TWI394958B - 觸控面板的切換式電容追蹤裝置及其操作方法 - Google Patents

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Description

觸控面板的切換式電容追蹤裝置及其操作方法
本發明是有關於一種觸控面板的電容讀取電路(readout circuit)，且特別是有關於一種觸控面板的切換式電容追蹤裝置。
在許多電子產品中常常需要讀取某一目標元件的電容特性(或電容值)，例如最近正熱門的觸控面板便需要讀取電路去偵測面板的電容變化。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，觸控面板常被應用作為人與電子裝置之間的人機界面，以執行控制。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生電容變化。藉由讀取電路去偵測電容式觸控面板的電容變化，可以偵測出導電體或手指接近或觸碰面板的位置。
圖1說明傳統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中僅繪示一個面板電容(即目標電容16)為代表。目標電容16的資訊被傳送至類比數位轉換器(analog to digital converter,ADC)18，因此類比數位轉換器18可以將目標電容16的電容量轉換為數位值。如圖1所示的類比數位轉換器18需將目標電容16的總電容值C轉換為數位值，因此耗費極大的能力(消耗多餘功耗) 於轉換總電容值。假設目標電容16的電容量範圍是0 pF至50 pF，而類比數位轉換器18的輸出是16位元。當目標電容16的電容量從25 pF變為25.1 pF時(其中25 pF為目標電容量的DC成分，而0.1 pF為目標電容量的AC成分)，類比數位轉換器18輸出的數位碼便對應地從32768(即216 ×25÷50)變為32899(即216 ×25.1÷50)。類比數位轉換器18需一直處理目標電容16的電容量的DC成分。
本發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別能力。
本發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、第一時脈相位產生器、第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第五開關、第六開關以及控制電路。第一開關的第一端耦接至第一參考電壓，第二端耦接至面板電容。第二開關的第一端耦接至面板電容。第三開關的第一端耦接至第二參考電壓，第二端耦接至可變電容。第四開關的第一端耦接至可變電容，第二端耦接至第二開關的第二端。其中，於第一時脈信號之充電期間導通該第一開關與該第三開關並且截止該第二開關與該第四開關，以及於第一時脈信號之偵測期間截止該第一開關與該第三開關並且導通該第二開關與該第 四開關。第五開關的第一端耦接至第二參考電壓，第二端耦接至輔助電容。第六開關的第一端耦接至輔助電容，第二端耦接至第二開關的第二端。控制電路耦接至第二開關的第二端。控制電路依據第一電容步階值設定可變電容之電容量，比較第三參考電壓與第二開關第二端之電壓，依據比較結果控制第五與第六開關，以及於統計期間累加所述比較結果。其中，若於統計期間所述比較結果均為第一邏輯值，則控制電路調增第一電容步階值；若於統計期間所述比較結果均為第二邏輯值，則控制電路調減第一電容步階值。
本發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：定義第一時脈信號中多個時脈週期之期間為第一統計期間；於第一統計期間中，依據第一電容步階值設定可變電容之電容量；於這第一時脈信號之充電期間導通第一與第三開關，以及截止第二與第四開關；於這第一時脈信號之偵測期間截止第一與第三開關，以及導通第二與第四開關；比較第三參考電壓與第二開關第二端之電壓，以獲得比較結果；依據比較結果控制第五與第六開關；於該第一統計期間累加該比較結果；若於該第一統計期間該比較結果均為第一邏輯值，則調增第一電容步階值；以及若於該第一統計期間該比較結果均為第二邏輯值，則調減第一電容步階值。
基於上述，依據比較第三參考電壓與第二開關第二端電壓之比較結果而動態地決定是否將輔助電容並聯至可變 電容，以及在統計期間中累加前述比較結果，可以獲知可變電容與面板電容二者電容量的差異。假設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，則調增(或調減)第一電容步階值，直到Ca<Cp<(Ca+Cb)。因此，本發明實施例之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。以觸控面板為應用例，面板電容的電容值具有本質成分與變異成份(即面板被碰觸時的電容變化量)。本發明實施例之切換式電容追蹤裝置可以在將可變電容Ca調整至接近面板電容Cp之本質成分後，僅針對變異成份進行偵測，以提升感測電容變化的區別能力(即提升解析度)。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖2是依據本發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用例，面板電容Cp可以是觸控面板中某一個畫素電容。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SW1、第二開關SW2、第三開關SW3、第四開關SW4、第五開關SW5、第六開關SW6以及控制電路60。第一開關SW1的第一端耦接至第一參考電壓VR1。面板電容Cp的第一端耦接第一開關SW1的第二端，而面板電容Cp的第二端接地。第二開關SW2的第一端耦接至面板電容Cp的第一端。第三開關SW3的第一端耦接至第二參考電壓VR2。可變電容Ca的第一端耦接第三開關SW3的第二端，而可變電容Ca的第二端接地。可變電容Ca受控於控制電路60。也就是說，控制電路60可以決定/調整可變電容Ca的電容量。
第四開關SW4的第一端耦接至可變電容Ca的第一端，而第四開關SW4的第二端耦接至第二開關SW2的第二端。其中，於第一時脈信號CLK1之充電期間導通第一開關SW1與第三開關SW3並且截止第二開關SW2與第四開關SW4，以及於第一時脈信號CLK1之偵測期間截止第一開關SW1與第三開關SW3並且導通第二開關SW2與第四開關SW4。
