觸摸感應裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種通過差分感應去除每個觸摸節點的偏移而正確地感應觸摸信號的觸摸感應裝置及方法。所述觸摸感應方法包括：在第一感應周期中，使用觸摸傳感器的讀出信號來感應包括每個觸摸節點的偏移分量的第一感應值，所述觸摸傳感器未被供給驅動脈沖；在第二感應周期中，使用觸摸傳感器的讀出信號來感應第二感應值，所述第二感應值包括觸摸節點的偏移分量以及基于是否執行了觸摸的互電容分量，所述觸摸傳感器被供給驅動脈沖；以及通過第一感應值和第二感應值的差分運算而獲取去除了偏移分量的觸摸數據。
【專利說明】觸摸感應裝置及方法
[0001]本申請要求享有2012年12月26日提交的韓國專利申請10-2012-0152903的權益，通過援引的方式將該專利申請并入本文，如同在這里完全闡述一樣。
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種通過差分感應去除每個觸摸節點的偏移而正確地感應觸摸信號的觸摸感應裝置及方法。
【背景技術】
[0003]如今，通過觸摸各種顯示裝置的屏幕而能夠輸入信息的觸摸傳感器已被廣泛地用作計算機系統的信息輸入裝置。觸摸傳感器允許使用者通過使用手指或筆針簡單地觸摸屏幕而移動或選擇所顯示的信息，因而可被各年齡段的人容易地使用。
[0004]觸摸傳感器檢測在顯示裝置上產生的觸摸及觸摸位置，并且輸出觸摸信息。計算機系統對觸摸信息進行分析并且執行指令。主要使用平板顯示裝置作為顯示裝置，例如液晶顯示器(IXD)、等離子體顯示面板(PDP)、有機發光二極管(OLED)顯示器等等。根據感應原理，觸摸傳感器技術被分為電阻法、電容法、光學法、紅外法、超聲波法、電磁法等。
[0005]觸摸傳感器被構造為外嵌式觸摸傳感器或內嵌式觸摸傳感器，所述外嵌式觸摸傳感器被制備成平板形式并且貼附于顯示裝置上，所述內嵌式觸摸傳感器被內置安裝在顯示裝置的像素矩陣中。主要使用光學觸摸傳感器和電容觸摸傳感器作為觸摸傳感器，所述光學觸摸傳感器使用光電晶體管根據光強度的變化來識別觸摸，所述電容觸摸傳感器根據電容的變化來識別觸摸。
[0006]通常，觸摸控制器將驅動脈沖施加至觸摸傳感器的感應電極從而驅動觸摸傳感器，使用觸摸傳感器的讀出信號來感應觸摸位置，計算觸摸點坐標，并且將觸摸點坐標傳輸至主機，其中所述讀出信號標示出基于出現觸摸的電容變化。
[0007]然而，傳統的觸摸控制器具有如下一些問題，因為噪聲分量通過觸摸傳感器被引入到讀出信號中導致信噪比(SNR)很低，所以不能正確的感應觸摸信號。
[0008]觸摸傳感器或觸摸屏的非觸摸狀態的數據具有非均勻性，由此數據隨著觸摸節點而變化，這是由觸摸屏的生產工藝以及各種非均勻性，諸如從觸摸點到傳感器電路的路徑非均勻性所導致的。
[0009]在傳統的觸摸感應技術中，為了在非觸摸狀態下避免數據非均勻性，在非觸摸狀態下預先感應觸摸屏的一個幀的觸摸數據，并且將該觸摸數據存儲在存儲器中作為基準數據。此外，如圖1中所示，當實際執行觸摸感應時，將比較感應的觸摸信號與存儲在存儲器中的基準數據而獲得的差值用作觸摸感應數據。
[0010]然而，傳統的觸摸感應技術易受噪聲影響。如圖1中所示，在傳統的觸摸感應技術中，當人為噪聲被引入到非觸摸狀態的基準數據中時，噪聲分量被引入到與感應的觸摸信號與基準數據之間的差值相對應的觸摸感應數據中，導致觸摸感應錯誤。
[0011]此外，在傳統的觸摸感應技術中，當獲得非觸摸狀態的基準數據的環境與執行實際觸摸的環境彼此不同時，例如盡管在獲取基準數據期間沒有噪聲，而在實際獲取觸摸感應數據期間產生噪聲時，會發生觸摸感應錯誤。

【發明內容】

[0012]因此，本發明涉及一種大體上克服了由于現有技術的限制和缺陷所導致的一個或多個問題的觸摸感應裝置及方法。
[0013]本發明的一個目的是提供一種通過差分感應去除每個觸摸節點的偏移來正確地感應觸摸信號的觸摸感應裝置及方法。
[0014]在下面的描述中將列出本發明的附加優點、目的和特點，這些優點、目的和特點的一部分從下面的描述對于所屬領域普通技術人員來說是將顯而易見的，或者可從本發明的實施領會到。通過書面說明書、權利要求書以及附圖中具體指出的結構可實現和獲得本發明的這些目的和其它優點。
