觸摸感測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種觸摸感測裝置，包括：包括觸摸屏的顯示面板，在所述觸摸屏上形成有多個觸摸傳感器；包括至少一個感測單元的觸摸感測電路，所述至少一個感測單元以差分輸入方式接收第一觸摸傳感器和與所述第一觸摸傳感器相鄰的第二觸摸傳感器的自電容信號，并檢測所述第一觸摸傳感器和第二觸摸傳感器的電容變化；和觸摸控制器，所述觸摸控制器分析從所述觸摸感測電路接收的觸摸原始數(shù)據(jù)并計算觸摸輸入位置的坐標，其中所述至少一個感測單元產(chǎn)生與相鄰的第一觸摸傳感器和第二觸摸傳感器的電容之間的差對應的延遲，對產(chǎn)生的延遲進行計數(shù)，累加延遲的數(shù)量，將延遲的累加值轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生所述觸摸原始數(shù)據(jù)。
【專利說明】觸摸感測裝置
[0001]本申請要求2012年12月24日提交的韓國專利申請N0.10-2012-0152487的優(yōu)先權，為了所有目的在此援引該專利申請作為參考，如同在這里完全闡述一樣。
【技術領域】
[0002]本發(fā)明的實施方式涉及一種觸摸感測裝置。
【背景技術】
[0003]用戶接口(UI)被配置為使得人們(用戶)能夠與各種電子裝置通信，因而可根據(jù)用戶需要容易且舒適地控制電子裝置。用戶接口的例子包括按鍵、鍵盤、鼠標、屏上顯示器(OSD)和具有紅外通信功能或射頻(RF)通信功能的遙控器。用戶接口技術持續(xù)發(fā)展，以提高用戶的感知力和處理便利性。近來用戶接口已經(jīng)發(fā)展到包括觸摸Π、語音識別n、3D UI等，觸摸Π主要安裝在便攜式信息裝置中。在家用電器或便攜式信息裝置的顯示元件上安裝觸摸屏，從而實現(xiàn)觸摸UI。
[0004]電容觸摸屏具有比現(xiàn)有電阻觸摸屏更佳的耐久性和清晰度并能夠識別多點觸摸輸入和接近觸摸(proximity touch)輸入。因此，電容觸摸屏具有能用于各種應用的優(yōu)點。電容觸摸屏的例子包括使用互電容作為觸摸傳感器的互電容觸摸屏以及使用自電容作為觸摸傳感器的自電容觸摸屏。如圖1中所示，自電容觸摸屏向自電容Cp提供恒定電流，直到充入自電容Cp的電壓達到目標電壓Vth為止，且自電容觸摸屏在每一預定的時間段響應于比較器的輸出信號Fo導通或關斷開關SW，從而檢測是否進行了觸摸操作。然后，自電容觸摸屏比較充入自電容Cp的電壓達到目標電壓Vth所花費的時間與預先確定的臨界值。如圖2中所示，根據(jù)自電容觸摸屏內(nèi)部產(chǎn)生的振蕩時鐘對自電容Cp的充入電壓VCp達到目標電壓Vth所花費的時間計數(shù)。觸摸操作中所需的時間比非觸摸操作中所需的時間長。當所需的時間大于等于臨界值時，自電容觸摸屏確定當前感測的觸摸傳感器為與觸摸輸入位置對應的觸摸傳感器。
[0005]在現(xiàn)有技術的自電容觸摸屏中，感測靈敏度必須提高，從而提高用戶感受到的觸摸靈敏度并精確識別觸摸輸入軌跡或拖拽軌跡。然而，因為現(xiàn)有技術的自電容觸摸屏必然需要對高頻率的時鐘計數(shù)，從而提高感測靈敏度，所以功耗增加。此外，因為現(xiàn)有技術的自電容觸摸屏可在給定的時間段內(nèi)僅進行一次感測操作，所以小于自電容的手指電容的檢測能力降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的實施方式提供了一種能不使用高頻率的時鐘來提高觸摸檢測能力并實現(xiàn)低功耗的觸摸感測裝置。
[0007]在一個方面中，一種觸摸感測裝置包括:包括觸摸屏的顯示面板，在所述觸摸屏上形成有多個觸摸傳感器；包括至少一個感測單元的觸摸感測電路，所述至少一個感測單元以差分輸入方式接收在所述多個觸摸傳感器中的第一觸摸傳感器和與所述第一觸摸傳感器相鄰的第二觸摸傳感器的自電容信號，并檢測所述第一觸摸傳感器和第二觸摸傳感器的電容變化；和觸摸控制器，所述觸摸控制器配置成分析從所述觸摸感測電路接收的觸摸原始數(shù)據(jù)并計算觸摸輸入位置的坐標，其中所述至少一個感測單元產(chǎn)生與相鄰的第一觸摸傳感器和第二觸摸傳感器的電容之間的差對應的延遲，對產(chǎn)生的延遲進行計數(shù)，累加延遲的數(shù)量，將延遲的累加值轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生所述觸摸原始數(shù)據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]給本發(fā)明提供進一步理解并且并入本申請中組成本申請一部分的附圖圖解了本發(fā)明的實施方式，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中:
[0009]圖1和2圖解了在現(xiàn)有技術的自電容觸摸屏中用于檢測是否進行了觸摸操作的方法;
[0010]圖3到5圖解了根據(jù)本發(fā)明典型實施方式的觸摸屏和顯示面板的各種組合；
[0011]圖6是根據(jù)本發(fā)明典型實施方式的顯示裝置的框圖；
[0012]圖7是顯示圖6中所示的顯示面板的像素的等效電路圖；
[0013]圖8是顯示觸摸屏和顯示面板的時分驅(qū)動方法的垂直同步信號的波形圖；
[0014]圖9是電容觸摸屏的等效電路圖；
[0015]圖10圖解了觸摸屏的觸摸傳感器與觸摸感測電路的感測單元之間的關系；
[0016]圖11示意性圖解了在觸摸控制器與觸摸感測電路之間輸入和輸出的信號、以及觸摸感測電路的感測單元的內(nèi)部構造；
[0017]圖12A顯示了當沒有觸摸輸入時感測單元的時序圖；
[0018]圖12B顯示了當觸摸傳感器被觸摸時感測單元的時序圖；
[0019]圖13圖解了自電容信號的充電斜率根據(jù)觸摸輸入的變化；
[0020]圖14和15圖解了根據(jù)本發(fā)明典型實施方式的顯示裝置的整個感測操作；
[0021]圖16圖解了 V⑶L電路的構造的例子；
[0022]圖17圖解了根據(jù)點時鐘的時序圖的例子；
[0023]圖18圖解了延遲幅度根據(jù)電流變化的變化；以及
[0024]圖19圖解了現(xiàn)有技術和本發(fā)明典型實施方式的特性之間的對比。
【具體實施方式】
[0025]現(xiàn)在將詳細描述本發(fā)明的實施方式，附圖中圖解了這些實施方式的一些例子。盡可能地在整個附圖中使用相同的參考數(shù)字表示相同或相似的部件。應當注意，如果確定已知技術可能誤導本發(fā)明的實施方式，則將省略對這些已知技術的詳細描述。
[0026]可基于諸如液晶顯示器(IXD)、場發(fā)射顯示器(FED)、等離子體顯示面板(PDP)、有機發(fā)光顯示器和電泳顯示器(EPD )這樣的平板顯示器實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明典型實施方式的顯示裝置。在下面的描述中，將使用液晶顯示器作為平板顯示器的一個例子描述本發(fā)明的實施方式?？墒褂闷渌桨屣@示器。
[0027]與根據(jù)本發(fā)明實施方式的顯示裝置連接的觸摸屏可由通過多個電容傳感器感測觸摸輸入(或接近輸入)的電容觸摸屏實現(xiàn)。電容觸摸屏包括多個觸摸傳感器。當通過等效電路看時，每個觸摸傳感器可由自電容表示。觸摸屏可以以圖3到5中所示的各種構造形成在顯示裝置的顯示面板上。
[0028]如圖3中所示，根據(jù)本發(fā)明實施方式的觸摸屏TSP可貼附到顯示面板的上偏振板POLl?？蛇x擇地，如圖4中所示，觸摸屏TSP可形成在顯示面板的上偏振板POLl與上基板GLSl之間?？蛇x擇地，如圖5中所示，觸摸屏TSP的觸摸傳感器可內(nèi)置在顯示面板的像素陣列中并可通過線彼此連接。在圖3到5中，“PIX”表示像素的像素電極，“GLS1”表示下基板，“P0L2”表示下偏振板。
[0029]圖6是根據(jù)本發(fā)明實施方式的顯示裝置的框圖，圖7是顯示圖6中所示的顯示面板的像素的等效電路圖。
[0030]如圖6和7中所示，根據(jù)本發(fā)明實施方式的顯示裝置包括連接有觸摸屏TSP的顯示面板10、顯示驅(qū)動器、觸摸屏驅(qū)動器、主機系統(tǒng)50等。
[0031]顯示面板10包括下基板、上基板和形成在下基板與上基板之間的液晶層。可使用玻璃、塑料、膜等制造下基板和上基板。顯示面板10包括以矩陣形式布置的像素。顯示面板10的下基板包括數(shù)據(jù)線11、與數(shù)據(jù)線11正交的柵極線(或掃描線)12、形成在數(shù)據(jù)線11和柵極線12的交叉處的多個薄膜晶體管(TFT)、用于向像素充入數(shù)據(jù)電壓的多個像素電極
1、每個都與像素電極I連接并保持像素的電壓的多個存儲電容器等。通過根據(jù)提供給像素電極I的數(shù)據(jù)電壓與提供給公共電極2的公共電壓Vcom之間的電壓差產(chǎn)生的電場來驅(qū)動每個像素，由此調(diào)整由像素透射的入射光的量。每個TFT響應于來自柵極線12的柵極脈沖(或掃描脈沖)導通，由此向像素電極I提供來自數(shù)據(jù)線11的數(shù)據(jù)電壓。公共電極2可形成在顯示面板10的下基板或上基板上。
[0032]顯示面板10的上基板可包括黑矩陣、濾色器等。偏振板分別貼附到顯示面板10的上、下基板。在顯示面板10的上、下基板中接觸液晶的內(nèi)表面上分別形成有用于設定液晶的預傾角的取向?qū)印Ｔ陲@示面板10的上、下基板之間形成有襯墊料，以保持液晶單元的單元間隙恒定。觸摸屏TSP的觸摸傳感器以圖3到5中所示的各種構造形成在顯示面板10上。
[0033]顯示面板10可以以任何已知的液晶模式包括扭曲向列(TN)模式、垂直取向(VA)模式、面內(nèi)切換(IPS)模式、邊緣場切換(FFS)模式等實現(xiàn)。在顯示面板10的背面可設置背光單元。背光單元可由邊緣型背光單元和直下型背光單元之一構成并向顯示面板10提供光。
[0034]顯示驅(qū)動器包括數(shù)據(jù)驅(qū)動電路20、柵極驅(qū)動電路30和時序控制器40。顯示驅(qū)動器向顯示面板10的像素寫入輸入圖像的數(shù)據(jù)。
[0035]數(shù)據(jù)驅(qū)動電路20將從時序控制器40接收的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為正、負模擬伽馬補償電壓并產(chǎn)生數(shù)據(jù)電壓。然后，數(shù)據(jù)驅(qū)動電路20在時序控制器40的控制下向數(shù)據(jù)線11提供數(shù)據(jù)電壓并反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)電壓的極性。
