一可變訊號(例如,幅值和/或頻率可變的訊號),並且所述觸摸基準訊號爲一直流訊號或者與第一可變訊號不同的第二可變訊號。
對於觸摸激勵訊號和觸摸基準訊號的選擇,在觸摸激勵訊號爲第一可變訊號,並且所述觸摸基準訊號爲一直流訊號時,基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號僅包括噪聲訊號,而待測觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號包括噪聲訊號和第一觸控訊號,因此,如果兩個噪聲訊號基本相等,如將在後文所描述的,當該待測觸摸感測電路對應的運算單元將第一輸出訊號和第二輸出訊號相減時,則運算單元輸出的訊號僅包括第一觸控訊號。在觸摸激勵訊號爲第一可變訊號,並且所述觸摸基準訊號爲第二可變訊號時,基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號包括噪聲訊號和第二觸控訊號,而待測觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號包括噪聲訊號和第一觸控訊號,因此,如果兩個噪聲訊號基本相等,如將在後文所描述的,當該待測觸摸感測電路對應的運算單元將第一輸出訊號和第二輸出訊號相減時,則運算單元輸出的訊號爲第一觸控訊號對應的電壓、電流或電荷訊號與第二觸控訊號對應的電壓、電流或電荷訊號的差值訊號。同時,將第二可變訊號設置爲不同於第一可變訊號,可以更好地適用於觸摸感測單元的自電容值不等的情況。這在參考第3A-5B圖所描述的內容中已詳細描述,因此這裡不再重複。
每個待測觸摸感測電路或基準觸摸感測電路可以均對應一個觸摸感測單元,或可以均對應相同數量的多個觸摸感測單元。例如,每個待測觸摸感測電路可以僅對應一個觸摸感測單元(即,向其施加觸摸激勵訊號並從其獲取觸摸感測訊號),且所述待測觸摸感測電路對應的基準觸摸感測電路可以對應另一個觸摸感測單元。例如,每個待測觸摸感測電路可以對應同一行或一列上的觸摸感測單元,而相應地,所述待測觸摸感測電路對應的基準觸摸感測電路可以對應另一行或一列上的觸摸感測單元。
因此,在這種情況下,第6B圖示出了觸摸感測電路(一對)與運算單元的更多細節。如第6B圖所示,每個待測觸摸感測電路包括緩衝器(BUF1)和第一組開關(S1_1…S1_P),且每個基準觸摸感測電路包括緩衝器(BUF2)和第二組開關(S2_1…S2_P),第一組開關中的開關數量與第二組開關中的開關數量相同,第一組開關中的開關的第一端均連接到同一個待測觸摸感測電路的緩衝器的第二端,第一組開關中的開關的第二端按一對一連接方式分別連接到與該待測觸摸感測電路對應的各個觸摸感測單元,該待測觸摸感測電路的緩衝器的第一端和輸出端分別作爲該待測觸摸感測電路的第一端和輸出端。第二組開關中的開關的第一端均連接到同一個基準觸摸感測電路的緩衝器的第二端,第二組開關中的開關的第二端按一對一連接方式分別連接到與該基準觸摸感測電路對應的各個觸摸感測單元,該基準觸摸感測電路的緩衝器的第一端和輸出端分別作爲所述基準觸摸感測電路的第一端和輸出端。
可以透過對第一組或第二組中的各個開關同時進行開關控制或者依序進行開關控制而實現對各個觸摸感測單元的觸摸激勵訊號或觸摸基準訊號的同時或依序施加以及同時或依序接收感測訊號。
多個運算單元(612_1~612_N)根據第一數量的第一輸出訊號與第二數量的第二輸出訊號,計算得到每個待測觸摸感測電路與對應的基準觸摸感測電路的輸出訊號的差值訊號,所述差值訊號關聯於該待測觸摸感測電路與對應的基準觸摸感測電路所感測到的電容差值。
例如,每個待測觸摸感測電路向對應的一個運算單元提供第一輸出訊號,並且該待測觸摸感測電路對應的基準觸摸感測電路也會向該基準觸摸感測電路對應的一個運算單元以及向該待測觸摸感測電路對應的運算單元提供第二輸出訊號,該待測觸摸感測電路對應的運算單元將該第一輸出訊號與第二輸出訊號相減,得到差值訊號。該差值訊號的值關聯於該待測觸摸感測電路與對應的基準觸摸感測電路所感測到的電容差值,因此該差值訊號可以被用於得到電容差值,如上下文所描述的由數位處理單元以及後續控制器進行的操作。
