CN101751193A - 电容式触控面板的感测电路 - Google Patents

Abstract

一种电容式触控面板的感测电路，包括：第一开关，具有第一端连接至电容式触控面板的接收电极；第二开关，具有第一端连接至电容式触控面板的接收电极；第三开关，具有第一端连接至第一开关的第二端；反馈电容，具有第一端连接至第一开关的第二端；第四开关，具有第一端连接至反馈电容的第二端；以及运算放大器，具有正输入端连接至接地端，负输入端连接至第四开关的第一端，输出端连接至第二开关的第二端，第三开关的第二端，以及第四开关的第二端，其中，驱动信号可于驱动周期内控制上述开关的动作顺序，使得运算放大器产生输出电压。本发明可使得信噪比提高，大幅提升触控面板的感测能力。

Description

电容式触控面板的感测电路

技术领域

本发明涉及一种触控面板(touch panel)的感测电路，且特别涉及一种电容式触控面板(capacitive touch panel)的感测电路。

背景技术

请参照图1，其所示出为公知电容式触控面板***示意图。电容式触控面板***包括：驱动单元(driving unit)u1～u6、感测电路(sensing circuit)s1～s6、以及一触控面板。其中，触控式面板上包括不相接触的驱动电极(drivenelectrode)d1～d6以及接收电极(receiving electrode)r1～r6，而每个驱动电极d1～d6连接至相对应驱动单元u1～u6输出端，每个接收电极r1～r6连接至相对应的感测电路s1～s6输入端。再者，不相互接触的驱动电极d1～d6与接收电极r1～r6会产生互电容(mutual capacitance)Cs11～Cs66。当然，图1的电容式触控面板仅以六条驱动电极d1～d6以及六条接收电极r1～r6为例，更多的驱动电极以及接收电极所组成的电容式触控面板其结构也类似，因此不再赘述。

图1的电容式触控面板可作为多点触控(multi-finger)的触控面板。其操作原理是利用互电容的数值(电容值)改变，来计算使用者所接触的位置。一般来说，当使用者在电容式触控面板上产生一接触点(touch point)时，接触点位置处的互电容数值(电容值)会改变，此时，提供一驱动信号至该互电容，其充电的电荷量会相对应的改变。而感测电路即利用此特性来检测电荷量的改变，通过电压信号的变化判断互感电容的大小变化，再由互感电容的大小变化来判断是否有接地导体靠近或接触触控面板的位置。当然，由于电荷量(Q)、电压(V)与电容值(C)之间的关系为Q＝C×V，因此，感测电路也可以提供电压的改变，使得后续电路根据电压的改变量来决定使用者接触点的位置。

由图1可知，六个驱动信号P1～P6会依序提供一脉冲(pulse)，经由驱动单元u1～u6传递至驱动电极d1～d6。由于驱动电极d1～d6与接收电极r1～r6之间会有互电容Cs11～Cs66，所以互电容Cs11～Cs66上的感应电荷量(coupling charge)会经由接收电极r1～r6传递至相对应的感测电路s1～s6。因此，感测电路s1～s6可以产生相对应的输出电压Vo1～Vo6。

以第一驱动信号P1为例，于一驱动周期T内产生的脉冲会对第一驱动电极d1上的互电感Cs11～Cs16进行充电，同时互电感Cs11～Cs16上的感应电荷会经由接收电极r1～r6传递至感测电路s1～s6，使得感测电路s1～s6可以产生相对应的输出电压Vo1～Vo6。

因此，假设接触点位于互电感Cs11附近时，第一感测电路s1的输出电压Vo1会异于其他感测电路s2～s6的输出电压Vo2～Vo6。当然，如果二个接触点位于互电感Cs11与互电感Cs16附近时，第一感测电路s1与第六感测电路s6的输出电压Vo1、Vo6会异于其他感测电路s2～s5的输出电压Vo2～Vo5。

利用相同的原理，于后续的驱动周期，驱动信号P2～P6会依序提供脉冲至驱动电极d2～d6，使得感测电路s1～s6产生相对应的输出电压Vo1～Vo6。

由上述可知，六个驱动周期可视为一个扫描周期(scanning cycle，τ)。也就是说，于一个扫描周期τ之后，电容式触控面板上所有的区域都会被扫描(scan)一次，而使用者于触控面板上所产生的接触点的位置即可正确的获得。

请参照图2，其所示出为公知感测电路。感测电路s利用一积分器(integrator)来实现，包括：运算放大器(operation amplifier)200、一反馈电容(feedback capacitance，Cf)。其中，运算放大器200的正输入端(+)接收一参考电压Vref，负输入端(-)与输出端Vo之间连接反馈电容Cf。再者，运算放大器200的负输入端(-)还连接至接收电极r，而接收电极r与驱动电极d之间连接互电容Cs。

运算放大器200于正常操作之下，其正输入端(+)与负输入端(-)的电压相同并等于参考电压Vref。因此，当驱动电极d上的脉冲振幅为Vy时，可以进一步地于输出端Vo获得一电压变化量(ΔVo)。

