JP6522089B2 - タッチ回路、タッチセンシング装置、及びタッチセンシング方法 - Google Patents

タッチ回路、タッチセンシング装置、及びタッチセンシング方法 Download PDF

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Description

本発明は、タッチ回路、タッチセンシング装置、及びタッチセンシング方法に関するものである。
情報化社会が発展するにつれて、画像を表示するための表示装置に対する要求が多様な形態に増加しており、近来には液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display Device)、プラズマ表示装置(PDP:Plasma Display Panel)、有機発光表示装置(OLED:Organic Light Emitting Display Device)などのさまざまな表示装置が活用されている。
このような表示装置中には、ボタン、キーボード、マウスなどの通常的な入力方式から脱皮して、ユーザが容易に情報あるいは命令を、直観的にかつ便利に入力することができるようにするタッチ基盤の入力方式を提供することができるタッチ表示装置がある。
このようなタッチ表示装置は、タッチ基盤の入力方式を提供するための、ユーザのタッチの有無を把握するか、又はタッチ座標(タッチ位置)を精度良く検出することができるタッチセンシング装置を含む。
タッチセンシング装置は、タッチスクリーンパネルに配置されたタッチ電極を駆動してタッチセンシング信号を検出し、これを用いてタッチ情報(タッチ有無、タッチ位置)を検出する。
従来のタッチセンシング装置は、タッチスクリーンパネルを駆動してセンシングする過程で、タッチスクリーンパネルの内部又は外部でタッチ駆動パターンと周辺導体との間に不必要な寄生キャパシタンスが発生することがある。
このように、タッチスクリーンパネルの内部又は外部で寄生キャパシタンスが発生する場合、キャパシタンスに基づいてタッチをセンシングすると、タッチ感度が格段に低下する問題が発生することがある。特に、このような問題点は、タッチスクリーンパネルがディスプレイパネルに内蔵される場合に一層深刻に発生する。
実施形態の目的は、タッチスクリーンパネルの内部又は外部で引き起こされた寄生キャパシタンス(Cpara)の影響を低減又は除去させることによって、高精度なセンシングデータを得ることができ、これにより、キャパシタンス基盤のタッチセンシング性能を向上させることができるタッチ回路、タッチセンシング装置、及びタッチセンシング方法を提供することにある。
実施形態の他の目的は、タッチスクリーンパネルの内部又は外部で引き起こされた寄生キャパシタンスによって、タッチスクリーンパネルを駆動して得られる信号に対応する電荷量が図らずも変わる場合に、これを補償して高精度なタッチセンシング結果(タッチ有無及び/又はタッチ位置)を得られるタッチ回路、タッチセンシング装置、及びタッチセンシング方法を提供することにある。
実施形態のさらに他の目的は、タッチスクリーンパネルを駆動して得られる信号をそのまま利用せず制御して用いることによって、ノイズ成分が除去されたセンシングデータを用いて高精度なタッチセンシング結果(タッチ有無及び/又はタッチ位置)を得ることができるようにするタッチ回路、タッチセンシング装置、及びタッチセンシング方法を提供することにある。
実施形態のさらに他の目的は、タッチ回路内の前置増幅器に入力される電荷を制御することができるタッチ回路と、これを含むタッチセンシング装置と、そのタッチセンシング方法を提供することにある。
実施形態のさらに他の目的は、タッチ回路内の前置増幅器に入力される電荷を制御することができる電荷制御回路を含み、かつ電荷制御回路の面積減少構造を有するタッチ回路と、これを含むタッチセンシング装置と、そのタッチセンシング方法を提供することにある。
実施形態のさらに他の目的は、タッチ回路内の前置増幅器に入力される電荷を制御することができる電荷制御回路を含み、かつ電荷制御回路の面積減少と電荷制御効率性がある構造を有するタッチ回路と、これを含むタッチセンシング装置と、そのタッチセンシング方法を提供することにある。
一態様において、実施形態は、タッチスクリーンパネルと電気的に連結可能な反転入力端と、タッチスクリーンパネルに供給されるタッチ駆動パルスの入力が可能な非反転入力端と、信号出力のための出力端を有する前置増幅器と、前置増幅器の反転入力端と連結可能な第1段と、電荷制御パルスが印加される第2段を有する電荷制御回路を含むタッチ回路を含むことができる。
タッチ回路はM(M≧2)個以上の前置増幅器を含むことができる。このように、前置増幅器がM個以上の場合、電荷制御回路の第1段はM個以上の前置増幅器のうち、少なくとも2つ以上の前置増幅器の各々の反転入力端と連結可能に共用化されていることができる。
言い換えると、電荷制御回路の第1段は、スイッチ回路を介して、M個以上の前置増幅器のうち、2つ以上の前置増幅器の各々の反転入力端と全て連結できる。
このような電荷制御回路の個数は前置増幅器個数以下でありうる。
例えば、M個以上の前置増幅器のうち、2つ以上の前置増幅器の各々が1つの電荷制御回路を必要とする場合(例:図6の構造)、2つ以上の前置増幅器に対して1つの電荷制御回路のみ必要でありうる。
他の例に、M個以上の前置増幅器のうち、2つ以上の前置増幅器の各々が2つの電荷制御回路を必要とする場合(例:図13の構造)、2つ以上の前置増幅器に対して1つのセットの2つの電荷制御回路のみ必要でありうる。
タッチ回路内の電荷制御回路は、前記第1段と前記第2段を有するキャパシタ(以下、電荷制御キャパシタ)を含むことができる。
また、タッチ回路内の電荷制御回路は、2つ以上の前置増幅器の各々の反転入力端と共用化された電荷制御キャパシタの第1段との間の連結を制御する2つ以上のスイッチング素子をさらに含むことができる。
また、タッチ回路内の電荷制御回路は、前述したように、キャパシタ基盤の回路でありうるが、第2段に入力される電荷制御パルスの電圧を前置増幅器の反転入力端の電圧より低く、又は高く設定して、前置増幅器の反転入力端への電流の流れを制御することによって、前置増幅器の反転入力端で電荷を除去するか、又は前置増幅器の反転入力端に追加的な電荷を流入することができる如何なる回路構成も可能である。例えば、電荷制御回路は、第2段に入力される電荷制御パルスを制御するパルス制御部と、オン−オフタイミング制御信号によってオン−オフが制御されて前置増幅器の反転入力端と第1段との間の連結の有無を制御する1つ以上のスイッチング素子などを含む回路でありうる。ここで、スイッチング素子のオン−オフ区間長さの制御によって前置増幅器の反転入力端に実際入力される電荷量が増加又は減少することができる。
前述した電子制御回路は、前置増幅器の反転入力端に入力される電荷を制御することによって、前置増幅器のフィードバックキャパシタに充電される電荷量を制御できる。
他の態様において、実施形態は、タッチ駆動パルスが出力され、タッチ駆動パルスによって信号が受信される入出力部と、入出力部から受信された信号を調節する信号調節部と、信号調節部で調節された信号の入力を受けて信号処理を通じてセンシング値を生成する信号処理部を含むタッチ回路を提供することができる。
さらに他の態様において、実施形態は、タッチ駆動パルスをタッチスクリーンパネルに供給するステップと、タッチスクリーンパネルから信号を受信するステップと、受信された信号を調節するステップと、調節された信号に対する信号処理を通じてセンシング値を生成するステップと、センシング値に基づいてタッチ情報を獲得するステップを含むタッチセンシング方法を提供することができる。
さらに他の態様において、実施形態は、多数のタッチ電極が配置されたタッチスクリーンパネルと、多数のタッチ電極にタッチ駆動パルスを供給して信号を受信するタッチ回路を含むタッチセンシング装置を提供することができる。
このようなタッチセンシング装置において、タッチ回路は、タッチスクリーンパネルと電気的に連結可能な反転入力端と、タッチスクリーンパネルに供給されるタッチ駆動パルスの入力が可能な非反転入力端と、信号出力のための出力端を有し、反転入力端と出力端との間にフィードバックキャパシタが連結された前置増幅器と、前置増幅器の反転入力端に入力される電荷を制御する電荷制御回路を含むことができる。
以上で説明した実施形態によれば、タッチスクリーンパネルの内部又は外部で引き起こされた寄生キャパシタンス(Cpara)の影響を低減又は除去させることによって、高精度なセンシングデータを得ることができ、これにより、キャパシタンス基盤のタッチセンシング性能を向上させることができるタッチ回路、タッチセンシング装置、及びタッチセンシング方法を提供することができる効果がある。
また、実施形態によれば、タッチスクリーンパネルの内部又は外部で引き起こされた寄生キャパシタンスによって、タッチスクリーンパネルを駆動して得られる信号に対応する電荷量が図らずも変わる場合、これを補償して精度の高いタッチセンシング結果(タッチ有無及び/又はタッチ位置)を得ることができるようにするタッチ回路、タッチセンシング装置、及びタッチセンシング方法を提供することができる効果がある。
また、実施形態によれば、タッチスクリーンパネルを駆動して得られる信号をそのまま利用せず制御して用いることによって、ノイズ成分が除去されたセンシングデータを用いて高精度なタッチセンシング結果(タッチ有無及び/又はタッチ位置)を得ることができるようにするタッチ回路、タッチセンシング装置、及びタッチセンシング方法を提供することができる効果がある。
タッチスクリーンをディスプレイパネルに内蔵することも可能である。この場合、前述した効果はより大きい。
また、実施形態によれば、タッチ回路内の前置増幅器に入力される電荷を制御することができるタッチ回路と、これを含むタッチセンシング装置と、そのタッチセンシング方法を提供する効果がある。
また、実施形態によれば、タッチ回路内の前置増幅器に入力される電荷を制御することができる電荷制御回路を含み、かつ電荷制御回路の面積減少構造を有するタッチ回路と、これを含むタッチセンシング装置と、そのタッチセンシング方法を提供する効果がある。
また、実施形態によれば、タッチ回路内の前置増幅器に入力される電荷を制御することができる電荷制御回路を含み、かつ電荷制御回路の面積減少と電荷制御効率性がある構造を有するタッチ回路と、これを含むタッチセンシング装置と、そのタッチセンシング方法を提供する効果がある。
実施形態に係るタッチセンシング装置の構成図である。 実施形態に係るタッチスクリーンパネルの例示図である。 実施形態に係る内蔵型タッチスクリーンパネルの例示図である。 実施形態に係るタッチ回路を簡略に示す図である。 実施形態に係るタッチ回路を簡略に示す図である。 実施形態に係るタッチ回路の電荷制御回路の第1回路である。 実施形態に係るタッチ回路の電荷制御回路のシングル電荷制御のための駆動タイミングダイヤグラムである。 実施形態に係るタッチ回路の電荷制御回路のマルチ電荷制御のための駆動タイミングダイヤグラムである。 実施形態に係るタッチ回路内の第1マルチプレクサ回路、センシングユニットブロック、第2マルチプレクサ回路、及びアナログデジタルコンバータを示す図である。 実施形態に係るタッチ回路の電荷制御回路の配置図である。 実施形態に係るタッチ回路の電荷制御回路の他の配置図である。 実施形態に係るタッチ回路の電荷制御回路の第2回路である。 実施形態に係るタッチ回路の電荷制御回路の第3回路と駆動タイミングダイヤグラムである。 実施形態に係るタッチ回路の電荷制御回路の第3回路と駆動タイミングダイヤグラムである。 実施形態に係るタッチ回路の電荷制御回路の第4回路と駆動タイミングダイヤグラムである。 実施形態に係るタッチ回路の電荷制御回路の第4回路と駆動タイミングダイヤグラムである。 実施形態に係るタッチ回路の電荷制御回路の第5回路と駆動タイミングダイヤグラムである。 実施形態に係るタッチ回路の電荷制御回路の第5回路と駆動タイミングダイヤグラムである。 実施形態に係るタッチ回路の機能ブロックダイアグラム(Function Block Diagram)である。 実施形態に係るタッチセンシング方法のフローチャートである。
以下、本発明の一部の実施形態を例示的な図面を通じて詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するに当たって、同一な構成要素に対しては、たとえ他の図面上に表示されてもできる限り同一な符号を有することができる。また、本発明を説明するに当たって、関連した公知構成又は機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすることがあると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。
また、本発明の構成要素を説明するに当たって、第1、第2、A、B、(a)、(b)などの用語を使用することができる。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語により当該構成要素の本質、回数、順序又は個数などが限定されない。ある構成要素が他の構成要素に“連結”、“結合”、又は“接続”されると記載された場合、その構成要素は該他の構成要素に直接的に連結又は接続できるが、各構成要素の間にさらに他の構成要素が“介在”されるか、又は各構成要素を通じて“連結”、“結合”、又は“接続”されることもできると理解されるべきである。
図1は実施形態に係るタッチセンシング装置の構成図で、図2は実施形態に係るタッチスクリーンパネル(TSP)の例示図である。
図1を参照すると、実施形態に係るタッチセンシング装置は、ユーザが接触又は非接触方式により画面をタッチした場合、タッチ有無及び/又はタッチ位置に対するタッチ情報を獲得する装置又はシステムである。
図1を参照すると、実施形態に係るタッチセンシング装置は、タッチセンサーに該当する多数のタッチ電極TEが配置されたタッチスクリーンパネルTSPと、多数のタッチ電極TEにタッチ駆動パルスTDSを供給し、これによってタッチセンシング信号TSSを受信するタッチ回路100などを含むことができる。
タッチ回路100は、受信されたタッチセンシング信号TSSを信号処理してデジタル値に該当するセンシング値を生成し、生成されたセンシング値を含むセンシングデータを出力する。
ここで、タッチ回路100が遂行する信号処理は、増幅処理、積分処理、アナログデジタル変換処理などを含むことができる。
また、実施形態に係るタッチセンシング装置は、タッチ回路100で出力されたセンシングデータを用いて、タッチ有無及び/又はタッチ位置に対するタッチ情報を獲得するタッチコントローラ110をさらに含むことができる。
前述したタッチ回路100は、1つ以上のタッチ集積回路で具現できる。
また、タッチコントローラ110は、マイクロコントロールユニット(Micro Control Unit)で具現されることもできる。
タッチコントローラ110は、タッチ回路100の内部に含まれることもでき、タッチ回路100と別途に構成されることもできる。
実施形態に係るタッチセンシング装置は、タッチ電極間に形成されたキャパシタンスに基づいてタッチをセンシングするか、又は指、ペンなどのタッチオブジェクトとタッチ電極との間に形成されるキャパシタンスに基づいてタッチをセンシングすることができる。
