專利名稱：觸控感應(yīng)裝置及位置檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及位置檢測，特別是有關(guān)一種具有信號噪聲比提升架構(gòu)的一種位置檢測 器以及一種使用其的差動(dòng)輸入(或觸控感應(yīng))裝置。
背景技術(shù)：
觸控感應(yīng)或觸控位置檢測技術(shù)可作為電子系統(tǒng)與使用者之間的一種界面，并且 其應(yīng)用已經(jīng)被充分地使用于各領(lǐng)域中，例如移動(dòng)手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDAs)、自動(dòng)提款 機(jī)(ATMs)、游戲機(jī)、醫(yī)療裝置、液晶顯示器(LCD)、發(fā)光二極管(LED)裝置、等離子顯示面板 (PDP)裝置、運(yùn)算處理器與其相關(guān)裝置，其中使用者可通過與電子系統(tǒng)連結(jié)的觸控感應(yīng)裝 置，來進(jìn)行輸入所需的數(shù)據(jù)與/或操作此電子系統(tǒng)。觸控感應(yīng)裝置一般包含一檢測單元、一 感應(yīng)電路以及一觸控面板。感應(yīng)電路具有多個(gè)觸控感應(yīng)器與控制線網(wǎng)路，其中控制線網(wǎng)路 電性連接觸控感應(yīng)器以連結(jié)至檢測單元。觸控面板則連接觸控感應(yīng)器。圖4繪示根據(jù)一般公知技術(shù)的觸控感應(yīng)裝置10，其具有一感應(yīng)器陣列1與檢測單 元2，其包含多個(gè)差動(dòng)放大器3-8。感應(yīng)器陣列1包含多個(gè)X軸感應(yīng)電極xl，x2，...，x6以 及多個(gè)Y軸感應(yīng)電極yl，y2，...，y6，以配置形成一矩陣。每兩感應(yīng)電極耦接至一單極差動(dòng) 放大器，用以放大電位差，而其電位差由介于兩對應(yīng)感應(yīng)電極之間的接觸所產(chǎn)生。根據(jù)感應(yīng) 信號的振幅，則可決定出觸控位置。然而，就此觸控感應(yīng)裝置的配置來說，通過單極差動(dòng)放 大器以放大由觸控所產(chǎn)生的感應(yīng)信號。如此一來，觸控感應(yīng)裝置的靈敏度則會(huì)受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方案是有關(guān)于一種觸控感應(yīng)裝置。一實(shí)施例中，觸控感應(yīng)裝置包含一 感應(yīng)矩陣。感應(yīng)矩陣包含M+1個(gè)X軸感應(yīng)器以及N+1個(gè)Y軸感應(yīng)器。M+1個(gè)X軸感應(yīng)器沿 一 X軸方向依序配置，而N+1個(gè)Y軸感應(yīng)器沿一 Y軸方向依序配置并橫跨M+1個(gè)X軸感應(yīng) 器，其中Y軸方向?qū)嵸|(zhì)垂直X軸方向，且M，N為一正整數(shù)。觸控感應(yīng)裝置也具有一 X軸檢測器。X軸檢測器具有M個(gè)運(yùn)算放大器，第m個(gè)運(yùn)算 放大器具有一非反相輸入端、一反相輸入端以及一輸出端，其中非反相輸入端電性連接至 第m個(gè)X軸感應(yīng)器，反相輸入端電性連接至第m+1個(gè)X軸感應(yīng)器，m= 1,2,3,...,M0 X軸 檢測器也具有M個(gè)增益放大器(Gain)，第m個(gè)增益放大器具有一輸入端以及一輸出端，其中 輸入端電性連接至第m個(gè)運(yùn)算放大器的輸出端。X軸檢測器亦具有M個(gè)參考電容，第m個(gè)參 考電容具有一第一端點(diǎn)以及一第二端點(diǎn)，其中第一端點(diǎn)電性連接至第m個(gè)增益放大器的輸 出端，而第二端點(diǎn)電性連接至地，以及M個(gè)開關(guān)，第m個(gè)開關(guān)具有一第一端點(diǎn)以及一第二端 點(diǎn)，其中第一端點(diǎn)電性連接至第m個(gè)增益放大器的輸出端。X軸檢測器更具有一模擬數(shù)字 轉(zhuǎn)換器(ADC)，其具有一輸入端以及一輸出端，其中輸入端電性連接至M個(gè)開關(guān)的每一第二 端點(diǎn)，以及一減法電路，其具有一輸入端以及一輸出端，其中輸入端電性連接至ADC的輸出 端，輸出端用以輸出M+1個(gè)X軸感應(yīng)器的觸控感應(yīng)信號。此外，觸控感應(yīng)裝置具有一 Y軸檢測器，其包含N個(gè)運(yùn)算放大器，第η個(gè)運(yùn)算放大器具有一非反相輸入端、一反相輸入端以及一輸出端，其中非反相輸入端電性連接至第η 個(gè)Y軸感應(yīng)器，反相輸入端電性連接至第η+1個(gè)Y軸感應(yīng)器，η = 1，2，3，. . .，Ν、Ν個(gè)增益放 大器，第η個(gè)增益放大器具有一輸入端以及一輸出端，其中輸入端電性連接至第η個(gè)運(yùn)算放 大器的輸出端，N個(gè)參考電容，第η個(gè)參考電容具有一第一端點(diǎn)以及一第二端點(diǎn)，其中第一 端點(diǎn)電性連接至第η個(gè)增益放大器的輸出端，第二端點(diǎn)電性連接至地、N個(gè)開關(guān)，第η個(gè)開 關(guān)具有一第一端點(diǎn)與一第二端點(diǎn)，第一端點(diǎn)電性連接至第η個(gè)增益放大器的輸出端、一模 擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)具有一輸入端以及一輸出端，其中輸入端電性連接至每一 N個(gè)開關(guān)的 第二端點(diǎn)、以及一減法電路，具有一輸入端以及一輸出端，其中輸入端電性連接至ADC的輸 出端，輸出端用以輸出Ν+1個(gè)Y軸感應(yīng)器的觸控感應(yīng)信號。在一實(shí)施例中，每一 M個(gè)運(yùn)算放大器與N個(gè)運(yùn)算放大器彼此皆相同；每一 M個(gè)增益 放大器與N個(gè)增益放大器彼此皆相同；每一M個(gè)參考電容與N個(gè)參考電容彼此皆相同；以及 每一 M個(gè)開關(guān)與N個(gè)開關(guān)彼此皆相同。在一實(shí)施例中，當(dāng)觸碰感應(yīng)矩陣于第m個(gè)X軸感應(yīng)器與第η個(gè)Y軸的一交點(diǎn)時(shí)，則 對應(yīng)產(chǎn)生一信號并且傳送至M個(gè)運(yùn)算放大器中的第m-1個(gè)運(yùn)算放大器的反相輸入端與第m 個(gè)運(yùn)算放大器的非反相輸入端，以及N個(gè)運(yùn)算放大器中的第n-1個(gè)運(yùn)算放大器的反相輸入 端與第η個(gè)運(yùn)算放大器的非反相輸入端，并且其中M個(gè)運(yùn)算放大器中的第m-1個(gè)運(yùn)算放大 器與第m個(gè)運(yùn)算放大器，分別輸出具有不同相位的一第一 X軸信號與一第二 X軸信號，以及 N個(gè)運(yùn)算放大器中的第n-1個(gè)運(yùn)算放大器與第η個(gè)運(yùn)算放大器，分別輸出具有不同相位的一 第一 Y軸信號與一第二 Y軸信號，進(jìn)而回應(yīng)觸碰所產(chǎn)生的信號。在一實(shí)施例中，每一 M個(gè)開關(guān)用以具有一開啟狀態(tài)與一關(guān)閉狀態(tài)，致使當(dāng)觸碰于 第m個(gè)X軸感應(yīng)器時(shí)，M個(gè)開關(guān)中的第m-1個(gè)開關(guān)與第m個(gè)開關(guān)啟動(dòng)以位于開啟狀態(tài)，以及 M個(gè)開關(guān)中的其他開關(guān)則啟動(dòng)以位于關(guān)閉狀態(tài)，并且其中每一 N開關(guān)用以具有一開啟狀態(tài) 與一關(guān)閉狀態(tài)，致使當(dāng)觸碰第η個(gè)Y軸感應(yīng)器時(shí)，N個(gè)開關(guān)中的第n-1個(gè)開關(guān)與第η個(gè)開關(guān) 啟動(dòng)以位于開啟狀態(tài)，以及N個(gè)開關(guān)中的其他開關(guān)則啟動(dòng)以位于關(guān)閉狀態(tài)。本發(fā)明的另一方案有關(guān)于適用于一觸控感應(yīng)裝置的一種位置檢測器。在一實(shí)施 例中，位置檢測器包含Ρ+1個(gè)輸入端，每一輸入端用以接收與一位置相關(guān)聯(lián)的一輸入信號， P為一正整數(shù)、P個(gè)運(yùn)算放大器，第j個(gè)運(yùn)算放大器具有一非反相輸入端、一反相輸入端以 及一輸出端，非反相輸入端電性連接至第j個(gè)輸入端，反相輸入端電性連接至第j+1個(gè)輸入 端，其中j = 1，2，3，. . .，P、P個(gè)增益放大器，第j個(gè)增益放大器具有一輸入端以及一輸出 端，輸入端電性連接至第j個(gè)運(yùn)算放大器的輸出端、P個(gè)參考電容，第j個(gè)參考電容具有一 第一端點(diǎn)與一第二端點(diǎn)，第一端點(diǎn)電性連接至第j個(gè)增益放大器的輸出端，而第二端點(diǎn)電 性連接至地、P個(gè)開關(guān)，第j個(gè)開關(guān)具有一第一端點(diǎn)與一第二端點(diǎn)，第一端點(diǎn)電性連接至第j 個(gè)增益放大器的輸出端，一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)，具有一輸入端與一輸出端，輸入端電性 連接至每一 P個(gè)開關(guān)的第二端點(diǎn)、以及一減法電路，具有一輸入端與一輸出端，輸入端電性 連接至模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出端，輸出端用以輸出一輸出信號，其顯示出位置。在一實(shí)施例中，每一 P個(gè)運(yùn)算放大器彼此皆相同；每一 P個(gè)增益放大器彼此皆相 同；每一P個(gè)參考電容彼此皆相同；以及每一 P個(gè)開關(guān)彼此皆相同。在一實(shí)施例中，當(dāng)一輸入信號輸入至P+1輸入端中的第j個(gè)輸入端時(shí)，輸入信號傳 送至P個(gè)運(yùn)算放大器中的第j-Ι個(gè)運(yùn)算放大器的反相輸入端與第j個(gè)運(yùn)算放大器的非反相輸入端，以及第j_l個(gè)運(yùn)算放大器與第j個(gè)運(yùn)算放大器，分別輸出具有不同相位的一第一信
號與一第二信號，以回應(yīng)輸入信號。在一實(shí)施例中，每一 P個(gè)開關(guān)用以具有一開啟狀態(tài)與一關(guān)閉狀態(tài)，致使當(dāng)輸入信 號輸入至P+1個(gè)輸入端中的第j個(gè)輸入端時(shí)，P個(gè)開關(guān)中的第j-Ι個(gè)開關(guān)與第j個(gè)開關(guān)啟 動(dòng)以位于開啟狀態(tài)，并且P個(gè)開關(guān)中的其他開關(guān)啟動(dòng)以位于關(guān)閉狀態(tài)。本發(fā)明的再一方案有關(guān)于一種具有至少一上述公開的位置檢測器的觸控感應(yīng)裝 置。觸控感應(yīng)裝置更包含一感應(yīng)矩陣，其包含多個(gè)X軸感應(yīng)器以及多個(gè)Y軸感應(yīng)器，X軸感 應(yīng)器沿一 X軸方向依序配置，而Y軸感應(yīng)器沿一 Y軸方向依序配置并且橫跨χ軸感應(yīng)器，其 中Y軸方向?qū)嵸|(zhì)垂直于X軸方向。在一實(shí)施例中，每一 X軸感應(yīng)器電性連接至少一位置檢測器中的一對應(yīng)輸入端。 在另一實(shí)施例中，每一 Y軸感應(yīng)器電性連接至少一位置檢測器的一對應(yīng)輸入端。本發(fā)明另一方案有關(guān)于一種適用于觸控感應(yīng)裝置的位置檢測器。在一實(shí)施例中， 位置檢測器包含，P+1個(gè)輸入端，每一輸入端用以接收與一位置相關(guān)聯(lián)的一輸入信號，P為 一正整數(shù)，以及P個(gè)運(yùn)算放大器，每一運(yùn)算放大器具有一非反相輸入端與一反相輸入端，其 中第j個(gè)運(yùn)算放大器的反相輸入端電性連接至第j+1個(gè)運(yùn)算放大器的非反相輸入端，并且 其中第j個(gè)運(yùn)算放大器中的非反相輸入端與反相輸入端，分別電性連接至第j個(gè)輸入端與 第 j+Ι 個(gè)輸入端，j = 1,2,3,... , (P-I)。在一實(shí)施例中，當(dāng)一輸入信號輸入至P+1個(gè)輸入端中的第j個(gè)輸入端時(shí)，輸入信號 則傳送至P個(gè)運(yùn)算放大器中的第j-Ι個(gè)運(yùn)算放大器的反相輸入端與第j個(gè)運(yùn)算放大器的非 反相輸入端，以及第j-Ι個(gè)運(yùn)算放大器與第j個(gè)運(yùn)算放大器，分別輸出具有不同相位的一第 一信號與一第二信號，以回應(yīng)輸入信號。在一實(shí)施例中，每一 P個(gè)運(yùn)算放大器彼此皆相同。本發(fā)明的再一方案有關(guān)于一種觸控感應(yīng)裝置，其包含至少一上述所公開的位置檢 測器。然而，至于上述本發(fā)明的各方案與其他方案，將由下列各個(gè)實(shí)施方式與其所對應(yīng) 的附圖來予以詳細(xì)說明。


為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附附圖式的 說明如下圖1根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的一種位置檢測器的電路圖；圖2繪示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一種觸控感應(yīng)裝置的電路圖；圖3繪示圖2中觸控感應(yīng)裝置的感應(yīng)信號的時(shí)序圖；圖4繪示根據(jù)公知技術(shù)的一種觸控感應(yīng)裝置。其中，附圖標(biāo)記1 感應(yīng)器陣列2 檢測單元3-8 差動(dòng)放大器10 觸控感應(yīng)裝置100 位置檢測器100 第一位置檢測器100，第二位置檢測器111-115 輸入端
121，第一運(yùn)算放大器122’ 第二運(yùn)算放大器
121-124 運(yùn)算放大器121a 非反相輸入端
121b 反相輸入端122a 非反相輸入端
122b 反相輸入端123a 非反相輸入端
123b 反相輸入端124a 非反相輸入端
124b 反相輸入端131-134 增益放大器(Gain)
140 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器140a 輸入端
140b 輸出端150 減法電路
150a 輸入端150b 輸出端
151 輸出端信號200 觸控感應(yīng)裝置
210 感應(yīng)矩陣
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的敘述更加詳盡與完備，以讓本領(lǐng)域技術(shù)人員將能清楚明白其中的 差異與變化，可參照以下所述的實(shí)施例。在下列段落中，對于本發(fā)明的各種實(shí)施方式予以詳 細(xì)敘述。所附的附圖中，相同的號碼代表相同或相似的元件。另外，在實(shí)施方式與申請專利 范圍中，除非內(nèi)文中對于冠詞有所特別限定，否則“一”與“該”可泛指單一個(gè)或多個(gè)。并且， 在實(shí)施方式與申請專利范圍中，除非本文中有所特別限定，否則所提及的“在...中”也包 含“在...里”與“在...上”的涵意。為了使本發(fā)明的敘述更加詳盡與完備，可參照所附的附圖及以下所述各種實(shí)施 例，圖式中相同的號碼代表相同或相似的元件。另一方面，眾所周知的元件與步驟并未描述 于實(shí)施例中，以避免造成本發(fā)明不必要的限制。然而，至于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”及相似詞匯，皆認(rèn)定為開放式 連接詞。例如，“包含”表示元件、成分或步驟的組合中不排除請求項(xiàng)未記載的元件、成分或步驟。下列將對于本發(fā)明的實(shí)施方式及所對應(yīng)的圖1-圖3，予以詳細(xì)說明。根據(jù)本公開 的目的，以更具體且廣泛地來闡述本發(fā)明的一種方案，即為關(guān)于一種具有信號噪聲比提升 架構(gòu)的位置檢測器以及一種使用其的觸控感應(yīng)裝置。請參照圖1，其繪示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一種位置檢測器100的電路圖。位置檢 測器100包含五個(gè)輸入端111-115以及四個(gè)運(yùn)算放大器121、122、123與124。每一輸入端 111/112/.../115皆適用以接收與一位置相關(guān)聯(lián)的一輸入信號，舉例來說，即為適用以接收 與一觸控面板上的一觸控位置相關(guān)聯(lián)的一輸入信號。每一運(yùn)算放大器121/122/123/124具有一非反相輸入端與一反相輸入端。這四個(gè) 運(yùn)算放大器121、122、123以及124皆為差動(dòng)放大器，并且彼此可皆相同或彼此大體上相異。 如圖1所示，第一運(yùn)算放大器121的反相輸入端121b電性連接至第二運(yùn)算放大器122的非 反相輸入端122a ；第二運(yùn)算放大器122的反相輸入端122b電性連接至第三運(yùn)算放大器123 的非反相輸入端123a ；以及第三運(yùn)算放大器123的反相輸入端123b電性連接至第四運(yùn)算 放大器124的非反相輸入端124a。此外，第一輸入端111電性連接至第一運(yùn)算放大器121 的非反相輸入端121a ；第二輸入端112電性連接至第一運(yùn)算放大器121的反相輸入端121b與第二運(yùn)算放大器122的非反相輸入端122a ；第三輸入端113電性連接至第二運(yùn)算放大器 122的反相輸入端122b與第三運(yùn)算放大器123的非反相輸入端123a ；第四輸入端114電 性連接至第三運(yùn)算放大器123的反相輸入端123b與第四運(yùn)算放大器124的非反相輸入端 124a ；以及第五輸入端115電性連接至第四運(yùn)算放大器124的反相輸入端124b。在實(shí)際操作上，當(dāng)一信號輸入至一輸入端，例如第二輸入端112，則輸入信號傳 送至第一運(yùn)算放大器121的反相輸入端121b與第二運(yùn)算放大器122的非反相輸入端122a。 接著，輸入信號在第一運(yùn)算放大器121與第二運(yùn)算放大器122中予以放大，進(jìn)而分別輸出一 第一放大信號與一第二放大信號。而在此一配置下，第一放大信號與第二放大信號具有不 同相位。此外，位置檢測器100包含四個(gè)增益放大器(Gain)131、132、133以及134。每 一增益放大器131/132/133/134具有一輸入端與一輸出端，其中輸入端電性連接至所 對應(yīng)運(yùn)算放大器121/122/123/124的輸出端，并且用以進(jìn)一步對應(yīng)放大由運(yùn)算放大器 121/122/123/124所輸出的信號。這四個(gè)增益放大器131、132、133與134彼此可皆相同，或 是彼此大體上相異。再者，位置檢測器100也包含四個(gè)參考電容C1、C2、C3以及C4。每一參考電容Cl/ C2/C3/C4電性連接于其所對應(yīng)增益放大器131/132/133/134的輸出端與地之間。這四個(gè)參 考電容Cl、C2、C3與C4彼此可皆相同，或是彼此大體上相異。除此之外，位置檢測器100包含四個(gè)開關(guān)SW1、SW2、SW3以及SW4。每一開關(guān)SWl/ SW2/SW3/SW4具有一第一端點(diǎn)與一第二端點(diǎn)，其中每一第一端點(diǎn)電性連接至其對應(yīng)增益放 大器131/132/133/134的輸出端，并且每一開關(guān)SW1/SW2/SW3/SW4具有一開啟狀態(tài)與一關(guān) 閉狀態(tài)，其中開啟狀態(tài)為電流可自開關(guān)的第一端點(diǎn)流至第二端點(diǎn)，而關(guān)閉狀態(tài)則為沒有電 流可自開關(guān)的第一端點(diǎn)流至第二端點(diǎn)。開關(guān)SW1、SW2、SW3以及SW4用以當(dāng)一信號輸入至一 輸入端時(shí)，開啟與該輸入端相對應(yīng)的開關(guān)。例如當(dāng)一信號輸入至第二輸入端112時(shí)，第一 開關(guān)SWl與第二開關(guān)SW2則位于開啟狀態(tài)，而且其他開關(guān)(SW3與SW4)位于關(guān)閉狀態(tài)。位置檢測器100也包含一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(Analog to Digital Converter, ADC) 140以及一減法電路150。ADC140的輸入端140a電性連接至每一開關(guān)SW1/SW2/SW3/ SW4的第二端點(diǎn)，并且ADC140的輸出端140b電性連接至減法電路150的輸入端150a。當(dāng)一輸入信號輸入至一輸入端時(shí)，例如第二輸入端112，輸入信號傳送至第一運(yùn) 算放大器121的反相輸入端121b與第二運(yùn)算放大器122的非反相輸入端122a。接著，輸入 信號依序在第一運(yùn)算放大器121與第二運(yùn)算放大器122中予以放大，進(jìn)而分別輸出具有不 同相位的一第一放大信號與一第二放大信號。第一放大信號與第二放大信號更進(jìn)一步地分 別通過第一增益放大器131與第二放大器132，來予以放大，并且分別施加至第一參考電容 Cl與第二電容C2。因此，第一參考電容Cl與第二電容C2則分別充電以具有電壓信號Vl 與V2。電壓信號Vl與V2分別通過第一開關(guān)SWl與第二開關(guān)SW2傳送至ADC140，并且接著 分別由ADC140轉(zhuǎn)換為具有不同相位的一第一數(shù)字信號141與一第二數(shù)字信號142，并將具 有振幅AD(Vl)的第一數(shù)字信號141與具有振幅AD(V2)的第二數(shù)字信號142輸入至減法電 路150。因此，減法電路150自輸出端150b輸出一輸出信號151。輸出端信號151具有振 幅AD(Vl)+AD(V2)。于是，根據(jù)本發(fā)明即可實(shí)質(zhì)提升輸入信號于檢測上的信號噪聲比SNR。在此實(shí)施例中，運(yùn)算放大器、增益放大器、參考電容以及開關(guān)電路的數(shù)目皆為四個(gè)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)皆明了到本發(fā)明于實(shí)際操作中，運(yùn)算放大器、增益放大器、參考 電容以及開關(guān)電路的數(shù)目并不以此為限，亦可為其他適切的數(shù)目。圖2繪示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一種觸控感應(yīng)(差動(dòng)輸入)裝置200的電路圖， 其使用如圖1所示的用于檢測觸控位置的位置檢測器100。觸控感應(yīng)裝置200包含一感應(yīng)矩陣210與一第一位置檢測器100以及一第二位置 檢測器100’。感應(yīng)矩陣200包含M+1個(gè)X軸感應(yīng)器(或感應(yīng)電極)以及N+1個(gè)Y軸感應(yīng)器 (或感應(yīng)電極)。舉例而言，當(dāng)M = 5且N = 5時(shí)。其中6個(gè)X軸感應(yīng)器，X1、X2、X3、X4、X5 以及X6，沿一平行X軸的方向依序配置，而6個(gè)Y軸感應(yīng)器，Yl、Y2、Y3、Y4、Y5以及Y6，沿 一平行Y軸的方向依序配置并且橫跨該6個(gè)X軸感應(yīng)器，其中Y軸方向?qū)嵸|(zhì)垂直于X軸方 向。乂軸感應(yīng)器乂1、乂2、乂3、乂4、乂5與乂6，以及￥軸感應(yīng)器丫1、￥2、￥3、￥4、丫5以及Y6彼此相 互絕緣。在一實(shí)施例中，M = 5以及N =5。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員亦能明了到，本發(fā)明在實(shí) 際操作上，其M與N的數(shù)量不以此為限，亦可是為其他適切的數(shù)量。第一位置檢測器100與第二位置檢測器100’基本上相同，如圖1所示并且公開如 上所述。當(dāng)一手指頭觸碰一具有感應(yīng)矩陣210的觸控面板時(shí)，舉例來說，觸碰(touch)于第 二 X軸感應(yīng)器X2與第二 Y軸感應(yīng)器Y2的節(jié)點(diǎn)位置(x2，y2)，則會(huì)產(chǎn)生介于第二 X軸感應(yīng) 器X2與手指間的電位，以及介于第二 Y軸感應(yīng)器Y2與手指間的電位，從而致使電流經(jīng)由手 指從第二 X軸感應(yīng)器X2與第二 Y軸感應(yīng)器Y2流至地。如此則產(chǎn)生介于第一 X軸感應(yīng)器Xl 與第二 X軸感應(yīng)器X2之間的電位差，以及介于第二 X軸感應(yīng)器X2與第三X軸感應(yīng)器X3之 間的電位差。此外，亦產(chǎn)生介于第一 Y軸感應(yīng)器Yl與第二 Y軸感應(yīng)器Y2之間的電位差，以 及介于第二 Y軸感應(yīng)器Y2與第三Y軸感應(yīng)器Y3之間的電位差。介于第一 X軸感應(yīng)器Xl 與第二 X軸感應(yīng)器X2之間的電位差，以及介于第二 X軸感應(yīng)器X2與第三X軸感應(yīng)器X3之 間的電位差，可分別視為第一運(yùn)算放大器121與第二運(yùn)算放大器122的第一輸入信號與第 二輸入信號；介于第一 Y軸感應(yīng)器Yl與第二 Y軸感應(yīng)器Y2間的電位差，以及介于第二 Y軸 感應(yīng)器Y2與第三Y軸感應(yīng)器Y3間的電位差，則可分別視為第一運(yùn)算放大器121’與第二運(yùn) 算放大器122’的第一輸入信號與第二輸入信號。換句話說，觸控面板上的一觸控即會(huì)產(chǎn)生 兩信號，以輸入至第一運(yùn)算放大器121與第二運(yùn)算放大器122，進(jìn)而檢測出X軸上的位置，以 及兩信號輸入至第一運(yùn)算放大器121’與第二運(yùn)算放大器122’，進(jìn)而檢測出Y軸上的位置。 而運(yùn)算放大器121，122，121’以及122’則分別放大這些產(chǎn)生信號。如上所述，用以檢測X 軸位置的輸出信號具有一振幅，且為第一運(yùn)算放大器121與第二運(yùn)算放大器122的兩放大 信號的振幅總合。類似地，用以檢測Y軸位置的輸出信號亦具有一振幅，且為第一運(yùn)算放大 器121’與第二運(yùn)算放大器122’的兩放大信號的振幅總合。因此，信號檢測的信號噪聲比 SNR以及觸控感應(yīng)裝置200的靈敏度可獲得實(shí)質(zhì)提升。相較于如圖4所繪示公知技術(shù)的觸 控感應(yīng)裝置10，本發(fā)明的觸控感應(yīng)裝置200的信號檢測的信號噪聲比SNR為公知技術(shù)的觸 控感應(yīng)裝置10的兩倍。圖3 繪示感應(yīng)電極 XI，X2，. . .，X5(或 Yl，Y2，. . .，Y5)的感應(yīng)信號 Sl (Sensing 1)，S2 (Sensing 2)，…，S5 (Sensing 5)以及通過開關(guān) SW1，SW2，. . .，SW4 的對應(yīng)信號 swl， sw2, . . . , sw4。在繪示于圖2的上述實(shí)施例中，運(yùn)算放大器配置以使得其非反相輸入端(+)與反相輸入端(-)沿著X軸與Y軸方向，依照(+-) (+-)... (+-)的順序排列。然而，本領(lǐng)域技術(shù) 人員亦能理解領(lǐng)會(huì)到輸入端個(gè)數(shù)并不以此為限，而且本發(fā)明在實(shí)際操作上運(yùn)算放大器亦可 適用于其他種配置方式。舉例來說，運(yùn)算放大器亦可配置以使得其非反相輸入端(+)與反 相輸入端(-)依照如下所示的次序，進(jìn)行排列 · (+-) (+-) · · · (+-)沿著 X 軸方向，并且(-+) (-+) · · · (-+)沿著 Y 軸方向；· (-+) (-+) · · · (-+)沿著X軸方向，并且(+-) (+-) · · · (+-)沿著Y軸方向；以及· (-+) (-+) · · · (-+)沿著 X 軸與 Y 軸方向。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變 形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種觸控感應(yīng)裝置，其特征在于，包含一感應(yīng)矩陣、一X軸檢測器及一Y軸檢測器，其中該感應(yīng)矩陣，包含M+1個(gè)X軸感應(yīng)器以及N+1個(gè)Y軸感應(yīng)器，這些M+1個(gè)X軸感應(yīng)器沿一X軸方向依序配置，這些N+1個(gè)Y軸感應(yīng)器沿一Y軸方向依序配置并橫跨這些M+1個(gè)X軸感應(yīng)器，其中該Y軸方向?qū)嵸|(zhì)垂直該X軸方向，且M、N皆為一正整數(shù)；該X軸檢測器，包含M個(gè)運(yùn)算放大器、M個(gè)增益放大器、M個(gè)參考電容、M個(gè)開關(guān)、一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器以及一減法電路；其中，該M個(gè)運(yùn)算放大器，該第m個(gè)運(yùn)算放大器具有一非反相輸入端、一反相輸入端以及一輸出端，其中該非反相輸入端電性連接至該第m個(gè)X軸感應(yīng)器，該反相輸入端電性連接至該第m+1個(gè)X軸感應(yīng)器，m＝1，2，3，...，M；該M個(gè)增益放大器，該第m個(gè)增益放大器具有一輸入端以及一輸出端，其中該輸入端電性連接至該第m個(gè)運(yùn)算放大器的該輸出端；該M個(gè)參考電容，該第m個(gè)參考電容具有一第一端點(diǎn)以及一第二端點(diǎn)，其中該第一端點(diǎn)電性連接至該第m個(gè)增益放大器的該輸出端，而該第二端點(diǎn)電性連接至地；該M個(gè)開關(guān)，第m個(gè)開關(guān)具有一第一端點(diǎn)以及一第二端點(diǎn)，其中該第一端點(diǎn)電性連接至該第m個(gè)增益放大器的該輸出端；該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器具有一輸入端以及一輸出端，其中該輸入端電性連接至這些M個(gè)開關(guān)的每一該第二端點(diǎn)；以及該減法電路，具有一輸入端以及一輸出端，其中該輸入端電性連接至ADC的該輸出端，該輸出端用以輸出這些M+1個(gè)X軸感應(yīng)器的觸控感應(yīng)信號；以及該Y軸檢測器，包含N個(gè)運(yùn)算放大器、N個(gè)增益放大器、N個(gè)參考電容、N個(gè)開關(guān)、一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器以及一減法電路；其中，該N個(gè)運(yùn)算放大器，第n個(gè)運(yùn)算放大器具有一非反相輸入端、一反相輸入端以及一輸出端，其中該非反相輸入端電性連接至第n個(gè)Y軸感應(yīng)器，該反相輸入端電性連接至第n+1個(gè)Y軸感應(yīng)器，n＝1，2，3，...，N；該N個(gè)增益放大器，第n個(gè)增益放大器具有一輸入端以及一輸出端，其中該輸入端電性連接至該第n個(gè)運(yùn)算放大器的該輸出端；該N個(gè)參考電容，第n個(gè)參考電容具有一第一端點(diǎn)以及一第二端點(diǎn)，其中該第一端點(diǎn)電性連接至該第n個(gè)增益放大器的該輸出端，該第二端點(diǎn)電性連接至地；該N個(gè)開關(guān)，第n個(gè)開關(guān)具有一第一端點(diǎn)與一第二端點(diǎn)，該第一端點(diǎn)電性連接至該第n個(gè)增益放大器的輸出端；該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器具有一輸入端以及一輸出端，其中該輸入端電性連接至每一這些N個(gè)開關(guān)的該第二端點(diǎn)；以及該減法電路，具有一輸入端以及一輸出端，其中該輸入端電性連接至該ADC的該輸出端，該輸出端用以輸出這些N+1個(gè)Y軸感應(yīng)器的觸控感應(yīng)信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控感應(yīng)裝置，其特征在于，當(dāng)觸碰該感應(yīng)矩陣于第m個(gè)X軸 感應(yīng)器與第η個(gè)Y軸的一交點(diǎn)時(shí)，對應(yīng)產(chǎn)生一信號并且傳送至這些M個(gè)運(yùn)算放大器中的該 第m-1個(gè)運(yùn)算放大器的該反相輸入端與該第m個(gè)運(yùn)算放大器的該非反相輸入端，以及這些N 個(gè)運(yùn)算放大器中的該第n-1個(gè)運(yùn)算放大器的該反相輸入端與該第η個(gè)運(yùn)算放大器的該非反相輸入端，并且其中這些M個(gè)運(yùn)算放大器中的該第m-1個(gè)運(yùn)算放大器與該第m個(gè)運(yùn)算放大 器，分別輸出具有不同相位的一第一 X軸信號與一第二 X軸信號，以及這些N個(gè)運(yùn)算放大器 中的該第n-1個(gè)運(yùn)算放大器與該第η個(gè)運(yùn)算放大器，分別輸出具有不同相位的一第一 Y軸 信號與一第二 Y軸信號，進(jìn)而回應(yīng)觸碰所產(chǎn)生的該信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸控感應(yīng)裝置，其特征在于，每一這些M個(gè)開關(guān)用以具有一 開啟狀態(tài)與一關(guān)閉狀態(tài)，致使當(dāng)觸碰于該第m個(gè)X軸感應(yīng)器時(shí)，這些M個(gè)開關(guān)中的該第m-1 個(gè)開關(guān)與該第m個(gè)開關(guān)啟動(dòng)以位于該開啟狀態(tài)，以及這些M個(gè)開關(guān)中的其他這些開關(guān)則啟 動(dòng)以位于該關(guān)閉狀態(tài)，并且其中每一這些N開關(guān)用以具有一開啟狀態(tài)與一關(guān)閉狀態(tài)，致使 當(dāng)觸碰該第η個(gè)Y軸感應(yīng)器時(shí)，這些N個(gè)開關(guān)中的該第n-1個(gè)開關(guān)與該第η個(gè)開關(guān)啟動(dòng)以 位于該開啟狀態(tài)，以及這些N個(gè)開關(guān)中的其他這些開關(guān)則啟動(dòng)以位于該關(guān)閉狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控感應(yīng)裝置，其特征在于，每一這些M個(gè)運(yùn)算放大器與這些N個(gè)運(yùn)算放大器彼此皆相同； 每一這些M個(gè)增益放大器與這些N個(gè)增益放大器彼此皆相同； 每一這些M個(gè)參考電容與這些N個(gè)參考電容彼此皆相同；以及 每一這些M個(gè)開關(guān)與這些N個(gè)開關(guān)彼此皆相同。
5.一種適用于一觸控感應(yīng)裝置的位置檢測器，其特征在于，包含Ρ+1個(gè)輸入端，每一輸入端用以接收與一位置相關(guān)聯(lián)的一輸入信號，P為一正整數(shù)； P個(gè)運(yùn)算放大器，該第j個(gè)運(yùn)算放大器具有一非反相輸入端、一反相輸入端以及一輸出 端，該非反相輸入端電性連接至該第j個(gè)輸入端，該反相輸入端電性連接至該第j+1個(gè)輸入 端，其中 j = 1,2,3,...,P；P個(gè)增益放大器，該第j個(gè)增益放大器具有一輸入端以及一輸出端，該輸入端電性連接 至該第j個(gè)運(yùn)算放大器的該輸出端；P個(gè)參考電容，該第j個(gè)參考電容具有一第一端點(diǎn)與一第二端點(diǎn)，該第一端點(diǎn)電性連接 至該第j個(gè)增益放大器的該輸出端，而該第二端點(diǎn)電性連接至地；P個(gè)開關(guān)，該第j個(gè)開關(guān)具有一第一端點(diǎn)與一第二端點(diǎn)，該第一端點(diǎn)電性連接至該第j 個(gè)增益放大器的該輸出端；一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，具有一輸入端與一輸出端，該輸入端電性連接至每一這些P個(gè)開 關(guān)的該第二端點(diǎn)；以及一減法電路，具有一輸入端與一輸出端，該輸入端電性連接至該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的該 輸出端，該輸出端用以輸出一輸出信號，其顯示出該位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的位置檢測器，其特征在于，當(dāng)一輸入信號輸入至這些P+1輸入 端中的該第j個(gè)輸入端時(shí)，該輸入信號傳送至這些P個(gè)運(yùn)算放大器中的該第j-Ι個(gè)運(yùn)算放 大器的該反相輸入端與該第j個(gè)運(yùn)算放大器的該非反相輸入端，以及該第j-Ι個(gè)運(yùn)算放大 器與該第j個(gè)運(yùn)算放大器，分別輸出具有不同相位的一第一信號與一第二信號，以回應(yīng)該 輸入信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的位置檢測器，其特征在于，每一這些P個(gè)開關(guān)用以具有一開啟 狀態(tài)與一關(guān)閉狀態(tài)，致使當(dāng)該輸入信號輸入至這些P+1個(gè)輸入端中的該第j個(gè)輸入端時(shí)，這 些P個(gè)開關(guān)中的該第j-ι個(gè)開關(guān)與該第j個(gè)開關(guān)啟動(dòng)以位于該開啟狀態(tài)，并且這些P個(gè)開 關(guān)中的其他這些開關(guān)啟動(dòng)以位于該關(guān)閉狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的位置檢測器，其特征在于，每一這些P個(gè)運(yùn)算放大器彼此皆相同；每一這些P個(gè)增益放大器彼此皆相同；每一這些P個(gè)參考電容彼此皆相同；以及每一這些P個(gè)開關(guān)彼此皆相同。
9.一種觸控感應(yīng)裝置，其特征在于，包含至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求5所述的位置檢測器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的觸控感應(yīng)裝置，其特征在于，更包含一感應(yīng)矩陣，其包含多 個(gè)X軸感應(yīng)器以及多個(gè)Y軸感應(yīng)器，這些χ軸感應(yīng)器沿一 X軸方向依序配置，而這些Y軸感 應(yīng)器沿一 Y軸方向依序配置并且橫跨這些X軸感應(yīng)器，其中該Y軸方向?qū)嵸|(zhì)垂直于該χ軸 方向。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的觸控感應(yīng)裝置，其特征在于，每一這些X軸感應(yīng)器電性連接 至該至少一位置檢測器中的一對應(yīng)輸入端。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的觸控感應(yīng)裝置，其特征在于，每一這些Y軸感應(yīng)器電性連接 該至少一位置檢測器的一對應(yīng)輸入端。
13.一種適用于一觸控感應(yīng)裝置的位置檢測器，其特征在于，包含P+1個(gè)輸入端，每一輸入端用以接收與一位置相關(guān)聯(lián)的一輸入信號，P為一正整數(shù)；以及P個(gè)運(yùn)算放大器，每一運(yùn)算放大器具有一非反相輸入端與一反相輸入端，其中該第j個(gè) 運(yùn)算放大器的該反相輸入端電性連接至該第j+1個(gè)運(yùn)算放大器的該非反相輸入端，并且其 中該第j個(gè)運(yùn)算放大器中的該非反相輸入端與該反相輸入端，分別電性連接至該第j個(gè)輸 入端與該第j+Ι個(gè)輸入端，j = 1,2,3,... , (P-I)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的位置檢測器，其特征在于，當(dāng)一輸入信號輸入至這些P+1個(gè) 輸入端中的該第j個(gè)輸入端時(shí)，該輸入信號則傳送至這些P個(gè)運(yùn)算放大器中的該第j_l個(gè) 運(yùn)算放大器的該反相輸入端與該第j個(gè)運(yùn)算放大器的該非反相輸入端，以及該第j-ι個(gè)運(yùn) 算放大器與該第j個(gè)運(yùn)算放大器，分別輸出具有不同相位的一第一信號與一第二信號，以 回應(yīng)該輸入信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的位置檢測器，其特征在于，每一這些P個(gè)運(yùn)算放大器彼此皆 相同。
16.一種觸控感應(yīng)裝置，其特征在于，包含至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求13所述的位置檢測ο
全文摘要
本發(fā)明涉及一種位置檢測器以及一種觸控感應(yīng)裝置。在一實(shí)施例中，位置檢測器具有P+1個(gè)輸入端以及P個(gè)運(yùn)算放大器，每一輸入端用以接收與一位置相關(guān)聯(lián)的一輸入信號，P為一正整數(shù)，每一運(yùn)算放大器具有一非反相輸入端與一反相輸入端，其中第j個(gè)運(yùn)算放大器的反相輸入端電性連接至j+1個(gè)運(yùn)算放大器的非反相輸入端，并且第j個(gè)運(yùn)算放大器的非反相輸入端與反相輸入端，分別電性連接至第j個(gè)輸入端與第j+1個(gè)輸入端，其中j＝1，2，3，…，(P-1)。
文檔編號G06F3/041GK101923415SQ20101025602
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者楊佳峰, 楊竣崴, 許育民, 鄭詠澤 申請人:友達(dá)光電股份有限公司