觸摸感測系統(tǒng)和控制其功耗的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種觸摸感測系統(tǒng)和控制其功耗的方法。觸摸感測系統(tǒng)包括多個感測單元，其對從觸摸屏接收到的電壓進(jìn)行采樣并且累積采樣電壓；以及多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其將感測單元的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。感測單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器在待機(jī)狀態(tài)下被分為多個組。多個組中的每個組包括至少兩個感測單元和一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器。至少一個組中包括的至少一個感測單元在待機(jī)狀態(tài)下被斷電。模數(shù)轉(zhuǎn)換器在其所屬于的組被供電期間被供電。
【專利說明】觸摸感測系統(tǒng)和控制其功耗的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種觸摸感測系統(tǒng)和控制其功耗的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]用戶界面(UI)被構(gòu)造為用戶能夠與各種電子裝置進(jìn)行通信并且因此能夠根據(jù)需要容易地且舒服地控制電子裝置。用戶界面的示例包括小鍵盤、鍵盤、鼠標(biāo)、屏幕上顯示(OSD)和具有紅外通信功能或射頻(RF)通信功能的遠(yuǎn)程控制器。用戶界面技術(shù)已經(jīng)持續(xù)地?cái)U(kuò)展以增加用戶的感測能力和操作方便性。用戶界面已經(jīng)近來開發(fā)為包括觸摸U1、語音識別UI,3D UI等等。
[0003]觸摸Π已經(jīng)用于便攜式信息電器并且已經(jīng)擴(kuò)展到家用電器的使用。電容觸摸感測系統(tǒng)包括電容觸摸屏，其具有比現(xiàn)有的電阻觸摸屏更好的耐久性和分辨率并且能夠識別多點(diǎn)觸摸輸入和接近觸摸輸入。因此，電容觸摸感測系統(tǒng)可以應(yīng)用于各種應(yīng)用。在觸摸感測系統(tǒng)中，觸摸報(bào)告速率需要增加以增加用戶所感覺到的觸摸靈敏度并且準(zhǔn)確地識別觸摸輸入或拖拽軌跡。觸摸報(bào)告速率是通過感測觸摸屏中存在的觸摸傳感器獲得的觸摸數(shù)據(jù)的坐標(biāo)信息發(fā)送給外部主機(jī)系統(tǒng)的速率或頻率。
[0004]電容觸摸感測系統(tǒng)包括讀出集成電路(ROIC)和微控制器單元(MCU)。觸摸集成電路(IC)是通過將ROIC和MCU集成到一個封裝中而獲得的1C。ROIC包括驅(qū)動單元和感測單元。驅(qū)動單元通過形成在觸摸屏上的線將驅(qū)動信號提供給觸摸傳感器。感測單元感測觸摸傳感器的電壓并且檢測觸摸輸入前后的觸摸傳感器的電壓的變化量。感測單元然后使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)將電壓的變化量轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。MCU分析轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的觸摸原始數(shù)據(jù)并且決定是否生成觸摸輸入。MCU計(jì)算觸摸輸入的位置坐標(biāo)。
[0005]由于在諸如移動電話和平板PC的小型信息電器的顯示裝置中使用的觸摸屏的尺寸很小，因此小型觸摸屏的ROIC中包括的感測單元的數(shù)目不多。在小型觸摸屏中，可以通過減小待機(jī)狀態(tài)下的驅(qū)動速率來減小功耗。
[0006]諸如筆記本計(jì)算機(jī)、臺式計(jì)算機(jī)和公共顯示器的中型和大型信息電器的顯示裝置中使用的觸摸屏包括大量的觸摸傳感器(或觸摸節(jié)點(diǎn))。由于在中型和大型觸摸屏中使用了長線，因此驅(qū)動信號的延遲增加。因此，驅(qū)動性能和感測速率減小。要求增加觸摸報(bào)告速率以在中型和大型觸摸屏中增加用戶的觸摸靈敏度。用于驅(qū)動中型和大型觸摸屏的觸摸感測系統(tǒng)包括ROIC的大量的驅(qū)動單元和感測單元。因此，難以使用與小型觸摸屏相同的方法(即，用于減小驅(qū)動速率的方法)充分地減小中型和大型觸摸屏的功耗。
[0007]本申請要求2012年11月13日提交的韓國專利申請N0.10-2012-0128034的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其整體并入這里，如在此完全闡述一樣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種觸摸感測系統(tǒng)和控制其功耗的方法，其能夠大大地減少待機(jī)模式中的功耗。[0009]在一個方面，一種觸摸感測系統(tǒng)，包括多個感測單元，其對從觸摸屏接收的電壓進(jìn)行采樣并且累積采樣電壓；和多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其將感測單元的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
[0010]感測單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器在待機(jī)狀態(tài)下被分為多個組。多個組中的每個組包括至少兩個感測單元和一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0011]至少一個組中包括的至少一個感測單元在待機(jī)狀態(tài)下斷電并且模數(shù)轉(zhuǎn)換器在其所屬的組被供電期間被供電。
[0012]在另一方面，一種控制觸摸感測系統(tǒng)的功耗的方法包括將感測單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器在待機(jī)狀態(tài)下分為多個組，并且在待機(jī)狀態(tài)下使至少一個組中包括的至少一個感測單元斷電，其中，在模數(shù)轉(zhuǎn)換器所屬于的組被供電期間對該模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行供電。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]附圖被包括進(jìn)來以提供本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且被并入本申請且構(gòu)成本申請的一部分，示出了本發(fā)明的實(shí)施方式，并且與說明書一起用于說明本發(fā)明的原理。在附圖中:
[0014]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的觸摸感測系統(tǒng)；
[0015]圖2是圖1中所示的觸摸屏的等效電路圖；
[0016]圖3至圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的觸摸屏和顯示面板的各種組合；
[0017]圖6示出了觸摸感測系統(tǒng)的操作狀態(tài)的變化；
[0018]圖7示出了在待機(jī)狀態(tài)下將讀出集成電路(ROIC)劃分為多個組以按照每個組順序地驅(qū)動ROIC的示例；
[0019]圖8示出了連接到大小為48X80的觸摸屏的ROIC和微控制器單元(MCU);以及
[0020]圖9和圖10示出了將圖8中所示的ROIC劃分為多個組的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0021]現(xiàn)在將詳細(xì)參考在附圖中示出其示例的本發(fā)明的實(shí)施方式。在可能的情況下，將在附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來表示相同或類似的部件。將注意的是，如果確定現(xiàn)有技術(shù)將混淆本發(fā)明的實(shí)施方式，則將省略現(xiàn)有技術(shù)的詳細(xì)描述。
[0022]可以基于諸如液晶顯示器(IXD)、場發(fā)射顯示器(FED)、等離子顯示面板(PDP)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器和電泳顯示器(EH))的平板顯示器來實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的顯示裝置。在下面的描述中，將使用液晶顯示器作為平板顯示器的示例來描述本發(fā)明的實(shí)施方式。可以使用其它平板顯示器。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的觸摸感測系統(tǒng)包括布置在顯示裝置的顯示面板上或嵌入在顯示面板中的觸摸屏。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的觸摸屏可以實(shí)施為通過多個電容傳感器感測觸摸輸入的電容觸摸屏。電容觸摸屏包括多個觸摸傳感器。當(dāng)通過等效電路看時，各觸摸傳感器具有電容。該電容可以劃分為自電容和互電容。自電容形成為沿著在一個方向上形成的單層的導(dǎo)體線。互電容形成在彼此垂直的兩個導(dǎo)體線之間。在下面的描述中，將描述互電容觸摸屏作為電容觸摸屏的示例。可以使用其它類型的電容觸摸屏。
[0024]如圖1至圖5中所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的觸摸感測系統(tǒng)包括觸摸屏TSPJi摸屏驅(qū)動電路等等。如圖3中所示，觸摸屏TSP可以附接到顯示面板DIS的上偏光板POLl上。或者，如圖4中所示，觸摸屏TSP可以形成在顯示面板DIS的上偏光板POLl與上基板GLSl之間?；蛘撸鐖D5中所示，觸摸屏TSP的觸摸傳感器Cts可以與顯示面板DIS的像素陣列一起以盒內(nèi)類型形成在顯示面板DIS的下基板GLS2上。在圖3至圖5中，“PIX”表示液晶盒的像素電極。
[0025]顯示面板DIS包括下基板GLS2、上基板GLSl和形成在下基板GLS2與上基板GLSl之間的液晶層。顯示面板DIS的像素陣列包括形成在由數(shù)據(jù)線Dl至Dm和選通線(或掃描線)Gl至Gn限定的像素區(qū)域中的多個像素，其中，m和η是正整數(shù)。各像素包括形成在數(shù)據(jù)線Dl至Dm與選通線Gl至Gn的交叉處的多個薄膜晶體管(TFT)、用于將液晶盒充電到數(shù)據(jù)電壓的像素電極、連接到像素電極并且保持液晶盒的電壓的存儲電容器等等。
[0026]黑色矩陣、濾色器等等形成在顯示面板DIS的上基板GLSl上。顯示面板DIS的下基板GLS2可以被構(gòu)造為COT (TFT上濾色器)結(jié)構(gòu)。在該情況下，濾色器可以形成在顯示面板DIS的下基板GLS2上。公共電壓被提供到的公共電極可以形成在顯示面板DIS的上基板GLSl或下基板GLS2上。偏光板POLl和P0L2分別附接到顯示面板DIS的上基板GLSl和下基板GLS2。用于設(shè)置液晶的預(yù)傾斜角度的配向?qū)臃謩e形成在顯示面板DIS的上基板GLSl和下基板GLS2中接觸液晶的內(nèi)表面上。公共間隔物可以形成在顯示面板DIS的上基板GLSl與下基板GLS2之間以保持液晶盒的盒間隙恒定。
