專利名稱：觸控面板的切換式電容追蹤裝置及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸控面板的電容讀取電路(readout circuit)，特別是涉及一種觸控面板的切換式電容追蹤裝置。
背景技術(shù)：
在許多電子產(chǎn)品中常常需要讀取某一目標組件的電容特性(或電容值)，例如最近正熱門的觸控面板便需要讀取電路去檢測面板的電容變化。一般來說，觸控面板可以分為電阻式觸控面板、光學式觸控面板、電容式觸控面板等。觸控面板是一種直觀、簡單的輸入與輸出界面。因此，觸控面板常被應(yīng)用作為人與電子裝置之間的人機界面，以執(zhí)行控制。 藉由導電體(例如手指)接近或觸碰電容式觸控面板，電容式觸控面板的相對位置會發(fā)生電容變化。藉由讀取電路去檢測電容式觸控面板的電容變化，可以檢測出導電體或手指接近或觸碰面板的位置。圖1說明傳統(tǒng)觸控面板的功能方塊示意圖。觸控面板14具有多個像素電容，圖1 中僅繪示了一個面板電容(即目標電容16)為代表。目標電容16的信息被傳送至模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(analog to digital converter，ADC) 18，因此模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器18可以將目標電容16的電容量轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。如圖1所示的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器18需將目標電容16的總電容值C轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，因此耗費極大的能力(消耗多余功耗)于轉(zhuǎn)換總電容值。假設(shè)目標電容16的電容量范圍是OpF至50pF，而模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器18的輸出是16位。當目標電容 16的電容量從25pF變?yōu)?5. IpF時(其中25pF為目標電容量的DC成分，而0. IpF為目標電容量的AC成分)，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器18輸出的數(shù)字碼便對應(yīng)地從32768(即216X 25 + 50) 變?yōu)?2899(即216X25. 1 + 50)。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器18需一直處理目標電容16的電容量的 DC成分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種觸控面板的切換式電容追蹤裝置及其操作方法，以自動追蹤面板電容的電容量變化，提升感測電容變化的區(qū)別能力。本發(fā)明實施例提出一種觸控面板的切換式電容追蹤裝置，用以追蹤一面板電容的電容量變化。切換式電容追蹤裝置包括一可變電容、輔助電容、第一時鐘相位產(chǎn)生器、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)、第六開關(guān)以及控制電路。第一開關(guān)的第一端耦接至第一參考電壓，第二端耦接至面板電容。第二開關(guān)的第一端耦接至面板電容。第三開關(guān)的第一端耦接至第二參考電壓，第二端耦接至可變電容。第四開關(guān)的第一端耦接至可變電容，第二端耦接至第二開關(guān)的第二端。其中，于第一時鐘信號的充電期間導通該第一開關(guān)與該第三開關(guān)并且截止該第二開關(guān)與該第四開關(guān)，以及于第一時鐘信號的檢測期間截止該第一開關(guān)與該第三開關(guān)并且導通該第二開關(guān)與該第四開關(guān)。第五開關(guān)的第一端耦接至第二參考電壓，第二端耦接至輔助電容。第六開關(guān)的第一端耦接至輔助電容，第二端耦接至第二開關(guān)的第二端。控制電路耦接至第二開關(guān)的第二端?？刂齐娐芬罁?jù)第一電容步階值設(shè)定可變電容的電容量，比較第三參考電壓與第二開關(guān)第二端的電壓，依據(jù)比較結(jié)果控制第五與第六開關(guān)，以及于統(tǒng)計期間累加所述比較結(jié)果。其中，若于統(tǒng)計期間所述比較結(jié)果均為第一邏輯值，則控制電路調(diào)增第一電容步階值；若于統(tǒng)計期間所述比較結(jié)果均為第二邏輯值， 則控制電路調(diào)減第一電容步階值。本發(fā)明實施例提出一種上述切換式電容追蹤裝置的操作方法。該操作方法包括 定義第一時鐘信號中多個時鐘周期的期間為第一統(tǒng)計期間；于第一統(tǒng)計期間中，依據(jù)第一電容步階值設(shè)定可變電容的電容量；于這第一時鐘信號的充電期間導通第一與第三開關(guān)， 以及截止第二與第四開關(guān)；于這第一時鐘信號的檢測期間截止第一與第三開關(guān)，以及導通第二與第四開關(guān)；比較第三參考電壓與第二開關(guān)第二端的電壓，以獲得比較結(jié)果；依據(jù)比較結(jié)果控制第五與第六開關(guān)；于該第一統(tǒng)計期間累加該比較結(jié)果；若于該第一統(tǒng)計期間該比較結(jié)果均為第一邏輯值，則調(diào)增第一電容步階值；以及若于該第一統(tǒng)計期間該比較結(jié)果均為第二邏輯值，則調(diào)減第一電容步階值?；谏鲜?，依據(jù)比較第三參考電壓與第二開關(guān)第二端電壓的比較結(jié)果而動態(tài)地決定是否將輔助電容并聯(lián)至可變電容，以及在統(tǒng)計期間中累加前述比較結(jié)果，可以獲知可變電容與面板電容二者電容量的差異。假設(shè)面板電容的電容量為Cp，可變電容的電容量為 Ca，而輔助電容的電容量為Cb。當Cp> (Ca+Cb)(或Cp < Ca)時，則調(diào)增(或調(diào)減)第一電容步階值，直到Ca < Cp < (Ca+Cb)。因此，本發(fā)明實施例的切換式電容追蹤裝置可以自動追蹤面板電容的電容量變化。以觸控面板為應(yīng)用例，面板電容的電容值具有本質(zhì)成分與變異成份(即面板被碰觸時的電容變化量)。本發(fā)明實施例的切換式電容追蹤裝置可以在將可變電容Ca調(diào)整至接近面板電容Cp的本質(zhì)成分后，僅針對變異成份進行檢測，以提升感測電容變化的區(qū)別能力(即提升分辨率)。為使本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并結(jié)合附圖詳細說明如下。


