本發(fā)明是有關于一種外嵌式(on-cell)的觸控裝置及其噪聲補償電路及噪聲補償方法。

背景技術：

隨著電子科技的進步，電子產品成為人們生活中必要的一種工具。而為了提供人性化的使用界面，在電子產品上提供具有觸控功能的觸控式顯示面板成為一種必要的趨勢。

在現今的技術領域中，觸控面板分為外掛式及非外掛式觸控面板兩種，非外掛式觸控面板可再分為外嵌式(on-cell)及內嵌式(in-cell)觸控面板兩種，外嵌式觸控面板是將觸控面板(Touch Panel)的驅動電極以及感應電極設置于顯示面板(Display Panel)表面上。

內嵌式觸控面板則是將觸控感應器直接置入顯示器的結構中。而外嵌式觸控面板的技術中，觸控面板容易受到下板顯示器的噪聲干擾而導致觸控點的檢測錯誤的現象，特別是當觸控顯示面板(例如主動陣列式有機發(fā)光二極體(AMOLED)顯示面板結合觸控面板)厚度越來越薄時，例如達到低于100微米以下等級，AMOLED顯示面板的上電極將會對感應電場產生的影響也越來越明顯，這樣感應不良的情況會常常發(fā)生；另外，外嵌式觸控面板會因為自電容的電容值上升而使得互電容相對于自電容的比例下降而降低觸控檢測的靈敏度。特別是在曲面的顯示觸控面板上，由于面板彎曲所造成的電性不均的現象，更會影響觸控點檢測的準確度。

技術實現要素：

本發(fā)明提供一種噪聲補償電路及噪聲補償方法，適用于外嵌式觸控面板，可有效降低噪聲對觸控面板所產生的影響并增加外嵌式觸控面板的感應靈敏度。

本發(fā)明另提供一種觸控裝置，透過噪聲補償電路來有效降低噪聲對觸控面板所產生的影響并增加外嵌式觸控面板的感應靈敏度。

本發(fā)明的噪聲補償電路包括積分電路、噪聲儲存電路以及噪聲檢測電路。噪聲儲存電路耦接積分電路。噪聲檢測電路耦接積分電路及噪聲儲存電路，接收連續(xù)的多個觸控檢測信號，并使觸控檢測信號與第一臨界值及第二臨界值進行比較以分別產生多個檢測結果。噪聲檢測電路并依據檢測結果來儲存觸控檢測信號中的多個噪聲信號至噪聲儲存電路或傳送觸控檢測信號中的多個有效信號至積分電路。其中，噪聲儲存電路在時間區(qū)間中依據儲存的噪聲信號以產生平均噪聲，并傳送平均噪聲至積分電路，積分電路依據平均噪聲以及有效信號產生觸控檢測結果。

本發(fā)明的觸控裝置包括外嵌式觸控面板以及噪聲補償電路。外嵌式觸控面板包括多個觸控感應線以及至少一參考信號線。噪聲補償電路耦接外嵌式觸控面板。噪聲補償電路包括積分電路、噪聲儲存電路以及噪聲檢測電路。噪聲儲存電路耦接積分電路。噪聲檢測電路耦接積分電路及噪聲儲存電路，接收連續(xù)的多個觸控檢測信號，并使觸控檢測信號與第一臨界值及第二臨界值進行比較以分別產生多個檢測結果。噪聲檢測電路并依據檢測結果來儲存觸控檢測信號中的多個噪聲信號至噪聲儲存電路或傳送觸控檢測信號中的多個有效信號至積分電路。其中，噪聲儲存電路在時間區(qū)間中依據儲存的噪聲信號以產生平均噪聲，并傳送平均噪聲至積分電路，積分電路依據平均噪聲以及有效信號產生觸控檢測結果。

本發(fā)明的外嵌式觸控面板的噪聲補償方法包括：接收連續(xù)的多個觸控檢測信號；使觸控檢測信號與第一臨界值及第二臨界值進行比較以分別產生多個檢測結果；依據檢測結果來判別出觸控檢測信號中的多個噪聲信號及多個有效信號；在時間區(qū)間中依據儲存噪聲信號以產生平均噪聲；以及，依據平均噪聲以及有效信號產生觸控檢測結果。

基于上述，本發(fā)明提供噪聲檢測電路來將檢測結果中的噪聲信號儲存至噪聲儲存電路中。并且，噪聲儲存電路依據在一時間區(qū)間中所儲存的噪聲信號以產生平均噪聲，并將平均噪聲與檢測結果中非噪聲信號的有效信號提供至積分電路，并透過積分電路來產生觸控檢測結果。如此一來，觸控面板中的噪聲所產生的影像將可以有效的被降低，提升觸控檢測的精準度。并且，觸控裝置的靈敏度也可以對應被提升。

本發(fā)明透過噪聲檢測電路的判斷動作，以在固定的時間區(qū)間中，將噪聲信號儲存并產生平均噪聲，除針對有效信號外，另提供平均噪聲至積分電路，使積分電路可依據有效信號以及平均噪聲來產生觸控檢測結果，降低噪聲對檢測結果的影響。附帶一提的，本發(fā)明更提供切換電容式的積分電路，可改善外嵌式觸控面板的靈敏度不佳的問題。而且，在本發(fā)明的實施例中，即便是應用至曲面外嵌式觸控面板，面板彎曲所造成的電性不均勻現象也可透過差分電路的相減動作而獲得改善。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式作詳細說明如下。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例的噪聲補償電路的示意圖；

圖2為本發(fā)明另一實施例的噪聲補償電路的示意圖；

圖3為觸控檢測信號檢測方式的示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例的噪聲補償電路的動作波形圖；

圖5A為本發(fā)明另一實施例的觸控裝置的示意圖；

圖5B為本發(fā)明實施例的噪聲補償電路的另一實施方式的示意圖；

圖5C為本發(fā)明實施例的差分電路的另一實施方式的示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例的外嵌式觸控面板的噪聲補償方法的流程圖；

其中附圖標記為：

100、200、530：噪聲補償電路

110、210、521、522、5511：積分電路

120、220、5512：噪聲儲存電路

130、230：噪聲檢測電路

DS、DS1、DS2：檢測結果

DET、DETA、DETB：觸控檢測信號

ANS：平均噪聲 OP1、OP2：運算放大器

C1～C4：電容 SW1～SW10：開關

CK1～CK3：脈沖信號 GND：參考接地端

SWR：重置開關 TR：平均噪聲傳送信號

VH：第一臨界值 VL：第二臨界值

CMP1、CMP2：比較器 231：邏輯運算電路

CP1、CP2、CP2B：比較結果 XOR1、XOR2：互斥或柵

TA、TB、TC：時間區(qū)間 T1～T4：時間點

500：觸控裝置 510：外嵌式觸控面板

S610～S650：步驟 VOUT：觸控檢測結果

R1～R7：電阻

具體實施方式

以下請參照圖1，圖1為本發(fā)明一實施例的噪聲補償電路的示意圖。噪聲補償電路100包括積分電路110、噪聲儲存電路120以及噪聲檢測電路130。噪聲儲存電路120耦接積分電路110，噪聲檢測電路130則耦接積分電路110及噪聲儲存電路120。積分電路110、噪聲儲存電路120以及噪聲檢測電路130皆接收連續(xù)的多個觸控檢測信號DET，而噪聲檢測電路130使觸控檢測信號DET同時與第一臨界值及第二臨界值進行比較，并由此分別產生多個檢測結果DS。噪聲檢測電路130并依據所產生的檢測結果DS來決定將觸控檢測信號DET中的多個噪聲信號傳送至噪聲儲存電路120，或者將觸控檢測信號中的多個有效信號傳送至積分電路110。其中，第一臨界值大于第二臨界值。

關于動作細節(jié)的方面，當噪聲檢測電路130判斷各觸控檢測信號DET的數值大于第一臨界值或小于第二臨界值時，噪聲檢測電路130判定所判斷的觸控檢測信號DET為噪聲信號。相對的，若噪聲檢測電路130判斷各觸控檢測信號DET的數值介于第一臨界值及第二臨界值時，則判定所判斷的觸控檢測信號DET為有效信號。在另一方面，噪聲檢測電路130可依據上述的判斷產生檢測結果DS，并將檢測結果DS傳送致積分電路110以及噪聲儲存電路120。

在當檢測結果DS指示對應的檢測信號DET為噪聲信號時，對應的檢測信號DET可被噪聲儲存電路120所接收，且并不被積分電路110所接收，相對的，若當檢測結果DS指示對應的檢測信號DET為有效信號時，對應的檢測信號DET不被噪聲儲存電路120所接收，而可被積分電路110所接收。值得一提的是，在一時間區(qū)間中，噪聲儲存電路120可接收到多個判定為噪聲信號的檢測信號DET，噪聲儲存電路120并可在時間區(qū)間結束的時間點時依據所儲存的多個檢測信號DET產生平均噪聲ANS，并將平均噪聲ANS傳送至積分電路110。

也就是說，在本實施例中，積分電路110除接收判斷為有效信號的檢測信號DET外，另接收平均噪聲ANS，此外，積分電路110可依據有效信號的檢測信號DET以及平均噪聲ANS來產生觸控檢測結果VOUT外，可降低噪聲對檢測動作所產生的影響。

上述的第一臨界值與第二臨界值是預設的數值，其中，當觸控檢測信號DET的數值過大(超過第一臨界值)或是過小(低于第二臨界值時)，表示觸控檢測信號DET是為噪聲干擾所產生的不合理的數值，不適合被直接傳送至積分器110以進行觸控檢測結果VOUT的計算。然而，這些被判定為噪聲信號的觸控檢測信號DET中或可能帶有有效的觸控信息而也不適合被舍棄，因此，本發(fā)明實施例將檢測信號DET傳送至噪聲儲存電路120并使噪聲儲存電路120計算出平均噪聲ANS來作為計算觸控檢測結果VOUT的依據。

以下請參照圖2，圖2為本發(fā)明另一實施例的噪聲補償電路的示意圖。噪聲補償電路200包括積分電路210、噪聲儲存電路220以及噪聲檢測電路230。積分電路210接收多個連續(xù)產生的觸控檢測信號DET，積分電路210包括運算放大器OP1、電容C2、開關SW5以及由開關SW1～SW4以及電容C1所構成的切換式電容電路。電容C2連接在運算放大器OP1的負輸入端以及輸出端間，而開關SW5也連接在運算放大器OP1的負輸入端以及輸出端間以與電容C2并連耦接，其中，開關SW5受控于脈沖信號CK3。運算放大器OP1的正輸入端則耦接至參考接地端GND。

在關于切換式電容電路的部分，開關SW1的第一端接收觸控檢測信號DET，并受控于脈沖信號CK1，開關SW2的第一端耦接至開關SW1的第二端，開關SW2的第二端耦接至參考接地端GND，且開關SW2受控于脈沖信號CK2。電容C1的第一端耦接至開關SW2的第一端。開關SW3的第一端耦接至電容C1的第二端，開關SW3的第二端耦接至參考接地端GND，開關SW3并受控于脈沖信號CK1。開關SW4的第一端耦接至電容C1的第二端，開關SW4受控于檢測結果DS2。

上述的脈沖信號CK1以及CK2為頻率相同、完全不重疊且互補的兩個脈沖信號。而脈沖信號CK3則用來控制積分電路210是否執(zhí)行觸控檢測結果VOUT的產出動作。脈沖信號CK3的頻率遠低于脈沖信號CK1以及CK2的頻率。

值得注意的，在本實施例中，開關SW4會依據檢測結果DS2以被導通或斷開，也就是說，當所接收的觸控檢測信號DET為有效信號時，開關SW4會依據檢測結果DS2而被導通，觸控檢測信號DET可透過切換式電容電路傳送至運算放大器OP1的負輸入端，相對的，當所接收的觸控檢測信號DET為噪聲信號時，開關SW4會依據檢測結果DS2而被斷通，觸控檢測信號DET不會透過切換式電容電路傳送至運算放大器OP1的負輸入端。

關于噪聲儲存電路220的部分，噪聲儲存電路220包括開關SW6-SW10、重置開關SWR以及電容C3及C4。開關SW6的第一端接收觸控檢測信號DET，并受控于脈沖信號CK1，開關SW7的第一端耦接開關SW6的第二端，開關SW7的第二端耦接至參考接地端GND，且開關SW7受控于脈沖信號CK2。電容C3的第一端耦接至開關SW7的第一端。開關SW8的第一端耦接至電容C3的第二端，開關SW8的第二端耦接至參考接地端GND。開關SW9的第一端耦接至電容C3的第二端，并受控于檢測結果DS1。電容C4耦接開關SW9的第二端以及參考接地端GND間。開關SW10的第一端耦接至開關SW9的第二端，開關SW10的第二端耦接至積分電路210，開關SW10并受控于平均噪聲傳送信號TR。

噪聲儲存電路220另包括重置開關SWR，重置開關SWR耦接在開關SW9的第一端與參考接地端GND間，并受控于脈沖信號CK3，其中脈沖信號CK3作為一重置信號。

在當積分電路210不進行觸控檢測結果VOUT的產生動作時，脈沖信號CK3使開關SW5以及重置開關SWR被導通，此時運算放大器OP1產生的觸控檢測結果VOUT可等于參考接地端GND的接地電壓，且電容C4可透過導通的重置開關SWR來將存的電荷釋放置參考接地端GND。而在當積分電路210進行觸控檢測結果VOUT的產生動作時，脈沖信號CK3使開關SW5以及重置開關SWR被斷開，此時運算放大器OP1形成積分器以進行所接收信號的積分動作，而電容C4則提供以儲存噪聲信號。

另外，開關SW9受控于檢測結果DS1，并在當噪聲儲存電路220所接收的檢測信號DET被判定為噪聲信號時，開關SW9可依據檢測結果DS1而導通，并使被判定為噪聲信號的檢測信號DET被儲存至電容C4中。相對的，當噪聲儲存電路220所接收的檢測信號DET被判定為有效信號時，開關SW9可依據檢測結果DS1而斷開。在此可以得知，電容C4可以在一個時間區(qū)間中，多次的儲存不同電壓值的噪聲信號，并由此獲得平均噪聲。

在另一方面，開關SW10可依據平均噪聲傳送信號TR以導通或斷開，并在當計算平均噪聲的時間區(qū)間結束時，開關SW10可依據平均噪聲傳送信號TR而導通，并將電容C4中所儲存的平均噪聲傳送至運算放大器OP1的負輸入端，以提供作為運算放大器OP1產生觸控檢測結果VOUT的依據。

在本實施例中，平均噪聲傳送信號TR可以依據脈沖信號CK3來產生，其中，脈沖信號CK3指示積分電路210進行積分動作結束前的一段時間區(qū)間中，平均噪聲傳送信號TR可被提供以導通開關SW10。

關于噪聲檢測電路230，請先參照圖3，圖3為觸控檢測信號檢測方式的示意圖。噪聲檢測電路230可依據檢測觸控檢測信號DET的電壓值大小與第一、第二臨界值VH、VL的關系來判定觸控檢測信號DET是否為噪聲信號。在圖3中，觸控檢測信號DETA的電壓值大于第一臨界值VH，因此，觸控檢測信號DETA為噪聲信號。另外，觸控檢測信號DETB的電壓值小于第二臨界值VL，因此，觸控檢測信號DETB也為噪聲信號。其余的，觸控檢測信號的電壓值介于第一、第二臨界值VH、VL間，皆為有效信號。

請重新參照圖2，噪聲檢測電路230包括比較器CMP1以及CMP2以及邏輯運算電路231。比較器CMP1以及CMP2可由不同的運算放大器所分別構成。比較器CMP1接收觸控檢測信號DET與第一臨界值VH，比較器CMP1依據比較觸控檢測信號DET與第一臨界值VH以分別產生比較結果CP1。比較器CMP2則接收觸控檢測信號DET與第二臨界值VL，比較器CMP2依據比較觸控檢測信號DET與第二臨界值VL以分別產生比較結果CP2。

邏輯運算電路231耦接比較器CMP1以及CMP2，并依據各比較結果CP1以及CP2產生檢測結果DS1及DS2。在本實施例中，邏輯運算電路231包括互斥或柵XOR1及XOR2。其中，互斥或柵XOR1接收比較結果CP1以及CP2來產生檢測結果DS1?；コ饣驏臱OR2則接收比較結果CP1以及反相比較結果CP2B來產生檢測結果DS2。反相比較結果CP2B為比較結果CP2的反相。

細節(jié)上來說明，在當觸控檢測信號DET大于第一臨界值VH時，觸控檢測信號DET可被判定為噪聲信號，并且，比較器CMP1可產生邏輯高準位的比較結果CP1，比較器CMP2則可產生邏輯低準位的比較結果CP2(及邏輯高準位的比較結果CP2B)。此時，互斥或柵XOR1產生邏輯高準位的檢測結果DS1，互斥或柵XOR2則產生邏輯低準位的檢測結果DS2。因此，開關SW4被斷開，開關SW9被導通，且被判定為噪聲信號的觸控檢測信號DET可被儲存在電容C4。

在當觸控檢測信號DET小于第二臨界值VL時，觸控檢測信號DET同樣可被判定為噪聲信號，并且，比較器CMP1可產生邏輯高準位的比較結果CP1，比較器CMP2則可產生邏輯低準位的比較結果CP2(及邏輯高準位的比較結果CP2B)。此時，互斥或柵XOR1產生邏輯高準位的檢測結果DS1，互斥或柵XOR2則產生邏輯低準位的檢測結果DS2。因此，開關SW4被斷開，開關SW9被導通，且被判定為噪聲信號的觸控檢測信號DET可被儲存在電容C4。

以下請參照圖4，圖4為本發(fā)明實施例的噪聲補償電路的動作波形圖。在圖4中，時間區(qū)間TA、TB以及TC進行多次的觸控檢測動作，觸控檢測結果VOUT的電壓值分別在時間區(qū)間TA、TB以及TC中依據積分電路的積分動作隨時間而上升。觸控檢測信號DET透過與第一、第二臨界值進行比較，并對應產生檢測結果DS1以及DS2。其中，舉例來說明，在時間點T1、T3中，觸控檢測信號DET的電壓值大于第一臨界值，而在時間點T2、T4中，觸控檢測信號DET的電壓值小于第二臨界值，因此，對應時間點T1～T4的觸控檢測信號DET都會被判定為噪聲信號。也因此，高準位的檢測結果DS1在時間點T1～T4被產生，而在其他的時間點，則產生高準位的檢測結果DS2并指示對應的觸控檢測信號DET為有效信號。

以下請參照圖5A，圖5A為本發(fā)明另一實施例的觸控裝置的示意圖。觸控裝置500包括外嵌式觸控面板510、積分電路521、522以及噪聲補償電路530。積分電路521、522分別耦接至外嵌式觸控面板510中的多個觸控感應線的其中之一以及參考信號線。觸控感應線用來傳輸外嵌式觸控面板510上的觸控檢測單元上的電容變化的相關信號，參考信號線則傳送帶有噪聲信息的參考信號。積分電路521、522分別將觸控感應線傳送的電容變化信號以及參考信號進行積分，并將積分結果傳送至噪聲補償電路530。

噪聲補償電路530中還包括差分電路531，差分電路531接收積分電路521、522所產生的積分結果，并計算兩個積分結果的差值來產生觸控檢測信號DET?；谟|控感應線會持續(xù)的傳送出連續(xù)的電容變化信號，因此，差分電路531會產生連續(xù)的多個觸控檢測信號DET。

噪聲補償電路530除差分電路531外的電路與本案前述的圖2實施例的電路相同，可依據連續(xù)的多個觸控檢測信號DET來進行檢測，并對應產生觸控檢測結果VOUT。相關的動作細節(jié)在前述的實施例已有詳盡的說明，在此恕不贅述。

以下請參照圖5B，圖5B為本發(fā)明實施例的噪聲補償電路的另一實施方式的示意圖。在圖5B中，噪聲補償電路551包括的積分電路5511以及噪聲儲存電路5512與前述的實施例不相同。其中，本實施方式中，利用電阻R1、R2以及R3來取代切換式電容電路的作法，并提高高頻噪聲的抵抗能力。在細節(jié)上，在積分電路5511中，電阻R1的一端接收觸控檢測信號DET，電阻R1的另一端則耦接至開關SW4的一端，此外，開關SW4的另一端耦接至運算放大器OP1的負輸入端。運算放大器OP1的正輸入端則耦接至參考接地端GND，并且，電阻R3與電容C2相互并連，且接連接于運算放大器OP1的負輸入端與輸出端間。開關SW4則受控于檢測結果DS2以被導通或斷開。

在噪聲儲存電路5512中，電阻R2的一端接收觸控檢測信號DET，電阻R2的另一端則耦接至開關SW9的一端，此外，開關SW9的另一端耦接至運算放大器OP1的負輸入端。電容C4串接在運算放大器OP1的負輸入端與參考接地端GND間，并可具有消除高頻噪聲的能力。開關SW9則受控于檢測結果DS1以被導通或斷開。

以下請參照圖5C，圖5C為本發(fā)明實施例的差分電路的另一實施方式的示意圖。在本實施方式中，差分電路包括運算放大器OP2以及電阻R4～R7。運算放大器OP2的輸出端產生觸控檢測信號DET，而其正輸入端耦接至電阻R5以及R6。電阻R5另耦接至前級的積分電路(例如積分電路521)，電阻R6則另耦接至參考接地電壓GND。運算放大器OP2的負輸入端耦接至電阻R4以及R7，電阻R7另耦接至運算放大器OP2的輸出端，電阻R4則可另耦接至運算放大器OP2的前級的另一積分電路(例如積分電路522)。

以下請參照圖6，圖6為本發(fā)明實施例的外嵌式觸控面板的噪聲補償方法的流程圖。在步驟S610中，多個連續(xù)的觸控檢測信號被接收，接著，在步驟S620中，使觸控檢測信號與第一臨界值及第二臨界值進行比較以分別產生多個檢測結果。在步驟S630中，則依據步驟S620所產生的檢測結果來判別出多個噪聲信號(如觸控檢測信號中的噪聲信號、突波信號(surge siganl)、離散噪聲等)及多個有效信號，并在步驟S640中，在一時間區(qū)間中依據儲存噪聲信號此產生平均噪聲、統(tǒng)計噪聲、區(qū)間噪聲等。在步驟S650中，則依據平均噪聲以及有效信號以產生觸控檢測結果。

值得一提的，在步驟S650之后，所產生的觸控檢測結果可被傳送至后端電路，并在步驟S660中依據觸控檢測結果傳送至后端信號處理，并且，在步驟S670中將后端信號處理后的結果轉換成數位碼可完成報點檢測顯示的動作。

另外，在本發(fā)明其他實施例中，觸控檢測信號的產生方法可依以下步驟完成：首先，接收外嵌式觸控面板中的多條觸控感應線的其中之一傳送的多個電容變化信號以及外嵌式觸控面板中的至少一參考信號線傳送的一參考信號；接著，依據計算電容變化信號以及參考信號的差來產生觸控檢測信號。

關于上述步驟的實施細節(jié)，在本發(fā)明前述的實施例已有詳盡的說明，以下恕不多贅述。

本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，任何本領域的技術人員，可以在本發(fā)明的基礎上做一些完善和更改，故本發(fā)明的保護范圍當視權利要求書所界定的范圍為準。