[发明专利]触碰侦测方法及相关触控装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种触碰侦测方法及相关触控装置，特别是有关于一种可精确侦测触碰动作的方法及相关触控装置。

背景技术

触控屏幕是由一透明触控面板与一显示屏幕组成，用于各种消费性电子产品，作为使用者的操作接口。投射电容式(Projected Capacitive)触控面板(Touch Panel)是应用最广泛的触控面板技术之一，具有高灵敏度及耐用的优点，并可实现多点触控功能。请参考图1，图1是公知一触控装置10的功能方块图。触控装置10包含有一触控面板100、一复用器102、一电容量测量装置104、一处理单元106及一内存108。触控面板100为一投射电容式触控面板，具有行列交错的ITO(氧化铟锡)感测线以感应触碰动作，每一感测线等效为一电阻及一电容所组成的电路，当人体触碰触控面板100时，被触碰的感测线的等效电容量产生变化。复用器102耦接于触控面板100的多条感测线，用来分时导通每一感测线与电容量测量装置104之间的连结，以完成整个触控面板100的扫描。对电容量测量装置104而言，通过复用器102所连接的感测线的等效电容即是待测电容，电容量测量装置104将待测电容量转换为可记录的数值，如模拟电压值或数字计数值，输出至处理单元106。

触控面板100未被触碰时的待测电容为环境电容(EnvironmentCapacitor)，其电容量由电容量测量装置104转换为相应的一基础计数值，储存于内存108中。环境电容量的大小随着触控面板的特性而不同，环境电容量的精确与否，也影响触碰侦测的正确性。当触控面板100受到触碰，待测电容量会因为人体电容量(Human Capacitance)加入而产生变化，处理单元106将电容量测量装置104转换待测电容量所产生的新计数值与相应于环境电容量的基础计数值比较，即可判断是否有人体触碰触控面板100。

电容量测量装置104量测待测电容量的方式有不同的几种方式，其中最简易的方式是以电阻或定电流源连接待测电容，根据充放电时间τ＝R×C的原理量测充放电时间，以估算待测电容量。触控面板100的感测线自身的等效电容极小，大约是数十至数百皮法拉(pF)，当待测电容是环境电容时，充放电时间很短，待测电容量的量测可能产生很大误差。另一方式为进行电荷转移(Charge Transfer)，将待测电容上的电荷转移储存至较大电容量的积分电容(Integrating Capacitor)，并且在进行一至数次的电荷转移使积分电容的电压水平到达一预定电压水平后，对积分电容进行放电，再重复进行上述电荷转移步骤，直到取得精确的待测电容量。上述电荷转移方式仅利用对积分电容充电的时间而未利用放电时间来估算待测电容量，量测效率较低。

另一公知量测待测电容量的方式是以上二种方式的结合，称为三角积分(Delta-sigma)法。请参考图2，图2是公知一三角积分式电容量测量装置20的示意图，电容量测量装置20可用来做为图1的电容量测量装置104。电容量测量装置20是由一积分电容200、一放电电路202、一比较器204、一数字信号处理单元206及开关SW1、SW2组成。请参考图3，图3是图2的电容量测量装置20进行充放电程序的相关信号的时序图，其描述在待测电容22的电容量不同的情形下，控制开关SW1及SW2的信号S1及S2、积分电容200上的电压V_CM及比较器204所输出的一信号SB的时序，其中虚线及实线分别表示待测电容22的电容量较大及较小的情形。

信号S1、S2分别控制开关SW1、SW2于不同时导通，使电源V_CC对待测电容22充电，接着进行电荷转移，将待测电容22上的电荷转移至积分电容200。于进行电荷转移的同时，比较器204将积分电容200上的电压V_CM与一参考电压V_REF进行比较，产生一信号SB，同时，数字信号处理单元206将信号SB转换为一计数值Dx。当电压V_CM大于参考电压V_REF时，信号SB控制放电电路202对积分电容200进行放电。由图3可知，当待测电容22的电容量较大，转移至积分电容200的电量也较多，因此信号SB的占空比(DutyCycle)较大。