CN112585569B - 触摸传感器板驱动方法及触摸输入装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例的触摸传感器板驱动方法是根据显示同步信号向触摸传感器板施加触摸驱动信号的触摸传感器板驱动方法，其特征在于，将所述触摸驱动信号同步于所述显示同步信号施加到所述触摸传感器板，所述触摸驱动信号包括第一触摸驱动信号及相位相比于所述第一触摸驱动信号反转180°的第二触摸驱动信号。
Description
技术领域
本发明涉及触摸传感器板驱动方法及触摸输入装置，更具体来讲涉及一种为了减小显示噪声而将相位变更的触摸驱动信号施加到触摸传感器板的触摸传感器板驱动方法及触摸输入装置。
背景技术
为了操作计算系统而利用多种输入装置。例如，利用按键(button)、键(key)、操纵杆(joystick)及触摸屏之类的输入装置。由于触摸屏简单易操作，因此触摸屏在操作计算系统方面的利用率上升。
触摸屏可包括可以是具有触摸-感应表面(touch-sensitive surface)的透明板的触摸传感器板(touch sensor panel)。这种触摸感测板附着在显示屏的前面，触摸-感应表面，可盖住显示屏的可视面。用户用手指等单纯地触摸触摸屏即可操作计算系统。通常，计算系统能够识别触摸屏上的触摸及触摸位置并解析这种触摸，相应地进行运算。
通常，向每个行配线输入具有特定频率的驱动信号后，通过每个列配线感测该频率的信号以识别有无触摸及其位置。然而，由于多种原因导致该频带存在噪声的情况下，触摸感测准确度下降。因此需要改变所述驱动信号的频率，即，需要变更用于触摸感测的频率。
发明内容
技术问题
本发明是出于上述必要性而发明，目的在于触摸感测时驱动信号的频带存在噪声的情况下最小化驱动信号的频率中噪声的影响。
本发明的目的还在于提供一种通过利用虚拟扫描的跳频摆脱该噪声的方法。
技术方案
根据本发明的实施例的根据显示同步信号向触摸传感器板施加触摸驱动信号的触摸传感器板驱动方法，其特征在于，将所述触摸驱动信号同步于所述显示同步信号施加到所述触摸传感器板，所述触摸驱动信号包括第一触摸驱动信号及相位相比于所述第一触摸驱动信号反转180°的第二触摸驱动信号。
根据实施例，所述触摸驱动信号可具有所述显示同步信号的频率的1/n倍或n倍的频率。
根据实施例，可以以预定周期交替施加所述第一触摸驱动信号及所述第二触摸驱动信号。
根据实施例，可以在所述第一触摸驱动信号及所述第二触摸驱动信号为高(high)的区间和低(low)的区间各获取至少一次模数转换器ADC(Analogue Digital Converter)输出值。
根据实施例，将获取的所述输出值与抽样系数相乘的值相加预定期间以去除所述噪声，所述抽样系数在所述第一触摸驱动信号及所述第二触摸驱动信号为高(high)的区间是1，在所述第一触摸驱动信号及所述第二触摸驱动信号为低(low)的区间可以是-1。
根据实施例，所述预定期间是所述第一触摸驱动信号及所述第二触摸驱动信号重复一次的周期的N倍(N为1以上的自然数)。
根据实施例，所述触摸驱动信号以由驱动频率(ftx)及用于变更所述驱动频率的相位的相位反转频率(fmod)构成的有效频率驱动，根据所述有效频率执行扫描噪声等级的虚拟扫描，根据执行的虚拟扫描结果执行跳频。
根据实施例，所述有效频率对于所述驱动频率(ftx)及所述相位反转频率(fmod)满足下式，
有效频率＝驱动频率(ftx)±相位反转频率(fmod)，
所述执行跳频包括：
以当前的有效频率执行第一虚拟扫描的第一步骤；
执行所述第一虚拟扫描后获取的噪声值在第一临界值以上时，以新的有效频率执行第二虚拟扫描的第二步骤；以及
以所述新的有效频率执行所述第二虚拟扫描后获取的噪声值在第二临界值以下时，以所述新的有效频率执行跳频的第三步骤。
根据实施例，在所述第一步骤中，
可以在每个所述相位反转频率(fmod)对所述驱动频率(ftx)进行相位反转并执行所述第一虚拟扫描。
根据实施例，在所述第一步骤，可根据相当于所述当前的有效频率值的频率执行所述第一虚拟扫描。
根据实施例，在所述第二步骤，可在每个所述相位反转频率(fmod)对新的驱动频率进行相位反转并执行所述第二虚拟扫描。
根据实施例，在所述第二步骤，可在每个新的相位反转频率相位反转所述驱动频率(ftx)并执行所述第二虚拟扫描。
根据实施例，在所述第二步骤，可根据相当于所述新的有效频率值的频率执行所述第二虚拟扫描。
根据本发明的另一实施例的触摸输入装置，其特征在于，包括触摸传感器板及在根据显示同步信号向所述触摸传感器板施加触摸驱动信号时，控制使得与所述显示同步信号同步地施加所述触摸驱动信号的控制部，所述触摸驱动信号包括第一触摸驱动信号及相位相比于所述第一触摸驱动信号反转180°的第二触摸驱动信号。
技术效果
根据本发明的实施例，触摸感测时驱动信号的频带中存在噪声的情况下，能够最小化驱动信号的频率中的噪声。
附图说明
图1a及图1b为示出包含于本发明的实施例的触摸输入装置1000的电容方式的触摸传感器板10及工作用构成的示意图；
图2为例示本发明的实施例的触摸输入装置1000中用于控制触摸位置检测及显示动作的控制块的示意图；