圖1說明傳統(tǒng)觸控面板的功能方塊示意圖。圖2是依據(jù)本發(fā)明實施例說明一種觸控面板的切換式電容追蹤裝置的電路方塊示意圖。圖3是依照本發(fā)明實施例說明圖2中信號的時序圖。圖4是依據(jù)本發(fā)明實施例說明圖2中可變電容的電路示意圖。圖5是依照本發(fā)明實施例說明圖2中電容追蹤裝置的操作方法。圖6是依照本發(fā)明另一實施例說明圖2中電容追蹤裝置的操作方法。圖7是依照本發(fā)明實施例說明圖2中控制電路的電路方塊示意圖。圖8是依照本發(fā)明實施例說明圖7中邏輯運算器的電路圖。圖9是依照本發(fā)明另一實施例說明圖2中電容追蹤裝置的電路方塊示意圖。圖10是依照本發(fā)明實施例說明圖9中信號的時序圖。圖11是依照本發(fā)明實施例說明圖9中邏輯運算器的電路圖。附圖符號說明16、Cp:面板電容
18 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器22、24 時鐘相位產(chǎn)生器60:控制電路70 積分器76 運算放大器80 比較器90:鎖存電路92 計數(shù)器94 邏輯運算器96:信號處理器100 電容追蹤裝置Φ1Α、Φ1Β、Φ2Α、Φ2Β、Φ2Α，、Φ2Β，相位信號C1 CN、Ci 電容Ca:可變電容Cb:輔助電容CLKl、CLK2 時鐘信號Nc 累加結(jié)果Sffl SW6、Sffa1 SfeN 開關(guān)VRl VR3 參考電壓t0 tl4、tOA tl4A、tOB tl4B 統(tǒng)計期間ANDl AND4:與門
具體實施例方式圖2是依據(jù)本發(fā)明實施例說明一種觸控面板的切換式電容追蹤裝置的電路方塊示意圖。請參照圖2，切換式電容追蹤裝置100可以追蹤觸控面板的面板電容Cp的電容量變化。以電容式觸控面板為應(yīng)用例，面板電容Cp可以是觸控面板中某一個像素電容。當使用者碰觸了觸控面板，面板電容Cp可能會因為被碰觸而改變了電容值。切換式電容追蹤裝置100可以自動追蹤面板電容Cp的電容值變化。切換式電容追蹤裝置100包括可變電容Ca、輔助電容Cb、第一開關(guān)SWl、第二開關(guān) SW2、第三開關(guān)SW3、第四開關(guān)SW4、第五開關(guān)SW5、第六開關(guān)SW6以及控制電路60。第一開關(guān) Sffl的第一端耦接至第一參考電壓VRl。面板電容Cp的第一端耦接第一開關(guān)SWl的第二端， 而面板電容Cp的第二端接地。第二開關(guān)SW2的第一端耦接至面板電容Cp的第一端。第三開關(guān)SW3的第一端耦接至第二參考電壓VR2?？勺冸娙軨a的第一端耦接第三開關(guān)SW3的第二端，而可變電容Ca的第二端接地。可變電容Ca受控于控制電路60。也就是說，控制電路 60可以決定/調(diào)整可變電容Ca的電容量。第四開關(guān)SW4的第一端耦接至可變電容Ca的第一端，而第四開關(guān)SW4的第二端耦接至第二開關(guān)SW2的第二端。其中，于第一時鐘信號CLKl的充電期間導通第一開關(guān)SWl與第三開關(guān)SW3并且截止第二開關(guān)SW2與第四開關(guān)SW4，以及于第一時鐘信號CLKl的檢測期間截止第一開關(guān)SWl與第三開關(guān)SW3并且導通第二開關(guān)SW2與第四開關(guān)SW4。
于本實施例中，切換式電容追蹤裝置100還包括第一時鐘相位產(chǎn)生器22。第一時鐘相位產(chǎn)生器22依照第一時鐘信號CLKl產(chǎn)生第一相位信號Φ IA與第二相位信號Φ IB。 圖3是依照本發(fā)明實施例說明圖2中信號的時序圖。于本實施例中，第二相位信號Φ IB是第一相位信號Φ IA的反相信號，且此二者不相互重迭。上述開關(guān)SWl與SW3受控于第一相位信號Φ 1Α，而開關(guān)SW2與SW4受控于第二相位信號Φ IB。于本實施例中，當?shù)谝幌辔恍盘枽?IA為高電平(也就是第二相位信號Φ IB為低電平)時，開關(guān)SWl與SW3為導通(turn on)，而開關(guān)SW2與SW4為截止(turn off)，此時第一參考電壓VRl與第二參考電壓VR2可以分別對面板電容Cp與可變電容Ca充電。在理想情況下，面板電容Cp第一端的電壓Vp 可以被充電至與第一參考電壓VRl相同電平，而可變電容Ca第一端的電壓V1則可以被充電至與第二參考電壓VR2相同電平。當?shù)诙辔恍盘枽?IB為高電平(也就是第一相位信號Φ IA為低電平)時，開關(guān) Sffl與SW3為截止，而開關(guān)SW2與SW4為導通，致使面板電容Cp與可變電容Ca相互并聯(lián)而進行電荷分享(charge share)。在理想情況下，若面板電容Cp與可變電容Ca具有相同的電容量，則完成電荷分享后，第二開關(guān)SW2第二端的電壓Vo應(yīng)為(VRl+VR2)+2。圖2中第三參考電壓VR3可以設(shè)定為(VRl+VR2)+2。因此，控制電路60藉由比較第三參考電壓VR3 與電壓Vo，便可以知道面板電容Cp與可變電容Ca 二者的電容量是否相同。若Cp > Ca，則電壓Vo會介于VR3與VRl之間。反之，若Cp < Ca，則電壓Vo會介于VR3與VR2之間。應(yīng)用本實施例者可以依據(jù)設(shè)計需求而將第三參考電壓VR3設(shè)定為任何電壓電平。 例如，在另一實施例中，第三參考電壓VR3可能被設(shè)定為QXVRl+VR2)+3。因此，控制電路60藉由比較第三參考電壓VR3與電壓Vo，便可以知道面板電容Cp的電容量是否兩倍于可變電容Ca的電容量(即Cp Ca = 2 1 )。若Cp > 2Ca，則電壓Vo會介于VR3與 VRl之間。反之，若Cp < 2Ca，則電壓Vo會介于VR3與VR2之間。也就是說，參考電壓VRl、VR2與VR3三者是依據(jù)設(shè)計需求而決定的。參考電壓VRl、 VR2與VR3三者之間的相對關(guān)系為KX (VR1-VR3) = NX (VR3-VR2)，其中K與N為實數(shù)。于本實施例中，K與N均為1，第一參考電壓VRl為IV，第二參考電壓VR2為3V，而第三參考電壓VR3為2V?？刂齐娐?0耦接至第二開關(guān)SW2的第二端，以接受電壓Vo。控制電路60依據(jù)其內(nèi)部所紀錄的第一電容步階值輸出對應(yīng)的N位控制信號去設(shè)定可變電容Ca的電容量。圖 4是依據(jù)本發(fā)明實施例說明圖2中可變電容Ca的電路示意圖。請參照圖4，可變電容Ca包
含開關(guān)SWai、Sffa2.....SffaN以及電容Q、C2.....(；。控制電路60依據(jù)其內(nèi)部所紀錄的第
一電容步階值，而輸出對應(yīng)的N位控制信號去控制開關(guān)SWa1 SWiv因此，控制電路60可以將電容C1 Cn中一個或多個電容電性連接至開關(guān)SW3與SW4，或者將電容C1 Cn全都不連接至開關(guān)SW3與SW4。因此，控制電路60可以依據(jù)其內(nèi)部所紀錄的第一電容步階值去調(diào)整可變電容Ca的電容量。應(yīng)用本實施例者可以依據(jù)設(shè)計需求而將決定電容C1 Cn的電容量，例如，電容C1 的電容量為2°pF，電容C2的電容量為2誠，而電容Cn的電容量為2(N_DpF。因此，當控制電路 60所輸出N位控制信號的值為「0...01」時，可變電容Ca的電容量為2YF = IpF;當控制電路60所輸出控制信號的值為「0. . . 10」時，可變電容Ca的電容量為2ipF = 2pF ；當控制電路60所輸出控制信號的值為「0... 11」時，可變電容Ca的電容量為= 3pF。在本實施例中，電容C1 Cn的電容量均為一個步階電容量(例如IpF)。因此，當控制電路 60所輸出N位控制信號的值為「0. . . 01」時，可變電容Ca的電容量為IpF ；當控制電路60 所輸出控制信號的值為「0... 11」時，可變電容Ca的電容量為(lpF+lpF) = 2pF。請參照圖2，第五開關(guān)SW5的第一端耦接至第二參考電壓VR2。輔助電容Cb的第一端耦接第五開關(guān)SW5的第二端，而輔助電容Cb的第二端接地。第六開關(guān)SW6的第一端耦接至輔助電容Cb的第一端，而第六開關(guān)SW6的第二端耦接至第二開關(guān)SW2的第二端。應(yīng)用本實施例者可以依據(jù)設(shè)計需求而將決定輔助電容Cb的電容量。在本實施例中，輔助電容Cb 的電容量相當于可變電容Ca的一個步階電容量。例如，若控制電路60每次(每步階)調(diào)增可變電容Ca可以使可變電容Ca增加lpF，則輔助電容Cb的電容量可以是lpF?？刂齐娐?0比較第三參考電壓VR3與第二開關(guān)SW2的第二端的電壓Vo，而獲得比較結(jié)果。控制電路60依據(jù)此比較結(jié)果而決定是否產(chǎn)生相位信號Φ2Α’與Φ2Β’去分別控制第五開關(guān)SW5與第六開關(guān)SW6。當電壓Vo大于第三參考電壓VR3時，控制電路60「不輸出」相位信號Φ2Α’與Φ2Β’(例如使相位信號Φ2Α’與Φ2Β’保持于低電平)，致使第五開關(guān)SW5與第六開關(guān)SW6均為截止。此時，圖2中電壓Vo、Vp與V1三者的關(guān)系為Vo = (VRl X Cp+VR2 X Ca) + (Cp+Ca)。由于本實施例假設(shè) VR1、VR2、VR3 分別為 1V、3V、2V，因此電壓Vo = (Cp+3 X Ca) + (Cp+Ca)。若Cp = Ca,則電壓Vo會等于2V (即第三參考電壓VR3)。 若Cp > Ca，則電壓Vo會小于2V。反之，若Cp < Ca，則電壓Vo會大于2V?？刂齐娐?0依據(jù)電壓Vo與第三參考電壓VR3而產(chǎn)生相位信號0 2々’與028’，以控制第五開關(guān)SW5與第六開關(guān)SW6。于本實施例中，相位信號Φ2Β’是相位信號Φ2Α’的反相信號，且此二者不相互重迭(如圖3所示)。當電壓Vo小于第三參考電壓VR3，且控制電路60檢測到第一相位信號Φ1Α為上升緣時，控制電路60于相位信號Φ2Α’中產(chǎn)生一個對應(yīng)的脈沖。當相位信號Φ2Α’出現(xiàn)脈沖，且控制電路60檢測到第二相位信號Φ IB為上升緣時，控制電路60會在相位信號Φ2Β’中產(chǎn)生一個對應(yīng)的脈沖，如圖3所示。換言之，當該比較結(jié)果表示第三參考電壓VR3大于第二開關(guān)SW2第二端的電壓Vo時，控制電路60可以分別以第一相位信號Φ IA與第二相位信號Φ IB控制第五開關(guān)SW5與第六開關(guān)SW6。當相位信號Φ2Α’為高電平(也就是相位信號Φ2Β’為低電平)時，開關(guān)SW5為導通，而開關(guān)SW6為截止，此時第二參考電壓VR2可以對輔助電容Cb充電。當相位信號Φ2Β’ 為高電平(也就是相位信號Φ2Α’為低電平)時，開關(guān)SW5為截止，而開關(guān)SW6為導通，致使輔助電容Cb耦接至開關(guān)SW2的第二端。此時，圖2中電壓Vo、Vp與V1三者的關(guān)系為Vo =[VRlXCp+VR2X (Ca+Cb)] + (Cp+Ca+Cb) = [Cp+3X (Ca+Cb)] + (Cp+Ca+Cb)。也就是說，若Ca < Cp < Ca+Cb,則在此統(tǒng)計期間內(nèi)的這些比較結(jié)果不會全部為O 或全部為1。若Ca < Cp < Ca+Cb，則控制電路60會在一段預(yù)設(shè)的統(tǒng)計期間內(nèi)間歇性地輸出相位信號Φ2Α’與Φ2Β’?？刂齐娐?0會在此預(yù)設(shè)的統(tǒng)計期間內(nèi)(例如在第一時鐘信號 CLKl的216 = 65536個時鐘周期內(nèi))累加多次的比較結(jié)果(例如累計相位信號Φ2Α’的脈沖數(shù))，并輸出累加結(jié)果Ne。藉由累加結(jié)果Nc與統(tǒng)計期間的時間長，可以知道面板電容Cp 的電容量。舉例來說，若統(tǒng)計期間的時間長為65536個時鐘周期，累加結(jié)果Nc為32768個時鐘，則面板電容Cp的電容量為Ca+(32768+ 65536) XCb。可變電容Ca與輔助電容Cb的電容量均屬已知，故可以求得面板電容Cp的電容量。例如，控制電路60設(shè)定可變電容Ca 的電容量為第20步階電容量(例如20 X IpF)，而輔助電容Cb的電容量為lpF，則面板電容Cp = 20+(32768 + 65536) X 1 = 20. 5pF。當面板電容Cp的電容量發(fā)生變化時，只要Cp尚在Ca Ca+Cb范圍內(nèi)，切換式電容追蹤裝置100可以進行上述操作而自動追蹤面板電容Cp的電容值變化。因此，本實施例可以較高的分辨率去追蹤面板電容Cp于Ca至Ca+Cb范圍內(nèi)的電容量變化。以觸控面板為應(yīng)用例，像素電容(即面板電容Cp)的電容值具有本質(zhì)成分與變異成份(即面板被碰觸時的電容變化量)。本實施例的切換式電容追蹤裝置100可以在將可變電容Ca調(diào)整至接近面板電容Cp的本質(zhì)成分后，僅針對變異成份進行檢測，以提升感測電容變化的區(qū)別能力(即提升分辨率)。若面板電容Cp的電容變化量太大，致使Cp超出Ca Ca+Cb范圍，則切換式電容追蹤裝置100進行上述操作所獲得的累加結(jié)果Nc可以顯示Cp > Ca+Cb或Cp < Ca。若累加結(jié)果Nc顯示在此統(tǒng)計期間內(nèi)的這些比較結(jié)果全部為第一邏輯值(例如邏輯1)，表示統(tǒng)計期間內(nèi)電壓Vo均小于第三參考電壓VR3，也就是Cp > Ca+Cb,則控制電路60調(diào)增其內(nèi)部所紀錄的第一電容步階值(例如增加一步階)，也就是調(diào)增可變電容Ca的電容量(例如增加lpF)。若累加結(jié)果Nc顯示在此統(tǒng)計期間內(nèi)的這些比較結(jié)果全部為第二邏輯值(例如邏輯0)，表示統(tǒng)計期間內(nèi)電壓Vo均大于第三參考電壓VR3，也就是Cp < Ca,則控制電路60調(diào)減其內(nèi)部所紀錄的第一電容步階值(例如減少一步階)，也就是調(diào)減可變電容Ca的電容量 (例如減少IpF)。前述調(diào)整可變電容Ca電容量的操作會被重復進行，直到此統(tǒng)計期間內(nèi)的這些比較結(jié)果不全為1(或0)為止。因此，本實施例的切換式電容追蹤裝置100可以自動追蹤面板電容Cp的電容量變化。圖5是依照本發(fā)明實施例說明圖2中電容追蹤裝置100的操作方法。首先定義第一時鐘信號CLKl中多個時鐘周期(clock cycle)的期間為該統(tǒng)計期間，例如定義第一時鐘
信號CLKl中65536個時鐘周期為該統(tǒng)計期間(即圖5中所示時間t0、tl、t2.....tl3或
tl4)。于任何一個統(tǒng)計期間中，依據(jù)紀錄于控制電路60內(nèi)部的第一電容步階值設(shè)定可變電容Ca的電容量，并重復進行前述操作。此操作包括于第一時鐘信號CLKl的多個時鐘周期中的充電期間(相位信號Φ IA為高電平期間)導通開關(guān)SWl與SW3，以及截止開關(guān)SW2與 SW4 ；于第一時鐘信號CLKl的多個時鐘周期中的檢測期間(相位信號Φ IB為高電平期間) 截止開關(guān)SWl與SW3，以及導通開關(guān)SW2與SW4 ；比較電壓VR3與Vo以獲得比較結(jié)果；依據(jù)該比較結(jié)果控制開關(guān)SW5與SW6 ；于統(tǒng)計期間累加該比較結(jié)果；若于該統(tǒng)計期間該比較結(jié)果均為邏輯值1，則使第一電容步階值增加一步階；以及若于統(tǒng)計期間該比較結(jié)果均為邏輯值0，則使第一電容步階值減少一步階。在上述比較電壓VR3與Vo后，當比較結(jié)果表示電壓VR3大于電壓Vo時，于第一時鐘信號CLKl的充電期間導通開關(guān)SW5且截止開關(guān)SW6，以及于第一時鐘信號CLKl的檢測期間截止開關(guān)SW5且導通開關(guān)SW6。當該比較結(jié)果表示電壓VR3小于電壓Vo時，截止開關(guān) SW5 與 STO0繪于圖5中各個統(tǒng)計期間的粗實線段表示當時電容追蹤裝置100可以檢測的電容值范圍。此電容值范圍是Ca (Ca+Cb)。請同時參照圖2與圖5，在此假設(shè)第一電容步階值的初始值為0，因此控制電路60在統(tǒng)計期間t0時會將可變電容Ca對應(yīng)地設(shè)定為OpF。 由于輔助電容Cb的電容量為lpF，因此于統(tǒng)計期間t0，電容追蹤裝置100可以檢測到的電容值范圍是OpF lpF。切換式電容追蹤裝置100開始進行上述操作以追蹤面板電容Cp。如圖5所示，由于在統(tǒng)計期間t0時面板電容Cp的電容量是屬于3pF 4pF的范圍，而此時 Ca+Cb小于Cp，因此在統(tǒng)計期間t0內(nèi)的所有比較結(jié)果均為邏輯值1。在統(tǒng)計期間t0結(jié)束后，控制電路60依據(jù)累加結(jié)果Nc使其內(nèi)部所紀錄的第一電容步階值增加一步階(設(shè)定為 「1」)，并依據(jù)新的第一電容步階值調(diào)整可變電容Ca的電容量(調(diào)整至IpF)。在統(tǒng)計期間t0結(jié)束后，便進入統(tǒng)計期間tl。于統(tǒng)計期間tl，可變電容Ca的電容量為lpF，而輔助電容Cb的電容量為lpF，因此電容追蹤裝置100可以檢測到的電容值范圍是IpF 2pF。控制電路60在一次的進行同樣的操作，而獲得另一個累加結(jié)果Ne。從圖5 可以很明顯地看出，此時期的Ca+Cb亦小于Cp。所以，在統(tǒng)計期間tl結(jié)束后，控制電路60 再一次調(diào)增第一電容步階值為「2」，并依據(jù)新的第一電容步階值將可變電容Ca的電容量對應(yīng)地調(diào)整至2pF。進入統(tǒng)計期間t2后，電容追蹤裝置100可以檢測到的電容值范圍被調(diào)整為2pF 3pF。從圖5可以很明顯地看出，此時期的Ca+Cb亦小于Cp。所以，在統(tǒng)計期間t2結(jié)束后， 控制電路60又一次調(diào)增第一電容步階值至「3」，并依據(jù)新的第一電容步階值將可變電容Ca 的電容量對應(yīng)地調(diào)整至3pF。進入統(tǒng)計期間t3后，電容追蹤裝置100可以檢測到的電容值范圍被調(diào)整為3pF 4pF?？刂齐娐?0會依然重復地進行前述操作，并依據(jù)在此統(tǒng)計期間t3內(nèi)獲得新的累加結(jié)果Ne。至此，電容追蹤裝置100以自動地追蹤到可變電容Ca的電容量。藉由累加結(jié)果Nc 與統(tǒng)計期間t3的時間長，可以知道面板電容Cp的電容量。假設(shè)于統(tǒng)計期間t3至統(tǒng)計期間t6，面板電容Cp的電容量發(fā)生變化(如圖5所示)。于統(tǒng)計期間t3至統(tǒng)計期間t5，面板電容Cp的電容變化量上尚在Ca Ca+Cb范圍內(nèi)，因此控制電路60不需要改變可變電容Ca的電容量。進入統(tǒng)計期間t6后，電容追蹤裝置100的電容值檢測范圍依然維持在與統(tǒng)計期間t5相同的范圍(即3pF 4pF)。然而， 由于統(tǒng)計期間t6的面板電容Cp已經(jīng)超出Ca Ca+Cb范圍，因此在統(tǒng)計期間t6結(jié)束后，控制電路60又再一次調(diào)增第一電容步階值至「4」，并依據(jù)新的第一電容步階值將可變電容Ca 的電容量對應(yīng)地調(diào)整至4pF。假設(shè)于統(tǒng)計期間偽至統(tǒng)計期間tlO，面板電容Cp的電容量發(fā)生變化(如圖5所示)。由于面板電容Cp的電容量于統(tǒng)計期間t9降至低于可變電容Ca，使得在統(tǒng)計期間t9 內(nèi)的所有比較結(jié)果均為邏輯值0。在統(tǒng)計期間t9結(jié)束后，控制電路60依據(jù)累加結(jié)果Nc使第一電容步階值減少一步階(即設(shè)定為「3」)，并依據(jù)新的第一電容步階值調(diào)整可變電容Ca 的電容量(調(diào)整至3pF)。其它統(tǒng)計期間的操作可以參照上述說明，故不再贅述。應(yīng)用上述實施例者可以依據(jù)其設(shè)計需求而改變實現(xiàn)方式。例如，圖6是依照本發(fā)明另一實施例說明圖2中電容追蹤裝置100的操作方法。圖6相似于圖5，故不再贅述相同
的部份。于圖6所示的實施例中，在第一統(tǒng)計期間(即圖6中所示時間t0A、tlA.....tl3A
或tl4A)結(jié)束后，還定義了該第一時鐘信號CLKl中另外多個時鐘周期的期間為第二統(tǒng)計期
間(即圖6中所示時間t0B、tlB.....tl3B或tl4B)。第一統(tǒng)計期間與第二統(tǒng)計期間具有相
同的時間長。電容追蹤裝置100于第一統(tǒng)計期間tOA tl4A與第二統(tǒng)計期間tOB tl4B 所進行的操作均與圖5的統(tǒng)計期間t0 tl4相同。于本實施例中，控制電路60內(nèi)部記錄著第一電容步階值與第二電容步階值，其中第一電容步階值與第二電容步階值相差半個步階。在此假設(shè)第一電容步階值的初始值為0，而第二電容步階值的初始值為0. 5。首先，電容追蹤裝置100于第一統(tǒng)計期間tOA以對面板電容Cp進行檢測，因此控制電路60在第一統(tǒng)計期間tOA時會依據(jù)第一電容步階值將可變電容Ca對應(yīng)地設(shè)定為OpF，也就是電容追蹤裝置100的電容檢測范圍是OpF lpF。由于在第一統(tǒng)計期間tOA時Ca+Cb小于Cp，因此在第一統(tǒng)計期間tOA內(nèi)的所有比較結(jié)果均為邏輯值1。完成第一統(tǒng)計期間tOA后，接著進入第二統(tǒng)計期間tOB?？刂齐娐?0在第二統(tǒng)計期間tOB時會依據(jù)第二電容步階值將可變電容Ca對應(yīng)地設(shè)定為0. 5pF，也就是電容追蹤裝置100的電容檢測范圍是0. 5pF 1. 5pF。由于在第二統(tǒng)計期間tOB時Ca+Cb依然小于 Cp,因此在第二統(tǒng)計期間tOB內(nèi)的所有比較結(jié)果亦均為邏輯值1。在完成第一統(tǒng)計期間tOA與第二統(tǒng)計期間tOB后，控制電路60會從此二個期間選擇其中一個的累加結(jié)果Ne，以便獲知面板電容Cp的電容量。由上述知，電容追蹤裝置100 于第一統(tǒng)計期間tOA與第二統(tǒng)計期間tOB均尚未鎖定面板電容Cp的電容量，因此控制電路 60使其內(nèi)部所紀錄的第一電容步階值與第二電容步階值均增加一步階，也就是將第一電容步階值設(shè)定為1，而將第二電容步階值設(shè)定為1. 5。于第一統(tǒng)計期間11A，控制電路60依據(jù)新的第一電容步階值調(diào)整可變電容Ca的電容量，因此電容追蹤裝置100可以檢測到的電容值范圍是IpF 2pF。第二統(tǒng)計期間tlB， 控制電路60依據(jù)新的第二電容步階值調(diào)整可變電容Ca的電容量，因此電容追蹤裝置100 可以檢測到的電容值范圍是1. 5pF 2. 5pF。電容追蹤裝置100于第一統(tǒng)計期間tlA與第二統(tǒng)計期間tlB均尚未鎖定面板電容Cp的電容量，因此控制電路60將第一電容步階值調(diào)增至2，而將第二電容步階值調(diào)增至2. 5。于第一統(tǒng)計期間t2A，控制電路60依據(jù)調(diào)整后的第一電容步階值將可變電容Ca的電容量調(diào)整至2pF，因此電容追蹤裝置100可以檢測到的電容值范圍是2pF 3pF。控制電路60于第一統(tǒng)計期間t2A所獲得的比較結(jié)果依然全為1，因此控制電路60將第一電容步階值調(diào)增至3。于第二統(tǒng)計期間t2B，控制電路60依據(jù)調(diào)整后的第二電容步階值而將可變電容Ca的電容量調(diào)整至2. 5pF，因此電容追蹤裝置100可以檢測到的電容值范圍是2. 5pF 3. 5pF。此時，電容追蹤裝置100以經(jīng)可以鎖定/檢測面板電容Cp的電容量，因此控制電路 60將第二電容步階值維持于2. 5。在完成第一統(tǒng)計期間t2A與第二統(tǒng)計期間t2B后，控制電路60選擇于第二統(tǒng)計期間t2B所獲得的累加結(jié)果Ne，以便獲知面板電容Cp的電容量。于第一統(tǒng)計期間t3A，控制電路60依據(jù)新的第一電容步階值將可變電容Ca的電容量調(diào)整至3pF，因此電容追蹤裝置100于第一統(tǒng)計期間t3A的電容檢測范圍是3pF 4pF。 此時，電容追蹤裝置100以經(jīng)可以鎖定/檢測面板電容Cp的電容量，因此控制電路60將第一電容步階值維持于3。于第二統(tǒng)計期間t3B，控制電路60依據(jù)第二電容步階值而將可變電容Ca的電容量調(diào)回2. 5pF，因此電容追蹤裝置100于第二統(tǒng)計期間t3B的電容檢測范圍是 2. 5pF 3. 5pF。此時，面板電容Cp的電容變化量尚在Ca Ca+Cb范圍內(nèi)，因此控制電路 60還是將第二電容步階值維持于2. 5。在完成第一統(tǒng)計期間t3A與第二統(tǒng)計期間UB后， 控制電路60于統(tǒng)計期間t3A與UB所獲得的兩個累加結(jié)果Nc均屬有效。由于控制電路60 先前選擇于第二統(tǒng)計期間t2B所獲得的累加結(jié)果Ne，因此現(xiàn)在選擇于第二統(tǒng)計期間UB所獲得的累加結(jié)果Nc以便獲知面板電容Cp的電容量。假設(shè)于第一統(tǒng)計期間t3A至第一統(tǒng)計期間t6A，面板電容Cp的電容量發(fā)生變化 (如圖6所示)。于統(tǒng)計期間t4A與t4B，控制電路60對應(yīng)地依據(jù)第一電容步階值與第二電
13容步階值分別調(diào)整可變電容Ca的電容量。由圖6可以知道，于第一統(tǒng)計期間t4A可以獲得有效的累加結(jié)果Ne。然而，由于在第二統(tǒng)計期間t4B面板電容Cp已經(jīng)超出Ca Ca+Cb范圍而致使所有比較結(jié)果均為邏輯1，因此控制電路60將第二電容步階值調(diào)增至3. 5。另一方面，因為第二統(tǒng)計期間t4B所獲得的累加結(jié)果Nc是無效的，因此控制電路60現(xiàn)在改選擇于第一統(tǒng)計期間t4A所獲得的累加結(jié)果Nc以便獲知面板電容Cp的電容量。于統(tǒng)計期間t5A與t5B，控制電路60對應(yīng)地依據(jù)第一電容步階值與第二電容步階值分別調(diào)整可變電容Ca的電容量，而獲得兩個有效的累加結(jié)果Ne。由于控制電路60先前選擇于第一統(tǒng)計期間t4A所獲得的累加結(jié)果Ne，因此現(xiàn)在選擇于第一統(tǒng)計期間t5A所獲得的累加結(jié)果Nc以便獲知面板電容Cp的電容量。由圖6可以知道，由于在第一統(tǒng)計期間t6A面板電容Cp已經(jīng)超出Ca Ca+Cb范圍而致使所有比較結(jié)果均為邏輯1，因此控制電路60將第一電容步階值調(diào)增至4。于第二統(tǒng)計期間t6B，控制電路60依然可以獲得有效的累加結(jié)果Ne。