专利名称：影像显示系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及影像显示系统，特别是涉及影像显示系统中的触控感测电路。
背景技术：
现今，由于信息应用产品(Information Appliance products)的整合， 触控面板已经逐渐地取代传统人机接口，例如键盘与鼠标。随着使用者可以 轻易且方便地操作触控面板，触控面板已经扩展到许多领域，例如便携式通 讯产品与信息产品、银行/商业系统、医药登记系统、厂房监视系统、公共 信息导览系统…等等。根据感测的方法，触控面板可区分成电容型、电阻型、 声波型、红外线型以及磁感应型。在这些类型中，电容型被应用在大尺寸的 触控面板中。手指或触控笔与一电容式触控面板的接触将会产生电容值的改 变，再进一步产生相对应的电压。根据所产生的电压，则感测出接触点在X 方向与Y方向的位置点，于是送出对应于这些接触点的信号或指令。
发明内容
本发明提供一种影像显示系统，其包括触控感测电路。触控感测电路包 括电压储存单元，用以感测是否发生触控事件，且产生对应电压。电压储存 单元包括第一至第三电容以及第一至第二开关元件。第一电容具有第一端耦 接接地端，以及第二端耦接第一节点。第二电容具有第一端耦接接地端的第 一端，以及第二端耦接第二节点，其中，当电压储存单元感测是否发生触控 事件时，第二节点耦接交流电压。第三电容形成在第一节点与第二节点之间， 其中，当触控事件发生时，第三电容的值改变，使得第一节点上的对应电压 改变。第一开关元件具有第一端耦接第一节点，以及第二端耦接第二节点。 第二开关元件具有第一端耦接第一节点，以及第二端。
本发明还提供一种影像显示系统，其包括多条第一导线、多条第二导线、 以及触控感测电路。多条第二导线与多条第一导线交错。触控感测电路用以
5感测是否发生至少一触控事件，且产生多个对应电压，其中，触控感测电路 包括多个感测单元、多个第二电容、多个第三电容、多个第二开关元件、以 及多个开关单元。多个感测单元配置成一感测阵列，其中，每一感测单元对 应一组交错的第一导线与第二导线。每一感测单元包括第一电容及第一开关 元件。第一电容形成在对应的第一导线与对应的第二导线之间，其中，当在 此感测单元发生触控事件时，其第一电容的值改变。第一开关元件具有第一 端耦接对应的第 一导线，以及第二端耦接对应的第二导线。
多个第二电容分别耦接多条第一导线，其中，每一第二电容具有第一端 耦接接地端，以及第二端耦接对应的第一导线。多个第三电容分别耦接多条 第二导线，其中，每一第三电容具有第一端耦接接地端，以及第二端耦接对 应的第二导线。多个第二开关元件分别耦接多条第一导线，其中，每一第二 开关元件具有第一端耦接对应的第一导线，以及第二端。多个开关单元分别 耦接多条该二导线，其中，当触控感测电路感测多条感测单元是否发生触控
事件时，开关单元以第一既定顺序导通，以提供交流电压(Vtog)至多条第 二导线。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实 施例，并结合附图详细说明如下。
图1表示根据本发明的触控感测电路的一实施例； 图2为当图l的触控感测电路的电压储存单元当感测是否发生触控事件 时的信号时序图3表示根据本发明实施例的触控面板；
图4为图3的触控面板于感测是否发生触控事件时的信号时序图；以及 图5根据本发明实施例的影像显示系统。
附图符号说明
1 ~触控感测电路；3 ~触控面板；5 ~影像显示系统；10-电压储存单 元；20 积分单元；30 电压放大单元；401-4画~开关单元；50~显示面 板；Cl、 C2、 Cc、 CparlO、 Cparll、 Ctrans、 Cload 电容；DC'," DCw、 DCn," DCn,2、 DCw,m 感测单元;LY1-LYN 垂直导线;LX1-LXM ~水平导线；0P1-0P2 ~运算放大器；Nl、 N2-节点;SWA、 SWB、 SW1-SW6、 TSW1-TSWM、 TSWB1-TSWBM -开关元件；VI、 VI， ~电压；Vtog 交流电压；VL 相对低电平；VH ~相对 高电平；Vout 输出信号；Vint-积分信号。
具体实施例方式
图1显示根据本发明的触控感测电路的一实施例。请参考图1，触控感 测电路1适用于电容式触控面板，且以对一感测单元进行感测为例来说明。 触控感测电路1包括电压储存单元10、积分单元20、以及电压放大单元30。 电压储存单元10感测是否发生一触控事件，且产生一对应电压。在发生触 控事件时，电压储存单元10内发生电容值变动，且所产生的对应电压也随 着电容值变动而改变。积分单元20对电压储存单元IO所产生的对应电压进 行积分，藉以产生积分信号Vint。电压放大单元30则4妻收且放大积分单元 20所产生的积分信号，以产生输出信号Vout,以便后续的触控辨识及信号 处理。
参考图1,电压储存单元10包括电容CparlO及Cparll、电容Cc、以 及开关元件SWA与SWB。电容CparlO的第一端耦接接地端GND，且其第二端 耦接节点N1。电容Cparll的第一端耦接接地端GND,且其第二端耦接节点 N2。电容CparlO为节点Nl所耦接的信号导线的寄生电容，且电容Cparll 为节点N2所耦接的信号导线的寄生电容。在节点Nl与N2之间形成电容 Ctrans,其中，开关元件SWB与电容Ctrans组成一感测单元。电容Cc的第 一端耦接节点Nl，且其第二端耦接接地端GND。电容Cc为触控面板上的绕 线与接地端GND的寄生电容。开关元件SWA的第一端耦接节点Nl,且其第二 端耦接积分单元20。开关元件SWB的第一端耦接节点Nl，且其第二端耦接 节点N2。当触控感测电路1的电压储存单元10感测是否发生触控事件时， 一交流电压Vtog提供至节点N2，换句话说，节点N2耦接交流电压Vtog。 在一些实施例中，交流电压Vtog的相对高电压VH与相对低电压VL可分别 为5V与0V，但不限定于此。
积分单元20包括开关元件SW1 SW6、电容Cl-C2、以及运算放大器 0P1。开关元件SW1的第一端耦接开关元件SWA的第二端，且其第二端耦接 电容C1。开关元件SW2的第一端耦接开关元件SW1的第二端，且其第二端耦 接交流电压Vtog的相对低电平VL。电容C1的第一端耦接开关元件SW1的第二端与开关元件SW2的第一端，且其第二端耦接开关元件SW3与SW4。开关 元件SW3的第一端耦接至电容C1的第二端，且其第二端耦接至运算放大器 0P1。开关元件SW4的第一端耦接至电容C1的第二端，且第二端耦接至交流 电压Vtog的相对低电平VL。
参考图1,运算放大器0P1的一反相输入端(-)耦接至开关元件SW3 的第二端、其非反相输入端(+ )耦接至交流电压Vtog的相对低电平VL、且 其输出端耦接至开关元件SW5与SW6以及电容C2。电容C2与开关元件SW5 都耦接于运算放大器0P1的反相输入端(-)与输出端之间。开关元件SW6 的第一端耦接运算放大器的输出端，且其第二端耦接电压放大单元30。本发 明的开关元件SWA ~ SWB与SW1 ~ SW6可由晶体管所构成，例如M0S晶体管或 双极结型晶体管(BJT)，但不限定于此。
电压放大单元30包括运算放大器0P2、电阻R1及R2、以及电容Cioad。 运算放大器0P2的非反相输入端(+ )耦接开关元件SW6、其反相输入端(- ) 耦接电阻R1、以及其输出端耦接电容Cload。电阻Rl的第一端耦接运算放 大器0P2的反相输入端(-),且其第二端耦接接地端G冊。电阻R2耦接于运 算放大器0P2的反相输入端(-)与输出端之间。电容Cload的第一端耦接 运算放大器0P2的输出端，且其第二端耦接接地端GND。在图1中，电压放 大单元30的电路为一例子。在其它实施例中，电压放大单元30可根据电路 设计及需求而有不同的架构。
