CN105739798B - 触摸屏装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种触摸屏装置及其驱动方法，能够将触摸电极的寄生电容的影响最小化并且感测触摸电极的电容中所充入的电压。所述触摸屏装置包括：触摸电极；与所述触摸电极连接的触摸驱动线；触摸驱动电压输出单元，所述触摸驱动电压输出单元通过第一开关与所述触摸驱动线连接以输出触摸驱动电压；电流源，所述电流源通过第二开关与所述触摸驱动线连接，以根据预定放电电流而对所述触摸电极的寄生电容中充入的电荷进行放电；以及触摸电压感测单元，所述触摸电压感测单元通过第三开关与所述触摸驱动线连接，以感测所述触摸电极的手指电容和寄生电容的每一个中充入的电压。

Description

触摸屏装置及其驱动方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年12月31日提交的韩国专利申请No.10-2014-0194594的优先权，在此援引其全文内容作为参考，如同在本文完全阐述一样。

技术领域

本发明的实施方式涉及一种触摸屏装置以及其驱动方法。

背景技术

近来，各种输入装置如鼠标装置、轨迹球、操纵杆、数字转换器等被用于提供用户和家用电器或各种信息通信装置之间的接口。因此，对于方便、简单并且故障数量减少的输入装置的需求也逐渐增加。为了满足需求，已经提出了触摸屏装置，其使用户能通过用手指、笔等直接触摸屏幕而输入信息。触摸屏装置是这样一种输入装置，其仅仅通过利用手指触摸显示单元所显示的按钮而可会话地且直观地操作，并且因此，很容易地由所有年龄段的男性和女性使用。因此，触摸屏装置正在被广泛地应用于各种装置，例如，便携式显示装置，如智能电话，平板个人计算机(PC)，便携式多媒体播放器(PMP)等。

当触摸屏装置采用内嵌式(in-cell type)(其中，在显示图像的显示面板中设置触摸电极)实施时，触摸电极可以靠近显示面板像素的像素电极以及与像素连接的多条驱动线而设置。在触摸电极、像素电极和驱动线之间形成寄生电容，以及在触摸电极和用户的手指或笔之间形成手指电容。即，在被触摸的触摸电极中形成寄生电容和手指电容，但在未被触摸的触摸电极中仅仅形成寄生电容。被触摸的触摸电极中所形成的寄生电容和手指电容的每一个中所充入的电荷，与未被触摸的触摸电极中所形成的寄生电容中所充入的电荷之间存在差异，并且基于该差异，触摸屏装置可以确定哪个触摸电极被触摸。

然而，寄生电容的大小远大于手指电容的大小。因此，被触摸的触摸电极中所形成的寄生电容和手指电容的每一个中所充入的电荷，与未被触摸的触摸电极中所形成的寄生电容中所充入的电荷之间的差别非常小。即，从被触摸的触摸电极感测的电压与从未被触摸的触摸电极感测的电压之间差别很小。因此减小了触摸感测的精确性。

发明内容

据此，本发明旨在提供一种触摸屏装置以及其驱动方法，其基本能够克服由于现有技术的限制和缺点所导致的一个或多个问题。

本发明的一个方面旨在提供一种触摸屏装置及其驱动方法，其能够将触摸电极的寄生电容的影响最小化并且感测充入到触摸电极的电容中的电压。

本发明的其它优点和特征，部分地将在下面的说明书部分中进行阐述并且部分地将在审阅下文之后对于本领域技术人员变得显而易见，或者可以从本发明的实践中获知。本发明的目的和其它优点，可以由说明书和权利要求书以及附图中所具体指出的结构而实现并获得。

为了实现这些和其它优点，并且按照本发明的意图，如本文中具体化和广义化描述的，提供一种触摸屏装置，包括：触摸电极；与所述触摸电极连接的触摸驱动线；触摸驱动电压输出单元，所述触摸驱动电压输出单元通过第一开关与所述触摸驱动线连接以输出触摸驱动电压；电流源，所述电流源通过第二开关与所述触摸驱动线连接，以根据预定放电电流而对所述触摸电极的寄生电容中充入的电荷进行放电；以及触摸电压感测单元，所述触摸电压感测单元通过第三开关与所述触摸驱动线连接，并用以感测所述触摸电极的手指电容和寄生电容的每一个中充入的电压。

