電容式觸控面板的觸控感測電路的制作方法
【專利摘要】一種電容式觸控面板的觸控感測電路，包含N個周期波信號產生模塊、模擬前端電路模塊、N個混合模塊及N個積分模塊。N為正整數。N個周期波信號產生模塊分別產生具有N個頻率的N個第一周期波信號至電容式觸控面板的N個第一通道。模擬前端電路模塊自電容式觸控面板的一第二通道接收并解調經N個第一通道與第二通道交錯的N個交錯點上的N個互感電容的N個第一周期波信號，以輸出模擬前端信號。N個混合模塊分別將模擬前端信號與具有該N個頻率的N個第二周期波信號混合為N個混合信號，并分別由N個積分模塊進行積分，以產生N個輸出信號。
【專利說明】
電容式觸控面板的觸控感測電路
技術領域
[0001] 本發明是與電容式觸控面板（Capacitive touch panel)有關，特別是關于一種電 容式觸控面板的觸控感測電路。
【背景技術】
[0002] 請參照圖1，圖1為傳統的電容式觸控面板的觸控感測電路的示意圖。由于電容 式觸控面板TP容易受到顯示面板及電源的干擾，如圖1所示，輸入信號產生器P將頻率為 nf。的正弦波輸入信號TX輸入至電容式觸控面板TP的水平電極E。正弦波信號TX的時間 函數TX⑴可表示為：
[0003] TX (t) =-Vref^sin (2 π nf〇t)---(1)
[0004] 其中，Vref為參考電壓，nf。為正弦波信號TX的頻率，t為時間。
[0005] 接著，正弦波信號TX經過電容式觸控面板TP上的水平電極E與垂直電極D的交 錯點的寄生互感電容Cm以及模擬前端（Analog front end)電路AFE的接收與放大后,輸 出至混合器（Mixer)電路MIX。
[0006] 其中，由模擬前端電路AFE所輸出的正弦波電壓信號VAFE的時間函數VAFE (t)可 表示為：
[0007]
[0008] 然后，混合器電路MIX會將模擬前端電路AFE所輸出的正弦波電壓信號VAFE與另 一頻率同為nf。的正弦波S混合成一混合信號VMIX并輸出至積分器電路IN。
[0009] 其中，混合器電路MIX所輸出的混合信號VMIX的時間函數VMIX (t)可表示為：
[0010]
[0011] 當積分器電路IN接收到混合器電路MIX所輸出的混合信號VMIX時，積分器電路 IN會將混合信號VMIX積分為一輸出信號Vout。若積分器電路IN對混合信號VMIX進行積 分的積分周期為Ι/nf。，則積分器電路IN所產生的輸出信號Vout的時間函數Vout (t)可表 示為：
[0012]
[0013] 由公式⑷可知：積分器電路IN對混合信號VMIX進行積分后所得的輸出信號 Vout為一直流（DC)電壓值，而未包含交流（AC)電壓值，故有利于后續的模擬數位轉換電 路ADC將其轉換成數位值，也使得觸控判斷變得較簡單。此外，由于輸出信號Vout的電壓 值是與電容式觸控面板TP上的水平電極E與垂直電極D的交錯點的寄生互感電容Cm成正 t匕，故亦可利用輸出信號Vout的電壓值來判斷水平電極E與垂直電極D的交錯點是否被觸 摸。
[0014] 通過此電容觸控偵測架構可同時將頻率為nf。整數倍（不含一倍）的其他雜訊完 全濾除，對于頻率不為nf。整數倍的其他雜訊亦可達到衰減的目的。然而，其最大的缺點在 于：為了要濾除愈低頻的雜訊，傳統的電容觸控偵測架構所采用的頻率nf。須愈小，亦即積 分器電路IN所采用的積分周期Ι/nf。須愈長，這將嚴重影響到電容觸控偵測的效率，甚至 導致偵測整個電容式觸控面板的幀報告速率（frame report rate)無法達到產品規格的要 求。
[0015] 因此，本發明提出一種電容式觸控面板的觸控感測電路，以解決現有技術所遭遇 到的上述問題。
【發明內容】
[0016] 根據本發明的一較佳具體實施例為一種電容式觸控面板的觸控感測電路。于此實 施例中，觸控感測電路應用于一電容式觸控面板。電容式觸控面板包含多個第一通道及多 個第二通道。多個第一通道是沿一第一方向排列且多個第二通道是沿一第二方向排列。多 個第一通道與多個第二通道彼此交錯。
[0017] 觸控感測電路包含N個周期波信號產生模塊、模擬前端電路模塊、N個混合模塊及 N個積分模塊。N個周期波信號產生模塊分別耦接電容式觸控面板的多個第一通道中的N 個第一通道。N個周期波信號產生模塊分別產生具有N個不同頻率的N個第一周期波信號 至N個第一通道，其中N為正整數。模擬前端電路模塊耦接多個第二通道，用以自多個第二 通道中的第二通道接收并解調經N個第一通道與第二通道交錯的N個交錯點上的N個互感 電容的N個第一周期波信號，以輸出模擬前端信號。
[0018] N個混合模塊分別耦接模擬前端電路模塊。N個混合模塊分別自模擬前端電路模 塊接收模擬前端信號并分別接收具有N個不同頻率的N個第二周期波信號后，再分別將模 擬前端信號與N個第二周期波信號混合為N個混合信號。N個積分模塊分別耦接N個混合 模塊。N個積分模塊分別接收N個混合信號并分別對N個混合信號進行積分，以產生N個輸 出信號。
[0019] 于一實施例中，N個不同頻率具有公因數頻率。
[0020] 于一實施例中，N個積分模塊分別對N個混合信號進行積分的積分時間為公因數 頻率的倒數或公因數頻率的倒數的整數倍。
[0021] 于一實施例中，具有N個不同頻率的N個第一周期波信號為正弦波、余弦波、方波、 斜波或三角波。
[0022] 于一實施例中，具有N個不同頻率的N個第二周期波信號為正弦波、余弦波、方波、 斜波或三角波。
[0023] 于一實施例中，N個周期波信號產生模塊中的周期波信號產生模塊是耦接N個第 一通道中的第一通道，并產生N個第一周期波信號中的第一周期波信號至第一通道，第一 周期波信號是具有N個不同頻率中的一頻率。
[0024] 于一實施例中，N個混合模塊中的混合模塊自模擬前端電路模塊接收模擬前端信 號并接收N個第二周期波信號中的第二周期波信號，再將模擬前端信號與第二周期波信號 混合為N個混合信號中的一混合信號，第二周期波信號是具有N個不同頻率中的一頻率。
[0025] 于一實施例中，N個積分模塊中的積分模塊耦接混合模塊，積分模塊自混合模塊接 收混合信號并對混合信號進行積分，以產生N個輸出信號中的一輸出信號。
[0026] 于一實施例中，混合模塊與積分模塊包含N個相等的電容、N個第一開關、N個第 二開關及緩沖器電路。N個電容中的每一個電容的一端是接地，另一端是耦接至N個第一 開關中的一第一開關與N個第二開關中的一第二開關之間。N個第一開關均耦接至模擬前 端電路模塊，N個第二開關均耦接至緩沖器電路的輸入端。N個第一開關分別受N個第一控 制信號控制而依序導通，以一取樣頻率對模擬前端信號進行取樣，經一積分時間后共取樣N 個取樣電壓分別儲存于N個電容中。N個第二開關受第二控制信號控制而同時導通，使得分 另Ij存在N個電容的N個取樣電壓彼此分享電荷而產生具有平均電壓的輸出信號，并由緩沖 器電路的輸出端輸出輸出信號。
[0027] 于一實施例中，N個不同頻率具有一公因數頻率，且取樣頻率為公因數頻率的N 倍。
[0028] 于一實施例中，混合模塊與積分模塊包含N個相等的電容、N個第一開關、N個第二 開關、N個第三開關、一第四開關及一運算放大器電路。N個電容中的每一個電容的一端是 耦接至運算放大器電路的負輸入端，另一端是分別耦接N個第一開關中的一第一開關、N個 第二開關中的一第二開關及N個第三開關中的一第三開關。N個第一開關均耦接至模擬前 端電路模塊。N個第二開關均耦接至運算放大器電路的輸出端。N個第三開關均接地。運 算放大器電路的正輸入端是接地。第四開關的兩端分別耦接運算放大器電路是負輸入端及 輸出端。
[0029] 于一實施例中，N個第三開關受第一控制信號控制而導通至接地端且第四開關受 第二控制信號控制而導通，以進行電荷重置；之后，N個第三開關受第一控制信號控制而斷 路，第四開關仍受第二控制信號控制而維持導通，N個第一開關受N個第一開關的控制信號 控制而依序導通，以一取樣頻率對模擬前端信號進行取樣，經一積分時間后共取樣N個取 樣電壓分別儲存于N個電容中，之后，第四開關受第二控制信號控制而斷路，之后，N個第二 開關受一第三控制信號TSON控制而導通，使得分別儲存于N個電容的N個取樣電壓彼此分 享電荷而得到具有平均電壓的輸出信號，并由運算放大器電路的輸出端將輸出信號輸出。
[0030] 于一實施例中，N個不同頻率具有一公因數頻率，且該取樣頻率為該公因數頻率的 N倍。
[0031] 相較于現有技術，根據本發明的電容式觸控面板的觸控感測電路具有下列優點：
[0032] (1)本發明的電容式觸控面板的觸控感測電路能夠在不降低偵測整個電容式觸控 面板的幀報告速率（frame report rate)的情況下，增長積分器電路所采用的積分周期。
[0033] (2)本發明的電容式觸控面板的觸控感測電路亦可在不降低偵測整個電容式觸控 面板的幀報告速率（frame report rate)的情況下，濾除更低頻的雜訊，以減少雜訊對于電 容式觸控面板的觸控感測所造成的影響。
[0034] (3)本發明的電容式觸控面板的觸控感測電路通過多組混合器電路與積分電路的 設置可同時分別對電容式觸控面板的多個水平通道的多個輸入周期波信號進行解調，進而 感測到電容式觸控面板的多個水平通道與垂直通道之間互感電容的變化，以實現觸控點的 感測。
[0035] 關于本發明的優點與精神可以通過以下的發明詳述及附圖得到進一步的了解。
【附圖說明】
[0036] 圖1為傳統的電容式觸控面板的觸控感測電路的示意圖。
[0037] 圖2為根據本發明的一較佳具體實施例的電容式觸控面板的觸控感測電路的示 意圖。
[0038] 圖3為圖2中的第一組混合模塊MIXO與積分模塊INO的一實施例。
[0039] 圖4為第一周期波信號TXO與圖3中的各控制信號的波形時序圖。
[0040] 圖5為圖2中的第一組混合模塊MIXO與積分模塊INO的另一實施例。
[0041] 圖6為圖5中的各控制信號的波形時序圖。
[0042] 主要元件符號說明：
[0043] TP :電容式觸控面板
[0044] E、EO ~E3 :第一通道
[0045] D :第二通道
[0046] Cm、CmO~Cm3 :寄生互感電容
[0047] P、PO~P3 :周期波信號產生模塊
[0048] TX、TXO~TX3 :第一周期波信號 [0049] RX:面板輸出信號
[0050] AFE :模擬前端電路模塊
[0051] AM:運算放大器
[0052] Cl ~CN、Cf :電容
[0053] VAFE :模擬前端信號
[0054] MIX、MIXO ~MIX3 :混合模塊
[0055] S、SO~S3 :第二周期波信號
[0056] VMIX、VMIXO ~VMIX3 :混合信號
[0057] INO~IN3 :積分模塊
[0058] IN :積分器
[0059] Vout、VINTO ~VINT3 :輸出信號
[0060] SWll ~SW1N、SIl ~SIN :第一開關
[0061] SW21 ~SW2N、SOl ~SON :第二開關
[0062] SCl~SCN :第三開關
[0063] SRST:第四開關
[0064] BF:緩沖器電路
[0065] OP :運算放大器電路
[0066] PHl 1 ~PH1N、TCAPRST :第一控制信號
[0067] PH2、TLPFRST :第二控制信號
[0068] TSON :第三控制信號
[0069] TSIl~TSIN :第一開關的控制信號
[0070] Tl ~T2 :周期
【具體實施方式】
[0071] 為了有效改善現有技術所遭遇到的問題，本發明所提出的電容式觸控面板的觸控 感測電路是分別以N個（N為整數）具有不同頻率的第一輸入信號同時驅動電容式觸控面 板上的N個水平電極，且此N個具有不同頻率的第一輸入信號的頻率均為頻率f。的整數倍。
[0072] 該N個具有不同頻率的第一輸入信號分別經過電容式觸控面板上的N個水平電極 與垂直電極的交錯點的N個寄生互感電容后輸出至模擬前端電路，并被模擬前端電路相加 合成為一電壓信號后分別輸出至N個混合器電路。
[0073] 此N個混合器電路分別將模擬前端電路所輸出的電壓信號與N個具有不同頻率的 第二輸入信號混合成N個混合信號并分別輸出至N個積分器電路。需說明的是，此N個具 有不同頻率的第二輸入信號分別與上述N個具有不同頻率的第一輸入信號具有相同頻率。
[0074] 當N個積分器電路分別接收到N個混合信號時，N個積分器電路會以Ι/f。的積分 周期分別對N個混合信號進行積分，以得到具有直流數值的N個輸出信號。此N個輸出信 號的電壓值是分別與該N個水平電極與垂直電極的N個交錯點的N個寄生互感電容值成正 t匕，故可同時偵測N個交錯點的寄生互感電容值。
[0075] 由此，本發明的電容式觸控面板的觸控感測電路能夠在不降低偵測整個電容式觸 控面板的幀報告速率（frame report rate)的情況下，增長積分器電路所采用的積分周期， 達成濾除更低頻的雜訊，以減少雜訊對于電容式觸控面板的觸控感測所造成的影響。
[0076] 接下來，將通過不同的實施例來詳細說明本發明的電容式觸控面板的觸控感測電 路。
[0077] 根據本發明的一較佳具體實施例為一種觸控感測電路。于此實施例中，觸控感測 電路應用于一電容式觸控面板，但不以此為限。電容式觸控面板包含多個第一通道（水平 通道）及多個第二通道（垂直通道）。多個第一通道是沿第一方向（水平方向）排列且多 個第二通道是沿第二方向（垂直方向）排列。多個第一通道與多個第二通道是彼此交錯。
[0078] 如圖2所示，電容式觸控面板TP包含沿水平方向排列的第一通道EO~E3與沿垂 直方向排列的第二通道D。需說明的是，為了方便說明起見，圖2僅繪示出一個第二通道D 而省略其他的第二通道，實際上，電容式觸控面板TP所包含的第一通道與第二通道的數量 是依實際需求而定，不以此例為限。
[0079] 于此實施例中，圖2中的觸控感測電路包含4個周期波信號產生模塊PO~P3、模 擬前端電路模塊AFE、4個混合模塊MIXO~MIX3及N個積分模塊INO~IN3。其中，4個周 期波信號產生模塊PO~P3是位于電容式觸控面板TP的輸入端，模擬前端電路模塊AFE、4 個混合模塊MIXO~MIX3及N個積分模塊INO~IN3是位于電容式觸控面板TP的輸出端。 4個積分模塊INO~IN3亦可整合為積分器IN。
[0080] 周期波信號產生模塊PO~P3分別耦接電容式觸控面板TP的第一通道EO~E3。 周期波信號產生模塊PO~P3分別產生具有不同頻率且頻率分別為f0的不同整數倍的第 一周期波信號TXO~TX3,并分別將第一周期波信號TXO~TX3輸入至電容式觸控面板TP 的第一通道EO~E3。
[0081] 實際上，第一周期波信號TXO~TX3可以是正弦波、余弦波、方波、斜波或三角波。 舉例而言，假設第一周期波信號TXO~TX3為具有不同頻率的正弦波，且其頻率分別為頻率 f D的不同整數倍，其中輸入至第一通道EO的第一周期波信號TXO的頻率為Nf。、輸入至第 一通道El的第一周期波信號TXl的頻率為（N+l)f。、輸入至第一通道E2的第一周期波信號 TX2的頻率為（N+2)f。、輸入至第一通道E3的第一周期波信號TX3的頻率為（N+3)f。。第一 周期波信號TXO~TX3的時間函數TX0(t)~TX3(t)分別表示如下 ：
[0082] TXO (t) = -Vref*sin (2 π Nf〇t) - (5)
[0083] TXl (t) = -Vref*sin (2 π (N+l)f〇t)---(6)
[0084] TX2(t) = -Vref*sin(2 π (N+2) f〇t) (7)
[0085] TX3(t) = -Vref*sin(2 π (N+3) f〇t) (8)
[0086] 模擬前端電路模塊AFE耦接電容式觸控面板TP的第二通道D，用以自第二通道D 接收并解調經第一通道EO~E3與第二通道D交錯的4個交錯點上的4個寄生互感電容 CmO~Cm3進行電荷傳遞的第一周期波信號TXO~TX3,并合成為模擬前端信號VAFE后加 以輸出。于此實施例中，模擬前端電路模塊AFE包含運算放大器AM及電容Cf。運算放大器 AM的正輸入端+耦接至接地端，負輸入端一耦接至第二通道D。電容Cf的一端耦接至運算 放大器AM的負輸入端一，另一端耦接至運算放大器AM的輸出端。
[0087] 模擬前端信號VAFE的時間函數VAFE (t)表示如下：
[0088]
[0089] 4個混合模塊MIXO~MIX3分別耦接模擬前端電路模塊AFE。混合模塊MIXO~ MIX3分別自模擬前端電路模塊AFE接收模擬前端信號VAFE并分別接收具有不同頻率的4 個第二周期波信號SO~S3后，混合模塊MIXO~MIX3再分別將模擬前端信號VAFE與第二 周期波信號SO~S3混合為4個混合信號VMIXO~VMIX3。
[0090] 需說明的是，上述第二周期波信號SO~S3的頻率是對應于第一周期波信號 TXO~TX3的頻率。于此實施例中，第二周期波信號SO~S3為具有不同頻率的方波，且其 頻率分別為頻率f。的不同整數倍，其中輸入至混合模塊MIXO的第二周期波信號SO的頻率 為Nf。、輸入至混合模塊MIXl的第二周期波信號Sl的頻率為（N+l)f。、輸入至混合模塊MIX2 的第二周期波信號S2的頻率為（N+2)f。、輸入至混合模塊MIX3的第二周期波信號S3的頻 率為（N+3)f。。
[0093] 至于混合信號VMIXO的時間函數VMIXO (t)表示如下：[0094]
[0091] 以混合模塊MIXO為例，混合模塊MIXO自模擬前端電路模塊AFE接收到模擬前端 信號VAFE并接收頻率為Nf。的第二周期波信號SO后，將模擬前端信號VAFE與第二周期波 信號SO進行混波，以得到混合信號VMIX0。其中，第二周期波信號SO的時間函數S0(t)表 示如下·
[0092]
[0095]
[0096] 至于第二周期波信號Sl~S3的時間函數SI (t)~S3 (t)及混合信號VMIXl~ VMIX3的時間函數VMIXl (t)~VMIX3 (t)可依此類推，于此不另行贅述。
[0097] 如圖2所示，4個積分模塊INO~IN3分別耦接混合模塊MIXO~MIX3,亦即積分 模塊INO耦接混合模塊MIXO，積分模塊INl耦接混合模塊MIXl，積分模塊IN2耦接混合模 塊MIX2,積分模塊IN3耦接混合模塊MIX3。積分模塊INO~IN3分別自混合模塊MIXO~ MIX3接收混合信號VMIXO~VMIX3,并分別以Ι/f。的積分周期對混合信號VMIXO~VMIX3 進行積分，以產生具有直流（DC)值的輸出信號VINTO~VINT3。
[0098] 以積分模塊INO為例，積分模塊INO產生的輸出信號VINTO的時間函數VINTO (t) 表示如下：
[0099]
[0100] 將公式（11)代入公式（12)計算后可得：
[0101]
[0102] 由于積分模塊INO的積分周期為Ι/f。，所以從推導結果公式（13)可知：積分模塊 INO產生的輸出信號VINTO的時間函數VINTO (t)只會留下與公式（10)中的第二周期波信 號SO的時間函數SO (t)具有相同頻率nf。的信號的積分值，至于頻率為f。整數倍的信號則 會在積分后消失。由公式（13)可知：積分模塊INO所輸出的VINTO (t)是與第一通道EO與 第二通道D的交錯點上的寄生互感電容CmO成正比。
[0103] 同理，積分模塊INl所輸出的VINTl (t)是與第一通道El與第二通道D的交錯點 上的寄生互感電容Cml成正比；積分模塊IN2所輸出的VINT2(t)是與第一通道E2與第二 通道D的交錯點上的寄生互感電容Cm2成正比；積分模塊IN3所輸出的VINT3⑴是與第一 通道E3與第二通道D的交錯點上的寄生互感電容Cm3成正比。
[0104] 也就是說，由于本發明的觸控感測電路中的四個積分模塊INO~IN所輸出的 VINTO~VINT3分別與四個第一通道EO~E3與第二通道D的四個交錯點上的寄生互感電 容CmO~Cm3之間具有一固定比例關系，故可用來偵測電容式觸控面板TP上的電容變化， 進而獲得觸控點的資訊。
