CN104516605B - 静电电容式触摸屏 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种静电电容式触摸屏。将多个检测电极以使分配给各检测电极群的检测电极在检测方向至少隔着一个检测电极等间隔地配线的方式分配给两个以上的检测电极群的某一个,针对每两个以上的检测电极群,沿着检测方向依次选择分配给检测电极群的检测电极,在检测方向相邻的一组检测电极之间比较分别表现的检测电压水平。相邻的一组检测电极的检测电压水平,至少隔着每个检测电极群的选择周期分别被检测,因此在该期间发生噪声时,只有一方的检测电压水平相对地发生变化。另一方面,当输入操作体接近时,各个检测电压水平同样地发生变化,因此能够识别噪声的产生,根据检测电压水平变化的检测电极的配线位置检测输入操作位置。

Description

静电电容式触摸屏
技术领域
本发明涉及根据由于输入操作体接近而使静电电容变化的检测电极在绝缘板上的配置位置检测输入操作位置的静电电容式触摸屏,尤其涉及不受噪声影响而可靠地检测输入操作位置的静电电容式触摸屏。
背景技术
检测手指等输入操作体的输入位置的静电电容式触摸屏被分为:检测由于输入操作体接近而杂散电容增大的检测电极,根据该检测电极的配置位置检测输入操作位置的自电容方式(一线式);向驱动电极施加预定电平的检测电压,检测由于输入操作体接近而检测电压水平下降的检测电极,根据该检测电极的配置位置检测输入操作位置的互电容方式(二线式)。前者的方式没有对驱动电极进行配线,因此结构简单化,但由于检测的杂散电容是10至20pF的检测困难的微小水平,因此一般采用后者即互电容方式。
在采用互电容方式的静电电容式触摸屏中,将施加检测电压的多个驱动电极和检测检测电压水平的多个检测电极相互正交地进行配线,在驱动电极和检测电压交叉的每个交叉位置监视检测电压水平,根据由于输入操作体接近而检测电压水平下降的检测电极的交叉位置检测输入操作位置(例如,专利文献1)。
这样的静电电容式触摸屏,根据针对检测电极的微弱的静电电容的变化检测输入操作位置,因此容易受到在其表面或背面积层的显示装置上发生的时钟的噪声或由商用交流电源引起的共模噪声的影响,由于这些噪声有时会误检测出输入操作位置。
作为消除该噪声来提高输入操作位置的检测精度的方法,在专利文献2中提出了一种触摸屏,该触摸屏为了检测输入操作位置,从传感器检测出的模拟信号中将AC信号成分作为噪声信号而提取,将相位反转180度后加到原模拟信号上,根据消除了噪声信号的模拟信号检测输入操作位置。
此外,在专利文献3中记载了一种静电电容式触摸屏,其在触摸屏的同一输入操作面上,除了用于检测输入操作位置的主传感器部外,还具备用于消除噪声的副传感器部。在专利文献3中记载的静电电容式触摸屏中,主传感器部和副传感器部的任一方都接收在输入操作面附近发生的种种噪声信号,因此在减法运算部中从主传感器部接收的信号中减去副传感器部接收的信号来消除噪声,根据仅由输入操作的信号构成的来自减法运算部的输出检测输入操作位置。
在上述的专利文献2公开的触摸屏中,需要预先将定义为噪声的固有频率或振幅存储到滤波器中来识别噪声信号,无法消除未被定义为噪声的噪声信号。此外,根据反馈并进行噪声处理后的原模拟信号检测输入操作位置,因此额外需要用于消除噪声的处理时间,无法高速地检测输入操作位置。
此外,在专利文献3记载的静电电容式触摸屏,除了用于检测输入操作位置的主传感器部外还需要设置副传感器部,尤其在静电电容式触摸屏中,将多条主感应线(检测电极)和多条驱动线(驱动电极)矩阵状交叉,因此为了在同一输入操作面上与这些线绝缘地配线副传感器部的副感应线而成为复杂的配线,结构复杂,触摸屏的制造工序也变得繁杂。
此外,针对所有的主感应线进行从检测出的信号中减去副感应线的信号的减法运算处理,因此当输入操作面扩大,配线的主感应线的数量变多时,针对各感应线进行上述的减法运算处理,因此,输入操作位置的检测时间变长,无法高速地检测输入操作位置。
专利文献1:日本特开2012-248035号公报
专利文献2:日本特开2001-125744号公报
专利文献3:日本专利第4955116号公报
发明内容
鉴于上述的现有问题而提出本发明,其目的在于提供一种静电电容式触摸屏,其无需大幅度地变更现有触摸屏的结构,容易判别噪声信号,高精度地检测输入操作位置。
此外,目的在于提供一种静电电容式触摸屏,即使输入操作面的面积变大,也无需大幅度地变更现有触摸屏的构造,能够高速地检测输入操作位置。
为了实现上述目的,第一方式的静电电容式触摸屏具备:在绝缘板的检测方向上等间隔地配线的多个检测电极S(n);产生交流检测电压的检测电压产生电路;与多个检测电极S(n)绝缘地配线的驱动电极;向驱动电极施加检测电压的驱动控制部;从多个检测电极S(n)中依次选择特定的检测电极S(n)的电极选择单元;检测在检测电极选择单元选择的检测电极S(n)上表现的检测电压的检测电压水平R(n)的静电电容检测单元;以及位置检测单元,其从多个检测电极S(n)中确定由于输入操作体接近而使所选择的检测电极S(n)及其附近的被施加检测电压的驱动电极之间的静电电容变化从而导致检测电压水平R(n)发生了变化的检测电极S(n),根据所确定的检测电极S(n)在绝缘板上的检测方向的配线位置检测输入操作体的输入操作位置,其中,电极选择单元,将多个检测电极S(n)以使分配给各检测电极群SG(k)的检测电极S(n)在检测方向至少隔着一个检测电极S(n)等间隔地配线的方式分配给两个以上的检测电极群SG(k)的某一个,针对每两个以上的检测电极群SG(k),沿着检测方向依次选择分配给检测电极群SG(k)的检测电极S(n),位置检测单元,针对检测电压水平R(n)发生了变化的检测电极S(n),在检测方向上相邻的一组的检测电极S(n)、S(n+1)之间比较分别表现的检测电压水平R(n),确定由于输入操作体接近从而导致检测电压水平R(n)发生了变化的检测电极S(n)。
