CN107272972A - 触摸控制器和显示设备 - Google Patents

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CN107272972A CN201710232577.9A CN201710232577A CN107272972A CN 107272972 A CN107272972 A CN 107272972A CN 201710232577 A CN201710232577 A CN 201710232577A CN 107272972 A CN107272972 A CN 107272972A
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driving
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崔伦竞
李钟奥
金范洙
金钟善
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Abstract

一种触摸感测设备，包括：触摸屏面板，其包括被配置为产生与触摸对应的第一电变化的触摸传感器；以及触摸控制器，其被配置为基于该触摸传感器的第一电变化检测检测相对于与该触摸相关的触摸屏面板上的区域的触摸位置数据。

Description

触摸控制器和显示设备
本案是申请日为2014年10月11日、申请号为201410534817.7、发明名称为“触摸控制器、电子设备和显示设备、以及触摸感测方法”的发明专利申请的分案申请。
对相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年10月11日向韩国特许厅提交的韩国专利申请No.10-2013-0121504的优先权，通过引用将其全部内容合并于此。
技术领域
一些发明概念涉及触摸控制器、包括触摸控制器的显示设备和电子设备、和/或触摸感测方法。
背景技术
发明内容
一些发明概念提供能够提高触摸灵敏度的触摸控制器、包括该触摸控制器的显示设备和电子设备、以及触摸感测方法。
一些发明概念提供能够以低功耗操作的触摸控制器、包括该触摸控制器的显示设备和电子设备、以及触摸感测方法。
根据本发明概念的示例实施例，提供一种触摸感测设备，包括：触摸屏面板，其包括被配置为产生与触摸对应的第一电变化的触摸传感器；以及触摸控制器，其被配置为基于该触摸传感器的第一电变化，检测相对于产生触摸的触摸屏面板上的区域的触摸位置数据，该触摸控制器包括：第一检测单元，其被配置为在第一模式下，检测相对于产生至少两个悬停的区域的触摸传感器中的第一电变化作为多条候选位置数据；以及第二检测单元，其被配置为在不同于第一模式的第二模式下，检测与多条候选位置数据对应的触摸传感器的至少一个区域中的第二电变化，以基于第二电变化选择相对于所述至少两个悬停的触摸位置数据。
根据本概念的示例实施例，提供一种触摸感测设备，包括：触摸屏面板，其包括其中产生与触摸对应的电变化的触摸传感器；以及触摸控制器，用于通过向该触摸传感器施加驱动电压来接收电变化，并且输出与产生触摸的区域对应的数据，其中，在悬停模式下，该触摸控制器主要在单触摸模式下处理与触摸对应的电变化，其次在多触摸模式下处理与触摸对应的电变化。
根据本发明概念的另一示例实施例，提供一种显示设备，包括：触摸屏面板，其包括具有连接到多个传感单元的多个行和多个列的感测阵列，该感测阵列被配置为产生在与多个并行产生的悬停对应的感测阵列的区域中的电容变化；以及触摸控制器，其被配置为在单触摸模式下基于与电容变化对应的第一接收电压检测多条候选位置数据，在多触摸模式下处理多条候选位置数据，并且检测相对于与多个悬停的每一个对应的感测阵列的区域的触摸位置数据。
根据本发明概念的另一示例实施例，提供一种触摸感测方法，包括：确定是否已相对于触摸屏面板产生悬停，基于所述确定在单触摸模式下相对于悬停提取包括鬼影(ghost)的触摸位置数据，基于在单触摸模式下提取的触摸位置数据在多触摸模式下从触摸位置数据中移除鬼影，以及处理其中移除鬼影的触摸位置数据作为相对于悬停的位置数据。
至少一个示例实施例公开一种触摸感测设备，包括：触摸面板，其包括多个感测电路，所述多个感测电路被配置为响应于驱动电压产生感测信号；以及触摸控制器，其被配置为基于感测信号在第一模式下向感测电路施加驱动电压并且在第二模式下最多向感测电路的一部分施加驱动电压。
附图说明
通过结合附图的以下详细描述，可以更清楚地理解本发明概念的示例实施例，其中：
图1是示出根据本发明概念的示例实施例的触摸感测设备的框图；
图2示出根据本发明概念的示例实施例的图1的触摸传感器；
图3是用于说明当使用互电容触摸屏面板时由于触摸而导致的电容变化的图；
图4是示出根据触摸的电容变化的曲线图；
图5示出根据本发明概念的示例实施例的包括图1的触摸感测设备的显示设备的部分；
图6示出根据本发明概念的另一示例实施例的包括图1的触摸感测设备的显示设备的部分；
图7A是用于说明根据本发明概念的示例实施例的在单触摸模式下操作的图1的第一检测单元的图；
图7B是用于说明根据本发明概念的示例实施例的图7A的第一检测单元的检测对象的图；
图8是用于说明根据本发明概念的示例实施例的图7A的开关的操作的图；
图9A示出根据本发明概念的示例实施例的图7A的第一检测单元中进一步包括的信号处理单元；
图9B是用于说明根据本发明概念的示例实施例的图9A的信号处理单元的操作原理的图；
图10示出根据本发明概念的示例实施例的相对于悬停的候选位置数据；
图11示出根据本发明概念的另一示例实施例的相对于悬停的候选位置数据；
图12和13A是用于说明根据本发明概念的示例实施例的在多触摸模式下操作的图1的第二检测单元的图；
图13B和13C示出根据本发明概念的示例实施例的在图13A的多触摸模式下的感测操作；
图14是示出根据本发明概念的示例实施例的相对于图13A的候选位置数据的图1的第二检测单元的放大单元和驱动单元的操作的时序图；
图15是示出根据本发明概念的另一示例性实施例的相对于图13A的候选位置数据的图1的第二检测单元的放大单元和驱动单元的操作的时序图；
图16是示出根据本发明概念的另一示例性实施例的相对于图13A的候选位置数据的图1的第二检测单元的放大单元和驱动单元的操作的时序图；
图17是示出根据本发明概念的另一示例性实施例的相对于图13A的候选位置数据的图1的第二检测单元的放大单元和驱动单元的操作的时序图；
图18示出根据本发明概念的示例实施例的图12的第二检测单元的信号处理单元；
图19是用于说明根据本发明概念的示例实施例的图18的信号处理单元的操作的图；
图20示出根据本发明概念的另一示例实施例的与图13A的候选位置数据不同的候选位置数据；
图21示出根据本发明概念的示例实施例的适用于图20的候选位置数据的第二检测单元；
图22示出具有其中共同地包括图1的第一检测单元和第二检测单元的结构的触摸控制器140；
图23是示出根据本发明概念的示例实施例的图22的驱动单元和放大单元的详细视图；
图24示出根据本发明概念的另一示例实施例的图1的触摸控制器；
图25示出根据本发明概念的另一示例实施例的图1的触摸传感器；
图26示出根据本发明概念的另一示例实施例的图1的触摸传感器；
图27是示出根据本发明概念的示例实施例的触摸感测方法的流程图；
图28是根据本发明概念的另一示例实施例的触摸感测方法的流程图；
图29是根据本发明概念的另一示例实施例的触摸感测方法的流程图；
图30示出根据本发明概念的示例实施例的显示设备；
图31示出根据本发明概念的示例实施例的图30的显示驱动单元和触摸控制器之间的时序和电源电压之间的关系；
图32示出安装有根据本发明概念的示例实施例的触摸屏面板的显示设备的印刷电路板(PCB)结构；
图33示出根据本发明概念的示例实施例的集成触摸屏面板和显示面板的PCB结构；
图34示出根据本发明概念的示例实施例的安装有包括触摸控制器和显示驱动单元的半导体芯片的显示设备；以及
图35示出包括根据本发明概念的示例实施例的触摸感测设备的电子产品的应用示例。
具体实施方式
参考用于示出本发明概念的示例实施例的附图，以获得对于本发明概念、其优点、以及由本发明概念的实施所完成的目的的充分理解。下文中，将参考附图通过说明示例实施例来对本发明的概念进行详细地说明。附图中相同的附图标记表示相同的元件。