[0027]背光單元可以布置在顯示面板DIS的背表面下。背光單元可以被構(gòu)造為邊緣型背光單元和直下型背光單元中的一種以將光提供給顯示面板DIS。顯示面板DIS可以實(shí)施為任何已知的模式，這樣的模式包括扭曲向列(TN)模式、垂直配向(VA)模式、共面轉(zhuǎn)換(IPS)模式和邊緣場開關(guān)(FFS)模式等等。
[0028]顯示驅(qū)動電路包括數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12、掃描驅(qū)動電路14和時序控制器20。觸摸屏驅(qū)動電路將輸入圖像的視頻數(shù)據(jù)電壓施加給顯示面板DIS的像素。數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12將從時序控制器20接收到的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB轉(zhuǎn)換為正和負(fù)模擬伽馬補(bǔ)償電壓并且輸出數(shù)據(jù)電壓。數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12然后將該數(shù)據(jù)電壓提供給數(shù)據(jù)線Dl至Dm。掃描驅(qū)動電路14將與數(shù)據(jù)電壓同步的選通脈沖(或掃描脈沖)順序地提供給選通線Gl至Gn并且選擇顯示面板DIS的將要被施加有數(shù)據(jù)電壓的線。
[0029]時序控制器20從主機(jī)系統(tǒng)40接收時序信號，例如垂直同步信號Vsync、水平同步信號Hsync、數(shù)據(jù)使能DE和主時鐘MCLK。時序控制器20使用時序信號生成用于分別控制數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12和掃描驅(qū)動電路14的操作時序的數(shù)據(jù)時序控制信號和掃描時序控制信號。數(shù)據(jù)時序控制信號包括源采樣時鐘SSC、源輸出使能S0E、極性控制信號POL等等。掃描時序控制信號包括選通開始脈沖GSP、選通移位時鐘GSC、選通輸出使能GOE等等。
[0030]觸摸屏TSP包括Tx線Txl至TxN (其中N是正整數(shù))、與Tx線Txl至TxN交叉的Rx線Rxl至RxM (其中M是正整數(shù))以及形成在Tx線Txl至TxN與Rx線Rxl至RxM的交叉處的MXN個觸摸傳感器Cts。各觸摸傳感器Cts具有互電容。
[0031]觸摸屏驅(qū)動電路包括讀出集成電路(R0IC)30和微控制器單元(MCU)36。MCU36是外部控制器，其控制R0IC30，分析從R0IC30接收到的觸摸原始數(shù)據(jù)，并且計(jì)算各觸摸輸入位置的坐標(biāo)。觸摸IC將驅(qū)動信號提供給觸摸屏TSP的觸摸傳感器Cts并且檢測觸摸輸入前后的觸摸傳感器Cts的電壓的變化量。觸摸IC將觸摸輸入前后的觸摸傳感器Cts的電壓的變化量轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以生成觸摸原始數(shù)據(jù)TDATA。觸摸IC分析觸摸原始數(shù)據(jù)TDATA并且計(jì)算各觸摸輸入位置的坐標(biāo)。
[0032]如圖6中所示，當(dāng)在小于預(yù)時序間段的循環(huán)中生成觸摸輸入時，觸摸IC在激活狀態(tài)下操作并且因此被以高速驅(qū)動。觸摸IC然后以較高的觸摸報(bào)告速率將觸摸輸入位置的坐標(biāo)發(fā)送給主機(jī)系統(tǒng)40。由于R0IC30和MCU36在激活狀態(tài)下操作，因此激活狀態(tài)下的觸摸IC的功耗相對較高。當(dāng)在至少預(yù)時序間段中沒有生成觸摸輸入時，觸摸IC在待機(jī)狀態(tài)下操作。在待機(jī)狀態(tài)下，觸摸IC僅驅(qū)動MCU36的中斷接收電路并且僅驅(qū)動R0IC30的最少數(shù)目的感測單元，從而決定是否生成觸摸輸入。在待機(jī)狀態(tài)下，觸摸IC決定是否生成觸摸輸入并且不計(jì)算觸摸輸入位置的坐標(biāo)。在待機(jī)狀態(tài)下，MCU36的功耗很少，并且R0IC30的功耗由于對最少數(shù)目的感測單元供電而大大地減小。當(dāng)觸摸IC的驅(qū)動電力被切斷時,觸摸IC的操作狀態(tài)改變到其中R0IC30和MCU36不進(jìn)行操作的切斷狀態(tài)。因此，觸摸IC不能夠決定是否生成了觸摸輸入，并且在觸摸IC中沒有消耗電力。當(dāng)驅(qū)動電力被再次提供給觸摸IC時，觸摸IC被初始化并且然后在激活狀態(tài)下操作。如圖7至圖10中所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的觸摸感測系統(tǒng)在待機(jī)狀態(tài)下將R0IC30的感測單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)虛擬地劃分為至少兩個組并且對該至少兩個組進(jìn)行供電，以防止或減少待機(jī)狀態(tài)下的觸摸靈敏度的降低，同時大大地降低了待機(jī)狀態(tài)下的功耗。
[0033]R0IC30包括多個感測單元，其對從觸摸屏TSP接收的電壓進(jìn)行采樣并且累積采樣的電壓；和多個ADC，其將感測單元的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在待機(jī)狀態(tài)下，R0IC30的感測單元和ADC被劃分為多個組。各組包括至少兩個感測單元和一個ADC。組在待機(jī)狀態(tài)下被供電。屬于各組的至少兩個感測單元在待機(jī)狀態(tài)下被順序地供電。
[0034]例如，當(dāng)R0IC30在待機(jī)狀態(tài)下被分為兩個組時，第一組包括第一和第三感測單元和將第一和第三感測單元的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以生成觸摸原始數(shù)據(jù)的第一 ADC。第二組包括第二和第四感測單元和將第二和第四感測單元的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以生成觸摸原始數(shù)據(jù)的第二 ADC。在待機(jī)狀態(tài)下，在第一組的第一感測單元和第一 ADC被供電之后，第二組的第二感測單元和第二 ADC被供電。接下來，在第一組的第三感測單元和第一 ADC被供電之后，第二組的第四感測單元和第二 ADC被供電。
[0035]主機(jī)系統(tǒng)40可以實(shí)施為電視系統(tǒng)、機(jī)頂盒、導(dǎo)航系統(tǒng)、DVD播放器、藍(lán)光播放器、個人計(jì)算機(jī)(PC)、家庭影院系統(tǒng)和電話系統(tǒng)中的一種。主機(jī)系統(tǒng)40包括其中嵌入定標(biāo)器(scaler)的芯片上系統(tǒng)(SoC)，并且因此將輸入圖像的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB轉(zhuǎn)換為適合于在顯示面板DIS上進(jìn)行顯示的格式。主機(jī)系統(tǒng)40將數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB和時序信號Vsync、Hsync,DE和MCLK發(fā)送到時序控制器20。此外，主機(jī)系統(tǒng)40運(yùn)行與從MCU36接收到的觸摸數(shù)據(jù)的坐標(biāo)信息XY關(guān)聯(lián)的應(yīng)用程序。
[0036]R0IC30包括Tx驅(qū)動電路32、Rx驅(qū)動電路34、時序生成器38等等。
[0037]R0IC30使用Tx驅(qū)動電路32將驅(qū)動信號通過Tx線Txl至TxN施加給觸摸傳感器Cts并且通過Rx線Rxl至RxM和Rx驅(qū)動電路34與驅(qū)動信號同步地感測觸摸傳感器Cts的電壓，以輸出是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的觸摸原始數(shù)據(jù)。驅(qū)動信號可以生成為各種形式，例如脈沖、正弦波和三角波。
[0038]在正常操作模式中，Tx驅(qū)動電路32響應(yīng)于來自時序生成器38的Tx設(shè)置信號選擇驅(qū)動信號將被輸出到的Tx通道，并且將驅(qū)動信號施加到連接到所選擇的Tx通道的Tx線Txl至TxN。電荷在驅(qū)動信號的高電勢時段期間被提供給觸摸傳感器Cts。觸摸傳感器Cts的電壓可以響應(yīng)于各驅(qū)動信號累積在嵌入在Rx驅(qū)動電路34中的積分器的電容器中。為此，驅(qū)動信號可以連續(xù)地提供給Tx線Txl至TxN中的每一條Tx線兩次或更多次。
[0039]Rx驅(qū)動電路34響應(yīng)于來自時序生成器38的Rx設(shè)置信號選擇Rx線以接收觸摸傳感器Cts的電壓。各感測單元包括采樣和保持電路和積分器。采樣和保持電路對通過Rx線Rx(i)和Rx(i+1)接收的觸摸傳感器的電壓進(jìn)行采樣并且將采樣的觸摸傳感器的電壓累積在積分器的電容器中。此外，采樣和保持電路在時序生成器38的控制下保持電容器的電壓并且將保持的電壓提供給ADC。ADC將積分器中累積的模擬信號轉(zhuǎn)換為符合時鐘CLK的時鐘時序的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以輸出觸摸原始數(shù)據(jù)。如圖9和圖10中所示，復(fù)用器可以安裝在Rx線與感測單元之間?？梢愿鶕?jù)需要省略復(fù)用器。
[0040]圖7示出了在待機(jī)狀態(tài)下將R0IC30劃分為多個組以順序地供電R0IC30的示例。在圖7中，假設(shè)連接到R0IC30的通道的數(shù)目為40。圖8示出了連接到大小為45 (表示Tx通道的數(shù)目)X80 (表示Rx通道的數(shù)目)的觸摸屏TSP的R0IC30和MCU36。在圖8中，R0IC30和MCU36通過例如包括SPI串行時鐘(SCLK)、SSN(串行選擇(激活低))、串行數(shù)據(jù)輸A(SDI)和串行數(shù)據(jù)輸出(SD0)的串行外設(shè)接口(SPI)彼此連接。然而，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。例如，R0IC30和MCU36可以通過諸如SP1、通用串行總線(USB)和I2C的接口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。圖9和圖10示出了將圖8中所示的R0IC30劃分為多個組的示例。在圖9和圖10中省略了 R0IC30的Tx驅(qū)動電路32。
[0041]如圖7至圖10中所示，R0IC30在待機(jī)狀態(tài)下被分為至少兩組(例如，四個組GRl至GR4)并且順序地供電。各組包括多個感測單元和一個ADC。
