触控感测装置的制作方法

专利名称：触控感测装置的制作方法
技术领域：
本发明是与液晶显示器有关；具体而言，本发明是关于一种能够提升感测电压准确度并保有抗噪声能力的互感式电容触控感测装置。
背景技术：
随着科技快速发展，薄膜电晶体液晶显示器(TFT IXD)已逐步取代传统显示器，并已广泛应用于电视、平面显示器、移动电话、平板电脑以及投影机等各种电子产品上。对于具有触控功能的薄膜电晶体液晶显示器而言，触控感测器是其重要的模块之一，其性能的优劣也直接影响液晶显示器的整体效能。一般而言，传统具有互感式电容触控功能的液晶显示器包含有显示面板、导电薄膜感应器(Ι sensor)以及触控控制晶片。其中，导电薄膜感应器包含有复数条感测线及复数条驱动线，而触控控制晶片则包含有复数个接脚。该等感测线分别耦接该等接脚。当驱动线传送一驱动脉冲并于感测线耦合一微小电压后，触控控制晶片将会感测耦合电压并根据耦合电压的大小去判断导电薄膜感应器是否被触控。具体而言，触控感测装置的效能取决于导电薄膜感应器的感测电压精确度。触控感测装置包含有放大模块，而放大模块的输入方式可分成差动输入模式及单端输入模式。采用差动输入模式的优点是拥有良好的抗噪声能力，但其缺点是无法在面板边界上感测精确的电压信息。至于采用单端输入模式的优点是能够精确感测面板边界的电压，但其抗噪声的能力较差。因此，无论传统的触控感测装置的放大模块所采用的输入方式是差动输入模式或单端输入模式，均存在着上述缺点。因此，本发明提出一种能够提升感测电压的准确度并保有良好的抗噪声能力的互感式电容触控感测装置，以解决上述问题。

发明内容
本发明的一范畴在于提供一种触控感测装置。于一实施例中，触控感测装置包含有逻辑控制模块以及至少一输入控制模块。逻辑控制模块用以产生不同控制时序的复数个控制信号，该等控制信号包含输入控制信号。值得注意的是，至少一输入控制模块耦接至逻辑控制模块，其中每一个输入控制模块包含正输入开关及负输入开关。输入控制模块用以依照输入控制信号控制正输入开关及负输入开关的开启或关闭，以控制第一感测电压及第二感测电压的输入模式。第一感测电压及第二感测电压分别为感测自一导电薄膜感应器的第一感测线及第二感测线的模拟数据，其中第一感测线及第二感测线为相邻两通道的感测线。此外，触控感测装置进一步包含有至少一解码(decoding)控制模块及至少一放大模块。至少一解码(decoding)控制模块耦接至逻辑控制模块及至少一输入控制模块，其中每一个解码控制模块包含有第一解码单元及第二解码单元。第一解码单元及第二解码单元用以依照该等控制信号的解码控制信号解码并输出第一感测电压及第二感测电压。
至少一放大模块耦接至至少一解码控制模块及逻辑控制模块，其中每一个放大模块包含有正输入端及负输入端，用以依照该等控制信号中的放大控制信号将自正输入端及负输入端所接收的两电压相减并放大后，并输出放大后的模拟数据。于第一差动输入模式下，当输入控制模块依照输入控制信号控制正输入开关及负输入开关的开启或关闭，致使正输入端接收第一解码单元所输出的第一感测电压且负输入端接收第二解码单元所输出的第二感测电压。于第一单端输入模式下，当输入控制模块依照输入控制信号控制正输入开关及负输入开关的开启或关闭，致使正输入端接收第一解码单元所输出的第一感测电压或第二解码单元所输出的第二感测电压，负输入端耦接至参考电位。相较于现有技术，根据本发明的触控感测装置是通过逻辑控制模块产生输入控制信号，致使输入控制模块控制正输入开关及负输入开关的开启或关闭，进而使触控感测装置能够任意地在差动输入模式与单端输入模式之间进行切换。在一般情况下，触控感测装置所接收的并非导电薄膜显示器的边界感测接脚所感测到的感测电压，输入控制模块将会启动差动输入模式。一旦触控感测装置所接收到的是导电薄膜显示器的边界感测接脚所感测到的感测电压，输入控制模块将会启动单端输入模式。因此，本发明的触控感测装置能够通过输入控制模块控制电压输出模式，不仅能够有效提升感测电压的精确度，同时还能保有良好的抗噪声能力。关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。


