触控感测装置

摘要

本发明揭露一种触控感测装置。触控感测装置包含逻辑控制模块、至少一储存控制模块及至少一解码控制模块。逻辑控制模块是用以产生具有不同控制时序的复数个控制信号。该等控制信号包含储存控制信号及解码控制信号。每一个储存控制模块包含复数个储存电容并依照储存控制信号的储存控制时序分别将复数个感测电压中的每一感测电压于不同时间点储存于不同的储存电容中。该等感测电压为感测自导电薄膜感应器的扫瞄线的模拟资料。解码控制模块是用以依照解码控制信号的解码控制时序对该等储存电容所储存的该等感测电压进行模拟累加处理，以输出具有高信号-杂信比的解码后模拟资料。

权利要求

1.一种触控感测装置，包含：

一逻辑控制模块，用以产生具有不同控制时序的复数个控制信号，该等控制信号包含一储存控制信号及一解码控制信号；

至少一储存控制模块，耦接至该逻辑控制模块且分别包含复数个储存电容，其中每一储存控制模块是依照该储存控制信号的一储存控制时序分别将复数个感测电压中的每一感测电压于不同时间点储存于不同的储存电容中，该等感测电压为感测自一导电薄膜感应器的一扫瞄线的模拟资料；以及至少一解码控制模块，耦接至该逻辑控制模块及该至少一储存控制模块，用以依照该解码控制信号的一解码控制时序对该等储存电容所储存的该等感测电压进行一模拟累加处理，以输出具有高信号-杂信比的一解码后模拟资料；

其中每一解码控制模块是利用电荷泵浦的方式进行该模拟累加处理，将储存于不同储存电容的感测电压累加起来，以输出具有高信号-杂信比的该解码后模拟资料。

2.如权利要求1所述的触控感测装置，其中该每一储存控制模块进一步包含至少一累加开关，该至少一累加开关中的每一累加开关分别耦接于相邻两储存电容之间。

3.如权利要求2所述的触控感测装置，其中当该每一储存控制模块已将该等感测电压中的每一感测电压于不同时间点储存于不同的储存电容后，该每一储存控制模块控制该至少一累加开关同时关闭，致使该等储存电容之间彼此导通，以将储存于该等储存电容的该等感测电压累加起来。

4.如权利要求1所述的触控感测装置，其中当该至少一解码控制模块已将所有该等储存电容所储存的该等感测电压解码完毕后，该至少一储存控制模块对该等储存电容执行一放电程序。

5.如权利要求1所述的触控感测装置，进一步包含：

复数个接脚；以及

至少一驱动/感测控制模块，耦接至该逻辑控制模块及该等接脚，用以自该逻辑控制模块接收该等控制信号中的一驱动/感测控制信号，并依照该驱动/感测控制信号的一驱动/感测控制时序控制该等接脚分别执行复数种接脚功能，致使该等接脚能够自该导电薄膜感应器的该扫瞄线感测到该等感测电压。

6.如权利要求5所述的触控感测装置，其中该等接脚功能包含驱动功能、感测功能、接地功能及浮接功能。

7.如权利要求1所述的触控感测装置，进一步包含：

一模拟/数字转换模块，耦接至该至少一解码控制模块及该逻辑控制模块，用以将该解码后模拟资料转换成一数字资料，并将该数字资料传送至该逻辑控制模块。

8.如权利要求7所述的触控感测装置，其中该逻辑控制模块包含一数字滤波器，用以对该数字资料进行数字滤波处理，以降低杂信的干扰。

9.如权利要求1所述的触控感测装置，其中该逻辑控制模块是根据一外部同步信号产生具有不同控制时序的该等控制信号，使得该等接脚进行感测时能够避开一液晶显示面板产生杂信的时间区段。

10.一种触控感测装置，包含：

一逻辑控制模块，用以产生具有不同控制时序的复数个控制信号，该等控制信号包含一储存控制信号及一解码控制信号；

至少一储存控制模块，耦接至该逻辑控制模块且分别包含复数个储存电容，其中每一储存控制模块是依照该储存控制信号的一储存控制时序分别将复数个感测电压中的每一感测电压于不同时间点储存于不同的储存电容中，该等感测电压为感测自一导电薄膜感应器的一扫瞄线的模拟资料；以及至少一解码控制模块，耦接至该逻辑控制模块及该至少一储存控制模块，用以依照该解码控制信号的一解码控制时序对该等储存电容所储存的该等感测电压进行一模拟累加处理，以输出具有高信号-杂信比的一解码后模拟资料；

其中该每一储存控制模块进一步包含至少一累加开关，该至少一累加开关中的每一累加开关分别耦接于相邻两储存电容之间，当该每一储存控制模块已将该等感测电压中的每一感测电压于不同时间点储存于不同的储存电容后，该每一储存控制模块控制该至少一累加开关同时关闭，致使该等储存电容之间彼此导通，以将储存于该等储存电容的该等感测电压累加起来。

说明书

触控感测装置

技术领域

[0001] 本发明是与触控感测有关，特别是关于一种利用电荷泵浦(charge pump)的概念实现模拟累加器(analog adder)的功能的触控感测装置，由此降低液晶显示面板及外在环境所产生的杂信对触控感测的干扰，有效提升系统的信号-杂信比(Signal-to-Noise Ratio，SNR)并可省去放大器的设置以降低成本。

背景技术

[0002] 随着科技快速发展，薄膜电晶体液晶显示器(TFT LCD)已逐步取代传统显示器，并已广泛应用于电视、平面显示器、移动电话、平板电脑以及投影机等各种电子产品上。对于具有触控功能的薄膜电晶体液晶显示器而言，触控感测器是其重要的模块之一，其性能的优劣也直接影响液晶显示器的整体效能。

[0003] 一般而言，传统具有互感式电容触控功能的液晶显示器包含有显示面板、导电薄膜感应器(ITO sensor)以及触控控制晶片。其中，导电薄膜感应器包含有复数条感测线及复数条驱动线，而触控控制晶片则包含有复数个接脚。该等感测线分别耦接该等接脚。当驱动线传送一驱动脉冲并于感测线耦合一微小电压后，触控控制晶片将会感应耦合电压并根据耦合电压的大小去判断导电薄膜感应器是否被触控。

[0004] 然而，上述传统的液晶显示器触控感测方式具有某些严重的缺点，例如扫瞄速率太低、显示面板所产生的杂信严重影响触控控制晶片的工作，甚至导致触控点的误判。有些系统为了避开面板所产生的杂信而在导电薄膜感应器与面板之间多设置一层绝缘物质，然而，这种做法将会增加成本，并且导致整体装置增厚，不利于机构的设计。此外，传统的触控感测装置均需设置有放大器以将感应到的耦合电压放大，使得晶片面积(die size)无法缩小，因而无法进一步降低成本。

[0005] 因此，本发明提出一种利用电荷泵浦的概念实现模拟累加器功能的触控感测装置，以解决上述问题。

发明内容

[0006] 本发明的一范畴在于提供一种触控感测装置。于一实施例中，触控感测装置包含有逻辑控制模块、至少一储存控制模块及至少一解码控制模块。逻辑控制模块是用以产生具有不同控制时序的复数个控制信号，该等控制信号包含复数个储存控制信号及复数个解码控制信号。每一个储存控制模块包含复数个储存电容，用以依照储存控制信号的储存控制时序分别将复数个感测电压中的每一感测电压于不同时间点储存于不同的储存电容中，其中该等感测电压为感测自导电薄膜感应器的扫瞄线的模拟资料。解码控制模块是用以依照解码控制信号的解码控制时序对该等储存电容所储存的该等感测电压进行模拟累加处理，以输出具有高信号-杂信比的解码后模拟资料。

[0007] 于实际应用中，每一个储存控制模块进一步包含至少一累加开关，该至少一累加开关中的每一累加开关是分别耦接于两个储存电容之间。当储存控制模块已将该等感测电压中的每一感测电压于不同时间点储存于不同的储存电容后，储存控制模块控制该至少一累加开关同时关闭，致使该等储存电容之间彼此导通，由此，解码控制模块可利用电荷泵浦的方式进行模拟累加处理，将储存于不同储存电容的感测电压累加起来，以输出具有高信号-杂信比的解码后模拟资料。

[0008] 相较于现有技术，根据本发明的触控感测装置是利用电荷泵浦(chargepump)的概念实现模拟累加器(analog adder)的功能，不仅能够有效地降低液晶显示面板及外在环境所产生的杂信对于触控感测装置感测触控点时的干扰，亦不会导致整个系统的资料传送回报速率(reporting rate)降低及电力消耗(power consumption)增加，故触控感测装置能够更为准确地对于触控显示面板进行触控点的感测。此外，由于根据本发明的触控感测装置不需设置有放大器，即可得到具有放大效果的高信号-杂信比的模拟资料，故其晶片面积(die size)得以缩小，而能达到节省成本的功效。

[0009] 关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

附图说明

[0010] 图1是绘示本发明的触控感测装置对导电薄膜感应器进行触控点感测的示意图。

[0011] 图2是绘示触控感测装置的储存控制模块及解码控制模块的一实施例的电路示意图。

[0012] 主要元件符号说明

[0013] 1：触控感测装置 S1：驱动/感测控制信号

[0014] 10：逻辑控制模块 S2：储存控制信号

[0015] 20：接脚 S3：解码控制信号

[0016] 30：驱动/感测控制模块 S4：数字资料

[0017] 40：储存控制模块 SW1～SW12：开关

[0018] 50：解码控制模块 A1：缓冲器

[0019] 70：模拟/数字转换模块 90：驱动线

[0020] 80：感测线 100：导电薄膜感应器

[0021] C1～C3：储存电容 Vref：参考电位(固定电位)

具体实施方式

[0022] 根据本发明的第一具体实施例为一种触控感测装置。于此实施例中，该触控感测装置可以是互感式电容触控感测装置，能够同时自导电薄膜感应器感测复数笔资料并可避免其感测到的资料受到液晶显示面板的杂信影响而导致触控点的误判。

[0023] 请参照图1，图1是绘示本发明的触控感测装置对于显示面板进行触控点感测的示意图。如图1所示，液晶显示器包含有导电薄膜感应器100以及触控感测装置1。至于液晶显示面板一般是贴合在导电薄膜感应器100下，但不以此为限。触控感测装置1包含有逻辑控制模块10、复数个接脚20、至少一驱动/感测控制模块30、至少一储存控制模块40、至少一解码控制模块50及模拟/数字转换模块70。

[0024] 其中，该至少一驱动/感测控制模块30、该至少一储存控制模块40、该至少一解码控制模块50及模拟/数字转换模块70均属于处理模拟(analog)信号的模块，而逻辑控制模块10属于处理数字(digital)信号的模块。驱动/感测控制模块30耦接至逻辑控制模块10及接脚20；储存控制模块40耦接至逻辑控制模块10及驱动/感测控制模块30；解码控制模块50耦接至逻辑控制模块10及储存控制模块40；模拟/数字转换模块70耦接至解码控制模块50及逻辑控制模块10。

[0025] 于此实施例中，逻辑控制模块10是用以产生具有不同控制时序的复数个控制信号。举例而言，逻辑控制模块10可以产生至少一驱动/感测控制信号S 1、至少一储存控制信号S2及至少一解码控制信号S3。其中，该至少一驱动/感测控制信号S1、该至少一储存控制信号S2及该至少一解码控制信号S3分别具有驱动/感测控制时序、储存控制时序及解码控制时序，并且分别用以控制该至少一驱动/感测控制模块30、该至少一储存控制模块40及该至少一解码控制模块50，但不以此为限。

[0026] 需说明的是，触控感测装置1所包含的该等接脚20不只具有单一种功能，而是可以视实际需求于不同功能之间进行切换，例如驱动(driving)功能、感测(sensing)功能、接地(ground)功能或浮接(floating)功能等，但不以上述功能为限。

[0027] 当驱动/感测控制模块30自逻辑控制模块10接收到驱动/感测控制信号S1时，驱动/感测控制模块30将会依照驱动/感测控制信号S1的驱动/感测控制时序控制该等接脚20分别执行复数种功能，致使该等接脚20能够同时自导电薄膜感应器100感测到复数笔模拟资料(感测电压)，并分别储存于该至少一储存控制模块40中的储存电容之中。

[0028] 如图1所示，导电薄膜感应器100包含有互相垂直分布的复数条感测线80及复数条驱动线90。需说明的是，驱动线90与感测线80是可互换的，也就是说图1中的90实际上也可当感测线，图1中的80实际上也可当驱动线，可由触控感测装置1所控制。于此实施例中，由于不同的接脚20可分别对一条驱动线90进行扫瞄，并同时分别对复数条感测线80进行感测，故可据以感测到复数笔模拟资料(感测电压)。实际上，触控感测装置1的逻辑控制模块10可选择在特定时序控制该等接脚20中的某一特定接脚进行感测。

[0029] 需说明的是，逻辑控制模块10亦可根据外部同步信号产生具有不同控制时序的该等控制信号S1～S3，或者逻辑控制模块10亦可不根据外部同步信号自行产生具有不同控制时序的该等控制信号S1～S3，使得接脚20进行感测时能够避开液晶显示面板产生杂信(noise)的时间区段，进而避免显示面板的杂信影响接脚20所感测到的模拟资料。

[0030] 需注意的是，由于本发明的主要技术特征在于触控感测装置1的储存控制模块40及解码控制模块50，接下来，将通过实施例对储存控制模块40及解码控制模块50的电路架构及其具备的功能进行详细的说明。

[0031] 请参照图2，图2是绘示触控感测装置1的单一个储存控制模块40及单一个解码控制模块50的一实施例的电路示意图。如图2所示，每一个储存控制模块40包含有储存电容C1～C3及开关SW1～SW7及开关SW11～SW12。其中，开关SW1～SW3为分别对应于储存电容C1～C3的充电开关；开关SW4～SW5及SW11为接地开关；开关SW6及SW7则为累加开关；SW2则为参考电位开关。充电开关SW1～SW3分别耦接于储存电容C1～C3与驱动/感测控制模块30之间；开关SW4耦接于储存电容C1与接地端之间；开关SW5耦接于储存电容C2与接地端之间；开关SW6耦接于储存电容C1与C2之间；开关SW7耦接于储存电容C2与C3之间；开关SW11耦接于储存电容C3与接地端之间；开关SW12耦接于储存电容C3与参考电位(固定电位)Vref之间。当开关SW11关闭且开关SW12开启时，储存电容C3将会耦接至接地端；当开关SW11开启且开关SW12关闭时，储存电容C3将会耦接至参考电位(固定电位)Vref。需说明的是，每一个储存控制模块40所包含的储存电容与开关数目并不以此例为限，每一个储存控制模块40亦可包含复数组储存电容以及其相对应数目的开关，于此不另行赘述。

[0032] 于此实施例中，当储存控制模块40自逻辑控制模块10接收到储存控制信号S2时，储存控制模块40将会依照储存控制信号S2的储存控制时序自驱动/感测控制模块30将接脚20所感测到的每一笔模拟资料(感测电压)分别于不同时间点储存于不同的储存电容C1～C3中。实际上，储存控制模块40是通过开启或关闭充电开关SW1～SW3来控制是否自驱动/感测控制模块30将模拟资料(感测电压)储存至储存电容C1～C3。

[0033] 举例而言，若预设充电开关SW1～SW3、接地开关SW4～SW5，SW11及累加开关SW6～SW7，SW12均处于开启状态下，于第一时间点，储存控制模块40将充电开关SW1关闭及接地开关SW4关闭并维持充电开关SW2及SW3开启，驱动/感测控制模块30所输出的第一模拟资料即可储存于储存电容C1中；于第二时间点，储存控制模块40将充电开关SW2关闭及接地开关SW5关闭并维持充电开关SW1及SW3开启，驱动/感测控制模块30所输出的第二模拟资料即可储存于储存电容C2中；于第三时间点，储存控制模块40将充电开关SW3关闭及接地开关SW11关闭并维持开关SW1及SW2开启，驱动/感测控制模块30所输出的第三模拟资料即可储存于储存电容C3中。因此，储存控制模块40即可于不同时间点将驱动/感测控制模块30所输出的每一笔模拟资料(感测电压)分别储存于不同的储存电容C1～C3中。

[0034] 需说明的是，储存控制模块40控制充电开关SW1～SW3开启或关闭的顺序及方式并不以上述情况为限，储存控制模块40亦可控制充电开关SW1～SW3同时关闭以及不同时间点开启，这种方式可提升装置的扫瞄速度及回报速率，可视实际需求进行调整。

[0035] 于实际应用中，当储存控制模块40已将驱动/感测控制模块30所输出的每一笔模拟资料(感测电压)均储存于储存电容C1～C3后，可将充电开关SW1～SW3开启并控制导电薄膜感应器100执行放电(discharge)程序，由此避免环境杂信干扰控制晶片的工作及导电薄膜感应器100上残留的电荷影响到接脚20感测时的准确性。

[0036] 接着，将就触控感测装置1如何利用电荷泵浦的概念实现模拟累加器的功能进行说明。当储存控制模块40已将驱动/感测控制模块30所输出的每一笔模拟资料(感测电压)均储存于储存电容C1～C3后，充电开关SW1～SW3及接地开关SW4～SW5，SW11开启，耦接于储存电容C1与C2之间的开关SW6以及耦接于储存电容C2与C3之间的开关SW7及耦接于储存电容C3与Vref之间的开关SW12将会于一第四时间点同时被关闭，SW6，SW7及SW12亦可在不同时间点被关闭，致使储存电容C1～C3之间彼此导通，假设储存于储存电容C1～C3的电荷分别为Q1～Q3，此时储存于储存电容C1～C3的电荷Q1～Q3即可被累加起来。

[0037] 由此，触控感测装置1利用上述电荷泵浦的方式对储存于储存电容C1～C3的模拟资料(感测电压)进行模拟累加器的滤波处理，以提高系统的信号-杂信比，达到降低杂信干扰的功效。此外，由于经过上述累加处理后的模拟资料(感测电压)已具有放大的效果，触控感测装置1不需另外设置放大器来放大解码后的模拟资料，故晶片面积(die size)得以缩小，亦可达到节省成本的功效。

[0038] 需说明的是，本发明的触控感测装置1所包含的该至少一储存控制模块40中的每一个储存控制模块40工作都是一致的，是由逻辑控制模块10产生具有不同控制时序的该等控制信号S2，使得该至少一储存控制模块40可以将导电薄膜感应器100感测到的复数笔模拟资料分别储存于复数个电容当中。

[0039] 接着，将就单一个解码控制模块50进行说明。如图2所示，单一个解码控制模块50包含有开关SW8～SW10以及缓冲器A1。其中，开关SW8耦接于储存电容C1与缓冲器A1之间；开关SW9为放电开关，耦接于开关SW8与缓冲器A1之间；开关SW10耦接于缓冲器A1与模拟/数字转换模块70之间。

[0040] 于此实施例中，预设开关SW8～SW10均处于开启状态下，当储存于储存电容C1～C3的模拟资料已通过模拟累加器的滤波处理形成累加模拟资料之后，解码控制模块50将会依照解码控制时序关闭开关SW8，使得累加模拟资料能够输出至缓冲器A1后，由解码控制模块50对累加模拟资料进行解码，并通过关闭的开关SW10将解码后的累加模拟资料输出至模拟/数字转换模块70。

[0041] 需说明的是，当储存于储存电容C1～C3的该些模拟资料均已输出至缓冲器A1后，且经由模拟/数字转换模块70将感测电压的模拟资料转换成数字资料S4输出至逻辑控制模块10后，解码控制模块50将会控制开关SW8及放电开关SW9均关闭，致使储存电容C1～C3执行放电程序，以消除储存电容C1～C3上残余的电荷。

[0042] 接着，模拟/数字转换模块70是用以将解码后的累加模拟资料转换成数字资料S4。实际上，模拟/数字转换模块70可以是任意形式的模拟/数字转换器，并无特定的限制。

[0043] 然后，模拟/数字转换模块70再将转换后的数字资料S4输出至逻辑控制模块10。实际上，逻辑控制模块10可包含数字滤波器(digital filter，未图示)，用以对数字资料S4进行数字滤波处理，以降低杂信的干扰。需注意的是，由于触控感测装置1的模拟端已利用电荷泵浦的概念通过累加方式实现模拟滤波及放大的功能，降低模拟资料的误差，以便模拟资料转换成数字资料时，能够大幅提升数字资料的准确性，故可减轻数字端的逻辑控制模块10的负担，进而达到提升触控感测装置1的触控准确度的功效。

[0044] 相较于现有技术，根据本发明的触控感测装置是利用电荷泵浦(chargepump)的概念实现模拟累加器(analog adder)的功能，不仅能够有效地降低液晶显示面板及外在环境所产生的杂信对于触控感测装置感测触控点时的干扰，亦不会导致整个系统的资料传送回报速率(reporting rate)降低及电力消耗(power consumption)增加，故触控感测装置能够更为准确地对于触控显示面板进行触控点的感测，以大幅减少其误判的机率。此外，由于根据本发明的触控感测装置不需设置有放大器，即可得到具有放大效果的高信号-杂信比的模拟资料，故晶片面积(die size)得以缩小，达到节省成本的功效。

[0045] 通过以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。