CN109814762B - 触控侦测电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种触控侦测电路，其包含驱动单元、自容侦测电路、互容侦测电路以及控制电路。所述驱动单元用来产生驱动信号。所述自容侦测电路用来产生自容侦测结果。当所述自容侦测电路以及所述互容侦测电路之间的电压达到参考电压时，所述互容侦测电路接收所述驱动信号进行互容侦测，产生互容侦测结果。所述控制电路接收并计算所述自容侦测结果以及所述互容侦测结果，以产生侦测结果。通过本发明的触控侦测电路可以提高准确率及感测效率。

Description

触控侦测电路及方法

技术领域

本发明关于一种触控侦测方法，尤指一种可同时进行互容及自容侦测的触控侦测方法。

背景技术

在市面上的消费性电子产品中，多点触控已成为不可或缺的功能。现今触控侦测方法，主要分为自容式触控侦测以及互容式触控侦，其中互容式触控侦测相较于自容式触控侦测更适用于多点触控，因此也因此互容式触控广泛地应用在触控萤幕中。

然而互容式触控容易受到环境的干扰而影响侦测的结果，如使用者操作时手指是湿的、空气中的湿度气/温度、萤幕上的水珠或污渍等因素，都会造成侦测的结果错误或偏差。

自容式触控则是较不容易受到环境的干扰。然而自容式触控侦测无法应用于多点触控，因此为了达到多点触控的功能，同时排除环境干扰以提升触控侦测的准确度，许多触控萤幕会同时使用互容式触控侦测及自容式触控侦测，电子装置分别进行互容式触控侦测及自容式触控侦测后，计算两者的数值再判断侦测的结果。然而如此一来，触控侦测的时间势必增加，进而影响电子产品的运行速度。

故，有必要提供一种触控侦测方法，可以同时进行互容式触控侦测以及自容式触控侦测，以达到增加多点触控侦测准确度之目的，同减少侦测所需的时间，以提升侦测的速度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种触控侦测电路，其包含驱动单元、自容侦测电路、互容侦测电路以及控制电路。该驱动单元用来产生驱动信号。该自容侦测电路用来产生自容侦测结果。当该自容侦测电路以及该互容侦测电路之间的电压达到参考电压时，该互容侦测电路接收该驱动信号进行互容侦测，产生互容侦测结果。该控制电路接收并计算该自容侦测结果以及该互容侦测结果，以产生侦测结果。

本发明另提供一种触控侦测方法，其包含对互容侦测电路以及自容侦测电路之间的节点充电，在充电过程进行自容侦测；该自容侦测电路侦测第一电容，以得到该第一电容在预设时段内的电压变化；在该节点的电压达到参考电压时，该互容侦测电路侦测第二电容，以得到该第二电容之电压输出信号；控制电路根据该电压输出信号计算，以得到侦测结果。

本发明尚提供一种触控侦测方法，其包含对互容侦测电路以及自容侦测电路之间的节点充电，在充电过程进行自容侦测；该自容侦测电路侦测第一电容，以得到该第一电容达到参考电压所需的时间值；在该节点的电压达到参考电压时，该互容侦测电路侦测第二电容，以得到该第二电容之电压输出信号；控制电路根据该电压输出信号计算，以得到侦测结果。

本发明利用互容式触控侦测及自容式触控侦测，以提高触控侦测结果的正确率。并且在互容侦测电路与自容侦测电路之间的电压达到参考电压的过程进行自容式触控侦测，在互容侦测电路与自容侦测电路之间的电压达到一参考电压后进行互容式触控侦测，藉此有效的同时进行互容式及自容式触控侦测，提高感测的效率。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1是本发明触控侦测电路第一实施例的电路示意图。

