电容式触控装置及其刺激信号产生电路与方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电容式触控装置，尤其涉及一种电容式触控装置的刺激信号产生 电路。
【背景技术】
[0002] 电容式触控装置包含有一触控板及一扫描电路，其中该触控板包含有多个感应 线，而该扫描电路依序将一刺激信号输入至该全部或部分感应线，因电容效应之故，该刺激 信号于该感应线上产生充电电流，待经过一充电时间后，该感应线的电流趋于稳定，此时再 读取该条感应线的放电电流，或读取与该条感应线交错的感应线上的耦合电流，以转换正 确的电容感应值，再依据该电容感应值的变化来识别该触控板上的触碰物件位置。
[0003] 由于该触控板上的多个感应线分布在不同位置，与扫描电路的一刺激信号产生电 路60之间的距离长短不同，使得该每条感应线的充电时间并不相同，如图10所示，假设该 触控板50的第一轴感应线TX1~TX40双端同时输入该刺激信号，则以第一条第一轴感应 线TX1至中间位置的第二轴感应线RX35的电流传送路径phi最远，代表此电流传送路径 phi需要最长的充电时间；反之，最后一条第一轴感应线TX40与第一条第二轴感应线RX1 的电流传送路径最短Ph2,其充电时间亦最短。一般来说，该电容式触控装置使用刺激信号 为方波信号或弦波信号；如图11A-1及图11A-2所示，为分别输出方波信号至最近及最远 电流传送路径ph2、phi的感应线TX1~TX35后，所接收到对应电流感应信号的频谱图，以 及图11B-1及图11B-2所示，分别输出弦波信号至最近及最远电流传送路径ph2、phi的感 应线后，所接收对应电流感应信号的频谱图。由图11A-1、图11A-2、图11B-1及图11B-2相 较可知，使用模拟弦波信号作为刺激信号，于通过触控板50的感应线51后较不易失真，且 再如图12A所示，接收四组刺激信号为方波信号后获得十二组电流感应信号，再经模拟数 字转换成对应的电容应感值的数值曲线图，其中电流传送路径较短的数字感应值较电流传 送路径较长的数字感应数值为高；反观图12B，接收四组刺激信号为弦波信号后同样获得 十二组电流感应信号，再经模拟数字转换成对应的电流感应值的数值曲线图；由图中可知， 电流传送路径较短的数字感应值较电流传送路径较长的数字感应数值相差甚微，故曲线较 为平坦，代表接收刺激信号为弦波信号的电流感应信号明显较不易受电流传送路径长短的 影响。
[0004] 请参阅图13所示，该电容式触控装置的扫描电路包含有该刺激信号产生电路60 及一接收电路70,以分别连接该触控板50的对应感应线51。其中该刺激信号产生电路60 包含有一模拟信号产生单兀61及多个放大器62。该模拟信号产生单兀61产生一模拟弦波 信号Sa，再经过对应的放大器63予以放大该模拟弦波信号Sa后，输出与该放大器63连接 的感应线51 ;如此，该刺激信号产生电路61即可输出该模拟弦波信号Sa作为刺激信号，再 由该接收电路70即可接收到较佳的模拟感应信号后转换为数字的电容感应值，以正确计 算触碰物件的位置。
[0005] 由上述说明可知，目前刺激信号产生电路提供弦波信号作为刺激信号使用，惟仍 须使用放大器将模拟信号产生单元输出的模拟弦波信号加以放大；所以，目前刺激信号产 生电路的模拟信号产生单元相当耗电，且随着触控板面积加大增加感应线，其电路成本亦 会随之增加；此外，模拟信号产生单元包含有模拟电路，如以集成电路实现之，一般而言传 统模拟电路将占用集成电路芯片较大的面积，故有改善之必要。
【发明内容】
[0006] 有鉴于上述技术缺陷，本发明主要目的在于提供一种具有简单电路架构的刺激信 号产生电路与方法，以及使用该刺激信号产生电路的电容式触控装置，来解决刺激信号通 过不同电流传送路径的触控板感应线所产生的感应信号失真、耗电、高成本等问题。
[0007] 欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该刺激信号产生电路该刺激信号产生 电路用于电连接于该电容式触控装置的多个感应线，其中该刺激信号产生电路包括：
[0008] -储存单元，储存至少一组数字数据，各该至少一组数字数据对应一频率；及
[0009] -脉冲密度调变信号产生电路，连接至该储存单元及该多个感应线，以读取该储 存单元的该至少一组数字数据，并依据该组数字数据所对应的频率，将该组数字数据转换 一脉冲密度调变信号，该脉冲密度调变信号输出至该多个感应线。
[0010] 上述本发明刺激信号产生电路主要直接产生脉冲密度调变信号，作为刺激信号输 出至该多个感应线；由于该脉冲密度调变信号流经感应线的电流传送路径可等效一低通滤 波器，故可将该脉冲密度调变信号还原成模拟刺激信号，可令一接收电路接收到有效的模 拟感应信号，减少失真而有利读取感应信号的正确性；再者，由于不必额外通过放大器放大 该脉冲密度调变信号，故亦可有效简化该刺激信号产生电路的复杂度，并可省电。