於本實施例中，切換式電容追蹤裝置100更包括第一時脈相位產生器22。第一時脈相位產生器22依照第一時脈信號CLK1產生第一相位信號Φ1A與第二相位信號Φ1B。圖3是依照本發明實施例說明圖2中信號的時序圖。於本實施例中，第二相位信號Φ1B是第一相位信號Φ1A的反相信號，且此二者不相互重疊。上述開關SW1與SW3 受控於第一相位信號Φ1A，而開關SW2與SW4受控於第二相位信號Φ1B。於本實施例中，當第一相位信號Φ1A為高準位(也就是第二相位信號Φ1B為低準位)時，開關SW1與SW3為導通(turn on)，而開關SW2與SW4為截止(turn off)，此時第一參考電壓VR1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VR1相同準位，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相同準位。
當第二相位信號Φ1B為高準位(也就是第一相位信號Φ1A為低準位)時，開關SW1與SW3為截止，而開關SW2與SW4為導通，致使面板電容Cp與可變電容Ca相互並聯而進行電荷分享(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，則完成電荷分享後，第二開關SW2第二端之電壓Vo應為(VR1+VR2)÷2。圖2中第三參考電壓VR3可以設定為(VR1+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會介於VR3與VR1之間。反之，若Cp<Ca，則電壓Vo會介於VR3與VR2之間。
應用本實施例者可以依據設計需求而將第三參考電壓VR3設定為任何電壓準位。例如，在另一實施例中，第三參考電壓VR3可能被設定為(2×VR1+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的電容量是否兩倍於可變電容Ca的電容量(即Cp：Ca=2：1？)。若Cp>2Ca，則電壓Vo會介於VR3與VR1之間。反之，若Cp<2Ca，則電壓Vo會介於VR3與VR2之間。
也就是說，參考電壓VR1、VR2與VR3三者是依據設計需求而決定的。參考電壓VR1、VR2與VR3三者之間的相對關係為K×(VR1-VR3)=N×(VR3-VR2)，其中K與N為實數。於本實施例中，K與N均為1，第一參考電壓VR1為1V，第二參考電壓VR2為3V，而第三參考電壓VR3為2V。
控制電路60耦接至第二開關SW2的第二端，以接受電壓Vo。控制電路60依據其內部所紀錄的第一電容步階值輸出對應的N位元控制信號去設定可變電容Ca之電容量。圖4是依據本發明實施例說明圖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SWa1 、SWa2 、...、SWaN 以及電容C1 、C2 、...、CN 。控制電路60依據其內部所紀錄的第一電容步階值，而輸出對應的N位元控制信號去控制開關SWa1 ~SWaN 。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SW3與SW4，或者將電容C1 ~CN 全都不連接至開關SW3與SW4。因此，控制電路60可以依據其內部所紀錄的第一電容步階值去調整可變電容Ca之電容量。
應用本實施例者可以依據設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20 pF，電容C2 的電容量為21 pF，而電容CN 的電容量為2(N-1) pF。因此，當控制電路60所輸出N位元控制信號的值為「0...01」時，可變電容Ca之電容量為20 pF=1pF；當控制電路60所輸出控制信號的值為「0...10」時，可變電容Ca之電容量為21 pF=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之電容量為(20 pF+21 pF)=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1pF)。因此，當控制電路60所輸出N位元控制信號的值為「0...01」時，可變電容Ca之電容量為1pF；當控制電路60所輸出控制信號的值為「0...11」時，可變電容Ca之電容量為(1pF+1pF)=2pF。
請參照圖2，第五開關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SW5的第二端，而輔助電容Cb的第二端接地。第六開關SW6的第一端耦接至輔助電容Cb的第一端，而第六開關SW6的第二端耦接至第二開關SW2的第二端。應用本實施例者可以依據設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的電容量相當於可變電容Ca的一個步階電容量。例如，若控制電路60每次(每步階)調增可變電容Ca可以使可變電容Ca增加1pF，則輔助電容Cb的電容量可以是1pF。
控制電路60比較第三參考電壓VR3與第二開關SW2的第二端之電壓Vo，而獲得比較結果。控制電路60依據此比較結果而決定是否產生相位信號Φ2A’與Φ2B’去分別控制第五開關SW5與第六開關SW6。當電壓Vo大於第三參考電壓VR3時，控制電路60「不輸出」相位信號Φ2A’與Φ2B’(例如使相位信號Φ2A’與Φ2B’保持於低準位)，致使第五開關SW5與第六開關SW6均為截止。此時，圖2中電壓Vo、Vp與V1 三者的關係為Vo=(VR1×Cp+VR2×Ca)÷(Cp+Ca)。由於本實施例假設VR1、VR2、VR3分別為1V、3V、2V，因此電壓Vo=(Cp+3×Ca)÷(Cp+Ca)。若Cp=Ca，則電壓Vo會等於2V(即第三參考電壓VR3)。若Cp>Ca，則電壓Vo會小於2V。反之，若Cp<Ca，則電壓Vo會大於2V。
控制電路60依據電壓Vo與第三參考電壓VR3而產生相位信號Φ2A’與Φ2B’，以控制第五開關SW5與第六開關SW6。於本實施例中，相位信號Φ2B’是相位信號Φ2A’的反相信號，且此二者不相互重疊(如圖3所示)。當電壓Vo小於第三參考電壓VR3，且控制電路60偵測到第一相位信號Φ1A為上升緣時，控制電路60於相位信號Φ2A’中產生一個對應的脈衝。當相位信號Φ2A’出現脈衝，且控制電路60偵測到第二相位信號Φ1B為上升緣時，控制電路60會在相位信號Φ2B’中產生一個對應的脈衝，如圖3所示。換言之，當該比較結果表示第三參考電壓VR3大於第二開關SW2第二端之電壓Vo時，控制電路60可以 分別以第一相位信號Φ1A與第二相位信號Φ1B控制第五開關SW5與第六開關SW6。