将沿着配线方向相邻的检测电极S(n)分配给不同的检测电极群SG(k),静电电容检测单元对每个检测电极群SG(k)检测分配给该检测电极群SG(k)的检测电极S(n)的检测电压水平R(n),因此相邻的检测电极S(n)的检测电压水平R(n)至少隔着每个检测电极群SG(k)的选择周期被分别检测,该一选择周期内产生的脉冲噪声(impulse noise)仅在相邻的一方的检测电极S(n)的检测电压水平R(n)中得到表现。另一方面,使输入操作体接近的输入操作的操作时间比一选择周期长得多,因此能够从检测电压水平R(n)变化的检测电极S(n)中容易地判别由于输入操作体接近而使检测电压水平R(n)变化的检测电极S(n)、和由于噪声而使检测电压水平R(n)变化的检测电极S(n),能够与噪声的产生无关地确定输入操作体接近的检测电极S(n)来准确地检测输入操作体的输入操作位置。
第二方式的静电电容式触摸屏,其中,电极选择单元将多个检测电极S(n)在检测方向上按每一个检测电极交替地分配给两种检测电极群SG(1)、SG(2),当电极选择单元选择了分配给一方的检测电极群SG(1)、SG(2)的检测电极S(n)时,驱动控制部将分配给沿着所选择的检测电极S(n)的检测方向在两侧配线的另一方的检测电极群SG(2)、SG(1)的检测电极S(n-1)、S(n+1)中的至少某一个设为驱动电极来施加检测电压。
在电极选择单元选择分配给一方的检测电极群的检测电极S(n),且静电电容检测单元检测该选择的检测电极S(n)的检测电压水平R(n)的期间,将所选择的检测电极S(n)的两侧配线的检测电极S(n-1)、S(n+1)分配给另一方的检测电极群,不会作为检测检测电压水平R(n)的检测电极而被选择。因此,在该期间能够将在两侧配线的检测电极S(n-1)、S(n+1)的至少某一个设为施加检测电压的驱动电极。
第三方式的静电电容式触摸屏,其中,驱动控制部,对检测电极S(n)中的至少一个施加与检测电压相位相反的反相检测电压。
在绝缘板上检测电压和反相检测电压的交流信号相互抵消。
第四方式的静电电容式触摸屏,其中,驱动控制部在将所述检测电极S(n-1)、S(n+1)的至少某一个设为驱动电极的状态下,还对分配给沿着检测电极S(n-1)、S(n+1)的检测方向在两侧配线的一方的检测电极群SG(1)、SG(2)的检测电极S(n-2)、S(n+2)的至少某一个施加与所述检测电压相位相反的反相检测电压。
在施加检测电压的检测电极S(n-1)、S(n+1)的两侧配线的检测电极S(n-2)、S(n+2)中流过抵消检测电压的反相检测电压的交流信号。
第五方式的静电电容式触摸屏,其中,当电极选择单元选择了分配给一方的检测电极群SG(1)、SG(2)的检测电极S(n)时,驱动控制部将分配给沿着所选择的检测电极S(n)的下一被选择的检测电极S(n+2)的检测方向在两侧配线的另一方的检测电极群SG(2)、SG(1)的检测电极S(n+1)、S(n+3)的至少某一个设为驱动电极来施加检测电压。
在检测所选择的检测电极S(n)的检测电压水平R(n)的期间,预先对接下来要检测检测电压水平R(n)的检测电极S(n+2)的两侧的检测电极S(n+1)、S(n+3)的至少某一个施加了检测电压,因此在下一检测电极S(n+2)上表现的检测电压水平R(n)的检测中不会有切换驱动电极来施加检测电压的影响。
第六方式的静电电容式触摸屏,其中,驱动控制部,在将所述检测电极S(n+1)、S(n+3)的至少某一个设为驱动电极的状态下,还对分配给沿着检测电极S(n+3)的检测方向在两侧配线的所述一方的检测电极群SG(1)、SG(2)的检测电极S(n+2)、S(n+4)的至少某一个施加与所述检测电压相位相反的反相检测电压。
在施加检测电压的检测电极S(n+1)、S(n+3)的近旁配线的检测电极S(n+2)、S(n+4)中流过抵消检测电压的反相检测电压的交流信号。
第七方式的静电电容式触摸屏,其中,电极选择单元,对每两个以上的检测电极群SG(k),以能够从沿着检测方向依次选择分配给检测电极群SG(k)的检测电极S(n)的通常动作模式和沿着检测方向依次选择仅分配给某一个检测电极群SG(k)的检测电极S(n)的高速动作模式中选择的任一方的模式进行动作。
分配给各检测电极群SG(k)的检测电极S(n)分别在输入操作区域的大致整个区域沿着检测方向等间隔地配线,因此能够根据仅从分配给某一个检测电极群SG(k)的检测电极S(n)检测的检测电压水平R(n)检测输入操作区域的整个区域的输入操作位置。
当电极选择单元以高速动作模式动作时,检测在仅分配给某一个检测电极群SG(k)的检测电极S(n)上表现的检测电压水平R(n),因此缩短一个扫描周期,能够高速地检测输入操作位置。