图2是本发明触控侦测电路第一实施例的第一种时序图。

图3是本发明触控侦测电路第一实施例的第二种时序图。

图4是本发明触控侦测电路第二实施例的电路示意图。

图5是本发明触控侦测电路第三实施例的电路示意图。

图6是本发明触控侦测电路第四实施例的电路示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。再者，本发明所提到的方向用语，例如上、下、顶、底、前、后、左、右、内、外、侧面、周围、中央、水平、横向、垂直、纵向、轴向、径向、最上层或最下层等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

请参照图1，图1为本发明触控侦测电路第一实施例的示意图。触控侦测电路1包含驱动单元10、互容侦测电路20、自容侦测电路40以及控制电路80。驱动单元10产生侦测信号，互容侦测电路20进行互容式触控侦测，自容侦测电路40进行自容式触控侦测，控制电路80针对互容式侦测电路20以及自容式侦测电路40所输出的结果进行计算，并产生触控发生的位置座标。

驱动单元10产生驱动信号，依据电路特性及需求，该驱动信号可以是方波、三角波、锯齿、弦波等信号源。驱动单元10产生驱动信号并传送至互容侦测电路20，自容侦测电路40包含电压源或电流源，该电压源或电流源对互容侦测电路20与自容侦测电路40之间的节点n充电。在节点n的电压达到达到参考电压Vref的过程中，自容侦测电路40可先进行自容式触控侦测。而当节点n电压充电到参考电压Vref后，互容侦测电路20进行互容式触控侦测。即在互容侦测电路20的电压充电到Vref的过程中，自容侦测电路40便可利用电压充电时的阶段来进行自容式触控侦测，使得互容式触控侦测以及自容式触控侦测可以同时进行，以缩短侦测所需的时间，增加触控感测的速度。

请一并参照图2，图2所示为本发明触控电路第一实施例的第一种时序图。在第一实施例第一种时序图中，当电压充电到Vref时，便可进行互容式触控侦测，而在充电的过程中，则可利用电压爬升的变化来进行自容式电容侦测。详细的触控侦测步骤如下：对互容侦测电路20以及自容侦测电路40之间的节点n充电。在自容式触控侦测中，自容侦测电路40侦测第一电容Cs的电压值，并计算第一电容Cs在自容侦测阶段ts内的电压变化量，以图2所示为例，在自容侦测阶段ts期间，第一电容Cs的起始电压以及最终电压分别是0以及Vs，因此电压变化即为Vs。当Vs值越小，代表第一电容Cs的电容值越大，在自容式触控侦测中，当触控发生时第一电容的电容值会变大，因此再通过控制电路80比较第一电容Cs与参考电容的电容值(即比较第一电容Cs与触控未发生时的电容值)，即可得知在第一电容Cs上是否有触控发生。

在自容侦测阶段ts后，节点n的电压充电到可以进行互容式触控侦测的参考电压Vref，此时互容侦测电路20便可于互容侦测阶段tm进行互容式侦测。互容侦测电路20侦测一第二电容Cm，依据驱动单元10发出的驱动信号，互容侦测电路20会产生输出电压Vm，通过控制电路80可以计算输出电压值。在互容式触控侦测中，当触控发生时，第二电容Cm的电容值会变小，相对的Vm值会变小，因此通过控制电路80计算Vm值的变化(即与触控未发生时的Vm值比较)，即可得知触控是否发生。控制电路80接收Vs以及Vm，根据自容侦测结果Vs以及互容侦测结果Vm计算出面板上触控发生的位置座标，及触控程度大小。

图3为本发明触控电路第一实施例的第二种时序图，第一实施例的第二种时序图与第一种时序图不同的是，在第二种时序图的自容式触控侦测中，自容侦测电路40中是侦测第一电容Cs达到参考电压所需的时间，再与参考电容充电到参考电压的所需的时间作比较，以计算自容侦测电路40上是否有触控发生，而当电压达到互容式触控侦测的工作电压后，互容侦测电路20便可进行触控侦测。

