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    重庆时时彩稳赚软件: 触控感测系统、电容感测装置及电容感测方法.pdf

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    触控感测 系统 电容 装置 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201010121353.9

    申请日:

    2010.02.23

    公开号:

    CN102163109A

    公开日:

    2011.08.24

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):G06F 3/044申请日:20100223授权公告日:20130612终止日期:20170223|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 3/044申请日:20100223|||公开
    IPC分类号: G06F3/044 主分类号: G06F3/044
    申请人: 联咏科技股份有限公司
    发明人: 邓永佳; 林清淳; 洪敬和; 张岑玮; 林奕良; 蔡竣杰
    地址: 中国台湾新竹科学工业园区新竹县创新一路13号2楼
    优先权:
    专利代理机构: 北京同立钧成知识产权代理有限公司 11205 代理人: 刘芳
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201010121353.9

    授权公告号:

    |||102163109B||||||

    法律状态公告日:

    2018.03.13|||2013.06.12|||2011.10.05|||2011.08.24

    法律状态类型:

    专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种触控感测系统、电容感测装置及电容感测方法,触控感测系统包括一触控输入界面及至少一电容感测装置。电容感测装置包括多个开关单元及一差分感测电路。每一开关单元连接至对应的感测电容。差分感测电路的待测输入端接收上述感测电容的至少其中一个所提供的一待测电容值,且差分感测电路的参考输入端接收上述感测电容的至少其中一个提供的一参考电容值。在此,差动感测电路比较待测电容值与参考电容值,以在其输出端输出对应于待测电容值与参考电容值的一第一差值。本发明提供的技术方案通过调整待测电容的测量参考值,可以提升测量效率。

