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Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2013-0073705 , eingereicht am 26. Juni 2013, welche durch diese Bezugnahme hierin aufgenommen ist, als wenn sie vollständig hierin enthalten wäre.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine berührungsempfindliche Vorrichtung (touch sensing apparatus) und mehr ins Besondere eine berührungsempfindliche Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben (driving) derselben zum Reduzieren einer Breite eines Rahmenbereichs und zum Reduzieren von Rauschen eines äußersten Auslesekanals.
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Diskussion der bezogenen Technik
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Heutzutage wird ein Berührungssensor, der Informationen über eine Berührung auf einem Bildschirm verschiedener Anzeigevorrichtungen eingeben kann, weit verbreitet als eine Informationseingabe-Vorrichtung eines Computersystems verwendet. Der Berührungssensor bewegt oder wählt aus angezeigte Informationen durch einfaches Berühren eines Bildschirms mittels eines Fingers eines Anwenders oder mittels eines Stifts und kann daher einfach verwendet werden unabhängig von Alter oder Geschlecht.
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Eine berührungsempfindliche Vorrichtung erkennt die Berührung und den Ort der Berührung auf einem Berührungssensor einer Anzeigevorrichtung und gibt die Berührungsinformation aus und ein Computersystem analysiert die Berührungsinformation und führt einen Befehl aus. Die Anzeigevorrichtung kann im Wesentlichen eine flache Anzeigevorrichtung, wie beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung, ein Plasmaanzeigepaneel, eine organische lichtemittierende Diode-Anzeigevorrichtung, etc. sein. Die Berührungssensortechnologie weist in Übereinstimmung mit den Sensorprinzipien ein Widerstandsschichtverfahren, ein kapazitives Verfahren, ein optisches Verfahren, ein infrarotartiges Verfahren, ein Ultraschallverfahren, ein elektromagnetisches Verfahren, etc. auf.
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Ein Berührungssensor kann als ein Auf-Zelle-Berührungssensor, der in einer Paneel-Form ausgebildet und auf einer Anzeigevorrichtung angeordnet ist, oder als ein In-Zelle-Sensor, der in einer Pixelmatrix einer Anzeigevorrichtung angeordnet ist, ausgebildet sein. Die Berührungserkennung verwendet im Wesentlichen einen Fotoberührungssensor, der die Berührung in Übereinstimmung mit einer Variation einer Lichtintensität unter Verwendung eines Fototransistors erkennt, und einen kapazitiven Berührungssensor, der die Berührung in Übereinstimmung mit einer kapazitiven Veränderung erkennt.
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Im Allgemeinen weist eine kapazitive berührungsempfindliche Vorrichtung einen Berührungssensor und eine Berührungssteuerung (touch ccontroller) zum Betreiben (driving), beispielsweise zum Steuern, des Berührungssensors und eine Erkennungskapazität auf, die sich in Übereinstimmung mit der Berührung des Berührungssensors verändert, um die Berührungskoordinaten zu ermitteln.
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Eine herkömmliche berührungsempfindliche Vorrichtung weist ferner eine Grundführungsleitung (ground routing line), beispielsweise eine Masseführungsleitung, auf, die in einem Rahmenbereich, der zu einem Kantenabschnitt des Berührungssensors korrespondiert, ausgebildet ist und die mit einer Grundspannung (ground), beispielsweise Masse, verbunden ist, um elektromagnetische Interferenz (EMI) aufgrund von statischer Elektrizität zu verhindern, die von außerhalb der berührungsempfindlichen Vorrichtung eingebracht wird.
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Jedoch, da die Grundführungsleitung, die in dem Rahmenbereich des Berührungssensors ausgebildet ist, nahe einem äußersten Auslesekanal ist, der zu der Grundführungsleitung benachbart ist, wird eine parasitäre Kapazität, die zwischen der Grundführungsleitung und dem äußersten Auslesekanal gebildet ist, erhöht, wodurch eine parasitäre Kapazitätsabweichung zwischen äußeren Auslesekanälen, die in einem äußeren Abschnitt angeordnet sind, erhöht. Daher treten Probleme dahingehend auf, dass eine Rauschkomponente des äußersten Auslesekanals proportional zu dieser parasitären Kapazitätsabweichung erhöht ist, wodurch die Empfindungsfähigkeit, beispielsweise die Empfindlichkeit, des äußersten Auslesekanals reduziert ist.
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Um diese Probleme zu lösen, wird ein Abstand zwischen der Grundführungsleitung und dem äußersten Auslesekanal vergrößert. In diesem Fall treten Probleme dahingehend auf, dass dadurch zwar die parasitäre Kapazitätsabweichung und die Rauschkomponente reduziert sind, jedoch die Breite des äußeren Rahmenbereichs vergrößert ist.
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Beispielhafte berührungsempfindliche Vorrichtungen sowie Verfahren zum Betreiben derselben sind aus
US 2012 / 0 313 881 A1 und
US 2012/0 075 214 A1 bekannt.
