TWI575412B - 觸碰螢幕感測器積體電路、其操作方法以及具有該觸碰螢幕感測器積體電路的系統 - Google Patents

觸碰螢幕感測器積體電路、其操作方法以及具有該觸碰螢幕感測器積體電路的系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI575412B
TWI575412B TW101131733A TW101131733A TWI575412B TW I575412 B TWI575412 B TW I575412B TW 101131733 A TW101131733 A TW 101131733A TW 101131733 A TW101131733 A TW 101131733A TW I575412 B TWI575412 B TW I575412B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
signal
noise
output
path
touch screen
Prior art date
Application number
TW101131733A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201312420A (zh
Inventor
金起德
崔倫競
Original Assignee
三星電子股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三星電子股份有限公司 filed Critical 三星電子股份有限公司
Publication of TW201312420A publication Critical patent/TW201312420A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI575412B publication Critical patent/TWI575412B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04182—Filtering of noise external to the device and not generated by digitiser components
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04104—Multi-touch detection in digitiser, i.e. details about the simultaneous detection of a plurality of touching locations, e.g. multiple fingers or pen and finger

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Description

觸碰螢幕感測器積體電路、其操作方法以及具有該觸碰螢幕感測器積體電路的系統
實例實施例是關於一種基於雜訊偵測之自適應觸碰螢幕感測技術，特別是關於一種感測真實多點觸碰之觸碰螢幕感測器積體電路(IC)、一種操作該觸碰螢幕感測器IC之方法以及一種包括該觸碰螢幕感測器IC之系統。
電容型觸碰系統廣泛用於諸如智慧型電話以及平板型個人電腦(personal computer；PC)之行動電器中，此是因為電容型觸碰系統提供高耐久性以及高透光率，且具有多點觸碰特徵以及軟觸碰(soft-touch)特徵。
同時，電容型觸碰系統還需要多種功能，例如，真實多點觸碰偵測、高雜訊抗擾性以及低電力消耗。
最近，已在「嵌有電容性觸碰螢幕控制器系統之行動顯示驅動器IC(A Mobile-Display-Driver IC Embedding a Capacitive-Touch-Screen Controller System)」(金炯來(Hyoung-Rae Kim)等人，2010年2月ISSCC技術論文文摘(ISSCC Dig.Tech.Papers)第114-115頁)中介紹在顯示驅動器IC中建置之電容型觸碰螢幕控制器。
包含顯示驅動器以及觸碰螢幕控制器之單晶片解決方案可降低電容型觸碰系統的製造成本。然而，觸碰控制器僅支援單點觸碰或使用手勢的兩個虛擬觸碰，此是因為觸碰控制器是基於為驅動線的每一個信號以及感測線的信號而提供獨立的一維分佈之計劃性地電容性觸碰感測。
另外，由於低信雜比(signal-to-noise ratio；SNR)之故，觸碰控制器無法在強雜訊環境下準確感測觸碰點。
根據一實例實施例，提供一種操作觸碰螢幕感測器積體電路(IC)之方法，所述方法包括：判斷自電容性觸碰螢幕面板輸出之第一輸入信號是否在雜訊窗內；根據所述判斷步驟而選擇解調變路徑以及非解調變路徑中之一者；以及，使用解調變路徑以及非解調變路徑中之所選擇之一者來處理自電容性觸碰螢幕面板輸出之第二輸入信號。
所述選擇步驟包括：若所述第一輸入信號在所述雜訊窗之內，則選擇所述非解調變路徑；以及，若所述第一輸入信號在所述雜訊窗之外，則選擇所述解調變路徑。所述處理步驟包括：偵測所述第二輸入信號之峰值，且若選擇了非解調變路徑，則維持所偵測之峰值；以，及若選擇了解調變路徑，則解調變所述第二輸入信號。
所述第二輸入信號之解調變步驟包括：自所述第二輸入信號移除雜訊；解調變已移除雜訊的所述第二輸入信號；以及，自經解調變之第二輸入信號移除雜訊。
所述方法更包括：調整對應於所述處理之結果之信號的偏移電壓。
根據另一實例實施例，提供一種觸碰螢幕感測器IC，其包括多個單位感測電路，所述多個單位感測電路分別感測且放大分別自電容性觸碰螢幕面板之多條感測線輸出之信號。
所述多個單位感測電路中之每一者包括：第一選擇器，其響應於選擇信號而將自所述多條感測線中之對應感測線所輸出的輸入信號傳輸至解調變路徑或非解調變路徑；第二選擇器，其響應於選擇信號而輸出自解調變路徑或非解調變路徑所輸出之信號；以及，雜訊偵測器，其判斷自所述感測線輸出之雜訊信號是否存在於雜訊窗內，且在雜訊偵測操作期間根據所述判斷之結果而輸出選擇信號，並在感測操作期間維持所述選擇信號。
所述解調變路徑包括：第一濾波器，其自所述第一選擇器之輸出信號中移除雜訊信號；解調變器，其解調變所述第一濾波器之輸出信號；以及低通濾波器(LPF)，其對所述解調變器之輸出信號執行低通濾波。
所述第一濾波器是抗諧波濾波器(anti-harmonic filter)，且所述解調變器是方波解調變器。所述非解調變路徑包括：峰值偵測器，其偵測所述第一選擇器之輸出信號之峰值且維持所偵測之峰值。所述觸碰螢幕感測器IC更包括偏移調整電路，其調整所述第二選擇器之輸出信號的偏移。
所述多個單位感測電路中之每一者包括：電荷放大器，其連接在各別感測線與所述第一選擇器之間，所述雜訊偵測器判斷自所述電荷放大器輸出之雜訊信號是否存在於雜訊窗內，且在雜訊偵測操作期間根據所述判斷之結果而輸出選擇信號。
根據另一實例實施例，提供一種系統，所述系統包 括：所述觸碰螢幕感測器IC；以及，主機控制器，其與所述觸碰螢幕感測器IC通信。
另一實例實施例揭露一種系統，所述系統包括：面板，其包括多條驅動線以及感測線；以及，感測器電路區塊，其包括分別與所述感測線相關聯之單位感測器電路，至少一個單位感測器電路包括第一路徑以及第二路徑，所述單位感測器電路經組態以在相關聯之感測線上接收信號，在相關聯之感測線上偵測雜訊，且基於所偵測之雜訊而經由所述第一路徑與所述第二路徑中之一者以處理所接收之信號，所述第一路徑經組態以維持與所接收之信號相關聯之峰值且所述第二路徑經組態以解調變所接收之信號。
