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、電容式或紅外式來檢測用戶觸摸。近年來，電容式主要用于觸屏面板。在中等以及小尺寸的移動產(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)以及多點觸摸功能的優(yōu)勢。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噪聲以及周期性(Per1dic)噪聲。隨機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]如果噪聲很嚴重，那么用于處理觸屏面板感測線信號的引出電路不能恰當?shù)刈R別包含于感測線中的電荷。因此，可能由于噪聲而導(dǎo)致在觸屏的觸摸識別中產(chǎn)生錯誤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明的目標是提供用于觸屏的控制電路，控制電路通過對觸屏面板的兩個相鄰的感測線執(zhí)行差分感測來過濾包括顯示噪聲的噪聲。
[0007]本發(fā)明的另一目標是提供用于觸屏的控制電路，用于觸屏的控制電路在對觸屏面板的兩個相鄰的感測線執(zhí)行差分感測之后使用移動平均法來過濾包括周期性噪聲的噪聲。
[0008]本發(fā)明的又一目標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由觸屏面板輸出的感測線的電壓，并且在正常情況下度對先前周期的電壓進行積分，而在檢測到噪聲的情況下阻擋對先前周期的電壓進行積分從而過濾包括充電器噪聲的噪聲。
[0009]本發(fā)明的又一目標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用于感測由觸屏面板的感測線輸出的感測信號的變化的差分感測信號執(zhí)行周期性積分，并且在感測信號中檢測到噪聲的情況下使用在檢測到噪聲的周期先前周期中存儲的差分感測信號來執(zhí)行上述積分從而去除噪聲。
[0010]本發(fā)明的又一目標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用于感測由觸屏面板的感測線輸出的感測信號的變化的差分感測信號同時執(zhí)行周期性延遲和存儲，對經(jīng)延遲的所述差分感測信號執(zhí)行積分，并且在輸出以用于積分的感測信號中檢測到噪聲的情況下使用在檢測到噪聲的周期先前周期中存儲的差分感測信號來執(zhí)行積分。
[0011]而且，本發(fā)明的又一目標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用于感測由觸屏面板的感測線輸出的感測信號的變化的差分感測信號同時執(zhí)行延遲和存儲，對經(jīng)延遲的所述差分感測信號執(zhí)行積分，并且在感測信號中檢測到噪聲的情況下阻擋對于檢測到噪聲的感測信號相對應(yīng)的差分感測信號的存儲并且使用根據(jù)未檢測到噪聲的最后一個周期的感測信號而存儲的差分感測信號來執(zhí)行上述積分。
[0012]解決問題的手段
[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:差分感測信號生成步驟，周期性地生成對于觸屏面板的兩個相鄰的感測線的感測信號的差分感測信號；差分分布電壓存儲步驟，在每個周期將差分感測信號分別存儲作為第一差分分布電壓以及第二差分分布電壓；噪聲檢測步驟，在每個周期對一個或多個感測信號進行噪聲檢測；以及信號處理步驟，在每個周期執(zhí)行積分，其中，如果未檢測到噪聲，則選擇與確定進行噪聲檢測的感測信號所屬的周期相對應(yīng)的第一差分分布電壓并對所選的第一差分分布電壓執(zhí)行積分，如果檢測到噪聲，則選擇與確定進行噪聲檢測的感測信號所屬的周期先前周期中的感測信號相對應(yīng)的第二差分分布電壓并對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單元、噪聲檢測單元、延遲單元、存儲單元、以及積分單元，其中，差分感測單元周期性地生成對于觸屏面板的兩個相鄰的感測線的感測信號的差分感測信號，噪聲檢測單元周期性地對至少一個感測信號進行噪聲檢測，延遲單元包括第一延遲元件和第二延遲元件，其中對第一延遲元件和第二延遲元件中的每個分別執(zhí)行差分感測信號的充電以及經(jīng)充電的差分感測信號作為第一差分分布電壓的輸出，并且其中對于第一延遲元件和第二延遲元件的差分感測信號的充電和輸出是周期性交替地執(zhí)行的，并且在噪聲檢測單元中未檢測到關(guān)于感測信號的噪聲時輸出第一差分分布電壓，存儲單元包括多個充電元件，在多個充電元件上依次執(zhí)行由延遲單元周期性提供的對于差分感測信號的充電，并且在噪聲檢測單元中檢測到關(guān)于感測信號的噪聲時在多個充電元件中選擇與確定進行噪聲檢測的感測信號所屬的周期先前周期中的感測信號相對應(yīng)的第二差分分布電壓并輸出所選的第二差分分布電壓，積分單元對延遲單元的第一差分分布電壓以及存儲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)字處理器的負擔并且能夠準確地識別觸摸發(fā)生的部分。
[0017]此外，根據(jù)本發(fā)明，對觸屏面板的兩個相鄰的感測線執(zhí)行差分感測，從而能夠過濾共同施加于相鄰的感測線的顯示噪聲，并且能夠使用移動平均法(Moving AverageMethod)過濾差分感測信號中的周期性噪聲。
[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線的比較來執(zhí)行噪聲過濾，因此不需要用于補償路徑延遲的額外電路。
[0019]此外，根據(jù)本發(fā)明，周期性地存儲由觸屏面板的感測線輸出的感測信號，并在對存儲的電壓執(zhí)行積分的過程中執(zhí)行與噪聲感測相對應(yīng)的阻擋，從而過濾了噪聲。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，在感測信號中存在有噪聲(尤其是，電池充電時所產(chǎn)生的充電器噪聲)時，在執(zhí)行用于識別觸摸的積分過程中阻擋存在有噪聲的周期中的感測信號的差分感測信號反映于所述積分上。
【附圖說明】
[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施方式的電路圖。
[0022]圖2是圖1的實施方式的概念圖。
[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施方式的電路圖。
[0024]圖4示出了圖3的實施方式中的各個節(jié)點的波形圖。
[0025]圖5是示出了將路徑切換器添加至圖3的實施方式中的實施方式的電路圖。
[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的電路的計算機模擬結(jié)果的圖形。
[0028]圖8是示出了圖1和圖3的實施方式的響應(yīng)特性的圖形。
[0029]圖9是示出了圖1和圖3的實施方式中在差分感測之前的感測線的響應(yīng)特性的圖形。
[0030]圖10是示出了圖1和圖3中的實施方式中在積分之后的感測線的響應(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電路圖。
[0034]圖14是圖13中示出的比較器的實施方式的電路圖。
[0035]圖15是圖13中示出的比較器的又一實施方式的電路圖。
[0036]圖16是圖15中示出的比較電路的實施方式的電路圖。
[0037]圖17是圖15中示出的比較電路的實施方式的電路圖。
[0038]圖18是示出了根據(jù)兩個感測信號、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電路圖。
[0043]圖23示出了用于圖22的實施方式中的信號的波形圖。
[0044]圖24至圖26是示出了當未檢測到噪聲時控制電路的操作的電路圖。
[0045]圖27至圖29是示出了當檢測到噪聲時圖22的控制電路的存儲單元的操作的電路圖。
[0046]圖30是示出了圖21的實施方式中的存儲單元的另一實施方式的電路圖。
[0047]圖31示出了圖30中使用的信號的波形圖。
[0048]圖32和圖33是示出了當未檢測到噪聲時圖30的存儲單元的操作的電路圖。
[0049]圖34和圖35是示出了當檢測到噪聲時圖30中的存儲單元的操作的電路圖。
[0050]圖36是示出了根據(jù)圖22的存儲單元的使用對差分感測信號積分的概念的視圖。
[0051]圖37是示出了根據(jù)圖30的存儲單元的使用對差分感測信號積分的概念的視圖。
【具體實施方式】
[0052]參照附圖，本發(fā)明的優(yōu)選實施方式將在下文中被更詳細地描述，附圖中相同的標號指示相同的元件。
[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包括多個驅(qū)動線和多個感測線Dl、D2，其中，該多個驅(qū)動線供驅(qū)動信號Tx施加，而該多個感測線Dl、D2與多個驅(qū)動線聯(lián)接，并且其中，絕緣物質(zhì)介于多個驅(qū)動線和多個感測線D1、D2之間。用于觸屏的控制電路100接收兩個相鄰的感測線D1、D2的感測信號并執(zhí)行用于檢測觸屏面板10上是否存在觸摸的功能，并且用于觸屏的控制電路100包括差分感測單元110和積分單元120。
[0056]差分感測單元110生成Δ (delta)值，即，充電在觸屏面板10的兩個相鄰的感測線D1、D2中的電荷Q1、Q2之間的差值。積分單元120對差分感測單元110的輸出(Δ值)進行積分。下文中，充電在感測線D1、D2中的電荷Q1、Q2是指感測線D1、D2的感測信號。
[0057]差分感測單元110被配置為包括Δ值生成器111和開關(guān)S1-S4。
[0058]開關(guān)S1、S3形成將感測線Dl的感測信號傳輸至Λ值生成器111的傳輸電路。開關(guān)S2、S4形成將感測線D2的感測信號傳輸至Λ值生成器111的傳輸電路。
[0059]開關(guān)SI連接在感測線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2對充電在感測線Dl中的電荷Ql至Λ值生成器111的正輸入端子+的傳輸進行開關(guān)。開關(guān)S2連接在感測線D2與Λ值生成器111的負輸入端子(_)之間，并且響應(yīng)于第二引導(dǎo)信號2對充電在感測線D2中的電荷Q2至Λ值生成器111的負輸入端子(-)的傳輸進行開關(guān)。開關(guān)S3連接至感測線Dl與開關(guān)SI之間的節(jié)點，并且響應(yīng)于第一引導(dǎo)信號I對接地電壓GND至Δ值生成器111的正輸入端子(+)的傳輸進行開關(guān)。開關(guān)S4連接至感測線D2與開關(guān)S2之間的節(jié)點，并且響應(yīng)于第一引導(dǎo)信號I對接地電壓GND至Λ值生成器111的負輸入端子(_)的傳輸進行開關(guān)。在這種情況下，第二引導(dǎo)信號2可以被定義為具有與第一引導(dǎo)信號I的大小相同的大小以及與第一引導(dǎo)信號I的相位相反的相位的信號。此外，第一引導(dǎo)信號I和第二引導(dǎo)信號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。根據(jù)情況，驅(qū)動信號Tx可以被用作第一引導(dǎo)信號I。
[0060]Δ值生成器111生成與輸入至正輸入端子(+)和負輸入端子(_)的電荷之間的差值(Q1-Q2)相對應(yīng)的△值，并且可以由差分感測器形成。
[0061]積分單元120被配置為包括差分放大器121、基準電壓源122、反饋電容器Cf以及開關(guān)S5-S7。開關(guān)S5連接在Δ值生成器111的輸出端子與差分放大器121的負輸入端子(-)之間，并且響應(yīng)于第二引導(dǎo)信號2對由Λ值生成器111輸出的Λ值至差分放大器121的負輸入端子(_)的傳輸進行開關(guān)。開關(guān)S6連接至△值生成器111的輸出端子與開關(guān)S5之間的節(jié)點，并且響應(yīng)于第一引導(dǎo)信號I對基準電壓源122的基準電壓Vref至差分放大器121的負輸入端子(_)的傳輸進行開關(guān)?；鶞孰妷篤ref施加至差分放大器121的正