本发明第一实施例的第二种时序图的详细步骤如下：对互容侦测电路20以及自容侦测电路之间的节点n充电。在自容式触控侦测中，自容侦测电路40侦测第一电容Cs充电到Vref所需的时间t21，而参考电容(即触控未发生时的第一电容Cs)充电到Vref所需的时间为t11。当电容充电所需的时间越短，即代表其电容值越小，而在自容式触控侦测中，当触控发生时，第一电容Cs的电容值会变大，因此经由比较t11以及t21的数值，就可以计算出第一电容Cs的电容值是否变大，以此判断触控是否发生。当节点n电压充电到互容式触控侦测所需的工作电压后，互容侦测电路20便可依据驱动单元10发出的驱动信号产生输出电压Vm。在互容式触控侦测的t3阶段中，当触控发生时，第二电容Cm的电容值会变小相对的Vm值会变小，因此通过控制电路80计算Vm值的变化(即与触控未发生时的Vm值比较)，即可得知触控是否发生。控制电路80接收t21以及Vm的数值后，根据自容侦测结果t21以及互容侦测结果Vm计算出面板上触控发生的位置座标，及触控程度大小。

根据本发明第一实施例的触控侦测方法，可以得到准确度较高、且不易受到环境干扰的自容式触控侦测结果。然而自容式触控侦测只能做到触控发生的行或列，举例来说，多点触控发生在面板上的(X1,Y1)以及(X2,Y2)时，自容式侦测只能侦测出X1与X2行上、以及Y1与Y2列上有触控发生，然而无法判断是(X1,Y1)、(X1,Y2)、(X2,Y1)或(X2,Y2)的哪些点发生触控。此时利用本发明的触控侦测电路，在进行自容式触控侦测的同时，也可以进行互容式触控侦测，如此一来，在得到自容侦测结果同时，也可以依触互容侦测结果来得到多点触控发生的位置，藉此提高多点触控侦测的准确性。

本发明尚有一第二实施例，如图4所示。触控侦测电路1包含驱动单元10、互容侦测电路20、自容侦测电路40、控制电路80以及充电单元60。充电单元60可以对节点n充电，使其电压达到互容侦测电路的工作电压。第二实施例在充电的过程中，自容式侦测电路40可以进行自容式触控侦测。自容式侦测的方法如第一实施例的第一种时序图所示，侦测第一电容Cs在充电期间ts中的电压变化Vs，通过控制电路80比较电压变化Vs以及参考电压Vref的大小，在相同的充电时间ts中，所充到的电压越低，即代表其电容值越大，而在自容式触控侦测中，当触控发生时，第一电容Cs的电容值会变大，因此当Vs小于预设值Vp，或是当Vs与Vref的差异大于预设值Vd时，即可判断在第一电容Cs上有触控发生。或是第二实施例的自容式侦测方法也可以如第一实施例的第二种时序图所示，自容侦测电路40侦测第一电容Cs达到参考电压所需的时间t21，再通过控制电路80比较t21以及参考电容充电到参考电压Vref时所需的时间t11。充电到参考电压Vref的时间越久，即代表该电容的电容值越大，而在自容式触控侦测中，触控发生时第一电容Cs的电容值会变大，因此当t21大于预设值tp，或t21与t11的差异大于预设值td时，便可得知在第一电容Cs1上有触控发生。

在充电单元60对节点n充电到工作电压后，互容式侦测电路20便可进行互容式触控侦测，根据驱动单元10所产生的驱动信号产生输出电压Vm。在互容式触控侦测中，当触控发生时，第二电容Cm的电容值会变小，相对的Vm会变小，因此通过控制电路80计算Vm值的变化(即与触控未发生时的Vm值比较)，即可得知触控是否发生。控制电路80再根据自容式侦测电路40以及互容式触控电路20的结果来计算出触控发生的位置座标，及触控程度大小。

