JP4913859B2 - Touch panel device - Google Patents
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Description
本発明は、第1電極に印加された駆動信号に応答した第2電極の充放電電流信号を受信して電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部に、積分信号を所定のタイミングでサンプリングするサンプルホールド部を備えたタッチパネル装置に関するものである。 The present invention samples an integration signal at a predetermined timing in a receiving unit that receives a charge / discharge current signal of a second electrode in response to a drive signal applied to the first electrode and outputs a level signal for each electrode intersection. The present invention relates to a touch panel device including a sample hold unit.
タッチパネル装置には、静電容量方式や、抵抗膜方式、電磁誘導方式などの種々の方式があるが、特に静電容量方式では、抵抗膜方式に比較してタッチ面の強度を高めることができる利点があり、また電磁誘導方式のように発振器などを内蔵した電子ペンが不要であり、ユーザの指先で直接、あるいは単なる導電性材料からなるスタイラスでタッチ操作を行うことができることから、高い利便性を有している。 There are various types of touch panel devices, such as a capacitance method, a resistance film method, and an electromagnetic induction method. In particular, the capacitance method can increase the strength of the touch surface compared to the resistance film method. There is an advantage, and there is no need for an electronic pen with a built-in oscillator etc. like the electromagnetic induction method, and it can be touched directly with the fingertip of the user or with a stylus made of a simple conductive material, so it is highly convenient have.
この静電容量方式では、格子状に配置された第1電極と第2電極との交点(以下、電極交点と呼称する)に形成されるコンデンサの静電容量が、導電性物体(例えば人体)が接近あるいは接触することで変化する原理を利用した、いわゆる投影型静電容量方式が、タッチ位置を高精度に検出することができる点で優れている。 In this capacitance method, the capacitance of a capacitor formed at an intersection (hereinafter referred to as an electrode intersection) between the first electrode and the second electrode arranged in a grid pattern is a conductive object (for example, a human body). A so-called projected capacitive method that utilizes the principle of changing by approaching or contacting is excellent in that the touch position can be detected with high accuracy.
この投影型静電容量方式には、電極交点ごとの静電容量の変化に伴う充放電電流の変化量に基づいてタッチの有無を検出する、いわゆる相互容量方式と、電極ごとの静電容量の変化量に基づいてタッチの有無を検出する、いわゆる自己容量方式とがあり、特に相互容量方式では、同時に複数のタッチ位置を検出する、いわゆるマルチタッチ(多点検出)が可能である(特許文献1参照)。 This projected capacitance method includes a so-called mutual capacitance method that detects the presence or absence of touch based on the amount of change in charge / discharge current accompanying the change in capacitance at each electrode intersection, and the capacitance of each electrode. There is a so-called self-capacitance method that detects the presence or absence of a touch based on the amount of change. In particular, the mutual capacitance method enables so-called multi-touch (multi-point detection) that simultaneously detects a plurality of touch positions (Patent Literature). 1).
また、タッチパネル装置は、パソコンや携帯情報端末の分野で広く普及しているが、このタッチパネル装置を、大画面の表示装置と組み合わせることで、多人数を対象にしたプレゼンテーションや講義で使用することができるようにした、いわゆるインタラクティブホワイトボードとして用いる技術が知られている(特許文献2参照)。 Touch panel devices are widely used in the field of personal computers and personal digital assistants, but can be used in presentations and lectures for a large number of people by combining this touch panel device with a large screen display device. A technique that can be used as a so-called interactive whiteboard is known (see Patent Document 2).
しかるに、タッチパネル装置には、通常、第1電極に印加される駆動信号の周波数以外の周波数成分を有する信号を除去するバンドパスフィルタが設けられているが、第1電極の駆動信号と一致あるいはごく近接した周波数の外来ノイズが混入した場合、バンドパスフィルタで除去することができないため、タッチ位置の誤検出が発生する。特に、タッチパネル装置をインタラクティブホワイトボードとして用いる場合、タッチパネル装置の大型化に伴って電極が長くなることから、外来ノイズの影響を受け易くなるため、有効な外来ノイズ対策が望まれる。 However, the touch panel device is usually provided with a band-pass filter that removes a signal having a frequency component other than the frequency of the drive signal applied to the first electrode. When external noise having a close frequency is mixed, it cannot be removed by the band-pass filter, and erroneous detection of the touch position occurs. In particular, when the touch panel device is used as an interactive whiteboard, since the electrodes become longer as the touch panel device becomes larger, it is easy to be affected by the external noise, so that an effective countermeasure against external noise is desired.
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、外来ノイズによる影響でタッチ位置の検出精度が低下することを避けることができるように構成されたタッチパネル装置を提供することにある。 The present invention has been devised to solve such problems of the prior art, and its main purpose is to avoid a decrease in touch position detection accuracy due to the influence of external noise. It is providing the touch panel apparatus comprised in this.
本発明のタッチパネル装置は、互いに並走する複数の第1電極及び互いに並走する複数の第2電極が格子状に配置されたパネル本体と、前記第1電極に対して駆動信号を印加する送信部と、前記第1電極に印加された駆動信号に応答した第2電極の充放電電流信号を受信して電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部と、前記受信部から出力されるレベル信号に基づいてタッチ位置を検出すると共に前記送信部及び前記受信部の動作を制御する制御部とを備え、前記受信部は、前記第2電極の充放電電流信号をIV変換して得られた電圧信号を、整流した上で時間軸方向に積分し、その積分信号をサンプルホールド部にて所定のサンプルタイミングTで、レベル信号を出力するものであり、前記制御部は、装置のキャリブレーション実行時に、前記受信部から出力されるレベル信号を所定回数取得して、レベル信号のばらつき度合を算出して基準値以下であるか否かを判断し、前記ばらつき度合が前記基準値以上であると判断した場合には、前記サンプルタイミングTを前記時間軸方向の前後に変更する構成とする。 The touch panel device according to the present invention includes a panel body in which a plurality of first electrodes that run in parallel to each other and a plurality of second electrodes that run in parallel to each other are arranged in a grid pattern, and transmission that applies a drive signal to the first electrodes. A receiving unit that receives a charge / discharge current signal of the second electrode in response to a drive signal applied to the first electrode and outputs a level signal for each electrode intersection; and a level signal output from the receiving unit And a control unit that controls the operation of the transmission unit and the reception unit, and the reception unit is a voltage obtained by performing IV conversion on the charge / discharge current signal of the second electrode. signals, integrates the time axis direction on the rectified, in that the integrated signal at the sample hold portion predetermined sample timing T, and outputs a level signal, wherein, during calibration execution device The level signal output from the receiving unit is acquired a predetermined number of times, the level signal variation degree is calculated to determine whether it is equal to or less than a reference value, and the degree of variation is determined to be equal to or greater than the reference value. In this case, the sample timing T is changed before and after the time axis direction .
本発明によれば、受信部から出力されるレベル信号のばらつきを抑えることができるため、外来ノイズの影響を受けない安定した出力信号を得ることができるので、外来ノイズによる影響でタッチ位置の検出精度が低下することを避けることができる。また、キャリブレーション実行時に、サンプルタイミングTを変更するので、ユーザの操作の支障とならずに動作条件の設定処理を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to suppress variations in the level signal output from the receiving unit, and thus it is possible to obtain a stable output signal that is not affected by external noise. A decrease in accuracy can be avoided. Further, since the sample timing T is changed at the time of calibration execution, the operation condition setting process can be performed without hindering the user's operation.
