触摸面板及其操作方法_4

文档序号:9615985阅读:来源:国知局
道设定信号、电极连接信号(ECS)、Rx信道设定信号和触摸报告同步信号(TRSS)。
[0097] 另外,时序生成部410基于从主机系统600的MCU供应的触觉数据(Hdata)和触 觉模式信号(HMS)来生成触觉控制信号(HCS),并且通过触觉控制信号(HCS)来控制驱动 信号供应部420。在这种情况下,触觉模式信号(HMS)可以为用于振动触觉效果的第一逻 辑状态的第一触觉模式信号(HMS1),或用于静电触觉效果的第二逻辑状态的第二触觉模式 信号(HMS2)。稍后将对第一触觉模式信号(HMS1)、第二触觉模式信号(HMS2)和触觉数据 (Hdata)进行描述。
[0098] 驱动信号供应部420基于从时序生成部410供应的感测开始信号(PHT)和Tx信 道设定信号来将触摸驱动脉冲(Tx_PWM)供应至触摸驱动电极(Txl~Txn)。也就是说,驱 动信号供应部420响应于时序生成部410的Tx信道设定信号选择待将触摸驱动脉冲(Tx_ PWM)输出至其的Tx信道;生成与感测开始信号(PHT)同步的触摸驱动脉冲(Tx_PWM);并且 通过与所选的Tx信道连接的驱动布线线路(Txl~Txn)来将触摸驱动脉冲(Tx_PWM)供应 至相应的触摸驱动电极(Txl~Txn)。例如,在触摸点感测模式或触摸力顺序感测模式的 情况下,驱动信号供应部420可以将触摸驱动脉冲(Tx_PWM)依次供应至第一触摸驱动电极 至第η触摸驱动电极(Txl~Txn)。在触摸力局部感测模式的情况下,驱动信号供应部420 可以将触摸驱动脉冲(Tx_PWM)依次供应至部分地选自第一触摸驱动电极至第η触摸驱动 电极(Txl~Txn)中的多个触摸驱动电极。本文中的触摸力局部感测模式是指其中一个或 多个触摸驱动电极(Tx)被逐一驱动的模式。在触摸力组感测模式的情况下,驱动信号供应 部420可以将触摸驱动脉冲(Tx_PWM)依次供应至多个触摸驱动电极组,其中每个组可以包 括第一触摸驱动电极至第η触摸驱动电极(Txl~Txn)中的两个或更多个触摸驱动电极。 本文中的触摸力组感测模式是指组内的驱动触摸驱动电极(Tx)被同时驱动的模式。
[0099] 驱动信号供应部420基于从时序生成部410供应的触觉控制信号(HCS)来将AC 电压(AC)供应至触摸驱动电极(Txl~Txn)。也就是说,驱动信号供应部420响应于从时 序生成部410供应的触觉控制信号(HCS)来选择待将AC电压(AC)输出至其的Τχ信道,并 且改变AC电压(AC)的振动振幅和振动周期。然后,驱动信号供应部420通过与所选的Τχ 信道连接的驱动布线线路将AC电压(AC)供应至对应的触摸驱动电极(Txl~Txn)。
[0100] 响应于从时序生成部410供应的电极连接信号(ECS),电极连接部430电浮置在第 一触摸感测电极组至第m触摸感测电极组(Rx_Gl~Rx_Gm)的单元中的第一伪电极(Dxa) 和第二伪电极(Dxb),或者将第一伪电极(Dxa)和第二伪电极(Dxb)电连接至触摸感测电极 (Rx)。例如,电极连接部430根据触摸点感测模式响应于电极连接信号(ECS)对于第一触 摸感测电极组至第m触摸感测电极组(Rx_Gl~Rx_Gm)中的每个触摸感测电极组电浮置第 一伪布线线路(RL3)和第二伪布线线路(RL4),由此在第一触摸感测电极组至第m触摸感测 电极组(Rx_Gl~Rx_Gm)的单元中,第一伪电极(Dxa)和第二伪电极(Dxb)电浮置。另外, 电极连接部430根据触摸力顺序感测模式、触摸力局部感测模式和触摸力组感测模式响应 于电极连接信号(ECS),在第一触摸感测电极组至第m触摸感测电极组(Rx_Gl~Rx_Gm)的 单元中将第一伪布线线路(RL3)和第二伪布线线路(RL4)电连接至感测布线线路(RL2)。 响应于根据振动触觉模式的电极连接信号(ECS),电极连接部430将与包括在触觉区域中 的第一触摸感测电极组至第m触摸感测电极组(Rx_Gl~Rx_Gm)中的每个触摸感测电极组 连接的感测布线线路(RL2)以及第一伪布线线路(RL3)和第二伪布线线路(RL4)与接地电 压的端子电连接,由此使接地电压(GND)供应至包括在触觉区域中的第一触摸感测电极组 至第m触摸感测电极组(Rx_Gl~Rx_Gm)中的每个触摸感测电极组的触摸感测电极(Rx) 以及第一伪电极(Dxa)和第二伪电极(Dxb)。响应于根据静电触觉模式的电极连接信号 (ECS),电极连接部430将与包括在触觉区域中的第一触摸感测电极组至第m触摸感测电极 组(Rx_Gl~Rx_Gm)中的每个触摸感测电极组连接的感测布线线路(RL2)以及第一伪布线 线路(RL3)和第二伪布线线路(RL4)与AC电压(AC)的端子电连接,由此使AC电压(AC)供 应至包括在触觉区域中的第一触摸感测电极组至第m触摸感测电极组(Rx_Gl~Rx_Gm)中 的每个触摸感测电极组的触摸感测电极(Rx)以及第一伪电极(Dxa)和第二伪电极(Dxb)。
[0101] 根据本发明的示例的电极连接部430可以包括第一开关电路至第m开关电路。在 图11所示的第一开关电路432的情况下,第一开关电路至第m开关电路中的每个开关电路 都可以包括通过电极连接信号(ECS)切换的第一开关装置(SW1)和第二开关装置(SW2),以 及转换开关(MUX)。在这种情况下,电极连接信号(ECS)可以包括第一电极连接信号(ECS1) 和第二电极连接信号(ECS2)。
[0102] 当第一开关装置(SW1)由根据触摸点感测模式所供应的切断电压的第一电极连 接信号(ECS1)而被断开时,第一伪电极(Dxa)电浮置。另外,第一开关装置(SW1)由根据 触摸力感测模式或触觉模式供应的接通电压的第一电极连接信号(ECS1)而接通,由此第 一伪电极(Dxa)与触摸感测电极(Rx)选择性地连接。
[0103] 当第二开关装置(SW2)由根据触摸点感测模式供应的切断电压的第一电极连接 信号(ECS1)断开时,第二伪电极(Dxb)电浮置。另外,第二开关装置(SW2)由根据触摸力 感测模式或触觉模式供应的接通电压的第一电极连接信号(ECS1)而接通,由此第二伪电 极(Dxb)与触摸感测电极(Rx)选择性地连接。
[0104] 转换开关(MUX)通过根据触摸点感测模式或接触力感测模式供应的第一逻辑值 的第二电极连接信号(ECS)来将触摸感测电极(Rx)与感测部440连接;并且通过第二逻辑 值的第二电极连接信号(ECS2)将触摸感测电极(Rx)与接地电压(GND)的端子连接;并且 通过第三逻辑值的第二电极连接信号(ECS2)来将触摸感测电极(Rx)与AC电压(AC)的端 子连接。
[0105] 参考图9和图10,感测部440基于从时序生成部410供应的感测开始信号(PHT) 和Rx信道设定信号,生成通过借助于电极连接部430连接的第一触摸感测电极组至第m触 摸感测电极组(Rx_Gl~Rx_Gm)中的每个触摸感测电极组的触摸感测电极(Rx)来感测触 摸传感器中的电荷量的变化而获得的感测信号,并且通过对感测信号进行模数转换来生成 触摸点感测数据(Pdata)或触摸力感测数据(Fdata)。例如,在触摸点感测模式的情况下, 感测部440通过第一触摸感测电极组至第m触摸感测电极组(Rx_Gl~Rx_Gm)中的每个触 摸感测电极组的触摸感测电极(Rx)来感测触摸传感器(Cml,参见图5B)中的电荷量的变 化,并且基于电荷量的变化生成触摸点感测数据(Pdata)。另外,在触摸力顺序感测模式、触 摸力局部感测模式和触摸力组感测模式的情况下,感测部440通过第一触摸感测电极组至 第m触摸感测电极组(Rx_Gl~Rx_Gm)中的每个触摸感测电极组的第一伪电极(Dxa)、第二 伪电极(Dxb)和触摸感测电极(Rx)来感测触摸传感器(Cml、Cm2和Cm3,参见图5A)中的 电荷量的变化,并且基于电荷量的变化生成触摸力感测数据(Fdata)。
[0106] 根据本发明的一个示例的感测部440可以通过放大来自相邻两个Rx信道的信号 的差并且采样该放大信号来生成感测信号。根据本发明的一个实施方式的感测部440放大 相邻两个触摸感测电极的信号之间的差并且减少由于触摸面板300的寄生电容而引起的 噪声成分输入,由此提高了信噪比。为此,根据本发明的一个实施方式的感测部440可以包 括含有差分放大器的积分器。
[0107] 根据本发明的另一示例的感测部440可以将从一个Rx信道接收的信号与参考电 压进行比较,并且可以基于比较结果生成感测信号。在这种情况下,根据本发明的另一实施 方式的感测部440可以包括比较器。
[0108] 感测数据处理部450接收来自感测部440的触摸点感测数据(Pdada)或触摸力感 测数据(Fdata),将所接收的数据依次存储在内部存储器中,并且响应于触摸报告同步信号 (TRSS)根据预先设定的接口方法将存储在内部存储器中的触摸点感测数据(Pdada)或触 摸力感测数据(Fdata)发送至主机系统600的MCU。
[0109] 主机系统600的MCU从感测数据处理部450接收触摸点感测数据(Pdata),将接 收到的触摸点感测数据(Pdata)与预先设定的点感测阈值进行比较以确定是否存在用户 的触摸以及通过使用大于点感测阈值的触摸点感测数据进行的触摸点的坐标。也就是说, MCU基于具有触摸点感测数据(Pdata)的触摸感测电极(Rx)的点信息(X坐标)和被驱动 的触摸驱动电极(Tx)的点信息(Y坐标)来计算触摸点坐标值(XY坐标)。此外,MCU可以 根据所计算的触摸点坐标来计算触摸点的数目,通过对所计算的在单位时间周期内的触摸 点的数目进行计数来计算被触摸的特定位置的持续时间或者计算指示在单位时间周期内 特定位置的触摸的持续时间的触摸持续时间。
[0110] 另外,主机系统600的MCU从感测数据处理部450接收触摸力感测数据(Fdata)、 将接收到的触摸力感测数据(Fdata)与预先设定的力感测阈值进行比较,并且如果触摸力 感测数据大于触摸力感测阈值,则通过使用触摸力感测数据计算触摸点坐标和触摸力的大 小。也就是说,MCU基于具有触摸力感测数据(Fdata)的触摸感测电极(Rx)的点信息(X坐 标)和被驱动的触摸驱动电极(Tx)的点信息(Y坐标)来计算触摸力坐标值(XY坐标),并 且还基于触摸力感测数据(Fdata)的大小来计算触摸力的大小。
[0111] 此外,触摸驱动电路400可以包括触摸MCU,所述触摸MCU通过使用触摸点感测数 据(Pdata)和/或触摸力感测数据(Fdata)计算是否存在用户的触摸、触摸点的坐标和触 摸力的大小,并且将所计算的结果发送至MCU。在这种情况下,主机系统600的MCU可以只 执行与从主机系统的触摸MCU提供的触摸点坐标和触摸力的大小有关的应用程序。
[0112] 下文中,将对从主机系统600输出的触觉数据(Hdata)和触觉模式信号(HMS)进 行详细描述。
[0113] 主机系统600可以包括触觉控制电路602,并且触觉控制电路602可以设置在MCU 内部。
[0114] 触觉控制电路602基于用户的触摸来设定触摸面板300的触觉区域,并且生成用 于向用户提供各种触觉效果(例如振动触觉效果和静电触觉效果)的触觉数据和触觉模式 信号(HMS)。例如,触觉控制电路602基于触摸点感测数据(Pdata)计算根据时间的触摸 点;基于根据时间的触摸点生成触摸移动速度(即在触摸面板上触摸点从一个位置到另一 位置的改变的速度)和触觉区域;基于触摸移动速度生成用于振动触觉模式的第一触觉模 式信号(HMS1)或用于静电触觉模式的第二触觉模式信号(HMS2),并且将生成的结果提供 至触摸驱动电路400。此外,触觉控制电路602基于触摸力感测数据(Fdata)计算触摸力; 基于触摸点感测数据(Pdata)计算触摸持续时间;将触摸持续时间与参考时间进行比较, 并且基于比较结果确定触摸对应于静态触摸还是动态触摸。在一种实现方式中,触觉控制 电路602应用距离筛选程序和/或方向筛选程序以确定触摸为静态触摸还是动态触摸。例 如,根据距离筛选程序,如果对于至少参考时间触摸位置的改变在预定距离或预定区域内, 则触摸被确定为静态触摸;否则触摸被确定为动态触摸。对于另一示例,根据方向筛选程 序,如果对于至少参考时间触摸位置的改变的方向不一致或是随机的,则触摸被确定为静 态触摸;否则触摸被确定为动态触摸。在静态触摸的情况下,触觉控制电路602生成第一触 觉模式信号(HMS1),并且基于触摸力生成第一触觉数据(Hdata)。在这种情况下,第一触觉 数据(Hdata)可以为正比于触摸力的强度的值。另一方面,在动态触摸的情况下,触觉控制 电路602生成第二触觉模式信号(HMS2),并且基于触摸移动速度和触摸力生成第二触觉数 据(Hdata)。在这种情况下,第二触觉数据(Hdata)可以为正比于触摸移动速度和触摸力的 强度的值。
[0115] 另一方面,振动触觉效果对应于机械振动,使得用户即使在相对短的触摸中也感 觉到振动触觉效果。另一方面,对用户来说难以在相对短的触摸中感觉到静电触觉效果。因 此,触觉控制电路602根据触摸是否为与用户的单击或双击对应的临时事件触摸来确定触 觉模式。也就是说,触觉控制电路602基于触摸点或触摸时间的改变来确定触摸是否为事 件触摸。基于该确定结果,如果触摸是事件触摸,则触觉控制电路602生成第一触觉模式信 号(HMS1)和第三触觉数据(Hdata),并且将所生成的数据和信号提供给触摸驱动电路400。 如果触摸不是事件触摸,则触觉控制电路602基于触摸移动速度来确定触摸对应于静态触 摸还是动态触摸,基于确定结果生成第一触觉模式信号(HMS1)和第一触觉数据(Hdata)或 生成第二触觉模式信号(HMS2)和第二触觉数据(Hdata),并且将所生成的数据和信号提供 给触摸驱动电路4
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