第八方式的静电电容式触摸屏,具备:在绝缘板上在第一方向上等间隔地沿着与第一方向正交的第二方向配线的多个检测电极S(n);产生交流检测电压的检测电压产生电路;在绝缘板的第二方向上等间隔地沿着第一方向配线,与所述多个检测电极S(n)中的所有的检测电极S(n)分别隔着绝缘间隔交叉的多个驱动区域DV(m);从多个驱动区域DV(m)中选择特定的驱动区域DV(m),并向选择的驱动区域DV(m)施加检测电压的驱动控制部;从多个检测电极S(n)中依次选择特定的检测电极S(n)的电极选择单元;当对驱动控制部选择的驱动区域DV(m)施加了检测电压时,检测在电极选择单元选择的检测电极S(n)上表现的所述检测电压的检测电压水平R(n、m)的静电电容检测单元;以及位置检测单元,其从多个检测电极S(n)中,确定由于输入操作体接近而使所选择的检测电极S(n)及其附近的被施加检测电压的驱动区域DV(m)之间的静电电容变化从而导致检测电压水平R(n、m)发生了变化的检测电极S(n),根据所确定的检测电极S(n)在绝缘板上的第一方向的配线位置(n)和施加了检测电压的驱动区域DV(m)在绝缘板上的第二方向的配线位置(m),检测输入操作体的第一方向和第二方向的输入操作位置,其中,电极选择单元将多个检测电极S(n)以使分配给各检测电极群SG(k)的检测电极S(n)在第一方向上至少隔着一个检测电极S(n)等间隔地配线的方式分配给两个以上的检测电极群SG(k)的某一个,针对每两个以上的检测电极群SG(k),沿着第一方向依次选择分配给检测电极群SG(k)的检测电极S(n),位置检测单元,针对检测电压水平R(n、m)发生了变化的检测电极S(n),在第一方向上相邻的一组检测电极S(n)、S(n+1)之间比较分别表现的检测电压水平(n、m),确定由于输入操作体接近从而导致检测电压水平R(n、m)发生了变化的检测电极S(n)。
将沿着第一方向相邻的检测电极S(n)分配给不同的检测电极群SG(k),当对选择的驱动区域DV(m)施加了检测电压时,静电电容检测单元对每个检测电极群SG(k)检测分配给该检测电极群SG(k)的检测电极S(n)的检测电压水平R(n、m),因此相邻的检测电极S(n)的检测电压水平R(n、m)至少隔着每个检测电极群SG(k)的选择周期分别被检测,在该一选择周期内产生的脉冲噪声只在相邻的一方的检测电极S(n)的检测电压水平R(n、m)上表现出来。另一方面,使输入操作体接近的输入操作的操作时间比一选择周期长得多,因此能够从检测电压水平R(n、m)变化的检测电极S(n)中容易地判别由于输入操作体接近而使检测电压水平R(n、m)变化的检测电极S(n)和由于噪声而使检测电压水平R(n、m)变化的检测电极S(n),能够与噪声的产生无关地确定输入操作体接近的检测电极S(n)来检测输入操作体的第一方向和第二方向的输入操作位置。
第九方式的静电电容式触摸屏,其中,电极选择单元针对每两个以上的检测电极群SG(k),以能够从沿着第一方向依次选择分配给检测电极群SG(k)的检测电极S(n)的通常动作模式和沿着第一方向依次选择仅分配给某一个检测电极群SG(k)的检测电极S(n)的高速动作模式中选择的任一方的模式进行动作。
分配给各检测电极群SG(k)的检测电极S(n),分别在输入操作区域的大致整个区域沿着第一方向等间隔地配线,因此能够根据从仅分配给某一个检测电极群SG(k)的检测电极S(n)检测的检测电压水平R(n、m),检测输入操作区域的整个区域的输入操作位置。
当电极选择单元以高速动作模式动作时,检测在仅分配给某一个检测电极群SG(k)的检测电极S(n)上表现的检测电压水平R(n、m),因此缩短一个扫描周期,能够高速地检测输入操作位置。
根据第一方式的发明,不必大幅度地变更现有的静电电容式触摸屏的结构,仅通过电极选择单元变更检测在各检测电极S(n)上表现的检测电压水平R(n)的检测顺序,就能够识别脉冲噪声和共模噪声,能够不受这些噪声影响地高精度地检测输入操作位置。
根据第二方式的发明,将不检测检测电压水平R(n)的检测电极S(n-1)、S(n+1)作为施加检测电压的驱动电极来使用,因此除了检测电极S(n)无需另外对驱动电极进行配线,简化了输入操作区域的配线。
此外,被设为施加检测电压的驱动电极的检测电极S(n-1)、S(n+1)与检测检测电压水平R(n)的检测电极S(n)相邻地配线,因此即使将检测电压设为低电压也能够通过静电电容检测单元检测检测电压水平R(n)的变化,能够降低检测电压引起的不必要的辐射的影响。
根据第三、第四或第六方式的发明,对绝缘板上的驱动电极施加的检测电压通过反相检测电压的交流信号被消除,因此能够大幅度降低由于施加检测电压引起的来自绝缘板的不必要的辐射的影响。
根据第五方式的发明,在所选择的检测电极S(n)的检测电压水平R(n)的检测中,没有切换驱动电极来施加检测电压的影响,能够准确地检测输入操作位置和噪声。
根据第七方式的发明,从在绝缘板上配线的多个检测电极S(n)中,仅对分配给特定的检测电极群SG(k)的检测电极S(n)能够根据在该检测电极S(n)上表现的检测电压水平R(n)检测输入操作位置,因此当在大面积的输入操作区域中对大量检测电极S(n)进行了配线时,能够选择高速地检测输入操作位置的检测模式。
根据第八方式的发明,不必大幅度地变更现有的静电电容式触摸屏的结构,仅通过电极选择单元变更检测对所选择的驱动区域DV(m)施加检测电压时在各检测电极S(n)上表现的检测电压水平R(n、m)的检测顺序,就能够识别脉冲噪声和共模噪声,能够不受这些噪声的影响地高精度地检测二维的输入操作位置。
根据第九方式的发明,从在绝缘板上配线的多个检测电极S(n)中,仅对分配给特定的检测电极群SG(k)的检测电极S(n),能够检测在该检测电极S(n)上表现的检测电压水平R(n、m)来检测第一方向的输入操作位置,因此当在大面积的输入操作区域中对大量检测电极S(n)进行了配线时,能够选择高速地检测输入操作位置的检测模式。
附图说明
