電容式觸控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種電容式觸控系統(tǒng)，包括感測(cè)陣列、比較器及控制單元。所述控制單元控制所述感測(cè)陣列耦接到所述比較器的兩個(gè)輸入端的至少其中之一，提供至少一個(gè)可變電壓至所述比較器的兩個(gè)輸入端的至少其中之一，并根據(jù)所述比較器的比較結(jié)果調(diào)整所述至少一個(gè)可變電壓以平衡所述比較器的兩個(gè)輸入端，由此判斷碰觸事件及碰觸程度。
【專利說(shuō)明】電容式觸控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于ー種輸入裝置，特別是關(guān)于ー種可降低基板面積的電容式觸控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]觸控裝置由于操作簡(jiǎn)單且容易進(jìn)行功能擴(kuò)充，因而逐漸取代了例如鼠標(biāo)及鍵盤(pán)等傳統(tǒng)的輸入裝置，其中又以電容式觸控感測(cè)技術(shù)最為受到青睞。
[0003]圖1顯示ー種已知電容式觸控系統(tǒng)的示意圖，其包括延伸在第一軸向且相互平行的多個(gè)第一電極91以及延伸在第二軸向且相互平行的多個(gè)第二電極92。驅(qū)動(dòng)信號(hào)SdHve|所述第一電極91輸入而檢測(cè)信號(hào)Sdeteet從所述第二電極92輸出，處理單元根據(jù)該檢測(cè)信號(hào)Sdetect的變化即可判斷手指8的碰觸事件(touch event)及其碰觸位置。
[0004]為了進(jìn)一步擴(kuò)充觸控功能，除了上述碰觸事件以及碰觸位置以外，在某些情形下還期望能夠檢測(cè)該手指8的碰觸程度(contact extent)。如圖1所示，已知該檢測(cè)信號(hào)Sdeteet可被輸出至比較器(comparator) 93,且該比較器93的輸入端931稱接有電容庫(kù)(capacitor bank) 94,其由多個(gè)不同的電容器所組成。當(dāng)碰觸事件發(fā)生時(shí),該比較器93的兩個(gè)輸入端會(huì)呈現(xiàn)不同的電壓值，因此可通過(guò)改變耦接至該輸入端931的該電容庫(kù)94的輸出電容值來(lái)平衡該比較器93的兩個(gè)輸入端的電壓值，并根據(jù)該電容庫(kù)94的電容值變化來(lái)判斷該手指8的碰觸程度。然而，在基板上制作電容器即會(huì)占用較多的基板空間，而制作該電容庫(kù)94更會(huì)大幅増加被占用的基板面積而增加基板尺寸以及制作成本。
[0005]有鑒于此，本發(fā)明還提供一種可檢測(cè)碰觸位置及碰觸程度的電容式觸控系統(tǒng)，其不需在基板上制作多個(gè)不同的電容器，故可解決上述已知觸控系統(tǒng)所存在的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種電容式觸控系統(tǒng)，其提供至少ー個(gè)可變電壓來(lái)平衡碰觸事件所造成的電荷變化，并根據(jù)該可變電壓的調(diào)整數(shù)值判定碰觸程度。
[0007]本發(fā)明提供一種電容式觸控系統(tǒng)，包括多個(gè)第一感測(cè)電極、多個(gè)第二感測(cè)電扱、t匕較器及控制單元。所述第一感測(cè)電極相互平行地延伸在第一方向上。所述第二感測(cè)電極相互平行地延伸在第二方向上。該比較器具有正相輸入端及反相輸入端。該控制単元依序控制所述第一感測(cè)電極耦接輸入電壓源，依序控制兩個(gè)所述第二感測(cè)電極分別耦接該比較器的該正相輸入端及該反相輸入端，并提供第一可變電壓至該正相輸入端及第ニ可變電壓至該反相輸入端，通過(guò)調(diào)整該第一可變電壓和/或該第二可變電壓以平衡該正相輸入端及該反相輸入端。
[0008]本發(fā)明還提供一種電容式觸控系統(tǒng)，包括多個(gè)第一感測(cè)電極、多個(gè)第二感測(cè)電扱、比較器及控制單元。所述第一感測(cè)電極相互平行地延伸在第一方向上。所述第二感測(cè)電極相互平行地延伸在第二方向上。該比較器具有第一輸入端及第ニ輸入端，且該第二輸入端耦接參考電壓。該控制単元依序控制兩個(gè)所述第一感測(cè)電極分別耦接第一輸入電壓源及第ニ輸入電壓源，依序控制所述第二感測(cè)電極耦接該比較器的該第一輸入端，并提供可變電壓至該比較器的該第一輸入端，通過(guò)調(diào)整該可變電壓以平衡該第一輸入端及該參考電壓。
[0009]本發(fā)明還提供一種電容式觸控系統(tǒng)，包括多個(gè)第一感測(cè)電極、多個(gè)第二感測(cè)電扱、比較器及控制單元。所述第一感測(cè)電極相互平行地延伸在第一方向上。所述第二感測(cè)電極相互平行地延伸在第二方向上。該比較器具有第一輸入端及第ニ輸入端，且該第二輸入端耦接參考電壓。該控制単元依序控制所述第二感測(cè)電極耦接該比較器的該第一輸入端，控制兩所述第一感測(cè)電極分別耦接輸入電壓源及可變電壓，通過(guò)調(diào)整該可變電壓以平衡該第一輸入端及該參考電壓。