[0105] 此外，由于此實施例是同時輸入四個不同頻率的周期波信號驅動電容式觸控面板 上的四個不同水平通道，并分別通過四組混合模塊與積分模塊進行解調，故可同時解出四 個觸控點的觸控信號，其觸控感測速度將會比現有技術中僅驅動電容式觸控面板上的一個 不同水平通道的作法快四倍。即使以固定觸控感測速度的角度與現有技術比較，此實施例 亦可增加積分模塊的積分周期的時間長度，使得更低頻的雜訊亦能被濾除。
[0106] 需說明的是，上述實施例雖采用正弦波作為驅動電容式觸控面板上的各水平通道 的第一周期波信號TXO~TX3以及采用方波作為輸入各混合模塊的第二周期波信號SO~ S3,但實際上第一周期波信號TXO~TX3亦可是余弦波、方波、斜波或三角波且第二周期波 信號SO~S3亦可是余弦波、正弦波、斜波或三角波，并不以此為限。
[0107] 此外，此實施例雖同時以四種不同頻率的周期波信號驅動電容式觸控面板上的四 個水平通道，且具有一個模擬前端電路模塊AFE及四組混合模塊MIXO~MIX3與積分模塊 INO~IN3,但不以此為限，其數目可視實際需求而定。但混合模塊與積分模塊的組數需大 于或等于驅動電容式觸控面板上的水平通道的周期波信號的頻率種類數目，例如若以兩種 不同頻率的周期波信號來驅動電容式觸控面板上的水平通道，則所需的混合模塊與積分模 塊的組數即為2,亦即需要起碼兩組的混合模塊與積分模塊才夠。
[0108] 接著，請參照圖3及圖4,圖3為圖2中的第一組混合模塊MIXO與積分模塊INO的 一實施例；圖4為第一周期波信號TXO與圖3中的各控制信號的波形時序圖。
[0109] 如圖3所示，第一組混合模塊MIXO與積分模塊INO包含N個相等的電容Cl~CN、 ~個第一開關3111~51謂、~個第二開關5121~512~及緩沖器電路8?。~個電容(：1~ CN中的電容Cl的一端是接地，另一端是耦接至N個第一開關SWl 1~SWlN中的第一開關 SWll與N個第二開關SW21~SW2N中的第二開關SW21之間，其余依此類推。N個第一開關 SWll~SWlN均耦接至模擬前端電路模塊AFE。N個第二開關SW21~SW2N均耦接至緩沖器 電路BF的輸入端。N個第一開關SWll~SWlN分別受N個第一控制信號PHll~PHlN控 制而依序導通，以取樣頻率Nf。（亦即公因數頻率f。的N倍）對模擬前端信號VAFE進行取 樣，經積分時間1/%(亦即公因數頻率&的倒數）后共取樣N個取樣電壓分別儲存于N個 電容Cl~CN中。接著，N個第二開關SW21~SW2N同時受第二控制信號PH2控制而導通， 使得分別儲存于N個電容Cl~CN的N個取樣電壓彼此分享電荷而產生具有平均電壓的輸 出信號VINTO,并由緩沖器電路BF的輸出端將輸出信號VINTO輸出。
[0110] 請參照圖5及圖6,圖5為圖2中的第一組混合模塊MIXO與積分模塊INO的另一 實施例；圖6為圖5中的各控制信號的波形時序圖。
[0111] 如圖5所示，第一組混合模塊MIXO與積分模塊INO包含N個相等的電容Cl~CN、 N個第一開關SIl~SIN、N個第二開關SOl~SON、N個第三開關SCl~SCN、一第四開關 SRST及一運算放大器電路0P。其中，N個電容Cl~CN中的每一個電容的一端是耦接至運 算放大器電路OP的負輸入端一，另一端是分別耦接N個第一開關SIl~SIN中的一第一開 關、N個第二開關SOl~SON中的一第二開關及N個第三開關SCl~SCN中的一第三開關。 N個第一開關SI 1~SIN均耦接至模擬前端電路模塊AFE。N個第二開關SOl~SON均耦接 至運算放大器電路OP的輸出端。N個第三開關SCl~SCN均接地。運算放大器電路OP的 正輸入端+是接地。第四開關SRST的兩端分別耦接運算放大器電路OP的負輸入端一及輸 出端。