[0042]組GRl至GR4包括多個感測單元SUl至SU40和多個ADC (ADCI至ADC4)。
[0043]如圖9中所示 ，第一組GRl的第一感測單元SUl可以通過復(fù)用器MPl接收來自第一和第二 Rx線Rxl和Rx2的電壓并且然后可以通過復(fù)用器麗I接收來自第二和第三Rx線Rx2和Rx3的電壓。在圖9中所示的示例中，第一組GRl的第一感測單元SUl使用差分放大器放大從第一和第二 Rx線Rxl和Rx2接收的電壓之間的差并且對放大的電壓差進(jìn)行采樣和累積。接下來，第一組GRl的第一感測單元SUl使用差分放大器放大從第二和第三Rx線Rx2和Rx3接收的電壓之間的差并且對放大的電壓差進(jìn)行采樣和累積。差分放大器可以實(shí)施為全差分放大器，其放大通過正輸出端子和負(fù)輸出端子從相鄰的觸摸傳感器獲得的電壓之間的差并且輸出具有互補(bǔ)關(guān)系的正和負(fù)信號的電壓。如圖9中所示，第一組GRl的第二感測單元SU5可以通過復(fù)用器MP5接收來自第九和第十Rx線Rx9和RxlO的電壓并且然后可以通過復(fù)用器麗5接收來自第十和第十一 Rx線RxlO和Rxll的電壓。在圖9中所示的示例中，第一組GRl的第二感測單元SU5使用差分放大器放大從第九和第十Rx線Rx9和RxlO接收的電壓之間的差并且對放大的電壓差進(jìn)行采樣和累積。接下來，第一組GRl的第二感測單元SU5使用差分放大器放大從第十和第十一 Rx線RxlO和Rxll接收的電壓之間的差并且對放大的電壓差進(jìn)行采樣和累積。復(fù)用器和差分放大器被構(gòu)造為它們減少感測單元的數(shù)目并且減小了接收到的信號的噪聲?；蛘?，可以根據(jù)需要省略復(fù)用器或差分放大器。在該情況下，第一組GRl的第一感測單元SUl可以接收來自第一 Rx線Rxl的電壓，并且第一組GRl的第二感測單元SU5可以接收來自第五Rx線Rx5的電壓。
[0044]如圖9中所示，第二組GR2的第一感測單元SU2可以通過復(fù)用器MP2接收來自第三和第四Rx線Rx3和Rx4的電壓，并且然后可以通過復(fù)用器麗2接收來自第四和第五Rx線Rx4和Rx5的電壓。在圖9中所示的示例中，第二組GR2的第一感測單元SU2使用差分放大器放大從第三和第四Rx線Rx3和Rx4接收的電壓之間的差并且對放大的電壓差進(jìn)行采樣和累積。接下來，第二組GR2的第一感測單元SU2使用差分放大器放大從第四和第五Rx線Rx4和Rx5接收的電壓之間的差并且對放大的電壓差進(jìn)行采樣和累積。如果省略復(fù)用器和差分放大器，則第二組GR2的第一感測單元SU2可以接收來自第二 Rx線Rx2的電壓。
[0045]如圖9中所示，第三組GR3的第一感測單元SU3可以通過復(fù)用器MP3接收來自第五和第六Rx線Rx5和Rx6的電壓，并且然后可以通過復(fù)用器麗3接收來自第六和第七Rx線Rx6和Rx7的電壓。在圖9中所示的示例中，第三組GR3的第一感測單元SU3使用差分放大器放大從第五和第六Rx線Rx5和Rx6接收的電壓之間的差并且對放大的電壓差進(jìn)行采樣和累積。接下來，第三組GR3的第一感測單元SU3使用差分放大器放大從第六和第七Rx線Rx6和Rx7接收的電壓之間的差并且對放大的電壓差進(jìn)行采樣和累積。如果省略復(fù)用器和差分放大器，則第三組GR3的第一感測單元SU3可以接收來自第三Rx線Rx3的電壓。
[0046]圖9和圖10僅示出了感測單元與Rx線之間的關(guān)系的一個示例。因此，可以使用其它關(guān)系。
[0047]如圖9中所示，第四組GR4的第一感測單元SU4可以通過復(fù)用器MP4接收來自第七和第八Rx線Rx7和RxS的電壓，并且然后可以通過復(fù)用器MM4接收來自第八和第九Rx線Rx8和Rx9的電壓。在圖9中所示的示例中，第四組GR4的第一感測單元SU4使用差分放大器放大從第七和第八Rx線Rx7和RxS接收的電壓之間的差并且對放大的電壓差進(jìn)行采樣和累積。接下來，第四組GR4的第一感測單元SU4使用差分放大器放大從第八和第九Rx線RxS和Rx9接收的電 壓之間的差并且對放大的電壓差進(jìn)行采樣和累積。如果省略復(fù)用器和差分放大器，則第四組GR4的第一感測單元SU4可以接收來自第四Rx線Rx4的電壓。
[0048]在待機(jī)狀態(tài)下，僅對組GRl至GR4中的一個進(jìn)行供電，并且其他組由于沒有對其施加電力而沒有被供電。接下來，對下一組進(jìn)行供電，并且其他組由于沒有被施加有電力而沒有被供電。在待機(jī)狀態(tài)下，從R0IC30劃分獲得的組GRl至GR4被以這樣的方法按組順序地供電。在待機(jī)狀態(tài)下正被供電的指定組中，僅對一個感測單元和ADC進(jìn)行供電，并且其它感測單元斷電并且沒有被驅(qū)動。在該指定組的下一操作時序中，僅對下一感測單元和ADC進(jìn)行供電，并且其它感測單元斷電并且沒有被驅(qū)動。在待機(jī)狀態(tài)下，時序生成器38切換施加到R0IC30的組GRl至GR4的電力的接通和切斷，從而控制組GRl至GR4的接通時序和切斷時序。
[0049]本發(fā)明的實(shí)施方式可以通過在待機(jī)狀態(tài)下順序地供電R0IC30的組GRl至GR4來降低功耗。另外，本發(fā)明的實(shí)施方式可以通過在待機(jī)狀態(tài)下順序地供電屬于各組的感測單元來進(jìn)一步降低功耗。
[0050]按階段描述待機(jī)模式下的R0IC30的操作。首先，僅對第一組GRl進(jìn)行供電，并且其它組GR2至GR4沒有被供電。在該情況下，只有屬于第一組GRl的感測單元SU1、SU5、……、SU33和SU37中的第一感測單元SUl和ADC ADCl被供電，并且其它感測單元SU5、……、SU33和SU37沒有被供電。
[0051]接下來，僅對第二組GR2進(jìn)行供電，并且其它組GR1、GR3和GR4沒有被供電。在該情況下，只有屬于第二組GR2的感測單元SU2、SU6、……、SU34和SU38中的第一感測單元SU2和ADC ADC2被供電，并且其它感測單元SU6、……、SU34和SU38沒有被供電。[0052]接下來，僅對第三組GR3進(jìn)行供電，并且其它組GR1、GR2和GR4沒有被供電。在該情況下，只有屬于第三組GR3的感測單元SU3、SU7、……、SU35和SU39中的第一感測單元SU3和ADC ADC3被供電，并且其它感測單元SU7、……、SU35和SU39沒有被供電。
[0053]接下來，僅對第四組GR4進(jìn)行供電，并且其它組GRl至GR3沒有被供電。在該情況下，只有屬于第四組GR4的感測單元SU4、SU8、……、SU36和SU40中的第一感測單元SU4和ADC ADC4被供電，并且其它感測單元SU8、……、SU36和SU40沒有被供電。
[0054]接下來，再次對第一組GRl進(jìn)行供電，并且其它組GR2至GR4沒有被供電。在該情況下，僅對第一組GRl的第二感測單元SU5和ADC ADCl進(jìn)行供電，并且其它感測單元SUl、SU9、......、SU33和SU37沒有被供電。
[0055]接下來，再次對第二組GR2進(jìn)行供電，并且其它組GR1、GR3和GR4沒有被供電。在該情況下，僅對第二組GR2的第二感測單元SU6和ADC ADC2進(jìn)行供電，并且其它感測單元SU2、SU10、......、SU34 和 SU38 沒有被供電。
[0056]當(dāng)R0IC30在待機(jī)狀態(tài)下被以這樣的方法按照劃分的組而供電時(例如，當(dāng)ROIC被劃分為四個組并且被按組順序地供電，如圖7中所示時)，R0IC30的功耗可以減小到大約1/4。此外，順序地感測各組的觸摸輸入，并且因此可以防止或減少觸摸靈敏度的降低。
[0057]時序生成器38控制待機(jī)狀態(tài)下的復(fù)用器MPl至MM40、感測單元SUl至SU40和ADCADCl至ADC4的電力的施加的接通時序和切斷時序。
[0058]如圖10中所示，R0IC30進(jìn)一步包括緩沖存儲器302、系統(tǒng)控制器306、內(nèi)振蕩器303和時鐘生成器304。在圖10中，“TG”表示時序生成器，“SBUF”表示緩沖存儲器，“0SC”表示內(nèi)振蕩器，并且“SYSC”表示系統(tǒng)控制器。
`[0059]在待機(jī)狀態(tài)下，時序生成器38使用信號SU1_PD至SU40_PD和信號ADC1_PD至ADC4_PD控制感測單元SUl至SU40的驅(qū)動時序和ADC ADCl至ADC4的驅(qū)動時序。在圖10中，“SU1_PD至SU40_PD”表示用于控制感測單元SUl至SU40的斷電時序的斷電信號。斷電信號SU1_PD至SU40_PD被施加到的感測單元被斷電并且不進(jìn)行驅(qū)動。此外，“ADC1_PD至ADC4_PD”表示用于控制ADC ADCl至ADC4的斷電時序的斷電信號。斷電信號ADC1_PD至ADC4_PD被施加到的ADC被斷電并且不進(jìn)行驅(qū)動。
[0060]當(dāng)MCU36分析從R0IC30接收的觸摸原始數(shù)據(jù)并且在至少預(yù)定時間段內(nèi)沒有生成觸摸輸入時(參見圖6)，MCU36向R0IC30發(fā)送將R0IC30的操作模式轉(zhuǎn)換為待機(jī)模式的命令。就在生成了該命令之后，MCU36被轉(zhuǎn)換為待機(jī)狀態(tài)并且停止生成時鐘。MCU36在待機(jī)狀態(tài)下僅執(zhí)行用于接收中斷信號WAKEUP的操作。在待機(jī)狀態(tài)中，MCU36僅驅(qū)動中斷接收電路并且關(guān)閉MCU36的除了中斷接收電路之外的電路。因此，MCU36在待機(jī)狀態(tài)下幾乎不產(chǎn)生功耗并且不決定是否生成了觸摸輸入。
[0061]系統(tǒng)控制器306將來自MCU36的數(shù)據(jù)通過例如SPI的接口發(fā)送給時序生成器38，并且讀取存儲在緩沖存儲器302中的觸摸原始數(shù)據(jù)以將觸摸原始數(shù)據(jù)發(fā)送給MCU36。當(dāng)系統(tǒng)控制器306從MCU36接收到待機(jī)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換指示時，系統(tǒng)控制器306生成用于將R0IC30的時鐘轉(zhuǎn)換為內(nèi)時鐘的時鐘選擇信號ST_IDLE。時鐘選擇信號ST_IDLE可以在待機(jī)狀態(tài)下被生成為高邏輯電平并且可以在激活狀態(tài)下生成為低邏輯電平。在待機(jī)狀態(tài)下，時鐘生成器304響應(yīng)于時鐘選擇信號ST_IDLE選擇來自內(nèi)振蕩器303的內(nèi)時鐘并且將內(nèi)時鐘發(fā)送給時序生成器38、緩沖存儲器302和系統(tǒng)控制器306。為此，時鐘生成器304包括響應(yīng)于時鐘選擇信號ST_IDLE接通和切斷的復(fù)用器305。因此，R0IC30在待機(jī)狀態(tài)下基于內(nèi)時鐘而操作。時鐘生成器304在激活狀態(tài)下將從MCU36接收到的時鐘發(fā)送給時序生成器38、緩沖存儲器302和系統(tǒng)控制器306。
[0062]在待機(jī)狀態(tài)下，當(dāng)時序生成器38從ADC ADCl至ADC4接收到等于或大于預(yù)定閾值的數(shù)據(jù)時，時序生成器38生成中斷信號WAKEUP并且將該中斷信號WAKEUP發(fā)送給MCU36。當(dāng)MCU36接收到中斷信號WAKEUP時，MCU36轉(zhuǎn)換為激活狀態(tài)并且因此驅(qū)動其全部內(nèi)部電路。在激活狀態(tài)下，R0IC30的時序生成器38驅(qū)動所有感測單元SUl至SU40和所有ADC ADCl至ADC4并且將從ADC ADCl至ADC4接收的觸摸原始數(shù)據(jù)存儲在緩沖存儲器302中。在激活狀態(tài)下，MCU36將用于驅(qū)動R0IC30的所有電路組件的時鐘發(fā)送給R0IC30。MCU36分析從R0IC30的緩沖存儲器302接收的觸摸原始數(shù)據(jù)以決定是否生成了觸摸輸入。此外，MCU36對于各觸摸輸入位置給予標(biāo)簽并且計(jì)算各觸摸輸入位置的坐標(biāo)以生成觸摸坐標(biāo)信息XY。
[0063]在激活狀態(tài)下，中斷信號WAKEUP可以用作感測數(shù)據(jù)就緒信號。在該情況下，MCU36響應(yīng)于通過中斷接收電路從時序生成器38接收的感測數(shù)據(jù)就緒信號從緩沖存儲器302讀取觸摸原始數(shù)據(jù)。
[0064]應(yīng)注意的是，一次能夠被供電的組或感測單元的數(shù)目不限于上述實(shí)施方式中所描述的數(shù)目。例如，能夠一次對兩個或更多組進(jìn)行供電或者能夠一次對被供電的組中的兩個或更多感測單元進(jìn)行供電。此外，還應(yīng)注意的是，對組和感測單元進(jìn)行供電的順序不限于上述實(shí)施方式中所描述的順序。例如，在一個時段，能夠首先對組GR2或GR4進(jìn)行供電，并且也能夠首先對組GRl中的SU5進(jìn)行供電并且然后對組GR2中的SU2進(jìn)行供電，然后對組GR3中的SU35進(jìn)行供電，以此類推。
[0065]如上所述，本發(fā)明的實(shí)施方式在待機(jī)狀態(tài)下將感測單元和ADC劃分為至少兩個組并且對至少一個組中包括的至少一個感測單元進(jìn)行供電。此外，本發(fā)明的實(shí)施方式在待機(jī)狀態(tài)下以預(yù)定順序周期性地對多個組進(jìn)行供電。結(jié)果，本發(fā)明的實(shí)施方式可以減少觸摸感測系統(tǒng)的觸摸靈敏度的降低并且可以大大地減少待機(jī)狀態(tài)下觸摸感測系統(tǒng)的功耗。
[0066]雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的多個示例性實(shí)施方式描述了實(shí)施方式，但是將理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠設(shè)計(jì)將落入本公開的原理的范圍內(nèi)的多種其它修改和實(shí)施方式。更具體地，能夠在本公開、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的主題組合布置的組成部分和/或布置方面進(jìn)行各種變化和修改。除了組成部分和/或布置方面的變化和修改之外，替代使用對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說也將是顯而易見的。
【權(quán)利要求】
1.一種觸摸感測系統(tǒng)，所述觸摸感測系統(tǒng)包括: 多個感測單元，所述多個感測單元被構(gòu)造為對從觸摸屏接收的電壓進(jìn)行采樣并且累積米樣的電壓；和 多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器被構(gòu)造為將所述感測單元的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)， 其中，所述感測單元和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器在待機(jī)狀態(tài)下被分為多個組， 其中，所述多個組中的每個組包括至少兩個感測單元和一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器， 其中，所述至少一個組中包括的至少一個感測單元在所述待機(jī)狀態(tài)下被斷電，并且 其中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器在其所屬于的組被供電期間被供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸感測系統(tǒng)，其中，在所述待機(jī)狀態(tài)下以預(yù)定順序周期性地對所述多個組進(jìn)行供電， 其中，在每組中，在一個時段中被供電的所述感測單元中的至少一個感測單元與在另外的時段中被供電的感測單元不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸摸感測系統(tǒng)，其中，所述多個組包括: 第一組，所述第一組包 括第一感測單元和第三感測單元以及第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器將所述第一感測單元和所述第三感測單元的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以生成觸摸原始數(shù)據(jù)；以及 第二組，所述第二組包括第二感測單元和第四感測單元以及第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器將所述第二感測單元和所述第四感測單元的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以生成觸摸原始數(shù)據(jù)， 