在本发明的另一方面，提供一种驱动触摸屏装置的方法，包括：利用触摸驱动电压对触摸电极的寄生电容和手指电容充电；在预定时段期间根据预定放电电流对所述触摸电极的寄生电容中所充入的电荷放电；以及感测所述触摸电极的手指电容和寄生电容的每一个中所充入的电压。

可以理解，本发明的前述大体性描述和下面具体性描述都是典型性的和解释性的，并且意在对所要求保护的本发明提供更为详细的解释。

附图说明

提供对本发明的进一步理解且并入和组成本申请的一部分的附图图示了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。附图中：

图1详细示出根据本发明一实施方式的触摸屏装置的框图；

图2是图1所示显示面板和触摸驱动器所包含的多个像素、多个触摸电极、以及多条触摸驱动线的示例图；

图3是图2中像素的详细示例图；

图4是在一个帧周期期间施加给多条触摸驱动线的信号的波形图；

图5是电路图，其图示出第q条触摸驱动线以及与第q条触摸驱动线连接的触摸驱动器的触摸驱动电压输出单元、电流源、触摸电压感测单元和模拟-数字转换器；

图6是示出第一到第四周期期间第一到第四开关信号的波形图；

图7是示出根据本发明一实施方式的由触摸驱动器执行的触摸感测方法的流程图；以及

图8A到8D是电路图，其图示出第一到第四周期期间，图5中的第q条触摸驱动线以及与第q条触摸驱动线连接的触摸驱动器的触摸驱动电压输出单元、电流源、触摸电压感测单元和模拟-数字转换器。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的典型实施方式，其实例在附图中图示。尽可能地在整个附图中使用的相同的附图标记指代相同或相似的部件。

下文中，将参照附图详细描述本发明的一些实施方式。在说明书中，相似的附图标记指代相似的元件。在本发明的以下描述中，如果确定对本发明相关的已知功能或构造的详细描述将会对本发明的主题重点带来不必要的混淆，那么将省略其详细描述。从易于说明书描述的角度考虑选择本文中所使用的每个元件的名称，其可能与实际产品的名称存在区别。

图1是详细示出根据本发明一实施方式的触摸屏装置的框图。图2是图1所示显示面板和触摸驱动器所包含的多个像素、多个触摸电极、以及多条触摸驱动线的示例图。图3是图2中像素的详细示例图。下文中，将参照附图1到3示意性描述根据本发明实施方式的液晶显示(LCD)装置。

根据本发明实施方式的触摸屏装置将被描述为以自电容式实施，但是不限于此。也就是说，根据本发明实施方式的触摸屏装置可以以其它电容式如交互电容式等来实施。

而且，根据本发明实施方式的触摸屏装置将被描述为以内嵌式(其中，显示面板10包含多个触摸电极)而实施，但是不限于此。也就是说，根据本发明实施方式的触摸屏装置可以采用在显示面板10上设置多个触摸电极的外置式(on-cell)实施。

而且，根据本发明实施方式的触摸屏装置将被描述为LCD装置，但是不限于此。也就是说，根据本发明实施方式的触摸屏装置可以采用有机发光显示装置、等离子体显示装置、电泳显示装置等实现。

如图1所示，根据本发明实施方式的触摸屏装置可以包括显示面板10、栅极驱动器20、数据驱动器30、时序控制器40、触摸驱动器50、触摸坐标计算器60、以及主处理器70。

显示面板10可以包括下基板、上基板、以及位于下基板和上基板之间的液晶层。在显示面板10的下基板上可以设置多条数据线D1到Dm(其中m是大于等于2的正整数)、多条栅极线G1到Gn(其中n是大于等于2的正整数)、以及多条触摸驱动线C1到Ci(其中i是大于等于2的正整数)。

如图1所示，在数据线D1到Dm和栅极线G1到Gn的交叉所限定的多个区域中可以分别设置多个像素P。每个像素P可以连接到对应数据线以及对应栅极线。如图3所示，每个像素P可以包括晶体管T、像素电极11、液晶单元13、以及存储电容器Cst。晶体管T可以根据第k条栅极线Gk(其中，k是满足“1≤k≤n”的正整数)的栅极信号导通以将第j条数据线Dj(其中，j是满足“1≤j≤m”的正整数)的数据电压提供给像素电极11。触摸电极12可以从触摸驱动线C1到Ci中的一条触摸驱动线Cq中接收公共电压。当提供公共电压给触摸电极12时，触摸电极12可以用作公共电极。因此，根据基于提供给像素电极11的数据电压和提供给触摸电极12的公共电压之间的电位差而产生的电场，每个像素P可驱动液晶单元13中的液晶，因而调整从背光单元入射的光的透射量。结果，像素P可以显示图像。而且，在像素电极11和触摸电极12之间可以设置存储电容器Cst，以保持像素电极11和触摸电极12之间的恒定电压差。

