专利名称：触控感测电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种触控感测电路，尤其涉及一种当手指触摸触摸屏幕面板时，经由检测相邻驱动电极之间的耦合电容的变化差，可感测在触摸屏幕面板上是否产生触摸的触控感测电路。
背景技术：
随着电子装置的小型化，触摸屏幕面板(TSP)被广泛用作为输入装置。在TSP其后部提供有显示单元，从显示单元输出的图像或类似物通过TSP传送，然后显示给用户，当用户触摸TSP时，相应的电子装置执行用户的指令，当观看图像或类似物时，相应的电子装置请求该指令。 这种TSP倾向于使用电容方案，以检测TSP上的输入位置。电容方案是，当用户用他/她的手指触摸在TSP的电极上形成的电介质薄膜时，通过电容在瞬间的电流中产生一瞬间的变化，且能够从瞬间的变化检测出触摸的位置。同时，根据这种电容式触摸屏幕面板(TSP)，即使当用户使用多点触摸方式中的TSP作为在同一时间通过多个手指触摸多个点，多个点在同一时间可以被识别。图I为说明传统的电容式触控感测装置的配置图。参考图1，电容式触控感测装置100包括触摸屏幕面板110以及检测装置120。触摸屏幕面板110包括多个驱动电极Illa至llln，该驱动电极横向延伸并且连接至多个感测通道112a至112n ;以及多个接收电极113a至113n，该接收电极纵向延伸并且连接至多个感测通道114a至114n。多个驱动电极Illa至Illn以及多个接收电极113a至113n排列在相互不同的平面，并且包括寄生阻抗,例如寄生电阻Rp及寄生电容Cpl。同时，在多个驱动电极Illa至Illn与多个接收电极113a至113n相互交错的每一个节点，形成稱合电容Ce。因此,多个驱动电极Illa至llln、耦合电容Ce、以及多个接收电极113a至113n构成了检测稱合电容的变化的检测路径。在这种情况下，当使用者触摸多个驱动电极Illa至Illn中的其中之一时，在触摸的驱动电极和与触摸的驱动电极交错的接收电极之间产生耦合电容Ce的变化，以便可藉由通过检测装置120感测该变化决定触摸屏幕面板110是否被触摸。图2为说明触摸屏幕面板的结构的示意图。通常，根据安装显示面板的形式，触摸屏幕面板(TSPs)分为附加式触摸屏幕面板及外挂式触摸屏幕面板。在图2中，图2(a)为说明附加式触摸屏幕面板的配置示意图，图2(b)为说明外挂式触摸屏幕面板的配置示意图。如图2(a)所示，附加式触摸屏幕面板(TSP)具有其中TFT基板11、滤色镜基板12、绝缘层13、触摸屏幕基板14以及回火玻璃基板15以正规序列形成的结构。相比之下，如图2(b)所示，外挂式触摸屏幕面板(TSP)具有其中触摸屏幕基板14直接形成在滤色镜基板12上而没有绝缘层的结构。外挂式触摸屏幕面板(TSP)的结构具有可减少整个面板的厚度的优势。然而，与附加式触摸屏幕面板(TSP)相比，由于触摸屏幕基板14接近形成显示驱动电路的TFT基板11，外挂式触摸屏幕面板(TSP)易显示噪音和峰值噪音。如图2(c)所示，在触摸屏幕基板14的驱动电极与TFT基板11的源极线、闸极线与中间的电压线之间产生各种寄生电容Cs、Cg以及Cot。然而，外挂式触摸屏幕面板(TSP)的问题在于，由于触摸屏幕基板14与TFT基板11相互接近，各种寄生电容Cs、Cg以及Ctom的大小进一步增加。
发明内容
因此，本发明试图解决存在于现有技术中的问题，并且本发明的目的是提供一种触控感测电路，该触控感测电路通过在外挂式触摸屏幕面板结构中差分放大器的使用，检 测相邻驱动电极之间的耦合电容的变化差，且感测在触摸屏幕面板上是否产生触摸，藉以能够消除显示噪音。为了获得上述目的，根据本发明的一方面，提供一种触控感测电路，用于感测由关于触摸屏幕面板的触摸来改变的耦合电容值，该触摸屏幕面板包括多个驱动电极以及多个接收电极，且在驱动电极与接收电极相互交错的节点上提供有耦合电容，并感测触摸屏幕面板上是否产生触摸，该触控感测电路包括微分器，被配置以接收施加于第一驱动电极的驱动信号以及施加于与第一驱动电极相邻的第二驱动电极的驱动信号，并产生第一差分信号及第二差分信号；放大器，被配置以接收第一差分信号及第二差分信号，并输出放大的信号out_amp ;以及检测器，被配置以接收差分放大信号并输出检测信号，其中该触控感测电路通过在感测第一耦合电容与第二耦合电容之间的变化差感测在该触摸屏幕面板上是否产生触摸，其中第一耦合电容形成在第一驱动电极与第一接收电极相互交错的节点上，而第二耦合电容形成在第二驱动电极与第二接收电极相互交错的节点上。
图I为现有电容式触控感测装置的配置图；图2为说明一般的触摸屏幕面板的结构示意图；图3为说明根据本发明实施例的触控感测电路的整体结构方块图；图4为说明根据本发明实施例在触控感测电路中的微分器及放大器的详细配置图；图5为根据本发明实施例在触控感测电路中两相邻线的耦合电容值的读取操作概念图；图6为根据本发明另一实施例的触控感测电路的放大器配置图；图7为根据本发明实施例在触控感测电路中的检测器详细配置图；图8为根据本发明其它实施例在触控感测电路中的检测器的配置图；以及图9为说明根据本发明实施例在触控感测电路中的采样/保持放大器的配置图。
具体实施方式
参考本发明的实施例，并参考所附图式作出详细说明。无论如何，相同的附图标记在所附图式及说明书中用于代表相同或相似的组成部分。图3为根据本发明实施例的触控感测电路的整个配置的方块图，图4为根据本发明实施例在触控感测电路中的微分器及放大器的详细配置的示意图。如图3及图4所示，根据本发明实施例的触控感测电路300为用于感测在触摸屏幕面板200上是否产生触摸的装置，且该触控感测电路300包括微分器310、放大器320、检测器330以及采样/保持放大器340。如图I所示，一般的触摸屏幕面板配置为多个横向排列的驱动电极以及多个纵向排列的接收电极，其中驱动电极及接收电极排列在相互不同的平面上。然而，为了简化所附图式并且便于描述，根据本发明实施例中图3及图4仅说明在多个驱动电极及多个接收电极中的第一驱动电极210、第二驱动电极230、第一接收电极220以及第二接收电极240。
如图4所示，第一驱动电极210包括寄生阻抗，例如第一寄生电阻Rpl、第二寄生电阻Rp2以及第一寄生电容Cpl ;第一接收电极220包括寄生阻抗，例如第三寄生电阻Rp3、第四寄生电阻Rp4以及第二寄生电容Cp2。同时，在第一驱动电极210及第一接收电极220相互交错的节点上，形成第一耦合电容Ccl。第二驱动电极230包括寄生阻抗，例如第五寄生电阻Rp5、第六寄生电阻Rp6以及第三寄生电容Cp3 ;第二接收电极240包括寄生阻抗，例如第七寄生电阻Rp7、第八寄生电阻RpS以及第四寄生电容Cp4。同时，在第二驱动电极230及第二接收电极240相互交错的节点上，形成第二耦合电容Cc2。因此，当在第一驱动电极210上产生触摸或者在第二驱动电极230上产生触摸时，形成根据第一驱动电极210、第一耦合电容Ccl以及第一接收电极220检测耦合电容中的变化的第一检测路径；或者形成根据第二驱动电极230、第二耦合电容Cc2以及第二接收电极240检测耦合电容中的变化的第二检测路径。同时，第一驱动信号in_n及第二驱动信号in_n+l为具有电源电压VCC的大小的交流信号(即，AC信号)，且该第一驱动信号in_n及第二驱动信号in_n+l施加于第一驱动电极210及第二驱动电极230，其中第一驱动信号in_n与第二驱动信号in_n+l可经由矩形脉冲、斜坡脉冲等的使用来实施。并且，第一驱动信号in_n与第二驱动信号in_n+l可为相同的信号。微分器310微分施加于第一驱动电极210的第一驱动信号in_n以及施加于与第一驱动电极210相邻的第二驱动电极230的第二驱动信号in_n+l,藉以产生第一差分信号
