CN102999205A - 具有延迟补偿能力的触控面板系统以及用于触控面板系统中补偿延迟的方法 - Google Patents

Abstract

一种触控面板系统，包括：用于生成基准信号的信号生成器和一个或多个通道；每个通道包括感测单元，用于感测其上的触摸以输出表示该触摸的感测信号；以及延迟单元，用于基于延迟补偿值调整基准信号以补偿由信号生成器和通道之间的距离差引起的基准信号的延迟。另外，每个通道包括操作单元，用于对感测信号和来自延迟单元的基准信号执行操作以生成表示感测信号和所调整的基准信号之间差别的操作结果；以及控制器，用于基于来自操作单元的电压信号来确定每个通道中的延迟单元的延迟补偿值。

Description

具有延迟补偿能力的触控面板系统以及用于触控面板系统中补偿延迟的方法

相关申请交叉引用

本发明要求2011年6月10日提交的申请号为10-2011-0056154的韩国专利申请的优先权，在此引入其全部内容作为参考。

技术领域

本发明涉及一种触控面板系统；尤其涉及一种触控面板系统以及用于补偿由通道间距离导致的延迟和周围环境导致的延迟的方法。

背景技术

触控面板系统被设计成在不使用诸如键盘、鼠标等输入设备的情况下用于评估触摸位置并且用于在手指或者物体触碰屏幕上显示的文本时处理特定的功能或者特定的屏幕位置。可以在诸如移动电话、PDA(个人数字助理)、笔记本电脑、导航设备，PMP(便携媒体播放器)、便携游戏设备等各种设备中使用触控面板系统。这种触控面板系统具有几种类型，例如电阻式触控面板系统、表面声波触控面板系统、红外屏蔽触控面板系统、电磁感测触控面板系统以及电容式触控面板系统。

电容式触控面板系统属于这样一种类型的系统：使用在未施加特定驱动信号的情况下触摸物体和感测电极之间生成的自电容来判断触摸输入，并且使用施加了特定驱动信号的情况下触摸物体和多个感测电极之间生成的互电容来判断触摸输入。使用自电容的触控面板系统电路简单且容易实践，但是不容易判断多点触摸。另一方面，使用互电容的触控面板系统比自电容触控面板系统更有利于判断多点触摸，但是其缺点是由于其双层结构而增加了厚度。通常，这些触控面板系统中的每一个都包括用户手指或物体直接进行触摸的窗口、预置模式的感测电极、分析由感测电极提供用于判断发生触摸的位置的电信号的控制器。在这里，感测电极包括多个通道，每个通道都对应一个触摸感测区域。

触控面板系统可以基于通过比较由每个感测电极的通道发射的感测信号和基准信号而获得的电特性来判断触摸感测区域内的触摸位置。

在上述触控面板系统中，输入到各个通道的基准信号可能根据各个通道间的距离而被延迟。也就是说，基准信号在距离供应基准信号的信号供应线较近的通道上未被延迟，但在距离信号供应线较远的通道上被延迟。由于这种延迟，不能精确判断触摸位置。

尤其随着近来触控面板系统尺寸增大，由于这种延迟导致的触摸准确度明显变差。也就是，随着使用触控面板系统的显示设备尺寸增大，基准信号提供到其上的第一个通道和最后一个通道之间的距离变得更远，这可能导致了触摸面板系统中的延迟。因此，触摸精度可能明显变差。

此外，当提供到各个通道上的基准信号根据周围环境而变化时，触摸精度也可能变差。

发明内容

考虑到上述情况，本发明提供一种触控面板系统以及用于补偿由各个通道间距离引起的基准信号延迟的方法，所述基准信号在触控面板系统中被提供到各个通道。

另外，本发明提供一种触控面板系统以及用于补偿随周围环境变化引起的基准信号延迟的方法。

根据本发明第一方面，提供一种触控面板系统，包括用于生成基准信号的信号生成器；一个或多个通道，其中每个所述通道用于检测触摸；感测单元，用于感测其上的触摸以输出表示触摸的感测信号；延迟单元，用于接收基准信号并且基于延迟值调整基准信号以补偿信号生成器和每个通道之间的距离差引起的延迟；以及操作单元，用于对感测信号和来自延迟单元的基准信号进行操作以生成表示感测信号和调整后的基准信号之间的差值的操作结果；控制器，用于基于来自操作单元的操作结果判断每个通道中的延迟单元的延迟补偿值。触控面板系统还包括重置信号生成器，其用于当用户做出请求、在预置的时间段或者当驱动触控面板系统时向延迟单元提供重置信号或者调整后的基准信号。

