TWI465998B - 電容量分佈檢測方法、電容量分佈檢測電路、觸碰感測器系統及資訊輸入輸出裝置 - Google Patents

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Description

電容量分佈檢測方法、電容量分佈檢測電路、觸碰感測器系統及資訊輸入輸出裝置
本發明係關於一種電容量分佈檢測方法、一種電容量分佈檢測電路、一種觸碰感測器系統及一種資訊輸入輸出裝置，其等之各者檢測各形成於複數個第一信號線與複數個第二信號線之交叉點處之複數個電容器之電容量之一分佈。
專利文獻1揭示一種檢測複數個電容器之電容量之一分佈之電容量分佈檢測電路，該等電容器各形成於複數個第一信號線與複數個第二信號線之交叉點處。如專利文獻1之圖1中所展示，(i)用於驅動觸控面板之驅動線與(ii)用於自該觸控面板讀出信號之感測線之一位置關係係相對於該觸控面板而固定。
圖12係繪示一習知觸碰感測器系統91之一組態之一方塊圖。圖13係繪示觸碰感測器系統91中提供之一觸控面板93之一組態之一示意圖。該觸碰感測器系統91包含觸控面板93及一電容量分佈檢測電路92。該觸控面板93包含在一水平方向上互相平行配置之信號線HL1至HLM、在一垂直方向上互相平行配置之信號線VL1至VLM，及各形成於該等信號線HL1至HLM與該等信號線VL1至VLM之交叉點處之電容器C11至CMM。
該電容量分佈檢測電路92包含一驅動器95。該驅動器95根據一編碼序列將一電壓施加至信號線HL1至HLM以驅動 電容器C11至CMM。該電容量分佈檢測電路92包含一感測放大器96。該感測放大器96經由信號線VL1至VLM讀出對應於藉由驅動器95驅動之電容器C11至CMM之電壓之一線性總和，且將電壓之此線性總和供應至一A/D轉換器98。該A/D轉換器98將經由信號線VL1至VLM讀出之對應於電容器之電壓之線性總和自類比轉換成數位，且將該經轉換之線性總和供應至一電容量分佈計算區段99。
該電容量分佈計算區段99基於(i)由A/D轉換器98供應之對應於電容器之電壓之線性總和及(ii)編碼序列計算觸控面板93上之一電容量分佈，且將計算結果供應至一觸碰識別區段90。該觸碰識別區段90基於由該電容量分佈計算區段99供應之電容量分佈識別觸碰於觸控面板93上之一位置。
該電容量分佈檢測電路92包含一時序產生器97。該時序產生器97產生指定驅動器95之一操作之一信號、指定感測放大器96之一操作之一信號及指定A/D轉換器98之一操作之一信號，且將此等信號分別供應至驅動器95、感測放大器96及A/D轉換器98。
引用列表 專利文獻
專利文獻1
美國專利第7,812,827(2010年10月12日)
下列描述考慮經由一觸碰感測器系統91之一觸控面板93用一導電筆接收項目之一情況。圖14係描述在觸碰感測器系統91中產生之假想雜訊之一視圖。導電筆之一尖端較佳為尖銳的，且具有約1mm至4mm之一直徑以防止在使用上衰退。此外，為了容易寫入，該筆較佳可在將手之一手掌放置於一大尺寸觸控面板上之一狀態中使用。
在本說明書中，將握有用於輸入之導電筆之一手放置於觸控面板上之一區域稱為一「手放置區域」。
藉由製造該電容量分佈檢測電路92使得不會接收經由一感測線自安置於手放置區域HDR(圖14中所繪示)中的一電容器讀出之一信號，應該可以在將握有用於輸入之導電筆之手放置於觸控面板之一狀態中，用一筆在一筆輸入位置P處輸入一項目。
在前述設定中，相較於放置於觸控面板上之手之一觸碰信號(該手握有用於輸入之導電筆)，用於輸入之導電筆之一筆端之一觸碰信號極弱且具有約10倍至20倍之SN比率之一差異。
此外，一人體接收空間中存在之電磁雜訊，且由人體自空間接收之此電磁雜訊係透過握有用於輸入之導電筆之手而輸入至觸控面板中。輸入至觸控面板中的該電磁雜訊重疊於流經所提供之握有用於輸入之導電筆之手放置之一感測線之一信號。此使得在未放置手之一感測線之一位置中產生一錯誤信號，如圖14中繪示為假想雜訊NZ。結果，出現變得難於檢測該筆之信號之一問題。
此外，不僅限於使用一筆之輸入，一智慧型電話在使用一軟體鍵盤(應用程式)時亦有一問題，若由使用者之身體接收之電磁雜訊較大，則在使用者之手指或類似物觸碰之感測線上產生假想雜訊，藉此引起未按壓之軟體鍵盤之一按鍵作出反應。
在本說明書中，因此產生之錯誤信號被稱為「假想雜訊」，其中由人體自空間接收之電磁雜訊經由手、手指或類似物輸入至觸控面板中且重疊於在被手、手指或類似物觸碰之感測線中流動之一信號上。例如，如圖14中所繪示，在沿著感測線SL1至SLM外切手放置區域HDR之外切線L1與L2之間且在該手放置區域HDR之外之一區域中產生假想雜訊NZ。
本發明之一目的在於提供一種電容量分佈檢測方法、一種電容量分佈檢測電路、一種觸碰感測器系統及一種資訊輸入輸出裝置，該等之各者能消除由用已經接收電磁雜訊之人體之一手、手指及類似物觸碰一面板產生之假想雜訊引起之一效應。
根據本發明之一電容量分佈檢測方法為一種檢測電容量分佈之方法，以檢測各形成於複數個第一信號線與複數個第二信號線之交叉點上之複數個電容器之電容量之一分佈，該方法包含：在一第一時序中，驅動該等第一信號線以自該等第二信號線輸出對應於該等電容器之電荷；在繼該第一時序之後之一第二時序中，控制該等第一信號線之 連接與該等第二信號線之連接之一切換；及在繼該第二時序之後之一第三時序中，驅動該等第二信號線以自該等第一信號線輸出對應於該等電容器之電荷。