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KURZE BESCHREIBUNG
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Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung auf eine berührungsempfindliche Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben derselben gerichtet, die im Wesentlichen eines oder mehrere Probleme aufgrund der Beschränkung und Nachteile der bezogenen Technik löst.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine berührungsempfindliche Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben derselben bereitzustellen, wobei eine Breite eines Rahmenbereichs und ein Rauschen eines äußersten Auslesekanals reduziert sind.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Zusätzliche Vorteile, Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden zum Teil in der folgenden Beschreibung fortgesetzt und werden zum Teil den zuständigen Fachmännern auf diesem Gebiet beim Prüfen des Folgenden offensichtlich oder können von der Anwendung der Erfindung gelernt werden. Die Aufgaben und andere Vorteile der Erfindung können realisiert werden und erhalten werden mittels der Struktur, die insbesondere in der geschriebenen Beschreibung herausgestellt ist, und den Ansprüchen hiervon sowie von den angehängten Zeichnungen.
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In verschiedenen Ausführungsformen weist eine berührungsempfindliche Vorrichtung (touch sensing apparatus) auf: eine Mehrzahl von Auslesekanälen, die nebeneinander angeordnet sind, wobei jeder Auslesekanal mindestens eine Sensorelektrode aufweist; eine Grundführungsleitung (ground routing line), beispielsweise eine Masseführungsleitung, die neben mindestens einem äußersten Auslesekanal der Mehrzahl der Auslesekanäle angeordnet ist; mindestens eine Blindführungsleitung (dummy routing line), um zumindest ein Rauschen zu reduzieren, das von dem mindestens einen äußersten Auslesekanal erzeugt wird.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann die Blindführungsleitung zumindest teilweise parallel zu dem mindestens einen äußersten Auslesekanal verlaufen.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine Blindführungsleitung eine erste Blindführungsleitung und eine zweite Blindführungsleitung aufweisen, in anderen Worten kann die berührungsempfindliche Vorrichtung die erste Blindführungsleitung und die zweite Blindführungsleitung aufweisen; wobei die berührungsempfindliche Vorrichtung, insbesondere der mindestens eine äußerste Auslesekanal, einen ersten äußersten Auslesekanal, der auf einer ersten Seite der Mehrzahl der Auslesekanäle angeordnet ist, und einen zweiten äußersten Auslesekanal, der auf einer zweiten Seite der Mehrzahl der Auslesekanäle angeordnet ist, aufweist, wobei die zweite Seite von der ersten Seite abgewandt ist; wobei die erste Blindführungsleitung zwischen der Grundführungsleitung und dem ersten äußersten Auslesekanal angeordnet ist; und wobei die zweite Blindführungsleitung zwischen der Grundführungsleitung und dem zweiten äußersten Auslesekanal angeordnet ist.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann die Berührungssteuerung dazu ausgebildet sein, ein Signal mittels der Blindführungsleitung bereitzustellen, wobei das Signal die gleiche Phase wie ein Auslesesignal des äußersten Auslesekanals hat.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann die Berührungssteuerung einen Pufferschaltkreis aufweisen, der dazu ausgebildet ist, das Signal bereitzustellen.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann der Pufferschaltkreis mindesten einen Verstärker aufweisen, wobei ein nicht-invertierender Eingang des Verstärkers mit dem äußersten Auslesekanal gekoppelt ist und wobei ein invertierender Eingang des Verstärkers und ein Ausgang des Verstärkers mit der Blindführungsleitung gekoppelt sind.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann die berührungsempfindliche Vorrichtung ferner eine Mehrzahl von differenziellen Verstärkern aufweisen, wobei jeder differenzielle Verstärker zwei Eingänge aufweist; wobei jeder von zwei benachbarten Auslesekanälen der Mehrzahl von Auslesekanälen mit einem entsprechenden Eingang der zwei Eingänge eines entsprechenden zugeordneten differenziellen Verstärkers gekoppelt ist.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann die berührungsempfindliche Vorrichtung ferner aufweisen einen empfindlichen Bereich, wobei die Mehrzahl von Auslesekanälen in dem empfindlichen Bereich angeordnet ist; und einen Rahmenbereich, der zumindest teilweise den empfindlichen Bereich umgibt, wobei die Grundführungsleitung und die mindestens eine Blindführungsleitung in dem Rahmenbereich angeordnet sind.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann die berührungsempfindliche Vorrichtung ferner aufweisen eine Mehrzahl von Abtastkanälen, die nebeneinander angeordnet sind, wobei jeder Abtastkanal mindestens eine Sensorelektrode aufweist; wobei die Abtastkanäle in einer ersten Richtung angeordnet sind; wobei die Auslesekanäle in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung angeordnet sind; wobei mindestens eine Sensorelektrode eines Abtastkanals und mindestens eine entsprechende Sensorelektrode eines Auslesekanals eine Kapazität in Übereinstimmung mit einem Randfeld (fringe field) bilden.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann die Berührungssteuerung dazu ausgebildet sein, ein Signal durch die Blindführungsleitung bereitzustellen, um zumindest die Abweichung der parasitären Kapazität zwischen dem mindestens einen äußersten Auslesekanal und den anderen Auslesekanälen zu reduzieren und/oder um zumindest die parasitäre Kapazität zwischen dem mindestens einen äußersten Auslesekanal und der Grundführungsleitung zu reduzieren.
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In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Betreiben einer berührungsempfindliche Vorrichtung bereitgestellt. Die berührungsempfindliche Vorrichtung weist auf: eine Mehrzahl von Auslesekanälen, die nebeneinander angeordnet sind, wobei jeder Auslesekanal mindestens eine Sensorelektrode aufweist; eine Grundführungsleitung, die neben mindestens einem äußersten Auslesekanal der Mehrzahl von Auslesekanälen angeordnet ist; mindestens eine Blindführungsleitung, die zwischen der Grundführungsleitung und dem mindestens einen äußersten Auslesekanal angeordnet ist. Das Verfahren weist auf: Zuführen eines Signals mittels der Blindführungsleitung, so dass zumindest ein Rauschen reduziert wird, das von dem mindestens einen äußersten Auslesekanal verursacht wird.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann das Signal die gleiche Phase wie ein Auslesesignal des äußersten Auslesekanals haben.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner aufweisen ein Puffern eines Auslesesignals des äußersten Auslesekanals; und ein Zuführen des Signals basierend auf dem gepufferten Auslesesignal des äußersten Auslesekanals.
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Es ist zu verstehen, dass sowohl die vorhergehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung beispielhaft und erläutert sind und dazu gedacht sind, eine weitergehende Erläuterung der Erfindung, wie sie beansprucht ist, bereitzustellen.
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Figurenliste
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Die beigefügten Zeichnungen, die eingeschlossen sind, um ein weitergehendes Verständnis der Erfindung bereitzustellen, und die in diese Anmeldung aufgenommen sind und einen Teil dieser darstellen, zeigen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
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In den Zeichnungen zeigen:
- 1 ein schematisches Blockdiagramm, das eine Struktur einer Anzeigevorrichtung zeigt, die eine berührungsempfindliche Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;
- 2 ein schematisches Diagramm, das die Struktur einer berührungsempfindlichen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 3 ein Diagramm, das eine Signalwellenform, beispielsweise einen Signalverlauf, zeigt, die einem äußersten Auslesekanal und einer Blindführungsleitung, die in 2 gezeigt sind, zugeführt wird;
- 4A bis 4C Diagramme, die einen Vergleich zwischen Breiten von Rahmenbereichen einer berührungsempfindlichen Vorrichtung gemäß der bezogenen Technik und einer berührungsempfindlichen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen; und
- 5A und 5B Diagramme, die einen Vergleich zwischen über Auslesekanäle erfasste Rohdaten bei einer berührungsempfindlichen Vorrichtung gemäß der bezogenen Technik und einer berührungsempfindlichen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es wird nun im Detail Bezug genommen auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind.
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1 ist ein Blockdiagramm, das eine Struktur einer Anzeigevorrichtung zeigt, die eine berührungsempfindliche Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Die Anzeigevorrichtung weist auf die berührungsempfindliche Vorrichtung, die in 1 dargestellt ist, ein Anzeigepaneel 10, einen Paneeltreiber (panel driver) 16 aufweisend einen Datentreiber 12 und einen Gatetreiber 14 zum Anzeigen mittels des Anzeigepaneels 10, eine Zeitablaufsteuerung (timing controller) 18 zum Steuern des Paneeltreibers 16, einen Berührungssensor 20 auf dem Anzeigepaneel 10 und eine Berührungssteuerung 30 zum Betreiben (driving), beispielsweise zum Steuern und/oder Ansteuern, des Berührungssensors 20. Die Zeitablaufsteuerung 18 und die Berührungssteuerung 30 sind mit einem Hostcomputer 50 verbunden.
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Die Zeitablaufsteuerung 18 und der Datentreiber 12 können als entsprechende integrierte Schaltkreise (ICs) ausgebildet sein oder die Zeitablaufsteuerung 18 kann in dem Datentreiber integriert 12 sein und sie können so als ein IC ausgebildet sein. Die Berührungssteuerung 30 und die Zeitablaufsteuerung 18 können auch als entsprechende ICs ausgebildet sein oder die Berührungssteuerung 30 kann in der Zeitablaufsteuerung 18 integriert sein und sie können so als ein IC ausgebildet sein.
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Das Anzeigepaneel 10 weist eine Pixelmatrix auf, in der eine Mehrzahl von Pixel (Bildelemente) angeordnet sind. Die Pixelmatrix stellt eine grafische Anwenderoberfläche (GUI) dar, die einen Zeiger oder einen Pfeil (cursor) und andere Bilder aufweist. Im Wesentlichen kann das Anzeigepaneel 10 ein Flachanzeigepaneel sein, wie beispielsweise ein Flüssigkristallanzeigepaneel (nachfolgend Flüssigkristallpaneel genannt), ein Plasmaanzeigepaneel oder ein organische lichtemittierende Diode-Anzeigepaneel. Nachfolgend wird eine detaillierte Beschreibung mit Bezug auf ein Flüssigkristallpaneel gegeben.
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Wenn ein Flüssigkristallpaneel als Anzeigepaneel 10 verwendet wird, weist das Anzeigepaneel 10 auf: ein Farbfiltersubstrat, auf dem eine Farbfilteranordnung ausgebildet ist, ein Dünnfilmtransistorsubstrat, auf dem eine Dünnfilmtransistoranordnung ausgebildet ist, eine Flüssigkristallschicht zwischen dem Farbfiltersubstrat und dem Dünnfilmtransistorsubstrat und Polarisationsplatten, die an entsprechenden äußeren Oberflächen des Farbfiltersubstrats und des Dünnfilmtransistorsubstrats angeordnet sind. Das Anzeigepaneel 10 stellt ein Bild mittels der Pixelmatrix dar, in der die Mehrzahl von Pixel angeordnet ist. Jedes Pixel kann eine gewünschte Farbe darstellen mittels einer Kombination von roten, grünen und blauen Teilpixeln zum Anpassen einer Lichtdurchlässigkeit mittels einer Veränderung der Anordnung von Flüssigkristallen in Übereinstimmung mit einem Datensignal und kann ferner aufweisen ein weißes Teilpixel, um die Helligkeit zu verbessern. Jedes Teilpixel weist einen Dünnfilmtransistor TFT auf, der mit einer Gateleitung GL und einer Datenleitung DL verbunden ist, und einen Flüssigkristallkondensator Clc und einen Speicherkondensator Cst, die parallel zu dem Dünnfilmtransistor TFT geschaltet sind. Der Flüssigkristallkondensator Clc wird mit einer differenziellen Spannung, beispielsweise einem Spannungsunterschied, zwischen einem Datensignal (beispielsweise einem Datenstrom), das einer Pixelelektrode über den Dünnfilmtransistor TFT zugeführt wird, und einer gemeinsamen Spannung V, die einer gemeinsamen Elektrode zugeführt wird, aufgeladen und wirkt auf (drives) das Flüssigkristall in Übereinstimmung mit der geladenen Spannung, um die Lichtdurchlässigkeit anzupassen. Der Speicherkondensator Cst erhält die Spannung, die in dem Flüssigkristallkondensator Clc geladen ist, aufrecht. Die Flüssigkristallschicht wird betrieben (driven) über ein vertikales elektrisches Feld, wie in einem Twisted-Nematic (TN)-Modus oder einem Vertical-Alignment (VA)-Modus oder wird betrieben über ein horizontales elektrisches Feld, wie bei einem In-Plain-Switching (IPS)-Modus oder einem Fringe-Field-Switching (FFS)-Modus.
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Der Datentreiber 12 führt Bilddaten der Zeitablaufsteuerung 18 einer Mehrzahl von Datenleitungen DL des Anzeigepaneels 10 in Reaktion auf ein Datensteuersignal der Zeitablaufsteuerung 18 zu. Der Datentreiber 12 konvertiert digitale Daten, die von der Zeitablaufsteuerung 18 eingegeben werden, in positive/negative analoge Datensignale unter Verwendung von Gammaspannungen, und führt die analogen Datensignale den Datenleitungen DL zu, wann immer die entsprechende Gateleitung GL angesteuert wird. Der Datentreiber 12 kann mindestens ein Daten-IC aufweisen. Der Datentreiber 12 kann auf einem Schaltkreisfilm ausgebildet sein, wie beispielsweise einem Tape-Carrier-Package (TCP), einem Chip-on-Film (COF), einer flexiblen Leiterplatte (FPC), etc. und kann an dem Anzeigepaneel 10 unter Verwendung eines Tape-Automatic-Bonding (TAB) Verfahrens angeordnet sein oder kann auf dem Anzeigepaneel 10 unter Verwendung eines Chip auf Glas (COG) Verfahrens ausgebildet sein.
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Der Gatetreiber 14 steuert in Reaktion auf ein Gatesteuersignal der Zeitablaufsteuerung 18 sequenziell eine Mehrzahl von Gateleitung GLs an, die auf einer Dünnfilmtransistoranordnung des Anzeigepaneels 10 angeordnet sind. Der Gatetreiber 14 führt den Gateleitungen GL in den entsprechenden Abtastperioden (scan period) einen Abtastpuls (scan pulse) einer Gate-An-Spannung zu und führt in der verbleibenden Periode eine Gate-Aus-Spannung zu, in welcher eine andere Gateleitung GL angesteuert wird. Der Gatetreiber 14 kann mindestens einen Gate-IC aufweisen. Der Gatetreiber 14 kann auf einem Schaltkreisfilm ausgebildet sein, wie beispielsweise einem Tape-Carrier-Package (TCP), einem Chip-on-Film (COF), einer flexiblen Leiterplatte (FPC), etc. und kann an dem Anzeigepaneel 10 unter Verwendung eines Tape-Automatic-Bonding (TAB) Verfahrens angeordnet sein oder kann auf dem Anzeigepaneel 10 unter Verwendung eines Chip-on-Glass (COG) Verfahrens ausgebildet sein. Andererseits kann der Gatetreiber 14 in dem Anzeigepaneel 10 installiert sein unter Verwendung eines Gate-in-Panel (GIP) Verfahrens und kann daher auf dem Dünnfilmtransistorsubtrat zusammen mit der Pixelanordnung ausgebildet sein.