图2为触控感测电路1的电压储存单元10感测是否发生一触控事件时 的信号时序图。以下将结合图1及图2来说明触控感测电路1的动作。
在时间T1至T2的期间，开关元件STO导通，且交流电压.Vtog处于相 对低电平VL，因此，节点Nl上的电压VI则等于相对低电平VL ( V1=VL)。
在时间T2，开关元件SWB截止。
在时间T3时，交流电压Vtog由相对低高电平VL变为相对高电平VH。 此时，节点Nl上的电压VI也改变。电压VI的变化量AV如下 = , - n)(————)
因此，节点Nl的电压变为Vl， n'= Fl + AF = r丄+ (ra - M)(————)
当没有发生触控事件时，意即使用者的手指或触控笔(stylus)未触碰至触控面板时，电容Ctrans的值维持固定。相反地，当发生触控事件时，意 即使用者的手指或触控笔(stylus)触碰至触控面板时，电容Ctrans的值改 变，因此，电压Vl，会随着电容Ctrans的值的改变而变化。同时，开关元件 SWA导通，因此，电压储存单元10的节点Nl上的电压Vl，被输出至积分单 元20。再者，由于开关元件SW1与SW4导通，所以电压Vl，会被储存至电容 Cl中。
在时间T4，开关元件SW4截止。在时间T5，开关元件SW1也截止，且
交流电压Vtog由相对高电平LH变为相对低电平VL。
在时间T6,开关元件SW2与SW3会导通，使得储存在电容C1的电压V1， 会被运算放大器0P1与电容Cl与C2构成的积分器所积分，作为积分信号 Vint以才是供至电压放大单元30中运算放大器0P2的非反相输入端(+ )。举
例而言，所积分后的电压(即积分信号Vint)可表示成n'x^。积分信号Vint
C2
由运算放大器0P2与电阻Rl及R2所构成的放大器所放大，以作为输出信号 Vout。于此时，开关元件SWB会再度导通。由于交流电压Vtog已由相对高 电平VH再变回相对低电平VL,因此，节点Nl的电压将会被充电至相对低电 平VL。
在时间T7，开关元件SW3截止。在时间T8时，开关元件SWA、 SWB、 SW2、 及SW6截止。
在时间T9,交流电压Vtog由相对低电平VL变回相对高电平VH。此时， 节点Nl上的电压则会再次根据是否发生触控事件而变化，于此不再赘述。 此时，开关元件SW5导通。电容C2中所储存的电压将会由于运算放大器OP 的反相输入端(-)与非反相输入端(+ )的虚短路进行放电。此外，开关元 件SW4也导通，将电容Cl的第二端耦接至相对低电压VL。
在时间T10时，开关元件SW4截止。在时间Tll，开关元件SW1截止， 且交流电压Vtog由相对高电平VH变回相对低电平VL。
在时间T12时，开关元件SW2与SW3导通，以便将电容C1与C2放电。 再者，开关元件SWB导通，并且交流共享电压Vtog处于相对低电平VL,因 此节点Nl会被充电至相对低电平VL。
在时间T13时，开关元件SW3截止。在时间T14时，开关元件SW2与 SW5截止，以便结束放电动作。此外，开关元件SWB截止。
在时间T15,交流电压Vtog由相对低电平VL变回相对高电平VH。因此， 在节点Nl的电压则会再次根据是否发生触控事件而变化，于此不再赘述。此时，同时，开关元件SWA导通，因此，电压储存单元10的节点Nl上的电 压被输出至积分单元20。再者，由于开关元件SW1与SW4导通，所以节点 Nl上的电压会被储存至电容C1中。
图1的积分单元20的电路仅为一个例子。在其它实施例中，积分单元 20可根据电路设计及需求而有不同的架构。因此，开关单元SW1-SW6的控制 信号的时序也随着积分单元20的电路设计而有所不同。
此外，在此实施例中，于开关元件SW6导通的周期(在时间T3-T8)间 期间，积分单元20仅会进行一次积分，但不限于此。在一些实施例中，于 开关元件SW6导通的周期中，积分单元20也可多次积分。
图3表示根据本发明实施例的触控面板3。触控面板3包括多条垂直导 线LY1-LYN、多条水平导线LX1-LXM、多个电容Ctrans、Cpar10、以及Cparll、 多个开关元件SWB及SWA、多个开关单元40r"40M、积分单元20、以及电压放 大单元30。垂直导线LY1-LYN与水平导线LX1-LXM彼此交错。多个电容Cpar 10 分别耦接垂直导线LY1-LYN。多条电容Cparll分别耦接水平导线LX1-LXM。 多个开关元件SWA分别耦接于垂直导线LH-LYN与积分单元20之间。
参考图3, —组的开关单元SWB与电容Ctrans构成一感测单元，且每 一感测单元对应一组交错的垂直导线与水平导线。多个感测单元则配置成感 测阵列。举例来说，感测单元DCN， 1具有一组的开关单元SWB与电容Ctrans, 且对应交错的垂直导线LYN与水平导线LX1。根据图3可得知，耦接相同垂 直导线的多个感测单元共享一个电容CparlO和一个开关元件SWA,且耦接相 同水平导线的多个感测单元共享一个电容Cparll。举例来说，耦接垂直导线 LYN的感测单元DCm、 DCw,2…DCM共享一个电容CparlO和一个开关元件SWA, 且耦接水平导线LX1的感测单元DCu、 DC2.,…DC^共享一个电容Cpar11。另 外，参考图1及图3可得知，多个电容Ctrans、 CparlO、以及Cparll、多 个开关元件SWB及SWA、积分单元20、以及电压放大单元30组成一触控感 测电路。此触控感测电路适用于一感测阵列，用以感测至少一触控事件是否 发生于此感测阵列。
多个开关单元40!-40M分别耦接水平导线LX1-LXM。每一开关单元包括两 个开关元件，由互为反相的控制信号所控制。举例来说，开关单元4(^包括 开关元件TSW1及TSWB1。开关元件TSW1耦接于交流电压Vtog与水平导线 LX1之间，而开关元件TSWB1耦接接地端GND与水平导线LX1之间。对于耦
10接相同水平导线的感测单元而言，以耦接水平导线LX1的多个感测单元为例， 当欲感测这些感测单元是否发生触控事件时，开关元件TSW1导通且开关元
件TSWB1截止，以提供该交流电压(Vtog )至水平导线LX1。当非感测耦接 水平导线LX1的感测单元是否发生所述触控事件时，则开关元件TWS1截止 且开关元件TWSB1导通，以提供接地端GND的电压至水平导线LX1。
以下将通过图3及图4来说明开关元件SWA及开关单元401-40M的导通 时序图。假设N等于3且M等于3，换句话说，多条感测单元组成一 3x3感 测阵列。参考图4，开关元件TSW1-TSW3依序导通。开关元件TSW1-TSW3的 导通表示将对耦接对应的水平导线的感测单元进行检测是否发生触控事件。 在每一开关元件TSW1-TSW3导通的期间内，分别耦接垂直导线LY1-LY3的开 关元件SWA也依序导通。此外,在一开关元件(例如TSW1 )导通时，其余的 开关元件(例如TSW2-TWS3)则截止。
举例来说，当开关元件TSW1导通且开关元件TSWB1截止时，则是对耦 接水平导线LX1的3个感测单元进行检测是否发生触控事件，并提供交流电 压Vtog至水平导线LX1。在开关元件TSW1导通的期间内，垂直导线LY1-LY3 的开关元件SWA也依序导通，以依序将每一感测单元所产生的对应电压传送 至积分单元20。此时，其余开关元件TSW2-TSW3则截止，且开关元件 TSWB2-TSWB3导通。
在此实施例中，开关元件TSW1-TSW3依序导通，且以及耦接垂直导线 LY1-LY3的开关元件SWA也为依序导通。在实际应用上，开关元件TSW1-TSW3 与多个开关元件SWA的导通顺序可依据需求而定。
图5为影像显示系统的一实施例，于此以一电子装置5来实现。如图所 示，电子装置5包括图3的触控面板3用以与使用者互动以及一显示面板50 用以显示影像，其中，触控面板3包含图1的积分单元20以及电压放大单 元30。举例而言，电子装置5可为一个人数字助理、 一显示器、 一笔记型计 算机、 一数字相机、 一车用显示器、 一平板计算机、 一电视、 一全球定位系 统、 一航空用显示器、 一数字像框、 一便携式DVD放影机或一移动电话。显 示面板50可为一液晶显示面板、等离子体显示面板、有机发光二极管显示 面板或一薄膜晶体管驱动显示器，但不限定于此。在某些实施例中，触控面 板3的电路可整合至显示面板50之中。
本发明虽以较佳实施例披露如上，但其并非用以限定本发明的范围，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，当可做若干的更改 与修饰，因此本发明的保护范围应以本发明的权利要求为准。
权利要求
1.一种影像显示系统，包括一触控感测电路，包括一电压储存单元，用以感测是否发生一触控事件，且产生一对应电压，其中，该电压储存单元包括一第一电容，具有一第一端耦接一接地端，以及一第二端耦接一第一节点；一第二电容，具有一第一端耦接该接地端，以及一第二端耦接一第二节点，其中，当该电压储存单元感测是否发生该触控事件时，该第二节点耦接一交流电压；一第三电容，形成在该第一节点与该第二节点之间，其中，当该处触控事件发生时，该第三电容的值改变，使得该第一节点上的该对应电压改变；一第一开关元件，具有一第一端耦接该第一节点，以及一第二端耦接该第二节点；以及一第二开关元件，具有一第一端耦接该第一节点，以及一第二端。
2.如权利要求1所述的影像显示系统，其中，当该电压储存单元感测是 否发生该触控事件时，在一第一期间，该第一开关元件导通并且该交流电压 由一相对高电平变为 一相对低电平，使得该对应电压被充电至该相对低电 平，在一第二期间，该第一开关元件会截止并且该交流电压由该相对低电平 变为该相对高电平，若未发生该触控事件时，该对应电压处于一第一电平， 且若发生该触控事件时，该第三电容的值改变，且该对应电压随着该第三电 容的值的改变而处于一第二电平。
3. 如权利要求1所述的影像显示系统，其中，该触控感测电路还包括一 积分单元，耦接该第二开关元件的第二端，用以对该对应电压进行积分，以 产生一积分信号。
4. 如权利要求'3所述的影像显示系统，其中，该积分单元包括 一第三开关元件，具有一第一端耦接该第二开关元件的第二端，以及一第二端；一第四电容，具有一第一端耦接该第三开关元件的第二端，以及一第二端；一第四开关元件，具有一第一端耦接该第三开关元件的第二端，以及一第二端耦接该交流电压的 一相对低电平；一第五开关元件，具有一第一端耦接该第四电容的第二端，以及一第二丄山，"而；一第六开关元件，具有一第一端耦接该第四电容的第二端，以及一第二 端耦接该相对低电平；一运算放大器，具有一反相输入端耦接该第五开关元件的第二端、 一非 反相输入端耦接该相对低电平、以及一输出端；一第五电容，耦接于该运算放大器的反相输入端与输出端之间；一第七开关元件，耦接于该运算放大器的反相输入端与输出端之间；以及一第八开关元件，耦接于该运算放大器的输出端，用以输出该积分信号。
5. 如权利要求4所述的影像显示系统，其中，该触控感测电路还包括一 电压放大单元，耦接该第八开关元件，用以当该第八开关元件导通时，接收 并放大该积分信号，以产生一输出信号。
6. 如权利要求1所述的影像显示系统，还包括一触控面板，其中，该触 控面板包括该触控感测电路。
7. 如权利要求6所述的影像显示系统，还包括一电子装置，其中，该电 子装置包括一显示面板用以显示影像，且该影像显示系统通过该触控面板与 使用者互动，其中，该显示面板为一有机发光二极管显示面板、 一等离子体 显示面板、 一液晶显示面板、或一薄膜晶体管驱动显示面板。
8. 如权利要求7所述的影像显示系统，其中，该电子装置为一个人数字 助理、 一显示器、 一笔记型计算机、 一数字相机、 一车用显示器、 一平板计 算机、 一电视、 一全球定位系统、 一航空用显示器、 一数字像框、 一便携式 DVD放影机或一移动电话。
9. 一种影像显示系统，包括 多条第一导线；多条第二导线，与所述第一导线交错；以及一触控感测电路，用以感测是否发生至少一触控事件，且产生多条对应 电压，其中，该触控感测电^^包括多个感测单元，配置成一感测阵列，其中，每一该感测单元对应一组交 错的该第一导线与该第二导线且包括一第一电容，形成在对应的该第一导线与对应的该第二导线之间， 其中，当在该感测单元发生该处触控事件时，该第一电容的值改变；以及 一第一开关元件，具有一第一端耦接对应的该第一导线，以及一第二端耦接对应的该第二导线；多个第二电容，分别耦接所述第一导线，其中，每一该第二电容具有一 第 一端耦接一接地端，以及一第二端耦接对应的该第 一导线；多个第三电容，分別耦接所述第二导线，其中，每一该第三电容具有一 第 一端耦接该接地端，以及一第二端耦接对应的该第二导线；多个第二开关元件，分别耦接所述第一导线，其中，每一该第二开关元 件具有一第一端耦接对应的该第一导线，以及一第二端；以及多个开关单元，分别耦接所述第二导线，其中，当该触控感测电路感测 所述感测单元是否发生该触控事件时，所述开关单元以一第一既定顺序导 通，以提供一交流电压至所述第二导线。
10. 如权利要求9所述的影像显示系统，其中，每一该开关单元包括 一第三开关元件，具有一第一端耦接该交流电压，以及一第二端耦接对应的该第二导线；以及一第四开关元件，具有一第一端耦接该接地端，以及一第二端耦接对应 的该第二导线；其中，对于耦接对应的该第二导线的所述感测单元而言，当该触控感测 电路感测所述感测单元是否发生所述触控事件时，该第三开关元件导通且该 第四开关元件截止，以提供该交流电压至对应的该第二导线；以及其中，对于耦接对应的该第二导线的所述感测单元而言，当该触控感测 电路非感测所述感测单元是否发生所述触控事件时，该第三开关元件截止且 该第四开关元件导通，以提供该接地端的电压至对应的该第二导线。
11. 如权利要求9所述的影像显示系统，其中，该触控感测电路还包括 一积分单元，耦接所述第二开关元件的第二端，用以对所述第一导线的电压 进行积分，以产生多个积分信号。
12. 如权利要求9所述的影像显示系统，其中，该触控感测电路还包括 一电压放大单元，耦接该积分单元，用以接收并放大所述积分信号，以产生 多个输出信号，其中，所述输出信号表示所述感测单元是否发生所述触控事 件。
全文摘要
一种影像显示系统，其包括触控感测电路。触控感测电路包括电压储存单元，用以感测是否发生触控事件且产生对应电压。电压储存单元包括第一至第三电容以及第一至第二开关元件。第一电容耦接于第一节点与接地端之间。第二电容耦接于第二节点与接地端之间，其中，当电压储存单元感测是否发生触控事件时，第二节点耦接交流电压。第三电容形成在第一节点与第二节点之间，其中，当触控事件发生时，第三电容的值改变，使得第一节点上的对应电压改变。第一开关元件耦接于第一节点与第二节点之间。第二开关元件耦接于第一节点。
文档编号G06F3/044GK101634921SQ200810134478
公开日2010年1月27日 申请日期2008年7月25日 优先权日2008年7月25日
发明者吴泽宏 申请人:统宝光电股份有限公司