本发明专利技术涉及一种触控面板的切换式电容追踪装置及其操作方法。该切换式电容追踪装置，包括可变电容、辅助电容以及多个开关。于充电期间，使第一参考电压对面板电容充电，且使第二参考电压对可变电容充电。于检测期间，使控制电路检测面板电容与可变电容的并联电压。控制电路比较第三参考电压与并联电压，以及依据比较结果动态地决定将辅助电容并联于可变电容。其中，若于统计期间所述比较结果均为第一逻辑值，则控制电路调增可变电容的电容量；若于统计期间所述比较结果均为第二逻辑值，则控制电路调降可变电容的电容量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种触控面板的电容读取电路(readout circuit)，特别是涉及一种触控面板的切换式电容追踪装置。
技术介绍
在许多电子产品中常常需要读取某一目标组件的电容特性(或电容值)，例如最近正热门的触控面板便需要读取电路去检测面板的电容变化。一般来说，触控面板可以分为电阻式触控面板、光学式触控面板、电容式触控面板等。触控面板是一种直观、简单的输入与输出界面。因此，触控面板常被应用作为人与电子装置之间的人机界面，以执行控制。 藉由导电体(例如手指)接近或触碰电容式触控面板，电容式触控面板的相对位置会发生电容变化。藉由读取电路去检测电容式触控面板的电容变化，可以检测出导电体或手指接近或触碰面板的位置。图1说明传统触控面板的功能方块示意图。触控面板14具有多个像素电容，图1 中仅绘示了一个面板电容(即目标电容16)为代表。目标电容16的信息被传送至模拟数字转换器(analog to digital converter，ADC) 18，因此模拟数字转换器18可以将目标电容16的电容量转换为数字值。如图1所示的模拟数字转换器18需将目标电容16的总电容值C转换为数字值，因此耗费极大的能力(消耗多余功耗)于转换总电容值。假设目标电容16的电容量范围是OpF至50pF，而模拟数字转换器18的输出是16位。当目标电容 16的电容量从25pF变为25. IpF时(其中25pF为目标电容量的DC成分，而0. IpF为目标电容量的AC成分)，模拟数字转换器18输出的数字码便对应地从32768(即216X 25 + 50) 变为32899(即216X25. 1 + 50)。模拟数字转换器18需一直处理目标电容16的电容量的 DC成分。
技术实现思路
本专利技术提供一种，以自动追踪面板电容的电容量变化，提升感测电容变化的区别能力。本专利技术实施例提出一种触控面板的切换式电容追踪装置，用以追踪一面板电容的电容量变化。切换式电容追踪装置包括一可变电容、辅助电容、第一时钟相位产生器、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关以及控制电路。第一开关的第一端耦接至第一参考电压，第二端耦接至面板电容。第二开关的第一端耦接至面板电容。第三开关的第一端耦接至第二参考电压，第二端耦接至可变电容。第四开关的第一端耦接至可变电容，第二端耦接至第二开关的第二端。其中，于第一时钟信号的充电期间导通该第一开关与该第三开关并且截止该第二开关与该第四开关，以及于第一时钟信号的检测期间截止该第一开关与该第三开关并且导通该第二开关与该第四开关。第五开关的第一端耦接至第二参考电压，第二端耦接至辅助电容。第六开关的第一端耦接至辅助电容，第二端耦接至第二开关的第二端。控制电路耦接至第二开关的第二端。控制电路依据第一电容步阶值设定可变电容的电容量，比较第三参考电压与第二开关第二端的电压，依据比较结果控制第五与第六开关，以及于统计期间累加所述比较结果。其中，若于统计期间所述比较结果均为第一逻辑值，则控制电路调增第一电容步阶值；若于统计期间所述比较结果均为第二逻辑值， 则控制电路调减第一电容步阶值。本专利技术实施例提出一种上述切换式电容追踪装置的操作方法。该操作方法包括 定义第一时钟信号中多个时钟周期的期间为第一统计期间；于第一统计期间中，依据第一电容步阶值设定可变电容的电容量；于这第一时钟信号的充电期间导通第一与第三开关， 以及截止第二与第四开关；于这第一时钟信号的检测期间截止第一与第三开关，以及导通第二与第四开关；比较第三参考电压与第二开关第二端的电压，以获得比较结果；依据比较结果控制第五与第六开关；于该第一统计期间累加该比较结果；若于该第一统计期间该比较结果均为第一逻辑值，则调增第一电容步阶值；以及若于该第一统计期间该比较结果均为第二逻辑值，则调减第一电容步阶值。基于上述，依据比较第三参考电压与第二开关第二端电压的比较结果而动态地决定是否将辅助电容并联至可变电容，以及在统计期间中累加前述比较结果，可以获知可变电容与面板电容二者电容量的差异。假设面板电容的电容量为Cp，可变电容的电容量为 Ca，而辅助电容的电容量为Cb。当Cp> (Ca+Cb)(或Cp < Ca)时，则调增(或调减)第一电容步阶值，直到Ca < Cp < (Ca+Cb)。