專利名稱：觸摸檢測(cè)電路以及觸摸檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置，尤其涉及用于液晶觸摸屏的觸摸檢測(cè)電路以及觸摸檢 測(cè)方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，信息通訊領(lǐng)域的迅速發(fā)展，提高了各種類型的顯示設(shè)備的需求。液晶觸摸 屏作為顯示輸出設(shè)備同時(shí)也拓展出了輸入的功能，通過(guò)觸摸檢測(cè)電路將用戶的觸摸信號(hào)轉(zhuǎn) 化為電信號(hào)?；ル娙莞袘?yīng)技術(shù)是一種典型的觸摸檢測(cè)方式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多點(diǎn)觸摸的檢測(cè)，并 且具有良好的抗噪聲干擾的能力。其基本原理如圖1所示，將觸摸屏分為若干行電極11以 及若干列電極12，且行電極11與列電極12位于不同的兩層，兩者之間構(gòu)成了許多節(jié)點(diǎn)13， 所述節(jié)點(diǎn)13都可以等效為一個(gè)節(jié)點(diǎn)互電容Csig，而Cstray為列電極12與地之間的等效電 容。當(dāng)有用戶用手指觸摸時(shí)，由于手指電場(chǎng)的影響，會(huì)使得觸摸屏上觸摸點(diǎn)處附近的節(jié)點(diǎn)互 電容Csig發(fā)生變化。只需要在每個(gè)行電極11上外加驅(qū)動(dòng)電壓，然后在每個(gè)列電極12上檢 測(cè)所有的節(jié)點(diǎn)互電容Csig的變化，便可以準(zhǔn)確檢測(cè)所述觸摸點(diǎn)的位置?；谏鲜龌ル娙莞袘?yīng)技術(shù)，美國(guó)專利US20080165134提出了一種觸摸檢測(cè)電路， 用于檢測(cè)液晶屏上觸摸點(diǎn)位置。其電路原理圖如圖2所示，觸摸屏上的節(jié)點(diǎn)可以視為由節(jié) 點(diǎn)互電容Csig以及列電極與地之間的等效電容Cstray所組成的等效電路101。在所述觸 摸節(jié)點(diǎn)等效電路101中，所述節(jié)點(diǎn)互電容Csig的一端為行電極作為驅(qū)動(dòng)端，另一端為列電 極作為檢測(cè)端，所述列電極與地之間的等效電容Cstray也可以視為檢測(cè)端與地之間的寄 生電容。結(jié)合圖3所示，驅(qū)動(dòng)電壓產(chǎn)生單元102所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)電壓Vstim通過(guò)觸摸節(jié)點(diǎn)等 效電路101，從驅(qū)動(dòng)端到達(dá)檢測(cè)端一側(cè)的檢測(cè)電路100，形成檢測(cè)電壓Vin ；所述檢測(cè)電路 100主要包括比較器106、灌電流源104a、拉電流源104b以及狀態(tài)控制器108 ；所述檢測(cè)電 壓Vin通過(guò)比較器106與基準(zhǔn)電壓Vref進(jìn)行比較，將比較的結(jié)果Vcomp傳送給狀態(tài)控制器 108，狀態(tài)控制器108根據(jù)比較結(jié)果Vcomp選擇灌電流源104a或者拉電流源104b工作，所 述灌電流源104a以及拉電流源104b均與檢測(cè)端連接，對(duì)檢測(cè)電壓Vin進(jìn)行充電或者放電， 且充放電的速率保持恒定。結(jié)合如圖3所示的具體檢測(cè)時(shí)序，對(duì)該美國(guó)專利提及的觸摸檢測(cè)電路做進(jìn)一步介 紹。假設(shè)灌電流源104a以及拉電流源104b(以下統(tǒng)稱為電流源單元)的電流均為I，驅(qū)動(dòng) 電壓Vstim為圖3所示方波。首先，排除電流源單元的影響，檢測(cè)電壓Vin與驅(qū)動(dòng)電壓Vstim存在如下關(guān)系Vin =[Csig/(Csig+Cstray)]*Vstim。由于Vstim在高低電平之間波動(dòng)，Vin也將隨之震蕩變 化。通過(guò)比較器106比較Vin以及基準(zhǔn)電壓Vref的大小，并將比較結(jié)果Vcomp輸入狀態(tài) 控制器108。當(dāng)Vin > Vref時(shí)，比較器輸出電壓Vcomp為正，狀態(tài)控制器108控制拉電流 源104b工作，而灌電流源104a不工作，使得檢測(cè)電壓Vin放電，直至與Vref相等；當(dāng)Vin < Vref時(shí)，比較器輸出電壓Vcomp為負(fù)，狀態(tài)控制器108控制灌電流源104a工作，而拉電 流源104b不工作，使得檢測(cè)電壓Vin充電，直至與Vref相等；當(dāng)Vin = Vref時(shí)，所述電流源單元均不工作。這樣檢測(cè)電壓Vin、比較器輸出電壓Vcomp、以及電流源單元的開(kāi)關(guān)狀態(tài) 電壓Esource^Esink如圖3所示。檢測(cè)電壓Vin在充放電時(shí)的電壓值變化率AVin/ΔΤ = I/Cstray為定值，而充放 電時(shí)間 ΔΤ = AVin*Cstray/I 與 Δ Vin 成正比(AVin = Vin-Vref |) 結(jié)合 Vin 與 Vstim 的關(guān)系式Vin= [CSig/(CSig+CStray)]*VStim，容易推出充放電時(shí)間ΔΤ與節(jié)點(diǎn)互電容 Csig成正比。也即手指觸摸觸摸屏?xí)r，改變觸摸點(diǎn)附近節(jié)點(diǎn)互電容Csig的大小，將直接導(dǎo) 致檢測(cè)電壓Vin的充放電時(shí)間ΔΤ的變化，因此僅需要通過(guò)給定計(jì)數(shù)器110 —個(gè)時(shí)鐘信號(hào) CLK，使用所述計(jì)數(shù)器110檢測(cè)電流源單元的充放電時(shí)間ΔΤ’，與正常狀態(tài)下的充放電時(shí)間 Δ T比較，即可檢測(cè)相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上是否為觸摸點(diǎn)。在上述檢測(cè)電路中，檢測(cè)電壓Vin的充放電時(shí)的電壓值變化率也即圖3中Vin 在Δ T時(shí)間內(nèi)上升或者下降的斜率是一個(gè)固定的值，僅與列電極12與地之間的等效電容 Cstray有關(guān)，而使手指觸摸影響到充放電時(shí)間△ T的根本原因是節(jié)點(diǎn)互電容Csig變化導(dǎo) 致AVin發(fā)生了改變。因此在所述檢測(cè)電路中，而在ΔΤ時(shí)間內(nèi)檢測(cè)電壓Vin的上升與下 降的斜率是不與手指觸摸相關(guān)的，對(duì)于手指觸摸的檢測(cè)僅僅是瞬時(shí)完成的，易于受到電路 中短噪聲和毛刺的干擾，而無(wú)法對(duì)這些噪聲進(jìn)行平均處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種觸摸檢測(cè)電路以及觸摸檢測(cè)方法，具有較強(qiáng)的抗干 擾能力。本發(fā)明提供的一種觸摸檢測(cè)電路，其特征在于，包括電流源單元、驅(qū)動(dòng)單元、比較 單元以及狀態(tài)控制器；所述電流源單元作為驅(qū)動(dòng)單元的檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電源，包括灌電流源、拉電流源；所述驅(qū)動(dòng)單元向觸摸節(jié)點(diǎn)等效電路的驅(qū)動(dòng)端提供驅(qū)動(dòng)電壓，并通過(guò)觸摸節(jié)點(diǎn)等效 電路在檢測(cè)端產(chǎn)生檢測(cè)電壓；所述比較單元將檢測(cè)電壓分別與上限基準(zhǔn)電壓以及下限基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，并將 比較結(jié)果輸入狀態(tài)控制器；所述狀態(tài)控制器根據(jù)比較單元輸入的檢測(cè)結(jié)果，控制電流源單元的工作，具體包 括當(dāng)檢測(cè)電壓大于上限基準(zhǔn)電壓時(shí)，狀態(tài)控制器控制拉電流源工作，使得驅(qū)動(dòng)單元提供的 驅(qū)動(dòng)電壓值下降；當(dāng)檢測(cè)電壓小于下限基準(zhǔn)電壓時(shí)，狀態(tài)控制器控制灌電流源工作，使得驅(qū) 動(dòng)單元提供的驅(qū)動(dòng)電壓值上升。所述觸摸檢測(cè)電路還包括檢測(cè)單元，所述檢測(cè)單元與電流源單元連接，用于檢測(cè) 灌電流源或者拉電流源的工作時(shí)間，即所述驅(qū)動(dòng)電壓值上升或者下降的時(shí)間。作為可選方案，所述灌電流源的灌電流以及拉電流源的拉電流均保持恒定。作為可選方案，所述比較單元包括上限比較器以及下限比較器，所述上限比較器 以及下限比較器均為運(yùn)放比較器，且處于開(kāi)環(huán)放大狀態(tài)。本發(fā)明提供了一種觸摸檢測(cè)方法，用于檢測(cè)觸摸屏上的觸摸點(diǎn)，包括向觸摸節(jié)點(diǎn)等效電路的驅(qū)動(dòng)端輸入周期變化且連續(xù)的驅(qū)動(dòng)電壓，使得檢測(cè)端形成 跟隨驅(qū)動(dòng)電壓變化的檢測(cè)電壓；所述檢測(cè)電壓的變化幅度恒定，變化周期與驅(qū)動(dòng)電壓相同且與節(jié)點(diǎn)互電容大小相關(guān)聯(lián)；根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電壓或者檢測(cè)電壓的變化周期，檢測(cè)觸摸點(diǎn)位置。作為可選方案，所述驅(qū)動(dòng)電壓為三角波、正弦波或者余弦波。作為可選方案，將觸摸屏上所有節(jié)點(diǎn)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電壓或者檢測(cè)電壓的變化周期按 陣列進(jìn)行存儲(chǔ)，并與節(jié)點(diǎn)無(wú)觸摸時(shí)的變化周期相比較，檢測(cè)觸摸點(diǎn)在觸摸屏上的位置。作為 另一個(gè)可選方案，將觸摸屏上所有節(jié)點(diǎn)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電壓或者檢測(cè)電壓的變化周期轉(zhuǎn)換成節(jié) 點(diǎn)互電容的值，根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)互電容值的變化，檢測(cè)觸摸點(diǎn)在觸摸屏上的位置。作為可選方案，所述觸摸檢測(cè)方法具體包括設(shè)置檢測(cè)電壓的上限基準(zhǔn)電壓以及下限基準(zhǔn)電壓；當(dāng)檢測(cè)電壓值上升至上限基準(zhǔn) 電壓時(shí)，降低驅(qū)動(dòng)電壓值使得檢測(cè)電壓值下降；當(dāng)檢測(cè)電壓值下降至下限基準(zhǔn)電壓時(shí)，升高 驅(qū)動(dòng)電壓值使得檢測(cè)電壓值上升；所述檢測(cè)電壓值上升或下降時(shí)的電壓值變化率與節(jié)點(diǎn)的互電容大小相關(guān)聯(lián)；記錄所述驅(qū)動(dòng)電壓值上升或下降時(shí)間，并與節(jié)點(diǎn)無(wú)觸摸時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓值上升或下降 時(shí)間相比較，判定相應(yīng)節(jié)點(diǎn)是否為觸摸點(diǎn)位置。作為可選方案，當(dāng)某一觸摸節(jié)點(diǎn)等效電路的驅(qū)動(dòng)端上，驅(qū)動(dòng)電壓值上升或下降時(shí) 間變長(zhǎng)，則該節(jié)點(diǎn)為觸摸點(diǎn)位置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的觸摸檢測(cè)電路，將電流源單元作為檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電源， 驅(qū)動(dòng)單元提供的驅(qū)動(dòng)電壓使得檢測(cè)端電壓周期變化，并對(duì)檢測(cè)電壓的設(shè)置上下限值作為驅(qū) 動(dòng)電壓值上升或下降狀態(tài)跳轉(zhuǎn)觸發(fā)條件。驅(qū)動(dòng)電壓周期變化時(shí)，檢測(cè)電壓的變化幅度保持 恒定，而電壓值變化率則與互電容時(shí)刻相關(guān)，使得變化周期不會(huì)因?yàn)殡娐分性肼暶虒?duì)互 電容的瞬時(shí)影響而明顯改變，避免了鬼點(diǎn)的產(chǎn)生，具有更強(qiáng)的抗干擾能力。


圖1是現(xiàn)有互電容感應(yīng)技術(shù)的原理圖；圖2是現(xiàn)有的觸摸檢測(cè)電路原理圖；圖3是現(xiàn)有的觸摸檢測(cè)電路的檢測(cè)時(shí)序圖；圖4是本發(fā)明所述觸摸檢測(cè)方法流程示意圖；圖5是本發(fā)明所述觸摸檢測(cè)電路原理圖；圖6是本發(fā)明所述觸摸檢測(cè)電路的檢測(cè)時(shí)序圖；圖7是本發(fā)明所述觸摸檢測(cè)方法的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式在互電容感應(yīng)技術(shù)中，對(duì)互電容直接相關(guān)的某個(gè)變量值進(jìn)行檢測(cè)，達(dá)到檢測(cè)觸摸 點(diǎn)的目的，本發(fā)明為了避免電路中噪聲毛刺的干擾，將觸摸節(jié)點(diǎn)等效電路中檢測(cè)端的電壓 變化幅度恒定，而電壓值變化率與節(jié)點(diǎn)互電容相關(guān)聯(lián)，記錄電壓的變化周期，進(jìn)一步檢測(cè)觸 摸點(diǎn)位置。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。圖4是本發(fā)明所述觸摸檢測(cè)方法的具體實(shí)施方式
流程圖。執(zhí)行步驟Si，向觸摸節(jié)點(diǎn)等效電路的驅(qū)動(dòng)端輸入周期變化且連續(xù)的驅(qū)動(dòng)電壓，使