[0010]—實(shí)施例中，該第一輸入端為該比較器的正相輸入端且該第二輸入端為該比較器的反相輸入端；或者，該第一輸入端為該反相輸入端且該第二輸入端為該正相輸入端。
[0011]一實(shí)施例中，該控制單元調(diào)整可變電壓直到該比較器的輸出端的邏輯位準(zhǔn)產(chǎn)生變化，則該比較器的正相輸入端與反相輸入端已達(dá)成電位平衡。
[0012]一實(shí)施例中，該觸控系統(tǒng)還包括多個(gè)輸入開(kāi)關(guān)組及多個(gè)輸出開(kāi)關(guān)組；其中，所述輸入開(kāi)關(guān)組分別耦接在所述第一感測(cè)電極與該控制單元之間，所述輸出開(kāi)關(guān)組分別耦接在所述第二感測(cè)電極與該比較器的至少ー個(gè)輸入端之間。
[0013]一實(shí)施例中，該觸控系統(tǒng)可包括重置階段，該控制単元在該重置階段中將所述第ー感測(cè)電極及所述第二感測(cè)電極耦接重置電壓；其中，該重置階段可在兩個(gè)掃描周期之間。該重置電壓的電壓值不等于該輸入電壓源及該可變電壓的電壓值。
[0014]一實(shí)施例中，該輸入電壓源、該重置電壓、該參考電壓及該可變電壓均可由該控制單元所提供。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例的觸控系統(tǒng)中，該控制單元控制該感測(cè)陣列耦接該比較器的兩個(gè)輸入端至少其中之一，提供至少ー個(gè)可變電壓至該比較器的兩個(gè)輸入端至少其中之一，井根據(jù)該比較器的比較結(jié)果調(diào)整該可變電壓以平衡該比較器的兩個(gè)輸入端的電壓值，由此判斷碰觸事件、碰觸位置以及碰觸程度。由于不需在基板上制作多個(gè)不同的電容器作為平衡電荷的手段，故可大幅降低基板面積以及制作成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1顯示已知電容式觸控系統(tǒng)的示意圖；
[0017]圖2顯本發(fā)明實(shí)施例的電容式觸控系統(tǒng)的方塊示意圖；
[0018]圖3顯本發(fā)明第一實(shí)施例的電容式觸控系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)；
[0019]圖4顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的電容式觸控系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)；
[0020]圖5顯示本發(fā)明第三實(shí)施例的電容式觸控系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細(xì)說(shuō)明如下。在本發(fā)明的說(shuō)明中，相同的元件系以相同的符號(hào)表示，在此合先敘明。
[0022]參照?qǐng)D2所示，其顯示本發(fā)明實(shí)施例的觸控系統(tǒng)的方塊示意圖，包括感測(cè)陣列10、控制單元30以及比較器(comparator)50。該感測(cè)陣列10可為已知電容式感測(cè)陣列，包括延伸在第一方向上且相互平行的多個(gè)第一感測(cè)電極以及延伸在第二方向上且相互平行的多個(gè)第二感測(cè)電極；其中，該第一方向大致垂直于該第二方向。在基板上形成電容式感測(cè)陣列的方式已為已知，例如在該基板的同一面同時(shí)形成彼此交錯(cuò)的該第一感測(cè)電極及該第二感測(cè)電極，或者在該基板的相對(duì)兩面分別形成該第一感測(cè)電極及該第二感測(cè)電極，故在此不再贅述。
[0023]該控制單元30產(chǎn)生控制信號(hào)S控制該感測(cè)陣列10耦接該比較器50的兩個(gè)輸入端(例如正相輸入端+及反相輸入端_)至少其中之一，例如通過(guò)控制多個(gè)輸入開(kāi)關(guān)組來(lái)將驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入至該感測(cè)陣列10并控制多個(gè)輸出開(kāi)關(guān)組來(lái)將檢測(cè)信號(hào)輸出至該比較器50。當(dāng)該比較器50的兩個(gè)輸入端的電壓值不相同時(shí)，表示碰觸事件(touch event)發(fā)生，該控制単元30則可根據(jù)該碰觸事件發(fā)生時(shí)所述輸入開(kāi)關(guān)組及所述輸出開(kāi)關(guān)組的觸發(fā)狀態(tài)判定碰觸位置。
[0024]該控制単元30還可提供至少ー個(gè)可變電壓(例如Vdaq和/或Vdac2)至該比較器50的兩個(gè)輸入端至少其中之一，通過(guò)調(diào)整該至少一個(gè)可變電壓以根據(jù)該比較器50的比較結(jié)果平衡該比較器50的兩個(gè)輸入端的電壓值，井根據(jù)該至少ー個(gè)可變電壓的調(diào)整數(shù)值判斷碰觸程度。例如，該控制単元30可逐步改變?cè)撝辽侃`個(gè)可變電壓，例如毎次改變ー電壓步階(voltage step),直到該比較器50的輸出端的邏輯位準(zhǔn)(logic level) LL產(chǎn)生變化為止。當(dāng)該可變電壓僅提供至該比較器50的兩個(gè)輸入端其中之ー時(shí)，未耦接該可變電壓的另一輸入端可耦接參考電壓，該控制単元30則可調(diào)整該可變電壓以平衡該可變電壓及該參考電壓。
[0025]請(qǐng)參照?qǐng)D3所示，其顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的電容式觸控系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)，包括感測(cè)陣列10、控制單元30及比較器50;其中，該感測(cè)陣列10包括多個(gè)第一感測(cè)電極(此處顯示為三個(gè)第一感測(cè)電極H1-H3)、多個(gè)第二感測(cè)電極(此處顯示為四個(gè)第二感測(cè)電極L1-L4)、多個(gè)輸入開(kāi)關(guān)組11及多個(gè)輸出開(kāi)關(guān)組12。
[0026]所述第一感測(cè)電極H1-H3相互平行地延伸在第一方向上，例如用以檢測(cè)碰觸事件的Y方向位置；所述第二感測(cè)電極L1-L4相互平行地延伸在第二方向上，例如用以檢測(cè)該碰觸事件的X方向位置。所述輸入開(kāi)關(guān)組11分別耦接在所述第一感測(cè)電極H1-H3與該控制単元30之間，例如第一開(kāi)關(guān)組SWyl耦接在第一感測(cè)電極Hl與控制單元30之間，第一開(kāi)關(guān)組SWy2耦接在第一感測(cè)電極H2與控制單元30之間，第一開(kāi)關(guān)組SWy3耦接在第一感測(cè)電極H3與控制單元30之間，依此類推。由此，每ー該第一感測(cè)電極H1-H3可通過(guò)輸入開(kāi)關(guān)組11耦接至輸入電壓源V+或重置電壓Vkst ;—實(shí)施例中，該輸入電壓源V+及該重置電壓Vkst均可由該控制単元30提供。所述輸出開(kāi)關(guān)組12分別耦接在所述第二感測(cè)電極L1-L4與該比較器50或該重置電壓Vkst之間，例如第二開(kāi)關(guān)組SWxl耦接在第二感測(cè)電極LI與比較器50或重置電壓Vkst之間，第二開(kāi)關(guān)組SWx2耦接在第二感測(cè)電極L2與比較器50或重置電壓Vkst之間，第二開(kāi)關(guān)組SWx3耦接在第二感測(cè)電極L3與比較器50或重置電壓Vkst之間，第二開(kāi)關(guān)組SWx4耦接在第二感測(cè)電極L4與比較器50或重置電壓Vkst之間，依此類推。由此，每ー該第二感測(cè)電極L1-L4可通過(guò)輸出開(kāi)關(guān)組12耦接至該比較器50的兩個(gè)輸入端其中之ー或該重置電壓Vkst。
[0027]該比較器50具有正相輸入端51及反相輸入端52，并具有輸出端53輸出邏輯位準(zhǔn)
I或0至該控制単元30 ;其中，當(dāng)該正相輸入端51的電壓值高于該反相輸入端52的電壓值時(shí)，該輸出端53輸出邏輯位準(zhǔn)I ;當(dāng)該正相輸入端51的電壓值低在該反相輸入端52的電壓值時(shí)，該輸出端53輸出邏輯位準(zhǔn)O。
[0028]該控制單元30依序控制所述第一感測(cè)電極H1-H3耦接該輸入電壓源V+，依序控制兩所述第二感測(cè)電極L1-L4分別耦接該比較器50的該正相輸入端51及該反相輸入端52，并提供第一可變電壓Vdaci至該正相輸入端51及第ニ可變電壓Vdac2至該反相輸入端52，以平衡該正相輸入端51及該反相輸入端52的電壓值。
[0029]圖3中，該控制單元30依序(例如依序由Hl至H3)控制所述輸入開(kāi)關(guān)組11輪流切換至該輸入電壓源V+ (例如該控制開(kāi)關(guān)30輸出第一控制信號(hào)S1以控制所述輸入開(kāi)關(guān)組
11的切換)，該控制単元30還依序(例如依序由LI至L4)控制兩個(gè)相鄰的所述輸出開(kāi)關(guān)組12分別切換至該比較器50的該正相輸入端51及該反相輸入端52 (例如該控制開(kāi)關(guān)30輸出第二控制信號(hào)S2以控制所述輸出開(kāi)關(guān)組13的切換)。例如圖3顯示的狀態(tài)中，該控制單元30控制該第一感測(cè)電極H2耦接該輸入電壓源V+，控制該第二感測(cè)電極L3耦接該正相輸入端51并控制該第二感測(cè)電極L2耦接該反相輸入端52，當(dāng)觸控件(例如手指或觸控筆)碰觸接觸點(diǎn)Cl或C2吋，則會(huì)破壞該正相輸入端51及該反相輸入端52的電位平衡，由此該控制単元30可判定碰觸事件發(fā)生。
[0030]例如，當(dāng)該碰觸事件發(fā)生在接觸點(diǎn)Cl吋，該正相輸入端51的電壓值會(huì)低在該反相輸入端52的電壓值而使得該輸出端53輸出邏輯位準(zhǔn)0，該控制単元30可調(diào)升該第一可變電壓Vdaq或調(diào)降該第二可變電壓Vdac2直到該輸出端53輸出邏輯位準(zhǔn)I為止。當(dāng)該碰觸事件發(fā)生在接觸點(diǎn)C2時(shí),該正相輸入端51的電壓值會(huì)高于該反相輸入端52的電壓值而使得該輸出端53輸出邏輯位準(zhǔn)1，該控制単元30可調(diào)降該第一可變電壓Vdaq或調(diào)升該第二可變電壓VDAe2直到該輸出端53輸出邏輯位準(zhǔn)0為止。
