专利名称：感测电路放电控制方法与装置及触控面板、电子装置的制作方法
感测电路放电控制方法与装置及触控面板、电子装置技术领域：
本发明是关于一种感测电路放电控制方法与装置及触控面板、电子装置， 更明确而言，是关于一种用于控制触控面板的各感测电路放电控制方法与装 置及触控面板、电子装置。背景技术：
触控面板已广泛运用在各种应用中。触控面板包含纵横方向交错的感测 线，其具有感测电路以感测手指触碰于触控面板上的位置。
图1是显示现有的触控面板的感测电^吝10。该感测电路10包含感测电 极100以及放电单元110。该感测电极100具有电容值，即以电容器104 所表示的寄生电容。当有手指碰触事件发生时，感测电极100的总电容值会 增加，手指的触碰等效于一额外的电容器，以感测电容102表示。亦即，当 有手指触碰时，感测电容102具有一不为零的电容值，当无手指触/S並时，则 该感测电容102的电容值即为零。即使有手指触碰的情形下，该感测电容102 的电容值远小于该寄生电容104的电容值。修正电容116用于补偿寄生电容 以使各感测电极100的寄生电容值不会差异太大。
该放电单元通过开关114连接于电压源VoD以预先将感测电极的全部电
容(亦即感测电容与寄生电容)充电至一固定电压，例如sv。然后通过控制
开关123与开关134使第一电流源127与第二电流源138先后放电。该第一 电流源127为大电流源，其电流值可为例如30(VA。该第二电流源138为小 电流源，其电流值可为例如90nA。
该感测电路10的;j文电方式为先4妾通第一电流源(大电流源)27方支电一 段固定时间。被预先充电至5V的电压大约剩下1V左右。在大电流源放电期间，第二电流源(小电流源)l38为断接状态。接着，将大电流源127断接， 而接通小电流源138,将剩余电荷释放完毕。在有手指碰触与无手指碰触的 情况下，由于总电容值不同，放电完毕的时间会有明显差异。因此可利用此 时间差判断是否有碰触事件发生。
在整个放电期间，预先充电的电压呈线性下降，该感测电路10具有一比 较器145，用于比较该充电电压与一参考电压Vref，其电压值例如为IV。当 电压下降至该参考电压值以下，比较器145即发出一改变状态信号。通过计 算开始放电到比较器145发出改变状态信号的时间，可以据此校准代表手指 触碰事件的感测电容值。
请参阅图2,显示同一感测电路在有手指碰触与无手指碰触下的放电情 况。第一曲线(以实线绘制)表示有手指碰触的情况，而第二曲线(以虚线绘 制)表示无手指碰触的情况。首先将全部电容预先充电至一预定电压，例如 5V，则须放电的电压降AV即为5V。而后，大电流源127放电至时间tl， 此Bt有手指碰触的情况下，总电容值较大，其释放的电压降为AVl,而无手 指碰触的情况下，总电容值较小，其释放的电压降为AV1'。接着，利用小 电流源138将剩余电荷(对应有无碰触的电压降分别为AV2、 AV2，)释放完 毕，对于有手指碰触事件的情况下，放电完毕的时间是t2，而对于无手指碰 触事件的情况下，放电完毕的时间是t2，。
由于制程差异等因素，触控面板的各感测电极100的寄生电容104可能 会有所不同，尽管已经利用修正电容116加以补偿，但还是会有些微差异， 为了补偿此种差异，该大电流源127的放电状况需要进行微幅调整。现有技 术中是通过直接调整该大电流源127的电流大小为之。 一般而言，该等电流 源以CMOS晶体管构成，调整电流源的电流大小也就是控制施加于CMOS 晶体管的电压。微调电流大小意味着必须精确提供所需的电压值，例如1.9V、 2.0V、 2.1V等，然而，在小范围内欲微调电压值技术上相当麻烦而不容易达到。
发明内容
本发明的目的是提供一种感测电路放电控制方法与装置及触控面板、电 子装置，其调整电流源的放电电流的调整频率低、效果好。
为实现本发明的前述目的，本发明提供一种感测电路放电控制方法包含
步骤有提供一时钟脉冲，该时钟脉沖具有一时钟脉沖周期；设定该感测电 路中的大电流源的电流值；设定一数值P,大电流源的;^文电期间的长度即为 P倍的时钟脉冲周期；将该感测电路的感测电极充电；利用大电流源以所设 定的电流值以及放电期间将该感测电极放电；以该感测电路中的小电流源将 该感测电极剩余的电荷;改电至》文电完毕；判定该感测电极是否在 一预定时间 内》文电完毕；以及如判定该感测电才及未能在该预定时间内》文电完毕，则调整 该数值P以孩i调该大电流源的》文电期间。
本发明还提供一种感测电路放电控制装置包含有 一边缘检测器，用于 检测该感测电路的感测电极在充电之后何时放电完毕； 一主控制器，用于设 定一数值P以设定该第一电流源的》文电期间，该;改电期间的长度即为P倍的 时钟脉沖周期，该主控制器指示该感测电极充电并使该感测电路中的大电流 源以所i殳定的电流值以及》文电期间将该感测电才及;改电，然后指示该感测电3各 中的小电流源将该感测电极剩余的电荷放电至放电完毕，并根据该边缘检测 器的输出来判定该感测电极是否在一预定时间内》文电完毕；以及一时间长度 控制器，用于调整大电流源的放电期间，如该主控制器判定该感测电极未能 在该预定时间内放电完毕，则该时间长度控制器即调整该数值P以微调该大 电流源的》文电期间。
本发明还提供一种包含有上述感测电路放电控制装置的触控面板。 本发明还提供一种包含有上述感测电路放电控制装置的触控面板的电子 装置。相较于现有技术，本发明可显著减少调整触控面板感测电路中的大电流 源放电电流(电压)的次数，而采用数字调整大电流源的放电时间，从而达 到校准各感测电路的感测电容放电时间，以排除因为制程因素造成寄生电容 差异所导致的不一致问题。
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，配合所附
图式，作详细说明如下
图1显示现有触控面板的感测电路；
图2显示该现有感测电if各在有无手指石並触下的》文电情况；
图3显示不同感测电路的不同》文电情况；
图4显示不同寄生电容值所需放电时间长度；
图5显示根据本发明触控面板，该触控面板具有感测电路放电控制装置；
图6显示图5的触控面板的感测电路的电路示意图7是根据本发明感测电路放电控制方法的流程图；以及
图8显示具有本发明触控面板的电子装置的示意图。
具体实施方式
以下将参照所附图式详细说明本发明的技术内容。
根据本发明，利用数字方式微调感测电路中大电流源的放电期间，从而 补偿触控面板各感测电极中寄生电容之间的差异所导致的不一致性。
图3显示不同感测电路的不同放电情况。与图2类似，其中以实线绘制 的第 一曲线表示有手指碰触事件发生的情况，而以虚线绘制的第二曲线表示 无手指碰触事件发生的情况。由图中可见，以无手指碰触事件发生的情况为 例，原本该大电流源127 乂人时间0 i文电至时间tl ，当总电容^直有所不同，可 通过4吏该大电流源127延后》文电至tr或是提前至tl"(其对应曲线在图中以断 续线表示)而达成释放相同的电压降Avr。也就是说，即使各感测电极的寄生电容不同，经由微调大电流源的放电时间，最后需要通过小电流源138释 放的剩余电压降是一样的。如果小电流源放电电流值固定，则放电的时间就 会相同。由于小电流源;故电电流远小于大电流源;故电电流，两者之间相差达 千倍之语，而所负责释》文的电压降则只在数倍的差距(例如大电流源》欠电的 电压降为4V左右，而小电流源》文电的电压降为IV左右)，故小电流源;改电 时间会远长于大电流源;故电时间。因此，大电流源;改电时间的孩炎调不会对有 无感测电容(亦即有无手指碰触事件)的判定造成影响。
图4显示使用固定放电电流下，不同寄生电容值所需放电时间长度，其 中白色长条显示无手指碰触发生的感测电容总电容值，亦即其寄生电容值 CPar，而斜线部分表示有手指碰触时额外增加的电容值，亦即感测电容值。 根据本发明，提供一时钟脉冲，其周期为Tc，见该图最下方所示，则可知第 一寄生电容值CParl所需的放电时间为nTc， n=12;第二寄生电容值CPar2所 需的放电时间为mTc, m=8;第三寄生电容值CPar3所需的放电时间为oTc, o=15。各寄生电容值所需的放电时间是该时钟脉冲周期Tc的不同倍数。感 测电容所需要的放电时间大致固定。因此，可藉由调整大电流源放电时间为 多少整数倍的时钟脉沖周期，而达到微调大电流源放电状况的目的。
图5显示根据本发明实施例的触控面板30。该触控面板30具有感测电 路.40以及用于控制该感测电路40放电的感测电路放电控制装置50。图6显 示感测电路40的电路图。在本实施例中，该感测电路40与图1所示感测电 路10相同，也包含感测电极400以及放电单元410，其中与图l相似标号表 示相同元件，故其连接关系与动作在此不予赘述。
在校准程序中，将该感测电路40中的寄生电容404预先充电，然后先以 放电单元410中具有固定电流值的大电流源427放电达一段时间tLS,再以小 电流源438》文电直到;改电完毕，其中小电流源438的》文电时间为tss。
以下将同时配合显示根据本发明用于感测电路放电控制方法的图7说明本实施例。
该装置50具有一边缘检测器52、 一主控制器54、 一储存器55、 一电压 控制器56以及一时间长度控制器58。校准程序于步骤S610开始。于步骤 S620,主控制器54设定大电流源;改电时间tLs以及电流值。其中tLs-PxTc， Tc为时钟脉沖的周期。根据本发明，主控制器54并非直接设定大电流源427 的放电时间tLS长短，而是设定数值P，亦即设定大电流源放电的时间tLS为P 倍的时钟脉冲周期Tc。于本实施例中，最初的设定数值P是一保守估计值， 亦即一较小的值。而在此因为电压较易控制，因此是通过设定大电流源427 的电压V(其放电电流值正比于电压值V)来达到设定其电流值的目的。由上 述可知，图7中步骤S620表示设定P、 V值，相当于以间接方式设定大电流 源;改电时间ks以及电流值。
于步骤S630，感测电路40使用主控制器54所设定的大电流源放电时间 与放电电流值使寄生电容CpM放电直到放电完毕。于步骤S640，边缘检测器 52 4企测感测电if各其感测电才及的电压波形的下降边纟彖，亦即4全测何时》文电完 毕。边缘检测器52具有一计数器(未图示)用于计算放电波形的期间是对应 于几个时钟脉冲周期。边缘检测器52将检测结果送交该主控制器54判断总
放电时间tp(tp-tLS+tss)是否短于一预定时间td。换言之，检查采用此等设定
值来进行放电，是否能在预定时间内放电完毕。如果可以，表示设定值为适 当的值，则主控制器54将该等设定值储存至储存器55，此为步骤S645。如 果无法在预定时间内放电完毕，则表示大电流源释》文的电压降不够，需要调整。
在判定须调整大电流源放电状况之后，根据本实施例，于步骤S650,主 控制器54先判断所设定的大电流源放电时间tts是否已经超过所容许的最大
放电时间tmax。如果尚未超过，则调整P的设定。于本实施例中，由于最初P
值设定为较低值，因此所进行的调整可为微幅增加，亦即图7中步骤S655所示的PN=P0+Ap，其中Pw表示调整过的P值，Po表示原本的P值，Ap 为微幅增加的时钟脉冲周期数。例如最初设定的P为7，亦即初始设定的大 电流源;改电时间为7倍时钟脉沖周期，也就是Po-7，而可孩t幅增加l个周期 (亦即Ap-l),把P值调整为8，也就是将大电流源放电时间调整为8倍时钟 脉沖周期，也就是Pn-7+1-8。调整P值之后，返回步骤S630，感测电路40 使用主控制器54所调整的大电流源放电时间与放电电流值使寄生电容CPar 放电直到放电完毕。
由于大电流源;改电时间不能无限制延长，因此有》文电时间上限tm^的订
定。根据本实施例，如果经过多次调整P值而在步骤S650判断tLs超过tm^，
则于步骤S660将P值重置回最初设定值，并藉由电压控制器56调整V但(Vn =V0+Av;其中VN表示调整过的电压值，Vo表示原本的电压值，Av为微 幅增加的电压值)。
利用本发明，可显著减少调整触控面4反感测电路中的大电流源;改电电流 (电压)的次数，而采用数字调整大电流源的放电时间，从而达到校准各感测 电路的感测电容放电时间，以排除因为制程因素造成寄生电容差异所导致的 不一致问题。
图8显示具有本发明触控面板30的电子装置70。如图5所示的包含感 测电路放电控制装置50的触控面板30可以是电子装置70的一部分。该电子 装置70包括本发明触控面板30以及一电源供应器75,该电源供应器75与 该触控面板30耦接以供电至该触控面板30。该电子装置70可为手机、数码 相机、个人数字助理、笔记型电脑、桌上型电脑、电视、卫星导航、车上显 示器、航空用显示器或便携式DVD放影机等。
权利要求