當相位信號Φ2A’為高準位(也就是相位信號Φ2B’為低準位)時，開關SW5為導通，而開關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Φ2B’為高準位(也就是相位信號Φ2A’為低準位)時，開關SW5為截止，而開關SW6為導通，致使輔助電容Cb耦接至開關SW2的第二端。此時，圖2中電壓Vo、Vp與V1 三者的關係為Vo=[VR1×Cp+VR2×(Ca+Cb)]÷(Cp+Ca+Cb)=[Cp+3×(Ca+Cb)]÷(Cp+Ca+Cb)。
也就是說，若Ca<Cp<Ca+Cb，則在此統計期間內的這些比較結果不會全部為0或全部為1。若Ca<Cp<Ca+Cb，則控制電路60會在一段預設的統計期間內間歇性地輸出相位信號Φ2A’與Φ2B’。控制電路60會在此預設的統計期間內(例如在第一時脈信號CLK1的216 =65536個時脈週期內)累加多次的比較結果(例如累計相位信號Φ2A’的脈衝數)，並輸出累加結果Nc。藉由累加結果Nc與統計期間的時間長，可以知道面板電容Cp的電容量。舉例來說，若統計期間的時間長為65536個時脈週期，累加結果Nc為32768個時脈，則面板電容Cp的電容量為Ca+(32768÷65536)×Cb。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設定可變電容Ca的電容量為第20步階電容量 (例如20×1pF)，而輔助電容Cb的電容量為1pF，則面板電容Cp=20+(32768÷65536)×1=20.5 pF。
當面板電容Cp的電容量發生變化時，只要Cp尚在Ca~Ca+Cb範圍內，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解析度去追蹤面板電容Cp於Ca至Ca+Cb範圍內的電容量變化。以觸控面板為應用例，畫素電容(即面板電容Cp)的電容值具有本質成分與變異成份(即面板被碰觸時的電容變化量)。本實施例之切換式電容追蹤裝置100可以在將可變電容Ca調整至接近面板電容Cp之本質成分後，僅針對變異成份進行偵測，以提升感測電容變化的區別能力(即提升解析度)。
若面板電容Cp的電容變化量太大，致使Cp超出Ca~Ca+Cb範圍，則切換式電容追蹤裝置100進行上述操作所獲得的累加結果Nc可以顯示Cp>Ca+Cb或Cp<Ca。若累加結果Nc顯示在此統計期間內的這些比較結果全部為第一邏輯值(例如邏輯1)，表示統計期間內電壓Vo均小於第三參考電壓VR3，也就是Cp>Ca+Cb，則控制電路60調增其內部所紀錄的第一電容步階值(例如增加一步階)，也就是調增可變電容Ca的電容量(例如增加1pF)。若累加結果Nc顯示在此統計期間內的這些比較結果全部為第二邏輯值(例如邏輯0)，表示統計期間內電壓Vo均大於第三參考電壓VR3，也就是Cp<Ca，則控制電路60調減其內部所紀錄的第一電容步階值(例如減少一步階)，也就是調減 可變電容Ca的電容量(例如減少1pF)。前述調整可變電容Ca電容量的操作會被重複進行，直到此統計期間內的這些比較結果不全為1(或0)為止。因此，本實施例之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是依照本發明實施例說明圖2中切換式電容追蹤裝置100的操作方法。首先定義第一時脈信號CLK1中多個時脈週期(clock cycle)之期間為該統計期間，例如定義第一時脈信號CLK1中65536個時脈週期為該統計期間(即圖5中所示時間t0、t1、t2、...、t13或t14)。於任何一個統計期間中，依據紀錄於控制電路60內部的第一電容步階值設定可變電容Ca之電容量，並重複進行前述操作。此操作包括：於第一時脈信號CLK1的多個時脈週期中之充電期間(相位信號Φ1A為高準位期間)導通開關SW1與SW3，以及截止開關SW2與SW4；於第一時脈信號CLK1的多個時脈週期中之偵測期間(相位信號Φ1B為高準位期間)截止開關SW1與SW3，以及導通開關SW2與SW4；比較電壓VR3與Vo以獲得比較結果；依據該比較結果控制開關SW5與SW6；於統計期間累加該比較結果；若於該統計期間該比較結果均為邏輯值1，則使第一電容步階值增加一步階；以及若於統計期間該比較結果均為邏輯值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後，當比較結果表示電壓VR3大於電壓Vo時，於第一時脈信號CLK1的充電期間導通開關SW5且截止開關SW6，以及於第一時脈信號 CLK1的偵測期間截止開關SW5且導通開關SW6。當該比較結果表示電壓VR3小於電壓Vo時，截止開關SW5與SW6。
繪於圖5中各個統計期間的粗實線段表示當時切換式電容追蹤裝置100可以偵測的電容值範圍。此電容值範圍是Ca~(Ca+Cb)。請同時參照圖2與圖5，在此假設第一電容步階值的初始值為0，因此控制電路60在統計期間t0時會將可變電容Ca對應地設定為0pF。由於輔助電容Cb的電容量為1pF，因此於統計期間t0，切換式電容追蹤裝置100可以偵測到的電容值範圍是0pF~1pF。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，由於在統計期間t0時面板電容Cp的電容量是屬於3pF~4pF的範圍，而此時Ca+Cb小於Cp，因此在統計期間t0內的所有比較結果均為邏輯值1。在統計期間t0結束後，控制電路60依據累加結果Nc使其內部所紀錄的第一電容步階值增加一步階(設定為「1」)，並依據新的第一電容步階值調整可變電容Ca的電容量(調整至1pF)。
在統計期間t0結束後，便進入統計期間t1。於統計期間t1，可變電容Ca的電容量為1pF，而輔助電容Cb的電容量為1pF，因此切換式電容追蹤裝置100可以偵測到的電容值範圍是1pF~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果Nc。從圖5可以很明顯地看出，此時期的Ca+Cb亦小於Cp。所以，在統計期間t1結束後，控制電路60再一次調增第一電容步階值為「2」， 並依據新的第一電容步階值將可變電容Ca的電容量對應地調整至2pF。
進入統計期間t2後，切換式電容追蹤裝置100可以偵測到的電容值範圍被調整為2pF~3pF。從圖5可以很明顯地看出，此時期的Ca+Cb亦小於Cp。所以，在統計期間t2結束後，控制電路60又一次調增第一電容步階值至「3」，並依據新的第一電容步階值將可變電容Ca的電容量對應地調整至3pF。
進入統計期間t3後，切換式電容追蹤裝置100可以偵測到的電容值範圍被調整為3pF~4pF。控制電路60會依然重複地進行前述操作，並依據在此統計期間t3內獲得新的累加結果Nc。至此，切換式電容追蹤裝置100以自動地追蹤到可變電容Ca的電容量。藉由累加結果Nc與統計期間t3的時間長，可以知道面板電容Cp的電容量。
假設於統計期間t3至統計期間t6，面板電容Cp的電容量發生變化(如圖5所示)。於統計期間t3至統計期間t5，面板電容Cp的電容變化量上尚在Ca~Ca+Cb範圍內，因此控制電路60不需要改變可變電容Ca的電容量。進入統計期間t6後，切換式電容追蹤裝置100的電容值偵測範圍依然維持在與統計期間t5相同的範圍(即3pF~4pF)。然而，由於統計期間t6的面板電容Cp已經超出Ca~Ca+Cb範圍，因此在統計期間t6結束後，控制電路60又再一次調增第一電容步階值至「4」，並依據新的第一電容步階值將可變電容Ca的電容量對應地調整至4pF。
假設於統計期間t8至統計期間t10，面板電容Cp的電容量發生變化(如圖5所示)。由於面板電容Cp的電容量於統計期間t9降至低於可變電容Ca，使得在統計期間t9內的所有比較結果均為邏輯值0。在統計期間t9結束後，控制電路60依據累加結果Nc使第一電容步階值減少一步階(即設定為「3」)，並依據新的第一電容步階值調整可變電容Ca的電容量(調整至3pF)。其它統計期間的操作可以參照上述說明，故不再贅述。
應用上述實施例者可以依據其設計需求而改變實現方式。例如，圖6是依照本發明另一實施例說明圖2中切換式電容追蹤裝置100的操作方法。圖6相似於圖5，故不再贅述相同的部份。於圖6所示的實施例中，在第一統計期間(即圖6中所示時間t0A、t1A、...、t13A或t14A)結束後，更定義了該第一時脈信號CLK1中另外多個時脈週期之期間為第二統計期間(即圖6中所示時間t0B、t1B、...、t13B或t14B)。第一統計期間與第二統計期間具有相同的時間長。切換式電容追蹤裝置100於第一統計期間t0A~t14A與第二統計期間t0B~t14B所進行的操作均與圖5的統計期間t0~t14相同。
於本實施例中，控制電路60內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，切換式電容追蹤裝置100於第一統計期間t0A以對面板電容Cp進行 偵測，因此控制電路60在第一統計期間t0A時會依據第一電容步階值將可變電容Ca對應地設定為0pF，也就是切換式電容追蹤裝置100的電容偵測範圍是0pF~1pF。由於在第一統計期間t0A時Ca+Cb小於Cp，因此在第一統計期間t0A內的所有比較結果均為邏輯值1。完成第一統計期間t0A後，接著進入第二統計期間t0B。控制電路60在第二統計期間t0B時會依據第二電容步階值將可變電容Ca對應地設定為0.5pF，也就是切換式電容追蹤裝置100的電容偵測範圍是0.5pF~1.5pF。由於在第二統計期間t0B時Ca+Cb依然小於Cp，因此在第二統計期間t0B內的所有比較結果亦均為邏輯值1。
在完成第一統計期間t0A與第二統計期間t0B後，控制電路60會從此二個期間選擇其中一個的累加結果Nc，以便獲知面板電容Cp的電容量。由上述知，切換式電容追蹤裝置100於第一統計期間t0A與第二統計期間t0B均尚未鎖定面板電容Cp的電容量，因此控制電路60使其內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定為1，而將第二電容步階值設定為1.5。
於第一統計期間t1A，控制電路60依據新的第一電容步階值調整可變電容Ca的電容量，因此切換式電容追蹤裝置100可以偵測到的電容值範圍是1pF~2pF。第二統計期間t1B，控制電路60依據新的第二電容步階值調整可變電容Ca的電容量，因此切換式電容追蹤裝置100可以偵 測到的電容值範圍是1.5pF~2.5pF。切換式電容追蹤裝置100於第一統計期間t1A與第二統計期間t1B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增至2，而將第二電容步階值調增至2.5。
於第一統計期間t2A，控制電路60依據調整後的第一電容步階值將可變電容Ca的電容量調整至2pF，因此切換式電容追蹤裝置100可以偵測到的電容值範圍是2pF~3pF。控制電路60於第一統計期間t2A所獲得的比較結果依然全為1，因此控制電路60將第一電容步階值調增至3。於第二統計期間t2B，控制電路60依據調整後的第二電容步階值而將可變電容Ca的電容量調整至2.5pF，因此切換式電容追蹤裝置100可以偵測到的電容值範圍是2.5pF~3.5pF。此時，切換式電容追蹤裝置100以經可以鎖定/偵測面板電容Cp的電容量，因此控制電路60將第二電容步階值維持於2.5。在完成第一統計期間t2A與第二統計期間t2B後，控制電路60選擇於第二統計期間t2B所獲得的累加結果Nc，以便獲知面板電容Cp的電容量。
於第一統計期間t3A，控制電路60依據新的第一電容步階值將可變電容Ca的電容量調整至3pF，因此切換式電容追蹤裝置100於第一統計期間t3A的電容偵測範圍是3pF~4pF。此時，切換式電容追蹤裝置100以經可以鎖定/偵測面板電容Cp的電容量，因此控制電路60將第一電容步階值維持於3。於第二統計期間t3B，控制電路60依據第二電容步階值而將可變電容Ca的電容量調回2.5pF，因 此切換式電容追蹤裝置100於第二統計期間t3B的電容偵測範圍是2.5pF~3.5pF。此時，面板電容Cp的電容變化量尚在Ca~Ca+Cb範圍內，因此控制電路60還是將第二電容步階值維持於2.5。在完成第一統計期間t3A與第二統計期間t3B後，控制電路60於統計期間t3A與t3B所獲得的兩個累加結果Nc均屬有效。由於控制電路60先前選擇於第二統計期間t2B所獲得的累加結果Nc，因此現在選擇於第二統計期間t3B所獲得的累加結果Nc以便獲知面板電容Cp的電容量。
假設於第一統計期間t3A至第一統計期間t6A，面板電容Cp的電容量發生變化(如圖6所示)。於統計期間t4A與t4B，控制電路60對應地依據第一電容步階值與第二電容步階值分別調整可變電容Ca的電容量。由圖6可以知道，於第一統計期間t4A可以獲得有效的累加結果Nc。然而，由於在第二統計期間t4B面板電容Cp已經超出Ca~Ca+Cb範圍而致使所有比較結果均為邏輯1，因此控制電路60將第二電容步階值調增至3.5。另一方面，因為第二統計期間t4B所獲得的累加結果Nc是無效的，因此控制電路60現在改選擇於第一統計期間t4A所獲得的累加結果Nc以便獲知面板電容Cp的電容量。
於統計期間t5A與t5B，控制電路60對應地依據第一電容步階值與第二電容步階值分別調整可變電容Ca的電容量，而獲得兩個有效的累加結果Nc。由於控制電路60先前選擇於第一統計期間t4A所獲得的累加結果Nc，因此 現在選擇於第一統計期間t5A所獲得的累加結果Nc以便獲知面板電容Cp的電容量。
由圖6可以知道，由於在第一統計期間t6A面板電容Cp已經超出Ca~Ca+Cb範圍而致使所有比較結果均為邏輯1，因此控制電路60將第一電容步階值調增至4。於第二統計期間t6B，控制電路60依然可以獲得有效的累加結果Nc。因為第一統計期間t6A所獲得的累加結果Nc是無效的，因此控制電路60現在改選擇於第二統計期間t6B所獲得的累加結果Nc以便獲知面板電容Cp的電容量。
於統計期間t7A與t7B，控制電路60可以獲得兩個有效的累加結果Nc。控制電路60選擇於第二統計期間t7B所獲得的累加結果Nc。控制電路60於統計期間t8A與t8B所獲得兩個有效的累加結果Nc中選擇於第二統計期間t8B所獲得的累加結果Nc。
值得注意的是，雖然於統計期間t8A與t8B所獲得兩個累加結果Nc均為有效，然而由於此兩個累加結果Nc均小於中值(Nc之值域的一半)，因此控制電路60會調整第一電容步階值或第二電容步階值減少一步階。調整的方法是：若第一電容步階值大於第二電容步階值，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。在第二統計期間t8B結束時，由於第一電容步階值為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降為3。
相類似地，雖然於第一統計期間與第二統計期間所獲得兩個累加結果Nc均為有效，然而由於此兩個累加結果Nc均大於中值(Nc之值域的一半)，因此控制電路60會調整第一電容步階值或第二電容步階值增加一步階。調整的方法是：若第一電容步階值小於第二電容步階值，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。當於第一統計期間所獲得第一累加值與第二統計期間所獲得第二累加值二者之一小於該中值，且二者之另一大於該中值時，保持該第一電容步階值與該第二電容步階值。
如此，可以加速切換式電容追蹤裝置100的鎖定時間。其它統計期間t9A~t14A與t9B~t14B的操作可以參照上述說明，故不再贅述。因此，本實施例之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，其依照比較結果SL 而決定是否將第一相位信號Φ1A與第二相位信號Φ1B送給第五開關SW5與第六開關SW6。應用本實施例者可以任何方式實現邏輯運算器94。例如，圖8是依照本發明實施例說明圖7中邏輯運算器94的電路圖。此邏輯運算器94包含及閘AND1與AND2。及閘AND1的兩個輸入端分別接收比較結果SL 與第二相位信號Φ1B，而及閘AND1的輸出端則輸出相位信號Φ2B’ 給第六開關SW6。及閘AND2的兩個輸入端分別接收比較結果SL 與第一相位信號Φ1A，而及閘AND2的輸出端則輸出相位信號Φ2A’給第五開關SW5。
圖7的控制電路60更包括積分器70、比較器80以及閂鎖電路90。積分器70的輸入端耦接第二開關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果Si 。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，然後將積分結果傳送給比較器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的積分結果與第三參考電壓VR3進行比較，然後將比較結果Sop 傳送給閂鎖電路90。閂鎖電路90的輸入端耦接至比較器80的輸出端。閂鎖電路90的觸發端接收第一時脈信號CLK1。依據第一時脈信號CLK1的觸發時序，閂鎖電路90取樣比較結果Sop ，然後將已閂鎖的比較結果SL 提供給邏輯運算器94。當面板電容Cp的電容量在Ca~(Ca+Cb)範圍內時，(Cp-Ca)與Cb的比值約略等於比較結果SL 為邏輯1的時間與統計期間的比值。例如，若在統計期間(100個時脈週期) 中，比較結果SL 為邏輯1的時間約為50個時脈週期，則表示(Cp-Ca)與Cb的比值約略為1：2，也就是Cp約略等於Ca+Cb/2。因此，只要統計比較結果SL 在統計期間中為邏輯1的次數/時間，就可以推知面板電容Cp的電容量為何。
圖7中控制電路60更包括計數器92以及信號處理器96。計數器92的輸入端耦接至閂鎖電路90的輸出端，以於統計期間累加比較結果SL ，以及輸出累加結果Nc。信號處理器96依據累加結果Nc控制可變電容Ca。若累加結果Nc為最大值，表示於統計期間所有比較結果SL 均為第一邏輯值(例如邏輯1)，也就是表示Ca+Cb小於Cp。因此，當累加結果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1pF)。反之，若累加結果Nc為最小值，表示於統計期間所有比較結果SL 均為第二邏輯值(例如邏輯0)，也就是表示Cp小於Ca。因此，當累加結果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是依照本發明另一實施例說明圖2中切換式電容追蹤裝置100的電路方塊示意圖。圖9所示切換式電容追蹤裝置100與圖7相似，二者不同之處在於圖9所示切換式電容追蹤裝置100更包括第二時脈相位產生器24。第二時脈相位產生器24依照第二時脈信號CLK2產生互為反相的第三相位信號Φ2A與第四相位信號Φ2B。圖10是依照本發明實施例說明圖9中信號的時序圖。第二時脈信號 CLK2的頻率是第一時脈信號CLK1頻率的整數倍。第二時脈相位產生器24將第三相位信號Φ2A與第四相位信號Φ2B輸出給邏輯運算器94。
