(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の導電性の線を含むアドレスシステムを有する複数のディスプレイピクセルを備えたタッチスクリーンと；
表示段階中に前記ディスプレイピクセルにより表示される画像を更新するディスプレイシステムであって、前記画像の更新は、電源をアクティブに操作して導電性の線に電圧を印加しディスプレイピクセルをアドレスすることを含むようなディスプレイシステムと；
タッチ感知段階中にタッチを感知するタッチ感知システムであって、前記タッチ感知段階は、電源がインアクティブである間にタッチ感知システムがアクティブなタッチ感知を遂行するところの複数のアクティブな感知周期を含み、更に、前記タッチ感知段階は、アクティブな感知周期と周期との間に少なくとも１つのギャップを含み、電源は、アクティブなタッチ感知が遂行されない間の少なくとも１つのギャップ周期中に導電性の線に電圧を印加するようにアクティブに動作されるものであるタッチ感知システムと；
を備えた一体型タッチスクリーンシステム。
【請求項２】
各ディスプレイピクセルは、ピクセル薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備え、前記導電性の線は、ゲート線を含み、各ピクセルＴＦＴは、１つのゲート線に接続される、請求項１に記載の一体型タッチスクリーンシステム。
【請求項３】
前記電源は、電荷ポンプ及び誘導性ブーストレギュレータの１つを含む、請求項１に記載の一体型タッチスクリーンシステム。
【請求項４】
前記ディスプレイシステムは、表示段階の少なくとも一部分中に前記導電性の線に電圧を印加するように前記電源をコントロールし、そして前記タッチ感知システムは、タッチ感知段階の少なくとも一部分中に前記導電性の線に電圧を印加するように前記電源をコントロールする、請求項１に記載の一体型タッチスクリーンシステム。
【請求項５】
タッチ感知段階中に前記電源により印加される電圧をブーストする電圧ブーストシステムを更に備え、タッチ感知段階中に前記導電性の線に印加される電圧の大きさが、表示段階中に前記導電性の線に印加される電圧の大きさより大きくなるようにする、請求項１に記載の一体型タッチスクリーンシステム。
【請求項６】
前記電源の出力電圧レベルは、表示段階中には第１の基準電圧に基づき、そして前記電源の出力電圧レベルは、少なくとも１つのギャップ周期中には第２の基準電圧に基づく、請求項１に記載の一体型タッチスクリーンシステム。
【請求項７】
前記導電性の線に印加される電圧を調整する電圧レギュレータを更に備えた、請求項１に記載の一体型タッチスクリーンシステム。
【請求項８】
前記電源の出力電圧レベルは、表示段階中には第１の基準電圧に基づき、前記電源の出力電圧レベルは、少なくとも１つのギャップ周期中には第２の基準電圧に基づき、前記電圧レギュレータの出力電圧レベルは、表示段階中には第３の基準電圧に基づき、そして前記電圧レギュレータの出力電圧レベルは、少なくとも１つのギャップ周期中には第４の基準電圧に基づく、請求項７に記載の一体型タッチスクリーンシステム。
【請求項９】
前記電圧レギュレータは、表示段階中に荷電されるキャパシタを含み、そしてタッチ段階中に前記キャパシタから前記電源へ電荷が移送される、請求項８に記載の一体型タッチスクリーンシステム。
【請求項１０】
前記電圧レギュレータは、低ドロップアウト（ＬＤＯ）レギュレータを含む、請求項７に記載の一体型タッチスクリーンシステム。
【請求項１１】
前記電源は、少なくとも１つのギャップ周期の第１の部分中に前記導電性の線に電圧を印加し、前記タッチ感知システムは、アクティブな感知周期中にドライブ信号で刺激される複数のドライブ線と、１つ以上のドライブ信号に対応するセンス信号を受信するセンス増幅器とを含み、前記一体型タッチスクリーンシステムは、更に、少なくとも１つのギャップ周期の第２部分中に前記センス増幅器をリセットする後ノイズ安定化システムを備え、その第２部分は、第１部分の後にある、請求項１に記載の一体型タッチスクリーンシステム。
【請求項１２】
前記後ノイズ安定化システムは、前記センス増幅器のフィードバックループに接続されたスイッチを備え、そして前記センス増幅器をリセットすることは、スイッチを閉じてフィードバックループを短絡することを含む、請求項１０に記載の一体型タッチスクリーンシステム。
【請求項１３】
複数の導電性の線を含むアドレスシステムを有する複数のディスプレイピクセルを含むタッチスクリーンを備えたタッチスクリーンシステムの電力管理方法において、
表示段階中にディスプレイピクセルによって表示される画像を更新し、その画像の更新は、電源をアクティブに動作して導電性の線に電圧を印加してディスプレイピクセルをアドレスすることを含むものであり、
タッチ感知段階中にタッチを感知し、そのタッチ感知段階は、電源がインアクティブである間にタッチ感知システムがアクティブなタッチ感知を実行するところの複数のアクティブな感知周期を含み、更に、タッチ感知段階は、アクティブな感知周期と周期との間に少なくとも１つのギャップ周期を含み、電源は、アクティブなタッチ感知が実行されない間の少なくとも１つのギャップ周期中に導電性の線に電圧を印加するようにアクティブに動作される、方法。
【請求項１４】
ディスプレイシステムは、表示段階の少なくとも一部分中に前記導電性の線に電圧を印加するように前記電源をコントロールし、そしてタッチ感知システムは、タッチ感知段階の少なくとも一部分中に前記導電性の線に電圧を印加するように前記電源をコントロールし、前記方法は、更に、前記ディスプレイシステムと前記タッチ感知システムとの間に同期信号を発生することを含み、前記電源のコントロールは、その同期信号に基づく、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
タッチ感知段階中に前記電源により印加される電圧をブーストし、タッチ感知段階中に前記導電性の線に印加される電圧の大きさが、表示段階中に前記導電性の線に印加される電圧の大きさより大きくなるようにする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記電源の出力電圧レベルは、表示段階中には第１の基準電圧に基づき、そして前記電源の出力電圧レベルは、少なくとも１つのギャップ周期中には第２の基準電圧に基づく、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記導電性の線に印加される電圧を調整する電圧レギュレータを動作し、前記電源の出力電圧レベルは、表示段階中には第１の基準電圧に基づき、前記電源の出力電圧レベルは、少なくとも１つのギャップ周期中には第２の基準電圧に基づき、前記電圧レギュレータの出力電圧レベルは、表示段階中には第３の基準電圧に基づき、そして前記電圧レギュレータの出力電圧レベルは、少なくとも１つのギャップ周期中には第４の基準電圧に基づく、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記電圧レギュレータは、表示段階中に充電されるキャパシタを含み、そしてタッチ段階中にそのキャパシタから前記電源へ電荷が移送される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記タッチスクリーンシステムは、アクティブな感知周期中にドライブ信号で刺激される複数のドライブ線を含むタッチ感知システムと、１つ以上のドライブ線に対応するセンス信号を受信するセンス増幅器とを備え、少なくとも１つのギャップ周期中に電圧を印加することは、少なくとも１つのギャップ周期の第１部分中に電圧を印加することを含み、更に、前記方法は、少なくとも１つのギャップ周期の第２部分中に前記センス増幅器をリセットすることを含み、その第２部分は、前記第１部分の後にある、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記センス増幅器をリセットすることは、前記センス増幅器のフィードバックループを短絡することを含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、タッチ感知に関するもので、より詳細には、一体型ディスプレイタッチコントローラの電力管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピューティングシステムの操作を行うために、ボタン又はキー、マウス、トラックボール、ジョイスティック、タッチセンサパネル、タッチスクリーン、等の多数の形式の入力装置を現在利用することができる。特に、タッチスクリーンは、操作が容易で且つ多様性があると共に、価格も下がっていることから、益々普及してきている。タッチスクリーンは、タッチ感知面を伴う透明なパネルであるタッチセンサパネルと、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のようなディスプレイ装置であって、このディスプレイ装置のビューエリアの少なくとも一部分をタッチ感知面でカバーできるようにパネルの後方に部分的に又は完全に配置することのできるディスプレイ装置と、を含む。タッチスクリーンは、ディスプレイ装置に表示されているユーザインターフェイス（ＵＩ）によってしばしば指令される位置に指、スタイラス又は他の物体を使用してユーザがタッチセンサパネルにタッチすることによって種々の機能を遂行できるようにする。一般的に、タッチスクリーンは、タッチセンサパネルにおけるタッチ及びタッチの位置を認識し、次いで、コンピューティングシステムが、タッチの時間に現れる表示に従ってタッチを解釈し、その後、タッチに基づいて１つ以上のアクションを遂行することができる。あるタッチ感知システムのケースでは、タッチを検出するためにディスプレイ上の物理的なタッチが必要とされない。例えば、ある容量型のタッチ感知システムでは、タッチを検出するのに使用されるフリンジフィールドがディスプレイの表面を越えて延び、そして表面付近に接近する物体は、表面に実際にタッチしなくても表面付近で検出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