実施形態に係るタッチセンシング装置がタッチ電極間に形成されたキャパシタンスに基づいてタッチをセンシングする場合、タッチスクリーンパネルTSPに配置される多数のタッチ電極TEは、タッチ回路100によりタッチ駆動パルスTDSが印加される駆動電極(転送電極ともいう)と、タッチ回路100によりタッチセンシング信号TSSが検出されるセンシング電極(受信電極ともいう)とに分類できる。
この場合、駆動電極とセンシング電極は互いに交差することができる。
また、駆動電極とセンシング電極との間にはミューチュアルキャパシタンス(Mutual Capacitance)が形成される。
実施形態に係るタッチセンシング装置は、このようなミューチュアルキャパシタンスの差に基づいてタッチ有無及び/又はタッチ位置に対するタッチ情報を獲得することができる。
実施形態に係るタッチセンシング装置が指、ペンなどのタッチオブジェクトとタッチ電極との間に形成されるキャパシタンスに基づいてタッチをセンシングする場合、タッチスクリーンパネルTSPに配置される多数のタッチ電極TEの各々は、タッチ回路100によりタッチ駆動パルスTDSが印加される駆動電極(転送電極ともいう)としても動作し、タッチ回路100によりタッチセンシング信号TSSが検出されるセンシング電極(受信電極ともいう)としても動作することができる。
この場合、多数のタッチ電極TEの各々は互いに電気的に分離できる。
各タッチ電極TEとタッチオブジェクトとの間にはセルフキャパシタンス(Self Capacitance)が形成される。
実施形態に係るタッチセンシング装置は、このようなセルフキャパシタンス(Self Capacitance)の差に基づいてタッチ有無及び/又はタッチ位置に対するタッチ情報を獲得することができる。
図2は、タッチセンシング装置がセルフキャパシタンス(Self Capacitance)に基づいてタッチ情報を獲得する実施形態における、タッチスクリーンパネルTSPを例示的に示す図である。
図2を参照すると、タッチスクリーンパネルTSPには多数のタッチ電極TEが互いに重畳しないように配置される。
各タッチ電極TEは1つ又は複数の開口部があるタイプ、又は開口部がないタイプでありうる。
また、タッチスクリーンパネルTSPには多数のタッチ電極TEとタッチ回路100を電気的に連結する多数のタッチ配線TLが配置できる。
実施形態に係るタッチセンシング装置は、ディスプレイ装置に含まれる装置でありうる。
ディスプレイ装置は、多数のデータラインDL及び多数のゲートラインGLが配置され、多数のデータラインDL及び多数のゲートラインGLにより定義される多数のサブピクセルSPが配列されたディスプレイパネルDPと、多数のデータラインDLを駆動するためのデータ駆動回路(DDC:Data Driving Circuit)と、多数のゲートラインGLを駆動するためのゲート駆動回路(GDC:Gate Driving Circuit)を含むことができる。
また、ディスプレイ装置は、データ駆動回路DDCとゲート駆動回路GDCを制御するためのコントローラ(図示せず)をさらに含むこともできる。
データ駆動回路DDCはタッチ回路100と別途に構成することもでき、タッチ回路100と共に統合集積回路で具現されうる。
一方、タッチセンシング装置がディスプレイ装置に含まれる装置である場合、タッチスクリーンパネルTSPは、ディスプレイパネルDP上に位置する外装型(アドオン(Add-on)タイプともいう)であるか、又はディスプレイパネルDPに内蔵される内蔵型でありうる。
タッチスクリーンパネルTSPがディスプレイパネルDPに内蔵された内蔵型である場合、ディスプレイパネルDPに配置された多数のタッチ電極TEの集合体をタッチスクリーンパネルTSPということができる。
以下、タッチスクリーンパネルTSPが内蔵型であると仮定して説明する。
図3は、実施形態に係る内蔵型タッチスクリーンパネルTSPの例示図である。
図3を参照すると、実施形態に係るタッチスクリーンパネルTSPがディスプレイパネルDPに内蔵される内蔵型である場合、イン−セルタイプ、オン−セルタイプなどでありうる。
このように、タッチスクリーンパネルTSPが内蔵型である場合、多数のタッチ電極TEは、タッチセンサー専用電極であるか、又はディスプレイ駆動にも用いられる電極でありうる。
仮に、タッチスクリーンパネルTSPに配置された多数のタッチ電極TEがタッチセンサー電極で、かつディスプレイ駆動電極である場合、一例に、多数のタッチ電極TEはディスプレイ駆動区間で共通電圧(Vcom)が印加される共通電極でありうる。
即ち、ディスプレイ駆動区間の間、多数のタッチ電極TEは共通電圧(Vcom)を全て印加を受け、タッチ駆動区間の間、多数のタッチ電極TEはタッチ駆動パルスTDSを順次に、又は同時に印加を受けることができる。
一方、1つのタッチ電極TEは1つのサブピクセルSPより大きい大きさを有することができる。
一例に、1つのタッチ電極TEの領域の大きさは2つ以上のサブピクセルSPの領域の大きさと対応できる。
前述したように、タッチスクリーンパネルTSPがディスプレイパネルDPに内蔵される場合、2回のパネル製作工程と2つのパネルの結合工程を実行する必要がない。また、ディスプレイ装置をより薄くできる。
一方、タッチスクリーンパネルTSP内でタッチ電極TE及び/又はタッチ配線TLは、タッチスクリーンパネルTSP内の他の信号配線、他の電極、又は他のタッチ電極TEと不必要な寄生キャパシタンスを形成することができる。
ここで、タッチスクリーンパネルTSPがディスプレイパネルDPに内蔵された場合、データラインDL、ゲートラインGL、及び他のタッチ電極TEなどのうち、1種類以上が該当タッチ電極TEと不必要な寄生キャパシタンスを形成することができる。
一方、タッチ駆動過程で、寄生キャパシタンスはタッチスクリーンパネルTSPの外部でも発生することができる。
言い換えると、タッチスクリーンパネルTSP内のタッチ配線TLと電気的に連結される外部配線は、他の外部配線と不必要な寄生キャパシタンスを形成することができる。
例えば、タッチスクリーンパネルTSP内のタッチ配線TLと電気的に連結される外部配線はタッチスクリーンパネルTSPの外部に存在する配線であって、タッチスクリーンパネルTSP内のタッチ配線TLと電気的に連結され、タッチ回路100の内部に存在する回路内部配線でありうる。
また、タッチスクリーンパネルTSP内のタッチ配線TLと電気的に連結される外部配線は、タッチスクリーンパネルTSPとタッチ回路100を電気的に連結する媒介体(例:タッチ回路100又はこれを含む集積回路がCOF(Chip On Film)タイプで設計された場合、回路フィルムでありうる)に存在する配線でありうる。
一方、タッチスクリーンパネルTSPの内部に配置されたタッチ電極TE及び/又はタッチ配線TLに隣接した導体(例:データライン、ゲートライン、他のタッチ電極など)にタッチ駆動パルスTDS又はこれと対応する信号を印加することによって、タッチスクリーンパネルTSPの内部で引き起こされる寄生キャパシタンスを減らすことができる。
タッチスクリーンパネルTSPのタッチ配線TLと電気的に連結され、タッチスクリーンパネルTSPの外部で存在する外部配線と隣接した導体(例:他の外部配線など)にタッチ駆動パルスTDS又はこれと対応する信号を印加することによって、タッチスクリーンパネルTSPの外部で引き起こされる寄生キャパシタンスを減らすことができる。
ここで、タッチ駆動パルスTDSと対応する信号は、タッチ駆動パルスTDSの周波数、位相、振幅などのうち、少なくとも1つが同一な信号である。
前述したように、タッチスクリーンパネルTSPの内部及び外部に存在するタッチ駆動パターン(例:タッチ電極TE、タッチ配線TL、タッチ配線TLと電気的に連結された外部配線など)にタッチ駆動パルスTDSを印加してタッチ感度の低下をもたらす寄生キャパシタンスの発生を防止する際、タッチ駆動パターンと隣接した他のパターン(例:データライン、ゲートライン、他のタッチ電極、他のタッチライン、他の外部配線など)にタッチ駆動パルスTDS、又はこれと対応する信号を印加する駆動をロードフリー駆動(Load Free Driving)という。
このようなロードフリー駆動を通じて、タッチスクリーンパネルTSPの内部又は外部で寄生キャパシタンスが発生することをある程度防止することができる。
しかしながら、ロードフリー駆動を通じてもパネルTSPの内部又は外部で寄生キャパシタンスが発生することを完全に防ぐことはできない。
したがって、タッチ駆動過程でタッチスクリーンパネルTSPの内部又は外部で寄生キャパシタンスが発生する場合、タッチ駆動過程でタッチ駆動パルスTDSを印加すると、その後、タッチ回路100に受信されるタッチセンシング信号TSSが寄生キャパシタンスにより変質することがある。
これによって、タッチセンシング信号TSSに基づいて得られるタッチセンシング結果(即ち、タッチ有無及び/又はタッチ位置に対するタッチ情報)には誤りが生じるようになって、タッチセンシングの精度が格段に低下することがある。
ここに、実施形態は、タッチスクリーンパネルTSPの内部又は外部で発生する寄生キャパシタンスによって、タッチ駆動過程でタッチ回路100に受信されるタッチセンシング信号TSSの変質が発生する場合(即ち、タッチ回路100に受信されるタッチセンシング信号TSSに対応する電荷量が正常な場合(寄生キャパシタンスがない場合)に比べて増加又は減少する場合)、タッチ回路100に受信されるタッチセンシング信号TSSに対応する電荷に対する電荷量補償処理を遂行する。
電荷量補償処理は、タッチ回路100に受信されるタッチセンシング信号TSSに対応する電荷を減少又は増加させて、タッチ回路100の内部回路に入力させる処理を意味する。
このような電荷量補償処理を通じて寄生キャパシタンスの影響を除去して、タッチ有無によって正常に得られる電荷量に基づいてタッチ情報を獲得することができ、これにより、タッチセンシングの精度を向上させることができる。
以下、タッチ駆動過程で、電荷量補償処理を通じて、タッチ回路100に受信されるタッチセンシング信号TSSに対応する電荷に追加的な電荷を注入(Inject)するか、又はタッチ回路100に受信されるタッチセンシング信号TSSに対応する電荷で一部の電荷を除去(Remove)して、調節された電荷に基づいてタッチ情報の精度を高めることができるタッチセンシング方法についてより詳細に説明する。
図4及び図5は、実施形態に係るタッチ回路100を簡略に示す図である。
図4を参照すると、タッチ回路100は、タッチ駆動パルスTDSをタッチスクリーンパネルTSPに供給し、タッチスクリーンパネルTSPでタッチセンシング信号TSSを受信する前置増幅器Pre−AMPを含むことができる。
また、タッチ回路100は、前置増幅器Pre−AMPの出力信号(Vout)を積分する積分器INTGと、積分器INTGの出力信号(Vout)を格納するサンプルアンドホールド回路(SHA:Sample and Hold Circuit)と、サンプルアンドホールド回路SHAに格納されたアナログ信号をデジタル値に変換してセンシング値を生成するアナログデジタルコンバータADCなどをさらに含むことができる。
タッチ回路100は、前置増幅器Pre−AMP、積分器INTG、サンプルアンドホールド回路SHA、アナログデジタルコンバータADCの以外にも他の回路構成をさらに含むことができ、これに関しては後述する。
前述した前置増幅器Pre−AMPは、タッチスクリーンパネルTSPと電気的に連結可能な反転入力端IN1と、タッチスクリーンパネルTSPに供給されるタッチ駆動パルスTDSの入力が可能な非反転入力端IN2と、信号出力のための出力端OUTを有する。
そして、前置増幅器Pre−AMPは、反転入力端IN1と出力端OUTとの間にフィードバックキャパシタCFBが連結できる。
タッチ駆動過程で、前置増幅器Pre−AMPを介してタッチスクリーンパネルTSP内のタッチ電極TEにタッチ駆動パルスTDSが供給された以後、タッチ駆動パルスTDSが印加されたタッチ電極TEと指との間のキャパシタに充電された電荷がタッチセンシング信号TSSとしてタッチ回路100に受信されて前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に入力される。
前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に入力されたタッチセンシング信号TSSに該当する電荷はフィードバックキャパシタCFBに充電される。
これによって、前置増幅器Pre−AMPの出力端OUTにフィードバックキャパシタCFBに充電された電荷量に該当する出力信号(Vout)が出力される。
ここで、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に入力される電荷量は寄生キャパシタンスによって望まぬ変動がなされた電荷量でありうる。
ここに、実施形態に係るタッチ回路100は、寄生キャパシタンスによる電荷量変動分を補償するために、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に入力される電荷量の増減を制御する電荷制御回路400をさらに含むことができる。
このような電荷制御回路400は、前置増幅器Pre−AMPの前段に位置して、外部で受信されるタッチセンシング信号TSSを調節して前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に入力させることによって、前置増幅器Pre−AMPのフィードバックキャパシタCFBに充電される電荷量を調節することができる。
即ち、電荷制御回路400は、タッチスクリーンパネルTSPのタッチ配線TL、又はこれと連結された外部配線(タッチ回路100内の回路内部配線又はタッチ回路100が実装された回路フィルム上の配線)を通じて受信されたタッチセンシング信号TSSに該当する電荷が前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に入力される時、追加的な電荷をさらに注入(Inject)することによって、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に入力される電荷量が増加するように制御することができる。
又は、電荷制御回路400は、タッチスクリーンパネルTSPのタッチ配線TL、又はこれと連結された外部配線(タッチ回路100内の回路内部配線又はタッチ回路100が実装された回路フィルム上の配線)を通じて受信されたタッチセンシング信号TSSに該当する電荷が前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に入力される時、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に入力される電荷のうちの一部を除去(Remove)することによって、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に入力される電荷量が減少するように制御することができる。
前述した電荷制御回路400を通じて前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に実際に入力される電荷量を制御することによって、寄生キャパシタンスにより変質された電荷量の電荷が前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に入力されることを防止することができる。これにより、高精度のタッチセンシング結果を得ることができる。
図5を参照すると、タッチ回路100内の電荷制御回路400は、前置増幅器Pre−AMPの前段に位置する。
電荷制御回路400は、外部で受信されるタッチセンシング信号TSSを調節して前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に入力させる。
これにより、電荷制御回路400は、前置増幅器Pre−AMPのフィードバックキャパシタCFBに充電される電荷量の増減を調節することができる。
電荷制御回路400は、電荷制御キャパシタCCR及び制御スイッチ回路500などを含むことができる。
電荷制御キャパシタCCRは,第1段N1と第2段N2を有する。
電荷制御キャパシタCCRの第1段N1は、制御スイッチ回路500と連結される。
電荷制御キャパシタCCRの第2段N2は、電荷制御パルスVCRが印加される。
制御スイッチ回路500は、電荷制御キャパシタCCRの第1段N1と前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1との間の電流の流れを制御することができる。
制御スイッチ回路500は、2つ以上のスイッチング素子を含んで具現される。
制御スイッチ回路500は、2つ以上のスイッチング素子のスイッチング動作を制御して、電荷制御キャパシタCCRの第1段N1と前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1との間に2種類の電流経路のうちの1つを選択的に作ることができる。
ここで、2種類の電流経路は、第1電流経路Piと第2電流経路Prを含む。
第1電流経路Piは、電荷制御キャパシタCCRの第1段N1から前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に電流が流れる経路である。
このような第1電流経路Piは、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に入力される電荷量を増加するために、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に追加的な電荷を注入(Inject)するための電流が流れる経路である。
第2電流経路Prは、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1から電荷制御キャパシタCCRの第1段N1に電流が流れる経路である。
このような第2電流経路Prは、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に入力される電荷量の低減のために、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1で一部の電荷を除去(Remove)するための電流が流れる経路である。
前述した電荷制御回路400を利用すれば、制御スイッチ回路500を通じて電荷制御キャパシタCCRの第1段N1と前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1との間に2種類の電流経路のうちの1つを選択的に作ることによって、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に実際に入力されてフィードバックキャパシタCFBに充電される電荷量の増減を効率良く調節することができる。
一方、タッチ駆動パルスTDSはローレベル電圧とハイレバル電圧との間でトグル(Toggle)できる。
電荷制御パルスVCRは、ローレベル電圧とハイレバル電圧との間でトグル(Toggle)スイッチとして働く。
即ち、タッチ駆動パルスTDS及び電荷制御パルスVCRは多数のパルスを含むパルス信号であり、交流(AC)信号でありうる。
実施形態に係るタッチ駆動時、電荷制御回路400はタッチ駆動パルスTDS及び電荷制御パルスVCRの間のパルシング(Pulsing)関係によって2種類の電荷制御方法により駆動できる。
電荷制御回路400の第1電荷制御方法は、タッチ駆動パルスTDSがローレベル電圧区間又はハイレバル電圧区間の間、電荷制御パルスVCRのレベル変更が1回以下になるようにして、電荷制御回路400を動作させる方法である。
電荷制御回路400の第2電荷制御方法は、タッチ駆動パルスTDSがローレベル電圧区間又はハイレバル電圧区間の間、電荷制御パルスVCRのレベル変更が2回以上になるようにして、電荷制御回路400を動作させる方法である。
以下、電荷制御回路400の第1電荷制御方法はシングル電荷制御方法といい、電荷制御回路400の第2電荷制御方法はマルチ電荷制御方法ともいう。
以下、以上で簡略に紹介した電荷制御回路400の具体的な回路と動作を説明する。
図6は、実施形態に係るタッチ回路100の電荷制御回路400の第1回路である。
図6を参照すると、制御スイッチ回路500は、第1のPタイプトランジスタMP1、第2のPタイプトランジスタMP2、第1のNタイプトランジスタMN1、第2のNタイプトランジスタMN2などを含むことができる。
第1のPタイプトランジスタMP1と第1のNタイプトランジスタMN1は、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に連結され、交互にターン−オンされる。
第2のPタイプトランジスタMP2は、第1のPタイプトランジスタMP1と電荷制御キャパシタCCRの第1段N1との間に連結される。
第2のNタイプトランジスタMN2は、第1のNタイプトランジスタMN1と電荷制御キャパシタCCRの第1段N1との間に連結される。
第1のPタイプトランジスタMP1のゲートロードと第2のPタイプトランジスタMP2のゲートロードとは互いに連結される。
第1のNタイプトランジスタMN1のゲートロードと第2のNタイプトランジスタMN2のゲートロードとは互いに連結される。
前述した4種類のトランジスタMP1、MP2、MN1、MN2の各々は、以下の役割を有する。
第1のPタイプトランジスタMP1は、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に電荷を注入(Inject)するトランジスタである。
第2のPタイプトランジスタMP2は、第1のPタイプトランジスタMP1に伝達される電荷量を制御するトランジスタである。
第1のPタイプトランジスタMP1と第2のPタイプトランジスタMP2は、第1電流経路Piを形成する。
第1のNタイプトランジスタMN1は、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1で電荷を除去(Remove)するトランジスタである。
第2のNタイプトランジスタMN2は、第1のNタイプトランジスタMN1で除去される電荷量を制御するトランジスタである。
第1のNタイプトランジスタMN1と第2のNタイプトランジスタMN2は、第2電流経路Prを形成する。
前述したように、4種類のトランジスタを有する制御スイッチ回路500を利用すれば、電荷制御キャパシタCCRの第1段N1から前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に電流が流れる第1電流経路Piと、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1から電荷制御キャパシタCCRの第1段N1に電流が流れる第2電流経路Prのうちの1つを選択的に作り、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に対して電荷注入(Charge Injection)又は電荷除去(Charge Removal)を行うことができる。
図6を参照すると、制御スイッチ回路500は、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、第3スイッチSW3、及び第4スイッチSW4を含むことができる。
第1スイッチSW1は、第1のNタイプトランジスタMN1と第2のNタイプトランジスタMN2が連結された地点(A)と、第1のNタイプトランジスタMN1のゲートロードと第2のNタイプトランジスタMN2のゲートロードが連結された地点(B)の間の連結の有無を制御することができる。
第2スイッチSW2は、第1のPタイプトランジスタMP1と第2のPタイプトランジスタMP2が連結された地点(C)と、第1のPタイプトランジスタMP1のゲートロードと第2のPタイプトランジスタMP2のゲートロードが連結された地点(D)との間の連結の有無を制御することができる。
第3スイッチSW3は、第2のPタイプトランジスタMP2と電荷制御キャパシタCCRの第1段N1との間の連結の有無を制御することができる。
第4スイッチSW4は、第2のNタイプトランジスタMN2と電荷制御キャパシタCCRの第1段N1との間の連結の有無を制御することができる。
前述した4種類のスイッチSW1、SW2、SW3、SW4のスイッチング動作によって、反転入力端IN1での電荷注入(Charge Injection)と電荷除去(Charge Removal)のうちの1つがなされる。
前述した電荷制御回路400で電荷注入のためのスイッチング構造と制御除去のためのスイッチング構造は互いに類似するようになっている。
これによって、電荷制御回路400はミラーリング電荷制御器(Mirroring Charge Controller)ともいい、電荷除去器(Charge Remover)又は電荷注入器(Charge Injector)ともいう。
図7は、実施形態に係るタッチ回路100の電荷制御回路400のシングル電荷制御のための駆動タイミングダイヤグラムである。図8は、実施形態に係るタッチ回路100の電荷制御回路400のマルチ電荷制御のための駆動タイミングダイヤグラムである。
図7及び図8を参照すると、電荷制御回路400は、シングル電荷制御及びマルチ電荷制御に関わらず、同一なスイッチング動作を遂行する。
図7及び図8を参照すると、タッチ駆動パルスTDSのハイレバル電圧区間の全体又は一部の区間で、第1スイッチSW1及び第3スイッチSW3はオン(ON)状態で、第2スイッチSW2及び第4スイッチSW4はオフ(OFF)状態である。
図7及び図8を参照すると、タッチ駆動パルスTDSのローレベル電圧区間の全体又は一部の区間で、第1スイッチSW1及び第3スイッチSW3はオフ(OFF)状態で、第2スイッチSW2及び第4スイッチSW4はオン(ON)状態である。
言い換えると、第1スイッチSW1のオン−オフタイミングと第3スイッチSW3のオン−オフタイミングは対応する。
第2スイッチSW2のオン−オフタイミングと第4スイッチSW4のオン−オフタイミングは対応する。
第1スイッチSW1のオン−オフタイミングと第3スイッチSW3のオン−オフタイミングは、第2スイッチSW2のオン−オフタイミングと第4スイッチSW4のオン−オフタイミングと反対である。
フィードバックキャパシタCFBの両端に連結されたフィードバックスイッチSWFBをさらに含むことができる。
フィードバックスイッチSWFBは、タッチ駆動パルスTDSのレベル変更時、ターン−オンできる。
タッチ駆動パルスTDSのハイレバル電圧区間と、第1スイッチSW1及び第3スイッチSW3のオン区間は対応できる。タッチ駆動パルスTDSのローレベル電圧区間と、第2スイッチSW2及び第4スイッチSW4のオン区間は対応できる。
これによれば、フィードバックスイッチSWFBは、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、第3スイッチSW3、及び第4スイッチSW4のオン−オフタイミングにターン−オンできる。
前述したように、電荷制御回路400内の制御スイッチ回路500は、シングル電荷制御及びマルチ電荷制御に関わらず、同一なスイッチング動作を遂行する。特に、マルチ電荷制御を遂行しても、シングル電荷制御のためのスイッチング動作と同一なスイッチング動作をするため、制御動作が簡単であるという長所がある。
以下、図7を参照して電荷制御回路400のシングル電荷制御方法を説明する。
タッチ駆動パルスTDSは、ローレベル電圧とハイレバル電圧との間で切り替えられる。
電荷制御パルスVCRは、ローレベル電圧とハイレバル電圧との間で切り替えられる。
タッチ駆動パルスTDSがローレベル電圧区間又はハイレバル電圧区間の間、電荷制御パルスVCRは1回以下にレベル変更がある。
即ち、タッチ駆動パルスTDSがローレベル電圧区間又はハイレバル電圧区間の間、電荷制御パルスVCRはレベル変更がないか、又は1回のみレベル変更がある。
前述したように、電荷制御回路400は、タッチ駆動パルスTDSがローレベル電圧区間又はハイレバル電圧区間の間、電荷制御パルスVCRを1回以下にレベル変更させるシングル電荷制御を遂行することによって、電荷制御パルスVCRの供給を容易にすることができる。即ち、シングル電荷制御方法により簡単な駆動を通じて電荷制御を容易に遂行することができる。
図6及び図7を参照すると、タッチ駆動パルスTDSのハイレバル電圧区間(ライジング(Rising)時点含み)の間、電荷制御パルスVCRがフォーリング(Falling)されれば、第1のPタイプトランジスタMP1は電流を導通させる。これによって、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に電荷が追加で注入(Inject)できる。
図6及び図7を参照すると、タッチ駆動パルスTDSのローレベル電圧区間(フォーリング(Falling)時点含み)の間、電荷制御パルスVCRがライジングされれば、第1のNタイプトランジスタMN1は電流を導通させる。これによって、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に入力される電荷の一部が除去(Remove)される。
前述したことによれば、制御スイッチ回路500は、第1のPタイプトランジスタMP1を通じて、電荷制御キャパシタCCRで前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に向ける方向に電流が導通されるように制御することによって、電流注入経路に該当する第1電流経路Piを形成することができる。
また、制御スイッチ回路500は、第1のNタイプトランジスタMN1を通じて、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1で電荷制御キャパシタCCRに向ける方向に電流が導通されるように制御することによって、電流除去経路に該当する第2電流経路Prを形成することができる。
一方、第1のPタイプトランジスタMP1を通じて導通された電流の大きさは、電荷制御パルスVCRの振幅と、電荷制御キャパシタCCRのキャパシタンスと、第1のPタイプトランジスタMP1の大きさ、及び第2のPタイプトランジスタMP2の大きさの間の比率を含む制御因子のうちの1つ又は複数によって決定できる。