值得注意的是，充电单元60可以如图4所示的第二实施例，独立设置于触控侦测电路1中。或是如图5所示的第三实施例，充电单元60也可以是自容侦测单元40的一部份，如此一来便不需要在电路上额外设置个充电单元，可以节省电路空间。在第二以及第三实施例中，充电单元60可以独立对互容侦测电路20充电，使得互容侦测电路20的运作不会受到自容侦测电路40中第一电容Cs的电压值影响。如此一来，不论自容式触控侦测的结果为何，即使是触控发生而导致Vs于ts阶段内所达到的电压过低，互容式触控侦测都可顺利运作。在本发明中，充电单元60可以是电压源或电流源。

请参考图6，图6为本发明第四实施例。第四实施例中的触控侦测电路1包含驱动单元10、互容侦测电路20、自容侦测电路40、控制电路80、充电单元60以及转换单元82。转换单元82用来将互容侦测电路20以及自容侦测电路40的信号转换成数字信号，并将此数字信号传送到控制电路80，以便控制电路80计算出侦测结果。

通过本发明的触控侦测电路及方法，在进行互容式触控侦测的同时也可以进行自容式触控侦测，藉此提高多点触控的准确度，减少环境对触控侦测结果造成的影响，或避免面板上的水珠、污渍或灰尘造成触控的误判，并且通过本发明的触控侦测电路及方法，可以有效地缩短触控侦测所需的时间，提高触控感测的运行效率。

虽然本发明已以较佳实施例揭露，然其并非用以限制本发明，任何本领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与修饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (9)

1.一种触控侦测电路，其特征在于：其包含：

驱动单元，用来产生驱动信号；

自容侦测电路，用来在充电的过程中产生自容侦测结果；

互容侦测电路，当所述自容侦测电路以及所述互容侦测电路之间的节点的电压达到参考电压时，接收所述驱动信号进行互容侦测，产生互容侦测结果；以及

控制电路，接收并计算所述自容侦测结果以及所述互容侦测结果，以产生侦测结果。

2.如权利要求1所述的触控侦测电路，其特征在于：其另包含转换单元，用来将所述自容侦测电路或所述互容侦测电路的信号转换成数字信号。

3.如权利要求1所述的触控侦测电路，其特征在于：其另包含充电单元，用来使所述自容侦测电路以及所述互容侦测电路之间的电压达到参考电压。

4.如权利要求1所述的触控侦测电路，其特征在于：所述自容侦测电路侦测第一电容，当预定时间内，所述第一电容的电压小于预设值时，或是所述第一电容的电压与所述参考电压的差大于预设值时，所述自容侦测结果为触控发生。

5.如权利要求1所述的触控侦测电路，其特征在于：所述自容侦测电路侦测第一电容，当所述第一电容充电到所述参考电压所需的时间大于预设值时，所述自容侦测结果为触控发生。

6.一种触控侦测方法，其特征在于，其包含：

对互容侦测电路以及自容侦测电路之间的节点充电，在充电过程进行自容侦测；

所述自容侦测电路侦测第一电容，以得到所述第一电容在预设时段内的电压变化；

在所述节点的电压达到参考电压时，所述互容侦测电路侦测第二电容，以得到所述第二电容之电压输出信号；以及

控制电路根据所述电压变化及所述电压输出信号计算电压变化，以得到侦测结果。

7.如权利要求6所述的触控侦测方法，其特征在于：其另包含转换单元，用来将所述电压变化以及所述电压输出值转换成数字信号。

8.一种触控侦测方法，其特征在于，其包含：

对互容侦测电路以及自容侦测电路之间的节点充电，在充电过程进行自容侦测；

所述自容侦测电路侦测第一电容，以得到所述第一电容达到参考电压所需的时间值；

当所述节点的电压达到参考电压时，所述互容侦测电路侦测第二电容，以得到所述第二电容之电压输出信号；以及

根据所述第一电容达到参考电压所需的时间值及所述电压输出信号计算电压变化，以得到侦测结果。

9.如权利要求8所述的触控侦测方法，其特征在于：其另包含将所述电压输出信号转换成数字信号。

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