JP5406774B2 - Touch discrimination device and input device - Google Patents

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Description

本発明は、静電容量形式のタッチ判別装置及びそれを用いた入力装置に関し、例えば液晶ディスプレイに重ねて配置されるタッチパネル装置に適用して有効な技術に関する。   The present invention relates to a capacitance type touch discrimination device and an input device using the same, and relates to a technique effective when applied to, for example, a touch panel device arranged on a liquid crystal display.

近年バッテリ動作の情報機器、携帯電話などに液晶ディスプレイが搭載されている。これらのディスプレイにはタッチパネル機能が装備される傾向にあり、年々増加している。タッチパネルの方式はいくつか存在し、大きくは抵抗型、静電容量型、インセル型(MOSセンサ方式)などが代表的となっている。タッチパネルはディスプレイ上、またはディスプレイの表示ピクセル横などに接触を検知する仕掛けを持つ。この仕掛けのほとんどは電気信号としてタッチパネルコントローラに状態を通知することとなり、同じく電気信号で駆動されている液晶ディスプレイ部の信号変化に大きく影響を受ける。影響の1つは液晶ディスプレイの放出する放射ノイズで、ディスプレイ内のコモン電極、ドレイン線の動作がタッチパネルの検知信号にクロスカップリングノイズを引き起こす。これらのノイズに対して以下の特許文献に挙げるような対策が採られてきた。   In recent years, liquid crystal displays are mounted on battery-operated information devices and mobile phones. These displays tend to be equipped with touch panel functions and are increasing year by year. There are several types of touch panels, and typically, a resistance type, a capacitance type, an in-cell type (MOS sensor type), etc. are representative. The touch panel has a mechanism for detecting contact on the display or next to the display pixel of the display. Most of these devices notify the touch panel controller of the state as an electric signal, and are greatly affected by the signal change of the liquid crystal display unit that is also driven by the electric signal. One of the effects is radiation noise emitted from the liquid crystal display, and the operation of the common electrode and drain line in the display causes cross coupling noise in the detection signal of the touch panel. The countermeasures listed in the following patent documents have been taken against these noises.

特許文献1においては、液晶ディスプレイ駆動信号の変化タイミングを外してタッチパネル出力信号のサンプリングを行い、液晶ディスプレイ起因のノイズを回避させることで、サンプリング精度を向上する技術が述べられている。   Patent Document 1 describes a technique for improving sampling accuracy by sampling the touch panel output signal by removing the change timing of the liquid crystal display drive signal and avoiding noise caused by the liquid crystal display.

特許文献2においては、ノイズを含んだタッチパネル出力アナログ信号からフィルタによりノイズ成分を抽出し、もとのアナログ信号から減算することでノイズ成分のキャンセルを行う技術が述べられている。   In Patent Document 2, a technique is described in which a noise component is extracted from a touch panel output analog signal including noise by a filter and subtracted from the original analog signal to cancel the noise component.

特開2001−166882号公報JP 2001-166882 A 特開2001−125744号公報JP 2001-125744 A

特許文献1の方式では、要求されるA/D変換のサンプリング周期がノイズ発生源の周期と同等の場合に、サンプリングタイミングの変更やサンプリング周期の調整が破綻する可能性がある。特に液晶パネルのノイズ源はコモン電極以外にも考えられ、複数のノイズ発生周期が生じる可能性が高く、十分なノイズ回避ができるように調整することが難しいと考えられる。   In the method of Patent Document 1, when the required sampling period of A / D conversion is equal to the period of the noise generation source, there is a possibility that the change of the sampling timing and the adjustment of the sampling period may fail. In particular, the noise source of the liquid crystal panel can be considered other than the common electrode, and there is a high possibility that a plurality of noise generation cycles occur, and it is considered difficult to adjust so that sufficient noise avoidance is possible.

また、特許文献2では、キャンセルするためのノイズ成分を取り出すフィルタの設計がノイズの周波数特性に依存する。フィルタでノイズのみを分離可能であれば効果が期待できるが、ノイズ分離がうまくいかない場合は、原信号も弱める副作用が発生すると考えられる。また、フィルタは対象となる液晶パネルの構造に大きく依存し、パネル毎にフィルタの最適化、または再設計が必要となると考えられる。さらに、ノイズ強度の製品個体差が大きい場合もフィルタ設計を困難にする可能性がある。   In Patent Document 2, the design of a filter that extracts a noise component for canceling depends on the frequency characteristics of noise. If only noise can be separated by a filter, an effect can be expected, but if noise separation is not successful, a side effect of weakening the original signal may occur. Further, the filter largely depends on the structure of the target liquid crystal panel, and it is considered that the filter needs to be optimized or redesigned for each panel. Furthermore, the filter design may be difficult even when the individual differences in noise intensity are large.

本発明の目的は、ノイズに影響されること無くタッチ判別を行うことができるタッチ判別装置、更にはそれを用いた入力装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a touch discrimination device capable of performing touch discrimination without being affected by noise, and an input device using the touch discrimination device.

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。   The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.

すなわち、夫々容量電極を持つ複数の電極線の中から2本の電極線を所定の順番に順次選択し、選択した2本の電極線の電荷をリセットすると共に検出動作に用いる参照容量に電圧をセットした後、選択した一方の電極線に前記参照容量の一方の容量端子を接続し且つ選択された他方の電極線に前記参照容量の他方の容量端子を接続することによって前記参照容量に得られる電圧信号を当該選択された2本の電極線の電極容量に対応する信号として検出し、順次検出した多数の電圧値から電極線毎の電圧値を求める。   That is, two electrode lines are sequentially selected from a plurality of electrode lines each having a capacitor electrode in a predetermined order, the charges of the selected two electrode lines are reset, and a voltage is applied to the reference capacitor used for the detection operation. After setting, the reference capacitor is obtained by connecting one capacitor terminal of the reference capacitor to one selected electrode line and connecting the other capacitor terminal of the reference capacitor to the other selected electrode line. A voltage signal is detected as a signal corresponding to the electrode capacity of the selected two electrode lines, and a voltage value for each electrode line is obtained from a number of sequentially detected voltage values.

2本の電極線をペアとして電極容量の検出動作を行うからその途中でノイズが発生しても同相ノイズとして除去することができる。更に、2本の電極線をペアとして電極容量の検出動作を行うとき電極線毎に参照容量を配置することを要しないから回路規模の縮小に寄与する。   Since the electrode capacitance detection operation is performed with two electrode lines as a pair, even if noise occurs in the middle, it can be removed as in-phase noise. Further, when the electrode capacitance detection operation is performed with two electrode lines as a pair, it is not necessary to arrange a reference capacitor for each electrode line, which contributes to a reduction in circuit scale.

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。   The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち、液晶ディスプレイ上に搭載された場合等にも、ノイズに影響されること無くタッチ判別を行うことができる。   That is, even when mounted on a liquid crystal display, touch discrimination can be performed without being affected by noise.

図1は本発明の一実施の形態に係るタッチセンサ装置を適用したLCD表示装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an LCD display device to which a touch sensor device according to an embodiment of the present invention is applied. 図2は図1記載の静電容量型タッチパネルの内部構成を例示するブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating the internal configuration of the capacitive touch panel shown in FIG. 図3は図1記載のタッチパネル駆動ユニット内蔵のデータ線駆動ユニットの内部構成を例示するブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating the internal configuration of the data line driving unit with a built-in touch panel driving unit shown in FIG. 図4は図3のタッチパネル駆動ユニットを構成する容量検出部等の構成を例示するブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating the configuration of a capacitance detection unit and the like that configure the touch panel drive unit of FIG. 図5は図4の構成を用いる検出動作の原理説明のためのチャージ動作の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of the charge operation for explaining the principle of the detection operation using the configuration of FIG. 図6は同じく原理説明のためのシェア動作の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the share operation for explaining the principle. 図7はチャージ動作とシェア動作を行ったときの電圧関係を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a voltage relationship when the charge operation and the share operation are performed. 図8はチャージ動作及びシェア動作とこれに続くリセット動作及びシェア動作を積み上げた時の電圧波形を例示するタイミングチャートである。FIG. 8 is a timing chart illustrating voltage waveforms when the charge operation and the share operation, and the subsequent reset operation and share operation are accumulated. 図9は検出動作のタイミングを例示するタイミングチャートである。FIG. 9 is a timing chart illustrating the timing of the detection operation. 図10は容量変換回路による電極線毎の電極容量の値計算方法を例示する説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a method for calculating the value of the electrode capacitance for each electrode line by the capacitance conversion circuit. 図11は接触検出回路の構成を例示するブロック図である。FIG. 11 is a block diagram illustrating the configuration of the contact detection circuit. 図12は座標計算回路の構成を例示するブロック図である。FIG. 12 is a block diagram illustrating the configuration of the coordinate calculation circuit. 図13は図3のタッチパネル駆動ユニットを半導体集積回路化したときの構成を例示するブロック図である。FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration when the touch panel drive unit of FIG. 3 is formed as a semiconductor integrated circuit. 図14は接続スイッチの構成を例示する回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram illustrating the configuration of the connection switch. 図15は図3のタッチパネル駆動ユニットを半導体集積回路化したときの別の構成を例示するブロック図である。FIG. 15 is a block diagram illustrating another configuration when the touch panel drive unit of FIG. 3 is formed as a semiconductor integrated circuit.

1.実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
1. First, an outline of a typical embodiment of the invention disclosed in the present application will be described. Reference numerals in the drawings referred to in parentheses in the outline description of the representative embodiments merely exemplify what are included in the concept of the components to which the reference numerals are attached.

〔1〕本発明の代表的な実施の形態に係るタッチ判別装置(10,15)は、夫々容量電極を持つ複数の電極線(16、20〜35)と、前記複数の電極線から選ばれた電極線との間の電荷移動に基づいて当該電極線の容量値に応ずる信号を検出する検出部(48)と、前記検出部による検出結果に基づいて前記電極線に対する接触の有無を判別する判別部(50)と、を有する。前記検出部は、複数の電極線の中から2本の電極線を所定の順番に順次選択し、選択した2本の電極線の電荷をリセットすると共に検出動作に用いる参照容量(105,901)に電圧をセットした後、選択した一方の電極線に前記参照容量の一方の容量端子を接続し且つ選択された他方の電極線に前記参照容量の他方の容量端子を接続することによって前記参照容量に得られる電圧信号を当該選択された2本の電極線の電極容量に対応する信号として検出する。   [1] A touch discrimination device (10, 15) according to a typical embodiment of the present invention is selected from a plurality of electrode lines (16, 20 to 35) each having a capacitance electrode and the plurality of electrode lines. A detection unit (48) for detecting a signal corresponding to the capacitance value of the electrode line based on the charge transfer between the electrode line and the presence or absence of contact with the electrode line based on a detection result by the detection unit. And a determination unit (50). The detection unit sequentially selects two electrode lines from a plurality of electrode lines in a predetermined order, resets the charges of the selected two electrode lines, and uses a reference capacitor (105, 901) for detection operation. The reference capacitance is set by connecting one capacitance terminal of the reference capacitance to one selected electrode line and connecting the other capacitance terminal of the reference capacitance to the other selected electrode line. Is detected as a signal corresponding to the electrode capacitances of the two selected electrode lines.

2本の電極線をペアとして電極容量の検出動作を行うからその途中でノイズが発生しても同相ノイズとして除去することができる。更に、2本の電極線をペアとして電極容量の検出動作を行うとき電極線毎に参照容量を配置することを要しないから回路規模の縮小に寄与する。   Since the electrode capacitance detection operation is performed with two electrode lines as a pair, even if noise occurs in the middle, it can be removed as in-phase noise. Further, when the electrode capacitance detection operation is performed with two electrode lines as a pair, it is not necessary to arrange a reference capacitor for each electrode line, which contributes to a reduction in circuit scale.

〔2〕項1のタッチ判別装置において、前記判別部は、所定の順番に順次2本づつ選択された電極線に関する多数の電圧値から電極線毎の電圧値を求めての接触の有無を判別する。   [2] In the touch determination device according to item 1, the determination unit determines presence / absence of contact by obtaining a voltage value for each electrode line from a large number of voltage values regarding two electrode lines sequentially selected in a predetermined order. To do.

電極線毎に電圧値を用いて複数の電極線における電極容量の分布を得ることができ、これによって接触座標の判別が可能になる。   By using the voltage value for each electrode line, it is possible to obtain the distribution of the electrode capacity in the plurality of electrode lines, thereby making it possible to determine the contact coordinates.

〔3〕項1又は2のタッチ判別装置において、前記検出部は、最初の3回で3本の電極線に関する異なる2本づつの電極線を組み合わせて電圧値を検出した後、順に選択する電極線を1本づつ隣にずらしながら隣接する2本の電極線を選択して電圧値の検出を行う(図10)。   [3] In the touch discriminating device according to item 1 or 2, the detection unit detects the voltage value by combining two different electrode lines related to the three electrode lines in the first three times, and then sequentially selects the electrodes. The voltage value is detected by selecting two adjacent electrode lines while shifting the lines one by one (FIG. 10).

