本發(fā)明的實施方式涉及單芯片觸摸面板驅(qū)動裝置、包括該單芯片觸摸面板驅(qū)動裝置的觸摸面板裝置及其驅(qū)動方法。

背景技術(shù)：

已經(jīng)使用觸摸面板作為液晶顯示裝置的輸入裝置，用戶可通過觸摸面板使用手指或筆替代過去使用的輸入裝置(諸如，鼠標(biāo)或鍵盤)將輸入信息直接輸入屏幕。這樣的觸摸面板可容易被任何人操作，因此被更廣泛使用。近來，當(dāng)將觸摸屏應(yīng)用于液晶顯示裝置時，出于纖薄的目的，觸摸傳感器被內(nèi)置于液晶面板中。

觸摸面板可被分類為電阻型、電容型、紅外感測型等。近來，由于良好的制造便利性和良好的敏感性，電容型已經(jīng)受到關(guān)注。電容型觸摸面板被分類為互電容型和自電容型。近來，不僅能夠感測觸摸位置而且還能夠感測通過觸摸而施加的力的觸摸面板已經(jīng)受到關(guān)注。

在根據(jù)相關(guān)技術(shù)的觸摸面板裝置中，觸摸驅(qū)動單元執(zhí)行觸摸感測驅(qū)動并且力驅(qū)動單元執(zhí)行力感測驅(qū)動。觸摸驅(qū)動單元包括具有電容器電路的感測單元。感測單元通過檢測觸摸面板中形成的觸摸電極的電容變化來執(zhí)行觸摸感測驅(qū)動。力驅(qū)動單元通過檢測觸摸面板上獨立形成的可變電阻傳感器的電阻變化來執(zhí)行力感測驅(qū)動。

當(dāng)觸摸驅(qū)動單元和力驅(qū)動單元分開形成時，會出現(xiàn)觸摸面板裝置體積增大和制造成本升高的問題。然而，當(dāng)觸摸驅(qū)動單元和力驅(qū)動單元一體形成時，難以檢測感測單元中的可變電阻傳感器的電阻變化，從而難以執(zhí)行力感測驅(qū)動。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施方式提供了一種可以利用一體形成的觸摸驅(qū)動單元和力驅(qū)動單元容易地執(zhí)行力感測驅(qū)動的單芯片觸摸面板驅(qū)動裝置、包括該單芯片觸摸面板驅(qū)動裝置的觸摸面板裝置及其驅(qū)動方法。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供了一種觸摸面板裝置，該觸摸面板裝置包括：觸摸面板，該觸摸面板包括用于觸摸位置感測操作的第一觸摸傳感器和用于觸摸力感測操作的第二觸摸傳感器；以及觸摸面板驅(qū)動裝置，該觸摸面板驅(qū)動裝置連接到所述觸摸面板，其中，所述觸摸面板驅(qū)動裝置包括：驅(qū)動單元，該驅(qū)動單元將第一觸摸驅(qū)動信號供應(yīng)到所述第一觸摸傳感器并且將第二觸摸驅(qū)動信號供應(yīng)到所述第二觸摸傳感器；感測單元，該感測單元感測來自所述第一觸摸傳感器的第一觸摸感測信號；控制單元，該控制單元使用所述第一觸摸感測信號來計算觸摸位置并且通過感測來自所述第二觸摸傳感器的第二觸摸感測信號來計算觸摸力；以及開關(guān)單元，該開關(guān)單元經(jīng)由沒有經(jīng)過所述感測單元的旁路路徑將所述第一觸摸傳感器連接到所述感測單元或者將所述第二觸摸傳感器連接到所述控制單元。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供了一種驅(qū)動觸摸面板裝置的方法，所述觸摸面板裝置包括用于觸摸位置感測操作的第一觸摸傳感器和用于觸摸力感測操作的第二觸摸傳感器，所述方法包括以下步驟：將所述第一觸摸傳感器連接到感測單元；經(jīng)由所述感測單元感測來自所述第一觸摸傳感器的第一觸摸感測信號并且將所述第一觸摸感測信號供應(yīng)到控制單元；使所述控制單元使用所述第一觸摸感測信號來計算觸摸位置；經(jīng)由沒有經(jīng)過所述感測單元的旁路路徑將所述第二觸摸傳感器連接到所述控制單元；以及使所述控制單元感測來自所述第二觸摸傳感器的第二觸摸感測信號并且使用所述第二觸摸感測信號來計算觸摸力。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供了一種觸摸面板驅(qū)動裝置，該觸摸面板驅(qū)動裝置包括：驅(qū)動單元，該驅(qū)動單元將第一觸摸驅(qū)動信號輸出到多個第一觸摸電極，將第二觸摸驅(qū)動信號輸出到多個第二觸摸電極，并且被供應(yīng)有第一觸摸感測信號和第二觸摸感測信號；感測單元，該感測單元感測所述第一觸摸感測信號；開關(guān)單元，該開關(guān)單元經(jīng)由所述感測單元將所述第一觸摸感測信號供應(yīng)到所述驅(qū)動單元或者經(jīng)由不經(jīng)過所述感測單元的旁路路徑將所述第二觸摸感測信號供應(yīng)到所述驅(qū)動單元；以及控制單元，該控制單元使用所述第一觸摸感測信號來感測觸摸位置，使用所述第二觸摸感測信號來感測觸摸壓力，并且控制所述驅(qū)動單元和所述開關(guān)單元的操作。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸摸面板裝置包括將第二觸摸感測信號發(fā)送到驅(qū)動單元而不經(jīng)過感測單元的旁路路徑。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸摸面板裝置可使用單個驅(qū)動單元執(zhí)行基于第一觸摸感測信號的觸摸感測和基于第二觸摸感測信號的力感測兩者并且可以防止由于感測單元而導(dǎo)致錯誤的第二觸摸感測信號被發(fā)送到驅(qū)動單元，從而容易地執(zhí)行力感測。

