CN105320385B - 静电电容式触摸面板及其输入操作位置检测方法 - Google Patents

静电电容式触摸面板及其输入操作位置检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105320385B
CN105320385B CN201510451594.2A CN201510451594A CN105320385B CN 105320385 B CN105320385 B CN 105320385B CN 201510451594 A CN201510451594 A CN 201510451594A CN 105320385 B CN105320385 B CN 105320385B
Authority
CN
China
Prior art keywords
intersection point
voltage change
horizontal
input
operating position
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201510451594.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105320385A (zh
Inventor
吉川治
今井贵夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMK Corp
Tokai Rika Co Ltd
Original Assignee
SMK Corp
Tokai Rika Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMK Corp, Tokai Rika Co Ltd filed Critical SMK Corp
Publication of CN105320385A publication Critical patent/CN105320385A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105320385B publication Critical patent/CN105320385B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04182Filtering of noise external to the device and not generated by digitiser components
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04111Cross over in capacitive digitiser, i.e. details of structures for connecting electrodes of the sensing pattern where the connections cross each other, e.g. bridge structures comprising an insulating layer, or vias through substrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

本发明提供一种静电电容式触摸面板及其输入操作位置检测方法,不管输入操作位置和输入操作体的大小,不受噪音的影响而高精度地检测输入操作位置。当输入操作位置位于相邻的交点((m、n))的中间时,从输入操作位置的计算数据中排除小于割舍阈值的隔着输入操作位置在相反侧的交点((m1、n1))的电压变化水平(R(m、n)),即使相邻的任意一个交点((m、n))成为检测出极大值的交点((m0、n0)),计算出的输入操作位置也不发生大的变化。

Description

静电电容式触摸面板及其输入操作位置检测方法
技术领域
本发明涉及一种静电电容式触摸面板及其输入操作位置检测方法,根据由于输入操作体接近而静电电容发生变化的驱动区域和检测电极的交点在绝缘面板上的配置位置,检测输入操作位置,特别涉及一种不受噪音的影响而高精度地检测输入操作位置的静电电容式触摸面板。
背景技术
在检测手指等输入操作体的输入位置的静电电容式触摸面板中,分为自电容方式(1线式)和互电容方式(2线式),其中,上述自电容方式检测由于输入操作体接近而杂散电容增大的检测电极,根据该检测电极的配置位置检测输入操作位置,而上述互电容方式对驱动电极输出预定电压水平的交流检测信号,检测由于输入操作体接近而检测信号的检测电压下降的检测电极,根据该检测电极的配置位置检测输入操作位置。前者的方式不对驱动电极进行配线,因此结构简化,不过由于检测的杂散电容为10到20pF那样难以检测的微小水平,所以一般采用后者的互电容方式。
采用互电容方式的静电电容式触摸面板中,使输出检测信号的多个驱动电极和检测通过检测信号所表示的检测电压的多个检测电极相互正交进行配线,在驱动电极和检测电极交叉的每个交点监视检测电压的电压变化水平,根据由于输入操作体接近而电压变化水平成为预定的设定值以上的检测电极的交点位置检测出输入操作位置(专利文献1、专利文献2)。
以下,使用图6和图7说明在专利文献1的现有的静电电容式触摸面板100中检测正交的2个方向的输入操作位置的方法。如图6所示,静电电容式触摸面板100在绝缘面板101的表面,将沿着X方向连续菱形图案的13根驱动电极D1-D13与沿着Y方向连续菱形图案的12根检测电极S1~S12在各个交叉位置(交点)相互绝缘地进行配线。13根驱动电极D1~D13在Y方向上等间距地进行配线,12根检测电极S1~S12在X方向上等间距地进行配线,一方电极的菱形图案补充另一方电极的菱形图案的间隙,整体以表示为锯齿状的图案的形状进行配线。
驱动电极D每3根汇总为一个驱动区域DV(m),在每个驱动区域DV(m)将固定电压的交流检测信号输出给该驱动区域DV(m)所包括的驱动电极D,同时依次读取出现在与输出交流检测信号的驱动区域DV(m)交叉的多个检测电极S(n)上的检测电压。如果手指等输入操作体不接近,在驱动区域DV(m)和检测电极S(n)的杂散电容中没有变动,则检测电压为与交流检测信号的输出电压成比例的通常电压V0而不发生变化。另一方面,如果输入操作体接近输出了交流检测信号的驱动区域DV(m)和检测检测电压的检测电极S(n)的交点(m、n),则驱动区域DV(m)或检测电极S(n)与输入操作体间的静电电容增大,交流检测信号的一部分流向输入操作体,出现在检测电极S(n)上的检测电压从通常电压V0下降。输入操作体和这些驱动区域DV(m)或检测电极S(n)之间的距离越接近,则检测电压越从输入操作体不接近的状态下的通常电压V0下降,因此通过使通常电压V0和检测电压的电位差反转后进行二值化而得的电压变化水平R(m、n)表示输入操作体即输入操作位置和交点(m、n)的相对距离,如图6所示,根据在一个扫描周期中检测出的m行n列的电压变化水平R(m、n)检测输入操作位置。
图7表示例如当输入操作位置在驱动区域DV(3)和检测电极S(5)的附近时,在一个扫描周期(S1)中检测出的所有交点(m、n)的m行n列的电压变化水平R(m、n)。为了容易地进行说明,在该图中通过10进制值表示各电压变化水平R(m、n),将输入操作体未接近的状态下从检测电极S(n)检测出的检测电压为通常电压V0的情况设为“0”,将推定为有输入操作的输入判定阈值设为“16”。
在以能够忽视和输入操作体的静电电容的程度离开输入操作位置的交点(m、n),从检测电极S(n)读取到的检测电压基本上是通常电压V0,所以在该交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)成为0,不过受基础噪音的影响,以0到7左右的值发生变动。另一方面,在输入操作位置附近的交点(3、5)的电压变化水平R(3、5)与其周围的交点(m、n)相比成为极大值,是超过输入判定阈值“16”的“73”,所以推定在图中X方向和Y方向检测出极大值的交点(3、5)的附近是输入操作位置。
接着,将电压变化水平R(3、5)成为极大值的交点(3、5)和邻接地包围其周围的8处的第一交点群的各个交点(m1、n1)设为用于计算输入操作位置的有效交点,根据各有效交点的电压变化水平R(m、n)(图中用淡黑的背景颜色显示)的加权平均值来计算X、Y方向的输入操作位置。