上記課題を解決するためになされた第1の発明は、互いに並走する複数の第1電極及び互いに並走する複数の第2電極が格子状に配置されたパネル本体と、前記第1電極に対して駆動信号を印加する送信部と、前記第1電極に印加された駆動信号に応答した第2電極の充放電電流信号を受信して電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部と、前記受信部から出力されるレベル信号に基づいてタッチ位置を検出すると共に前記送信部及び前記受信部の動作を制御する制御部とを備え、前記受信部は、前記第2電極の充放電電流信号をIV変換して得られた電圧信号を、整流した上で時間軸方向に積分し、その積分信号をサンプルホールド部にて所定のサンプルタイミングTで、レベル信号を出力するものであり、前記制御部は、装置のキャリブレーション実行時に、前記受信部から出力されるレベル信号を所定回数取得して、レベル信号のばらつき度合を算出して基準値以下であるか否かを判断し、前記ばらつき度合が前記基準値以上であると判断した場合には、前記サンプルタイミングTを前記時間軸方向の前後に変更する構成とする。 In order to solve the above problems, a first invention is a panel body in which a plurality of first electrodes that run parallel to each other and a plurality of second electrodes that run parallel to each other are arranged in a grid pattern, and the first electrode A transmitter for applying a drive signal to the receiver, a receiver for receiving a charge / discharge current signal of the second electrode in response to the drive signal applied to the first electrode, and outputting a level signal for each electrode intersection; A control unit that detects a touch position based on a level signal output from the reception unit and controls operations of the transmission unit and the reception unit, and the reception unit receives a charge / discharge current signal of the second electrode. The voltage signal obtained by the IV conversion is rectified and integrated in the time axis direction, and the integrated signal is output by the sample hold unit at a predetermined sample timing T , and the control unit It is the carry of the device Level signal output from the receiving unit is acquired a predetermined number of times, and the degree of variation of the level signal is calculated to determine whether the level signal is equal to or less than a reference value. If it is determined that there is, the sample timing T is changed before and after in the time axis direction .
これによると、受信部から出力されるレベル信号のばらつきを抑えることができるため、外来ノイズの影響を受けない安定した出力信号を得ることができるので、外来ノイズによる影響でタッチ位置の検出精度が低下することを避けることができる。また、キャリブレーション実行時に、サンプルタイミングTを変更するので、ユーザの操作の支障とならずに動作条件の設定処理を行うことができる。 According to this, since it is possible to suppress variations in the level signal output from the receiving unit, it is possible to obtain a stable output signal that is not affected by the external noise. Decreasing can be avoided. Further, since the sample timing T is changed at the time of calibration execution, the operation condition setting process can be performed without hindering the user's operation.
さらに、これによると、サンプルタイミングを変更するには単にタイマの設定値を変更すれば済むため、製造コストの上昇を抑えることができる。 Further, according to this, since it is only necessary to change the set value of the timer in order to change the sample timing, an increase in manufacturing cost can be suppressed.
前記課題を解決するためになされた第2の発明は、互いに並走する複数の第1電極及び互いに並走する複数の第2電極が格子状に配置されたパネル本体と、前記第1電極に対して駆動信号を印加する送信部と、前記第1電極に印加された駆動信号に応答した第2電極の充放電電流信号を受信して電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部と、前記受信部から出力されるレベル信号に基づいてタッチ位置を検出すると共に前記送信部及び前記受信部の動作を制御する制御部とを備え、前記受信部は、前記第2電極の充放電電流信号をIV変換して得られた電圧信号を、整流した上で時間軸方向に積分し、その積分信号をサンプルホールド部にて所定のサンプルタイミングTで、レベル信号を出力するものであり、前記制御部は、装置のキャリブレーション実行時に、前記受信部から出力されるレベル信号を所定回数取得して、レベル信号のばらつき度合を算出して基準値以下であるか否かを判断し、前記ばらつき度合が前記基準値以上であると判断した場合には、前記送信部から前記第1電極に印加される駆動信号の周波数を変更する構成とする。 A second invention made to solve the above-described problem is that a plurality of first electrodes that run parallel to each other and a panel body in which a plurality of second electrodes that run parallel to each other are arranged in a grid pattern, and the first electrode A transmitter for applying a drive signal to the receiver, a receiver for receiving a charge / discharge current signal of the second electrode in response to the drive signal applied to the first electrode, and outputting a level signal for each electrode intersection; A control unit that detects a touch position based on a level signal output from the reception unit and controls operations of the transmission unit and the reception unit, and the reception unit receives a charge / discharge current signal of the second electrode. The voltage signal obtained by the IV conversion is rectified and integrated in the time axis direction, and the integrated signal is output by the sample hold unit at a predetermined sample timing T, and the control unit The equipment carry Level signal output from the receiving unit is acquired a predetermined number of times, and the degree of variation of the level signal is calculated to determine whether the level signal is equal to or less than a reference value. If it is determined that there is, the frequency of the drive signal applied to the first electrode from the transmitter is changed .