6得檢測(cè)端形成跟隨驅(qū)動(dòng)電壓變化的檢測(cè)電壓。所述驅(qū)動(dòng)電壓可以為三角波、正弦波、余弦波 等，作為優(yōu)選方案，驅(qū)動(dòng)電壓為三角波。執(zhí)行步驟S2，設(shè)置檢測(cè)電壓的上限基準(zhǔn)電壓以及下限基準(zhǔn)電壓，并實(shí)時(shí)將檢測(cè)電 壓的值與上限基準(zhǔn)電壓或下限基準(zhǔn)電壓相比較；當(dāng)檢測(cè)電壓值上升至上限基準(zhǔn)電壓時(shí)，執(zhí)行步驟S3，降低驅(qū)動(dòng)電壓值使得檢測(cè)電 壓值下降，并記錄所述下降過(guò)程的時(shí)間。當(dāng)檢測(cè)電壓值下降至下限基準(zhǔn)電壓時(shí)，執(zhí)行步驟S4，升高驅(qū)動(dòng)電壓值使得檢測(cè)電 壓值上升，并記錄所述上升過(guò)程的時(shí)間。作為優(yōu)選方案，驅(qū)動(dòng)電壓為三角波，因此降低或升高驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓的變化 曲線為直線，且電壓值變化率保持恒定。由于檢測(cè)電壓跟隨驅(qū)動(dòng)電壓變化，因此兩者上升或下降過(guò)程保持同步，變化周期 相同，波形也為三角波，但檢測(cè)電壓由于上下限基準(zhǔn)電壓的限制，其電壓變化幅度是恒定 的，因此所述變化周期的長(zhǎng)短取決于檢測(cè)電壓在上升或者下降過(guò)程中的電壓值變化率，而 該電壓值變化率與節(jié)點(diǎn)互電容的值相關(guān)，即觸摸時(shí)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)互電容的變化將直接影響所述 驅(qū)動(dòng)電壓以及檢測(cè)電壓的變化周期的長(zhǎng)短。執(zhí)行步驟S5，檢測(cè)所有節(jié)點(diǎn)的觸摸節(jié)點(diǎn)等效電路中相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電壓的變化周期，根 據(jù)所述變化周期檢測(cè)觸摸點(diǎn)的位置。作為可選方案，僅記錄所述變化周期中電壓值上升過(guò)程的時(shí)間或者下降過(guò)程的時(shí) 間，也可以檢測(cè)觸摸點(diǎn)位置。圖5是本發(fā)明一個(gè)具體的觸摸檢測(cè)電路原理圖。所述觸摸檢測(cè)電路具體包括電 流源單元201、驅(qū)動(dòng)單元202、比較單元203以及狀態(tài)控制器204還包括檢測(cè)單元205 ；所述電流源單元201作為驅(qū)動(dòng)單元202的檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電源，包括灌電流源201a、拉電 流源201b，且灌電流以及拉電流均保持恒定，為簡(jiǎn)化說(shuō)明，在本實(shí)施例中灌電流源201a的 灌電流與拉電流源201b的拉電流相等均為I。驅(qū)動(dòng)單元202向觸摸節(jié)點(diǎn)等效電路101的驅(qū)動(dòng)端提供驅(qū)動(dòng)電壓VI，并通過(guò)觸摸節(jié) 點(diǎn)等效電路101在檢測(cè)端產(chǎn)生檢測(cè)電壓V2，所述檢測(cè)電壓V2跟隨驅(qū)動(dòng)電壓Vl變化而變化； 所述驅(qū)動(dòng)單元202與地之間的寄生電容Cl也可視為驅(qū)動(dòng)端與地之間的寄生電容；所述觸摸 節(jié)點(diǎn)等效電路101包括節(jié)點(diǎn)互電容C3以及寄生電容C2，其中節(jié)點(diǎn)互電容C3的一端連接驅(qū) 動(dòng)端，另一端連接檢測(cè)端，寄生電容C2為檢測(cè)端與地之間的寄生電容。所述比較單元203將檢測(cè)電壓V2的值分別與上限基準(zhǔn)電壓以及下限基準(zhǔn)電壓進(jìn) 行比較，并將比較結(jié)果輸入狀態(tài)控制器204，包括上限比較器203a以及下限比較器203b;可 選的，所述上限比較器203a以及下限比較器203b均為運(yùn)放比較器，且處于開(kāi)環(huán)放大狀態(tài)， 檢測(cè)端作為上限比較器203a的正相輸入端以及下限比較器203b的反向輸入端；而上限比 較器203a的反相輸入端電壓置為上限基準(zhǔn)電壓Vref+，下限比較器203b的正相輸入端電壓 置為下限基準(zhǔn)電壓Vref-；所述上限比較器203a與下限比較器203b的輸出端均與狀態(tài)控 制器204連接，輸出電壓分別為Vcompl以及Vcomp2。由于上限比較器203a與下限比較器 203b均處于開(kāi)環(huán)放大狀態(tài)，因此各輸入端可視為虛斷，輸出端截止飽和，輸出電壓Vcompl 以及Vcomp2的值僅與相應(yīng)比較器的輸入端電壓的比較結(jié)果相關(guān)。本實(shí)施例中，當(dāng)正相輸入 端的電壓值較大時(shí)，所述比較器的輸出電壓為高電平。
7
所述狀態(tài)控制器204根據(jù)比較單元203輸入的比較結(jié)果，控制電流源單元201的 工作，具體包括當(dāng)檢測(cè)電壓V2上升至上限基準(zhǔn)電壓Vref+時(shí)，狀態(tài)控制器204控制拉電流 源201b工作，向驅(qū)動(dòng)單元202輸入拉電流，降低驅(qū)動(dòng)電壓Vl的值；當(dāng)檢測(cè)電壓V2下降至下 限基準(zhǔn)電壓Vref-時(shí)，狀態(tài)控制器204控制灌電流源201a工作，向驅(qū)動(dòng)單元202輸入灌電 流，升高驅(qū)動(dòng)電壓V2的值。所述檢測(cè)單元205包括計(jì)數(shù)器215a、計(jì)數(shù)器215b以及微處理器225，所述計(jì)數(shù)器 215a、計(jì)數(shù)器215b分別與灌電流源201a、拉電流源201b連接，用于記錄灌電流源201a或者 拉電流源201b的工作時(shí)間，也即驅(qū)動(dòng)電壓的值上升或者下降過(guò)程的時(shí)間，并將結(jié)果輸入微 處理器225中處理。本實(shí)施例中，向計(jì)數(shù)器215a以及計(jì)數(shù)器215b輸入時(shí)鐘信號(hào)CLK，根據(jù) 灌電流源201a或者拉電流源201b的工作狀態(tài)，對(duì)時(shí)鐘信號(hào)CLK進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而準(zhǔn)確記錄所 述電流源工作狀態(tài)跳轉(zhuǎn)的時(shí)間。圖6是基于上述觸摸檢測(cè)電路的檢測(cè)時(shí)序圖，下面結(jié)合圖5以及圖6對(duì)本發(fā)明所 述觸摸檢測(cè)電路的工作原理做進(jìn)一步介紹。由于圖5中，上限比較器203a與下限比較器203b均處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)，因此其共同的 輸入端即觸摸節(jié)點(diǎn)等效電路101的檢測(cè)端可以視為虛斷。檢測(cè)電壓V2與驅(qū)動(dòng)電壓Vl存在
以下關(guān)系式 [。。55]其中節(jié)點(diǎn)互電容C3上的電荷Q3 = C3(V1-V2)；檢測(cè)端寄生電容C2上的電荷Q2 = C2V2 ；驅(qū)動(dòng)端寄生電容Cl上的電荷Q1 = C1V1 ；當(dāng)采用電流源單元201作為驅(qū)動(dòng)單元202的檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電源時(shí)，由于灌電流與拉電 流相等均為I，則存在以下關(guān)系式j(luò)_dQl+ dQ3 — C諷 + C3 {dVx-dV2)_ (C1 + C3),〗-C3dV2
dt dt dt C 2
(C1 + C3)dV,--^~dV, Γ C + Γ Γ +CC dVV 1C2+C3 1^^uy 1 .
~dtC2 + C3dt
dv而電流源單元201為直流電源，因此驅(qū)動(dòng)電壓值變化率-J1以及檢測(cè)電壓值變化
at
率·^均為常數(shù)，則驅(qū)動(dòng)電壓Vl以及檢測(cè)電壓V2的值在上升或者下降過(guò)程中的變化曲線 at
為直線，波形均為三角波。
dV, _ C2 +C3
dt C,C, +C1C, +C9C,且12 13； dV2 C3 1
dt C^ J C^ 2 + ι C/ 3 + C' 2 ^^ 3在觸摸屏節(jié)點(diǎn)等效電路中，一般節(jié)點(diǎn)互電容C3遠(yuǎn)小于檢測(cè)端與地的寄生電容C2，
因此當(dāng)節(jié)點(diǎn)互電容C3發(fā)生變化時(shí)，只有檢測(cè)電壓值變化率g會(huì)發(fā)生明顯變化，且與C3成
dtdV
反比，而驅(qū)動(dòng)電壓值變化率的變化可以忽略不計(jì)。
dt根據(jù)圖6所示工作時(shí)序，結(jié)合圖5對(duì)所述觸摸檢測(cè)電路的具體工作原理進(jìn)行描述。若節(jié)點(diǎn)為非觸摸點(diǎn)，首先向驅(qū)動(dòng)端提供三角波的驅(qū)動(dòng)電壓VI，并通過(guò)觸摸節(jié)點(diǎn)等 效電路101在檢測(cè)端形成檢測(cè)電壓V2，所述檢測(cè)電壓V2跟隨驅(qū)動(dòng)電壓Vl變化而變化，因此 檢測(cè)電壓V2的變化周期與驅(qū)動(dòng)電壓Vl相同，波形也為三角波，因此僅需要記錄驅(qū)動(dòng)電壓Vl 或者檢測(cè)電壓V2的變化周期即可。本實(shí)施例中，以檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電壓Vl的變化周期為例，所述 變化周期包括驅(qū)動(dòng)電壓Vl的值上升過(guò)程的時(shí)間以及下降過(guò)程的時(shí)間。假設(shè)某一時(shí)刻驅(qū)動(dòng)電壓Vl的波形處于上升沿，驅(qū)動(dòng)電壓Vl的值上升，檢測(cè)電壓V2 的值也隨之上升，直至上限基準(zhǔn)電壓Vref+，并有超過(guò)的趨勢(shì)，此時(shí)比較單元203中，上限比 較器203a的輸出電壓Vcompl的電平將發(fā)生跳轉(zhuǎn)，由低電平跳轉(zhuǎn)為高電平，而觸發(fā)狀態(tài)控制 器204改變輸出狀態(tài)；所述觸發(fā)狀態(tài)控制器204的輸出狀態(tài)改變?yōu)檩敵鲭妷篤c0ntr012為 高電平而Vcontroll為低電平；拉電流源201b工作而灌電流源201a關(guān)閉，向驅(qū)動(dòng)單元202
dV
輸入拉電流；驅(qū)動(dòng)電壓Vl的值按照電壓值變化率下降，帶動(dòng)檢測(cè)電壓V2的值按照電壓
dt
值變化率，下降，上限比較器203a的輸出電壓Vcompl又回復(fù)低電平。 at當(dāng)檢測(cè)電壓V2的值下降至下限基準(zhǔn)電壓Vref-，此時(shí)比較單元203中，上限比較器 203a的輸出電壓Vcompl始終保持低電平，而下限比較器203b的輸出電壓Vcomp2將發(fā)生跳 轉(zhuǎn)，也由低電平跳轉(zhuǎn)為高電平，觸發(fā)狀態(tài)控制器204改變輸出狀態(tài)；輸出電壓Vcontroll變 為高電平而VControl2變?yōu)榈碗娖?，使得灌電流?01a工作而拉電流源201b關(guān)閉，向驅(qū)動(dòng)
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單元202輸入灌電流；驅(qū)動(dòng)電壓Vl的值按照電壓值變化率上升，帶動(dòng)檢測(cè)電壓V2的值
at
按照電壓值變化率^^上升，下限比較器203b的輸出電壓Vcomp2回復(fù)低電平。隨著檢測(cè)電 at
壓V2的值再次上升至上限基準(zhǔn)電壓Vref+，狀態(tài)控制器204的輸出狀態(tài)改變，控制拉電流源 201b工作，灌電流源201a關(guān)閉，向驅(qū)動(dòng)單元202輸入拉電流。如此反復(fù)，使得驅(qū)動(dòng)單元202 處于交替輸入灌電流以及拉電流的狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電壓Vl以及檢測(cè)電壓V2的值也隨之交替的 直線上升或者下降，周期變化形成穩(wěn)定的三角波形。檢測(cè)單元205中，計(jì)數(shù)器215a、計(jì)數(shù)器215b分別對(duì)時(shí)鐘信號(hào)CLK進(jìn)行計(jì)數(shù)，記錄 灌電流源201a以及拉電流源201b的工作時(shí)間，也即驅(qū)動(dòng)電壓Vl的值在上升或下降過(guò)程的 時(shí)間，由于本實(shí)施例中，灌電流以及拉電流相等均為I，所以在所述驅(qū)動(dòng)電壓Vl的變化周期 內(nèi)，電壓值上升與下降的時(shí)間也相等，假設(shè)為一個(gè)恒定值Tl，則驅(qū)動(dòng)電壓Vl正常的變化周 期為2T1。若節(jié)點(diǎn)為觸摸點(diǎn)位置時(shí)，手指電場(chǎng)改變節(jié)點(diǎn)互電容C3，假設(shè)觸摸時(shí)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)互電
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容C3變大；根據(jù)前述關(guān)系式，可知驅(qū)動(dòng)電壓Vl的電壓值變化率-；1的變化忽略不計(jì)，可視
dt
為保持不變；而檢測(cè)電壓V2的電壓值變化率#明顯變小。由于檢測(cè)電壓V2的上下限電壓
dt
值是預(yù)先設(shè)定，并作為電流源單元201的工作狀態(tài)跳轉(zhuǎn)的觸發(fā)條件，即檢測(cè)電壓V2的值總是在Vref-與Vref+之間的擺動(dòng)，只有在上限基準(zhǔn)電壓Vref+或者下限基準(zhǔn)電壓Vref-處 才能通過(guò)狀態(tài)控制器204改變電流源單元201的工作狀態(tài)，控制驅(qū)動(dòng)電壓Vl的值上升或者
下降。當(dāng)檢測(cè)電壓V2的電壓值變化率，明顯變小后，檢測(cè)電壓V2的值從Vref-至Vref+
dt
的上升過(guò)程的時(shí)間或者從Vref+至Vref-的下降過(guò)程的時(shí)間，也即驅(qū)動(dòng)電壓Vl的值上升或 者下降狀態(tài)翻轉(zhuǎn)所需要的時(shí)間將延長(zhǎng)，假設(shè)均為T2，驅(qū)動(dòng)電壓Vl的變化周期為2T2。需要指出的是，僅需要根據(jù)計(jì)數(shù)器215a、計(jì)數(shù)器215b對(duì)時(shí)鐘信號(hào)CLK計(jì)數(shù)，獲得所 述驅(qū)動(dòng)電壓Vl的值上升時(shí)間或者下降時(shí)間，并輸入微處理器225中進(jìn)行處理，與節(jié)點(diǎn)為非 觸摸點(diǎn)時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓Vl的上升時(shí)間或者下降時(shí)間Tl進(jìn)行比較，便可檢測(cè)該節(jié)點(diǎn)是否為觸摸 點(diǎn)的位置，而無(wú)須記錄驅(qū)動(dòng)電壓Vl的整個(gè)變化周期。由于檢測(cè)電壓V2的電壓值變化率#與節(jié)點(diǎn)互電容C3成反比，且兩者之間是時(shí)
dt
刻相關(guān)聯(lián)的，因此電路中的短噪聲或者毛刺，造成節(jié)點(diǎn)互電容C3的瞬間變化，并不會(huì)對(duì)驅(qū) 動(dòng)電壓Vl的變化周期產(chǎn)生顯著的影響。而人為觸摸時(shí)，由于觸摸時(shí)間遠(yuǎn)大于觸摸檢測(cè)電路 中驅(qū)動(dòng)電壓Vl的變化周期，節(jié)電互電容C3的長(zhǎng)時(shí)間改變將造成所述變化周期明顯延長(zhǎng)。因 此本發(fā)明所提供的觸摸檢測(cè)電路可以靈敏準(zhǔn)確的檢測(cè)觸摸點(diǎn)，同時(shí)又能夠避免因?yàn)殡娐分?噪聲毛刺對(duì)節(jié)點(diǎn)互電容的瞬時(shí)影響，具有較強(qiáng)抗干擾能力。進(jìn)一步如圖7所示，檢測(cè)電路301得到觸摸屏300上所有節(jié)點(diǎn)13相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電 壓值Vl的上升或者下降時(shí)間，然后還可以根據(jù)前述推導(dǎo)中所述電壓值的上升或者下降時(shí) 間與節(jié)點(diǎn)互電容Csig的關(guān)系，將所述變化周期轉(zhuǎn)換為各節(jié)點(diǎn)互電容的值Csigl、Csig2、
Csig3......；將所述節(jié)點(diǎn)互電容的值通過(guò)鎖存器302存儲(chǔ)至系統(tǒng)存儲(chǔ)器陣列303中；系統(tǒng)
處理器304只需要根據(jù)存儲(chǔ)器陣列303中哪個(gè)節(jié)點(diǎn)互電容發(fā)生了變化，便可檢測(cè)出觸摸點(diǎn) 在觸摸屏上的位置。以上實(shí)施例，僅以記錄驅(qū)動(dòng)電壓Vl的變化周期進(jìn)行觸摸檢測(cè)為例，由于檢測(cè)電壓 V2跟隨驅(qū)動(dòng)電壓Vl變化而變化，兩者變化周期相同，因此還可以記錄檢測(cè)電壓V2的變化周 期進(jìn)行觸摸檢測(cè)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)可以容易推知具體的電路以及工作時(shí)序，不再贅述。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù) 人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng) 當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種觸摸檢測(cè)電路，其特征在于，包括電流源單元、驅(qū)動(dòng)單元、比較單元以及狀態(tài)控制器；所述電流源單元作為驅(qū)動(dòng)單元的檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電源，包括灌電流源、拉電流源；所述驅(qū)動(dòng)單元向觸摸節(jié)點(diǎn)等效電路的驅(qū)動(dòng)端提供驅(qū)動(dòng)電壓，并通過(guò)觸摸節(jié)點(diǎn)等效電路在檢測(cè)端產(chǎn)生檢測(cè)電壓；所述比較單元將檢測(cè)電壓分別與上限基準(zhǔn)電壓以及下限基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果輸入狀態(tài)控制器；所述狀態(tài)控制器根據(jù)比較單元輸入的檢測(cè)結(jié)果，控制電流源單元的工作，具體包括當(dāng)檢測(cè)電壓大于上限基準(zhǔn)電壓時(shí)，狀態(tài)控制器控制拉電流源工作，使得驅(qū)動(dòng)單元提供的驅(qū)動(dòng)電壓值下降；當(dāng)檢測(cè)電壓小于下限基準(zhǔn)電壓時(shí)，狀態(tài)控制器控制灌電流源工作，使得驅(qū)動(dòng)單元提供的驅(qū)動(dòng)電壓值上升。
2.如權(quán)利要求1所述的觸摸檢測(cè)電路，其特征在于，所述觸摸檢測(cè)電路還包括檢測(cè)單 元，所述檢測(cè)單元與電流源單元連接，用于檢測(cè)灌電流源或者拉電流源的工作時(shí)間，即所述 驅(qū)動(dòng)電壓值上升或者下降的時(shí)間。
3.如權(quán)利要求1所述的觸摸檢測(cè)電路，其特征在于，所述灌電流源的灌電流以及拉電 流源的拉電流均保持恒定。
4.如權(quán)利要求1所述的觸摸檢測(cè)電路，其特征在于，所述比較單元包括上限比較器以 及下限比較器，所述上限比較器以及下限比較器均為運(yùn)放比較器，且處于開(kāi)環(huán)放大狀態(tài)。
5.一種觸摸檢測(cè)方法，用于檢測(cè)觸摸屏上的觸摸點(diǎn)，其特征在于，包括向觸摸節(jié)點(diǎn)等效電路的驅(qū)動(dòng)端輸入周期變化且連續(xù)的驅(qū)動(dòng)電壓，使得檢測(cè)端形成跟隨 驅(qū)動(dòng)電壓變化的檢測(cè)電壓；所述檢測(cè)電壓的變化幅度恒定，變化周期與驅(qū)動(dòng)電壓相同且與節(jié)點(diǎn)互電容大小相關(guān)聯(lián)；根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電壓或者檢測(cè)電壓的變化周期，檢測(cè)觸摸點(diǎn)位置。
6.如權(quán)利要求5所述的觸摸檢測(cè)方法，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電壓為三角波、正弦波或 者余弦波。
7.如權(quán)利要求5所述的觸摸檢測(cè)方法，其特征在于，將觸摸屏上所有節(jié)點(diǎn)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng) 電壓或者檢測(cè)電壓的變化周期按陣列進(jìn)行存儲(chǔ)，并與節(jié)點(diǎn)無(wú)觸摸時(shí)的變化周期相比較，檢 測(cè)觸摸點(diǎn)在觸摸屏上的位置。
8.如權(quán)利要求5所述的觸摸檢測(cè)方法，其特征在于，將觸摸屏上所有節(jié)點(diǎn)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng) 電壓或者檢測(cè)電壓的變化周期轉(zhuǎn)換成節(jié)點(diǎn)互電容的值，根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)互電容值的變化，檢 測(cè)觸摸點(diǎn)在觸摸屏上的位置。
9.如權(quán)利要求5所述的觸摸檢測(cè)方法，其特征在于，包括設(shè)置檢測(cè)電壓的上限基準(zhǔn)電壓以及下限基準(zhǔn)電壓；當(dāng)檢測(cè)電壓值上升至上限基準(zhǔn)電壓 時(shí)，降低驅(qū)動(dòng)電壓值使得檢測(cè)電壓值下降；當(dāng)檢測(cè)電壓值下降至下限基準(zhǔn)電壓時(shí)，升高驅(qū)動(dòng) 電壓值使得檢測(cè)電壓值上升；所述檢測(cè)電壓值上升或下降時(shí)的電壓值變化率與節(jié)點(diǎn)的互電容大小相關(guān)聯(lián)；記錄所述驅(qū)動(dòng)電壓值上升或下降時(shí)間，并與節(jié)點(diǎn)無(wú)觸摸時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓值上升或下降時(shí)間 相比較，判定相應(yīng)節(jié)點(diǎn)是否為觸摸點(diǎn)位置。
10.如權(quán)利要求9所述的觸摸檢測(cè)方法，其特征在于，當(dāng)某一觸摸節(jié)點(diǎn)等效電路的驅(qū)動(dòng) 端上，驅(qū)動(dòng)電壓值上升或下降時(shí)間變長(zhǎng)，則該節(jié)點(diǎn)為觸摸點(diǎn)位置。
全文摘要
一種觸摸檢測(cè)電路以及觸摸檢測(cè)方法，其中所述檢測(cè)方法包括向觸摸節(jié)點(diǎn)等效電路的驅(qū)動(dòng)端輸入周期變化且連續(xù)的驅(qū)動(dòng)電壓，使得檢測(cè)端形成跟隨驅(qū)動(dòng)電壓變化的檢測(cè)電壓；所述檢測(cè)電壓的變化幅度恒定，變化周期與驅(qū)動(dòng)電壓相同且與節(jié)點(diǎn)互電容大小相關(guān)聯(lián)；根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電壓或者檢測(cè)電壓的變化周期，檢測(cè)觸摸點(diǎn)位置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中檢測(cè)電壓的電壓值變化率與互電容時(shí)刻相關(guān)，使得所述變化周期不會(huì)因?yàn)殡娐分性肼暶虒?duì)互電容的瞬時(shí)影響而明顯改變，具有更強(qiáng)的抗干擾能力。
文檔編號(hào)G06F3/041GK101958090SQ20091005534
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日
發(fā)明者邱承彬, 陳悅 申請(qǐng)人:上海天馬微電子有限公司