[0031 ] 本實(shí)施例中，該第一可變電壓VDAa及該第二可變電壓\kC2的調(diào)整順序并無(wú)特定限制，例如可先調(diào)整該第一可變電壓Vim直到電位平衡為止，若無(wú)法僅調(diào)整該第一可變電壓Vdaq以達(dá)到電位平衡時(shí)，再調(diào)整該第二可變電壓Vdac2 ;或者，亦可先調(diào)整該第二可變電壓Vdac2后再調(diào)整該第一可變電壓Vim ;或者，可輪流調(diào)整該第一可變電壓Vdaq及該第二可變電壓VDAe2，并無(wú)特定限制，只要該控制単元30調(diào)整該第一可變電壓VDAa和/或該第二可變電壓Vdac2直到該比較器50的輸出端53的邏輯位準(zhǔn)產(chǎn)生變化，則表示該正相輸入端51及該反相輸入端52已達(dá)到電位平衡。該控制単元30則可根據(jù)該第一可變電壓Vim和/或該第二可變電壓VDAe2的調(diào)整數(shù)值來(lái)判定碰觸程度。
[0032]此外，為了避免電路中電容的殘余電荷影響判斷結(jié)果，該控制単元30可在重置階段將所述第一感測(cè)電極H1-H3及所述第二感測(cè)電極L1-L4耦接該重置電壓VKST，以釋放電路中電容的殘余電荷；其中，只要該重置電壓Vkst不等于該輸入電壓源V+即可，該重置電壓Vkst可為固定的正值、負(fù)值或零。本發(fā)明實(shí)施例中，所述重置階段可在兩個(gè)掃描周期之間，而一個(gè)掃描周期可為該控制単元30導(dǎo)通相對(duì)所述第一感測(cè)電極的所有輸入開(kāi)關(guān)組11及相對(duì)所述第二感測(cè)電極的所有輸出開(kāi)關(guān)組13的期間。
[0033]一實(shí)施例中，該第一可變電壓Vdaci具有第一可調(diào)范圍Rim且該第二可變電壓Vdac2具有第二可調(diào)范圍RDAC2。該重置階段時(shí)該第一可變電壓Vim可被重置在該第一可調(diào)范圍Rdaci的最低電壓I且該第ニ可變電壓Vdac2可被重置在該第ニ可調(diào)范圍Rdac2的最高電壓Vtj2。由此，該第一可變電壓Vdaq僅可被調(diào)升而該第二可變電壓Vdac2僅可被調(diào)降，由此減少調(diào)整復(fù)雜度，但本發(fā)明并不以此為限；亦即，重置階段時(shí)該第一可變電壓Vdaci可被重置在該第一可調(diào)范圍Rdaci的任意位置而該第二可變電壓Vdac2可被重置在該第二可調(diào)范圍Rdac2的任意位置。
[0034]本實(shí)施例的電容式觸控系統(tǒng)可以還包括相互串接的第一開(kāi)關(guān)組SWl及第ー電容Crefl，該串接的第一開(kāi)關(guān)組SWl及第ー電容Crefl耦接在該第一可變電壓Vdaq (即該控制單元30)及該正相輸入端51之間以及相互串接的第二開(kāi)關(guān)組SW2及第ニ電容CMf2，該串接的第ニ開(kāi)關(guān)組SW2及第ニ電容Cref2耦接在該第二可變電壓Vdac2 (即該控制單元30)及該反相輸入端52之間。該控制単元30可在該重置階段時(shí)將該第一電容Crefl及該第二電容CMf2耦接至該重置電壓Vkst以釋放殘余電荷。
[0035]請(qǐng)參照?qǐng)D4所示，其顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的電容式觸控系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)，包括感測(cè)陣列10、控制單元30及比較器50 ;其中，該感測(cè)陣列10包括多個(gè)第一感測(cè)電極(此處顯示為四個(gè)第一感測(cè)電極H1-H4)、多個(gè)第二感測(cè)電極(例如L1-L4)、多個(gè)輸入開(kāi)關(guān)組11及多個(gè)輸出開(kāi)關(guān)組12。
[0036]所述第一感測(cè)電極H1-H4相互平行地延伸在第一方向上，例如用以檢測(cè)碰觸事件的Y方向位置；所述第二感測(cè)電極L1-L4相互平行地延伸在第二方向上，例如用以檢測(cè)該碰觸事件的X方向位置。所述輸入開(kāi)關(guān)組11分別耦接在所述第一感測(cè)電極H1-H4與該控制単元30之間，例如第一開(kāi)關(guān)組SWyl耦接在第一感測(cè)電極Hl與控制單元30之間，第一開(kāi)關(guān)組SWy2耦接在第一感測(cè)電極H2與控制單元30之間，第一開(kāi)關(guān)組SWy3耦接在第一感測(cè)電極H3與控制單元30之間，第一開(kāi)關(guān)組SWy4耦接在第一感測(cè)電極H4與控制單元30之間，依此類推。由此，每ー該第一感測(cè)電極H1-H4可通過(guò)輸入開(kāi)關(guān)組11耦接至第一輸入電壓源V+、第二輸入電壓源V-或重置電壓Vkst ;—實(shí)施例中，該第一輸入電壓源V+、該第二輸入電壓源V-及該重置電壓Vkst均可由該控制単元30提供。