觸摸面板控制電路及具備其的半導體集成電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及觸摸面板控制電路及具備該觸摸面板控制電路的半導體集成電路，特別地，能優(yōu)選地用于重合地安裝于顯示面板的觸摸面板所連接的觸摸面板控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在智能電話、平板終端中使用的顯示面板，重合地安裝有觸摸面板，用戶能通過在顯示畫面上用手指等觸摸(觸碰或者擦過)來操作設(shè)備。觸摸面板控制電路被連接到觸摸面板，檢測用戶觸摸的顯示畫面上的坐標。例如，互電容方式的觸摸面板被配置為使得作為驅(qū)動電極的Y電極和作為檢測電極的X電極夾著電介質(zhì)而正交，在每個交叉構(gòu)成電容(交點電容)。當在交點電容的附近存在由手指或手造成的電容時，該交點處的互電容以被由手指或手造成的電容所充電的電荷被分割的量從交點電容減少。觸摸面板控制電路檢測該互電容的變化在哪個交點處以何程度的大小發(fā)生。
[0003]在專利文獻I和2中，公開了在重合地安裝于顯示面板的觸摸面板所連接的觸摸面板控制電路中提高檢測靈敏度、檢測精度的技術(shù)。
[0004]專利文獻I所公開的觸摸面板控制電路從Y電極對交點電容重復地施加脈沖狀的交流驅(qū)動電壓，轉(zhuǎn)送與此時的交點電容的電容值對應(yīng)的電荷，在連接到X電極的積分電路中累積加法計算并檢測。此時，通過使施加的驅(qū)動交流電壓的振幅變大，從而使信號電平(轉(zhuǎn)送的電荷量)增大，在與驅(qū)動顯示面板的信號之間錯開定時，由此，使從顯示驅(qū)動信號接受的噪聲電平降低，因而使信號/噪聲比(S/N比)提高。
[0005]在專利文獻2所公開的顯示裝置中，對驅(qū)動顯示面板的期間和進行觸摸感測的期間進行分時，由此，避免進行顯示驅(qū)動的信號對于觸摸檢測作為噪聲進行影響。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻
專利文獻1:日本特開2012-234474號公報；
專利文獻2:日本特開2012-59265號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的課題本發(fā)明人關(guān)于專利文獻I和2研宄的結(jié)果是，知曉存在以下那樣的新的課題。
[0008]在專利文獻I和2中，在重合地安裝于顯示面板的觸摸面板所連接的觸摸面板控制電路中，著眼于驅(qū)動顯示面板的信號對于觸摸檢測成為噪聲的方面。即，能對觸摸面板的交點電容減少從顯示面板混入的噪聲。
[0009]發(fā)明人研宄的結(jié)果是，知曉在更嚴酷的環(huán)境中，在對于交點電容的噪聲中，從操作觸摸面板的用戶的手指等混入的噪聲大到不能忽視的程度。例如，來自在將裝載有觸摸面板的設(shè)備連接于來自商用電源的充電器時的接地電平的設(shè)備的電位變動、來自電源布線或用戶自身成為天線而接收的存在于環(huán)境中的電磁波的影響成為噪聲而混入。專利文獻I所公開的積分電路也具有抑制噪聲的效果，但知曉在所述那樣的嚴酷的環(huán)境中，存在噪聲抑制效果不充分的情況。
[0010]在以下說明了用于解決這樣的課題的方案，其他課題和新的特征根據(jù)本說明書的記述和附圖變得明顯。
[0011]用于解決課題的方案根據(jù)一個實施方式，如下所述。
[0012]一種觸摸面板控制電路，具有:驅(qū)動電路，能連接到在多個Y電極與多個X電極的每個交點處形成交點電容的觸摸面板，驅(qū)動所述Y電極；以及檢測電路，連接到所述X電極，檢測交點電容的電容值，所述觸摸面板控制電路被構(gòu)成為如下。
[0013]驅(qū)動電路在規(guī)定期間向Y電極施加多個脈沖。檢測電路被構(gòu)成為包括:開關(guān)電容電路，能對從X電極輸入的信號與所述多個脈沖同步地工作；以及積分電路，連接到該開關(guān)電容電路的輸出，與所述多個脈沖同步地工作。
[0014]發(fā)明效果
簡單地說明根據(jù)所述一個實施方式而得到的效果的話，如下所述。
[0015]即，能得到比積分電路的噪聲抑制效果更高的噪聲抑制效果。為了抑制噪聲，所述開關(guān)電容電路能作為開關(guān)電容濾波器(SCF-Switched Capacitor Filter:開關(guān)電容濾波器)而工作。開關(guān)電容濾波器能對從要檢測的交叉電容與所述多個脈沖同步地多次轉(zhuǎn)送的信號電荷與其同步地進行濾波工作，抑制供給到同樣與其同步地工作的積分電路的信號的噪聲。
【附圖說明】
[0016]圖1是示出作為應(yīng)用本發(fā)明的電子設(shè)備的一個例子的顯示及輸入裝置的整體結(jié)構(gòu)的框圖。
[0017]圖2是例示觸摸面板的電極結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0018]圖3是例示顯示面板的電極結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0019]圖4是例示觸摸面板控制器的整體結(jié)構(gòu)的框圖。
[0020]圖5是示出觸摸面板的等效電路和積分電路的一個例子的電路圖。
[0021]圖6是示出供給到Y(jié)電極Yl?YM的驅(qū)動脈沖信號的信號波形的一個例子的波形圖。
[0022]圖7是表示實施方式2的檢測電路(單邊檢測型)的結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0023]圖8是表示實施方式2的檢測電路(單邊檢測型)的第一工作模式(FIR+IIR+積分電路)的時間圖。
[0024]圖9是表示第一工作例(FIR+IIR+積分電路)的頻率特性的圖表。
[0025]圖10是表示實施方式2的檢測電路的第二工作模式(單邊檢測型QV變換+IIR+積分電路)的時間圖。
[0026]圖11是表示實施方式2的檢測電路的第三工作模式(僅單邊檢測型積分電路)的時間圖。
[0027]圖12是表示實施方式3的檢測電路(雙邊檢測型)的結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0028]圖13是表示實施方式3的檢測電路的第四工作模式(雙邊檢測型FIR+IIR+積分電路)的時間圖。
[0029]圖14是表示實施方式3的檢測電路的第五工作模式(雙邊檢測型QV變換+IIR+積分電路)的時間圖。
[0030]圖15是表示實施方式3的檢測電路的第六工作模式(僅雙邊檢測型積分電路)的時間圖。
【具體實施方式】
[0031]1.實施方式的概要
首先，關(guān)于本申請中公開的代表性的實施方式，說明概要。在關(guān)于代表性的實施方式的概要說明中附加括號而參照的附圖中的附圖標記只不過例示包括于標注有其的結(jié)構(gòu)要素的概念中的附圖標記。
[0032]〔 I )〈在積分電路之前具備同步工作的SCF的檢測電路〉
在本申請中公開的代表性的實施方式的觸摸面板控制電路(3)能連接到在多個Y電極(Yl?YM)和多個X電極(XI?XN)交叉的多個交點的每一個形成交點電容(Cxy)的觸摸面板(I )，所述觸摸面板控制電路被構(gòu)成為如下。
[0033]具有:多個驅(qū)動電路(30)，驅(qū)動所述多個Y電極的每一個；以及多個檢測電路
(10)，連接到所述多個X電極的每一個，檢測所述交點電容的電容值。
[0034]所述驅(qū)動電路在規(guī)定期間向所述Y電極施加K個(K是2以上的整數(shù))脈沖。
[0035]所述檢測電路包括:開關(guān)電容電路(11、12)，能對來自X電極的輸入信號與所述脈沖同步地工作；以及積分電路(13)，連接到所述開關(guān)電容電路的輸出，與所述脈沖同步地工作。
[0036]由此，能得到比積分電路的噪聲抑制效果更高的噪聲抑制效果。為了抑制噪聲，所述開關(guān)電容電路能作為開關(guān)電容濾波器而工作。開關(guān)電容濾波器對從要檢測的交叉電容與所述多個脈沖同步地多次轉(zhuǎn)送的信號電荷與其同步地進行濾波工作，抑制供給到同樣與其同步地工作的積分電路的信號的噪聲。使開關(guān)電容濾波器和積分電路的頻率特性成為在直流和采樣頻率處具有最大增益并且在其之間的頻率處被抑制的特性，由此，能一邊抑制信號的劣化一邊更有效地抑制噪聲。
[0037]〔 2 )〈L 階 FIR (fs) +IIR (fs/L) + 積分電路〉
在項I中，所述開關(guān)電容電路具備:第一開關(guān)電容電路(11)，輸入所述輸入信號；以及第二開關(guān)電容電路(12)，輸入所述第一開關(guān)電容電路的輸出，輸出到所述積分電路。
[0038]所述第一開關(guān)電容電路能作為在所述規(guī)定期間內(nèi)進行K次采樣的、小于所述K的L階(L是I以上的整數(shù))FIR (Finite Impulse Reponse:有限脈沖響應(yīng))濾波器而工作。
[0039]所述第二開關(guān)電容電路能作為在所述規(guī)定期間內(nèi)進行Κ/L次采樣的開關(guān)電容濾波器而工作。
[0040]由此，能使FIR濾波器的增益成為零點的頻率與后級的開關(guān)電容濾波器工作的采樣頻率一致，能利用FIR濾波器的特性來抑制后級的開關(guān)電容濾波器的通頻帶。
[0041]〔 3 )〈FIR+IIR+積分電路〉
在項2中，所述第二開關(guān)電容電路的所述開關(guān)電容濾波器是IIR (Infinite ImpulseResponse:無限脈沖響應(yīng))濾波器。
[0042]由此，能將IIR濾波器的頻率特性與FIR濾波器的頻率特性組合，而更有效地抑制噪聲。
[0043]〔 4 )〈QV變換+IIR+積分電路〉
在項I中，所述開關(guān)電容電路具備:第一開關(guān)電容電路(11)，輸入所述輸入信號；以及第二開關(guān)電容電路(12)，輸入所述第一開關(guān)電容電路的輸出，輸出到所述積分電路。
[0044]所述第一開關(guān)電容電路能作為將從所述輸入信號在所述規(guī)定期間內(nèi)K次輸入的電荷量變換為電壓并輸出的QV變換電路而工作。
[0045]所述第二開關(guān)電容電路能作為在所述規(guī)定期間內(nèi)進行K次采樣的IIR濾波器而工作。
[0046]由此，能構(gòu)成制造偏差等影響少的濾波器。在上述項2和項3的情況下，能通過補充性地組合前級和后級的頻率特性來作為整體實現(xiàn)良好的頻率特性。相反，在由于制造偏差等影響而使前級和后級的頻率特性從設(shè)計值向彼此不同的方向偏移的情況下，存在上述的補充關(guān)系瓦解、從整體的頻率特性的設(shè)計值的背離變大的擔憂。在項4的情況下，因為沒有前級和后級的補充關(guān)系，所以制造偏差等影響少。此外，因為能將IIR濾波器的采樣頻率設(shè)定得比項3的情況高數(shù)倍，所以能適當?shù)卦O(shè)計該IIR濾波器的頻率特性，而能更有效地抑制噪聲。
[0047]〔 5 )〈可編程(Single Edge Type:單邊型)>
在項I中，所述開關(guān)電容電路具備:第一開關(guān)電容電路(11)，輸入所述輸入信號；以及第二開關(guān)電容電路(12)，輸入所述第一開關(guān)電容電路的輸出，輸出到所述積分電路。
[0048]所述第一開關(guān)電容電路能作為在所述規(guī)定期間內(nèi)進行K次采樣的、小于所述K的L階(L是I以上的整數(shù))FIR濾波器而工作，或者能作為將從所述輸入信號在所述規(guī)定期間內(nèi)K次輸入的電荷量變換為電壓并輸出的QV變換電路而工作，或者能作為對從所述輸入信號在所述規(guī)定期間內(nèi)K次輸入的電荷量進行累計而I次輸出對應(yīng)的電壓的積分電路而工作。
[0049]所述第二開關(guān)電容電路能作為在所述規(guī)定期間內(nèi)進行Κ/L次采樣的IIR濾波器而工作，或者能作為在所述規(guī)定期間內(nèi)進行K次采樣的IIR濾波器而工作。
[0050]所述觸摸面板控制電路被構(gòu)成為能對所述第一和第二開關(guān)電容電路設(shè)定進行哪個工作。
[0051]由此，能配合該觸摸面板控制電路被安裝并使用的環(huán)境而將所述檢測電路從上述的項2?項4的結(jié)構(gòu)、其他結(jié)構(gòu)之中設(shè)定為能進行最適當?shù)墓ぷ鞯慕Y(jié)構(gòu)，而能應(yīng)對各種噪聲環(huán)境。
[0052]〔 6 )〈積分電路(Dual Edge Type:雙邊型)>
在項I中，所述開關(guān)電容電路具備:第一開關(guān)電容電路(11)，輸入所述輸入信號；以及第二開關(guān)電容電路(12)，輸入所述第一開關(guān)電容電路的輸出，輸出到所述積分電路。
[0053]所述第一開關(guān)電容電路能作為將從響應(yīng)于所述規(guī)定期間內(nèi)的所述K個脈沖的每一個的一個沿而輸入的輸入信號輸入的電荷量和從響應(yīng)于另一個沿而輸入的輸入信號輸入的電荷量彼此反轉(zhuǎn)并累計的積分電路而工作。
[0054]所述觸摸面板控制電路被構(gòu)成為能使所述第二開關(guān)電容電路和所述積分電路的工作停止而從所述檢測電路輸出所述第一開關(guān)電容電路的輸出。
[0055]由此，能使相同時間內(nèi)的累計次數(shù)增加到歷來的積分電路的兩倍，而能提高觸摸檢測的靈敏度。
[0056]〔 7 )〈L 階 FIR (Dual Edge Type:雙邊型)+IIR (2fs/L) + 積分電路〉
在項I中，所述開關(guān)電容電路具備:第一開關(guān)電容電路(11)，輸入所述輸入信號；以及第二開關(guān)電容電路(12)，輸入所述第一開關(guān)電容電路的輸出，輸出到所述積分電路。
[0057]所述第一開關(guān)電容電路能作為將從響應(yīng)于所述規(guī)定期間內(nèi)的所述K個脈沖的每一個的一個沿而輸入的輸入信號輸入的電荷量和從響應(yīng)于另一個沿而輸入的輸入信號輸入的電荷量彼此反轉(zhuǎn)并累計的、小于所述K的L階(L是2以上的偶數(shù))的FIR濾波器而工作。
[0058]所述第二開關(guān)電容電路能作為在所述規(guī)定期間內(nèi)進行2K/L次采樣的開關(guān)電容濾波器而工作。
[0059]由此，第一開關(guān)電容電路能與項6的情況同樣地提高觸摸檢測的靈敏度，并且，能作為FIR濾波器而擁有具有噪聲抑制效果的頻率特性。進而，與項2同樣地，能使FIR濾波器的增益成為零點的頻率與后級的開關(guān)電容濾波器工作的采樣頻率一致，而能利用FIR濾波器的特性來抑制后級的開關(guān)電容濾波器的通頻帶。
[0060]〔 8 )〈FIR (Dual Edge T