而ΔVo＝-Vy×Cs/Cf----(I)。因此，以图1的第一驱动信号P1为例，当使用者没有产生接触点时，互电容Cs11～Cs16不会改变，进而感测电路s1～s6输出端Vo1～Vo6上的电压变化量会相同。反之，假设使用者产生的接触点位于互电感Cs11附近时，互电感Cs11的数值(电容值)会改变，使得第一感测电路s1输出端Vo1的电压变化量异于其他感测电路s2～s6输出端Vo2～Vo6的电压变化量。而后续电路即可根据感测电路s1～s6输出端Vo1～Vo6上的电压变化量来得知接触点的位置。

然而，当接触点上的互电容Cs变化很小时，其感应电荷量与其他互电容的感应电荷量差异太小，因而将造成接触点对应的感测电路所产生的电压变化量与其他感测电路的电压变化量差异太小，使得后续电路无法据以计算出接触点的位置。

请参照图3，其所示出为公知另一电容式触控面板***示意图。于图3中可知，驱动信号P1～P6于一个驱动周期包括两个子周期(t1、t2)，使得电容式触控面板300中的互电容能够多次产生感应电荷。因此，经过设计的感测电路s1～s6可多次累积互电容上的感应电荷，使得感测电路s1～s6的输出电压Vo1～Vo6产生电压变化量能够更容易被分辨。

由图3可知，一个扫描周期τ中有六个驱动周期T，而一个驱动周期中有两个子周期t1、t2。也就是说，每个驱动信号P1～P6于每个驱动周期T两个子周期t1、t2各产生一个脉冲，来使得互电容多次产生感应电荷。而感测电路s1～s6的设计可多次累积互电容产生的感应电荷，并产生较大的电压变化量。因此，于一个扫描周期τ之后，电容式触控面板上所有的区域都会被扫描(scan)一次，而使用者于触控面板上所产生的接触点的位置即可正确的获得。

图3仅以一个驱动周期T中的两个子周期t1、t2提供两个脉冲为例，当然也可以于一个驱动周期T中包含更多的子周期并产生更多的脉冲，使得感测电路s1～s6产生更大的电压变化量。而美国专利号码US6452514揭示一种电容感测器与阵列(Capacitive sensor and array)，其利用多个脉冲来累积互电容所产生的电荷。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提出一种感测电路，适用于一电容式触控面板，该感测电路连接于该电容式触控面板的一接收电极，且该电容式触控面板的一驱动电极与该接收电极之间具有一互电容，而该驱动电极用以接收一驱动信号，该感测电路包括：一第一开关，其具有一第一端用以连接至该接收电极；一第二开关，其具有一第一端用以连接至该接收电极；一第三开关，其具有一第一端用以连接至该第一开关的一第二端；一反馈电容，其具有一第一端用以连接至该第一开关的该第二端；一第四开关，其具有一第一端用以连接至该反馈电容的一第二端；以及一运算放大器，其具有一正输入端用以连接至一接地端，一负输入端连接至该第四开关的该第一端，以及一输出端连接至该第二开关的一第二端，该第三开关的一第二端，以及该第四开关的一第二端，其中，该驱动信号于一驱动周期中产生N个子周期，N为正整数，当该N个子周期中的一高电平时，该第一开关与该第四开关为一关闭状态，该第二开关与该第三开关为一开路状态，当该N个子周期中的一低电平时，该第一开关与该第四开关为该开路状态，以及该第二开关与该第三开关为该关闭状态，进而使得位于该第N个子周期中的该低电平时，该运算放大器的该输出端产生一输出电压。

本发明还提出一种感测电路，适用于一电容式触控面板，该感测电路连接于该电容式触控面板的一接收电极，且该电容式触控面板的一驱动电极与该接收电极之间具有一互电容，而该驱动电极可接收一驱动信号，该感测电路包括：一第一开关，其具有一第一端用以连接至该接收电极；一第二开关，其具有一第一端用以连接至该接收电极；一第三开关，其具有一第一端用以连接至该第一开关的一第二端；一反馈电容，其具有一第一端用以连接至该第一开关的该第二端；一第四开关，其具有一第一端用以连接至该反馈电容的一第二端；以及一运算放大器，其具有一正输入端用以连接至一接地端，一负输入端连接至该第四开关的该第一端，以及一输出端连接至该第二开关的一第二端，该第三开关的一第二端，以及该第四开关的一第二端，其中，该驱动信号于一驱动周期中具有N个子周期，N为正整数，该N个子周期分别包括一第一相位、一第二相位、一第三相位与一第四相位，当为该第一相位时，该驱动信号为一浮接状态，该第一开关与该第二开关为一开路状态，该第三开关与该第四开关为一关闭状态，当于该第二相位时，该驱动信号为一低电平，该第一开关与该第四开关为该关闭状态，该第二开关与该第三开关为该开路状态，当于该第三相位时，该驱动信号为一高电平，该第一开关与该第四开关为该关闭状态，该第二开关与该第三开关为该开路状态，以及，当于该第四相位时，该驱动信号为该低电平，该第一开关与该第四开关为该开路状态，该第二开关与该第三开关为该关闭状态，进而使得于前述第N个子周期中的该第四相位时，该运算放大器的该输出端产生一输出电压。

本发明还提出一种感测电路，适用于一电容式触控面板，该感测电路连接于该电容式触控面板的一接收电极，且该电容式触控面板的一驱动电极与该接收电极之间具有一互电容，而该驱动电极连接至一接地端，该感测电路包括：一第一开关，其具有一第一端用以连接至该接收电极；一第二开关，其具有一第一端用以连接至该接收电极；一第三开关，其具有一第一端用以连接至该第一开关的一第二端；一反馈电容，其具有一第一端用以连接至该第一开关的该第二端；一第四开关；一运算放大器，其具有一正输入端用以连接至该接地端，一负输入端连接至该第四开关的一第一端，以及一输出端连接至该第二开关的一第二端，该第三开关的一第二端，以及该第四开关的一第二端；一第五开关，其具有一第一端用以连接至一电压源，一第二端连接至该反馈电容的一第二端；以及一第六开关，其具有第一端连接至该反馈电容的该第二端，一第二端连接至该第四开关的该第一端，其中，一驱动周期具有N个子周期，N为正整数，该N个子周期包括一第一相位与一第二相位，当于该第一相位时，该第一开关、该第四开关与该第五开关为一关闭状态，该第二开关与该第三开关与该第六开关为一开路状态，以及，当于第二相位时，该第一开关、该第四开关与该第五开关为该开路状态，该第二开关、该第三开关与该第六开关为该关闭状态，进而使得前述位于第N个子周期中的该第二相位时，该运算放大器的该输出端产生一输出电压。

本发明的优点在于提出一种电容式触控面板的感测电路，其可于输出端产生较大的电压变化量，因此可使得信噪比(SNR)提高，后续电路可轻易地根据感测电路的输出电压来进行接触点位置的计算，大幅提升触控面板的感测能力。

为了能更进一步了解本发明特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1所示出为公知电容式触控面板***示意图。

图2所示出为公知感测电路。

图3所示出为公知另一电容式触控面板***示意图。

图4A与图4B所示出为本发明感测电路及其控制信号的第一实施例。

图5A至图5G所示出为第一实施例的动作示意图。

图6A与图6B所示出为本发明感测电路及其控制信号的第二实施例。

图7A至图7M所示出为第二实施例的动作示意图。

图8A与图8B所示出为本发明感测电路及其控制信号的第三实施例。

图9A至图9G所示出为第三实施例的动作示意图。

上述附图中的附图标记说明如下：

200运算放大器    300电容式触控面板

400、600、800  运算放大器    

具体实施方式

请参照图4A与图4B，其所示出为本发明感测电路及其控制信号的第一实施例。感测电路s包括：一运算放大器400、一反馈电容Cf、四个开关电路sw1～sw4。再者，驱动信号P可经由驱动电极d，在互电容Cs产生感应电荷，并经由接收电极r传送至感应电路s的输入端。

其中，感测电路s输入端连接至第一开关sw1(受控于第一控制信号ctr1)与第二开关sw2(受控于第二控制信号ctr2)的第一端，第一开关sw1的第二端连接至第三开关sw3(受控于第三控制信号ctr3)与反馈电容Cf的第一端；运算放大器400的负输入端(-)连接反馈电容Cf的第二端与第四开关sw4(受控于第四控制信号ctr4)的第一端，运算放大器400的正输入端(+)连接至一接地端(GND)，运算放大器400的输出端为感测电路s的输出端Vo，并连接至第二开关sw2、第三开关sw3、第四开关sw4的第二端。

再者，由图4B可知，驱动信号P于一个扫描周期中包括复位周期(resetcycle)以及驱动周期(driving cycle，T)。其中，驱动信号P的一驱动周期T中包括三个子周期t1、t2、t3，共产生三个脉冲，而其他时间即为复位周期。再者，四个控制信号ctr1～ctr4于高电平时可使得开关sw1～sw4为关闭(close)状态，于低电平时可使得开关sw1～sw4为开路(open)状态。图4B中仅以三个脉冲为例，实际上驱动周期T中的子周期以及脉冲数目并不限定。

以下详细介绍第一实施例感测电路s的详细运行情形。请参照图5A，其所示出为复位周期时的感测电路示意图。于复位周期时，第一开关sw1至第四开关sw4为关闭状态。此时，驱动信号P尚未产生脉冲，并且反馈电容Cf与互电容Cs的两端点短路(short circuit)，因此电荷量为0。而运算放大器400连接成一单位增益放大器(unit gain amplifier)，因此输出端Vo电压为0

请参照图5B，其所示出为驱动周期T中第一子周期t1的高电平时间t1a的感测电路示意图。由图4B可知，在第一子周期t1高电平时间t1a时，第一开关sw1、第四开关sw4为关闭状态，第二开关sw2、第三开关sw3为开路状态。