[0112] N個第三開關SCl~SCN受第一控制信號TCAPRST控制而導通至接地端且第四開 關SRST受第二控制信號TLPFRST控制而導通，以進行電荷重置；之后，N個第三開關SCl~ SCN受第一控制信號TCAPRST控制而斷路，第四開關SRST仍受第二控制信號TLPFRST控制 而維持導通，N個第一開關SI 1~SIN受N個第一開關控制信號TSI1~TSIN控制而依序導 通，以取樣頻率Nf。（亦即公因數頻率f。的N倍）對模擬前端信號VAFE進行取樣，經積分時 間1/%(亦即公因數頻率fc的倒數）后共取樣N個取樣電壓分別儲存于N個電容Cl~CN 中，之后，第四開關SRST受第二控制信號TLPFRST控制而斷路，之后，N個第二開關SOl~ SON受一第三控制信號TSON控制而導通，使得分別儲存于N個電容Cl~CN的N個取樣電 壓彼此分享電荷而得到具有平均電壓的輸出信號VINT0,并由運算放大器電路OP之輸出端 將輸出信號VINTO輸出。
[0113] 需說明的是，圖3與圖5僅為本發明的觸控感測電路的第一組混合模塊MIXO與積 分模塊INO的不同實施例，至于其他組混合模塊與積分模塊，例如MIXl與INUMIX2與IN2、 MIX3與IN3,亦可以同樣的電路實現之，并且不以此為限。
[0114] 相較于現有技術，根據本發明的電容式觸控面板的觸控感測電路具有下列優點：
[0115] (1)本發明的電容式觸控面板的觸控感測電路能夠在不降低偵測整個電容式觸控 面板的幀報告速率（frame report rate)的情況下，增長積分器電路所采用的積分周期。
[0116] ⑵本發明的電容式觸控面板的觸控感測電路亦可在不降低偵測整個電容式觸控 面板的幀報告速率（frame report rate)的情況下，濾除更低頻的雜訊，以減少雜訊對于電 容式觸控面板的觸控感測所造成的影響。
[0117] (3)本發明的電容式觸控面板的觸控感測電路通過多組混合器電路與積分電路的 設置可同時分別對電容式觸控面板的多個水平通道的多個輸入周期波信號進行解調，進而 感測到電容式觸控面板的多個水平通道與垂直通道之間互感電容的變化，以實現觸控點的 感測。
[0118] 通過以上較佳具體實施例的詳述，是希望能更加清楚描述本發明的特征與精神， 而并非以上述所公開的較佳具體實施例來對本發明的范疇加以限制。相反地，其目的是希 望能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發明所欲申請的專利范圍的范疇內。
【主權項】
1. 一種電容式觸控面板的觸控感測電路，應用于一電容式觸控面板，其特征在于，該電 容式觸控面板包含多個第一通道及多個第二通道，該多個第一通道是沿一第一方向排列且 該多個第二通道是沿一第二方向排列，該多個第一通道與該多個第二通道彼此交錯，該觸 控感測電路包含： N個周期波信號產生模塊，分別耦接該電容式觸控面板的該多個第一通道中的N個第 一通道，該N個周期波信號產生模塊分別產生具有N個不同頻率的N個第一周期波信號至 該N個第一通道，其中N為正整數； 一模擬前端電路模塊，耦接該多個第二通道，用以自該多個第二通道中的一第二通道 接收并解調經該N個第一通道與該第二通道交錯的N個交錯點上的N個互感電容的該N個 第一周期波信號，以輸出一模擬前端信號； N個混合模塊，分別耦接該模擬前端電路模塊，該N個混合模塊分別自該模擬前端電路 模塊接收該模擬前端信號并分別接收具有該N個不同頻率的N個第二周期波信號后，再分 別將該模擬前端信號與該N個第二周期波信號混合為N個混合信號；以及 N個積分模塊，分別耦接該N個混合模塊，該N個積分模塊分別接收該N個混合信號并 分別對該N個混合信號進行積分，以產生N個輸出信號。2. 如權利要求1所述的電容式觸控面板的觸控感測電路，其特征在于，該N個不同頻率 具有一公因數頻率。3. 如權利要求2所述的電容式觸控面板的觸控感測電路，其特征在于，該N個積分模塊 分別對該N個混合信號進行積分的一積分時間為該公因數頻率的倒數或該公因數頻率的 倒數的整數倍。4. 如權利要求1所述的電容式觸控面板的觸控感測電路，其特征在于，具有該N個不同 頻率的該N個第一周期波信號為正弦波、余弦波、方波、斜波或三角波。5. 如權利要求1所述的電容式觸控面板的觸控感測電路，其特征在于，具有該N個不同 頻率的該N個第二周期波信號為正弦波、余弦波、方波、斜波或三角波。6. 如權利要求1所述的電容式觸控面板的觸控感測電路，其特征在于，該N個周期波信 號產生模塊中的一周期波信號產生模塊是耦接該N個第一通道中的一第一通道，并產生該 N個第一周期波信號中的一第一周期波信號至該第一通道，該第一周期波信號具有該N個 不同頻率中的一頻率。7. 如權利要求1所述的電容式觸控面板的觸控感測電路，其特征在于，該N個混合模塊 中的一混合模塊自該模擬前端電路模塊接收該模擬前端信號并接收該N個第二周期波信 號中的一第二周期波信號，再將該模擬前端信號與該第二周期波信號混合為該N個混合信 號中的一混合信號，該第二周期波信號具有該N個不同頻率中的一頻率。8. 如權利要求7所述的電容式觸控面板的觸控感測電路，其特征在于，該N個積分模塊 中的一積分模塊耦接該混合模塊，該積分模塊自該混合模塊接收該混合信號并對該混合信 號進行積分，以產生該N個輸出信號中的一輸出信號。9. 如權利要求8所述的電容式觸控面板的觸控感測電路，其特征在于，該混合模塊與 該積分模塊包含N個相等的電容、N個第一開關、N個第二開關及一緩沖器電路，該N個電容 中的每一個電容的一端是接地，另一端是耦接至該N個第一開關中的一第一開關與該N個 第二開關中的一第二開關之間，該N個第一開關均耦接至該模擬前端電路模塊，該N個第二 開關均耦接至該緩沖器電路的一輸入端，該N個第一開關分別受N個第一控制信號控制而 依序導通，以一取樣頻率對該模擬前端信號進行取樣，經一積分時間后共取樣N個取樣電 壓分別儲存于該N個電容中，該N個第二開關受一第二控制信號控制而同時導通，使得分別 存在該N個電容的該N個取樣電壓彼此分享電荷而產生具有一平均電壓的該輸出信號，并 由該緩沖器電路的一輸出端輸出該輸出信號。10. 如權利要求9所述的電容式觸控面板的觸控感測電路，其特征在于，該N個不同頻 率具有一公因數頻率，且該取樣頻率為該公因數頻率的N倍。11. 如權利要求8所述的電容式觸控面板的觸控感測電路，其特征在于，該混合模塊與 該積分模塊包含N個相等的電容、N個第一開關、N個第二開關、N個第三開關、一第四開關 及一運算放大器電路，該N個電容中的每一個電容的一端是耦接至該運算放大器電路的正 輸入端，另一端是分別耦接該N個第一開關中的一第一開關、該N個第二開關中的一第二開 關及該N個第三開關中的一第三開關，該N個第一開關均耦接至該模擬前端電路模塊，該N 個第二開關均耦接至該運算放大器電路的輸出端，該N個第三開關均接地，該運算放大器 電路的負輸入端是接地，該第四開關的兩端分別耦接該運算放大器電路的負輸入端及輸出 端。12. 如權利要求11所述的電容式觸控面板的觸控感測電路，其特征在于，該N個第三 開關受一第一控制信號控制而導通至接地端且該第四開關受一第二控制信號控制而導通， 以進行電荷重置；之后，該N個第三開關受該第一控制信號控制而斷路，該第四開關仍受該 第二控制信號控制而維持導通，該N個第一開關受N個第三控制信號控制而依序導通，以一 取樣頻率對該模擬前端信號進行取樣，經一積分時間后共取樣N個取樣電壓分別儲存于該 N個電容中，該第四開關受該第二控制信號控制而斷路，該N個第二開關受一第四控制信號 控制而導通至該運算放大器電路的輸出端，使得分別儲存于該N個電容的該N個取樣電壓 彼此分享電荷而得到具有一平均電壓的該輸出信號，并由該運算放大器電路的輸出端輸出 該輸出信號。13. 如權利要求12所述的電容式觸控面板的觸控感測電路，其特征在于，該N個不同頻 率具有一公因數頻率，且該取樣頻率為該公因數頻率的N倍。
【文檔編號】G06F3/044GK105843459SQ201510019332
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年1月15日
【發明人】袁峙, 光宇
【申請人】瑞鼎科技股份有限公司