[发明专利]电容式触控装置及其感测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电容式触控装置，且特别涉及一种电容式触控装置的电容变化的感测装置。

背景技术

在消费性电子产品日益普及化的今天，为提供更为人性化的人机界面，触控板已成为多种电子产品的必要配备。而在现今的技术领域中，触控板又可概分为电容式触控板以及电阻式触控板。

电容式触控板主要是依据当触控板被使用者碰触时所产生的电容变化来进行触碰点的检测。其中，一种所谓的电荷转移电容的测量电路(chargetransfer capacitance measurement circuit)常被应用来进行电容式触控板的触碰点的检测。请参照图1，图1示出公知的电容式触控装置的感测装置100。在感测装置100的操作上，首先导通开关S3以使残存在电容Cc上的电荷可以被完全的清除。接着导通开关S1，并使触控板上感测电容Cs可以被充电到参考电压VDD的电压电平。

在感测电容Cs完成充电后，关闭掉开关S1、S3并导通开关S2，以使储存在感测电容Cs上的电荷部分转移到电容Cc上，直到这个电荷转移动作完成(感测电容Cs与Cc耦接端的电压Vint稳定时)为止。然后再通过重复的导通及断路开关S1(同时断路及导通开关S2)，使电压Vint超过参考电压Vref并使比较器CMP1的输出发生转态。计数器110则计数比较器CMP1输出的转态状况，再通过控制电路120来得知比较器CMP1输出的转态的时间，并进而获知感测电容Cs的电容变化，进以检测出触碰的状态。

由于感测电容Cs的电容变化约略只有1％～5％，因此计数器110所能获得的计数值的变化也不会太大，相对的，感测装置100的敏感度就不会太高。而为了使计数值的变化可以变大，公知技术也通过提高电容Cc的电容值。但这种作法却又增加了电路的成本。

发明内容

本发明提供一种感测装置，用以检测电容式触控板的电容变化。

本发明提供一种电容式触控装置，准确的检测出其电容式触控板的电容变化。

本发明提出一种感测装置，用以检测电容式触控板的电容变化。感测装置包括参考电容模块、开关模块、积分电路以及控制电路。开关模块耦接参考电容模块及电容式触控板，接收控制信号、第一参考电压及第二参考电压，并依据控制信号使参考电容模块及电容式触控板分别耦接第一及第二参考电压或使参考电容模块耦接至电容式触控板。积分电路具有第一、二输入端，其第一输入端耦接参考电容模块与电容式触控板的共同耦接点，其第二输入端接收调整电压。积分电路在以调整电压为基准下，针对参考电容模块及电容式触控板所储存的电荷量的电荷差值来进行积分，并借以获得积分结果。控制电路耦接积分电路，在电容式触控板未被触碰时，控制电路依据积分结果产生电压调整信号来调整调整电压。

在本发明的一实施例中，上述的参考电容模块包括多个电容以及多个开关单元。所有的电容的一端共同耦接开关模块，而各开关单元分别串接于第二参考电压与各电容间。所有的开关单元的控制端则耦接控制电路。

在本发明的一实施例中，上述的控制电路更包括在电容式触控板未被触碰时，依据积分结果来控制各开关单元的导通与否，以调整参考电容模块的电容值。

在本发明的一实施例中，上述的感测装置更包括模拟数字转换器。模拟数字转换器串接在积分电路与控制电路的耦接路径间。模拟数字转换器接收积分结果并将积分结果由模拟格式转换为数字格式。

在本发明的一实施例中，上述的感测装置更包括数字模拟转换器，串接积分电路与控制电路间。数字模拟转换器接收电压调整信号并转换数字格式的电压调整信号为模拟格式。

在本发明的一实施例中，上述的开关模块包括第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关。第一开关串接在参考电容模块与积分电路间。第二开关串接在参考电容模块与第一参考电压间。第三开关串接在电容式触控板与积分电路间。第四开关串接在电容式触控板与第二参考电压间。其中，第一、二、三、四开关接受控于控制信号，且第一、三开关与第二、四开关的导通或关闭状态相反，第一开关与第三开关的导通或关闭状态相同，且第二开关与第四开关的导通或关闭状态相同。

在本发明的一实施例中，上述的积分电路包括运算放大器、积分电容以及第一、二及第三积分开关。运算放大器的第一输入端耦接积分电路的第一输入端，其第二输入端耦接积分电路的第二输入端，其输出端产生积分结果。积分电容的一端耦接运算放大器的第一输入端，第一积分开关的一端与运算放大器及积分电容共同耦接，其另一端耦接运算放大器的输出端。第二积分开关串接在积分电容的另一端与运算放大器的输出端间。第三积分开关的一端接收积分起始电压，其另一端与积分电容及第二积分开关共同耦接。