根據此特徵，在一第一時序中，驅動第一信號線以自第二信號線輸出對應於電容器之電荷，在繼該第一時序之後之一第二時序中，控制該等第一信號線與該等第二信號線之連接之切換，及在繼該第二時序之後之一第三時序中，驅動該等第二信號線以自該等第一信號線輸出對應於電容器之電荷。因此，可自該等第一信號線及該等第二信號線兩者輸出對應於電容器之電荷。結果，可消除經由手、手指或類似物輸入至觸控面板中且重疊於一感測線之一信號上之電磁雜訊引起之效應。
根據本發明之一電容量分佈檢測電路為一種檢測各形成於複數個第一信號線與複數個第二信號線之交叉點上之複數個電容器之電容量之一分佈之電容量分佈檢測電路，該電容量分佈檢測電路包含：一多工器，其連接至該複數個第一信號線及該複數個第二信號線；一驅動器，其連接至該多工器；一感測放大器，其連接至該多工器；該多工器在下列連接狀態之間切換：該等第一信號線係連接至該驅動器及該等第二信號線係連接至該感測放大器之一第一連接狀態；與該等第一信號線係連接至該感測放大器及該等第二信號線係連接至該驅動器之一第二連接狀態。
藉由此特徵，可在下列狀態之間切換：連接第一信號線與驅動器且連接第二信號線與感測放大器之一第一連接狀 態；與連接第一信號線與感測放大器且連接第二信號線與驅動器之一第二連接狀態。此容許自該等第一信號線及該等第二信號線兩者輸出對應於電容器之電荷。結果，可消除經由手、手指或類似物輸入至觸控面板中且重疊於一感測線之信號上之電磁雜訊引起之效應。
根據本發明之另一電容量分佈檢測電路為一種檢測各形成於複數個第一信號線與複數個第二信號線之交叉點上之複數個電容器之電容量之一分佈之電容量分佈檢測電路，該電容量分佈檢測電路包含：一第一多工器，其連接至該等第一信號線；一第一驅動器，其連接至該第一多工器；一第一感測放大器，其連接至該第一多工器；一第二多工器，其連接至該等第二信號；一第二驅動器，其連接至該第二多工器；一第二感測放大器，其連接至該第二多工器；及一控制電路，其控制該第一多工器及該第二多工器使得一連接狀態可在下列狀態之間切換：該等第一信號線係連接至該第一驅動器及該等第二信號線係連接至該第二感測放大器之一第一連接狀態；與該等第一信號線係連接至該第一感測放大器及該等第二信號線係連接至該第二驅動器之一第二狀態。
藉由此特徵，可在下列狀態之間切換：連接該等第一信號線與該第一驅動器且連接該等第二信號線與該第二感測放大器之一第一連接狀態；與連接該等第一信號線與該第一感測放大器且連接該等第二信號線與該第二驅動器之一第二連接狀態。此容許自該等第一信號線及該等第二信號 線兩者輸出對應於電容器之電荷。結果，可消除經由手、手指或類似物輸入至觸控面板中且重疊於一感測線之信號上之電磁雜訊引起之效應。
根據本發明之又另一電容量分佈檢測電路為一種檢測各形成於複數個第一信號線與複數個第二信號線之交叉點上之複數個電容器之電容量之一分佈之電容量分佈檢測電路；該電容量分佈檢測電路包含：一第一多工器，其連接至該複數個第一信號線之一部分；一第一驅動器，其連接至該第一多工器；一第一感測放大器，其連接至該第一多工器；一第二多工器，其連接至該複數個第一信號線之另一部分；一第二驅動器，其連接至該第二多工器；一第二感測放大器，其連接至該第二多工器；一第三多工器，其連接至該複數個第二信號線之一部分；一第三驅動器，其連接至該第三多工器；一第三感測放大器，其連接至該第三多工器；一第四多工器，其連接至該複數個第二信號線之另一部分；一第四驅動器，其連接至該第四多工器；一第四感測放大器，其連接至該第四多工器；及一控制電路，其控制該第一多工器至該第四多工器使得一連接狀態可在下列狀態之間切換：(a)該等第一信號線之部分係連接至該第一驅動器，該等第一信號線之另一部分係連接至該第二驅動器，該等第二信號線之部分係連接至該第三感測放大器及該等第二信號線之另一部分係連接至該第四感測放大器之一第一連接狀態；與(b)該等第一信號線之部分係連接至該第一感測放大器，該等第一信號線之另一部分係 連接至該第二感測放大器，該等第二信號線之部分係連接至該第三驅動器及該等第二信號線之另一部分係連接至該第四驅動器之一第二連接狀態。
藉由此特徵，可在下列狀態之間切換：(a)該等第一信號線之一部分係連接至該第一驅動器，該等第一信號線之另一部分係連接至該第二驅動器，該等第二信號線之一部分係連接至該第三感測放大器及該等第二信號線之另一部分係連接至該第四感測放大器之一第一連接狀態；與(b)該等第一信號線之一部分係連接至該第一感測放大器，該等第一信號線之另一部分係連接至該第二感測放大器，該等第二信號線之一部分係連接至該第三驅動器及該等第二信號線之另一部分係連接至該第四驅動器之一第二連接狀態。
此容許自該等第一信號線及該等第二信號線兩者輸出對應於電容器之電荷。結果，可消除經由手、手指或類似物輸入至觸控面板中且重疊於感測線之信號上之電磁雜訊引起之效應。
根據本發明之一觸碰感測器系統包含：根據本發明之電容量分佈檢測電路；及包含複數個第一信號線、複數個第二信號線及複數個電容器之一觸控面板。
根據本發明之一資訊輸入輸出裝置包含：根據本發明之觸碰感測器系統；及一顯示面板，其(i)重疊於該觸碰感測器系統中提供之一觸控面板上或(ii)具有內建於其中之該觸控面板。
根據本發明之檢測一電容量分佈之一方法：在一第一時序中驅動第一信號線以自第二信號線輸出對應於電容器之電荷；在繼該第一時序之後之一第二時序中，控制該等第一信號線及該等第二信號線之連接之切換；在繼該第二時序之後之一第三時序中，驅動該等第二信號線以自該等第一信號線輸出對應於電容器之電荷。此容許自該等第一信號線及該等第二信號線兩者輸出對應於電容器之電荷。結果，可消除經由手、手指或類似物輸入至觸控面板中且重疊於感測線之信號上之電磁雜訊引起之效應。
下文關於圖1至圖11之描述係關於本發明之一觸碰感測器系統之一實施例。
(實施例1)
(觸碰感測器系統1a之組態)
圖1係繪示根據實施例1之一觸碰感測器系統1a之一組態之一方塊圖。圖2係繪示觸碰感測器系統1a中提供之一觸控面板3之一組態之一示意圖。
該觸碰感測器系統1a包含一觸控面板3及一電容量分佈檢測電路2。該觸控面板3包含在一水平方向上互相平行配置之信號線HL1至HLM(第一信號線)、在一垂直方向上互相平行配置之信號線VL1至VLM(第二信號線)，及各設置於該等信號線HL1至HLM與該等信號線VL1至VLM之交叉點處之電容器C11至CMM。該觸控面板3較佳具有握有輸入筆之手可放置於該觸控面板3上之一尺寸。然而，該觸 控面板3可具有可用於智慧型電話之一尺寸。
該電容量分佈檢測電路2包含一驅動器5。該驅動器5根據一編碼序列將一電壓施加至驅動線DL1至DLM。該電容量分佈檢測電路2包含一感測放大器6。該感測放大器6經由感測線SL1至SLM讀出對應於電容器之電荷之一線性總和，且將該線性總和供應至一A/D轉換器8。
該電容量分佈檢測電路2包含一多工器4。圖3係繪示(a)連接至觸控面板3之信號線HL1至HLM及VL1至VLM與(b)連接至驅動器5之驅動線DL1至DLM及連接至感測放大器6之感測線SL1至SLM之間的一連接切換電路之一組態之一電路圖。
該多工器4在(a)信號線HL1至HLM係連接至驅動器5之驅動線DL1至DLM及信號線VL1至VLM係連接至感測放大器6之感測線SL1至SLM之一第一連接狀態與(b)信號線HL1至HLM係連接至感測放大器6之感測線SL1至SLM及信號線VL1至VLM係連接至驅動器5之驅動線DL1至DLM之一第二連接狀態之間引起一切換。
圖4係繪示觸碰感測器系統1a之電容量分佈檢測電路2中提供之多工器4之一組態之一電路圖。該多工器4包含串聯連接之四個CMOS開關SW1至SM4。自(i)與CMOS開關SW2相對之CMOS開關SW1之一端、(ii)在CMOS開關SW2與CMOS開關SW3之間、(iii)與CMOS開關SW3相對之CMOS開關SW4之一端及(iv)反向器inv之一終端輸入經由控制線CL供應來自一時序產生器7之一信號。該反向器inv具有在 CMOS開關SW1與CMOS開關SW2之間及CMOS開關SW3與CMOS開關SW4之間供應之輸出。信號線HL1至HLM係連接至CMOS開關SW1及SW2。信號線VL1至VLM係連接至CMOS開關SW3及SW4。驅動線DL1至DLM係連接至CMOS開關SW1及SW4。感測線SL1至SLM係連接至CMOS開關SW2及SW3。
當使控制線CL之信號為低時，信號線HL1至HLM變為連接至驅動線DL1至DLM及信號線VL1至VLM變為連接至感測線SL1至SLM。當使控制線CL之信號為高時，信號線HL1至HLM變為連接至感測線SL1至SLM及信號線VL1至VLM變為連接至驅動線DL1至DLM。
A/D轉換器8將經由感測線SL1至SLM讀出之電荷(該等電荷對應於電容器)之一線性總和自類比轉換成數位，且將該經轉換之線性總和供應至電容量分佈計算區段9。
基於編碼序列及由A/D轉換器8供應之電荷(該等電荷對應於電容器)之線性總和，電容量分佈計算區段9計算觸控面板3上之一電容量分佈且將該經計算之電容量分佈供應至一觸碰識別區段10。該觸碰識別區段10基於由該電容量分佈計算區段9供應之電容量分佈識別該觸控面板3上之一經觸碰之位置。
該電容量分佈檢測電路2包含時序產生器7。該時序產生器7產生(i)用於指定驅動器5之一操作之一信號，(ii)用於指定感測放大器6之一操作之一信號及(iii)用於指定A/D轉換器8之一操作之一信號，且將此等信號分別供應至該驅 動器5、該感測放大器6及該A/D轉換器8。
(觸碰感測器系統1a之操作)
圖5之(a)及(b)係描述觸碰感測器系統1a之一操作方法之一示意圖。如上文參考圖14所描述，有在沿著感測線SL1至SLM外切手放置區域HDR之外切線L1與L2之間且在該手放置區域HDR之外之一區域中產生假想雜訊NZ之問題。然而，當在未與該手放置區域HDR重疊之一感測線上(亦即，如圖5之(a)所繪示之外切線L1及L2之外之一筆輸入位置P上)輸入一筆信號時，由於未在該筆輸入位置P通過之感測線上產生假想雜訊NZ，故可檢測此筆信號，藉此沒有由該假想雜訊NZ引起之SNR之衰退。
