觸碰感測裝置以及其使用的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種觸碰感測裝置，尤其涉及一種用于檢測電容的觸碰感測裝置以及 相關(guān)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有的電子產(chǎn)品應(yīng)用中，電容式感應(yīng)是一種常見的技術(shù)，其可用在多種感應(yīng)器 上以檢測待測物的距離、位置以及位移。電容式觸控板（或觸控面板）應(yīng)用了電容式感應(yīng) 技術(shù)，可搭配多點觸控和以及使用者的手勢（gesture)來進行各式各樣的應(yīng)用，例如電腦 游標的控制、圖片的放大縮小、視窗卷動等。目前大部分的智能手機以及平板電腦皆是以電 容式觸控面板作為輸入工具。
[0003] 電容式觸控技術(shù)又可分為自感式檢測（self-capacitance sensing)以及互感式 檢測（mutual-capacitance sensing)，這兩種電容式觸控技術(shù)可通過窄頻的低通濾波器來 抑制雜訊，以提高檢測觸控的準確性。在現(xiàn)有的實施架構(gòu)中，取樣頻率與激勵信號的頻率相 同，受限于掃描結(jié)果的回報速度頻率（report rate)的要求，取樣數(shù)目有限。增加信噪比 (signal-to-noise ratio)的一般做法是提高驅(qū)動電壓，但會導(dǎo)致耗電的問題。
[0004] 因此，有需要提供一種新的方法及裝置，能夠在不提高工作電壓的情況下，改善觸 碰感測裝置的雜訊問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明一實施例提供了一種觸碰感測裝置，包括激勵源、待測電容、取樣電路以及 濾波器。該激勵源用以提供具有第一頻率的激勵信號；該待測電容耦接該激勵源，且該待測 電容用以接收該激勵信號，并產(chǎn)生感測信號；該取樣電路用以對該感測信號進行取樣以產(chǎn) 生數(shù)字輸出，其中該取樣電路包括脈沖密度調(diào)變單元具有一輸入端耦接該待測電容，該脈 沖密度調(diào)變單元以第二頻率對經(jīng)由該輸入端輸入的信號進行取樣以產(chǎn)生該數(shù)字輸出，其中 該第二頻率高于該第一頻率；該濾波器耦接于該脈沖密度調(diào)變單元，用以對該數(shù)字輸出進 行濾波，以產(chǎn)生濾波信號。
[0006] 本發(fā)明另一實施例提供了一種觸碰感測方法，包括：提供具有第一頻率的激勵信 號至待測電容，以產(chǎn)生感測信號；對該感測信號進行一取樣步驟，該取樣步驟包括以第二頻 率進行取樣的脈沖密度調(diào)變以產(chǎn)生數(shù)字輸出，其中該第二頻率高于該第一頻率；以及對該 數(shù)字輸出進行濾波，以產(chǎn)生濾波信號。
[0007] 利用本發(fā)明提供的實施例，有助于提高觸控裝置的信噪比。
【附圖說明】
[0008] 圖1為本發(fā)明觸碰感測裝置一實施例的示意圖。
[0009] 圖2為本發(fā)明觸碰感測裝置另一實施例的不意圖。
[0010] 圖3為本發(fā)明觸碰感測裝置另一實施例的不意圖。
[0011] 圖4為圖1/圖2所示的觸碰感測裝置中的脈沖密度調(diào)變單元一實施例的示意圖。
[0012] 圖5為圖3中觸碰感測裝置的頻譜圖。
[0013] 圖6為圖1/圖2所示的觸碰感測裝置中的脈沖密度調(diào)變單元一等效電路圖。
[0014] 圖7為本發(fā)明觸碰感測裝置另一實施例的不意圖。
[0015] 圖8為本發(fā)明觸碰感測裝置另一實施例的不意圖。
[0016] 圖9為圖8中觸碰感測裝置的頻譜圖。
[0017] 圖10為本發(fā)明觸碰感測裝置另一實施例的示意圖。
[0018] 圖11為圖10中觸碰感測裝置的頻譜圖。
[0019] 圖12為圖10中的全波整流電路所接收的相位控制信號的波形圖。
[0020] 圖13~15為圖3所示的低通濾波器的實施例的示意圖。
[0021] 圖16為本發(fā)明取樣方法一實施例的流程圖。
[0022] 圖17為本發(fā)明觸控感測裝置的示意圖。
[0023] 主要部件附圖標記：
[0024] 100、100'、200、500、600、700 觸碰感測裝置
[0025] 20 激勵源
[0026] 30、30' 待測電容
[0027] 40 脈沖密度調(diào)變單元
[0028] 50 混頻器
[0029] 60 帶通濾波器
[0030] 70 累加器
[0031] 260 低通濾波器
[0032] 41 加法積分器
[0033] 42 取樣保持單元
[0034] 43 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器
[0035] 44 數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器
[0036] 45 增益控制單元
[0037] 310、320、330、610、620、630、710、720、730 頻譜
[0038] 441 加法積分單元
[0039] 443 1比特模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器
[0040] 445 增益控制電阻
[0041] 510 查找表
[0042] 520 多工器
[0043] 521 第一輸入端
[0044] 522 第二輸入端
[0045] 527 控制端
[0046] 528 輸出端
[0047] 635 前置取樣保持電路
[0048] 735 全波整流電路
[0049] 736、2614 加法器
[0050] 737、738 開關(guān)
[0051] 260_1 ~260_M、2600、2600' 濾波單元
[0052] 2612 第一乘法器
[0053] 2616 第二乘法器
[0054] 2623 第一加法器
[0055] 2625 第二加法器
[0056] 291 第一移位器
[0057] 292 第二移位器
[0058] 293 第三移位器
[0059] 2618、2627 延遲器
[0060] 1602 ~1612 步驟
[0061] phi 第一相位控制信號
[0062] ph2 第二相位控制信號
[0063] Sl 感測信號
[0064] Ml 平移后的數(shù)字輸出
[0065] fe 第一頻率
[0066] fs 第二頻率
[0067] Dl 數(shù)字輸出
[0068] Fl 濾波信號
[0069] Al 累加信號
[0070] El 激勵信號
[0071] COMl、COM2 比較器
[0072] Cl 電容
[0073] Vin 輸入電壓
[0074] Vref 參考電壓
[0075] CLK 時脈信號
[0076] X (η) 數(shù)字數(shù)據(jù)
[0077] Yl 第一輸出
[0078] Υ2 第二輸出
[0079] Υ3 第三輸出
[0080] Υ4 第四輸出
[0081] YD 延遲輸出
[0082] Y (η) 濾波輸出
【具體實施方式】
[0083] 在說明書及權(quán)利要求書中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng) 可理解，硬件制造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及權(quán)利要求書并不 以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準則。在 通篇說明書及權(quán)利要求書中所提及的"包括"為一開放式的用語，故應(yīng)解釋成"包括但不限 定于"。另外，"耦接"一詞在此包括任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第 一裝置耦接于第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接于該第二裝置，或通過其他裝 置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
[0084] 請參照圖1以及圖2,圖1以及圖2分別為本發(fā)明觸碰感測裝置100兩實施例的 示意圖。如圖1所示，觸碰感測裝置1