图I是绘示本发明的触控感测装置对导电薄膜感应器进行触控点感测的示意图。图2是绘示本发明的触控感测装置的实施例示意图。主要元件符号说明
I:触控感测装置Al:缓冲器
10:逻辑控制模块A2:缓冲器
20:接脚Cl:储存电容30:驱动/感测控制模块C2:储存电容
40:储存控制模块SI:第一接脚
50:解码控制模块S2:第二接脚
510:第一解码单元S3:第三接脚、520:第二解码单元S4:第四接脚
55:输入控制模块S5:第五接脚
551:自动补偿单元S6:第六接脚
552:数字/模拟转换单元 SW11:第一感测开关 60:放大模块SW12:第三感测开关
610:正输入端SW13:第五感测开关
620:负输入端SW14:接地开关 70:模拟/数字转换模块 SW15:储存开关
80:感测线SWl6:接地开关
90:驱动线SW17:第一正开关
100:导电薄膜感应器SW18:第一负开关
SWl:正输入开关SW21:第二感测开关
SW2:负输入开关SW22:第四感测开关
SW23:第六感测开关SW26··接地开关 .
SW24:接地开关SW27:第二正开关
SW25:储存开关SW28:第二负开关
具体实施例方式根据本发明的一具体实施例为触控感测装置。于此实施例中，该触控感测装置可以是互感式电容触控感测装置，但不以此为限。请参照图1，图I是绘示本发明的触控感测装置I对于显示面板进行触控点感测的示意图。如图I所示，液晶显示器包含有导电薄膜感应器100以及触控感测装置I。至于液晶显示面板一般是贴合在导电薄膜感应器100下，但不以此为限。触控感测装置I包含有逻辑控制模块10、复数个接脚20、至少一驱动/感测控制模块30、至少一储存控制模块40、至少一解码控制模块50、至少一输入控制模块55、至少一放大模块60及模拟/数字转换模块70。其中，该至少一驱动感测模块30耦接至该等接脚20及逻辑控制模块10 ;该至少一储存控制模块40耦接至该至少一驱动感测模块30及逻辑控制模块10 ;该至少一解码控制模块50耦接至该至少一储存控制模块40及逻辑控制模块10 ;该至少一输入控制模块55耦接至该至少一解码控制模块50及逻辑控制模块10 ;该至少一放大控制模块60耦接至该至少一解码控制模块50及逻辑控制模块10 ;模拟/数字转换模块70耦接至该至少一放大模块60及逻辑控制模块10。如图I所示，导电薄膜感应器100包含有互相垂直分布的复数条感测线80及复数条驱动线90。需说明的是，驱动线90与感测线80是可互换的，也就是说图I中的90实际上也可当感测线，图I中的80实际上也可当驱动线，可由触控感测装置I所控制。该等接脚20不只具有单一种功能，而是可以视实际需求于不同功能之间进行切换，例如驱动(driving)功能、感测(sensing)功能、接地(ground)功能或浮接(floating)功能，但不以此为限。每一个驱动/感测控制模块30是根据该等控制信号中的感测控制信号控制该等接脚20执行感测功能，以通过导电薄膜感应器100的该等感测线80感测到复数笔模拟数据。
每一个驱动/感测控制模块30自逻辑控制模块10接收该等控制信号中的驱动/感测控制信号，并依照驱动/感测控制信号的驱动/感测控制时序控制该等接脚20分别执行复数种接脚功能，致使该等接脚20能够自导电薄膜感应器100的第一感测线(图未示)及第二感测线(图未示)感测到第一感测电压及第二感测电压。其中，第一感测线及第二感测线为相邻两通道的感测线。如图I所示，每一个储存控制模块40包含有复数个储存电容(图未示)，该等储存电容中的储存电容依照该等控制信号的储存控制信号储存自驱动/感测控制模块30所传送过来的第一感测电压及第二感测电压。每一个解码控制模块50包含有第一解码单元510及第二解码单元520。