图3a及图3b为用于说明本发明的触摸输入装置1000中显示模块200的构成的概念图；
图4a至图4d为用于说明本发明的实施例的触摸传感器板10中多个驱动电极与多个接收电极的配置例的参照图；
图5为用于说明本发明的实施例的触摸传感器板与显示模块同步实现触摸输入装置驱动的参照图；
图6a及图6b为用于说明本发明的触摸传感器板驱动方法的参照图；
图7a至图7c为用于说明本发明的跳频过程的参照图；
图8为本发明的跳频过程的流程图。
具体实施方式
以下参见示出能够实施本发明的特定实施例的附图具体说明本发明。通过具体说明这些实施例使得本领域技术人员足以实施本发明。本发明的多种实施例虽各不相同，但并非相互排斥。例如，一个实施例中记载的特定形状、结构及特性在不超出本发明的精神及范围的前提下可以通过其他实施例实现。另外，应理解公开的各实施形态内的个别构成要素的位置或配置在不超出本发明的精神及范围的前提下可以变更实施。因此，下述具体说明并非以进行限定为目的，若适当说明，本发明的范围取决于技术方案及与技术方案等同的所有范围。附图中类似的附图标记在各方面表示相同或相似的功能。
以下参见附图说明本发明的实施例的触摸传感器板驱动方法。虽然以下例示电容方式的触摸输入装置1000，但可以相同/相似地适用于驱动能够以任意方式检测触模位置的触摸输入装置1000的方式。
图1a为示出包含于本发明实施例的触摸输入装置1000的电容方式的触摸传感器板10及其工作用构成的示意图。参见图1a，触摸传感器板10包括多个驱动电极TX1至TXn及多个接收电极RX1至RXm，可包括驱动部12及感测部11，在此驱动部12为了所述触摸传感器板10的工作而向多个驱动电极TX1至TXn施加驱动信号，感测部11从多个接收电极RX1至RXm接收包括关于随施加于触摸表面的触摸变化的电容变化量的信息的感测信号以检测触摸及触摸位置。
如图1a所示，触摸传感器板10可包括多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm。图1a示出触摸传感器板10的多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm构成正交阵列，但本发明不限于此。可以使得多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm具有对角线、同心圆及三维随机排列等任意数维及其应用排列。在此，n及m是正整数，可具有相同或不同的值，大小可以因实施例而异。
多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm可分别排列成相互交叉。驱动电极TX可包括向第一轴方向延伸的多个驱动电极TX1至TXn，接收电极RX可包括向交叉于第一轴方向的第二轴方向延伸的多个接收电极RX1至RXm。
如图4a及图4b所示，本发明实施例的触摸传感器板10中多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm可彼此形成于相同的层。例如，多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm可形成于下述显示板200A的上面。
并且，如图4c所示，多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm可彼此形成于不同的层。例如，可以使得多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm中任意一个形成于显示板200A的上面，其余一个形成于下述盖的下面或显示板200A的内部。
多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm可以由透明导电物质(例如，由氧化锡(SnO2)及氧化铟(In2O3)等构成的铟锡氧化物(ITO：Indium Tin Oxide)或氧化锑锡(ATO：Antimony Tin Oxide))等形成。但这只是举例而已，驱动电极TX及接收电极RX也可以由其他透明导电物质或非透明导电物质形成。例如，形成驱动电极TX及接收电极RX可构成为含有银墨(silver ink)、铜(copper)、银纳米(nano silver)及碳纳米管(CNT：CarbonNanotube)中至少任意一种。并且，驱动电极TX及接收电极RX可以采用金属网(metal mesh)构成。
本发明实施例的驱动部12可以向驱动电极TX1至TXn施加驱动信号。根据本发明的实施例，可以向第一驱动电极TX1至第n驱动电极TXn按顺序一次向一个驱动电极施加驱动信号。可以再次重复这种驱动信号的施加过程。但这只是举例而已，根据实施例，可以同时向多个驱动电极施加驱动信号。
感测部11可以通过接收电极RX1至RXm接收包括关于被施加驱动信号的驱动电极TX1至TXn与接收电极RX1至RXm之间生成的电容(Cm)14的信息的感测信号，以此检测有无触摸及触摸位置。例如，感测信号可以是施加到驱动电极TX的驱动信号通过驱动电极TX与接收电极RX之间生成的电容(Cm)14耦合的信号。如上，可以将通过接收电极RX1至RXm感测施加到第一驱动电极TX1至第n驱动电极TXn的驱动信号的过程称为扫描(scan)触摸传感器板10。