これにより、最初の3回で3本の電極線に関する異なる2本づつの電極線を組み合わせて得られる電圧値を用いた連立一次方程式を解くことによって前記3本の電極線に関する電圧値を求めることができ、それ以降の電極線ペアの電圧値に対しては、先に求められた電極線の電圧値を用いることによって、容易に各電極線に関する電圧値を順次に求めることが可能になる。   Accordingly, the voltage value related to the three electrode lines is obtained by solving simultaneous linear equations using the voltage values obtained by combining two different electrode lines related to the three electrode lines in the first three times. For the voltage values of the electrode line pairs thereafter, the voltage values for the respective electrode lines can be easily obtained sequentially by using the previously obtained voltage values of the electrode lines.

〔4〕項1乃至3の何れかのタッチ判別装置において、前記検出部は、前記参照容量から電圧信号を得るとき参照容量の一方の容量端子を基準電圧(GND)とし、他方の容量端子の電圧を前記電圧信号とする。   [4] In the touch determination device according to any one of Items 1 to 3, when the detection unit obtains a voltage signal from the reference capacitor, the one capacitor terminal of the reference capacitor is set to a reference voltage (GND), and the other capacitor terminal Let voltage be the voltage signal.

これにより、電圧値の検出が容易になる。   Thereby, detection of a voltage value becomes easy.

〔5〕項4のタッチ判別装置において、前記電極線の電極容量は対グランド容量であり、前記参照容量に対する電圧のセットは一方の容量端子をグランド電圧(GND)として行われ、前記電圧信号を得るとき基準電圧にされる参照容量の一方の容量端子は負電圧である。   [5] In the touch discriminating device according to item 4, the electrode capacitance of the electrode line is a ground capacitance, and the voltage is set with respect to the reference capacitance by using one capacitance terminal as a ground voltage (GND). One capacitance terminal of the reference capacitor that is set to the reference voltage when obtaining is a negative voltage.

これにより、電圧値の検出が容易になる。   Thereby, detection of a voltage value becomes easy.

〔6〕項5のタッチ判別装置において、前記基準電圧はグランド電圧(GND)である。   [6] In the touch determination device according to item 5, the reference voltage is a ground voltage (GND).

これにより、電圧値の検出が容易になる。   Thereby, detection of a voltage value becomes easy.

〔7〕項6のタッチ判別装置において、前記検出部は電荷移動のためにMOSトランジスタから成るスイッチを有し、前記MOSトランジスタの内、負電圧が印加されるMOSトランジスタの基板電位が負電圧とされる。   [7] In the touch discrimination device according to item 6, the detection unit includes a switch made of a MOS transistor for charge transfer, and the substrate potential of the MOS transistor to which a negative voltage is applied is a negative voltage among the MOS transistors. Is done.

負線圧の信号に対して確実なスイッチング機能を保証することができる。   A reliable switching function can be ensured for a negative line pressure signal.

〔8〕項7のタッチ判別装置において、前記負の基板電位は前記参照容量の一方の容量端子にセットされる電圧と同一電圧を持つ負電位である。   [8] In the touch determination device according to item 7, the negative substrate potential is a negative potential having the same voltage as a voltage set at one capacitance terminal of the reference capacitor.

〔9〕項1乃至8の何れかのタッチ判別装置において、前記参照容量は選択的に分離可能に並列された複数個の容量(105,901)から成り、前記制御部は電極線の電極容量が大きいとき前記複数個の容量を並列接続し、小さいとき前記複数個の容量の一部を分離する。   [9] In the touch determination device according to any one of Items 1 to 8, the reference capacitor includes a plurality of capacitors (105, 901) arranged in parallel so as to be selectively separable, and the control unit includes an electrode capacitor of an electrode line. When the value is large, the plurality of capacitors are connected in parallel, and when the value is small, a part of the plurality of capacitors is separated.

タッチパネルのように縦方向と横方向で電極線の電極容量にもともと比較的大きな容量差があるような場合に検出対象の電極線の電極容量の大きさに応じて参照容量の大きさを最適化することが容易である。   When there is a relatively large capacitance difference between the electrode capacities of the electrode lines in the vertical and horizontal directions as in a touch panel, the size of the reference capacity is optimized according to the size of the electrode capacity of the electrode line to be detected Easy to do.

〔10〕項1乃至9の何れかのタッチ判別装置において、前記検出部は、複数の電極線の中から2本の電極線を所定の順番に順次選択する選択回路(103,104)と、選択された2本の電極線の電荷をリセットするリセットスイッチ(108,109)と、検出動作に用いられる参照容量(105,901)と、前記参照容量に電圧をセットするプリチャージスイッチ(106,107)と、選択された一方の電極線に選択的に前記参照容量の一方の容量端子を接続すると共に選択された他方の電極線に選択的に前記参照容量の他方の容量端子を接続するシェアリングスイッチ(110,111)と、前記選択回路による2本の電極線の選択毎に、前記参照容量のプリチャージ及び選択された電極線のリセット、前記シェアリングスイッチのオン動作を順次制御して、当該選択された2本の電極線の電極容量に対応する信号として前記参照容量から電圧信号を得る制御を行う制御部(45)とを有する。   [10] In the touch determination device according to any one of Items 1 to 9, the detection unit includes a selection circuit (103, 104) that sequentially selects two electrode lines from a plurality of electrode lines in a predetermined order; A reset switch (108, 109) for resetting the charges of the two selected electrode lines, a reference capacitor (105, 901) used for the detection operation, and a precharge switch (106, 109) for setting a voltage in the reference capacitor 107) and a share for selectively connecting one capacitor terminal of the reference capacitor to the selected one electrode line and selectively connecting the other capacitor terminal of the reference capacitor to the selected other electrode line. Each time the two electrode lines are selected by the ring switch (110, 111) and the selection circuit, the reference capacitor is precharged, the selected electrode line is reset, and the sharing switch is selected. With the on-operation by sequentially controlling the control unit for performing the selected control to obtain the voltage signal from the reference capacitance as a corresponding signal to the electrode capacitance of the two electrode lines and (45).

〔11〕項10のタッチ判別装置において、前記制御部は、前記電極線のリセットと前記シェアリングスイッチのオン動作を順次制御した後に、前記参照容量の電荷を維持した状態での前記選択された電極線のリセット、及び前記シェアリングスイッチのオン動作を順次制御して、参照容量への電荷の積み上げ動作を制御する。   [11] In the touch determination device according to item 10, the control unit sequentially controls the resetting of the electrode lines and the ON operation of the sharing switch, and then the selected in a state in which the charge of the reference capacitor is maintained. The operation of accumulating charges on the reference capacitor is controlled by sequentially controlling the resetting of the electrode lines and the ON operation of the sharing switch.

積み上げ動作によって検出精度を上げることができる。   Detection accuracy can be increased by the stacking operation.

〔12〕本発明の別の実施の形態に係る入力装置は、表示制御ユニット(6)と、前記表示制御ユニットによって表示制御されるディスプレイパネル(9)と、前記ディスプレイパネルに重ねられたタッチパネル(15)と、前記タッチパネルの駆動ユニット(10)とを有する。前記タッチパネルは夫々容量電極を持つ複数の透明な電極線(16、20〜35)を備えると共に、前記駆動ユニットが搭載される。前記駆動ユニットは、前記複数の電極線から選ばれた電極線との間の電荷移動に基づいて当該電極線の容量値に応ずる信号を検出する検出部(48)と、前記検出部による検出結果に基づいて前記電極線に対する接触の有無を判別する判別部(50)と、を有する。前記検出部は、複数の電極線の中から2本の電極線を所定の順番に順次選択し、選択した2本の電極線の電荷をリセットすると共に検出動作に用いる参照容量(105,901)に電圧をセットした後、選択した一方の電極線に前記参照容量の一方の容量端子を接続し且つ選択された他方の電極線に前記参照容量の他方の容量端子を接続することによって前記参照容量に得られる電圧信号を当該選択された2本の電極線の電極容量に対応する信号として検出する。   [12] An input device according to another embodiment of the present invention includes a display control unit (6), a display panel (9) controlled by the display control unit, and a touch panel ( 15) and the touch panel drive unit (10). The touch panel includes a plurality of transparent electrode lines (16, 20 to 35) each having a capacitive electrode, and the drive unit is mounted thereon. The drive unit includes a detection unit (48) that detects a signal corresponding to a capacitance value of the electrode line based on charge transfer between the electrode lines selected from the plurality of electrode lines, and a detection result by the detection unit And a discriminator (50) for discriminating the presence or absence of contact with the electrode wire based on the above. The detection unit sequentially selects two electrode lines from a plurality of electrode lines in a predetermined order, resets the charges of the selected two electrode lines, and uses a reference capacitor (105, 901) for detection operation. The reference capacitance is set by connecting one capacitance terminal of the reference capacitance to one selected electrode line and connecting the other capacitance terminal of the reference capacitance to the other selected electrode line. Is detected as a signal corresponding to the electrode capacitances of the two selected electrode lines.

2本の電極線をペアとして電極容量の検出動作を行うからディスプレイパネルの表示動作に同期してノイズが逐次発生する環境下においてもそれを同相ノイズとして除去することができる。更に、2本の電極線をペアとして電極容量の検出動作を行うとき電極線毎に参照容量を配置することを要しないから回路規模の縮小に寄与する。   Since the electrode capacitance detection operation is performed with two electrode lines as a pair, it can be removed as common-mode noise even in an environment where noise is sequentially generated in synchronization with the display operation of the display panel. Further, when the electrode capacitance detection operation is performed with two electrode lines as a pair, it is not necessary to arrange a reference capacitor for each electrode line, which contributes to a reduction in circuit scale.

〔13〕項12の入力装置において、前記判別部は、所定の順番に順次2本づつ選択された電極線に関する多数の電圧値から電極線毎の電圧値を求めての接触の有無を判別する。   [13] In the input device according to item 12, the determination unit determines presence / absence of contact by obtaining a voltage value for each electrode line from a large number of voltage values related to the electrode lines selected two by two in a predetermined order. .

電極線毎に電圧値を用いて複数の電極線における電極容量の分布を得ることができ、これによって接触座標の判別が可能になる。   By using the voltage value for each electrode line, it is possible to obtain the distribution of the electrode capacity in the plurality of electrode lines, thereby making it possible to determine the contact coordinates.

〔14〕項12又は13の入力装置において、前記検出部は、最初の3回で3本の電極線に関する異なる2本づつの電極線を組み合わせて電圧値を検出した後、順に選択する電極線を1本づつ隣にずらしながら隣接する2本の電極線を選択して電圧値の検出を行う。   [14] In the input device according to item 12 or 13, the detection unit detects the voltage value by combining two different electrode lines related to the three electrode lines in the first three times, and then sequentially selects the electrode lines. The voltage value is detected by selecting two adjacent electrode lines while shifting each of them one by one.

これにより、最初の3回で3本の電極線に関する異なる2本づつの電極線を組み合わせて得られる電圧値を用いた連立一次方程式を解くことによって前記3本の電極線に関する電圧値を求めることができ、それ以降の電極線ペアの電圧値に対しては、先に求められた電極線の電圧値を用いることによって、容易に各電極線に関する電圧値を順次に求めることが可能になる。   Accordingly, the voltage value related to the three electrode lines is obtained by solving simultaneous linear equations using the voltage values obtained by combining two different electrode lines related to the three electrode lines in the first three times. For the voltage values of the electrode line pairs thereafter, the voltage values for the respective electrode lines can be easily obtained sequentially by using the previously obtained voltage values of the electrode lines.

〔15〕項12乃至14の何れかの入力装置において、前記検出部は、前記参照容量から電圧信号を得るとき参照容量の一方の容量端子を基準電圧とし、他方の容量端子の電圧を前記電圧信号とする。   [15] In the input device according to any one of Items 12 to 14, when the detection unit obtains a voltage signal from the reference capacitor, the one capacitor terminal of the reference capacitor is used as a reference voltage, and the voltage of the other capacitor terminal is used as the voltage. Signal.

これにより、電圧値の検出が容易になる。   Thereby, detection of a voltage value becomes easy.

〔16〕項15の入力装置において、前記電極線の電極容量は対グランド容量であり、前記参照容量に対する電圧のセットは一方の容量端子をグランド電圧として行われ、前記電圧信号を得るとき基準電圧にされる参照容量の一方の容量端子は負電圧である。   [16] In the input device according to item 15, the electrode capacitance of the electrode line is a ground capacitance, and the voltage setting with respect to the reference capacitance is performed using one capacitance terminal as a ground voltage to obtain the voltage signal. One capacitor terminal of the reference capacitor to be set is a negative voltage.

これにより、電圧値の検出が容易になる。   Thereby, detection of a voltage value becomes easy.

〔17〕項16の入力装置において、前記基準電圧はグランド電圧である。   [17] In the input device of item 16, the reference voltage is a ground voltage.

これにより、電圧値の検出が容易になる。   Thereby, detection of a voltage value becomes easy.

〔18〕項17の入力装置において、前記検出部は電荷移動のためにMOSトランジスタから成るスイッチを有し、前記MOSトランジスタの内、負電圧が印加されるMOSトランジスタの基板電位が負電圧とされる。   [18] In the input device according to item 17, the detection unit includes a switch composed of a MOS transistor for charge transfer, and the substrate potential of the MOS transistor to which a negative voltage is applied is a negative voltage among the MOS transistors. The

負線圧の信号に対して確実なスイッチング機能を保証することができる。   A reliable switching function can be ensured for a negative line pressure signal.

〔19〕項18の入力装置において、前記負の基板電位は前記参照容量の一方の容量端子にセットされる電圧と同一電圧を持つ負電位である。   [19] In the input device of item 18, the negative substrate potential is a negative potential having the same voltage as a voltage set at one capacitance terminal of the reference capacitor.