容量性タッチセンサパネルは、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のような実質的に透明の導電性材料のドライブ及びセンス線のマトリクスを、多くの場合、実質的に透明な基板上で水平及び垂直方向に行列に配置することにより形成することができる。一部分は実質的に透明であることから、容量性タッチセンサパネルは、上述したように、タッチスクリーンを形成するようにディスプレイ上にオーバーレイされる。あるタッチスクリーンは、タッチ感知回路をディスプレイピクセルスタックアップへと一体化することにより形成することができる（即ち、スタックされた材料層がディスプレイピクセルを形成する）。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以下の説明は、タッチスクリーンのゲート線に電圧を印加するゲート線電圧システムのようなタッチスクリーン装置の電源システムによって発生されるノイズの影響を減少又は排除する実施例を包含する。１つの実施例において、アクティブなタッチ感知中に電荷ポンプのような電源をディスエイブルし、タッチ感知中に電荷ポンプからのノイズが発生しないようにする。ある実施例において、電圧レギュレータは、ゲート電圧レベルを望ましいスレッシュホールド以上に維持する上で助けとなる。ある実施例は、タッチ感知段階中にゲート線に印加される電圧の大きさを増加する電圧ブーストシステムを含み、これは、タッチ感知段階中にゲート電圧レベルを維持する上で助けとなる。例えば、あるケースでは、タッチ感知システムにノイズが入ると、ノイズ源をディスエイブルした後も、ノイズに敏感なコンポーネントへの影響が持続する。これらのケースでは、例えば、タッチ感知システムのノイズに敏感なコンポーネントを安定化、リセット、等、するために、後ノイズ安定化システムを含ませることができ、これは、ノイズの持続作用を減少又は排除する上で助けとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１Ａ】本発明の実施例による規範的なタッチスクリーンを含む規範的な移動電話を示す。
【図１Ｂ】本発明の実施例による規範的なタッチスクリーンを含む規範的なメディアプレーヤを示す。
【図１Ｃ】本発明の実施例による規範的なタッチスクリーンを含む規範的なパーソナルコンピュータを示す。
【図２】本発明の実施例による規範的なタッチスクリーンの１つの具現化を示す規範的なコンピューティングシステムのブロック図である。
【図３】本発明の実施例によるドライブ線及びセンス線の規範的な構成を示す図２のタッチスクリーンの詳細図である。
【図４】本発明の実施例によりタッチ感知回路が共通電極（Ｖcom）を含む規範的構成を示す。
【図５】本発明の実施例による規範的なディスプレイピクセルスタックアップの分解図である。
【図６】本発明の実施例による規範的なタッチ感知動作を示す。
【図７】種々の実施計による規範的なタッチスクリーン装置を示す。
【図８】種々の実施形態によるタッチ感知システムの規範的な電力管理方法を示す。
【図９】種々の実施例による規範的なタッチスクリーン装置の回路部分の図である。
【図１０】種々の実施例によるタッチスクリーン装置の規範的な動作を示すフローチャートである。
【図１１】種々の実施例によるタッチスクリーン装置の規範的なタッチ感知段階動作を詳細に示す。
【図１２Ａ】種々の実施形態による表示段階からタッチ段階への規範的な移行を示す図である。
【図１２Ｂ】種々の実施形態によるタッチ段階から表示段階への規範的な移行を示す図である。
【図１３】種々の実施例による規範的な充電及び放電プロセスに対する規範的なタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
実施例の以下の説明において、その一部分を形成し且つ本開示の実施例を具現化できる特定例を例示する添付図面を参照する。他の実施例も使用できると共に、本開示の実施例の範囲から逸脱せずに構造上の変更もなし得ることを理解されたい。
【０００７】
以下の説明は、タッチスクリーンのゲート線に電圧を印加するゲート線電圧システムのようなタッチスクリーン装置の電源システムによって発生されるノイズの影響を減少又は排除する実施例を包含する。１つの実施例において、電荷ポンプのような電源をアクティブなタッチ感知中にディスエイブルして、タッチ感知中に電荷ポンプからノイズが発生しないようにする。ある実施例において、電圧レギュレータは、ゲート電圧レベルを望ましいスレッシュホールド以上に維持する上で助けとなる。ある実施例は、タッチ感知段階中にゲート線に印加される電圧の大きさを増加する電圧ブーストシステムを含み、これは、タッチ感知段階中にゲート電圧レベルを維持する上で助けとなる。例えば、あるケースでは、タッチ感知システムにノイズが入ると、ノイズ源をディスエイブルした後も、ノイズに敏感なコンポーネントへの影響が持続する。これらのケースでは、例えば、タッチ感知システムのノイズに敏感なコンポーネントを安定化、リセット、等、するために、後ノイズ安定化システムを含ませることができ、これは、ノイズの持続作用を減少又は排除する上で助けとなる。
【０００８】
タッチ感知回路が他のシステムの回路とより厳密に一体化されるようになるにつれて、異なるシステムの回路素子間に望ましからぬ相互作用が生じるおそれが高くなる。例えば、タッチ感知回路は、一体型タッチスクリーンのディスプレイピクセルスタックアップへ一体化される。ディスプレイピクセルスタックアップは、典型的に、導電性材料（例えば、金属、実質的に透明な導体）、半導体材料（例えば、多結晶シリコン(Ｐｏｌｙ−Ｓｉ)）、及び誘電体材料（例えば、ＳｉＯ2、有機材料、ＳｉＮx）のような材料を堆積し、マスキングし、エッチングし、ドーピングし、等々を含むプロセスにより製造される。ディスプレイピクセルスタックアップ内に形成される種々の素子は、ディスプレイシステムの回路として動作して、ディスプレイに画像を発生する一方、他の素子は、ディスプレイ上又はその付近で１つ以上のタッチを感知するタッチ感知システムの回路として動作することができる。
【０００９】
図１Ａ−１Ｃは、本発明の実施例によるタッチスクリーンが具現化される規範的なシステムを示す。図１Ａは、タッチスクリーン１２４を含む規範的な移動電話１３６を示す。図１Ｂは、タッチスクリーン１２６を含む規範的なデジタルメディアプレーヤ１４０を示す。図１Ｃは、タッチスクリーン１２８を含む規範的なパーソナルコンピュータ１４４を示す。図示されていないが、パーソナルコンピュータ１４４は、タッチ感知ディスプレイを伴うタブレットコンピュータ又はデスクトップコンピュータでもよい。タッチスクリーン１２４、１２６及び１２８は、例えば、自己キャパシタンス又は相互キャパシタンス或いは別のタッチ感知技術をベースとするものでもよい。例えば、自己キャパシタンスベースのタッチシステムでは、接地部に対する自己キャパシタンスを伴う個々の電極を使用して、タッチを検出するためのタッチピクセルを形成することができる。物体がタッチピクセルに接近するにつれて、物体とタッチピクセルとの間に接地部に対する付加的なキャパシタンスを形成することができる。接地部に対する付加的なキャパシタンスは、タッチピクセルから見た自己キャパシタンスの正味増加を生じさせる。自己キャパシタンスのこの増加は、タッチ感知システムにより検出及び測定されて、複数の物体がタッチスクリーンにタッチするときの物体の位置を決定することができる。相互キャパシタンスベースのタッチシステムは、例えば、ドライブ線及びセンス線のようなドライブ領域及びセンス領域を含む。例えば、ドライブ線は、行に形成され、一方、センス線は、列に形成される（例えば、直交）。タッチピクセルは、行及び列の交点に形成される。動作中に、行は、ＡＣ波形で刺激され、そしてタッチパネルの行と列との間に相互キャパシタンスが形成される。物体がタッチピクセルに接近するにつれて、タッチピクセルの行と列との間に結合されている電荷の若干が物体へ結合される。タッチピクセルを横切って結合されている電荷のこの減少は、行と列との間の相互キャパシタンスの正味減少と、タッチピクセルを横切って結合されているＡＣ波形の減少とを生じさせる。電荷結合ＡＣ波形のこの減少は、タッチ感知システムにより検出及び測定されて、複数の物体がタッチスクリーンにタッチするときにそれら物体の位置を決定することができる。ある実施例では、タッチスクリーンは、マルチタッチ、シングルタッチ、投影スキャン、全画像マルチタッチ、又は容量性タッチである。
【００１０】
図２は、本発明の実施例による規範的なタッチスクリーン２２０の１つの具現化を示す規範的なコンピューティングシステム２００のブロック図である。コンピューティングシステム２００は、例えば、移動電話１３６、デジタルメディアプレーヤ１４０、パーソナルコンピュータ１４４、或いはタッチスクリーンを含む移動又は非移動コンピューティング装置に含まれる。コンピューティングシステム２００は、１つ以上のタッチプロセッサ２０２、周辺装置２０４、タッチコントローラ２０６、及びタッチ感知回路（以下に詳細に述べる）を含むタッチ感知システムを備えている。周辺装置２０４は、これに限定されないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）或いは他の形式のメモリ又は記憶装置、ウオッチドッグタイマー、等を含む。タッチコントローラ２０６は、これに限定されないが、１つ以上のセンスチャンネル２０８、チャンネルスキャンロジック２１０及びドライバロジック２１４を含む。チャンネルスキャンロジック２１０は、ＲＡＭ２１２にアクセスし、センスチャンネルからデータを自律的に読み取り、そしてセンスチャンネルのコントロールを行う。更に、チャンネルスキャンロジック２１０は、以下に詳細に述べるように、タッチスクリーン２２０のタッチ感知回路のドライブ領域に選択的に適用できる種々の周波数及び位相において刺激信号２１６を発生するようにドライブロジック２１４をコントロールすることができる。ある実施例では、タッチコントローラ２０６、タッチプロセッサ２０２、及び周辺装置２０４を１つの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に一体化することができる。
【００１１】
又、コンピューティングシステム２００は、タッチプロセッサ２０２から出力を受け取りそしてその出力に基づいてアクションを遂行するホストプロセッサ２２８も備えている。例えば、ホストプロセッサ２２８は、プログラム記憶装置２３２と、ＬＣＤドライバ２３４のようなディスプレイコントローラとに接続される。ホストプロセッサ２２８は、ＬＣＤドライバ２３４を使用して、ユーザインターフェイス（ＵＩ）の画像のような画像をタッチスクリーン２２０に発生すると共に、タッチプロセッサ２０２及びタッチコントローラ２０６を使用して、タッチスクリーン２２０上又はその付近のタッチ、例えば、表示されたＵＩへのタッチ入力を検出することができる。タッチ入力は、プログラム記憶装置２３２に記憶されたコンピュータプログラムにより使用されて、アクションを遂行することができ、そのアクションは、カーソル又はポインタのような物体を移動し、スクロール又はパンを行い、コントロール設定を調整し、ファイル又はドキュメントをオープンし、メニューを見、選択を行い、インストラクションを実行し、ホスト装置に接続された周辺装置を動作し、電話コールに返答し、電話コールを発信し、電話コールを終了し、ボリューム又はオーディオ設定を変更し、住所、頻繁にダイヤルされる番号、受けたコール、逸したコールのような電話通信に関する情報を記憶し、コンピュータ又はコンピュータネットワークにログオンし、コンピュータ又はコンピュータネットワークの限定エリアへの許可された個人のアクセスを許し、コンピュータデスクトップのユーザの好みの構成に関連したユーザプロフィールをロードし、ウェブコンテンツへのアクセスを許し、特定のプログラムを起動し、メッセージを暗号化又はデコードし、等々を含むが、これに限定されない。又、ホストプロセッサ２２８は、タッチ処理とは関係のない付加的なファンクションも遂行できる。
【００１２】
タッチスクリーン２２０は、複数のドライブ線２２２及び複数のセンス線２２３を有する容量性感知媒体を含むタッチ感知回路を備えている。「線」という語は、ここでは、当業者に容易に明らかなように、単なる導電性経路を意味し、厳密に直線である素子に限定されず、方向が変化する経路を含むと共に、異なるサイズ、形状、材料、等の経路も含むことに注意されたい。ドライブ線２２２は、ドライブロジック２１４からドライブインターフェイス２２４を通して送られる刺激信号２１６により駆動され、そしてそれによりセンス線２２３に発生されるセンス信号２１７は、センスインターフェイス２２５を通してタッチコントローラ２０６のセンスチャンネル２０８（事象検出・復調回路とも称される）へ伝送される。このように、ドライブ線及びセンス線は、タッチピクセル２２６及び２２７のようなタッチ画素（タッチピクセル）と考えられる容量性感知ノードを形成するように相互作用するタッチ感知回路の一部分である。この理解の仕方は、タッチスクリーン２２０をタッチの画像を捕獲するものとみなすときには特に有用である。換言すれば、タッチスクリーンの各タッチピクセルにおいてタッチが検出されたかどうかタッチコントローラ２０６が決定した後に、タッチが生じたタッチスクリーンのタッチピクセルのパターンをタッチの「画像」（タッチスクリーンにタッチする指のパターン）と考えることができる。
【００１３】
ある実施例では、タッチスクリーン２２０は、タッチ感知システムのタッチ感知回路素子をディスプレイのディスプレイピクセルスタックアップ(stackup)へ一体化することのできる一体型タッチスクリーンである。本発明の実施例を具現化できる規範的な一体型タッチスクリーンを、図３ないし６を参照して以下に説明する。図３は、タッチスクリーン２２０の更に詳細な図で、本発明の実施例によるドライブ線２２２及びセンス線２２３の規範的構成を示す。図３に示すように、各ドライブ線２２２は、接続部３０５においてドライブ線リンク３０３により電気的に接続できる１つ以上のドライブ線セグメント３０１で形成される。ドライブ線リンク３０３は、センス線２２３には電気的に接続されず、むしろ、ドライブ線リンクは、バイパス部３０７を通してセンス線をバイパスする。ドライブ線２２２及びセンス線２２３は、容量的に相互作用して、タッチピクセル２２６及び２２７のようなタッチピクセルを形成することができる。ドライブ線２２２（即ち、ドライブ線セグメント３０１及びそれに対応するドライブ線リンク３０３）及びセンス線２２３は、タッチスクリーン２２０における電気回路素子で形成される。図３の規範的構成において、タッチピクセル２２６及び２２７の各々は、１つのドライブ線セグメント３０１の一部分と、センス線２２３の一部分と、別のドライブ線セグメント３０１の一部分とを含む。例えば、タッチピクセル２２６は、センス線の一部分３１１の片側におけるドライブ線セグメントの右半分３０９と、センス線の一部分３１１の反対側におけるドライブ線セグメントの左半分３１３とを含む。
【００１４】
回路素子は、例えば、上述した従来のＬＣＤディスプレイに存在する素子を含む。回路素子は、全キャパシタ、全トランジスタ、等の全回路コンポーネントに限定されず、平行プレートキャパシタの２枚のプレートの片方のみのような回路の部分を含むことに注意されたい。図４は、共通電極（Ｖcom）がタッチ感知システムのタッチ感知回路の部分を形成する規範的な構成を示す。各ディスプレイピクセルは、共通電極４０１を含み、これは、ディスプレイシステムの一部分として動作して画像を表示できる例えばフリンジフィールドスイッチング（ＦＦＳ）ディスプレイのようなある形式の従来のＬＣＤディスプレイのディスプレイピクセルのピクセルスタックアップ（即ち、ディスプレイピクセルを形成する積み重ね材料層）におけるディスプレイシステム回路の回路素子である。
【００１５】
図４に示す実施例において、各共通電極（Ｖcom）４０１は、タッチスクリーン２２０のディスプレイシステムのディスプレイ回路として動作できると共にタッチ感知システムのタッチ感知回路としても動作できるマルチファンクション回路素子として働く。この実施例では、各共通電極４０１は、タッチスクリーンのディスプレイ回路の共通電極として動作できると共に、他の共通電極とグループ編成されたときにはタッチスクリーンのタッチ感知回路として一緒に動作することもできる。例えば、共通電極４０１のグループは、タッチ感知段階中にタッチ感知回路のドライブ線又はセンス線の容量性部分として一緒に動作することができる。タッチスクリーン２２０の他の回路素子は、例えば、領域、スイッチング電気接続部、等の共通電極４０１を一緒に電気的接続することによりタッチ感知回路の一部分を形成する。一般的に、タッチ感知回路素子の各々は、タッチ感知回路の一部分を形成でき且つ１つ以上の他のファンクションを遂行でき、例えば、ディスプレイ回路の一部分を形成するマルチファンクション回路素子であるか、或いはタッチ感知回路のみとして動作できるシングルファンクション回路素子である。同様に、ディスプレイ回路素子の各々は、ディスプレイ回路として動作でき且つ１つ以上の他のファンクションを遂行でき、例えば、タッチ感知回路として動作できるマルチファンクション回路素子であるか、或いはディスプレイ回路のみとして動作できるシングルファンクション回路素子である。それ故、ある実施例では、ディスプレイピクセルスタックアップの回路素子の幾つかがマルチファンクション回路素子であり、そして他の回路素子は、シングルファンクション回路素子である。他の実施例では、ディスプレイピクセルスタックアップの全ての回路素子がシングルファンクション回路素子である。
【００１６】
更に、ここでの実施例は、ディスプレイ回路を表示段階中に動作するものとして説明すると共に、タッチ感知回路をタッチ感知段階中に動作するものとして説明するが、表示段階及びタッチ感知段階は、同時に、例えば、部分的に又は完全に重畳して動作してもよいし、或いは異なる時間に動作してもよいことを理解されたい。又、ここでの実施例は、ある回路素子をマルチファンクションとして説明すると共に、他の回路素子をシングルファンクションとして説明するが、回路素子は、他の実施例では特定のファンクションに限定されないことを理解されたい。換言すれば、ある実施例でシングルファンクションの回路素子として述べる回路素子は、他の実施例でマルチファンクション回路素子として構成されてもよいし、その逆のことも言える。
【００１７】
例えば、図４は、ドライブ線セグメント３０１及びセンス線２２３に各々一般的に対応するドライブ領域セグメント４０３及びセンス領域４０５を形成するように一緒にグループ編成された共通電極４０１を示す。ディスプレイピクセルのマルチファンクション回路素子を領域へとグループ編成することは、ディスプレイピクセルのマルチファンクション回路素子を一緒に動作して、その領域の共通ファンクションを遂行することを意味する。ファンクション領域へグループ編成することは、例えば、システムの構造的構成（例えば、物理的切断及びバイパス、電圧線構成）、システムの動作的構成（例えば、回路素子のスイッチオン／オフ、電圧線上の電圧レベル及び／又は信号の変更）、等の解決策の１つ又はその組み合わせを通して達成される。
【００１８】
タッチスクリーンのディスプレイピクセルのマルチファンクション回路素子は、表示段階及びタッチ段階の両方で動作することができる。例えば、タッチ段階中に、共通電極４０１は、ドライブ領域及びセンス領域のようなタッチ信号線を形成するように一緒にグループ編成することができる。ある実施例では、回路素子は、ある形式の連続的タッチ信号線及び別の形式のセグメント化タッチ信号線を形成するようにグループ化することができる。例えば、図４は、ドライブ領域セグメント４０３及びセンス領域４０５がタッチスクリーン２２０のドライブ線セグメント３０１及びセンス線２２３に対応する１つの実施例を示している。他の実施例では他の構成も考えられ、例えば、ドライブ線が各々連続的ドライブ領域で形成され、且つセンス線が各々ドライブ領域をバイパスする接続部を通して一緒にリンクされた複数のセンス領域セグメントで形成されるように、共通電極４０１を一緒にグループ編成することができる。
【００１９】
図３の実施例のドライブ領域は、ディスプレイピクセルの複数の共通電極を含む長方形領域として図４に示され、そして図３のセンス領域は、ＬＣＤの垂直長さを延長するディスプレイピクセルの複数の共通電極を含む長方形領域として図４に示されている。ある実施例では、図４の構成のタッチピクセルは、例えば、ディスプレイピクセルの６４×６４エリアを含む。しかしながら、ドライブ及びセンス領域は、図示された形状、向き及び位置に限定されるものではなく、本発明の実施例に基づく適当な構成を含むことができる。タッチピクセルを形成するのに使用されるディスプレイピクセルは、上述したものに限定されず、本発明の実施例に基づくタッチ能力を許すものであれば、適当なサイズ又は形状のものでよいことを理解されたい。
【００２０】
