本发明专利技术涉及一种电容量测量装置，包含有一充电控制单元，用来对一待测电容充电；一放电控制单元，用来对该待测电容放电；一第一开关，用来根据一第一开关信号控制该充电控制单元与该待测电容之间的连结；一第二开关，用来根据一第二开关信号控制该放电控制单元与该待测电容之间的连结；一第一模数转换器，用来将该待测电容上的电压转换为一第一信号；以及一周期检测电路，用来将该待测电容上的电压转换为一计数值，输出至一处理单元，该计数值表示该待测电容的电容量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于一触控装置的电容量测量装置，特别是有关于一种可精确测量触控装置中待测电容的电容量测量装置。
技术介绍
触控屏幕是由一透明触控面板与一显示屏幕组成，用于各种消费性电子产品，作为使用者的操作接口。投射电容式(Projected Capacitive)触控面板(Touch Panel)是应用最广泛的触控面板技术的一，具有高灵敏度及耐用的优点，并可实现多点触控功能。请参考图1，图1是公知一触控装置10的功能方块图。触控装置10包含有一触控面板100、 一复用器102、一电容量测量装置104、一处理单元106及一内存108。触控面板100为一投射电容式触控面板，具有行列交错的ITO(氧化铟锡)感测线以感应触碰动作，每一感测线等效为一电阻及一电容所组成的电路，当人体触碰触控面板100时，被触碰的感测线的等效电容量产生变化。复用器102耦接于触控面板100的多条感测线，用来分时导通每一感测线与电容量测量装置104之间的连结，以完成整个触控面板100的扫描。对电容量测量装置104而言，通过复用器102所连接的感测线的等效电容即是待测电容，电容量测量装置104将待测电容量转换为可记录的数值，如仿真电压值或数字计数值，输出至处理单元 106。触控面板100未被触碰时的待测电容为环境电容(EnvironmentCapacitor)，其电容量由电容量测量装置104转换为相应的一基础计数值，储存于内存108。环境电容量的大小随着触控面板的特性而不同，环境电容量的精确与否，也影响触碰侦测的正确性。当触控面板100受到人体触碰，待测电容量会因为人体电容量(Human Capacitance)加入而产生变化，处理单元106将电容量测量装置104转换待测电容量所产生的新计数值与相应于环境电容量的基础计数值比较，即可判断是否有人体触碰触控面板100。电容量测量装置104量测待测电容量的方式有不同的几种方式，其中最简易的方式是以电阻或定电流源连接待测电容，根据充放电时间τ =RXC的原理量测充放电时间， 以估算待测电容量。触控面板100的感测线自身的等效电容极小，大约是数十至数百皮法拉(PF)，当待测电容是环境电容时，充放电时间很短，待测电容量的量测可能产生很大误差。另一方式为进行电荷转移(Charge Transfer)，将待测电容上的电荷转移储存至较大电容量的积分电容antegrating Capacitor)，并且在进行一至数次的电荷转移使积分电容的电压水平到达一预定电压水平后，对积分电容进行放电，再重复进行上述电荷转移步骤， 直到取得精确的待测电容量。上述电荷转移方式仅利用对积分电容充电的时间而未利用放电时间来估算待测电容量，量测效率较低。另一公知量测待测电容量的方式是以上二种方式的结合，称为三角积分 (Delta-sigma)法。请参考图2，图2是公知一三角积分式电容量测量装置20的示意图，电容量测量装置20可用来做为图1的电容量测量装置104。电容量测量装置20是由一积分电容200、一放电电路202、一比较器204、一数字信号处理单元206及开关SW1、SW2组成。请参考图3，图3是图2的电容量测量装置20进行充放电程序的相关信号的时序图，描述在待测电容22的电容量不同的情形下，控制开关SWl及SW2的信号Sl及S2、积分电容200 上的电压Vqi及比较器204所输出的一信号SB的时序，其中虚线及实线分别表示待测电容 22的电容量较大及较小的情形。信号S1、S2分别控制开关SW1、SW2于不同时导通，使电源Vee对待测电容22充电， 接着进行电荷转移，将待测电容22上的电荷转移至积分电容200。于进行电荷转移的同时， 比较器204将积分电容200上的电压Vqi与一参考电压Vkef进行比较，产生一信号SB，同时， 数字信号处理单元206将信号SB转换为一计数值Dx。当电压Vqi大于参考电压Vkef时，信号SB控制放电电路202对积分电容200进行放电。由图3可知，当待测电容22的电容量较大，转移至积分电容200的电量也较多，因此信号SB的占空比(DutyCycle)较大。简言之，电容量测量装置20是以信号SB的占空比表示待测电容22的电容量，并且将信号SB转换为计数值Dx，供后端处理电路判断待测电容22的电容量变化。相较于直接量测待测电容22的充放电时间或仅根据电荷转移的次数估算待测电容量的方式，当待测电容是电容量极小的环境电容时，以电容量测量装置20量测环境电容所得的结果较精确，量测效率也较高，但实作上仍有不少缺点，说明如下。电容量测量装置20是以未知的待测电容22对已知的积分电容200充电。为了使电容量测量装置20适用于量测各种特性的触控面板，已知的积分电容200的电容量必须远大于待测电容22的电容量，约是数十奈法拉(nF)，因此，积分电容200无论是整合于集成电路中或做为外接组件，皆需要很高的成本。若积分电容200是外接组件，积分电容200容易被外界电磁波信号干扰，造成积分电容200上的电压Vqi不稳定，因此，比较器204产生的信号SB含有噪声，影响后端处理电路判断电容量变化的精确度。实作上，当放电时间结束时，积分电容200上的电压Vqi必须返回充电时间的初始电压水平；换言之，放电能力须大于充电能力。当待测电容22的电容量很大，由待测电容22 电荷转移至积分电容200的电荷量也大，此时若积分电容200对放电电路202放电的时间不足，积分电容200上的电压Vcm将无法于放电时间结束时返回初始电压水平而出现累加效应。请参考图4，图4是电容量测量装置20进行充放电程序的相关信号的时序图。由图4 可知，当电压Vcm出现累加效应，最终可能达到与待测电容22充满电时相同的电压水平，此时电荷转移不会发生，电容量测量装置20无法发挥量测作用。上述问题在环境因素飘移造成充电能力大于放电能力时，亦容易发生。另一方面，当待测电容22远小于积分电容200时，每次进行电荷转移后积分电容 200上的电压变化量极小，相对地放电电路202的放电能力较大，需要更长的时间将积分电容200充电至有效可量测的电压水平，造成量测时间的浪费。再者，以过短的放电时间判断待测电容22的电容量变化，所得结果不精确。由上可知，在公知电容量测量装置中，充放电能力不具可调整的弹性，无法在用于不同特性的触控面板时达到相同的精确度。除此之外，当同一触控面板因长时间使用或环境因素造成环境电容量改变时，公知电容量测量装置及量测方法无法弹性地量测新的环境电容量。如此一来，当触控面板受触碰时，后端处理电路可能因为没有精确的环境电容量可供比较，无法正确侦测人体的触碰动作。
技术实现思路
因此，本专利技术的主要目的即在于提供一种用于一触控装置的电容量测量装置，用以精确地测量待测电容量。本专利技术提供一种电容量测量装置，用来量测一待测电容的电容量，包含有一充电控制单元，用来对该待测电容充电；一放电控制单元，用来对该待测电容放电；一第一开关，耦接于该待测电容及该充电控制单元，用来根据一第一开关信号，控制该充电控制单元与该待测电容之间的连结；一第二开关，耦接于该待测电容及该放电控制单元，用来根据一第二开关信号，控制该放电控制单元与该待测电容之间的连结；一第一模数转换器，耦接于该本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种电容量测量装置，用来量测一待测电容的电容量，其特征在于该电容量测量装置包含有：一充电控制单元，用来对该待测电容充电；一放电控制单元，用来对该待测电容放电；一第一开关，耦接于该待测电容及该充电控制单元，用来根据一第一开关信号，控制该充电控制单元与该待测电容之间的连结；一第二开关，耦接于该待测电容及该放电控制单元，用来根据一第二开关信号，控制该放电控制单元与该待测电容之间的连结；一第一模数转换器，耦接于该待测电容，用来将该待测电容上的电压转换为一第一信号；以及一周期检测电路，耦接于该待测电容，用来将该待测电容上的电压转换为一计数值，输出至一处理单元，该计数值表示该待测电容的电容量。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄赫炜，陈俊宏，张志远，
申请(专利权)人：联咏科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71
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