如本文所使用的，术语“和/或”包括相关的所列项目中的一个或者多个的任何和所有组合。当处于元件列表之后时，诸如“至少一个”的表述修饰元件的整个列表，而不是用于修饰列表的单独的元件。
图1是示出根据本发明概念的示例实施例的触摸感测设备100的框图。触摸感测设备100包括触摸屏面板120和触摸控制器140。触摸屏面板120产生与通过接触或接近触摸屏面板120而产生的触摸对应的电变化ECG。可以响应于通过使用触摸控制器140施加的驱动电压DV来感测电变化ECG。可以将电变化ECG发送到触摸控制器140作为感测值SEN。
下文中，通过接触触摸屏面板120而产生的触摸将被称为接触触摸。此外，通过靠近但实际上没有触及触摸屏面板120而产生的触摸(即，在空间上与触摸屏面板L20间隔一定距离而产生的触摸)被称为悬停。触摸屏面板120包括触摸传感器122，其产生相对于接触触摸或悬停的电变化ECG。
图2示出根据本发明概念的示例实施例的图1的触摸传感器122。参照图1和2，触摸传感器122可以包括感测阵列SARY，其包括与多个感测单元SU电连接的多个行R1、R2、…、Rn、以及与多个感测单元SU电连接的多个列C1、C2、…、Cm。触摸传感器122可以是互电容触摸传感器，其中感测单元SU根据触摸产生电容变化。
图3是用于说明当使用互电容触摸屏面板时由于触摸而导致的电容变化的图。参照图3，根据互电容方法，向驱动电极施加电压脉冲，并且通过接收电极收集与电压脉冲对应的电荷。当将人的手指置于两个电极之间时，电场(虚线)改变。电场的变化引起电容变化。虽然图3示出接触触摸，但是悬停也导致电场的变化。另外，虽然图3示出手指的接触触摸，但是电场的变化也可以由通过诸如触摸笔的其他导体的触摸产生。
通过两个电极之间的电场变化改变电极之间的电容，并且基于电场变化检测触摸。然而，本发明概念的示例实施例不限于此。虽然图3示出通过接收电极感测由触摸导致的电场变化，但是也可以从两个电极感测电容变化。
图4是示出根据触摸的电容变化的曲线图。参照图2和4，每个感测单元SU具有寄生电容分量Cb。例如，每个感测单元SU可以具有寄生电容分量Cb，其包括在相邻的感测单元之间产生的水平寄生电容分量、以及在任意电极(例如，公共电压电极或地电压电极)之间的垂直寄生电容分量。将进一步详细描述垂直寄生电容分量。
图5示出根据本发明概念的示例实施例的包括图1的触摸感测设备100的显示设备500的部分。参照图5，显示设备500可以包括显示面板520和触摸屏面板120。显示设备500可以是例如液晶设备(LCD)、场致发射显示设备(FED)、有机发光显示器(OLED)、或等离子体显示设备(PDP)。显示面板520可以具有与显示设备500的类型对应的结构并且可以由与显示设备500的类型对应的材料形成。
为了提供工艺或价格竞争力，可以将触摸屏面板120与显示设备500的显示面板520集成。图5示出安装在显示面板520上的触摸屏面板120。然而，本发明概念的示例实施例不限于此，并且触摸屏面板120也可以被布置在显示面板520之下。为了便于说明，将描述其中触摸屏面板120被布置在显示面板520上的示例。触摸屏面板120可以与显示面板520间隔一定距离，或者可以附着到显示面板520的上板。例如，当显示面板520是液晶显示面板时，显示面板520的上板可以包括公共电压电极522。该情况下，可以在每个感测单元SU与公共电压电极522之间形成垂直寄生电容分量Cv。然而，本发明概念的示例实施例不限于此，并且也可以在每个感测单元SU与包括在触摸屏面板120中的地电压电极之间形成垂直寄生电容分量Cv。
虽然图5示出在其中包括显示面板520作为与触摸屏面板120分开的面板或层的外嵌型(On-cell type)显示器，但是本发明概念的示例实施例不限于此。
图6示出根据本发明概念的另一示例实施例的包括图1的触摸感测设备100的显示设备600的部分。参照图6，显示设备600可以是内嵌型(In-cell)显示器，其中将在显示中使用的显示像素DPX和在感测触摸中使用的感测单元SU形成在同一层中。
虽然图6示出其中相同数目的显示像素DPX和相同数目的感测单元SU被交替地布置在共同面板上的布置，但是其他布置可以被实现。不同于图6，可以包括比感测单元SU更多的显示像素DPX。替换地，可以将显示像素DPX和感测单元SU布置为与图6不同的布置。另外，图6的每个显示像素DPX可以包括R、G、和B像素。
再次参照图2和图4，在包括如上所述的寄生电容的感测阵列SARY中，感测单元SU的电容Csen可以具有与图4中不产生触摸的部分A的寄生电容对应的值Cb。图4的部分B表示其中导电材料已经接触传感单元SU的示例。该情况下，随着在手指与触摸屏面板120之间产生的电容分量Csig和寄生电容分量Cb被额外产生，电容(Csen'＝Cb+Csig)增加。
然而，本发明概念的示例实施例不限于此。虽然图4示出其中由于触摸而导致电容增大的示例，但是也可以将图1的触摸感测设备100设计为使得电容由于触摸而减小。例如，如图3中所示，随着驱动电极与接收电极之间形成的电场的一部分由于触摸而被阻断，与电场强度成比例的的电容可以降低。该情况下，触摸感测设备100可以将其认为是在电容减少的感测阵列SARY的部分中产生的触摸。
再次参考图1，响应于如上所述的电容变化，触摸控制器140检测相对于触摸屏面板120产生所产生的触摸的区域的触摸位置数据TPD。可以将触摸位置数据TPD(即，其中产生触摸的区域)表示为图2的感测阵列SARY上的至少一个感测单元SU的位置。下文中，将进一步详细描述触摸控制器140的结构和操作。
触摸控制器140包括第一检测单元142和第二检测单元144。如果相对于触摸屏面板120发生至少两个悬停，则第一检测单元142在第一模式下检测触摸传感器122的电变化ECG，作为相对每个悬停的多条候选位置数据CPD。第二检测单元144在与第一模式不同的第二模式下，检测与多条候选位置数据SPD对应的触摸传感器122的区域中的电变化，以选择相对于至少两个悬停的触摸位置数据TPD。
第一模式是其中相对于悬停的感测灵敏度比第二模式更高的触摸感测模式，并且第二模式可以是其中同时能感测比第一模式更多的触摸的触摸感测模式。例如，第一模式可以是其中每次只识别单个触摸的单触摸模式，并且第二模式可以是其中每次感测多个触摸的多触摸模式。单触摸模式可以使用其中感测感测单元SU与任意电极之间的电容变化的触摸感测方法。多点触控模式可以使用其中感测由于触摸而导致的图2的相邻感测单元SU之间的电容变化的互触摸感测方法。
多触摸模式是其中可以感测并发触摸的模式，并且在本说明书中，并发触摸是指相对于触摸屏面板120在物理上并发的触摸、或者即便存在时间差但是在操作时序的角度来看是并发的多个触摸。此外，同样解释也适用于本说明书中使用的“同时”。例如，关于被同时接通的图7A的开关SWR1、SWR2、…、SWRn、SWC1、SWC2、…、SWCm的参考图8的描述，其可以指示在物理上同时接通开关，或者触摸控制器140可以通过将开关当作同时接通来处理开关。
图7A是用于说明在单触摸模式下操作的图1的第一检测单元142的图。图7B是用于说明图7A的第一检测单元142的检测对象的图。首先，参照图2和图7A，第一检测单元142可以包括连接到感测阵列SARY的每个行R1、R2、…、Rn和每个列C1、C2、…、Cm的操作单元OU。替换地，也可以描述为，每个操作单元OU通过连接到感测阵列SARY的每个行R1、R2、…、Rn和每个列C1、C2、…、Cm的通道分别连接到感测阵列SARY每个行R1、R2、…、Rn和每个列C1、C2、…、Cm。每个操作单元OU包括驱动器、开关、和放大单元。
例如，将描述连接到第一行R1的操作单元OU。连接到第一行R1的操作单元OU包括驱动器DRV、开关SWR1、和放大单元AMP。驱动器DRV向电连接到操作单元OU的第一行R1施加驱动电压DV。可以将驱动电压DV施加为电压脉冲。当开关SWR1接通时，可以将驱动器DRV电连接到第一行R1。
