專利名稱：觸控感測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸控感測(cè)電路，尤其涉及一種當(dāng)手指觸摸觸摸屏幕面板時(shí)，經(jīng)由檢測(cè)相鄰驅(qū)動(dòng)電極之間的耦合電容的變化差，可感測(cè)在觸摸屏幕面板上是否產(chǎn)生觸摸的觸控感測(cè)電路。
背景技術(shù)：
隨著電子裝置的小型化，觸摸屏幕面板(TSP)被廣泛用作為輸入裝置。在TSP其后部提供有顯示單元，從顯示單元輸出的圖像或類似物通過(guò)TSP傳送，然后顯示給用戶，當(dāng)用戶觸摸TSP時(shí)，相應(yīng)的電子裝置執(zhí)行用戶的指令，當(dāng)觀看圖像或類似物時(shí)，相應(yīng)的電子裝置請(qǐng)求該指令。 這種TSP傾向于使用電容方案，以檢測(cè)TSP上的輸入位置。電容方案是，當(dāng)用戶用他/她的手指觸摸在TSP的電極上形成的電介質(zhì)薄膜時(shí)，通過(guò)電容在瞬間的電流中產(chǎn)生一瞬間的變化，且能夠從瞬間的變化檢測(cè)出觸摸的位置。同時(shí)，根據(jù)這種電容式觸摸屏幕面板(TSP)，即使當(dāng)用戶使用多點(diǎn)觸摸方式中的TSP作為在同一時(shí)間通過(guò)多個(gè)手指觸摸多個(gè)點(diǎn)，多個(gè)點(diǎn)在同一時(shí)間可以被識(shí)別。圖I為說(shuō)明傳統(tǒng)的電容式觸控感測(cè)裝置的配置圖。參考圖1，電容式觸控感測(cè)裝置100包括觸摸屏幕面板110以及檢測(cè)裝置120。觸摸屏幕面板110包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極Illa至llln，該驅(qū)動(dòng)電極橫向延伸并且連接至多個(gè)感測(cè)通道112a至112n ;以及多個(gè)接收電極113a至113n，該接收電極縱向延伸并且連接至多個(gè)感測(cè)通道114a至114n。多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極Illa至Illn以及多個(gè)接收電極113a至113n排列在相互不同的平面，并且包括寄生阻抗,例如寄生電阻Rp及寄生電容Cpl。同時(shí)，在多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極Illa至Illn與多個(gè)接收電極113a至113n相互交錯(cuò)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，形成稱合電容Ce。因此,多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極Illa至llln、耦合電容Ce、以及多個(gè)接收電極113a至113n構(gòu)成了檢測(cè)稱合電容的變化的檢測(cè)路徑。在這種情況下，當(dāng)使用者觸摸多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極Illa至Illn中的其中之一時(shí)，在觸摸的驅(qū)動(dòng)電極和與觸摸的驅(qū)動(dòng)電極交錯(cuò)的接收電極之間產(chǎn)生耦合電容Ce的變化，以便可藉由通過(guò)檢測(cè)裝置120感測(cè)該變化決定觸摸屏幕面板110是否被觸摸。圖2為說(shuō)明觸摸屏幕面板的結(jié)構(gòu)的示意圖。通常，根據(jù)安裝顯示面板的形式，觸摸屏幕面板(TSPs)分為附加式觸摸屏幕面板及外掛式觸摸屏幕面板。在圖2中，圖2(a)為說(shuō)明附加式觸摸屏幕面板的配置示意圖，圖2(b)為說(shuō)明外掛式觸摸屏幕面板的配置示意圖。如圖2(a)所示，附加式觸摸屏幕面板(TSP)具有其中TFT基板11、濾色鏡基板12、絕緣層13、觸摸屏幕基板14以及回火玻璃基板15以正規(guī)序列形成的結(jié)構(gòu)。相比之下，如圖2(b)所示，外掛式觸摸屏幕面板(TSP)具有其中觸摸屏幕基板14直接形成在濾色鏡基板12上而沒(méi)有絕緣層的結(jié)構(gòu)。外掛式觸摸屏幕面板(TSP)的結(jié)構(gòu)具有可減少整個(gè)面板的厚度的優(yōu)勢(shì)。然而，與附加式觸摸屏幕面板(TSP)相比，由于觸摸屏幕基板14接近形成顯示驅(qū)動(dòng)電路的TFT基板11，外掛式觸摸屏幕面板(TSP)易顯示噪音和峰值噪音。如圖2(c)所示，在觸摸屏幕基板14的驅(qū)動(dòng)電極與TFT基板11的源極線、閘極線與中間的電壓線之間產(chǎn)生各種寄生電容Cs、Cg以及Cot。然而，外掛式觸摸屏幕面板(TSP)的問(wèn)題在于，由于觸摸屏幕基板14與TFT基板11相互接近，各種寄生電容Cs、Cg以及Ctom的大小進(jìn)一步增加。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明試圖解決存在于現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，并且本發(fā)明的目的是提供一種觸控感測(cè)電路，該觸控感測(cè)電路通過(guò)在外掛式觸摸屏幕面板結(jié)構(gòu)中差分放大器的使用，檢 測(cè)相鄰驅(qū)動(dòng)電極之間的耦合電容的變化差，且感測(cè)在觸摸屏幕面板上是否產(chǎn)生觸摸，藉以能夠消除顯示噪音。為了獲得上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種觸控感測(cè)電路，用于感測(cè)由關(guān)于觸摸屏幕面板的觸摸來(lái)改變的耦合電容值，該觸摸屏幕面板包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極以及多個(gè)接收電極，且在驅(qū)動(dòng)電極與接收電極相互交錯(cuò)的節(jié)點(diǎn)上提供有耦合電容，并感測(cè)觸摸屏幕面板上是否產(chǎn)生觸摸，該觸控感測(cè)電路包括微分器，被配置以接收施加于第一驅(qū)動(dòng)電極的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及施加于與第一驅(qū)動(dòng)電極相鄰的第二驅(qū)動(dòng)電極的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并產(chǎn)生第一差分信號(hào)及第二差分信號(hào)；放大器，被配置以接收第一差分信號(hào)及第二差分信號(hào)，并輸出放大的信號(hào)out_amp ;以及檢測(cè)器，被配置以接收差分放大信號(hào)并輸出檢測(cè)信號(hào)，其中該觸控感測(cè)電路通過(guò)在感測(cè)第一耦合電容與第二耦合電容之間的變化差感測(cè)在該觸摸屏幕面板上是否產(chǎn)生觸摸，其中第一耦合電容形成在第一驅(qū)動(dòng)電極與第一接收電極相互交錯(cuò)的節(jié)點(diǎn)上，而第二耦合電容形成在第二驅(qū)動(dòng)電極與第二接收電極相互交錯(cuò)的節(jié)點(diǎn)上。


圖I為現(xiàn)有電容式觸控感測(cè)裝置的配置圖；圖2為說(shuō)明一般的觸摸屏幕面板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸控感測(cè)電路的整體結(jié)構(gòu)方塊圖；圖4為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例在觸控感測(cè)電路中的微分器及放大器的詳細(xì)配置圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例在觸控感測(cè)電路中兩相鄰線的耦合電容值的讀取操作概念圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的觸控感測(cè)電路的放大器配置圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例在觸控感測(cè)電路中的檢測(cè)器詳細(xì)配置圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明其它實(shí)施例在觸控感測(cè)電路中的檢測(cè)器的配置圖；以及圖9為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例在觸控感測(cè)電路中的采樣/保持放大器的配置圖。
具體實(shí)施方式
