TWI503725B - 自互容檢測電路及具有自互容檢測電路的電容式觸控面板 - Google Patents

自互容檢測電路及具有自互容檢測電路的電容式觸控面板 Download PDF

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TWI503725B
TWI503725B TW102136545A TW102136545A TWI503725B TW I503725 B TWI503725 B TW I503725B TW 102136545 A TW102136545 A TW 102136545A TW 102136545 A TW102136545 A TW 102136545A TW I503725 B TWI503725 B TW I503725B
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Description

自互容檢測電路及具有自互容檢測電路的電容式觸控面板
本發明有關於一種自互容檢測電路，且特別是一種自互容檢測電路及具有自互容檢測電路的電容式觸控面板。
觸控面板可依其偵測觸摸點的物理原理，主要分為電阻式(Resistive)觸控面板及電容(Capacitive)式觸控面板兩種。電阻式觸控面板係用手指或觸控筆輕按就會產生電壓；而電容式觸控面板係以手指接觸面板而吸取微小的電流方式操作。再者，電容式觸控面板又可分為表面電容式(Surface Capacitive)觸控面板及投射電容式(Projected Capacitive)觸控面板，其中投射電容式觸控面板由於可以達成多點觸控(Multi-Touch)功能，因此更為吸引業界競相研發。目前而言，將投射電容式觸控面板整合至液晶螢幕，已是業界常用的技術。
然而，投射式電容觸控的感應電容可以有兩種計算方式：一種是自容(Self Capacitance)，另一種則是互容(Mutual Capacitance)。如圖1所示，自容是指掃描的電極111、112、121、122與接地GND構成的電容，當手觸摸時就會增加一併聯電容，而使得電極的電容造成改變，例如圖1的電極111的自容為CBR ，電極112的自容為CBL 。而互容是指互相交錯的電極交叉處所形成的電容，如圖1所示的互容Cu。當手觸摸時就會影響到相鄰電極 的耦合，因而改變交叉處的電容。便可利用掃描每個交叉處的電容變化，來判定觸摸點的位置。為了達到正確的檢測觸摸點的位置，投射電容式觸控面板的電極的自容和互容，必須盡可能精準的檢測。
本發明實施例提供一種自互容檢測電路及具有自互容檢測電路的電容式觸控面板，使在檢測電極的自容值時，兩相鄰的電極的互容對自容檢測的影響可以減到最小。
本發明實施例提供一種自互容檢測電路，包括第一電極、第二電極與切換電路。第二電極電容耦合第一電極而形成互容。切換電路耦接第一電極以及第二電極。在第一操作階段，切換電路使第一電極以及第二電極連接至高電位。接著，在第二操作階段，切換電路使第一電極以及第二電極與高電位斷開，且使第一電極以及第二電極分別連接至第一電容檢測電路以及第二電容檢測電路。第一電容檢測電路以及第二電容檢測電路用以分別檢測第一電極以及第二電極之自容，第一電容檢測電路與第二電容檢測電路相同。
本發明實施例提供一種電容式觸控面板，其包括複數個電極與複數個前述的自互容檢測電路。在複數個電極中，任兩相鄰的電極分別為第一電極以及第二電極。所述之該互容檢測電路，用以分別檢測第一電極以及第二電極的自容，且檢測相鄰之第一電極以及第二電極之互容。
本發明實施例提供一種自互容檢測電路，包括第一電極、第二電極與切換電路。第二電極電容耦合第一電極而形成互容。切換電路耦接第一電極以及第二電極。在第一操作階段，切換電路使第一電極以及第二電極連接至高電位。接著，在第二操作階段，切換電路使第一電極以及第二電極與高電位斷開，且使第一電極連接至電容檢測電路，使第二電極連接至仿真電路，電容檢測電 路用以檢測第一電極之自容。仿真電路具有模擬電容檢測電路對第一電極的充放電特性，使當電容檢測電路檢測第一電極之自容時，第二電極與第一電極的電壓差異最小化。
