專利名稱：觸摸感應(yīng)電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸摸感應(yīng)電路，特別涉及應(yīng)用在家電產(chǎn)品的觸摸感應(yīng)電路。
背景技術(shù)：
在電器產(chǎn)品中，使用者通常會(huì)通過人機(jī)接口來控制電器產(chǎn)品的運(yùn)作。一般而言，此 人機(jī)接口包括輸入anput)與輸出(Output)兩部分，輸入部分指的是由人來進(jìn)行運(yùn)作模式 的操作，操作的方式可利用機(jī)械式或電子式等來達(dá)到開關(guān)的目的，其中又以辨識(shí)是否有人 體觸摸來達(dá)到開關(guān)控制的方式為較穩(wěn)定的一種方式，可避免如機(jī)械式開關(guān)因老化而誤觸的 問題或避免光遮電子式開關(guān)因非預(yù)期的不明物體的干擾，使電器產(chǎn)品進(jìn)入非使用者所期望 的運(yùn)作模式下。傳統(tǒng)觸摸感應(yīng)電路利用觸摸檢測(cè)電路來檢測(cè)人體的觸摸事件，并通過一感應(yīng)電路 來檢測(cè)此觸摸事件對(duì)于電路的電性表現(xiàn)的影響，最后并使用一控制器來判斷此觸摸事件所 發(fā)生的位置以執(zhí)行對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。然而，傳統(tǒng)觸摸感應(yīng)電路具有電路過于復(fù)雜的問題，再者，所使用的觸摸檢測(cè)電路 的數(shù)量會(huì)受到控制器本身輸入腳位數(shù)目的限制。因此，當(dāng)使用人機(jī)接口的產(chǎn)品的功能日益增加時(shí)，為了控制產(chǎn)品的成本，需要一種 具有簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，并且能夠增加觸摸檢測(cè)電路的數(shù)量的觸摸感應(yīng)電路。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種觸摸感應(yīng)電路。多個(gè)信號(hào)產(chǎn)生器根據(jù)一控制信號(hào)而輸 出一脈沖信號(hào)。多個(gè)觸摸檢測(cè)電路，以陣列方式配置，根據(jù)一觸摸事件以及上述脈沖信號(hào)而 產(chǎn)生一感應(yīng)信號(hào)，其中位于同一列的上述觸摸檢測(cè)電路耦接于相同的上述信號(hào)產(chǎn)生器。多 個(gè)感應(yīng)電路分別耦接于位于同一行的上述觸摸檢測(cè)電路，根據(jù)上述感應(yīng)信號(hào)而產(chǎn)生一輸出 信號(hào)。一控制器接收上述輸出信號(hào)，輸出上述控制信號(hào)以控制上述信號(hào)產(chǎn)生器其中的一個(gè) 信號(hào)產(chǎn)生器輸出上述脈沖信號(hào)，并根據(jù)所輸出的上述控制信號(hào)以及上述輸出信號(hào)檢測(cè)對(duì)應(yīng) 于上述觸摸事件的觸摸檢測(cè)電路。另外，本發(fā)明提供一種觸摸感應(yīng)電路。多個(gè)信號(hào)產(chǎn)生器根據(jù)一控制信號(hào)而輸出一 脈沖信號(hào)。多個(gè)感應(yīng)電路根據(jù)一感應(yīng)信號(hào)而產(chǎn)生一輸出信號(hào)。多個(gè)第一數(shù)據(jù)線沿著一第一 方向配置，分別耦接于對(duì)應(yīng)的上述信號(hào)產(chǎn)生器。多個(gè)第二數(shù)據(jù)線沿著正交于上述第一方向 的一第二方向配置，分別耦接于對(duì)應(yīng)的上述感應(yīng)電路。多個(gè)觸摸檢測(cè)電路分別設(shè)置于上述 第一數(shù)據(jù)線以及上述第二數(shù)據(jù)線的交叉處，上述觸摸檢測(cè)電路其中的一個(gè)信號(hào)產(chǎn)生器接收 上述脈沖信號(hào)，并根據(jù)一觸摸事件產(chǎn)生一感應(yīng)信號(hào)。一控制器接收上述輸出信號(hào)，輸出上述 控制信號(hào)以控制上述信號(hào)產(chǎn)生器其中的一個(gè)信號(hào)產(chǎn)生器輸出上述脈沖信號(hào)，并根據(jù)所輸出 的上述控制信號(hào)以及上述輸出信號(hào)檢測(cè)對(duì)應(yīng)于上述觸摸事件的觸摸檢測(cè)電路。另外，本發(fā)明提供一種觸摸感應(yīng)電路。一信號(hào)產(chǎn)生器根據(jù)一控制信號(hào)而輸出一脈 沖信號(hào)。一觸摸檢測(cè)電路根據(jù)一觸摸事件以及上述脈沖信號(hào)而產(chǎn)生一感應(yīng)信號(hào)，包括一第一電容，耦接于上述信號(hào)產(chǎn)生器；一第二電容，耦接于上述第一電容；一第一二極管，具有 耦接于上述第二電容的一第一正極端，以及輸出上述感應(yīng)信號(hào)的一第一負(fù)極端；一第二二 極管，具有耦接于一參考電源的一第二正極端，以及耦接于上述第一二極管與上述第二電 容的連接點(diǎn)的一第二負(fù)極端；一第一電阻，耦接于上述第一電容與上述第二電容的連接點(diǎn) 以及上述參考電源之間；以及一觸摸感應(yīng)裝置，耦接于上述第一電容與上述第二電容的連 接點(diǎn)，根據(jù)上述觸摸事件而提供一負(fù)載效應(yīng)。一感應(yīng)電路耦接于上述觸摸檢測(cè)電路，根據(jù)上 述感應(yīng)信號(hào)而產(chǎn)生一輸出信號(hào)。