因此，在手放置區域HDR與筆輸入位置P呈如圖14所繪示之一位置關係之一情況中，驅動線DL1至DLM及感測線SL1至SLM於其間切換以將水平方向上之信號線HL1至HLM用作驅動線DL1至DLM且將垂直方向上之信號線VL1至VLM用作感測線SL1至SLM(如圖5之(b)所繪示)，使得檢測外切線L3與L4之間的區域之外之信號。因此，可檢測該筆輸入位置P之筆信號。
因此，例如，藉由用多工器4在一第一連接狀態(該第一連接狀態為信號線HL1至HLM係連接至驅動器5之驅動線DL1至DLM且信號線VL1至VLM係連接至感測放大器6之感測線SL1至SLM之一狀態)(圖5之(b))與一第二連接狀態(該第二連接狀態為信號線HL1至HLM係連接至感測放大器6之感測線SL1至SLM且信號線VL1至VLM係連接至驅動器5 之驅動線DL1至DLM之一狀態)(圖14)之間交替切換每一訊框，即使假想雜訊NZ因手放置區域HDR而產生，亦可檢測在該第一連接狀態及該第二連接狀態之時序之一者時之筆信號。由於在其他時序中產生假想雜訊NZ，故該筆信號之SNR降低至一半。然而，藉由在該第一連接狀態與該第二連接狀態之間交替切換，即使由手放置區域HDR產生假想雜訊NZ，亦可檢測該筆信號。
因此，例如，該觸碰感測器系統1a：(i)在一第一時序中，驅動信號線HL1至HLM使得信號線VL1至VLM輸出對應於電容器之電荷(第一信號線驅動步驟)，(ii)在繼該第一時序之後之一第二時序中，使用多工器4控制信號線HL1至HLM及信號線VL1至VLM之連接之一切換(切換步驟)，及(iii)在繼該第二時序之後之一第三時序中，驅動信號線VL1至VLM使得信號線HL1至HLM輸出對應於電容器之電荷(第二信號線驅動步驟)。
該電容量分佈計算區段9係經組態使得未接收透過一感測線自安置於用手放置區域HDR外切之一矩形中的一電容器讀出之一信號。該手放置區域HDR為握有用於輸入之一導電筆之一手放置於觸控面板上之一區域；該電容量分佈計算區段9可經組態以藉由未繪示之影像識別構件識別此區域。此外，可提供該組態使得該觸碰感測器系統1a之一使用者指定該手放置區域HDR。
此外，當在未出現藉由筆輸入之手放置區域HDR之一智慧型電話中實施類似於上文在驅動線與感測線之間之切換 時，儘管在驅動狀態之任一者中產生用一手指觸碰而產生之待檢測之一信號，然可移除由假想雜訊引起之一錯誤信號，此係因為產生假想雜訊之一位置藉由驅動線與感測線之間的切換而不同。
圖6之(a)及(b)係描述觸碰感測器系統1a之另一操作方法之示意圖。如圖6之(a)所繪示，在垂直信號線VL1至VLM連接至驅動線DL1至DLM且驅動該等垂直信號線VL1至VLM，並且水平信號線HL1至HLM連接至感測線SL1至SLM之後，於外切線L5與L6(沿著手指觸碰之一手指觸碰區域FR之一水平方向外切)之間的一區域產生且在手指觸碰區域FR之外之假想雜訊NZ係經由感測線連同對應於該手指觸碰區域FR之一信號一起讀出。隨後，如圖6之(b)所繪示，在水平信號線HL1至HLM連接至驅動線DL1至DLM且驅動該等水平信號線HL1至HLM，並且垂直信號線VL1至VLM連接至感測線SL1至SLM之後，於沿著垂直方向外切手指觸碰區域FR之外切線L7與L8之間產生之假想雜訊NZ係經由一感測線連同對應於該手指觸碰區域FR之一信號一起讀出。
隨機產生如圖6之(a)所繪示之於外切線L5與L6之間產生之假想雜訊NZ及如圖6之(b)所繪示之於外切線L7與L8之間產生之假想雜訊，二者彼此無關。因此，當使用(i)對應於在如圖6之(a)中之外切線L5與L6之間產生經由感測線讀出之假想雜訊NZ且對應於手指觸碰區域FR之信號，及(ii)對應於在如圖6之(b)中之外切線L7與L8之間產生經由感測線 讀出之假想雜訊NZ且對應於手指觸碰區域FR之信號實施一AND運算時，可取消在外切線L5與L6之間產生之假想雜訊NZ與在外切線L7與L8之間產生之假想雜訊NZ。
(實施例2)
(觸碰感測器系統1b之組態)
圖7係繪示根據實施例2之一觸碰感測器系統1b之一組態之一方塊圖。圖8係繪示(a)連接至一觸控面板3之信號線HL1至HLM及VL1至VLM與(b)連接至驅動器5a及5b之驅動線DL1至DLM及連接至感測放大器6a及6b之感測線SL1至SLM之間的一連接切換電路(多工器4a及4b)之一組態之一電路圖。相同於上文所描述之該等組件之組件擁有相同參考符號，故不重複提供其之詳細描述。
該觸碰感測器系統1b包含一電容量分佈檢測電路2a。該電容量分佈檢測電路2a包含兩個多工器4a及4b。多工器4a係經由信號線HL1至HLM以一固定方式連接至觸控面板3。該電容量分佈檢測電路2a包含驅動器5a及感測放大器6a。該驅動器5a係經由驅動線DL1至DLM連接至該多工器4a，及該感測放大器6a係經由感測線SL1至SLM連接至該多工器4a。
該電容量分佈檢測電路2a包含一A/D轉換器8a及時序產生器7a。該A/D轉換器8a將來自感測放大器6a之一輸出自類比轉換成數位，且將此經轉換之輸出供應至一電容量分佈計算區段9。該時序產生器7a產生(i)指定驅動器5a之一操作之一信號，(ii)指定感測放大器6a之一操作之一信號 及(iii)指定A/D轉換器8a之一操作之一信號，且將此等信號分別供應至該驅動器5a、該感測放大器6a及該A/D轉換器8a。該時序產生器7a經由一控制線CLa供應用於控制該多工器4a之一信號。
多工器4b係經由信號線VL1至VLM以一固定方式連接至觸控面板3。該電容量分佈檢測電路2a包含驅動器5b及感測放大器6b。該驅動器5b係經由驅動線DL1至DLM連接至該多工器4b，及該感測放大器6b係經由感測線SL1至SLM連接至該多工器4b。
該電容量分佈檢測電路2a包含一A/D轉換器8b及時序產生器7b。該A/D轉換器8b將來自感測放大器6b之一輸出自類比轉換成數位，且將此經轉換之輸出供應至電容量分佈計算區段9。該時序產生器7b產生(i)指定驅動器5b之一操作之一信號，(ii)指定感測放大器6b之一操作之一信號及(iii)指定A/D轉換器8b之一操作之一信號，且將此等信號分別供應至該驅動器5b、該感測放大器6b及該A/D轉換器8b。該時序產生器7b經由一控制線CLb供應用於控制該多工器4b之一信號。
該電容量分佈檢測電路2a包含一同步信號產生區段11。該同步信號產生區段11產生用於時序產生器7a及7b來控制多工器4a及4b以在(a)信號線HL1至HLM係連接至驅動器5a及信號線VL1至VLM係連接至感測放大器6b之一第一連接狀態與(b)信號線HL1至HLM係連接至感測放大器6a及信號線VL1至VLM係連接至驅動器5b之一第二連接狀態之間切 換之一同步信號，且將該經產生之同步信號供應至該等時序產生器7a及7b。
圖9係繪示觸碰感測器系統1b之電容量分佈檢測電路2a中提供之多工器4a及4b之一組態之一電路圖。多工器4a包含串聯連接之兩個CMOS開關SW5及SW6。經由控制線CLa自(i)與CMOS開關SW6相對之CMOS開關SW5之一端、(ii)與CMOS開關SW5相對之CMOS開關SW6之一端及(iii)一反向器inv之一終端輸入輸入來自時序產生器7a之一信號。該反向器inv具有於CMOS開關SW5與CMOS開關SW6之間輸入之輸出。信號線HL1至HLM係連接至CMOS開關SW5與CMOS開關SW6。驅動線DL1至DLM係連接至CMOS開關SW5。感測線SL1至SLM係連接至CMOS開關SW6。
(觸碰感測器系統1b之操作)
當使控制線CLa之一信號為低時，信號線HL1至HLM變為連接至驅動線DL1至DLM。當使控制線CLa之信號為高時，信號線HL1至HLM變為連接至感測線SL1至SLM。多工器4b亦係類似於此而組態。
因而，該觸碰感測器系統1b包含具有類似組態之多工器4a及4b；該多工器4a係以一固定方式連接至觸控面板3之信號線HL1至HLM，及該多工器4b係以一固定方式連接至觸控面板3之信號線VL1至VLM。此外，該等多工器4a及4b係基於由同步信號產生區段11產生之一同步信號而同步操作。當多工器4a係連接至驅動器5a時，該多工器4b連接至感測放大器6b，且當多工器4a係連接至感測放大器6a 時，多工器4b連接至驅動器5b。
(實施例3)
圖10係繪示根據實施例3之一觸碰感測器系統1c之一組態之一方塊圖。相同於上文所描述之該等組件之組件擁有相同參考符號，故不重複提供其之詳細描述。
該觸碰感測器系統1c包含一電容量分佈檢測電路2c。該電容量分佈感測電路2c包含控制器12a及12b。控制器12a包含多工器4a1至4a4。該等多工器4a1至4a4具有類似於上文關於圖7至圖9所描述之多工器4a之組態之組態，然而，各多工器係連接至較少數量之信號線；多工器4a1係連接至信號線HL1至HL(m1)，多工器4a2係連接至信號線HL(m1+1)至HL(m2)，多工器4a3係連接至信號線HL(m2+1)至HL(m3)，及多工器4a4係連接至信號線HL(m3+1)至HLM，其中1<m1<m2<m3<M。
控制器12b包含多工器4b1至4b4。該等多工器4b1至4b4具有類似於上文關於圖7至圖9所描述之多工器4b之組態之組態，然而，各多工器係連接至較少數量之信號線；多工器4b1係連接至信號線VL1至VL(k1)，多工器4a2係連接至信號線VL(k1+1)至VL(k2)，多工器4b3係連接至信號線VL(k2+1)至VL(k3)，及多工器4b4係連接至信號線VL(k3+1)至VLM，其中1<k1<k2<k3<M。
該等多工器4a1至4a4及該等多工器4b1至4b4各包含各自驅動器、感測放大器、時序產生器及ADC，且可基於由一同步信號產生區段產生之一同步信號而同步操作。該等控 制器12a及12b可製造為一積體電路(IC)。
在該觸碰感測器系統1c中，實施控制以在(a)信號線HL1至HL(m1)、信號線HL(m1+1)至HL(m2)、信號線HL(m2+1)至HL(m3)及信號線HL(m3+1)至HLM係連接至一驅動器及信號線VL1至VL(k1)、信號線VL(k1+1)至VL(k2)、信號線VL(k2+1)至VL(k3)及信號線VL(k3+1)至VLM係連接至一感測放大器之一第一連接狀態與(b)信號線HL1至HL(m1)、信號線HL(m1+1)至HL(m2)、信號線HL(m2+1)至HL(m3)及信號線HL(m3+1)至HLM係連接至一感測放大器及信號線VL1至VL(k1)、信號線VL(k1+1)至VL(k2)、信號線VL(k2+1)至VL(k3)及信號線VL(k3+1)至VLM係連接至一驅動器之一第二連接狀態之間切換。
(實施例4)
圖11係繪示根據實施例4之一觸碰感測器系統1d之一組態之一方塊圖。相同於上文所描述之該等組件之組件擁有相同參考符號，故不重複提供其之詳細描述。