如前面所述,在一些情況下,對於每一對的待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路,它們各自對應的觸摸感測單元的觸摸電極的接觸墊面積可能並不相等,因此該待測觸摸感測電路對應的運算單元需要將對應的基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號與預設係數相乘,並且將所述第一輸出訊號和與所述預設係數相乘之後的第二輸出訊號進行相減,得到所述差值訊號,其中如前面所述,所述預設係數與該待測觸摸感測電路以及該對應的基準觸摸感測電路各自對應的觸摸感測單元的觸摸電極的接觸墊面積之間的面積比值相關。
此外,在該待測觸摸感測電路接收的觸摸激勵訊號與對應的基準觸摸感測電路接收的觸摸基準訊號爲兩個可變訊號時,並且在僅幅值不同的情況下,所述兩個可變訊號的幅值的比值與該待測觸摸感測電路以及該對應的基準觸摸感測電路各自對應的觸摸感測單元所承受的噪聲訊號的值之間的比值相關、或與所述觸摸電極的接觸墊面積之間的面積比值相關。
例如,第一輸出訊號和第二輸出訊號可以爲電壓訊號,因此如第6B圖所示,每個運算單元包括減法器電路,該減法器電路的兩個輸入端接收待測觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號與對應的基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號以將其進行相減,以輸出差值訊號,差值訊號的值等於第一輸出訊號的值與第二輸出訊號(乘以預設係數)的值的差。
又例如,第一輸出訊號和第二輸出訊號可以爲電流訊號,因此如第6B圖所示,電流鏡電路的第一輸入端接收電流形式的第二輸出訊號,然後透過電流鏡電路中的鏡像模組生成鏡像電流,就可以從電流鏡電路的鏡像模組輸出負極性的輸出訊號,電流鏡電路的第二輸入端接收第一輸出訊號,然後電流鏡電路中的疊加模組將第一輸出訊號與該負極性的輸出訊號(均爲電流形式)疊加,以從電流鏡電路的輸出端輸出疊加後的訊號,顯然疊加後的訊號的值即爲基於第一輸出訊號與第二輸出訊號得到的差值訊號的值。
同樣的,由於運算單元輸出的都是模擬訊號,因此需要將它們轉換爲數位訊號,並由觸摸感測裝置600提供給後續控制器等進行處理以確定每對觸摸感測電路感測到的電容差值,進而確定觸摸位置。
因此,觸摸感測裝置600還包括與多個觸摸感測電路(610_1~610_N)和多個運算單元(612_1~612_N)一一對應的多個數位處理單元(614_1~614_N),用於對運算單元輸出的訊號進行數位處理,並輸出數位訊號DATA1~DATAN。
每個數位處理單元可以用於進行例如類比數位轉換以及其他數位處理,因此可以例如包括類比數位轉換器(ADC)以及數位後端(DBE)(數位後端包括相關的特定功能性的數位處理電路,也可以省略,本發明並不加以限制)。
同樣地,爲了消除數位處理過程中引入的殘留噪聲訊號,因此還可以對觸摸感測裝置600進行如下配置。
對於每一對待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路,該基準觸摸感測電路對應的運算單元用於基於該基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號得到初始殘留噪聲訊號,該基準觸摸感測電路對應的數位處理單元將初始殘留噪聲訊號處理爲第一數位訊號,作爲最終殘留噪聲訊號;該待測觸摸感測電路對應的運算單元用於得到該待測觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號以及對應的基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號,並計算得到差值訊號,該待測觸摸感測電路對應的數位處理單元將該差值訊號處理爲第二數位訊號。
所述第二數位訊號與第一數位訊號被提供至控制器,控制器可以將兩者進行相減,以得到差值數位訊號,所述差值數位訊號不再包括最終殘留噪聲訊號,並且關聯於該待測觸摸感測電路與對應的基準觸摸感測電路所感測到的電容差值。
此外,本發明還提供了一種用於觸摸面板的觸摸感測裝置。所述觸摸面板包括多個觸摸感測單元,該觸摸感測裝置具有與參考第1、6A-6B圖所描述的觸摸感測裝置相似的結構。該觸摸感測裝置可以包括:一一對應的多個觸摸感測電路和多個運算單元,其中,多個觸摸感測電路中的至少一個觸摸感測電路作爲至少一個待測觸摸感測電路,多個觸摸感測電路中的至少一個觸摸感測電路作爲至少一個基準觸摸感測電路,每個觸摸感測電路具有與其對應的觸摸感測單元,且每個待測觸摸感測電路具有與其對應的基準觸摸感測電路。每個待測觸摸感測電路向對應的觸摸感測單元發送觸摸激勵訊號,並得到至少一個觸摸感測訊號;每個基準觸摸感測電路向對應的觸摸感測單元發送觸摸基準訊號,並得到至少一個基準感測訊號,其中,所述觸摸基準訊號與所述觸摸激勵訊號是不同的訊號,其中,所述觸摸基準訊號(DC/TX2)與所述觸摸激勵訊號(TX1)是不同的訊號;以及多個運算單元根據所述至少一個基準感測訊號與所述至少一個觸摸感測訊號得到至少一個感測訊號,所述至少一個感測訊號關聯於所述至少一個待測觸摸感測電路與所述至少一個基準觸摸感測電路所感測到的電容差值。
上述待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路、以及對應的運算單元、數位處理單元(例如包括ADC+DBE)的結構和操作的更多細節與前文參考第1-6B圖描述的內容中的相關部分相同或類似,因此這裡不再重複描述。
因此,透過本發明實施例的觸摸感測裝置,透過確定待測觸摸感測電路和基準觸摸感測電路,將對應的待測觸摸感測電路與基準觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號和第二輸出訊號可以得到去除了至少一部分噪聲的訊號,並基於該訊號能夠得到感測到的電容差值,從而進行觸摸位置的確定。此外,還考慮到消除在數位處理過程中引進的殘留噪聲訊號,從而提高了觸摸感測的準確性。最後,考慮到有些觸摸感測單元的自電容值(互電容值)可能不等和/或所承受的噪聲訊號的值不同的情況,還對對應的待測觸摸感測電路與基準觸摸感測電路施加到觸摸感測單元的觸摸激勵訊號和觸摸基準訊號進行調整,以便於感測並進一步提高感測的準確度。
根據本發明的又一方面,還提供了一種電子設備,該電子設備包括觸摸面板,觸摸感測裝置以及控制器。
觸摸面板包括多個觸摸感測單元。
觸摸感測裝置可以是上文描述的任何觸摸感測裝置,包括但不限於如參考第6A-6B圖描述的。
控制器基於從觸摸感測裝置提供的訊號而且確定觸摸位置,例如基於數位訊號而確定觸摸感測裝置中的各對觸摸感測電路感測到的多個電容差值,以基於各個電容差值確定觸摸位置。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,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。
100:觸摸感測裝置
110_1-110_N, 610_1-610_N:觸摸感測電路
112-1-112_N, 612_1-612_N:運算單元
114_1-114_N, 614_1-614_N:數位處理單元
200:顯示觸摸面板
210:觸摸面板
210_1-210_M:觸摸感測單元
220:顯示面板
300A, 300B:方法
ADC+DBE:類比數位轉換器, 數位後端電路
BUF1, BUF2:緩衝器
Cs1, Cs2:電容
DATA1-DATAN:數位訊號
FOUT1, FOUT2:差值訊號
Gs:等效電導
k:預設係數
OUT1:第一輸出訊號
OUT2:第二輸出訊號
S301-S305, S310-S340:步驟
S1_1-S1_P:開關
S2_1-S2_P:開關
Tx1:觸摸激勵訊號
Tx2:觸摸激勵訊號
Vn1, Vn2:電壓
Vo1:電壓
第1圖示出了根據本發明的一實施例的觸摸感測裝置以及顯示觸摸面板的示意圖。
第2圖示出了根據本發明的一實施例的噪聲訊號對觸摸感測單元的影響的示意圖。
第3A-3B圖示出了根據本發明的一實施例的用於觸摸面板的觸摸感測方法的流程示意圖。
第4A-4E圖示出了根據本發明的一實施例的待測觸摸感測電路與基準觸摸感測電路的示例對應關係的示意圖。
第5A-5B圖示出了根據本發明的一實施例的一對觸摸感測電路進行觸摸感測時的等效電路。
第6A-6B圖示出了根據本發明實施例的觸摸感測裝置的示意圖。
100:觸摸感測裝置
110_1-110_N:觸摸感測電路
112-1-112_N:運算單元
114_1-114_N:數位處理單元
200:顯示觸摸面板
210:觸摸面板
210_1-210_M:觸摸感測單元
220:顯示面板
Claims (29)
- 一種用於觸摸面板的觸摸感測方法,其中,所述觸摸面板包括多個觸摸感測單元,所述觸摸感測方法包括: 確定多個觸摸感測電路中的至少一個觸摸感測電路作爲第一數量的待測觸摸感測電路,並確定所述多個觸摸感測電路中的至少一個觸摸感測電路作爲第二數量的基準觸摸感測電路,其中每個觸摸感測電路具有與其對應的觸摸感測單元,每個待測觸摸感測電路具有與其對應的基準觸摸感測電路; 使每個待測觸摸感測電路的第一端接收觸摸激勵訊號(TX1),第二端向對應的觸摸感測單元施加所述觸摸激勵訊號(TX1)並接收來自所述對應的觸摸感測單元的觸摸感測訊號,從輸出端輸出第一輸出訊號; 使每個基準觸摸感測電路的第一端接收觸摸基準訊號(DC/TX2),第二端向對應的觸摸感測單元施加所述觸摸基準訊號(DC/TX2)並接收來自所述對應的觸摸感測單元的基準感測訊號,從輸出端輸出第二輸出訊號,其中,所述觸摸基準訊號(DC/TX2)與所述觸摸激勵訊號(TX1)是不同的訊號; 根據第一數量的第一輸出訊號與第二數量的第二輸出訊號,得到每個待測觸摸感測電路與對應的基準觸摸感測電路所感測到的電容差值。
- 如請求項1所述之觸摸感測方法,其中, 第一數量的待測觸摸感測電路與同一個基準觸摸感測電路相對應,或者, 第一數量的待測觸摸感測電路與不同的基準觸摸感測電路相對應。
- 如請求項1所述之觸摸感測方法,其中,所述觸摸激勵訊號爲第一可變訊號,並且所述觸摸基準訊號爲一直流訊號或者與第一可變訊號不同的第二可變訊號。
- 如請求項1所述之觸摸感測方法,其中,每個待測觸摸感測電路對應一行或一列上的多個觸摸感測單元,對應的基準觸摸感測電路也對應一行或一列上的多個觸摸感測單元。
- 如請求項1所述之觸摸感測方法,其中,根據第一數量的第一輸出訊號與第二數量的第二輸出訊號,得到每個待測觸摸感測電路與對應的基準觸摸感測電路所感測到的電容差值,包括:對於每個待測觸摸感測電路, 將該待測觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號與對應的基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號相減,得到差值訊號;以及 基於所述差值訊號的值確定該待測觸摸感測電路與對應的基準觸摸感測電路所感測到的電容差值。
- 如請求項5所述之觸摸感測方法,其中,將該待測觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號與對應的基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號相減,得到差值訊號,包括: 將對應的基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號與預設係數相乘,其中所述預設係數與該待測觸摸感測電路以及該對應的基準觸摸感測電路各自對應的觸摸感測單元的觸摸電極的接觸墊面積之間的面積比值相關;以及 將所述第一輸出訊號和與所述預設係數相乘之後的第二輸出訊號進行相減,得到所述差值訊號。
- 如請求項6所述之觸摸感測方法,其中,該待測觸摸感測電路接收的觸摸激勵訊號與對應的基準觸摸感測電路接收的觸摸基準訊號爲不同的兩個可變訊號,並且 其中,在所述兩個可變訊號僅幅值不同的情況下,所述兩個可變訊號的幅值的比值與該待測觸摸感測電路以及該對應的基準觸摸感測電路各自對應的觸摸感測單元所承受的噪聲訊號的值之間的比值相關、和/或與所述面積比值相關。
- 如請求項5-7任一項所述之觸摸感測方法,其中,所述第一輸出訊號和第二輸出訊號爲電壓訊號, 其中,將該待測觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號與對應的基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號相減包括: 將該待測觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號與對應的基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號輸入到減法器以進行相減。
- 如請求項5-7任一項所述之觸摸感測方法,其中,所述第一輸出訊號和第二輸出訊號爲電流訊號, 其中,將該待測觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號與對應的基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號相減包括: 將第二輸出訊號輸入電流鏡電路的鏡像模組,並從所述鏡像模組輸出負極性的第二輸出訊號;以及 將第一輸出訊號與負極性的第二輸出訊號進行疊加。
- 如請求項1所述之觸摸感測方法,其中,根據第一數量的第一輸出訊號與第二數量的第二輸出訊號,得到每個待測觸摸感測電路與對應的基準觸摸感測電路所感測到的電容差值,包括:對於每個待測觸摸感測電路和對應的基準觸摸感測電路, 基於該待測觸摸感測電路對應的基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號,得到第一數位訊號; 將基於該待測觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號和對應的基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號得到的差值訊號進行處理,得到第二數位訊號, 將第二數位訊號與第一數位訊號相減,得到差值數位訊號, 基於所述差值數位訊號得到該待測觸摸感測電路與對應的基準觸摸感測電路所感測到的電容差值。
- 一種用於觸摸面板的觸摸感測裝置,其中,所述觸摸面板包括多個觸摸感測單元,所述觸摸感測裝置包括:一一對應的多個觸摸感測電路和多個運算單元,其中,至少一個觸摸感測電路作爲第一數量的待測觸摸感測電路,至少一個觸摸感測電路作爲第二數量的基準觸摸感測電路,每個觸摸感測電路具有與其對應的觸摸感測單元,且每個待測觸摸感測電路具有與其對應的基準觸摸感測電路; 每個待測觸摸感測電路的第一端接收觸摸激勵訊號(TX1),第二端向對應的觸摸感測單元施加所述觸摸激勵訊號(TX1)並接收來自對應的觸摸感測單元的觸摸感測訊號,從輸出端輸出第一輸出訊號; 每個基準觸摸感測電路的第一端接收觸摸基準訊號(DC/TX2),第二端向對應的觸摸感測單元施加所述觸摸基準訊號(DC/TX2)並接收來自對應的觸摸感測單元的基準感測訊號,從輸出端輸出第二輸出訊號,其中,所述觸摸基準訊號(DC/TX2)與所述觸摸激勵訊號(TX1)是不同的訊號;以及 多個運算單元根據第一數量的第一輸出訊號和第二數量的第二輸出訊號,計算得到每個待測觸摸感測電路與對應的基準觸摸感測電路的輸出訊號的差值訊號,所述差值訊號關聯於該待測觸摸感測電路與對應的基準觸摸感測電路所感測到的電容差值。
- 如請求項11所述之觸摸感測裝置,其中, 第一數量的待測觸摸感測電路與同一個基準觸摸感測電路相對應,或者, 第一數量的待測觸摸感測電路與不同的基準觸摸感測電路相對應。
- 如請求項11所述之觸摸感測裝置,其中,所述觸摸激勵訊號爲具有第一可變訊號,並且所述觸摸基準訊號爲一直流訊號或者與第一可變訊號不同的第二可變訊號。
- 如請求項11所述之觸摸感測裝置,其中,每個待測觸摸感測電路包括緩衝器和第一組開關,且每個基準觸摸感測電路包括緩衝器和第二組開關,第一組開關中的開關數量與第二組開關中的開關數量相同, 其中,所述第一組開關中的開關的第一端均連接到同一個待測觸摸感測電路的緩衝器的第二端,所述第一組開關中的開關的第二端按一對一連接方式分別連接到與該待測觸摸感測電路對應的各個觸摸感測單元,所述待測觸摸感測電路的緩衝器的第一端和輸出端分別作爲所述待測觸摸感測電路的第一端和輸出端; 所述第二組開關中的開關的第一端均連接到同一個基準觸摸感測電路的緩衝器的第二端,所述第二組開關中的開關的第二端按一對一連接方式分別連接到與該基準觸摸感測電路對應的各個觸摸感測單元,所述基準觸摸感測電路的緩衝器的第一端和輸出端分別作爲所述基準觸摸感測電路的第一端和輸出端。
- 如請求項14所述之觸摸感測裝置,其中,每個待測觸摸感測電路對應一行或一列上的多個觸摸感測單元,對應的基準觸摸感測電路對應一行或一列上的多個觸摸感測單元。
- 如請求項11所述之觸摸感測裝置,其中,對於每個待測觸摸感測電路,與該待測觸摸感測電路對應的運算單元將該待測觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號與對應的基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號相減,得到差值訊號,所述差值訊號的值關聯於該待測觸摸感測電路與對應的基準觸摸感測電路所感測到的電容差值。
- 如請求項16所述之觸摸感測裝置,其中,與該待測觸摸感測電路對應的運算單元將對應的基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號與預設係數相乘,並且將所述第一輸出訊號和與所述預設係數相乘之後的第二輸出訊號進行相減,得到所述差值訊號,其中所述預設係數與該待測觸摸感測電路以及該對應的基準觸摸感測電路各自對應的觸摸感測單元的觸摸電極的接觸墊面積之間的面積比值相關。
- 如請求項17所述之觸摸感測裝置,其中,該待測觸摸感測電路接收的觸摸激勵訊號與對應的基準觸摸感測電路接收的觸摸基準訊號爲不同的兩個可變訊號,並且 其中,在所述兩個可變訊號僅幅值不同的情況下,所述兩個可變訊號的幅值的比值與該待測觸摸感測電路以及該對應的基準觸摸感測電路各自對應的觸摸感測單元所承受的噪聲訊號的值之間的比值相關、和/或與所述面積比值相關。
- 如請求項16-18任一項所述之觸摸感測裝置,其中,所述第一輸出訊號和第二輸出訊號爲電壓訊號,每個運算單元包括減法器, 每個待測觸摸感測電路對應的運算單元中的減法器的兩個輸入端接收該待測觸摸感測電路輸出的所述第一輸出訊號與該待測觸摸感測電路對應的基準觸摸感測電路輸出的所述第二輸出訊號,以輸出所述差值訊號。
- 如請求項16-18任一項所述之觸摸感測裝置,其中,所述第一輸出訊號和第二輸出訊號爲電流訊號,每個運算單元包括電流鏡電路,所述電流鏡電路包括鏡像模組和疊加模組, 每個待測觸摸感測電路對應的運算單元中的電流鏡電路的鏡像模組接收該待測觸摸感測電路對應的基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號,並輸出負極性的第二輸出訊號;以及 所述疊加模組還接收該待測觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號,以與負極性的第二輸出訊號進行疊加,以輸出所述差值訊號。
- 如請求項11所述之觸摸感測裝置,還包括與所述多個觸摸感測電路以及所述多個運算單元一一對應的數位處理單元,其中:對於每個待測觸摸感測電路和對應的基準觸摸感測電路, 該基準觸摸感測電路對應的運算單元用於對該基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號進行處理,該基準觸摸感測電路對應的數位處理單元將處理後的第二輸出訊號處理爲第一數位訊號; 該待測觸摸感測電路對應的運算單元用於獲取該待測觸摸感測電路輸出的第一輸出訊號以及該基準觸摸感測電路輸出的第二輸出訊號,並輸出差值訊號,該待測觸摸感測電路對應的數位處理單元將該差值訊號處理爲第二數位訊號, 其中,所述第二數位訊號與第一數位訊號被提供至控制器進行相減,以得到差值數位訊號,所述差值數位訊號關聯於該待測觸摸感測電路與該基準觸摸感測電路所感測到的電容差值。
- 一種用於觸摸面板的觸摸感測方法,所述觸摸面板包括多個觸摸感測單元,包括: 確定多個觸摸感測電路中的至少一個觸摸感測電路作爲至少一個待測觸摸感測電路,並確定所述多個觸摸感測電路中的至少一個觸摸感測電路作爲至少一個基準觸摸感測電路,其中每個觸摸感測電路具有與其對應的觸摸感測單元,且每個待測觸摸感測電路具有與其對應的基準觸摸感測電路; 透過每個待測觸摸感測電路向對應的觸摸感測單元發送觸摸激勵訊號,並得到至少一個觸摸感測訊號; 透過每個基準觸摸感測電路向對應的觸摸感測單元發送觸摸基準訊號,並得到至少一個基準感測訊號,其中,所述觸摸基準訊號與所述觸摸激勵訊號是不同的訊號, 根據所述至少一個基準感測訊號與所述至少一個觸摸感測訊號得到至少一個感測訊號;以及 根據所述至少一個感測訊號,獲取所述至少一個待測觸摸感測電路與所述至少一個基準觸摸感測電路所感測到的電容差值。
- 如請求項22所述之觸摸感測方法,其中, 所述至少一個待測觸摸感測電路與同一個基準觸摸感測電路相對應,或者, 所述至少一個待測觸摸感測電路與不同的基準觸摸感測電路相對應。
- 如請求項23所述之觸摸感測方法,其中,所述觸摸激勵訊號爲第一可變訊號,並且所述觸摸基準訊號爲一直流訊號或者與第一可變訊號不同的第二可變訊號。
- 如請求項24所述之觸摸感測方法,其中,每個待測觸摸感測電路對應一行或一列上的觸摸感測單元,對應的基準觸摸感測電路對應一行或一列上的觸摸感測單元。
- 如請求項22所述之觸摸感測方法,根據所述至少一個基準感測訊號與所述至少一個觸摸感測訊號得到至少一個感測訊號,包括: 針對每個觸摸感測訊號,將該觸摸感測訊號與一個基準感測訊號相減,得到差值訊號,作爲一個感測訊號, 其中,得到該觸摸感測訊號的待測觸摸感測電路與得到所述一個基準感測訊號的基準觸摸感測電路是相對應的。
- 如請求項26所述之觸摸感測方法,其中,針對每個觸摸感測訊號,將該觸摸感測訊號與一個基準感測訊號相減,得到差值訊號,作爲一個感測訊號,包括: 將所述基準觸摸訊號與預設係數相乘,其中所述預設係數與從其得到該觸摸感測訊號的觸摸感測單元的觸摸電極的接觸墊面積或作爲觸摸電極的驅動電極和感應電極之間的相對面積與從其得到所述基準感測訊號的觸摸感測單元的觸摸電極的接觸墊面積或所述相對面積之間的面積比值相關;以及 將所述觸摸感測訊號和與所述預設係數相乘之後的所述基準感測訊號進行相減,得到所述差值訊號。
- 如請求項27所述之觸摸感測方法,其中,向從其得到該觸摸感測訊號的觸摸感測單元發送的觸摸激勵訊號和向從其得到所述基準感測訊號的觸摸感測單元發送的觸摸基準訊號爲不同的兩個可變訊號,並且 其中,在所述兩個可變訊號僅幅值不同的情況下,所述兩個可變訊號的幅值的比值與從其得到該觸摸感測訊號的觸摸感測單元與從其得到所述基準感測訊號的觸摸感測單元所承受的噪聲訊號的值之間的比值相關、和/或與所述面積比值相關。
- 一種電子設備,包括: 觸摸面板; 如請求項11-21任一項所述之用於觸摸面板的觸摸感測裝置;以及 控制器,被配置爲基於所述觸摸感測裝置輸出的訊號確定觸摸位置。
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