所述第二路徑包括：第一濾波器，其經組態以移除所述雜訊；解調變器，其經組態以解調變所述第一濾波器之輸出信號；以及，低通濾波器(LPF)，其經組態以對所述解調變器之輸出信號執行低通濾波。
峰值偵測路徑包括：峰值偵測器，其經組態以偵測與所接收之信號相關聯之峰值且維持所偵測之峰值。
自結合附圖進行之以下詳細描述，將更清楚地理解實例實施例。
現將參考附圖更充分地描述各種實例實施例，在附圖中圖示了一些實例實施例。然而，本發明概念可按照不同的形式體現且不應解釋為限制於本文中所陳述的實施例。 實情為，提供實例實施例，從而使得本揭露是詳盡且完整的且將本發明概念充分地傳達給熟習此項技術者。在圖式中，可為了清楚起見而誇示層及區域之大小以及相對大小。
應理解，當一元件或層被稱為在另一元件或層「上」、「連接至」或「耦接至」另一元件或層時，其可直接在另一元件或層上、直接連接或直接耦接至另一元件或層，或可存在介入元件或層。相比而言，當一元件被稱為「直接在」在另一元件或層「上」、「直接連接至」或「直接耦接至」另一元件或層時，不存在介入元件或層。全文中相同的數字指相同的元件。如本文中所使用，術語「及/或」包含相關聯的所列項目中之一或多者中的任一者或所有組合。
應理解，儘管術語第一、第二、第三等可在本文中用於描述各種元件、組件、區域、層及/或區段，但此些元件、組件、區域、層及/或區段不應受此些術語限制。此些術語僅用於將一個元件、組件、區域、層或區段與另一區域、層或區段區分。因此，下文所論述之第一元件、組件、區域、層或區段可稱為第二元件、組件、區域、層或區段，而不脫離本發明概念之教示。
為了易於描述，可在本文中使用空間相對術語(諸如，「在......下」、「在......之下」、「下部」、「在......之上」、「上部」及類似術語)來描述如圖中所說明之一個元件或特徵與另一(其他)元件或特徵之關係。應理解，除圖中所描繪的定向之外，空間相對術語意欲亦涵蓋在使用中或操作中的裝置之不同定向。舉例而言，若翻轉圖中之裝置， 則描述為在其他元件或特徵「之下」或「下」的元件將隨後定向為在其他元件或特徵「之上」。因此，術語「在...之下」可涵蓋「在...之上」及「在...之下」之定向兩者。裝置可按照其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向)，且本文中所使用之空間相對描述詞可相應地作出解釋。
本文中所使用的術語僅出於描述特定實施例之目的且不意欲成為本發明概念之限制。如本文中所使用，單數形式「一」及「該」意欲亦包含複數形式，除非上下文另有其他清楚指示。應進一步理解，當術語「包含」、及/或「包括」在本說明書中使用時，詳細說明了所述特徵、整體、步驟、操作、元件及/或組件之存在，而不排除一或多個其他特徵、整體、步驟、操作、元件、組件及/或其群組之存在或添加。
本文中關於橫截面說明來描述實例實施例，所述橫截面說明是理想化實施例(以及中間結構)之示意性說明。 因而，應預期到由於(例如)製造技術及/或容差(tolerance)而存在相對於所述說明之形狀的變化。因此，實例實施例不應解釋為限制於本文中所說明的區域之特定形狀，而應包括由(例如)製造引起的形狀之偏差。舉例而言，說明為矩形之植入區域將通常具有圓形或彎曲特徵及/或在植入區域之邊緣處之植入濃度梯度，而非自植入區域至非植入區域之二元(binary)改變。同樣地，藉由植入形成的內埋區域可在所述內埋區域與進行所述植入時穿過之表面之間的區域中導致一些植入。因此，諸圖中所說明之區域本質 上是示意性的，且其形狀不意欲說明裝置之區域之實際形狀且不意欲限制本發明概念之範疇。
除非另有定義，否則本文中所使用之所有術語(包括技術及科學術語)具有與一般熟習本發明概念所屬技術者通常理解之含義相同的含義。應進一步理解，術語(諸如，常用字典中所定義之術語)應被解釋為具有與其在相關技術之上下文中之含義一致的含義，且不應以理想化或過於正式的意義來解釋，除非本文明確地如此定義。
亦應注意，在一些替代性實施方案中，所註明之功能/作用可能不是以圖式中所註明之次序出現。舉例而言，取決於所涉及之功能性/作用，連續圖示的兩個圖式實際上可實質上同時執行，或有時可按照相反次序執行。
現將參照附圖描述本發明概念的實例實施例。
圖1A是根據一實例實施例的包括觸碰螢幕感測器積體電路(IC)30之系統10之示意性方塊圖。圖1B說明圖1A中所說明且具有菱形樣式之單層電容性觸碰螢幕面板。
參照圖1A，系統10包括觸碰螢幕面板20、觸碰螢幕感測器IC 30以及主機控制器(或應用處理器(application processor；AP))40。在圖1A中，為了便於解釋，並未分開說明顯示面板以及用於驅動所述顯示面板之顯示面板驅動器IC，且系統10不限於圖1A所示之系統。
系統10可為行動裝置，例如，行動電話、智慧型電話、平板型PC、個人數位助理(personal digital assistant；PDA)、攜帶型多媒體播放器(portable multimedia player； PMP)或MP3播放器(MP3 player)。
參照圖1B，可使用具有菱形樣式的單層電容性觸碰螢幕面板來實施觸碰螢幕面板20。單層電容性觸碰螢幕面板包括多條驅動線X0至Xn(其中n表示自然數，例如，n=18)以及多條感測線Y0至Ym(其中m表示自然數，例如，m=11)。可將驅動線X0至Xn稱為水平線，且可將感測線Y0至Ym稱為垂直線。
在一些狀況下，驅動線X0至Xn中的一些(例如，奇數驅動線)可分別傳輸提供至觸碰螢幕面板20之左側的驅動信號，且其他驅動線(例如，偶數驅動線)可分別傳輸提供至觸碰螢幕面板20之右側的驅動信號。在其他狀況下，驅動線X0至Xn可經配置以分別傳輸提供至觸碰螢幕面板20之左側或右側的多個驅動信號。
由於類似於CMOS技術中之介層孔製程(via process)之橋接式連接，驅動線X0至Xn可彼此電性分離，且感測線Y0至Ym可彼此電性分離。如圖1A及圖1B中所示，在驅動線X0至Xn中之每一者與感測線Y0至Ym中之每一者之間的相交點處形成互電容節點MC。因此，可自觸碰螢幕面板20獲得(n+1)*(m+1)之二維互電容分佈(2-dimensional mutual capacitance profile)。
當手指或導電材料接觸到觸碰螢幕面板20時，電容性觸碰螢幕面板20之互電容分佈發生變化。因此，觸碰螢幕感測器IC 30可根據互電容分佈之改變而準確地發現或感測觸碰點。
換言之，觸碰螢幕感測器IC 30分別將驅動信號供應至驅動線X0至Xn，處理分別自感測線Y0至Ym輸出的感測信號，且將對應於所述處理之結果的信號傳輸至主機控制器40。
將參照圖2至圖18以詳細描述觸碰螢幕感測器IC 30之結構以及操作。
圖2是圖1A中所繪示之觸碰螢幕感測器IC之示意性方塊圖。
參照圖2，觸碰螢幕感測器IC 30包括電力產生器31、驅動器電路區塊100、感測器電路區塊200、控制邏輯電路300、振盪器301、延遲表400(更精確言之，儲存延遲表的記憶體)、偏移產生器410、類比/數位轉換器(analog-to-digital converter；ADC)區塊510、數位有限脈衝響應(digital finite impulse response；FIR)濾波器520以及微控制器單元(micro controller unit；MCU)530。
電力產生器31藉由使用自外部電源接收之多個電壓(即，AVDD以及VDD)而產生觸碰螢幕感測器IC 30所需之電力或電壓。
舉例而言，電力產生器31可包括：DC-DC轉換器，其產生操作組件100、200、410以及510中每一者所需之電壓；以及，低壓降(low-dropout；LDO)調節器，其產生操作控制邏輯電路300所需之電壓。
響應於自控制邏輯電路300輸出之掩蔽控制信號MSK以及自控制邏輯電路300輸出之多個驅動信號 DRV，驅動器電路區塊100可分別將驅動信號供應至驅動線X0至Xn，或阻斷驅動信號使之不能進入驅動線X0至Xn。