一控制器接收上述輸出信號(hào)，輸出上述控制信號(hào)，并根據(jù)上 述輸出信號(hào)檢測(cè)上述觸摸事件。 另外，本發(fā)明提供一種觸摸感應(yīng)方法，適用于多個(gè)信號(hào)產(chǎn)生器，包括輸出一控制信 號(hào)以控制上述信號(hào)產(chǎn)生器依照一既定順序而于不同時(shí)間輸出一脈沖信號(hào)；以陣列方式配置 多個(gè)觸摸檢測(cè)電路，上述觸摸檢測(cè)電路分別根據(jù)一觸摸事件以及上述脈沖信號(hào)而產(chǎn)生一感 應(yīng)信號(hào)，其中位于同一列的上述觸摸檢測(cè)電路耦接于相同的上述信號(hào)產(chǎn)生器；檢測(cè)位于同 一行的上述觸摸檢測(cè)電路所輸出的上述感應(yīng)信號(hào)而產(chǎn)生一輸出信號(hào)；以及根據(jù)所輸出的上 述控制信號(hào)以及上述輸出信號(hào)檢測(cè)對(duì)應(yīng)于上述觸摸事件的觸摸檢測(cè)電路。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的觸摸感應(yīng)電路。
圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的觸摸感應(yīng)電路的電路圖。
圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的觸摸感應(yīng)裝置SW的側(cè)視結(jié)構(gòu)圖
圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所述的觸摸感應(yīng)電路的電路圖。
圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所述的觸摸感應(yīng)電路的電路圖。
圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所述的觸摸感應(yīng)電路的電路圖。
圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的觸摸感應(yīng)方法的操作流程圖。
主要元件符號(hào)說明
10 -、觸摸感應(yīng)電路；
12、12A、51、51-1 51-N 信號(hào)產(chǎn)生器；
121 脈沖寬度調(diào)制器；
123 切換電路；
14、14-11 14-NK 觸摸檢測(cè)電路；
16、16-1 16-K 感應(yīng)電路；
161 感應(yīng)單元；
18 -、控制器；
181 模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器；
183 時(shí)序控制器；
21 -、電路板；
23 -、導(dǎo)體部；
25 -、非導(dǎo)體部；
Cl、C2、C3、C4 電容；
DUD2、D3、D4 二極管；
CTRL 控制信號(hào)；E-I E-N、F-I F-K 數(shù)據(jù)線；OUTPUT、0UTPUT-1 0UTPUT-K 輸出信號(hào)；P、P-I P-N 脈沖信號(hào)；Q 晶體管；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7 電阻;S、S-I S-K 感應(yīng)信號(hào)；T 感應(yīng)區(qū)域；SW 觸摸感應(yīng)裝置；PWM 脈沖寬度調(diào)制信號(hào)；V 直流電源。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一優(yōu)選實(shí)施例，并配 合附圖，作詳細(xì)說明如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員可利用這些實(shí)施例或其他實(shí)施例所描述的細(xì)節(jié) 及其他可以利用的結(jié)構(gòu)，邏輯和電性變化，在沒有離開本發(fā)明的精神與范圍之下以實(shí)施發(fā)明。實(shí)施例圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的觸摸感應(yīng)電路。觸摸感應(yīng)電路10包括信 號(hào)產(chǎn)生器12、觸摸檢測(cè)電路14、感應(yīng)電路16以及控制器18。信號(hào)產(chǎn)生器12根據(jù)控制信號(hào) CTRL而輸出脈沖信號(hào)P。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，脈沖信號(hào)P可為一脈沖寬度調(diào)制信號(hào)(pulse width modulation,或稱PWM)，而控制信號(hào)CTRL由控制器18所提供，可控制信號(hào)產(chǎn)生器12 的動(dòng)作。觸摸檢測(cè)電路14根據(jù)一觸摸事件以及脈沖信號(hào)P而產(chǎn)生一感應(yīng)信號(hào)S。感應(yīng)電路 16根據(jù)感應(yīng)信號(hào)S而產(chǎn)生輸出信號(hào)OUTPUT?？刂破?8根據(jù)輸出信號(hào)OUTPUT檢測(cè)上述觸 摸事件，并輸出控制信號(hào)CTRL來控制信號(hào)產(chǎn)生器12的動(dòng)作。圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的觸摸感應(yīng)電路的電路圖。