专利名称：用于触控装置的电容量测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于一触控装置的电容量测量装置，特别是有关于一种可精确测量触控装置中待测电容的电容量测量装置。
背景技术：
触控屏幕是由一透明触控面板与一显示屏幕组成，用于各种消费性电子产品，作为使用者的操作接口。投射电容式(Projected Capacitive)触控面板(Touch Panel)是应用最广泛的触控面板技术的一，具有高灵敏度及耐用的优点，并可实现多点触控功能。请参考图1，图1是公知一触控装置10的功能方块图。触控装置10包含有一触控面板100、 一复用器102、一电容量测量装置104、一处理单元106及一内存108。触控面板100为一投射电容式触控面板，具有行列交错的ITO(氧化铟锡)感测线以感应触碰动作，每一感测线等效为一电阻及一电容所组成的电路，当人体触碰触控面板100时，被触碰的感测线的等效电容量产生变化。复用器102耦接于触控面板100的多条感测线，用来分时导通每一感测线与电容量测量装置104之间的连结，以完成整个触控面板100的扫描。对电容量测量装置104而言，通过复用器102所连接的感测线的等效电容即是待测电容，电容量测量装置104将待测电容量转换为可记录的数值，如仿真电压值或数字计数值，输出至处理单元 106。触控面板100未被触碰时的待测电容为环境电容(EnvironmentCapacitor)，其电容量由电容量测量装置104转换为相应的一基础计数值，储存于内存108。环境电容量的大小随着触控面板的特性而不同，环境电容量的精确与否，也影响触碰侦测的正确性。当触控面板100受到人体触碰，待测电容量会因为人体电容量(Human Capacitance)加入而产生变化，处理单元106将电容量测量装置104转换待测电容量所产生的新计数值与相应于环境电容量的基础计数值比较，即可判断是否有人体触碰触控面板100。电容量测量装置104量测待测电容量的方式有不同的几种方式，其中最简易的方式是以电阻或定电流源连接待测电容，根据充放电时间τ =RXC的原理量测充放电时间， 以估算待测电容量。触控面板100的感测线自身的等效电容极小，大约是数十至数百皮法拉(PF)，当待测电容是环境电容时，充放电时间很短，待测电容量的量测可能产生很大误差。另一方式为进行电荷转移(Charge Transfer)，将待测电容上的电荷转移储存至较大电容量的积分电容antegrating Capacitor)，并且在进行一至数次的电荷转移使积分电容的电压水平到达一预定电压水平后，对积分电容进行放电，再重复进行上述电荷转移步骤， 直到取得精确的待测电容量。上述电荷转移方式仅利用对积分电容充电的时间而未利用放电时间来估算待测电容量，量测效率较低。另一公知量测待测电容量的方式是以上二种方式的结合，称为三角积分 (Delta-sigma)法。请参考图2，图2是公知一三角积分式电容量测量装置20的示意图，电容量测量装置20可用来做为图1的电容量测量装置104。电容量测量装置20是由一积分电容200、一放电电路202、一比较器204、一数字信号处理单元206及开关SW1、SW2组成。请参考图3，图3是图2的电容量测量装置20进行充放电程序的相关信号的时序图，描述在待测电容22的电容量不同的情形下，控制开关SWl及SW2的信号Sl及S2、积分电容200 上的电压Vqi及比较器204所输出的一信号SB的时序，其中虚线及实线分别表示待测电容 22的电容量较大及较小的情形。信号S1、S2分别控制开关SW1、SW2于不同时导通，使电源Vee对待测电容22充电， 接着进行电荷转移，将待测电容22上的电荷转移至积分电容200。于进行电荷转移的同时， 比较器204将积分电容200上的电压Vqi与一参考电压Vkef进行比较，产生一信号SB，同时， 数字信号处理单元206将信号SB转换为一计数值Dx。