TWI452504B - 觸控面板的檢測裝置及電容量測模組 - Google Patents

Description

觸控面板的檢測裝置及電容量測模組

本發明係關於一種檢測觸控面板的檢測裝置及一種電容量測模組，尤其關於一種能夠簡便檢測觸控面板之多個感測器的檢測裝置及一種能夠測得較精確之電容值的電容量測模組。

觸控面板已被廣泛應用在筆記型電腦、行動電話等電子裝置。而於製造觸控面板的過程中，需要進行各種的檢測，用以提早發現不良品，並進行製程及設備的改進，以提高製造的良率。於觸控面板製造完成後，尚需經過線性測試之步驟，以驗證觸控面板是否符合預定之電氣特性。其中線性測試係屬於電氣特性測試之一重要測試項目。

測試的方式有例如觸壓檢測方法及非接觸式檢測方法。觸壓檢測方法是以觸控筆接觸待測觸控面板，並移動觸控筆再檢測其軌跡，據以判斷待測觸控面板是否符合線性測試要求。非接觸式檢測方法是利用例如一空氣噴嘴噴出的加壓空氣，使加壓空氣接觸待測觸控面板的表面，並使空氣噴嘴在待測觸控面板之表面的上方移動，再檢測空氣噴嘴的軌跡，據以判斷待測觸控面板是否符合線性測試要求。

使用觸壓檢測方法方的缺點是有可能會刮傷待測觸控面板，使用非接觸式檢測方法的缺點是特殊裝置及量測儀器，且需進行調適及校正才能得 到較準確檢測結果。因此習知的檢測方法，還有進一步的改善空間。

本發明一實施例之目的在於提供一種能夠檢測觸控面板的檢測裝置、及測量電容器的電容量測模組。一實施例之目的在於提供一種便於檢測觸控面板之多個電容的檢測裝置。一實施例之目的在於提供一種能夠利用檢測觸控面板之多個電容器的電容值來對觸控面板進行檢測的檢測裝置。一實施例之目的在於提供一種能夠測得較精確之電容值的電容量測模組。

依據本發明一實施例，提供一種觸控面板的檢測裝置，適於耦接一觸控面板及一電腦主機之間，用以量測一觸控面板的多個感測器。觸控面板的檢測裝置包含一切換電路、一量測模組及一微處理器。切換電路耦接於該些感測器，並選擇性地輸出該些感測器中一被選擇感測器的一電信號。量測模組耦接於切換電路，並將被選擇感測器的電信號，轉換成對應感測器的一數位信號。微處理器耦接於量測模組及電腦主機之間，並依據數位信號，產生針對被選擇感測器的判定信號，藉以供電腦主機決定觸控面板的電氣特性。

依據本發明一實施例，提供一種觸控面板的檢測裝置，適於耦接一觸控面板及一電腦主機之間，用以量測一觸控面板的多個互電容。觸控面板的檢測裝置包含一切換電路、一量測模組及一微處理器。切換電路耦接於該些互電容，並選擇性地輸出該些互電容中一被選擇互電容的一電信號。電容量測模組耦接於切換電路，並將被選擇互電容的電信號，轉換成對應被選擇互電容之一電容值的一數位信號。微處理器耦接於電容量測模組及電腦主機之間，並依據數位信號，產生針對被選擇互電容的判定信號，藉 以供電腦主機決定觸控面板的電氣特性。

於一實施例中，電容量測模組包含一積分器、一切換式電容單元及一類比數位轉換器。切換式電容單元選擇性地被來自被選擇互電容的該電信號充電；或者對積分器釋放一電流。積分器於一預定期間內將電流轉換成一電壓。類比數位轉換器用以將電壓轉換成該數位信號。

於一實施例中，電容量測模組更包含一計數器，用以計數至對應該預定期間的一預定數值時，發出一致能信號，以致能類比數位轉換器。

於一實施例中，切換式電容單元包含一第一切換器、一第二切換器及一測量輔助電容。第一切換器的一第一端耦接被選擇互電容，第一切換器的一第二端耦接測量輔助電容的一第一端。第二切換器的一第一端耦接測量輔助電容的第一端，第二切換器的一第二端耦接該積分器。測量輔助電容的一第二端適於接地。較佳的情況是，計數器更於一第一時間時，發出一切換控制信號使第一切換器為導通狀態且第二切換器為截止狀態，藉以使被選擇互電容的電信號，對測量輔助電容充電。且計數器更於一第二時間時，發出切換控制信號使第一切換器為截止狀態且第二切換器為導通狀態，藉以使測量輔助電容對積分器釋放電流。

依據本發明一實施例，提供一種電容量測模組適於量測一電容器。電容量測模組包含一積分器、一切換式電容單元及一類比數位轉換器。切換式電容單元選擇性地被來自電容器的一電信號充電；或者對積分器釋放一電流。積分器於一預定期間內將電流轉換成一電壓。類比數位轉換器用以將電壓轉換成對應電容器之一電容值的一數位信號。

於一實施例中，電容量測模組更包含一計數器，用以計數至對應該預 定期間的一預定數值時，發出一致能信號，以致能類比數位轉換器。

依據本發明一實施例，以分時方式透過切換電路的切換控制，來量測該些互電容的電容值，減化量測觸控面板之該些互電容的電容值的程序，達到能夠利用量測觸控面板之互電容的電容值的方式來對觸控面板進行檢測的功能。於本發明一實施例中，於每隔一預定期間致能類比數位轉換器，減省類比數位轉換器之能量的損耗。且利用積分方式，測得預定期間內之電容器的電氣特性，能夠減少雜訊的影響，而測得較精確之電容器的電容值。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。為讓本發明之上述和其他目的、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。

10‧‧‧觸控裝置

11‧‧‧觸控面板

110‧‧‧觸控面板

110a‧‧‧觸控區域

12‧‧‧控制電路

La1~La2‧‧‧關係線

Lb1~Lb7‧‧‧關係線

圖1A顯示依本發明一實施例之觸控面板的示意圖。

圖1B顯示依本發明一實施例之觸控面板中導線Xm與導線Yn間形成有多個互電容的示意圖。

圖2顯示依據本發明一實施例之觸控面板檢測裝置，被電連接於觸控面板與電腦主機之間的配置示意圖。

圖3顯示依據本發明一實施例之電容量測模組的功能方塊圖。

圖1A顯示依本發明一實施例之觸控面板的示意圖。圖1B顯示 依本發明一實施例之觸控面板中導線Xm與導線Yn間形成有多個互電容的示意圖。如圖1A所示，電容式觸控面板100包含多條導線Xm與Yn、以及多個電容器(capacitor)120，該些導線Xm與Yn分別電連接多個電容器120。耦接於導線Xm的電容器120用以感測觸控面板之X軸方向的位置，而耦接於導線Yn的電容器120用以感測觸控面板之Y軸方向的位置。且導線Xm與導線Yn之交叉附件會形成有一電容器，為方便說明，以下稱為互電容(mutual capacitor)110。更具體而言，一實施例中，導線Xm與導線Yn分別位於相異的兩個層，且在導線Xm與導線Yn之交叉附近，導線Xm之電容器120的電極與導線Yn之電容器120的電極，兩者間會形成一互電容110的兩個電極。於本發明一實施例中，利用量測電容式觸控面板100中導線Xm與導線Yn之交叉附件之多個互電容110的電容值，來達到測試電容式觸控面板100的功能。

然而，若欲量測電容式觸控面板100之第一互電容111的電容值時，通常需要在量測治具上外加一台電感電容電阻測試計(Inductance Capacitance Resistance meter，LCR meter)，且利用兩個探針分別接觸導線X3與Y1，並透過LCR測試計來測得第一互電容111的電容值。當要檢測另一互電容時，則需再移動此兩個探針至對應的導線，操作費時且不利於大量產品的檢測。此外，由於每製作一台量測治具時就需要一台LCR測試計，且LCR測試計的單價高，因此量測治具的價格亦會提昇，增加了電容式觸控面板100的測試成本。

本實施例中，除了利用量測多個互電容110的電容值，來達到測試電容式觸控面板100的功能之外，更進一步改良量測互電容110的電容值的方式，使其更適合用於觸控面板的檢測，其具體方式及裝置詳述於如下。

圖2顯示依據本發明一實施例之觸控面板檢測裝置，被電連接於觸控面板與電腦主機之間的配置示意圖。如圖2所示，觸控面板檢測裝置200耦接於一觸控面板100與一電腦主機300之間，且適於量測觸控面板100中的多個互電容110的電容值。

觸控面板檢測裝置200包含一切換電路210、一電容量測模組220、及一微處理器230。切換電路210耦接於觸控面板100的該些導線X1~Xm及Y1~Yn，且依據一選擇信號Sc1，選擇性地將該些互電容110之一第一互電容111的電信號C1輸出至電容量測模組220。

電容量測模組220透過一I2C(Inter-Integrated Circuit)匯流排耦接於微處理器230，且電容量測模組220將第一互電容111的電信號C1轉換成一對應第一互電容111之電容值的數位信號D1，並將其輸出至微處理器230。

微處理器230依據一使用者預設的目標值以及數位信號D1，決定第一互電容111的電容值是否符合規範，並傳輸一判定信號J1至電腦主機300。電腦主機300透過一RS232傳輸線耦接於微處理器230，接收來自微處理器230針對該些互電容110的判定信號J1，決定觸控面板100之(例如線性測試的)電氣特性測試是否符合規範。

更具體而言，切換電路210包含多個切換器SY1~SYn及 SX1~SXm。切換器SY1~SYn的一端分別耦接於觸控面板100之導線Y1~Yn，切換器SY1~SYn的另一端分別耦接於電容量測模組220。切換器SX1~SXm的一端分別耦接於觸控面板100之導線X1~Xm，切換器SX1~SXm的另一端分別耦接於電容量測模組220。當要量測第一互電容111的電容值時，切換器SY1及SX3導通，使對應第一互電容111的導線Y1及X3耦接電容量測模組220，而能夠將第一互電容111的電信號C1輸出至電容量測模組220。

應了解的是，上述實施例中，雖然以感測器為一互電容為示例加以說明，但於一實施例中，本發明不限定於測量互電容。

圖3顯示依據本發明一實施例之電容量測模組的功能方塊圖。電容量測模組220包含一切換式電容單元221、一積分器222、一類比數位轉換器223及一計數器224。切換式電容單元221用以選擇性地被第一互電容111的電信號C1充電；或者對積分器222放電，以釋放一電流。於一實施例中，切換式電容單元221包含一第一切換器241、一第二切換器242、及一測量輔助電容243。第一切換器241的第一端耦接被選擇的互電容111，第一切換器241的第二端耦接測量輔助電容243的第一端，第二切換器242的第一端耦接測量輔助電容243的第一端，第二切換器242的第二端耦接積分器222，且測量輔助電容243的第二端接地。

第一切換器241及第二切換器242依據控制信號Sc2的控制選擇性導通或截止。於時間t1時，第一切換器241為導通狀態且第二切換器242為截止狀態，測量輔助電容243接收來自第一互電容111的電 信號C1而進行充電。經過一預定期間後，例如使測量輔助電容243的電容值可以大約為0.1p(picofarad，微法拉)至5p之間，並於時間t2時，使第一切換器241為截止狀態且第二切換器242為導通狀態，測量輔助電容243進行放電。

積分器222為一電流電壓轉換電路，將來自測量輔助電容243的電流轉換成一電壓Vx。更詳言之，積分器222積分一預定期間PNc內之測量輔助電容243的電流，而測得電壓Vx。使用積分器222的目的在於量測預定期間PNc之第一互電容111的特性，取得一個較平均的值，以降低觸控面板100或其他電子元件中的雜散電容的影響。於本實施例中，利用計數器224來決定預定期間PNc。

計數器224耦接於切換式電容單元221及類比數位轉換器223之間，計數器224計數到對應前述預定期間PNc的一預定數值Nc時，發出一致電信號ADC__ENB，用以致能類比數位轉換器223，使類比數位轉換器223將積分器222所測得的電壓Vx，轉換成數位信號D1，且數位信號D1的一數位值與第一互電容111之電容值成正比。於一實施例中，亦利用計數器224來決定時間t1及t2，並發出控制信號Sc2，用以控制第一切換器241及第二切換器242。

微處理器230中儲存有一預設之互電容110的目標範圍，當數位信號D1的數位值不符合目標範圍時，則發出判定第一互電容111為缺陷的判定信號J1。電腦主機300接收判定信號J1，並依據該些互電容110的判定信號J1，決定被判定為缺陷的數量，據以決定觸控面板100是否測試符合規範。

於本發明一實施例中，利用一切換電路210，選擇性地使對應第一互電容111的至少一導線耦接於電容量測模組220，用以量測第一互電容111的電容值。並且，以分時方式透過切換電路210的切換控制，來量測該些互電容110的電容值，減化量測觸控面板100之該些互電容110的電容值的程序，達到能夠利用量測觸控面板100之互電容110的電容值的方式來對觸控面板100進行檢測的功能。

於本發明一實施例中，切換式電容單元221依據第一互電容111的電信號C1，輸出具有一預定範圍電容值(例如0.1p至5p)的信號。積分器222積分一預定期間PNc內之測量輔助電容243的電流而測得電壓Vx。藉此，無需隨時地開啟類比數位轉換器223，僅需每隔一預定期間PNc致能類比數位轉換器223，減省類比數位轉換器223之能量的損耗。且利用積分方式，測得預定期間PNc內之互電容111的電氣特性，能夠減少雜訊的影響，而測得較精確之第一互電容111的電容值。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，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，因此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。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

100‧‧‧觸控面板

110‧‧‧互電容

111‧‧‧互電容

200‧‧‧觸控面板檢測裝置

210‧‧‧切換電路

200‧‧‧觸控面板檢測裝置

230‧‧‧微處理器

300‧‧‧電腦主機

C1‧‧‧電信號

D1‧‧‧數位信號

I2C‧‧‧匯流排

J1‧‧‧判定信號

RS232‧‧‧傳輸線

SX1~SXm‧‧‧切換器

SY1~SYn‧‧‧切換器

SC1‧‧‧選擇信號

X1~Xm‧‧‧導線

Y1~Yn‧‧‧導線

Claims (6)

1. 一種觸控面板的檢測裝置，適於耦接一觸控面板及一電腦主機之間，用以量測一觸控面板的多個互電容，包含：一切換電路，耦接於該些互電容，並選擇性地輸出該些互電容中一被選擇互電容的一電信號；一電容量測模組，耦接於該切換電路，並將該被選擇互電容的該電信號，轉換成對應該被選擇互電容之一電容值的一數位信號，且該電容量測模組包含一積分器及一切換式電容單元及一類比數位轉換器，該切換式電容單元包含有一第一切換器、一第二切換器及一測量輔助電容，其中，該第一切換器的一第一端耦接該被選擇互電容，該第一切換器的一第二端耦接該測量輔助電容的一第一端，該第二切換器的一第一端耦接該測量輔助電容的該第一端，該第二切換器的一第二端耦接該積分器，且該測量輔助電容的一第二端適於接地；一微處理器，耦接於該電容量測模組及該電腦主機之間，並依據該數位信號，產生針對該被選擇互電容的一判定信號，藉以供該電腦主機決定該觸控面板的電氣特性；及一計數器，用以在計數至對應該預定期間的一預定數值時，發出一致能信號，以致能該類比數位轉換器。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板的檢測裝置，其中，該切換式電容單元選擇性地被來自該被選擇互電容的該電信號充電；或者對該積分器釋放一電流，該積分器於一預定期間內將該電流轉換成一電壓，該類比數位轉換器，用以將該電壓轉換成該數位信號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控面板的檢測裝置，其中，該計數器更於一第一時間時，發出一切換控制信號使該第一切換器為導通狀態且該第二切換器為截止狀態，藉以使該被選擇互電容的該電信號，對該測量輔助電容充電，且該計數器更於一第二時間時，發出該切換控制信號使該第一切換器為截止狀態且該第二切換器為導通狀態，藉以使該測量輔助電容對該積分器釋放該電流。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板的檢測裝置，其中，該觸控面板更包含多條第一導線及多條第二導線，且該些第一導線分別與該些第二導線交叉而形成該些互電容。
5. 一種電容量測模組，適於量測一電容器，該電容量測模組包含：包含一積 分器、一切換式電容單元及一類比數位轉換器及一計數器，其中，該切換式電容單元選擇性地被來自該電容器的一電信號充電；或者對該積分器釋放一電流，該積分器於一預定期間內將該電流轉換成一電壓，且該切換式電容單元包含一第一切換器、一第二切換器及一測量輔助電容，其中，該第一切換器的一第一端耦接該電容器，該第一切換器的一第二端耦接該測量輔助電容的一第一端，該第二切換器的一第一端耦接該測量輔助電容的該第一端，該第二切換器的一第二端耦接該積分器，且該測量輔助電容的一第二端適於接地，而該類比數位轉換器，用以將該電壓轉換成對應該電容器之一電容值的一數位信號，而該計數器用以計數至對應該預定期間的一預定數值時，發出一致能信號，以致能該類比數位轉換器。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電容量測模組，其中，該計數器更於一第一時間時，發出一切換控制信號使該第一切換器為導通狀態且該第二切換器為截止狀態，藉以使該電容器的該電信號，對該測量輔助電容充電，且該計數器更於一第二時間時，發出該切換控制信號使該第一切換器為截止狀態且該第二切換器為導通狀態，藉以使該測量輔助電容對該積分器釋放該電流。