[发明专利]电容式触控传感装置及其检测方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种触控系统，特别是关于一种主动电容式触控传感装置。

背景技术

电容式传感器（capacitive sensor）通常包含用以传感手指的一对电极。当手指存在时会造成所述一对电极间的电荷移转（charge transfer）量发生改变，因此可根据电压变化来检测手指的存在与否。将多个电极对排列成阵列则可形成传感阵列。

图1A和图1B显示一种已知电容式传感器的示意图，其包含第一电极91、第二电极92、驱动电路93以及检测电路94。所述驱动电路93用以输入驱动信号至所述第一电极91，所述第一电极91和所述第二电极92间会产生电场以将电荷转移至所述第二电极92，所述检测电路94则可检测所述第二电极92的电荷转移量。

当手指存在时，例如以等校电路8来表示，所述手指会扰乱所述第一电极91和所述第二电极92间的电场而降低电荷移转量，所述检测电路94则可检测到电压值变化，如此便可借此判断所述手指的存在。

已知主动电容式触控传感器（active capacitive sensor）的原理例如可参照美国专利公开第2010/0096193号以及美国专利第6,452,514号。

参照图1C所示，所述检测电路94通常包含检测开关941和检测单元942，所述检测单元942在所述检测开关941的开启期间内方能检测所述第二电极92上的电压值。然而，不同面板中传感阵列的信号线上会具有不同电容值，所述驱动电路93输入的驱动信号相对不同的传感阵列会出现不同的相位差（phase shift）。因此，所述检测开关941的开启期间须针对不同面板进行校正，否则便无法检测正确的电压值，而此校正步骤增加了制作复杂度。

有鉴于此，本发明提出一种不受信号线产生的相位差影响的电容式触控传感装置和其检测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电容式触控传感装置和其检测方法，其利用两连续信号调变检测信号以排除传感阵列信号线所造成的相位差的影响。

本发明提供一种电容式触控传感装置，包含第一电极、第二电极、驱动单元、检测电路以及处理单元。所述第一电极和所述第二电极用以形成耦合电容。所述驱动单元用以发出驱动信号至所述第一电极。所述检测电路耦接所述第二电极，用以检测所述驱动信号通过所述耦合电容耦合至所述第二电极的检测信号，利用两信号分别调变所述检测信号并产生二维检测向量。所述处理单元用以计算所述二维检测向量的向量范数并比较所述向量范数与阈值以判断碰触事件。

本发明还提供一种电容式触控传感装置的检测方法，所述电容式触控传感装置包含传感单元，其包含第一电极和第二电极用以形成耦合电容。所述检测方法包含：输入驱动信号至所述传感单元的所述第一电极；以两信号分别调变所述驱动信号通过所述耦合电容耦合至所述第二电极的检测信号以产生一对调变后检测信号；以及计算所述一对调变后检测信号的大小（scale）并据此判断碰触事件。

本发明还提供一种电容式触控传感装置，包含电容传感阵列、多个驱动单元、检测电路以及处理单元。所述电容传感阵列包含阵列排列的多个传感单元，每一传感单元包含第一电极和第二电极用以形成耦合电容。所述驱动单元耦接所述传感单元的第一电极，用以依次输出驱动信号至所述第一电极。所述检测电路耦接所述传感单元的第二电极，用以依次检测所述驱动信号通过所述耦合电容耦合至所述第二电极的检测信号，利用两信号分别调变所述检测信号以产生一对调变后检测信号。所述处理单元根据所述一对调变后检测信号判断碰触事件和碰触位置。

一实施例中，所述向量范数（norm of vector）可利用坐标旋转数位计算机（CORDIC）求得。

一实施例中，所述两信号为连续信号，例如可为彼此正交或非正交的两连续信号。例如，所述两信号可为正弦信号和余弦信号，其间的相位差可等于、大于或小于零度。

一实施例中，所述驱动信号可为时变信号，例如周期信号。

一实施例中，所述检测电路还包含至少一个积分器以及至少一个类比数位转换单元。所述积分器用以积分通过调变的所述检测信号。所述类比数位转换单元用以数位化通过调变和积分的所述检测信号以产生所述二维检测向量的两分量。

本发明实施例的电容式触控传感装置中，当物体靠近所述传感单元时，所述向量范数可能变大或变小。因此，通过比较所述向量范数与阈值，即可判定所述物体是否存在所述传感单元附近，且由于所述向量范数仅为纯量，故可排除传感阵列中信号线的相位移（phase shift）所造成的影响以增加判断精确度。