当电压Vqi大于参考电压Vkef时，信号SB控制放电电路202对积分电容200进行放电。由图3可知，当待测电容22的电容量较大，转移至积分电容200的电量也较多，因此信号SB的占空比(DutyCycle)较大。简言之，电容量测量装置20是以信号SB的占空比表示待测电容22的电容量，并且将信号SB转换为计数值Dx，供后端处理电路判断待测电容22的电容量变化。相较于直接量测待测电容22的充放电时间或仅根据电荷转移的次数估算待测电容量的方式，当待测电容是电容量极小的环境电容时，以电容量测量装置20量测环境电容所得的结果较精确，量测效率也较高，但实作上仍有不少缺点，说明如下。电容量测量装置20是以未知的待测电容22对已知的积分电容200充电。为了使电容量测量装置20适用于量测各种特性的触控面板，已知的积分电容200的电容量必须远大于待测电容22的电容量，约是数十奈法拉(nF)，因此，积分电容200无论是整合于集成电路中或做为外接组件，皆需要很高的成本。若积分电容200是外接组件，积分电容200容易被外界电磁波信号干扰，造成积分电容200上的电压Vqi不稳定，因此，比较器204产生的信号SB含有噪声，影响后端处理电路判断电容量变化的精确度。实作上，当放电时间结束时，积分电容200上的电压Vqi必须返回充电时间的初始电压水平；换言之，放电能力须大于充电能力。当待测电容22的电容量很大，由待测电容22 电荷转移至积分电容200的电荷量也大，此时若积分电容200对放电电路202放电的时间不足，积分电容200上的电压Vcm将无法于放电时间结束时返回初始电压水平而出现累加效应。请参考图4，图4是电容量测量装置20进行充放电程序的相关信号的时序图。由图4 可知，当电压Vcm出现累加效应，最终可能达到与待测电容22充满电时相同的电压水平，此时电荷转移不会发生，电容量测量装置20无法发挥量测作用。上述问题在环境因素飘移造成充电能力大于放电能力时，亦容易发生。另一方面，当待测电容22远小于积分电容200时，每次进行电荷转移后积分电容 200上的电压变化量极小，相对地放电电路202的放电能力较大，需要更长的时间将积分电容200充电至有效可量测的电压水平，造成量测时间的浪费。再者，以过短的放电时间判断待测电容22的电容量变化，所得结果不精确。由上可知，在公知电容量测量装置中，充放电能力不具可调整的弹性，无法在用于不同特性的触控面板时达到相同的精确度。除此之外，当同一触控面板因长时间使用或环境因素造成环境电容量改变时，公知电容量测量装置及量测方法无法弹性地量测新的环境电容量。如此一来，当触控面板受触碰时，后端处理电路可能因为没有精确的环境电容量可供比较，无法正确侦测人体的触碰动作。
发明内容
因此，本发明的主要目的即在于提供一种用于一触控装置的电容量测量装置，用以精确地测量待测电容量。本发明提供一种电容量测量装置，用来量测一待测电容的电容量，包含有一充电控制单元，用来对该待测电容充电；一放电控制单元，用来对该待测电容放电；一第一开关，耦接于该待测电容及该充电控制单元，用来根据一第一开关信号，控制该充电控制单元与该待测电容之间的连结；一第二开关，耦接于该待测电容及该放电控制单元，用来根据一第二开关信号，控制该放电控制单元与该待测电容之间的连结；一第一模数转换器，耦接于该待测电容，用来将该待测电容上的电压转换为一第一信号；以及一周期检测电路，耦接于该待测电容，用来将该待测电容上的电压转换为一计数值，输出至一处理单元，该计数值表示该待测电容的电容量。
图1是公知一触控装置的功能方块图。图2是公知一三角积分式电容量测量装置的示意图。图3及图4是图2的电容量测量装置进行充放电程序的相关信号的时序图。图5是本发明实施例一电容量测量装置的示意图。图6是图5的电容量测量装置设定为先充后放组态的情形下，进行充放电程序时相关信号的时序图。图7是图5的电容量测量装置设定为先放后充组态的情形下，进行充放电程序时相关信号的时序图。图8是图5的电容量测量装置设定为先充后放组态的情形下，进行充放电程序时相关信号的时序图，其描述充电能力的调整。图9是图5的电容量测量装置设定为先充后放组态的情形下，进行充放电程序时相关信号的时序图，其描述放电能力的调整。图10是图5的电容量测量装置设定为先充后放组态的情形下，进行充放电程序时相关信号的时序图，其描述待测电容量与相关信号的关系。图11是本发明实施例一电容量测量装置的示意图。图12是图11的电容量测量装置设定为先充后放组态的情形下，进行充放电程序时相关信号的时序图，其描述待测电容量与相关信号的关系。图13是图11的电容量测量装置设定为先放后充组态的情形下，进行充放电程序时相关信号的时序图，其描述待测电容量与相关信号的关系。
图14是本发明实施例一电容量测量装置的示意图。 其中，附图标记说明如下 10触控装置
100触控面板
102复用器
104
电容量测量装置
510、610、710
512、612、712
514、516、614、
616、714、716
518、618、718
周期控制电路电压产生单元充放电控制单元
模数转换器
106,502处理单元
108,504内存
20、50、60、70 电容量测量装置 22、52、62、72待测电容
200 202 204
积分电容放电电路比较器
520,620,720 522、622、722 Sffl SW3 Sl S3、SB、SD、信号 SD2
Dx,DL, DU
V,
周期检测电路模数转换器开关
206、524、624、数字信号处理单 724元
‘CM
Vrff、Vtt、Vt、
计数值电压参考电压
ν,
REFl
V,
REF具体实施例方式请参考图5，图5为本发明实施例一电容量测量装置50的示意图。电容量测量装置50用来量测一触控面板的感测线的等效电容量，感测线的等效电容以一待测电容52 表示。图5中一并显示与电容量测量装置50相关的一处理单元502及一内存504。电容量测量装置50包含有一周期控制电路510及一周期检测电路520。周期控制电路510包含有一电压产生单元512、充放电控制单元514、516、一模数转换器(Analog-to-digital Converter) 518及开关SWl SW3。周期检测电路520包含有一模数转换器522及一数字信号处理单元524。周期控制电路510用来对待测电容52充放电。电压产生单元512用来产生参考电压VKFF1、VKEF2及VKEF3。充放电控制单元514及516依其硬件设计，其中一控制单元设为充电组态，用以对待测电容52充电，另一控制单元设为放电组态，用以对待测电容52放电，于后详述。对待测电容52的充放电能力的调整会表示在充放电周期的变化上。充放电控制单元514及516的硬件实现方式不限于任何特定规则，但需确保两者的充电及放电能力是可调整，例如可使用简单的开关及可调式电容，将可调式电容预先充电至合适的电压水平后进行电荷转移，或以可调式电流源，或以电压源串联电阻等方式实现充电组态的充放电控制单元(或称充电控制单元)。同理，放电组态的充放电控制单元(或称放电控制单元) 可使用可调式电流源实现，或直接通过电阻接地。值得注意的是，用于充电组态的充放电控制单元中的电容，其电容量可以很小并且整合于电容量测量装置50的集成电路中，与公知外接的大电容量的积分电容不同。因此，电容量测量装置50节省了外接电容的成本，并且因为充放电控制单元中的电容不是外接组件，不容易被电磁波信号干扰，进而确保电容量测量的精确度。开关SWl耦接于电压产生单元512及待测电容52，用来根据一信号Si，控制参考电压Vkefi与待测电容52之间的连结。当信号Sl控制开关SWl导通时，电压产生单元512 对待测电容52进行预先充电，使待测电容52的电压等于参考电压VKEF1，目的是减少量测误差。开关SW2耦接于充放电控制单元514及待测电容52，用来根据一信号S2，控制充放电控制单元514与待测电容52之间的连结，使充放电控制单元514对待测电容52充电(或放电，依充放电控制单元514的组态而定)。
模数转换器518是一 1位(bit)模数转换器，相当于一比较器，耦接于电压产生单元512及待测电容52，用来根据参考电压Vkef2将待测电容52上的电压Vqi转换为一信号 S3。换言之，模数转换器518将电压V。M与参考电压Vkef2进行比较，信号S3表示比较结果。 开关SW3耦接于模数转换器518、充放电控制单元516及待测电容52，用来根据信号S3，控制充放电控制单元516与待测电容52之间的连结，使控制单元516对待测电容52放电(或充电，依充放电控制单元516的组态而定)。模数转换器522是一 1位模数转换器，相当于一比较器，耦接于电压产生单元512 及待测电容52，用来根据参考电压Vkef3将待测电容52上的电压Vqi转换为一信号SB。数字信号处理单元5M耦接于模数转换器522，用来于经过多个充放电周期的运作后，将信号SB 转换为计数值Dx，输出至处理单元502。数字信号处理单元5M可视为一累加器，是以一预定取样频率对信号SB取样，并且累计取样结果。简言之，周期检测电路520将待测电容52 上的电压Vqi转换为计数值Dx。由于电压Vqi的波形表示待测电容52的充放电周期，并且计数值Dx根据电压Vqi而产生，因此计数值Dx表示待测电容52的充放电周期，亦表示待测电容52的电容量。请注意，充放电控制单元514及充放电控制单元516设定为充电组态或放电组态， 与电容量测量装置50进行充电或放电的先后顺序有关。当充放电控制单元514是充电组态且充放电控制单元516是放电组态时，电容量测量装置50对待测电容52先充电后放电， 称为先充后放组态。当充放电控制单元514是放电组态且充放电控制单元516是充电组态时，电容量测量装置50对待测电容52先放电后充电，称为先放后充组态，以图6及图7说明。请参考图6，图6为电容量测量装置50设定为先充后放组态的情形下，进行充放电程序时相关信号的时序图，其中描述信号Sl S3、电压V。M及信号SB。当充放电控制单元 514是充电组态且充放电控制单元516是放电组态，以及参考电压设定为Vkef3 ^ Veef2 ^ Veefi 时，由图6所示信号可知，开关SWl于充放电程序初始时导通一段时间后关闭，将待测电容 52预先充电至参考电压Vkefi。当开关SW2导通时，充放电控制单元514进行电荷转移，对待测电容52充电。由于参考电压Vkef2近似参考电压Vkefi，因此电压VeM很快地上升至高于或等于参考电压Vkef2，此时模数转换器518所输出的信号S3控制开关SW3导通，充放电控制单元516对待测电容52进行放电。放电动作持续至信号S3控制开关SW3关闭，亦即电压 Vcm低于或等于参考电压Vkef2时为止。充放电控制单元514开始进行电荷转移至充放电控制单元516停止放电的这段时间，为一充放电周期。经过多个充放电周期的运作后，数字信号处理单元5M将信号SB转换为计数值Dx。于电容量测量装置50设定为先充后放组态时，上述参考电压设定 Veef3 ^ Veef2 ^ Veefi仅是本发明的一实施例，参考电压亦可设计为Vkef3 ^ Veef2 ^ Veefi,以适用于待测电容量极大的情形。在此情形下，充放电控制单元514需要经过多次电荷转移，以将电压VeM充电至高于参考电压Vkef3及参考电压VKEF2。请参考图7，图7为电容量测量装置50设定为先放后充组态的情形下，进行充放电程序时相关信号的时序图。当充放电控制单元514是放电组态且充放电控制单元516是充电组态，以及参考电压设定为Vkef3彡Veef2 ^ Veefi时，由图7所示信号可知，开关SWl于充放电程序初始时导通一段时间后关闭，将待测电容52预先充电至参考电压VKEF1。当开关SW2导通时，充放电控制单元514进行电荷转移，对待测电容52放电。当待测电容52上的电压 Vcm下降至低于或等于参考电压Vkef2时，信号S3控制开关SW3导通，充放电控制单元516对待测电容52进行充电。充电动作持续至信号S3控制开关SW3关闭，亦即待测电容52上的电压Vqi高于或等于参考电压Vkef2为止。经过多个充放电周期的运作后，数字信号处理单元 524将信号SB转换为计数值Dx。于电容量测量装置50设定为先放后充组态时，上述参考电压设定Vkef3 ^ Veef2 Veefi仅是本发明的一实施例，参考电压亦可设计为Vkef3 ^ Veef2 ^ Veefi， 以适用于待测电容量极大的情形。处理单元502耦接于充放电控制单元514、516、数字信号处理单元5M及内存 504。内存504储存相应于环境电容量的一基础计数值。处理单元502用来根据计数值Dx 与基础计数值之间的变化量，判断是否有人体触碰动作发生，并且根据计数值Dx，调整周期控制电路510对待测电容52的充电能力或放电能力，而非如图2中电容量测量装置20的固定充放电能力。此外，控制开关SW1、SW2的信号Si、S2是由处理单元502所产生。详细来说，处理单元502以一预定的计数值范围DL DU判断计数值Dx是否过高或过低，以相应地调整充电能力或放电能力，计数值Dx过高或过低表示环境电容量可能因外在因素产生变化。预定的计数值范围可根据处理单元502可能接收到的一最大计数值而设定，例如将上限计数值DU设定为最大计数值的80%，以及将下限计数值DL设定为最大计数值的20%。当计数值Dx大于上限计数值DU，处理单元502判定计数值Dx过高，必须调降充电能力或调升放电能力；当计数值Dx小于下限计数值DL，处理单元502判定计数值 Dx过低，必须调升充电能力或调降放电能力。处理单元502对充放电能力的调整进行直到计数值Dx位于预定的计数值范围内为止，此时的充电或放电能力为最适用的设定。请参考图8，图8是电容量测量装置50设为先充后放组态的情形下，进行充放电程序时相关信号的时序图。于图8中，假设充放电控制单元514具有三段充电能力CC1、CC2、 CC3可选择，充电能力大小顺序为CCl < CC2 < CC3 ；相应于充电能力CC1、CC2、CC3的信号波形分别以长虚线、实线、短虚线表示。当充放电控制单元514以充电能力CC2进行充电， 同时处理单元502判断计数值Dx过高，即信号SB的占空比过大时，处理单元502将充放电控制单元514的充电能力调降为充电能力CC1，减少每次进行电荷转移的电量。由图8可知，以充电能力CCl进行充电时，待测电容52上的电压Vqi爬升的幅度不若原先那么高，信号SB的占空比变小，周期检测电路520相应地输出较小的计数值Dx。类似地，当充放电控制单元514以充电能力CC2进行充电，同时处理单元502得知计数值Dx过低，即信号SB的占空比过小时，处理单元502将充放电控制单元514的充电能力调升为充电能力CC3。此时，信号SB的占空比相应地变大，周期检测电路520相应地输出较大的计数值Dx。处理单元502经过一至数次的判断计数值Dx及调整充电能力后，将充放电控制单元514的充电能力设定在最适用的状态。请参考图9，图9为电容量测量装置50设为先充后放组态的情形下，进行充放电程序时相关信号的时序图。于图9，假设充放电控制单元516具有三段放电能力DC1、DC2、 DC3可选择，放电能力大小顺序为DCl > DC2 > DC3 ；相应于放电能力DC1、DC2、DC3的信号波形分别以长虚线、实线、短虚线表示。当充放电控制单元516以放电能力DC2进行放电， 同时处理单元502得知计数值Dx过高，即信号SB的占空比过大时，处理单元502将充放电控制单元516的放电能力调升为放电能力DC1，增加放电量，缩短放电时间。由图9可知，当放电能力调升为放电能力DC1，待测电容52上的电压Vcm较快下降至低于电压Vkef3，信号SB 的占空比变小，周期检测电路520相应地输出较小的计数值Dx。类似地，当充放电控制单元516以放电能力DC2进行放电，同时处理单元502得知计数值Dx过低，即信号SB的占空比过小时，处理单元502将充放电控制单元516的放电能力调降为放电能力DC3，减少放电量，增长放电时间，此时信号SB的占空比相应地变大，周期检测电路520相应地输出较大的计数值Dx。处理单元502经过一至数次的放电能力调整后，将充放电控制单元516的放电能力设定在最适用的状态。图8及图9显示了先充后放组态的电容量测量装置50中，充电能力及放电能力相应于信号SB的占空比的关系。同理，当电容量测量装置50设为先放后充组态，处理单元502 亦可调整充放电控制单元514的放电能力及充放电控制单元516的充电能力，在此不详述。当触控面板的环境电容量因外在因素如温度、湿度或积尘而变化，公知的电容量测量装置所产生的计数值可能过高或过低，已不适用于触碰事件的判断；然而，公知的电容量测量装置对待测电容的充放电能力不会改变。在此情形下，触控装置的处理单元得到的计数值无法表示正确的待测电容量，无法正确地判断人体触碰动作发生与否。相较之下，在使用电容量测量装置50的触控装置中，当电容量测量装置50所产生的计数值Dx因环境电容量变化而过高或过低时，处理单元502根据计数值Dx，调整周期控制电路510对待测电容52的充电或放电能力，使充电能力或放电能力适用于新的环境电容量的条件下。如此一来，计数值Dx能够回到预定的计数值范围内，电容量测量装置50量测待测电容量的功能回复，因而能正确地判断触碰动作发生与否。请参考图10，图10为电容量测量装置50设为先充后放组态的情形下，进行充放电程序时相关信号的时序图。于图10中，相应于待测电容量C1、C2、C3的信号波形分别以长虚线、实线、短虚线表示，待测电容量大小顺序是Cl < C2 < C3。根据V = Q/C原理，假设原本的待测电容量是C2，若进行充电的电荷转移的电量不变而待测电容量变大为C3，电压Vqi 变低；反之，若电荷转移的电量不变而待测电容量变小为Cl，电压V。M提高。若根据充放电时间τ =RXC原理量测放电时间，当待测电容量由C2增大为C3时，放电时间增长，信号 SB的占空比变大；反之，当待测电容量由C2减小为Cl时，放电时间缩短，信号SB的占空比变小。由图10可知，信号SB的占空比表示待测电容52的电容量。同理，若以先放后充组态的电容量测量装置50量测不同的待测电容量，亦可知信号SB的占空比表示待测电容52 的电容量，在此不赘述。简言之，电容量测量装置50对待测电容52充放电并将待测电容52上的电压Vcm 转换为计数值Dx，输出至处理单元502，处理单元502根据计数值Dx判断是否须调整充放电能力。因此，电容量测量装置50能够弹性地随触控面板中环境电容量的变化，使用合适的充放电能力，并且也能够用来量测不同特性的触控面板。图5的电容量测量装置50是本发明的一实施例，本领域具通常知识者当可据以作不同的变化及修饰。请参考图11，图11为本发明实施例一电容量测量装置60的示意图。电容量测量装置60包含有一周期控制电路610及一周期检测电路620。周期控制电路610包含有一电压产生单元612、充放电控制单元614、616、一模数转换器618及开关SWl SW3， 周期检测电路620包含有一模数转换器622及一数字信号处理单元624。请注意，模数转换器622是一 N位模数转换器，与图5中的模数转换器522不同，其它单元与电容量测量装置50中相应的单元类似，在此不赘述。模数转换器622耦接于一待测电容62及数字信号处理单元624，用来将待测电容 62上的电压Vqi转换为一 N位信号SD，输出至数字信号处理单元624。模数转换器622所使用的取样电压的范围是一参考电压\至一参考电压V 。类似于电容量测量装置50中参考电压Vkef3的设定方式，当电容量测量装置60是先充后放组态，上述取样电压范围\ Vu 须大于对待测电容62预充电的参考电压Vkefi以及模数转换器618用来与电压Vqi比较的参考电压VKEF2。当电容量测量装置60是先放后充组态，取样电压范围\ Vu须小于参考电压Vkefi及参考电压VKEF2。数字信号处理单元6M将信号SD转换为一计数值Dx，输出至后端处理单元。请参考图12及图13，图12及图13分别为电容量测量装置60设定为先充后放组态及先放后充组态的情形下，进行充放电程序时相关信号的时序图，其中描述信号Sl S3、 电压VeM及信号SD。于表示信号S3及电压VeM时，相应于待测电容量C1、C2、C3的信号波形分别以长虚线、实线、短虚线表示，待测电容量大小顺序是Cl < C2 < C3。由图12及图13 可知，待测电容量由信号SD的占空比表示，因此电容量测量装置60后端的处理单元能够根据计数值Dx，调整充放电控制单元614或616的充放电能力。于图5的电容量测量装置50中，充放电控制单元516的充电能力或放电能力是由后端的处理单元502根据计数值Dx而调整。本发明提出另一实施例，令先充后放组态的电容量测量装置的放电能力或先放后充组态的电容量测量装置的充电能力直接根据待测电容上的电压，于电容量测量装置中自行调整，无须通过后端的处理单元。请参考图14，图14 为本发明实施例一电容量测量装置70的示意图。电容量测量装置70包含有一周期控制电路710及一周期检测电路720。周期控制电路710包含有一电压产生单元712、充放电控制单元714、716、一模数转换器718及开关SWl SW3。周期检测电路720包含有一模数转换器722及一数字信号处理单元724。请注意，电容量测量装置70与电容量测量装置50的不同在于模数转换器718是一 N位模数转换器。模数转换器718耦接于一待测电容72及充放电控制单元716，用来将待测电容72上的电压VqiR换为一 N位信号SD2，输出至充放电控制单元716。模数转换器 718所使用的取样电压的范围为一参考电压\至一参考电压V 。充放电控制单元716根据信号SD2，由2n个不同等级的充电能力或放电能力(视充放电控制单元716的组态而定) 中，选择一相应的充电能力或放电能力，对待测电容72充放电。相较于图5，充放电控制单元716的充电能力或放电能力直接根据信号SD2而决定，而非由后端的处理单元根据周期检测电路720所产生的计数值而决定。须注意的是，充放电控制单元716与待测电容72之间的连结仍是由开关SW3控制，但控制开关SW3的信号为充放电控制单元716所输出的一信号S3，而非模数转换器718 所输出的信号SD2。关于电容量测量装置70的充放电组态设定及后端处理单元调整充放电控制单元714的充放电能力的方式，请参考前述电容量测量装置50，在此不赘述。 综上所述，本发明的电容量测量装置将待测电容上的电压转换为一计数值，并且根据计数值调整对待测电容的充放电能力。因此，当触控面板上的环境电容因外在因素变化时，或量测不同特性的触控面板时，本发明的电容量测量装置皆能够以合适的充电能力及放电能力进行充放电，进而量测得精确的环境电容量。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种电容量测量装置，用来量测一待测电容的电容量，其特征在于该电容量测量装置包含有一充电控制单元，用来对该待测电容充电； 一放电控制单元，用来对该待测电容放电；一第一开关，耦接于该待测电容及该充电控制单元，用来根据一第一开关信号，控制该充电控制单元与该待测电容之间的连结；一第二开关，耦接于该待测电容及该放电控制单元，用来根据一第二开关信号，控制该放电控制单元与该待测电容之间的连结；一第一模数转换器，耦接于该待测电容，用来将该待测电容上的电压转换为一第一信号；以及一周期检测电路，耦接于该待测电容，用来将该待测电容上的电压转换为一计数值，输出至一处理单元，该计数值表示该待测电容的电容量。
2.如权利要求1所述的电容量测量装置，其特征在于该电容量测量装置还包含有一电压产生单元，耦接于该第一模数转换器及该周期检测电路，用来产生多个参考电压，供该第一模数转换器及该周期检测电路使用；以及一第三开关，耦接于该待测电容及该电压产生单元，用来根据一第三开关信号，控制该电压产生单元与该待测电容之间的连结。
3.如权利要求2所述的电容量测量装置，其特征在于该电压产生单元另用来于该充电控制单元及该放电控制单元对该待测电容进行充放电之前，将该待测电容预先充电至一预定电压。
4.如权利要求3所述的电容量测量装置，其特征在于该预定电压近似于该第一模数转换器所使用的一参考电压。
5.如权利要求2所述的电容量测量装置，其特征在于该第三开关信号是该处理单元所产生。
6.如权利要求1所述的电容量测量装置，其特征在于该第一模数转换器是一1位模数转换器，另耦接于该第二开关，并且该第一模数转换器所产生的该第一信号是该第二开关信号。
7.如权利要求6所述的电容量测量装置，其特征在于该第一开关信号是该处理单元所产生。
8.如权利要求1所述的电容量测量装置，其特征在于该第一模数转换器是一1位模数转换器，另耦接于该第一开关，并且该第一模数转换器所产生的该第一信号是该第一开关信号。
9.如权利要求8所述的电容量测量装置，其特征在于该第二开关信号是该处理单元所产生。
10.如权利要求1所述的电容量测量装置，其特征在于该第一模数转换器是一多位模数转换器，另耦接于该放电控制单元，并且该放电控制单元根据该第一信号，由多个放电能力中选择一相应的放电能力，用以对该待测电容放电。
11.如权利要求10所述的电容量测量装置，其特征在于该第一开关信号是该处理单元所产生，以及该第二开关信号是该放电控制单元所产生。
12.如权利要求1所述的电容量测量装置，其特征在于该第一模数转换器是一多位模数转换器，另耦接于该充电控制单元，并且该充电控制单元根据该第一信号，由多个充电能力中选择一相应的充电能力，用以对该待测电容充电。
13.如权利要求12所述的电容量测量装置，其特征在于该第一开关信号是该充电控制单元所产生，以及该第二开关信号是该处理单元所产生。
14.如权利要求1所述的电容量测量装置，其特征在于该周期检测电路包含有 一第二模数转换器，耦接于该待测电容，用来将该待测电容上的电压转换为一第二信号；以及一数字信号处理单元，耦接于该第二比较器，用来将该第二信号转换为该计数值。
15.如权利要求14所述的电容量测量装置，其特征在于该第二模数转换器是一1位模数转换器。
16.如权利要求14所述的电容量测量装置，其特征在于该第二模数转换器是一多位模数转换器。
17.如权利要求1所述的电容量测量装置，其特征在于该处理单元用来根据该计数值， 调整该充电控制单元的充电能力。
18.如权利要求1所述的电容量测量装置，其特征在于该处理单元用来根据该计数值， 调整该放电控制单元的放电能力。
全文摘要
本发明涉及一种电容量测量装置，包含有一充电控制单元，用来对一待测电容充电；一放电控制单元，用来对该待测电容放电；一第一开关，用来根据一第一开关信号控制该充电控制单元与该待测电容之间的连结；一第二开关，用来根据一第二开关信号控制该放电控制单元与该待测电容之间的连结；一第一模数转换器，用来将该待测电容上的电压转换为一第一信号；以及一周期检测电路，用来将该待测电容上的电压转换为一计数值，输出至一处理单元，该计数值表示该待测电容的电容量。
文档编号G06F3/044GK102253289SQ201010178110
公开日2011年11月23日 申请日期2010年5月18日 优先权日2010年5月18日
发明者张志远, 陈俊宏, 黄赫炜 申请人:联咏科技股份有限公司