Vin+及第二差分信号Vin_。微分器310可包括配置有第一稱合电容Ccl及第一差分电阻Rxl的第一微分器，以及配置有第二耦合电容Cc2及第二差分电阻Rx2的第二微分器。第一耦合电容Ccl形成在触摸屏幕面板200的第一驱动电极210与第一接收电极220相互交错的节点上，其中第一耦合电容Ccl的第一端子连接至第一驱动电极210，而第一耦合电容Ccl的第二端子连接至第一接收电极220。第一差分电阻Rxl的第一端子同时连接至放大器320的非反向输入端(+)及第一接收电极220,该第一接收电极220连接至第一稱合电容Ccl的第二端子，同时第一差分电阻Rxl的第二端子连接至第二差分电阻Rx2的第二端子。又，参考电压HVCC施加于第一差分电阻Rxl的第二端子与第二差分电阻Rx2的第二端子共同连接的节点。第二耦合电容Cc2形成在第二驱动电极230与第二接收电极240相互交错的节点上，其中第二耦合电容Cc2的第一端子连接至第二驱动电极230，而第二耦合电容Cc2的第二端子连接至第二接收电极240。第二差分电阻Rx2的第一端子同时连接至放大器320的反相输入端(_)及第二接收电极240，该第二接收电极240连接至第二耦合电容Cc2的第二端子，而第二差分电阻Rx2的第二端子连接至第一差分电阻Rxl的第二端子。方程式I和方程式2表不第一差分信号Vin+及第二差分信号Vin_的大小。
权利要求
1.一种触控感测电路，用于感测由在触摸屏幕面板上触摸来改变的耦合电容值，该触摸屏幕面板包括多个驱动电极及多个接收电极，且在所述驱动电极及所述接收电极相互交错的节点上提供有耦合电容，并感测在该触摸屏幕面板上是否产生触摸，其特征在于，该触控感测电路包括 微分器，被配置以接收施加于第一驱动电极的驱动信号以及施加于与该第一驱动电极相邻的第二驱动电极的驱动信号，并产生第一差分信号及第二差分信号； 放大器，被配置以接收第一差分信号及第二差分信号，并输出放大的信号；以及 检测器，被配置以接收放大的信号并输出检测信号， 其中该触控感测电路通过感测第一耦合电容与第二耦合电容之间的变化差感测在触摸屏幕面板上是否产生触摸，其中该第一耦合电容形成在第一驱动电极与第一接收电极相互交错的节点上，且该第二耦合电容形成在第二驱动电极与第二接收电极相互交错的节点 上。
2.如权利要求I所述的触控感测电路，其特征在于，微分器包括 第一微分器，被配置以包括第一耦合电容及第一差分电阻，通过第一接收电极连接至第一稱合电容的一端的第一端子，并产生第一差分信号；以及 第二微分器，被配置以包括第二耦合电容及第二差分电阻，通过第二接收电极连接至第二耦合电容的一端的第一端子，并产生第二差分信号。
3.如权利要求2所述的触控感测电路，其特征在于，在微分器中，第一差分信号及第二差分信号的大小可通过调整第一差分电阻及第二差分电阻的大小来调整。
4.如权利要求2所述的触控感测电路，其特征在于，第一差分电阻的第二端子与第二差分电阻的第二端子相连，以及 参考电压施加于第一差分电阻的第二端子与第二差分电阻的第二端子之间的连接节点。
5.如权利要求I所述的触控感测电路，其特征在于，放大器被配置具有差分放大器，其通过差分放大器的非反相输入端接收第一差分信号，通过差分放大器的反相输入端接收第二差分信号，并输出放大的信号。
6.如权利要求I所述的触控感测电路，其特征在于，放大器包括 差分放大器，被配置以通过差分放大器的非反相输入端接收第一差分信号，通过差分放大器的反相输入端接收第二差分信号，并放大第一差分信号与第二差分信号之间的差；以及 增益放大器，被配置以接收差分放大器的输出信号，调整差分放大器的输出信号的增益，并输出放大的信号。
7.如权利要求6所述的触控感测电路，其特征在于，增益放大器包括 增益运算放大器，被配置以通过增益运算放大器的非反相输入端接收参考电压； 第一增益电阻，被配置以具有连接至差分放大器的输出端的第一端子、以及具有连接至增益运算放大器的反相输入端的第二端子；以及 第二增益电阻，被配置以具有连接至增益运算放大器的输出端的第一端子、以及同时连接至第一增益电阻的第二端子与增益运算放大器的反相输入端的第二端子。
8.如权利要求5所述的触控感测电路，其特征在于，检测器被配置具有积分器，该积分器包括 积分放大器，被配置以通过积分放大器的非反相输入端接收参考电压； 积体电阻，该积体电阻具有连接至放大器的输出端的第一端子、以及连接至积分放大器的反相输入端的第二端子； 积体电容，该积体电容具有连接至积分放大器的输出端的第一端子、以及同时连接至积体电阻的第二端子与积分放大器的反相输入端的第二端子；以及积体开关，该积体开关平行地连接至积体电容。
9.如权利要求5所述的触控感测电路，其特征在于，检测器被配置具有被动峰值检测器，该被动峰值检测器包括 第一峰值二极管，该第一峰值二极管具有连接至放大器的输出端的第一端子；以及第一峰值电容，具有连接至第一峰值二极管的第二端子的第一端子、以及接地的第二 端子，藉以能够进行高速多点触摸操作。
10.如权利要求5所述的触控感测电路，其特征在于，检测器被配置具有主动峰值检测器，该主动峰值检测器包括 峰值放大器，被配置以通过其非反相输入端接收放大的信号； 第二峰值二极管，具有连接至峰值放大器的输出端的第一端子；以及第二峰值电容，具有同时连接至第二峰值二极管的第二端子与峰值放大器的反相输入端的第一端子、以及接地的第二端子，藉以能够进行高速多点触摸操作。
11.如权利要求6所述的触控感测电路，其特征在于，检测器被配置具有积分器，该积分器包括 积分放大器，被配置以通过积分放大器的非反相输入端接收参考电压； 积体电阻，具有连接至该放大器的输出端的第一端子、以及连接至积分放大器的反相输入端的第二端子； 积体电容，具有连接至积分放大器的输出端的第一端子、以及同时连接至积体电阻的第二端子与积分放大器的反相输入端的第二端子；以及积体开关，平行地连接至积体电容。
12.如权利要求6所述的触控感测电路，其特征在于，检测器被配置具有被动峰值检测器，该被动峰值检测器包括 第一峰值二极管，具有连接至该放大器的输出端的第一端子；以及第一峰值电容，具有连接至第一峰值二极管的第二端子的第一端子、以及接地的第二端子，藉以能够进行高速多点触摸操作。
13.如权利要求6所述的触控感测电路，其特征在于，检测器被配置具有一主动峰值检测器，该主动峰值检测器包括 峰值放大器，被配置以通过该峰值放大器的非反相输入端接收放大的信号； 第二峰值二极管，具有连接至该峰值放大器的输出端的第一端子；以及第二峰值电容，具有同时连接至第二峰值二极管的第二端子与峰值放大器的反相输入端的第一端子、以及接地的第二端子，藉以能够进行高速多点触摸操作。
全文摘要
提供一种触控感测电路，该触控感测电路经由利用差分放大器检测相邻驱动电极之间的耦合电容的变化差，并感测在触摸屏幕面板上是否产生触摸，藉以能够消除显示噪音。
文档编号G06F3/044GK102750057SQ20121000278
公开日2012年10月24日 申请日期2012年1月6日 优先权日2011年4月21日
发明者吴亨锡, 安容星, 崔正珉, 金容奭 申请人:硅工厂股份有限公司