例如，感测部11可包括与各接收电极RX1至RXm通过开关连接的接收器(未示出)。所述开关在感测相应接收电极RX的信号的时段开启(on)使得接收器能够从接收电极RX感测到感测信号。接收器可包括放大器(未示出)及结合于放大器的负(-)输入端与放大器的输出端之间，即反馈路径的反馈电容器。在此，放大器的正(+)输入端可与接地(ground)连接。并且，接收器还可以包括与反馈电容器并联的复位开关。复位开关可以对接收器执行的从电流到电压的转换进行复位。放大器的负输入端连接于相应接收电极RX，可以在接收包括关于电容(Cm)14的信息的电流信号后通过积分转换为电压。感测部11还可以包括将通过接收器积分的数据转换为数字数据的模数转换器(未示出，analog to digitalconverter：ADC)。随后，数字数据输入到处理器(未示出)，能够被处理成用于获取对触摸传感器板10的触摸信息。感测部11除接收器之外还可以包括ADC及处理器。
控制部13可以执行控制驱动部12与感测部11的动作的功能。例如，控制部13可以生成驱动控制信号后发送到驱动部12使得驱动信号在预定时间施加到预先设定的驱动电极TX。并且，控制部13可以生成感测控制信号后发送到感测部11使得感测部11在预定时间从预先设定的接收电极RX接收感测信号并执行预先设定的功能。
在图1a中，驱动部12及感测部11可以构成能够检测触摸传感器板10是否受到触摸及触摸位置的触摸检测装置(未标出)。触摸检测装置还可以包括控制部13。触摸检测装置可以集成于包括触摸传感器板10的触摸输入装置1000中相当于下述触摸传感器控制器1100的触摸感测IC(touch sensing Integrated Circuit)上。包含于触摸传感器板10的驱动电极TX及接收电极RX例如可以通过导电线路(conductive trace)及/或印刷于电路板上的导电图案(conductive pattern)等连接到包含于触摸感测IC的驱动部12及感测部11。触摸感测IC可以位于印刷有导电图案的电路板，例如可以位于触摸电路板(以下称为“触摸PCB”)上。根据实施例，触摸感测IC可安装在用于触摸输入装置1000工作的主板上。
如上所述，驱动电极TX与接收电极RX的各交叉点都生成预定值的电容(Cm)，手指之类的客体靠近触摸传感器板10时这种电容的值能够发生变化。在图1a中，所述电容可以表示互电容(Cm，mutual capacitance)。感测部11可以通过感测这种电学特性感测触摸传感器板10是否受到触摸及/或触摸位置。例如，可以感测由第一轴与第二轴构成的二维平面构成的触摸传感器板10的表面是否受到触摸及/或其位置。
更具体来讲，触摸传感器板10受到触摸时可以通过检测被施加驱动信号的驱动电极TX检测触摸的第二轴方向的位置。同样，触摸传感器板10受到触摸时可以从通过接收电极RX接收的接收信号检测电容变化，以检测触摸的第一轴方向的位置。
以上说明了根据驱动电极TX与接收电极RX之间的互电容变化量感测触摸位置的触摸传感器板10的工作方式，但本发明不限于此。即，还可以如图1b根据自电容(self-capacitance)的变化量感测触摸位置。
图1b为用于说明包含于本发明又一实施例的触摸输入装置1000的又一电容方式的触摸传感器板10及其工作的示意图。图1b所示的触摸传感器板10具有多个触摸电极30。多个触摸电极30可如图4d相隔预定间隔配置成格子状，但不限于此。
由控制部13生成的驱动控制信号传输到驱动部12，驱动部12根据驱动控制信号在预定时间向预先设定的触摸电极30施加驱动信号。并且，由控制部13生成的感测控制信号传输到感测部11，感测部11根据感测控制信号在预定时间从预先设定的触摸电极30接收感测信号。在此，感测信号可以是关于形成于触摸电极30的自电容变化量的信号。
在此，根据感测部11感测的感测信号检测触摸传感器板10是否受到触摸及/或触摸位置。例如，由于事先知道触摸电极30的坐标，因此能够感测客体是否触摸了触摸传感器板10的表面及/或其位置。
以上，为了方便而说明了驱动部12与感测部11分为独立的块动作的情况，但可以使得由一个驱动及感测部执行向触摸电极30施加驱动信号，并从触摸电极30接收感测信号的动作。
以上具体说明了作为触摸传感器板10的电容方式的触摸传感器板，但本发明实施例的触摸输入装置1000中用于检测是否受到触摸及触摸位置的触摸传感器板10除上述方法之外还可以用表面电容方式、投射(projected)电容方式、电阻膜方式、表面弹性波方式(SAW：surface acoustic wave)、红外线(infrared)方式、光学成像方式(opticalimaging)、分散信号方式(dispersive signal technology)及声学脉冲识别(acousticpulse recognition)方式等任意触摸感测方式来实现。
图2例示本发明实施例的触摸输入装置1000中用于控制触摸位置检测及显示动作的控制块。在触摸输入装置1000中，控制块可包括上述用于检测触摸位置的触摸传感器控制器1100及用于驱动显示板的显示控制器1200。显示控制器1200可包括控制电路，该控制电路使得从用于触摸输入装置1000工作的主板(main board)上的中央处理单元即CPU(central processing unit)或应用处理器(AP：application processor)等接收输入并在显示板200A上显示所期望的内容。这种控制电路可安装在显示电路板(以下称为“显示PCB”)。这种控制电路可包括显示板控制IC、图形控制IC(graphic controller IC)及其他显示板200A工作所需的电路。
根据实施例，触摸传感器控制器1100及显示控制器1200可作为不同的构成要素包含于触摸输入装置1000。例如，触摸传感器控制器1100及显示控制器1200可分别由不同的芯片(chip)构成。在此，触摸输入装置1000的处理器1500可对触摸传感器控制器1100及显示控制器1200起到主(host)处理器的功能。
本发明实施例的触摸输入装置1000可包括手机(cell phone)、个人数字助理(PDA：Personal Data Assistant)、智能手机(smart phone)、平板电脑(tablet PersonalComputer)、MP3播放器、笔记本电脑(notebook)等具有显示画面及/或触摸屏的电子装置。
为了将上述触摸输入装置1000制造成纤薄(slim)且轻量(light weight)，可以将上述分别构成的触摸传感器控制器1100及显示控制器1200根据实施例集成为一个以上的构成。进一步地，可以将各控制器集成于处理器1500。并且，根据实施例，可以在显示板200A上集成触摸传感器板10。
实施例的触摸输入装置1000中用于检测触摸位置的触摸传感器板10可位于显示板200A外部或内部。实施例的触摸输入装置1000的显示板200A可以是包含于液晶显示装置(LCD：Liquid Crystal Display)、等离子显示装置(PDP：Plasma Display Panel)、有机发光显示装置(Organic Light Emitting Diode：OLED)等的显示板。因此，用户可以一边视觉确认显示于显示板的画面，一边对触摸表面进行触摸进行输入行为。
图3a及图3b为用于说明本发明的触摸输入装置1000中显示模块200的构成的概念图。首先参见图3a说明包括利用LCD板的显示板200A的显示模块200的构成。
如图3a所示，显示模块200可包括LCD板构成的显示板200A、配置于显示板200A上部的第一偏光层271及配置于显示板200A下部的第二偏光层272。并且，LCD板构成的显示板200A可包括具有液晶元件(liquid crystal cell)的液晶层250、配置于液晶层250上部的第一基板层261及配置于液晶层250下部的第二基板层262。在此，第一基板层261可以是滤色玻璃(color filter glass)，第二基板层262可以是薄膜晶体管玻璃(TFT glass)。并且，根据实施例，第一基板层261及第二基板层262中至少一个可以由塑料之类的能够弯曲(bending)的物质形成。在图3a中，第二基板层262可以由包括数据线(data line)、栅极线(gate line)、TFT、公用电极(Vcom：common electrode)及像素电极(pixel electrode)等的多种层构成。这些电子构成要素能够生成受控的电场使得位于液晶层250的液晶配向。
以下参见图3b说明包括利用OLED板的显示板200A的显示模块200的构成。
如图3b所示，显示模块200可包括由OLED板构成的显示板200A、配置于显示板200A上部的第一偏光层282。并且，由OLED板构成的显示板200A可包括含有OLED(OrganicLight-Emitting Diode)的有机物层280、配置于有机物层280的上部的第一基板层281及配置于有机物层280下部的第二基板层283。在此，第一基板层281可以是封装玻璃(Encapsulation glass)，第二基板层283可以是TFT玻璃(TFT glass)。并且，根据实施例，第一基板层281及第二基板层283中至少一个可以由塑料之类的能够弯曲(bending)的物质形成。是OLED板的情况下，可包括栅极线、数据线、第一电源线(ELVDD)、第二电源线(ELVSS)等用于驱动显示板200A的电极。OLED(Organic Light-Emitting Diode)板是利用向荧光或磷光有机物薄膜导通电流时电子与空穴在有机物层结合发光的原理的自发光型显示板，构成发光层的有机物质决定光的颜色。
具体来讲，OLED利用在玻璃或塑料上涂布有机物并导通电流时有机物发光的原理。即，利用分别向有机物的阳极与阴极注入空穴与电子使得在发光层再结合时形成高能量态的励磁(excitation)，励磁降到低能量态的过程中放出能量生成特定波长的光的原理。在此，光的颜色因发光层的有机物而异。
根据构成像素矩阵的像素的工作特性，OLED具有线驱动方式的无源矩阵OLED(PM-OLED：Passive-matrix Organic Light-Emitting Diode)与独立驱动方式的主动矩阵OLED(AM-OLED：Active-matrix Organic Light-Emitting Diode)。由于两者都不需要背光，因此其优点是能够使得显示模块非常薄，根据角度具有一定的明暗比，基于温度的颜色再现性强。并且，由于未驱动的像素不消耗电能，因此还具有很好的经济性。
