CN105677129A - 一种触控检测电路、其驱动方法及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触控检测电路、其驱动方法及显示装置。该触控检测电路，包括：触摸感测电极，开关控制单元，触摸检测单元，第一控制信号端口，第二控制信号端口，第三控制信号端口，第四控制信号端口以及信号输出端口；初始化以后，在充电时间段，若触摸感测电极被触控，在触摸感测电极处就会形成触控电容，则开关控制单元在第一控制信号端口的控制下对触摸感测电极进行充电，这样在检测时间段触摸感测电极上存储的电荷能被触摸检测单元检测出来，通过输出端口的检测信号就能判断触摸感测电极是否被触控。实现了触摸控感测电极是否被触控的检测，并且该电路结构简单，容易实现。

Description

一种触控检测电路、其驱动方法及显示装置

技术领域

本发明涉及触控技术领域，尤指一种触控检测电路、其驱动方法及显示装置。

背景技术

感应电容式按键，与传统的机械式按键相比，不需要机械触点；与传统金属触摸按键相比，消除了人体直接接触金属片而带来的安全隐患以及应用局限。它使用方便，外观美观，经久耐用，只需要轻轻接触就可以实现对按键的控制，并且配合信号处理，很容易实现对按键开关的量化和调节。当前电容式触摸感应按键已经广泛应用于手机、电视、洗衣机、电冰箱等电器中。

然而，在现有技术中，一般电容式触摸感应的实现需要使用专门的感应电容检测芯片并配合外部电路来实现，感应电容检测芯片一般为集成到一起的多触点检测芯片，当需要检测单触点的感应电容时，也必须使用集成的专用芯片，造成资源浪费、成本高。

发明内容

本发明实施例提供一种触控检测电路、其驱动方法及显示装置，用以解决现有技术中存在的检测单触点时，使用感应电容检测芯片检测造成的资源浪费以及成本高的问题。

本发明实施例提供了一种触控检测电路，包括：触摸感测电极，开关控制单元，触摸检测单元，第一控制信号端口，第二控制信号端口，第三控制信号端口，第四控制信号端口以及信号输出端口；其中，

所述触摸感测电极与所述开关控制单元的第一端相连，所述开关控制单元的第二端与所述第一控制信号端口相连，所述开关控制单元的第三端与所述第二控制信号端口相连，所述开关控制单元的第四端与所述第三控制信号端口相连，所述开关控制单元的第五端与所述触摸检测单元的第一端相连，所述触摸检测单元的第二端与所述第四控制信号端口相连，所述触摸检测单元的第三端与所述信号输出端口相连；

在初始化时间段，所述开关控制单元用于在所述第一控制信号端口和第三控制信号端口的控制下，通过所述第二控制信号端口对所述触摸感测电极和所述触摸检测单元的第一端进行初始化；

在充电时间段，所述开关控制单元用于在所述第一控制信号端口的控制下，在所述触摸感测电极被触控时通过所述第二控制信号端口对所述触摸感测电极进行充电；

在检测时间段，所述开关控制单元用于在所述第三控制信号端口的控制下，导通所述触摸感测电极与所述触摸检测单元的第一端；所述触摸检测单元，用于在所述触摸感测电极被触控时，在所述第四控制信号端口的控制下，向所述信号输出端口输出检测信号。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述触控检测电路中，所述开关控制单元包括：第一开关单元和第二开关单元；其中，

所述第一开关单元的第一端分别与所述触摸感测电极和所述第二开关单元的第一端相连，第二端与所述第一控制信号端口相连，第三端与所述第二控制信号端口相连；所述第一开关单元用于在所述第一控制信号端口的控制下，导通所述触摸感测电极和所述第二控制信号端口；

所述第二开关单元的第二端与所述第三控制信号端口相连，第三端与所述触摸检测单元的第一端相连；所述第二开关单元用于在所述第三控制信号端口的控制下，分别导通所述触摸感测电极、所述第一开关单元的第一端和所述第二开关单元的第二端。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述触控检测电路中，所述第一开关单元包括：第一三态门；

