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TWI785625B - 觸摸感測方法和電子設備 - Google Patents

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TWI785625B
TWI785625B TW110119142A TW110119142A TWI785625B TW I785625 B TWI785625 B TW I785625B TW 110119142 A TW110119142 A TW 110119142A TW 110119142 A TW110119142 A TW 110119142A TW I785625 B TWI785625 B TW I785625B
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touch sensing
signal
sensing
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陳育煌
詹豐林
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聯詠科技股份有限公司
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Abstract

一種用於觸摸面板的觸摸感測方法包括，從觸摸面板的多個觸摸感測單元選擇一部分作為待測觸摸感測單元，並對其施加第一觸摸激勵訊號以得到多個第一觸摸感測訊號，以得到多個差分感測訊號；從所述多個觸摸感測單元選擇至少一個作為基準觸摸感測單元，並對其施加觸摸基準訊號以得到至少一個基準感測訊號；對所述待測觸摸感測單元施加第二觸摸激勵訊號，以得到至少一個第二觸摸感測訊號；從基準感測訊號與第二觸摸感測訊號得到至少一個電容感測訊號；以及根據多個差分感測訊號和至少一個電容感測訊號，獲取所述多個待測觸摸感測單元的電容值。

Description

觸摸感測方法和電子設備
本發明涉及電路領域，更具體地，尤其涉及一種用於觸摸面板的觸摸感測方法、觸摸感測裝置和電子設備。
對於傳統的觸控、顯示或指紋識別整合的面板來說，用於驅動觸摸感測(觸控)、顯示、或指紋識別的各個電路無法避免彼此的干擾，從而導致觸摸感測的效果受到影響。傳統的解決方式可例如將用於驅動觸控、顯示或指紋識別的各個電路進行分時驅動，以避免彼此的干擾。但是，對於整合有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode，OLED)/或Mini LED等顯示面板的整合面板而言，由於顯示驅動無法停止，因此難以實現分時驅動，即顯示面板會一直對觸摸感測帶來噪聲。或者，目前可以在觸摸感測電路當中使用類比或數位濾波器，增加採樣時間，但此方式需要消耗較多功耗。
因此，需要一種能夠降低顯示和指紋識別以及其他操作引起的噪聲對觸摸面板的觸摸感測的影響的方案。
根據本發明的一方面，提供了一種用於觸摸面板的觸摸感測方法，所述觸摸面板包括多個觸摸感測單元，所述觸摸感測方法包括：從所述多個觸 摸感測單元選擇一部分作為多個待測觸摸感測單元，並對所述多個待測觸摸感測單元施加第一觸摸激勵訊號以得到多個第一觸摸感測訊號，從所述多個第一觸摸感測訊號得到多個差分感測訊號；從所述多個觸摸感測單元選擇至少一個作為基準觸摸感測單元，並對所述基準觸摸感測單元施加觸摸基準訊號以得到至少一個基準感測訊號；從所述多個待測觸摸感測單元選擇至少一個作為預處理觸摸感測單元，並對所述預處理觸摸感測單元施加第二觸摸激勵訊號，以得到至少一個第二觸摸感測訊號；從所述至少一個基準感測訊號與所述至少一個第二觸摸感測訊號得到至少一個電容感測訊號；以及根據所述多個差分感測訊號和所述至少一個電容感測訊號，獲取所述多個待測觸摸感測單元的電容值。
根據本發明的另一方面，還提供了一種用於觸摸面板的觸摸感測方法，所述觸摸面板包括多個觸摸感測單元，所述觸摸感測方法包括：從所述多個觸摸感測單元選擇一部分作為多個待測觸摸感測單元並從所述多個觸摸感測單元中選擇至少一個作為基準觸摸感測單元；對所述多個待測觸摸感測單元施加觸摸激勵訊號以得到多個第一觸摸感測訊號，並對至少一個所述基準觸摸感測單元施加觸摸基準訊號以得到至少一個基準感測訊號；從所述多個第一觸摸感測訊號得到多個差分感測訊號；從所述多個第一觸摸感測訊號中選擇至少一個作為至少一個第二觸摸感測訊號；從所述至少一個第二觸摸感測訊號和所述至少一個基準感測訊號得到至少一個電容感測訊號；以及根據所述多個差分感測訊號和所述至少一個電容感測訊號，獲取所述多個觸摸感測單元的電容值。
根據本發明的又一方面，還提供了一種電子設備，包括：觸摸面板；觸摸感測裝置，被配置為執行上述的觸摸感測方法，以及控制器，被配置為基於所述多個待測觸摸感測單元的電容值確定觸摸位置。
100:觸摸感測裝置
110_1-110_N,710_1-710_N:觸摸感測電路
112-1-112_N,712_1-712_N:運算單元
114_1-114_N,714_1-714_N:數位處理單元
200:顯示觸摸面板
210:觸摸面板
210_1-210_M:觸摸感測單元
220:顯示面板
300,400:方法
ADC+DBE:類比數位轉換器，數位後端電路
BUF1,BUF2:緩衝器
Cs1-Cs8:電容
DATA1-DATAN:數位訊號
FOUT1,FOUT2:差值訊號
Gs1,Gs2:運算放大器
OUT1:第一輸出訊號
OUT2:第二輸出訊號
S301-S305,S401-S406:步驟
S1_1-S1_P:開關
S2_1-S2_P:開關
TX1-TX5:觸摸激勵訊號
TXOP:放大器
Vn:電壓
Vo1-Vo4:差分感測訊號
第1圖示出了根據本發明的一實施例的觸摸感測裝置以及顯示觸摸面板的示意圖。
第2圖示出了根據本發明的一實施例的噪聲訊號對觸摸感測單元的影響的示意圖。
第3A圖至第3B圖示出了根據本發明實施例的用於觸摸面板的觸摸感測方法的流程示意圖。
第3C圖示出了根據本發明的實施例的對三個待測觸摸感測單元在第一時段施加激勵訊號的等效電路。
第3D圖示出了根據本發明的實施例的對三個待測觸摸感測單元進行觸摸感測時的時序圖。
第3E圖-第3F圖示出了根據本發明的實施例的對一對基準觸摸感測單元和預處理觸摸感測單元在第二時段施加激勵訊號的兩種等效電路。
第4A圖示出了根據本發明實施例的用於觸摸面板的觸摸感測方法400的流程示意圖。
第4B圖示出了根據本發明實施例的六種選擇待測觸摸感測單元和基準觸摸感測單元的方式。
第4C圖示出了根據本發明的實施例的對8個待測觸摸感測單元在第一個第一時段施加激勵訊號的等效電路。
第4D圖示出了根據本發明的實施例的對8個待測觸摸感測單元在第二個第一時段施加激勵訊號的等效電路。
第4E圖示出了根據本發明的實施例的對8個待測觸摸感測單元進行觸摸感測時的時序圖。
第5圖示出了根據本發明的實施例的與第二觸摸感測訊號對應的觸摸感測單 元與基準感測訊號對應的觸摸感測單元的位置關係。
第6圖示出了根據本發明實施例的施加抗負載驅動訊號的等效電路圖。
第7A圖-第7B圖示出了根據本發明實施例的觸摸感測裝置700的示意圖。
在本發明說明書全文(包括申請專利範圍)中所使用的“耦接(或連接)”一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接(或連接)於第二裝置，則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置，或者該第一裝置可以通過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。本發明說明書全文(包括申請專利範圍)中提及的“第一”、“第二”等用語是用以命名元件(element)的名稱，或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量的上限或下限，亦非用來限制元件的次序。另外，凡可能之處，在附圖及實施方式中使用相同附圖標記的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同附圖標記或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。單數形式的表達可以包括複數形式的表達，複數形式的表達也可以包括單數形式的表達，除非在上下文中已經明確定義。
第1圖是根據本發明的一實施例的觸摸感測裝置以及顯示觸摸面板的示意圖。
參考第1圖，觸摸感測裝置100耦接到顯示觸摸面板200，並且顯示觸摸面板200整合有觸摸面板210以及顯示面板220。觸摸面板210包括多個觸摸感測單元210_1~210_M，其中M為正整數。
根據一些實施例，觸摸感測單元210_1~210_M可以設置為在顯示面板220的至少一個表面上與顯示面板220疊置，如第1圖所示。在一些實施例中，觸摸感測單元210_1~210_M可以形成在顯示面板220內部。
在本發明的實施例中，觸摸感測裝置100適於感測顯示觸摸面板210 的多個觸摸感測單元210_1~210_M。
觸摸感測單元210_1~210_M可以為觸摸電極。觸摸電極相對於參考地(reference ground)形成自電容。當觸摸激勵訊號施加到該觸摸電極時會從該觸摸電極輸出一電訊號，並且當觸摸發生並向觸摸電極施加觸摸激勵訊號時，會引入額外的電容，從而引起觸摸電極輸出的電訊號的改變。通過該電訊號的改變而可以檢測到在該觸摸電極處正在發生觸摸。
多個觸摸感測單元210_1~210_M可根據面板形狀來布置。在一些實施例中，多個觸摸感測單元210_1~210_M可以布置成A*B(A行B列)的陣列形式。本發明並不以此為限。
雖然在第1圖中示出觸摸感測單元為自電容的形式，並且在本發明的上下文中的大部分均是基於自電容形式來進行描述，但是本領域技術人員將理解，觸摸感測單元也可以為互電容形式。在互電容形式中，觸摸面板210包括按行列布置的觸摸電極(驅動電極和感應電極)，每行和每列的交叉處會存在一個互電容，該互電容可以被認為是一個觸摸感測單元，通過向每條驅動電極施加激勵訊號，並從所有感應電極讀取與該激勵訊號相對應的感應訊號。當發生觸摸時，觸摸位置附近的觸摸電極的互電容值會發生改變，從而會引起該感應訊號的值的改變，從而可以確定發生觸摸。
觸摸感測裝置100可包括多個觸摸感測電路，觸摸感測電路用110_1~110_N來表示。可以針對每個觸摸感測單元設置一個觸摸感測電路。基於從觸摸感測單元獲得的電訊號的改變而確定在該觸摸感測單元正在發生觸摸，此觸摸感測電路的數量應該為M個(A*B個)。在一些實施例中，可以針對每一行設置一個觸摸感測電路並且針對每一列設置一個觸摸感測電路，即橫向和縱向設置多個感測通道，每個感測通道設置有一個觸摸感測電路，在這種情況下，需要檢測橫向的通道以及縱向的通道，以基於檢測到電訊號發生改變的行和列 而確定發生觸摸的觸摸感測單元的位置，觸摸感測電路的數量應該為A+B個。此外，在觸摸感測單元也可以為互電容形式的情況下，可以將對每個驅動電極施加激勵訊號(又稱為驅動訊號)以及從多個感應電極獲得多個感應訊號的一個或多個電路共同當做該驅動電極對應的觸摸感測電路。
觸摸感測裝置100還可以包括與多個觸摸感測電路110_1~110_N一一對應的多個運算單元112_1~112_N以及多個數位處理單元114_1~114_N(例如，類比數位轉換器(ADC)以及數位後端(DBE)電路，數位後端電路包括相關的特定功能性的數位處理電路，也可以省略，本發明並不加以限制)等等，其中N為正整數。每個觸摸感測電路110_1~110_N可以從觸摸感測單元得到感測訊號，並將得到的感測訊號提供到後續的運算單元和數位處理單元等等，以輸出數位訊號。觸摸感測電路110_1~110_N至運算單元112_1~112_N之間的各條路徑之間可相互提供訊號，以分別進行各自的訊號運算。後續的控制器可以根據數位處理單元提供的各個訊號而進行觸摸位置的確定。
在本實施例中，運算單元112_1~112_N可以實施以電流、電壓或電荷形式的運算方式，來實現本發明各實施例所述的運算功能。
值得注意的是，本發明中的前文或後文的所述“噪聲”可包括觸摸面板接收到的來自顯示面板的干擾，例如來自顯示面板220的陰極噪聲(cathode noise)、共模噪聲(common mode noise)或其他噪聲，本發明並不加以限制。在一實施例中，顯示面板可例如是有機發光二極管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)顯示面板、液晶顯示器(Liquid-Crystal Display，LCD)面板、mini-led或其他類型的顯示器面板，本發明並不加以限制。並且，觸摸感測電路也可以整合在具有顯示驅動的複合式芯片當中，例如觸控和顯示驅動器整合(Touch and Display Driver Integration，TDDI)芯片。另外，在另一些實施例中，顯示觸摸面板更可以整合有指紋識別面板，以致本發明的所述“噪聲”更可能包括來自指紋識 別面板的干擾。並且，觸摸感測電路亦整合在具有指紋感測驅動以及顯示驅動的複合式芯片當中，例如指紋、觸控和顯示驅動器整合(Fingerprint,Touch and Display driver Integration，FTDI)芯片。
在本發明的實施例中，以自電容為例，對於每個觸摸感測單元，在觸摸感測單元對應的觸摸電極的接觸墊的面積相同的情況下，基於平行板電容器形成原理可知在觸摸電極的水平位置固定的情況下，觸摸電極的自電容與接觸墊的面積成正比，因此默認它們受到外界的干擾(例如，顯示噪聲、以及共模噪聲等)是相等的。此時，噪聲訊號對觸摸感測單元的影響的示意圖可以如第2圖所示。當然，如果觸摸感測單元對應的觸摸電極的接觸墊的面積不同，那麽相應地，這些觸摸感測單元受到外界的干擾(例如，顯示噪聲、以及共模噪聲等)也會不同。
在第2圖中，示出了兩個觸摸感測單元以及對應的兩個觸摸感測電路。第一觸摸感測單元具有自電容Cs1且第二觸摸感測單元具有自電容Cs2，在如第2圖所示的情況下，觸摸感測單元對應的觸摸電極的接觸墊的面積相同，由於自電容的大小可以由觸摸感測單元對應的觸摸電極的接觸墊的面積決定，因此每個觸摸感測單元的自電容Cs1和Cs2是相等的，並且噪聲訊號的電壓Vn1和Vn2分別施加到與每個觸摸感測單元的自電容Cs1和Cs2上。此外，一般對應同一個觸摸面板，每個觸摸電極受到的噪聲訊號的電壓Vn1和Vn2也與觸摸電極的接觸墊面積正相關。
同樣的，在觸摸感測單元為互電容形式的情況下，互電容的大小也會由觸摸電極(驅動電極和感應電極)的相對面積決定。例如，第1行的驅動電極和第1列的感應電極之間的互電容的互電容值由這兩個電極的相對面積決定。此外，施加到該互電容上的噪聲訊號的電壓值也與該相對面積正相關。
本發明的實施例提出的用於觸摸面板的觸摸感測方法能夠減小噪聲 對觸摸感測結果的影響。
下面結合第3A圖-第3F圖對根據本發明實施例的用於觸摸面板的觸摸感測方法進行詳細描述。
第3A圖示出了根據本發明實施例的用於觸摸面板的觸摸感測方法300的流程示意圖。該觸摸感測方法可以用於第1圖所示的觸摸感測電路和運算單元。在方法300中，待測觸摸感測單元與基準觸摸感測單元分時工作。
如第3A圖所示，在步驟S301中，從所述多個觸摸感測單元選擇一部分作為多個待測觸摸感測單元，並對所述多個待測觸摸感測單元施加第一觸摸激勵訊號以得到多個第一觸摸感測訊號，從所述多個第一觸摸感測訊號得到多個差分感測訊號。在步驟S302中，從所述多個觸摸感測單元選擇至少一個作為基準觸摸感測單元，並對所述基準觸摸感測單元施加觸摸基準訊號以得到至少一個基準感測訊號。在步驟S303中，從所述多個待測觸摸感測單元選擇至少一個作為預處理觸摸感測單元，並對所述預處理觸摸感測單元施加第二觸摸激勵訊號，以得到至少一個第二觸摸感測訊號。在步驟S304中，從所述至少一個基準感測訊號與所述至少一個第二觸摸感測訊號得到至少一個電容感測訊號。在步驟S305中，根據所述多個差分感測訊號和所述至少一個電容感測訊號，獲取所述多個待測觸摸感測單元的電容值。