在本實(shí)施例 中，信號(hào)產(chǎn)生器12可包括一脈沖寬度調(diào)制器121，用以根據(jù)控制信號(hào)CTRL的控制而致能， 并輸出脈沖信號(hào)P，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，脈沖信號(hào)P可為高頻的連續(xù)方波，其頻率可為 400KHz IMHz。觸摸檢測(cè)電路14包括電容Cl、C2，二極管Dl、D2，電阻Rl，以及觸摸感應(yīng)裝置SW。 電容Cl耦接于信號(hào)產(chǎn)生器12，電容C2耦接于電容Cl，而二極管Dl耦接于電容C2與感應(yīng) 電路16之間，其中二極管Dl的正極端耦接于電容C2，負(fù)極端耦接于感應(yīng)電路16。二極管 D2耦接于二極管Dl與電容C2的連接點(diǎn)以及參考電源(以下以接地點(diǎn)為例)之間，其中二 極管D2的正極端耦接于接地點(diǎn)，負(fù)極端耦接于二極管Dl與電容C2的連接點(diǎn)。電阻Rl耦 接于電容Cl與電容C2的連接點(diǎn)以及參考電源(接地點(diǎn))之間。觸摸感應(yīng)裝置SW耦接于 電容Cl與電容C2的連接點(diǎn)。圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的觸摸感應(yīng)裝置SW的側(cè)視結(jié)構(gòu)圖。觸摸感 應(yīng)裝置SW包括設(shè)置于電路板21上的導(dǎo)體部23以及設(shè)置于導(dǎo)體部23上的非導(dǎo)體部25，非 導(dǎo)體部25相對(duì)于導(dǎo)體部23的表面具有一感應(yīng)區(qū)域T。在本實(shí)施例中，非導(dǎo)體部25的材質(zhì)可為玻璃、壓克力或塑膠等，而導(dǎo)體部23的材質(zhì)可為鐵片、銅片等。當(dāng)具有導(dǎo)體特性的人體 (例如手指，圖未顯示)接觸感應(yīng)區(qū)域T時(shí)，人體、非導(dǎo)體部21以及導(dǎo)體部23即產(chǎn)生一電容 性效應(yīng)，在等效上構(gòu)成一電容性元件，能夠提供觸摸檢測(cè)電路14由電容Cl與電容C2的連 接點(diǎn)耦接至接地點(diǎn)的感應(yīng)電容，以提供一電容性負(fù)載效應(yīng)。參閱圖2，感應(yīng)電路16包括電阻R2，由并聯(lián)的電阻R3與電容C3所構(gòu)成的電阻-電 容電路，以及感應(yīng)單元161。電阻R2耦接至觸摸檢測(cè)電路14的二極管Dl與二極管D2的連 接點(diǎn)，并接收感應(yīng)信號(hào)S。感應(yīng)電路16通過電阻R2接收感應(yīng)信號(hào)S，并經(jīng)由并聯(lián)的電阻R3 與電容C3所構(gòu)成的電阻-電容電路的作用而由感應(yīng)單元161檢測(cè)電阻R2、R3與電容C3的 連接點(diǎn)的電壓電平，并輸出對(duì)應(yīng)的直流輸出信號(hào)OUTPUT?？刂破?8包括一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電 路，將直流的輸出信號(hào)OUTPUT轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，藉以取得輸出信號(hào)OUTPUT所對(duì)應(yīng)的電壓電 平。在人體尚未觸摸觸摸感應(yīng)裝置SW時(shí)，信號(hào)產(chǎn)生器12所提供具有高頻方波的脈沖 信號(hào)P會(huì)對(duì)于觸摸檢測(cè)電路14的電容Cl與C2產(chǎn)生充電與放電的效果，通過二極管Dl與 D2提供穩(wěn)壓后，即產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)S，并由感應(yīng)電路16轉(zhuǎn)換成具有直流電壓電平的輸出信號(hào) OUTPUT。當(dāng)人體觸摸觸摸感應(yīng)裝置SW時(shí)，所產(chǎn)生的感應(yīng)電容會(huì)改變觸摸檢測(cè)電路14的總 等效電容，通常觸摸檢測(cè)電路14的總等效電容于被人體觸摸時(shí)會(huì)比未被觸摸時(shí)減少5至 60%，因此使得充放電的速率變快且使得經(jīng)二極管穩(wěn)壓后所產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)S的電壓變 小，而經(jīng)過感應(yīng)電路16所產(chǎn)生的輸出信號(hào)OUTPUT電壓也相對(duì)變少，此電壓值減少的輸出信 號(hào)OUTPUT經(jīng)由控制器18的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路判讀后即可認(rèn)定使用者已觸摸至感應(yīng)區(qū)域T。另外，控制器18的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的最大檢測(cè)電壓受限于其參考輸入電源，因 此，本發(fā)明另一實(shí)施例對(duì)于脈沖信號(hào)P的電壓范圍加以調(diào)整以適應(yīng)控制器18的模擬數(shù)字轉(zhuǎn) 換電路的特性。圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所述的觸摸感應(yīng)電路的電路圖。與圖2 所示實(shí)施例的不同之處在于通過電路控制信號(hào)產(chǎn)生器12A所輸出的脈沖信號(hào)P的電壓范 圍。如圖所示，信號(hào)產(chǎn)生器12A包括脈沖寬度調(diào)制器121，切換電路123，直流電源V，二極管 D3、D4，以及電阻R4、R5、R6、R7。脈沖寬度調(diào)制器121輸出脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM。直流電 源V提供直流電壓。二極管D3的正極端耦接于觸摸檢測(cè)電路14，其負(fù)極端通過電阻R4耦 接于直流電源V。二極管D4的正極端同樣通過電阻R4耦接于直流電源V，其負(fù)極端通過電 阻R5耦接于觸摸檢測(cè)電路14。切換電路1 包括晶體管Q以及由并聯(lián)的電阻R6與電容 C4所構(gòu)成的電阻-電容電路。晶體管Q可為雙極晶體管(bipolartransistor)或場(chǎng)效應(yīng)晶 體管(field-effect transistor, FET)。以雙極晶體管為例，晶體管Q的基極通過電阻R7 耦接至脈沖寬度調(diào)制器121，其射極耦接至接地點(diǎn)，而其集極耦接至二極管D3與D4的連接 點(diǎn)。另外，電阻R6與電容C4所構(gòu)成的電阻-電容電路耦接于晶體管Q的基極與接地點(diǎn)之 間。根據(jù)圖4所示信號(hào)產(chǎn)生器12A的電路結(jié)構(gòu)，脈沖寬度調(diào)制器121所輸出的脈沖寬 度調(diào)制信號(hào)PWM經(jīng)過電阻R7限制電流，并利用電容C4與電阻R6來穩(wěn)定晶體管Q的控制極 的電壓，經(jīng)過電阻R7提供至晶體管Q的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM能切換晶體管Q的導(dǎo)通狀態(tài)， 即可在二極管D3的正極端以及二極管D4的負(fù)極端的連接點(diǎn)產(chǎn)生具有高頻方波的脈沖信號(hào) P。而脈沖信號(hào)P的直流電平可通過調(diào)整直流電源V的電壓值以及二極管的壓降來控制，使 得控制器18所檢測(cè)到的電壓能夠維持在允許的范圍內(nèi)。
圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所述的觸摸感應(yīng)電路的電路圖。必須說明的 是，圖5的信號(hào)產(chǎn)生器51的電路實(shí)施方式可參考圖2的信號(hào)產(chǎn)生器12或圖4的信號(hào)產(chǎn)生 器12A，而觸摸檢測(cè)電路14-11 14-1K以及感應(yīng)電路16_1 16-K的電路結(jié)構(gòu)可與圖2的 觸摸檢測(cè)電路14以及感應(yīng)電路16相同，相關(guān)的電路結(jié)構(gòu)以及操作不予贅述以精簡(jiǎn)說明。如圖所示，單一信號(hào)產(chǎn)生器51所輸出的脈沖信號(hào)P可同時(shí)供應(yīng)至多個(gè)觸摸檢測(cè)電 路14-11 14-1K。各觸摸檢測(cè)電路14-11 14-1K分別將感應(yīng)信號(hào)S-I S-K輸入至對(duì) 應(yīng)的感應(yīng)電路16-1 16-K，而各感應(yīng)電路16-1 16-K根據(jù)所接收的感應(yīng)信號(hào)S-I S-K 而分別輸出對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)0UTPUT-1 0UTPUT-K，則控制器18即可根據(jù)接收到的輸出信 號(hào)0UTPUT-1 OUTPUT-K來判斷觸摸事件是發(fā)生于那個(gè)觸摸檢測(cè)電路，達(dá)到于多個(gè)檢測(cè)觸 摸事件的目的。然而，由于對(duì)應(yīng)于觸摸檢測(cè)電路的感應(yīng)電路的個(gè)數(shù)取決于控制器18內(nèi)部的輸入 端子的數(shù)目(或者是模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入端子的數(shù)目)，因此造成觸摸檢測(cè)電路數(shù)量上 的限制。圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所述的觸摸感應(yīng)電路的電路圖。在本實(shí)施例中 使用陣列式的觸摸檢測(cè)電路配置。必須說明的是，圖6的信號(hào)產(chǎn)生器51-1 51-N的電路 實(shí)施方式可參考圖2的信號(hào)產(chǎn)生器12或圖4的信號(hào)產(chǎn)生器12A，如圖6所示分別輸出脈沖 信號(hào)P-I P-N，而觸摸檢測(cè)電路14-11 14-NK以及感應(yīng)電路16_1 16-K的電路結(jié)構(gòu)可 與圖2的觸摸檢測(cè)電路14以及感應(yīng)電路16相同，相關(guān)的電路結(jié)構(gòu)以及操作不予贅述以精 簡(jiǎn)說明。另外，數(shù)據(jù)線E-I E-N沿著第一方向配置，分別耦接至對(duì)應(yīng)的信號(hào)產(chǎn)生器51-1 51-N,數(shù)據(jù)線F-I F-K沿著第二方向配置且與數(shù)據(jù)線E-I E-N正交，并分別耦接至對(duì) 應(yīng)的感應(yīng)電路16-1 16-K，而觸摸檢測(cè)電路14-11 14-1NK即分別設(shè)置于數(shù)據(jù)線E-I E-N與數(shù)據(jù)線F-I F-K的交叉處。根據(jù)圖6的實(shí)施例所示的陣列配置，位于同一列的觸 摸檢測(cè)電路耦接于相同的信號(hào)產(chǎn)生器，而位于同一行的觸摸檢測(cè)電路耦接于相同的感應(yīng)電 路。