    权利要求书

    1.一种电容感测装置,其特征在于,包括:多个开关单元,每一开关单元具有一第一端、一第二端及一第三端,且每一开关单元的所述第三端连接至对应的一感测电容;以及一差分感测电路,具有一待测输入端、一参考输入端及一输出端,所述待测输入端连接至每一开关单元的所述第一端,用以接收多个所述感测电容的至少其中一个所提供的一待测电容值,且所述参考输入端连接至每一开关单元的所述第二端,用以接收多个所述感测电容的至少其中一个所提供的一参考电容值,其中所述差分感测电路比较所述待测电容值与所述参考电容值,以在所述输出端输出对应于所述待测电容值与所述参考电容值的一第一差值。2.根据权利要求1所述的电容感测装置,其特征在于,每一开关单元包括:一第一开关,具有一第一端及一第二端,所述第一开关的所述第一端连接至对应的所述感测电容,且所述第一开关的所述第二端连接至所述差分感测电路的所述待测输入端;以及一第二开关,具有一第一端及一第二端,所述第二开关的所述第一端连接至所述第一开关的所述第一端,且所述第二开关的所述第二端连接至所述差分感测电路的所述参考输入端。3.根据权利要求1所述的电容感测装置,其特征在于,所述差分感测电路包括:一第一电荷电压转换电路,连接至每一开关单元的所述第一端,用以接收所述待测电容值,且所述第一电荷电压转换电路将所述待测电容值转换为一待测电压值;一第二电荷电压转换电路,连接至每一开关单元的所述第二端,用以接收所述参考电容值,且所述第二电荷电压转换电路将所述参考电容值转换为一参考电压值;以及一差值比较单元,具有一第一输入端、一第二输入端及一输出端,所述第一输入端连接至所述第一电荷电压转换电路,用以接收所述待测电压值,且所述第二输入端连接至所述第二电荷电压转换电路,用以接收所述参考电压值,其中所述差值比较单元比较所述待测电压值与所述参考电压值,以在所述输出端输出所述第一差值。4.根据权利要求1所述的电容感测装置,其特征在于,所述差分感测电路包括:一电荷极性转换电路,连接至每一开关单元的所述第二端,用以接收所述参考电容值所对应的一参考电荷,并转换所述参考电荷的极性;一电荷电压转换电路,连接至每一开关单元的所述第一端,用以接收所述待测电容值所对应的一待测电荷及极性转换后的所述参考电荷,其中所述待测电荷的极性与所述参考电荷的极性不同,所述待测电荷与所述参考电荷形成一第二差值,且所述电荷电压转换电路转换所述第二差值为所述第一差值;以及一差值比较单元,连接至所述电荷电压转换电路,用以接收所述第一差值,其中所述差值比较单元放大并输出所述第一差值。5.根据权利要求1所述的电容感测装置,其特征在于,所述差分感测电路包括:一电荷极性转换电路,连接至每一开关单元的所述第一端,用以接收所述待测电容值所对应的一待测电荷,并转换所述待测电荷的极性;一电荷电压转换电路,连接至每一开关单元的所述第二端,用以接收所述参考电容值所对应的一参考电荷及极性转换后的所述待测电荷,其中所述待测电荷的极性与所述参考电荷的极性不同,所述待测电荷与所述参考电荷形成一第二差值,且所述电荷电压转换电路转换所述第二差值为所述第一差值;以及一差值比较单元,连接至所述电荷电压转换电路,用以接收所述第一差值,其中所述差值比较单元放大并输出所述第一差值。6.根据权利要求1所述的电容感测装置,其特征在于,所述差分感测电路包括:一电荷极性转换电路,连接至每一开关单元的所述第一端,用以接收所述待测电容值所对应的一待测电荷,并转换所述待测电荷的极性;以及一差值比较单元,连接至所述每一开关单元的所述第二端,用以接收所述参考电容值所对应的一参考电荷及极性转换后的所述待测电荷,其中所述待测电荷的极性与所述参考电荷的极性不同,所述待测电荷与所述参考电荷形成一第二差值,且所述差值比较单元转换所述第二差值为所述第一差值,并输出所述第一差值。7.根据权利要求6所述的电容感测装置,其特征在于,所述差分感测电路还包括:一电荷非极性转换电路,连接于所述差值比较单元与每一开关单元的所述第二端之间。8.根据权利要求1所述的电容感测装置,其特征在于,所述差分感测电路包括:一电荷极性转换电路,连接至每一开关单元的所述第二端,用以接收所述参考电容值所对应的一参考电荷,并转换所述参考电荷的极性;以及一差值比较单元,连接至所述每一开关单元的所述第一端,用以接收所述待测电容值所对应的一待测电荷及极性转换后的所述参考电荷,其中所述待测电荷的极性与所述参考电荷的极性不同,所述待测电荷与所述参考电荷形成一第二差值,且所述差值比较单元转换所述第二差值为所述第一差值,并输出所述第一差值。9.根据权利要求8所述的电容感测装置,其特征在于,该差分感测电路还包括:一电荷非极性转换电路,连接于所述差值比较单元与每一开关单元的所述第一端之间。10.根据权利要求1所述的电容感测装置,其特征在于,所述差分感测电路包括一差分放大器、一比较器或一积分器。11.一种触控感测系统,其特征在于,包括:一触控输入界面,包括多个感测电容;以及至少一电容感测装置,包括:多个开关单元,每一开关单元具有一第一端、一第二端及一第三端,且每一开关单元的所述第三端连接至对应的所述感测电容;以及一差分感测电路,具有一待测输入端、一参考输入端及一输出端,所述待测输入端连接至每一开关单元的所述第一端,用以接收多个所述感测电容的至少其中一个所提供的一待测电容值,且所述参考输入端连接至每一开关单元的所述第二端,用以接收多个所述感测电容的至少其中一个所提供的一参考电容值,其中所述差分感测电路比较所述待测电容值与所述参考电容值,以在所述输出端输出对应于所述待测电容值与所述参考电容值的一第一差值。12.根据权利要求11所述的触控感测系统,其特征在于,每一开关单元包括:一第一开关,具有一第一端及一第二端,所述第一开关的所述第一端连接至对应的所述感测电容,且所述第一开关的所述第二端连接至所述差分感测电路的所述待测输入端;以及一第二开关,具有一第一端及一第二端,所述第二开关的所述第一端连接至所述第一开关的所述第一端,且所述第二开关的所述第二端连接至所述差分感测电路的所述参考输入端。13.根据权利要求11所述的触控感测系统,其特征在于,所述差分感测电路包括:一第一电荷电压转换电路,连接至每一开关单元的所述第一端,用以接收所述待测电容值,且所述第一电荷电压转换电路将所述待测电容值转换为一待测电压值;一第二电荷电压转换电路,连接至每一开关单元的所述第二端,用以接收所述参考电容值,且所述第二电荷电压转换电路将所述参考电容值转换为一参考电压值;以及一差值比较单元,具有一第一输入端、一第二输入端及一输出端,所述第一输入端连接至所述第一电荷电压转换电路,用以接收所述待测电压值,且所述第二输入端连接至所述第二电荷电压转换电路,用以接收所述参考电压值,其中所述差值比较单元比较所述待测电压值与所述参考电压值,以在所述输出端输出所述第一差值。14.根据权利要求11所述的触控感测系统,其特征在于,所述差分感测电路包括:一电荷极性转换电路,连接至每一开关单元的所述第二端,用以接收所述参考电容值所对应的一参考电荷,并转换所述参考电荷的极性;一电荷电压转换电路,连接至每一开关单元的所述第一端,用以接收所述待测电容值所对应的一待测电荷及极性转换后的所述参考电荷,其中所述待测电荷的极性与所述参考电荷的极性不同,所述待测电荷与所述参考电荷形成一第二差值,且所述电荷电压转换电路转换所述第二差值为所述第一差值;以及一差值比较单元,连接至所述电荷电压转换电路,用以接收所述第一差值,其中所述差值比较单元放大并输出所述第一差值。15.根据权利要求11所述的触控感测系统,其特征在于,所述差分感测电路包括:一电荷极性转换电路,连接至每一开关单元的所述第一端,用以接收所述待测电容值所对应的一待测电荷,并转换所述待测电荷的极性;一电荷电压转换电路,连接至每一开关单元的所述第二端,用以接收所述参考电容值所对应的一参考电荷及极性转换后的所述待测电荷,其中所述待测电荷的极性与所述参考电荷的极性不同,所述待测电荷与所述参考电荷形成一第二差值,且所述电荷电压转换电路转换所述第二差值为所述第一差值;以及一差值比较单元,连接至所述电荷电压转换电路,用以接收所述第一差值,其中所述差值比较单元放大并输出所述第一差值。16.根据权利要求11所述的触控感测系统,其特征在于,该差分感测电路包括:一电荷极性转换电路,连接至每一开关单元的所述第一端,用以接收所述待测电容值所对应的一待测电荷,并转换所述待测电荷的极性;以及一差值比较单元,连接至所述每一开关单元的所述第二端,用以接收所述参考电容值所对应的一参考电荷及极性转换后的所述待测电荷,其中所述待测电荷的极性与所述参考电荷的极性不同,所述待测电荷与所述参考电荷形成一第二差值,且所述差值比较单元转换所述第二差值为所述第一差值,并输出所述第一差值。17.根据权利要求16所述的触控感测系统,其特征在于,所述差分感测电路还包括:一电荷非极性转换电路,连接于所述差值比较单元与每一开关单元的所述第二端之间。18.根据权利要求11所述的触控感测系统,其特征在于,所述差分感测电路包括:一电荷极性转换电路,连接至每一开关单元的所述第二端,用以接收所述参考电容值所对应的一参考电荷,并转换所述参考电荷的极性;以及一差值比较单元,连接至所述每一开关单元的所述第一端,用以接收所述待测电容值所对应的一待测电荷及极性转换后的所述参考电荷,其中所述待测电荷的极性与所述参考电荷的极性不同,所述待测电荷与所述参考电荷形成一第二差值,且所述差值比较单元转换所述第二差值为所述第一差值,并输出所述第一差值。19.根据权利要求18所述的触控感测系统,其特征在于,所述差分感测电路还包括:一电荷非极性转换电路,连接于所述差值比较单元与每一开关单元的所述第一端之间。20.根据权利要求11所述的触控感测系统,其特征在于,所述差分感测电路包括一差分放大器、一比较器或一积分器。21.一种电容感测方法,其特征在于,包括:提供多个开关单元及一差分感测电路,其中每一开关单元连接至对应的一感测电容;接收多个所述感测电容的至少其中一个所提供的一待测电容值;接收多个所述感测电容的至少其中一个所提供的一参考电容值;以及比较所述待测电容值与所述参考电容值,以产生对应于所述待测电容值与所述参考电容值的一第一差值。22.根据权利要求21所述的电容感测方法,其特征在于,还包括:在接收所述待测电容值后,转换所述待测电容值为一待测电压值;以及在接收所述参考电容值后,转换所述参考电容值为一参考电压值。23.根据权利要求22所述的电容感测方法,其特征在于,在比较所述待测电容值与所述参考电容值的步骤中,比较所述待测电压值与所述参考电压值,以产生所述第一差值。24.根据权利要求21所述的电容感测方法,其特征在于,其中:在接收所述参考电容值的步骤中,接收所述参考电容值的所对应的一参考电荷,并转换所述参考电荷的极性;在接收所述待测电容值的步骤中,接收所述待测电容值的所对应的一待测电荷,其中所述待测电荷的极性与所述参考电荷的极性不同。25.根据权利要求24所述的电容感测方法,其特征在于,还包括:接收所述待测电荷及极性转换后的所述参考电荷,以产生一第二差值。26.根据权利要求25所述的电容感测方法,其特征在于,在比较所述待测电容值与所述参考电容值的步骤中,转换所述第二差值为所述第一差值,以产生对应于所述待测电容值与所述参考电容值的所述第一差值。27.根据权利要求21所述的电容感测方法,其特征在于,其中:在接收所述参考电容值的步骤中,接收所述参考电容值的所对应的一参考电荷;在接收所述待测电容值的步骤中,接收所述待测电容值的所对应的一待测电荷,并转换所述待测电荷的极性,其中所述待测电荷的极性与所述参考电荷的极性不同。28.根据权利要求27所述的电容感测方法,其特征在于,还包括:接收所述参考电荷及极性转换后的所述待测电荷,以产生一第二差值。29.根据权利要求28所述的电容感测方法,其特征在于,在比较所述待测电容值与所述参考电容值的步骤中,转换所述第二差值为所述第一差值,以产生对应于所述待测电容值与所述参考电容值的所述第一差值。30.根据权利要求21所述的电容感测装置,其特征在于,在比较所述待测电容值与所述参考电容值的步骤中,通过一差分放大器、一比较器或一积分器产生藉由第一差值。

    说明书

    触控感测系统、电容感测装置及电容感测方法

    技术领域

    本发明涉及一种感测装置及其方法,尤其涉及一种触控感测系统、电容感测装置及电容感测方法。

    背景技术

    在现今信息时代中,人类对于电子产品的依赖性与日俱增。笔记型电脑、移动电话、个人数字助理器(personal?digital?assistant,简称为:PDA)、数字随身听等电子产品均已成为现代人生活及工作中不可或缺的应用工具。上述的电子产品均具有一输入界面,用以输入使用者所须指令,以使电子产品的内部系统自动执行此项指令。目前使用最广泛的输入界面装置包括键盘(keyboard)以及鼠标(mouse)。

    对于使用者来说,使用键盘、鼠标等传统的输入界面在部分的场合无疑会造成相当大的不便。为了解决这样的问题,制造商便开始电子装置上配置一个例如是触控板(touch?pad)或触控面板(touch?panel)等的触控输入界面,进而通过触控板或触控面板来取代键盘或鼠标的功能。就触控输入界面而言,目前使用者大都是利用手指或触控笔与触控输入界面之间所产生的接触或感应行为来进行点选动作。以电容式触控输入界面而言,可多点触控的特性提供更人性化的操作模式而使得电容式触控面板逐渐受到市场的青睐。

    不过,在电容式触控输入界面中,若是使用单端式的感测电路,在测量待测电容的感应变化前,都必须先测量并储存待测电容的电容值,以作为基底(base?line)。之后,再把实际测量到的待测电容值减去基底,以取得待测电容的感应变化。同时,单端式的感测电路,其待测电容的测量参考值为固定,因此感测电路必须预留较大的电压空间,以涵盖较大的感应变化,但其准确度就相对不足。

    发明内容

    本发明的目的是提供一种电容感测装置,其可调整待测电容的测量参考值,使其测量结果较为准确,进而提升其测量效率。

    本发明的目的是提供一种触控感测系统,其利用电容感测装置调整待测电容的测量参考值,使其测量结果较为准确,进而提升其测量效率。

    本发明的目的是提供一种电容感测方法,其可调整待测电容的测量参考值,使其测量结果较准确,进而提升其测量效率。

    本发明一实施例提供一种电容感测装置,其包括多个开关单元及一差分感测电路。每一开关单元具有一第一端、一第二端及一第三端,且每一开关单元的第三端连接至对应的感测电容。差分感测电路具有一待测输入端、一参考输入端及一输出端。差分感测电路的待测输入端连接至每一开关单元的第一端,并接收感测电容的至少其中一个所提供的一待测电容值,且差分感测电路的参考输入端连接至每一开关单元的第二端,并接收感测电容的至少其中一个所提供的一参考电容值。在此,差分感测电路比较待测电容值与参考电容值,以在输出端输出对应于待测电容值与参考电容值的一第一差值。

    本发明一实施例提供一种触控感测系统,其包括一触控输入界面及至少一电容感测装置。触控输入界面包括多个感测电容,且电容感测装置包括多个开关单元及一差分感测电路。每一开关单元具有一第一端、一第二端及一第三端,且每一开关单元的第三端连接至对应的感测电容。差分感测电路具有一待测输入端、一参考输入端及一输出端。差分感测电路的待测输入端连接至每一开关单元的第一端,并接收感测电容的至少其中一个所提供的一待测电容值,且差分感测电路的参考输入端连接至每一开关单元的第二端,并接收感测电容的至少其中一个所提供的一参考电容值。在此,差分感测电路比较待测电容值与参考电容值,以在输出端输出对应于待测电容值与参考电容值的一第一差值。

    在本发明的一实施例中,上述的每一开关单元包括一第一开关及一第二开关。第一开关具有一第一端及一第二端。第一开关的第一端连接至对应的感测电容,且第一开关的第二端连接至差分感测电路的待测输入端。第二开关具有一第一端及一第二端。第二开关的第一端连接至第一开关的第一端,且第二开关的第二端连接至差分感测电路的参考输入端。

    在本发明的一实施例中,上述的差分感测电路包括一第一电荷电压转换电路、一第二电荷电压转换电路及一差值比较单元。第一电荷电压转换电路连接至每一开关单元的第一端,用以接收待测电容值,且第一电荷电压转换电路将待测电容值转换为一待测电压值。第二电荷电压转换电路连接至每一开关单元的第二端,用以接收参考电容值,且第二电荷电压转换电路将参考电容值转换为一参考电压值。差值比较单元具有一第一输入端、一第二输入端及一输出端。差值比较单元的第一输入端连接至第一电荷电压转换电路,用以接收待测电压值,且第二输入端连接至第二电荷电压转换电路,用以接收参考电压值。在此,差值比较单元比较待测电压值与参考电压值,以在输出端输出第一差值。

    在本发明的一实施例中,上述的差分感测电路包括一电荷极性转换电路、一电荷电压转换电路及一差值比较单元。电荷极性转换电路连接至每一开关单元的第二端,用以接收参考电容值所对应的一参考电荷,并转换参考电荷的极性。电荷电压转换电路连接至每一开关单元的第一端,用以接收待测电容值所对应的一待测电荷及极性转换后的参考电荷。在此,待测电荷的极性与参考电荷的极性不同,且待测电荷与参考电荷形成一第二差值。电荷电压转换电路转换第二差值为第一差值。差值比较单元连接至电荷电压转换电路,用以接收、放大并输出第一差值。

    在本发明的一实施例中,上述的差分感测电路包括一电荷极性转换电路以及一差值比较单元。电荷极性转换电路连接至每一开关单元的第一端,用以接收待测电容值所对应的一待测电荷,并转换待测电荷的极性。差值比较单元,连接至每一开关单元的第二端,用以接收参考电容值所对应的一参考电荷及极性转换后的待测电荷。在此,待测电荷的极性与参考电荷的极性不同。待测电荷与参考电荷形成一第二差值,且差值比较单元转换第二差值为第一差值,并输出第一差值。

    在本发明的一实施例中,上述的差分感测电路还包括一电荷非极性转换电路,其连接于差值比较单元与每一开关单元的第二端之间。

    在本发明的一实施例中,上述的差分感测电路包括一电荷极性转换电路以及一差值比较单元。电荷极性转换电路连接至每一开关单元的第二端,用以接收参考电容值所对应的一参考电荷,并转换参考电荷的极性。差值比较单元连接至每一开关单元的第一端,用以接收待测电容值所对应的一待测电荷及极性转换后的参考电荷。在此,待测电荷的极性与参考电荷的极性不同。待测电荷与参考电荷形成一第二差值,且差值比较单元转换第二差值为第一差值,并输出第一差值。

    在本发明的一实施例中,上述的差分感测电路还包括一电荷非极性转换电路,其连接于差值比较单元与每一开关单元的第一端之间。

    在本发明的一实施例中,上述的差分感测电路包括一差分放大器、一比较器或一积分器。

    本发明的另一实施例提供一种电容感测方法,其包括如下步骤。提供多个开关单元及一差分感测电路,其中每一开关单元连接至对应的感测电容。接收感测电容的至少其中一个所提供的一待测电容值,并接收感测电容的至少其中一个所提供的一参考电容值。比较待测电容值与参考电容值,以产生对应于待测电容值与参考电容值的一第一差值。

    在本发明的一实施例中,上述的电容感测方法还包括如下步骤。在接收待测电容值后,转换待测电容值为一待测电压值。在接收参考电容值后,转换参考电容值为一参考电压值。

    在本发明的一实施例中,在比较待测电容值与参考电容值的步骤中,比较待测电压值与参考电压值,以产生第一差值。

    在本发明的一实施例中,在接收参考电容值的步骤中,接收参考电容值的所对应的一参考电荷,并转换参考电荷的极性。在接收待测电容值的步骤中,接收待测电容值的所对应的一待测电荷,其中待测电荷的极性与参考电荷的极性不同。

    在本发明的一实施例中,上述的电容感测方法还包括接收待测电荷及极性转换后的参考电荷,以产生一第二差值。

    在本发明的一实施例中,在比较待测电容值与参考电容值的步骤中,转换第二差值为第一差值,以产生对应于待测电容值与参考电容值的第一差值。

    在本发明的一实施例中,在接收参考电容值的步骤中,接收参考电容值的所对应的一参考电荷。在接收待测电容值的步骤中,接收待测电容值的所对应的一待测电荷,并转换待测电荷的极性,其中待测电荷的极性与参考电荷的极性不同。

    在本发明的一实施例中,上述的电容感测方法还包括接收参考电荷及极性转换后的待测电荷,以产生一第二差值。

    在本发明的一实施例中,在比较待测电容值与参考电容值的步骤中,转换第二差值为第一差值,以产生对应于待测电容值与参考电容值的第一差值。

    在本发明的一实施例中,在比较待测电容值与参考电容值的步骤中,通过一差分放大器、一比较器或一积分器产生第一差值。

    基于上述,在本发明的实施例中,电容感测装置可控制开关单元,使差分感测电路的参考输入端接收感测电容的至少其中一个所提供的参考电容值,以作为待测电容测量时的参考电容值。因此,电容感测装置可调整待测电容的测量参考值,使其测量结果较为准确,进而提升其测量效率。

    为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并结合附图作详细说明如下。

    附图说明

    图1为本发明一实施例的触控感测系统的电路方块图。

    图2A为图1的电容感测装置的电路方块图。

    图2B为图2A的开关单元的电路示意图。

    图3为图2A的电容感测装置的电路示意图。

    图4为图2A的电容感测装置的电路示意图。

    图5为图2A的电容感测装置的感测电容的电容值分布图。

    图6为图3的电容感测装置的电路示意图。

    图7为电容感测装置动作时的时脉波形图。

    图8为图3的电容感测装置的另一电路示意图。

    图9为本发明一实施例的电容感测装置的电路方块图。

    图10A为本发明第一实施例的电容感测装置的电路示意图。

    图10B为本发明第二实施例的电容感测装置的电路示意图。

    图10C为又一电容感测装置动作时的时脉波形图。

    图11为本发明第三实施例的电容感测装置的电路示意图。

    图12A为本发明第四实施例的电容感测装置的电路示意图。

    图12B为本发明第五实施例的电容感测装置的电路示意图。

    图13为本发明一实施例的电容感测方法的步骤流程图。

    主要元件符号说明:

    100:触控感测系统;???????????????120:触控输入界面;

    220:第二开关;???????????????????210:第一开关;

    112a~112f、114a~114f:开关;????A、B、D、E、F、G:节点;

    Φ0、Φ1、Φ2:时脉信号;?????????C(1)~C(i):感测电容;

    ΔC:电容变化;???????????????????SW1~SWi:开关单元;

    C1~C4:储存电容;????????????????Vcc:系统电压;

    C5~C12:电容;

    S1(1)~S1(i)、S2(1)~S2(i):控制信号;

    1114、1114”:电荷非极性转换电路;

    S1100、S1102、S1104、S1106:步骤;

    116、916、1016、1116:差值比较单元;

    112、114、112’、114’、912、1012、1012’:电荷电压转换电路;

    118、118’、918、1018、1018’、1118、1118’、1118”:差分感测电路;

    110、910、1010、1110、1010’、1110’、1110”:电容感测装置;

    914、1014、1014’、1112:电荷极性转换电路。

    具体实施方式

    在电容式触控输入界面中,感测电容的电容值是依据感测电容对应于触控输入界面上的位置是否被触碰而决定。当感测电容对应于触控输入界面上的位置被触碰时,触碰物体会产生一对应的电容变化,而与感测电容形成一待测电容。

    在本发明的实施例中,除了待测电容以外,其他的感测电容的电容值可作为测量待测电容时的参考值。因此,在比较待测电容值与参考电容值后,便可决定触碰物体对应于触控输入界面的触碰位置。

    在底下的实施例中,将以触控面板做为触控输入界面的范例实施例,任何所属技术领域的技术人员当知触控面板并非用以限定本发明的触控输入界面。同时,本发明也不限定触控式的输入界面,凡是任何以电容感测方式的输入界面皆为本发明所欲?;さ姆冻?。

    图1为本发明一实施例的触控感测系统的电路方块图。请参照图1,在本实施例中,触控感测系统100包括电容感测装置110及一触控输入界面120,其中触控输入界面120例如是显示器的触控面板或其他具有触控感测功能的触控板,其包括多个感测电容。

    图2A为图1的电容感测装置110的电路方块图。请同时参照图1及图2A,本实施例的电容感测装置110包括多个开关单元SW1、...SWn-1、SWn、SWn+1、...~SWi及一差分感测电路118。在此,每一开关单元分别连接至触控输入界面120中对应的感测电容C(1)~C(i),并分别受控于对应的一对控制信号S1(1)与S2(1)、...S1(n-1)与S2(n-1)、S1(n)与S2(n)、S1(n+1)与S2(n+1)、...~S1(i)与S2(i)。

    在本实施例中,感测电容的电容值是依据感测电容对应于触控输入界面上的位置是否被触碰而决定。以感测电容C(n)为例,当感测电容C(n)对应于触控输入界面上的位置被触碰时,触碰物体会产生一对应的电容变化ΔC。此时,感测电容C(n)与电容变化ΔC形成一待测电容C(n)+ΔC。之后,通过开关单元SWn的控制,待测电容C(n)+ΔC的电容值可通过差分感测电路118感测得知变化。

    另外,在本实施例中,除了待测电容C(n)+ΔC以外,其他的感测电容的电容值可作为测量待测电容时的参考值。例如,通过开关单元SWn-1或SWn+1,感测电容C(n-1)或C(n+1)的电容值可传送至差分感测电路118,作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值,但本实施并不以此为限。

    差分感测电路118会进行比较待测电容值与参考电容值,而其输出端则是输出对应于待测电容值与参考电容值的一第一差值。在本实施例中,此第一差值例如是一电压差值。因此,电容感测装置110的后级电路(未示出)通过此第一差值,便可决定触控输入界面上触碰的位置。另外,本实施例的触控感测系统可应用于自电容型触控感测系统或互电容型触控感测系统。

    详细而言,图2B为图2A的开关单元的电路示意图,其中图2B所示是以开关单元SWn为例说明,然而其他开关单元也可以此类推。请同时参照图2A及图2B,在本实施例中,开关单元SWn包括一第一开关210及一第二开关220,分别由控制信号S1(n)与S2(n)所控制。而差分感测电路118在一实施例中,包括电荷电压转换电路112、114及差值比较单元116。例如,电荷电压转换电路112可作为差分感测电路的一待测输入端,而电荷电压转换电路114可作为差分感测电路的一参考输入端。

    在此,第一开关210的一端连接至待测电容C(n)+ΔC,另一端则连接至差分感测电路118的电荷电压转换电路112。另外,第二开关220的一端连接至第一开关210,另一端则连接至差分感测电路118的电荷电压转换电路114。

    在本实施例中,当感测电容C(n)对应于触控输入界面上的位置被触碰时,触碰物体会产生对应的电容变化ΔC。此时,第一开关210受控于控制信号S1(n)而开启,且第二开关220受控于控制信号S2(n)而关闭。因此,待测电容C(n)+ΔC的电容值会被电荷电压转换电路112所接收。

    另一方面,在本实施例中,可以感测电容C(n+1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值,但本发明并不以此为限。此时,开关单元SWn+1的第一开关(未示出)受控于控制信号S1(n+1)而开启,且开关单元SWn+1的第二开关(未示出)受控于控制信号S2(n+1)而关闭。因此,感测电容C(n+1)的电容值会被电荷电压转换电路114所接收,以作为参考电容值。

    因此,在以感测电容C(n+1)的电容值作为参考电容值的情况下,图2A的电容感测装置110可示出如图3所示的电路示意图。在此,为了方便说明起见,图3仅示出感测电容C(n-1)及C(n+1)、待测电容C(n)+ΔC及差分感测电路118,并未示出其对应的开关单元。

    请参考图3,以感测电容C(n+1)的电容值作为参考电容值时,电荷电压转换电路112接收待测电容C(n)+ΔC的待测电容值,并将待测电容值转换为一对应的待测电压值,之后再将其传送至差值比较单元116。同时,电荷电压转换电路114接收感测电容C(n+1)的电容值作为参考电容值,并将参考电容值转换为一对应的参考电压值,之后再将其传送至差值比较单元116。

    接着,差值比较单元116比较待测电压值与参考电压值,以于其输出端输出对应于待测电容值与参考电容值的第一差值,进而决定触控输入界面上的被触碰的位置。在本实施例中,第一差值例如是一电压差值。

    一般而言,触控输入界面的感测电容彼此间的电容值差异并不大。因此,待测电容值C(n)+ΔC与参考电容值C(n+1)的差值为ΔC([C(n)+ΔC]-C(n+1)=ΔC)。

    换句话说,以感测电容C(n+1)的电容值作为参考电容值时,差分感测电路118分别通过电荷电压转换电路112及114接收待测电容值C(n)+ΔC与参考电容值C(n+1),其差值为ΔC。之后,待测电容值及参考电容值分别被转换为待测电压值及参考电压值。接着,差分感测电路118再通过差值比较单元116比较待测电压值及参考电压值,以输出对应于差值ΔC的电压差值。

    在本实施例中,电容感测装置110是以感测电容C(n+1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。在其他实施例中,电容感测装置110也可以感测电容C(n-1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值,或是其他的感测电容做为参考电容值,在此便不再赘述。也就是说,在本发明的实施例中,电容感测装置110可以待测电容以外的任一感测电容的电容值作为其测量时的参考电容值。

    在本发明的另一实施例中,电容感测装置110也可同时利用感测电容C(n+1)及C(n-1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。

    图4为图2A的电容感测装置110的电路示意图,其同时利用感测电容C(n+1)及C(n-1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。为了方便说明起见,图4仅示出感测电容C(n-1)及C(n+1)、待测电容C(n)+ΔC及差分感测电路118,并未示出其对应的开关单元。

    图5为图2A的电容感测装置110的感测电容的电容值分布图,其中感测电容因制程差异而使其电容值有所差异。值得注意的是,电容值的分布趋势一般为单向渐增或单向渐减的分布。在本实施例中,感测电容的电容值分布为单向渐增。因此,由图5可知,电容值[C(n-1)+C(n+1)]/2约等于电容值C(n)。

    请参照图4及图5,在本实施例中,电容感测装置110同时利用感测电容C(n+1)及C(n-1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。所以,参考电容值为[C(n-1)+C(n+1)]/2,而待测电容值为C(n)+ΔC,其差值为[C(n)+ΔC]-[C(n-1)+C(n+1)]/2=[C(n)+ΔC]-C(n)=ΔC。

    类似地,差分感测电路118分别通过电荷电压转换电路112及114将待测电容值及参考电容值分别被转换为待测电压值及参考电压值。之后,差分感测电路118再通过差值比较单元116比较待测电压值及参考电压值,以输出对应于差值ΔC的电压差值。

    因此,在本发明的实施例中,电容感测装置110可以待测电容以外的任一感测电容的电容值作为其测量时的参考电容值,或是同时利用感测电容C(n+1)及C(n-1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。

    在本实施例中,是以感测电容C(n+1)及C(n-1)为例,在其他实施例中,电容感测装置110也可同时以感测电容C(n+2)及C(n-2)作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值,或是以任何可与待测电容C(n)形成电容差值为ΔC的感测电容的组合作为参考电容值。

    图6为图3的电容感测装置的电路示意图。在此,为了方便说明起见,图6仅示出感测电容C(n-1)及C(n+1)、待测电容C(n)+ΔC及差分感测电路118,并未示出其对应的开关单元。图7可作为图6的电容感测装置110动作时的时脉波形图。

    请参考图6及图7,在本实施例中,电容感测装置110是以感测电容C(n+1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。同时,电荷电压转换电路112及114例如是图6所示的电荷重分配电路的架构,而差值比较单元116例如是一比较器。

    在电容感测装置110动作时,电荷电压转换电路112及114的开关112a、112c、114a、114c受控于时脉信号Φ1,而电荷电压转换电路112及114的开关112b、114b受控于时脉信号Φ2。

    因此,当时脉信号Φ1为高准位时,开关112a、112c、114a、114c为开启,系统电压Vcc分别对感测电容C(n+1)及待测电容C(n)+ΔC充电,而此时储存电容C1处于放电状态。在此,系统电压Vcc对感测电容C(n+1)及待测电容C(n)+ΔC所提供的充电电荷例如分别是Q1及Q2。

    之后,当时脉信号Φ2为高准位时,开关112b、114b为开启,使充电电荷Q1在时脉信号Φ2期间在感测电容C(n)、电容变化ΔC、储存电容C1间重新分配。因此,节点A的电压值为Q1/[C(n)+ΔC+C1],而Q1=Vcc×[C(n)+ΔC]。即是,此时电荷电压转换电路112将待测电容C(n)+ΔC的电容值转换为待测电压值,并输入至差值比较单元116的正输入端。

    另一方面,类似于电荷电压转换电路112,电荷电压转换电路114同时也将感测电容C(n+1)的电容值转换为参考电压值,并输入至差值比较单元116的负输入端。因此,节点B的电压值为Q2/[C(n+1)+C2],而Q2=Vcc×C(n+1)。

    所以,在电容感测装置110完成一次时脉信号Φ1、Φ2后,差值比较单元116比较待测电压值及参考电压值的电压差值,并输出至后级电路,进而决定触控输入界面上的触碰位置。

    在本实施例中,差值比较单元116是以比较器为例,但本发明不以此为限。在另一实施例中,差值比较单元116例如是一差分放大器。当差值比较单元116为差分放大器时,其可比较并放大待测电压值及参考电压值的电压差值,并输出至后级电路,以提升判断触碰位置的准确率。另外,在另一实施例中,差值比较单元116也可以一积分器来实施。此时,积分器可比较并积分放大待测电压值及参考电压值的电压差值。

    另外,在本实施例中,电容感测装置110是以感测电容C(n+1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。在另一实施例中,电容感测装置110也可以感测电容C(n-1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。此时,差值比较单元116所接收的参考电压值为Q2/[C(n-1)+C2],而Q2=Vcc×C(n-1)。在另一实施例中,电容感测装置110也可同时以感测电容C(n+1)、C(n-1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。此时,差值比较单元116所接收的参考电压值如下:

    Q2/[(C(n+1)+C(n-1))/2+C2]

    而Q2=Vcc×[C(n+1)+C(n-1)]/2。

    因此,在本发明的实施例中,电容感测装置可控制开关单元,使差分感测电路的参考输入端接收上述电容的至少其中一个所提供的参考电容值,以作为待测电容测量时的参考电容值。因此,电容感测装置可调整待测电容的测量参考值,使其测量结果较为准确,进而提升其测量效率。

    图8为图3的电容感测装置的另一电路示意图。同样地,为了方便说明起见,图8仅示出感测电容C(n-1)及C(n+1)、待测电容C(n)+ΔC及差分感测电路118’,并未示出其对应的开关单元。图7可作为图8的电容感测装置110’动作时的时脉波形图。

    请参考图7及图8,在本实施例中,电容感测装置110’是以感测电容C(n+1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。同时,电荷电压转换电路112’及114’例如是图8所示的电荷重分配电路的架构,而差值比较单元116例如是一比较器。在此,图8的电容感测装置110’与图6的电容感测装置110主要的差异在于实现电荷电压转换电路的电荷重分配电路的架构不同。

    在本实施例中,在电容感测装置110’动作时,电荷电压转换电路112’及114’的开关112d、112f、114d、114f受控于时脉信号Φ1,而电荷电压转换电路112’及114’的开关112e、114e受控于时脉信号Φ2。

    因此,当时脉信号Φ1为高准位时,开关112d、112f、114d、114f为开启,系统电压Vcc分别对电荷电压转换电路112’及114’内的储存电容充电,而此时感测电容C(n+1)及待测电容C(n)+ΔC为处于放电状态。在本实施例中,假设储存电容C3、C4的电容值相等,其值为Ci,但本发明并不限于此。在此,系统电压Vcc对储存电容C3、C4所提供的充电电荷例如是Qi。

    之后,当时脉信号Φ2为高准位时,开关112e、114e为开启,使充电电荷Qi在时脉信号Φ2期间在待测电容C(n)+ΔC及储存电容Ci间重新分配。因此,节点A的电压值为Qi/[C(n)+ΔC+Ci],而Qi=Vcc×Ci。也即是,此时电荷电压转换电路112’将待测电容C(n)+ΔC的电容值转换为待测电压值,并输入至差值比较单元116的正输入端。

    另一方面,类似于电荷电压转换电路112’,电荷电压转换电路114’同时也将参考电容C(n+1)的电容值转换为参考电压值,并输入至差值比较单元116的负输入端。因此,节点B的电压值为Qi/[C(n+1)+Ci],而Qi=Vcc×Ci。

    所以,在电容感测装置110完成一次时脉信号Φ1、Φ2后,差值比较单元116比较待测电压值及参考电压值的电压差值,并输出至后级电路,进而决定触控输入界面上的触碰位置。

    在本实施例中,差值比较单元116是以比较器为例,但本发明不以此为限。在另一实施例中,差值比较单元116例如是差分放大器。当差值比较单元116为差分放大器时,其可比较并放大待测电压值及参考电压值的电压差值,并输出至后级电路,以提升判断触碰位置的准确率。另外,在另一实施例中,差值比较单元116也可以一积分器来实施。此时,积分器可比较并积分放大待测电压值及参考电压值的电压差值。

    另外,在本实施例中,电容感测装置110’是以感测电容C(n+1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。在另一实施例中,电容感测装置110’也可以感测电容C(n-1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。此时,差值比较单元116所接收的参考电压值为Qi/[C(n-1)+Ci],而Qi=Vcc×Ci。在另一实施例中,电容感测装置110’也可同时以感测电容C(n+1)、C(n-1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。此时,差值比较单元116所接收的参考电压值为Qi/[(C(n+1)+C(n-1))/2+Ci],而Qi=Vcc×Ci。

    图9为本发明一实施例的电容感测装置的电路方块图。请参照图9,本实施例的电容感测装置910与图2A的电容感测装置110两者之间的差异例如在于电容感测装置910的差分感测电路918包括一电荷电压转换电路912、一电荷极性转换电路914及一差值比较单元916。

    在本实施例中,电荷极性转换电路914用以接收待测电容C(n)+ΔC所对应的待测电荷,并在转换待测电荷的极性后,将其输出至电荷电压转换电路912。电荷电压转换电路912用以接收参考电容所对应的参考电荷及经过极性反转的待测电荷,其中经过极性反转的待测电荷与参考电荷的极性相反。

    因此,经过极性反转的待测电荷与参考电荷在节点D会互相抵销,并产生一第二差值。所以,在本实施例中,第二差值为一电荷差值。之后,电荷电压转换电路912将电荷差值转换为电压差值,并输入差值比较单元916。

    在本实施例中,差值比较单元916例如是一积分器,但本发明并不限于此。因此,差值比较单元916将电压差值积分放大后,输出至后级电路,以决定触控输入界面上的触碰位置。

    图10A为本发明第一实施例的电容感测装置的电路示意图。请参考图10A,本实施例的电容感测装置1010例如是应用在自容型的触控系统,但本发明并不限于此。在本实施例中,差分感测电路1018包括一电荷电压转换电路1012、一电荷极性转换电路1014及一差值比较单元1016。

    为了方便说明起见,图10A仅示出感测电容C(n-1)及C(n+1)、待测电容C(n)+ΔC及差分感测电路1018,并未示出其对应的开关单元。图7可作为图10A的电容感测装置1010动作时的时脉波形图。

    请参考图7及图10A,在本实施例中,电容感测装置1010是以感测电容C(n+1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值,但本发明并不限于此。

    当时脉信号Φ1为高准位时,待测电容C(n)+ΔC所储存的电荷在待测电容C(n)+ΔC、电容C5、C7间重新分配,而参考电容C(n+1)所储存的电荷在感测电容C(n+1)、电容C6、C8间重新分配。之后,当时脉信号Φ2为高准位时,就待测输入端而言,储存在电容C7的待测电荷的极性会被反转,并提供节点E。例如,电容C7会将重新分配后的待测电荷的极性由正转负,以在节点E得到经过极性反转的待测电荷。同时,就参考输入端而言,储存在电容C8的参考电荷的极性不会被反转而是直接被提供至节点E。因此,经过极性反转的待测电荷与参考电荷的极性相反,且两者在节点E会互相抵销,并产生一电荷差值。同时,电荷电压转换电路1012将电荷差值转换为电压差值,并输入差值比较单元1016。

    所以,在电容感测装置1010完成一次时脉信号Φ1、Φ2后,差值比较单元1016的正输入端接收电压差值,并将其积分放大后,输出至后级电路,以决定触控输入界面上的触碰位置。

    在本实施例中,差值比较单元1016是以积分器为例,但本发明不以此为限。在另一实施例中,差值比较单元1016例如是差分放大器或比较器。

    另外,在本实施例中,电容感测装置1010是以感测电容C(n+1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。在另一实施例中,电容感测装置1010也可以感测电容C(n-1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。在另一实施例中,电容感测装置1010也可同时以感测电容C(n+1)、C(n-1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。

    此外,在本实施例中,电容感测装置1010是将待测电荷的极性反转,再与参考电荷抵销后得到电荷差值,但本发明并不限于此。在其他实施例中,电容感测装置1010也可将参考电荷的极性反转后,再与待测电荷抵销,以得到一电荷差值。之后,电荷电压转换电路再将电荷差值转换为电压差值,进而差值比较单元1016将电压差值积分放大后,输出至后级电路,以决定触控输入界面上的触碰位置。

    图10B为本发明第二实施例的电容感测装置的电路示意图。请参考图10B,本实施例的电容感测装置1010’可以应用在自容型的触控系统,但本发明并不限于此。在本实施例中,电容感测装置1010’与图10A的电容感测装置1010的差异在于电荷电压转换电路1012’及电荷极性转换电路1014’的电路架构。

    为了方便说明起见,图10B仅示出感测电容C(n-1)及C(n+1)、待测电容C(n)+ΔC及差分感测电路1018’,并未示出其对应的开关单元。图10C为图10B的电容感测装置1010’动作时的时脉波形图。在本实施例中,每两个时脉讯号Φ0之间的期间可以是一感测期间。

    图10C为又一电容感测装置动作时的时脉波形图,请参考图10B及图10C,在本实施例中,电容感测装置1010’是以感测电容C(n+1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值,但本发明并不限于此。

    当时脉信号Φ0为高准位时,待测电容C(n)+ΔC以及参考电容C(n+1)经由电荷电压转换电路1012’接地。也就是说,待测电容C(n)+ΔC以及参考电容C(n+1)所储存的电荷通过电荷电压转换电路1012’中对应于时脉讯号Φ0的开关放电,以清除在前一感测期间内待测电容C(n)+ΔC以及参考电容C(n+1)所储存的电荷。

    接着,当时脉信号Φ1为高准位时,待测电容C(n)+ΔC所储存的电荷在待测电容C(n)+ΔC、电容C5、C7间重新分配,而参考电容C(n+1)所储存的电荷在感测电容C(n+1)、电容C6间重新分配。之后,当时脉信号Φ2为高准位时,就待测输入端而言,储存在电容C7的待测电荷的极性会被反转,并提供节点E。例如,电容C7会将重新分配后的待测电荷的极性由正转负,以在节点E得到经过极性反转的待测电荷。同时,就参考输入端而言,参考电容C(n+1)所储存的电荷会被传送至电容C8储存,而其参考电荷的极性不会被反转而是直接被提供至节点E。因此,经过极性反转的待测电荷与参考电荷的极性相反,且两者在节点E会互相抵销,并产生一电荷差值。同时,电荷电压转换电路1012’将电荷差值转换为电压差值,并输入差值比较单元1016。之后,当时脉信号Φ0为高准位时,电容感测装置1010’进行另一感测期间的操作。

    所以,在本实施例中,电容感测装置1010在每一感测期间内(即完成一次时脉信号Φ1、Φ2后),差值比较单元1016的正输入端接收电压差值,并将其积分放大后,输出至后级电路,以决定触控输入介面上的触碰位置。

    在本实施例中,差值比较单元1016是以积分器为例,但本发明不以此为限。在另一实施例中,差值比较单元1016例如是差动放大器或比较器。

    另外,在本实施例中,电容感测装置1010’是以感测电容C(n+1)的电容值作为量测待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。在另一实施例中,电容感测装置1010’也可以感测电容C(n-1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。在另一实施例中,电容感测装置1010’也可同时以感测电容C(n+1)、C(n-1)的电容值作为量测待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。

    此外,在本实施例中,电容感测装置1010’是将待测电荷的极性反转,再与参考电荷抵销后得到电荷差值,但本发明并不限于此。在其他实施例中,电容感测装置1010’也可将参考电荷的极性反转后,再与待测电荷抵销,以得到一电荷差值。之后,电荷电压转换电路再将电荷差值转换为电压差值,进而差值比较单元1016将电压差值积分放大后,输出至后级电路,以决定触控输入界面上的触碰位置。

    图11为本发明第三实施例的电容感测装置的电路示意图。请参照图11,在本实施例中,电容感测装置1110的差分感测电路1118包括一电荷极性转换电路1112及一差值比较单元1116。在此,差值比较单元1116例如是一积分器。

    为了方便说明起见,图11仅示出感测电容C(n-1)及C(n+1)、待测电容C(n)+ΔC及差分感测电路1118,并未示出其对应的开关单元。图7可作为图11的电容感测装置1110动作时的时脉波形图。

    请参考图7及图11,在本实施例中,电容感测装置1110是以感测电容C(n+1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值,但本发明并不限于此。

    当时脉信号Φ2为高准位时,系统电压Vcc分别对待测电容C(n)+ΔC及参考电容C(n+1)充电。之后,当时脉信号Φ1为高准位时,就待测电容而言,其所储存的电荷在时脉信号Φ1期间在待测电容C(n)+ΔC、电容C10间重新分配。接着,电容C10再对重新分配后的待测电荷作极性反转,以在时脉信号Φ2再次为高准位时,在节点F得到经过极性反转的待测电荷。另一方面,就参考电容而言,其所储存的电荷会被提供至节点F作为参考电荷。因此,经过极性反转的待测电荷与参考电荷在节点F会互相抵销,并产生一电荷差值。

    所以,在电容感测装置1110完成一次时脉信号Φ2、Φ1后,差值比较单元1116的正输入端接收电荷差值,并将其累积放大后,输出至后级电路,以决定触控输入界面上的触碰位置。

    在本实施例中,差值比较单元1116是以积分器为例,但本发明不以此为限。在另一实施例中,差值比较单元1116例如是差分放大器或比较器。

    另外,在本实施例中,电容感测装置1110是以感测电容C(n+1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。在另一实施例中,电容感测装置1110也可以感测电容C(n-1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。在另一实施例中,电容感测装置1110也可同时以感测电容C(n+1)、C(n-1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。

    此外,在本实施例中,电容感测装置1110是将待测电荷的极性反转,再与参考电荷抵销后得到电荷差值,但本发明并不限于此。在其他实施例中,电容感测装置1110也可先将参考电荷的极性反转后,再与待测电荷抵销,以得到电荷差值。差值比较单元1116将电荷差值积分放大并转换电压差值后,再输出至后级电路,以决定触控输入界面上的触碰位置。

    图12A为本发明第四实施例的电容感测装置的电路示意图。请参照图12A,本实施例的电容感测装置1110’与图11的电容感测装置1110两者之间的差异例如在于差分感测电路1118’还包括一电荷非极性转换电路1114。

    为了方便说明起见,图12A仅示出感测电容C(n-1)及C(n+1)、待测电容C(n)+ΔC及差分感测电路1118’,并未示出其对应的开关单元。图7可作为图12A的电容感测装置1110’动作时的时脉波形图。

    请参考图7及图12A,在本实施例中,电容感测装置1110’是以感测电容C(n+1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值,但本发明并不限于此。

    当时脉信号Φ2为高准位时,系统电压Vcc分别对待测电容C(n)+ΔC及参考电容C(n+1)充电。之后,当时脉信号Φ1为高准位时,就待测电容而言,其所储存的电荷于时脉信号Φ1期间在待测电容C(n)+ΔC、电容C10间重新分配。接着,电容C10再对重新分配后的待测电荷作极性反转,以在节点G得到经过极性反转的待测电荷。同时,就参考电容而言,其所储存的电荷于时脉信号Φ1期间在感测电容C(n+1)、电容C12间重新分配。

    应注意的是,在本实施例中,电容C12并不会反转参考电荷的极性,而是在时脉信号Φ2为高准位时,直接将参考电荷提供至节点G。因此,经过极性反转的待测电荷与参考电荷在时脉信号Φ2再次为高准位时,会在节点G互相抵销,并产生一电荷差值。

    所以,在电容感测装置1110’完成一次时脉信号Φ1、Φ2后,差值比较单元1116的正输入端接收电荷差值,并将其累积放大后,输出至后级电路,以决定触控输入界面上的触碰位置。

    在本实施例中,差值比较单元1116是以积分器为例,但本发明不以此为限。在另一实施例中,差值比较单元1116例如是差分放大器或比较器。

    另外,在本实施例中,电容感测装置1110’是以感测电容C(n+1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。在另一实施例中,电容感测装置1110’也可以感测电容C(n-1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。在另一实施例中,电容感测装置1110’也可同时以感测电容C(n+1)、C(n-1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。

    此外,在本实施例中,电容感测装置1110’是将待测电荷的极性反转,再与参考电荷抵销后得到电荷差值,但本发明并不限于此。在其他实施例中,电容感测装置1110’也可先将参考电荷的极性反转后,再与待测电荷抵销,以得到电荷差值。差值比较单元1116将电荷差值积分放大并转换电压差值后,再输出至后级电路,以决定触控输入界面上的触碰位置。

    图12B为本发明第五实施例的电容感测装置的电路示意图。请参照图12B,本实施例的电容感测装置1110”与图12A的电容感测装置1110’两者之间的差异在于电荷非极性转换电路1114”的电路架构。

    为了方便说明起见,图12B仅示出感测电容C(n-1)及C(n+1)、待测电容C(n)+ΔC及差分感测电路1118”,并未示出其对应的开关单元。图10C也可以作为图12B的电容感测装置1110”动作时的时脉波形图。在本实施例中,每两个时脉信号Φ0之间的期间可以是一感测期间。

    请参考图10C及图12B,在本实施例中,电容感测装置1110”是以感测电容C(n+1)的电容值作为测量待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值,但本发明并不限于此。

    当时脉信号Φ0为高准位时,系统电压Vcc分别对待测电容C(n)+ΔC及参考电容C(n+1)充电。之后,当时脉信号Φ1为高准位时,就待测电容而言,其所储存的电荷在时脉信号Φ1期间在待测电容C(n)+ΔC、电容C10间重新分配。接着,当时脉信号Φ2为高准位时,电容C10再对重新分配后的待测电荷作极性反转,以在节点G得到经过极性反转的待测电荷。同时,就参考电容而言,其所储存的电荷在时脉信号Φ2期间在感测电容C(n+1)、电容C12间重新分配。

    应注意的是,在本实施例中,电容C12并不会反转参考电荷的极性,而是在时脉信号Φ2为高准位时,直接将参考电荷提供至节点G。因此,经过极性反转的待测电荷与参考电荷在时脉信号Φ2为高准位时,会在节点G互相抵销,并产生一电荷差值。

    所以,在本实施例中,电容感测装置1110”在每一感测期间内(即完成一次时脉信号Φ1、Φ2后),差值比较单元1116的正输入端接收电荷差值,并将其累积放大后,输出至后级电路,以决定触控输入界面上的触碰位置。

    在本实施例中,差值比较单元1116是以积分器为例,但本发明不以此为限。在另一实施例中,差值比较单元1116例如是差动放大器或比较器。

    另外,在本实施例中,电容感测装置1110”是以感测电容C(n+1)的电容值作为量测待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。在另一实施例中,电容感测装置1110”也可以感测电容C(n-1)的电容值作为量测待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。在另一实施例中,电容感测装置1110”也可同时以感测电容C(n+1)、C(n-1)的电容值作为量测待测电容C(n)+ΔC时的参考电容值。

    此外,在本实施例中,电容感测装置1110”是将待测电荷的极性反转,再与参考电荷抵销后得到电荷差值,但本发明并不限于此。在其他实施例中,电容感测装置1110”也可先将参考电荷的极性反转后,再与待测电荷抵销,以得到电荷差值。差值比较单元1116将电荷差值积分放大并转换电压差值后,再输出至后级电路,以决定触控输入界面上的触碰位置。

    图13为本发明一实施例的电容感测方法的步骤流程图。请同时参照图2A及图13,本实施例的电容感测方法包括如下步骤。首先,在步骤S1100中,提供多个开关单元SW1~SWi及一差分感测电路118,其中每一开关单元连接至对应的感测电容。接着,在步骤S1102中,接收感测电容的至少其中一个所提供的一待测电容值,例如接收待测电容C(n)+ΔC提供的待测电容值。之后,在步骤S1104中,接收感测电容的至少其中一个所提供的一参考电容值,例如接收感测电容C(n-1)或C(n+1)所提供的待测电容值。继之,在步骤S1106中,通过差分感测电路比较待测电容值与参考电容值,以产生对应于待测电容值与参考电容值的第一差值。

    另外,本发明的实施例的电容感测方法可以由图1~图12A实施例的叙述中获致足够的启示、建议与实施说明,因此不再赘述。

    综上所述,在本发明的实施例中,电容感测装置可控制开关单元,使差分感测电路的参考输入端接收感测电容的至少其中一个所提供的参考电容值,以作为待测电容测量时的参考电容值。因此,电容感测装置可调整待测电容的测量参考值,使其测量结果较为准确,进而提升其测量效率。

    最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

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