[0015]為了實現這些目的及其它優點，并且根據本發明的目的，如在此具體和概括地描述的，一種觸摸感應方法，包括:在第一感應周期中，使用觸摸傳感器的讀出信號來感應第一感應值，所述第一感應值包括每個觸摸節點的偏移分量，所述觸摸傳感器未被供給驅動脈沖；在第二感應周期中，使用所述觸摸傳感器的讀出信號來感應第二感應值，所述第二感應值包括所述觸摸節點的偏移分量以及基于是否執行了觸摸的互電容分量，所述觸摸傳感器被供給驅動脈沖；以及通過所述第一感應值和所述第二感應值的差分運算而獲取去除了所述偏移分量的觸摸數據。
[0016]可以連續地執行所述觸摸節點的所述第一感應周期和所述第二感應周期中的所述感應。
[0017]所述觸摸感應方法還可包括:在所述第一感應周期中，對第一讀出信號進行積分從而輸出第一模擬感應信號，采樣并保持所述第一模擬感應信號進從而輸出經采樣并經保持的第一模擬感應信號，將所述第一模擬感應信號轉換成第一數字感應數據從而輸出所述第一數字感應數據，并且將所述第一數字感應數據輸入并存儲在緩沖器中；以及在所述第二感應周期中，對第二讀出信號進行積分從而輸出第二模擬感應信號，采樣并保持所述第二模擬感應信號從而輸出經采樣并經保持的第二模擬感應信號，將所述第二模擬感應信號轉換成第二數字感應數據從而輸出所述第二數字感應數據，并且對所述第二數字感應數據以及來自所述緩存器的所述第一數字感應數據執行減法從而獲取所述觸摸數據。
[0018]在本發明的另一方面，一種觸摸感應裝置，包括:觸摸傳感器，所述觸摸傳感器用于輸出讀出信號，所述讀出信號標示出基于出現觸摸的電容變化；以及觸摸控制器，在第一感應周期中，所述觸摸控制器使用所述觸摸傳感器的讀出信號來感應包括每個觸摸節點的偏移分量的第一感應值，所述觸摸傳感器未被供給驅動脈沖，在第二感應周期中，所述觸摸控制器使用所述觸摸傳感器的讀出信號來感應包括所述觸摸節點的偏移分量以及基于是否執行了觸摸的互電容分量的第二感應值，所述觸摸傳感器被供給驅動脈沖，并且所述觸摸控制器通過所述第一感應值和所述第二感應值的差分運算來獲取去除了所述偏移分量的觸摸數據。
[0019]所述觸摸控制器可包括:控制信號產生器，所述控制信號產生器用于產生并輸出多個控制信號；驅動脈沖產生器，所述驅動脈沖產生器用于產生并輸出所述驅動脈沖；觸摸傳感器驅動器，所述觸摸傳感器驅動器響應于來自所述控制信號產生器的控制信號，在所述第一感應周期中，不將所述驅動脈沖從所述驅動脈沖產生器供給至所述觸摸傳感器的相應掃描線，而在所述第二感應周期中，將所述驅動脈沖供給至所述相應掃描線；以及讀出電路，所述讀出電路響應于來自所述控制信號產生器的控制信號，在所述第一感應周期中，使用來自所述觸摸傳感器的相應讀出線的第一讀出信號來感應所述第一感應值，而在所述第二感應周期中，使用來自所述相應讀出線的第二讀出信號來感應所述第二感應值，然后通過所述第一感應值和所述第二感應值的差分運算而獲取并輸出所述觸摸數據。
[0020]所述讀出電路可包括:模擬感應單元，在所述第一感應周期中，所述模擬感應單元對所述第一讀出信號進行積分從而輸出第一模擬感應信號，并且在所述第二感應周期中，所述模擬感應單元對所述第二讀出信號進行積分從而輸出第二模擬感應信號；采樣與保持單元，在所述第一感應周期中，所述采樣與保持單元采樣并保持所述第一模擬感應信號，從而輸出經采樣并經保持的第一模擬感應信號，而在所述第二感應周期中，所述采樣與保持單元采樣并保持所述第二模擬感應信號，從而輸出經采樣并經保持的第二模擬感應信號；數字-模擬轉換器，在所述第一感應周期中，所述數字-模擬轉換器將來自所述采樣與保持單元的所述第一模擬感應信號轉換成第一數字感應數據從而輸出所述第一數字感應數據，而在所述第二感應周期中，所述數字-模擬轉換器將來自所述采樣與保持單元的所述第二模擬感應信號轉換成第二數字感應數據從而輸出所述第二數字感應數據；以及差分運算器，在所述第一感應周期中，所述差分運算器輸入所述第一數字感應數據并且將所述第一數字感應數據存儲在緩存器中，而在所述第二感應周期中，所述差分運算器對所述第二數字感應數據以及來自所述緩存器的所述第一數字感應數據執行減法，從而獲得所述觸摸數據。