本發明實施例更提供一種電容式觸控面板，其包括複數個電極與複數個前述的自互容檢測電路。在複數個電極中，任兩相鄰的電極分別為第一電極以及第二電極。所述之該互容檢測電路，用以分別檢測第一電極以及第二電極的自容，且檢測相鄰之第一電極以及第二電極之互容。
綜上所述，本發明實施例提供一種自互容檢測電路及具有自互容檢測電路的電容式觸控面板，其利用將電極連接至高電位，使相鄰的電極等位，在檢測自容的過程中，兩個相鄰的電極連接相同的電容檢測電路或者是連接至仿真電路，使第二電極與第一電極的電壓差異最小化，藉此兩相鄰的電極的互容對自容檢測的影響可以減到最小。
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。
1、1’‧‧‧自互容檢測電路
111、112、121、122‧‧‧電極
Cint‧‧‧電容
CBL 、CBR ‧‧‧自容
Cu‧‧‧互容
GND‧‧‧接地
13‧‧‧切換電路
131‧‧‧第一開關
132‧‧‧第二開關
133‧‧‧第三開關
134‧‧‧第四開關
Φ RST ‧‧‧自容重置信號
‧‧‧自容放電信號
14‧‧‧第一電容檢測電路
141、151‧‧‧電流鏡單元
142‧‧‧翻轉電路
15‧‧‧第二電容檢測電路
19‧‧‧高電位
A‧‧‧第一端
B‧‧‧第二端
VDD、biasa、biasb、Vout、VRST1 、VRST2 ‧‧‧電壓
N1、N2、N3、N1’、N2’‧‧‧N型電晶體
P1、P2、P3、P1’、P3’‧‧‧P型電晶體
SW1、SW2、SW3、SW4、SW5‧‧‧開關
ΦDC ‧‧‧放電信號
ΦDCRST ‧‧‧放電重置信號
ΦCRST ‧‧‧充電重置信號
ΦC ‧‧‧充電信號
Vdrv‧‧‧驅動信號
Iin‧‧‧輸入電流
18‧‧‧仿真電路
圖1是傳統的投射式電容觸控面板的電極的示意圖。
圖2是本發明實施例提供的自互容檢測電路的電路圖。
圖3是本發明實施例提供的操作在互容檢測的電流鏡單元與翻轉電路的電路圖。
圖4是圖3的翻轉電路的部分信號的波形圖。
圖5A是本發明實例提供的自互容檢測電路操作在第一階段的電路圖。
圖5B是本發明實例提供的自互容檢測電路操作在第二階段的電路圖。
圖6是本發明另一實施例提供的自互容檢測電路的電路圖。
圖7A是本發明另一實施例提供的電容式觸控面板在電容檢測電路少於通道數目時的檢測示意圖。
圖7B是本發明另一實施例提供的電容式觸控面板在電容檢測電路少於通道數目時的檢測示意圖。
圖7C是本發明另一實施例提供的電容式觸控面板在電容檢測電路少於通道數目時的檢測示意圖。
 〔自互容檢測電路及電容式觸控面板之實施例〕
請參照圖2，圖2是本發明實施例提供的自互容檢測電路的電路圖。自互容檢測電路1包括第一電極111、第二電極112、切換電路13、第一電容檢測電路14與第二電容檢測電路15。在圖2中，第一電極111和第二電極112在電路圖中以節點表示，實際上的第一電極111和第二電極112是如圖1中的導線形式的電極。另外，圖2中的高電位19，是獨立的高壓位準，與供應電壓VDD並不相同，接地電位以GND表示。
第一電極111具有第一自容CBR 。第二電極112電容耦合第一電極111而形成互容Cu，且第二電極112具有第二自容CBL 。切換電路13耦接第一電極111以及第二電極112。第一電容檢測電路14和第二電容檢測電路15透過切換電路13分別耦接第一電極111以及第二電極112。
為了對第一電極111以及第二電極112做互容和自容的檢測，切換電路13用以控制信號和電流的流向。詳細的說，為了檢測第一電極111和第二電極112的自容CBR 、CBL 和互容Cu。第一電容檢測電路14和第二電容檢測電路15可以不同的操作模式進行檢測。
在互容檢測方面，第一電極111和第二電極112的其中之一 為掃描電極，提供驅動信號Vdrv，第一電極111和第二電極112中的另一個為感測電極，參照後續的圖3實施例。在自容檢測方面，如圖1所示，第一電容檢測電路14檢測第一電極111的自容CBR ，第二電容檢測電路15檢測第二電極的自容CBL 。在檢測自容CBL 、CBR 時，第一電極111和第二電極112之間的互容Cu要盡可能不影響自容的檢測。接下來先說明互容的檢測。
請同時參照圖2與圖3，圖3是本發明實施例提供的操作在互容檢測的電流鏡單元與翻轉電路的電路圖。自互容檢測電路1在進行互容檢測時，可以利用圖3的電流鏡單元141以及連接電流鏡單元141的翻轉電路142來檢測互容值。圖3的電流鏡單元141可以是圖2的電流鏡單元141或電流鏡單元151。在本實施例中，由第二電極112提供掃描驅動信號Vdrv，第一電極111為感測電極，但本發明並不因此限定。
電流鏡單元141包括P型電晶體P1、P2、P3與N型電晶體N1、N2、N3。電流鏡單元141由兩個電流鏡所組成，兩個電流鏡的兩端彼此連接，且兩電流鏡的另外兩端分別連接供應電壓VDD與接地GND。上述其中一個電流鏡由P型電晶體P1、P2與N型電晶體N1所組成且被施加偏壓biasa，而上述另一個電流鏡則由P型電晶體P3與N型電晶體N2、N3所組成且被施加偏壓biasb。
接著，進一步地說明電流鏡單元141的詳細結構。P型電晶體P1、P2的源極連接供應電壓VDD，且P型電晶體P1、P2的閘極彼此連接。N型電晶體N1的汲極連接P型電晶體P1的閘極與汲極，且N型電晶體N1的源極與P型電晶體P2的汲極分別連接第一端A與第二端B，其中第一端A用以接收輸入電流Iin，且第二端B用以將輸出電壓Vout輸出至後續的信號取樣電路(未繪示)。
N型電晶體N2、N3的源極連接接地GND，且N型電晶體N2、N3的閘極彼此連接。P型電晶體P3的汲極連接N型電晶體 N2的閘極與汲極，且P型電晶體P3的源極與N型電晶體N3的汲極分別連接第一端A與第二端B。
接著，進一步地說明翻轉電路142的詳細結構。翻轉電路142包括電容Cint與多個開關SW1、SW2、SW3、SW4。開關SW1、SW2、SW3、SW4分別受控於放電重置信號ΦDCRST 、充電重置信號ΦCRST 、放電信號ΦDC 與充電信號ΦC 。開關SW1的兩端分別連接第三準位的放電重置電壓VRST1 與第二端B，而開關SW2的兩端分別連接第一準位的放電重置電壓VRST2 與第二端B。開關SW3的兩端分別連接第供應電壓VDD與電容Cint的一端，而開關SW4的兩端分別連接接地GND與電容Cint的一端。電容Cint的另一端連接第二端B。
於本發明實施例中，放電信號ΦDC 與放電重置信號ΦDCRST 為用於對電容Cint進行放電時的一組控制信號，另外，充電信號ΦC 與充電重置信號ΦCRST 為用於對電容Cint進行充電時的一組控制信號。當驅動信號Vdrv所對應的輸入電流Iin為負的電流時，開關SW1與SW3會斷開(亦即放電重置信號ΦDCRST 與放電信號ΦDC 為邏輯低準位)，開關SW4會導通(亦即充電信號ΦC 為邏輯高準位)，而在開關SW2僅有驅動信號Vdrv所對應的輸入電流Iin由正的電流變為負的電流前的一段時間暫時導通。透過上述的描述，電流鏡單元141與翻轉電路142於充電信號ΦC 為邏輯高電壓準位時，輸出電壓Vout會由第一準位上升至第二準位。
當驅動信號Vdrv所對應的輸入電流Iin為正的電流時，開關SW2與SW4會斷開(亦即充電重置信號ΦCRST 與充電信號ΦC 為邏輯低準位)，開關SW3會導通(亦即放電信號ΦDC 為邏輯高準位)，而在開關SW1僅有驅動信號Vdrv所對應的輸入電流Iin由負的電流變為正的電流前的一段時間暫時導通。透過上述的描述，電流鏡單元141與翻轉電路142於放電信號ΦDC 為邏輯高電壓準位時，輸出電壓Vout 會由第三準位下降至第四準位。
