本發(fā)明涉及一種用于使用者輸入的電容式觸摸輸入裝置,尤其涉及具有用于調(diào)節(jié)觸摸輸入靈敏度的結(jié)構(gòu)的技術(shù)。
背景技術(shù):
在導(dǎo)電體(=電極)的附近存在如人的手指等物體的情況下,上述導(dǎo)電體和上述手指之間形成電容。這種電容可在上述導(dǎo)電體和上述手指之間提供電流的通道。上述電容的大小可根據(jù)上述導(dǎo)電體和上述手指之間的距離發(fā)生變化。
電容式觸摸輸入裝置是利用上述原理,并在觸摸輸入裝置中所包含的觸摸面板的表面上配置多個導(dǎo)電體,在手指存在于其中的特定導(dǎo)電體附近的情況下,檢測出通過上述特定導(dǎo)電體而流動的電流的大小發(fā)生變化的現(xiàn)象,從而檢測是否發(fā)生觸摸輸入的裝置。因此,電容式觸摸輸入裝置可具有用于測定上述電流的大小的觸摸輸入檢測部(=觸摸輸入檢測電路部)。電容式觸摸輸入裝置例如可作為智能手機等使用者設(shè)備的一結(jié)構(gòu)要素。
當(dāng)假定在擬檢測觸摸輸入與否的檢測對象導(dǎo)電體上未形成觸摸輸入的狀態(tài)時,在上述檢測對象導(dǎo)電體上會形成恒定大小的基礎(chǔ)電容。這種基礎(chǔ)電容可以是在上述檢測對象導(dǎo)電體和其他導(dǎo)電體之間形成的互電容或上述檢測對象導(dǎo)電體和其他電路元件之間形成的雜散電容(=寄生電容)。在此情況下,上述互電容可根據(jù)設(shè)計意圖而按照意圖形成,上述雜散電容可以是未預(yù)料的情況下發(fā)生的電容成分。當(dāng)在上述檢測對象導(dǎo)電體上構(gòu)成手指等接觸時,形成于上述檢測對象導(dǎo)電體的電容可以具有不同于上述基礎(chǔ)電容的發(fā)生變化的電容值。在此情況下,可根據(jù)因上述接觸而發(fā)生的電容的變化量和上述基礎(chǔ)電容的比例來決定觸摸輸入檢測部的靈敏度。若上述基礎(chǔ)電容過大,則可能很難檢測出形成于上述檢測對象導(dǎo)電體的電容是否因觸摸輸入發(fā)生變化。因此,有必要使得上述基礎(chǔ)電容具有適當(dāng)?shù)闹怠?/p>
但是,如上所述,上述基礎(chǔ)電容中可包含有未預(yù)料的雜散電容,因此,存在基礎(chǔ)電容大于電路的設(shè)計意圖的問題。
并且,在配置有多個導(dǎo)電體的電容式觸摸輸入裝置中,上述多個導(dǎo)電體之間還可以形成無法控制的互電容。在觸摸輸入檢測部的層面上,可視作這種無法控制的互電容構(gòu)成了上述雜散電容。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
解決的技術(shù)問題
本發(fā)明中,提供一種在配置于觸摸面板的電極上構(gòu)成觸摸輸入的情況下,作為因上述觸摸輸入而發(fā)生變化的電容變化量的算出基準(zhǔn)的基礎(chǔ)電容值與設(shè)計意圖不同的情況下,可對其進行補償?shù)募夹g(shù)。
尤其,在用于測定形成于上述電極的電容的值的觸摸輸入檢測部與上述電極相連接的狀態(tài)下,提供一種可調(diào)節(jié)在上述觸摸輸入檢測部的輸入端的上述電極有關(guān)等效電容的值的技術(shù)。
技術(shù)方案
在觸摸輸入檢測部的輸入端的形成于觸摸輸入檢測電極的電容的值越小,根據(jù)觸摸輸入的上述電容的變化率越大,因此,可提高觸摸輸入檢測部的靈敏度。
為了解決上述課題,在本發(fā)明一實施方式的觸摸輸入檢測部的輸入端上可連接有補償部(補償電路)。在此情況下,通過觸摸輸入檢測電極而流動的電流可分支到上述觸摸輸入檢測部及上述補償部并流動。因此,在存在上述補償部的情況下輸入/輸出到上述觸摸輸入檢測部的第一電流的值,可小于在不存在上述補償部的情況下輸入/輸出到上述觸摸輸入檢測部的第二電流的值。
