CN114077362A - 基于多通道感测触摸的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于感测触摸的装置包括：传感器阵列，包括多个传感器组，多个传感器组中的每一个包括彼此相邻的传感器；第一切换电路，被配置为根据第一控制信号将多个传感器组中的每一个连接到第一通道或第二通道；以及第二切换电路，被配置为根据第二控制信号选择第一通道和第二通道中的一个，其中，第一通道包括通过第一切换电路连接到包括在多个传感器组的第一传感器组中的相应传感器的第一信号线，以及第二通道包括通过第一切换电路共同连接到包括在第一传感器组中的传感器的第二信号线。

Description

基于多通道感测触摸的装置和方法
相关申请的交叉引用
本申请基于2020年8月13日向韩国知识产权局提交的第10-2020-0102056号韩国专利申请并要求其优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明的概念涉及触摸感测，更具体地，涉及用于基于多通道感测触摸的装置和方法。
背景技术
基于触摸接收用户输入的触摸系统被用于各种应用。例如，触摸系统可以包括显示面板上的传感器阵列，并且检测接近或接触传感器阵列的对象(例如，用户的身体或触笔)的坐标。触摸系统可被用作不仅在诸如信息亭的静止应用中而且在诸如移动电话的移动应用中接收用户输入的装置。因此，可以要求触摸系统不仅准确地检测触摸，而且还具有降低的成本，例如，降低的功耗和减小的面积。
发明内容
本发明构思的一个方面涉及用于触摸检测的信号处理，并且提供了被配置为执行模拟-数字转换的前端电路和包括该前端电路的触摸处理电路。
根据本发明构思的一个方面，提供了一种用于感测触摸的装置，所述装置包括：传感器阵列，包括多个传感器组，多个传感器组中的每一个包括彼此相邻的传感器；第一切换电路，被配置为根据第一控制信号将多个传感器组中的每一个连接到第一通道或第二通道；以及第二切换电路，被配置为根据第二控制信号选择第一通道和第二通道中的一个，其中，第一通道包括通过第一切换电路连接到包括在多个传感器组的第一传感器组中的相应传感器的第一信号线，以及第二通道包括通过第一切换电路共同连接到包括在第一传感器组中的传感器的第二信号线。
根据本发明构思的另一方面，提供了一种用于感测触摸的装置，所述装置包括：传感器阵列，传感器阵列包括多个传感器组，多个传感器组中的每一个包括彼此相邻的传感器；第一切换电路，连接到包括在多个传感器组中的每个传感器；第二切换电路，通过第一通道和第二通道连接到第一切换电路；模拟前端电路，被配置为基于从第二切换电路提供的信号生成感测信号；以及控制器，被配置为控制第一切换电路，使得多个传感器组中的每一个连接到第一通道或第二通道，并且控制第二切换电路选择第一通道和第二通道中的一个。
根据本发明构思的另一方面，提供了一种通过使用多个传感器组感测触摸的方法，所述多个传感器组中的每一个包括彼此相邻的传感器，所述方法包括：将多个传感器组中的每一个连接到第一通道或第二通道；选择第一通道和第二通道中的一个；从通过选择的通道接收的信号生成感测信号；以及基于感测信号识别触摸，其中，第一通道包括对应于包括在多个传感器组的传感器组中的相应传感器的信号线，以及第二通道包括共同对应于包括在传感器组中的传感器的信号线。
附图说明
结合附图进行的以下详细描述将更清楚地理解本发明构思的实施例，在附图中：
图1是根据本发明构思的示例实施例的触摸感测装置的框图；
图2A和图2B是示出根据本发明构思的示例实施例的第一切换电路的操作的框图；
图3是根据本发明构思的示例实施例的触摸感测装置的框图；
图4是根据本发明构思的示例实施例的第一切换电路的框图；
图5是根据本发明构思的示例实施例的第一切换电路的框图；
图6A和图6B是根据本发明构思的示例实施例的触摸感测装置的框图；
图7是根据本发明构思的示例实施例的触摸感测方法的流程图；
图8是根据本发明构思的示例实施例的访问传感器组的操作的时序图；
图9是示出根据本发明构思的示例性实施例的触摸感测装置和活动笔之间的通信的时序图；
图10是根据本发明构思的示例实施例的触摸感测方法的流程图；
图11示出根据本发明构思的示例实施例的触摸感测操作；
图12是根据本发明构思的示例实施例的触摸感测方法的流程图；
图13A和图13B是根据本发明构思的示例实施例的触摸感测装置的框图；以及
图14是根据本发明构思的示例实施例的系统的框图。
具体实施方式
图1是根据本发明构思的示例实施例的触摸感测装置10的框图。如图1所示，触摸感测装置10可以包括传感器阵列11、第一切换电路12、第二切换电路13、模拟前端(AFE)电路14、处理电路15和控制器16。如下所述，触摸感测装置10可以通过使用多通道来感测触摸，并且在本文中可以称为基于多通道的触摸感测装置。
触摸感测装置10可以检测对象对传感器阵列11的触摸。对象可以指示传感器阵列11可感测其触摸的任意目标。例如，对象可以指示用户身体的一部分(例如，手指)、用户佩戴或使用的物品(例如，手套或笔)、其位置响应于操作而改变的另一系统的组件等。触摸感测装置10可以用作被配置为在各种应用中接收来自外部的输入的组件。在一些示例实施例中，传感器阵列11可以布置在显示面板上，并且触摸感测装置10可以用于接收用户响应于通过显示面板提供给用户的显示屏幕图像而提供的输入。例如，触摸感测装置10可以用作诸如信息亭的静止电子系统、诸如移动电话的移动电子系统或诸如汽车的车辆装置的组件。在一些示例性实施例中，传感器阵列11可以独立于显示面板布置，例如触摸板、手写板(pen tablet)、智能板等。在此，触摸不仅可以指示与传感器阵列11的接触，而且通常还指示与传感器阵列11的接近。
传感器阵列11可以包括布置在触摸区域中的多个传感器，以不仅检测是否发生了触摸，而且检测发生了触摸的位置。例如，传感器阵列11可以包括每一个的电容响应于触摸而变化的多个电容传感器、和/或每一个的电阻响应于触摸而变化的多个电阻传感器。传感器也可以称为传感器电极。在传感器阵列11中，多个传感器可以布置在一系列行与一系列列相交的点处，并且可以通过多个传感器线SL连接到第一切换电路12。在此，两个组件之间的连接可以指示组件通过导电材料彼此接触或电连接。
在一些示例实施例中，传感器阵列11可以包括多个传感器组，每个传感器组包括彼此相邻的传感器，如传感器组SG。例如，如图1所示，传感器阵列11可以包括传感器组SG，传感器组SG包括彼此相邻的3x3传感器，包括传感器TS。如下所述，包括在传感器组SG中的3x3传感器可以同时被访问，并且可以由第一切换电路12共同连接到包括在第二通道CH2中的信号线。另外，包括在传感器组SG中的3x3传感器可以通过第一切换电路12分别连接到包括在第一通道CH1中的9个信号线。下文中，将参考包括如图1所示的3x3传感器的传感器组SG来描述本发明构思的示例实施例，但是可以使用包括不同于该传感器组SG的传感器数量和/或不同于该传感器组SG的传感器排列的传感器的传感器组。