請接著參照圖3與圖4，圖4是圖3的翻轉電路的部分信號的的波形圖。於驅動信號Vdrv由邏輯低準位變成邏輯高準位前，放電信號ΦDC 會由低準位變為高準位(開關SW3會導通)，充電信號ΦC 會維持低準位(開關SW4會斷開)，且放電重置信號ΦDCRST 亦會由低準位變為高準位(開關SW1會導通)，以先將輸出電壓Vout重置為重置電壓VRST1 。接著，驅動信號Vdrv由邏輯低準位變成邏輯高準位，且放電重置信號ΦDCRST 亦會由高準位變為低準位(開關SW1會斷開)。此時，放電信號ΦDC 維持邏輯高準位(開關SW3會導通)，以讓放大電流對電容Cint放電，而輸出位於第三準位與第四準位之間的輸出電壓Vout。然後，放電信號ΦDC 會被取樣和保持，輸出電壓Vout也會被進行取樣、保持或翻轉。
然後，放電信號ΦDC 會由高準位變為低準位(開關SW3會斷開)，且充電信號ΦC 與充電重置信號ΦCRST 緊接著由低準位變為高準位(開關SW2與SW4會導通)，以在驅動信號Vdrv由邏輯高準位變成邏輯低準位前，以先將輸出電壓Vout重置為重置電壓VRST2 。之後，驅動信號Vdrv由邏輯低準位變成邏輯高準位，且充電重置信號ΦCRST 亦會由高準位變為低準位(開關SW2會斷開)。此時，充電信號ΦC 維持邏輯高準位(開關SW4會導通)，以讓放大電流對電容Cint充電，而輸出位於第一準位與第二準位之間的輸出電壓Vout。然後，充電信號ΦC 會被取樣及保持，輸出電壓Vout也會被進行取樣、保持或翻轉。
上述說明了本發明實施例的自互容檢測電路1進行互容檢測的操作，接下來說明自互容檢測電路1進行自容檢測的操作。在進行自容檢測時， 在第一操作階段，在本實施例中稱為自容重置階段(reset phase)，切換電路13使第一電極111以及第二電極112連接至高電位19。高電位19，是獨立的高壓位準，與供應電壓VDD並不相同，然而，在本實施例中，高電位19的電壓是供應電壓VDD， 本實施例僅是高電位19的一種實現方式，本發明並不限定高電位19的實現方式。接著，在第二操作階段，在本實施例中稱為自容放電階段(discharge phase)，切換電路13使第一電極111以及第二電極112與高電位19斷開，且使第一電極111以及第二電極112分別連接至第一電容檢測電路14以及第二電容檢測電路15。第一電容檢測電路14以及第二電容檢測電路15用以分別檢測第一電極111以及第二電極112之自容CBR 、CBL ，第一電容檢測電路14與第二電容檢測電路15相同。
復同時參照圖2與圖3，基於前面對於圖3的電流鏡單元141的敘述。第一電容檢測電路14包括電流鏡單元141與電容Cint。 電流鏡單元141具第一端A與第二端B，第一端A用以耦接於第一電極111，電流鏡單元141對由第一電極111所接收的感測信號做相位反轉，並於電流鏡單元141之第二端B產生鏡像感測信號，鏡像感測信號用以代表第一電極111的自容。電容Cint之第一端連接高電位，電容Cint之第二端連接電流鏡單元141之第二端B。
因為，第一電容檢測電路14與第二電容檢測電路15相同，所所以第二電容檢測電路15包括電流鏡單元151與電容Cint。電流鏡單元151具第一端A與第二端B，第一端A用以耦接於第二電極112，電流鏡單元151對由第二電極112所接收的感測信號做相位反轉，並於電流鏡單元151之第二端產生鏡像感測信號，鏡像感測信號用以代表第二電極112的自容。電容Cint之第一端連接供應電壓VDD，電容Cint之第二端連接電流鏡單元121之第二端B。
如同前面對於圖3的電流鏡單元141的敘述，簡單地說，電流鏡單元141具有第一電流鏡(由P型電晶體P1、P2所組成)、第一偏壓電晶體(即N型電晶體N1)、第二偏壓電晶體(即P型電晶體P3)以及第二電流鏡(由N型電晶體N2、N3所組成)。第一電流鏡以及第二電流鏡分別連接至供應電壓VDD以及接地GND。第一 電流鏡之輸入端以及第二電流鏡之輸入端分別透過第一偏壓電晶體(N型電晶體N1)以及第二偏壓電晶體(P型電晶體P3)連接至電流鏡單元141之第一端A。第一電流鏡之輸出端以及第二電流鏡之輸出端連接至電流鏡單元141之第二端B。電流鏡單元151與電流鏡單元141相同，不再贅述。
復參照圖2，為了達到第一操作階段以及的二操作階段的操作，在本實施例中切換電路13包括第一開關131、第二開關132、第三開關133、第四開關134與開關SW5。在自容檢測進行時，開關SW5也是屬於切換電路13的一部分，開關SW5的一端連接第一電容檢測電路14或者第二電容檢測電路15的第二端B，開關SW5的另一端連接重置電壓VRST1 。開關SW5皆受控於自容重置信號Φ RST ，而自容重置信號Φ RST 是放電重置信號ΦDCRST 與充電重置信號ΦCRST 的聯集(OR)，亦即自容重置信號Φ RST =(ΦDCRST ORΦCRST )。值得一提的是，本發明並不限定切換電路13的實施態樣，只要切換電路13能夠完成互容檢測，以及完成上述自容檢測的第一操作階段和第二操作階段的操作即可。
例如：就圖2的電路而言，第一開關131受控於自容重置信號Φ RST ，其兩端分別連接第一電極111與高電位19。第二開關132受控於自容重置信號Φ RST ，其兩端分別連接第二電極112與高電位19。第三開關133受控於自容放電信號，其兩端分別連接第一電極111以及第一電容檢測電路14。第四開關134受控於自容放電信號，其兩端分別連接第二電極112以及第二電容檢測電路15。所述自容重置信號Φ RST 與自容放電信號彼此反相。
請參照圖5A，圖5A是本發明實例提供的自互容檢測電路操作在第一階段的電路圖。在第一操作階段，自容重置信號Φ RST 由低準位變為高準位，第一開關131與第二開關132會導通，第三開關133和第四開關134(圖5A未繪示)會斷開，以使第一電極111與第二電極112連接到高電位19。此時，因為自容重置信號Φ RST 由 低準位變為高準位，使得開關SW5會導通，以先將輸出電壓Vout重置為重置電壓VRST1 。
請參照圖5B，圖5B是本發明實例提供的自互容檢測電路操作在第二階段的電路圖。在第二操作階段，自容重置信號Φ RST 由高準位變為低準位，第一開關131與第二開關132會斷開，第三開關133和第四開關134(圖5B未繪示)會導通，以使第一電極111與第二電極112分別連接到第一電容檢測電路14與第二電容檢測電路15(圖5B僅繪示第一電容檢測電路14的一側)。此時，因為自容重置信號Φ RST 由高準位變為低準位，使得開關SW5會斷開。 如圖5B所示，第一電極111的自容CBR 產生的感測信號可被傳遞到第一電容檢測電路14的第一端A，第一電容檢測電路14的第二端B產生鏡像感測信號，鏡像感測信號成為輸出電壓Vout，以供後續的信號取樣與保持。因為第一電容檢測電路14和第二電容檢測電路15相同，所以在檢測第一電極111的自容CBR 時(或檢測第二電極112的自容CBL 時)，第二電極112的電位變化與第一電極111的電位變化會大致相同。如此，互容Cu則不容易影響自容CBR (或自容CBL )的檢測。
由上述可知，本實施例的自互容檢測電路1可以形成電容式觸控面板的一部分，所述電容式觸控面板的每一個觸控電極的自容和互容可以利用上述的自互容檢測電路1來檢測。所述電容式觸控面板包括複數個電極與複數個自互容檢測電路1。其中，任兩相鄰的所述電極分別為第一電極以及第二電極。複數個自互容檢測.電路1用以分別檢測第一電極以及第二電極的自容，且檢測相鄰之第一電極以及第二電極之互容。
〔自互容檢測電路及電容式觸控面板之另一實施例〕
請參照圖6，圖6是本發明另一實施例提供的自互容檢測電路的電路圖。本實施例的自互容檢測電路1’與圖2的自互容檢測電路1大致相同，其差異主要在於將第二電容檢測電路15替換為仿 真電路18。請參照下面的詳細說明。
自互容檢測電路1’包括第一電極111、第二電極112與切換電路113。第二電極112電容耦合第一電極111而形成互容。切換電路13耦接第一電極111以及第二電極112。互容的檢測可以如前一實施例的圖3所述不再贅述。關於自容的檢測，在第一操作階段，切換電路13使第一電極111以及第二電極112連接至高電位19。接著，在第二操作階段，切換電路13使第一電極111以及第二電極112與高電19位斷開，且使第一電極111連接至電容檢測電路14，使第二電極112連接至仿真電路18，電容檢測電路14用以檢測第一電極111之自容CBR 。仿真電路18具有模擬電容檢測電路14對第一電極111的充放電特性，使當電容檢測電路14檢測第一電極111之自容CBR 時，第二電極112與第一電極111的電壓差異最小化。
