信号补偿电路、触控控制电路及显示装置的制作方法

本申请涉及信号补偿技术领域，尤其涉及一种信号补偿电路、应用该信号补偿电路的触控控制电路及应用该触控控制电路的显示装置。

背景技术：

传统的触控面板包括多个触控感测器。触控面板被触控物体(例如手指)触摸时，被触摸的位置上的触控感测器会产生感应信号，感应信号用于计算触摸位置。

触控面板应用于电子装置(例如显示器)时，电子装置中的导电结构(例如扫描线、资料线)会与每个触控感测器形成寄生电容。因此触控面板未被触控物体触摸时，各个触控感测器上也可能存在初始信号。而由于不同导电结构之间的差异性，各个触控感测器上的初始信号的值往往不同。由于各个触控感测器上的初始信号的值不同，当产生感应信号时，根据感应信号计算的触摸位置不准确。

现有技术中通过补偿电路对各个触控感测器上的初始信号做补偿，以一定程度提高各个触控感测器上的初始信号的值的均匀度。但现有技术中的补偿电路通过增加电路单元的方式增加补偿电路的解析度，导致补偿电路整体面积大幅增加，不利于节约空间。

技术实现要素：

本申请第一方面提供一种信号补偿电路，包括：

第一补偿电路，电连接多个感测器，用于接收每一感测器输出的初始信号，所述第一补偿电路电连接至一充放电节点，所述第一补偿电路用于在充电时段产生第一充电电流对所述充放电节点充电，并用于在放电时段产生第一放电电流对所述充放电节点放电；及

第二补偿电路，电连接所述第一补偿电路和所述充放电节点，所述第二补偿电路用于在充电时段产生第二充电电流对所述充放电节点充电，并用于在放电时段产生第二放电电流对所述充放电节点放电；

所述第一充电电流的值大于所述第二充电电流的值，所述第一放电电流的值大于所述第二放电电流的值，所述第一充电电流、所述第二充电电流、所述第一放电电流以及所述第二放电电流的值用于确定一补偿值，所述充放电节点用于输出基于所述补偿值补偿所述初始信号后获取的目标信号。

本申请第二方面提供一种触控控制电路，包括：

多个触控电极，所述多个触控电极相互电绝缘；

信号补偿电路，包括：

第一补偿电路，电连接所述多个触控电极，用于接收每一触控电极输出的初始信号，所述第一补偿电路电连接至一充放电节点，所述第一补偿电路用于在充电时段产生第一充电电流对所述充放电节点充电，并用于在放电时段产生第一放电电流对所述充放电节点放电；以及

第二补偿电路，电连接所述第一补偿电路和所述充放电节点，所述第二补偿电路用于在充电时段产生第二充电电流对所述充放电节点充电，并用于在放电时段产生第二放电电流对所述充放电节点放电；

所述第一充电电流的值大于所述第二充电电流的值，所述第一放电电流的值大于所述第二放电电流的值，所述第一充电电流、所述第二充电电流、所述第一放电电流以及所述第二放电电流的值用于确定一补偿值，所述充放电节点用于输出基于所述补偿值补偿所述初始信号后获取的目标信号；及

信号处理电路，电连接所述信号补偿电路用于基于所述目标信号计算触控位置。

本申请协力厂商面提供一种显示装置，包括：

触控模组，所述触控模组包括如上述的触控控制电路；及

显示模组，用于显示图像，所述显示模组包括多条扫描线及多条资料线，所述多条扫描线和所述多条资料线与所述多个触控电极之间形成寄生电容，以产生所述初始信号。

上述信号补偿电路、触控控制电路及显示装置中，第一充电电流的值大于所述第二充电电流的值，所述第一放电电流的值大于所述第二放电电流的值。则第一补偿电路对信号的单次调节幅度较大，在确定一目标的信号值时，对信号的单次调节幅度较大，调节至所述目标的信号值所需要的次数越少，因此有利于减小调节次数。而第二补偿电路对信号的调节幅度较小，在确定一目标的信号值时，对信号的单次调节幅度较小，对信号的调节精度越高，因此有利于提升调节精度。本实施例的信号补偿电路通过第一补偿电路实现“粗调”，通过第二补偿电路实现“细调”，第一补偿电路和第二补偿电路相互配合，有利于避免大幅增加信号补偿电路的电路单元以提高信号补偿电路的解析度，因此有利于减小信号补偿电路的面积。

附图说明

图1为本申请实施例的显示装置的结构示意图。

图2为图1中显示装置内产生寄生电容的原理图。

图3为本图1中触控模组内的触控控制电路的电路结构示意图。

图4为图3中信号补偿电路的电路结构示意图。

图5为图4中信号补偿电路的补偿过程示意图。

图6为各触控电极上初始信号的分布示意图。

图7为各触控电极上初始信号经信号补偿电路补偿后的分布示意图。

主要元件符号说明

显示装置100

触控模组200

触控电极210

触控控制电路220

信号补偿电路230

第一补偿电路231

第一充电回路p11、p12、p13

第一充电元件m11、m12、m13

第一充电开关n11、n12、n13

第一放电回路q11、q12、q13

第一放电元件m21、m22、m23

第一放电开关n21、n22、n23

第二补偿电路232

第二充电回路p21、p22、p23

第二充电元件m31、m32、m33

第二充电开关n31、n32、n33

第二放电回路q21、q22、q23

第二放电元件m41、m42、m43

第二放电开关n41、n42、n43

充放电节点vrx

第一电流源单元233

第二电流源单元234

信号处理电路240

显示模组300

扫描线gl1～glm

资料线dl1～dln

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

本申请实施例的显示装置100如图1所示。显示装置100包括层迭设置的触控模组200和显示模组300。触控模组200可用于接收触控物体(例如手指、触控笔)的触控，并产生相应的感测信号。触控模组200可根据该感测信号计算触控物体的触控位置。显示模组300用于发射图像光以显示图像。于其他实施例中，触控模组200和显示模组300可不为层迭的位置关系，例如，触控模组200可内嵌于显示模组300。

请参阅图2，显示模组300包括多条扫描线gl1～glm和多条资料线dl1～dln。多条扫描线gl1～glm相互平行间隔设置，多条资料线dl1～dln相互平行间隔设置。多条扫描线gl1～glm与多条资料线dl1～dln绝缘交叉，以定义出多个图元310。多条扫描线gl1～glm用于依次接收扫描信号使得多个图元310依次处于可接收图像资料的状态，每个图元310用于接收从一资料线输出的所述图像资料以显示图像。

触控模组200包括多个同层设置的触控电极210。各个触控电极210与多条扫描线gl1～glm和多条资料线dl1～dln具有正对面积，也即，各个触控电极210在显示模组300上的投影与多条扫描线gl1～glm和多条资料线dl1～dln具有重叠面积。则，各个触控电极210与多条扫描线gl1～glm和多条资料线dl1～dln之间形成寄生电容c0。

由于寄生电容c0的存在，触控模组200上没有触控物体触控时，各个触控电极210上也存在一初始信号。通常，由于各个扫描线gl1～glm、各个资料线dl1～dln的差异，各个触控电极210与多条扫描线gl1～glm和多条资料线dl1～dln之间形成的寄生电容c0的值不同。也即，触控模组200上没有触控物体触控时，各个触控电极210上的初始信号不同。当触控模组200被触控物体触控时，触控物体所触控的位置上的触控电极210会产生感测信号。由于各个触控电极210具有不同的初始信号，若直接根据感测信号计算触控位置，将导致计算结果不准确。

触控模组200还包括如图3所示的触控控制电路220。触控控制电路220包括相互电连接的触控电极210、信号处理电路240及信号补偿电路230。信号补偿电路230分别电连接每一触控电极210(图3中仅展示一个触控电极210作示例)和信号处理电路240。本实施例中的信号补偿电路230用于补偿各个触控电极210上的初始信号，以调节来自各个触控电极210的感测信号c1的值。调节后的感测信号作为目标信号输出。信号补偿电路230与信号处理电路240之间具有一充放电节点vrx，目标信号从所述充放电节点vrx输出，用于供信号处理电路240计算触控位置。通过补偿初始信号，有利于减小各个触控电极210上的初始信号的差异，从而有利于提升计算出的触控位置的准确性。

请参阅图4，信号补偿电路230包括相互电连接的第一补偿电路231和第二补偿电路232。第一补偿电路231和第二补偿电路232所电连接的节点为充放电节点vrx。第一补偿电路231电连接每一触控电极210，用于接收每一触控电极210输出的感测信号。

第一补偿电路231和第二补偿电路232皆工作于充电时段和放电时段。在充电时段，第一补偿电路231可产生第一充电电流对充放电节点vrx进行充电，第二补偿电路232可产生第二充电电流对充放电节点vrx进行充电。在放电时段，第一补偿电路231可产生第一放电电流对充放电节点vrx进行放电，第二补偿电路232可产生第二放电电流对充放电节点vrx进行放电。

所述第一充电电流和所述第二充电电流之和为充电电流总和，所述第一放电电流和所述第二放电电流的总和为放电电流总和。所述充电电流总和与所述放电电流总和之间的差值定义为一补偿值，该补偿值为对触控电极210上的初始信号的补偿值。通过调节所述第一充电电流、所述第二充电电流、所述第一放电电流以及所述第二放电电流的值，可调节所述补偿值的大小。信号补偿电路230用于基于所述补偿值对所述初始信号作补偿。所述充放电节点vrx用于输出基于所述补偿值补偿后的目标信号。所述目标信号用于供信号处理电路240计算触控信号的大小，再经由演算法计算触控信号位置。

第一补偿电路231和第二补偿电路232产生的电流的值越大，对信号的单次调节幅度越大。对信号的单次调节幅度越大，调节至某一信号值时所需的调节次数越少。但信号的单次调节幅度较大时，调节精度较小(也即解析度较小)。例如要将信号值100调节至55，单次调节幅度为10，则信号值100经几次调节后可被调节至靠近信号值55的值(如信号值50或60)，但难以精确调节至55。

因此本实施例中，通过设置第一补偿电路231和第二补偿电路232产生的电流的值平衡上述的调节次数和调节精度的问题。本实施例中，第一补偿电路231产生的第一充电电流的值大于第二补偿电路232产生的第二充电电流的值；第一补偿电路231产生的第一放电电流的值大于第二补偿电路232产生的第二放电电流的值。也即，第一补偿电路231产生的电流的值较大，单次调节的幅度较大；第二补偿电路232产生的电流的值较小，单次调节的幅度较小。也即，通过第一补偿电路231对感测信号作“粗调”，通过第二补偿电路232对感测信号作“细调”。第一补偿电路231和第二补偿电路232相互配合对感测信号进行调节(也即前述的“补偿”)，有利于提高调节精度。

第一补偿电路231包括相互并联的多个第一充电回路。每一第一充电回路分别电连接充放电节点vrx。各个第一充电回路是否导通可相互独立地被控制。各个第一充电回路可在充电时段导通以产生所述第一充电电流，且各个第一充电回路产生的第一充电电流的值可不同。

以图4示出的信号补偿电路230为例，第一补偿电路231包括相互并联的三个第一充电回路(第一充电回路p11、p12和p13)。第一充电回路p11导通时可产生40微安(μa)的第一充电电流，第一充电回路p12导通时可产生20微安(μa)的第一充电电流，第一充电回路p13导通时可产生10微安(μa)的第一充电电流。

每一第一充电回路包括相互电连接的第一充电开关和第一充电元件。第一充电开关用于控制其所在的第一充电回路是否导通，第一充电元件可在第一充电回路导通时产生所述第一充电电流。

以图4示出的信号补偿电路230为例，本实施例中，第一充电回路p11包括第一充电元件m11和第一充电开关n11。第一充电元件m11和第一充电开关n11皆为金属-氧化物半导体场效应管(metal-oxidesemiconductorfieldeffecttransistor，mos-fet，或称mos管)。于其他实施例中，第一充电元件m11和第一充电开关n11也可为其他的三端元件，例如为三极管。第一充电元件m11的源极连接到系统电源，漏极电连接第一充电开关n11的源极，第一充电开关n11的漏极连接至充放电节点vrx，栅极电连接一控制模组(图未示)，该控制模组输出的控制信号输入第一充电开关n11的栅极，用于控制第一充电开关n11的源极和漏极之间是否导通。第一充电开关n11的源极和漏极导通时，第一充电回路p11导通，第一充电元件m11产生的充电电流可为充放电节点vrx充电。第一充电开关n11的源极和漏极不导通时，第一充电回路p11关断，第一充电回路p11不为充放电节点vrx充电。

第一充电回路p12包括第一充电元件m12和第一充电开关n12，第一充电回路p13包括第一充电元件m13和第一充电开关n13。第一充电回路p12和第一充电回路13的电路结构和工作原理与第一充电回路p11基本相同，不再赘述。

第一补偿电路231还包括相互并联的多个第一放电回路。每一第一放电回路分别电连接至充放电节点vrx。各个第一放电回路是否导通可相互独立地被控制。各个第一放电回路可在放电时段导通以产生所述第一放电电流，且各个第一放电回路产生的第一放电电流的值可不同。

以图4示出的信号补偿电路230为例，第一补偿电路231还包括相互并联的三个第一放电回路(第一放电回路q11、q12和q13)。第一放电回路q11导通时可产生40微安(μa)的第一放电电流，第一放电回路q12导通时可产生20微安(μa)的第一放电电流，第一放电回路q13导通时可产生10微安(μa)的第一放电电流。

每一第一放电回路包括相互电连接的第一放电开关和第一放电元件。第一放电开关用于控制其所在的第一放电回路是否导通，第一放电元件可在第一放电回路导通时产生所述第一放电电流。

以图4示出的信号补偿电路230为例，本实施例中，第一放电回路q11包括相互电连接的第一放电元件m21和第一放电开关n21。第一放电回路q12包括相互电连接的第一放电元件m22和第一放电开关n22。第一放电回路q13包括相互电连接的第一放电元件m23和第一放电开关n23。第一放电回路q11、q12和q13的电路结构和工作原理与第一充电回路p11基本相同，不再赘述。

第二补偿电路232包括相互并联的多个第二充电回路和相互并联的多个第二放电回路。每一第二充电回路和每一第二放电回路分别电连接至充放电节点vrx。各个第二充电回路和各个第二放电回路是否导通可相互独立地被控制。各个第二充电回路可在充电时段导通以产生所述第二充电电流，且各个第二充电回路产生的第二充电电流的值可不同。各个第二放电回路可在放电时段导通以产生所述第二放电电流，且各个第二放电回路产生的第二放电电流的值可不同。

以图4示出的信号补偿电路230为例，第二补偿电路232包括相互并联的三个第二充电回路(第二充电回路p21、p22和p23)和相互并联的三个第二放电回路(第二放电回路q21、q22和q23)。第二充电回路p21导通时可产生4微安(μa)的第二充电电流，第二充电回路p22导通时可产生2微安(μa)的第二充电电流，第二充电回路p23导通时可产生1微安(μa)的第二充电电流。第二放电回路q21导通时可产生4微安(μa)的第二放电电流，第二放电回路q22导通时可产生2微安(μa)的第二放电电流，第二放电回路q23导通时可产生1微安(μa)的第二放电电流。

每一第二充电回路包括相互电连接的第二充电开关和第二充电元件。第二充电开关用于控制其所在的第二充电回路是否导通，第二充电元件可在第二充电回路导通时产生所述第二充电电流。每一第二放电回路包括相互电连接的第二放电开关和第二放电元件。第二放电开关用于控制其所在的第二放电回路是否导通，第二放电元件可在第二放电回路导通时产生所述第二放电电流。

以图4示出的信号补偿电路230为例，本实施例中，第二充电回路p21包括第二充电元件m31和第二充电开关n31。第二充电回路p22包括第二充电元件m32和第二充电开关n32。第二充电回路p23包括第二充电元件m33和第二充电开关n33。第二放电回路q21包括第二放电元件m41和第二放电开关n41。第二放电回路q22包括第二放电元件m42和第二放电开关n42。第二放电回路q23包括第二放电元件m43和第二放电开关n43。第二充电回路p21、p22、p23和第二放电回路q21、q22、q23的电路结构和工作原理与第一充电回路p11基本相同，不再赘述。

第一补偿电路231还包括第一电流源单元233，第一电流源单元233电连接每一第一充电回路和每一第一放电回路，用于提供电源电流。第二补偿电路232还包括第二电流源单元234，第二电流源单元234电连接每一第二充电回路和每一第二放电回路，用于提供电源电流。

在充电时段，至少一个充电回路(将第一充电回路和第二充电回路统称充电回路)导通以产生所述充电电流(将第一充电电流和第二充电电流统称充电电流)。也即，在充电时段，并非每个充电回路都会导通。在不同的充电时段，导通的充电回路的数量可不同。

在放电时段，至少一个放电回路(将第一放电回路和第二放电回路统称放电回路)导通以产生所述放电电流(将第一放电电流和第二放电电流统称放电电流)。也即，在放电时段，并非每个放电回路都会导通。在不同的放电时段，导通的放电回路的数量可不同。

信号补偿电路230不同时处于充电时段和放电时段，也即，充电时段和放电时段之间无重迭。本实施例中，充电时段和放电时段交替出现。

本实施例中，通过分别控制充电回路的导通数量和放电回路的导通数量，分别控制充电电流总和与放电电流总和。如上述的，所述充电电流总和与所述放电电流总和之间的差值即为所述补偿值。当信号补偿电路230接收到某一感测信号时，根据该补偿值，确定需要导通的充电回路和放电回路的数量，以分时对充放电节点vrx进行充电和放电。经所述补偿值补偿后的信号作为目标信号从充放电节点vrx输出至信号处理电路240。

如上述的，第一补偿电路231对信号的调节幅度较大，有利于大幅度调节信号，而第二补偿电路232对信号的调节幅度较小，有利于提升调节精度。本实施例的信号补偿电路230通过第一补偿电路231实现“粗调”，通过第二补偿电路232实现“细调”，第一补偿电路231和第二补偿电路232相互配合，有利于避免大幅增加信号补偿电路的电路单元以提高信号补偿电路的解析度，因此有利于减小信号补偿电路230的面积。

以下结合图5对信号补偿电路230的补偿过程进行说明。

例如初始信号的信号值a为83(信号的值未讲明单位，是因为原始感测到的信号可能为电容信号，单位为电容值的单位，但该原始感测到的信号在电路内部会经过很多次资料处理，经资料处理后产生的数值已经不再表示的是电容值，而是作为方便进行运算的一个数值)，初始信号的信号值b为25，信号补偿电路230要将信号值a和b皆补偿至目标值50，使得两个信号值相等(或趋于相等)。则对于信号值a，补偿值为50-83＝-33。对于信号值b，补偿值为50-25＝25。

确定上述补偿值后，可根据补偿值控制各个第一充电回路、各个第二充电回路、各个第一放电回路及各个第二放电回路的导通与关断，使得第一充电电流、第二充电电流、第一放电电流、第二放电电流相加之后的值与所述补偿值相等。

对于信号值a，假设充电1ua电流可以减少信号值a的一个单位，则控制第一充电回路p12和p13导通，第一补偿电路231产生的总的充电电流为20ua+10ua＝30ua；控制第二充电回路p22和p23导通，第二补偿电路232产生的总的充电电流为2ua+1ua＝3ua。因此信号补偿电路230产生的总的充电电流为30ua+3ua＝33ua，即可将信号由83-33＝50。

对于信号值b，假设放电1ua电流可以增加信号一个单位，则控制第一放电回路q12导通，第一补偿电路231产生的总的放电电流为20ua；控制第二放电回路q21和q23导通，第二补偿电路产生的总的放电电流为4ua+1ua＝5ua。所以信号补偿电路230产生的总的放电电流为20ua+5ua＝25ua，即可将信号由25+25＝50。

如此，第一补偿电路231与第二补偿电路232相互配合，可将初始信号a和b补偿至一目标的信号值50(于其他实施例中也可以是补偿至靠近一目标的信号值)。

图6示出了在一个实施例中各个触控电极210上的初始信号的值的分布情况，图7所示为基于补偿值补偿后的信号的值的分布情况(图6和图7中每一个小方格代表一个触控电极)。结合图6与图7可知，经补偿后，各个触控电极210上的信号的值之间的差异显著缩小，也即提升了各个触控电极210上的初始信号的值的均匀性。本实施例的信号补偿电路230，对于不同的触控电极210上的初始信号设定不同的补偿值，该补偿值相当于用于补偿各个触控电极210上的初始信号之间的差异，提升初始信号之间的一致性。使得当存在触控物体时，获取的感测信号受到初始信号的影响是一致的，有利于提升触控位置的计算准确性。

于本申请另一实施例中，信号补偿电路230还可用于对除触控电极之外的其他类型感测器上的初始信号作补偿，所述其他类型感测器为电容式感测器(电容式感测器通常指当物体进入感测器的电场时，感测器能侦测到电容变化量的感测器)。例如为菱形的触控电极，或双层交叉设置的条形电极。应用于其他类型感测器时，信号补偿电路230的补偿原理如上述，且也可实现如上述的信号补偿电路230的所有有益效果。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。