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Die Zeitablaufsteuerung 18 (Signal-)verarbeitet Bilddaten, die von dem Hostcomputer 50 eingegeben werden und führt die Bilddaten dem Datentreiber 12 zu. Beispielsweise um eine Reaktionszeit des Flüssigkristalls zu verbessern, kann die Zeitablaufsteuerung 18 Daten korrigieren und ausgeben mittels eines Übersteuer (over driving)-Verfahrens zum Addieren eines Übersteuerungs (over shot)-Wertes oder eines Untersteuerungs (under shot)-Wertes in Übereinstimmung mit einem Datenunterschied zwischen aufeinanderfolgenden Frames bei einem Teilpixel. Zusätzlich erzeugt die Zeitablaufsteuerung 18 ein Datensteuersignal zum Steuern des Zeitablaufs des Ansteuerns des Datentreibers 12 und ein Gatesteuersignal zum Steuern des Zeitablaufs des Ansteuerns des Gatetreibers 14 unter Verwendung von mindestens zwei Synchronisationssignalen aus einer Mehrzahl von Synchronisationssignalen, d.h. einem vertikalen Synchronisationssignal, einem horizontalen Synchronisationssignal, einem Datenfreigabesignal und einem Punkttaktsignal, die von dem Hostcomputer 50 eingegeben werden. Die Zeitablaufsteuerung 18 gibt das erzeugte Datensteuersignal und das erzeugte Gatesteuersignal an den Datentreiber 12 bzw. den Gatetreiber 14 aus. Das Datensteuersignal weist einen Sourcestartpuls und ein Sourceabtasttaktsignal (source sampling clock) zum Steuern eines Latches eines Datensignals, ein Polarisationssteuersignal zum Steuern eines Datensignals, ein Sourceausgabefreigabesignal zum Steuern einer Ausgabeperiode eines Datensignals etc. auf. Das Gatesteuersignal weist einen Gatestartpuls und einen Gateverschiebungstakt zum Steuern eines Abtastens eines Gatesignals, ein Gateausgabefreigabesignal zum Steuern einer Ausgabeperiode eines Gatesignals, etc. auf. Die Zeitablaufsteuerung 18 kann ein Synchronisationssignal (ein vertikales Synchronisationssignal, ein horizontales Synchronisationssignal, etc.) an die Berührungssteuerung 30 ausgeben und steuert einen Zeitablauf der Ansteuerung der Berührungssteuerung 30, so dass der Zeitablauf der Ansteuerung des Anzeigepaneels 10 mit dem Zeitablauf der Ansteuerung des Berührungssensors 20 synchronisiert ist.
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Der Berührungssensor 20 kann eine Berührung eines Anwenders erkennen, um einem Anwender zu erlauben mit der GUI zu kommunizieren, die auf dem Anzeigepaneel 10 dargestellt ist. Der Berührungssensor 20 kann im Wesentlichen einen Berührungssensor 20 vom kapazitiven Typ verwenden, der mittels eines Auslesesignals (beispielsweise eines Auslesestroms oder einer Auslesespannung) eine Veränderung der Kapazität anzeigt, die auftritt, wenn ein Leiter, wie beispielsweise ein menschlicher Körper oder ein Stift, den Berührungssensor 20 berührt oder sich ihm nähert. Der Berührungssensor 20 kann auf dem Anzeigepaneel 10 angeordnet sein oder kann in der Pixelmatrix des Anzeigepaneels 10 ausgebildet sein.
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Insbesondere weist der Berührungssensor 20 ferner eine Blindführungsleitung auf, die in einem Rahmenbereich ausgebildet ist, so dass sie benachbart zu dem äußersten Auslesekanal ist. Der Rahmenbereich kann ferner die Blindführungsleitung aufweisen. Der Berührungssensor 20 verwendet ein Signal (beispielsweise einen Strom oder eine Spannung) mit der gleichen Phase wie ein Auslesesignal des äußersten Auslesekanals, um eine Abweichung der parasitären Kapazität zwischen dem äußersten Auslesekanal und benachbarten Auslesekanälen zu verringern, wodurch eine Rauschkomponente des äußersten Auslesekanals minimiert wird (oder mit einer kleinen Phasenverschiebung, welche immer noch ein (beispielsweise dynamisches) Abschirmen bereitstellt, wodurch zumindest das Rauschen zwischen dem äußersten Auslesekanal und der Grundführungsleitung reduziert wird). Zusätzlich kann eine Grundführungsleitung zum Verhindern, dass statische Elektrizität von außen in die berührungsempfindliche Vorrichtung eingebracht wird, außerhalb der Blindführungsleitung in dem Rahmenbereich ausgebildet werden. Daher kann die Blindführungsleitung zwischen der Grundführungsleitung und dem äußersten Auslesekanal in dem Rahmenbereich ausgebildet werden, wodurch eine Abweichung einer parasitären Kapazität des äußersten Auslesekanals aufgrund der Grundführungsleitung minimiert wird.
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Die Berührungssteuerung 30 führt den Abtastleitungen des Berührungssensors 20 sequenziell Ansteuerpulse zu, sammelt (acquires), beispielsweise erfasst, für jeden entsprechenden Berührungsknoten (für jeden entsprechenden Berührungskanal) Rohdaten, die anzeigen, ob eine Berührung vorliegt unter Verwendung eines Auslesesignals, das von einer Ausleseleitung des Berührungssensors 20 ausgegeben wird, erkennt einen Berührungsbereich unter Verwendung der Rohdaten und berechnet Koordinaten des erkannten Berührungsbereichs und stellt die Koordinaten dem Hostcomputer 50 bereit.
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Insbesondere kann die Berührungssteuerung 30 ein Auslesesignal puffern, das von dem äußersten Auslesekanal des Berührungssensors 20 empfangen wird, und kann das gepufferte Auslesesignal der Blindführungsleitung zuführen, die benachbart zu dem äußersten Auslesekanal ist, wodurch eine Abweichung der parasitären Kapazität des äußersten Auslesekanals reduziert wird.
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Der Hostcomputer 50 führt Bilddaten und die Mehrzahl von Synchronisationssignalen der Zeitablaufsteuerung 18 zu, analysiert die Berührungspunktkoordinaten, die von der Berührungssteuerung 30 eingegeben werden, und führt einen Befehl korrespondierend zu der Berührungsfunktion aus.
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2 ist ein schematisches Diagramm, das die Struktur der kapazitiven berührungsempfindlichen Vorrichtung von 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Die kapazitive berührungsempfindliche Vorrichtung, die in 2 gezeigt ist, weist den Berührungssensor 20 und die Berührungssteuerung 30 auf.