更詳細的說，與前一實施例相同，為了達到第一操作階段以及的二操作階段的操作，在本實施例中切換電路13包括第一開關131、第二開關132、第三開關133與第四開關134。在自容檢測進行時，開關SW1也是屬於切換電路13的一部分，開關SW5的一端連接第一電容檢測電路145的第二端B，開關SW5的另一端連接重置電壓VRST1 ，開關SW5受控於自容重置信號Φ RST 。值得一提的是，本發明並不限定切換電路13的實施態樣，只要切換電路13能夠完成互容檢測，以及完成上述自容檢測的第一操作階段和第二操作階段的操作即可。
第一開關131受控於自容重置信號Φ RST ，其兩端分別連接第一電極111與高電位19。第二開關132受控於自容重置信號Φ RST ，其兩端分別連接第二電極112與高電位19。第三開關133受控於自容放電信號，其兩端分別連接第一電極111以及電容檢測電路14。第四開關134受控於自容放電信號，其兩端分別連接第二電極112以及仿真電路18。所述自容重置信號Φ RST 與自容 放電信號彼此反相。
電容檢測電路14包括電流鏡單元141與電容Cint。電流鏡單元141具第一端A與第二端B，第一端A用以耦接於第一電極111，用以對由第一電極111所接收的感測信號做相位反轉，並於電流鏡單元141之第二端B產生鏡像感測信號，鏡像感測信號用以代表第一電極111的自容。電容Cint之第一端連接供應電壓VDD，電容Cint之第二端連接電流鏡單元151之第二端B。
如同先前實施例中對於圖3的電流鏡單元141的敘述，電流鏡單元141具有第一電流鏡(由P型電晶體P1、P2所組成)、第一偏壓電晶體(即N型電晶體N1)、第二偏壓電晶體(即P型電晶體P3)以及第二電流鏡(由N型電晶體N2、N3所組成)。第一電流鏡以及第二電流鏡分別連接至供應電壓VDD以及接地GND。第一電流鏡之輸入端以及第二電流鏡之輸入端分別透過第一偏壓電晶體(N型電晶體N1)以及第二偏壓電晶體(P型電晶體P3)連接至電流鏡單元141之第一端A。第一電流鏡之輸出端以及第二電流鏡之輸出端連接至電流鏡單元141之第二端B。
仿真電路18包括二極體形式連接的第一電晶體P1’、第三偏壓電晶體N1’、二極體連接形式的第二電晶體N2’與第四偏壓電晶體P3’。二極體形式連接的第一電晶體P1’連接至供應電壓VDD。 第三偏壓電晶體N1’連接於二極體形式連接之第一電晶體P1’以及第二電極112之間。二極體連接形式的第二電晶體N2’連接至接地GND。第四偏壓電晶體P3’連接於二極體形式連接之第二電晶體N2’以及第二電極112之間。
二極體形式連接的第一電晶體P1’、第三偏壓電晶體N1’、二極體連接形式的第二電晶體N2’與第四偏壓電晶體P3’分別與電流鏡單元141的P型電晶體P1、N型電晶體N1、N型電晶體N2與P型電晶體P3相同。換句話說，仿真電路18具有與電流鏡單元141相同的輸入部分，在檢測第一電極111的自容CBR 時，第二電 極112的電位變化與第一電極111的電位變化會大致相同。如此，互容Cu則不容易影響自容CBR 的檢測。
值得注意的是，仿真電路18僅是電流鏡單元141的一部分。因此，相較於圖2的實施例而言，為了減少檢測電路的面積，電容式觸控面板的電極與電容檢測電路的連接可以透過多工器(未繪示)來實現。透過多工器的控制，將需要被檢測的電極連接到檢測電路14，而被檢測的電極的相鄰電極(或其他電極)則可連接仿真電路18。因此，不需要與圖2實施例一樣，不需要所有的電極都連接一個電容檢測電路，藉此減少電路面積。
請參照圖7A至圖7C，圖7A至圖7C是本發明另一實施例提供的電容式觸控面板在電容檢測電路少於通道數目時的檢測示意圖。如圖7A，以電容式觸控面板具有14x8的觸控電極為例，假設電容檢測電路的數目為十個，一次同時僅檢測十個電極的自容，電極#1至電極#10連接到電容檢測電路，在圖7A中以AFE#1至AFE#10表示，其他電極#11至#22則連接仿真電路，在圖7A中以Dummy#11至Dummy#22表示。接著，如圖7B，第二次再同時檢測電極#11至電極#20，在圖7B中以AFE#11至AFE#20表示，其他電極#1至電極#10、電極#21以及電極#22則連接仿真電路，在圖7B中以Dummy#1至Dummy#10以及Dummy#21、Dummy#22表示。接著，如圖7C，同時檢測尚未被檢測的電極#21與電極#22，在圖7C中以AFE#21與AFE#22表示。另外，電極#1至電極#8連接電容檢測電路，電極#9至電極#20則連接仿真電路，在圖7C中以AFE#1至AFE#8以及Dummy#9至Dummy#20表示。
由上述可知，本實施例的自互容檢測電路1’可以形成電容式觸控面板的一部分，所述電容式觸控面板的每一個觸控電極的自容和互容可以利用上述的自互容檢測電路1’來檢測。所述電容式觸控面板包括複數個電極與複數個自互容檢測電路1’。其中，任兩相鄰的所述電極分別為上述的第一電極以及第二電極。複數個自 互容檢測電路1’用以分別檢測第一電極以及第二電極的自容，且檢測相鄰之第一電極以及第二電極之互容。
〔實施例的可能功效〕
綜上所述，本發明實施例所提供的自互容檢測電路及具有自互容檢測電路的電容式觸控面板，其利用將電極連接至高電位，使相鄰的電極等位，在檢測自容值的過程中，兩個相鄰的電極連接相同的電容檢測電路或者是連接至仿真電路，使第二電極與第一電極的電壓差異最小化，藉此兩相鄰的電極的互容值對自容檢測的影響可以減到最小。另外，仿真電路因為與電容檢測電路具有相同的輸入電路部分，使得仿真電路模擬電容檢測電路對該第一電極的充放電特性。且當電容檢測電路的數量減少時，仿真電路也可以替代完整的電容檢測電路，以減少電路的使用面積。
以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。
1‧‧‧自互容檢測電路
111、112‧‧‧電極
Cint‧‧‧電容
CBL 、CBR ‧‧‧自容
Cu‧‧‧互容
GND‧‧‧接地
13‧‧‧切換電路
131‧‧‧第一開關
132‧‧‧第二開關
133‧‧‧第三開關
134‧‧‧第四開關
Φ RST ‧‧‧自容重置信號
‧‧‧自容放電信號
14‧‧‧第一電容檢測電路
141、151‧‧‧電流鏡單元
15‧‧‧第二電容檢測電路
19‧‧‧高電位
VDD、Vout、VRST1 ‧‧‧電壓
SW5‧‧‧開關
A‧‧‧第一端
B‧‧‧第二端

Claims (11)

  1. 一種自互容檢測電路，包括：一第一電極；一第二電極，電容耦合該第一電極而形成互容；以及一切換電路，耦接該第一電極以及該第二電極，其中在一第一操作階段，該切換電路使該第一電極以及該第二電極連接至一高電位，接著在一第二操作階段，該切換電路使該第一電極以及該第二電極與該高電位斷開，且使該第一電極以及該第二電極分別連接至一第一電容檢測電路以及一第二電容檢測電路；其中，該第一電容檢測電路以及該第二電容檢測電路用以分別檢測該第一電極以及該第二電極之自容，該第一電容檢測電路與該第二電容檢測電路相同；其中該切換電路包括：一第一開關，受控於一自容重置信號，其兩端分別連接該第一電極與高電位；一第二開關，受控於該自容重置信號，其兩端分別連接該第二電極與該高電位；一第三開關，受控於一自容放電信號，其兩端分別連接該第一電極以及該第一電容檢測電路；以及一第四開關，受控於該自容放電信號，其兩端分別連接該第二電極以及該第二電容檢測電路；其中，該自容重置信號與該自容放電信號彼此反相。
  2. 根據請求項第1項之自互容檢測電路，其中該第一電容檢測電路包括：一電流鏡單元，具一第一端與一第二端，該第一端用以耦接於該第一電極，該電流鏡單元對由該第一電極所接收的一感測信號做相位反轉，並於該電流鏡單元之該第二端產生一鏡像感測信號，該鏡像感測信號用以代表該第一電極的自容；以及 一電容，該電容之第一端連接一供應電壓，該電容之第二端連接該電流鏡單元之該第二端。
  3. 根據請求項第1項之自互容檢測電路，其中該第二電容檢測電路包括：一電流鏡單元，具一第一端與一第二端，該第一端用以耦接於該第二電極，該電流鏡單元對由該第二電極所接收的一感測信號做相位反轉，並於該電流鏡單元之該第二端產生一鏡像感測信號，該鏡像感測信號用以代表該第二電極的自容；以及一電容，該電容之第一端連接一供應電壓，該電容之第二端連接該電流鏡單元之該第二端。
  4. 根據請求項第2項或第3項之自互容檢測電路，其中該電流鏡單元具有一第一電流鏡、一第一偏壓電晶體、一第二偏壓電晶體以及一第二電流鏡，該第一電流鏡以及該第二電流鏡分別連接至該供應電壓以及一接地，該第一電流鏡之輸入端以及該第二電流鏡之輸入端分別透過該第一偏壓電晶體以及該第二偏壓電晶體連接至該電流鏡單元之該第一端，其中該第一電流鏡之輸出端以及該第二電流鏡之輸出端連接至該電流鏡單元之該第二端。
  5. 一種電容式觸控面板，包括：複數個電極，其中任兩相鄰的該些電極分別為一第一電極以及一第二電極；複數個如申請專利範圍第1項至第4項其中之一所述之該自互容檢測電路，用以分別檢測該些第一電極以及該些第二電極的自容，且檢測相鄰之該第一電極以及該第二電極之互容。
  6. 一種自互容檢測電路，包括：一第一電極；一第二電極，電容耦合該第一電極而形成互容；以及一切換電路，耦接該第一電極以及該第二電極，其中在一第一操作階段，該切換電路使該第一電極以及該第二電極連接至一高 電位，接著在一第二操作階段，該切換電路使該第一電極以及該第二電極與該高電位斷開，且使該第一電極連接至一電容檢測電路，使該第二電極連接至一仿真電路，該電容檢測電路用以檢測該第一電極之自容；其中，該仿真電路具有模擬該電容檢測電路對該第一電極的充放電特性，使當該電容檢測電路檢測該第一電極之自容時，該第二電極與該第一電極的電壓差異最小化。
  7. 根據請求項第6項之自互容檢測電路，其中該電容檢測電路包括：一電流鏡單元，具一第一端與一第二端，該第一端用以耦接於該第一電極，用以對由該第一電極或該第二電極所接收的一感測信號做相位反轉，並於該電流鏡單元之該第二端產生一鏡像感測信號，該鏡像感測信號用以代表該第一電極的自容；以及一電容，該電容之第一端連接一供應電壓，該電容之第二端連接該電流鏡單元之該第二端。
  8. 根據請求項第7項之自互容檢測電路，其中該電流鏡單元具有一第一電流鏡、一第一偏壓電晶體、一第二偏壓電晶體以及一第二電流鏡，該第一電流鏡以及該第二電流鏡分別連接至該供應電壓以及一接地，該第一電流鏡之輸入端以及該第二電流鏡之輸入端分別透過該第一偏壓電晶體以及該第二偏壓電晶體連接至該電流鏡單元之該第一端，其中該第一電流鏡之輸出端以及該第二電流鏡之輸出端連接至該電流鏡單元之該第二端。
  9. 根據請求項第8項之自互容檢測電路，其中該仿真電路包括：一二極體形式連接的第一電晶體，連接至該供應電壓；一第三偏壓電晶體，連接於二極體形式連接之該第一電晶體以及該第二電極之間；一二極體連接形式的第二電晶體，連接至該接地；以及 一第四偏壓電晶體，連接於二極體形式連接之該第二電晶體以及該第二電極之間。
  10. 根據請求項第6項之自互容檢測電路，其中該切換電路包括：一第一開關，受控於一自容重置信號，其兩端分別連接該第一電極與高電位；一第二開關，受控於該自容重置信號，其兩端分別連接該第二電極與該高電位；一第三開關，受控於一自容放電信號，其兩端分別連接該第一電極以及該第一電容檢測電路；以及一第四開關，受控於該自容放電信號，其兩端分別連接該第二電極以及該仿真電路；其中，該自重置信號與該自容放電信號彼此反相。
  11. 一種電容式觸控面板，包括：複數個電極，其中任兩相鄰的該些電極分別為一第一電極以及一第二電極；複數個如申請專利範圍第6項至第10項其中之一所述之該自互容檢測電路，用以分別檢測該些第一電極以及該些第二電極的自容，且檢測相鄰之該第一電極以及該第二電極之互容。
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