附圖說明

附圖被包括以提供對所公開主題的進一步理解，并入本申請中并且構(gòu)成本申請的部分，示出所公開主題的實施方式，并且與說明書一起用于說明所公開主題的原理。在附圖中：

圖1是示出觸摸面板裝置分段進行的驅(qū)動模式的圖；

圖2是出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸摸面板裝置的圖；

圖3a至圖3c是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸摸面板的圖；

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸摸面板驅(qū)動裝置的圖；

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸摸面板裝置的框圖；

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的觸摸面板裝置的框圖；

圖7a至圖7c是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的驅(qū)動觸摸面板裝置的方法的波形圖；以及

圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的驅(qū)動觸摸面板裝置的方法的流程圖。

具體實施方式

將參照附圖，根據(jù)以下詳細描述的實施方式，清楚了解本發(fā)明的優(yōu)點和特征以及用于實現(xiàn)該優(yōu)點或特征的方法。然而，本發(fā)明不限于這些實施方式，而是可按各種形式修改本發(fā)明。提供這些實施方式僅僅用于完全公開本發(fā)明并且將本發(fā)明的范圍完全告知本領(lǐng)域的技術(shù)人員。本發(fā)明的范圍只由隨附權(quán)利要求書限定。

被提供用于說明本發(fā)明的實施方式的目的的附圖中示出的工件的形狀、大小、比率、角度、數(shù)量等是示例性的，因此本發(fā)明不限于圖示的細節(jié)。在下面的描述中，通過相同的參考標(biāo)號指示相同的元件。當(dāng)確定對本發(fā)明中涉及的相關(guān)已知功能或構(gòu)造的詳細描述會使本發(fā)明的主旨模糊不清時，將對其不進行詳細描述。

當(dāng)在說明書中提及“包括”、“具有”、“構(gòu)成”等時，除非使用“只”，否則可添加另一個元件。元件的單數(shù)表述包括兩個或更多個元件，除非以不同方式提及。

在解釋元件時，即使沒有進行清晰描述，也包括誤差范圍。

例如，當(dāng)使用“上”、“上方”、“下方”、“旁邊”等描述兩個部件之間的位置關(guān)系時，可在這兩個部件之間設(shè)置一個或更多個其它部件，除非使用“僅僅”或“正好”。

例如，當(dāng)使用“之后”、“隨后”、“接下來”、“之前”等描述時間關(guān)系時，此表述可包括時間的不連續(xù)性，除非使用“正”或“正好”。

可使用“第一”、“第二”等描述各種元件，但這些元件不應(yīng)該限于這些術(shù)語。使用這些術(shù)語僅僅是為了將元件與另一個元件區(qū)分開。因此，在本發(fā)明的技術(shù)精神范圍內(nèi)，第一元件可以是第二元件。

“x軸方向”、“y軸方向”和“z軸方向”不應(yīng)該被理解為幾何垂直關(guān)系并且可指示在本發(fā)明的構(gòu)造能夠在功能上操作的范圍內(nèi)的較寬方向性。

術(shù)語“至少一個”應(yīng)該被理解為包括一個或更多個相關(guān)項的所有可能組合。例如，“第一項、第二項和第三項中的至少一個”單獨地意指第一項、第二項、或第三項并且還意指第一項、第二項、和第三項中的兩個或更多個的所有可能組合。

本發(fā)明的實施方式的特征可部分地或整體地聯(lián)接或組合并且可按各種形式在技術(shù)上互聯(lián)和驅(qū)動?？瑟毩⒌鼗蚪M合地實施這些實施方式。

下文中，將參照附圖詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的觸摸面板裝置。

圖1是示出觸摸面板裝置100分段進行的驅(qū)動模式的圖。

觸摸面板裝置100分段地執(zhí)行觸摸位置感測操作和觸摸力感測操作。在觸摸感測段中，感測觸摸面板110是否被觸摸。在力感測段中，感測施加到觸摸面板110的力。在觸摸算法段中，基于關(guān)于觸摸面板110是否被觸摸的信息和施加到觸摸面板110的力來生成感測信息。在坐標(biāo)段中，使用感測信息來測量被觸摸并且被施加力的觸摸面板110的位置。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸摸面板裝置100的圖。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸摸面板裝置100包括：觸摸面板110，其中形成有用于檢測觸摸位置(坐標(biāo))的第一觸摸傳感器和用于檢測觸摸力的第二觸摸傳感器；以及驅(qū)動觸摸面板110的觸摸面板驅(qū)動裝置120。

觸摸面板110可包括顯示圖像的顯示面板。顯示面板可采用液晶面板或oled面板。

例如，當(dāng)使用液晶面板作為顯示面板時，顯示面板包括tft陣列基板、濾色器陣列基板和向液晶面板供應(yīng)光的背光單元。

當(dāng)觸摸面板110包括顯示面板時，觸摸面板裝置還可包括用于顯示圖像的顯示驅(qū)動裝置。顯示驅(qū)動裝置向顯示面板的多個像素供應(yīng)數(shù)據(jù)信號和控制信號，以顯示圖像。顯示驅(qū)動裝置包括選通驅(qū)動ic、數(shù)據(jù)驅(qū)動ic和時序控制器。

顯示驅(qū)動裝置的整個或部分構(gòu)造可按玻璃上芯片(cog)方式或柔性印刷電路板上芯片或膜上芯片(cof)方式形成在觸摸面板110中。

圖3a至圖3c是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸摸面板110的圖。

參照圖3a，觸摸面板110包括：第一觸摸層112，其中布置有用于感測觸摸和觸摸位置的多個第一觸摸傳感器；以及第二觸摸層114，其中布置有用于感測觸摸時施加的力的多個第二觸摸傳感器。

