[发明专利]影像显示系统、电容式触控面板及其电容测量装置与方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种触控面板，特别是有关于一种影像显示系统、电容 式触控面板及其电容测量装置与方法。

背景技术

触控面板(touch panel)的应用非常广泛，例如自动柜员机、销售点终端机、 工业控制系统等。随着便携式电子产品如智能型手机及个人数字助理(PDA) 的普及，触控面板也提供对按键输入不熟的使用者更方便的输入方式，因此 市场成长相当快速。

触控面板可依其检测触控点的物理原理，主要分为电阻式(resistive)触控 面板及电容(capacitive)式触控面板两种。用手指或触控笔轻按电阻式触控面板 就会产生电压；而电容式触控面板是以手指接触面板而吸取微小的电流方式 操作。再者，电容式触控面板又可分为表面电容式(surface capacitive)触控面板 及投射电容式(projected capacitive)触控面板，其中投射电容式触控面板由于可 以达成多点触控(Multi-Touch)功能，因此更为吸引业界竞相研发。若将投射电 容式触控面板整合至液晶荧幕，以形成内嵌式多点触控面板(In-Cell  Multi-Touch Panel)，更可以维持原面板的薄度。在薄膜晶体管液晶显示器(TFT  LCD)中常用透明电极(ITO)锁住保存电荷，同样原理反向操作，这层ITO也可 当感测器，并可提供高密度检测。然而在TFT LCD中，由于TFT所导致的噪 声很大，因此电容感测控制电路相当重要。

参见图1，为一现有技术投射电容式触控面板200A的示意图，如图所示， 该投射电容式触控面板200A包含一电容式触控面板单元300A及一控制器 30A。该电容式触控面板单元300A具有一绝缘基底(未标号)、垂直方向的条 状电极32A、水平方向的条状电极34A，其中该条状电极32A及条状电极34A 呈90度夹角。图1仅为一简化的示意图，须知垂直条状电极32A及水平条状 电极34A在绝缘基底的不同平面上（如正面及反面），且数目分别为M条及 N条。因此控制器30A的输入线路至少为(M+N)条。通过垂直条状电极32A 及水平条状电极34A捕捉电极之间的电容变化，控制器30A可感知在该电容 式触控面板单元300A上的一接触位置。

参见图2，为一相关技术（related art）电容式触控面板的感测电路100A， 该感测电路100A例如可以内建于第一图所示的控制器30A内，以通过测量 电容值变化而得知接触位置。假设Cs是手指接触第k条垂直条状电极32A所 产生的接触电容，Cp为寄生电容（stray capacitance），则该感测电路100A会 先由一充电电流源Ic将电荷Q充至接触电容Cs及寄生电容Cp。随后该感测 电路100A会先经由一较大的第一电流源20A放电，再经由一较小的第二电 流源22A放电。由公式Q=C×V可知若因手指接触电极造成电容C改变，则 在连接点P的电压也会改变，因此通过一比较器50A比较连接点P的电压（和 一参考电压比较），即可知道手指是否接触第k条电极条。

更详细而言，若该控制器30A周期性地切换充电开关SW_C、第一放电 开关SW_A、第二放电开关SW_B，则比较器50A输出为脉宽会随接触与否 而变化的脉宽调变(PWM)信号。控制器30A通过读取感测电路100A的输出 PWM信号，即可知道第k条垂直条状电极32A是否有手指接触及接触位置。 感测电路100A可依序选择测量图1的垂直条状电极32A及水平条状电极 34A，控制器30A即可知道在所述这些电极上的电容变化及在投射电容式触 控面板的接触位置。

然而在上述的相关技术电容式触控面板的感测电路100A有两个缺点：

1.由于寄生电容Cp一般而言很大，约为触控面板的接触电容Cs的1000 倍，因此若在寄生电容Cp上有噪声，则会影响检测精确度。再者，当该投射 电容式触控面板使用于液晶显示器时，由于液晶显示器上板上的ITO电极（形 成电极条）及直流共同电压(DCVCOM)电极很接近，因此会使寄生电容Cp变 大，造成接触电容Cs测量困难。此外，位在下板上的感测电路100A常会有 很大的噪声耦合到上板的寄生电容Cp，造成测量错误。

2.由于对于M条垂直条状电极32A及N条水平条状电极34A需要(M+N) 条信号线导引到感测电路100A，因此配线较为复杂。

发明内容