CN108021269B - 触摸传感器控制器 - Google Patents

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Abstract

提供一种触摸传感器控制器。所述触摸传感器控制器可以包括：发送器，被配置为将驱动信号输出至触摸面板的传感器线；电荷放大器，被配置为通过使用在传感器线中产生的电荷来产生并输出电压信号；采样电路，包括用于检测电压信号的第一采样器和第二采样器；逻辑电路，被配置为根据电压信号中包括的噪声信号的大小确定发送器是否操作，响应于发送器的操作被中断的情况，根据噪声信号的符号控制第一采样器和第二采样器中的一个采样器对电压信号进行采样。

Description

触摸传感器控制器
本申请要求于2016年11月2日在韩国知识产权局提交的第10-2016-0145099号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。
技术领域
与示例性实施例一致的设备和方法涉及一种触摸传感器控制器。
背景技术
触摸传感器控制器连接至附着到显示器装置的前面的触摸面板以检测用户的触摸输入。包括触摸面板和触摸传感器控制器的触摸屏装置的应用已经从诸如智能电话、平板个人电脑(PC)和笔记本电脑等的移动装置扩展至台式PC、电视和车辆等。近年来，已经提出了各种方法来去除外部输入的噪声信号的影响，以允许触摸屏装置精确地检测对其做出的触摸输入。
发明内容
一个或更多个示例性实施例提供用于利用进入触摸面板的噪声信号来检测触摸输入的触摸传感器控制器。
根据示例性实施例的一个方面，触摸传感器控制器可以包括：发送器，被配置为将驱动信号输入至触摸面板的传感器线；电荷放大器，被配置为通过使用在传感器线中产生的电荷来产生并输出电压信号；采样电路，包括用于检测电压信号的第一采样器和第二采样器；逻辑电路，被配置为根据电压信号中包括的噪声信号的大小确定发送器是否操作，并且基于发送器的操作被中断(即，驱动信号不再传输至触摸面板的传感器线)的情况，根据噪声信号的符号控制第一采样器和第二采样器中的一个采样器对电压信号进行采样。
根据示例性实施例的一个方面，触摸传感器控制器可以包括模拟电路和逻辑电路。模拟电路可以包括：发送器，被配置为将驱动信号输出至触摸面板的传感器线；接收器，被配置为检测在传感器线中产生的电荷以产生模拟信号。逻辑电路可以被配置为：根据引入传感器线的噪声的大小以正常模式和噪声模式中的一种模式操作模拟电路；在正常模式下，控制接收器使用互电容方法检测传感器线的电荷；在噪声模式下，控制接收器使用自电容方法检测传感器线的电荷。
根据示例性实施例的一个方面，触摸传感器控制器可以包括：发送器，被配置为将驱动信号输出至触摸面板的传感器线；接收器，被配置为检测通过触摸输入在传感器线中产生的电荷以产生模拟信号。当引入传感器线的噪声信号的大小大于预定的参考值时，发送器可以停止输出驱动信号，接收器可以检测噪声信号和通过触摸输入在传感器线中产生的电荷以产生模拟信号。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，将更加清楚地理解本发明构思的上述和其他方面、特征以及其他优点，在附图中：
图1和图2是示出根据示例性实施例的包括触摸传感器控制器的触摸屏装置的框图；
图3和图4是示出根据示例性实施例的触摸传感器控制器的正常模式操作的示图；
图5和图6是示出根据示例性实施例的触摸传感器控制器的噪声模式操作的示图；
图7和图8是示出根据示例性实施例的触摸传感器控制器的模拟结果的波形图；
图9是示出根据示例性实施例的触摸传感器控制器的电路图；
图10是示出图9中示出的触摸传感器控制器的操作的波形图；
图11A、图11B和图11C是示出图9中示出的触摸传感器控制器的模拟结果的波形图；
图12是示出采用根据示例性实施例的触摸传感器控制器的电子装置的示图。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述示例性实施例。
图1和图2是示出根据示例性实施例的包括触摸传感器控制器的触摸屏装置的框图。
如图1所示，根据示例性实施例的触摸屏装置可以包括触摸面板1和触摸传感器控制器2。触摸面板1可以包括至少一个透明基底和形成在透明基底上的多条传感器线。多条传感器线中的至少一部分可以在不同的方向上延伸以彼此交叉。多条传感器线可以使用诸如氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)或碳纳米管等透明导电材料形成或可以使用薄金属精细图案形成。
触摸传感器控制器2可以包括模拟电路3、模数转换器(ADC)4和数字电路5。模拟电路3可以包括电荷放大器和采样电路等，电荷放大器用于将在触摸面板1的传感器线中产生的电荷转换为电压信号以输出电压信号，采样电路用于对由电荷放大器输出的电压信号进行积累或积分。模拟电路3的输出可以通过模数转换器4转换为数字信号。
数字电路5可以接收从模数转换器4传输的数字信号以确定触摸输入的坐标和手势等。数字电路可以提供为数字信号处理器(DSP)等。在示例性实施例中，触摸传感器控制器2的至少一部分组件可以提供为主处理器和包括触摸屏装置的电子装置的单个模块。
接下来，在图2中，根据示例性实施例的触摸屏装置可以包括触摸面板10和触摸传感器控制器20。触摸面板10可以包括透明基底11和多条传感器线12和13。传感器线12和13可以包括在长度方向上延伸以用于确定x轴坐标的第一传感器线12和在横向方向上延伸以用于确定y轴坐标的第二传感器线13。第一传感器线12可以与第二传感器线13电隔离。
在图2中示出的示例性实施例中，传感器线12和13中的每个可以包括彼此连接的多个菱形形状的单元电极。然而，传感器线12和13中的每个的形状不限于此，并可以是各种其他形状。例如，传感器线12和13中的每个可以具有矩形条形状或金属精细图案。
触摸传感器控制器20可以包括发送器21、接收器22和逻辑电路23等。发送器21可以包括连接至第一传感器线12的第一发送器21X和连接至第二传感器线13的第二发送器21Y。第一发送器21X可以将驱动信号输出至第一传感器线12。在示例性实施例中，第一发送器21X可以将驱动信号顺序地或同时地输出至第一传感器线12。第一传感器线12可以通过驱动信号用电荷充电。以与其相似的方式，第二发送器21Y可以将驱动信号输出至第二传感器线13。由第一发送器21X和第二发送器21Y输出的驱动信号可以彼此相同或可以彼此不同。
作为用于检测在传感器线12和13中产生的电荷的电路的接收器22可以包括电荷放大器、采样电路和积分器等。在图2中示出的示例性实施例中，接收器22示出为单个块，但不限于此。此外，多个接收器22可以包括在触摸传感器控制器20中。在此情况下，在多条传感器线12和13中产生的电荷可以被多个接收器22同时检测到。
逻辑电路23可以控制发送器21和接收器22。逻辑电路23可以包括时序控制器和计算电路等。逻辑电路23可以参照主时钟周期调整发送器21将驱动信号输出至传感器线12和13的时间和驱动信号的特性等。此外，逻辑电路23可以控制接收器22以将传感器线12和13中产生的电荷转换为模拟信号。在示例性实施例中，模数转换器和数字电路(用于从模拟信号确定触摸输入的电路)可以包括在逻辑电路23内部。
根据示例性实施例的触摸传感器控制器20可以根据外部流入的噪声信号的大小以正常模式或噪声模式操作。逻辑电路23可以通过接收器22检测从传感器线12和13的电荷产生的电压信号的大小以确定噪声信号的大小。作为确定的结果，当确定噪声信号的大小高于预定的参照值时，例如，基于确定噪声信号的大小高于预定的参考值，逻辑电路23可以控制触摸传感器控制器20以噪声模式操作。当噪声信号的大小低于预定的参考值时，逻辑电路23可以控制触摸传感器控制器20以正常模式操作。
触摸传感器控制器20在正常模式下可以使用互电容方法感测触摸输入。另一方面，触摸传感器控制器20在噪声模式下可以使用自电容方法感测触摸输入。根据示例性实施例的触摸传感器控制器20在噪声模式下可以使用噪声信号感测触摸输入，而不是有意地去除噪声信号。因此，在来自外部源的强噪声的情况下，可以降低触摸传感器控制器20的功耗并可以提高触摸输入的感测速度。
图3和图4是示出根据示例性实施例的触摸传感器控制器的正常模式操作的示图。
首先，参照图3，根据示例性实施例的触摸传感器控制器100可以包括电荷放大器110、采样电路120、积分器130和逻辑电路140等。电荷放大器110、采样电路120和积分器130的操作可以由逻辑电路140控制。
电荷放大器110可以包括第一运算放大器OP1、反馈电容器CFB和重置开关SWRST。反馈电容器CFB可以连接在第一运算放大器OP1的反相输入端子和输出端子之间，重置开关SWRST可以与反馈电容器CFB并联连接。第一运算放大器OP1的非反相输入端子可以连接至预定的共电压VCM。在示例性实施例中，共电压VCM可以具有作为输入至触摸传感器控制器100的供电电压VDD的大小的1/2的大小。
采样电路120可以包括第一采样器121和第二采样器122。在示例性实施例中，包括第一采样器121和第二采样器122的采样电路120可以是相关双采样器。第一采样器121可以包括第一正电容器CP1、第二正电容器CP2和第二运算放大器OP2。逻辑电路140可以控制第一开关SW1和第三开关SW3以调整第一采样器121的输出。第一开关SW1和第三开关SW3可以彼此互补地操作。
此外，第二采样器122可以包括第一负电容器CN1、第二负电容器CN2和第三运算放大器OP3。逻辑电路140可以控制第二开关SW2和第四开关SW4以调整第二采样器122的输出。逻辑电路140可以控制第二开关SW2和第四开关SW4以彼此互补地操作。
积分器130可以计算由第一采样器121输出的正电压VOUTP和由第二采样器122输出的负电压VOUTN之间的差。换言之，积分器130可以计算第一输出和第二输出之间的差，其中，第一输出来自第一采样器，第二输出来自第二采样器。由于积分器130计算正电压VOUTP和负电压VOUTN之间的差，因此可以去除低频率噪声信号。
逻辑电路140可以控制电荷放大器110、采样电路120和积分器130。在示例性实施例中，逻辑电路140可以包括用于将由电荷放大器110输出的电压信号VCA和共电压VCM进行比较的比较电路141。比较电路141中包括的运算放大器OP4可以用作锁存比较器。逻辑电路140计算电压信号VCA和共电压VCM之间的差，并可以在电压信号VCA和共电压VCM之间的差小于预定的参考值时允许触摸传感器控制器100以正常模式操作。
在示例性实施例中，当流入电压信号VCA的噪声信号的大小不明显时，电压信号VCA的大小的改变可以定义为代表触摸输入。因此，当电压信号VCA和共电压VCM之间的差在参考值之内时，逻辑电路140可以确定噪声信号的当前大小等于采样电路120和积分器130等中的偏移电平，并且触摸传感器控制器100可以以正常模式操作。
在示例性实施例中，逻辑电路140可以控制包括在电荷放大器110和采样电路120中的开关SW1至SW4以及SWRST。由于逻辑电路140控制SW1至SW4以及SWRST的导通和截止状态，因此由电荷放大器110输出的电压信号VCA可以反映在由第一采样器121输出的正电压VOUTP或由第二采样器122输出的负电压VOUTN中。
在正常模式下，逻辑电路140可以产生第一开关控制信号SC1和第二开关控制信号SC2以控制第一开关SW1至第四开关SW4。在示例性实施例中，第一开关SW1和第四开关SW4由第一开关控制信号SC1控制，第二开关SW2和第三开关SW3由第二开关控制信号SC2控制。换言之，第二开关SW2和第三开关SW3可以同时导通或截止，第一开关SW1和第四开关SW4可以同时导通或截止。
第一采样器121和第二采样器122中的每个可以交替地对由电荷放大器110输出的电压信号VCA采样。在第一采样器121产生正电压VOUTP并且第二采样器122产生负电压VOUTN的过程中，可以去除电压信号VCA中包括的高频率噪声信号。换言之，第一采样器121可以基于电压信号VCA大于预定的共电压VCM来检测电压信号VCA，第二采样器122可以基于电压信号VCA小于预定的共电压VCM来检测电压信号VCA。
考虑到触摸屏装置在与电子装置的包括显示器装置的各种组件相邻时操作的特性，噪声可以从各种源流至触摸面板和触摸传感器控制器100。如前所述，高频噪声信号可以在采样电路120产生正电压VOUTP和负电压VOUTN的过程中被去除，低频噪声信号可以在积分器130计算正电压VOUTP和负电压VOUTN之间的差的过程中被去除。因此，当噪声信号的大小相对低时，触摸传感器控制器100可以在以正常模式操作时通过采样电路120和积分器130去除噪声信号，其将参照图4描述。
图4是示出触摸传感器控制器100以正常模式操作的情况的时序图。参照图4，电荷放大器110的反馈电容器CFB可以被用于控制电荷放大器110的重置开关SWRST的重置信号RST重置。换言之，电荷放大器110的反馈电容器CFB中的电荷可以被重置信号RST放电。
当反馈电容器CFB的重置操作开始时，第一开关控制信号SC1可以被设定为高值(即，逻辑高)，第二开关控制信号SC2可以被设定为低值(即，逻辑低)。在根据图3中示出的示例性实施例的触摸传感器控制器100中，逻辑电路140可以使用第一开关控制信号SC1控制第一开关SW1和第四开关SW4，并可以使用第二开关控制信号SC2控制第二开关SW2和第三开关SW3。
当重置信号RST和第一开关控制信号SC1同时具有高值时，反馈电容器CFB和第一负电容器CN1中的电荷可以被放电。因此，由电荷放大器110输出的电压信号VCA可以减小ΔV至共电压VCM。此外，随着第一正电容器CP1中的电荷在第一开关SW1导通时通过第一开关SW1传输至第二正电容器CP2，正电压VOUTP可以增加ΔV。
当重置信号RST转换至低值时，具有高值的驱动信号TX可以通过发送器输入至传感器线，例如，在示例性实施例中，具有高值的驱动信号TX可以由发送器输出并由传感器线接收。电荷放大器110可以使用互电容方法检测在触摸面板的传感器线中产生的电荷。电荷放大器110的反馈电容器CFB中的电荷可以通过第一正电容器CP1和第二正电容器CP2反映在第一正电压VOUTP中。因此，正电压VOUTP可以增加ΔV。结果，当第一开关控制信号SC1具有高值时，正电压VOUTP可以增加2×ΔV，2×ΔV是由电荷放大器110输出的电压信号VCA的变化的程度。
当驱动信号TX的半周期结束时，电荷放大器110的反馈电容器CFB再次被重置信号RST重置，从而由电荷放大器110输出的电压信号VCA可以被设定为共电压VCM。当反馈电容器CFB被重置时，第二开关控制信号SC2被设定为高值，第一正电容器CP1被一同重置，电压信号VCA的变化的程度ΔV可以反映在负电压VOUTN中。
当重置操作完成时，具有低值的驱动信号可以输入至传感器线(即，具有低值的驱动信号可以由发送器输出并由传感器线接收)，由电荷放大器110输出的电压信号VCA可以由第二采样器122采样。因此，负电压VOUTN可以增大ΔV。结果，当第二开关控制信号SC2具有高值时，正电压VOUTN可以减小2·ΔV，2·ΔV为由电荷放大器110输出的电压信号VCA的变化的程度。
在图4中示出的示例性实施例中，在驱动信号TX具有高值的时间期间，由电荷放大器110输出的电压信号VCA可以由第一采样器121检测。此外，在驱动信号TX具有低值的时间期间，由电荷放大器110输出的电压信号VCA可以由第二采样器122检测。换言之，当触摸传感器控制器100以正常模式操作时，第一采样器121和第二采样器122可以按驱动信号TX的每个半周期交替地检测电压信号VCA。
积分器130可以计算正电压VOUTP和负电压VOUTN之间的差以产生模拟输出信号VOUT。在示例性实施例中，正电压VOUTP和负电压VOUTN中包括的低频率噪声可以基本相同。因此，在积分器130计算正电压VOUTP和负电压VOUTN之间的差的过程中，低频率噪声信号可以被去除。
图5和图6是示出根据示例性实施例的触摸传感器控制器的噪声模式操作的示图。
首先，参照图5，触摸传感器控制器100的电路配置可以与图3中示出的示例性实施例相同。然而，相比于图3和图4中示出的示例性实施例，图5和图6中示出的示例性实施例中的用于控制第一开关SW1至第四开关SW4的信号可以不同。此外，在图5和图6中示出的示例性实施例中，发送器可以不将驱动信号输出至触摸面板的传感器线。
参照图5，在噪声模式下，第一开关SW1可以由正积分信号INTP控制，第二开关SW2可以由负积分信号INTN控制。此外，第三开关SW3可以由正重置信号RSTP控制，第四开关SW4可以由负重置信号RSTN控制。因此，以与参照图3和图4描述的正常模式不同的方式，在噪声模式下，第一开关SW1和第四开关SW4可以不同时导通或截止，第二开关SW2和第三开关SW3可以不同时导通或截止。
触摸传感器控制器100的逻辑电路140可以检测由电荷放大器110输出的电压信号VCA的大小以确定触摸传感器控制器是否以噪声模式操作。例如，逻辑电路140可以计算电压信号VCA的大小和在之前的采样周期中由电荷放大器110输出的电压信号VCA的大小之间的差。当计算的其间的差高于预定的参考值时，逻辑电路140确定存在来自外部源的相对高电平的噪声信号，从而使得触摸传感器控制器100以噪声模式操作，其中，噪声信号可以由外部源产生，而非由用户的一般触摸或悬停操作产生。
在另一示例性实施例中，逻辑电路140可以计算电压信号VCA的大小和预定的共电压VCM的大小之间的差。当电压信号VCA的大小和共电压VCM的大小之间的差高于预定的参考值时，逻辑电路140可以使得触摸传感器控制器100以噪声模式操作。换言之，逻辑电路可以基于电压信号和预定的共电压之间的差大于预定的参考值的情况，控制发送器以避免将驱动信号输出至传感器线。在示例性实施例中，电压信号VCA和共电压VCM的大小可以通过逻辑电路140中包括的比较电路141来彼此比较。
当触摸传感器控制器100的操作模式设定为噪声模式时，逻辑电路140可以控制发送器不将驱动信号输出至传感器线(即，逻辑电路140可以控制发送器避免将驱动信号输出至传感器线)。此外，逻辑电路140可以按主时钟信号的每个周期检测由电荷放大器110输出的电压信号VCA以确定噪声信号的符号。噪声信号的符号可以确定为正(+)或负(-)。逻辑电路可以基于电压信号和在之前的采样周期中由电荷放大器输出的之前的电压信号之间的差大于预定的阈值的情况，控制发送器以避免将驱动信号输出至传感器线。
在示例性实施例中，当电压信号VCA的大小高于在之前的采样周期中检测到的电压信号VCA的大小时，逻辑电路140可以确定噪声信号的符号为正。相反，当电压信号VCA的大小低于在之前的采样周期中检测的电压信号VCA的大小时，逻辑电路140可以确定噪声信号的符号为负。
在不同的示例性实施例中，当电压信号VCA的大小高于共电压VCM的大小时，逻辑电路140可以确定噪声信号的符号为正。在此情况下，当电压信号VCA的大小低于共电压VCM的大小时，逻辑电路140可以确定噪声信号的符号为负。
在图5和图6中示出的示例性实施例中，逻辑电路140可以将电压信号VCA与共电压VCM进行比较以确定噪声信号的符号。如图6的示例性波形图所示，在主时钟信号的四个初始周期期间电压信号VCA高于共电压VCM，因此，比较电路141的输出信号VOP4可以具有高值。当保持比较电路141的输出信号VOP4的高值时，逻辑电路140可以与主时钟信号同步以输出具有高值的正积分信号INTP。同时，逻辑电路140可以将负积分信号INTN保持为具有低值。因此，噪声信号和产生自触摸输入的电压信号VCA可以反映在由第一采样器121输出的正电压VOUTP中。
当触摸传感器控制器以噪声模式操作时，当电压信号VCA低于共电压VCM时，比较电路141的输出信号VOP4可以具有低值。当保持比较电路141的输出信号VOP4的低值时，逻辑电路140可以与主时钟信号同步以输出具有高值的负积分信号INTN。同时，逻辑电路140可以将正积分信号INTP保持为具有低值。因此，噪声信号和产生自触摸输入的电压信号VCA可以反映在负电压VOUTN中。
积分器130可以计算正电压VOUTP和负电压VONTN之间的差以产生模拟输出信号VOUT。当模拟输出信号VOUT被传输至模数转换器时，逻辑电路140使得第三开关SW3、第四开关SW4和重置开关SWRST导通，以重置电荷放大器110和采样电路120中包括的电容器。
图7和图8是示出根据图5中示出的示例性实施例的触摸传感器控制器的模拟结果的波形图。图7中示出的示例性实施例可以对应于电荷噪声信号进入触摸面板的情况，图8中示出的示例性实施例可以对应于噪声信号以正弦波的形式进入触摸面板的情况。
首先，参照图7，由电荷放大器110输出的电压信号VCA的大小可以被来自外部源的噪声信号NEXT改变。逻辑电路140可以将反映噪声信号NEXT的电压信号VCA与共电压VCM比较，以产生正积分信号INTP和负积分信号INTN。逻辑电路140可以将正积分信号INTP和负积分信号INTN产生为与主时钟信号CLK同步。
当正积分信号INTP具有高值时，电压信号VCA可以由电荷放大器110输出并输入至第一采样器121中。此外，当负积分信号INTN具有高值时，电压信号VCA可以由电荷放大器110输出并输入至第二采样器122中。因此，电压信号VCA可以基于噪声信号的符号由第一采样器或第二采样器检测。第一采样器121和第二采样器122中的每个积累电压信号VCA以使其反映在正电压VOUTP和负电压VOUTN中。在经过预定的积分时间之后，第一采样器121和第二采样器122可以将正电压VOUTP和负电压VOUTN输出至积分器130。积分器130可以计算正电压VOUTP和负电压VOUTN之间的差以将其传输至模数转换器。
接下来，参照图8，示出了逻辑电路140中包括的比较电路141的输出信号VOP4。当噪声信号高于共电压VCM时，比较电路141的输出信号VOP4可以具有高值。此外，当噪声信号低于共电压VCM时，其输出信号可以具有低值。随着逻辑电路140根据比较电路141的输出信号VOP4产生正积分信号INTP和负积分信号INTN，电荷放大器110的电压信号VCA可以在第一采样器121的正电压VOUTP或第二采样器122的负电压VOUTN中积累。以与图7中示出的示例性实施例相似的方式，正积分信号INTP和负积分信号INTN可以与主时钟信号同步。
由于正积分信号INTP和负积分信号INTN与主时钟信号同步，因此可以确定的是在没有单独的时钟信号的情况下经过预定的积分时间。当引入具有比主时钟信号的频率低的频率的噪声信号时，由于正积分信号INTP和负积分信号INTN与主时钟信号同步，因此可以精确地确定噪声信号的符号。另一方面，当噪声信号的频率高于主时钟信号的频率时，由于噪声信号的符号可以在主时钟信号的一个周期期间改变数次，因此噪声信号可能不会精确地反映在正电压VOUTP和负电压VOUTN中。为解决上述问题，可以产生反映噪声信号的符号和频率的单独的采样时钟信号。
图9是示出根据示例性实施例的触摸传感器控制器的电路图，图10是示出图9中示出的触摸传感器控制器的操作的示图。在图9和图10中示出的示例性实施例中，触摸传感器控制器200的主时钟信号的频率可以低于噪声信号的频率。
首先，参照图9，触摸传感器控制器200可以包括电荷放大器210、采样电路220、积分器230和逻辑电路240等。电荷放大器210、采样电路220和积分器230的配置和操作方法等可以与参照图3和图5描述的配置和操作方法等相似。
逻辑电路240可以包括用于产生采样时钟信号的时钟产生电路241。时钟产生电路241可以包括用作比较器的运算放大器OP5、电流检测电阻RS和反相器INV等。运算放大器OP5的输入端子中的一个可以连接至共电压VCM，输入端子中的另一个可以连接至电荷放大器210的输出端子。换言之，运算放大器OP5将由电荷放大器210输出的电压信号VCA中包括的噪声信号NI与共电压VCM比较以产生采样时钟信号。第一采样器221中包括的第一开关SW1可以由采样时钟信号控制，第二采样器222中包括的第二开关SW2可以由采样时钟信号被反相器INV反相的信号控制。换言之，第一开关SW1和第二开关SW2可以由彼此处于互补关系的信号导通或截止。
参照图9，外部噪声信号NEXT通过电荷放大器210的输入端子IN引入，噪声信号NI可以由外部噪声信号NEXT产生在电荷放大器210中。反映在电荷放大器210中的噪声信号NI可以是电流信号，并可以反映在由电荷放大器210输出的电压信号VCA中。时钟产生电路241可以使用电流检测电阻RS将噪声信号NI的电压大小与共电压VCM比较，并可以根据结果产生采样时钟信号CLKN1和CLKN2。
图10是示出用于产生采样时钟信号的方法的波形图。参照图10，时钟产生电路241将噪声信号NI的电压大小与共电压VCM比较以产生第一采样时钟信号CLKN1。当噪声信号NI的电压高于共电压VCM时，第一采样时钟信号CLKN1可以具有高值。此外，当噪声信号NI的电压低于共电压VCM时，第一采样时钟信号可以具有低值。同时，由于第一采样时钟信号CLKN1使用反相器INV反相，因此时钟产生电路241可以产生第二采样时钟信号CLKN2。
第一采样器221中包括的第一开关SW1可以由第一采样时钟信号CLKN1控制，第二采样器222中包括的第二开关SW2可以由第二采样时钟信号CLKN2控制。由于第一采样时钟信号CLKN1和第二采样时钟信号CLKN2处于彼此互补关系，因此当第一开关SW1导通时，第二开关SW2会截止。可选择地，当第一开关SW1截止时，第二开关SW2会导通。
第一采样时钟信号CLKN1和第二采样时钟信号CLKN2可以是由在电荷放大器210的输出端子中检测的噪声信号NI与共电压VCM的比较结果产生的信号，与逻辑电路240的主时钟信号无关。在示例性实施例中，第一采样时钟信号CLKN1和第二采样时钟信号CLKN2可以具有与主时钟信号的频率不同的频率。因此，即使在通过触摸面板的传感器线进入电荷放大器210的噪声信号NI具有比主时钟信号的频率高的频率时，电压信号VCA的根据噪声信号NI的符号的改变也可以精确地反映在正电压VOUTP或负电压VOUTN中。
图11A至图11C是示出图9中示出的触摸传感器控制器的模拟结果的波形图。
参照图11A，示出了通过触摸面板的传感器线进入电荷放大器210的输入端子IN的外部噪声信号NEXT、由于外部噪声信号NEXT而在通过电荷放大器210输出的电压信号VCA中检测到的噪声信号NI以及通过采样电路220输出的正电压VOUTP和负电压VOUTN。在图11A中示出的示例性实施例中，外部噪声信号NEXT的频率可以高于触摸传感器控制器200的主时钟信号的频率。
参照作为图11A的部分A的放大图的图11B，根据在电荷放大器210的输出端子中检测到的噪声信号NI和共电压VCM之间的大小关系，可以确定第一采样时钟信号CLKN1。不同于主时钟信号，第一采样时钟信号CLKN1可以不具有恒定的周期性，并可以与外部噪声信号NEXT同步以具有可变的频率。同时，在作为图11A的部分B的放大图的图11C中，第一采样时钟信号CLKN1可以表现出非周期性，并可以具有与外部噪声信号NEXT同步的可变频率。
图12是示出可以采用根据示例性实施例的触摸传感器控制器的电子装置的示图。
参照图12，根据示例性实施例的图像传感器1010可以应用至计算机装置1000。除了图像传感器1010之外，图12中示出的根据示例性实施例的计算机装置1000可以包括输入和输出装置1020、存储器1030、处理器1040和端口1050等。另外，计算机装置1000可以包括有线和/或无线通信装置和供电装置等。在图12中示出的组件中，端口1050可以是提供用于允许计算机装置1000与显卡、声卡、存储卡和通用串行总线(USB)装置等通信的装置。除了典型的台式计算机或笔记本计算机之外，计算机装置1000可以是智能电话、平板PC和智能可穿戴装置等的全部的综合概念。
处理器1040可以执行特定操作、命令和任务等。处理器1040可以是中央处理单元(CPU)或微处理器单元(MCU)，并可以与存储器1030、输入与输出装置1020以及通过总线1060连接至图像传感器1010和端口1050的其他装置通信。
存储器1030可以是存储计算机装置1000的操作需要的数据或多媒体数据等的存储媒介。存储器1030可以包括诸如随机存取存储器(RAM)的易失性存储器或诸如闪存的非易失性存储器等。此外，存储器1030可以包括固态驱动器(SSD)、硬盘驱动器(HDD)和光学驱动器(ODD)中的至少一个作为存储装置。
输入与输出装置1020可以包括为用户提供的诸如键盘、鼠标和触摸屏等的输入装置，以及诸如显示器和音频输出单元等的输出装置。触摸屏附着到显示器的前面以提供用于用户的触摸输入环境。
输入与输出装置1020中包括的触摸屏可以包括根据之前描述的各种示例性实施例的触摸传感器控制器。在示例性实施例中，触摸传感器控制器可以根据噪声信号的大小以正常模式或噪声模式操作。当噪声信号的大小相对强时，触摸传感器控制器可以以噪声模式操作并可以使用自电容方法检测触摸输入，从而可以提高触摸输入的检测速度并可以降低功耗。触摸传感器控制器中包括的组件的一部分可以提供为处理器1040和根据示例性实施例的单个模块。
图像传感器1010可以通过总线1060或其他通信装置连接至处理器1040。图像传感器1010将来自外部源的光转换至电信号以提供用于处理器1040的电信号，处理器1040可以使用电信号来产生图像数据。
如上面阐述的，根据本发明构思的示例性实施例，当噪声信号的大小显著(即，高于阈值)时，触摸传感器控制器可以以噪声模式操作。在噪声模式下，触摸传感器控制器可以阻止驱动信号被输入至传感器线，并可以通过使用噪声信号使用自电容方法感测触摸输入。因此，可以提高触摸输入的感测速度，并可以实现低功率操作。
虽然上面已经示出并描述了示例性实施例，但是本领域技术人员将清楚的是，在不脱离本公开的由权利要求所限定的范围的情况下可以做出修改和变化。

Claims (25)

1.一种触摸传感器控制器，所述触摸传感器控制器包括：
发送器，被配置为将驱动信号输出至触摸面板的传感器线；
电荷放大器，被配置为通过使用在所述传感器线中产生的电荷来产生并输出电压信号；
采样电路，包括用于检测所述电压信号的第一采样器和第二采样器；
逻辑电路，被配置为：根据所述电压信号中包括的噪声信号的大小确定所述发送器是否操作；基于所述发送器的操作被中断的情况，根据所述噪声信号的符号控制所述第一采样器和所述第二采样器中的一个采样器对所述电压信号进行采样，
其中，
当所述电压信号的大小高于预定共电压的大小或者高于在之前的采样周期中由所述电荷放大器输出的之前的电压信号的大小时，所述噪声信号的符号为正，
当所述电压信号的大小低于所述预定共电压的大小或者低于在所述之前的采样周期中由所述电荷放大器输出的所述之前的电压信号的大小时，所述噪声信号的符号为负。
2.如权利要求1所述的触摸传感器控制器，其中，所述逻辑电路还被配置为：
基于所述噪声信号的符号为正的情况，控制所述第一采样器检测所述电压信号，
基于所述噪声信号的符号为负的情况，控制所述第二采样器检测所述电压信号。
3.如权利要求1所述的触摸传感器控制器，其中，所述逻辑电路还被配置为基于所述电压信号和所述预定共电压之间的差大于预定参考值的情况，控制所述发送器避免将所述驱动信号输出至所述传感器线。
4.如权利要求3所述的触摸传感器控制器，其中，所述逻辑电路还被配置为：
基于所述电压信号大于所述预定共电压的情况，控制所述第一采样器检测所述电压信号，
基于所述电压信号小于所述预定共电压的情况，控制所述第二采样器检测所述电压信号。
5.如权利要求1所述的触摸传感器控制器，其中，所述电荷放大器还被配置为按每个预定的采样周期将电荷转换为所述电压信号。
6.如权利要求5所述的触摸传感器控制器，其中，所述逻辑电路还被配置为基于所述电压信号和在所述之前的采样周期中由所述电荷放大器输出的所述之前的电压信号之间的差大于预定的阈值的情况，控制所述发送器避免将所述驱动信号输出至所述传感器线。
7.如权利要求6所述的触摸传感器控制器，其中，所述逻辑电路还被配置为基于所述电压信号大于在所述之前的采样周期中由所述电荷放大器输出的所述之前的电压信号的情况，控制所述第一采样器检测所述电压信号，
基于所述电压信号小于在所述之前的采样周期中由所述电荷放大器输出的所述之前的电压信号的情况，控制所述第二采样器检测所述电压信号。
8.如权利要求1所述的触摸传感器控制器，其中，所述逻辑电路包括被配置为将所述电压信号中包括的所述噪声信号的大小与预定的参考值比较的比较电路。
9.如权利要求1所述的触摸传感器控制器，其中，所述逻辑电路还被配置为基于所述发送器将所述驱动信号输入至所述传感器线的情况，控制所述第一采样器和所述第二采样器交替地检测所述电压信号。
10.如权利要求1所述的触摸传感器控制器，所述触摸传感器控制器还包括被配置为计算所述第一采样器的第一输出和所述第二采样器的第二输出之间的差的积分器。
11.如权利要求1所述的触摸传感器控制器，其中，所述逻辑电路还被配置为基于所述发送器的操作被中断的情况，产生：
正积分信号，当所述噪声信号的符号为正时具有高逻辑值，当所述噪声信号的符号为负时具有低逻辑值；
负积分信号，当所述噪声信号的符号为正时具有低逻辑值，当所述噪声信号的符号为负时具有高逻辑值。
12.如权利要求11所述的触摸传感器控制器，其中，所述第一采样器被配置为当所述正积分信号具有高逻辑值时检测所述电压信号，
其中，所述第二采样器被配置为当所述负积分信号具有高逻辑值时检测所述电压信号。
13.如权利要求11所述的触摸传感器控制器，其中，所述正积分信号和所述负积分信号与所述逻辑电路的主时钟信号同步。
14.如权利要求1所述的触摸传感器控制器，其中，所述逻辑电路被配置为：
基于所述噪声信号的符号和频率产生第一采样时钟信号和第二采样时钟信号，
使用所述第一采样时钟信号和所述第二采样时钟信号控制所述第一采样器和所述第二采样器。
15.一种触摸传感器控制器，所述触摸传感器控制器包括：
模拟电路，所述模拟电路包括：发送器，被配置为将驱动信号输出至触摸面板的传感器线；接收器，被配置为检测在所述传感器线中产生的电荷以产生模拟信号；
逻辑电路，所述逻辑电路被配置为：根据引入所述传感器线的噪声信号的大小以正常模式和噪声模式中的一种模式操作所述模拟电路；在所述正常模式下，控制所述接收器使用互电容方法检测所述传感器线的电荷；在所述噪声模式下，控制所述接收器使用自电容方法检测所述传感器线的电荷。
16.如权利要求15所述的触摸传感器控制器，其中，所述逻辑电路还被配置为在所述噪声模式下控制所述发送器避免将所述驱动信号输出至所述传感器线。
17.如权利要求15所述的触摸传感器控制器，其中，所述逻辑电路包括时钟产生电路，所述时钟产生电路被配置为在所述噪声模式下将所述噪声信号的电压与预定的共电压比较以产生第一采样时钟信号和第二采样时钟信号。
18.如权利要求17所述的触摸传感器控制器，其中，所述第一采样时钟信号和所述第二采样时钟信号具有非周期性。
19.如权利要求17所述的触摸传感器控制器，其中，所述第一采样时钟信号：
当所述噪声信号的电压大于所述预定的共电压时具有高逻辑值，
当所述噪声信号的电压小于所述预定的共电压时具有低逻辑值。
20.如权利要求17所述的触摸传感器控制器，其中，所述第二采样时钟信号：
当所述噪声信号的电压大于所述预定的共电压时具有低逻辑值，
当所述噪声信号的电压小于所述预定的共电压时具有高逻辑值。
21.如权利要求17所述的触摸传感器控制器，其中，所述逻辑电路还被配置为：
在所述噪声模式下将所述噪声信号的电压与所述预定的共电压比较以产生所述第一采样时钟信号，
将所述第一采样时钟信号反相以产生所述第二采样时钟信号。
22.如权利要求21所述的触摸传感器控制器，其中，所述第一采样时钟信号具有与所述逻辑电路的主时钟信号不同的频率。
23.一种触摸传感器控制器，所述触摸传感器控制器包括：
发送器，被配置为将驱动信号输出至触摸面板的传感器线；
接收器，被配置为检测通过触摸输入在所述传感器线中产生的电荷以产生模拟信号，
其中，基于引入所述传感器线的噪声信号的大小大于预定的参考值的情况，所述发送器停止输出所述驱动信号，所述接收器检测所述噪声信号和通过触摸输入在所述传感器线中产生的电荷以产生模拟信号，从而以自电容方法感测触摸输入。
24.如权利要求23所述的触摸传感器控制器，其中，所述接收器包括：
电荷放大器，被配置为通过电荷产生电压信号；
采样电路，具有被配置为检测所述电压信号的第一采样器和第二采样器；
积分器，被配置为计算所述第一采样器的第一输出和所述第二采样器的第二输出之间的差。
25.如权利要求24所述的触摸传感器控制器，
其中，
当所述电压信号的大小高于预定共电压的大小或者高于在之前的采样周期中由所述电荷放大器输出的之前的电压信号的大小时，所述噪声信号的符号为正，
当所述电压信号的大小低于所述预定共电压的大小或者低于在所述之前的采样周期中由所述电荷放大器输出的所述之前的电压信号的大小时，所述噪声信号的符号为负，
其中，所述第一采样器被配置为基于所述噪声信号的符号为正的情况，检测所述电压信号，
其中，所述第二采样器被配置为基于所述噪声信号的符号为负的情况，检测所述电压信号。
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