電容值測量電路及應用其的綜合控制電路的製作方法

2023-05-27 19:05:26 3

專利名稱：電容值測量電路及應用其的綜合控制電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電容值測量電路，且特別涉及一種可與顯示驅動器電路相互整合 的電容值測量電路。
背景技術：
傳統上，大多以機械式開關來實現使用者控制接口裝置。由於傳統機械開關需直 接與使用者進行接觸，才可響應於使用者的控制指令進行操作，傳統機械式裝置具有容易 在使用者操作過程中發生結構損壞的缺點。在科技發展日新月異的現今時代中，觸控式開關已存在。傳統上，觸控式開關例如 是電容式開關，其通過感應待測電容的電容值隨使用者的接近與否的變化來進行控制。現 有技術是應用電容值測量電路來感測電容值開關的電容值變化，以響應於使用者操作達到 對應的控制。然而，如何設計出成本較低的電容值測量電路成為本領域不斷致力的方向之一。

發明內容
本發明涉及一種電容值測量電路，其根據多電源供應電路提供的不同位準的電壓 信號來對不同數值範圍的待測電容進行電容值測量操作。該多電源供應電路可為顯示驅動 器中的伽瑪電壓(Gamma voltage)供應電路，而本發明相關的電容值測量電路也可有效地 整合在顯示驅動器中。因此，與傳統的電容值測量電路相比，本發明相關的電容值測量電路 具有成本較低及可通過接收不同位準的輸入電壓對不同數值的待測電容進行電容值測量 操作的優點。根據本發明提出一種電容值測量電路，用來對待測電容的電容值進行測量，待測 電容耦接至一個端點，該端點上具有操作電壓信號。電容值測量電路包括多電源供應電路、 充電放電路徑及比較器電路。多電源供應電路用來響應於控制信號，選擇性地提供多個電 源電壓信號其中之一作為輸出電壓信號輸出。充電放電路徑用來提供具有第一電壓位準的 輸出電壓信號對待測電容進行充電操作，並提供具有第二電壓位準的輸出電壓信號對待測 電容進行放電操作，以控制操作電壓信號的位準。比較器電路接收並比較操作電壓信號及 參考電壓信號，以對應地產生數位訊號指示該待測電容的電容值。根據本發明的電容值測量電路，其中，進一步包括處理電路，用來響應於數位訊號 來運算得到待測電容的電容值。根據本發明的電容值測量電路，其中，多電源供應電路為伽瑪電壓供應電路，用來 提供多個伽瑪電壓作為對應的多個電源電壓信號輸出。根據本發明的電容值測量電路，其中，待測電容的另一端點接收接地電壓信號。根據本發明的電容值測量電路，其中，充電放電路徑包括負載電路，該負載電路與 待測電容串聯連接。根據本發明提出一種綜合控制電路，應用於觸控式顯示面板中。綜合控制電路包括多電源供應電路、電容值測量電路及顯示驅動電路。多電源供應電路用來響應於控制信 號，選擇性地提供多個伽瑪電壓信號其中之一作為輸出電壓信號輸出。電容值測量電路用 來對待測電容的電容值進行測量，待測電容耦接至一個端點，該端點上具有操作電壓信號。 電容值測量電路包括充電放電路徑及比較器電路。充電放電路徑用來提供具有第一電壓位 準的輸出電壓信號對待測電容進行充電操作，並提供具有第二電壓位準的輸出電壓信號對 待測電容進行放電操作，以控制操作電壓信號的位準。比較器電路接收並比較操作電壓信 號及參考電壓信號，以對應地產生數位訊號指示該待測電容的電容值。顯示驅動電路用來 提供伽瑪電壓來驅動觸控式顯示面板顯示顯示畫面。根據本發明的綜合控制電路，在一種實施方式中，進一步包括處理電路，用來響應 於數位訊號來運算得到待測電容的電容值。根據本發明的綜合控制電路，在一種實施方式中，多電源供應電路為伽瑪電壓供 應電路，多電源供應電路整合在顯示驅動電路中。根據本發明的綜合控制電路，在一種實施方式中，待測電容的另一端點接收接地 電壓信號。根據本發明的綜合控制電路，在一種實施方式中，充電放電路徑包括負載電路，該 負載電路與該待測電容串聯連接。根據本發明的綜合控制電路，在一種實施方式中，顯示驅動電路為源極驅動電路 (Source Driver)。根據本發明的綜合控制電路，在一種實施方式中，電容值測量電路及顯示驅動電 路由同一個集成電路(IC)來實現。為使本發明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉優選實施例，並結合附圖，作詳細 說明如下


圖1示出了根據本發明實施例的電容值測量電路的示意圖。圖2示出了圖1的電容值測量電路1的相關信號時序圖。圖3示出了根據本發明實施例的綜合控制電路的方塊圖。圖4示出了根據本發明實施例的綜合控制電路的另一方塊圖。
具體實施例方式本發明實施例的電容值測量電路響應於多電源供應電路提供的電源信號來對待 測電容進行電容值測量操作。請參照圖1及圖2，圖1示出根據本發明實施例的電容值測量電路的示意圖，圖2 示出圖1的電容值測量電路1的相關信號時序圖。電容值測量電路1用來對待測電容Cc 的電容值進行測量。待測電容Cc的一端接收接地電壓，另一端耦接至端點Ed。端點Ed上 具有操作電壓信號SOP。電容值測量電路1包括多電源供應電路12、充電放電路徑14、比較 器電路16及處理電路18。多電源供應電路12產生多個固定電壓電源信號，並用來選擇性地提供這些固定 電壓電源信號中的一個高電壓電源信號及一個低電壓電源信號作為輸出電壓信號SVO輸出，使輸出電壓信號SVO具有高信號位準及低信號位準。在初始操作狀態下，處理電路18提供具有初始狀態控制信號SC至多電源供應電 路12，以控制多電源供應電路12選擇具有電壓位準HVl的電壓電源信號為其高電壓電源信 號，並選擇具有電壓位準LV的電壓電源信號為其低電壓電源信號。換言之，在初始操作狀 態下，輸出電壓信號SVO的高電壓與低電壓位準分別等於電壓位準HVl及LV。在一個操作實例中，多電源供應電路12進一步響應於控制信號SC的第一狀態提供具有高電壓位準(電壓位準HVl)的輸出電壓信號SVO ；並響應於控制信號SC的第二狀 態提供具有低電壓位準(電壓位準LV)的輸出電壓信號SV0。充電放電路徑14例如包括負載電路R耦接於多電源供應電路12與端點Ed之間。 充電放電路徑14用來提供具有電壓位準HVl的輸出電壓信號SVO至端點Ed，以對待測電容 Cc進行充電操作，使操作電壓信號SOP的位準接近電壓位準HVl。充電放電路徑14進一步提供具有電壓位準LV的輸出電壓信號SVO至端點Ed，以 對待測電容Cc進行放電操作，使操作電壓信號SOP的位準接近電壓位準LV。比較器電路16接收並比較操作電壓信號SOP及參考電壓信號SRF，以對應地產生 數位訊號SDG指示待測電容Cc的電容值。舉例來說，參考電壓信號SRF例如具有電壓位準 RV，其介於電壓位準HVl及LV之間。當操作電壓信號SOP的位準低於電壓位準RV時，比較 器電路16提供低電壓位準的數位訊號SDG ；當操作電壓信號SOP的位準高於電壓位準RV 時，比較器電路16提供高電壓位準的數位訊號SDG。處理電路18例如進一步根據操作單位時間中數位訊號SDG的位準切換於高電壓 與低電壓位準間的次數來對應地計算得到待測電容Cc的電容值。在一個例子中，處理電路18響應於具有低位準的數位訊號SDG產生並提供具有第 一狀態的控制信號SC至多電源供應電路12，以控制多電源供應電路12提供具有高電壓位 準的輸出電壓信號SV0。處理電路18進一步響應於具有高位準的數位訊號SDG產生並提供 具有第二狀態的控制信號SC至多電源供應電路12，以控制多電源供應電路12提供具有低 電壓位準的輸出電壓信號SV0。在本實施例中，雖僅以多電源供應電路12響應於控制信號SC指示的第一及第二 狀態來提供分別具有高電壓位準(例如等於電壓位準HVl)及低電壓位準(例如等於電壓 位準LV)的輸出電壓信號SVO的情形為例作說明，然而，本實施例的多電源供應電路12並 不局限於此。在另一個例子中，本實施例的多電源供應電路12還可響應於控制信號SC指 示的其他狀態來執行對應的操作。舉例來說，當待測電容Cc的電容值過高，而多電源供應電路12提供的輸出電壓信 號SVO無法在此操作單位時間中將端點Ed上的電壓從低位準提升至超過電壓位準RV的電 壓，或將端點Ed上的電壓從高位準拉低至低於電壓位準RV的電壓。換言之，此時輸出電壓 信號SVO無法提供充足的驅動能力來在該操作單位時間中驅動並改變待測電容Cc兩端儲 存的電壓。這樣，數位訊號SDG的位準切換於高電壓與低電壓位準的次數為零，而處理電路 18無法根據此時的數位訊號SDG得到待測電容Cc的電容值。在這種情形中，處理電路18響應於持續具有高電壓位準或具有低電壓位準的數 字信號SDG產生並提供指示測量錯誤狀態的控制信號SC提供至多電源供應電路12。響應 於控制信號SC指示的該測量錯誤狀態的控制信號，多電源供應電路12選擇這些固定電壓電源信號中的其他高電壓電源電壓信號作為輸出電壓信號SVO輸出。舉例來說，多電源供 應電路12選擇這些電源電壓信號中具有電壓位準HV2的電源電壓信號作為輸出電壓信號 SVO輸出。其中電壓位準HV2大於電壓位準HVl，以提供具較佳驅動能力的輸出電壓信號 SVO驅動待測電Ce。接著，多電源供應電路12響應於控制信號SC的第一狀態提供具有電壓位準HV2 的電壓電源信號作為輸出電壓信號SVO輸出，並響應於控制信號SC的第二狀態提供具有電 壓位準LV的電壓電源信號作為輸出電壓信號輸出。如果之後多電源供應電路12仍持續接收到指示測量錯誤狀態的控制信號SC時， 則多電源供應電路12重複前述操作，以選擇具有電壓位準HV3的電壓電源信號作為輸出電 壓信號SVO輸出。電壓位準HV3高於電壓位準HV2。在本實施例中，雖僅以多電源供應電路12響應於控制信號SC調整其高信號位準 為電壓位準HV1-HV3的操作為例作說明，然而，本實施例的多電源供應電路12並不局限於 調整控制信號SC的高信號位準，而是還可對控制 信號SC的低信號位準進行調整。因此，也 可提升輸出電壓信號SVO的驅動能力。請參照圖3，其示出根據本發明實施例的綜合控制電路的方塊圖。在一個例子中， 原電容值測量電路1中的多電源供應電路12可由顯示驅動電路2中的數字模擬轉換器DA 來實現，而電容值測量電路1'與顯示驅動電路2相互整合，以形成綜合控制電路10。綜合控制電路10應用在觸控式顯示器200中，其包括觸控式顯示面板100。顯示驅 動電路2例如包括數據驅動器(Data Driver)，其受控於時序控制器(Timing Controller) TC來提供數據至觸控式顯示面板100。舉例來說，數字模擬轉換器DA例如包括伽瑪電壓供應電路，其用來轉換顯示驅動 電路2中經由移位緩存器(Shift Register) SR與數據閂鎖器(Latch) DL產生的數位訊號 以得到模擬信號，並將其經由輸出緩衝器OB輸出。電容值測量電路1 『包括測量電路Ia及處理電路lb。測量電路Ia例如包括圖1 示出的充電放電路徑及比較器電路。充電放電路徑耦接比較器電路及觸控式面板100中的 一個觸控式開關。充電放電路徑進一步接收並根據數字模擬轉換器DA提供的輸出電壓信 號SVO'來對該觸控式開關進行充電與放電操作，以產生對應的數位訊號SDG'。處理電路Ib執行相似於圖1中處理電路18的操作，以產生控制信號SC'對數字 模擬轉換器DA進行控制。通過共用包括伽瑪電壓供應電路的數字模擬轉換器DA，本實施例 的綜合控制電路10可整合電容值測量電路1'與顯示驅動電路2。在一個例子中，綜合控 制電路10例如由一個集成電路來實現。請參照圖4，其示出根據本發明實施例的綜合控制電路的另一方塊圖。在另一個例 子中，整合於綜合控制電路10'中的電容值測量電路1"例如受到設置於其外部的多電源 供應電路12'的驅動，來對觸控式顯示器200'進行對應的電容值測量操作。顯示驅動器 2'受控於時序控制器TC'來驅動觸控式顯示面板100'顯示影像畫面。本發明實施例的電容值測量電路根據多電源供應電路提供的不同位準的電壓信 號來對不同數值範圍的待測電容進行電容值測量操作。而本發明實施例的電容值測量電路 還包括多電源供應電路用來響應於指示的測量錯誤狀態的控制信號來調整輸出電壓信號 的高信號或低信號位準，以調整本發明實施例的電容值測量電路的電容值可測量範圍。因此，與傳統電容值測量電路相比，本發明實施例的電容值測量電路具有電容值測量範圍可 調整、電容值測量範圍較廣及可響應於回授的控制信號來達到自動調整電容值可測量範圍 的優點。另外，本發明實施例的電容值測量電路還可應用顯示驅動電路中的數字模擬轉換 器來作為多電源供應電路，而本發明實施例的電容值測量電路也可有效地整合在顯示驅動 電路中。因此，與傳統的電容值測量電路相比，本發明相關的電容值測量電路具有成本較低 及可與顯示驅動電路相互整合的優點。綜上所述，雖然本發明已以優選實施例披露如上，然而其並非用來限制本發明。本 發明所屬技術領域中普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，應當可作各種改變 與修飾。因此，本發明的保護範圍應當以所附權利要求所限定的範圍為準。主要組件符號說明
1、1'、1〃 電容值測量電路12、12'多電源供應電路14:充電放電路徑16:比較器電路18、lb:處理電路Ce:待測電容200,200'觸控式顯示器TC、TC'時序控制器100、100'觸控式顯示面板10、10'綜合控制電路2、2』 顯示驅動電路0B:輸出緩衝器DA:數字模擬轉換器DL:數據閂鎖器SR:移位緩存器la:測量電路。
權利要求
一種電容值測量電路，用來對待測電容的電容值進行測量，所述待測電容耦接至一個端點，所述端點上具有操作電壓信號，所述電容值測量電路包括多電源供應電路，用來響應於控制信號，選擇性地提供多個電源電壓信號其中之一作為輸出電壓信號輸出；充電放電路徑，用來提供具有第一電壓位準的所述輸出電壓信號對所述待測電容進行充電操作，並提供具有第二電壓位準的所述輸出電壓信號對所述待測電容進行放電操作，以控制所述操作電壓信號的位準；以及比較器電路，接收並比較所述操作電壓信號及參考電壓信號，以對應地產生數位訊號指示所述待測電容的電容值。
2.根據權利要求1所述的電容值測量電路，進一步包括處理電路，用來響應於所述數位訊號來運算得到所述待測電容的電容值。
3.根據權利要求1所述的電容值測量電路，其中所述多電源供應電路為伽瑪電壓供應 電路，用來提供多個伽瑪電壓作為對應的所述多個電源電壓信號輸出。
4.根據權利要求1所述的電容值測量電路，其中所述待測電容的另一端點接收接地電 壓信號。
5.根據權利要求1所述的電容值測量電路，其中所述充電放電路徑包括負載電路，所 述負載電路與所述待測電容串聯連接。
6.一種綜合控制電路，應用於觸控式顯示面板中，所述綜合控制電路包括多電源供應電路，用來響應於控制信號，選擇性地提供多個伽瑪電壓信號其中之一作 為輸出電壓信號輸出；電容值測量電路，用來對待測電容的電容值進行測量，所述待測電容耦接至一個端點， 所述端點上具有操作電壓信號，所述電容值測量電路包括充電放電路徑，用來提供具有第一電壓位準的所述輸出電壓信號對所述待測電容進行 充電操作，並提供具有第二電壓位準的所述輸出電壓信號對所述待測電容進行放電操作， 以控制所述操作電壓信號的位準；及比較器電路，接收並比較所述操作電壓信號及參考電 壓信號，以對應地產生數位訊號指示所述待測電容的電容值；以及顯示驅動電路，用來提供所述多個伽瑪電壓來驅動所述觸控式顯示面板顯示顯示畫
7.根據權利要求6所述的綜合控制電路，進一步包括處理電路，用來響應於所述數位訊號來運算得到所述待測電容的電容值。
8.根據權利要求6所述的綜合控制電路，其中所述多電源供應電路為伽瑪電壓供應電路，所述多電源供應電路整合在所述顯示驅動 電路中。
9.根據權利要求6所述的綜合控制電路，其中所述待測電容的另一端點接收接地電壓信號。
10.根據權利要求6所述的綜合控制電路，其中所述充電放電路徑包括負載電路，所述 負載電路與所述待測電容串聯連接。
11.根據權利要求6所述的綜合控制電路，其中所述顯示驅動電路為源極驅動電路。
12.根據權利要求6所述的綜合控制電路，其中所述電容值測量電路及所述顯示驅動電路由同一個集成電路來實現。
全文摘要
一種電容值測量電路，用來對待測電容進行電容值測量，待測電容耦接至一個端點，該端點上具有操作電壓信號。電容值測量電路包括多電源供應電路、充電放電路徑及比較器電路。多電源供應電路用來響應於控制信號，選擇性地提供多個電源電壓信號其中之一作為輸出電壓信號輸出。充電放電路徑用來提供具有第一電壓位準的輸出電壓信號對待測電容進行充電操作，並提供具有第二電壓位準的輸出電壓信號對待測電容進行放電操作，以控制操作電壓信號的位準。比較器電路接收並比較操作電壓信號及參考電壓信號，以對應地產生數位訊號指示該待測電容的電容值。本發明還提供了應用該電容值測量電路的綜合控制電路。
文檔編號G01R27/26GK101833042SQ20091012608
公開日2010年9月15日 申請日期2009年3月9日 優先權日2009年3月9日
發明者吳宗霖 申請人:瑞鼎科技股份有限公司