放大单元AMP输出与通过在驱动电压DV施加到第一行R1时感测第一行R1的电容变化而获得的感测值SEN对应的输出值OUTR1。根据是否在第一行R1中产生悬停，输出值OUTR1具有不同的值。放大单元AMP可以是电荷AMP，其将输出值OUTR1转换为电压值，并且根据第一行R1的电容来放大电压值。电容器Cr和电阻器Rr可以在放大单元AMP的第一输入端(例如，反相端)和输出端之间并联连接。虽然图7A中未示出，但是可以使用滤波器去除放大单元AMP的输出值OUTR1的噪声，并且可以通过使用模数转换器将去除噪声的输出值OUTR1输出为数字值。
连接到感测阵列SARY的其他行R2、…、Rn和列C1、C2、…、Cm的操作单元OU的结构和操作可以与连接到第一行R1的操作单元OU的结构和操作相同。例如，连接到第一列C1的操作单元OU包含驱动器DRV、开关SWC1、以及放大单元AMP。当开关SWC1接通时，驱动器DRV向第一列C1施加驱动电压DV。根据对第一列C1施加驱动电压DV，放大单元AMP输出第一列C1的电容变化作为与通过感测变化而获得的感测值SEN对应的输出值OUTC1。即，当通过图7A的第一检测单元142的操作如图7B中所示在感测电极中通过悬停产生电容改变Csig时，输出与变化Csig对应的输出值OUTC1。
图8是用于说明根据本发明概念的示例实施例的图7A的开关的操作的图。如图8中所示，包括在第一检测单元142的每个操作单元OU中的开关SWR1、SWR2、…、SWRn和SWC1、SWC2、…、SWCm可以同时导通。即，驱动电压DV可以被同时施加到感测阵列SARY的所有行R1、R2、…、Rn和所有列C1、C2、…、Cm。因此，每个操作单元OU可以同时输出相对于所连接的行或所连接的列的感测值SEN作为输出值OUTR1、OUTR2、…、或OUTRn或者OUTC1、OUTC2、…、或OUTCm。
图9A示出根据本发明概念的示例实施例的图7A的第一检测单元142中进一步包括的信号处理单元142_2。参照图1、图2、和图9A，信号处理单元142_2接收相对于感测阵列SARY的各行R1、R2、…、Rn和各列C1、C2、…、Cm的操作单元OU的各个输出值OUTR1、OUTR2、…、和OUTRn、以及各个输出值OUTC1、OUTC2、…、和OUTCm，从而输出相对于每个悬停的候选位置数据CPD。即，候选位置数据CPD可以是关于每个操作单元OU的输出值OUTR1、OUTR2、…、或OUTRn、或者OUTC1、OUTC2、…、或OUTCm的信号处理的结果。然而，候选位置数据CPD也可以是对通过使用滤波器或模数转换器对每个操作单元OU的输出值进行滤波、或对每个操作单元OU的输出值执行模数转换而得到的值进行信号处理的结果。
例如，信号处理单元142_2可以比较感测阵列SARY的每个行R1、R2、…、Rn的操作单元OU的输出值OUTR1、OUTR2、…、OUTRn的电压来检测包括在产生悬停的区域中的行。此外，信号处理单元142_2可以比较感测阵列SARY的每个列C1、C2、…、Cm的操作单元OU的输出值OUTC1、OUTC2、…、OUTCm的电压来检测包括在与悬停对应的区域中的列。图9B是用于说明图9A的信号处理单元的操作原理的图。例如，参考图9B，信号处理单元142_2可以插值相对于x轴(行轴)的轮廓(profile)和相对于y轴(列轴)的轮廓，并且检测包括在产生悬停的区域中的行和列。根据该操作，信号处理单元142_2可以输出检测到的行和检测到的列彼此相交的区域作为与悬停对应的候选位置数据(CPD)。
图10示出根据本发明概念的示例实施例的相对于悬停的候选位置数据CPD。参照图1、2、和10，通过使用第一检测单元142产生的候选位置数据CPD的数目可以对应于产生的悬停的数目。例如，当产生N个悬停时，可以检测到N2条候选位置数据CPD。例如，如果如图10中所示通过四根手指产生悬停(用圆圈标出)，即，如果产生4个悬停HOV1、HOV2、HOV3、和HOV4，则第一检测单元142可以检测16条候选位置数据CPD。
候选位置数据CPD不仅包括实际产生的悬停HOV1、HOV2、HOV3、和HOV4，还包括包含由X标记的鬼影的数据。鬼影是指虽然实际并非已产生的触摸或悬停、但是被作为触摸或悬停处理的事件。在图10的示例中，产生相对于实际产生的4个悬停HOV1、HOV2、HOV3、和HOV4以及12个鬼影的16条候选位置数据CPD。如上所述，根据具有如图7A和图8所示的结构的第一检测单元142，相对于感测阵列SARY的所有行R1、R2、…、Rn和所有列C1、C2、…、Cm执行感测操作，从产生实际产生的悬停的行中，可以通过在其他行中产生的其他悬停来计算多条候选位置数据CPD。
图10中，在同时产生的悬停当中，在第二行R2与第三列C3之间的交叉点处产生第一悬停HOV1，并且在产生第二悬停HOV2到第四悬停HOV4的各列中检测到第二行R2的三个鬼影。例如，从相对于产生第二悬停HOV2的第一列C1的交叉点检测到第二行R2的第一鬼影GHS1。即，当并行执行相对于感测阵列SARY的所有行R1、R2、…、Rn和所有列C1、C2、…、Cm的感测操作时，第一检测单元142将其感知为相对于关于四个悬停的四行和四列而产生的四个单独的悬停。因而，第一检测单元142检测到相对于各行和各列的交叉点的16条候选位置数据CPD。
图11示出根据本发明概念的另一示例实施例的相对于悬停的候选位置数据。参照图1和11，当产生一个悬停HOV1时，虽然执行相对于感测阵列SARY的所有行R1、R2、…、Rn和所有列C1、C2、…、Cm的感测操作，但是第一检测单元142将其感知为相对于一个悬停HOV1的仅仅在单个行和单个列产生的悬停，因而没有识别到鬼影。如上所述，稍后将详细描述在产生单个悬停的情况下触摸控制器140的详细操作。
作为参照，图10和11中，由候选位置数据CPD表示的区域被示出为行和列的交叉点。然而，如上所述，可以在包括至少两列或至少两列的区域中产生悬停。因此，候选位置数据CPD可以是相对于包括至少两列或至少两列的区域的数据。
此外，图10和11中，示出具有与图2的不同结构的感测阵列SARY。图2的感测阵列SARY中，行R1、R2、…、Rn和列C1、C2、…、Cm的感测单元SU可以在同一层中形成，并且行R1、R2、…、Rn的感测单元SU可以经由跳线而彼此连接，并且列C1、C2、…、Cm的感测单元SU可以经由另一跳线而彼此连接。另一方面，图10的感测阵列SARY可以是正交感测阵列，其中在不同层中形成的电极垂直彼此相交的区域操作为感测单元SU。感测阵列SARY可以是图2和图10中的感测阵列SARY之一。此外，感测阵列SARY可以具有与图2或图10的感测阵列不同的结构。
再次参考图1，第二检测单元144基于使用第一检测单元142检测的候选位置数据CPD来从候选位置数据CPD中去除鬼影，从而检测相对于实际的悬停的触摸位置数据TPD。第二检测单元144可以在与第一模式不同的第二模式下检测触摸位置数据TPD。如上所述，第一模式可以是单触摸模式，并且第二触摸模式可以是多触摸模式。
图12和13A是用于说明根据本发明概念的示例实施例的在多触摸模式下操作的图1的第二检测单元144的图。参照图1、图12、和图13A，第二检测单元144可以包括候选位置数据处理单元144_2、驱动单元144_4、放大单元144_6、和信号处理单元144_8。候选位置数据处理单元144_2可以向驱动单元144_4提供与候选位置数据CPD对应的感测阵列SARY的行信息Rinf和与候选位置数据CPD对应的感测阵列SARY的列信息Cinf。
驱动单元144_4和放大单元144_6在多触摸模式下操作。具体地，通过使用驱动单元144_4将驱动电压DV施加到感测阵列SARY的行，并且通过施加到行的驱动电压DV在相应行的感测单元SU与相邻感测单元SU之间导致的电容变化被通过相应行的任意列传送到放大单元144_6。例如，如图13B所示，驱动单元144_4可以被顺序激活以依次扫描行。通过使用放大单元144_6来检测激活的行与每列之间的互电容。例如，如图13C所示，随着在产生悬停位置处的行和列之间的交叉点处电场被阻断，激活的行与每列之间的互电容可以降低，并且放大单元144_6检测该变化。
驱动单元144_4可以包括分别连接到感测阵列SARY的行R1、R2、…、Rn的多个驱动器DRV。驱动单元144_4的驱动器DRV可以通过传输信道Tx分别连接到行R1、R2、…、Rn。响应于行信息Rinf，驱动单元144_4激活连接到行的多个驱动器DRV当中连接到与候选位置数据CPD对应的行的驱动器DRV。激活的驱动器DRV可以将驱动电压DV施加到所连接的行。
图13B和13C示出根据本发明概念的示例实施例的在图13A的多触摸模式下的感测操作。
放大单元144_6可以包括分别连接到感测阵列SARY的列C1、C2、…、Cm的多个放大单元AMP。放大单元144_6的放大单元AMP可以通过接收信道Rx分别连接到列C1、C2、…、Cm。响应于列信息Cinf，放大单元144_6激活分别连接到感测阵列SARY的列C1、C2、…、Cm的多个放大单元AMP当中连接到与候选位置数据CPD对应的列的放大单元AMP。激活的放大单元AMP可以从连接的列接收感测值SEN，并可以输出与感测值SEN对应的输出值OUT_C。虽然图13A中未示出，但是图13A的放大单元144_6可以是电荷放大器，如图7A所示，或者可以进一步包括并联连接在放大单元AMP的第一输入端与输出端之间的电容器和电阻器。而且，虽然图13A中未示出，但是如同图7A的第一检测单元142，第二检测单元144可以进一步包括对放大单元144_6的输出值OUT_C进行滤波的滤波器和/或将输出值OUT_C或经滤波的输出值OUT_C转换为数字数据的模数转换器。
下文中，将通过参照图13A所示的示例实施例更详细地描述第二检测单元144的操作，其中从第一检测单元142向第二检测单元144发送第一候选位置数据CPD1至第四候选位置数据CPD4；第一候选位置数据CPD1和第二候选位置数据CPD2分别表示在第二行R2到第四行R4中，由第四列C4到第六列C6和第十列C10至第十二列C12形成的区域；并且第三候选位置数据CPD3和第四候选位置数据CPD4分别表示在第八行R8到第十行R10中，由第四列C4到第六列C6和第十列C10至第十二列C12形成的区域。
图14是示出根据本发明概念的示例实施例的相对于图13A的候选位置数据CPD的图1的第二检测单元144的放大单元和驱动单元的操作的时序图。参照图12至14，第二检测单元144的驱动单元144_4可以响应于从信息数据处理单元144_2接收的行信息Rinf顺序将驱动电压DV施加到第二行R2至第四行R4以及第八行R8到第十行R10。
例如，在连接到第二行R2的驱动器DRV将驱动电压DV施加到第二行R2之后，连接到第三行R3的驱动器DRV可以将驱动电压DV施加到第三行R3，然后，连接到第四行R4的驱动器DRV可以将驱动电压DV施加到第四行R4。接下来，在连接到第八行R8的驱动器DRV将驱动电压DV施加到第八行R8之后，连接到第九行R9的驱动器DRV可以将驱动电压DV施加到第九行R9，然后，连接到第十行R10的驱动器DRV可以将驱动电压DV施加到第十行R10。
响应于从候选位置数据处理单元144_2接收的列信息Cinf，第二检测单元144的放大单元144_6可以顺序地从第四列C4到第六列C6和第十列C10至第十二列C12接收感测值SEN。例如，在连接到第四列C4的放大单元AMP从第四列C4接收感测值SEN，并且连接到第五列C5的放大单元AMP从第五列C5接收感测值SEN之后，连接到第六列C6的放大单元AMP可以从第六列C6接收感测值SEN。接下来，在连接到第十列C10的放大单元AMP从第十列C10接收感测值SEN，并且连接到第十一列C11的放大单元AMP从第十一列C11接收到感测值SEN之后，连接到第十二列C12的放大单元AMP可以从第十二列C12接收感测值SEN。
如图14所示，当驱动电压DV被顺序地施加到行时，在其期间将驱动电压DV施加到每一行的时间段可以被表示为第一时间段TD。替换地，如图14所示，当从各列接收感测值SEN时，在其期间接收相对于每个列的感测值SEN的时间段可以被表示为第一时间段TD。
再次参考图12，第二检测单元144可以进一步包括信号处理单元144_8，其接收放大单元144_6的输出值OUT_C以输出接触位置数据TPD。信号处理单元144_8可以相对于指示相同行或相同行组的候选位置数据CPD来比较输出值OUT_C以选择触摸位置数据TPD。将在后面进一步详细说明第二检测单元144的信号处理单元144_8。
触摸感测设备100基于在具有良好的检测灵敏度的单(自)触控模式下感测的候选位置数据的CPD产生候选位置数据CPD，从而相对于需要比接触触摸更高的感测敏感度的悬停执行精确的感测操作。此外，触摸感测设备100可以仅仅在关于候选位置CPD的多触摸感测模式下感测，从而降低功耗。下文中，将对根据本发明概念的各种示例实施例的第二检测单元144的操作进行说明。
图15是示出根据本发明概念的另一示例性实施例的相对于图13A的候选位置数据的图1的第二检测单元144的放大单元和驱动单元的操作的时序图。参照图12、13A、和15，响应于从候选位置数据处理单元144_2接收的行信息Rinf，第二检测单元144的驱动单元144_4可以相对于第一候选位置数据CPD1和第二候选位置数据CPD2而同时将驱动电压DV施加到第二行R2至第四行R4，然后相对于第三候选位置数据CPD3和第四候选位置数据CPD4来同时将驱动电压DV施加到第八行R8至第十行R10。
例如，在连接至第二行R2到第四行R4的驱动器DRV同时将驱动电压DV分别施加到第二行R2至第四行R4之后，连接至第八行R8至第十行R10的驱动器DRV可以同时将驱动电压DV分别施加到第八行R8至第十行R10。因而，通过增加用于将驱动电压DV施加到每一行的时间段，整体上可以消耗相同的操作时间，但是可以同时执行准确的感测操作。
相对于指示相同行的候选位置数据的多个行可以被称为行组。例如，相对于第一候选位置数据CPD1和第二候选位置数据CPD2的第二行R2到第四行R4可以被称为第一行组(R2-R4)，并且相对于第三候选位置数据CPD3和第四候选位置数据CPD4的第八行R8到第十行R10可以被称为第二行组(R8-R10)。
此外，当参照图12、13A、和15时，响应于从候选位置数据处理单元144_2接收的列信息Cinf，第二检测单元144的放大单元144_6可以顺序地从第四列C4到第六列C6和第十列C10至第十二列C12接收感测值SEN。例如，在连接到第四列C4的放大单元AMP从第四列C4接收感测值SEN，并且连接到第五列C5的放大单元AMP从第五列C5接收感测值SEN之后，连接到第六列C6的放大单元AMP可以从第六列C6接收感测值SEN。接下来，在连接到第十列C10的放大单元AMP从第十列C10接收感测值SEN，并且连接到第十一列C11的放大单元AMP从第十一列C11接收到感测值SEN之后，连接到第十二列C12的放大单元AMP可以从第十二列C12接收感测值SEN。
图16是示出根据本发明概念的另一示例性实施例的相对于图13A的候选位置数据的图1的第二检测单元144的放大单元和驱动单元的操作的时序图。参照图12、13A、和16，响应于从候选位置数据处理单元144_2接收的行信息Rinf，第二检测单元144的驱动单元144_4可以相对于第一候选位置数据CPD1和第二候选位置数据CPD2而同时将驱动电压DV施加到第二行R2至第四行R4，然后相对于第三候选位置数据CPD3和第四候选位置数据CPD4来同时将驱动电压DV施加到第八行R8至第十行R10。
例如，在连接至第二行R2到第四行R4的驱动器DRV同时将驱动电压DV分别施加到第二行R2至第四行R4之后，连接至第八行R8至第十行R10的驱动器DRV可以同时将驱动电压DV分别施加到第八行R8至第十行R10。可以将可以将
响应于从候选位置数据处理单元144_2接收的列信息Cinf，第二检测单元144的放大单元144_6可以相对于第一候选位置数据CPD1和第三候选位置数据CPD3同时从第四列C4到第六列C6接收感测值SEN，然后可以相对于第二候选位置数据CPD2和第四候选位置数据CPD4同时从第十列C10到第十二列C12接收感测至SEN。
例如，在连接到第四列C4到第六列C6的放大单元AMP同时从第四列C4到第六列C6接收感测值SEN之后，连接到第十列C10到第十二列C12的放大单元AMP可以同时从第十列C10到第十二列C12接收感测值SEN。因此，通过增加用于接收每个行的感测值SEN的时间段，整体上可以消耗相同的操作时间，但是可以同时执行准确的感测操作。
相对于指示相同列的候选位置数据的多个列可以被称为列组。例如，相对于第一候选位置数据CPD1和第二候选位置数据CPD2的第四列C4到第六列C6可以被称为第一列组(C4-C6)，并且相对于第三候选位置数据CPD3和第四候选位置数据CPD4的第十列C10到第十二列C12可以被称为第二列组(C10-C12)。
图17是示出根据本发明概念的另一示例性实施例的相对于图13A的候选位置数据的图1的第二检测单元144的放大单元和驱动单元的操作的时序图。参照图12、13A、和17所示，响应于从候选位置数据处理单元144_2接收的行信息Rinf，第二检测单元144的驱动单元144_4可以相对于第一候选位置数据CPD1和第二候选位置数据CPD2而同时将驱动电压DV施加到第二行R2至第四行R4，然后相对于第三候选位置数据CPD3和第四候选位置数据CPD4来同时将驱动电压DV施加到第八行R8至第十行R10。
例如，在连接至第二行R2到第四行R4的驱动器DRV同时将驱动电压DV施加到第二行R2至第四行R4之后，连接至第八行R8至第十行R10的驱动器DRV可以同时将驱动电压DV分别施加到第八行R8至第十行R10。
响应于从候选位置数据处理单元144_2接收的列信息Cinf，第二检测单元144的放大单元144_6可以接收在与每个列组中包括的列数对应的时段期间积累的感测值SEN。例如，放大单元144_6可以在三个时段TD期间从第一列组(C4至C6)接收感测值SEN，然后可以在(另外)三个时段TD从第二列组(C10到C12)接收感测值SEN。第一列组(C4至C6)的放大单元AMP可以顺序地或同时地从连接的列接收感测值SEN，并且第二列组(C10到C12)的放大单元AMP可以顺序地或同时地从连接的列接收感测值SEN。因此，通过累加从列接收到的感测值SEN，可以在相同量的时间使用相同的资源执行更准确的感测操作。
虽然描述了其中第二检测单元144仅相对于由候选位置数据CPD指示的列中的一些列而同时激活放大单元的示例实施例，但是也可以同时激活相对于由候选位置数据CPD指示的所有的列的放大单元。
图18示出根据本发明概念的示例实施例的图12的第二检测单元144的信号处理单元144_8。图19是用于说明根据本发明概念的示例实施例的图18的信号处理单元144_8的操作的图。首先，参照图12和18，如上所述，信号处理单元144_8可以比较相对于指示相同行或相同行组的候选位置数据CPD的输出值OUT_C，以选择触摸位置数据TPD。为此，信号处理单元144_8可以包括比较单元144_82和选择单元144_84。
比较单元144_82可以通过接收相对于指示相同行或相同行组的候选位置数据CPD的输出值OUT_C来执行比较操作。关于图13A的示例，比较单元144_82可以比较相对于指示第二行R2到第四行R4的第一候选位置数据CPD1和第二候选位置数据CPD2的输出值OUT_C。相对于第一候选位置数据CPD1的输出值OUT_C可以是由第一候选位置数据CPD1表示的第四列C4至第六列C6的输出值OUT_C的总和SUM1。同样，相对于第二候选位置数据CPD2的输出值OUT_C可以是由第二候选位置数据CPD2表示的第十列C10至第十二列C12的输出值OUT_C的总和SUM1。
参照图19，相对于第一候选位置数据CPD1的输出值OUT_C可以是第一值VAL1，并且相对于第二候选值CPD2的输出值OUT_C可以是第二值VAL2。虽然图19示出关于第二检测单元144的示例的信号处理单元144_8的操作，但是第二检测单元144也可以以与图14至16等相同的方式操作。
此外，针对图13A的示例，比较单元144_82比较相对于指示第八行R8至第十行R10的第三候选位置数据CPD3和第四候选位置数据CPD4的输出值OUT_C。相对于第三候选位置数据CPD3的输出值OUT_C可以是由第三候选位置数据CPD3表示的第四列C4至第六列C6的输出值OUT_C的总和SUM2。同样，相对于第四候选位置数据CPD4的输出值OUT_C可以是由第四候选位置数据CPD4表示的第十列C10至第十二列C12的输出值OUT_C的总和SUM2。参照图19，相对于第三候选位置数据CPD3的输出值OUT_C可以是第三值VAL3，并且相对于第四候选位置数据CPD4的输出值OUT_C可以是第四值VAL4。
比较单元144_82可以比较第一值VAL1和第二值VAL2，并比较第三值VAL3和第四值VAL4，以输出比较结果CRST。针对图19的示例，比较单元144_82可以输出指示第二值VAL2大于第一值VAL1并且第三值VAL3大于第四值VAL4的比较结果CRST。
响应于比较结果CRST，选择单元144_84可以从候选位置数据CPD中选择指示实际产生的悬停的位置的接触位置数据TPD。例如，基于指示第二值VAL2大于第一值VAL1的比较结果CRST，选择单元144_84可以从第一候选位置数据CPD1和第二候选位置数据CPD2之间选择第一候选位置数据CPD1作为触摸位置数据TPD。此外，基于指示第三值VAL3大于第四值VAL4的比较结果CRST，选择单元144_84可以从第三候选位置数据CPD3和第四候选位置数据CPD4之间选择第三候选位置数据CPD3作为触摸位置数据TPD。
如上所述，由于图3的两个电极之间产生的磁场通过悬停或接触触摸而减小，所以在产生悬停或接触触摸的列中的电荷量可以降低。因此，其中产生悬停或接触触摸的列的输出值可以小于其中不产生悬停或接触触摸的列的输出值。
以上描述的是相对于图13A的候选位置数据CPD的图12的第二检测单元144的操作。这里，图13A的候选位置数据CPD(即，第一候选位置数据CPD1到第四候选位置数据CPD4)是相对于相同尺寸的区域的数据。换句话说，图13A的第一候选位置数据CPD1至第四候选位置数据CPD4表示关于具有相同的行数和相同列数的交叉区域的数据。然而，本发明概念的实施例不限于此。
图20示出根据本发明概念的另一示例实施例的与图13A的候选位置数据不同的候选位置数据。参照图1和图20，第一候选位置数据CPD1到第四候选位置数据CPD4可分别表示关于不同区域的数据。例如，图20中，第一候选位置数据CPD1可以是表示三个行(第二行R2到第四行R4)和三列(第四列C4至第六列C6)的交叉区域的数据，而第四候选位置数据CPD4可以是表示两行(第八行R8和第九行R9)和三列(第十列C10至第十二列C12)的交叉区域的数据。
以上的交叉区域可以根据以与触摸屏面板120垂直相隔一定距离而产生的悬停的表面面积的差异而变化，例如，按照根据在执行悬停的个人的手指与触摸屏面板120之间的倾角的悬停的表面面积的差异而变化。同样，考虑到相对于鬼影的候选位置数据，相对于实际悬停的候选位置数据和指示数据的区域可以由于例如第一检测单元142的检测能力而在尺寸上发生变化。
图21示出根据本发明概念的示例实施例的适用于图20的候选位置数据的第二检测单元144。参照图20和21，如同图12的第二检测单元144，图21的第二检测单元图144可以包括候选位置数据处理单元144_2、驱动单元144_4'、放大单元144_6'、和信号处理单元144_8。候选位置数据处理单元144_2从第一检测单元142接收候选位置数据CPD。另外，候选位置数据处理单元144_2可以向驱动单元144_4'提供与候选位置数据CPD对应的感测阵列SARY的行信息Rinf、以及与候选位置数据CPD对应的感测阵列SARY的列信息Cinf。驱动单元144_4'和放大单元144_6'在多触摸模式下操作。具体地，通过使用驱动单元144_4'，将驱动电压DV施加到感测阵列SARY的行，并且通过施加到行的驱动电压DV，在相应行的感测单元SU与相邻感测单元SU之间产生的电容变化被通过相应行的列传送到放大单元144_6'。
此外，图21的第二检测单元144可以进一步包括第一控制单元211。第一控制单元211可以从候选位置数据处理单元144_2接收行信息Rinf和列信息Cinf，从而确定由每条候选位置数据CPD表示的区域的尺寸，即，行数和列数。第一控制单元211基于由每条候选位置数据CPD表示的行数或列数产生第一控制信号。第一控制信号XCON1被发送到驱动单元144_4'或放大单元144_6'。
响应于第一控制信号XCON1，驱动单元144_4'或放大单元144_6'可以针对每条候选位置数据CPD执行额外的驱动或放大操作。例如，响应于第一控制信号XCON1，驱动单元144_4'或放大单元144_6'可以根据由每条候选位置数据CPD表示的区域的尺寸，来变化如图15或图16所示同时激活的行或列的数目。替换地，例如，放大单元144_6'可以根据每条候选位置数据CPD表示的区域的尺寸，来变化如图17所示积累感测值SEN的时间段。
以上描述的是将第一检测单元142和第二检测单元144实现为单独的电路的示例实施例。然而，提供该结构仅仅用于清楚地描述根据本发明概念的触摸控制器140的操作的概念。即，感测阵列SARY的行R1、R2、…、Rn的每一个和列C1、C2、…、Cm的每一个可以处于其中可以选择性地执行图7A的第一检测单元图142的操作和图7A的第二检测单元图144的操作的任意结构中。
图22示出具有其中共同地包括图1的第一检测单元和第二检测单元的结构的触摸控制器140。图23是示出图22的驱动单元和放大单元的详细视图。参照图22和23，触摸控制器140可以包括第二控制单元212、公共驱动单元222、公共放大单元224、公共信号处理单元226、和候选位置数据处理单元144_2。响应于时钟信号CLK，第二控制单元212可以产生第二控制信号XCON2，通过其控制公共驱动单元222、公共放大单元224、和公共信号处理单元226。
例如，第二控制单元212可以产生第二控制信号XCON2，以使得触摸控制器140在时钟信号CLK的第一个时间段如同图1的第一检测单元142一样操作。例如，第二控制单元212可以控制公共驱动单元222、公共放大单元224、和公共信号处理单元226，以使得其在时钟信号CLK的第一段中在第一模式(例如，单触摸模式)中操作从而产生候选位置数据CPD。另外，第二控制单元212可以产生第二控制信号XCON2，以使得触摸控制器140在时钟信号CLK的第二段中如同图1的第二检测单元144一样操作。例如，第二控制单元212可以控制公共驱动单元222、公共放大单元224、和公共信号处理单元226，以使得其在时钟信号CLK的第二段中相对于候选位置数据CPD在第二模式(例如，多触摸模式)中操作从而产生触摸位置数据TPD。
可以将时钟信号CLK的第一和第二段设置为使得其被交替地产生。时钟信号CLK的第一和第二段可以被设置在不同的时间。
如图23所示，公共驱动器222和公共放大单元224可以分别连接到感测阵列SARY的每一行和每一列。关于处理相对于并行产生的多个悬停的触摸位置数据TPD，公共驱动器222输出关于单触摸模式的主驱动电压DV_1st和关于多触摸模式的次级驱动电压DV_2nd。关于处理相对于并行产生的多个悬停的触摸位置数据TPD，公共放大单元224接收相对于单触摸模式的初级感测值SEN_1st和相对于多触摸模式的次级感测值SEN_2nd。公共驱动器222和公共放大单元224的详细结构和详细操作与以上描述的图7A或图13A的相似，因而省略其描述。区别仅仅在于，为了使触摸控制器140执行如上所述的第二检测单元144的操作，连接到每一行的公共放大单元224和连接到每一列的公共驱动单元222可以响应于第二控制信号XCON2而被禁用。
响应于第二控制信号XCON2，通用信号处理单元226可以在时钟信号CLK的第一段中以与上述的第一检测单元142相同的方式输出候选位置数据CPD。此外，响应于第二控制信号XCON2，通用信号处理单元226可以在时钟信号CLK的第二段中以与第二检测单元144相同的方式输出触摸位置数据TPD。
以上描述的是用于处理多悬停(即，多个悬停)的触摸屏面板。然而，如上所述，也可以相对于触摸屏面板120产生单个悬停。将在下面进行描述。
图24示出根据本发明概念的另一示例实施例的图1的触摸控制器140。参照图24，触摸控制器140可以包括第一检测单元142、第二检测单元144、和第三控制单元213。当相对于触摸屏面板120产生至少两个悬停时，第一检测单元142在第一模式下检测触摸传感器122的电变化ECG作为相对于每个悬停的多条候选位置数据CPD。第二检测单元144可以在不同于第一模式的第二模式下检测与多条候选位置数据CPD对应的触摸传感器122的区域中的电变化，从而从多条候选位置数据CPD当中选择相对于至少两个悬停的触摸位置数据TPD。如上所述，第一模式可以是具有比第二模式高的相对于悬停的感测灵敏度的单触摸模式，并且第二模式可以是其中可以同时感测大量触摸(即，可以感测多个并发触摸)的多触摸模式。这也适用于下文。
第三控制单元213可以计数通过使用第一检测单元142产生的候选位置数据CPD的数量，并且如果存在一条候选位置数据的CPD，则第三控制单元213可以产生第三控制信号XCON3。第二检测单元144可以响应于第三控制信号XCON3而被禁用。此外，如果产生单个悬停，第三控制单元213不需要去除鬼影，并且因此第三控制单元213可以输出候选位置数据CPD作为接触位置数据的TPD。如上所述，触摸控制器140的第一检测单元142和第二检测单元144简单地通过功能来区分开，并且可以不是物理上分离的。这也适用于第三控制单元213。
上述的是处理悬停的触摸控制器140。然而，本发明概念的示例实施例不限于此。触摸感测设备100还可以处理接触触摸。这将在下面描述。
图25示出根据本发明概念的另一示例实施例的图1的触摸传感器122。参照图25，触摸控制器140可以包括第一检测单元142、第二检测单元144、以及第四控制单元214。当相对于触摸屏面板120产生至少两个悬停时，第一检测单元142在单触摸模式下检测触摸传感器122的电变化ECG作为相对于各个悬停的多条候选位置数据CPD。第二检测单元144可以在多触摸模式下检测与多条候选位置数据CPD对应的触摸传感器122的区域中的电变化，从而从候选位置数据CPD当中选择相对于至少两个悬停的触摸位置数据TPD。
第四控制单元214可以确定在触摸屏面板120中产生的触摸是悬停还是接触触摸，从而产生第四控制信号XCON4。例如，当使用触摸传感器122感测到的感测值SEN等于或大于第一尺寸时，第四控制单元214可以确定发生悬停，并产生第四控制信号XCON4作为第一值。另一方面，当使用触摸传感器122而感测到的感测值SEN比第一尺寸小时，第四控制单元214可以确定发生接触触摸，并产生第四控制信号XCON4作为第二值。因为由悬停导致的和由接触触摸导致的电变化不同(例如，由悬停导致的图3中的磁场变化小于由接触触摸所导致的)，在悬停或接触触摸的情况下，可以基于感测值SEN的统计值来设置第一尺寸。
第一检测单元142和第二检测单元144各自可以响应于第一值的第四控制值XCON4产生上述的候选位置数据CPD、以及基于候选位置数据CPD的触摸位置数据TPD。另一方面，第一检测单元142可以响应于第二值的第四控制信号XCON4而被禁用。此外，响应于第二值的第四控制信号XCON4，第二检测单元144可以将驱动电压DV施加到感测阵列SARY的所有行R1，R2、…、Rn，并且从感测阵列SARY的所有列C1、C2、…、Cm中接收感测值SEN。
即，响应于第二值的第四控制信号XCON4，当产生接触触摸时，第二检测单元144可以在多触摸模式下立即产生相对于接触触摸的触摸位置数据TPD，而不产生候选位置数据CPD。由于接触触摸所需的感测灵敏度与悬停相比相对较低，可以不必执行所以相对于悬停需要高感测灵敏度的单触摸模式。因此，可以在多触摸模式下立即执行感测用于接触触摸以减少功耗。
如上所述，触摸控制器140的第一检测单元142和第二检测单元144可以仅仅根据如上述的功能而区分开，并且可以不是物理上分离的。这同样适用于第四控制单元214。例如，第四控制单元214可以共享第二检测单元144的物理结构以从触摸屏面板120接收感测值SEN。
图26示出根据本发明概念的另一示例实施例的图1的触摸传感器122。参照图26，触摸控制器140可以包括第一检测单元142、第二检测单元144、第四控制单元214、和第五控制单元215。第一检测单元142、第二检测单元144、和第四控制单元214可以分别与图25的第一检测单元142、第二检测单元144、和第四控制单元214相同。
因此，当相对于触摸屏面板120产生悬停时，第四控制单元214可以产生第一值的第四控制信号XCON4，并且当相对于触摸屏面板120产生接触触摸时，第四控制单元214可以产生第二值的第四控制信号XCON4。响应于第一值的第四控制信号的XCON4，第一检测单元142和第二检测单元144可以产生上述的候选位置数据CPD、以及基于候选位置数据CPD的触摸位置数据TPD。另一方面，第一检测单元142可以响应于第二值的第四控制信号XCON4而被禁用。此外，响应于第二值的第四控制信号XCON4，第二检测单元144可以施加驱动电压DV到例如图2的感测阵列SARY的所有行R1、R2、…、Rn，并从感测阵列SARY的所有列C1、C2、…、Cm接收感测值SEN，从而在多触摸模式下产生相对于接触触摸的触摸位置数据TPD。
响应于第四控制信号XCON4，第五控制单元215可以产生第五控制信号XCON5，通过其根据第二检测单元144处理的是悬停或接触触摸而不同地设置操作时段。例如，响应于第五控制信号XCON5，当第二检测单元144处理悬停时，第二检测单元144可以将驱动电压DV施加到图14的行，或者可以设置比在处理接触触摸的情况下的时段更长的在其中从图14的列中接收感测值SEN的时段，。因此，因为在用于悬停的比较长的时段中接收感测值，所以对于相对高的检测灵敏度的要求可以得到满足。另外，在接触触摸的情况下，其感测精度相对高，因而，可以在相对短的时间内接收感测值SEN，从而减少功耗。
图27是示出根据本发明概念的示例实施例的触摸感测方法的流程图。参照图27，该方法包括：在悬停模式下操作(操作S2710)，确定是否检测到悬停(操作S2720)，并且如果产生悬停(操作S2720的“是”)，则在单触摸模式下提取包括相对于悬停的鬼影的触摸位置数据(操作S2730)。因此，可以产生图1的候选位置数据CPD。接下来，该方法包括：基于在单触摸模式下提取的触摸位置数据，在多触摸模式下从触摸位置数据中去除鬼影(操作S2740)，并且处理去除鬼影的触摸位置数据，作为相对于悬停的位置数据(操作S2750)。
在该触摸感测方法中，如果没有产生悬停(操作S2720的“否”)，则该方法可以在处于悬停模式时待机。可以通过使用如上所述的图25的第四控制单元214来设置悬停模式。图27的触摸感测方法可以在图1的触摸感测设备100等中进行。例如，可以通过在其中包括图1的触摸感测设备100等的电子设备的处理器控制下执行图27的触摸感测方法。这也适用于如下所述的感测方法。
图28是根据本发明概念的另一示例实施例的触摸感测方法的流程图。图28的触摸感测方法与图27的类似，其不同之处在于该方法还可以包括在单触摸模式下执行感测(操作S2730)之后计数候选位置数据的数目(操作S2760)。如果有多于一个候选位置数据(操作S2760的“是”)，如图27一样，则可以执行在多触摸模式下通过执行感测操作来去除鬼影(操作S2740)、以及产生触摸位置数据(操作S2750)。然而，如果有一条候选位置数据(操作S2760中的“否”)，则可以省略在多触摸模式下通过执行感测操作来去除鬼影(操作S2740)，而是替代地，可以执行产生候选位置数据作为触摸位置数据(操作S2750)。
图29是根据本发明概念的另一示例实施例的触摸感测方法的流程图。图29的触摸感测方法与图27的相似，其不同之处在于该方法还可以包括：在悬停模式下的操作之前(操作S2710)设置触摸模式(操作S2770)以及确定悬停模式(步骤S2780)。如上所述，触摸模式指示用于感测悬停的模式或者用于感测接触触摸的模式。可以使用其中包括图1的触摸感测设备100等的电子设备的处理器来执行触摸模式的设置。替换地，可以通过使用如上所述的图25的第四控制单元214来内部相对于触摸控制器140而设置触摸模式。例如，图25的第四控制单元214可以与时钟信号CLK同步地交替地而设置悬停模式和接触触摸模式。
当确定悬停模式(操作S2780中的“是”)时，使用图27的触摸感测方法来产生触摸位置数据。另一方面，如果确定接触触摸模式而不是悬停模式(操作S2780的“否”)，如上图25所示，则可以不执行单触摸模式，但是可以在操作S2790中在多触摸模式下产生触摸位置数据。
图30示出根据本发明概念的示例实施例的显示设备3000。参照图1和30，根据本发明概念的当前实施例的显示设备3000可以包括触摸感测设备100、显示面板3020、显示驱动单元3040、和主机控制器3060。触摸感测设备100可以是图1的触摸感测设备100。触摸感测设备100可以通过使用触摸控制器140，检测相对于触摸屏面板120而产生的触摸的位置作为接触位置数据的TPD。触摸控制器140控制触摸感测设备100的操作。例如，触摸控制器140可以在单触摸模式下将驱动电压施加到感测阵列SARY的所有行R1、R2、…、Rn和所有列C1、C2、…、Cm，并且可以从感测阵列SARY的所有行R1、R2、…、Rn和所有列C1、C2、…、Cm中接收感测值SEN，从而检测候选位置数据CPD。替换地，触摸控制器140可以在多触摸模式下将驱动电压施加到相对于候选位置数据CPD的感测阵列SARY的行，并且从相对于候选位置数据CPD的感测阵列SARY的列接收感测值SEN，从而检测触摸位置数据TPD。
控制器140可以接收在驱动显示面板3020中使用的至少一条时序信息，并且在产生触摸位置数据的操作中使用该至少一条时序信息。可以在驱动单元3040中从时序控制器3042产生该时序信息，此外，可以直接从主机控制器3060产生时序信息。触摸控制器140可以根据时序信息执行上述操作。例如，触摸控制器140可以使用时序信息作为图22的时钟信号CLK等。
显示面板3020显示图像。如以上的图5和6所示，显示面板3020和触摸屏面板120可以是外嵌型或内嵌型。显示驱动单元3040可以包括时序控制器3042、栅极驱动器3044、和源极驱动器3046以用于在显示面板3020上显示图像。时序控制器3042产生至少一个信号，以用于调节显示操作的时序；例如，时序控制器3042可以立即从主机控制器3060接收垂直同步信号Vsync和水平同步信号Hsync，或者基于通过使用主机控制器3060提供的数据使能信号(未示出)而产生垂直同步信号Vsync和水平同步信号Hsync。可以使用垂直同步信号Vsync和水平同步信号Hsync作为如上所述的时序信号。此外，可以产生至少一个时序信号用于控制公共电极电压(例如，VCOM电压)和栅极线信号的产生。栅极驱动器3044和源极驱动器3046分别在时序控制器3042的控制下驱动显示面板3020的栅极和源极。
主机控制器3060发送时序信号给触摸控制器140和时序控制器3042，以控制显示设备3000的整体操作。此外，触摸控制器140产生上述的触摸位置数据TPD，主机控制器3060可从触摸控制器140接收感测值SEN以产生与接触位置数据TPD相同的数据。
图31示出图30的显示驱动单元3040和触摸控制器140之间的时序和电源电压之间的关系。如图31所示，用于驱动显示设备3000的半导体芯片3100可以包括触摸控制器140和显示驱动单元3040，并且触摸控制器140和显示驱动单元3040可以向和从彼此发射或接收诸如时序信息和状态信息的至少一个信息。此外，触摸控制器140和显示驱动单元3040可以向或从彼此提供或接收电源电压。为了方便说明，在图31中简要示出触摸控制器140和显示驱动单元3040，并且被包括在触摸控制器140中的模拟前端(AFE)可以是包括电压读取电路、放大电路、积分电路、和模数转换器(ADC)的块。
根据显示设备3000，触摸控制器140提供具有睡眠状态信息的显示驱动单元3040。此外，以下将描述其中通过使用显示驱动单元3040提供在触摸控制器140中使用的电源电压的示例实施例。
当屏幕被关闭，并且没有提供触摸输入(当触摸控制器和显示驱动器都处于休眠状态)时，显示驱动单元3040阻止将电源电压或时序信息提供给触摸控制器140。该情况下，显示驱动单元3040可以仅仅将其内的寄存器状态维持为之前的状态。该情况下，可将功耗减至最小。另一方面，如果触摸输入被阻塞，并且仅激活显示操作(当触摸控制器处于睡眠状态并且显示驱动器处于正常状态中)，则显示驱动单元3040可以产生用于自己消耗的电源电压，但触摸控制器140不消耗功率，因此不提供电源电压给触摸控制器140。另外，显示驱动单元3040不提供时序信息给触摸控制器140。
同时，如果触摸输入被激活但显示器被禁用(TSC处于正常状态，并且显示器处于睡眠模式)，则随着触摸输入被激活，周期性地检查触摸操作是否被执行。该情况下，显示驱动单元3040在低功耗模式下操作以保持禁用状态。然而，为了检查触摸操作，显示驱动单元3040可以产生在触摸控制器140中使用的电源电压，并且提供电源电压给触摸控制器140。同时，当触摸输入和显示器都被激活(触摸控制器和显示驱动器都处于正常状态)时，显示驱动单元3040可以产生时序信息和电源电压，并且提供时序信息和电源电压给触摸控制器140。
如果触摸控制器140和显示驱动单元3040中的至少一个被激活，则显示驱动单元3040的电源电压产生单元可以产生电源电压。另外，显示驱动单元3040的控制逻辑可以仅当触摸控制器140进行操作时产生时序信息，并且提供时序信息给触摸控制器140。显示驱动单元3040的控制逻辑可以包括时序控制器3042。
图32示出安装有根据本发明概念的示例实施例的触摸屏面板120的显示设备3200的印刷电路板(PCB)结构。图32的显示设备3200具有其中区分触摸屏面板120和显示面板3020的结构。如图32所示，显示设备3200可以包括窗口玻璃3210、触摸屏面板120、和显示面板3020。另外，可以将偏振板3230可以进一步布置在触摸屏面板120与显示面板3020之间以增强显示设备3200的光学特性。
窗口玻璃3210通常由亚克力或钢化玻璃形成，从而保护包括显示面板3020的模块不受外部撞击或因反复接触造成的划痕的影响。可以通过使用玻璃基板图案化电极或聚对苯二甲酸乙酯(PET)上的诸如铟锡氧化物(ITO)的透明电极来形成触摸屏面板120。触摸控制器140可以以柔性印刷电路板(FPCB)上的板上芯片(COB)的形式安装，并且可以感测来自每个电极的电容变化以提取触摸坐标，并且提供触摸坐标给主机控制器。通常通过黏结被包括为上板和下板的两片玻璃来构成显示面板3020。另外，显示驱动单元3040通常以玻璃上芯片(COG)的形式附接在移动设备的显示面板上。
图33示出其中集成触摸屏面板和显示面板的PCB结构。如图33中所示，显示设备3300可以包括窗口玻璃3210、显示面板3320、和偏振板3230。当实现触摸屏面板时，不是在单独的玻璃基板上形成触摸屏面板，而是可以通过在显示面板3320的上板上图案化透明电极来形成触摸屏面板。图33示出其中在显示面板3320的上板上形成多个感测单元SU的示例实施例。此外，当形成如上所述的面板结构时，可以优选地应用其中集成触摸控制器和显示驱动单元的半导体芯片3100。
当触摸控制器140和显示驱动单元3040被集成在图32所示的一个半导体芯片3100上时，来自感测单元SU的电压信号T_sig和来自外部主机的图像数据I_data被提供给半导体芯片3100。此外，半导体芯片3100处理图像数据I_data以产生用于驱动实际显示设备的灰度数据，并且提供灰度数据给显示面板。为此，半导体芯片3100可以包括关于触摸数据T_data的焊盘(pad)和关于图像数据I_data和灰度数据(未示出)的焊盘。半导体芯片3100通过连接到触摸屏面板的第一侧的导线从感测单元接收电压信号T_sig。在半导体芯片3100上布置焊盘时，考虑减少数据的噪声，可以优选地将接收电压信号T_sig的焊盘的位置布置为与通过其发送电压信号T_sig的导线相邻。
虽然图33中未示出，但是当通过其提供灰度数据给显示面板的导线被布置为与通过其发送触摸数据电压信号T_sig的导线相对时，用于提供灰度数据的焊盘也可以被布置为与接收电压信号T_sig的焊盘相对。
图34示出根据本发明概念的示例实施例的安装有包括触摸控制器和显示驱动单元的半导体芯片的显示设备。图34中，半导体芯片被布置在玻璃上芯片(COG)形式的显示面板的玻璃上，并且在图34中，半导体芯片被布置在膜上芯片(COF)形式的显示面板的膜上。当触摸控制器和显示驱动单元被布置为不同的芯片时，触摸控制器可以典型地被布置为COF，并且显示驱动单元可以典型地被布置为COG，但是其中包括触摸控制器和显示驱动单元的半导体芯片可以被布置为COG或COF的形式。
图35示出包括根据本发明概念的示例实施例的触摸感测设备100的电子产品的应用示例。参照图35，触摸感测设备100可以应用于各种电子产品。例如，触摸感测设备100可以被广泛地用于各种电子设备，例如，蜂窝电话机、电视机、使得能够存款和取款的银行自动柜员机(ATM)、电梯、地铁售票机、便携式多媒体播放器(PMP)、电子书、导航设备、或电子黑板。
虽然已经参考其示例实施例具体示出和描述本发明概念，但是应该理解，可以在其中在形式和细节上进行各种变化而不脱离所附权利要求的精神和范围。

Claims (20)

1.一种显示设备，包括：
触摸屏面板，包括多个感测单元；以及
触摸控制器，被配置为：
当该显示设备处于第一模式时，使用第一触摸感测方法检测该多个感测单元的第一感测值；
当该显示设备处于第一模式时，使用第二触摸感测方法检测该多个感测单元的第二感测值；以及
当该显示设备处于不同于第一模式的第二模式时，使用第二触摸感测方法检测该多个感测单元的第三感测值，
其中，第一触摸感测方法不同于第二触摸感测方法。
2.如权利要求1所述的显示设备，其中，第二触摸感测方法是互电容方法。
3.如权利要求1所述的显示设备，其中，该触摸控制器被配置为周期性地检查该触摸屏面板是否有触摸输入。
4.如权利要求3所述的显示设备，其中，该显示设备进一步包括显示驱动单元，而且
其中，该触摸控制器被配置为当该显示驱动单元处于睡眠状态时周期性地检查是否有触摸输入。
5.如权利要求3所述的显示设备，其中，该触摸控制器进一步被配置为向与该多个感测单元相连的多个感测电极中的至少两个感测电极同时施加驱动电压。
6.如权利要求3所述的显示设备，其中，该触摸控制器进一步被配置为逐行向与该多个感测单元相连的多个感测电极施加驱动电压。
7.如权利要求3所述的显示设备，其中，该触摸控制器进一步被配置为逐列向与该多个感测单元相连的多个感测电极施加驱动电压。
8.如权利要求3所述的显示设备，其中，第一触摸感测方法是自电容方法。
9.如权利要求3所述的显示设备，其中，该触摸控制器包括驱动和放大单元，而且
该驱动和放大单元被配置为向与该多个感测单元相连的多个感测电极施加第一驱动电压，并被配置为向与该多个感测电极施加第二驱动电压。
10.如权利要求9所述的显示设备，其中，该驱动和放大单元进一步被配置为响应于第一驱动电压而接收该多个感测单元的第一感测值，并被配置为响应于第二驱动电压而接收该多个感测单元的第二感测值。
11.一种触摸控制器，包括：
驱动和放大单元，包括负输入和正输入，该驱动和放大单元被配置为：
在第一模式下，向多个感测电极施加第一驱动电压；
在不同于第一模式的第二模式下，向该多个感测电极施加第二驱动电压；
响应于第一驱动电压，接收与该多个感测电极相连的多个感测单元的第一感测值；以及
响应于第二驱动电压，接收该多个感测单元的第二感测值，
其中，该驱动和放大单元被配置为向该负输入施加第一驱动电压，并被配置为从该负输入接收第一感测值。
12.如权利要求11所述的触摸控制器，其中，该驱动和放大单元进一步被配置为在第一模式下使用第一触摸感测方法检测第一感测值，并被配置为在第二模式下使用不同于第一触摸感测方法的第二触摸感测方法检测第二感测值。
13.如权利要求12所述的触摸控制器，其中，第一触摸感测方法是自电容方法，而且第二触摸感测方法是互电容方法。
14.如权利要求13所述的触摸控制器，其中，该驱动和放大单元进一步被配置为向该多个感测电极中的至少两个感测电极同时施加第二驱动电压。
15.如权利要求13所述的触摸控制器，其中，该驱动和放大单元进一步被配置为逐行向该多个感测电极施加第二驱动电压。
16.如权利要求13所述的触摸控制器，其中，该驱动和放大单元进一步被配置为逐列向该多个感测电极施加第二驱动电压。
17.如权利要求13所述的触摸控制器，其中，该驱动和放大单元进一步被配置为基于第一感测值向该多个感测电极的一部分施加第二驱动电压。
18.如权利要求13所述的触摸控制器，其中，该触摸控制器进一步被配置为当显示面板被关闭时周期性地检查是否有触摸输入。
19.一种触摸控制器，包括：
驱动单元，被配置为在第一模式下向与多个感测单元相连的多个感测电极施加第一驱动电压，并被配置为在不同于第一模式的第二模式下向该多个感测电极施加第二驱动电压；以及
放大单元，被配置为从该多个感测单元接收第一感测值和第二感测值，
其中，该驱动单元被配置为向负输入施加第一和第二驱动电压。
20.如权利要求19所述的触摸控制器，其中，该驱动单元进一步被配置为在第一模式下使用自电容方法检测第一感测值，并被配置为在第二模式下使用互电容方法检测第二感测值。
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