[發明專利]電流源控制及補償觸控電容感測方法及其裝置

有效

• 申請號: 200710202087.0
• 申請日: 2007-10-16
• 公開（公告）號: CN101414819A
• 公開（公告）日: 2009-04-22
• 發明（設計）人: 張建雄
• 申請（專利權）人: 通泰積體電路股份有限公司
• 主分類號: H03K17/96
• 分類號: H03K17/96;G01V3/00;G06F3/044
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司
• 代理人: 何 為

技術領域：

本發明涉及一種利用電流源控制及補償觸控電容感測方法及其裝置，特別是關于一種應用于觸控屏幕(Touch?Screen)、滑動開關(Slider)、矩陣開關(Matrix)、滑輪開關(Wheel)或筆觸屏幕(Pen-Pad)等觸控裝置，可利用電流源來控制及補償觸控電容傳感器的方法及其裝置。

背景技術：

由于科技的進步，觸控技術的應用已經普遍發展在許多家電設備上，例如在烤箱和煎鍋的不透明玻璃面板后面，即是采用分離式觸控按鍵來實現。這些觸控按鍵逐漸替代了機械按鍵，因為機械按鍵的使用壽命短，而且還必需在面板上開孔安裝按鍵的相關成本。

此外，觸控屏幕已成為目前最重要的應用技術，而觸控屏幕的觸控技術有電阻式觸控及電容式觸控等，電阻式觸控屏幕在被刮擦和產生裂紋后會很快老化，所以電容式觸控技術具有耐用、成本低等特點，而逐漸成為觸控的首選技術。

業界常常會有一個錯誤的觀念，認為電容式觸控技術，其人體一定要接地，手指才能啟動觸控，其實手指能被感應觸控是因為其表面帶有電荷，因此例如在車上要接聽電話的感測，只需要手指在10cm內輕輕一揮，并不一定要碰到，即可偵測到很小的電容值啟動觸控。

目前的觸控屏幕大都是多重觸控點(Multi-Pad)偵測，即同時可偵測復數個觸控點被觸控，而需要偵測的觸控點電容值常常是很相近的，且必需設計出對應的復數組電容傳感器及感測電容，才能實時計算及反應，但如此電容傳感器電路的設計成本也相應提高。

如圖1所示，為已知4組觸控點的電容式觸控傳感器電路架構示意圖，一般觸控傳感器1皆設計成集成電路，該觸控傳感器1連接有4組的觸控輸入點(D1-D4)2及4組的感測電容器(Cs1-Cs4)3，而每一觸控輸入點2亦都連接有一觸控電容器(Cx1-Cx4)5，當手指觸碰每一觸控輸入點2時，該觸控電容器5都會感應出一觸控電容值，再將觸控電容器5所感應的電容值轉移至所對應的感測電容器3上，因此需要不斷地對觸控電容器5進行充放電，以便轉移觸控點電容器5的電荷量至感測電容器3，再偵測感測電容器3的電容值來判斷觸控輸入點是否被觸控，因此觸控輸入點越多，則偵測的速度就會越慢。

另外，外部環境的溫度、濕度及干擾源(Noise)也會影響到電容傳感器對觸控點電容值的偵測。因此針對已知的電容式觸控傳感器而言，對于偵測的觸控點電容值太小時，偵測時的雜散電容值太大時，以及鄰近多重觸控點電容值太相近時，都不容易被偵測出來，而造成無法觸控或誤觸控的問題。

于是，本案發明人即為解決上述現有電容式觸控感測技術的缺失與不便，乃特潛心研究并配合學理的運用，提出一種控制電流源的增加或減少，以便對觸控傳感器的外部觸控點電容器先行充電或感測電容器放電，以類似提高或降低觸控電容值的偵測電壓，并可加速對觸控點電容值的偵測，因此可有效改善因環境干擾或多重觸點太相近的情形或電容值太小時的情況。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題是：針對上述現有技術的不足，提供一種電流源控制及補償觸控電容感測方法及其裝置，可解決當要求偵測觸控電容很小時，或者在雜散電容很大的環境下，或者相鄰觸控輸入點的觸控電容值很相近時，皆可偵測分辨出來是否有被手指觸控產生。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種電流源控制及補償觸控電容感測方法，是將一電容傳感器與一或一個以上觸控輸入點及一感測電容器連接，每一觸控輸入點又與一觸控電容器連接；其特點是：該方法包括首先清除計數值N為0，及選擇任一該觸控輸入點及其所連接的觸控電容器，還包括下列步驟：a.清除該感測電容器的電荷；b.清除該觸控電容器；c.產生一可變電流源對該觸控電容器充電；d.轉移該觸控電容器上的電荷，累積至該感測電容器上，產生一累積電壓；e.每轉移一次電荷計數一次，使計數值N增加1；f.判斷該累積電壓是否達到一參考電壓，若該感測電容器累積電荷所產生的累積電壓在固定時間內達到該參考電壓，則進行g步驟；若累積電壓小于參考電壓，則先判斷是否超過該固定時間，若沒有超過則回到b步驟，重復b步驟至f步驟，若超過固定時間，則表示沒有觸控產生；g.判斷計數值N是否符合標準，若符合即表示該觸控輸入點有觸控產生。