第1のNタイプトランジスタMN1を通じて導通された電流の大きさは、電荷制御パルスVCRの振幅と、電荷制御キャパシタCCRのキャパシタンスと、第1のNタイプトランジスタMN1の大きさ、及び第2のNタイプトランジスタMN2の大きさの間の比率を含む制御因子のうちの1つ又は複数によって決定できる。
前述したことによれば、電荷制御キャパシタCCR、電荷制御パルスVCR、及び大きさ比率(W/L Ratio)を含む3種類の制御因子を用いて、電荷制御(電荷注入、電荷除去)を精密に遂行することができる。
以下、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1への電荷注入の原理を図7を参照してより詳細に説明する。
タッチ駆動パルスTDSのハイレバル電圧区間(ライジング時点含み)の全体又は一部の区間の間、第1スイッチSW1及び第3スイッチSW3がオン状態で、第2スイッチSW2及び第4スイッチSW4はオフ状態である。
タッチ駆動パルスTDSのハイレバル電圧区間(ライジング時点含み)の間、電荷制御パルスVCRがハイレバル電圧からローレベル電圧にフォーリングされる時、第2のPタイプトランジスタMP2と電荷制御キャパシタCCRの変化は数式で表現できる。
電荷制御パルスVCRがハイレバル電圧(VCR_HIGH)の時、電荷制御キャパシタCCRに充電された電荷(Qcr、VCR_HIGH)は数式1で表現できる。
Figure 0006522089
電荷制御パルスVCRがローレベル電圧(VCR_LOW)の時、電荷制御キャパシタCCRに充電された電荷(Qcr、VCR=VCR_LOW)は数式2で表現できる。
Figure 0006522089
電荷制御パルスVCRがハイレバル電圧(VCR_HIGH)からローレベル電圧(VCR_LOW)にフォーリングされる時、電荷制御キャパシタCCRでの電荷変化量(ΔQcr)は数式3で表現できる。
Figure 0006522089
電荷制御パルスVCRがハイレバル電圧(VCR_HIGH)からローレベル電圧(VCR_LOW)にフォーリングされる区間で、単位時間当り流れる電流(Iq=ΔQ/ΔT)は数式4で表現できる。これは、第2のPタイプトランジスタMP2に単位時間当たり流れる電流(Imp2)に該当する。
Figure 0006522089
この際、第1のPタイプトランジスタMP1に流れる電流(Imp1)と、第2のPタイプトランジスタMP2に流れる電流(Imp2)は、数式5で表現できる。
Figure 0006522089
ここで、Kはμ(正孔移動度)×Cox(単位面積周囲のゲート酸化膜大きさ)である。Wmp1は第1のPタイプトランジスタMP1のチャンネル幅であり、Lmp1は第1のPタイプトランジスタMP1のチャンネル長さであり、Wmp1/Lmp1は第1のPタイプトランジスタMP1の大きさに該当する。Wmp2は第2のPタイプトランジスタMP2のチャンネル幅であり、Lmp2は第2のPタイプトランジスタMP2のチャンネル長さであり、Wmp2/Lmp2は第2のPタイプトランジスタMP2の大きさに該当する。Vsgはソース−ゲート電圧であり、Vthpはしきい電圧である。
第1のPタイプトランジスタMP1と第2のPタイプトランジスタMP2のゲート電圧が同一であるので、第1のPタイプトランジスタMP1に流れる電流(Imp1)は以下の数式6のように表現できる。
Figure 0006522089
数式6によれば、第1のPタイプトランジスタMP1を通じて導通された電流(Imp1)の大きさは、電荷制御パルスVCRの振幅(VCR_HIGH−VCR_LOW)と、電荷制御キャパシタCCRのキャパシタンスと、第1のPタイプトランジスタMP1の大きさ(Wmp1/Lmp1)、及び第2のPタイプトランジスタMP2の大きさ(Wmp2/Lmp2)の間の比率((Wmp1/Lmp1)/(Wmp2/Lmp2))を含む制御因子のうちの1つ又は複数によって決定できる。
以下、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1での電荷除去の原理を図7を参照してより詳細に説明する。
タッチ駆動パルスTDSのローレベル電圧区間(フォーリング時点含み)の全体又は一部の区間の間、第2スイッチSW2及び第4スイッチSW4はオン状態で、第1スイッチSW1及び第3スイッチSW3がオフ状態である。
タッチ駆動パルスTDSのローレベル電圧区間(フォーリング時点含み)の間、電荷制御パルスVCRがローレベル電圧からハイレバル電圧にライジングされる時、第2のNタイプトランジスタMN2と電荷制御キャパシタCCRの変化は、タッチ駆動パルスTDSのハイレバル電圧区間での第2のPタイプトランジスタMP2と電荷制御キャパシタCCRの変化と同様である。
したがって、第1のNタイプトランジスタMN1と第2のNタイプトランジスタMN2のゲート電圧が同一であるので、第1のNタイプトランジスタMN1に流れる電流(Imn1)と第2のNタイプトランジスタMN2に流れる電流(Imn2)の間の比率は、第1のNタイプトランジスタMN1の大きさ(Wmn1/Lmn1)と第2のNタイプトランジスタMN2の大きさ(Wmn2/Lmn2)の間の比率と対応する。
第1のNタイプトランジスタMN1に流れる電流(Imn1)は、数式7のように表現できる。
Figure 0006522089
ここで、Wmn1は第1のNタイプトランジスタMN1のチャンネル幅であり、Lmn1は第1のNタイプトランジスタMN1のチャンネル長さであり、Wmn1/Lmn1は第1のNタイプトランジスタMN1の大きさに該当する。Wmn2は第2のNタイプトランジスタMN2のチャンネル幅であり、Lmn2は第2のNタイプトランジスタMN2のチャンネル長さであり、Wmn2/Lmn2は第2のNタイプトランジスタMN2の大きさに該当する。
数式7によれば、第1のNタイプトランジスタMN1を通じて導通された電流(Imn1)の大きさは、電荷制御パルスVCRの振幅(VCR_HIGH−VCR_LOW)と、電荷制御キャパシタCCRのキャパシタンスと、第1のNタイプトランジスタMN1の大きさ(Wmn1/Lmn1)、及び第2のNタイプトランジスタMN2の大きさ(Wmn2/Lmn2)の間の比率((Wmn1/Lmn1)/(Wmn2/Lmn2))を含む制御因子のうちの1つ以上によって決定できる。
以下、図8を参照して電荷制御回路400のマルチ電荷制御方法を説明する。
タッチ駆動パルスTDSは、ローレベル電圧とハイレバル電圧との間で切り替えられる。
電荷制御パルスVCRは、ローレベル電圧とハイレバル電圧との間で切り替えられる。
タッチ駆動パルスTDSが1つのローレベル電圧区間又は1つのハイレバル電圧区間の間、電荷制御パルスVCRは2回以上のレベル変更がありうる。
前述したマルチ電荷制御を通じてタッチ駆動パルスTDSの1つのハイレバル電圧区間又は1つのローレベル電圧区間の間2回以上の電荷制御が遂行できるようになって、電荷制御性能を高めることができる。
図6及び図8を参照すると、タッチ駆動パルスTDSのハイレバル電圧区間の間、電荷制御パルスVCRがライジングされると、第1のPタイプトランジスタMP1はターン−オフされる。
タッチ駆動パルスTDSのハイレバル電圧区間の間、電荷制御パルスVCRがフォーリングされれば、第1のPタイプトランジスタMP1は電流を導通させることができる。
これによって、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に電荷が追加で注入(Inject)できる。
図6及び図8を参照すると、タッチ駆動パルスTDSのローレベル電圧区間の間、電荷制御パルスVCRがフォーリングされれば、第1のNタイプトランジスタMN1はターン−オフできる。
タッチ駆動パルスTDSのローレベル電圧区間の間、電荷制御パルスVCRがライジングされれば、第1のNタイプトランジスタMN1は電流を導通させることができる。
これによって、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に入力される電荷の一部が除去(Remove)できる。
前述したことによれば、電荷制御回路400は、タッチ駆動パルスTDSがハイレバル電圧区間の間前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に2回以上の電荷注入されるように制御し、タッチ駆動パルスTDSがローレベル電圧区間の間前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1で2回以上の電荷が除去されるように制御することによって、電荷制御性能を高めることができる。
一方、第1のPタイプトランジスタMP1を通じて導通された電流の大きさは、電荷制御パルスVCRの振幅(VCR_HIGH−VCR_LOW)と、電荷制御キャパシタCCRのキャパシタンスと、第1のPタイプトランジスタMP1の大きさ(Wmp1/Lmp1)及び第2のPタイプトランジスタMP2の大きさ(Wmp2/Lmp2)の間の比率を含む制御因子のうちの1つ以上によって決定できる。
第1のNタイプトランジスタMN1を通じて導通された電流の大きさは、電荷制御パルスVCRの振幅と、電荷制御キャパシタCCRのキャパシタンスと、第1のNタイプトランジスタMN1の大きさ(Wmn1/Lmn1)及び第2のNタイプトランジスタMN2の大きさ(Wmn2/Lmn2)の間の比率を含む制御因子のうちの1つ又は複数によって決定できる。
前述したことによれば、電荷制御キャパシタCCR、電荷制御パルスVCR、及び大きさ比率(W/L Ratio)を含む3種類の制御因子を用いて、マルチ電荷制御方式に従う電荷制御(電荷注入、電荷除去)を精密に遂行することができる。
以下、マルチ電荷制御と関連して、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1への電荷注入の原理を図8を参照してより詳細に説明する。
マルチ電荷制御時、タッチ駆動パルスTDSのハイレバル電圧区間(ライジング時点含み)の全体又は一部の区間の間、第1スイッチSW1及び第3スイッチSW3がオン状態で、第2スイッチSW2及び第4スイッチSW4はオフ状態である。
このようなスイッチ状態は、シングル電荷制御のためのスイッチ状態と同一である。
タッチ駆動パルスTDSのハイレバル電圧区間(ライジング時点含み)の間に電荷制御パルスVCRがローレベル電圧からハイレバル電圧にライジングされる時、電荷制御キャパシタCCRを通じて流れる電荷変化量(ΔQcr)は、以下の数式8で表現できる。
Figure 0006522089
数式8によれば、電荷は電荷制御キャパシタCCRで駆動電圧(VDD)として流れるようになり、第2のPタイプトランジスタMP2のゲート電圧が瞬間的に駆動電圧(VDD)より高い電圧となる。
タッチ駆動パルスTDSのハイレバル電圧が駆動電圧(VDD)より低く、第1のPタイプトランジスタMP1のゲート電圧と第2のPタイプトランジスタMP2のゲート電圧は同一であるので、第1のPタイプトランジスタMP1はターン−オフされて電荷が流れることができない。
したがって、タッチ駆動パルスTDSのハイレバル電圧区間(ライジング時点含み)の間、電荷制御パルスVCRのライジング時、第1のPタイプトランジスタMP1はターン−オンできなくて、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に電荷注入(Charge Injection)をすることができない。
しかしながら、タッチ駆動パルスTDSのハイレバル電圧区間(ライジング時点含み)の間、電荷制御パルスVCRのフォーリング時、第1のPタイプトランジスタMP1は、シングル電荷制御時と同一な方式により、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に電荷注入(Charge Injection)をすることができる。
以下、マルチ電荷制御関連して、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1での電荷除去の原理を図8を参照してより詳細に説明する。
タッチ駆動パルスTDSのローレベル電圧区間(フォーリング時点含み)の全体又は一部区間の間、第2スイッチSW2及び第4スイッチSW4はオン状態で、第1スイッチSW1及び第3スイッチSW3がオフ状態である。
このようなスイッチ状態は、シングル電荷制御時と同一である。
タッチ駆動パルスTDSのローレベル電圧区間(フォーリング時点含み)の間、電荷制御パルスVCRがハイレバル電圧からローレベル電圧へフォーリングされる時、グラウンド電圧(GND)の印加ノードから電荷制御キャパシタCCRに電荷が流れるようになって、第2のNタイプトランジスタMN2のゲート電圧は瞬間的にグラウンド電圧(GND)より低い電圧となる。
タッチ駆動パルスTDSのローレベル電圧はグラウンド電圧(GND)より高く、第1のNタイプトランジスタMN1のゲート電圧と第2のNタイプトランジスタMN2のゲート電圧は同一であるので、第1のNタイプトランジスタMN1はターン−オフされて電荷が流れない。
したがって、タッチ駆動パルスTDSのローレベル電圧区間(フォーリング時点含み)の間、電荷制御パルスVCRのフォーリング時、第1のNタイプトランジスタMN1はターン−オンできず、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1で電荷除去(Charge Removal)を行うことができない。
しかしながら、タッチ駆動パルスTDSのローレベル電圧区間(フォーリング時点含み)の間、電荷制御パルスVCRのライジング時、第1のNタイプトランジスタMN1はターン−オンされて前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1で電荷除去(Charge Removal)を行うことができる。
図9は、実施形態に係るタッチ回路100内の第1マルチプレクサ回路910、センシングユニットブロック920、第2マルチプレクサ回路930、及びアナログデジタルコンバータADCを示す図である。
図9を参照すると、タッチ回路100は、Q(Q≧2)個のセンシングユニット(SU #1〜SU #Q)を含むセンシングユニットブロック920を含むことができる。
Q(Q≧2)個のセンシングユニット(SU #1〜SU #Q)の各々は、前置増幅器Pre−AMPと、前置増幅器Pre−AMPの出力端OUTで出力される出力信号(Vout)を積分する積分器INTGと、積分器INTGの出力信号を格納するサンプルアンドホールド回路(SHA、Sample and Hold Circuit)を含むことができる。
前述したように、タッチ回路100は、同時動作できるQ(Q≧2)個のセンシングユニット(SU #1〜SU #Q)を用いることによって、タッチスクリーンパネルTSPに配置された多数のタッチ電極TEを効率的で、かつ速かに駆動し、効率的で、かつ迅速な信号検出を遂行できる。
図9を参照すると、より具体的な例として、タッチ回路100は、タッチスクリーンパネルTSPと連結されるQ*R個のタッチパッドTPと、第1マルチプレクサ回路910と、Q個のセンシングユニット(SU #1,SU #2,...,SU #Q)を含むセンシングユニットブロック920と、第2マルチプレクサ回路930、及びアナログデジタルコンバータADCなどを含むことができる。
前置増幅器Pre−AMPは、第1マルチプレクサ回路411を通じて、入力されたタッチ駆動パルスTDSをタッチスクリーンパネルTSPの該当タッチ電極TEに出力できる。
第1マルチプレクサ回路910はR:1マルチプレクシングを遂行することができる回路であって、少なくとも1つのマルチプレクサで構成できる。
タッチ駆動パルスTDSは、前置増幅器Pre−AMPを介して第1マルチプレクサ回路910を経て該当タッチチャンネルに該当するタッチパッドTPに出力される。
前置増幅器Pre−AMPを介してタッチ駆動パルスTDSが印加されたタッチ電極TEとタッチオブジェクトとの間にキャパシタが形成される。
このようなキャパシタに充電された電荷は、タッチの有無によって変わることがある。
タッチ電極TEとタッチオブジェクトとの間に形成されたキャパシタに充電された電荷は、前置増幅器Pre−AMPのフィードバックキャパシタCFBに充電できる。
これと関連して、第1マルチプレクサ回路910はR:1マルチプレクシングを遂行できる回路であって、Q*R個のタッチパッドTPから受信される信号(タッチセンシング信号TSS)のうち、Q個の信号を選択することができる。
選択されたQ個の信号は、センシングユニットブロック920内のQ個のセンシングユニット(SU #1,SU #2,...,SU #Q)に伝達されて前置増幅器Pre−AMPを介して積分器INTGに入力される。
積分器INTGは、前置増幅器Pre−AMPの出力電圧(Vout)を積分して積分値を出力する。
このような積分器INTGは比較器、キャパシタなどの素子で構成できる。積分器INTGで出力された信号はサンプルアンドホールド回路SHAに入力される。
サンプルアンドホールド回路SHAはアナログデジタルコンバータADCの入力端に付加される回路であって、入力電圧をサンプリングして維持し、維持された電圧をアナログデジタルコンバータADCが以前の変換を終えるまでそのまま維持する回路である。
第2マルチプレクサ回路930はQ:1マルチプレクシングのための回路であって、少なくとも1つのマルチプレクサで構成することができ、Q個のセンシングユニット(SU #1、SU #2,...,SU #Q)のうちの1つを選択して、選択されたセンシングユニットのサンプルアンドホールド回路SHAで維持する電圧をアナログデジタルコンバータADCに入力する。
アナログデジタルコンバータ414は、入力された電圧をデジタル値に該当するセンシング値に変換して、変換されたセンシング値を出力する。
このように出力されたデジタルセンシング値を含むセンシングデータは、タッチコントローラ110に転送される。
図10及び図11は、実施形態に係るタッチ回路100の電荷制御回路400の例示的な配置図である。
センシングユニット毎に電荷制御キャパシタCCRが存在する場合、センシングユニット個数が多くなるほど、電荷制御キャパシタCCRの個数と制御スイッチ回路500の個数もそれだけ多くなる。
これによって、タッチ回路100内の電荷制御回路400の面積が大きくなり、タッチ回路100も大きくなる。
また、電荷制御回路400の電荷制御量(即ち、電荷除去量又は電荷注入量)を増やすために、電荷制御キャパシタCCRを大きくすることが有利である。
このように、電荷制御キャパシタCCRの大きさを増加させれば、タッチ回路100の大きさも大きくなる。
したがって、実施形態は、電荷制御回路400の面積減少のための構造と、電荷制御回路400の面積減少とセンシングユニット別電荷制御のための構造を開示する。
図10は、電荷制御回路400の面積減少のための構造を示す図である。
図10の例示では、センシングユニット個数Qが28の場合である。
即ち、タッチ回路100は28個のセンシングユニット(SU #1〜SU #28)を含む。
図10の例示によれば、電荷制御キャパシタCCRは28個のセンシングユニット(SU #1〜SU #28)に対して共用化されて1つのみ存在することができる。
即ち、タッチ回路100は、1つの電荷制御キャパシタCCRのみ存在する。
このように、タッチ回路100内で電荷制御キャパシタCCRの共用化によって、電荷制御回路の面積を減少させることができ(図10の例示の場合、1/28面積減少)、タッチ回路100の大きさを減らすことができる。
図10の例示を参照して電荷制御回路400の配置構造をより詳細に説明する。
第1のPタイプトランジスタMP1と第1のNタイプトランジスタMN1は、Q(Q=28)個のセンシングユニット(SU #1〜SU #28)の各々に対して存在することができる。
即ち、28個のセンシングユニット(SU #1〜SU #28)の各々の前置増幅器Pre−AMPは、自身の固有な電荷伝達子(第1のPタイプトランジスタMP1、第1のNタイプトランジスタMN1)を通じて、反転入力端IN1に電荷の注入を受けるか、又は反転入力端IN1で電荷の除去を受けることができる。
しかしながら、第2のPタイプトランジスタMP2、第2のNタイプトランジスタMN2、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、第3スイッチSW3、第4スイッチSW4、及び電荷制御キャパシタCCRは、28個のセンシングユニット(SU #1〜SU #18)に対し、全体的に共用化されて1つのみ存在することができる。
即ち、タッチ回路100は、28個の第1のPタイプトランジスタMP1と28個の第1のNタイプトランジスタMN1を含み、1つの第2のPタイプトランジスタMP2、1つの第2のNタイプトランジスタMN2、1つの第1スイッチSW1、1つの第2スイッチSW2、1つの第3スイッチSW3、1つの第4スイッチSW4、及び1つの電荷制御キャパシタCCRを含む。
前述したように、Q個のセンシングユニット(SU #1〜SU #Q)の各々の前置増幅器Pre−AMPに対する電荷伝達子(第1のPタイプトランジスタMP1、第1のNタイプトランジスタMN1)を除外した残りのスイッチング素子MP2、MN2、SW1、SW2、SW3、SW4と電荷制御キャパシタCCRをQ個のセンシングユニット(SU #1〜SU #Q)全てに対して共用化することによって、電荷制御回路400の面積が格段に減少させることができる。
図11を参照すると、Q個のセンシングユニット(SU #1〜SU #Q)はK(1≦K≦Q)個のセンシングユニット(SU)グループにグループ化できる。
図11の例示では、センシングユニット個数Qは28であり、センシングユニットグループ個数Kは7である。
タッチ回路100は、28個のセンシングユニット(SU #1〜SU #28)を含む。
そして、28個のセンシングユニット(SU #1〜SU #28)は7個のセンシングユニットグループ(G1〜G7)にグループ化される。
したがって、タッチ回路100は7個のセンシングユニットグループ(G1〜G7)を含む。
電荷制御キャパシタCCRは、7個のセンシングユニットグループ(G1〜G7)毎に共用化されて1つずつ存在することができる。
即ち、7個のセンシングユニットグループ(G1〜G7)の各々に対し、1つの電荷制御キャパシタCCRが存在する。
このように、タッチ回路100内のセンシングユニットグループ別に電荷制御キャパシタCCRが共用化されることによって、センシングユニット毎に電荷制御キャパシタCCRが存在することに比べて電荷制御回路の面積を減少させながらも(図11の例示の場合、1/4面積減少)、センシングユニットグループ別に電荷制御が可能になる。
図11の例示を参照して、電荷制御回路400の面積減少とセンシングユニット別電荷制御のための構造を説明する。
電荷制御回路400内の第1のPタイプトランジスタMP1と第1のNタイプトランジスタMN1は、28個のセンシングユニット(SU #1〜SU #28)の各々に対して存在することができる。
即ち、28個のセンシングユニット(SU #1〜SU #28)の各々の前置増幅器Pre−AMPは、自身の固有な電荷伝達子(第1のPタイプトランジスタMP1、第1のNタイプトランジスタMN1)を通じて、反転入力端IN1に電荷の注入を受けるか、又は反転入力端IN1で電荷の除去を受けることができる。
これに比べて、第2のPタイプトランジスタMP2、第2のNタイプトランジスタMN2、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、第3スイッチSW3、第4スイッチSW4、及び電荷制御キャパシタCCRは、7個のセンシングユニットグループ(G1〜G7)毎に共用化されて1つずつ存在することができる。
即ち、タッチ回路100は、28個の第1のPタイプトランジスタMP1と28個の第1のNタイプトランジスタMN1を含み、7個の第2のPタイプトランジスタMP2、7個の第2のNタイプトランジスタMN2、7個の第1スイッチSW1、7個の第2スイッチSW2、7個の第3スイッチSW3、7個の第4スイッチSW4、及び7個の電荷制御キャパシタCCRを含むことができる。
前述したように、電荷制御回路400は、Q個のセンシングユニット(SU #1〜SU #Q)の各々の前置増幅器Pre−AMPに対する電荷伝達子(第1のPタイプトランジスタMP1、第1のNタイプトランジスタMN1)を除外した残りのスイッチング素子MP2、MN2、SW1、SW2、SW3、SW4と電荷制御キャパシタCCRをK個のセンシングユニットグループ(G1〜G7)別に共用化することによって、電荷制御回路400の面積が減少しながらも、図10の構造に比べて、より細かい電荷制御を遂行できる。
図12は、実施形態に係るタッチ回路100の電荷制御回路400の第2回路である。
図12を参照すると、電荷制御回路400は、前置増幅器Pre−AMPの前段に追加的な電荷制御構成をさらに含むことができる。
電荷制御回路400は、第1段N1Xと電荷制御パルスVCRが印加される第2段N2Xを有する追加電荷制御キャパシタCCRAを含むことができる。
電荷制御回路400は、追加電荷制御キャパシタCCRAの第1段N1Xと前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1との間の連結の有無を制御する第5スイッチSW5と、追加電荷制御キャパシタCCRの第1段N1Xと前置増幅器Pre−AMPの非反転入力端IN2との間の連結の有無を制御する第6スイッチSW6を含むことができる。
このような追加的な電荷制御回路構成を通じて、より効果的な電荷制御を行うことができる。
図12で、第5スイッチSW5は、タッチ駆動パルスTDSがライジングされる時、ターン−オンされてからターン−オフされ、タッチ駆動パルスTDSがフォーリングされる時、ターン−オンされてからターン−オフされる。
第6スイッチSW6は、タッチ駆動パルスTDSがライジングされる時、ターン−オフされてからターン−オンされ、タッチ駆動パルスTDSがフォーリングされる時、ターン−オフされてからターン−オンされる。
即ち、第6スイッチSW6のオン−オフタイミングは、第5スイッチSW5のオン−オフタイミングと反対である。
図13から図18を参照して、実施形態に係るタッチ回路100の電荷制御回路400に対する追加的な回路と駆動タイミングを説明する。
図13及び図14は実施形態に係るタッチ回路100の電荷制御回路400の第3回路と駆動タイミングダイヤグラムであり、図15及び図16は実施形態に係るタッチ回路100の電荷制御回路400の第4回路と駆動タイミングダイヤグラムであり、図17及び図18は実施形態に係るタッチ回路100の電荷制御回路400の第5回路と駆動タイミングダイヤグラムである。
図13から図18を参照すると、電荷制御回路400は、第1段N1aと電荷制御パルスVCRが印加される第2段N2aを有する第1電荷制御キャパシタCCR1と、第1段N1bと電荷制御パルスVCRが印加される第2段N2bを有する第2電荷制御キャパシタCCR2を含むことができる。
図13から図18を参照すると、電荷制御回路400の制御スイッチ回路500は、
前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に連結される第1のPタイプトランジスタMP1と、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1に連結される第1のNタイプトランジスタMN1を含むことができる。
図13から図18を参照すると、電荷制御回路400の制御スイッチ回路500は、第1のPタイプトランジスタMP1と第1電荷制御キャパシタCCR1の第1段N1aとの間に連結された第2のPタイプトランジスタMP2と、第1のNタイプトランジスタMN1と第2電荷制御キャパシタCCR2の第1段N1bとの間に連結された第2のNタイプトランジスタMN2を含むことができる。
第1のPタイプトランジスタMP1のゲートノードと第2のPタイプトランジスタMP2のゲートノードは連結できる。
第1のNタイプトランジスタMN1のゲートノードと第2のNタイプトランジスタMN2のゲートノードは連結できる。
前述したことによれば、電荷注入のための電荷制御キャパシタCCR1と電荷除去のための電荷制御キャパシタCCR2を別途に用いることによって、電荷注入及び電荷除去のための電荷格納を効果的に遂行することができる。
図13に図示された構造を有するタッチ回路100は、シングル電荷制御方法を用いる場合、図14のように駆動できる。
図15を参照すると、電荷制御回路400の制御スイッチ回路500は、第1のNタイプトランジスタMN1と前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1との間の連結の有無を制御する第1スイッチ(SW A)と、第1のPタイプトランジスタMP1と前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1との間の連結の有無を制御する第2スイッチ(SW B)をさらに含むことができる。
図15に図示された構造を有するタッチ回路100は、シングル電荷制御方法を用いる場合、図16のように駆動できる。
図17を参照すると、電荷制御回路400の制御スイッチ回路500は、第1のNタイプトランジスタMN1と第2のNタイプトランジスタMN2が連結された地点と、第1のNタイプトランジスタMN1のゲートノードと第2のNタイプトランジスタMN2のゲートノードが連結された地点の間の連結の有無を制御する第3スイッチSW Cと、第1のPタイプトランジスタMP1と第2のPタイプトランジスタMP2が連結された地点と、第1のPタイプトランジスタMP1のゲートノードと第2のPタイプトランジスタMP2のゲートノードが連結された地点の間の連結の有無を制御する第4スイッチSW Dをさらに含むことができる。
前述したことによれば、電荷注入のための第1電荷制御キャパシタCCR1と電荷除去のための第2電荷制御キャパシタCCR2を含む構造において、追加的なスイッチング素子を通じて効果的な電荷制御を遂行できる。
図17に図示された構造を有するタッチ回路100は、シングル電荷制御方法を用いる場合、図18のように駆動できる。
図13から図18の構造は、前置増幅器Pre−AMPが2つ以上である場合、図10又は図11と同一な方式で、第1及び第2電荷制御キャパシタCCR1、CCR2などを共用化する構造で設計できる。
以上で説明したタッチ回路100を機能的なブロックダイアグラムで示すと、図19の通りである。
図19は、実施形態に係るタッチ回路100の機能ブロックダイアグラム(Function Block Diagram)である。