此时，运算放大器400连接成一单位增益放大器，因此输出端Vo电压为0。而驱动信号P的脉冲振幅为Vy，因此反馈电容Cf上的电压为

$V1=\left(\frac{\mathrm{Cs}}{\mathrm{Cs}+\mathrm{Cf}}\right)\mathrm{Vy}.$

请参照图5C，其所示出为驱动周期T中第一子周期t1的低电平时间t1b的感测电路示意图。由图4B可知，在第一子周期t1低电平时间t1b时，第二开关sw2、第三开关sw3为关闭状态，第一开关sw1、第四开关sw4为开路状态。

此时，运算放大器400输出端Vo电压为

由于驱动信号P的电压为0，因此，互电容Cs上的电压也为V1。所以，互电容Cs上存储的电荷为Cs×V1，以及反馈电容Cf上存储的电荷为Cf×V1。

请参照图5D，其所示出为驱动周期T中第二子周期t2的高电平时间t2a的感测电路示意图。由图4B可知，在第二子周期t2高电平时间t2a时，第一开关sw1、第四开关sw4为关闭状态，第二开关sw2、第三开关sw3为开路状态。

此时，运算放大器400连接成一单位增益放大器，输出端Vo电压为0。而驱动信号P的脉冲振幅为Vy，并且假设反馈电容Cf上的电压为V2。因此，Cs×V1+Cf×V1＝(V2-Vy)Cs+V2×Cf。

请参照图5E，其所示出为驱动周期T中第二子周期t2的低电平时间t2b的感测电路示意图。由图4B可知，在第二子周期t2低电平时间t2b时，第二开关sw2、第三开关sw3为关闭状态，第一开关sw1、第四开关sw4为开路状态。

运算放大器400输出端Vo电压为

并且使得互电容Cs上的电压也为V2。此时，互电容Cs上存储的电荷为Cs×V2；而反馈电容Cf上存储的电荷为Cf×V2。

请参照图5F，其所示出为驱动周期T中第三子周期t3的高电平时间t3a的感测电路示意图。由图4B可知，在第三子周期t3高电平时间t3a时，第一开关sw1、第四开关sw4为关闭状态，第二开关sw2、第三开关sw3为开路状态。

此时，运算放大器400连接成一单位增益放大器，输出端Vo电压为0。而驱动信号P的脉冲振幅为Vy，并且假设反馈电容Cf上的电压为V3。因此，Cs×V2+Cf×V2＝(V3-Vy)Cs+V3×Cf。

请参照图5G，其所示出为驱动周期T中第三子周期t3的低电平时间t3b的感测电路示意图。由图4B可知，在第三子周期t3低电平时间t3b时，第二开关sw2、第三开关sw3为关闭状态，第一开关sw1、第四开关sw4为开路状态。

运算放大器400输出端Vo电压为

并且使得互电容Cs上的电压也为V3。也就是说，于第三子周期t3的低电平时间，即可于感测电路s的输出端Vo获得输出电压。

由本发明的第一实施例可知，当驱动周期T中子周期数目为N个脉冲时，于脉冲的高电平时，电荷会以一固定数量累积于反馈电容Cf。而于第N个脉冲的低电平时，感测电路s输出端Vo上即可获得的输出电压为Vo＝NΔ

因此，后续电路即可根据输出电压来进行判断的参考。

请参照图6A与图6B，其所示出为本发明感测电路及其控制信号的第二实施例。感测电路s包括：一运算放大器600、一反馈电容Cf、四个开关电路sw1～sw4。再者，驱动信号P切换第五开关sw5(受控于第五控制信号ctr5)与第六开关sw6(受控于第六控制信号ctr6)而产生。

其中，感测电路s输入端连接至第一开关sw1(受控于第一控制信号ctr1)与第二开关sw2(受控于第二控制信号ctr2)的第一端，第一开关sw1第二端连接至第三开关sw3(受控于第三控制信号ctr3)与反馈电容Cf第一端；运算放大器600的负输入端(-)连接反馈电容Cf的第二端与第四开关sw4(受控于第四控制信号ctr4)的第一端，运算放大器600的正输入端(+)连接至一接地端(GND)，运算放大器600的输出端为感测电路s的输出端Vo，并连接至第二开关sw2、第三开关sw3、第四开关sw4的第二端。

再者，六个控制信号ctr1～ctr6于高电平时可使得开关sw1～sw6为关闭(close)状态，于低电平时可使得开关sw1～sw6为开路(open)状态。由图6B可知，驱动信号P于一个扫描周期中包括一复位周期与一驱动周期T。再者，驱动信号P于一驱动周期T中产生三个子周期t1、t2、t3，每个子周其中包括四个相位(phase)。以第一子周期t1为例，于第一相位t1a时，第五开关sw5与第六开关sw6同时为开路状态，驱动信号为浮接状态(floating)；第二相位t1b时，第五开关sw5为开路状态与第六开关sw6为关闭状态，驱动信号P为低电平(0V)；第三相位t1c时，第五开关sw5为关闭状态与第六开关sw6为开路状态，驱动信号P为高电平Vy；以及，第四相位t1d时，第五开关sw5为开路状态与第六开关sw6为关闭状态，驱动信号P为低电平(0V)。而驱动周期T以外的其他时间即为复位周期。图6B中仅以三个子周期为例，实际上驱动周期T中的子周期数目并不限定。

以下详细介绍第二实施例感测电路s的详细运行情形。请参照图7A，其所示出为复位周期时的感测电路示意图。于复位周期时，第一开关sw1至第四开关sw4为关闭状态。再者，第五开关sw5为开路状态，第六开关sw6为关闭状态，驱动信号P为低电平(0V)，并且反馈电容Cf与互电容Cs的两端点短路(short circuit)，因此电荷量为0。而运算放大器600连接成一单位增益放大器，因此输出端Vo电压为0。

请参照图7B，其所示出为驱动周期T中第一子周期t1的第一相位t1a的感测电路示意图。由图6B可知，于第一子周期t1的第一相位t1a时，第一开关sw1与第二开关sw2为开路状态，第三开关sw3与第四开关sw4为关闭状态，而驱动信号P为浮接状态。此时，反馈电容Cf上二端点短路使得电荷量为0，而运算放大器600连接成一单位增益放大器，因此输出端Vo电压为0。

请参照图7C，其所示出为驱动周期T中第一子周期t1的第二相位t1b的感测电路示意图。由图6B可知，于第一子周期t1的第二相位t1b时，第一开关sw1与第四开关sw4为关闭状态，第二开关sw2与第三开关sw3为开路状态，而驱动信号P为低电平(0V)。此时，反馈电容Cf与互电容Cs串连，并且连接至接地端，而运算放大器600连接成一单位增益放大器，因此输出端Vo电压为0。

请参照图7D，其所示出为驱动周期T中第一子周期t1的第三相位t1c的感测电路示意图。由图6B可知，于第一子周期t1的第三相位t1c时，第一开关sw1与第四开关sw4为关闭状态，第二开关sw2与第三开关sw3为开路状态，而驱动信号P为高电平Vy。此时，反馈电容Cf与互电容Cs串连，并且连接至高电平Vy，使得反馈电容Cf上的电压。而运算放大器600连接成一单位增益放大器，因此输出端Vo电压为0。

请参照图7E，其所示出为驱动周期T中第一子周期t1的第四相位t1d的感测电路示意图。由图6B可知，于第一子周期t1的第四相位t1 d时，第一开关sw1与第四开关sw4为开路状态，第二开关sw2与第三开关sw3为关闭状态，而驱动信号P为低电平(0V)。此时，运算放大器600输出端Vo电压为

同时，互电容Cs上的电压也为V1。所以，互电容Cs上存储的电荷为Cs×V1；而反馈电容Cf上存储的电荷为Cf×V1。

请参照图7F，其所示出为驱动周期T中第二子周期t2的第一相位t2a的感测电路示意图。由图6B可知，于第二子周期t2的第一相位t2a时，第一开关sw1与第二开关sw2为开路状态，第三开关sw3与第四开关sw4为关闭状态，而驱动信号P为浮接状态。此时，反馈电容Cf上二端点短路使得电荷量为0，而互电容Cs上的电荷量不变(Cs×V1)，而运算放大器600连接成一单位增益放大器，因此输出端Vo电压为0。

请参照图7G，其所示出为驱动周期T中第二子周期t2的第二相位t2b的感测电路示意图。由图6B可知，于第二子周期t2的第二相位t2b时，第一开关sw1与第四开关sw4为关闭状态，第二开关sw2与第三开关sw3为开路状态，而驱动信号P为低电平(0V)。此时，反馈电容Cf与互电容Cs串连，并且连接至接地端，因此，反馈电容Cf与互电容Cs上的电荷量总和为Cs×V1。而运算放大器600连接成一单位增益放大器，因此输出端Vo电压为0。

请参照图7H，其所示出为驱动周期T中第二子周期t2的第三相位t2c的感测电路示意图。由图6B可知，于第二子周期t2的第三相位t2c时，第一开关sw1与第四开关sw4为关闭状态，第二开关sw2与第三开关sw3为开路状态，而驱动信号P为高电平Vy。此时，反馈电容Cf与互电容Cs串连，并且假设反馈电容Cf的电压改变为V2。因此，Cs×V1＝(V2-Vy)×Cs+V2×Cf，

其中，

而运算放大器600连接成一单位增益放大器，因此输出端(Vo)电压为0。

请参照图7I，其所示出为驱动周期T中第二子周期t2的第四相位t2d的感测电路示意图。由图6B可知，于第二子周期t2的第四相位t2d时，第一开关sw1与第四开关sw4为开路状态，第二开关sw2与第三开关sw3为关闭状态，而驱动信号P为低电平(0V)。此时，运算放大器600输出端(Vo)电压为V2＝(A²+A)Vy同时，互电容Cs上的电压也为V2。所以，互电容Cs上存储的电荷为Cs×V2；而反馈电容Cf上存储的电荷为Cf×V2。

请参照图7J，其所示出为驱动周期T中第三子周期t3的第一相位t3a的感测电路示意图。由图6B可知，于第三子周期t3的第一相位t3a时，第一开关sw1与第二开关sw2为开路状态，第三开关sw3与第四开关sw4为关闭状态，而驱动信号P为浮接状态。此时，反馈电容Cf上两端点短路使得电荷量为0，而互电容Cs上的电荷量不变(Cs×V2)，而运算放大器600连接成一单位增益放大器，因此输出端Vo电压为0。

请参照图7K，其所示出为驱动周期T中第三子周期t3的第二相位(t3b)的感测电路示意图。由图6B可知，于第三子周期t3的第二相位(t3b)时，第一开关sw1与第四开关sw4为关闭状态，第二开关sw2与第三开关sw3为开路状态，而驱动信号P为低电平(0V)。此时，反馈电容Cf与互电容Cs串连，并且连接至接地端，因此，反馈电容Cf与互电容Cs上的电贺量总和为(Cs×V2)。而运算放大器600连接成一单位增益放大器，因此输出端(Vo)电压为0。

请参照图7L，其所示出为驱动周期T中第三子周期t3的第三相位t3c的感测电路示意图。由图6B可知，于第三子周期t3的第三相位t3c时，第一开关sw1与第四开关sw4为关闭状态，第二开关sw2与第三开关sw3为开路状态，而驱动信号P为高电平Vy。此时，反馈电容Cf与互电容Cs串连，并且假设反馈电容Cf的电压改变为V3。因此，Cs×V2＝(V3-Vy)×Cs+V3×Cf，

其中，

而运算放大器600连接成一单位增益放大器，因此输出端Vo电压为0。

请参照图7M，其所示出为驱动周期T中第三子周期t3的第四相位t3d的感测电路示意图。由图6B可知，于第三子周期t3的第四相位t3d时，第一开关sw1与第四开关sw4为开路状态，第二开关sw2与第三开关sw3为关闭状态，而驱动信号P为低电平(0V)。此时，运算放大器600输出端Vo电压为V3＝(A³+A²+A)Vy同时，互电容Cs上的电压也为V3。所以，互电容Cs上存储的电荷为Cs×V3；而反馈电容Cf上存储的电荷为Cf×V3。也就是说，于第三脉冲t3的第四相位t3d时，即可于感测电路s的输出端Vo获得输出电压。

由本发明的第二实施例可知，当驱动周期T中子周期数目为N时，于子周期的第三相位时，电荷会累积于反馈电容Cf。而于第N个子周期的第四相位时，感测电路s输出端Vo上即可获得的输出电压为

其中，因此，后续电路即可根据输出电压来进行判断。

请参照图8A与图8B，其所示出为本发明感测电路及其控制信号的第三实施例。感测电路s包括：一运算放大器800、一反馈电容Cf、六个开关电路sw1～sw6。再者，驱动电极d直接连接至接地端，而接收电极r连接至感测电路s的输入端。

其中，感测电路s输入端连接至第一开关sw1(受控于第一控制信号ctr1)与第二开关sw2(受控于第二控制信号ctr2)的第一端，第一开关sw1第二端连接至第三开关sw3(受控于第三控制信号ctr3)与反馈电容Cf第一端；第五开关(受控于第五控制信号ctr5)第一端接收Vy电压，第二端连接至反馈电容Cf第二端以及第六开关(受控于第六控制信号ctr6)的第一端；运算放大器800的负输入端(-)连第六开关sw6的第二端与第四开关sw4(受控于第四控制信号ctr4)的第一端，运算放大器800的正输入端(+)连接至一接地端(GND)，运算放大器800的输出端为感测电路s的输出端Vo，并连接至第二开关sw2、第三开关sw3、第四开关sw4的第二端。

再者，六个控制信号ctr1～ctr6于高电平时可使得开关sw1～sw6为关闭状态，于低电平时可使得开关sw1～sw6为开路状态。由图8B可知，根据第五控制信号ctr5以及第六控制信号ctr6，可将一个扫描周期区分为：一复位周期与一驱动周期T。驱动周期T中区分为三个子周期t1、t2、t3，每个子周期分别包括一第一相位与一第二相位。以第一脉冲t1为例，第一相位t1a时，第五开关sw5为关闭状态，第六开关sw6为开路状态；第二相位t1b时，第五开关sw5为开路状态，第六开关sw6为关闭状态。图8B中仅以三个子周期为例，实际上驱动周期T中的子周期数目并不限定。

以下详细介绍第三实施例感测电路s的详细运行情形。请参照图9A，其所示出为复位周期时的感测电路示意图。于复位周期时，仅有第五开关sw5为开路状态，第一开关sw1至第四开关sw4与第六开关sw6为关闭状态。因此，反馈电容Cf与互电容Cs的二端点短路，因此电荷量为0。而运算放大器800连接成一单位增益放大器，因此输出端Vo电压为0。

请参照图9B，其所示出为驱动周期T中第一子周期t1的第一相位t1a的感测电路示意图。由图8B可知，于第一子周期t1的第一相位t1a时，第一开关sw1、第四开关sw4与第五开关sw5为关闭状态，第二开关sw2、第三开关sw3与第六开关sw6为开路状态。此时，反馈电容Cf上的电压为

而运算放大器800连接成一单位增益放大器，因此输出端Vo电压为0。

请参照图9C，其所示出为驱动周期T中第一子周期t1的第二相位t1b的感测电路示意图。由图8B可知，于第一子周期t1的第二相位t1b时，第一开关sw1、第四开关sw4与第五开关sw5为开路状态，第二开关sw2、第三开关sw3与第六开关sw6为关闭状态。此时，运算放大器800输出端电压

同时互电容上的电压也为V1。所以，互电容Cs上存储的电荷为Cs×V1，以及而反馈电容Cf上存储的电荷为Cf×V1。

请参照图9D，其所示出为驱动周期T中第二子周期t2的第一相位t2a的感测电路示意图。由图8B可知，于第二子周期t2的第一相位t2a时，第一开关sw1、第四开关sw4与第五开关sw5为关闭状态，第二开关sw2、第三开关sw3与第六开关sw6为开路状态。此时，假设反馈电容Cf的电压改变为V2。因此，(Cf+Cs)×V1＝(V2-Vy)×Cs+V2×Cf，而运算放大器800连接成一单位增益放大器，因此输出端Vo电压为0。

请参照图9E，其所示出为驱动周期T中第二子周期t2的第二相位t2b的感测电路示意图。由图8B可知，于第二子周期t2的第二相位t2b时，第一开关sw1、第四开关sw4与第五开关sw5为开路状态，第二开关sw2、第三开关sw3与第六开关sw6为关闭状态。此时，运算放大器800输出端电压同时互电容上的电压也为V2。所以，互电容Cs上存储的电荷为Cs×V2；而反馈电容Cf上存储的电荷为Cf×V2。

请参照图9F，其所示出为驱动周期T中第三子周期t3的第一相位t3a的感测电路示意图。由图8B可知，于第三子周期t3的第一相位t3a时，第一开关sw1、第四开关sw4与第五开关sw5为关闭状态，第二开关sw2、第三开关sw3与第六开关sw6为开路状态。此时，假设反馈电容Cf的电压改变为V3。因此，(Cf+Cs)×V2＝(V3-Vy)×Cs+V3×Cf，

而运算放大器800连接成一单位增益放大器，因此输出端Vo电压为0。

请参照图9G，其所示出为驱动周期T中第三子周期t3的第二相位t3b的感测电路示意图。由图8B可知，于第三子周期t3的第二相位t3b时，第一开关sw1、第四开关sw4与第五开关sw5为开路状态，第二开关sw2、第三开关sw3与第六开关sw6为关闭状态。此时，运算放大器800输出端电压

同时互电容上的电压也为V3。

由本发明的第三实施例可知，当驱动周期T中子周期数目为N时，于第一相位时，电荷会累积于反馈电容Cf。而于第N个脉冲的第二相位时，感测电路s输出端Vo上即可获得的输出电压为

因此，后续电路即可根据输出电压来进行判断。

根据本发明的实施例，于驱动周期时，感测电路s的输出端上所产生的电压会变大，因此后续电路即可轻易地区别有接触点以及没有接触点时的电压变化量，并判断正确的接触点位置，提高触控面板的敏感度(sensitivity)。

本发明的优点在于提出一种电容式触控面板的感测电路，其可于输出端产生较大的电压变化量，因此可使得信噪比(SNR)提高，后续电路可轻易地根据感测电路的输出电压来进行接触点位置的计算，大幅提升触控面板的感测能力。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (13)

1.一种感测电路，适用于一电容式触控面板，该感测电路连接于该电容式触控面板的一接收电极，且该电容式触控面板的一驱动电极与该接收电极之间具有一互电容，而该驱动电极用以接收一驱动信号，该感测电路包括：

一第一开关，其具有一第一端用以连接至该接收电极；

一第二开关，其具有一第一端用以连接至该接收电极；

一第三开关，其具有一第一端用以连接至该第一开关的一第二端；

一反馈电容，其具有一第一端用以连接至该第一开关的该第二端；

一第四开关，其具有一第一端用以连接至该反馈电容的一第二端；以及

一运算放大器，其具有一正输入端用以连接至一接地端，一负输入端连接至该第四开关的该第一端，以及一输出端连接至该第二开关的一第二端，该第三开关的一第二端，以及该第四开关的一第二端，

其中，该驱动信号于一驱动周期中产生N个子周期，N为正整数，当该N个子周期中的一高电平时，该第一开关与该第四开关为一关闭状态，该第二开关与该第三开关为一开路状态，当该N个子周期中的一低电平时，该第一开关与该第四开关为该开路状态，以及该第二开关与该第三开关为该关闭状态，进而使得位于该第N个子周期中的该低电平时，该运算放大器的该输出端产生一输出电压。

2.如权利要求1所述的感测电路，其中该驱动信号包括该驱动周期与一复位周期。

3.如权利要求2所述的感测电路，其中于该复位周期时，用以控制该第一开关、该第二开关、该第三开关、与该第四开关为该关闭状态，使得该反馈电容与该互电容上的电荷为0。

4.如权利要求1所述的感测电路，其中，该输出电压为当中该互电容的电容值为Cs，该反馈电容的电容值为Cf，该N个脉冲的振幅分别为Vy。

5.如权利要求4所述的感测电路，于该第N个子周期中的该低电平的该输出电压为于该第一个子周期中的该低电平的该输出电压的N倍。

6.一种感测电路，适用于一电容式触控面板，该感测电路连接于该电容式触控面板的一接收电极，且该电容式触控面板的一驱动电极与该接收电极之间具有一互电容，而该驱动电极可接收一驱动信号，该感测电路包括：

一第一开关，其具有一第一端用以连接至该接收电极；

一第二开关，其具有一第一端用以连接至该接收电极；

一第三开关，其具有一第一端用以连接至该第一开关的一第二端；

一反馈电容，其具有一第一端用以连接至该第一开关的该第二端；

一第四开关，其具有一第一端用以连接至该反馈电容的一第二端；以及

一运算放大器，其具有一正输入端用以连接至一接地端，一负输入端连接至该第四开关的该第一端，以及一输出端连接至该第二开关的一第二端，该第三开关的一第二端，以及该第四开关的一第二端，

其中，该驱动信号于一驱动周期中具有N个子周期，N为正整数，该N个子周期分别包括一第一相位、一第二相位、一第三相位与一第四相位，当为该第一相位时，该驱动信号为一浮接状态，该第一开关与该第二开关为一开路状态，该第三开关与该第四开关为一关闭状态，当于该第二相位时，该驱动信号为一低电平，该第一开关与该第四开关为该关闭状态，该第二开关与该第三开关为该开路状态，当于该第三相位时，该驱动信号为一高电平，该第一开关与该第四开关为该关闭状态，该第二开关与该第三开关为该开路状态，以及，当于该第四相位时，该驱动信号为该低电平，该第一开关与该第四开关为该开路状态，该第二开关与该第三开关为该关闭状态，进而使得于前述第N个子周期中的该第四相位时，该运算放大器的该输出端产生一输出电压。

7.如权利要求6所述的感测电路，其中该驱动信号包括该驱动周期与一复位周期。

8.如权利要求7所述的感测电路，其中于该复位周期时，用以控制该第一开关、该第二开关、该第三开关，以及该第四开关为该关闭状态，使得该反馈电容与该互电容上的电荷为0。

9.如权利要求6所述的感测电路，其中，该驱动电极连接至一第五开关的一第一端以及一第六开关的一第一端，该第五开关的一第二端接收该高电平，该第六开关的一第二端接收该低电平，当位于该第一相位时，该第五开关与该第六开关为该开路状态、当于该第二相位时，该第六开关为该关闭状态，该第五开关为该开路状态、当于该第三相位时，该第五开关为该关闭状态，该第六开关为该开路状态，以及，当于该第四相位时，该第六开关为该关闭状态，该第五开关为该开路状态。

10.如权利要求6所述的感测电路，其中，该输出电压为当中， $A=\frac{\mathrm{Cs}}{\mathrm{Cf}+\mathrm{Cs}},$ 该互电容的电容值为Cs，该反馈电容的电容值为Cf，该高电平为Vy。

11.一种感测电路，适用于一电容式触控面板，该感测电路连接于该电容式触控面板的一接收电极，且该电容式触控面板的一驱动电极与该接收电极之间具有一互电容，而该驱动电极连接至一接地端，该感测电路包括：

一第一开关，其具有一第一端用以连接至该接收电极；

一第二开关，其具有一第一端用以连接至该接收电极；

一第三开关，其具有一第一端用以连接至该第一开关的一第二端；

一反馈电容，其具有一第一端用以连接至该第一开关的该第二端；

一第四开关；

一运算放大器，其具有一正输入端用以连接至该接地端，一负输入端连接至该第四开关的一第一端，以及一输出端连接至该第二开关的一第二端，该第三开关的一第二端，以及该第四开关的一第二端；

一第五开关，其具有一第一端用以连接至一电压源，一第二端连接至该反馈电容的一第二端；以及

一第六开关，其具有第一端连接至该反馈电容的该第二端，一第二端连接至该第四开关的该第一端，

其中，一驱动周期具有N个子周期，N为正整数，该N个子周期包括一第一相位与一第二相位，当于该第一相位时，该第一开关、该第四开关与该第五开关为一关闭状态，该第二开关与该第三开关与该第六开关为一开路状态，以及，当于第二相位时，该第一开关、该第四开关与该第五开关为该开路状态，该第二开关、该第三开关与该第六开关为该关闭状态，进而使得前述位于第N个子周期中的该第二相位时，该运算放大器的该输出端产生一输出电压。

12.如权利要求11所述的感测电路，其中还包括一复位周期，用以控制该第一开关、该第二开关、该第三开关、该第四开关、与该第六开关为一关闭状态，该第五开关为一开路状态，使得该反馈电容与该互电容上的电荷为0。

13.如权利要求11所述的感测电路，其中，该输出电压为当中该互电容的电容值为Cs，该反馈电容的电容值为Cf，该电压源电压为Vy。

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