用于觸屏的控制電路以及噪聲去除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及觸屏，特別是，涉及去除流入觸屏的噪聲的用于觸屏的控制電路以及噪聲去除方法。
【背景技術(shù)】
[0002]觸屏面板(TSP)配置為使用電阻式、電容式或紅外式來(lái)檢測(cè)用戶觸摸。近年來(lái)，電容式主要用于觸屏面板。在中等以及小尺寸的移動(dòng)產(chǎn)品組中，電容式觸屏面板具有優(yōu)良的可視性(Super1r visivility)、耐久性(Durability)以及多點(diǎn)觸摸功能的優(yōu)勢(shì)。特別地，主要使用互電容式觸屏面板。
[0003]由于各種噪聲，使用電容式面板的觸屏具有較低的信噪比(Signal to NoiseRat1 ;SNR)。影響觸屏的噪聲可劃分為隨機(jī)噪聲以及周期性(Per1dic)噪聲。隨機(jī)噪聲可包括顯示噪聲(display Noise)。周期性噪聲可包括生成于熒光燈中的60Hz噪聲以及生成于三波長(zhǎng)逆變器燈中的40KHz至50KHz噪聲等。特別是，周期性噪聲可包括電池充電時(shí)生成的充電器噪聲(charger noise)，并且充電器噪聲可歸類為最糟糕類型的噪聲。
[0004]如果噪聲很?chē)?yán)重，那么用于處理觸屏面板感測(cè)線信號(hào)的引出電路不能恰當(dāng)?shù)刈R(shí)別包含于感測(cè)線中的電荷。因此，可能由于噪聲而導(dǎo)致在觸屏的觸摸識(shí)別中產(chǎn)生錯(cuò)誤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問(wèn)題
[0006]本發(fā)明的目標(biāo)是提供用于觸屏的控制電路，控制電路通過(guò)對(duì)觸屏面板的兩個(gè)相鄰的感測(cè)線執(zhí)行差分感測(cè)來(lái)過(guò)濾包括顯示噪聲的噪聲。
[0007]本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供用于觸屏的控制電路，用于觸屏的控制電路在對(duì)觸屏面板的兩個(gè)相鄰的感測(cè)線執(zhí)行差分感測(cè)之后使用移動(dòng)平均法來(lái)過(guò)濾包括周期性噪聲的噪聲。
[0008]本發(fā)明的又一目標(biāo)的是提供用于觸屏的控制電路以及噪聲去除方法，用于觸屏的控制電路以及噪聲去除方法周期性存儲(chǔ)由觸屏面板輸出的感測(cè)線的電壓，并且在正常情況下度對(duì)先前周期的電壓進(jìn)行積分，而在檢測(cè)到噪聲的情況下阻擋對(duì)先前周期的電壓進(jìn)行積分從而過(guò)濾包括充電器噪聲的噪聲。
[0009]本發(fā)明的又一目標(biāo)的是提供用于觸屏的控制電路以及噪聲去除方法，用于觸屏的控制電路以及噪聲去除方法對(duì)用于感測(cè)由觸屏面板的感測(cè)線輸出的感測(cè)信號(hào)的變化的差分感測(cè)信號(hào)執(zhí)行周期性積分，并且在感測(cè)信號(hào)中檢測(cè)到噪聲的情況下使用在檢測(cè)到噪聲的周期先前周期中存儲(chǔ)的差分感測(cè)信號(hào)來(lái)執(zhí)行上述積分從而去除噪聲。
[0010]本發(fā)明的又一目標(biāo)是提供用于觸屏的控制電路以及噪聲去除方法，用于觸屏的控制電路以及噪聲去除方法對(duì)用于感測(cè)由觸屏面板的感測(cè)線輸出的感測(cè)信號(hào)的變化的差分感測(cè)信號(hào)同時(shí)執(zhí)行周期性延遲和存儲(chǔ)，對(duì)經(jīng)延遲的所述差分感測(cè)信號(hào)執(zhí)行積分，并且在輸出以用于積分的感測(cè)信號(hào)中檢測(cè)到噪聲的情況下使用在檢測(cè)到噪聲的周期先前周期中存儲(chǔ)的差分感測(cè)信號(hào)來(lái)執(zhí)行積分。
[0011]而且，本發(fā)明的又一目標(biāo)的是提供用于觸屏的控制電路以及噪聲去除方法，用于觸屏的控制電路以及噪聲去除方法對(duì)用于感測(cè)由觸屏面板的感測(cè)線輸出的感測(cè)信號(hào)的變化的差分感測(cè)信號(hào)同時(shí)執(zhí)行延遲和存儲(chǔ)，對(duì)經(jīng)延遲的所述差分感測(cè)信號(hào)執(zhí)行積分，并且在感測(cè)信號(hào)中檢測(cè)到噪聲的情況下阻擋對(duì)于檢測(cè)到噪聲的感測(cè)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的差分感測(cè)信號(hào)的存儲(chǔ)并且使用根據(jù)未檢測(cè)到噪聲的最后一個(gè)周期的感測(cè)信號(hào)而存儲(chǔ)的差分感測(cè)信號(hào)來(lái)執(zhí)行上述積分。
[0012]解決問(wèn)題的手段
[0013]根據(jù)本發(fā)明的用于觸屏的控制電路的噪聲去除方法包括:差分感測(cè)信號(hào)生成步驟，周期性地生成對(duì)于觸屏面板的兩個(gè)相鄰的感測(cè)線的感測(cè)信號(hào)的差分感測(cè)信號(hào)；差分分布電壓存儲(chǔ)步驟，在每個(gè)周期將差分感測(cè)信號(hào)分別存儲(chǔ)作為第一差分分布電壓以及第二差分分布電壓；噪聲檢測(cè)步驟，在每個(gè)周期對(duì)一個(gè)或多個(gè)感測(cè)信號(hào)進(jìn)行噪聲檢測(cè)；以及信號(hào)處理步驟，在每個(gè)周期執(zhí)行積分，其中，如果未檢測(cè)到噪聲，則選擇與確定進(jìn)行噪聲檢測(cè)的感測(cè)信號(hào)所屬的周期相對(duì)應(yīng)的第一差分分布電壓并對(duì)所選的第一差分分布電壓執(zhí)行積分，如果檢測(cè)到噪聲，則選擇與確定進(jìn)行噪聲檢測(cè)的感測(cè)信號(hào)所屬的周期先前周期中的感測(cè)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的第二差分分布電壓并對(duì)所選的第二差分分布電壓執(zhí)行積分。
[0014]此外，根據(jù)本發(fā)明的用于觸屏的控制電路包括差分感測(cè)單元、噪聲檢測(cè)單元、延遲單元、存儲(chǔ)單元、以及積分單元，其中，差分感測(cè)單元周期性地生成對(duì)于觸屏面板的兩個(gè)相鄰的感測(cè)線的感測(cè)信號(hào)的差分感測(cè)信號(hào)，噪聲檢測(cè)單元周期性地對(duì)至少一個(gè)感測(cè)信號(hào)進(jìn)行噪聲檢測(cè)，延遲單元包括第一延遲元件和第二延遲元件，其中對(duì)第一延遲元件和第二延遲元件中的每個(gè)分別執(zhí)行差分感測(cè)信號(hào)的充電以及經(jīng)充電的差分感測(cè)信號(hào)作為第一差分分布電壓的輸出，并且其中對(duì)于第一延遲元件和第二延遲元件的差分感測(cè)信號(hào)的充電和輸出是周期性交替地執(zhí)行的，并且在噪聲檢測(cè)單元中未檢測(cè)到關(guān)于感測(cè)信號(hào)的噪聲時(shí)輸出第一差分分布電壓，存儲(chǔ)單元包括多個(gè)充電元件，在多個(gè)充電元件上依次執(zhí)行由延遲單元周期性提供的對(duì)于差分感測(cè)信號(hào)的充電，并且在噪聲檢測(cè)單元中檢測(cè)到關(guān)于感測(cè)信號(hào)的噪聲時(shí)在多個(gè)充電元件中選擇與確定進(jìn)行噪聲檢測(cè)的感測(cè)信號(hào)所屬的周期先前周期中的感測(cè)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的第二差分分布電壓并輸出所選的第二差分分布電壓，積分單元對(duì)延遲單元的第一差分分布電壓以及存儲(chǔ)單元的第二差分分布電壓執(zhí)行積分。
[0015]有益效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，在模擬前端(Analog Front End ；AFE)階段中預(yù)先去除了可能對(duì)觸屏產(chǎn)生影響的各種噪聲，從而能夠降低后續(xù)數(shù)字處理器的負(fù)擔(dān)并且能夠準(zhǔn)確地識(shí)別觸摸發(fā)生的部分。
[0017]此外，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)觸屏面板的兩個(gè)相鄰的感測(cè)線執(zhí)行差分感測(cè)，從而能夠過(guò)濾共同施加于相鄰的感測(cè)線的顯示噪聲，并且能夠使用移動(dòng)平均法(Moving AverageMethod)過(guò)濾差分感測(cè)信號(hào)中的周期性噪聲。
[0018]此外，根據(jù)本發(fā)明，能夠使用具有較低電容量的反饋電容器配置用于積分的充電電路，并且由于基于相鄰的感測(cè)線的比較來(lái)執(zhí)行噪聲過(guò)濾，因此不需要用于補(bǔ)償路徑延遲的額外電路。
[0019]此外，根據(jù)本發(fā)明，周期性地存儲(chǔ)由觸屏面板的感測(cè)線輸出的感測(cè)信號(hào)，并在對(duì)存儲(chǔ)的電壓執(zhí)行積分的過(guò)程中執(zhí)行與噪聲感測(cè)相對(duì)應(yīng)的阻擋，從而過(guò)濾了噪聲。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，在感測(cè)信號(hào)中存在有噪聲(尤其是，電池充電時(shí)所產(chǎn)生的充電器噪聲)時(shí)，在執(zhí)行用于識(shí)別觸摸的積分過(guò)程中阻擋存在有噪聲的周期中的感測(cè)信號(hào)的差分感測(cè)信號(hào)反映于所述積分上。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于觸屏的控制電路的實(shí)施方式的電路圖。
[0022]圖2是圖1的實(shí)施方式的概念圖。
[0023]圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于觸屏的控制電路的另一實(shí)施方式的電路圖。
[0024]圖4示出了圖3的實(shí)施方式中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的波形圖。
[0025]圖5是示出了將路徑切換器添加至圖3的實(shí)施方式中的實(shí)施方式的電路圖。
[0026]圖6是用于模擬與流入觸屏的各種類型的噪聲相關(guān)的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的響應(yīng)特性的電路圖。
[0027]圖7是示出了用于圖6的電路的計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果的圖形。
[0028]圖8是示出了圖1和圖3的實(shí)施方式的響應(yīng)特性的圖形。
[0029]圖9是示出了圖1和圖3的實(shí)施方式中在差分感測(cè)之前的感測(cè)線的響應(yīng)特性的圖形。
[0030]圖10是示出了圖1和圖3中的實(shí)施方式中在積分之后的感測(cè)線的響應(yīng)特性的圖形。
[0031]圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于觸屏的噪聲去除方法的實(shí)施方式的流程圖。
[0032]圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于觸屏的控制電路的又一實(shí)施方式的框圖。
[0033]圖13是圖2中示出的用于觸屏的控制電路的詳細(xì)電路圖。
[0034]圖14是圖13中示出的比較器的實(shí)施方式的電路圖。
[0035]圖15是圖13中示出的比較器的又一實(shí)施方式的電路圖。
[0036]圖16是圖15中示出的比較電路的實(shí)施方式的電路圖。
[0037]圖17是圖15中示出的比較電路的實(shí)施方式的電路圖。
[0038]圖18是示出了根據(jù)兩個(gè)感測(cè)信號(hào)、最高電壓以及最低電壓確定的比較電壓之間的關(guān)系的視圖
[0039]圖19是根據(jù)圖12的實(shí)施方式中的模擬結(jié)果獲得的圖形。
[0040]圖20是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于觸屏的噪聲去除方法的另一實(shí)施方式的流程圖。
[0041]圖21是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于觸屏的控制電路的又一實(shí)施方式的框圖。
[0042]圖22是圖21中示出的用于觸屏的控制電路的詳細(xì)電路圖。
[0043]圖23示出了用于圖22的實(shí)施方式中的信號(hào)的波形圖。
[0044]圖24至圖26是示出了當(dāng)未檢測(cè)到噪聲時(shí)控制電路的操作的電路圖。
[0045]圖27至圖29是示出了當(dāng)檢測(cè)到噪聲時(shí)圖22的控制電路的存儲(chǔ)單元的操作的電路圖。
[0046]圖30是示出了圖21的實(shí)施方式中的存儲(chǔ)單元的另一實(shí)施方式的電路圖。
[0047]圖31示出了圖30中使用的信號(hào)的波形圖。
[0048]圖32和圖33是示出了當(dāng)未檢測(cè)到噪聲時(shí)圖30的存儲(chǔ)單元的操作的電路圖。
[0049]圖34和圖35是示出了當(dāng)檢測(cè)到噪聲時(shí)圖30中的存儲(chǔ)單元的操作的電路圖。
[0050]圖36是示出了根據(jù)圖22的存儲(chǔ)單元的使用對(duì)差分感測(cè)信號(hào)積分的概念的視圖。
[0051]圖37是示出了根據(jù)圖30的存儲(chǔ)單元的使用對(duì)差分感測(cè)信號(hào)積分的概念的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052]參照附圖，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式將在下文中被更詳細(xì)地描述，附圖中相同的標(biāo)號(hào)指示相同的元件。
[0053]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于觸屏的控制電路的實(shí)施方式的電路圖。
[0054]在圖1中，觸屏面板10和用于觸屏的控制電路100被配置。
[0055]觸屏面板10包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)線和多個(gè)感測(cè)線Dl、D2，其中，該多個(gè)驅(qū)動(dòng)線供驅(qū)動(dòng)信號(hào)Tx施加，而該多個(gè)感測(cè)線Dl、D2與多個(gè)驅(qū)動(dòng)線聯(lián)接，并且其中，絕緣物質(zhì)介于多個(gè)驅(qū)動(dòng)線和多個(gè)感測(cè)線D1、D2之間。用于觸屏的控制電路100接收兩個(gè)相鄰的感測(cè)線D1、D2的感測(cè)信號(hào)并執(zhí)行用于檢測(cè)觸屏面板10上是否存在觸摸的功能，并且用于觸屏的控制電路100包括差分感測(cè)單元110和積分單元120。
[0056]差分感測(cè)單元110生成Δ (delta)值，即，充電在觸屏面板10的兩個(gè)相鄰的感測(cè)線D1、D2中的電荷Q1、Q2之間的差值。積分單元120對(duì)差分感測(cè)單元110的輸出(Δ值)進(jìn)行積分。下文中，充電在感測(cè)線D1、D2中的電荷Q1、Q2是指感測(cè)線D1、D2的感測(cè)信號(hào)。
[0057]差分感測(cè)單元110被配置為包括Δ值生成器111和開(kāi)關(guān)S1-S4。
[0058]開(kāi)關(guān)S1、S3形成將感測(cè)線Dl的感測(cè)信號(hào)傳輸至Λ值生成器111的傳輸電路。開(kāi)關(guān)S2、S4形成將感測(cè)線D2的感測(cè)信號(hào)傳輸至Λ值生成器111的傳輸電路。
[0059]開(kāi)關(guān)SI連接在感測(cè)線Dl與Δ值生成器111的正輸入端子(+)之間，并且響應(yīng)于第二引導(dǎo)信號(hào)2對(duì)充電在感測(cè)線Dl中的電荷Ql至Λ值生成器111的正輸入端子+的傳輸進(jìn)行開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)S2連接在感測(cè)線D2與Λ值生成器111的負(fù)輸入端子(_)之間，并且響應(yīng)于第二引導(dǎo)信號(hào)2對(duì)充電在感測(cè)線D2中的電荷Q2至Λ值生成器111的負(fù)輸入端子(-)的傳輸進(jìn)行開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)S3連接至感測(cè)線Dl與開(kāi)關(guān)SI之間的節(jié)點(diǎn)，并且響應(yīng)于第一引導(dǎo)信號(hào)I對(duì)接地電壓GND至Δ值生成器111的正輸入端子(+)的傳輸進(jìn)行開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)S4連接至感測(cè)線D2與開(kāi)關(guān)S2之間的節(jié)點(diǎn)，并且響應(yīng)于第一引導(dǎo)信號(hào)I對(duì)接地電壓GND至Λ值生成器111的負(fù)輸入端子(_)的傳輸進(jìn)行開(kāi)關(guān)。在這種情況下，第二引導(dǎo)信號(hào)2可以被定義為具有與第一引導(dǎo)信號(hào)I的大小相同的大小以及與第一引導(dǎo)信號(hào)I的相位相反的相位的信號(hào)。此外，第一引導(dǎo)信號(hào)I和第二引導(dǎo)信號(hào)2優(yōu)選為彼此不重疊且具有不同相位的非重疊兩相(Non overlap two phase)信號(hào)。根據(jù)情況，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Tx可以被用作第一引導(dǎo)信號(hào)I。
[0060]Δ值生成器111生成與輸入至正輸入端子(+)和負(fù)輸入端子(_)的電荷之間的差值(Q1-Q2)相對(duì)應(yīng)的△值，并且可以由差分感測(cè)器形成。
[0061]積分單元120被配置為包括差分放大器121、基準(zhǔn)電壓源122、反饋電容器Cf以及開(kāi)關(guān)S5-S7。開(kāi)關(guān)S5連接在Δ值生成器111的輸出端子與差分放大器121的負(fù)輸入端子(-)之間，并且響應(yīng)于第二引導(dǎo)信號(hào)2對(duì)由Λ值生成器111輸出的Λ值至差分放大器121的負(fù)輸入端子(_)的傳輸進(jìn)行開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)S6連接至△值生成器111的輸出端子與開(kāi)關(guān)S5之間的節(jié)點(diǎn)，并且響應(yīng)于第一引導(dǎo)信號(hào)I對(duì)基準(zhǔn)電壓源122的基準(zhǔn)電壓Vref至差分放大器121的負(fù)輸入端子(_)的傳輸進(jìn)行開(kāi)關(guān)?；鶞?zhǔn)電壓Vref施加至差分放大器121的正