触碰感测装置以及其使用的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种触碰感测装置，尤其涉及一种用于检测电容的触碰感测装置以及 相关的方法。
【背景技术】
[0002] 在现有的电子产品应用中，电容式感应是一种常见的技术，其可用在多种感应器 上以检测待测物的距离、位置以及位移。电容式触控板（或触控面板）应用了电容式感应 技术，可搭配多点触控和以及使用者的手势（gesture)来进行各式各样的应用，例如电脑 游标的控制、图片的放大缩小、视窗卷动等。目前大部分的智能手机以及平板电脑皆是以电 容式触控面板作为输入工具。
[0003] 电容式触控技术又可分为自感式检测（self-capacitance sensing)以及互感式 检测（mutual-capacitance sensing)，这两种电容式触控技术可通过窄频的低通滤波器来 抑制杂讯，以提高检测触控的准确性。在现有的实施架构中，取样频率与激励信号的频率相 同，受限于扫描结果的回报速度频率（report rate)的要求，取样数目有限。增加信噪比 (signal-to-noise ratio)的一般做法是提高驱动电压，但会导致耗电的问题。
[0004] 因此，有需要提供一种新的方法及装置，能够在不提高工作电压的情况下，改善触 碰感测装置的杂讯问题。
【发明内容】
[0005] 本发明一实施例提供了一种触碰感测装置，包括激励源、待测电容、取样电路以及 滤波器。该激励源用以提供具有第一频率的激励信号；该待测电容耦接该激励源，且该待测 电容用以接收该激励信号，并产生感测信号；该取样电路用以对该感测信号进行取样以产 生数字输出，其中该取样电路包括脉冲密度调变单元具有一输入端耦接该待测电容，该脉 冲密度调变单元以第二频率对经由该输入端输入的信号进行取样以产生该数字输出，其中 该第二频率高于该第一频率；该滤波器耦接于该脉冲密度调变单元，用以对该数字输出进 行滤波，以产生滤波信号。
[0006] 本发明另一实施例提供了一种触碰感测方法，包括：提供具有第一频率的激励信 号至待测电容，以产生感测信号；对该感测信号进行一取样步骤，该取样步骤包括以第二频 率进行取样的脉冲密度调变以产生数字输出，其中该第二频率高于该第一频率；以及对该 数字输出进行滤波，以产生滤波信号。
[0007] 利用本发明提供的实施例，有助于提高触控装置的信噪比。
【附图说明】
[0008] 图1为本发明触碰感测装置一实施例的示意图。
[0009] 图2为本发明触碰感测装置另一实施例的不意图。
[0010] 图3为本发明触碰感测装置另一实施例的不意图。
[0011] 图4为图1/图2所示的触碰感测装置中的脉冲密度调变单元一实施例的示意图。
[0012] 图5为图3中触碰感测装置的频谱图。
[0013] 图6为图1/图2所示的触碰感测装置中的脉冲密度调变单元一等效电路图。
[0014] 图7为本发明触碰感测装置另一实施例的不意图。
[0015] 图8为本发明触碰感测装置另一实施例的不意图。
[0016] 图9为图8中触碰感测装置的频谱图。
[0017] 图10为本发明触碰感测装置另一实施例的示意图。
[0018] 图11为图10中触碰感测装置的频谱图。
[0019] 图12为图10中的全波整流电路所接收的相位控制信号的波形图。
[0020] 图13~15为图3所示的低通滤波器的实施例的示意图。
[0021] 图16为本发明取样方法一实施例的流程图。
[0022] 图17为本发明触控感测装置的示意图。
[0023] 主要部件附图标记：
[0024] 100、100'、200、500、600、700 触碰感测装置
[0025] 20 激励源
[0026] 30、30' 待测电容
[0027] 40 脉冲密度调变单元
[0028] 50 混频器
[0029] 60 带通滤波器
[0030] 70 累加器
[0031] 260 低通滤波器
[0032] 41 加法积分器
[0033] 42 取样保持单元
[0034] 43 模拟数字转换器
[0035] 44 数字模拟转换器
[0036] 45 增益控制单元
[0037] 310、320、330、610、620、630、710、720、730 频谱
[0038] 441 加法积分单元
[0039] 443 1比特模拟数字转换器
[0040] 445 增益控制电阻
[0041] 510 查找表
[0042] 520 多工器
[0043] 521 第一输入端
[0044] 522 第二输入端
[0045] 527 控制端
[0046] 528 输出端
[0047] 635 前置取样保持电路
[0048] 735 全波整流电路
[0049] 736、2614 加法器
[0050] 737、738 开关
[0051] 260_1 ~260_M、2600、2600' 滤波单元
[0052] 2612 第一乘法器
[0053] 2616 第二乘法器
[0054] 2623 第一加法器
[0055] 2625 第二加法器
[0056] 291 第一移位器
[0057] 292 第二移位器
[0058] 293 第三移位器
[0059] 2618、2627 延迟器
[0060] 1602 ~1612 步骤
[0061] phi 第一相位控制信号
[0062] ph2 第二相位控制信号
[0063] Sl 感测信号
[0064] Ml 平移后的数字输出
[0065] fe 第一频率
[0066] fs 第二频率
[0067] Dl 数字输出
[0068] Fl 滤波信号
[0069] Al 累加信号
[0070] El 激励信号
[0071] COMl、COM2 比较器
[0072] Cl 电容
[0073] Vin 输入电压
[0074] Vref 参考电压
[0075] CLK 时脉信号
[0076] X (η) 数字数据
[0077] Yl 第一输出
[0078] Υ2 第二输出
[0079] Υ3 第三输出
[0080] Υ4 第四输出
[0081] YD 延迟输出
[0082] Y (η) 滤波输出
【具体实施方式】
[0083] 在说明书及权利要求书中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应 可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及权利要求书并不 以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在 通篇说明书及权利要求书中所提及的"包括"为一开放式的用语，故应解释成"包括但不限 定于"。另外，"耦接"一词在此包括任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第 一装置耦接于第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其他装 置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。
[0084] 请参照图1以及图2,图1以及图2分别为本发明触碰感测装置100两实施例的 示意图。如图1所示，触碰感测装置1