如图2所示，显示面板10中可以设置多个触摸电极12。每个触摸电极12可以设置为与s(其中s是大于等于2的正整数)个像素重叠。可以基于手指的接触区域、笔的接触区域等来设置每个触摸电极12的尺寸。

如图2所示，每个触摸电极12可以与触摸驱动线C1到Ci中的一条相连接。触摸驱动线C1到Ci可以连接到各个触摸电极12和触摸驱动器50。如图4所示，在显示驱动时段DP期间，触摸电极12可以通过各触摸驱动线C1到Ci从触摸驱动器50接收公共电压Vcom，并且在触摸感测时段TP期间，可以分别向触摸电极12提供触摸驱动电压VD1到VDp。当提供公共电压Vcom给触摸电极12时，每个触摸电极12可以用作公共电极。如图2所示，每条触摸驱动线C1到Ci可以设置在两相邻像素之间。

显示面板10的上基板上可以设置黑矩阵和滤色器。然而，当显示面板10采用TFT上滤色器(COT)的结构实施时，可以在显示面板10的下基板上设置黑矩阵和滤色器。

偏光片可以贴附在显示面板10的上基板和下基板的每一个上，并且用于调整液晶预倾角的取向层可以设置在显示面板10的上基板和下基板上。用于保持液晶单元的单元间隙的柱状间隔件可以设置在显示面板10的上基板和下基板之间。

背光单元可以设置在显示面板10的下基板的底部下方。背光单元可以采用边缘型或直下型来实施并且可以将光照射进显示面板10上。

栅极驱动器20可以根据从时序控制器40输入的栅极控制信号GCS而产生栅极信号。在显示驱动时段DP期间，栅极驱动器20可以以预定顺序提供栅极信号给栅极线G1到Gn。该预定顺序可以是依次顺序。在触摸感测时段TP期间，栅极驱动器20可以不提供栅极信号给栅极线G1到Gn。

数据驱动器30可以从时序控制器40接收数字视频数据DATA以及数据控制信号DCS。数据驱动器30可以根据数据控制信号DCS将数字视频数据DATA转换为模拟数据电压。在显示驱动时段DP期间，数据驱动器30可以将数据电压分别提供给数据线D1到Dm。在触摸感测时段TP期间，数据驱动器30可以不提供数据电压给数据线D1到Dm。

时序控制器40可以从主处理器70接收数字视频数据DATA和多个时序信号TS。时序信号TS可以包括垂直同步信号、水平同步信号、数据使能信号、点时钟等等。垂直同步信号可以是限定一个帧周期的信号。水平同步信号可以是限定一个水平周期的信号，在一个水平周期中数据电压被分别提供给显示面板10的一个水平行上设置的像素。设置在一个水平行上的像素可以连接到相同的栅极线。数据使能信号可以是限定提供有效数字视频数据的周期的信号。点时钟可以是以预定间隔快速重复的信号。

如图4所示，时序控制器40可以将一个帧周期分割为显示驱动时段DP和触摸感测时段TP。在显示驱动时段DP期间，时序控制器40可以控制栅极驱动器以提供栅极信号给栅极线G1到Gn并且可以控制数据驱动器30以分别提供数据电压给数据线D1到Dm。在图4中，其图示出包括一个显示驱动时段DP和一个触摸感测时段TP的一个帧周期，但本发明并不限于此。也就是说，一个帧周期可以包括多个显示驱动时段DP和多个触摸感测时段TP。

基于时序信号，时序控制器40可以产生用于控制栅极驱动器20的操作时序的栅极控制信号GCS和用于控制数据驱动器30的操作时序的数据控制信号DCS。时序控制器40可以输出栅极控制信号GCS给栅极驱动器20并且可以输出数字视频数据DATA和数据控制信号DCS给数据驱动器30。

时序控制器40可以产生模式信号Mode，用于区分显示驱动时段DP和触摸感测时段TP。时序控制器40可以将模式信号Mode输出给触摸驱动器50。

触摸驱动器50可以从时序控制器40接收模式信号Mode、从触摸坐标计算器60接收触摸控制信号TCS、以及从电源接收公共电压Vcom。

如图4所示，触摸驱动器50可以根据模式信号Mode将一个帧周期分割为显示驱动时段DP和触摸感测时段TP并且可以在所分割的时段的一个中运行。当输入与第一逻辑电平电压对应的模式信号Mode时，如图4所示，在显示驱动时段DP期间，触摸驱动器50可以提供公共电压Vcom给触摸驱动线C1到Ci。当与第二逻辑电平电压对应的模式信号Mode输入时，在触摸感测时段TP期间触摸驱动器50可以根据触摸控制信号TCS产生触摸驱动电压VD1到VDp。如图4所示，触摸驱动器50在触摸感测时段TP期间，可以按照预定顺序分别提供触摸驱动电压VD1到VDp给触摸驱动线C1到Ci。如图4所示，预定顺序可以是依次顺序。在图4中描述为触摸驱动电压VD1到VDp具有比公共电压Vcom更高的电平，但本实施方式并不限于此。如图4所示，每个触摸驱动电压VD1到VDp可以包括多个脉冲。触摸驱动器50可以将从触摸电极12接收的多个感测信号转换为触摸原始数据TRD并且可以将触摸原始数据TRD输出给触摸坐标计算器60。

将参照附图5到7以及8A到8D详细描述触摸感测时段TP期间所执行的触摸驱动器50的操作。

触摸坐标计算器60可以从触摸驱动器50接收触摸原始数据TRD。当输入等于或大于第一参考值的触摸原始数据TRD时，触摸坐标计算器60可以确定存在用户触摸，并且可以计算与等于或大于第一参考值的触摸原始数据TRD相对应的触摸电极12的坐标作为触摸坐标。触摸坐标计算器60可以输出包含触摸坐标信息的触摸坐标数据CD给主处理器70。

主处理器70可以被实施为：中央处理单元(CPU)、主机处理器、应用处理器、或导航***、机顶盒、DVD播放器、蓝光播放器、个人计算机(PC)、笔记本电脑、家庭影院***、广播接收器、智能电话、台式机、移动终端等的其中之一的图形处理单元(GPU)。

主处理器70可以将数字视频数据DATA转换为具有适于由显示面板10显示的格式的数据并且可以将从通过转换获得的数据传输给时序控制器40。主控制器70可以从触摸坐标计算器60接收触摸坐标数据CD。主处理器70可以根据触摸坐标数据CD执行与触摸坐标对应的图标的执行程序或应用程序，并且可以基于所执行程序将数字视频数据DATA和时序信号TS传输给时序控制器40。

图5是电路图，其图示出第q条触摸驱动线以及与第q条触摸驱动线连接的触摸驱动器的触摸驱动电压输出单元、电流源、触摸电压感测单元和模拟-数字转换器。参照图5，触摸驱动器50可以包括多个触摸驱动电压输出单元51、多个电流源52、多个触摸电压感测单元53、以及多个模拟-数字转换器(ADC)54。在图5中，为了便于描述，仅图示出第q条触摸驱动线Cq(其中q是满足“1≤q≤i”的正整数)以及连接到第q条触摸驱动线Cq的触摸驱动电压输出单元51、电流源52、触摸电压感测单元53、以及ADC54。触摸驱动电压输出单元51可以连接到触摸驱动线C1到Ci，并且可以以预定顺序输出触摸驱动电压VD1到VDp。电流源52可以以一一对应的关系连接到触摸驱动线C1到Ci，以及触摸电压感测单元53可以以一一对应的关系连接到触摸驱动线C1到Ci。ADC54可以以一一对应的关系连接到触摸电压感测单元53。

触摸电极TEq可以连接到第q条触摸驱动线Cq。图5中，附图标记“Rp”表示第q条触摸驱动线Cq的电阻。如图2所示，除了多个像素P，触摸电极TEq还可以重叠多条栅极线、多条数据线、或者其他触摸驱动线，并且因此，如图5所示，在触摸电极TEq和多个像素P的像素电极之间，以及在触摸电极TEq和多条栅极线、多条数据线、或其它触摸驱动线之间可以形成寄生电容Cp。而且，如图5所示，在触摸电极TEq和用户手指或笔之间可以形成手指电容Cf。在被触摸的触摸电极TEq中可以形成寄生电容Cp和手指电容Cf，但是在未被触摸的触摸电极中可仅仅形成寄生电容Cp。在图5中，为了便于描述，仅仅图示出被触摸的触摸电极TEq。

寄生电容Cp的大小远大于手指电容Cf的尺寸。因此，被触摸的触摸电极TEq中所形成的寄生电容Cp和手指电容Cf的每一个中所充入的电荷，与未被触摸的触摸电极中所形成的寄生电容Cp中所充入的电荷之间的差别非常小。即，由于从被触摸的触摸电极TEq感测的电压与从未被触摸的触摸电极感测的电压之间差别很小，因此减小了触摸感测的精确性。

然而，在本发明的实施方式中，在对触摸电极TEq的寄生电容Cp和手指电容Cf中所充入的电压进行感测之前，寄生电容Cp中所充入的一些电荷可以放电，因而将寄生电容Cp的影响最小化。结果，在本发明的实施方式中，可以将触摸电极TEq的寄生电容Cp的影响最小化，并且可以感测触摸电极TEq的手指电容Cf内所充入的电压，从而增加触摸感测的精确性。这将参照图8A到8D详细描述。

触摸驱动电压输出单元51可以通过第一开关SW1连接到第q条触摸驱动线Cq。第一开关SW1可以通过第一开关信号SCS1导通以控制触摸驱动电压输出单元51和第q条触摸驱动线Cq之间的连接。在第一开关SW1导通的时间段期间，触摸驱动电压输出单元51可以连接到第q条触摸驱动线Cq，并且因此可以通过第q条触摸驱动线将触摸驱动电压Cq提供给触摸电极TEq。

电流源52可以连接在第二开关SW2和地电压源之间。电流源52可以通过第二开关SW2连接到第q条触摸驱动线Cq。第二开关SW2可以通过第二开关信号SCS2导通以控制电流源52与第q条触摸驱动线Cq之间的连接。在第二开关SW2导通的时间段期间，电流源52可以连接到第q条触摸驱动线Cq，从而可以提供预定放电电流“-id”到第q条触摸驱动线Cq。因此，在第二开关SW2导通的时间段期间，触摸电极TEq的寄生电容Cp内所充入的一些电荷可以放电。

触摸电压感测单元53可以通过第三开关SW3连接到第q条触摸驱动线Cq。第三开关SW3可以通过第三开关信号SCS3导通以控制触摸电压感测单元53和第q条触摸驱动线Cq之间的连接。在第三开关SW3导通的时间段期间，触摸电压感测单元53可以连接到第q条触摸驱动线Cq，并且因此通过第q条触摸驱动线Cq，可以感测触摸电极TEq的寄生电容Cp和手指电容Cf的每一个内所充入的电压Va。

触摸电压感测单元53可以包括运算放大器OA和反馈电容器Cfb。运算放大器OA可以包括第一输入端子IN1、第二输入端子IN2、以及输出端子o。运算放大器OA的第一输入端子IN1可以通过第三开关SW3连接到第q条触摸驱动线Cq，第二输入端子IN2可以连接到初始化电压线VREFL(通过初始化电压线VREFL提供初始化电压)，输出端子o可以连接到感测电容器Cs。感测电容器Cs可以连接在输出端子和地电压源之间以利用在输出端子o处的输出电压Vout充电。反馈电容器Cfb可以连接在运算放大器OA的第一输入端子IN1和输出端子o之间。

在这种情况下，可以通过下面表述的等式(1)来限定运算放大器OA的输出电压Vout：

其中Vout表示运算放大器OA的输出电压、Cf表示触摸电极TEq的手指电容、Cp表示触摸电极TEq的寄生电容、Cfb表示反馈电容器的电容量、Vt表示触摸电极TEq的寄生电容Cp和手指电容Cf的每一个中所充入的电压。

ADC54可以通过第四开关SW4连接到感测电容器Cs。第四开关SW4可以根据第四开关信号SCS4导通以控制ADC54和感测电容器Cs之间的连接。在第四开关SW4导通的时间段期间，ADC54可以连接到感测电容器Cs，并且因此可以将感测电容器Cs中所存储的输出电压Vout转换为数字数据形式的触摸原始数据TRD。ADC54可以输出触摸原始数据TRD给触摸坐标计算器60。

图6是第一到第四时段期间第一到第四开关信号的波形图。参照图6，第二时段t2可以紧随在第一时段t1之后、第三时段t3可以紧随在第二时段t2之后、第四时段t4可以紧随在第三时段t3之后。第一时段t1可以是触摸驱动电压供应时段、第二时段t2可以是触摸电极TEq的寄生电容Cp的电荷放电时段、第三时段t3可以是触摸电极TEq的寄生电容Cp和手指电容Cf的每一个中的所充入电压被感测的时段、以及第四时段t4可以是将感测电压转换为数字数据形式的触摸原始数据的时段。第一到第四时段t1到t4的每个的长度可以根据实验预先确定。

第一开关信号SCS1可以在第一时段t1期间具有第一逻辑电平电压V1、以及在第二到第四时段t2到t4期间，第一开关信号SCS1可以具有第二逻辑电平电压V2。第二开关信号SCS2可以在第二时段t2期间具有第一逻辑电平电压V1、以及在第一、第三和第四时段t1、t3和t4期间，第二开关信号SCS2可以具有第二逻辑电平电压V2。第三开关信号SCS3可以在第三时段t3期间具有第一逻辑电平电压V1、以及在第一、第二、第四时段t1、t2和t4期间，第三开关信号SCS3可以具有第二逻辑电平电压V2。第四开关信号SCS4可以在第四时段t4期间具有第一逻辑电平电压V1、以及在第一到第三时段t1到t3期间，第四开关信号SCS4可以具有第二逻辑电平电压V2。

每个第一到第四开关SW1到SW4可以通过第一逻辑电平电压V1导通并且可通过第二逻辑电平电压V2断开。因此，第一开关SW1可以在第一时段t1期间导通、第二开关SW2可以在第二时段t2期间导通、第三开关SW3可以在第三时段t3期间导通、以及第四开关SW4可以在第四时段t4期间导通。

图7是示出根据本发明一实施方式的由触摸驱动器执行的触摸感测方法的流程图。图8A到8D是电路图，其图示出第一到第四时段期间，图5中的第q条触摸驱动线以及与第q条触摸驱动线连接的触摸驱动器的触摸驱动电压输出单元、电流源、触摸电压感测单元和模拟-数字转换器。下面，将参照附图6、7和8A到8D来详细描述根据本发明实施方式的由触摸驱动器执行的触摸感测方法。

首先，在操作S101，在第一时段t1期间，可以将触摸驱动电压Vd提供给触摸电极TEq。在第一时段t1期间，通过与第一逻辑电平电压V1对应的第一开关信号SCS1可以导通第一开关SW1。在第一时段t1期间，第二到第四开关SW2到SW4可以断开。

当第一开关SW1导通时，触摸驱动电压输出单元51可以连接到第q条触摸驱动线Cq并且可以输出触摸驱动电压Vd给触摸驱动线Cq。如图8A所示，触摸驱动电压Vd可以通过触摸驱动线Cq而充入到触摸电极TEq的寄生电容Cp和手指电容Cf。在这种情况下，可以通过如下表示的等式(2)来限定触摸电极TEq的寄生电容Cp和手指电容Cf的每一个中充入的电荷量Qc：

Qc＝(Cf+Cp)×Vd…(2)

其中Qc表示在第一时段t1期间触摸电极TEq的寄生电容Cp和手指电容Cf的每一个所充入的电荷量、Cf表示触摸电极TEq的手指电容、Cp表示触摸电极TEq的寄生电容、以及Vd表示触摸驱动电压。

第二，在操作S102中，在第二时段t2期间可以对触摸电极TEq的寄生电容Cp内所充入的电荷放电。在第二时段t2期间，第二开关SW2可以通过与第一逻辑电平电压V1对应的第二开关信号SCS2而导通。在第二时段t2期间，第一、第三和第四开关SW1、SW2和SW3可以断开。

当第二开关SW2导通时，电流源52可以连接到第q条触摸驱动线Cq并且可以提供放电电流“-id”给触摸驱动线Cq。因此，如图8B所示，在第二时段t2期间，触摸电极TEq的寄生电容Cp中所充入的一些电荷可以被放电。也就是说，在第二时段t2期间，可以通过如下表示的等式(3)来限定触摸电极TEq的寄生电容Cp和手指电容Cf的每一个充入的电荷量Qr：

Qr＝(Cf+Cp)×Vd-id×t2…(3)

其中，Qr表示在第二时段t2期间放电后所保持的触摸电极TEq的寄生电容Cp和手指电容Cf的每一个充入的电荷量、Cf表示触摸电极TEq的手指电容、Cp表示触摸电极TEq的寄生电容、Vd表示触摸驱动电压、-id表示放电电流、以及t2表示第二时段的长度。

在第二时段t2期间所放电的电荷量Qd可以与放电电流“-id”和第二时段t2的长度的乘积相对应。也就是说，在第二时段t2期间所放电的电荷量Qd可以与放电电流“-id”和第二时段t2的长度成比例。如下面等式(4)所表示的，触摸电极TEq的寄生电容Cp的充入电荷量Qcp与在第二时段t2期间放电的电荷量Qd之间的差可以等于或小于触摸电极TEq的寄生电容Cp的充入电荷量Qcp的在这种情况下，可以接近0。可以通过调整放电电流“-id”和第二时段t2的长度来控制可以基于通过实验获得的来预先确定放电电流“-id”和第二时段t2的长度。

其中，Qcp表示触摸电极TEq的寄生电容Cp的所充入电荷量、Qd表示在第二时段t2期间所放电的电荷量、Cp表示触摸电极TEq的寄生电容、Vd表示触摸驱动电压、-id表示放电电流、以及t2表示第二时段的长度。

通过排列等式(4)可以推导出如下等式(5)：

第三，在第三时段t3期间，可以感测触摸电极TEq的寄生电容Cp和手指电容Cf的每一个中所充入的电压Va。在第三时段t3期间可以通过与第一逻辑电平电压V1对应的第三开关信号SCS3而导通第三开关SW3。在第三时段t3期间，第一、第二、以及第四开关SW1、SW2和SW4可以断开。

当第三开关SW3导通时，触摸电压感测单元53可以连接到第q条触摸驱动线Cq，并且如图8C所示，可以感测触摸电极TEq的寄生电容Cp和手指电容Cf的每一个中所充入的电压Va。由于在第二时段t2期间，触摸电极TEq的寄生电容Cp内所充入的一些电荷放电，因此在第三时段t3期间触摸电极TEq的寄生电容Cp和手指电容Cf的每一个中所充入的电压Va可以通过下面所表述的等式(6)而限定：

其中，Va表示在第三时段t3期间触摸电极TEq的寄生电容Cp和手指电容Cf的每一个中所充入的电压、Qr表示在第二时段t2期间放电后的第三时段t3期间所保持的触摸电极TEq的寄生电容Cp和手指电容Cf的每一个充入电荷量、Cf表示触摸电极TEq的手指电容，Cp表示触摸电极TEq的寄生电容。

在这种情况下，在第三时段t3期间由触摸电压感测单元53输出的输出电压Vout可以通过下面所表述的等式(7)而限定：

其中，Vout表示触摸电压感测单元53的运算放大器OA的输出电压、Cf表示触摸电极TEq的手指电容、Cp表示触摸电极TEq的寄生电容、Cfb表示反馈电容器的电容量、Va表示在第三时段t3期间触摸电极TEq的寄生电容Cp和手指电容Cf的每一个中所充入的电压、Qr表示在第二时段t2期间放电后的第三时段t3期间所保持的触摸电极TEq的寄生电容Cp和手指电容Cf的每一个的充入电荷量。

将等式(3)代入等式(7)的Qr中可以导出下式(8)：

将等式(4)代入等式(8)的“Cp×Vd-id×t2”中可以导出下式(9)。在下式(9)中，为了便于描述，将以设置为5的情况来作为实例描述：

在操作S103中，触摸电压感测单元53的输出电压Vout可以存储在感测电容器Cs中。

第四，可以将在第四时段t4期间存储在感测电容器Cs中的输出电压Vout转换为触摸原始数据。在第四时段t4期间可以通过与第一逻辑电平电压V1对应的第四开关信号SCS4而导通第四开关SW4。在第四时段t4期间，第一、第二以及第三开关SW1、SW2和SW3可以断开。

当第四开关SW4导通时，ADC54可以连接到感测电容器Cs，并且因此，如图8D所示，存储在感测电容器Cs中的输出电压Vout可以提供给ADC54。ADC54可以将输出电压Vout转换为作为数字数据的触摸原始数据TRD。在操作S104中，ADC54可以输出触摸原始数据TRD给触摸坐标计算器60。

如上所述，在本发明的实施方式中，在第二时段t2期间，触摸电极TEq的寄生电容Cp的电荷可以放电到结果，在本发明的实施方式中，在第三时段t3期间触摸电极TEq的寄生电容Cp中所充入的电压可以被感测为如等式(9)所描述的低至的电压Vout。也就是说，在本发明的实施方式中，触摸电极TEq的寄生电容Cp的影响可以最小化，并且可以感测触摸电极TEq的手指电容Cf中所充入的电压。因此，在本发明的实施方式中，基于触摸电极TEq的手指电容Cf的存在的输出电压Vout中的变化增加，并且因此，增强了触摸感测的精确性。

对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明精神或范围的情况下可以作出各种修改和变形。因此，本发明意图覆盖落入所附权利要求书的范围及其等同范围内的对本发明的所有修改和变形。

Claims (8)

1.一种触摸屏装置，包括：

触摸电极；

与所述触摸电极连接的触摸驱动线；

触摸驱动电压输出单元，所述触摸驱动电压输出单元通过第一开关与所述触摸驱动线连接以输出触摸驱动电压；

电流源，所述电流源通过第二开关与所述触摸驱动线连接，以根据预定放电电流而对所述触摸电极的寄生电容中充入的电荷进行放电；以及

触摸电压感测单元，所述触摸电压感测单元通过第三开关与所述触摸驱动线连接，以感测所述触摸电极的手指电容和寄生电容的每一个中充入的电压，所述触摸电压感测单元通过所述触摸驱动线感测所述电压，

其中：在第一时段期间，将用于导通所述第一开关的与第一逻辑电平电压对应的第一开关信号提供给所述第一开关；

在紧随第一时段的第二时段期间，将用于导通所述第二开关的与第一逻辑电平电压对应的第二开关信号提供给所述第二开关；以及

在紧随第二时段的第三时段期间，将用于导通所述第三开关的与第一逻辑电平电压对应的第三开关信号提供给所述第三开关，所述第三开关在第一时段和第二时段期间断开。

2.如权利要求1所述的触摸屏装置，其中所述触摸电压感测单元包括：

运算放大器，所述运算放大器包括通过所述第三开关与所述触摸驱动线连接的第一输入端子、被提供参考电压的第二输入端子、以及输出端子；以及

连接在所述第一输入端子和所述输出端子之间的反馈电容器。

3.如权利要求1所述的触摸屏装置，还包括：

感测电容器，所述感测电容器存储所述触摸电压感测单元的输出电压；以及

模拟-数字转换器，所述模拟-数字转换器通过第四开关与所述感测电容器连接，以将所述感测电容器中存储的所述触摸电压感测单元的输出电压转换为作为数字数据的触摸原始数据。

4.如权利要求3所述的触摸屏装置，其中在紧随第三时段的第四时段期间，将用于导通所述第四开关的与第一逻辑电平电压对应的第四开关信号提供给所述第四开关。

5.如权利要求3所述的触摸屏装置，其中在第二时段期间从所述触摸电极的寄生电容中放电的电荷量是通过将所述放电电流与所述第二时段的长度相乘而获得的值。

6.一种驱动触摸屏装置的方法，所述方法包括：

在第一时段期间，通过使用触摸驱动电压输出单元，通过与触摸电极连接的触摸驱动线利用触摸驱动电压对所述触摸电极的寄生电容和手指电容充电，所述触摸驱动电压输出单元通过第一开关与所述触摸驱动线连接以输出所述触摸驱动电压；

在紧随第一时段的第二时段期间，通过使用电流源，根据预定放电电流对所述触摸电极的寄生电容中所充入的电荷放电，所述电流源通过第二开关与所述触摸驱动线连接；以及

在紧随第二时段的第三时段期间，通过使用触摸电压感测单元，通过所述触摸驱动线感测所述触摸电极的手指电容和寄生电容的每一个中所充入的电压，所述触摸电压感测单元通过第三开关与所述触摸驱动线连接，

其中：

在第一时段期间，将用于导通所述第一开关的与第一逻辑电平电压对应的第一开关信号提供给所述第一开关；

在第二时段期间，将用于导通所述第二开关的与第一逻辑电平电压对应的第二开关信号提供给所述第二开关；以及

在第三时段期间，将用于导通所述第三开关的与第一逻辑电平电压对应的第三开关信号提供给所述第三开关，所述第三开关在第一时段和第二时段期间断开。

7.如权利要求6所述的方法，还包括：将所感测的电压转换为作为数字数据的触摸原始数据。

8.如权利要求6所述的方法，其中从所述触摸电极的寄生电容中放电的电荷量是通过将所述放电电流与所述第二时段的长度相乘而获得的值。