図19を参照すると、実施形態に係るタッチ回路100は、タッチ駆動パルスTDSが出力され、タッチ駆動パルスTDSに応答して信号TSSが受信される入出力部1910と、入出力部1910で受信された信号TSSを調節する信号調節部1920と、信号調節部1920で調節された信号の入力を受けて信号処理を通じてセンシング値を生成する信号処理部1930を含むことができる。
前述したタッチ回路100を利用すれば、寄生キャパシタンスにより変質された電荷を制御してセンシング値を生成することによって、高精度なタッチセンシング結果を得ることができる。
入出力部1910は信号出力及び信号受信のための構成であって、図9の第1マルチプレクサ回路910などを含むことができる。
信号処理部1930は、信号増幅、積分、及びアナログデジタル変換処理などを含む信号処理を遂行することができる。
したがって、信号処理部1930は、前置増幅器Pre−AMP、積分器INTG、及びアナログデジタルコンバータADCを含むことができる。
信号処理部1930は、センシングユニット観点から見ると、図9のセンシングユニットブロック920、第2マルチプレクサ回路930、及びアナログデジタルコンバータADCなどを含むことができる。
これによれば、タッチ駆動を通じて得られる信号TSSは、信号処理を通じてタッチ情報獲得を遂行する信号に変換できる。
信号調節部1920は、以上で説明した電荷制御回路400と対応する構成である。
このような信号調節部1920は、入出力部1910で受信された信号TSSに対応する電荷を制御(調節)することができる。
このために、信号調節部1920は、電荷制御キャパシタCCRと、前置増幅器Pre−AMPの反転入力端IN1と電荷制御キャパシタCCRとの間の電流の流れを制御する制御スイッチ回路500などを含むことができる。
このような信号調節部1920を通じて信号処理部1930に入力される信号(電荷)を制御することによって、寄生キャパシタンスにより変質した電荷量だけの電荷が信号処理部1930に入力されてタッチセンシング誤りが発生することを防止できる。
以下、以上で説明した実施形態に係るタッチセンシング方法について簡略に説明する。
図20は、実施形態に係るタッチセンシング方法のフローチャートである。
図20を参照すると、実施形態に係るタッチセンシング方法は、タッチ駆動パルスTDSをタッチスクリーンパネルTSPに供給するタッチ駆動パルス供給ステップ(S2010)と、タッチスクリーンパネルTSPからタッチセンシング信号TSSを受信する信号受信ステップ(S2020)と、受信されたタッチセンシング信号TSSを調節する信号調節ステップ(S2030)と、調節された信号に対する信号処理を通じてセンシング値を生成する信号処理ステップ(S2040)と、センシング値に基づいてタッチ情報を獲得するタッチ情報獲得ステップ(S2050)などを含むことができる。
前述したタッチセンシング方法を利用すれば、タッチスクリーンパネルTSPのタッチ駆動を通じて得られた信号が寄生キャパシタンスにより変質する場合、これを正してタッチセンシング誤りが発生することを防止できる。
以上で説明した実施形態によれば、タッチスクリーンパネルTSPの内部又は外部で引き起こされた寄生キャパシタンス(Cpara)の影響を低減又は除去させることによって、高精度なセンシングデータを得ることができ、これにより、キャパシタンス基盤のタッチセンシング性能を向上させられるタッチ回路100、タッチセンシング装置、及びタッチセンシング方法を提供することができる。
また、実施形態によれば、タッチスクリーンパネルTSPの内部又は外部で引き起こされた寄生キャパシタンス(Cpara)によって、タッチスクリーンパネルTSPを駆動して得られる信号に対応する電荷量が図らずも変わる場合、これを補償して高精度なタッチセンシング結果(タッチ有無及び/又はタッチ位置)を得ることができるタッチ回路100、タッチセンシング装置、及びタッチセンシング方法を提供することができる。
また、実施形態によれば、タッチスクリーンパネルTSPを駆動して得られる信号をそのまま利用するのではなく制御して用いることによって、寄生キャパシタンスによるノイズ成分が除去されたセンシングデータを用いて高精度なタッチセンシング結果(タッチ有無及び/又はタッチ位置)を得られるタッチ回路100、タッチセンシング装置、及びタッチセンシング方法を提供できる。
また、実施形態によれば、タッチ回路100内の前置増幅器Pre−AMPに入力される電荷を制御できるタッチ回路100と、これを含むタッチセンシング装置と、そのタッチセンシング方法を提供する効果がある。
また、実施形態によれば、タッチ回路100内の前置増幅器Pre−AMPに入力される電荷を制御できる電荷制御回路400を含み、かつ電荷制御回路400の面積減少構造を有するタッチ回路100と、これを含むタッチセンシング装置とそのタッチセンシング方法を提供する効果がある。
また、実施形態によれば、タッチ回路100内の前置増幅器Pre−AMPに入力される電荷を制御できる電荷制御回路400を含み、かつ電荷制御回路400の面積減少と電荷制御効率性がある構造を有するタッチ回路100と、これを含むタッチセンシング装置と、そのタッチセンシング方法を提供する効果がある。
以上の説明及び添付の図面は本発明の技術思想を例示的に示すことに過ぎないものであって、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で構成の結合、分離、置換、及び変更などの多様な修正及び変形が可能である。したがって、本発明に開示された実施形態は本発明の技術思想を限定するためのものでなく、説明するためのものであり、このような実施形態によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は請求の範囲によって解釈されなければならず、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
100 タッチ回路
110 タッチコントローラ
400 電荷制御回路
500 制御スイッチ回路

Claims (25)

  1. タッチスクリーンパネルと電気的に連結可能な反転入力端と、前記タッチスクリーンパネルに供給されるタッチ駆動パルスの入力が可能な非反転入力端と、信号出力のための出力端を有する前置増幅器と、
    前記前置増幅器のフィードバックキャパシタに充電される電荷量を調節する電荷制御回路であって、前記前置増幅器の反転入力端と連結可能な第1段と、電荷制御パルスが印加される第2段を有する電荷制御回路とを含み、
    前記前置増幅器がM(M≧2)個以上の場合、前記電荷制御回路の第1段は前記M個以上の前置増幅器のうち、少なくとも2つ以上の前置増幅器の各々の反転入力端と連結可能に共用化されている、タッチ回路。
  2. 前記電荷制御回路の個数は、前置増幅器個数以下である、請求項1に記載のタッチ回路。
  3. 前記電荷制御回路が、電荷制御キャパシタと、前記電荷制御キャパシタの充電又は放電を通じて前記前置増幅器の反転入力端に注入される電荷を制御する回路をさらに含み、
    前記電荷制御回路は、
    前記電荷制御キャパシタの第1段と前記前置増幅器の反転入力端との間の電流の流れを制御する制御スイッチ回路をさらに含む、請求項1に記載のタッチ回路。
  4. 前記タッチ駆動パルスはローレベル電圧とハイレバル電圧との間で切り替えられ、
    前記電荷制御パルスはローレベル電圧とハイレバル電圧との間で切り替えられ、
    前記タッチ駆動パルスが1つのローレベル電圧区間又は1つのハイレバル電圧区間の間、
    前記電荷制御パルスは1回のレベル変更がある、請求項3に記載のタッチ回路。
  5. 前記タッチ駆動パルスはローレベル電圧とハイレバル電圧との間で切り替えられ、
    前記電荷制御パルスはローレベル電圧とハイレバル電圧との間で切り替えられ、
    前記タッチ駆動パルスが1つのローレベル電圧区間又は1つのハイレバル電圧区間の間、
    前記電荷制御パルスは2回以上のレベル変更がある、請求項3に記載のタッチ回路。
  6. 前記前置増幅器の出力端で出力される出力信号を積分する積分器と、
    前記積分器の出力信号を格納するサンプルアンドホールド回路をさらに含み、
    前記前置増幅器、前記積分器、及び前記サンプルアンドホールド回路が1つのセンシングユニットで構成される時、前記センシングユニットをQ(Q≧2)個含む、請求項3に記載のタッチ回路。
  7. 前記電荷制御キャパシタは、前記Q個のセンシングユニットに対して共用化された1つが存在する、請求項6に記載のタッチ回路。
  8. 前記Q個のセンシングユニットは、K(1≦K≦Q)個のセンシングユニットグループにグループ化され、
    前記電荷制御キャパシタは、前記K個のセンシングユニットグループ毎に共用化されて1つずつ存在する、請求項6に記載のタッチ回路。
  9. 前記制御スイッチ回路は、
    前記前置増幅器の反転入力端に連結され、交互にターン−オンされる第1のPタイプトランジスタと第1のNタイプトランジスタと、
    前記第1のPタイプトランジスタと前記電荷制御キャパシタの第1段との間に連結された第2のPタイプトランジスタと、
    前記第1のNタイプトランジスタと前記電荷制御キャパシタの第1段との間に連結された第2のNタイプトランジスタを含み、
    前記第1のPタイプトランジスタのゲートノードと前記第2のPタイプトランジスタのゲートノードは連結され、
    前記第1のNタイプトランジスタのゲートノードと前記第2のNタイプトランジスタのゲートノードは連結される、請求項3に記載のタッチ回路。
  10. 前記制御スイッチ回路は、
    前記第1のNタイプトランジスタと前記第2のNタイプトランジスタが連結された地点と、前記第1のNタイプトランジスタのゲートノードと前記第2のNタイプトランジスタのゲートノードが連結された地点との間の連結の有無を制御する第1スイッチと、
    前記第1のPタイプトランジスタと前記第2のPタイプトランジスタが連結された地点と、前記第1のPタイプトランジスタのゲートノードと前記第2のPタイプトランジスタのゲートノードが連結された地点との間の連結の有無を制御する第2スイッチと、
    前記第2のPタイプトランジスタと前記電荷制御キャパシタの第1段との間の連結の有無を制御する第3スイッチと、
    前記第2のNタイプトランジスタと前記電荷制御キャパシタの第1段との間の連結の有無を制御する第4スイッチと、
    をさらに含む、請求項9に記載のタッチ回路。
  11. 前記タッチ駆動パルスのハイレバル電圧区間の全体又は一部の区間において、
    前記第1スイッチ及び前記第3スイッチはオン(ON)状態であり、
    前記第2スイッチ及び前記第4スイッチはオフ(OFF)状態であり、
    前記タッチ駆動パルスのローレベル電圧区間の全体又は一部の区間において、
    前記第1スイッチ及び前記第3スイッチはオフ(OFF)状態であり、
    前記第2スイッチ及び前記第4スイッチはオン(ON)状態である、請求項10に記載のタッチ回路。
  12. 前記タッチ駆動パルスはローレベル電圧とハイレバル電圧との間で切り替えられ、
    前記電荷制御パルスはローレベル電圧とハイレバル電圧との間で切り替えられ、
    前記タッチ駆動パルスが1つのローレベル電圧区間又は1つのハイレバル電圧区間の間、
    前記電荷制御パルスは1回のレベル変更がある、請求項10に記載のタッチ回路。
  13. 前記タッチ駆動パルスのハイレバル電圧区間の間、
    前記電荷制御パルスがフォーリングされれば、前記第1のPタイプトランジスタは電流を導通させて、前記前置増幅器の反転入力端に電荷が追加で注入され、
    前記タッチ駆動パルスのローレベル電圧区間の間、
    前記電荷制御パルスがライジングされれば、前記第1のNタイプトランジスタは電流を導通させて、前記前置増幅器の反転入力端に入力される電荷の一部が除去される、請求項12に記載のタッチ回路。
  14. 前記第1のPタイプトランジスタを通じて導通された電流の大きさは、
    前記電荷制御パルスの振幅、前記電荷制御キャパシタのキャパシタンス、前記第1のPタイプトランジスタの大きさ、及び前記第2のPタイプトランジスタの大きさの間の比率を含む制御因子のうちの1つ又は複数によって決定され、
    前記第1のNタイプトランジスタを通じて導通された電流の大きさは、
    前記電荷制御パルスの振幅、前記電荷制御キャパシタのキャパシタンス、前記第1のNタイプトランジスタの大きさ、及び前記第2のNタイプトランジスタの大きさの間の比率を含む制御因子のうちの1つ又は複数によって決定される、請求項13に記載のタッチ回路。
  15. 前記タッチ駆動パルスはローレベル電圧とハイレバル電圧との間で切り替えられ、
    前記電荷制御パルスはローレベル電圧とハイレバル電圧との間で切り替えられ、
    前記タッチ駆動パルスが1つのローレベル電圧区間又は1つのハイレバル電圧区間の間、
    前記電荷制御パルスは2回以上のレベル変更がある、請求項10に記載のタッチ回路。
  16. 前記タッチ駆動パルスのハイレバル電圧区間の間、
    前記電荷制御パルスがライジングされれば、前記第1のPタイプトランジスタはターン−オフされ、
    前記電荷制御パルスがフォーリングされれば、前記第1のPタイプトランジスタは電流を導通させて、前記前置増幅器の反転入力端に電荷が追加で注入され、
    前記タッチ駆動パルスのローレベル電圧区間の間、
    前記電荷制御パルスがフォーリングされれば、前記第1のNタイプトランジスタはターン−オフされ、
    前記電荷制御パルスがライジングされれば、前記第1のNタイプトランジスタは電流を導通させて、前記前置増幅器の反転入力端に入力される電荷の一部が除去される、請求項15に記載のタッチ回路。
  17. 前記第1のPタイプトランジスタを通じて導通された電流の大きさは、
    前記電荷制御パルスの振幅、前記電荷制御キャパシタのキャパシタンス、前記第1のPタイプトランジスタの大きさ、及び前記第2のPタイプトランジスタの大きさの間の比率を含む制御因子のうちの1つ又は複数によって決定され、
    前記第1のNタイプトランジスタを通じて導通された電流の大きさは、
    前記電荷制御パルスの振幅、前記電荷制御キャパシタのキャパシタンス、前記第1のNタイプトランジスタの大きさ、及び前記第2のNタイプトランジスタの大きさの間の比率を含む制御因子のうちの1つ又は複数によって決定される、請求項16に記載のタッチ回路。
  18. 前記第1スイッチのオン−オフタイミングと前記第3スイッチのオン−オフタイミングは対応し、
    前記第2スイッチのオン−オフタイミングと前記第4スイッチのオン−オフタイミングは対応し、
    前記第1スイッチのオン−オフタイミングと前記第3スイッチのオン−オフタイミングは、
    前記第2スイッチのオン−オフタイミングと前記第4スイッチのオン−オフタイミングと反対であり、
    前記前置増幅器の反転入力端と出力との間に連結されたフィードバックキャパシタの両端に連結されたフィードバックスイッチをさらに含み、かつ
    前記フィードバックスイッチは、
    前記第1スイッチ、前記第2スイッチ、前記第3スイッチ、及び前記第4スイッチのオン−オフタイミングにターン−オンされる、請求項10に記載のタッチ回路。
