触摸感测系统及其驱动方法技术方案

一种触摸感测系统及其驱动方法。该触摸感测系统包括：内置了谐振电路的笔；包含X电极和与X电极基本垂直的Y电极的XY电极、围绕XY电极的天线、以及第一触摸驱动电路。第一触摸驱动电路向XY电极提供谐振感应信号，分析通过天线接收的谐振信号，并且判定笔的位置和笔压。谐振感应信号包括N个周期，每一个周期都具有不同的持续时间，并且其中N是大于等于2的正整数。

【技术实现步骤摘要】
触摸感测系统及其驱动方法相关申请的交叉引用本申请要求享有2013年11月01日提交的韩国专利申请10-2013-00131882的权益，其中该申请的全部内容在这里被以全面阐述的方式引入作为参考。
本专利技术的实施例涉及一种触摸感测系统以及一种用于驱动这个能够感测笔和手指的触摸感测系统的方法。
技术介绍
用户接口(UI)可被配置成使用户能与各种电子设备进行沟通，由此可以根据需要来轻松舒适地控制电子设备。关于用户接口的示例包括数字键盘，键盘，鼠标，屏幕显示(OSD)，以及具有红外通信功能或射频(RF)通信功能的遥控器。用户接口技术的不断发展提升了用户灵敏度及处理便利性。近期开发的用户接口业已涵盖了触摸UI、语音识别UI、3DUI，等等。在便携信息电器中已经不可或缺地用到了触摸UI，并且触摸UI业已扩展成供家用电器使用。触摸UI感测的是接触触摸屏的手指或笔的位置，并且产生位置信息。触摸屏可分为感测手指之类的导体的触摸屏，以及感测笔的触摸屏。在美国专利7,903,085(2011年3月8日)中公开了后一种笔触屏的示例(以下将其称为“相关技术的笔触感测设备”)。相关技术中的笔触感测设备包括：内置了谐振电路的专用笔，接收来自专用笔的谐振信号的环形天线，以及从环形天线的信号中提取该专用笔的位置信息和笔压信息的模拟信号处理单元。如图1所示，在相关技术的笔触感测设备中，用于引发笔PEN谐振的电磁场的方波信号(谐振感应信号)是通过天线ANT经由电磁谐振路径传播的，并且该信号会被传送到笔PEN。由笔PEN的谐振电路产生的电磁场谐振信号则通过电磁谐振路径传播，并且被天线ANT接收。所述笔PEN的谐振电路由通过电磁谐振即电磁场施加的方波信号谐振，该谐振电路会将谐振信号传送至电磁场中的环形天线。由此，在相关技术的笔触感测设备中，笔PEN和天线ANT在电磁场中发射并接收谐振信号。相关技术的笔触感测设备将通过环形天线接收的谐振信号输入到模拟电路。该模拟电路包括一个基于通过环形天线接收的谐振信号的相位来判定所述笔的位置的位置判定电路，以及一个基于谐振信号相位来判定所述笔的笔压的笔压判定电路。相关技术的笔触感测设备存在以下问题。相关技术的笔触感测设备需要多个环形天线以及用于按顺序驱动环形天线的切换电路，以便检测笔在XY坐标系中的接触位置。这些环形天线须采用重叠形状的矩阵形式，以便在XY坐标系中识别接触点。更进一步，由于必须在显示面板中添加单独的天线层，以便在显示面板中实施环形天线，因此，显示面板的厚度将会增大。此外，由于需要添加用于将多个环形天线以及模拟信号处理单元连接到显示面板的结构，因此，电缆连接设备将会变得很大且很复杂。由此，在将多个环形天线集成于显示面板的时候将很难减轻和简化显示设备。由于在相关技术的笔触感测设备中使用的脉冲生成器限制了谐振感应信号的频率范围，因此很难改变谐振频率。要想改变谐振感应信号频率，则必须更换脉冲生成器的振荡器，或者必须用锁相环(PLL)来将其取代。由于相关技术的笔触感测设备是用模拟比较器来比较接收信号的，因此其只能识别笔的存在与否，并且很难精确表示笔触位置的坐标。由于相关技术的笔触感测设备还包括位置判定电路和笔压判定电路，因此，其电路的复杂度将会增大，并且操作量也会增加。由此，其功耗同样也会增大。由于在现有技术的笔触感测设备中，从天线接收的谐振信号的相位会敏感地依照周围环境而改变，因此，由于在环形天线中存在寄生电容，谐振信号相位是很难被精确检测的。由于现有技术的笔触感测设备中的模拟信号处理单元会依照诸如温度和湿度之类的周围环境而显示不同操作结果，因此，其可靠度很低。
技术实现思路
相应地，本专利技术的实施例涉及一种触摸感测系统及其驱动方法，其基本解决了相关技术的限制和缺陷所造成的一个或多个问题。本专利技术的实施例的一个方面涉及一种触摸感测系统及其驱动方法，其中所述方法能在不增加显示面板厚度的情况下感测手指和笔，并且很容易改变谐振感应信号的频率。本专利技术的实施例的附加优点和特征部分是在后续描述中阐述的，并且部分可以被查阅后续描述的本领域普通技术人员清楚了解，或者可以从本专利技术的实践中获悉。本专利技术的实施例的目标及其他优点是通过在书面描述及其权利要求和附图中特别指出的结构来实现和获得的。为了实现这些和其他优点，根据在这里体现并被广义描述的本专利技术的目的，所提供的是一种触摸感测系统，该系统可以包括：内置了谐振电路的笔、包含X电极和与X电极基本垂直的Y电极的XY电极、被配置成围绕XY电极的天线、以及第一触摸驱动电路，用于向XY电极提供谐振感应信号，分析通过天线接收的谐振信号，以及判定笔的位置和笔压。该谐振感应信号包括N个周期，每一个周期都具有不同的持续时间，其中N是大于等于2的正整数。在另一个方面中，提供一种用于驱动触摸感测系统的方法，其中该系统包括内置了谐振电路的笔、包含X电极和与X电极基本垂直的Y电极的XY电极、以及围绕XY电极的天线，该方法可以包括：向XY电极提供谐振感应信号，以及分析通过天线接收的谐振信号，以判定笔的位置和笔压，其中该谐振感应信号包括N个周期，每一个周期都具有不同的持续时间，其中N是大于等于2的正整数。应该理解的是，以上的概括性描述以及以下的详细描述都是例示性和说明性的，其目的是提供关于被请求保护的实施例的更进一步说明。附图说明在这里包含了附图来提供对于本专利技术的进一步理解，这些附图被引入并构成了本说明书的一部分，其示出了本专利技术的实施例，并且连同说明书一起用于说明这些实施例的原理。在附图中：图1显示的是在相关技术的笔触感测设备中发送和接收谐振信号的处理；图2显示的是在根据本专利技术例示实施例的触摸感测系统中实施的在电场中发送谐振信号以及在电磁场中接收谐振信号的处理；图3是根据本专利技术例示实施例的触摸感测系统的框图；图4-6示出的是根据本专利技术例示实施例的触摸屏和显示面板的各种组合；图7是显示根据本专利技术例示实施例的触摸屏的平面图；图8显示的是将第一触摸驱动电路集成到单芯片集成电路(IC)中的示例；图9显示的是根据本专利技术例示实施例的一个帧周期；图10是显示关于笔的接触感测操作的波形图；图11是显示关于手指的触摸感测操作的波形图；图12是详细显示根据本专利技术例示实施例的第一触摸驱动电路的电路图；图13显示的是内置在所述笔中的电感器；图14是显示第一触摸驱动电路操作的波形图；图15示出的是在用于发射和接收谐振信号的相关技术的方法中发生的笔尖位置辨认错误；图16示出的是能够避免发生笔尖位置辨认错误的本专利技术的例示实施例的效果；图17和18显示的是用于判定笔的接触位置的方法的示例；图19和20显示的是用于判定所述笔的笔压的方法的示例；图21和22详细显示了根据本专利技术例示实施例的谐振感应信号生成器；图23是显示图21所示的谐振感应信号生成器的操作的波形图；图24是显示当N为3时图22所示的谐振感应信号生成器的操作的波形图。具体实施方式现在详细描述本专利技术的实施例，附图中图解了关于这些实施例的示例。尽可能地，在附图中始终会使用相同的附图标记来表示相同或相似部件。应该注意的是，如果确定关于已知技术的详细描述可能会误导本专利技术的实施例，那么将会省略该描述。如图2所示，根据本专利技术例示实施例的触摸感测系统包括：多个XY电极X/Y、天线AN本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触摸感测系统，包括：笔，其包含了内置的谐振电路；XY电极，其包含X电极以及与所述X电极基本垂直的Y电极；天线，其围绕所述XY电极；以及第一触摸驱动电路，用于向所述XY电极供应谐振感应信号，分析通过所述天线接收的谐振信号，以及判定所述笔的位置和笔压，其中所述谐振感应信号包括N个周期，每一个周期都具有不同的持续时间，并且其中N是大于等于2的正整数。

【技术特征摘要】
2013.11.01 KR 10-2013-01318821.一种触摸感测系统，包括：笔，其包含了内置的谐振电路；XY电极，其包含X电极以及与所述X电极基本垂直的Y电极；天线，其围绕所述XY电极；以及第一触摸驱动电路，用于向所述XY电极供应谐振感应信号，通过所述XY电极与所述笔之间的电耦合将谐振感应信号传送到所述笔，通过所述天线接收来自所述笔的谐振信号，分析通过所述天线接收的所述谐振信号，以及判定所述笔的位置和笔压，其中所述谐振感应信号包括N个周期，每一个周期都具有不同的持续时间，并且其中N是大于等于2的正整数。2.如权利要求1所述的触摸感测系统，还包括：第二触摸驱动电路，该第二触摸驱动电路被配置成向Y电极提供激励信号，以及与该激励信号同步地通过X电极接收电荷。3.如权利要求1所述的触摸感测系统，还包括：第二触摸驱动电路，该第二触摸驱动电路被配置成向X电极和Y电极提供激励信号，以及与该激励信号同步地通过X电极和Y电极接收电荷。4.如权利要求1所述的触摸感测系统，其中该天线是围绕XY电极的单个天线。5.如权利要求2所述的触摸感测系统，其中第一触摸驱动电路包括：模拟信号处理单元，其被配置成放大通过天线接收的模拟谐振信号，提取所述笔的谐振信号的频段，以及输出数字谐振信号；谐振感应信号生成器，其被配置成产生谐振感应信号，以及顺序向XY电极输出谐振感应信号；数字解调器，其被配置成从所述笔的数字谐振信号中提取实部和虚部，并且输出将每一个实部和虚部累计n次的结果，其中n是大于等于2的正整数；以及位置和笔压判定单元，其被配置成计算从数字解调器输出的数据的均方根(RMS)值，测量谐振信号的幅度和谐振频率，以及基于谐振信号的幅度和谐振频率来测量所述笔的位置和笔压。6.如权利要求5所述的触摸感测系统，其中谐振感应信号生成器包括：周期生成计数器，其被配置成顺序输出N个周期计数信号，每一个周期计数信号具有不同的长度；周期比较器，其被配置成将周期计数信号与预定的周期设定值相比较，并且判定周期计数信号的周期；复用器，其被配置成按照先前确定的顺序来顺序输出周期计数信号；以及驱动信号脉冲计数器，其被配置成对从复用器接收的周期计数信号的周期进行计数，并且输出具有N个周期的谐振感应信号，其中该周期设定值是可变的。7.如权利要求6所述的触摸感测系统，其中数字解调...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴东祚，郑昭廷，
申请(专利权)人：乐金显示有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR