电容感测电路及自容式触控面板技术领域
本发明属于触摸屏技术领域，尤其涉及一种可消除通道之间串扰的电容感
测电路及自容式触控面板。
背景技术
随着科技日益进步，近年来各种电子产品的操作界面逐渐人性化。举例而
言，透过触控面板，使用者可直接以手指或触控笔在屏幕上操作、输入信息/
文字/图样，省去使用键盘或按键等输入设备的麻烦。实际上，触控面板通常
是由感应面板和设置于感应面板下方的显示器组成。电子产品是根据用户在感
应面板上所触碰的位置，以及当时显示器所呈现的画面，来判断该次触碰的意
思，并执行相对应的操作结果。
现有的电容式触控技术可分为自容式(Self-Capacitance)和互容式
(Mutual-Capacitance)两种。相较于互容式触控面板，自容式触控面板由制程较
单纯的单层电极结构实现，具有低成本的优点，因此被广泛应用在电子产品中。
自容式触控面板可由感测电路和多个以矩阵形式排列的通道所组成，感测电路
可感测这些通道的电气信号，并将之转换为数字形式的感应数据值，以判断触
碰事件。
详细来说，请参看图1，图1为一自容式触控面板10的示意图。自容式触
控面板10包含有垂直通道X1～Xm、水平通道Y1～Yn及感测电路100，垂直
信道X1～Xm和水平通道Y1～Yn以轴线交错(Axis Intersect)的方式排列成格
子网状的矩阵形式，每一通道可由多个电容感应单元所串接成的一维结构所形
成，由此检测每一通道的电容值，据以判断是否有触控事件发生。举例来说，
假设触碰发生前垂直信道Xa和水平信道Yb对地的电容值为Ca及Cb，当使用
者的手指接触到垂直信道Xa和水平信道Yb交界处某一电容感应单元时，即产
生电容变化量为△C，若感测电路100侦测到垂直信道Xa和水平信道Yb之电
容值为(Ca+△C)和(Cb+△C)时，即表示手指正在触摸垂直信道Xa和水平
信道Yb上的交界处。
现有技术中，由于电路走线或者其本身的互容，通道之间会存在有串扰效
应，影响对每一通道电容变化的判断，造成误判。更进一步地，因通道间的自
容或屏体电阻会因为电路走线或制作工艺等因素而产生不一致性，而实际上需
要对其不一致性进行纠正，而串扰效应的存在会使纠正通道间一致性更加困
难，而影响对通道电容变化的判断，甚至造成误判。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种可消除通道间串扰的电容感测电路及
自容式触控面板。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：一种电容感测电路，包含
有：
多个通道；以及
至少一个缓冲单元，任一缓冲单元耦接于所述多个通道中的一个待测信道
和另一信道之间；
其中，所述待测信道接收输入信号并产生输出信号，所述待测信道将所述
输出信号传递至电容判断模块，所述电容判断模块根据所述输出信号判断所述
待测信道的电容变化。
本发明另揭露一种自容式(Self-Capacitance)触控面板，包含有：
输入信号产生器；
电容判断模块；
至少一电容感测电路，任一电容感测电路包含有：
多个通道；以及
至少一个缓冲单元，任一缓冲单元耦接于所述多个通道中的一个待测信道
和另一信道之间；
其中，所述待测信道耦接于所述输入信号产生器以接收输入信号，所述待
测信道产生输出信号并将所述输出信号传递至所述电容判断模块，所述电容判
断模块根据所述输出信号判断所述待测信道的电容变化。
在本发明实施例中，电容感测电路利用耦接于待测信道及其相邻信道间的
单位增益缓冲器，来降低待测信道及其相邻信道之间的电位差，同时降低输入
信号的频率，以降低信道之间的串扰效应。相较于现有技术，本发明实施例中
的电容感测电路可降低在纠正通道间不一致时因串扰电容所造成的困扰，更能
正确地纠正信道间因电路走线或制作工艺等因素所产生的不一致。
附图说明
图1为自容式触控面板的示意图。
图2为本发明实施例一电容感测电路的示意图。
图3为图2中电容感测电路的一阶电路模型示意图。
图4为本发明实施例二电容感测电路的示意图。
图5为本发明实施例三自容式触控面板的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实
施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅
仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明实施例中，电容感测电路及自容式触控面板可应用的电子产品包
括但不限于是手机、平板计算机、笔记本电脑以及电子阅读器等。以下结合具
体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图2所示，为本发明实施例一电容感测电路20的示意图。为了方便说
明，电容感测电路20仅示意性地包含通道CH_K-1、CH_K、CH_K+1及缓冲
器BUF1、BUF2，通道CH_K-1、CH_K、CH_K+1中，每一通道是由多个电
容感应单元200串接而成，而电容感应单元200具有等效电阻RS和等效电容
CS。
以电容感测电路20为例，信道CH_K为待测信道，换句话说，信道CH_K
透过电阻RTX接收输入信号VTX并产生输出信号VO，根据输入信号VTX和输
出信号Vo即可判断信道CH_K的电容值。然而，信道CH_K-1和CH_K+1相
邻并平行于信道CH_K，且与信道CH_K之间形成串扰电容CC，在纠正每个
通道的不一致时，串扰电容CC会造成困扰。为了解决串扰电容CC所造成的困
扰，本实施例在待测信道与其相邻信道之间耦接缓冲器BUF1、BUF2。详细来
说，缓冲器BUF1耦接于信道CH_K和信道CH_K-1之间，缓冲器BUF2耦接
于信道CH_K和信道CH_K+1之间，缓冲器BUF1、BUF2皆为单位增益缓冲
器(Unity Gain Buffer)，缓冲器BUF1、BUF2用来使信道CH_K-1、信道CH_K+1
的电压VK-1、VK+1等于信道CH_K的输出信号Vo，如此一来，串扰电容CC的
两端没有电位差，串扰电容CC即不会储存电荷，可消除串扰电容CC所造成的
串扰效应。
另一方面，在实际应用中，串扰电容CC的两端虽然没有电位差，然而，
由于缓冲器BUF1、BUF2的带宽有限，串扰电容CC的两端(即输出信号Vo
与电压VK-1、VK+1之间)可能存在相位差，而可能会影响到输出信号Vo。在
此情形下，可通过降低输入信号VTX的频率来降低串扰电容CC对输出信号Vo
所造成的影响。详细来说，请参看图3，图3为电容感测电路20的一阶电路模
型示意图，通道CH_K-1、CH_K、CH_K+1分别具有等效电阻R_K-1、R_K、
R_K+1和等效电容C_K-1、C_K、C_K+1，信道CH_K-1和信道CH_K之间的
整体串扰电容可等效为串扰电容CC_1，信道CH_K和信道CH_K+1之间的整
体串扰电容可等效为串扰电容CC_2。在图3中，根据克希荷夫电流定律
(Kirchhoff's Current Law，KCL)，流经节点A的电流满足：
(式1)；
其中，ω系为输入信号VTX的频率，其可为输入信号VTX的驱动频率。若输出
信号Vo和电压VK-1、VK+1之间的相位差分别为φ1和φ2，电压VK-1和电压VK+1
可表示为Vk-1＝VOexp{jωφ1}和Vk+1＝VOexp{jωφ2}，将前述电压VK-1和电压VK+1的
表示式代入式1可得
(式2)；
由式2可知，当相位差φ1、φ2不为0时，串扰电容CC_1、CC_2仍然会对输出
信号Vo产生影响，可使输入信号VTX的频率ω低于一特定频率，以抑制串扰
电容CC_1、CC_2对输出信号Vo所产生的影响。
由上述可知，本发明实施例中电容感测电路利用耦接于待测信道及其相邻
信道间的单位增益缓冲器，来降低待测信道及其相邻信道之间的电位差，同时
降低输入信号的频率，以降低信道之间的串扰效应。相较于现有技术，本发明
实施例中的电容感测电路可降低在纠正通道间不一致时因串扰电容所造成的
困扰，更能正确地纠正信道间因电路走线或制作工艺等因素所产生的不一致。
需注意的是，前述实施例是用以说明本发明的概念，本领域具通常知识者
当可据以做不同的修饰，而不限于此。
举例来说，电容感测电路20仅包含3个通道，事实上，电容感测电路中
所包含的信道个数并未有所限制。请参考图4，图4为本发明实施例二电容感
测电路40的示意图，电容感测电路40包含信道CH_K-L～CH_K+R及多个单
位增益缓冲器BUF，为求简洁，故省略每一通道中串扰电容的电路模型，而以
矩形方块代表信道CH_K-L～CH_K+R，其中信道CH_K为待侧信道。缓冲器
BUF可受控于对应于每一缓冲器BUF的控制信号，以控制每一缓冲器BUF的
使能(Enable)状态。每一缓冲器BUF耦接于任一个非待测信道(即信道
CH_K-L～CH_K-1与信道CH_K+1～CH_K+R其中之一信道)与待侧信道
CH_K之间，使得每一个非待测信道的输出电压与待侧信道CH_K的输出信号
VO相等，亦符合本发明的要求。
另外，电容感测电路40可应用至自容式触控面板中。请参考图5，图5
为本发明实施例三自容式触控面板50的示意图。自容式触控面板50包含有输
入信号产生器500、电容判断模块502和电容感测电路52_1～52_N，输入信号
产生器500用来产生输入信号VTX，电容判断模块502用来接收电容感测电路
52_1～52_N所产生的输出信号VO_1～VO_N，以判断电容感测电路52_1～
52_N中待侧通道的电容值，电容感测电路52_1～52_N的电路结构与电容感测
电路40，在此不再赘述。
综上所述，本发明实施例的电容感测电路利用单位增益缓冲器消除自容式
触控面板中待测信道与其相邻信道之间的电位差，同时降低输入信号的频率，
以降低信道之间的串扰效应，可降低在纠正通道间不一致时因串扰电容所造成
的困扰，进而正确地纠正信道间因电路走线或制作工艺等因素所产生的不一
致。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发
明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明
的保护范围之内。