触摸感测装置

技术领域

本公开涉及触摸感测装置和触摸感测方法。

背景技术

检测接近触摸面板或对触摸面板进行触摸的外部对象的技术通常被称为触摸感测技术。

触摸面板在平坦表面上与显示面板定位在相同的位置处。这允许用户在观看显示面板上的内容的同时向触摸面板输入操纵信号。

与如键盘或鼠标的传统的输入方法相比，这种操纵信号输入提供了显著的直观性，从而提供更自然且用户友好的体验。

由于这些优点，触摸感测技术被集成到各种电子装置中，包括那些配备有显示面板的电子装置。

触摸感测装置向设置在触摸面板上的驱动电极提供驱动电流，并通过接收在感测电极上形成的响应信号来检测外部对象对触摸面板的接近或触摸。

另一方面，触摸面板可能易受噪声的影响，这可能导致驱动信号或响应信号中的失真，从而导致触摸感测期间的误差。

随着显示器相关技术的进步，显示模块的层叠结构变得越来越薄。因此，例如显示面板的显示模块的其它层叠配置具有在触摸面板中生成噪声的较高可能性。

特别地，当显示面板的屏幕被切换到产生显著噪声的模式(被称为最差模式)时，它可能导致由噪声引起的无意的用户触摸(被称为幻影触摸(ghost touch))，从而潜在地导致电子装置的故障。

发明内容

技术问题

在此背景下，本公开是为了在不需要附加装置的情况下评估由显示面板引起的触摸噪声。其目的在于通过基于存在的噪声量确定噪声滤波的水平来动态地确保触摸性能。该方法允许在没有检测到噪声时的稳定触摸性能以及即使在存在噪声时的自适应(或灵活)触摸响应。

技术方案

为了实现上述目的，一种触摸感测装置可以包括：接收电路，该接收电路被配置成接收使用输入到第一感测电极的第一输入信号和输入到第二感测电极的第二输入信号以差分模式生成的第一感测值；以及噪声确定电路，该噪声确定电路被配置成接收使用第二输入信号生成的参考感测值，并使用参考感测值确定第一感测值的噪声量。

一种触摸感测方法，该触摸感测方法可以包括以下步骤：向第一感测电极和第二感测电极输入触摸；使用输入到第一感测电极的第一输入信号和输入到第二感测电极的第二输入信号以差分模式生成第一感测值；基于第二输入信号来生成参考感测值；以及基于参考感测值来确定第一感测值的噪声量。

发明效果

本公开允许在没有附加装置的情况下基于噪声量来灵活地对触摸噪声进行滤波，从而提供动态地适应于触摸噪声的效果。

附图说明

图1是例示显示装置的框图。

图2是例示由LCD面板组成的面板的图。

图3是例示由OLED面板组成的面板的图。

图4是例示从显示面板流入触摸面板的噪声的图。

图5是例示用于确定噪声的感测电极的图。

图6是例示积分电路与感测电极之间的连接的图。

图7是例示第一积分电路的电路图。

图8是例示第二积分电路的电路图。

图9是例示触摸感测装置的框图。

图10是例示触摸感测方法的流程图。

具体实施方式

图1是例示显示装置的框图。

参照图1，显示装置100可以包括显示面板111、触摸面板112、数据驱动装置120、选通驱动装置130、触摸感测装置140等。

连接到数据驱动装置120的多条数据线DL可以形成在显示面板111中。连接到选通驱动装置130的多条选通线GL可以形成在显示面板111中。此外，与多条数据线DL和多条选通线GL的交叉部相对应的多个像素可以限定在显示面板111中。

晶体管可以形成在这些像素的每个像素中。晶体管的第一电极(例如，源电极或漏电极)可以连接到数据线DL。晶体管的栅电极可以连接到选通线GL。晶体管的第二电极(例如，漏电极或源电极)可以连接到显示电极。

触摸面板112可以位于显示面板111的一侧(上侧或下侧)。多个驱动电极(TXE)和多个感测电极(RXE)可以设置在触摸面板112上。

显示面板111和触摸面板112可以彼此分离地定位。面板可以以这样的方式制造，即可以将通过单独工艺形成的触摸面板112附接到显示面板111。面板可以包括被称为附加类型的面板。

数据驱动装置120可以向数据线DL提供数据信号，以在显示面板111的每个像素上显示数字图像。

数据驱动装置120可以包括至少一个数据驱动器集成电路。至少一个数据驱动器集成电路可以通过带式自动接合(TAB)方法或玻璃上芯片(COG)方法连接到显示面板111的接合焊盘，直接形成在显示面板111上，或者在一些情况下集成并形成在显示面板111上。此外，数据驱动装置120可以以膜上芯片(COF)方法实现。

选通驱动装置130可以顺序地向选通线GL提供扫描信号，以使形成在每个像素中的晶体管导通或截止。

基于图1所示的驱动方法，选通驱动装置130可以位于显示面板111的一侧。选通驱动装置130可以被分开并位于显示面板111的两侧。

选通驱动装置130可以包括至少一个选通驱动器集成电路。至少一个选通驱动器集成电路可以通过TAB方法或COG方法连接到显示面板111的接合焊盘，以面板内栅极(GIP)类型实现并直接形成在显示面板111上，或者在一些情况下集成并形成在显示面板111上。此外，选通驱动装置130可以以COF方法实现。

触摸感测装置140可以向驱动电极(TXE)提供驱动信号，并从感测电极(RXE)接收响应于驱动信号的响应信号。触摸感测装置140可以根据响应信号来感测外部对象对触摸面板112的触摸或接近。

面板110可以包括显示面板111和触摸面板112。触摸面板112可以设置在另一层上，诸如在显示面板111的上方或下方。触摸面板112可以以嵌入在显示面板111中的形式实现。触摸面板112可以以单元上(on-cell)型或单元内(in-cell)型设置在显示面板111上。

在图1中，一个触摸感测装置140位于显示装置100中。然而，两个或更多个触摸感测装置140可以包括在显示装置100中。

显示装置100可以采用电容触摸方法。因此，显示装置100可以通过经由感测电极(RXE)检测电容的变化来识别对象的接近或触摸。

电容触摸方法包括互电容触摸方法和自电容触摸方法。

作为一种类型的电容触摸技术的互电容触摸方法通过向驱动电极(TXE)提供驱动信号并从与驱动电极(TXE)电容耦合的感测电极(RXE)接收响应信号来实现对触摸面板112的触摸感测或接近感测。在这种方法中，从感测电极(RXE)获得的感测值根据诸如手指或笔之类的对象10(参见图6)的接近或触摸而变化。互电容触摸方法利用来自感测电极(RXE)的该感测值来检测触摸存在、触摸坐标和其它相关信息。

作为另一类型的电容触摸技术的自电容触摸方法涉及向驱动电极(TXE)提供驱动信号，然后再次感测同一驱动电极(TXE)。与互电容触摸方法不同，自电容触摸方法不区分驱动电极(TXE)与感测电极(RXE)。在这种方法中，由驱动电极(TXE)感测的值根据诸如手指或笔之类的对象的接近或触摸而改变。自电容触摸方法利用来自驱动电极(TXE)的该感测值来检测触摸存在、触摸坐标和其它相关信息。

显示装置100可以采用如上所述的互电容触摸方法或自电容触摸方法。在本公开中，描述了在显示装置100中采用互电容触摸方法的实施方式。

图2是例示由LCD面板组成的面板的图。

参照图2，面板110a可以包括薄膜晶体管TFT基板1510、公共电极(VCOM)层1520、液晶层1530、滤色器层1540、触摸传感器层1550等。

设置在像素中的晶体管以及像素电极可以设置在TFT基板1510上。公共电极可以设置在公共电极层1520上。TFT基板1510和公共电极层1520可以统称为显示电极层。

诸如选通线、数据线、公共电极等的显示电极可以设置在显示电极层中。此外，液晶层1530和/或滤色器层1540可以插设在显示电极层与触摸传感器层1550之间。由于液晶层1530和/或滤色器层1540，寄生电容可能形成在显示电极与触摸传感器之间。

形成在触摸传感器层1550上的触摸输入信号可能受到寄生电容的影响。

图3是例示由OLED面板组成的面板的图。

参照图3，面板110b可以包括TFT基板1610、有机发光材料层1620、阴极层1630、绝缘层1640、触摸传感器层1650等。

设置在像素中的晶体管以及阳极可以设置在TFT基板1610上。通过电能发光的有机发光材料可以设置在有机发光材料层1620上。此外，向OLED提供基极电压的阴极可以设置在阴极层1630上。TFT基板1610、有机发光材料层1620和阴极层1630可以统称为显示电极层。

显示电极层可以包含诸如选通线、数据线、阳极和阴极之类的各种显示电极。另外，绝缘层1640或类似材料可以设置在显示电极层与触摸传感器层1650之间。该绝缘层1640可能导致显示电极与触摸传感器之间的寄生电容的形成。在OLED面板的情况下，寄生电容可能由于OLED面板中阴极(阴极层)的存在而产生。

形成在触摸传感器层1650上的触摸输入信号可能受到这种寄生电容的影响。

图4是例示从显示面板流入触摸面板的噪声的图。

参照图4，触摸面板112和显示面板111可以设置成彼此间隔开预定距离。触摸面板112和显示面板111可以设置成间隔开距离(h)。

此时，根据显示面板111的操作可能出现噪声。例如，噪声可以是不规则的电压或信号。电容C

例如，在触摸面板112与显示面板111之间的距离h减小时，从显示面板111引入的噪声的大小可能增加。在触摸面板112与显示面板111之间的距离h减小时，电容C

来自显示面板111的噪声可以根据从显示面板111输出的画面的图案而变化。在显示面板111中可以存在生成相对大的噪声的第一画面图案(其可以被称为最差画面图案)以及生成相对小的噪声的第二画面图案。

从显示面板111生成的噪声可能流入感测电极RXE或连接到感测电极RXE的各种线中。连接到感测电极RXE的触摸感测电路可能将输入信号和噪声一起发送。因此，触摸感测电路可能由于噪声而不能执行准确的触摸感测操作，由此降低了关于触摸操作的识别的可靠性。

图5是例示用于确定噪声的感测电极的图。

参照图5，多个驱动电极TXE和多个感测电极RXE可以设置在触摸面板112上。

例如，在触摸面板112中可以有n个感测电极(RXE_1、RXE_2、……、RXE_n-1、RXE_n)。可以使用n个感测电极以差分方法生成感测值。可以以差分方法提供来自第一感测电极RXE_1和第二感测电极RXE_2的输入信号，并且可以从与触摸感测相关的装置得出(或计算)第一感测电极RXE_1的感测值。此外，可以基于来自第二感测电极RXE_2和第三感测电极RXE_3的输入信号来得出第二感测电极RXE_2的感测值。鉴于上述内容，可以从来自第n-1感测电极RXE_n-1和第n感测电极RXE_n的输入信号得出第n-1感测电极RXE_n-1的感测值。

在另一实施方式中，可以以差分方式提供来自第一感测电极RXE_1和第二感测电极RXE_2的输入信号，并且此后，可以从与触摸感测相关的装置得出第二感测电极RXE_2的感测值。此外，可以使用来自第二感测电极RXE_2和第三感测电极RXE_3的输入信号得出第三感测电极RXE_3的感测值。鉴于上述内容，可以基于来自第n-1感测电极RXE_n-1和第n感测电极RXE_n的输入信号来得出第n感测电极RXE_n的感测值。

以此方式，当通过差分方法得出感测值时，可以剩余一个(或更多个)感测电极(RXE_n或RXE_1)。剩余感测电极可以用于以单一方法进行感测，以确定噪声量。这些剩余感测电极可以设置在触摸面板112的边缘处。

术语“差分方法”通常可以指利用两个布线(或导体)之间的信号差的技术。在这种方法中，当两条布线受到相同噪声的影响时，可以采用它们的信号之间的差，从而有效地减小噪声的影响。

术语“单一方法”通常可以指使用通过单个布线(或导体)的信号的技术。在这种方法中，由于信号仅通过一条布线传送，如果该布线中存在噪声，则该信号可能受到噪声的显著影响。

尽管差分方法可以减小噪声的影响，但是当两条布线受到不同噪声源的影响时，它可能不是有效的。因此，为了进一步减轻通过差分方法获得的感测值中的噪声，可以使用输入到多个感测电极(RXE)中的一个感测电极的信号用于噪声确定并执行附加的噪声去除。

图6是例示积分电路与感测电极之间的连接的图。

参照图6，多个感测电极(RXE)当中的第一感测电极(RXE_a)可以被连接到多个积分电路210当中的第一积分电路210_a，并且多个感测电极(RXE)当中的第二感测电极(RXE_b)可以连接到多个积分电路当中的包括第一积分电路210_a和第二积分电路210_b的两个积分电路。

第一感测电极(RXE_a)和第二感测电极(RXE_b)可以与接收驱动信号的第一驱动电极(TXE_a)耦合。另外，这些感测电极(RXE_a和RXE_b)可以位于显示面板111上，但不限于该布置。

第一感测电极(RXE_a)和第二感测电极(RXE_b)可以彼此邻近地定位，并且第二感测电极(RXE_b)可以是多个感测电极(RXE)当中的设置在显示面板111的边缘处的感测电极。然而，这种布置不限于该特定配置。

用户可以向第一感测电极(RXE_a)和第二感测电极(RXE_b)输入触摸，并且从第一感测电极RXE_a生成的第一输入信号和从第二感测电极(RXE_b)生成的第二输入信号可以被提供给第一积分电路210_a。另外，从第二感测电极(RXE_b)生成的第二输入信号还可以被提供给第二积分电路210_b。

这里，来自显示面板111的噪声可能被引入到从第一感测电极(RXE_a)生成的第一输入信号和从第二感测电极(RXE_b)生成的第二输入信号中。另选地，在第一输入信号和第二输入信号被提供给第一积分电路210_a和第二积分电路210_b时，可能引入来自显示面板111的噪声。

另外，寄生电容C

也就是说，第一感测电极(RXE_a)和第二感测电极(RXE_b)可以以差分方式连接到第一积分电路210_a，并且第二感测电极(RXE_b)可以连接到第二积分电路210_b并且可以以单端模式连接。

第一积分电路210_a可以以差分方式接收第一输入信号和第二输入信号，并且可以向另一电路提供积分值。第二积分电路210_b可以以单一方法接收第二输入信号，并且可以向另一电路提供积分值。

图7是第一积分电路的示例图。

参照图7，根据一实施方式的第一积分电路210_a可以包括电容器C

电容器C

第一积分电路210_a可以以差分方式接收输入信号V

由于第一积分电路210_a以差分方式接收输入信号V

因此，来自第一感测电极RXE_a的第一输入信号和来自第二感测电极RXE_b的第二输入信号可以以差分方式提供给第一积分电路210_a。第一积分电路210_a可以对第一输入信号和第二输入信号进行积分，并将其提供给其它电路。

图8是第二积分电路的示例图。

参照图8，根据一实施方式的第二积分电路210_b可以包括电容器C

第二积分电路210_b的输入端子中的一个可以连接到感测电极RXE，并且具体地，可以连接到感测电极RXE当中的第二感测电极(RXE_b)。并且，第二积分电路210_b的输入端子中的另一个可以如图8所示被接地(GND)或者连接到能够生成预设参考信号的信号发生器(未示出)。因此，第二积分电路210_b可以将通过仅对来自第二感测电极(RXE_b)的第二输入信号进行积分而获得的值提供给另一电路，或者可以提供与第二输入信号和预定参考信号之间的差相对应的值。在对信号进行积分之后，可以将其馈送到另一电路中。

电容器C

第二积分电路210_b可以以单一方法接收输入信号V

当输入信号V

因此，第二积分电路210_b可以以单一方法从第二感测电极(RXE_b)接收第二输入信号，并将积分值提供给另一电路。在基于此生成作为用于确定噪声量的标准的参考感测值的情况下，可以在不添加用于确定噪声量的另一元件或装置的情况下确定噪声量，因此可以使装置小型化。

图9是例示触摸感测装置的框图。

参照图9，触摸感测装置200可以包括接收电路250、滤波器电路240和噪声确定电路230。另外，触摸感测装置200可以包括诸如积分电路210和模数转换器(ADC)220的一个或更多个组件。

触摸感测装置200的接收电路250、滤波器电路240、噪声确定电路230、积分电路210和ADC 220的顺序和布置可以不限于图9所示的形式，并且可以具有各种其它配置。

积分电路210可以包括第一积分电路210_a和第二积分电路210_b。此外，积分电路210可以连接到位于触摸面板112上的多个感测电极(RXE)，并且还可以连接到ADC 220。

第一积分电路210_a可以以差分方式接收来自第一感测电极(RXE_a)的第一输入信号和来自第二感测电极(RXE_b)的第二输入信号。然后，第一积分电路210_a可以对这些信号进行积分，并将结果值发送到ADC 220。另外，第一感测电极(RXE_a)和第二感测电极(RXE_b)可以与接收驱动信号的第一驱动电极(TXE_a)耦合。

第二积分电路210_b可以使用单一方法接收来自第二感测电极(RXE_b)的第二输入信号，并将积分值发送到ADC 220。

来自第一感测电极(RXE_a)的第一输入信号和来自第二感测电极(RXE_b)的第二输入信号可能包含从显示面板111引入的噪声分量。

ADC 220可以连接到积分电路210。ADC 220能够通过对模拟放大信号的模数转换生成数字数据。换句话说，ADC 220可以接收来自第一积分电路210_a和第二积分电路210_b的输入信号的积分值，然后可以将它们转换成数字数据。

这里，在差分方法中通过使用第一输入信号和第二输入信号生成的数字数据可以被称为第一感测值，而在单一方法中通过使用第二输入信号生成的数字数据可以被称为参考值。换句话说，ADC 220可以将第一感测值发送到滤波器电路240，并将参考值发送到噪声确定电路230。另选地，ADC 220可将第一感测值发送到接收电路250，且接收电路250可以进一步将第一感测值发送到滤波器电路240。

噪声确定电路230可以连接到ADC 220，并且也可以连接到滤波器电路240。此外，噪声确定电路230还可以连接到接收电路250。

噪声确定电路230可以从ADC 220接收参考感测值。参考感测值可以是在单一方法中通过感测来自第二感测电极(RXE_b)的第二输入信号而生成的数字信号，并且可以包含表示噪声分量的数据。结果，噪声确定电路230可以通过将预定参考值与参考感测值进行比较来评估噪声量。换句话说，噪声确定电路230可以通过参考感测值来确定第一感测值中存在的噪声水平。通过这样做，噪声确定电路230能够基于噪声量来控制滤波器电路240。更具体地，噪声确定电路230可以调整滤波器电路240的滤波器系数以调节施加到第一感测值的滤波程度。此外，噪声确定电路230可以向滤波器电路240发送滤波器控制信号，以便有效地管理滤波器电路240的操作。

滤波器电路240可以连接到ADC 220和噪声确定电路230。另选地，滤波器电路240可以通过接收电路250连接到ADC 220。滤波器电路240能够从ADC 220接收第一感测值并对其执行滤波。另外，滤波器电路可以从接收电路250接收第一感测值(接收电路250又从ADC220接收第一感测值)，并对从接收电路250接收到的第一感测值执行滤波。此外，滤波器电路240可以从噪声确定电路230接收滤波器控制信号，这允许调整滤波器电路240内的滤波器系数。在这些滤波器系数被调整时，可以修改第一感测值被滤波的程度。更具体地，如果噪声确定电路230确定噪声量比预定值(或阈值)大，则滤波器电路240可以显著地增加施加到第一感测值的滤波程度(或水平)。另一方面，如果噪声量被认为比预定值小，则滤波器电路240可以减小施加到第一感测值的滤波程度。

滤波器电路240可以通过利用第一感测值与预设基线之间的差来执行滤波。在本上下文中，基线可以表示当用户不向触摸面板提供任何输入时由触摸传感器(触摸电极)检测到的恒定值，并且其保持不受外部噪声的影响。该恒定值可以被称为基线。实质上，当在触摸面板上没有输入时，基线可以被认为是默认输入值。通过使用基线与第一感测值之间的差来执行噪声滤波，滤波器电路可以基于与实际输入触摸(具有噪声或没有噪声)对应的值来有效地进行滤波。该方法可以减少需要处理的数据量，这可以导致在功耗和发热方面的相对优势。

实际上，基于由噪声确定电路230确定的噪声量来调整滤波器电路240的滤波程度可以允许灵活地适应于变化的噪声水平。不仅当在触摸期间没有引入噪声时，而且当存在大量噪声时，这种动态噪声去除能力可以增强触摸性能的可靠性。此外，使用存在于触摸面板112中的感测电极来确定噪声量可以消除对附加装置的需要。因为不需要单独的组件用于噪声检测，这有利地有助于显示模块或装置的小型化。另外，使用触摸面板的感测电极基于噪声水平来自适应地调整滤波的能力可以提高触摸性能可靠性，并且便于紧凑设计而不需要额外的组件。

由滤波器电路240滤波的第一感测值然后可以用于计算触摸坐标。

图10是触摸感测方法的流程图。

参照图10，触摸感测方法可以包括通过触摸面板112接收输入信号并在滤波器电路240中设置基线(S310)。

具体地，触摸感测方法可以包括获取对第一感测电极和第二感测电极的触摸输入。来自第一感测电极的第一输入信号和来自第二感测电极的第二输入信号可以被称为原始数据。此外，触摸感测方法可以包括在滤波器电路中设置基线。

另外，噪声可能被引入到第一输入信号和第二输入信号中。在这种情况下，噪声可能由显示面板生成。此外，噪声量可能根据显示面板的画面图案而变化。

触摸感测方法可以包括通过计算和使用输入信号来生成感测值(S320)。

具体地，触摸感测方法可以包括：在差分方法中通过利用来自第一感测电极的第一输入信号和来自第二感测电极的第二输入信号来生成第一感测值。此外，触摸感测方法可以包括在单一方法中通过利用来自第二感测电极的第二输入信号来生成参考感测值。这里，第二感测电极可以是设置在触摸面板的边缘处的感测电极，并且第一感测电极和第二感测电极可以彼此邻近地设置。

参考感测值可以仅基于第二输入信号来生成。参考感测值可以基于第二输入信号与预设参考信号之间的差分信号来生成。不管使用哪一个，参考感测值可以根据噪声的流入而大大改变。

触摸感测方法可以包括确定噪声量(S330)。

具体地，触摸感测方法可以包括基于参考感测值来确定第一感测值的噪声量。参考感测值可以是通过以单一方法接收第二输入信号而生成的数据，并且根据噪声量而改变。换句话说，参考感测值可以取决于噪声量。因此，可以通过参考检测值来检查包括在第一感测值中的噪声量。

触摸感测方法可以包括调整滤波器系数(S340)。

具体地，触摸感测方法可以包括基于噪声量来调整噪声滤波器的滤波器系数。在噪声量相对较大的情况下，可以显著地调整滤波程度。另一方面，在噪声量相对较小的情况下，可以对应地调整滤波程度。

触摸感测方法可以包括对感测值进行滤波(S350)。

具体地，根据一实施方式的触摸感测方法可以包括利用具有调整后的滤波器系数的噪声滤波器对第一感测值进行滤波。也就是说，由于根据噪声量来调整滤波器系数，所以可以根据噪声量自适应地进行响应，并且可以在不添加新装置的情况下确定噪声量，这对于显示模块和装置的小型化是有利的。

第一感测值的滤波可以使用预设基线的差值来执行。这减少了执行滤波时的处理数据量，从而可以减轻装置的功耗和发热。

触摸感测方法可以包括计算触摸坐标(S360)。

具体地，由于使用滤波后的第一感测值来计算触摸坐标，并且使用不受噪声影响的数据来计算触摸坐标，所以预期提高了触摸性能和可靠性。