傳感裝置制造方法
傳感裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于通過減小由傳感器裝置引入的出現(xiàn)在傳感器電路接收單元的最終輸出信號中的噪聲的影響而保證足夠的信噪比(SNR)的傳感器電路，適用于諸如電容傳感器或者感應(yīng)傳感器的所有傳感裝置，盡管所使用的輸入信號具有相對小的幅度，所述傳感裝置識別用戶的行為和物體運行，用作輸入信號的時間周期信號與要感測的用戶行為的變化速度或者物體運行的變化速度相比具有相對更高的頻率。通過提高觸摸傳感器電路的信噪比(SNR)，從而觸摸傳感器芯片的功耗降低，甚至無需增加根據(jù)本發(fā)明的觸摸傳感器面板驅(qū)動信號的幅度，并且通過去除高壓驅(qū)動器，觸摸傳感器芯片的制造成本得以降低。
【專利說明】傳感裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通過減少傳感器裝置引入的出現(xiàn)在接收單元的最終輸出信號中的噪聲的影響，而保證足夠的信噪比(SNR)的傳感器電路方法，雖然諸如電容傳感器或者感應(yīng)傳感器的傳感裝置中使用的輸入信號的幅度相對較小，而作為輸入信號使用的時間周期信號的頻率與感應(yīng)到的用戶行為或者物體的運動的變化速度相比相對較高。更加特別的，為了闡明本發(fā)明的實施例，本發(fā)明的內(nèi)容被應(yīng)用于平板顯示器使用的觸摸傳感器，例如液晶顯示器(下文中被稱為“LCD”)以及有機發(fā)光二極管(下文中被稱為“0LED”)。本發(fā)明闡明了關(guān)于雖然使用的輸入信號的幅度相對較小，但通過減少在平板顯示器中自身產(chǎn)生并由觸摸傳感器面板引入的噪聲的影響，從而能夠保證足夠的信噪比(SNR)的觸摸傳感裝置的實施例。
【背景技術(shù)】
[0002]電容傳感器或者感應(yīng)傳感器被用作多種用途。在電容傳感器和感應(yīng)傳感器中，為了通過傳感器裝置感應(yīng)用戶的行為或者物體的運動，作為輸入信號使用的時間周期信號與用戶行為或者物體運動的變化速度相比具有相對高的頻率。這是因為只有當(dāng)輸入信號具有相對高的頻率時，才能在傳感器裝置中通過電容方法或者磁耦合現(xiàn)象獲得具有相對高的值的輸出信號。然而，由于傳感器裝置引入的噪聲分量同樣出現(xiàn)在傳感器電路的輸出信號中，為了獲得足夠的信噪比(SNR)，輸入至傳感器裝置的驅(qū)動信號的幅度需要被極大的增強。
[0003]為了闡明本發(fā)明的更詳細的實施例，將本發(fā)明應(yīng)用至包括附加到諸如LCD和OLED的平板顯示器裝置的觸摸傳感器面板的觸摸傳感器電路。
[0004]在最近的便攜式電話或者筆記本電腦(PC)中，觸摸傳感器面板被附加至平板顯示器裝置LCD和OLED中，通過使用手指或者筆等的觸摸操作，所述觸摸傳感器面板被用作輸入裝置。
[0005]在初始的觸摸傳感器面板中主要使用電阻式觸摸方法。然而，初始的觸摸傳感器面板的缺點在于由于機械運動必需轉(zhuǎn)換為觸摸傳感，其使用壽命短。
[0006]為彌補所述缺點，主要使用采用鋼化玻璃去除了機械運動的電容觸摸傳感器面板。所述的電容觸摸傳感器面板具有用于觸摸傳感器面板的玻璃面板被安置于平板顯示器上，并且鋼化玻璃被附加至所述玻璃面板的結(jié)構(gòu)。盡管用手指或者筆觸摸所述的鋼化玻璃，但機械運動不會被傳遞至所述安放在鋼化玻璃下的用于觸摸傳感器面板的玻璃面板和平板顯示器裝置。相應(yīng)地，所述電容觸摸傳感器面板不存在通過重復(fù)的觸摸操作導(dǎo)致的顯示器裝置使用壽命縮短的缺陷。
[0007]互相不電耦合并且相互交叉設(shè)置的電極被設(shè)置在電容觸摸傳感器面板的玻璃面板中。所述電極通常采用透明電極(即銦錫氧化物)或者納米線。所述電容觸摸傳感器面板可分為自電容測量方法和互電容測量方法。在早期階段，主要使用測量自電容的方法。隨著同一時間作出的觸摸的數(shù)目變成3個或者更多，測量互電容的方法逐漸的被更多采用。此處，術(shù)語“自電容”為每行與參考點之間的電容，而術(shù)語“互電容”為相互交叉的兩行之間的電容。在LCD的情況下，自電容的參考點(接地)對應(yīng)于LCD公共電極(VCOM)端，而在OLED的情況下，則對應(yīng)于公共陰極端。
[0008]然而，在測量互電容的電容觸摸方法中，例如LCD或者OLED等的平板顯示器本身產(chǎn)生的公共電極(VCOM)噪聲的信噪比(SNR)非常小。此處，所述公共電極(VCOM)噪聲通常涉及LCD公共電極(VCOM)噪聲和OLED公共陰極電極噪聲。相應(yīng)地，在此電容觸摸方法下，減少由平板顯示器本身產(chǎn)生的公共電極(VCOM)噪聲的影響的機制是至關(guān)重要的。
[0009]在對本發(fā)明的主要技術(shù)精神進行描述之前，需要首先理解LCD的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中，由于OLED中產(chǎn)生公共電極(VCOM)噪聲的機制與LCD的相類似，所以只對LCD的結(jié)構(gòu)進行描述。現(xiàn)有的LCD可主要分為垂直對齊(VA)方法和平面交換(IPS)方法。
[0010]在垂直對齊(VA)方法中，如圖1a所示，公共電極(VCOM)節(jié)點接近電容觸摸傳感器面板電極，這是因為，其被安置于形成LCD的兩個玻璃基板中的遠離LCD的背光的LCD的上層玻璃基板中。
[0011]在平面交換(IPS)方法中，如圖1b所示，公共電極(VCOM)節(jié)點遠離所述電容觸摸傳感器面板電極，這是由于其被安置接近背光的LCD的下層玻璃基板中。然而，由于平面交換(IPS)方法中觸摸傳感器面板和LCD之間除了具有相對高電阻值的防止靜電薄膜之外不存在導(dǎo)電面板，因此所述觸摸傳感器面板電極直接暴露于驅(qū)動TFT或者源驅(qū)動的視頻模擬信號(即灰度信號)。
[0012]IXD的像素包括兩個電極、安置于兩個電極之間的液晶、顏色過濾器等。所述電極由所述玻璃面板之上的銦錫氧化物(Ι--)等制成的透明電極形成。如圖2所示，通過TFT開關(guān)從源驅(qū)動接收的表示灰度的模擬信號被應(yīng)用至所述兩個電極中的一個。大約5V的直流(DC)電壓被共同應(yīng)用至另一個公共節(jié)點的所有像素。這樣的公共節(jié)點被稱為公共電極(VCOM)節(jié)點。通常地，電容觸摸傳感器面板在所述觸摸傳感器面板本身不包括接地或者參考電極，由于所述電容觸摸傳感器面板直接設(shè)置于所述LCD上，所以LCD公共電極(VCOM)節(jié)點用作電容觸摸傳感器面板的參考電壓節(jié)點。
[0013]參照圖2，在IXD中，根據(jù)對應(yīng)于各行的門驅(qū)動線Gl至G3的位置，對它們按順序進行驅(qū)動。大量的(全高清(HD)的情況下大約6000個)TFT開關(guān)的門節(jié)點與每個門驅(qū)動線相耦合。相應(yīng)地，相對高的幾十PF的電容被耦合至一個門驅(qū)動線。門驅(qū)動信號在斷開時維持大約-5V的值，在打開時維持大約+25V的值。相應(yīng)地，由于所述門驅(qū)動信號的上升沿及下降沿時間中，在短時間內(nèi)會產(chǎn)生非常大的電壓變動，所以可以由“CdV/dt”表示的非常高的位移電流In⑴經(jīng)過TFT的門電容CeD和液晶電容Q流動至IXD公共電極(VCOM)節(jié)點。
[0014]圖3為顯示了由于圖2所示的門驅(qū)動線的驅(qū)動信號而產(chǎn)生的公共電極(VCOM)噪聲的機制的示意圖。參照圖3，所述位移電流IN(t)經(jīng)由透明電極形成的公共電極(VCOM)平面，然后通過LCD公共電極(VCOM)驅(qū)動電路(driver)的輸出電阻(RO)來流動，因此LCD公共電極(VCOM)的波形在所述門驅(qū)動信號的上升沿和下降沿時刻呈現(xiàn)為脈沖形式。
[0015]然而，如圖2所示，所述門驅(qū)動信號順序地移動至下一個門驅(qū)動線。公共電極(VCOM)噪聲在所有門驅(qū)動線的門驅(qū)動器信號的每個上升沿和下降沿區(qū)間具有脈沖形狀的波形。 [0016]如上所述的電容觸摸方法分為測量自電容的方法和測量互電容的方法。由于觸摸時人體和地球之間的電容增加，自電容的值增加。相應(yīng)地，根據(jù)這種現(xiàn)象來確定觸摸是否存在。進一步地，由于其具有大約20pF或者更多的相對高的值，自電容對LCD公共電極(VCOM)噪聲相對不敏感。
[0017]然而，在所述電容觸摸方法中，如果同時觸摸位置的數(shù)量為3個或者更多，則需要測量互電容。如果存在觸摸操作，則在一個觸摸位置相互交叉的兩個電極間的互電容值減小。所述互電容值為大約lpF，由于觸摸操作，所述互電容值減少大約10%至20%。如本發(fā)明的圖8所示，互電容CstU—側(cè)的電極X[j]耦合至電荷放大器的輸入端，其另一側(cè)的電極Y [i]耦合至驅(qū)動信號發(fā)生單元120。所述CM.u為第i個Y電極Y [i]與第j個X電極X [j]之間的互電容。當(dāng)電極Y[i]與電極X[j]相交的位置產(chǎn)生觸摸操作時，互電容Csiiij的值減少大約10%至20%，電荷放大器的輸出電壓幅度也因此減小。這是因為，電荷放大器的輸出電壓幅度以與CM.u的變化相同的比例，與驅(qū)動信號的電壓幅度乘以獲得的值相同。此處，通過將公共節(jié)點噪聲(VCOM noise)電壓乘以數(shù)值CSXj/CF獲得的電壓，通過耦合至電荷放大器的反相輸入端的觸摸傳感器面板電極X[j]和公共節(jié)點(VCOM)電極之間的自電容Csju，被添加到電荷放大器的輸出電壓。