因為第一統(tǒng)計期間t6A所獲得的累加結(jié)果Nc是無效的，因此控制電路60現(xiàn)在改選擇于第二統(tǒng)計期間t6B所獲得的累加結(jié)果Nc以便獲知面板電容Cp的電容量。于統(tǒng)計期間t7A與t7B，控制電路60可以獲得兩個有效的累加結(jié)果Ne?？刂齐娐?60選擇于第二統(tǒng)計期間t7B所獲得的累加結(jié)果Ne。控制電路60于統(tǒng)計期間t8A與t8B所獲得兩個有效的累加結(jié)果Nc中選擇于第二統(tǒng)計期間t8B所獲得的累加結(jié)果Ne。值得注意的是，雖然于統(tǒng)計期間MA與t8B所獲得兩個累加結(jié)果Nc均為有效，然而由于此兩個累加結(jié)果Nc均小于中值(Ne的值域的一半)，因此控制電路60會調(diào)整第一電容步階值或第二電容步階值減少一步階。調(diào)整的方法是若第一電容步階值大于第二電容步階值，則使第一電容步階值減少一步階；反之，則使第二電容步階值減少一步階。在第二統(tǒng)計期間t8B結(jié)束時，由于第一電容步階值為4而第二電容步階值為3. 5，因此控制電路60 會將第一電容步階值調(diào)降為3。相類似地，雖然于第一統(tǒng)計期間與第二統(tǒng)計期間所獲得兩個累加結(jié)果Nc均為有效，然而由于此兩個累加結(jié)果Nc均大于中值(Ne的值域的一半)，因此控制電路60會調(diào)整第一電容步階值或第二電容步階值增加一步階。調(diào)整的方法是若第一電容步階值小于第二電容步階值，則使第一電容步階值增加一步階；反之，則使第二電容步階值增加一步階。 當于第一統(tǒng)計期間所獲得第一累加值與第二統(tǒng)計期間所獲得第二累加值二者的一小于該中值，且二者的另一大于該中值時，保持該第一電容步階值與該第二電容步階值。如此，可以加速電容追蹤裝置100的鎖定時間。其它統(tǒng)計期間t9A tl4A與t9B tl4B的操作可以參照上述說明，故不再贅述。因此，本實施例的切換式電容追蹤裝置100可以快速地自動追蹤面板電容Cp的電容量變化。圖7是依照本發(fā)明實施例說明圖2中控制電路60的電路方塊示意圖。請參照圖 7，控制電路60包括邏輯運算器94，其依照比較結(jié)果&而決定是否將第一相位信號Φ IA與第二相位信號Φ IB送給第五開關(guān)SW5與第六開關(guān)SW6。應(yīng)用本實施例者可以任何方式實現(xiàn)邏輯運算器94。例如，圖8是依照本發(fā)明實施例說明圖7中邏輯運算器94的電路圖。此邏輯運算器94包含與門ANDl與AND2。與門ANDl的兩個輸入端分別接收比較結(jié)果&與第二相位信號Φ1Β，而與門ANDl的輸出端則輸出相位信號Φ2Β’給第六開關(guān)SW6。與門AND2 的兩個輸入端分別接收比較結(jié)果&與第一相位信號Φ1Α，而與門AND2的輸出端則輸出相位信號Φ2Α’給第五開關(guān)SW5。圖7的控制電路60還包括積分器70、比較器80以及鎖存電路90。積分器70的輸入端耦接第二開關(guān)SW2的第二端以接收電壓Vo。在此積分器70包括運算放大器76以及回授電容Ci。運算放大器76的第一輸入端(例如非反相輸入端)耦接至第三參考電壓 VR3，運算放大器76的第二輸入端(例如反相輸入端)接收電壓Vo，而運算放大器76的輸出端做為積分器70的輸出端以輸出積分結(jié)果S”回授電容Ci的第一端與第二端分別耦接運算放大器76的第二輸入端與輸出端。積分器70可以對電壓Vo進行積分運算，然后將積分結(jié)果傳送給比較器80。比較器80的第一輸入端(例如反相輸入端)耦接至第三參考電壓VR3，第二輸入端(例如非反相輸入端)耦接至積分器70的輸出端。比較器80將積分器70的積分結(jié)果與第三參考電壓VR3進行比較，然后將比較結(jié)果S。^.送給鎖存電路90。鎖存電路90的輸入端耦接至比較器80的輸出端。鎖存電路90的觸發(fā)端接收第一時鐘信號CLK1。依據(jù)第一時鐘信號CLKl的觸發(fā)時序，鎖存電路90取樣比較結(jié)果S。p，然后將已鎖存的比較結(jié)果& 提供給邏輯運算器94。當面板電容Cp的電容量在Ca (Ca+Cb)范圍內(nèi)時，(Cp-Ca)與Cb 的比值約略等于比較結(jié)果&為邏輯1的時間與統(tǒng)計期間的比值。例如，若在統(tǒng)計期間(100 個時鐘周期)中，比較結(jié)果&為邏輯1的時間約為50個時鐘周期，則表示(Cp-Ca)與Cb的比值約略為1 2，也就是Cp約略等于Ca+Cb/2。因此，只要統(tǒng)計比較結(jié)果&在統(tǒng)計期間中為邏輯1的次數(shù)/時間，就可以推知面板電容Cp的電容量。圖7中控制電路60還包括計數(shù)器92以及信號處理器96。計數(shù)器92的輸入端耦接至鎖存電路90的輸出端，以于統(tǒng)計期間累加比較結(jié)果、以及輸出累加結(jié)果Ne。信號處理器96依據(jù)累加結(jié)果Nc控制可變電容Ca。若累加結(jié)果Nc為最大值，表示于統(tǒng)計期間所有比較結(jié)果&均為第一邏輯值(例如邏輯1)，也就是表示Ca+Cb小于Cp。因此，當累加結(jié)果 Nc為最大值時，信號處理器96控制可變電容Ca增加一個步階電容量(例如lpF)。反之， 若累加結(jié)果Nc為最小值，表示于統(tǒng)計期間所有比較結(jié)果&均為第二邏輯值(例如邏輯0)， 也就是表示Cp小于Ca。因此，當累加結(jié)果Nc為最小值時，信號處理器96控制可變電容Ca 減少一個步階電容量。圖9是依照本發(fā)明另一實施例說明圖2中電容追蹤裝置100的電路方塊示意圖。 圖9所示電容追蹤裝置100與圖7相似，二者不同之處在于圖9所示電容追蹤裝置100還包括第二時鐘相位產(chǎn)生器24。第二時鐘相位產(chǎn)生器M依照第二時鐘信號CLK2產(chǎn)生互為反相的第三相位信號Φ2Α與第四相位信號Φ2Β。圖10是依照本發(fā)明實施例說明圖9中信號的時序圖。第二時鐘信號CLK2的頻率是第一時鐘信號頻率CLKl的整數(shù)倍。第二時鐘相位產(chǎn)生器M將第三相位信號Φ2Α與第四相位信號Φ2Β輸出給邏輯運算器94。應(yīng)用本實施例者可以任何方式實現(xiàn)邏輯運算器94。例如，圖11是依照本發(fā)明實施例說明圖9中邏輯運算器94的電路圖。此邏輯運算器94包含與門AND3與AND4。與門 AND3的兩個輸入端分別接收比較結(jié)果&與第四相位信號Φ2Β，而與門AND3的輸出端則輸出相位信號Φ2Β’給第六開關(guān)SW6。與門AND4的兩個輸入端分別接收比較結(jié)果&與第三相位信號Φ2Α，而與門AND4的輸出端則輸出相位信號Φ2Α’給第五開關(guān)SW5。邏輯運算器 94依照比較結(jié)果&而決定是否將第三相位信號Φ2Α與第四相位信號Φ2Β送給第五開關(guān) SW5與第六開關(guān)SW6。
因此，當比較結(jié)果&表示第三參考電壓VR3大于第二開關(guān)SW2的第二端的電壓Vo 時，于第三相位信號Φ2Α為高電平的期間(充電期間)導通第五開關(guān)SW5且截止第六開關(guān) Sff6,以及于第四相位信號Φ2Β為高電平的期間(檢測期間)截止第五開關(guān)SW5且導通第六開關(guān)SW6。當比較結(jié)果&表示第三參考電壓VR3小于電壓Vo時，截止第五開關(guān)SW5與第六開關(guān)SW6。綜上所述，上述諸實施例依據(jù)對第三參考電壓VR3與第二開關(guān)SW2第二端電壓Vo 進行比較的結(jié)果&而動態(tài)地決定是否將輔助電容Cb并聯(lián)至可變電容Ca，以及在統(tǒng)計期間中累加前述比較結(jié)果&，可以獲知可變電容Ca與面板電容Cp 二者電容量的差異。若Cp > (Ca+Cb)則調(diào)增第一電容步階值，若Cp < Ca則調(diào)減第一電容步階值，直到Cp介于Ca至 (Ca+Cb)的范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明實施例的切換式電容追蹤裝置100可以自動追蹤面板電容Cp的電容量變化。以觸控面板為應(yīng)用例，面板電容Cp的電容值具有本質(zhì)成分與變異成份(即面板被碰觸時的電容變化量)。本發(fā)明實施例的切換式電容追蹤裝置100可以在將可變電容Ca調(diào)整至接近面板電容Cp的本質(zhì)成分后，僅針對變異成份進行檢測，以提升感測電容變化的區(qū)別能力(即提升分辨率)。雖然本發(fā)明已以實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可作些許的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護范圍以本發(fā)明的權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求
1.一種觸控面板的切換式電容追蹤裝置，用以追蹤一面板電容的電容量變化，包括 一可變電容；一輔助電容；一第一開關(guān)，其第一端耦接至一第一參考電壓，其第二端耦接至該面板電容； 一第二開關(guān)，其第一端耦接至該面板電容；一第三開關(guān)，其第一端耦接至一第二參考電壓，其第二端耦接至該可變電容； 一第四開關(guān)，其第一端耦接至該可變電容，其第二端耦接至該第二開關(guān)的第二端，其中于一第一時鐘信號的充電期間導通該第一開關(guān)與該第三開關(guān)并且截止該第二開關(guān)與該第四開關(guān)，以及于該第一時鐘信號的檢測期間截止該第一開關(guān)與該第三開關(guān)并且導通該第二開關(guān)與該第四開關(guān)；一第五開關(guān)，其第一端耦接至該第二參考電壓，其第二端耦接至該輔助電容； 一第六開關(guān)，其第一端耦接至該輔助電容，其第二端耦接至該第二開關(guān)的第二端；以及一控制電路，其耦接至該第二開關(guān)的第二端，用以依據(jù)一第一電容步階值設(shè)定該可變電容的電容量，比較一第三參考電壓與該第二開關(guān)的第二端的電壓，依據(jù)比較結(jié)果控制該第五開關(guān)與該第六開關(guān)，以及于一統(tǒng)計期間累加該比較結(jié)果，其中若于該統(tǒng)計期間該比較結(jié)果均為一第一邏輯值，則該控制電路調(diào)增該第一電容步階值，以及若于該統(tǒng)計期間該比較結(jié)果均為一第二邏輯值，則該控制電路調(diào)減該第一電容步階值。
2.如權(quán)利要求1所述的切換式電容追蹤裝置，還包括一第一時鐘相位產(chǎn)生器，其依照該第一時鐘信號產(chǎn)生一第一相位信號與一第二相位信號；其中該第一開關(guān)與該第三開關(guān)受控于該第一相位信號，而該第二開關(guān)與該第四開關(guān)受控于該第二相位信號。
3.如權(quán)利要求2所述的切換式電容追蹤裝置，其中該第一相位信號與該第二相位信號互為反相。
4.如權(quán)利要求2所述的切換式電容追蹤裝置，其中當該比較結(jié)果表示該第三參考電壓大于該第二開關(guān)的第二端的電壓時，該控制電路分別以該第一相位信號與該第二相位信號控制該第五開關(guān)與該第六開關(guān)；以及當該比較結(jié)果表示該第三參考電壓小于該第二開關(guān)的第二端的電壓時，該控制電路截止該第五開關(guān)與該第六開關(guān)。
5.如權(quán)利要求2所述的切換式電容追蹤裝置，其中該控制電路包括一邏輯運算器，其依照該比較結(jié)果而決定是否將該第一相位信號與該第二相位信號分別送給該第五開關(guān)與該第六開關(guān)。
6.如權(quán)利要求5所述的切換式電容追蹤裝置，其中該控制電路還包括 一積分器，其輸入端耦接該第二開關(guān)的第二端；一比較器，其第一輸入端耦接至該第三參考電壓，其第二輸入端耦接至該積分器的輸出端；一鎖存電路，其輸入端耦接至該比較器的輸出端，該鎖存電路的觸發(fā)端接收該第一時鐘信號，而該鎖存電路的輸出端提供該比較結(jié)果給該邏輯運算器；一計數(shù)器，其輸入端耦接至該鎖存電路的輸出端，以于該統(tǒng)計期間累加該比較結(jié)果，以及輸出一累加結(jié)果；以及一信號處理器，其依據(jù)該累加結(jié)果控制該可變電容，其中若該累加結(jié)果表示于該統(tǒng)計期間該比較結(jié)果均為該第一邏輯值，則該信號處理器使該第一電容步階值增加一步階，以控制該可變電容增加一步階電容量，以及若該累加結(jié)果表示于該統(tǒng)計期間該比較結(jié)果均為該第二邏輯值，則該信號處理器使該第一電容步階值減少一步階，以控制該可變電容減少一步階電容量。
7.如權(quán)利要求6所述的切換式電容追蹤裝置，其中該積分器包括一運算放大器，其第一輸入端耦接至該第三參考電壓，其第二輸入端耦接該第二開關(guān)的第二端，而該運算放大器的輸出端做為該積分器的輸出端；以及一回授電容，其第一端與第二端分別耦接該運算放大器的第二輸入端與輸出端。
8.如權(quán)利要求2所述的切換式電容追蹤裝置，還包括一第二時鐘相位產(chǎn)生器，其依照一第二時鐘信號產(chǎn)生互為反相的一第三相位信號與一第四相位信號；其中該控制電路包括一邏輯運算器，其依照該比較結(jié)果而決定是否將該第三相位信號與該第四相位信號送給該第五開關(guān)與該第六開關(guān)。
9.如權(quán)利要求8所述的切換式電容追蹤裝置，其中該第二時鐘信號的頻率是該第一時鐘信號頻率的整數(shù)倍。
10.如權(quán)利要求8所述的切換式電容追蹤裝置，其中該控制電路還包括一積分器，其輸入端耦接該第二開關(guān)的第二端；一比較器，其第一輸入端耦接至該第三參考電壓，其第二輸入端耦接至該積分器的輸出端；一鎖存電路，其輸入端耦接至該比較器的輸出端，該鎖存電路的觸發(fā)端接收該第一時鐘信號，而該鎖存電路的輸出端提供該比較結(jié)果給該邏輯運算器；一計數(shù)器，其輸入端耦接至該鎖存電路的輸出端，以于該統(tǒng)計期間累加該比較結(jié)果，以及輸出一累加結(jié)果；以及一信號處理器，其依據(jù)該累加結(jié)果控制該可變電容，其中若該累加結(jié)果表示于該統(tǒng)計期間該比較結(jié)果均為該第一邏輯值，則該信號處理器使該第一電容步階值增加一步階，以控制該可變電容增加一步階電容量，以及若該累加結(jié)果表示于該統(tǒng)計期間該比較結(jié)果均為該第二邏輯值，則該信號處理器使該第一電容步階值減少一步階，以控制該可變電容減少一步階電容量。
11.如權(quán)利要求10所述的切換式電容追蹤裝置，其中該積分器包括一運算放大器，其第一輸入端耦接至該第三參考電壓，其第二輸入端耦接該第二開關(guān)的第二端，而該運算放大器的輸出端做為該積分器的輸出端；以及一回授電容，其第一端與第二端分別耦接該運算放大器的第二輸入端與輸出端。
12.如權(quán)利要求1所述的切換式電容追蹤裝置，其中該面板電容是一觸控面板中的一像素電容。
13.一種電容追蹤裝置的操作方法，其中該電容追蹤裝置包含如權(quán)利要求1所述的切換式電容追蹤裝置，該操作方法包括定義該第一時鐘信號中多個時鐘周期的期間為一第一統(tǒng)計期間；于該第一統(tǒng)計期間中，依據(jù)一第一電容步階值設(shè)定該可變電容的電容量； 于該第一時鐘信號的充電期間導通該第一開關(guān)與該第三開關(guān)，以及截止該第二開關(guān)與該第四開關(guān)；于該第一時鐘信號的檢測期間截止該第一開關(guān)與該第三開關(guān)，以及導通該第二開關(guān)與該第四開關(guān)；比較該第三參考電壓與該第二開關(guān)的第二端的電壓，以獲得一比較結(jié)果； 依據(jù)該比較結(jié)果控制該第五開關(guān)與該第六開關(guān)； 于該第一統(tǒng)計期間累加該比較結(jié)果；若于該第一統(tǒng)計期間該比較結(jié)果均為一第一邏輯值，則調(diào)增該第一電容步階值；以及若于該第一統(tǒng)計期間該比較結(jié)果均為一第二邏輯值，則調(diào)減該第一電容步階值。
14.如權(quán)利要求13所述電容追蹤裝置的操作方法，還包括當該比較結(jié)果表示該第三參考電壓大于該第二開關(guān)的第二端的電壓時，于該第一時鐘信號的充電期間導通該第五開關(guān)且截止該第六開關(guān)，以及于該第一時鐘信號的檢測期間截止該第五開關(guān)且導通該第六開關(guān)；以及當該比較結(jié)果表示該第三參考電壓小于該第二開關(guān)的第二端的電壓時，截止該第五開關(guān)與該第六開關(guān)。
15.如權(quán)利要求13所述電容追蹤裝置的操作方法，還包括 提供一第二時鐘信號；當該比較結(jié)果表示該第三參考電壓大于該第二開關(guān)的第二端的電壓時，于該第二時鐘信號的充電期間導通該第五開關(guān)且截止該第六開關(guān)，以及于該第二時鐘信號的檢測期間截止該第五開關(guān)且導通該第六開關(guān)；以及當該比較結(jié)果表示該第三參考電壓小于該第二開關(guān)的第二端的電壓時，截止該第五開關(guān)與該第六開關(guān)。
16.如權(quán)利要求15所述電容追蹤裝置的操作方法，其中該第二時鐘信號的頻率是該第一時鐘信號頻率的整數(shù)倍。
17.如權(quán)利要求13所述電容追蹤裝置的操作方法，還包括定義該第一統(tǒng)計期間結(jié)束后該第一時鐘信號中多個時鐘周期的期間為一第二統(tǒng)計期間；于該第二統(tǒng)計期間中，依據(jù)一第二電容步階值設(shè)定該可變電容的電容量，其中該第一電容步階值與該第二電容步階值相差半個步階； 于該第二統(tǒng)計期間累加該比較結(jié)果；若于該第二統(tǒng)計期間該比較結(jié)果均為一第一邏輯值，則調(diào)增該第二電容步階值；以及若于該第二統(tǒng)計期間該比較結(jié)果均為一第二邏輯值，則調(diào)減該第二電容步階值。
18.如權(quán)利要求17所述電容追蹤裝置的操作方法，還包括當于該第一統(tǒng)計期間累加該比較結(jié)果所得的一第一累加值，與于該第二統(tǒng)計期間累加該比較結(jié)果所得的一第二累加值，二者均小于一中值時，若該第一電容步階值大于該第二電容步階值，則調(diào)減該第一電容步階值，以及若該第一電容步階值小于該第二電容步階值，則調(diào)減該第二電容步階值。
19.如權(quán)利要求17所述電容追蹤裝置的操作方法，還包括當于該第一統(tǒng)計期間累加該比較結(jié)果所得的一第一累加值，與于該第二統(tǒng)計期間累加該比較結(jié)果所得的一第二累加值，二者均大于一中值時，若該第一電容步階值小于該第二電容步階值，則調(diào)增該第一電容步階值，以及若該第一電容步階值大于該第二電容步階值，則調(diào)增該第二電容步階值。
20.如權(quán)利要求17所述電容追蹤裝置的操作方法，還包括當一第一累加值與一第二累加值二者之一小于一中值，且二者的另一大于該中值時， 保持該第一電容步階值與該第二電容步階值；其中該第一累加值為于該第一統(tǒng)計期間累加該比較結(jié)果，而該第二累加值為該第二統(tǒng)計期間累加該比較結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種觸控面板的切換式電容追蹤裝置及其操作方法。該切換式電容追蹤裝置，包括可變電容、輔助電容以及多個開關(guān)。于充電期間，使第一參考電壓對面板電容充電，且使第二參考電壓對可變電容充電。于檢測期間，使控制電路檢測面板電容與可變電容的并聯(lián)電壓?？刂齐娐繁容^第三參考電壓與并聯(lián)電壓，以及依據(jù)比較結(jié)果動態(tài)地決定將輔助電容并聯(lián)于可變電容。其中，若于統(tǒng)計期間所述比較結(jié)果均為第一邏輯值，則控制電路調(diào)增可變電容的電容量；若于統(tǒng)計期間所述比較結(jié)果均為第二邏輯值，則控制電路調(diào)降可變電容的電容量。
文檔編號G06F3/044GK102262487SQ20101021539
公開日2011年11月30日 申請日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者張耀光, 許晉峰 申請人:奇景光電股份有限公司