(57)【要約】【課題】本発明は、タッチスクリーン全体においてノイズを迅速かつ正確に測定することができるタッチセンサの駆動方法及び回路とそれを用いた表示装置を提供する。【解決手段】本発明は、ノイズを測定するタッチセンサの駆動方法及び回路とそれを用いた表示装置に関するものである。このタッチセンサの駆動方法は、タッチセンサの配線がセンシング部に接続された状態で、予め選定されたノイズ測定周波数で前記センシング部駆動したり、前記ノイズの測定周波数の信号を前記センサの配線に印加して前記ノイズ測定周波数のそれぞれにおいて前記タッチセンサのノイズを測定する。【選択図】図１８Ａ
2018005916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノイズ測定期間の間、複数のタッチセンサの配線をセンシング部に接続するステップと、
前記配線が前記センシング部に接続された状態で、予め選定されたノイズ測定周波数で前記センシング部を駆動し、前記ノイズ測定周波数の信号を前記タッチセンサの配線に印加して前記ノイズ測定周波数の各々において、前記タッチセンサのノイズを測定するステップを含み、
前記ノイズ測定期間は、複数のサブノイズ測定期間を含み、
前記サブノイズ測定期間の内で、少なくとも２つのサブノイズ測定期間のノイズ測定周波数が互いに異なり、
前記ノイズ測定周波数の内、同じ周波数が繰り返される１周期が表示装置の１フレーム期間以上であるタッチセンサの駆動方法。
【請求項２】
前記配線と前記センシング部との間に配置されたマルチプレクサを介して前記配線が、前記センシング部に同時に接続される、請求項１に記載のタッチセンサの駆動方法。
【請求項３】
タッチ入力センシング期間の間に第１周波数で、前記センシング部を駆動し、前記第１周波数の信号を前記センサの配線に印加し、可変増幅ゲインでタッチセンサ信号を増幅するアナログ増幅、アナログ増幅信号を積分するアナログ積分、アナログ積分信号をデジタルデータに変換するデジタル変換、及び前記デジタルデータを積分するデジタル積分を行うステップと、
前記ノイズ測定期間の間に前記第１周波数を含む前記ノイズ測定周波数で前記センシング部を駆動し、前記第１周波数を含む前記ノイズ測定周波数の信号を前記センサの配線に印加して前記ノイズ測定周波数の各々において、前記アナログ増幅、前記アナログ積分、前記デジタル変換、及び前記デジタル積分を行うステップを含み、
前記ノイズ測定期間の間に、前記センシング部に同時に接続される前記マルチプレクサのチャンネル数が前記タッチ入力センシング期間の間に、前記センシング部に同時に接続される前記マルチプレクサのチャンネル数より多く、
前記アナログ増幅のゲイン、前記アナログ積分回数及び前記デジタル積分回数の内、一つ以上が前記タッチ入力センシング期間と前記ノイズ測定期間で互いに異なる、請求項２に記載のタッチセンサの駆動方法。
【請求項４】
前記ノイズ測定期間の間に測定された周波数別のノイズを予め設定された基準値と比較して、その比較結果、ノイズがあると判断される場合に最も少ないノイズの周波数で前記第１周波数を変更するステップをさらに含む、請求項３に記載のタッチセンサの駆動方法。
【請求項５】
前記ノイズ測定期間の可変増幅ゲインが、前記タッチ入力センシング期間の可変増幅ゲインより低い、請求項４に記載のタッチセンサの駆動方法。
【請求項６】
前記ノイズ測定期間のアナログ積分回数が前記タッチ入力センシング期間のアナログ積分回数より少ない、請求項１に記載のタッチセンサの駆動方法。
【請求項７】
前記ノイズ測定期間のデジタル積分回数が前記タッチ入力センシング期間のデジタル積分回数より多く、請求項６に記載のタッチセンサの駆動方法。
【請求項８】
前記ノイズ測定期間の間に同時に、前記マルチプレクサのすべてのチャンネルを前記センシング部に接続しない場合、前記センシング部に接続されない配線に交流信号が印加される、請求項２に記載のタッチセンサの駆動方法。
【請求項９】
ディスプレイ期間中に表示パネルの画素に入力映像のデータを記入するステップと、
ノイズ測定期間の間にタッチセンサの配線がセンシング部に接続された状態で、予め選定されたノイズ測定周波数で前記センシング部を駆動し、前記ノイズ測定周波数の信号を前記センサの配線に印加して前記ノイズ測定周波数の各々において、前記タッチセンサのノイズを測定するステップを含み、
サブノイズ測定期間の内、少なくとも２つのサブノイズ測定期間のノイズ測定周波数が互いに異なり、
前記ノイズ測定周波数の内、同じ周波数が繰り返される１周期が表示装置の１フレーム期間以上の表示装置の駆動方法。
【請求項１０】
前記配線と前記センシング部との間に配置されたマルチプレクサを介して前記配線が、前記センシング部に同時に接続される、請求項９に記載の表示装置の駆動方法。
【請求項１１】
タッチ入力センシング期間の間、第１周波数で前記センシング部を駆動し、前記第１周波数の信号を前記センサの配線に印加し、可変増幅ゲインでタッチセンサ信号を増幅するアナログ増幅、アナログ増幅信号を積分するアナログ積分、アナログ積分信号をデジタルデータに変換するデジタル変換、及び前記デジタルデータを積分するデジタル積分を行うステップと、
前記ノイズ測定期間の間、前記第１周波数を含む前記ノイズ測定周波数で前記センシング部を駆動し、前記第１周波数を含む前記ノイズ測定周波数の信号を前記センサの配線に印加して前記ノイズ測定周波数の各々において、前記アナログ増幅、前記アナログ積分、前記デジタル変換、及び前記デジタル積分を行うステップを含み、
前記ノイズ測定期間の間に、前記センシング部に同時に接続される前記マルチプレクサのチャンネル数が前記タッチ入力センシング期間の間に、前記センシング部に同時に接続される前記マルチプレクサのチャンネル数より多く、
前記アナログ増幅のゲイン、前記アナログ積分回数及び前記デジタル積分回数の１つ以上が前記タッチ入力センシング期間と前記ノイズ測定期間で互いに異なる、請求項１０に記載の表示装置の駆動方法。
【請求項１２】
ノイズ測定期間の間、タッチセンサの配線がセンシング部に接続された状態で、予め選定されたノイズ測定周波数で前記センシング部を駆動し、前記ノイズ測定周波数の信号を前記センサの配線に印加して前記ノイズ測定周波数の各々において、前記タッチセンサのノイズを測定するタッチセンサ駆動部を備え、
前記サブノイズ測定期間の内で、少なくとも２つのサブノイズ測定期間のノイズ測定周波数が互いに異なり、
前記ノイズ測定周波数の内、同じ周波数が繰り返される１周期が表示装置の１フレーム期間以上であるタッチセンサ回路。
【請求項１３】
前記タッチセンサ駆動部は、
前記配線を選択するマルチプレクサと、
前記マルチプレクサの出力端に接続された可変ゲイン増幅器、前記可変ゲイン増幅器の出力端に接続されたアナログ積分器、前記アナログ積分器の出力端に接続されたアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）、及び前記アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）の出力端に接続されたデジタル積分器を含むセンシング部を備え、
前記センシング部は、
タッチ入力センシング期間の間に前記第１周波数で駆動するか、前記第１周波数の信号を前記センサの配線に印加し、
前記ノイズ測定期間の間、前記第１周波数を含む前記ノイズ測定周波数で駆動するか、前記第１周波数を含む前記ノイズ測定周波数の信号を前記センサの配線に印加し、
前記ノイズ測定期間の間、前記センシング部に同時に接続される前記マルチプレクサのチャンネル数が前記タッチ入力センシング期間の間、前記センシング部に同時に接続される前記マルチプレクサのチャンネル数より多く、
前記可変ゲイン増幅器の増幅ゲイン、前記アナログ積分器の積分回数及び前記デジタル積分器の積分回数の内、１つ以上が前記タッチ入力センシング期間と前記ノイズ測定期間で、異なる、請求項１２に記載のタッチセンサ回路。
【請求項１４】
前記ノイズ測定期間の間に測定された周波数別のノイズを予め設定された基準値と比較してノイズがある場合であると判断されると、最も少ないノイズの周波数で、前記タッチセンサ駆動周波数が変更され、
前記タッチセンサ駆動周波数は、前記タッチ入力センシング期間の間、前記タッチセンサの電荷を充電するためのタッチセンサ駆動信号の周波数である、請求項１３に記載のタッチセンサ回路。
【請求項１５】
前記ノイズ測定期間の可変増幅ゲインが、前記タッチ入力センシング期間の可変増幅ゲインより低い、請求項１３に記載のタッチセンサ回路。
【請求項１６】
前記アナログ積分器の積分回数が前記タッチ入力センシング期間に比べて、前記ノイズ測定期間で少ない、請求項１３に記載のタッチセンサ回路。
【請求項１７】
前記デジタル積分器の積分回数が前記タッチ入力センシング期間に比べて、前記ノイズ測定期間で多い、請求項１６に記載のタッチセンサ回路。
【請求項１８】
タッチセンサと画素が配置された表示パネルと、
ディスプレイ期間の間、表示パネルの画素に入力映像のデータを記入する表示パネル駆動部と、
ノイズ測定期間の間、タッチセンサの配線がセンシング部に接続された状態で、予め選定されたノイズ測定周波数で前記センシング部を駆動したり、前記ノイズ測定周波数の信号を前記センサの配線に印加して前記ノイズ測定周波数の各々において、前記タッチセンサのノイズを測定するタッチセンサ駆動部を備え、
サブノイズ測定期間の内、少なくとも２つのサブノイズ測定期間のノイズ測定周波数が互いに異なり、
前記ノイズ測定周波数の内、同じ周波数が繰り返される１周期が表示装置の１フレーム期間以上である表示装置。
【請求項１９】
前記タッチセンサ駆動部は、
前記配線を選択するマルチプレクサと、
前記マルチプレクサの出力端に接続された可変ゲイン増幅器、前記可変ゲイン増幅器の出力端に接続されたアナログ積分器、前記アナログ積分器の出力端に接続されたアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）、及び前記アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）の出力端に接続されたデジタル積分器を含むセンシング部を備え、
前記センシング部は、
タッチ入力センシング期間の間、前記第１周波数で駆動するか、前記第１周波数の信号を前記センサの配線に印加し、
前記ノイズ測定期間の間、前記第１周波数を含む前記ノイズ測定周波数で前記センシング部を駆動したり、前記第１周波数を含む前記ノイズ測定周波数の信号を前記センサの配線に印加し、
前記ノイズ測定期間の間、前記センシング部に同時に接続される前記マルチプレクサのチャンネル数が前記タッチ入力センシング期間の間、前記センシング部に同時に接続される前記マルチプレクサのチャンネル数より多く、
前記可変ゲイン増幅器の増幅ゲイン、前記アナログ積分器の積分回数及び前記デジタル積分器の積分回数の内、１つ以上が前記タッチ入力センシング期間と前記ノイズ測定期間で異なる、請求項１８に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノイズを測定するタッチセンサ駆動方法、タッチセンサ駆動回路とそれを用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザインタフェース（User Interface、ＵＩ）は、人（ユーザ）と各種電気、電子機器等の通信を可能にして、ユーザが自分の所望するように機器を容易に制御できるようにする。ユーザインタフェースの代表的な例としては、キーパッド、キーボード、マウス、オンスクリーンディスプレイ（On Screen Display、ＯＳＤ）、赤外線通信、あるいは高周波（ＲＦ）通信機能を有するリモートコントローラ（Remote controller）などがある。ユーザインタフェース技術は、ユーザの感性と操作利便性を高める方向に発展を遂げている。ユーザインタフェースは、タッチＵＩ、音声認識ＵＩ、３ＤＵＩなどで発展している。
【０００３】
タッチスクリーンは、静電容量方式のタッチセンサにおいて採用され得る。そのほか、タッチスクリーンは、抵抗膜方式、表面超音波方式、圧力式抵抗膜方式、赤外線センシング方式などにより実現され得る。このようなタッチスクリーンの性能を左右する最も重要な要素の一つは、信号対雑音比（Signal to Noise Ratio、以下「ＳＮＲ」と称する）である。タッチスクリーンに流入するノイズを減らすとＳＮＲ値が大きくなって、タッチ駆動回路の動作マージンを広げることができ、タッチセンシング感度を向上させることができる。
【０００４】
ＳＮＲを改善するために、タッチセンサに流入されるノイズを正確に測定する方法が重要である。タッチセンサのノイズは、周囲の環境に応じてリアルタイムに変化するため、継続的に測定しなければならない。ノイズが大きい周波数を回避して、タッチセンサ駆動信号の周波数を変更する方法でＳＮＲを改善する方法が知られている。このような方法の一例として、本願出願人は特許文献１でノイズレベルに応じて、タッチセンサの周波数を変更する方法を提案した。
【０００５】
タッチセンサのノイズ測定方法は、タッチスクリーン全体でタッチセンサのそれぞれで特定位置のタッチセンサに対してノイズを測定することにより実施し得る。ところが、この方法は、予め指定された位置以外の異なる位置でタッチセンサのノイズを測定することができない。様々な製品で、タッチスクリーンの性能を分析した結果、タッチセンサのノイズは、タッチスクリーン全体で様々な形で生じることが確認された。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】大韓民国公開特許１０−２０１２−００５７００９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、タッチスクリーン全体においてノイズを迅速かつ正確に測定することができるタッチセンサ駆動方法、タッチセンサ駆動回路及び表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態に係るタッチセンサの駆動方法は、ノイズ測定期間の間、複数のタッチセンサの配線をセンシング部に接続するステップと、前記配線が前記センシング部に接続された状態で、予め選定されたノイズ測定周波数に前記センシング部を駆動し、前記ノイズ測定周波数の信号を前記センサの配線に印加して前記ノイズ測定周波数の各々において、前記タッチセンサのノイズを測定するステップを含む。前記ノイズ測定期間は、複数のサブノイズ測定期間を含む。前記サブノイズ測定期間の内、少なくとも２つのサブノイズ測定期間のノイズ測定周波数が互いに異なる。前記ノイズ測定周波数の内、同じ周波数が繰り返される１周期が表示装置の１フレーム期間以上である。
【０００９】
前記配線と前記センシング部との間に配置されたマルチプレクサを介して前記配線が、前記センシング部に同時に接続される。
【００１０】
前記タッチセンサの駆動方法は、タッチ入力センシング期間の間に第１周波数で、前記センシング部を駆動し、前記第１周波数の信号を前記センサの配線に印加し、可変増幅ゲインでタッチセンサ信号を増幅するアナログ増幅、アナログ増幅信号を積分するアナログ積分、アナログ積分信号をデジタルデータに変換するデジタル変換、及び前記デジタルデータを積分するデジタル積分を行うステップと、前記ノイズ測定期間の間に前記第１周波数を含む前記ノイズ測定周波数で前記センシング部を駆動したり、前記第１周波数を含む前記ノイズ測定周波数の信号を前記センサの配線に印加して前記ノイズ測定周波数の各々で前記アナログ増幅、前記アナログ積分、前記デジタル変換、及び前記デジタル積分を行うステップを含む。前記ノイズ測定期間の間、前記センシング部に同時に接続される前記マルチプレクサのチャンネル数が前記タッチ入力センシング期間の間に、前記センシング部に同時に接続される前記マルチプレクサのチャンネル数より多い。前記増幅ゲイン、前記アナログ積分回数及び前記デジタル積分回数の内、１つ以上が前記タッチ入力センシング期間と前記ノイズ測定期間で互いに異なる。
【００１１】
本発明の他の実施形態に係る表示装置の駆動方法は、ディスプレイ期間の間に表示パネルの画素に入力映像のデータを記入するステップと、ノイズ測定期間の間にタッチセンサの配線がセンシング部に接続された状態で、予め選定されたノイズ測定周波数で前記センシング部を駆動し、前記ノイズ測定周波数の信号を前記センサの配線に印加して前記ノイズ測定周波数の各々において、前記タッチセンサのノイズを測定するステップを含む。前記サブノイズ測定期間の内で、少なくとも２つのサブノイズ測定期間のノイズ測定周波数が互いに異なる。前記ノイズ測定周波数の内、同じ周波数が繰り返される１周期が表示装置の１フレーム期間以上である。
【００１２】
本発明の他の実施形態に係るタッチセンサ回路は、ノイズ測定期間の間にタッチセンサの配線がセンシング部に接続された状態で、予め選定されたノイズ測定周波数で前記センシング部を駆動し、前記ノイズ測定周波数の信号を前記センサの配線に印加して前記ノイズ測定周波数の各々において、前記タッチセンサのノイズを測定するタッチセンサ駆動部を備える。前記サブノイズ測定期間の内、少なくとも２つのサブノイズ測定期間のノイズ測定周波数が互いに異なる。前記ノイズ測定周波数の内、同じ周波数が繰り返される１周期が表示装置の１フレーム期間以上である。
【００１３】
本発明の他の実施形態に係る表示装置は、タッチセンサと画素が配置された表示パネルとディスプレイ期間の間に表示パネルの画素に入力映像のデータを記入する表示パネル駆動部と、ノイズ測定期間の間にタッチセンサの配線がセンシング部に接続された状態で、予め選定されたノイズ測定周波数で前記センシング部を駆動し、前記ノイズ測定周波数の信号を前記センサの配線に印加して前記ノイズ測定周波数の各々において、前記タッチセンサのノイズを測定するタッチセンサ駆動部を備える。前記サブノイズ測定期間の内で、少なくとも２つのサブノイズ測定期間のノイズ測定周波数が互いに異なる。前記ノイズ測定周波数の内、同じ周波数が繰り返される１周期が表示装置の１フレーム期間以上である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、タッチノイズ測定期間の間、センシング部に同時に接続されるマルチプレクサのチャネル数をタッチ入力センシング期間の間に、センシング部に同時に接続されるマルチプレクサのチャンネル数より多く制御する。また、本発明は、タッチ入力センシング期間とノイズの測定期間のそれぞれでセンシング部の動作条件を定義したパラメータを独立的に設定してタッチ入力センシング期間でセンシングされたタッチセンシング値と、ノイズ測定期間で測定されたノイズ測定値の感度を最適化する。その結果、本発明は、タッチスクリーン全体でのノイズを迅速かつ正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る表示装置を示す図である。
【図２】自己容量型タッチセンサの電極パターンを示す図である。
【図３】タッチセンサ駆動部の構成を示す図である。
【図４Ａ】ディスプレイ期間とタッチセンサ駆動期間を示す図である。
【図４Ｂ】ディスプレイ期間とタッチセンサ駆動期間を示す図である。
【図４Ｃ】ディスプレイ期間とタッチセンサ駆動期間を示す図である。
【図５】ディスプレイ期間とタッチセンサ駆動期間の間、画素アレイの信号配線に印加される信号を示す波形図である。
【図６】センシング部の回路構成とタッチ入力センシング期間の動作を示す回路図である。
【図７】図６に示された積分器の動作を示す波形図である。
【図８】図６に示された電荷消去部の動作を示すフローチャートである。
【図９】ノイズ測定期間において、本発明の第１実施の形態に係るタッチセンサ駆動部の動作を示す図である。
【図１０】ノイズ測定期間で、本発明の第２実施の形態に係るタッチセンサ駆動部の動作を示す図である。
【図１１Ａ】ノイズの測定期間の間にセンシング部の様々なチャンネルショート例を示す図である。
【図１１Ｂ】ノイズの測定期間の間にセンシング部の様々なチャンネルショート例を示す図である。
【図１１Ｃ】ノイズの測定期間の間にセンシング部の様々なチャンネルショート例を示す図である。
【図１１Ｄ】ノイズの測定期間の間にセンシング部の様々なチャンネルショート例を示す図である。
【図１１Ｅ】ノイズの測定期間の間にセンシング部の様々なチャンネルショート例を示す図である。
【図１１Ｆ】ノイズの測定期間の間にセンシング部の様々なチャンネルショート例を示す図である。
【図１１Ｇ】ノイズの測定期間の間にセンシング部の様々なチャンネルショート例を示す図である。
【図１２】タッチ入力センシング期間とノイズの測定期間でマルチプレクサ制御方法を示す波形図である。
【図１３】タッチ入力センシング期間とノイズの測定期間でマルチプレクサ制御方法を示す波形図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係るノイズ測定方法の制御手順を示すフローチャートである。
【図１５Ａ】タッチ駆動周波数の変化に応じて測定されるノイズを示す図である。
【図１５Ｂ】タッチ駆動周波数の変化に応じて測定されるノイズを示す図である。
【図１５Ｃ】タッチ駆動周波数の変化に応じて測定されるノイズを示す図である。
【図１６】ノイズ測定期間の様々な例である。
【図１７】ノイズ測定期間の様々な例である。
【図１８Ａ】ノイズ測定期間の間にセンシング部に同時に接続されるＭＵＸチャンネル数に応じて、１つの周波数でタッチセンサのノイズを測定する期間が変わる例を示して図である。
【図１８Ｂ】ノイズ測定期間の間にセンシング部に同時に接続されるＭＵＸチャンネル数に応じて、１つの周波数でタッチセンサのノイズを測定する期間が変わる例を示して図である。
【図１８Ｃ】ノイズ測定期間の間にセンシング部に同時に接続されるＭＵＸチャンネル数に応じて、１つの周波数でタッチセンサのノイズを測定する期間が変わる例を示して図である。
【図１９】ノイズ測定方法の様々な例を示して図である。
【図２０】ノイズ測定方法の様々な例を示して図である。
【図２１】ノイズ測定結果に基づいて、周波数が変更される例を示して図である。
【図２２】タッチ入力センシング期間とノイズの測定期間に独立的に設定されるパラメータの一例を示す図である。
【図２３】相互容量型のタッチセンサで、正常のタッチ入力センシング動作を示す図である。
【図２４】相互容量型のタッチセンサで、正常のタッチ入力センシング動作を示す図である。
【図２５】相互容量型のタッチセンサでのノイズの測定方法を示す図である。
【図２６】差動増幅器に接続されたスイッチを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は添付される図面と共に詳細に後述されている実施の形態を参照すると明確になる。本発明は、以下で開示される実施の形態に限定されるものではなく、様々な形で実現され得る。以下の実施の形態は、本発明の開示を完全ならしめ、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものである。
【００１７】
本発明の実施形態を説明するための図で開示された形状、大きさ、比率、角度、数などは例示的なものなので、本発明が、図示された事項に限定されるものではない。明細書全体にわたって同一参照符号は同一の構成要素を指す。また、本発明を説明するにおいて、関連する公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曖昧にすると判断される場合、その詳細な説明は省略する。
【００１８】
本明細書上で言及された「含む」、「有する」、「行われる」などが使用される場合、「〜だけ」が使用されない限り、他の構成要素が含まれ得る。構成要素を単数で表現する場合に特に明示的な記載事項がない限り、複数が含まれ得る。
【００１９】
構成要素を解釈するに当たり、別の明示的な記載がなくても誤差の範囲を含むものと解釈する。
【００２０】
位置関係の説明である場合には、例えば、「〜の上に」、「〜の上部に」、「〜の下部に」、「〜の隣に」など２つの部分の位置関係が説明される場合には、「すぐに」または「直接」が使用されていない限り、二つの部分の間に１つ以上の他の部分が位置することもある。
【００２１】
実施の形態の説明において、第１、第２などがさまざまな構成要素を記述するために使用されるが、これらの構成要素はこれらの用語によって制限されない。これらの用語は、ただ一つの構成要素を他の構成要素と区別するために使用されるものである。
【００２２】
特に明示がない限り、明細書全体にわたって同一参照符号は同一の構成要素を指す。
【００２３】
本発明の複数の実施の形態のそれぞれの特徴が部分的または全体的に互いに結合または組み合わせ可能であり、技術的に様々な連動及び駆動が可能であり、各実施の形態が互いに独立して実施可能し、関連の関係に一緒に実施可能することもある。
【００２４】
以下、添付された図面を参照して、本発明に係る好ましい実施の形態を詳細に説明する。明細書全体にわたって同一の参照番号は、実質的に同一の構成要素を意味する。以下の説明において、本発明と関連する公知の機能あるいは構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曖昧にすることができると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
【００２５】
本発明の表示装置は、タッチスクリーンが用意されることができる表示装置、例えば、液晶表示装置（Liquid Crystal Display、ＬＣＤ）、電界放出表示装置（Field Emission Display：ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel、ＰＤＰ）、有機発光ダイオード表示装置（Organic Light Emitting Display、ＯＬＥＤ Ｄｉｓｐｌａｙ）、電気泳動表示素子（Electrophoresis、ＥＰＤ）などの平板表示装置に実現されることができる。以下の実施の形態において、フラットパネル表示装置の一例として、液晶表示装置を説明するが、本発明の表示装置は、液晶表示装置に限定されないことに注意しなければならない。
【００２６】
本発明のタッチスクリーンは、静電容量センサに実現されることができる。静電容量センサは、自己容量型のタッチセンサまたは相互容量型のタッチセンサに分けられる。
【００２７】
相互容量型のタッチセンサは、二つの電極（Ｔｘ、Ｒｘ）の間に形成された相互容量（Ｃｍ）を含む。タッチセンサ駆動回路は、Ｔｘラインにタッチセンサ駆動信号（または刺激信号）を印加し、Ｒｘラインを介して相互容量（Ｃｍ）の電荷を受信して、タッチ入力の前後相互容量の電荷変化量に基づいて、タッチ入力をセンシングする。タッチセンサ駆動回路は、相互容量（Ｃｍ）に指や導電体が近く接近すると、相互容量（Ｃｍ）が減少されるのを検出することで、タッチ入力をセンシングする。
【００２８】
自己容量型タッチセンサは、センサ電極のそれぞれに形成される自己容量（Ｃｓ）を含む。タッチセンサ駆動回路は、自己容量（Ｃｓ）に電荷を供給し、タッチ入力前後の自己容量（Ｃｓ）の容量変化に伴う電荷の変化量をセンシングし、その電荷変化量に基づいて、タッチ入力をセンシングする。タッチセンサ駆動回路は、自己容量（Ｃｓ）に指や導電体が近く接近すると、自己容量が増加するのを検出することで、タッチ入力をセンシングする。
【００２９】
本発明は、タッチセンサ駆動信号をタッチセンサに供給して、タッチ入力をセンシングし、タッチセンサ駆動信号がタッチセンサに供給されない間、タッチセンサの第１ノイズを測定する。そして、本発明は、タッチセンサ駆動信号がタッチセンサに供給されない間に、第２ノイズを測定し、第１ノイズと第２ノイズを比較して、その比較結果に基づいて、タッチセンサのノイズを測定する駆動回路の動作周波数を調節する。
【００３０】
本発明のタッチセンサは、表示装置にインセル型（In-cell type）を用い、画素アレイに内蔵されることができるが、必ずしもこれに限定されない。本発明の表示装置は、画素アレイにタッチセンサが内蔵される場合、画素アレイとタッチセンサを時分割駆動するために、１フレーム期間を少なくとも一つのディスプレイ期間と、少なくとも一つのタッチセンサ駆動期間に時分割することができるが、これに限定されない。また、タッチセンサ電極とディスプレイのための共通電極を同時に使用する構造を採用することにより、インセル型タッチセンサと画素を同時に駆動することができる。
【００３１】
タッチセンサには、無線機などの外部高周波干渉やその他の原因により、ノイズが混入し得る。タッチセンサ駆動期間の間、タッチセンサを介してタッチ入力がセンシングされる。複数のタッチセンサ駆動期間中、少なくとも一部の期間は、ノイズ測定期間を含む。
【００３２】
本実施形態は、ノイズ測定期間の間に、二つ以上のタッチセンサを短絡させ、そのタッチセンサを介してノイズを同時に測定し、短いノイズ測定期間ですべてのタッチセンサのノイズを測定することができる。
【００３３】
以下、添付された図面を参照して、本発明に係る好ましい実施形態を詳細に説明する。明細書全体にわたって同一の参照番号は、実質的に同一の構成要素を意味する。以下の説明において、本発明と関連する公知の機能あるいは構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曖昧にすることができると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
【００３４】
図１〜図４Ｃを参照すると、本実施形態の表示装置は、表示パネル１００と、ディスプレイ駆動回路（１０２、１０４、１０６）、タッチセンサ駆動部１１０を含む。タッチスクリーン（ＴＳＰ）は、静電容量方式のタッチセンサを含む。
【００３５】
表示パネル１００には、入力映像を表示するための画素アレイを含む。この表示パネル１００には、タッチスクリーン（ＴＳＰ）を実現するタッチセンサ（Ｃｓ）が配置される。タッチセンサは、相互容量（Ｃｍ）または自己容量（Ｃｓ）の方式を用いて、タッチ入力をセンシングすることができる。
【００３６】
タッチセンサは、表示パネル１００上に接合することができる。これと他の方法でタッチセンサは、画素アレイと表示パネル１００の下部基板上に形成されて表示パネル１００にインセル（Ｉｎ−ｃｅｌｌ）型で内蔵されることができる。以下において、タッチセンサは表示パネル１００に内蔵された例を中心に説明するが、これに限定されない。図２及び図３は、表示パネル１００に内蔵された自己容量型タッチセンサを例示する。
【００３７】
表示パネル１００の画素アレイは、データライン１０１とゲートライン１０３によって定義された画素を含む。画素の各々は、カラー実現のため赤色サブ画素（Ｒ）、緑色サブ画素（Ｇ）、及び青色サブ画素（Ｂ）に分けられる。画素の各々は、白色サブ画素（Ｗ）をさらに含むことができる。画素の各々は、データライン１０１とゲートライン１０３の交差部に配置されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）、ＴＦＴを介してデータ電圧の供給を受ける画素電極１１は、タッチセンサ（Ｃｓ）の電極パターンに分割された共通電極１２、画素電極１１に接続されて液晶セル（Ｃｌｃ）の電圧を維持させるためのストレージキャパシタ（Storage Capacitor、Ｃｓｔ）などを含む。
【００３８】
表示パネル１００の画素アレイには、タッチセンサ（Ｃｓ）をタッチセンサ駆動部１１０に接続するセンサ配線１１１が配置される。
【００３９】
自己容量型のタッチセンサにおいてセンサ配線１１１は、同じ方向に沿って並べて配置される配線である。自己容量型のタッチセンサにおいてセンサ配線１１１のそれぞれは、タッチセンサ（Ｃｓ）の電極に１：１で接続することができる。
【００４０】
５２相互容量型のタッチセンサにおいて、センサ配線１１１は、ＴｘラインとＲｘラインを含むことができる。ＴｘラインとＲｘラインのそれぞれは、複数のタッチセンサ（Ｃｓ）の電極に接続することができる。
【００４１】
液晶セル（Ｃｌｃ）の液晶分子は、画素電極１１に印加されるデータ電圧と、タッチセンサ（Ｃｓ）の電極に印加される共通電圧（Ｖｃｏｍ）の電圧差で発生する電界によって駆動され入力映像のデータに基づいて、画素の透過率を調節する。
【００４２】
表示パネル１００の上部基板にはブラックマトリックス、カラーフィルタなどが形成されることができる。表示パネル１００の下部基板は、ＣＯＴ（Color filter On ＴＦＴ）やＴＯＣ（ＴＦＴ on color filter）構造で実現されることができる。この場合に、カラーフィルタは、表示パネル１００の下部基板に配置される。
【００４３】
表示パネル１００の上部基板と下部基板のそれぞれには偏光板が接着され、液晶と接する内面に液晶のプレチルト角を設定するための配向膜が形成される。表示パネル１００の上部基板と下部基板との間には、液晶層のセルゲプ（Cell gap）を実質的に維持するためのカラムスペーサが形成される。
【００４４】
表示パネル１００の背面の下には、バックライトユニットが配置されることができる。バックライトユニットはエッジ型（edge type）または直下型（Direct type）バックライトユニットに実現されて表示パネル１００に光を照射する。
【００４５】
表示パネル１００は、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＶＡ（Vertical Alignment）モードでは、ＩＰＳ（In Plane Switching）モード、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードなど公知のどのような液晶モードでも実現することができる。有機発光ダイオード表示装置のような自発光表示装置でバックライトユニットは、省略することができる。
【００４６】
タッチセンサ（Ｃｓ）が画素アレイに内蔵される場合、図４Ａ〜図４Ｃに示すように、１フレーム期間は、画素を駆動するための１つ以上のディスプレイ期間（ＴＤ）と、タッチセンサ（Ｃｓ）を駆動するための１つ以上のタッチセンサ駆動期間（ＴＴ）に時分割駆動される。タッチセンサ（Ｃｓ）は、ディスプレイ期間（ＴＤ）の間に共通電圧（Ｖｃｏｍ）を画素に供給し、タッチセンサ駆動期間（ＴＴ）の間に、タッチ入力をセンシングする。タッチセンサ駆動期間（ＴＴ）は、タッチ入力をセンシングするタッチ入力センシング期間（ＴＴ１）と、タッチセンサのノイズを測定するためのノイズ測定期間（ＴＴ２）に分けられる。
【００４７】
ディスプレイ駆動回路（１０２、１０４、１０６）は、入力映像のデータを表示パネルの画素に記入する。ディスプレイ駆動回路（１０２、１０４、１０６）は、データ駆動部１０２、ゲート駆動部１０４、及びタイミングコントローラ１０６を含む。
【００４８】
データ駆動部１０２は、タイミングコントローラ１０６から受信される入力映像のデジタルビデオデータ（ＤＡＴＡ）をアナログ正極性／負極性ガンマ補償電圧に変換して、データ電圧を出力する。データ駆動部１０２から出力されたデータ電圧は、データライン１０１を介して画素に供給される。
【００４９】
ゲート駆動部１０４は、データ電圧に同期されるゲートパルス（またはスキャンパルス）をゲートライン１０３に順次供給して、データ電圧が書き込まれる表示パネル１００のラインを選択する。ゲートパルスはゲートハイ電圧（Gate High Voltage、ＶＧＨ）とゲートロー電圧（Ｇate Low Voltage、ＶＧＬ）の間でスイングする。ゲートハイ電圧（ＶＧＨ）は、ＴＦＴのしきい値電圧より高い電圧に設定されるのに対し、ゲートロー電圧（ＶＧＨ）は、ＴＦＴのしきい値電圧より低い電圧に設定される。画素アレイのＴＦＴのそれぞれは、自分のゲートにゲートハイ電圧（ＶＧＨ）が印加されると、ターン−オン（turn-on）されて、データライン１０１からのデータ電圧を画素電極１１に供給する。
【００５０】
タイミングコントローラ１０６は、ホストシステム１０８から受信される入力映像のデータ（ＲＧＢ）をデータ駆動部１０２に伝送する。タイミングコントローラ１０６は、公知のアルゴリズムを用いて、毎画素ごとにＲＧＢデータから白色データ（Ｗ）を生成することができる。
【００５１】
タイミングコントローラ１０６は、入力映像のデータ（ＲＧＢ）と同期されて、ホストシステム１０８から受信される垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、データイネーブル信号（Data Enable、ＤＥ）、メインクロック（ＭＣＬＫ）などのタイミング信号を用いて、データ駆動部１０２、ゲート駆動部１０４及びタッチセンサ駆動部１１０の動作タイミングを制御する。図１において、ＳＤＣは、データ駆動部１０２の動作タイミングを制御するためのデータのタイミング信号である。ＧＤＣは、ゲート駆動部１０４の動作タイミングを制御するためのゲートタイミング信号である。タイミングコントローラ１０６は、入力タイミング信号を用いて、ディスプレイ期間（ＴＤ）とタッチセンサ駆動期間（ＴＴ）を定義するためのタッチ同期信号（図１６及び図１７、ＴＳＹＮＣ）を発生し、パネル駆動部（１０２、１０４）とタッチセンサ駆動部１１０を同期することができる。
【００５２】
ホストシステム１０８は、テレビシステム、セットトップボックス、ナビゲーションシステム、ＤＶＤプレーヤー、ブルーレイプレーヤー、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ホームシアターシステム、携帯電話システム（Phone system）の内、いずれか１つにおいて実現されることができる。ホストシステム１０８は、スケーラー（scaler）を内蔵したＳｏＣ（System on chip）を含みから入力映像のデジタルビデオデータを表示パネル１００の解像度に適したフォーマットに変換する。ホストシステム１０８は、入力映像のデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）と一緒にタイミング信号（Ｖｓｙｎｃ、Ｈｓｙｎｃ、ＤＥ、ＭＣＬＫ）をタイミングコントローラ１０６に伝送する。また、ホストシステム１０８は、タッチセンサ駆動部１１０から受信されるタッチ入力の座標情報（ＸＹ）と連携したアプリケーションを実行する。
【００５３】
タッチセンサ駆動部１１０は、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）の間、タッチ入力前後のタッチセンサ（Ｃｓ）の電荷変化量をデジタルデータに変換して、タッチでデータ（Touch raw data、以下、「タッチデータ」と称する）を発生する。タッチセンサ駆動部１１０は、公知のタッチセンシングアルゴリズムを実行して、タッチ入力のそれぞれについて、座標値を算出する。タッチセンシングアルゴリズムは、タッチデータを予め設定されたしきい値と比較して、タッチ入力を判定し、タッチ入力のそれぞれに識別コードと座標情報（ＸＹ）を付加して、ホストシステム１０８に伝送する。
【００５４】
タッチセンサ駆動部１１０は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間にタッチセンサの駆動周波数を変更しながら、タッチセンサのノイズを測定する。タッチセンサ駆動部１１０は、ノイズが小さい周波数を選択して、その周波数でのタッチ入力センシング期間（ＴＴ１）で発生されるタッチセンサ駆動信号を発生する。
【００５５】
タッチセンサ駆動部１１０は、複数のマルチプレクサ（Multiplexer、ＭＵＸ）１１２、複数のセンシング部１１３、タッチセンサ制御部１１４などを含む。
【００５６】
マルチプレクサ１１２は、タッチセンサ（Ｃｓ）に接続されたセンサ配線１１１を選択する。マルチプレクサ１１２のそれぞれは、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）の間、タッチセンサ制御部１１４の制御下にＭＵＸチャネルを介し、センサ配線１１１をセンシング部１１３の入力端子に順次接続することにより、タッチセンサ駆動部１１０の受信チャンネル数を減らす。マルチプレクサ１１２は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間、複数のＭＵＸチャンネルをセンシング部１１３の入力端子に同時に接続する。ＭＵＸチャンネルはマルチプレクサ１１２のそれぞれのセンサ配線１１１とセンシング部１１３との間の電流パス（current path）を意味する。
【００５７】
センシング部１１３は、第１期間中に第１周波数で駆動され、パラメータで定義される増幅ゲインでタッチセンサ信号を増幅するアナログ増幅、アナログ増幅信号を積分するアナログ積分、アナログ積分信号をデジタルデータに変換するデジタル変換、及び前記デジタルデータを積分するデジタル積分を行う。センシング部１１３は、第２期間の間に第１周波数を含む、様々な周波数で駆動されて、タッチセンサ信号に対してアナログ増幅、アナログ積分、デジタル変換、及びデジタル積分を行う。第２期間中にセンシング部１１３に同時に接続されるマルチプレクサ１１２のチャンネル数（ＭＵＸチャンネル数）が第１期間中センシング部１１３に同時に接続されるマルチプレクサのチャネルの数より多い。増幅ゲイン、アナログ積分回数及びデジタル積分回数の内、いずれか１つ以上が第１期間と前記第２期間で異なるように制御される。第１期間は、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）であり、第２期間は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）である。
【００５８】
第２期間の増幅ゲインが第１期間の増幅ゲインより低く制御することができる。第２期間のアナログ積分回数が第１期間のアナログ積分回数より少なく制御することができる。第２期間のデジタル積分回数が第１期間のデジタル積分回数より多く制御することができる。センシング部１１３の設計方法に応じて、第２期間のセンシング部を制御する方法が異なることがあります。
【００５９】
センシング部１１３のそれぞれは、マルチプレクサ１１２を介して接続されたセンサ配線１１１を介してタッチセンサ（Ｃｓ）の電荷量を受信する。タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）の間、センシング部１１３に同時に接続されるＭＵＸチャンネル数に比べてノイズ測定期間（ＴＴ２）の間に、センシング部１１３に同時に接続されるＭＵＸチャンネル数が多い。これにより、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）とノイズ測定期間（ＴＴ２）の間に同一条件でセンシング部１１３を駆動すると、ノイズ測定期間（ＴＴ２）で積分器の出力電圧が飽和（saturation）されて、ノイズ測定範囲が低くなる。このような問題を防止するために、本発明は、センシング部１１３の動作特性を制御するためのパラメータ（parameter）をタッチ入力センシング期間（ＴＴ１）とノイズ測定期間（ＴＴ２）を異なるように設定することができる。
【００６０】
図６を参照すると、センシング部１１３は、マルチプレクサ１１２の出力端に接続された可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）、可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）の出力端に接続されたアナログ積分器（ＩＮＴ）、アナログ積分器（ＩＮＴ）の出力端に接続されたアナログ−デジタル変換器１１７（Analog to digital converter、以下「ＡＤＣ」と称する）、ＡＤＣ１１７の出力端に接続されたデジタル積分器１１５などを含む。センシング部１１３は、可変ゲイン増幅器を介してマルチプレクサ１１２を介して受信されたタッチセンサの電荷量を増幅して、アナログ積分器で、その電荷量を積分する。そしてセンシング部１１３は、アナログ積分器の出力電圧をＡＤＣ１１７に供給する。ＡＤＣは、アナログ積分器から受信された電圧をデジタル値に変換し、デジタル積分器を用いて、ＡＤＣから受信されたデジタルデータを予め設定された回数だけ累積して、タッチデータを出力する。
【００６１】
可変ゲイン増幅器のゲイン（gain）、アナログ積分器の積分回数、デジタル積分器の積分回数は、予め設定されたパラメータによって定義される。このようなパラメータの値は、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）とノイズ測定期間（ＴＴ２）のそれぞれに独立して設定される。したがって、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）とノイズ測定期間（ＴＴ２）で可変ゲイン増幅器のゲイン、アナログ積分器の積分回数、デジタル積分器の積分回数などが異なるように設定されることができる。
【００６２】
ノイズ測定期間（ＴＴ２）は、センシング部１１３のそれぞれでセンシング部に接続されるＭＵＸチャンネル数が多くなる。その結果、センシング部１１３のそれぞれに受信されるタッチセンサ（Ｃｓ）の電荷量が多くなって、タッチセンサ（Ｃｓ）の電荷量が小さくても積分器の電圧が飽和して、ノイズを正確に測定することが難しくなる。例えば、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）とノイズ測定期間（ＴＴ２）のそれぞれで同じ増幅器ゲインと同じアナログ積分回数で積分器に蓄積するとき、ノイズ測定期間（ＴＴ２）にノイズが上昇しても、アナログ積分器の出力電圧が飽和されてＡＤＣから出力されたデジタルデータの値が飽和することができる。
【００６３】
本発明は、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）に比べて、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の可変ゲイン増幅器のゲインを下げるか、アナログ積分器の積分回数を下げてノイズ測定範囲を広げる。また、本発明は、二つの方法を一緒に適用して、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の可変ゲイン増幅器のゲインを下げ、アナログ積分器の積分回数を下げてノイズ測定範囲を広げることができる。ここで、本発明は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）のアナログ積分器の積分回数を下げる一方で、デジタル積分回数を増加させて、デジタルデータの値を大きくすることができる。
【００６４】
タッチセンサ制御部１１４は、タッチ入力を判定するために、タッチセンシングアルゴリズムを実行する。タッチセンシングアルゴリズムは、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）の間、ＡＤＣ１１７から受信されたタッチデータを予め設定されたしきい値と比較して、その比較結果に基づいて、タッチ入力位置を判定し、タッチ入力のそれぞれの識別コードと座標情報（ＸＹ）を出力する。
【００６５】
タッチセンサ制御部１１４は、予め設定されたパラメータを用いて、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）とノイズ測定期間（ＴＴ２）にセンシング部１１３の駆動条件を異なるように制御する。タッチセンサ制御部１１４は、センシング部１１３を制御して、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間に予め設定された動作方法に基づいて、タッチセンサ駆動周波数を変更する。
【００６６】
タッチセンサ駆動周波数はセンシング部１１３の動作周波数またはタッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）の周波数である。タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）は、タッチセンサ（Ｃｓ）の電荷を供給する。センシング部１１３の動作周波数は、図６で可変ゲイン積分器（ＰＲＥＡＭＰ）とアナログ積分器（ＩＮＴ）の駆動周波数である。センシング部１１３の動作周波数は、可変ゲイン積分器（ＰＲＥＡＭＰ）とアナログ積分器（ＩＮＴ）からスイッチ素子（ＳＷＲＰ、ＳＷＲＩ  ＳＷ１〜ＳＷ４）の周波数に調整することができる。このスイッチ素子（ＳＷＲＰ、ＳＷＲＩ  ＳＷ１〜ＳＷ４）は、同じ周波数で互いに同期されてｏｎ／ｏｆｆされる。以下のタッチセンサのノイズ測定方法で説明されるタッチセンサ駆動周波数は、スイッチ素子（ＳＷＲＰ、ＳＷＲＩ  ＳＷ１〜ＳＷ４）の動作周波数を意味する。
【００６７】
タッチセンサ制御部１１４は、マイクロコントロールユニット（Micro Control Unit、以下「ＭＣＵ」と称する）に実現されることができる。タッチセンサ制御部１１４は、予め設定されたパラメータに基づいて、図６のゲイン調整部１１６を制御して、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）とノイズ測定期間（ＴＴ２）で可変ゲイン積分器（ＰＲＥＡＭＰ）のゲインを調整する。そしてタッチセンサ制御部１１４は、予め設定されたパラメータに基づいて、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）とノイズ測定期間（ＴＴ２）でデジタル積分器の積分回数を調整する。
【００６８】
図４Ａ〜図４Ｃは、ディスプレイ期間（ＴＤ）とタッチセンサ駆動期間（ＴＴ）を示す図である。図５は、ディスプレイ期間（ＴＤ）とタッチセンサ駆動期間（ＴＴ）の間、画素アレイの信号配線に印加される信号を示す波形図である。図５において、Ｓ１及びＳ２は、データライン１０１であり、Ｇ１及びＧ２はゲートライン１０３である。
【００６９】
図４Ａ〜図５を参照すると、ディスプレイ駆動回路（１０２、１０４、１０６）は、ディスプレイ期間（ＴＤ）の間に入力映像のデータを表示パネルの画素に記入する。タッチセンサ駆動部１１０は、タッチ同期信号（ＴＳＹＮＣ）に応答して、ディスプレイ期間（ＴＤ）の間に、タッチ入力をセンシングしない。ディスプレイ駆動回路（１０２、１０４、１０６）は、タッチセンサ駆動期間（ＴＴ）の間の画素に充電されたデータ電圧（Ｖｄａｔａ）を維持させる。
【００７０】
データ駆動部１０２は、タイミングコントローラ１０６の制御下にタッチセンサ駆動期間（ＴＴ）の間のデータライン１０１にタッチセンサ駆動信号と同位上の交流信号（ＬＦＤ）を供給することができる。交流信号（ＬＦＤ）の電圧は、タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）の電圧と同じ電圧に設定されることができる。このような交流信号（ＬＦＤ）により現在駆動されるセンサ配線１１１とデータライン１０１との間の電圧差を最小化して、それらの間の寄生容量を低減することができる。他の実施の形態において、データ駆動部１０２は、タイミングコントローラ１０６の制御下にタッチセンサ駆動期間（ＴＴ）の間に、自分の出力チャネルとデータライン１０１との間の電流パスを遮断して、出力チャンネルをハイ・インピーダンス（high impedence）状態に維持することができる。
【００７１】
ゲート駆動部１０４は、タイミングコントローラ１０６の制御下にタッチセンサ駆動期間（ＴＴ）の間にゲートライン１０３にタッチセンサ駆動信号と同位上の交流信号（ＬＦＤ）を供給することができる。交流信号（ＬＦＤ）の電圧は、タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）に対して同じ位相を有する同じ電圧または類似の電圧に設定されることができる。このような交流信号（ＬＦＤ）により現在駆動されるセンサ配線１１１とゲートライン１０３との間の電圧差を最小化して寄生容量を低減することができる。
【００７２】
ゲートライン１０３に印加される交流信号（ＬＦＤ）は、タッチセンサ駆動期間（ＴＴ）に画素のＴＦＴがオフの状態を維持しなければならないのでタッチセンサ駆動信号よりも低い電圧レベルに設定されることができる。例えば、タッチセンサ駆動信号が２Ｖから８Ｖの電圧を有するパルス信号であれば、ゲートラインに印加される交流信号（ＬＦＤ）は−１０から−４Ｖの大きさを有するパルス信号であることができる。ゲートライン１０３に印加される交流信号は、タッチセンサ駆動信号より低い電圧レベルであるが、タッチセンサ駆動信号と同じ位相であり、同じ電圧のスイング幅を有する。
【００７３】
他の実施の形態において、ゲート駆動部１０４は、タイミングコントローラ１０６の制御下にタッチセンサ駆動期間（ＴＴ）の間に、自分の出力チャンネルとゲートライン１０３との間の電流パスを遮断して、その出力チャンネルをハイ・インピーダンス状態に維持することができる。
【００７４】
マルチプレクサ１１２を介してセンシング部１１３に接続されたＭＵＸチャネルのセンサ配線１１１にタッチセンサ駆動（ＶＭＯＤ）が印加され、センシング部１１３に接続されないセンサ配線１１１に交流信号（ＬＦＤ）が印加されることができる。このような交流信号（ＬＦＤ）により現在駆動される隣接したセンサ配線１１１との間の寄生容量を低減することができる。
【００７５】
タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）はハイ電圧（ＶＲＥＦＨ）とロー電圧（ＶＲＥＦＬ）の間でスイングすることができる。タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）は表示パネル１００の設計仕様に応じて適宜設定される。タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）はＶＣＣ、ＶＤＤ、共通電圧、データ駆動電圧とゲート電圧等の表示パネル１００の駆動に必要な電圧を考慮して、適切な電圧に発生される。
【００７６】
タッチセンサ駆動部１１０は、ディスプレイ期間（ＴＤ）の間の画素の共通電圧（Ｖｃｏｍ）をセンサ配線１１１を介してタッチセンサ（Ｃｓ）の電極に供給する。タッチセンサ駆動部１１０は、タッチセンサ駆動期間（ＴＴ）のタッチ入力センシング期間（ＴＴ１）の間、タッチ入力をセンシングする。マルチプレクサ１１２は、タッチセンサ制御部１１４の制御下にセンシング部１１３に接続されるタッチセンサ（Ｃｓ）をＭＵＸチャンネルごとに選択する。センシング部１１３は、マルチプレクサ１１２を介してタッチセンサ（Ｃｓ）と順次接続されてタッチセンサのそれぞれでタッチ入力前後の電荷変化量をセンシングする。図３及び図４Ａにおいて数１〜１０は、マルチプレクサ１１２のＭＵＸチャンネル別に接続されるタッチセンサ（Ｃｓ）を示します。マルチプレクサ１１２が１０：１マルチプレクサである場合に、マルチプレクサ１１２のそれぞれは、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）の間、第１ＭＵＸチャンネル（ＣＨ１）と第１センサ配線１１１を介して、第１グループのタッチセンサ１をセンシング部１１３に接続した後、第２ＭＵＸチャンネル（ＣＨ２）と第２センサ配線１１１を介して第２グループのタッチセンサ２をセンシング部１１３に接続する。このような方法で、マルチプレクサ１１２のそれぞれは、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）の間の第２ＭＵＸチャンネル（ＣＨ２）に続いて、第３〜第１０ＭＵＸチャンネル（ＣＨ３〜ＣＨ１０）を順次センシング部１１３に接続して、第３〜第１０グループのタッチセンサ（３〜１０）をセンシング部１１３に接続する。
【００７７】
タッチセンサ駆動部１１０は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間に、外部からのタッチセンサ（Ｃｓ）に流入されたノイズを測定し、ノイズレベルに応じて、タッチセンサ駆動周波数を変更する。マルチプレクサ１１２のそれぞれは、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間に２つ以上のＭＵＸチャネル（ＣＨ１〜ＣＨ１０）と複数のセンサ配線１１１を介して複数グループのタッチセンサ（１−１０）を同時にセンシング部１１３に接続する。
【００７８】
タッチセンサ駆動部１１０は、タッチ入力をセンシングするＭＵＸチャンネル以外の他のＭＵＸチャネルを介し、センサ配線１１１にＬＦＤ信号を供給することができる。ＬＦＤ信号は、センサ配線１１１との間の寄生容量を最小化にする。
【００７９】
タッチセンサ駆動部１１０は、タッチ入力の座標を予め設定されたタッチレポートレート（Touch Report rate）で発生する。タッチセンサ駆動部１１０は、タッチレポートレートと同じ周波数のレポートレート（Report rate）でタッチセンサのノイズ測定値を出力することができるが、これに限定されない。
【００８０】
タッチセンサ駆動期間（ＴＴ）の間に表示パネル１００の寄生容量を減らすために、前述したように、データライン１０１、ゲートライン１０３、センサ配線１１１などに交流信号（ＬＦＤ）が印加することができる。この交流信号（ＬＦＤ）は、タッチセンサ駆動信号の位相、電圧と同じ信号で発生され得るが、これに限定されない。たとえば、タッチ入力センシング期間（ＴＴ）の間に表示パネル１００の寄生容量を低減する効果を得ることができ、タッチセンサ駆動信号と類似である信号であれば、どのような形の交流信号（ＬＦＤ）を用いても良い。交流信号（ＬＦＤ）を表示パネル１００の配線（１０１、１０３、１１１）に印加すると、表示パネル１００の負荷とＲＣ遅延等により表示パネル１００の位置に基づいて信号遅延量が変わって表示パネル１００で測定された交流信号の遅延、振幅（電圧の大きさ）などが異なる場合があります。表示パネル１００の負荷およびＲＣ遅延を考慮して、交流信号（ＬＦＤ）は表示パネル１００の位置に応じて様々な波形、電圧で適切に設定することができる。
【００８１】
ノイズ測定期間（ＴＴ２）は、タッチセンサ駆動期間（ＴＴ）内で図４Ａに示すように、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）の後ろに配置されたり、図４Ｂに示すように、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）の前に割り当てることができる。ノイズ測定期間（ＴＴ２）は、図４Ｃのように、タッチセンサ駆動期間（ＴＴ）内でタッチ入力センシング期間（ＴＴ１）の前後に分かれて割り当てることができる。ノイズ測定期間（ＴＴ２）は、複数の期間（Ａ〜Ｂ）に分割しても良い。
【００８２】
Ａ期間、Ｂ期間、Ｃ期間、Ｄ期間のそれぞれに同じ周波数でタッチセンサ駆動周波数が設定されることができる。これとは異なり、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ期間に互いに異なる周波数でのタッチセンサ駆動周波数を設定される。タッチセンサ駆動部１１０は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）にタッチセンサのノイズを測定し、互いに異なる周波数で測定されたノイズの内から相対的にノイズが最小である周波数でタッチセンサ駆動周波数を変更する。タッチセンサ駆動部１１０は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）内でタッチセンサ駆動周波数を変更することができる。
【００８３】
図６〜図８は、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）でタッチセンサ駆動部１１０の動作を示す図である。
【００８４】
図６は、センシング部１１３の回路構成とタッチ入力センシング期間の動作を示す回路図である。図６の例においては、センシング部１１３が第１チャンネル（ＣＨ１）に接続されたタッチセンサ（Ｃｓ）を介してタッチ入力をセンシングする動作を示してくれる。このとき、第１ＭＵＸチャンネル（ＣＨ１）以外の他のＭＵＸチャネル（ＣＨ２〜ＣＨ１０）に接続されたセンサ配線１１１にタッチセンサ駆動信号と同じ位相の交流信号（ＬＦＤ）が供給される。タッチ入力をセンシングするとき、マルチプレクサ１１２は、ＭＵＸチャンネルをセンシング部１１３に順次接続する。図７は、図６に示された積分器の動作を示す波形図である。図８は、図６に示された電荷消去部の動作を示す波形図である。センシング部１１３の回路構成は、図６に限定されない。図６において、ＴＳＰはタッチセンサで構成されたタッチスクリーンを意味する。タッチＩＣは、タッチセンサ駆動部１１０が集積されたＩＣ（Ｉntegrated Circuit）を意味する。
【００８５】
タッチセンサ駆動部１１０のアナログ回路は、可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）とアナログ積分器（ＩＮＴ）を含む。アナログ積分器（ＩＮＴ）の出力端にはＡＤＣ１１７が接続される。
【００８６】
可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）は、タッチセンサに接続されたセンサ配線１１１上の信号を増幅する。可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）は、タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）の立上り期間に電荷量を増幅することができる。タッチセンサ制御部１１４は、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）にタッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）を可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）の非反転入力端子（＋）に供給し、ノイズ測定期間（ＴＴ２）に所定の直流基準電圧（ＶＲＥＦＬ）を可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）の非反転入力端子（＋）に供給する。
【００８７】
可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）はゲイン調整部１１６によって、そのゲインが調整される。ゲイン調整部１１６は、デジタルゲインデータを可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）に供給して可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）のゲインを調整する。タッチセンサ制御部１１４の制御によるタッチ入力センシング期間（ＴＴ１）の間、可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）のゲインをノイズ測定期間（ＴＴ２）より高く設定する。タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）の間、センシング部１１３に同時に接続されるＭＵＸチャンネルの数少ないため、ＭＵＸチャンネルを介して受信された電荷量が少ない。したがって、可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）に比べて、さらに高いゲインでタッチ入力センシング期間（ＴＴ１）の間に受信されるタッチセンサ信号を増幅する。
【００８８】
可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）の入力端子に電荷消去部（ＡＣＲ）が接続され得る。電荷消去部（ＡＣＲ）は、タッチセンサ信号の変化幅を適切に減らす。この電荷消去部（ＡＣＲ）は省略することができる。
【００８９】
タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）は、自己容量型タッチセンサ（Ｃｓ）の場合に、図６のように可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）の基準電圧端子、すなわち、非反転入力端子（＋）に印加される。図２３〜図２６のような相互容量型タッチセンサ（Ｃｍ）の場合、タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）はＴｘラインに直接印加される。
【００９０】
可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）は、第１増幅器（ＯＰＰ）、フィードバックキャパシタ（ＣＦＢＰ）、及びリセットスイッチ（ＳＷＲＰ）を含む。第１増幅器（ＯＰＰ）は、図６のようにシングルエンド増幅器（Single-ended Amplifier）であり得る。
【００９１】
第１増幅器（ＯＰＰ）の反転入力端子（−）と出力端子との間にフィードバックキャパシタ（ＣＦＢＰ）とリセットスイッチ（ＳＷＲＰ）が並列に接続される。第１増幅器（ＯＰＰ）の非反転入力端子（＋）に基準電圧（ＶＲＥＦＰ）としてタッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）が供給される。第１増幅器（ＯＰＰ）のゲイン制御端子は、ゲイン調整部１１６の出力端子に接続される。
【００９２】
タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）はＶＲＥＦＨとＶＲＥＦＬの間でスイングする。タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）によりタッチセンサ（Ｃｓ）に電荷が供給されるので、タッチ入力の前後タッチセンサの電荷量を知ることができる。電荷消去部が動作しないとき可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）の出力電圧（ＶＯＵＴＰ）は、以下の数１で示される。
【００９３】
【数１】
2018005916.tif 000003
ここで、ＣＦＩＮは、指または伝導体とタッチセンサとの間の容量である。
【００９４】
アナログ積分器（ＩＮＴ）は、可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）の出力電圧（ＶＯＵＴＰ）とアナログ積分器（ＩＮＴ）の基準電圧（ＶＲＥＦＩ）との差を、自己のゲインα＝Ｃｓ／ＣＦＢＩで増幅して駆動信号の印加回数だけサンプリングされた電圧をキャパシタ（ＣＦＢＩ）に蓄積して積分する。ここで、Ｃｓは、サンプリングキャパシタの容量であり、ＣＦＢＩはアナログ積分器（ＩＮＴ）のフィードバックキャパシタ容量である。
【００９５】
アナログ積分器（ＩＮＴ）において、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）の積分回数は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）よりおおく制御される。タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）の周波数は、タッチセンサ制御部１１４によって調節することができる。
【００９６】
図６に示されたアナログ積分器（ＩＮＴ）は、ＤＩ（Delta Integration）とＤＳ（Double sampling）に可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）の出力電圧（ＶＯＵＴＰ）を累積する。ＤＩは、タッチデータと非タッチデータの差だけ積分する手法である。ＤＳはタッチセンサに印加される駆動信号の立がり立上り（rising）期間と立下がり（falling）期間で可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）の出力電圧（ＶＯＵＴＰ）をサンプリングする。本発明のアナログ積分器（ＩＮＴ）は、ＤＳによって回路面積が増加しないようにシングルエンド増幅器を用いて、ＤＳを実現することができる。
【００９７】
アナログ積分器（ＩＮＴ）は、第１サンプリング回路（ＳＣＣ１）、第２サンプリング回路（ＳＣＣ２）、積分キャパシタ（ＣＦＢＩ）、第２増幅器（ＯＰＩ）などを含む。
【００９８】
第２増幅器（ＯＰＩ）の反転入力端子（−）には、第１及び第２サンプリング回路（ＳＣＣ１、ＳＣＣ２）が接続される。第２増幅器（ＯＰＩ）の反転入力端子（−）と出力端子との間には、リセットスイッチ（ＳＷＲＩ）とフィードバックキャパシタ（ＣＦＢＰ）が接続される。第２増幅器（ＯＰＩ）の非反転入力端子（＋）には基準電圧（ＶＲＥＦＩ）が供給される。
【００９９】
第１及び第２のサンプリング回路（ＳＣＣ１、ＳＣＣ２）の基準電圧（ＶＲＥＦＩＨ、ＶＲＥＦＩＬ）は、非タッチ（Ｎｏ Ｔｏｕｃｈ）入力状態のときの可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）の出力電圧（ＶＯＵＴＰ）のような電圧に設定される。第１及び第２サンプリング回路（ＳＣＣ１、ＳＣＣ２）の基準電圧（ＶＲＥＦＩ）は、第２増幅器（ＯＰＩ）の基準電圧（ＶＲＥＦＩ）と同じである。したがって、アナログ積分器（ＩＮＴ）は、タッチ入力時の電圧と非タッチ状態の電圧との間の差だけ積分する。その結果、積分キャパシタ（ＣＦＢＩ）の容量を増やすことなく、アナログ積分器（ＩＮＴ）の積分回数が増加することができる。
【０１００】
第１サンプリング回路（ＳＣＣ１）は、タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）の立上り期間にＶＯＵＴＰをサンプリングする。第１サンプリング回路（ＳＣＣ１）は、第１ａスイッチ（ＳＷ１１）、第１ｂスイッチ（ＳＷ１２）、第２ａスイッチ（ＳＷ２１）、第２ｂスイッチ（ＳＷ２２）、及び第１サンプリングキャパシタ（ＣＳ１）を含む。第１ａ及び第１ｂスイッチ（ＳＷ１１、ＳＷ１２）は、図７に示された第１スイッチ制御信号（ＳＷ１）に応答してオン／オフされる。第２ａ及び第２ｂスイッチ（ＳＷ２１、ＳＷ２２）は、第２スイッチ制御信号（ＳＷ２）に応答してオン／オフされる。図７に示されたスイッチ制御信号（ＳＷＲＰ、ＳＷＲＩ、ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４）は、タッチセンサ制御部１１４で発生することができる。
【０１０１】
第１ａ及び第１ｂスイッチ（ＳＷ１１、ＳＷ１２）は、タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）の立上り期間以前に同時にターン−オン（turn-on）されてＶＯＵＴＰを第１サンプリングキャパシタ（ＣＳ１）に供給して立上り期間でタッチセンサ（Ｃｓ）の電荷量をサンプリングする。第２ａ及び第２ｂスイッチ（ＳＷ２１、ＳＷ２２）は、タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）の立上り期間内で第１ａ及び第１ｂスイッチ（ＳＷ１１、ＳＷ１２）がターン−オフされた後、ターン−オンされる。第２ａ及び第２ｂスイッチ（ＳＷ２１、ＳＷ２２）は、タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）の立上り期間内でＶＯＵＴＰを第２増幅器（ＯＰＩ）のフィードバックキャパシタ（ＣＦＢＩ）に供給する。
【０１０２】
タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）の立上り期間にサンプリングされた電圧は、ＶＯＵＴＰ−ＶＲＥＦＩＨある。ＶＯＵＴＰが非タッチである状態で可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）の出力電圧Ｖ１であり、ＶＲＥＦＩＨをＶ１で設定すると、ＶＯＵＴＰ−ＶＲＥＦＩＨ＝Ｖ１−Ｖ１＝０である。タッチ入力が発生した場合、ＶＯＵＴＰがＶＲＥＦＩＨより大きくなる。
【０１０３】
第２サンプリング回路（ＳＣＣ２）は、タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）の立下り期間にＶＯＵＴＰをサンプリングする。第２サンプリング回路（ＳＣＣ２）は、第３ａスイッチ（ＳＷ３１）、第３ｂスイッチ（ＳＷ３２）、第４ａスイッチ（ＳＷ４１）、第４ｂスイッチ（ＳＷ４２）、及び第２サンプリングキャパシタ（ＣＳ２）を含む。第３ａ及び第３ｂスイッチ（ＳＷ３１、ＳＷ３２）は、図７に図示された第３スイッチ制御信号（ＳＷ３）に応答してオン／オフされる。第４ａ及び第４ｂスイッチ（ＳＷ４１、ＳＷ４２）は、第４スイッチ制御信号（ＳＷ４）に応答してオン／オフされる。第３ａ及び第３ｂスイッチ（ＳＷ３１、ＳＷ３２）は、タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）の立上り期間の前にターン−オンされ、第２サンプリングキャパシタ（ＣＳ２）の電圧をＶＲＥＦＩＬ−ＶＲＥＦＩに初期化する。第４ａ及び第４ｂスイッチ（ＳＷ４１、ＳＷ４２）は、タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）の立下り期間の前にターン−オンされてＶＯＵＴＰを第２サンプリングキャパシタ（ＣＳ２）を介してフィードバックキャパシタ（ＣＦＢＩ）に供給する。タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）の立下がり期間にサンプリングされた電圧は、ＶＲＥＦＩＬ−ＶＯＵＴＰある。ＶＯＵＴＰが非タッチのときに可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）の出力電圧Ｖ２であり基準電圧（ＶＲＥＦ２）がＶ２で設定されるとＶＲＥＦＩ２−ＶＯＵＴＰ＝Ｖ２−Ｖ２＝０である。タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）の立下がり期間でタッチ入力が発生した場合、ＶＯＵＴＰは負極性の電圧であるため、ＶＲＥＦＩＬよりさらに低くなる。
【０１０４】
本発明は、アナログ積分器（ＩＮＴ）を、図６のように構成して、アナログ積分器（ＩＮＴ）でタッチ電圧と非タッチ電圧の差だけ積分し、第１サンプリング回路（ＳＣＣ１）と第２サンプリング回路（ＳＣＣ２）が交互に、入力電圧をサンプリングすることにより、第２増幅器（ＯＰＩ）でダブルサンプリングを実現することができる。本発明のアナログ積分器（ＩＮＴ）は、図６のような回路に限定されない。例えば、本発明の積分器は、タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）の立上り期間と立下がり期間にのみ入力電圧を蓄積するさらに簡単な回路で実現することができる。
【０１０５】
大画面表示パネルのようにタッチセンサの容量値が大きければ、可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）の出力電圧（ＶＯＵＴＰ）が大きくなり、これにより、ＶＯＵＴＰがタッチＩＣの規格で定義された許容範囲を超えて飽和（saturation）することができる。この場合、タッチ入力と非タッチ状態でＶＯＵＴＰが同じかほぼ類似するので、タッチ入力を判定するのは容易ではない。電荷消去部（ＡＣＲ）は、タッチセンサの電荷量を適切に調節するために適用することができる。
【０１０６】
電荷消去部（ＡＣＲ）は、１つ以上のキャパシタ（ＣＣ、ＣＦ）、第１及び第２スイッチ（ＳＷＡ、ＳＷＢ）を含む。
【０１０７】
キャパシタ（ＣＣ、ＣＦ）の一側電極は、第１スイッチ（ＳＷＡ）を介して第１増幅器（ＯＰＰ）の反転入力端子（−）に接続される。また、キャパシタ（ＣＣ、ＣＦ）の一側電極は、第２スイッチ（ＳＷＢ）を介して第１増幅器（ＯＰＰ）の非反転入力端子（＋）に接続される。キャパシタ（ＣＣ、ＣＦ）の他側電極にタッチ入力センシング期間（ＴＴ１）の間の電荷消去用パルス信号（ＶＣＲ＿Ｃ、ＶＣＲ＿Ｆ）が供給される。図８でＶＣＲは、図６に示されたＶＣＲ＿Ｃ、ＶＣＲ＿Ｆを示す。
【０１０８】
第１及び第２スイッチ（ＳＷＡ、ＳＷＢ）は、図８のようにタッチセンサ制御部１１４の制御下に交互にターン−オン（turn-on）されて、互いに逆のスイッチングされる。つまり、第１及び第２スイッチ（ＳＷＡ、ＳＷＢ）は、互いに逆位相のスイッチ制御信号に応答していずれか１つのスイッチがターン−オン（turn-on）されるとき、他のスイッチがターン−オフ（turn-off）される。
【０１０９】
電荷消去用パルス信号（ＶＣＲ＿Ｃ、ＶＣＲ＿Ｆ）の立下がりエッジ（falling edge）より先のタイミングで、第１スイッチ（ＳＷＡ）がターン−オンされるとともに、第２スイッチ（ＳＷＢ）は、ターン−オフされる。第１スイッチ（ＳＷＡ）のオン（on）状態で電荷消去用パルス信号（ＶＣＲ＿Ｃ、ＶＣＲ＿Ｆ）が立下がり、このような立下がり回数が増加するほど、出力電圧（Vout）調整値の累積回数は増加することになる。
【０１１０】
電荷消去部（ＡＣＲ）が動作する場合、可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）の出力電圧（ＶＯＵＴＰ）は、以下の数２で示される。電荷消去部（ＡＣＲ）は、数２から分かるように、タッチＩＣの規格で定義された許容範囲を考慮して、タッチＩＣサイズを増加させることなくでもＡＤＣに入力される入力電圧範囲を満たす範囲内で増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）とアナログ積分器（ＩＮＴ）の出力電圧を低減することができる。
【０１１１】
【数２】
2018005916.tif 000004
ここで、ＣＣＲはキャパシタ（ＣＣ、ＣＦ）の容量である。ＣＳは、タッチセンサ（Ｃｓ）の容量である。ｎは電荷消去用パルス信号（ＶＣＲ＿Ｃ、ＶＣＲ＿Ｆ）の回数である。
【０１１２】
アナログ積分器（ＩＮＴ）の出力電圧は、ＡＤＣ１１７に入力されてデジタルデータに変換される。ＡＤＣ１１７から出力されたタッチデータは、デジタル積分器１１５を介してタッチセンサ制御部１１４に入力される。デジタル積分器１１５は、ＡＤＣ１１７から入力されたタッチデータを予め設定されたデジタル積分回数だけ加え、タッチデータのデジタル値を大きくする。タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）のデジタル積分回数は、タッチセンサ制御部１１４によってノイズ測定期間（ＴＴ２）より小さく制御することができる。アナログ積分回数とデジタル積分回数は表示パネル１００の大きさ、電源電圧の大きさ、表示パネル１００の駆動条件等を考慮して適切に分配することができる。
【０１１３】
図９は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）で、本発明の第１実施の形態に係るタッチセンサ駆動部１１０の動作を示す図である。
【０１１４】
図９を参照すると、本発明は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間、短い時間ですべてのタッチセンサ（Ｃｓ）のノイズを測定するために、ノイズ測定期間（ＴＴ２）に２つ以上のＭＵＸチャンネルをセンシング部１１３に同時に接続する。図９は、マルチプレクサ１１２は、すべてのＭＵＸチャンネル（ＣＨ１〜ＣＨ１０）をセンシング部１１３に同時に接続された例であるが、本発明はこれに限定されない。
【０１１５】
センシング部１１３は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間にタッチ入力センシング期間（ＴＴ１）と同様にタッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）を発生する。ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間にタッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）の周波数は、周波数別ノイズを測定するために、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）の周波数を含む様々な周波数で発生される。
【０１１６】
センシング部１１３は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間に、２つ以上のチャンネル（ＣＨ１〜ＣＨ１０）を一つの可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）に同時に接続して、２つ以上のセンサ配線１１１に接続されたタッチセンサ（Ｃｓ）を介して外部環境から流入するノイズを同時に測定する。このため、マルチプレクサ１１２は、２つ以上のチャンネル（ＣＨ１〜ＣＨ１０）を短絡（short circuit）させて可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）の反転入力端子（−）に接続する。
【０１１７】
可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）の非反転入力端子には、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間にタッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）が入力される。したがって、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間にセンサ配線１１１にタッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）により電荷が供給される。
【０１１８】
ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間、センシング部１１３に同時に接続されるＭＵＸチャンネルの数が多いため、ＭＵＸチャネル（ＣＨ１〜ＣＨ１０）を介して受信された可変ゲイン積分器（ＰＲＥＡＭＰ）に受信される電荷量が多い。本発明は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間に受信される多くの電荷量により飽和されないように可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）の出力を下げる。可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）はゲイン調整部１１６によってタッチ入力センシング期間（ＴＴ１）に比べてノイズ測定期間（ＴＴ２）でさらに低い値に制御される。
【０１１９】
アナログ積分器（ＩＮＴ）は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間に可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）により増幅された電圧を累積してＡＤＣ１１７に伝送する。ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間にアナログ積分器（ＩＮＴ）の積分回数は、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）のアナログ積分器の積分回数に比べて、さらに少なく制御することができる。ノイズ測定感度を高めるために、アナログ積分回数が減少されるだけ、デジタル積分回数が増加することができる。たとえば、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）の間、アナログ積分回数とデジタル積分回数がそれぞれ５回で設定することができる。これに比べ、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間にアナログ積分回数は３回に減少される一方で、デジタル積分回数は７回に増加することができる。アナログ積分回数とデジタル積分回数は、特定の回数で限定されない。前述したように、アナログ積分回数とデジタル積分回数は表示パネル１００の大きさ、電源電圧の大きさ、表示パネル１００の駆動条件等を考慮して適切に調整することができる。
【０１２０】
センシング部１１３は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間にアナログ積分器（ＩＮＴ）から出力されたアナログ電圧をＡＤＣ１１７を介してデジタルデータに変換する。タッチセンサ制御部１１４は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間にデジタルデータを、現在のノイズとして受信してメモリに予め指定された以前のノイズと比較して、現在のノイズが以前ノイズより高い時、タッチセンサ駆動周波数を変更する。一方、タッチセンサ制御部１１４は、測定されたノイズが小さいと、現在のタッチセンサ駆動周波数を維持する。
【０１２１】
図１０は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）において、本発明の第２実施の形態に係るタッチセンサ駆動部１１０の動作を示す図である。
【０１２２】
図１０を参照すると、この実施の形態は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間にタッチセンサの電荷を排除し、指や導電体を介して流入される電荷量だけでノイズを測定するためにタッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）を発生しない。
【０１２３】
センシング部１１３は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間の周波数別のノイズを測定するために、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）の周波数と同じ周波数を含むさまざまな周波数で駆動される。ここで、周波数はセンシング部１１３の動作周波数である。センシング部１１３の動作周波数は、可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）とアナログ積分器（ＩＮＴ）の周波数、すなわち、スイッチ素子（ＳＷＲＰ、ＳＷＲＩ、ＳＷ１〜ＳＷ４）の周波数である。
【０１２４】
センシング部１１３は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間に、２つ以上のチャンネル（ＣＨ１〜ＣＨ１０）を一つの可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）に接続して、２つ以上のセンサ配線１１１に接続されたタッチセンサ（Ｃｓ）を介して外部環境から流入するノイズを同時に測定する。このため、マルチプレクサ１１２は、２つ以上のチャンネル（ＣＨ１〜ＣＨ１０）を短絡させ、可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）の反転入力端子（−）に接続する。したがって、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間、指や導電体を介してタッチセンサに流入される電荷のみが可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）に入力される。
【０１２５】
センシング部１１３は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間、指や導電体を介して流入される電荷量だけ増幅するために、可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）の非反転入力端子（＋）にロー電圧（ＶＲＥＦＬ）が入力される。ロー電圧（ＶＲＥＦＬ）は０Ｖより高く、電源電圧（ＶＤＤ）より低い直流電圧に設定することができる。ＶＤＤは３．３Ｖ〜１２Ｖの間の電源電圧である。
【０１２６】
この実施の形態は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間、可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）と電荷消去部（ＡＣＲ）のキャパシタに（ＣＣ、ＣＦ）に入力される基準電圧を０Ｖに固定して、タッチセンサを介して入力されるノイズを測定する。アナログ積分器（ＩＮＴ）は、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）とノイズ測定期間（ＴＴ２）で同様に動作し、可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）により増幅されたノイズ電圧を蓄積してＡＤＣに伝送する。
【０１２７】
センシング部１１３は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間、アナログ積分器（ＩＮＴ）から出力されたアナログ電圧をＡＤＣを介してデジタルデータに変換する。タッチセンサ制御部１１４は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間、デジタルデータを、現在のノイズとして受信してメモリに予め指定された以前のノイズと比較して、現在のノイズが以前ノイズより高い時、タッチセンサ駆動周波数を変更する。反面、タッチセンサ制御部１１４は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間、測定されたノイズが小さいと、現在のセンシング部駆動周波数すなわちタッチセンサ駆動周波数を維持する。
【０１２８】
電荷消去部（ＡＣＲ）が動作しないとき可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）の出力電圧（ＶＯＵＴＰ）は、以下の数３に示される。
【０１２９】
【数３】
2018005916.tif 000005
【０１３０】
ここで、ＣＦＩＮは指または導電体とタッチセンサとの間の容量である。ΔＶｎｏｉｓｅは、指または導電体を介して流入される電荷により発生する可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）の入力電圧である。
【０１３１】
図１１Ａ〜図１１Ｇは、ノイズ測定期間の間にセンシング部の様々なチャンネルショート例を示す図である。マルチプレクサ１１２は、タッチセンサ制御部１１４の制御下に図１１Ａ〜図１１Ｇに示すように、複数のＭＵＸチャネル（ＣＨ１〜ＣＨ１０）をさまざまな方法でセンシング部１１３に同時に接続することができる。
【０１３２】
図１２及び図１３は、タッチ入力センシング期間とノイズ測定期間でマルチプレクサ制御方法を示す波形図である。
【０１３３】
図１２及び図１３において、ＰＷＭ＿ＴＸは、図９の実施の形態で、タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）であり、Ｆ０とＦ１は、タッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）の周波数である。図１０の実施の形態において、センサ配線１１１にタッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）が印加されない。図１０の実施の形態の場合、図１２及び図１３で“Ｆ０”及び“Ｆ１”ははセンシング部１１３の動作周波数、すなわち、スイッチ素子（ＳＷＲＰ、ＳＷＲＩ  ＳＷ１〜ＳＷ４）の周波数である。
【０１３４】
ＭＵＸ［１］〜ＭＵＸ［８］は、第１〜第８ＭＵＸチャンネル（ＣＨ１〜ＣＨ８）のオン／オフのタイミングである。ＭＵＸ［１］から〜ＭＵＸ［８］がハイレベルであるとき、当該ＭＵＸチャンネルのセンサ配線１１１がセンシング部１１３に接続される。図１２は、図１１Ｃのように、タッチスクリーン（ＴＳＰ）で奇数番目行のタッチセンサ（Ｃｓ）に接続されたＭＵＸチャネルが同時にターン−オンされた後、偶数番目の行のタッチセンサ（Ｃｓ）に接続されたＭＵＸチャンネルが同時にターン−オンされる例である。同時にターンオンされるＭＵＸチャンネルを通じて複数のセンサ配線が短絡され、センシング部１１３のチャンネルに一緒に接続される。図１３は、図１１Ｆのように、タッチスクリーン（ＴＳＰ）においてすべてのＭＵＸチャンネルが同時にターン−オンされる例である。マルチプレクサ１１２の制御方法は、図１２及び図１３に限定されない。タッチセンサ制御部１１４は、マルチプレクサ１１２を制御して図１１Ａ〜図１１Ｇのように様々な形で複数のタッチセンサ（Ｃｓ）をセンシング部１１３に接続することができる。ノイズ測定時、同時にすべてのＭＵＸチャンネルを短絡しない場合、センシング部１１３に接続されないセンサ配線１１１に交流信号（ＬＦＤ）が印加されることができる。
【０１３５】
図１４は、本発明の実施の形態に係るノイズ測定方法の制御手順を示すフローチャートである。図１５Ａ〜図１５Ｃは、タッチセンサ駆動周波数の変化に応じて測定されるノイズを示す図である。
【０１３６】
図１４〜図１５Ｃを参照すると、タッチセンサ制御部１１４は、ノイズ測定周波数を選定し（Ｓ１）、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間に選定された周波数の各々でノイズを測定する（Ｓ２）。本発明は、毎フレーム期間ごとにノイズ測定を行うことができ、特定の時間周期、例えば数秒周期に１回タッチセンサのノイズ測定を行うことができる。ノイズ測定周波数はセンシング部１１３の動作周波数であるか、ノイズ測定のために、タッチ電極に印加されるタッチセンサ駆動信号（ＶＭＯＤ）の周波数である。
【０１３７】
タッチセンサ制御部１１４は、ノイズ測定周波数のそれぞれで測定されたノイズ値をメモリに貯蔵し、ノイズが最も小さい周波数を選択する（Ｓ３）。そしてタッチセンサ制御部１１４は、ノイズ測定周波数の内、ノイズが最小の周波数でタッチセンサ駆動周波数を変更して、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）の間、タッチ入力をセンシングする（Ｓ４）。
【０１３８】
ノイズの周波数とタッチセンサ駆動周波数に応じて図１５Ａ〜図１５Ｃのように、タッチセンサに流れる外部環境のノイズレベルが異なることがある。例えば、図１５Ａ〜図１５Ｃのように、タッチセンサ駆動周波数がＳＷＲＰ（１）のとき、ＳＷＲＰ（２）、ＳＷＲＰ（３）より、外部環境から流入するノイズの電荷量（ΔＱ）がさらに大きくなる。この場合、本発明は、タッチセンサ駆動周波数をＳＷＲＰ（２）またはＳＷＲＰ（３）に調整して、タッチセンサを駆動する。
【０１３９】
図１６及び図１７は、ノイズ測定期間の様々な例である。
【０１４０】
１フレーム期間は、図１６のようにディスプレイ期間（ＴＤ）とタッチセンサ駆動期間（ＴＴ）に時分割されることができる。１フレーム期間内でディスプレイ期間（ＴＤ）が複数に分離され図１７のように分割されたディスプレイ期間（ＴＤ）の間にタッチセンサ駆動期間（ＴＴ）が配置されることができる。図１６及び図１７でＭＵＸ１〜ＭＵＸＮは、タッチセンサ駆動期間（ＴＴ）のタッチ入力センシング期間（ＴＴ１）の間順次選択されたＭＵＸチャネルである。ＮＭ１〜ＮＭｎはノイズ測定期間（ＴＴ２）の間、センシング部１１３に同時に接続されるＮ（Ｎは２以上のせいの整数）個のＭＵＸチャンネルである。ＮＭ１〜ＮＭｎそれぞれのノイズ測定周波数が異なる周波数で発生することができる。周波数の変更方法は、一定の間隔で増加または減少させる方法、例えば、５０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの範囲で１０ｋＨｚずつ増加または減少させることができる。たとえば、ＮＭ１＝５０ｋＨｚ、ＮＭ２＝６０ｋＨｚ、・・・、ＮＭｎ＝２００ｋＨｚなどで周波数がノイズ測定期間（ＴＴ２）に可変することができる。
【０１４１】
別の実施の形態では、予め選定された特定の周波数がＮＭ１〜ＮＭｎの周波数に選定することができる。たとえば、ＮＭ１＝５０ｋＨｚ、ＮＭ２＝８０ｋＨｚ、ＮＭ３＝９０ｋＨｚ、ＮＭ４＝１００ｋＨｚ、ＮＭ５＝１２０ｋＨｚ、ＮＭｎ＝１３０ｋＨｚなどで周波数が可変されることができる。ノイズ測定期間の周波数の内、１つ以上がタッチ入力センシング期間（ＴＴ１）のタッチセンサ駆動周波数と同じ周波数を含む。
【０１４２】
ノイズ測定期間（ＴＴ２）のＮＭ１〜ＮＭｎのそれぞれにおいてセンシング部１１３に同時に接続されるＭＵＸチャンネル数に応じて、１つの周波数ですべてのタッチセンサのノイズ測定に必要な時間が異なる場合がある。ノイズ測定のために、互いに異なるノイズ測定用の周波数をマルチプレクサ１１２を介して、センサ配線１１１に印加し、各周波数でのノイズを測定する一つのノイズ判断期間（ＮＭＰ）は、図１８Ａ〜図２０のように１フレーム期間より長いことができる。
【０１４３】
図１８Ａ〜図１８ＣにおいてＦＡ（ＦＡ１〜ＦＡ３）、ＦＢ（ＦＢ１〜ＦＢ３）、ＦＣ（ＦＣ１〜ＦＣ３）は、ノイズ測定のために、互いに異なるノイズ測定用の周波数で発生されるタッチセンサ駆動周波数である。一つのサブノイズ測定期間（ＮＭ）の内で、すべてのＭＵＸチャンネルがセンシング部１１３に接続されると、図１８Ａのように一つのサブノイズ測定期間（ＮＭ１）の間に、特定の周波数（ＦＡ）ですべてのタッチセンサのノイズが測定される。一つのサブノイズ測定期間（ＮＭ）の内で、すべてのＭＵＸチャンネルの１／２をセンシング部１１３に接続されると、図１８Ｂのように２つのサブノイズ測定期間（ＮＭ１、ＮＭ２）の間、特定の周波数（ＦＡ１、ＦＡ２）で、すべてのタッチセンサのノイズが測定される。一つのサブノイズ測定期間（ＮＭ）の内で、すべてのＭＵＸチャンネルの１／３をセンシング部１１３に接続すると、図１８Ｃのように三つのサブノイズ測定期間（ＮＭ１、ＮＭ２、ＮＭｎ）の間、特定の周波数（ＦＡ１、ＦＡ２、ＦＡ３）ですべてのタッチセンサのノイズが測定される。図１８Ａ〜図１８Ｃにおいてノイズ判断期間（ＮＭＰ）は、予め選定された複数のノイズ測定用の周波数の内、同じ周波数が繰り返される１周期である。ノイズ判断期間（ＮＭＰ）の間に予め選定されたすべての周波数のノイズ測定周波数のそれぞれについて、タッチセンサのノイズが測定され、このノイズの比較結果、ノイズの有無が判断される。ノイズ判断期間（ＮＭＰ）は、１フレーム期間より長いことができるが、これに限定されない。
【０１４４】
前述したように、本発明の実施の形態に係るタッチセンサの駆動方法は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間、タッチセンサ（Ｃｓ）のセンサ配線１１１を同時にセンシング部１１３に接続する。このタッチセンサの駆動方法は、複数のセンサ配線１１１がセンシング部１１３に同時に接続された状態で、予め選定されたノイズ測定周波数で前記センシング部を駆動したり、前記ノイズ測定周波数の信号を前記センサ配線に印加して前記ノイズ測定周波数の各々において、前記タッチセンサのノイズを測定する。ノイズ測定期間（ＴＴ２）は、複数のサブノイズ測定期間（ＮＭ１〜ＮＭｎ）を含む。サブノイズ測定期間（ＮＭ１〜ＮＭｎ）の内、少なくとも２つのサブノイズ測定期間のノイズ測定周波数が互いに異なる。ノイズ測定周波数の内、同じ周波数が繰り返される１周期（ＮＭＰ）が表示装置の１フレーム期間以上である。
【０１４５】
図１９及び図２０は、ノイズ測定方法の様々な例を示す図である。図１９及び図２０でＦＡ〜ＦＦは、ノイズ測定期間（ＴＴ２）でタッチセンサ（Ｃｓ）のノイズを測定するためのタッチセンサ駆動周波数である。ＣｏｄｅＡ〜ＣｏｄｅＦはノイズ測定値として、周波数（ＦＡからＦＦ）のそれぞれでＡＤＣから出力されたノイズのデジタルコード値に得られる。
【０１４６】
本発明は、ノイズレベルを予め設定された基準値と比較して、その結果に基づいて、ノイズがない場合、またはノイズがある場合に判断する。基準値は、１つまたは複数に設定することができる。例えば、基準値は、待機モード、ノーマルモードなど、表示装置の動作モードに応じて異なる値に選択されることができ、周囲の温度に応じて異なる値に選択することができる。基準値は、ユーザの入力に更新することができる。待機モードでは、最小限の回路のみ駆動され、消費電力を削減する動作モードである。待機モードの輝度はノーマルモードに比べて小さく制御することができる。ノーマルモードは、すべての回路が正常に駆動され、入力映像を再現しタッチ入力をセンシングする。
【０１４７】
図１９は、ノイズ測定値の絶対値を基準値と比較する方法である。基準値は、上限値と下限値に分かれることができる。上限基準値を（２０４７＋１０）とし、下限基準値を（２０４７−１０）とするとき、ノイズ測定値（CodeＡ〜CodeＦ）が（２０４７−１０）＜ノイズ測定値＜（２０４７＋１０）であれば、ノイズがない場合と判断される。反面、ノイズ測定値（CodeＡ〜CodeＦ）が（２０４７−１０）以下であるか（２０４７＋１０）以上であれば、ノイズがある場合と判断される。タッチセンサ制御部１１４は、周波数（ＦＡ〜ＦＦ）のそれぞれで測定されたノイズの測定値をメモリに貯蔵して整列して、その中で最も少ないノイズの周波数を選択する。タッチセンサ制御部１１４は、ノイズがある場合、最も少ないノイズの周波数にタッチセンサ駆動周波数が変更される。
【０１４８】
図２０は、周波数の各々で連続的に測定されたノイズ測定値を演算し、その結果を基準値と比較する方法である。例えば、第１フレーム期間に測定された周波数Ａ（ＦＡ）のノイズ測定値（CodeＡ）と第２フレーム期間に測定された周波数Ａ（ＦＡ）のノイズ測定値（CodeＡ）があるとき、周波数Ａ（ＦＡ）のノイズ測定値は、｜codeＡ−codeＡ１｜または｜平均（codeＡ、codeＡ１）−codeＡ２｜などの減算演算の結果として得られることができる。演算方法は、減算方法に以外の様々な方法が可能である。基準値は、上限値と下限値に分かれることができる。減算方法において上限基準値を１０、下限基準値０で定めることができる。ノイズ測定値（｜codeＡ−codeＡ１｜または｜平均（codeＡ、codeＡ１）−codeＡ２｜）が０＜ノイズ測定値＜１０である場合、ノイズがないと判断される。一方、ノイズ測定値（｜codeＡ−codeＡ１｜または｜平均（codeＡ、codeＡ１）−codeＡ２｜）が１０以上であれば、ノイズがあると判断される。ノイズがある場合、以前に測定されたノイズの内で最も小さなノイズの周波数でタッチセンサ駆動周波数が変更される。
【０１４９】
図２１は、ノイズ測定結果に基づいて、周波数が変更される例を示して図である。
【０１５０】
図２１を参照すると、ノイズ測定期間の周波数から１つ以上がタッチ入力センシング期間（ＴＴ１）のタッチセンサ駆動周波数と同じ周波数を含む。タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）のタッチセンサ駆動周波数と同じ周波数のノイズ測定の結果、ノイズがある場合であると判断されると、ノイズが最も少ない周波数でタッチセンサ駆動周波数を変更する。図２１の例で、第４フレーム期間で現在のタッチセンサ駆動周波数でノイズが大きくなると、それ以前に貯蔵された第１〜第３フレーム期間のノイズ測定結果の内でノイズが最も少ない周波数で、現在のタッチセンサ駆動周波数を変更する。
【０１５１】
図２２は、タッチ入力センシング期間とノイズの測定期間に独立して設定されるパラメータの一例を示す図である。
【０１５２】
図２２を参照すると、前述したように、本発明は、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）にセンシング部１１３に同時に接続されたＭＵＸチャネル数に比べてノイズ測定期間（ＴＴ２）の間、センシング部１１３に同時に接続されるＭＵＸチャンネル数が多い。このようなＭＵＸチャネル接続方法の違いにより、ノイズ測定期間（ＴＴ２）の間に、センシング部１１３をタッチ入力センシング期間（ＴＴ１）と同じ駆動条件で動作させると、ノイズ測定値が飽和して測定可能なノイズレベルが小さくなる。
【０１５３】
本発明は、センシング部１１３の動作条件を定義したパラメータをタッチ入力センシング期間（ＴＴ１）とノイズ測定期間（ＴＴ２）のそれぞれにおいて独立的に設定して、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）でセンシングされたタッチセンシング値と、ノイズ測定期間（ＴＴ２）で測定されたノイズ測定値の感度を最適化する。図２２の例で、Parameter set0は、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）のパラメータである。Parameter set１〜３は、ノイズ測定期間（ＴＴ２）のパラメータである。パラメータのそれぞれは、可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）のゲイン、アナログ積分回数、デジタル積分回数を定義する。ノイズ測定期間（ＴＴ２）でタッチ入力センシング期間（ＴＴ１）に比べて可変ゲイン増幅器（ＰＲＥＡＭＰ）のゲインは低くなり、アナログ積分回数は減少することができる。また、ノイズ測定期間（ＴＴ２）でタッチ入力センシング期間（ＴＴ１）に比べて、デジタル積分回数は増加することができる。
【０１５４】
本発明は、前述した実施の形態において、自己容量型のタッチセンサ（Ｃｓ）を中心に説明したが、これに限定されない。図２３〜図２５は、相互容量型のタッチセンサの実施の形態である。
【０１５５】
図２３及び図２４は、相互容量型のタッチセンサで、正常のタッチ入力センシング動作を示す図である。
【０１５６】
図２３及び図２４を参照すると、センサ配線１１１は、絶縁層を挟んで分離されたＴｘライン（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）とＲｘライン（Ｒｘ１〜Ｒｘ４）を含む。Ｔｘライン（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）はＲｘライン（Ｒｘ１〜Ｒｘ４）と交差する。相互容量型のタッチセンサ（Ｃｍ）は、Ｔｘライン（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）とＲｘライン（Ｒｘ１〜Ｒｘ４）との間に形成される。
【０１５７】
タッチセンサ駆動部１１０は、Ｔｘライン（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）にタッチセンサ駆動信号を供給し、タッチセンサ駆動信号に同期されてＲｘライン（Ｒｘ１〜Ｒｘ４）を介して受信されるタッチセンサ（Ｃｍ）の電荷量を受信して、その電荷量を増幅して積分する。指や導電体を介してタッチ入力が発生すると、タッチセンサの電荷量が減少される。したがって、相互容量型のタッチセンサは、タッチ入力の前後電荷量の差が発生するため、これに基づいて、タッチ入力を判断することができる。
【０１５８】
Ｒｘライン（Ｒｘ１〜Ｒｘ４）には、差動増幅器（Differential Amplifier）（ＯＰ）が接続することができる。センシング部１１３は、隣接した２つのＲｘラインに接続された差動増幅器（ＯＰ）を介して増幅された信号を受信することができる。差動増幅器（ＯＰ）の出力端子は、キャパシタ（Ｃ）を経由して反転入力端子（−）に接続される。差動増幅器（ＯＰ）のそれぞれは、反転入力端子（−）に入力される第ｉ（ｉは正の整数）タッチセンサ信号と非反転入力端子（＋）に入力される第ｉ＋１タッチセンサ信号の差を増幅して第ｉセンサ信号を出力する。差動増幅器（ＯＰ）は、図２４のように隣接したＲｘラインを介して受信された信号の差を増幅して、ノイズに比べて信号成分をさらに大きくすることにより、信号対雑音比（ＳＮＲ）を改善することができる。
【０１５９】
差動増幅器（ＯＰ）は、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）において、タッチセンサ（Ｃｍ）を介して受信されるノイズを低減することができるが、ノイズ測定を難しくする。
【０１６０】
本発明は、ノイズ測定時にノイズがあまりにも小さくなる現象を防止するために図２５及び図２６のように、差動増幅器（ＯＰ）の非反転端子に所定の基準電圧（ＶＲＥＦ）を供給する。図２６のように、差動増幅器（ＯＰ）の非反転入力端子（＋）にスイッチ（ＳＷ５０）を接続することができる。スイッチ（ＳＷ５０）は、タッチ入力センシング期間（ＴＴ１）において、Ｒｘラインを差動増幅器（ＯＰ）の非反転入力端子（＋）に接続し、ノイズ測定期間（ＴＴ２）に直流基準電圧（ＶＲＥＦ）を差動増幅器（ＯＰ）の非反転入力端子（＋）に供給する。基準電圧（ＶＲＥＦ）は３．３Ｖ〜１２Ｖ間の電圧に設定されることができる。
【０１６１】
ノイズ測定時にマルチプレクサ１１２を用いてセンシング部１１３に同時に接続するＭＵＸチャネル数を増加させる。その結果、ノイズ測定期間（ＴＴ２）に、センシング部１１３に同時に接続されるＲｘライン（Ｒｘ１〜Ｒｘ４）が多くなる。ノイズ測定期間（ＴＴ２）にＴｘライン（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）には、図９のように同時にタッチセンサ駆動信号が印加され、または、図１０のようにタッチセンサ駆動信号が印加されないことがある。この実施形態でも、タッチセンシング期間（ＴＴ１）とノイズ測定期間（ＴＴ２）でパラメータ設定値が異なるように設定される。
【０１６２】
以上説明したように、当業者であれば本発明の技術思想を逸脱しない範囲で様々な変更及び修正が可能であることが分かる。したがって、本発明の技術的範囲は、明細書の詳細な説明に記載された内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって定めるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
2018005916.tif 000012
【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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
2018005916.tif 000019
【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１１Ｇ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2018005916.tif 000027
【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
2018005916.tif 000029
【図１５Ｃ】
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【図１６】
2018005916.tif 000031
【図１７】
2018005916.tif 000032
【図１８Ａ】
2018005916.tif 000033
【図１８Ｂ】
2018005916.tif 000034
【図１８Ｃ】
2018005916.tif 000035
【図１９】
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【図２０】
2018005916.tif 000037
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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