另外，所述触控面板系统还包括控制器，其用于基于来自A/D转换器的数字信号判断各个通道的延迟值，并且向各个延迟单元提供所确定的延迟值。

各个通道可以包括A/D转换器，其用于将模拟信号形式的电压转换为数字信号，并且向所述控制器输出转换后的数字信号。

所述控制器可以还包括延迟计算器，其用于基于从所述操作单元输出的数字信号来计算每个通道中的延迟单元的延迟补偿值。

此外，所述控制器可以包括初始器，其用于通过驱动重置信号生成器生成重置信号，以允许所述重置信号生成器对设置到所述延迟单元的所述延迟值进行初始化。

此外，所述控制器可以还包括延迟设置单元，其用于使用所计算的延迟值为所述延迟单元设置延迟值。

所述延迟计算器可以监控通过重置信号生成器向各个感测单元的延迟单元输入初始化或者修改的基准信号获得的数字值的变化，并且可以在一个或多个感测单元中当数字值的变化维持在正方向时向所述重置信号生成器提供修改的基准信号。

此外，所述延迟计算器可以用于监控由所述重置信号生成器将修改后的基准信号输入到各个感测单元的延迟单元而获得的数字值的变化，当所有感测单元中的数字值的变化翻转到负方向时将各个感测单元的中的转折点识别为数字值的最高点，计算最高点作为通道延迟值，并且向所述延迟设置单元提供所述通道延迟值。

所述触控面板系统可以还包括多个A/D转换器，其用于将模拟信号形式的电压转换为数字信号并且将转换后的数字信号输出到所述控制器，其中两个或多个通道共用一个A/D转换器。

所述延迟单元可以基于所述延迟值调整基准信号的相位并且将调整后的基准信号提供给所述操作单元。

此外，所述延迟单元可以包括触发器。

根据本发明的第二方面，提供一种用于补偿触控面板系统中由通道间的距离差引起的基准信号的延迟的方法，所述方法包括：初始化每一个通道；获取基准信号和表示在通道上进行触摸的感测信号之间的差值的操作信号；基于操作信号计算所述通道的延迟补偿值；基于所述延迟补偿值调整基准信号以补偿所述基准信号的延迟。另外，所述方法还可以包括将模拟信号形式的操作信号转换为数字信号并且将转换后的数字信号输出到所述控制器。

此外，所述计算通道的延迟补偿值可以包括监控数字信号从正方向向负方向翻转处的转折点；在所述转折点计算所述延迟补偿值作为电压信号。

此外，所述调整基准信号可以包括基于所述延迟补偿值调整所述基准信号的相位。

根据本发明的实施例，重置安装在操作单元的前端以用于处理从各个通道的感测单元输出的感测信号和基准信号的各个延迟单元，通过对来自通道的输出信号与基准信号进行比较来计算各个通道的延迟值，并且基于计算的延迟值来改变所述操作单元的设置值，从而使得依据感测单元变化的延迟值可以得到补偿并且能够提高触摸准确度。

附图说明

图1是示出了根据本发明实施例包括延迟补偿设备的触控面板系统的方框图；

图2是示出了根据本发明实施例包括延迟补偿设备的触控面板系统的具体方框图；

图3是流程图，其示出了根据本发明实施例用于补偿触控面板系统中的延迟的方法。

具体实施方式

通过参考实施例和相关附图的以下详细描述可以更容易理解本发明及其实现方法的优点和特征。然而，本发明可以体现在多种形式中，并且不应被理解为限制在这里阐述的实施例中。相反，提供这些实施例可以使得本公开更加详尽和完整，并且可以完整地将本发明的概念传递给本领域技术人员，本申请仅由所附权利要求来限定。说明书中相同的附图标记表示相同的元件。

在本发明的以下描述中，如果公知的结构和操作的详细描述可能混淆本发明的主题，则在此省略了其详细描述。后面的术语都是通过考虑本发明实施例的功能而进行了术语化，并且为了理解本发明及其实践可以对其进行更改。因此，这些术语需要在本发明的整个描述中进行定义。

下文中，将结合形成本发明一部分的附图对本发明的实施例进行描述。

图1是根据本发明实施例包括延迟补偿设备的触控面板系统的方框图。所述触控面板系统包括信号生成器100、安装在各个对应通道处的多个感测单元102、多个延迟单元104、多个操作单元106、多个A/D转换器108、重置信号生成器110以及控制器120。

信号生成器100生成基准信号并且将该基准信号供应到各个通道的感测单元102。基准信号也经由延迟单元104供应到操作单元106。供应到每个感测单元102的基准信号可以根据由感测单元102感测到的触摸检测进行调整，然后被提供到对应的操作单元106。

当对触摸检测区域施加触摸时，感测单元102的电容随所施加的触摸而改变。感测单元102然后生成表示该触摸的感测信号，其中基准信号的相位根据电容变化而变化，并且将感测信号提供给其对应的操作单元106。

每个延迟单元104基于控制器120提供的延迟补偿值来调整由信号生成器100供应的基准信号的相位，并且将调整后的基准信号提供给其对应的操作单元106，从而补偿通道中的由信号生成器和通道之间的距离引起的基准信号的延迟。

延迟补偿值可以表示基准信号相位中的延迟的量，并且可以由控制器120确定。延迟单元104可以包括但不限于触发器，例如可以调整基准信号使其具有不同相位的D触发器。来自延迟单元104的具有调整后相位的基准信号被提供给操作单元106。

操作单元106处理延迟单元104提供的基准信号以及感测单元102输出的感测信号，并且将处理后的信号输出到其对应的A/D转换器108。也就是说，操作单元106混合由延迟补偿值调整的基准信号和感测信号，并将混合后的信号转换为电压信号。具体而言，在每个操作单元106，就频率和相位而言，对调整后的基准信号和感测信号进行比较。比较的结果是，操作单元106输出操作结果，例如当调整后的基准信号和感测信号紧密匹配时具有相对高值的电压信号，当它们不紧密匹配时输出具有相对低值的电压信号。A/D转换器108转换处理结果，即，将模拟信号形式的电压信号转换为数字电压信号并且将转换后的数字电压信号输出到控制器120。控制器120基于来自A/D转换器108的数字电压信号来确定每个通道的延迟补偿值并且通过延迟设置单元126将确定的延迟补偿值提供给通道的延迟单元104。例如，当接收由于延迟单元104的低匹配导致的具有相对低值的电压信号时，控制器120允许延迟单元104基于延迟补偿值提供较高电平的基准信号给延迟单元104。操作单元106从延迟单元104接收调整后的基准信号并且对调整后的基准信号的相位和感测信号的相位进行比较。两个信号间的相位差转换为数字电压值，转换后的数字值然后被提供到控制器120以用于监控匹配。重复这样的监控直到调整后的基准信号和感测信号在相位上紧密匹配以产生具有相对高值的电压信号。

最终基于对相位差的重复比较得到的数字电压值变为最大时的调整基准信号确定延迟补偿值。因此，延迟单元104基于延迟补偿值延迟来自信号生成器100的基准信号并且将补偿的基准信号输出到操作单元106。另外，控制器120控制重置信号生成器110以便重置信号生成器110向延迟单元104提供重置信号。重置信号可以以预置时间周期以及启动具有触控面板系统的终端时或者之后生成。通过重置信号对延迟单元104进行初始化，从而输出来自信号生成器100的没有补偿的基准信号到各个操作单元106。

为此，控制器120包括初始化器122、延迟计算器124以及延迟值设置单元126。

初始化器122控制重置信号生成器110，以便重置信号生成器110生成重置信号并且使用重置信号初始化延迟单元104。初始化器122可以驱动重置信号生成器110从而在驱动触控面板系统之后的预置时间段、在触控面板系统的初次驱动时或者用户请求时初始化延迟单元104。

延迟计算器124基于由操作单元106提供的输出值来计算用于各个延迟单元104的补偿值。计算得到的延迟补偿值然后分别通过延迟设置单元126被提供到各个延迟单元104。

