低发射触摸控制器制造技术

本发明专利技术提供了一种低发射触摸控制器。描述了涉及单元内触摸显示器系统中的低发射触摸控制器的技术。一种单元内触摸控制器包括信号生成器电路，该信号生成器电路被配置成根据感测功能生成感测信号，该感测信号包括加窗的正弦波形。控制器生成转变信号，以使单元内触摸显示器在显示功能与感测功能之间转变。控制器在触摸扫描间隔期间在电极的公共电压(VCOM)层上驱动感测信号和转变信号。在显示功能间隔期间，集成的显示驱动器被配置成：在显示功能间隔期间在电极的VCOM层上驱动第一信号。

【技术实现步骤摘要】
低发射触摸控制器相关申请本申请要求于2020年1月13日提交的美国临时申请第62/960,474号的权益，其全部内容通过引用并入本文中。
技术介绍
触摸传感器可以用于检测在触摸传感器的触摸感应区域内的物体的存在和位置或物体的接近度。例如，触摸感测电路系统可以检测靠近与显示屏相关地设置的触摸传感器的触摸物体的存在和位置。存在许多不同类型的触摸传感器。触摸传感器的类型可以包括电阻式触摸传感器、表面声波触摸传感器、电容式触摸传感器、电感式触摸感测等。不同的触摸传感器可以检测不同类型的物体。大多数触摸感测应用需要高灵敏度，以支持触摸传感器上的厚覆盖、使用手套操作触摸传感器、或在诸如由附近的液晶显示器(LCD)、感性负载切换、无线电发射等引起的嘈杂情况下的远距离悬停识别(hoverrecognition)。此外，触摸传感器的发射被限制，这使触摸传感器实现足够的信噪比(SNR)所需的激励能量受到限制。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种方法，所述方法包括：由单元内触摸控制器在显示功能间隔期间根据显示功能在单元内触摸显示器的电极的公共电压VCOM层上驱动第一信号；由所述单元内触摸控制器根据感测功能生成第二信号，其中，所述第二信号包括加窗的正弦波形；由所述单元内触摸控制器生成转变信号，以使所述单元内触摸显示器在所述显示功能与所述感测功能之间转变；以及由所述单元内触摸控制器在触摸扫描间隔期间在所述VCOM层上驱动所述第二信号和所述转变信号。根据本专利技术，提供了一种单元内触摸控制器，所述单元内触摸控制器包括：集成的显示驱动器，其被配置成在显示功能间隔期间根据显示功能在单元内触摸显示器的电极的公共电压VCOM层上驱动第一信号；以及触摸驱动器，其包括感测通道和信号生成器电路。其中，所述信号生成器电路被配置成：根据感测功能生成第二信号，其中，所述第二信号包括加窗的正弦波形；生成转变信号以使所述单元内触摸显示器在所述显示功能与所述感测功能之间转变；以及在触摸扫描间隔期间在所述VCOM层上驱动所述第二信号和所述转变信号。根据本专利技术，提供了一种系统，所述系统包括单元内触摸显示器和单元内触摸控制器。所述单元内触摸显示器包括电极的公共电压VCOM层，所述电极的公共电压VCOM层被配置成：在第一间隔中与显示功能相关地操作，而在第二间隔中与感测功能相关地操作。所述单元内触摸控制器耦接至所述单元内触摸显示器，其中，所述单元内触摸控制器包括第一感测通道和第一信号生成器电路。所述第一信号生成器电路被配置成：根据所述感测功能生成感测信号，其中，所述感测信号包括加窗的正弦波形；生成转变信号以使所述单元内触摸显示器在所述显示功能与所述感测功能之间转变；以及在所述第二间隔期间在所述VCOM层上驱动所述感测信号和所述转变信号。附图说明在附图的图中通过示例的方式而非限制的方式示出了本公开内容。图1A是根据至少一个实施方式的单元内触摸显示器和具有集成的显示驱动器的单元内触摸控制器的框图。图1B是根据一种实现的具有单独的触摸控制器和显示驱动器的堆叠式显示器的框图。图2示出了根据至少一个实施方式的单元内触摸显示器的多个触摸单位单元。图3示出了根据至少一个实施方式的单元内触摸显示器的多个公共电压(VCOM)电极。图4是根据至少一个实施方式的在显示功能间隔期间用于显示功能的信号的波形图以及在触摸扫描间隔期间用于感测功能的信号的波形图。图5是根据至少一个实施方式的具有西格玛-德尔塔调制器(SDM)的信号生成器电路的功能块的功能图。图6是示出根据至少一个实施方式的具有经组合的扫描信号和转变信号的输出信号的波形图。图7是根据至少一个实施方式的具有西格玛-德尔塔调制器(SDM)和数字控制的电位器的信号生成器电路的功能块的功能图。图8是示出根据至少一个实施方式的具有分离的扫描信号和转变信号的输出信号的波形图。图9是示出根据至少一个实施方式的分离的扫描信号和转变信号与经组合的扫描信号和转变信号的频谱比较的频谱图。图10A是根据至少一个实施方式的信号生成器电路的模拟输出级电路的框图。图10B是根据至少一个实施方式的模拟输出级电路以及参考生成器和屏蔽驱动器的框图。图11是根据至少一个实施方式的对单元内触摸控制器进行操作的方法的流程图。图12是根据至少一个实施方式的利用分离的扫描信号和转变信号来操作单元内触摸控制器的方法的流程图。图13是根据至少一个实施方式的利用经组合的扫描信号和转变信号来操作单元内触摸控制器的方法的流程图。图14A是根据至少一个实施方式的具有耦接至简化的单元内触摸显示器的单元内触摸控制器的系统的示意图。图14B是根据至少一个实施方式的在显示功能期间图14A的系统的示意图。图14C是根据至少一个实施方式的在触摸扫描功能期间图14A的系统的示意图。图15是根据至少一个实施方式的具有耦接至单元内触摸显示器的单元内触摸控制器的系统的示意图。图16示出了根据至少一个实施方式的用于利用单个RX通道扫描若干传感器的多路复用器配置。具体实施方式以下描述阐述了许多具体细节例如具体系统、部件、方法等的示例，以便提供对本文中描述的用于高触摸性能和低发射的触摸控制器的技术的各种实施方式的良好理解。高触摸性能可以是：触摸控制器可以满足严格的发射客户要求，同时提供诸如触摸、手套、可选的悬停、防水等的高性能触摸感测。触摸控制器可以在短的扫描周期内提供诸如在单元内(in-cell)显示面板中提供的高触摸性能的触摸感测。单元内(in-cell)显示面板是具有触摸和显示驱动器集成(TDDI)的面板，其中底层显示驱动器和触摸传感器两者都物理地位于单个集成电路中。单元内触摸面板可以是如下面板：相同的面板元件(例如，VCOM层)被用于触摸感测功能和显示功能两者。单元内面板与TDDI电路一起工作，其中一个集成电路将显示驱动器和触摸扫描电路组合在一起。TDDI电路被粘贴到单元内显示面板，使得显示器本身是内置有薄膜晶体管(TFT)和面板内栅极(gate-in-panel)电路的一块玻璃。对于常规的堆叠式触摸控制器的低发射(例如，用于汽车应用)，存在两种常见的方法，包括多相自电容(MPSC)。MPSC方法使用多相激励和感测模式来感测自电容。该方法在温度漂移、对显示器(例如，LCD显示器)的巨大灵敏度以及射频(RF)噪声方面具有较差的性能。特别地，MPSC方法对LCD噪声和外部噪声的噪声抑制较差，原因是在感测阶段期间，面板的所有感测电极被连接在一起，充当感测来自各种源的噪声的大天线。另一种方法是浮动接地(FGND)方法，与装置或系统接地相比，在浮动接地方法中，整个感测前端电路系统随着感测信号波形而浮动。FGND方法具有出色的感测和防水性能，但是该电路对于多通道电流隔离或高压电平转变而言可以是昂贵的。常见的方法不适用于对发射具有严格的客户要求的应用例如自动化应用中的单元内触摸控制器。不能利用MPSC方法和输入电流轻松补偿的高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n由单元内触摸控制器在显示功能间隔期间根据显示功能在单元内触摸显示器的电极的公共电压VCOM层上驱动第一信号；/n由所述单元内触摸控制器根据感测功能生成第二信号，其中，所述第二信号包括加窗的正弦波形；/n由所述单元内触摸控制器生成转变信号，以使所述单元内触摸显示器在所述显示功能与所述感测功能之间转变；以及/n由所述单元内触摸控制器在触摸扫描间隔期间在所述VCOM层上驱动所述第二信号和所述转变信号。/n

【技术特征摘要】
20200113 US 62/960,474;20200918 US 17/026,0451.一种方法，包括：
由单元内触摸控制器在显示功能间隔期间根据显示功能在单元内触摸显示器的电极的公共电压VCOM层上驱动第一信号；
由所述单元内触摸控制器根据感测功能生成第二信号，其中，所述第二信号包括加窗的正弦波形；
由所述单元内触摸控制器生成转变信号，以使所述单元内触摸显示器在所述显示功能与所述感测功能之间转变；以及
由所述单元内触摸控制器在触摸扫描间隔期间在所述VCOM层上驱动所述第二信号和所述转变信号。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述转变信号和所述第二信号组合成经组合的输出信号，其中，驱动所述第二信号和所述转变信号包括：在所述触摸扫描间隔期间在所述VCOM层上驱动所述经组合的输出信号，以在向所述显示功能转变期间或从所述显示功能转变期间支持所述感测功能。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，驱动所述第二信号和所述转变信号包括：
在所述触摸扫描间隔的第一分段期间驱动所述转变信号；以及
在所述触摸扫描间隔的第二分段期间驱动所述第二信号，其中，所述第二分段在所述第一分段之后。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，驱动所述第二信号和所述转变信号包括：
在所述触摸扫描间隔的第一分段期间驱动所述转变信号；以及
在所述触摸扫描间隔的第二分段期间驱动所述第二信号，其中，所述第一分段在所述第一分段之后。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，驱动所述第二信号和所述转变信号包括：
在所述触摸扫描间隔的第一分段期间驱动所述转变信号的第一部分；
在所述触摸扫描间隔的第二分段期间驱动所述转变信号的第二部分；以及
在所述触摸扫描间隔的第三分段期间驱动所述第二信号，其中，所述第三分段在所述第一分段之后并且在所述第二分段之前。


6.根据权利要求1所述的方法，还包括通过使用西格玛-德尔塔调制器SDM对所述加窗的正弦波形进行调制来生成所述第二信号。


7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将所述转变信号和所述第二信号组合成经组合的信号；以及
通过在数字域中使用西格玛-德尔塔调制器SDM对所述经组合的信号进行调制来生成经组合的输出信号；以及
基于所述经组合的输出信号生成模拟输出信号，其中，驱动所述第二信号和所述转变信号包括：在所述触摸扫描间隔期间在所述VCOM层上驱动所述模拟输出信号。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述第二信号包括：
在数字域中使用西格玛-德尔塔调制器SDM对所述加窗的正弦波形进行调制，以获得数字输出信号；以及
使用数字控制的电位器基于所述数字输出信号生成所述第二信号。


9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在数字域中使用西格玛-德尔塔调制器SDM对所述加窗的正弦波形进行调制，以获得数字输出信号；以及
将所述数字输出信号和所述转变信号组合成经组合的输出信号；以及
使用数字控制的电位器基于所述经组合的输出信号生成经组合的输出信号，并且其中，驱动所述第二信号和所述转变信号包括驱动所述经组合的输出信号。


10.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述加窗的正弦波形包括：
由相位累加器在每个时钟周期对相位值求和以获得累加的相位值；
由抖动电路基于伪随机数生成抖动信号；
使所述累加的相位值和所述抖动信号相加以获得相位信号；
使用查找表LUT将所述相位信号转换成幅度信号；以及
使所述幅度信号与加窗信号相乘以获得所述加窗的正弦波形。


11.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述转变信号和所述第二信号组合成所述经组合的输出信号包括：
由相位累加器在每个时钟周期对相位值求和以获得累加的相位值；
由抖动电路基于伪随机数生成抖动信号；
使所述累加的相位值和所述抖动信号相加以获得相位信号；
使用查找表...

【专利技术属性】
技术研发人员：维克托·克雷明，奥列克山大·皮罗戈夫，延斯·韦伯，雅索拉夫·列克，丹尼尔·奥基夫，布伦丹·劳顿，霍斯罗夫·D·萨德吉普尔，戈拉夫·潘查南，安德鲁·基纳宁，
申请(专利权)人：赛普拉斯半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US