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Der Berührungssensor 20 des kapazitiven Typs weist auf eine Mehrzahl von Scankanälen TX1 bis TXn, die mittels elektrischen Verbindens einer Mehrzahl von ersten Abtastelektroden SE1 ausgebildet sind, die in einer ersten Richtung angeordnet sind (einer horizontalen Richtung, einer x-Achsenrichtung), und eine Mehrzahl von Auslesekanälen RX1 bis RXm, die ausgebildet sind mittels elektrischen Verbindens einer Mehrzahl von zweiten Abtastelektroden SE2, die in einer zweiten Richtung angeordnet sind (einer vertikalen Richtung, einer y-Achsenrichtung). Die ersten und zweiten Abtastelektroden SE1 und SE2 können im Wesentlichen wie ein Diamant geformt sein, können jedoch auch gemäß anderen Formen geformt sein, wie beispielsweise einem Dreieck, einem Quadrat, einem Polygon, einem Kreis, einem Oval etc. Die ersten Abtastelektroden SE1, die in der ersten Richtung angeordnet sind, sind elektrisch miteinander verbunden über Brückenelektroden BE. Die zweiten Abtastelektroden SE2, die in der zweiten Richtung angeordnet sind, können elektrisch miteinander verbunden sein. Zusätzlich sind die zweiten Abtastelektroden SE2 elektrisch miteinander verbunden über eine Ausleseführungsleitung RRL (read-out routing line), die so ausgebildet ist, dass sie die zweiten Abtastelektroden SE2 überlappt. In anderen Worten weist jede der mehreren Auslesekanäle RX1 bis RXm eine Ausleseführungsleitung RRL auf, die mit den zweiten Elektroden SE2 der entsprechenden Kanäle verbunden ist und diese überlappt.
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Der Berührungssensor 20 weist auf einen empfindlichen Bereich, beispielsweise einen sensitiven Bereich, in dem die ersten und zweiten Abtastelektroden SE1 und SE2 zum Erkennen der Berührung angeordnet sind, und einen Rahmenbereich (einen unempfindlichen, beispielsweise nicht-sensitiven, Bereich) eines äußeren Abschnitts, der den empfindlichen Bereich umgibt. In dem Rahmenbereich sind mehrere Führungsleitungen zum Verbinden der mehreren Abtastkanäle TX1 bis TXn und Auslesekanäle RX1 bis RXm mit der Berührungssteuerung 30 und Kontaktflächen (pads) ausgebildet.
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Beispielsweise sind in dem Rahmenbereich Abtastführungsleitungen (nicht gezeigt) zum elektrischen Verbinden der mehreren Abtastkanäle TX1 bis TXn mit ersten Kontaktflächen der Berührungssteuerung 30 und erste Kontaktflächen (nicht gezeigt) ausgebildet. Zusätzlich sind in dem Rahmenbereich zweite Kontaktflächen RP zum elektrischen Verbinden der mehreren Auslesekanäle RX1 bis RXm mit zweiten Kontaktflächen der Berührungssteuerung 30 ausgebildet und die Ausleseführungsleitungen RRL erstrecken sich von jedem der Mehrzahl der Auslesekanäle RX1 bis RXm über den Rahmenbereich und sind elektrisch mit den zweiten Kontaktflächen RP verbunden.
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Zusätzlich ist in dem Rahmenbereich eine Grundführungsleitung GRL, beispielsweise eine Masseführungsleitung, zum Abschatten statischer Elektrizität von außen in Form einer geschlossenen oder offenen Schleife, die den empfindlicher Bereich umgibt, angeordnet und eine Grundkontaktfläche (ground pad) GP, beispielsweise eine Massekontaktfläche, zum Verbinden der Grundführungsleitung GRL mit einem Grund, beispielsweise mit Masse, ist ausgebildet.
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Insbesondere sind in dem Rahmenbereich entsprechende Blindführungsleitungen DRL zwischen der Grundführungsleitung GRL und den äußersten Auslesekanälen RX1 und RXm ausgebildet und eine Blindkontaktfläche (blind pad, dummy pad) DP zum Verbinden der Blindführungsleitung DRL mit der Berührungssteuerung 30 ist ausgebildet. Die Blindführungsleitung DRL ist parallel zu der Grundführungsleitung GRL und der äußersten Ausleseführungsleitung RRL zwischen der Grundführungsleitung GRL und den äußersten Auslesekanälen RX1 und RXm ausgebildet und ist mit der Blindkontaktfläche DP verbunden.
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Ein Auslesesignal der äußersten Auslesekanäle RX1 und RXm, die benachbart zu der Blindführungsleitung DRL sind, wird mittels der Berührungssteuerung 30 gepuffert und wird der Blindführungsleitung DRL zugeführt und daher kann ein Signal mit der gleichen Phase wie das Auslesesignal der äußersten Auslesekanäle RX1 und RXm, die benachbart zu der Blindführungsleitung DRL sind, der Blindführungsleitung DRL zugeführt werden, wie in 3 gezeigt. Wie aus 3 ersichtlich ist, wird ein Signal mit der gleichen Phase wie das Auslesesignal des äußersten Auslesekanals RX1 der Blindführungsleitung DRL, die benachbart zu dem äußersten Auslesekanal RX1 ist, zugeführt. Jedoch kann eine Amplitude des Signals, das der Blindführungsleitung DRL zugeführt wird, reduziert werden verglichen mit einem Auslesesignal in dem äußersten Auslesekanal RX1 aufgrund der parasitären Kapazität und dem parasitären Widerstand, der in der Blindführungsleitung DRL vorhanden ist.