應用本實施例者可以任何方式實現邏輯運算器94。例如，圖11是依照本發明實施例說明圖9中邏輯運算器94的電路圖。此邏輯運算器94包含及閘AND3與AND4。及閘AND3的兩個輸入端分別接收比較結果SL 與第四相位信號Φ2B，而及閘AND3的輸出端則輸出相位信號Φ2B’給第六開關SW6。及閘AND4的兩個輸入端分別接收比較結果SL 與第三相位信號Φ2A，而及閘AND4的輸出端則輸出相位信號Φ2A’給第五開關SW5。邏輯運算器94依照比較結果SL 而決定是否將第三相位信號Φ2A與第四相位信號Φ2B送給第五開關SW5與第六開關SW6。
因此，當比較結果SL 表示第三參考電壓VR3大於第二開關SW2的第二端之電壓Vo時，於第三相位信號Φ2A為高準位之期間(充電期間)導通第五開關SW5且截止第六開關SW6，以及於第四相位信號Φ2B為高準位之期間(偵測期間)截止第五開關SW5且導通第六開關SW6。當比較結果SL 表示第三參考電壓VR3小於電壓Vo時，截止第五開關SW5與第六開關SW6。
綜上所述，上述諸實施例依據對第三參考電壓VR3與第二開關SW2第二端電壓Vo進行比較之結果SL 而動態地決定是否將輔助電容Cb並聯至可變電容Ca，以及在統計期間中累加前述比較結果SL ，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)則調增第一電容步階值，若Cp<Ca則調減第一電容步階值，直到Cp介於Ca至(Ca+Cb)的範圍內。因此，本發明實施例之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。以觸控面板為應用例，面板電容Cp的電容值具有本質成分與變異成份(即面板被碰觸時的電容變化量)。本發明實施例之切換式電容追蹤裝置100可以在將可變電容Ca調整至接近面板電容Cp之本質成分後，僅針對變異成份進行偵測，以提升感測電容變化的區別能力(即提升解析度)。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
16、Cp‧‧‧面板電容
18‧‧‧類比數位轉換器
22‧‧‧第一時脈相位產生器
24‧‧‧第二時脈相位產生器
60‧‧‧控制電路
70‧‧‧積分器
76‧‧‧運算放大器
80‧‧‧比較器
90‧‧‧閂鎖電路
92‧‧‧計數器
94‧‧‧邏輯運算器
96‧‧‧信號處理器
100‧‧‧切換式電容追蹤裝置
Φ1A、Φ1B、Φ2A、Φ2B、Φ2A’、Φ2B’‧‧‧相位信號
C1 ~CN 、Ci‧‧‧電容
Ca‧‧‧可變電容
Cb‧‧‧輔助電容
CLK1‧‧‧第一時脈信號
CLK2‧‧‧第二時脈信號
Nc‧‧‧累加結果
SW1~SW6、SWa1 ~SWaN ‧‧‧開關
VR1~VR3‧‧‧參考電壓
t0~t14、t0A~t14A、t0B~t14B‧‧‧統計期間
AND1~AND4‧‧‧及閘
圖1說明傳統觸控面板的功能方塊示意圖。
圖2是依據本發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是依照本發明實施例說明圖2中信號的時序圖。
圖4是依據本發明實施例說明圖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是依照本發明實施例說明圖9中信號的時序圖。
圖11是依照本發明實施例說明圖9中邏輯運算器的電路圖。
22‧‧‧第一時脈相位產生器
60‧‧‧控制電路
100‧‧‧切換式電容追蹤裝置
Φ1A、Φ1B、Φ2A’、Φ2B’‧‧‧相位信號
Ca‧‧‧可變電容
Cb‧‧‧輔助電容
Cp‧‧‧面板電容
CLK1‧‧‧第一時脈信號
Nc‧‧‧累加結果
SW1~SW6‧‧‧開關
VR1~VR3‧‧‧參考電壓

Claims (22)

  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，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，其第一端耦接至該面板電容；一第三開關，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，其第一端耦接至該可變電容，其第二端耦接至該第二開關的第二端，其中於一第一時脈信號之充電期間導通該第一開關與該第三開關並且截止該第二開關與該第四開關，以及於該第一時脈信號之偵測期間截止該第一開關與該第三開關並且導通該第二開關與該第四開關；一第五開關，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，其第一端耦接至該輔助電容，其第二端耦接至該第二開關的第二端；以及一控制電路，其耦接至該第二開關的第二端，用以依據一第一電容步階值設定該可變電容之電容量，比較一第三參考電壓與該第二開關的第二端之電壓，依據比較結果控制該第五開關與該第六開關，以及於一統計期間累加該 比較結果，其中若於該統計期間該比較結果均為一第一邏輯值，則該控制電路調增該第一電容步階值，以及若於該統計期間該比較結果均為一第二邏輯值，則該控制電路調減該第一電容步階值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之切換式電容追蹤裝置，更包括：一第一時脈相位產生器，其依照該第一時脈信號產生一第一相位信號與一第二相位信號；其中該第一開關與該第三開關受控於該第一相位信號，而該第二開關與該第四開關受控於該第二相位信號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之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. 如申請專利範圍第2項所述之切換式電容追蹤裝置，其中當該比較結果表示該第三參考電壓大於該第二開關的第二端之電壓時，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與該第六開關；以及當該比較結果表示該第三參考電壓小於該第二開關的第二端之電壓時，該控制電路截止該第五開關與該第六開關。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之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與該第六開關。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之切換式電容追蹤裝置，其中該控制電路更包括：一積分器，其輸入端耦接該第二開關的第二端；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；以及一閂鎖電路，其輸入端耦接至該比較器的輸出端，該閂鎖電路的觸發端接收該第一時脈信號，而該閂鎖電路的輸出端提供該比較結果給該邏輯運算器。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之切換式電容追蹤裝置，其中該控制電路更包括：一計數器，其輸入端耦接至該閂鎖電路的輸出端，以於該統計期間累加該比較結果，以及輸出一累加結果；以及一信號處理器，其依據該累加結果控制該可變電容，其中若該累加結果表示於該統計期間該比較結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，以及若該累加結果表示於該統計期間該比較結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。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之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。
  9. 如申請專利範圍第2項所述之切換式電容追蹤裝置，更包括：一第二時脈相位產生器，其依照一第二時脈信號產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與該第六開關。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之切換式電容追蹤裝置，其中該第二時脈信號的頻率是該第一時脈信號頻率的整數倍。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之切換式電容追蹤裝置，其中該控制電路更包括：一積分器，其輸入端耦接該第二開關的第二端；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；以及一閂鎖電路，其輸入端耦接至該比較器的輸出端，該閂鎖電路的觸發端接收該第一時脈信號，而該閂鎖電路的輸出端提供該比較結果給該邏輯運算器。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之切換式電容追蹤裝置，其中該控制電路更包括：一計數器，其輸入端耦接至該閂鎖電路的輸出端，以於該統計期間累加該比較結果，以及輸出一累加結果；以及一信號處理器，其依據該累加結果控制該可變電容，其中若該累加結果表示於該統計期間該比較結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，以及若該累加結果表示於該統計期間該比較結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。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之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。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之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畫素電容。
  15. 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申請專利範圍第1項所述之切換式電容追蹤裝置，該操作方法包括： 定義該第一時脈信號中多個時脈週期之期間為一第一統計期間；於該第一統計期間中，依據一第一電容步階值設定該可變電容之電容量；於該第一時脈信號之充電期間導通該第一開關與該第三開關，以及截止該第二開關與該第四開關；於該第一時脈信號之偵測期間截止該第一開關與該第三開關，以及導通該第二開關與該第四開關；比較該第三參考電壓與該第二開關的第二端之電壓，以獲得一比較結果；依據該比較結果控制該第五開關與該第六開關；於該第一統計期間累加該比較結果；若於該第一統計期間該比較結果均為一第一邏輯值，則調增該第一電容步階值；以及若於該第一統計期間該比較結果均為一第二邏輯值，則調減該第一電容步階值。
  16. 如申請專利範圍第15項所述電容追蹤裝置的操作方法，更包括：當該比較結果表示該第三參考電壓大於該第二開關的第二端之電壓時，於該第一時脈信號之充電期間導通該第五開關且截止該第六開關，以及於該第一時脈信號之偵測期間截止該第五開關且導通該第六開關；以及當該比較結果表示該第三參考電壓小於該第二開關的第二端之電壓時，截止該第五開關與該第六開關。
  17. 如申請專利範圍第15項所述電容追蹤裝置的操作方法，更包括：提供一第二時脈信號；當該比較結果表示該第三參考電壓大於該第二開關的第二端之電壓時，於該第二時脈信號之充電期間導通該第五開關且截止該第六開關，以及於該第二時脈信號之偵測期間截止該第五開關且導通該第六開關；以及當該比較結果表示該第三參考電壓小於該第二開關的第二端之電壓時，截止該第五開關與該第六開關。
  18. 如申請專利範圍第17項所述電容追蹤裝置的操作方法，其中該第二時脈信號的頻率是該第一時脈信號頻率的整數倍。
  19. 如申請專利範圍第15項所述電容追蹤裝置的操作方法，更包括：定義該第一統計期間結束後該第一時脈信號中多個時脈週期之期間為一第二統計期間；於該第二統計期間中，依據一第二電容步階值設定該可變電容之電容量，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；於該第二統計期間累加該比較結果；若於該第二統計期間該比較結果均為一第一邏輯值，則調增該第二電容步階值；以及若於該第二統計期間該比較結果均為一第二邏輯值，則調減該第二電容步階值。
  20. 如申請專利範圍第19項所述電容追蹤裝置的操作方法，更包括：當於該第一統計期間累加該比較結果所得之一第一累加值，與於該第二統計期間累加該比較結果所得之一第二累加值，二者均小於一中值時，若該第一電容步階值大於該第二電容步階值，則調減該第一電容步階值，以及若該第一電容步階值小於該第二電容步階值，則調減該第二電容步階值。
  21. 如申請專利範圍第19項所述電容追蹤裝置的操作方法，更包括：當於該第一統計期間累加該比較結果所得之一第一累加值，與於該第二統計期間累加該比較結果所得之一第二累加值，二者均大於一中值時，若該第一電容步階值小於該第二電容步階值，則調增該第一電容步階值，以及若該第一電容步階值大於該第二電容步階值，則調增該第二電容步階值。
  22. 如申請專利範圍第19項所述電容追蹤裝置的操作方法，更包括：當一第一累加值與一第二累加值二者之一小於一中值，且二者之另一大於該中值時，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於該第一統計期間累加該比較結果所得者，而該第二累加值為該第二統計期間累加該比較結果所得者。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8274489B2 (en) * 2009-09-17 2012-09-25 Himax Technologies Limited Readout apparatus and multi-channel readout apparatus for touch panel
US9310924B2 (en) 2012-09-26 2016-04-12 Atmel Corporation Increasing the dynamic range of an integrator based mutual-capacitance measurement circuit
US9209749B2 (en) * 2012-12-10 2015-12-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Multiplier circuit and wireless communication apparatus using the same
KR102251059B1 (ko) * 2014-10-06 2021-05-13 삼성전자주식회사 다단계 오프셋 커패시턴스 조정이 가능한 터치 디스플레이 장치
US9411480B2 (en) * 2014-10-14 2016-08-09 Himax Technologies Limited Controlling method and touch panel using the same for reducing resolution requirement of analog-digital converter
TWI563441B (en) 2015-11-11 2016-12-21 Focaltech Electronics Ltd Touch apparatus, capacitive touch detecting circuit thereof and touch detecting method using the same
US10545620B1 (en) * 2018-07-19 2020-01-28 Superc-Touch Corporation Hovering and touch sensing apparatus with auxiliary capacitance-exciting signal
TWI692716B (zh) * 2019-01-04 2020-05-01 瑞鼎科技股份有限公司 電容式觸控偵測電路

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050104867A1 (en) * 1998-01-26 2005-05-19 University Of Delaware Method and apparatus for integrating manual input
WO2007032305A1 (ja) * 2005-09-14 2007-03-22 Sharp Kabushiki Kaisha 座標位置検出装置
TW200905538A (en) * 2007-07-31 2009-02-01 Elan Microelectronics Corp Touch position detector of capacitive touch panel and method of detecting the touch position

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7825832B2 (en) 2006-02-10 2010-11-02 Sharp Kabushiki Kaisha Coordinate position detection device for touch panel
US8093914B2 (en) 2007-12-14 2012-01-10 Cypress Semiconductor Corporation Compensation circuit for a TX-RX capacitive sensor
CN101556297B (zh) 2008-04-08 2011-05-18 瑞鼎科技股份有限公司 电容值量测电路及其方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050104867A1 (en) * 1998-01-26 2005-05-19 University Of Delaware Method and apparatus for integrating manual input
WO2007032305A1 (ja) * 2005-09-14 2007-03-22 Sharp Kabushiki Kaisha 座標位置検出装置
TW200905538A (en) * 2007-07-31 2009-02-01 Elan Microelectronics Corp Touch position detector of capacitive touch panel and method of detecting the touch position

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