触摸屏控制器、触摸屏系统及触摸屏控制器的操作方法与流程

本申请要求于2017年9月25日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2017-0123657的利益，该申请的公开以引用方式全文并入本文中。

本发明构思涉及一种触摸屏控制器，并且更具体地说，涉及一种用于感测电容性触摸和力触摸的触摸屏控制器、包括所述触摸屏控制器的触摸屏系统和触摸屏控制器的操作方法。

背景技术：

触摸屏系统检测包括感测电极的触摸屏面板上的对象的接近或接触，并基于检测提供触摸信息。触摸信息可包括触摸屏面板上的触摸的位置。传统触摸屏系统可提供不仅关于触摸的位置还关于触摸的力的信息作为触摸信息。因此，具有这样的触摸屏系统的电子装置可基于触摸的位置和力为用户的触摸提供各种响应。

由于触摸屏系统可提供各种触摸信息，因此需要对触摸屏面板感测的各种信号进行处理。传统触摸屏系统可包括用于将触摸屏面板感测的模拟信号转换成数字信号的模数转换器(adc)，其具有大面积。adc的数量的增加还会增加用于实现触摸屏控制器的半导体芯片的大小和功耗。

技术实现要素：

本发明构思提供了一种能够减小半导体芯片的大小和功耗的触摸屏控制器、包括所述触摸屏控制器的触摸屏系统以及触摸屏控制器的操作方法。

一些实施例提供了操作触摸屏控制器的方法，包括以下步骤：响应于第一采样信号，对来自触摸屏的多个电容性触摸输入进行采样，并且将电容性触摸输入的样本存储在第一采样保持(s/h)块中；响应于第一输出控制信号，将存储在第一s/h块中的电容性触摸输入的样本按次序提供至模数转换器(adc)；响应于第二采样信号，对来自触摸屏的多个力触摸输入进行采样，并且将力触摸输入的样本存储在第二s/h块中；以及响应于第二输出控制信号，将存储在第二s/h块中的力触摸输入的样本按次序提供至adc。

在一些实施例中，一种触摸屏控制器包括：第一采样保持(s/h)块，其被构造为响应于第一采样信号对多个电容性触摸输入进行采样，和响应于第一输出控制信号输出所采样的电容性触摸输入的样本；第二s/h块，其被构造为响应于独立于第一采样信号的第二采样信号对多个力触摸输入进行采样，和响应于第二输出控制信号输出所采样的力触摸输入的样本；以及模数转换器(adc)，其由第一s/h块和第二s/h块共享，并且被构造为将电容性触摸输入的样本和力触摸输入的样本转换为数字信号。

在其它实施例中，一种触摸屏系统包括：触摸屏面板，其包括被构造为感测电容性触摸的多个电容性感测电极和被构造为感测力触摸的多个力感测电极；以及触摸屏控制器，其通过多个第一通道电连接至电容性感测电极和通过多个第二通道电连接至力感测电极。所述触摸屏控制器包括：第一采样保持(s/h)块，其被构造为响应于第一采样信号产生和存储通过第一通道接收到的多个电容性触摸输入的样本；第二s/h块，其被构造为响应于第二采样信号产生和存储通过第二通道接收到的多个力触摸输入的样本；模数转换器(adc)，其由第一s/h块和第二s/h块共享，并且被构造为将所存储的电容性触摸输入和力触摸输入的样本转换为数字信号；以及控制信号产生器，其被构造为产生第一采样信号和第二采样信号。

附图说明

将从下面结合附图的详细描述中更清楚地理解本发明构思的实施例，其中：

图1是根据本发明构思的一些实施例的触摸屏系统的框图；

图2是示出图1的触摸屏控制器中的控制操作的示例的框图；

图3是示出图2的第一采样保持(s/h)块和第二采样保持(s/h)块的示例的电路图；

图4是示出第一s/h块和第二s/h块的操作的示例的波形图；

图5是示出图4的控制信号产生器的示例的框图；

图6和图7是根据本发明构思的实施例的触摸屏控制器的操作方法的流程图；

图8是示出根据本发明构思的一些实施例的s/h块的示例的电路图；

图9和图10是示出s/h块的操作的示例的波形图；

图11是示出其中根据本发明构思的实施例的触摸屏控制器实施为触摸显示驱动器ic(tddi)的示例的框图；

图12是示出其中根据本发明构思的实施例的触摸屏控制器实施为与显示驱动器ic(ddi)分离的芯片的示例的框图；

图13是根据本发明构思的另一实施例的触摸屏系统的框图；

图14是示出根据本发明构思的一些实施例的触摸屏控制器的示例的电路图；以及

图15是示出根据本发明构思的一些实施例的触摸屏控制器的示例的框图。

具体实施方式

下文中，将通过参照附图解释本发明构思的一些实施例详细描述本发明构思。

图1是根据本发明构思的一些实施例的触摸屏系统10的框图。参照图1，触摸屏系统10可包括触摸屏面板100和触摸屏控制器200。触摸屏面板100可包括用于感测电容性(或电容)触摸的第一电极层111和用于感测力触摸的第二电极层112。

第一电极层111可包括多个电容性感测电极cse，并且第二电极层112可包括多个力感测电极fse。虽然图1示出了第一电极层111和第二电极层112设置在不同水平，但是本发明构思的实施例不限于此。例如，第一电极层111和第二电极层112可设置在相同水平上。另外，虽然图1示出了第一电极层111位于第二电极层112上，第一电极层111可位于第二电极层112下方。

电容性感测电极cse和力感测电极fse可由诸如铟锡氧化物(ito)、铟锌氧化物(izo)或铟锡锌氧化物(itzo)的透明导电材料制成。电容性感测电极cse可在第一电极层111上按照矩阵排列。当诸如手指、触摸笔或触针笔的对象(或导电对象)在触摸屏面板100上触摸(例如，靠近或接触)时，在对象与设置在进行触摸的位置的电容性感测电极cse之间产生电容。触摸屏控制器200可将交流信号施加至电容性感测电极cse，并且通过分析从触摸屏面板100输出的感测信号检测由于触摸导致的感测电容cs的变化。

还可在第二电极层112上按照矩阵排列力感测电极fse。根据一些实施例，还可将用于感测触摸的力的额外电极(未示出)设置在触摸屏面板100上，并且可通过感测由于触摸导致的力感测电极fse与额外电极之间的电容变化来检测触摸的力。然而，上述操作仅是示例，并且可基于各种其它方法执行电容性感测操作和力感测操作。

在实施例中，触摸屏面板100可为其中电容性感测电极cse结合至显示像素的盒内(in-cell)式面板，并且电容性感测电极cse可包括显示像素的一个或多个元件，例如源极驱动线、栅极线、阳极像素电极和阴极像素电极之一。在一些实施例中，电容性感测电极cse可用作用于施加公共显示电压的共电极。然而，本发明构思的实施例不限于此，并且触摸屏面板100可为其中电容性感测电极cse设置在显示面板上的盒上(on-cell)式面板。在一些实施例中，电容性感测电极cse可设置在衬底(或玻璃)而不是显示面板上。触摸屏面板100可实施为液晶显示器(lcd)、发光二极管(led)显示器、有机led(oled)显示器、有源矩阵oled(amoled)显示器、柔性显示器或另一类型的平板显示器。

触摸屏控制器200可将驱动信号施加至触摸屏面板100，并且通过分析基于触摸的不同类型而变化的感测信号来产生触摸信息info_t。例如，触摸屏控制器200可通过感测电容性感测电极cse的电容的变化检测是否进行了触摸以及触摸的位置。触摸屏控制器200还可通过感测力感测电极fse的电容的变化来检测触摸的力。触摸屏控制器200可基于检测结果产生包括各种信息(例如，触摸的位置和力)的触摸信息info_t。可将触摸信息info_t提供至外部主机控制器。

根据一些实施例，触摸屏控制器200可通过多个通道连接至触摸屏面板100。例如，触摸屏控制器200可通过连接至电容性感测电极cse的多个(例如，a个)第一通道接收多个第一感测信号s1_1至s1_a。另外，触摸屏控制器200可通过连接至力感测电极fse的多个(例如，b)第二通道接收多个第二感测信号s2_1至s2_b。

触摸屏控制器200可包括模拟前端(afe)，并且可在afe中处理第一感测信号s1_1至s1_a和第二感测信号s2_1至s2_b。例如，afe可包括电压读取电路(未示出)、放大电路(未示出)、集成电路(未示出)等。在图1的实施例中，可在afe中包括第一采样保持(s/h)块211和第二s/h块212。另外，在图1的实施例中，还可在afe中包括模数转换器(adc)220。根据一些实施例，可在afe之外设置adc220。此外，如图1所示，触摸屏控制器200还可包括数字信号处理器(dsp)230，其用于通过处理从adc220输出的数字信号来产生触摸信息info_t。

可基于afe中的各种电路的操作产生提供至第一s/h块211和第二s/h块212的输入信号。例如，可通过处理第一感测信号s1_1至s1_a产生电容性触摸输入v1_1至v1_a，并且可通过处理第二感测信号s2_1至s2_b产生力触摸输入v2_1至v2_b。

第一s/h块211可对电容性触摸输入v1_1至v1_a采样，并且存储采样的电容性触摸输入v1_1至v1_a。另外，第一s/h块211可基于输出控制操作将电容性触摸输入v1_1至v1_a提供至adc220。第一s/h块211可包括多个第一s/h电路，例如，对应于a个电容性触摸输入v1_1至v1_a的a个第一s/h电路。根据一些实施例，每个第一s/h电路可包括用于执行采样操作的开关、用于存储对应的电容性触摸输入的存储电路和用于执行输出控制操作的开关。

相似地，第二s/h块212可对力触摸输入v2_1至v2_b采样，并且存储采样的力触摸输入v2_1至v2_b。另外，第二s/h块212可基于输出控制操作将力触摸输入v2_1至v2_b提供至adc220。第二s/h块212可包括多个第二s/h电路，例如，对应于b个力触摸输入v2_1至v2_b的b个第二s/h电路。根据一些实施例，每个第二s/h电路可包括用于执行采样操作的开关、用于存储对应的力触摸输入的存储电路和用于执行输出控制操作的开关。

adc220可从第一s/h块211和第二s/h块212接收电容性触摸输入v1_1至v1_a和力触摸输入v2_1至v2_b，将其转换为数字信号，并且将该数字信号(或经数字转换的触摸输入)提供至dsp230。dsp230可通过处理数字信号产生触摸信息info_t。

由于adc220被第一s/h块211和第二s/h块212共享，因此adc220可基于各种触摸方案处理触摸输入。也就是说，单个adc220可被包括在第一s/h块211中的a个s/h电路和包括在第二s/h块212中的b个s/h电路共享，并且可通过单个adc220按次序处理电容性触摸输入v1_1至v1_a和力触摸输入v2_1至v2_b。

可独立地(或异步地)执行用于感测电容性触摸和感测力触摸的afe操作。例如，第一s/h块211和第二s/h块212可独立地操作。根据一些实施例，第一s/h块211可响应于第一采样信号对电容性触摸输入v1_1至v1_a采样，并且第二s/h块212可基于第二采样信号对力触摸输入v2_1至v2_b采样。例如，可异步地产生用于基于电容性触摸方案对电容性触摸输入v1_1至v1_a采样的第一采样信号和用于基于力触摸方案对力触摸输入v2_1至v2_b采样的第二采样信号。

由于可独立执行电容性感测和力感测，因此可分离地控制用于对电容性触摸输入v1_1至v1_a采样的时序和用于对力触摸输入v2_1至v2_b采样的时序。当基于公共采样信号控制第一s/h块211和第二s/h块212时，可使采样信号有效以在adc220处理电容性触摸输入v1_1至v1_a的同时对力触摸输入v2_1至v2_b采样，并且存储在第一s/h块211的一些s/h电路中的采样数据会在被转换为数字信号之前丢失。因此，不是所有的电容性触摸输入v1_1至v1_a都可转换为数字信号。在一些实施例中，可使采样信号有效的含义可表达为(或者可包括)激活采样信号以激活采样操作的含义。

相反，根据本发明构思的一些实施例，第一采样信号可仅选择性地控制第一s/h块211，并且第二采样信号可仅选择性地控制第二s/h块212。另外，即使使采样信号有效以在电容性触摸输入v1_1至v1_a转换为数字信号的同时对力触摸输入v2_1至v2_b采样，可保持存储在第一s/h块211中的电容性触摸输入v1_1至v1_a，并且电容性触摸输入v1_1至v1_a可接着正常转换为数字信号。

根据上述本发明构思的实施例，由于可由公共adc220处理基于各种触摸方案的触摸输入，因此包括在触摸屏控制器200中的adc220的数量可减少，因此，用于实施触摸屏控制器200的半导体芯片的大小和功耗可减小。

虽然图1的实施例示出了电容性触摸和力触摸，但是本发明构思的实施例不限于此。例如，可在本发明构思的一些实施例中应用能够感测对象在触摸屏面板100上的接触的各种其它方案。在一些实施例中，触摸屏控制器200还可包括处理另一感测结果的额外s/h块。在这种情况下，可基于额外采样信号控制额外s/h块，并且上述adc220还可被额外s/h块共享。

在上述实施例中，电容性触摸输入可包括用户的手指作出的触摸输入，因此可被称作手指触摸输入(或者手指输入)，并且力触摸输入可被称作3d触摸输入。

图2是示出图1的触摸屏控制器200中的控制操作的示例的框图。参照图1和图2，触摸屏控制器200可包括第一s/h块211、第二s/h块212和控制信号产生器240。虽然为了便于解释在图2中未示出，但是触摸屏控制器200还可包括图1的adc220和dsp230。

第一s/h块211和第二s/h块212中的每一个可对触摸输入采样并输出存储的触摸输入。根据一些实施例，控制信号产生器240可将第一采样信号qs1输出至第一s/h块211，并将第二采样信号qs2输出至第二s/h块212。另外，控制信号产生器240可产生关于输出触摸输入的第一输出控制信号qh[1～a]和第二输出控制信号qa[1～b]，并且分别将其提供至第一s/h块211和第二s/h块212。

根据一些实施例，包括在第一s/h块211中的多个第一s/h电路可响应于第一采样信号qs1同时执行采样。包括在第二s/h块212中的多个第二s/h电路可响应于第二采样信号qs2同时执行采样。另外，第一s/h块211可响应于第一输出控制信号qh[1～a]将电容性触摸输入v1_1至v1_a按次序提供至adc220。第二s/h块212可响应于第二输出控制信号qa[1～b]将力触摸输入v2_1至v2_b按次序提供至adc220。现在，将详细描述根据本发明构思的实施例的触摸屏操作的示例。

图3是示出图2的第一s/h块211和第二s/h块212的示例的电路图，图4是示出第一s/h块211和第二s/h块212的操作的示例的波形图。参照图3，第一s/h块211可包括多个第一s/h电路，并且每个第一s/h电路可包括采样开关、输出控制开关和存储元件。第二s/h块212可包括多个第二s/h电路，并且每个第二s/h电路可包括采样开关、输出控制开关和存储元件。图3示出了每个s/h电路包括电容器作为存储元件的示例。可设置一个或多个放大器以对应于各个第一s/h电路和第二s/h电路，图3示出了单个放大器213包括在第一s/h块211中的示例。然而，本发明构思的实施例不限于此，并且放大器213可包括在第二s/h块212中。包括s/h电路和放大器的上述结构可被称作采样保持放大器(sha)。在一些实施例中，可在第一s/h块211和第二s/h块212外面设置放大器213。

第一s/h块211可包括a个第一s/h电路，因此可包括a个第一采样开关sw11至sw1a、a个存储元件和a个第一输出控制开关sw31至sw3a。随着第一采样开关sw11至sw1a接通，第一s/h块211可对基于通过a个第一通道接收到的感测信号产生的电容性触摸输入v1_1至v1_a进行采样。第二s/h块212可包括b个第二s/h电路，因此可包括b个第二采样开关sw21至sw2b、b个存储元件和b个第二输出控制开关sw41至sw4b。随着第二采样开关sw21至sw2b接通，第二s/h块212可对基于通过b个第二通道接收到的感测信号产生的力触摸输入v2_1至v2_b进行采样。

参照图4，第一s/h块211的a个第一采样开关sw11至sw1a可响应于第一采样信号qs1的激活同时接通，因此电容性触摸输入v1_1至v1_a可同时被采样。采样的电容性触摸输入v1_1至v1_a可存储在第一s/h块211的存储元件中。

在对电容性触摸输入v1_1至v1_a采样之后，可按次序使第一输出控制信号qh[1～a]有效，因此可通过放大器213将电容性触摸输入v1_1至v1_a按次序提供至adc220。adc220可将电容性触摸输入v1_1至v1_a按次序转换为数字信号，并且将转换后的数字信号作为触摸数据dout输出。

可根据第一采样信号qs1中异步地产生第二采样信号qs2，因此可在任意时间使第二采样信号qs2有效。例如，可在使第一采样信号qs1有效之后和使第二输出控制信号qa[1～b]有效之前的时段(例如，时段m)中的任意时间使第二采样信号qs2有效。随着使第二采样信号qs2有效，b个第二采样开关sw21至sw2b可同时被接通，因此力触摸输入v2_1至v2_b可同时被采样。采样的力触摸输入v2_1至v2_b可存储在第二s/h块212的存储元件中。虽然图4的实施例示出了在电容性触摸输入v1_1至v1_a转换为数字信号的同时使第二采样信号qs2有效，但是本发明构思的实施例不限于此，并且可在各个时间使第二采样信号qs2有效。

在使所有第一输出控制信号qh[1～a]有效之后，可按次序使第二输出控制信号qa[1～b]有效。在使所有第一输出控制信号qh[1～a]有效的同时，可在第二s/h块212中保持基于第二采样信号qs2采样的力触摸输入v2_1至v2_b。随着按次序使第二输出控制信号qa[1～b]有效，可通过放大器213将力触摸输入v2_1至v2_b按次序提供至adc220，并且adc220可将力触摸输入v2_1至v2_b转换为数字信号。

根据上述实施例，由于基于不同采样信号控制第一s/h块211和第二s/h块212，即使当使采样信号qs2有效时，采样的电容性触摸输入v1_1至v1_a也可保持在第一s/h块211中而不丢失。即使当在电容性触摸输入v1_1至v1_a转换为数字信号的同时使第二采样信号qs2有效时，所有采样的电容性触摸输入v1_1至v1_a也可通过adc220正常地转换为数字信号。另外，由于可将单个adc220提供为对应于用于对多种触摸输入采样的多个s/h电路，因此可由于adc220的数量减少而减小半导体芯片的尺寸。

在图4的实施例中，可在与第一采样信号qs1的时间相同的时间使第二采样信号qs2有效。在一些实施例中，可在任意时间使第二采样信号qs2有效。例如，可在使第二输出控制信号qa[1～b]有效之前的任意时间使第二采样信号qs2有效。

虽然上述实施例示出了一开始使第一采样信号qs1有效、然后在按次序使第一输出控制信号qh[1～a]有效的同时使第二采样信号qs2有效，但是本发明构思的实施例不限于此。例如，在用于一次对电容性触摸输入v1_1至v1_a和力触摸输入v2_1至v2_b采样的单个采样周期中，力触摸输入v2_1至v2_b可一开始转换为数字信号。在这种情况下，可一开始使第二采样信号qs2有效，然后可在按次序使第二输出控制信号qa[1～b]有效的同时使第一采样信号qs1有效。可在使全部第二输出控制信号qa[1～b]有效之后按次序使第一输出控制信号qh[1～a]有效。

在上述实施例中，可不同地设置第一s/h块211和第二s/h块212中的每一个的输入的数量。例如，当针对所有通道提供单个adc时，与电容性触摸有关的通道的总数量可等于第一s/h块211的输入的数量，并且与力触摸有关的通道的总数量可等于第二s/h块212的输入的数量。在一些实施例中，可将所有通道划分为两组，并且可针对各个组提供单个adc。在这种情况下，第一s/h块211的输入的数量可对应于与电容性触摸有关的一部分通道，并且第二s/h块212的输入的数量可对应于与力触摸有关的一部分通道。

图5是示出图4的控制信号产生器240的示例的框图。

参照图1至图5，控制信号产生器240可基于与触摸屏操作有关的各种信息产生第一采样信号qs1、第二采样信号qs2以及第一输出控制信号qh[1～a]和第二输出控制信号qa[1～b]。控制信号产生器240可接收与电容性触摸有关的感测的第一信息info_finger和与力触摸有关的感测的第二信息info_force。控制信号产生器240可包括第一采样信号产生器241、第二采样信号产生器242和输出控制信号产生器243。

例如，触摸屏控制器200可通过对从触摸屏面板100接收的感测信号执行afe操作而产生电容性触摸输入v1_1至v1_a和力触摸输入v2_1至v2_b。在这种情况下，第一信息info_finger和第二信息info_force可对应于与afe操作有关的时序信息。例如，第一采样信号产生器241可通过基于第一信息info_finger充分增大电容性触摸输入v1_1至v1_a的电压电平而使第一采样信号qs1有效。例如，可通过执行诸如电压读操作、放大操作和集成操作的各种afe操作产生电容性触摸输入v1_1至v1_a，并且第一信息info_finger可包括关于用于控制各种操作的时序中的至少一个的信息。

类似地，第二采样信号产生器242可通过基于第二信息info_force充分增大力触摸输入v2_1至v2_b的电压电平使第二采样信号qs2有效。第二信息info_force可包括关于与力触摸输入v2_1至v2_b的产生有关的各个时序中的至少一个的信息。

输出控制信号产生器243可响应于第一采样信号qs1和第二采样信号qs2的激活而产生第一输出控制信号qh[1～a]和第二输出控制信号qa[1～b]。例如，可将指示第一采样信号qs1和第二采样信号qs2的激活的信息提供至输出控制信号产生器243，并且在使第一采样信号qs1有效之后，输出控制信号产生器243可使第一输出控制信号qh[1～a]有效。在一些实施例中，可在从使第一采样信号qs1有效时开始的预定时间之后使第一输出控制信号qh[1～a]有效。第一输出控制信号qh[1～a]可包括用于控制a个不同的第一输出控制开关sw31至sw3a的a个第一输出控制信号，并且可按照时分方式按次序使a个第一控制信号有效。

类似地，在使第二采样信号qs2有效之后，输出控制信号产生器243可使第二输出控制信号qa[1～b]有效。第二输出控制信号qa[1～b]可包括用于控制b个不同的第二输出控制开关sw41至sw4b的b个第二输出控制信号，并且可按照时分方式按次序使b个第二控制信号有效。

虽然图5示出了控制信号产生器240从外部源接收第一信息info_finger和第二信息info_force，但是本发明构思的实施例不限于此。根据一些实施例，可通过控制信号产生器240产生用于上述afe操作的各种控制信号。在这种情况下，可通过控制信号产生器240产生第一信息info_finger和第二信息info_force，并且可将它们提供至第一采样信号产生器241和第二采样信号产生器242。

图6和图7是根据本发明构思的实施例的触摸屏控制器的操作方法的流程图。参照图6，可独立地执行与电容性触摸有关的操作和与力触摸有关的操作，因此可异步地对用于感测电容性触摸的电容性触摸输入和用于感测力触摸的力触摸输入采样。例如，可通过触摸屏控制器同时对多个电容性触摸输入采样(s11)，并且可通过单个adc(例如，公共adc)将采样的电容性触摸输入按次序转换为数字信号(s12)。

可同时对多个力触摸输入采样(s13)，并且可通过公共adc将采样的力触摸输入按次序转换为数字信号(s14)。可通过对转换为数字信号的电容性触摸输入和力触摸输入进行处理而产生包括指示是否进行了触摸、触摸的位置、触摸的力等的信息的触摸信息(s15)。

参照图7，触摸屏控制器可基于与电容性触摸有关的信息使第一采样信号qs1有效(s21)。可基于有效的第一采样信号qs1对多个电容性触摸输入采样(s22)。采样的电容性触摸输入可按次序转换为数字信号。例如，一些电容性触摸输入可按次序转换为数字信号(s23)，并且可在电容性触摸输入转换为数字信号的同时基于与力触摸有关的信息使第二采样信号qs2有效(s24)。可基于有效的第二采样信号qs2对多个力触摸输入采样(s25)。由于仅选择性地对力触摸输入采样，因此被采样但还未转换为数字信号的其它电容性触摸输入可保持为采样数据。

在使第二采样信号qs2有效之后，其它电容性触摸输入可按次序转换为数字信号(s26)。在所有电容性触摸输入转换为数字信号之后，力触摸输入可按次序转换为数字信号(s27)。

图8是示出根据本发明构思的一些实施例的s/h块310的示例的电路图，图9和图10是示出s/h块310的操作的示例的波形图。

参照图8和图9，触摸屏控制器300可包括s/h块310、放大器320和adc330。在图8所示的电路中，上文与先前实施例相关地描述的电路在这里将不详细描述。

s/h块310可包括对应于多个通道的多个s/h电路。根据一些实施例，s/h块310的s/h电路不限于特定触摸方案，而是可基于各种触摸方案接收触摸输入。例如，s/h块310的s/h电路可如上所述接收电容性触摸输入或力触摸输入。根据本发明构思的一些实施例，s/h块310的一些s/h电路可接收电容性触摸输入，并且其它s/h电路可接收力触摸输入。

现在将描述通过s/h块310接收电容性触摸输入和力触摸输入二者的操作的示例。假设s/h块310包括(a+b)个s/h电路，并且a个s/h电路(例如，第一s/h电路)接收电容性触摸输入而其它b个s/h电路(例如，第二s/h电路)接收力触摸输入。

可基于公共采样信号qs控制s/h块310的s/h电路。例如，随着采样信号qs被共同提供至s/h块310的(a+b)个s/h电路，电容性触摸输入v1_1至v1_a和力触摸输入v2_1至v2_b可同时被采样。随着在使采样信号qs有效之后按次序使第一输出控制信号qh[1～a]有效，可通过放大器320将电容性触摸输入v1_1至v1_a按次序提供至adc330。然后，随着按次序使第二输出控制信号qa[1～b]有效，可通过放大器320将力触摸输入v2_1至v2_b按次序提供至adc330。也就是说，根据图9的实施例，针对电容性触摸输入v1_1至v1_a和力触摸输入v2_1至v2_b，可不分离地使采样信号qs有效，而是可使其有效一次，以同时对电容性触摸输入v1_1至v1_a和力触摸输入v2_1至v2_b采样。

根据图8所示的结构，用于电容性触摸输入v1_1至v1_a和力触摸输入v2_1至v2_b的专用s/h电路可以不分离地提供，而adc330可被(a+b)个s/h电路共享。也就是说，即使独立地执行基于电容性触摸的处理和基于力触摸的处理，仅在单个采样周期中使对电容性触摸输入v1_1至v1_a和力触摸输入v2_1至v2_b采样的采样信号qs有效一次，因此电容性触摸输入v1_1至v1_a和力触摸输入v2_1至v2_b二者可正常转换为数字信号。

图10示出了图8所示的触摸屏控制器300的操作的另一示例。

参照图8和图10，可基于公共采样信号qs控制s/h块310，并且可至少两次使采样信号qs有效，以对电容性触摸输入v1_1至v1_a和力触摸输入v2_1至v2_b采样。例如，可独立地执行基于电容性触摸的处理和基于力触摸的处理，从而可基于电容性触摸处理来控制用于使采样信号qs有效的第一时间，而可基于力触摸处理来控制用于使采样信号qs有效的第二时间。

例如，可在使第一输出控制信号qh[1～a]有效之前的时间使采样信号qs有效，因此电容性触摸输入v1_1至v1_a可存储在s/h块310的第一s/h电路中。然后，随着按次序使第一输出控制信号qh[1～a]有效，可通过放大器320将电容性触摸输入v1_1至v1_a按次序提供至adc330。

在使所有第一输出控制信号qh[1～a]有效之后，可再次使采样信号qs有效，以对力触摸输入v2_1至v2_b采样。这样，可将力触摸输入v2_1至v2_b存储在s/h块310的第二s/h电路中。然后，随着按次序使第二输出控制信号qa[1～b]有效，可通过放大器320将力触摸输入v2_1至v2_b按次序提供至adc330。

在图10的实施例中，可在使所有第一输出控制信号qh[1～a]有效之后且在使第二输出控制信号qa[1～b]有效之前的时间使用于对力触摸输入v2_1至v2_b采样的采样信号qs有效。这样，即使使采样信号qs有效以对力触摸输入v2_1至v2_b采样，由于所有被采样和存储的电容性触摸输入v1_1至v1_a转换为数字信号，因此也可正常处理与电容性触摸有关的信息。

针对上述操作，除与电容性触摸和力触摸的处理有关的信息之外，可利用与输出控制信号的产生有关的信息使采样信号qs有效。例如，可使采样信号qs有效，以对电容性触摸输入v1_1至v1_a采样，随后可基于指示所有第一输出控制信号qh[1～a]有效的信息再次使采样信号qs有效，以对力触摸输入v2_1至v2_b采样。可基于指示采样信号qs再次有效的信息使第二输出控制信号qa[1～b]有效，从而可防止在使用于对力触摸输入v2_1至v2_b采样的采样信号qs有效之前激活第二输出控制信号qa[1～b]。

根据图8至图10的实施例，由于s/h块310可基于各种触摸方案处理触摸输入，因此包括在触摸屏控制器300中的s/h电路的数量可减少。触摸屏控制器300可按照各种模式操作。例如，当力感测无效时，s/h块310中的所有s/h电路可用于对电容性触摸输入进行采样。

图11是示出其中根据本发明构思的实施例的触摸屏控制器实施为触摸显示驱动器ic(tddi)400的示例的框图。参照图11，tddi400可包括触摸屏控制器(tsc)块410和显示驱动器ic(ddi)块420。tddi400可实施为单个半导体芯片，因此tsc块410和ddi块420可集成在同一半导体芯片上。

tsc块410可包括根据上述实施例基于各种触摸方案处理触摸输入的各种元件。例如，tsc块410可包括第一s/h块411、第二s/h块412、adc413和控制信号产生器414。tsc块410可基于两种或更多种触摸方案接收感测信号，并且对接收到的感测信号执行afe操作，以将两种或更多种触摸输入提供至第一s/h块411和第二s/h块412。可提供单个adc413以对应于包括在第一s/h块411和第二s/h块412中的多个s/h电路。adc413可按次序接收多个电容性触摸输入和多个力触摸输入，并且根据上述实施例将其转换为数字信号。

控制信号产生器414可基于至少一种信息产生根据上述实施例的用于控制第一s/h块411和第二s/h块412的各种控制信号。例如，控制信号产生器414可产生用于对电容性触摸输入进行采样的第一采样信号qs1、用于对力触摸输入进行采样的第二采样信号qs2、用于控制将采样的电容性触摸输入输出至adc413的时间的第一输出控制信号qh和用于控制将采样的力触摸输入输出至adc413的时间的第二输出控制信号qa。

ddi块420可包括作为用于在显示面板(未示出)上显示图像的元件的时序控制器421和源极驱动器422。虽然图11中未示出，但是ddi块420还可包括用于显示图像的各种其它元件，例如，栅极驱动器和电力产生器。

时序控制器421可产生关于显示操作的各种时序信息ti。例如，时序控制器421可产生关于显示操作的竖直同步信号或水平同步信号，或者产生用于控制产生共电极电压或栅极线信号的各种时序信息。

为了产生触摸信息，tsc块410可使用从时序控制器421接收到的至少一种时序信息ti。例如，tsc块410可基于从时序控制器421接收到的时序信息ti执行上述采样操作。例如，感测信号可具有由于设置在显示面板上的各种电极(例如，共电压电极)的驱动而造成的噪声，并且tsc块410可基于时序信息ti在噪声被最小化的时间执行根据上述实施例的感测操作或采样操作。

控制信号产生器414可根据上述实施例基于各种信息产生第一采样信号qs1和第二采样信号qs2。例如，控制信号产生器414可基于与tsc块410中的afe操作有关的时序产生第一采样信号qs1和第二采样信号qs2。另外，控制信号产生器414可基于从时序控制器421接收到的时序信息ti产生第一采样信号qs1和第二采样信号qs2。在一些实施例中，控制信号产生器414可基于与afe操作有关的时序以及从时序控制器421接收到的时序信息ti产生第一采样信号qs1和第二采样信号qs2。

虽然图11中未示出，但是可在tsc块410与ddi块420之间发送和接收除时序信息ti之外的各种信号。例如，ddi块420可将用于控制与触摸屏操作有关的各种模式的信号提供至tsc块410，将指示tddi400的状态(例如，睡眠状态和省电状态)的各种信息提供至tsc块410，或者产生tsc块410中使用的各种电压并将其提供至tsc块410。

图12是示出其中根据本发明构思的实施例的触摸屏控制器500实施为与ddi分离的芯片的示例的框图。参照图12，触摸屏控制器500可包括afe510、adc520、时序管理器530和控制信号产生器540。afe510可包括用于处理通过多个通道接收到的感测信号的各种电路。例如，在图12中，afe510可包括用于产生电容性触摸输入的电容性触摸电路511和用于产生力触摸输入的力触摸电路512。afe510还可包括第一s/h块513和第二s/h块514。adc520由第一s/h块513和第二s/h块514共享。虽然图12示出了adc520设置在afe510外部，但是adc520可设置在afe510内部。

时序管理器530可控制与触摸屏操作有关的各种时序操作。例如，时序管理器530可将时序信息info_ts提供至控制信号产生器540。控制信号产生器540可基于时序信息info_ts产生用于控制afe510中的电容性触摸电路511的一个或多个控制信号ctrl_ct和产生用于控制力触摸电路512的一个或多个控制信号ctrl_ft。另外，控制信号产生器540可基于时序信息info_ts产生第一采样信号qs1、第二采样信号qs2、第一输出控制信号qh和第二输出控制信号qa。

根据一些实施例，可基于控制信号ctrl_ct控制第一采样信号qs1的激活时间。例如，可与电容性触摸电路511中的操作相关地控制第一采样信号qs1的激活时间。例如，为了在当充分增大电容性触摸输入的电压电平时执行采样，可与电容性触摸电路511中的集成操作相关地控制第一采样信号qs1的激活时间。相似地，可基于控制信号ctrl_ft控制第二采样信号qs2的激活时间。可与第一采样信号qs1同步地产生第一输出控制信号qh，并且可与第二采样信号qs2同步地产生第二输出控制信号qa。这样，控制信号产生器540可根据上述实施例基于各种方案产生具有波形的控制信号。

触摸屏控制器500可从外部ddi接收关于显示驱动操作的至少一种时序信息ti，并且控制信号产生器540可通过进一步利用时序信息ti而基于各种方案产生具有波形的控制信号。

图13是根据本发明构思的另一实施例的触摸屏系统600的框图。参照图13，触摸屏系统600可包括触摸屏面板610和触摸屏控制器620，并且触摸屏控制器620可通过多个通道连接至触摸屏面板610。例如，通道可划分为两个或更多个组。为了便于解释，使用第一通道组g_ch1和第二通道组g_ch2来描述本发明构思的实施例。

各个通道组可包括连接至电容性感测电极的多个通道和连接至力感测电极的多个通道。这样，各个通道组可递送与电容性触摸有关的多个感测信号和与力触摸有关的多个感测信号。

触摸屏控制器620可包括多个s/h块组(例如，第一s/h块组和第二s/h块组)。每个s/h块组可包括根据上述实施例的第一s/h块和第二s/h块。例如，第一s/h块组可包括第一s/h块611和第二s/h块612，并且第二s/h块组可包括第一s/h块613和第二s/h块614。与上述实施例相似，各个s/h块组可对电容性触摸输入和力触摸输入进行采样。例如，在第一s/h块组中，第一s/h块611可对电容性触摸输入v1_1至v1_a采样，并且第二s/h块612可对力触摸输入v2_1至v2_b采样。

触摸屏控制器620还可包括多个adc(例如，第一adc621和第二adc622)，并且各个adc可对应于各个s/h块组。例如，第一adc621可对应于第一s/h块组，并且第二adc622可对应于第二s/h块组。触摸屏控制器620还可包括用于从第一adc621和第二adc622接收经数字转换的触摸输入的dsp630。

可根据上述实施例基于第一采样信号、第二采样信号以及第一输出控制信号和第二输出控制信号控制各个s/h块组。第一采样信号和第二采样信号以及第一输出控制信号和第二输出控制信号可具有根据上述实施例的波形，并且各个s/h块组可根据上述实施例基于不同触摸方案对触摸输入进行采样并且将其输出。根据图13的实施例，通过基于通道的数量改变s/h块组和adc的布置，产生触摸信息的处理速度可增大。

图14是示出根据本发明构思的一些实施例的触摸屏控制器700的示例的电路图。参照图14，触摸屏控制器700可包括用于对电容性触摸输入v1_1至v1_a采样的第一s/h块711、用于对力触摸输入v2_1至v2_b采样的第二s/h块712以及由第一s/h块711和第二s/h块712共享的adc720。第一s/h块711可包括多个第一s/h电路，并且第二s/h块712可包括多个第二s/h电路。

如在上述实施例中那样，第一s/h块711可基于第一采样信号qs1执行采样操作，并且第二s/h块712可基于独立于第一采样信号qs1产生的第二采样信号qs2执行采样操作。在当前实施例中，触摸屏控制器700还可包括放大器块713，其包括对应于第一s/h电路和第二s/h电路的多个放大器。

根据图14的实施例，通过放大器，电容性触摸输入v1_1至v1_a可被同时放大，并且力触摸输入v2_1至v2_b可被同时放大，并且可将放大的电容性触摸输入v1_1至v1_a和放大的力触摸输入v2_1至v2_b通过开关按次序提供至adc720。这样，可通过放大器将放大的触摸输入稳定地提供至adc720。

图15是示出根据本发明构思的一些实施例的触摸屏控制器800的示例的框图。参照图15，触摸屏控制器800可包括多个s/h块(例如，第一s/h块811、第二s/h块812和第三s/h块813)、由第一s/h块811、第二s/h块812和第三s/h块813共享的adc820以及用于接收经数字转换的触摸输入的dsp830。

第一s/h块811可对电容性触摸输入v1_1至v1_a采样，并且第二s/h块812可对力触摸输入v2_1至v2_b采样。如在上述实施例中那样，第一s/h块811可响应于第一采样信号qs1执行采样操作，并且第二s/h块812可响应于第二采样信号qs2执行采样操作。

触摸屏控制器800可处理被要求转换为数字信号的各种信号，而不管其中的触摸感测操作如何(例如，其它类型的输入v3_1至v3_c)。在这种情况下，触摸屏控制器800可使用针对电容性感测和力感测共同使用的adc820，以将其它类型的输入v3_1至v3_c转换为数字信号。

根据一些实施例，第三s/h块813可响应于第三采样信号qs3对其它类型的输入v3_1至v3_c采样。由于第三采样信号qs3选择性地控制第三s/h块813，因此可产生第三采样信号qs3，而不管第一采样信号qs1和第二采样信号qs2如何。也就是说，可在输出第一s/h块811和第二s/h块812的同时使第三采样信号qs3有效。另外，与上述实施例相似，在将电容性触摸输入v1_1至v1_a和力触摸输入v2_1至v2_b提供至adc820之后，可将其它类型的输入v3_1至v3_c输出至adc820。

其它类型的输入v3_1至v3_c可包括各种信号。例如，触摸屏控制器800可检测各种内部电压的电平，并且在这种情况下，待检测的各种内部电压可对应于其它类型的输入v3_1至v3_c。在一些实施例中，触摸屏控制器800可检测施加至外部元件的各种电压的电平，并且在这种情况下，待检测的各种外部电压可对应于其它类型的输入v3_1至v3_c。例如，可检测施加至与触摸屏控制器800连接的多个通道的电压的电平，并且在这种情况下，施加至通道的电压可对应于其它类型的输入v3_1至v3_c。

在根据本发明构思的触摸屏控制器、包括所述触摸屏控制器的触摸屏系统和触摸屏控制器的操作方法中，用于基于各种触摸方案处理触摸输入的adc的数量可减小，因此用于实施触摸屏控制器的半导体芯片的大小可减小，并且功耗也可减小。

虽然已经参照本发明构思的实施例具体示出并描述了本发明构思，但是应该理解，在不脱离所附权利要求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。