觸摸檢測器、觸摸檢測晶片以及觸摸輸入裝置的製作方法

2023-04-24 22:05:21 2

本發明涉及觸摸檢測器、觸摸檢測晶片以及觸摸輸入裝置，更詳細而言，涉及能夠檢測觸摸位置以及觸摸壓力的觸摸檢測器、觸摸檢測晶片以及包括這些的觸摸輸入裝置。

背景技術：

為了計算機系統的操作，利用多種輸入裝置。例如，利用按鈕(button)、鍵(key)、控制杆(joystick)及觸控螢幕等輸入裝置。由於觸控螢幕的簡單且便利的操作，在操作計算機系統時，觸控螢幕的利用率增加。

觸控螢幕可以構成包括觸摸傳感器面板(touch sensor panel)的觸摸輸入裝置的觸摸表面，所述觸摸傳感器面板可以是具備觸摸感應表面(touch-sensitive surface)的透明面板。這種觸摸傳感器面板附著在顯示屏的整個表面，從而觸摸感應表面能夠覆蓋顯示屏的能被看到的表面。通過使用者利用手指等對觸控螢幕進行單純的觸摸，能夠使使用者操作計算機系統。一般而言，計算機系統識別觸控螢幕上的觸摸以及觸摸位置並解釋這種觸摸，由此執行運算。

此外，不只是用於檢測對觸摸輸入裝置的觸摸表面的觸摸位置的研究，用於檢測觸摸壓力的研究也在持續進行。此時，由於需要另行製作對觸摸傳感器面板的觸摸位置進行檢測的構成、與從壓力電極檢測觸摸壓力的構成，所以不僅費用增加，而且工序也繁雜，另外還發生這些構成在觸摸輸入裝置中所佔的體積及面積的消耗增加的問題。

技術實現要素：

本發明的目的在於解決上述的問題，提供能夠通過一個結構來檢測對觸摸傳感器面板的觸摸位置以及從壓力電極檢測的觸摸壓力的觸摸檢測器、觸摸檢測晶片以及觸摸輸入裝置。

本發明的另一個目的在於，提供與應用無關地無需對觸摸檢測器以及觸摸檢測晶片進行修正便能簡單地檢測壓力大小的技術。

本發明所涉及的觸摸檢測晶片可以包括：驅動部，其構成為能夠對多個電極中至少2個以上的電極施加驅動信號；檢測部，其構成為能夠從上述多個電極中至少2個以上的電極接收多個信號而檢測觸摸位置以及觸摸壓力；以及多個輸入端子，其用於接收上述多個信號的輸入，上述多個輸入端子中至少一個是壓力檢測用輸入端子。

本發明所涉及的觸摸檢測器可以包括：驅動部，其構成為能夠對多個電極中至少2個以上的電極施加驅動信號；以及檢測部，其構成為能夠從上述多個電極中至少2個以上的電極接收多個信號而檢測觸摸位置以及觸摸壓力，被施加上述驅動信號的上述至少2個以上的電極中至少一個是壓力檢測用驅動電極，用於接收上述多個信號的上述至少2個以上的電極中至少一個是壓力檢測用接收電極。

本發明所涉及的觸摸輸入裝置可以包括多個電極；以及觸摸檢測晶片，上述觸摸檢測晶片包括：驅動部，其構成為能夠對上述多個電極中至少2個以上的電極施加驅動信號；檢測部，其構成為能夠從上述多個電極中至少2個以上的電極接收多個信號而檢測觸摸位置以及觸摸壓力；以及多個輸入端子，其用於接收上述多個信號的輸入，上述多個輸入端子中至少一個是壓力檢測用輸入端子。

根據本發明，能夠提供通過一個結構來檢測對觸摸傳感器面板的觸摸位置以及從壓力電極檢測的觸摸壓力的觸摸檢測器、觸摸檢測晶片以及觸摸輸入裝置。

另外，根據本發明，能夠提供與應用無關地無需對觸摸檢測器以及觸摸檢測晶片進行修正便能簡單地檢測壓力大小的技術。

附圖說明

圖1是根據實施例的靜電容量方式的觸摸傳感器面板以及用於該觸摸傳感器面板的動作的構成的概略圖。

圖2a、圖2b以及圖2c是例示在根據實施例的觸摸輸入裝置中觸摸傳感器面板相對於顯示模塊的相對位置的概念圖。

圖3a例示根據實施例的適用了壓力電極的觸摸輸入裝置的剖面。

圖3b例示根據實施例的壓力電極的結構。

圖4是例示根據實施例的觸摸檢測器和觸摸傳感器面板與壓力電極之間的信號傳遞的概念圖。

圖5例示根據實施例的觸摸檢測晶片。

圖6例示表示根據實施例的觸摸輸入裝置的驅動部、檢測部以及電極部的連結關係的等效電路圖。

圖7例示在根據實施例的觸摸檢測器的驅動部中施加於電極部的驅動信號。

圖8a至圖8c分別表示根據實施例的觸摸輸入裝置中的第一替代例的壓力電極以及檢測部的等效電路圖、壓力電極結構、以及根據壓力電極與基準電位層之間的距離發生變化的檢測部的輸出信號的圖表。

圖9是根據實施例的觸摸輸入裝置中的第二替代例的壓力電極以及檢測部的等效電路圖。

附圖標記說明

1000：觸摸輸入裝置；100：觸摸傳感器面板；110：驅動部；120：檢測部；130：控制部；200：顯示模塊；300：基準電位層；400：壓力電極；150：觸摸檢測器；150C：觸摸檢測晶片；10：客體。

具體實施方式

以能夠實施本發明的特定實施例為示例參照附圖而進行下述的對於本發明的詳細說明。對這些實施例進行詳細說明以能夠使本領域技術人員充分實施本發明。本發明的多種實施例雖然不同但應理解不存在相互排他的需要。附圖中類似的附圖標記指代在多個側面上相同或類似的功能。

以下，參照隨附的附圖，對根據本發明的實施例的觸摸檢測器、觸摸檢測晶片以及觸摸輸入裝置進行說明。在下文中，將對靜電容量方式的觸摸位置以及壓力檢測方式進行說明，但若在本發明的實施例所公開的構思的範圍內，則以任意的方式能夠檢測觸摸位置及/或觸摸壓力的觸摸檢測器、觸摸檢測晶片以及觸摸輸入裝置都能被包含在本發明的範圍內。

圖1是根據實施例的靜電容量方式的觸摸傳感器面板以及用於該觸摸傳感器面板的動作的構成的概略圖。參照圖1，根據實施例的觸摸傳感器面板100包括多個驅動電極TX1～TXn以及多個接收電極RX1～RXm，為了上述觸摸傳感器面板100的動作而對多個驅動電極TX1～TXn施加驅動信號的驅動部110，以及接收包括對靜電容量變化量的信息的信號而檢測觸摸與否以及觸摸位置的檢測部120，該靜電容量變化量根據對觸摸傳感器面板100的觸摸表面的觸摸發生變化。

如圖1所示，觸摸傳感器面板100可以包括多個驅動電極TX1～TXn和多個接收電極RX1～RXm。雖然在圖1中示出了觸摸傳感器面板100的多個驅動電極TX1～TXn和多個接收電極RX1～RXm正交排列的構成，但本發明不限於此，多個驅動電極TX1～TXn和多個接收電極RX1～RXm可以具有包括對角線、同心圓及三維隨機排列等任意維數及其應用排列。其中，n及m是正整數，可以具有相同或不同的值，根據實施例其大小可以不同。

如圖1所示，多個驅動電極TX1～TXn和多個接收電極RX1～RXm可以分別以相互交叉的方式排列。驅動電極TX可以包括沿著第一軸方向延伸的多個驅動電極TX1～TXn，接收電極RX可以包括沿著與第一軸方向交叉的第二軸方向延伸的多個接收電極RX1～RXm。

在根據本發明的實施例的觸摸傳感器面板100中，多個驅動電極TX1～TXn和多個接收電極RX1～RXm可以形成在相同的層。例如，多個驅動電極TX1～TXn和多個接收電極RX1～RXm可以形成在絕緣膜(未圖示)的同一表面。另外，多個驅動電極TX1～TXn和多個接收電極RX1～RXm可以形成在不同的層。例如，多個驅動電極TX1～TXn和多個接收電極RX1～RXm可以分別形成在一個絕緣膜(未圖示)的兩面，或者也可以是多個驅動電極TX1～TXn形成在第一絕緣膜(未圖示)的一面，而多個接收電極RX1～RXm形成在不同於上述第一絕緣膜的第二絕緣膜(未圖示)的一面上。

多個驅動電極TX1～TXn和多個接收電極RX1～RXm可由透明導電性物質(例如，由氧化錫(SnO2)及氧化銦(In2O3)等構成的ITO(Indium Tin Oxide)或者ATO(Antimony Tin Oxide))等形成。然而，這僅僅是示例，驅動電極TX及接收電極RX也可以由其他透明導電性物質或者不透明導電性物質形成。例如，驅動電極TX及接收電極RX可以包含銀墨(silver ink)、銅(copper)和碳納米管(CNT：Carbon Nano tube)中的至少任一種構成。另外，驅動電極TX及接收電極RX可以由金屬網格(metal mesh)實現或由納米銀(nano silver)物質構成。

根據實施例的驅動部110可以對驅動電極TX1～TXn施加驅動信號。在實施例中，可以從第一驅動電極TX1到第n驅動電極TXn依次地一次對一個驅動電極施加驅動信號。這種驅動信號的施加可以再次重複性地進行。這僅僅是示例，也可以根據實施例對多個驅動電極同時施加驅動信號。

檢測部120通過接收電極RX1～RXm接收檢測信號，能夠檢測觸摸與否及觸摸位置，其中檢測信號包含與在被施加驅動信號的驅動電極TX1～TXn和接收電極RX1～RXm之間產生的靜電容量(Cm)101有關的信息。例如，檢測信號可以是施加於驅動電極TX的驅動信號被驅動電極TX和接收電極RX之間產生的靜電容量(CM)101耦合的信號。像這樣，通過接收電極RX1～RXm檢測施加於第一驅動電極TX1到第n驅動電極TXn的過程，可以稱為對觸摸傳感器面板100進行掃描(scan)。對於檢測部120的構成以及動作，參照圖6進行更加詳細地說明。

控制部130能夠執行控制驅動部110和檢測部120的動作的功能。例如，控制部130能夠將驅動控制信號生成後傳遞至驅動部110，從而使驅動信號在規定時間內施加於事先設定的驅動電極TX。另外，控制部130能夠將檢測控制信號生成後傳遞至檢測部120，使得檢測部120在規定時間內從事先設定的接收電極RX接收檢測信號，從而執行事先設定的功能。

如上所述，驅動電極TX和接收電極RX的每個交叉地點均生成規定值的靜電容量(C)，在手指這種客體接近觸摸傳感器面板100時，這種靜電容量的值可發生變化。在圖1中，上述靜電容量可以表示互電容(mutual capacitance)(Cm)。在檢測部120檢測這種電特性，從而能夠檢測對觸摸傳感器面板100的觸摸與否及/或觸摸位置。例如，能夠檢測對由第一軸和第二軸構成的二維平面構成的觸摸傳感器面板100的表面的觸摸與否及/或觸摸位置。

更具體而言，發生對觸摸傳感器面板100的觸摸時，通過檢測被施加驅動信號的驅動電極TX，能夠檢測觸摸的第二軸方向的位置。與此相同地，對觸摸傳感器面板100進行觸摸時，由通過接收電極RX接收的接收信號檢測靜電容量變化，由此能夠檢測觸摸的第一軸方向的位置。

在上文中，對作為觸摸傳感器面板100的互電容方式的觸摸傳感器面板進行了詳細說明，但根據本發明的實施例的觸摸輸入裝置1000中用於檢測觸摸與否及觸摸位置的觸摸傳感器面板100，可以利用除上述方法之外的自電容(Self Capacitive)方式、電阻膜方式等觸摸傳感方式來實現。

在根據實施例的觸摸輸入裝置1000中，用於檢測觸摸位置的觸摸傳感器面板100可以位於顯示模塊200的外部或者內部。

根據實施例的觸摸輸入裝置1000的顯示器模塊200可以是液晶顯示裝置(LCD：Liquid Crystal Display)、PDP(Plasma Display Panel：等離子顯示器)、有機發光顯示裝置(Organic Light Emitting Diode：OLED)等所包括的顯示器面板。由此，使用者能夠一邊用肉眼確認顯示在顯示器面板的畫面，一邊對觸摸表面執行觸摸而執行輸入行為。此時，顯示器模塊200可以包括從用於觸摸輸入裝置100的工作的主板(main board)上的中央處理單元CPU(central processing unit)或者AP(application processor：應用處理器)等接收輸入而在顯示器面板顯示期望的內容的構成及/或控制電路。此時，用於顯示器面板200的工作的控制電路，可以包括顯示器面板控制IC、圖形控制IC(graphic controller IC)及其他顯示器面板200工作所需的電路。

圖2a、圖2b以及圖2c是例示在實施例的觸摸輸入裝置1000中觸摸傳感器面板相對於顯示模塊的相對位置的概念圖。在圖2a至圖2c中，作為顯示模塊200所包含的顯示面板200A，圖示了LCD面板，但這僅僅是例示，任意的顯示面板均可以適用於本發明實施例所涉及的觸摸輸入裝置1000。

在本說明書中，附圖標記200A可以指代顯示模塊200所包括的顯示面板。如圖2所示，LCD面板200A可以包括：包括液晶單元(liquid crystal cell)的液晶層250；處於液晶層250的兩端的包括電極的第一玻璃層261與第二玻璃層262；處於上述第一玻璃層261的與上述液晶層250對置的方向上的一面的第一偏光層271；以及處於上述第二玻璃層262的與上述液晶層250對置的方向上的一面的第二偏光層272。對於本技術領域的技術人員而言，LCD面板為了執行顯示功能，可以進一步包括其它構成，並且可進行變形，這是顯而易見的。

圖2a示出在觸摸輸入裝置1000中，觸摸傳感器面板100配置於顯示模塊200的外部的情況。對觸摸輸入裝置1000的觸摸表面可以是觸摸傳感器面板100的表面。在圖2a中，觸摸傳感器面板100的上部表面可以是觸摸表面。另外，根據實施例，對觸摸輸入裝置1000的觸摸表面可以是顯示模塊200的外表面。在圖2a中，顯示模塊200的可以成為觸摸表面的外表面可以是顯示模塊200的第二偏光層272的下部表面。此時，為了保護顯示模塊200，顯示模塊200的下部表面可以被玻璃等覆蓋層(未圖示)覆蓋。

圖2b以及2c示出在觸摸輸入裝置1000中，觸摸傳感器面板100配置於顯示面板200A的內部的情況。此時，在圖2b中，用於檢測觸摸位置的觸摸傳感器面板100配置於第一玻璃層261與第一偏光層271之間。此時，對觸摸輸入裝置1000的觸摸表面為顯示模塊200的外表面，在圖2b中可以成為上部表面或者下部表面。在圖2c中，例示用於檢測觸摸位置的觸摸傳感器面板100被液晶層250包含而實現的情況。另外，根據實施例，可以將用於使顯示面板200A動作的電元件構成為供觸摸傳感使用。此時，對觸摸輸入裝置1000的觸摸表面為顯示模塊200的外表面，在圖2c中可以成為上部表面或者下部表面。在圖2b以及圖2c中，能夠成為觸摸表面的顯示模塊200的上部表面或者下部表面可以被玻璃等覆蓋層(未圖示)覆蓋。

以上，對檢測對本發明的實施例所涉及的觸摸傳感器面板100的觸摸與否及/或觸摸的位置進行了說明，但除觸摸傳感器面板100之外還可以包括用於檢測觸摸壓力的壓力電極而檢測觸摸的壓力大小。

圖3a例示根據實施例的適用壓力電極的觸摸輸入裝置的剖面。圖3a例示使實施例所涉及的壓力電極400在觸摸輸入裝置1000中檢測壓力的簡化的物理結構。根據實施例的壓力電極400可以適用於包括基準電位層300的觸摸輸入裝置1000，而構成為檢測對觸摸輸入裝置1000施加的觸摸壓力的大小。例如，壓力電極400可以與基準電位層300間隔略微的空間d而配置。此時，在壓力電極400與基準電位層300之間，可以配置根據客體10所施加的壓力而帶來形狀的改變(deformable)的物質。例如，在壓力電極400與基準電位層300之間配置的可進行形狀改變的物質可以是空氣(air)、電介質、彈性體及/或衝擊吸收物質。

若客體10按壓觸摸輸入裝置1000的表面，則根據壓力大小，壓力電極400與基準電位層300之間的距離減小。基準電位層300可以是觸摸輸入裝置1000所包括的任意的電位層。在實施例中，基準電位層可以是具有接地(ground)電位的接地層。在實施例中，基準電位層可以是用於隔絕噪聲(noise)的電位層。

圖3b例示根據實施例的壓力電極400的結構。壓力電極400可以包括例如壓力驅動電極400-1與壓力接收電極400-2而構成。返回圖3a，隨著距離d變小，由於邊緣(fringing)現象，在壓力驅動電極400-1與壓力接收電極400-2之間生成的壓力電容401(Cp)的靜電容量值會減小。由於是隨著壓力電極400接近基準電位層300，在壓力驅動電極400-1與壓力接收電極400-2之間生成的邊緣場(fringing field)被基準電位層300奪走的結構，所以隨著距離d的減小，壓力電容401會減小。

根據實施例的壓力電極400可以配置於觸摸輸入裝置1000內的任意的位置。例如，在圖3a中壓力電極400可以配置於顯示模塊200的下部。此時，基準電位層300可以是顯示模塊200的噪聲(noise)隔絕層。或者，基準電位層300可以是用於隔絕從用於觸摸輸入裝置1000的工作的主板(main board)上的中央處理單元(CPU)或者AP(Application Processor)等產生的噪聲的隔絕層。此時，基準電位層300可以是在觸摸輸入裝置1000中用於劃分/支撐顯示模塊200與主板的中間框架(mid-frame)。

在圖3a中例示了壓力電極400配置於顯示模塊200的下部的情況，但這僅僅是例示，壓力電極400可以在觸摸輸入裝置1000內配置於與基準電位層300分隔規定距離的任意的位置。另外，例示了在觸摸輸入裝置1000中顯示模塊200的上部表面構成觸摸表面的情況，但這僅僅是例示，觸摸表面可以是其它任意的構成，只要隨著對觸摸表面的壓力施加，壓力電極400與基準電位層300之間的距離發生變化即可。

另外，在圖3a以及圖3b中，對壓力驅動電極400-1與壓力接收電極400-2形成在同一層，根據隨著與基準電位層300的距離變化而在壓力驅動電極400-1與壓力接收電極400-2之間產生的靜電容量變化來檢測觸摸壓力的結構進行了說明，但這僅僅是例示，根據實施例，壓力驅動電極400-1與壓力接收電極400-2可以根據其它原理以及結構構成為檢測觸摸壓力。例如，壓力驅動電極400-1與壓力接收電極400-2在觸摸輸入裝置1000被配置為，彼此以距離d分隔，隨著觸摸壓力的增大，距離d減小。因此，在距離d減小的情況下，在壓力驅動電極400-1與壓力接收電極400-2之間生成的靜電容量值會減小。

另外，在圖3b中，將壓力驅動電極400-1與壓力接收電極400-2這一對作為壓力電極而例示，但壓力電極可以包括多對壓力驅動電極與壓力接收電極而構成。此時，每一個壓力驅動電極與壓力接收電極的對，可以構成一個通道(channel)。因此，通過將壓力電極構成為包括多對壓力驅動電極與壓力接收電極，能夠構成用於壓力檢測的多個通道。像這樣，通過將壓力電極構成為具有多個通道，能夠對同時執行的多個觸摸進行壓力檢測。

另外，參照圖8a～圖8c以及圖9進行說明，壓力電極400也可以構成為具有一個電極。此時，顯然也可以形成用於壓力檢測的多個通道的方式構成壓力電極400。

如上所述，為了檢測觸摸壓力，需要檢測在壓力電極400產生的靜電容量的變化。因此，需要對壓力驅動電極400-1施加驅動信號，應當從壓力接收電極400-2獲得檢測信號，根據靜電容量的變化量算出觸摸壓力。此時，若獨立於用於觸摸傳感器面板100的驅動部110以及檢測部120而製作用於壓力檢測的觸摸傳感IC，則會重複地包含與驅動部110、檢測部120以及控制部130類似的構成，因此會產生觸摸輸入裝置1000的面積以及體積增大的問題。因此，在本發明的實施例中，提供一種以幾乎相同方式利用用於觸摸傳感器面板100的觸摸檢測器150，還由此從壓力電極400檢測觸摸壓力的技術。

圖4是例示根據實施例的觸摸檢測器和觸摸傳感器面板與壓力電極之間的信號傳遞的概念圖。如圖4所示，根據實施例的觸摸檢測器150可以構成為能夠從觸摸傳感器面板100檢測觸摸位置並從壓力電極400檢測觸摸壓力。例如，根據實施例的觸摸檢測器150可以構成為對觸摸傳感器面板100的驅動電極TX施加驅動信號並從接收電極RX接收檢測信號而檢測觸摸位置。另外，觸摸檢測器150可以構成為對壓力電極400施加驅動信號並從壓力電極400接收檢測信號而檢測觸摸壓力的大小。即，在實施例中，可以利用從觸摸傳感器面板100檢測觸摸位置並且從壓力電極400檢測觸摸壓力的大小的作為共通構成的觸摸檢測器150。

圖5例示根據實施例的觸摸檢測晶片。如圖5所例示，根據實施例的觸摸檢測器150可以由一個晶片(one chip)構成。根據實施例的觸摸檢測器150可以利用將觸摸檢測器150所包括的驅動部110以及檢測部120集成在一個晶片(chip)上而構成的集成電路(IC：integrated Circuit)來實現。如圖5所例示，觸摸檢測晶片150C可以具備多個輸入/輸出端子T。這種輸入/輸出端子T可以利用引腳(pin)來實現。在圖5中，例示了觸摸檢測晶片150C具備n個驅動信號輸出端子T-TX1～T-TXn以及m個檢測信號輸入端子T-RX1～T-RXm來作為輸入/輸出端子T，並具備1個壓力驅動信號輸出端子T-TXP以及1個壓力檢測信號輸入端子T-RXP的情況。在圖5中例示了包括1個壓力驅動信號輸出端子T-TXP以及1個壓力檢測信號輸入端子T-RXP的情況，例如，以形成用於壓力檢測的多個通道的方式構成壓力電極400的情況下，觸摸檢測晶片150C可以構成為包括多個壓力驅動信號輸出端子T-TXP以及多個壓力檢測信號輸入端子T-RXP。根據實施例，觸摸檢測晶片150C還可以包括其它輸入輸出端子，在圖5中例示了還包括電源電壓端子T-VDD以及數據輸出端子T-DATA的情況。

另外，根據實施例，不另行具備驅動電極與接收電極，而是通過一個電極，根據自電容檢測方式來檢測觸摸位置及/或觸摸壓力的情況下，也可以構成為不另行構成被施加驅動信號的輸出端子與接收檢測信號的輸入端子，對在一個電極通過一個輸入/輸出端子施加驅動信號並且接收檢測信號。

在圖5中，能夠通過觸摸檢測晶片150C的n個驅動信號輸出端子T-TX1～T-TXn對n個驅動電極TX1～TXn分別施加驅動信號，能夠通過m個檢測信號輸入端子T-RX1～T-RXm從m個接收電極RX1～RXm分別輸入檢測信號。另外，壓力驅動信號能夠通過壓力驅動信號輸出端子T-TXP被施加於壓力電極400，壓力檢測信號能夠通過壓力檢測信號輸入端子T-RXP從壓力電極400輸入。

圖6例示表示根據實施例的觸摸輸入裝置的驅動部、檢測部以及電極部的連結關係的等效電路圖。參照圖6，根據實施例的觸摸檢測器150的驅動部110例如可以包括多個驅動電路111～11n、11n+1，檢測部120例如可以包括多個檢測電路1201～120m、120m+1。在圖6中，「S」線上端是用於檢測對觸摸傳感器面板100的觸摸位置的構成，「S」線下端是用於從壓力電極400檢測觸摸壓力的大小的構成。

第一～第n驅動電路111～11n分別與多個驅動電極TX1～TXn連結，能夠傳遞驅動信號。此時，驅動電路111～11n可以包括時鐘發生器(clock generator)及/或數字/模擬緩衝器(buffer)而構成。

第一～第m檢測電路1201～120m通過檢測節點電容器C1m～Cnm的靜電容量，能夠獲得觸摸位置信息。在圖6中，為了便於說明，僅圖示了檢測通過第m接收電極RXm傳遞的節點電容器C11～Cnm的靜電容量，因此在用於通過觸摸傳感器面板100檢測觸摸位置的檢測電路1201～120m中僅圖示了第m檢測電路120m。第一節點電容器C11的一端通過第一驅動電極TX1與第一驅動電路111連結，另一端通過第m接收電極RXm與第m檢測部120m連結。與此相同地，第二節點電容器C21～第n節點電容器Cnm也可以與驅動部110和第m檢測電路120m連結。

另外，第m檢測電路120m可以包括包含放大器121m以及反饋電容器122m而構成的電容傳感器而構成。反饋電容器122m是在放大器121m的倒相輸入端(inverting terminal)和放大器121m的輸出端之間結合的、即與反饋路徑結合的電容器。此時，放大器121m的非倒相輸入端(non-inverting terminal)可以與地線(Ground)或者基準電位Vref連接。另外，電容傳感器還可以包括與反饋電容器122m並聯連結的復位開關(reset switch，未圖示)。復位開關可以對通過電容傳感器執行的電流到電壓的轉換進行復位。放大器121m的倒相輸入端可以在通過接收電極RXm接收包括節點電容器C11～Cnm的靜電容量信息的電流信號之後，對其進行積分而轉換為電壓信號Vom。被包括放大器121m以及反饋電容器122m而構成的電容傳感器積分的數據，可以通過ADC123m轉換為數字數據。此後，數字數據被輸入至處理器等而被處理成能夠獲得對觸摸傳感器面板100的觸摸位置信息。

在根據實施例的觸摸檢測器150及/或觸摸檢測晶片150C中，驅動部110所包含的多個驅動電路中的例如第n+1驅動電路11n+1能夠用於對壓力驅動電極400-1施加驅動信號Vsn+1。另外，檢測部120所包含的多個檢測電路中的例如第120m+1檢測電路被構成為，從壓力接收電極400-1檢測在壓力驅動電極400-1與壓力接收電極400-2之間生成的壓力電容401(Cp)的靜電容量，以能夠檢測壓力的大小。在圖6中，一個驅動電路例如第n+1驅動電路11n+1以及一個檢測電路例如第120m+1檢測電路，作為用於壓力檢測的驅動電路以及檢測電路示出，但根據實施例，在例如形成用於壓力檢測的多個通道的情況下，也可以將多個驅動電路以及多個檢測電路，作為用於壓力檢測的驅動電路以及檢測電路而包含。

在圖6中，例示了各個檢測電路1201～120m+1包括各個ADC1231～123m+1，但檢測部120也可以構成為包括一個共用的ADC123。另外，從各個檢測電路1201～120m+1輸出的數據(DATA)可以通過圖5例示的一個數據輸出端子T-DATA來輸出。此時，來自各個檢測電路1201～120m+1的數據信號，可以構成為具有互不相同的標頭(header)。另外，根據實施例，從各個檢測電路1201～120m+1輸出的數據，也可以通過互不相同的數據輸出端子T-DATA輸出。

如圖6可知，根據實施例的觸摸檢測器150，為了檢測觸摸壓力，還可以包括用於檢測觸摸位置的驅動電路111～11n、和額外的至少一個驅動電路11n+1，並且還可以包括用於檢測觸摸位置的檢測電路120m、和額外的至少一個檢測電路120m+1。此時，用於壓力檢測的驅動電路11n+1可以與驅動電路111～11n實質上相同地構成，用於壓力檢測的檢測電路120m+1可以與檢測電路120m實質上相同地構成。根據實施例的觸摸檢測器150以及觸摸檢測晶片150C，可以對用於檢測觸摸傳感器面板100的觸摸位置的觸摸檢測器以及觸摸檢測晶片僅實施單純的變形，從而不僅檢測觸摸位置還檢測觸摸壓力。

圖7例示在根據實施例的觸摸檢測器的驅動部中對電極部施加的驅動信號。控制部130能夠控制驅動部110以及檢測部120以執行參照圖7說明的驅動信號的施加以及檢測信號的接收。根據實施例的控制部130可以與觸摸檢測晶片150C集成而實現。

例如，驅動部110為了檢測觸摸位置可以對第一～第n驅動電極TX1～TXn依次施加脈衝形態的驅動信號。例如，在第一時間區間t1，驅動信號施加於第一驅動電極TX1，在第二時間區間t2，驅動信號施加於第二驅動電極TX2，與此相同地，在第n時間區間tn，驅動信號施加於第n驅動電極TXn。此時，通過觸摸傳感器面板100所包含的接收電極RX1～RXm，檢測部120檢測節點電容器C11～Cnm的靜電容量，由此能夠檢測觸摸位置及/或觸摸與否。

此時，驅動部110可以構成為在第n+1時間區間tn+1(未圖示)對壓力驅動電極400-1(在圖7中是TXn+1)施加驅動信號，檢測部120可以以在第n+1時間區間，從壓力接收電極400-2(在圖7中是RXm+1)檢測壓力電容401(Cp)的靜電容量，來檢測觸摸壓力的方式進行動作。該情況下，從觸摸檢測器150、150C的角度來看，壓力驅動電極400-1(在圖7中是TXn+1)以及壓力接收電極400-2(在圖7中是RXm+1)與觸摸傳感器面板100所包含的驅動電極TX與接收電極RX被同等地識別。

為了在通過觸摸檢測器150、150C檢測觸摸壓力時，將噪聲(noise)最小化並提高觸摸壓力大小的檢測精密度，例如如圖7例示，驅動部110對壓力驅動電極400-1(在圖7中是TXn+1)在第一時間區間t1～第n時間區間tn+1期間持續施加驅動信號，此時，檢測部120可以用於在第一時間區間t1至第n時間區間tn+1期間通過壓力接收電極400-2(在圖7中是RXm+1)持續地檢測信號，利用檢測出的信號來檢測壓力。例如，可以用於對檢測出的信號進行FIR(Finite Impulse Response，有限衝激響應)過濾處理而檢測壓力。或者，根據實施例，可以用於利用檢測出的信號的平均值來檢測壓力。

該情況下，觸摸檢測器150可以輸出，用於在第一～第n時間區間期間從包括n個驅動電極TX1～TXn以及m個接收電極RX1～RXm的觸摸傳感器面板100檢測觸摸位置的n×m個位置檢測數據信號、和用於從1個壓力驅動電極TXn+1以及1個壓力接收電極RXm+1檢測觸摸壓力的1個壓力檢測數據信號。即，m個位置檢測用接收電極RX1～RXm可以在每個時間區間輸出1個位置數據信號，因此每次掃描，都能夠獲得n×m個位置數據信號，此時能夠輸出1個壓力檢測數據信號。

以上，對在第一～第n時間區間期間對n個驅動電極TX1～TXn依次施加驅動信號的情況進行了說明，但根據實施例，可以以對n個驅動電極TX1～TXn中的至少2個以上的驅動電極同時施加驅動信號的方式進行動作。

根據實施例，在構成為壓力電極形成多個通道的情況下，每次掃描都能夠輸出多個壓力檢測數據信號，這是顯而易見的。此時，可以構成為對多個壓力驅動電極依次施加驅動信號。對多個壓力驅動電極進行的驅動信號的依次施加，可以在對第一～第n驅動電極TX1～TXn施加驅動信號後進行，也可以與對第一～第n驅動電極TX1～TXn施加驅動信號的同時進行。另外，根據實施例，可以以對至少2個以上的壓力驅動電極同時施加驅動信號的方式進行動作。

圖8a至圖8c分別是表示在根據實施例的觸摸輸入裝置中第一替代例的壓力電極以及檢測部的等效電路圖、壓力電極結構、以及根據壓力電極與基準電位層之間的距離變化的檢測部的輸出信號。

例如，如圖8b例示，示出壓力電極400由一個電極構成，且如圖3所示與基準電位層300分隔規定距離d的方式被配置在觸摸輸入裝置1000內的情況。該情況下，如圖8b例示，壓力電容401可以在壓力電極400與基準電位層300之間生成，隨著距離d變小，壓力電容401的值會增大。觸摸檢測器150、150C能夠通過檢測這種壓力電容401值的變化來檢測觸摸壓力的大小。

如圖8a例示，在第一替代例中，壓力電容401可以位於用於從驅動部110對壓力電極400施加驅動信號Vsn+1的驅動信號輸出端子T-TXP、和用於從壓力電極400接收檢測信號的檢測信號輸入端子T-RXP之間。壓力電容401可以被圖示為位於結合部404和作為基準電位層300的地線之間。此時，壓力電容401由於其靜電容量會根據壓力電極400與基準電位層300之間的距離而改變，所以表示為可變。

在第一替代例中，為了通過壓力電容401檢測觸摸壓力，壓力電極400可以在第一阻抗402和第二阻抗403之間構成。在圖8a中，例示第一阻抗402和第二阻抗403均是純粹的電容器(C1以及C2)的情況。通過像圖8a那樣，將第一阻抗402和第二阻抗403以電容器構成，由此能夠提供觸摸檢測器150不依賴於驅動信號(Vs)的動作頻率的性能。

參照圖8a，第一阻抗402和第二阻抗403形成在驅動部110和壓力電極400之間以及檢測部120和壓力電極400之間，從而可以被解釋成形成在觸摸檢測器以及觸摸檢測晶片150、150C的外部。例如，第一阻抗402和第二阻抗403可以在晶片外部形成在連結晶片與電極的導電性線路(trace)等上。此時，第一阻抗402和第二阻抗403可以構成為與晶片非常接近。然而，這僅僅是是構成上的實施例，第一阻抗402和第二阻抗403中的1個或者2個都可以在觸摸檢測器被集成的晶片上一同集成。通過將第一阻抗402和第二阻抗403在晶片內實現，由此不需要額外的外部元件，從而能夠降低單價。在第一阻抗402和第二阻抗403均在晶片內實現的情況下，無需另行構成壓力驅動信號輸出端子T-TXP以及壓力檢測信號輸入端子T-RXP，通過一個輸入輸出端子便能實現驅動信號的施加以及檢測信號的接收。另外，還與任意的用於壓力檢測的電極連結，而提供均勻的壓力檢測性能。

在第一替代例中，返回圖3，若通過客體10施加壓力而使壓力電極400與基準電位層300之間的距離d減小，則壓力電容401的靜電容量值增加。參照圖8a的等效電路，電容傳感器的輸出信號Vo與驅動信號Vs之間的關係可以由數學式(1)表示。

參照數學式(1)，可知輸出信號Vo能夠獲得與驅動信號Vs的頻率無關的結果。此時，假設Cp>>C1+C2的情況，數學式(1)可以簡化成下述數學式(2)。

此時，可以表示為在此，ε是填充在壓力電極400與基準電位層300之間的物質的介電常數εoεr，A是壓力電極400的面積，d是壓力電極400與基準電位層300之間的距離。由數學式(2)可知，輸出信號Vo與距離d成比例地線性變化。Cp、C1以及C2的靜電容量值能夠根據實施例/環境變更是顯而易見的，對於Cp，適用幾百pF(pico Farad，皮可法拉)範圍，另外對於C1以及C2適用幾十pF範圍的靜電容量值而進行了試驗，結果能夠導出輸出信號Vo與距離d之間的實質性線性關係。

圖8c是表示實施例所涉及的根據壓力電極400與基準電位層400之間的距離變化的觸摸檢測器150的輸出信號的圖表。圖8c的圖表是除去補償(offset)等後的圖表。參照圖8c可知，即使在壓力電容401的靜電容量的絕對值上產生偏差，只要由壓力引起的距離d的變化量相同，則基於此的輸出信號Vo的變化量也維持在一定水平。例如，根據壓力電極400所適用的第一應用P-1與第二應用P-2，壓力電極400與基準電位層300之間的距離d也可能不同。然而，在利用第一替代例所涉及的構成的情況下，若根據被施加的壓力，壓力電極400與基準電位層300之間的距離d的變化量相同(d1＝d2)，則輸出信號Vo的變化量也能夠實質上維持相同(Vo1＝Vo2)。在圖8c中，圖示了距離d與輸出信號Vo彼此完全具有線性關係，但這只是為了便於說明，根據實施例，可以以能夠實質上被解釋成線性關係的程度，輸出信號Vo根據距離d變化。

圖9是在根據實施例的觸摸輸入裝置中第二替代例的壓力電極以及檢測部的等效電路圖。

在圖9中圖示了在第一替代例中作為第一阻抗402利用電阻R1的情況下的、驅動信號Vs與輸出信號Vo之間的等效電路。除了作為第一阻抗利用電阻R1之外，與圖8a相同，省略重複的說明。

在像圖9那樣的第二替代例的等效電路中，驅動信號Vs與輸出信號Vo之間的傳遞函數可以由下述數學式(3)表示。

在此，若假設Cp>>C2，則數學式(3)可以簡化成數學式(4)。

在此，ω＝2πf，f是驅動信號Vs的頻率。由數學式(4)可知，輸出信號Vo的大小隨著驅動信號Vs的頻率的增大而逐漸減小。

此時，根據數學式(4)，雖然輸出信號Vo與距離d之間不形成完全的線性關係，但在固定的頻率下，在輸出信號Vo與距離d之間具有幾乎線性的特徵，因此在根據實施例的整體系統中，與第一替代例相同地，信號處理能夠被簡單化。以上，以第一阻抗402是電阻性元件且第二阻抗403是靜電容量性元件的情況為例進行了說明，但也可以適用於第一阻抗402是靜電容量性元件且第二阻抗403是電阻性元件的情況。

參照圖9可知，第一阻抗402和第二阻抗403中至少任意一個不是純粹的電容器元件，而是被構成為電阻性元件的情況下，獲得特性根據驅動信號Vs的頻率發生變化的輸出信號。

Cp以及C2的靜電容量值根據實施例/環境變更是顯而易見的，對於Cp，適用幾百pF(pico Farad)範圍，另外對於C2適用幾十pF範圍的靜電容量值進行了實驗，結果能夠導出輸出信號Vo與距離d之間的線性關係以及根據頻率發生變化的特性。

此外，上文中圍繞實施例進行了說明，但這僅僅是示例，並不旨於限定本發明，若為本發明所屬的領域中具有常規知識的人，則可知在不脫離本實施例的本質特性的範圍內可以進行在上文中未示出的各種變形及應用。例如，可以對實施例中具體示出的各構成要素進行變形而實施。此外，與這種變形及應用相關的不同點應被解釋為包含在隨附的權利要求書所限定的本發明的範圍內。