例如，位于同一列的觸摸檢測(cè)電路14-21 14-2K皆耦接至信號(hào)產(chǎn)生器51-2，而位于同 一行的觸摸檢測(cè)電路14-11 14-N1皆耦接于相同的感應(yīng)電路16-1。在圖6所顯示的觸摸感應(yīng)電路中，控制器18包括模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器181與時(shí)序控 制器183。模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器181將輸出信號(hào)0UTPUT-1 OUTPUT-K由模擬格式轉(zhuǎn)換為數(shù) 字格式以取得輸出信號(hào)0UTPUT-1 OUTPUT-K的電壓電平。時(shí)序控制器183輸出控制信 號(hào)CTRL以控制信號(hào)產(chǎn)生器51-1 51-N的動(dòng)作。時(shí)序控制器183控制信號(hào)產(chǎn)生器51_1 51-N的方式使得信號(hào)產(chǎn)生器51-1 51-N其中的一個(gè)信號(hào)產(chǎn)生器輸出脈沖信號(hào)，信號(hào)產(chǎn)生 器51-1 51-N輸出脈沖信號(hào)的順序舉例可為依照信號(hào)產(chǎn)生器51-1 51-N的順序依序輸 出ο根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，由于信號(hào)產(chǎn)生器51-1 51-N受到控制器18的控制而僅會(huì) 有一者輸出脈沖信號(hào)，同時(shí)間其余信號(hào)產(chǎn)生器將停止輸出脈沖信號(hào)，當(dāng)感應(yīng)電路所檢測(cè)的 電壓穩(wěn)定之后，控制器18再根據(jù)由感應(yīng)電路所接收到的輸出信號(hào)0UTPUT-1 OUTPUT-K其 中的一個(gè)信號(hào)產(chǎn)生器來判斷是否檢測(cè)到觸摸事件，并在一既定時(shí)間后停止由目前信號(hào)產(chǎn)生 器輸出脈沖信號(hào)，而改由另一信號(hào)產(chǎn)生器輸出脈沖信號(hào)，并重復(fù)上述電壓檢測(cè)過程，直到所 有信號(hào)產(chǎn)生器皆已輸出脈沖信號(hào)，即可辨識(shí)發(fā)生觸摸事件所對(duì)應(yīng)的觸摸檢測(cè)電路，并根據(jù) 檢測(cè)結(jié)果驅(qū)動(dòng)其他周邊功能形成人機(jī)接口。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，感應(yīng)電路的電壓穩(wěn)定時(shí)間至少需10微秒以上，而控制器18可 在感應(yīng)電路電壓穩(wěn)定后進(jìn)行至少2次以上檢測(cè)并做平均值，以作為模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器功能 讀值的有效值，并利用有效值的差異決定感應(yīng)區(qū)域T是否已被使用者觸摸。舉例來說，當(dāng)控 制器18致能信號(hào)產(chǎn)生器51-2輸出脈沖信號(hào)P-2，且檢測(cè)到感應(yīng)電路16-1所輸出的輸出信 號(hào)0UTPUT-1的電壓發(fā)生變化，即可得知觸摸事件發(fā)生在觸摸檢測(cè)電路14-21的位置。另外，在本實(shí)施例中，如果控制器18具有K個(gè)輸入腳位來分別接收輸出信號(hào) 0UTPUT-1 0UTPUT-K，并具有N個(gè)輸出腳位來輸出N個(gè)控制信號(hào)CTRL來分別控制信號(hào)產(chǎn) 生器51-1 51-N，則觸摸感應(yīng)電路即可檢測(cè)(N*K)個(gè)觸摸檢測(cè)電路的觸摸事件，相較于圖 5所示的實(shí)施例的控制器僅能檢測(cè)K個(gè)觸摸檢測(cè)電路的觸摸事件，可具有較多的檢測(cè)點(diǎn)，換 句話說，采用較少腳位的控制器芯片即可檢測(cè)相同數(shù)量的檢測(cè)點(diǎn)，大幅降低電路所需的成 本。圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的觸摸感應(yīng)方法的操作流程圖，在此可搭配 圖6所公開的電路圖以茲說明。首先，控制器18輸出控制信號(hào)CTRL以控制信號(hào)產(chǎn)生器 51-1 51-N依照一既定順序而于不同時(shí)間輸出一脈沖信號(hào)(Si)，意即，在控制器18的控 制下，信號(hào)產(chǎn)生器51-1 51-N僅有一者會(huì)輸出脈沖信號(hào)，當(dāng)此一信號(hào)產(chǎn)生器在控制器18 的控制下停止輸出脈沖信號(hào)后，另一信號(hào)產(chǎn)生器才會(huì)開始輸出脈沖信號(hào)。接下來，以陣列方 式配置觸摸檢測(cè)電路14-11 14-NK (如圖6所示)(S2)，觸摸檢測(cè)電路14_11 14-NK分別 根據(jù)觸摸事件以及脈沖信號(hào)P-N而產(chǎn)生一感應(yīng)信號(hào)(S； )。接下來，檢測(cè)位于同一行的上述 觸摸檢測(cè)電路所輸出的感應(yīng)信號(hào)而產(chǎn)生輸出信號(hào)(S4)。如圖6所示，每一條數(shù)據(jù)線F-I F-K分別耦接于同一行的觸摸檢測(cè)電路，并輸出輸出信號(hào)0UTPUT-1 0UTPUT-K。最后，控 制器18再根據(jù)所輸出的控制信號(hào)CTRL以及所接收的輸出信號(hào)0UTPUT-1 OUTPUT-K的電 平來檢測(cè)發(fā)生觸摸事件的觸摸檢測(cè)電路(S5)。根據(jù)以上實(shí)施例所公開的觸摸感應(yīng)電路與方法，能夠簡(jiǎn)化傳統(tǒng)觸摸感應(yīng)電路的電 路結(jié)構(gòu)，并可以陣列方式來大幅擴(kuò)充用來檢測(cè)觸摸行為的檢測(cè)點(diǎn)數(shù)目。當(dāng)將本發(fā)明實(shí)施例 所述的觸摸感應(yīng)電路與方法應(yīng)用于家電產(chǎn)品時(shí)，例如微波爐、電磁爐、冰箱等，則更能滿足 家電產(chǎn)品功能日益增加的需求。本發(fā)明雖以優(yōu)選實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，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)，當(dāng)可做些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍 當(dāng)視所附權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種觸摸感應(yīng)電路，包括多個(gè)信號(hào)產(chǎn)生器，根據(jù)一控制信號(hào)而輸出一脈沖信號(hào)；多個(gè)觸摸檢測(cè)電路，以陣列方式配置，根據(jù)一觸摸事件以及上述脈沖信號(hào)而產(chǎn)生一感 應(yīng)信號(hào)，其中位于同一列的上述觸摸檢測(cè)電路耦接于相同的上述信號(hào)產(chǎn)生器；多個(gè)感應(yīng)電路，分別耦接于位于同一行的上述觸摸檢測(cè)電路，根據(jù)上述感應(yīng)信號(hào)而產(chǎn) 生一輸出信號(hào)；以及一控制器，接收上述輸出信號(hào)，輸出上述控制信號(hào)以控制上述信號(hào)產(chǎn)生器其中的一個(gè) 信號(hào)產(chǎn)生器輸出上述脈沖信號(hào)，并根據(jù)所輸出的上述控制信號(hào)以及上述輸出信號(hào)檢測(cè)對(duì)應(yīng) 于上述觸摸事件的上述觸摸檢測(cè)電路。
2.如權(quán)利要求1所述的觸摸感應(yīng)電路，其中上述信號(hào)產(chǎn)生器為一脈沖寬度調(diào)制器，輸 出上述脈沖信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的觸摸感應(yīng)電路，其中上述信號(hào)產(chǎn)生器包括一脈沖寬度調(diào)制器，輸出一脈沖寬度調(diào)制信號(hào)；一直流電源，提供一直流電壓；一第一二極管，耦接于上述觸摸檢測(cè)電路以及上述直流電源之間，具有一第一正極端 以及一第一負(fù)極端；一第二二極管，具有耦接于上述第一正極端的一第二負(fù)極端，以及耦接于上述第一負(fù) 極端的一第二正極端；以及一切換電路，耦接于上述脈沖寬度調(diào)制器以及上述直流電源，根據(jù)上述脈沖寬度調(diào)制 信號(hào)而開關(guān)切換以于上述第一二極管與上述第二二極管的連接點(diǎn)輸出上述脈沖信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的觸摸感應(yīng)電路，其中上述切換電路包括一晶體管，具有耦接于上述脈沖寬度調(diào)制器之一控制極，耦接于上述直流電源的一第 一極，以及耦接于一參考電源的一第二極；以及一第一電阻-電容電路，包括耦接于上述控制極以及上述參考電源之間且并聯(lián)的一第 一電阻與一第一電容。
5.如權(quán)利要求1所述的觸摸感應(yīng)電路，其中上述觸摸檢測(cè)電路包括一第二電容，耦接于上述信號(hào)產(chǎn)生器；一第三電容，耦接于上述第二電容；一第三二極管，具有耦接于上述第三電容的一第三正極端，以及耦接于上述感應(yīng)電路 的一第三負(fù)極端；一第四二極管，具有稱接于一參考電源的一第四正極端，以及耦接于上述第三二極管 與上述第三電容的連接點(diǎn)的一第四負(fù)極端；一第二電阻，耦接于上述第二電容與上述第三電容的連接點(diǎn)以及上述參考電源之間；以及一觸摸感應(yīng)裝置，耦接于上述第二電容與上述第三電容的連接點(diǎn)，根據(jù)上述觸摸事件 而提供一負(fù)載效應(yīng)。
6.如權(quán)利要求5所述的觸摸感應(yīng)電路，其中上述負(fù)載效應(yīng)為電容性負(fù)載效應(yīng)。
7.如權(quán)利要求1所述的觸摸感應(yīng)電路，其中上述感應(yīng)電路包括一第二電阻-電容電路，具有耦接于上述觸摸檢測(cè)電路以及一參考電源之間且并聯(lián)的一第三電阻與一第四電容；以及一感應(yīng)單元，檢測(cè)上述第三電阻與上述第四電容之一連接點(diǎn)的電壓電平，輸出上述輸 出信號(hào)。
8.如權(quán)利要求1所述的觸摸感應(yīng)電路，其中上述控制器包括一模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，耦接于上述感應(yīng)電路，將上述輸出信號(hào)由模擬格式轉(zhuǎn)換為數(shù)字 格式；以及一時(shí)序控制器，輸出上述控制信號(hào)以控制上述信號(hào)產(chǎn)生器其中的一個(gè)信號(hào)產(chǎn)生器輸出 上述脈沖信號(hào)。
9.一種觸摸感應(yīng)電路，包括多個(gè)信號(hào)產(chǎn)生器，根據(jù)一控制信號(hào)而輸出一脈沖信號(hào)； 多個(gè)感應(yīng)電路，根據(jù)一感應(yīng)信號(hào)而產(chǎn)生一輸出信號(hào)； 多個(gè)第一數(shù)據(jù)線，沿著一第一方向配置，分別耦接于對(duì)應(yīng)的上述信號(hào)產(chǎn)生器； 多個(gè)第二數(shù)據(jù)線，沿著正交于上述第一方向的一第二方向配置，分別耦接于對(duì)應(yīng)的上 述感應(yīng)電路；多個(gè)觸摸檢測(cè)電路，分別設(shè)置于上述第一數(shù)據(jù)線以及上述第二數(shù)據(jù)線的交叉處，上述 觸摸檢測(cè)電路其中的一個(gè)信號(hào)產(chǎn)生器接收上述脈沖信號(hào)，并根據(jù)一觸摸事件產(chǎn)生一感應(yīng)信 號(hào)；以及一控制器，接收上述輸出信號(hào)，輸出上述控制信號(hào)以控制上述信號(hào)產(chǎn)生器其中的一個(gè) 信號(hào)產(chǎn)生器輸出上述脈沖信號(hào)，并根據(jù)所輸出的上述控制信號(hào)以及上述輸出信號(hào)檢測(cè)對(duì)應(yīng) 于上述觸摸事件的上述觸摸檢測(cè)電路。
10.如權(quán)利要求9所述的觸摸感應(yīng)電路，其中上述觸摸檢測(cè)電路以陣列方式配置。
11.如權(quán)利要求10所述的觸摸感應(yīng)電路，其中位于同一列的上述觸摸檢測(cè)電路耦接于 相同的上述信號(hào)產(chǎn)生器，而位于同一行的上述觸摸檢測(cè)電路耦接于相同的上述感應(yīng)電路。
12.如權(quán)利要求9所述的觸摸感應(yīng)電路，其中上述信號(hào)產(chǎn)生器為一脈沖寬度調(diào)制器，輸 出上述脈沖信號(hào)。
13.如權(quán)利要求9所述的觸摸感應(yīng)電路，其中上述信號(hào)產(chǎn)生器包括 一脈沖寬度調(diào)制器，輸出一脈沖寬度調(diào)制信號(hào)；一直流電源，提供一直流電壓；一第一二極管，耦接于上述觸摸檢測(cè)電路以及上述直流電源之間，具有一第一正極端 以及一第一負(fù)極端；一第二二極管，具有耦接于上述第一正極端的一第二負(fù)極端，以及耦接于上述第一負(fù) 極端的一第二正極端；以及一切換電路，耦接于上述脈沖寬度調(diào)制器以及上述直流電源，根據(jù)上述脈沖寬度調(diào)制 信號(hào)而開關(guān)切換以于上述第一二極管與上述第二二極管的連接點(diǎn)輸出上述脈沖信號(hào)。
14.如權(quán)利要求13所述的觸摸感應(yīng)電路，其中上述切換電路包括一晶體管，具有耦接于上述脈沖寬度調(diào)制器之一控制極，耦接于上述直流電源的一第 一極，以及耦接于一參考電源的一第二極；以及一第一電阻-電容電路，包括耦接于上述控制極以及上述參考電源之間且并聯(lián)的一第 一電阻與一第一電容。
15.如權(quán)利要求14所述的觸摸感應(yīng)電路，其中上述觸摸檢測(cè)電路包括一第二電容，耦接于上述信號(hào)產(chǎn)生器； 一第三電容，耦接于上述第二電容；一第三二極管，具有耦接于上述第三電容的一第三正極端，以及耦接于上述感應(yīng)電路 的一第三負(fù)極端；一第四二極管，具有耦接于一參考電源的一第四正極端，以及耦接于上述第三二極管 與上述第三電容的連接點(diǎn)的一第四負(fù)極端；一第二電阻，耦接于上述第二電容與上述第三電容的連接點(diǎn)以及上述參考電源之間；以及一觸摸感應(yīng)裝置，耦接于上述第二電容與上述第三電容的連接點(diǎn)，根據(jù)上述觸摸事件 而提供一負(fù)載效應(yīng)。
16.如權(quán)利要求15所述的觸摸感應(yīng)電路，其中上述負(fù)載為電容性負(fù)載效應(yīng)。
17.如權(quán)利要求9所述的觸摸感應(yīng)電路，其中上述感應(yīng)電路包括一第二電阻-電容電路，具有耦接于上述觸摸檢測(cè)電路以及一參考電源之間且并聯(lián)的 一第三電阻與一第四電容；以及一感應(yīng)單元，檢測(cè)上述第二電阻與上述第四電容之一連接點(diǎn)的電壓電平，并輸出上述 輸出信號(hào)。
18.如權(quán)利要求9所述的觸摸感應(yīng)電路，其中上述控制器包括一模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，耦接于上述感應(yīng)電路，將上述輸出信號(hào)由模擬格式轉(zhuǎn)換為數(shù)字 格式；以及一時(shí)序控制器，輸出上述控制信號(hào)以控制上述信號(hào)產(chǎn)生器其中的一個(gè)信號(hào)產(chǎn)生器輸出 上述脈沖信號(hào)。
19.一種觸摸感應(yīng)電路，包括一信號(hào)產(chǎn)生器，根據(jù)一控制信號(hào)而輸出一脈沖信號(hào)；一觸摸檢測(cè)電路，根據(jù)一觸摸事件以及上述脈沖信號(hào)而產(chǎn)生一感應(yīng)信號(hào)，包括 一第一電容，耦接于上述信號(hào)產(chǎn)生器； 一第二電容，耦接于上述第一電容；一第一二極管，具有耦接于上述第二電容的一第一正極端，以及輸出上述感應(yīng)信號(hào)的 一第一負(fù)極端；一第二二極管，具有耦接于一參考電源的一第二正極端，以及耦接于上述第一二極管 與上述第二電容的連接點(diǎn)的一第二負(fù)極端；一第一電阻，耦接于上述第一電容與上述第二電容的連接點(diǎn)以及上述參考電源之間；以及一觸摸感應(yīng)裝置，耦接于上述第一電容與上述第二電容的連接點(diǎn)，根據(jù)上述觸摸事件 而提供一負(fù)載效應(yīng)；一感應(yīng)電路，耦接于上述觸摸檢測(cè)電路，根據(jù)上述感應(yīng)信號(hào)而產(chǎn)生一輸出信號(hào)；以及 一控制器，輸出上述控制信號(hào)，并根據(jù)上述輸出信號(hào)檢測(cè)上述觸摸事件。
20.如權(quán)利要求19所述的觸摸感應(yīng)電路，其中上述信號(hào)產(chǎn)生器為一脈沖寬度調(diào)制器， 輸出上述脈沖信號(hào)。
21.如權(quán)利要求19所述的觸摸感應(yīng)電路，其中上述信號(hào)產(chǎn)生器包括一脈沖寬度調(diào)制器，輸出一脈沖寬度調(diào)制信號(hào)；一直流電源，提供一直流電壓；一第三二極管，耦接于上述觸摸檢測(cè)電路以及上述直流電源之間，具有一第三正極端 以及一第三負(fù)極端；一第四二極管，具有耦接于上述第三正極端的一第四負(fù)極端，以及耦接于上述第三負(fù) 極端的一第四正極端；以及一切換電路，耦接于上述脈沖寬度調(diào)制器以及上述直流電源，根據(jù)上述脈沖寬度調(diào)制 信號(hào)而開關(guān)切換以于上述第三二極管與上述第四二極管的連接點(diǎn)輸出上述脈沖信號(hào)。
22.如權(quán)利要求21所述的觸摸感應(yīng)電路，其中上述切換電路包括一晶體管，具有耦接于上述脈沖寬度調(diào)制器之一控制極，耦接于上述直流電源的一第 一極，以及耦接于一參考電源的一第二極；以及一第一電阻-電容電路，包括耦接于上述控制極以及上述參考電源之間且并聯(lián)的一第 二電阻與一第三電容。
23.如權(quán)利要求W所述的觸摸感應(yīng)電路，其中上述負(fù)載為電容性負(fù)載效應(yīng)。
24.如權(quán)利要求19所述的觸摸感應(yīng)電路，其中上述感應(yīng)電路包括一第二電阻-電容電路，具有耦接于上述觸摸檢測(cè)電路以及一參考電源之間且并聯(lián)的 一第三電阻與一第四電容；以及一感應(yīng)單元，檢測(cè)上述第二電阻與上述第四電容之一連接點(diǎn)的電壓電平，并輸出上述 輸出信號(hào)。
25.如權(quán)利要求19所述的觸摸感應(yīng)電路，其中上述控制器包括一模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，耦接于上述感應(yīng)電路，將上述輸出信號(hào)由模擬格式轉(zhuǎn)換為數(shù)字 格式；以及一時(shí)序控制器，輸出上述控制信號(hào)。
26.一種觸摸感應(yīng)方法，適用于多個(gè)信號(hào)產(chǎn)生器，包括輸出一控制信號(hào)以控制上述信號(hào)產(chǎn)生器依照一既定順序而于不同時(shí)間輸出一脈沖信號(hào)；以陣列方式配置多個(gè)觸摸檢測(cè)電路，上述觸摸檢測(cè)電路分別根據(jù)一觸摸事件以及上述 脈沖信號(hào)而產(chǎn)生一感應(yīng)信號(hào)，其中位于同一列的上述觸摸檢測(cè)電路耦接于相同的上述信號(hào) 產(chǎn)生器；檢測(cè)位于同一行的上述觸摸檢測(cè)電路所輸出的上述感應(yīng)信號(hào)而產(chǎn)生一輸出信號(hào)；以及根據(jù)所輸出的上述控制信號(hào)以及上述輸出信號(hào)檢測(cè)對(duì)應(yīng)于上述觸摸事件的觸摸檢測(cè) 電路。
27.如權(quán)利要求沈所述的觸摸感應(yīng)方法，還包括通過一模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器將上述輸出 信號(hào)由模擬格式轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。
28.如權(quán)利要求27所述的觸摸感應(yīng)方法，其中上述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器具有多個(gè)輸入端 子，且上述輸入端子的個(gè)數(shù)與上述觸摸檢測(cè)電路所構(gòu)成的陣列的行數(shù)相同。
29.如權(quán)利要求27所述的觸摸感應(yīng)方法，其中上述信號(hào)產(chǎn)生器的個(gè)數(shù)與上述觸摸檢測(cè) 電路所構(gòu)成的陣列的列數(shù)相同。
全文摘要
一種觸摸感應(yīng)電路及方法。多個(gè)信號(hào)產(chǎn)生器根據(jù)控制信號(hào)輸出一脈沖信號(hào)。多個(gè)觸摸檢測(cè)電路，以陣列方式配置，根據(jù)觸摸事件以及脈沖信號(hào)而產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)，位于同一列的觸摸檢測(cè)電路耦接于相同的信號(hào)產(chǎn)生器。多個(gè)感應(yīng)電路分別耦接于位于同一行的觸摸檢測(cè)電路，根據(jù)感應(yīng)信號(hào)而產(chǎn)生輸出信號(hào)。控制器接收輸出信號(hào)并輸出控制信號(hào)以控制信號(hào)產(chǎn)生器其中的一個(gè)信號(hào)產(chǎn)生器輸出脈沖信號(hào)，并根據(jù)所輸出的控制信號(hào)以及輸出信號(hào)檢測(cè)對(duì)應(yīng)于觸摸事件的觸摸檢測(cè)電路。
文檔編號(hào)H03K17/96GK102130675SQ20101000368
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者梁銘仁 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司