第一觸摸層112中布置的第一觸摸傳感器被供應(yīng)有第一觸摸驅(qū)動信號td1。可使用從第一觸摸傳感器輸出的第一觸摸感測信號ts1來感測觸摸和觸摸位置。

第二觸摸層114中布置的第二觸摸傳感器被供應(yīng)有第二觸摸驅(qū)動信號td2?？墒褂脧牡诙|摸傳感器輸出的第二觸摸感測信號ts2來感測觸摸力。

圖3a示出了其中第一觸摸層112設(shè)置在第二觸摸層114上方的示例。然而，本發(fā)明不限于這種構(gòu)造?？筛淖兊谝挥|摸層112和第二觸摸層114的位置。

多個第一觸摸傳感器中的每個用于感測用戶在第一觸摸層112上的觸摸位置并且可以是形成在多條第一觸摸驅(qū)動線和多個觸摸感測電極之間的電容器(例如，互電容器)。多個觸摸傳感器中的每個的互電容可基于用戶的觸摸根據(jù)第一觸摸驅(qū)動線和觸摸感測電極之間的距離變化而變化，或者可根據(jù)用戶的手指(或?qū)щ妼ο?是否觸摸第一觸摸層112而變化。實施方式中的多條第一觸摸驅(qū)動線和多個觸摸感測電極可以是在長方向上延伸的線圖案或經(jīng)由橋彼此連接的多個電極圖案。這里，第一觸摸驅(qū)動線和第一觸摸感測線可被布置成彼此垂直交叉或者可布置在同一平面上，彼此相鄰。

另選地，多個第一觸摸傳感器中的每個可以是在多個觸摸電極中的每個中形成的電容器(例如，自電容電容器)。在這種情況下，多個第一觸摸傳感器中的每個的自電容可根據(jù)用戶的手指(或?qū)щ妼ο?在觸摸電極上的觸摸而變化。

多個第二觸摸傳感器中的每個用于感測用戶在第二觸摸層114上的觸摸力并且可以是形成在對應(yīng)的第二觸摸驅(qū)動線和對應(yīng)的第二觸摸感測電極之間的電阻器。第二觸摸傳感器的電阻值可根據(jù)第二觸摸驅(qū)動線和第二觸摸感測電極之間的與用戶在第二觸摸層114上的觸摸(即，觸摸力(或接觸負載))對應(yīng)的接觸面積而變化。

例如，第二觸摸層114可包括：多個第二觸摸驅(qū)動線，其設(shè)置在第一基體板上；多條第二觸摸感測線，其設(shè)置在第二基體板上；彈性電阻器，其設(shè)置在第一基體板和第二基體板之間；以及分隔件，其保持第一基體板和第二基體板之間的間隙。

多個第二觸摸傳感器中的每個設(shè)置在電阻器中，該電阻器設(shè)置在彼此交叉的第二觸摸驅(qū)動線和第二觸摸感測電極之間并且具有與接觸彈性電阻器的第二觸摸驅(qū)動線和第二觸摸感測電極之間的接觸區(qū)對應(yīng)的電阻值。

參照圖3b，用于感測觸摸和觸摸位置的多個觸摸感測電極112a和用于感測觸摸力的多個力感測電極114a可布置在同一層中。

多個觸摸感測電極112a被供應(yīng)有第一觸摸驅(qū)動信號td1，并且可響應(yīng)于來自多個觸摸感測電極112a的第一觸摸感測信號ts1來感測觸摸和觸摸位置。

多個力感測電極114a被供應(yīng)有第二觸摸驅(qū)動信號td2，并且可響應(yīng)于來自多個力感測電極114a的第二觸摸感測信號ts2來感測觸摸力。

為了增強位置感測和力感測的精準(zhǔn)度，觸摸感測電極112a的數(shù)量和力感測電極114a的數(shù)量可被設(shè)置成彼此相等。然而，本發(fā)明不限于這種構(gòu)造，當(dāng)旨在提高觸摸靈敏度時，可提供比力感測電極114a多的觸摸感測電極112a。另一方面，當(dāng)旨在提高力靈敏度時，可提供比觸摸感測電極112a多的力感測電極114a。

參照圖3c，多個觸摸電極116布置在一層中，并且可使用多個觸摸電極116執(zhí)行位置感測和力感測兩者。

在這種情況下，觸摸段被劃分成第一時段(位置感測時段)和第二時段(力感測時段)，以執(zhí)行觸摸位置感測和觸摸力感測。

在第一時段中，多個觸摸電極116被供應(yīng)有第一觸摸驅(qū)動信號td1，并且可響應(yīng)于來自多個觸摸電極116的第一觸摸感測信號ts1來感測觸摸和觸摸位置。

在第二時段中，多個觸摸電極116被供應(yīng)有第二觸摸驅(qū)動信號td2，可響應(yīng)于來自多個觸摸電極116的第二觸摸感測信號ts2來感測觸摸力。

然而，本發(fā)明不限于這種構(gòu)造。例如，在第一時段中，多個觸摸電極116可被供應(yīng)有第二觸摸驅(qū)動信號td2，并且可響應(yīng)于來自多個觸摸電極116的第二觸摸感測信號ts2來感測觸摸力。在第二時段中，多個觸摸電極116可被供應(yīng)有第一觸摸驅(qū)動信號td1，并且可響應(yīng)于來自多個觸摸電極116的第一觸摸感測信號ts1來感測觸摸和觸摸位置。

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸摸面板驅(qū)動裝置120的圖。

下文中，除了圖4之外，還參照圖3a和圖3b進行描述。

觸摸面板驅(qū)動裝置120包括驅(qū)動單元210和控制單元220。

驅(qū)動單元210向觸摸面板110中布置的多個觸摸感測電極112a供應(yīng)第一觸摸驅(qū)動信號td1。第一觸摸驅(qū)動信號td1是用于感測觸摸和觸摸位置的信號。驅(qū)動單元210從多個觸摸感測電極112a接收第一觸摸感測信號ts1。驅(qū)動單元210將從多個觸摸感測電極112a接收的第一觸摸感測信號ts1發(fā)送到控制單元220。

