触摸检测电路以及具备该触摸检测电路的半导体集成电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及触摸检测电路以及具备该触摸检测电路的半导体集成电路，特别是能够适合利用于与重叠于显示面板而安装的触摸面板连接的触摸面板控制电路的发明。
【背景技术】
[0002]在使用于智能手机、平板终端的显示面板重叠安装触摸面板，通过由用户用手指等在显示画面上进行触摸(触碰或者描画)，从而能够操作设备。为了检测被触摸的位置，提出了多种方式。例如，在静电电容方式中，通过检测在触摸面板上矩阵状地配置的传感器电容因手指等接近而发生的静电电容值的变化，从而检测被触摸的坐标。静电电容方式存在互电容方式和自电容方式。在互电容方式中，将形成传感器电容的电极的一方作为发送侦U，将另一方作为接收侧，利用在发送侧与接收侧之间产生的耦合电容值因手指等接近而减少的现象。在自电容方式中，将传感器电容的一个电极作为接地电位，利用把因接地的人体的手指等接近而产生的电容的量相加到传感器电容从而该电容值增加的现象。
[0003]在专利文献I公开了自电容方式的触摸检测电路。X方向的电极和Y方向的电极被分别排列成格子状，在交叉点形成传感器电容。对根据X方向和Y方向的电极组合选择的电容进行充电动作以及之后的放电动作，检测静电电容值的变化。
[0004]在专利文献2公开了组合自电容方式与互电容方式的触摸检测电路。在根据自电容方式检测出多点触摸的情况下，集中于其触摸电极而根据互电容方式进行触摸坐标的检测。
[0005]现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2011-14527号公报。
专利文献2:特开2013-242699号公报。
【发明内容】
[0006]发明要解决的课题
本发明人对专利文献I和2进行研宄的结果得知了具有以下那样的新课题。
[0007]在自电容方式中，连接于传感器电容的触摸检测电路构成为包含对传感器电容进行充电的电压施加电路以及被输入放电时的模拟信号的检测电路。检测电路在积蓄于传感器电容的电荷进行放电时通过对该电荷量进行计量，从而实质地对传感器电容的大小(电容值)进行计量。在自电容方式中，由于传感器电容的电容值因触摸而有效地增加，因此在触摸和非触摸检测中，其增加量为检测对象。为了更有效率地检测由触摸所致的电容值的增加量，可以从计量的传感器电容的电容值减去非触摸时的传感器电容的电容值。为此，已知有把与非触摸时的传感器电容相同程度大小(电容值)的电容(capacitor(电容器)、condenser (电容件))作为校准电容而连接的技术。在专利文献I中，电容器8相当于这种电容。
[0008]由于这样的校准电容寻求与非触摸时的传感器电容相同程度的大小(电容值)，因此难以在半导体集成电路(IC-1ntegrated Circuit，集成电路)内集成。例如在专利文献I中，将触摸电极的电容值设为10pF，将电容器8的电容值设为l~50pF，连接(外置)于触摸传感器用IC的外部(该文献第0019段~第0020段)。在触摸检测电路为了同时感测多个传感器电容而具备多个检测电路的情况下，由于需要具备同一数量的校准电容，因此集成化变得更加困难。此时，为了外置校准电容，成为需要很多端子并且需要用于安装校准电容的基板上的安装面积。
[0009]本发明的目的在于，与一边使用电容值小的校准电容一边从计量的传感器电容的电容值减去非触摸时的传感器电容的电容值同样地以高检测灵敏度使检测电路进行动作。
[0010]虽然以下说明用于解决这样的课题的方案，但是根据本说明书的记述和随附附图将会明了其它课题和新特征。
[0011]用于解决课题的方案
根据一个实施方式为按如下记载那样。
[0012]S卩，触摸检测电路具备:能够经由端子与配置于触摸面板上的传感器电容连接的充电电路；检测电路；以及由与所述端子连接的校准电容和连接于所述端子并能够进行接通/断开控制的电流源构成的校准电路，该触摸检测电路如以下那样进行动作。
[0013]首先，在通过充电电路将传感器电容充电至规定电压、此后进行放电的过程中，检测放电的电荷量，由此对传感器电容的电容值进行计量。基于对非触摸时的电容值的增加量来判定触摸/非触摸。此时，把被放电的电荷量的一部分使用于对所述校准电容进行充电，把另一部分经由所述电流源进行放电，把其余的部分输入到所述检测电路。所述检测电路对所输入的电荷量进行计量。
[0014]首先，在通过充电电路将传感器电容预充电或者放电至规定电压、此后进行充电的过程中，也可以通过检测为了充电而供给的电荷量，从而对传感器电容的电容值进行计量。此时，输入到检测电路的电荷量为负值，为了减少该电荷量的绝对值，也可以构成为为了对传感器电容进行充电而对校准电容追加预先充电的电荷量和从电流源供给的电荷量。
[0015]发明的效果
如果简单地说明通过所述一个实施方式得到的效果则为按如下那样。
[0016]S卩，能够与一边使用电容值小的校准电容一边从计量的传感器电容的电容值减去非触摸时的传感器电容的电容值同样地以高检测灵敏度使检测电路进行动作。
【附图说明】
[0017]图1是示出作为本发明所应用的电子设备的一个例子的显示和输入装置的整体结构的框图。
[0018]图2是例示触摸面板的电极结构的平面图。
[0019]图3是例示显示面板的电极结构的平面图。
[0020]图4是例示触摸面板控制器的整体结构的框图。
[0021]图5是示出触摸面板的等效电路和触摸检测电路的一个例子的框图。
[0022]图6是部分地例示本发明的触摸检测电路的结构的电路图。
[0023]图7是例示图6的触摸检测电路的动作的时序图。
[0024]图8是部分地例示本发明的触摸检测电路的另一结构的电路图。
[0025]图9是例示图8的触摸检测电路的动作的时序图。
【具体实施方式】
[0026]1.实施方式的概要
首先，概要说明在本申请中公开的代表性实施方式。在与代表性实施方式有关的概要说明中附加括弧来参照的附图中的参照标记只不过例示被包含于附加了该参照标记的结构要素的概念的结构要素。
[0027][I]〈由引出放电电荷所致的校准电容减低>
在本申请中公开的代表性实施方式的触摸检测电路(301)具备:能够经由端子(Xn)与配置于触摸面板⑴上的传感器电容(Cxy)连接的充电电路(11);检测电路(10)、以及由连接于所述端子的校准电容(Ce)和连接于所述端子并能够进行接通/断开控制的电流源(13)构成的校准电路(12)，如以下那样构成(参照图6、图7)。
[0028]所述充电电路能够在第一期间(a;t0~tl)对所述传感器电容进行充电。所述触摸检测电路能够在所述第一期间之后的第二期间(g;tl~t5)对所述传感器电容进行放电。在包含于所述第二期间的第三期间(t2~t4)，通过从所述传感器电容放电的电荷的一部分对所述校准电容进行充电。在包含于所述第二期间的第四期间(e;t2~t3)，把从所述传感器电容放电的电荷的另一部分经由所述电流源进行放电。在所述第二期间把从所述传感器电容放电的电荷中其余的电荷输入到所述检测电路，所述检测电路构成为能够对所输入的电荷量进行计量。
[0029]由此，能够与一边使用电容值小的校准电容一边从计量的传感器电容的电容值减去非触摸时的传感器电容的电容值同样地以高检测灵敏度使检测电路进行动作。在第二期间将从传感器电容放电的电荷的一部分经由电流源进行放电，将另一部分使用于对校准电容进行充电，将其余的电荷量输入到检测电路。将经由电流源放电的电荷量与充电到校准电容的电荷量之和设定为与从非触摸时的传感器电容的电容值放电的电荷量大致相同的值，由此仅把与通过触摸增加的传感器电容的电容值对应的电荷量输入到检测电路。此时，因为由电流源的电流值和所述第四期间的积来规定经由电流源放电的电荷量，所以将该值尽可能设定为接近从非触摸时的传感器电容的电容值放电的电荷量的值，由此校准电容的电容值能够取小的值即可。电流源、其动作期间(第四期间)的控制电路能够在IC芯片上以远比电容器小的面积进行安装，适于集成化。
[0030][2] <检测电路=积分电路>
在项目I中，所述充电电路具备:在所述第一期间输出第一电压(Vcharge)、在所述第二期间输出低于所述第一电压的第二电压(VHSP