CN107924252B - 电容检测方法、位置检测方法、触摸面板控制器以及电子设备 - Google Patents

电容检测方法、位置检测方法、触摸面板控制器以及电子设备 Download PDF

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Abstract

通过简单的结构来检测触摸面板上的电容分布。通过控制线(DSS(0)至DSS(K‑1))，导通基于代码序列从多个驱动感测开关元件(DST)中选择出的驱动感测开关，并以第一电位对驱动感测线(DS0至DS(M‑1))进行驱动。然后，读出基于各检测电极(E)的电荷的线性和信号。

Description

电容检测方法、位置检测方法、触摸面板控制器以及电子设备
技术领域
本发明涉及使用了对多个电极和检测对象之间的电容或者电容变化进行检测的触摸面板的电容检测方法、位置检测方法、触摸面板控制器以及电子设备。
背景技术
专利文献1中公开了使用了对多个电极和检测对象之间的电容或者电容变化进行检测的触摸面板的电容检测方法。
图11是表示以往的触摸面板***的结构的电路图。触摸面板92具备互相隔开间隔地以4行3列配置成矩阵状的12个检测电极E。被耦合到各检测电极E的感测线S与读出电路95连接。
在使用了如上构成的触摸面板92的电容检测方法中，读出电路95通过对应的感测线S读出与各检测电极E与检测对象之间的静电电容对应的信号。然后，检测出上述静电电容或者静电电容变化在触摸面板92上的分布。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国公开专利公报“特开2015-32234号公报(2015年2月16日公开)”
发明内容
本发明所要解决的技术问题
然而，如图11所示的上述现有技术中，为了检测出静电电容或者静电电容变化在触摸面板92上的分布，必须从触摸面板92的所有检测电极E向读出电路95引出感测线S。因此，在决定了触摸面板的大型化的情况下，存在感测线S的配线电阻增大，读出电路95的信道的数量(感测线S的条数)与检测电极E的行数和列数的相乘结果成比例而变得庞大，触摸面板***的结构变得复杂的问题。
本发明的目的如下：提供通过简单的结构能够检测出触摸面板上的各检测电极与检测对象之间的电容分布的电容检测方法、位置检测方法、触摸面板控制器以及电子设备。
解决问题的手段
为了解决上述课题，本发明的一个形态所涉及的电容检测方法，是用于检测配置成矩阵状的多个电极与检测对象之间的电容或者电容变化的电容检测方法，该电容检测方法包括：第一驱动工序，通过在与第一方向交叉的第二方向上排列的多个控制线，导通基于代码序列从各电极与在所述矩阵的所述第一方向上排列的多个信号线之间的多个开关元件中选择出的开关元件，并以第一电位驱动所述多个信号线；读出工序，在所述第一驱动工序之后，导通所有的所述多个开关元件，并沿着所述信号线读出基于各电极的电荷的线性和信号；以及检测工序，通过所述线性和信号与所述代码序列的积和运算(乘积运算)检测所述电容或者电容变化。
此外，本发明的一个形态所涉及的位置检测方法，是对检测对象在触摸面板上的位置进行检测的位置检测方法，该触摸面板用于检测配置成矩阵状的多个电极与所述检测对象之间的电容或者电容变化，该位置检测方法包括：所述电容检测方法；以及位置检测工序，根据由所述检测工序检测出的所述电容或者电容变化，检测所述检测对象在所述触摸面板上的位置。
此外，本发明的一个形态所涉及的触摸面板控制器，是对触摸面板进行控制的触摸面板控制器，该触摸面板用于检测配置成矩阵状的多个电极与检测对象之间的电容或者电容变化，该触摸面板控制器具备：驱动电路，通过在与第一方向交叉的第二方向上排列的多个控制线，导通基于代码序列从各电极与在所述矩阵的所述第一方向上排列的多个信号线之间的多个开关元件中选择出的开关元件，并以第一电位驱动所述多个信号线；读出电路，导通所有的所述多个开关元件，并沿着所述信号线读出基于各电极的电荷的线性和信号；以及检测电路，通过所述线性和信号与所述代码序列的积和运算检测所述电容或者电容变化。
此外，本发明的一个形态所涉及的电子设备具备所述触摸面板控制器。
发明效果
根据本发明的各形态，起到了如下效果：通过简单的结构，能够检测出触摸面板上的各检测电极与检测对象之间的电容分布。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的触摸面板***的结构的电路图。
图2表示设置在上述触摸面板***上的触摸面板控制器的驱动电路的驱动代码的示例，(a)表示以+1/-1的2值进行驱动的驱动代码以及解码代码的示例，(b)表示仅以+1进行驱动的驱动代码以及解码代码的示例。
图3是用于说明沿着设置在上述触摸面板***上的触摸面板的驱动感测线中的1条的线性和信号与沿着驱动感测线中的另1条的线性和信号之间的差分的读出方法的图，(a)表示读出邻接(相隔1条)的驱动感测线的差分的示例，(b)表示读出相隔2条的驱动感测线的差分的示例，(c)表示读出相隔4条的驱动感测线的差分的示例。
图4是表示与各驱动感测线对应的检测电极E与检测对象之间的电容分布的图表。
图5是用于说明基于包括上述驱动感测线中的多条的群组的线性和信号与基于包括上述感测线中的另外多条的其它群组的其它线性和信号之间的差分的读出方法的图。
图6是表示实施方式2所涉及的触摸面板***的结构的电路图。
图7是表示设置在上述触摸面板***上的触摸面板控制器的驱动电路的驱动代码的示例的图。
图8(a)、图8(b)是表示上述驱动电路的其它驱动代码的示例的图。
图9是表示实施方式3所涉及的触摸面板***的结构的电路图。
图10是表示实施方式4所涉及的电子设备的结构的框图。
图11是表示以往的触摸面板***的结构的电路图。
具体实施方式
以下，关于本发明的实施方式详细地进行说明。
【实施方式1】
(触摸面板***1的结构)
图1是表示实施方式1所涉及的触摸面板***1的结构的电路图。触摸面板***1具备：触摸面板2、以及对该触摸面板2进行控制的触摸面板控制器3。
触摸面板2具备：互相交叉的K条(K为多条)控制线DSS(0)至DSS(K-1)(控制线)和M条(M为多条)驱动感测线DS0至DS(M-1)(信号线)、以及与K条控制线DSS(0)至DSS(K-1)和M条驱动感测线DS0至DS(M-1)的交叉点对应地配置成矩阵状的(K×M)个检测电极E(电极)。
在各检测电极E与对应的驱动感测线之间，形成有驱动感测开关元件DST(开关元件)。驱动感测开关元件DST由晶体管构成。各驱动感测开关元件DST的栅极被耦合到对应的控制线。
触摸面板2是为了检测各检测电极E与手指、笔等检测对象之间的电容或者电容变化而设置的。
触摸面板控制器3具有：经由切换开关SW与M条驱动感测线DS0至DS(M-1)连接的驱动电路4、与K条控制线DSS(0)至DSS(K-1)连接的开关元件控制电路8、与互相邻接的驱动感测线连接的多个读出电路5、以及基于各读出电路5的输出检测各检测电极E与检测对象之间的电容或者电容变化的检测电路6。
各读出电路5具有：对相互邻接的驱动感测线的输出的差分进行放大的差动放大器7、以及设置在差动放大器7的一方的输入与一方的输出之间、及另一方的输入与另一方的输出之间的一对积分电容Cint。此外，也可以构成为：具有(未图示)用于使积分电容Cint的一方的端子与另一方的端子短路从而使差动放大器7的状态复位的开关。
(触摸面板***1的动作)
如此构成的触摸面板***1按照如下所述进行动作。
首先，开关元件控制电路8通过K条控制线DSS(0)至DSS(K-1)导通基于K行N列的代码序列的要素“1”从(K×M)个驱动感测开关元件DST中选择出的驱动感测开关元件DST。此时，未选择的驱动感测开关元件DST为断开状态。此外，切换开关SW进行切换以连接驱动电路4和M条驱动感测线DS0至DS(M-1)。然后，驱动电路4驱动M条驱动感测线DS0至DS(M-1)，并通过选择出的驱动感测开关元件DST将各检测电极E充电至+V(例如电源电压)(第一驱动工序)。
接着，开关元件控制电路8经由K条控制线DSS(0)至DSS(K-1)导通基于K行N列的代码序列的要素“-1”从(K×M)个驱动感测开关元件DST中选择出的驱动感测开关元件DST。此时，未选择的驱动感测开关元件DST为断开状态。这里，切换开关SW进行切换以连接驱动电路4和M条驱动感测线DS0至DS(M-1)。然后，驱动电路4驱动M条驱动感测线DS0至DS(M-1)，并通过选择出的驱动感测开关元件DST将各检测电极E充电至-V(例如接地电压)(第二驱动工序)。
接着，开关元件控制电路8经由K条控制线DSS(0)至DSS(K-1)断开(K×M)个驱动感测开关元件DST，并使各检测电极E处于浮动状态。此外，切换开关SW进行切换以连接读出电路5和M条驱动感测线DS0至DS(M-1)。然后，开关元件控制电路8经由K条控制线DSS(0)至DSS(K-1)导通(K×M)个驱动感测开关元件DST。
然后，各读出电路5对基于经由被导通的驱动感测开关元件DST并沿着邻接的驱动感测线而读出的各检测电极E的电荷的线性和信号的差分进行放大(读出工序)。接着，检测电路6根据从各读出电路5输出的线性和信号的差分和上述代码序列的积和运算(乘积运算)，检测触摸面板2的各检测电极E与检测对象之间的电容或者电容变化。然后，检测电路6根据检测出的电容或者电容变化，检测触摸面板2上的检测对象的位置(检测工序)。
在图11中所示的上述以往的触摸面板92中，存在如下问题：由于读出电路95的信道的数量(感测线S的条数)庞大，所以在依次驱动的情况下，感测线S的条数越增加，扫描所需的时间越长，或者如果扫描时间相同则能扫描的条数变少。然而，在如实施方式1那样，并列地驱动在检测电极E上设置了驱动感测开关元件DST以及切换开关SW的触摸面板2时，能通过简单的结构短时间内扫描触摸面板。
此外，在并列地驱动触摸面板2时，与依次驱动相比，在SN比的观点上有利。
近年，如被称作内嵌式的、触摸面板的感测器形成在显示面板内的结构所代表的那样，液晶模块的薄型化正在发展，液晶面板与触摸面板之间的距离变短。因此，触摸面板对液晶面板造成的噪声的影响不能再被无视，以分时(时分)方式来驱动触摸面板和液晶面板的必要性增大。这样，由于分配给触摸面板的驱动时间受限，因此与依次驱动触摸面板相比，并列驱动更加有利。
此外，根据内嵌式，由于在液晶面板的制造工序中触摸面板与液晶面板一体地制造，因此触摸面板2的驱动感测开关元件DST易于组装至触摸面板2。即，由于构成驱动感测开关元件DST的晶体管可由与用于液晶面板的掩模相同的掩模制造，因此即使将驱动感测开关元件DST设于触摸面板，初始投资成本的增加也会降低。
进而，在触摸面板2上被配置为矩阵状的多个检测电极E也可以构成为作为液晶面板的公共电极而共用。当以分时方式来驱动触摸面板和液晶面板时，在分配给触摸面板的驱动期间，用于驱动触摸面板的电压被施加至多个检测电极E，而在分配给液晶面板的驱动期间，作为用于驱动液晶面板的电极而发挥作用。
(代码序列的具体示例)
图2表示设置在触摸面板***1上的触摸面板控制器3的驱动电路4的驱动代码(代码序列)的示例，(a)表示以+1/-1的2值进行驱动的驱动代码以及解码代码的示例，(b)表示仅以+1进行驱动的驱动代码以及解码代码的示例。
参照图2的(a)，其中示出了开关元件控制电路8以“+1”、“-1”的2值驱动7条控制线DSS(0)至DSS(K-1)时的M序列的代码序列M1、与用于检测电路6中的解码的线性和信号的积和运算中使用的代码序列M1进行转置得到的代码序列M1t、以及代码序列M1和代码序列M1t的积和运算结果即代码序列M3。
参照图2的(b)，其中示出了开关元件控制电路8仅以“+1”来驱动控制线DSS(0)至DSS(6)时的M序列的代码序列M2、将与用于检测电路6中的解码的线性和信号的积和运算中使用的代码序列M1进行转置得到的代码序列M1t、以及代码序列M2和代码序列M1t的积和运算结果即代码序列M4。
(差动读出的具体示例)
图3是用于说明沿着设置在触摸面板***1上的触摸面板2的驱动感测线中的1条的线性和信号与沿着驱动感测线中的另1条的线性和信号之间的差分的读出方法的图，(a)表示读出邻接(相隔1条)的驱动感测线的差分的示例，(b)表示读出相隔2条的驱动感测线的差分的示例，(c)表示读出相隔4条的驱动感测线的差分的示例。
参照图3的(a)，其中示出了由16个读出电路AFE0至AFE15对32条驱动感测线DS0至DS31进行读出的示例。读出电路AFE0至AFE15具有与图1所示的读出电路5相同的结构。
首先，在定时phase0中，读出电路AFE0对来自驱动感测线DS1的线性和信号与来自驱动感测线DS0的线性和信号之间的差分进行放大。然后，读出电路AFE1对驱动感测线DS3与驱动感测线DS2之间的差分进行放大，读出电路AFE2对驱动感测线DS5与驱动感测线DS4之间的差分进行放大。以下同样地，读出电路AFE3至AFE15对邻接的驱动感测线之间的差分进行放大。
在接下来的定时phase1中，读出电路AFE0对驱动感测线DS2与驱动感测线DS1之间的差分进行放大。读出电路AFE1对驱动感测线DS4与驱动感测线DS3之间的差分进行放大，读出电路AFE2对驱动感测线DS6与驱动感测线DS5之间的差分进行放大。以下同样地，读出电路AFE3至AFE14对邻接的驱动感测线之间的差分进行放大。
在图1及图3的(a)所示的示例中，示出了读出电路对邻接的驱动感测线进行差动放大的示例。然而，本发明并不局限于此。也可以对不邻接而相隔数条的感测线进行差动放大。
图3的(b)表示对相隔2条的驱动感测线的差分进行读出的示例。
首先，在定时phase0中，读出电路AFE0对驱动感测线DS2与驱动感测线DS0之间的差分进行放大。然后，读出电路AFE1对驱动感测线DS3与驱动感测线DS1之间的差分进行放大，读出电路AFE2对驱动感测线DS6与驱动感测线DS4之间的差分进行放大。以下同样地，读出电路AFE3至AFE15对相隔2条的驱动感测线之间的差分进行放大。
在接下来的定时phase1中，读出电路AFE0对驱动感测线DS4与驱动感测线DS2之间的差分进行放大。读出电路AFE1对驱动感测线DS5与驱动感测线DS3之间的差分进行放大，读出电路AFE2对驱动感测线DS8与驱动感测线DS6之间的差分进行放大。以下同样地，读出电路AFE3至AFE13对相隔2条的驱动感测线之间的差分进行放大。
图3的(c)表示对相隔4条的驱动感测线的差分进行读出的示例。
首先，在定时phase0中，读出电路AFE0对驱动感测线DS4与驱动感测线DS0之间的差分进行放大。然后，读出电路AFE1对驱动感测线DS5与驱动感测线DS1之间的差分进行放大，读出电路AFE2对驱动感测线DS6与驱动感测线DS2之间的差分进行放大。以下同样地，读出电路AFE3至AFE15对相隔4条的驱动感测线之间的差分进行放大。
在接下来的定时phase1中，读出电路AFE0对驱动感测线DS8与驱动感测线DS4之间的差分进行放大。读出电路AFE1对驱动感测线DS9与驱动感测线DS5之间的差分进行放大，读出电路AFE2对驱动感测线DS10与驱动感测线DS6之间的差分进行放大。以下同样地，读出电路AFE3至AFE11对相隔4条的驱动感测线之间的差分进行放大。
通过这种读出驱动感测线的差分的差动读出，能够利用减法运算抵消一方的驱动感测线上的噪声与另一方的驱动感测线上的噪声，因此能够构成抗噪声的触摸面板***。
此外，在差动读出中，由于是读出驱动感测线的差分，因此读出的信号的值变小，所以具有能够使差动放大器7的增益比单独读出的情况下的增益高的优点。
图4是表示与各驱动感测线对应的检测电极E与检测对象之间的电容分布的图表。
在以手指等检测对象与触摸面板2轻微分离的状态进行操作的悬停操作中，检测电极E与检测对象之间的电容在触摸面板2的平面方向上的分布，成为如图4所示的分布。
虽然对来自邻接的驱动感测线的线性和信号之间的差分进行放大而得到的信号的值变小，但通过如图3的(b)(c)所示那样隔开要放大差分的驱动感测线的位置，能够如图4所示那样使得到的差分信号的值增大。
图5是用于说明基于包括驱动感测线中的多条的群组的线性和信号与基于包括上述驱动感测线中的另外多条的其它群组的其它线性和信号之间的差分的读出方法的图。
在上述实施方式中，示出了对沿着驱动感测线中的1条的线性和信号与沿着驱动感测线中的另1条的其它线性和信号之间的差分进行读出的示例。然而，本发明并不局限于此。也可以构成为：对基于包括驱动感测线中的多条的群组的线性和信号与基于包括驱动感测线中的另外多条的其它群组的其它线性和信号之间的差分进行读出。
图5示出了对第(2n)条驱动感测线及第(2n+1)条驱动感测线进行分组，并对分组后的驱动感测线群组彼此之间的差分进行读出的示例。
首先，在定时phase0中，将驱动感测线DS3及DS2分组，并将驱动感测线DS1及DS0分组。然后，读出电路AFE0对来自驱动感测线DS3的线性和信号和来自驱动感测线DS2的线性和信号的和与来自驱动感测线DS1的线性和信号和来自驱动感测线DS0的线性和信号的和之间的差分进行放大。此外，将驱动感测线DS7及DS6分组，并将驱动感测线DS5及DS4分组。然后，读出电路AFE1对来自驱动感测线DS7的线性和信号和来自驱动感测线DS6的线性和信号的和与来自驱动感测线DS5的线性和信号和来自驱动感测线DS4的线性和信号的和之间的差分进行放大。此外，将驱动感测线DS11及DS10分组，并将驱动感测线DS9及DS8分组。然后，读出电路AFE2对驱动感测线DS11和驱动感测线DS10的和与驱动感测线DS9和驱动感测线DS8的和之间的差分进行放大。以下同样地，读出电路AFE3至AFE7对分组的驱动感测线群组彼此之间的差分进行放大。
在接下来的定时phase1中，将驱动感测线DS5及DS4分组，并将驱动感测线DS3及DS2分组。然后，读出电路AFE0对来自驱动感测线DS5的线性和信号和来自驱动感测线DS4的线性和信号的和与来自驱动感测线DS3的线性和信号和来自驱动感测线DS2的线性和信号的和之间的差分进行放大。此外，将驱动感测线DS9及DS8分组，并将驱动感测线DS7及DS6分组。然后，读出电路AFE1对来自驱动感测线DS9的线性和信号和来自驱动感测线DS8的线性和信号的和与来自驱动感测线DS7的线性和信号和来自驱动感测线DS6的线性和信号的和之间的差分进行放大。此外，将驱动感测线DS13及DS12分组，并将驱动感测线DS11及DS10分组。然后，读出电路AFE2对驱动感测线DS13和驱动感测线DS12的总和，与驱动感测线DS11和驱动感测线DS10的总和之间的差分进行放大。以下同样地，读出电路AFE3至AFE6对分组的驱动感测线群组彼此之间的差分进行放大。
由于差动读出是读出驱动感测线之间的差分量，因此只能取得较小的信号。但是，通过如上述那样将驱动感测线捆扎分组并读出，能够增大从驱动感测线读出的信号分量。
此外，在上述实施方式中，示出了经由所有的控制线DSS(0)至DSS(K-1)导通驱动感测开关元件DST，从而对驱动感测线DS0至DS(M-1)进行驱动的示例，但本发明并不局限于此。也可以以关于至少2条控制线导通驱动感测开关元件DST，从而对驱动感测线DS0至DS(M-1)进行驱动的方式，构成开关元件控制电路8、驱动电路4以及切换开关SW。
【实施方式2】
如下，基于图6至图8说明本发明的其它实施方式。此外，为了便于说明，关于具有与上述实施方式中所说明的部件相同功能的部件，标注相同的符号，并省略其说明。
图6是表示实施方式2所涉及的触摸面板***1a的结构的电路图。触摸面板***1a对驱动感测线进行单独读出。
触摸面板***1a具备：触摸面板2、以及对该触摸面板2进行控制的触摸面板控制器3a。触摸面板控制器3a具有M个读出电路5a。M条驱动感测线DS0至DS(M-1)分别与对应的读出电路5a的放大器7a的一方的输入连接。放大器7a的另一方的输入被AC接地。在放大器7a的一方的输入与输出之间，连接有积分电容Cint。此外，也可以构成为：具有(未图示)用于使积分电容Cint的一方的端子与另一方的端子短路从而使放大器7a的状态复位的开关。
在单独读出中，由于读出的是电容的绝对值而不是电容的差分量，因此具有与差动读出相比线性和信号的值变大的优点，但存在放大器容易饱和的问题。
图7是表示设置在触摸面板***1a上的触摸面板控制器3a的驱动电路4的驱动代码(代码序列)的示例的图。
示出了驱动电路4以用于将驱动感测线从基准电位驱动至电源电位的要素“+1”及用于将驱动感测线从基准电位驱动至接地电位的要素“-1”的2值进行驱动时的M序列的15行15列的代码序列M5、将与用于检测电路6中的解码的线性和信号的积和运算中使用的代码序列M5进行转置得到的代码序列M5t、以及代码序列M5和代码序列M5t的积和运算结果即代码序列M6。
根据代码序列M5中由图7所示的框围起来的8行15列的代码序列A，来驱动8条控制线。
如此，从代码序列A的左边开始第1列的要素“1”的数量为3个，要素“-1”的数量为5个，两者的数量之差为2个。同样地，从左边开始第2列至第3列的要素“1”的数量为3个，要素“-1”的数量为5个，两者的数量之差为2个。从左边开始第4列的要素“1”的数量为4个，要素“-1”的数量为4个，两者的数量之差不存在。从左边开始第9列至第10列的要素“1”的数量为6个，要素“-1”的数量为2个，两者的数量之差为4个。
这样，代码序列A的各列的要素“1”的数量与要素“-1”的数量之差，从0个到4个不等，并不均衡。
另一方面，在图2的(a)中，上述7行×7列的M序列的代码序列M1，从第1列到第7列，要素“1”的数量均为4个，要素“-1”的数量均为3个，两者的数量之差为1个。因此，代码序列M1中，要素“1”的数量与要素“-1”的数量的均衡总是大致良好。此外，最平衡的状态是要素“1”的数量与要素“-1”的数量相同并且两者的数量之差为0个的情况。
由于代码序列M1为7行×7列，因此不能同时驱动全部8条驱动感测线，但在使代码序列的要素“1”的数量和要素“-1”的数量的平衡优先的情况下，还存在如下的选项：在最初的定时，通过代码序列M1驱动7条驱动感测线DS0至DS6，得到与驱动感测线DS0至DS6对应的电容分布，并在接下来的定时，通过代码序列M1驱动7条驱动感测线DS1至DS7，得到与驱动感测线DS1至DS7对应的电容分布，综合两者得到与8条驱动感测线DS0至DS7对应的电容分布。
图8的(a)、(b)是表示开关元件控制电路8的其它驱动代码的示例的图。
开关元件控制电路8基于代码序列M8来驱动K条控制线DSS(0)至DSS(K-1)，该代码序列M8是由K行构成的代码序列，该K行是从包括用于将驱动感测线从基准电位驱动至电源电位的要素“1”和用于将驱动感测线从基准电位驱动至接地电位的要素“-1”的P行N列的代码序列M7的P行(K≤N、且K≤P)中，以代码序列的第i列(1≤i≤N)的要素“1”的数量和要素“-1”的数量之差接近0的方式取得平衡而选择出的。由此也能使控制线平衡而对其进行驱动。
例如，在对16条控制线进行驱动时，使用由16行构成的代码序列M8进行驱动，该16行是从64行×64列的M序列的代码序列M7中以第i列(1≤i≤N)的要素“1”的数量和要素“-1”的数量之差接近0的方式取得平衡而选择出的，由此能使控制线平衡而对其进行驱动。
【实施方式3】
(触摸面板***1b的结构)
图9是表示本发明的实施方式3所涉及的触摸面板***1b的结构的电路图。关于具有与上述实施方式中所说明的部件相同功能的部件，标注相同的符号，并省略其说明。触摸面板***1b具备：触摸面板2b、以及对该触摸面板2b进行控制的触摸面板控制器3b。
触摸面板2b具备配置成矩阵状的(K×M)个检测电极E(电极)。这里，X轴方向是该矩阵的第一方向。此外，Y轴方向是与该矩阵的第一方向交叉的第二方向。
触摸面板控制器3b具有：通过切换开关SW与M条驱动感测线DS0至DS(M-1)连接的驱动电路4、与K条控制线DSS(0)至DSS(K-1)连接的开关元件控制电路8、与互相邻接的驱动感测线连接的多个读出电路5、基于各读出电路5的输出检测各检测电极E与检测对象之间的电容或者电容变化的检测电路6、以及驱动感测开关元件DST(开关元件)。
各读出电路5具有：对相互邻接的驱动感测线的输出的差分进行放大的差动放大器7、以及设置在差动放大器7的一方的输入与一方的输出之间及另一方的输入与另一方的输出之间的一对积分电容Cint。此外，也可以构成为：具有(未图示)用于使积分电容Cint的一方的端子与另一方的端子短路从而使差动放大器7的状态复位的开关。
驱动感测线DS0至DS(M-1)排列在X轴方向上。而且，在Y方向上排列成1列的多个检测电极E通过驱动感测开关元件DST与节点N连接，并通过节点N与对应的1条驱动感测线连接。
控制线DSS(0)至DSS(K-1)排列在Y方向上。而且，与在X轴方向上排列成1列的多个检测电极E连接的多个驱动感测开关元件DST的栅极与对应的1条控制线连接。
在未内置开关元件DST这一点上，触摸面板2b与触摸面板2不同。此外，在内置有开关元件DST这一点上，触摸面板控制器3b与触摸面板控制器3、3a不同。
(触摸面板***1b的动作)
如此构成的触摸面板***1b如下动作。
首先，开关元件控制电路8通过K条控制线DSS(0)至DSS(K-1)导通基于K行N列的代码序列的要素“1”从(K×M)个驱动感测开关元件DST中选择出的驱动感测开关元件DST。此时，未选择的驱动感测开关元件DST为断开状态。此外，切换开关SW进行切换以连接驱动电路4和M条驱动感测线DS0至DS(M-1)。然后，驱动电路4驱动M条驱动感测线DS0至DS(M-1)，并通过选择出的驱动感测开关元件DST将各检测电极E充电至+V(例如电源电压)(第一驱动工序)。
接着，开关元件控制电路8经由K条控制线DSS(0)至DSS(K-1)导通基于K行N列的代码序列的要素“-1”从(K×M)个驱动感测开关元件DST中选择出的驱动感测开关元件DST。此时，未选择的驱动感测开关元件DST为断开状态。这里，切换开关SW进行切换以连接驱动电路4和M条驱动感测线DS0至DS(M-1)。然后，驱动电路4驱动M条驱动感测线DS0至DS(M-1)，并通过选择出的驱动感测开关元件DST将各检测电极E充电至-V(例如接地电压)(第二驱动工序)。
接着，开关元件控制电路8经由K条控制线DSS(0)至DSS(K-1)断开(K×M)个驱动感测开关元件DST，并使各检测电极E处于浮动(Floating)状态。此外，切换开关SW进行切换以连接读出电路5和M条驱动感测线DS0至DS(M-1)。然后，开关元件控制电路8经由K条控制线DSS(0)至DSS(K-1)导通(K×M)个驱动感测开关元件DST。
然后，各读出电路5对基于经由被导通的驱动感测开关元件DST并沿着邻接的驱动感测线而读出的各检测电极E的电荷的线性和信号的差分进行放大(读出工序)。接着，检测电路6根据从各读出电路5输出的线性和信号的差分和上述代码序列的积和运算，检测触摸面板2的各检测电极E与检测对象之间的电容或者电容变化。然后，检测电路6根据检测出的电容或者电容变化，检测触摸面板2上的检测对象的位置(检测工序)。
根据触摸面板控制器3b，即使在未内置开关元件DST的被动式触摸面板2b中，也能通过简单的结构来检测触摸面板2b上的各电极E与检测对象之间的电容分布。进而，相对于图11所示的以往的触摸面板***的触摸面板控制器，触摸面板控制器3b有利于能够沿着信号线并列地读出基于各检测电极E的电荷的线性和信号。
【实施方式4】
图10是表示本发明的实施方式4所涉及的便携式电话机90(电子设备)的结构的框图。为了便于说明，关于具有与上述实施方式中所说明的部件相同功能的部件，标注相同的符号，并省略其说明。
便携式电话机90具备：CPU96、RAM97、ROM98、照相机95、麦克风94、扬声器93、操作键91、包括显示面板X和显示控制电路Y的显示模块Z、以及触摸面板***1。各构成要素通过数据总线相互连接。
CPU96用于控制便携式电话机90的动作。CPU96执行存储在例如ROM98中的程序。操作键91受理由便携式电话机90的用户进行的指示输入。RAM97易失性地存储由CPU96执行程序而生成的数据、或者经由操作键91而输入的数据。ROM98非易失性地存储数据。
此外，ROM98是EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory：可擦写可编程只读存储器)或者闪速存储器等可写入和擦除的ROM。此外，虽然图10中未示出，但便携式电话机90也可以构成为具备用于通过有线与其它电子设备连接的接口(IF)。
照相机95基于用户的操作键91的操作来拍摄被摄体。此外，拍摄得到的被摄体的图像数据存储在RAM97或者外部存储器(例如存储卡)中。麦克风94接收用户的声音输入。便携式电话机90将该输入的声音(模拟数据)数字化。然后，便携式电话机90将数字化后的声音发送至通信的对方(例如，其它便携式电话机)。扬声器93输出例如基于RAM97中存储的音乐数据等的声音。
触摸面板***1具有：触摸面板2、以及触摸面板控制器3。CPU96用于控制触摸面板***1的动作。CPU96执行存储在例如ROM98中的程序。RAM97易失性地存储由CPU96执行程序而生成的数据。ROM98非易失性地存储数据。
显示面板X通过显示控制电路Y来显示存储在ROM98、RAM97中的图像。显示面板X与触摸面板2重叠，或者内置触摸面板2。触摸面板***1可以是第二实施方式所涉及的触摸面板***1a、或者第3实施方式所涉及的触摸面板***1b。
【总结】
本发明的第1形态所涉及的电容检测方法，是用于检测配置成矩阵状的多个电极(检测电极E)与检测对象之间的电容或者电容变化的电容检测方法，该电容检测方法包括：第一驱动工序，通过在与第一方向交叉的第二方向上排列的多个控制线(控制线DSS(0)至DSS(K-1))，导通基于代码序列从各电极与在上述矩阵的上述第一方向上排列的多个信号线(驱动感测线DS0至DS(M-1))之间的多个开关元件(驱动感测开关元件DST)中选择出的开关元件，并以第一电位驱动上述多个信号线；读出工序，在上述第一驱动工序之后，导通所有的上述多个开关元件，并沿着上述信号线读出基于各电极的电荷的线性和信号；以及检测工序，通过上述线性和信号与上述代码序列的积和运算检测上述电容或者电容变化。
根据上述结构，导通从多个开关元件中选择出的开关元件，并基于代码序列驱动多个信号线。然后，导通多个开关元件，并沿着信号线读出基于各电极的电荷的线性和信号。其结果，通过简单的结构，能够检测出触摸面板上的各检测电极与检测对象之间的电容分布。
根据本发明的第2形态所涉及的电容检测方法，在第1形态中，优选地，上述多个电极和上述多个开关元件形成于触摸面板。
根据本发明的第3形态所涉及的电容检测方法，在第1形态中，优选地，上述多个电极形成于触摸面板，上述多个开关元件形成于用于控制上述触摸面板的触摸面板控制器。
根据本发明的第4形态所涉及的电容检测方法，优选地，还包括第2驱动工序，通过上述控制线，导通基于上述代码序列从上述多个开关元件中选择出的其它开关元件，并以与第一电位不同的第二电位驱动上述多个信号线，在上述读出工序中，在上述第一驱动工序及上述第二驱动工序之后，导通所有的上述多个开关元件，并沿着上述信号线读出基于各电极的电荷的线性和信号。
根据本发明的第5形态所涉及的电容检测方法，在第4形态中，优选地，在上述第一驱动工序中，导通基于代码序列的第一值选择出的开关元件，在上述第二驱动工序中，导通基于上述代码序列的与上述第一值不同的第二值选择出的开关元件。
根据上述结构，与对选择出的开关元件依次进行导通的结构相比，能够更高速地驱动信号线。
根据本发明的第6形态所涉及的电容检测方法，在第5形态中，优选地，上述第一值是用于将上述信号线从基准电位驱动至第一电位的要素“1”，上述第二值是用于将上述信号线从上述基准电位或者其它基准电位驱动至第二电位的要素“-1”，上述代码序列是包括要素“1”和要素“-1”的代码序列，且以第i列的要素“1”的数量和要素“-1”的数量之差接近0的方式取得平衡，其中1≤i≤N。
根据上述结构，能够关于对多个信号线进行驱动的各个电位，作为整体而取得平衡。
根据本发明的第7形态所涉及的电容检测方法，在第5形态中，优选地，上述第一值是用于将上述信号线从基准电位驱动至第一电位的要素“1”，上述第二值是用于将上述信号线从上述基准电位或者其它基准电位驱动至第二电位的要素“-1”，上述多个控制线是K条控制线，其中K为多个，上述代码序列由K行构成，该K行是从包括要素“1”和要素“-1”的P行N列的其它代码序列的P行中，其中K≤N、且K≤P，以第i列的要素“1”的数量和要素“-1”的数量之差接近0的方式取得平衡而选择出的，其中1≤i≤N。
根据本发明的第8形态所涉及的电容检测方法，在第1形态至第7形态的任一形态中，优选地，在上述读出工序中，对沿着上述信号线中的1条的线性和信号与沿着上述信号线中另外1条的其它线性和信号之间的差分进行读出。
根据上述结构，通过读出信号线的差分的差动读出，能够利用减法运算抵消一方的信号线上的噪声与另一方的信号线上的噪声，因此能够构成抗噪声的触摸面板***。
根据本发明的第9形态所涉及的电容检测方法，在第1形态至第7形态的任一形态中，优选地，在上述读出工序中，对基于包括上述信号线中的多条的群组的线性和信号与基于包括上述信号线中的另外多条的其它群组的其它线性和信号之间的差分进行读出。
根据上述结构，通过将信号线捆扎分组并读出，能够增大从信号线读出的信号分量。
本发明的第10形态所涉及的位置检测方法，是对检测对象在触摸面板2、2b上的位置进行检测的位置检测方法，该触摸面板用于检测配置成矩阵状的多个电极(检测电极E)与上述检测对象之间的电容或者电容变化，该位置检测方法包括：第1形态至第9形态的任一形态中的电容检测方法；以及位置检测工序，根据由上述检测工序检测出的上述电容或者电容变化，检测上述检测对象在上述触摸面板上的位置。
本发明的第11形态所涉及的触摸面板控制器3、3a、3b是对触摸面板2、2b进行控制的触摸面板控制器，该触摸面板2、2b用于检测配置成矩阵状的多个电极(检测电极E)与检测对象之间的电容或者电容变化，该触摸面板控制器具备：驱动电路，经由在与第一方向交叉的第二方向上排列的多个控制线(控制线DSS(0)至DSS(K-1))，导通基于代码序列从各电极与在上述矩阵的上述第一方向上排列的多个信号线(驱动感测线DS0至DS(M-1))之间的多个开关元件(驱动感测开关元件DST)中选择出的开关元件，并以第一电位驱动上述多个信号线；读出电路，导通所有的上述多个开关元件，并沿着上述信号线读出基于各电极的电荷的线性和信号；以及检测电路，通过上述线性和信号与上述代码序列的积和运算检测上述电容或者电容变化。
根据本发明的第12形态所涉及的触摸面板控制器，在第11形态中，优选地，上述多个电极(检测电极E)作为上述液晶面板的公共电极而共用。
根据上述结构，组装了触摸面板的嵌入式液晶面板的结构变得简单。
本发明的第13形态所涉及的电子设备(便携式电话机90)具备第11形态或第12形态的任一形态中的触摸面板控制器3、3a、3b。
本发明并不局限于上述各实施方式，在权利要求所示的范围内可以有各种变更，关于适当地组合不同的实施方式中分别公开的技术手段而得到的实施方式，也包含在本发明的技术范围内。进而，通过组合各实施方式中分别公开的技术手段，能够形成新的技术特征。
符号说明
1、1a、1b 触摸面板***
2、2b 触摸面板
3、3a、3b 触摸面板控制器
4 驱动电路
5、5a 读出电路
6 检测电路
7 差动放大器
7a 放大器
8 开关元件控制电路
90 便携式电话机(电子设备)
DS0至DS(M-1) 驱动感测线(信号线)
DSS(0)至DSS(K-1) 控制线(Control line)
DST 驱动感测开关元件(开关元件)
E 检测电极(电极)

Claims (13)

1.一种电容检测方法，用于检测配置成矩阵状的多个电极与检测对象之间的电容或者电容变化，其特征在于包括：
第一驱动工序，通过在与第一方向交叉的第二方向上排列的多个控制线，导通基于代码序列从各电极与在所述矩阵的所述第一方向上排列的多个信号线之间的多个开关元件中选择出的开关元件，并以第一电位驱动所述多个信号线；
读出工序，在所述第一驱动工序之后，导通所有的所述多个开关元件，并沿着所述信号线读出基于各电极的电荷的线性和信号；以及
检测工序，通过所述线性和信号与所述代码序列的积和运算检测所述电容或者电容变化。
2.根据权利要求1所述的电容检测方法，其特征在于，
所述多个电极和所述多个开关元件形成于触摸面板。
3.根据权利要求1所述的电容检测方法，其特征在于，
所述多个电极形成于触摸面板，
所述多个开关元件形成于用于控制所述触摸面板的触摸面板控制器。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电容检测方法，其特征在于，
还包括第二驱动工序，通过所述控制线，导通基于所述代码序列从所述多个开关元件中选择出的其它开关元件，并以与第一电位不同的第二电位驱动所述多个信号线，
在所述读出工序中，在所述第一驱动工序及所述第二驱动工序之后，导通所有的所述多个开关元件，并沿着所述信号线读出基于各电极的电荷的线性和信号。
5.根据权利要求4所述的电容检测方法，其特征在于，
在所述第一驱动工序中，导通基于代码序列的第一值选择出的开关元件，
在所述第二驱动工序中，导通基于所述代码序列的与所述第一值不同的第二值选择出的开关元件。
6.根据权利要求5所述的电容检测方法，其特征在于，
所述第一值是用于将所述信号线从基准电位驱动至第一电位的要素“1”，
所述第二值是用于将所述信号线从所述基准电位或者其它基准电位驱动至第二电位的要素“-1”，
所述代码序列是包括要素“1”和要素“-1”的代码序列，且以第i列的要素“1”的数量和要素“-1”的数量之差接近0的方式取得平衡，其中1≤i≤N。
7.根据权利要求5所述的电容检测方法，其特征在于，
所述第一值是用于将所述信号线从基准电位驱动至第一电位的要素“1”，
所述第二值是用于将所述信号线从所述基准电位或者其它基准电位驱动至第二电位的要素“-1”，
所述多个控制线是K条控制线，其中K为多个，
所述代码序列由K行构成，该K行是从包括要素“1”和要素“-1”的P行N列的其它代码序列的P行中，其中K≤N、且K≤P，以第i列的要素“1”的数量和要素“-1”的数量之差接近0的方式取得平衡而选择出的，其中1≤i≤N。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的电容检测方法，其特征在于，
在所述读出工序中，对沿着所述信号线中的1条的线性和信号与沿着所述信号线中另外1条的其它线性和信号之间的差分进行读出。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的电容检测方法，其特征在于，
在所述读出工序中，对基于包括所述信号线中的多条的群组的线性和信号与基于包括所述信号线中的另外多条的其它群组的其它线性和信号之间的差分进行读出。
10.一种位置检测方法，对检测对象在触摸面板上的位置进行检测，该触摸面板用于检测配置成矩阵状的多个电极与所述检测对象之间的电容或者电容变化，其特征在于，包括：
权利要求1至9中任一项所述的电容检测方法；以及
位置检测工序，根据由所述检测工序检测出的所述电容或者电容变化，检测所述检测对象在所述触摸面板上的位置。
11.一种对触摸面板进行控制的触摸面板控制器，该触摸面板用于检测配置成矩阵状的多个电极与检测对象之间的电容或者电容变化，其特征在于，具备：
驱动电路，通过在与第一方向交叉的第二方向上排列的多个控制线，导通基于代码序列从各电极与在所述矩阵的所述第一方向上排列的多个信号线之间的多个开关元件中选择出的开关元件，并以第一电位驱动所述多个信号线；
读出电路，导通所有的所述多个开关元件，并沿着所述信号线读出基于各电极的电荷的线性和信号；以及
检测电路，通过所述线性和信号与所述代码序列的积和运算检测所述电容或者电容变化。
12.根据权利要求11所述的触摸面板控制器，其特征在于，
所述触摸面板设置在液晶面板的显示面上，
所述多个电极作为所述液晶面板的公共电极而共用。
13.一种电子设备，其特征在于，
具备权利要求11或12所述的触摸面板控制器。
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