觸摸屏驅(qū)動設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種觸摸屏驅(qū)動設(shè)備，所述觸摸屏驅(qū)動設(shè)備包括：觸摸屏，所述觸摸屏包括相鄰的第一Tx通道和第二Tx通道、與所述第一Tx通道和所述第二Tx通道交叉的Rx通道、形成在所述第一Tx通道與所述Rx通道的交叉點處的第一傳感器電容器以及形成在所述第二Tx通道與所述Rx通道的交叉點處的第二傳感器電容器；Tx驅(qū)動電路，所述Tx驅(qū)動電路將第一相位的Tx驅(qū)動信號提供給所述第一Tx通道并且將第二相位的Tx驅(qū)動信號提供給所述第二Tx通道，所述第二相位是所述第一相位的反相；以及積分器，所述積分器被配置為通過所述Rx通道接收所述第一傳感器電容器的第一電壓與所述第二傳感器電容器的第二電壓之間的電壓差并且多次累積接收到的電壓差。
【專利說明】觸摸屏驅(qū)動設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施方式涉及一種觸摸屏驅(qū)動設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]用戶界面(UI)被配置為使得用戶能夠與各種電子設(shè)備通信因而能夠按照他們的期望容易且舒服地控制電子設(shè)備。用戶界面的示例包括小鍵盤、鍵盤、鼠標、屏幕上顯示器(OSD)和具有紅外通信功能或射頻(RF)通信功能的遙控器。用戶界面技術(shù)不斷拓展以增加用戶的感性和操作便利性。用戶界面近來已經(jīng)發(fā)展為包括觸摸U1、語音識別n、3D Π等。
[0003]近來，觸摸Π已經(jīng)在便攜式信息設(shè)備中使用并且已經(jīng)拓展到家電的使用?；ル娙菔接|摸屏近來已被視為用于實現(xiàn)觸摸Π的觸摸屏的示例?；ル娙菔接|摸屏能夠感測接近輸入及觸摸輸入，并且還能夠識別相應(yīng)的多點觸摸(或多點接近)輸入。
[0004]互電容式觸摸屏包括Tx通道(channel)、與Tx通道交叉的Rx通道和形成在Tx通道與Rx通道的交叉點處的傳感器電容器。每個傳感器電容器都具有互電容。觸摸屏驅(qū)動設(shè)備在觸摸操作之前或之后感測被充電至傳感器電容的電壓的改變，并且使用導電材料來決定是否存在觸摸(或接近)輸入。進一步地，當存在觸摸輸入時，觸摸屏驅(qū)動設(shè)備找到觸摸輸入的位置。為了感測被充電至傳感器電容的電壓，Tx驅(qū)動電路將驅(qū)動信號施加到Tx通道，并且Rx驅(qū)動電路與驅(qū)動信號同步地對傳感器電容器的電壓的較小改變進行采樣并且執(zhí)行模擬-到-數(shù)字轉(zhuǎn)換。
[0005]—般而言，減小觸摸數(shù)據(jù)的信號噪聲比(SNR:signal-to_noise rat1)的因子的示例包括取決于通道的排列和觸摸屏的結(jié)構(gòu)特性的通道噪聲和外部噪聲。外部噪聲的示例包括浮體、3波長噪聲和電荷噪聲。通道噪聲的示例包括輸入信號的高頻噪聲/低頻噪聲、通道DC偏置和通道之間的干擾噪聲。
[0006]在各種結(jié)構(gòu)的觸摸屏中，通道的觸摸數(shù)據(jù)之間的偏差由不同的電阻器參數(shù)和不同的電容器參數(shù)生成。即使在同一觸摸屏中，輸入到觸摸集成電路(IC)的觸摸數(shù)據(jù)之間的偏差也是由取決于位置的外部環(huán)境(例如，PCB布線、外部噪聲等)的影響的的變化和電阻器參數(shù)與電容器參數(shù)的變化來生成的。偏差減小了觸摸數(shù)據(jù)的信號噪聲比并且因此減小了觸摸可靠性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的實施方式提供一種觸摸屏驅(qū)動設(shè)備，其能夠通過增加觸摸數(shù)據(jù)的信號噪聲比(SNR)來提高觸摸可靠性。
[0008]在一個方面中，提供了一種觸摸屏驅(qū)動設(shè)備，所述觸摸屏驅(qū)動設(shè)備包括:觸摸屏，所述觸摸屏包括第一 Tx通道、與所述第一 Tx通道相鄰的第二 Tx通道、與所述第一 Tx通道和所述第二 Tx通道交叉的Rx通道、形成在所述第一 Tx通道與所述Rx通道的交叉點處的第一傳感器電容器以及形成在所述第二 Tx通道與所述Rx通道的交叉點處的第二傳感器電容器；Tx驅(qū)動電路，所述Tx驅(qū)動電路被配置為將第一相位的Tx驅(qū)動信號提供給所述第一Tx通道并且將第二相位的Tx驅(qū)動信號提供給所述第二 Tx通道，所述第二相位是所述第一相位的反相；以及積分器，所述積分器被配置為通過所述Rx通道接收所述第一傳感器電容器的所述第一電壓與所述第二傳感器電容器的所述第二電壓之間的電壓差并且并且多次累積接收到的電壓差，所述第一傳感器電容器的所述第一電壓來自所述第一相位的所述Tx驅(qū)動信號，所述第二傳感器電容器的所述第二電壓來自所述第二相位的所述Tx驅(qū)動信號。
[0009]所述Tx驅(qū)動電路將反相的所述Tx驅(qū)動信號同時提供給所述第一 Tx通道和所述第二 Tx通道。
[0010]所述積分器實現(xiàn)為僅通過兩個輸入端中的一個接收所述電壓差的單一型積分器。
[0011]所述積分器包括:運算放大器，所述運算放大器具有接收所述電壓差的反相輸入端、連接到地電平電壓源的非反相輸入端和累積的電壓差被輸出到的輸出端；以及采樣電容器，所述采樣電容器連接在所述運算放大器的所述反相輸入端與所述輸出端之間并且累積所述電壓差。
[0012]所述觸摸屏驅(qū)動設(shè)備還包括有源濾波器，所述有源濾波器連接在所述Rx通道與所述積分器之間，過濾通過所述Rx通道輸入的所述電壓差，并且將過濾后的電壓差輸出到所述積分器。
[0013]所述有源濾波器包括:運算放大器，所述運算放大器具有接收所述電壓差的反相輸入端、連接到地電平電壓源的非反相輸入端和過濾后的電壓差被輸入到的輸出端；以及反饋電阻器和反饋電容器，所述反饋電阻器和所述反饋電容器在所述運算放大器的所述反相輸入端與所述輸出端之間彼此并聯(lián)連接。
[0014]通過調(diào)節(jié)所述反饋電阻器和所述反饋電容器中的每一個的系數(shù)來調(diào)節(jié)所述有源濾波器的噪聲頻率。
[0015]所述觸摸屏驅(qū)動設(shè)備還包括:模擬-到-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，所述模擬-到-數(shù)字轉(zhuǎn)換器被配置為將累積的電壓差轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)；以及觸摸控制器，所述觸摸控制器被配置為使用之前確定的觸摸識別算法來分析所述數(shù)字數(shù)據(jù)并且輸出包括觸摸位置的坐標信息的觸摸數(shù)據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]附圖被包括以提供對本發(fā)明的進一步理解，并且被并入本申請且構(gòu)成本申請的一部分，附圖例示了本發(fā)明的實施方式，并且與說明書一起用于說明本發(fā)明的原理。在附圖中:
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的顯示設(shè)備的框圖；
[0018]圖2示出圖1所示的觸摸屏驅(qū)動設(shè)備；
[0019]圖3至圖5例示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的觸摸屏和顯示面板的各種組合；
[0020]圖6示出反相的Tx驅(qū)動信號被提供到形成在觸摸屏上的Tx通道和Rx通道的交叉點處的傳感器電容和相鄰的Tx通道；
[0021]圖7詳細地示出Tx驅(qū)動信號的驅(qū)動波形；
[0022]圖8示出觸摸屏和用于增加觸摸數(shù)據(jù)的信號噪聲比(SNR)的Rx驅(qū)動電路的詳細配置；以及
[0023]圖9例示圖8所示的一個感測單元。

【具體實施方式】
[0024]現(xiàn)在將詳細參考本發(fā)明的實施方式，在附圖中例示了這些實施方式的示例。在可能的情況下，將使用相同的附圖標記貫穿附圖來指代相同或相似的部分。應(yīng)當注意的是，如果確定已知技術(shù)能夠誤導本發(fā)明的實施方式，則將省略該已知技術(shù)的詳細描述。在下面的描述中，Tx通道可以用作Tx線路(line)，并且Rx通道可以用作Rx線路。
[0025]圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的顯示設(shè)備的框圖。圖2示出圖1所示的觸摸屏驅(qū)動設(shè)備。圖3至圖5例示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的觸摸屏和顯示面板的各種組合。
[0026]如圖1至圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的顯示設(shè)備包括:顯示面板DIS、顯示驅(qū)動電路、定時控制器20、觸摸屏TSP、觸摸屏驅(qū)動電路、觸摸控制器30等等。顯示設(shè)備的所有部件都可以可操作地耦接及配置。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的實施方式的顯示設(shè)備可以基于平板顯示器來實現(xiàn)，諸如液晶顯示器(IXD)、場致發(fā)射顯示器(FED)、等離子體顯示面板(PDP)、有機發(fā)光顯示器以及電泳顯示器(EPD)。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)明的實施方式?？梢允褂闷渌桨屣@示器。
[0028]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的下基板GLS2包括:多個數(shù)據(jù)線Dl至Dm(其中m是自然數(shù))、與數(shù)據(jù)線Dl至Dm交叉的多個選通線(或掃描線)Gl至Gn (其中η是自然數(shù))、形成在數(shù)據(jù)線Dl至Dm和選通線Gl至Gn的交叉點處的多個薄膜晶體管(TFT)、用于使液晶單元充電至數(shù)據(jù)電壓的多個像素電極、多個存儲電容器等等，所述多個存儲電容器中的每一個都連接到像素電極并且保持液晶單元的電壓。
[0029]顯示面板DIS的像素分別形成在由數(shù)據(jù)線Dl至Dm和選通線Gl至Gn限定的像素區(qū)中，并且以矩陣形式排列?；谔峁┑较袼仉姌O的數(shù)據(jù)電壓和提供到公共電極的公共電壓之間的差值所生成的電場來驅(qū)動每個像素的液晶單元，由此調(diào)節(jié)由液晶單元發(fā)射的入射光的量。TFT響應(yīng)于來自選通線Gl至Gn的選通脈沖(或掃描脈沖)導通，由此將來自數(shù)據(jù)線Dl至Dm的數(shù)據(jù)電壓提供給液晶單元的像素電極。
[0030]顯不面板DIS的上基板GLSl可以包括黑底、濾色器等。顯不面板DIS的下基板GLS2可以以COT (TFT上濾色器)結(jié)構(gòu)來配置。在該結(jié)構(gòu)中，黑底和濾色器可以形成在顯示面板DIS的下基板GLS2上。
[0031]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。在顯示面板DIS的上基板GLSl和下基板GLS2中，用于設(shè)置液晶的預(yù)傾斜角的配向?qū)臃謩e形成在接觸液晶的內(nèi)表面上。柱狀間隔件形成在顯示面板DIS的上基板GLSl和下基板GLS2之間以保持液晶單元的單元間隙恒定。
[0032]背光單元可以被布置在顯示面板DIS的后表面上。背光單元可以被配置為邊緣型背光單元和直下型背光單元的一種以向顯示面板DIS提供光。顯示面板DIS可以以包括扭曲向列(TN)模式、垂直配向(VA)模式、面內(nèi)切換(IPS)模式、邊緣場切換(FFS)模式等等的任何已知模式來實現(xiàn)。
[0033]顯示驅(qū)動電路包括數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12和掃描驅(qū)動電路14。顯示驅(qū)動電路將輸入圖像的視頻數(shù)據(jù)電壓施加至顯示面板DIS的像素。數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12將從定時控制器20接收到的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB轉(zhuǎn)換成正負模擬伽瑪補償電壓并且輸出該數(shù)據(jù)電壓。然后，數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12將數(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順序地提供給選通線Gl至Gn，并且選擇數(shù)據(jù)電壓將要被施加至的顯示面板DIS。
[0034]定時控制器20從外部主機系統(tǒng)接收定時信號，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和主時鐘MCLK。定時控制器20使用定時信號生成數(shù)據(jù)定時控制信號和掃描定時控制信號，所述數(shù)據(jù)定時控制信號和掃描定時控制信號用于分別控制數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12和掃描驅(qū)動電路14的操作定時。數(shù)據(jù)定時控制信號包括源采樣時鐘SSC、源輸出使能信號S0E、極性控制信號POL等。掃描定時控制信號包括選通起始脈沖GSP、選通移位時鐘GSC、選通輸出使能信號GOE等。
[0035]如圖3所示，觸摸屏TSP可以附接在顯示面板DIS的上偏光板POLl上。另選地，如圖4所示，觸摸屏TSP可以形成在上偏光板POLl與上基板GLSl之間。另選地，如圖5所示，在單元內(nèi)型(in-cell type)中，觸摸屏TSP的傳感器電容器(sensor capacitor)TSCAP (參照圖2)可以與顯示面板DIS的像素陣列一起形成在下基板GLS2上。在圖3至圖5中，‘PIX’表示液晶單元的像素電極。
[0036]觸摸屏TSP包括:Tx通道Tl至Tj (其中j是小于η的正整數(shù))、與Tx通道Tl至Tj交叉的Rx通道Rl至Ri (其中i是小于m的正整數(shù))以及形成在Tx通道Tl至Tj與Rx通道Rl至Ri的交叉點處的i X j個傳感器電容器TSCAP。
[0037]觸摸屏驅(qū)動電路包括Tx驅(qū)動電路32和Rx驅(qū)動電路34。觸摸屏驅(qū)動電路將驅(qū)動信號提供給Tx通道Tl至Tj，通過Rx通道Rl至Ri感測電容器傳感器TSCAP的電壓，并且將感測到的電容器傳感器TSCAP的電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)。Tx驅(qū)動電路32和Rx驅(qū)動電路34可以集成在一個讀取集成電路(ROIC)中。
[0038]Tx驅(qū)動電路32響應(yīng)于從觸摸控制器30接收到的Tx設(shè)立信號SUTx來設(shè)置Tx通道，并且將驅(qū)動信號提供給所設(shè)置的Tx通道Tl至Tj。如果j個傳感器電容器TSCAP連接到一個Tx通道，則驅(qū)動信號可以先后提供給一個Tx通道j次，并且然后可以按照同樣的方式先后提供給下一個Tx通道j次。
[0039]Rx驅(qū)動電路34響應(yīng)于從觸摸控制器30接收到的Rx設(shè)立信號SURx來設(shè)置Rx通道(其將接收傳感器電容器TSCAP的電壓)，并且通過所設(shè)置的Rx通道Rl至Ri來接收傳感器電容器TSCAP的電壓。
[0040]具體地，Tx驅(qū)動電路32將反相的Tx驅(qū)動信號同時提供給每兩個相鄰的Tx通道，從而增加觸摸數(shù)據(jù)的信號噪聲比(SNR)。此外，Rx驅(qū)動電路34接收第一傳感器電容器TSCAP與第二傳感器電容器TSCAP之間的電壓差，并且多次累積電壓差，從而增加觸摸數(shù)據(jù)的信號噪聲比(SNR),第一傳感器電容器TSCAP接收第一相位(first phase)的Tx驅(qū)動信號,第二傳感器電容器TSCAP接收第二相位的Tx驅(qū)動信號。
[0041]Rx驅(qū)動電路34將累積的電壓差轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)(B卩，觸摸原始數(shù)據(jù))并且將該觸摸原始數(shù)據(jù)發(fā)送給觸摸控制器30。
[0042]觸摸控制器30通過接口連接到Tx驅(qū)動電路32和Rx驅(qū)動電路34，所述接口諸如是I2C總線、串行外設(shè)接口(SPI)以及系統(tǒng)總線。觸摸控制器30將Tx設(shè)立信號SUTx提供給Tx驅(qū)動電路32，并且設(shè)置驅(qū)動信號STx將被輸出到的Tx通道。此外，觸摸控制器30將Rx設(shè)立信號SURx提供給Rx驅(qū)動電路34并且選擇其中傳感器電容器TSCAP的電壓將被讀取的Rx通道。觸摸控制器30將Rx采樣時鐘SRx提供給嵌入在Rx驅(qū)動電路34中的積分器并且控制積分器的操作。因此，傳感器電容器TSCAP電壓采樣控制被控制。
[0043]此外，觸摸控制器30將模擬-到-數(shù)字轉(zhuǎn)換時鐘提供給嵌入在Rx驅(qū)動電路34中的模擬-到-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)，由此控制ADC的操作定時。
[0044]觸摸控制器30使用之前確定的觸摸識別算法來分析從Rx驅(qū)動電路34接收的觸摸原始數(shù)據(jù)。觸摸控制器30估計等于或者單元預(yù)定值的觸摸原始數(shù)據(jù)的坐標，并且輸出包括坐標信息的觸摸數(shù)據(jù)HIDxy。從觸摸控制器30輸出的觸摸數(shù)據(jù)HIDxy被發(fā)送給外部主機系統(tǒng)。觸摸控制器30可以實現(xiàn)為微控制器單兀(MCU)。
[0045]主機系統(tǒng)可以連接到外部視頻源設(shè)備，并且可以從外部視頻源設(shè)備接收圖像數(shù)據(jù)，所述外部視頻源設(shè)備例如是導航系統(tǒng)、機頂盒、DVD播放機、藍光播放機、個人電腦(PC)、家庭影院系統(tǒng)、廣播接收器和電話系統(tǒng)。主機系統(tǒng)包括片上系統(tǒng)(SoC)并且將從外部視頻源設(shè)備接收到的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合于在顯示面板DIS上顯示的格式，該片上系統(tǒng)包括定標器。此外，主機系統(tǒng)運行與從觸摸控制器30接收到的觸摸數(shù)據(jù)的坐標相關(guān)聯(lián)的應(yīng)用。
[0046]圖6示出反相的Tx驅(qū)動信號被提供到形成在觸摸屏上的Tx通道和Rx通道的交叉點處的傳感器電容和相鄰的Tx通道。圖7詳細地示出Tx驅(qū)動信號的驅(qū)動波形。
[0047]圖6所述的觸摸屏包括Tx通道Txl至Txj、Rx通道Rxl至Rxi以及分別形成在Tx通道Txl至Txj和Rx通道Rxl至Rxi的交叉點處的傳感器電容器。每個傳感器電容器都具有互電容。存儲在傳感器電容器中的電壓與Tx驅(qū)動信號的振幅成比例地增加。當傳感器電容器的電壓通過增加Tx驅(qū)動信號的振幅而增加時，累積在積分器中的電荷的量增加。因此，有利于增加觸摸數(shù)據(jù)的信號噪聲比。然而，因為積分器的輸出能力范圍是有限的，所以當Tx驅(qū)動信號的振幅過度增加時，所累積的電壓超過了積分器的輸出能力范圍。因此，產(chǎn)生了累積電壓的飽和的問題。本發(fā)明的實施方式施加反相的Tx驅(qū)動信號STx和STx_B，使得積分器不從傳感器電容器單獨接收電壓并且接收相鄰的傳感器電容器之間的電壓差，從而克服了所述問題。即，本發(fā)明的實施方式將Tx驅(qū)動信號STx和STx_B同時提供給分別連接到相鄰的傳感器電容器的2個Tx通道，所述Tx驅(qū)動信號STx和STx_B具有相同的幅度并且是反相的。此外，本發(fā)明的實施方式通過與2個Tx通道交叉的Rx通道接收相鄰的傳感器電容器之間的電壓差，所述2個Tx通道接收反相的Tx驅(qū)動信號STx和STx_B。
[0048]如圖7所示，可以將反相的Tx驅(qū)動信號STx和STx_B同時提供每兩個相鄰的Tx通道。除了圖7所示的方波之外，反相的Tx驅(qū)動信號STx和STx_B可以實現(xiàn)為正弦波、三角波等?？梢詫⒎聪嗟腡x驅(qū)動信號STx和STx_B多次提供給兩個相鄰的Tx通道，使得在積分器中累積相鄰的傳感器電容器之間的電壓差。
[0049]圖8示出觸摸屏和用于增加觸摸數(shù)據(jù)的信號噪聲比(SNR)的Rx驅(qū)動電路的詳細配置。圖9例示圖8所示的一個感測單元的操作。
[0050]如圖8和圖9所示，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸摸屏驅(qū)動設(shè)備包括多個感測單元。從個感測單元輸出的輸出電壓V (N)和V (N’)通過復用器選擇性地輸入到ADC并且通過ADC被轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)。
[0051]下面描述一個感測單元的詳細配置。
[0052]在觸摸屏TSP上，形成相鄰的第一 Tx通道Tx (a)和第二 Tx通道Tx(a+1)、與第一Tx通道Tx (a)和第二 Tx通道Tx (a+1)交叉的Rx通道Rx (N)、形成在第一 Tx通道Tx (a)和Rx通道Rx(N)的交叉點處的第一傳感器電容器CM (a)，以及形成在第二 Tx通道Tx(a+1)和Rx通道Rx(N)的交叉點處的第二傳感器電容器CM(a+l)。在觸摸屏TSP中，“Ctx(a) ”表示第一 Tx通道Tx (a)的寄生電容，“Ctx(a+l) ”表示第二 Tx通道Tx(a+1)的寄生電容，“Rtx(a) ”表示Tx通道Tx(a)的負載電阻,“Rtx (a+1) ”表示第二 Tx通道Tx (a+1)的負載電阻，“Crx (N) ”表示Rx通道Rx (N)的寄生電容，“Rrx (N) ”表示Rx通道Rx (N)的負載電阻，并且“VC0M”表示公共電壓被施加到的公共電極。
[0053]Rx驅(qū)動電路34包括積分器342 (N)，其用于累積第一傳感器電容器CM (a)與第二傳感器電容器CM(a+l)之間的電壓差。積分器342 (N)通過Rx通道Rx(N)接收第一傳感器電容器CM(a)的第一電壓(由第一相位的Tx驅(qū)動信號STx導致)與第二傳感器電容器CM (a+1)的第二電壓(由第二相位的Tx驅(qū)動信號STx_B導致)之間的電壓差，并且多次累積接收到的電壓差。
[0054]為此，積分器342 (N)包括運算放大器AP(N)，其具有接收電壓差的反相輸入端(_)、連接到地電平電壓源GND的非反相輸入端⑴和累積的電壓差被輸出到的輸出端。采樣電容器Cs被連接在運算放大器AP (N)的反相輸入端(_)與輸出端之間并且累積電壓差，所述電壓差重復輸入多次。用于初始化采樣電容器Cs的復位開關(guān)還連接在運算放大器AP(N)的反相輸入端㈠與輸出端之間。
[0055]積分器342(N)還包括位于運算放大器AP(N)輸入端和輸出端中的每一端的斬波器調(diào)制器(由具有X字形的框表示)。因此，積分器342 (N)可以根據(jù)非交疊時鐘相位與來自運算放大器AP(N)的兩端的輸入交叉耦合，并且可以抵消上加載在電壓差上的公共噪聲和高頻噪聲。
[0056]因為根據(jù)本發(fā)明的實施方式的積分器342(N)實現(xiàn)為僅通過兩個輸入端(+)和(_)中的一個接收電壓差的單一型積分器，所以可以容易地解決關(guān)于積分器的輸出能力范圍飽和的問題，同時最小化Rx驅(qū)動電路34的尺寸。
[0057]當觸摸屏TSP的傳感器電容器形成為如圖5所示的單元內(nèi)型時，在顯示面板DIS的像素陣列內(nèi)部形成多個觸摸電極線(即，Tx通道和Rx通道)。因此，在噪聲方面，圖5所示的配置比圖3和圖4所示的配置更弱。單元內(nèi)型觸摸屏TSP上的觸摸電極線(B卩，Tx通道和Rx通道)通過非期望的寄生電容與像素陣列的信號線(即，數(shù)據(jù)線和選通線)耦合。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，由于通過寄生電容在RX通道中反映(reflected)Tx驅(qū)動信號，因此公共噪聲和積分器的輸出能力范圍飽和的問題很嚴重。因此，現(xiàn)有技術(shù)在積分器之前進一步包括單獨的電荷抑制電路并且因此解決上述問題。然而，電荷抑制電路導致成本和觸摸屏驅(qū)動器的電路設(shè)計的尺寸增加的副作用。因為本發(fā)明的實施方式通過Rx通道將反相的Tx驅(qū)動信號之間的電壓差發(fā)送給積分器，所以本發(fā)明的實施方式可以有效地解決公共噪聲和飽和的問題，而無需現(xiàn)有技術(shù)的電荷抑制電路。
[0058]此外，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的Rx驅(qū)動電路34還包括有源濾波器341 (N)，從而過濾從Rx通道Rx(N)接收到的電壓差。有源濾波器341 (N)連接在Rx通道Rx(N)與積分器342(N)之間。有源濾波器341 (N)過濾從Rx通道Rx(N)接收到的電壓差，以去除加載在電壓差上的噪聲，并且然后將過濾后的電壓差提供給積分器342 (N)。有源濾波器341 (N)在噪聲方面弱的圖5所示的單元內(nèi)型中更加有效地使用。這是因為在圖5所示的單元內(nèi)型中，寄生電容非常大，傳感器電容器的電壓改變量非常小，并且圖5所示的單元內(nèi)型在顯示噪聲方面很弱。
[0059]有源濾波器341 (N)包括運算放大器AP(N),其具有接收電壓差的反相輸入端㈠、連接到地電平電壓源GND的非反相輸入端⑴和過濾后的電壓差被輸入到的輸出端。反饋電阻器Rf和反饋電容器Cf在運算放大器AP (N)的反相輸入端㈠與輸出端之間彼此并聯(lián)連接。在本發(fā)明的實施方式中，反饋電阻器Rf和反饋電容器Cf用作與Rx通道Rx(N)的負載電阻Rrx(N) —起確定有源濾波器341 (N)的增益Vn/Vi的因子。有源濾波器341 (N)的增益Vn/Vi由{-(Rrx(N)/Rf) X (I /(Ι+sRfCf))}確定。有源濾波器341 (N)的輸出帶寬由Cf、Rf^PRrx(N)確定，并且因此確定輸入到積分器的信號的振幅。具體地，因子Cf和Rf的系數(shù)可以可變地設(shè)計，使得有源濾波器341 (N)的輸出帶寬和噪聲頻率可以被調(diào)節(jié)。為此，可以將反饋電阻器Rf和反饋電容器Cf選擇為可變元件。有源濾波器341 (N)可以通過調(diào)節(jié)噪聲頻率容易地去除低頻噪聲。
[0060]如上所述，本發(fā)明的實施方式將反相的驅(qū)動信號同時施加到相鄰的Tx通道，接收由相鄰的Tx通道和與該相鄰的Tx通道交叉的Rx通道形成的傳感器電容器之間的電壓差，并且累積所述電壓差，由此減小各種噪聲的影響并且增加了觸摸數(shù)據(jù)的信號噪聲比。因此，可以大大提高觸摸可靠性。本發(fā)明的實施方式包括單一型積分器，由此容易地解決關(guān)于積分器的輸出能力范圍飽和的問題，同時最小化Rx驅(qū)動電路34的尺寸。
[0061]此外，本發(fā)明的實施方式包括有源濾波器，該有源濾波器在于積分器中累積從Rx通道接收到的電壓差之前去除了被包括在電壓差中的噪聲，并且設(shè)計了反饋電阻器和反饋電容器使得有源濾波器的系數(shù)能夠被調(diào)節(jié)。因此，輸入到積分器的信號的振幅可以被自由地調(diào)節(jié)。
[0062]雖然已經(jīng)參考本發(fā)明的多個示例性實施方式描述了實施方式，但是應(yīng)理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到很多其它的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落入本公開的原理的范圍內(nèi)。更具體地，在本公開、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，在主題組合排列的組成部分和/或排列中可以進行各種變化和修改。除了組成部分和/或排列中的變化和修改之外，替代使用對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說也是顯而易見的。
[0063]相關(guān)申請的交叉引用
[0064]本申請要求于2013年8月30日提交的韓國專利申請N0.10-2013-0104348的優(yōu)先權(quán)，通過引用將該韓國專利申請并入本文，如同在本文中完全闡述一樣。
【權(quán)利要求】
1.一種觸摸屏驅(qū)動設(shè)備，所述觸摸屏驅(qū)動設(shè)備包括: 觸摸屏，所述觸摸屏包括第一 Tx通道、與所述第一 Tx通道相鄰的第二 Tx通道、與所述第一 Tx通道和所述第二 Tx通道交叉的Rx通道、形成在所述第一 Tx通道與所述Rx通道的交叉點處的第一傳感器電容器以及形成在所述第二 Tx通道與所述Rx通道的交叉點處的第二傳感器電容器； Tx驅(qū)動電路，所述Tx驅(qū)動電路被配置為將第一相位的Tx驅(qū)動信號提供給所述第一 Tx通道并且將第二相位的Tx驅(qū)動信號提供給所述第二 Tx通道，所述第二相位是所述第一相位的反相；以及 積分器，所述積分器被配置為通過所述Rx通道接收所述第一傳感器電容器的第一電壓與所述第二傳感器電容器的第二電壓之間的電壓差并且并且多次累積接收到的電壓差，所述第一傳感器電容器的所述第一電壓由所述第一相位的所述Tx驅(qū)動信號導致，所述第二傳感器電容器的所述第二電壓由所述第二相位的所述Tx驅(qū)動信號導致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏驅(qū)動設(shè)備，其中，所述Tx驅(qū)動電路將反相的所述Tx驅(qū)動信號同時提供給所述第一 Tx通道和所述第二 Tx通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏驅(qū)動設(shè)備，其中，所述積分器實現(xiàn)為僅通過兩個輸入端中的一個接收所述電壓差的單一型積分器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的觸摸屏驅(qū)動設(shè)備，其中，所述積分器包括: 運算放大器，所述運算放大器具有接收所述電壓差的反相輸入端、連接到地電平電壓源的非反相輸入端和累積的電壓差被輸出到的輸出端；以及 采樣電容器，所述采樣電容器連接在所述運算放大器的所述反相輸入端與所述輸出端之間并且累積所述電壓差。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏驅(qū)動設(shè)備，所述觸摸屏驅(qū)動設(shè)備還包括有源濾波器，所述有源濾波器連接在所述Rx通道與所述積分器之間，過濾通過所述Rx通道輸入的所述電壓差，并且將過濾后的電壓差輸出到所述積分器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的觸摸屏驅(qū)動設(shè)備，其中，所述有源濾波器包括: 運算放大器，所述運算放大器具有接收所述電壓差的反相輸入端、連接到地電平電壓源的非反相輸入端和過濾后的電壓差被輸出到的輸出端；以及 反饋電阻器和反饋電容器，所述反饋電阻器和所述反饋電容器在所述運算放大器的所述反相輸入端與所述輸出端之間彼此并聯(lián)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的觸摸屏驅(qū)動設(shè)備，其中，通過調(diào)節(jié)所述反饋電阻器和所述反饋電容器中的每一個的系數(shù)來調(diào)節(jié)所述有源濾波器的噪聲頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏驅(qū)動設(shè)備，所述觸摸屏驅(qū)動設(shè)備還包括: 模擬-到-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，所述模擬-到-數(shù)字轉(zhuǎn)換器被配置為將累積的電壓差轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)；以及 觸摸控制器，所述觸摸控制器被配置為使用之前確定的觸摸識別算法來分析所述數(shù)字數(shù)據(jù)并且輸出包括觸摸位置的坐標信息的觸摸數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G06F3/044GK104423763SQ201410437761
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】姜亨遠 申請人:樂金顯示有限公司