[发明专利]一种电容触摸屏触摸检测方法和检测电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电容式触摸屏的触摸信号检测方法和检测电路，以及相应的触摸屏驱动系统。

背景技术

在目前的触摸屏领域，主要有电阻式触摸屏、光电式触摸屏、表面声波式触摸屏以及电容式触摸屏等结构形式。

电容触摸屏由于其坚固耐用、反应速度快、节省空间、透光率高等优点在各种电子设备领域得到了越来越多的应用，并正在成为市场主流产品。电容式触摸屏采用透明的氧化铟锡(ITO)材料在玻璃基板表面形成电极阵列。根据不同的检测原理，电容式触摸屏分为自电容触摸屏和互电容触摸屏两种：自电容触摸屏通过检测触摸前后电极对地电容的变化确定触控物在触摸屏上的触摸位置；互电容触摸屏通过检测触摸前后两组电极之间电容改变确定触控物在触摸屏上的触摸位置。即自电容触摸屏通过检测电极对地电容改变来触摸检测，而互电容触摸屏通过检测两电极之间的电容改变实现触摸检测。

现有技术里，实现电容触摸屏触摸检测的方法有许多种，不同的实现方法意味着不同的电路结构与信号变化方式。专利文献1(CN101840697A)公开了一种触摸屏检测电路，用于对自电容式触摸屏实现触摸检测，其通过扫描触摸屏电极矩阵的行或列，或者每次同时扫描两行或两列获取行或列的电容差值数据，并对其进行处理实现触摸检测。

发明内容

本发明提出一种电容式触摸屏的触摸检测方法和检测电路，能够通过程序控制实现对自电容和互电容两种形式的检测，可以响应触摸电容的产生变化，接收传感电信号并通过一定的变化处理，从而抑制各种环境噪声、感测噪声的影响，对用户触摸动作作出高精度检测。

本发明提出的检测电路技术方案为：检测电路包括：电容电压转换模块、放大模块、混频模块、AD转换模块。

电容电压转换模块与触摸屏面板电极阵列相连，读出连接到触摸屏面板电极阵列感测线的输出电压，其包括触摸电容、第一电容C1以及多个开关Kc、K1a、K1c、K2a、K2b，以及输入端Vx；放大模块包括一个运算放大器Amp，以及分别连接到运放第一输入端(如运放Amp的(-)端)和输出端之间的第二电容C2和电阻R1、开关K1b；混频模块包括一个混频器Mixer；AD转换模块包括模数转换器ADC。

输入端Vx通过开关K2a与触摸电容相连，开关K2a第一端、第二端分别与输入端Vx、触摸电容相连，Kc第一端与开关K2a第二端相连，第二端与运算放大器第一输入端(如运放Amp的(-)端)相连，其中所述第一电容C1第一端与触摸电容相连，第二端与运算放大器第一输入端相连，运算放大器第二输入端(如运放Amp的(+)端)接地，混频器输入端与运算放大器Amp和数字处理电路输出端相连，输出端与模数转换器ADC的输入端相连。

开关K1a位于开关K2a第一端与第一电容C1第一端之间，开关K2b位于第一电容C1第一端和信号地之间，开关K1c位于第一电容C1第二端和信号地之间。

本发明所述检测电路可以对自电容和互电容两种形势实现电容检测，当用于自电容检测时，Kc打开，而用于互电容检测时，Kc闭合，而其余全部开关打开。

本发明提出一种电容触摸屏检测方法，当其用于自电容检测时，获取电容值的步骤包括充电步骤、电荷转移步骤、放大步骤、混频步骤与AD转换步骤。

上述检测方法中，所述充电步骤由电源向触摸电容充电，电荷转移步骤中基于多个开关的操作实现电容电荷的转移，首先触摸电容的充电电荷分享到触摸电容与第一电容上，。放大步骤中，第一电容上的电荷分享到第一电容和第二电容上，从而将触摸电容剩余电荷转换为与其成正比的电压输出。混频模块通过将放大模块输出电压信号与输出数字信号混频实现滤除噪声，AD转换模块将混频模块的输出模拟信号采样量化为数字信号输出。

本发明提出一种电容触摸屏检测方法，当其用于互电容检测时，获取电容值的方法为：将感测信号接入运算放大器第一输入端(如运放Amp的(-)端)，并利用RC反馈电路偏置运算放大器，从而在放大参考电压的同时去除电容性背景噪声，将运算放大器输出端与混频器输入端相连，将电压信号与输出数字信号混频实现滤除耦合噪声。

本发明相比于现有技术，可以通过程序控制实现自电容、互电容两种形式的检测，扩展性好，集成的混频器可以有效滤除与电容触摸屏耦合的各种噪声提高系统性能。

附图说明

图1为本发明所述触摸屏检测电路的框图。

图2为本发明所述触摸屏检测电路的电路图。

图3为本发明所述检测电路用于自电容检测时的电路原理。