驅(qū)動單元210將第二觸摸驅(qū)動信號td2供應(yīng)到觸摸面板110中布置的多個力感測電極114a。第二觸摸驅(qū)動信號td2是用于感測觸摸壓力的信號。驅(qū)動單元210從多個力感測電極114a接收第二觸摸感測信號ts2。驅(qū)動單元210將從多個第二觸摸電極114a接收的第二觸摸感測信號ts2發(fā)送到控制單元220。

控制單元220生成用于控制驅(qū)動單元210的驅(qū)動的驅(qū)動單元控制信號并且使用所生成的驅(qū)動單元控制信號來控制驅(qū)動單元210以生成第一觸摸驅(qū)動信號td1或第二觸摸驅(qū)動信號td2。

控制單元220收集并分析從驅(qū)動單元210供應(yīng)的第一觸摸感測信號ts1并且計算觸摸和觸摸位置?？刂茊卧?20收集并分析從驅(qū)動單元210供應(yīng)的第二觸摸感測信號ts2并且感測用戶在觸摸面板上的觸摸的觸摸壓力(或力大小)。選擇性地，第一觸摸感測信號ts1和第二觸摸感測信號ts2可被直接供應(yīng)到控制單元220，而不經(jīng)過驅(qū)動單元210。

觸摸面板驅(qū)動裝置120可經(jīng)由柔性印刷電路(fpc)連接到觸摸面板110。

下文中，除了圖4之外，還將參照圖3c進行描述。

驅(qū)動單元210將第一觸摸驅(qū)動信號td1供應(yīng)到觸摸面板110中布置的多個觸摸電極116。驅(qū)動單元210將第二觸摸驅(qū)動信號td2供應(yīng)到觸摸面板110中布置的多個觸摸電極116。

由于使用單個觸摸電極116來感測觸摸、觸摸位置和觸摸力，因此應(yīng)該劃分觸摸時段并且應(yīng)該執(zhí)行觸摸感測和力感測。出于此目的，觸摸時段被劃分成第一時段(位置感測時段)和第二時段(力感測時段)。

在第一時段中，驅(qū)動單元210將第一觸摸驅(qū)動信號td1供應(yīng)到多個觸摸電極116。驅(qū)動單元210從多個觸摸電極116接收第一觸摸感測信號ts1并且感測觸摸和觸摸位置。

在第二時段中，驅(qū)動單元210將第二觸摸驅(qū)動信號td2供應(yīng)到多個觸摸電極116。驅(qū)動單元210從多個觸摸電極116接收第二觸摸感測信號ts2并且感測觸摸力。

以此方式，可使用單個觸摸電極116執(zhí)行觸摸感測和力感測兩者。驅(qū)動單元210基于來自控制單元220的控制信號來生成第一觸摸驅(qū)動信號td1或第二觸摸驅(qū)動信號td2?？刂茊卧?20生成并輸出觸摸、位置感測和力感測的結(jié)果值。

圖5是具體示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸摸面板裝置100的框圖。

根據(jù)本發(fā)明的這個實施方式的觸摸面板裝置100包括觸摸面板110和觸摸面板驅(qū)動裝置120。由于根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸摸面板110具有與參照圖3a至圖3c描述的觸摸面板110相同的構(gòu)造和操作并且根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸摸面板驅(qū)動裝置120具有與參照圖4描述的觸摸面板驅(qū)動裝置120相同的構(gòu)造和操作，因此將不再重復(fù)對其的描述。根據(jù)本發(fā)明的實施方式的的觸摸面板驅(qū)動裝置120包括驅(qū)動單元210、控制單元220、第一開關(guān)單元310和320、第二開關(guān)單元410和420、感測單元510和520、和旁路路徑b1和b2。

驅(qū)動單元210將第一觸摸驅(qū)動信號td1輸出到多個第一觸摸傳感器。可通過觸摸面板110中設(shè)置的電容器cm針對第一觸摸傳感器中的每個建模。這里，電容器cm的電容根據(jù)是否進行觸摸而變化，并且基于第一觸摸傳感器的電容來生成第一觸摸感測信號ts1。

驅(qū)動單元210將第二觸摸驅(qū)動信號輸出到多個第二觸摸傳感器?？赏ㄟ^觸摸面板110中設(shè)置的可變電阻器rf針對多個第二觸摸傳感器中的每個建模。已經(jīng)經(jīng)受觸摸壓力的第二觸摸電極的可變電阻器rf的電阻會變化。隨著可變電阻器rf的電阻的變化，可變電阻器rf和負載電阻器rl的電阻比率也變化。第二觸摸傳感器基于可變電阻器rf和負載電阻器rl的變化的電阻比率來生成第二觸摸感測信號ts2。

驅(qū)動單元210被供應(yīng)有第一觸摸感測信號ts1和第二觸摸感測信號ts2。驅(qū)動單元210將第一觸摸感測信號ts1和第二觸摸感測信號ts2供應(yīng)到控制單元220。

控制單元220使用第一觸摸感測信號ts1來計算觸摸位置。也就是說，控制單元220收集并分析由驅(qū)動單元210感測到的第一觸摸感測信號ts1并且計算觸摸和觸摸位置。

控制單元220使用第二觸摸感測信號ts2來計算觸摸壓力。也就是說，控制單元220收集并分析驅(qū)動單元210感測到的第二觸摸感測信號ts2并且計算施加到被觸摸電極的壓力。

控制單元220控制驅(qū)動單元210的操作。也就是說，控制單元220使用驅(qū)動單元控制信號cond來調(diào)節(jié)驅(qū)動單元210的驅(qū)動時間，并且控制驅(qū)動單元以使用控制信號來生成第一觸摸驅(qū)動信號td1或第二觸摸驅(qū)動信號td2。

控制單元220控制第一開關(guān)單元310和320和第二開關(guān)單元410和420的操作。當(dāng)計算觸摸和觸摸位置時，控制單元220將第1-1控制信號c1-1供應(yīng)到第一開關(guān)單元310和320并且將第2-1控制信號c2-1供應(yīng)到第二開關(guān)單元410和420，以經(jīng)由感測單元510和520將第一觸摸感測信號ts1供應(yīng)到驅(qū)動單元210。當(dāng)感測觸摸壓力時，控制單元220將第1-2控制信號c1-2供應(yīng)到第一開關(guān)單元310和320并且將第2-2控制信號c2-2供應(yīng)到第二開關(guān)單元410和420以經(jīng)由旁路路徑b1和b2將第二觸摸感測信號ts2發(fā)送到驅(qū)動單元210或控制單元220。旁路路徑b1和b2沒有經(jīng)過感測單元510和520。

第一開關(guān)單元310和320被供應(yīng)有來自第一觸摸電極的第一觸摸感測信號ts1或者被供應(yīng)有來自第二觸摸電極的第二觸摸感測信號ts2。在圖5中，一個第一開關(guān)單元310被供應(yīng)有第一觸摸感測信號ts1并且另一個第一開關(guān)單元320被供應(yīng)有第二觸摸感測信號ts2，但本發(fā)明不限于這種構(gòu)造。第一開關(guān)單元310可被供應(yīng)有第二觸摸感測信號ts2并且另一個第一開關(guān)單元320可被供應(yīng)有第一觸摸感測信號ts1，第一開關(guān)單元310和320兩者可被供應(yīng)有第一觸摸感測信號ts1，或者第一開關(guān)單元310和320兩者可被供應(yīng)有第二觸摸感測信號ts2。

當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)單元310和320被供應(yīng)有第一觸摸感測信號ts1時，響應(yīng)于從控制單元220供應(yīng)的第1-1控制信號c1-1，第一開關(guān)單元310和320被連接到感測單元510和520的輸入端子。感測單元510和520調(diào)節(jié)第一觸摸感測信號ts1的輸出時序或者放大第一觸摸感測信號ts1，然后將第一觸摸感測信號ts1發(fā)送到第二開關(guān)單元410和420。

當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)單元310和320被供應(yīng)有第二觸摸感測信號ts2時，響應(yīng)于從控制單元220供應(yīng)的第1-2控制信號c1-2，第一開關(guān)單元310和320被連接到旁路路徑b1和b2的端部。旁路路徑b1和b2將第二觸摸感測信號ts2發(fā)送到第二開關(guān)單元410和420，而不經(jīng)過感測單元510和520。

第二開關(guān)單元410和420被供應(yīng)有其輸出時序已經(jīng)被調(diào)節(jié)或者其被感測單元510和520反相放大的第一觸摸感測信號ts1，或者被供應(yīng)有來自旁路路徑b1和b2的第二觸摸感測信號ts2。在圖5中，一個第二開關(guān)單元410被供應(yīng)有第一觸摸感測信號ts1并且另一個第二開關(guān)單元420被供應(yīng)有第二觸摸感測信號ts2，但本發(fā)明不限于這種構(gòu)造。一個第二開關(guān)單元410可被供應(yīng)有第二觸摸感測信號ts2并且另一個第二開關(guān)單元420可被供應(yīng)有第一觸摸感測信號ts1，第二開關(guān)單元410和420兩者可被供應(yīng)有第一觸摸感測信號ts1，或者第二開關(guān)單元410和420兩者可被供應(yīng)有第二觸摸感測信號ts2。

當(dāng)?shù)诙_關(guān)單元410和420被供應(yīng)有第1-1控制信號c1-1時，響應(yīng)于從控制單元220供應(yīng)的第2-1控制信號c2-1，第二開關(guān)單元410和420被連接到感測單元510和520的輸出端子。第二開關(guān)單元410和420將第一觸摸感測信號ts1發(fā)送到驅(qū)動單元210或控制單元220。

當(dāng)?shù)诙_關(guān)單元410和420被供應(yīng)有第1-2控制信號c1-2時，響應(yīng)于從控制單元220供應(yīng)的第2-2控制信號c2-2，第二開關(guān)單元410和420被連接到旁路路徑b1和b2的另一個端部。第二開關(guān)單元410和420將第二觸摸感測信號ts2發(fā)送到驅(qū)動單元210或控制單元220。

在圖5中，第一觸摸電極和第二觸摸電極是分開設(shè)置的，但本發(fā)明不限于這種構(gòu)造。可使用單個觸摸電極來感測觸摸、觸摸位置和觸摸力。在這種情況下，觸摸時段被劃分成第一時段(位置感測時段)和第二時段(力感測時段)。第一開關(guān)單元310和320和第二開關(guān)單元410和420響應(yīng)于從控制單元220供應(yīng)的第1-1控制信號c1-1和第2-1控制信號c2-1，將第一觸摸感測信號ts1發(fā)送到驅(qū)動單元210或控制單元220，以在第一時段(觸摸感測時段)中執(zhí)行觸摸感測。第一開關(guān)單元310和320和第二開關(guān)單元410和420響應(yīng)于從控制單元220供應(yīng)的第2-1控制信號c2-1和第2-2控制信號c2-2，將第二觸摸感測信號ts2發(fā)送到驅(qū)動單元210或控制單元220，以在第二時段(力感測時段)中執(zhí)行力感測。

感測單元510和520被供應(yīng)有第一觸摸感測信號ts1并且被供應(yīng)有預(yù)定電平的參考電壓vref。感測單元510和520可使用其內(nèi)的電容器和開關(guān)電路來調(diào)節(jié)第一觸摸感測信號ts1的輸出時序。感測單元510和520可使用其內(nèi)的運算放大器來放大第一觸摸感測信號ts1。感測單元510和520將其輸出時序已經(jīng)被調(diào)節(jié)或者其已經(jīng)被放大的第一觸摸感測信號ts1輸出到第二開關(guān)單元410和420。

旁路路徑b1和b2將從第二觸摸電極生成的第二觸摸感測信號ts2從第一開關(guān)單元310和320發(fā)送到第二開關(guān)單元410和420，而不經(jīng)過感測單元510和520。由于第二觸摸感測信號ts2具有比第一觸摸感測信號ts1大的變化寬度，因此使用感測單元510和520中的電容器和開關(guān)電路來控制第二觸摸感測信號ts2并不容易。當(dāng)基于可變電阻的變化而生成的第二觸摸感測信號ts2經(jīng)過其內(nèi)包括電容器的感測單元510和520時，存在錯誤的第二觸摸感測信號ts2被發(fā)送到驅(qū)動單元210的問題。旁路路徑b1和b2使得第二觸摸感測信號ts2能夠被供應(yīng)有到驅(qū)動單元210或控制單元220，而不經(jīng)過感測單元510和520。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸摸面板裝置100包括將第二觸摸感測信號ts2發(fā)送到驅(qū)動單元210而不經(jīng)過感測單元510和520的旁路路徑b1和b2。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸摸面板裝置100可通過使用單個驅(qū)動單元210執(zhí)行使用第一觸摸感測信號ts1的觸摸感測和使用第二觸摸感測信號ts2的力感測兩者，并且可防止錯誤的第二觸摸感測信號ts2由于感測單元510和520而被發(fā)送到驅(qū)動單元210或控制單元220。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸摸面板裝置100包括：第一開關(guān)單元310和320，其響應(yīng)于第2-1控制信號c2-1連接到旁路路徑b1和b2的端部；以及第二開關(guān)單元410和420，其響應(yīng)于第2-2控制信號c2-2連接到旁路路徑b1和b2的另一個端部。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸摸面板裝置100可在不添加特定元件的情況下經(jīng)由旁路路徑b1和b2容易地發(fā)送第二觸摸感測信號ts2，因此能夠減小觸摸面板驅(qū)動裝置120的體積和制造成本。

圖6是具體示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的觸摸面板裝置100的框圖。

根據(jù)本發(fā)明的這個實施方式的觸摸面板裝置100包括觸摸面板110和觸摸面板驅(qū)動裝置120。由于根據(jù)本發(fā)明的這個實施方式的觸摸面板110具有與參照圖3a至圖3c描述的觸摸面板110相同的構(gòu)造和操作并且根據(jù)本發(fā)明的這個實施方式的觸摸面板驅(qū)動裝置120具有與參照圖4描述的觸摸面板驅(qū)動裝置120相同的構(gòu)造和操作，因此將不再重復(fù)對其進行描述。

根據(jù)本發(fā)明的這個實施方式的觸摸面板驅(qū)動裝置120包括驅(qū)動單元210、控制單元220、第一開關(guān)單元310和320、第二開關(guān)單元410和420、感測單元510和520、旁路路徑b1和b2、和選擇單元610和620。根據(jù)本發(fā)明的這個實施方式，驅(qū)動單元210、控制單元220、第一開關(guān)單元310和320、第二開關(guān)單元410和420、感測單元510和520和旁路路徑b1和b2與本發(fā)明的以上提到的實施方式的驅(qū)動單元210、控制單元220、第一開關(guān)單元310和320、第二開關(guān)單元410和420、感測單元510和520和旁路路徑b1和b2相同。所以，將不再重復(fù)對其進行描述。

選擇單元610和620被供應(yīng)有來自多個第一觸摸電極的第一觸摸感測信號ts1-1和ts1-2并且被供應(yīng)有來自多個第二觸摸電極的第二觸摸感測信號ts2-1和ts2-2。在圖6中，一個選擇單元610被供應(yīng)有兩個第一觸摸感測信號ts1-1和ts1-2并且另一個選擇單元620被供應(yīng)有兩個第二觸摸感測信號ts2-1和ts2-2，但本發(fā)明不限于這種構(gòu)造。一個選擇單元610可被供應(yīng)有三個或更多個第一觸摸感測信號ts1并且另一個選擇單元620可被供應(yīng)有三個或更多個第二觸摸感測信號ts2。另選地，一個選擇單元610可被供應(yīng)有第一觸摸感測信號ts1連同第二觸摸感測信號ts2并且另一個選擇單元620可被供應(yīng)有兩個或更多個第一觸摸感測信號ts1和兩個或更多個第二觸摸感測信號ts2。

選擇單元610和620從所供應(yīng)的第一觸摸感測信號ts1-1和ts1-2和所供應(yīng)的第二觸摸感測信號ts2-1和ts2-2當(dāng)中選擇一個第一觸摸感測信號ts1或一個第二觸摸感測信號ts2。選擇單元610和620將所選擇的第一觸摸感測信號ts1或所選擇的第二觸摸感測信號ts2供應(yīng)到第一開關(guān)單元310和320。

根據(jù)本發(fā)明的這個實施方式的觸摸面板裝置100還包括選擇單元610和620，選擇單元610和620從由多個第一觸摸電極供應(yīng)的第一觸摸感測信號ts1和由多個第二觸摸電極供應(yīng)的第二觸摸感測信號ts2當(dāng)中選擇一個第一觸摸感測信號ts1或一個第二觸摸感測信號ts2并且將所選擇的觸摸感測信號供應(yīng)到第一開關(guān)單元310和320。根據(jù)本發(fā)明的這個實施方式的觸摸面板裝置100可將從多個第一觸摸電極生成的第一觸摸感測信號ts1和從多個第二觸摸電極生成的第二觸摸感測信號ts2經(jīng)由一個第一開關(guān)單元310、一個第二開關(guān)單元410、一個感測單元510和一條旁路路徑b1發(fā)送到驅(qū)動單元210。因此，根據(jù)本發(fā)明的這個實施方式的觸摸面板裝置100還能夠減小觸摸面板驅(qū)動裝置120的體積和制造成本。