其中，在所述待機(jī)狀態(tài)下，在所述第一組的所述第一感測單元和所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器被供電之后，所述第二組的所述第二感測單元和所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器被供電，并且接下來，在所述第一組的所述第三感測單元和所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器被供電之后，所述第二組的所述第四感測單元和所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器被供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸感測系統(tǒng)，所述觸摸感測系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 時序生成器，所述時序生成器被構(gòu)造為控制所述感測單元的驅(qū)動時序和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動時序； 緩沖存儲器，所述緩沖存儲器被構(gòu)造為存儲從所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的觸摸原始數(shù)據(jù)； 系統(tǒng)控制器，所述系統(tǒng)控制器通過接口連接到外部控制器；以及 時鐘生成器，所述時鐘生成器被構(gòu)造為在所述待機(jī)狀態(tài)下接收來自內(nèi)部振蕩器的內(nèi)部時鐘和來自所述外部控制器的外部時鐘并且將所述內(nèi)部時鐘發(fā)送給所述時序生成器、所述緩沖存儲器和所述系統(tǒng)控制器， 其中，所述感測單元、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器、所述時序生成器、所述緩沖存儲器、所述系統(tǒng)控制器、所述時鐘生成器和所述內(nèi)部振蕩器被集成到一個集成電路中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的觸摸感測系統(tǒng)，其中，當(dāng)從所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的所述觸摸原始數(shù)據(jù)等于或大于預(yù)定閾值時，所述時序生成器生成中斷信號， 其中，由于在所述待機(jī)狀態(tài)下僅對中斷接收電路供電，因此所述外部控制器不決定是否生成了觸摸輸入，并且所述外部控制器響應(yīng)于中斷信號而從所述待機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為激活狀態(tài)，其中，在所述激活狀態(tài)中，所述外部控制器分析從所述緩沖存儲器讀取的所述觸摸原始數(shù)據(jù)以決定是否生成了觸摸輸入并且計(jì)算各觸摸輸入的坐標(biāo)。
6.一種控制觸摸感測系統(tǒng)的功耗的方法，所述觸摸感測系統(tǒng)包括對從觸摸屏接收的電壓進(jìn)行采樣并且累積采樣的電壓的多個感測單元和將所述感測單元的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述方法包括: 將所述感測單元和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器在待機(jī)狀態(tài)下分為多個組，其中，所述多個組中的每個組包括至少兩個感測單元和一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器； 在所述待機(jī)狀態(tài)下使至少一個組中包括的至少一個感測單元斷電； 其中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器在其所屬于的組被供電期間被供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括: 在所述待機(jī)狀態(tài)下以預(yù)定順序周期性地對所述多個組進(jìn)行供電， 其中，在每個組中，在一個時段中被供電的感測單元中的至少一個感測單元不同于在另外的時段中被供電的感測單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在所述待機(jī)狀態(tài)下以預(yù)定順序周期性地對所述多個組進(jìn)行供電的步驟包括: 在所述待機(jī)狀態(tài)下對第一組 的第一感測單元和第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行供電； 在所述待機(jī)狀態(tài)下對第二組的第二感測單元和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行供電； 在所述待機(jī)狀態(tài)下對所述第一組的第三感測單元和所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行供電； 在所述待機(jī)狀態(tài)下對所述第二組的第四感測單元和所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行供電。
【文檔編號】G06F3/044GK103809824SQ201310506802
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月13日
【發(fā)明者】張京珍 申請人:樂金顯示有限公司