[0021]所述觸摸傳感器可包括掃描線，所述掃描線被分配有包括連續的第一感應周期和第二感應周期的周期。
[0022]應當理解，本發明前面的一般性描述和下面的詳細描述都是示例性的和解釋性的，意在對要求保護的本發明提供進一步的解釋。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]包括在本文中以給本發明提供進一步理解并結合在本申請中組成本申請一部分的附圖圖解了本發明的實施方式，并與說明書一起用于說明本發明的原理。在附圖中:
[0024]圖1是示出使用傳統的觸摸感應技術的觸摸數據的獲取結果的示圖；
[0025]圖2是解釋根據本發明一實施方式的觸摸感應方法的示意圖；
[0026]圖3是解釋使用根據本發明一實施方式的觸摸感應方法來獲取觸摸數據的過程的示圖；
[0027]圖4是包括根據本發明一實施方式的觸摸感應裝置的顯示裝置的結構的框圖；
[0028]圖5是圖4中所示的電容觸摸傳感器20的結構的一實例的示圖；
[0029]圖6是示出圖4的觸摸感應裝置的結構的電路框圖；
[0030]圖7是示出圖6中所示的讀出電路40的詳細結構的電路圖；
[0031]圖8是圖7中所示的讀出電路的輸入和輸出波形圖；以及
[0032]圖9是示出使用根據本發明一實施方式的觸摸感應方法的觸摸數據的獲取結果的示圖。
【具體實施方式】
[0033]現在將對本發明的優選實施方式進行詳細描述，附圖中示出了這些實施方式的一些實例。
[0034]圖2是解釋根據本發明一實施方式的觸摸感應方法的示意圖。
[0035]在根據本發明的觸摸感應方法中，連續地執行用于感應每個觸摸節點的偏移分量的第一感應以及用于感應偏移分量和基于是否執行了觸摸的互電容分量的第二感應，然后對第一感應值和第二感應值執行差分運算，從而獲得與去除了偏移分量的互電容分量相對應的觸摸感應數據。
[0036]具體地，在第一感應步驟(SI)中，不將驅動脈沖施加至觸摸傳感器，并且感應不包括互電容分量的純偏移分量，將所述純偏移分量輸出作為第一感應值。
[0037]然后，在第二感應步驟(S2 )中，將驅動脈沖施加至觸摸傳感器，并且感應互電容分量和偏移分量，將所述互電容分量和偏移分量輸出作為第二感應值。
[0038]然后，在第三差分運算步驟(S3)中，對第二感應步驟(S2)中所感應的第二感應值以及第一感應步驟(Si)中所感應的第一感應值執行差分運算，以獲取與去除了偏移分量的互電容分量相對應的觸摸感應數據，并且輸出所述觸摸感應數據。
[0039]圖3是解釋使用根據本發明一實施方式的觸摸感應方法來獲取觸摸數據的過程的示圖。
[0040]從圖3可見，盡管低頻正弦波噪聲被施加至觸摸傳感器并且非觸摸狀態的偏移分量隨時間而變化，但是通過對在第一感應之后的第二感應中獲得的第二感應值進行差分運算，而去除第一感應值，即在第一感應中獲得的偏移分量，從而獲取去除了非觸摸狀態的低頻噪聲以及偏移分量的恒定觸摸數據。
[0041]圖4是包括根據本發明一實施方式的觸摸感應裝置的顯示裝置的結構的框圖，圖5是圖4中所示的電容觸摸傳感器20的結構的一實例的示圖。
[0042]圖4的包括觸摸感應裝置的顯示裝置包括:顯示面板10、用于驅動顯示面板10的面板驅動器16、用于控制面板驅動器16的時序控制器18、設置在顯示面板10上方的觸摸傳感器20、以及用于驅動觸摸傳感器20的觸摸控制器30，其中所述面板驅動器16包括數據驅動器12和柵極驅動器14。時序控制器18和觸摸控制器30與主機50連接。
[0043]時序控制器18和數據驅動器12可集成在各自的集成電路(IC)中，或者可選擇地，時序控制器18可內置地安裝在數據驅動器12中，從而將時序控制器18和數據驅動器12集成在一個IC中。此外，觸摸控制器30和時序控制器18可集成在各自的IC中，或者可選擇地，觸摸控制器30可內置地安裝在時序控制器18中，從而將觸摸控制器30和時序控制器18集成在一個IC中。
[0044]顯示面板10包括像素矩陣，在所述像素矩陣中排列有多個像素。像素矩陣顯示圖形用戶界面(GUI)，所述圖形用戶界面(GUI)包括指針或光標以及其它圖像。可主要使用平板顯示面板作為顯示面板10，例如液晶顯示(LCD)面板(下文簡稱‘液晶面板’)、等離子體顯示面板(PDP)或有機發光二極管(OLED)面板。在下文中，將描述顯示面板10是液晶面板的實例。[0045]當液晶面板用作顯示面板10時，顯示面板10包括上面形成有濾色器陣列的濾色器基板、上面形成有TFT陣列的薄膜晶體管(TFT)基板、位于濾色器基板與TFT基板之間的液晶層、以及貼附于濾色器基板和TFT基板的外表面的偏振片。顯示面板10通過上面排列有多個像素的像素矩陣來顯示圖像。每個像素通過紅色子像素、綠色子像素和藍色子像素的組合來實現所需顏色，所述紅色子像素、所述綠色子像素和所述藍色子像素根據數據信號使用液晶排列的變化來調整光透射率。每個子像素包括與柵極線GL和數據線DL連接的薄膜晶體管TFT、與薄膜晶體管TFT并聯的液晶電容器Clc和存儲電容器Cst。液晶電容器Clc充電有通過薄膜晶體管TFT施加至像素電極的數據信號電壓與施加至公共電極的公共電壓Vcom之間的電壓差，并且液晶電容器Clc根據充入的電壓來驅動液晶，從而調整光透射率。存儲電容器Cst穩定地保持充入至液晶電容器Clc中的電壓。例如在扭曲向列(TN)模式或垂直定向(VA)模式中液晶層由垂直電場驅動，例如在面內切換(IPS)模式或邊緣場切換(FFS)模式中液晶層由水平電場驅動。
[0046]數據驅動器12響應于來自時序控制器18的數據控制信號，將圖像數據從時序控制器18供給至顯示面板10的多條數據線DL。數據驅動器12使用伽馬電壓將從時序控制器18輸入的數字數據轉換成正/負模擬數據信號，并且每當柵極線GL被驅動時便將數據信號供給至數據線DL。數據驅動器12可包括至少一個數據1C，數據驅動器12可安裝在諸如帶載封裝(TCP)、薄膜覆晶(C0F)、柔性印刷電路(FPC)等電路薄膜上，并且可使用卷帶自動結合(TAB)法貼附于顯示面板10，或者可使用玻璃覆晶(COG)法安裝在顯示面板10上。
[0047]柵極驅動器14響應于來自時序控制器18的柵極控制信號，依次驅動形成在顯示面板10的TFT陣列上的多條柵極線GL。柵極驅動器14在每條柵極線GL的每個相應的掃描周期供給柵極導通電壓的掃描脈沖，并且當其它柵極線GL被驅動時為其余周期供給柵極截止電壓。柵極驅動器14可包括至少一個柵極1C，柵極驅動器14可安裝在諸如TCP、COF、FPC等電路薄膜上，并且可使用TAB法貼附于顯示面板10上，或者可使用COG法安裝在顯示面板10上。此外，柵極驅動器14可使用面內柵極(GIP)法內置地安裝在顯示面板10中，并且可與像素陣列一起形成在TFT基板上。
[0048]時序控制器18對從主機50輸入的圖像數據進行信號處理，并且將圖像數據供給至數據驅動器12。例如，時序控制器18可根據相鄰幀之間的數據差異通過增加有過沖值或下沖值的過驅動來更正并輸出數據，以便提高液晶的響應速度。此外，時序控制器18使用從主機50輸入的多個同步信號中的至少兩個同步信號，產生用于控制數據驅動器12的驅動時序的數據控制信號，并且產生用于控制柵極驅動器14的驅動時序的柵極控制信號，所述多個同步信號是垂直同步信號、水平同步信號、數據使能信號以及點時鐘。時序控制器18將數據控制信號和柵極控制信號分別輸出至數據驅動器12和柵極驅動器14。數據控制信號包括用于控制數據信號的鎖存的源極起始脈沖和源極采樣時鐘、用于控制數據信號極性的極性控制信號、用于控制數據信號的輸出周期的源極輸出使能信號等。柵極控制信號包括用于控制柵極信號的掃描的柵極起始脈沖和柵極移位時鐘、用于控制柵極信號的輸出周期的柵極輸出使能信號等。時序控制器18可將同步信號(垂直同步信號、水平同步信號等)供給至觸摸控制器30并且可控制觸摸驅動器30的驅動時序，以使顯示面板10的驅動時序與觸摸傳感器20的驅動時序相關聯。
[0049]觸摸傳感器20可檢測使用者的觸摸，以便使用者可與顯示面板10上顯示的⑶I互動。主要使用電容型觸摸傳感器作為觸摸傳感器20，當諸如人體或筆針的導體觸摸所述觸摸傳感器從而將少量電荷移向觸摸點時將發生互電容的變化，所述電容型觸摸傳感器標示這種互電容的變化。觸摸傳感器20可貼附于顯示面板10或者可內置地安裝在顯示面板10的像素矩陣中。