圖7a至圖7c是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的驅(qū)動觸摸面板裝置100的方法的波形圖。

如圖7a中所示，控制單元220可按時段執(zhí)行位置感測操作和觸摸力感測操作，這可被定義為順序驅(qū)動方法。在順序驅(qū)動方法中，控制單元220根據(jù)預(yù)定時段中的觸摸以第一有源模式或第二有源模式來驅(qū)動觸摸面板110。

當(dāng)?shù)谝挥|摸電極和第二觸摸電極分開形成時，驅(qū)動單元210將第一觸摸驅(qū)動信號td1供應(yīng)到多個第一觸摸電極，以按照第一有源模式執(zhí)行觸摸位置感測操作。在第二有源模式中，驅(qū)動單元210將第二觸摸驅(qū)動信號td2供應(yīng)到多個第二觸摸電極，以執(zhí)行觸摸力感測操作。

當(dāng)形成能夠執(zhí)行觸摸位置感測操作和觸摸力感測操作兩者的觸摸電極時，驅(qū)動單元210將第一觸摸驅(qū)動信號td1供應(yīng)到觸摸電極，以按照第一有源模式執(zhí)行觸摸位置感測操作，并且將第二觸摸驅(qū)動信號td2供應(yīng)到觸摸電極，以按照第二有源模式執(zhí)行觸摸力感測操作。

可將順序驅(qū)動方法應(yīng)用到如本發(fā)明的一個實施方式中那樣的將一個觸摸驅(qū)動信號輸入到一個第一開關(guān)單元310的情況和如本發(fā)明的另一個實施方式中那樣的將多個觸摸驅(qū)動信號選擇性地輸入到一個第一開關(guān)單元310的情況。也就是說，可將順序驅(qū)動方法應(yīng)用到所有類型的觸摸面板110和所有類型的觸摸面板驅(qū)動裝置120。由于可清楚地分開地執(zhí)行觸摸位置感測操作和觸摸力感測操作，因此可防止第一觸摸感測信號ts1和第二觸摸感測信號ts2在觸摸面板驅(qū)動裝置120中彼此影響。

如圖7b中所示，當(dāng)在預(yù)定時段中進行觸摸時，控制單元220可以有源模式驅(qū)動觸摸面板110。此時，在有源模式下，控制單元220控制驅(qū)動單元210，將第一觸摸驅(qū)動信號td1供應(yīng)到多個第一觸摸電極以執(zhí)行觸摸位置感測操作并且將第二觸摸驅(qū)動信號td2供應(yīng)到多個第二觸摸電極以執(zhí)行觸摸力感測操作。

只有當(dāng)?shù)谝挥|摸電極和第二觸摸電極形成為彼此分開時，才可使用這個同時驅(qū)動方法，但當(dāng)形成能夠執(zhí)行觸摸位置感測操作和觸摸力感測操作兩者的觸摸電極時，不可使用這個同時驅(qū)動方法。當(dāng)如本發(fā)明的一個實施方式中那樣將一個觸摸驅(qū)動信號輸入到一個第一開關(guān)單元310時，可使用同時驅(qū)動方法，但只有針對如本發(fā)明的另一個實施方式中那樣當(dāng)將多個觸摸驅(qū)動信號選擇性地輸入到第一開關(guān)單元310時將同一類型的觸摸驅(qū)動信號輸入到單個第一開關(guān)單元310的情況，才可應(yīng)用同時驅(qū)動方法。

在同時驅(qū)動方法中，由于同時執(zhí)行觸摸位置感測操作和觸摸力感測操作，因此可在短時間內(nèi)執(zhí)行觸摸感測操作和力感測操作。由于可同時使用第一觸摸感測信號ts1和第二觸摸感測信號ts2并且觸摸面板驅(qū)動裝置120中的所有元件在所有段中執(zhí)行感測驅(qū)動，因此可以提高感測效率。

如圖7c中所示，控制單元220可劃分預(yù)定時段的觸摸維持時段并且可以有源模式a或消隱模式b來驅(qū)動觸摸面板110。這種方法被定義為有源-消隱驅(qū)動方法。

在有源模式a中，驅(qū)動單元210將第一觸摸驅(qū)動信號td1供應(yīng)到多個第一觸摸電極，以執(zhí)行觸摸位置感測操作。在消隱模式b中，驅(qū)動單元210將第二觸摸驅(qū)動信號td2供應(yīng)到多個第二觸摸電極，以執(zhí)行觸摸力感測操作。

在有源-消隱驅(qū)動方法中，由于作為順序驅(qū)動方法中的有源時段的觸摸維持時段被進一步劃分并且觸摸面板110執(zhí)行觸摸位置感測操作和觸摸力感測操作，因此可以在短時間內(nèi)執(zhí)行觸摸感測操作和力感測操作。即使在一個有源時段中觸摸位置和觸摸力是可變的，也可以準(zhǔn)確地執(zhí)行觸摸感測操作和力感測操作。

圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的驅(qū)動觸摸面板裝置100的方法的流程圖。

第一，驅(qū)動單元210將用于感測觸摸位置的第一觸摸驅(qū)動信號td1供應(yīng)到觸摸面板110或者將用于感測觸摸力的第二觸摸驅(qū)動信號td2供應(yīng)到觸摸面板110。當(dāng)用于感測觸摸位置的多個第一觸摸電極和用于感測觸摸力的多個第二觸摸電極分開形成在觸摸面板110上時，可將第一觸摸驅(qū)動信號td1和第二觸摸驅(qū)動信號td2順序或同時地分別供應(yīng)到第一觸摸電極和第二觸摸電極。另選地，當(dāng)在觸摸面板110上形成用于感測觸摸位置和觸摸力兩者的觸摸電極時，可將第一觸摸驅(qū)動信號td1和第二觸摸驅(qū)動信號td2順序供應(yīng)到觸摸電極(圖8中的s101)。

第二，觸摸面板驅(qū)動裝置120被供應(yīng)有來自多個第一觸摸電極的第一觸摸感測信號ts1或者被供應(yīng)有來自多個第二觸摸電極的第二觸摸感測信號ts2。

出于此目的，響應(yīng)于第一觸摸驅(qū)動信號td1，各第一觸摸電極使用其內(nèi)的電容cm的變化來生成第一觸摸感測信號ts1。響應(yīng)于第二觸摸驅(qū)動信號td2，各第二觸摸電極使用其內(nèi)的可變電阻rf的變化來生成第二觸摸感測信號ts2(圖8中的s102)。

在根據(jù)一個實施方式的觸摸面板驅(qū)動裝置120中，第一開關(guān)單元310和320被供應(yīng)有第一觸摸感測信號ts1或第二觸摸感測信號ts2。在根據(jù)另一個實施方式的觸摸面板驅(qū)動裝置120中，選擇單元610和620被供應(yīng)有第一觸摸感測信號ts1-1和ts1-2或第二觸摸感測信號ts2-1和ts2-2，并且選擇單元610和620將第一觸摸感測信號ts1-1和ts1-2或第二觸摸感測信號ts2-1和ts2-2當(dāng)中的一個觸摸感測信號發(fā)送到第一開關(guān)單元310和320。

第三，響應(yīng)于從控制單元220供應(yīng)的第1-1控制信號c1-1和第2-1控制信號c2-1，經(jīng)由感測單元510和520將第一觸摸感測信號ts1供應(yīng)到驅(qū)動單元210，或者響應(yīng)于從控制單元220供應(yīng)的第1-2控制信號c1-2和第2-2控制信號c2-2，經(jīng)由旁路路徑b1和b2將第二觸摸驅(qū)動信號td2供應(yīng)到驅(qū)動單元210，而不經(jīng)過感測單元510和520。

當(dāng)供應(yīng)第一觸摸感測信號ts1時，控制單元220將第1-1控制信號c1-1供應(yīng)到第一開關(guān)單元310和320并且將第2-1控制信號c2-1供應(yīng)到第二開關(guān)單元410和420。當(dāng)供應(yīng)第二觸摸感測信號ts2時，控制單元220將第1-2控制信號c1-2供應(yīng)到第一開關(guān)單元310和320并且將第2-2控制信號c2-2供應(yīng)到第二開關(guān)單元410和420(圖8中的s103)。

當(dāng)供應(yīng)控制信號c-2時，第一開關(guān)單元310和320被連接到感測單元510和520的輸入端子。當(dāng)供應(yīng)第2-1控制信號c2-1時，第二開關(guān)單元410和420被連接到感測單元510和520的輸出端子。因此，第一觸摸感測信號可經(jīng)由感測單元510和520被供應(yīng)到驅(qū)動單元210。

當(dāng)供應(yīng)控制信號c-2時，第一開關(guān)單元310和320被連接到旁路路徑b1和b2的端部。當(dāng)供應(yīng)第2-2控制信號c2-2時，第二開關(guān)單元410和420被連接到旁路路徑b1和b2和520的另一個端部。因此，第二觸摸感測信號ts2可經(jīng)由旁路路徑b1和b2被供應(yīng)到驅(qū)動單元210，而不經(jīng)過感測單元510和520(圖8中的s104)。

第四，使用第一觸摸驅(qū)動信號td1來感測觸摸位置并且使用第二觸摸驅(qū)動信號td2來感測觸摸力?？刂茊卧?20從驅(qū)動單元210收集并分析作為感測結(jié)果的第一觸摸感測信號ts1并且感測觸摸和觸摸位置。控制單元220從驅(qū)動單元210收集并分析作為感測結(jié)果的第二觸摸感測信號ts2以感測施加到被觸摸電極的壓力。

可如下地逐步布置第一觸摸傳感器和第二觸摸傳感器。驅(qū)動包括用于觸摸位置感測操作的第一觸摸傳感器和用于觸摸力感測操作的第二觸摸傳感器的觸摸面板裝置的方法包括以下步驟：將第一觸摸傳感器連接到感測單元；經(jīng)由感測單元感測來自第一觸摸傳感器的第一觸摸感測信號并且將第一觸摸感測信號供應(yīng)到控制單元；使控制單元使用第一觸摸感測信號來計算觸摸位置；經(jīng)由沒有經(jīng)過感測單元的旁路經(jīng)將第二觸摸傳感器連接到控制單元；以及使控制單元感測來自第二觸摸傳感器的第二觸摸感測信號并且使用第二觸摸感測信號來計算觸摸力。

在根據(jù)實施方式的驅(qū)動觸摸面板裝置100的方法中，第二觸摸感測信號ts2經(jīng)由旁路路徑b1和b2被發(fā)送到驅(qū)動單元210，而不經(jīng)過感測單元510和520。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸摸面板裝置100可通過使用單個驅(qū)動單元210執(zhí)行使用第一觸摸感測信號ts1的觸摸感測操作和使用第二觸摸感測信號ts2的力感測操作兩者，并且可防止錯誤的第二觸摸感測信號ts2由于感測單元510和520而被發(fā)送到驅(qū)動單元210，從而容易執(zhí)行力感測操作。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠理解，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思的情況下，可按各種形式修改和校正本發(fā)明。因此，本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于具體實施方式中描述的細節(jié)，但應(yīng)該由隨附權(quán)利要求書限定。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2016年4月29日提交的韓國專利申請no.10-2016-0053028的權(quán)益，出于所有目的通過引用方式將該專利申請并入本文中，如同在本文中完全闡明一樣。