これによると、送信部に駆動信号の周波数を変更するための手段が必要となるため、製造コストが上昇するものの、サンプルタイミングを変更する必要がないため、フレームレートが低下することを避けることができる。 According to this, since a means for changing the frequency of the drive signal is required in the transmission unit, the manufacturing cost increases, but it is not necessary to change the sample timing, so that it is possible to avoid a decrease in the frame rate. it can.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明によるタッチパネル装置を示す全体構成図である。このタッチパネル装置1は、互いに並走する複数の送信電極(第1電極)2と互いに並走する複数の受信電極(第2電極)3とが格子状に配置されたパネル本体4と、送信電極2に対して駆動信号(パルス信号)を印加する送信部5と、送信電極2に印加された駆動信号に応答した受信電極3の充放電電流信号を受信して、送信電極2と受信電極3とが交差する電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部6と、この受信部6から出力されるレベル信号に基づいてタッチ位置を検出すると共に送信部5及び受信部6の動作を制御する制御部7とを備えている。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a touch panel device according to the present invention. The touch panel device 1 includes a
このタッチパネル装置1は、大画面の表示装置と組み合わせることで、プレゼンテーションや講義に用いることができるようにした、いわゆるインタラクティブホワイトボードとして用いられ、特にここでは、プロジェクタ装置と組み合わせて用いられ、タッチパネル装置1のタッチ面がプロジェクタ用のスクリーンとなる。 The touch panel device 1 is used as a so-called interactive whiteboard that can be used for presentations and lectures by being combined with a large-screen display device. In particular, the touch panel device 1 is used in combination with a projector device. The touch surface of 1 serves as a projector screen.
タッチパネル装置1から出力されるタッチ位置情報は、パソコンなどの外部機器8に入力され、外部機器8から出力される表示画面データに基づいてプロジェクタ装置9によりタッチパネル装置1のタッチ面上に投影表示される表示画面上に、タッチパネル装置1のタッチ面上でユーザが指先で直接、あるいはスタイラスを用いて行ったタッチ操作に対応した画像が表示され、タッチパネル装置のタッチ面にマーカーで直接描画をするのと同様の感覚で所要の画像を表示させることができ、また表示画面に表示されたボタンなどを操作することができる。さらに、タッチ操作で描かれた画像を消去するイレーサを用いることもできる。
Touch position information output from the touch panel device 1 is input to an
パネル本体4では、複数(例えば120本)の送信電極2がシート材11の表面に配置されると共に、複数(例えば186本)の受信電極3がシート材11の裏面に配置されている。送信電極2及び受信電極3は同一の配置ピッチ(例えば10mm)で配置されている。
In the
なお、パネル本体4では、送信電極2及び受信電極3とシート材11とで構成される電極シートの背面側に電極シートを支持する背面ボードが設けられ、また電極シートの表面側に電極シートを保護する表面ボードが設けられる。また、送信電極2と受信電極3は互いに絶縁されていればよく、例えば両方ともシート材11の表面側に絶縁層を介して配置された構成してもよい。
In the
パネル本体4において送信電極2と受信電極3とが交差する電極交点にはコンデンサが形成され、ユーザが指先で直接、あるいはスタイラスを用いてタッチ操作を行うと、これに応じて電極交点の静電容量が実質的に減少することで、タッチ操作の有無を検出することができる。
In the
特にここでは、相互容量方式が採用され、送信電極2に駆動信号を印加すると、これに応答して受信電極3に充放電電流が流れ、このとき、ユーザのタッチ操作に応じて電極交点の静電容量が変化すると、受信電極3の充放電電流が変化し、この充放電電流の変化量を受信部6で電極交点ごとのレベル信号(ディジタル信号)に変換して制御部7に出力し、制御部7では、電極交点ごとのレベル信号に基づいてタッチ位置が算出される。この相互容量方式では、同時に複数のタッチ位置を検出する、いわゆるマルチタッチ(多点検出)が可能である。
In particular, here, the mutual capacitance method is adopted, and when a drive signal is applied to the
送信部5は、制御部7から出力されるタイミング信号に同期して、送信電極2を1本ずつを選択して駆動信号を印加する。受信部6は、1本の送信電極2に駆動信号を印加する間に、受信電極3を1本ずつを選択して受信電極3の充放電電流を受信する。これにより、全ての電極交点ごとの充放電電流を取り出すことができる。なお、例えば全ての電極交点(186×120(=22320))について充放電電流の受信が終了するフレーム周期が10msとすると、120本の送信電極2の1本あたりの駆動信号出力期間は約83μsとなる。
The
制御部7は、受信部6から出力される電極交点ごとのレベル信号から所定の演算処理によってタッチ位置(タッチ領域の中心座標)を求める。このタッチ位置の演算では、X軸方向(送信電極2の延在方向)とY軸方向(受信電極3の延在方向)とでそれぞれ隣接する複数(例えば4×4)の電極交点ごとのレベル信号から所要の補間法(例えば重心法)を用いてタッチ位置を求める。これにより、送信電極2及び受信電極3の配置ピッチ(10mm)より高い分解能(例えば1mm以下)でタッチ位置を検出することができる。
The
図2は、図1に示した受信電極3及び受信部6の概略構成図である。各受信電極3には、受信電極3の充放電電流信号の受信部6への入力を断続するスイッチング素子(スイッチング手段)SWが接続されている。受信部6は、スイッチング素子SWを介して受信電極3から入力される充放電電流信号に対して所要の信号処理を行う受信信号処理部21とを備えている。各スイッチング素子SWは制御部7からの駆動信号に応じて個別にオン/オフ制御される。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the receiving
受信電極3及びスイッチング素子SWは、所定数(例えば24本)ごとにグループ化され、各グループに属するスイッチング素子SWの互いに対応するもの同士が並行してオン/オフ制御される。また、各グループごとに受信信号処理部21が設けられている。各グループではスイッチング素子SWが1つずつ順にオンとなるように制御され、残りのスイッチング素子SWはオフに制御されており、スイッチング素子SWをオンとすることで選択された1本の受信電極3の充放電電流信号が受信信号処理部21に入力される。
The receiving
このように、スイッチング素子SWのスイッチング動作が複数のグループ間で並行して行われるため、全ての受信電極3の充放電電流信号を受信するのに要する時間を短縮することができる。また、受信部6での充放電電流信号の処理をグループごとに分割して行うことができるため、ハードウエア構成の大型化を抑えることができる。
As described above, since the switching operation of the switching element SW is performed in parallel among a plurality of groups, the time required to receive the charge / discharge current signals of all the
なお、受信電極3のグループ化では、各グループに属する受信電極3の本数を同一とする必要はなく、例えば受信電極3が186本の場合、7つのグループA〜Gを24本とし、最後のグループHを18本とすればよい。
In the grouping of the
図3は、図2に示した受信信号処理部21の概略構成図である。この受信信号処理部21は、IV変換部31と、バンドパスフィルタ32と、絶対値検出部33と、積分部34と、サンプルホールド部35と、AD変換部36とを備えている。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the received
IV変換部31では、スイッチング素子SWを介して入力される受信電極3の充放電電流信号(アナログ信号)が電圧信号に変換される。バンドパスフィルタ32では、IV変換部31の出力信号に対して、送信電極2に印加される駆動信号の周波数以外の周波数成分を有する信号を除去する処理が行われる。絶対値検出部(整流部)33では、バンドパスフィルタ32の出力信号に対して全波整流が行われる。積分部34では、絶対値検出部33の出力信号を時間軸方向に積分する処理が行われる。サンプルホールド部35では、積分部34の出力信号を所定のタイミングでサンプリングする処理が行われる。AD変換部36では、サンプルホールド部35の出力信号をAD変換してレベル信号(ディジタル信号)を出力する。
In the
図4は、図3に示したサンプルホールド部35におけるサンプルタイミングの設定の要領を説明する図である。これは、シミュレーションの1例であり、送信電極2に印加される駆動信号は、ここでは正弦波となっているが、実際にはパルス波となる。また、外来ノイズは位相がランダムに変化するものとしている。
FIG. 4 is a diagram for explaining the procedure for setting the sample timing in the
積分部34の出力信号は、絶対値検出部33の出力信号が時間軸方向に積分されるため、時間の経過に伴って徐々に大きくなり、また外来ノイズの影響でランダムに変化する。このため、例えばサンプルタイミングT0でサンプリングを行うと、サンプルホールド部35の出力信号がばらつき、安定した出力信号を得ることができない。
Since the output signal of the absolute
しかしながら、積分部34の出力信号には、駆動信号の周期と外来ノイズの周期との公倍数となるタイミングで、ばらつき度合が小さくなる節が現れる。この節が現れるタイミング(時刻T1及びT2)あるいはその近傍でサンプリングを行えば、サンプルホールド部35の出力信号のばらつきを抑えることができ、外来ノイズの影響を受けない安定した出力信号を得ることができる。
However, in the output signal of the
そこでここでは、制御部7が、受信部6から出力されるレベル信号のばらつき度合を検出して、そのばらつき度合が小さくなるタイミングでサンプリングが行われるように送信部5及び受信部6の少なくともいずれかの動作条件を設定する。特にここでは、レベル信号のばらつき度合が小さくなるようにサンプルホールド部35のサンプルタイミングを設定する。
Therefore, here, the
図5は、図3に示した制御部7で行われるサンプルタイミング設定処理の手順を示すフロー図である。このサンプルタイミング設定処理は、装置の起動時に実施されるキャリブレーション時に実行される。
FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the sample timing setting process performed by the
まず、電源が投入されると、サンプルタイミングを初期値T0に設定して(ST101)、そのサンプルタイミングT0でサンプルホールド部35にてサンプリングが行われ、電極交点ごとのレベル信号が受信部6から順次出力され、1画面分のレベル信号を取得する(ST102)。これを所定回数(ここでは5回)繰り返し(ST103)、所定回数に達したら、レベル信号のばらつき度合を算出する(ST104)。そして、レベル信号のばらつき度合が所定の基準値(ここでは4)以下であるかどうか判断し(ST105)、ばらつき度合が所定の基準値以下であれば、外来ノイズの影響を受けていないものと判断して、サンプルタイミングを初期値T0のままとして処理を終了する。
First, when the power is turned on, the sample timing is set to the initial value T0 (ST101), sampling is performed by the
一方、ばらつき度合が所定値を越えた場合には(ST105でNo)、外来ノイズの影響を受けているものと判断して、サンプルタイミングを変更し、ばらつき度合が所定値以下となるまで前記の処理を繰り返す。このとき、サンプルタイミングを少しずつずらしながら、ばらつき度合が小さくなるサンプルタイミングを探し出すことになるが、例えば図4に示したように、まずサンプルタイミングの初期値T0から時間的に前(A方向)及び時間的に後ろ(B方向)の双方に新たなサンプルタイミングを設定し、それぞれのばらつき度合を算出し、ばらつき度合の小さな方向で新たなサンプルタイミングを細かく設定するようにするとよい。図4の例では、サンプルタイミングをB方向に変更した方がばらつき度合が小さくなり、B方向に新たなサンプルタイミングを細かく設定して、ばらつき度合が小さくなるサンプルタイミングを探し出す。 On the other hand, if the degree of variation exceeds a predetermined value (No in ST105), it is determined that the signal is affected by external noise, the sample timing is changed, and the above-mentioned is performed until the degree of variation becomes equal to or less than the predetermined value. Repeat the process. At this time, the sample timing is shifted little by little, and a sample timing with a small variation degree is searched. For example, as shown in FIG. 4, first, the sample timing is first shifted in time (A direction) from the initial value T0. In addition, it is preferable to set new sample timings both backward (in the B direction) in time, calculate the degree of variation of each, and finely set the new sample timing in the direction of small variation degree. In the example of FIG. 4, the variation degree becomes smaller when the sample timing is changed in the B direction, and a new sample timing is set in the B direction finely to find a sample timing with a small variation degree.
これにより、受信部6から出力されるレベル信号のばらつきを抑えることができるため、外来ノイズの影響を受けない安定した出力信号を得ることができるので、外来ノイズによる影響でタッチ位置の検出精度が低下することを避けることができる。また、バンドパスフィルタ32のみで外来ノイズの影響を抑えるには、バンドパスフィルタ32に急峻な特性を有するものを採用する必要があるが、ここでは、このような急峻な特性の高コストなバンドパスフィルタは不要となるため、コストの削減を図ることができる。
As a result, variations in the level signal output from the receiving
なお、この構成では、外来ノイズの周波数が駆動信号の周波数と一致する場合には、積分部34の出力信号に節が出現しないため、レベル信号のばらつきを抑えることができないが、外来ノイズの周波数と駆動信号の周波数とが一致する可能性は低く、実用上、十分な効果を得ることができる。
In this configuration, when the frequency of the external noise coincides with the frequency of the drive signal, no node appears in the output signal of the
図6は、本発明によるタッチパネル装置の別例を示す概略構成図である。ここでは、制御部7が、受信部6から出力されるレベル信号値のばらつき度合が小さくなるように送信部5から送信電極2に印加される駆動信号の周波数を設定するようしている。送信部5は、発振器61と、周波数変換部(PLL)62とを備えており、送信電極2に印加する駆動信号の周波数を変更することができる。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing another example of the touch panel device according to the present invention. Here, the
制御部7では、図5に示した例と同様の手順で処理を行えばよいが、ここでは、サンプルタイミングを設定する処理(ST101)に代えて、駆動信号の周波数を設定する処理が行われ、駆動信号の周波数を少しずつずらしながら、ばらつき度合が小さくなる周波数を探し出す。その他の構成は、前記の例と同様であり、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
The
このように送信電極2に印加する駆動信号の周波数を変更すると、図4に示したように、積分部34の出力信号に出現する節のタイミングを前後にずらすことができ、積分部34の出力信号に出現する節が、所定のサンプルタイミングに一致あるいは近接するように、送信電極2に印加する駆動信号の周波数を設定すればよい。
When the frequency of the drive signal applied to the
駆動信号の周期と外来ノイズの周期とが近接していると、積分部34の出力信号に節が現れるタイミング、すなわち駆動信号の周期と外来ノイズの周期との公倍数となるタイミングが遅くなるため、前記のサンプルタイミングを変更する構成では、電極交点ごとのレベル信号の取得に要する時間が長くなり、その結果、フレームレートが低下するが、駆動信号の周波数を変更する構成では、サンプルタイミングを変更する必要がないため、フレームレートが低下しない利点が得られる。
If the period of the drive signal and the period of the external noise are close to each other, the timing at which a node appears in the output signal of the integrating
なお、図3に示した例のように受信部6の動作条件、すなわちサンプルホールド部35のサンプルタイミングを設定する構成と、図6に示した例のように送信部5の動作条件、すなわち送信電極2に印加される駆動信号の周波数を設定する構成とは、製造コストなどを考慮して選択すれば良いが、両方を組み合わせた構成も可能である。
Note that, as in the example shown in FIG. 3, the operating condition of the receiving
本発明にかかるタッチパネル装置は、外来ノイズによる影響でタッチ位置の検出精度が低下することを避けることができる効果を有し、送信電極に印加された駆動信号に応答した受信電極の充放電電流信号を受信して電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部に、積分信号を所定のタイミングでサンプリングするサンプルホールド部を備えたタッチパネル装置などとして有用である。 The touch panel device according to the present invention has an effect of avoiding deterioration in detection accuracy of the touch position due to the influence of external noise, and the charge / discharge current signal of the reception electrode in response to the drive signal applied to the transmission electrode Is useful as a touch panel device or the like provided with a sample-and-hold unit that samples an integrated signal at a predetermined timing in a receiving unit that receives a signal and outputs a level signal for each electrode intersection.
1 タッチパネル装置
2 送信電極
3 受信電極
4 パネル本体
5 送信部
6 受信部
7 制御部
21 受信信号処理部
31 IV変換部
32 バンドパスフィルタ
33 絶対値検出部
34 積分部
35 サンプルホールド部
36 AD変換部
61 発振器
62 周波数変換部
SW スイッチング素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記第1電極に対して駆動信号を印加する送信部と、
前記第1電極に印加された駆動信号に応答した第2電極の充放電電流信号を受信して電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部と、
前記受信部から出力されるレベル信号に基づいてタッチ位置を検出すると共に前記送信部及び前記受信部の動作を制御する制御部とを備え、
前記受信部は、前記第2電極の充放電電流信号をIV変換して得られた電圧信号を、整流した上で時間軸方向に積分し、その積分信号をサンプルホールド部にて所定のサンプルタイミングTで、レベル信号を出力するものであり、
前記制御部は、装置のキャリブレーション実行時に、前記受信部から出力されるレベル信号を所定回数取得して、レベル信号のばらつき度合を算出して基準値以下であるか否かを判断し、前記ばらつき度合が前記基準値以上であると判断した場合には、前記サンプルタイミングTを前記時間軸方向の前後に変更することを特徴とするタッチパネル装置。 A panel body in which a plurality of first electrodes that run parallel to each other and a plurality of second electrodes that run parallel to each other are arranged in a grid pattern;
A transmitter for applying a drive signal to the first electrode;
A receiving unit that receives a charge / discharge current signal of the second electrode in response to the drive signal applied to the first electrode and outputs a level signal for each electrode intersection;
A control unit that detects the touch position based on a level signal output from the reception unit and controls the operation of the transmission unit and the reception unit;
The receiving unit rectifies a voltage signal obtained by IV conversion of the charge / discharge current signal of the second electrode and integrates the voltage signal in a time axis direction, and the integration signal is sampled at a predetermined sample timing by the sample hold unit. At T, a level signal is output.
The control unit obtains a level signal output from the reception unit a predetermined number of times when performing calibration of the apparatus, calculates a degree of variation of the level signal, determines whether the level signal is below a reference value, When it is determined that the degree of variation is equal to or greater than the reference value, the sample timing T is changed before and after the time axis direction .
前記第1電極に対して駆動信号を印加する送信部と、
前記第1電極に印加された駆動信号に応答した第2電極の充放電電流信号を受信して電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部と、
前記受信部から出力されるレベル信号に基づいてタッチ位置を検出すると共に前記送信部及び前記受信部の動作を制御する制御部とを備え、
前記受信部は、前記第2電極の充放電電流信号をIV変換して得られた電圧信号を、整流した上で時間軸方向に積分し、その積分信号をサンプルホールド部にて所定のサンプルタイミングTで、レベル信号を出力するものであり、
前記制御部は、装置のキャリブレーション実行時に、前記受信部から出力されるレベル信号を所定回数取得して、レベル信号のばらつき度合を算出して基準値以下であるか否かを判断し、前記ばらつき度合が前記基準値以上であると判断した場合には、前記送信部から前記第1電極に印加される駆動信号の周波数を変更することを特徴とするタッチパネル装置。 A panel body in which a plurality of first electrodes that run parallel to each other and a plurality of second electrodes that run parallel to each other are arranged in a grid pattern;
A transmitter for applying a drive signal to the first electrode;
A receiving unit that receives a charge / discharge current signal of the second electrode in response to the drive signal applied to the first electrode and outputs a level signal for each electrode intersection;
A control unit that detects the touch position based on a level signal output from the reception unit and controls the operation of the transmission unit and the reception unit;
The receiving unit rectifies a voltage signal obtained by IV conversion of the charge / discharge current signal of the second electrode and integrates the voltage signal in a time axis direction, and the integration signal is sampled at a predetermined sample timing by the sample hold unit. At T, a level signal is output.
The control unit obtains a level signal output from the reception unit a predetermined number of times when performing calibration of the apparatus, calculates a degree of variation of the level signal, determines whether the level signal is below a reference value, When it is determined that the degree of variation is equal to or greater than the reference value, the frequency of a drive signal applied to the first electrode from the transmission unit is changed .
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