第一切换电路12可以分别通过多个传感器线SL连接到传感器阵列11，例如传感器阵列11中包括的多个传感器，并且可以从控制器16接收第一控制信号CTR1。第一切换电路12可以基于第一控制信号CTR1将多个传感器线SL中的每一个连接到第一通道CH1或第二通道CH2。也就是说，第一切换电路12可以基于第一控制信号CTR1将传感器阵列11中包括的多个传感器中的每一个连接到第一通道CH1或第二通道CH2。
第一通道CH1和第二通道CH2中的每一个可以包括多个信号线。例如，第一通道CH1可以包括通过第一切换电路12分别连接到传感器组SG中包括的3x3传感器的9个信号线，第二通道CH2可以包括通过第一切换电路12共同连接到传感器组SG中包括的3x3传感器的信号线。因此，包括在传感器组SG中的每个3x3传感器可以通过第一通道CH1独立地感测触摸，并且包括在传感器组SG中的3x3传感器可以通过第二通道CH2共同感测触摸。下面将参照图2A和图2B描述第一切换电路12的操作。
第二切换电路13可以通过第一通道CH1和第二通道CH2连接到第一切换电路12，并从控制器16接收第二控制信号CTR2。第二切换电路13可以基于第二控制信号CTR2选择第一通道CH1和第二通道CH2中的一个，并将选择的通道CH提供给AFE电路14。例如，第二控制信号CTR2可以指示感测模式，并且第二切换电路13可以根据感测模式选择第一通道CH1和第二通道CH2中的一个。
AFE电路14可以通过选择的通道CH连接到第二切换电路13，生成感测信号SEN，并将感测信号SEN提供给处理电路15。AFE电路14可以通过第二切换电路13和第一切换电路12向传感器阵列11提供用于感测触摸的信号，并且从传感器阵列11接收由触摸修改的信号。AFE电路14可以包括与包括在选择的通道CH中的信号线的数量相对应的多个单元电路，并且通过同时处理通过选择的通道CH接收的信号来生成感测信号SEN。例如，AFE电路14可以同时处理从包括在感兴趣区域中的传感器接收的信号。在一些示例实施例中，触摸感测装置10可以如下面参照图9所述与活动笔通信，并且AFE电路14可以生成用于与活动笔通信的信号(例如信标信号)，并通过选择的通道CH输出信标信号。
处理电路15可以从AFE电路14接收感测信号SEN并生成触摸信号TCH。在一些示例实施例中，处理电路15可以处理感测信号SEN以识别传感器阵列11中已感测到触摸的传感器的位置，例如触摸的坐标，并且生成包括触摸的坐标的触摸信号TCH。另外，在一些示例性实施例中，处理电路15可以处理感测信号SEN以识别由传感器阵列11感测的触摸强度并生成包括触摸强度的触摸信号TCH。另外，在一些示例实施例中，处理电路15可以处理感测信号SEN以识别从活动笔接收的信息并生成包括识别的信息的触摸信号TCH。在一些示例实施例中，处理电路15或AFE电路14可以包括模数转换器(ADC)。
处理电路15可以生成地址信号ADR和模式信号MD，并将地址信号ADR和模式信号MD提供给控制器16。地址信号ADR可以具有用于访问包括在传感器阵列11中的多个传感器组中的至少一个的值。在一些示例实施例中，处理电路15可以生成具有用于访问至少一个传感器组的值的地址信号ADR，以感测对至少一个传感器组的触摸。另外，模式信号MD可以指示多个感测模式中的一个，并且处理电路15可以生成模式信号MD以设置感测模式。下面将参照图10描述被配置为生成地址信号ADR和模式信号MD的处理电路15的操作。在一些示例实施例中，处理电路15可以包括由逻辑合成设计的逻辑电路和/或被配置为执行一系列指令的至少一个处理器。
控制器16可以从处理电路15接收地址信号ADR和模式信号MD，并生成第一控制信号CTR1和第二控制信号CTR2。例如，控制器16可以解码地址信号ADR，并且生成第一控制信号CTR1以访问与地址信号ADR相对应的至少一个传感器组。另外，控制器16可以基于由模式信号MD指示的感测模式生成第二控制信号CTR2。
如图1所示，通过使用布置有多个传感器的传感器阵列11来感测触摸可以被称为点传感器方案。与点传感器方案不同，线传感器方案可以使用这样的结构，其中在水平方向上延伸的一系列传感器与在垂直方向上延伸的一系列传感器相交。当布置传感器阵列11的触摸面板的尺寸增大并且其厚度减小时，寄生组件对线传感器方案的传感器的影响会增大，并且相应地，线传感器方案可以适用于相对较小的触摸面板。与线传感器方案不同，点传感器方案可以适合于相对较大的触摸面板，但是由于传感器的量大，用于有效地访问传感器和快速检测触摸的结构可能是重要的。
如上所述，可以以传感器组为单位访问传感器阵列11中的多个传感器，因此，用于访问多个传感器的信号线的数量可以减少，从而通过减少或消除对应信号线的布线(routing)拥塞而容易地实现大面积的触摸面板。另外，通过根据感测模式以包括在传感器组SG中的3x3传感器(和附加相邻传感器)为单位感测触摸，可以快速检测宽触摸面板上的触摸的位置。
图2A和图2B是示出根据本发明构思的示例实施例的第一切换电路22的操作的框图。如上文参照图1所述，图2A和图2B的第一切换电路22可以基于第一控制信号CTR1将传感器阵列21中的传感器连接到第一通道CH1或第二通道CH2。
参照图2A，响应于第一控制信号CTR1，触摸感测装置20a中的第一切换电路22可以将第一传感器组SG1中的3x3传感器分别连接到包括在第一通道CH1中的9个信号线CH1[9:1]。另外，响应于第一控制信号CTR1，第一切换电路22可以将第k传感器组SGk中的3x3传感器分别连接到包括在第一通道CH1中的9个信号线CH1[9:1]。如图2A所示，在传感器阵列21中，第一传感器组SG1可以不与第k传感器组SGk相邻，也就是说，至少一个传感器组可以在第一传感器组SG1和第k传感器组SGk之间。在此，如第一传感器组SG1和第k传感器组SGk，分别包括响应于第一控制信号CTR1而彼此连接的传感器的传感器组可以被称为具有相同的地址。也就是说，图1的处理电路15可以通过地址信号ADR同时访问包括在传感器阵列21中的多个传感器组中具有相同地址的传感器组。下面将参照图3描述具有相同地址的传感器组的排列的示例。
参照图2B，响应于第一控制信号CTR1，触摸感测装置20b中的第一切换电路22可以将第一传感器组SG1中的3x3传感器共同连接到包括在第二通道CH2中的一个信号线CH2[1]。另外，响应于第一控制信号CTR1，第一切换电路22可以将第二传感器组SG2中的3x3传感器共同连接到包括在第二通道CH2中的一个信号线CH2[1]。如图2B所示，第一传感器组SG1可以与第二传感器组SG2相邻。因此，在传感器阵列21中，包括在彼此相邻的第一传感器组SG1和第二传感器组SG2中的6x3传感器可以作为单个大传感器工作。在此，如图2B的第一传感器组SG1和第二传感器组SG2，包括响应于第一控制信号CTR1而共同连接的所有传感器的传感器组可以被称为传感器组的组或传感器部分。下面将参照图3描述传感器部分的排列的示例。
图3是根据本发明构思的示例实施例的触摸感测装置30的框图。特别地，图3的框图示出了包括触摸感测装置30，触摸感测装置30包括传感器阵列31，传感器阵列31包括54x72个传感器。另外，如上参照图1所述，传感器阵列31可以包括多个传感器组，并且多个传感器组中的每一个可以包括3x3个传感器，如图3所示。因此，传感器阵列31可以包括沿第1列C1至第18列C18和第1行R1至第24行R24排列的18x24个传感器组。如图3所示，触摸感测装置30可以包括传感器阵列31和第一切换电路32，并且传感器阵列31可以通过54x72个传感器线SL连接到第一切换电路32。
在一些示例实施例中，在一列中传感器组可以分别具有不同的地址。例如，如图3所示，第1列C1至第18列C18中的每一个可以包括分别具有地址1到24的24个传感器组。因此，当包括在一列中的24个传感器组通过第一切换电路32连接到第一通道CH1时，包括在24个传感器组中的所有传感器(例如216个传感器)可以分别连接到包括在第一通道CH1中的216个信号线CH1[216:1]，并且触摸感测可以由216个传感器同时执行。
在传感器阵列31中具有相同地址的传感器组可以彼此不相邻。例如，如图3所示，当从第1列C1至第18列C18逐列移动时，传感器组的地址可以移位4。因此，在包括彼此相邻的传感器组的区域中，所有传感器组可以具有不同的地址。例如，如图3所示，包括在与4x4传感器组的大小相对应的感兴趣区域ROI中的所有传感器组可以分别具有不同的地址。因此，当包括在感兴趣区域ROI中的4x4传感器组连接到第一通道CH1时，4x4传感器组可以同时执行触摸感测。在一些示例实施例中，地址可以映射到不同于图3所示的传感器组，并且感兴趣区域ROI还可以包括来自4x4传感器组的不同数量和/或排列的传感器。
在一些示例实施例中，传感器部分可以包括彼此相邻的两个或多个传感器组。例如，传感器部分可以包括如图3中用阴影标识的2x2传感器组。因此，当包括在一个传感器部分中的2x2传感器组通过第一切换电路32连接到第二通道CH2时，包括在所述2x2传感器组中的所有传感器(例如36个传感器)可以共同连接到包括在第二通道CH2中的一个信号线。传感器阵列31可以包括9x12个传感器部分，第二通道CH2可以包括分别连接到9x12个传感器部分的108个信号线CH2[108:1]，因此，触摸感测可以由108个传感器部分同时执行。
在图3的触摸感测装置30中，包括在第一通道CH1中的信号线的数量(例如，216)可以大于包括在第二通道CH2中的信号线的数量(例如，108)，因此，第二切换电路和AFE电路可以通过包括少216个信号线的选择的通道CH彼此连接。另外，AFE电路可以包括至少216个单元电路。在下文中，将参照图3的传感器阵列31来描述本发明构思的示例性实施例，但是本发明构思的示例性实施例也可以应用于具有不同于图3的传感器阵列31的传感器组配置、传感器部分配置以及地址映射的传感器阵列。
图4是根据本发明构思的示例实施例的第一切换电路40的框图。具体地，图4的框图示出了作为图3的第一切换电路32的示例的第一切换电路40。如上参照图3所述，图4的第一切换电路40可以基于第一控制信号CTR1将多个传感器线SL连接到第一通道CH1或第二通道CH2。下面，将参照图3来描述图4。
参照图4，第一切换电路40可以包括分别对应于传感器阵列31中的多个传感器组的多个切换单元。图3的传感器阵列31可以包括18x24个传感器组，因此，第一切换电路40也可以包括18x24个切换单元。18x24个切换单元中每一个可以通过9个传感器线连接到一个传感器组中的3x3传感器。例如，第一切换单元SW1可以通过9个传感器线SL[9:1]连接到位于图3的传感器阵列31的第1列C1和第1行R1上的传感器组中的3x3传感器。另外，第二切换单元SW2可以通过9个传感器线SL[18:10]连接到位于图3的传感器阵列31的第1列C1和第2行R2上的传感器组中的3x3传感器。
切换单元可以根据对应于切换单元的传感器组的地址连接到第一通道CH1的9个信号线。例如，第一切换单元SW1可以对应于具有地址1的传感器组，因此，如图4所示，第一切换单元SW1可以连接到第一通道CH1的9个信号线CH1[9:1]。另外，第97切换单元SW97也可以对应于具有地址1的传感器组，并且可以连接到第一通道CH1的9个信号线CH1[9:1]。
与包括在同一传感器部分中的传感器组相对应的切换单元可以共同连接到第二通道CH2的一个信号线。例如，如图4所示，对应于包括在一个传感器部分中的2x2传感器组的第一切换单元SW1、第二切换单元SW2、第25切换单元SW25和第26切换单元SW26可以共同连接到包括在第二通道CH2中的信号线CH2[1]。类似地，与包括在一个传感器部分中的2x2传感器组相对应的第49切换单元SW49、第50切换单元SW50、第73切换单元SW73和第74切换单元SW74可以共同连接到包括在第二通道CH2中的信号线CH2[13]。
每个切换单元可以由第一控制信号CTR1控制，并且根据第一控制信号CTR1，9个传感器线可以分别连接到包括在第一通道CH1中的9个信号线或共同连接到包括在第二通道CH2中的一个信号线。下面将参照图6A和图6B描述切换单元的示例。
图5是根据本发明构思的示例实施例的第一切换电路50的框图。具体地，图5的框图示出了作为图3的第一切换电路32的示例的第一切换电路50。为了便于说明，在图5中未示出多个传感器线SL、第一通道CH1和第二通道CH2。下面，将结合参照图3来描述图5。
参照图5，第一切换电路50可以包括18x24个切换单元，例如，第1至第432切换单元SW1至SW432，分别对应于包括在图3的传感器阵列31中的18x24个传感器组，如上文参照图4所述。在一些示例实施例中，第一切换电路50中的第1至第432切换单元SW1至SW432可以由行选择信号和列选择信号控制。例如，如图5所示，第一控制信号CTR1可以包括24位行选择信号ROW[24:1]和18位列选择信号COL[18:1]。因此，用于控制第1至第432切换单元SW1至SW432的信号线的数量可以减少(24+18<432)，并且触摸面板的一侧或两侧布设相应信号线所需的面积可能会减少。
如图5所示，第1至第432切换单元SW1至SW432可以对应于18列和24行，如传感器阵列31中的18x24个传感器组。对应于一行的切换单元可以共同接收行选择信号的一位，对应于一列的切换单元可以共同接收列选择信号的一位。例如，第一切换单元SW1、第25切换单元SW25和第409切换单元SW409可以共同接收行选择信号的第一位行ROW[1]，第二切换单元SW2、第26切换单元SW26和第410切换单元SW410可以共同接收行选择信号的第二位ROW[2]，以及第24切换单元SW24，第48切换单元SW48和第432切换单元SW432可以共同接收行选择信号的第24位ROW[24]。另外，第1至第24切换单元SW1至SW24可以共同接收列选择信号的第1位COL[1]，第25至第48切换单元SW25至SW48可以共同接收列选择信号的第2位COL[2]，第409至432切换单元SW409至SW432可以共同接收列选择信号的第18位COL[18]。在一些示例实施例中，第1至第432切换单元SW1至SW432中的每一个可以响应于行选择信号的激活位和列选择信号的激活位将9个传感器线分别连接到包括在第一通道CH1中的9个信号线，并且响应于行选择信号的去激活位或列选择信号的去激活位，将9个传感器线共同连接到包括在第二通道CH2中的一个信号线，如下面参照图6B所述。
图6A和图6B是根据本发明构思的示例实施例的触摸感测装置的框图。特别地，图6A和图6B的框图示出了在分别包括不同结构的第一切换电路61a和61b的触摸感测装置60a和60b中对应于一个传感器TS的部分。尽管图6A和图6B示出晶体管中的每一个是p沟道场效应晶体管(PFET)，但是图6A和图6B的至少一个晶体管可以是n沟道场效应晶体管(NFET)。在图6A和图6B中，第一控制信号CTR1和第二控制信号CTR2可以是活动低(active low)信号，并且相应地，第一控制信号CTR1和第二控制信号CTR2可以用低电平激活并且用高电平去激活。在下文中，将省略图6A和图6B的重复描述。
参照图6A，触摸感测装置60a可以包括第一切换电路61a、第二切换电路62a和AFE电路63a。第一切换电路61a可以包括连接到传感器TS的第三PFET P3a和第四PFET P4a，并且一个切换单元可以包括9个PFET对，每个PFET对包括两个PFET，如第三PFET P3a和第四PFET P4a。如图6A所示，第三PFET P3a可以由第一控制信号CTR1的一位CTR1[m](1≤m≤432)控制，并连接到包括在第一通道CH1中的一个信号线CH1[k](1≤k≤216)。另外，第四PFET P4a可以由第一控制信号CTR1的一个反相位/CTR1[m]控制，并且连接到包括在第二通道CH2中的一个信号线CH2[l](1≤l≤108)。因此，第一切换电路61a可以响应于第一控制信号CTR1的激活位CTR1[m](例如，具有低电平)将传感器TS连接到第一通道CH1的信号线CH1[k]，以及响应于第一控制信号CTR1的去激活位CTR1[m](例如，具有高电平)将传感器TS连接到第二通道CH2的信号线CH2[l]。
第二切换电路62a可以包括第一PFET P1a和第二PFET P2a，第一PFET P1a和第二PFET P2a连接到包括在选择的通道CH中的一个信号线CH[n](1≤n≤216)，并且第二切换电路62a可以包括对应于包括在第一通道CH1中的信号线的数量的216个PFET对，每个PFET对包括两个PFET，如第一PFET P1a和第二PFET P2a。如图6A所示，第一PFET P1a可以由第二控制信号CTR2的一位CTR2[n]控制，并连接到包括在第一通道CH1中的一个信号线CH1[k]。另外，第二PFET P2a可以由第二控制信号CTR2的反相位/CTR2[n]控制，并且连接到包括在第二通道CH2中的一个信号线CH2[l]。因此，第二切换电路62a可以响应于第二控制信号CTR2的激活位CTR2[n](例如，具有低电平)选择第一通道CH1的信号线CH1[k]，并且响应于第二控制信号CTR2的去激活位CTR2[l](例如，具有高电平)选择第二通道CH2的信号线CH2[l]。
AFE电路63a可以包括连接到包括在选择的通道CH中的一个信号线CH[n]的发送电路TXn和接收电路RXn。AFE电路63a可以包括与包括在选择的通道CH中的信号线的数量相对应的216个电路，每个电路包括发送电路和接收电路，如发送电路TXn和接收电路RXn。
参照图6B，触摸感测装置60b可以包括第一切换电路61b、第二切换电路62b和AFE电路63b，并且如上参照图5所述，第一控制信号CTR1可以包括列选择信号COL和行选择信号ROW。第一切换电路61b可以包括连接到传感器TS的第三PFET P3b和第四PFET P4b，并且包括连接到第三PFET P3b的第五PFET P5b和第六PFET P6b。第一切换电路61b中包括的一个切换单元可以包括9个副本，每个都包括第三PFET P3b到第六PFET P6b。如图6B所示，第三PFET P3b可以由列选择信号COL的一位COL[y](1≤y≤18)控制，并连接到第五PFET P5b和第六PFET P6b。此外，第四PFET P4b可以由列选择信号COL的反相位/COL[y]控制，并连接到第二通道CH2的一个信号线CH2[l]。第五PFET P5b可以由行选择信号ROW的一位ROW[x](1≤x≤24)控制，并连接到包括在第一通道CH1中的一个信号线CH1[k]。另外，第六PFET P6b可以由行选择信号ROW的反相位/ROW[x]控制，并且连接到包括在第二通道CH2中的一个信号线CH2[l]。因此，第一切换电路61b可以响应于列选择信号COL的激活位COL[y](例如，具有低电平)和行选择信号ROW的激活位ROW[x](例如，具有低电平)，将传感器TS连接到第一通道CH1的信号线CH1[k]，以及响应于列选择信号COL的去激活位COL[y](例如，具有高电平)或行选择信号ROW的去激活位ROW[x](例如，具有低电平)，将传感器TS连接到第二通道CH2的信号线CH2[l]。
类似于图6A的第二切换电路62a，第二切换电路62b可以包括第一PFET P1b和第二PFET P2b。此外，类似于图6A的AFE电路63a，AFE电路63b可以包括发送电路TXn和接收电路RXn。
图7是根据本发明构思的示例实施例的触摸感测方法的流程图。如图7所示，触摸感测方法可以包括多个操作S20、S40、S60和S80。在一些示例实施例中，图7的方法可以由图1的触摸感测装置10执行，并且在此可以被称为基于多通道的触摸感测方法。下面，将结合参照图1来描述图7。
在操作S20中，传感器组可以连接到第一通道CH1或第二通道CH2。例如，第一切换电路12可以基于从控制器16提供的第一控制信号CTR1将传感器阵列11中包括的多个传感器组中的每一个连接到第一通道CH1或第二通道CH2。为此，第一切换电路12可以包括由第一控制信号CTR1控制的多个切换单元，如上文参照图4和图5所述，以及多个切换单元可以分别对应于传感器阵列11的多个传感器组。在一些示例实施例中，控制器16可以基于从处理电路15提供的地址信号ADR生成第一控制信号CTR1，并且下面将参照图8描述根据地址信号ADR将传感器组连接到第一通道CH1或第二通道CH2的操作的示例。
在操作S40中，可以选择第一通道CH1和第二通道CH2中的一个。例如，第二切换电路13可以基于从控制器16提供的第二控制信号CTR2选择到第一切换电路12的第一通道CH1和第二通道CH2中的一个。第二切换电路13可以向AFE电路14提供选择的通道CH。在一些示例实施例中，控制器16可以基于从处理电路15提供的模式信号MD生成第二控制信号CTR2，并且相应地，可以根据感测模式选择第一通道CH1和第二通道CH2中的一个。下面将参照图12描述操作S20和S40的示例。
在操作S60中，可以生成感测信号SEN。例如，AFE电路14可以通过第二切换电路13选择的通道CH通过发送和接收信号来生成感测信号SEN。AFE电路14可以在从与选择的通道CH相对应的至少一个传感器感测到触摸时和没有感测到触摸时的每一个生成不同的感测信号SEN。
在操作S80中，可以识别触摸。例如，处理电路15可以基于从AFE电路14提供的感测信号SEN来识别传感器阵列11上是否发生了触摸、触摸的坐标、触摸的强度等，并生成包括关于识别的触摸的信息的触摸信号TCH。为此，处理电路15可以生成地址信号ADR和/或模式信号MD，并通过地址信号ADR和/或模式信号MD访问包括在传感器阵列11中的多个传感器组中的至少一个。下面将参照图10描述操作S80的示例。