[0036]柵極驅(qū)動電路30依次向柵極線12提供與數(shù)據(jù)電壓同步的柵極脈沖，并選擇將要被施加數(shù)據(jù)電壓的顯示面板10的水平像素行。
[0037]時序控制器40向數(shù)據(jù)驅(qū)動電路20提供從外部主機系統(tǒng)50接收的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。時序控制器40從主機系統(tǒng)50接收諸如垂直同步信號Vsync、水平同步信號Hsync、數(shù)據(jù)使能信號DE和點時鐘DCLK這樣的時序信號并產(chǎn)生用于控制數(shù)據(jù)驅(qū)動電路20和柵極驅(qū)動電路30的操作時序的時序控制信號。[0038]觸摸屏驅(qū)動器包括觸摸感測電路60和觸摸控制器70。
[0039]觸摸感測電路60檢測從觸摸屏TSP接收的觸摸傳感器的電容變化。如圖11中所示，觸摸感測電路60包括與觸摸傳感器連接的多個感測單元，從而檢測觸摸傳感器的電容變化。每個感測單元以差分輸入方式接收相鄰觸摸傳感器的自電容信號并檢測觸摸傳感器的電容變化。每個感測單元產(chǎn)生與相鄰觸摸傳感器的電容之間的差對應的延遲，并對產(chǎn)生的延遲計數(shù)。每個感測單元累加延遲的數(shù)量，然后將延遲的累加值轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)。每個感測單元將數(shù)字數(shù)據(jù)輸出至觸摸控制器70。數(shù)字數(shù)據(jù)可稱作觸摸原始數(shù)據(jù)。
[0040]觸摸控制器70產(chǎn)生用于控制觸摸感測電路60的操作的控制信號。觸摸控制器70執(zhí)行預先確定的觸摸識別算法，并分析從觸摸感測電路60接收的觸摸原始數(shù)據(jù)。因此，觸摸控制器70計算觸摸(或接近)輸入位置的坐標。觸摸控制器70將包括觸摸(或接近)輸入位置的坐標的觸摸報告數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C系統(tǒng)50。
[0041 ] 主機系統(tǒng)50可由導航系統(tǒng)、機頂盒、DVD播放器、藍光播放器、個人計算機(PC )、家庭影院系統(tǒng)、廣播接收機和電話系統(tǒng)之一實現(xiàn)。主機系統(tǒng)50使用縮放器將輸入圖像的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適于顯示面板10的分辨率的數(shù)據(jù)格式，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)和時序信號傳輸?shù)綍r序控制器40。
[0042]主機系統(tǒng)50調(diào)制隨輸入圖像的數(shù)據(jù)一起輸入的垂直同步信號Vsync，因而在一個幀周期內(nèi)可縮短顯示驅(qū)動周期并可確保觸摸屏驅(qū)動周期。如圖8中所示，主機系統(tǒng)50可將一個幀周期時分為顯示驅(qū)動周期Tl和觸摸屏驅(qū)動周期T2。在圖8中，垂直同步信號Vsync是定義一個幀周期的時序信號，其與輸入圖像數(shù)據(jù)同步并被輸入到主機系統(tǒng)50。調(diào)制后的垂直同步信號SYNC具有與輸入的垂直同步信號Vsync相同的頻率并具有比輸入的垂直同步信號Vsync大的占空比。
[0043]主機系統(tǒng)50在由調(diào)制后的垂直同步信號SYNC的第一邏輯電平定義的觸摸屏驅(qū)動周期T2期間啟動觸摸感測電路60，由此在觸摸屏驅(qū)動周期T2期間驅(qū)動觸摸屏驅(qū)動器。主機系統(tǒng)50在由調(diào)制后的垂直同步信號SYNC的第二邏輯電平定義的顯示驅(qū)動周期Tl期間向時序控制器40傳輸輸入圖像的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)和與數(shù)字視頻數(shù)據(jù)同步的時序信號，由此在顯示驅(qū)動周期Tl期間驅(qū)動顯示驅(qū)動器。因此，主機系統(tǒng)50向顯示面板10的像素陣列寫入輸入圖像數(shù)據(jù)。圖8顯示了調(diào)制后的垂直同步信號SYNC的第一邏輯電平和第二邏輯電平分別為低邏輯電平和高邏輯電平的例子。然而，本發(fā)明的實施方式并不限于此。例如，調(diào)制后的垂直同步信號SYNC的第一邏輯電平和第二邏輯電平可分別設為高邏輯電平和低邏輯電平。
[0044]主機系統(tǒng)50響應于從觸摸感測電路60接收的觸摸報告數(shù)據(jù)，運行與觸摸(或接近)輸入相關的應用。
[0045]圖9是電容觸摸屏TSP的等效電路圖。
[0046]如圖9中所示，電容觸摸屏TSP包括多個觸摸傳感器，每個觸摸傳感器包括電阻器R和用于形成自電容的電容器Cg，Cd和Co。電阻器R包括觸摸屏TSP和顯示面板10的線電阻和寄生電阻。電容器Cg是觸摸屏TSP的線與柵極線12之間的電容器，電容器Cd是觸摸屏TSP的線與數(shù)據(jù)線11之間的電容器。電容器Co是顯示面板10的除數(shù)據(jù)線11和柵極線12之外的其他組件與觸摸屏TSP的線之間的電容器。當通過向觸摸屏TSP的線施加恒定電流來對觸摸傳感器充電時，充入觸摸傳感器的電壓的波形被延遲了根據(jù)電阻器R和電容器Cg，Cd和Co而確定的時間常數(shù)Re。當使用導體或手指觸摸觸摸屏TSP時，由于電容器Cf，電容增加。因此，RC延遲進一步增加。因此，與非觸摸部分相比，從觸摸屏TSP的被觸摸部分輸入的自電容信號的斜率改變。
[0047]圖10圖解了觸摸屏TSP的觸摸傳感器與觸摸感測電路60的感測單元之間的關
系O
[0048]η個觸摸通道分別與觸摸屏TSP的η個觸摸傳感器連接。包括η個感測單元SSU的觸摸感測電路60通過η個觸摸通道接收η個自電容信號T [I]到T [η]。η個感測單元SSU分別與η個觸摸通道連接并接收η個自電容信號T[l]到Τ[η]。每個感測單元SSU不僅與連接到每個感測單元SSU的第一觸摸通道連接，而且還與鄰近于第一觸摸通道的第二觸摸通道連接。每個感測單元SSU差分地接收從第一觸摸通道接收的第一自電容信號和從第二觸摸通道接收的第二自電容信號。觸摸感測電路60檢測電容的變化和預定比特的觸摸原始數(shù)據(jù)Sout。
[0049]圖10中所示的每個觸摸傳感器包括由諸如氧化銦錫(ITO)這樣的透明導電材料形成的透明電極。在圖8中所示的觸摸屏驅(qū)動周期Τ2期間向觸摸傳感器的透明電極提供恒定電流，在圖8中所示的顯示驅(qū)動周期Tl期間向觸摸傳感器的透明電極提供圖7中所示的公共電壓Vcom。因而，每個透明電極用作像素的公共電極和觸摸傳感器的電極。每個透明電極具有比像素電極I的尺寸大的透明電極圖案，從而透明電極與多個像素電極I重疊并向多個像素提供公共電壓。
[0050]圖11示意性圖解了在觸摸控制器70與觸摸感測電路60之間輸入和輸出的信號、以及觸摸感測電路60的感測單元SSU的內(nèi)部構造。
[0051]如圖11中所示,觸摸感測電路60的每個感測單元SSU包括電荷泵單元601、電壓-電流轉(zhuǎn)換器602、電壓受控延遲線(VCTL)電路603和延遲檢測電路604。
[0052]電荷泵單元601響應于從觸摸控制器70接收的電流供給使能信號CP_EN，在每一預定的時間段不僅向與電荷泵單元601連接的第一觸摸傳感器提供恒定電流，而且還向與第一觸摸傳感器相鄰的第二觸摸傳感器提供恒定電流。電流供給使能信號CP_EN是向觸摸傳感器提供恒定電流的控制信號，由此在電流供給使能信號CP_EN的高周期(其表示提供恒定電流)期間對觸摸傳感器充電，在電流供給使能信號CP_EN的低周期期間將觸摸傳感器放電。電流供給使能信號CP_EN的高周期可與圖8中所示的觸摸屏驅(qū)動周期T2同步。
[0053]電壓-電流轉(zhuǎn)換器602具有差分輸入結構，以使用來自第一觸摸傳感器的第一自電容信號作為第一輸入，并使用來自第二觸摸傳感器的第二自電容信號作為第二輸入。電壓-電流轉(zhuǎn)換器602將第一自電容信號轉(zhuǎn)換為第一電流，并將第二自電容信號轉(zhuǎn)換為第二電流。然后，電壓-電流轉(zhuǎn)換器602獲得在觸摸操作之前和之后第一電流的變化量和第二電流的變化量。
[0054]V⑶L電路603響應于從觸摸控制器70接收的點時鐘DCLK，產(chǎn)生與第一和第二自電容信號的電容變化對應的延遲。點時鐘DCLK是用于產(chǎn)生延遲的輸入脈沖。在電流供給使能信號CP_EN的高周期期間可輸入N次點時鐘DCLK，其中N是正整數(shù)。因此，點時鐘DCLK可被感測N次。延遲的幅度根據(jù)由第一和第二電流的變化量控制的偏壓而變化。
[0055]延遲檢測電路604對延遲進行計數(shù)并累加延遲的數(shù)量。延遲檢測電路604將延遲的累加值轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)Sout [K:O]，并將數(shù)字數(shù)據(jù)Sout [K:O]輸出至觸摸控制器70。當?shù)谝挥|摸傳感器被觸摸時，第一電流的量減少。因此，延遲的幅度增加。結果，經(jīng)過內(nèi)部延遲單元的延遲的累加值減少。也就是說，被觸摸部分處的延遲的累加值與未被觸摸部分處的延遲的累加值不同。
[0056]圖12A顯示了當沒有觸摸輸入時感測單元SSU的時序圖，圖12B顯示了當輸出自電容信號τ[1]的觸摸傳感器被觸摸時感測單元SSU的時序圖。在圖12Α和12Β中，附到累加值的附加字符“d”表示十進制數(shù)。
[0057]如圖12A中所示，當沒有觸摸輸入時，從感測單元SSU輸出的延遲的累加值SO到Sn在所有觸摸通道中都相同。然而，當施加觸摸輸入時，與其他觸摸通道中延遲的累加值相t匕，其上被施加觸摸輸入的第一觸摸通道的累加值、以及與第一觸摸通道連接到相同感測單元的第二觸摸通道的累加值變化。例如，如圖12B中所示，當向輸出自電容信號T[l]的觸摸傳感器施加觸摸輸入時，第一觸摸通道中延遲的累加值SI和與第一觸摸通道相鄰的第二觸摸通道中延遲的累加值SO分別為“20d”和“40d”，它們與其他觸摸通道中延遲的累加值S2到Sn (即“30d”)不同。第一和第二觸摸通道以差分輸入與同一感測單元連接并彼此連接。因此，當?shù)谝缓偷诙|摸通道中的一個變化時，另一個觸摸通道也變化。
[0058]圖13圖解了自電容信號的充電斜率根據(jù)觸摸輸入的變化。由于觸摸輸入導致的電容增加，自電容信號的充電斜率減小。例如，如圖13的(A)中所示，假定在沒有觸摸輸入的狀態(tài)中，自電容信號T[l]的充電斜率大于自電容信號Τ[2]的充電斜率。在這種情形中，如圖13的(B)中所示，當向輸出自電容信號T [I]的觸摸傳感器施加觸摸輸入時，自電容信號T[l]的充電斜率可小于自電容信號Τ[2]的充電斜率。此外，如圖13中的(C)中所示，當向輸出自電容信號T[2]的觸摸傳感器施加觸摸輸入時，圖13的(C)中的自電容信號T[I]和Τ[2]的充電斜率之間的差可大于圖13的(A)中的自電容信號T[l]和Τ[2]的充電斜率之間的差。
[0059]圖14和15圖解了根據(jù)本發(fā)明實施方式的顯示裝置的整個感測操作。
[0060]如圖14中所示，根據(jù)本發(fā)明實施方式的顯示裝置響應于電流供給使能信號CP_EN，在每一預定的時間段向以差分輸入與同一感測單元連接并彼此連接的第一和第二觸摸傳感器Cpl和Cp2提供恒定電流。如圖15中所示，當向第一觸摸電容器Cpl施加觸摸輸入時，自電容信號T[I]的充電斜率小于沒有觸摸輸入時自電容信號T[I]的充電斜率。結果，電壓-電流轉(zhuǎn)換器602的第一電流Ip減小，電壓-電流轉(zhuǎn)換器602的第二電流In被保持。V⑶L電路603的第一偏壓VCP根據(jù)第一電流IP而變化，V⑶L電路603的第二偏壓VCN根據(jù)第二電流In而變化。當?shù)谝浑娏鱅p由于第一和第二偏壓VCP和VCN的變化而減小時，延遲幅度增加。結果，如圖15中所示，用于決定是否施加觸摸輸入的延遲的累加值從“40d”減小到“30d”。
[0061]圖16圖解了 V⑶L電路603的構造的例子。圖17圖解了根據(jù)點時鐘DCLK的時序圖的例子。圖18圖解了延遲幅度根據(jù)電流變化的變化。
[0062]如圖16和17中所示，從VCDL電路603輸出信號D [I]到D [4]，其中信號D [I]到D[4]根據(jù)點時鐘DCLK而被延遲均勻的幅度。如圖18中所示，當圖16中所示的第一電流Ip減小時，延遲的幅度(即圖17中所示的延遲寬度1EA)增加。因此，點時鐘DCLK經(jīng)過的延遲的累加值可在同一點時鐘DCLK的高周期期間變化。例如，假定點時鐘DCLK的高周期為IOOns0當?shù)谝浑娏鱅p為10 μ s時，延遲的幅度為4.3，延遲的累加值為23 (= 100/4.3)。此外，當?shù)谝浑娏鱅p為8μ s時，延遲的幅度為5.5，延遲的累加值為18 (= 100/5.5)。
[0063]圖19圖解了現(xiàn)有技術和本發(fā)明實施方式的特性之間的對比。
[0064]如圖19中所示，現(xiàn)有技術必然需要對高頻率的時鐘計數(shù)從而提高感測靈敏度，因而具有功耗增加的問題。此外，因為現(xiàn)有技術在給定的時間段內(nèi)僅能夠進行一次感測操作，所以小于自電容的手指電容的檢測能力降低。因此，感測靈敏度降低。
[0065]另一方面，因為本發(fā)明的實施方式能夠使用低頻率的點時鐘通過延遲的累加值找出相鄰自電容信號之間的差，所以可減小感測操作中所需的電力。此外，本發(fā)明的實施方式對于給定的時間段(即電流供給使能信號CP_EN的高周期)輸入多次點時鐘，因而可進行多次感測操作。因此，本發(fā)明的實施方式可提高小于自電容的手指電容的檢測能力并可提高感測靈敏度。
[0066]此外，本發(fā)明的實施方式不僅可應用于僅識別一個觸摸點的單觸摸方式，而且還可應用于能同時識別多個觸摸點的多觸摸方式。因為與單觸摸方式相比，多觸摸方式進一步實現(xiàn)低功耗和感測靈敏度的提高，所以本發(fā)明的實施方式在多觸摸方式中顯示出更強的效果。
[0067]盡管參考多個示例性的實施方式描述了本發(fā)明，但應當理解，本領域技術人員能設計出多個其他修改例和實施方式，這落在本發(fā)明的原理的范圍內(nèi)。更具體地說，在說明書、附圖和所附權利要求書的范圍內(nèi)，在主題組合構造的組成部件和/或配置中可進行各種變化和修改。除了組成部件和/或配置中的變化和修改之外，替代使用對于本領域技術人員來說也將是顯而易見的。
【權利要求】
1.一種觸摸感測裝置，包括: 包括觸摸屏的顯示面板，在所述觸摸屏上形成有多個觸摸傳感器； 包括至少一個感測單元的觸摸感測電路，所述至少一個感測單元以差分輸入方式接收在所述多個觸摸傳感器中的第一觸摸傳感器和與所述第一觸摸傳感器相鄰的第二觸摸傳感器的自電容信號，并檢測所述第一觸摸傳感器和第二觸摸傳感器的電容變化；和 觸摸控制器，所述觸摸控制器配置成分析從所述觸摸感測電路接收的觸摸原始數(shù)據(jù)并計算觸摸輸入位置的坐標， 其中所述至少一個感測單元產(chǎn)生與相鄰的第一觸摸傳感器和第二觸摸傳感器的電容之間的差對應的延遲，對產(chǎn)生的延遲進行計數(shù)，累加延遲的數(shù)量，將延遲的累加值轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生所述觸摸原始數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的觸摸感測裝置，其中所述感測單元包括: 電荷泵單元，所述電荷泵單元配置成響應于從所述觸摸控制器接收的電流供給使能信號，在每一預定的時間段向所述第一觸摸傳感器和第二觸摸傳感器提供恒定電流； 電壓-電流轉(zhuǎn)換器，所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器配置成具有差分輸入結構，其中來自所述第一觸摸傳感器的第一自電容信號被用作第一輸入，來自所述第二觸摸傳感器的第二自電容信號被用作第二輸入，所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器將所述第一自電容信號轉(zhuǎn)換為第一電流，將所述第二自電容信號轉(zhuǎn)換為第二電流； 電壓受控延遲線(VCDL)電路，所述VCDL電路配置成響應于從所述觸摸傳感器接收的點時鐘，產(chǎn)生與所述第一自電容信號和第二自電容信號的電容變化對應的延遲；和 延遲檢測電路，所述延遲檢測電路配置成對所產(chǎn)生的延遲進行計數(shù)，累加延遲的數(shù)量，并將延遲的累加值轉(zhuǎn)換為所述數(shù)字數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權利要求2所述的觸摸感測裝置，其中延遲的幅度根據(jù)由所述第一電流和第二電流的變化量控制的VCDL電路的偏壓而變化。
4.根據(jù)權利要求2所述的觸摸感測裝置，其中在電流供給使能信號的高周期期間輸入N次所述點時鐘，其中N是正整數(shù)，所述高周期表示提供所述恒定電流。
5.根據(jù)權利要求4所述的觸摸感測裝置，其中一個幀周期被時分為顯示驅(qū)動周期和觸摸屏驅(qū)動周期，其中在所述顯示驅(qū)動周期中在該顯示面板上顯示圖像，在該觸摸屏驅(qū)動周期中驅(qū)動所述觸摸屏， 其中所述電流供給使能信號的所述高周期與所述觸摸屏驅(qū)動周期同步。
【文檔編號】G06F3/044GK103902119SQ201310646994
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權日:2012年12月24日
【發(fā)明者】曹榮佑 申請人:樂金顯示有限公司