图1是分别表示在本发明的第一实施方式的静电电容式触摸屏1的输入操作区域中配线的多个驱动电极D(m)和驱动区域DV(m)的关系以及多个检测电极S(n)和检测电极群SG(k)的关系的平面图。
图2是表示静电电容式触摸屏1的主要部件的部分省略电路图。
图3是表示检测对每个驱动区域DV(m)施加检测电压的驱动电极D(m)和分配给检测电极群SG(k)的检测电极S(n)的检测电压水平R(n、m)的检测顺序的说明图。
图4是关于在本发明的第二实施方式的静电电容式触摸屏10的输入操作区域的X方向等间隔地配线的多个检测电极SX(n)以及在Y方向等间隔地配线的多个检测电极SY(n),表示检测检测电压水平R(n)的检测电极S(n)和被施加检测电压的驱动电极D+的关系的说明图。
符号说明
1 静电电容式触摸屏(第一实施方式)
2 绝缘板
3 检测电压产生电路
4 微型计算机(驱动控制部、电极选择单元)
4a 电压检测电路(静电电容检测单元)
5 驱动控制部
7 多路复用器(电极选择单元)
10 静电电容式触摸屏(第二实施方式)
DV (m)驱动区域
S (n)检测电极
SG (k)检测电极群
R (n)检测电极S(n)上表现的检测电压水平
DV (m)驱动区域
具体实施方式
以下,使用图1至图3,对本发明的第一实施方式的静电电容式触摸屏1(以下,称为触摸屏1)进行说明。如图1所示,触摸屏1在绝缘板2上分别将沿着Y方向使菱形图案(图中以从左下到右上的斜线表示)连续的12个检测电极S1~S12和沿着X方向使菱形图案连续的13个驱动电极D1~D13相互绝缘地配线。12个检测电极S1~S12在X方向等间隔地配线,13个驱动电极D1~D13在Y方向等间隔地配线,一方电极的菱形图案互补另一方电极的菱形图案的间隙,整体以钻石花纹图案表现出来。为了说明的方便,相邻的电极之间以钻石花纹的轮廓连接的方式进行了图示,但如前面所述,各电极相互绝缘地配线,只在其配线方向上连续。
在绝缘板2上以格子状配线的检测电极S1~S12以及驱动电极D1~D13的表面侧,为了保护这些电极并且为了防止手指等输入操作体直接接触这些电极而产生误动作,通过未图示的透明绝缘膜进行了覆盖。即,本实施方式的静电电容式触摸屏1,使输入操作体接触或接近透明绝缘膜来进行输入操作,根据因输入操作体经由透明绝缘膜接近引起的检测电极S(n)和驱动电极D(m)之间的静电电容的变化,读取在输入操作体近旁的检测电极S(n)上表现的检测电压水平R(n、m)的变化,检测输入操作位置。基于该检测原理,检测电极S1~S12和驱动电极D1~D13的各配线的间隔,设为不论绝缘板2上的哪块有输入操作都能够根据在检测电极S(n)上表现的检测电压水平R(n、m)的变化检测输入操作位置的间隔。在此,检测电极S(n)和驱动电极D(m)的标记n、m分别是沿着图1的X方向和Y方向按照电极的配线顺序表现该电极的从1开始数的自然数。
如图2所示,各驱动电极D1~D13分别经由消除噪声的阻尼电阻6与将脉冲高度VO的检测电压变为矩形波交流信号后输出的检测电压产生电路3连接。此外,在各驱动电极D1~D13和阻尼电阻6的连接点,与各驱动电极D1~D13相对应地连接了微型计算机4的输入输出端口P1~P13。
在输入输出端口P为将该输入输出端口P设为输出端口状态的“关”(OFF)模式的情况下,该输入输出端口连接的驱动电极(图中的D1、D5-D13)的电位,以输出端口的电位(例如若为“L”电平则为0V,若为“H”电平则为VCC)稳定,不将从检测电压产生电路3输出的矩形波交流信号的检测电压施加到与该输入输出端口P连接的驱动电极D(图中的D1、D5-D13)上。此外,在输入输出端口P为将该输入输出端口P设为输入端口状态的“开”(ON)模式的情况下,该输入端口P为高阻抗状态,因此从检测电压产生电路3输出的矩形波交流信号不会流到输入输出端口P(图中的P2~P4),而是向与该输入输出端口P连接的驱动电极D(图中的D2~D4)施加基于矩形波交流信号的检测电压。即,微型计算机4仅通过按照任意顺序将任意的1或2个以上的输入输出端口P设为输出端口状态或输入端口状态,就能够进行向该输入输出端口P连接的驱动电极D施加检测电压的驱动控制。
如图1所示,在本实施方式中,将在Y方向相邻的每3个驱动电极D(m)汇集成施加同步的检测电压的驱动区域DV(m),在Y方向相邻的驱动区域DV(m)和驱动区域DV(m+1)在其间配线的驱动电极D中有重复,重复的驱动电极D包含在任一个驱动区域DV(m)、DV(m+1)中。这样,从在绝缘板2上配线的13个驱动电极D(m),设定六种驱动区域DV(m)。
如图3所示,兼任驱动控制部的微型计算机4按照沿着Y方向的驱动区域DV(m)的顺序,将与驱动区域DV(m)对应的输入输出端口P设为“开”模式,对构成该驱动区域DV(m)的3个驱动电极D(m)分别输出同步的矩形波交流信号,并施加脉冲高度为Vo的检测电压。由此,通过对每个驱动区域DV(m)施加检测电压的6次驱动控制,能够对在绝缘板2上配线的全部驱动电极D施加检测电极。
如图1、图2所示,12个检测电极S(n)在作为检测方向的X方向上将每一个检测电极S(n)交替分配给两种检测电极群SG(k)(k为1或2)。即,分别对检测电极群SG(1)分配检测电极S1、S3、S5、S7、S9、S11,对检测电极群SG(2)分配检测电极S2、S4、S6、S8、S10、S12,分配给检测电极群SG(1)的检测电极S1、S3、S5、S7、S9、S11以X方向的配线位置顺序连接到多路复用器7的输入1-6,分配给检测电极群SG(2)的检测电极S2、S4、S6、S8、S10、S12以X方向的配线位置顺序连接到多路复用器7的输入7-12。
作为电极选择单元发挥作用的多路复用器7,通过来自微型计算机4的切换控制,将以其输入顺序选择的输入切换连接到与输出连接的微型计算机4的电压检测电路4a,微型计算机4在各驱动区域DV(m)的驱动控制期间对每个检测电极群SG(1)、SG(2),从多个检测电极S(n)中沿着X方向依次选择检测电极S(n),切换连接到微型计算机4的电压检测电路4a。
电压检测电路4a通过对驱动区域DV(m)的3个驱动电极D(m)施加检测电压,经由与驱动区域DV(m)交叉的检测电极S(n)之间的静电电容C0读取在检测电极S(n)上表现的矩形波交流信号的脉冲高度(输入电压Vi)。该静电电容C0大致为一定值,因此,当手指等输入操作体不接近而检测电极S(n)的杂散电容没有变动时,输入电压Vi是与检测电压Vo成比例的一定电压Vc而不会发生变化。另一方面,当输入操作体接近被驱动控制的驱动区域DV(m)和检测电极S(n)之间时,驱动区域DV(m)或检测电极S(n)和输入操作体之间的静电电容增大,矩形波交流信号的一部分流向输入操作体,在检测电极S(n)上表现的输入电压Vi下降。即,电压检测电路4a作为读取表示经由多路复用器7连接的检测电极S(n)的静电电容的输入电压Vi的静电电容检测单元发挥作用,微型计算机4通过使与一定电压Vc的电位差反相后二值化所得的检测电压水平R(n、m)表示电压检测电路4a读取的输入电压Vi,以便从输入电压Vi变化的检测电极S(n)和此时施加了检测电压的驱动区域DV(m)的各位置计算出输入操作体的位置、即输入操作位置。
如图3所示,微型计算机4在一扫描周期Tp内对所有的驱动区域DV(m)依次进行驱动控制,对每一个驱动区域DV(m)交替切换检测电极群SG(1)、SG(2),从分配给被切换的检测电极群SG(k)的6个检测电极S(n)中按照X方向的配置位置顺序选择一个检测电极S(n),切换连接到微型计算机4的电压检测电路4a。例如,如图3所示,在起始的第一扫描周期Tp1中,在对驱动电极D1、D2、D3施加检测电压的驱动区域DV(1)的驱动控制期间中,将分配给检测电极群SG(1)的检测电极S1、S3、S5、S7、S9、S11依次地连接到电压检测电路4a,之后,在对驱动电极D3、D4、D5施加检测电压的驱动区域DV(2)的驱动控制期间中(图1中以网格表示),将分配给检测电极群SG(2)的检测电极S2、S4、S6、S8、S10、S12依次地连接到电压检测电路4a,以后,在从DV(3)到DV(6)为止驱动控制驱动区域DV(m)的期间同样重复切换连接。
通过在第一扫描周期Tp1内如上所述地重复对驱动区域DV(m)的驱动控制和检测电极S(n)的选择,从电压检测电路4a得到在输入操作区域的全区域中交叉配线的每个检测电极S(n)和驱动区域DV(m)的检测电压水平R(n、m)。在此,检测电压水平R(n、m)表示在驱动控制驱动区域DV(m)的期间在与驱动区域DV(m)交叉的检测电极S(n)上表现的输入电压Vi的变化量,因此当输入操作体接近驱动区域DV(m)和检测电极S(n)的交叉位置时,检测电压水平R(n、m)增大。兼任位置检测单元的微型计算机4,比较由检测电极S(n)和驱动区域DV(m)的组合构成的n*m的检测电压水平R(n、m),将检测出极大值的交叉位置的近旁作为输入操作位置(x,y)而检测。
如上所述,在X方向相邻的检测电极S(n)和检测电极S(n+1)不是像以往这样以该顺序切换连接到电压检测电路4a,而是隔着一定的期间(在本实施方式中,是为了完成依次选择分配给一种检测电极群SG(k)的所有的检测电极S(n)所需要的期间,本发明中称为一选择周期)而连接,因此通过比较隔着一定的期间检测出的检测电压水平R(n、m)和检测电压水平R(n+1、m),能够识别两者大致同样发生变化的输入操作体的接近来判断各种噪声。例如,当在一选择周期中的多路复用器7的输入8连接到输出,且被选择的检测电极S4连接到电压检测电路4a的期间发生脉冲噪声时,检测电压水平R(4、2)与针对相邻的检测电极S3检测出的检测电压水平R(3、1)、检测电压水平R(3、3)或针对相邻的检测电极S5检测出的检测电压水平R(5、1)、检测电压水平R(5、3)相比,由于含有噪声而成为不正常变化的异常值,因此将检测电压水平R(4、2)作为含有噪声的异常值而不用于输入操作位置(x,y)的检测。
例如,在图3中,当假设考虑从驱动区域DV(1)的驱动控制期间中的检测电极S3的检测电压水平R(3、1)检测时刻到作为下一检测电极而选择的检测电极S5的检测电压水平R(5、1)的检测时刻为止发生了脉冲噪声的情况时,在这样的情况下,作为检测电压水平R(3、1)和检测电压水平R(5、1),检测出受到冲击噪声影响的值。然而,由于位于检测电极S3和检测电极S5之间的检测电极S4的检测电压水平R(4、2)的检测,在相当于一选择周期的时间后进行,因此在检测电压水平R(4、2)的检测时刻冲击噪声已经消失,检测电压水平R(4、2)被检测出没有受到冲击噪声影响的正常值。检测了这一连串的电平后,按照检测电极的配置顺序,将与检测电极S3对应的检测电压水平R(3、1)、与检测电极S4对应的检测电压水平R(4、2)以及与检测电极S5对应的检测电压水平R(5、1)以该顺序进行排列时,在受到冲击噪声影响的检测电压水平R(3、1)以及检测电压水平R(5、1)和未受到影响的检测电压水平R(4、2)之间,出现与因输入操作体接近而引起的正常的检测值的变化截然不同的异常的检测电压水平的变化,因此能够极容易判别在从检测电压水平R(3、1)的检测时刻到检测电压水平R(5、1)的检测时刻为止的期间受到了脉冲噪声的影响。对此,当像以往一样,将检测电极S3和检测电极S4以该顺序连续检测的情况下同样假设来考虑时,与相互邻接的检测电极S3和检测电极S4对应的检测电压水平R(3)和检测电压水平R(4)都会成为受到影响的值,因此很难判别是输入操作体接近而引起的正常的检测值的变化还是由冲击噪声的影响引起的异常的值的变化。
此外,即使在如共模噪声那样,发生比一选择周期长的周期的噪声的情况下,针对在X方向相邻的检测电极S(n)和检测电极S(n+1),在分别检测的检测电压水平R(n、m)和检测电压水平R(n+1、m)之间产生因噪声引起的差值,因此即使是长周期的噪声也能够进行识别。当检测出长周期的噪声时,可以除去受到噪声影响的多个检测电压水平R(n、m)来检测输入操作位置,也可以根据含有连续检测的噪声的检测电压水平R(n、m)确定噪声波形,根据除去了噪声振幅量的检测电压水平R(n、m)检测输入操作位置(x、y)。
另外,在本实施方式中,如图3所示,接着第一扫描周期Tp1,进而在随后的第二扫描周期Tp2中,针对每个驱动区域DV(m)改变切换的检测电极群SG(k)的顺序,将从分配给被切换的检测电极群SG(k)的6个检测电极S(n)中依次选择的一个检测电极S(n)连接到电压检测电路4a。例如,在第一扫描周期Tp1中,将在驱动控制驱动区域DV(1)时分配给检测电极群SG(1)的检测电极S(n)按照X方向的配置位置顺序连接到电压检测电路4a,而在接下来的第二扫描周期Tp2中,将在驱动控制驱动区域DV(1)时分配给检测电极群SG(2)的检测电极S(n)在检测电极群SG(1)之前连接到电压检测电路4a。
由此,在第二扫描周期Tp2中,当各检测电极S(n)连接到电压检测电路4a时,与第一扫描周期Tp1相比,对在Y方向相邻的驱动区域DV(m)施加检测电压,经过第一扫描周期Tp1和第二扫描周期Tp2,在微型计算机4中得到与绝缘板2上的输入操作区域的全体位置对应的n行m列的检测电压水平R(n、m)。与输入操作区域的各位置和该位置周围的位置对应的检测电压水平R(n、m),至少经过切换检测电极群SG(k)的一选择周期或者一扫描周期Tp的时间后在微型计算机4中得到,因此能够比较这些检测电压水平R(n、m)来可靠地检测其间发生的噪声,并进行噪声除去处理。
然而,没有必要一定交替重复第一扫描周期Tp1和第二扫描周期Tp2来检测输入操作位置(x、y),如上所述,能够仅从第一扫描周期Tp1或第二扫描周期Tp2没有噪声影响地检测输入操作位置(x、y)。此外,当更高速地检测输入操作位置(x、y)时,将电极选择单元设成仅将某一个检测电极群SG(k)的检测电极S(n)连接到电压检测电路4a的高速动作模式,例如,也可以仅将分配给上述的第一实施方式的检测电极群SG(1)或检测电极群SG(2)的一方的6个检测电极S(n)连接到电压检测电路4a,根据在这些检测电极S(n)上表现的检测电压水平R(n、m)检测输入操作位置(x,y)。当仅将检测电极群SG(1)或检测电极群SG(2)任一方连接到电压检测电路4a时,能够以第一实施方式的扫描周期Tp的1/2时间检测输入操作区域全部的输入操作位置(x,y)。
在本实施方式中,对三个电极施加同步的检测电压而作为驱动区域DV(m),但构成驱动区域DV(m)的电极数量并不限于三个,也可以是仅对1个电极施加检测电压而作为驱动区域DV(m)。
在上述的实施方式中,以多个检测电极S(n)和多个驱动电极D(m)在绝缘板2上相互交叉配线的触摸屏1进行了说明,但即使是检测电极S兼任驱动电极D的触摸屏,也可以应用本发明。以下,使用图4对检测电极S(n)兼任驱动电极D的本发明的第二实施方式的静电电容式触摸屏10(以下,称为触摸屏10)进行说明。以下,在该第二实施方式中,对与上述的触摸屏1相同或同样地作用的结构使用相同的符号,省略其详细的说明。
如图4所示,触摸屏10在绝缘板2上,分别将沿着Y方向使菱形图案(图中以从左下到右上的斜线表示)连续的13个X检测电极SX0~SX12和沿着X方向使菱形图案连续的10个Y检测电极SY0~SY9相互绝缘地配线。13个X检测电极SX0~SX12在X方向等间隔地配线,10个Y检测电极SY0~SY9在Y方向等间隔地配线,一方检测电极的菱形图案互补另一方检测电极的菱形图案的间隙,整体为钻石花纹图案表现出来。在该图4中,为了说明的方便,相邻的检测电极S(n)之间也以钻石花纹的轮廓连接的方式进行了图示,但各检测电极S(n)相互绝缘地配线,仅在其配线方向上连续。在此,检测电极S(n)的标记n是按照沿着图中的X方向和Y方向的检测方向的检测电极S的配线顺序表示该检测电极S的从1开始数的自然数。
本实施方式的触摸屏10,将某一个检测电极S(n)设为连接到电压检测电路4a的所选择的检测电极S(n),并且对所选择的检测电极S(n),将沿着检测方向的其两侧的检测电极S(n-1)、S(n+1)设为施加检测电压的驱动电极D+,读取由于输入操作体接近引起的检测电极S(n)和驱动电极D(+)之间的静电电容的变化而在输入操作体近旁选择的检测电极S(n)上表现的检测电压水平R(n)的变化,检测输入操作位置。
在本实施方式中,将脉冲高度为V0的检测电压变为矩形波交流信号后输出的检测电压产生电路3内置于微型计算机4内,微型计算机4具备输出检测电压的输出端口P1和输出与检测电压相位相反的反相检测电压的输出端口P2。如上所述,X检测电极SX(n)和Y检测电极SY(n)兼任与微型计算机4的电压检测电路4a连接的所选择的检测电极S(n)和施加检测电压的驱动电极D(+),并且还兼任施加与检测电压相位相反的反相检测电压的驱动电极D(-),因此所有的各检测电极S(n)经由从微型计算机4进行切换控制的未图示的多个多路复用器7能够与微型计算机4的输出端口P1、输出端口P2以及电压检测电路4a的某一个选择性地连接。
以下,对通过该触摸屏10检测绝缘板2上的输入操作位置的触摸屏10的动作进行说明。在检测输入操作位置的动作中,除了两端的X检测电极SX0、SX12的X检测电极SX1~SX11,在作为检测方向的X方向上对每一个检测电极SX(n)交替地分配给两种检测电极群SXG(k)(k为1或2)。即,分别对检测电极群SXG(1)分配检测电极SX1、SX3、SX5、SX7、SX9、SX11,对检测电极群SXG(2)分配检测电极SX2、SX4、SX6、SX8、SX10、SX12。分配给各检测电极群SXG(k)的检测电极SX(n),当检测X方向的输入操作位置时,按照每一个检测电极群SXG(k),以作为检测方向的X方向的配线位置顺序通过作为电极选择单元的微型计算机4被选择,通过多路复用器7切换连接到微型计算机4的电压检测电路4a。
当通过微型计算机4选择特定的检测电极SX(n)时,微型计算机4对多路复用器7进行切换连接控制,将被选择的检测电极SX(n)连接到电压检测电路4a。同时,为了将被选择的检测电极SX(n)的两侧的检测电极SX(n-1)、检测电极SX(n+1)和与下次被选择的检测电极SX(n+2)相邻的检测电极SX(n+3)设为驱动电极而与输出端口P1连接,为了对驱动电极两侧的检测电极SX(n-2)和检测电极SX(n+4)施加反相检测电压而与输出端口P2连接。例如,图4所示,当选择检测电极群SXG(1)的检测电极SX3时,检测电极SX3连接到电压检测电路4a,同时,其两侧的检测电极SX2、检测电极SX4和与下次被选择的检测电极SX5相邻的检测电极SX6成为驱动电极而被施加检测电压,对与已成为驱动电极的检测电极SX2和检测电极SX6的外侧邻接的检测电极SX1和检测电极SX7施加反相检测电压。
由此,电压检测电路4a通过对沿着被选择的检测电极SX(n)的两侧的检测电极SX(n-1)和检测电极SX(n+1)施加检测电压,经由检测电极SX(n-1)、SX(n+1)之间的静电电容C0读取在被选择的检测电极SX(n)上表现的矩形波交流信号的脉冲高度(输入电压Vi),将电压检测电路4a读取的输入电压Vi设为与一定电压Vc的电位差反相后二值化所得的检测电压水平RX(n),以便根据输入电压Vi变化的检测电极SX(n)的位置计算出输入操作位置。在此,成为驱动电极的检测电极SX(n-1)、SX(n+1)、SX(n+3)是与读取检测电压水平RX(n)的检测电极SX(n)分配给不同检测电极群SXG(k)的检测电极,在该选择周期内不连接到电压检测电路4a,因此不必严格地考虑施加的定时就能够施加检测电压。
此外,对施加检测电压的检测电极SX(n-1)、SX(n+3)外侧的检测电极SX(n-2)和检测电极SX(n+4)施加与检测电压相位相反的反相检测电压,因此在该范围内检测电压和反相检测电压的交流信号相互抵消,能够大幅度降低触摸屏10的不必要的辐射的影响。
微型计算机4当读取在选择的检测电极SX(n)上表现的检测电压水平RX(n)时,新选择位于相同的检测电极群SXG(k)的所选择的检测电极SX(n)的X方向的下一配线位置的检测电极SX(n+2),连接到电压检测电路4a,重复同样的处理。此时,施加检测电压的驱动电极从检测电极SX(n-1)、SX(n+1)、SX(n+3)移动到检测电极SX(n+1)、SX(n+3)、SX(n+5),但在读取检测电压水平RX(n+2)的所选择的检测电极SX(n+2)的两侧的检测电极SX(n+1)、SX(n+3)上已经施加了检测电压,因此由新施加检测电压而引起的噪声不会表现在检测电压水平R(n+2)中。
这样,针对分配给检测电极群SXG(1)的所有的检测电极SX1、SX3、SX5、SX7、SX9、SX11依次读取检测电压水平RX(n)后,针对分配给检测电极群SXG(2)的所有的检测电极SX2、SX4、SX6、SX8、SX10依次读取检测电压水平RX(n),获得输入操作区域的整个区域的X方向的每个检测电极SX(n)的检测电压水平RX(n)。在此,检测电压水平RX(n)表示在检测电极SX(n)上表现的输入电压Vi的变化量,因此当输入操作体接近检测电极SX(n)时,检测电压水平RX(n)增大。兼任位置检测单元的微型计算机4比较各检测电极SX(n)的检测电压水平RX(n),将检测出极大值的检测电极SX(n)近旁作为X方向的输入操作位置(X)而进行检测。
对于Y方向也同样地,除了两端的Y检测电极SY0、SY9以外的Y检测电极SY1~SY8,在作为检测方向的Y方向上对每一个检测电极SY(n)交替地分配给两种检测电极群SYG(k)(k为1或2)。即,分别对检测电极群SYG(1)分配检测电极SY1、SY3、SY5、SY7,对检测电极群SG(2)分配检测电极SY2、SY4、SY6、SY8。分配给各检测电极群SYG(k)的检测电极SY(n),当检测Y方向的输入操作位置时,对每个检测电极群SYG(k)按照作为检测方向的Y方向的配线位置顺序通过作为电极选择单元的微型计算机4被选择,切换连接到电压检测电路4a。