〔20〕項12乃至19の何れかの入力装置において、前記参照容量は選択的に分離可能に並列された複数個の容量から成り、前記制御部は電極線の電極容量が大きいとき前記複数個の容量を並列接続し、小さいとき前記複数個の容量の一部を分離する。   [20] In the input device according to any one of Items 12 to 19, the reference capacitor is composed of a plurality of capacitors arranged in parallel so as to be selectively separable, and the control unit has the plurality of capacitors when the electrode capacitance of the electrode line is large. Are connected in parallel, and when it is small, a part of the plurality of capacitors is separated.

タッチパネルのように縦方向と横方向で電極線の電極容量にもともと比較的大きな容量差があるような場合に検出対象の電極線の電極容量の大きさに応じて参照容量の大きさを最適化することが容易である。   When there is a relatively large capacitance difference between the electrode capacities of the electrode lines in the vertical and horizontal directions as in a touch panel, the size of the reference capacity is optimized according to the size of the electrode capacity of the electrode line to be detected Easy to do.

〔21〕項12乃至20の何れかの入力装置において、前記検出部は、複数の電極線の中から2本の電極線を所定の順番に順次選択する選択回路と、選択された2本の電極線の電荷をリセットするリセットスイッチと、検出動作に用いられる参照容量と、前記参照容量に電圧をセットするプリチャージスイッチと、選択された一方の電極線に選択的に前記参照容量の一方の容量端子を接続すると共に選択された他方の電極線に選択的に前記参照容量の他方の容量端子を接続するシェアリングスイッチと、前記選択回路による2本の電極線の選択毎に、前記参照容量のプリチャージ及び選択された電極線のリセット、前記シェアリングスイッチのオン動作を順次制御して、当該選択された2本の電極線の電極容量に対応する信号として前記参照容量から電圧信号を得る制御を行う制御部とを有する。   [21] In the input device according to any one of Items 12 to 20, the detection unit includes a selection circuit that sequentially selects two electrode lines from a plurality of electrode lines in a predetermined order; A reset switch for resetting the charge of the electrode line; a reference capacitor used for a detection operation; a precharge switch for setting a voltage in the reference capacitor; and one of the reference capacitors selectively on one of the selected electrode lines. A sharing switch for connecting the capacitor terminal and selectively connecting the other capacitor terminal of the reference capacitor to the other electrode line selected, and the reference capacitor for each selection of the two electrode lines by the selection circuit The precharge, reset of the selected electrode line, and ON operation of the sharing switch are sequentially controlled, and the reference is made as a signal corresponding to the electrode capacity of the two selected electrode lines. And a control unit for controlling to obtain a voltage signal from the amount.

〔22〕項21の入力装置において、前記制御部は、前記電極線のリセットと前記シェアリングスイッチのオン動作を順次制御した後に、前記参照容量の電荷を維持した状態での前記選択された電極線のリセット、及び前記シェアリングスイッチのオン動作を順次制御して、参照容量への電荷の積み上げ動作を制御する。   [22] In the input device according to item 21, the control unit sequentially controls reset of the electrode line and ON operation of the sharing switch, and then the selected electrode in a state in which the charge of the reference capacitor is maintained. A line reset and an ON operation of the sharing switch are sequentially controlled to control an operation of accumulating charges on the reference capacitor.

積み上げ動作によって検出精度を上げることができる。   Detection accuracy can be increased by the stacking operation.

2.実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
2. Details of Embodiments Embodiments will be further described in detail.

〔実施の形態1〕
図1は本発明の一実施の形態に係るタッチセンサ装置を適用したLCD表示装置の例である。図1において、1は水平同期信号、2は垂直同期信号、3はデータイネーブル、4は表示データ、5は同期クロックである。垂直同期信号1は表示一画面周期(1フレーム周期)の信号、水平同期信号2は一水平周期の信号、データイネーブル信号3は表示データ4が有効である期間(表示有効期間)を示す信号で、全ての信号が同期クロック5に同期して入力される。本実施形態では、これら表示データが、一画面分が左上端の画素から順次ラスタスキャン形式で転送され、1画素分の情報は例えば6ビットのディジタルデータからなる。6は表示制御ユニット、7はデータ線およびタッチパネル制御信号、8は走査線制御信号であり、表示制御ユニット6は、垂直同期信号1、水平同期信号2、データイネーブル信号3、表示データ4、同期クロック5から、表示制御とタッチパネル制御のためのデータ線およびタッチパネル制御信号7と、表示の走査制御のための走査線制御信号8を生成する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 shows an example of an LCD display device to which a touch sensor device according to an embodiment of the present invention is applied. In FIG. 1, 1 is a horizontal synchronizing signal, 2 is a vertical synchronizing signal, 3 is a data enable, 4 is display data, and 5 is a synchronizing clock. The vertical synchronization signal 1 is a signal of one display period (one frame period), the horizontal synchronization signal 2 is a signal of one horizontal period, and the data enable signal 3 is a signal indicating a period during which the display data 4 is valid (display effective period). All signals are input in synchronization with the synchronous clock 5. In this embodiment, these display data are sequentially transferred in a raster scan format from the upper left pixel for one screen, and the information for one pixel is composed of, for example, 6-bit digital data. Reference numeral 6 is a display control unit, 7 is a data line and touch panel control signal, 8 is a scanning line control signal, and the display control unit 6 is a vertical synchronization signal 1, horizontal synchronization signal 2, data enable signal 3, display data 4, and synchronization. From the clock 5, a data line and touch panel control signal 7 for display control and touch panel control and a scanning line control signal 8 for display scanning control are generated.

9はLCDパネル、10はタッチパネル駆動ユニット内蔵データ線駆動ユニット、11はデータ線駆動信号、12は走査線駆動ユニット、13は走査線選択信号、14は表示画素アレイであり、LCDパネル9は、1枚のガラス基板上にタッチパネル駆動ユニット内蔵データ線駆動ユニット10、走査線駆動ユニット12、表示画素アレイ14を設けたものである。特に制限されないが、タッチパネル駆動ユニット内蔵データ線駆動ユニット10はLSI(半導体集積回路)で、走査線駆動ユニット12と表示画素アレイ14はガラス基板上に低温ポリシリコン(LTPS)で構成される。タッチパネル駆動ユニット内蔵データ線駆動ユニット10は、データ線およびタッチパネル制御信号7のうちの表示制御に関する信号から、表示画素アレイ14に書き込む信号電圧を生成するとともに、タッチパネルの操作によって得られる信号からタッチパネル上で操作された位置の座標を示す座標信号17を生成する。走査線駆動ユニット12は、データ線駆動信号11として出力される書込み信号電圧を書き込む走査線を選択するための走査線選択信号13を出力する。表示画素アレイ14は、走査線選択信号13によって選択したライン上の画素にデータ線駆動信号11として出力される書込み信号電圧を書込み、書込み電圧に応じた階調制御を行う。15は静電容量型タッチパネル、16は検出電極線であり、静電容量型タッチパネル15は、直交する複数の透明導電膜(ITO)による電極線を備える基板である。各々の電極線は検出電極線16としてタッチパネル駆動ユニット内蔵データ線駆動ユニット10に入力される。   9 is an LCD panel, 10 is a touch panel drive unit built-in data line drive unit, 11 is a data line drive signal, 12 is a scan line drive unit, 13 is a scan line selection signal, 14 is a display pixel array, A touch panel drive unit built-in data line drive unit 10, a scan line drive unit 12, and a display pixel array 14 are provided on a single glass substrate. Although not particularly limited, the touch panel drive unit built-in data line drive unit 10 is an LSI (semiconductor integrated circuit), and the scanning line drive unit 12 and the display pixel array 14 are formed of low-temperature polysilicon (LTPS) on a glass substrate. The touch panel drive unit built-in data line drive unit 10 generates a signal voltage to be written to the display pixel array 14 from a signal related to display control among the data line and the touch panel control signal 7, and also on the touch panel from a signal obtained by operating the touch panel. A coordinate signal 17 indicating the coordinates of the position operated in is generated. The scanning line driving unit 12 outputs a scanning line selection signal 13 for selecting a scanning line to which the write signal voltage output as the data line driving signal 11 is written. The display pixel array 14 writes the write signal voltage output as the data line drive signal 11 to the pixels on the line selected by the scanning line selection signal 13, and performs gradation control according to the write voltage. Reference numeral 15 denotes a capacitance type touch panel, 16 denotes a detection electrode line, and the capacitance type touch panel 15 is a substrate including electrode lines made of a plurality of orthogonal transparent conductive films (ITO). Each electrode line is input to the touch panel drive unit built-in data line drive unit 10 as the detection electrode line 16.

図2は図1記載の静電容量型タッチパネル15の内部構成の一実施形態である。18はX電極線20に形成されたX電極、19はY電極線に形成されたY電極であり、各々水平方向に配置されるX電極線と垂直方向に配置されるY電極線の交点以外の領域に多数設けられている。本実施形態は、交点以外の領域を同じ形、面積の菱形で埋める構成とする。20乃至25はX電極線、26乃至35はY電極線であり、XとYが非接触で直交する形で配置され、すべての電極線が検出電極線16として出力される。特に制限されないが、本実施形態では、X電極線が6本、Y電極線が10本で構成される。したがって、X電極18、Y電極19と同一の電極が、夫々のX電極線上に10個、夫々のY電極線上に6個、設けられることとなる。   FIG. 2 shows an embodiment of the internal configuration of the capacitive touch panel 15 shown in FIG. Reference numeral 18 denotes an X electrode formed on the X electrode line 20, and reference numeral 19 denotes a Y electrode formed on the Y electrode line, except for the intersection of the X electrode line arranged in the horizontal direction and the Y electrode line arranged in the vertical direction. Many are provided in this area. In this embodiment, a region other than the intersection is filled with a rhombus having the same shape and area. Reference numerals 20 to 25 denote X electrode lines, and 26 to 35 denote Y electrode lines. X and Y are arranged in a non-contact and orthogonal manner, and all electrode lines are output as detection electrode lines 16. Although not particularly limited, in the present embodiment, six X electrode lines and ten Y electrode lines are configured. Therefore, ten electrodes identical to the X electrode 18 and the Y electrode 19 are provided on each X electrode line, and six on each Y electrode line.

更に詳しくは、タッチパネル15の電極は相互に絶縁された2層の電極構造を有し、ひし形の単位電極が1層目では横方向に、2層目は縦方向に接続された構造となっている。このひし形の上部に指などを接近させることで容量が変化し、この変化を測定することで、パネルへの指などの接近、接触を検知可能となっている。1層目は横方向に接続されることで、この横方向に伸びた帯の付近への接触を検知することが可能となっている。つまり、前記横方向帯の容量を全電極について測定することで、縦方向のどこに接触したかを検知可能となっている。一方、横方向については、どの位置に接触してもほぼ同一の容量変化となるために、1層目だけで横方向についての検知はできない。一方2層目は縦方向にひし形電極が接続されているため、縦方向に伸びた帯の近辺への接触を検知することが可能となっており、横方向のどこに接触したかを検知可能となっている。つまり1層目は縦方向、2層目は横方向の位置検出が可能となるため、双方合わせることで2次元座標の測定が可能となる。   More specifically, the electrodes of the touch panel 15 have a two-layer electrode structure insulated from each other, and the rhombus unit electrodes are connected in the horizontal direction in the first layer and in the vertical direction in the second layer. Yes. Capacitance changes by bringing a finger or the like closer to the upper part of the diamond, and by measuring this change, the approach or contact of the finger or the like to the panel can be detected. Since the first layer is connected in the horizontal direction, it is possible to detect contact with the vicinity of the band extending in the horizontal direction. In other words, by measuring the capacity of the lateral band for all the electrodes, it is possible to detect where in the vertical direction it has come into contact. On the other hand, in the horizontal direction, since the capacitance change is almost the same regardless of the position, the horizontal direction cannot be detected only by the first layer. On the other hand, the second layer has a rhomboid electrode connected in the vertical direction, so it is possible to detect contact with the vicinity of the band extending in the vertical direction, and it is possible to detect where it touched in the horizontal direction. It has become. That is, since the first layer can detect the position in the vertical direction and the second layer in the horizontal direction, the two-dimensional coordinates can be measured by combining both.

図3は図1記載のタッチパネル駆動ユニット内蔵データ線駆動ユニット10の内部構成を例示する。36はデータシフト部、37はデータ開始信号、38はデータシフトクロック、39はシリアル表示データ、40はパラレル表示データである。データシフト部36は、データ開始信号37を基準に、データシフトクロック38に従ってシリアル表示データ39を取り込み、パラレル表示データ40として順次出力する。41は1ラインラッチ部、42は水平ラッチクロック、43は1ラインデータである。1ラインラッチ部41は、順次出力されるパラレル表示データ40を、1ライン分の出力が終了するタイミングを示す水平ラッチクロック42に従って、1ラインデータ43として出力する。44はD/A変換部であり、ディジタル値である1ラインデータ43をアナログ値に変換し、画素への書込み信号となるデータ線駆動信号11として出力する。   FIG. 3 illustrates the internal configuration of the touch panel drive unit built-in data line drive unit 10 shown in FIG. 36 is a data shift unit, 37 is a data start signal, 38 is a data shift clock, 39 is serial display data, and 40 is parallel display data. The data shift unit 36 takes in the serial display data 39 according to the data shift clock 38 based on the data start signal 37 and sequentially outputs it as parallel display data 40. 41 is a one-line latch unit, 42 is a horizontal latch clock, and 43 is one-line data. The 1-line latch unit 41 outputs the parallel display data 40 that is sequentially output as 1-line data 43 in accordance with a horizontal latch clock 42 that indicates the timing when the output for one line is completed. Reference numeral 44 denotes a D / A converter, which converts 1-line data 43, which is a digital value, into an analog value and outputs it as a data line drive signal 11 that becomes a write signal to a pixel.

45は検出制御部、46は検出スイッチ駆動信号、47は座標変換タイミング信号、48は容量検出部、49は容量差分値、50は座標変換部である。検出制御部45は、容量検出部48における検出動作を制御するための検出スイッチ駆動信号46と、座標変換部50における動作を制御するための座標変換制御信号47を生成する。本実施形態では、検出動作、座標変換動作が水平ラッチクロック42に同期して一水平期間を基準として行うものとする。容量検出部48は、検出電極線16のなかの2本の電極線の電極容量を用いた電荷再配分による検出動作を行って容量検出信号49を出力する。座標変換部50は、容量検出信号49を用いて各々の電極線の容量を計算し、その容量の分布状態からタッチされた位置の座標を算出し、算出した座標を示す座標信号17を出力する。   45 is a detection control unit, 46 is a detection switch drive signal, 47 is a coordinate conversion timing signal, 48 is a capacitance detection unit, 49 is a capacitance difference value, and 50 is a coordinate conversion unit. The detection control unit 45 generates a detection switch drive signal 46 for controlling the detection operation in the capacitance detection unit 48 and a coordinate conversion control signal 47 for controlling the operation in the coordinate conversion unit 50. In this embodiment, the detection operation and the coordinate conversion operation are performed on the basis of one horizontal period in synchronization with the horizontal latch clock 42. The capacitance detection unit 48 performs a detection operation by charge redistribution using the electrode capacitances of the two electrode lines of the detection electrode lines 16 and outputs a capacitance detection signal 49. The coordinate conversion unit 50 calculates the capacitance of each electrode line using the capacitance detection signal 49, calculates the coordinates of the touched position from the capacitance distribution state, and outputs the coordinate signal 17 indicating the calculated coordinates. .

図4には図3のタッチパネル駆動ユニットを構成する容量検出部48等の構成が例示される。図中101はタッチパネル電極、102はタッチパネル電極信号線、103は正極セレクタ、104は負極セレクタ、105は参照容量、106は参照容量電圧正極セットスイッチ、107は参照容量電圧負極セットスイッチ、108は正極電極リセットスイッチ、109は負極電極リセットスイッチ、110は正極シェアスイッチ、111は負極シェアスイッチ、112はA/D変換回路、113は容量変換回路、114は接触検出回路、115は座標検出回路、116はタッチパネルタイミング制御部、117は座標情報、118は接触情報、119は正極セレクト信号、120は負極セレクト信号、121は正極電極リセット信号、122は負極電極リセット信号、123は正極シェア信号、124は負極シェア信号、125は参照容量初期電圧セット信号、126は参照容量接地信号、127はAD変換スタート信号である。   FIG. 4 illustrates the configuration of the capacitance detection unit 48 and the like constituting the touch panel drive unit of FIG. In the figure, 101 is a touch panel electrode, 102 is a touch panel electrode signal line, 103 is a positive selector, 104 is a negative selector, 105 is a reference capacity, 106 is a reference capacity voltage positive set switch, 107 is a reference capacity voltage negative set switch, and 108 is positive. Electrode reset switch, 109 is a negative electrode reset switch, 110 is a positive polarity share switch, 111 is a negative polarity share switch, 112 is an A / D conversion circuit, 113 is a capacitance conversion circuit, 114 is a contact detection circuit, 115 is a coordinate detection circuit, 116 Is touch panel timing control unit, 117 is coordinate information, 118 is contact information, 119 is positive electrode select signal, 120 is negative electrode select signal, 121 is positive electrode reset signal, 122 is negative electrode reset signal, 123 is positive electrode share signal, 124 is Negative share signal, 125 is the first reference capacity Voltage set signal, 126 reference capacitance ground signal, 127 is an AD conversion start signal.

タッチパネルの電極線16は正極セレクタ103と負極セレクタ104の入力に接続される。正極セレクタ103は複数の電極線16のうち任意の1本を選択して出力に接続する。この正極セレクタ103はアナログスイッチで構成され、これによって選択された1本の電極線16と正極シェアスイッチ110とを接続し、選択時には、スイッチ110両端の電位は双方向に伝播するよう動作する。負極セレクタ104はその出力の接続先が負極シェアスイッチ111となる点が正極シェアスイッチ103と相違される。105は参照容量(検出容量)で、タッチパネルの電極線の容量検出結果が本容量に電圧として残り、この電圧をAD変換回路112へ与えて、測定結果のディジタル値とする。   The electrode line 16 of the touch panel is connected to the inputs of the positive selector 103 and the negative selector 104. The positive selector 103 selects any one of the plurality of electrode lines 16 and connects it to the output. The positive selector 103 is composed of an analog switch, and connects one electrode line 16 selected thereby and the positive share switch 110. When selected, the potential at both ends of the switch 110 propagates in both directions. The negative selector 104 is different from the positive share switch 103 in that the output connection destination is the negative share switch 111. Reference numeral 105 denotes a reference capacitor (detection capacitor), and the capacitance detection result of the electrode line of the touch panel remains as a voltage in this capacitor, and this voltage is supplied to the AD conversion circuit 112 to obtain a digital value of the measurement result.

参照容量電圧正極セットスイッチ106と参照容量電圧負極セットスイッチ107は、参照容量105に一定電圧を印加するためのスイッチで、参照容量初期電圧セット信号125と参照容量接地信号126でそれぞれ定電圧源128とグランド電圧GNDに接続される。接触検出開始時の参照容量105へ初期電圧を設定するときに信号125、126によって双方のスイッチ106、107がオン状態にされ、これによって参照容量105が定電圧源128の電圧によって充電される。   A reference capacitance voltage positive set switch 106 and a reference capacitance voltage negative set switch 107 are switches for applying a constant voltage to the reference capacitance 105. The reference capacitance initial voltage set signal 125 and the reference capacitance ground signal 126 are used as a constant voltage source 128, respectively. And ground voltage GND. When setting an initial voltage to the reference capacitor 105 at the start of contact detection, both switches 106 and 107 are turned on by signals 125 and 126, whereby the reference capacitor 105 is charged by the voltage of the constant voltage source 128.

正極電極リセットスイッチ108と負極電極リセットスイッチ109は、セレクタ103、104で選択されている電極の電圧をグランド電圧GNDにリセットするためのスイッチである。セレクタ103、104によってタッチパネル15の電極線16の内の2本が選択されているとき、スイッチ110、111がオン状態にされることにより、当該2本の選択されている電極線がグランド電圧GNDにリセットされる。リセット後、これらのスイッチ108,109はオフ状態にされる。スイッチ108は正極電極リセット信号121によってスイッチ制御され、スイッチ109は負極電極リセット信号122によってスイッチ制御される。正極シェアスイッチ110と負極シェアスイッチ111は、セレクタ103、104で選択されている電極線を参照容量105の両端に接続するスイッチであり、前記スイッチ108、109によって当該電極線がグランド電圧GNDに初期化された後にオン状態にされ、これにより、参照容量105とタッチパネル15の電極容量との間で電荷のシェアが起こり、正極側のセレクタ103と負極側のセレクタ104の双方で選択されている電極線の電極容量に比例した量だけ参照容量105の電荷が減少する。A/D変換回路112は、参照容量105に生じる電圧をディジタル値に変換し、変換されたディジタル値が容量変換回路113へ供給される。   The positive electrode reset switch 108 and the negative electrode reset switch 109 are switches for resetting the voltage of the electrode selected by the selectors 103 and 104 to the ground voltage GND. When two of the electrode lines 16 of the touch panel 15 are selected by the selectors 103 and 104, the switches 110 and 111 are turned on so that the two selected electrode lines are connected to the ground voltage GND. Reset to. After reset, these switches 108 and 109 are turned off. The switch 108 is switch-controlled by a positive electrode reset signal 121, and the switch 109 is switch-controlled by a negative electrode reset signal 122. The positive polarity share switch 110 and the negative polarity share switch 111 are switches that connect the electrode line selected by the selectors 103 and 104 to both ends of the reference capacitor 105. The electrode lines are initially set to the ground voltage GND by the switches 108 and 109. And then turned on, whereby charge sharing occurs between the reference capacitor 105 and the electrode capacitor of the touch panel 15, and the electrode selected by both the positive selector 103 and the negative selector 104. The charge on the reference capacitor 105 is reduced by an amount proportional to the electrode capacitance of the line. The A / D conversion circuit 112 converts the voltage generated in the reference capacitor 105 into a digital value, and the converted digital value is supplied to the capacitance conversion circuit 113.

容量変換回路113は入力されたディジタル値に基づいてタッチパネル15の各々の電極線の電極容量に比例した数値を容量値として算出して接触検出回路114に与える。接触検出回路114は、容量変換回路113で算出した容量値をもとに接触の有無の判定を行い、判定結果を接触情報118として出力すると共に、同時に各電極線の容量変化強度を算出し、その容量変化強度を座標検出回路115に与える。座標検出回路115は各電極線の容量変化強度を使用して重心計算により、タッチパネルの接触座標を算出し、これを座標情報117として出力する。   The capacitance conversion circuit 113 calculates a value proportional to the electrode capacitance of each electrode line of the touch panel 15 based on the input digital value as a capacitance value, and gives the calculated value to the contact detection circuit 114. The contact detection circuit 114 determines the presence / absence of contact based on the capacitance value calculated by the capacitance conversion circuit 113, outputs the determination result as contact information 118, and simultaneously calculates the capacitance change intensity of each electrode line, The capacitance change intensity is given to the coordinate detection circuit 115. The coordinate detection circuit 115 calculates the touch coordinates of the touch panel by calculating the center of gravity using the capacitance change intensity of each electrode line, and outputs this as coordinate information 117.

検出制御部45は上記検出動作のための全体的なタイミング制御を行い、セレクタ103,104の選択信号119,120、スイッチ106〜111のスイッチ制御信号121〜126、及びA/D変換回路112の変換スタート信号127を生成する。検出制御部45等の一部の回路はCPUとその動作プログラムによって実現してもよい。   The detection control unit 45 performs overall timing control for the above-described detection operation. The selection control signals 119 and 120 of the selectors 103 and 104, the switch control signals 121 to 126 of the switches 106 to 111, and the A / D conversion circuit 112 A conversion start signal 127 is generated. Some circuits such as the detection control unit 45 may be realized by a CPU and its operation program.

ここで、図4の構成を用いる検出動作の原理を説明する。以下の説明においてCaは正極セレクタ103で選択された電極線の合成電極容量(タッチの場合は人の指容量も含む)、Cbは負極セレクタ104で選択された電極線の合成電極容量(タッチの場合は人の指容量も含む)、Ccは参照容量105を意味する。一対の電極線に対する1回の検出動作サイクルでは、最初にチャージ動作とシェア動作が行われ、これに続けてリセット動作とシェア動作が所要回数繰り返される。   Here, the principle of the detection operation using the configuration of FIG. 4 will be described. In the following description, Ca is the combined electrode capacity of the electrode line selected by the positive selector 103 (including human finger capacity in the case of touch), and Cb is the combined electrode capacity of the electrode line selected by the negative selector 104 (touch In some cases, including human finger capacity), Cc means reference capacity 105. In one detection operation cycle for a pair of electrode lines, a charge operation and a share operation are first performed, and subsequently, a reset operation and a share operation are repeated a required number of times.

チャージ動作は図5に例示されるように、Ca,Cbをリセットスイッチ108,19でグランドレベルにリセットし、Ccにチャージスイッチ106,107で電圧Vcをセットする動作である。シェア動作は図6に例示されるようにシェアスイッチ110,111でCa,Cb,Ccを直列に接続して電荷再配分を行う動作であり、これにより、Ca,Cbの容量値に応じてCcの蓄積電荷(Ccの端子間電圧)が減少する。リセット動作は、図示を省略するが、Ccをそのまま維持してリセットスイッチ108,109でCa,Cbをグランドレベルにリセットする動作である。   As illustrated in FIG. 5, the charge operation is an operation in which Ca and Cb are reset to the ground level by the reset switches 108 and 19, and the voltage Vc is set to Cc by the charge switches 106 and 107. As illustrated in FIG. 6, the share operation is an operation in which Ca, Cb, and Cc are connected in series by the share switches 110 and 111 to perform charge redistribution, and accordingly, the Cc according to the capacitance values of Ca and Cb. Stored charge (voltage between terminals of Cc) decreases. Although not shown, the reset operation is an operation in which Cc is maintained as it is, and Ca and Cb are reset to the ground level by the reset switches 108 and 109.

図7には前記チャージ動作とシェア動作を行ったときの電圧関係が示される。Caの端子間電圧をVa、Cbの端子間電圧をVb、Ccの端子間電圧をVcとすれば、Ca,Cb,Ccの直列接続関係より、Vc=Va+Vbとなる。これに続けてリセット動作とシェア動作を行うと、その都度、Vc=Va+Vbの関係を維持しながら、Ccの蓄積電荷(Ccの端子間電圧)が更に減少していく。   FIG. 7 shows the voltage relationship when the charge operation and the share operation are performed. Assuming that the voltage between the terminals of Ca is Va, the voltage between the terminals of Cb is Vb, and the voltage between the terminals of Cc is Vc, Vc = Va + Vb from the series connection relationship of Ca, Cb, and Cc. When the reset operation and the share operation are subsequently performed, the accumulated charge of Cc (inter-terminal voltage of Cc) further decreases while maintaining the relationship of Vc = Va + Vb.

図8には上記チャージ動作及びシェア動作とこれに続くリセット動作及びシェア動作を積み上げた時の電圧波形が例示される。最初のシェア動作によってCcの正側電極はレベル低下し、これに応じてCcの負側電極はグランドレベルGNDよりも低くなる。Ca,Cbは、Vc=Va+Vbの関係を満足する電圧Va,Vbにされ、当然、VbはグランドレベルGNDに対して負電圧、VaはグランドレベルGNDに対して生電圧になる。それ以降のシェア動作では、Ccの正側電極レベルは更に低下し、これに応じてCcの負側電極はグランドレベルGNDに近づく。Ca,Cbは、Vc=Va+Vbの関係を満足する電圧Va,Vbにされ、リセット動作とシェア動作が繰り返される度にCcの端子間電圧が小さくなっていく。シェア動作の期間中に外部からノイズを受けても同相ノイズとしてキャンセルされ動作結果に影響を与えない。積み上げ動作の最後でCcの負極側をグランドレベルGNDに接続することによって、測定対象の2本の電極線の電極容量の和に対応する電圧信号Vcを得ることができる。最初のチャージ動作とシェア動作に続けてリセット動作とシェア動作を行って電圧の積み上げを行うのは測定精度を増すためであり、必ずしも積み上げを必要とするわけではない。   FIG. 8 illustrates voltage waveforms when the charge operation and the share operation, and the subsequent reset operation and the share operation are accumulated. By the first sharing operation, the positive side electrode of Cc is lowered in level, and accordingly, the negative side electrode of Cc becomes lower than the ground level GND. Ca and Cb are set to voltages Va and Vb that satisfy the relationship of Vc = Va + Vb. Naturally, Vb is a negative voltage with respect to the ground level GND, and Va is a raw voltage with respect to the ground level GND. In the subsequent share operation, the positive side electrode level of Cc further decreases, and accordingly, the negative side electrode of Cc approaches the ground level GND. Ca and Cb are set to voltages Va and Vb that satisfy the relationship of Vc = Va + Vb, and the voltage across Cc decreases as the reset operation and the share operation are repeated. Even if external noise is received during the share operation period, it is canceled as common-mode noise and does not affect the operation result. By connecting the negative side of Cc to the ground level GND at the end of the stacking operation, a voltage signal Vc corresponding to the sum of the electrode capacities of the two electrode lines to be measured can be obtained. The voltage accumulation is performed by performing the reset operation and the share operation following the initial charge operation and the share operation in order to increase the measurement accuracy, and the accumulation is not necessarily required.

上述の原理に従って異なる2本の電極線の電極容量の保持電圧の和に相当する検出信号に基づいて夫々の電極線(L1,L2,L3,L4,L5,…)の電極容量を求めるには、最初に電極線L1,L3の電極容量に関する検出電圧V1+V3を求め、第2回目に電極線L1,L2の電極容量に関する検出電圧V1+V2を求め、第3回目に電極線L2,L3の電極容量に関する検出電圧V2+V3を求め、それ以降はL3とL4、L4とL5というように隣接する電極線に関する検出電圧V3+V4、V4+V5を求めていく。第1回目倍し第3回目の検出結果に対して連立方程式を解くことによってV1,V2,V3を求めることができ、第4回目の結果にV3を代入してV4、第5回目の結果にV4を代入してV5、というようにそれ以降の電極線の電極容量に関する電圧を求めることができ、これによって、タッチセンサのX,Y方向の容量分布得ることができ、その容量分布からタッチされた位置の座標を演算することが可能になる。   To obtain the electrode capacity of each of the electrode lines (L1, L2, L3, L4, L5,...) Based on the detection signal corresponding to the sum of the holding voltages of the electrode capacities of two different electrode lines in accordance with the principle described above. First, the detection voltage V1 + V3 related to the electrode capacity of the electrode lines L1 and L3 is obtained, the detection voltage V1 + V2 related to the electrode capacity of the electrode lines L1 and L2 is obtained for the second time, and the electrode capacity of the electrode lines L2 and L3 is obtained for the third time. The detection voltages V2 + V3 are obtained, and thereafter, the detection voltages V3 + V4 and V4 + V5 relating to the adjacent electrode lines such as L3 and L4 and L4 and L5 are obtained. V1, V2, and V3 can be obtained by solving the simultaneous equations for the first detection result and the third detection result, substituting V3 into the fourth result, V4, and the fifth result. By substituting V4, it is possible to obtain the voltage related to the electrode capacitance of the subsequent electrode lines such as V5, and thereby, the capacitance distribution in the X and Y directions of the touch sensor can be obtained. It is possible to calculate the coordinates of the selected position.

図4の構成において上記原理に従った検出動作は以下のように行われる。先ず、検出制御部45は正極セレクタ103と負極セレクタ104で夫々タッチパネル15の電極線の内から1本づつ選択するよう正極セレクト信号119と負極セレクト信号120を出力する。このとき双方の選択電極が同一にならないように制御される。次に、参照容量初期電圧セット信号125と参照容量接地信号126によって参照容量電圧正極セットスイッチ106と参照容量電圧負極セットスイッチ107をオンし、参照容量105に一定電圧をセットし、セット完了後スイッチ106、107をオフすることで、参照容量105の電圧を保持する。   In the configuration of FIG. 4, the detection operation according to the above principle is performed as follows. First, the detection control unit 45 outputs a positive electrode select signal 119 and a negative electrode select signal 120 so that the positive electrode selector 103 and the negative electrode selector 104 select one electrode line from the touch panel 15 one by one. At this time, the selection electrodes are controlled so as not to be the same. Next, the reference capacitance voltage positive set switch 106 and the reference capacitance voltage negative set switch 107 are turned on by the reference capacitance initial voltage set signal 125 and the reference capacitance ground signal 126, a constant voltage is set in the reference capacitance 105, and the switch after the setting is completed. By turning off 106 and 107, the voltage of the reference capacitor 105 is held.

次に、正極電極リセット信号121と負極電極リセット信号122を操作することで、正極電極リセットスイッチ108と負極電極リセットスイッチ109をオンし、前記セレクタ103、104で正極、負極に選択されている電極線の電圧をグランドレベルGNDにリセットする。リセット後、スイッチ108と109をオフすることで、選択されている一対の電極線には接地レベルが保持される。   Next, by operating the positive electrode reset signal 121 and the negative electrode reset signal 122, the positive electrode reset switch 108 and the negative electrode reset switch 109 are turned on, and the selectors 103 and 104 select the positive electrode and the negative electrode. Reset the line voltage to ground level GND. After resetting, the switches 108 and 109 are turned off, whereby the ground level is held in the selected pair of electrode lines.

次に、正極シェア信号123と負極シェア信号124を使用して、正極シェアスイッチ110と負極シェアスイッチ111をオンすることで、参照容量105と夫々のセレクタ103、104で選択されている電極線を接続し、参照容量105から前記電極線へ当該電極線の電極容量に比例した量の電荷が移動する。電荷移動が収束する一定時間後に前記スイッチ110と111をオフすることで電荷移動が完了し、参照容量105からは前記正極と負極に接続された電極線の合計容量に比例した電荷が減少し、これにより、参照容量105の保持電圧も減少する。前記電極リセット動作と参照容量シェア接続動作を複数回繰り返すことで生じる参照容量105の保持電圧減少分を測定することで、タッチパネル15の接触状態の有無に応ずる電極容量値を測定する。参照容量105の保持電圧測定時には、スイッチ107をオンして負極側をグランドレベルGNDにすることで、参照容量105の正極の電位が保持電圧となる。この保持電圧がA/D変換回路112に与えられてディジタル値に変換される。   Next, by using the positive share signal 123 and the negative share signal 124 to turn on the positive share switch 110 and the negative share switch 111, the reference capacitance 105 and the electrode line selected by each of the selectors 103 and 104 are selected. As a result, an amount of charge is transferred from the reference capacitor 105 to the electrode line in proportion to the electrode capacity of the electrode line. The charge transfer is completed by turning off the switches 110 and 111 after a certain time after the charge transfer converges, and the charge from the reference capacitor 105 is reduced in proportion to the total capacity of the electrode lines connected to the positive electrode and the negative electrode, As a result, the holding voltage of the reference capacitor 105 also decreases. By measuring the decrease in the holding voltage of the reference capacitor 105 generated by repeating the electrode reset operation and the reference capacitor share connection operation a plurality of times, the electrode capacitance value corresponding to the presence or absence of the touch state of the touch panel 15 is measured. When the holding voltage of the reference capacitor 105 is measured, the positive electrode potential of the reference capacitor 105 becomes a holding voltage by turning on the switch 107 and setting the negative electrode side to the ground level GND. This holding voltage is supplied to the A / D conversion circuit 112 and converted into a digital value.

図9には上記検出動作の動作タイミングが例示される。ここでは正極セレクト信号119がタッチパネル15の電極線の内、N番目を選択し、負極セレクト信号120がN+1番目の電極線を選択したときの一つの計測サイクルを示す。電極線の選択態様は後述するが少なくとも同一に成らないように制御される
計測サイクルの最初のタイミング0で参照容量初期電圧セット信号125と参照容量接地信号126がハイレベルとされ、参照容量105に一定電圧がセットされる。タイミング1では信号125,126は共にローレベルにされて参照容量105は電源128とグランド電位GNDから切り離され、セットされた電圧を保持する。タイミング1では正極電極リセット信号121と負極電極リセット信号122がハイレベルにされ、前記セレクタ103、104で正極、負極に選択されている電極線の電圧をグランドレベルGNDにリセットする。これらの信号121、122はタイミング2でローレベルにされ、前記正極、負極に選択されている電極線はグランドレベルGNDから切り離される。
FIG. 9 illustrates the operation timing of the detection operation. Here, one measurement cycle is shown when the positive electrode select signal 119 selects the Nth electrode line of the touch panel 15 and the negative electrode select signal 120 selects the N + 1th electrode line. The selection mode of the electrode lines will be described later, but is controlled so as not to be at least the same. At the first timing 0 of the measurement cycle, the reference capacitor initial voltage set signal 125 and the reference capacitor ground signal 126 are set to the high level, and the reference capacitor 105 A constant voltage is set. At timing 1, the signals 125 and 126 are both set to the low level, and the reference capacitor 105 is disconnected from the power supply 128 and the ground potential GND to hold the set voltage. At timing 1, the positive electrode reset signal 121 and the negative electrode reset signal 122 are set to the high level, and the voltages of the electrode lines selected by the selectors 103 and 104 as the positive electrode and the negative electrode are reset to the ground level GND. These signals 121 and 122 are set to low level at timing 2, and the electrode lines selected as the positive electrode and the negative electrode are disconnected from the ground level GND.

タイミング2では、正極シェア信号123と負極シェア信号124がハイレベルにされ、参照容量105とセレクタ103、104で正極、負極に選択されている電極線が接続され、当該一対の電極線に参照容量105から電荷移動が起こる。   At timing 2, the positive share signal 123 and the negative share signal 124 are set to the high level, the reference capacitor 105 is connected to the electrode lines selected by the selectors 103 and 104 as the positive electrode and the negative electrode, and the reference capacitor is connected to the pair of electrode lines. Charge transfer occurs from 105.

タイミング3では正極シェア信号123と負極シェア信号124がローレベルとされ、参照容量105と電極線が切り離され、次の電極リセットの影響が参照105に与えられないようにする。   At timing 3, the positive share signal 123 and the negative share signal 124 are set to a low level, the reference capacitor 105 and the electrode line are disconnected, and the influence of the next electrode reset is not given to the reference 105.

タイミング3から12はタイミング1と2を複数回繰り返す。この例では、タイミング1、2を含んで6回繰り返しているが、調整によって回数は増減可能である。   In timings 3 to 12, timings 1 and 2 are repeated a plurality of times. In this example, it is repeated 6 times including the timings 1 and 2, but the number can be increased or decreased by adjustment.

最後にタイミング13で参照容量接地信号126のみがハイレベルにされ、同時にAD変換スタート信号127もハイレベルとなり、参照容量105の保持電圧の測定が行われる。   Finally, at timing 13, only the reference capacitor ground signal 126 is set to the high level, and at the same time, the AD conversion start signal 127 is also set to the high level, and the holding voltage of the reference capacitor 105 is measured.

図中の301と302は容量測定結果となる電圧を保持する参照容量105の両極電極の電圧波形を表す。タイミング0では正極は定電圧、負極はグランドレベルGNDになっており、タイミング1では外部から電圧を与えられない、ハイインピーダンス状態となっており、タイミング0での電圧を保持している。タイミング2において、電極線への電荷転送が起こると同時に、負極側は接地レベルより低いレベルにまで変化する。これはタッチパネル15の電極線の容量が対グランド容量(対接地容量)であること、そして、参照容量105の両極にタッチパネル15電極が接続されることによる電圧変化であることによる。負極電圧がグランドレベルGNDより低くなることによって、1個の参照容量105によって一度に2個の電極線の電極容量を測定可能とし、かつ2個の電極線の電極容量を同一極ではなく正極、負極それぞれに接続することによって、2電極に重畳する同相ノイズを参照容量105の上でキャンセルすることが可能になっている。303と304は参照容量105の正極端子と負極端子に同相の正方向パルスノイズが重畳した状態を例示する。正極端子と負極端子で同一方向に同一量だけパルスノイズが重畳しているため、参照容量105の両極に同一方向に電位が動きノイズがキャンセルされる。   In the figure, reference numerals 301 and 302 denote voltage waveforms of the bipolar electrodes of the reference capacitor 105 that holds a voltage as a result of the capacitance measurement. At timing 0, the positive electrode is at a constant voltage and the negative electrode is at the ground level GND. At timing 1, a voltage is not applied from the outside and is in a high impedance state, and the voltage at timing 0 is held. At timing 2, charge transfer to the electrode line occurs, and at the same time, the negative electrode side changes to a level lower than the ground level. This is because the capacitance of the electrode line of the touch panel 15 is a ground capacitance (anti-ground capacitance), and is a voltage change due to the touch panel 15 electrode being connected to both electrodes of the reference capacitor 105. By making the negative voltage lower than the ground level GND, it is possible to measure the electrode capacities of two electrode lines at a time by one reference capacitor 105, and the electrode capacities of the two electrode lines are not the same electrode but the positive electrode, By connecting to each of the negative electrodes, it is possible to cancel the common-mode noise superimposed on the two electrodes on the reference capacitor 105. Reference numerals 303 and 304 exemplify a state where positive pulse noise having the same phase is superimposed on the positive terminal and the negative terminal of the reference capacitor 105. Since the pulse noise is superimposed on the positive electrode terminal and the negative electrode in the same direction by the same amount, the potential moves in the same direction on both poles of the reference capacitor 105 and the noise is canceled.

図10は容量変換回路113による電極線毎の電極容量の値計算方法が例示される。図中401の欄は検出動作で選択される電極線の電極容量のペアを示し、402の欄は選択電極容量のペアに対する検出動作で得られる容量値の計算式を示し、403の欄はA/D変換回路112から出力される検出値49を意味する。   FIG. 10 illustrates an electrode capacitance value calculation method for each electrode line by the capacitance conversion circuit 113. In the figure, the column 401 shows the electrode capacity pair of the electrode line selected by the detection operation, the column 402 shows the calculation formula of the capacitance value obtained by the detection operation for the selected electrode capacitance pair, and the column 403 shows A This means the detection value 49 output from the / D conversion circuit 112.

本例では、最初の1組だけC1,C3のように離れた電極線の電極容量を検出対象としているが、それ以外の検出は、隣接する電極線の電極容量を検出対象とし、1電極ずつずらして全ての電極を選択するように検出している。これによって、全体としては電極数と同一回数の検出動作が行われ、403の出力値も電極数と同一数だけ得られる。これらの値は403の欄に示す容量計算式の値となっており、電極数がN本の場合はN元の1次方程式を構成している。つまりこのN元1次方程式を解くことで、403出力値から各電極線の電極容量の値(相関値)を算出することができる。この例では電極線が7本の場合を想定しており、7つの出力値Vx1〜Vx7をもとに、容量値V1〜V7を求めている。最初の3回の測定は、それぞれ、C1,C2,C3の3電極から2電極を選択する全組み合わせであり、この3値から404、405、406で示す式により、V1,V2,V3の値を算出する。この3値が確定することで、以降、V4〜V7までが順次確定していく。このように算出した容量値が後段の接触検出回路114に供給される。   In this example, only the first set is the electrode capacity of the electrode lines separated as C1 and C3, but the other detections are the electrode capacity of the adjacent electrode lines as the detection object. Detection is performed such that all electrodes are selected by shifting. As a result, the same number of detection operations as the number of electrodes are performed as a whole, and the output value of 403 is obtained by the same number as the number of electrodes. These values are the values of the capacity calculation formula shown in the column 403. When the number of electrodes is N, N-element linear equations are formed. That is, by solving this N-element linear equation, the value (correlation value) of the electrode capacity of each electrode line can be calculated from the 403 output value. In this example, it is assumed that there are seven electrode wires, and the capacitance values V1 to V7 are obtained based on the seven output values Vx1 to Vx7. The first three measurements are all combinations in which two electrodes are selected from the three electrodes C1, C2, and C3, and the values of V1, V2, and V3 are obtained from these three values according to the expressions 404, 405, and 406. Is calculated. By determining these three values, V4 to V7 are sequentially determined thereafter. The capacitance value calculated in this way is supplied to the subsequent contact detection circuit 114.

図11には接触検出回路114の構成が例示される。図中501は現在容量値、即ち、容量変換回路113から出力される電極線毎の容量値である。502は接触前容量値、例えば、非タッチの場合における電極線毎の課個の容量値の移動平均値(ベースライン値)である。503は減算器、504はタッチ/非タッチを識別するための接触検出閾値、505は比較器、506は接触容量値、507は接触情報である。   FIG. 11 illustrates the configuration of the contact detection circuit 114. In the figure, reference numeral 501 denotes a current capacitance value, that is, a capacitance value for each electrode line output from the capacitance conversion circuit 113. Reference numeral 502 denotes a capacitance value before contact, for example, a moving average value (baseline value) of imposed capacitance values for each electrode line in the case of non-touch. 503 is a subtracter, 504 is a touch detection threshold value for identifying touch / non-touch, 505 is a comparator, 506 is a touch capacitance value, and 507 is touch information.

この構成では過去のそれぞれの電極線の容量値を接触前容量値502として保持している。この値の生成方法の一例としては、過去の容量値の移動平均値などがある。現在容量値501とこれに対応する電極線の接触前容量値502との差分が減算器503で計算され、その結果が接触容量値506として出力される。また、接触容量値506は比較器505で接触検出閾値504と比較され、接触容量値506が接触検出閾値504以上の値であった場合にタッチパネル15の容量電極への接触があったと判定し、接触の有無に応ずる論理値の接触情報507が比較器505から出力される。   In this configuration, the past capacitance value of each electrode line is held as the pre-contact capacitance value 502. An example of a method for generating this value is a moving average value of past capacity values. The difference between the current capacitance value 501 and the capacitance value 502 before contact of the corresponding electrode line is calculated by the subtractor 503, and the result is output as the contact capacitance value 506. Further, the contact capacitance value 506 is compared with the contact detection threshold value 504 by the comparator 505, and when the contact capacitance value 506 is a value equal to or greater than the contact detection threshold value 504, it is determined that there is a contact with the capacitive electrode of the touch panel 15; The contact information 507 having a logical value corresponding to the presence or absence of contact is output from the comparator 505.

図12には座標計算回路115の構成が示される。602は接触容量値506を入力する累積加算器、603は重み付けカウンタ、604は乗算器、605は乗算器604の出力を入力する累積加算器、606は割算器、607は接触座標値117を出力する解像度変換器である。608は水平解像度、609は垂直解像度である。   FIG. 12 shows the configuration of the coordinate calculation circuit 115. 602 is a cumulative adder that inputs a contact capacitance value 506, 603 is a weighting counter, 604 is a multiplier, 605 is a cumulative adder that inputs the output of the multiplier 604, 606 is a divider, and 607 is a contact coordinate value 117. It is a resolution converter that outputs. Reference numeral 608 denotes a horizontal resolution, and reference numeral 609 denotes a vertical resolution.

まず外部からの入力である接触容量値506は電極線の数と同数だけ逐次入力され、まず累積加算器602で累積加算される。また同時に接触容量値506は乗算器604に入力され、重み付けカウンタ603から発生される重み付け値が乗算される。重み付けカウンタ603は座標計算回路115への接触容量値506の入力に同期して更新される。乗算器604の出力は累積加算器605に入力されて累積加算され、重み付けされた累積値とされる。接触容量値506が電極線の数だけ入力されたのち、累積加算器602と累積加算器605の出力が割算器606に入力され、累積加算器605の累積加算結果に対する累積加算器601の累積加算結果による商を求める。この値が全電極の容量値の重心、つまり接触重心値となる。この後、前記接触重心値は解像度変換器607に入力され、水平解像度608、垂直解像度609のうち一方を使用して、解像度に見合った接触座標値610が算出される。   First, the contact capacitance value 506 that is an input from the outside is sequentially input by the same number as the number of electrode lines, and is first cumulatively added by the cumulative adder 602. At the same time, the contact capacitance value 506 is input to the multiplier 604 and multiplied by the weighting value generated from the weighting counter 603. The weighting counter 603 is updated in synchronization with the input of the contact capacitance value 506 to the coordinate calculation circuit 115. The output of the multiplier 604 is input to the cumulative adder 605 and cumulatively added to obtain a weighted cumulative value. After the contact capacitance value 506 is input by the number of electrode lines, the outputs of the cumulative adder 602 and the cumulative adder 605 are input to the divider 606, and the cumulative adder 601 accumulates the cumulative addition result of the cumulative adder 605. Find the quotient from the result of the addition. This value becomes the center of gravity of the capacitance values of all electrodes, that is, the contact center of gravity value. Thereafter, the contact centroid value is input to the resolution converter 607, and a contact coordinate value 610 corresponding to the resolution is calculated using one of the horizontal resolution 608 and the vertical resolution 609.

以上により、実施形態1においてタッチ線差装置は液晶パネルからの放射ノイズをキャンセルして、液晶パネルの表示動作状態にかかわらず高精度の接触検出が可能となる。   As described above, in the first embodiment, the touch line difference device cancels the radiation noise from the liquid crystal panel, and enables highly accurate contact detection regardless of the display operation state of the liquid crystal panel.

〔実施の形態2〕
図13には図3のタッチパネル駆動ユニットを半導体集積回路化したときの構成が例示される。実施の形態1と同様にタッチパネル駆動ユニットをLCDドライバなどのLSI(半導体集積回路)に実装した例を示す。図4で説明した構成要素と同一機能を有するものには同じ参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
[Embodiment 2]
FIG. 13 illustrates a configuration when the touch panel drive unit of FIG. 3 is formed as a semiconductor integrated circuit. An example in which the touch panel drive unit is mounted on an LSI (semiconductor integrated circuit) such as an LCD driver as in the first embodiment will be described. Components having the same functions as those described in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

701はタッチパネル駆動ユニットを半導体集積回路化した検出回路LSI、702はタッチパネル電極信号ピン、703は外付け参照容量正極ピン、704は外付け参照容量負極ピン、705は接触情報出力ピン、706は座標情報出力ピンである。   701 is a detection circuit LSI in which the touch panel drive unit is formed as a semiconductor integrated circuit, 702 is a touch panel electrode signal pin, 703 is an external reference capacitance positive pin, 704 is an external reference capacitance negative pin, 705 is a contact information output pin, and 706 is a coordinate Information output pin.

参照容量105が検出回路LSI701の外付け周辺部品となるから、取り付けるタッチパネル15の特性に応じて外付け参照容量105の大きさを選択することがきる、これによって検出感度の調整が容易になり、同一の検出用LSI701で多様なタッチパネルに対応可能となる。また、半導体集積回路化することで、接続スイッチ106〜111をオンチップのMOSトランジスタで構成することができる。   Since the reference capacitor 105 becomes an external peripheral component of the detection circuit LSI 701, the size of the external reference capacitor 105 can be selected according to the characteristics of the touch panel 15 to be attached. This facilitates adjustment of detection sensitivity. The same detection LSI 701 can be used for various touch panels. Further, by forming a semiconductor integrated circuit, the connection switches 106 to 111 can be configured by on-chip MOS transistors.

図14には接続スイッチの構成が例示される。図中、801はNチャンネル型MOSトランジスタ(NMOSトランジスタ)、802はPチャンネル型MOSトランジスタ(PMOSトランジスタ)、803及び804はスイッチ端子、805は制御端子、806及び807はインバータ、808はNMOS基板電位、809は負電源である。   FIG. 14 illustrates the configuration of the connection switch. In the figure, 801 is an N-channel MOS transistor (NMOS transistor), 802 is a P-channel MOS transistor (PMOS transistor), 803 and 804 are switch terminals, 805 is a control terminal, 806 and 807 are inverters, and 808 is an NMOS substrate potential. , 809 are negative power supplies.

NMOSトランジスタ801は正極性のスイッチとして動作し、インバータ807の出力がハイレベル時にスイッチ端子803とスイッチ端子804を接続し、相互に信号の入出力を可能とする。ローレベル時にはスイッチ端子803と804の間の接続を切断し、高インピーダンス状態とする。   The NMOS transistor 801 operates as a positive switch and connects the switch terminal 803 and the switch terminal 804 when the output of the inverter 807 is at a high level, thereby enabling signal input / output. When the level is low, the connection between the switch terminals 803 and 804 is cut off, and a high impedance state is established.

802のPMOSトランジスタは負極性のスイッチとして動作し、インバータ806の出力がローレベル時にスイッチ803と804を接続し、相互に信号の入出力を可能とする。ハイレベル時にはスイッチ803と804の間の接続を切断し、高インピーダンス状態とする。また、インバータ806の出力がインバータ807の入力となるため、インバータ806の出力とインバータ807の出力の関係は常に反転となり、結果としてNMOSトランジスタ801とPMOSトランジスタ802は同相でスイッチ制御される。よって、NMOSトランジスタ801とPMOSトランジスタ802を組み合わせたスイッチは、制御端子805がハイレベルのときに接続となり、制御端子805がローレベルのときにハイインピーダンスとなる。また、NMOSトランジスタの基板電位808を負電源とすることで、スイッチ端子803,804がグランドレベル以下になる場合でも正しく電圧を伝達することができる。図では、便宜上スイッチ1個につき810の負電源が1個接続されているが、全てのスイッチの負電源は共通化可能であることはいうまでもない。また、LCDノイズは、高い方向に出るノイズと低い方向に出るノイズが対称となり、大きさがほぼ同一という性質があり、電源電圧を超えるノイズ発生による電荷のリークが起こる確率が正電圧、負電圧ともに等しくなるという理由から、810の負電源電圧は、電源電圧128とは絶対値的に等しい電圧であることが望ましい。   The PMOS transistor 802 operates as a negative switch, and when the output of the inverter 806 is at a low level, the switches 803 and 804 are connected to each other so that signals can be input and output. At the high level, the connection between the switches 803 and 804 is cut off, and a high impedance state is established. Further, since the output of the inverter 806 becomes the input of the inverter 807, the relationship between the output of the inverter 806 and the output of the inverter 807 is always inverted, and as a result, the NMOS transistor 801 and the PMOS transistor 802 are switch-controlled in the same phase. Therefore, a switch in which the NMOS transistor 801 and the PMOS transistor 802 are combined is connected when the control terminal 805 is at a high level, and has a high impedance when the control terminal 805 is at a low level. Further, by using the substrate potential 808 of the NMOS transistor as a negative power source, the voltage can be correctly transmitted even when the switch terminals 803 and 804 are below the ground level. In the figure, for convenience, one 810 negative power source is connected to one switch, but it goes without saying that the negative power source of all the switches can be shared. In addition, LCD noise has a characteristic that the noise that appears in the high direction and the noise that emerges in the low direction are symmetrical, and the magnitude is almost the same, and the probability of charge leakage due to noise generation exceeding the power supply voltage is positive voltage, negative voltage For the reason that both are equal, it is desirable that the negative power supply voltage 810 is an absolute value equal to the power supply voltage 128.

〔実施の形態3〕
図15には図3のタッチパネル駆動ユニットを半導体集積回路化したときの別の構成が例示される。実施の形態2との相違点は参照容量105と共に選択的に参照変動容量901を使用可能にした点であり、図4および図13で説明した構成要素と同一機能を有するものには同じ参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
[Embodiment 3]
FIG. 15 illustrates another configuration when the touch panel drive unit of FIG. 3 is formed as a semiconductor integrated circuit. The difference from the second embodiment is that the reference variation capacitor 901 can be selectively used together with the reference capacitor 105. Components having the same functions as those described in FIGS. 4 and 13 have the same reference numerals. The detailed description is omitted.

901は参照変動容量、902は参照変動容量正極接続スイッチ、903は参照変動容量負極接続スイッチ、904は参照変動容量接続信号である。図13との違いは、参照容量105の外付をオンチップに変え、さらにもう1個の参照変動容量901を参照105と並列に配置し、スイッチ901,03で選択的に並列接続可能に構成した点である。   Reference numeral 901 is a reference variable capacity, 902 is a reference variable capacity positive connection switch, 903 is a reference variable capacity negative connection switch, and 904 is a reference variable capacity connection signal. The difference from FIG. 13 is that the external connection of the reference capacitor 105 is changed to on-chip, and another reference variable capacitor 901 is arranged in parallel with the reference 105 and can be selectively connected in parallel with the switches 901, 03. This is the point.

タッチパネル15電極線はLCDパネル上に搭載されるため、LCDパネルの形状によっては、横方向電極線と縦方向電極線の電極容量が2倍程度の開きがある場合もあり、横方向と縦方向の調整最適値が合わない可能性がある。本実施の形態で示すように、内部に2個の参照用容量105,901を設け、例えば図2の縦方向の電極線の容量電極(縦に伸びているため容量が大)の検出中には信号904をハイレベルとして、スイッチ902、903をオンとすることによって、参照容量を105と901の和として動作させ、また、202の横方向電極の検出中には、信号904をローレベルとして、スイッチ902、903をオフとし、参照容量を105のみとして動作させる。これによって、縦方向と横方向で容量差が大きくなる細長いタッチパネルに対しても性能が劣化しない検出回路を構成可能である。   Since the touch panel 15 electrode line is mounted on the LCD panel, depending on the shape of the LCD panel, the electrode capacity of the horizontal electrode line and the vertical electrode line may be twice as large. There is a possibility that the optimal adjustment value of does not match. As shown in the present embodiment, two reference capacitors 105 and 901 are provided inside, for example, during the detection of the capacitor electrode of the vertical electrode line in FIG. Operates the reference capacitor as the sum of 105 and 901 by setting the signal 904 to the high level and turning on the switches 902 and 903. Also, during the detection of the 202 lateral electrodes, the signal 904 is set to the low level. The switches 902 and 903 are turned off, and the reference capacitor is operated only as 105. Accordingly, it is possible to configure a detection circuit that does not deteriorate in performance even for an elongated touch panel in which the capacity difference between the vertical direction and the horizontal direction is large.

以上説明した実施の形態によれば、電極線を2本づつ選択し、選択した電極線を参照容量の正極、負極に接続することで、液晶パネルからの放射ノイズが参照容量の両極に同相で印加されることなり、最終的に測定する参照容量の電圧値からノイズの影響を排除することができる。   According to the embodiment described above, the electrode lines are selected two by two, and the selected electrode lines are connected to the positive electrode and the negative electrode of the reference capacitor, so that the radiation noise from the liquid crystal panel is in phase with both electrodes of the reference capacitor. As a result, the influence of noise can be eliminated from the voltage value of the reference capacitance to be finally measured.

半導体集積回路にタッチパネル駆動ユニットをオンチップする場合に参照容量を外付で構成することにより、取り付けるタッチパネルの特性に応じて外付け参照容量を選択することで検出感度の調整が可能となり、タッチパネル駆動ユニットをオンチップする同一の半導体集積回路で多様なタッチパネルに対応可能となる。   When the touch panel drive unit is mounted on-chip in a semiconductor integrated circuit, the reference capacity is configured externally, so that the detection sensitivity can be adjusted by selecting the external reference capacity according to the characteristics of the touch panel to be attached. The same semiconductor integrated circuit on-chip the unit can be used for various touch panels.

タッチパネル駆動ユニットをオンチップして半導体集積回路化する際に参照容量及び電極線との間で電荷を転送するために用いるMOSスイッチの基板電位を負電源とすることで、参照容量の負極電位がグランドレベルよりも低くなる場合でも誤り無く容量検出を行うことが可能となる。   By making the substrate potential of the MOS switch used to transfer the charge between the reference capacitor and the electrode line when the touch panel drive unit is on-chip into a semiconductor integrated circuit, the negative potential of the reference capacitor is reduced. Capacitance detection can be performed without error even when the level is lower than the ground level.

タッチパネル駆動ユニットをオンチップして半導体集積回路に設ける参照容量を分離可能に並列に2個の容量素子で構成することにより、接触がない状態での容量値が大きい電極の場合には2個の容量素子を用い、小さい場合に1個の容量素子を用いて検出することで、縦方向と横方向で容量差が大きくなる細長いタッチパネルに対しても性能が劣化しない検出回路を容易に実現可能である。   In the case of an electrode having a large capacitance value in a state where there is no contact, two electrodes are arranged in parallel so that the reference capacitor provided on the semiconductor integrated circuit can be separated by on-chip the touch panel drive unit. By using a capacitive element and detecting with one capacitive element when it is small, it is possible to easily realize a detection circuit that does not deteriorate the performance even for a long and narrow touch panel in which the capacitive difference between the vertical and horizontal directions increases. is there.

以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。   Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited thereto and can be variously modified without departing from the gist thereof.

例えば、参照容量に対するプリチャージ電圧の極性、電極線の電極容量に対するリセットの電荷状態、参照容量の一方の容量電極から信号電圧を取り出すときに他方の容量電極に与える電圧等は上記の電圧関係に限定されず、その極性を反転させ、或いは更に別の電圧関係を採用することも可能である。   For example, the polarity of the precharge voltage with respect to the reference capacitor, the reset charge state with respect to the electrode capacitor of the electrode line, the voltage applied to the other capacitor electrode when taking out the signal voltage from one capacitor electrode of the reference capacitor, and the like are as described above. Without being limited, it is possible to reverse the polarity or to adopt another voltage relationship.

本発明は携帯電話器等の携帯端末装置はもとより、ディスプレイと一体のタッチ入力機構を備えたPCや電子機器の操作パネル等に広く適用することができる。   The present invention can be widely applied not only to a mobile terminal device such as a mobile phone but also to a PC having a touch input mechanism integrated with a display, an operation panel of an electronic device, and the like.

101 タッチパネル電極
102 タッチパネル電極信号線
103 正極セレクタ
104 負極セレクタ
105 参照容量
106 参照容量電圧正極セットスイッチ
107 参照容量電圧負極セットスイッチ
108 正極電極リセットスイッチ
109 負極電極リセットスイッチ
110 正極シェアスイッチ
111 負極シェアスイッチ
112 A/D変換回路
113 容量変換回路
114 接触検出回路
115 座標検出回路
116 タッチパネルタイミング制御部
117 座標情報
118 接触情報
119 正極セレクト信号
120 負極セレクト信号
121 正極電極リセット信号
122 負極電極リセット信号
123 正極シェア信号
124 負極シェア信号
125 参照容量初期電圧セット信号
126 参照容量接地信号
127 AD変換スタート信号
201 ひし形単位電極
19 1層目電極(横方向)
18 2層目電極(縦方向)
301 参照容量正極電圧波形
302 参照容量負極電圧波形
303 参照容量正極ノイズ波形
304 参照容量負極ノイズ波形
401 選択電極の組
402 選択電極の組が示す容量計算式
403 A/D変換回路の出力値
501 現在容量値
502 接触前容量値
503 減算器
504 接触検出閾値
505 比較器
506 接触容量値
507 接触情報
601 接触容量値
602、605 累積加算器
603 重み付けカウンタ
604 乗算器
606 割算器
607 解像度変換器
608 水平解像度
609 垂直解像度
610 接触座標値
701 検出回路LSI
901 参照変動容量
902 参照変動容量正極接続スイッチ
903 参照変動容量負極接続スイッチ
904 参照変動容量接続信号
101 Touch Panel Electrode 102 Touch Panel Electrode Signal Line 103 Positive Selector 104 Negative Selector 105 Reference Capacitance 106 Reference Capacitance Voltage Positive Set Switch 107 Reference Capacitance Voltage Negative Set Switch 108 Positive Electrode Reset Switch 109 Negative Electrode Reset Switch 110 Positive Share Switch 111 Negative Share Switch 112 A / D conversion circuit 113 Capacitance conversion circuit 114 Contact detection circuit 115 Coordinate detection circuit 116 Touch panel timing control unit 117 Coordinate information 118 Contact information 119 Positive electrode select signal 120 Negative electrode select signal 121 Positive electrode reset signal 122 Negative electrode reset signal 123 Positive electrode share signal 123 124 Negative share signal 125 Reference capacitor initial voltage set signal 126 Reference capacitor ground signal 127 AD conversion start signal 20 Rhombic unit electrodes 19 1-layer electrode (lateral direction)
18 Second layer electrode (longitudinal direction)
301 Reference Capacitance Positive Voltage Waveform 302 Reference Capacitance Negative Voltage Waveform 303 Reference Capacitance Positive Electrode Noise Waveform 304 Reference Capacitance Negative Electrode Noise Waveform 401 Selection Electrode Set 402 Capacitance Calculation Formula Shown by Selection Electrode Set 403 Output Value of A / D Conversion Circuit 501 Present Capacitance value 502 Capacitance value before contact 503 Subtractor 504 Contact detection threshold 505 Comparator 506 Contact capacitance value 507 Contact information 601 Contact capacitance value 602, 605 Cumulative adder 603 Weighted counter 604 Multiplier 606 Divider 607 Resolution converter 608 Horizontal Resolution 609 Vertical resolution 610 Contact coordinate value 701 Detection circuit LSI
901 Reference variable capacity 902 Reference variable capacity positive connection switch 903 Reference variable capacity negative connection switch 904 Reference variable capacity connection signal

Claims (22)

