[发明专利]触控面板的切换式电容追踪装置及其操作方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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0pF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25.1pF时(其中25pF为目标电容量的DC成分，而0.1pF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2¹⁶×25÷50)变为32899(即2¹⁶×25.1÷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。

发明内容

本发明提供一种触控面板的切换式电容追踪装置及其操作方法，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。

本发明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。

本发明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。