TWI552059B - 觸控面板系統及電子機器 - Google Patents

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TWI552059B
TWI552059B TW101119848A TW101119848A TWI552059B TW I552059 B TWI552059 B TW I552059B TW 101119848 A TW101119848 A TW 101119848A TW 101119848 A TW101119848 A TW 101119848A TW I552059 B TWI552059 B TW I552059B
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宮本雅之
芳田真一
西岡明
湯元學
高濱健吾
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夏普股份有限公司
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觸控面板系統及電子機器
本發明係關於觸控面板系統及具備該系統之電子機器,尤其關於可有效消除藉由顯示裝置等產生之雜訊(取消)的觸控面板系統及電子機器。
近來,在各種電子機器例如智慧型手機等攜帶資訊機器、及自動售票機等自動販賣機上搭載觸控面板系統的技術正迅速發展。
此種觸控面板系統之構造係通常將觸控面板層積於顯示裝置之上部(正面)。因此,設置於觸控面板上之感應器不僅受到顯示裝置所產生之時脈等雜訊之影響,亦容易受其他外來雜訊之影響。該種雜訊係導致觸控操作之檢測感度下降。
專利文獻1中記載解決此種雜訊之對策之觸控面板系統(座標輸入裝置)。專利文獻1之觸控面板系統係為消除雜訊而具備雜訊處理部。圖19係顯示設置於專利文獻1之觸控面板系統之雜訊處理部100之方塊圖。如圖19所示,雜訊處理部100係具備:過濾部101、邏輯反轉部102、及加算部103。過濾部101係接收自設置於未圖示之觸控面板上之感應器之輸出訊號(類比訊號)。再者,過濾部101係將該輸入訊號所包含之AC訊號成分作為雜訊訊號而擷取。邏輯反轉部102係將擷取之雜訊訊號之相位反轉180度。加算部103係將相位反轉180度之雜訊訊號加算至包含輸入至過濾 部101之雜訊訊號的輸入訊號中。
藉此,在專利文獻1之觸控面板系統中,於過濾部101擷取之雜訊訊號被反轉,且該反轉訊號被加算至來自感應器的輸入訊號(類比訊號)中。即,在來自感應器之輸入訊號所包含之雜訊成分中,加算上與雜訊成分相同位準之反轉訊號。藉此,抵消自感應器之輸入訊號中重疊之雜訊。從而,可降低自感應器之輸入訊號所包含之雜訊的影響。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2001-125744號公報(2001年5月11日公開)
然而,專利文獻1之觸控面板系統存在有無法消除AC訊號成分以外之雜訊之問題。
具體而言,如上所述,專利文獻1之觸控面板系統係對於來自成應器之輸入訊號,將該輸入訊號所包含之AC訊號成分作為雜訊來處理。該AC訊號係由過濾部101擷取後,以邏輯反轉部102將相位反轉180度。接著,在加算部103中,將反轉之訊號加算到包含AC訊號成分之輸入訊號中。藉此,在專利文獻1中,過濾部101擷取AC訊號成分之處理在雜訊處理中最為重要。
但,專利文獻1未詳細揭示過濾部101之構成。因此,專利文獻1之觸控面板系統可將雜訊消除至何種程度係尚不 明確。此外,專利文獻1係將包含於類比訊號之AC訊號成分作為雜訊來處理。即,專利文獻1之觸控面板系統係設想僅基本消除脈衝雜訊,對於脈衝雜訊以外之雜訊係不作為消除對象。因此,無法確實去除脈衝雜訊以外之多種雜訊。
再者,亦期望降低觸控面板系統之電力消耗或提升觸控操作之檢測感度。
本發明係鑒於上述先前之問題點而完成者,其目的在於提供一種可確實消除多種類雜訊,且降低電力消耗,並提升觸控操作之檢測感度的觸控面板系統及電子機器。
本發明之觸控面板系統為解決上述課題,其特徵在於包含:觸控面板,其具備:複數根感應線、及對上述感應線交叉而設置且與上述感應線之間形成靜電電容之複數根驅動線;驅動線驅動電路,其並列驅動上述驅動線;觸控面板控制器,其處理上述感應線訊號,並產生觸控資訊;及區域設定部,其基於上述觸控資訊,在上述觸控面板中設定有效區域;且上述觸控面板控制器係具備:減算部,其算出互相鄰接之上述感應線之訊號差分;解碼部,其藉由運算並列驅動上述驅動線之碼序列、及與由上述減算部算出之上述碼序列對應之差分輸出序列的內積,算出上述靜電電容之差分分布;及,觸控檢測部,其基於上述解碼部所算出之上述靜電電容差分分布,產生上述觸控資訊;上述區域設定部係將基於上述觸控資訊而設定於上述觸控面 板之上述有效區域進行更新,而設定新的上述有效區域;且該觸控面板系統進行由上述驅動線驅動電路選擇性驅動通過目前設定之上述有效區域之上述驅動線之第1動作、與由上述觸控面板控制器選擇性處理通過目前設定之上述有效區域之上述感應線之訊號之第2動作中之至少一動作。
根據上述構成,減算部在鄰接之感應線間取得差分訊號值。即,取得雜訊相關性更高之鄰接感應線間之差分。藉此,自感應線之輸出訊號消除雜訊部分,且擷取觸控操作原本之訊號。從而,可確實除除(消除)於觸控面板反映之各種類雜訊。又,根據上述構成,並列驅動觸控面板,且令解碼部對減算部算出之靜電電容差分值進行解碼。藉此,由於求得之靜電電容碼經碼長倍化(N倍),故無須依存於驅動線數,即可提高靜電電容訊號強度。此外,若為與先前方式相同之訊號強度,即可削減驅動線之驅動次數,並可降低電力消耗。
再者,根據上述構成,藉由第1動作可防止無用地驅動驅動線。因此,可降低驅動線驅動時所耗費之電力,且可抑制雜訊產生,並提升觸控操作之檢測感度。此外,藉由限定地驅動驅動線,可提升觸控位置之檢測精度。又,藉由第2動作,可防止無用之訊號處理。因此,可降低訊號處理所耗費之消耗電力。此外,藉由對通過有效區域之感應線訊號進行限定性處理,可提升觸控位置之檢測精度。
本發明之觸控面板系統中,進而包含開關,其針對自上 述感應線選擇之感應線Sn、與鄰接該感應線Sn之2根感應線(感應線Sn+1、感應線Sn-1),以算出上述感應線Sn之訊號與上述感應線Sn+1之訊號之差分的第1差分((Sn+1)-Sn)、或上述感應線Sn之訊號與上述感應線Sn-1之訊號之差分的第2差分(Sn-(Sn-1))之方式,切換輸入至上述減算部之上述感應線之訊號。
本發明之觸控面板系統中,亦可為,上述開關包含2個端子,且構成為選擇其中一端子;並列驅動上述驅動線之上述碼序列係並列驅動如下所示之第1號至第M號上述驅動線(成分為1或-1)者:d1=(d11,d12,...,d1N)
d2=(d21,d22,...,d2N)
dM=(dM1,dM2,...,dMN),將對應於上述碼序列之上述差分輸出序列「Sj,P(j=1,...,[L/2],P=1,2)(L為感應線數、[n]=n之整數部分)」定義為:Sj,1:開關SW選擇一方端子時,對於d1~dM之輸出序列;Sj,2:開關SW選擇另一方端子時,對於d1~dM之輸出序列;上述解碼部運算並列驅動上述驅動線之上述碼序列、及與上述碼序列對應之上述差分輸出序列之內積。
本發明之觸控面板系統中,亦可為,上述減算部包含將類比訊號轉換為數位訊號之第1 AD轉換部,上述減算部在利用上述第1 AD轉換部將自上述感應線取得之類比訊號轉換成數位訊號後,藉由算出該數位訊號之差分,而算出上述第1差分與上述第2差分。
根據上述構成,在將觸控面板輸出之類比訊號轉換成數位訊號後,藉由進行減算處理,可消除雜訊。
本發明之觸控面板系統中,亦可為,上述減算部包含將類比訊號轉換成數位訊號之第2 AD轉換部,上述減算部在算出自上述感應線取得之類比訊號之差分後,藉由利用上述第2 AD轉換部將該類比訊號之差分轉換成數位訊號,而算出上述第1差分與上述第2差分。
根據上述構成,對自觸控面板輸出之類比訊號直接進行類比訊號減算處理後,轉換為數位訊號,可除去雜訊。
本發明之觸控面板系統中,上述減算部較好包含:全差動放大器,其係藉由算出自彼此鄰接之上述感應線所取得之類比訊號的差分,而算出上述第1差分與上述第2差分。
根據上述構成,利用全差動放大器對由觸控面板輸出之類比訊號直接進行類比訊號減算處理後,將其轉換為數位訊號,可除去雜訊。
本發明之觸控面板系統中,亦可進而包含:非觸控操作時資訊記憶部,其係在非觸控操作時,記憶由上述解碼部算出之上述靜電電容之差分分布;及校正部,其係從觸控操作時由上述解碼部算出之上述靜電電容之差分分布,減 去上述非觸控操作時記憶於資訊記憶部內之非觸控操作時上述靜電電容之差分分布。
根據上述構成,非觸控操作時資訊記憶部係記憶由解碼部解碼之非觸控操作時靜電電容之差分分布。且,校正部係從觸控操作時之靜電電容之差分分布,減去非觸控操作時記憶於資訊記憶部內之非觸控操作時靜電電容之差分分布。即,校正部係算出(觸控操作時靜電電容之差分分布)-(非觸控操作時靜電電容之差分分布)。因此,可消除觸控面板之內在偏移。
本發明之觸控面板系統中,亦可為,上述觸控檢測部基於由上述減算部算出之彼此鄰接之感應線訊號之差分、與正及負臨限值之比較結果,判定有無觸控操作。
根據上述構成,觸控檢測部係基於消除雜訊後彼此鄰接之感應線之訊號差分,來判定觸控操作之有無。因此,可正確判斷觸控操作之有無。
本發明之觸控面板系統中,亦可為,上述觸控檢測部基於由上述減算部算出之彼此鄰接之感應線訊號之差分、與正及負臨限值之比較結果,作成將上述靜電電容之差分分布3值化之增減表,且將該增減表轉換為2值圖像,藉此產生上述觸控資訊。
根據上述構成,在除去雜訊訊號後,將彼此鄰接之感應線訊號之差分輸入觸控檢測部。觸控檢測部係使用彼此鄰接之感應線訊號之差分、與儲存於觸控檢測部之正及負臨限值之比較結果,作成將各感應線訊號之差分分布3值化 之增減表。進而,觸控檢測部藉由將該增減表2值化,將增減表轉換為2值圖像。藉此,於經轉換之2值圖像中擷取觸控候選位置。從而,基於該2值圖像,藉由識別觸控資訊(觸控大小、觸控位置等),除了可判定觸控操作之有無以外,亦可更正確識別觸控資訊。
本發明之觸控面板系統中,較好進而包含:加算部,其對由上述減算部算出之差分進行相加;且上述觸控面板至少包含一根副感應線,上述減算部進而算出上述副感應線與鄰接於該副感應線之感應線之差分的第3差分,上述加算部將上述第1差分、上述第2差分、及上述第3差分相加。
根據上述構成,於觸控面板之同一面內(同一面上)設置有感應線與副感應線。藉此,感應線及副感應線之任一輸出訊號中,皆包含有於觸控面板反映之各種雜訊訊號。再者,減算部係取得包含觸控操作之訊號與雜訊訊號之感應線之輸出訊號、與包含雜訊訊號之副感應線之輸出訊號之差分。藉此,從感應線之輸出訊號除去雜訊成分,並擷取觸控操作原本之訊號。從而,可確實除去(消除)於觸控面板反映之多種雜訊。再者,亦可從各感應線之輸出訊號除去副感應線之訊號(雜訊訊號)。從而,可更確實除去雜訊。
進而,根據上述構成,使感應線與副感應線鄰接,即,感應線與副感應線配置為最接近,且感應線與副感應線成大致相同條件之配置狀態。因此,包含於副感應線之輸出 訊號中之雜訊訊號值係可視為與感應線之輸出訊號所含之雜訊信號值相同。藉此,利用減算部之減算處理,可確實消除於觸控面板反映之雜訊成分。從而,可進一步提高觸控操作之檢測感度。
本發明之觸控面板系統中,亦可為,上述減算部包含第3 AD轉換部,其用以將類比訊號轉換成數位訊號;上述減算部在利用第3 AD轉換部將從上述感應線或上述副感應線取得之類比訊號轉換成數位訊號後,藉由算出該數位訊號之差分,而算出上述第1差分、上述第2差分、及上述第3差分。
根據上述構成,藉由將自觸控面板輸出之類比訊號轉換成數位訊號後進行減算處理,可除去雜訊。
本發明之觸控面板系統中,亦可為,上述減算部包含第4 AD轉換部,其將類比訊號轉換成數位訊號;上述減算部在算出從上述感應線或上述副感應線取得之類比訊號之差分後,藉由利用上述第4 AD轉換部將該類比訊號之差分轉換成數位訊號,而算出上述第1差分、上述第2差分、及上述第3差分。
根據上述構成,藉由對自觸控面板輸出之類比訊號直接進行類比訊號之減算處理後,將其轉換成數位訊號,可除去雜訊。
本發明之觸控面板系統中,上述減算部較好進而包含:全差動放大器,其係藉由算出自上述感應線或上述副感應線取得之類比訊號的差分,算出上述第1差分、上述第2差 分、及上述第3差分。
根據上述構成,利用全差動放大器對自觸控面板輸出之類比訊號直接進行類比訊號減算處理後,轉換為數位訊號,可除去雜訊。
本發明之觸控面板系統中,上述全差動放大器較好為其輸入共模電壓範圍為軌對軌動作。
根據上述構成,包含可進行軌對軌(rail to rail)動作之全差動放大器。藉此,全差動放大器可在電源電壓(Vdd)至GND之電壓範圍內進行動作。從而,自全差動放大器之輸出訊號不會產生輸出飽和問題。
本發明之觸控面板系統中,亦可為,上述加算部係自與上述副感應線距離較近者依序進行加算處理,並將加算結果用於下一次加算處理。
根據上述構成,加算部係一邊利用加算結果一邊依遠離副感應線之方向順次進行加算處理。從而,可提高加算處理速度。
本發明之觸控面板系統中,亦可為,上述副感應線不檢測上述觸控面板之觸控操作。
根據上述構成,由於觸控操作之訊號未由副感應線檢測,故副感應線之輸出訊號中未包含觸控操作之訊號。藉此,利用減算部之減算處理,不會降低觸控操作之訊號值。即,可不降低由感應線檢測之觸控操作訊號,而可除去雜訊成分。因此,可更進一步提高觸控操作之檢測感度。
本發明之觸控面板系統中,亦可為,上述副感應線設置於上述觸控面板上不被觸控操作之區域。
根據上述構成,副感應線係避開使用者進行觸控操作之區域(觸控區域)而設置。因此,副感應線雖檢測使用者未觸控操作時反映於觸控面板之雜訊,但不檢測觸控操作之訊號。因此,副感應線可確實避免檢測觸控操作。
即,根據上述構成,由於觸控操作之訊號未被副感應線檢測,故副感應線輸出訊號中未包含觸控操作之訊號。藉此,利用減算部之減算處理,不會降低觸控操作之訊號值。即,可不降低由感應線檢測之觸控操作訊號,而可消除雜訊成分。因此,可更進一步提高觸控操作之檢測感度。
本發明之觸控面板系統中,較好為,上述驅動線驅動電路對於通過上述有效區域之各根上述驅動線賦予針對上述每根驅動線設定之固有之上述碼序列,且對於未通過上述有效區域之上述各根驅動線不賦予上述碼序列。
根據上述構成,觸控面板控制器係更容易地識別藉由觸控操作而產生之感應訊號之變動。
本發明之觸控面板系統中,上述觸控面板控制器較好進而包含:放大部,用以選擇性放大通過上述有效區域之上述感應線之訊號。
根據上述構成,可防止感應線訊號之無用放大。從而可減少感應線訊號放大之電力消耗。
本發明之觸控面板中,上述觸控面板控制器較好進而包 含:訊號取得部,其選擇性取得通過上述有效區域之上述感應線訊號且分時輸出。
根據上述構成,可防止於訊號取得部後段之無用訊號輸出。因此,可降低訊號取得部後段處理之電力消耗。
本發明之觸控面板系統中,上述區域設定部較好設定包含上述觸控資訊之一部分即觸控位置之新的上述有效區域。
根據上述構成,區域設定部係可繼而設定包含觸控位置可能性較高之新有效區域。
本發明之觸控面板系統中,上述區域設定部較好為設定上述觸控資訊之一部分即觸控位置之、與移動速度相應的大小之新的上述有效區域。
根據上述構成,區域設定部係可繼而設定包含觸控位置可能性較高之新有效區域。
本發明之觸控面板系統中,較好為,上述區域設定部在上述觸控面板控制器未檢測出觸控操作時,設定成為上述觸控面板整面之新上述有效區域。
根據上述構成,之後即使觸控面板上任一位置成為觸控位置,觸控面板控制器亦可檢測該觸控位置。
本發明之觸控面板系統中,亦可為,在選擇第1模式時,上述區域設定部係基於上述觸控資訊之一部分的觸控位置而設定新上述有效區域,且在選擇第2模式時,上述區域設定部持續設定成為上述觸控面板整面之新上述有效區域。
根據上述構成,例如對應於觸控面板系統之設置環境或使用環境等,能以謀求降低電力消耗及提升觸控操作檢測感度之第1模式、及從觸控面板整面無遺漏地檢測觸控位置之第2模式之任一模式,使觸控面板系統動作。
本發明之觸控面板系統中,較好為,上述觸控資訊中包含複數個觸控位置時,上述區域設定部基於該複數個觸控位置,設定新上述有效區域。
根據上述構成,在觸控面板控制器檢測複數個觸控位置之情形(多點觸控)中,區域設定部亦可設定有效區域。
本發明之觸控面板系統中,較好為,上述區域設定部基於上述複數個觸控位置而設定新上述有效區域時,分別設定對應於上述各觸控位置之複數個新上述有效區域。
根據上述構成,在區域設定部設定之各個有效區域之間,可設置間隙(非有效區域之區域)。從而,可縮小區域設定部所設定之有效區域之總面積。
本發明之觸控面板系統中,較好為,對上述區域設定部所設定之新上述有效區域之個數設定有上限值。
根據上述構成,區域設定部可設定之有效區域個數係限制在上限值以下。因此,可抑制區域設定部之運算量過剩,及區域設定部所設定之有效區域之總面積過大。
本發明之觸控面板系統中,較好為,上述區域設定部在每個特定之時序,設定成為上述觸控面板整面之新上述有效區域。
根據上述構成,區域設定部即使在對應於利用觸控面板 控制器依序檢測之觸控位置來依序設定有效區域之動作(點驅動)開始後,於觸控面板上其他部位進行觸控操作,亦由於以特定之時序來設定成為觸控面板整面之有效區域,故而使觸控面板控制器亦可檢測該觸控位置。
本發明之觸控面板系統中,上述碼序列亦可為正交序列或M序列。
本發明之觸控面板系統中,較好為進而包含顯示裝置,且上述觸控面板設置於上述顯示裝置之正面。
根據上述構成,由於觸控面板係設置於顯示裝置之正面,故可確實消除顯示裝置所產生之雜訊。
本發明之觸控面板系統中,上述顯示裝置較好為液晶顯示器、電漿顯示器、或有機EL顯示器、場發射顯示器。
根據上述構成,顯示裝置係由多用於日常性電子機器之各種顯示器所構成。從而,可提供通用性較高之觸控面板系統。
本發明之電子機器為解決上述課題,其特徵在於包含上述任一觸控面板系統。
因此,可提供一種可確實去除(消除)於觸控面板反映之多種類雜訊之電子機器。
如上所述,本發明之觸控面板系統之構成包含:減算部,其接收來自上述主感應部之訊號,且算出彼此鄰接之感應線訊號之差分。即,減算部係取得雜訊相關性更高,且彼此鄰接之感應線間之差分訊號值。藉此,從主感應部 之輸出訊號中除去雜訊成分,並擷取觸控操作原本之訊號。從而,可發揮確實除去(消除)於觸控面板反映之多種類雜訊之效果。
此外,本發明之觸控面板系統係基於檢測之觸控位置,將應進行觸控位置檢測之區域即有效區域限定地設定於觸控面板內。因此,藉由避免無用之檢測,可降低電力消耗並提升觸控操作之檢測感度。
以下,基於圖式針對本發明之實施形態加以說明。又,本發明之實施形態雖具有下述第1特徵及第二特徵兩者(或一者),但以下基於便於說明而言,分別說明第1特徵及第2特徵。
<<第1特徵>>
[實施形態1]
(1)觸控面板系統1之構成
圖1係顯示本發明之第1實施形態之觸控面板系統1之基本構成之概略圖。觸控面板系統1包含:顯示裝置2、觸控面板3、觸控面板控制器4、及驅動線驅動電路5,且具有去除雜訊功能。下文中,以使用者所利用側作為正面(或上方)加以說明。
顯示裝置2係包含未圖示之顯示畫面(顯示部)。顯示畫面中顯示操作用之各種圖標、或使用者之操作指示所對應之文字資訊等。顯示裝置2係例如以液晶顯示器、電漿顯示器、有機EL顯示器、及場發射顯示器(FED;field emission display)等構成。該等顯示器多用於日常性電子機器,故可構成通用性較高之觸控面板系統1。顯示裝置2可使用任意構成,並無特別限定。
觸控面板3係利用使用者的手指或筆等,藉由觸控(按壓)操作觸控面板3之表面,來輸入各種操作指示。觸控面板3係以覆蓋顯示畫面之方式,層積於顯示裝置2之正面(上部)。
觸控面板3包含設置於同一面上(同一面內)之2個感應器(主感應器31、副感應器32各一個)。主感應器31與副感應器32係彼此鄰接而設置。主感應器31與副感應器32均為靜電電容方式之感應器。設置有靜電電容方式之感應器的觸控面板3之透過率高且亦具有耐久性之優點。
主感應器(主感應部)31係設置於觸控面板3上之觸控操作區域(觸控區域)內,用以檢測使用者對觸控面板3之觸控操作。觸控操作包含雙點擊操作、滑動操作、單點擊操作、及拖曳操作等。主感應器31具備包含線狀電極之感應線33。感應線33之一端係連接於觸控面板控制器4。藉此,以主感應器31檢測之訊號經由感應線33輸出至觸控面板控制器4。即,對應於由主感應器31檢測之觸控操作之訊號係輸出至觸控面板控制器4。
副感應器(副感應部)32係檢測於觸控面板3反映之雜訊成分。副感應器32係設置於觸控面板3上之未被觸控操作之區域內(非觸控區域)。因此,副感應器32未被使用者藉由觸控操作而接觸,僅檢測觸控面板系統1產生之各種雜 訊。藉此,副感應器32與主感應器31不同,未檢測觸控操作所對應之訊號。即,副感應器32係未被使用者藉由觸控操作而接觸,僅檢測觸控面板3所產生之雜訊。
副感應器32具備包含線狀電極之副感應線34。副感應線34係平行於感應線33(與感應線33延伸於同一方向)。副感應線34之一端連接觸控面板控制器4。藉此,由副感應器32檢測之訊號經由副感應線34輸出至觸控面板控制器4。
另一方面,觸控面板3包含驅動線35,其以正交於感應線33及副感應線34之方式交叉。驅動線35係包含線狀電極者。感應線33或副感應線34與驅動線35之交叉部分形成有靜電電容。即,感應線33與驅動線35之間、及副感應線34與驅動線35之間各自形成有靜電電容。驅動線35連接於驅動線驅動電路(感應器驅動部)5,且當觸控面板系統1啟動時,以一定週期對驅動線35施加電位。
感應線33、副感應線34、及驅動線35皆可由例如ITO(Indium Thin Oxide:氧化銦錫)等透明配線材料形成。感應線33、副感應線34、及驅動線35亦可稱為觸控面板3之感應電極。
另,驅動線35係設置於透明基板或透明薄膜(未圖示)上。再者,驅動線35由絕緣層(未圖示)所覆蓋。該絕緣層上,設置有感應線33及副感應線34。藉此,感應線33或副感應線34與驅動線35係介隔絕緣層彼此絕緣,且電容耦合。感應線33及副感應線34係由保護層(未圖示)所覆蓋。即,觸控面板3中,保護層被配置於最正面側(使用者側)。
觸控面板控制器4係讀取自觸控面板3之主感應器31及副感應器32輸入之訊號(資料)。觸控面板系統1由於包含靜電電容方式之感應器,故觸控面板控制器4係檢測觸控面板3產生之靜電電容。具體而言,觸控面板控制器4係檢測感應線33-驅動線35間之靜電電容變化、及副感應線34-驅動線35間之靜電電容變化。觸控面板控制器4係具備減算部41、座標檢測部42(觸控檢測部)、及CPU43。
減算部41包含:輸入端子(主感應器輸出用之輸入端子),其用以接收自主感應器31輸出之訊號;及輸入端子(副感應器輸出用之輸入端子),其用以接收自副感應器32輸出之訊號。減算部41從輸入至主感應器輸出用之輸入端子之訊號中減去輸入至副感應器輸出用之輸入端子之訊號。以減算部41進行減算處理之訊號輸出至座標檢測部42。另,輸入至減算部41之訊號可為數位訊號,亦可為類比訊號。即,向減算部41輸入之訊號只要為對應於減算部41之構成之訊號即可。
座標檢測部42係基於由減算部41進行減算處理之訊號,來檢測有無觸控操作之資訊。例如,座標檢測部42在自減算部41之輸出訊號值達到特定臨限值以上時,將「有」觸控操作之訊號輸出至CPU43。另,觸控面板系統1中,由於主感應器31為單數,故座標檢測部42係檢測有無觸控操作之資訊。另一方面,主感應器31為複數之情形,座標檢測部42亦檢測使用者之觸控位置座標值。
CPU43係以一定間隔取得自座標檢測部42輸出之資訊, 且根據取得之資訊輸入至顯示裝置2等。
驅動線驅動電路5連接於驅動線35,在觸控面板系統1啟動時,以一定週期對驅動線35施加電位。
(2)觸控面板系統1之雜訊處理
觸控面板系統1係基於由觸控面板控制器4檢測之靜電電容之變化,來檢測觸控操作之有無。但,觸控面板3係接著於顯示裝置2之正面(使用者側)。因此,觸控面板系統1不僅受顯示裝置2產生之時脈等雜訊影響,亦容易受到其他外來雜訊之影響。其結果將致使觸控操作之檢測感度(座標檢測部42之檢測感度)下降。
故,作為消除此種雜訊之對策,使觸控面板系統1包含副感應器32與減算部41。基於圖2,對觸控面板系統1之雜訊消除處理加以說明。圖2係顯示觸控面板系統1之基本處理,即雜訊消除處理之流程圖。
若啟動觸控面板系統1,則以一定週期自驅動線驅動電路5將電位施加至驅動線35。若使用者對觸控面板3進行觸控操作,則主感應器31及副感應器32之兩感應器將訊號輸出至減算部41。
此處,顯示裝置2所產生之時脈等雜訊、及其他外來雜訊係反映於觸控面板3。因此,主感應器31及副感應器32檢測各種雜訊成分。即,自主感應器31之輸出訊號係對觸控操作原本之訊號上加算雜訊訊號(雜訊成分)。另一方面,副感應器32未檢測觸控操作。因此,自副感應器32之輸出訊號中包含有雜訊訊號(雜訊成分),但未包含觸控操 作之訊號(F201)。
觸控面板系統1中,主感應器31與副感應器32係設置於同一面內,且彼此鄰接設置。因此,主感應器31之輸出訊號中所包含之雜訊訊號值、與副感應器32之輸出訊號中所包含之雜訊訊號值可視為本質相同之值。故觸控面板控制器4內之減算部41係實行從主感應器31之輸入訊號(訊號值)中減去副感應器32之輸入訊號(信號值)的處理(F202)。即,減算部41係取得感應線33與副感應線34之差分。藉此,從主感應器31之輸出訊號中除去雜訊訊號。從而,取得藉由觸控操作而產生之觸控操作原本之訊號值。
經過此種減算處理之訊號(觸控操作原本之訊號)被輸出至觸控面板控制器4內存在之座標檢測部42(F203)。藉此,將觸控操作原本之訊號輸出至座標檢測部42。座標檢測部42係藉由觸控操作原本之訊號處理,來檢測觸控操作之有無。從而,可抑制座標檢測部42之檢測感度(檢測有無觸控操作之精度等)下降。
如此,觸控面板系統1中,減算部41係取得感應線33與副感應線34之差分,且從包含多種雜訊成分之來自感應線33之輸入訊號中消除雜訊成分。即,減算部41係從感應線33之輸入訊號中除去雜訊訊號,且擷取由觸控操作產生之原本之訊號。從而,可提供一種能確實消除多種類雜訊之觸控面板系統1。
另一方面,若將觸控面板系統1之雜訊消除處理可視化顯示,則如圖3所示。圖3係顯示觸控面板系統1中由減算 部41處理之訊號之波形之圖。圖3(a)係顯示主感應器31之輸出訊號,圖3(b)係顯示副感應器32之輸出訊號,圖3(c)係顯示經減算部41處理後之訊號。圖3所示之各訊號係使用者觸控操作時之訊號。
觸控面板系統1中,若使用者進行觸控操作,則檢測觸控操作之主感應器31之電容增加(圖3(a))。即,自主感應器(感應線33)之輸出訊號值增加。但,觸控操作時之自主感應器31之輸出訊號中,不僅加算了觸控操作原本之訊號,亦加算有各種雜訊(顯示裝置2產生之時脈等雜訊、及外來雜訊)訊號。
另一方面,由於副感應器32未檢測觸控操作,故副感應器32(副感應線)之電容未因觸控操作而增加。即,自副感應器32之輸出訊號中,未包含觸控操作訊號,但包含有於觸控面板3反映之雜訊成分(圖3(b))。
減算部41係從自主感應器31之輸出訊號中減去自副感應器32之輸出訊號(圖3(a)之訊號值-圖3(b)之訊號值)。藉由該減算處理,如圖3(c)所示,從自主感應器31之輸出訊號中除去自副感應器32輸出之雜訊成分。從而,取得因觸控操作產生之觸控操作原本之訊號。再者,因將觸控操作原本之訊號輸入座標檢測部42,故觸控操作之檢測精度未下降。
如上所述,本實施形態之觸控面板系統1係將主感應器31與副感應器32設置於觸控面板3上之同一面內(同一面上)。藉此,來自主感應器31及副感應器32之任一輸出訊 號中亦包含於觸控面板3反映之各種雜訊訊號。再者,減算部41取得包含觸控操作之訊號與雜訊訊號之自主感應器31之輸出訊號、及包含雜訊訊號之自副感應器32之輸出訊號的差分。藉此,從主感應器31之輸出訊號中除去雜訊成分,而擷取觸控操作原本之訊號。從而,可確實除去(消除)於觸控面板3反映之多種類雜訊。
另,專利文獻1之觸控面板系統中,作為除去對象之雜訊成分係包含雜訊成分之訊號中之AC訊號成分。相對於此,觸控面板系統1中,自主感應器31及副感應器32之輸出訊號中包含有各種雜訊成分。因此,作為觸控面板系統1中除去對象之雜訊成分不限定於AC訊號成分。故,觸控面板系統1係可消除於觸控面板3反映之所有雜訊。
觸控面板系統1中,副感應器32只要與主感應器31一起設於觸控面板3之同一面內即可。藉此,主感應器31及副感應器32皆可檢測反映於觸控面板3之雜訊成分(雜訊訊號)。但,副感應器32較好係不檢測觸控面板3之觸控操作。根據如此構成,由於觸控操作之訊號未被副感應器32檢測,故自副感應器32之輸出訊號中未包含觸控操作之訊號。藉此,利用減算部41之減算處理不會降低觸控操作之訊號值。即,由主感應器31檢測之觸控操作訊號未減少,但雜訊成分被除去。從而,可進一步提高觸控操作之檢測感度。
如觸控面板系統1般,副感應器32設置於觸控面板3上使用者未進行觸控操作之區域(非觸控區域)時,觸控操作之 訊號未由副感應器32檢測。因此,副感應器32係檢測使用者未觸控操作時反映於觸控面板之雜訊,但不檢測觸控操作之訊號。從而,副感應器32可確實避免檢測觸控操作。
由副感應器32檢測雜訊成分時,副感應器32較好係儘量設置於主感應器31之附近,且更好係鄰接主感應器31而設置。藉此,主感應器31與副感應器32係配置成大致相同之條件。尤其,在副感應器32鄰接於主感應器31而設置時,主感應器31與副感應器32係配置得最為接近。因此,自副感應器32之輸出訊號所包含之雜訊訊號值係可視作與自主感應器31之輸出訊號所包含之雜訊訊號值相同。藉此,藉由減算部41之減算處理,可更確實除去於觸控面板3反映之雜訊成分。從而,可更進一步提高觸控操作之檢測感度。
本實施形態中,對包含靜電電容方式之觸控面板3之觸控面板系統1加以說明。但,觸控面板3之動作原理(感應器之動作方式)並未限定於靜電電容方式。例如,包含電阻膜方式、紅外線方式、超音波方式、或電磁感應耦合方式之觸控面板之觸控面板系統亦同樣可發揮雜訊消除功能。此外,可無關顯示裝置2之種類而發揮雜訊消除功能。
本實施形態之觸控面板系統1可應用於觸控面板式之各種電子機器。作為電子機器,可例舉電視、電腦、行動電話、數位相機、行動遊戲機、電子相框、行動資訊終端(PDA:Personal Digital Assistant,個人數位助理)、電子 書、家電製品(微波爐、洗衣機等)、售票機、ATM(Automated Teller Machine,自動櫃員機)、及車用導航裝置等。藉此,可提供一種能有效抑制觸控操作之檢測感度下降之電子機器。
[實施形態2]
(1)觸控面板系統1a之構成
圖4係顯示本發明之其他觸控面板系統1a之基本構成之概略圖。觸控面板系統1a之基本構成係大致與實施形態1之觸控面板系統1相同。以下,以與觸控面板系統1之差異點為中心,對觸控面板系統1a加以說明。另,為便於說明,與實施形態1所說明之圖式具有相同功能之構件係附註同一符號,並省略說明。
觸控面板系統1a中,設置於觸控面板3a之感應器之構成不同於觸控面板系統1。即,觸控面板3a包含主感應器群31a,其包含複數個主感應器31;及副感應器群32a,其包含複數個副感應器32。觸控面板系統1a不僅檢測使用者有無觸控操作,亦檢測使用者觸控操作之位置資訊(座標)。
具體而言,觸控面板系統1a中,觸控面板3a在觸控面板3a之同一面上(同一面內)包含主感應器群31a、及副感應器群32a。主感應器群31a與副感應器群32a係彼此鄰接而設置。主感應器群31a及副感應器群32a均由靜電電容方式之感應器構成。
主感應器群(主感應部)31a係設置於觸控面板3a上進行觸控操作之區域(觸控區域),用以檢測使用者對觸控面板3a 之觸控操作。主感應器群31a係由配置成格子狀之複數個主感應器31構成。主感應器群31a係具備L根(L為2以上整數)感應線33。各感應線33相互平行,且等間隔設置。各感應線33上配置有M個(M為2以上整數)主感應器31。
各感應線33之一端連接於觸控面板控制器4之減算部41。藉此,由主感應器31檢測之訊號係經由各感應線33輸出至減算部41。即,將由主感應器31檢測之觸控操作所對應之訊號輸出至減算部41。
副感應器群(副感應部)32a檢測於觸控面板3a反映之雜訊成分。副感應器群32a設置於觸控面板3a上未進行觸控操作之區域(非觸控區域)。因此,副感應器群32a未被使用者藉由觸控操作而接觸,而檢測觸控面板系統1a所產生之各種雜訊。藉此,副感應器群32a與主感應器群31a不同,不檢測觸控操作所對應之訊號。即,副感應器群32a係未被使用者藉由觸控操作而接觸,而檢測感應器所產生之雜訊。副感應器群32a包含一根副感應線34。副感應線34平行於各感應線33(在與感應線33相同方向延伸)。於副感應線34上配置M個(M為2以上整數)副感應器32。即,配置於各感應線33上之主感應器31之個數與配置在副感應線34上之副感應器32之個數相同。
副感應線34之一端連接於觸控面板控制器4之減算部41。藉此,由副感應器群32a檢測之訊號經由副感應線34輸出至減算部41。
另一方面,觸控面板3a包含M根(M為2以上整數)驅動線 35,其以正交於各感應線33及副感應線34之方式交叉。各驅動線35係彼此平行,且等間隔設置。各驅動線35上配置有L個(L為2以上整數)主感應器31、及1個副感應器32。再者,於各感應線33或副感應線34與各驅動線35之交叉部分形成靜電電容。即,各感應線33與各驅動線35之間、及副感應線34與各驅動線35之間分別形成靜電電容。驅動線35連接於未圖示之驅動線驅動電路,且當觸控面板系統1a啟動時,以一定週期於驅動線35施加電位。
藉此,觸控面板3a中,設置於橫方向之感應線33及副感應線34、與設置於縱方向之驅動線35係配置成二維矩陣狀。另,感應線33、副感應線34、及驅動線35之根數、長度、寬、及間隔等可依據觸控面板系統1a之用途或觸控面板3a之尺寸等而任意設定。
(2)觸控面板系統1a之雜訊處理
觸控面板系統1a係基於由觸控面板控制器4檢測之靜電電容之變化,而檢測觸控操作之有無及觸控位置。但,觸控面板系統1a亦與觸控面板系統1相同,易受各種雜訊影響。從而致使觸控操作之檢測感度(座標檢測部之檢測感度)下降。具體而言,圖5係顯示圖4之觸控面板系統1a中,未包含副感應器群32a之觸控面板3b之概略圖。如圖5所示,觸控面板3b僅包含主感應器群31a,而未包含副感應器群32a。即,圖5之觸控面板3b係雜訊對策前之構成。該情形下,觸控面板3b受到各種雜訊影響。從而致使自各感應線33輸出之訊號中包含有各種雜訊成分,令觸控操作 之檢測感度下降。
故,作為除去此種雜訊之對策,觸控面板系統1a係包含副感應器群32a與減算部41。基於圖6,對觸控面板系統1a之雜訊消除處理加以說明。圖6係顯示觸控面板系統1a之基本處理的雜訊消除處理之流程圖。
當啟動觸控面板系統1a時,以一定週期對驅動線35施加電位。使用者若對觸控面板3a進行觸控操作,則主感應器群31a及副感應器群32a之兩個感應器群將訊號輸出至減算部41。具體而言,若使用者進行觸控操作,則對應於觸控位置之特定主感應器31之電容增加。即,來自該主感應器31(感應線33)之輸出訊號值增加。觸控面板系統1a一邊驅動各驅動線35,一邊將來自感應線33及副感應線34之輸出訊號輸出至減算部41。
更詳細而言,顯示裝置2所產生之時脈等雜訊、及其他外來雜訊會反映於觸控面板3a。因此以在主感應器群31a及副感應器群32a檢測各種雜訊成分。即,來自主感應器群31a之輸出訊號中,對觸控操作原本之訊號加上雜訊訊號(雜訊成分)。另一方面,副感應器群32a不檢測觸控操作。因此,自副感應器群32a之輸出訊號中雖然包含雜訊成分(雜訊成分),但未包含觸控操作之訊號(F501)。
觸控面板系統1a中,主感應器群31a與副感應器群32a係設置於同一面內,且彼此鄰接設置。因此,主感應器群31a之輸出訊號中所包含之雜訊訊號值、與副感應器群32a之輸出訊號即雜訊訊號值基本上可視為相同之值。因此, 存在於觸控面板控制器4內之減算部41係實行從來自主感應器群31a之輸入訊號(訊號值)中減去來自副感應器群32a之輸入訊號(信號值)的處理(F502)。即,減算部41係取各感應線33與副感應線34之差分。藉此,從來自主感應器群31a之輸出訊號中除去雜訊訊號。從而得到由觸控操作產生之觸控操作原本之訊號值。
經過此種減算處理之訊號被輸出至存在於觸控面板控制器4內之座標檢測部42(F503)。藉此,將觸控操作原本之訊號輸出至座標檢測部42。座標檢測部42藉由觸控操作原本之訊號處理,而檢測觸控操作之有無及觸控位置(座標)。從而,可抑制座標檢測部42之檢測感度(觸控操作有無之檢測精度、及觸控位置之檢測感度等)下降。
另,觸控面板系統1a中,來自包含對應於觸控位置之特定主感應器31之感應線33之輸出訊號具有如圖3(a)所示之波形,且來自副感應器群32a(副感應線34)輸出之訊號具有圖3(b)所示之波形。減算部41從來自主感應器群31a之輸出訊號中減去來自副感應器群32之輸出訊號。藉由該減算處理,如圖3(c)所示,從來自主感應器群31a之輸出訊號中除去自副感應器群32a輸出之雜訊成分。從而,得到由觸控操作產生之觸控操作原本之訊號。再者,由於觸控操作原本之訊號被輸入至座標檢測部42,故觸控操作之檢測精度及觸控位置之檢測精度均未下降。因此,可縮小實際觸控位置與由座標檢測部42檢測之檢測位置之偏差。
如上所述,觸控面板系統1a係一邊驅動驅動線35,一邊 由感應線33讀取由使用者進行觸控操作引起之主感應器群31a之電容值之變化。又,由副感應線34中讀取雜訊成分。再者,在減算部41中,可取得感應線33與副感應線34之差分,並除去(消除)雜訊成分。
觸控面板系統1a之主感應器群31a係由在縱方向及橫方向上配置成矩陣狀之複數個主感應器31構成。藉此,除了與觸控面板1相同之效果外,亦可由座標檢測部42檢測經觸控之座標。即,可檢測觸控操作之有無,且檢測觸控位置(座標值)。
與觸控面板系統1相同,觸控面板系統1a中,作為除去對象之雜訊成分亦不限定於AC訊號成分。因此,觸控面板系統1a亦可消除於觸控面板3a反映之所有雜訊。
[實施形態3]
(1)觸控面板系統1b之構成
圖7係顯示本發明之其他觸控面板系統1b之基本構成之概略圖。觸控面板系統1b之基本構成大致與實施形態2之觸控面板系統1a相同。以下,以與觸控面板系統1a之差異點為中心,對觸控面板系統1b加以說明。另,為便於說明,與實施形態1、2所說明之圖式具有相同功能之構件係附註同一符號,並省略說明。
觸控面板3b係與實施形態2之觸控面板系統1a之觸控面板3a為相同構成。即,觸控面板3b包含:複數根(圖7中為5根)驅動線35;複數根(圖7中為7根)感應線33,該等係交叉於各驅動線35;及1根副感應線34,其正交於各驅動線 35,且與感應線33平行。感應線33與驅動線35、及副感應線34與驅動線35係分別相互絕緣,且電容耦合。
以下,將包含1根副感應線34與7根感應線33之8根感應/副感應線排列作為排列(1)~排列(8)加以區別並說明。
觸控面板控制器4係自輸入側依序包含:開關SW、減算部41、儲存部45a~45d、及加算部46。另,雖未圖示,但觸控面板控制器4亦包含座標檢測部42及CPU43(圖1)。藉此,觸控面板系統1b之觸控面板控制器4之構成與觸控面板系統1、1a不同。
開關SW係將從感應線33或副感應線34輸入至減算部41之訊號進行切換。更詳細而言,開關SW包含上下兩個端子,且選擇其中一個端子。圖7係開關SW選擇下側端子之狀態。
減算部41進行由開關SW所選擇之排列(1)~(8)之訊號之差分訊號處理。即,減算部41進行鄰接之感應線33間之差分訊號處理、及鄰接之感應線33與副感應線34之差分訊號處理。例如如圖7所示,在開關SW選擇下側端子之情形時,減算部41進行排列(8)-排列(7)、排列(6)-排列(5)、排列(4)-排列(3)、及排列(2)-排列(1)之各差分訊號處理。另一方面,雖然未圖示,但在開關SW選擇上側端子之情形時,減算部41進行排列(7)-排列(6)、排列(5)-排列(4)、及排列(3)-排列(2)之各差分訊號處理。
儲存部45a~45d儲存在開關SW選擇一端子時由減算部41進行差分處理之訊號(差分處理訊號)。儲存於儲存部 45a~45d之差分處理訊號係輸出至加算部46。另,在開關SW選擇另一端子時,差分處理訊號係未經由儲存部45a~45d,而直接輸出至加算部46。
加算部46係對自減算部41及儲存部45a~45d輸入之鄰接感應線33之差分處理訊號進行加算,且輸出經加算處理結果。又,加算部46輸出儲存於儲存部45a之副感應線34、及與其鄰接之感應線33之差分處理訊號(排列(2)-排列(1))。加算部46最終輸出排列(2)-排列(1)、排列(3)-排列(1)、排列(4)-排列(1)、排列(5)-排列(1)、排列(6)-排列(1)、排列(7)-排列(1)、排列(8)排列(1)之各訊號。即,自加算部46輸出之訊號已除去感應線33所包含之雜訊訊號(排列(1)之訊號)。且減算部41進行鄰接感應線33間之差分訊號處理。從而,自加算部46輸出更確實除去了雜訊訊號之訊號。
(2)觸控面板系統1b之雜訊處理
基於圖7及圖8,對觸控面板系統1b之雜訊處理加以說明。圖8係顯示觸控面板系統1b之基本處理即雜訊消除處理之流程圖。
啟動觸控面板系統1b時,以特定週期對驅動線35施加電位。於使用者對觸控面板3b進行觸控操作時,與觸控位置對應之特定之感應線33的電容增加。即,自該感應線33輸出之訊號值增加。觸控面板系統1b係一邊驅動各驅動線35,一邊將自感應線33及副感應線34之輸出訊號輸出至觸控面板控制器4。藉此,觸控面板系統1b一邊驅動驅動線 35,一邊檢測感應線33及副感應線34之電容變化,且檢測觸控操作之有無及觸控位置。
更詳細而言,顯示裝置2產生之時脈等雜訊、及其他外來雜訊於觸控面板3b中反映。因此,於主感應器群31a及副感應器群32a,檢測各種雜訊成分。即,自感應線33之輸出訊號係於觸控操作原本之訊號中加算雜訊訊號(雜訊成分)。另一方面,副感應線34不檢測觸控操作。因此,自副感應線34之輸出訊號雖然包含雜訊成分(雜訊成分),但未包含觸控操作之訊號(F601)。
其次,開關SW選擇下側端子(F602)。接著,於減算部41取得感應線33(感應線Sn)、與鄰接於該感應線33之2根感應線33中靠近副感應線34之感應線(感應線Sn+1)間之差分(感應線(Sn+1)-Sn:第1差分)。此時,最靠近副感應線34之感應線33係取得與副感應線34之差分(第3差分)(F603)。
在圖7之排列(1)~(8)時,減算部41進行
.排列(2)-排列(1)(將該差分值作為A)
.排列(4)-排列(3)(將該差分值作為C)
.排列(6)-排列(5)(將該差分值作為E)
.排列(8)-排列(7)(將該差分值作為G)之4種差分訊號處理。即,在步驟F603中,進行包含副感應線34之排列(1)~(8)之差分訊號處理。
由減算部41算出之差分值A、C、E、G係儲存於儲存部45a~45d。即,分別係儲存部45a儲存差分值A,儲存部45b儲存差分值C,儲存部45c儲存差分值E,儲存部45d儲存差 分值G(F604)。
繼而,將選擇下側端子之開關SW切換成選擇上側端子(關閉)(F605)。接著,在減算部41中,進行與F603相同之處理。即,進行感應線33(感應線Sn)、與鄰接於該感應線33之2根感應線33中遠離副感應線34之感應線(感應線Sn-1)間之差分訊號處理((感應線Sn-(Sn-1)):第2差分)(F606)。
在圖7之排列(1)~(8)時,減算部41進行
.排列(3)-排列(2)(將該差分值作為B)
.排列(5)-排列(4)(將該差分值作為D)
.排列(7)-排列(6)(將該差分值作為F)之3種差分訊號處理。即,在步驟F606中,進行未包含副感應線34之排列(2)~(7)之差分訊號處理。
其次,加算部45進行在步驟F606求得之差分值B、D、F與儲存於儲存部45a~45d之差分值A、C、E、G之加算處理。即,對開關SW選擇下側端子之情形之差分值(差分值A、C、E、G)、與選擇上側端子之情形之差分值(差分值B、D、F)進行加算(F607)。
圖7之排列(1)~(8)時,加算部46首先對儲存於儲存部45a之差分值A(排列(2)-排列(1)訊號)、與自減算部41輸出之差分值B(排列(3)-排列(2)訊號)進行加算。該加算處理係成為差分值A+差分值B={排列(2)-排列(1)}+{排列(3)-排列(2)}=排列(3)-排列(1)(將該差分值作為差分值H),可取得排列(3)-排列(1)之訊號。加算部46係依序進行此種處理。
即,對該差分值H(排列(3)-排列(1)之訊號)加算儲存於 儲存部45b之差分值C(排列(4)-排列(3)之訊號)。其結果,可取得排列(4)-排列(1)之訊號(差分值I)。
繼而,對該差分值I(排列(4)-排列(1)之訊號)加算自減算部41輸出之差分值D(排列(5)-排列(4)之訊號)。其結果,可取得排列(5)-排列(1)之訊號(差分值J)。
接著,對該差分值J(排列(5)-排列(1)之訊號)加算儲存於儲存部45c之差分值E(排列(6)-排列(5)之訊號)。其結果,可取得排列(6)-排列(1)之訊號(差分值K)。
其次,對該差分值K(排列(6)-排列(1)之訊號)加算自減算部41輸出之差分值F(排列(7)-排列(6)之訊號)。其結果,可取得排列(7)-排列(1)之訊號(差分值L)。
接著,對該差分值L(排列(7)-排列(1)之訊號)加算儲存於儲存部45d之差分值G(排列(8)-排列(7)之訊號)。其結果,可取得排列(8)-排列(1)之訊號(差分值M)。
另,儲存於儲存部45a之差分值A(即,排列(2)-排列(1)之訊號)未經加算部46進行加算處理而直接輸出。
如此,自加算部46輸出下列各訊號:
.排列(2)-排列(1)訊號=差分值A
.排列(3)-排列(1)訊號=差分值H
.排列(4)-排列(1)訊號=差分值I
.排列(5)-排列(1)訊號=差分值J
.排列(6)-排列(1)訊號=差分值K
.排列(7)-排列(1)訊號=差分值L
.排列(8)-排列(1)訊號=差分值M。
圖7中,排列(2)~排列(8)係感應線33,排列(1)為副感應線34。由加算部46之加算處理結果係從排列(2)~排列(8)之各訊號中除去排列(1)之訊號(雜訊訊號)。因此,自加算部46之輸出訊號成為已除去感應線33之訊號中所包含之雜訊訊號,且取得由觸控操作產生之觸控操作原本之訊號值。已除去雜訊訊號之自加算部46之輸出訊號係輸出至觸控面板控制器4內之座標檢測部42。即,觸控操作原本之訊號被輸出至座標檢測部42(F608)。
如上所述,觸控面板系統1b在鄰接之感應線33間取得差分訊號值。即,取得雜訊相關性更高之鄰接感應線33間之差分。再者,亦從各感應線33之輸出訊號中除去副感應線34之訊號(雜訊訊號)。因此,觸控面板系統1b與實施形態1、2之觸控面板系統1、1a相比,可更確實除去雜訊。
又,藉由從副感應線34側依序(距副感應線34較近開始依序)進行加算部46之加算處理,可一邊將加算處理結果用於後續之加算處理,一邊進行加算處理而除去雜訊。
[實施形態4]
本發明之觸控面板系統之驅動方法雖未特別限定,但較好為正交序列驅動方式。換言之,較好並列驅動驅動線35。圖9係顯示先前觸控面板系統中觸控面板之驅動方式之圖。圖10係顯示本發明之觸控面板系統中觸控面板之驅動方式(正交序列驅動方式)之圖。
圖9係顯示自觸控面板擷取之1個感應線上存在4個感應器之情形。如圖9所示,先前之觸控面板系統在驅動驅動 線時,將+V伏特施加於驅動之驅動線上,且逐次對驅動線進行驅動。
具體而言,驅動線之第1次驅動係將+V伏特施加於最左側之感應器上。藉此,Vout之第1次測定結果(X1)係X1=C1×V/Cint。
同樣,驅動線之第2次驅動係將+V伏特施加於左起第2個感應器上。藉此,Vout之第2次測定結果(X2)係X2=C2×V/Cint。
驅動線之第3次驅動係將+V伏特施加於左起第3個感應器上。藉此,Vout之第3次測定結果(X3)係X3=C3×V/Cint。
驅動線之第4次驅動係將+V伏特施加於最右側之感應器上。藉此,Vout之第4次測定結果(X4)係X4=C4×V/Cint。
對此,圖10亦與圖9相同,顯示從觸控面板擷取之一個感應線上具有4個感應器之情形。如圖10所示,在正交序列驅動方式之情形下,當對驅動線進行驅動時,將+V伏特或-V伏特施加於所有驅動線上。即,正交序列驅動方式中,驅動線係被並列驅動。
具體而言,驅動線之第1次驅動係將+V伏特施加於所有感應器上。藉此,Vout之第1次測定結果(Y1)係Y1=(C1+C2+C3+C4)×V/Cint。
驅動線之第2次驅動係將+V伏特施加於最左側之感應器上,將-V伏特施加於左起第2個感應器上,且將+V伏特施 加於左起第3個感應器上,並將-V伏特施加於最右側之感應器上。藉此,Vout之第2次測定結果(Y2)係Y2=(C1-C2+C3-C4)×V/Cint。
驅動線之第3次驅動係將+V伏特施加於最左側之感應器上,將+V伏特施加於左起第2個感應器上,且將-V伏特施加於左起第3個感應器上,並將-V伏特施加於最右側之感應器上。藉此,Vout之第3次測定結果(Y3)係Y3=(C1+C2-C3-C4)×V/Cint。
驅動線之第4次驅動係將+V伏特施加於最左側之感應器上,將-V伏特施加於左起第2個感應器上,且將-V伏特施加於左起第3個感應器上,並將+V伏特施加於最右側之感應器上。藉此,Vout之第4次測定結果(Y4)係Y4=(C1-C2-C3+C4)×V/Cint。
圖10中,電容值(C1、C2、C3、C4)之值可由輸出序列(Y1、Y2、Y3、Y4)與正交碼di之內積運算而求得。該公式之成立係由於正交碼di之正交性。此處碼di係顯示施加於各驅動線之正負電壓碼。即,碼d1係施加於最左側之感應器上之電壓碼,即「+1,+1,+1,+1」。碼d2係施加於左起第2個感應器上之電壓碼,即「+1,-1,+1,-1」。碼d3係施加於左起第3個感應器上之電壓碼,即「+1,+1,-1,-1」。碼d4係施加於最右側感應器上之電壓碼,即「+1,-1,-1,+1」。
若由輸出序列Y1、Y2、Y3、Y4與碼d1、d2、d3、d4之內積運算求得C1、C2、C3、C4之值,則 C1=1×Y1+1×Y2+1×Y3+1×Y4=4C1×V/Cint
C2=1×Y1+(-1)×Y2+1×Y3+(-1)×Y4=4C2×V/Cint
C3=1×Y1+1×Y2+(-1)×Y3+(-1)×Y4=4C3×V/Cint
C4=1×Y1+(-1)×Y2+(-1)×Y3+(-1)×Y4=4C3×V/Cint。
如此,藉由碼di之正交性,利用碼di與輸出序列Yi之內積運算求得Ci。若將該結果與圖9所示之先前驅動方式比較,則可在同一驅動次數中檢測4倍之值。圖11係顯示利用圖9之驅動方式之觸控面板為取得與圖10之驅動方式之觸控面板相同之感度所必須之處理之圖。如圖11所示,為以圖9之驅動方式來取得與圖10之驅動方式相同之感度,有必要重複進行4次同一驅動線之驅動,且加算該等結果。即,驅動線之驅動時間係成4倍。反言之,利用圖10所示之驅動方式,為取得與圖9所示先前之驅動方式相同之感度,驅動線之驅動時間係縮短到圖9所示之驅動方式時之1/4。從而,可降低觸控面板系統之電力消耗。
圖12係顯示包含此種正交序列驅動方式之觸控面板3之觸控面板系統1c之概略圖。即,圖12之觸控面板系統1c係一般化顯示圖10所示之4根驅動線、及1根感應線。
具體而言,觸控面板系統1c係在M根驅動線35與L根感應線33(M、L皆為自然數)之間形成有矩陣狀靜電電容。觸控面板系統1c中,對於該等靜電電容矩陣Cij(i=1,...M,j=1,...,L),使用由+1與-1構成之彼此正交之碼長N之碼di=(di1,...,diN)(i=1,...,M),以+1時成為+V伏特,-1 時成為-V伏特之方式並列同時驅動所有M根驅動線35。接著,藉由每根感應線33所讀出之輸出序列sj=(sj1,...,sjN)(j=1,...,L)、與碼di之內積運算di.sj=Σ(k=1,...,N)dik.sjk,來推定電容值Cij。觸控面板系統1c為了進行此種內積運算,而具備電荷積分器47(解碼部)。自電荷積分器47之輸出訊號(Vout)之訊號強度係由Vout=Cf×Vdrive×N/Cint求得。
輸出序列sj係sj=(sj1,...,sjN)=(Σ(k=1,...,M)Ckj×dk1,...,Σ(k=1,...,M)Ckj×dkN)×(Vdrive/Cint)=(Σ(k=1,...,M)Ckj×(dk1,...,dkN)×(Vdrive/Cint)=Σ(k=1,...,M)(Ckj×dk)×(Vdrive/Cint)。
碼di與輸出序列sj之內積係di.sj=di.(Σ(k=1,...,M)(Ckj×dk)×(Vdrive/Cint))=Σ(k=1,...,M)(Ckj×di.dk)×(Vdrive/Cint)=Σ(k=1,...,M)(Ckj×N×δik)×(Vdrive/Cint)[若i=k則δik=1,若i不為1則δik=0]=Cij×N×(Vdrive/Cint)。
如此,若根據觸控面板系統1c,則藉由正交序列驅動方式驅動觸控面板3。因此,藉由算出碼di與輸出序列sj之內積,一般可求得N(碼長)倍之電容Cij訊號。該驅動方式之效果不依存於驅動線35之根數M,且令電容器之訊號強度N倍化。此外,反言之,藉由採用正交序列驅動方式,為 了取得與圖9所示先前之驅動方式同等之感度,驅動線之驅動時間係可縮短至圖9所示驅動方式時之1/N。即,可減少驅動線之驅動次數。從而可降低觸控面板系統1c之電力消耗。
[實施形態5]
圖13係顯示本實施形態之觸控面板系統1d之基本構成之概略圖。觸控面板系統1d對於附帶如上述圖7所示之雜訊消除功能之觸控面板系統1b,應用如圖10、圖12所示之觸控面板系統1c中驅動線35之正交序列驅動方式者。觸控面板系統1d之動作因與上述觸控面板系統1b、1c相同,故省略說明。
根據觸控面板系統1d,取得鄰接感應線33間之差分訊號值。即,取得雜訊相關性更高之鄰接感應線33間之差分。再者,從各感應線33之輸出訊號除去副感應線34之訊號(雜訊訊號)。因此,觸控面板系統1d與實施形態1、2之觸控面板系統1、1a相比,可更確實除去雜訊。進而,因求得N(碼長)倍之電容Cij訊號,故,不依存於驅動線35之數量,且令電容器之訊號強度N倍化。此外,藉由採用正交序列驅動方式,為了取得與圖9所示之先前驅動方式同等之感度,驅動線之驅動時間縮短為圖9所示之驅動方式時之1/N。即,可減少驅動線之驅動次數。從而,可降低觸控面板系統1d之電力消耗。
[實施形態6]
圖14係顯示本實施形態之觸控面板系統1e之基本構成之 概略圖。觸控面板系統1e中,減算部41之構成不同。
觸控面板3b之自感應線33、副感應線34之輸出訊號係類比訊號。因此,減算部41包含:AD轉換部48(第3 AD轉換部)、及數位減算器(未圖示)。
藉此,自觸控面板3b之輸出訊號(類比訊號)在減算部41之AD轉換部48中,被轉換成數位訊號。數位減算器係使用經轉換之數位訊號,進行與圖7之觸控面板系統1b相同之減算處理。
如此,觸控面板系統1e係將自觸控面板3b輸出之類比訊號轉換成數位訊號後,藉由進行減算處理,可消除雜訊。
[實施形態7]
圖15係顯示本實施形態之觸控面板系統1f之基本構成之概略圖。觸控面板系統1f中,減算部41之構成不同。
觸控面板3b之自感應線33、副感應線34之輸出訊號係類比訊號。因此,減算部41包含差動放大器49及AD轉換部48。
藉此,差動放大器49將自觸控面板3b之輸出訊號(類比訊號)直接以類比訊號進行與圖7之觸控面板系統1b相同之減算處理。AD轉換部48(第4 AD轉換部)係將減算處理後之類比訊號轉換成數位訊號。
如此,觸控面板系統1f將自觸控面板3b輸出之類比訊號直接以類比訊號進行減算處理後,再轉換成數位訊號,從而可除去雜訊。
[實施形態8]
圖16係顯示本實施形態之觸控面板系統1g之基本構成之概略圖。觸控面板系統1g中,減算部41之構成不同。觸控面板系統1g係包含全差動放大器50,替代圖15之觸控面板系統1f之差動放大器49。
觸控面板3b之自感應線33、副感應線34之輸出訊號係類比訊號。故,減算部41包含全差動放大器50及AD轉換部48。
藉此,全差動放大器50將自觸控面板3b之輸出訊號(類比訊號),直接以類比訊號進行與圖7之觸控面板系統1b相同之減算處理。AD轉換部48將減算處理後之類比訊號轉換成數位訊號。
圖17係顯示全差動放大器50之一例之電路圖。全差動放大器50係於差動放大器中對稱配置有2對靜電電容及開關。具體而言,於非反轉輸入端子(+)與反轉輸入端子(-),輸入來自鄰接感應線33之訊號。差動放大器之反轉輸出端子(-)與非反轉輸入端子(+)之間、及差動放大器之非反轉輸出端子(+)與反轉輸入端子(-)之間,連接有相同電容(反饋電容)。再者,反轉輸出端子(-)與非反轉輸入端子(+)之間、及非反轉輸出端子(+)與反轉輸入端子(-)之間分別連接有開關。
如此,觸控面板系統1g係可將自觸控面板3b輸出之類比訊號直接以類比訊號進行減算處理後,再轉換成數位訊號,而除去雜訊。
[實施形態9]
圖18係顯示本實施形態之觸控面板系統1h之基本構成之概略圖。觸控面板系統1h中,減算部41之構成及觸控面板3b之驅動方式不同。觸控面板系統1h包含全差動放大器50,以替代圖15之觸控面板系統1f之差動放大器49。
觸控面板3b之自感應線33、副感應線34之輸出訊號係類比訊號。故,減算部41包含全差動放大器50及AD轉換部48。
藉此,全差動放大器50將自觸控面板3b之輸出訊號(類比訊號),直接以類比訊號進行與圖7之觸控面板系統1b相同之減算處理。AD轉換部48將減算處理後之類比訊號轉換成數位訊號。
再者,觸控面板系統1h中,作為觸控面板3b之驅動方式,係使用圖10、圖12、圖13所示之正交序列驅動方式。該情形下,如圖10所示,驅動4根驅動線之電壓,在第2次~第4次之情形中,+V被施加之次數與-V被施加之次數同為2次,相對於此,在第1次之情形中,+V被施加了4次。因此,第1次輸出序列Y1之輸出值與第2~4次之輸出序列Y2~Y4之輸出值相比變大。因此,若對第2~4次之輸出序列Y2~Y4之輸出值匹配動態範圍,則第1次之輸出序列Y1呈飽和。
因此,觸控面板系統1h之減算部41包含全差動放大器50。再者,全差動放大器50係採用輸入共模電壓範圍係進行軌對軌動作者。即,該全差動放大器50之共模輸入範圍較廣。藉此,全差動放大器50可在電源電壓(Vdd)至GND 之電壓範圍內動作。且對輸入至全差動放大器50之輸入訊號之差分進行放大。從而,無論組合何種正交序列驅動方式之觸控面板3b,自全差動放大器50之輸出訊號亦不會產生輸出飽和問題。另,全差動放大器50之一例係如上述圖17所示。
如此,觸控面板系統1h可將自觸控面板3b輸出之類比訊號直接以類比訊號進行減算處理後,轉換成數位訊號,而除去雜訊。再者,由於包含可進行軌對軌(rail to rail)動作之全差動放大器50,故,自全差動放大器50之輸出訊號不會產生輸出飽和問題。
[實施形態10]
實施形態1~9中,對包含副感應器32(副感應線34)之觸控面板系統加以說明。但,本發明之觸控面板系統中,副感應器32並非必須之構成。本實施形態係針對未包含副感應器32之觸控面板系統加以說明。
圖20係顯示本實施形態之觸控面板系統1i之基本構成之概略圖。觸控面板系統1i包含減算部41a,用以算出彼此鄰接之感應線33之差分訊號。
更具體而言,觸控面板3c包含複數根(圖20中為5根)驅動線35、及與各驅動線35交叉之複數根(圖20中為8根)感應線33。感應線33與驅動線35係彼此分別絕緣,且電容耦合。
觸控面板控制器4從輸入側開始,依序包含:開關SW、減算部41a、及儲存部45a~45d。另,雖然未圖示,但觸控面板控制器4亦包含座標檢測部42及CPU43(參照圖1)。
減算部41a包含輸入端子(主感應器輸出用之輸入端子),用以接收自主感應器31輸出之訊號。減算部41a係接收自主感應器31之訊號,且對彼此鄰接之感應線33之訊號進行減算,並算出差分值(差分訊號)。由減算部41a減算處理後之訊號輸出至座標檢測部42(參照圖1)。
如此,觸控面板系統1i之差異在於不包含副感應器32(副感應線34),且減算部41a之處理亦與上述實施形態之觸控面板系統不同。
開關SW係對自感應線33輸入至減算部41a之訊號進行切換。更詳細而言,開關SW包含上下2個端子,且選擇其中一個端子。圖20為開關SW選擇下側端子之狀態。
減算部41a係進行由開關SW選擇之排列(1)~(8)之訊號之差分訊號處理。即,減算部41a進行鄰接之感應線33間之差分訊號處理。例如如圖20所示,在開關SW選擇下側端子之情形,減算部41a進行排列(8)-排列(7)、排列(6)-排列(5)、排列(4)-排列(3)、及排列(2)-排列(1)之各差分訊號處理。另一方面,雖然未圖示,但在開關SW選擇上側端子之情形,減算部41a進行排列(7)-排列(6)、排列(5)-排列(4)、及排列(3)-排列(2)之各差分訊號處理。
儲存部45a~45d儲存在開關SW選擇一端子時之經減算部41a進行差分處理後之訊號(差分處理訊號)。另,在開關SW選擇另一端子時,差分處理訊號未經由儲存部45a~45d而直接輸出。
(2)觸控面板系統1i之雜訊處理
基於圖20及圖21,對觸控面板系統1i之雜訊處理加以說明。圖21係顯示觸控面板系統1i之基本處理即雜訊消除處理之流程圖。
啟動觸控面板系統1i時,以特定週期對驅動線35施加電位。使用者對觸控面板3c進行觸控操作時,觸控位置所對應之特定感應線33的電容發生變化。即,自該感應線33之輸出訊號值發生變化。觸控面板系統1i係一邊驅動各驅動線35,一邊將自感應線33之輸出訊號輸出至觸控面板控制器4。藉此,觸控面板系統1i一邊驅動驅動線35,一邊檢測感應線33之電容變化,且檢測觸控操作之有無及觸控位置。
更詳細而言,顯示裝置2產生之時脈等雜訊、及其他外來雜訊係反映於觸控面板3c上。因此,在主感應器群31b中,檢測各種雜訊成分。即,自感應線33之輸出訊號係對觸控操作原本之訊號加算雜訊訊號(雜訊成分)(F701)。繼而,開關SW選擇下側端子(F702)。接著,減算部41a中取得感應線33(感應線Sn)、與鄰接於該感應線33之2根感應線33中一感應線(感應線Sn+1)間的差分(感應線(Sn+1)-Sn:第1差分)(F703)。
在圖20之排列(1)~(8)時,減算部41a進行
.排列(2)-排列(1)(將該差分值作為A)
.排列(4)-排列(3)(將該差分值作為C)
.排列(6)-排列(5)(將該差分值作為E)
.排列(8)-排列(7)(將該差分值作為G)之4種差分訊號處 理。即,在步驟F703中,進行感應線33之排列(1)~(8)之差分訊號處理。
由減算部41a算出之差分值A、C、E、G係儲存於儲存部45a~45d。即,分別係儲存部45a儲存差分值A,儲存部45b儲存差分值C,儲存部45c儲存差分值E,儲存部45d儲存差分值G(F704)。
繼而,將選擇下側端子之開關SW切換成選擇上側端子(關閉)(F705)。接著,在減算部41a中,進行與F703相同之處理。即,進行感應線33(感應線Sn)、與鄰接於該感應線33之2根感應線33中另一感應線(感應線Sn-1)間之差分訊號處理((感應線Sn-(Sn-1)):第2差分)(F706)。
在圖20之排列(1)~(8)時,減算部41a進行
.排列(3)-排列(2)(將該差分值作為B)
.排列(5)-排列(4)(將該差分值作為D)
.排列(7)-排列(6)(將該差分值作為F)之3種差分訊號處理。即,在步驟F706中,進行排列(2)~(7)之差分訊號處理。
如上所述,觸控面板系統1i取得鄰接之感應線33間之差分訊號值。即,取得雜訊相關性更高之鄰接感應線33間之差分。即,從主感應器群31a之輸出訊號中除去雜訊成分,且擷取觸控操作原本之訊號。從而,可更確實除去(消除)於觸控面板3c反映之多種類雜訊。
[實施形態11]
圖22係顯示本實施形態之觸控面板系統1j之基本構成之 概略圖。觸控面板系統1j對於附帶如上述圖20所示之雜訊消除功能之觸控面板系統1i,係應用並列驅動驅動線35之驅動線驅動電路(未圖示)者。再者,觸控面板系統1j包含:解碼部58,其將由減算部41a算出之靜電電容之差分值解碼化;非觸控操作時資訊記憶部61,其記憶在非觸控操作時由解碼部58解碼化之靜電電容之差分分布;及校正部62,其校正在觸控操作時由解碼部58解碼化之靜電電容之差分分布。觸控面板系統1j之動作因與上述觸控面板1i相同,故省略說明。因此,以下以減算部41a、解碼部58、非觸控操作時資訊記憶部61、及校正部62之處理為中心加以說明。又,下文中,作為用以並列驅動之碼列,使用正交序列或M序列為例加以說明。
具體而言,並行驅動第1至第N根驅動線之碼序列(成分係1或-1)為:d1=(d11,d12,...,d1N)
d2=(d21,d22,...,d2N)
dM=(dM1,dM2,...,dMN),將下述該序列轉換為正交序列或碼長N(=2n-1)之M序列。此種序列具有下述式成立之性質。
[數1]
此處,d1~dM為正交序列時、若i=j則δij=1,若i≠j則δij=0
d1~dM為M序列時、若i=j則δij=1,若i≠j則δij=-1/N
將該序列所對應之感應線33之差分輸出序列「Sj,P(j=1,...,[L/2],P=1,2)(L係感應線33之數、[n]=n之整數部分)」定義為Sj,1:開關SW於下側時之與d1~dM對應之輸出序列
Sj,2:開關SW於上側時之與d1~dM對應之輸出序列
此外,將感應線33方向之電容值之差分分布「(sC)kj,P(k=1,...,M,j=1,...,[L/2],P=1,2)」定義為(sC)kj,1=Ck,2j-Ck,2j-1
(sC)kj,2=Ck,2j+1-Ck,2j
該情形時,並列驅動產生之電容之感應線方向之差分輸出係如下述式所示。
解碼部58係對由減算部41a算出之靜電電容之差分值(即,感應線33方向之電容值之差分分布)進行解碼。具體 而言,對並行驅動感應線33之碼序列、與感應線33方向之電容值之差分分布之內積進行運算。從而,經解碼部58解碼後之內積值係如下式所示。
此處,
d1~dM為正交序列時、若i=j則δij=1,若i≠j則δij=0
d1~dM為正交序列時、若i=j則δij=1,若i≠j則δij=-1/N
如此,解碼部58中,作為解碼後之內積值di.Sj,P之主成分,算出經N倍化之感應線33方向之電容值之差分分布(sC)kj,P。因此,藉由將內積值di.sj,P作為感應線33方向之電容值之差分分布(sC)ij,P之推定值,可讀出該電容值之訊號強度經N倍(碼長倍)化。
另一方面,如上所述,藉由定義感應線33之差分輸出序列Sj,P(P=1,2),可消除鄰接感應線33上共通重疊之共模雜訊。從而,可讀出SNR較高之差分電容。
如上所述,根據觸控面板系統1j並列驅動觸控面板3c,解碼部58對由減算部41a算出之靜電電容之差分值進行解碼。藉此,由於求得靜電電容訊號經碼長倍(N倍)化,故不依存驅動線35之數量,亦可提高靜電電容之訊號強度。 此外,若為與圖9所示之先前驅動方式相同之訊號強度,則驅動線35之驅動時間可縮短為圖9所示驅動方式時之1/N。即,可減少驅動線35之驅動次數。從而可降低觸控面板系統1j之電力消耗。
又,觸控面板系統1j中,校正部62較好自觸控操作時算出之彼此鄰接之感應線33之差分(即,觸控面板3c整體之差分值分布),減去非觸控操作時算出之彼此鄰接之感應線33之差分(=觸控操作整體之差分值分布)。即,較好在觸控操作前後進行如上所述之差分訊號處理,且對觸控操作前後之差分值訊號進行減算。例如,將無觸控操作之初期狀態(非觸控操作時)之差分分布(sC)kj,P之推定值記憶於非觸控操作時資訊記憶部61中。接著,校正部62從觸控操作時之差分分布(sC)kj之推定值,減去記憶於非觸控操作時資訊記憶部61之非觸控操作時之差分分布(sC)kj,P之推定值。藉此,校正部62從觸控操作時之靜電電容之差分分布,減去記憶於非觸控操作時資訊記憶部61之非觸控操作時之靜電電容之差分分布(觸控操作時之差分值訊號-非觸控操作時之差分值訊號)。從而,可消除觸控面板3c內在之偏差。
藉此,觸控面板系統1j中,消除了由觸控面板3c內在之電容差異所造成之差成分,且僅檢測觸控操作引起之差成分。於M序列之情形時,混入有於正交序列無法帶入之誤差成分(若非i≠j,則δij=-1/N)。但,由於該誤差成分係僅由觸控操作所引起,故若以N=63或127之方式放大N,則 SNR之劣化較少。
[實施形態12]
圖23係顯示本實施形態之觸控面板系統1k之基本構成之概略圖。觸控面板系統1k中,減算部41a之構成不同。
觸控面板3c之自感應線33之輸出訊號係類比訊號。因此,減算部41a包含:AD轉換部48a(第1 AD轉換部)及數位減算器(未圖示)。
藉此,自觸控面板3c之輸出訊號(類比訊號)在減算部41a之AD轉換部48a中,被轉換成數位訊號。數位減算器使用轉換後之數位訊號,進行與圖20之觸控面板系統1i、1j相同之減算處理。
如此,觸控面板系統1k係可藉由將自觸控面板3c輸出之類比訊號轉換成數位訊號後,進行減算處理,藉此除去雜訊。
[實施形態13]
圖24係顯示本實施形態之觸控面板系統1m之基本構成之概略圖。觸控面板系統1m中,減算部41a之構成不同。
觸控面板3c之自感應線33之輸出訊號係類比訊號。因此,減算部41a包含:差動放大器49及AD轉換部48a(第2 AD轉換部)。
藉此,差動放大器49係將自觸控面板3c之輸出訊號(類比訊號)直接以類比訊號進行與圖20之觸控面板系統1i相同之減算處理。AD轉換部48a將減算處理後之類比訊號轉換成數位訊號。
如此,觸控面板系統1m可藉由對由觸控面板3c輸出之類比訊號直接以類比訊號進行減算處理後,再轉換成數位訊號,而除去雜訊。
[實施形態14]
圖25係顯示本實施形態之觸控面板系統1n之基本構成之概略圖。觸控面板系統1n中,減算部41a之構成不同。觸控面板系統1n包含全差動放大器50替代圖24之觸控面板系統1m之差動放大器49。
觸控面板3c之自感應線33之輸出訊號係類比訊號。因此,減算部41a包含:全差動放大器50及AD轉換部48a。
藉此,全差動放大器50對自觸控面板3c之輸出訊號(類比訊號)直接以類比訊號進行與圖20之觸控面板系統1i相同之減算處理。AD轉換部48a將減算處理後之類比訊號轉換成數位訊號。
如此,觸控面板系統1n可藉由對自觸控面板3c輸出之類比訊號直接以類比訊號進行減算處理後,再轉換成數位訊號,而除去雜訊。
[實施形態15]
圖26係顯示本實施形態之觸控面板系統1o之基本構成之概略圖。觸控面板系統1o中,減算部41a之構成不同。觸控面板系統1o包含全差動放大器50而替代圖24之觸控面板系統1m之差動放大器49。
觸控面板3c之自感應線33之輸出訊號係類比訊號。因此,減算部41a包含:全差動放大器50及AD轉換部48a。
藉此,全差動放大器50係對自觸控面板3c之輸出訊號(類比訊號)直接以類比訊號進行與圖20之觸控面板系統1i相同之減算處理。AD轉換部48a將減算處理後之類比訊號轉換成數位訊號。
再者,觸控面板系統1o中,作為觸控面板3c之驅動方式,係應用圖10、圖12、圖22所示之正交序列驅動方式。該情形下,如圖10所示,驅動4根驅動線之電壓在第2次~第4次之情形中,+V被施加之次數與-V被施加之次數同為2次,相對地,在第1次之情形中,+V被施加了4次。因此,第1次輸出序列Y1之輸出值比第2~4次之輸出序列Y2~Y4之輸出值要大。因此,若對第2~4次之輸出序列Y2~Y4之輸出值配合動態範圍,則第1次之輸出序列Y1成為飽和。
因此,觸控面板系統1o之減算部41a包含全差動放大器50。
再者,全差動放大器50係採用輸入共模電壓範圍係進行軌對軌動作者。即,該全差動放大器50係擴大了共模之輸入範圍。藉此,全差動放大器50在電源電壓(Vdd)至GND之電壓範圍內可進行動作。此外,對全差動放大器50之輸入訊號差分進行放大。從而,無論組合何種正交序列驅動方式之觸控面板3c,自全差動放大器50之輸出訊號亦不會產生輸出飽和問題。另,全差動放大器50之一例係如上述圖17所示。
如此,觸控面板系統1o可將自觸控面板3c輸出之類比訊 號直接以類比訊號進行減算處理後,轉換成數位訊號,而除去雜訊。再者,由於包含可進行軌對軌(rail to rail)動作之全差動放大器50,故,自全差動放大器50之輸出訊號不會產生輸出飽和問題。
[實施形態16]
繼而,對上述實施形態之觸控面板系統之觸控操作之辨識方法加以說明。以下,雖以圖22之觸控面板系統1j為例加以說明,但其他實施形態之觸控面板系統亦相同。觸控面板系統1j包含判定部59(觸控檢測部),其基於由減算部41a及解碼部58算出之彼此鄰接之感應線33的訊號差分、與正及負之臨限值之比較,來判定觸控操作之有無。另,判定部59中,輸入有經校正部62校正處理後之訊號(靜電電容之差分分布)、或未經校正部62校正處理之訊號(靜電電容之差分分布)。將未經校正部62校正處理之訊號輸入至判定部59時,由解碼部58解碼化後之靜電電容之差分分布係直接輸入判定部59。以下,對將未經過校正部62校正處理之訊號輸入判定部59之情形加以說明。然而,將經校正處理之訊號輸入判定部59之情形亦相同。
圖27係顯示圖22之觸控面板系統1j之判定部59之基本處理之流程圖。圖28係顯示圖27之流程圖中觸控資訊辨識方法之模式圖。
如圖27所示,判定部59首先取得由減算部41a及解碼部59算出之彼此鄰接之或應線訊號之差分值(差分分布)「(sC)ij,P」(F801)。其次,將該差分值與儲存在判定部 59中之正的臨限值THp及負的臨限值THm作比較,作成增減表(F802)。該增減表係例如圖28之(a)所示,為3值化增減表。
繼而,將3值化增減表轉換成2值圖像(2值化)(F803)。例如,圖28(a)之增減表中,按感應線S1~感應線S7之順序(圖中向右)進行掃描時,將增減表中出現「+」開始,直至下一個「-」出現為止之所有內容轉換成「1」,且從出現「-」開始,將與掃描方向相反方向(圖中向左)之所有內容轉換成「1」。藉此,取得如圖28(b)所示之2值化資料。
接著,為從2值化資料中擷取觸控資訊,而擷取連結成分(F804)。例如,圖28(b)中,鄰接之驅動線上,相同感應線位置重疊有「1」之情形,視為同一連結成分,且作為觸控位置候補。即,圖28(c)中,將被框圍繞之「1」視為同一連結成分,並作為觸控位置候補予以擷取。
最後,基於擷取之觸控位置候補,辨識觸控資訊(觸控大小、觸控位置等)(F805)。
如此,判定部59係基於已除去雜訊訊號之彼此鄰接之感應線33之訊號差分,判定觸控操作之有無。從而,可正確判定觸控操作之有無。
再者,上述例中,判定部59係基於對由減算部41a算出之彼此鄰接之感應線33之訊號差分、與正及負之臨限值(THp,THm)進行比較,而將各感應線33之訊號之差分分布3值化作成增減表,且將該增減表轉換為2值圖像。即,將已消除雜訊訊號之彼此鄰接之感應線之訊號差分輸入判 定部59。判定部59使用彼此鄰接之感應線33之訊號差分、與儲存於判定部59之正及負之臨限值(THp,THm)之比較,將各感應線33之訊號之差分分布3值化作成增減表。再者,判定部59係藉由將該增減表2值化,而將增減表轉換成2值圖像。藉此,從轉換後之2值化圖像中,抽出擷取觸控位置候補。從而,基於該2值化圖像,藉由辨識觸控資訊(觸控大小、位置等),除而可在判斷觸控操作之有無以外,可更正確地辨識觸控資訊。
[實施形態17]
圖29係顯示搭載觸控面板系統1之行動電話10之構成之功能方塊圖。行動電話(電子機器)10包含:CPU51、RAM53、ROM52、照相機54、麥克風55、揚聲器56、操作鍵57、及觸控面板系統1。各構成要素藉由資料匯流排而彼此連接。
CPU51係控制行動電話10之動作。CPU51例如執行儲存於ROM52中之程式。操作鍵57接收行動電話機10之使用者所輸入之指示。RAM53揮發性儲存利用CPU51執行程式而產生之資料、或經由操作鍵57輸入之資料。ROM52非揮發性地儲存資料。
此外,ROM52係EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory,可擦除可程式化唯讀記憶體)或快閃記譯體等可進行寫入及抹除之ROM。另,雖然圖20中未顯示,但行動電話10亦可構成為具備以有線連接其他電子機器之介面(IF)。
照相機54係根據使用者對操作鍵57之操作,而拍攝被攝物體。另,經拍攝之被攝物體之圖像資料儲存於RAM53或外部記憶體(例如,記憶卡)中。麥克風55係接收使用者輸入之聲音。行動電話10將該輸入之聲音(類比資料)數位化。且,行動電話10將數位化之聲音傳送至通訊對象(例如,其他行動電話)。揚聲器56係例如基於儲存於RAM53中之音樂資料等而輸出聲音。
觸控面板系統1具有:觸控面板3、觸控面板控制器4、驅動線驅動電路5、及顯示裝置2。CPU51係控制觸控面板系統1之動作。CPU51係例如執行記憶於ROM52中之程式。RAM53係揮發性地儲存利用CPU51執行程式而產生之資料。ROM52係非揮發性地儲存資料。
顯示裝置2係顯示儲存於ROM52、RAM53之圖像。顯示裝置2與觸控面板3重疊、或內建於觸控面板3中。
另,第1特徵亦可如下表現。
[1]一種觸控面板系統,其特徵在於包含:觸控面板,其包含複數個感應器;及觸控面板控制器,其輸入來自上述感應器之訊號,且讀取資料;上述觸控面板包含:主感應器,其藉由使用者進行觸控操作而輸入訊號;及副感應器,其設置於與上述主感應器相同之觸控面板上;上述觸控面板控制器包含:減算機構,其接收來自上述主感應器之訊號、及來自上述副感應器之訊號,而從來自上述主感應器之訊號中減去來自上述副感應器之訊號。
[2]如上述[1]之觸控面板系統,其中上述副感應器未被使 用者藉由觸控操作而接觸,且檢測感應器所產生之雜訊。
[3]如上述[1]或[2]之觸控面板系統,其中上述主感應器與上述副感應器係鄰接而設置。
[4]一種觸控面板系統,其特徵在於包含:顯示裝置;觸控面板,其係配置於上述顯示裝置之顯示圖像上部等,且將複數個感應器群配置成矩陣狀;及觸控面板控制器,其輸入來自上述感應器之訊號,且讀取資料;上述觸控面板包含:主感應器群,其藉由使用者進行觸控操作來輸入訊號;及副感應器群,其設置於與上述主感應器群相同之觸控面板上;上述觸控面板控制器包含:減算機構,其接收來自上述主感應器群之訊號、及來自上述副感應器群之訊號,且從來自上述主感應器群訊號中減去來自上述副感應器群之訊號。
[5]如上述[4]之觸控面板系統,其中上述副感應器群係未被使用者藉由觸控操作而接觸,且檢測感應器群所產生之雜訊。
[6]如上述[4]或[5]之觸控面板系統,其中上述主感應器群與上述副感應器群係鄰接而設置。
[7]如上述[1]~[6]任一者之觸控面板系統,其中上述顯示裝置係液晶顯示器、電漿顯示器、有機EL顯示器、及FED顯示器。
[8]一種電子機器,其特徵在於包含上述[1]~[7]任一者之觸控面板系統。
根據上述各構成,在觸控面板內包含:主感應部,其用 以檢測觸控操作;及副感應部,其用以檢測雜訊;減算部係取得主感應部與副感應部之訊號差分。藉此,從來自主感應部之輸出訊號中除去雜訊訊號,且擷取藉由觸控操作而產生之觸控操作原本之訊號。從而,可確實除去(消除)於觸控面板反映之多種類雜訊。因此,作為除去對象之雜訊成分並不限定於包含雜訊之訊號中的AC訊號成分,而係於觸控面板反映之所有雜訊成分。即,可提供基本可消除所有雜訊成分之觸控面板系統及電子機器。
<<第2特徵>>
(1)觸控面板系統1r之構成
圖30係顯示本發明之其他觸控面板系統1r之基本構成之概略圖。觸控面板系統1r之基本構成係與第1特徵之觸控面板系統1、1a~1o大致相同。以下,針對與第1特徵之觸控面板系統1、1a~1o之差異點為中心,對第2特徵之觸控面板系統1r加以說明。另,為方便說明,具有與第1特徵之觸控面板系統1、1a~1o相同功能之構件係附註同一碼,並省略其說明。
如圖30所示,觸控面板系統1r包含:顯示裝置2、觸控面板3、觸控面板控制器4、驅動線驅動電路5、及基於觸控面板控制器4產生之觸控資訊(觸控大小、及觸控位置等)而在觸控面板3上設定有效區域並產生有效區域資訊之區域設定部8。
驅動線驅動電路5係取得有效區域資訊,且掌握區域設定部8所設定之有效區域。接著,驅動線驅動電路5係基於 區域設定部8設定之有效區域,來驅動各驅動線35。另,關於利用驅動線驅動電路5驅動驅動線35之方法的具體例,將予以後述。
觸控面板控制器4包含:放大部71(例如,亦可為第1特徵所說明之差動放大部49或全差動放大部50),其用以放大感應線33之訊號;訊號取得部72,其取得經放大部71放大後之訊號,並分時輸出;AD轉換部73(例如,亦可為第1特徵所說明之AD轉換部48、48a),其將訊號取得部72輸出之類比訊號轉換成數位訊號;解碼部58,其基於AD轉換部73所轉換之數位訊號,求得靜電電容之差分分布;及座標檢測部42,其基於解碼部58求得之靜電電容之差分分布,產生觸控資訊。
放大部71及訊號取得部72係分別取得有效區域資訊,且掌握區域設定部8所設定之有效區域。接著,放大部71係基於區域設定部8所設定之有效區域,進行感應線33之訊號放大。此外,訊號取得部72係基於區域設定部8所設定之有效區域,選擇放大部71所放大之感應線33之訊號,且分時輸出。另,關於利用放大部71及訊號取得部72使訊號放大之方法或取得方法之具體例,將予以後述。
AD轉換部73係將訊號取得部72輸出之類比訊號轉換成特定位元數之數位訊號。另,藉由AD轉換部73所產生之數位訊號之位元數雖然未限定位數,但若考慮到後段解碼部58及座標檢測部42之處理之精度(觸控位置之檢測精度),較好係例如在12位元以上16位元以下。
區域設定部8包含:有效區域算出部81,其基於觸控資訊,於觸控面板3上設定有效區域,且產生有效區域之位置資訊;及儲存部82,其儲存有效區域算出部81之運算所必須之參數等。
有效區域算出部81係例如包含CPU(例如,可對應上述CPU43),且取得觸控資訊,並掌握觸控面板控制器4算出之觸控面板3上之觸控位置。有效區域算出部81係基於觸控面板控制器4算出之觸控面板3上之觸控位置,於觸控面板3內設定有效區域,並產生有效區域資訊。儲存部82包含暫存器821,用以儲存有效區域算出部81之運算所必須之參數等。另,關於有效區域算出部81之運算內容(有效區域之設定方法)之具體例,將予以後述。
(2)觸控面板系統之第1動作例
其次,對圖30所示之觸控面板系統1r之第1動作例,參照圖式加以說明。最初,對由區域設定部8設定於觸控面板3上之有效區域之一例,參照圖式加以說明。圖31係顯示有效區域之一例之方塊圖。
圖31中例示之有效區域A係設定於觸控面板3之一部分區域者。又,驅動線35r及感應線33r(圖中粗實線)係分別通過有效區域。換言之,驅動線35r及感應線33r產生之各靜電電容係至少一部分包含於有效區域A內。
例如,設定有如圖31所示之有效區域A之情形,驅動線驅動電路5對於通過有效區域A之各驅動線35r施加驅動訊號。另一方面,驅動線驅動電路5不對未通過有效區域A之 各驅動線施加驅動訊號。
關於由驅動線驅動電路5驅動驅動線35之方法的具體例,係參照圖式加以說明。圖32係顯示第1動作例中驅動線驅動電路對驅動線之具體驅動方法之一例圖。另,圖32(a)係顯示將觸控面板3整面作為有效區域加以設定之情形,圖32(b)係將顯示觸控面板3之一部分設定為有效區域之情形(設定圖31所示之有效區域A之情形)。
如圖32(a)所示,將觸控面板3整面作為有效區域加以設定之情形,驅動線驅動電路5對所有驅動線35施加驅動訊號。例如,驅動線驅動電路5對每根驅動線DL施加設定之固有驅動訊號。驅動訊號係包含高位準(「1」)與低位準(「0」)之組合,且訊號位準相對時間方向發生變化。另,該驅動訊號亦可為第1特徵所說明之碼序列。此外,驅動訊號之低位準亦可為「-1」。
另一方面,如圖32(b)所示,於觸控面板3之一部分設定有效區域A之情形,驅動線驅動電路5對通過有效區域A之驅動線35r施加驅動訊號。此時,驅動線驅動電路5對驅動線35r施加上述固有之驅動訊號。又,驅動線驅動電路5係令未通過有效區域A之各驅動線接地,並抑制該等驅動線之訊號位準隨時間之變化。
因此,如圖32(b)所示之例中,對通過有效區域A之驅動線35r施加之驅動訊號係與圖32(a)所示情形下,施加於該等驅動線35r之驅動訊號相同。再者,如圖32(b)所示之例中,未通過有效區域A之驅動線之訊號位準係對於時間方 向成不變值「0」。另,若未通過有效區域A之驅動線之訊號位準相對於時間方向不變,則值不限定於「0」,亦可為「1」,又可為「1」與「0」之組合(例如,鄰接之2根驅動線之一者為「0」,另一者為「1」)。
如此,若驅動線驅動電路5選擇性驅動通過有效區域A之驅動線35r,則可防止驅動線35之無用驅動。因此,可降低驅動驅動線35之電力消耗,可抑制雜訊產生,並提升觸控操作之檢測感度。此外,藉由限定地驅動驅動線35r,可提升觸控面板控制器4中觸控位置之檢測精度。
又,由於驅動線驅動電路5以圖32所示之方式控制驅動線35,故驅動線控制器4(尤其,解碼部58)可容易地識別由觸控操作所產生之感應線33之訊號變動。
又例如設定圖31所示之有效區域A時,放大部71選擇性對通過有效區域A之感應線33r之訊號進行放大。該放大部71之具體動作例係參照圖式加以說明。圖33係顯示第1動作例中放大部之具體動作之一例之方塊圖。
如圖33所示,放大部71包含:放大器711,其分別對應於感應線33;及開閉開關712,其控制是否將感應線33之訊號供給至放大器711。然而,各開閉開關712係根據有效區域資訊進行控制。
具體而言,供給通過有效區域A之感應線33r訊號之開閉開關712成導通狀態。藉此,通過有效區域A之感應線33r之訊號係被放大器711放大,且自放大部71輸出。另一方面,供給未通過有效區域A之感應線之訊號之開閉開關712 成未導通狀態。藉此,未通過有效區域A之感應線訊號未被放大器711放大,且未從放大部71輸出。
如此,藉由放大部71選擇性放大通過有效區域A之感應線33r之訊號,可降低訊號放大之電力消耗。另,用以選擇性放大感應線33r訊號之構造係並不限定於例示之放大器711及開閉開關712,只要為可取得同樣效果,則亦可為其他構造。例如,亦可包含可切換放大器711之活性/非活性之開關,以替代(或加上)開閉開關712。
又,訊號取得部72選擇性取得通過有效區域A之感應線33r之訊號,並分時輸出。該訊號取得部72之具體動作例係參照圖式加以說明。圖34係顯示第1動作例中選擇取得部之具體動作之一例之方塊圖。
如圖34所示,訊號取得部72包含分支開關721,其從對應於各感應線33之端子中選擇其一,並連接於後段。但,分支開關721係根據有效區域資訊進行控制。
具體而言,分支開關721與通過有效區域A之感應線33r所對應之端子連接。藉此,經放大部71放大之通過有效區域A之感應線33r之訊號輸出至後段。另一方面,分支開關721不與未通過有效區域A之感應線所對應之端子連接。藉此,未通過有效區域A之感應線之訊號未輸出至後段。
如此,藉由訊號取得部72選擇性取得通過有效區域A之感應線33r之訊號,並分時輸出,可防止無用訊號被輸出至訊號取得部72之後段。從而,可降低訊號取得部72後段(例如,AD轉換部73、解碼部58、及座標檢測部42)處理之 電力消耗。另,用以選擇性取得訊號且分時輸出之構造係並不限定於例示之分支開關721,只要可取得同樣效果則亦可為其他構造。
接著,AD轉換部73將訊號取得部72輸出之類比訊號轉換成數位訊號,且解碼部58基於該數位訊號求得觸控面板3(有效區域A)之靜電電容之差分分布,並藉由座標檢測部42參照該差分分布,檢測觸控面板3(有效區域A)之觸控位置,從而產生觸控資訊。
如此,觸控面板控制器4選擇性處理通過有效區域A之感應線33r之訊號。因此,可防止無用之訊號處理。從而,可降低訊號處理之電力消耗。此外,藉由對通過有效區域A之感應線33r之訊號進行限定處理,可提升觸控位置之檢測精度。
如上所述,觸控面板控制器4進行基於區域設定部8所設定之有效區域A之動作。另一方面,區域設定部8基於觸控面板控制器4檢測之觸控位置,來更新設定於觸控面板3上之有效區域A,並設定新有效區域。
以下,針對區域設定部8具體之一連串動作例,參照圖式加以說明。圖35係顯示第1動作例之區域設定部之具體動作之一例之流程圖。此外,圖36係顯示第1動作例之有效區域之設定方法之一例之圖。
以下為便於說明,如圖36所示,將感應線33整列方向(圖中上下方向、X方向)之位置作為X,將驅動線35整列方向(圖中左右方向、Y方向)之位置作為Y,並以座標(X,Y) 來表示觸控面板3內之位置。此外,將觸控面板3之左上角座標設為(0,0),將右下角座標設為(n,m)。其中,n及m至少一者為2以上之自然數,成為觸控面板3上設置有n根感應線33、及m根驅動線35者。又,將有效區域A之左上角座標設為(Xs,Ys),且將有效區域A之右下角座標設為(Xe,Ye)。
又,圖36係例示有效區域A以觸控位置(Xp,Yp)為中心,將X方向長度設為WD_S,Y方向長度設為WD_D之情形。另,該有效區域A之設定方法之細節將予以後述。
如圖35所示,有效區域算出部81在觸控面板系統1r動作開始時,應設定成為觸控面板3整面之有效區域,並算出成為(Xs,Ys)=(0,0)且(Xe,Ye)=(n,m)之有效區域資訊(步驟#1)。接著,有效區域算出部81將算出之有效區域資訊輸出(步驟#2)。
接著,有效區域算出部81取得觸控面板控制器4所產生之觸控資訊(步驟#3)。此時,有效區域算出部81藉由確認儲存於儲存部82之暫存器821中之參數,來確認係基於觸控位置而設定新有效區域之「點驅動模式」(第1模式)、或繼續將觸控面板3整面作為新有效區域來設定之「整面檢測模式」(第2模式)(步驟#4)。
「點驅動模式」及「整面檢測模式」可例如藉由使用者之指示(操作)進行切換。因此,使用者例如根據觸控面板系統之設置環境或使用環境等,可藉謀求降低電力消耗及提升觸控操作之檢測感度之「點驅動模式」、與自觸控面 板3整面無遺漏檢測觸控位置之「整面檢測模式」之任一者,使觸控面板系統1r動作。另,觸控面板系統1r之構成亦可根據使用者指示以外之因素,自動選擇該等模式來進行動作。
「整面檢測模式」之情形(步驟#4、NO),有效區域算出部81應設定成為觸控面板3整面之新有效區域,並算出(Xs,Ys)=(0,0)且(Xe,Ye)=(n,m)之有效區域資訊(步驟#5)。接著,有效區域算出部81將算出之有效區域資訊輸出(步驟#6)。
接著,輸出新觸控資訊之情形(步驟#7、YES)則返回步驟#3,並取得該觸控資訊。另一方面,未輸出新觸控資訊之情形(步驟#7、NO)則結束動作。
於「點驅動模式」之情形時(步驟#4、YES),未算出觸控面板3上觸控位置之情形(步驟#8、NO),則有效區域算出部81進行與上述「整面檢測模式」之情形相同之動作(步驟#5~#7)。藉此,因在觸控面板3整面上設定有效區域,故無論接下去對觸控面板3上哪個位置進行觸控操作,觸控面板控制器4亦可檢測該觸控操作,並檢測該觸控位置。
另一方面,於「點驅動模式」之情形時(步驟#4、YES),算出觸控面板3上之觸控位置之情形(步驟#8、YES),則有效區域算出部81應設定包含觸控位置之新有效區域,如圖36所示,算出成為Xs=Xp-WD_S/2、Ys=Yp-WD_D/2、Xe=Xp+WD_S/2、Ye=Yp+WD_D/2之新有效區域 資訊(步驟#9)。接著,有效區域算出部81將算出之有效區域資訊輸出(步驟#6)。藉此,有效區域算出部81可設定有包含繼而檢測觸控位置之位置之較高可能性的新有效區域A。
接著,輸出新觸控資訊之情形時(步驟#7、YES),則返回步驟#3,並取得該觸控資訊。另一方面,未輸出新觸控資訊之情形(步驟#7、NO)則結束動作。
如上所述,本例之觸控面板系統1r中,基於檢測之觸控位置,將應進行觸控位置檢測之區域即有效區域,限定性設定於觸控面板3內。從而,藉由避免無用之檢測,可降低電力消耗,並提升觸控操作之檢測感度。
另,上述觸控面板控制器4之動作、與區域設定部8之動作(圖35之步驟#3~#9之動作)係以特定之畫面更新率(frame rate)(例如,120 Hz)反復進行。
且,有效區域算出部81雖然在動作中逐次確認為「點驅動模式」或「整面檢測模式」(步驟#4),但亦可不逐次進行該確認。例如,有效區域算出部81在步驟#2後進行該確認,其後無論使用者等輸入何種指示,亦可對應各者之模式來進行動作。
另,區域設定部8設定之有效區域之大小(例如,WD_D及WD_S)可為固定值,亦可為可變值。有效區域大小為可變值之情形,區域設定部8若對應觸控位置之移動速度來設定新有效區域之大小,則由於下一個觸控位置包含於該新有效區域內之可能性較高,故較好。
該情形中有效區域之具體設定方法例係參照圖37加以說明。圖37係顯示第1動作例中有效區域之設定方法之其他例之圖。圖8係例示當前畫面之觸控位置為(Xpa,Ypa),下一畫面之觸控位置為(Xpb,Ypb)之情形。又,將當前幀中觸控位置之X方向之移動速度作為Vx,Y方向之移動速度作為Vy,且將畫面更新率作為f。
區域設定部8係基於當前畫面中觸控位置(Xpa,Ypa)及移動速度(Vx,Vy),以包含下一畫面中觸控位置(Xpb,Ypb)之方式,來設定新有效區域。即,區域設定部8以成為WD_S≧2×Vx/f、WD_D≧2×Vy/f之方式,設定新有效區域。例如,Vy=1000 mm/s,f=120 Hz之情形,成為WD_D≧16.7 mm。
又,區域設定部8亦可將依序取得之觸控位置儲存於儲存部82中,求得觸控位置之變動量,並基於該變動量,求的當前畫面中觸控位置之移動速度。
此外,區域設定部8亦未必須設定以觸控位置為中心之有效區域。例如,在觸控面板3之邊端附近檢測觸控位置之情形,區域設定部8亦可設定觸控位置偏向該邊端側之有效區域。又,區域設定部8亦可設定基於觸控位置移動方向之有效區域。例如,區域設定部8亦可設定觸控位置偏向與觸控位置移動方向相反方向之有效區域。
(3)觸控面板系統之第2動作例
圖30所示之觸控面板系統1r,因觸控面板控制器4基於觸控面板3之靜電電容之差分分布來檢測觸控位置,故即 使觸控面板3上有複數個觸控位置,亦可分別檢測各觸控位置(可對應多點觸控)。因此,以下,針對對應於多點觸控之觸控面板系統1r之動作例(第2動作例)加以說明。
第2動作例中,雖然觸控面板控制器4係可檢測複數個觸控位置,且區域設定部8可基於複數個觸控位置設定有效區域者,但該基本動作係與上述第1動作例共通。因此,下述第2動作例之說明中,與第1動作例共通之部分係適當參酌第1動作例之說明,並省略對其詳細說明。
最初,關於藉由區域設定部8設定於觸控面板3內之有效區域之一例,參照圖式加以說明。圖38係顯示第2動作例中設定於觸控面板3內之有效區域之一例之方塊圖。另,圖38係例示有2個觸控位置在觸控面板3上分開之情形所設定之有效區域A1、A2。
圖38中例示之有效區域A1、A2係分別設定於觸控面板3內之一部分之區域內。此外,驅動線35r1及感應線33r1(圖中粗實線)係分別通過有效區域A1,且驅動線35r2及感應線33r2(圖中粗實線)係分別通過有效區域A2。換言之,驅動線35r1及感應線33r1所形成之各檢測區域X係至少一部分包含於有效區域A1內,驅動線35r2及感應線33r2所產生之各檢測區域X係至少一部分包含於有效區域A2內。
例如,觸控面板3內,於圖38所示之設定有有效區域A1、A2之情形,驅動線驅動電路5係分別對通過有效區域A1之驅動線35r1、及通過有效區域A2之驅動線35r2施加驅動訊號。另一方面,驅動線驅動電路5不分別對未通過有 效區域A1、A2任一者之驅動線施加驅動訊號。
第2動作例中,關於由驅動線驅動電路5對驅動線35之驅動方法的具體例,係參照圖式加以說明。圖39係顯示第2動作例中利用驅動線驅動電路對驅動線之具體驅動方法之一例之圖。
如圖39所示,驅動線驅動電路5係分別對通過有效區域A1之驅動線35r1、及通過有效區域A2之驅動線35r2施加上述固有之驅動訊號(參照圖32)。再者,驅動線驅動電路5係令未通過有效區域A1、A2任一者之各驅動線接地等,並抑制該等驅動線之訊號位準隨時間產生變化。
如此,在多點觸控時,驅動線驅動電路5亦藉由選擇性驅動通過有效區域A1、A2之驅動線35r1、35r2,而可防止驅動線35進行無用驅動。因此,可降低驅動線35之驅動消耗之消耗電力,且可抑制雜訊產生,並提升觸控操作之檢測感度。又,藉由限定性驅動驅動線35r1、35r2,可提升觸控面板控制器4中觸控位置之檢測精度。
又,例如在觸控面板3內,設定圖38所示之有效區域A1、A2時,放大部71選擇性放大通過有效區域A1之感應線33r1、及通過有效區域A2之感應線33r2之各訊號。關於該放大部71之具體性動作例係參照圖式加以說明。圖40係顯示第2動作例中放大部之具體動作之一例之方塊圖。另,如圖40所示之放大部71與第1動作例所說明之放大部71(參照圖33)相同。
如圖40所示,分別供給通過有效區域A1之感應線33r1、 及通過有效區域A2之感應線33r2之各訊號之開閉開關712成導通狀態。藉此,通過有效區域A1之感應線33r1、及通過有效區域A2之感應線33r2之各訊號由放大器711予以放大,且自放大部71輸出。另一方面,供給未通過有效區域A1、A2之任一者之感應線訊號之開閉開關712成非導通狀態。藉此,未通過有效區域A1、A2任一者之感應線訊號係未被放大器711放大,且未從放大部71輸出。
藉此,放大部71係藉由選擇性對通過有效區域A1、A2之感應線33r1、33r2之訊號進行放大,可降低感應線33之訊號放大所耗費之消耗電力。
又,訊號取得部72係選擇性取得通過有效區域A1之感應線33r1之訊號、及通過有效區域A2之感應線33r2之訊號,且分時輸出。關於該訊號取得部72之具體動作例,係參照圖式加以說明。圖41係顯示第2動作例中選擇取得部之具體動作之一例之方塊圖。另,圖41所示之訊號取得部72與第1動作例所說明之訊號取得部72(參照圖34)相同。
如圖41所示,分支開關721可與分別對應於通過有效區域A1之感應線33r1、及通過有效區域A2之感應線33r2之端子連接。藉此,經放大部71放大之通過有效區域A1之感應線33r1之訊號、及經放大部71放大之通過有效區域A2之感應線33r2之訊號分別輸出至後段。另一方面,分支開關721不與未通過有效區域A1、A2任一者之感應線所對應之端子連接。藉此,未通過有效區域A1、A2任一者之感應線之訊號不被輸出至後段。
如此,藉由訊號取得部72選擇性取得通過有效區域A1、A2之感應線33r1、33r2之訊號,並分時輸出,可防止無用訊號被輸出至訊號取得部72之後段。從而,可降低訊號取得部72後段(例如,AD轉換部73、解碼部58、及座標檢測部42)處理所消耗之電力消耗。
接著,AD轉換部73將訊號取得部72輸出之類比訊號轉換成數位訊號,且解碼部58基於該數位訊號求得觸控面板3(有效區域A1、有效區域A2)之靜電電容之差分分布,並藉由座標檢測部42參照該差分分布,檢測觸控面板3(有效區域A1、A2)之觸控位置,從而產生觸控資訊。另,此時解碼部58及座標檢測部42不僅可於有效區域A1、A2上,即使在驅動線35r1與感應線33r2通過之區域上檢測觸控位置,亦可於驅動線35r2與感應線33r1通過之區域上檢測觸控位置。
如此,在多點觸控中,觸控面板控制器4藉由選擇性對通過有效區域A1、A2之感應線33r1、33r2之訊號進行處理,可防止無用之訊號處理。從而,可降低訊號處理所消耗之電力消耗。此外,藉由對通過有效區域A1、A2之感應線33r1、33r2之訊號進行限定性處理,可提升觸控位置之檢測精度。
繼而,關於區域設定部8設定(更新)有效區域之具體一連串動作例,係參照圖式加以說明。圖42係顯示第2動作例中區域設定部之具體動作之一例之流程圖。此外,圖43係顯示第2動作例中有效區域之設定方法之一例之圖。 另,以下,與第1動作例之說明(參照圖36)相同,將感應線33之整列方向(圖43中上下方向、X方向)之位置作為X,且將驅動線35之整列方向(圖43中左右方向、Y方向)之位置作為Y,並以座標(X,Y)表示觸控面板3內之位置,且將觸控面板3之左上角座標設為(0,0),將右下角座標設為(n,m)。又,將有效區域Ai之左上角座標設為(Xsi,Ysi),且將有效區域Ai之右下角座標設為(Xei,Yei)。
i係用以識別有效區域及有效區域資訊之編號,可取1以上且max以下之值(max為2以上自然數)。即,max係區域設定部8可設定之有效區域之數之上限值,例如,其亦可與觸控面板控制器4可檢測之觸控位置之數相等。藉此,若將驅動設定部8可設定之有效區域之數設定為上限值(max),則由於可抑制區域設定部8之運算量過剩,及區域設定部8設定之有效區域總面積過大,故較好。
圖43係例示有效區域A1以觸控位置(Xp1,Yp1)為中心,將X方向長度設為WD_S1,Y方向長度設為WD_D1,且有效區域A2以觸控位置(Xp2,Yp2)為中心,將X方向長度設為WD_S2,Y方向長度設為WD_D2之情形。另,該有效區域A1、A2之設定方法之細節將予以後述。
如圖42所示,有效區域算出部81在觸控面板系統1r動作開始時,應設定成為觸控面板3之整面之有效區域,並算出成為(Xs1,Ys1)=(0,0)且(Xe1,Ye1)=(n,m)之有效區域資訊。此時,雖然有效區域算出部81亦可將剩餘之i=2~max之有效區域資訊作為某個值而算出,但本例中,係與i=1 之有效區域資訊相同,作為(Xsi,Ysi)=(0,0)且(Xei,Yei)=(n,m)而算出(步驟#11)。
接著,有效區域算出部81輸出步驟#11中算出之i=1~max之有效區域資訊(步驟#12)。另,觸控面板控制器4之各部係基於i=1之有效區域資訊所對應之有效區域A1,來進行驅動線35之驅動或感應線33之訊號處理,但關於i=2~max之有效區域資訊則忽略。
其次,有效區域算出部81取得觸控面板控制器4產生之觸控資訊(步驟#13)。此時,有效區域算出部81係藉由確認儲存於儲存部82之暫存器821中之參數,而確認為「點驅動模式」(第1模式)、或為「整面檢測模式」(第2模式)(步驟#14)。
於「整面檢測模式」之情形(步驟#14、NO),有效區域算出部81應設定成為觸控面板3之整面之新有效區域,並算出(Xs1,Ys1)=(0,0)且(Xe1,Ye1)=(n,m)之有效區域資訊。此時,雖然有效區域算出部81亦可將剩餘之i=2~max之有效區域資訊作為某個值而算出,但本例中,係與i=1之有效區域資訊相同,作為(Xsi,Ysi)=(0,0)且(Xei,Yei)=(n,m)而算出(步驟#15)。
其次,有效區域算出部81輸出步驟#15中算出之i=1~max之有效區域資訊(步驟#16)。另,觸控面板控制器4之各部係基於i=1之有效區域資訊所對應之有效區域A1,而進行驅動線35之驅動或感應線33之訊號處理,但關於i=2~max之有效區域資訊則忽略。
接著,輸出新觸控資訊之情形(步驟#17、YES)則返回步驟#13,並取得該觸控資訊。另一方面,未輸出新觸控資訊之情形(步驟#17、NO)則結束動作。
於「點驅動模式」之情形(步驟#14、YES)下,若為不檢測觸控面板3上觸控位置之情形(步驟#18、NO),則有效區域算出部81進行與上述「整面檢測模式」之情形相同之動作(步驟#15~#17)。藉此,因在觸控面板3整面上設定有效區域,故無論接著對觸控面板3上哪個位置進行觸控操作,觸控面板控制器4均可檢測觸控位置。
另一方面,為「點驅動模式」之情形(步驟#14、YES),檢測觸控面板3上之觸控位置之情形(步驟#18、YES),則有效區域算出部81應設定包含觸控位置之新有效區域,例如如圖43所示,算出成為Xsi=Xpi-WD_Si/2、Ysi=Ypi-WD_Di/2、Xei=Xpi+WD_Si/2、Yei=Ypi+WD_Di/2之i=1~num之新有效區域資訊(圖43之例中為num=2)。即,num係有效區域算出部8設定之有效區域數,例如,亦可與觸控面板控制器4算出之觸控位置數相等。此時,雖然有效區域算出部81亦可將剩餘之i=num+1~max之有效區域資訊作為某個值算出,但本例中,係作為(Xsi,Ysi)=(0,0)且(Xei,Yei)=(n,m)而算出(步驟#19)。
其次,有效區域算出部81輸出步驟#19算出之i=1~max之有效區域資訊(步驟#16)。另,觸控面板控制器4之各部係基於i=1~num之各有效區域資訊所對應之有效區域A1~Anum,進行驅動線35之驅動或感應線33之訊號處理, 但關於i=num+1~max之有效區域資訊則忽略。藉此,有效區域算出部81可設定包含隨後觸控位置之可能性較高的新有效區域A1~Anum。
接著,輸出新觸控資訊之情形(步驟#17、YES)則返回步驟#13並取得該觸控資訊。另一方面,未輸出新觸控資訊之情形(步驟#17、NO)則結束動作。
如上所述,本例之觸控面板1r中,在觸控面板控制器4檢測複數個觸控位置之情形(多點觸控時)時,區域設定部8亦可設定有效區域。且,本例之觸控面板系統1r中,基於檢測之各個觸控位置,應進行觸控位置檢測之區域即有效區域係限定設定於觸控面板3內。因此,藉由避免無用之檢測,可降低電力消耗,並提升觸控操作之檢測感度。
又,本例之觸控面板系統1r中,對應於檢測之各觸控位置之有效區域係被分別設定。因此,於區域設定部8設定之各個有效區域間,可設置間隙(非有效區域之區域)。因此,可縮小區域設定部8所設定之有效區域總面積。
另,上述觸控面板控制器4之動作、與區域設定部8之動作(圖42之步驟#13~#19之動作)係以特定之畫面更新率(例如,120 Hz)反復進行。
又,有效區域算出部81雖然在動作中逐次確認係「點驅動模式」、或「整面檢測模式」(步驟#14),但亦可不逐次進行該確認。例如,有效區域算出部81亦可在步驟#12後進行該確認,之後由使用者等輸入任何指示後,再進行對應各者模式之動作。
此外,有效區域算出部81為「點驅動模式」時,無論是否藉由觸控面板控制器4檢測觸控位置,均可藉特定時序(例如,每特定之畫面數),設定成為觸控面板3整面之新有效區域。具體亦可例如,圖42中,在進行步驟#18前判斷是否為特定之時序,若係特定之時序則進行步驟#15,否則則進行步驟#18。
若如此,區域設定部8在對應於觸控面板控制器4依序檢測之觸控位置而依序設定有效區域之動作(點驅動)開始後,即使於觸控面板3上其他部位進行觸控操作,亦因在特定之時序設定成為觸控面板3整面之有效區域,故該觸控位置可由觸控面板控制器4檢測。
又,區域設定部8所設定之有效區域之大小(例如WD_Di及WD_Si)可相同,但每有效區域(每i)亦可不同。且,區域設定部8所設定之有效區域之大小(例如WD_Di及WD_Si)可為固定值,亦可為可變值。有效區域之大小為可變值時,亦如第1動作例所述般(參照圖37),區域設定部8若對應於觸控位置之移動速度而設定新有效區域之大小時,由於接著檢測觸控位置之位置包含在該新有效區域內之可能效較高,故而較佳。
關於該情形之有效區域之具體設定方法之例,係參照圖44加以說明。圖44係顯示第2動作例中有效區域之設定方法之其他例之圖。圖44係例示當前畫面之第1觸控位置為(Xp1a,Yp1a),第2觸控位置為(Xp2a,Yp2a),且下一畫面中第1觸控位置為(Xp1b,Yp1b),第2觸控位置為(Xp2b, Yp2b)之情形。又,將當前畫面中第1觸控位置之X方向之移動速度作為Vx1,Y方向之移動速度作為Vy1,將當前畫面中第2觸控位置之X方向之移動速度作為Vx2,Y方向之移動速度作為Vy2,且將畫面更新率作為f。
區域設定部8基於當前畫面中第1觸控位置(Xp1a,Yp1a)及移動速度(Vx1,Vy1),以包含下一畫面中第1觸控位置(Xp1b,Yp1b)之方式,來設定新有效區域。即,區域設定部8係以成為WD_S1≧2×Vx1/f、WD_D1≧2×Vy1/f之方式,設定新有效區域。同樣,區域設定部8係基於當前畫面中第2觸控位置(Xp2a,Yp2a)及移動速度(Vx2,Vy2),以包含下一畫面中第2觸控位置(Xp2b,Yp2b)之方式,設定新有效區域。即,區域設定部8係以成為WD_S2≧2×Vx2/f、WD_D2≧2×Vy2/f之方式,設定新有效區域。
又,區域設定部8中,亦可將依序取得之各觸控位置儲存於儲存部82中,且求得各觸控位置之變動量,並基於該變動量,謀求當前畫面中各觸控位置之移動速度。
此外,區域設定部8亦可未必以各者之觸控位置為中心來設定各者之有效區域。例如,在觸控面板3之邊端附近檢測某個觸控位置時,區域設定部8亦可設定該觸控位置偏向該邊端側之有效區域。又,區域設定部8亦可基於觸控位置移動方向設定有效區域。例如,區域設定部8亦可設定該觸控位置偏向於與某個觸控位置之移動方向相反之方向之有效區域。
又,至此之第2動作例之說明中,雖然主要例示觸控面 板3上2個觸控位置分開之情形,但如圖30所示之觸控面板系統1r,即使在觸控面板3上存在三個以上之觸控位置,亦可進行相同動作。對此,參照圖式加以說明。圖45係顯示第2動作例中設定於觸控面板內之有效區域之其他例之方塊圖。另,圖45中,例示觸控面板3上之3個觸控位置分開之情形。
如圖45所示,即使觸控面板3上存在3個觸控位置,區域設定部8亦可設定對應各觸控位置之有效區域A1~A3(參照圖42)。此時,驅動線驅動電路5只要分別選擇性驅動通過有效區域A1之驅動線35r1、通過有效區域A2之驅動線35r2、及通過有效區域A3之驅動線35r3即可。又,此時之觸控面板控制器4只要選擇性處理通過有效區域A1之感應線33r1、通過有效區域A2之感應線33r2、及通過有效區域A3之感應線33r3之各訊號即可。另,驅動線35r1~35r3及感應線33r1~33r3於圖中係以粗實線表示。
如此,即使觸控面板3上之觸控位置數量發生變動,區域設定部8亦可配合設定之有效區域之變動,僅變動應驅動之驅動線、或應處理訊號之感應線。因此,如圖30所示之觸控面板系統1r係即使對在觸控面板3上存在3個以上之觸控位置之多點觸控中,亦可與具有2個觸控位置之情形(參照圖38~圖44)同樣對應。
然而,截至目前之第2動作例之說明中,雖然針對觸控面板3上觸控位置分開之情形加以例示,但亦可為觸控面板3上觸控位置接近之情形。該情形中,關於圖30所示之 觸控面板系統1r之動作例係參照圖式加以說明。圖46係顯示第2動作例中設定於觸控面板內之有效區域之其他例之方塊圖。另,圖46中,例示觸控面板3上有2個觸控位置接近之情形。
如圖46所示,觸控面板3上觸控位置接近之情形,區域設定部8可設定一部分區域重複之有效區域A1、A2。此時,驅動線驅動電路5係分別選擇性驅動僅通過有效區域A1之驅動線35r11、僅通過有效區域A2之驅動線35r22、及通過有效區域A1、A2兩者之驅動線35r12。又,此時觸控面板控制器4係選擇性處理僅通過有效區域A1之感應線35r11、僅通過有效區域A2之感應線33r22、及通過有效區域A1、A2兩者之感應線33r12之各訊號。另,驅動線35r11、35r22、35r12、及感應線33r11、33r22、33r12於圖中係以粗實線表示。
該情形中,利用驅動線驅動電路5對驅動線35之驅動方法之具體例係參照圖式加以說明。圖47係顯示第2動作例中驅動線驅動電路之驅動線之具體驅動方法之其他例之圖。另,圖47係假設設定有如圖46所示之有效區域A1、A2之情形。
如圖47所示,驅動線驅動電路5分別對僅通過有效區域A1之驅動線35r11、僅通過有效區域A2之驅動線35r22、及通過有效區域A1、A2之兩者之驅動線35r12施加上述固有驅動訊號(參照圖32)。再者,驅動線驅動電路5係使未通過有效區域A1、A2任一者之各驅動線接地等,且抑制該等 驅動線之訊號位準隨時間產生變化。
又,對該情形中,關於放大部71之具體動作例,參照圖式加以說明。圖48係顯示第2動作例中放大部具體動作之其他例之方塊圖。另,如圖48所示之放大部71與圖40所示之放大部71相同。又,圖48係假設設定有如圖46所示之有效區域A1、A2之情形。
如圖48所示,供給僅通過有效區域A1之感應線33r11、僅通過有效區域A2之感應線33r22、及通過有效區域A1、A2兩者之感應線33r12之各訊號之開閉開關712成導通狀態。藉此,僅通過有效區域A1之感應線33r11、僅通過有效區域A2之感應線33r22、及通過有效區域A1、A2兩者之感應線33r12之各訊號經放大器711放大,並從放大部71輸出。另一方面,供給未通過有效區域A1、A2任一者之感應線之訊號之開閉開關712成非導通狀態。藉此,未通過有效區域A之感應線之訊號未被放大器711放大,且未從放大部71輸出。
又,關於該情形中之訊號取得部72之具體動作例,參照圖式加以說明。圖49係顯示第2動作例中選擇取得部之具體動作之其他例之方塊圖。另,圖49所示之訊號取得部72與圖41所示之訊號取得部72相同。此外,圖49係假設設定有圖46所示之有效區域A1、A2之情形。
如圖49所示,分支開關721可與僅通過有效區域A1之感應線33r11、僅通過有效區域A2之感應線33r22、及通過有效區域A1、A2兩者之感應線33r12之各者所對應之端子連 接。藉此,由放大部71放大後之僅通過有效區域A1之感應線33r11之訊號、僅通過有效區域A2之感應線33r22之訊號、及通過有效區域A1、A2兩者之感應線33r12之訊號分別輸出至後段。另一方面,分支開關721不與未通過有效區域A1、A2任一者之感應線所對應之端子連接。藉此,未通過有效區域A1、A2任一者之感應線之訊號未輸出至後段。
如此,即使觸控面板3上檢測之觸控位置接近,區域設定部8亦配合設定之有效區域之變動,僅變動應驅動之驅動線、或應處理訊號之感應線。因此,如圖30所示之觸控面板系統1r即使處於在觸控面板3上複數個觸控位置接近之情形下之多點觸控,亦可與觸控位置分開之情形(參照圖38~圖44)同樣對應。
如上所述,觸控面板3上複數個觸控位置接近之狀況下,實質上,區域設定部8成為設定包含各觸控位置之有效區域。又,區域設定部8在觸控面板3上複數個觸控位置接近之情形中,亦可以設定包含各觸控位置之包括性有效區域之方式,進行有效區域資訊之算出等。
又,無論觸控面板3上複數個觸控位置是否接近,區域設定部8均可基於觸控面板控制器4所檢測之複數個觸控位置,來設定有效區域。具體例如,區域設定部8亦可設定包含觸控面板控制器4所檢測之各觸控位置之包括性有效區域。
(4)其他
[1]雖然例示放大部71及訊號取得部72兩者基於有效區域資訊,選擇性處理感應線33之訊號之構成,但亦可以任一者進行選擇性處理之構成。進行該等處理之任一者時,亦可降低電力消耗。
[2]雖然例示驅動線驅動電路5選擇性驅動驅動線35之動作(第1動作)、及觸控面板控制器4選擇性處理感應線33之訊號之動作(第2動作)同時進行之情形,但亦可進行任一動作。於進行該等動作之任一者時,亦可謀求降低電力消耗或提升觸控操作之檢測感度。
[3]雖然作為本發明之一個實施形態,例示有投影型靜電電容方式之觸控面板系統,但本發明只要係其他投影型之靜電電容方式、或表面型之靜電電容方式、光學式等之可選擇性驅動或選擇性處理之觸控面板系統,任何方式之觸控面板系統均可應用。
<<變形等>>
本發明係不限定於上述第1特徵及第2特徵中各者之實施形態,且可在申請專利範圍所示之範圍中進行各種變更,將第1特徵中實施形態1~17及第2特徵所揭示之技術性方法適當組合而取得之實施形態亦包含於本發明之技術範圍中。即,本次揭示之第1特徵之實施形態1~17及第2特徵之所有點均應認為僅作為例示,而並非意欲限制者。本發明之範圍並非如第1特徵之實施形態1~17及第2特徵所說明,而係由專利申請範圍而表示,與專利申請範圍意義均等及範圍內之所有變更均欲涵蓋於本發明之範圍內。
[產業上之可利用性]
本發明可應用於電視、個人電腦、行動電話、數位相機、攜帶式遊戲機、電子相框、攜帶式資訊終端、電子書、家電製品、售票機、ATM、及車用導航裝置等觸控式之各種電子機器。此外,亦可應用於大型顯示裝置之顯示面或電子式之白板等之大型電子機器。
1‧‧‧觸控面板系統
1a‧‧‧觸控面板系統
1b‧‧‧觸控面板系統
1c‧‧‧觸控面板系統
1d‧‧‧觸控面板系統
1e‧‧‧觸控面板系統
1f‧‧‧觸控面板系統
1g‧‧‧觸控面板系統
1h‧‧‧觸控面板系統
1i‧‧‧觸控面板系統
1j‧‧‧觸控面板系統
1k‧‧‧觸控面板系統
1m‧‧‧觸控面板系統
1n‧‧‧觸控面板系統
1o‧‧‧觸控面板系統
1r‧‧‧觸控面板系統
2‧‧‧顯示裝置
3‧‧‧觸控面板
3a‧‧‧觸控面板
3b‧‧‧觸控面板
3c‧‧‧觸控面板
4‧‧‧觸控面板控制器
5‧‧‧驅動線驅動電路
8‧‧‧區域設定部
10‧‧‧行動電話
31‧‧‧主感應器(主感應部)
31a‧‧‧主感應器群(主感應部)
31b‧‧‧主感應器群(主感應部)
32‧‧‧副感應器(副感應部)
32a‧‧‧副感應器群(副感應部)
33‧‧‧感應線
33r‧‧‧感應線
33r1‧‧‧感應線
33r2‧‧‧感應線
33r3‧‧‧感應線
33r11‧‧‧感應線
33r12‧‧‧感應線
33r22‧‧‧感應線
34‧‧‧副感應線
35‧‧‧驅動線
35r‧‧‧驅動線
35r1‧‧‧驅動線
35r2‧‧‧驅動線
35r3‧‧‧驅動線
35r11‧‧‧驅動線
35r12‧‧‧驅動線
35r22‧‧‧驅動線
41‧‧‧減算部
41a‧‧‧減算部
42‧‧‧座標檢測部(觸控檢測部)
43‧‧‧CPU
45a‧‧‧儲存部
45b‧‧‧儲存部
45c‧‧‧儲存部
45d‧‧‧儲存部
46‧‧‧加算部
47‧‧‧電荷積分器(解碼部)
48‧‧‧AD轉換部(第3 AD轉換部、第4 AD轉換部)
48a‧‧‧AD轉換部(第1 AD轉換部、第2 AD轉換部)
49‧‧‧差動放大器
50‧‧‧全差動放大器
51‧‧‧CPU
52‧‧‧ROM
53‧‧‧RAM
54‧‧‧照相機
55‧‧‧麥克風
56‧‧‧揚聲器
57‧‧‧操作鍵
58‧‧‧解碼部
59‧‧‧判定部(觸控檢測部)
61‧‧‧非觸控操作時資訊記憶部
62‧‧‧校正部
71‧‧‧放大部
72‧‧‧訊號取得部
73‧‧‧AD轉換部
81‧‧‧有效區域算出部
82‧‧‧儲存部
100‧‧‧雜訊處理部
101‧‧‧過濾部
102‧‧‧邏輯反轉部
103‧‧‧加算部
711‧‧‧放大器
712‧‧‧開閉開關
721‧‧‧分支開關
821‧‧‧暫存器
A‧‧‧有效區域
A1‧‧‧有效區域
A2‧‧‧有效區域
A3‧‧‧有效區域
SW‧‧‧開閉開關
圖1係顯示本發明之觸控面板系統之基本構成之概略圖。
圖2係顯示圖1之觸控面板系統之基本處理之流程圖。
圖3(a)~(c)係顯示圖1之觸控面板系統中由減算部所處理之訊號之波形之圖。
圖4係顯示本發明之其他觸控面板系統之基本構成之概略圖。
圖5係顯示圖4之觸控面板系統中,未包含副感應器群之觸控面板之概略圖
圖6係顯示圖4之觸控面板系統之基本處理之流程圖。
圖7係顯示本發明之進而其他觸控面板系統之基本構成之概略圖。
圖8係顯示圖7之觸控面板系統之基本處理之流程圖。
圖9係顯示先前觸控面板系統中觸控面板之驅動方式之圖。
圖10係顯示本發明之觸控面板系統中觸控面板之驅動方式(正交序列驅動方式)之圖。
圖11係顯示利用圖9之驅動方式之觸控面板,為取得與圖10之驅動方式之觸控面板同等感度所必須之處理之圖。
圖12係顯示本發明之進而其他觸控面板系統,且包含正交序列驅動方式之觸控面板之觸控面板系統之概略圖。
圖13係顯示本發明之進而其他觸控面板系統之基本構成之概略圖。
圖14係顯示本發明之進而其他觸控面板系統之基本構成之概略圖。
圖15係顯示本發明之進而其他觸控面板系統之基本構成之概略圖。
圖16係顯示本發明之進而其他觸控面板系統之基本構成之概略圖。
圖17係顯示圖16之觸控面板系統中全差動放大器之一例之電路圖。
圖18係顯示本發明之進而其他觸控面板系統之基本構成之概略圖。
圖19係顯示設置於專利文獻1之觸控面板系統之雜訊處理部之方塊圖。
圖20係顯示本發明之進而其他觸控面板系統之基本構成之概略圖。
圖21係顯示圖20之觸控面板系統之基本處理之流程圖。
圖22係顯示本發明之進而其他觸控面板系統之基本構成之概略圖。
圖23係顯示本發明之進而其他觸控面板系統之基本構成 之概略圖。
圖24係顯示本發明之進而其他觸控面板系統之基本構成之概略圖。
圖25係顯示本發明之進而其他觸控面板系統之基本構成之概略圖。
圖26係顯示本發明之進而其他觸控面板系統之基本構成之概略圖。
圖27係顯示圖22之觸控面板系統中判定部之基本處理之流程圖。
圖28(a)~(c)係顯示圖27之流程圖中觸控資訊辨識方法之模式圖。
圖29係顯示搭載上述觸控面板系統之行動電話之構成之功能方塊圖。
圖30係顯示本發明之進而其他觸控面板系統之基本構成之概略圖。
圖31係顯示有效區域之一例之方塊圖。
圖32(a)、(b)係顯示第1動作例中驅動線驅動電路之驅動線之具體驅動方法之一例之圖。
圖33係顯示第1動作例中放大部之具體動作之一例之方塊圖。
圖34係顯示第1動作例中選擇取得部之具體動作之一例之方塊圖。
圖35係顯示第1動作例中區域設定部之具體動作之一例之方塊圖。
圖36係顯示第1動作例中有效區域之設定方法之一例之圖。
圖37係顯示第1動作例中有效區域之設定方法之其他例之圖。
圖38係顯示第2動作例中設定於觸控面板內之有效區域之一例之方塊圖。
圖39係顯示第2動作例中驅動線驅動電路之驅動線之具體驅動方法之一例之圖。
圖40係顯示第2動作例中放大部之具體動作之一例之方塊圖。
圖41係顯示第2動作例中選擇取得部之具體動作之一例之方塊圖。
圖42係顯示第2動作例中區域設定部之具體動作之一例之流程圖。
圖43係顯示第2動作例中有效區域之設定方法之一例之圖。
圖44係顯示第2動作例中有效區域之設定方法之其他例之圖。
圖45係顯示第2動作例中設定於觸控面板3內之有效區域之其他例之方塊圖。
圖46係顯示第2動作例中設定於觸控面板3內之有效區域之其他例之方塊圖。
圖47係顯示第2動作例中驅動線驅動電路之驅動線具體之驅動方法之其他例之圖。
圖48係顯示第2動作例中放大部具體動作之其他例之方塊圖。
圖49係顯示第2動作例中選擇取得部之具體動作之其他例之方塊圖。
1‧‧‧觸控面板系統
2‧‧‧顯示裝置
3‧‧‧觸控面板
4‧‧‧觸控面板控制器
5‧‧‧驅動線驅動電路
31‧‧‧主感應器
32‧‧‧副感應器
33‧‧‧感應線
34‧‧‧副感應線
35‧‧‧驅動線
41‧‧‧減算部
42‧‧‧座標檢測部(觸控檢測部)
43‧‧‧CPU

Claims (24)

  1. 一種觸控面板系統,其特徵在於包含:觸控面板,其包含:複數根感應線及複數根驅動線,該等驅動線係對上述感應線交叉而設置,且與上述感應線之間形成靜電電容;驅動線驅動電路,其並列驅動上述驅動線;觸控面板控制器,其處理上述感應線訊號,並產生觸控資訊;及區域設定部,其基於上述觸控資訊,在上述觸控面板中設定有效區域;且上述觸控面板控制器包含:減算部,其算出互相鄰接之上述感應線之訊號差分;解碼部,其藉由運算並列驅動上述驅動線之碼序列、及與利用上述減算部算出之上述碼序列對應之差分輸出序列的內積,算出上述靜電電容之差分分布;及,觸控檢測部,其基於上述解碼部所算出之上述靜電電容之差分分布,產生上述觸控資訊;上述區域設定部係將基於上述觸控資訊而設定於上述觸控面板之上述有效區域進行更新,而設定新的上述有效區域者;且該觸控面板系統進行下述之至少一動作:由上述驅動線驅動電路選擇性驅動通過目前設定之上述有效區域之上述驅動線之第1動作,與 由上述觸控面板控制器選擇性處理通過目前設定之上述有效區域之上述感應線之訊號之第2動作。
  2. 如請求項1之觸控面板系統,其中進而包含開關,其針對自上述感應線選擇之感應線Sn、與鄰接於該感應線Sn之2根感應線(感應線Sn+1、感應線Sn-1),以算出上述感應線Sn之訊號與上述感應線Sn+1之訊號之差分即第1差分((Sn+1)-Sn)、或上述感應線Sn之訊號與上述感應線Sn-1之訊號之差分即第2差分(Sn-(Sn-1))之方式,切換輸入至上述減算部之上述感應線之訊號,其中n為2以上之自然數。
  3. 如請求項2之觸控面板系統,其中上述開關包含2個端子,且構成為選擇其中一端子;並列驅動上述驅動線之上述碼序列係並列驅動如下所示之第1號至第M號上述驅動線(成分為1或-1)者:d1=(d11,d12,...,d1N)d2=(d21,d22,...,d2N)‧‧‧dM=(dM1,dM2,...,dMN),其中M為2以上之整數,N為自然數,將對應於上述碼序列之上述差分輸出序列「Sj,P(j=1,...,[L/2],P=1,2)(L為感應線數、[n]=n之整數部分)」定義成: Sj,1:開關SW選擇一端子時之對應於d1~dM之輸出序列Sj,2:開關SW選擇另一端子時之對應於d1~dM之輸出序列;上述解碼部運算並列驅動上述驅動線之上述碼序列、及與上述碼序列對應之上述差分輸出序列之內積。
  4. 如請求項2之觸控面板系統,其中上述減算部包含將類比訊號轉換為數位訊號之第1 AD轉換部,且上述減算部在利用上述第1 AD轉換部將自上述感應線取得之類比訊號轉換成數位訊號後,藉由算出該數位訊號之差分,而算出上述第1差分與上述第2差分。
  5. 如請求項2之觸控面板系統,其中上述減算部包含將類比訊號轉換成數位訊號之第2 AD轉換部,且上述減算部在算出自上述感應線取得之類比訊號之差分後,藉由利用上述第2 AD轉換部將該類比訊號之差分轉換成數位訊號,而算出上述第1差分與上述第2差分。
  6. 如請求項5之觸控面板系統,其中上述減算部包含全差動放大器,其藉由算出自彼此鄰接之上述感應線取得之類比訊號的差分,而算出上述第1差分與上述第2差分。
  7. 如請求項1之觸控面板系統,其中進而包含:非觸控操作時資訊記憶部,其在非觸控操作時,記憶由上述解碼部算出之上述靜電電容之差分分布;及校正部,其在觸控操作時從由上述解碼部算出之上述靜電電容之差分分布,減去上述非觸控操作時記憶於資訊記憶部內之非觸控操作時之上述靜電電容之差分分 布。
  8. 如請求項1之觸控面板系統,其中上述觸控檢測部係基於由上述減算部算出之彼此鄰接之感應線訊號之差分、與正及負的臨限值之比較,判定觸控操作之有無。
  9. 如請求項8之觸控面板系統,其中上述觸控檢測部基於由上述減算部算出之彼此鄰接之感應線訊號之差分、與正及負的臨限值之比較,作成將上述靜電電容之差分分布3值化之增減表,且將該增減表轉換為2值圖像,而產生上述觸控資訊。
  10. 如請求項1之觸控面板系統,其中上述驅動線驅動電路係對於通過上述有效區域之各上述驅動線賦予針對上述每根驅動線設定之固有上述碼序列,且對於未通過上述有效區域之上述各驅動線不賦予上述碼序列。
  11. 如請求項1之觸控面板系統,其中上述觸控面板控制器進而包含放大部,其選擇性放大通過上述有效區域之上述感應線之訊號。
  12. 如請求項1之觸控面板系統,其中上述觸控面板控制器進而包含訊號取得部,其選擇性取得通過上述有效區域之上述感應線訊號且分時輸出。
  13. 如請求項1之觸控面板系統,其中上述區域設定部係設定包含上述觸控資訊之一部分即觸控位置之新的上述有效區域。
  14. 如請求項1之觸控面板系統,其中上述區域設定部係設定上述觸控資訊之一部分即觸控位置之、與移動速度相 應的大小之新的上述有效區域。
  15. 如請求項1之觸控面板系統,其中上述區域設定部在上述觸控面板控制器未檢測出觸控操作之情形,設定成為上述觸控面板整面之新的上述有效區域。
  16. 如請求項1之觸控面板系統,其中選擇第1模式時,上述區域設定部基於上述觸控資訊之一部分即觸控位置而設定新的上述有效區域,且選擇第2模式時,上述區域設定部持續設定成為上述觸控面板整面之新的上述有效區域。
  17. 如請求項1之觸控面板系統,其中上述觸控資訊中包含複數個觸控位置時,上述區域設定部基於該複數個觸控位置,設定新的上述有效區域。
  18. 如請求項17之觸控面板系統,其中上述區域設定部基於上述複數個觸控位置而設定新的上述有效區域時,分別設定對應於上述各觸控位置之複數個新的上述有效區域。
  19. 如請求項18之觸控面板系統,其中對上述區域設定部所設定之新的上述有效區域之數量設定有上限值。
  20. 如請求項17之觸控面板系統,其中上述區域設定部在每個特定之時序,設定成為上述觸控面板整面之新的上述有效區域。
  21. 如請求項1之觸控面板系統,其中上述碼序列係正交序列或M序列。
  22. 如請求項1之觸控面板系統,其中進而包含顯示裝置,且 上述觸控面板設置於上述顯示裝置之正面。
  23. 如請求項22之觸控面板系統,其中上述顯示裝置係液晶顯示器、電漿顯示器、或有機EL顯示器、場發射顯示器。
  24. 一種觸控面板式之電子機器,其特徵為包含如請求項1至23中任一項之觸控面板系統。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100002016A1 (en) * 2006-07-13 2010-01-07 Lg Electronics Inc. Method of controlling touch panel display device and touch panel display device using the same
TW201113791A (en) * 2009-10-12 2011-04-16 Novatek Microelectronics Corp Touch detection method and touch detection device and touch display device
TW201117180A (en) * 2009-11-05 2011-05-16 Innolux Display Corp Touch panel and touch display device
TW201118485A (en) * 2009-11-19 2011-06-01 Innolux Display Corp Touch display device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100002016A1 (en) * 2006-07-13 2010-01-07 Lg Electronics Inc. Method of controlling touch panel display device and touch panel display device using the same
TW201113791A (en) * 2009-10-12 2011-04-16 Novatek Microelectronics Corp Touch detection method and touch detection device and touch display device
TW201117180A (en) * 2009-11-05 2011-05-16 Innolux Display Corp Touch panel and touch display device
TW201118485A (en) * 2009-11-19 2011-06-01 Innolux Display Corp Touch display device

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