此外，当基准信号由重置信号生成器110初始化或者由延迟单元104调整时，延迟计算器124监控由A/D转换器提供的数字电压信号从而基于数字电压信号中的漂移计算延迟补偿值。具体而言，延迟计算器124允许基准信号在数字电压信号的漂移持续在正方向时由延迟补偿值重复调整，并且识别数字电压信号从正方向翻转到负方向时的转折点，最终计算延迟补偿值作为转折点处的数字电压信号。延迟补偿值通过延迟设置单元126提供到延迟单元104。

延迟设置单元126设置基准信号的对应于由延迟计算器124计算的延迟补偿值的延迟量。因此，延迟单元104将基准信号的相位调整一延迟补偿值以向操作单元106提供补偿后的基准信号。

初始化器122驱动重置信号生成器110以初始化各个延迟单元104。也就是说，重置信号生成器110生成重置信号以初始化设置到各个延迟单元104的延迟补偿值。

触控面板系统的操作将参考图2进行详细描述。

图2是根据本发明实施例的触控面板系统中的通道的详细方框图。触控面板系统包括连接到感测单元102的信号放大器200和连接延迟单元104的信号比较器210。

如图2所示，信号生成器100生成并且向延迟单元104和感测单元102提供基准信号，感测单元102向信号放大器200输出感测信号。

信号放大器200放大从感测单元102接收的感测信号并且向信号比较器210输出经放大的感测信号。

信号比较器210，指的是图1所示的操作单元106，其将延迟单元104中调整的基准信号和经放大的感测信号进行混合，也就是说，将调整后的基准信号的相位和频率与经放大的感测信号的相位和频率进行比较然后基于比较结果输出相应的电压信号。例如，作为调整后的基准信号和经放大的感测信号比较的结果，当调整后的基准信号与经放大的感测信号在相位和频率上紧密匹配时，信号比较器210输出具有高值的电压信号，如果不紧密匹配，输出具有低值的电压信号。

从信号比较器210输出的电压信号通过A/D转换器转换为数字电压信号以输出到控制器120，控制器120检测触摸以及触摸的位置。控制器120还使用数字电压信号设置延迟单元104的延迟补偿值。

虽然在本实施例中示出的每个A/D转换器108都被安装在相应操作单元106的输出端，但是两个或多个通道可以共用单个A/D转换器108。也就是说，单个A/D转换器108可以用于从两个或多个操作单元106接收输出。

根据本发明实施例中的延迟补偿设备，基准信号可以在基准信号的相位通过延迟补偿值进行调整之后被提供给各个通道的操作单元106，使得可以补偿由通道间距离引起的延迟。

此外，根据本发明实施例中的延迟补偿设备，每个延迟单元104中的基准信号的延迟都由延迟补偿值进行补偿，以便由周围环境引起的延迟也能够得到补偿。周围环境的补偿可以包括由环境温度引起的任何变化或者寄生电容。

下文中，将参考图3描述上述触控面板系统的操作。

图3是流程图，示出了根据本发明实施例的触控面板系统中执行的延迟补偿的方法。

如图3所示，当触控面板系统在步骤S300中被驱动时，控制器120的初始化器122驱动重置信号生成器110以生成重置信号。重置信号被输入到各个延迟单元104从而在步骤S302中对延迟单元104中的延迟补偿值进行初始化。

在步骤D304，信号生成器100将基准信号提供给感测单元102和延迟单元104。每个感测单元102生成感测信号以分别提供给每个操作单元106。另外，每个延迟单元104分别输出来自信号生成器100的没有延迟的基准信号给每个操作单元106。

在步骤S306，每个操作单元106将通过比较来自相应感测单元102的感测信号和来自相应延迟单元104的基准信号获得的电压信号输出到其对应的A/D转换器108。

然后，在步骤S308，A/D转换器108将电压信号转换为数字电压信号并且将所述数字电压信号输出到控制器120。

控制器120中的延迟计算器124基于来自A/D转换器108的数字电压信号计算用于延迟单元104的延迟补偿值，以便在步骤S310中通过延迟单元104中的延迟补偿值来调整基准信号。

在步骤S312，在重复计算延迟补偿值期间，如果监控到数字电压信号维持在正方向的趋势，延迟计算器124重复步骤S304、S306、S308和S310，这些步骤顺序执行提供基准信号，输出电压信号，转换电压信号到数字电压信号以及调整基准信号。

然而，作为步骤S312的监控结果，如果监控到数字电压信号具有从正方向翻转到负方向的趋势，则在步骤S314延迟计算器124识别出转折点以计算延迟补偿值作为转折点上的数字电压信号，并且向延迟设置单元126提供延迟补偿值。