以下參考第3B圖至第3F圖進一步描述上述步驟。可選地，如第1圖所示，每個觸摸感測電路具有與其對應的觸摸感測單元。在感測到觸摸感測單元上發生的觸摸的情況下，該觸摸感測電路輸出觸摸訊號。例如，當用戶的手指或筆觸摸或接近該觸摸感測單元時，該觸摸感測電路能夠感測到該觸摸感測單元處的電容變化，從而該觸摸感測電路向後續對應的運算單元輸出指示該變化的觸摸感測訊號。
可選地，在步驟S301中，可以在第一時段，多個觸摸感測電路對多 個待測觸摸感測單元施加第一觸摸激勵訊號。以下以在第一時段多個觸摸感測電路對所述多個待測觸摸感測單元施加第一觸摸激勵訊號為例進行說明，本領域技術人員應當理解本發明並不以此為限。
可選地，所述多個觸摸感測單元為陣列布置的多個觸摸感測單元。例如，參考第3B圖，在步驟S301中，所述從所述多個觸摸感測單元選擇一部分作為多個待測觸摸感測單元還包括：從所述多個觸摸感測單元選擇位於同一列的觸摸感測單元作為多個待測觸摸感測單元。本領域技術人員應當理解第3B圖僅為一種示例，也可以以其他方式選擇待測觸摸感測單元，本發明對此不進行限制。在第3B圖中，以斜線填充的列示出了同一列的觸摸感測單元。可選地，在該列中的每個觸摸感測單元在第一時段均被選擇為待測觸摸感測單元。在第一時段，在該列中的每個觸摸感測單元均被施加有第一觸摸激勵訊號。在該列中，每兩個觸摸感測單元對應的第一觸摸感測訊號可以得到一個差分感測訊號。以下，參考第3C圖描述如何根據第一觸摸感測訊號得到差分感測訊號。
第3C圖示出了根據本發明的實施例的對三個待測觸摸感測單元在第一時段施加激勵訊號的等效電路。第3D圖示出了根據本發明的實施例的對三個待測觸摸感測單元進行觸摸感測時的時序圖。第3C圖和第3D圖僅為示例來輔助說明，本領域技術人員應當理解觸摸面板中包括更多或更少的觸摸感測單元，其時序也可以對應設置，本發明對此不進行限制。
參考第3C圖和第3D圖，作為示例，Cs1、Cs2與Cs3表示在觸摸面板的不同感測線上的觸摸感測單元的等效電容(以下又稱為待測電容)。可選地，與Cs1、Cs2與Cs3對應的各個觸摸感測電路包括第一運算放大器Gs1。每個觸摸感測電路可以對觸控面板的對應感測線施加激勵訊號(例如，第一觸摸激勵訊號、基準感測訊號、第二觸摸激勵訊號)，以及感測這些觸摸感測單元的電容值。也即，觸摸感測電路可以對觸控面板進行觸控感測。所述激勵訊號可以是交流 (Alternating Current，AC)電壓。
在觸摸感測單元為自電容形式的情況下，如第3D圖所示，在觸摸感測的過程中，觸摸感測電路對Cs1、Cs2和Cs3分別施加觸摸激勵訊號。其中，施加在Cs1、Cs2和Cs3上的觸摸激勵訊號在第一時段又被稱為第一觸摸感測訊號。施加在Cs1上的觸摸激勵訊號在第二時段又被稱為第二觸摸感測訊號。施加在Cs2上的觸摸激勵訊號在第二時段又被稱為觸摸基準訊號。
可選地，在第3D圖中，以斜線方格標示的時間段可以是非觸摸感測的時間段。非觸摸感測的時間段例如是顯示時段或指紋感測識別的時段，或者任意的空白時段。在非觸摸感測的時間段，觸摸感測電路不工作，觸摸感測單元也不工作。作為一個示例，在該時間段可以不向觸摸感測單元施加任何激勵訊號。作為其他示例，在該時間段可以向觸摸感測單元施加直流訊號，以使得觸摸感測線不會對顯示驅動線或指紋感測線進行干擾。作為另一示例，在該時間段可以向觸摸感測單元施加抗負載驅動訊號，以進一步降低各種整合在該觸摸面板中的電路上的干擾。施加抗負載驅動訊號的示例將參見第6圖進行進一步說明。本發明在此不再贅述。
作為一個示例，第3C圖和第3D圖中以方波的形式示出了第一觸摸激勵訊號和第二觸摸激勵訊號，本領域技術人員應當理解，第一觸摸激勵訊號和第二觸摸激勵訊號還可以是其他波形(例如，正弦波、余弦波、三角波、階梯波等)的交流訊號。本發明也不對第一觸摸激勵訊號的訊號大小進行限定，其可以根據觸摸面板適應性地設置。
如第3C圖所示，觸摸感測電路可以從對應的一個待測觸摸感測單元獲取一個感應訊號，作為第一觸摸感測訊號。每個觸摸感測電路可以與兩個運算單元電連接。每個運算單元包括：加法器(或減法器)和第二運算放大器(GS2)。可選地，在步驟S301中，每個運算單元從兩個第一觸摸感測訊號中得 到差分感測訊號(例如，差分感測訊號-1和差分感測訊號-2)，由此，每個差分感測訊號與所述多個待測觸摸感測單元中的兩個待測觸摸感測單元所對應的電容值的差值相關聯。
在一些實施例中，觸摸面板中的感測線靠近提供共模噪聲Vn的某一些噪聲源(例如觸控面板的共同電極)。噪聲源與這些感測線之間形成了寄生電容Cn，而共模噪聲Vn會通過寄生電容Cn去影響觸控面板的這些感測線的電壓准位。因此，觸摸感測電路的觸摸感測操作往往會被共模噪聲Vn影響。可選地，所述多個運算單元中包括第一運算單元(例如，第3C圖中從上往下數的第一個運算單元)和第二運算單元(例如，第3C圖中從上往下數的第二個運算單元)。所述第一運算單元和所述第二運算單元的輸入訊號中具有一個共同的第一觸摸感測訊號(例如，與Cs2對應的第一觸摸感測訊號)。為此，通過運算單元，可以將相鄰兩條感測線的第一放大器Gs1的輸出相減，以獲得去掉了共模噪聲成分的差分感測訊號。
繼續參考第3C圖，第一個第二運算放大器Gs2輸出差分感測訊號-1，其電壓以“Vo1”表示。其中，Vo1可以以公式(1)被計算如下。
Vo1=Gs2 *[Gs1 *(Vtx * Cs1+Vn * Cn)-Gs1 *(Vtx * Cs2+Vn * Cn)]=Gs1 * Gs2 *[(Vtx * Cs1+Vn * Cn)-(Vtx * Cs2+Vn * Cn)]=Vtx * Gs1 * Gs2 *(Cs1-Cs2) (1)
其中，Vtx表示第一觸摸激勵訊號的電壓，為便於表述，Gs1也表示第一運算放大器Gs1的增益，而Gs2也表示第二運算放大器Gs2的增益。
同理可推，第二個第二放大器Gs2輸出差分感測訊號-2，其電壓以“Vo2”表示。其中，Vo2=Vtx * Gs1 * Gs2 *(Cs2-Cs3)。可見，共模噪聲Vn可以被消除。
經過步驟S301，可以得到多個待測觸摸感測單元對應的電容之間的 “差值”。例如，“Vo1”是代表“待測觸摸感測單元對應的電容Cs1與Cs2的差值”的訊息，而“Vo2”是代表“待測觸摸感測單元對應電容Cs2與Cs3的差值”的訊息。
雖然第3B圖至第3D圖以自電容為例進行了說明，但是本領域技術人員應當理解本發明也可以應用於互電容。例如，在觸摸感測單元為互電容形式的情況下，可以對每個驅動電極施加觸摸激勵訊號，以及從多個感應電極獲得多個感應訊號。在此情況下，可以將觸摸感測電路分為兩部分：激勵訊號施加子電路、以及觸摸檢測子電路。而且，一行的所有觸摸感測單元的各自的驅動電極可以是共享的，並且各自的激勵訊號施加子電路也可以是共享的。可以通過不同的觸摸檢測子電路從不同的感應電極獲得多個感應訊號。例如，當向一行驅動電極施加激勵訊號時，會從所有感應電極獲得與該激勵訊號相對應的多個觸摸感測訊號，這些觸摸感測訊號均可以作為第一觸摸感測訊號。而與自電容形式類似地，也可以從多個第一觸摸感測訊號中獲取多個差分感測訊號，本發明在此就不再贅述。
可選地，參見第3B圖、第3D圖至第3F圖，在步驟S302和步驟S304中，在第二時段，對所述預處理觸摸感測單元施加所述第二觸摸激勵訊號並對所述基準觸摸感測單元施加所述觸摸基準訊號。其中，第一時段與第二時段不重疊。其中，第3E圖-第3F圖示出了根據本發明的實施例的對一對基準觸摸感測單元和預處理觸摸感測單元在第二時段施加激勵訊號的等效電路。以下以在第二時段，多個觸摸感測電路對預處理觸摸感測單元施加第二觸摸激勵訊號並對基準觸摸感測單元施加觸摸基準訊號為例進行說明，本領域技術人員應當理解本發明並不以此為限。