第一解码单元510及第二解码单元520依照该等控制信号的解码控制信号分别对储存控制模块40所输出的第一感测电压及第二感测电压进行解码。在此实施例中，逻辑控制模块10产生不同控制时序的复数个控制信号，该等控制信号包含输入控制信号。每一个输入控制模块55包含正输入开关SWl及负输入开关SW2,用以依照输入控制信号控制正输入开关SWl及负输入开关SW2的开启或关闭，以控制第一感测电压及第二感测电压输入至放大模块60的输入模式。需说明的是，每一个放大模块60均包含有正输入端610及负输入端620。当输入控制模块55依照输入控制信号开启正输入开关SWl及负输入开关SW2时，于第一差动输入模式下，正输入端610接收第一解码单元510所输出的第一感测电压且负输入端620接收第二解码单兀520所输出的第二感测电压；于第二差动输入模式下，正输入端610接收第二解码单元520所输出的第二感测电压且负输入端620接收第一解码单元510所输出的第一感测电压。在图I的另一实施例中，输入控制模块55进一步包含有自动补偿单元551及数字/模拟转换单元552。其中，自动补偿单元551耦接至逻辑控制模块10及解码控制模块50 ；数字/模拟转换单元552耦接于自动补偿单元551与解码控制模块50之间。自动补偿单元551用以储存解码控制模块50所输出的第一感测电压或第二感测电压，并依照该等控制信号的补偿控制信号输出数字补偿值。数字/模拟转换单元552用以将数字补偿值转换成模拟补偿值以补偿参考电位，使其参考电位与导电薄膜感应器100的边界感测接脚所感测到的电压相同或维持一固定电压。当自解码控制模块50输出的第一感测电压或第二感测电压为导电薄膜感应器100的边界感测电压时，逻辑控制模块10传送补偿控制信号至自动补偿单元551，以选择性地执行第一单端输入模式或第二单端输入模式。
于第一单端输入模式下，当输入控制模块55依照输入控制信号控制正输入开关Sffl开启及负输入开关SW2关闭，致使正输入端610接收第一解码单元510所输出的第一感测电压或第二解码单元520所输出的第二感测电压，并且负输入端620耦接至参考电位。于第二单端输入模式下，当输入控制模块55依照输入控制信号控制正输入开关Sffl关闭及负输入开关SW2开启，致使负输入端620接收第一解码单元510所输出的第一感测电压或第二解码单元520所输出的第二感测电压，并且正输入端610耦接至参考电位。放大模块60用以依照该等控制信号中的放大控制信号将自正输入端610及负输入端620所接收的两电压相减并放大后，并输出放大后的模拟数据至每一个模拟/数字转换模块70。模拟/数字转换模块70耦接至放大模块60及逻辑控制模块10，用以将放大后的模拟数据转换成数字数据，并将数字数据输出至逻辑控制模块10。 实际上，放大模块60可以是任意形式的放大器，模拟/数字转换模块70可以是任意形式的模拟/数字转换器，数字/模拟转换单元552可以是任意形式的数字/模拟转换器，并无特定的限制。请参照图2，图2是绘示本发明的触控感测装置I的一实施例的示意图。如图2所示，触控感测装置I包含有该等感测线。在此实施例中，第一接脚SI 第六接脚S6具有相对应的感测线，依照感测线相对应的排列顺序为第一接脚SI、第二接脚S2、第三接脚S3、第四接脚S4、第五接脚S5及第六接脚S6，其中第一接脚SI及第二接脚S2相对应的感测线为相邻两通道的感测线。驱动/感测模块30包含有第一感测开关SW11、第二感测开关SW21、第三感测开关SW12、第四感测开关SW22、第五感测开关SW13、第六感测开关SW23，分别耦接于第一接脚SI 第六接脚S6。缓冲器Al耦接至第一感测开关SWll及储存控制模块40 ;缓冲器A2耦接至第二感测开关SW21及储存控制模块40。在预设情况中，假设图2中除接地开关SW16，SW26之外所有开关皆处于开启状态下。于实际应用中，逻辑控制模块10产生驱动/感测信号至驱动/感测模块30，控制第一感测开关SWll及第二感测开关SW21关闭，致使第一接脚SI及第二接脚S2分别自导电薄膜感应器100的第一感测线(图未示)及第二感测线(图未示)感测到第一感测电压及第二感测电压，并将两感测电压分别输出至缓冲器Al及A2。储存控制模块40包含有储存开关SW15、储存开关SW25、储存电容Cl及储存电容C2。储存开关SW15耦接至缓冲器Al及储存电容Cl，储存开关SW25耦接至缓冲器A2及储存电容C2。逻辑控制模块10输出储存控制信号至储存控制模块40，用以控制第一感测开关SWll及第二感测开关SW21关闭，并控制储存开关SW15及SW25关闭。储存电容Cl及储存电容C2依照储存控制信号储存自驱动/感测控制模块30传送过来的第一感测电压及第二感测电压。解码控制模块50包含有接地开关SW16、接地开关SW26、第一解码单元510、第二解码单元520、第一正开关SW17、第一负开关SW18、第二正开关SW27及第二负开关SW28。其中，第一解码单元510耦接至储存控制模块40及第一正开关SW17 ;第二解码单元520耦接至储存控制模块40及第二正开关SW27 ;第一负开关SW18耦接至第一解码单元510及放大模块60 ;第二负开关SW28耦接至缓冲器A4及第二解码单元520。
如图2所示，逻辑控制模块10输出解码控制信号至解码控制模块50，用以控制储存开关SW15及SW25以及接地关关SW16及SW26开启，致使第一感测电压及第二感测电压分别输出至第一解码单元510及第二解码单元520。如图2所不,每一个放大模块60包含有正输入端610及负输入端620。值得注意的是，于第一差动输入模式及第二差动输入模式下，正输入开关SWl及负输入开关SW2保持开启状态。于第一差动输入模式下，输入控制模块55依照输入控制信号开启第一负开关SW18及第二正开关SW27，并关闭第一正开关SW17及第二负开关SW28，致使正输入端610接收第一解码单元510所输出的第一感测电压且负输入端620接收第二解码单元520所输出的第二感测电压。于第二差动输入模式下，输入控制模块55依照输入控制信号开启第一正开关Sff17及第二负开关SW28，并关闭第二正开关SW27及第一负开关SW18，致使正输入端610接收第二解码单元520所输出的第二感测电压且负输入端620接收第一解码单元510所输出的第一感测电压。请参照图2，在另一实施例中，输入控制模块55进一步包含有自动补偿单元551及数字/模拟转换单元552。其中，自动补偿单元551耦接至逻辑控制模块10及解码控制模块50 ;数字/模拟转换单元552耦接于自动补偿单元551与解码控制模块50之间。自动补偿单元551是用以依照该等控制信号的补偿控制信号记录该等接脚的接脚相对应的数字补偿值，并依照补偿控制信号输出数字补偿值。数字/模拟转换单元552是用以将数字补偿值转换成模拟补偿值以补偿参考电位，使参考电位与导电薄膜感应器100的边界感测接脚所感测到的感测电压相同。当自解码控制模块50输出的第一感测电压或第二感测电压为导电薄膜感应器100的边界感测电压时，逻辑控制模块10传送补偿控制信号至自动补偿单元551，以执行第一单端输入模式或第二单端输入模式。于第一单端输入模式下，输入控制模块55依照输入控制信号开启第一负开关SW18、第二正开关SW27、第二负开关SW28及正输入开关SW1，并关闭第一正开关SW17及负输入开关SW2，致使正输入端610接收第一解码单元510所输出的第一感测电压，并且负输入端620稱接至参考电位；或是输入控制模块55依照输入控制信号开启第一正开关SW17、第一负开关SW18、第二负开关SW28及正输入开关SW1，并关闭第二正开关SW27及负输入开关SW2，致使正输入端610接收第二解码单元520所输出的第二感测电压，并且负输入端620耦接至参考电位。于第二单端输入模式下，输入控制模块55依照输入控制信号开启第一正开关SW17、第二正开关SW27、第二负开关SW28及负输入开关SW2，并关闭第一负开关SW18及正输入开关SWl，致使负输入端620接收第一解码单元510所输出的第一感测电压，并且正输入端610稱接至参考电位；或是输入控制模块55依照输入控制信号开启第一正开关SW17、第一负开关SW18、第二正开关SW27及负输入开关SW2，并关闭第二负开关SW28及正输入开关SWl，致使负输入端620接收第二解码单元520所输出的第二感测电压，并且正输入端610耦接至参考电位。放大模块60是用以依照该等控制信号中的放大控制信号将自正输入端610及负输入端620所接收的两电压相减并放大后，再将放大后的模拟数据输出至每一个模拟/数、字转换模块70。模拟/数字转换模块70耦接至放大模块60及逻辑控制模块10，用以将放大后的模拟数据转换成数字数据，并将数字数据输出至逻辑控制模块10。实际上，放大模块60可以是任意形式的放大器；模拟/数字转换模块70可以是任意形式的模拟/数字转换器；数字/模拟转换单元552可以是任意形式的数字/模拟转换器，并无特定的限制。触控感测装置I进一步包含有接地开关SW14、Sff24, SW16及SW26，接地开关SW14耦接至第一感测开关SWll及接地端；接地开关SW24耦接至第二感测开关SW21及接地端；接地开关SW16耦接至储存电容Cl及接地端；接地开关SW26耦接至储存电容C2及接地端。当第一感测电压及第二感测电压输出并储存至储存电容Cl及C2后，逻辑控制模块10传送接地控制信号及储存控制信号至驱动/感测模块30及储存控制模块40，致使储存开关 Sff15及SW25开启以及接地开关SW14及SW24关闭，由此避免导电薄膜感应器100上残留的电荷影响到接脚20感测时的准确性。需说明的是，在第一感测电压及第二感测电压输出并储存至储存电容Cl及C2之前，逻辑控制模块10传送接地控制信号至解码控制模块50，致使接地开关SW16及SW26关闭，让储存在储存电容Cl及C2上的电压先行放电，由此增加触控感测装置I感测时的准确性。当储存开关SW15、SW25开启及接地开关SW14、SW24关闭之后，逻辑控制模块10传送解码控制信号至解码控制模块50，让储存在储存电容Cl及C2的第一感测电压及第二感测电压或参考电位分别传送至放大模块60的正输入端610及负输入端620。相较于现有技术，根据本发明的触控感测装置是通过逻辑控制模块产生输入控制信号，致使输入控制模块控制正输入开关及负输入开关的开启或关闭，进而使触控感测装置能够任意地在差动输入模式与单端输入模式之间进行切换。在一般情况下，触控感测装置所接收的并非导电薄膜显示器的边界感测接脚所感测到的感测电压，输入控制模块将会启动差动输入模式。一旦触控感测装置所接收到的是导电薄膜显示器的边界感测接脚所感测到的感测电压，输入控制模块将会启动单端输入模式。因此，本发明的触控感测装置能够通过输入控制模块控制电压输出模式，不仅能够有效提升感测电压的精确度，同时还能保有良好的抗噪声能力。通过以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。
权利要求
1.一种触控感测装置，包含 一逻辑控制模块，用以产生不同控制时序的复数个控制信号，该等控制信号包含一输入控制信号；以及 至少一输入控制模块，耦接至该逻辑控制模块，其中每一个输入控制模块包含一正输入开关及一负输入开关，用以依照该输入控制信号控制该正输入开关及该负输入开关的开启或关闭，以控制一第一感测电压及一第二感测电压的输入模式，该第一感测电压及该第二感测电压分别为感测自一导电薄膜感应器的一第一感测线及一第二感测线的模拟数据，其中该第一感测线及该第二感测线为相邻两通道的感测线。
2.如权利要求I所述的触控感测装置，进一步包含 复数个接脚； 至少一解码控制模块，耦接至该逻辑控制模块及该至少一输入控制模块，其中每一个解码控制模块包含有一第一解码单元及一第二解码单元，用以依照该等控制信号的一解码控制信号解码并输出该第一感测电压及该第二感测电压；以及 至少一放大模块，耦接至该至少一解码控制模块及该逻辑控制模块，其中每一个放大模块包含有一正输入端及一负输入端，用以依照该等控制信号中的一放大控制信号将自该正输入端及该负输入端所接收的两电压相减并放大后，并输出一放大后的模拟数据。
3.如权利要求2所述的触控感测装置，其中，于一第一差动输入模式下，当该输入控制模块依照该输入控制信号控制该正输入开关及该负输入开关的开启或关闭，致使该正输入端接收该第一解码单元所输出的该第一感测电压且该负输入端接收该第二解码单元所输出的该第二感测电压。
4.如权利要求2所述的触控感测装置，其中，于一第二差动输入模式下，当该输入控制模块依照该输入控制信号控制该正输入开关及该负输入开关的开启或关闭，致使该正输入端接收该第二解码单元所输出的该第二感测电压且该负输入端接收该第一解码单元所输出的该第一感测电压。
5.如权利要求2所述的触控感测装置，其中，于一第一单端输入模式下，当该输入控制模块依照该输入控制信号控制该正输入开关及该负输入开关的开启或关闭，致使该正输入端接收该第一解码单元所输出的该第一感测电压或该第二解码单元所输出的该第二感测电压，该负输入端耦接至一参考电位。
6.如权利要求2所述的触控感测装置，其中，于一第二单端输入模式下，当该输入控制模块依照该输入控制信号控制该正输入开关及该负输入开关的开启或关闭，致使该负输入端接收该第一解码单元所输出的该第一感测电压或该第二解码单元所输出的该第二感测电压，该正输入端耦接至一参考电位。
7.如权利要求5或6所述的触控感测装置，其中，该每一个输入控制模块进一步包含有 一自动补偿单元，耦接至该逻辑控制模块及该解码控制模块，该自动补偿单元用以依照该等控制信号的一补偿控制信号记录该等接脚的一接脚相对应的一数字补偿值，并依照该补偿控制信号输出该数字补偿值；以及 一数字/模拟转换单元，耦接于该自动补偿单元与该解码控制模块之间，用以将该数字补偿值转换成一模拟补偿值以补偿该参考电位，使该参考电位与该导电薄膜感应器的一边界感测接脚所感测到的电压相同或维持一固定电压。
8.如权利要求7所述的触控感测装置，其中当自该解码控制模块输出的该第一感测电压或该第二感测电压为该导电薄膜感应器的边界感测电压时，该逻辑控制模块传送该补偿控制信号至该自动补偿单元，以执行该第一单端输入模式或该第二单端输入模式。
9.如权利要求I所述的触控感测装置，进一步包含 至少一驱动/感测控制模块，耦接至该逻辑控制模块及该等接脚，用以依照该等控制信号的一驱动/感测控制信号控制该等接脚分别执行复数种接脚功能，致使该等接脚能够自该导电薄膜感应器的该第一感测线及该第二感测线感测到该第一感测电压及该第二感测电压。
10.如权利要求2所述的触控感测装置，进一步包含 一模拟/数字转换模块，耦接至该至少一放大模块及该逻辑控制模块，用以将该放大后的模拟数据转换成一数字数据，并将该数字数据输出至该逻辑控制模块；以及 至少一储存控制模块，包含有复数个储存电容，耦接至该至少一驱动/感测控制模块及该至少一解码控制模块，该等储存电容依照该等控制信号中的一储存控制信号至少储存有该第一感测电压及该第二感测电压。
全文摘要
本发明公开一种触控感测装置，包含有逻辑控制模块及至少一输入控制模块。逻辑控制模块产生不同控制时序的复数个控制信号，该等控制信号包含输入控制信号。该至少一输入控制模块耦接至逻辑控制模块，其中每一个输入控制模块包含正输入开关及负输入开关，用以依照输入控制信号控制正输入开关及负输入开关的开启或关闭，以控制第一感测电压及第二感测电压的输入模式，第一感测电压及第二感测电压分别为感测自导电薄膜感应器的第一感测线及第二感测线的模拟数据，其中第一感测线及第二感测线为相邻两通道的感测线。
文档编号G02F1/133GK102637088SQ201110043040
公开日2012年8月15日 申请日期2011年2月21日 优先权日2011年2月10日
发明者左克扬, 李弘 , 王建国, 董人宏, 詹前煜 申请人:瑞鼎科技股份有限公司