在此情況下,在觸摸輸入檢測部的形成于上述觸摸輸入檢測電極的電容可比例于輸入到上述觸摸輸入檢測部的電流的積分值。這是因為輸入到上述觸摸輸入檢測部的電流是借助存儲于在上述觸摸輸入檢測電極上形成的電容中的電荷來形成的。因此,存在上述補償部的情況下在上述觸摸輸入檢測部的形成于上述觸摸輸入檢測電極的第一電容,可小于不存在上述補償部的情況下在上述觸摸輸入檢測部的形成于上述觸摸輸入檢測電極的第二電容。
在本發(fā)明的一實施方式提供的電路中,利用上述補償部,可進一步減小在觸摸輸入檢測部的輸入端的形成于觸摸輸入檢測電極的電容的等效值。
相反地,在本發(fā)明的另一實施方式提供的電路中,利用上述補償部,可進一步增大在觸摸輸入檢測部的輸入端的形成于觸摸輸入檢測電極的電容的等效值。
本發(fā)明的一實施方式提供的觸摸芯片包括觸摸輸入檢測部及補償部。在此情況下,上述觸摸輸入檢測部的輸入端子及上述補償部的輸出端子一同與觸摸輸入感應(yīng)電極相連接,通過上述觸摸輸入檢測部的輸入端子而流動的第一電流的轉(zhuǎn)向和通過上述補償部的輸出端子而流動的第二電流的轉(zhuǎn)向相互同步。
本發(fā)明的另一實施方式提供的觸摸輸入裝置包括:觸摸輸入感應(yīng)電極、與上述觸摸輸入感應(yīng)電極形成互電容的一個以上的第二電極、觸摸輸入檢測部及補償部。并且,上述觸摸輸入檢測部的輸入端子及上述補償部的輸出端子一同與上述觸摸輸入感應(yīng)電極相連接,通過上述觸摸輸入檢測部的輸入端子而流動的第一電流的轉(zhuǎn)向和通過上述補償部的輸出端子而流動的第二電流的轉(zhuǎn)向相互同步。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,可提供能夠進一步減小在觸摸輸入檢測部的輸入端的形成于觸摸輸入檢測電極的電容的等效值的技術(shù)。其結(jié)果,在上述觸摸輸入檢測電極上形成觸摸輸入的情況下,可更加靈敏地檢測出形成于上述觸摸輸入檢測電極的電容的變化量。
并且,根據(jù)本發(fā)明,可提供能夠進一步增大在觸摸輸入檢測部的輸入端的形成于觸摸輸入檢測電極的電容的等效值的技術(shù)。其結(jié)果,在上述觸摸輸入檢測電極上形成觸摸輸入的情況下,可減少針對形成于上述觸摸輸入檢測電極的電容的變化量的靈敏度。
附圖說明
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的配置于觸摸面板的電極的配置結(jié)構(gòu)的一例。
圖2a表示對于通過本發(fā)明的一實施例的配置于觸摸面板的電極而流動的電流進行測定的觸摸輸入檢測部的結(jié)構(gòu)。
圖2b為表示圖2a所示的結(jié)構(gòu)的各開關(guān)的工作時序圖及相關(guān)輸出值的變化。
圖3為用于說明具有圖1所示的配置結(jié)構(gòu)的電極之間形成互電容的理由的圖。
圖4為表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的用于減少在觸摸輸入檢測部的輸入端的觸摸輸入檢測電極的電容的值的補償部的例。
圖5表示本發(fā)明另一實施例的觸摸輸入裝置的電路構(gòu)成。
圖6為用于說明根據(jù)本發(fā)明的一實施例提供的雜散電容補償部的時間下的工作特性的時序圖。
附圖標(biāo)記的說明
10:觸摸芯片100:觸摸輸入裝置
110:觸摸輸入檢測部120:雜散電容補償部
er1~er10、ec1~ec9:電極11、12:布線
l1:第一層l2:第二層
l3:透明絕緣層oa1、oa2:運算放大器
300:運算放大器320:補償電容器