在工作方面，PM-OLED仅在扫描时间(scanning time)期间用高电流发光，AM-OLED在帧时间(frame time)期间用低电流保持持续发光状态。因此，与PM-OLED相比，AM-OLED具有分辨率高、有利于驱动大面积显示板、电能消耗少的优点。并且，由于可以内置薄膜晶体管(TFT)以分别控制各元件，因此容易得到精致画面。
并且，有机物层280可包括空穴注入层(HIL：Hole Injection Layer)、空穴输送层(HTL：Hole Transfer Layer)、电子注入层(EIL：Emission Material Layer)、电子输送层(ETL：Electron Transfer Layer)及发光层(EML：Electron Injection Layer)。
以下对各层进行简单说明。HIL注入空穴，利用CuPc等物质。HTL的功能是移动注入的空穴，主要利用空穴移动性(hole mobility)好的物质。HTL可以采用芳基胺(arylamine)、TPD等。EIL与ETL是用于注入和输送电子的层，注入的电子与空穴在EML结合发光。EML是呈现发光颜色的元件，由决定有机物寿命的主体(host)与决定色感与效率的掺杂物(dopant)构成。以上只是说明了包含于OLED板的有机物层280的基本构成，本发明不受有机物层280的层结构或材料等限制。
有机物层280插入到阳极(Anode)(未示出)与阴极(Cathode)(未示出)之间，在TFT为开(On)状态时阳极被施加驱动电流以被注入空穴，阴极被注入电子，空穴与电子向有机物层280移动而发光。
LCD板或OLED板还可包括用于执行显示功能的其他构成且可变形，这对于本领域技术人员来讲是显而易见的。
本发明的触摸输入装置1000的显示模块200可包括显示板200A及用于驱动显示板200A的构成。具体来讲，显示板200A为LCD板的情况下，显示模块200可包括配置于第二偏光层272下部的背光单元(未示出：backlight unit)，还可以包括用于LCD板工作的显示板控制IC、图形控制IC及其他电路。
本发明的实施例的触摸输入装置1000中用于检测触摸位置的触摸传感器板10可位于显示模块200外部或内部。
触摸输入装置1000的触摸传感器板10配置于显示模块200外部的情况下，可在显示模块200上部配置触摸传感器板。触摸输入装置1000的触摸表面可以是触摸传感器板的表面。
在触摸输入装置1000中触摸传感器板10配置于显示模块200内部的情况下，可以使得触摸传感器板10位于显示板200A外部。具体来讲，触摸传感器板10可形成于第一基板层261、281的上面。在此，触摸输入装置1000的触摸表面为显示模块200的外部面，在图3a及图3b中可以是上部面或下部面。
在触摸输入装置1000中触摸传感器板10配置于显示模块200内部的情况下，根据实施例，可以使得触摸传感器板10中至少一部分位于显示板200A内，触摸传感器板10中至少其余一部分位于显示板200A外部。例如，可以使得构成触摸传感器板10的驱动电极TX与接收电极RX中任意一个电极位于显示板200A外部，可以使得其余电极位于显示板200A内部。具体来讲，可以使得构成触摸传感器板10的驱动电极TX与接收电极RX中任意一个电极形成于第一基板层261、281上面，其余电极形成于第一基板层261、281下面或第二基板层262、283上面。
在触摸输入装置1000中触摸传感器板10配置于显示模块200内部的情况下，可以使得触摸传感器板10位于显示板200A内部。具体来讲，触摸传感器板10可形成于第一基板层261、281的下面或第二基板层262、283的上面。
触摸传感器板10配置在显示板200A内部的情况下，还可以另外配置用于触摸传感器工作的电极，但也可以使得位于显示板200A内部的多种构成及/或电极用作感测触摸的触摸传感器板10。具体来讲，显示板200A为LCD板的情况下，包含于触摸传感器板10的电极中至少任意一个可包括数据线(data line)、栅极线(gate line)、TFT、公用电极(Vcom：common electrode)及像素电极(pixel electrode)中至少任意一个，显示板200A为OLED板的情况下，包含于触摸传感器板10的电极中至少任意一个可包括数据线(data line)、栅极线(gate line)、第一电源线(ELVDD)及第二电源线(ELVSS)中的至少任意一个。
在此，触摸传感器板10可通过图1a说明的驱动电极及接收电极的工作，根据驱动电极及接收电极之间的互电容检测触摸位置。并且，触摸传感器板10可通过图1b说明的单一电极30工作，根据各单一电极30的自电容检测触摸位置。在此，包含于触摸传感器板10的电极为用于显示板200A的驱动的电极的情况下，可以在第一时段驱动显示板200A，在不同于第一时段的第二时段检测触摸位置。
通常，构成触摸传感器板10的驱动电极及/或接收电极与包含于显示模块200的电极之间的距离越近则寄生电容越大。并且，寄生电容越大则构成触摸传感器板10的驱动电极及/或接收电极与包含于显示模块200的电极之间的电容耦合增大，因此在触摸传感器板10驱动方面显示模块200中产生的噪声的影响增大。因此，为了摆脱显示模块200的噪声的影响，可以如图5使得触摸传感器板10与显示模块200同步以运行触摸输入装置1000。
具体来讲如图5所示，在显示模块200生成的水平同步信号(H-sync，Horizontal-sync)中可随时间同步发生显示噪声。为了避免噪声，例如，可在水平同步信号为'0'的区间输入触摸驱动信号。即，可以控制使得从第一水平同步信号输入后经过入第一水平同步信号的下降沿部分的地点起输入触摸驱动信号。
如上，为了使得触摸驱动信号与水平同步信号同步，触摸驱动信号具有水平同步信号的n倍或1/n倍的频率。例如，若水平同步信号为178kHz，则触摸驱动信号具有178kHz、356kHz、534kHz..或89kHz、59.33kHz等。另外，由于水平同步信号的输入而发生包括水平同步信号的基频(fundamental frequency)及谐波(harmonic)的显示噪声。然而，由于触摸驱动信号具有水平同步信号的n倍或1/n倍的频率，因此触摸驱动信号受到显示噪声的影响，因此触摸输入装置1000的性能减小。换而言之，即使是为了避免显示噪声而触摸驱动信号与水平同步信号同步驱动的情况下，由于触摸驱动信号具有水平同步信号的n倍或1/n倍的频率，因此无法完全摆脱显示噪声。并且，从外部流入具有水平同步信号的n倍或1/n倍的频率的噪声的情况下，没有能够避免该噪声的方法，因此触摸输入装置的性能下降。因此，在本发明中说明为了改善这种触摸输入装置1000的性能而得到的新的基于触摸驱动信号的触摸传感器板驱动方法。
图6a及图6b为用于说明本发明的触摸传感器板驱动方法的参照图。
如图6a及图6b所示，本发明的触摸驱动信号可被控制部13施加到水平同步信号(以下，命名为显示同步信号)的边沿部分以外的区间。尤其，在本发明中可在经过显示同步信号的下降沿后施加触摸驱动信号。而根据实施例，也可以在经过显示同步信号的上升沿且发生下降沿之前的时间点施加触摸驱动信号。
将该触摸驱动信号的一部分以相位反转的形态施加到触摸传感器板10的情况下，能够去除显示模块200中发生的噪声的影响。具体来讲，如图6a的虚线区域及图6b所示，触摸驱动信号可包括第一触摸驱动信号S1及相位相比于第一触摸驱动信号S1反转180°的第二触摸驱动信号S2。而根据另一实施例，也可以使得第二触摸驱动信号S2具有变更量为其他角度(小于180°的角度或大于180°或小于360°的角度)的相位。
控制部13可以按照预定周期交替施加第一触摸驱动信号与第二触摸驱动信号。并且，关于预定周期的信息可预先设置并存储在存储器(未示出)。在本发明中，可构成为被施加第一触摸驱动信号的周期与被施加第二触摸驱动信号的周期相同。例如，如图6a及图6b所示，可以构成为施加四次第一触摸驱动信号后施加四次第二触摸驱动信号。而根据另一实施例，也可以构成为第一触摸驱动信号与第二触摸驱动信号施加次数不同。
并且，在本发明中例示了第一触摸驱动信号及其变更的相位的第二触摸驱动信号，但还可以包括相位相比于第一触摸驱动信号发生变更的第三触摸驱动信号、第四触摸驱动信号等。在此，可以构成为第三触摸驱动信号与第四触摸驱动信号的施加周期相同，也可以构成为不同。
在此，在图6a及图6b中例示触摸驱动信号具有显示同步信号的频率的1/2倍的频率，此外，触摸驱动信号还可以具有显示同步信号的频率的1/n倍或n倍的频率(n≥2的自然数)。
另外，如图6a及图6b所示，关于ADC(Analogue Digital Converter)输出值的扫描，可在触摸驱动信号为高(high)的区间与低(low)的区间各执行一次或多次。具体来讲，可在第一触摸驱动信号及所述第二触摸驱动信号分别为高(high)的区间与低(low)的区间至少获取一次ADC(Analogue Digital Converter)输出值。或者，根据另一实施例，也可以在包括高(high)区间与低(low)区间的预定区间只执行一次ADC(Analogue DigitalConverter)输出值的扫描。
在以下说明中将获取输出值的时间点称为'扫描点'。显示噪声中含有显示同步信号频率的基频成分及谐波成分，如图6a及图6b所示，在触摸驱动信号为高(high)的区间与低(low)的区间各进行一次扫描并将预定区间相加的情况下，能够将显示同步信号频率的基频成分及谐波成分噪声相抵消消除。所述预定区间可以是第一触摸驱动信号及所述第二触摸驱动信号的一个周期或其正整数倍的周期。
具体来讲，可以乘以在扫描点提取的ADC(Analogue Digital Converter)输出值和与其对应的触摸驱动信号的抽样系数后，将预定期间全部相加以去除噪声。并且，抽样系数在第一触摸驱动信号及/或第二触摸驱动信号为高(high)的区间是+1，在第一触摸驱动信号及/或第二触摸驱动信号为低(low)的区间可以是-1。作为参考，本发明中第二触摸驱动信号具有相比于第一触摸驱动信号反转180°的相位，因此第一触摸驱动信号的高(high，+1)区间变更为第二触摸驱动信号的低(low，-1)区间，第一触摸驱动信号的低(low，-1)区间可变更为第二触摸驱动信号的高(high，+1)区间。
例如，是基频成分的噪声的情况下，ADC(Analogue Digital Converter)输出值在每个扫描点输出-100，但代入以下数学式1将被施加第一触摸驱动信号的区间及被施加第二触摸驱动信号的区间全部相加则最终输出0。
[数学式1]
是1/2谐波噪声的情况下，ADC(Analogue Digital Converter)输出值为+100与-100交叉输出，而代入所述数学式1将被施加第一触摸驱动信号的区间及被施加第二触摸驱动信号的区间全部相加则最终输出0。
是1/4谐波噪声的情况下，可知ADC(Analogue Digital Converter)输出值为+200、+50、-200，-50交叉输出，而代入所述数学式1将被施加第一触摸驱动信号的区间及被施加第二触摸驱动信号的区间全部相加则最终输出0。
如上所述，乘以ADC(Analogue Digital Converter)输出值和与其对应的触摸驱动信号的抽样系数后，将预定期间全部相加即可去除噪声，本发明的预定期间可以是第一触摸驱动信号及第二触摸驱动信号重复一次的周期的N倍(N为1以上的自然数)。例如，如图6b所示，将第一触摸驱动信号被施加四次且相位与其相反的第二触摸驱动信号被施加四次的区间视为第一周期的情况下，可以将所述第一周期重复一次或重复多次的每个周期都相加以去除噪声。
以下，参考图7a至图7c与以下数学式2分析对应于图6a及图6b的触摸驱动信号的频率的成分。在以下分析中用其基频成分的信号代替矩形波进行分析。
如图7a所示，触摸驱动信号包括第一触摸驱动信号和相位与之相比反转180°的第二触摸驱动信号，可通过乘以图7b的(a)-1与(a)-2、乘以图7b的(b)-1与(b)-2并将相乘的结果相加以最终获得图7a的触摸驱动信号。
[数学式2]
Tx信号＝COS fTxt·COS fmodt+COS(fTxt+π)·COS(fmodt+π)
＝2 COS fTxt·COS fmodt＝COS(fTxt+fmod)t+COS(fTxt-fmod)t
其结果如图7b所示，可知触摸驱动信号以由驱动频率(ftx)及用于变更所述驱动频率的相位的相位反转频率(fmod)构成的有效频率驱动。具体来讲，有效频率＝驱动频率(ftx)±相位反转频率(fmod)这一式成立。即，可知将具有驱动频率(ftx)的信号以相位反转周期(1/fmod)反转相位的情况下，在频域中出现相当于ftx+fmod的频率成分与相当于ftx-fmod的频率成分，其结果，触摸驱动信号的有效频率变成不同于显示同步信号的频率及其谐波，因此从显示同步信号发生的噪声的影响大幅减小。
另外，以上说明了为了减小从显示同步信号发生的噪声的影响而变更相位施加触摸驱动信号的触摸传感器板驱动方式，以下说明有效频率中发生噪声的情况下通过利用虚拟扫描的跳频摆脱相应噪声的触摸传感器板驱动方式。具体来讲，根据本发明的实施例，将触摸驱动信号构成为与显示同步信号同步的频率信号的同时还能够通过变更fmod频率得到跳频效果，因此还能够克服与显示同步信号同步驱动的现有触摸传感器板驱动方法无法跳频的根本性限制。
图8为用于说明本发明的实施例的跳频过程的参照用流程图。
如图8所示，可在根据当前的有效频率驱动触摸传感器板的过程中，执行扫描当前的有效频率中的噪声等级的第一虚拟扫描(S810)。当前的有效频率＝当前的驱动频率±当前的相位反转频率。关于第一虚拟扫描，在一个实施例中，可通过在将当前的驱动频率以相当于当前的相位反转频率的周期相位反转的过程中读取噪声等级来执行。或者，根据另一实施例，可通过根据相当于当前的有效频率值(ftx+fmod，ftx-fmod)的频率读取噪声等级来执行。
经执行第一虚拟扫描，控制部13判断出有效频率中的噪声值为第一临界值以上的情况下(S820)，可以以新的有效频率执行第二虚拟扫描(S830)。关于第一临界值的信息可预先设定存储于存储器(未示出)。判断出噪声值小于第一临界值的情况下，在当前的有效频率下噪声等级在允许值内，因此可结束跳频算法。
可通过变更驱动频率或相位反转频率(fmod)中的一个获得新的有效频率。即，可以仅变更驱动频率，在每个当前的相位反转频率相位反转新的驱动频率执行第二虚拟扫描。或者，可以仅变更相位反转频率，在每个新的相位反转频率相位反转当前的驱动频率执行第二虚拟扫描。或者，也可以将驱动频率与相位反转频率全部变更执行第二虚拟扫描。并且，驱动频率变更数值与相位反转频率变更数值可预先设置存储于存储器(未示出)。
或者，也可以根据相当于新的有效频率值的频率执行第二虚拟扫描。即，可以利用并非相位反转扫描的一般扫描方式虚拟扫描反映有变更的驱动频率或变更的相位反转频率的最终有效频率。例如，在将相位反转频率(fmod)变更为f'mod以变更成新的有效频率ftx+f'mod及ftx-f'mod的实施例中，可根据相当于新的有效频率值(ftx+f'mod，ftx-f'mod)的频率执行第二虚拟扫描。或者，在将驱动频率(ftx)变更成f'tx以变更成新的有效频率f'tx+fmod及f'tx-fmod的实施例中，可根据相当于新的有效频率值(f'tx+fmod，f'tx-fmod)的频率执行第二虚拟扫描。
经执行第二虚拟扫描判断出噪声值小于第二临界值的情况下(S840)，由于在新的有效频率中噪声等级在允许值内，因此可以以新的有效频率执行跳频(S850)。即，判断出小于第二临界值的情况下，可以将该新的有效频率变更为驱动信号，通过变更的驱动信号驱动触摸传感器板。关于第二临界值的信息可预先设置存储于存储器(未示出)。判断出噪声值为第二临界值以上的情况下，该新的有效频率中噪声等级也是允许值以上，因此可再次以其他有效频率执行虚拟扫描重复上述S830至S840。
上述各实施例说明的特征、结构、效果等包含于本发明一个实施例中，但并非仅限定于一个实施例。进一步地，实施例所属领域的普通技术人员可以在其他实施例中组合或变形各实施例所例示的特征、结构、效果等进行实施。因此，关于这些组合与变形的内容应视为包含于本发明的范围。
并且，以上以实施例为中心进行了说明，但这些不过是举例说明而已，并非对本发明进行限定，本发明所属领域的普通技术人员在不超出本实施例的本质特性的范围内，还可以进行以上未例示的多种变形及应用。例如，实施例中具体出现的各构成要素可变形实施。并且，应该将有关这些变形与应用的差异视为包含于本发明的范围。
工业应用性
根据本发明的实施例，触摸感测时驱动信号的频带中存在噪声的情况下，能够最小化驱动信号的频率中的噪声。
Claims (13)
1.一种触摸传感器板驱动方法，是根据显示同步信号向触摸传感器板施加触摸驱动信号的触摸传感器板驱动方法，其中，
将所述触摸驱动信号同步于所述显示同步信号施加到所述触摸传感器板，
所述触摸驱动信号包括第一触摸驱动信号及相位相比于所述第一触摸驱动信号反转180°的第二触摸驱动信号,
在所述第一触摸驱动信号及所述第二触摸驱动信号为高(high)的区间和低(low)的区间各获取至少一次模数转换器ADC(Analogue Digital Converter)输出值,
将获取的所述输出值与抽样系数相乘的值相加预定期间以去除噪声。
2.根据权利要求1所述的触摸传感器板驱动方法，其中，
所述触摸驱动信号具有所述显示同步信号的频率的1/n倍或n倍的频率。
3.根据权利要求2所述的触摸传感器板驱动方法，其中，
以预定周期交替施加所述第一触摸驱动信号及所述第二触摸驱动信号。
4.根据权利要求1所述的触摸传感器板驱动方法，其中，
所述抽样系数在所述第一触摸驱动信号及所述第二触摸驱动信号为高(hi gh)的区间是1，在所述第一触摸驱动信号及所述第二触摸驱动信号为低(low)的区间是-1。
5.根据权利要求4所述的触摸传感器板驱动方法，其中，
所述预定期间是所述第一触摸驱动信号及所述第二触摸驱动信号重复一次的周期的N倍，N为1以上的自然数。
6.根据权利要求1所述的触摸传感器板驱动方法，其中，
所述触摸驱动信号以由驱动频率(ftx)及用于变更所述驱动频率的相位的相位反转频率(fmod)构成的有效频率驱动，
根据所述有效频率执行扫描噪声等级的虚拟扫描，根据执行的虚拟扫描结果执行跳频。
7.根据权利要求6所述的触摸传感器板驱动方法，其中，
所述有效频率对于所述驱动频率(ftx)及所述相位反转频率(fmod)满足下式，
有效频率＝驱动频率(ftx)±相位反转频率(fmod)，
所述执行跳频包括：
以当前的有效频率执行第一虚拟扫描的第一步骤；
执行所述第一虚拟扫描后获取的噪声值在第一临界值以上时，以新的有效频率执行第二虚拟扫描的第二步骤；以及
以所述新的有效频率执行所述第二虚拟扫描后获取的噪声值在第二临界值以下时，以所述新的有效频率执行跳频的第三步骤。
8.根据权利要求7所述的触摸传感器板驱动方法，在所述第一步骤中，
在每个所述相位反转频率(fmod)对所述驱动频率(ftx)进行相位反转并执行所述第一虚拟扫描。
9.根据权利要求7所述的触摸传感器板驱动方法，在所述第一步骤，
根据相当于所述当前的有效频率值的频率执行所述第一虚拟扫描。
10.根据权利要求7所述的触摸传感器板驱动方法，在所述第二步骤，
在每个所述相位反转频率(fmod)对新的驱动频率进行相位反转并执行所述第二虚拟扫描。
11.根据权利要求7所述的触摸传感器板驱动方法，在所述第二步骤，
在每个新的相位反转频率相位反转所述驱动频率(ftx)并执行所述第二虚拟扫描。
12.根据权利要求7所述的触摸传感器板驱动方法，在所述第二步骤，
根据相当于所述新的有效频率值的频率执行所述第二虚拟扫描。
13.一种触摸输入装置，其中，包括：
触摸传感器板；以及
控制部，在根据显示同步信号向所述触摸传感器板施加触摸驱动信号时，控制使得与所述显示同步信号同步地施加所述触摸驱动信号，
其中，所述触摸驱动信号包括第一触摸驱动信号及相位相比于所述第一触摸驱动信号反转180°的第二触摸驱动信号，
在所述第一触摸驱动信号及所述第二触摸驱动信号为高(high)的区间和低(low)的区间各获取至少一次模数转换器ADC(Analogue Digital Converter)输出值，
将获取的所述输出值与抽样系数相乘的值相加预定期间以去除噪声。
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