在步骤S316，控制器120中的延迟设置单元126然后基于延迟补偿值通过延迟单元104设置延迟量。因此，延迟单元104基于延迟补偿值补偿基准信号并且输出补偿后的基准信号到操作单元106。

之后，在步骤S318，如果确定驱动触控面板系统之后预置时间已经过了或者用户提出了请求，那么方法可以回到步骤S302，控制器120通过初始化器122初始化各个延迟单元104并且执行如上所述的操作。

根据本发明实施例中的延迟补偿方法，由周围环境引起的各延迟单元104的延迟也可以通过初始化设置到延迟单元104的延迟补偿值以及通过补偿各延迟单元104的延迟补偿值进行补偿。

尽管已经参考实施例示出和描述了本发明，但是本发明并不限于此。本领域技术人员应当理解在不偏离由所附权利要求所定义的本发明的范围的情况下可以对本发明做出各种变化和修改。

Claims (14)

1.一种触控面板系统，包括：

信号生成器，用于生成基准信号；

一个或多个通道，其中每个所述通道用于检测触摸；

感测单元，用于感测触摸以输出表示触摸事件的感测信号；

延迟单元，用于接收所述基准信号并且基于延迟补偿值对所述基准信号进行调整，以补偿由所述信号生成器和每个所述通道之间的距离差引起的所述基准信号的延迟；

操作单元，用于对所述感测信号和来自所述延迟单元的所述基准信号执行操作以生成表示所述感测信号和所调整的基准信号之间的差别的操作结果；以及

控制器，用于基于来自所述操作单元的所述操作结果来确定每个通道中所述延迟单元的所述延迟补偿值。

2.根据权利要求1所述的触控面板系统，还包括重置信号生成器，其用于根据用户请求，在预置时间段或者在驱动所述触控面板系统时向每个通道中的所述延迟单元提供重置信号或者所调整的基准信号。

3.根据权利要求2所述的触控面板系统，其中每个所述通道还包括A/D转换器，其用于将模拟信号形式的所述操作结果转换成数字信号，然后将所转换的数字信号输出到所述控制器。

4.根据权利要求3所述的触控面板系统，其中所述控制器包括延迟计算器，其用于基于从所述操作单元输出的所述数字信号来计算每个通道中的所述延迟单元的所述延迟补偿值。

5.根据权利要求4所述的触控面板系统，其中所述控制器包括初始化器，其用于生成重置信号，以允许所述重置信号生成器对设置到每个通道中的所述延迟单元的所述延迟补偿值进行初始化。

6.根据权利要求5所述的触控面板系统，其中所述控制器还包括延迟设置单元，其用于设置对应于所述延迟补偿值的所述基准信号的延迟量。

7.根据权利要求3所述的触控面板系统，其中所述延迟计算器监控所述数字信号从正方向翻转到负方向时的转折点以计算所述延迟补偿值作为所述转折点处的所述数字信号。

8.根据权利要求2所述的触控面板系统，其中每个所述通道包括多个A/D转换器，其用于将来自所述操作单元的模拟信号形式的电压信号转换为数字信号，其中两个或多个通道共用一个A/D转换器。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的触控面板系统，其中所述延迟单元基于所述延迟补偿值来调整所述基准信号的相位，并且将所调整的基准信号提供给所述操作单元。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的触控面板系统，其中所述延迟单元包括触发器。

11.一种用于对触控面板系统中的多个通道间的距离差引起的基准信号的延迟进行补偿的方法，所述方法包括：

初始化每个所述通道；

获取表示所述通道上具有触摸的感测信号和所述基准信号之间的差异的操作信号；

基于所述操作信号来计算所述通道的延迟补偿值；以及

基于所述延迟补偿值来调整所述基准信号，以补偿所述基准信号的延迟。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括将模拟信号形式的所述操作信号转换为数字信号并且将所转化的数字信号输出到控制器。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述计算所述通道的延迟补偿值包括：

监控所述数字信号从正方向翻转至负方向的转折点；以及

计算所述延迟补偿值作为所述转折点处的电压信号。

14.根据权利要求11所述的方法，所述调整所述基准信号包括基于所述延迟补偿值来调整所述基准信号的相位。

Images