  19. 前記前置増幅器の出力端で出力される出力信号を積分する積分器と、
    前記積分器の出力信号を格納するサンプルアンドホールド回路をさらに含み、
    前記前置増幅器、前記積分器、及び前記サンプルアンドホールド回路が1つのセンシングユニットで構成される時、前記センシングユニットをQ(Q≧2)個含み、かつ
    前記第1のPタイプトランジスタと前記第1のNタイプトランジスタは前記Q個のセンシングユニットの各々に対して存在し、
    前記第2のPタイプトランジスタ、前記第2のNタイプトランジスタ、前記第1スイッチ、前記第2スイッチ、前記第3スイッチ、前記第4スイッチ、及び前記電荷制御キャパシタは、前記Q個のセンシングユニットに対して共用化された1つが存在する、請求項10に記載のタッチ回路。
  20. 前記前置増幅器の出力端で出力される出力信号を積分する積分器と、
    前記積分器の出力信号を格納するサンプルアンドホールド回路をさらに含み、
    前記前置増幅器、前記積分器、及び前記サンプルアンドホールド回路が1つのセンシングユニットで構成される時、前記センシングユニットをQ(Q≧2)個の含み、かつ
    前記Q個のセンシングユニットはK(1≦K≦Q)個のセンシングユニットグループにグループ化され、
    前記第1のPタイプトランジスタと前記第1のNタイプトランジスタは前記Q個のセンシングユニットの各々に対して存在し、
    前記第2のPタイプトランジスタ、前記第2のNタイプトランジスタ、前記第1スイッチ、前記第2スイッチ、前記第3スイッチ、前記第4スイッチ、及び前記電荷制御キャパシタは、前記K個のセンシングユニットグループ毎に共用化されて1つずつ存在する、請求項10に記載のタッチ回路。
  21. 前記電荷制御回路は、
    第1段と電荷制御パルスが印加される第2段を有する追加電荷制御キャパシタをさらに含み、
    前記追加電荷制御キャパシタの第1段と前記前置増幅器の反転入力端との間の連結の有無を制御する第5スイッチと、
    前記追加電荷制御キャパシタの第1段と前記前置増幅器の非反転入力端との間の連結の有無を制御する第6スイッチと、
    を含む、請求項1に記載のタッチ回路。
  22. 前記電荷制御回路において、前記電荷制御キャパシタは、
    第1段と前記電荷制御パルスが印加される第2段を有する第1電荷制御キャパシタと、
    第1段と前記電荷制御パルスが印加される第2段を有する第2電荷制御キャパシタを含み、
    前記電荷制御回路は、
    前記前置増幅器の反転入力端に連結された第1のPタイプトランジスタと、
    前記前置増幅器の反転入力端に連結された第1のNタイプトランジスタと、
    前記第1のPタイプトランジスタと前記第1電荷制御キャパシタの第1段との間に連結された第2のPタイプトランジスタと、
    前記第1のNタイプトランジスタと前記第2電荷制御キャパシタの第1段との間に連結された第2のNタイプトランジスタをさらに含み、
    前記第1のPタイプトランジスタのゲートノードと前記第2のPタイプトランジスタのゲートノードとは連結され、
    前記第1のNタイプトランジスタのゲートノードと前記第2のNタイプトランジスタのゲートノードとは連結される、請求項3に記載のタッチ回路。
  23. 前記電荷制御回路は、
    前記第1のNタイプトランジスタと前記前置増幅器の反転入力端との間の連結の有無を制御する第1スイッチと、
    前記第1のPタイプトランジスタと前記前置増幅器の反転入力端との間の連結の有無を制御する第2スイッチをさらに含む、請求項22に記載のタッチ回路。
  24. 前記電荷制御回路は、
    前記第1のNタイプトランジスタと前記第2のNタイプトランジスタが連結された地点と、前記第1のNタイプトランジスタのゲートノードと前記第2のNタイプトランジスタのゲートノードが連結された地点との間の連結の有無を制御する第3スイッチと、
    前記第1のPタイプトランジスタと前記第2のPタイプトランジスタが連結された地点と、前記第1のPタイプトランジスタのゲートノードと前記第2のPタイプトランジスタのゲートノードが連結された地点との間の連結の有無を制御する第4スイッチと、
    をさらに含む、請求項22に記載のタッチ回路。
  25. 多数のタッチ電極が配置されたタッチスクリーンパネルと、
    前記多数のタッチ電極にタッチ駆動パルスを供給して信号を受信するタッチ回路とを含み、
    前記タッチ回路は、
    前記タッチスクリーンパネルと電気的に連結可能な反転入力端と、前記タッチスクリーンパネルに供給されるタッチ駆動パルスの入力が可能な非反転入力端と、信号出力のための出力端を有する前置増幅器と、
    前記前置増幅器のフィードバックキャパシタに充電される電荷量を調節する電荷制御回路であって、前記前置増幅器の反転入力端と連結可能な第1段と、電荷制御パルスが印加される第2段を有する電荷制御回路を含み、
    前記前置増幅器がM(M≧2)個以上の場合、前記電荷制御回路の第1段は前記M個以上の前置増幅器のうち、2つ以上の前置増幅器の各々の反転入力端と連結可能に共用化されている、タッチセンシング装置。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102596607B1 (ko) * 2016-12-20 2023-11-01 엘지디스플레이 주식회사 터치회로, 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 방법
US10671214B2 (en) * 2017-04-12 2020-06-02 Synaptics Incorporated Global coarse baseline correction charge injection
CN109656426B (zh) * 2017-10-11 2022-05-24 瑞鼎科技股份有限公司 电容式触控感测电路及其电荷补偿方法
KR102533653B1 (ko) * 2017-12-14 2023-05-16 엘지디스플레이 주식회사 적분기, 터치 표시 장치 및 이의 구동 방법
KR102445033B1 (ko) * 2017-12-29 2022-09-19 엘지디스플레이 주식회사 터치표시장치, 터치구동회로 및 터치센싱방법
CN109375803B (zh) * 2018-09-29 2021-01-05 基合半导体(宁波)有限公司 一种触摸屏及移动终端
KR102601639B1 (ko) * 2018-12-10 2023-11-13 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서 디스플레이 장치 및 터치 센싱 방법
KR20200075464A (ko) * 2018-12-18 2020-06-26 삼성전자주식회사 터치 감지를 제어하는 전자 장치
CN110806228A (zh) * 2019-04-24 2020-02-18 神盾股份有限公司 用于感测器的校正电路与相关感测器
CN111309187B (zh) 2020-03-17 2022-02-22 北京集创北方科技股份有限公司 检测电路、触控面板及电子设备
TWI797433B (zh) * 2020-03-17 2023-04-01 大陸商北京集創北方科技股份有限公司 觸控偵測驅動電路及利用其之觸控顯示裝置
WO2021244607A1 (zh) * 2020-06-04 2021-12-09 京东方科技集团股份有限公司 感测电路及其校正方法、像素驱动模组及其感测方法、以及显示装置
KR102256877B1 (ko) * 2020-11-27 2021-05-27 주식회사 에이코닉 터치 센싱 회로 및 이를 포함하는 터치 센서
KR102480273B1 (ko) * 2020-12-03 2022-12-23 주식회사 지2터치 P형 트랜지스터를 포함하는 프로그램 가능한 전압이 인가되는 터치 스크린
KR20220086004A (ko) 2020-12-16 2022-06-23 엘지디스플레이 주식회사 터치 표시 장치 및 터치 센싱 회로
KR20220094875A (ko) * 2020-12-29 2022-07-06 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서 내장형 표시장치와 그 구동방법
CN113204290B (zh) * 2021-04-19 2022-12-30 深圳天德钰科技股份有限公司 信号补偿电路、触控控制电路及显示装置
TWI808723B (zh) * 2022-04-13 2023-07-11 大陸商北京集創北方科技股份有限公司 觸摸感測信號讀出方法、觸控顯示裝置及資訊處理裝置
TWI818510B (zh) * 2022-04-14 2023-10-11 友達光電股份有限公司 觸控顯示裝置
CN115202513B (zh) * 2022-07-28 2023-06-23 惠科股份有限公司 补偿电路、触控显示屏及电子设备

Family Cites Families (80)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7019551B1 (en) * 2001-12-27 2006-03-28 Advanced Micro Devices, Inc. Output buffer with slew rate control and a selection circuit
KR100449745B1 (ko) * 2002-11-21 2004-09-22 삼성전자주식회사 터치 스크린 잡음 방지 장치 및 방법
FR2847997B1 (fr) * 2002-11-28 2005-10-07 Thales Sa Dispositif d'affichage a detection de proximite et procede d'utilisation de ce procede
US7277817B2 (en) * 2003-11-21 2007-10-02 Ethertouch Limited Position sensing device
JP2007179230A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Sharp Corp 容量結合方式タッチパネルの座標位置検出装置
US8111243B2 (en) * 2006-03-30 2012-02-07 Cypress Semiconductor Corporation Apparatus and method for recognizing a tap gesture on a touch sensing device
US8144125B2 (en) * 2006-03-30 2012-03-27 Cypress Semiconductor Corporation Apparatus and method for reducing average scan rate to detect a conductive object on a sensing device
US8279180B2 (en) * 2006-05-02 2012-10-02 Apple Inc. Multipoint touch surface controller
US8803813B2 (en) * 2006-05-10 2014-08-12 Cypress Semiconductor Corporation Sensing device
US20070262963A1 (en) * 2006-05-11 2007-11-15 Cypress Semiconductor Corporation Apparatus and method for recognizing a button operation on a sensing device
US8068097B2 (en) * 2006-06-27 2011-11-29 Cypress Semiconductor Corporation Apparatus for detecting conductive material of a pad layer of a sensing device
US8717302B1 (en) * 2006-06-30 2014-05-06 Cypress Semiconductor Corporation Apparatus and method for recognizing a gesture on a sensing device
US20080036473A1 (en) * 2006-08-09 2008-02-14 Jansson Hakan K Dual-slope charging relaxation oscillator for measuring capacitance
US20080047764A1 (en) * 2006-08-28 2008-02-28 Cypress Semiconductor Corporation Temperature compensation method for capacitive sensors
US20080088594A1 (en) * 2006-10-12 2008-04-17 Hua Liu Two-substrate layer touchpad capacitive sensing device
US8547114B2 (en) * 2006-11-14 2013-10-01 Cypress Semiconductor Corporation Capacitance to code converter with sigma-delta modulator
US8159462B1 (en) * 2006-11-15 2012-04-17 Cypress Semiconductor Corporation Reference voltage offset for capacitive touch-sensor measurement
US8902172B2 (en) * 2006-12-07 2014-12-02 Cypress Semiconductor Corporation Preventing unintentional activation of a touch-sensor button caused by a presence of conductive liquid on the touch-sensor button
US8120584B2 (en) * 2006-12-21 2012-02-21 Cypress Semiconductor Corporation Feedback mechanism for user detection of reference location on a sensing device
US8054296B2 (en) * 2007-01-03 2011-11-08 Apple Inc. Storing baseline information in EEPROM
US8026904B2 (en) * 2007-01-03 2011-09-27 Apple Inc. Periodic sensor panel baseline adjustment
US8058937B2 (en) * 2007-01-30 2011-11-15 Cypress Semiconductor Corporation Setting a discharge rate and a charge rate of a relaxation oscillator circuit
US20080196945A1 (en) * 2007-02-21 2008-08-21 Jason Konstas Preventing unintentional activation of a sensor element of a sensing device
US8144126B2 (en) * 2007-05-07 2012-03-27 Cypress Semiconductor Corporation Reducing sleep current in a capacitance sensing system
US8570053B1 (en) * 2007-07-03 2013-10-29 Cypress Semiconductor Corporation Capacitive field sensor with sigma-delta modulator
US20090008161A1 (en) * 2007-07-04 2009-01-08 Jones Christopher W Capacitive sensor array and gesture recognition
US8248081B2 (en) * 2007-09-06 2012-08-21 Cypress Semiconductor Corporation Calibration of single-layer touch-sensor device
CN101150309B (zh) * 2007-10-31 2010-12-08 启攀微电子(上海)有限公司 一种自适应电容触摸传感控制电路
US8446158B1 (en) * 2007-11-09 2013-05-21 Cypress Semiconductor Corporation Compensation for parasitic capacitance of a capacitive sensor
US8154310B1 (en) * 2008-02-27 2012-04-10 Cypress Semiconductor Corporation Capacitance sensor with sensor capacitance compensation
DE102009046177A1 (de) 2008-10-30 2010-06-10 Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon Berührungsdatengenerator
KR101573698B1 (ko) * 2009-03-18 2015-12-03 삼성전자주식회사 터치 데이터 프로세싱 회로, 이를 포함하는 디스플레이 구동 회로 및 디스플레이 장치
US20120043970A1 (en) * 2008-11-13 2012-02-23 Cypress Semiconductor Corporation Automatic Tuning of a Capacitive Sensing Device
US20100245286A1 (en) * 2009-03-25 2010-09-30 Parker Tabitha Touch screen finger tracking algorithm
US8089383B2 (en) * 2009-05-10 2012-01-03 Cypress Semiconductor Corporation Programmable digital-to-analog converter
JP5164930B2 (ja) * 2009-06-05 2013-03-21 株式会社ジャパンディスプレイウェスト タッチパネル、表示パネル、および表示装置
EP2491478A4 (en) * 2009-10-20 2014-07-23 Cypress Semiconductor Corp METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING COUPLED NOISE INFLUENCE IN TOUCH SCREEN CONTROL UNITS
TWI401599B (zh) 2009-12-31 2013-07-11 Orise Technology Co Ltd 電容式觸控面板的感測電路
TWI409683B (zh) * 2010-02-04 2013-09-21 Chunghwa Picture Tubes Ltd 觸控面板偵測電路
JPWO2011125522A1 (ja) * 2010-04-01 2013-07-08 シャープ株式会社 タッチセンサ付き表示装置
US8599167B2 (en) * 2010-04-22 2013-12-03 Maxim Integrated Products, Inc. Method and apparatus for improving dynamic range of a touchscreen controller
US8493356B2 (en) * 2010-04-22 2013-07-23 Maxim Integrated Products, Inc. Noise cancellation technique for capacitive touchscreen controller using differential sensing
US8982060B2 (en) * 2010-08-27 2015-03-17 Apple Inc. Touch and hover sensor compensation
US9268441B2 (en) * 2011-04-05 2016-02-23 Parade Technologies, Ltd. Active integrator for a capacitive sense array
KR101239844B1 (ko) * 2011-04-11 2013-03-06 주식회사 동부하이텍 터치 감지 장치
US8786295B2 (en) * 2011-04-20 2014-07-22 Cypress Semiconductor Corporation Current sensing apparatus and method for a capacitance-sensing device
US9857921B2 (en) * 2011-05-13 2018-01-02 Synaptics Incorporated Input signal correction architecture
US20120293447A1 (en) * 2011-05-17 2012-11-22 Victor Phay Kok Heng Circuits and Methods for Differentiating User Input from Unwanted Matter on a Touch Screen
US9619073B2 (en) * 2011-09-27 2017-04-11 Lg Display Co., Ltd. Touch screen driver including out-of-phase driving signals simultaneously supplied to adjacent TX lines for reducing noise from a display panel, and method for driving the same
US8766939B2 (en) * 2012-01-09 2014-07-01 Broadcom Corporation Highly configurable analog preamp with analog to digital converter
US8711120B2 (en) * 2012-07-16 2014-04-29 Synaptics Incorporated Single integrated circuit configured to operate both a capacitive proximity sensor device and a resistive pointing stick
CN105867707B (zh) * 2012-08-23 2018-12-21 上海天马微电子有限公司 一种互感式电容性触摸屏
US9377907B2 (en) * 2012-09-21 2016-06-28 Apple Inc. Self capacitance implementation method
CN103294297B (zh) * 2012-10-11 2016-04-20 上海天马微电子有限公司 信号处理及前置放大电路和触摸屏
US8610443B1 (en) * 2013-03-12 2013-12-17 Cypress Semiconductor Corp. Attenuator circuit of a capacitance-sensing circuit
TWI488023B (zh) * 2013-04-29 2015-06-11 Ili Technology Corp 電流電壓轉換器及其電子裝置
TWI488099B (zh) * 2013-06-20 2015-06-11 Ind Tech Res Inst 觸控裝置及感測補償方法
KR101537231B1 (ko) 2013-06-27 2015-07-16 크루셜텍 (주) 터치 검출 장치
TWI516998B (zh) * 2013-07-26 2016-01-11 奕力科技股份有限公司 雜訊補償的觸控面板及其觸控裝置
US10061444B2 (en) * 2013-07-31 2018-08-28 Apple Inc. Self capacitance touch sensing
US9513741B2 (en) * 2013-08-22 2016-12-06 Texas Instruments Incorporated Low noise capacitive sensor with integrated bandpass filter
US9658722B2 (en) * 2013-09-26 2017-05-23 Synaptics Incorporated Using a printed circuit to offset charge during capacitive sensing
US9436325B2 (en) * 2013-12-20 2016-09-06 Synaptics Incorporated Active pen for matrix sensor
JP2015141556A (ja) * 2014-01-29 2015-08-03 シナプティクス・ディスプレイ・デバイス合同会社 タッチ検出回路及びそれを備える半導体集積回路
US9430105B2 (en) * 2014-02-07 2016-08-30 Apple Inc. Frequency independent offset cancellation scheme in touch receiver channel
KR20150109890A (ko) * 2014-03-21 2015-10-02 크루셜텍 (주) 기생 정전용량 보상 회로를 갖는 터치 검출 가능 입체 영상 표시 장치
US9965108B2 (en) * 2014-05-16 2018-05-08 Apple Inc. Simultaneous self- and mutual capacitance sensing
US9151792B1 (en) * 2014-05-29 2015-10-06 Cyress Semiconductor Corporation High-voltage, high-sensitivity self-capacitance sensing
CN104020914A (zh) * 2014-06-06 2014-09-03 深圳市汇顶科技股份有限公司 自电容触摸检测电路
US10429998B2 (en) * 2014-07-23 2019-10-01 Cypress Semiconductor Corporation Generating a baseline compensation signal based on a capacitive circuit
US9746974B2 (en) * 2014-08-21 2017-08-29 Cypress Semiconductor Corporation Providing a baseline capacitance for a capacitance sensing channel
US9639733B2 (en) * 2014-11-25 2017-05-02 Cypress Semiconductor Corporation Methods and sensors for multiphase scanning in the fingerprint and touch applications
KR101679129B1 (ko) * 2014-12-24 2016-11-24 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서를 갖는 표시장치
US9778804B2 (en) * 2015-06-04 2017-10-03 Synaptics Incorporated Calibrating charge mismatch in a baseline correction circuit
US9958993B2 (en) * 2015-06-30 2018-05-01 Synaptics Incorporated Active matrix capacitive fingerprint sensor with 1-TFT pixel architecture for display integration
CN105138986A (zh) 2015-08-25 2015-12-09 敦泰电子有限公司 一种指纹检测电路、指纹检测装置及触控面板
US10353511B2 (en) * 2016-08-19 2019-07-16 Qualcomm Incorporated Capacitance-to-voltage modulation circuit
KR102601364B1 (ko) * 2016-11-30 2023-11-14 엘지디스플레이 주식회사 터치 센싱 회로, 터치 표시 장치 및 터치 센싱 방법
KR102596607B1 (ko) * 2016-12-20 2023-11-01 엘지디스플레이 주식회사 터치회로, 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 방법
US10671214B2 (en) * 2017-04-12 2020-06-02 Synaptics Incorporated Global coarse baseline correction charge injection

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