CN111381733B - 电流驱动式触摸感测装置 - Google Patents

电流驱动式触摸感测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111381733B
CN111381733B CN201911264762.1A CN201911264762A CN111381733B CN 111381733 B CN111381733 B CN 111381733B CN 201911264762 A CN201911264762 A CN 201911264762A CN 111381733 B CN111381733 B CN 111381733B
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
touch
voltage
touch sensing
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.)
Active
Application number
CN201911264762.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111381733A (zh
Inventor
李熹镇
李宰焕
南正权
李奎泰
郑贤洙
张镇润
尹熺罗
申京旻
康文硕
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.)
LX Semicon Co Ltd
Original Assignee
Silicon Works 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 Silicon Works Co Ltd filed Critical Silicon Works Co Ltd
Publication of CN111381733A publication Critical patent/CN111381733A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111381733B publication Critical patent/CN111381733B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04186—Touch location disambiguation
    • 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
    • G06F3/04182—Filtering of noise external to the device and not generated by digitiser components
    • 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
    • G06F3/0412—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
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96—Touch switches
    • H03K17/962—Capacitive touch switches
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04104—Multi-touch detection in digitiser, i.e. details about the simultaneous detection of a plurality of touching locations, e.g. multiple fingers or pen and finger
    • 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

Landscapes

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

Abstract

一种电流驱动式触摸感测装置，其通过使用电荷控制器单独地驱动寄生电容器，所述触摸感测装置包括：寄生电容充电器，该寄生电容充电器连接到触摸感测线以在充电时段期间利用预定充电电流对与所述触摸感测线连接的触摸电极的寄生电容器进行充电；以及感测单元，该感测单元在第一驱动时段期间连接到所述触摸感测线，以利用第一驱动电流驱动所述触摸电极的电容器，所述第一驱动电流对应于在未发生触摸时充入所述寄生电容器的第一电压与在发生触摸时充入所述寄生电容器的第二电压之间的差电压，并且该感测单元在第一感测时段期间感测基于所述第一驱动电流的所述电容器的第一触摸电压。

Description

电流驱动式触摸感测装置
技术领域
本公开涉及触摸感测装置，更具体地，涉及用于感测施加到触摸屏面板的触摸的触摸感测装置。
背景技术
随着信息化社会的发展，对用于显示图像的显示设备的各种需求正在增加。近来，诸如液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)显示器的各种类型的显示设备正被实际使用。
近来，不依赖于诸如按钮、键盘和鼠标设备之类的传统输入方式，而包括用于感测基于手写笔或用户的手指的触摸输入的触摸屏面板在内的显示设备正被广泛使用。包括触摸屏面板的显示设备包括用于精确地检测触摸的存在和触摸坐标(触摸位置)的触摸感测装置。
触摸感测装置驱动设置在触摸屏面板中的触摸电极以检测触摸感测信号，并通过使用触摸感测信号来检测诸如触摸的存在或触摸位置的触摸信息。
在现有技术的触摸感测装置中，在驱动触摸屏以感测触摸的过程中，在触摸驱动图案和触摸屏内部或外部的外围导体之间可能出现不期望的寄生电容。当在触摸屏面板内部或外部出现寄生电容的状态下按照电容型感测触摸时，触摸灵敏度可能由于寄生电容而大大降低。
近来，在越来越多地用于智能手机等的塑料有机发光二极管(pOLED)显示设备中，随着每个智能手机的厚度逐渐变薄，在塑料OLED的触摸屏面板和阴极电极之间出现高寄生电容。
当如上所述出现寄生电容时，由于寄生电容引起的偏移，用于感测触摸的感测放大器的输出可能饱和，并且因此，在感测放大器的输出范围方面可能不可避免地出现限制。
为了解决这样的问题，可以考虑极大地增大感测放大器的反馈电容器或者向感测放大器的内部添加偏移去除电路的方法。然而，当感测放大器的反馈电容器增大时，感测放大器的输出减小。当偏移去除电路被添加到感测放大器的内部时，由于偏移去除电路，内部噪声可能增加，并且难以获得具有高信噪比(SNR)的输出信号。
发明内容
因此，本公开涉及提供一种触摸感测装置，该触摸感测装置基本上消除了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或更多个问题。
本公开的一个方面涉及提供一种电流驱动式触摸感测装置，其通过使用电荷控制器来单独地驱动寄生电容器。
本公开的另一方面涉及提供一种执行双向感测的电流驱动式触摸感测装置。
本公开的另一方面涉及提供一种提高触摸灵敏度的电流驱动式触摸感测装置。
本公开的其他优点和特征将在下面的描述中部分地得到描述，并且，将部分地对于本领域普通技术人员而言在研究下面的内容之后变得显然，或者可以通过对本公开的实践而习知。本公开的目的和其他优点可以通过在书面说明书和权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和获得。
为了实现这些及其他优点，并且根据本公开的目的，如本文中所体现和宽泛描述的，提供一种电流驱动式触摸感测装置，所述触摸感测装置包括：寄生电容充电器，该寄生电容充电器连接到触摸感测线以在充电时段期间利用预定充电电流对连接到所述触摸感测线的触摸电极的寄生电容器充电；以及感测单元，该感测单元在第一驱动时段期间连接到所述触摸感测线，以利用第一驱动电流来驱动所述触摸电极的电容器，所述第一驱动电流对应于在未发生触摸时充入所述寄生电容器的第一电压与在发生触摸时充入所述寄生电容器的第二电压之间的差电压，并且该感测单元在第一感测时段期间感测基于所述第一驱动电流的所述电容器的第一触摸电压，其中，所述感测单元在所述充电时段之前通过所述触摸感测线向所述触摸电极施加驱动信号，以允许所述触摸电极的电压变为电平低于所述第一电压的电平的第三电压。
在本公开的另一方面中，提供了一种电流驱动式触摸感测装置，所述触摸感测装置包括：电荷控制器，该电荷控制器连接到触摸感测线以利用预定充电电流对连接到所述触摸感测线的触摸电极的寄生电容器充电或者通过使用预定放电电流对所述寄生电容器放电，以控制所述寄生电容器的电荷量；缓冲器，该缓冲器连接到所述触摸感测线，以利用驱动电流来驱动所述触摸电极的电容器，所述驱动电流与所述寄生电容器的具有在未发生触摸时由所述电荷控制器控制的电荷量的电压和所述寄生电容器的具有在发生触摸时由所述电荷控制器控制的电荷量的电压之间的差电压相对应，并且该缓冲器输出基于作为第一电流和第二电流的所述驱动电流的所述电容器的触摸电压；电流镜单元，该电流镜单元根据通过对所述第一电流进行镜像而产生的第一镜像电流和通过对所述第二电流进行镜像而产生的第二镜像电流来生成输出信号；以及积分器，该积分器对参考信号和所述输出信号之间的差进行积分以输出积分信号。
在本公开的另一方面，提供了一种电流驱动式触摸感测装置，所述触摸感测装置包括：多个电荷控制器，所述多个电荷控制器分别连接到多个触摸感测线以利用预定充电电流对与所述多个触摸感测线中的对应触摸感测线连接的触摸电极的寄生电容器进行充电，或者通过使用预定放电电流对所述寄生电容器进行放电，以控制所述寄生电容器的电荷量；多个缓冲器，所述多个缓冲器分别连接到所述多个触摸感测线，以利用驱动电流来驱动所述触摸电极的电容器，所述驱动电流对应于所述寄生电容器的具有在未发生触摸时由对应的电荷控制器控制的电荷量的电压与所述寄生电容器的具有在发生触摸时由对应的电荷控制器控制的电荷量的电压之间的差电压，并且所述多个缓冲器输出基于作为第一电流和第二电流的所述驱动电流的所述电容器的触摸电压；多个电流镜单元，所述多个电流镜单元分别连接到所述多个缓冲器，以各自根据通过对所述第一电流进行镜像而产生的第一镜像电流和通过对所述第二电流进行镜像而产生的第二镜像电流来生成第一输出信号，并且根据通过对所述第一电流进行镜像而产生的第三镜像电流和通过对所述第二电流进行镜像产生的第四镜像电流来生成第二输出信号；以及多个积分器，所述多个积分器对从所述多个电流镜单元中的第(n-1)个(其中n是2或更大的整数)电流镜单元输出的第二输出信号与从所述多个电流镜单元中的第n个电流镜单元输出的第一输出信号之间的差进行积分，以输出积分信号。
应该理解，对本公开的以上概述和以下详述都是示例和解释性的，并旨在对所要求保护的本公开提供进一步的解释。
附图说明
包括附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图被包含在本申请中并构成本申请的一部分，附图例示了本公开的实施方式，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中：
图1A是根据本发明的一个实施方式的显示设备的框图；
图1B是根据本发明的另一实施方式的显示器的框图；
图2是示意性地示出根据本发明的第一实施方式的触摸感测装置的配置的图；
图3是用于驱动图2所示的触摸感测装置的时序图；
图4A至图4D是示出针对触摸感测装置的每个驱动定时的开关的倒通/断开状态和基于该导通/断开状态的电流的流动的图；以及
图5是示意性地示出根据本发明的第二实施方式的触摸感测装置的配置的图；
图6是示出分别在图5中示出的缓冲器和电流镜单元的电路图；
图7是示意性地示出根据本发明的第三实施方式的触摸感测装置的配置的图；以及
图8是示出分别在图7中示出的缓冲器和电流镜单元的电路图。
具体实施方式
在说明书中，应当注意，尽可能对元件使用在其他附图中已经用于表示相同元件的相同附图标记。在以下描述中，当本领域技术人员已知的功能和配置与本公开的必应配置无关时，将省略其详细描述。说明书中描述的术语应按下文理解。
将通过参照附图描述的以下实施方式来阐明本公开的优点和特征及其实现方法。然而，本公开可以按照不同的形式来实施，并且不应被解释为局限于本文所述的示实施方式。相反，提供这些实施方式使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员完全传达本公开的范围。此外，本公开仅由权利要求的范围限定。
在附图中公开的用于描述本公开的实施方式的形状、尺寸、比率、角度和数量仅仅是示例，因此，本公开不限于所示出的细节。相同的附图标记在整个说明书中表示相同的元件。在下面的描述中，当确定相关已知功能或配置的详细描述会不必要地使本公开的重点模糊时，这些详细描述将被省略。
在使用本说明书中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，可以添加另一部分，除非使用了“仅～”。除非存在相反指示，否则单数形式的术语可以包括复数形式。
在解释元件时，尽管没有明确的描述，但元件应被解释为包括误差范围。
在描述位置关系时，例如，当两个部分之间的位置关系被描述为在“～上”、“～上方”、“～下”以及“～附近”时，除非使用“仅”或“直接”，否则可以在两个部分之间设置一个或多个其他部分。
在描述时间关系时，例如，当时间顺序被描述为在“～之后”、“～随后”、“接着～”和“～之前”时，可以包括不连续的情况，除非使用了“仅”或“直接”。
应当理解，尽管可能在本文中使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。
X轴方向、Y轴方向和Z轴方向不应当仅被解释为其中它们之间的关系是垂直的几何关系，并且可以表示在本公开的元件在功能上操作的范围内具有更宽泛的方向性。
术语“至少一个”应理解为包括一个或更多个相关列出项的任何和所有组合。例如，“第一项、第二项和第三项中的至少一个”的含义表示从第一项、第二项和第三项中的两个或更多个中举出的所有项的组合以及第一项、第二项或第三项。
本公开的各种实施方式的特征可以部分地或整体地彼此耦合或组合，并且可以如本领域技术人员能够充分理解的那样彼此以各种方式交互操作并且在技术上驱动。本公开的实施方式可以彼此独立地执行，或者可以以相互依赖的关系一起执行。
以下，将参考附图详细描述本发明的实施方式。
图1A是根据本发明的一个实施方式的显示设备100的框图。参照图1A，显示设备100可包括触摸屏面板(TSP)103和电流驱动式触摸感测装置(以下称为触摸感测装置)110。在图1A和1B中，为了便于描述，仅示出了触摸屏面板103和触摸感测装置110，并且根据本发明的实施方式的显示设备100还可以包括用于驱动显示设备100的一般的其他元件(例如，数据驱动器(未示出)、选通驱动器(未示出)、定时控制器(未示出)或电源(未示出))。
显示设备100可以是移动设备，并且移动设备可以被实现为膝上型计算机、智能电话、移动互联网设备(MID)或物联网(IoT)设备。在实施方式中，显示设备100可以是包括塑料有机发光二极管(pOLED)显示面板的显示装置。
触摸屏面板103可以通过使用电容型来感测施加到触摸屏面板103的触摸。在实施方式中，触摸屏面板103可以是通过使用自电容型来感测施加到触摸屏面板103的触摸的自电容触摸屏面板103。在一个实施方式中，触摸屏面板103可以实现为嵌入到显示设备100中的类型。例如，触摸屏面板103可以被设置为显示设备100中的单元上(on cell)类型。
触摸屏面板103可以包括多个触摸电极107和多个触摸感测线105-1至105-n(其中n是2或更大的整数)。
多个触摸电极107可以接收由触摸对象(手指或笔)执行的触摸。多个触摸电极107可以沿着多条水平线和多条垂直线以预定间隔布置。在一个实施方式中，可以基于与触摸对象的接触面积来确定多个触摸电极107中的每一个的大小。例如，当触摸屏面板103是自电容触摸屏面板103时，多个触摸电极107可以被设置为具有大于触摸对象和触摸屏面板103之间的最小接触尺寸的尺寸。
多个触摸感测线105-1到105-n中的每一个可将触摸驱动信号发送到与对应触摸感测线连接的触摸电极107，并且可将从对应触摸电极107提供的电压(或电荷)传递到触摸感测装置110。为此，多个触摸感测线105-1至105-n可以分别且单独地连接到多个触摸电极107。
触摸感测装置110可以执行感测施加到触摸屏面板103的触摸的触摸感测功能。在一个实施方式中，触摸感测装置110可以是电流驱动式触摸感测装置，其向触摸电极107提供驱动电流来驱动触摸电极107。电流驱动式触摸感测装置110可以通过触摸感测线105-1至105-n向触摸电极107提供驱动电流，并且当施加触摸时，电流驱动式触摸感测装置110可以感测在对应的触摸电极107中出现的电容的变化。
在图1A中，上面已经将触摸屏面板103描述为仅由触摸电极107和与触摸电极107连接的触摸感测线105-1至105-n构成的自电容触摸屏面板103。然而，在另一实施方式中，触摸屏面板103可以是互电容触摸屏面板103，该互电容触摸屏面板103还包括如图1B中所示的多个触摸驱动线TX1至TXm(其中m是2或更大的整数)。在这种情况下，每个触摸电极107可以包括互电容器。
即使当触摸屏面板103是如图1B中所示的互电容触摸屏面板103时，根据本发明的实施方式的触摸感测装置110也可以通过使用自电容型来感测触摸。在触摸感测装置110中，可以在通过使用触摸感测线105-1至105-n感测触摸的同时将触摸驱动线TX1至TXm浮置，并且可以在通过使用触摸驱动线TX1至TXm感测触摸的同时将触摸感测线105-1至105-n浮置。
在下文中，将参照图2和图3更详细地描述根据本发明的第一实施方式的触摸感测装置的配置。
图2是示意性地示出根据本发明的第一实施方式的触摸感测装置的配置的图，图3是用于驱动图2所示的触摸感测装置的时序图。如图2所示，根据本发明的第一实施方式的触摸感测装置110可以包括寄生电容充电器200、寄生电容放电器210和感测单元220。在图2中，为了便于描述，触摸感测装置110被示出为仅包括一个寄生电容充电器200、一个寄生电容放电器210和一个感测单元220，但是根据本发明的第一实施方式的触摸感测装置110可以包括以触摸感测线105-1至105-n为单位的寄生电容充电器200、寄生电容放电器210和感测单元220。
在预定充电时段t1期间，寄生电容充电器200可以连接到触摸感测线105-1，并且可以利用预定充电电流ICR_P对连接到触摸感测线105-1的触摸电极107的寄生电容器CP进行充电。
在自电容触摸感测类型中，触摸电极107的电容器CT和寄生电容器CP可以设置在相同路径上。因此，根据第一实施方式的触摸感测装置110在第一驱动时段t2和第一感测时段t3之前的充电时段t1期间利用充电电流预先对触摸电极107充电的原因是为了防止当感测单元220利用驱动电流来驱动触摸电极107时具有比电容器CT的电容更大的电容的寄生电容器CP被驱动电流驱动。
即，根据第一实施方式的触摸感测装置110可以在触摸感测之前通过使用寄生电容充电器200对寄生电容器CP充电，因此，感测单元220可以仅驱动触摸电极107的电容器CT，而不必需要驱动寄生电容器CP。
因此，可以通过由寄生电容充电器200对寄生电容器CP充电来去除由寄生电容器CP引起的偏移。
在一个实施方式中，如图2所示，根据本发明的实施方式的寄生电容充电器200可以包括电流源202和第一开关S1。
电流源202可以通过第一开关S1连接到触摸感测线105-1，并且可以通过触摸感测线105-1向触摸电极107的寄生电容器CP提供预定充电电流ICR_P。
在一个实施方式中，如以下等式(1)中所表达的，由电流源202供应到触摸电极107的充电电流ICR_P的量可基于当以第一电压VrefP驱动寄生电容器CP时将被充电到寄生电容器CP中的电荷的量来确定。
[等式1]
ICR_P*t1＝CP*(VrefP-VrefN)
在等式(1)中，ICR_P可以表示由电流源202提供的电流的量，t1可以表示充电时段，CP可以表示寄生电容，并且VrefP可以表示第一电压。
即，充电电流量ICR_P可以被确定为在没有发生触摸时允许寄生电容器CP的电压在充电时段t1期间变为第一电压VrefP的值。
在充电时段t1期间，第一开关S1可以导通并且可以将电流源202连接到触摸感测线105-1，并且当充电时段t1结束时，第一开关S1可以断开并且可以将电流源202从触摸感测线105-1断开。
在充电时段t1期间，第一开关S1可以导通，因此电流源202可以向寄生电容器CP提供充电电流ICR_P，由此寄生电容器CP的电压VRX可以被充电到如图3所示的第一电压VrefP。然而，当发生触摸时，充电电流ICR_P可以对出现在触摸电极107中的电容器CT一起充电，因此，寄生电容器CP的电压VRX可以被充电到具有比第一电压VrefP的电压电平更低的电压电平的第二电压V2，而不被充电到如图3中所示的第一电压VrefP。
在这种情况下，作为在没有发生触摸时在充电时段t1期间的寄生电容器CP的电压VRX的第一电压VrefP可以如下面的等式(2)中所表示的那样定义，并且作为在发生触摸时在充电时段t1期间的寄生电容器CP的电压VRX的第二电压V2可以如下面的等式(3)中所表示的那样定义。
[等式2]
(VrefP-VrefN)＝(ICR_P*t1)/CP
[等式3]
V2＝(ICR_P*t1)/(CP+CT)+VrefN
再次参照图2，在预定放电时段t4期间，寄生电容放电器210可以连接到触摸感测线105-1，并且可以通过使用预定放电电流ICR_N对与触摸感测线105-1连接的触摸电极107的寄生电容器CP进行放电。
在自电容触摸感测类型中，触摸电极107的电容器CT和寄生电容器CP可以设置在相同的路径上。因此，根据第一实施方式的触摸感测装置110通过在第二驱动时段t5和第二感测时段t6之前的放电时段t4期间使用放电电流来预先对触摸电极107进行放电的原因是为了防止当感测单元220利用驱动电流来驱动触摸电极107时具有比电容器CT的电容更大的电容的寄生电容器CP被驱动电流驱动。
即，根据第一实施方式的触摸感测装置110可以在触摸感测之前通过使用寄生电容放电器210对寄生电容器CP进行放电，因此，感测单元220可以仅驱动触摸电极107的电容器CT，而不必需要驱动寄生电容器CP。
因此，可以通过由寄生电容放电器210对寄生电容器CP进行放电来去除由寄生电容器CP引起的偏移。
在一个实施方式中，如图2所示，根据本发明的实施方式的寄生电容放电器210可以包括电流吸收器(current sink)212和第二开关S2。
电流吸收器212可以通过第二开关S2连接到触摸感测线105-1，并且可以通过触摸感测线105-1向触摸电极107的寄生电容器CP提供预定放电电流ICR_N，以使寄生电容器CP放电。
在一个实施方式中，如以下等式(4)中所表示的那样，可基于当以第三电压VrefN驱动寄生电容器CP时将从寄生电容器CP放电的电荷的量来确定由电流吸收器212供应到触摸电极107的放电电流的量ICR_N。
[等式4]
ICR_N*t4＝CP*VrefP-CP*VrefN
在等式(4)中，ICR_N可以表示由电流吸收器212提供的电流的量，t4可以表示放电时段，CP可以表示寄生电容，并且VrefN可以表示第三电压。在这种情况下，第三电压VrefN可以是具有比第一电压VrefP的电平更低的电平的电压。例如，当第一电压VrefP是具有正值的电压时，第三电压VrefN可以是具有负值的电压，或者第一电压VrefP可以是具有正值的电压，并且第三电压VrefN可以是接地电压。
即，放电电流的量ICR_N可以被确定为允许在没有发生触摸时在放电时段t4期间将寄生电容器CP的电压放电到第三电压VrefN的值。
在放电时段t4期间，第二开关S2可以导通并且可以将电流吸收器212连接到触摸感测线105-1，并且当放电时段t4结束时，第二开关S2可以断开并且可以将电流吸收器212从触摸感测线105-1断开。
在放电时段t4期间，第二开关S2可以导通，因此，电流吸收器212可以通过使用放电电流ICR_N对寄生电容器CP进行放电，由此当没有发生触摸时寄生电容器CP的电压VRX可以被放电到如图3所示的第三电压VrefN。然而，当发生触摸时，放电电流ICR_N可以对出现在触摸电极107中的电容器CT一起放电，因此，寄生电容器CP的电压VRX可以被放电到具有比第三电压VrefN的电压电平更高的电压电平的第四电压V4，而不被放电到如图3所示的第三电压VrefN。
在这种情况下，作为在未发生触摸时在放电时段t4期间的寄生电容器CP的电压VRX的第三电压VrefN可以如下面的等式(5)中所表示的那样定义，并且作为在发生触摸时在放电时段t4期间的寄生电容器CP的电压VRX的第四电压V4可以如下面的等式(6)中所表示的那样定义。
[等式5]
VrefP-VrefN＝(ICR_N*t4)/CP
[等式6]
V4＝(ICR_N*t4)/(CP+CT)+VrefN
再次参照图2，感测单元220可在第一驱动时段t2和第二驱动时段t5期间驱动触摸电极107的电容器CT，并且感测单元220可以在第一感测时段t3和第二感测时段t6期间根据电容器CT的驱动来感测充入电容器CT的电压。感测单元220可以输出在第一感测时段t3期间感测到的输出电压作为第一触摸电压，并且可以输出在第二感测时段t6期间感测到的输出电压作为第二触摸电压。
具体地，感测单元220可以在第一驱动时段t2期间连接到触摸感测线105-1，并且可以利用第一驱动电流ID1对触摸电极107的电容器CT充电，第一驱动电流ID1对应于第一电压VrefP和第二电压V2之间的差电压，第一电压VrefP是没有发生触摸时寄生电容器CP的电压VRX，第二电压V2是发生触摸时寄生电容器107的电压VRX。此外，感测单元220可以输出第一触摸电压作为输出电压Vout，该输出电压Vout是通过在第一驱动时段t2之后的第一感测时段t3期间基于第一驱动电流ID1感测电容器CT的电压而获得的。
此外，感测单元220可以在第二驱动时段t5期间连接到触摸感测线105-1，并且可以利用第二驱动电流ID2对触摸电极107的电容器CT进行放电，第二驱动电流ID2对应于第三电压VrefN和第四电压V4之间的差电压，第三电压VrefN是没有发生触摸时的寄生电容器CP的电压VRX，第四电压V4是发生触摸时的寄生电容器CP的电压VRX。此外，感测单元220可以输出第二触摸电压作为输出电压Vout，该输出电压Vout是通过在第二驱动时段t5之后的第二感测时段t6期间基于第二驱动电流ID2感测电容器CT的电压而获得的。
也就是说，根据本发明的实施方式，寄生电容器CP可以在第一驱动时段t2和第一感测时段t3之前由单独的寄生电容充电器200充电，因此，感测单元220可以利用仅第一电压VrefP和第二电压V2之间的差电压来驱动触摸电极107，由此，感测单元220可以仅驱动触摸电极107的电容器CT，其中，第一电压VrefP是当未发生触摸时寄生电容器CP的电压VRX，第二电压V2是当发生触摸时寄生电容器CP的电压VRX。
此外，寄生电容器CP可以在第二驱动时段t5和第二感测时段t6之前由单独的寄生电容放电器210放电，因此，感测单元220可以仅利用第三电压VrefN和第四电压V4之间的差电压来驱动触摸电极107，由此，感测单元220可以仅驱动触摸电极107的电容器CT，其中，第三电压VrefN是当未发生触摸时寄生电容器CP的电压VRX，第四电压V4是当发生触摸时寄生电容器CP的电压VRX。
因此，可以使感测单元220的内部驱动电流最小化，此外，可以减少内部噪声，并且可以稳定感测单元220的操作，从而获得具有高SNR的触摸感测信号。
为此，如图2所示，根据本发明的实施方式的感测单元220可以包括积分器222、第三开关S3、第四开关S4和反馈电容器CF。
积分器222可以包括反相输入端子IN1、非反相输入端子IN2和输出端子OP。反相输入端子IN1可以连接到触摸感测线105-1，且可以通过触摸感测线105-1提供第一驱动电流ID1或第二驱动电流ID2，并且可以向反相输入端子IN1输入由第一驱动电流ID1驱动的电容器CT的电压或由第二驱动电流ID2驱动的电容器CT的电压。
驱动信号可以被输入到非反相输入端子IN2。在实施方式中，驱动信号可以是第一电压VrefP和第三电压VrefN以预定周期交替的脉冲波。在这种情况下，第一电压VrefP和第三电压VrefN之间的差电压的电平可以被定义为VDRV。详细地，如图3所示，可以在充电时段t1之前将第三电压VrefN施加到非反相输入端子IN2，因此，触摸电极107的电压可以变为第三电压VrefN。此外，可以在充电时段t1、第一驱动时段t2和第一感测时段t3期间将第一电压VrefP施加到非反相输入端子IN2，并且可以在放电时段t4、第二驱动时段t5和第二感测时段t6期间将第三电压VrefN施加到非反相输入端子IN2。
根据本发明实施方式的积分器222在充电时段t1、第一驱动时段t2和第一感测时段t3期间将第一电压VrefP施加到非反相输入端子IN2，并且在放电时段t4、第二驱动时段t5和第二感测时段t6期间将第三电压VrefN施加到非反相输入端子IN2的原因是为了执行用于通过触摸电极107的充电来感测是否发生触摸的第一方向感测和用于通过触摸电极107的放电来感测是否发生触摸的第二方向感测。如上所述，积分器222可以执行第一方向感测和第二方向感测，因此，可以在对输出电压执行数字处理时应用各种滤波器。
第三开关S3可以在充电时段t1和放电时段t4期间断开并且可以将积分器222从触摸感测线105-1断开，并且在第一驱动时段t2和第二驱动时段t5以及第一感测时段t3和第二感测时段t6期间，第三开关S3可以导通并且可以将积分器222连接到触摸感测线105-1。
第四开关S4可以在充电时段t1和放电时段t4期间导通并且可以连接积分器222的反相输入端子IN1和输出端子OP，从而复位积分器222。
具体地，当第四开关S4在充电时段t1期间导通时，积分器222的反相输入端子IN1处的电压和输出端子OP处的电压可以被保持为第一电压VrefP。在充电时段t1期间没有发生触摸的情况下，当第一开关S1导通时，寄生电容器CP的电压VRX可以通过基于充电电流ICR_P充电而变为第一电压VrefP。因此，当第三开关S3导通并且因此积分器222的反相端子IN1连接到触摸感测线105-1时，在两个节点之间可以不出现电压差，因此，可以通过积分器222的输出端子OP输出第一电压VrefP作为第一触摸电压。
然而，当在充电时段t1期间发生触摸时，寄生电容器CP的电压VRX可被充电到低于第一电压VrefP的第二电压V2。因此，当第三开关S3导通并且积分器222的反相端子IN1连接到触摸感测线105-1时，可以在两个节点之间出现如以下等式(7)表示的第一差电压。
[等式7]
Vdiff_1＝[VrefN+(ICR_P*t1)/CP]–[VrefN+(ICR_P*t1)/(CP+CT)]
在等式(7)中，Vdiff_1可以表示第一差电压，[VrefN+(ICR_P*t1)/CP]可以表示第一电压VrefP，并且[VrefN+(ICR_P*t1)/(CP+CT)]可以表示第二电压V2。
因此，在第一驱动时段t2期间，积分器222可利用第一电压VrefP与第二电压V2之间的第一差电压Vdiff_1来驱动触摸电极107的电容器CT。即，在第一驱动时段t2期间，积分器222可以向电容器CT提供与第一电压VrefP和第二电压V2之间的第一差电压Vdiff_1相对应的第一驱动电流ID1，以对电容器CT额外充电。因此，积分器222可以在第一感测时段t3期间感测充入电容器CT中的电压，并且可以输出通过将基于第一驱动电流ID1的驱动的电压加到第一电压VrefP而获得的第一触摸电压作为如以下等式(8)所表示的输出电压Vout。
[等式8]
Vout＝VrefP+((CP+CT)/CF)*((ICR_P*t1)/CP-(ICR_P*t1)/(CP+CT))
＝VrefP+CT/CF*ICR_P*t1/CP
＝VrefP+CT/CF*(VrefP–VrefN)
如等式(8)所示，可以看出，通过在第一感测时段t3期间执行的感测，从由积分器222输出的第一触摸电压中去除了由寄生电容器CP造成的分量。
如上所述，在第一驱动时段t2和第一感测时段t3期间，积分器222可以向触摸电极107提供第一驱动电流ID1以对触摸电极107充电，因此，积分器222可以执行第一方向感测以输出已经增大到高于第一电压VrefP的第一触摸电压。
当第四开关S4在放电时段t4期间导通时，积分器222的反相输入端子IN1处的电压和输出端子OP处的电压可以被保持为第二电压VrefN。在放电时段t4期间没有发生触摸的情况下，当第二开关S2导通时，寄生电容器CP的电压VRX可以通过基于放电电流ICR_N放电而变为第三电压VrefN。因此，当第三开关S3导通并且因此积分器222的反相端子IN1连接到触摸感测线105-1时，在两个节点之间不会出现电压差，因此，如图3所示，可以通过积分器222的输出端子OP输出第三电压VrefN作为第二触摸电压。
然而，在放电时段t4期间发生触摸的情况下，当第二开关S2导通时，寄生电容器CP的电压VRX可以被放电到高于第三电压VrefN的第四电压V4。因此，当第三开关S3导通并且积分器222的反相端子IN1连接到触摸感测线105-1时，可以在两个节点之间出现由以下等式(9)表示的第二差电压。
[等式9]
Vdiff_2＝[VrefP-(ICR_N*t4)/(CP+CT)]–[VrefP-(ICR_N*t4)/CP]
在等式(9)中，Vdiff_2可以表示第二差电压，[VrefP-(ICR_N*t4)/CP]可以表示第三电压VrefN，并且[VrefP-(ICR_N*t4)/(CP+CT)]可以表示第四电压V4。
因此，在第二驱动时段t5期间，积分器222可利用第四电压V4与第三电压VrefN之间的第二差电压Vdiff_2来驱动触摸电极107的电容器CT。即，在第二驱动时段t4期间，积分器222可以通过使用与第四电压V4和第三电压VrefN之间的第二差电压Vdiff_2相对应的第二驱动电流ID2来对电容器CT进行放电。因此，积分器222可以在第二感测时段t6期间感测在放电之后的电容器CT的电压，并且可以输出通过从第三电压VrefN减去基于第二驱动电流ID2的驱动的电压而获得的第二触摸电压作为如以下等式(10)所表示的输出电压Vout。
[等式10]
Vout＝VrefN-((CP+CT)/CF)*((ICR_N*t4)/(CP+CT)-(ICR_N*t4)/CP)
＝VrefN-CT/CF*ICR_N*t4/CP
＝VrefN-CT/CF*(VrefP–VrefN)
如等式(10)所示，可以看出，通过在第二感测时段t6期间执行的感测，从由积分器222输出的第二触摸电压中去除了由寄生电容器CP造成的分量。
如上所述，在第二驱动时段t5和第二感测时段t6期间，积分器222可以通过使用第二驱动电流ID2对触摸电极107进行放电，从而可以执行第二方向感测以输出已经降低到低于第三电压VrefN的第二触摸电压。
如上所述，根据本发明的实施方式，由于寄生电容器CP预先由寄生电容充电器200或寄生电容放电器210驱动，所以可以去除由寄生电容器CP造成的偏移，并且该偏移可以不作为积分器222的输出而出现，从而减小由寄生电容器CP导致的对积分器222的输出范围的限制。
再次参照图2，反馈电容器CF可以连接积分器222的反相输入端子IN1和输出端子OP，以控制输出电压Vout的电平。
在根据本发明的实施方式的触摸感测装置110中，由于在感测触摸电极107之前通过寄生电容充电器200或寄生电容放电器210驱动寄生电容器CP，所以反馈电容器CF的尺寸可以减小，因此，触摸感测装置110的设计面积可以减小，并且输出电压Vout的电平可以增大。
在下文中，将参照图3和图4A-图4D更详细地描述根据本发明的实施方式的触摸驱动感测装置110的驱动方法。图4A-图4D是示出针对触摸感测装置的每个驱动定时的开关的导通/断开状态以及基于所述导通/断开状态的电流的流动的图。
如图4A中所示，在充电时段t1期间，第一开关S1和第四开关S4可以导通，并且第二开关S2和第三开关S3可以断开。当第一开关S1导通时，电流源202可以连接到触摸感测线105-1，并且可以将充电电流ICR_P提供给寄生电容器CP以对寄生电容器CP充电。此时，当未发生触摸时，寄生电容器CP可被充电到第一电压VrefP，并且当发生触摸时，寄生电容器CP可以由于电容器CT而仅被充电到低于第一电压VrefP的第二电压V2。由于第四开关S4导通，所以积分器222的反相输入端子IN1和输出端子OP可以彼此连接，并且第一电压VrefP可以被施加到非反相输入端子IN2，因此，反相输入端子IN1处的电压和输出端子OP处的电压可以被保持为第一电压VrefP。
随后，如图4B所示，在第一驱动时段t2和第一感测时段t3期间，第一开关S1、第二开关S2和第四开关S4可以全部断开，并且第三开关S3可以导通。因此，积分器222的反相输入端子INI可以连接到触摸感测线105-1。当未发生触摸时，积分器222的反相输入端子IN1处的电压和寄生电容器CP的电压均可以是第一电压VrefP，因此，其间可以不出现电压差，由此积分器222可以输出第一电压VrefP作为第一触摸电压。
然而，当发生触摸时，积分器222的反相输入端子IN1可以被保持为第一电压VrefP，但是寄生电容器CP可以被充电到低于第一电压VrefP的第二电压V2，因此，可以在两个节点之间出现等于如等式(7)中所表示的第一差电压Vdiff_1的电压差。因此，积分器222可以向电容器CT提供与第一差电压Vdiff_1对应的第一驱动电流ID1，从而驱动电容器CT。以此方式，积分器222可以利用第一差电压Vdiff_1来驱动触摸电极107，且因此可去除由寄生电容器CP造成的偏移。
积分器222可以感测在执行基于第一驱动电流ID1的充电之后被充入电容器CT中的电压，因此，可输出如等式(8)中所表示的第一触摸电压。
随后，如图4C所示，在放电时段t4期间，第二开关S2和第四开关S4可以导通，并且第一开关S1和第三开关S3可以断开。由于第二开关S2导通，所以电流吸收器212可以连接到触摸感测线105-1，并且可以通过使用放电电流ICR_N对寄生电容器CP进行放电。此时，当没有发生触摸时，寄生电容器CP可以放电到第三电压VrefN，但是当发生触摸时，寄生电容器CP可以由于电容器CT而仅放电到高于第三电压VrefN的第四电压V4。此外，由于第四开关S4导通，所以积分器222的反相输入端子IN1和输出端子OP可以彼此连接，并且第三电压VrefN可以被施加到非反相输入端子IN2，由此反相输入端子IN1处的电压和输出端子OP处的电压可以被保持为第三电压VrefN。
随后，如图4D所示，在第二驱动时段t5和第二感测时段t6期间，第一开关S1、第二开关S2和第四开关S4可以全部断开，并且第三开关S3可以导通。因此，积分器222的反相输入端子INI可以连接到触摸感测线105-1。当未发生触摸时，积分器222的反相输入端子IN1处的电压和寄生电容器CP的电压均可以是第三电压VrefN，因此，其间不会出现电压差，由此积分器222可以输出第三电压VrefN作为第二触摸电压。
然而，当发生触摸时，积分器222的反相输入端子IN1可以保持为第三电压VrefN，但是寄生电容器CP可以仅放电到高于第三电压VrefN的第四电压V4，因此，可以在两个节点之间出现等于如等式(9)所表示的第二差电压Vdiff_2的电压差。因此，积分器222可以通过使用与第二差电压Vdiff_2相对应的第二驱动电流ID2来额外地对电容器CT放电，从而驱动电容器CT。以此方式，积分器222可利用第二差电压Vdiff_2来驱动触摸电极107，并且因此可去除由寄生电容器CP造成的偏移。
积分器222可以在执行基于第二驱动电流ID2的放电之后感测电容器CT的电压，因此，可输出如等式(10)所表示的第二触摸电压。
在上述实施方式中，感测单元220已经被描述为包括积分器222、第三开关S3、第四开关S4和反馈电容器CF。然而，如图5所示，根据本发明的第二实施方式的触摸感测装置的感测单元还可以包括缓冲器和电流镜单元。在下文中，将参照图5更详细地描述根据本发明的第二实施方式的触摸感测装置。
图5是示意性地示出根据本发明的第二实施方式的触摸感测装置510的配置的图。如图5所示，根据本发明的第二实施方式的触摸感测装置510可以包括电荷控制器520和感测单元525。在图5中，根据第二实施方式的触摸感测装置510被示出为包括一个电荷控制器520和一个感测单元525，但不限于此，并且可以以触摸感测线105-1至105-n为单位包括电荷控制器520和感测单元525。
电荷控制器520可以连接到触摸感测线105-1，并且在触摸感测之前，电荷控制器520可以利用预定充电电流对连接到触摸感测线105-1的触摸电极107的寄生电容器CP充电，或者可以通过使用预定放电电流对寄生电容器CP放电，从而控制寄生电容器CP的电荷量。
为此，电荷控制器520可以包括用于对寄生电容器CP充电的寄生电容充电器200和用于对寄生电容器CP放电的寄生电容放电器210。
寄生电容充电器200可以连接到触摸感测线105-1，并且可以在预定充电时段期间利用预定充电电流ICR_P对连接到触摸感测线105-1的触摸电极107的寄生电容器CP充电。
寄生电容放电器210可以连接到触摸感测线105-1，并且可以在预定放电时段期间通过使用预定放电电流ICR_N对连接到触摸感测线105-1的触摸电极107的寄生电容器CP进行放电。
寄生电容充电器200和寄生电容放电器210中的每一个的功能与图2的图示相同，因此，省略其详细描述。