參考本發(fā)明的實(shí)施例，并參考所附圖式作出詳細(xì)說(shuō)明。無(wú)論如何，相同的附圖標(biāo)記在所附圖式及說(shuō)明書(shū)中用于代表相同或相似的組成部分。圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸控感測(cè)電路的整個(gè)配置的方塊圖，圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例在觸控感測(cè)電路中的微分器及放大器的詳細(xì)配置的示意圖。如圖3及圖4所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸控感測(cè)電路300為用于感測(cè)在觸摸屏幕面板200上是否產(chǎn)生觸摸的裝置，且該觸控感測(cè)電路300包括微分器310、放大器320、檢測(cè)器330以及采樣/保持放大器340。如圖I所示，一般的觸摸屏幕面板配置為多個(gè)橫向排列的驅(qū)動(dòng)電極以及多個(gè)縱向排列的接收電極，其中驅(qū)動(dòng)電極及接收電極排列在相互不同的平面上。然而，為了簡(jiǎn)化所附圖式并且便于描述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中圖3及圖4僅說(shuō)明在多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極及多個(gè)接收電極中的第一驅(qū)動(dòng)電極210、第二驅(qū)動(dòng)電極230、第一接收電極220以及第二接收電極240。
如圖4所示，第一驅(qū)動(dòng)電極210包括寄生阻抗，例如第一寄生電阻Rpl、第二寄生電阻Rp2以及第一寄生電容Cpl ;第一接收電極220包括寄生阻抗，例如第三寄生電阻Rp3、第四寄生電阻Rp4以及第二寄生電容Cp2。同時(shí)，在第一驅(qū)動(dòng)電極210及第一接收電極220相互交錯(cuò)的節(jié)點(diǎn)上，形成第一耦合電容Ccl。第二驅(qū)動(dòng)電極230包括寄生阻抗，例如第五寄生電阻Rp5、第六寄生電阻Rp6以及第三寄生電容Cp3 ;第二接收電極240包括寄生阻抗，例如第七寄生電阻Rp7、第八寄生電阻RpS以及第四寄生電容Cp4。同時(shí)，在第二驅(qū)動(dòng)電極230及第二接收電極240相互交錯(cuò)的節(jié)點(diǎn)上，形成第二耦合電容Cc2。因此，當(dāng)在第一驅(qū)動(dòng)電極210上產(chǎn)生觸摸或者在第二驅(qū)動(dòng)電極230上產(chǎn)生觸摸時(shí)，形成根據(jù)第一驅(qū)動(dòng)電極210、第一耦合電容Ccl以及第一接收電極220檢測(cè)耦合電容中的變化的第一檢測(cè)路徑；或者形成根據(jù)第二驅(qū)動(dòng)電極230、第二耦合電容Cc2以及第二接收電極240檢測(cè)耦合電容中的變化的第二檢測(cè)路徑。同時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)in_n及第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)in_n+l為具有電源電壓VCC的大小的交流信號(hào)(即，AC信號(hào))，且該第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)in_n及第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)in_n+l施加于第一驅(qū)動(dòng)電極210及第二驅(qū)動(dòng)電極230，其中第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)in_n與第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)in_n+l可經(jīng)由矩形脈沖、斜坡脈沖等的使用來(lái)實(shí)施。并且，第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)in_n與第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)in_n+l可為相同的信號(hào)。微分器310微分施加于第一驅(qū)動(dòng)電極210的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)in_n以及施加于與第一驅(qū)動(dòng)電極210相鄰的第二驅(qū)動(dòng)電極230的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)in_n+l,藉以產(chǎn)生第一差分信號(hào)
Vin+及第二差分信號(hào)Vin_。微分器310可包括配置有第一稱合電容Ccl及第一差分電阻Rxl的第一微分器，以及配置有第二耦合電容Cc2及第二差分電阻Rx2的第二微分器。第一耦合電容Ccl形成在觸摸屏幕面板200的第一驅(qū)動(dòng)電極210與第一接收電極220相互交錯(cuò)的節(jié)點(diǎn)上，其中第一耦合電容Ccl的第一端子連接至第一驅(qū)動(dòng)電極210，而第一耦合電容Ccl的第二端子連接至第一接收電極220。第一差分電阻Rxl的第一端子同時(shí)連接至放大器320的非反向輸入端(+)及第一接收電極220,該第一接收電極220連接至第一稱合電容Ccl的第二端子，同時(shí)第一差分電阻Rxl的第二端子連接至第二差分電阻Rx2的第二端子。又，參考電壓HVCC施加于第一差分電阻Rxl的第二端子與第二差分電阻Rx2的第二端子共同連接的節(jié)點(diǎn)。第二耦合電容Cc2形成在第二驅(qū)動(dòng)電極230與第二接收電極240相互交錯(cuò)的節(jié)點(diǎn)上，其中第二耦合電容Cc2的第一端子連接至第二驅(qū)動(dòng)電極230，而第二耦合電容Cc2的第二端子連接至第二接收電極240。第二差分電阻Rx2的第一端子同時(shí)連接至放大器320的反相輸入端(_)及第二接收電極240，該第二接收電極240連接至第二耦合電容Cc2的第二端子，而第二差分電阻Rx2的第二端子連接至第一差分電阻Rxl的第二端子。方程式I和方程式2表不第一差分信號(hào)Vin+及第二差分信號(hào)Vin_的大小。
權(quán)利要求
1.一種觸控感測(cè)電路，用于感測(cè)由在觸摸屏幕面板上觸摸來(lái)改變的耦合電容值，該觸摸屏幕面板包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極及多個(gè)接收電極，且在所述驅(qū)動(dòng)電極及所述接收電極相互交錯(cuò)的節(jié)點(diǎn)上提供有耦合電容，并感測(cè)在該觸摸屏幕面板上是否產(chǎn)生觸摸，其特征在于，該觸控感測(cè)電路包括 微分器，被配置以接收施加于第一驅(qū)動(dòng)電極的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及施加于與該第一驅(qū)動(dòng)電極相鄰的第二驅(qū)動(dòng)電極的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并產(chǎn)生第一差分信號(hào)及第二差分信號(hào)； 放大器，被配置以接收第一差分信號(hào)及第二差分信號(hào)，并輸出放大的信號(hào)；以及 檢測(cè)器，被配置以接收放大的信號(hào)并輸出檢測(cè)信號(hào)， 其中該觸控感測(cè)電路通過(guò)感測(cè)第一耦合電容與第二耦合電容之間的變化差感測(cè)在觸摸屏幕面板上是否產(chǎn)生觸摸，其中該第一耦合電容形成在第一驅(qū)動(dòng)電極與第一接收電極相互交錯(cuò)的節(jié)點(diǎn)上，且該第二耦合電容形成在第二驅(qū)動(dòng)電極與第二接收電極相互交錯(cuò)的節(jié)點(diǎn) 上。
2.如權(quán)利要求I所述的觸控感測(cè)電路，其特征在于，微分器包括 第一微分器，被配置以包括第一耦合電容及第一差分電阻，通過(guò)第一接收電極連接至第一稱合電容的一端的第一端子，并產(chǎn)生第一差分信號(hào)；以及 第二微分器，被配置以包括第二耦合電容及第二差分電阻，通過(guò)第二接收電極連接至第二耦合電容的一端的第一端子，并產(chǎn)生第二差分信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的觸控感測(cè)電路，其特征在于，在微分器中，第一差分信號(hào)及第二差分信號(hào)的大小可通過(guò)調(diào)整第一差分電阻及第二差分電阻的大小來(lái)調(diào)整。
4.如權(quán)利要求2所述的觸控感測(cè)電路，其特征在于，第一差分電阻的第二端子與第二差分電阻的第二端子相連，以及 參考電壓施加于第一差分電阻的第二端子與第二差分電阻的第二端子之間的連接節(jié)點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求I所述的觸控感測(cè)電路，其特征在于，放大器被配置具有差分放大器，其通過(guò)差分放大器的非反相輸入端接收第一差分信號(hào)，通過(guò)差分放大器的反相輸入端接收第二差分信號(hào)，并輸出放大的信號(hào)。
6.如權(quán)利要求I所述的觸控感測(cè)電路，其特征在于，放大器包括 差分放大器，被配置以通過(guò)差分放大器的非反相輸入端接收第一差分信號(hào)，通過(guò)差分放大器的反相輸入端接收第二差分信號(hào)，并放大第一差分信號(hào)與第二差分信號(hào)之間的差；以及 增益放大器，被配置以接收差分放大器的輸出信號(hào)，調(diào)整差分放大器的輸出信號(hào)的增益，并輸出放大的信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的觸控感測(cè)電路，其特征在于，增益放大器包括 增益運(yùn)算放大器，被配置以通過(guò)增益運(yùn)算放大器的非反相輸入端接收參考電壓； 第一增益電阻，被配置以具有連接至差分放大器的輸出端的第一端子、以及具有連接至增益運(yùn)算放大器的反相輸入端的第二端子；以及 第二增益電阻，被配置以具有連接至增益運(yùn)算放大器的輸出端的第一端子、以及同時(shí)連接至第一增益電阻的第二端子與增益運(yùn)算放大器的反相輸入端的第二端子。
8.如權(quán)利要求5所述的觸控感測(cè)電路，其特征在于，檢測(cè)器被配置具有積分器，該積分器包括 積分放大器，被配置以通過(guò)積分放大器的非反相輸入端接收參考電壓； 積體電阻，該積體電阻具有連接至放大器的輸出端的第一端子、以及連接至積分放大器的反相輸入端的第二端子； 積體電容，該積體電容具有連接至積分放大器的輸出端的第一端子、以及同時(shí)連接至積體電阻的第二端子與積分放大器的反相輸入端的第二端子；以及積體開(kāi)關(guān)，該積體開(kāi)關(guān)平行地連接至積體電容。
9.如權(quán)利要求5所述的觸控感測(cè)電路，其特征在于，檢測(cè)器被配置具有被動(dòng)峰值檢測(cè)器，該被動(dòng)峰值檢測(cè)器包括 第一峰值二極管，該第一峰值二極管具有連接至放大器的輸出端的第一端子；以及第一峰值電容，具有連接至第一峰值二極管的第二端子的第一端子、以及接地的第二 端子，藉以能夠進(jìn)行高速多點(diǎn)觸摸操作。
10.如權(quán)利要求5所述的觸控感測(cè)電路，其特征在于，檢測(cè)器被配置具有主動(dòng)峰值檢測(cè)器，該主動(dòng)峰值檢測(cè)器包括 峰值放大器，被配置以通過(guò)其非反相輸入端接收放大的信號(hào)； 第二峰值二極管，具有連接至峰值放大器的輸出端的第一端子；以及第二峰值電容，具有同時(shí)連接至第二峰值二極管的第二端子與峰值放大器的反相輸入端的第一端子、以及接地的第二端子，藉以能夠進(jìn)行高速多點(diǎn)觸摸操作。
11.如權(quán)利要求6所述的觸控感測(cè)電路，其特征在于，檢測(cè)器被配置具有積分器，該積分器包括 積分放大器，被配置以通過(guò)積分放大器的非反相輸入端接收參考電壓； 積體電阻，具有連接至該放大器的輸出端的第一端子、以及連接至積分放大器的反相輸入端的第二端子； 積體電容，具有連接至積分放大器的輸出端的第一端子、以及同時(shí)連接至積體電阻的第二端子與積分放大器的反相輸入端的第二端子；以及積體開(kāi)關(guān)，平行地連接至積體電容。
12.如權(quán)利要求6所述的觸控感測(cè)電路，其特征在于，檢測(cè)器被配置具有被動(dòng)峰值檢測(cè)器，該被動(dòng)峰值檢測(cè)器包括 第一峰值二極管，具有連接至該放大器的輸出端的第一端子；以及第一峰值電容，具有連接至第一峰值二極管的第二端子的第一端子、以及接地的第二端子，藉以能夠進(jìn)行高速多點(diǎn)觸摸操作。
13.如權(quán)利要求6所述的觸控感測(cè)電路，其特征在于，檢測(cè)器被配置具有一主動(dòng)峰值檢測(cè)器，該主動(dòng)峰值檢測(cè)器包括 峰值放大器，被配置以通過(guò)該峰值放大器的非反相輸入端接收放大的信號(hào)； 第二峰值二極管，具有連接至該峰值放大器的輸出端的第一端子；以及第二峰值電容，具有同時(shí)連接至第二峰值二極管的第二端子與峰值放大器的反相輸入端的第一端子、以及接地的第二端子，藉以能夠進(jìn)行高速多點(diǎn)觸摸操作。
全文摘要
提供一種觸控感測(cè)電路，該觸控感測(cè)電路經(jīng)由利用差分放大器檢測(cè)相鄰驅(qū)動(dòng)電極之間的耦合電容的變化差，并感測(cè)在觸摸屏幕面板上是否產(chǎn)生觸摸，藉以能夠消除顯示噪音。
文檔編號(hào)G06F3/044GK102750057SQ20121000278
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者吳亨錫, 安容星, 崔正珉, 金容奭 申請(qǐng)人:硅工廠股份有限公司