図５は、規範的なディスプレイピクセルスタックアップ５００の三次元分解図（ｚ方向に拡張した）で、規範的な一体型タッチスクリーン５５０のピクセルスタックアップ内の幾つかの素子を示す。スタックアップ５００は、共通電極４０１のような共通電極を、図４に示すようなドライブ領域セグメント及びセンス領域へとグループ編成すると共に、ドライブ領域セグメントをリンクして、ドライブ線を形成するのに使用できる導電性の線の構成を含む。
【００２１】
スタックアップ５００は、第１金属（Ｍ１）層５０１、第２金属（Ｍ２）層５０３、共通電極（Ｖcom）層５０５、及び第３金属（Ｍ３）層５０７における素子を含む。各ディスプレイピクセルは、Ｖcom層５０５において形成される図４の共通電極４０１のような共通電極５０９を含む。Ｍ３層５０７は、共通電極５０９を電気的に一緒に結合できる接続素子５１１を含む。あるディスプレイピクセルにおいて、接続素子５１１に切断部５１３を含ませて、共通電極５０９の異なるグループを分離させ、各々、ドライブ領域セグメント４０３及びセンス領域４０５のようなドライブ領域セグメント５１５及びセンス領域５１７を形成する。切断部５１３は、ドライブ領域セグメント５１５をセンス領域５１７から分離できるｘ方向の切断部と、１つのドライブ領域セグメント５１５を別のドライブ領域セグメントから分離できるｙ方向の切断部とを含む。Ｍ１層５０１は、トンネル線５１９を含み、これは、ドライブ領域セグメント５１５を、導電性ビア５２１のような接続部を通して電気的に一緒に接続し、導電性ビアは、トンネル線５１９を、ドライブ領域セグメントディスプレイピクセルにおけるグループ編成の共通電極に電気的に接続することができる。トンネル線５１９は、センス領域においてグループ編成の共通電極への接続をもたずに、例えば、センス領域においてビア５２１がない状態で、センス領域５１７においてディスプレイピクセルを通して延びることができる。又、Ｍ１層は、ゲート線５２０も含むことができる。Ｍ２層５０３は、データ線５２３を含むことができる。明瞭化のために、１つのゲート線５２０及び１つのデータ線５２３しか示されていないが、タッチスクリーンは、ディスプレイピクセルの各水平行を通して延びるゲート線と、ディスプレイピクセルの各垂直行を通して延びる複数のデータ線とを含み、例えば、ＲＧＢディスプレイ一体型タッチスクリーンの垂直行において各ピクセルの赤、緑、青（ＲＧＢ）色のサブピクセルごとに１つのデータ線を含む。
【００２２】
接続素子５１１、トンネル線５１９、及び導電性ビア５２１のような構造体は、タッチ感知システムのタッチ感知回路として動作して、タッチスクリーンのタッチ感知段階中にタッチを検出する。データ線５２３のような構造は、トランジスタ、ピクセル電極、共通電圧線、データ線、等（図示せず）のような他のピクセルスタックアップ素子と共に、ディスプレイシステムのディスプレイ回路として動作して、ディスプレイ段階中にタッチスクリーンに画像を表示することができる。共通電極５０９のような構造体は、タッチ感知システム及びディスプレイシステムの両方の一部分として動作するマルチファンクション回路素子として動作することができる。
【００２３】
例えば、タッチ感知段階中の動作において、ゲート線５２０を固定電圧に保持しつつ、トンネル線５１９及び導電性ビア５２１により接続されたドライブ領域セグメント５１５の行を通して刺激信号を伝送して、その刺激されたドライブ領域セグメントとセンス領域５１７との間に電界を形成し、図２のタッチピクセル２２６のようなタッチピクセルを生成することができる。このように、一緒に接続されたドライブ領域セグメント５１５の行は、ドライブ線２２２のようなドライブ線として動作し、そしてセンス領域５１７は、センス線２２３のようなセンス線として動作することができる。指のような物体がタッチピクセルに接近し又はタッチするときには、物体がドライブ領域セグメント５１５とセンス領域５１７との間に延びる電界に影響し、それにより、センス領域に容量性結合される電荷の量を減少させる。電荷のこの減少は、図２に示されたタッチコントローラ２０６のような、タッチスクリーンに接続されたタッチ感知コントローラのセンスチャンネルにより感知され、そして他のタッチピクセルの同様の情報と共にメモリに記憶されて、タッチの「画像」を生成する。
【００２４】
本発明の実施例によるタッチ感知動作を、図６を参照して説明する。図６は、本発明の実施例による規範的なタッチスクリーンのドライブ領域セグメント６０１及びセンス領域６０３におけるディスプレイピクセル内のあるタッチ感知回路の部分的回路図である。明瞭化のために、１つのドライブ領域しか示されていない。又、明瞭化のために、図６は、ある回路素子が、タッチ感知回路ではなく、主としてディスプレイ回路の一部分として動作することを知らせるために破線で示された回路素子を含む。更に、主として、ドライブ領域セグメント６０１の単一のディスプレイピクセル６０１ａ、及びセンス領域６０３の単一のディスプレイピクセル６０３ａに関してタッチ感知動作を説明する。しかしながら、ドライブ領域セグメント６０１の他のディスプレイピクセルは、ディスプレイピクセル６０１ａについて以下に述べる同じタッチ感知回路を含み、そしてセンス領域６０３の他のディスプレイピクセルは、ディスプレイピクセル６０３ａについて以下に述べる同じタッチ感知回路を含む。ディスプレイピクセル６０１ａ及びディスプレイピクセル６０３ａの動作の説明は、各々、ドライブ領域セグメント６０１及びセンス領域６０３の動作の説明と考えられる。
【００２５】
図６を参照すれば、ドライブ領域セグメント６０１は、ディスプレイピクセル６０１ａを含む複数のディスプレイピクセルを備えている。ディスプレイピクセル６０１ａは、ＴＦＴ６０７、ゲート線６１１、データ線６１３、ピクセル電極６１５、及び共通電極６１７を含む。図６に示す共通電極６１７は、以下に詳細に述べるようにタッチ感知に使用されるドライブ領域セグメント６０１のディスプレイピクセル内の接続素子６１９を通してドライブ領域セグメント６０１の他のディスプレイピクセルの共通電極に接続される。センス領域６０３は、ディスプレイピクセル６０３ａを含む複数のディスプレイピクセルを備えている。ディスプレイピクセル６０３ａは、ＴＦＴ６０９、データ線６１４、ピクセル電極６１６、及び共通電極６１８を含む。ＴＦＴ６０９は、ＴＦＴ６０７と同じゲート線６１１に接続される。図６に示す共通電極６１８は、以下に詳細に述べるようにタッチ感知に使用されるセンス領域６０３のディスプレイピクセル内に素子を形成するように例えばタッチスクリーンの境界領域に接続できる接続素子６２０を通してセンス領域６０３の他のディスプレイピクセルの共通電極に接続される。
【００２６】
タッチ感知段階中に、ゲート線６１１は、ＴＦＴ６０９を「オフ」状態に維持するための電圧を印加できる電荷ポンプのような電源に接続される。ドライブ信号は、ドライブ領域セグメント６０１のディスプレイピクセル６０１ｂ内の接続素子６１９の一部分に電気的に接続されたトンネル線６２１を通して共通電極６１７に印加される。接続素子６１９を通してドライブ領域セグメント６０１のディスプレイピクセルの全ての共通電極６１７へ伝送されるドライブ信号は、ドライブ領域セグメントの共通電極と、電荷増幅器６２６のようなセンス増幅器に接続されるセンス領域６０３の共通電極６１８との間に電界６２３を発生することができる。この電界は、センス領域６０３の接続された共通電極の構造体へと注入され、そして電荷増幅器６２６は、その注入された電荷を、測定可能な電圧へ変換する。注入された電荷の量、ひいては、測定された電圧は、ドライブ及びセンス領域への指６２７のようなタッチ物体の接近度に依存する。このように、測定された電圧は、タッチスクリーン上又はその付近のタッチの指示を与える。
【００２７】
図５を再び参照すれば、タッチスクリーン５５０のあるディスプレイピクセルは、他のディスプレイピクセルとは異なる素子を含むことが図５から明らかである。例えば、ディスプレイピクセル５５１は、ｘ方向及びｙ方向に切断部５１３を有する接続素子５１１の一部分を含み、そしてディスプレイピクセル５５１は、トンネル線５１９を含まない。ディスプレイピクセル５５３は、ｘ方向に切断部５１３を有するがｙ方向には有さない接続素子５１１の一部分を含むと共に、トンネル線５１９の一部分及びビア５２１を含む。他のディスプレイピクセルは、スタックアップ素子の構成に他の相違を含み、例えば、接続素子５１１に切断部５１３のないもの、ビア５２１をもたないトンネル線５１９の一部分、等がある。
【００２８】
タッチスクリーン５５０のような一体型タッチスクリーンの種々の回路素子の接近度は、タッチスクリーンの異なるシステム間に信号の結合を生じさせる。例えば、タッチ感知段階中にタッチスクリーンのゲート線に電圧を印加するゲート線システムのような電源システムにより発生されるノイズは、タッチ感知システムに結合されて、タッチ感知信号を潜在的に質低下させる。
【００２９】
図７及び８は、種々の実施例によりタッチ感知システムへの電源システムノイズの影響を減少又は排除することのできる規範的なタッチスクリーン装置７００及び規範的な電力管理方法を各々示す。図７は、タッチスクリーン７０１及びタッチスクリーンコントローラ７０３を含むタッチスクリーン装置７００を示している。タッチスクリーン７０１は、共通電極が表示段階中に共通電源として動作できると共にタッチ感知段階中にドライブ線及びセンス線として動作できるタッチスクリーン５５０のような一体型タッチスクリーンである。明瞭化のために、１つのドライブＶcom線７０５及び１つのセンスＶcom線７０７しか図示されていない。又、タッチスクリーン７０１は、ゲートドライバ７０９及びゲート線７１１も含むことができる。
【００３０】
タッチスクリーンコントローラ７０３は、複合タッチ・ディスプレイコントローラであり、タッチスクリーン７０１のタッチ感知動作をコントロールするタッチコントローラ７１３と、タッチスクリーンの表示動作をコントロールするＬＣＭコントローラ７１５のようなディスプレイコントローラとの両方を含む。この点に関して、タッチスクリーンコントローラ７０３の幾つかのコンポーネントは、ＬＣＭコントローラ７１５とタッチコントローラ７１３との間で共有することができる。例えば、電荷ポンプクロックセレクタ７１７、負電荷ポンプ７１９、及び正電荷ポンプ７２１を含む電荷ポンプシステムは、以下に詳細に述べるように、表示段階及びタッチ段階の両方の間に使用することができる。ＬＣＭコントローラ７１５とタッチコントローラ７１３との間の同期信号（ＢＳＹＮＣ）７２３を使用して表示及びタッチ感知動作を同期させることができる。例えば、表示段階は、低ＢＳＹＮＣ７２３信号に対応し、そしてタッチ段階は、高ＢＳＹＮＣ７２３信号に対応する。
【００３１】
表示段階中に、第１のＶcomマルチプレクサ（ＶＣＯＭ  ＭＵＸ  Ｉ）７２５及び第２のＶcomマルチプレクサ（ＶＣＯＭ  ＭＵＸ  II）７２７は、タッチスクリーン７０１の共通電極（図示せず）を、ＬＣＭコントローラ７１５でコントロールされるＶcom電源（図示せず）に接続し、従って、ＬＣＭコントローラ７１５がＶcom電圧（ＶＣＯＭ）７２９を共通電極に印加できるようにする。ＬＣＭコントローラ７１５は、ゲート線７１１を通してスキャンニングする間にデータ線７３１にデータ電圧を印加することによりタッチスクリーン７０１に表示される画像を更新することができる。ＬＣＭコントローラ７１５は、ゲートドライバ７０９をコントロールするためにタイミング信号７３３を使用してゲート線をスキャンし、そして電荷ポンプクロックセレクタ７１７は、負電荷ポンプ７１９及び正電荷ポンプ７２１をコントロールするためにＬＣＭコントローラを選択し、ゲートドライバ７０９を通してゲート線７１１へＶＧＬ７３５（低ゲート電圧）及びＶＧＨ７３７（高ゲート電圧）を印加するようにする。より詳細には、電荷ポンプクロックセレクタ７１７は、負電荷ポンプ７１９及び正電荷ポンプ７２１をコントロールするために、ＬＣＭコントローラ７１５から信号ＬＣＭ＿ＣＰＬ＿ＣＬＫ７３９及びＬＣＭ＿ＣＰＨ＿ＣＬＫ７４１を各々負電荷ポンプクロック信号（ＶＧＬ＿ＣＰ＿ＣＬＫ）７４３及び正電荷ポンプクロック信号（ＶＧＨ＿ＣＰ＿ＣＬＫ）７４５として選択することができる。明瞭化のために、図７には単一電荷ポンプシステムが示されているが、第２の電荷ポンプシステムを使用して、タッチスクリーン７０１の両側で付加的なゲートドライバ７０９に電圧を印加し、あるゲート線７１１がタッチスクリーンの片側から駆動されそして他のゲート線７１１がタッチスクリーンの他側から駆動されるようにしてもよいことを理解されたい。ある実施例では、正及び負電荷ポンプに代わって、正及び負誘導性ブーストレギュレータを使用することができる。いずれの規範的構成でも、低ドロップアウトレギュレータ（ＬＤＯ）のような後続電圧レギュレータを使用して、ＶＧＬ及び／又はＶＧＨレールを安定化することができる。この実施例では、ピクセルＴＦＴ（図示せず）は、ＶＧＬ７３５（例えば、−１０Ｖ）でスイッチオフし、そしてＶＧＨ７３７（例えば、＋１０Ｖ）でスイッチオンすることができる。しかしながら、当業者であれば、例えば、ピクセルＴＦＴに使用されるトランジスタの特定形式に基づいて異なる電圧レベルを使用できることが理解されよう。
【００３２】
タッチ感知段階中に、電荷ポンプシステムは、タッチコントローラ７１３により使用される。より詳細には、電荷ポンプクロックセレクタ７１７は、タッチコントローラ７１３からＴＯＵＣＨ＿ＣＰＬ＿ＣＬＫ７４７及びＴＯＵＣＨ＿ＣＰＨ＿ＣＬＫ７４９を各々負電荷ポンプクロック信号（ＶＧＬ＿ＣＰ＿ＣＬＫ）７４３及び正電荷ポンプクロック信号（ＶＧＨ＿ＣＰ＿ＣＬＫ）７４５として選択し、ゲートドライバ７０９を通してゲート線７１１にＶＧＬ７３５及びＶＧＨ７３７を印加するように負電荷ポンプ７１９及び正電荷ポンプ７２１をコントロールする。この実施例では、タッチ感知段階中に全てのピクセルＴＦＴをスイッチオフするために全てのゲート線が低ゲート電圧に保持される。換言すれば、この実施例では、タッチ感知段階中に全てのゲート線にＢＧＬ７３５が印加される。
【００３３】
又、タッチコントローラ７１３は、以下に詳細に述べるように、電荷ポンプがイネーブルされるか又はディスエイブルされるか選択するために電荷ポンプクロックセレクタ７１７に信号ＴＯＵＣＨ＿ＣＰ＿ＥＮ７５１も伝送する。
【００３４】
ＶＣＯＭ  ＭＵＸ  II７２７は、各センスＶcom線７０７に関連した共通電極をそれに対応するセンスチャンネル７５３に接続する。タッチコントローラ７１３は、ドライブＶcom線７０５にドライブ信号（ＶＳＴＭ）７５７を印加する間にドライブＶcom線に関連した共通電極をドライブチャンネル７５５に特定のスキャニング順に接続するようにＶＣＯＭ  ＭＵＸ  Ｉ７２５をコントロールすることにより、ドライブＶcom線を通してスキャンすることができる。各ドライブ信号７５７は、指のようなタッチ物体の接近に基づいて変化する信号キャパシタンス（ＣＳＩＧ）７５９を通してセンスＶcom線７０７に結合されて、センスＶcom線にセンス信号を生じさせる。タッチコントローラ７１３は、センスＶcom線７０７からセンスチャンネル７５３を通してセンス信号（ＶＳＥＮＳＥ）７６１を受け取る。各センスチャンネル７５３は、センス信号７６１を増幅するセンス増幅器７６３を備えている。増幅されたセンス信号は、タッチコントローラ７１３により更に処理されて、タッチスクリーン７０１上のタッチを決定することができる。
【００３５】
しかしながら、ＶＧＬ７３５をゲート線７１１に印加することでセンス線７６１にノイズが導入されることがある。例えば、寄生的ゲート対センス結合７６５が各ゲート線７１１と各センスＶcom線７０７との間に存在する。ＶＧＬ７３５における電圧リップルのようなノイズがゲート対センス結合７６５を通してセンスＶcom線７０７へ結合されることがある。ドライブ信号７５７が印加されそしてセンス信号７６１が受け取られる間にノイズが発生する場合には、ノイズがセンス信号へと結合されて、センス増幅器７６３により増幅され、おそらくタッチ信号の質低下が生じる。
【００３６】
図８は、種々の実施形態によるタッチスクリーン装置７００のタッチ感知段階中の規範的な電力監視タイミング方法を示す。図８は、ＢＳＹＮＣ７２３、ＴＯＵＣＨ＿ＣＰ＿ＥＮ７５１、ＶＧＬ＿ＣＰ＿ＣＬＫ７４３、ＶＧＬ７３５、ＶＧＨ＿ＣＰ＿ＣＬＫ７４５、及びＶＧＨ７３７の規範的なタイミングを示す。又、図８は、タッチ感知段階中のドライブ信号７５７であるＶＣＯＭ  ＭＵＸ  Ｉ７２５の出力も示す。特に、タッチスクリーン７０１は、シングルタッチ感知段階においてマルチタッチスキャンステップ８０１を使用してスキャンされ、各タッチスキャンステップ中に１つ以上のドライブ信号７５７が印加される。各タッチスキャンステップ中に、タッチコントローラ７１３は、ＴＯＵＸＨ＿ＣＰ＿ＥＮを低状態にセットし、負電荷ポンプ７１９及び正電荷ポンプ７２１がディスエイブルされるようにする。換言すれば、電荷ポンプをアクティブなタッチ感知中に遮断することができ、これは、センス信号７６１の１つのノイズ源、例えば、センス信号に結合され得る電荷ポンプの電圧リップルを排除する上で助けとなる。
【００３７】
タッチスキャンステップ８０１と８０１との間に、タッチコントローラ７１３は、ドライブ信号７５７の印加を停止し、即ちアクティブなタッチ感知を停止し、そしてＴＯＵＣＨ＿ＣＰ＿ＥＮを高状態にセットして電荷ポンプクロックをイネーブルし、それ故、電荷ポンプが、タッチスキャニング中に接地に向かって垂下し得るＶＧＬ及びＶＧＨ電圧レベルを回復できるようにする。電荷ポンプの電圧は、タッチスキャニング中にも依然供給され、そして電荷ポンプの電圧は、タッチスキャニング中に接地に向かって垂下し得ることを理解されたい。ＴＯＵＣＨ＿ＣＰ＿ＥＮを高状態へセットすることで、電荷ポンプがＶＧＬ／ＶＧＨ電圧レベルをスイッチし且つ回復できるようにする。このように、例えば、タッチスキャンステップ中に電荷ポンプがディスエイブルされる間に生じ得るゲート線７１１の電圧降下を修正するように、タッチスキャンステップ８０１と８０１との間のギャップ８０３中に電荷ポンプをアクチベートすることにより、タッチ感知段階全体を通じてゲート線７１１の電圧を許容レベルに維持することができる。
【００３８】
この点に関して、タッチスキャンステップ８０１と８０１との間の各ギャップ８０３の間に、タッチコントローラ７１３は、必要に応じて、ゲート線に電圧を印加して、望ましいゲート線電圧レベルを維持するように、負及び／又は正電荷ポンプをコントロールすることができる。図８に示す実施例では、負電荷ポンプ７１９への信号ＶＧＬ＿ＣＰ＿ＣＬＫ７４３に２つのクロック遷移が生じて、ゲートドライバに与えられるＶＧＬ７３５電圧レベルを回復することができる。同様に、信号ＶＧＨ＿ＣＰ＿ＣＬＫ７４５にも２つのクロック遷移が生じて、ゲートドライバへのＶＧＨ電圧レベルを回復させることができる。ＶＧＬ_ＣＰ＿ＣＬＫ及びＶＧＨ＿ＣＰ＿ＣＬＫにおけるクロック遷移の数は、例えば、ＶＧＬ及びＶＧＨから引き出される負荷電流の関数である。図８に示すＶＧＬ７３５及びＶＧＨ７３７の電圧レベルは、負電荷ポンプ７１９及び正電荷ポンプ７２１を各々周期的にクロックすることにより電圧レベルにどのような影響が及ぶか示している。ＶＧＬレベルを参照すれば、例えば、ＶＧＬ＿ＣＰ＿ＣＬＫにクロック遷移が生じないときには、ＶＧＬの電圧レベルは、例えば、ゲートドライバによりＶＧＬに課せられる負荷電流のために、望ましい電圧レベルから離れて接地に向かって垂下する。ある実施例では、タッチコントローラ７１３は、タッチ感知段階中に印加されるＶＧＬ７３５及びＶＧＨ７３７の電圧レベルが、表示段階中に印加される対応する電圧大きさより低くなるように、ゲート電圧をブーストすることができる。
【００３９】
負電荷ポンプ７１９がＶＧＬ＿ＣＰ＿ＣＬＫ７４３によりクロックされるときには、ＶＧＬ７３５のレベル、ひいては、ゲート線の電圧をＶＧＬ＿ＬＣＭ８０５の電圧レベルへ復帰させることができる。同様に、正電荷ポンプ７２１がＶＧＨ＿ＣＰ＿ＣＬＫ７４５によりクロックされるときには、ＶＧＨ７３７のレベルをＶＧＬ＿ＬＣＭ８０７の電圧レベルへ復帰させることができる。あるケースでは、負電荷ポンプ７１９により発生されるノイズは、例えば、センス増幅器の出力に障害を引き起こすことによりタッチ感知に影響を及ぼすことがある。これらの障害は、例えば、センス増幅器の一定の安定化時間のために電荷ポンプがディスエイブルされた後も継続し得る。ある実施例では、障害を減少又は排除するために後ノイズ安定化を適用することができる。例えば、センス増幅器の障害は、センス増幅器のフィードバックネットワークを短絡してセンス増幅器をリセットすることにより減少又は排除することができる。
【００４０】
図９は、本発明の種々の実施形態による規範的タッチスクリーン装置９００の回路部分を詳細に示す図である。このタッチスクリーン装置９００の回路部分は、ゲート線を経てタッチ感知システムへノイズを結合し得る前記ノイズ結合メカニズムの要素を示す。明瞭化のために、タッチスクリーン装置９００の他の要素は、図９から省略されている。タッチスクリーン装置９００は、例えば、上述したタッチスクリーンコントローラ７０３のような複合タッチ・ディスプレイコントローラであるタッチスクリーンコントローラ９０１を備えている。タッチスクリーンコントローラ９０１は、負電荷ポンプ９０２と、電荷ポンプの状態に関わらずゲート線電圧（ＶＧＬ）９０５のレベルを安定に保持できる負の低ドロップアウトレギュレータ（ＬＤＯ）９０３のような電圧レギュレータとを備えている。負電荷ポンプ９０２は、出力キャパシタＣvcpl９０８を有し、これは、接地部９１０に接続される。タッチスキャニング中に、負電荷ポンプ（ＶＣＰＬ）９１２の出力電圧は、Ｃvcpl９０８へのゲートドライバシンク電流のために接地部に向かって垂下する。垂下の量は、負荷電流の大きさに依存する。タッチスキャンとタッチスキャンとの間に、負電荷ポンプ９０２は、イネーブルされ、そしてＶＣＰＬ９１２のレベルを、タッチ段階の望ましい電荷ポンプ電圧レベルＶＣＰＬ＿ＴＯＵＣＨに復帰させることができる。ＬＤＯは、ＶＣＰＬ９１２により付勢され、そしてＶＣＰＬのノイズを除去しながら、ＶＧＬ＿ＴＯＵＣＨ電圧レベルに等しい安定した出力電圧ＶＧＬを与えることができる。Ｖcpl_ref９１４は、負電荷ポンプ９０２の基準電圧であり、ＶＣＰＬ９１２電圧レベルをコントロールすることができる。Ｖgl_ref９１６は、負のＬＤＯ９０３の基準電圧であり、ＶＧＬ９０５電圧レベルをコントロールすることができる。Ｖcpl_ref９１４は、負電荷ポンプの電圧レベルＶＣＰＬ９１２がＶＧＬ９０５電圧レベルより高くなるよう調整されて、負のＬＤＯ９０３が規定内に留まるようにする。ＶＣＰＬ９１２とＶＧＬ９０５との間の差、即ち負のＬＤＯ９０３への電圧と負のＬＤＯの出力電圧との間の差は、負のＬＤＯの最小ドロップアウト電圧要件Ｖdo_ldo、電荷ポンプインアクティビティＴcp_off、及びＶＧＬ供給電流Ｉvglに依存する。ＶＣＰＬ９１２とＶＧＬ９０５との間の差は、過剰電圧（Ｖdo）と称され、次のように定義される。
Ｖdo＝Ｖdo_ldo＋Ｉvgl＊Ｔcp_off／Ｃvcpl
この式の最後の項は、ゲートドライバから出力キャパシタへの電流によるＣvcpl９０８にまたがる電圧変化の量である。
【００４１】
又、タッチスクリーンコントローラ９０１は、フィードバック抵抗器（ＲＦＢ）９０７及びフィードバックキャパシタ（ＣＦＢ）９０９を含むセンス増幅器９０６も備えている。タッチスクリーンコントローラ９０１は、後ノイズ安定化システム９１０を備え、これは、フィードバック抵抗器９０７及びフィードバックキャパシタ９０９と並列に接続されるフィードバックバイパススイッチ（ＳＷ）９１１と、以下に詳細に述べるようにセンス増幅器９０６のフィードバックループを短絡するようにフィードバックバイパススイッチ９１１をコントロールできるフィードバックバイパスコントローラ（ＦＢＫ＿ＢＰ）９１３とを含む。ある実施例では、フィードバックバイパスコントローラ９１３は、例えば、タッチスクリーンコントローラ９０１のタッチコントローラ（図示せず）に含まれる。
【００４２】
図９は、ゲート線９１５及びセンス線９１７を含むタッチスクリーン装置９００のタッチスクリーンの幾つかの素子を示す。センス線９１７は、例えば、図７を参照して上述したようなセンスＶcom線を含む。ゲート線９１５とセンス線９１７との間のゲート対センス結合キャパシタ９１９は、ゲート線上のノイズ９２０、例えば、負のＬＤＯ９０３からのノイズをセンス線に結合し得る。ゲート対センス結合キャパシタ９１９は、例えば、ゲート線９１５及びセンス線９１７の構造上の構成及び材料の組成、他の回路構造体の構造及び材料、タッチスクリーン装置の１つ以上の回路素子の特定モード、等から生じる。又、図９は、外部ノイズ結合キャパシタ９２２によりセンス線９１７に結合される外部ノイズを発生し得る外部ノイズソース９２１も示している。
【００４３】
ゲート対センス線キャパシタンスＣvsを通してセンス増幅器に結合されるＶＧＬ上のノイズＶnzによるセンス増幅器の出力上のノイズＶnz_oは、Ｖnz_o＝Ｖnz＊Ｇvsと定義される。Ｇvsは、ＶＧＬからセンス増幅器の出力へのセンス増幅器のノイズ利得であって、Ｇvs＝−Ｃvs／Ｃfbとして定義される。Ｖnz_oは、タッチサブシステムの復調帯域巾内で生じる帯域内成分を含み、及び／又は帯域外成分を含む。帯域外ノイズ成分は、タッチ性能にとって有害であり、センス増幅器においてダイナミック出力レンジをとり、それ故、センス増幅器が受け容れる外部ノイズの量を制限する。例えば、センス増幅器は、４Ｖppのダイナミック出力レンジを有する。タッチ信号は、１Ｖppをとり、それ故、センス増幅器出力レンジの２５％を占有する。従って、例えば、ノイズ利得Ｇvsが２５Ｖ／Ｖであり、そしてＶＧＬの残留ノイズが４０ｍＶである場合には、ＶＧＬノイズ成分がセンス増幅器の出力において（２５Ｖ／Ｖｘ０．０４Ｖpp）＝１Ｖppをとり、それ故、外部ノイズに対するセンス増幅器の出力レンジを７５％から５０％へ減少させる。それ故、ＬＤＯ９０３を使用して、電荷ポンプで誘起されるノイズを減少することが有益である。
【００４４】
負電荷ポンプ９０２がオフのときは、外部ノイズソース９２１及びＬＤＯ９０３は、ゲート対センス結合キャパシタＶvs９１９によるセンス増幅器への唯一のノイズソースである。しかしながら、負電荷ポンプ９０２が動作する間には（図９に示すように）、例えば、ＬＤＯの一定の電源拒絶のために、センス線ノイズ９２３が残留電荷ポンプノイズも含む。
【００４５】
上述したように、タッチ段階及び表示段階中のＶＧＬ電圧レベルは異なるものである。ある実施例では、タッチ段階中にＶＧＬ電圧レベルを下げて、ディスプレイシステムとタッチ感知システムとの間のクロストークを減少又は排除できるようにするのが効果的である。タッチ一体化時間を増加するために（即ち、一体化帯域巾を減少し、それ故、タッチ信号対雑音比を高める）、ＢＳＹＮＣの立ち上りエッジでタッチ段階に入った後にＶＧＬ電圧レベルがＶＧＬ＿ＬＣＭからＶＧＬ＿ＴＯＵＣＨへ鎮静化するのに要する時間を減少するのが好都合であり、ここで、ＶＧＬ＿ＬＣＭは、表示段階中のＶＧＬ電圧レベルであり、そしてＶＧＬ＿ＴＯＵＣＨは、タッチ段階中のＶＧＬ電圧レベルである。典型的に、電荷ポンプ鎮静化時間は、タッチ段階の期間より長く、それ故、望ましい時間においてＶＧＬをＶＧＬ＿ＬＣＭからＶＧＬ＿ＴＯＵＣＨへ充電するのに要する鎮静化時間を大幅に越えることがある。それ故、ＣvglをＶＧＬ＿ＴＯＵＣＨ電圧レベルへ迅速に充電するためにＣvcpl９０８からＬＤＯ出力キャパシタＣvgl９２５への電荷移送に依存するのが好都合である。
【００４６】
図１２Ａ及び１２Ｂは、種々の実施例により、表示段階からタッチ段階への移行中（図１２Ａに示す）及びタッチ段階から表示段階への移行中（図１２Ｂに示す）の規範的な負のＬＤＯ９０３と、Ｃvgl９２５から及びそこへの電流と、をより詳細に示す。負のＬＤＯ９０３は、ＰチャンネルＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１２０３及びＮチャンネルＦＥＴ１２０５を含むプッシュ・プル出力段１２０１を有する。負のＬＤＯ９０３の利得は、入力抵抗器Ｒi１２０７及びフィードバック抵抗器Ｒf１２０９を含むフィードバックネットワークによりセットされる。この実施例では、負のＬＤＯの出力電圧は、ＶＧＬ＝−Ｖgl_ref＊Ｒf／Ｒiである。
【００４７】
図１２Ａを参照すれば、表示段階からタッチ段階への遷移中に、Ｖgl_ref９１６は、第１の電圧レベルから第２の電圧レベルへと遷移し、ここで、第２の電圧レベルは、典型的に、第１の電圧レベルより高い。これは、プッシュ・プル出力段１２０１のＮチャンネルＦＥＴ１２０５を導通させ、その結果、電荷がＣvgl９２５からＣvcpl９０８へ移送され（図１２ＡにおいてＣvglからＣvcplへの経路に沿った矢印付きの線で示された）、それ故、ＶＧＬ電圧レベルをＶＧＬ＿ＬＣＭからＶＧＬ＿ＴＯＵＣＨへ下げる。タッチドロップアウト電圧要件Ｖdo_touchを維持するために、電荷ポンプ基準電圧Ｖcpl_ref９１４を適宜に調整することができる。鎮静化時間Ｔsettle（図１３を参照して以下に詳細に述べる）は、キャパシタＣvgl９２５及びＣvcpl９０８のサイズ、過剰電荷Ｖdoの量、及びＮチャンネルＦＥＴ１２０５のＯＮ抵抗であるＲＯＮ、に基づく。ある実施例では、２つの並列ＮチャンネルＦＥＴ、即ち常にアクティブである第１のＮチャンネルＦＥＴ、及び鎮静化段階中にタッチ段階から表示段階へ遷移する間だけイネーブルできる第２のＮチャンネルＦＥＴが使用される。第２のＮチャンネルＦＥＴは、表示段階からタッチ段階へ遷移する際にＶＧＬがＶＧＬ＿ＴＯＵＣＨ電圧レベルへ鎮静化するのをスピードアップするためにＣvglとＣvcplとの間のインピーダンスを下げるのに使用される。
【００４８】
図１２Ｂを参照すれば、タッチ段階から表示段階への遷移中に、Ｖgl_ref９１６は、第１の電圧レベルＶＧＬ_ＴＯＵＣＨから第２の電圧レベルＶＧＬ_ＬＣＭへ遷移し、ここで、第２の電圧レベルは、典型的に、第１の電圧レベルより高い。これは、負のＬＤＯ９０３のプッシュ・プル出力段１２０１におけるＰチャンネルＦＥＴ１２０３が導通するようにさせ、その結果、接地部からＣvgl９２５へ電荷が移送される（図１２Ｂにおいて接地部からＣvglへの経路に沿った矢印付きの線で示す）。ＬＤＯドロップアウト要件Ｖdo_lcmを維持するために、電荷ポンプ基準電圧Ｖcpl_ref９１４を適宜に調整することができる。この実施例では、鎮静化時間は、Ｃvgl９２５、及びＰチャンネルＦＥＴ１２０３のＯＮ抵抗に主として依存する。
【００４９】
図１３は、種々の実施例による規範的なＶＧＬ充電及び放電プロセスの規範的なタイミング図である。ＢＳＹＮＣ信号１３０１の立ち上りエッジの際に、電荷ポンプ基準電圧Ｖcpl_ref１３０３は、第１の電圧レベルＶcpl_ref１３０５から第２の電圧レベルＶcpl_ref_touch１３０７へ遷移し、そしてＬＤＯ基準電圧Ｖgl_ref１３０９は、第１の電圧レベルＶgl_ref_lcm１３１１から第２の電圧レベルＶgl_ref_touch１３１３へ遷移する。電荷ポンプイネーブル信号ＣＰ＿ＣＬＫ＿ＥＮ１３１５は、ＨＩＧＨであって、負電荷ポンプがＣvcpl９０８から電流を引き出すようにさせ、電荷ポンプ基準電圧Ｖcpl_ref_touch１３０７の新たな電圧レベルに基づいて電荷ポンプの出力電圧レベルＶＣＰＬ１３１７をタッチ段階に対する望ましい電荷ポンプ電圧レベルＶＣＰＬ＿ＴＯＵＣＨへ下げる。図１３に示すように、段階１の間に、ＬＤＯの出力電圧レベルＶＧＬ１３１９は、ＣvglからＮ−ｃｈａｎｎｅｌ＿ＦＥＴ（例えば、上述した）を経てＣvcplへ至る電荷移送のために迅速に降下する。負電荷ポンプ９０２は、ＶＧＬレベルの変化にはほとんど貢献しない。段階１の終わりに、ＶＧＬ＝ＶＣＰＬ及びＶＧＬ＞ＶＧＬ＿ＴＯＵＣＨの平衡点に到達する。段階２の間に、ＶＣＰＬ１３１７及びＶＧＬ１３１９の両方が下げられる。段階２と段階３との間の遷移は、ＶＣＰＬ＝ＶＧＬ＝ＶＧＬ＿ＴＯＵＣＨ＋Ｄdoのときに生じ、この時点で負のＬＤＯ９０２がＶＧＬ電圧レベルの調整を開始する。段階３において、ＶＧＬ１３１９の電圧レベルは、ＶＧＬ＿ＴＯＵＣＨに留まるが、負電荷ポンプ９０２は、ＶＣＰＬ＝ＶＣＰＬ＿ＴＯＵＣＨ＝ＶＧＬ＿ＴＯＵＣＨ＋Ｖdo_touchとなるまでＶＣＰＬ１３１７の電圧レベルを減少する。過剰充電レベルＶdo_lcmに基づいて、段階１が段階３へ直接遷移し、即ちＶＧＬ１３１９は、段階１の終わりに、ＶＧＬ＿ＴＯＵＣＨへ予め充電される。
【００５０】
ＢＳＹＮＣ信号１３０１の立ち下りエッジの際に、電荷ポンプへの基準電圧Ｖcpl_ref１３０３は、Ｖcpl_ref_touch１３０７からＶcpl_ref_lcm１３０５へと遷移し、そして負のＬＤＯへの基準電圧Ｖgl_ref１３０９は、Ｖgl_ref_touch１３１３からＶgl_ref_lcm１３１１へと遷移する。信号ＣＰ＿ＣＬＫ＿ＥＮ１３１５は、ＨＩＧＨであって、負電荷ポンプ９０２がＣvcplから電流を引き出せるようにし、負電圧ポンプの基準電圧Ｖcpl_ref_lcm１３０５の新たな電圧レベルに基づいてＶＣＰＬ１３１７電圧レベルをＶＣＰＬ＿ＬＣＭへ下げる。段階４の間に、ＶＧＬ１３１９の電圧レベルは、接地から負のＬＤＯのＰ−ｃｈａｎｎｅｌ＿ＦＥＴを経てＣvglへ至る電荷移送のために接地に向けて急速に増加する（例えば、上述したように）。表示段階がタッチ段階より長く、例えば、ある実施例では、表示段階がタッチ段階より３倍も長いので、ＶＣＰＬ１３１７は、表示段階中に充分に過剰充電され、表示段階からタッチ段階への遷移の間に鎮静化時間Ｔsettle１３２１中に高速鎮静化を達成する。
【００５１】
ある実施例では、ＶＧＨ及びＶＣＰＨは、前記と同様に調整され、例えば、タッチモード中のＶＧＨが電圧レベルＶＧＨ＿ＴＯＵＣＨを有し、表示モード中のＶＧＨが電圧レベルＶＧＨ＿ＬＣＭを有し、そしてＶＧＨ＿ＴＯＵＣＨがＶＧＨ＿ＬＣＭより低くなるようにする。ある実施例では、例えば、正のＬＤＯは、ＢＳＹＮＣ信号の立ち上りエッジの際にＮチャンネルＦＥＴを通して接地へキャパシタンスＣvghを放電してＶＧＨ電圧レベルを下げ、そしてＰチャンネルＦＥＴは、ＢＳＹＮＣ信号の立ち下りエッジの際にキャパシタンスＣvcphからの電荷をＣvghへ移送して、ＶＧＨ電圧レベルを増加させる。ある実施例では、ＶＧＨ及びＶＧＬは、タッチ段階及び表示段階に同じ電圧差（例えば、ＶＧＨ＿ＴＯＵＣＨ−ＶＧＬ＿ＴＯＵＣＨ〜ＶＧＨ＿ＬＣＭ−ＶＧＬ＿ＬＣＭ）を維持し、ゲートドライバのようなシステムの他のコンポーネントにより許容できる電圧範囲内で動作するように一緒に調整される。又、ＶＣＰＨ、ＶＧＨ、等に対する電圧レベルの異なる組み合わせも考えられ、そして全ての電圧レベルは、所与のアプリケーションで要求されるようにプログラムできることを理解されたい。ＶＧＨ及びＶＧＬを一緒に調整でき、即ちＶＧＬ及びＶＧＨを表示段階からタッチ段階への遷移中に減少しそしてＶＧＬ及びＶＧＨをタッチ段階から表示段階への遷移中に増加できる幾つかの実施例では、表示段階からタッチ段階への遷移の際にＣvcph及びＣvghからの電荷をＣvcpl及びＣvglへリサイクルすることができ、そしてタッチ段階から表示段階への遷移中にＣvcpl及びＣvglからの電荷をＣvcph及びＣvghへリサイクルすることができ、これは、例えば、電力を節約できるようにする。
【００５２】
図１０は、本発明の種々の実施形態によるタッチスクリーン装置９００のようなタッチスクリーン装置の規範的動作のフローチャートである。タッチスクリーン装置９００を参照して、図１０の規範的動作の１つの具現化について説明する。表示段階中に、装置のタッチスクリーンにおいて画像を更新することができる（１００１）。ＢＳＹＮＣ信号の立ち上りエッジを検出し（１００２）、そして例えば、表示の更新後のタッチスクリーンのブランキング周期中に、それに応答してタッチ感知段階を遂行することができる。タッチ感知段階において、全てのゲート線をＬＯＷにセットし（１００３）、ディスプレイＴＦＴをディスエイブルする。ゲート線をＬＯＷにセットすることで、本質的に、ゲート線を負のゲートドライブ供給電圧ＶＧＬへ引っ張り、これは、例えば、上述した負のＬＤＯの出力電圧である。電荷ポンプをイネーブルすることができる（１００４）。例えば、上述した規範的な電荷移送メカニズムを使用することにより、ＶＧＬ及びＶＧＨ電圧レベルを、ＶＧＬ＿ＬＣＭ及びＶＧＨ＿ＬＣＭからＶＧＬ＿ＴＯＵＣＨ及びＶＧＨ＿ＴＯＵＣＨへ下げることができる。電荷ポンプがディスエイブルされた後に、センス増幅器フィードバックスイッチを適用し、そしてある時間の後に解除し（１００６）、第１のタッチスキャンの前に鎮静化をスピードアップする。タッチ感知スキャンが時間ＴＳＣＡＮ中に行われる（１００７）。タッチ感知スキャンの後に、電荷ポンプが時間ＴＧＡＰ中イネーブルされ、ＶＧＬ及びＶＧＨ電圧レベルを望ましいレベルＶＧＬ＿ＴＯＵＣＨ及びＶＧＨ＿ＴＯＵＣＨに回復することができる。全てのタッチスキャンが完了した場合には（１００９）、ＢＳＹＮＣ信号の立ち下りエッジが検出された後に（１０１０）、電荷ポンプがイネーブルされ（１０１１）、そして例えば、次の表示更新のための準備において上述した規範的な電荷移送メカニズムを使用することにより、ＶＧＬ及びＶＧＨ電圧レベルをＶＧＬ＿ＴＯＵＣＨ及びＶＧＨ＿ＴＯＵＣＨからＶＧＬ＿ＬＣＭ及びＶＧＨ＿ＬＣＭへ上げることができる。１００９において、全てのタッチスキャンが完了しない場合には、プロセスは、再び、電荷ポンプをディスエイブルし（１００５）、そして次のタッチ感知スキャンの準備において迅速な鎮静化のためにセンス増幅器フィードバックスイッチを適用及び解除する（１００６）。
【００５３】
図１１は、本発明の種々の実施例によるタッチスクリーン装置９００の規範的なタッチ感知段階動作を更に詳細に示す。図１１は、タッチコントローラ（図示せず）のタッチスキャンコントロール１１０１がタッチスキャンステップを遂行してタッチスクリーンをアクティブにスキャンするところのアクティブなタッチ感知の周期を含むタッチスクリーン装置９００のタッチ感知段階の一部分を示す。アクティブなタッチ感知間のスキャンギャップ中に、タッチコントローラの電荷ポンプイネーブルコントロール信号１１０３は、スキャンギャップの一部分中、負電荷ポンプ９０２をイネーブルする。負電荷ポンプ９０２がイネーブルされる間に、電荷ポンプクロック信号１１０５は、ゲート線９１５へのＶＧＬ９０５の複数の印加に対応する複数の回数、負電荷ポンプをクロックする。電荷ポンプイネーブルコントロール信号１１０３は、負電荷ポンプ９０２をディスエイブルし、そしてフィードバックバイパスコントローラ９１３は、フィードバックバイパスコントロール信号１１０７を送ってフィードバックバイパススイッチ９１１を閉じ、センス増幅器９０６のフィードバックループを短絡する。フィードバックバイパスコントロール信号１１０７は、次のタッチスキャンステップの前にフィードバックバイパススイッチ９１１をオープンし、その間に、センス増幅器９０６は、タッチを決定する更なる処理のためにセンス信号を受け取って増幅する。
【００５４】
添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明したが、この説明及び添付図面に鑑み当業者であれば、異なる実施例の特徴の組み合わせ、１つ又は複数の特徴の省略、等を含めて（これに限定されないが）、種々の変更や修正が明らかになるであろうことに注意されたい。例えば、タッチ感知においてノイズの影響を減少又は排除するのに使用できる複数の要素、例えば、キャパシタ（例えば、ゲート線キャパシタ９２５）を更に含むＬＤＯ、電圧ブートシステム、及び後ノイズ安定化システム（例えば、フィードバックバイパススイッチ９１１及びフィードバックバイパスコントローラ９１３）、並びにそれに対応する操作方法（例えば、図１０を参照して述べた種々のプロセス）を含む実施例を以上に説明したが、これらの要素の各々は、他の要素とは独立して使用できることに注意されたい。換言すれば、当業者であれば、本開示に鑑み、幾つかの実施例は、これら要素及び／又はプロセスの１つのみを含むが、他の実施例は、２つ以上のこれら要素及び／又はプロセスの種々の組み合わせを含み得ることが容易に理解されよう。
【００５５】
上述したタッチ感知を遂行し、ゲート線電圧をコントロールし、等の１つ以上のファンクションは、当業者に明らかなように、メモリのような媒体に常駐してプロセッサにより実行できるソフトウェア／ファームウェアのようなコンピュータ実行可能なインストラクションにより遂行できることを理解されたい。ソフトウェア／ファームウェアは、インストラクション実行システム、装置又はデバイス、例えば、コンピュータベースのシステム、プロセッサ収容システム、或いはインストラクション実行システム、装置又はデバイスからインストラクションをフェッチしてそれらインストラクションを実行する他のシステムにより又はそれらに関連して使用するためにコンピュータ読み取り媒体内に記憶され、及び／又はその中で搬送される。この文書の文脈において、「非一時的コンピュータ読み取り可能な記憶媒体」とは、インストラクション実行システム、装置又はデバイスにより又はそれに関連して使用するためにプログラムを収容し又は記憶することのできる物理的媒体である。非一時的コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、これに限定されないが、電子、磁気、光学、電磁、赤外線又は半導体システム、装置又はデバイス、ポータブルコンピュータディスケット（磁気）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）（磁気）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）（磁気）、消去可能なプログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ）（磁気）、ＣＤ、ＣＤＲ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ又はＤＶＤ−ＲＷのようなポータブル光学ディスク、或いはコンパクトフラッシュ（登録商標）カード、セキュアなデジタルカード、ＵＳＢメモリデバイス、メモリスティックのようなフラッシュメモリ、等を含む。この文書の文脈において、「非一時的コンピュータ読み取り可能な記憶媒体」は信号を含まない。対照的に、この文書の文脈において、「コンピュータ読み取り可能な媒体」は、上述した全ての媒体を含み、信号も含む。
【００５６】
それ故、以上の説明によれば、本発明の幾つかの実施例は、複数の導電性の線を含むアドレスシステムを有する複数のディスプレイピクセルを含むタッチスクリーンと；表示段階中にディスプレイピクセルにより表示される画像を更新するディスプレイシステムであって、画像の更新は、電源をアクティブに操作して導電性の線に電圧を印加しディスプレイピクセルをアドレスすることを含むようなディスプレイシステムと；タッチ感知段階中にタッチを感知するタッチ感知システムであって、そのタッチ感知段階は、電源がインアクティブである間にタッチ感知システムがアクティブなタッチ感知を遂行するところの複数のアクティブな感知周期を含み、更に、タッチ感知段階は、アクティブな感知周期と周期との間に少なくとも１つのギャップを含み、電源は、アクティブなタッチ感知が遂行されない間の少なくとも１つのギャップ周期中に導電性の線に電圧を印加するようにアクティブに動作されるものであるタッチ感知システムと；を備えた一体型タッチスクリーンシステムに向けられる。上述した１つ以上の実施例に加えて又はそれとは別に、ある実施形態では、各ディスプレイピクセルは、ピクセル薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備え、導電性の線は、ゲート線を含み、各ピクセルＴＦＴは、１つのゲート線に接続される。上述した１つ以上の実施例に加えて又はそれとは別に、ある実施形態では、電源は、電荷ポンプ及び誘導性ブーストレギュレータの１つを含む。上述した１つ以上の実施例に加えて又はそれとは別に、ある実施形態では、ディスプレイシステムは、表示段階の少なくとも一部分中に導電性の線に電圧を印加するように電源をコントロールし、そしてタッチ感知システムは、タッチ感知段階の少なくとも一部分中に導電性の線に電圧を印加するように電源をコントロールする。上述した１つ以上の実施例に加えて又はそれとは別に、ある実施形態では、一体型のタッチスクリーンシステムは、更に、タッチ感知段階中に電源により印加される電圧をブーストする電圧ブーストシステムを備え、タッチ感知段階中に導電性の線に印加される電圧の大きさが、表示段階中に導電性の線に印加される電圧の大きさより大きくなるようにする。上述した１つ以上の実施例に加えて又はそれとは別に、ある実施形態では、電源の出力電圧レベルは、表示段階中には第１の基準電圧に基づき、そして電源の出力電圧レベルは、少なくとも１つのギャップ周期中には第２の基準電圧に基づく。上述した１つ以上の実施例に加えて又はそれとは別に、ある実施形態では、一体型のタッチスクリーンシステムは、更に、導電性の線に印加される電圧を調整する電圧レギュレータを備えている。上述した１つ以上の実施例に加えて又はそれとは別に、ある実施形態では、電源の出力電圧レベルは、表示段階中には第１の基準電圧に基づき、電源の出力電圧レベルは、少なくとも１つのギャップ周期中には第２の基準電圧に基づき、電圧レギュレータの出力電圧レベルは、表示段階中には第３の基準電圧に基づき、そして電圧レギュレータの出力電圧レベルは、少なくとも１つのギャップ周期中には第４の基準電圧に基づく。上述した１つ以上の実施例に加えて又はそれとは別に、ある実施形態では、電圧レギュレータは、表示段階中に充電されるキャパシタを含み、そしてタッチ段階中にキャパシタから電源へ電荷が移送される。上述した１つ以上の実施例に加えて又はそれとは別に、ある実施形態では、電圧レギュレータは、低ドロップアウト（ＬＤＯ）レギュレータを含む。上述した１つ以上の実施例に加えて又はそれとは別に、ある実施形態では、電源は、少なくとも１つのギャップ周期の第１の部分中に導電性の線に電圧を印加し、タッチ感知システムは、アクティブな感知周期中にドライブ信号で刺激される複数のドライブ線と、１つ以上のドライブ信号に対応するセンス信号を受信するセンス増幅器とを含み、一体型タッチスクリーンシステムは、更に、少なくとも１つのギャップ周期の第２部分中にセンス増幅器をリセットする後ノイズ安定化システムを備え、その第２部分は、第１部分の後にある。上述した１つ以上の実施例に加えて又はそれとは別に、ある実施形態では、後ノイズ安定化システムは、センス増幅器のフィードバックループに接続されたスイッチを備え、そしてセンス増幅器をリセットすることは、スイッチを閉じてフィードバックループを短絡することを含む。
【００５７】
本発明の幾つかの実施例は、複数の導電性の線を含むアドレスシステムを有する複数のディスプレイピクセルを含むタッチスクリーンを備えたタッチスクリーンシステムの電力管理方法に向けられ、この方法は、表示段階中にディスプレイピクセルにより表示される画像を更新することを含み、画像の更新は、電源をアクティブに動作して導電性の線に電圧を印加してディスプレイピクセルをアドレスすることを含み、更に、タッチ感知段階中にタッチを感知することを含み、そのタッチ感知段階は、電源がインアクティブである間にタッチ感知システムがアクティブなタッチ感知を実行するところの複数のアクティブな感知周期を含み、タッチ感知段階は、更に、アクティブな感知周期と周期との間に少なくとも１つのギャップ周期を含み、電源は、アクティブなタッチ感知が実行されない間の少なくとも１つのギャップ周期中に導電性の線に電圧を印加するようにアクティブに動作される。上述した１つ以上の実施例に加えて又はそれとは別に、ある実施形態では、ディスプレイシステムは、表示段階の少なくとも一部分中に導電性の線に電圧を印加するように電源をコントロールし、そしてタッチ感知システムは、タッチ感知段階の少なくとも一部分中に導電性の線に電圧を印加するように電源をコントロールし、前記方法は、更に、ディスプレイシステムとタッチ感知システムとの間に同期信号を発生することを含み、電源のコントロールは、その同期信号に基づく。上述した１つ以上の実施例に加えて又はそれとは別に、ある実施形態では、前記方法は、更に、タッチ感知段階中に電源により印加される電圧をブーストすることを含み、タッチ感知段階中に導電性の線に印加される電圧の大きさが、表示段階中に導電性の線に印加される電圧の大きさより大きくなるようにする。上述した１つ以上の実施例に加えて又はそれとは別に、ある実施形態では、電源の出力電圧レベルは、表示段階中には第１の基準電圧に基づき、そして電源の出力電圧レベルは、少なくとも１つのギャップ周期中には第２の基準電圧に基づく。上述した１つ以上の実施例に加えて又はそれとは別に、ある実施形態では、前記方法は、更に、導電性の線に印加される電圧を調整する電圧レギュレータを動作することを含み、電源の出力電圧レベルは、表示段階中には第１の基準電圧に基づき、電源の出力電圧レベルは、少なくとも１つのギャップ周期中には第２の基準電圧に基づき、電圧レギュレータの出力電圧レベルは、表示段階中には第３の基準電圧に基づき、そして電圧レギュレータの出力電圧レベルは、少なくとも１つのギャップ周期中には第４の基準電圧に基づく。上述した１つ以上の実施例に加えて又はそれとは別に、ある実施形態では、電圧レギュレータは、表示段階中に充電されるキャパシタを含み、そしてタッチ段階中にキャパシタから電源へ電荷が移送される。上述した１つ以上の実施例に加えて又はそれとは別に、ある実施形態では、タッチスクリーンシステムは、アクティブな感知周期中にドライブ信号で刺激される複数のドライブ線を含むタッチ感知システムと、１つ以上のドライブ線に対応するセンス信号を受信するセンス増幅器とを備え、少なくとも１つのギャップ周期中に電圧を印加することは、少なくとも１つのギャップ周期の第１部分中に電圧を印加することを含み、更に、前記方法は、少なくとも１つのギャップ周期の第２部分中にセンス増幅器をリセットすることを含み、その第２部分は、第１部分の後にある。上述した１つ以上の実施例に加えて又はそれとは別に、ある実施形態では、センス増幅器をリセットすることは、センス増幅器のフィードバックループを短絡することを含む。
【００５８】
ディスプレイピクセルに関して種々の実施例を上述したが、当業者であれば、ディスプレイピクセルという語は、ディスプレイピクセルがサブピクセルへと分割される実施例では、ディスプレイサブピクセルという語と交換可能に使用できることが理解されよう。例えば、ＲＧＢディスプレイに関する幾つかの実施例は、赤、緑及び青のサブピクセルへと分割されるディスプレイピクセルを含む。当業者であれば、他の形式のディスプレイスクリーンも使用できることが理解されよう。例えば、ある実施例では、サブピクセルは、他の色の光又は他の波長の電磁放射（例えば、赤外線）に基づいてもよいし、又はサブピクセルとして図示された各構造体が１つの色のピクセルである単色構成に基づいてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１２４、１２６、１２８：タッチスクリーン
１３６：移動電話
１４０：メディアプレーヤ
１４４：パーソナルコンピュータ
２００：コンピューティングシステム
２０２：タッチプロセッサ
２０４：周辺装置
２０６：タッチコントローラ
２０８：センスチャンネル
２１０：チャンネルスキャンロジック
２１２：ＲＡＭ
２１４：ドライバロジック
２１５：電荷ポンプ
２１６：刺激信号
２１７：センス信号
２２０：タッチスクリーン
２２２：ドライブ線
２２３：センス線
２２４：ドライブインターフェイス
２２５：センスインターフェイス
２２６：タッチピクセル
２２７：タッチピクセル
２２８：ホストプロセッサ
２３２：プログラム記憶装置
２３４：ＬＣＤドライバ
３０１：ドライブ線部分
３０３：ドライブ線リンク
３０５：接続部
３０７：バイパス部
４０１：共通電極
４０３：ドライブ領域セグメント
４０５：センス領域
【図１Ａ】
0005444518.tif 000002
【図１Ｂ】
0005444518.tif 000003
【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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