夫々容量電極を持つ複数の電極線と、
前記複数の電極線から選ばれた電極線との間の電荷移動に基づいて当該電極線の容量値に応ずる信号を検出する検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて前記電極線に対する接触の有無を判別する判別部と、を有し、
前記検出部は、複数の電極線の中から2本の電極線を所定の順番に順次選択し、選択した2本の電極線の電荷をリセットすると共に検出動作に用いる参照容量に電圧をセットした後、選択した一方の電極線に前記参照容量の一方の容量端子を接続し且つ選択された他方の電極線に前記参照容量の他方の容量端子を接続することによって前記参照容量に得られる電圧信号を当該選択された2本の電極線の電極容量に対応する信号として検出する、タッチ判別装置。
A plurality of electrode wires each having a capacitance electrode;
A detection unit for detecting a signal corresponding to a capacitance value of the electrode line based on charge transfer between the electrode lines selected from the plurality of electrode lines;
A determination unit that determines presence or absence of contact with the electrode line based on a detection result by the detection unit;
The detection unit sequentially selects two electrode lines from a plurality of electrode lines in a predetermined order, resets the charges of the selected two electrode lines, and sets a voltage to a reference capacitor used for a detection operation. Thereafter, a voltage signal obtained in the reference capacitor by connecting one capacitor terminal of the reference capacitor to the selected one electrode line and connecting the other capacitor terminal of the reference capacitor to the selected other electrode line. Is detected as a signal corresponding to the electrode capacity of the two selected electrode lines.
前記判別部は、所定の順番に順次2本づつ選択された電極線に関する多数の電圧値から電極線毎の電圧値を求めての接触の有無を判別する、請求項1記載のタッチ判別装置。   The touch determination apparatus according to claim 1, wherein the determination unit determines presence / absence of contact by obtaining a voltage value for each electrode line from a large number of voltage values regarding two electrode lines sequentially selected in a predetermined order. 前記検出部は、最初の3回で3本の電極線に関する異なる2本づつの電極線を組み合わせて電圧値を検出した後、順に選択する電極線を1本づつ隣にずらしながら隣接する2本の電極線を選択して電圧値の検出を行う、請求項1記載のタッチ判別装置。   The detection unit detects the voltage value by combining two different electrode lines for the three electrode lines in the first three times, and then moves the adjacent two electrode lines while sequentially shifting the electrode lines to be selected one by one. The touch determination apparatus according to claim 1, wherein a voltage value is detected by selecting an electrode line. 前記検出部は、前記参照容量から電圧信号を得るとき参照容量の一方の容量端子を基準電圧とし、他方の容量端子の電圧を前記電圧信号とする、請求項1記載のタッチ判別装置。   The touch determination device according to claim 1, wherein when the detection unit obtains a voltage signal from the reference capacitor, one capacitor terminal of the reference capacitor is used as a reference voltage, and the voltage of the other capacitor terminal is used as the voltage signal. 前記電極線の電極容量は対グランド容量であり、
前記参照容量に対する電圧のセットは一方の容量端子をグランド電圧として行われ、
前記電圧信号を得るとき基準電圧にされる参照容量の一方の容量端子は負電圧である、請求項4記載のタッチ判別装置。
The electrode capacity of the electrode line is a ground capacity,
The setting of the voltage with respect to the reference capacitor is performed using one capacitor terminal as a ground voltage,
The touch determination device according to claim 4, wherein one of the capacitance terminals of the reference capacitance that is used as a reference voltage when obtaining the voltage signal is a negative voltage.
前記基準電圧はグランド電圧である、請求項5記載のタッチ判別装置。   The touch determination apparatus according to claim 5, wherein the reference voltage is a ground voltage. 前記検出部は電荷移動のためにMOSトランジスタから成るスイッチを有し、前記MOSトランジスタの内、負電圧が印加されるMOSトランジスタの基板電位が負電圧とされる、請求項6記載のタッチ判別装置。   The touch determination device according to claim 6, wherein the detection unit includes a switch composed of a MOS transistor for charge transfer, and the substrate potential of the MOS transistor to which a negative voltage is applied is a negative voltage among the MOS transistors. . 前記負の基板電位は前記参照容量の一方の容量端子にセットされる電圧と同一電圧を持つ負電位である、請求項7記載のタッチ判別装置。   The touch determination apparatus according to claim 7, wherein the negative substrate potential is a negative potential having the same voltage as a voltage set at one capacitance terminal of the reference capacitor. 前記参照容量は選択的に分離可能に並列された複数個の容量から成り、
前記制御部は電極線の電極容量が大きいとき前記複数個の容量を並列接続し、小さいとき前記複数個の容量の一部を分離する、請求項1記載のタッチ判別装置。
The reference capacitor comprises a plurality of capacitors arranged in parallel so as to be selectively separable,
The touch determination device according to claim 1, wherein the control unit connects the plurality of capacitors in parallel when the electrode capacity of the electrode line is large, and separates a part of the plurality of capacitors when the electrode line is small.
前記検出部は、複数の電極線の中から2本の電極線を所定の順番に順次選択する選択回路と、
選択された2本の電極線の電荷をリセットするリセットスイッチと、
検出動作に用いられる参照容量と、
前記参照容量に電圧をセットするプリチャージスイッチと、
選択された一方の電極線に選択的に前記参照容量の一方の容量端子を接続すると共に選択された他方の電極線に選択的に前記参照容量の他方の容量端子を接続するシェアリングスイッチと、
前記選択回路による2本の電極線の選択毎に、前記参照容量のプリチャージ及び選択された電極線のリセット、前記シェアリングスイッチのオン動作を順次制御して、当該選択された2本の電極線の電極容量に対応する信号として前記参照容量から電圧信号を得る制御を行う制御部とを有する、請求項1記載のタッチ判別装置。
The detection unit includes a selection circuit that sequentially selects two electrode lines from a plurality of electrode lines in a predetermined order;
A reset switch for resetting the charges of the two selected electrode lines;
A reference capacity used for the detection operation;
A precharge switch for setting a voltage in the reference capacitor;
A sharing switch that selectively connects one capacitor terminal of the reference capacitor to the selected one electrode line and selectively connects the other capacitor terminal of the reference capacitor to the other electrode line selected;
Each time two electrode lines are selected by the selection circuit, the selected two electrodes are sequentially controlled by precharging the reference capacitor, resetting the selected electrode line, and turning on the sharing switch. The touch determination apparatus according to claim 1, further comprising: a control unit that performs control for obtaining a voltage signal from the reference capacitor as a signal corresponding to the electrode capacitance of the line.
前記制御部は、前記電極線のリセットと前記シェアリングスイッチのオン動作を順次制御した後に、前記参照容量の電荷を維持した状態での前記選択された電極線のリセット、及び前記シェアリングスイッチのオン動作を順次制御して、参照容量への電荷の積み上げ動作を制御する、請求項10記載のタッチ判別装置。   The controller sequentially controls reset of the electrode line and ON operation of the sharing switch, and then resets the selected electrode line while maintaining the charge of the reference capacitor, and the sharing switch The touch determination apparatus according to claim 10, wherein the ON operation is sequentially controlled to control the operation of accumulating charges on the reference capacitor. 表示制御ユニットと、前記表示制御ユニットによって表示制御されるディスプレイパネルと、前記ディスプレイパネルに重ねられたタッチパネルと、前記タッチパネルの駆動ユニットとを有する入力装置であって、
前記タッチパネルは夫々容量電極を持つ複数の透明な電極線を備えると共に、前記駆動ユニットが搭載され、
前記駆動ユニットは、前記複数の電極線から選ばれた電極線との間の電荷移動に基づいて当該電極線の容量値に応ずる信号を検出する検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて前記電極線に対する接触の有無を判別する判別部と、を有し、
前記検出部は、複数の電極線の中から2本の電極線を所定の順番に順次選択し、選択した2本の電極線の電荷をリセットすると共に検出動作に用いる参照容量に電圧をセットした後、選択した一方の電極線に前記参照容量の一方の容量端子を接続し且つ選択された他方の電極線に前記参照容量の他方の容量端子を接続することによって前記参照容量に得られる電圧信号を当該選択された2本の電極線の電極容量に対応する信号として検出する、入力装置。
An input device having a display control unit, a display panel controlled by the display control unit, a touch panel overlaid on the display panel, and a drive unit for the touch panel,
The touch panel includes a plurality of transparent electrode lines each having a capacitance electrode, and the drive unit is mounted.
The drive unit is configured to detect a signal corresponding to a capacitance value of the electrode line based on charge transfer between the electrode lines selected from the plurality of electrode lines;
A determination unit that determines presence or absence of contact with the electrode line based on a detection result by the detection unit;
The detection unit sequentially selects two electrode lines from a plurality of electrode lines in a predetermined order, resets the charges of the selected two electrode lines, and sets a voltage to a reference capacitor used for a detection operation. Thereafter, a voltage signal obtained in the reference capacitor by connecting one capacitor terminal of the reference capacitor to the selected one electrode line and connecting the other capacitor terminal of the reference capacitor to the selected other electrode line. Is detected as a signal corresponding to the electrode capacity of the two selected electrode lines.
前記判別部は、所定の順番に順次2本づつ選択された電極線に関する多数の電圧値から電極線毎の電圧値を求めての接触の有無を判別する、請求項12記載の入力装置。   The input device according to claim 12, wherein the determination unit determines presence / absence of contact by obtaining a voltage value for each electrode line from a large number of voltage values related to two electrode lines sequentially selected in a predetermined order. 前記検出部は、最初の3回で3本の電極線に関する異なる2本づつの電極線を組み合わせて電圧値を検出した後、順に選択する電極線を1本づつ隣にずらしながら隣接する2本の電極線を選択して電圧値の検出を行う、請求項12記載の入力装置。   The detection unit detects the voltage value by combining two different electrode lines for the three electrode lines in the first three times, and then moves the adjacent two electrode lines while sequentially shifting the electrode lines to be selected one by one. The input device according to claim 12, wherein a voltage value is detected by selecting an electrode line. 前記検出部は、前記参照容量から電圧信号を得るとき参照容量の一方の容量端子を基準電圧とし、他方の容量端子の電圧を前記電圧信号とする、請求項12記載の入力装置。   The input device according to claim 12, wherein when the detection unit obtains a voltage signal from the reference capacitor, one capacitor terminal of the reference capacitor is used as a reference voltage, and the voltage of the other capacitor terminal is used as the voltage signal. 前記電極線の電極容量は対グランド容量であり、
前記参照容量に対する電圧のセットは一方の容量端子をグランド電圧として行われ、
前記電圧信号を得るとき基準電圧にされる参照容量の一方の容量端子は負電圧である、請求項15記載の入力装置。
The electrode capacity of the electrode line is a ground capacity,
The setting of the voltage with respect to the reference capacitor is performed using one capacitor terminal as a ground voltage,
The input device according to claim 15, wherein one capacitance terminal of a reference capacitor that is set as a reference voltage when obtaining the voltage signal is a negative voltage.
前記基準電圧はグランド電圧である、請求項16記載の入力装置。   The input device according to claim 16, wherein the reference voltage is a ground voltage. 前記検出部は電荷移動のためにMOSトランジスタから成るスイッチを有し、前記MOSトランジスタの内、負電圧が印加されるMOSトランジスタの基板電位が負電圧とされる、請求項17記載の入力装置。   The input device according to claim 17, wherein the detection unit includes a switch made of a MOS transistor for charge transfer, and the substrate potential of the MOS transistor to which a negative voltage is applied is a negative voltage among the MOS transistors. 前記負の基板電位は前記参照容量の一方の容量端子にセットされる電圧と同一電圧を持つ負電位である、請求項18記載の入力装置。   The input device according to claim 18, wherein the negative substrate potential is a negative potential having the same voltage as a voltage set at one capacitor terminal of the reference capacitor. 前記参照容量は選択的に分離可能に並列された複数個の容量から成り、
前記制御部は電極線の電極容量が大きいとき前記複数個の容量を並列接続し、小さいとき前記複数個の容量の一部を分離する、請求項12記載の入力装置。
The reference capacitor comprises a plurality of capacitors arranged in parallel so as to be selectively separable,
13. The input device according to claim 12, wherein the control unit connects the plurality of capacitors in parallel when the electrode capacity of the electrode line is large, and separates a part of the plurality of capacitors when the electrode line is small.
前記検出部は、複数の電極線の中から2本の電極線を所定の順番に順次選択する選択回路と、
選択された2本の電極線の電荷をリセットするリセットスイッチと、
検出動作に用いられる参照容量と、
前記参照容量に電圧をセットするプリチャージスイッチと、
選択された一方の電極線に選択的に前記参照容量の一方の容量端子を接続すると共に選択された他方の電極線に選択的に前記参照容量の他方の容量端子を接続するシェアリングスイッチと、
前記選択回路による2本の電極線の選択毎に、前記参照容量のプリチャージ及び選択された電極線のリセット、前記シェアリングスイッチのオン動作を順次制御して、当該選択された2本の電極線の電極容量に対応する信号として前記参照容量から電圧信号を得る制御を行う制御部とを有する、請求項12記載の入力装置。
The detection unit includes a selection circuit that sequentially selects two electrode lines from a plurality of electrode lines in a predetermined order;
A reset switch for resetting the charges of the two selected electrode lines;
A reference capacity used for the detection operation;
A precharge switch for setting a voltage in the reference capacitor;
A sharing switch that selectively connects one capacitor terminal of the reference capacitor to the selected one electrode line and selectively connects the other capacitor terminal of the reference capacitor to the other electrode line selected;
Each time two electrode lines are selected by the selection circuit, the selected two electrodes are sequentially controlled by precharging the reference capacitor, resetting the selected electrode line, and turning on the sharing switch. The input device according to claim 12, further comprising: a control unit that performs control for obtaining a voltage signal from the reference capacitor as a signal corresponding to an electrode capacitance of a line.
前記制御部は、前記電極線のリセットと前記シェアリングスイッチのオン動作を順次制御した後に、前記参照容量の電荷を維持した状態での前記選択された電極線のリセット、及び前記シェアリングスイッチのオン動作を順次制御して、参照容量への電荷の積み上げ動作を制御する、請求項21記載の入力装置。   The controller sequentially controls reset of the electrode line and ON operation of the sharing switch, and then resets the selected electrode line while maintaining the charge of the reference capacitor, and the sharing switch The input device according to claim 21, wherein the ON operation is sequentially controlled to control the operation of accumulating charges in the reference capacitor.
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