即,针对12根检测电极S(n)在绝缘面板101上的每个配线位置,对初始值分配“16”,对X方向的间距分配“32”来加权。接着,对于每个作为有效交点的检测电极S(4-6)在Y方向进行合计,计算Sum(4)(合计(4))“137”、Sum(5)“161”、Sum(6)“57”,计算其总和“355”,并且将赋予该检测电极S(4-6)的配线位置的权重与每个检测电极S(4-6)的每个合计值Sum(4-6)相乘,计算出其总和“48560”。根据加权平均求出的X方向的输入操作位置是“48560”/“375”即136.8,将对X方向进行加权的136.8的位置(检测电极S(4)和检测电极S(5)之间)检测为X方向的输入操作位置x’。
同样,根据有效交点的电压变化水平R(m、n)的Y方向的加权平均值求出Y方向的输入操作位置y。Y方向的位置加权,对6种的各驱动区域DV(m)间的间隔分配“16”,对各驱动区域DV(m)的每个中间位置每“16”进位。接着,针对每个驱动区域DV(2-4)在X方向合计有效交点的电压变化水平R(m、n),计算Sum(2)“36”、Sum(3)“161”、Sum(4)“158”,计算其总和“355”,并且将赋予该驱动区域DV(2-4)的Y方向中间位置的权重乘以每个驱动区域DV(2-4)的每个合计值Sum(2-4),计算出其总和“18992”。根据加权平均求出的Y方向的输入操作位置是“18992”/“355”即53.5,将对Y方向进行加权的53.5的位置(驱动区域DV(3)和驱动区域DV(4)之间)检测为Y方向的输入操作位置y’。
这样,补充驱动区域DV(m)和检测电极S(n)之间的间距,针对每一个扫描周期高精度地检测X方向和Y方向的输入操作位置(x、y),不过例如在输入操作位置位于相邻的驱动区域DV(m)和检测电极S(n)的中间附近的情况下,与电压变化水平R(m0、n0)成为极大值的交点(m0、n0)邻接的交点(m0’、n0’)的电压变化水平R(m0’、n0’)近似。其结果为,在不同的扫描周期中,有时即使通过微小的噪音该值也会逆转,会产生不同交点(m0’、n0’)的电压变化水平R(m0’、n0’)成为极大值的情况。
例如,根据一个扫描周期(S1)中所检测出的图7表示的所有交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)计算出的Y方向的输入操作位置位于驱动区域DV(3)和驱动区域DV(4)的中间附近,交点(3、5)的电压变化水平R(3、5)为“73”成为最大值,不过如图8所示,有时在接下来的一个扫描周期(S2)中,由于噪音等的影响相邻的交点(4、5)的电压变化水平R(4、5)成为“73”,超过电压变化水平R(3、5)的“71”而成为极大值,进而在接下来的一个扫描周期(S3)中,交点(3、5)的电压变化水平R(3、5)再次成为“72”,超过电压变化水平R(4、5)的“69”而成为极大值。
另一方面,每一个扫描周期的输入操作位置的计算,如上所述,根据由电压变化水平R(m0、n0)成为极大值的交点(m0、n0)和邻接地包围其周围的8处的第一交点群的各交点(m1、n1)组成的各有效交点的电压变化水平R(m、n)的加权平均值来计算X、Y方向的输入操作位置,因此如果产生极大值的交点(m0、n0)由于微小的噪音而变化,则成为有效交点的第一交点群的各交点(m1、n1)改变,尽管输入操作位置是固定的,但是根据有效交点的电压变化水平R(m、n)计算出的输入操作位置频繁地移动。其结果,在与检测出的输入操作位置对应的显示器上的位置显示光标时,尽管不使输入操作位置移动,也存在光标的显示位置在每个扫描周期发生很大变化的问题。
例如,在一个扫描周期(S1)(S3)中,交点(2、4)、(2、5)、(2、6)成为用于计算输入操作位置的有效交点,并且,在一个扫描周期(S2)中,在一个扫描周期(S1)(S3)中没有成为有效交点的交点(5、4)、(5、5)、(5、6)成为用于计算输入操作位置的有效交点,即使成为极大值的电压变化水平R(m0、n0)为“4”以下的水平而稍微发生变化,Y方向的输入操作位置也大幅变化。
在通过超过驱动区域DV(m)和检测电极S(n)之间的间距的输入操作体进行输入操作的情况下也发生同样的问题,在相邻的交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)成为极大值的附近近似,从而成为极大值的交点(m0、n0)在相邻的交点(m、n)之间针对每个扫描周期发生变化,计算出的输入操作位置频繁地变动。
另外,这种静电电容式触摸面板根据与输入操作体的微弱的静电电容的变化对应的检测电压的电压变化水平R(m、n)检测输入操作位置,所以容易受配置在其周围的显示装置所产生的噪音和在周围的杂散电容中带电的静电噪音的影响,不过关于一个交点(m、n)的检测期间为200到400μsec,因此从5μsec到10μsec期间产生的这些静电噪音只在特定的交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)中表现,无法通过现有的噪音判定方法进行判别。
进而,在极大值成为输入判定阈值附近的输入操作中,其周围的多个交点(m1、n1)的电压变化水平R(m、n)小于输入判定阈值,不成为用于计算输入操作位置的有效交点,因此根据有限的有效交点的电压变化水平R(m、n)计算输入操作位置,存在其精度下降的问题。
专利文献1:日本特开2013-152635号公报
专利文献2:日本特开2012-248035号公报
发明内容
本发明是考虑这样的现有问题点而提出的,其目的在于提供静电电容式触摸面板和静电电容式触摸面板的输入操作位置检测方法,不管输入操作位置和输入操作体的大小,不受噪音影响地高精度地检测输入操作位置。
另外,本发明的目的在于提供静电电容式触摸面板和静电电容式触摸面板的输入操作位置检测方法,检测短时间内发生的尖峰噪音,不受尖峰噪音的影响而高精度地检测输入操作位置。
为了达到上述目的,第1方式的静电电容式触摸面板,具备:多个检测电极S(n),其在绝缘面板的第一方向上等间隔且沿着与第一方向正交的第二方向进行配线;多个驱动区域DV(m),其在绝缘面板的第二方向上等间隔且沿着第一方向而形成,分别隔着绝缘间隔与上述多个检测电极S(n)交叉;检测信号产生电路,其产生固定电压的交流检测信号;扫描单元,其在将交流检测信号输出给多个驱动区域DV(m)的某一个驱动区域DV(m)期间,依次检测出现在与输出了交流检测信号的驱动电极群DV(m)交叉的多个检测电极S(n)上的检测电压,检测多个驱动区域DV(m)和多个检测电极S(n)的各交点(m、n)的从输入操作体不接近的状态下的检测电压的电压变化水平R(m、n);位置检测单元,其根据电压变化水平R(m、n)成为预定的输入判定阈值以上的交点(m、n)在绝缘面板上的位置来检测第一方向和第二方向的输入操作位置,其中,位置检测单元具有:极值检测单元,其比较在第一方向和第二方向相邻的交点(m、n)的电压变化水平R(m、n),针对第一方向和第二方向的任意一个方向都检测电压变化水平R(m、n)成为输入判定阈值以上的极大值Rmax的交点(m0、n0);以及数据选择单元,其将至少邻接地包围交点(m0、n0)周围的第一交点群的8处的各交点(m1、n1)的电压变化水平R(m、n)与相对于极大值Rmax设定为小于1的固定比率的割舍阈值进行比较,其中,将电压变化水平R(m、n)成为极大值Rmax的交点(m0、n0)和成为割舍阈值以上的第一交点群的交点(m1、n1)设为有效交点,根据有效交点在绝缘面板上的位置和有效交点的电压变化水平R(m、n)来检测第一方向和第二方向的输入操作位置。
如果输入操作位置位于相邻的交点(m、n)的中间,则相邻的交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)近似,任意一个电压变化水平R(m、n)成为极大值Rmax。隔着电压变化水平R(m、n)成为极大值Rmax的交点(m、n),位于输入操作位置相反一侧的第一交点群的交点(m1、n1)的电压变化水平R(m、n)相对于极大值Rmax大大下降,因此没有达到割舍阈值而不能用于输入操作位置的检测。其结果为,即使是相邻的交点(m、n)的某一个成为了达到极大值Rmax的交点(m0、n0),通过隔着输入操作位置在相反侧的交点(m1、n1)检测出的电压变化水平R(m、n)也不用于输入操作位置的检测,因此根据剩余的有效交点的电压变化水平R(m、n)计算的输入操作位置没有大的变化。
另外,在宽的输入操作体与相邻的交点(m、n)的任意一个都接近时,相邻的交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)也近似,任意的电压变化水平R(m、n)成为极大值Rmax。隔着电压变化水平R(m、n)成为极大值Rmax的交点(m0、n0),位于与宽的输入操作体的中心位置相反一侧的第一交点群的交点(m1、n1)的电压变化水平R(m、n)相对于极大值Rmax大大下降,因此没有达到割舍阈值而不能用于输入操作位置的检测。其结果为,即使是相邻的交点(m、n)的任意一个为成为了极大值Rmax的交点(m0、n0),通过隔着输入操作体的中心位置在相反侧的交点(m1、n1)检测出的电压变化水平R(m、n)不用于输入操作位置的检测,因此根据剩余的有效交点的电压变化水平R(m、n)计算的输入操作体的中心位置即输入操作位置没有大的变化。
第2方式的静电电容式触摸面板,其中,数据选择单元将第一交点群的各交点(m1、n1)和进一步相邻地包围第一交点群的各交点(m1、n1)的第二交点群的16处的各交点(m2、n2)的电压变化水平R(m、n)与割舍阈值比较,位置检测单元将电压变化水平R(m、n)成为极大值Rmax的交点(m0、n0)和成为割舍阈值以上的第一交点群的交点(m1、n1)以及第二交点群的交点(m2、n2)设为有效交点。
将直到有可能通过输入操作体的接近而使检测电压发生变化的第二交点群的交点(m2、n2)设为有效交点,将其电压变化水平R(m、n)用于输入操作位置的检测。
第3方式的静电电容式触摸面板,在只有成为极大值Rmax的交点(m0、n0)为有效交点的情况下,输入操作手段不检测输入操作位置。
如果产生尖峰噪音,则仅在产生尖峰噪音时进行扫描的交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)异常上升,其交点(m、n)为成为输入判定阈值以上的极大值Rmax的交点(m0、n0)。另一方面,在检测包围交点(m0、n0)的周围的第一交点群或第一交点群和第二交点群的各交点(m1、n1/m2、n2)的检测电压期间,没有产生尖峰噪音,所以各交点(m1、n1/m2、n2)的电压变化水平R(m、n)小于相对于极大值Rmax设定为小于1的固定比率的割舍阈值,有效交点仅为成为极大值Rmax的交点(m0、n0),因此推定为产生尖峰噪音,不检测输入操作位置。
第4方式的静电电容式触摸面板,相对于输入判定阈值附近的极大值Rmax设定为小于1的固定比率的割舍阈值小于输入判定阈值。
在成为极大值Rmax的交点(m0、n0)的电压变化水平R(m0、n0)为输入判定阈值附近的低输入操作的情况下,若其周围的有效交点的电压变化水平R(m、n)即使小于输入判定阈值也在割舍阈值以上,则该交点(m、n)的电压变化水平R(m0、n0)作为有效交点被用于输入操作位置的检测。
第5方式的静电电容式触摸面板,割舍阈值的最小值相对于极大值Rmax设定为固定比率,使得成为至少基于交点(m、n)的基础噪音的最大电压变化水平R(m、n)以上。
当极大值Rmax为输入判定阈值时,相对于极大值Rmax设定为固定比率的割舍阈值成为最小值,至少是基于交点(m、n)的基础噪音的电压变化水平R(m、n)以上,所以在输入操作体不接近的状态下的电压变化水平R(m、n)即使受到基础噪音的影响也不成为割舍阈值以上。
第6方式的静电电容式触摸面板的输入操作位置的检测方法,在绝缘面板的第一方向等间隔且沿着与第一方向正交的第二方向的多个检测电极S(n)与在绝缘面板的第二方向等间隔且沿着第一方向的多个驱动区域DV(m)在各个交点(m、n)隔着绝缘间隔交叉,在将固定电压的交流检测信号输出给多个驱动区域DV(m)的某一个驱动区域DV(m)期间,依次检测出现在与输出了交流检测信号的驱动电极群DV(m)交叉的多个检测电极S(n)上的检测电压,检测多个驱动区域DV(m)和多个检测电极S(n)的各交点(m、n)的从输入操作体不接近的状态下的检测电压的电压变化水平R(m、n),根据电压变化水平R(m、n)成为预定的输入判定阈值以上的交点(m、n)在绝缘面板上的位置来检测第一方向和第二方向的输入操作位置,该静电电容式触摸面板的输入操作位置的检测方法具备:第一工序,其根据所有的交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)比较在第一方向和第二方向相邻的交点(m、n)的电压变化水平R(m、n),在第一方向和第二方向的任意一个方向都检测电压变化水平R(m、n)成为输入判定阈值以上的极大值Rmax的交点(m0、n0);第二工序,其将至少邻接地包围交点(m0、n0)周围的第一交点群的8处的各交点(m1、n1)的电压变化水平R(m、n)与相对于极大值Rmax设定为小于1的固定比率的割舍阈值进行比较;以及第三工序,其将电压变化水平R(m、n)成为极大值Rmax的交点(m0、n0)和成为割舍阈值以上的第一交点群的交点(m1、n1)设为有效交点,根据有效交点在绝缘面板上的位置和有效交点的电压变化水平R(m、n)来检测第一方向和第二方向的输入操作位置。
通过第一工序,针对第一方向和第二方向的任意一个方向都检测电压变化水平R(m、n)成为输入判定阈值以上的极大值Rmax的交点(m0、n0),在第二工序,将至少邻接地包围该交点(m0、n0)周围的第一交点群的8处的各交点(m1、n1)的电压变化水平R(m、n)与相对于极大值Rmax设定为小于1的固定比率的割舍阈值进行比较。在第三工序,隔着成为极大值Rmax的交点(m0、n0),在位于输入操作位置相反一侧的第一交点群的交点(m1、n1)的电压变化水平R(m、n)相对于极大值Rmax大大下降,因此没有达到割舍阈值而不用于输入操作位置的检测。在检测出输入操作位置后,当根据在第一工序成为极大值Rmax的交点(m0、n0)在输入操作位置的方向相邻的交点(m、n)成为由于噪音等原因而成为极大值Rmax的交点(m0、n0)时,在第二工序和第三工序,同样位于和输入操作位置相反一侧的第一交点群的交点(m1、n1)的电压变化水平R(m、n)不用于输入操作位置的检测。其结果为,即使在电压变化水平R(m、n)成为极大值的附近近似的相邻的交点(m、n)的任意一个为成为极大值Rmax的交点(m0、n0),根据有效交点的电压变化水平R(m、n)计算的输入操作位置也没有大的变化。
第7方式的静电电容式触摸面板的输入操作位置的检测方法,在通过第三工序检测出输入操作装置后,忽视成为极大值Rmax的交点(m0、n0)和有效交点的电压变化水平R(m、n),针对剩余的所有交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)重复第一工序到第三工序,在第三工序中检测其他的输入操作位置。
分别在独立的扫描期间检测绝缘面板上的各交点(m、n)的电压变化水平R(m、n),所以忽视输入操作位置的检测所使用的有效交点的电压变化水平R(m、n),接着重复第一工序到第三工序,能够检测出电压变化水平R(m、n)成为极大值Rmax的其他交点(m0、n0),重复该操作,能够根据关于成为极大值Rmax的各交点(m0、n0)的有效交点在绝缘面板上的位置和有效交点的电压变化水平R(m、n)检测出第一方向和第二方向的多个输入操作位置。
根据第1方式和第6方式的发明,即使在相邻的交点(m、n)的中间进行输入操作、或进行宽的输入操作体的输入操作,噪音造成的输入操作位置的检测误差变小,输入操作位置不会频繁地大幅移动。
根据第2方式的发明,能够使用输入操作位置周围的大范围的交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)高精度地检测输入操作位置。
根据第3方式的发明,当产生尖峰噪音时不检测输入操作位置,所以能够不受尖峰噪音的影响而检测出输入操作位置。
根据第4方式的发明,如果有效交点的电压变化水平R(m、n)小于输入判定阈值也在割舍阈值以上,则将该交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)用于输入操作位置的检测,能够根据多个电压变化水平R(m、n)高精度地检测出输入操作位置。
根据第5方式的发明,输入操作体不接近的状态下的电压变化水平R(m、n)即使接受基础噪音也不用作输入操作位置的检测数据,因此能够检测出不受基础噪音的影响的高精度的输入操作位置。
根据第7方式的发明,即使同时对绝缘面板上的2个以上的位置进行输入操作,也能够检测出各个输入操作位置,检测出的各输入操作位置在每个扫描周期不发生大的变化。
附图说明
图1是表示本发明一个实施方式的静电电容式触摸面板1的驱动区域DV(m)和检测电极S(n)与两者的交点(m、n)上所出现的检测电极的电压变化水平R(m、n)之间的关系的说明图。
图2是静电电容式触摸面板1的电路图。
图3(a)是表示驱动区域DV(m)和检测电极S(2)的交点(m、2)的电压变化水平R1(m、2)成为极大值Rmax的情况下,输入操作位置P和各交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)之间的关系的说明图,图3(b)是表示在受噪音的影响后,驱动区域DV(m)和检测电极S(3)的交点(m、3)的电压变化水平R2(m、3)成为极大值Rmax的情况下,输入操作位置P和各交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)之间的关系的说明图。
图4是表示根据通过一个扫描周期(S)检测出的m行n列的所有交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)检测输入操作位置的方法的说明图。
图5是按照每个不同的扫描周期(S1、S2、S3)表示根据所有交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)和有效交点的电压变化水平R(m、n)检测出的输入操作位置的说明图。
图6是表示现有的静电电容式触摸面板100的驱动区域DV(m)和检测电极S(n)与两者的交点(m、n)所表示的检测电极的电压变化水平(m、n)之间的关系的说明图。是表示和电压变化水平R(m、n)之间的关系的说明图。
图7是表示通过静电电容式触摸面板100,根据所有的交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)来检测输入操作位置的现有方法的说明图。
图8是按照每个不同的扫描周期(S1、S2、S3)表示所有交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)和通过现有的静电电容式触摸面板100检测出的输入操作位置的说明图。
符号说明
1:静电电容式触摸面板、2:绝缘面板、3:检测电压产生电路(检测信号产生电路)、4:微型计算机(位置检测单元、扫描单元)、DV(m):驱动区域、S(n):检测电极。
具体实施方式
以下使用图1~图5对本发明的一个实施方式的静电电容式触摸面板(以下称为触摸面板)1和触摸面板1的输入操作位置检测方法进行说明。如图1所示,该触摸面板1在绝缘面板2的表面,将沿着X方向连续菱形图案的13根驱动电极D1~D13和沿着Y方向连续菱形图案的12根检测电极S1~S12分别将交点相互绝缘来进行配线。13根驱动电极D1~D13在Y方向等间距进行配线,12根检测电极S1~S12在X方向等间距进行配线,一方电极的菱形图案补充另一方电极的菱形图案的间隙,整体以表现为锯齿状的图案的形状进行配线。
在绝缘面板2上格子状地进行配线的驱动电极D1~D13以及检测电极S1~S12的表面侧由未图示的透明绝缘膜进行覆盖,使得在保护这些电极的同时,手指等输入操作体不会直接接触这些电极而进行错误动作。即,本实施方式的触摸面板1,使输入操作体触摸透明绝缘膜,或者使之接近进行输入操作,根据出现在输入操作体附近的检测电极S(n)上的检测电压的电压变化水平R(m、n)来读取输入操作体隔着透明绝缘膜接近而造成的驱动电极D和输入操作体间的电容的增大,检测输入操作位置。根据该检测原理,即使有使输入操作体分别接近绝缘面板2上的任意一个位置的输入操作,驱动电极D1~D13间以及检测电极S1~S12间的间距也作为能够检测该输入操作位置的间距,这里,例如都通过4mm的间距进行配线。
如图2所示,各驱动电极D1~D13分别经由去除噪音的阻尼电阻6,与将脉冲高度为Vo的检测信号作为矩形波交流信号而输出的检测电压发生电路3连接。另外,在各驱动电极D1~D13和阻尼电阻6的连接点,微型计算机4的输入输出端口P1~P3与各驱动电极D1~D13对应地连接。
在输入输出端口P是将该输入输出端口P设为输出端口的状态的切断模式的情况下,该输入输出端口所连接的驱动电极(图中的D1、D5~D13)的电位为输出端口的电位(例如如果是“L”电平则为0V,如果是“H”电平则为VCC)而稳定,从检测电压发生电路3输出的矩形波交流信号的检测信号没有被输出到与该输入输出端口P连接的驱动电极D(图中的D1、D5~D13)。另外,输入输出端口P在将该输入输出端口P设为输入端口的状态的接通模式的情况下,该输入端口P为高阻抗状态,因此从检测电压发生电路3输出的矩形波交流信号不流入输入输出端口P(图中的P2~P4),而向与该输入输出端口P连接的驱动电极D(图中的D2~D4)输出矩形波交流信号的检测信号。即,微型计算机4仅通过按照任意的顺序将任意的1个或2个以上的输入输出端口P设为输出端口或输入端口的状态,控制对该输入输出端口P所连接的驱动电极D的检测信号的输出。
在本实施方式中,如图1所示,在Y方向相邻的每3根驱动电极D汇总为驱动区域DV(m),在Y方向相邻的驱动区域DV(m)和驱动区域DV(n’),在其间配线的驱动电极D重复,重复的驱动电极D构成任意的驱动区域DV(m)、DV(n’)。这样,根据在绝缘面板2上进行配线的13根驱动电极D设定6种驱动区域DV(m)(m是从1到6的整数)。
微型计算机4按照沿着Y方向的该驱动区域DV(m)的顺序将与驱动区域DV(m)对应的输入输出端口P设为接通模式,对构成该驱动区域DV(m)的3根驱动电极D输出同步的矩形波交流信号,输出脉冲高度为Vo的检测信号。这样,通过对每个驱动区域DV(m)输出检测信号的6次驱动控制,对在绝缘面板2上进行配线的所有驱动电极D输出检测信号。
12根的检测电极S(n)(n是1到12的整数)与通过来自微型计算机4的控制切换与微型计算机4的电压检测电路4a的连接的多路转接器7连接。微型计算机4对于各驱动区域DV(m)的每个驱动控制期间,按顺序切换与12根检测电极S(n)的连接,将进行了切换连接的检测电极S(n)上所出现的检测电压与微型计算机4的电压检测电路4a连接。
电压检测电路4a在微型计算机4将检测信号输出给某个驱动区域DV(m)期间,经由与该驱动区域DV(m)交叉的检测电极S(n)间的静电电容C0读取出现在检测电极S(n)上的矩形波交流信号的脉冲高度(检测电压)。该静电电容C0大致是固定值,因此如果输入操作体不接近而驱动区域DV(m)的杂散电容没有变动,则检测电压为与检测信号的输出电压成正比的通常电压V0不发生变化。另一方面,如果输入操作体与输出了检测信号的驱动区域DV(m)或检测电极S(n)接近,则驱动区域DV(m)或检测电极S(n)与输入操作体间的静电电容增大,矩形波交流信号的一部分流向输入操作体,出现在检测电极S(n)上的检测电压下降。输入操作体和这些驱动区域DV(m)或检测电极S(n)的距离越接近,检测电压越从通常电压V0下降。因此,通过使通常电压V0和由电压检测电路4a检测出的检测电压的电位差进行反转后进行了二值化的电压变化水平R(m、n)表示输出了检测信号的驱动区域DV(m)和检测出检测电压的检测电极S(n)之间的交点(m、n)的检测电压的变化量,根据电压变化水平R(m、n)计算输入操作位置。
在上述的触摸面板1中,在一个扫描周期(S),从上方按顺序驱动控制6种各驱动区域DV(m)后输出检测信号,在将检测信号输出给某一个驱动区域DV(m)期间,通过多路转接器7从左开始顺序地选择12根的各检测电极S(n),根据选择出的检测电极S(n)的检测电压,针对所有的进行了驱动控制的驱动区域DV(m)和选择出的检测电极S(n)的交点(m、n),检测图4和图5所例示的6行12列的电压变化水平R(m、n)。这里,每个各驱动区域DV(m)的扫描周期为4msec,因此1个扫描周期S成为4msec*6行的24msec。
微型计算机4的位置检测部每一个扫描周期S比较6行12列的电压变化水平R(m、n),将电压变化水平R(m、n)成为了极大值Rmax的电压变化水平R(m0、n0)与设定为预定值的输入判定阈值进行比较,当极大值Rmax为输入判定阈值以上时,推定输入操作体接近了其交点(m0、n0)的附近,使用成为了极大值Rmax的交点(m0、n0)及其周围的第一交点群的交点(m1、n1)的XY方向的位置和各交点(m0、n0)、(m1、n1)的电压变化水平R(m0、n0)、电压变化水平R(m1、n1),计算输入操作位置。在本发明中,特别将第一交点群的交点(m1、n1)中电压变化水平R(m1、n1)为割舍阈值Rtd以上的交点(m1、n1)与成为极大值Rmax的交点(m0、n0)一起设为用于输入操作位置的检测的有效交点,使用有效交点的电压变化水平R(m0、n0)、电压变化水平R(m1、n1),高精度地检测交点(m0、n0)附近的输入操作位置。
这里,交点(m0、n0)的周围的第一交点群的交点(m1、n1)是与电压变化水平R(m0、n0)成为了极大值Rmax的交点(m0、n0)相邻地包围交点(m0、n0)的交点(m1、n1),是包括与交点(m0、n0)在倾斜的方向相邻的交点的交点(m0、n0)的周围8处的交点(m0±1、n0±1)。另外,即使是与成为了极大值Rmax的交点(m0、n0)相邻的交点(m1、n1)的电压变化水平R(m1、n1),但出于从输入操作位置的计算数据中排除由于成为极大值Rmax的交点(m0、n0)进行移动而成为误差的原因的电压变化水平R(m1、n1),将割舍阈值Rtd相对于极大值Rmax设定为固定比率的值,所以在本实施方式中,将割舍阈值Rtd设定为极大值Rmax的1/2。
图3表示输入操作位置P位于在X方向相邻的检测电极S(n)间的中间位置,由于噪音,成为极大值Rmax的交点(m0、n0)在X方向移动的状态。连接同一驱动区域DV(m)和各检测电极S(n)的交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)的曲线R(m、n),在输入操作位置P位于检测电极S(2)和检测电极S(3)的中间位置时,在该中间位置最大,且中间位置的X方向的左右的交点(m、2)的电压变化水平R(m、2)和交点(m、3)的电压变化水平R(m、3)为大致相同的大小,任意一个稍微大的一侧成为极大值Rmax。
另一方面,检测电极S(n)的检测电压不管输入操作位置P而受到电路的检测误差和周边环境的变化等不确定因素造成的基础噪音的影响而发生变动,各检测电极S(n)的电压变化水平R(m、n)也在微小范围内进行变动。其结果为,尽管输入操作位置P是固定的,但根据基础噪音所产生的定时和大小,如图3(a)所示,有交点(m、2)的电压变化水平R(m、2)成为极大值Rmax的情况,如图3(b)所示,有交点(m、3)的电压变化水平R(m、3)成为极大值Rmax的情况,产生极大值Rmax的交点(m0、n0)在交点(m、2)和交点(m、3)之间容易发生变化。
这里,如图3(a)所示,在交点(m、2)为产生极大值Rmax的交点(m0、n0)的情况下,在X方向相邻的交点(m、1)属于和交点(m0、n0)相邻的第一交点群,但是和输入操作位置P的距离d1是交点(m、2)和输入操作位置P之间的距离d2的大概3倍,因此其电压变化水平R(m、1)成为极大值Rmax即电压变化水平R(m、2)的1/2以下,没有达到割舍阈值Rtd。因此,与检测电极S(1)交叉的交点(m-1、1)、(m、1)、(m+1、1)虽然属于邻接地包围交点(m、2)的第一交点群,但不是有效交点,它们的电压变化水平R(m-1、1)、R(m、1)、R(m+1、1)不被采用为用于计算输入操作位置P的数据。
同样,如图3(b)所示,在交点(m、3)为产生极大值Rmax的交点(m0、n0)的情况下,在X方向相邻的交点(m、4)属于和交点(m0、n0)相邻的第一交点群,但是和输入操作位置P的距离d4是交点(m、3)和输入操作位置P之间的距离d3的大概3倍,因此其电压变化水平R(m、4)成为极大值Rmax即电压变化水平R(m、3)的1/2以下,没有达到割舍阈值Rtd。因此,与检测电极S(4)交叉的交点(m-1、4)、(m、4)、(m+1、4)虽然属于邻接地包围交点(m、3)的第一交点群,但不是有效交点,它们的电压变化水平R(m-1、4)、R(m、4)、R(m+1、4)也不被采用为用于计算输入操作位置P的数据。
即,不管产生极大值Rmax的交点(m0、n0)成为了交点(m、2)和交点(m、3)的哪一个,关于交点(m0、n0)在输入操作位置P相反一侧的交点(m1、n1)的电压变化水平R(m1、n1)都不用于输入操作位置的计算,其结果为,计算出的输入操作位置P在X方向不发生大变化。
相邻的交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)在极大值附近近似的状态不限于上述的将在X方向相邻的检测电极S(n)间的中间进行输入操作的情况,将在Y方向相邻的驱动区域DV(m)间的中间进行输入操作的情况也会产生,在这样的情况下,即使产生极大值Rmax的交点(m0、n0)在Y方向频繁地移动,计算的输入操作位置P在Y方向也不发生大变化。
另外,在通过跨越相邻的交点(m、n)的大小的输入操作体进行了输入操作的情况下,也会产生相邻的交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)在极大值附近近似的状态。例如,在通过比驱动区域DV(m)和检测电极S(n)的配线间距宽的手指跨越驱动区域DV(m)和检测电极S(n)地进行了输入操作时,相邻的任意一个交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)都在极大值附近近似,不管哪个交点(m、n)成为产生极大值Rmax的交点(m0、n0),没有通过该输入操作体进行覆盖的外侧交点(m1、n1)的电压变化水平R(m1、n1)都不用于输入操作位置的计算,所以计算的输入操作位置P不发生大的变化。
进而,在本实施方式中,不管极大值Rmax的大小而将割舍阈值Rtd相对于极大值Rmax设为小于1的固定比率(例如1/2)。因此,在极大值Rmax为与输入判定阈值相同或稍微高的值的情况下,邻接地包围产生极大值Rmax的交点(m0、n0)的第一交点群的多个交点(m1、n1)的电压变化水平R(m1、n1)为小于输入判定阈值。不过,如果是割舍阈值Rtd以上,则即使小于输入判定阈值也可以用作输入操作位置的计算数据,所以即使是稍微超过输入判定阈值的灵敏度差的输入操作,也能够根据多个电压变化水平R(m1、n1)准确地计算输入操作位置。
另外,在本实施方式中,在邻接地包围产生极大值Rmax的交点(m0、n0)的第一交点群的全部交点(m1、n1)的电压变化水平R(m1、n1)为小于割舍阈值Rtd的情况下,即只有产生极大值Rmax的交点(m0、n0)成为有效交点的情况下,即使该极大值Rmax为输入判定阈值以上,也推定为尖峰噪音造成的影响,不检测出输入操作位置。
即,每个各驱动区域DV(m)的扫描周期为4msec,12根检测电极S(n)与各驱动区域DV(m)交叉的各交点(m、n)的检测期间为350μsec,另一方面,一般的静电噪音的产生期间为5μsec到10μsec,所以如果产生这样的尖峰噪音,则只有特定的交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)异常上升,检测为产生极大值Rmax的交点(m0、n0)。但是,相邻的第一交点群的交点(m1、n1)的电压变化水平R(m1、n1)不受尖峰噪音的影响而不成为到断阈值Rtd以上,因此有效交点只是交点(m0、n0),从而能够推定尖峰噪音的产生。
微型计算机4若在一个扫描周期(S)根据检测出的所有交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)检测超过输入判定阈值的极大值,并计算XY方向的输入操作位置,则将用于计算该输入操作位置的所有有效交点的电压变化水平R(m、n)设为“0”,在同一扫描周期(S)中检测出的其它电压变化水平R(m、n)中检测出超过输入判定阈值的其它极大值的情况下,针对检测出该极大值的交点(m0、n0)重复与上述处理相同的处理,检测其它的输入操作位置P。因此,根据本实施方式,即使在同时输入操作了多个输入操作位置P的情况下也能够检测出各输入操作位置。
以下,一边将通过本实施方式计算输入操作位置的方法和现有的基于触摸面板100的方法进行比较,一边使用图4和图5来进行说明。在图4和图5中,为了和通过现有的方法计算的输入操作位置进行比较,通过将从检测电极S(n)读取的检测电压为通常电压V0的情况设为“0”的10进制值来表示针对每个交点(m、n)检测出的6行12列的电压变化水平R(m、n),设为与通过现有例子进行了说明的图7、图8相同的值。
在以能够无视与输入操作体的静电电容的程度离开输入操作位置P的交点(m、n),从检测电极(S)读取的检测电压基本是通常电压V0,所以在该交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)成为“0”,但是受到基础噪音,以从0到7左右的值进行变动。另一方面,成为计算输入操作位置的数据的判别基准的割舍阈值Rtd需要进行设定,使得其最小值至少成为该基础噪音的变动值以上的“8”以上。如上所述,割舍阈值Rtd被设定为相对于极大值Rmax为1/2的固定比率,其最小值为极大值Rmax与输入判定阈值相等的情况,所以将输入判定阈值设为“16”,割舍阈值Rtd的最小值设为不受基础噪音影响的“8”以上。
在图4和图5所示的各扫描周期(S)中,在交点(3、5)和交点(4、5)的中间附近有输入操作位置P,在图4所示的扫描周期(S1)中,交点(3、5)的电压变化水平R交点(3、5)成为在X方向和Y方向与其周围进行比较的极大值Rmax,并且是超过输入判定阈值“16”的“73”,因此将交点(3、5)设为检测出极大值Rmax的交点(m0、n0),推定其附近是输入操作位置P。
另外,当检测出的极大值小于输入判定阈值时,推定为和输入操作无关地由于共模噪音和检测误差等电压变化水平R(m、n)成为了极大值,不进行以下的输入操作位置的计算。
图4中,超过输入判定阈值“16”的极大值只是驱动区域DV(3)和检测电极S(5)的交点(3、5)的“73”,所以根据极大值Rmax“73”的1/2求出割舍阈值Rtd“36.5”。接着,将与检测出极大值Rmax的交点(3、5)邻接地将其包围的8处的第一交点群的各交点(m1、n1)的电压变化水平R(m1、n1)(图中用淡黑的背景颜色显示)与割舍阈值Rtd“36.5”比较,将超过割舍阈值Rtd“36.5”的电压变化水平R(m1、n1)(对图中淡黑的背景颜色增加斜线进行显示)的交点(m1、n1)设为用于计算输入操作位置的有效交点。即,与关于第一交点群的各交点(m1、n1)中检测出极大值Rmax的交点(3、5)在输入操作位置P相反一侧的驱动区域DV(2)交叉的交点(2、4-6)的电压变化水平R(2、4-6)不用于输入操作位置的计算。
X方向的输入操作位置x根据有效交点的电压变化水平R(m1、n1)的X方向的加权平均值而求出。即,对于12根检测电极S(n)在绝缘面板2上的每个配线位置,对初始值分配“16”,对X方向的间距分配“32”来进行加权。将检测电极S(1)的权重设为“16”是因为只从X方向的一侧受到输入操作体的影响。接着,对于每个检测电极S(4-6)在Y方向合计有效交点的电压变化水平R(m1、n1),计算Sum(4)“126”、Sum(5)“145”、Sum(6)“48”,计算其总和“319”,并且对每个检测电极S(6-8)的每个合计值Sum(6-8)乘以赋予该检测电极S(6-8)的配线位置的权重,计算出其总和“43440”。根据加权平均求出的X方向的输入操作位置是“43440”/“319”即136.2,将对X方向进行了加权的136.2的位置(检测电极S(4)和检测电极S(5)之间)检测为X方向的输入操作位置x。
同样,根据有效交点的电压变化水平R(m1、n1)的Y方向的加权平均值求出Y方向的输入操作位置y。Y方向的位置加权,对6种的各驱动区域DV(m)间的间隔分配“16”,对各驱动区域DV(m)的每个中间位置每“16”进位。接着,对于每个驱动区域DV(3、4)在X方向合计有效数据,计算Sum(3)“161”和Sum(4)“158”,计算其总和“319”,并且对每个驱动区域DV(3、4)的每个合计值Sum(3、4),乘以赋予该驱动区域DV(3、4)的Y方向中间位置的权重,计算出其总和“17840”。根据加权平均求出的Y方向的输入操作位置是“17840”/“319”即55.9,将对Y方向进行加权的55.9的位置(驱动区域DV(3)和驱动区域DV(4)之间)检测为Y方向的输入操作位置y。
如图5所示,在接着的一个扫描周期(S2)中,由于噪音等的影响,邻接的交点(4、5)的电压变化水平R(4、5)“73”成为超过输入判定阈值的极大值,所以将与交点(4、5)邻接地将其包围的8处的第一交点群的各交点(m1、n1)的电压变化水平R(m1、n1)(图中用淡黑的背景颜色显示)与割舍阈值Rtd“36.5”比较,将电压变化水平R(m1、n1)超过割舍阈值Rtd“36.5”的交点(m1、n1)设为有效交点,用同样的方法根据该电压变化水平R(m1、n1)(对图中淡黑的背景颜色增加斜线进行显示)计算X方向的输入操作位置x“135.5”和Y方向的输入操作位置y“56.1”。
进而在接着的一个扫描周期(S3)中,交点(3、5)的电压变化水平R(3、5)“72”再次成为超过输入判定阈值的极大值,所以将与交点(3、5)邻接地将其包围的8处的第一交点群的各交点(m1、n1)的电压变化水平R(m1、n1)(图中用淡黑的背景颜色显示)与割舍阈值Rtd“36”比较,将电压变化水平R(m1、n1)超过割舍阈值Rtd“36”的交点(m1、n1)设为有效交点,用同样的方法根据该电压变化水平R(m1、n1)(对图中淡黑的背景颜色增加斜线进行显示)计算X方向的输入操作位置x“135.5”和Y方向的输入操作位置y“55.8”。
这样,将通过本实施方式针对各扫描周期S的每一个计算的输入操作位置(x、y)与通过现有方法计算的输入操作位置(x’、y’)进行比较后明确,由于检测出极大值Rmax的交点(m0、n0)在Y方向的交点(3、5)和交点(4、5)之间移动而造成的输入操作位置的Y方向误差,根据现有方法在Y方向进行了加权的距离最大为“5.3”,与此相对,在本实施方式中,最大缩小为“0.3”,能够高精度低检测输入操作位置。
在上述实施方式中,根据将检测出极大值Rmax的交点(m0、n0)的周围邻接地包围的8处的第一交点群的各交点(m1、n1),将电压变化水平R(m、n)超过割舍阈值Rtd的交点(m1、n1)设为有效交点,不过当进一部邻接地包围第一交点群的各交点(m1、n1)的8处的第二交点群的各交点(m2、n2)的电压变化水平R(m2、n2)超过割舍阈值Rtd时,也可以将该交点(m2、n2)包括在有效交点中。
通过将直到第二交点群的各交点(m2、n2)设为有效交点,即使粗手指等输入操作体宽阔或者各交点(m、n)间的间距狭小,输入操作体从相邻的交点(m0、n0)跨到第一交点群的交点(m1、n1),成为相邻的3到4个交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)在极大值附近近似的状态,通过进一步将配置在其外侧的第二交点群的各交点(m2、n2)的电压变化水平R(m2、n2)用于输入操作位置的计算,也能够高精度地检测出输入操作位置。
另外,在上述实施方式中,通过以极大值Rmax的1/2这样固定的比率来设定割舍阈值Rtd,不过当相邻的交点(m、n)的各电压变化水平R(m、n)在极大值Rmax的附近近似的情况下,如果该交点(m、n)间的外侧一部分交点(m、n)的电压变化水平R(m、n)小于割舍阈值Rtd,则能够相对于极大值Rmax以小于1的任意比率进行设定。
进而,割舍阈值Rtd可以根据检测出的极大值Rmax的大小,相对于极大值Rmax设定为不同的比率。通过以根据极大值Rmax的大小而不同的比率设定割舍阈值Rtd,在相邻的交点(m、n)的各电压变化水平R(m、n)在极大值Rmax的附近近似的情况下,可以根据从输入操作位置的计算数据中排除成为检测误差的原因的电压变化水平R(m、n)的目的、检测尖峰噪音的目的、在输入操作造成的电压变化水平R(m、n)的灵敏度低的情况下确保用于计算输入操作位置的电压变化水平R(m、n)的数量的目的等不同目的,设定最佳的割舍阈值Rtd。
在上述实施方式中,由多个驱动电极D构成驱动区域DV(m),各驱动区域DV(m)在绝缘面板上的Y方向的形成位置作为构成的驱动电极D的Y方向的中心位置,不过也可以由1根驱动电极D构成驱动区域DV(m),将该驱动电极D的配线位置设为驱动区域DV(m)的Y方向的位置。
本发明应用于静电电容式触摸面板,其根据输入操作体接近格子状形成的驱动区域DV(m)和检测电极S(n)的交点(m、n)而静电电容发生变化,从而电压变化水平R(m、n)发生变化的交点(m、n)的位置和其电压变化水平R(m、n),检测输入操作位置。

Claims (8)

1.一种静电电容式触摸输入装置,其作为静电电容式触摸面板,具备:
多个检测电极(S(n)),其在绝缘面板的第一方向上等间隔且沿着与第一方向正交的第二方向进行配线;
多个驱动区域(DV(m)),其在绝缘面板的第二方向上等间隔且沿着第一方向形成,分别隔着绝缘间隔与上述多个检测电极(S(n))交叉;
检测信号产生电路,其产生固定电压的交流检测信号;
扫描单元,其在将交流检测信号输出给多个驱动区域(DV(m))的某一个驱动区域(DV(m))的期间,依次检测出现在与输出了交流检测信号的驱动电极群(DV(m))交叉的多个检测电极(S(n))上的检测电压,检测多个驱动区域(DV(m))和多个检测电极(S(n))的多个交点((m、n))的从输入操作体不接近的状态下的检测电压的电压变化水平(R(m、n));以及
位置检测单元,其根据电压变化水平(R(m、n))成为预定的输入判定阈值以上的多个交点((m、n))在绝缘面板上的位置来检测第一方向和第二方向的输入操作位置,
该静电电容式触摸输入装置的特征在于,
位置检测单元具有:
极值检测单元,其比较在第一方向和第二方向上相邻的多个交点((m、n))的电压变化水平(R(m、n)),针对第一方向和第二方向的任意一个方向都检测电压变化水平(R(m、n))成为输入判定阈值以上的极大值(Rmax)的1个极大值交点((m0、n0));以及
数据选择单元,其将至少邻接地包围极大值交点((m0、n0))周围的第一交点群的8处的各个第一交点((m1、n1))的电压变化水平(R(m、n))与相对于极大值(Rmax)设定为小于1的比率的割舍阈值进行比较,
将电压变化水平(R(m、n))成为极大值(Rmax)的极大值交点((m0、n0))和成为割舍阈值以上的第一交点群的第一交点((m1、n1))设为有效交点,
在输入操作位置位于相邻的检测电极间或相邻的驱动电极间的中间位置时,在输入操作位置相反一侧的第一交点(m1、n1)的第一电压变化水平R1(m1、n1)不用于输入操作位置的计算,
在通过跨越相邻的多个交点(m、n)的大小的输入操作体进行了输入操作的情况下,没有通过该输入操作体进行覆盖的外侧的第一交点(m1、n1)的第二电压变化水平R2(m2、n2)不用于输入操作位置的计算,
根据有效交点在绝缘面板上的位置和有效交点的电压变化水平(R(m、n))来检测第一方向和第二方向的输入操作位置。
2.根据权利要求1所述的静电电容式触摸输入装置,其特征在于,
数据选择单元将第一交点群的各个第一交点((m1、n1))和进一步相邻地包围第一交点群的各个第一交点((m1、n1))的第二交点群的16处的各个第二交点((m2、n2))的电压变化水平(R(m、n))与割舍阈值进行比较,
位置检测单元将电压变化水平(R(m、n))成为极大值(Rmax)的极大值交点((m0、n0))和成为割舍阈值以上的第一交点群的第一交点((m1、n1))以及第二交点群的第二交点((m2、n2))设为有效交点。
3.根据权利要求1或2所述的静电电容式触摸输入装置,其特征在于,
在只有成为极大值(Rmax)的极大值交点((m0、n0))为有效交点的情况下,输入操作手段不检测输入操作位置。
4.根据权利要求1或2所述的静电电容式触摸输入装置,其特征在于,
相对于输入判定阈值附近的极大值(Rmax)设定为小于1的固定比率的割舍阈值小于输入判定阈值。
5.根据权利要求3所述的静电电容式触摸输入装置,其特征在于,
相对于输入判定阈值附近的极大值(Rmax)设定为小于1的固定比率的割舍阈值小于输入判定阈值。
6.根据权利要求1或2所述的静电电容式触摸输入装置,其特征在于,
割舍阈值的最小值相对于极大值(Rmax)设定为固定比率,使得该最小值至少在基于多个交点((m、n))的基础噪音的最大电压变化水平(R(m、n))以上。
7.一种静电电容式触摸输入装置的输入操作位置检测方法,是静电电容式触摸面板的输入操作位置检测方法,其中,在绝缘面板的第一方向上等间隔且沿着与第一方向正交的第二方向的多个检测电极(S(n))与在绝缘面板的第二方向上等间隔且沿着第一方向的多个驱动区域(DV(m))在多个交点((m、n))隔着绝缘间隔进行交叉,
在将固定电压的交流检测信号输出给多个驱动区域(DV(m))的某一个驱动区域(DV(m))的期间,依次检测出现在与输出了交流检测信号的驱动电极群(DV(m))交叉的多个检测电极(S(n))上的检测电压,检测多个驱动区域(DV(m))和多个检测电极(S(n))的多个交点((m、n))的从输入操作体不接近的状态下的检测电压的电压变化水平(R(m、n)),
根据电压变化水平(R(m、n))成为预定的输入判定阈值以上的多个交点((m、n))在绝缘面板上的位置来检测第一方向和第二方向的输入操作位置,该静电电容式触摸输入装置的输入操作位置检测方法的特征在于,
具备:
第一工序,根据所有多个交点((m、n))的电压变化水平(R(m、n))比较在第一方向和第二方向上相邻的多个交点((m、n))的电压变化水平(R(m、n)),在第一方向和第二方向的任意一个方向都检测电压变化水平(R(m、n))成为输入判定阈值以上的极大值(Rmax)的1个极大值交点((m0、n0));
第二工序,将至少邻接地包围交点((m0、n0))周围的第一交点群的8处的各个第一交点((m1、n1))的电压变化水平(R(m、n))与相对于极大值(Rmax)设定为小于1的固定比率的割舍阈值进行比较;以及
第三工序,将电压变化水平(R(m、n))成为极大值(Rmax)的极大值交点((m0、n0))和成为割舍阈值以上的第一交点群的第一交点((m1、n1))设为有效交点,在输入操作位置位于相邻的检测电极间或相邻的驱动电极间的中间位置时,在输入操作位置相反一侧的第一交点(m1、n1)的第一电压变化水平R1(m1、n1)不用于输入操作位置的计算,在通过跨越相邻的多个交点(m、n)的大小的输入操作体进行了输入操作的情况下,没有通过该输入操作体进行覆盖的外侧的第一交点(m1、n1)的第二电压变化水平R2(m2、n2)不用于输入操作位置的计算,根据有效交点在绝缘面板上的位置和有效交点的电压变化水平(R(m、n))来检测第一方向和第二方向的输入操作位置。
8.根据权利要求7所述的静电电容式触摸输入装置的输入操作位置检测方法,其特征在于,
在通过第三工序检测出输入操作位置后,忽视成为极大值(Rmax)的极大值交点((m0、n0))和有效交点的电压变化水平(R(m、n)),对剩余的所有多个交点((m、n))的电压变化水平(R(m、n))重复第一工序到第三工序,
在第三工序中检测其他输入操作位置。
CN201510451594.2A 2014-07-30 2015-07-28 静电电容式触摸面板及其输入操作位置检测方法 Expired - Fee Related CN105320385B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014154521A JP6199825B2 (ja) 2014-07-30 2014-07-30 静電容量式タッチパネルとその入力操作位置検出方法
JP2014-154521 2014-07-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105320385A CN105320385A (zh) 2016-02-10
CN105320385B true CN105320385B (zh) 2019-06-04

Family

ID=53502502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510451594.2A Expired - Fee Related CN105320385B (zh) 2014-07-30 2015-07-28 静电电容式触摸面板及其输入操作位置检测方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20160034103A1 (zh)
EP (1) EP2980682A1 (zh)
JP (1) JP6199825B2 (zh)
CN (1) CN105320385B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10018674B2 (en) * 2016-03-16 2018-07-10 Intel Corporation Vmin retention detector apparatus and method
JP6590764B2 (ja) * 2016-06-27 2019-10-16 アルプスアルパイン株式会社 入力装置及び入力検出方法並びに車載機器
EP3373120B1 (en) * 2016-11-17 2019-12-18 Shenzhen Goodix Technology Co., Ltd. Method and device for determining touch position on capacitive screen
JP2018190268A (ja) * 2017-05-10 2018-11-29 富士フイルム株式会社 タッチ式操作装置とその作動方法および作動プログラム
KR20200031002A (ko) * 2018-09-12 2020-03-23 삼성디스플레이 주식회사 표시장치
US11073955B2 (en) * 2018-09-12 2021-07-27 Samsung Display Co., Ltd. Display device
JP7204415B2 (ja) * 2018-10-23 2023-01-16 ファナック株式会社 タッチパネル装置、タッチパネル装置の制御方法、プログラムおよびプログラムを記憶する記憶媒体
KR20200085965A (ko) * 2019-01-07 2020-07-16 삼성전자주식회사 정전용량 터치 패널 및 정전용량 터치 패널의 구동 방법
US11494152B2 (en) * 2019-03-13 2022-11-08 Xi'an Novastar Tech Co., Ltd. Method, device and system for configuring display screen
CN111338495B (zh) 2019-08-29 2022-10-28 京东方科技集团股份有限公司 用于确定触控点的方法和装置
CN110597414B (zh) * 2019-09-12 2023-02-03 青岛海信商用显示股份有限公司 触摸屏的触控检测方法及相关设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013152635A (ja) * 2012-01-25 2013-08-08 Tokai Rika Co Ltd 静電容量式タッチ入力装置
CN103577019A (zh) * 2012-08-08 2014-02-12 阿尔卑斯电气株式会社 输入装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112008001800B4 (de) * 2007-07-12 2020-07-30 Atmel Corporation Zweidimensionales Touchpanel
KR101201979B1 (ko) * 2010-10-21 2012-11-15 주식회사 애트랩 입력 장치 및 이 장치의 접촉 위치 검출 방법
JP5832784B2 (ja) 2011-05-27 2015-12-16 シャープ株式会社 タッチパネルシステムおよびそれを用いた電子機器
KR20130070893A (ko) * 2011-12-20 2013-06-28 삼성디스플레이 주식회사 터치 감지 시스템 및 그의 구동방법
KR20130071518A (ko) * 2011-12-21 2013-07-01 (주)인터플렉스 발진 주파수를 이용한 인체의 접촉 감지 패널
JP5770132B2 (ja) * 2012-03-23 2015-08-26 株式会社ジャパンディスプレイ 検知装置、検知方法、プログラム、及び表示装置
TWI509560B (zh) * 2012-08-31 2015-11-21 Egalax Empia Technology Inc 影像分割的方法與裝置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013152635A (ja) * 2012-01-25 2013-08-08 Tokai Rika Co Ltd 静電容量式タッチ入力装置
CN103577019A (zh) * 2012-08-08 2014-02-12 阿尔卑斯电气株式会社 输入装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6199825B2 (ja) 2017-09-20
EP2980682A1 (en) 2016-02-03
US20160034103A1 (en) 2016-02-04
JP2016031691A (ja) 2016-03-07
CN105320385A (zh) 2016-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105320385B (zh) 静电电容式触摸面板及其输入操作位置检测方法
US8144132B2 (en) Multipoint sensing method for capacitive touch panel
US9563318B2 (en) Interleaving conductive elements of a capacitive-sense array
CN102902439B (zh) 触摸检测方法及触控装置
CN105814525B (zh) 有识别力的电容式触摸面板
CN103853408B (zh) 带有触摸检测功能的显示装置、其驱动方法及电子设备
CN203894708U (zh) 用于检测来自于触笔的接触的触笔检测装置
CN102232208B (zh) 使用区域和局部电极增加感测位置数量的触摸传感器面板
CN102467284B (zh) 一种多触摸点的真坐标侦测装置及其侦测方法
CN101414236B (zh) 画面输入型图像显示***
CN101901090B (zh) 显示装置
CN104142766B (zh) 应用于电容式面板的控制点感测方法与装置
WO2013111237A1 (ja) 静電容量式タッチ入力装置
CN104641325B (zh) 触摸感应显示器的改进
CN102841714B (zh) 具有多频电容检测的多点触控式触摸感应装置
CN103221905B (zh) 一种有源触控***的驱动方法
KR20140067971A (ko) 접촉 감지 스크린
CN104516605B (zh) 静电电容式触摸屏
US20150138152A1 (en) Control unit, sensing device for a capacitive touch panel and method thereof
CN107301006B (zh) 一种电容屏防水处理预判方法
CN105579941B (zh) 静电电容式触摸面板
TWI765056B (zh) 位置感測裝置與位置感測方法
CN109416600A (zh) 触控面板控制装置及电子设备
CN102253751A (zh) 单层ito的布线结构及定位方法
CN101943976B (zh) 电容式触控面板的多点感测法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190604

Termination date: 20210728

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee