CN110362223A - 触摸控制器、触摸感测设备和触摸感测方法 - Google Patents

触摸控制器、触摸感测设备和触摸感测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110362223A
CN110362223A CN201910226614.4A CN201910226614A CN110362223A CN 110362223 A CN110362223 A CN 110362223A CN 201910226614 A CN201910226614 A CN 201910226614A CN 110362223 A CN110362223 A CN 110362223A
Authority
CN
China
Prior art keywords
touch
sensing
signal
driving signal
frame period
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910226614.4A
Other languages
English (en)
Inventor
李炅坤
金范洙
禹相旭
崔伦竞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of CN110362223A publication Critical patent/CN110362223A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G06F3/041661—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving using detection at multiple resolutions, e.g. coarse and fine scanning; using detection within a limited area, e.g. object tracking window
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04184—Synchronisation with the driving of the display or the backlighting unit to avoid interferences generated internally
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G06F3/041662—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving using alternate mutual and self-capacitive scanning
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/2085—Special arrangements for addressing the individual elements of the matrix, other than by driving respective rows and columns in combination
    • G09G3/2088—Special arrangements for addressing the individual elements of the matrix, other than by driving respective rows and columns in combination with use of a plurality of processors, each processor controlling a number of individual elements of the matrix
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0264—Details of driving circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

触摸控制器包括：控制器，接收显示定时信号并与显示定时信号同步地生成触摸感测控制信号。触摸控制器还包括：感测电路，响应于触摸感测控制信号驱动触摸感测阵列，以生成与由触摸感测阵列提供的感测信号对应的触摸数据。感测电路在第一显示帧时段期间向触摸感测阵列的至少一个驱动通道提供具有第一极性的第一驱动信号，以及在第二显示帧时段期间提供具有与第一极性不同的第二极性的第二驱动信号。

Description

触摸控制器、触摸感测设备和触摸感测方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年3月26日提交的韩国专利申请第10-2018-0034759号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明构思涉及触摸感测设备，更具体地，涉及与显示定时信号同步操作的触摸控制器。本发明构思还涉及包括这种类型的触摸控制器的触摸感测设备和相关联的触摸感测操作方法。
背景技术
触摸感测设备是使得用户能够使用手指或物体(例如，触摸笔)产生输入的输入设备。所述输入是关于显示在显示装置的屏幕上的内容而定位施加的。可以与触摸感测设备结合使用的触摸感测方法的传统公认的示例包括：基于电阻的方法、光感测方法和基于电容的方法。
在其他类型的触摸感测方法中，某些电容方法响应于由与用户的手指或触摸笔接近的、触摸感测设备的导电电极产生的电容，将触摸输入转换为对应的电信号。触摸感测设备通常与包括显示器的前表面相关联。因此，由显示器的操作引起的噪声可能会降低触摸感测的灵敏度。为了防止以这种方式降低触摸感测的灵敏度，触摸感测设备可以与显示定时信号同步地执行触摸感测。
发明内容
本发明构思提供一种触摸控制器、触摸感测设备和触摸感测方法，其与显示定时信号同步地执行触摸感测，并且防止在执行触摸时显示的图像的质量劣化。
根据本发明构思的一个方面，提供了一种触摸控制器，包括：控制器，被配置为接收显示定时信号，并与显示定时信号同步地生成触摸感测控制信号；以及感测电路，被配置为响应于触摸感测控制信号来驱动触摸感测阵列，以生成与由触摸感测阵列提供的感测信号对应的触摸数据。感测电路在第一显示帧时段期间向触摸感测阵列的至少一个驱动通道提供具有第一极性的第一驱动信号，以及在第二显示帧时段期间提供具有与第一极性不同的第二极性的第二驱动信号。
根据本发明构思的另一方面，提供了一种触摸感测设备，包括：触摸感测阵列，被堆叠在显示面板上并包括被配置为感测触摸输入的多个电极；以及触摸控制器，被配置为响应于从显示驱动电路接收的显示定时信号来生成极性可变驱动信号，并将极性可变驱动信号提供给多个电极。
根据本发明构思的另一方面，提供了一种用于感测施加到显示面板的触摸感测阵列的触摸输入的触摸感测方法。该触摸感测方法包括：使用触摸控制器驱动触摸感测阵列，以在第一显示帧时段期间响应于具有第一极性的第一驱动信号，与从显示驱动电路接收的定时信号同步地执行感测；以及使用触摸控制器驱动触摸感测阵列，以在第二显示帧时段期间响应于具有与第一极性相反的第二极性的第二驱动信号，与定时信号同步地执行感测。
附图说明
从以下结合附图进行的详细描述中，将更清楚地理解本发明构思的实施例，在附图中：
图1是示出触摸屏设备的图；
图2A和图2B是在一个示例中进一步示出驱动信号的图；
图3A和图3B是示出触摸感测方法的图；
图4是示出触摸感测设备的框图；
图5A和图5B是在一个示例中进一步示出触摸感测阵列的图；
图6是示出触摸控制器的触摸感测方法的定时图；
图7A是在一个示例中示出触摸控制器的触摸感测方法的定时图，以及图7B是示出与图7A的触摸感测方法有关的触摸屏的图；
图8A是示出触摸控制器的触摸感测方法的示例的定时图，以及图8B是示出与图8A的触摸感测方法有关的触摸屏的图；
图9是示出触摸控制器的触摸感测方法的示例的定时图；
图10是在一个示例中进一步示出图4的模拟前端(AFE)的框图；
图11是在一个示例中进一步示出图10的接收器(RX)的电路图；
图12是用于描述互电容感测模式的图；
图13A和图13B是进一步示出互电容感测模式的图；
图14是用于描述自电容感测方法的图；
图15A和图15B是示出自电容感测模式的图；
图16A和图16B是示出施加到互电容感测模式的驱动信号的示例的图；
图17A和图17B是示出多驱动模式的图；
图18A和图18B是示出用于包括点传感器的触摸感测阵列的触摸感测方法的图；
图19是示出触摸控制器的触摸感测方法的流程图；
图20是示出图19的触摸感测方法的实现示例的流程图；以及
图21是示出智能电话的图。
具体实施方式
图1是在一个示例中示出触摸屏设备1000的透视图。触摸屏设备1000可以被提供在各种电子设备中，例如：智能电话、膝上型计算机、移动电话、平板个人计算机(PC)、企业数字助理(EDA)、数码照相机、数码视频摄像机、便携式多媒体播放器(PMP)、手持游戏机、可穿戴计算机、物联网(IoT)设备、万物互联(IoE)设备、无人机和电子书。也就是说，触摸屏设备1000可以被不同地提供在能够感测触摸输入并且响应于触摸输入执行一个或多个操作的电子设备中。
参考图1，触摸屏设备1000可以包括触摸屏100、触摸控制器200和显示驱动集成电路(IC)(“DDI”)300。在某些实施例中，触摸控制器200和DDI 300可以共同配置为驱动触摸屏设备1000的驱动IC(“DIC”)。然而，触摸控制器200和DDI 300可以被提供在相同的半导体芯片或不同的半导体芯片中。
触摸屏100可以用于显示图像，并且可以响应于显示的与图像相关联的内容而接收位于触摸屏上的来自用户的触摸输入。在这方面，触摸屏100可以作为用于电子设备的输入/输出(I/O)设备进行操作。触摸输入可以合理地包括来自与触摸屏100的表面直接接触地和/或在触摸屏100的表面附近放置的导电物体(例如，一根手指、多根手指或用户的手掌、书写工具、触摸笔或触控笔等)的任何输入。在下文中，使用户能够将触摸输入施加到触摸屏100的导电物体将被称为“物体(object)”。
触摸屏100可以包括显示面板120和触摸感测阵列110，其中触摸感测阵列110可以被堆叠(或分层堆积)在显示面板120上。
显示面板120可以用于响应于由DDI 300提供的各种图像信号(单独地或共同地，“Simg”)而显示图像。显示面板120可以包括以矩阵布置的多个像素(“pixels”)，其中某些图像信号Simg以行单位(row units)和/或列单位(column units)施加到像素。例如，图像信号Simg可以按照从第一行延伸到最后一行的顺序次序施加到像素。在这种情景中，所得到的图像或图像部分的完成可以被称为帧，并且图像在显示面板120上被更新的速率可以被称为帧速率。
显示面板120可以使用例如液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器、有源矩阵OLED(AMOLED)显示器、电致变色显示器(ECD)、数字镜设备(DMD)、驱动镜设备(AMD)、光栅光值(GLV)显示器、等离子体显示面板(PDP)、电致发光显示器(ELD)和真空荧光显示器(VFD)、或其他种类的平板或柔性面板来不同地实现。
触摸感测阵列110可以用于产生对应于触摸输入的一个或多个感测信号(单个地或共同地，“Ssen”)。在某些实施例中，触摸感测阵列110可以响应于从触摸控制器200接收的驱动信号(“Sdrv”)来生成感测信号Ssen。这里，驱动信号Sdrv可以是电压信号，并且感测信号Ssen可以是电流信号。
触摸感测阵列110可以包括用于感测触摸输入的多个感测电极(“感测电极SE”)，其中感测电极SE被布置成在任意指定的第一(X轴)和第二(Y轴)方向上延伸的矩阵。例如，第一方向可以基本垂直于水平设置的第二方向。在这方面，在第一方向上布置的多个第一感测电极SE1可以被配置为作为第一(或“行”)通道进行操作，并且在第二方向上布置的多个第二感测电极SE2可以被配置为作为第二(或“列”)通道进行操作。然而，感测电极SE在某些实施例中可以是电容式触摸传感器，例如包括如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铟锌锡(IZTO)的透明导电材料的电容式触摸传感器。
在某些实施例中，触摸感测阵列110可以与显示面板120实现为一体。例如，触摸感测阵列110可以被提供在显示面板120内，并且每个感测电极SE可以被实现为包括在显示面板120中的各种类型的电极中的至少一种。例如，显示面板120可以包括各种类型的电极，诸如公共电极、栅极线电极和数据线电极，并且触摸感测阵列110可以包括各种类型的电极中的至少一种，作为感测电极SE。例如，公共电极可以用作触摸感测阵列110的感测电极SE。
DDI 300可以用于将从主机HOST(例如，应用处理器)提供的图像数据(“IDT”)转换为提供给显示面板120的对应的图像信号Simg，从而使显示面板120能够显示图像。
DDI 300还可以向触摸控制器200提供用于驱动显示面板120的显示定时信号(“Tsig”)。例如，显示定时信号Tsig可以包括垂直同步信号和/或水平同步信号，其中垂直同步信号指示由显示面板120显示的图像的显示帧时段(“帧时段”)，并且水平同步信号指示图像信号Simg按照行单位被施加到显示面板120的像素的水平驱动时段。
触摸控制器200可以执行触摸感测以确定触摸输入的发生或不发生以及触摸输入相对于触摸屏100和/或显示在触摸屏100上的内容的位置。即，触摸控制器200可以将驱动信号Sdrv提供给触摸感测阵列110，并且接收由触摸感测阵列110响应于驱动信号Sdrv而生成的感测信号Ssen。触摸控制器200可以响应于感测信号Ssen确定触摸输入的发生或不发生，并计算与触摸输入相关联的位置(例如，触摸坐标“Txy”)。触摸控制器200可以向主机提供触摸坐标Txy。
在某些实施例中，触摸屏100还可以包括被配置为感测触摸输入被施加到触摸屏100所使用的力(force)的力感测电极。在这样的实施例中，触摸控制器200可以用于驱动触摸感测阵列110和力感测电极以执行触摸力感测，计算触摸力，并将计算的触摸力提供给主机。
在某些实施例中，触摸控制器200可以与DDI 300提供的显示定时信号Tsig同步地执行触摸感测。例如，触摸控制器200可以在具有低显示噪声或无显示噪声特征的时间段期间，与显示定时信号Tsig同步地执行触摸感测。附加地或替选地，触摸控制器200可以在显示帧改变时改变驱动信号Sdrv的极性。例如，触摸控制器200可以在第一组显示帧时段期间向触摸感测阵列110提供具有第一极性(+)的第一驱动信号Sdrv，以及在与第一组显示帧时段不同的第二组显示帧时段期间向触摸感测阵列110提供具有第二极性(-)的第二驱动信号Sdrv。在这方面，第一组显示帧时段和第二组显示帧时段中的每一个可以包括大于零的任何合理数量的更多显示帧。此外，第一组显示帧时段中包括的显示帧的数量可以与第二组显示帧时段中包括的显示帧的数量相同或不同。因此，在某些实施例中，每当显示帧改变N次时，其中“N”是正整数，触摸控制器200可以改变驱动信号Sdrv的极性。
如上所述，触摸感测阵列110可以被堆叠在显示面板120上或者与显示面板120作为一体被提供。因此，在显示面板120与触摸感测阵列110的感测电极SE之间会形成寄生电容器。由于寄生电容器，当图像信号Simg被施加到显示面板120时发生的显示噪声可能影响触摸感测阵列110，从而导致触摸感测灵敏度的降低。然而，根据某些实施例的触摸控制器200可以在显示噪声相对更小的时段期间与显示定时信号Tsig同步地执行触摸感测。
在每个显示帧期间具有相同极性的驱动信号Sdrv被施加到触摸感测阵列110的情况下，显示面板120内的某些行的像素可能不利地受到固定极性驱动信号Sdrv的影响。结果，由于(例如)图像上的可见水平条纹形式的闪烁(flicker)噪声，图像质量会劣化。然而，上述触摸控制器200提供随着显示帧改变或随着第一显示帧组和第二显示帧组改变而改变(或交替)其极性的驱动信号Sdrv，从而避免了图像质量的这种劣化。以这种方式，图1的触摸屏设备1000增强了触摸感测灵敏度而没有图像质量的劣化。
图2A和图2B是在一个示例中示出图1的驱动信号Sdrv的信号的实现的波形图。
参考图2A，驱动信号Sdrv可以具有在第一极性(+)与第二极性(-)之间变化的脉冲形状，其中第一极性(+)和第二极性(-)在任意定义的时间段T1内具有相差180度的不同相位。
参考图2B，具有第一极性(+)或第二极性(-)的驱动信号Sdrv的脉冲频率可以在时间段T1内变化。因此，具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv的时段和具有第二极性(-)的驱动信号的时段可以相同，同时它们各自的相位相差例如180度。
图2A和图2B中示出的示例采用(assume)方波，但是本领域技术人员将认识到可以使用其他信号波形，例如三角波形或正弦波形。
图3A和图3B是进一步示出可与图1的触摸屏设备1000一起使用的触摸感测方法的概念图。
参考图3A，在第一帧时段FRAME1期间(即，当显示面板120显示对应于第一帧的图像时)，具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv被施加到触摸感测阵列110。在第二帧时段FRAME2期间，具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv被施加到触摸感测阵列110。在第三帧时段FRAME3期间，具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv被施加到触摸感测阵列110，并且在第四帧时段FRAME4期间，具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv被施加到触摸感测阵列110。因此，在图3A的示出的示例中，驱动信号Sdrv的极性随着每个交替帧时段(例如，N＝1)在第一极性与第二极性之间改变(或切换(toggle))。
然而，现在参考图3B，在连续的第一帧时段FRAME1和第二帧时段FRAME2期间，具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv被施加到触摸感测阵列110，而在连续的第三帧时段FRAME3和第四帧时段FRAME4期间，具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv被施加到触摸感测阵列110。因此，在图3B的示出的示例中，驱动信号Sdrv的极性随着每两个连续帧时段的组(例如，N＝2)而改变(或切换)。
从图3A和图3B中所示的示例中，本领域技术人员将认识到，可以使用任何合理数量(‘N’)的帧时段来限定针对驱动信号Sdrv的极性的频率变化。此外，驱动信号Sdrv的施加不必仅限于针对每个相应极性有相等数量的帧时段。更进一步地，在驱动信号Sdrv的可能极性之间的选择不必仅限于(+)极性和(-)极性。
因此，施加到触摸感测阵列110的驱动信号Sdrv的极性随着交替的帧时段或交替的帧时段组而改变，使得驱动信号Sdrv的施加不会不利地影响显示面板120，特别是显示面板120的易受图像质量劣化的影响的某些区域。以这种方式，可以解决在周期性施加驱动信号Sdrv期间通常与保持整个显示面板120的图像质量相关联的问题。
图4是示出包括触摸感测阵列110和触摸控制器200的触摸感测设备1100的框图。
如参考图1所描述的，触摸感测阵列110可以包括多个感测电极。在图5A和图5B中示出了图4的触摸感测阵列110的相应示例。
参考图5A，触摸感测阵列110a包括在第一方向(例如，X轴方向)和第二方向(例如，Y轴方向)上布置的多个感测电极(例如，行电极SE1和列电极SE2)。行电极SE1和列电极SE2的各自的形状(例如，长度、宽度、间隔等)可以随着设计目标而变化。例如，行电极SE1可以彼此电连接以配置行通道R1至Rn，并且列电极SE2可以彼此电连接以配置列通道C1至Cm。行通道R1至Rn和列通道C1至Cm可以通过经常被称为“迹线(trace)”的布线WE电连接到触摸控制器200。在某些实施例中，行通道R1至Rn和列通道C1至Cm被设置在形成触摸感测阵列110a的堆叠的多个层中的相同层或不同层处。
参考图5B，触摸感测阵列110b包括在同一层以矩阵布置的感测电极SE，其中每个感测电极SE通过相应的布线WE电连接到触摸控制器200。在相应的布线WE连接到对应的感测电极SE的结构(例如，图3B)中，每个感测电极SE可以被称为“点传感器”。
这里，参考图5A和图5B描述的触摸感测阵列实现仅是方便的示例。本领域技术人员将认识到，可以使用不同形状的感测电极来不同地实现触摸感测阵列。
再次参考图4，触摸控制器200包括控制器210、感测电路220、处理器230和存储器(MEM)240，其中感测电路220可以包括模拟前端(“AFE”)221和模-数转换器(“ADC”)222，还有未示出的其他元件。
控制器210可以用于控制触摸控制器200的整体操作，特别是与感测电路220相关联的触摸感测定时。这里，控制器210可以从DDI 300接收显示定时信号Tsig，并且响应于显示定时信号Tsig控制触摸感测定时。此外，控制器210可以响应于显示定时信号Tsig，根据显示帧的变化(或显示帧组的变化)来改变驱动信号Sdrv的极性。例如，控制器210可以与显示定时信号Tsig同步地生成触摸感测控制信号，并且将触摸感测控制信号提供给AFE 221。触摸感测控制信号可以包括用于改变驱动信号Sdrv的极性的代码信号和/或定时控制信号。在某些实施例中，用于生成驱动信号Sdrv的各种代码信号可以存储在存储器240中，使得控制器210可以与显示定时信号Tsig同步地向AFE 221提供从存储器240中选择的适当的代码信号。
AFE 221可以用于响应于各种触摸感测控制信号执行触摸感测。例如，AFE 221可以在单个显示帧期间和/或当显示帧改变时执行一次或多次触摸感测。AFE 221还可以控制驱动信号Sdrv极性的改变。例如，AFE 221可以响应于由控制器210提供的代码信号来改变驱动信号Sdrv的极性。
AFE 221可以将驱动信号Sdrv提供给触摸感测阵列110的一个或多个通道，和/或从一个或多个通道(例如，相同的通道或不同的通道)接收感测信号Ssen。在这方面，AFE221可以包括一个或多个放大器(例如，电流放大器)，其可以用于放大感测信号Ssen并将感测信号Ssen转换为对应的模拟触摸值。
然后，ADC 222可以用于将AFE 221提供的模拟触摸值转换为数字触摸值。以这种方式，ADC 222可以向处理器230提供包括数字触摸值的触摸数据(“Tdt”)。
处理器230可以用于响应于ADC 222提供的触摸数据Tdt来计算触摸坐标Txy。在某些实施例中，处理器230可以使得由ADC 222提供的触摸数据Tdt存储在存储器240中。此后，处理器230可以从存储的触摸数据Tdt计算触摸坐标Txy。
图6是在一个示例中进一步示出可结合图1和图4的触摸控制器200使用的触摸感测方法的定时图。
参考图1、图4和图6，触摸控制器200可以用于与DDI 300提供的定时信号Tsig同步地执行触摸感测。在某些实施例中，定时信号Tsig可以包括垂直同步信号Vsync和水平同步信号Hsync，其中垂直同步信号Vsync指示显示帧时段。
如图6的示例所示，触摸控制器200可以在每个显示帧时段与垂直同步信号Vsync同步地执行一次触摸感测，但是这仅是一个可能的示例。在其他实施例中，可以在显示帧时段期间执行多于一次触摸感测。例如，当执行一次触摸感测时，可以感测整个触摸感测阵列110，并且触摸控制器200可以响应于感测结果计算触摸坐标Txy。
DDI 300可以用于与水平同步信号Hsync同步地(例如，响应于水平同步信号Hsync的上升沿或下降沿)将图像信号Simg提供给显示面板120。当图像信号Simg输出到显示面板120时，显示噪声是相对高的。然而，与水平同步信号Hsync同步地操作，触摸控制器200可以确定图像信号Simg不被输出到显示面板120的“驱动时段”，使得在驱动时段期间驱动信号Sdrv被提供给触摸感测阵列，并且从触摸感测阵列110接收对应的感测信号Ssen。
当显示帧(或“帧”)改变时，触摸控制器200还可以用于改变驱动信号Sdrv的极性。例如，如图6所示，触摸控制器200可以在第一帧时段FRAME1期间将具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv输出到触摸感测阵列110，在第二帧时段FRAME2期间输出具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv，并且在第三帧时段FRAME3期间输出具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv。
在图6所示的实施例中，驱动信号Sdrv的极性随每帧而改变，但这只是一种可能性。在其他实施例中，驱动信号Sdrv的极性可以根据定义一个帧组的N个帧的改变而改变。
然而，与图6所示的实施例一致，当执行一次触摸感测时，触摸控制器200可以响应于各种感测模式(例如，第一感测模式、第二感测模式和第三感测模式)而多次驱动触摸感测阵列110。例如，这样的感测模式可以包括互电容感测模式、自电容感测模式和触摸力感测模式。
因此，触摸控制器200可以响应于互电容感测模式和自电容感测模式而两次驱动触摸感测阵列110。触摸控制器200可以用于基于作为互电容感测模式的驱动结果而生成的第一触摸数据和作为自电容感测模式的驱动结果而生成的第二触摸数据来计算触摸坐标Txy。
作为另一示例，触摸控制器200可以响应于互电容感测模式、自电容感测模式和触摸力感测模式而三次驱动触摸感测阵列110。再者，触摸控制器200可以用于基于作为互电容感测模式的驱动结果而生成的第一触摸数据、作为自电容感测模式的驱动结果而生成的第二触摸数据、以及作为触摸力感测模式的驱动结果而产生的第三触摸数据来计算触摸坐标Txy。可以使用附加或替代模式来计算触摸坐标Txy。
与不同感测模式相关联的驱动信号Sdrv可以在一次触摸感测操作期间被施加，并且可以具有不同的电压电平和/或不同的频率。然而，可以根据显示帧的改变或显示帧组的改变，改变与不同的感测模式对应的各个驱动信号Sdrv的极性。
图7A是示出可与图1和图4的触摸控制器200一起使用的触摸感测方法的另一示例的定时图，并且图7B是示出基于图7A的触摸感测方法的触摸屏的状态的图。
图7A示出的示例假定在每个帧时段期间执行两次触摸感测。因此，当在每个帧时段期间执行两次触摸感测时，触摸控制器200可以输出具有相同极性的驱动信号Sdrv。然而，当帧改变时，触摸控制器200相应地改变驱动信号Sdrv的极性。例如，如图7A所示，触摸控制器200可以响应于具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv而在第一帧时段FRAME1期间执行第一触摸感测和第二触摸感测。然后，触摸控制器200可以响应于具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv而在第二帧时段FRAME2期间执行第三触摸感测和第四触摸感测，等等。
参考图7B，当在第一帧时段FRAME1的前半部FRAME1_1期间在显示面板120的第一区域HA1上显示图像时，具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv被施加到触摸感测阵列110。当在第一帧时段FRAME1的后半部FRAME1_2期间在显示面板120的第二区域HA2上显示图像时，具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv保持施加到触摸感测阵列110。这里，假设在第一帧时段FRAME1期间，显示面板120可能不利地受到施加到触摸感测阵列110的具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv的影响。
随后，当在第二帧时段FRAME2的前半部FRAME2_1期间在显示面板120的第一区域HA1上显示图像时，具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv被施加到触摸感测阵列110，并且当在第二帧时段FRAME2的后半部FRAME2_2期间在显示面板120的第二区域HA2上显示图像时，具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv保持施加到触摸感测阵列110。这里，假设在第二帧时段FRAME2期间，显示面板120可能不利地受到施加到触摸感测阵列110的具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv的影响。
现在将关于图8A和图8B描述前述的比较示例。这里，除了关于交替的第一极性和第二极性的驱动信号Sdrv的时段偏离用于显示帧的改变的时段之外，进行类似的假设。因此，具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv连续地施加在第一显示帧的后半部FRAME1_2和第二显示帧的前半部FRAME2_1，此后，具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv连续地施加在第二显示帧的后半部FRAME2_2和第三显示帧的前半部FRAME3_1。
因此，如图8A所示，在第一帧时段FRAME1期间，触摸控制器200基于具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv执行第一触摸感测，然后基于具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv执行第二触摸感测。随后，在第二帧时段FRAME2期间，触摸控制器200基于具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv执行第三触摸感测，然后基于具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv执行第四触摸感测。
参考图8B，当在前半时段FRAME1_1期间在显示面板120的第一区域HA1上显示图像时，具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv被施加到触摸感测阵列110。当在后半时段FRAME1_2期间在显示面板120的第二区域HA2上显示图像时，具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv被施加到触摸感测阵列110。这里，假设在第一帧时段FRAME1期间，显示面板120的第一区域HA1可能不利地受到施加到触摸感测阵列110的具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv的影响，并且第二区域HA2可能不利地受到施加到触摸感测阵列110的具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv的影响。
随后，当在前半时段FRAME2_1期间在显示面板120的第一区域HA1上显示图像时，具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv被施加到触摸感测阵列110，并且当在后半时段FRAME2_2期间在显示面板120的第二区域HA2上显示图像时，具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv被施加到触摸感测阵列110。因此，假设在第二帧时段期间，显示面板120的第一区域HA1可能不利地受到施加到触摸感测阵列110的具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv的影响，并且第二区域HA2可能不利地受到施加到触摸感测阵列110的具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv的影响。
从前述内容中，可以理解可通过定义驱动信号特性和施加定时来补偿对具有不同极性的各种驱动信号Sdrv表现出不同噪声灵敏度的不同显示面板设计。
图9是示出可结合图1和图4的触摸控制器使用的触摸感测方法的示例的又一定时图。
参考图9，当执行一次触摸感测时，触摸控制器200可以响应于各种感测模式(例如，第一、第二、第三等感测模式)以及响应于帧改变或帧组改变而多次驱动触摸感测阵列110。
例如，如图9所示，触摸控制器200可以在第二帧FRAME2期间按顺序响应于第一感测模式、第二感测模式和第三感测模式来执行触摸感测。相比之下，在随后的第三帧时段FRAME3期间，触摸控制器200可以按顺序响应于第二感测模式、第三感测模式和第一感测模式来执行触摸感测。以这种方式，对于显示帧(或显示帧组)的每次改变，触摸控制器200可以改变感测模式的施加顺序。然而，这种多个感测模式的施加顺序的改变并不需要改变先前描述的驱动信号Sdrv的极性变化。
以这种方式，当帧改变(或帧组改变)时，触摸控制器200可以改变驱动信号Sdrv的极性，同时还改变多个感测模式施加的次序，从而防止显示面板组件(或显示面板的一部分)不利地受到与驱动信号Sdrv的施加相关联的噪声的影响。
图10是在一个实施例中进一步示出图4的AFE 221的框图。为了便于描述，触摸感测阵列110a还示出在图4中。
参考图10，AFE 221a包括驱动信号生成器10a、发送单元20a和接收单元30a，其中发送单元20a包括多个发送器TX，并且接收单元30a包括多个接收器RX。
驱动信号生成器10a可以用于生成具有可变极性的驱动信号Sdrv。在某些实施例中，驱动信号生成器10a可以响应于由控制器(例如，图3的元件210)提供的代码信号CD生成驱动信号Sdrv。这里，响应于第一代码信号CD可以生成具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv，或者响应于不同于第一代码信号的第二代码信号CD生成具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv。例如，接收到第一代码信号CD“01”可以导致驱动信号生成器10a生成具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv，而接收到第二代码信号CD“10”可以导致驱动信号生成器10a生成具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv。
发送单元20a的发送器TX可以用于响应于由驱动信号生成器10a提供的驱动信号Sdrv而输出相应的驱动信号Sdrv。类似地，接收单元30b的接收器RX可以用于分别接收由触摸感测阵列110a的感测电极SE响应于驱动信号Sdrv生成的感测信号。
图11是在一个实施例中进一步示出可在图10的接收单元30b中使用的接收器RX的电路图。
参考图11，接收器RXa包括电荷放大器21和积分器22，其中在一个具体实施例中，电荷放大器21包括放大器AMP和反馈电容器Cf。这里，放大器AMP可以包括连接到感测节点SN的第一输入端子、接收输入电压Vin的第二输入端子、以及输出感测电压的输出端子。反馈电容器Cf可以连接在第一输入端子与输出端子之间。电荷放大器21可以将接收的感测信号Ssen(例如，电流信号)放大并转换为对应的感测电压。积分器22可以对由电荷放大器21提供的感测电压进行积分(或累积)。例如，积分器22可以响应于由控制器(例如，图3的元件210)提供的控制信号重复执行积分运算。积分器22可以输出积分的电压Vout作为模拟触摸值，其中图4的ADC 222可以用于将模拟触摸值转换为对应的数字值。
返回参考图10，发送单元20a的各个发送器TX可以分别连接到触摸感测阵列110a的行通道(例如，R1至R7)，并且接收单元30b的接收器RX可以分别连接到触摸感测阵列110a的列通道(例如，C1至C5)。在某些实施例中，行通道可以作为驱动通道进行操作，但情况不一定总是如此。
然而，行通道和/或列通道被配置，图10的AFE 221a可以用于使用互电容感测模式和/或自电容感测模式来感测对触摸感测阵列110a的触摸输入。
图12是在一个示例中进一步示出可在前述实施例的上下文中使用的互电容感测模式的电路图。
参考图12，当一个或多个发送器TX将驱动信号Sdrv发送到驱动通道(例如，行通道R1至R7)时，可以输出对应于连接到驱动通道中的对应驱动通道的第一感测电极SE1(例如，驱动电极)和第二感测电极SE2之间的互电容Cm的感测信号Ssen。在这种情况下，第二感测电极SE2可以是被设置为邻近第一感测电极SE1且连接到接收通道(例如，列通道C1至C5)的电极。与一个或多个接收器RX相关联的电荷放大器21可以将感测信号Ssen放大并转换为对应的感测电压。因此，当物体引起对第一感测电极SE1和第二感测电极SE2的触摸输入时，可以减小所得到的互电容Cm，从而使得感测信号Ssen的可变性更大。因此，可以基于感测信号Ssen的变化程度生成更准确的触摸值。
图13A和图13B是在一个示例中进一步示出可在前述实施例的上下文中使用的互电容感测模式的图。
参考图13A和图13B，发送单元20a可以用于在各个时段(例如，T1至T7)期间顺序地将驱动信号(例如，第一至第七驱动信号，或Sdrv1至Sdrv7)施加到行通道(例如，R1至R7)。接收单元30a可以用于通过顺序地接收(例如)响应于施加到第一行通道R1的第一驱动信号Sdrv1、施加到第二行通道R2的第二驱动信号Sdrv2、依此类推直到施加到第七行通道R7的第七驱动信号Sdrv7而生成的感测信号来促进执行触摸感测操作。
参考图13A，在第一帧时段FRAME1期间，具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv1至Sdrv7被施加到触摸感测阵列110a的行通道R1至R7。参考图13B，在第二帧时段FRAME2期间，具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv1至Sdrv7被施加到触摸感测阵列110a的行通道R1至R7。
图14是在一个实施例中进一步示出可在前述实施例的上下文中使用的自电容感测模式的图。
参考图14，当物体OBJ接触或接近感测电极SE(即，引起触摸输入)时，与触摸输入相关联的感测电极SE的自电容Cs增加。当驱动信号Sdrv作为输入信号施加到对应的接收器RX的电荷放大器21的第二输入端子时，第一输入端子和第二输入端子将具有大致相同的电位。因此，可以通过第一输入端子将驱动信号Sdrv提供给感测电极SE，从而可以输出与自电容Cs对应的感测信号Ssen。电荷放大器21可以放大并转换感测信号Ssen以输出感测电压。
图15A和图15B是在一个实施例中进一步示出可在前述实施例的上下文中使用的自电容感测方法的图。
参考图15A和图15B，接收器RX连接到触摸感测阵列110a的行通道R1至R7和列通道C1至C5。如上面参考图14所描述的，接收器RX可以用于执行发送和接收操作。
在第一时段T1期间，驱动信号Sdrv可以同时施加到行通道R1至R7，因此，可以感测行通道R1至R7。然后，在第二时段T2期间，驱动信号Sdrv可以同时施加到列通道C1至C5，因此，可以感测列通道C1至C5。
参考图15A，在第一帧时段FRAME1的第一时段T1期间，具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv可以施加到行通道R1至R7，并且在第一帧时段FRAME1的第二时段T2期间，具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv可以施加到列通道C1至C5。
参考图15B，在第二帧时段FRAME2的第一时段T1期间，具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv可以施加到行通道R1至R7，并且在第二帧时段FRAME2的第二时段T2期间，具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv可以施加到列通道C1至C5。
图16A和图16B是进一步示出根据前述实施例的施加到互电容感测模式的驱动信号的示例的图。为了便于描述，在图16A、图16B、图17A和图17B中仅示出了触摸感测阵列的几个所选择的行通道R1至R4以及施加到一些行通道R1至R4的驱动信号Sdrv1至Sdrv4。
参考图16A至图16B，在第一时段T1至第四时段T4期间，发送单元20a可以顺序地将极性可变驱动信号(例如，第一驱动信号Sdrv1至第四驱动信号Sdrv4)施加至行通道(例如，第一行通道R1至第四行通道R4)。参考图16A，在第一帧时段FRAME1期间，第一驱动信号Sdrv1和第三驱动信号Sdrv3具有第一极性(+)并分别施加到第一行通道R1和第三行通道R3。第二驱动信号Sdrv2和第四驱动信号Sdrv4具有第二极性(-)并分别施加到第二行通道R2和第四行通道R4。也就是说，具有不同极性的驱动信号可以施加到相邻的行通道。
参考图16B，在第二帧时段FRAME2期间，具有第二极性(-)的第一驱动信号Sdrv1和第三驱动信号Sdrv3可以分别施加到第一行通道R1和第三行通道R3，并且具有第一极性(+)的第二驱动信号Sdrv2和第四驱动信号Sdrv4可以分别施加到第二行通道R2和第四行通道R4。
图17A和图17B是进一步示出多驱动模式的示例的图。
参考图17A至图17B，在顺序的第一时段T1和第二时段T2期间，第一驱动信号Sdrv1和第二驱动信号Sdrv2可以用相同极性或不同极性分别施加到第一行通道R1和第二行通道R2。类似地，在顺序的第三时段T3和第四时段T4期间，第三驱动信号Sdrv3和第四驱动信号Sdrv4可以用相同极性或不同极性施加到第三行通道R3和第四行通道R4。
这里，在驱动信号被施加到多个行通道的情况下，感测信号可以包括由同时施加的具有相同极性的驱动信号生成的所有信号分量。然而，当同时施加的驱动信号的极性不同(例如，对应的代码信号不同)或以其他术语陈述时，当响应于各种感测信号生成触摸数据值时，处理器230可以基于代码值对触摸数据值进行解码，从而计算分别对应于驱动信号的触摸数据值。如上面参考图17A和图17B所描述的，可以在根据多驱动模式执行触摸感测时施加在帧改变时改变驱动信号的极性的触摸感测方法。
图18A和图18B是进一步示出可与包括点传感器的触摸感测阵列结合使用的触摸感测方法的图。
参考图18A和图18B，感测电极SE(例如，点传感器)可以根据列单元通过复用器MUX连接。这里，由复用器MUX选择的每个感测电极SE可以电连接到对应的接收器RX。复用器MUX可以在图4的控制器210的控制下，以行为单位(例如)将感测电极SE选择性地连接到接收器RX。当驱动信号Sdrv被施加到接收器RX时，所选择的感测电极SE导致生成可输出到对应的接收器RX的感测信号。
参考图18A，在第一帧时段FRAME1的时段T1至T4期间，具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv可以被施加到感测电极SE。例如，在时段T1至T4期间，具有第一极性(+)的驱动信号Sdrv可以顺序地被施加到第一行至第四行。
参考图18B，在第二帧时段FRAME2的时段T1至T4期间，具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv可以被施加到感测电极SE。例如，在时段T1至T4期间，具有第二极性(-)的驱动信号Sdrv可以顺序地被施加到第一行至第四行。
如上所述，使用极性可变驱动信号的某些触摸感测方法可以与包括点传感器的触摸感测阵列结合使用。
图19是示出用于触摸控制器的触摸感测方法的流程图。上述实施例可以应用于所示的触摸感测方法。
参考图19，在第一显示帧时段期间，触摸控制器可以在操作S10中响应于第一驱动信号来驱动并感测触摸感测阵列(图1的110)。触摸控制器可以与从DDI提供的显示定时信号(图1的Tsig)同步地驱动和感测触摸感测阵列，并且可以基于显示定时信号Tsig确定由显示面板(图1的120)显示的图像帧(即，显示帧)。触摸控制器可以在第一显示帧时段中生成第一驱动信号，并且可以响应于第一驱动信号执行触摸感测操作。
随后，在第二显示帧时段期间，触摸控制器可以在操作S20中响应于具有与第一驱动信号的极性相反的极性的第二驱动信号来驱动并感测触摸感测阵列。触摸控制器可以在第二显示帧时段期间生成具有相反极性的第二驱动信号，并且可以响应于第二驱动信号执行触摸感测操作。第一驱动信号和第二驱动信号均可以是脉冲信号，但在各个脉冲之间具有180度的相位差。在某些实施例中，第一驱动信号和第二驱动信号可以具有相同的频率。以这种方式，根据实施例的触摸控制器可以在显示帧时段改变时改变驱动信号的极性。
图20是进一步示出图19的触摸感测方法的流程图。
在执行一次触摸感测(即，计算一次触摸坐标)时，可以通过一系列不同的感测模式来多次驱动和感测触摸感测阵列。
参考图20，在操作S10a中在第一显示帧时段期间响应于第一驱动信号执行触摸感测时，在操作S11中可以响应于第一感测模式来驱动并感测触摸感测阵列，然后在操作S12中响应于第二感测模式来驱动并感测触摸感测阵列。另一方面，在操作S20a中在第二显示帧时段期间响应于第二驱动信号执行触摸感测时，在操作S21中可以响应于第二感测模式来驱动并感测触摸感测阵列，然后在操作S22中响应于第一感测模式来驱动并感测触摸感测阵列。
如上所述，触摸感测方法可以在显示帧改变时改变驱动信号的极性，但是仍然可以在逐个帧的基础上或者在逐个帧组的基础上改变各种感测模式的施加次序。
图21是示出智能电话2000的透视图。
参考图21，智能电话2000可以包括触摸屏2100、触摸屏驱动电路2200和外壳2300。智能电话2000还可以包括用于控制智能电话2000的整体操作的接入点(AP)。
外壳2300可以配置智能电话2000的外观，并且可以保护智能电话2000的内部元件(例如，IC、电池、天线等)免受外部冲击或划伤。触摸屏驱动电路2200可以被提供在外壳2300内。
触摸屏2100可以作为触摸屏设备1000的输入/输出(I/O)设备进行操作以用于显示和触摸感测。在一个实施例中，触摸屏2100可以感测触摸输入的力。触摸屏驱动电路2200可以控制触摸屏2100的显示操作和触摸感测操作。
根据实施例，上面参考图1描述的触摸屏设备1000的触摸屏100、驱动IC DIC(即，DDI 300)和触摸控制器200可以应用于智能电话2000。DDI 300和触摸控制器200可以应用于触摸屏驱动电路2200。
DDI 300可以向触摸控制器200提供显示定时信号，并且触摸控制器200可以在显示噪声量小的时段中与显示定时信号同步地执行触摸感测。而且，如上面参考图1至图20所描述的，当显示帧改变时，触摸控制器200可以改变驱动信号Sdrv的极性，从而解决了由于与显示定时信号同步地执行触摸感测而导致图像质量劣化的问题。因此，增强了智能电话2000的触摸感测灵敏度而不会劣化图像质量。
虽然已经参考本发明构思的实施例具体示出和描述了本发明构思，但是将理解，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (20)

1.一种触摸控制器，包括：
控制器，被配置为接收显示定时信号，并与显示定时信号同步地生成触摸感测控制信号；以及
感测电路，被配置为响应于触摸感测控制信号来驱动触摸感测阵列，以生成与由触摸感测阵列提供的感测信号对应的触摸数据，
其中，所述感测电路在第一显示帧时段期间向触摸感测阵列的至少一个驱动通道提供具有第一极性的第一驱动信号，以及在第二显示帧时段期间提供具有与第一极性不同的第二极性的第二驱动信号。
2.如权利要求1所述的触摸控制器，其中，第一极性与第二极性之间的相位差是180度。
3.如权利要求2所述的触摸控制器，其中，第一驱动信号和第二驱动信号是具有相同频率的脉冲信号。
4.如权利要求1所述的触摸控制器，其中，第二显示帧时段顺序地跟随第一显示帧时段，并且
在第一显示帧时段期间第一驱动信号被施加到触摸感测阵列的驱动电极，并且在第二显示帧时段期间第二驱动信号被施加到所述驱动电极。
5.如权利要求1所述的触摸控制器，其中，所述显示定时信号包括由提供显示定时信号的显示驱动电路提供的垂直同步信号和水平同步信号中的至少一个。
6.如权利要求1所述的触摸控制器，其中，在第一显示帧时段和第二显示帧时段中的每一个期间，所述感测电路驱动触摸感测阵列多于一次。
7.如权利要求6所述的触摸控制器，其中，在第一显示帧时段和第二显示帧时段中的每一个期间，所述感测电路响应于第一感测模式和第二感测模式驱动触摸感测阵列至少两次。
8.如权利要求6所述的触摸控制器，其中，在第一显示帧时段期间，所述感测电路响应于第一感测模式并且然后响应于第二感测模式驱动触摸感测阵列，并且
在第二显示帧时段期间，所述感测电路响应于第二感测模式并且然后响应于第一感测模式驱动触摸感测阵列。
9.如权利要求1所述的触摸控制器，还包括：处理器，被配置为响应于触摸数据计算触摸坐标。
10.如权利要求1所述的触摸控制器，其中，所述感测电路包括模拟前端(AFE)，所述模拟前端包括：
驱动信号生成器，被配置为响应于触摸感测控制信号选择性地生成第一驱动信号和第二驱动信号中的至少一个；
发送单元，包括选择性地将第一驱动信号和第二驱动信号中的所述至少一个提供给触摸感测阵列的驱动通道的发送器；以及
接收单元，包括接收来自触摸感测阵列的感测通道的感测信号的接收器。
11.如权利要求1所述的触摸控制器，其中，第一显示帧时段包括第一时间段和随后的第二时间段，
触摸感测阵列包括行通道和列通道，其中，行通道被配置为作为包括至少一个驱动通道的相应驱动通道进行操作，
在第一时间段期间，所述感测电路被配置为将第一驱动信号和第二驱动信号中的一个驱动信号施加到行通道，以及
在第二时间段期间，所述感测电路被配置为将第一驱动信号和第二驱动信号中的所述一个驱动信号施加到列通道。
12.如权利要求1所述的触摸控制器，其中，第一显示帧时段和第二显示帧时段中的每一个包括第一时间段和随后的第二时间段，
触摸感测阵列包括行通道和列通道，其中，行通道被配置为作为包括至少一个驱动通道的相应驱动通道进行操作，
在第一显示帧时段的第一时间段期间，所述感测电路被配置为将第一驱动信号施加到行通道中的第一行通道，并且在第一显示帧时段的第二时间段期间，所述感测电路被配置为将第二驱动信号施加到行通道中的第二行通道，以及
在第二显示帧时段的第一时间段期间，所述感测电路被配置为将第二驱动信号施加到第一行通道，并且在第二显示帧时段的第二时间段期间，所述感测电路被配置为将第一驱动信号施加到第二行通道。
13.如权利要求1所述的触摸控制器，其中，第一显示帧时段和第二显示帧时段中的每一个包括第一时间段和随后的第二时间段，
触摸感测阵列包括行通道和列通道，其中，行通道被配置为作为包括至少一个驱动通道的相应驱动通道进行操作，
在第一显示帧时段的第一时间段和第二时间段期间，所述感测电路被配置为将第一驱动信号施加到行通道中的第一行通道，
在第一显示帧时段的第一时间段期间，所述感测电路被配置为将第一驱动信号施加到行通道中的第二行通道，并且在第一显示帧时段的第二时间段期间，所述感测电路被配置为将第二驱动信号施加到第二行通道，
在第二显示帧时段的第一时间段和第二时间段期间，所述感测电路被配置为将第二驱动信号施加到第一行通道，
在第二显示帧时段的第一时间段期间，所述感测电路被配置为将第二驱动信号施加到第二行通道，并且在第二显示帧时段的第二时间段期间，所述感测电路被配置为将第一驱动信号施加到第二行通道。
14.一种触摸感测设备，包括：
触摸感测阵列，被堆叠在显示面板上并包括被配置为感测触摸输入的多个电极；以及
触摸控制器，被配置为响应于从显示驱动电路接收的显示定时信号来生成极性可变驱动信号，并将极性可变驱动信号提供给多个电极。
15.如权利要求14所述的触摸感测设备，其中，所述触摸控制器响应于显示在显示面板上的图像的帧改变，将极性可变驱动信号的极性从第一极性改变为相反的第二极性。
16.如权利要求14所述的触摸感测设备，其中，所述触摸控制器在显示于显示面板上的图像的每个帧期间，将极性可变驱动信号的极性从第一极性改变为与第一极性不同的第二极性至少两次。
17.一种用于感测施加到显示面板的触摸感测阵列的触摸输入的触摸感测方法，所述触摸感测方法包括：
使用触摸控制器驱动触摸感测阵列，以在第一显示帧时段期间响应于具有第一极性的第一驱动信号，与从显示驱动电路接收的定时信号同步地执行感测；以及
使用触摸控制器驱动触摸感测阵列，以在第二显示帧时段期间响应于具有与第一极性相反的第二极性的第二驱动信号，与定时信号同步地执行感测。
18.如权利要求17所述的触摸感测方法，其中，第一驱动信号和第二驱动信号是具有相同频率的脉冲信号。
19.如权利要求17所述的触摸感测方法，其中，第二显示帧时段顺序地跟随第一显示帧时段，并且
在第一显示帧时段期间，第一驱动信号被施加到触摸感测阵列的驱动电极，并且在第二显示帧时段期间，第二驱动信号被施加到所述驱动电极。
20.如权利要求17所述的触摸感测方法，其中，所述显示定时信号包括与显示在显示面板上的图像相关联的垂直同步信号和水平同步信号中的至少一个。
CN201910226614.4A 2018-03-26 2019-03-25 触摸控制器、触摸感测设备和触摸感测方法 Pending CN110362223A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180034759A KR102534250B1 (ko) 2018-03-26 2018-03-26 터치 컨트롤러, 터치 센싱 장치, 및 터치 센싱 방법
KR10-2018-0034759 2018-03-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110362223A true CN110362223A (zh) 2019-10-22

Family

ID=65763381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910226614.4A Pending CN110362223A (zh) 2018-03-26 2019-03-25 触摸控制器、触摸感测设备和触摸感测方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11256365B2 (zh)
EP (1) EP3547090A1 (zh)
KR (1) KR102534250B1 (zh)
CN (1) CN110362223A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113157124A (zh) * 2020-01-22 2021-07-23 联咏科技股份有限公司 驱动装置及其操作方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102534250B1 (ko) * 2018-03-26 2023-05-18 삼성전자주식회사 터치 컨트롤러, 터치 센싱 장치, 및 터치 센싱 방법
EP3709139B1 (en) * 2019-01-29 2022-08-31 Shenzhen Goodix Technology Co., Ltd. Pressure calculation method and apparatus using same, electronic device, and touch system
KR20200142343A (ko) * 2019-06-12 2020-12-22 주식회사 하이딥 터치 장치 및 이의 터치 검출 방법
KR20210050099A (ko) * 2019-10-28 2021-05-07 엘지디스플레이 주식회사 터치 구동 회로 및 터치 디스플레이 장치
KR20210100837A (ko) 2020-02-07 2021-08-18 삼성전자주식회사 터치 센서 ic를 포함하는 전자 장치 및 그 동작 방법
CN113811841B (zh) * 2020-03-31 2024-03-19 京东方科技集团股份有限公司 触控电路、触控面板和显示装置
US11543912B2 (en) * 2020-04-28 2023-01-03 Novatek Microelectronics Corp. Touch detection method and touch display device
CN113970986B (zh) * 2020-07-23 2024-04-12 乐金显示有限公司 触摸显示装置、触摸电路及其触摸驱动方法
KR20220017330A (ko) * 2020-08-04 2022-02-11 삼성전자주식회사 터치 기능을 제어하는 전자 장치 및 방법
US11508273B2 (en) * 2020-11-12 2022-11-22 Synaptics Incorporated Built-in test of a display driver
KR20220067920A (ko) * 2020-11-18 2022-05-25 삼성전자주식회사 터치 컨트롤러, 이를 포함하는 터치 스크린 구동 회로 및 터치 스크린 구동 회로의 동작 방법
KR20220077283A (ko) * 2020-12-01 2022-06-09 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR20220094296A (ko) * 2020-12-28 2022-07-06 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 구동 방법
US20230009064A1 (en) * 2021-07-06 2023-01-12 Samsung Display Co., Ltd. Electronic device
US11609662B1 (en) * 2022-05-18 2023-03-21 Novatek Microelectronics Corp. Touch detection method and touch and display driving circuit thereof
TWI830420B (zh) * 2022-10-04 2024-01-21 友達光電股份有限公司 顯示裝置及其極性切換方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104461190A (zh) * 2013-09-13 2015-03-25 乐金显示有限公司 触摸集成电路和包括该触摸集成电路的触摸屏显示设备
CN204719368U (zh) * 2015-05-08 2015-10-21 厦门天马微电子有限公司 触控装置
US20160202829A1 (en) * 2015-01-13 2016-07-14 Samsung Display Co., Ltd. Method for driving touch screen panel and touch screen panel employing the method
KR20160088528A (ko) * 2015-01-15 2016-07-26 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 구동 방법

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010108501A (ja) * 2008-10-30 2010-05-13 Samsung Electronics Co Ltd センシング感度を向上させたタッチスクリーンコントローラ、タッチスクリーンコントローラを備えるディスプレイ駆動回路、ディスプレイ装置及びシステム
US9805692B2 (en) 2010-02-26 2017-10-31 Synaptics Incorporated Varying demodulation to avoid interference
TWI434207B (zh) * 2010-03-25 2014-04-11 Novatek Microelectronics Corp 觸控感測系統、電子觸控裝置及觸控感測方法
JP5455126B2 (ja) * 2010-04-28 2014-03-26 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出機能付き表示装置、駆動方法、および電子機器
US9898121B2 (en) * 2010-04-30 2018-02-20 Synaptics Incorporated Integrated capacitive sensing and displaying
US8963852B2 (en) * 2010-08-20 2015-02-24 Innolux Corporation Touch panel, driving method for the touch panel, program for getting touch information, and memory media
TWI590133B (zh) 2010-12-31 2017-07-01 樂金顯示科技股份有限公司 驅動觸控感測器之設備及方法
KR101862266B1 (ko) * 2011-08-12 2018-05-30 엘지디스플레이 주식회사 터치 패널 구동 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
TWI459257B (zh) * 2011-10-14 2014-11-01 Au Optronics Corp 判斷觸控面板被觸控之位置的方法
US9176621B2 (en) * 2011-11-18 2015-11-03 Synaptics Incorporated Flexible timing and multiplexing for a display device comprising an integrated capacitive sensing device
JP5635480B2 (ja) * 2011-11-22 2014-12-03 株式会社ジャパンディスプレイ タッチセンサ付き表示装置、電位制御方法、およびプログラム
US9372581B2 (en) 2012-01-09 2016-06-21 Broadcom Corporation Interference estimation and adaptive reconfiguration of a capacitive touch controller
US9582123B2 (en) * 2012-11-26 2017-02-28 Qualcomm Incorporated Dual-mode capacitance sensing in a touch panel sensor
US9274656B2 (en) * 2013-06-27 2016-03-01 Atmel Corporation Fast scanning for mutual capacitance screens
KR102132867B1 (ko) * 2013-11-26 2020-07-10 엘지디스플레이 주식회사 터치 및 제스쳐 센싱 시스템과 그 구동 방법
JP6046600B2 (ja) * 2013-12-16 2016-12-21 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出機能付き表示装置及び電子機器
KR102207193B1 (ko) 2013-12-31 2021-01-26 엘지디스플레이 주식회사 터치 센싱 시스템
CN104020904B (zh) * 2014-05-28 2015-04-01 京东方科技集团股份有限公司 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
CN104503173B (zh) * 2014-12-24 2017-06-13 深圳市华星光电技术有限公司 具有触控功能的显示面板、显示装置及控制方法
KR101588983B1 (ko) * 2014-12-24 2016-01-27 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치와 그 구동 장치
CN104795041B (zh) 2015-05-08 2018-01-23 厦门天马微电子有限公司 一种阵列基板的驱动方法、阵列基板、显示面板和显示装置
US10276085B2 (en) 2015-07-16 2019-04-30 Apple Inc. Pixel signal compensation for a display panel
CN104991689B (zh) * 2015-08-10 2018-04-24 京东方科技集团股份有限公司 触控显示面板的驱动方法、装置和触控显示装置
US9880664B2 (en) 2015-09-24 2018-01-30 Apple Inc. Common pixel correction for sensor panels
KR102342358B1 (ko) * 2015-09-30 2021-12-24 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서 내장형 표시장치와 그 구동방법
KR102474338B1 (ko) 2015-10-30 2022-12-07 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 구동방법
US20170185218A1 (en) * 2015-12-29 2017-06-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Touch controller, touch sensing device, and touch sensing method
KR102656854B1 (ko) * 2016-04-15 2024-04-15 엘지디스플레이 주식회사 터치 센싱 방법, 터치 센싱 회로 및 터치 표시 장치
KR102563454B1 (ko) * 2016-04-26 2023-08-03 엘지디스플레이 주식회사 압력 센서 일체형 유기 발광 표시 장치 및 터치 스크린 일체형 유기 발광 표시 장치
TWI595467B (zh) * 2016-08-18 2017-08-11 友達光電股份有限公司 顯示裝置
JP2018060007A (ja) * 2016-10-04 2018-04-12 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置及び表示制御方法
CN107491232B (zh) * 2017-09-07 2020-07-31 京东方科技集团股份有限公司 触控面板的驱动方法和驱动装置
TW201918844A (zh) * 2017-10-31 2019-05-16 瑞鼎科技股份有限公司 內嵌式電容觸控面板
KR102534250B1 (ko) * 2018-03-26 2023-05-18 삼성전자주식회사 터치 컨트롤러, 터치 센싱 장치, 및 터치 센싱 방법
KR102591836B1 (ko) * 2018-09-11 2023-10-20 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 패널, 터치 디스플레이 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104461190A (zh) * 2013-09-13 2015-03-25 乐金显示有限公司 触摸集成电路和包括该触摸集成电路的触摸屏显示设备
US20160202829A1 (en) * 2015-01-13 2016-07-14 Samsung Display Co., Ltd. Method for driving touch screen panel and touch screen panel employing the method
KR20160088528A (ko) * 2015-01-15 2016-07-26 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 구동 방법
CN204719368U (zh) * 2015-05-08 2015-10-21 厦门天马微电子有限公司 触控装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113157124A (zh) * 2020-01-22 2021-07-23 联咏科技股份有限公司 驱动装置及其操作方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190112593A (ko) 2019-10-07
US20190294310A1 (en) 2019-09-26
US11256365B2 (en) 2022-02-22
KR102534250B1 (ko) 2023-05-18
EP3547090A1 (en) 2019-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110362223A (zh) 触摸控制器、触摸感测设备和触摸感测方法
CN107967893B (zh) 胞内式触控有机发光显示装置及其驱动电路
CN102778986B (zh) 触控面板控制器以及半导体器件
CN104769537B (zh) 用于使用触摸集成显示器操作的触摸控制器和显示驱动器之间的接口和同步方法
KR101361341B1 (ko) 통합 터치 스크린
US9535558B2 (en) Integrated electromagnetic and capacitive touch substrate, touch panel, and touch display panel
CN102147678B (zh) 补偿触摸板中的噪声的方法和装置
US10175791B2 (en) Display device with integrated touch screen
US20150138145A1 (en) Touch screen controller to generate single-ended touch signal, and touch screen system and display apparatus including the same
CN104699368B (zh) 显示装置及其驱动方法
CN102214051A (zh) 触摸面板中补偿寄生电容的方法和设备
WO2016053929A1 (en) Integrated self-capacitive touch display
CN108572761A (zh) 触摸屏控制器、系统和方法
CN106933409A (zh) 触摸控制器、触摸感测装置和触摸感测方法
KR20160104196A (ko) 표시장치 및 이를 이용한 표시장치의 구동방법
KR20110105022A (ko) 터치스크린 장치, 터치패널의 구동장치 및 구동방법
US11567593B2 (en) Display device including a touch panel
CN108628491A (zh) 使用显示设备的公共电极进行触摸检测的方法和系统
JP6596183B2 (ja) タッチ入力装置
US7683892B2 (en) Touch sensing apparatus using varying signal delay input to a flip-flop
CN104699369B (zh) 显示装置及其驱动方法
KR102407966B1 (ko) 벤더블 디스플레이 및 그 구동 방법
KR102175932B1 (ko) 터치 센싱 시스템과 그 구동 방법
KR102192520B1 (ko) 터치 스크린 장치 및 그의 구동 방법
US11269448B2 (en) Touch sensor, display device, and method of driving a touch sensor

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination