利用自适应滤波器的触摸屏控制器和触摸屏系统的制作方法

本申请要求于2015年6月22日提交的美国临时专利申请No.62/182,914和于2016年3月10日提交的韩国专利申请No.10-2016-0029120的优先权，所述申请的公开以引用方式全文并入本文中。

技术领域

本发明构思的示例性实施例涉及一种触摸屏控制器，更具体地说，涉及一种用于根据是否检测到外部噪声来调整滤波器的感测循环的数量的触摸屏控制器，其可降低功耗和/或增大操作动态范围，并且涉及一种具有触摸屏控制器的触摸屏系统。

背景技术：

触摸屏是一种布置在电子装置的显示器上的输入装置。用户可通过利用特定触控笔或者一根或多根手指触摸触摸屏来控制电子装置并为电子装置提供输入。

触摸屏可为电阻式触摸屏、电容式触摸屏、互电容触摸屏或者自电容触摸屏。触摸屏控制器电连接至触摸屏。触摸屏控制器包括用于感测触摸信号的感测电路，通过包括在触摸屏中的多个触摸传感器中的至少一个来感测触摸信号。当触摸传感器中的至少一个被导体触摸时，外部噪声通过该导体引入到感测电路中。由于将外部噪声引入到感测电路中，因此感测电路包括用于将触摸信号与外部噪声区分的滤波器。

可通过在感测电路中包括具有提高的外部噪声消除效果的高性能滤波器来提高感测电路的性能。然而，高性能滤波器具有增大的物理尺寸，并且当用于感测电路中时，导致感测电路具有增大的物理尺寸。如果感测电路不包括高性能滤波器，则消除外部噪声所需的时间增加，滤波器消耗更多的电流，并且响应速度降低。

技术实现要素：

本发明构思的示例性实施例涉及一种控制电容式触摸屏的触摸屏控制器，所述电容式触摸屏包括电容式触摸传感器，其连接至感测线和驱动线并感测电容式触摸屏的触摸事件。触摸屏控制器包括：第一比较器，其用于对参考信号与从感测线输出的感测信号进行比较，并且产生第一输出信号；滤波器，其通过在每个感测循环中对第一输出信号积分来产生第二输出信号；以及模数转换器(ADC)，其用于将第二输出信号转换为数字信号。触摸屏控制器还包括控制器，其用于基于参考数字信号和数字信号来确定是否产生噪声以及是否产生触摸事件中的至少一个，并且基于确定的结果调整滤波器的感测循环的数量。

本发明构思的示例性实施例涉及一种包括电容式触摸屏的触摸屏系统，所述电容式触摸屏包括连接至感测线和驱动线的电容式触摸传感器以及电连接至电容式触摸屏的触摸屏控制器。触摸屏控制器包括：第一比较器，其用于对参考信号与从感测线输出的感测信号进行比较，并且产生第一输出信号；滤波器，其通过在每个感测循环中对第一输出信号积分来产生第二输出信号；ADC，其用于将第二输出信号转换为数字信号；以及控制器，其用于确定是否产生噪声和是否产生触摸事件中的至少一个，并且基于确定的结果调整感测循环的数量。

本发明构思的示例性实施例涉及一种包括电容式触摸屏的触摸屏系统，所述电容式触摸屏包括连接至感测线和驱动线的电容式触摸传感器以及通过感测线和驱动线电连接至电容式触摸屏的触摸屏控制器。触摸屏控制器包括：第一比较器，其用于对参考信号与在当前帧的每个第一感测循环中从感测线输出的感测信号进行比较，并且产生第一输出信号；滤波器，其用于通过在每个第一感测循环中对第一输出信号积分来产生第二输出信号；驱动电路，其用于在当前帧的每个第一驱动循环中将驱动脉冲发送至驱动线；以及ADC，其用于在每个第一感测循环中将第二输出信号转换为数字信号。触摸屏控制器还包括控制器，其用于基于参考数字信号和当前帧的数字信号来确定是否产生噪声以及是否产生触摸事件中的至少一个，并且基于确定的结果调整下一帧的第二感测循环的数量和下一帧的第二驱动循环的数量中的至少一个。

本发明构思的示例性实施例涉及一种控制电容式触摸屏的方法。该方法包括：通过第一比较器对参考信号与感测信号进行比较；以及基于通过对参考信号与感测信号进行比较获得的比较结果由第一比较器产生第一输出信号。电容式触摸屏包括连接至感测线和驱动线的多个电容式触摸传感器。电容式触摸传感器构造为感测触摸事件。感测信号从感测线输出。所述方法还包括通过在滤波器的多个感测循环的每一个中对第一输出信号积分，由滤波器产生第二输出信号。所述方法还包括通过模数转换器(ADC)将第二输出信号转换为数字信号。所述方法还包括基于参考数字信号和数字信号由控制器来确定是否产生噪声以及是否产生触摸事件中的至少一个；以及基于确定的结果，由控制器调整滤波器的感测循环的数量。

附图说明

图1是包括根据本发明构思的示例性实施例的触摸屏控制器的触摸屏系统的框图。

图2示出了根据本发明构思的示例性实施例的图1所示的第一感测电路和第一感测电路的操作。

图3是根据本发明构思的示例性实施例的图2所示的滤波器的电路图。

图4是示出根据本发明构思的示例性实施例的图1所示的第一感测电路的操作的流程图。

图5示出了根据本发明构思的示例性实施例的确定存在的噪声是低噪声还是高噪声的处理。

图6是示出根据本发明构思的示例性实施例的当图3所示的滤波器的感测循环的数量为第一值时图1所示的第一感测电路的操作的时序图。

图7是示出根据本发明构思的示例性实施例的当图3所示的滤波器的感测循环的数量为第一值时图1所示的第一感测电路的操作的时序图。

图8是示出根据本发明构思的示例性实施例的当图3所示的滤波器的感测循环的数量为第二值时图1所示的第一感测电路的操作的时序图。

图9是示出根据本发明构思的示例性实施例的当图3所示的滤波器的感测循环的数量为第一值或者第二值时图1所示的控制逻辑电路的操作和动态范围的概念图。

图10是示出根据本发明构思的示例性实施例的图1所示的第一感测电路的操作的流程图。

具体实施方式

图1是包括根据本发明构思的示例性实施例的触摸屏控制器200的触摸屏系统10的框图。参照图1，触摸屏系统10包括触摸屏100和触摸屏控制器200。例如，触摸屏系统10可指个人计算机(PC)、电子投票机、智能汽车、电子汽车、汽车系统或者移动装置。然而，触摸屏系统10不限于此。例如，触摸屏100可指触摸屏面板。

例如，移动装置可实现为笔记本计算机、移动电话、智能电话、平板PC、个人数字助理(PDA)、企业数字助理(EDA)、数字静物相机、数字摄影机、便携式多媒体播放器(PMP)、个人导航装置或便携式导航装置(PND)、掌上游戏机、移动互联网装置(MID)、可佩戴计算机、物联网(IoT)装置、万联网(IoE)装置、无人机或者电子书。然而，移动装置不限于此。

触摸屏100可包括多个感测元件。例如，感测元件可为电容式触摸传感器TS。例如，电容式触摸传感器TS中的每一个可实现为利用互电容的触摸传感器。

触摸屏控制器200可消除包括在触摸屏100中的电容式触摸传感器TS中的每一个的偏移电容。偏移电容是指由电容式触摸传感器TS中的一个或多个产生的电容。

虽然参照图1描述的示例性实施例涉及利用互电容式感测方法的电容式触摸屏100，但是根据本发明构思的示例性实施例的消除感测元件(例如，触摸传感器)的偏移电容的方法不限于此。

在示例性实施例中，电容式触摸传感器TS连接至感测线SL1至SLn，其中n是至少等于四的自然数。感测线SL1至SLn用于感测每个触摸(也称作触摸事件)。电容式触摸传感器TS还连接至驱动线DL1至DLm，其中m是至少等于四的自然数。驱动线DL1至DLm用于发送驱动信号TX1至TXm。线是指诸如金属线(例如)的传输介质。

在示例性实施例中，将触摸屏控制器200实现为与用于驱动显示面板的显示驱动器IC不同的额外集成电路(IC)。在示例性实施例中，将触摸屏控制器200实现为与显示驱动器IC实现在同一IC中。例如，可在单个半导体芯片中实现用于执行触摸屏控制器200的功能的触摸屏控制器块和用于执行显示驱动器IC的功能的显示驱动器块。

触摸屏控制器200可包括多个感测电路210-1至210-n、选择电路230、模数转换器(ADC)235、控制逻辑电路240和存储器装置250。触摸屏控制器200还可包括驱动电路260。

触摸屏控制器200通过信道CH连接至触摸屏100。例如，包括在触摸屏控制器200中的引脚201-1至201-n可通过形成信道CH的线连接至布置在触摸屏100中的感测线SL1至SLn，包括在触摸屏控制器200中的引脚263-1至263-m可通过线连接至布置在触摸屏100中的驱动线DL1至DLm。

所述多个感测电路210-1至210-n在结构和操作方面彼此相同或相似。因此，本文将以第一感测电路210-1的结构和操作为代表进行描述，并且将省略每个分离的感测电路的进一步描述。

偏移消除时间是指在校准步骤中用于消除电容式触摸传感器TS中的每一个的偏移电容所需的时间，或者用于消除电容式触摸传感器TS的偏移电容以处理用户的触摸所需的时间。

在第一偏移消除时间中，当包括在驱动电路260中的第一驱动器261-1将第一驱动信号TX1驱动至第一驱动线DL1(例如，将第一驱动信号TX1发送至第一驱动线DL1)时，通过对应的感测线SL1至SLn将对应于连接至第一驱动线DL1的电容式触摸传感器TS中的每一个的偏移电容的信号提供至所述多个感测电路210-1至210-n中的每一个。

在第一偏移消除时间中，所述多个感测电路210-1至210-n中的每一个产生用于消除布置在通过第一驱动线DL1限定的第一列中的电容式触摸传感器TS中的每一个的偏移电容的对应的第二输出信号OUT2-1至OUT2-n。

选择电路230响应于选择信号SEL将第二输出信号OUT2-1至OUT2-n中的每一个按次序输出至ADC 235。ADC 235按次序产生多个输出数字信号OCODE，它们中的每一个对应于第二输出信号OUT2-1至OUT2-n中的一个。

控制逻辑电路240执行代码生成器的功能，用于产生数字信号CODE1至CODEn中的每一个。在校准操作中，控制逻辑电路240改变数字信号CODE1至CODEn中的每一个，直至参考数字信号RCODE等于输出数字信号OCODE中的每一个(它们中的每一个对应于第二输出信号OUT2-1至OUT2-n之一)。本文的数字信号可包括多个比特。所述多个比特中的每一个可由逻辑1(例如，数据1或高电平)或逻辑0(例如，数据1或低电平)来表达。数字信号可指包括多个比特的数字代码。

例如，控制逻辑电路240可改变第一数字信号CODE1，直至参考数字信号RCODE等于对应于第二输出信号OUT2-1的输出数字信号OCODE。相似地，控制逻辑电路240可改变第n数字信号CODEn，直至参考数字信号RCODE等于对应于第n输出信号OUT2-n的输出数字信号OCODE。

在示例性实施例中，参考数字信号RCODE对应于输出数字代码OCODE的最大值的一半。然而，参考数字信号RCODE不限于此。例如，当由对应于十进制数2047的二进制数表达输出数字代码OCODE的最大值时，可通过对应于十进制数1023的二进制数表达参考数字代码RCODE。

在校准操作中，控制逻辑电路240将当参考数字信号RCODE等于对应于第二输出信号OUT2-1至OUT2-n中的每一个的各个输出数字信号OCODE中的每一个时所确定的数字信号CODE1至CODEn中的每一个输出至感测电路210-1至210-n中的每一个，或者将数字信号CODE1至CODEn中的每一个存储在存储器装置250中。

例如，控制逻辑电路240可将当参考数字信号RCODE等于对应于第二输出信号OUT2-1的输出数字信号OCODE时所确定的第一数字信号CODE1输出至感测电路210-1，或者可将第一数字信号CODE1存储在存储器装置250中。相似地，控制逻辑电路240可将当参考数字信号RCODE等于对应于第二输出信号OUT2-n的输出数字信号OCODE时所确定的第n数字信号CODEn输出至感测电路210-n，或者可将第n数字信号CODEn存储在存储器装置250中。例如，存储器装置250可实现为静态随机存取存储器(SRAM)。然而，存储器装置250不限于此。

在第m偏移消除时间中，当包括在驱动电路260中的第m驱动器261-m将第m驱动信号TXm驱动至第m驱动线DLm(例如，将第m驱动信号TXm发送至第m驱动线DLm)时，通过对应的感测线SL1至SLn将对应于连接至用于发送第m驱动信号TXm的第m驱动线DLm的电容式触摸传感器TS中的每一个的偏移电容的信号提供至所述多个感测电路210-1至210-n中的每一个。

在第m偏移消除时间中，所述多个感测电路210-1至210-n中的每一个产生用于消除布置在通过第m驱动线DLm限定的第m列中的电容式触摸传感器TS中的每一个的偏移电容的第二输出信号OUT2-1至OUT2-n。

选择电路230可响应于选择信号SEL将第二输出信号OUT2-1至OUT2-n中的每一个按次序输出至ADC 235。ADC 235可按次序产生对应于第二输出信号OUT2-1至OUT2-n的输出数字信号OCODE中的每一个。

在校准操作中，控制逻辑电路240改变数字信号CODE1至CODEn中的每一个，直至参考数字信号RCODE等于对应于第二输出信号OUT2-1至OUT2-n中的每一个的各个输出数字信号OCODE中的每一个。例如，控制逻辑电路240可改变第一数字信号CODE1，直至参考数字信号RCODE等于对应于第二输出信号OUT2-1的输出数字信号OCODE。相似地，控制逻辑电路240可改变第n数字信号CODEn，直至参考数字信号RCODE等于对应于第n输出信号OUT2-n的输出数字信号OCODE。

在校准操作中，控制逻辑电路240将当参考数字信号RCODE等于对应于第二输出信号OUT2-1至OUT2-n中的每一个的各个输出数字信号OCODE中的每一个时所确定的数字信号CODE1至CODEn中的每一个输出至感测电路210-1至210-n中的每一个，或者将数字信号CODE1至CODEn中的每一个存储在存储器装置250中。例如，控制逻辑电路240可将当参考数字信号RCODE等于对应于第二输出信号OUT2-1的输出数字信号OCODE时所确定的第一数字信号CODE1输出至感测电路210-1，或者可将第一数字信号CODE1存储在存储器装置250中。相似地，控制逻辑电路240可将当参考数字信号RCODE等于对应于第二输出信号OUT2-n的输出数字信号OCODE时所确定的第n数字信号CODEn输出至感测电路210-n，或者可将第n数字信号CODEn存储在存储器装置250中。

在示例性实施例中，由驱动线DL1至DLm中的每一个限定的每一列的各自的偏移消除时间彼此不重叠。在各个偏移消除时间中，驱动信号TX1至TXm中的每一个的驱动循环可与包括在感测电路210-1至210-n的每一个中的对应的滤波器的感测循环的数量相同。然而，本发明构思的示例性实施例不限于此。

例如，选择电路230可实现为响应于选择信号SEL操作的多路复用器。然而，选择电路230不限于此。也就是说，选择电路230可响应于选择信号SEL控制感测电路210-1至210-n的第二输出信号OUT2-1至OUT2-n中的每一个的输出时序。

控制逻辑电路240可包括用于产生数字代码CODE1至CODEn中的每一个的代码生成器的功能。在校准操作中，控制逻辑电路240改变数字代码CODE1至CODEn中的每一个，直至参考数字信号RCODE等于对应于由触摸屏100的列输出的第二输出信号OUT2-1至OUT2-n中的每一个的输出数字信号OCODE中的每一个。

控制逻辑电路240可产生选择信号SEL和用于控制驱动电路260的控制信号CTRL。驱动电路260可响应于控制信号CTRL控制驱动信号TX1至TXm中的每一个的驱动循环的数量。驱动信号TX1至TXm中的每一个可在驱动信号TX1至TXm中的每一个的每个驱动循环中包括驱动脉冲。

驱动电路260可包括所述多个驱动器261-1至261-m。所述多个驱动器261-1至261-m中的每一个可通过驱动引脚263-1至263-m将驱动信号TX1至TXm中的每一个发送至对应的驱动线DL1至DLm。例如，所述多个驱动器261-1至261-m中的每一个可响应于控制信号CTRL控制驱动信号TX1至TXm中的每一个的驱动循环的数量。

在每个校准操作中，控制逻辑电路240可产生数字信号CODE1至CODEn中的每一个，用于消除包括在每一列中的电容式触摸传感器TS中的每一个的偏移电容，并且可将数字信号CODE1至CODEn中的每一个以表255的形式存储在存储器装置250中。

例如，在每个校准操作中或者在校准操作完成之后，控制逻辑电路240可将用于消除包括在触摸屏面板100中的电容式触摸传感器TS中的每一个的偏移电容的数字信号CODE1至CODEn中的每一个存储在非易失性存储器装置(例如，基于闪存的存储器装置)中。在示例性实施例中，非易失性存储器装置布置在触摸屏控制器200以外。然而，本发明构思的示例性实施例不限于此。例如，基于闪存的存储器装置可为NAND型闪速存储器装置或者NOR型闪速存储器装置。然而，基于闪存的存储器装置不限于此。

在校准操作完成之后(或者在触摸屏控制器200被封装和售卖之后)，当包括在触摸屏系统10中的触摸屏控制器200启动时，触摸屏控制器200的控制逻辑电路240可将存储在非易失性存储器装置中的用于消除包括在触摸屏面板100中的电容式触摸传感器TS中的每一个的偏移电容的数字信号CODE1至CODEn中的每一个加载到存储器装置250上。

根据本发明构思的示例性实施例，在校准操作完成之后，启动包括触摸屏面板100和触摸屏控制器200的触摸屏系统10，并且可利用从非易失性存储器装置加载到存储器装置250上的数字信号CODE1至CODEn中的每一个消除包括在触摸屏面板100中的电容式触摸传感器TS中的每一个的偏移电容，从而得到改进的触摸屏系统10。

图2示出了根据本发明构思的示例性实施例的图1所示的第一感测电路和第一感测电路的操作。假定图2所示的第一触摸传感器101被用户触摸，并且图2所示的第一触摸传感器101布置在图1的触摸屏100上的第一行和第一列中。

在图2中，CF是当用户的手指触摸布置在第一触摸传感器101上或上方的透明衬底103时的手指电容，CM是第一触摸传感器101与各个触摸传感器TS中的靠近第一触摸传感器101的一个或多个触摸传感器之间的互电容，RD是驱动线DL1与第一触摸传感器101之间的电阻值，CD是驱动线DL1与第一触摸传感器101之间的电容，RS是第一触摸传感器101与第一感测线SL1之间的电阻值，CS是第一触摸传感器101与第一感测线SL1之间的电容。

第一感测电路210-1可包括第一比较器310、偏移电容器消除电路COFF和滤波器330。滤波器330在本文中还可被称作积分器330或者积分滤波器330。

当用户的手指或者导体触摸布置在第一触摸传感器101上或上方的透明衬底103时，通过触摸产生的感测信号和噪声通过第一引脚201-1提供至第一比较器310。

第一比较器310对参考信号与感测信号进行比较，并且产生第一输出信号OUT1。例如，参考信号可为地电压。然而，参考信号不限于此。第一比较器310可对输入至第一输入端子(-)的感测信号与输入至第二输入端子(+)的地电压进行比较，并且通过第一比较器310的输出端子输出比较信号(例如，第一输出信号OUT1)。电容器CF可连接在第一比较器310的第一输入端子(-)与输出端子之间。

偏移电容器消除电路COFF可包括k个电容器和k个开关。k个电容器中的每一个的各自电容C至2^k-1C可具有权值。连接至k个电容器的k个开关中的每一个可基于包括在第一数字信号CODE1中的k个比特中的每一个连接至用于提供第一电压VREF的第一金属线或者用于提供第二电压GND的第二金属线。第一电压VREF高于第二电压GND。偏移电容器消除电路COFF可在不同时间利用不同的第一数字信号CODE1消除连接至第一感测线SL1的触摸传感器TS中的每一个的偏移电容。滤波器330可在多个感测循环的每一个中对第一输出信号OUT1积分，并且可产生和输出积分信号(例如，第二输出信号OUT2-1)。

图3是根据本发明构思的示例性实施例的图2所示的滤波器的电路图。参照图3，滤波器330可包括第一电容器C1、第一开关331、第二开关333、第二比较器335、第二电容器C2和复位开关337。滤波器330可执行用于对第一输出信号OUT1积分的积分器的功能，或者采样和保持第一输出信号OUT1的功能。

第一电容器C1连接在第一比较器310的输出端子与节点ND之间，第一开关331连接在节点ND与地GND之间，第二开关333连接在节点ND与第二比较器335的第一输入端子(-)之间，第二电容器C2连接在第二比较器335的第一输入端子(-)与输出端子之间，复位开关337与第二电容器C2并联。

第一开关331响应于第一开关信号SW1控制节点ND与地GND之间的连接，第二开关333响应于第二开关信号SW2控制节点ND与第二比较器335的第一输入端子(-)之间的连接，复位开关337响应于复位信号RST控制第二电容器C2的复位操作。例如，第一开关信号SW1和第二开关信号SW2可为具有无重叠区间的互补信号。根据感测循环的数量确定第一开关331、第二开关333和复位开关337中的每一个被触发(例如，接通状态与关断状态之间的切换)的次数的总数。

图4是示出根据本发明构思的示例性实施例的图1所示的第一感测电路的操作的流程图。参照图1至图4，执行针对第一感测电路210-1的校准操作(S110)，并且执行偏移电容消除操作(S120)。根据示例性实施例，操作S110和S120可同时或者按次序执行，并且操作的性能可以重叠或不重叠。根据示例性实施例，操作S110可在操作S120之前执行，或者操作S120可在操作S110之前执行。根据示例性实施例，校准操作S110可省略(例如，可预先执行校准操作S110)。

如上所述，在示例性实施例中，在偏移电容消除操作S120完成之后(例如，在启动之后)，第一比较器310接收参考信号和从感测线SL1输出的感测信号，对所述信号进行比较，并且产生第一输出信号OUT1。滤波器330在每个感测循环(例如，针对前一帧设置的感测循环)中对第一输出信号OUT1积分，并且产生第二输出信号OUT2-1。选择电路230响应于选择信号SEL将第二输出信号OUT2-1输出至ADC235。

ADC 235将第二输出信号OUT2-1转换为输出数字信号OCODE。控制逻辑电路240基于参考数字信号RCODE和从ADC 235输出的数字信号OCODE来确定是否产生噪声以及是否产生触摸事件中的至少一个。控制逻辑电路240随后基于确定的结果调整滤波器330的感测循环的数量。

不管是否产生触摸事件都会产生噪声，并且伴随着触摸事件的产生也会产生噪声。

控制逻辑电路240基于参考数字信号RCODE和对应于第二输出信号OUT2-1的数字信号OCODE来确定是否产生噪声(S130)。

当未产生噪声时，参考数字信号RCODE等于对应于第二输出信号OUT2-1的数字信号OCODE。也就是说，由于通过第一数字信号CODE1调整或者确定了偏移电容器消除电路COFF的总电容，因此当未产生噪声时数字信号OCODE应该等于参考数字信号RCODE。

然而，当产生噪声时，参考数字信号RCODE不等于对应于第二输出信号OUT2-1的数字信号OCODE。这里，术语“等于”可指完全相等或者在容差范围内的实质上相等。可通过触摸屏控制器200的制造商或销售商来确定容差。容许误差可存储在可由控制逻辑电路240访问的非易失性存储器装置中。

当在S130确定产生噪声时，控制逻辑电路240(在本文中还可称作控制器240)将滤波器330的感测循环的数量(例如，下一帧的感测循环的数量)设为第二值(S140)。因此，滤波器330可在下一帧中以等于第二值的次数执行采样操作(S150)，如图8所示。也就是说，在示例性实施例中，当确定产生噪声时，采样操作执行的次数等于第二值。

当在S130确定未产生噪声时，控制逻辑电路240将滤波器330的感测循环的数量(例如，下一帧的感测循环的数量)设为第一值(S145)。因此，滤波器330可在下一帧中以等于第一值的次数执行采样操作(S155)，如图6或图7所示。也就是说，在示例性实施例中，当确定未产生噪声时，采样操作的执行次数等于第一值。第一值小于第二值。当未产生噪声时，滤波器330以等于对应于第一值的感测循环的数量的次数执行滤波操作(例如，积分操作)。也就是说，在示例性实施例中，当确定未产生噪声时，滤波器330执行滤波操作(例如，积分操作)的次数等于第一值，其小于第二值。结果，根据示例性实施例，触摸屏控制器200消耗较少的功率。

图5示出了根据本发明构思的示例性实施例的确定存在的噪声是低噪声还是高噪声的处理。参照图5，即使产生噪声，当在通过参考值CODE-L和CODE-H限定的窗口WINDOW中存在对应于噪声的输出数字信号OCODE(＝CODEX)时，控制器240也将用于下一帧的滤波器330的感测循环的数量设为第一值。

第一值可存储在存储器装置250中，或者存储在可通过例如由控制器240执行的固件被控制器240访问的存储器装置中。存储器装置可实现在控制器240内部或外部。例如，存储器装置可为高速缓存或者寄存器。然而，存储器装置不限于此。例如，控制器240可实现为中央处理单元(CPU)或者处理器。

当产生噪声并且在窗口WINDOW之外存在对应于噪声的输出数字信号OCODE(＝CODEY或CODEZ)时，控制器240将用于下一帧的滤波器330的感测循环的数量设为第二值。第二值可存储在存储器装置250中，或者存储在可通过例如由控制器240执行的固件被控制器240访问的存储器装置中，如上所述。

上参考数字信号CODE-H大于参考数字信号RCODE，下参考数字信号CODE-L小于参考数字信号RCODE。上参考数字信号CODE-H与参考数字信号RCODE之间的第一差可与参考数字信号RCODE与下参考数字信号CODE-L之间的第二差相同或不同。

参考数字信号RCODE可为输出数字信号OCODE的最小值CODE-min与输出数字信号OCODE的最大值CODE-max的平均值。然而，可不同地改变设置参考数字信号RCODE的方法。

当在窗口WINDOW中存在输出数字信号OCODE(＝CODEX)时，噪声称作低噪声LN或弱噪声。当在窗口WINDOW外存在输出数字信号OCODE(＝CODEY或CODEZ)时，噪声称作低高噪声HN或强噪声。当确定产生低噪声LN时，控制器240可确定未产生噪声。也就是说，参照图4，当确定产生低噪声LN时，第一感测电路210-1的操作从操作S130前进至操作S145。当确定产生高噪声HN时，控制器240可确定产生噪声。也就是说，参照图4，当确定产生高噪声HN时，第一感测电路210-1的操作从操作S130前进至操作S140。

图6是示出根据本发明构思的示例性实施例的当图3所示的滤波器的感测循环的数量为第一值时图1所示的第一感测电路的操作的时序图。参照图1至图6，当控制器240确定在前一帧中未将噪声未引入第一感测电路210-1中时，或当在前一帧中引入第一感测电路210-1中的噪声被确定为低噪声时，假定控制器240针对当前帧将滤波器330的感测循环的数量设为等于第一值。在示例性实施例中，第一值为1。

控制器240或者通过控制器240执行的固件可利用在前一帧中确定的第一值针对当前帧产生图6所示的复位信号RST以及开关信号SW1和SW2。

在执行第一感测循环T1之前通过复位信号RST复位滤波器330。当复位信号RST从高电平转换为低电平时执行复位操作。当执行复位操作时，通过在第一驱动循环DT1中提供至第一驱动线DL1的第一驱动信号TX1，由第一触摸传感器101感测到的感测信号经第一感测线SL1被周期性地提供至第一感测电路210-1。

如图6所示，在示例性实施例中，第一驱动信号TX1包括开关信号SW1和SW2。如图2所示，操作电压VDD通过第一开关信号SW1被交替地提供至电阻器RD，地电压GND通过第二开关信号SW2被交替地提供至电阻器RD。

随着在第一驱动循环DT1中振荡的第一驱动信号TX1被提供至第一驱动线DL1，通过第一触摸传感器101感测到的感测信号在第一感测循环T1中经第一感测线SL1和第一引脚201-1被周期性地提供至第一比较器310。

第一比较器310在第一感测循环T1中将摆动宽度(或范围)为ΔV的第一输出信号OUT1周期性地输出至滤波器330。

滤波器330在第一感测循环T1中对从第一比较器310周期性地发送的第一输出信号OUT1进行积分，并且利用根据具有图6所示的波形的开关信号SW1和SW2操作的开关331和333将在采样时间Sampling采样的第一积分信号SIG1输出为第二输出信号OUT2-1。

ADC 235可将第二输出信号OUT2-1(＝SIG1)转换为输出数字信号OCODE，并且控制器240可产生对应于输出数字信号OCODE的数据。

在采样时间Sampling之后，复位开关337由于复位信号RST的激活而接通。结果，在第二电容器C2中累积(或充电)的电荷对地GND放电。也就是说，滤波器330复位。在第一感测循环T1之后，开关331和333关断。结果，由于开关331和333的开关操作导致不再耗电。

图7是示出根据本发明构思的示例性实施例的当图3所示的滤波器的感测循环的数量为第一值时图1所示的第一感测电路的操作的时序图。

参照图6和图7，在采样时间Sampling之后，图6的复位信号RST具有脉冲形状，但是图7的复位信号RST在采样时间Sampling之后保持高电平。如图7所示，由于复位开关337通过高电平的复位信号RST接通，因此在第二电容器C2中累积的电荷对地GND放电。也就是说，滤波器330复位。在第一感测循环T1之后，开关331和333关断。结果，由于开关331和333的开关操作导致不再耗电。

图8是示出根据本发明构思的示例性实施例的当图3所示的滤波器的感测循环的数量为第二值时图1所示的第一感测电路的操作的时序图。

参照图1至图5和图8，当通过控制器240确定在前一帧中噪声已被引入第一感测电路210-1中时，或者当确定在前一帧中被引入第一感测电路210-1中的噪声是高噪声时，假定控制器240针对当前帧将滤波器330的感测循环的数量设为等于第二值。在示例性实施例中，第二值是至少等于3的自然数。

控制器240或者通过控制器240执行的固件可利用在前一帧中确定的第二值针对当前帧产生图8所示的复位信号RST和开关信号SW1和SW2。

在执行第一感测循环T1之前，滤波器330由于复位信号RST的激活而复位。当复位信号RST从高电平转换为低电平时执行复位操作。当执行复位操作时，通过在第一驱动循环DT1中提供至第一驱动线DL1的第一驱动信号TX1，由第一触摸传感器101感测到的感测信号经第一感测线SL1被周期性地提供至第一感测电路210-1。

随着在第一驱动循环DT1中振荡的第一驱动信号TX1被提供至第一驱动线DL1，通过第一触摸传感器101感测到的感测信号在第一感测循环T1中经第一感测线SL1和第一引脚201-1被周期性地提供至第一比较器310。

第一比较器310在第一感测循环T1中将摆动宽度为ΔV的第一输出信号OUT1周期性地输出至滤波器330。

滤波器330在第一感测循环T1中对从第一比较器310周期性地发送的第一输出信号OUT1进行积分，并且利用根据具有图8所示的波形的开关信号SW1和SW2操作的开关331和333将在采样时间Sampling采样的第一积分信号SIG1输出为第二输出信号OUT2-1。ADC235可将第二输出信号OUT2-1(＝SIG1)转换为输出数字信号OCODE，并且控制器240可产生对应于输出数字信号OCODE的数据。

在采样时间Sampling之后，复位开关337由于复位信号RST的激活而接通。结果，在第二电容器C2中累积的电荷对地GND放电。也就是说，滤波器330复位。

通过在第二驱动循环DT2中提供至第一驱动线DL1的第一驱动信号TX1，由第一触摸传感器101感测到的感测信号经第一感测线SL1被周期性地提供至第一感测电路210-1。

随着在第二驱动循环DT2中振荡的第一驱动信号TX1被提供至第一驱动线DL1，通过第一触摸传感器101感测到的感测信号在第二感测循环T2中经第一感测线SL1和第一引脚201-1被周期性地提供至第一比较器310。第一比较器310在第二感测循环T2中将摆动宽度为ΔV的第一输出信号OUT1周期性地输出至滤波器330。

滤波器330在第二感测循环T2中对从第一比较器310周期性地发送的第一输出信号OUT1进行积分，并且利用根据开关信号SW1和SW2操作的开关331和333将在采样时间Sampling采样的第二积分信号SIG2输出为第二输出信号OUT2-1。ADC 235可将第二输出信号OUT2-1(＝SIG2)转换为输出数字信号OCODE，并且控制器240可产生对应于输出数字信号OCODE的数据。

在采样时间Sampling之后，复位开关337由于复位信号RST的激活而接通。结果，在第二电容器C2中累积的电荷对地GND放电。也就是说，滤波器330复位。

通过在第n驱动循环DTn中提供至第一驱动线DL1的第一驱动信号TX1，由第一触摸传感器101感测到的感测信号经第一感测线SL1被周期性地提供至第一感测电路210-1。

随着在第n驱动循环DTn中振荡的第一驱动信号TX1被提供至第一驱动线DL1，通过第一触摸传感器101感测到的感测信号在第n感测循环Tn中经第一感测线SL1和第一引脚201-1被周期性地提供至第一比较器310。

第一比较器310在第n感测循环Tn中将摆动宽度为ΔV的第一输出信号OUT1周期性地输出至滤波器330。各个感测循环T1至Tn彼此相等。

滤波器330在第n感测循环Tn中对从第一比较器310周期性地发送的第一输出信号OUT1进行积分，并且利用根据开关信号SW1和SW2操作的开关331和333将在采样时间Sampling采样的第n积分信号SIGn输出为第二输出信号OUT2-1。ADC 235可将第二输出信号OUT2-1(＝SIGn)转换为输出数字信号OCODE，并且控制器240可产生对应于输出数字信号OCODE的数据。

在采样时间Sampling之后，复位开关337由于复位信号RST的激活而接通。结果，在第二电容器C2中累积的电荷对地GND放电。也就是说，滤波器330复位。在感测循环T1至Tn的每一个中执行采样之后，滤波器330复位。如图6、图7或图8所示，在示例性实施例中，感测循环的数量与驱动循环的数量相同。

如图6、图7和图8所示，假定控制感测循环的数量的总时间TT相同。因此，在总时间TT的范围内，如图6和图7所示，感测循环的数量可设为1次，而如图8所示，感测循环的数量可设为n次。

图9是示出根据本发明构思的示例性实施例的当图3所示的滤波器的感测循环的数量为第一值或者第二值时图1所示的控制逻辑电路的操作和动态范围的概念图。参照图1至图9，在示例性实施例中，当确定噪声为低噪声LN时，控制器240输出对应于第一积分信号SIG1的第一输出数字信号OCODE(＝DATA1)，作为输出数据DATA。

当确定噪声为高噪声HN时，控制器240将对应于在第一感测循环T1中产生的第一积分信号SIG1的第一输出数字信号OCODE(＝DATA1)存储在存储器装置250或者控制器240内部的存储器装置中。控制器240通过将对应于在第二感测循环T2中产生的第二积分信号SIG2的第二输出数字信号OCODE(＝DATA2)和存储在存储器装置250或者控制器240内部的存储器装置中的第一输出数字信号OCODE(＝DATA1)累加产生第一累加数字信号ADATA1，并且将第一累加数字信号ADATA1存储在存储器装置250或者控制器240内部的存储器装置中。

控制器240通过将对应于在第三感测循环T3中产生的第三积分信号SIG3的第三输出数字信号OCODE(＝DATA3)和存储在存储器装置250或者控制器240内部的存储器装置中的第一累加数字信号ADATA1累加而产生第二累加数字信号ADATA2，并且将第二累加数字信号ADATA2存储在存储器装置250或者控制器240内部的存储器装置中。

根据如上所述的示例性实施例，控制器240将对应于在感测循环T4至Tn的每一个中产生的积分信号SIG4至SIGn中的每一个的输出数字信号DATA4至DATAn中的每一个与存储在存储器装置250或者控制器240内部的存储器装置中的累加数字信号ADATA2至ADATAn-2中的每一个按次序累加。控制器240可通过将最终累加数字信号ADATAn-1除以感测循环的数量来计算最终数字信号，并且输出所述最终数字信号作为输出数据DATA。

参照图9，滤波器330在感测循环T1至Tn的每一个中通过复位信号RST复位。结果，存储在滤波器330的第二电容器C2中的电荷在感测循环T1至Tn的每一个中对地放电。因此，滤波器330的第二电容器C2仅存储在感测循环T1至Tn的每一个中积分的积分信号SIG1至SIGn中的每一个。

结果，与对在所有感测循环中积分的所有积分信号进行积分的常规滤波器比较而言，根据本发明构思的示例性实施例的滤波器330仅存储在感测循环T1至Tn的每一个中积分的积分信号SIG1至SIGn，因此增大了滤波器330的噪声容限和滤波器330的操作动态范围。

图10是示出根据本发明构思的示例性实施例的图1所示的第一感测电路的操作的流程图。参照图1至图10，执行针对第一感测电路210-1的校准操作(S210)，并且执行偏移电容消除操作(S220)。

根据示例性实施例，操作S210和S220可同时或者按次序执行，并且操作的性能可以重叠或不重叠。根据示例性实施例，操作S210可在操作S220之前执行，或者操作S220可在操作S210之前执行。根据示例性实施例，校准操作S210可省略(例如，可预先执行校准操作S210)。

如上所述，在示例性实施例中，在偏移电容消除操作S220完成之后(例如，在启动之后)，第一比较器310接收参考信号和从感测线SL1输出的感测信号，对所述信号进行比较，并且产生第一输出信号OUT1。滤波器330通过在每个感测循环(例如，针对前一帧设置的感测循环)中对第一输出信号OUT1积分而产生第二输出信号OUT2-1。选择电路230响应于选择信号SEL将第二输出信号OUT2-1输出至ADC 235。

ADC 235将第二输出信号OUT2-1转换为输出数字信号OCODE。控制逻辑电路240基于参考数字信号RCODE和从ADC 235输出的数字信号OCODE来确定是否产生噪声以及是否产生触摸事件中的至少一个，并且基于确定的结果调整滤波器330的感测循环的数量。

控制逻辑电路240基于参考数字信号RCODE和对应于第二输出信号OUT2-1的数字信号OCODE确定是否产生触摸事件(S230)。当确定未产生触摸事件时，参考数字信号RCODE等于对应于第二输出信号OUT2-1的数字信号OCODE。当确定产生触摸事件时，参考数字信号RCODE不等于对应于第二输出信号OUT2-1的数字信号OCODE。

当在S230确定产生触摸事件时，控制器240将滤波器330的感测循环的数量(例如，针对下一帧的感测循环的数量)设为第二值(S240)。因此，滤波器330在下一帧中以等于第二值的次数执行采样操作(S250)。也就是说，在示例性实施例中，当确定产生触摸事件时，执行采样操作的次数等于第二值。

当在S230确定未产生触摸事件时，控制器240将滤波器330的感测循环的数量(例如，针对下一帧的感测循环的数量)设为第一值(S245)。因此，滤波器330在下一帧中以等于第一值的次数执行采样操作(S255)。也就是说，在示例性实施例中，当确定未产生触摸事件时，执行采样操作的次数等于第一值。第一值小于第二值。

当在操作S230确定未产生触摸事件时，滤波器330以等于对应于小于第二值的第一值的感测循环的数量的次数执行滤波操作(例如，积分操作)，从而降低触摸屏控制器200消耗的功率。

包括根据本发明构思的示例性实施例的滤波器的触摸屏控制器允许根据是否检测到外部噪声来调整滤波器的感测循环的数量。

根据示例性实施例，触摸屏控制器可自适应地调整滤波器的特征(例如，感测循环的数量)，从而降低触摸屏控制器的功耗。

根据示例性实施例，触摸屏控制器可在每个感测循环中处理新数据，从而增大操作动态范围。触摸屏控制器可自适应地调整滤波器的特征(例如，感测循环的数量)，从而提供具有减小的尺寸的改进的滤波器。

虽然已经参照本发明构思的示例性实施例具体示出和描述了本发明构思，但是本领域普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明构思的精神和范围的情况下，可在其中作出各种形式和细节上的改变。