[0050]例如，貼附于顯示面板10的電容型觸摸傳感器20包括多條掃描線SLl至SLn以及多條讀出線RLl至RLm，通過電連接在行方向上排列的多個第一感應電極22而構造所述多條掃描線SLl至SLn，通過電連接在列方向上排列的多個第二感應電極24而構造所述多條讀出線RLl至RLm。第一感應電極22和第二感應電極24中的每個感應電極可主要具有菱形并且可具有各種其它形狀。第一感應電極22和第二感應電極24由觸摸控制器30驅動，從而基于邊緣場形成初始電容，所述第一感應電極22和第二感應電極24與觸摸所述觸摸傳感器20的導電觸摸物體形成電容器以改變初始電容，并且將標示電容變化的讀出信號輸出至觸摸控制器30。
[0051]觸摸控制器30依次將驅動脈沖供給至觸摸傳感器20的掃描線SLl至SLn，使用從觸摸傳感器20的讀出線RLl至RLm輸出的讀出信號獲取標示在每個觸摸節點處(每個觸摸像素或每個觸摸通道)是否執行了觸摸的觸摸數據，基于觸摸數據檢測觸摸區域的觸摸點坐標，并且將觸摸點坐標供給至主機50。
[0052]特別地，在驅動脈沖被供給至掃描線SLl至SLn中的每條線之前的第一感應周期中，觸摸控制器30使用從讀出線RLl至RLm輸出的讀出信號通過感應每個觸摸節點的偏移分量來獲取第一感應值。然后，在驅動脈沖被供給至掃描線SLl至SLn中的每條線的第二感應周期中，觸摸控制器30使用從讀出線RLl至RLm輸出的讀出信號通過感應每個觸摸節點的互電容分量和偏移分量來獲取第二感應值。通過對第二感應中獲得的第二感應值和第一感應值進行差分運算而從互電容分量中去除偏移分量，觸摸控制器30獲取與互電容分量相對應的觸摸數據。因而，可正確地獲得去除了噪聲的觸摸數據，從而提高觸摸感應的準確性。
[0053]主機50將圖像數據和多個同步信號供給至時序控制器18，并且對從觸摸控制器30輸入的觸摸點坐標進行分析，從而執行與使用者的觸摸操作相對應的指令。
[0054]圖6是示出圖4的觸摸感應裝置的結構的電路框圖。
[0055]圖6的觸摸感應裝置包括與觸摸傳感器20連接的觸摸控制器30。觸摸控制器30包括驅動脈沖產生器32和觸摸傳感器驅動器34，以便驅動觸摸傳感器20。此外，觸摸控制器30包括讀出電路40、信號處理器38以及控制信號產生器36，所述讀出電路40和信號處理器38用于感應來自觸摸傳感器20的觸摸，所述控制信號產生器36用于控制觸摸傳感器驅動器34和讀出電路40的驅動時序。
[0056]驅動脈沖產生器32重復地產生具有方波形式的驅動脈沖，并將驅動脈沖輸出至觸摸傳感器驅動器34。
[0057]觸摸傳感器驅動器34響應于來自控制信號產生器36的控制信號而依次將驅動脈沖從驅動脈沖產生器32供給至觸摸傳感器20的掃描線SLl至SLn(見圖2)。在該情形中，掃描線SLl至SLn中的每條掃描線的分配周期包括上文所述的第一感應周期和第二感應周期，因而觸摸傳感器驅動器34將驅動脈沖供給至每條掃描線，以使相鄰的掃描線之間的驅動脈沖可具有與第一感應周期相對應的時間間隔。[0058]在未供給驅動脈沖至觸摸傳感器20的掃描線SLl至SLn的每個第一感應周期與供給驅動脈沖的每個第二感應周期，讀出電路40使用從讀出線RLl至RLm輸出的讀出信號來檢測每個觸摸節點的觸摸數據(見圖2)。
[0059]為此，讀出電路40包括模擬感應單元42、采樣與保持單元44、模擬-數字轉換器(ADC) 46、以及差分運算器48。
[0060]模擬感應單元42主要包括積分器，并且將來自觸摸傳感器20的讀出信號進行積分從而輸出模擬感應信號。在第一感應周期中，模擬感應單元42將來自觸摸傳感器20的讀出信號進行積分從而輸出第一模擬感應信號，然后在第二感應周期中對來自觸摸傳感器20的讀出信號進行積分從而輸出第二模擬感應信號。
[0061]采樣與保持單元44采樣并保持來自模擬感應單元42的模擬感應信號，從而輸出經采樣且經保持的模擬感應信號。在第一感應周期中，采樣與保持單元44采樣并保持來自模擬感應單元42的第一模擬感應信號，從而輸出經采樣且經保持的第一模擬感應信號，然后在第二感應周期中，采樣與保持單元44采樣并保持來自模擬感應單元42的第二模擬感應信號，從而輸出經采樣且經保持的第二模擬感應信號。
[0062]ADC46將從采樣與保持單元44輸出的模擬感應信號轉換成數字數據以輸出所述數字數據。在第一感應周期中，ADC46將來自采樣與保持單元44的第一模擬感應信號轉換成第一感應數據以輸出所述第一感應數據，然后在第二感應周期中，ADC46將來自采樣與保持單元44的第二模擬感應信號轉換成第二感應數據以輸出所述第二感應數據。
[0063]差分運算器48對從ADC46供給的第一感應數據和第二感應數據執行差分運算，從而獲得并輸出去除了偏移分量的觸摸數據。在第一感應周期中，差分運算器48暫時將從ADC46供給的第一感應數據存儲在緩存器中，然后在第二感應周期中，對從ADC46供給的第二感應數據以及緩存的第一感應數據執行差分運算，從而獲得并輸出去除了偏移分量的觸摸數據。
[0064]信號處理器38使用來自讀出電路40的感應數據來確定在每個觸摸像素處是否執行了觸摸以檢測觸摸區域，信號處理器38檢測已檢測到的觸摸區域的觸摸點坐標，并且將觸摸點坐標供給至主機50。
[0065]控制信號產生器36產生用于控制觸摸傳感器驅動器34和讀出電路40的驅動時序的多個控制信號，并且將控制信號供給至相應的電路模塊。
[0066]圖7是示出圖6中所示的讀出電路40的詳細結構的示圖，并且特別地，圖7示出了與讀出線RXO相連接的一條通道的詳細電路。圖8是圖7中的讀出信號的驅動波形圖，并且圖8示出了在掃描線TXl的第一感應周期和第二感應周期中的代表性驅動波形。
[0067]參照圖7，模擬感應單元42包括第一放大器Al、第一開關S1、第二開關S2、第一電容器Cl、第三開關S3以及第二電容器C2，其中第一開關SI和第二開關S2在讀出線RXO與第一放大器Al的一端之間彼此串聯,第一電容器Cl位于接地與第一開關SI與第二開關S2中間的節點之間，第三開關S3和第二電容器C2在第一放大器Al的一個輸入端與一個輸出端之間彼此并聯。
[0068]采樣與保持單元44包括第二放大器A2、第四開關S4、第三電容器C3、第五開關S5以及第六開關S6，其中第四開關S4和第三電容器C3在模擬感應單元42的輸出端與第二放大器A2的一個輸入端之間彼此串聯,第五開關S5連接在第二放大器A2的輸出端與第四開關S4之間,第六開關S6連接在第二放大器A2的一個輸入端與一個輸出端之間。
[0069] ADC46還包括與ADC46的輸入端相連的第七開關S7。
[0070]差分運算器48包括緩存器BF、第八開關S8以及減法器47，其中第八開關S8連接在ADC46的輸出端與緩存器BF之間，減法器47連接在ADC46的輸出端與緩存器BF的輸出端之間。
[0071]在圖8中所不的弟一感應周期和弟二感應周期中，圖7的讀出電路40的t旲擬感應單元42、采樣與保持單元44以及ADC46可重復相同的操作，以分別感應第一感應數據和第二感應數據。此外，差分運算器48可通過第一感應數據和第二感應數據的差分運算來獲取去除了偏移分量的觸摸數據。
[0072]參照圖7和圖8，在第一感應周期的時間段tl中，模擬感應單元42的放大器Al的輸入端和輸出端響應于重置信號RESET而短路。
[0073]然后，在經過時間段t2之后，在時間段t3中，當驅動脈沖未施加至觸摸傳感器20的相應掃描線TXl時，通過響應于第一控制信號PHTO而導通第一開關SI，從相應的讀出線RXO感應第一讀出信號并將第一讀出信號存儲在電容器Cl中。
[0074]然后，在時間段t4中，通過響應于未與第一控制信號PHTO交疊的第二控制信號PHTl而導通第二開關S2,存儲在第一電容器Cl中的第一讀出信號被第一放大器Al積分，并且輸出與第一電容器Cl和第二電容器C2的電容比率C1/C2成比例的電壓Vout作為第一感應信號。在該情形中，通過響應于與第二控制信號PHTl交疊的第三控制信號SHA_IN而導通采樣與保持單元44的第四開關S4并且響應于第二控制信號PHTl而導通第五開關S5，從模擬感應單元42輸出的第一感應信號被采樣并被保持在第三電容器C3中。
[0075]然后，在時間段t5中，通過響應于第一控制信號PHTO而導通第六開關S6,第二放大器A2輸出保持在第三電容器C3中的第一感應信號。
[0076]然后，在時間段t6中，通過響應于與第二控制信號PHTl相交疊的第四控制信號ADC_in而導通第七開關S7，來自采樣與保持單元44的第一感應信號被供給至ADC46。
[0077]從而，在時間段t7中，ADC46將第一感應信號轉換成第一數字感應數據從而輸出第一數字感應數據。在該情形中，在時間段t7中，通過響應于與第一控制信號PHTO相交疊的第五控制信號Buffer_WR而導通差分運算器48的第八開關S8，從ADC46供給的第一數字感應數據被存儲在緩存器BF中。
[0078]然后，在第二感應周期的時間段til中，響應于重置信號RESET，模擬感應單元42的放大器Al的輸入端和輸出端短路。
[0079]然后，在經過時間段tl2之后，在時間段tl3中，當驅動脈沖被施加至觸摸傳感器20的相應掃描線TXl時，通過響應于第一控制信號PHTO而導通第一開關SI，感應第二讀出信號并將第二讀出信號存儲在電容器Cl中。
[0080]然后，在時間段tl4中，通過響應于未與第一控制信號PHTO交疊的第二控制信號PHTl而導通第二開關S2,存儲在第一電容器Cl中的第二讀出信號被第一放大器Al積分，并且輸出與第一電容器Cl和第二電容器C2的電容比率C1/C2成比例的電壓Vout作為第二感應信號。在該情形中，通過響應于與第二控制信號PHTl交疊的第三控制信號SHA_IN而導通采樣與保持單元44的第四開關S4并且響應于第二控制信號PHTl而導通第五開關S5，從模擬感應單元42輸出的第二感應信號被采樣并被保持在第三電容器C3中。[0081 ] 然后，在時間段tl5中，通過響應于第一控制信號PHTO而導通第六開關S6，第二放大器A2輸出保持在第三電容器C3中的第二感應信號。
[0082]然后，在時間段tl6中，通過響應于與第二控制信號PHTl相交疊的第四控制信號ADC_in而導通第七開關S7，來自采樣與保持單元44的第二感應信號被供給至ADC46。
[0083]從而，在時間段tl7中，ADC46將第二感應信號轉換成第二數字感應數據以輸出第
二數字感應數據。
[0084]從而，在時間段tl7中，差分運算器48的減法器47對從ADC46供給的第二感應數據以及從緩存器BF供給的第一感應數據執行減法，從而輸出減法結果作為觸摸數據。因而，差分運算器48可通過從第二感應數據中去除與第一感應數據相對應的偏移分量來輸出準確的感應數據。
[0085]圖9是示出使用根據本發明一實施方式的觸摸感應方法的觸摸數據的獲取結果的示圖。
[0086]從圖9可見，在第一感應周期中，當驅動脈沖未施加至觸摸傳感器時，獲取包括偏移分量的第一感應數據，在第二感應周期中，當驅動脈沖被供給至觸摸傳感器時，獲取包括偏移分量和觸摸(互電容)分量的第二感應數據，然后，對第一感應數據和第二感應數據執行差分運算，從而從第二感應數據中去除偏移分量，因而獲取僅包括觸摸分量的觸摸數據。
[0087]從而，根據本發明的觸摸感應裝置及方法可通過下述操作來防止由于噪聲造成的觸摸感應錯誤和正確地感應觸摸，即重復不使用驅動脈沖感應偏移分量作為第一感應值的第一感應以及使用驅動脈沖感應偏移分量和互電容分量作為第二感應值的第二感應，并且對第一感應值和第二感應值執行差分運算以獲得去除了偏移分量的觸摸數據。
[0088]在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，可對本發明進行各種修改和變化，這對于所屬領域普通技術人員來說是顯而易見的。因而，本發明意在覆蓋落入所附權利要求書的范圍及其等效范圍內的對本發明的所有修改和變化。
【權利要求】
1.一種觸摸感應方法,包括: 在第一感應周期中，使用觸摸傳感器的讀出信號來感應第一感應值，所述第一感應值包括每個觸摸節點的偏移分量，所述觸摸傳感器未被供給驅動脈沖； 在第二感應周期中，使用所述觸摸傳感器的讀出信號來感應第二感應值，所述第二感應值包括所述觸摸節點的偏移分量以及基于是否執行了觸摸的互電容分量，所述觸摸傳感器被供給驅動脈沖；以及 通過所述第一感應值和所述第二感應值的差分運算而獲取去除了所述偏移分量的觸摸數據。
