半导体装置以及误差抵消方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具备对触摸面板的触摸的检测控制功能的半导体装置，进而涉及在周期性的信号导入工作中抵消由周期性的噪声造成的影响的方法，例如涉及在对与液晶显示面板为整体的触摸面板进行控制的半导体控制器件中应用且有效的技术。
【背景技术】
[0002]本申请人在尚未公开的在先申请(日本特愿2012 - 216745)中提出了防止装入有触摸面板的便携式信息终端的由AC充电器噪声等外来噪声造成的触摸检测精度的劣化的技术。即，存在AC充电器的输出电压与AC充电器的局部接地(local ground)电压一起以规定的频率摆动的情况，此时，当以局部接地为中心来观察触摸面板的外侧的全局接地(global ground)时，全局接地等效于以上述频率进行摆动。因此，当与全局接地导通的手指等接近触摸面板时，使经由手指等造成的寄生电容作用于触摸面板的表面电压与上述频率同步地周期性地变化。当该变化的周期与触摸检测周期一致或者为整数倍的关系时，对检测电路周期性地施加特定电压，由于其被累积而成为不能忽视的噪声，使触摸检测精度劣化。在由这样的外来噪声造成的问题点(AC充电器问题)中，作为其前提，必须考虑:如果不相对于对与触摸面板为整体的显示面板的周期性的扫描和灰度驱动的信号变化定时错开触摸检测定时，则受到由这样的扫描和灰度驱动的信号变化造成的噪声的影响，触摸检测精度劣化。因此，如果欲相对于显示的扫描和灰度驱动周期单位变更触摸检测周期来解决AC充电器问题，则此次产生受到由扫描和灰度驱动的信号变化造成的噪声的影响的担忧。因此，在上述在先申请中，能够在触摸面板的积分工作的检测工作频率不进行切换的情况下选择积分工作的各周期中的检测期间。该在先申请的技术仅通过应用了在专利文献I中记载的技术、即为了在静电电容式的触摸面板的检测周期中降低噪声而以多个不同频率的驱动脉冲来驱动触摸面板并从其中采用噪声的影响小的结果即可的技术就解决了不能应对AC充电器问题的课题。
[0003]现有技术文献专利文献
专利文献1:日本特表2009 - 535742号公报。
【发明内容】
[0004]发明要解决的课题
本发明者针对上述在先申请的外来噪声的影响缓和进一步进行了讨论。即，在在先申请中，将使触摸面板的积分工作的各周期中的检测期间与外来噪声的周期一致或者为其整数倍作为理想。因此，不能应对外来噪声的周期比检测期间长的情况。目前，由本发明者发现:由于显示画面的高清晰化，显示扫描周期有变短的趋势，与此伴随地，检测期间也变短，能够应对的外来噪声的频率被限制为高频率，有不能防止由外来噪声造成的触摸检测精度的劣化的担忧。
[0005]上述及其它的课题和新的特征根据本说明书的记述及附图而变得明显。
[0006]用于解决课题的方案
对本申请中公开的实施方式中的代表性的实施方式的概要简单地说明如下。
[0007]S卩，在周期性地导入经由触摸面板的驱动电极和检测电极之间的电容分量呈现于检测电极的信号的检测工作中，作为上述周期性地导入信号的检测周期，采用显示扫描周期的I / m (m为正整数)的一半的奇数倍的周期。与此同时，作为上述检测周期的周期性的导入的各周期的检测期间，可以一并采用显示扫描周期的I / m (m为正整数)的整数倍的期间。
[0008]换句话说，当将显示扫描周期设为Tsync时，在与其同步的触摸检测工作中，受到Tsync / m的周期的外来噪声的累积的影响。欲抑制噪声的影响的外来噪声的周期Tnr为 Tnr=Tsync / m。因此，关于检测周期 Tdc，设定为 Tdc=TsyncX (2Xn -1) / mX2、成为Tdc=TnrX (2Xn-1) / 2是最适合的。关于可以采用的检测期间(Tdt)，设定为Tdt=TsyncXn / m、成为 Tdt=TnrXn 是最适合的。
[0009]发明的效果
对由本申请中公开的实施方式中的代表性的实施方式得到的效果简单地说明如下。
[0010]S卩，对于周期比触摸检测期间长的外来噪声，也能够防止触摸检测精度的劣化。
【附图说明】
[0011]图1是例示出与外来噪声NR的周期Tnr对应的检测周期Tdc的设定方式的波形图。
[0012]图2是例示出在图1的第一设定方式B1、B2a、B3中相对于噪声频率(横轴)的噪声通过特性的特性图。
[0013]图3是例示出与外来噪声NR的周期Tnr对应的检测周期Tdc的设定方式的波形图。
[0014]图4是通过相对于噪声频率(横轴)的噪声通过特性来例示出在图3的设定方式中能够抑制的噪声频率的特性图。
[0015]图5是例示出检测期间的AC充电器噪声对策的波形图。
[0016]图6是例示出在图5的第一设定方式Ala至第三设定方式A3中相对于噪声频率(横轴)的噪声通过特性的特性图。
[0017]图7是示出用于应对外来噪声的触摸顺序的一个例子的流程图。
[0018]图8是示出普通(normal)扫描的工作定时的一个例子的时间图。
[0019]图9是例示出图7中的噪声检测扫描时的工作定时波形的时间图。
[0020]图10是例示出检测期间设定数据和检测周期设定数据的设计顺序的流程图。
[0021]图11是例示出在尝试利用检测周期Tdc的噪声抑制设定时的相位差、即所设定的检测周期Tdc的理论值与实际的设定值的偏差除以Tsync后的值和由于外来噪声的影响而发生错误触摸检测(错误动作)的关系的说明图。
[0022]图12是作为应用了触摸面板的电子设备的一个例子而例示出便携式信息终端的概略的框图。
[0023]图13是例示出在采用将触摸面板控制器和副处理器形成于I个半导体芯片的半导体装置的情况下的便携式信息终端的概略的框图。
[0024]图14是例示出在采用将触摸面板控制器和显示控制器形成于I个半导体芯片的半导体装置的情况下的便携式信息终端的概略的框图。
[0025]图15是例示出触摸面板的电极结构的说明图。
[0026]图16是例示出显示面板的电极结构的说明图。
[0027]图17是例示出触摸面板控制器的整体的结构的框图。
[0028]图18是示出触摸面板的等效电路和积分电路的一个例子的电路图。
[0029]图19是将向Y电极Yl?YM供给的驱动脉冲信号的信号波形作为一个例子的波形图。
[0030]图20是示意性地示出充电中的便携式信息终端的电源的状态的说明图。
[0031]图21是例示出触摸面板中的手指的触摸部分的电连接关系的电路图。
[0032]图22是例示出AC充电器噪声Vfng对积分工作的影响的波形图。
【具体实施方式】
[0033]1.实施方式的概要
首先，针对在本申请中公开的实施方式，说明概要。在针对实施方式的概要说明中标注括号来参照的附图中的参照附图标记只不过是例示出被包含在标注有其的结构要素的概念中的参照附图标记。
[0034]〔 I )〈〈包含触摸面板控制器和数据处理器，设定检测周期Tdc=TSyncX(2Xn-1) / (2Xm) ?
半导体装置(10A、10B)包含触摸面板控制器(3)和数据处理器(5)，所述触摸面板控制器(3)周期性地导入经由触摸面板的驱动电极(Yl?YM)和检测电极(XI?XN)之间的电容分量呈现于检测电极的信号来生成与上述电容分量对应的检测数据。上述触摸面板控制器包含对上述周期性地导入信号的检测周期(Tdc)和各周期中的检测期间(Tdt)进行控制的控制电路(308)。上述数据处理器对上述控制电路设定上述检测周期和上述检测期间，并且，按照该设定使上述触摸面板控制器生成上述检测数据，进行基于所生成的检测数据来判别触摸位置的运算处理。上述数据处理器所设定的检测周期是由定时信号规定的显示扫描周期的I / m (m为正整数)的一半的奇数倍的周期。即，当将显示扫描周期设为Tsync时，检测周期 Tdc 为 Tdc=TsyncX (2Xn -1) / CmX2) (η 为正整数)。
[0035]据此，使触摸检测精度劣化而应当关注的外来噪声为与显示扫描周期同步的噪声并且为具有显示扫描周期的I / m的周期的噪声(Tnr=Tsync / m)。作为检测周期而采用显示扫描周期的I / m的一半的奇数倍的周期能够使外来噪声的极性按检测周期的每I个周期反转，因此，外来噪声的影响能够在检测周期的每2次检测中抵消。S卩，通过设定这样的检测周期，从而能够抑制特定频率的外来噪声的影响。而且，高清晰显示的显示扫描周期的缩短化和触摸检测期间的缩短化正在发展，对于周期比触摸检测期间长的外来噪声，也能够发挥防止触摸检测精度的劣化的效果。在廉价的AC充电器中产生周期性的噪声的AC充电器较多，即使使用周期性的噪声大的AC充电器，也能够进行触摸检测，因此，能够有助于应用了触摸检测的系统的成本降低。
[0036]〔 2 )〈〈抵消与显示扫描周期同步的外来噪声的检测周期(Tdc=TnrX (2Xn_1)/2)的利用?
在项I中，上述数据处理器基于在触摸面板控制器中生成的与多个检测周期对应的检测数据来评价哪一个检测周期(Tdc)最接近于与具有显示扫描周期的Ι/m的周期的外来噪声的周期(Tnr=Tsync / m)的一半的奇数倍的周期相等的关系，向在触摸位置的判别中使用通过上述评价而得到了最接近的结果的检测周期的检测数据的方向进行控制。即，最适合于与显示扫描周期同步的外来噪声的抵消的检测周期Tdc具有Tdc=TnrX (2Xn -1) /2的关系。
[0037]据此，如果鉴于使触摸检测精度劣化而应当关注的外来噪声为与显示扫描周期同步的噪声并且具有该周期的I / m的周期(Tnr=Tsync / m)的情况，则对外来噪声基于上述评价结果使用了最适合的检测周期的触摸位置的判别成为可能。
[0038]〔 3 )〈〈满足Tdt=TsyncXn / m的检测期间的设定》
在项I中，上述触摸面板控制器以检测期间设定数据指定由设定上述检测周期的检测周期设定数据指定的周期性的积分的各周期的检测期间。上述检测期间设定数据所规定的检测期间为显示扫描周期的I /m的整数倍的期间。即，作为检测期间Tdt，设定满足Tdt=TsyncXn / m 的期间。
[0039]据此，数据处理器进而设定显示扫描周期的I / m的整数倍的期间来作为检测期间，这能够使外来噪声的极性在每一个检测期间内反转，因此，外来噪声的影响能够按每个检测期间抵消。因此，通过考虑检测周期和检测期间双方，从而能够针对外来噪声的影响缓和期待相辅相成的效果。
[0040]〔 4 )〈〈抵消与显示扫描周期同步的外来噪声分量的检测周期(Tdc=TnrX(2Xn -1) / 2=TsyncX (2Xn -1) / (2Xm))和检测期间(Tdt=TnrXn=TsyncXn / m)的利用>>
在项3中，上述触摸面板控制器根据由检测周期设定数据和检测期间设定数据指定的检测周期和检测期间来生成上述检测数据。上述数据处理器基于多个检测周期和检测期间的检测数据，评价哪一个检测周期最接近于与具有显示扫描周期的I / m的周期的外来噪声的周期的一半的奇数倍的周期相等的第一关系(Tdc=TnrX (2Xn-1) / 2=TsyncX(2Xn-l)/(2Xm))，进而，评价哪一个检测期间(Tdt)最接近于与上述外来噪声的周期的整数倍的期间相等的第二关系(Tdt=TnrXn=TsyncXn / m)。向在触摸位置的判别中使用通过上述评价而得到了最接近的结果的检测周期和检测期间的检测数据的方向进行控制。
[0041]据此，如果鉴于使触摸检测精度劣化而应当关注的外来噪声与显示扫描周期同步并且具有显示扫描周期的I / m的周期(Tnr=Tsync / m)的情况，则对外来噪声基于上述评价结果使用了最适合的检测周期和检测期间的触摸位置的判别成为可能。
[0042]〔 5 )〈〈检测周期设定数据和检测期间设定数据的变更》
在项4中，上述数据处理器个别地设定变更对上述控制电路设定的检测周期设定数据和检测期间设定数据。
[0043]据此，即使外来噪声的频率随时间发生变化，也能够跟随该变化而使检测周期和检测期间最适合化。
[0044]〔 6 )〈〈储存多个脉冲周期设定数据的非易失性存储器》
在项I中，上述数据处理器具有非易失性存储器(50)，所述非易失性存储器(50)以能重写的方式储存有用于指定显示扫描周期的I / m的一半的奇数倍的周期的多个检测周期设定数据。
[0045]据此，能够在非易失性存储器中预先具有与所使用的显示扫描周期对应的检测周