[0011] 欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该电容式触控装置包含：
[0012] -触控板，包含有多个感应线；
[0013] -刺激信号产生电路，包含有一储存单元及一脉冲密度调变信号产生电路；其中 该储存单元储存至少一组数字数据，各该至少一组数字数据对应一频率；而该脉冲密度调 变信号产生电路则连接至该储存单元及该多个感应线，以读取该储存单元的该至少一组数 字数据，并依据该组数字数据所对应的频率，将该组数字数据转换一脉冲密度调变信号，该 脉冲密度调变信号输出至该多个感应线；及
[0014] 一接收电路，连接至该触控板的感应线，以接收与受该脉冲密度调变信号驱动的 感应线相对应的各该感应线的模拟感应信号。
[0015] 上述本发明电容式触控装置的刺激信号产生电路直接产生脉冲密度调变信号作 为刺激信号，并输出至该多个感应线；由于该脉冲密度调变信号流经感应线的电流传送路 径可等效一低通滤波器，故可将该脉冲密度调变信号还原成模拟刺激信号，可令该接收电 路接收到有效的模拟感应信号，减少失真而有利读取感应信号的正确性；再者，由于不必额 外通过放大器放大该脉冲密度调变信号，故亦可有效简化该刺激信号产生电路的复杂度， 并可省电。
[0016] 欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该刺激信号产生方法包含：
[0017] 储存至少一组数字数据，其中各该至少一组数字数据对应一频率；
[0018] 依照该组数字数据所对应的频率，将该组数字数据转换为一脉冲密度调变信号； 及
[0019] 将该脉冲密度调变信号作为该刺激信号输出至该多个感应线。
[0020] 上述本发明刺激信号产生方法是产生脉冲密度调变信号，而该脉冲密度调变信号 与刺激信号的频率相同，故直接以该脉冲密度调变信号作刺激信号使用。同理，由于该脉冲 密度调变信号流经感应线的电流传送路径可等效一低通滤波器，故可将该脉冲密度调变信 号还原成模拟刺激信号后予以接收，减少失真而有利读取感应信号的正确性，且可节省电 力。
[0021] 以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【附图说明】
[0022] 图1A :本发明电容式触控装置的第一较佳实施例的一功能方框图；
[0023] 图1B :本发明电容式触控装置的第一较佳实施例的另一功能方框图；
[0024] 图2A及图2B :本发明脉冲密度调变信号与不同频率的弦波信号的波形图；
[0025] 图3 :本发明接收电路的模拟数字转换器的功能方框图；
[0026] 图4A及图4B :输出脉冲密度调变信号至图1A及图1B的四条第一轴感应线后，所 分别接收到十二条第二轴感应线的模拟感应信号并经转换为电容感应值的数值曲线图；
[0027] 图5A :本发明电容式触控装置的第二较佳实施例的一功能方框图；
[0028] 图5B :本发明电容式触控装置的第二较佳实施例的另一功能方框图；
[0029] 图6 :本发明电容式触控装置的第三较佳实施例的功能方框图；
[0030] 图7 :本发明电容式触控装置的第四较佳实施例的功能方框图；
[0031] 图8 :本发明电容式触控装置的第五较佳实施例的功能方框图；
[0032] 图9 :本发明信号转换单元的功能方框图；
[0033] 图10 :既有电容式触控装置的结构示意图；
[0034] 图11A-1及图11A-2 :分别输出方波信号至最近及最远电流传送路径的感应线后 所接收到对应感应信号的频谱图；
[0035] 图11B-1及图11B-2 :分别输出弦波信号至最近及最远电流传送路径的感应线后 所接收到对应感应信号的频谱图；
[0036] 图12A :分别输出方波信号至四条不同电流传送路径的感应线后，所接收到多个 电流感应信号并经转换为电容感应值的数值图；
[0037] 图12B :分别输出弦波信号至四条不同电流传送路径的感应线后，所接收到多个 电流感应信号并经转换为电容感应值的数值图；
[0038] 图13 :既有一电容式触控装置的扫描电路的方框图。
[0039] 其中，附图标记
[0040] 10触控板 11感应线
[0041] 20、20a储存单元 201上查表
[0042] 21、21'、21a脉冲密度调变信号电路 211控制器
[0043] 212切换电路 213 -对多多工器
[0044] 213a多对多多工器 22信号转换单元
[0045] 221累加器 222量化器
[0046] 223输出反馈电路
[0047] 30、30'接收电路
[0048] 31模拟数字转换器 311数字积分器
[0049] 312取样保持电路 313 -位元模拟数字