該觸碰感測器系統1d之一感測放大器包含根據減法自鄰近感測線讀出一信號之一組態，容許自一液晶面板及類似物取消雜訊且改良SNR。
該觸碰感測器系統1d包含一電容量分佈檢測電路2d。該電容量分佈檢測電路2d包含控制器13a及13b。控制器13a包含多工器14a1至14a4。該等多工器14a1至14a4具有類似於上文關於圖7至圖9所描述之多工器4a之組態之組態，然而，各多工器係連接至較少數量之信號線，及鄰近多工器 共用安置於其等共同邊界上之一信號線。
多工器14a1係連接至信號線HL1至HL(m1)，多工器14a2係連接至信號線HL(m1)至HL(m2)，多工器14a3係連接至信號線HL(m2)至HL(m3)，及多工器14a4係連接至信號線HL(m3)至HLM，其中1<m1<m2<m3<M。因而，鄰近多工器14a1及14a2共用安置於其等共同邊界上之信號線HL(m1)，鄰近多工器14a2及14a3共用安置於其等共同邊界上之信號線HL(m2)，及鄰近多工器14a3及14a4共用安置於其等共同邊界上之信號線HL(m3)。
控制器13b包含多工器14b1至14b4。該等多工器14b1至14b4具有類似於上文關於圖7至圖9所描述之多工器4b之組態之組態，然而，各多工器係連接至較少數量之信號線，及鄰近多工器共用安置於其等共同邊界上之一信號線。
多工器14b1係連接至信號線VL1至VL(k1)，多工器14b2係連接至信號線VL(k1)至VL(k2)，多工器14b3係連接至信號線VL(k2)至VL(k3)，及多工器14b4係連接至信號線VL(k3)至VLM，其中1<k1<k2<k3<M。因而，鄰近多工器14b1及14b2共用安置於其等共同邊界上之信號線VL(k1)，鄰近多工器14b2及14b3共用安置於其等共同邊界上之信號線VL(k2)，及鄰近多工器14b3及14b4共用安置於其等共同邊界上之信號線VL(k3)。
該等多工器14a1至1a4及該等多工器14b1至14b4各包含各自驅動器、感測放大器、時序產生器及ADC，且可基於由一同步信號產生區段產生之一同步信號而同步操作。該 等控制器13a及13b可製造為一積體電路(IC)。
因而，在藉由共用安置於鄰近多工器之一共同邊界上之一信號線，感測放大器係經組態以便根據減法自鄰近感測信號線讀出一信號以容許自液晶面板及類似物取消雜訊且改良SNR之情況中，可以超過該邊界之一方式連續實施安置於對應於鄰近多工器之感測線之邊界上之感測線之差分讀出。
根據實施例1至4之觸碰感測器系統可在可藉由在許多人觸碰黑板時手寫於其上、藉由重疊觸碰感測器系統與一液晶顯示面板或藉由將觸碰感測器系統內建於一液晶顯示面板內接收輸入之一媒體黑板(資訊輸入/輸出元件)中組成。
藉由根據本實施例之電容量分佈檢測方法，複數個第一信號線、複數個第二信號線及複數個電容器組成一觸控面板，該觸控面板具有容許握有用於輸入之一筆之一手放置於其上之一尺寸為較佳。
根據該組態，可消除經由觸碰於一觸控面板上同時握有用於輸入之一筆之一手輸入至該觸控面板中之電磁雜訊引起之一效應，且該電磁雜訊重疊於一感測線之一信號上。
藉由根據本實施例之電容量分佈檢測電路，複數個第一信號線、複數個第二信號線及複數個電容器組成一觸控面板，該觸控面板具有容許握有用於輸入之一筆之一手放置於其上之一尺寸為較佳。
根據該組態，可消除經由觸碰於一觸控面板上同時握有用於輸入之一筆之一手輸入至該觸控面板中之電磁雜訊引 起之一效應，且該電磁雜訊重疊於一感測線之一信號上。
藉由根據本發明之又另一電容量分佈檢測電路，較佳是複數個第一信號線之一部分與複數個第一信號線之另一部分共用安置於其等共同邊界上之一信號線，及複數個第二信號線之一部分與複數個第二信號線之另一部分共用安置於其等共同邊界上之一信號線。
藉由前述組態，可連續實施安置於鄰近多工器之部分之一共同邊界上之一感測線之差分讀出，其超過該共同邊界。
藉由根據本實施例之一觸碰感測器系統，電容量分佈檢測電路根據使用一筆之一輸入檢測電容量之一分佈為較佳。
藉由根據本實施例之一資訊輸入/輸出元件，電容量分佈檢測電路根據使用一筆之一輸入檢測電容量之一分佈為較佳。
本發明不限於上文之實施例之描述，而是熟習此項技術者可在申請專利範圍之範疇中作改變。基於不同實施例中所揭示之技術手段之一適當組合之一實施例係包含於本發明之技術範疇中。
工業適用性
本發明可應用於一電容量分佈檢測方法、一電容量分佈檢測電路、一觸碰感測器系統及一資訊輸入輸出裝置，其等之各者檢測各形成於複數個第一信號線與複數個第二信號線之交叉點上之複數個電容器之電容量之一分佈。
此外，本發明可用於包含一大尺寸觸控面板之一觸碰感測器系統，其中可在使用一筆(例如，一媒體黑板、一平板終端及類似物)輸入時產生一手放置區域，其可經由許多人手寫於黑板上而接收項目。
1a‧‧‧觸碰感測器系統
1b‧‧‧觸碰感測器系統
1c‧‧‧觸碰感測器系統
1d‧‧‧觸碰感測器系統
2‧‧‧電容量分佈檢測電路
2a‧‧‧電容量分佈檢測電路
2c‧‧‧電容量分佈檢測電路
2d‧‧‧電容量分佈檢測電路
3‧‧‧觸控面板
4‧‧‧多工器
4a‧‧‧多工器(第一多工器)
4a1‧‧‧多工器(第一多工器)
4a2‧‧‧多工器(第二多工器)
4a3‧‧‧多工器
4a4‧‧‧多工器
4b‧‧‧多工器(第二多工器)
4b1‧‧‧多工器(第三多工器)
4b2‧‧‧多工器(第四多工器)
4b3‧‧‧多工器
4b4‧‧‧多工器
5‧‧‧驅動器
5a‧‧‧驅動器(第一驅動器)
5b‧‧‧驅動器(第二驅動器)
6‧‧‧感測放大器
6a‧‧‧感測放大器(第一感測放大器)
6b‧‧‧感測放大器(第二感測放大器)
7‧‧‧時序產生器
7a‧‧‧時序產生器(控制電路)
7b‧‧‧時序產生器(控制電路)
8‧‧‧A/D轉換器
8a‧‧‧A/D轉換器
8b‧‧‧A/D轉換器
9‧‧‧電容量分佈計算區段
10‧‧‧觸碰識別區段
11‧‧‧同步信號產生區段(控制電路)
12a‧‧‧控制器
12b‧‧‧控制器
13a‧‧‧控制器
13b‧‧‧控制器
14a1‧‧‧多工器(第一多工器)
14a2‧‧‧多工器(第二多工器)
14a3‧‧‧多工器
14a4‧‧‧多工器
14b1‧‧‧多工器(第三多工器)
14b2‧‧‧多工器(第四多工器)
14b3‧‧‧多工器
14b4‧‧‧多工器
90‧‧‧觸碰識別區段
91‧‧‧觸碰感測器系統
92‧‧‧電容量分佈檢測電路
93‧‧‧觸控面板
95‧‧‧驅動器
96‧‧‧感測放大器
97‧‧‧時序產生器
98‧‧‧A/D轉換器
99‧‧‧電容量分佈計算區段
C11‧‧‧電容器
C12‧‧‧電容器
C13‧‧‧電容器
C1M‧‧‧電容器
C21‧‧‧電容器
C22‧‧‧電容器
C23‧‧‧電容器
C2M‧‧‧電容器
C31‧‧‧電容器
C32‧‧‧電容器
C33‧‧‧電容器
C3M‧‧‧電容器
CL‧‧‧控制線
CLa‧‧‧控制線
CLb‧‧‧控制線
CM1‧‧‧電容器
CM2‧‧‧電容器
CM3‧‧‧電容器
CMM‧‧‧電容器
DL1‧‧‧驅動線
DL2‧‧‧驅動線
DLM‧‧‧驅動線
FR‧‧‧手指觸碰區域
HDR‧‧‧手放置區域
HL1‧‧‧信號線(第一信號線)
HL2‧‧‧信號線(第一信號線)
HL3‧‧‧信號線(第一信號線)
HLM‧‧‧信號線(第一信號線)
inv‧‧‧反向器
L1‧‧‧外切線
L2‧‧‧外切線
L3‧‧‧外切線
L4‧‧‧外切線
L5‧‧‧外切線
L6‧‧‧外切線
L7‧‧‧外切線
L8‧‧‧外切線
NZ‧‧‧假想雜訊
P‧‧‧筆輸入位置
SL1‧‧‧感測線
SL2‧‧‧感測線
SLM‧‧‧感測線
SW1‧‧‧CMOS開關
SW2‧‧‧CMOS開關
SW3‧‧‧CMOS開關
SW4‧‧‧CMOS開關
SW5‧‧‧CMOS開關
SW6‧‧‧CMOS開關
VL1‧‧‧信號線(第二信號線)
VL2‧‧‧信號線(第二信號線)
VL3‧‧‧信號線(第二信號線)
VLM‧‧‧信號線(第二信號線)
圖1係繪示根據實施例1之一觸碰感測器系統之一組態之一方塊圖。
圖2係繪示觸碰感測器系統中提供之一觸控面板之一組態之一示意圖。
圖3係繪示(a)連接至觸控面板之信號線與(b)連接至一驅動器之驅動線及連接至一感測放大器之感測線之間的一連接切換電路之一組態一電路圖。
圖4係繪示觸碰感測器系統之一電容量分佈檢測電路中提供之一多工器之一組態之一電路圖。
圖5之(a)及(b)係描述觸碰感測器系統之一操作方法之示意圖。
圖6至(a)及(b)係描述觸碰感測器系統之另一操作方法之示意圖。
圖7係繪示根據實施例2之一觸碰感測器系統之一組態之一方塊圖。
圖8係繪示(a)連接至觸控面板之信號線與(b)連接至一驅動器之驅動線及連接至一感測放大器之感測線之間的一連接切換電路之一組態一電路圖。
圖9係繪示觸碰感測器系統之一電容量分佈檢測電路中 提供之一多工器之一組態之一電路圖。
圖10係繪示根據實施例3之一觸碰感測器系統之一組態之一方塊圖。
圖11係繪示根據實施例4之一觸碰感測器系統之一組態之一方塊圖。
圖12係繪示一習知觸碰感測器系統之一組態之一方塊圖。
圖13係繪示觸碰感測器系統中提供之一觸控面板之一組態之一示意圖。
圖14係描述在觸碰感測器系統中產生之假想雜訊之一視圖。
1a‧‧‧觸碰感測器系統
2‧‧‧電容量分佈檢測電路
3‧‧‧觸控面板
4‧‧‧多工器
5‧‧‧驅動器
6‧‧‧感測放大器
7‧‧‧時序產生器
8‧‧‧A/D轉換器
9‧‧‧電容量分佈計算區段
10‧‧‧觸碰識別區段
CL‧‧‧控制線
DL1‧‧‧驅動線
DL2‧‧‧驅動線
DLM‧‧‧驅動線
HL1‧‧‧信號線/第一信號線
HL2‧‧‧信號線/第一信號線
HLM‧‧‧信號線/第一信號線
SL1‧‧‧感測線
SL2‧‧‧感測線
SLM‧‧‧感測線
VL1‧‧‧信號線/第二信號線
VL2‧‧‧信號線/第二信號線
VLM‧‧‧信號線/第二信號線

Claims (11)

  1. 一種檢測電容量分佈之方法，其檢測於包含複數個第一信號線及與該等第一信號線交差之複數個第二信號線的觸控面板上之上述第一信號線與上述第二信號線之交叉點所形成之複數個電容之電容量分佈，該方法包括：第一信號線驅動步驟，其驅動上述第一信號線以自上述第二信號線輸出對應於上述電容之電荷；第一檢測步驟，其係根據藉由上述第一信號線驅動步驟而輸出之電荷，來檢測出上述觸控面板上之電容量分布；第二信號線驅動步驟，其係驅動該上述二信號線以自上述第一信號線輸出對應於上述電容之電荷；第二檢測步驟，其係根據藉由上述第二信號線驅動步驟而輸出之電荷，來檢測出上述觸控面板上之電容量分布；及第三檢測步驟，其係根據藉由上述第一檢測步驟而檢測出之電容量分布及藉由上述第二檢測步驟而檢測出之電容量分布，來檢測出上述複數個電容之電容量之分布。
  2. 如請求項1之方法，其中該複數個第一信號線、該複數個第二信號線及該複數個電容所組成之觸控面板具有容許握有用於輸入之一筆之一手放置於其上之一尺寸。
  3. 一種電容量分佈檢測電路，其係檢測於包含複數個第一 信號線及與該等第一信號線交差之複數個第二信號線的觸控面板上之上述第一信號線與上述第二信號線之交叉點所形成之複數個電容之電容量之分佈，該電容量分佈檢測電路包括：一多工器，其連接至該複數個第一信號線及該複數個第二信號線；一驅動器，其連接至該多工器；一感測放大器，其連接至該多工器；及一檢測部，其根據來自該感測放大器的信號，檢測該觸控面板上之複數之電容之電容量分布；該多工器在下列連接狀態之間切換：將上述第一信號線連接至該驅動器，將上述第二信號線連接至該感測放大器，使該驅動器藉由驅動信號驅動上述第一信號線，將對上述驅動信號之來自上述第二信號線之回應經由該感測放大器而供應至該檢測部之一第一連接狀態；將上述第一信號線連接至該感測放大器，將上述第二信號線連接至該驅動器，使該驅動器藉由上述驅動信號驅動上述第二信號線，將對上述驅動信號之來自上述第一信號線之回應經由該感測放大器而供給至該檢測部之一第二連接狀態；且該檢測部係根據來自上述第二信號線之回應而檢測出由上述第一信號線之驅動所致之第一信號線電容量分布，根據來自上述第一信號線之回應而檢測出藉由上述第二信號線之驅動所致之第二信號線電容量分 布，並根據上述第一信號線電容量分布及上述第二信號線電容量分布而檢測出該複數個電容之電容量分布。
  4. 一種電容量分佈檢測電路，其係檢測於複數個第一信號線與複數個第二信號線之交叉點上形成之複數個電容之電容量之分佈，該電容量分佈檢測電路包括：一第一多工器，其連接至上述第一信號線；一第一驅動器，其連接至該第一多工器；一第一感測放大器，其連接至該第一多工器；一第二多工器，其連接至上述第二信號線；一第二驅動器，其連接至該第二多工器；一第二感測放大器，其連接至該第二多工器；及一控制電路，其控制該第一多工器及該第二多工器使得一連接狀態可在下列狀態之間切換：將上述第一信號線連接至該第一驅動器且將上述第二信號線連接至該第二感測放大器之一第一連接狀態；將上述第一信號線連接至該第一感測放大器且將上述第二信號線連接至該第二驅動器之一第二連接狀態。
  5. 一種電容量分佈檢測電路，其係檢測於複數個第一信號線與複數個第二信號線之交叉點上形成之複數個電容之電容量之分佈，該電容量分佈檢測電路包括：一第一多工器，其連接至該複數個第一信號線之一 部分；一第一驅動器，其連接至該第一多工器；一第一感測放大器，其連接至該第一多工器；一第二多工器，其連接至該複數個第一信號線之另一部分；一第二驅動器，其連接至該第二多工器；一第二感測放大器，其連接至該第二多工器；一第三多工器，其連接至該複數個第二信號線之一部分；一第三驅動器，其連接至該第三多工器；一第三感測放大器，其連接至該第三多工器；一第四多工器，其連接至該複數個第二信號線之另一部分；一第四驅動器，其連接至該第四多工器；一第四感測放大器，其連接至該第四多工器；及一控制電路，其控制該第一多工器至該第四多工器使得一連接狀態可在下列狀態之間切換：(a)將該等第一信號線之該一部分連接至該第一驅動器，將該等第一信號線之該另一部分連接至該第二驅動器，將該等第二信號線之該一部分連接至該第三感測放大器，且將該等第二信號線之該另一部分連接至該第四感測放大器之一第一連接狀態；與(b)將該等第一信號線之該一部分連接至該第一感測放大器，將該等第一信號線之該另一部分連接至該第二感測放大器，將該等第二 信號線之該一部分連接至該第三驅動器，且將該等第二信號線之該另一部分係連接至該第四驅動器之一第二連接狀態。
  6. 如請求項3至5之任一者之電容量分佈檢測電路，其中該複數個第一信號線、該複數個第二信號線及該複數個電容所組成之觸控面板係具有容許握有用於輸入之一筆之一手放置於其上之一尺寸。
  7. 如請求項5之電容量分佈檢測電路，其中該複數個第一信號線之該一部分與該複數個第一信號線之該另一部分共用安置於其等共同邊界上之一信號線，及該複數個第二信號線之該一部分與該複數個第二信號線之該另一部分共用安置於其等共同邊界上之一信號線。
  8. 一種觸碰感測器系統，其包括：如請求項3至5之任一者中所敘述之一電容量分佈檢測電路；及一觸控面板，其包含該複數個第一信號線、該複數個第二信號線及該複數個電容。
  9. 如請求項8之觸碰感測器系統，其中該電容量分佈檢測電路檢測根據使用筆之輸入的電容量分佈。
  10. 一種資訊輸入輸出裝置，其包括：如請求項8中所敘述之一觸碰感測器系統；及一顯示面板，其(i)重疊於設於該觸碰感測器系統之觸 控面板上或(ii)內建有該觸控面板。
  11. 如請求項10之資訊輸入輸出裝置，其中該電容量分佈檢測電路檢測根據使用筆之輸入的電容量分佈。
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