感测单元525可以在驱动时段期间驱动触摸电极107的电容器CT，并且在感测时段期间，感测单元525可以感测根据对电容器CT的驱动而被充入电容器CT的电压，并且可以输出感测到的电压。为此，如图5所示，感测单元525可以包括缓冲器530、电流镜单元540、第三开关S3、第三开关S4和反馈电容器CF。
当第三开关S3导通时，缓冲器530可以连接到触摸感测线105-1，并且可以在第一驱动时段t2和第一感测时段t3期间利用第一驱动电流ID1来驱动触摸电极107的电容器CT。第一驱动电流ID1对应于当未发生触摸时基于寄生电容充电器200的充电的寄生电容器CP的第一电压VrefP与当发生触摸时基于寄生电容充电器200的充电的寄生电容器CP的第二电压V2之间的第一差电压Vdiff_1。缓冲器530输出基于作为第一电流和第二电流的第一驱动电流ID1的电容器CT的第一触摸电压。
此外，当第三开关S3导通时，缓冲器530可以连接到触摸感测线105-1，并且可以在第二驱动时段t5和第二感测时段t6期间利用第二驱动电流ID2来驱动触摸电极107的电容器CT。第二驱动电流ID2对应于在不发生触摸时基于寄生电容放电器210的放电的寄生电容器CP的第三电压VrefN与在发生触摸时基于寄生电容放电器210的放电的寄生电容器CP的第四电压V4之间的第二差电压Vdiff_2。缓冲器输出基于作为第一电流和第二电流的第二驱动电流ID2的电容器CT的第二触摸电压。
通过根据本实施方式的缓冲器530生成第一触摸电压和第二触摸电压的操作与通过图2所示的积分器222生成第一触摸电压和第二触摸电压的操作相同。因此，省略了对于生成第一触摸电压和第二触摸电压的详细描述。此外，下面将连同电流镜单元540的操作一起描述由缓冲器530根据第一触摸电压和第二触摸电压生成第一电流和第二电流的操作。
在一个实施方式中，缓冲器530可以实现为电压增益为1的运算放大器。在这种情况下，与第一级的多个触摸感测线105-1至105-n中的对应触摸感测线连接的缓冲器530可以是单位增益缓冲器、单位增益放大器或缓冲放大器。
根据本发明的实施方式，触摸感测线105-1至105-n分别且直接连接到缓冲器530，因此，在缓冲器120-1至120-n中的每一个与触摸感测线105-1至105-n中的对应触摸感测线之间可以不需要额外电路(例如，多路复用器(MUX))。
此外，根据本发明的实施方式，由于触摸感测线105-1至105-n分别且直接连接至缓冲器530，因此可以在所有传输信道中同时生成信号。这里，每个传输信道可以表示包括电荷控制器、缓冲器、电流镜单元和积分器的电路。
因此，与触摸感测装置顺序感测传输信道的传统时间顺序的方式相比，触摸感测装置510的感测时间可以不增加或可以大幅缩短，此外，由基于时间顺序的感测时间差造成的信号质量劣化可以不发生或可以大幅减少。
此外，每个传输信道的第一级可以配置有多个缓冲器530，从而解决了由于高电容负载导致的对反馈因子的限制(例如，由放大速度和电流消耗造成的困难)而难以设计放大器以及由于使用大的反馈电容器而增加了设计面积的问题。
电流镜单元540可以对从缓冲器530提供的第一电流执行电流镜像(currentmirroring)以生成第一镜像电流。电流镜单元540可以对从缓冲器530提供的第二电流执行电流镜像以生成第二镜像电流。电流镜单元540使用第一镜像电流和第二镜像电流来生成输出信号S1。在实施方式中，电流镜单元540可以是将输入电荷转换为输出电流的电荷-电流转换器。
在这种情况下，第一镜像电流的量和第二镜像电流的量可以相同，可以通过使用控制信号来调整第一镜像电流的量和第二镜像电流的量。
积分器550对预定参考信号REF和电流镜单元540的输出信号S1之间的差进行积分。因此，可以从积分器550输出与参考信号REF和电流镜单元540的输出信号S1之间的差相对应的积分信号。
在下文中，将参照图6来详细描述图5中示出的触摸感测装置510的操作。图6是用于描述分别在图5中示出的缓冲器和电流镜单元的配置的电路图。在图6中，为了便于描述，将主要描述图5所示的触摸感测装置510中的缓冲器530、电流镜单元540和积分器550的操作。
如图6所示，缓冲器530可以包括运算放大器AMP和输出电路610，并且为了配置单位增益缓冲器，运算放大器AMP的输出端子ND1可以连接到运算放大器AMP的连接到触摸感测线105-1的输入端子。
输出电路610可以包括上拉电路PU1和下拉电路PD1。上拉电路PU1和下拉电路PD1中的每一个可以实现为共源共栅配置(cascode configuration)。
上拉电路PU1可以包括串联连接在输出端子ND1和提供第一电源VDD的第一电源线(或电源节点)之间的多个PMOS晶体管P1和P2，并且在上拉操作(或电流源操作)中，第一电流I1可以通过上拉电路PU1流到输出端子ND1。
下拉电路PD1可以包括串联连接在输出端子ND1和提供第二电源VSS的第二电源线之间的多个NMOS晶体管N1和N2，并且在下拉操作(或电流吸收操作)中，第二电流I2可以通过下拉电路PD1流到第二电源线。
电流镜单元540可以包括第一镜像电流生成电路620和第二镜像电流生成电路630，如图6所示。
第一镜像电流生成电路620和上拉电路PU1配置电流镜，并且第一镜像电流生成电路620对第一电流I1执行镜像操作以生成第一镜像电流MI1。在实施方式中，第一镜像电流生成电路620可以实现为PMOS共源共栅电流镜电路。根据该实施方式，第一镜像电流生成电路620可以包括串联连接在第一镜输出端子ND2和提供第一电源VDD的第一电源线之间的多个PMOS晶体管P3和P4，并且在上拉操作(或电流源操作)中，第一镜像电流MI1可以通过第一镜像电流生成电路620流到第二输出端子ND2。
第一电流I1的量可以高于第一镜像电流MI1的量。例如，当假设PMOS晶体管P1至P4的沟道长度相同，PMOS晶体管P1和P2的沟道宽度相同，并且PMOS晶体管P1的沟道宽度是PMOS晶体管P3的沟道宽度的K倍(其中，K是2或更大的整数)时，第一镜像电流MI1的量可以是第一电流I1的量的1/K倍。
在这样的假设下，当能够通过使用控制信号来调整PMOS晶体管P3和P4的沟道的宽度时，可以调整第一镜像电流MI1的量。
第二镜像电流生成电路630和下拉电路PD1可以配置电流镜，并且第二镜像电流生成电路630对第二电流I2执行镜像操作以生成第二镜像电流MI2。在实施方式中，第二镜像电流生成电路630可以实现为NMOS共源共栅电流镜电路。根据该实施方式，第二镜像电流生成电路630可以包括串联连接在第二输出端子ND2和提供第二电源VSS的第二电源线之间的多个NMOS晶体管N3和N4，并且在下拉操作(或电流吸收操作)中，第二镜像电流MI2可以通过第二镜像电流生成电路630流到第二电源线。因此，可以通过第二输出端子ND2输出与第一镜像电流MI1和第二镜像电流MI2之间的差相对应的输出信号S1。
第二电流I2的量可以高于第二镜像电流MI2的量。例如，当假设NMOS晶体管N1至N4的沟道长度相同，NMOS晶体管N1和N2的沟道宽度相同，并且NMOS晶体管N1的沟道宽度是NMOS晶体管N3的沟道宽度的K倍(其中，K是2或更大的整数)时，第二镜像电流MI2的量可以是第二电流I2的量的1/K倍。
在这样的假设下，当能够通过使用控制信号来调整NMOS晶体管N3和N4的沟道的宽度时，可以调整第二镜像电流MI2的量。
根据上述实施方式，通过第二输出节点ND2提供的输出信号S1被输入到积分器550，因此，积分器550对参考信号REF和输出信号S1之间的差进行积分。
如上所述，由于输出电路610、第一镜像电流生成电路620和第二镜像电流生成电路630中的每一个被实现为共源共栅电流镜，所以可以使配置第一镜像电流生成电路620和第二镜像电流生成电路630中的每一个的MOS晶体管的直流(DC)电流失配(mismatch)最小化，并且因此可以使累积到积分器550中的DC电流最小化。因此，可以有效地使用积分器550的输出范围，可以去除或显著地减小差分信号的失真，并且可以增强去除由与相邻传输信道的失配引起的公共噪声的功能。
在上述实施方式中，描述了积分器550对参考信号REF与电流镜单元540的输出信号S1之间的差进行积分。然而，在本发明的另一实施方式中，积分器550对从相邻信道的电流镜单元提供的输出信号之间的差进行积分。在下文中，将参照图7和图8来描述根据本发明的第三实施方式的触摸感测装置。
图7是示意性地示出根据本发明的第三实施方式的触摸感测装置的配置的图。图8是示出分别在图7中示出的缓冲器和电流镜单元的电路图。
如图7所示，根据本发明的第三实施方式的触摸感测装置710的基本配置类似于根据本发明的第二实施方式的图5所示的触摸感测装置510的配置。
然而，如图7所示，将根据第三实施方式的触摸感测装置与图5所示的触摸感测装置进行比较，不同之处在于第二积分器550对从连接到第一触摸感测线105-1的第一电流镜单元540-1提供的输出信号与从连接到第二触摸感测线105-2的第二电流镜单元540-2提供的输出信号之间的差进行积分，第一电流镜单元540-1生成两个输出信号S1R和S1L，第二电流镜单元540-2生成两个输出信号S2R和S2L。
因此，在下文中，将参照图7和图8主要描述上述差异。
如图8所示，第一缓冲器530-1可以包括第一运算放大器AMP1和第一输出电路610-1，并且为了配置单位增益缓冲器，第一运算放大器AMP1的第一输出端子ND1可以连接到第一运算放大器AMP1的与第一触摸感测线105-1连接的输入端子。
第一输出电路610-1可以包括第一上拉电路PU1和第一下拉电路PD1。第一上拉电路PU1和第一下拉电路PD1中的每一个可以实现为共源共栅配置。
第一上拉电路PU1可以包括串联连接在第一输出端子ND1和提供第一电源VDD的第一电源线(或电源节点)之间的多个PMOS晶体管P1和P2，并且在上拉操作(或电流源操作)中，第一电流I1可以通过第一上拉电路PU1流到第一输出端子ND1。
第一下拉电路PD1可以包括串联连接在第一输出端子ND1和提供第二电源VSS的第二电源线之间的多个NMOS晶体管N1和N2，并且在下拉操作(或电流吸收操作)中，第二电流I2可以通过第一下拉电路PD1流到第二电源线。
如图8所示，第一电流镜单元540-1可以包括第一电流镜电路810和第二电流镜电路820。第一电流镜电路810包括第一镜像电流生成电路620和第二镜像电流生成电路630，第二电流镜电路820包括第三镜像电流生成电路640和第四镜像电流生成电路650。
将图8所示的第一镜像电流生成电路620和第二镜像电流生成电路630与图6所示的第一镜像电流生成电路620和第二镜像电流生成电路630进行比较，不同之处仅在于第一镜像电流生成电路620和第二镜像电流生成电路630输出与第一镜像电流MI1和第二镜像电流MI2之间的差相对应的第一输出信号S1L，并且第一镜像电流生成电路620和第二镜像电流生成电路630的其他基本操作彼此相似，因此将省略详细描述。
第三镜像电流生成电路640和第一上拉电路PU1配置电流镜，并且第三镜像电流生成电路640对第一电流I1执行镜像操作以生成第三镜像电流MI3。在实施方式中，第三镜像电流生成电路640可以实现为PMOS共源共栅电流镜电路。根据该实施方式，第三镜像电流生成电路640可以包括串联连接在第三输出端子ND3和提供第一电源VDD的第一电源线之间的多个PMOS晶体管P5和P6，并且在上拉操作(或电流源操作)中，第三镜像电流MI3可以通过第三镜像电流生成电路640流到第三输出端子ND3。
第一电流I1的量可以高于第三镜像电流MI3的量。例如，当假设PMOS晶体管P1、P2、P5和P6的沟道长度相同，PMOS晶体管P5和P6的沟道宽度相同，并且PMOS晶体管P1的沟道宽度是PMOS晶体管P5的沟道宽度的K倍(其中，K是2或更大的整数)时，第三镜像电流MI3的量可以是第一电流I1的量的1/K倍。
在这样的假设下，当能够通过使用控制信号来调整PMOS晶体管P5和P6的沟道的宽度时，可以调整第三镜像电流MI3的量。
第四镜像电流生成电路650和第一下拉电路PD1可以配置电流镜，并且第四镜像电流生成电路650对第二电流I2执行镜像操作以生成第四镜像电流MI4。在实施方式中，第四镜像电流生成电路650可以实现为NMOS共源共栅电流镜电路。根据该实施方式，第四镜像电流生成电路650可以包括串联连接在第三输出端子ND3和提供第二电源VSS的第二电源线之间的多个NMOS晶体管N5和N6，并且在下拉操作(或电流吸收操作)中，第四镜像电流MI4可以通过第四镜像电流生成电路650流到第二电源线。因此，可以通过第三输出端子ND3输出与第三镜像电流MI3和第四镜像电流MI4之间的差相对应的第二输出信号S1R。
第二电流I2的量可以高于第四镜像电流MI4的量。例如，当假设NMOS晶体管N1、N2、N5和N6的沟道长度相同，NMOS晶体管N5和N6的沟道宽度相同，并且NMOS晶体管N1的沟道宽度为NMOS晶体管N5的沟道宽度的K倍(其中，K为2或更大的整数)时，第四镜像电流MI4的量可以是第二电流I2的1/K倍。
在这样的假设下，当能够通过使用控制信号来调整NMOS晶体管N5和N6的沟道的宽度时，可以调整第四镜像电流MI4的量。
第二缓冲器530-2可以包括第二运算放大器AMP2和第二输出电路610-2，并且为了配置单位增益缓冲器，第二运算放大器AMP2的第四输出端子ND4可以连接到第二运算放大器AMP2的与第二触摸感测线105-2连接的输入端子。
第二输出电路610-2可以包括第二上拉电路PU2和第二下拉电路PD2。第二上拉电路PU2和第二下拉电路PD2中的每一个可以实现为共源共栅配置。
第二上拉电路PU2可以包括串联连接在第四输出端子ND4和提供第一电源VDD的第一电源线(或电源节点)之间的多个PMOS晶体管P11和P12，并且在上拉操作(或电流源操作)中，第三电流I3可以通过第二上拉电路PU2流到第四输出端子ND4。
第二下拉电路PD2可以包括串联连接在第四输出端子ND4和提供第二电源VSS的第二电源线之间的多个NMOS晶体管N11和N12，并且在下拉操作(或电流吸收操作)中，第四电流I4可以通过第二下拉电路PD2流到第二电源线。
如图8所示，第二电流镜单元540-2可以包括第三电流镜电路830和第四电流镜电路840。第三电流镜电路830包括第五镜像电流生成电路660和第六镜像电流生成电路670，第四电流镜电路840包括第七镜像电流生成电路680和第八镜像电流生成电路690。
将图8所示的第五镜像电流生成电路660和第六镜像电流生成电路670与图8所示的第一镜像电流生成电路620和第二镜像电流生成电路630进行比较，不同之处仅在于第五镜像电流生成电路660和第六镜像电流生成电路670通过第五输出端子ND5输出与第五镜像电流MI5和第六镜像电流MI6之间的差相对应的第三输出信号S2L，并且第五镜像电流生成电路660和第六镜像电流生成电路670的其他基本操作与第一镜像电流生成电路620和第二镜像电流生成电路630相似，因此将省略详细描述。
将图8所示的第七镜像电流生成电路680和第八镜像电流生成电路690与图8所示的第三镜像电流生成电路640和第四镜像电流生成电路650进行比较，不同之处仅在于第七镜像电流生成电路680和第八镜像电流生成电路690通过第六输出端子ND6输出与第七镜像电流MI7和第八镜像电流MI8之间的差相对应的第四输出信号S2R，并且第七镜像电流生成电路680和第八镜像电流生成电路690的其他基本操作与第五镜像电流生成电路640和第六镜像电流生成电路650相似，因此将省略详细描述。
根据上述实施方式，通过第二输出节点ND2提供的第一输出信号S1L被输入到第二积分器550-2的一个端子，并且通过第六输出节点ND6提供的第四输出信号S2R被输入到第二积分器550-2的另一个端子，因此，第二积分器550-2对第一输出信号S1L和第四输出信号S2R之间的差进行积分。
根据上述实施方式，由于对来自相邻信道的电流镜单元的输出执行差分操作，所以可以有效地去除共同出现的显示噪声和外部噪声。
另外，可以在第一传输信道和最后一个传输信道中选择性地使用用于单端转换(single-ended conversion)的参考信号REF，因此，可以容易地对输出信号执行算法处理。例如，该算法可以确定第一传输信道和最后一个传输信道之间没有发生噪声或触摸的传输信道，并且可以选择性地将在所确定的传输信道上获得的差分信号转换为单端信号。
本领域技术人员可以理解，在不改变本发明的技术精神或必要特征的情况下，可以以其他具体形式实现本发明的上述实施方式。
例如，在上述实施方式中，已经将显示设备描述为包括塑料OLED，但是本发明不限于此，并且可以应用于包括诸如液晶显示面板的显示面板的显示设备。
此外，根据本发明的触摸感测装置可以被实现为集成电路(IC)类型，并且触摸感测装置的功能可以被实现为程序类型并且可以被配备在IC中。当根据本发明的触摸感测装置的功能被实现为程序时，被包括在触摸感测装置中的每个元件的功能可以被实现为特定代码，并且用于实现特定功能的代码可以被实现为一个程序或者可以实现为被划分成多个程序。
根据本发明的实施方式，由于在感测触摸电极之前通过用单独的电荷控制器驱动寄生电容器来去除由寄生电容器造成的偏移，所以由寄生电容器造成的偏移可以不作为感测放大器的输出而出现，从而减小了由寄生电容器造成的对感测放大器的输出范围的限制。
此外，根据本发明的实施方式，由于寄生电容器由单独的电荷控制器驱动，并且感测放大器仅驱动触摸电极的电容器，所以可以使感测放大器的内部驱动电流最小化，因此可以减少内部噪声并且可以稳定感测放大器的操作，从而获得具有高SNR的触摸感测信号。
此外，根据本发明的实施方式，由于寄生电容器在感测触摸电极之前由单独的电荷控制器驱动，所以反馈电容器的尺寸可以减小，因此，感测放大器的设计面积可以减小并且输出电压的电平可以增大。
此外，根据本发明的实施方式，感测放大器可以在第一方向上执行感测以输出正输出电压，并且可以在第二方向上执行感测以输出负输出电压，因此，可以在对输出电压执行数字处理时应用各种滤波器。
此外，根据本发明的实施方式，可以以高驱动频率来驱动触摸电极，因此，相比单位时间可以获得大量数据。
此外，根据本发明的实施方式，由于第一级配置有缓冲器和电流镜单元，第二级配置有用于差分感测相邻信道的电流镜单元的输出的感测放大器，所以可以有效地去除共同出现的显示噪声和外部噪声。
此外，根据本发明的实施方式，由于在触摸感测装置中实现的缓冲器分别连接到触摸屏面板的触摸感测线，因此在每个缓冲器与触摸驱动线中的对应触摸感测线之间可以不需要附加电路(例如，复用器)。
此外，根据本发明的实施方式，由于在触摸感测装置中实现的缓冲器分别连接到触摸屏面板的触摸感测线，因此可以在所有信道中同时生成或处理信号。因此，与触摸感测装置顺序感测信道的信号的传统时间顺序方式相比，可以减少感测时间的增加，并且可以减少由基于时间顺序的感测时间差造成的信号质量的劣化。
此外，根据本发明的实施方式，由于第一级配置有缓冲器，所以可以减少基于高电容负载对反馈因子的限制，因此，可以容易地设计感测放大器，并且可以不需要增大反馈电容器，从而使感测放大器的设计面积的增加和输出信号的减少最小化。
此外，根据本发明的实施方式，可以通过使用被包括在第一级中的电流镜单元来调整第二级中的输出信号的增益，因此，可以减小被包括在第二级中的感测放大器的反馈电容器的值，从而使感测放大器的设计面积效率最大化。
对于本领域技术人员而言显而易见的是，在不脱离本公开的思想或范围的情况下，可以在本公开中进行各种修改和变型。因此，本公开旨在涵盖落入所附权利要求书及其等同物的范围内的本公开的修改和变型。
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2018年12月27日提交的韩国专利申请No.10-2018-0171297的权益，通过引用方式将该韩国专利申请并入本文，如同在本文中完全阐述一样。

Claims (20)

1.一种电流驱动式触摸感测装置，所述触摸感测装置包括：
寄生电容充电器，该寄生电容充电器连接到触摸感测线以在充电时段期间利用预定充电电流对与所述触摸感测线连接的触摸电极的寄生电容器进行充电；以及
感测单元，该感测单元在第一驱动时段期间连接到所述触摸感测线，以利用第一驱动电流驱动所述触摸电极的电容器，所述第一驱动电流与在未发生触摸时被充入所述寄生电容器的第一电压和在发生触摸时被充入所述寄生电容器的第二电压之间的差电压相对应，并且所述感测单元在第一感测时段期间感测所述电容器的基于所述第一驱动电流的第一触摸电压，
其中，所述感测单元在所述充电时段之前通过所述触摸感测线向所述触摸电极施加驱动信号，以使所述触摸电极的电压变为电平低于所述第一电压的电平的第三电压。
2.根据权利要求1所述的触摸感测装置，其中，所述寄生电容充电器包括：
电流源，该电流源在所述充电时段期间向所述寄生电容器提供所述充电电流以对所述寄生电容器充电；以及
第一开关，该第一开关在所述充电时段期间导通以将所述电流源连接到所述触摸感测线，并且当所述充电时段结束时，所述第一开关断开以将所述电流源与所述触摸感测线断开。
3.根据权利要求1所述的触摸感测装置，其中，所述充电电流的量被确定为允许所述寄生电容器的电压在所述充电时段期间变为所述第一电压的值。
4.根据权利要求1所述的触摸感测装置，所述触摸感测装置还包括连接到所述触摸感测线的寄生电容放电器，以在所述第一感测时段之后在放电时段期间通过使用预定放电电流来对所述寄生电容器进行放电，
其中，在第二驱动时段期间，所述感测单元连接到所述触摸感测线，并且利用第二驱动电流驱动所述电容器，所述第二驱动电流与在未发生触摸时基于放电的所述寄生电容器的第三电压和在发生触摸时基于放电的所述寄生电容器的第四电压之间的差电压相对应，并且在第二感测时段期间，所述感测单元感测所述电容器的基于所述第二驱动电流的第二触摸电压。
5.根据权利要求4所述的触摸感测装置，其中，所述寄生电容放电器包括：
电流吸收器，该电流吸收器在所述放电时段期间通过使用所述放电电流对所述寄生电容器进行放电；以及
第二开关，该第二开关在所述放电时段期间导通以将所述电流吸收器连接到所述触摸感测线，并且当所述放电时段结束时，所述第二开关断开以将所述电流吸收器与所述触摸感测线断开。
6.根据权利要求4所述的触摸感测装置，其中，所述放电电流的量被确定为允许所述寄生电容器的电压在所述放电时段期间变为所述第三电压的值，所述第三电压的电平低于所述第一电压的电平。
7.根据权利要求4所述的触摸感测装置，其中，所述感测单元包括：
积分器，该积分器包括连接到所述触摸感测线的反相输入端子、由所述第一电压或所述第三电压驱动的非反相输入端子、以及输出所述第一触摸电压或所述第二触摸电压的输出端子；以及
第三开关，该第三开关在所述充电时段和所述放电时段期间断开以将所述积分器与所述触摸感测线断开，并且在所述第一驱动时段和所述第二驱动时段以及所述第一感测时段和所述第二感测时段期间，所述第三开关导通以将所述积分器连接到所述触摸感测线。
8.根据权利要求7所述的触摸感测装置，其中，所述感测单元还包括：
第四开关，该第四开关在所述充电时段和所述放电时段期间导通以将所述反相输入端子连接到所述输出端子，从而将所述输出端子和所述反相输入端子中的每一个处的电压保持为所述第一电压或所述第三电压，并且当所述充电时段和所述放电时段结束时，所述第四开关断开以将所述反相输入端子与所述输出端子断开；以及
反馈电容器，该反馈电容器连接在所述反相输入端子和所述输出端子之间。
9.一种电流驱动式触摸感测装置，所述触摸感测装置包括：
电荷控制器，该电荷控制器连接到触摸感测线，以利用预定充电电流对与所述触摸感测线连接的触摸电极的寄生电容器进行充电，或者通过使用预定放电电流对所述寄生电容器进行放电，从而控制所述寄生电容器的电荷量；
缓冲器，该缓冲器连接到所述触摸感测线，以利用驱动电流来驱动所述触摸电极的电容器，所述驱动电流与具有当未发生触摸时由所述电荷控制器控制的电荷量的所述寄生电容器的电压和具有当发生触摸时由所述电荷控制器控制的电荷量的所述寄生电容器的电压之间的差电压相对应，并且所述缓冲器输出所述电容器的基于作为第一电流和第二电流的所述驱动电流的触摸电压；
电流镜单元，该电流镜单元根据通过对所述第一电流进行镜像而生成的第一镜像电流和通过对所述第二电流进行镜像而生成的第二镜像电流来生成输出信号；以及
积分器，该积分器对参考信号和所述输出信号之间的差进行积分以输出积分信号。
10.根据权利要求9所述的触摸感测装置，其中，所述缓冲器包括：
运算放大器，该运算放大器包括反相输入端子、非反相输入端子和连接到所述反相输入端子的第一输出端子；以及
输出电路，该输出电路包括上拉电路和下拉电路，所述上拉电路设置在第一电源线和所述第一输出端子之间以允许所述第一电流流动，所述下拉电路设置在所述第一输出端子和第二电源线之间以允许所述第二电流流动。
11.根据权利要求9所述的触摸感测装置，其中，所述电流镜单元包括：
第一镜像电流生成电路，该第一镜像电流生成电路设置在第一电源线和第二输出端子之间，以通过对所述第一电流执行镜像操作来生成所述第一镜像电流；以及
第二镜像电流生成电路，该第二镜像电流生成电路设置在所述第二输出端子和第二电源线之间，以通过对所述第二电流执行镜像操作来生成所述第二镜像电流；
通过所述第二输出端子来输出与所述第一镜像电流和所述第二镜像电流之间的差相对应的所述输出信号。
12.根据权利要求9所述的触摸感测装置，其中，所述第一镜像电流是所述第一电流的1/K倍，并且所述第二镜像电流是所述第二电流的1/K倍，其中，K是2或更大的整数。
13.根据权利要求9所述的触摸感测装置，其中，
所述电荷控制器包括电流源，所述电流源连接到所述触摸感测线以在充电时段期间利用所述预定充电电流对与所述触摸感测线连接的所述触摸电极的所述寄生电容器进行充电，并且
在第一驱动时段期间，所述缓冲器连接到所述触摸感测线以利用第一驱动电流驱动所述触摸电极的所述电容器，所述第一驱动电流与在未发生触摸时由所述电流源充入所述寄生电容器的第一电压和在发生触摸时由所述电流源充入所述寄生电容器的第二电压之间的差电压相对应，并且在感测时段期间，所述缓冲器输出所述电容器的基于作为所述第一电流和所述第二电流的所述第一驱动电流的第一触摸电压。
14.根据权利要求13所述的触摸感测装置，其中，
所述电荷控制器还包括连接到所述触摸感测线的电流吸收器，以在第一感测时段之后在放电时段期间通过使用所述预定放电电流来对所述寄生电容器进行放电，并且
在第二驱动时段期间，所述缓冲器连接到所述触摸感测线以利用第二驱动电流驱动所述电容器，所述第二驱动电流与当未发生触摸时由所述电流吸收器放电的所述寄生电容器的第三电压和当发生触摸时由所述电流吸收器放电的所述寄生电容器的第四电压之间的差电压相对应，并且在第二感测时段期间，所述缓冲器输出所述电容器的基于作为所述第一电流和所述第二电流的所述第二驱动电流的第二触摸电压。
15.根据权利要求14所述的触摸感测装置，其中，
所述充电电流的量被确定为允许所述寄生电容器的电压在所述充电时段期间变为所述第一电压的值，并且
所述放电电流的量被确定为允许所述寄生电容器的电压在所述放电时段期间变为所述第三电压的值，所述第三电压的电平低于所述第一电压的电平。
16.一种电流驱动式触摸感测装置，所述触摸感测装置包括：
多个电荷控制器，所述多个电荷控制器分别连接到多个触摸感测线当中的对应触摸感测线，以利用预定充电电流对与所述多个触摸感测线中的所述对应触摸感测线连接的触摸电极的寄生电容器进行充电，或者通过使用预定放电电流对所述寄生电容器进行放电，以控制所述寄生电容器的电荷量；
多个缓冲器，所述多个缓冲器分别连接到所述多个触摸感测线当中的对应触摸感测线，以利用驱动电流来驱动所述触摸电极的电容器，所述驱动电流与具有当未发生触摸时由相应电荷控制器控制的电荷量的所述寄生电容器的电压和具有当发生触摸时由相应电荷控制器控制的电荷量的所述寄生电容器的电压之间的差电压相对应，并且所述多个缓冲器输出所述电容器的基于作为第一电流和第二电流的所述驱动电流的触摸电压；
多个电流镜单元，所述多个电流镜单元分别连接到所述多个缓冲器当中的对应缓冲器，从而所述多个电流镜单元各自根据通过对从所述对应缓冲器输出的所述第一电流进行镜像而生成的第一镜像电流和通过对从所述对应缓冲器输出的所述第二电流进行镜像而生成的第二镜像电流来生成第一输出信号，并且根据通过对所述第一电流进行镜像而生成的第三镜像电流和通过对所述第二电流进行镜像而生成的第四镜像电流来生成第二输出信号；以及
多个积分器，所述多个积分器对从所述多个电流镜单元中的第n-1电流镜单元输出的第二输出信号与从所述多个电流镜单元中的第n电流镜单元输出的第一输出信号之间的差进行积分，其中，n是2或更大的整数。
17.根据权利要求16所述的触摸感测装置，其中，所述电流镜单元包括：
第一镜像电流生成电路，该第一镜像电流生成电路设置在第一电源线和第二输出端子之间，以通过对所述第一电流执行镜像操作来生成所述第一镜像电流；
第二镜像电流生成电路，该第二镜像电流生成电路设置在所述第二输出端子和第二电源线之间，以通过对所述第二电流执行镜像操作来生成所述第二镜像电流；
第三镜像电流生成电路，该第三镜像电流生成电路设置在所述第一电源线和第三输出端子之间，以通过对所述第一电流执行镜像操作来生成所述第三镜像电流；以及
第四镜像电流生成电路，该第四镜像电流生成电路设置在所述第二电源线和所述第三输出端子之间，以通过对所述第二电流执行镜像操作来生成所述第四镜像电流，
通过所述第二输出端子输出与所述第一镜像电流和所述第二镜像电流之间的差相对应的所述第一输出信号，并且通过所述第三输出端子输出与所述第三镜像电流和所述第四镜像电流之间的差相对应的所述第二输出信号。
18.根据权利要求16所述的触摸感测装置，其中，
所述多个积分器中的第一积分器对预定参考信号与从所述多个电流镜单元中的第一电流镜单元输出的第一输出信号之间的差进行积分，并且
所述多个积分器中的最后一个积分器对所述预定参考信号与从所述多个电流镜单元中的最后一个电流镜单元输出的第二输出信号之间的差进行积分。
19.根据权利要求16所述的触摸感测装置，其中，
所述多个电荷控制器中的每一个包括电流源，所述电流源连接到对应触摸感测线以在充电时段期间利用所述预定充电电流对与对应触摸感测线连接的触摸电极的寄生电容器进行充电，并且
在第一驱动时段期间，所述多个缓冲器中的每一个连接到对应触摸感测线，以利用第一驱动电流驱动所述触摸电极的所述电容器，所述第一驱动电流与在未发生触摸时由所述电流源充入所述寄生电容器的第一电压和在发生触摸时由所述电流源充入所述寄生电容器的第二电压之间的差电压相对应，并且在感测时段期间，对应的缓冲器输出所述电容器的基于作为所述第一电流和所述第二电流的所述第一驱动电流的第一触摸电压。
20.根据权利要求16所述的触摸感测装置，其中，
所述多个电荷控制器中的每一个包括连接到对应触摸感测线的电流吸收器，以在第一感测时段之后在放电时段期间通过使用所述预定放电电流来对所述寄生电容器进行放电，并且
在第二驱动时段期间，所述多个缓冲器中的每一个连接到对应触摸感测线，以利用第二驱动电流驱动所述电容器，所述第二驱动电流与当未发生触摸时由所述电流吸收器放电的所述寄生电容器的第三电压和当发生触摸时由所述电流吸收器放电的所述寄生电容器的第四电压之间的差电压相对应，并且在第二感测时段期间，对应的缓冲器输出所述电容器的基于作为所述第一电流和所述第二电流的所述第二驱动电流的第二触摸电压。
CN201911264762.1A 2018-12-27 2019-12-11 电流驱动式触摸感测装置 Active CN111381733B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2018-0171297 2018-12-27
KR1020180171297A KR20200081133A (ko) 2018-12-27 2018-12-27 전류구동방식의 터치센싱장치 및 터치센싱장치 구동방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111381733A CN111381733A (zh) 2020-07-07
CN111381733B true CN111381733B (zh) 2024-02-27

Family

ID=71123939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911264762.1A Active CN111381733B (zh) 2018-12-27 2019-12-11 电流驱动式触摸感测装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10942606B2 (zh)
KR (1) KR20200081133A (zh)
CN (1) CN111381733B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3661148B1 (en) 2018-11-28 2023-05-24 Nxp B.V. Location- and identity-referenced authentication method and communication system
EP3663779B1 (en) * 2018-12-05 2021-10-06 Nxp B.V. Apparatus and method for measuring a capacitance, and a fingerprint sensor utilizing the same
KR20210018723A (ko) * 2019-08-09 2021-02-18 삼성디스플레이 주식회사 터치 구동 회로 및 이를 포함하는 표시 장치
KR20230045817A (ko) * 2021-09-29 2023-04-05 주식회사 엘엑스세미콘 터치 센싱 신호 처리 회로

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102968229A (zh) * 2012-11-07 2013-03-13 江苏美琪威电子科技有限公司 电容式触摸屏感应器的充电电流补偿方法及系统
CN104428680A (zh) * 2012-03-06 2015-03-18 立顶科技有限公司 触摸传感器的电容测量电路和具有该电容测量电路的电容触摸板
CN105739798A (zh) * 2014-12-31 2016-07-06 乐金显示有限公司 触摸屏装置及其驱动方法
KR20160083640A (ko) * 2014-12-31 2016-07-12 엘지디스플레이 주식회사 터치 스크린 장치와 그의 구동방법
CN105892773A (zh) * 2014-09-26 2016-08-24 乐金显示有限公司 触摸感测装置及其驱动方法
KR20170015690A (ko) * 2015-07-30 2017-02-09 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서 일체형 표시장치와 그 구동방법
KR20170080297A (ko) * 2015-12-31 2017-07-10 엘지디스플레이 주식회사 터치 스크린 장치 및 그 구동 방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102337407B1 (ko) 2014-05-28 2021-12-10 삼성전자주식회사 접촉 감지 장치 및 이를 포함하는 터치스크린 장치
US10452196B2 (en) * 2016-03-15 2019-10-22 Solomon Systech Limited Touch sensing high-low driving scheme for in-cell touch LCD display
US10481731B2 (en) * 2016-12-21 2019-11-19 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd Concurrent sensing in touch screen controller with improved noise rejection
KR20180072313A (ko) * 2016-12-21 2018-06-29 에스케이하이닉스 주식회사 커패시턴스 센싱 회로

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104428680A (zh) * 2012-03-06 2015-03-18 立顶科技有限公司 触摸传感器的电容测量电路和具有该电容测量电路的电容触摸板
CN102968229A (zh) * 2012-11-07 2013-03-13 江苏美琪威电子科技有限公司 电容式触摸屏感应器的充电电流补偿方法及系统
CN105892773A (zh) * 2014-09-26 2016-08-24 乐金显示有限公司 触摸感测装置及其驱动方法
CN105739798A (zh) * 2014-12-31 2016-07-06 乐金显示有限公司 触摸屏装置及其驱动方法
KR20160083640A (ko) * 2014-12-31 2016-07-12 엘지디스플레이 주식회사 터치 스크린 장치와 그의 구동방법
KR20170015690A (ko) * 2015-07-30 2017-02-09 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서 일체형 표시장치와 그 구동방법
KR20170080297A (ko) * 2015-12-31 2017-07-10 엘지디스플레이 주식회사 터치 스크린 장치 및 그 구동 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20200210046A1 (en) 2020-07-02
CN111381733A (zh) 2020-07-07
US10942606B2 (en) 2021-03-09
KR20200081133A (ko) 2020-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111381733B (zh) 电流驱动式触摸感测装置
US9063624B2 (en) Display device with integrated touch screen
US9195353B2 (en) Touch controllers, methods thereof, and devices having the touch controllers
US9329674B2 (en) Display device with integrated touch screen
JP5916168B2 (ja) 中電圧デバイスを使用する高電圧ドライバ
US7482845B2 (en) Output buffer circuit
TWI489365B (zh) 電容式觸控感測器及其自容與互容的切換方法
US11029777B2 (en) Touch sensing device and display apparatus including the same
JP2015135622A (ja) タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及び電子機器
CN111417914A (zh) 翻转电压跟随器低压差稳压器
US20150355743A1 (en) Touch point positioning detection circuit, optical touch panel and display device
US11531435B2 (en) Low-emissions touch controller
CN105339857A (zh) 电荷分配
TW201514812A (zh) 自互容檢測電路及具有自互容檢測電路的電容式觸控面板
US8975962B2 (en) Slew-enhanced operational transconductance amplifier
CN109545119B (zh) 运算放大器电路、数据驱动电路及其操作方法
KR20200081137A (ko) 전류구동방식의 터치센싱장치 및 터치센싱장치 구동방법
US9146646B2 (en) Apparatus for generating driving signal
CN111381716B (zh) 触摸感测装置以及包括该触摸感测装置的显示设备
JP5310794B2 (ja) 低リーク電圧検出回路
US11150760B2 (en) Touch analog front-end circuit and touch display apparatus thereof
CN110245543B (zh) 用于指纹侦测的电路以及包含此电路的电子装置
KR20200081037A (ko) 전류구동방식의 터치센싱장치 및 터치센싱장치 구동방법
US20150227259A1 (en) Touch panel controller, touch panel system and electronic equipment
KR20150089917A (ko) 터치 센싱 컨트롤러, 이를 포함하는 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 시스템

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant