[发明专利]触控屏设备及其操作方法

说明书

本申请公开一种触控屏设备及其操作方法，其中触控屏设备包含显示器和电容式触控传感器。该设备具有操作模式，在该操作模式中，单次触控传感器测量由在不同显示周期中进行的多次电荷累积构成，‘H‑sync’及其时间窗口由开关‘S1’限定，从驱动脉冲边沿‘drive’开始不同时延0、Δt1和(Δt1+Δt2)，驱动脉冲边沿引起的电荷转移会被累积。通过把测量细分为多次电荷累积，每个显示周期中执行触控传感器测量所需的时间总量可以减少，以避免与因显示引起的高噪声同时发生。

技术领域

本申请涉及与显示器集成以形成触控屏的电容式触控传感器。

背景技术

以下简称为触控传感器的电容式触控传感器可以在表面上检测物体（诸如用户的手指或触笔）的接近或触控的存在和位置。触控传感器通常与显示器组合以产生触控屏。触控屏使用户能够通过图形用户界面（GUI）直接与屏幕上显示的内容互动，而不是间接使用鼠标或触控板进行互动。例如，触控传感器可以附接到或者作为移动电话，平板电脑或笔记本电脑的一部分。

触控传感器可以分为网格和矩阵类型。在矩阵类型中，电极阵列被布置在彼此电隔离的表面上，使得阵列中的每个电极提供其自身的触控信号。因此，矩阵式触控传感器自然地适合于需要触敏按钮阵列的情况，例如在控制界面，数据输入界面或计算器中。在网格类型中，有两组一般配置为彼此正交的平行电极，通常称为X和Y电极。多个节点由X和Y电极对的交叉点（如平面图所示）所定义，其中节点的数量是X电极和Y电极的数量的乘积。网格式触控传感器通常用于移动电话，绘图板等的触控屏。在早先的设计中，X和Y电极被布置在介电层的两侧，因此它们彼此垂直地偏移了介电层的厚度，垂直的意义为正交于堆叠层的平面。在较近期的设计中，为了减小堆叠厚度，X和Y电极被沉积在介电层的同一侧，即在单一层中，以在交叉点处局部沉积的介电材料薄膜来避免在X和Y电极之间短路。在US2010/156810A1中公开了这种单电极层设计，其全部内容通过引用纳入了本文。

触控传感器还可以分为自电容和互电容类型。

在自电容的测量中，被测量的电容在介电触控面板下方的电极与触控手指，触笔等之间，或者更确切地说，所述触控增加所述电极的电容对形成该触控IC测量电路的一部分的测量电容器的充电的影响。因此，所述手指和电极可以被认为是作为以所述触控面板为介电的电容器的极板。

在互电容的测量中，相邻的电极对被布置在触控面板的下方，并形成名义上的电容器极板。触控者以触控物，其可以是有效的介电材料（例如干的手指或塑料触笔），或在某些情况下可能是导电的（例如湿手指或金属触针）通过替换环境（即在大多数情况下是空气，但可能是水或某些其它气体或液体）来改变与电极对相关的电容。电极对中的一个由驱动信号（例如脉冲串）驱动，并且该对的另一个电极感测该驱动信号。触控的效应是衰减或放大在感测电极处接收到的驱动信号，即影响在感测电极处收集的电荷量。驱动电极和感测电极之间的互电容的变化提供了测量信号。要注意的是，在互电容网格传感器中，存在将驱动电极标记为X电极和感测电极作为Y电极的惯例，尽管该选择是随意的。一个也许是较为清晰的经常使用的标记是类似于电信符号，将驱动电极标记为传输的“Tx”，并将感应电极标记为“Rx”，尽管该标签当然是特定于互电容的测量。

目前用于移动电话的工业标准触控屏是通过操作相同的触控传感器，来进行自电容和互电容的测量，因为两者都有利于获得关于触控的可以用于后期处理的附加信息以提高诠释的可靠性。例如，通过比较互电容和自电容的测量结果，可以推测是否存在湿气。

目前，最常见的与触控传感器集成以形成触控屏的显示技术是薄膜晶体管（TFT）液晶显示器（LCD）和有机发光二极管（OLED）显示器，并且触控传感器设计是网格设计，其被操作以进行自电容和互电容测量。。