CN102193694A - 补偿电容偏差的电子装置 - Google Patents

Abstract

电子装置包括：触控输入装置；触控感测电路，其耦接至该触控输入装置；以及电容偏差补偿电路。电容偏差补偿电路包括：第一偏差补偿电容阵列，响应于该触控感测电路的控制信号而耦接至参考电压或驱动信号，响应于该控制信号而耦接至该触控输入装置的第一耦合电压和第二耦合电压之一，响应于该控制信号而调整一输出等效电容值，以补偿该触控输入装置的GND寄生电容与交叉耦合电容的至少之一。

Description

补偿电容偏差的电子装置

技术领域

本发明涉及一种可补偿电容偏差的电子装置。

背景技术

目前，已开发出触控式开关。触控式开关例如是电容式开关等。为了使用便利性，目前已研发出的触控面板(touch panel)或显示触控面板(同时具有显示与触控的功能)，其可被使用者输入、点选等，其可应用于各种电子装置当中，例如移动电话中。如此，可让使用者直接在触控面板或显示触控面板上输入或点选画面，以提供便捷且人性化的操作模式。触控面板或显示触控面板有多种，电容式触控面板，电容式显示触控面板属于其中。

当使用者操作电容式触控面板、电容式显示触控面板、或电容式开关时，其内部的待测电容的电容值会随使用者操作而发生变化。故而，如果能探测待测电容的电容值与其变化，即可探测(感觉)使用者的操作。电容式触控面板的定位原理是利用埋设于触控面板内的感应网格的电容的变化来判断接触点的位置。

图1示出了现有技术的触控面板10的示意图。请参考图1，触控面板10包括多条X方向导线(X1～Xm)与多条Y方向导线(Y1～Yn)，m与n均为正整数，m与n可相等或不相等。X方向导线与Y方向导线埋设于不同层。X方向导线与Y方向导线交错排列，以形成感应网格。在X方向导线与Y方向导线的各交叉点会形成一个交叉耦合电容(如图1中的交叉耦合电容100a，100b与100c)。以图1为例，该触控面板10共有m*n个交叉耦合电容。

当物体(如手指或触控笔)触控到触控面板10时，对象与感应网格间的耦合关系将改变邻近的交叉耦合电容的电容值。探测电路可探测交叉耦合电容的电容值的变化量来探测接触点的坐标位置。

然而，如果触控面板上的某(些)导线因为工艺不良或是导线彼此形状不同等原因，造成各导线的对地寄生电容可能彼此不相等，或者是该些交叉耦合电容彼此不相等(比如，交叉耦合电容100a～100c彼此不相等)，则容易造成触控位置的误判。

故而，本发明提供一种电容偏差补偿电路，其能补偿对地寄生电容的偏差值，及/或补偿交叉耦合电容的偏差值。

发明内容

本发明涉及一种电子装置，其可补偿触控面板的对地寄生电容偏差，及/或交叉耦合电容偏差。

本发明的一种实施方式提出了一种电子装置，包括：触控输入装置；触控感测电路，其耦接至该触控输入装置；以及电容偏差补偿电路。该电容偏差补偿电路包括：第一选择器，响应于该触控感测电路的控制信号而选择该触控输入装置的第一耦合电压与第二耦合电压之一；第二选择器，响应于该控制信号而选择驱动信号或参考电压之一；以及第一偏差补偿电容阵列，耦接至该第一选择器或该第二选择器，响应于该控制信号而调整输出等效电容值，以补偿该触控输入装置的对地寄生电容与交叉耦合电容的至少之一。

根据本发明所述的实施方式，在该电子装置中，当第一偏差补偿电容阵列补偿该触控输入装置的方向导线的该对地寄生电容时，该第一选择器选择该方向导线所输出的该第一耦合电压并输出至该第一偏差补偿电容阵列，该第二选择器选择该参考电压并输出至该第一偏差补偿电容阵列。

根据本发明所述的实施方式，在该电子装置中，当第一偏差补偿电容阵列补偿该触控输入装置的方向导线的该交叉耦合电容时，该第一选择器选择该方向导线所输出的该第一耦合电压并输出至该第一偏差补偿电容阵列，该第二选择器选择该驱动信号并输出至该第一偏差补偿电容阵列。

本发明另一种实施方式提出了一种电子装置，包括：触控输入装置；触控感测电路，其耦接至该触控输入装置；以及电容偏差补偿电路。电容偏差补偿电路包括：第一选择器，响应于该触控感测电路的控制信号而选择该触控输入装置的第一耦合电压与第二耦合电压之一；第二选择器，响应于该控制信号而选择该第一耦合电压与该第二耦合电压之一；第一偏差补偿电容阵列，耦接至该第一选择器与驱动信号，响应于该控制信号而调整输出等效电容值，以补偿该触控输入装置的交叉耦合电容；以及第二偏差补偿电容阵列，耦接至该第二选择器与参考电压，响应于该控制信号而调整输出等效电容值，以补偿该触控输入装置的对地寄生电容。

本发明另一种实施方式提出了一种电子装置，包括：触控输入装置；触控感测电路，其耦接至该触控输入装置；以及电容偏差补偿电路。电容偏差补偿电路包括：第一偏差补偿电容阵列，响应于该触控感测电路的控制信号而耦接至参考电压或驱动信号，响应于该控制信号而耦接至该触控输入装置的第一耦合电压与第二耦合电压之一，响应于该控制信号而调整输出等效电容值，以补偿该触控输入装置的对地寄生电容与交叉耦合电容的至少之一。

根据本发明所述的实施方式，在该电子装置中，该电容偏差补偿电路还包括：第一选择器，响应于该控制信号而导通该第一耦合电压与该第二耦合电压之一至该第一偏差补偿电容阵列；以及第二选择器，响应于该控制信号而导通该参考电压与该驱动信号之一至该第一偏差补偿电容阵列。

优选地，当第一偏差补偿电容阵列补偿该触控输入装置的方向导线的该对地寄生电容时，该第一选择器导通该方向导线所输出的该第一耦合电压至该第一偏差补偿电容阵列，该第二选择器导通该参考电压至该第一偏差补偿电容阵列。

优选地，当第一偏差补偿电容阵列补偿该触控输入装置的方向导线的该交叉耦合电容时，该第一选择器导通该方向导线所输出的该第一耦合电压至该第一偏差补偿电容阵列，该第二选择器导通该驱动信号至该第一偏差补偿电容阵列。

根据本发明所述的实施方式，在该电子装置中，该第一偏差补偿电容阵列耦接至该驱动信号，以补偿该触控输入装置的该交叉耦合电容；该电容偏差补偿电路还包括：第二偏差补偿电容阵列，耦接至该参考电压，以补偿该触控输入装置的该对地寄生电容；第一选择器，响应于该控制信号而导通该第一耦合电压与该第二耦合电压之一至该第一偏差补偿电容阵列；以及第二选择器，响应于该控制信号而导通该参考电压与该驱动信号之一至该第二偏差补偿电容阵列。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1示出了现有技术的触控面板的示意图。

图2示出了本发明第一实施例的电子装置示意图。

图3A示出了根据本发明第一实施例的补偿对地寄生电容的等效电路图。

图3B示出了根据本发明第一实施例的补偿交叉耦合电容的等效电路图。

图4示出了本发明第二实施例的电子装置的示意图。

具体实施方式

第一实施例

图2示出了根据本发明第一实施例的电子装置的示意图。如图2所示，电子装置200包括触控面板210、驱动信号产生电路220、X方向驱动通道选择模块230、Y方向驱动通道选择模块240、选择与探测模块250以及电容偏差补偿电路260。X方向驱动通道选择模块230、Y方向驱动通道选择模块240与选择与探测模块250可视为触控感测电路。

驱动信号产生电路220用以产生驱动信号D至X方向导线X1～Xm与Y方向导线X1～Xn。驱动信号D例如但不限为方波驱动信号、三角波驱动信号、弦波驱动信号等。

X方向驱动通道选择模块230包括m个开关，各开关受控于控制电路2511所产生的个别控制信号，该些m个控制信号分别通过信号线232而输入至个别开关。各开关耦接于驱动信号产生电路220与各对应X方向导线X1～Xm之间。X方向导线X1～Xm的耦合电压分别通过信号线231而输入至选择与探测模块250。

Y方向驱动通道选择模块240包括n个开关，各开关受控于控制电路2511所产生的个别控制信号，该些n个控制信号分别通过信号线242而输入至个别开关。各开关耦接于驱动信号产生电路220与各对应Y方向导线Y1～Yn之间。Y方向导线Y1～Yn的耦合电压分别通过信号线241而输入至选择与探测模块250。

选择与探测模块250包括选择模块251与差动探测模块252。选择模块251包括控制电路2511、第一多任务选择器2512与第二多任务选择器2513。电容偏差补偿电路260包括：第三多任务选择器261、第四多任务选择器262与偏差补偿电容阵列263。偏差补偿电容阵列263包括多个补偿电容。

在触控面板210制造完成后，对此触控面板210进行测量，以记录各方向导线的对地寄生电容，及此面板的所有交叉耦合电容，以决定是否有电容偏差。该些补偿电容的电容值相关于各方向导线的对地寄生电容的偏差量，及此面板的所有交叉耦合电容的偏差量。

现将说明第一实施例的操作原理。控制电路2511会依序扫描(导通)开关。假设使用者触摸到方向导线X2与Y1的交叉点。在控制电路2511的控制下，相对应开关被导通使得驱动信号D输入至Y方向导线Y1；而且，耦合电压VY1X1与VY1X2分别经由第一多任务选择器2512与第二多任务选择器2513而耦合至差动探测模块252。耦合电压VY1X1与VY1X2代表驱动信号D施加至交叉耦合电容CY1X1与CY1X2所分别产生的耦合电压。接着，在下一时序，驱动信号D依然输入至Y方向导线Y1；而且，耦合电压VY1X2与VY1X3分别经由第一多任务选择器2512与第二多任务选择器2513而耦合至差动探测模块252。在理想情况下(即无电容偏差)，差动探测模块252会探测到VY1X2≠VY1X1及VY1X2≠VY1X3。故而，经由差动探测模块252的输出信号S，可判断使用者触摸到方向导线X2与Y1的交叉点。

当然，在探测触控位置时，控制电路2511还可令驱动信号D输入至X方向导线，而令Y方向导线的耦合电压经由第一多任务选择器2512与第二多任务选择器2513而耦合至差动探测模块252。

然而，在实际情况中，各导线的对地寄生电容可能彼此不同，及/或各交叉耦合电容可能彼此不同。故而，下文分别描述第一实施例如何以电容偏差补偿电路260来补偿对地寄生电容的偏差值与交叉耦合电容的偏差值。

在进行电容偏差值补偿时，在控制电路2511的控制下，第三多任务选择器261将第一多任务选择器2512或第二多任务选择器2513之一的输出信号连接至偏差补偿电容阵列263；第四多任务选择器262将参考电压源VREF或驱动信号D之一输入至偏差补偿电容阵列263；控制电路2511会选择偏差补偿电容阵列263内的适当补偿电容。

(1)补偿对地寄生电容的偏差值

假设X方向导线X2的对地寄生电容有偏差。如上述，当差动探测模块252在比较耦合电压VY1X1(第一多任务选择器2512的输出信号)与VY1X2(第二多任务选择器2513的输出信号)时，在控制电路2511的控制下，第三多任务选择器261将第二多任务选择器2513的输出信号连接至偏差补偿电容阵列263；以及第四多任务选择器262将参考电压源VREF输入至偏差补偿电容阵列263；控制电路2511选择偏差补偿电容阵列263内的适当补偿电容。该等效电路如图3A所示。在图3A中，CX2代表X方向导线X2的对地寄生电容，而ΔCX2代表对X方向导线X2的对地寄生电容的补偿电容。

比如，控制电路2511内部有对应表，记录触控板210的所有方向导线的对地寄生电容是否有偏差及其相对应的补偿电容。当控制电路2511选择将有偏差对地寄生电容的方向导线上的耦合电压输入至差动探测模块252，控制电路2511会通过选择适当补偿电容来补偿。

(2)补偿交叉耦合电容的偏差值

假设X方向导线X2与Y方向导线Y1间的交叉耦合电容CY1X2有偏差。如上述，当差动探测模块252在比较耦合电压VY1X1(第一多任务选择器2512的输出信号)与VY1X2(第二多任务选择器2513的输出信号)时，在控制电路2511的控制下，第三多任务选择器261会将第二多任务选择器2513的输出信号连接至偏差补偿电容阵列263；以及第四多任务选择器262会将驱动信号D输入至偏差补偿电容阵列263；控制电路2511会选择偏差补偿电容阵列263内的适当补偿电容。该等效电路如图3B所示。在图3B中，CY1X2代表X方向导线X2与Y方向导线Y1间的交叉耦合电容，而ΔCX2Y1代表对此交叉耦合电容CY1X2的补偿电容。

比如，控制电路2511内部有对应表，其记录该触控板210的所有交叉耦合电容是否有偏差及其相对应的补偿电容。当控制电路2511选择将有偏差交叉耦合电容的方向导线上的耦合电压输入至差动探测模块252，控制电路2511会通过选择适当补偿电容来补偿。

在上述例子中，可补偿对地寄生电容与交叉耦合电容。也就是说，偏差补偿电容阵列263内部的多个补偿电容可补偿对地寄生电容与交叉耦合电容；然而，在任一时刻，只能针对对地寄生电容或交叉耦合电容之一进行电容偏差补偿。

不过，在本发明第一实施例的其它可能实例中，只补偿对地寄生电容或交叉耦合电容之一。也就是说，偏差补偿电容阵列263内部的补偿电容只用于补偿对地寄生电容或交叉耦合电容之一。

第二实施例

图4示出了根据本发明第二实施例的电子装置200A的示意图。本发明第二实施例的大部份组件相同或相似于第一实施例，故其细节在此不重述。

在本发明第二实施例中，电容偏差补偿电路260A还包括：第一偏差补偿电容阵列263A1与第二偏差补偿电容阵列263A2。第一偏差补偿电容阵列263A1与第二偏差补偿电容阵列263A2各包括多个补偿电容。其中，第一偏差补偿电容阵列263A1可补偿该触控面板210的所有交叉耦合电容，而第二偏差补偿电容阵列263A2则补偿各方向导线的对地寄生电容。

现将说明第二实施例的操作原理。相似地，在补偿电容偏差值时，在控制电路2511的控制下，第三多任务选择器261将第一多任务选择器2512或第二多任务选择器2513之一的输出信号连接至第一偏差补偿电容阵列263A1；第四多任务选择器262将第一多任务选择器2512或第二多任务选择器2513之一的输出信号连接至第二偏差补偿电容阵列263A2。第一偏差补偿电容阵列263A1还接收驱动信号D；而第二偏差补偿电容阵列263A2还接收参考电压VREF。控制电路2511会选择第一偏差补偿电容阵列263A1内的适当补偿电容及第二偏差补偿电容阵列263A2内的适当补偿电容。在本发明第二实施例中，可同时补偿对地寄生电容与交叉耦合电容。

综上所述，虽然本发明已以实施例披露如上，然其并非用以限定本发明。本发明技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种更动与润饰。因此，本发明的保护范围应当根据后附的权利要求书的范围而界定。

主要组件符号说明

10、210：触控面板

X1～Xm：X方向导线

Y1～Yn：Y方向导线

100a，100b、100c：交叉耦合电容

200、200A：电子装置

220：驱动信号产生电路

230：X方向驱动通道选择模块

240：Y方向驱动通道选择模块

250：选择与探测模块

251：选择模块

252：差动探测模块

2511：控制电路

2512、2513、261、262：多任务选择器

260、260A：电容偏差补偿电路

263、263A1、263A2：偏差补偿电容阵列

CX2：对地寄生电容

CY1X2：交叉耦合电容

ΔCX2、ΔCX2Y1：补偿电容。

Claims (9)

1.一种电子装置，包括：

触控输入装置；

触控感测电路，耦接至所述触控输入装置；以及

电容偏差补偿电路，包括：

第一选择器，响应于所述触控感测电路的控制信号而选择所述触控输入装置的第一耦合电压与第二耦合电压之一；

第二选择器，响应于所述控制信号而选择驱动信号或参考电压之一；以及

第一偏差补偿电容阵列，耦接至所述第一选择器或所述第二选择器，响应于所述控制信号而调整输出等效电容值，以补偿所述触控输入装置的对地寄生电容与交叉耦合电容的至少之一。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其中，当第一偏差补偿电容阵列补偿所述触控输入装置的方向导线的所述对地寄生电容时，所述第一选择器选择所述方向导线所输出的所述第一耦合电压并输出至所述第一偏差补偿电容阵列，所述第二选择器选择所述参考电压并输出至所述第一偏差补偿电容阵列。

3.根据权利要求1所述的电子装置，其中，当第一偏差补偿电容阵列补偿所述触控输入装置的方向导线的所述交叉耦合电容时，所述第一选择器选择所述方向导线所输出的所述第一耦合电压并输出至所述第一偏差补偿电容阵列，所述第二选择器选择所述驱动信号并输出至所述第一偏差补偿电容阵列。

4.一种电子装置，包括：

触控输入装置；

触控感测电路，耦接至所述触控输入装置；以及

电容偏差补偿电路，包括：

第一选择器，响应于所述触控感测电路的控制信号而选择所述触控输入装置的第一耦合电压与第二耦合电压之一；

第二选择器，响应于所述控制信号而选择所述第一耦合电压与所述第二耦合电压之一；

第一偏差补偿电容阵列，耦接至所述第一选择器与驱动信号，响应于所述控制信号而调整输出等效电容值，以补偿所述触控输入装置的交叉耦合电容；以及

第二偏差补偿电容阵列，耦接至所述第二选择器与参考电压，响应于所述控制信号而调整输出等效电容值，以补偿所述触控输入装置的对地寄生电容。

5.一种电子装置，包括：

触控输入装置；

触控感测电路，耦接至所述触控输入装置；以及

电容偏差补偿电路，包括：

第一偏差补偿电容阵列，响应于所述触控感测电路的控制信号而耦接至参考电压或驱动信号，响应于所述控制信号而耦接至所述触控输入装置的第一耦合电压与第二耦合电压之一，响应于所述控制信号而调整输出等效电容值，以补偿所述触控输入装置的对地寄生电容与交叉耦合电容的至少之一。

6.根据权利要求5所述的电子装置，其中，所述电容偏差补偿电路还包括：

第一选择器，响应于所述控制信号而导通所述第一耦合电压与所述第二耦合电压之一至所述第一偏差补偿电容阵列；以及

第二选择器，响应于所述控制信号而导通所述参考电压与所述驱动信号之一至所述第一偏差补偿电容阵列。

7.根据权利要求6所述的电子装置，其中，当第一偏差补偿电容阵列补偿所述触控输入装置的方向导线的所述对地寄生电容时，所述第一选择器导通所述方向导线所输出的所述第一耦合电压至所述第一偏差补偿电容阵列，所述第二选择器导通所述参考电压至所述第一偏差补偿电容阵列。

8.根据权利要求6所述的电子装置，其中，当第一偏差补偿电容阵列补偿所述触控输入装置的方向导线的所述交叉耦合电容时，所述第一选择器导通所述方向导线所输出的所述第一耦合电压至所述第一偏差补偿电容阵列，所述第二选择器导通所述驱动信号至所述第一偏差补偿电容阵列。

9.根据权利要求5所述的电子装置，其中，

所述第一偏差补偿电容阵列耦接至所述驱动信号，以补偿所述触控输入装置的所述交叉耦合电容；

所述电容偏差补偿电路还包括：

第二偏差补偿电容阵列，耦接至所述参考电压，以补偿所述触控输入装置的所述对地寄生电容；

第一选择器，响应于所述控制信号而导通所述第一耦合电压与所述第二耦合电压之一至所述第一偏差补偿电容阵列；以及

第二选择器，响应于所述控制信号而导通所述参考电压与所述驱动信号之一至所述第二偏差补偿电容阵列。

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