所述第一三态门的使能控制端与所述第一控制信号端口相连，输入端与所述第二控制信号端口相连，输出端与所述触摸感测电极相连。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述触控检测电路中，所述第一开关单元包括：第一开关晶体管；

所述第一开关晶体管的栅极与所述第一控制信号端口相连，源极与所述第二控制信号端口相连，漏极与所述触摸感测电极相连。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述触控检测电路中，所述第二开关单元包括：第二三态门；

所述第二三态门的使能控制端与所述第三控制信号端口相连，输入端与所述触摸感测电极相连，输出端与所述触摸检测单元的第一端相连。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述触控检测电路中，所述第二开关单元包括：第二开关晶体管；

所述第二开关晶体管的栅极与所述第三控制信号端口相连，源极与所述触摸感测电极相连，漏极与所述触摸检测单元的第一端相连。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述触控检测电路中，所述触摸检测单元包括：驱动晶体管；

所述驱动晶体管的栅极与所述开关控制单元的第五端相连，源极与第四控制信号端口相连，漏极与所述信号输出端口相连。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述触控检测电路中，所述触摸感测电极之上覆盖有绝缘层。

本发明实施例还提供了一种上述触控检测电路的驱动方法，包括：

在初始化时间段，同时向第一控制信号端口和第三控制信号端口加载有效控制信号，并向第二控制信号端口加载低电平信号；

在充电时间段，保持向所述第一控制信号端口加载有效控制信号，并向所述第二控制信号端口加载高电平信号，使在所述触摸感测电极被触控时对所述触摸感测电极进行充电；

在检测时间段，向所述第三控制信号端口加载有效控制信号，并向第四控制信号端口加载高电平信号，检测信号输出端口的检测信号以判断所述触摸感测电极是否被触控。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述触控检测电路。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种触控检测电路、其驱动方法及显示装置，该触控检测电路包括：触摸感测电极，开关控制单元，触摸检测单元，第一控制信号端口，第二控制信号端口，第三控制信号端口，第四控制信号端口以及信号输出端口；在初始化时间段，开关控制单元用于在第一控制信号端口和第三控制信号端口的控制下，通过第二控制信号端口对触摸感测电极和触摸检测单元的第一端进行初始化；在充电时间段，开关控制单元用于在第一控制信号端口的控制下，在触摸感测电极被触控时通过第二控制信号端口对触摸感测电极进行充电；在检测时间段，开关控制单元用于在第三控制信号端口的控制下，导通触摸感测电极与触摸检测单元的第一端；触摸检测单元，用于在触摸感测电极被触控时，在第四控制信号端口的控制下，向信号输出端口输出检测信号。这样可以检测出触摸感测电极是否被触控，并且该电路结构简单，容易实现。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种触控检测电路的结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的一种触控检测电路的结构示意图之二；

图3为本发明实施例提供的一种触控检测电路的驱动方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种触控检测电路的工作时序示意图之一；

图5为本发明实施例提供的一种触控检测电路的工作时序示意图之二。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例提供的触控检测电路、其驱动方法及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。

本发明实施例提供了一种触控检测电路，如图1所示，可以包括：触摸感测电极01，开关控制单元02，触摸检测单元03，第一控制信号端口04，第二控制信号端口05，第三控制信号端口06，第四控制信号端口07以及信号输出端口08；其中，

触摸感测电极01与开关控制单元02的第一端相连，开关控制单元02的第二端与第一控制信号端口04相连，开关控制单元02的第三端与第二控制信号端口05相连，开关控制单元02的第四端与第三控制信号端口06相连，开关控制单元02的第五端与触摸检测单元03的第一端相连，触摸检测单元03的第二端与第四控制信号端口07相连，触摸检测单元03的第三端与信号输出端口08相连；

在初始化时间段，开关控制单元02用于在第一控制信号端口04和第三控制信号端口06的控制下，通过第二控制信号端口05对触摸感测电极01和触摸检测单元03的第一端进行初始化；

在充电时间段，开关控制单元02用于在第一控制信号端口04的控制下，在触摸感测电极01被触控时通过第二控制信号端口05对触摸感测电极01进行充电；

在检测时间段，开关控制单元02用于在第三控制信号端口06的控制下，导通触摸感测电极01与触摸检测单元03的第一端；触摸检测单元03，用于在触摸感测电极01被触控时，在第四控制信号端口07的控制下，向信号输出端口08输出检测信号。

本发明实施例提供的一种触控检测电路，初始化以后，在充电时间段，若触摸感测电极01被触控，在触摸感测电极01处就会形成触控电容，则开关控制单元02在第一控制信号端口04的控制下对触摸感测电极01进行充电，这样在检测时间段触摸感测电极01上存储的电荷能被触摸检测单元03检测出来，通过输出端口的检测信号就能判断触摸感测电极01是否被触控。实现了触摸控感测电极是否被触控的检测，并且该电路结构简单，容易实现。

具体地，在本方明实施例提供的上述触控检测电路中的开关控制单元02如图1所示，可以包括：第一开关单元021和第二开关单元022；其中，第一开关单元021的第一端分别与触摸感测电极01和第二开关单元022的第一端相连，第二端与所述第一控制信号端口04相连，第三端与所述第二控制信号端口05相连；第一开关单元021用于在第一控制信号端口04的控制下，导通触摸感测电极01和第二控制信号端口05；

第二开关单元022的第二端与第三控制信号端口06相连，第三端与触摸检测单元03的第一端相连；第二开关单元022用于在第三控制信号端口06的控制下，分别导通触摸感测电极01、第一开关单元021的第一端和第二开关单元022的第二端。

本发明实施方式提供的一种触控检测电路的工作过程如下：

在初始化阶段，第一开关单元021在第一控制信号端口04的控制下，导通触摸感测电极01和第二控制信号端口05，通过第二信号端口可以将触摸感测电极01上原有的电荷导出去，并且第二开关在第三控制信号端口06的控制下，分别导通触摸感测电极01、第一开关单元021的第一端和第二开关单元022的第二端，这样触摸检测单元03和第二控制信号端口05导通，从而将触摸检测单元03上原有的电荷通过第二控制信号端口05导出去。

在充电时间段，第一开关单元021在第一控制信号端口04的控制下，导通触摸感测电极01和第二控制信号端口05，第二开关在第三控制信号端口06的控制下，使触摸检测单元03和触摸感测电极01、第一开关单元021的第一端断开，此时，若触摸感测电极01被触控形成触控电容，则通过第二控制信号端口05向触摸感测电极01充电，若触摸感测电极01没有被触控，则不会对其进行充电。

在检测时间段，第一开关单元021在第一控制信号端口04的控制下，断开触摸感测电极01和第二控制信号端口05，第二开关在第三控制信号端口06的控制下，导通触摸感测电极01、所述第一开关单元021的第一端和所述第二开关单元022的第二端，使触摸感测电极01和触摸检测单元03之间导通，这样通过触摸检测单元03检测触摸感测电极01上是否存在电荷来检测触摸感测电极01是否被触控，然后通过输出端口将检测信号输出。

进一步地，在本方明实施例提供的上述触控检测电路中，如图2所示，第一开关单元021可以包括：第一三态门TG1；

所述第一三态门TG1的使能控制端与所述第一控制信号端口04相连，输入端与所述第二控制信号端口05相连，输出端与所述触摸感测电极01相连。

进一步地，在本方明实施例提供的上述触控检测电路中，第二开关单元022可以包括：第二三态门TG2；

第二三态门TG2的使能控制端与第三控制信号端口06相连，输入端与触摸感测电极01相连，输出端与触摸检测单元03的第一端相连。

以上述第一开关单元021包括第一三态门TG1以及第二开关单元022包括第二三态门TG2为例，该触控检测电路工作过程如下：

在初始化阶段，第一三态门TG1在第一控制信号端口04的控制下处于导通状态，第二三态门TG2在第三控制端口的控制下处于导通状态，触摸感测电极01和触摸检测单元03分别和第二控制信号端口05导通，在第二控制信号端口05的控制下，将触摸感测电极01和触摸检测单元03上原有的电荷通过第二控制信号端口05导出去。

在充电时间段，第一三态门TG1在第一控制信号端口04的控制下处于导通状态，第二三态门TG2在第三控制信号端口06的控制下处于截止状态，从而，触摸感测电极01和第二控制信号端口05导通，触摸检测单元03和触摸感测电极01、第一三态门TG1的输出端断开，此时，若触摸感测电极01被触控形成触控电容，则通过第二控制信号端口05向触摸感测电极01充电，若触摸感测电极01没有被触控，则不会对其进行充电。

在检测时间段，第一三态门TG1在第一控制信号端口04的控制下处于截止状态，第二三态门TG2在第三控制信号端口06的控制下处于导通状态，从而，使触摸感测电极01和触摸检测单元03之间导通，通过触摸检测单元03检测触摸感测电极01上是否存在电荷来检测触摸感测电极01是否被触控，然后通过输出端口将检测信号输出。

或者，进一步地，在本方明实施例提供的上述触控检测电路中，第一开关单元021可以包括：第一开关晶体管；

第一开关晶体管的栅极与第一控制信号端口04相连，源极与第二控制信号端口05相连，漏极与触摸感测电极01相连。

或者，进一步地，在本方明实施例提供的上述触控检测电路中，第二开关单元022可以包括：第二开关晶体管；

第二开关晶体管的栅极与第三控制信号端口06相连，源极与触摸感测电极01相连，漏极与触摸检测单元03的第一端相连。

第一开关单元021包括第一开关晶体管以及第二开关单元022包括第二开关晶体管，和上述第一开关单元021包括第一三态门以及第二开关单元022包括第二三态门的工作原理类似，此处不再赘述。在具体实施时，也可以将第一三态门和第二开关晶体管或者第一开关晶体管和第二三态门组合到一起构成开关控制单元02，此处不对其进行限定，只要起到开关作用即可，并且第一开关晶体管和第二开关晶体管可以是N型也可以是P型。

具体地，在本方明实施例提供的上述触控检测电路中，如图2所示，触摸检测单元03可以包括：驱动晶体管T1；

驱动晶体管T1的栅极与开关控制单元02的第五端相连，源极与第四控制信号端口07相连，漏极与信号输出端口08相连。

在初始化时间段和充电时间段，通过第四控制信号端口07控制驱动晶体管T1输出为高阻态，在检测时间段，若检测到触摸感测电极01上存在电荷则控制驱动晶体管T1输出高电平，若没有检测到电荷则输出为高阻态，从而通过输出端口输出的检测信号判断触摸感测电极01是否被触控。

具体地，上述驱动晶体管T1可以为N-MOS晶体管，也可以为P-MOS晶体管。

具体地，在本方明实施例提供的上述触控检测电路中，如图2所示，触摸感测电极01之上覆盖有绝缘层。这样可以避免有外界接地导体(如手或触控笔)对触摸感测电极01进行触控时，直接接触触摸感测电极01对触摸感测电极01造成损坏。

基于同一发明构思，本发明实施例提供一种上述触控检测电路的驱动方法，流程图如图3所示，包括：

S201、在初始化时间段，同时向第一控制信号端口和第三控制信号端口加载有效控制信号，并向第二控制信号端口加载低电平信号；

S202、在充电时间段，保持向第一控制信号端口加载有效控制信号，并向第二控制信号端口加载高电平信号，使在触摸感测电极被触控时对触摸感测电极进行充电；

S203、在检测时间段，向第三控制信号端口加载有效控制信号，并向第四控制信号端口加载高电平信号，检测信号输出端口的检测信号以判断触摸感测电极是否被触控。

下面结合本发明实施例图2提供的触控检测电路和图4提供的工作时序对本发明实施例提供的驱动方法进行详细描述，图4中，S1、S2、S3和S4分别代表向第一控制信号端口、第二控制信号端口、第三控制信号端口以及第四控制信号端输入的控制信号，OUT表示信号输出端口输出的检测信号。

以第一开关单元021为第一三态门TG1，第二开关单元022为第二三态门TG2以及触摸检测单元03为驱动晶体管T1，并且该驱动晶体管T1为N-MOS型晶体管为例。

本发明实施方式提供的步骤S201可以采用以下方式实施：

在初始化时间段，同时向第一控制信号端口04和第三控制信号端口06加载高电平信号，并向第二控制信号端口05加载低电平信号，使第一三态门TG1和第二三态门TG2都导通，使触摸感测电极01和驱动晶体管T1的栅极都和第二控制信号端口05导通，从而将触摸感测电极01和驱动晶体管T1栅极上原有的电荷通过第二控制信号端口05导出，此时，驱动晶体管T1和第二控制信号端口05导通，由于第二控制信号端口05加载的是低电平信号，导致驱动晶体管T1截止，从而输出的检测信号为高阻态。

本发明实施方式提供的步骤S202可以采用以下方式实施:

在充电时间段，保持向第一控制信号端口04加载高电平信号，向第二控制信号端口05加载高电平信号，并向第三控制信号端口06加载低电平，使第一三态门TG1导通和第二三态门TG2截止，在触摸感测电极01被触控形成触控电容时，通过第二控制信号端口05向触摸感测电极充电，若触摸感测电极01没有被触控则不能进行充电。此时，驱动晶体管T1和第二控制信号端口05不导通，从而栅极处于高阻态，输出的检测信号为高阻态。

本发明实施方式提供的步骤S203可以采用以下方式实施:

在检测时间段，向第一控制信号端口04加载低电平信号，向第二控制信号端口05加载低电平信号，向第三控制信号端口06加载高电平信号，并向第四控制信号端口07加载高电平信号，使第一三态门TG1截止和第二三态门TG2导通，此时，触摸感测电极01和驱动晶体管T1的栅极连通，若触摸感测电极01上存储有电荷，则该电荷可以使驱动晶体管T1的栅极导通，由于第四控制信号端口07加载的是高电平信号，使驱动晶体管T1输出为高电平信号，若触摸感测电极01上没有电荷，则驱动晶体管T1的栅极为截止状态，输出的检测信号为高阻态。

图5为驱动晶体管为P-MOS型晶体管时的工作时序图，与驱动晶体管为N-MOS型晶体管的工作过程类似，不同之处在于，在初始化时间段，向第二控制信号端口加载高电平信号，在充电时间段，向第二控制信号端口加载低电平信号，在检测时间段，向第二控制信号端口加载高电平信号，其他过程相同，此处不再赘述。

综上，只有触摸感测电极被触控的情况下，输出的检测信号才是高电平，其余情况输出的检测信号均为高阻态，所以可以通过检测信号输出端口的检测信号以判断触摸感测电极是否被触控。

基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种显示装置，包括上述触控检测电路。该显示装置可以应用于手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。由于该显示装置解决问题的原理与上述触控检测电路相似，因此该显示装置的实施可以参见上述触控电路的实施，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的一种触控检测电路、其驱动方法及显示装置，初始化以后，在充电时间段，若触摸感测电极被触控，在触摸感测电极处就会形成触控电容，则开关控制单元在第一控制信号端口的控制下对触摸感测电极进行充电，这样在检测时间段触摸感测电极上存储的电荷能被触摸检测单元检测出来，通过输出端口的检测信号就能判断触摸感测电极是否被触控。实现了触摸控感测电极是否被触控的检测，并且该电路结构简单，容易实现。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种触控检测电路，其特征在于，包括：触摸感测电极，开关控制单元，触摸检测单元，第一控制信号端口，第二控制信号端口，第三控制信号端口，第四控制信号端口以及信号输出端口；其中，

所述触摸感测电极与所述开关控制单元的第一端相连，所述开关控制单元的第二端与所述第一控制信号端口相连，所述开关控制单元的第三端与所述第二控制信号端口相连，所述开关控制单元的第四端与所述第三控制信号端口相连，所述开关控制单元的第五端与所述触摸检测单元的第一端相连，所述触摸检测单元的第二端与所述第四控制信号端口相连，所述触摸检测单元的第三端与所述信号输出端口相连；

在初始化时间段，所述开关控制单元用于在所述第一控制信号端口和第三控制信号端口的控制下，通过所述第二控制信号端口对所述触摸感测电极和所述触摸检测单元的第一端进行初始化；

在充电时间段，所述开关控制单元用于在所述第一控制信号端口的控制下，在所述触摸感测电极被触控时通过所述第二控制信号端口对所述触摸感测电极进行充电；

在检测时间段，所述开关控制单元用于在所述第三控制信号端口的控制下，导通所述触摸感测电极与所述触摸检测单元的第一端；所述触摸检测单元，用于在所述触摸感测电极被触控时，在所述第四控制信号端口的控制下，向所述信号输出端口输出检测信号。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述开关控制单元包括：第一开关单元和第二开关单元；其中，

所述第一开关单元的第一端分别与所述触摸感测电极和所述第二开关单元的第一端相连，第二端与所述第一控制信号端口相连，第三端与所述第二控制信号端口相连；所述第一开关单元用于在所述第一控制信号端口的控制下，导通所述触摸感测电极和所述第二控制信号端口；

所述第二开关单元的第二端与所述第三控制信号端口相连，第三端与所述触摸检测单元的第一端相连；所述第二开关单元用于在所述第三控制信号端口的控制下，分别导通所述触摸感测电极、所述第一开关单元的第一端和所述第二开关单元的第二端。

3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一开关单元包括：第一三态门；

所述第一三态门的使能控制端与所述第一控制信号端口相连，输入端与所述第二控制信号端口相连，输出端与所述触摸感测电极相连。

4.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一开关单元包括：第一开关晶体管；

所述第一开关晶体管的栅极与所述第一控制信号端口相连，源极与所述第二控制信号端口相连，漏极与所述触摸感测电极相连。

5.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第二开关单元包括：第二三态门；

所述第二三态门的使能控制端与所述第三控制信号端口相连，输入端与所述触摸感测电极相连，输出端与所述触摸检测单元的第一端相连。

6.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第二开关单元包括：第二开关晶体管；

所述第二开关晶体管的栅极与所述第三控制信号端口相连，源极与所述触摸感测电极相连，漏极与所述触摸检测单元的第一端相连。

7.如权利要求1-6任一项所述的电路，其特征在于，所述触摸检测单元包括：驱动晶体管；

所述驱动晶体管的栅极与所述开关控制单元的第五端相连，源极与第四控制信号端口相连，漏极与所述信号输出端口相连。

8.如权利要求1-6任一项所述的电路，其特征在于，所述触摸感测电极之上覆盖有绝缘层。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的触控检测电路的驱动方法，其特征在于，包括：

在初始化时间段，同时向第一控制信号端口和第三控制信号端口加载有效控制信号，并向第二控制信号端口加载低电平信号；

在充电时间段，保持向所述第一控制信号端口加载有效控制信号，并向所述第二控制信号端口加载高电平信号，使在所述触摸感测电极被触控时对所述触摸感测电极进行充电；

在检测时间段，向所述第三控制信号端口加载有效控制信号，并向第四控制信号端口加载高电平信号，检测信号输出端口的检测信号以判断所述触摸感测电极是否被触控。

10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的触控检测电路。