本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電容檢測(cè)電路、補(bǔ)償方法及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的電容式觸摸技術(shù)可分為自容式(self-capacitance)和互容式(mutual-capacitance)。自容式檢測(cè)所需sensor少、速度快而互容式可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸。為了更好地滿足市場(chǎng)的需求，自互一體的觸摸檢測(cè)方式是未來的發(fā)展方向。利用自容的快速檢測(cè)進(jìn)行模糊定位，再利用互容的方式進(jìn)行精確定位，抗干擾性也更強(qiáng)。

圖1是一觸控面板的示意圖，其中觸控面板包含垂直通道x1～xm、水平通道y1～yn及觸摸檢測(cè)單元110。在互容式掃描中垂直通道x1～xm作為驅(qū)動(dòng)線，而水平通道y1～yn作為感應(yīng)線，觸摸檢測(cè)單元110通過判斷驅(qū)動(dòng)線x和感應(yīng)線y之間的互電容是否有變化來判斷是否有觸摸發(fā)生。在自容式掃描中x1～xm和y1～yn均作為感應(yīng)線，觸摸檢測(cè)單元110通過檢測(cè)通道對(duì)地的電容值有無變化來判斷是否有觸摸發(fā)生。

本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：在對(duì)應(yīng)的自容式掃描中，由于觸控面板上通道間或者電路走線的互容，會(huì)導(dǎo)致非掃描狀態(tài)下的通道(亦稱閑時(shí)通道)上的干擾會(huì)通過互容給正在掃描的通道帶來干擾，進(jìn)而影響對(duì)被掃描通道上電容變化的判斷，并且這種由于走線長(zhǎng)短和制作工藝上的差異而產(chǎn)生的干擾很難從算法上給予糾正，因此會(huì)對(duì)芯片的整體性能造成影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施方式的目的在于提供一種電容檢測(cè)電路、補(bǔ)償方法及電子設(shè)備，通過增加1個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路令非掃描狀態(tài)下的通道上的電壓與掃描狀態(tài)下的通道上的電壓保持一致，從而可以消除通道間或電路走線的互容干擾，提高芯片的整體性能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種電容檢測(cè)電路，包括：由l個(gè)通道構(gòu)成的電容傳感陣列、掃描通道驅(qū)動(dòng)單元觸摸檢測(cè)單元、閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元以及控制單元；其中，l為大于1的正整數(shù)；各所述通道均連接于所述觸摸檢測(cè)單元，且各所述通道還連接于所述閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元；所述觸摸檢測(cè)單元以及閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元均連接于所述控制單元；所述控制單元用于在自容模式下控制所述觸摸檢測(cè)單元向至少一通道施加掃描信號(hào)時(shí)，控制所述閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元向至少部分當(dāng)前未被掃描的通道施加激勵(lì)信號(hào)；其中，所述激勵(lì)信號(hào)的電壓和所述掃描信號(hào)的電壓基本相同。

本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種電容檢測(cè)電路的補(bǔ)償方法，應(yīng)用于如前所述的電容檢測(cè)電路，所述電容檢測(cè)電路補(bǔ)償方法包括：在自容模式下向至少一通道施加掃描信號(hào)時(shí)，同時(shí)向至少部分當(dāng)前未被掃描的通道施加激勵(lì)信號(hào)；其中，所述激勵(lì)信號(hào)和所述掃描信號(hào)的電壓基本相同。

本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種電子設(shè)備，包括如前所述的電容檢測(cè)電路。

本發(fā)明實(shí)施方式相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，電容檢測(cè)電路包括觸摸檢測(cè)單元、閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元以及控制單元，在自容模式下，控制單元在控制觸摸檢測(cè)單元向通道施加掃描信號(hào)時(shí)，還控制閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元向至少部分當(dāng)前未被掃描的通道(亦稱閑時(shí)通道)施加激勵(lì)信號(hào)，且激勵(lì)信號(hào)的電壓和掃描信號(hào)的電壓基本相同，由于至少部分閑時(shí)通道被施加了激勵(lì)信號(hào)且激勵(lì)信號(hào)與掃描信號(hào)的電壓基本相同，所以被施加了激勵(lì)信號(hào)的該至少部分閑時(shí)通道不會(huì)對(duì)當(dāng)前正在被掃描的通道產(chǎn)生干擾，從而可以提高自容模式下觸控芯片的整體性能。

另外，所述閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元包括：p個(gè)緩沖器以及多個(gè)開關(guān)；其中p為小于或者等于l的正整數(shù)；各所述開關(guān)均連接于所述控制單元，且各所述通道均通過所述開關(guān)連接于緩沖器；所述控制單元用于控制與至少部分未被掃描的通道相連的開關(guān)導(dǎo)通，以使得所述閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元向所述至少部分未被掃描的通道施加激勵(lì)信號(hào)，所述控制單元還用于控制與被掃描的通道相連的開關(guān)斷開。

另外，所述p等于1。采用較少數(shù)目的緩沖器，有利于減小芯片的尺寸。

另外，所述p大于1且小于等于所述l。采用較多數(shù)目的緩沖器，有利于保證閑時(shí)驅(qū)動(dòng)單元提供的激勵(lì)信號(hào)的精確性。

另外，所述緩沖器為單位增益緩沖器。單位增益緩沖器技術(shù)成熟，易于實(shí)現(xiàn)。

另外，所述控制單元用于在控制所述觸摸檢測(cè)單元向至少一通道施加掃描信號(hào)時(shí)，控制所述閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元向當(dāng)前未被掃描的全部通道施加激勵(lì)信號(hào)。通過向當(dāng)前未被掃描的全部通道施加激勵(lì)信號(hào)，不僅控制簡(jiǎn)單，而且且可以最大程度消除干擾。

另外，所述控制單元用于在控制所述觸摸檢測(cè)單元向至少一通道施加掃描信號(hào)時(shí)，控制所述閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元向與當(dāng)前被掃描的通道滿足預(yù)設(shè)關(guān)系的當(dāng)前未被掃描的通道施加激勵(lì)信號(hào)。

另外，所述預(yù)設(shè)關(guān)系為：當(dāng)前未被掃描的通道位于當(dāng)前被掃描的通道附近。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中觸控面板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中觸控面板的通道之間的互容結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是現(xiàn)有技術(shù)觸控面板的電容檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式電容檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的多個(gè)通道共用一個(gè)緩沖器的電容檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元中具有多個(gè)緩沖器時(shí)電容檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的電容檢測(cè)電路的補(bǔ)償方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明各實(shí)施方式中，為了使讀者更好地理解本申請(qǐng)而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)所要求保護(hù)的技術(shù)方案。

如圖1、2、3所示，現(xiàn)有的自互一體的觸控面板包括：垂直通道x1～xm、水平通道y1～yn及觸摸檢測(cè)單元110，其中垂直通道和水平通道排列成觸控面板的電容傳感陣列。在互容模式下，垂直通道x1～xm作為驅(qū)動(dòng)線，而水平通道y1～yn作為感應(yīng)線，觸摸檢測(cè)單元110通過判斷驅(qū)動(dòng)線x和感應(yīng)線y之間的互電容是否有變化來判斷是否有觸摸發(fā)生。在自容模式下，垂直通道x1～xm和水平通道y1～yn均作為感應(yīng)線(亦稱感應(yīng)通道)，觸摸檢測(cè)單元110通過檢測(cè)感應(yīng)通道對(duì)地的電容值有無變化來判斷是否有觸摸發(fā)生。假設(shè)觸摸的區(qū)域在通道xi和yj的交接處，圖2示出了該觸摸區(qū)域的寄生電容的情況。垂直通道xi和水平通道yj存在對(duì)地寄生自電容，且xi和yj之間存在寄生互電容。自容模式下，通過檢測(cè)xi和yj對(duì)地自電容的變化情況來判斷是否有觸摸。由圖2可知，垂直通道xi上的干擾會(huì)通過寄生互電容干擾到水平通道yj的檢測(cè)，同理水平通道yj也會(huì)對(duì)垂直通道xi的檢測(cè)產(chǎn)生干擾。通過以上描述說明了垂直通道和水平通道之間的相互干擾的情況。

接著，結(jié)合圖3說明垂直通道和垂直通道、水平通道和水平通道之間存在的干擾情況。為方便說明，圖3包含觸控面板電容檢測(cè)電路的3個(gè)通道及觸摸檢測(cè)單元110。在圖3中，垂直通道xi是被掃描通道，xi-1及xi+1是xi的相鄰?fù)ǖ狼襵i-1及xi+1在xi被掃描時(shí)處于空閑狀態(tài)(即未被掃描狀態(tài))。csi是通道xi的對(duì)地電容，csi-1是通道xi-1的對(duì)地電容，csi+1是通道xi+1的對(duì)地電容。cm1是通道xi與通道xi-1間的互電容，cm2是通道xi與通道xi+1間的互電容。加在csi上的掃描信號(hào)vai通過電荷守恒定律反映到輸出信號(hào)vo(圖未示)上，通過輸出信號(hào)vo的變化即可檢測(cè)到被掃描通道電容csi值的變化。若此時(shí)有干擾加在vai-1或vai+1上，cm1和cm2上的電荷也會(huì)發(fā)生變化，且cm1和cm2上的變化最終會(huì)通過電荷守恒定律反映到輸出信號(hào)vo上，最終干擾檢測(cè)結(jié)果。應(yīng)當(dāng)理解，垂直通道和垂直通道之間以及電路走線之間也存在干擾，同樣會(huì)對(duì)自容模式下的輸出信號(hào)產(chǎn)生影響，此處不再贅述。

針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施方式通過增加一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)單元令非掃描狀態(tài)下的通道上的電壓與掃描狀態(tài)下的通道上的電壓保持一致，從而可以達(dá)到消除通道間或電路走線的互容干擾的目的，提高觸控檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。

本發(fā)明第一實(shí)施方式涉及一種電容檢測(cè)電路，可應(yīng)用于觸控面板，該觸控面板可應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦、個(gè)人數(shù)字助理、車載影音以及可穿戴式電子設(shè)備等，本發(fā)明對(duì)電容檢測(cè)電路的應(yīng)用場(chǎng)景不做具體限制。

如圖4所示，第一實(shí)施方式的電容檢測(cè)電路包括：由l個(gè)通道構(gòu)成的電容傳感陣列、觸摸檢測(cè)單元110、閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元120以及控制單元100。各通道均連接于觸摸檢測(cè)單元110，且各通道還連接于閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元120。觸摸檢測(cè)單元110以及閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元120均連接于控制單元100。控制單元100用于在自容模式下控制觸摸檢測(cè)單元110向至少一通道施加掃描信號(hào)時(shí)，控制閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元120向至少部分當(dāng)前未被掃描的通道施加激勵(lì)信號(hào)。其中，激勵(lì)信號(hào)的電壓和掃描信號(hào)的電壓基本相同。

本實(shí)施方式中，l為大于1的正整數(shù)。參考圖4，l等于垂直通道x的數(shù)目與水平通道y的數(shù)目之和，即l＝m+n。本實(shí)施方式對(duì)于通道的數(shù)目以及排列方式均不做具體限制。對(duì)于自互一體的觸控面板而言，在互容模式下，垂直通道x1～xm作為驅(qū)動(dòng)線，此時(shí)垂直通道可稱為驅(qū)動(dòng)通道，水平通道y1～yn作為感應(yīng)線，此時(shí)水平通道可稱為感應(yīng)通道。在自容模式下，垂直通道x1～xm以及水平通道y1～yn均作為感應(yīng)線。其中，垂直通道x1～xm以及水平通道y1～yn均連接于觸摸檢測(cè)單元110，且各通道同時(shí)連接于閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元120。其中，觸摸檢測(cè)單元110在控制單元100的控制下向1個(gè)或者多個(gè)通道施加掃描信號(hào)，閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元120在控制單元100的控制下向至少部分閑時(shí)通道施加激勵(lì)信號(hào)。

本實(shí)施方式中，閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元包括：p個(gè)緩沖器(buffer，簡(jiǎn)稱buf)以及多個(gè)開關(guān)，其中p為小于或者等于l的正整數(shù)。各開關(guān)均連接于控制單元，且各通道均通過開關(guān)連接于緩沖器。緩沖器亦稱為電壓跟隨器，緩沖器用于將電容檢測(cè)電路安裝至的電子設(shè)備提供的標(biāo)準(zhǔn)電壓轉(zhuǎn)換成用于驅(qū)動(dòng)閑時(shí)通道的激勵(lì)信號(hào)，且緩沖器使得驅(qū)動(dòng)閑時(shí)通道的激勵(lì)信號(hào)的電壓與掃描信號(hào)的電壓基本相同。具體地，緩沖器可以采用單位增益緩沖器，其為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，因此此處不再詳述其具體結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式的開關(guān)用于在控制單元的控制下接通或者斷開緩沖器的激勵(lì)信號(hào)，具體地，各通道可以分別通過一個(gè)開關(guān)連接于緩沖器?？刂茊卧糜诳刂浦辽俨糠峙c未被掃描的通道相連的開關(guān)導(dǎo)通以使得閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元向該些至少部分未被掃描的通道施加激勵(lì)信號(hào)，控制單元還用于控制與被掃描的通道相連的開關(guān)斷開。需要說明的是，可以根據(jù)電容檢測(cè)電路的實(shí)際需求設(shè)置合理數(shù)目的緩沖器，其中，隨著緩沖器數(shù)目的增加，電容檢測(cè)電路的芯片的尺寸會(huì)相應(yīng)增加，同時(shí)，單個(gè)緩沖器驅(qū)動(dòng)的通道的數(shù)目會(huì)減少，有利于閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元提供更為精確的激勵(lì)信號(hào)。本實(shí)施方式中，閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元采用1個(gè)緩沖器，這樣，各開關(guān)均連接于該緩沖器，因此，本實(shí)施方式通過使用數(shù)目最少的緩沖器，可以最大程度減少芯片尺寸。如圖5所示，本發(fā)明將全部通道均接在1個(gè)緩沖器buf1上，buf1使vai和vai-1及va+1上的電壓基本一致，這樣寄生互電容cm1和cm2在檢測(cè)前后均無電荷變化，也就無法影響輸出信號(hào)vo了。

值得一提的是，控制單元100用于在控制觸摸檢測(cè)單元110向至少一通道施加掃描信號(hào)時(shí)，還可以控制閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元120向與當(dāng)前被掃描的通道滿足預(yù)設(shè)關(guān)系的當(dāng)前未被掃描的通道施加激勵(lì)信號(hào)。其中，該預(yù)設(shè)關(guān)系可以為：當(dāng)前未被掃描的通道位于當(dāng)前被掃描的通道附近。例如，當(dāng)前未被掃描的通道位于當(dāng)前被掃描的通道的上下或者左右。

本實(shí)施方式通過在現(xiàn)有電容檢測(cè)電路的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元，在自容模式下，在觸摸檢測(cè)單元進(jìn)行掃描時(shí)，通過控制單元控制閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元對(duì)全部閑時(shí)通道施加與掃描信號(hào)基本相同的激勵(lì)信號(hào)，從而消除了正在被掃描的通道周圍的通道所帶來的干擾，進(jìn)而可提高電容檢測(cè)電路的整體性能。

本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及一種電容檢測(cè)電路。第二實(shí)施方式與第一實(shí)施方式大致相同，主要區(qū)別之處在于：在第一實(shí)施方式中，閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元由1個(gè)緩沖器和多個(gè)開關(guān)組成，而在本發(fā)明第二實(shí)施方式中，閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元中的緩沖器有多個(gè)。通過數(shù)目較多的緩沖器同時(shí)為閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元提供激勵(lì)信號(hào)，可以保證激勵(lì)信號(hào)的精確性。

如圖6所示，本實(shí)施方式的電容檢測(cè)電路的閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元包括：多個(gè)緩沖器(例如buf1以及buf2)。當(dāng)緩沖器的數(shù)目為多個(gè)時(shí)，各緩沖器上連接的通道的數(shù)目可以基本相同，這樣，使得各緩沖器的負(fù)載較為平均。

本實(shí)施方式相對(duì)于第一實(shí)施方式而言，通過適當(dāng)增加緩沖器的數(shù)目，可保證閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元能夠提供較為精確的激勵(lì)信號(hào)。

值得一提的是，本實(shí)施方式中所涉及到的各模塊均為邏輯模塊，在實(shí)際應(yīng)用中，一個(gè)邏輯單元可以是一個(gè)物理單元，也可以是一個(gè)物理單元的一部分，還可以以多個(gè)物理單元的組合實(shí)現(xiàn)。此外，為了突出本發(fā)明的創(chuàng)新部分，本實(shí)施方式中并沒有將與解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問題關(guān)系不太密切的單元引入，但這并不表明本實(shí)施方式中不存在其它的單元。

本發(fā)明第三實(shí)施方式涉及一種電容檢測(cè)電路補(bǔ)償方法，應(yīng)用于如第一或者第二實(shí)施方式所述的電容檢測(cè)電路。如圖7所示，包括步驟701以及步驟702。

步驟701：在自容模式下判斷是否向至少一通道施加掃描信號(hào)，若是，則執(zhí)行步驟702，若否，則返回步驟701。

其中，對(duì)于自互一體的觸控面板而言，可以先判斷電容檢測(cè)電路當(dāng)前是否工作于自容模式。

步驟702：在向至少一通道施加掃描信號(hào)的同時(shí)向至少部分當(dāng)前未被掃描的通道施加激勵(lì)信號(hào)，其中，激勵(lì)信號(hào)和掃描信號(hào)的電壓基本相同。

其中，可以同時(shí)向全部未被掃描的通道施加激勵(lì)信號(hào)或者僅向與當(dāng)前正在被掃描的通道滿足預(yù)設(shè)關(guān)系的部分未被掃描的通道施加激勵(lì)信號(hào)，預(yù)設(shè)關(guān)系例如為未被掃描的通道位于正在被掃描的通道的附近，具體地，未被掃描的通道位于正在被掃描的通道的上下或者左右兩側(cè)。

本實(shí)施方式相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，在電容檢測(cè)單路中增加了一個(gè)或者多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，并通過增加的驅(qū)動(dòng)電路向至少部分閑時(shí)通道施加與掃描信號(hào)基本相同的激勵(lì)信號(hào)，從而可以消除掃描通道周圍的電路對(duì)其產(chǎn)生的干擾，提高觸控檢測(cè)的可靠性。

不難發(fā)現(xiàn)，本實(shí)施方式為與第一實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)的方法實(shí)施例，本實(shí)施方式可與第一實(shí)施方式互相配合實(shí)施。第一實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實(shí)施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第一實(shí)施方式中。

上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實(shí)現(xiàn)時(shí)可以合并為一個(gè)步驟或者對(duì)某些步驟進(jìn)行拆分，分解為多個(gè)步驟，只要包含相同的邏輯關(guān)系，都在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)；對(duì)算法中或者流程中添加無關(guān)緊要的修改或者引入無關(guān)緊要的設(shè)計(jì)，但不改變其算法和流程的核心設(shè)計(jì)都在該專利的保護(hù)范圍內(nèi)。

本發(fā)明第四實(shí)施方式涉及一種電子設(shè)備。該電子設(shè)備包括如第一或者第二實(shí)施方式所述的電容檢測(cè)電路。該電子設(shè)備例如可以為智能手機(jī)、平板電腦、個(gè)人數(shù)字助理、車載影音等。本實(shí)施方式對(duì)于電子設(shè)備的不做具體限制。

本實(shí)施方式的電子設(shè)備由于在自容模式下增加了閑時(shí)通道驅(qū)動(dòng)單元，通過其向未被掃描的通道與掃描信號(hào)的電壓基本相同的激勵(lì)信號(hào)，從而可以提高電子設(shè)備的觸摸性能。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實(shí)施方式是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施例，而在實(shí)際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。