可選地，第二觸摸激勵訊號可以是可變訊號(例如，頻率或幅值可變的訊號)，觸摸基準訊號可以是直流訊號或另一可變訊號。可選地，觸摸感測電路也對應一個或多個基準觸摸感測單元。可選地，所述觸摸基準訊號與所述 第二觸摸激勵訊號的訊號波形相同。可選地，所述觸摸基準訊號與所述第二觸摸激勵訊號的訊號波形不同。可選地，所述觸摸基準訊號為直流訊號。此外，當觸摸基準訊號為直流訊號時，本發明不對觸摸基準訊號的大小進行限制。
繼續參考第3B圖，其示出了四種選擇基準觸摸感測單元和預處理觸摸感測單元的方式(以標號
Figure 110119142-A0305-02-0016-42
至
Figure 110119142-A0305-02-0016-43
示出)。其中，在第二時段，以灰色方格示出基準觸摸感測單元，以白色方格示出預處理觸摸感測單元。本領域技術人員應當理解，方式
Figure 110119142-A0305-02-0016-44
至方式
Figure 110119142-A0305-02-0016-45
僅為示例，還可以以其他的方式選擇基準觸摸感測單元和預處理觸摸感測單元，本發明對此不進行限制。其中，白色方格標示的預處理觸摸感測單元為在第一時段以斜線填充的列標示的多個待測觸摸感測單元中的一個。
方式
Figure 110119142-A0305-02-0016-46
和方式
Figure 110119142-A0305-02-0016-47
示出了基準觸摸感測單元與待測觸摸感測單元相同列的兩種示例。在該情況下，可選地，從所述多個觸摸感測單元選擇至少一個作為基準觸摸感測單元還包括：從所述多個觸摸感測單元選擇位於與所述多個待測觸摸感測單元相同列的至少一個觸摸感測單元作為基準觸摸感測單元。可選地，在該情況下，從所述多個待測觸摸感測單元選擇至少一個作為預處理觸摸感測單元還包括：從所述多個待測觸摸感測單元選擇與所述至少一個基準觸摸感測單元位於不同行的至少一個待測觸摸感測單元作為所述預處理觸摸感測單元。正如方式
Figure 110119142-A0305-02-0016-48
和方式
Figure 110119142-A0305-02-0016-49
所示的那樣，所述基準觸摸感測單元相鄰於所述預處理觸摸感測單元。
方式
Figure 110119142-A0305-02-0016-50
和方式
Figure 110119142-A0305-02-0016-52
示出了基準觸摸感測單元與待測觸摸感測單元不同列的兩種示例。在該情況下，可選地：從所述多個觸摸感測單元選擇至少一個作為基準觸摸感測單元還包括：從所述多個觸摸感測單元選擇位於與所述多個待測觸摸感測單元不同列的至少一個觸摸感測單元作為基準觸摸感測單元。可選地，方式
Figure 110119142-A0305-02-0016-59
和方式
Figure 110119142-A0305-02-0016-60
示出了基準觸摸感測單元與待測觸摸感測單元位於相同 行的兩種示例。也即，所述從所述多個待測觸摸感測單元選擇至少一個作為預處理觸摸感測單元還包括：從所述多個待測觸摸感測單元選擇與所述至少一個基準觸摸感測單元位於相同行的至少一個待測觸摸感測單元作為所述預處理觸摸感測單元。
可選地，在該情況下，從所述多個待測觸摸感測單元選擇至少一個作為預處理觸摸感測單元也可以包括：從所述多個待測觸摸感測單元選擇與所述至少一個基準觸摸感測單元位於不同行的至少一個待測觸摸感測單元作為所述預處理觸摸感測單元。正如方式
Figure 110119142-A0305-02-0017-41
和方式
Figure 110119142-A0305-02-0017-40
所示的那樣，所述基準觸摸感測單元與所述預處理觸摸感測單元不相鄰。當然，基準觸摸感測單元與待測觸摸感測單元也既可以位於不同行也位於不同列，本發明對此不進行限制。
此外，還可以選擇其他的觸摸感測單元作為基準觸摸感測單元，例如，在某些實施例中，為便於計算，所述基準觸摸感測單元所在的行可以是所述多個觸摸感測單元組成的陣列的最上端的行或最下端的行。
參考第3E圖和第3F圖，在步驟S304中，從所述至少一個基準感測訊號與所述至少一個第二觸摸感測訊號得到至少一個電容感測訊號。在第3E圖和第3F圖中，Cs1為預處理觸摸感測單元對應的等效自電容值，Cs2為基準觸摸感測單元對應的等效自電容值。Cs3為在第二時段未施加任何激勵訊號的觸摸感測單元對應的等效自電容值。Vn為預處理觸摸感測單元和基準觸摸感測單元受到的等效的噪聲電壓(為了便於描述，對應的噪聲訊號也分別用Vn來表示)，Tx1為第二時段施加到預處理觸摸感測單元Cs1的第二觸摸激勵訊號，Tx2(第3F圖)或DC(第3E圖)為第二時段施加到觸摸感測單元Cs2的觸摸基準訊號。
雖然第3E圖-第3F圖中僅示出了一對基準觸摸感測單元和預處理觸摸感測單元，但是本領域技術人員應該理解，這僅僅是為了更清楚地描述本發明的實施例，實際上還應該包括更多對的基準觸摸感測單元和預處理觸摸感測 單元。
在很多情況下，每個觸摸感測單元的自電容是相等的(觸摸電極的觸摸墊的面積幾乎相等)。在觸摸基準訊號為DC訊號的情況下，如第3E圖所示，從所述基準感測訊號與所述第二觸摸感測訊號中得到的電容感測訊號的電壓Vcs1(其對應於Cs1的電容值)可以基於公式(3)計算如下。
Vcs1=Gs2×Gs1×(Vx1×Cs1+Vn×Cn-Vn×Cn) (3)
公式(3)中Vx1表示第二觸摸激勵訊號Tx1的電壓。公式(3)中Vn×Cn-Vn×Cn的值為0或接近0的較小值，即去除了噪聲訊號，從而Vcs1基本對應於Cs1的電壓。此時，Vcs1=Gs2×Gs1×Vx1×Cs1。
在觸摸基準訊號為可變訊號TX2的情況下，如第3F圖所示，TX1和TX2為相同的可變訊號，基於如下公式(4)可知，Vcs1=Gs2×Gs1×(Vx1×Cs1+Vn×Cn-Vx2×Cs2-Vn×Cn) (4)
公式(4)中Vx1表示第二觸摸激勵訊號TX1的電壓，Vx2表示觸摸基準訊號TX2的電壓。公式(4)中Vn×Cn-Vn×Cn的值為0或接近0的較小值，即去除了噪聲訊號，從而Vcs1僅需對應於第二觸摸感測訊號的電壓以及基準感測訊號的電壓的電壓差。此時，Vcs1=Gs2×Gs1×Cs1×(Vx1-Vx2)。通過將Vx1-Vx2，Vcs1的範圍可以被動態調節。
接著，在步驟S305中，可以根據上述的多個差分感測訊號和上述的至少一個電容感測訊號，獲取多個待測觸摸感測單元的電容值。所得到的多個待測觸摸感測單元的電容值中的每一者已經去除了噪聲，因此可以確定在第一時段觸摸是否發生。
如上所述，在步驟S301中已經得到了多個電容之間的“差值”。例如，待測觸摸感測單元對應的Cs1與Cs2的差值的訊息、待測觸摸感測單元Cs2與Cs3對應的差值的訊息。在步驟S304中得到了以Cs1作為預處理觸摸感測單元對應的 電容的訊息。基於待測觸摸感測單元對應的Cs1與Cs2的差值的訊息以及預處理觸摸感測單元對應的Cs1的電容的訊息，可以確定待測觸摸感測單元Cs2對應的電容的訊息。基於待測觸摸感測單元對應的Cs2與Cs3的差值的訊息以及待測觸摸感測單元Cs2對應的電容的訊息，可以確定待測觸摸感測單元Cs3對應的電容的訊息。
以此類推，可以得到在步驟S301中所有待測觸摸感測單元對應的電容的訊息，且這些訊息中均不含有噪聲，能夠顯著地降低顯示和指紋識別以及其他操作引起的噪聲對觸摸面板的觸摸感測的影響，從而更便於判斷是否存在觸摸。
下面結合第4A圖-第4E圖對根據本發明實施例的用於觸摸面板另一種觸摸感測方法進行詳細描述。
第4A圖示出了根據本發明實施例的用於觸摸面板的觸摸感測方法400的流程示意圖。該觸摸感測方法可以用於第1圖所示的觸摸感測裝置。在方法400中，待測觸摸感測單元與基準觸摸感測單元同時工作。
如第4A圖所示，在步驟S401中，從所述多個觸摸感測單元選擇一部分作為多個待測觸摸感測單元並從所述多個觸摸感測單元中選擇至少一個作為基準觸摸感測單元。在步驟S402中，對所述多個待測觸摸感測單元施加觸摸激勵訊號以得到多個第一觸摸感測訊號，並對至少一個所述基準觸摸感測單元施加觸摸基準訊號以得到至少一個基準感測訊號。在步驟S403中，從所述多個第一觸摸感測訊號得到多個差分感測訊號。在步驟S404中，從所述多個第一觸摸感測訊號中選擇至少一個作為至少一個第二觸摸感測訊號。在步驟S405中，從所述至少一個第二觸摸感測訊號和所述至少一個基準感測訊號得到至少一個電容感測訊號。在步驟S406中，根據所述多個差分感測訊號和所述至少一個電容感測訊號，獲取所述多個觸摸感測單元的電容值。
以下參考第4B圖至圖4F進一步描述上述步驟。可選地，每個觸摸感測電路具有與其對應的觸摸感測單元，用於感測觸摸感測單元上發生的觸摸並輸出觸摸訊號。例如，當用戶的手指或筆觸摸或接近該觸摸感測單元時，該觸摸感測電路能夠感測到該觸摸感測單元處的電容變化，從而該觸摸感測電路向後續對應的運算單元輸出指示該變化的觸摸感測訊號。
可選地，所述多個觸摸感測單元為陣列布置的多個觸摸感測單元。例如，參考第4B圖，其示出了五種選擇待測觸摸感測單元和基準觸摸感測單元的方式(以標號
Figure 110119142-A0305-02-0020-27
至
Figure 110119142-A0305-02-0020-28
示出)。其中，以灰色方格示出基準觸摸感測單元，以斜線填充的方格示出位於一列的多個待測觸摸感測單元。本領域技術人員應當理解，方式
Figure 110119142-A0305-02-0020-29
至方式
Figure 110119142-A0305-02-0020-30
僅為示例，還可以以其他的方式選擇基準觸摸感測單元和待測觸摸感測單元，本發明對此不進行限制。
由此，可選地，在步驟S401中，從所述多個觸摸感測單元選擇一部分作為多個待測觸摸感測單元還包括：從所述多個觸摸感測單元選擇位於同一列的觸摸感測單元作為多個待測觸摸感測單元。在第4B圖中，以斜線填充的列示出了同一列的觸摸感測單元，可選地，在該列中的每個觸摸感測單元均被選擇為待測觸摸感測單元。在第一時段，在該列中的每個觸摸感測單元均被施加第一觸摸感測訊號。在該列中，每兩個觸摸感測單元對應的第一觸摸感測訊號可以得到一個差分感測訊號。在第4B圖中，以灰色方格標示的基準觸摸感測單元在第二時段中被施加觸摸基準訊號，第二時段和第一時段具有重疊部分。
可選地，參考方式
Figure 110119142-A0305-02-0020-31
至方式
Figure 110119142-A0305-02-0020-38
，從所述多個觸摸感測單元選擇至少一個作為基準觸摸感測單元還包括：從所述多個觸摸感測單元選擇位於與所述多個待測觸摸感測單元不同列的至少一個觸摸感測單元作為所述基準觸摸感測單元。正如方式
Figure 110119142-A0305-02-0020-37
和方式
Figure 110119142-A0305-02-0020-34
所示的那樣，所述基準觸摸感測單元可以相鄰於所述待測觸摸感測單元。正如方式
Figure 110119142-A0305-02-0020-33
所示的那樣，所述基準觸摸感測單元可以不 相鄰於所述待測觸摸感測單元。
可選地，參考方式
Figure 110119142-A0305-02-0021-21
至方式
Figure 110119142-A0305-02-0021-22
，從所述多個觸摸感測單元選擇至少一個作為基準觸摸感測單元還包括：從所述多個觸摸感測單元選擇位於與所述多個待測觸摸感測單元相同列的至少一個觸摸感測單元作為所述基準觸摸感測單元。正如方式
Figure 110119142-A0305-02-0021-23
至方式
Figure 110119142-A0305-02-0021-24
所示的那樣，所述基準觸摸感測單元可以相鄰於所述待測觸摸感測單元。本領域技術人員應當理解第4B圖僅為一種示例，也可以以其他方式選擇待測觸摸感測單元和基準觸摸感測單元的布置方式，本發明對此不進行限制。雖然在方式
Figure 110119142-A0305-02-0021-25
和方式
Figure 110119142-A0305-02-0021-26
中，基準觸摸感測單元所在的行是所述多個觸摸感測單元組成的陣列的最上端的行或最下端的行，但是本領域技術人員應當理解本發明並不以此為限。由於基準觸摸感測單元和待測觸摸感測單元同時被分別施加第一觸摸感測訊號和觸摸基準訊號，因此，基準觸摸感測單元處的電容值未被檢測，以下參考第4C圖至第4E圖來進一步說明如何獲取差分感測訊號、第二觸摸感測訊號和電容感測訊號。
第4C圖示出了根據本發明的實施例的對8個待測觸摸感測單元在第一個第一時段施加激勵訊號的等效電路。第4D圖示出了根據本發明的實施例的對8個待測觸摸感測單元在第二個第一時段施加激勵訊號的等效電路。第4E圖示出了根據本發明的實施例的對8個待測觸摸感測單元進行觸摸感測時的時序圖。第4C圖至第4E圖僅為示例來輔助說明，本領域技術人員應當理解觸摸面板中包括更多或更少的觸摸感測單元，其時序也可以對應設置，本發明對此不進行限制。
可選地，在第一時段對所述多個觸摸激勵單元施加觸摸激勵訊號；在第二時段對所述基準觸摸感測單元施加觸摸基準訊號。其中，第一時段與第二時段存在重疊的區間。當然第一時段也可以與第二時段完全重合，本發明對此不進行限制。
可選地，參考第4C圖和第4E圖，在步驟S402中，在第一個第一時段對4個待測觸摸感測單元(Cs1至Cs4)施加觸摸激勵訊號以得到多個第一觸摸感測訊號，並在與第一個第一時段重合的第二時段對基準觸摸感測單元Cs5施加觸摸基準訊號以得到基準感測訊號。此時，基準觸摸感測單元Cs5僅偵測噪聲。
在步驟S403中，從上述多個第一觸摸感測訊號得到多個差分感測訊號(Vo1至Vo4)。其中，每個差分感測訊號與所述多個待測觸摸感測單元中的兩個待測觸摸感測單元所對應的電容值的差值相關聯，步驟S403獲取差分感測訊號(Vo1至Vo4)的過程與方法300中的步驟S301類似，在此就不再贅述。
接著，在步驟S404中，從所述多個第一觸摸感測訊號中選擇至少一個作為至少一個第二觸摸感測訊號。例如，在第4C圖中，選擇Cs4對應的第一觸摸感測訊號作為第二觸摸感測訊號。在步驟S405中，從Cs4對應的第二觸摸感測訊號和Cs5對應的基準感測訊號可以得到Cs4對應的電容感測訊號。所述電容感測訊號與所述第二觸摸感測訊號所對應的待測觸摸感測單元(也即Cs4)所對應的電容值相關聯。步驟S405中的獲取電容感測訊號的方式與方法300中的步驟S304類似，在此就不再贅述。
雖然在第4C圖中，第二觸摸感測訊號所對應的待測觸摸感測單元Cs4與基準觸摸感測單元Cs5在不同行，但本領域技術人員可以理解，二者也可以在同一行以便於計算。雖然在第4C圖中，所述基準觸摸感測單元Cs5與所述第二觸摸感測訊號所對應的待測觸摸感測單元Cs4不相鄰，但本領域技術人員可以理解，二者也可以相鄰以便於計算。可選地，所述基準觸摸感測單元所在的行也可以是所述多個觸摸感測單元組成的陣列的最上端的行或最下端的行，本發明對此不進行限制。
接著，在步驟S405中，根據所述多個差分感測訊號(Vo1至Vo4)和所述電容感測訊號(與Cs4相對應)，獲取多個觸摸感測單元(Cs1至Cs4)的電容 值。與方法300類似地，步驟S405與步驟S305類似，其可以通過Cs1與Cs2之間的差值訊息、Cs2與Cs3之間的差值訊息、Cs3與Cs4之間的差值訊息、Cs4的電容值訊息解出Cs1至Cs4的電容值訊息。
參考第4D圖和第4E圖，在第二個第一時段對4個待測觸摸感測單元(Cs5至Cs8)施加觸摸激勵訊號以得到多個第一觸摸感測訊號，並在與第二個第一時段重合的第二時段對基準觸摸感測單元Cs1施加觸摸基準訊號以得到基準感測訊號。此時，基準觸摸感測單元Cs1僅偵測噪聲。接著，從所述多個第一觸摸感測訊號中選擇至少一個作為至少一個第二觸摸感測訊號。例如，在第4D圖中，選擇Cs8對應的第一觸摸感測訊號作為第二觸摸感測訊號。從Cs8對應的第二觸摸感測訊號和Cs1對應的基準感測訊號可以得到Cs8對應的電容感測訊號。所述電容感測訊號與所述第二觸摸感測訊號所對應的待測觸摸感測單元(也即Cs8)所對應的電容值相關聯。與上述過程類似地，可以獲取多個觸摸感測單元(Cs5至Cs8)的電容值。
由此，在方法400中，待測觸摸感測單元與基準觸摸感測單元可以同時工作，以降低顯示和指紋識別以及其他操作引起的噪聲對觸摸面板的觸摸感測的影響。
下面結合第5圖對根據本發明實施例的與第二觸摸感測訊號對應的觸摸感測單元與基準感測訊號對應的觸摸感測單元的位置關係進行詳細描述。第5圖所示的位置關係既可以用於方法300也可以用於方法400。為便於理解，在第5圖中繼續以白色方格標示與第二觸摸感測訊號對應的觸摸感測單元；以灰色方格標示與基準感測訊號對應的觸摸感測單元。
可選地，如第5圖所示，多個觸摸感測電路可根據不同的配置方式而分別選擇性地配置成不同類型的觸摸感測電路。例如，與第二觸摸感測訊號對應的觸摸感測單元與基準感測訊號對應的觸摸感測單元可以為全對一(示出為 情況一)、一對一、以及多對一(示出為情況三)。第5圖中的對應關係以雙箭頭示出。一般情況下，與第二觸摸感測訊號對應的觸摸感測單元的數量大於等於基準感測訊號對應的觸摸感測單元，本發明並不以此為限。
例如，參考情況一和情況三，在全對一和多對一的情況下，至少一個基準感測訊號的數量為第一數量，所述至少一個第二觸摸感測訊號的數量為第二數量，所述第二數量為所述第一數量的第三數量倍。例如，在情況一中，基準感測訊號的數量為1，第二觸摸感測訊號的數量為4，第三數量為4。在情況三中，基準感測訊號的數量為2，第二觸摸感測訊號的數量為4，第三數量為2。
此時，所述至少一個基準感測訊號與所述至少一個第二觸摸感測訊號組成第一數量的訊號組合，每個訊號組合包括一個所述基準感測訊號和第三數量的所述第二觸摸感測訊號，並且每個訊號組合得到第三數量的所述電容感測訊號。例如，在情況一中，1個基準感測訊號與4個第二觸摸感測訊號組成1個訊號組合，該訊號組合包括1個基準感測訊號和4個第二觸摸感測訊號，並且得到4個電容感測訊號。在情況三中，2個基準感測訊號與4個第二觸摸感測訊號組成2個訊號組合，每個訊號組合包括1個基準感測訊號和2個第二觸摸感測訊號，並且得到2個電容感測訊號。
又例如，在一對一的情況下，所述至少一個基準感測訊號的數量為第一數量，所述至少一個第二觸摸感測訊號的數量為第二數量，所述第一數量等於所述第二數量。例如，在情況二中，部分基準感測訊號的數量為2，部分第二觸摸感測訊號的數量為2。2個基準感測訊號和2個第二觸摸感測訊號組成2個的訊號組合，每個訊號組合包括一個基準感測訊號和一個第二觸摸感測訊號，並且每個訊號組合得到一個電容感測訊號。
應理解，根據具體配置，一個觸摸感測電路可以與一個基準觸摸感測單元相對應以處理基準感測訊號，又可以與另一個待測觸摸感測單元相對應 以處理第一觸摸感測訊號，又可以與預處理觸摸感測單元相對應以處理第二觸摸感測訊號。也就是說，觸摸感測電路與觸摸感測單元可以以多種方式對應，只要其能夠通過時序控制等來實現對所有觸摸感測單元的觸摸感測即可。
下面結合第6圖對根據本發明實施例的抗負載驅動訊號進行進一步說明。可選地，抗負載驅動訊號可以在觸摸感測的時間段施加在其他的非觸摸感測線上。例如，抗負載驅動訊號可以被施加在閘極(gate line)上或數據線(data line)上。可選地，抗負載驅動訊號還可以在第3D圖所示的第二時段作為TX3施加在任意未工作的觸摸感測線上，例如第3F圖中，Cs3對應的觸摸感測線上。
抗負載驅動訊號(Anti-Loading Driving，ALD)其實質上相同於驅動指紋識別單元/顯示單元的激勵訊號。如第1圖所示，顯示觸摸面板200整合有觸摸面板210以及顯示面板220。可選地，顯示觸摸面板還整合有指紋識別面板，其上設置有指紋識別單元。由於顯示面板220、觸摸面板210和指紋識別面板具有重疊的區域，因此指紋識別操作、觸摸感測操作和顯示驅動操作可能相互干擾。例如，由於顯示面板220、觸摸面板210和指紋識別面板彼此接近，導致連結觸控感測單元的每一條導線和連結指紋感測單元的每一條導線之間存在無法忽略的耦合電容。通過施加抗負載驅動訊號，可以使得指紋識別操作或顯示操作不受耦合電容的影響，進一步降低整合在該觸摸面板中的各個電路之間的干擾。
相應地，本發明的實施例還提供了一種用於觸摸面板的觸摸感測裝置。第7A圖-第7B圖示出了根據本發明實施例的觸摸感測裝置700的示意圖。該觸摸感測裝置700具有與參考第1圖所描述的觸摸感測裝置100相似的結構，只是示出了更多細節。下面將對該觸摸感測裝置700進行更詳細的介紹。
觸摸感測裝置700對觸摸面板210包括的多個觸摸感測單元210_1~210_M進行感測，其中M為正整數。
在本發明的實施例中，觸摸感測裝置700可包括一一對應的多個觸摸感測電路(710_1~710_N)和多個運算單元(712_1~712_N)，N為正整數。每個觸摸感測電路具有與其對應的觸摸感測單元。例如，每個觸摸感測電路均對應一個觸摸感測單元，或均對應多個觸摸感測單元。
當觸摸感測電路被選擇為向觸摸感測單元施加第一觸摸激勵訊號或第二觸摸激勵訊號時，該觸摸感測電路(例如第7B圖中的觸摸感測電路-2)的第一端接收觸摸激勵訊號(TX1)，第二端向對應的觸摸感測單元施加觸摸激勵訊號(TX1)並接收來自對應的觸摸感測單元的觸摸感測訊號，從輸出端輸出第一輸出訊號。
當觸摸感測電路被選擇為向觸摸感測單元施加觸摸基準訊號時，該觸摸感測電路的第一端接收觸摸基準訊號(DC/TX2)，第二端向對應的觸摸感測單元施加觸摸基準訊號(DC/TX2)並接收來自對應的觸摸感測單元的基準感測訊號，從輸出端輸出第二輸出訊號，其中，觸摸基準訊號(DC/TX2)與觸摸激勵訊號(TX1)是不同的訊號。
例如，觸摸激勵訊號為第一可變訊號(例如，幅值、頻率可變的訊號)，並且所述觸摸基準訊號為一直流訊號或者與第一可變訊號不同的第二可變訊號。
對於觸摸激勵訊號和觸摸基準訊號的選擇，在觸摸激勵訊號為第一可變訊號，並且所述觸摸基準訊號為一直流訊號時，觸摸感測電路-1輸出的第二輸出訊號僅包括噪聲訊號，而觸摸感測電路-2輸出的第一輸出訊號包括噪聲訊號和第一觸控訊號，因此，如將在後文所描述的，當該觸摸感測電路-2對應的運算單元將第一輸出訊號和第二輸出訊號相減時，則運算單元輸出的訊號僅包括第一觸控訊號。在觸摸激勵訊號為第一可變訊號，並且所述觸摸基準訊號為第二可變訊號時，觸摸感測電路-1輸出的第二輸出訊號包括噪聲訊號和第二觸控訊 號，而觸摸感測電路-2輸出的第一輸出訊號包括噪聲訊號和第一觸控訊號，因此，如將在後文所描述的，當該觸摸感測電路-2對應的運算單元將第一輸出訊號和第二輸出訊號相減時，則運算單元輸出的訊號為第一觸控訊號對應的電壓和電流訊號與第二觸控訊號對應的電壓和電流訊號的差值訊號。同時，將第二可變訊號設置為不同於第一可變訊號，可以更好地適用於觸摸感測單元的自電容值不等的情況。這在參考圖3-5所描述的內容中已詳細描述，因此這裏不再重複。
觸摸感測電路-2或觸摸感測電路-1可以均對應一個觸摸感測單元，或可以均對應相同數量的多個觸摸感測單元。例如，每個觸摸感測電路-2可以僅對應一個觸摸感測單元(即，向其施加觸摸激勵訊號並從其獲取觸摸感測訊號)，且所述觸摸感測電路-2對應的觸摸感測電路-1可以對應另一個觸摸感測單元。例如，每個觸摸感測電路-2可以對應同一行或一列上的觸摸感測單元，而相應地，所述觸摸感測電路-2對應的觸摸感測電路-1可以對應另一行或一列上的觸摸感測單元。
因此，在這種情況下，第7B圖示出了觸摸感測電路(一對)與運算單元的更多細節。如第7B圖所示，觸摸感測電路-2包括緩衝器(BUF1)和第一組開關(S1_1...S1_P)，且觸摸感測電路-1包括緩衝器(BUF2)和第二組開關(S2_1...S2_P)，第一組開關中的開關數量與第二組開關中的開關數量相同，第一組開關中的開關的第一端均連接到同一個觸摸感測電路-2的緩衝器的第二端，第一組開關中的開關的第二端按一對一連接方式分別連接到與該觸摸感測電路-2對應的各個觸摸感測單元，該觸摸感測電路-2的緩衝器的第一端和輸出端分別作為該觸摸感測電路-2的第一端和輸出端。第二組開關中的開關的第一端均連接到同一個觸摸感測電路-1的緩衝器的第二端，第二組開關中的開關的第二端按一對一連接方式分別連接到與該觸摸感測電路-1對應的各個觸摸感測單元，該觸摸感測電路-1的緩衝器的第一端和輸出端分別作為所述觸摸感測電路-1的第一端和 輸出端。
可以通過對第一組或第二組中的各個開關同時進行開關控制或者依序進行開關控制而實現對各個觸摸感測單元的觸摸激勵訊號或觸摸基準訊號的同時或分時施加以及同時或分時接收感測訊號。
多個運算單元(712_1~712_N)根據第一數量的第一輸出訊號與第二數量的第二輸出訊號，計算得到每個觸摸感測電路-2與對應的觸摸感測電路-1的輸出訊號的差值訊號，所述差值訊號關聯於該觸摸感測電路-2與對應的觸摸感測電路-1所感測到的電容差值。
例如，觸摸感測電路-2向對應的一個運算單元提供第一輸出訊號，並且該觸摸感測電路-2對應的觸摸感測電路-1也會向該觸摸感測電路-1對應的一個運算單元以及向該觸摸感測電路-2對應的運算單元提供第二輸出訊號，該觸摸感測電路-2對應的運算單元將該第一輸出訊號與第二輸出訊號相減，得到差值訊號。該差值訊號的值關聯於該觸摸感測電路-2與對應的觸摸感測電路-1所感測到的電容差值，因此該差值訊號可以被用於得到電容差值，如上下文所描述的由數位處理單元以及後續控制器的操作。
如前面所述，在一些情況下，對於一對觸摸感測電路-2和觸摸感測電路-1，它們各自對應的觸摸感測單元的觸摸電極的接觸墊面積可能並不相等，因此該觸摸感測電路-2對應的運算單元需要將對應的觸摸感測電路-1輸出的第二輸出訊號與預設係數相乘，並且將所述第一輸出訊號和與所述預設係數相乘之後的第二輸出訊號進行相減，得到所述差值訊號，其中如前面所述，所述預設係數與該觸摸感測電路-2以及觸摸感測電路-1各自對應的觸摸感測單元的觸摸電極的接觸墊面積之間的比值相關。
此外，在該觸摸感測電路-2接收的觸摸激勵訊號與對應的觸摸感測電路-1接收的觸摸基準訊號為相位相同、幅值不同的兩個可變訊號時，所述兩個 可變訊號的幅值的比值與該觸摸感測電路-2以及該對應的觸摸感測電路-1各自對應的觸摸感測單元的觸摸電極的接觸墊面積之間的比值相關。
例如，第一輸出訊號和第二輸出訊號可以為電壓訊號，因此如第7B圖所示，每個運算單元包括減法器電路，該減法器電路的兩個輸入端接收觸摸感測電路-2輸出的第一輸出訊號與對應的觸摸感測電路-1輸出的第二輸出訊號以將其進行相減，以輸出差值訊號，差值訊號的值等於第一輸出訊號的值與第二輸出訊號的值的差。
又例如，第一輸出訊號和第二輸出訊號可以為電流訊號，因此如第7B圖所示，每個運算單元包括電流鏡電路，該電流鏡電路的輸入端接收第二輸出訊號，並得到負極性的第二輸出訊號；以及該電流鏡電路的輸出端將第一輸出訊號與負極性的第二輸出訊號進行疊加後輸出。
同樣的，由於運算單元輸出的都是類比訊號，因此在一些實施例中可以將它們轉換為數位訊號。觸摸感測裝置700將這些數位訊號提供給後續控制器等進行處理以確定每對觸摸感測電路感測到的電容差值，進而確定觸摸位置。
因此，觸摸感測裝置700還包括與多個觸摸感測電路(710_1~710_N)和多個運算單元(712_1~712_N)一一對應的多個數位處理單元(714_1~714_N)，用於對運算單元輸出的訊號進行數位處理，並最終輸出數位訊號DATA1~DATAN。
每個數位處理單元可以用於進行例如類比數位轉換以及其他數位處理，因此可以例如包括類比數位轉換器(ADC)以及數位後端(DBE)(數位後端包括相關的特定功能性的數位處理電路，也可以省略，本發明並不加以限制)。
同樣地，為了消除後續數位處理過程中引入的殘值噪聲，因此還可以對觸摸感測裝置700進行如下配置。
對於一對觸摸感測電路-1和觸摸感測電路-2，該觸摸感測電路-1對應 的運算單元用於基於該觸摸感測電路-1輸出的噪聲殘值訊號，該觸摸感測電路-1對應的數位處理單元將噪聲殘值訊號處理為第一數位訊號；該觸摸感測電路-2對應的運算單元用於得到該觸摸感測電路-2輸出的第一輸出訊號以及對應的觸摸感測電路-1輸出的第二輸出訊號，並計算得到差值訊號，該觸摸感測電路-2對應的數位處理單元將該差值訊號處理為第二數位訊號。
所述第二數位訊號與第一數位訊號被提供至控制器，控制器可以將兩者進行相減，以得到數位差值訊號，所述數位差值訊號不再包括噪聲殘值，並且關聯於該觸摸感測電路-2與對應的觸摸感測電路-1所感測到的電容差值。
根據本發明的又一方面，還提供了一種電子設備，該電子設備包括觸摸面板，觸摸感測裝置以及控制器。觸摸面板包括多個觸摸感測單元。觸摸感測裝置可以是參考第7A圖-7B描述的觸摸感測裝置700。控制器基於從觸摸感測裝置提供的訊號而且確定觸摸位置，例如基於數位訊號而確定觸摸感測裝置中的各對觸摸感測電路感測到的多個電容差值，以基於各個電容差值確定觸摸位置。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
300:方法
S301-S305:步驟

Claims (35)

  1. 一種用於觸摸面板的觸摸感測方法，所述觸摸面板包括多個觸摸感測單元，所述觸摸感測方法包括：從所述多個觸摸感測單元選擇一部分作為多個待測觸摸感測單元，並對所述多個待測觸摸感測單元施加第一觸摸激勵訊號以得到多個第一觸摸感測訊號，從所述多個第一觸摸感測訊號得到多個差分感測訊號；從所述多個觸摸感測單元選擇至少一個作為基準觸摸感測單元，並對所述基準觸摸感測單元施加觸摸基準訊號以得到至少一個基準感測訊號；從所述多個待測觸摸感測單元選擇至少一個作為預處理觸摸感測單元，並對所述預處理觸摸感測單元施加第二觸摸激勵訊號，以得到至少一個第二觸摸感測訊號；從所述至少一個基準感測訊號與所述至少一個第二觸摸感測訊號得到至少一個電容感測訊號；以及根據所述多個差分感測訊號和所述至少一個電容感測訊號，獲取所述多個待測觸摸感測單元的電容值，其中，在第一時段，對所述多個待測觸摸感測單元施加所述第一觸摸激勵訊號；在第二時段，對所述預處理觸摸感測單元施加所述第二觸摸激勵訊號並對所述基準觸摸感測單元施加所述觸摸基準訊號；其中，所述第一時段與所述第二時段不重疊。
  2. 如請求項1所述的觸摸感測方法，其中，每個差分感測訊號與所述多個待測觸摸感測單元中的兩個待測觸摸感測單元所對應的電容值的差值相關聯；所述電容感測訊號與所述預處理觸摸感測單元所對應的電容值相關聯。
  3. 如請求項1所述的觸摸感測方法，其中，所述多個觸摸感測單元為陣列布置的所述多個觸摸感測單元，其中，從所述多個觸摸感測單元選擇一部分作為多個待測觸摸感測單元還包括：從所述多個觸摸感測單元選擇位於同一列的所述觸摸感測單元作為所述多個待測觸摸感測單元；從所述多個觸摸感測單元選擇至少一個作為基準觸摸感測單元還包括：從所述多個觸摸感測單元選擇位於與所述多個待測觸摸感測單元不同列的至少一個觸摸感測單元作為所述基準觸摸感測單元。
  4. 如請求項1所述的觸摸感測方法，其中，所述多個觸摸感測單元為陣列布置的多個觸摸感測單元，其中，所述從所述多個觸摸感測單元選擇一部分作為多個待測觸摸感測單元還包括：從所述多個觸摸感測單元選擇位於同一列的所述觸摸感測單元作為所述多個待測觸摸感測單元；從所述多個觸摸感測單元選擇至少一個作為基準觸摸感測單元還包括：從所述多個觸摸感測單元選擇位於與所述多個待測觸摸感測單元相同列的至少一個觸摸感測單元作為所述基準觸摸感測單元。
  5. 如請求項3所述的觸摸感測方法，其中，所述從所述多個待測觸摸感測單元選擇至少一個作為所述預處理觸摸感測單元還包括：從所述多個待測觸摸感測單元選擇與所述至少一個基準觸摸感測單元位於相同行的至少一個待測觸摸感測單元作為所述預處理觸摸感測單元。
  6. 如請求項3所述的觸摸感測方法，其中，從所述多個待測觸摸感測單元選擇至少一個作為預處理觸摸感測單元還包括：從所述多個待測觸摸感測單元選擇與所述至少一個基準觸摸感測單元 位於不同行的至少一個待測觸摸感測單元作為所述預處理觸摸感測單元。
