触摸感测装置及其驱动方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种触摸感测装置及其驱动方法。该触摸感测装置包括信号源，该信号源被配置为输出驱动信号；触摸面板，该触摸面板被配置为由信号源所输出的驱动信号驱动并输出使用驱动信号产生的电流信号；电荷放大器，该电荷放大器被配置为将由所述触摸面板输出的所述电流信号转换成电压信号；以及控制器，该控制器被配置为控制电荷放大器被周期性地重置。

【技术实现步骤摘要】
触摸感测装置及其驱动方法
本专利技术涉及触摸感测装置及其驱动方法。
技术介绍
目前，主要使用电阻式触摸屏、表面声波(SAW)触摸屏和电容式触摸屏。电容式触摸屏能够感测多个触摸并具有极好的耐久性、灵敏性等。因此，目前的趋势是采用电容式触摸屏作为移动装置的主要的输入单元。电容式触摸屏感测因触摸屏面板上电容式传感器中的用户干扰而造成的电荷量的变化，从而识别用户的输入。电容式触摸屏根据电荷累积法分为自电容式和互电容式。在自电容式触摸屏中，各个电容式传感器构成一个电导体并与触摸屏面板之外的参考地表面一起形成带电表面。另一方面，在互电容式触摸屏中，触摸屏面板上的两个电导体形成带电表面并且用作一个电容式传感器。一般的自电容式触摸屏采用电导体的正交X/Y排列，并且在这种情况下，各个电容式传感器起到线传感器的作用。因此，每当触摸屏尝试感测触摸时，就分别由X线传感器组和Y线传感器组提供仅一个X感测信息和一个Y感测信息。因此，一般的自电容式触摸屏能够感测并跟踪单个触摸，但无法支持多个触摸。互电容式触摸屏也采用电导体的正交X/Y排列，但是与自电容式触摸屏的区别在于，各个电容式传感器在电导体以直角交叉的每个位置处被配置为栅格传感器的形式，并且在尝试检测触摸屏上的用户输入时，分开感测所有栅格传感器的响应。因为各个栅格传感器对应于不同的X/Y坐标并且提供分开的响应，所以互电容式触摸屏可以从由X/Y栅格传感器组提供的X/Y感测信息提取用户的输入信息，以感测并跟踪用户的多个触摸。一般的互电容式触摸屏面板具有以下电导体构造和感测方法。由沿任意一个方向延伸的电导体组成的第一电极和由沿以直角与第一电极交叉的方向延伸的电导体组成的第二电极形成互电容式传感器，介电材料插入在第一电极与第二电极之间。当第一电极与第二电极之间的距离是d、带电表面的面积是a并且带电表面之间的所有介电材料的等效渗透率是时，各个传感器的电容C被定义为C＝a/d，并且与传感器中累积的电荷量Q和施加于两个电极/带电表面的电势差(电压)V具有Q＝CV的关系。当用户接近传感器时，干扰出现在两个电极之间所形成的电场中，并且妨碍传感器中电荷的累积。然后，传感器中累积的电荷量减少，因此，电容减小。这可以被理解为由带电表面之间的等效渗透率的变化(该等效渗透率的变化由用户的接近造成)而造成的电容变化，但实际上是一种带电表面之间的电场的一部分由于用户的接近而分流并且电荷/累积电荷量减小的物理现象。当交流(AC)波形通过将AC电压源连接到第一电极而应用于传感器的一个带电表面时，对应于Q＝CV的电荷量的变化Q相对于根据用户的接近程度而变化的C而出现，并且连接到第二电极的读出电路将变化Q转换为电流或电压。这样转换的信息通常经过信号处理操作(诸如噪声过滤、解调、数字化和累积)，然后用于坐标跟踪算法和姿势识别算法。美国专利第7,920,129号公开了这种电容式触敏面板。
技术实现思路
当物体触摸触摸面板时由触摸面板输出的信号是通过物体分流形成在驱动电极与感测电极之间的电场通量而产生的、并且由从信号源施加于驱动电极的驱动信号来调制的电流信号。现有的触摸感测装置利用积分器来积分从触摸面板输出的电流信号，从而将电流信号转换成电压的形式。而且，触摸感测装置用于各种环境，由此基于使用触摸感测装置的环境受到噪声影响。为了提高信噪比(SNR)，与噪声相比，施加了经由触摸物体获得的触摸信号的积分器的输出信号应当摆动到最大程度。根据相关技术，为了获得大SNR，使用充电泵来放大驱动信号的幅度，然后将驱动信号施加于驱动电极。然而，当如相关技术中使用充电泵时，应当在芯片外部准备多个大容量电容器，并且应当进一步形成用于将电容器与芯片连接的多个芯片针脚，这是不经济的。另外，由触摸面板输出的电流信号经由积分器被转换为电压信号，并且电压信号施加于模数转换器(ADC)并且被转换为数字信号，或者利用解调器被解调成直流(DC)域，然后被ADC转换。为了将由这种相关技术的积分器输出的电压信号直接施加于ADC并且将电压信号转换成数字信号，需要以高工作频率工作的高性能ADC，这在芯片尺寸和功耗方面是不经济的。而且，即使在解调由积分器输出的信号以便下转换，然后将下转换后的信号输入到ADC并转换成数字信号时，芯片区域需要形成解调器，并且在功耗方面是不经济的。本专利技术致力于提供一种触摸感测装置，该触摸感测装置包括电荷放大器，该电荷放大器能够获得以大幅度摆动的信号并且产生高信噪比(SNR)，而不增大驱动信号的幅度，也不需要形成在芯片外部的充电泵。本专利技术还致力于提供一种能够在不使用高性能模数转换器(ADC)或混合器的情况下下转换由高频调制的触摸信号的触摸感测装置。本专利技术还致力于提供一种能够克服上述相关技术的缺点的触摸感测装置的驱动方法。根据本专利技术的一个方面，提供了一种触摸感测装置，该触摸感测装置包括：信号源，该信号源被配置为输出驱动信号；触摸面板，该触摸面板被配置为由所述信号源所输出的所述驱动信号驱动并输出使用所述驱动信号产生的电流信号；电荷放大器，该电荷放大器被配置为将由所述触摸面板输出的所述电流信号转换成电压信号；以及控制器，该控制器被配置为控制所述电荷放大器被周期性地重置。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种驱动触摸感测装置的方法，该方法包括以下步骤：向触摸面板施加驱动信号；输出使用所述施加的驱动信号产生的电流信号；以及使用电荷放大器来转换所述电流信号。所述电荷放大器被周期性地重置，以转换所述电流信号。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种触摸感测装置，该触摸感测装置包括：信号源，该信号源被配置为输出具有边沿的驱动信号；触摸面板，该触摸面板被配置为接收所述驱动信号并且输出由所述驱动信号调制的电流信号；信号转换单元，该信号转换单元被配置为将由所述触摸面板输出的所述电流信号转换成电压信号；以及控制器，该控制器被配置为控制所述信号转换单元，使得所述驱动信号的所述边沿施加于所述触摸面板的时间点包括在信号转换单元重置时段中。所述信号转换单元周期性地重置，以将所述电流信号下转换成电压信号，并且输出所述电压信号。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种驱动触摸感测装置的方法，该方法包括以下步骤：向触摸面板施加具有边沿的驱动信号；生成由施加于所述触摸面板的所述驱动信号调制的电流信号；以及使用信号转换单元将所述电流信号转换成电压信号。将所述电流信号转换成所述电压信号的步骤包括控制所述信号转换单元，使得所述驱动信号的所述边沿施加于所述触摸面板的时间点包括在信号转换单元重置时段中，并且将所述电流信号下转换成所述电压信号。附图说明通过参照附图详细描述本专利技术的示例性实施方式，本专利技术的上述和其他目的、特征和优点对于本领域技术人员来说将变得更加显而易见，附图中：图1是示出根据示例性实施方式的触摸感测装置的概观的图；图2是示意性地示出触摸面板的结构的图；图3是示出一些可用驱动信号的图；图4是根据本专利技术的示例性实施方式的触摸感测装置所发送和接收的信号的时序图的示例；图5是示出根据相关技术的积分器的输出信号和根据示例性实施方式的电荷放大器的输出信号的图；图6是例示根据本专利技术的示例性实施方式的触摸感测装置的驱动方法的概述的流程图；图7是根据本专利技术的另一个示例性实施方式的由触摸感测装置所发送和接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触摸感测装置，所述触摸感测装置包括：信号源，所述信号源被配置为输出驱动信号；触摸面板，所述触摸面板被配置为由所述信号源所输出的所述驱动信号驱动并输出使用所述驱动信号产生的电流信号；电荷放大器，所述电荷放大器被配置为将由所述触摸面板输出的所述电流信号转换成电压信号；以及控制器，所述控制器被配置为控制所述电荷放大器被周期性地重置。

【技术特征摘要】
2013.10.15 KR 10-2013-01227141.一种触摸感测装置，所述触摸感测装置包括：信号源，所述信号源被配置为输出具有边沿的驱动信号；触摸面板，所述触摸面板被配置为接收所述驱动信号并且输出被所述驱动信号调制的电流信号；信号转换单元，所述信号转换单元被配置为将由所述触摸面板输出的所述电流信号转换成电压信号；以及控制器，所述控制器被配置为控制所述信号转换单元，使得所述驱动信号的所述边沿被施加于所述触摸面板的时间点包括在信号转换单元重置时段中，其中，所述控制器控制所述信号转换单元在施加所述驱动信号的上升沿之前接通，并且在所述控制器控制所述信号转换单元断开之后施加所述驱动信号的下降沿，并且其中，所述信号转换单元被周期性地重置，以将所述电流信号转换为经下转换的电压信号，并且输出所述电压信号。2.根据权利要求1所述的触摸感测装置，其中，所述信号转换单元包括：运算放大器；电容器，所述电容器电连接到所述运算放大器的输出端子和输入端子；以及开关，所述开关被配置为对存储在所述电容器中的电荷进行放电。3.根据权利要求2所述的触摸感测装置，其中，所述控制器通过接通所述开关充足的时间以对存储在所述电容器中的所述电荷进行放电并接着断开所述开关，来重置所述信号转换单元。4.根据权利要求2所述的触摸感测装置，其中，所述控制器控制所述开关，使得所述驱动信号的上升沿施加于所述触摸面板的时间点包括在接通所述开关的时段中。5.根据权利要求2所述的触摸感测装置，其中，所述运算放大器的非反向输入端子连接到基准电势。6.根据权利要求2所述的触摸感测装置，其中，所述开关包括场效应晶体管FET和双极性结型晶体管BJT中的至少一种。7.根据权利要求1所述的触摸感测装置，其中，具有所述边沿的所述驱动信号是具有上升沿和下降沿的矩形脉冲串。8.根据权利要求1所述的触摸感测装置，其中，所述触摸面板包括：绝缘基...

【专利技术属性】
技术研发人员：李钟和，徐宇滢，宋河宣，
申请(专利权)人：安纳帕斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR