【
技術(shù)領(lǐng)域：
：】本發(fā)明涉及一種觸控面板的感測方法及其感測電路，特別是關(guān)于一種可快速獲得觸控訊號的感測方法及其感測電路。
背景技術(shù)：
：：觸控面板或觸控屏幕是主要的現(xiàn)代人機接口之一，作為一種位置辨識裝置，能夠巧妙的結(jié)合輸入和顯示接口，故具有節(jié)省裝置空間和操作人性化的優(yōu)點，目前已非常廣泛應用在各式消費性或者工業(yè)性電子產(chǎn)品上。舉例：個人數(shù)字助理(personaldigitalassistant，pda)、掌上電腦(palm-sizedpc)、平板計算機(tabletcomputer)、移動電話(mobilephone)、智能型手機(smartphone)手寫輸入設(shè)備、信息家電(informationappliance)、自動金融機(automatedtellermachine，atm)、店頭銷售柜員機(point-of-sale，pos)等等裝置上，泛見于各種商業(yè)與工業(yè)應用的場合。目前的觸控訊號量測方法，采用訊號相減的方式，將噪聲減除。通過重復進行一量測循環(huán)，得到二個以上不同的感測電壓訊號再相減，以排除噪聲來得到一觸控訊號。除上述量測方法外，美國前案us12/466,230是比較量測循環(huán)所得之復數(shù)個信號值與所默認的最大值及最小值之間的接受值范圍，舍棄超出范圍之訊號，利用介于默認接受范圍內(nèi)的一或多個信號改變來判定觸控位置。此外，臺灣前案tw100112718是分別對觸摸屏電容矩陣的行和列進行掃描，并同時掃描兩行或兩列，獲取兩行或兩列的電容差值，或掃描一行或一列，獲取該行或列與其基準電容的電容差值，然后進行數(shù)據(jù)處理。上述量測方法由于需要在驅(qū)動電極未充電時對感測電極進行量測，因此將拖慢反應時間。此外，上述每一次的量測循環(huán)需要經(jīng)過接地放電、驅(qū)動、等待電壓平衡、放電、等待放電完成的步驟，造成每一次的量測會浪費許多無效時間，而拖慢觸控感測的反應速度，因此，需要一個可省去無效時間，又不影響訊號質(zhì)量的方法。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了克服上述習知技術(shù)的缺點，本發(fā)明提供下列各種實施例來解決上述問題。本發(fā)明提供一種改良的觸控訊號的感測方法及其感測電路，以有效的排除偵測時產(chǎn)生之噪聲干擾，并縮短訊號處理時間。本發(fā)明的一種觸控面板的感測方法，其中觸控面板具有至少一驅(qū)動電極及至少一感應電極。感測方法包括：初始化驅(qū)動電極及感應電極，使驅(qū)動電極及感應電極位于一接地狀態(tài)；將感應電極電耦合至一自舉電路；切換感應電極至一浮接狀態(tài)；對自舉電路充電，并通過自舉電路對感應電極充電；切換驅(qū)動電極至一初始電位；待電位平衡后，將自舉電路與感應電極斷開，并通過一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路對感應電極進行量測，得到一初始讀值；進行一量測循環(huán)；并重復量測循環(huán)，以得到復數(shù)個量測讀值；最后，將感應電極切換為接地狀態(tài)；以及，將驅(qū)動電極再切換回接地狀態(tài)。其中，量測循環(huán)包括：切換驅(qū)動電極至第一電位或第二電位；再將感應電極電耦合至自舉電路；以及，待電位平衡，再將自舉電路與感應電極斷開，并通過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路進行量測，得到一量測讀值。其中，得到初始讀值或量測讀值后，調(diào)整一非定值之量測頻率，再進行量測循環(huán)。在一較佳實施例中，感測方法更包括：通過一控制單元處理該初始讀值及該復數(shù)個量測讀值，以得到一訊號值。本發(fā)明提供另一種觸控面板的感測電路，其中觸控面板具有至少一驅(qū)動電極及至少一感應電極。感測電路包括一自舉電路、一充電電路、一驅(qū)動電路、一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路及一控制單元。自舉電路可選擇性地電耦合感應電極。充電電路可選擇性地電耦合自舉電路。驅(qū)動電路可切換驅(qū)動電極至接地狀態(tài)及任一電位。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路系電耦合感應電極?？刂茊卧惦婑詈献耘e電路、充電電路、驅(qū)動電路、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路、驅(qū)動電極及感應電極，并通過控制單元來執(zhí)行上述感測方法。本發(fā)明的感測方法利用自舉電路，間接地對感應電極重復進行數(shù)次充電后，將感應電極充電至一特定電位，在數(shù)個量測循環(huán)下，配合驅(qū)動電路對驅(qū)動電極切換至第一電位或第二電位，在每一次電位切換之狀態(tài)后，僅需等待電位平衡，可快速地進行量測來得到不同狀態(tài)下的多個讀值，以通過多個讀值濾除噪聲并得到最佳訊號。由于本發(fā)明于量測循環(huán)下僅需等待電位平衡，避免習知所作之量測循環(huán)需要經(jīng)過接地放電、驅(qū)動、等待電壓平衡、放電、等待放電完成的步驟，因此有效地縮短了觸控感測的反應時間。此外，通過上述感測方法，環(huán)境中與電源中所夾帶之電磁波干擾，以及液晶屏幕被驅(qū)動時所引起的電磁波干擾等對感應電場所造成的噪聲將被扣除，尤其是低頻率的噪聲。【附圖說明】圖1是本發(fā)明實施例中一種觸控面板及其感測電路的示意圖。圖2是本發(fā)明實施例中感測電路的簡易電路示意圖。圖3是本發(fā)明實施例中感測方法的流程方塊圖。圖3a是本發(fā)明實施例中量測循環(huán)流程的方塊圖。附圖標號說明100觸控面板110驅(qū)動電極120感應電極200感測電路210切換電路220自舉電路230充電電路240驅(qū)動電路250模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路260控制單元p、q開關(guān)vc充電電壓vh任一電位【具體實施方式】有關(guān)本發(fā)明前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或后等，僅是用于參照隨附圖式的方向。因此，該等方向用語僅是用于說明并非是用于限制本發(fā)明。請參考圖1，是本發(fā)明所實施的電容式觸控面板100及其感測電路200的示意圖。觸控面板100是由至少一驅(qū)動電極110及至少一感應電極120構(gòu)成一基本架構(gòu)，驅(qū)動電極110與感應電極120是由導電物質(zhì)所構(gòu)成，并相互形成一矩陣結(jié)構(gòu)，且感應電極120設(shè)置于驅(qū)動電極110的上方。驅(qū)動電極110是由復數(shù)行電極條所構(gòu)成，感應電極120是由復數(shù)列電極條所構(gòu)成。矩陣結(jié)構(gòu)的電容式觸控面板100與感測電路200電耦合而具有觸控之功能。本發(fā)明實施例中的一種觸控面板100的感測電路200的簡易電路示意圖，如圖2所示。感測電路200包括一切換電路210、一自舉電路220、一充電電路230、一驅(qū)動電路240、一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路250(analogtodigitalconverter，adc)及一控制單元260?？刂茊卧?60電耦合切換電路210、自舉電路220、充電電路230、驅(qū)動電路240、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路250、驅(qū)動電極110及感應電極120，以控制感測電路200實施觸控面板100的感測方法。切換電路210可選擇性地電耦合感應電極120，當切換電路210與感應電極120電耦合時，感應電極120呈現(xiàn)一接地狀態(tài)；當切換電路210斷開感應電極120時，感應電極呈現(xiàn)一浮接狀態(tài)。自舉電路220通過兩開關(guān)p及q可選擇性地電耦合感應電極120，其中開關(guān)p可以是一種多任務器(multiplexer)。充電電路230通過開關(guān)p可選擇性地電耦合自舉電路220，并提供一充電電壓vc。通過開關(guān)p及q，充電電路230透過自舉電路220，而可間接地對感應電極120充電。驅(qū)動電路240可切換驅(qū)動電極110至接地狀態(tài)或供應任一電位vh給驅(qū)動電極110，其中電位vh包含一初始電位、一第一電位及一第二電位。通過開關(guān)q切斷自舉電路220與其他電路或電極的電性連接，令模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路250對自舉電路220進行量測。圖3及圖3a是本發(fā)明實施例中一種觸控面板的感測方法及其中進行量測循環(huán)的流程方塊圖。本實施例的感測方法是應用于上述感測電路，請配合參照圖2的簡易電路示意圖。本發(fā)明實施例中感測方法具有三階段，第一階段為包含步驟s1-s9的初始階段(start)，第二階段為包含步驟s10-s11的循環(huán)階段(loop)，第三階段為包含s10-s12的終止階段(end)，其步驟包括：步驟s1：控制單元260初始化驅(qū)動電極110及感應電極120，使驅(qū)動電極110及感應電極120皆位于一接地狀態(tài)。通過驅(qū)動電極110及感應電極120為接地狀態(tài)，以清除驅(qū)動電極110及感應電極120上的殘存電荷。步驟s2：控制單元260切換開關(guān)p及q，以將感應電極120電耦合至自舉電路220。步驟s3：經(jīng)一第一延時放電后，控制單元260通過切換電路210將感應電極120切換至一浮接狀態(tài)，同時，驅(qū)動電極110仍位于接地狀態(tài)。步驟s4：控制單元260切換開關(guān)p及q，將充電電路230與自舉電路220電耦合，以一充電電壓vc對自舉電路220充電。步驟s5：接著，控制單元260切換開關(guān)p，令自舉電路220對感應電極120充電。步驟s6：重復步驟s4-s5，直到感應電極120達到一特定電位。其中，特定電位包括充電電路230所供應之充電電壓vc的平均值或充電電壓的二分之一值vc/2。步驟s7：控制單元260致使驅(qū)動電路240切換驅(qū)動電極110，由原本的接地狀態(tài)改為供應一初始電位vh。步驟s8：經(jīng)一第二延時，等待電位平衡，使得驅(qū)動電極110及感應電極120上的電荷穩(wěn)定。步驟s9：控制單元260切換開關(guān)p或q，使得自舉電路220與感應電極120斷開。接著，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路250對自舉電路220進行量測，以得到一初始讀值。結(jié)束量測后經(jīng)一第三延時，控制單元260根據(jù)后端濾波器(圖未繪)決定是否要調(diào)整一非定值之量測頻率以切換模式，再進行下一步驟，也就是由第一階段(start)進入第二階段(loop)。步驟s10：控制單元260進行一量測循環(huán)，也就是進入第二階段(loop)。請見第三a圖，量測循環(huán)s10之流程包括步驟s101至s105。步驟s101：控制單元260致使驅(qū)動電路240切換供應第一電位給驅(qū)動電極110，或是持續(xù)上述步驟s7時的初始電位，抑或切換供應第二電位給驅(qū)動電極110。本實施例中，上述初始電位為任一大于0的電位，上述第一電位包括0電位或5v以下的任一電位，而上述第二電位包括18v或5v以上的任一電位。其中，此步驟s101是控制單元260根據(jù)步驟s9中后端濾波器(圖未繪)決定其切換模式。步驟s102：控制單元260切換開關(guān)p及q，再將感應電極120電耦合至自舉電路220。步驟s103：經(jīng)一第四延時，等待電位平衡，使得驅(qū)動電極110及感應電極120上的電荷穩(wěn)定。在本實施例中，第四延時的時間較長于第二延時。步驟s104：控制單元260切換開關(guān)p及q，將自舉電路220與感應電極120斷開，并通過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路250對自舉電路220進行量測，得到一量測讀值。步驟s105：結(jié)束量測后經(jīng)第三延時，控制單元260根據(jù)后端濾波器決定是否要調(diào)整量測頻率以切換模式，再進行下一步驟。其中，此步驟s105是控制單元260根據(jù)步驟s104的結(jié)果，后端濾波器決定其切換模式，使得步驟s11進行重復步驟s10是量測循環(huán)中步驟s101時，驅(qū)動電極110可以連續(xù)維持第一電位；抑或驅(qū)動電極110可以是連續(xù)維持第二電位；甚或驅(qū)動電極110可以是連續(xù)維持數(shù)次第一電位后，再連續(xù)維持數(shù)次第二電位；或驅(qū)動電極110可以第一電位及第二電位交錯循環(huán)，其第一電位及第二電位的切換由后端濾波器決定。步驟s11：重復步驟s10中的量測循環(huán)，以得到復數(shù)個量測讀值。在本實施例中，重復量測循環(huán)的次數(shù)為奇數(shù)次。若欲停止量測循環(huán)s10，也就是準備由第二階段(loop)進入第三階段(end)，則進行步驟s12前最后一次的量測循環(huán)s10時，則省略量測循環(huán)s10中的步驟s105。步驟s12：進入第三階段(end)，將驅(qū)動電極110及感應電極120切換為接地狀態(tài)，以結(jié)束上述感測方法。其中，當上述量測循環(huán)s10中切換驅(qū)動電極110至第一電位(本實施例中包括0電位或5v以下的任一電位)時，則得到之量測讀值為一第一量測讀值，其僅包含噪聲及第一基底值。當上述量測循環(huán)s10中切換驅(qū)動電極110至第二電位(本實施例中為較高電位，包括18v或5v以上的任一電位)時，此時，則得到之量測讀值為一第二量測讀值。若有指向?qū)ο蠼佑|觸控面板，則得到的第二量測讀值包含噪聲、第二基底值及第一接觸值；若無指向?qū)ο蠼佑|觸控面板，則第二量測讀值僅包含噪聲及第二基底值。最后，由于步驟s9所得初始讀值及步驟s10-s11所得復數(shù)個量測讀值含有噪聲，皆無法單獨使用，無法正確判讀指向?qū)ο蟮挠|控訊號。因此，通過控制單元260處理上述讀值，以得到一可使用的觸控訊號。執(zhí)行三階段(start-loop-end)的感測方法后，可得到初始讀值及量測讀值，量測讀值包含m個驅(qū)動電極為第二電位時所得到之第二量測讀值，其包括噪聲、第二基底值及/或第一接觸值，以及n個驅(qū)動電極為第一電位時所得到之第一量測讀值，其包括噪聲及第一基底值；其中m、n為正整數(shù)。控制單元260將上述m+n個值送入后端濾波器，經(jīng)過處理以濾除噪聲，該處理方式包括放大可使用訊號的倍率并利用一濾波運算，其中m、n分別是由后端濾波器決定其數(shù)量，在一實施例中，m、n其中之一亦可以是零。若有指向?qū)ο蠼佑|觸控面板，則控制單元260輸出特定放大倍率的一第三基底值及特定放大倍率的一第二接觸值。若無指向?qū)ο蠼佑|觸控面板，則控制單元260輸出特定放大倍率的第三基底值，此特定放大倍率的第三基底值作為上述運算所需的基底值。然后?？刂茊卧?60處理上述經(jīng)特定放大倍率的第三基底值及第二接觸值，以將低頻噪聲扣除，得到可使用的觸控訊號。此外，更可以將得到的觸控訊號再進行跳頻處理，而獲得更精確的最佳觸控訊號。在一較佳實施例中，驅(qū)動電極110由復數(shù)行電極條所構(gòu)成，感應電極120由復數(shù)列電極條所構(gòu)成。因此，執(zhí)行量測上述初始讀值及量測讀值時，控制單元260通過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路250依序?qū)Ω袘姌O120中復數(shù)列電極條進行量測，以產(chǎn)生復數(shù)個初始讀值或量測讀值。接著，控制單元260再根據(jù)復數(shù)個初始讀值之平均值及復數(shù)個量測讀值的平均值進行后續(xù)計算。于上述實施例中，當進行第一階段(start)初始化時，驅(qū)動電極110被定義為接地狀態(tài)，而后被切換為任一電位vh，通過驅(qū)動電路240切換驅(qū)動電極110之電位狀態(tài)，進行感測指向?qū)ο笾|控訊號。因此，于第三階段(end)之步驟s12時，驅(qū)動電路240將驅(qū)動電極110回歸為初始化狀態(tài)(接地狀態(tài))。若感測方法于三階段中的初始化條件不同，于第一階段(start)初始化時，驅(qū)動電極110被定義為任一電位vh，而后被切換為接地狀態(tài)，則于第三階段(end)的步驟s12時，驅(qū)動電路240將驅(qū)動電極110回歸為初始化狀態(tài)(任一電位vh)，亦能感測到指向?qū)ο笾|控訊號。因此，本發(fā)明實施例并不限定初始化時，驅(qū)動電極110為接地狀態(tài)，亦可為任一電位。在感測電路進行上述感測方法時，僅在步驟s1中初始化及最后一個步驟s12時，控制單元260才通過切換電路210，將感應電極120切換至接地狀態(tài)。于步驟s2-s9執(zhí)行初始階段的量測初始讀值以及步驟s10-s11執(zhí)行循環(huán)階段的量測循環(huán)中量測量測讀值時，感應電極120都不需切換至接地狀態(tài)；在步驟s10中驅(qū)動電路對驅(qū)動電極復數(shù)次切換至第一電位或第二電位，而在每一次電位切換之狀態(tài)后，僅需等待電位平衡，即可進行量測。本發(fā)明通過量測循環(huán)可快速地進行量測，來得到不同狀態(tài)下的多個讀值，并通過多個讀值濾除噪聲以得到最佳觸控訊號。更進一步，本發(fā)明感測方法利用自舉電路，間接地對感應電極重復進行數(shù)次充電后，將感應電極充電至一特定電位。先采取自舉電路將感應電極驅(qū)動至特定的高電位，當在第一電位進行量測循環(huán)時，可以避免因電位太低而量測不到的問題。此外，通過上述感測方法，環(huán)境中與電源中所夾帶之電磁波干擾，以及液晶屏幕被驅(qū)動時所引起的電磁波干擾等對感應電場所造成的噪聲將被扣除，尤其是低頻率的噪聲。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并非用來限定本發(fā)明的范圍；凡是未脫離發(fā)明所公開精神下所完成的等效改變或修飾，均理解為應包含在下述的權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。當前第1頁12當前第1頁12