圖3是圖2中所繪示之驅動器電路區塊100之示意性方塊圖，且圖4是圖3中所繪示之掩蔽控制信號MSK之實例實施例的波形圖。
參照圖2至圖4，執行傳輸器之功能的驅動器電路區塊100包括多個掩蔽電路110_1至110_n以及多個驅動器120_1至120_n。
響應於掩蔽控制信號MSK，掩蔽電路110_1至110_n可分別將多個驅動信號DRV0至DRVn傳輸至驅動器120_1至120_n，或掩蔽(或阻斷)驅動信號DRV0至DRVn使其不能進入驅動器120_1至120_n。舉例而言，如圖3中所示，驅動信號DRV0至DRVn可為順序產生而彼此不重疊之方波。驅動信號DRV包括驅動信號DRV0至DRVn。
舉例而言，可使用「及」閘來實施掩蔽電路110_1至110_n中之每一者。因此，當掩蔽控制信號MSK處於邏輯1或第二位準(例如，高位準)時，「及」閘將驅動信號傳輸至驅動器。當掩蔽控制信號MSK處於邏輯0或第一位準(例如，低位準)時，「及」閘掩蔽(或阻斷)驅動信號使之不能傳輸至驅動器。
舉例而言，可使用反相器鏈(inverter chain)來實施驅動器120_1至120_n中之每一者。驅動器120_1至120_n中之各個輸出端分別連接至驅動線X0至Xn。舉例而言， 響應於處於第二位準之掩蔽控制信號MSK，在感測間隔SI期間，驅動器電路區塊100順序地分別將驅動信號DRV0至DRVn供應至驅動線X0至Xn。
另一方面，響應於處於第一位準之掩蔽控制信號MSK，在雜訊偵測間隔NDI期間，驅動器電路區塊100阻斷驅動信號DRV0至DRVn使之不能供應至驅動線X0至Xn。
參照圖4，每一單位間隔UI1以及UI2包括感測間隔SI以及雜訊偵測間隔NDI。舉例而言，單位間隔UI1以及UI2中之每一者可為訊框(frame)。
在雜訊偵測間隔NDI期間，響應於掩蔽控制信號MSK(例如，處於第一位準之掩蔽控制信號MSK)，啟用圖6以及圖12中所繪示之雜訊偵測器211。/MSK是經由將掩蔽控制信號MSK反相而獲得之經反相之版本。
因此，在雜訊偵測間隔NDI期間，雜訊偵測器211可偵測每一感測線之信號位準，例如，雜訊信號之位準，且將對應於所述偵測之結果之選擇信號SEL輸出至第一及第二選擇器212及230。在感測間隔SI期間，可將選擇信號SEL維持不變。
圖5是圖2中所繪示之感測器電路區塊200之示意性方塊圖。
參照圖5，感測器電路區塊200包括多個單位感測器電路，即，第一至第m單位感測器電路210_1至210_m，其數目對應於第一至第m感測線Y0至Ym之數目。執行 接收器之功能之第一至第m單位感測器電路210_1至210_m將共用圖2中所說明的延遲表400以及偏移產生器410。
圖6是第一單位感測器電路210_1A之方塊圖，第一單位感測器電路210_1A是圖5中所繪示之每一單位感測器電路之實施例。
由於第一至第m單位感測器電路210_1至210_m具有相同的結構，因此為了便於說明，現將僅描述第一單位感測器電路210_1A之結構以及操作。
參照圖6，第一單位感測器電路210_1A(其為圖5之第一單位感測器電路210_1之實施例)包括用於處理經由第一感測線Y0而接收之輸入信號VIN之兩條路徑，例如，解調變路徑(DP)以及峰值偵測路徑(PDP)。亦可將PDP稱為非解調變路徑。在一些狀況下，用於處理輸入信號VIN之路徑可為3條或3條以上路徑。所述路徑可表示路徑電路。
第一單位感測器電路210_1A包括雜訊偵測器211、第一選擇器212、峰值偵測器214、抗諧波濾波器220、方波解調變器222、延遲追蹤器224、低通濾波器(LPF)226、第二選擇器230、減法器232以及放大器234。
在雜訊偵測間隔NDI期間，響應於處於第一位準(例如，低位準)之掩蔽控制信號MSK或處於第二位準之經反相之掩蔽控制信號/MSK，啟用(enable)雜訊偵測器211。如上文參照圖3及圖4所描述，在雜訊偵測間隔NDI 期間，響應於處於第一位準之掩蔽控制信號MSK，掩蔽電路110_1至110-n阻斷驅動信號DRV0至DRVn使之不能分別傳輸至驅動器120_1至120_n。
響應於處於第二位準之經反相之掩蔽控制信號/MSK，雜訊偵測器211偵測經由第一感測線Y0而接收之輸入信號VIN(即，雜訊信號VIN)之位準，且輸出對應於所述偵測之結果之選擇信號SEL。
舉例而言，當雜訊信號VIN之位準存在於圖7之雜訊窗NW之範圍內時，雜訊偵測器211輸出處於第一位準之選擇信號SEL。因此，在感測間隔SI期間，如圖7中所示，將處於第一位準之選擇信號SEL維持不變，且因此經由PDP而處理第一感測線Y0之信號。
另一方面，當雜訊信號VIN之位準超過雜訊窗NW時，雜訊偵測器211輸出處於第二位準(例如，高位準)之選擇信號SEL。因此，在感測間隔SI期間，如圖7中所示，將處於第二位準之選擇信號SEL維持不變，且因此經由DP而處理第一感測線Y0之信號。雜訊偵測器211根據所偵測之雜訊信號VIN之位準而輸出能夠控制第一及第二選擇器212及230之操作之選擇信號SEL。
圖7繪示圖6中所繪示之雜訊偵測器211之電路圖以及雜訊偵測器211之輸入信號VIN(換言之，雜訊信號VIN)之波形圖。參照圖7，雜訊偵測器211包括第一比較器211_1、第二比較器211_2、「或」閘211_3、「及」閘211_4以及反相器鎖存器(inverteer latch)。
第一比較器211_1將經由第一感測線Y0而接收之雜訊信號VIN之位準與第一參考信號VREFT之位準進行比較。舉例而言，可將雜訊信號VIN輸入至第一比較器211_1之(+)輸入端，且可將第一參考信號VREFT輸入至第一比較器211_1之(-)輸入端。
第二比較器211_2將經由第一感測線Y0而接收之雜訊信號VIN之位準與第二參考信號VREFB之位準進行比較。舉例而言，可將雜訊信號VIN輸入至第二比較器211_2之(-)輸入端，且可將第二參考信號VREFB輸入至第二比較器211_2之(+)輸入端。
可根據第一參考信號VREFT之位準與第二參考信號VREFB之位準之間的差來判斷雜訊窗NW。在圖7中，VCM可為共模電壓位準。因此，第一參考信號VREFT之位準可與有關於共模電壓位準VCM的第二參考信號VREFB之位準對稱。
「或」閘211_3對第一比較器211_1之輸出信號以及第二比較器211_2之輸出信號執行「或」運算。「及」閘211_4可對經反相之掩蔽控制信號/MSK以及「或」閘211_3之輸出信號執行「及」運算且將對應於「及」運算之結果之選擇信號SEL輸出至第一及第二選擇器212及230中之每一者。
反相器鎖存器包括反相器211_5及211_6且鎖存自「及」閘211_4輸出之選擇信號SEL。
在感測間隔SI期間，第一選擇器212可根據由反相 器鎖存器鎖存之選擇信號SEL之位準，經由PDP或DP來傳輸第一感測線Y0之信號。
第一選擇器212可為解多工器(DEMUX)。因此，DEMUX可根據處於第一位準之選擇信號SEL而將第一感測線Y0之輸入信號VIN傳輸至峰值偵測器214。此外，DEMUX可根據處於第二位準之選擇信號SEL而將第一感測線Y0之輸入信號VIN傳輸至抗諧波濾波器220。在感測間隔SI期間，如圖8中所示，峰值偵測器214可偵測第一選擇器212之第一輸出端之輸出信號VIN1的峰值VOUT1且可維持峰值VOUT1。
圖8繪示圖6中所繪示之峰值偵測器214之電路圖以及峰值偵測器214之輸入/輸出信號之波形圖。
參照圖6及圖8，峰值偵測器214包括比較器214_1、電容器CCMP、電流源214_3、第一切換器214_4、緩衝放大器214_5以及第二切換器214_6。為了便於解釋，假定第一及第二切換器214_4及214_6分別根據處於第二位準之比較信號VCMP以及重設信號RST而被接通。可使用NMOS電晶體來實施第一及第二切換器214_4及214_6中之每一者。