所述輸出開(kāi)關(guān)組12分別耦接在所述第ニ感測(cè)電極L1-L4與該比較器50的兩個(gè)輸入端其中之一或該重置電壓Vkst之間，例如此時(shí)第二開(kāi)關(guān)組SWxl耦接在第二感測(cè)電極LI與比較器50的正相輸入端51或重置電壓Vkst之間，第二開(kāi)關(guān)組SWx2耦接在第二感測(cè)電極L2與比較器50的正相輸入端51或重置電壓Vkst之間，第二開(kāi)關(guān)組SWx3耦接在第二感測(cè)電極L3與比較器50的正相輸入端51或重置電壓Vest之間，第二開(kāi)關(guān)組SWx4耦接在第二感測(cè)電極L4與比較器50的正相輸入端51或重置電壓Vkst之間，依此類推。由此，每ー該第二感測(cè)電極L1-L4可通過(guò)輸出開(kāi)關(guān)組12耦接至該比較器50的兩個(gè)輸入端其中之一或該重置電壓VKST。
[0037]該比較器50具有正相輸入端51及反相輸入端52,并具有輸出端53輸出邏輯位準(zhǔn)I或0至該控制単元30 ;本實(shí)施例中，該正相輸入端51可通過(guò)該輸出開(kāi)關(guān)組13耦接所述第ニ感測(cè)電極L1-L4而該反相輸入端52可耦接參考電壓VKEF。另ー實(shí)施例中，該正相輸入端51可耦接該參考電壓Vkef而該反相輸入端52可通過(guò)該輸出開(kāi)關(guān)組13耦接所述第二感測(cè)電極 L1-L4。
[0038]該控制単元30依序控制兩所述第一感測(cè)電極H1-H4分別耦接第一輸入電壓源V+及第ニ輸入電壓源V-，依序控制所述第二感測(cè)電極L1-L4耦接該比較器50的該正相輸入端51 (假設(shè)此時(shí)該反相輸入端52耦接該參考電壓VKEF)，并提供可變電壓Vdac至該正相輸入端51，以平衡該正相輸入端51及該反相輸入端52的電壓值；其中，該第一輸入電壓源V+及該第二輸入電壓源V-的電壓值不等。
[0039]圖4中，該控制單元30依序(例如依序由Hl至H4)控制兩個(gè)相鄰的所述輸入開(kāi)關(guān)組11分別切換至該第一輸入電壓源V+及該第二輸入電壓V-(例如該控制開(kāi)關(guān)30輸出第ー控制信號(hào)SI以控制所述輸入開(kāi)關(guān)組11的切換)，該控制單元30還依序(例如依序由LI至L4)控制所述輸出開(kāi)關(guān)組12輪流切換至該比較器50的該正相輸入端51 (例如該控制開(kāi)關(guān)30輸出第二控制信號(hào)S2以控制所述輸出開(kāi)關(guān)組13的切換)。例如圖4顯示的狀態(tài)中，該控制単元30控制該第一感測(cè)電極H2耦接該第一輸入電壓源V+并控制該第一感測(cè)電極H3耦接該第二輸入電壓源V-，控制該第二感測(cè)電極L3耦接該正相輸入端51，當(dāng)觸控件碰觸接觸點(diǎn)Cl或C2吋，則會(huì)破壞該正相輸入端51及該反相輸入端52的電位平衡，由此該控制単元30可判定碰觸事件發(fā)生。
[0040]例如，當(dāng)該碰觸事件發(fā)生在接觸點(diǎn)Cl時(shí)，該正相輸入端51的電壓值會(huì)低于該反相輸入端52的電壓值而使得該輸出端53輸出邏輯位準(zhǔn)0，該控制単元30可調(diào)升該可變電壓Vdac直到該輸出端53輸出邏輯位準(zhǔn)I為止。當(dāng)該碰觸事件發(fā)生在接觸點(diǎn)C2吋，該正相輸入端51的電壓值會(huì)高于該反相輸入端52的電壓值而使得該輸出端53輸出邏輯位準(zhǔn)1，該控制単元30可調(diào)降該可變電壓VDA。直到該輸出端53輸出邏輯位準(zhǔn)0為止。本實(shí)施例中，該控制單元30調(diào)整該可變電壓Vda。直到該比較器50的輸出端53的邏輯位準(zhǔn)產(chǎn)生變化，表示該正相輸入端51及該反相輸入端52已達(dá)到電位平衡。該控制単元30則可根據(jù)該可變電壓VDA。的調(diào)整數(shù)值來(lái)判定碰觸程度。
[0041]此外，為了避免電路中電容的殘余電荷影響判斷結(jié)果，該控制単元30可在重置階段將所述第一感測(cè)電極H1-H4及所述第二感測(cè)電極L1-L4耦接該重置電壓VKST，以釋放電路中電容的殘余電荷；其中，只要該重置電壓Vkst不等于該第一輸入電壓源V+及該第二輸入電壓源V-即可，該重置電壓Vkst可為固定的正值、負(fù)值或零。較佳地，該重置電壓Vkst的電壓值介于該第一輸入電壓源V+的電壓值及該第二輸入電壓源V-的電壓值之間。
[0042]一實(shí)施例中，該可變電壓Vdac具有可調(diào)范圍Rdac,該重置階段時(shí)該可變電壓Vdac可被重置在該可調(diào)范圍Rdac的中間電壓I。由此，該可變電壓Vdac可被調(diào)升及調(diào)降，以避免無(wú)法調(diào)整的情形，但本發(fā)明并不以此為限；亦即，該重置階段時(shí)該可變電壓Vdac可被重置在該可調(diào)范圍Rda。的任意位置，較佳不位于該可調(diào)范圍Rda。的極限值。
[0043]本實(shí)施例的電容式觸控系統(tǒng)可還包括相互串接的開(kāi)關(guān)組SWl及電容CMfl，該串接的開(kāi)關(guān)組SWl及電容CMfl耦接在該可變電壓Vdac (即該控制單元30)及該正相輸入端51之間。該控制単元30可在該重置階段時(shí)將該電容Crefl耦接至該重置電壓Vkst以釋放殘余電荷。其他實(shí)施例中，當(dāng)該比較器50的正相輸入端51系耦接該參考電壓Vkef吋，該開(kāi)關(guān)組Sffl及該電容CMfl則耦接在該可變電壓Vdac及該反相輸入端52之間。本實(shí)施例中，該重置電壓VIffiT較佳等于該參考電壓VKEF。
[0044]請(qǐng)參照?qǐng)D5所示，其顯示本發(fā)明第三實(shí)施例的電容式觸控系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)，包括感測(cè)陣列10、控制單元30及比較器50 ;其中，該感測(cè)陣列10包括多個(gè)第一感測(cè)電極(例如H1-H4表示)、多個(gè)第二感測(cè)電極(例如L1-L4)、多個(gè)輸入開(kāi)關(guān)組11及多個(gè)輸出開(kāi)關(guān)組12。
[0045]所述第一感測(cè)電極H1-H4相互平行地延伸在第一方向上，例如用以檢測(cè)碰觸事件的Y方向位置；所述第二感測(cè)電極L1-L4相互平行地延伸在第二方向上，例如用以檢測(cè)該碰觸事件的X方向位置。所述輸入開(kāi)關(guān)組11分別耦接在所述第一感測(cè)電極H1-H4與該控制単元30之間，因類似于圖4故在此不再贅述。由此，每ー該第一感測(cè)電極H1-H4可通過(guò)輸入開(kāi)關(guān)組11耦接至輸入電壓源V+、可變電壓Vdac或重置電壓Vkst ;—實(shí)施例中，該輸入電壓源V+、該可變電壓Vdac及該重置電壓Vkst均可由該控制単元30提供。所述輸出開(kāi)關(guān)組12分別耦接在所述第二感測(cè)電極L1-L4與該比較器50的兩個(gè)輸入端其中之一(例如此時(shí)為該正相輸入端51)或該重置電壓Vkst之間，因類似于圖4故在此不再贅述。由此，每ー該第二感測(cè)電極L1-L4可通過(guò)輸出開(kāi)關(guān)組12耦接至該比較器50的兩個(gè)輸入端其中之一或該重置
電壓Vkst。
[0046]該比較器50具有正相輸入端51及反相輸入端52,并具有輸出端53輸出邏輯位準(zhǔn)I或0至該控制単元30 ;本實(shí)施例中，該正相輸入端51可通過(guò)該輸出開(kāi)關(guān)組13耦接所述第二感測(cè)電極L1-L4而該反相輸入端52可耦接參考電壓VKEF。另ー實(shí)施例中，該正相輸入端51可耦接該參考電壓Vkef而該反相輸入端52可通過(guò)該輸出開(kāi)關(guān)組13耦接所述第二感測(cè)電極 L1-L4。
[0047]該控制單元30依序控制所述第二感測(cè)電極L1-L4耦接該比較器50的該正相輸入端51 (假設(shè)此時(shí)該反相輸入端52耦接該參考電壓VKEF)，依序控制兩所述第一感測(cè)電極H1-H4分別耦接輸入電壓源V+及可變電壓源VDAC，以平衡該正相輸入端51及該反相輸入端52的電壓值。
[0048]圖5中，該控制單元30依序(例如依序由Hl至H4)控制兩個(gè)相鄰的所述輸入開(kāi)關(guān)組11分別切換至該輸入電壓源V+及該可變電壓源Vdac (例如該控制開(kāi)關(guān)30輸出第一控制信號(hào)S1以控制所述輸入開(kāi)關(guān)組11的切換)，該控制單元30還依序(例如依序由LI至L4)控制所述輸出開(kāi)關(guān)組12輪流切換至該比較器50的該正相輸入端51 (例如該控制開(kāi)關(guān)30輸出第二控制信號(hào)S2以控制所述輸出開(kāi)關(guān)組13的切換)。例如圖5顯示的狀態(tài)中，該控制單元30控制該第一感測(cè)電極H2耦接該輸入電壓源V+并控制該第一感測(cè)電極H3耦接該可變電壓源VDAC，控制該第二感測(cè)電極L3耦接該正相輸入端51，當(dāng)觸控件碰觸接觸點(diǎn)Cl或C2吋，則會(huì)破壞該正相輸入端51及該反相輸入端52的電位平衡，由此該控制単元30可判定碰觸事件發(fā)生。
[0049]例如，當(dāng)該碰觸事件發(fā)生在接觸點(diǎn)Cl時(shí)，該正相輸入端51的電壓值會(huì)低于該反相輸入端52的電壓值而使得該輸出端53輸出邏輯位準(zhǔn)0，該控制単元30可調(diào)整該可變電壓Vdac直到該輸出端53輸出邏輯位準(zhǔn)I為止；當(dāng)該碰觸事件發(fā)生在接觸點(diǎn)C2時(shí)，該正相輸入端51的電壓值會(huì)高于該反相輸入端52的電壓值而使得該輸出端53輸出邏輯位準(zhǔn)1，該控制単元30可調(diào)整該可變電壓Vda。直到該輸出端53輸出邏輯位準(zhǔn)0為止；其中，調(diào)升或調(diào)降該可變電壓Vdac可根據(jù)該可變電壓Vdac的正負(fù)值決定。本實(shí)施例中，該控制単元30調(diào)整該可變電壓V直到該比較器50的輸出端53的邏輯位準(zhǔn)產(chǎn)生變化，表示該正相輸入端51及該反相輸入端52已達(dá)到電位平衡。該控制単元30則可根據(jù)該可變電壓Vdac的調(diào)整數(shù)值來(lái)判定碰觸程度。
[0050]此外，為了避免電路中電容的殘余電荷影響判斷結(jié)果，該控制單元30可在重置階段將所述第一感測(cè)電極H1-H4及所述第二感測(cè)電極L1-L4耦接該重置電壓VKST，以釋放電路中電容的殘余電荷；其中，只要該重置電壓Vkst不等于該輸入電壓源V+及該可變電壓Vdac即可，該重置電壓Vkst可為固定的正值、負(fù)值或零。較佳地，該重置電壓Vkst的電壓值介于該輸入電壓源V+的電壓值及該可變電壓Vdac的電壓值之間。
[0051]一實(shí)施例中，該可變電壓Vdac具有可調(diào)范圍Rdac,該重置階段時(shí)該可變電壓Vdac可被重置在該可調(diào)范圍Rdac的中間電壓I。由此，該可變電壓Vdac可被調(diào)升及調(diào)降，以避免無(wú)法調(diào)整的情形，但本發(fā)明并不以此為限；亦即，該重置階段時(shí)該可變電壓Vdac可被重置在該可調(diào)范圍Rdac的任意位置，較佳不位于該可調(diào)范圍Rdac的極限值。本實(shí)施例中，該重置電壓Vest較佳等于該參考電壓VKEF。
[0052]此外，圖3至圖5中，未被該控制単元30掃描的所述第一感測(cè)電極及所述第二感測(cè)電極(即相對(duì)應(yīng)的輸入開(kāi)關(guān)組11及輸出開(kāi)關(guān)組13未被開(kāi)啟)則被耦接至該重置電壓VKST。
[0053]本發(fā)明各實(shí)施例中，該輸入電壓源、該重置電壓、該參考電壓及該可變電壓可為正電壓或負(fù)電壓。
[0054]綜上所述，已知電容式觸控系統(tǒng)使用電容庫(kù)中多個(gè)不同的電容器來(lái)補(bǔ)償碰觸事件造成的耦合電荷變化以檢測(cè)碰觸程度，而制作多個(gè)電容器在基板上會(huì)占用該基板的大量面積。因此，本發(fā)明還提出ー種觸控系統(tǒng)(圖3、圖4及圖5)，其通過(guò)提供可變電壓來(lái)平衡碰觸事件造成的耦合電荷變化，因此無(wú)須制作大量電容器以作為平衡耦合電荷的手段，并同時(shí)可降低制作成本。
[0055]雖然本發(fā)明已以前述實(shí)施例公開(kāi)，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與修改。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電容式觸控系統(tǒng),該電容式觸控系統(tǒng)包括: 多個(gè)第一感測(cè)電極，在第一方向上平行地延伸； 多個(gè)第二感測(cè)電極，在第二方向上平行地延伸； 比較器，具有正相輸入端及反相輸入端 '及 控制單元，依序控制所述第一感測(cè)電極耦接輸入電壓源，依序控制兩個(gè)所述第二感測(cè)電極分別耦接所述比較器的所述正相輸入端及所述反相輸入端，并提供第一可變電壓至所述正相輸入端及第二可變電壓至所述反相輸入端，以平衡所述正相輸入端及所述反相輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式觸控系統(tǒng)，該電容式觸控系統(tǒng)還包括多個(gè)輸入開(kāi)關(guān)組以及多個(gè)輸出開(kāi)關(guān)組，其中，所述輸入開(kāi)關(guān)組分別耦接在所述第一感測(cè)電極與所述控制單元之間，所述輸出開(kāi)關(guān)組分別耦接在所述第二感測(cè)電極與所述比較器之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電容式觸控系統(tǒng)，其中所述控制単元在重置階段將所述第一感測(cè)電極及所述第二感測(cè)電極耦接重置電壓，且所述重置電壓不等于所述輸入電壓源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容式觸控系統(tǒng)，其中所述第一可變電壓具有第一可調(diào)范圍且所述第二可變電壓具有第二可調(diào)范圍，在所述重置階段時(shí)所述第一可變電壓被重置為所述第一可調(diào)范圍的最低電壓且所述第二可變電壓被重置為所述第二可調(diào)范圍的最高電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式觸控系統(tǒng)，其中所述控制單元調(diào)整所述第一可變電壓和/或所述第二可變電壓，直到所述比較器的輸出端的邏輯位準(zhǔn)產(chǎn)生變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式觸控系統(tǒng)，該電容式觸控系統(tǒng)還包括串接的第一開(kāi)關(guān)組及第ー電容，所述串接的第一開(kāi)關(guān)組及第一電容耦接在所述第一可變電壓與所述正相輸入端之間；以及串接的第二開(kāi)關(guān)組及第二電容，所述串接的第二開(kāi)關(guān)組及第二電容耦接在所述第二可變電壓與所述反相輸入端之間。
7.—種電容式觸控系統(tǒng),該電容式觸控系統(tǒng)包括: 多個(gè)第一感測(cè)電極，在第一方向上平行地延伸； 多個(gè)第二感測(cè)電極，在第二方向上平行地延伸； 比較器，具有第一輸入端及第二輸入端，且所述第二輸入端耦接參考電壓；以及 控制單元，依序控制兩個(gè)所述第一感測(cè)電極分別耦接第一輸入電壓源及第二輸入電壓源，依序控制所述第二感測(cè)電極耦接所述比較器的所述第一輸入端，并提供可變電壓至所述比較器的所述第一輸入端，以平衡所述第一輸入端及所述參考電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電容式觸控系統(tǒng)，該電容式觸控系統(tǒng)還包括多個(gè)輸入開(kāi)關(guān)組以及多個(gè)輸出開(kāi)關(guān)組，其中，所述輸入開(kāi)關(guān)組分別耦接在所述第一感測(cè)電極與所述控制單元之間，所述輸出開(kāi)關(guān)組分別耦接在所述第二感測(cè)電極與所述比較器的所述第一輸入端之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的電容式觸控系統(tǒng)，其中所述控制単元在重置階段將所述第一感測(cè)電極及所述第二感測(cè)電極耦接重置電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電容式觸控系統(tǒng)，其中所述重置電壓的電壓值介于所述第ー輸入電壓源的電壓值與所述第二輸入電壓源的電壓值之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電容式觸控系統(tǒng)，其中所述控制單元調(diào)整所述可變電壓，直到所述比較器的輸出端的邏輯位準(zhǔn)產(chǎn)生變化。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電容式觸控系統(tǒng)，該電容式觸控系統(tǒng)還包括串接的開(kāi)關(guān)組及電容，所述串接的開(kāi)關(guān)組及電容耦接在所述可變電壓與所述比較器的所述第一輸入端之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電容式觸控系統(tǒng)，其中所述第一輸入端為正相輸入端且所述第二輸入端為反相輸入端，或者所述第一輸入端為反相輸入端且所述第二輸入端為正相輸入端。
14.一種電容式觸控系統(tǒng),該電容式觸控系統(tǒng)包括: 多個(gè)第一感測(cè)電極，在第一方向上平行地延伸； 多個(gè)第二感測(cè)電極，在第二方向上平行地延伸； 比較器，具有第一輸入端及第二輸入端，且所述第二輸入端耦接參考電壓；以及 控制單元，依序控制所述第二感測(cè)電極耦接所述比較器的所述第一輸入端，控制兩個(gè)所述第一感測(cè)電極分別耦接輸入電壓源及可變電壓，以平衡所述第一輸入端及所述參考電壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電容式觸控系統(tǒng)，該電容式觸控系統(tǒng)還包括多個(gè)輸入開(kāi)關(guān)組以及多個(gè)輸出開(kāi)關(guān)組，其中，所述輸入開(kāi)關(guān)組分別耦接在所述第一感測(cè)電極與所述控制単元之間，所述輸出開(kāi)關(guān)組分別耦接在所述第二感測(cè)電極與所述比較器的所述第一輸入端之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的電容式觸控系統(tǒng)，其中所述控制単元在重置階段將所述第一感測(cè)電極及所述第二感·測(cè)電極耦接重置電壓。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電容式觸控系統(tǒng)，其中所述重置電壓的電壓值介于所述輸入電壓源的電壓值與所述可變電壓的電壓值之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電容式觸控系統(tǒng)，其中所述控制單元調(diào)整所述可變電壓，直到所述比較器的輸出端的邏輯位準(zhǔn)產(chǎn)生變化。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電容式觸控系統(tǒng)，其中耦接所述輸入電壓源及所述可變電壓的兩個(gè)所述第一感測(cè)電極彼此相鄰。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電容式觸控系統(tǒng)，其中所述第一輸入端為正相輸入端且所述第二輸入端為反相輸入端，或者所述第一輸入端為反相輸入端且所述第二輸入端為正相輸入端。
【文檔編號(hào)】G06F3/044GK103593096SQ201210292828
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月16日
【發(fā)明者】鐘潤(rùn)世, 陳純熙, 黃建翔, 蔡昆華 申請(qǐng)人:瀚宇彩晶股份有限公司