因此，本专利技术实施例的切换式电容追踪装置可以自动追踪面板电容的电容量变化。以触控面板为应用例，面板电容的电容值具有本质成分与变异成份(即面板被碰触时的电容变化量)。本专利技术实施例的切换式电容追踪装置可以在将可变电容Ca调整至接近面板电容Cp的本质成分后，仅针对变异成份进行检测，以提升感测电容变化的区别能力(即提升分辨率)。为使本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并结合附图详细说明如下。附图说明图1说明传统触控面板的功能方块示意图。图2是依据本专利技术实施例说明一种触控面板的切换式电容追踪装置的电路方块示意图。图3是依照本专利技术实施例说明图2中信号的时序图。图4是依据本专利技术实施例说明图2中可变电容的电路示意图。图5是依照本专利技术实施例说明图2中电容追踪装置的操作方法。图6是依照本专利技术另一实施例说明图2中电容追踪装置的操作方法。图7是依照本专利技术实施例说明图2中控制电路的电路方块示意图。图8是依照本专利技术实施例说明图7中逻辑运算器的电路图。图9是依照本专利技术另一实施例说明图2中电容追踪装置的电路方块示意图。图10是依照本专利技术实施例说明图9中信号的时序图。图11是依照本专利技术实施例说明图9中逻辑运算器的电路图。附图符号说明16、Cp:面板电容18 模拟数字转换器22、24 时钟相位产生器60:控制电路70 积分器76 运算放大器80 比较器90:锁存电路92 计数器94 逻辑运算器96:信号处理器100 电容追踪装置Φ1Α、Φ1Β、Φ2Α、Φ2Β、Φ2Α，、Φ2Β，相位信号C1 CN、Ci 电容Ca:可变电容Cb:辅助电容CLKl、CLK2 时钟信号Nc 累加结果Sffl SW6、Sffa1 SfeN 开关VRl VR3 参考电压t0 tl4、tOA tl4A、tOB tl4B 统计期间ANDl AND4:与门具体实施例方式图2是依据本专利技术实施例说明一种触控面板的切换式电容追踪装置的电路方块示意图。请参照图2，切换式电容追踪装置100可以追踪触控面板的面板电容Cp的电容量变化。以电容式触控面板为应用例，面板电容Cp可以是触控面板中某一个像素电容。当使用者碰触了触控面板，面板电容Cp可能会因为被碰触而改变了电容值。切换式电容追踪装置100可以自动追踪面板电容Cp的电容值变化。切换式电容追踪装置100包括可变电容Ca、辅助电容Cb、第一开关SWl、第二开关 SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、第五开关SW5、第六开关SW6以及控制电路60。第一开关 Sffl的第一端耦接至第一参考电压VRl。面板电容Cp的第一端耦接第一开关SWl的第二端， 而面板电容Cp的第二端接地。第二开关SW2的第一端耦接至面板电容Cp的第一端。第三开关SW3的第一端耦接至第二参考电压VR2。可变电容Ca的第一端耦接第三开关SW3的第二端，而可变电容Ca的第二端接地。可变电容Ca受控于控制电路60。也就是说，控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种触控面板的切换式电容追踪装置，用以追踪一面板电容的电容量变化，包括：一可变电容；一辅助电容；一第一开关，其第一端耦接至一第一参考电压，其第二端耦接至该面板电容；一第二开关，其第一端耦接至该面板电容；一第三开关，其第一端耦接至一第二参考电压，其第二端耦接至该可变电容；一第四开关，其第一端耦接至该可变电容，其第二端耦接至该第二开关的第二端，其中于一第一时钟信号的充电期间导通该第一开关与该第三开关并且截止该第二开关与该第四开关，以及于该第一时钟信号的检测期间截止该第一开关与该第三开关并且导通该第二开关与该第四开关；一第五开关，其第一端耦接至该第二参考电压，其第二端耦接至该辅助电容；一第六开关，其第一端耦接至该辅助电容，其第二端耦接至该第二开关的第二端；以及一控制电路，其耦接至该第二开关的第二端，用以依据一第一电容步阶值设定该可变电容的电容量，比较一第三参考电压与该第二开关的第二端的电压，依据比较结果控制该第五开关与该第六开关，以及于一统计期间累加该比较结果，其中若于该统计期间该比较结果均为一第一逻辑值，则该控制电路调增该第一电容步阶值，以及若于该统计期间该比较结果均为一第二逻辑值，则该控制电路调减该第一电容步阶值。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：张耀光，许晋峰，
申请(专利权)人：奇景光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71
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