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Daher wird eine Abweichung zwischen der parasitären Kapazität der äußersten Auslesekanäle RX1 und RXm und der parasitären Kapazität der anderen Auslesekanäle RX2, RXm-1, etc. aufgrund der Blindführungsleitung DRL minimiert, wodurch ein Rauschen der äußersten Auslesekanäle RX1 und RXm aufgrund der Abweichung der parasitären Kapazität reduziert wird.
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Zusätzlich kann ein Rauschen der äußersten Auslesekanäle RX1 und RXm aufgrund der Blindführungsleitung DRL reduziert werden, wodurch ein Abstand zwischen der Grundführungsleitung GRL zur Rauschreduzierung und den äußersten Auslesekanälen RX1 und RXm reduziert wird.
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Die mehreren Abtastkanäle TX1 bis TXn werden sequenziell mittels der Berührungssteuerung 30 so angesteuert, dass die ersten und zweiten Abtastelektroden SE1 und SE2 eine Kapazität entsprechend einem Randfeld bilden, dass sie einen Kondensator mit einem leitenden Berührungsobjekt bilden, das den Berührungssensor 20 berührt oder sich ihm nähert, so dass sich die Kapazität ändert, und dass sie ein Auslesesignal ausgeben, das die Änderung der Kapazität der Berührungssteuerung 30 über die mehreren Auslesekanäle RX1 bis RXm anzeigt.
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Die Berührungssteuerung 30 steuert sequenziell die Abtastkanäle TX1 bis TXn des Berührungssensors 20 an. Daher bilden bei dem Berührungssensor 20 die ersten und zweiten Elektroden SE1 und SE2 eine Kapazität gemäß einem Randfeld, bilden einen Kondensator mit einem leitenden Berührungsobjekt, das den Berührungssensor 20 berührt oder sich ihm nähert, so dass sich die Kapazität ändert, und geben ein Auslesesignal aus, das die Kapazitätsänderung der Berührungssteuerung 30 über die mehreren Auslesekanäle RX1 bis RXm anzeigt.
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Die Berührungssteuerung 30 erkennt Auslesesignale der Auslesekanäle RX1 bis RXm, wenn die Abtastkanäle TX1 bis TXn des Berührungssensors 20 angesteuert werden. Die Berührungssteuerung 30 vergleicht die Auslesesignale zweier benachbarter Kanäle, um einen Auslesekanal zu erkennen, bei dem die Berührung auftritt. Beispielsweise kann die Berührungssteuerung 30 Auslesesignale zweier benachbarter Auslesekanäle unter Verwendung differenzieller Verstärker AMPs zur differenziellen Verstärkung vergleichen mittels Empfangens des Auslesesignals der zwei benachbarten Kanäle, um ein Auslesesignal zu erkennen, das sich in Übereinstimmung mit einer Kapazitätsveränderung verändert.
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Zusätzlich konvertiert die Berührungssteuerung 30 das Berührungssignal in digitale Daten, so dass sie als Rohdaten ausgegeben werden, vergleicht die Rohdaten mit einem vorgegebenen Referenzwert, um zu ermitteln, ob die Berührung vorliegt, ermittelt einen Berührungsbereich und ermittelt Berührungskoordinaten, die zu dem ermittelten Berührungsbereich korrespondieren, und führt die Berührungskoordinaten dem Hostcomputer 50 zu.
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Zusätzlich puffert die Berührungssteuerung 30 die äußersten Auslesesignale, die von den äußersten Auslesekanälen RX1 und RXm ausgegeben werden, über einen Puffer BF und führt die gepufferten Signale der Blindführungsleitung DRL zu. Der Puffer BF gibt die äußersten Auslesesignale in einen positiven Eingabeanschluss (+) ein und ein negativer Eingabeanschluss (-) ist mit einer Ausgangsleitung des Puffers BF verbunden. Daher puffert der Puffer BF das eingegebene äußerste Auslesesignal und stellt das äußerste Auslesesignal der Blindführungsleitung DRL bereit. Ein parasitärer Kondensator C ist zwischen eine Ausgangsleitung des Puffers BF, der mit der Blindführungsleitung DRL verbunden ist, und Masse geschaltet, insbesondere damit verbunden, und ein parasitärer Widerstand R ist in der Ausgangsleitung des Puffers BF vorhanden.
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Die 4A bis 4C zeigen Diagramme, die einen Vergleich zwischen Breiten eines Rahmenbereichs einer berührungsempfindlichen Vorrichtung gemäß der bezogenen Technik und einer berührungsempfindlichen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
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Bezug nehmend auf 4A treten bei der berührungsempfindlichen Vorrichtung gemäß der bezogenen Technik, wenn ein Abstand zwischen der Grundführungsleitung GRL eines Rahmenbereichs BA und dem äußersten Auslesekanal RX1, d.h. der äußersten Ausleseführungsleitung RRL eines empfindlichen Bereichs SA, beispielsweise eines sensitiven Bereiches, auf 30 µm gesetzt wird, Probleme dahingehend auf, dass die parasitäre Kapazität zwischen der äußersten Ausleseführungsleitung RRL und der Grundführungsleitung GRL vergrößert ist, so dass eine Rauschkomponente des äußersten Auslesekanals RX1 erhöht ist.
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Bezug nehmend auf 4B treten bei der berührungsempfindlichen Vorrichtung der bezogenen Technik, wenn der Abstand zwischen der Grundführungsleitung GRL des Rahmenbereichs BA und der äußersten Ausleseführungsleitung RRL des empfindlichen Bereichs SA vergrößert ist und auf 700 µm gesetzt ist, Probleme dahingehend auf, dass zwar eine Rauschkomponente des äußersten Auslesekanals RX1 verringert ist aufgrund der verringerten parasitären Kapazität, jedoch die Breite des Rahmenbereichs BA vergrößert ist.
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Bezug nehmend auf 4C wird bei der berührungsempfindlichen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn die Blindführungsleitung DRL zwischen die Grundführungsleitung GRL des Rahmenbereichs BA und die äußerste Ausleseführungsleitung RRL des empfindlichen Bereichs SA hinzugefügt ist und ein Abstand zwischen der äußersten Ausleseführungsleitung RRL und der Blindführungsleitung DRL und ein Abstand zwischen der Blindführungsleitung DRL und der Grundführungsleitung GRL jeweils auf 30 µm gesetzt sind, eine Abweichung der parasitären Kapazität zwischen dem äußersten Auslesekanal RX1 und einem anderen Auslesekanal aufgrund der Blindführungsleitung DRL minimiert, der ein Signal mit der gleichen Phase wie die des Signals in dem äußersten Auslesekanal RX1 zugeführt wird, wodurch Rauschkomponenten des äußersten Auslesekanals RX1 verringert werden. Daher kann ein Abstand zwischen der Blindführungsleitung DRL und der Grundführungsleitung GRL auf 30 µm gesetzt werden, was das gleiche ist, wie ein Abstand zu einer anderen Führungsleitung ohne Vergrößerung des Abstands der Grundführungsleitung GRL, wie in 4B gezeigt, und daher kann die Breite des Rahmenbereichs BA verglichen mit dem in 4B gezeigten Fall reduziert werden.
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Die 5A und 5B zeigen Diagramme, die einen Vergleich zwischen über Auslesekanäle erfasste Rohdaten bei einer berührungsempfindlichen Vorrichtung gemäß der bezogenen Technik und einer berührungsempfindlichen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
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Aus 5A ist ersichtlich, dass als Ergebnis des Messens der Rohdaten unter Verwendung eines Auslesesignals, das für jeden entsprechenden Auslesekanal ausgegeben wird, unter Verwendung der berührungsempfindliche Vorrichtung gemäß der bezogenen Technik, die in 4A gezeigt ist, ein Grundniveau, beispielsweise ein Grundlevel, der Rohdaten aufgrund einer Rauschkomponente an einem äußersten Auslesekanal, der benachbart zu der Grundführungsleitung GRL ist, um ungefähr tausend Einheiten verringert oder erhöht ist verglichen mit einem Grundniveau eines anderen Auslesekanals. Daher ist die Berührungsempfindungsfähigkeit, beispielsweise die Berührungssensitivität, in dem äußersten Auslesekanal bei der herkömmlichen berührungsempfindlichen Vorrichtung reduziert.
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Aus 5B geht hervor, dass als Ergebnis des Messens der Rohdaten für jeden entsprechenden Auslesekanal unter Verwendung der berührungsempfindlichen Vorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in 4C gezeigt ist, aufgrund der Blindführungsleitung DRL Rauschkomponenten in dem äußersten Auslesekanal reduziert sind und dass daher ein Grundlevel des äußersten Auslesekanals einem Grundlevel eines anderen Auslesekanals ähnlich ist. Daher ist bei der berührungsempfindlichen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Berührungsempfindungsfähigkeit an dem äußersten Auslesekanal verbessert.
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Wie im Vorhergehenden beschrieben, sind der berührungsempfindlichen Vorrichtung und dem Verfahren zum Betreiben derselben gemäß der vorliegenden Erfindung eine Blindführungsleitung hinzugefügt, die mit einem äußersten Auslesekanal zwischen dem äußersten Auslesekanal und einer Grundführungsleitung verbunden ist und der ein Signal mit der gleichen Phase wie das des äußersten Auslesekanals zugeführt wird, wodurch aufgrund der Grundführungsleitung eine Abweichung der parasitären Kapazitäten des äußersten Auslesekanals effektiv reduziert ist und Rauschkomponenten aufgrund der Abweichung reduziert sind.
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Daher können die Erkennungsvorrichtung und das Verfahren zum Betreiben derselben gemäß der vorliegenden Erfindung ein Abstand zwischen der Grundführungsleitung und dem äußersten Auslesekanal reduzieren verglichen mit einem herkömmlichen Fall, bei dem ein Abstand zwischen einem äußersten Auslesekanal und einer Grundführungsleitung vergrößert ist, um Rauschen zu reduzieren, so dass die Breite eines äußeren Rahmenbereichs reduziert werden kann, wodurch ein schmaler Rahmen erzielt wird.
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Es wird den zuständigen Fachmännern offensichtlich werden, dass verschiedene Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Geist oder dem Gebiet der Erfindung abzuweichen. Daher ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung die Modifikationen und Variationen dieser Erfindung abdeckt, sofern diese in den Bereich der angehängten Ansprüche und deren Äquivalente fallen.