图8是根据本发明构思的示例实施例的访问传感器组的操作的时序图。在一些示例实施例中，与图8的时序图相对应的操作可以由图1的触摸感测装置10执行。在图8的描述中，假设图1的传感器阵列11是图3的传感器阵列31，假设图1的第一切换电路12是图5的第一切换电路50，并且将结合图1和图3来描述图8。
参照图8，处理电路15可以访问传感器阵列11的列单元中的传感器组。例如，如图8所示，在时间t81，处理电路15可以生成对应于第一列C1的地址信号ADR。控制器16可以响应于与第一列C1相对应的地址信号ADR，激活列选择信号COL的第一位COL[1]，并激活行选择信号ROW的所有位ROW[24:1]。因此，第一切换电路12可以将包括在第一列C1中的传感器组连接到第一通道CH1，并将包括在第2列C2到第18列C18中的传感器组连接到第二通道CH2。
类似地，在时间t82，处理电路15可以生成与第二列C2相对应的地址信号ADR，并且控制器16可以响应于与第二列C2相对应的地址信号ADR激活列选择信号COL的第二位COL[2]，并且激活行选择信号ROW的所有位ROW[24:1]。另外，在时间t84，处理电路15可以生成与最后一列(即第18列C18)相对应的地址信号ADR，并且控制器16可以激活列选择信号COL的第18位COL[18]，并且激活行选择信号ROW的所有位ROW[24:1]。
如图8所示，当访问列单元中的传感器组时，处理电路15可以控制控制器16输出激活的(例如，具有低电平的)第二控制信号CTR2。第二切换电路13可以响应于激活的第二控制信号CTR2来选择第一通道CH1。如上参照图3所述，包括在一列中的传感器组可以分别具有不同的地址，并且包括在对应传感器组中的传感器可以分别连接到包括在第一通道CH1中的信号线。因此，可以由包括在一列中的传感器组同时执行触摸感测。
在一些示例实施例中，当从选择的列感测到触摸时，还可以向与选择的列相邻的列提供用于触摸感测的信号。例如，当在时间t82和时间t83之间感测到对第二列C2的触摸时，与提供给第二列C2的信号的相同信号也可以提供给第一列C1和第三列C3。因此，可以移除或减小在选择的列和相邻列之间形成的电容的影响，并且相邻列可以起到主动屏蔽(active shield)的作用。
在一些示例实施例中，触摸感测装置10可以被设置为如图8所示的通过使用传感器组来感测触摸的第一操作模式、或者如下文参照图10至图12所述的通过在粗略感测模式和精细感测模式之间切换来感测触摸的第二操作模式。例如，可以将触摸感测装置10设置为用于感测活动笔的触摸的第二操作模式，如下所述。在一些示例实施例中，触摸感测装置10可以周期性地尝试检测活动笔，并且当检测到活动笔时，触摸感测装置10可以从第一操作模式切换到第二操作模式。另外，在一些示例实施例中，触摸感测装置10可以从外部接收指示使用活动笔的信号，并且基于接收的信号从第一操作模式切换到第二操作模式。
图9是示出根据本发明构思的示例实施例的触摸感测装置和活动笔之间的通信的时序图。特别地，图9的时序图是用于活动笔的协议的示例，并且指示基于通用触笔联盟(universal stylus initiative，USI)笔协议的通信。在下文中，将主要参考USI笔协议来描述本发明构思的示例实施例，但是本发明构思的示例实施例也可以应用于其他协议，例如，Microsoft笔协议(MPP)。以下，将结合参照图1来描述图9。
在一些示例实施例中，图1的传感器阵列11可以与活动笔通信。与被配置为向触摸感测装置10提供触摸的普通触笔不同，活动笔可以从触摸感测装置10接收信息，并向触摸感测装置10提供不同于触摸的附加信息。为此，活动笔可以包括各种组件，例如，输入按钮、收发器、逻辑电路和存储器。从触摸感测装置10提供给活动笔的信号可以被称为上行链路信号，并且从活动笔提供给触摸感测装置10的信号可以被称为下行链路信号。
参照图9，触摸感测装置10和活动笔可以以封包为单位进行通信，并且封包可以包括上行链路时段和下行链路时段。触摸感测装置10可以向活动笔发送信标信号，并且信标信号可以包括各种信息，例如，下行链路频率和活动笔配置信息。活动笔通常可以接收信标信号，然后向触摸感测装置10发送ACK信号，并从信标信号中提取信息。活动笔可以基于提取的信息向触摸感测装置10发送下行链路信号。触摸感测装置10可以从活动笔接收ACK信号，然后从活动笔接收下行链路信号。
如图9所示，上行链路时段(例如，在其期间发送信标信号的时段)可以是1.023毫秒(ms)，下行链路时段可以包括N个时隙TS1至TSN，并且一个时隙的时段可以是0.25ms。因此，可能需要触摸感测装置10高速感测活动笔。另外，可能需要高信噪比(SNR)来感测在活动笔和传感器阵列11之间形成的小电容，并且高SNR可能需要重复感测。另外，对于时间复用扫描，从活动笔接收的信号可能丢失。结果，可能需要对特定区域同时感测来感测活动笔。
在一些示例实施例中，当触摸感测装置10向活动笔发送上行链路信号(例如信标信号)，然后第一次从活动笔接收信号时，触摸感测装置10可以使用包括彼此相邻的多个传感器组的传感器部分来检测活动笔的位置。因此，触摸感测装置10可以通过传感器部分接收下行链路信号，同时检测活动笔的接近位置，并且通过在检测到的位置使用多个传感器组(例如，包括在感兴趣区域中的传感器组)来识别活动笔的坐标。触摸感测装置10可以支持使用传感器部分的粗略感测模式和使用包括在感兴趣区域中的传感器组的精细感测模式，并且下面将参照图10至图12描述根据粗略感测模式和精细感测模式的触摸感测装置10的操作的示例。
图10是根据本发明构思的示例实施例的触摸感测方法的流程图。具体地，图10的流程图示出了图7的操作S80的示例。如上参照图7所述，在图10的操作S80′中，可以基于感测信号SEN来识别触摸。如图10所示，操作S80′可以包括多个操作S81到S89。在一些示例实施例中，操作S80′可以由图1的处理电路15执行，并且在下文中，将结合参照图1来描述图10。
参照图10，在操作S81中，可以确定是否发生了触摸。例如，处理电路15可以基于从AFE电路14提供的感测信号SEN来确定是否发生了触摸。如图10所示，当没有发生触摸时，可以接着执行操作S82，否则当发生触摸时，可以接着执行操作S84。
当没有发生接触时，可以在操作S82中确定是否逝去特定时间。例如，处理电路15可以确定没有发生接触的时间段是否超过预定义的参考时间段、或者可选地，期望的参考时间段。如图10所示，当没有发生接触的时间段超过预定义的参考时间段、或者可选地，期望的参考时间段时，可以在操作S83中设置粗略感测模式，否则当没有发生接触的时间段不超过预定义的参考时间段、或者可选地，期望的参考时间段时，操作S80'可以结束。在一些示例实施例中，处理电路15可以向控制器16提供指示粗略感测模式的模式信号MD。
当发生了触摸时，可以在操作S84中确定是否设置了粗略感测模式。如图10所示，当设置了粗略感测模式时，可以接着执行操作S85和S86；否则，当没有设置粗略感测模式时，例如，当设置了精细感测模式时，可以接着执行操作S89。
当在操作S84中确定设置了粗略感测模式时，在操作S85中可以在整个传感器阵列11中识别触摸坐标。如上参照图9所述，可以通过使用包括彼此相邻的传感器组的传感器部分来感测粗略感测模式下的触摸。处理电路15可以基于通过使用包括在传感器阵列11中的9x12传感器部分生成的感测信号SEN，来识别整个传感器阵列11中的触摸坐标。识别的触摸坐标可以具有9x12的分辨率，并指示触摸的大致位置。在操作S86中，可以设置精细感测模式。例如，当在粗略感测模式下感测到触摸时，处理电路15可以将感测模式切换到精细感测模式。在一些示例实施例中，处理电路15可以向控制器16提供指示精细感测模式的模式信号MD。
当在操作S84中确定设置了精细感测模式时，可以在操作S89中从感兴趣区域识别触摸坐标。如上参照图9所述，可以通过使用传感器组来感测精细感测模式下的触摸。感兴趣区域可以包括分别对应于如上参照图3所述的不同地址的12x12个传感器，并且处理电路15可以通过使用彼此相邻的12x12个传感器生成的感测信号SEN从感兴趣区域识别触摸坐标。识别的触摸坐标可以具有12x12的分辨率，并且处理电路15可以基于感兴趣区域的坐标最终识别具有54x72的分辨率的触摸坐标。
在操作S87中，可以识别感兴趣区域。例如，处理电路15可以基于在粗略感测模式下识别的触摸坐标(例如，在操作S84中识别的触摸坐标)识别感兴趣区域，或者基于在精细感测模式下识别的触摸坐标(例如，在操作S89中识别的触摸坐标)识别感兴趣区域。在一些示例实施例中，处理电路15可以将感兴趣区域识别为围绕识别的触摸坐标的径向区域(radial region)。
在操作S88中，可以生成与感兴趣区域相对应的地址信号ADR。例如，处理电路15可以生成用于访问12x12个传感器的地址信号ADR，以通过使用包括在感兴趣区域中的12x12个传感器来感测触摸。控制器16可以基于地址信号ADR生成第一控制信号CTR1，并且相应地，包括在感兴趣区域中的12x12个传感器可以通过第一切换电路12连接到AFE电路14。
图11示出根据本发明构思的示例实施例的触摸感测操作。具体地，图11的左侧示出了在粗略感测模式下感测触摸的操作，图11的右侧示出了在精细感测模式下感测触摸的操作。以下，将结合参照图1来描述图11。
参照图11的左侧，可以通过在粗略感测模式下使用包括在传感器阵列11中的多个传感器部分来感测触摸。当触摸部分包括如上文参照图3所述的彼此相邻的2x2个传感器组时，传感器阵列110可以包括如图11所示的9x12个传感器部分。在粗略感测模式下，可以通过使用9x12个传感器部分感测活动笔AP的触摸，并且触摸的坐标可以具有9x12的分辨率。例如，如图11所示，可以从第30传感器部分感测活动笔AP的触摸。
在一些示例实施例中，可以基于活动笔AP的最大速度和感测频率来确定感兴趣区域ROI。也就是说，可以基于用户可以移动活动笔AP的最大速度来定义感兴趣区域ROI。例如，当用户可以移动活动笔AP的最大速度为10m/s时，在240hz的感测频率下活动笔AP的最大移动距离可以约为42mm(0.042≈10/240)。因此，感兴趣区域ROI可以被定义为具有42mm或更大的左右长度，并且当一个传感器具有4mm的左右长度时，感兴趣区域ROI可被定义为包括12x12个传感器(或4x4个传感器组)(4mm×12＝48mm)。因此，即使用户以11.5m/s的速度移动活动笔AP，触摸感测装置10也可以跟踪活动笔AP。
在粗略感测模式下，当感测到活动笔AP的触摸时，可以识别感测到该触摸的传感器部分周围的径向感兴趣区域ROI。例如，如图11的左侧所示，当从第30传感器部分感测到活动笔AP的触摸时，感兴趣区域ROI可以被识别为包括第30传感器部分的相邻传感器部分的部分的区域。具体地，参照图11的右侧，感兴趣区域ROI可以包括在第30传感器部分中包括的四个传感器组，例如，分别具有地址11、12、7和8的四个传感器组，并且还可以包括与四个传感器组相邻的10个传感器组。
参照图11的右侧，在精细感测模式下，可以通过使用包括在感兴趣区域ROI中的4x4个传感器组来感测活动笔AP的触摸。如上参照图3所述，可以将地址映射到多个传感器组，使得包括在感兴趣区域ROI中的4x4个传感器组具有不同的地址，并且相应地，可以由包括在感兴趣区域ROI中的4x4个传感器组同时感测活动笔AP的触摸。
在精细感测模式下，感兴趣区域ROI可以根据活动笔AP的移动而移位。例如，如图11右侧的箭头所示，可以根据感兴趣区域ROI中感测的活动笔AP的坐标沿其移动的路径，依次识别从感兴趣区域ROI移位的感兴趣区域ROI'和ROI"。另外，移位的感兴趣区域ROI'和ROI"中的每一个可以包括对应于不同地址的12x12个传感器。
图12是根据本发明构思的示例实施例的触摸感测方法的流程图。具体地，图12的流程图示出了图7的操作S20和S40的示例。如上参照图7所述，在操作S20′中，传感器组可以连接到第一通道CH1或第二通道CH2，并且在操作S40′中，可以选择第一通道CH1和第二通道CH2中的一个。如图12所示，操作S20'可以包括操作S22和S24，并且操作S40'可以包括操作S42和S44。在一些示例实施例中，操作S20'可以由图1的第一切换电路12执行，操作S40'可以由图1的第二切换电路13执行。在下文中，将结合参照图1来描述图12。
在操作S10中，可以识别感测模式。例如，控制器16可以基于从处理电路15提供的模式信号MD来识别粗略感测模式或精细感测模式。如图12所示，当识别出粗略感测模式时，可以执行操作S22和S42；否则，当识别出精细感测模式时，可以执行操作S24和S44。
当在操作S10中识别出粗略感测模式时，在操作S22中，多个传感器组可以连接到第二通道CH2。如上参照附图所述，可以在粗略感测模式下使用传感器部分，因此，第一切换电路12可以将多个传感器组连接到第二通道CH2，使得包括在彼此相邻的传感器组中的传感器作为单个传感器操作。此后，在操作S42中，可以选择第二通道CH2。例如，第二切换电路13可以基于第二控制信号CTR2在第一通道CH1和第二通道CH2之间选择第二通道CH2，使得在操作S22中多个传感器组被第一切换电路12连接到的第二通道CH2被连接到AFE电路14。
当在操作S10中识别出精细感测模式时，在操作S24中至少一个传感器组可以被连接到第一通道CH1。如上参照附图所述，在精细感测模式下，可以使用包括在感兴趣区域中的传感器组，因此，可以从处理电路15向控制器16提供用于指定感兴趣区域的地址信号ADR。控制器16可以基于地址信号ADR生成第一控制信号CTR1，并且第一切换电路12可以基于第一控制信号CTR1将感兴趣区域中包括的传感器组连接到第一通道CH1。在一些示例实施例中，第一切换电路12可以将其他传感器组(例如，未包括在感兴趣区域中的传感器组)连接到第二通道CH2。此后，在操作S44中，可以选择第一通道CH1。例如，第二切换电路13可以基于第二控制信号CTR2在第一通道CH1和第二通道CH2之间选择第一通道CH1，使得在操作S24中感兴趣区域中所包括的传感器组被第一切换电路12连接到的第一通道CH1被连接到AFE电路14。
图13A和图13B是根据本发明构思的示例实施例的触摸感测装置的框图。特别地，图13A和图13B的框图分别示出了触摸感测装置130a和130b，每个包括触摸面板TP和集成电路IC。在下文中，将省略图13A和图13B的重复描述。
参照图13A，触摸感测装置130a可以包括触摸面板TP和集成电路IC。触摸面板TP可以包括通过多个传感器线SL彼此连接的传感器阵列131a和第一切换电路132a，集成电路IC可以包括第二切换电路133a、AFE电路134a、处理电路135a和控制器136a。触摸面板TP可以暴露于外部，使得对象可以触摸触摸面板TP，并且在一些示例实施例中，触摸面板TP可以设置在显示面板上或者与显示面板一体形成。集成电路IC可以通过半导体工艺制造，并且可以实现为单个芯片(或单个管芯)或包括两个或更多个芯片的封装。在一些示例实施例中，触摸面板TP和集成电路IC可以通过诸如柔性印刷电路(FPC)的电缆彼此连接。
当第一切换电路132a包括在触摸面板TP中时，多个传感器线SL可以形成在触摸面板TP内部。另外，触摸面板TP可以包括连接到集成电路IC中的控制器136a的至少一个第一管脚PIN1，并且包括连接到集成电路IC中的第二切换电路133a的多个第二管脚PIN2。例如，当传感器阵列131a对应于图3的传感器阵列31时，触摸面板TP可以包括用于包括在第一通道CH1和第二通道CH2中的324个信号线的至少324个第二管脚PIN2。因此，第一切换电路132a可以通过至少一个第一管脚PIN1连接到控制器136a，并且通过多个第二管脚PIN2连接到第二切换电路133a。类似地，集成电路IC可以包括连接到触摸面板TP中的至少一个第一管脚PIN1的至少一个第三管脚PIN3、以及分别连接到触摸面板TP中的多个第二管脚PIN2的多个第四管脚PIN4。
参照图13B，触摸感测装置130b可以包括触摸面板TP和集成电路IC。触摸面板TP可以包括传感器阵列131b，并且集成电路IC可以包括第一切换电路132b、第二切换电路133b、AFE电路134b、处理电路135b和控制器136b。如图13B所示，触摸面板TP和集成电路IC可以通过多个传感器线SL彼此连接。
当第一切换电路132b包括在集成电路IC中时，触摸面板TP可以包括对应于多个传感器线SL的多个第五管脚PIN5，并且集成电路IC还可以包括对应于多个传感器线SL的多个第六管脚PIN6。例如，当传感器阵列131b对应于图3的传感器阵列31时，触摸面板TP可以包括对应于3888个传感器线SL的3888个第五管脚PIN5，并且集成电路IC还可以包括对应于3888个传感器线SL的3888个第六管脚PIN6(3888＝3×18×3×24)。也就是说，图13B的触摸面板TP可以包括比图13A的触摸面板TP更多的管脚。
图14是根据本发明构思的示例实施例的系统140的框图。如图14所示，系统140可以包括中央处理单元(CPU)141、存储器142、网络接口143、触摸面板144、显示面板145和触摸显示驱动器IC(DDI)146。在一些示例实施例中，与图14所示不同，CPU 141和系统140中的其他组件可以通过总线彼此连接，并且通过总线彼此通信。
CPU 141可以通过执行存储在存储器142或包括在CPU 141中的存储器中的指令来控制系统140的一般操作。例如，CPU 141可以向触摸DDI 146提供图像数据，基于输出到显示面板145的图像和检测到的触摸来识别外部输入，并且响应于外部输入执行至少一个预定义的的功能，或者可选地，期望的功能。在一些示例实施例中，CPU 141可以是包括处理器、总线和功能块的片上系统(SoC)，并且可以被称为应用处理器(AP)。
存储器142可以由CPU 141访问，并且可以包括例如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、相变随机访问存储器(PRAM)、电阻随机访问存储器(RRAM)、纳米浮栅存储器(NFGM)、聚合物随机访问存储器(PoRAM)、磁随机访问存储器(MRAM)，铁电随机访问存储器(FRAM)等作为非易失性存储器，或动态随机访问存储器(DRAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、移动DRAM、双数据速率同步动态随机访问存储器(DDR-SDRAM)、低功率DDR(LPDDR)SDRAM、图形DDR(GDDR)SDRAM、Rambus动态随机访问存储器(RDRAM)等作为易失性存储器。
网络接口143可以向CPU 141提供用于系统140外部的网络的接口。例如，网络接口143可以接入有线或无线网络，并且将从网络接收的信号传送到CPU 141或者将从CPU 141接收的信号发送到网络。
触摸DDI 146可以由至少一个芯片实现，例如，形成在同一基板上的单个芯片。如图14所示，触摸DDI 146可以包括触摸控制器146_1作为配置为控制触摸面板144的组件，并且包括输出驱动器146_2和显示控制器146_3作为配置为控制显示面板145的组件。触摸面板144可以布置在显示面板145上，并透射从显示面板145输出的光，并且触摸面板144和显示面板145通常可以被称为触摸屏。触摸面板144可以包括传感器阵列(例如，图11的11)。
触摸控制器146_1可以包括上述参照附图所述的触摸感测装置中的至少一些组件。在一些示例实施例中，触摸控制器146_1可以包括图1的第一切换电路12、第二切换电路13、AFE电路14、处理电路15和控制器16。另外，在一些示例性实施例中，触摸控制器146_1可以包括图1的第二切换电路13、AFE电路14、处理电路15和控制器16，并且图1的第一切换电路12可以包括在触摸面板144中。如上文参照附图所述，触摸控制器146_1可以通过基于多通道向触摸面板144发送的信号TX/从触摸面板144接收的信号RX来感测触摸，并且向CPU141提供包括关于触摸的信息的信号。
显示控制器146_3可以将从CPU 141提供的图像数据转换为用于在显示面板145上显示图像的信号，并且输出驱动器146_2可以在显示控制器146_3的控制下输出显示输出信号DIS_OUT。如图14所示，显示控制器146_3可以与触摸控制器146_1通信。例如，显示控制器146_3可以向触摸控制器146_1提供包括关于显示定时的信息的信号，并且触摸控制器146_1可以向显示控制器146_3提供关于操作模式的信号，例如关于是否进入待机模式的信息。
在一些示例性实施例中，CPU 141可以向触摸控制器146_1提供用于设置触摸控制器146_1的操作模式的信号。例如，系统140中可以具有活动笔，并且当用户将活动笔与系统140分离时，CPU 141可以向触摸控制器146_1提供用于切换触摸控制器146_1的操作模式的信号。
在一些示例性实施例中，触摸DDI 146可以包括由触摸控制器146_1和/或显示控制器146_3访问的存储器，并且还包括被配置为向触摸控制器146_1、输出驱动器146_2和/或显示控制器146_3提供电力的电力提供电路。另外，在一些示例性实施例中，与图14中所示不同，触摸控制器146_1和显示控制器146_3可以通过单独的接口(例如，低速串行接口(LoSSI)、内部集成电路(I2C)等)独立地与CPU 141通信。
上述公开的一个或多个元件(例如，切换电路12、切换电路2 13、AFE电路14、处理电路15、控制器16、触摸控制器146_1等)可以单独地或集体地包括或实现在处理电路中，诸如包括逻辑电路的硬件；硬件/软件组合(诸如执行软件的处理器)；或其组合。例如，处理电路更具体地可以包括但不限于中央处理单元(CPU)、算术逻辑单元(ALU)、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程门阵列(FPGA)、片上系统(SoC)、可编程逻辑单元、微处理器、专用集成电路(ASIC)等。
虽然已经参照本发明的实施例具体地示出和描述了本发明的构思，但是应当理解，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)

1.一种用于感测触摸的装置，所述装置包括：
传感器阵列，包括多个传感器组，多个传感器组中的每一个包括彼此相邻的传感器；
第一切换电路，被配置为根据第一控制信号将多个传感器组中的每一个连接到第一通道或第二通道；以及
第二切换电路，被配置为根据第二控制信号选择第一通道和第二通道中的一个，
其中，第一通道包括通过第一切换电路连接到多个传感器组中的第一传感器组中所包括的相应传感器的第一信号线，以及
第二通道包括通过第一切换电路共同连接到第一传感器组中所包括的传感器的第二信号线。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，第一信号线通过第一切换电路连接到多个传感器组中的第二传感器组中所包括的相应传感器。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，第一通道还包括通过第一切换电路连接到第一传感器组和第二传感器组之间的多个传感器组中的第三传感器组中所包括的相应传感器的第三信号线。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，第一传感器组和第二传感器组包括在多个传感器组的不同列中。
5.根据权利要求2所述的装置，还包括：模拟前端电路，被配置为：当第二切换电路选择第一通道时，同时处理从传感器阵列中的感兴趣区域中所包括的传感器接收的信号，
其中，第一传感器组和第二传感器组包括在不同感兴趣区域中。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，第一控制信号包括：
行选择信号，用于选择传感器组的行；以及
列选择信号，用于选择传感器组的列。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，第一切换电路还被配置为，当第一行选择信号和第一列选择信号都被激活时，将第一传感器组连接到第一通道，以及当第一行选择信号和第一列选择信号中的至少一个被去激活时，将第一传感器组连接到第二通道。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，第二信号线通过第一切换电路共同连接到与第一传感器组相邻的多个传感器组中的第四传感器组中所包括的传感器。
9.根据权利要求1所述的装置，还包括控制器，控制器被配置为生成第二控制信号，使得第二切换电路在粗略感测模式下选择第二通道，而第二切换电路在精细感测模式下选择第一通道。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，控制器还被配置为，基于地址信号生成第一控制信号，使得多个传感器组在粗略感测模式下连接到第二通道，多个传感器组中的至少一个传感器组在精细感测模式下连接到第一通道。
11.根据权利要求10所述的装置，还包括：
模拟前端电路，被配置为基于从第二切换电路提供的信号生成感测信号；以及
处理电路，被配置为基于粗略感测模式下的感测信号来识别包括从其感测到触摸的多个传感器组中的传感器组的感兴趣区域，以及在精细感测模式下生成地址信号使得感兴趣区域中所包括的多个传感器组中的传感器组被连接到第一通道。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，处理电路还被配置为周期性地检测活动笔，并基于检测到活动笔来识别感兴趣区域。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，感兴趣区域具有基于活动笔的最大速度和感测频率确定的区域。
14.根据权利要求1所述的装置，其中，传感器阵列和第一切换电路包括在触摸面板中，以及
触摸面板包括用于第一控制信号、第一通道和第二通道的多个管脚。
15.一种用于感测触摸的装置，所述装置包括：
传感器阵列，包括多个传感器组，多个传感器组中的每一个包括彼此相邻的传感器；
第一切换电路，连接到包括在多个传感器组中的每个传感器；
第二切换电路，通过第一通道和第二通道连接到第一切换电路；
模拟前端电路，被配置为基于从第二切换电路提供的信号生成感测信号；以及
控制器，被配置为控制第一切换电路，使得多个传感器组中的每一个连接到第一通道或第二通道，并且控制第二切换电路选择第一通道和第二通道中的一个。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，第一切换电路包括切换单元阵列，所述切换单元阵列包括与多个传感器组的相应传感器组相对应的多个切换单元，以及
控制器还被配置为向第一切换电路提供第一选择信号，第一选择信号包括用于选择与多个传感器组中传感器组的行相对应的切换单元的行选择信号和用于选择与多个传感器组中的传感器组的列相对应的切换单元的列选择信号。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，切换单元阵列包括与多个传感器组中的第一传感器组相对应的第一切换单元，以及
第一切换单元被配置为，响应于激活的第一行选择信号和激活的第一列选择信号，将第一传感器组的传感器分别连接到包括在第一通道中的第一信号线，并且响应于去激活的第一行选择信号或去激活的第一列选择信号，将第一传感器组的传感器共同连接到包括在第二通道中的第二信号线。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，切换单元阵列包括与多个传感器组中的第二传感器组相对应的第二切换单元，以及
第二切换单元被配置为，响应于激活的第二行选择信号和激活的第二列选择信号，将第二传感器组的传感器分别连接到第一信号线。
19.根据权利要求17所述的装置，其中，切换单元阵列包括与第一传感器组相邻的多个传感器组中的第四传感器组相对应的第四切换单元，以及
第四切换单元被配置为，响应于激活的第四行选择信号和激活的第四列选择信号，将第四传感器组的传感器分别连接到包括在第一通道中的第三信号线，并且响应于去激活的第四行选择信号或去激活的第四列选择信号，将第四传感器组的传感器共同连接到第二信号线。
20.一种通过使用多个传感器组感测触摸的方法，所述多个传感器组中的每一个包括彼此相邻的传感器，所述方法包括：
将多个传感器组中的每一个连接到第一通道或第二通道；
选择第一通道和第二通道中的一个；
从通过选择的通道接收的信号生成感测信号；以及
基于感测信号识别触摸，
其中，第一通道包括对应于包括在多个传感器组中的传感器组中的相应传感器的信号线，以及
第二通道包括共同对应于传感器组中包括的传感器的信号线。
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