本技術(shù)是有關(guān)于一種有源放電觸摸鍵時(shí)間采樣電路架構(gòu)；特別是有關(guān)于一種應(yīng)用于觸摸鍵(touch?pad)，利用可調(diào)定電流源進(jìn)行觸摸鍵時(shí)間采樣的電路及集成電路架構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、觸摸鍵與觸控屏幕不同，觸摸鍵主要是判斷出是否被手指觸摸，而觸控屏幕則需要對(duì)觸摸點(diǎn)進(jìn)行定位，但原理是相同的，都是以電容放電的電流ic時(shí)間與電容充放電時(shí)間常數(shù)(τ)有關(guān)，如圖1a和圖1b所示分別為現(xiàn)有觸控等效電容的充電與放電過(guò)程的電壓和電流圖。其中時(shí)間常數(shù)τ＝rd×c，rd為電阻值和c電容值的乘積，被稱為時(shí)間常數(shù)τ。

2、再如圖2及圖3所示，其中圖2為現(xiàn)有觸摸鍵的無(wú)源放電等效電路圖，而圖3為無(wú)源放電的電流波形圖。其中無(wú)源放電的電容放電電流(icp)，在5τ的時(shí)間點(diǎn)已趨近于0。因觸摸鍵的等效電容(ψc)僅有數(shù)pf的變化，所以現(xiàn)有技術(shù)皆采多次對(duì)觸摸鍵充放電，累積等效電容(ψc)的變化量，增加觸摸鍵時(shí)間采樣的準(zhǔn)確度。依電容的放電公式得知，需時(shí)間為∞，實(shí)務(wù)應(yīng)用上放電時(shí)間無(wú)法達(dá)到∞，故會(huì)有殘存電荷，殘存電荷會(huì)影響時(shí)間采樣的準(zhǔn)確度。

3、如中國(guó)臺(tái)灣第i677196號(hào)發(fā)明專利即采樣信號(hào)為數(shù)個(gè)充放電三角波，所采用的是電荷轉(zhuǎn)移技術(shù)，故會(huì)有殘存電荷，會(huì)限制觸摸鍵負(fù)載(等效電容)，觸摸按鍵寄生電容，旁路電容產(chǎn)生漏電等情形發(fā)生。再如中國(guó)臺(tái)灣第i465999號(hào)發(fā)明專利，其采樣信號(hào)也是多數(shù)個(gè)充放電方波，同樣會(huì)增加觸摸鍵時(shí)間采樣的準(zhǔn)確度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于現(xiàn)有觸摸鍵無(wú)源放電的缺失，本實(shí)用新型的目的是在于提供一種有源放電觸摸鍵時(shí)間采樣電路及集成電路架構(gòu)，能達(dá)成增加觸摸鍵時(shí)間采樣的準(zhǔn)確度的目的，且不受觸摸鍵應(yīng)用環(huán)境所產(chǎn)寄生電容影響手指觸摸的靈敏度，亦不受旁路觸摸鍵寄生電容漏電或殘存電荷影響觸摸靈敏度。

2、為達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型提供一種有源放電觸摸鍵時(shí)間采樣電路架構(gòu)，加一電源于觸摸鍵上，使觸摸鍵的等效電容以一恒定電流放電；計(jì)算以恒定電流放電的時(shí)間變化，當(dāng)放電時(shí)間超過(guò)未被觸摸的放電時(shí)間點(diǎn)(第一放電截止點(diǎn))，則表示該觸摸鍵被手指觸摸。

3、為達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型還提供一種有源放電觸摸鍵時(shí)間采樣電路架構(gòu)，包括一電壓源、至少一電流源及一采樣電路；其中該電壓源串接一充電開(kāi)關(guān)及一放電開(kāi)關(guān)，觸摸鍵連接于充電開(kāi)關(guān)與放電開(kāi)關(guān)之間；該電流源串接于放電開(kāi)關(guān)上，使觸摸鍵的等效電容以恒定電流放電；該采樣電路連接于觸摸鍵，用以計(jì)算出恒定電流放電的時(shí)間變化，當(dāng)放電截止時(shí)間超過(guò)第一放電截止點(diǎn)，表示觸摸鍵被手指觸摸。

4、其中，該采樣電路還包括：一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，連接于該觸摸鍵，用以將該觸摸鍵的該等效電容充放電電流轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；及一檢出電路，連接于該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以計(jì)算出該觸摸鍵的該等效電容的放電時(shí)間變化。

5、其中，通過(guò)調(diào)整該電流源大小能夠調(diào)整放電時(shí)間的長(zhǎng)短，用以當(dāng)調(diào)整該電流源較大時(shí)放電時(shí)間較短，反之，當(dāng)調(diào)整該電流源較小時(shí)，放電時(shí)間較長(zhǎng)。

6、其中，在該充電開(kāi)關(guān)為on且該放電開(kāi)關(guān)為off時(shí)，該電壓源充電該觸摸鍵的一等效電容，在該充電開(kāi)關(guān)為off且該放電開(kāi)關(guān)為on時(shí)，該觸摸鍵的該等效電容以該恒定電流放電。

7、其中，能夠應(yīng)用于多個(gè)觸控鍵電路、led燈條或鏡面觸控鍵的應(yīng)用。

8、其中，還包括：一第二電流源，串接于該電壓源與該充電開(kāi)關(guān)之間，使該觸摸鍵的該等效電容以一恒定電流充電。

9、為達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型再提供一種有源放電觸摸鍵時(shí)間采樣的集成電路架構(gòu)，包括復(fù)數(shù)觸摸鍵、一充電電路、一有源放電電路及一采樣電路；其中該觸摸鍵通過(guò)一觸摸鍵信號(hào)總線與所有電路連接；該充電電路用以對(duì)該復(fù)數(shù)觸摸鍵的等效電容進(jìn)行充電；該有源放電電路用以使該復(fù)數(shù)觸摸鍵的等效電容以恒定電流放電；及該采樣電路用以計(jì)算出該復(fù)數(shù)觸摸鍵的等效電容以該恒定電流放電的時(shí)間變化，當(dāng)任一該觸摸鍵的等效電容放電截止時(shí)間超過(guò)一第一放電截止點(diǎn)，表示該觸摸鍵被手指觸摸。

10、其中，還包括：一第一控制電路，連接于該充電電路，用以控制該充電電路對(duì)該復(fù)數(shù)觸摸鍵的等效電容進(jìn)行充電；及一第二控制電路，連接于該有源放電電路，用以控制該有源放電電路對(duì)該復(fù)數(shù)觸摸鍵的等效電容以一恒定電流放電。

技術(shù)特征：

1.一種有源放電觸摸鍵時(shí)間采樣電路架構(gòu)，用于至少一觸摸鍵的充放電時(shí)間采樣，其特征在于，該架構(gòu)包括：

2.如權(quán)利要求1所述的有源放電觸摸鍵時(shí)間采樣電路架構(gòu)，其特征在于，該采樣電路還包括：

3.如權(quán)利要求1所述的有源放電觸摸鍵時(shí)間采樣電路架構(gòu)，其特征在于，通過(guò)調(diào)整該電流源大小能夠調(diào)整放電時(shí)間的長(zhǎng)短，用以當(dāng)調(diào)整該電流源較大時(shí)放電時(shí)間較短，反之，當(dāng)調(diào)整該電流源較小時(shí)，放電時(shí)間較長(zhǎng)。

4.如權(quán)利要求1所述的有源放電觸摸鍵時(shí)間采樣電路架構(gòu)，其特征在于，在該充電開(kāi)關(guān)為on且該放電開(kāi)關(guān)為off時(shí)，該電壓源充電該觸摸鍵的一等效電容，在該充電開(kāi)關(guān)為off且該放電開(kāi)關(guān)為on時(shí)，該觸摸鍵的該等效電容以該恒定電流放電。

5.如權(quán)利要求1所述的有源放電觸摸鍵時(shí)間采樣電路架構(gòu)，其特征在于，能夠應(yīng)用于多個(gè)觸控鍵電路、led燈條或鏡面觸控鍵的應(yīng)用。

6.如權(quán)利要求1所述的有源放電觸摸鍵時(shí)間采樣電路架構(gòu)，其特征在于，還包括：

7.一種有源放電觸摸鍵時(shí)間采樣集成電路架構(gòu)，其特征在于，包括：

8.如權(quán)利要求7所述的有源放電觸摸鍵時(shí)間采樣集成電路架構(gòu)，其特征在于，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)一種有源放電觸摸鍵時(shí)間采樣電路架構(gòu)及集成電路架構(gòu)，包括一電壓源、至少一電流源及一采樣電路；該電壓源串接一充電開(kāi)關(guān)及一放電開(kāi)關(guān)，觸摸鍵連接于充電開(kāi)關(guān)與放電開(kāi)關(guān)之間；該電流源串接于放電開(kāi)關(guān)上；該采樣電路連接于觸摸鍵。據(jù)此可先施加一電源于觸摸鍵上，使觸摸鍵的等效電容以一恒定電流放電；該采樣電路計(jì)算以恒定電流放電的時(shí)間變化，當(dāng)放電時(shí)間超過(guò)未被觸摸的放電時(shí)間點(diǎn)(第一放電截止點(diǎn))，則表示該觸摸鍵被手指觸摸，以達(dá)到增加觸摸鍵時(shí)間采樣的準(zhǔn)確度，且不受觸摸鍵應(yīng)用環(huán)境所產(chǎn)寄生電容影響手指觸摸的靈敏度，亦不受旁路觸摸鍵寄生電容漏電或殘存電荷影響觸摸靈敏度的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：林煜喆,張玉麒,林進(jìn)聰,葉定修,郭耀仁
受保護(hù)的技術(shù)使用者：通泰積體電路股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240326
技術(shù)公布日：2025/1/2