400:補償-開關(guān)部410:檢測-開關(guān)部
具體實施方式
下面,將參照附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。但是,本發(fā)明不限定于在本說明書中說明的實施例,且能夠以各種不同形態(tài)實現(xiàn)。在本說明書中使用的術(shù)語用于幫助理解實施例,并非用于限定本發(fā)明。并且,除非語句表示明顯相反的含義,否則下面所使用的單數(shù)形態(tài)包括復(fù)數(shù)形態(tài)。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的配置于觸摸面板的電極的配置結(jié)構(gòu)的一例。
圖1的(a)部分表示本發(fā)明的一實施例的觸摸輸入裝置100所包含的結(jié)構(gòu)要素的相互連接關(guān)系。觸摸輸入裝置100可包括配置于第一層l1的第一電極ec1至第一電極ec9、配置于第二層l2的第二電極er1至第二電極er10以及與第一電極ec1至第一電極ec9和第二電極er1至第二電極er10相連接的觸摸芯片10。觸摸芯片10可通過第一布線11與第二電極er1至第二電極er10相連接,并可通過第二布線12與第一電極ec1至第一電極ec9相連接。各個電極ec1至ec9、電極er1至er10均與其他所有電極相絕緣。
圖1的(b)部分表示第一電極ec1至第一電極ec9及第二電極er1至第二電極er10的相對配置關(guān)系。第一電極ec1至第一電極ec9配置于第一層l1,第二電極er1至第二電極er10配置于第二層l2,在第一層l1和第二層l2之間配置有絕緣層l3,上述絕緣層l3使得第一電極ec1至第一電極ec9絕緣于第二電極er1至第二電極er10。
圖1的觸摸輸入裝置100的第一模式下的工作原理可通過下例來進行說明。為了便于下述說明,假定在電極ec4和電極er3的交叉部分上形成觸摸輸入。
首先,觸摸芯片10針對電極ec1至電極ec9分別依次檢測是否發(fā)生電容的變化。在此情況下,在電極ec1至電極ec3、電極ec5至電極ec9中不存在觸摸輸入,因此,不存在電極ec1至電極ec3、電極ec5至電極ec9有關(guān)電容的變化。但是,由于在電極ec4中發(fā)生了觸摸輸入,因此,可檢測到電極ec4相關(guān)電容的變化。由此,觸摸芯片10可判斷出在電極ec4所占區(qū)域中的某處發(fā)生了觸摸輸入。
接著,觸摸芯片10針對電極er1至電極er10分別依次檢測是否發(fā)生電容的變化。在此情況下,在電極er1至電極er2、電極er4至電極er10中不存在觸摸輸入,因此,不存在電極er1至電極er2、電極er4至電極er10有關(guān)電容的變化。但是,由于在電極er3上發(fā)生了觸摸輸入,因此,可檢測到電極er3相關(guān)電容的變化。
因此,由于觸摸芯片10僅在電極ec4及電極er3上檢測到電容的變化,因此,可確定電極ec4和電極er3在交叉點上發(fā)生了觸摸輸入。
在觸摸面板上的多個地點上同時發(fā)生觸摸輸入的情況下,能夠以如上所述的相同原理分析出各觸摸位置。
圖2a表示對于通過本發(fā)明的一實施例的配置于觸摸面板的電極而流動的電流進行測定的觸摸輸入檢測部的結(jié)構(gòu)。
圖2a所示的觸摸輸入檢測部110可在觸摸芯片10的內(nèi)部設(shè)置有多個。
觸摸輸入檢測部110,可包括輸入端子in作為輸入端子,也可包括第一輸出端子vout1及第二輸出端子vout2作為輸出端子。
可將第一輸出端子vout1和第二輸出端子vout2之間的相對電位差作為觸摸輸入檢測部110的輸出信號提供。并且,輸入端子in可與電極ec1至電極ec9、電極er1至電極er10中的任意一個相連接,也可借助開關(guān)81來與基準(zhǔn)電位相連接。
觸摸輸入檢測部110可包括第一運算放大器oa1及第二運算放大器oa2。
在第一運算放大器oa1的非反相輸入端子上可施加第一基準(zhǔn)電壓vref_h,在第二運算放大器oa2的非反相輸入端子上可施加第二基準(zhǔn)電壓vref_l。
第一運算放大器oa1的反相輸入端子可通過開關(guān)61與輸入端子in相連接,可通過開關(guān)71與第一基準(zhǔn)電壓vref_h相連接。第二運算放大器oa2的反相輸入端子可通過開關(guān)62與輸入端子in相連接,可通過開關(guān)73與第二基準(zhǔn)電壓vref_l相連接。
第一運算放大器oa1的輸出端子可作為上述第一輸出端子vout1而進行提供,并可通過開關(guān)72與第二基準(zhǔn)電壓vref_l相連接。第二運算放大器oa2的輸出端子可作為上述第二輸出端子vout2通過,并可通過開關(guān)74與第一基準(zhǔn)電壓vref_h相連接。
第一運算放大器oa1的輸出端子和反相輸入端子可借助第一積分電容器cs1相連接。第二運算放大器oa2的輸出端子和反相輸入端子可借助第二積分電容器cs2相連接。
圖2a的觸摸檢測電極101例如表示圖1所示的電極ec1至電極ec9、電極er1至電極er10中的任意一個,在圖2a中表示作為電極er4的例子。并且,電容cself是針對在觸摸檢測電極101和人的手指之間形成的“檢測電容”和在觸摸檢測電極101和使用者設(shè)備的任意部分之間形成的寄生電容之和進行建模而表示的電容。若觸摸檢測電極101附近不存在人的手指,則上述“檢測電容”的值可具有接近0的值,電容cself的值可具有接近上述寄生電容的值。
圖2b為表示圖2a所示的觸摸輸入檢測部110的工作方式的時間圖。圖2b中的橫軸表示時間。
信號φr是用于控制開關(guān)71、開關(guān)72、開關(guān)73、開關(guān)74、開關(guān)81的打開/關(guān)閉狀態(tài)的信號,屬于一種復(fù)位信號。
信號φ1是用于控制開關(guān)61的打開/關(guān)閉狀態(tài)的信號。
信號φ2是用于控制開關(guān)62的打開/關(guān)閉狀態(tài)的信號。
當(dāng)信號φ1、信號φ2及信號φr具有高(high)值時,相對應(yīng)的開關(guān)呈打開狀態(tài),而具有低(low)值時,相對應(yīng)的開關(guān)呈關(guān)閉狀態(tài)。
可將由兩個開關(guān)61、開關(guān)62構(gòu)成的電路部定義為用于調(diào)節(jié)通過觸摸輸入檢測部110的輸入端而流動的電流的方向性的檢測-開關(guān)部(第一開關(guān)部)410。隨著第一開關(guān)部410的工作,電流可通過觸摸輸入檢測部110的輸入端流入或流出。
在圖2b中信號vin表示根據(jù)輸入端子in的時間的電壓,從圖2a的電路構(gòu)成可知,當(dāng)信號φ1具有高值時,信號vin的大小(ex:vref_h)大于當(dāng)信號φ2具有高值時的信號vin的大小(ex:vref_l)。
在第一輸出端子vout1上的電位的大小在借助開關(guān)71、開關(guān)72、開關(guān)73、開關(guān)74、開關(guān)81復(fù)位時成為第二基準(zhǔn)電壓vref_l。接著,遇每個信號φ1的上升沿,上升恒定水平。在此情況下,理想地,上升的水平可由電容cself的大小和第一積分電容器cs1的大小的相對比例來決定。這是由于根據(jù)圖2a的電路結(jié)構(gòu),在根據(jù)信號φ1的上升沿的遷移區(qū)間中,通過電容cself而流動的電流icself均通過第一積分電容器cs1來流動。