[0018]通常，公共電極(VCOM)噪聲幅度小于觸摸傳感器面板驅(qū)動信號的幅度，但自電容Csxj是互電容CM.u的20倍或者更多。相應(yīng)地，電荷放大器輸出信號的信噪比(SNR)通常小于I。在此條件下，為了在互電容測量方法的觸摸傳感器中克服LCD公共電極(VCOM)噪聲和確定觸摸是否穩(wěn)定存在，使用降噪方法的觸摸傳感器是不可或缺的。
[0019]在使用互電容測量方法的觸摸傳感器中，通過減小由平板顯示器本身產(chǎn)生的公共電極(VCOM)噪聲的影響，以增加電荷放大器輸出電壓的信噪比的方法大致可包括下列方法:
[0020](I)斬波器(chopper)方法，
[0021](2)增加觸摸傳感器面板的驅(qū)動信號的幅度的方法，
[0022](3)控制觸摸傳感器面板的驅(qū)動信號的頻率的方法，
[0023](4)僅在平板顯示器沒有進行操作的時間間隔內(nèi)驅(qū)動觸摸傳感器面板的方法。
[0024]首先，所述斬波器方法為降低在積分器或者低通濾波器輸出中的公共電極(VCOM)噪聲的影響的方法，其將與應(yīng)用于電容觸摸傳感器面板的驅(qū)動信號相同的信號應(yīng)用于接收電路單元，并在斬波器電路中將接收電路單元的電荷放大器的輸出信號以及與驅(qū)動信號相同的信號相乘后，使輸出信號通過積分器或低通濾波器。
[0025]其次，增加觸摸傳感器面板的驅(qū)動信號幅度的方法為增加觸摸傳感器面板的驅(qū)動信號的幅度以使所述接收電路單元的輸出信號的信噪比(SNR)增大至I或者更多的方法。
[0026]第三，控制觸摸傳感器面板的驅(qū)動信號的頻率的方法為在公共電極(VCOM)噪聲的頻譜上發(fā)現(xiàn)具有小的噪聲大小的頻點并控制所述驅(qū)動信號的頻率以使得其變得與所述頻點相同?！久绹鴮＠?，公開出版號:US2008/0157882】
[0027]第四，僅在平板顯示器沒有工作的時間間隔內(nèi)驅(qū)動觸摸傳感器面板的方法為僅在VBLANK間隔內(nèi)驅(qū)動觸摸傳感器電路的方法，所述VBLANK間隔為在平板顯示器中一幀屏幕被全部傳輸后直到開始傳輸下一幀屏幕的時間間隔，由于公共電極(VCOM)噪聲在VBLANK間隔內(nèi)不會產(chǎn)生?！久绹鴮＠_出版號:US2009/0009483】
[0028]為了使得電荷放大器的輸出電壓的信噪比(SNR)增加到I或者更多，所述驅(qū)動信號的峰到峰電壓值為20V以上，但是通過對上述方法中的幾個進行組合，所述峰到峰電壓值最近被減少至大約5V。然而，5V比半導(dǎo)體芯片的供電電壓高出很多。相應(yīng)地，如果使用額外的VCOM噪聲降低機制使得驅(qū)動信號的峰到峰電壓值減少至大約3V或者IV，則存在如下的優(yōu)點:現(xiàn)有使用的半導(dǎo)體芯片的供電電壓可被用于驅(qū)動信號發(fā)生單元，甚至不需要添加額外的供應(yīng)電壓。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0029]相應(yīng)地，本發(fā)明用于解決相關(guān)技術(shù)中發(fā)生的問題，本發(fā)明的實施例提供了一種傳感裝置，其中通過降低由傳感器裝置引入的噪聲的影響，使得傳感器電路的最終輸出信號信噪比(SNR)維持為相對大的值，而使用時間周期信號作為輸入信號，維持傳感裝置中輸入信號的幅度在相對小的值。為了更詳細的描述本發(fā)明，本發(fā)明的內(nèi)容被應(yīng)用至電容觸摸傳感器，從而，輸入信號的幅度可以維持為相對小的值，并且是否存在觸摸以及觸摸的位置均可以以這種方式進行可靠地確定，其對于平板顯示器自身產(chǎn)生的噪聲不敏感。
[0030]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種使用傳感器裝置測量方法的傳感器，包括:周期信號發(fā)生單元110，配置為產(chǎn)生時間周期信號；驅(qū)動信號發(fā)生單元120，配置為使用所述周期信號發(fā)生單元110的輸出信號和反饋信號，從而產(chǎn)生傳感器裝置130驅(qū)動信號；傳感器裝置130，配置為具有耦合到驅(qū)動信號發(fā)生單元120的輸出端的傳感器裝置130的輸入端，和耦合到第一接收單元150輸入端的傳感器裝置130的輸出端；第一接收單元150，配置為將電荷放大器耦合至所述傳感器裝置130的輸出端，并且發(fā)生與所述電荷放大器的輸出成比例的輸出信號；第二接收單元，配置為接收所述第一接收單元150的部分輸出信號和周期信號發(fā)生單元110的輸出信號，并與所述傳感器裝置130或者其差值成比例的低頻輸出信號；反饋信號發(fā)生單元140，配置為接收所述第一接收單元150的輸出信號，并將接收到的輸出反饋信號輸出至所述驅(qū)動信號發(fā)生單元120。這里，如果將用于測量傳感器裝置130的本發(fā)明應(yīng)于使用互電容測量方法的觸摸傳感器面板，則還包括用于顯示圖像的平板顯示器和安置在所述平板顯示器上部的外置式(on-cell)或者內(nèi)嵌在所述平板顯示器內(nèi)的內(nèi)置式(in-cell)的觸摸傳感器面板。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的傳感器電路能夠?qū)鞲衅麟娐返淖罱K輸出信號的信噪比(SNR)維持在相對高的值，同時將應(yīng)用于傳感器裝置的輸入信號維持在一個相對小的幅度，并且，傳感器裝置引入的噪聲的影響很少出現(xiàn)在傳感器電路的最終輸出信號中。相應(yīng)地，本發(fā)明的優(yōu)勢在于:通過去除高的電壓驅(qū)動電路，傳感裝置芯片的功耗降低，傳感裝置芯片的制造成本降低。如果本發(fā)明應(yīng)用至使用互電容測量方法的電容觸摸傳感裝置中，則由平板顯示器自身產(chǎn)生的公共電極(VCOM)噪聲的影響很少出現(xiàn)在觸摸傳感裝置的最終輸出信號中。因此，本發(fā)明的優(yōu)勢在于:可維持為數(shù)字信號水平，而無需增大觸摸傳感器面板驅(qū)動信號的幅度，所以傳感裝置芯片的功耗降低；通過去除高的電壓驅(qū)動電路，傳感裝置芯片的制造成本得以降低。
[0032]進一步地，本發(fā)明的優(yōu)勢在于:由于傳感裝置中的電路可在整個時域中被驅(qū)動，即平板顯示器裝置在其不運作的空(VBLANK)時間間隔之外亦進行運作，所以傳感速度被增強。
【專利附圖】
【附圖說明】[0033]圖1a顯示了使用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的垂直對齊(VA)方法的常規(guī)IXD的截面圖；
[0034]圖1b顯示了使用平面交換(IPS)方法的IXD的截面圖；
[0035]圖2顯示了圖1a和圖1b所示的門驅(qū)動線的順序驅(qū)動操作；
[0036]圖3顯示了由于圖2所示的門驅(qū)動線的驅(qū)動信號而產(chǎn)生的公共電極(VCOM)噪聲的機制；
[0037]圖4為本發(fā)明的方框示意圖；
[0038]圖5為本發(fā)明更加詳細的框圖。并顯示了圖4中本發(fā)明的更加詳細的示例并顯示了傳感裝置，其中，用于產(chǎn)生與用于測量傳感器裝置的物理量成比例的輸出信號的可變傳感器裝置131和用于產(chǎn)生與所述物理量無關(guān)的恒定輸出信號的固定傳感器裝置133分開實現(xiàn)；
[0039]圖6顯示了應(yīng)用于電容觸摸傳感裝置的本發(fā)明的示例；
[0040]圖7為圖6中顯示的接收單元的詳細示意圖；
[0041]圖8顯示了圖6中顯示的觸摸傳感器面板的布局示意圖；
[0042]圖9顯示了常規(guī)電容觸摸傳感裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，所述常規(guī)電容觸摸傳感裝置使用互電容測量方法，其中電荷放大器耦合至第一接收單元；
[0043]圖1Oa顯不了將本發(fā)明的精神應(yīng)用于電容觸摸的一個實施例的不意圖；圖1Ob顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二接收單元的實施例的示意圖；
[0044]圖1Oc顯示了圖1Oa的實施例的更詳細的電路實施例的示意圖；
[0045]圖1Od顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二接收單元的另一個實施例的示意圖；
[0046]圖1la顯示了根據(jù)本發(fā)明的以帶通濾波器的形式實現(xiàn)的第一接收單元的放大器的一個示例的示意圖；
[0047]圖1lb顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一接收單元的放大器的詳細示意圖；
[0048]圖12a顯示了本發(fā)明中平板顯示器噪聲(VCOM)的波形圖；
[0049]圖12b顯示了本發(fā)明中所使用的放大器的輸出電壓的特征；
[0050]圖12c顯示了本發(fā)明中所使用的放大器的輸出電壓的其他特征；
[0051]圖13顯示了常規(guī)電容觸摸傳感裝置的輸出電壓在頻域上與根據(jù)本發(fā)明的傳感裝置的第一接收單元150的輸出電壓相對比的示意圖；
[0052]圖14顯示了根據(jù)互電容變化的所述第二接收單元的低通濾波器(LPF)的輸出波形。
具體實施例
[0053]下文中，對本發(fā)明的具體實施例結(jié)合附圖進行詳細的描述。除非明確的描述，每個組成部件或者特征均是可選的。每個組成部件和特征可以不需要與其它組成部件或者特征相結(jié)合地被執(zhí)行。進一步地，一些組成部件和/或特征可以結(jié)合以形成本發(fā)明的實施例。本發(fā)明實施例中描述的操作順序可以改變。一個實施例中的一些組成部件或特征可包括在其他實施例中或者被其他實施例中的相應(yīng)組成部件或者特征替換。
[0054]【專利附圖】
【附圖說明】中，使本發(fā)明的技術(shù)精神變得晦澀的程序或者步驟未進行描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的程序或者步驟同樣未進行描述。進一步地，說明書中相同的部件使用相同的附圖標記。[0055]本發(fā)明實施例中所使用的具體術(shù)語用于幫助本發(fā)明的理解，在不脫離本發(fā)明技術(shù)精神的前提下，所述具體術(shù)語可變?yōu)槠渌问健?br> [0056]本發(fā)明的一些典型實施例參考附圖進行了詳細描述。與附圖一起公開的詳細的表述用于描述本發(fā)明的一些典型實施例而非本發(fā)明的單獨實施例。
[0057]本發(fā)明的說明書所使用的“用戶的行為或者物體的運動”涉及用戶直接執(zhí)行的行為或者通過物體以達到操縱裝置的意圖而應(yīng)用本發(fā)明的傳感裝置。例如，用戶的行為或者物體的運動包括通過用戶人體的一部分或者用戶使用工具等觸摸面板的操作以及使得用戶人體的部分或者用戶使用的工具靠近面板的操作，以獲得在電容觸摸面板情形下的電容耦合以及在磁性觸摸面板情形下的感應(yīng)耦合。
[0058]值得注意的是本發(fā)明的傳感裝置識別出作為用戶的故意輸入，通過“用戶的行為或者物體的運動”所產(chǎn)生的電容耦合、感應(yīng)耦合、光量變化和頻率、電壓或其他的變化等。
[0059]同樣值得注意的是“用戶的行為或者物體的運動”除了包括用戶操作本發(fā)明的傳感裝置的部件的操作之外不包括剩余的非故意操作。例如，諸如環(huán)境溫度、大氣和濕度等的自然的改變不包括在“用戶的行為或者物體的運動”中。
[0060]圖4為本發(fā)明的原理框圖，其顯示了使用時間周期信號作為輸入將本發(fā)明中的示例應(yīng)用至傳感裝置。使用時間周期信號作為輸入的傳感裝置，可被應(yīng)用至所有使用與用戶的操作或者環(huán)境變化的速度相比具有相對高頻率的時間周期信號作為輸入的傳感裝置，例如電容傳感裝置和感應(yīng)傳感裝置等，從而將施加輸入信號的傳感裝置的輸入側(cè)與獲得輸出信號的傳感裝置的輸出側(cè)相耦合。采用本發(fā)明的傳感裝置包括各種類型的利用電耦合現(xiàn)象的包括電容觸摸傳感器的電容傳感裝置和各種類型的利用磁耦合現(xiàn)象的磁性傳感裝置。常規(guī)的傳感裝置的缺點在于:由傳感器裝置130引入的噪聲不會衰減并且所述噪聲出現(xiàn)在第二接收單元160的最終輸出信號中，這是由于其在沒有圖4中的驅(qū)動信號發(fā)生單元120和反饋信號發(fā)生單元140的情況下使用輸入信號作為驅(qū)動信號。在圖4的本發(fā)明中，使用信號產(chǎn)生驅(qū)動信號，在所述信號中，通過將第一接收單元150的輸出信號應(yīng)用至反饋信號發(fā)生單元140，將反饋信號發(fā)生單元140的輸出信號與周期信號發(fā)生單元110的輸出信號合并。相應(yīng)地，由傳感器裝置130引入的噪聲是衰減的，因此，通過包括有驅(qū)動信號發(fā)生單元120、傳感器裝置130、第一接收單元150和反饋信號發(fā)生單元140負反饋電路操作，傳感器裝置130引入的噪聲衰減地出現(xiàn)在第二接收單元160的最終輸出信號中。所述傳感器裝置130可包括平板顯示器，例如內(nèi)嵌有能夠識別觸摸操作的面板的IXD或者0LED。
[0061]圖5為對圖4的本發(fā)明的傳感裝置10的進行詳細顯示的框圖。參照圖5，驅(qū)動信號發(fā)生單元120產(chǎn)生信號，其中所述反饋信號發(fā)生單元140的輸出信號Vfb已從所述周期信號發(fā)生單元110的輸出信號中減去，并輸出通過將產(chǎn)生的信號通過諧振器而獲得的信號，作為驅(qū)動信號發(fā)生單元120的輸出信號(Vstm)。傳感器裝置130包括:可變傳感器裝置131(Csms)，用于產(chǎn)生與待測量的物理量成比例的輸出信號；固定傳感器裝置133(Cfix)，用于產(chǎn)生與所述物理量無關(guān)的恒定的輸出信號。其中，可變傳感器裝置131(Csms)和固定傳感器裝置133 (Cfix)分開實現(xiàn)。第一接收單元150分為用于放大所述可變傳感器裝置131的輸出信號的電路和用于放大所述固定傳感器裝置133的輸出信號的電路，上述兩個電路具有同樣的轉(zhuǎn)移函數(shù)。所述第一接收單元150的可變傳感器裝置131的經(jīng)放大的輸出信號(Vsens)用作第二接收單元160的輸入信號，所述第一接收單元150的可變傳感器裝置131的經(jīng)放大的輸出信號(Vsens)和所述第一接收單元150的固定傳感器裝置133的經(jīng)放大的輸出信號(Vfix)均用作所述反饋信號發(fā)生單元140的輸入信號。所述反饋信號發(fā)生單元140輸出與兩個輸入信號的平均值成比例的信號，作為輸出信號(Vfb)。
[0062]圖5中，第一接收單元150的可變傳感器裝置131的經(jīng)放大的輸出信號(Vsms)由下述的方程式I所定義。VnS由傳感器裝置130所引入的噪聲，A(S)為諧振器123的轉(zhuǎn)移函數(shù)，B(S)為所述第一接收單元150中包含的放大器的轉(zhuǎn)移函數(shù)。
[0063]
【權(quán)利要求】
1.一種傳感裝置，包括: 傳感器裝置，配置為識別用戶的行為或者物體的運動； 第一接收單元，配置為響應(yīng)于所述傳感器裝置的輸出信號而運作； 第二接收單元，配置為聯(lián)動于所述第一接收單元的輸出信號而運作； 反饋信號發(fā)生單元，配置為聯(lián)動于所述第一接收單元的輸出信號而運作； 周期信號發(fā)生單元，配置為產(chǎn)生周期信號； 驅(qū)動信號發(fā)生單元，耦合至所述周期信號發(fā)生單元的輸出信號以及所述反饋信號發(fā)生單元的輸出信號，并配置為產(chǎn)生傳感器裝置驅(qū)動信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其中所述周期信號發(fā)生單元產(chǎn)生正弦波、脈沖波和三角波中的任一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其中所述第二接收單元包括一個或者多個乘法器以及斬波器，以降低所述傳感器裝置引入噪聲的影響。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其中所述驅(qū)動信號發(fā)生單元包括諧振器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其中: 所述第一接收單元包括電荷放大器； 所述電荷放大器包括運放。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其中，通過對所述傳感器裝置反饋回來的信號和所述周期信號發(fā)生單元的輸出信號進行合成，所述驅(qū)動信號發(fā)生單元的所述傳感器裝置驅(qū)動信號抵消由所述傳感器裝置引入的部分噪聲信號分量。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述傳感裝置，其中由所述傳感器裝置引入的噪聲的頻率分量中，具有所述諧振器的共振頻率的90%至110%范圍的頻率分量通過負反饋操作而衰減。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其中: 所述傳感器裝置包括: 可變傳感器裝置(131)，配置為應(yīng)用并接收所述驅(qū)動信號發(fā)生單元的所述傳感器裝置驅(qū)動信號，根據(jù)要感測的物理量，產(chǎn)生數(shù)值可變的輸出信號，并作為所述第一接收單元的輸入信號而進行傳輸；以及 固定傳感器裝置(133)，配置為應(yīng)用并接收所述驅(qū)動信號發(fā)生單元的所述傳感器裝置驅(qū)動信號，產(chǎn)生與要感測的物理量無關(guān)的數(shù)值恒定的輸出信號，并作為所述第一接收單元輸入信號而進行傳輸； 其中，在所述諧振器的共振頻率上，所述可變傳感器裝置(131)的轉(zhuǎn)移函數(shù)和所述固定傳感器裝置(133)的轉(zhuǎn)移函數(shù)間的差值為50%或者更低。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的傳感裝置，其中所述可變傳感器裝置(131)的輸出信號和所述固定傳感器裝置(133)的輸出信號，對于分別所引起的噪聲的頻率特性和時域特性相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的傳感裝置，其中: 所述第一接收單元分別接收所述可變傳感器裝置(131)的輸出信號以及所述固定傳感器裝置(133)的輸出信號，產(chǎn)生根據(jù)所述可變傳感器裝置(131)的輸出信號而確定的第一輸出信號以及根據(jù)所述固定傳感器裝置(133)的輸出信號而確定的第二輸出信號，將所述第一輸出信號作為所述第二接收單元的輸入信號提供，將所述第一輸出信號和所述第二輸出信號作為所述反饋信號發(fā)生單元的輸入信號提供。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其中所述第一接收單元的轉(zhuǎn)移函數(shù)具有帶通頻率特性。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感裝置，其中所述驅(qū)動信號發(fā)生單元的所述傳感器裝置驅(qū)動信號，在所述傳感器裝置所引入的噪聲信號分量中，共振頻率的90%至110%范圍的頻段中抵消。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其中: 所述第二接收單元包括: 乘法電路，配置為使得所述第一接收單元的部分輸出信號和所述周期信號發(fā)生單元的輸出信號相乘；以及 積分器或者低通濾波器，配置為所述乘法電路的輸出信號耦合至輸入端； 其中，所述乘法電路包括乘法器或者斬波器電路中的任一個。
14.一種傳感裝置，包括: 平板顯示器，配置為包括使用電容方法識別觸摸操作的觸摸傳感器面板； 接收單元，配置 為響應(yīng)于所述觸摸傳感器面板的輸出信號而運行； 反饋信號發(fā)生單元，配置為聯(lián)動于所述接收單元的輸出信號而運行； 周期信號發(fā)生單元，配置為產(chǎn)生周期信號；以及 驅(qū)動信號發(fā)生單元，耦合至所示周期信號發(fā)生單元的輸出信號和所述反饋信號發(fā)生單元的輸出信號，配置為產(chǎn)生觸摸傳感器面板驅(qū)動信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的傳感裝置，其中所述觸摸傳感器面板的第一方向的導(dǎo)線和第二方向的導(dǎo)線不會電力短路。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的傳感裝置，其中所述觸摸傳感器面板和所述反饋信號發(fā)生單元一起包含在形成反饋環(huán)路的部件中。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的傳感裝置，其中通過使用所述接收單元的部分或者全部輸出信號，用于驅(qū)動所述觸摸傳感器面板的所述驅(qū)動信號發(fā)生單元的所述觸摸傳感器面板驅(qū)動信號發(fā)生改變。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的傳感裝置，其中作為所述反饋信號發(fā)生單元的輸出信號和所述周期信號發(fā)生單元的輸出信號的合成信號，所述驅(qū)動信號發(fā)生單元的所述觸摸傳感器面板驅(qū)動信號被應(yīng)用至所述觸摸傳感器面板。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的傳感裝置，其中所述驅(qū)動信號發(fā)生單元包括諧振器。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的傳感裝置，其中所述周期信號發(fā)生單元產(chǎn)生正弦波、脈沖波或者三角波。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的傳感裝置，其中所述接收單元包括: 乘法器或者斬波器之一，配置為具有從所述觸摸傳感器面板接收的信號，在所述接收單元內(nèi)耦合至放大器，以使在所述接收單元內(nèi)所述放大器的輸出信號和所述周期信號發(fā)生單元的輸出信號彼此相乘；以及 積分器或者低通濾波器之一，配置為接收所述乘法器或者所述斬波器電路中所具備的一個輸出信號。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的傳感裝置，其中:所述接收單元中的所述放大器為電荷放大器； 所述放大器的輸出信號作為所述反饋信號發(fā)生單元的輸入信號被傳輸。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的傳感裝置，其中: 如果輸入至所述諧振器的輸入信號頻率值以共振頻率為基準改變?yōu)榫哂?0%至110%范圍的頻率值，則所述諧振器的轉(zhuǎn)移函數(shù)的值增大； 如果輸入至所述諧振器的輸入信號頻率值以共振頻率為基準不改變?yōu)榫哂?0%至110%范圍的頻率值，則所述諧振器的轉(zhuǎn)移函數(shù)的值減小。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的傳感裝置，其中所述周期信號發(fā)生單元的輸出信號的頻率大于所述諧振器的共振頻率的一半，并且小于所述共振頻率的兩倍。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的傳感裝置，其中: 通過結(jié)合所述周期信號發(fā)生單元的輸出信號和所述反饋信號發(fā)生單元的輸出信號組合并所產(chǎn)生的信號被應(yīng)用至所述諧振器； 所述諧振器的輸出信號被應(yīng)用至所述觸摸傳感器面板。
26.根據(jù)權(quán)利要求14所述的傳感裝置，其中所述驅(qū)動信號發(fā)生單元的所述觸摸傳感器面板驅(qū)動信號在所述觸摸傳感器面板所引入的噪聲信號分量中，在具有共振頻率的90%至110%范圍的頻段中相互抵消。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的傳感裝置，其中所述驅(qū)動信號發(fā)生單元的所述觸摸傳感器面板驅(qū)動信號在所述觸摸傳感器面板所引入的噪聲信號分量中，在具有共振頻率的90%至110%范圍的頻段中相互抵消。
28.根據(jù)權(quán)利要求15所述的傳感裝置，其中所述平板顯示器產(chǎn)生的噪聲為通過所述觸摸傳感器面板輸入至所述接收單元的所述平板顯示器的公共電極噪聲。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的傳感裝置，其中: 噪聲轉(zhuǎn)移函數(shù)具有帶阻濾波器特性，其中，當(dāng)所述接收單元輸出的最終輸出信號的頻率在特定頻率的90%至110%的范圍內(nèi)改變時，所述平板顯示器的轉(zhuǎn)移函數(shù)值減小，而當(dāng)所述頻率變得遠離所述特定頻率時，所述平板顯示器的轉(zhuǎn)移函數(shù)值逐漸增加； 所述噪聲轉(zhuǎn)移函數(shù)為所述最終輸出信號的噪聲分量與所述公共電極噪聲的比值。
30.一種傳感裝置，安置在用于顯示圖像的平板顯示器上的外置電容型觸摸傳感器面板，或者內(nèi)嵌于所述平板顯示器內(nèi)的內(nèi)置電容型觸摸傳感器面板；所述觸摸傳感裝置，包括: 周期信號發(fā)生單元，配置為產(chǎn)生周期信號； 平板顯示器，配置為包括用于識別觸摸操作的所述電容型觸摸傳感器面板； 第一接收單元，配置為響應(yīng)于所述觸摸傳感器面板的輸出信號而運行； 第二接收單元，配置為輸入所述第一接收單元的輸出信號和所述周期信號發(fā)生單元的輸出，并產(chǎn)生最終輸出信號； 反饋信號發(fā)生單元，配置為聯(lián)動于所述第一接收單元的輸出信號而運行； 驅(qū)動信號發(fā)生單元，耦合至所述周期信號發(fā)生單元的輸出信號和所述反饋信號發(fā)生單元的輸出信號，配置為產(chǎn)生觸摸傳感器面板驅(qū)動信號，并生成所述觸摸傳感器面板驅(qū)動信號，從而輸入至所述觸摸傳感器面板的輸入端。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的傳感裝置，其中所述反饋信號發(fā)生單元接收所述第一接收單元的輸出信號，輸出與所述第一接收單元所輸出的輸出信號的平均值成比例的反饋信號，并將所述反饋信號應(yīng)用于所述驅(qū)動信號發(fā)生單元。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的傳感裝置，其中: 所述第一接收單元包括電荷放大器； 所述電荷放大器包括運放。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的傳感裝置，其中: 所述第二接收單元包括: 乘法電路，使得所述第一接收單元的部分或者全部輸出信號以及所述周期信號發(fā)生單元的輸出信號彼此相乘； 集成濾波器，通過輸入端輸入所述乘法電路的輸出信號； 所述乘法電路為乘法器和斬波器電路中的任一個； 所述集成濾波器為積分器和低通濾波器中的任一個。
34.根據(jù)權(quán)利要求22或32所述的傳感裝置，其中所述電荷放大器的轉(zhuǎn)移函數(shù)具有帶通頻率特性，其包括: 所述觸摸傳感器面板的在第一方向的電極與所述觸摸傳感器面板在第二方向的電極之間的互電容；以及 所述第二方向的電極和所述平板顯示器的公共電極之間的自電容。
35.根據(jù)權(quán)利要求5、22和32之一所述的傳感裝置，其中: 所述電荷放大器的轉(zhuǎn)移函數(shù)的頻率特性具有帶通特性，以阻止使用于所述電荷放大器中的所述運放的輸出端電壓飽和的現(xiàn)象。
36.根據(jù)權(quán)利要求5、22和32之一所述的傳感裝置，其中，所述電荷放大器，利用所述運放的自高頻特性，阻止所述運放的輸出端電壓飽和的現(xiàn)象。
37.根據(jù)權(quán)利要求5、22和32之一所述的傳感裝置，其中所述周期信號發(fā)生單元的輸出信號的頻率落入所述電荷放大器的轉(zhuǎn)移函數(shù)的通過頻帶的范圍。
38.根據(jù)權(quán)利要求5、22和32之一所述的傳感裝置，其中所述諧振器的共振頻率落入所述電荷放大器的轉(zhuǎn)移函數(shù)的通過頻帶的范圍。
39.根據(jù)權(quán)利要求22或者32所述的傳感裝置，其中所述平板顯示器的公共電極噪聲的頻率分量中，所述諧振器的共振頻率的90%至110%的頻率分量通過負反饋操作而衰減，并出現(xiàn)在所述最終輸出信號中。
【文檔編號】G09G3/20GK103988157SQ201380003137
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月6日
【發(fā)明者】樸鴻浚, 李祥銖, 呂東熹, 李宰承 申請人:浦項工科大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于通過減小由傳感器裝置引入的出現(xiàn)在傳感器電路接收單元的最終輸出信號中的噪聲的影響而保證足夠的信噪比(SNR)的傳感器電路，適用于諸如電容傳感器或者感應(yīng)傳感器的所有傳感裝置，盡管所使用的輸入信號具有相對小的幅度，所述傳感裝置識別用戶的行為和物體運行，用作輸入信號的時間周期信號與要感測的用戶行為的變化速度或者物體運行的變化速度相比具有相對更高的頻率。通過提高觸摸傳感器電路的信噪比(SNR)，從而觸摸傳感器芯片的功耗降低，甚至無需增加根據(jù)本發(fā)明的觸摸傳感器面板驅(qū)動信號的幅度，并且通過去除高壓驅(qū)動器，觸摸傳感器芯片的制造成本得以降低。
【專利說明】傳感裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通過減少傳感器裝置引入的出現(xiàn)在接收單元的最終輸出信號中的噪聲的影響，而保證足夠的信噪比(SNR)的傳感器電路方法，雖然諸如電容傳感器或者感應(yīng)傳感器的傳感裝置中使用的輸入信號的幅度相對較小，而作為輸入信號使用的時間周期信號的頻率與感應(yīng)到的用戶行為或者物體的運動的變化速度相比相對較高。更加特別的，為了闡明本發(fā)明的實施例，本發(fā)明的內(nèi)容被應(yīng)用于平板顯示器使用的觸摸傳感器，例如液晶顯示器(下文中被稱為“LCD”)以及有機發(fā)光二極管(下文中被稱為“0LED”)。本發(fā)明闡明了關(guān)于雖然使用的輸入信號的幅度相對較小，但通過減少在平板顯示器中自身產(chǎn)生并由觸摸傳感器面板引入的噪聲的影響，從而能夠保證足夠的信噪比(SNR)的觸摸傳感裝置的實施例。
【背景技術(shù)】
[0002]電容傳感器或者感應(yīng)傳感器被用作多種用途。在電容傳感器和感應(yīng)傳感器中，為了通過傳感器裝置感應(yīng)用戶的行為或者物體的運動，作為輸入信號使用的時間周期信號與用戶行為或者物體運動的變化速度相比具有相對高的頻率。這是因為只有當(dāng)輸入信號具有相對高的頻率時，才能在傳感器裝置中通過電容方法或者磁耦合現(xiàn)象獲得具有相對高的值的輸出信號。然而，由于傳感器裝置引入的噪聲分量同樣出現(xiàn)在傳感器電路的輸出信號中，為了獲得足夠的信噪比(SNR)，輸入至傳感器裝置的驅(qū)動信號的幅度需要被極大的增強。
[0003]為了闡明本發(fā)明的更詳細的實施例，將本發(fā)明應(yīng)用至包括附加到諸如LCD和OLED的平板顯示器裝置的觸摸傳感器面板的觸摸傳感器電路。
[0004]在最近的便攜式電話或者筆記本電腦(PC)中，觸摸傳感器面板被附加至平板顯示器裝置LCD和OLED中，通過使用手指或者筆等的觸摸操作，所述觸摸傳感器面板被用作輸入裝置。
[0005]在初始的觸摸傳感器面板中主要使用電阻式觸摸方法。然而，初始的觸摸傳感器面板的缺點在于由于機械運動必需轉(zhuǎn)換為觸摸傳感，其使用壽命短。
[0006]為彌補所述缺點，主要使用采用鋼化玻璃去除了機械運動的電容觸摸傳感器面板。所述的電容觸摸傳感器面板具有用于觸摸傳感器面板的玻璃面板被安置于平板顯示器上，并且鋼化玻璃被附加至所述玻璃面板的結(jié)構(gòu)。盡管用手指或者筆觸摸所述的鋼化玻璃，但機械運動不會被傳遞至所述安放在鋼化玻璃下的用于觸摸傳感器面板的玻璃面板和平板顯示器裝置。相應(yīng)地，所述電容觸摸傳感器面板不存在通過重復(fù)的觸摸操作導(dǎo)致的顯示器裝置使用壽命縮短的缺陷。
[0007]互相不電耦合并且相互交叉設(shè)置的電極被設(shè)置在電容觸摸傳感器面板的玻璃面板中。所述電極通常采用透明電極(即銦錫氧化物)或者納米線。所述電容觸摸傳感器面板可分為自電容測量方法和互電容測量方法。在早期階段，主要使用測量自電容的方法。隨著同一時間作出的觸摸的數(shù)目變成3個或者更多，測量互電容的方法逐漸的被更多采用。此處，術(shù)語“自電容”為每行與參考點之間的電容，而術(shù)語“互電容”為相互交叉的兩行之間的電容。在LCD的情況下，自電容的參考點(接地)對應(yīng)于LCD公共電極(VCOM)端，而在OLED的情況下，則對應(yīng)于公共陰極端。
[0008]然而，在測量互電容的電容觸摸方法中，例如LCD或者OLED等的平板顯示器本身產(chǎn)生的公共電極(VCOM)噪聲的信噪比(SNR)非常小。此處，所述公共電極(VCOM)噪聲通常涉及LCD公共電極(VCOM)噪聲和OLED公共陰極電極噪聲。相應(yīng)地，在此電容觸摸方法下，減少由平板顯示器本身產(chǎn)生的公共電極(VCOM)噪聲的影響的機制是至關(guān)重要的。
[0009]在對本發(fā)明的主要技術(shù)精神進行描述之前，需要首先理解LCD的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中，由于OLED中產(chǎn)生公共電極(VCOM)噪聲的機制與LCD的相類似，所以只對LCD的結(jié)構(gòu)進行描述。現(xiàn)有的LCD可主要分為垂直對齊(VA)方法和平面交換(IPS)方法。
[0010]在垂直對齊(VA)方法中，如圖1a所示，公共電極(VCOM)節(jié)點接近電容觸摸傳感器面板電極，這是因為，其被安置于形成LCD的兩個玻璃基板中的遠離LCD的背光的LCD的上層玻璃基板中。
[0011]在平面交換(IPS)方法中，如圖1b所示，公共電極(VCOM)節(jié)點遠離所述電容觸摸傳感器面板電極，這是由于其被安置接近背光的LCD的下層玻璃基板中。然而，由于平面交換(IPS)方法中觸摸傳感器面板和LCD之間除了具有相對高電阻值的防止靜電薄膜之外不存在導(dǎo)電面板，因此所述觸摸傳感器面板電極直接暴露于驅(qū)動TFT或者源驅(qū)動的視頻模擬信號(即灰度信號)。
[0012]IXD的像素包括兩個電極、安置于兩個電極之間的液晶、顏色過濾器等。所述電極由所述玻璃面板之上的銦錫氧化物(Ι--)等制成的透明電極形成。如圖2所示，通過TFT開關(guān)從源驅(qū)動接收的表示灰度的模擬信號被應(yīng)用至所述兩個電極中的一個。大約5V的直流(DC)電壓被共同應(yīng)用至另一個公共節(jié)點的所有像素。這樣的公共節(jié)點被稱為公共電極(VCOM)節(jié)點。通常地，電容觸摸傳感器面板在所述觸摸傳感器面板本身不包括接地或者參考電極，由于所述電容觸摸傳感器面板直接設(shè)置于所述LCD上，所以LCD公共電極(VCOM)節(jié)點用作電容觸摸傳感器面板的參考電壓節(jié)點。
[0013]參照圖2，在IXD中，根據(jù)對應(yīng)于各行的門驅(qū)動線Gl至G3的位置，對它們按順序進行驅(qū)動。大量的(全高清(HD)的情況下大約6000個)TFT開關(guān)的門節(jié)點與每個門驅(qū)動線相耦合。相應(yīng)地，相對高的幾十PF的電容被耦合至一個門驅(qū)動線。門驅(qū)動信號在斷開時維持大約-5V的值，在打開時維持大約+25V的值。相應(yīng)地，由于所述門驅(qū)動信號的上升沿及下降沿時間中，在短時間內(nèi)會產(chǎn)生非常大的電壓變動，所以可以由“CdV/dt”表示的非常高的位移電流In⑴經(jīng)過TFT的門電容CeD和液晶電容Q流動至IXD公共電極(VCOM)節(jié)點。
[0014]圖3為顯示了由于圖2所示的門驅(qū)動線的驅(qū)動信號而產(chǎn)生的公共電極(VCOM)噪聲的機制的示意圖。參照圖3，所述位移電流IN(t)經(jīng)由透明電極形成的公共電極(VCOM)平面，然后通過LCD公共電極(VCOM)驅(qū)動電路(driver)的輸出電阻(RO)來流動，因此LCD公共電極(VCOM)的波形在所述門驅(qū)動信號的上升沿和下降沿時刻呈現(xiàn)為脈沖形式。
[0015]然而，如圖2所示，所述門驅(qū)動信號順序地移動至下一個門驅(qū)動線。公共電極(VCOM)噪聲在所有門驅(qū)動線的門驅(qū)動器信號的每個上升沿和下降沿區(qū)間具有脈沖形狀的波形。 [0016]如上所述的電容觸摸方法分為測量自電容的方法和測量互電容的方法。由于觸摸時人體和地球之間的電容增加，自電容的值增加。相應(yīng)地，根據(jù)這種現(xiàn)象來確定觸摸是否存在。進一步地，由于其具有大約20pF或者更多的相對高的值，自電容對LCD公共電極(VCOM)噪聲相對不敏感。
[0017]然而，在所述電容觸摸方法中，如果同時觸摸位置的數(shù)量為3個或者更多，則需要測量互電容。如果存在觸摸操作，則在一個觸摸位置相互交叉的兩個電極間的互電容值減小。所述互電容值為大約lpF，由于觸摸操作，所述互電容值減少大約10%至20%。如本發(fā)明的圖8所示，互電容CstU—側(cè)的電極X[j]耦合至電荷放大器的輸入端，其另一側(cè)的電極Y [i]耦合至驅(qū)動信號發(fā)生單元120。所述CM.u為第i個Y電極Y [i]與第j個X電極X [j]之間的互電容。當(dāng)電極Y[i]與電極X[j]相交的位置產(chǎn)生觸摸操作時，互電容Csiiij的值減少大約10%至20%，電荷放大器的輸出電壓幅度也因此減小。這是因為，電荷放大器的輸出電壓幅度以與CM.u的變化相同的比例，與驅(qū)動信號的電壓幅度乘以獲得的值相同。此處，通過將公共節(jié)點噪聲(VCOM noise)電壓乘以數(shù)值CSXj/CF獲得的電壓，通過耦合至電荷放大器的反相輸入端的觸摸傳感器面板電極X[j]和公共節(jié)點(VCOM)電極之間的自電容Csju，被添加到電荷放大器的輸出電壓。
[0018]通常，公共電極(VCOM)噪聲幅度小于觸摸傳感器面板驅(qū)動信號的幅度，但自電容Csxj是互電容CM.u的20倍或者更多。相應(yīng)地，電荷放大器輸出信號的信噪比(SNR)通常小于I。在此條件下，為了在互電容測量方法的觸摸傳感器中克服LCD公共電極(VCOM)噪聲和確定觸摸是否穩(wěn)定存在，使用降噪方法的觸摸傳感器是不可或缺的。
[0019]在使用互電容測量方法的觸摸傳感器中，通過減小由平板顯示器本身產(chǎn)生的公共電極(VCOM)噪聲的影響，以增加電荷放大器輸出電壓的信噪比的方法大致可包括下列方法:
[0020](I)斬波器(chopper)方法，
[0021](2)增加觸摸傳感器面板的驅(qū)動信號的幅度的方法，
[0022](3)控制觸摸傳感器面板的驅(qū)動信號的頻率的方法，
[0023](4)僅在平板顯示器沒有進行操作的時間間隔內(nèi)驅(qū)動觸摸傳感器面板的方法。
[0024]首先，所述斬波器方法為降低在積分器或者低通濾波器輸出中的公共電極(VCOM)噪聲的影響的方法，其將與應(yīng)用于電容觸摸傳感器面板的驅(qū)動信號相同的信號應(yīng)用于接收電路單元，并在斬波器電路中將接收電路單元的電荷放大器的輸出信號以及與驅(qū)動信號相同的信號相乘后，使輸出信號通過積分器或低通濾波器。
[0025]其次，增加觸摸傳感器面板的驅(qū)動信號幅度的方法為增加觸摸傳感器面板的驅(qū)動信號的幅度以使所述接收電路單元的輸出信號的信噪比(SNR)增大至I或者更多的方法。
[0026]第三，控制觸摸傳感器面板的驅(qū)動信號的頻率的方法為在公共電極(VCOM)噪聲的頻譜上發(fā)現(xiàn)具有小的噪聲大小的頻點并控制所述驅(qū)動信號的頻率以使得其變得與所述頻點相同?！久绹鴮＠?，公開出版號:US2008/0157882】
[0027]第四，僅在平板顯示器沒有工作的時間間隔內(nèi)驅(qū)動觸摸傳感器面板的方法為僅在VBLANK間隔內(nèi)驅(qū)動觸摸傳感器電路的方法，所述VBLANK間隔為在平板顯示器中一幀屏幕被全部傳輸后直到開始傳輸下一幀屏幕的時間間隔，由于公共電極(VCOM)噪聲在VBLANK間隔內(nèi)不會產(chǎn)生?！久绹鴮＠_出版號:US2009/0009483】
[0028]為了使得電荷放大器的輸出電壓的信噪比(SNR)增加到I或者更多，所述驅(qū)動信號的峰到峰電壓值為20V以上，但是通過對上述方法中的幾個進行組合，所述峰到峰電壓值最近被減少至大約5V。然而，5V比半導(dǎo)體芯片的供電電壓高出很多。相應(yīng)地，如果使用額外的VCOM噪聲降低機制使得驅(qū)動信號的峰到峰電壓值減少至大約3V或者IV，則存在如下的優(yōu)點:現(xiàn)有使用的半導(dǎo)體芯片的供電電壓可被用于驅(qū)動信號發(fā)生單元，甚至不需要添加額外的供應(yīng)電壓。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0029]相應(yīng)地，本發(fā)明用于解決相關(guān)技術(shù)中發(fā)生的問題，本發(fā)明的實施例提供了一種傳感裝置，其中通過降低由傳感器裝置引入的噪聲的影響，使得傳感器電路的最終輸出信號信噪比(SNR)維持為相對大的值，而使用時間周期信號作為輸入信號，維持傳感裝置中輸入信號的幅度在相對小的值。為了更詳細的描述本發(fā)明，本發(fā)明的內(nèi)容被應(yīng)用至電容觸摸傳感器，從而，輸入信號的幅度可以維持為相對小的值，并且是否存在觸摸以及觸摸的位置均可以以這種方式進行可靠地確定，其對于平板顯示器自身產(chǎn)生的噪聲不敏感。
[0030]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種使用傳感器裝置測量方法的傳感器，包括:周期信號發(fā)生單元110，配置為產(chǎn)生時間周期信號；驅(qū)動信號發(fā)生單元120，配置為使用所述周期信號發(fā)生單元110的輸出信號和反饋信號，從而產(chǎn)生傳感器裝置130驅(qū)動信號；傳感器裝置130，配置為具有耦合到驅(qū)動信號發(fā)生單元120的輸出端的傳感器裝置130的輸入端，和耦合到第一接收單元150輸入端的傳感器裝置130的輸出端；第一接收單元150，配置為將電荷放大器耦合至所述傳感器裝置130的輸出端，并且發(fā)生與所述電荷放大器的輸出成比例的輸出信號；第二接收單元，配置為接收所述第一接收單元150的部分輸出信號和周期信號發(fā)生單元110的輸出信號，并與所述傳感器裝置130或者其差值成比例的低頻輸出信號；反饋信號發(fā)生單元140，配置為接收所述第一接收單元150的輸出信號，并將接收到的輸出反饋信號輸出至所述驅(qū)動信號發(fā)生單元120。這里，如果將用于測量傳感器裝置130的本發(fā)明應(yīng)于使用互電容測量方法的觸摸傳感器面板，則還包括用于顯示圖像的平板顯示器和安置在所述平板顯示器上部的外置式(on-cell)或者內(nèi)嵌在所述平板顯示器內(nèi)的內(nèi)置式(in-cell)的觸摸傳感器面板。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的傳感器電路能夠?qū)鞲衅麟娐返淖罱K輸出信號的信噪比(SNR)維持在相對高的值，同時將應(yīng)用于傳感器裝置的輸入信號維持在一個相對小的幅度，并且，傳感器裝置引入的噪聲的影響很少出現(xiàn)在傳感器電路的最終輸出信號中。相應(yīng)地，本發(fā)明的優(yōu)勢在于:通過去除高的電壓驅(qū)動電路，傳感裝置芯片的功耗降低，傳感裝置芯片的制造成本降低。如果本發(fā)明應(yīng)用至使用互電容測量方法的電容觸摸傳感裝置中，則由平板顯示器自身產(chǎn)生的公共電極(VCOM)噪聲的影響很少出現(xiàn)在觸摸傳感裝置的最終輸出信號中。因此，本發(fā)明的優(yōu)勢在于:可維持為數(shù)字信號水平，而無需增大觸摸傳感器面板驅(qū)動信號的幅度，所以傳感裝置芯片的功耗降低；通過去除高的電壓驅(qū)動電路，傳感裝置芯片的制造成本得以降低。
[0032]進一步地，本發(fā)明的優(yōu)勢在于:由于傳感裝置中的電路可在整個時域中被驅(qū)動，即平板顯示器裝置在其不運作的空(VBLANK)時間間隔之外亦進行運作，所以傳感速度被增強。
【專利附圖】
【附圖說明】[0033]圖1a顯示了使用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的垂直對齊(VA)方法的常規(guī)IXD的截面圖；
[0034]圖1b顯示了使用平面交換(IPS)方法的IXD的截面圖；
[0035]圖2顯示了圖1a和圖1b所示的門驅(qū)動線的順序驅(qū)動操作；
[0036]圖3顯示了由于圖2所示的門驅(qū)動線的驅(qū)動信號而產(chǎn)生的公共電極(VCOM)噪聲的機制；
[0037]圖4為本發(fā)明的方框示意圖；
[0038]圖5為本發(fā)明更加詳細的框圖。并顯示了圖4中本發(fā)明的更加詳細的示例并顯示了傳感裝置，其中，用于產(chǎn)生與用于測量傳感器裝置的物理量成比例的輸出信號的可變傳感器裝置131和用于產(chǎn)生與所述物理量無關(guān)的恒定輸出信號的固定傳感器裝置133分開實現(xiàn)；
[0039]圖6顯示了應(yīng)用于電容觸摸傳感裝置的本發(fā)明的示例；
[0040]圖7為圖6中顯示的接收單元的詳細示意圖；
[0041]圖8顯示了圖6中顯示的觸摸傳感器面板的布局示意圖；
[0042]圖9顯示了常規(guī)電容觸摸傳感裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，所述常規(guī)電容觸摸傳感裝置使用互電容測量方法，其中電荷放大器耦合至第一接收單元；
[0043]圖1Oa顯不了將本發(fā)明的精神應(yīng)用于電容觸摸的一個實施例的不意圖；圖1Ob顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二接收單元的實施例的示意圖；
[0044]圖1Oc顯示了圖1Oa的實施例的更詳細的電路實施例的示意圖；
[0045]圖1Od顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二接收單元的另一個實施例的示意圖；
[0046]圖1la顯示了根據(jù)本發(fā)明的以帶通濾波器的形式實現(xiàn)的第一接收單元的放大器的一個示例的示意圖；
[0047]圖1lb顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一接收單元的放大器的詳細示意圖；
[0048]圖12a顯示了本發(fā)明中平板顯示器噪聲(VCOM)的波形圖；
[0049]圖12b顯示了本發(fā)明中所使用的放大器的輸出電壓的特征；
[0050]圖12c顯示了本發(fā)明中所使用的放大器的輸出電壓的其他特征；
[0051]圖13顯示了常規(guī)電容觸摸傳感裝置的輸出電壓在頻域上與根據(jù)本發(fā)明的傳感裝置的第一接收單元150的輸出電壓相對比的示意圖；
[0052]圖14顯示了根據(jù)互電容變化的所述第二接收單元的低通濾波器(LPF)的輸出波形。
具體實施例
[0053]下文中，對本發(fā)明的具體實施例結(jié)合附圖進行詳細的描述。除非明確的描述，每個組成部件或者特征均是可選的。每個組成部件和特征可以不需要與其它組成部件或者特征相結(jié)合地被執(zhí)行。進一步地，一些組成部件和/或特征可以結(jié)合以形成本發(fā)明的實施例。本發(fā)明實施例中描述的操作順序可以改變。一個實施例中的一些組成部件或特征可包括在其他實施例中或者被其他實施例中的相應(yīng)組成部件或者特征替換。
[0054]【專利附圖】
【附圖說明】中，使本發(fā)明的技術(shù)精神變得晦澀的程序或者步驟未進行描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的程序或者步驟同樣未進行描述。進一步地，說明書中相同的部件使用相同的附圖標記。[0055]本發(fā)明實施例中所使用的具體術(shù)語用于幫助本發(fā)明的理解，在不脫離本發(fā)明技術(shù)精神的前提下，所述具體術(shù)語可變?yōu)槠渌问健?br> [0056]本發(fā)明的一些典型實施例參考附圖進行了詳細描述。與附圖一起公開的詳細的表述用于描述本發(fā)明的一些典型實施例而非本發(fā)明的單獨實施例。
[0057]本發(fā)明的說明書所使用的“用戶的行為或者物體的運動”涉及用戶直接執(zhí)行的行為或者通過物體以達到操縱裝置的意圖而應(yīng)用本發(fā)明的傳感裝置。例如，用戶的行為或者物體的運動包括通過用戶人體的一部分或者用戶使用工具等觸摸面板的操作以及使得用戶人體的部分或者用戶使用的工具靠近面板的操作，以獲得在電容觸摸面板情形下的電容耦合以及在磁性觸摸面板情形下的感應(yīng)耦合。
[0058]值得注意的是本發(fā)明的傳感裝置識別出作為用戶的故意輸入，通過“用戶的行為或者物體的運動”所產(chǎn)生的電容耦合、感應(yīng)耦合、光量變化和頻率、電壓或其他的變化等。
[0059]同樣值得注意的是“用戶的行為或者物體的運動”除了包括用戶操作本發(fā)明的傳感裝置的部件的操作之外不包括剩余的非故意操作。例如，諸如環(huán)境溫度、大氣和濕度等的自然的改變不包括在“用戶的行為或者物體的運動”中。
[0060]圖4為本發(fā)明的原理框圖，其顯示了使用時間周期信號作為輸入將本發(fā)明中的示例應(yīng)用至傳感裝置。使用時間周期信號作為輸入的傳感裝置，可被應(yīng)用至所有使用與用戶的操作或者環(huán)境變化的速度相比具有相對高頻率的時間周期信號作為輸入的傳感裝置，例如電容傳感裝置和感應(yīng)傳感裝置等，從而將施加輸入信號的傳感裝置的輸入側(cè)與獲得輸出信號的傳感裝置的輸出側(cè)相耦合。采用本發(fā)明的傳感裝置包括各種類型的利用電耦合現(xiàn)象的包括電容觸摸傳感器的電容傳感裝置和各種類型的利用磁耦合現(xiàn)象的磁性傳感裝置。常規(guī)的傳感裝置的缺點在于:由傳感器裝置130引入的噪聲不會衰減并且所述噪聲出現(xiàn)在第二接收單元160的最終輸出信號中，這是由于其在沒有圖4中的驅(qū)動信號發(fā)生單元120和反饋信號發(fā)生單元140的情況下使用輸入信號作為驅(qū)動信號。在圖4的本發(fā)明中，使用信號產(chǎn)生驅(qū)動信號，在所述信號中，通過將第一接收單元150的輸出信號應(yīng)用至反饋信號發(fā)生單元140，將反饋信號發(fā)生單元140的輸出信號與周期信號發(fā)生單元110的輸出信號合并。相應(yīng)地，由傳感器裝置130引入的噪聲是衰減的，因此，通過包括有驅(qū)動信號發(fā)生單元120、傳感器裝置130、第一接收單元150和反饋信號發(fā)生單元140負反饋電路操作，傳感器裝置130引入的噪聲衰減地出現(xiàn)在第二接收單元160的最終輸出信號中。所述傳感器裝置130可包括平板顯示器，例如內(nèi)嵌有能夠識別觸摸操作的面板的IXD或者0LED。
[0061]圖5為對圖4的本發(fā)明的傳感裝置10的進行詳細顯示的框圖。參照圖5，驅(qū)動信號發(fā)生單元120產(chǎn)生信號，其中所述反饋信號發(fā)生單元140的輸出信號Vfb已從所述周期信號發(fā)生單元110的輸出信號中減去，并輸出通過將產(chǎn)生的信號通過諧振器而獲得的信號，作為驅(qū)動信號發(fā)生單元120的輸出信號(Vstm)。傳感器裝置130包括:可變傳感器裝置131(Csms)，用于產(chǎn)生與待測量的物理量成比例的輸出信號；固定傳感器裝置133(Cfix)，用于產(chǎn)生與所述物理量無關(guān)的恒定的輸出信號。其中，可變傳感器裝置131(Csms)和固定傳感器裝置133 (Cfix)分開實現(xiàn)。第一接收單元150分為用于放大所述可變傳感器裝置131的輸出信號的電路和用于放大所述固定傳感器裝置133的輸出信號的電路，上述兩個電路具有同樣的轉(zhuǎn)移函數(shù)。所述第一接收單元150的可變傳感器裝置131的經(jīng)放大的輸出信號(Vsens)用作第二接收單元160的輸入信號，所述第一接收單元150的可變傳感器裝置131的經(jīng)放大的輸出信號(Vsens)和所述第一接收單元150的固定傳感器裝置133的經(jīng)放大的輸出信號(Vfix)均用作所述反饋信號發(fā)生單元140的輸入信號。所述反饋信號發(fā)生單元140輸出與兩個輸入信號的平均值成比例的信號，作為輸出信號(Vfb)。
[0062]圖5中，第一接收單元150的可變傳感器裝置131的經(jīng)放大的輸出信號(Vsms)由下述的方程式I所定義。VnS由傳感器裝置130所引入的噪聲，A(S)為諧振器123的轉(zhuǎn)移函數(shù)，B(S)為所述第一接收單元150中包含的放大器的轉(zhuǎn)移函數(shù)。
[0063]
【權(quán)利要求】
1.一種傳感裝置，包括: 傳感器裝置，配置為識別用戶的行為或者物體的運動； 第一接收單元，配置為響應(yīng)于所述傳感器裝置的輸出信號而運作； 第二接收單元，配置為聯(lián)動于所述第一接收單元的輸出信號而運作； 反饋信號發(fā)生單元，配置為聯(lián)動于所述第一接收單元的輸出信號而運作； 周期信號發(fā)生單元，配置為產(chǎn)生周期信號； 驅(qū)動信號發(fā)生單元，耦合至所述周期信號發(fā)生單元的輸出信號以及所述反饋信號發(fā)生單元的輸出信號，并配置為產(chǎn)生傳感器裝置驅(qū)動信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其中所述周期信號發(fā)生單元產(chǎn)生正弦波、脈沖波和三角波中的任一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其中所述第二接收單元包括一個或者多個乘法器以及斬波器，以降低所述傳感器裝置引入噪聲的影響。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其中所述驅(qū)動信號發(fā)生單元包括諧振器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其中: 所述第一接收單元包括電荷放大器； 所述電荷放大器包括運放。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其中，通過對所述傳感器裝置反饋回來的信號和所述周期信號發(fā)生單元的輸出信號進行合成，所述驅(qū)動信號發(fā)生單元的所述傳感器裝置驅(qū)動信號抵消由所述傳感器裝置引入的部分噪聲信號分量。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述傳感裝置，其中由所述傳感器裝置引入的噪聲的頻率分量中，具有所述諧振器的共振頻率的90%至110%范圍的頻率分量通過負反饋操作而衰減。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其中: 所述傳感器裝置包括: 可變傳感器裝置(131)，配置為應(yīng)用并接收所述驅(qū)動信號發(fā)生單元的所述傳感器裝置驅(qū)動信號，根據(jù)要感測的物理量，產(chǎn)生數(shù)值可變的輸出信號，并作為所述第一接收單元的輸入信號而進行傳輸；以及 固定傳感器裝置(133)，配置為應(yīng)用并接收所述驅(qū)動信號發(fā)生單元的所述傳感器裝置驅(qū)動信號，產(chǎn)生與要感測的物理量無關(guān)的數(shù)值恒定的輸出信號，并作為所述第一接收單元輸入信號而進行傳輸； 其中，在所述諧振器的共振頻率上，所述可變傳感器裝置(131)的轉(zhuǎn)移函數(shù)和所述固定傳感器裝置(133)的轉(zhuǎn)移函數(shù)間的差值為50%或者更低。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的傳感裝置，其中所述可變傳感器裝置(131)的輸出信號和所述固定傳感器裝置(133)的輸出信號，對于分別所引起的噪聲的頻率特性和時域特性相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的傳感裝置，其中: 所述第一接收單元分別接收所述可變傳感器裝置(131)的輸出信號以及所述固定傳感器裝置(133)的輸出信號，產(chǎn)生根據(jù)所述可變傳感器裝置(131)的輸出信號而確定的第一輸出信號以及根據(jù)所述固定傳感器裝置(133)的輸出信號而確定的第二輸出信號，將所述第一輸出信號作為所述第二接收單元的輸入信號提供，將所述第一輸出信號和所述第二輸出信號作為所述反饋信號發(fā)生單元的輸入信號提供。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其中所述第一接收單元的轉(zhuǎn)移函數(shù)具有帶通頻率特性。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感裝置，其中所述驅(qū)動信號發(fā)生單元的所述傳感器裝置驅(qū)動信號，在所述傳感器裝置所引入的噪聲信號分量中，共振頻率的90%至110%范圍的頻段中抵消。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其中: 所述第二接收單元包括: 乘法電路，配置為使得所述第一接收單元的部分輸出信號和所述周期信號發(fā)生單元的輸出信號相乘；以及 積分器或者低通濾波器，配置為所述乘法電路的輸出信號耦合至輸入端； 其中，所述乘法電路包括乘法器或者斬波器電路中的任一個。
14.一種傳感裝置，包括: 平板顯示器，配置為包括使用電容方法識別觸摸操作的觸摸傳感器面板； 接收單元，配置 為響應(yīng)于所述觸摸傳感器面板的輸出信號而運行； 反饋信號發(fā)生單元，配置為聯(lián)動于所述接收單元的輸出信號而運行； 周期信號發(fā)生單元，配置為產(chǎn)生周期信號；以及 驅(qū)動信號發(fā)生單元，耦合至所示周期信號發(fā)生單元的輸出信號和所述反饋信號發(fā)生單元的輸出信號，配置為產(chǎn)生觸摸傳感器面板驅(qū)動信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的傳感裝置，其中所述觸摸傳感器面板的第一方向的導(dǎo)線和第二方向的導(dǎo)線不會電力短路。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的傳感裝置，其中所述觸摸傳感器面板和所述反饋信號發(fā)生單元一起包含在形成反饋環(huán)路的部件中。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的傳感裝置，其中通過使用所述接收單元的部分或者全部輸出信號，用于驅(qū)動所述觸摸傳感器面板的所述驅(qū)動信號發(fā)生單元的所述觸摸傳感器面板驅(qū)動信號發(fā)生改變。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的傳感裝置，其中作為所述反饋信號發(fā)生單元的輸出信號和所述周期信號發(fā)生單元的輸出信號的合成信號，所述驅(qū)動信號發(fā)生單元的所述觸摸傳感器面板驅(qū)動信號被應(yīng)用至所述觸摸傳感器面板。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的傳感裝置，其中所述驅(qū)動信號發(fā)生單元包括諧振器。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的傳感裝置，其中所述周期信號發(fā)生單元產(chǎn)生正弦波、脈沖波或者三角波。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的傳感裝置，其中所述接收單元包括: 乘法器或者斬波器之一，配置為具有從所述觸摸傳感器面板接收的信號，在所述接收單元內(nèi)耦合至放大器，以使在所述接收單元內(nèi)所述放大器的輸出信號和所述周期信號發(fā)生單元的輸出信號彼此相乘；以及 積分器或者低通濾波器之一，配置為接收所述乘法器或者所述斬波器電路中所具備的一個輸出信號。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的傳感裝置，其中:所述接收單元中的所述放大器為電荷放大器； 所述放大器的輸出信號作為所述反饋信號發(fā)生單元的輸入信號被傳輸。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的傳感裝置，其中: 如果輸入至所述諧振器的輸入信號頻率值以共振頻率為基準改變?yōu)榫哂?0%至110%范圍的頻率值，則所述諧振器的轉(zhuǎn)移函數(shù)的值增大； 如果輸入至所述諧振器的輸入信號頻率值以共振頻率為基準不改變?yōu)榫哂?0%至110%范圍的頻率值，則所述諧振器的轉(zhuǎn)移函數(shù)的值減小。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的傳感裝置，其中所述周期信號發(fā)生單元的輸出信號的頻率大于所述諧振器的共振頻率的一半，并且小于所述共振頻率的兩倍。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的傳感裝置，其中: 通過結(jié)合所述周期信號發(fā)生單元的輸出信號和所述反饋信號發(fā)生單元的輸出信號組合并所產(chǎn)生的信號被應(yīng)用至所述諧振器； 所述諧振器的輸出信號被應(yīng)用至所述觸摸傳感器面板。
26.根據(jù)權(quán)利要求14所述的傳感裝置，其中所述驅(qū)動信號發(fā)生單元的所述觸摸傳感器面板驅(qū)動信號在所述觸摸傳感器面板所引入的噪聲信號分量中，在具有共振頻率的90%至110%范圍的頻段中相互抵消。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的傳感裝置，其中所述驅(qū)動信號發(fā)生單元的所述觸摸傳感器面板驅(qū)動信號在所述觸摸傳感器面板所引入的噪聲信號分量中，在具有共振頻率的90%至110%范圍的頻段中相互抵消。
28.根據(jù)權(quán)利要求15所述的傳感裝置，其中所述平板顯示器產(chǎn)生的噪聲為通過所述觸摸傳感器面板輸入至所述接收單元的所述平板顯示器的公共電極噪聲。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的傳感裝置，其中: 噪聲轉(zhuǎn)移函數(shù)具有帶阻濾波器特性，其中，當(dāng)所述接收單元輸出的最終輸出信號的頻率在特定頻率的90%至110%的范圍內(nèi)改變時，所述平板顯示器的轉(zhuǎn)移函數(shù)值減小，而當(dāng)所述頻率變得遠離所述特定頻率時，所述平板顯示器的轉(zhuǎn)移函數(shù)值逐漸增加； 所述噪聲轉(zhuǎn)移函數(shù)為所述最終輸出信號的噪聲分量與所述公共電極噪聲的比值。
30.一種傳感裝置，安置在用于顯示圖像的平板顯示器上的外置電容型觸摸傳感器面板，或者內(nèi)嵌于所述平板顯示器內(nèi)的內(nèi)置電容型觸摸傳感器面板；所述觸摸傳感裝置，包括: 周期信號發(fā)生單元，配置為產(chǎn)生周期信號； 平板顯示器，配置為包括用于識別觸摸操作的所述電容型觸摸傳感器面板； 第一接收單元，配置為響應(yīng)于所述觸摸傳感器面板的輸出信號而運行； 第二接收單元，配置為輸入所述第一接收單元的輸出信號和所述周期信號發(fā)生單元的輸出，并產(chǎn)生最終輸出信號； 反饋信號發(fā)生單元，配置為聯(lián)動于所述第一接收單元的輸出信號而運行； 驅(qū)動信號發(fā)生單元，耦合至所述周期信號發(fā)生單元的輸出信號和所述反饋信號發(fā)生單元的輸出信號，配置為產(chǎn)生觸摸傳感器面板驅(qū)動信號，并生成所述觸摸傳感器面板驅(qū)動信號，從而輸入至所述觸摸傳感器面板的輸入端。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的傳感裝置，其中所述反饋信號發(fā)生單元接收所述第一接收單元的輸出信號，輸出與所述第一接收單元所輸出的輸出信號的平均值成比例的反饋信號，并將所述反饋信號應(yīng)用于所述驅(qū)動信號發(fā)生單元。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的傳感裝置，其中: 所述第一接收單元包括電荷放大器； 所述電荷放大器包括運放。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的傳感裝置，其中: 所述第二接收單元包括: 乘法電路，使得所述第一接收單元的部分或者全部輸出信號以及所述周期信號發(fā)生單元的輸出信號彼此相乘； 集成濾波器，通過輸入端輸入所述乘法電路的輸出信號； 所述乘法電路為乘法器和斬波器電路中的任一個； 所述集成濾波器為積分器和低通濾波器中的任一個。
34.根據(jù)權(quán)利要求22或32所述的傳感裝置，其中所述電荷放大器的轉(zhuǎn)移函數(shù)具有帶通頻率特性，其包括: 所述觸摸傳感器面板的在第一方向的電極與所述觸摸傳感器面板在第二方向的電極之間的互電容；以及 所述第二方向的電極和所述平板顯示器的公共電極之間的自電容。
35.根據(jù)權(quán)利要求5、22和32之一所述的傳感裝置，其中: 所述電荷放大器的轉(zhuǎn)移函數(shù)的頻率特性具有帶通特性，以阻止使用于所述電荷放大器中的所述運放的輸出端電壓飽和的現(xiàn)象。
36.根據(jù)權(quán)利要求5、22和32之一所述的傳感裝置，其中，所述電荷放大器，利用所述運放的自高頻特性，阻止所述運放的輸出端電壓飽和的現(xiàn)象。
37.根據(jù)權(quán)利要求5、22和32之一所述的傳感裝置，其中所述周期信號發(fā)生單元的輸出信號的頻率落入所述電荷放大器的轉(zhuǎn)移函數(shù)的通過頻帶的范圍。
38.根據(jù)權(quán)利要求5、22和32之一所述的傳感裝置，其中所述諧振器的共振頻率落入所述電荷放大器的轉(zhuǎn)移函數(shù)的通過頻帶的范圍。
39.根據(jù)權(quán)利要求22或者32所述的傳感裝置，其中所述平板顯示器的公共電極噪聲的頻率分量中，所述諧振器的共振頻率的90%至110%的頻率分量通過負反饋操作而衰減，并出現(xiàn)在所述最終輸出信號中。
【文檔編號】G09G3/20GK103988157SQ201380003137
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月6日
【發(fā)明者】樸鴻浚, 李祥銖, 呂東熹, 李宰承 申請人:浦項工科大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團
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