2.根據權利要求1所述的方法，其中連續地執行所述觸摸節點的所述第一感應周期和所述第二感應周期中的感應。
3.根據權利要求1所述的方法，還包括: 在所述第一感應周期中，對第一讀出信號進行積分從而輸出第一模擬感應信號，采樣并保持所述第一模擬感應信號從而輸出經采樣并經保持的第一模擬感應信號，將所述第一模擬感應信號轉換成第一數字感應數據從而輸出所述第一數字感應數據，并且將所述第一數字感應數據輸入并存儲在緩沖器中；以及 在所述第二感應周期中，對第二讀出信號進行積分從而輸出第二模擬感應信號，采樣并保持所述第二模擬感應信號從而輸出經采樣并經保持的第二模擬感應信號，將所述第二模擬感應信號轉換成第二數字感應數據從而輸出所述第二數字感應數據，并且對所述第二數字感應數據以及來自所述緩存器的所述第一數字感應數據執行減法從而獲取所述觸摸數據。
4.一種觸摸感應裝置，包括: 觸摸傳感器，所述觸摸傳感器用于輸出讀出信號，所述讀出信號標示出基于出現觸摸的電容變化；以及 觸摸控制器，在第一感應周期中，所述觸摸控制器使用所述觸摸傳感器的讀出信號來感應包括每個觸摸節點的偏移分量的第一感應值，所述觸摸傳感器未被供給驅動脈沖，在第二感應周期中，所述觸摸控制器使用所述觸摸傳感器的讀出信號來感應包括所述觸摸節點的偏移分量以及基于是否執行了觸摸的互電容分量的第二感應值，所述觸摸傳感器被供給驅動脈沖，并且所述觸摸控制器通過所述第一感應值和所述第二感應值的差分運算來獲取去除了所述偏移分量的觸摸數據。
5.根據權利要求4所述的觸摸感應裝置，其中所述觸摸控制器包括: 控制信號產生器，所述控制信號產生器用于產生并輸出多個控制信號； 驅動脈沖產生器，所述驅動脈沖產生器用于產生并輸出所述驅動脈沖； 觸摸傳感器驅動器，所述觸摸傳感器驅動器響應于來自所述控制信號產生器的控制信號，在所述第一感應周期中，不將所述驅動脈沖從所述驅動脈沖產生器供給至所述觸摸傳感器的相應掃描線，而在所述第二感應周期中，將所述驅動脈沖供給至所述相應掃描線；以及 讀出電路，所述讀出電路響應于來自所述控制信號產生器的控制信號，在所述第一感應周期中，使用來自所述觸摸傳感器的相應讀出線的第一讀出信號來感應所述第一感應值，而在所述第二感應周期中，使用來自所述相應讀出線的第二讀出信號來感應所述第二感應值，然后通過所述第一感應值和所述第二感應值的差分運算而獲取并輸出所述觸摸數據。
6.根據權利要求5所述的觸摸感應裝置，其中所述讀出電路包括: 模擬感應單元，在所述第一感應周期中，所述模擬感應單元對所述第一讀出信號進行積分從而輸出第一模擬感應信號，并且在所述第二感應周期中，所述模擬感應單元對所述第二讀出信號進行積分從而輸出第二模擬感應信號； 采樣與保持單元，在所述第一感應周期中，所述采樣與保持單元采樣并保持所述第一模擬感應信號，從而輸出經采樣并經保持的第一模擬感應信號，而在所述第二感應周期中，所述采樣與保持單元采樣并保持所述第二模擬感應信號，從而輸出經采樣并經保持的第二模擬感應信號； 數字-模擬轉換器，在所述第一感應周期中，所述數字-模擬轉換器將來自所述采樣與保持單元的所述第一模擬感應信號轉換成第一數字感應數據從而輸出所述第一數字感應數據，而在所述第二感應周期中，所述數字-模擬轉換器將來自所述采樣與保持單元的所述第二模擬感應信號轉換成第二數字感應數據從而輸出所述第二數字感應數據；以及 差分運算器，在所述第一感應周期中，所述差分運算器輸入所述第一數字感應數據并且將所述第一數字感應數據存儲在緩存器中，而在所述第二感應周期中，所述差分運算器對所述第二數字感應數據以及來自所述緩存器的所述第一數字感應數據執行減法，從而獲得所述觸摸數據。
7.根據權利要求4所述的觸摸感應裝置，其中所述觸摸傳感器包括掃描線，所述掃描線被分配有包括連續的 第一感應周期和第二感應周期的周期。
【文檔編號】G02F1/1333GK103902094SQ201310362328
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年8月19日 優先權日:2012年12月26日
【發明者】樸東祚 申請人:樂金顯示有限公司