在第二輸出端子vout2上的的電位的大小在借助開關(guān)71、開關(guān)72、開關(guān)73、開關(guān)74、開關(guān)81復(fù)位時成為第一基準(zhǔn)電壓vref_h。接著,遇每個信號φ2的上升沿,下降恒定水平。在此情況下,理想地,下降的水平可由電容cself的大小和第二積分電容器cs2的大小的相對比例來決定。這是由于根據(jù)圖2a的電路結(jié)構(gòu),在根據(jù)信號φ2的上升沿的遷移區(qū)間中,通過電容cself而流動的電流icself均通過第二積分電容器cs2來流動。
實際上,若包含在觸摸芯片10的觸摸輸入檢測部能夠建模成與圖2a所示的觸摸輸入檢測部110相同,則可以確保與觸摸輸入檢測部110的設(shè)計意圖相同的電路工作。但是,實際上,在圖2a所示的觸摸檢測電極101上不僅僅形成電容cself,還可以形成“其他電容”,因此,存在著可能發(fā)生與上述設(shè)計意圖不同的其他電路工作的問題。下面,將通過圖3a及圖3b對上述其他電容產(chǎn)生的原因進行說明。
圖3a表示圖1所示的觸摸輸入裝置100中檢測電極er4的電容是否存在變化的瞬間,為了便于說明,僅示出了電極er4和電極ec1至ec9的相互配置關(guān)系。在此情況下,在電極er4中存在與電極ec1至ec9交叉的交叉區(qū)域78。由于這種交叉區(qū)域78,在電極er4和電極ec1至電極ec9之間可分別形成互電容。這種互電容可提供電流流動的通道。這種互電容相當(dāng)于上述的“其他電容”。
圖3b表示對圖3a所示的以電極er4為中心形成的容量成分進行建模的一例。
包含在使用者設(shè)備的lcd等其他機構(gòu)20和電極er4之間會形成電容cselfr4。并且,在電極er4附近有人的手指等物體接近的情況下,上述手指和電極er4之間會形成感應(yīng)電容ctouch。在這里,感應(yīng)電容ctouch和電容cselfr4之和可以稱為形成于電極er4的自電容(selfcapacitance)cself524。
并且,在上述其他機構(gòu)20和電極ec1至電極ec9之間可分別形成有自電容cself1至自電容cself9。并且,在電極er4和電極ec1至電極ec9之間可分別形成有互電容cm1至互電容cm9。在此情況下,自電容cself1至自電容cself9、互電容cm1至互電容cm9及電容cselfr4可以定義成在作為觸摸檢測電極的電極er4形成的雜散電容529。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的用于減少在觸摸輸入檢測部的輸入端的觸摸輸入檢測電極的電容的值的補償部的例。
在圖4的實施例中,觸摸輸入檢測電極為電極er4。在此情況下,在觸摸輸入檢測部110的輸入端子in的觸摸輸入檢測電極er4的電容的值可由雜散電容529及感應(yīng)電容ctouch構(gòu)成。在此情況下,感應(yīng)電容ctouch是可根據(jù)使用者的觸摸輸入與否而發(fā)生變化的值。并且,雜散電容529可具有恒定的值,在其他機構(gòu)20的電氣性質(zhì)隨時間發(fā)生變化的情況下,雜散電容529的值也可隨時間發(fā)生周期性或非周期性的變化。
圖4是在圖2a所示的電路中變更下列三個事項的圖。
第一、對以電極er4為中心形成的雜散電容529進行建模來表示。雜散電容529中可包括在圖3b中說明的自電容cself1至自電容cself9、互電容cm1至互電容cm9及電容cselfr4。
第二、形成于電極er4的自電容(selfcapacitance)cself524能夠以感應(yīng)電容ctouch和電容cselfr4區(qū)分表示。
第三、為了減小與觸摸輸入檢測部110的輸入端子in相連接的觸摸輸入檢測電極er4的電容的值,補充了與觸摸輸入檢測電極er4及觸摸輸入檢測部110的輸入端子in相連接的雜散電容補償部120。
在圖4中,借助觸摸輸入檢測電極er4的電容成分向觸摸輸入裝置流入的電流iin_er4可由從電容cselfr4流入的電流icself2、從感應(yīng)電容ctouch流入的電流icself1以及從上述互電容cm1至互電容cm9流入的電流(il=il1+il2…+il9)構(gòu)成。并且,從上述檢測電極向上述觸摸輸入裝置流入的電流可由向觸摸輸入檢測部110流入的電流ii和向雜散電容補償部120流入的電流icq構(gòu)成。
本發(fā)明的一實施例的雜散電容補償部120為了使電流ii和電流icq具有相同的符號,可具有如圖4所示的結(jié)構(gòu)。雜散電容補償部120可包括運算放大器300、用于調(diào)節(jié)運算放大器300的輸入端子的連接狀態(tài)的補償-開關(guān)部(第二開關(guān)部)400以及補償電容器320。補償電容器320的一端子可與觸摸輸入檢測電極er4相連接,另一端子可與運算放大器300的輸出端子相連接。在此情況下,可以設(shè)計成運算放大器300的輸出端子上的電壓vs追蹤圖2b的信號vin的隨時間的變化型態(tài)。為此,運算放大器300的非反相輸入端子301可借助第一開關(guān)swh與第一補償電位vrh相連接,并可借助第二開關(guān)swl與第二補償電位vrl相連接。在運算放大器300中,反相輸入端子呈與輸出端子相連接的結(jié)構(gòu),因此,輸出端子的電壓與輸入到非反相輸入端子的電壓相同。
雜散電容補償部120是用于使電流ii和電流icq具有相同的符號的電路。因此,當(dāng)上述電流iin_er4為正值時,電流ii和電流icq均為正值,而當(dāng)上述電流iin_er4為負(fù)值時,電流ii和電流icq均為負(fù)值。即,應(yīng)輸入/輸出到觸摸輸入檢測部110的部分電流會輸入/輸出到雜散電容補償部120。其結(jié)果,輸入/輸出到觸摸輸入檢測部110的電流的量減少,由此,在觸摸輸入檢測部110的輸入端子in的觸摸輸入檢測電極er4的電容的值減少。在具有如上所述的電路結(jié)構(gòu)的情況下,形成對觸摸輸入檢測電極er4的觸摸輸入,并且感應(yīng)電容ctouch的值為非零時,可以更加靈敏地檢測到感應(yīng)電容ctouch的變化。
在第一實施例中,第一補償電位vrh例如可與第一基準(zhǔn)電壓vref_h相同,第二補償電位vrl例如可與第二基準(zhǔn)電壓vref_l相同。或者,在第二實施例中,第一補償電位vrh可具有大于第一基準(zhǔn)電壓vref_h的電壓vref_h’,第二補償電位vrl可具有小于第二基準(zhǔn)電壓vref_l的電壓vref_l’(但,vref_h>vref_l)。圖4表示上述后者的第二實施例。
在圖4所示的電路中,上述的檢測-開關(guān)部410和補償-開關(guān)部400同步化工作,因此,可使得輸入到觸摸輸入檢測部110的電流ii和輸入到雜散電容補償部120的電流icq的方向性(即,符號)相同。
在開關(guān)部400中,第一開關(guān)swh和第二開關(guān)swl不會同時處于打開狀態(tài)。例如,用于控制第一開關(guān)swh的打開/關(guān)閉的第一控制信號φ3可與圖2b的信號φ1具有相同的型態(tài),用于控制第二開關(guān)swl的打開/關(guān)閉的第二控制信號φ4可與圖2b的信號φ2具有相同的型態(tài)。
在圖4中,示出了雜散電容補償部120與觸摸輸入檢測電極er4相連接的時點上的構(gòu)成,而在不同時點上,可將觸摸輸入檢測電極er4代替為觸摸輸入檢測電極。為了實現(xiàn)這種電路轉(zhuǎn)換,可使用開關(guān)或多路復(fù)用器等電路元件,但在圖4中省略了該圖示。
在圖4中舉出對觸摸輸入檢測電極er4的電容的變化進行測定的瞬間的例子,但可以容易理解的是,對其他電極的電容的變化進行測定的瞬間也可以具有與圖4相似的電路構(gòu)成。例如,在電極er1至電極er3、電極er5至電極er10中,測定某一電容的變化的瞬間,可僅將圖4的電極er4變更為相應(yīng)的電極來示出。并且,例如,在電極ec1至電極ec9中,測定某一電容的變化的瞬間,可僅將圖4的電極er4變更為相應(yīng)的電極來示出,將圖4中示出的電極ec1至ec9變更為電極er1至電極er10來示出。
圖5表示本發(fā)明的一實施例的觸摸輸入裝置的電路構(gòu)成。本發(fā)明的一實施例的觸摸輸入裝置可包括觸摸輸入檢測部110、雜散電容補償部120以及觸摸輸入檢測電極101。觸摸輸入檢測部110輸入端子和雜散電容補償部120的輸出端子可一同與觸摸輸入檢測電極101相連接。在此情況下,觸摸輸入檢測部110中可包含有用于調(diào)節(jié)輸入到觸摸輸入檢測部110的輸入端子的電流ii的符號的第一開關(guān)部410。并且,雜散電容補償部120中可包含有與上述第一開關(guān)部410同步化而工作的第二開關(guān)部400。第二開關(guān)部400通過與第一開關(guān)部410同步化,可調(diào)節(jié)輸入到觸摸輸入檢測部110的輸入端子的電流ii的符號和輸入到雜散電容補償部120的輸出端子的電流icq的符號隨時間而同步化。在這里,電流ii和電流icq的符號隨時間同步化可意味著電流ii的符號發(fā)生變更的瞬間電流icq的符號也發(fā)生變更。
在此情況下,在本發(fā)明的第一實施例中,可使特定時點的電流ii和電流icq的符號相同。
圖6為用于說明根據(jù)本發(fā)明的上述第一實施例提供的雜散電容補償部的時間下的工作特性的時序圖。
在圖6中,可以設(shè)計成運算放大器300的輸出端子上的電壓vs追蹤信號vin的隨時間的變化形態(tài)。并且,在如圖6所示的實施例中,堆積于補償電容器ccomp的電荷qcomp的量及符號的型態(tài)可隨電壓vs表示的型態(tài)。
參照圖4及圖6進行說明,為了實現(xiàn)上述第一實施例,第一補償電位vrh可具有大于第一基準(zhǔn)電壓vref_h的電壓vref_h’,第二補償電位vrl可具有小于第二基準(zhǔn)電壓vref_l的電壓vref_l’(但是,vref_h>vref_l)。
另外,在本發(fā)明的第二實施例中,可使特定時點的電流ii和電流icq的符號相互不同。為了實現(xiàn)上述第二實施例,可變更為圖6所示的第一補償電位vrh具有小于第一基準(zhǔn)電壓vref_h的電壓vref_h″,第二補償電位vrl具有小于第二基準(zhǔn)電壓vref_l的電壓vref_l″(但是,vref_h>vref_l)。
上述第一實施例具有可使在觸摸輸入檢測部的輸入端的觸摸輸入檢測電極的電容的值減小的效果,相反地,上述的第二實施例具有可使在觸摸輸入檢測部的輸入端的觸摸輸入檢測電極的電容的值增加的效果。因此,上述的第一實施例具有使觸摸輸入檢測部的靈敏度增加的效果,上述的第二實施例具有可使觸摸輸入檢測部的靈敏度減小的效果。雖然在圖1至圖4中,以上述的第一實施例為中心進行了說明,但可以理解的是,本發(fā)明的思想包含第二實施例的構(gòu)成及效果。
下面,將參照圖4至圖6對本發(fā)明的一實施例的觸摸芯片進行說明。上述觸摸芯片可包括觸摸輸入檢測部110及補償部120。在此情況下,上述觸摸輸入檢測部的輸入端子in及上述補償部的輸出端子一同與觸摸輸入感應(yīng)電極101相連接,通過上述觸摸輸入檢測部的輸入端子而流動的第一電流ii的轉(zhuǎn)向和通過上述補償部的輸出端子而流動的第二電流icq的轉(zhuǎn)向可同步化。
在此情況下,上述第一電流的符號和上述第二電流的符號可相同。或者,上述第一電流的符號和上述第二電流的符號可不同。
在此情況下,上述補償部可包括補償電容器320、運算放大器300以及與上述運算放大器的輸入端子相連接,使得能夠選擇性地提供不同的兩個輸入電壓的補償-開關(guān)部400。并且,上述補償電容器的一端子可與上述觸摸輸入感應(yīng)電極101相連接,上述補償電容器的另一端子可與上述運算放大器的輸出端子vs相連接。
在此情況下,上述觸摸輸入檢測部110包括第一運算放大器oa1及第二運算放大器oa2,在上述第一運算放大器的非反相輸入端子上施加預(yù)先決定的第一基準(zhǔn)電壓vref_h,在上述第二運算放大器的非反相輸入端子上施加預(yù)先決定的第二基準(zhǔn)電壓vref_l,上述觸摸輸入感應(yīng)電極101可配置成通過檢測-開關(guān)部410選擇性地與上述第一運算放大器的反相輸入端子及上述第二運算放大器的反相輸入端子相連接。
在此情況下,上述補償電容器的上述一端子的電位可由上述觸摸輸入檢測部110進行控制,上述補償電容器的上述另一端子的電位可由上述運算放大器300的輸出端子的電壓vs進行控制,上述補償-開關(guān)部的工作和上述檢測-開關(guān)部的工作可相互同步,上述補償電容器兩端的電壓的極性變化可與上述補償-開關(guān)部的工作和上述檢測-開關(guān)部的工作同步。
在此情況下,上述第一運算放大器和上述第二運算放大器分別包括對通過上述觸摸輸入檢測部的輸入端子而流動的電流進行積分的積分電容器cs1、積分電容器cs2,上述觸摸輸入檢測部的輸出信號可作為上述第一運算放大器的第一輸出端子vout1與上述第二運算放大器的第二輸出端子vout2之間的電位差來進行提供。
下面,將參照圖4對本發(fā)明的一實施例的觸摸輸入裝置進行說明。上述觸摸輸入裝置包括:觸摸輸入感應(yīng)電極101;一個以上的第二電極ec1至第二電極ec9,其形成上述觸摸輸入感應(yīng)電極和互電容cm1至互電容cm9;觸摸輸入檢測部110;以及補償部120,上述觸摸輸入檢測部的輸入端子及上述補償部的輸出端子一同與上述觸摸輸入感應(yīng)電極相連接,通過上述補償部的輸出端子而流動的第二電流的轉(zhuǎn)向和通過上述觸摸輸入檢測部的輸入端子而流動的第一電流的轉(zhuǎn)向可同步化。
本發(fā)明均可適用于觸摸輸入感應(yīng)電極配置于一個層上的結(jié)構(gòu)以及分別配置于多個層上的結(jié)構(gòu)。并且,本發(fā)明均可適用于互電容(mutualcapacitance)方式及自電容(selfcapacitance)方式。
在本說明書中示出了多個電極分別配置于兩個層(layer)上的例子,但如韓國專利公開號10-2014-0044720等中公開的型態(tài),本發(fā)明還適用于所有電極配置于一個層上的情況。
利用上述的本發(fā)明的實施例,本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可在不超出本發(fā)明的本質(zhì)特性的范圍內(nèi)容易地實施各種變更及修改。本發(fā)明所要求保護的范圍的各項內(nèi)容可在通過本說明書能夠理解的范圍內(nèi)與不具有引用關(guān)系的其他內(nèi)容相結(jié)合。