在感測間隔SI期間，比較器214_1將第一選擇器212之第一輸出端之輸出信號VIN1的位準與緩衝放大器214_5之輸出信號VOUT1之位準進行比較，且輸出對應於所述比較之結果之比較信號VCMP。
電流源214_3連接在供應操作電壓AVDD之電力線 214_2與第一切換器214_4之間。當第一選擇器212之第一輸出端之輸出信號VIN1的位準高於緩衝放大器214_5之輸出信號VOUT1之位準時，比較器214_1輸出處於第二位準之比較信號VCMP。
第一切換器214_4基於處於第二位準之比較信號VCMP而接通，並將電流源214_3之電流IREF供應至電容器CCMP。因此，根據所接收之電流IREF而使電容器CCMP充電，且因此緩衝放大器214_5之(+)輸入端之電壓將增大。
當第一選擇器212之第一輸出端之輸出信號VIN1的位準低於緩衝放大器214_5之輸出信號VOUT1之位準時，比較器214_1輸出處於第一位準之比較信號VCMP。由於第一切換器214_4根據處於第一位準之比較信號VCMP而切斷，充入電容器CCMP中之電荷將維持原樣。
第二切換器214_6連接在電容器CCMP之兩個端點之間，且響應於自控制邏輯電路300輸出之處於第二位準之重設信號RST，將充入電容器CCMP中之電荷充分地放電。 重設信號RST具有脈衝形狀且僅需要在感測間隔SI開始前不久產生。
圖9繪示圖6中所繪示之具有內建式抗諧波濾波器之方波解調變器222的電路圖以及方波解調變器222之輸入/輸出信號之波形圖。
圖6之抗諧波濾波器220自第一選擇器212之第二輸出端之輸出信號VIN2中移除雜訊信號，例如，包括在諧波頻帶中之雜訊信號。圖6之方波解調變器222對抗諧波濾 波器220之輸出信號進行解調變。
然而，圖9之方波解調變器222具有內建式抗諧波濾波器220，且包括多個電容器(即，電容器C1及C2)、多個電阻器(即，電阻器R1、R2及R3)、多個運算放大器(即，第一及第二運算放大器222_1及222_2)以及一選擇器222_3。
在一些狀況下，電容器C1及C2可設計為具有相同的電容，且電阻器R1、R2及R3可設計為具有相同的電阻或不同的電阻。
當經由電阻器R1而接收第一選擇器212之第二輸出端之輸出信號VIN2時，第一運算放大器222_1產生正的經緩衝之輸出電壓VPOS。當經由電阻器R2而接收第一選擇器212之第二輸出端之輸出信號VIN2時，第二運算放大器222_2產生負的經緩衝之輸出電壓VNEG。正的經緩衝之輸出電壓VPOS輸出至延遲追蹤器224。
在此過程中，一對電阻器R1及電容器C1執行抗諧波濾波器之功能，且一對電阻器R2及電容器C2執行抗諧波濾波器之功能。可根據電阻器R1之電阻與電容器C1之電容之乘積或電阻器R2之電阻與電容器C2之電容之乘積來判斷每一抗諧波濾波器之截止頻率(cut-off frequency)。
第二運算放大器222_2、電阻器R2以及電容器C2形成負單位增益反饋或負單位增益反饋迴路，且第一運算放大器222_1、電阻器R1、電容器C1形成單位增益反饋或單位增益反饋迴路。另外，額外包括的單位增益反饋或單 位增益反饋迴路是用於第一運算放大器222_1之延遲與第二運算放大器222_2之延遲之間的延遲匹配。
響應於自控制邏輯電路300輸出之選擇信號DM1，選擇器222_3將正的經緩衝之輸出電壓VPOS或負的經緩衝之輸出電壓VNEG作為解調變電壓VOUT2輸出至LPF 226。可使用多工器(MUX)來實施選擇器222_3。選擇信號DM1表示供應至第一單位感測器電路210_1之選擇信號。因此，圖2中所示之DM表示分別供應至第一至第m單位感測器電路210_1至210_m的一組選擇信號。
LPF 226對自選擇器222_3輸出之解調變電壓VOUT2執行低通濾波，以便自解調變電壓VOUT2移除雜訊信號。 可使用4階巴特沃斯(Butterworth)濾波器來實施LPF 226。4階巴特沃斯濾波器可與沙倫-戚(Sallen-Key)拓撲或沙倫-戚配置一起使用。
如圖9中所示，由於觸碰螢幕面板20及第一感測線Y0，輸入信號VIN2具有未知的傳播相位延遲。為了最小化電力消耗，輸入信號VIN2以及選擇信號DM1需要為同相。
當輸入信號VIN2與選擇信號DM1之相位之間的差為θ時，輸入信號VIN2模型化為Acos(2πft+θ)，且選擇信號DM1模型化為cos(2πft)，方程式1中所示為輸入信號VIN2與選擇信號DM1之乘積。
【方程式1】VOUT2(t)={cosθ+cos(4πft+θ)}A/2
參考方程式1，具有最大值與零相位延遲之DC信號 位準是θ的函數。因此，需要調整輸入信號VIN2與選擇信號DM1之相位之間的差。延遲追蹤器224可調整輸入信號VIN2以及選擇信號DM1之相位，使得輸入信號VIN2與選擇信號DM1同相。
圖10是圖6中所繪示之延遲追蹤器224之方塊圖，且圖11是用於解釋圖10中所繪示之延遲追蹤器224之操作的輸入信號的波形圖。
包括在第一至第m單位感測器電路210_1至210_m中之每一者中之延遲追蹤器224接收第一驅動信號DRV0、正的經緩衝之輸出電壓VPOS以及快速時脈信號FCLK。此處，假設第一驅動信號DRV0之相位與控制邏輯電路300中所實施之驅動信號源之輸出信號的相位相同。
由觸碰螢幕面板20與第一感測線Y0引起之傳播相位延遲存在於第一驅動信號DRV0與正的經緩衝之輸出電壓VPOS之間。因此，延遲追蹤器224經由使用快速時脈信號FCLK來對第一驅動信號DRV0與正的經緩衝之輸出電壓VPOS之間的相位延遲D計數，且將對應於所述計數之結果之相位延遲資訊DLI1輸出至控制邏輯電路300。控制邏輯電路300將相位延遲資訊DLI1儲存在延遲表400中。
在一些狀況下，延遲追蹤器224即時地或在觸碰螢幕感測器IC 30初始化時產生相位延遲資訊DLI1，且將相位延遲資訊DLI1輸出至控制邏輯電路300。換言之，包括在第一至第m單位感測器電路210_1至210_m中之每一者 中的延遲追蹤器即時地或在觸碰螢幕感測器IC 30初始化時產生相位延遲資訊DLI，且將相位延遲資訊DLI輸出至控制邏輯電路300。因此，控制邏輯電路300將第一至第m單位感測器電路210_1至210_m中之每一者的相位延遲資訊DLI儲存在延遲表400中。
控制邏輯電路300自延遲表400讀取第一至第m單位感測器電路210_1至210_m的各別相位延遲資訊，且將對應於所讀取之相位延遲資訊之選擇信號分別傳輸至第一至第m單位感測器電路210_1至210_m之各別方波解調變器222之各別選擇器222_3。圖2之選擇信號DM包括分別傳輸至第一至第m單位感測器電路210_1至210_m之各別方波解調變器222之各別選擇器222_3的選擇信號。
因此，第一至第m單位感測器電路210_1至210_m中之每一者的方波解調變器222可接收同相之輸入信號VIN2以及選擇信號DM。
返回參照圖6，第二選擇器230基於選擇信號SEL之位準而將包括在PDP中之峰值偵測器214之輸出信號VOUT1或包括在DP中之LPF 226之輸出信號傳輸至減法器232。減法器232是能夠調整第二選擇器230之輸出信號之偏移的偏移調整電路之實例。
減法器232自第二選擇器230之輸出信號減去第一偏移信號OFS1之電壓VOFFSET1，且將對應於所述減法運算之結果之信號傳輸至放大器234。減法器232可由具有(-)輸入端之加法器代替。
放大器234將自減法器232輸出之信號以增益A放大，且將經放大之信號OUTO輸出至ADC區塊510。
返回參照圖2，控制邏輯電路300控制觸碰螢幕感測器IC 30之整體操作。控制邏輯電路300可控制組件31、100、200、301、400、410、510、520及530中之至少一者之操作。
控制邏輯電路300可產生用於控制第一至第m單位感測器電路210_1至210_m中之每一者之峰值偵測器214的第二切換器214_6之切換操作的重設信號RST，以及控制邏輯電路300可產生用於控制第一至第m單位感測器電路210_1至210_m中之每一者的方波解調變器222之選擇器222_3之操作的每一選擇信號DM。
控制邏輯電路300可與自外部來源輸入之垂直同步信號VSYNC同步而操作，或是可以不管垂直同步信號VSYNC而操作。
振盪器301可將振盪信號OSC供應至控制邏輯電路300。控制邏輯電路300可藉由使用振盪信號OSC而產生驅動信號DRV0至DRVn(統稱為DRV)。
如上文參照圖10及圖11所描述，延遲表400可儲存用於調整第一至第m單位感測器電路210_1至210_m中之每一者之相位延遲D的相位延遲資訊。儲存在延遲表400中之相位延遲資訊可由控制邏輯電路300進行參考。 延遲表400可儲存在非揮發性記憶體或揮發性記憶體(例如，靜態隨機存取記憶體(static random access memory； SRAM))中。
偏移產生器410可產生偏移信號OFS，偏移信號OFS將供應至第一至第m單位感測器電路210_1至210_m中之每一者之減法器。ADC區塊510包括多個ADC，所述ADC中之每一者將第一至第m單位感測器電路210_1至210_m中之每一者之類比輸出信號轉換為數位信號。可使用逐次近似ADC(successive approximation ADC；SAR ADC)來實施ADC中之每一者。
數位FIR濾波器520自輸出自ADC區塊510之數位信號移除剩餘雜訊。
在終止全部感測線Y0至Ym之感測操作之後，將自數位FIR濾波器520輸出之二維矩陣類型之原始資料傳輸至MCU 530。MCU 530自原始資料提取真實多點觸碰的X座標及Y座標，且將X座標及Y座標傳輸至主機控制器40。舉例而言，MCU 530可經由內部整合電路(I2C)而將X座標及Y座標傳輸至主機控制器40。
圖12是第一單位感測器電路210_1B之方塊圖，所述第一單位感測器電路210_1B是圖5中所繪示之每一單位感測器電路之另一實施例。圖13是圖12中所繪示之電荷放大器CA之電路圖。
除了電荷放大器CA之外，第一單位感測器電路210_1A實質上與第一單位感測器電路210_1B相同。
具有雜訊電流信號之AC電流信號經由第一感測線Y0而傳輸至第一單位感測器電路210_1B。電荷放大器CA 將經由第一感測線Y0而接收之AC電流信號轉換為AC電壓信號。因此，電荷放大器CA是電流/電壓轉換器之實例。
在雜訊偵測間隔NDI期間，雜訊偵測器211偵測經由第一感測線Y0而接收之雜訊信號VIN之位準，且輸出對應於所述偵測之結果之選擇信號SEL。因此，在感測間隔SI期間，基於選擇信號SEL之位準，經由PDP或DP而處理電荷放大器CA之輸出信號VIN。
電荷放大器CA包括運算放大器CA-AMP、連接在運算放大器CA-AMP之輸入端與輸出端之間的反饋電阻器RFB以及並聯連接至反饋電阻器RFB之反饋電容器CFB。
圖14是圖2中所繪示之感測器電路區塊200之輸出信號的波形圖。
圖14說明：峰值偵測模式之波形，其中使用PDP來處理針對驅動線X3至X18中之每一者的第一感測線Y0之輸出信號；以及解調變模式之波形，其中使用DP來處理針對驅動線X3至X18中之每一者的第一感測線Y0之輸出信號。
峰值偵測模式之感測時間顯著短於解調變模式之感測時間。另外，由於窄頻帶低通濾波，解調變模式中之穩定時間長於峰值偵測模式中之穩定時間。
在未經觸碰之區域「未經觸碰」中，由於觸碰螢幕面板30之製程變化而觀察到互電容變化。由於由接近於第一感測線Y0之佈線引起之額外互電容，由驅動線X3及X4引起之互電容大於由其他驅動線X18至X5引起之電容。
圖14中之每一Xi(其中i是3至18)表示第一單位感測電路210_1A或210_1B之放大器234之輸出信號。換言之，圖14之每一Xi對應於自放大器234順序輸出之輸出信號OUT0。
圖15是用於解釋根據一實例實施例的藉由使用頻移功能來調整源頻率之方法之方塊圖。
在解調變模式中，為了執行頻移(frequency-shifting)功能，在控制邏輯電路300之控制下，驅動信號DRV0至DRVn受到阻斷而不能分別供應至驅動線X0至Xn。舉例而言，控制邏輯電路300響應於用於控制頻移功能之控制信號而輸出具有低位準之掩蔽控制信號MSK。因此，第一至第m單位感測器電路210_1至210_m中之每一者感測且放大存在於信號頻帶中之雜訊信號。
自感測器電路區塊200輸出之信號供應至ADC區塊510，且自ADC區塊510輸出之信號輸出至控制邏輯電路300之雜訊分析器310。雜訊分析器310分析存在於信號頻帶中之雜訊信號，以產生對應於所述分析之結果之頻變信號FCS。頻率源320響應於頻變信號FCS而分析驅動信號DRV0至DRVn之每一頻率。
舉例而言，在解調變模式中，當頻率源320產生具有第一頻率F1之第一驅動信號DRV0時，第一驅動信號DRV0受到阻斷而不能供應至第一感測線Y0，且此後，由雜訊偵測器211或雜訊分析器310自信號頻帶偵測到與第一頻率F1具有相同頻率之雜訊信號NOISE(F1)，雜訊分析 器310將用於改變第一頻率F1之頻變信號FCS輸出至頻率源320。
因此，在解調變模式中，頻率源320可產生具有第二頻率F2之第一驅動信號DRV0，且將具有第二頻率F2之第一驅動信號DRV0供應至第一感測線Y0。因此，控制邏輯電路300可判斷雜訊是否存在於信號頻帶中。
圖16是用於解釋根據另一實例實施例的藉由使用頻移功能來調整源頻率之方法之方塊圖。
在解調變模式中，為了執行頻移功能，在控制邏輯電路300之控制下，驅動信號DRV0至DRVn受到阻斷而不能分別供應至驅動線X0至Xn。舉例而言，控制邏輯電路300響應於用於控制頻移功能之控制信號而輸出處於低位準之掩蔽控制信號MSK。因此，第一至第m單位感測器電路210_1至210_m中之每一者感測且放大存在於信號頻帶中之雜訊信號。
舉例而言，自第一單位感測器電路輸出之信號OUT0輸出至控制邏輯電路300之雜訊分析器310。雜訊分析器310分析存在於信號頻帶中之雜訊信號，以產生對應於所述分析之結果之頻變信號FCS。
頻率源320響應於頻變信號FCS而分析第一驅動信號DRV0之頻率。
舉例而言，在解調變模式中，當頻率源320產生具有第一頻率F1之第一驅動信號DRV0時，第一驅動信號DRV0受到阻斷而不能供應至第一感測線Y0，且此後，由 雜訊偵測器211或511自信號頻帶偵測到與第一頻率F1具有相同頻率之雜訊信號NOISE(F1)，雜訊分析器310將用於改變第一頻率F1之頻變信號FCS輸出至頻率源320。
因此，在解調變模式中，頻率源320可產生具有第二頻率F2之第一驅動信號DRV0，且將具有第二頻率F2之第一驅動信號DRV0供應至第一感測線Y0。因此，控制邏輯電路300可判斷雜訊是否存在於信號頻帶中。
圖17是藉由使用圖6或圖12中所繪示之第一單位感測器電路210_1A或210_B來處理感測器信號之方法的流程圖。
參照圖3、圖4、圖6、圖12及圖17，在操作S10中，在雜訊偵測間隔NDI期間，雜訊偵測器211偵測經由第一感測線Y0而接收之信號VIN或電荷放大器CA之輸出信號VIN之位準(即，雜訊信號VIN之位準)，且輸出對應於所述偵測之結果之選擇信號SEL。
在操作S20中，基於選擇信號SEL之位準，經由PDP或DP來處理經由第一感測線Y0而接收之信號VIN或電荷放大器CA之輸出信號VIN。換言之，在操作S20中，基於存在於第一感測線Y0上之雜訊信號之位準，判斷經由第一感測線Y0而接收之信號VIN或電荷放大器CA之輸出信號VIN之傳輸路徑。
在操作S30中，在感測間隔SI期間，減法器232自對應於經由PDP或DP進行之處理之結果的信號減去偏移信號。換言之，由減法器232調整對應於經由PDP或DP 進行之處理之結果的信號的偏移。
圖18是根據圖16或圖17中所繪示之實施例來調整源頻率之方法的流程圖。
參照圖3、圖16、圖17及圖18，在操作S110中，為了執行頻移功能，阻斷驅動信號DRV0至DRVn以使其不能分別供應至驅動線X0至Xm。在一些實施例中，可停用驅動器120_1至120_n中之每一者。
在操作S120中，選擇DP。因此，僅雜訊信號NOISE(F1)存在於經由第一感測線Y0而接收之信號VIN或電荷放大器CA之輸出信號VIN中。在操作S130中，響應於圖15之ADC區塊510之輸出信號或圖16之雜訊偵測器511之輸出信號，雜訊放大器310偵測且分析包括在第一感測線Y0之信號VIN之信號頻帶中或電荷放大器CA之輸出信號VIN之信號頻帶中之雜訊信號NOISE(F1)。
雜訊分析器310輸出對應於所述分析之結果之頻變信號FCS。因此，在操作S140中，頻率源320將第一頻率F1改變成第二頻率F2。在操作S150中，在完成頻移操作後，將各自具有自頻率源320輸出之第二頻率之驅動信號DRV0至DRVn分別提供至驅動線X0至Xn。此時，在操作S150中，可啟用驅動器120_1至120_n中之每一者。
根據一實例實施例之觸碰螢幕感測器IC可準確感測真實多點觸碰且消耗低電力，同時提供高雜訊抗擾性。
儘管已參考實例實施例之例示性實施例而特定展示且描述了實例實施例，但應理解，在不偏離隨附申請專利 範圍之精神及範疇之情況下，可對實例實施例之形式及細節作出各種改變。
10‧‧‧系統
20‧‧‧觸碰螢幕面板
30‧‧‧觸碰螢幕感測器IC
31‧‧‧電力產生器
40‧‧‧主機控制器(或應用處理器(AP))
100‧‧‧驅動器電路區塊
110_1至110_n‧‧‧掩蔽電路
120_1至120_n‧‧‧驅動器
200‧‧‧感測器電路區塊
210_1：至210_m‧‧‧單位感測器電路
210_1A‧‧‧第一單位感測器電路
210_1B‧‧‧第一單位感測器電路
211‧‧‧雜訊偵測器
211_1‧‧‧第一比較器
211_2‧‧‧第二比較器
211_3‧‧‧「或」閘
211_4‧‧‧「及」閘
211_5‧‧‧反相器鎖存器
211_6‧‧‧反相器鎖存器
212‧‧‧第一選擇器
214‧‧‧峰值偵測器
214_1‧‧‧比較器
214_2‧‧‧電力線
214_3‧‧‧電流源
214_4‧‧‧第一切換器
214_5‧‧‧緩衝放大器
214_6‧‧‧第二切換器
220‧‧‧抗諧波濾波器
222‧‧‧方波解調變器
222_1‧‧‧第一運算放大器
222_2‧‧‧第二運算放大器
222_3‧‧‧選擇器
224‧‧‧延遲追蹤器
226‧‧‧低通濾波器(LPF)
230‧‧‧第二選擇器
232‧‧‧減法器
234‧‧‧放大器
300‧‧‧控制邏輯電路
301‧‧‧振盪器
310‧‧‧雜訊分析器
320‧‧‧頻率源
400‧‧‧延遲表
410‧‧‧偏移產生器
510‧‧‧類比/數位轉換器(ADC)區塊
511‧‧‧雜訊偵測器
520‧‧‧數位有限脈衝響應(FIR)濾波器
530‧‧‧微控制器單元(MCU)
AVDD‧‧‧電壓
C1‧‧‧電容器
C2‧‧‧電容器
CA‧‧‧電荷放大器
CA-AMP‧‧‧運算放大器
CCMP‧‧‧電容器
CFB‧‧‧反饋電容器
D‧‧‧相位延遲
DLI‧‧‧相位延遲資訊
DLI1‧‧‧相位延遲資訊
DM‧‧‧選擇信號
DM1‧‧‧選擇信號
DP‧‧‧解調變路徑
DRV‧‧‧驅動信號
DRV0至DRVn‧‧‧驅動信號
F1‧‧‧第一頻率
F2‧‧‧第二頻率
FCLK‧‧‧快速時脈信號
FCS‧‧‧頻變信號
IREF‧‧‧電流
MC‧‧‧互電容節點
MSK‧‧‧掩蔽控制信號
NDI‧‧‧雜訊偵測間隔
NOISE(F1)‧‧‧雜訊信號
OFS‧‧‧偏移信號
OFS1‧‧‧第一偏移信號
OSC‧‧‧振盪信號
OUT0‧‧‧經放大之信號
PDP‧‧‧峰值偵測路徑
R1‧‧‧電阻器
R2‧‧‧電阻器
R3‧‧‧電阻器
RFB‧‧‧反饋電阻器
RST‧‧‧重設信號
SEL‧‧‧選擇信號
SI‧‧‧感測間隔
UI1‧‧‧單位間隔
UI2‧‧‧單位間隔
VCM‧‧‧共模電壓位準
VCMP‧‧‧比較信號
VDD‧‧‧電壓
VIN‧‧‧輸入信號/雜訊信號/輸出信號
VIN1‧‧‧輸出信號
VIN2‧‧‧輸入信號/輸出信號
VNEG‧‧‧負的經緩衝之輸出電壓
VOUT1‧‧‧峰值/輸出信號
VOUT2‧‧‧解調變電壓
VPOS‧‧‧正的經緩衝之輸出電壓
VREFT‧‧‧第一參考信號
VREFB‧‧‧第二參考信號
VSYNC‧‧‧垂直同步信號
VOFFSET‧‧‧電壓
X0至Xn‧‧‧驅動線
Y0至Ym‧‧‧感測線
/MSK‧‧‧經反相之掩蔽控制信號
圖1A是根據一實例實施例的包括觸碰螢幕感測器積體電路(IC)之系統之示意性方塊圖。
圖1B繪示根據一實例實施例的圖1A中所繪示且具有菱形樣式之單層電容性觸碰螢幕面板。
圖2是根據一實例實施例的圖1A中所繪示之觸碰螢幕感測器IC之示意性方塊圖。
圖3是根據一實例實施例的圖2中所繪示之驅動器電路區塊之示意性方塊圖。
圖4是圖3中所繪示之掩蔽信號之波形圖。
圖5是根據一實例實施例的圖2中所繪示之感測器電路區塊之示意性方塊圖。
圖6是圖5中所繪示之單位感測器電路之一個實例實施例的方塊圖。
圖7繪示根據一實例實施例的圖6中所繪示之雜訊偵測器之電路圖以及所述雜訊偵測器之輸入信號之波形圖。
圖8繪示根據一實例實施例的圖6中所繪示之峰值偵測器之電路圖以及所述峰值偵測器之輸入/輸出信號之波形圖。
圖9繪示根據一實例實施例的圖6中所繪示之具有內建式抗諧波濾波器之方波解調變器的電路圖以及所述方波解調變器之輸入/輸出信號之波形圖。
圖10是根據一實例實施例的圖6中所繪示之延遲追蹤器之方塊圖。
圖11是用於解釋圖10中所繪示之延遲追蹤器之操作的輸入信號之波形圖。
圖12是圖5中所繪示之單位感測器電路之另一實例實施例的方塊圖。
圖13是根據一實例實施例的圖12中所繪示之電荷放大器之電路圖。
圖14是圖2中所繪示之感測器電路區塊之輸出信號的波形圖。
圖15是用於解釋根據一實例實施例的藉由使用頻移功能來調整源頻率之方法之方塊圖。
圖16是用於解釋根據另一實例實施例的藉由使用頻移功能來調整源頻率之方法之方塊圖。
圖17是根據一實例實施例的藉由使用圖6或圖12中所繪示之單位感測器電路來處理感測器信號之方法的流程圖。
圖18是根據一實例實施例的根據圖16或圖17中所繪示之實施例來調整源頻率之方法的流程圖。
210_1A‧‧‧第一單位感測器電路
211‧‧‧雜訊偵測器
212‧‧‧第一選擇器(DEMUX)
214‧‧‧峰值偵測器
220‧‧‧抗諧波濾波器
222‧‧‧方波解調變器
224‧‧‧延遲追蹤器
226‧‧‧低通濾波器(LPF)
230‧‧‧第二選擇器
232‧‧‧減法器
234‧‧‧放大器
DLI1‧‧‧相位延遲資訊
DM1‧‧‧選擇信號
OFS1‧‧‧第一偏移信號
OUT0‧‧‧經放大之信號
SEL‧‧‧選擇信號
VCM‧‧‧共模電壓位準
VIN‧‧‧輸入信號/雜訊信號/輸出信號
VIN1‧‧‧輸出信號
VIN2‧‧‧輸入信號/輸出信號
VOUT1‧‧‧峰值/輸出信號
VOUT2‧‧‧解調變電壓
VPOS‧‧‧正的經緩衝之輸出電壓
VOFFSET‧‧‧電壓
Y0‧‧‧第一感測線
/MSK‧‧‧經反相之掩蔽控制信號
DP‧‧‧解調變路徑
PDP‧‧‧峰值偵測路徑

Claims (10)

  1. 一種操作觸碰螢幕感測器積體電路(IC)之方法，包括：判斷自電容性觸碰螢幕面板輸出之第一輸入信號是否在雜訊窗內；基於該判斷步驟而選擇解調變路徑以及非解調變路徑中之一者；以及使用所選擇的該解調變路徑以及該非解調變路徑中所選擇之一者來處理自該電容性觸碰螢幕面板輸出之第二輸入信號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該選擇步驟包括：若該第一輸入信號在該雜訊窗之內，則選擇該非解調變路徑；以及若該第一輸入信號在該雜訊窗之外，則選擇該解調變路徑。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該處理步驟包括：偵測該第二輸入信號之峰值，且若選擇了該非解調變路徑，則維持該所偵測之峰值；以及若選擇了該解調變路徑，則解調變該第二輸入信號。
  4. 一種觸碰螢幕感測器積體電路(IC)，包括：多個單位感測電路，其經組態以分別感測且放大自電容性觸碰螢幕面板之多條感測線輸出之信號， 其中該些單位感測電路中之每一者包括：第一選擇器，其經組態以響應於選擇信號而將自對應感測線所輸出的輸入信號傳輸至解調變路徑以及非解調變路徑中之一者；第二選擇器，其經組態以響應於該選擇信號而輸出自該解調變路徑以及該非解調變路徑中之一者所輸出之信號；以及雜訊偵測器，其經組態以判斷自該各別感測線輸出之雜訊信號是否在雜訊窗內，且在雜訊偵測操作期間根據該判斷之結果而輸出該選擇信號，並且在感測操作期間維持該選擇信號。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之觸碰螢幕感測器積體電路，其中該解調變路徑包括：第一濾波器，其經組態以自該第一選擇器之輸出信號中移除雜訊信號；解調變器，其經組態以解調變該第一濾波器之輸出信號；以及低通濾波器(LPF)，其經組態以對該解調變器之輸出信號執行低通濾波。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之觸碰螢幕感測器積體電路，其中該第一濾波器是抗諧波濾波器且該解調變器是方波解調變器。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之觸碰螢幕感測器積體電路，其中該非解調變路徑包括峰值偵測器，其經組態 以偵測該第一選擇器之輸出信號之峰值且維持該所偵測之峰值。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之觸碰螢幕感測器積體電路，其更包括：偏移調整電路，其經組態以調整該第二選擇器之該輸出信號的偏移。
  9. 如申請專利範圍第4項所述之觸碰螢幕感測器積體電路，其中該多個該單位感測電路中之每一者包括：電荷放大器，其連接在該各別感測線與該第一選擇器之間，且該雜訊偵測器經組態以判斷自該電荷放大器輸出之雜訊信號是否存在於該雜訊窗內，並且在該雜訊偵測操作期間根據該判斷之結果而輸出該選擇信號。
  10. 一種系統，包括：面板，其包括多條驅動線及多條感測線；以及感測器電路區塊，該感測器電路區塊包括分別與該感測線相關聯之單位感測器電路，至少一個單位感測器電路包括：第一路徑及第二路徑，該單位感測器電路經組態以在該相關聯之感測線上接收信號，在該相關聯之感測線上偵測雜訊且基於所偵測之該雜訊經由該第一路徑與該第二路徑中之一者而處理所接收之該信號，該第一路徑經組態以維持與所接收之該信號相關聯之峰值且該第二路徑經組態以解調變所接收之該信號。
TW101131733A 2011-09-09 2012-08-31 觸碰螢幕感測器積體電路、其操作方法以及具有該觸碰螢幕感測器積體電路的系統 TWI575412B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161532694P 2011-09-09 2011-09-09
KR1020120053519A KR101915259B1 (ko) 2011-09-09 2012-05-21 터치 스크린 센서 집적 회로, 이의 동작 방법, 및 이를 포함하는 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201312420A TW201312420A (zh) 2013-03-16
TWI575412B true TWI575412B (zh) 2017-03-21

Family

ID=47829413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101131733A TWI575412B (zh) 2011-09-09 2012-08-31 觸碰螢幕感測器積體電路、其操作方法以及具有該觸碰螢幕感測器積體電路的系統

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9195342B2 (zh)
KR (1) KR101915259B1 (zh)
TW (1) TWI575412B (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103516329B (zh) * 2012-06-29 2016-05-25 敦泰科技有限公司 一种基于电容屏触摸检测的降噪方法、设备和系统
US20140218331A1 (en) * 2013-02-07 2014-08-07 Au Optronics Corporation Dynamic power adjustment of level shift for noise rejection in capacitance touch system
KR20140108363A (ko) * 2013-02-25 2014-09-11 삼성전자주식회사 연산 증폭기 및 연산 증폭기를 포함하는 터치 감지 장치
KR102058437B1 (ko) 2013-02-25 2019-12-26 삼성전자주식회사 필터 값 추출기를 포함하는 터치 감지 장치 및 필터 값 추출기
TWI493419B (zh) * 2013-03-15 2015-07-21 Novatek Microelectronics Corp 觸控裝置及其觸控偵測方法
KR20150017123A (ko) 2013-08-06 2015-02-16 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서 및 그의 구동방법
TWI532329B (zh) * 2013-11-12 2016-05-01 聯詠科技股份有限公司 載波信號偵測裝置、觸控偵測裝置及其偵測方法
KR101537535B1 (ko) * 2014-03-03 2015-07-17 주식회사 동부하이텍 터치 센서
US9658726B2 (en) 2014-07-10 2017-05-23 Cypress Semiconductor Corporation Single layer sensor pattern
KR102319276B1 (ko) * 2015-03-09 2021-11-01 주식회사 디비하이텍 터치 센서
CN104679375B (zh) * 2015-03-17 2017-11-14 京东方科技集团股份有限公司 一种优化信噪比参数的方法及装置
US10379668B2 (en) 2016-06-30 2019-08-13 Synaptics Incorporated Calibrating a continuous-time receiver for capacitive sensing
CN107967076B (zh) * 2016-10-20 2021-02-05 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 电阻式触摸屏类型的识别方法及装置
US11054942B2 (en) * 2018-04-05 2021-07-06 Synaptics Incorporated Noise suppression circuit
KR20230133999A (ko) 2022-03-10 2023-09-20 삼성디스플레이 주식회사 입력 센싱부 및 그것의 구동 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080157893A1 (en) * 2007-01-03 2008-07-03 Apple Inc. Noise reduction within an electronic device using automatic frequency modulation
TW201102896A (en) * 2009-07-10 2011-01-16 Elan Microelectronics Corp Control circuit and method of capacitive control panel and application thereof
CN101996008A (zh) * 2009-08-10 2011-03-30 义隆电子股份有限公司 电容式触控板的控制电路与方法及其应用
TW201112068A (en) * 2009-09-21 2011-04-01 Pixel Technologies Inc U Touch sensing device and method for detecting touch event of sensing array
TW201122984A (en) * 2009-12-29 2011-07-01 Higgstec Inc Touch system, dual input touch system and the detecting method thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010015262A (ja) 2008-07-01 2010-01-21 Seiko Instruments Inc 静電検出装置及び静電検出方法
JP5055231B2 (ja) 2008-09-08 2012-10-24 株式会社ジャパンディスプレイイースト タッチパネルのタッチ位置検出方法
KR20100029421A (ko) 2008-09-08 2010-03-17 엘지전자 주식회사 터치 센서의 감지신호 레벨 조절장치 및 그 방법
US9128570B2 (en) * 2011-02-07 2015-09-08 Cypress Semiconductor Corporation Noise filtering devices, systems and methods for capacitance sensing devices

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080157893A1 (en) * 2007-01-03 2008-07-03 Apple Inc. Noise reduction within an electronic device using automatic frequency modulation
TW201102896A (en) * 2009-07-10 2011-01-16 Elan Microelectronics Corp Control circuit and method of capacitive control panel and application thereof
CN101996008A (zh) * 2009-08-10 2011-03-30 义隆电子股份有限公司 电容式触控板的控制电路与方法及其应用
TW201112068A (en) * 2009-09-21 2011-04-01 Pixel Technologies Inc U Touch sensing device and method for detecting touch event of sensing array
TW201122984A (en) * 2009-12-29 2011-07-01 Higgstec Inc Touch system, dual input touch system and the detecting method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR101915259B1 (ko) 2018-11-05
KR20130028629A (ko) 2013-03-19
US20130063396A1 (en) 2013-03-14
TW201312420A (zh) 2013-03-16
US9195342B2 (en) 2015-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI575412B (zh) 觸碰螢幕感測器積體電路、其操作方法以及具有該觸碰螢幕感測器積體電路的系統
CN102999210B (zh) 触摸控制器及其操作方法和具有该触摸控制器的设备
US11687192B2 (en) Touch controller architecture
KR101292733B1 (ko) 멀티 터치 패널용 정전용량 감지회로
KR101105279B1 (ko) 터치 센서 ｉｃ
US10429998B2 (en) Generating a baseline compensation signal based on a capacitive circuit
US20200110117A1 (en) Circuit, touch chip, and electronic device for capacitance detection
JP2011170617A (ja) 静電容量型タッチセンサ
US9710118B2 (en) Semiconductor device and semiconductor system for producing noise differences between points of time
US9727183B2 (en) Touch screen sensor integrated circuit, a method of operating the same, and a system including the same
TWI530829B (zh) 用於一觸控面板訊號感應之方法及其相關裝置
CN108008852B (zh) 触摸面板控制器
KR102593262B1 (ko) 터치 센서 컨트롤러
KR20150130963A (ko) 셀프-정전용량 감지 디바이스를 사용한 상호 정전용량 감지
TWI604344B (zh) 觸碰控制器、其方法以及具有該觸碰控制器的裝置
JP2010282471A (ja) 静電容量型タッチパネルの信号処理回路
TWI443568B (zh) 觸控輸入電子裝置
CN102999236B (zh) 触摸屏传感器集成电路、其操作方法以及系统
US10606386B2 (en) Mixer circuit
KR20190116940A (ko) 노이즈 억제 회로
JP2011113186A (ja) 静電容量型タッチパネルの信号処理回路
KR101103288B1 (ko) 터치 센서 ｉｃ
JP2011113188A (ja) 静電容量型タッチパネルの信号処理回路
CN109164946B (zh) 用于触敏屏的电容性放电电路
US9146646B2 (en) Apparatus for generating driving signal