1.一种感测电路放电控制方法，该感测电路包含有一感测电极以及一放电单元，该感测电极在无触碰事件下具有一电容值，且在有触碰事件发生时该电容值增加，该放电单元具有第一电流源以及第二电流源，该第一电流源的放电电流远大于该第二电流源的放电电流，其特征在于该方法包含步骤有提供一时钟脉冲，该时钟脉冲具有一时钟脉冲周期；设定该第一电流源的电流值；设定一数值P，第一电流源的放电期间的长度定为P倍的时钟脉冲周期；将该感测电极充电；利用该第一电流源以所设定的该电流值以及该放电期间将该感测电极放电；利用该第二电流源将该感测电极放电至放电完毕；判定该感测电极是否在一预定时间内放电完毕；以及如判定该感测电极未能在该预定时间内放电完毕，则调整该数值P以调整该第一电流源的放电期间。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于该方法还包含如判定该感测电极在该预定时间内放电完毕，则储存所设定的该电流值以及该数值P。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于该方法还包含设定一 第 一 电流源放电时间上限；判定该第 一 电流源的该放电时间是否超过该第 一 电流源放电时间上限；以及如判定该第 一电流源的该放电时间超过该第 一 电流源放电时间上限，则调整该第 一 电流源的该电流值。
4. 如权利要求l所述的方法，其特征在于该调整数值P的步骤是以增 量的方式调整该数值。
5. 如权利要求l所述的方法，其特征在于该判定该感测电极是否在预 定时间内放电完毕的步骤包含检测该感测电极的电压波形的下降边缘，并判 断该下降边缘的时间是否落在该预定时间内。
6. —种感测电路放电控制装置，该感测电路包含有一感测电极以及一放 电单元，该感测电极在无触碰事件下具有一电容值，且在有触碰事件发生时 该电容值增加，该放电单元具有第 一 电流源以及第二电流源用于将经充电的 感测电极先后放电，该第 一 电流源的-丈电电流远大于该第二电流源的访丈电电 流，其特征在于该装置包含有一边缘检测器，用于检测该感测电极何时放电完毕；一主控制器，用于设定一数值P以设定该第一电流源的放电期间长度为 一时钟l^冲周期的P倍，将感测电才及充电并^f吏该第一电流源以所i殳定的该电 流值以及该放电期间将该感测电极放电，使该第二电流源将该感测电极放电 至放电完毕，根据该边缘检测器的输出判定该感测电极是否在一预定时间内 放电完毕；以及一时间长度控制器，用于调整该第一电流源的放电期间，如该主控制器 判定该感测电极未能在该预定时间内放电完毕，则调整该数值P以调整该笫 一电流源的》欠电期间。
7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于该装置还包含一储存器，如 该主控制器判定该感测电极在该预定时间内放电完毕，则将所设定的电流值 以及数值P储存于该储存器。
8. 如权利要求6所述的装置，其特征在于该装置还包含一电压控制器 用于控制该第 一 电流源的电压以控制其放电电流，该主控制器设定第 一 电流 源放电时间上限，并判定第一电流源的放电时间是否超过该第一电流源放电时间上限，如判定第一电流源的放电时间超过该第一电流源^:电时间上限，则指示该电压控制器调整第 一 电流源的电流值。
9. 如权利要求6所述的装置，其特征在于该时间长度控制器以增量的方式调整该数值P。
10. 如权利要求6所述的装置，其特征在于该边缘检测器检测该感测电极的电压波形的下降边缘，并将检测结果输出至该主控制器以判断该下降边缘的时间是否落在该预定时间内。
11. 一种触控面板，包含有若干个感测电路，每个感测电路包括 一感测电极以及一放电单元，该感测电极在无触碰事件下具有一电容值，且在有触碰事件发生时该电容值增加，该放电单元具有第 一电流源以及第二电流源用于将经充电的感测电才及先后^:电，该第 一 电流源的》史电电流远大于该第二电流源的》文电电流；其特征在于该触控面板还包括如^又利要求6至10所述的任一项所定义的感测电路放电控制装置。
12. —种电子装置，其包含有'如权利要求11所述的任一项所定义的触控面板；以及一电源供应器，该电源供应器与该触控面板耦接以供电至该触控面板，其中该电子装置为一手机、 一数码相机、 一个人数字助理、 一笔记型电脑、 一桌上型电脑、 一电视、 一卫星导航、 一车上显示器、 一航空用显示器或一便携式DVD放影机。
全文摘要
一种感测电路放电控制方法与装置及触控面板、电子装置，利用数字控制来微调触控面板的感测电路中电流源的放电时间以控制感测电路的放电量，而不需要经常调整电流源的放电电流。即使各感测电极的寄生电容值有所不同，利用本发明也可使得各感测电路在有无手指触碰事件发生的情况下的放电时间差趋近一致。
文档编号G06F3/041GK101676842SQ20081021526
公开日2010年3月24日 申请日期2008年9月19日 优先权日2008年9月19日
发明者吴易霖, 杨凯杰, 薛富元 申请人:统宝光电股份有限公司