[发明专利]电容触控系统

说明书

技术领域

本发明有关一种互动式输入装置，更特别有关一种电容触控系统及其模拟前端。

背景技术

电容触控面板因可达到较佳的使用者经验，因此广泛地被应用至各式电子装置，例如显示装置。

例如图1显示已知电容触控系统的方块示意图，其包含电容触控面板91、多个信号产生器92、多个驱动单元93、模拟前端(analog front end)94、数字后端(digital back end)95以及处理单元96。所述电容触控面板91包含多个驱动电极911和多个感测电极912彼此相交；其中，每一驱动电极911与每一感测电极912之间可形成互感(mutual capacitance)。每一驱动单元93耦接至驱动电极911以输入相关的所述信号产生器92所产生的驱动信号Sd；所述感测电极912输出通过与所述驱动电极911间的互感从所述驱动信号Sd感应的感测信号Ss至所述模拟前端94。所述模拟前端94将所述感测信号Ss转换成数字信号后传送至所述数字后端95以进行后处理。所述数字后端95耦接所述处理单元96，其根据所述数字后端95的后处理结果判断触控位置。

所述模拟前端94包含多个放大电路941、多个噪声抑制滤波器942、模拟数字缓冲器943和模拟数字转换器944；其中，所述模拟数字缓冲器943用以于所述模拟数字转换器944和所述噪声抑制滤波器942间进行缓冲；所述噪声抑制滤波器942用以降低所述放大电路941所输出的信号噪声。上述已知技术中，所述感测信号Ss受到所述电容触控面板91所搭配电子装置(例如前述显示装置)的干扰而具有很高的共模噪声(common mode noise)。一般而言，由于所述电容触控面板91所输出的触控信号(touch signal)数值很小，为了增加所述触控信号在高共模噪声干扰下的辨别能力，必须采用高解析的模拟数字转换器944。同时，为了提高信噪比(SNR)，系采用过取样(oversampling)的方式对所述触控信号进行取样，同时由于需支援高报告率，因而所述模拟数字转换器944必须操作于高操作频率。此外，所述噪声抑制滤波器942及所述模拟数字缓冲器943也会增加晶片面积。

有鉴于此，本发明提出一种可降低模拟数字转换器所需的解析度及操作频率、功率消耗以及晶片面积的电容触控系统及其模拟前端。

发明内容

本发明提供一种电容触控系统，其包含差分单元用以对两相邻感测电极所输出的检测信号进行差分运算，藉以降低模拟数字转换器所需的解析度并消除信号线中相位延迟的影响。

本发明另提供一种电容触控系统，其包含降频单元(downconversion unit)用以将差分后检测信号大致降频至直流信号，藉以降低模拟数字转换器所需的操作频率。

本发明另提供一种电容触控系统，其通过移除数字后端的部分元件并替换模拟前端的部分元件，以降低整体晶片面积及功率消耗。

本发明提供一种电容触控系统，包含触控面板、差分单元、降频单元和模拟数字转换器。所述触控面板包含彼此相交错的多个驱动电极和多个感测电极。所述差分单元差分两相邻感测电极输出的检测信号以输出差分信号。所述降频单元用以解调所述差分信号以产生直流信号并累积所述直流信号。所述模拟字转换器用以转换累积的所述直流信号为数字信号。

本发明还提供一种电容触控系统，包含触控面板、驱动电路、差分单元、降频单元及模拟数字转换器。所述触控面板包含多个驱动电极及多个感测电极彼此相交错。所述驱动电路依次输入具有驱动频率的驱动信号至所述驱动电极。所述差分单元差分两相邻感测电极输出的检测信号以输出差分信号。所述降频单元以4倍所述驱动频率的操作频率解调所述差分信号以产生直流信号并累积所述直流信号。所述模拟数字转换器用以转换累积的所述直流信号为数字信号。

本发明还提供一种电容触控系统的模拟前端，包含差分单元、降频单元和模拟数字转换器。所述差分单元差分电容触控面板输出的两检测信号并输出差分信号。所述降频单元用以降频所述差分信号至直流信号。所述模拟数字转换器用以转换所述直流信号为数字信号。

本发明还提供一种电容触控系统，包含触控面板、驱动电路、降频单元和模拟数字转换器。所述触控面板包含多个驱动电极和多个感测电极彼此相交错。所述驱动电路依次输入具有驱动频率的驱动信号至所述驱动电极。所述降频单元以4倍所述驱动频率的操作频率解调每一所述感测电极输出的检测信号以产生直流信号并累积所述直流信号。所述模拟数字转换器用以转换累积的所述直流信号为数字信号。