降低触摸数据样本中的噪声制造技术

本文公开了降低触摸数据样本中的噪声。一种用于控制触摸屏显示器中的触摸感测的触摸屏控制器，该触摸屏显示器具有：显示层，根据水平同步信号和垂直同步信号控制该显示层；以及电容式触摸阵列，该电容式触摸阵列包括驱动线和感测线。该触摸屏控制器包括驱动器和控制电路系统。该控制电路系统被配置成用于使该驱动器在对该水平同步信号的确立期间在该驱动线上生成驱动信号，并且使该驱动器在对该垂直同步信号的确立期间在该驱动线上生成该驱动信号。模拟触摸感测电路系统被配置成用于根据该感测线上的信号生成模拟触摸数据，该感测线上的该信号由于在该驱动线上生成该驱动信号而产生。

Reducing the noise in the touchable data sample

Noise reduction in touch data samples is disclosed. A touch screen controller used to control touch sensing in a touch screen display. The touch screen display has a display layer that controls the display layer based on a horizontal synchronization signal and a vertical synchronous signal; and a capacitive touch array, which includes a drive line and a sensing line. The touchscreen controller includes a driver and a control circuit system. The control circuit system is configured so that the drive generates a driving signal on the drive line during the establishment of the horizontal synchronization signal, and makes the drive generate the drive signal on the drive line during the establishment of the vertical synchronization signal. The analog touch sensing circuit system is configured to generate analog touch data based on the signal on the sensing line, which is generated by the signal on the sensing line because the drive signal is generated on the drive line.

【技术实现步骤摘要】
降低触摸数据样本中的噪声
本公开涉及触摸屏显示器领域，并且更具体地涉及通过在触摸屏显示器的垂直同步信号和水平同步信号的边沿时间期间(解除确立期间)进行采样来降低触摸数据样本中的显示噪声。
技术介绍
手持式电子设备(比如智能电话、平板计算机和智能手表)受到消费者的欢迎并且被大量销售。这些设备大多数采用既用于向用户显示输出又用于从用户处接收数据作为输入的触敏显示器。这些触敏显示器大多数利用电容式触摸感测。典型的这种触敏显示器包括通过如LCD、IPS或者AMOLED等技术构造的显示层以及感测层。典型的感测层包括多条平行的驱动线以及多条平行的感测线。感测线与驱动线电容性地相交。在操作中，使用波(比如具有通常2.5μs的周期的方波或正弦波)来驱动单条驱动线。在感测线与驱动线相交的点处感测它们之间的电容。人类手指或者导电物体的存在改变了交点处的预期电容，并且通过测量电容的变化可以检测到手指或者物体与触敏显示器之间的触摸。消费者对这些手持式电子设备的期望是期望设备变得越来越薄。这因而导致期望使触敏显示器越来越薄。然而，随着这种触敏显示器变得越来越薄，由于更薄的设计导致将来自显示层的噪声耦合直至感测层的更大的寄生电容，因此来自显示层的噪声已经变成感测层的日益突出问题。在耦合直至感测层时，此噪声降低了由感测层执行的触摸感测的精确度，这在商业上是不期望的。帮助避免触摸感测中的噪声的一种方式是在存在较少噪声期间执行触摸感测(采样)。然而，因为这涉及对可用于进行采样的每秒时间长度的约束，所以该方式由于较少数量的样本被采集而可能使触摸感测性能降级。因此，提供采集数量增加的样本的降噪技术是令人期望的。
技术实现思路
提供本概述以引入在以下详细描述中进一步描述的一系列概念。本概述并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或者必要特征。本文公开了一种用于控制触摸屏显示器中的触摸感测的触摸屏控制器，该触摸屏显示器具有：显示层，根据水平同步信号和垂直同步信号控制该显示层；以及电容式触摸阵列，该电容式触摸阵列包括驱动线和感测线。该触摸屏控制器包括驱动器和控制电路系统。该控制电路系统被配置成用于使该驱动器在对该水平同步信号的确立期间在该驱动线上生成驱动信号，并且使该驱动器在对该垂直同步信号的确立期间在该驱动线上生成该驱动信号。模拟触摸感测电路系统被配置成用于根据该感测线上的信号生成模拟触摸数据，该感测线上的该信号由于在该驱动线上生成该驱动信号而产生。本文还公开了一种用于控制触摸屏显示器中的触摸感测的触摸屏控制器，根据水平同步信号和垂直同步信号来控制该触摸屏显示器。该触摸屏控制器包括：驱动器；以及或门，该或门接收该水平同步信号和该垂直同步信号作为输入并且根据该水平同步信号和该垂直同步信号的逻辑或从其中生成垂直-水平同步信号。控制电路系统被配置成用于使该驱动器在检测到对该垂直-水平同步信号的确立之后按第一次数生成触摸感测驱动信号；并且使该驱动器基于在按该第一次数生成该触摸感测驱动信号之后对该垂直-水平同步信号的解除确立的缺少，在按该第一次数生成该触摸感测驱动信号之后按第二次数生成该触摸感测驱动信号。本文公开的一种方法方面包括：在对用于显示器的水平同步信号的确立期间在电容式触摸阵列的驱动线上生成驱动信号，并且在对用于该显示器的垂直同步信号的确立期间在该驱动线上生成该驱动信号。该方法进一步包括：根据该电容式触摸阵列的感测线上的信号生成模拟触摸数据，该信号由于在该驱动线上生成该驱动信号而产生。附图说明图1A是触摸屏的示意性框图，其中，显示噪声耦合直至多条感测线，并且其中，本公开的采样和降噪技术通过直接利用垂直同步信号和水平同步信号来执行。图1B是触摸屏的示意性框图，其中，显示噪声耦合直至多条感测线，并且其中，本公开的采样和降噪技术通过直接利用组合的垂直-水平同步信号来执行。图1C是触摸屏的示意性框图，其中，显示噪声耦合直至多条感测线，并且其中，本公开的采样和降噪技术通过利用组合的垂直-水平同步信号来执行，该组合的垂直-水平同步信号由垂直同步信号和水平同步信号生成。图2是图1的触摸屏的示意性横截面图，示出了显示层、VCOM层和感测层的安排，以及将显示噪声耦合至显示层的寄生电容。图3是曲线图，示出了组合的垂直-水平同步信号。图4是曲线图，示出了当以自由运行方式连续地执行采样时对显示噪声的耦合。图5是曲线图，示出了垂直同步信号、水平同步信号以及组合的垂直-水平同步信号的“边沿”时间。图6是曲线图，示出了用于在水平同步信号的“边沿”时间期间对触摸信号进行采样的采样技术。图7是曲线图，示出了图6中展示的采样技术的缺点。图8是曲线图，示出了用于在垂直同步信号和水平同步信号两者的“边沿”时间期间对触摸信号进行采样的采样技术。图9是曲线图，示出了图8的采样技术如何解决图7中示出的图6的采样技术的缺点。图10是曲线图，示出了图6的采样技术的进一步缺点。图11是曲线图，示出了图8的采样技术如何解决图10中示出的图6的采样技术的缺点。图12是曲线图，示出了在垂直同步和水平同步边沿时间期间的噪声估计。具体实施方式参照附图进行本描述，图中示出了示例实施例。然而，可以使用许多不同的实施例，并且因此本描述不应被解释为被限制于本文中所阐述的实施例。而是，提供这些实施例从而使得本公开将是透彻和完整的。贯穿全文，相同的编号指代相同的元件。初始地参照图1A，现在描述用于电子设备的触敏显示器100。电子设备可以是智能电话、智能手表、平板计算机、膝上型计算机或者其他适当的便携式电子设备。触敏显示器100包括其上具有公共电压层(VCOM)104的显示层102。触摸感测层106在VCOM层104上方。如图2中最佳示出的，触摸感测层106包括触摸层衬底105，该触摸层衬底具有形成于其上的触摸传感器107。触摸感测器107本身由电容性地相交的感测线101a和驱动线109形成。尽管为了简化起见示出了单条感测线101a，但是可以存在任何数量的这种感测线101a至101n。尽管为简洁起见示出了一条驱动线109，但是也可以存在任何数量的这种驱动线。经由测量感测线101a与驱动线109之间的电容来检测触摸。VCOM层104为显示层102的显示阵列中的所有像素提供公共电压，并且电容性地耦合至感测层106。公共电压基于基准电压Vcom。由于此VCOM层104，如以下将详细解释的，寄生电容Cp1至Cpn形成于感测层106与VCOM层104之间，并且寄生电容Cp形成于VCOM层104与显示层102之间。可以存在形成于感测层106与VCOM层104之间以及VCOM层104与显示层102之间的任何数量的寄生电容。显示层102包含被扫描以便形成供显示给用户的图像的像素行和像素列。显示层102耦合至显示驱动器110，该显示驱动器使用水平同步信号Hsync和垂直同步信号Vsync来控制显示层102。Hsync是使对显示行的扫描的开始同步的信号，并且Vsync是使对新帧的显示的开始同步的信号。在操作中，使用周期性信号(比如方波)来驱动该驱动线109。在驱动线109与感测线101a之间的交点处，感测线101a引发与在驱动线109处的电压以及在该相交点处在感测线101a与驱动线109之间的电容成比例的电荷注入。此电容靠近导电物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制触摸屏显示器中的触摸感测的触摸屏控制器，所述触摸屏显示器具有根据水平同步信号和垂直同步信号被控制的显示层以及包括驱动线和感测线的电容式触摸阵列，所述触摸屏控制器包括：驱动器；控制电路系统，所述控制电路系统被配置成用于：使所述驱动器在对所述水平同步信号的确立期间在所述驱动线上生成驱动信号，并且使所述驱动器在对所述垂直同步信号的确立期间在所述驱动线上生成所述驱动信号；以及模拟触摸感测电路系统，所述模拟触摸感测电路系统被配置成用于根据所述感测线上的信号生成模拟触摸数据，所述感测线上的所述信号由于在所述驱动线上生成所述驱动信号而产生。

【技术特征摘要】
2016.12.16 US 15/381,4891.一种用于控制触摸屏显示器中的触摸感测的触摸屏控制器，所述触摸屏显示器具有根据水平同步信号和垂直同步信号被控制的显示层以及包括驱动线和感测线的电容式触摸阵列，所述触摸屏控制器包括：驱动器；控制电路系统，所述控制电路系统被配置成用于：使所述驱动器在对所述水平同步信号的确立期间在所述驱动线上生成驱动信号，并且使所述驱动器在对所述垂直同步信号的确立期间在所述驱动线上生成所述驱动信号；以及模拟触摸感测电路系统，所述模拟触摸感测电路系统被配置成用于根据所述感测线上的信号生成模拟触摸数据，所述感测线上的所述信号由于在所述驱动线上生成所述驱动信号而产生。2.如权利要求1所述的触摸屏控制器，其中，所述控制电路系统被配置成用于在某个时段内在所述驱动线上生成所述驱动信号，所述时段在对所述垂直同步信号的确立开始之后的第一等待时间开始，并且在对所述垂直同步信号的确立结束时结束；并且其中，所述控制电路系统被配置成用于在某个时段内在所述驱动线上生成所述驱动信号，所述时段在对所述水平同步信号的确立开始之后的第二等待时间开始，并且在对所述水平同步信号的确立结束时结束。3.如权利要求2所述的触摸屏控制器，其中，所述第一等待时间和所述第二等待时间不相等。4.如权利要求2所述的触摸屏控制器，其中，所述第一等待时间比所述第二等待时间长。5.如权利要求1所述的触摸屏控制器，进一步包括模数转换器，所述模数转换器被配置成用于将所述模拟触摸数据转换成数字触摸数据，并且用于对所述数字触摸数据执行降噪。6.如权利要求1所述的触摸屏控制器，其中，所述水平同步信号和所述垂直同步信号是组合的垂直-水平同步信号的分量。7.如权利要求6所述的触摸屏控制器，其中，所述控制电路系统使所述驱动器通过在对所述垂直-水平同步信号的确立期间按第一设定次数在所述驱动线上生成所述驱动信号从而在对所述水平同步信号的确立期间在所述驱动线上生成所述驱动信号；并且其中，所述控制电路系统使所述驱动器基于在按所述第一设定次数生成所述驱动信号之后对所述垂直-水平同步信号的解除确立的缺少，通过按第二设定次数在所述驱动线上生成所述驱动信号从而在对所述垂直同步信号的确立期间在所述驱动线上生成所述驱动信号。8.如权利要求1所述的触摸屏控制器，进一步包括或门，所述或门接收所述水平同步信号和所述垂直同步信号并且从其中生成垂直-水平同步信号，所述垂直-水平同步信号表示所述水平同步信号与所述垂直同步信号的逻辑或。9.如权利要求8所述的触摸屏控制器，其中，所述控制电路系统使所述驱动器通过在对所述垂直-水平同步信号的确立期间按第一设定次数在所述驱动线上生成所述驱动信号从而在对所述水平同步信号的确立期间在所述驱动线上生成所述驱动信号；并且其中，所述控制电路系统使所述驱动器基于在按所述第一设定次数生成所述驱动信号之后对所述垂直-水平同步信号的解除确立的缺少，通过按第二设定次数在所述驱动线上生成所述驱动信号从而在对所述垂直同步信号的确立期间在所述驱动线上生成所述驱动信号。10.一种用于控制触摸屏显示器中的触摸感测的触摸屏控制器，根据水平同步信号和垂直同步...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·卡鲁普萨米，张超超，K·A·尼格拉特，
申请(专利权)人：意法半导体亚太私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG