TWI479400B - 電容式觸控面板的感測電路及其方法 - Google Patents

Description

電容式觸控面板的感測電路及其方法

本發明是有關於一種感測技術，且特別是有關於一種投射電容式觸控面板的感測電路及其方法。

投射電容式觸控面板的工作原理主要是偵測手指的靜電電容對於投射電容式觸控面板內形成於各XY電極間之感應電容所帶來的電容變化，且常見的投射電容式觸控面板的定位(感應)法具有自容式(Self-capacitance，或謂自感式)與互容式(Mutual-capacitance，或謂互感式)。以自容式的定位(感應)法為例，兩個方向(XY軸)的多個感測電路會連接至各XY電極，並且藉由該等感測電路以偵測出哪些X電極和Y電極發生了電容變化，即可得知使用者於投射電容式觸控面板上的單一或多個觸碰點。

而現今關於自容式之定位(感應)法的感測電路的實施架構並未統一，但為了要不影響投射電容式觸控面板所應用之(手持)電子產品處於待機時的電力持久性，故如何設計出具有低電路複雜度與低功耗的自感(容)式感測電路以應用在投射電容式觸控面板中，乃是本發明相關領域之技術/研發人員所欲努力的課題之一。

本發明之一示範性實施例提供一種適於(投射)電容式觸控面板且具有低電路複雜度與低功耗的感測電路，且其包括：參考電壓產生單元、感測電壓產生單元，以及積 分判斷單元。其中，參考電壓產生單元包含預設參考電容，且其經配置以採用一定電流源充電手段而對預設參考電容進行充電，藉以產生一參考電壓。感測電壓產生單元經配置以採用所述定電流源充電手段而對(投射)電容式觸控面板中的至少一感測電容進行充電，藉以產生一感測電壓。積分判斷單元耦接參考電壓產生單元與感測電壓產生單元，且其經配置以接收並判斷所述參考電壓與所述感測電壓的上升速度是否相同，並據以輸出一感測電壓值。

於本發明的一示範性實施例中，參考電壓產生單元更包含：第一固定電流源與第一充電開關。其中，第一固定電流源偏壓於一第一偏壓下，且其經配置以提供一第一固定電流。第一充電開關耦接於第一固定電流源與預設參考電容之間，並且反應於一第一控制訊號而進行切換。

於本發明的一示範性實施例中，參考電壓產生單元更包含：第一重置開關，其與預設參考電容並接，並且反應於一第二控制訊號而進行切換。

於本發明的一示範性實施例中，感測電壓產生單元更包括：第二固定電流源與第二充電開關。其中，第二固定電流源偏壓於一第二偏壓下，且其經配置以提供一第二固定電流。第二充電開關耦接於第二固定電流源與感測電容之間，並且反應於所述第一控制訊號而進行切換。

於本發明的一示範性實施例中，感測電壓產生單元更包含：第二重置開關，其與感測電容並接，並且反應於所述第二控制訊號而進行切換， 於本發明的一示範性實施例中，積分判斷單元包含：運算放大器與積分電容。其中，運算放大器的第一輸入端用以接收所述參考電壓，運算放大器的第二輸入端用以接收所述感測電壓，而運算放大器的輸出端則用以輸出所述感測電壓值。積分電容的第一端耦接運算放大器的第二輸入端，而積分電容的第二端則耦接至運算放大器的輸出端。

於本發明的一示範性實施例中，積分判斷單元更包含：第三重置開關，其與積分電容並接，並且反應於所述第二控制訊號而進行切換。

於本發明的一示範性實施例中，於感測電路的重置階段，第一充電開關反應於所述第一控制訊號而關閉，第一重置開關反應於所述第二控制訊號而導通，藉以使得第一重置開關對預設參考電容進行重置。於感測電路的充電階段，第一充電開關反應於所述第一控制訊號而導通，第一重置開關反應於所述第二控制訊號而關閉，藉以使得第一固定電流源對預設參考電容進行充電，從而在預設參考電容上產生所述參考電壓。於感測電路的感測階段，第一充電開關反應於所述第一控制訊號而關閉，第一重置開關反應於所述第二控制訊號而關閉，藉以提供所述參考電壓給運算放大器的第一輸入端。其中，所述重置階段在所述充電階段之前，而所述充電階段在所述感測階段之前。

於本發明的一示範性實施例中，於感測電路的重置階段，第二充電開關反應於所述第一控制訊號而關閉，第二重置開關反應於所述第二控制訊號而導通，藉以使得第二 重置開關對感測電容進行重置。於感測電路的充電階段，第二充電開關反應於所述第一控制訊號而導通，第二重置開關反應於所述第二控制訊號而關閉，藉以使得第二固定電流源對感測電容進行充電，從而在感測電容上產生所述感測電壓。於感測電路的感測階段，第一充電開關反應於所述第一控制訊號而關閉，第一重置開關反應於所述第二控制訊號而關閉，藉以提供所述感測電壓給運算放大器的第二輸入端。

於本發明的一示範性實施例中，於感測電路的重置階段，第三重置開關反應於所述第二控制訊號而導通，藉以使得第三重置開關對積分電容進行重置。於感測電路的充電階段與感測階段，第三重置開關反應於所述第二控制訊號而關閉，藉以使得運算放大器與積分電容形成積分器以接收並判斷所述參考電壓與所述感測電壓的上升速度是否相同，並據以輸出所述感測電壓值。

於本發明的一示範性實施例中，第一固定電流源的第一端耦接至所述第一偏壓。第一充電開關的第一端耦接第一固定電流源的第二端，第一充電開關的第二端耦接預設參考電容的第一端，而第一充電開關的控制端則用以接收所述第一控制訊號。預設參考電容的第二端耦接至一接地電位。第一重置開關的第一端耦接預設參考電容的第一端，第一重置開關的第二端耦接至所述接地電位，而第一重置開關的控制端則用以接收所述第二控制訊號。

於本發明的一示範性實施例中，第二固定電流源的第 一端耦接至所述第二偏壓。第二充電開關的第一端耦接第二固定電流源的第二端，第二充電開關的第二端耦接感測電容的第一端，而第二充電開關的控制端則用以接收所述第一控制訊號。感測電容的第二端耦接至所述接地電位。第二重置開關的第一端耦接感測電容的第一端，第二重置開關的第二端耦接至所述接地電位，而第二重置開關的控制端則用以接收所述第二控制訊號。

於本發明的一示範性實施例中，第三重置開關的第一端耦接積分電容的第一端，第三重置開關的第二端耦接積分電容的第二端，而第三重置開關的控制端則用以接收所述第二控制訊號。

於本發明的一示範性實施例中，第一與第二固定電流源、預設參考電容、第一與第二充電開關、第一至第三重置開關、運算放大器與積分電容可以配置在積體電路內。另外，感測電容可以配置在積體電路外。

本發明之另一示範性實施例提供一種電容式觸控裝置，其包括：電容式觸控面板與感測裝置，且感測裝置包含至少一前述所提的感測電路。

於本發明的一示範性實施例中，所提的電容式觸控裝置更包括：判讀單元，其耦接感測電路，並且內建一臨界電壓值。判讀單元經配置以接收所述感測電壓值，並且比較所述感測電壓值與所述臨界電壓值的差異，藉以得知是否有發生一觸碰事件。

於本發明的一示範性實施例中，判讀單元更內建一預 設比較值。在此條件下，當所述感測電壓值與所述臨界電壓值的差異小於一預設比較值時，則判讀單元得知未發生所述處碰事件；以及當所述感測電壓值與所述臨界電壓值的差異大於所述預設比較值時，則判讀單元得知有發生所述處碰事件。

本發明之再一示範性實施例提供一種適於(投射)電容式觸控面板的感測方法，其包括：採用一定電流源充電手段(例如：提供第一固定電流)而對一預設參考電容進行充電，藉以產生一參考電壓；採用所述定電流源充電手段(例如：提供第二固定電流)而對(投射)電容式觸控面板中的至少一感測電容進行充電，藉以產生一感測電壓；以及採用一積分判斷手段而判斷所述參考電壓與所述感測電壓的上升速度是否相同，並據以輸出一感測電壓值。

於上述本發明的一示範性實施例中，所述第一固定電流與所述第二固定電流實質上可以相同(或者，可以具有一預設比例)。而且，預設參考電容的容值與感測電容的容值實質上可以相同(或者，可以具有所述預設比例)。

於上述本發明的一示範性實施例中，當所述參考電壓與所述感測電壓的上升速度相同時，則所述感測電壓值具有一第一電壓值；當所述參考電壓與所述感測電壓的上升速度相異時，則所述感測電壓值具有一第二電壓值；以及所述第二電壓值大於所述第一電壓值。

圖1繪示為本發明一示範性實施例之電容式觸控裝置 (capacitive touch apparatus)10的示意圖。請參閱圖1，電容式觸控裝置10包括：電容式觸控面板(capacitive touch panel)101、感測裝置(sensing device)103，以及判讀單元(judgment unit)105。其中，電容式觸控面板101可以為投射電容式觸控面板(projective capacitive touch panel)，但並不限制於此。在此條件下，(投射)電容式觸控面板101中可以包含M^＊ N個由XY電極所定義出來的感應電容(sensing capacitor，未繪示)，M^＊ N表示為(投射)電容式觸控面板101的感測解析度(sensing resolution)，其與(投射)電容式觸控面板101的顯示解析度(display resolution)相異。

感測裝置103耦接於(投射)電容式觸控面板101與判讀單元105之間，且其經配置以感測/偵測(投射)電容式觸控面板101中的每一感應電容是否有發生變化。於本示範性實施例中，感測裝置103可以包含M+N個電路結構相同的感測電路107，且該等感測電路107分別對應到(投射)電容式觸控面板101中的M^＊ N個感應電容。每一感測電路107用以感測/偵測所對應的感應電容是否有發生變化，進而輸出感測/偵測資訊給判讀單元105進行判讀/判斷。如此一來，判讀單元105即可得知是否有發生觸碰事件(touch event)，容後再詳述。

顯然地，感測裝置103所採用的定位(感應)法可以為自容式(Self-capacitance，或謂自感式)，藉以感測/偵測使用者於(投射)電容式觸控面板101上的單一或多個 觸碰(摸)點。然而，本示範性實施例的感測裝置103並不限制於只能對(投射)電容式觸控面板101進行(電容)感測/偵測而已，其亦可應用在其他有需對電容變化進行感測/偵測的場合。

於此，由於所有感測電路107的電路結構都相同，故以下將採以解釋/說明單一感測電路107的方式來闡述本示範性實施例的(電容)感測方案/概念。

圖2繪示為圖1之感測電路107的具體實施示意圖。圖2所示之感測電路107係對應至(投射)電容式觸控面板101中的感應電容Csensor，且其整體上包括：參考電壓產生單元(reference voltage generating unit)201、感測電壓產生單元(sensing voltage generating unit)203，以及積分判斷單元(integration determination unit)205。

於本示範性實施例中，參考電壓產生單元201包含預設參考電容(predetermined reference capacitor)Cref，其中，參考電壓產生單元201經配置以採用定電流源充電手段(means of constant-current charging)而對預設參考電容Cref進行充電，藉以產生參考電壓(reference voltage)Vref。

更清楚來說，參考電壓產生單元201還包含第一固定電流源(constant current source)I1、第一充電開關(charging switch)SW1-1，以及第一重置開關(reset switch)SW2-1。其中，第一固定電流源I1偏壓於第一偏壓Vbias1下，用以提供第一固定電流Iref。第一充電開關SW1-1耦接於第 一固定電流源I1與預設參考電容Cref之間，並且反應於第一控制訊號CS1用以進行切換為導通或關閉。第一重置開關SW2-1與預設參考電容Cref並接，並且反應於第二控制訊號CS2而進行切換為導通或關閉。

更進一步說明，以參考電壓產生單元201的電路結構而言，第一固定電流源I1的第一端耦接至第一偏壓Vbias1。第一充電開關SW1-1的第一端耦接第一固定電流源I1的第二端，第一充電開關SW1-1的第二端耦接預設參考電容Cref的第一端，而第一充電開關SW1-1的控制端則用以接收第一控制訊號CS1。預設參考電容Cref的第二端耦接至接地電位(ground potential)GND。第一重置開關SW2-1的第一端耦接預設參考電容Cref的第一端，第一重置開關SW2-1的第二端耦接至接地電位GND，而第一重置開關SW2-1的控制端則用以接收第二控制訊號CS2。

另外，感測電壓產生單元203經配置以採用定電流源充電手段而對(投射)電容式觸控面板101中的感測電容Csensor進行充電，藉以產生感測電壓(sensing voltage)Vsensor。

更清楚來說，感測電壓產生單元203還包括第二固定電流源I2、第二充電開關SW1-2，以及第二重置開關SW2-2。其中，第二固定電流源I2偏壓於第二偏壓Vbias2下，且其經配置以提供第二固定電流Isensor。第二充電開關SW1-2耦接於第二固定電流源I2與感測電容Csensor 之間，並且反應於第一控制訊號CS1而進行切換。第二重置開關SW2-2與感測電容Csensor並接，並且反應於第二控制訊號CS2而進行切換。

更進一步說明，關於感測電壓產生單元203的電路結構，第二固定電流源I2的第一端耦接至第二偏壓Vbias2。第二充電開關SW1-2的第一端耦接第二固定電流源I2的第二端，第二充電開關SW1-2的第二端耦接感測電容Csensor的第一端，而第二充電開關SW1-2的控制端則用以接收第一控制訊號CS1。感測電容Csensor的第二端耦接至接地電位GND。第二重置開關SW2-2的第一端耦接感測電容Csensor的第一端，第二重置開關SW2-2的第二端耦接至接地電位GND，而第二重置開關SW2-2的控制端則用以接收第二控制訊號CS2。

於本示範性實施例中，第一固定電流源I1所提供的第一固定電流Iref與第二固定電流源I2所提供的第二固定電流Isensor實質上可以相同。在此條件下，預設參考電容Cref的容值與感測電容Csensor的容值實質上亦可以相同。然而，本示範性實施例並不限制於此。

更清楚來說，第一固定電流源I1所提供的第一固定電流Iref與第二固定電流源I2所提供的第二固定電流Isensor可以具有一預設比例(predetermined ratio)。在此條件下,預設參考電容Cref的容值與感測電容Csensor的容值亦可以具有此預設比例。由此，第一固定電流源I1與第二固定電流源I2之間的電流關係，以及預設參考電容Cref與感 測電容Csensor之間的容值關係可視實際設計/應用需求來決定。

再者，積分判斷單元205耦接參考電壓產生單元201與感測電壓產生單元203。而且，積分判斷單元205經配置以接收並判斷來自參考電壓產生單元201的參考電壓Vref與來自感測電壓產生單元203的感測電壓Vsensor的上升速度是否相同，進而輸出感測電壓值(sensing voltage value)SV。

更清楚來說，積分判斷單元205包含運算放大器(operational amplifier)OP、積分電容(integration capacitor)Cint，以及第三重置開關SW2-3。其中，運算放大器OP的第一輸入端用以接收來自參考電壓產生單元201的參考電壓Vref，(亦即運算放大器OP的第一輸入端耦接至預設參考電容Cref的第一端)，運算放大器OP的第二輸入端用以接收來自感測電壓產生單元203的感測電壓Vsensor，(亦即運算放大器OP的第二輸入端耦接至感應電容Csensor的第一端)，以及運算放大器OP的輸出端則用以輸出感測電壓值SV。

積分電容Cint的第一端耦接運算放大器OP的第二輸入端，而積分電容Cint的第二端則耦接至運算放大器OP的輸出端。第三重置開關SW2-3與積分電容Cint並接，並且反應於第二控制訊號CS2而進行切換。換言之，第三重置開關SW2-3的第一端耦接積分電容Cint的第一端，第三重置開關SW2-3的第二端耦接積分電容Cint的第二 端，而第三重置開關SW2-3的控制端則用以接收第二控制訊號CS2。

在此值得一提的是，從圖2中所繪示的銲墊(PD)符號可以看出，第一與第二固定電流源(I1,I2)、預設參考電容(Cref)、第一與第二充電開關(SW1-1,SW1-2)、第一至第三重置開關(SW2-1,SW2-2,SW2-3)、運算放大器(OP)與積分電容(Cint)可以配置在積體電路(integrated circuit,IC)內；而感測電容(Csensor)可以配置在積體電路外。

於本示範性實施例中，感測電路107在運作過程中會重複地(repeatedly)進入重置階段(reset phase)RST_P、充電階段(charging phase)CH_P與感測階段(sensing phase)Sen_P，其中，重置階段RST_P會在充電階段CH_P之前，而充電階段CH_P會在感測階段Sen_P之前，如圖3所示。

進一步說明，以參考電壓產生單元201的運作方式而言，於感測電路107的重置階段RST_P，第一充電開關SW1-1會根據第一控制訊號CS1而關閉(turned-off)，且第一重置開關SW2-1會根據第二控制訊號CS2而導通(turned-on)，藉以使得第一重置開關SW2-1會對預設參考電容Cref進行重置。接著，於感測電路107的充電階段CH_P，第一充電開關SW1-1會根據第一控制訊號CS1而導通，且第一重置開關SW2-1會根據第二控制訊號CS2而關閉，藉以使得第一固定電流源I1會提供第一固定電流 Iref以對預設參考電容Cref進行充電，從而在預設參考電容Cref上產生參考電壓Vref。之後，於感測電路107的感測階段Sen_P，第一充電開關SW1-1會根據第一控制訊號CS1而關閉，且第一重置開關SW2-1會根據第二控制訊號CS2而關閉，藉以提供參考電壓Vref給運算放大器OP的第一輸入端。

另外，以感測電壓產生單元203的運作方式而言，於感測電路107的重置階段RST_P，第二充電開關SW1-2會根據第一控制訊號CS1而關閉，且第二重置開關SW2-2會根據第二控制訊號CS2而導通，藉以使得第二重置開關SW2-2會對感測電容Csensor進行重置。接著，於感測電路107的充電階段CH_P，第二充電開關SW1-2會根據第一控制訊號CS1而導通，且第二重置開關SW2-2會根據第二控制訊號CS2而關閉，藉以使得第二固定電流源I2會提供第二固定電流Isensor以對感測電容Csensor進行充電，從而在感測電容Csensor上產生感測電壓Vsensor。之後，於感測電路107的感測階段Sen_P，第二充電開關SW1-2會根據第一控制訊號CS1而關閉，且第二重置開關SW2-2會根據第二控制訊號CS2而關閉，藉以提供感測電壓Vsensor給運算放大器OP的第二輸入端。

再者，以積分判斷單元205的運作方式而言，於感測電路107的重置階段RST_P，第三重置開關SW2-3會根據第二控制訊號CS2而導通，藉以使得第三重置開關SW2-3會對積分電容Cint進行重置。接著，於感測電路107的充 電階段CH_P與感測階段Sen_P，第三重置開關SW2-3會根據第二控制訊號CS2而關閉，藉以使得運算放大器OP與積分電容Cint形成積分器(integrator，OP+Cint)以接收並判斷來自參考電壓產生單元201的參考電壓Vref與來自感測電壓產生單元203的感測電壓Vsensor的上升速度是否相同，進而輸出感測電壓值SV給判讀單元105。

於本示範性實施例中，當參考電壓Vref與感測電壓Vsensor的上升速度相同時，則積分判斷單元205所輸出給判讀單元105的感測電壓值SV可以具有第一電壓值(SV1)。反之，當參考電壓Vref與感測電壓Vsensor的上升速度相異時，則積分判斷單元205所輸出給判讀單元105的感測電壓值SV可以具有大於第一電壓值(SV1)的第二電壓值(SV2)，亦即：SV2>SV1。

另一方面，判讀單元105內建有一臨界電壓值(threshold voltage value)THV與一預設比較值(predetermined comparison value)PV。而且，判讀單元105用以接收來自感測電路107的感測電壓值SV，並且比較所接收的感測電壓值SV與所內建的臨界電壓值THV的差異(difference)，藉以得知是否有觸碰事件發生。

於本示範性實施例中，當感測電壓值SV與臨界電壓值THV的差異小於所內建的預設比較值PV時，亦即具有第一電壓值(SV1)的感測電壓值SV減去臨界電壓值THV的差值小於所內建的預設比較值PV(SV1-THV<PV)，則判讀單元105判斷未有觸碰事件發生。

反之，當感測電壓值SV與臨界電壓值THV的差異大於所內建的預設比較值PV時，亦即具有第二電壓值(SV2)的感測電壓值SV減去臨界電壓值THV的差值大於所內建的預設比較值PV(SV2-THV>PV)，則判讀單元105判斷有發生處碰事件。

基於上述，在感測電路107進入重置階段RST_P時，第一與第二充電開關(SW1-1,SW1-2)會根據第一控制訊號CS1而關閉，且第一至第三重置開關(SW2-1,SW2-2,SW2-3)會根據第二控制訊號CS2而導通。在此條件下，預設參考電容Cref、感應電容Csensor與積分電容Cint都會被重置，藉以消除感測電路107之前一感測階段Sen_P殘留於預設參考電容Cref、感應電容Csensor與積分電容Cint內的電荷。

當然，若感測電路107之前一感測階段Sen_P殘留於預設參考電容Cref、感應電容Csensor與積分電容Cint內的電荷並不足以影響感測電路107之下一感測階段Sen_P之感測結果的話，則第一至第三重置開關(SW2-1,SW2-2,SW2-3)可省略不用，亦即：第一至第三重置開關(SW2-1,SW2-2,SW2-3)為可選用的(optional)。在此條件下，感測電路107即無須再進入重置階段RST_P，一切端視實際設計/應用需求而決定是否要選用第一至第三重置開關(SW2-1,SW2-2,SW2-3)。

接著，在感測電路107從重置階段RST_P進入至充電階段CH_P時，第一與第二充電開關(SW1-1,SW1-2)會 根據第一控制訊號CS1而導通，且第一至第三重置開關(SW2-1,SW2-2,SW2-3)會反應於第二控制訊號CS2而關閉。在此條件下，第一與第二固定電流源(I1,I2)會各別且同時提供第一與第二固定電流(Iref,Isensor)以對預設參考電容(Cref)與感應電容(Csensor)進行充電，從而在預設參考電容(Cref)與感應電容(Csensor)上各別產生參考電壓(Vref)與感測電壓(Vsensor)。

之後，在感測電路107從充電階段CH_P進入至感測階段Sen_P時，第一與第二充電開關(SW1-1,SW1-2)會根據第一控制訊號CS1而關閉，且第一至第三重置開關(SW2-1,SW2-2,SW2-3)會根據第二控制訊號CS2而關閉。在此條件下，由運算放大器OP與積分電容Cint所形成的積分器(OP+Cint)將會接收並判斷參考電壓(Vref)與感測電壓(Vsensor)的上升速度是否相同，並據以輸出感測電壓值SV。

當參考電壓Vref與感測電壓Vsensor的上升速度相同時(亦即，人體手指未靠近或接觸到感測電容Csensor的情況下，感測電容Csensor並不會產生變化)，則由運算放大器OP與積分電容Cint所形成的積分器(OP+Cint)將會輸出具有較低之第一電壓值(SV1)的感測電壓值SV給判讀單元105。

反之，當參考電壓Vref與感測電壓Vsensor的上升速度相異時，亦即人體手指有靠近或接觸到感測電容Csensor的情況下，感測電容Csensor會產生變化，則由運算放大 器OP與積分電容Cint所形成的積分器(OP+Cint)將會輸出具有較高之第二電壓值(SV2)的感測電壓值SV給判讀單元105，其原因在於運算放大器OP有虛接地(virtual ground)的特性，故而為維持運算放大器OP之兩輸入端的等電位，此時由運算放大器OP與積分電容Cint所形成的積分器(OP+Cint)之輸出會被抬升/拉升。

一旦判讀單元105接獲來自感測電路107之感測電壓值SV的話，就會比較所接收的感測電壓值SV與所內建的臨界電壓值THV的差異，藉以得知是否有發生觸碰事件。相似地，當具有第一電壓值(SV1)的感測電壓值SV減去臨界電壓值THV的差值小於所內建的預設比較值PV，SV1-THV<PV)，則判讀單元105得知未發生處碰事件。反之，當具有第二電壓值(SV2)的感測電壓值SV減去臨界電壓值THV的差值大於所內建的預設比較值PV，SV2-THV>PV)，則判讀單元105得知有發生處碰事件。

由此可知，雙定電流源(I1,I2)係被採用來以各別對所設計的預設參考電容Cref與(投射)電容式觸控面板101的感應電容Csensor(即，待測電容)進行充電，並且透過積分器(OP+Cint)來判斷這兩個電容(Cref,Csensor)上之各別充電電壓(Vref,Vsensor)的上升速度是否相同，從而即可簡易地得知(投射)電容式觸控面板101之感應電容Csensor是否有發生變化(即，是否有發生觸碰事件)。顯然地，對應於前述示範性實施例所揭示之感測方案的硬 體電路結構相對的單純與簡單，故而可以實現低電路複雜度的目的。再加上，採取定電流源(I1,I2)以對電容(Cref,Csensor)進行充電的實施方式具有較低的功耗表現，故而可以實現低功耗的目的。

基於上述示範性實施例所揭示/教示的內容，圖4繪示為本發明一示範性實施例之適於(投射)電容式觸控面板的感測方法流程圖。請參閱圖4，本示範性實施例之適於(投射)電容式觸控面板的感測方法包括：採用定電流源充電手段，例如提供第一固定電流，用以對一預設參考電容進行充電，藉以產生一參考電壓(步驟S401)；採用定電流源充電手段，例如提供第二固定電流，用以對(投射)電容式觸控面板中的至少一感測電容進行充電，藉以產生一感測電壓(步驟S403)；採用積分判斷手段而判斷所產生的參考電壓與感測電壓的上升速度是否相同(步驟S405)；當所產生的參考電壓與感測電壓的上升速度相同時，則產生具有第一電壓值的感測電壓值(步驟S407)；以及當所產生的參考電壓與感測電壓的上升速度相異時，則產生具有大於第一電壓值之第二電壓值的感測電壓值，其中前述第二電壓大於前述第一電壓值(步驟S409)。

相似地，所提供的第一與第二固定電流實質上可以相同，或者，可以具有一預設比例。基此，預設參考電容的 容值與感測電容的容值實質上亦可以相同，或者，可以具有所述預設比例)，一切端視實際設計/應用需求而論。

於此值得一提的是，步驟S401與步驟S403的順序並不以圖4所示的順序為限制。更清楚來說，在本發明的其他示範性實施例中，亦可先執行步驟S403後再執行步驟S401，或亦可同時執行步驟S401與步驟S403，一切端視實際設計/應用需求而論。

綜上所述，本發明係採用雙定電流源用以各別對所設計的預設參考電容與(投射)電容式觸控面板的感應電容(即，待測電容)進行充電，並且透過積分器來判斷這兩個電容上之各別充電電壓的上升速度是否相同，進而得知(投射)電容式觸控面板之感應電容是否有發生變化，亦即判斷是否有發生觸碰事件。顯然地，對應於本發明所提之感測方案的硬體電路結構相對的單純與簡單，故而可以實現低電路複雜度的目的。再加上，本發明採取定電流源以對電容進行充電的實施方式具有較低的功耗表現，故而可以實現低功耗的目的。

10‧‧‧電容式觸控裝置

101‧‧‧(投射)電容式觸控面板

103‧‧‧感測裝置

105‧‧‧判讀單元

107‧‧‧感測電路

201‧‧‧參考電壓產生單元

203‧‧‧感測電壓產生單元

205‧‧‧積分判斷單元

Csensor‧‧‧感應電容

Cref‧‧‧預設參考電容

SW1-1‧‧‧第一充電開關

SW1-2‧‧‧第二充電開關

SW2-1‧‧‧第一重置開關

SW2-2‧‧‧第二重置開關

SW2-3‧‧‧第三重置開關

OP‧‧‧運算放大器

Cint‧‧‧積分電容

I1‧‧‧第一固定電流源

I2‧‧‧第二固定電流源

Iref‧‧‧第一固定電流

Isensor‧‧‧第二固定電流

Vref‧‧‧參考電壓

Vsensor‧‧‧感測電壓

CS1‧‧‧第一控制訊號

CS2‧‧‧第二控制訊號

Vbias1‧‧‧第一偏壓

Vbias2‧‧‧第二偏壓

GND‧‧‧接地電位

PD‧‧‧銲墊

SV‧‧‧感測電壓值

THV‧‧‧臨界電壓值

PV‧‧‧預設比較值

PST_P‧‧‧重置階段

CH_P‧‧‧充電階段

Sen_P‧‧‧感測階段

S401~S409‧‧‧本發明一示範性實施例之適於(投射)電容式觸控面板的感測方法流程圖各步驟

下面的所附圖式是本發明的說明書的一部分，繪示了本發明的示例實施例，所附圖式與說明書的描述一起說明本發明的原理。

圖1繪示為本發明一示範性實施例之適於(投射)電容式觸控裝置10的示意圖。

圖2繪示為圖1之某一感測電路107的具體實施示意 圖。

圖3繪示為圖2所示之感測電路107的操作示意圖。

圖4繪示為本發明一示範性實施例之適於(投射)電容式觸控面板的感測方法流程圖。

107‧‧‧感測電路

201‧‧‧參考電壓產生單元

203‧‧‧感測電壓產生單元

205‧‧‧積分判斷單元

Csensor‧‧‧感應電容

Cref‧‧‧預設參考電容

SW1-1‧‧‧第一充電開關

SW1-2‧‧‧第二充電開關

SW2-1‧‧‧第一重置開關

SW2-2‧‧‧第二重置開關

SW2-3‧‧‧第三重置開關

OP‧‧‧運算放大器

Cint‧‧‧積分電容

I1‧‧‧第一固定電流源

I2‧‧‧第二固定電流源

Iref‧‧‧第一固定電流

Isensor‧‧‧第二固定電流

Vref‧‧‧參考電壓

Vsensor‧‧‧感測電壓

CS1‧‧‧第一控制訊號

CS2‧‧‧第二控制訊號

Vbias1‧‧‧第一偏壓

Vbias2‧‧‧第二偏壓

GND‧‧‧接地電位

PD‧‧‧銲墊

SV‧‧‧感測電壓值

Claims (23)

1. 一種感測電路，適於一電容式觸控裝置，該電容式觸控裝置具有一電容式觸控面板，該感測電路包括：一參考電壓產生單元，包含一預設參考電容，用以採用一定電流源充電手段而對該預設參考電容進行充電，進而產生一參考電壓；一感測電壓產生單元，用以採用該定電流源充電手段而對該電容式觸控面板中的一感測電容進行充電，進而產生一感測電壓；以及一積分判斷單元，耦接該參考電壓產生單元與該感測電壓產生單元，用以判斷該參考電壓與該感測電壓的上升速度是否相同，進而輸出一感測電壓值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之感測電路，其中該參考電壓產生單元更包含：一第一固定電流源，偏壓於一第一偏壓下，用以提供一第一固定電流；以及一第一充電開關，耦接於該第一固定電流源與該預設參考電容之間，用以根據一第一控制訊號進行切換。
3. 如申請專利範圍第2項所述之感測電路，其中該參考電壓產生單元更包含：一第一重置開關，其與該預設參考電容並接，用以根據一第二控制訊號進行切換。
4. 如申請專利範圍第3項所述之感測電路，其中：該第一固定電流源的第一端耦接至該第一偏壓； 該第一充電開關的第一端耦接該第一固定電流源的第二端，該第一充電開關的第二端耦接該預設參考電容的第一端，以及該第一充電開關的控制端則用以接收該第一控制訊號；該預設參考電容的第二端耦接至一接地電位；以及該第一重置開關的第一端耦接該預設參考電容的第一端，該第一重置開關的第二端耦接至該接地電位，以及該第一重置開關的控制端則用以接收該第二控制訊號。
5. 如申請專利範圍第4項所述之感測電路，其中該感測電壓產生單元包含：一第二固定電流源，偏壓於一第二偏壓下，用以提供一第二固定電流；以及一第二充電開關，耦接於該第二固定電流源與該感測電容之間，用以根據該第一控制訊號進行切換。
6. 如申請專利範圍第5項所述之感測電路，其中該感測電壓產生單元更包含：一第二重置開關，其與該感測電容並接，用以根據該第二控制訊號進行切換。
7. 如申請專利範圍第6項所述之感測電路，其中：該第二固定電流源的第一端耦接至該第二偏壓；該第二充電開關的第一端耦接該第二固定電流源的第二端，該第二充電開關的第二端耦接該感測電容的第一端，以及該第二充電開關的控制端則用以接收該第一控制訊號； 該感測電容的第二端耦接至該接地電位；以及該第二重置開關的第一端耦接該感測電容的第一端，該第二重置開關的第二端耦接至該接地電位，以及該第二重置開關的控制端則用以接收該第二控制訊號。
8. 如申請專利範圍第7項所述之感測電路，其中該積分判斷單元包含：一運算放大器，其第一輸入端用以接收該參考電壓，其第二輸入端用以接收該感測電壓，以及其輸出端則用以輸出該感測電壓值；以及一積分電容，其第一端耦接該運算放大器的第二輸入端，以及其第二端則耦接至該運算放大器的輸出端。
9. 如申請專利範圍第8項所述之感測電路，其中該積分判斷單元更包含：一第三重置開關，其與該積分電容並接，其依據該第二控制訊號進行切換，其中，該第三重置開關的第一端耦接該積分電容的第一端，該第三重置開關的第二端耦接該積分電容的第二端，以及該第三重置開關的控制端則用以接收該第二控制訊號。
10. 如申請專利範圍第9項所述之感測電路，其中：當該感測電路處於一重置階段時，該第一充電開關根據該第一控制訊號為關閉，該第一重置開關根據該第二控制訊號為導通，藉以使得該第一重置開關對該預設參考電容進行重置； 當該感測電路處於一充電階段時，該第一充電開關根據該第一控制訊號為導通，該第一重置開關根據該第二控制訊號為關閉，藉以使得該第一固定電流源對該預設參考電容進行充電，從而在該預設參考電容上產生該參考電壓；以及當該感測電路處於一感測階段時，該第一充電開關根據該第一控制訊號為關閉，該第一重置開關根據該第二控制訊號為關閉，藉以提供該參考電壓給該運算放大器的第一輸入端；其中，該重置階段在該充電階段之前，以及該充電階段在該感測階段之前。
11. 如申請專利範圍第10項所述之感測電路，其中：於該重置階段，該第二充電開關根據該第一控制訊號為關閉，以及該第二重置開關根據該第二控制訊號為導通，藉以使得該第二重置開關對該感測電容進行重置；於該充電階段，該第二充電開關根據該第一控制訊號為導通，該第二重置開關根據該第二控制訊號而關閉，藉以使得該第二固定電流源對該感測電容進行充電，進而在該感測電容上產生該感測電壓；以及於該感測階段，該第一充電開關根據該第一控制訊號為關閉，該第一重置開關根據該第二控制訊號為關閉，藉以提供該感測電壓給該運算放大器的第二輸入端。
12. 如申請專利範圍第11項所述之感測電路，其中：於該重置階段，該第三重置開關根據該第二控制訊號 為導通，藉以使得該第三重置開關對該積分電容進行重置；以及於該充電階段與該感測階段，該第三重置開關根據該第二控制訊號為關閉，藉以使得該運算放大器與該積分電容形成一積分器以接收並判斷該參考電壓與該感測電壓的上升速度是否相同，進而輸出該感測電壓值。
13. 如申請專利範圍第9項所述之感測電路，其中該第一固定電流與該第二固定電流相同，以及該預設參考電容的容值與該感測電容相同。
14. 如申請專利範圍第9項所述之感測電路，其中：該第一固定電流與該第二固定電流具有一預設比例；以及該預設參考電容的容值與該感測電容的容值具有該預設比例。
15. 如申請專利範圍第1項所述之感測電路，其中：當該參考電壓與該感測電壓的上升速度相同時，則該感測電壓值具有一第一電壓值；當該參考電壓與該感測電壓的上升速度相異時，則該感測電壓值具有一第二電壓值；以及該第二電壓值大於該第一電壓值。
16. 如申請專利範圍第9項所述之感測電路，其中：該第一與該第二固定電流源、該預設參考電容、該第一與該第二充電開關、該第一至該第三重置開關、該運算放大器與該積分電容配置在一積體電路內；以及 該感測電容配置在該積體電路外。
17. 如申請專利範圍第1項所述之感測電路，其中該電容式觸控面板為一投射電容式觸控面板。
18. 一種感測方法，適於一電容式觸控面板，該感測方法包括：採用一定電流源充電手段而對一預設參考電容進行充電，藉以產生一參考電壓；採用該定電流源充電手段而對該電容式觸控面板中的一感測電容進行充電，藉以產生一感測電壓；以及判斷該參考電壓與該感測電壓的上升速度是否相同，並據以輸出一感測電壓值。
19. 如申請專利範圍第18項所述之感測方法，其中當該參考電壓與該感測電壓的上升速度相同時，則該感測電壓值具有一第一電壓值，否則，該感測電壓值具有一第二電壓值，其中，該第二電壓值大於該第一電壓值。
20. 如申請專利範圍第18項所述之感測方法，其中採用該定電流源充電手段而對該預設參考電容進行充電的步驟包括：提供一第一固定電流用以對該預設參考電容進行充電。
21. 如申請專利範圍第20項所述之感測方法，其中採用該定電流源充電手段而對該感測電容進行充電的步驟包括：提供一第二固定電流用以對該感測電容進行充電。
22. 如申請專利範圍第21項所述之感測方法，其中該第一固定電流與該第二固定電流相同，以及該預設參考電容的容值與該感測電容的容值相同。
23. 如申請專利範圍第21項所述之感測方法，其中該第一固定電流與該第二固定電流具有一預設比例，以及該預設參考電容的容值與該感測電容的容值具有該預設比例。