  7. 如請求項1所述的觸摸感測方法，其中，所述基準觸摸感測單元相鄰於所述預處理觸摸感測單元。
  8. 如請求項1所述的觸摸感測方法，其中，所述基準觸摸感測單元與所述預處理觸摸感測單元不相鄰。
  9. 如請求項3所述的觸摸感測方法，其中，所述基準觸摸感測單元所在的行是所述多個觸摸感測單元組成的陣列的最上端的行或最下端的行。
  10. 如請求項1所述的觸摸感測方法，其中，所述至少一個基準感測訊號的數量為第一數量，所述至少一個第二觸摸感測訊號的數量為第二數量，所述第一數量等於所述第二數量；所述至少一個基準感測訊號與所述至少一個第二觸摸感測訊號組成所述第一數量的訊號組合，每個訊號組合包括一個基準感測訊號和一個第二觸摸感測訊號，並且每個訊號組合得到一個電容感測訊號。
  11. 如請求項1所述的觸摸感測方法，其中，所述至少一個基準感測訊號的數量為第一數量，所述至少一個第二觸摸感測訊號的數量為第二數量，所述第二數量為所述第一數量的第三數量倍；所述至少一個基準感測訊號與所述至少一個第二觸摸感測訊號組成所述第一數量的訊號組合，每個訊號組合包括一個所述基準感測訊號和第三數量的所述第二觸摸感測訊號，並且每個訊號組合得到所述第三數量的所述電容感測訊號。
  12. 如請求項1所述的觸摸感測方法，其中，所述觸摸基準訊號與所述第二觸摸激勵訊號的訊號波形相同。
  13. 如請求項1所述的觸摸感測方法，其中，所述觸摸基準訊號與所述第二觸摸激勵訊號的訊號波形不同。
  14. 如請求項1所述的觸摸感測方法，其中，所述觸摸基準訊號為直流訊號。
  15. 如請求項1所述的觸摸感測方法，其中，所述觸摸感測單元為自電容觸摸感測單元，其中，通過所述觸摸感測電路向所述觸摸感測單元施加所述第一觸摸激勵訊號、所述第二觸摸激勵訊號、或所述觸摸基準訊號，所述觸摸感測電路包括第一運算放大器。
  16. 如請求項1所述的觸摸感測方法，其中，所述觸摸感測單元為互電容觸摸感測單元，其中，通過所述觸摸感測電路向所述觸摸感測單元的第一電極施加所述第一觸摸激勵訊號、所述第二觸摸激勵訊號、或所述觸摸基準訊號，所述觸摸感測電路包括第一運算放大器。
  17. 如請求項1所述的觸摸感測方法，其中通過多個運算單元從所述多個第一觸摸感測訊號得到多個差分感測訊號、或從至少一個基準感測訊號與所述至少一個第二觸摸感測訊號得到至少一個電容感測訊號。
  18. 如請求項17所述的觸摸感測方法，其中，所述多個運算單元中包括第一運算單元和第二運算單元；所述第一運算單元和所述第二運算單元的輸入訊號中具有一個共同的第一觸摸感測訊號。
  19. 一種用於觸摸面板的觸摸感測方法，所述觸摸面板包括多個觸摸感測單元，所述觸摸感測方法包括：從所述多個觸摸感測單元選擇一部分作為多個待測觸摸感測單元並從所述多個觸摸感測單元中選擇至少一個作為基準觸摸感測單元；對所述多個待測觸摸感測單元施加觸摸激勵訊號以得到多個第一觸摸感測 訊號，並對至少一個所述基準觸摸感測單元施加觸摸基準訊號以得到至少一個基準感測訊號；從所述多個第一觸摸感測訊號得到多個差分感測訊號；從所述多個第一觸摸感測訊號中選擇至少一個作為至少一個第二觸摸感測訊號；從所述至少一個第二觸摸感測訊號和所述至少一個基準感測訊號得到至少一個電容感測訊號；以及根據所述多個差分感測訊號和所述至少一個電容感測訊號，獲取所述多個觸摸感測單元的電容值，其中，所述觸摸基準訊號為直流訊號。
  20. 如請求項19所述的觸摸感測方法，其中，在第一時段對所述多個待測觸摸感測單元施加所述觸摸激勵訊號；在第二時段對所述至少一個基準觸摸感測單元施加所述觸摸基準訊號；其中，所述第一時段與所述第二時段存在重疊的區間。
  21. 如請求項19所述的觸摸感測方法，其中，每個差分感測訊號與所述多個待測觸摸感測單元中的兩個待測觸摸感測單元所對應的電容值的差值相關聯；所述電容感測訊號與所述第二觸摸感測訊號所對應的待測觸摸感測單元所對應的電容值相關聯。
  22. 如請求項19所述的觸摸感測方法，其中，所述多個觸摸感測單元為陣列布置的所述多個觸摸感測單元，所述從所述多個觸摸感測單元選擇一部分作為多個待測觸摸感測單元還包括：從所述多個觸摸感測單元選擇位於同一列的觸摸感測單元作為所述多 個待測觸摸感測單元；從所述多個觸摸感測單元選擇至少一個作為基準觸摸感測單元還包括：從所述多個觸摸感測單元選擇位於與所述多個待測觸摸感測單元不同列的至少一個觸摸感測單元作為所述基準觸摸感測單元。
  23. 如請求項19所述的觸摸感測方法，其中，所述多個觸摸感測單元為陣列布置的所述多個觸摸感測單元，所述從所述多個觸摸感測單元選擇一部分作為多個待測觸摸感測單元還包括：從所述多個觸摸感測單元選擇位於同一列的觸摸感測單元作為所述多個待測觸摸感測單元；從所述多個觸摸感測單元選擇至少一個作為基準觸摸感測單元還包括：從所述多個觸摸感測單元選擇位於與所述多個待測觸摸感測單元相同列的至少一個觸摸感測單元作為所述基準觸摸感測單元。
  24. 如請求項22所述的觸摸感測方法，其中，所述第二觸摸感測訊號所對應的待測觸摸感測單元與所述基準觸摸感測單元在同一行。
  25. 如請求項22所述的觸摸感測方法，其中，所述第二觸摸感測訊號所對應的待測觸摸感測單元與所述基準觸摸感測單元在不同行。
  26. 如請求項19所述的觸摸感測方法，其中，所述基準觸摸感測單元相鄰於所述第二觸摸感測訊號所對應的待測觸摸感測單元。
  27. 如請求項19所述的觸摸感測方法，其中，所述基準觸摸感測單元與所述第二觸摸感測訊號所對應的待測觸摸感測單元不相鄰。
  28. 如請求項22所述的觸摸感測方法，其中，所述基準觸摸感測單元所在的行是所述多個觸摸感測單元組成的陣列的最上端的行或最下端的行。
  29. 如請求項19所述的觸摸感測方法，其中，所述至少一個基準感測訊號的數量為第一數量，所述至少一個第二觸摸感測訊號的數量為第二數量，第一數量等於第二數量；所述至少一個基準感測訊號與所述至少一個第二觸摸感測訊號組成所述第一數量的訊號組合，每個訊號組合包括一個所述基準感測訊號和一個所述第二觸摸感測訊號，並且每個訊號組合得到一個所述電容感測訊號。
  30. 如請求項19所述的觸摸感測方法，其中，所述至少一個基準感測訊號的數量為第一數量，所述至少一個第二觸摸感測訊號的數量為第二數量，第二數量為第一數量的第三數量倍；所述至少一個基準感測訊號與所述至少一個第二觸摸感測訊號組成所述第一數量的訊號組合，每個訊號組合包括一個所述基準感測訊號和所述第三數量的所述第二觸摸感測訊號，並且每個訊號組合得到第三數量的所述電容感測訊號。
  31. 如請求項19所述的觸摸感測方法，其中，所述觸摸感測單元為自電容觸摸感測單元，其中，通過所述觸摸感測電路向所述觸摸感測單元施加所述第一觸摸激勵訊號、第二觸摸激勵訊號、或觸摸基準訊號，所述觸摸感測電路包括第一運算放大器。
  32. 如請求項19所述的觸摸感測方法，其中，所述觸摸感測單元為互電容觸摸感測單元，其中，通過所述觸摸感測電路向所述觸摸感測單元的第一電極施加所述第一觸摸激勵訊號、第二觸摸激勵訊號、或觸摸基準訊號，所述觸摸感測電路包括第一運算放大器。
  33. 如請求項19所述的觸摸感測方法，其中通過多個運算單元從 所述多個第一觸摸感測訊號得到多個所述差分感測訊號、或從所述至少一個基準感測訊號與所述至少一個第二觸摸感測訊號得到所述至少一個電容感測訊號。
  34. 如請求項33所述的觸摸感測方法，其中，所述多個運算單元中包括第一運算單元和第二運算單元；所述第一運算單元和所述第二運算單元的輸入訊號中具有一個共同的所述第一觸摸感測訊號。
  35. 一種電子設備，包括：觸摸面板；觸摸感測裝置，所述觸摸感測裝置包括多個觸摸感測電路、多個運算單元、多個數位處理單元，所述觸摸感測裝置被配置為執行如請求項1-34所述的觸摸感測方法，以及控制器，被配置為基於所述多個待測觸摸感測單元的電容值確定觸摸位置。
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