当通过微型计算机4选择特定的检测电极SY(n)时,微型计算机4将被选择的检测电极SY(n)连接到电压检测电路4a。同时,为了将被选择的检测电极SY(n)两侧的检测电极SY(n-1)、检测电极SY(n+1)和与下次被选择的检测电极SY(n+2)相邻的检测电极SY(n+3)设为驱动电极而与输出端口P1连接,为了对驱动电极两侧的检测电极SY(n-2)和检测电极SY(n+3)施加反相检测电压而与输出端口P2连接。
电压检测电路4a,通过对沿着被选择的检测电极SY(n)两侧的检测电极SY(n-1)和检测电极SY(n+1)施加检测电压,经由检测电极SY(n-1)、SY(n+1)之间的静电电容C0读取在选择的检测电极SY(n)上表现的输入电压Vi,将电压检测电路4a读取的输入电压Vi设为将与一定电压Vc的电位差反相后二值化而得的检测电压水平RY(n)。
此外,对于Y方向,也对施加检测电压的检测电极SY(n-1)、SY(n+2)外侧的检测电极SY(n-2)和检测电极SY(n+3)施加与检测电压相位相反的反相检测电压,因此通过施加检测电压引起的触摸屏10的不必要的辐射减少。
微型计算机4当读取在选择的检测电极SY(n)上表现的检测电压水平RY(n)时,新选择位于相同的检测电极群SYG(k)的选择的检测电极SY(n)的Y方向的下一配线位置的检测电极SY(n+2),连接到电压检测电路4a,重复同样的处理。
在本实施方式中,这样对分配给检测电极群SYG(1)的所有的检测电极SY1、SY3、SY5、SY7依次读取检测电压水平RY(n)后,对分配给检测电极群SYG(2)的所有的检测电极SY2、SY4、SY6、SY8依次读取检测电压水平RY(n),获得输入操作区域的整个区域的Y方向的每个检测电极SY(n)的检测电压水平RY(n)。在此,检测电压水平RY(n)表示在检测电极SY(n)上表现的输入电压Vi的变化量,因此当输入操作体接近检测电极SY(n)时,检测电压水平RY(n)增大,兼任位置检测单元的微型计算机4比较各检测电极SY(n)的检测电压水平RY(n),将检测出极大值的检测电极SY(n)的近旁作为Y方向的输入操作位置(Y)而进行检测。
在该第二实施方式中,在X方向上相邻的检测电极SX(n)和检测电极SX(n+1)以及在Y方向上相邻的检测电极SY(n)和检测电极SY(n+1),分别隔着一选择周期连接到电压检测电路4a,因此通过比较隔着一定期间检测的检测电压水平RX(n)和检测电压水平RX(n+1)或检测电压水平RY(n)和检测电压水平RY(n+1),能够识别两者大致相同地变化的输入操作体的接近来判别各种噪声,能够根据除去噪声的检测电压水平RX(n)、RY(n)来检测X、Y方向的输入操作位置(x,y)。
另外,在该第二实施方式中,也可以将微型计算机4的电极选择单元设为高速动作模式,将分配给X方向的某一个检测电极群SXG(k)的检测电极SX(n)和分配给Y方向的某一个检测电极群SYG(k)的检测电极SY(n)依次地连接到电压检测电路4a,在检测出分别表现的检测电压水平RX(n)、RY(n)的时刻,检测X、Y方向的输入操作位置(x,y),省略针对被配线的所有的检测电极SX(n)、检测电极SY(n)的扫描,高速检测输入操作位置(x,y)。
此外,在该第二实施方式中,将选择性地连接到电压检测电路4a的检测电极S(n)两侧的检测电极S(n-1)、S(n+1)作为驱动电极,但也可以将检测电极S(n-1)、S(n+1)的仅一方作为驱动电极来施加检测电压。
此外,在上述的任一个实施方式中,都对将多个检测电极S(n)作为两种检测电极群SYG(k)(k为1或2)的情况进行了说明,但只要分配给各检测电极群SYG(k)的多个检测电极S(n)沿着检测方向至少隔着一个检测电极S(n)等距离地配线,则也可以是三种以上的检测电极群SYG(k)(k为3以上的整数)。
此外,在上述的各实施方式中,对检测电压产生电路3输出矩形波交流信号的情况进行了说明,但交流信号并不限于矩形波,例如,也可以是正弦波等其他形态的交流信号。
本发明适用于通过互电容方式检测输入操作位置的静电电容式触摸屏。

Claims (9)

1.一种静电电容式触摸屏,具备:
在绝缘板的检测方向上等间隔地配线的多个检测电极(S(n));
产生交流检测电压的检测电压产生电路;
与多个检测电极(S(n))绝缘地配线的驱动电极;
向所述驱动电极施加所述检测电压的驱动控制部;
从多个检测电极(S(n))中依次选择特定的检测电极(S(n))的电极选择单元;
检测在电极选择单元选择的检测电极(S(n))上表现的所述检测电压的检测电压水平(R(n))的静电电容检测单元;以及
位置检测单元,其从多个检测电极(S(n))中确定由于输入操作体接近而使所选择的检测电极(S(n))及其附近的被施加所述检测电压的所述驱动电极之间的静电电容变化从而导致检测电压水平(R(n))发生了变化的检测电极(S(n)),根据所确定的检测电极(S(n))在所述绝缘板上的检测方向的配线位置检测输入操作体的输入操作位置,
所述静电电容式触摸屏的特征在于,
电极选择单元,将多个检测电极(S(n))以使分配给各检测电极群(SG(k))的检测电极(S(n))在所述检测方向上至少隔着一个分配给其他检测电极群(SG(k’))的检测电极(S(n))等间隔地配线的方式分配给两个以上的检测电极群(SG(k))的某一个,针对每两个以上的检测电极群(SG(k)),依次沿着检测方向按顺序选择分配给检测电极群(SG(k))的检测电极(S(n)),
位置检测单元,针对检测电压水平(R(n))发生了变化的检测电极(S(n)),不使用由于含有噪声而不正常变化的异常检测电压,在检测方向上相邻的一组检测电极(S(n)、S(n+1))之间比较分别表现的检测电压水平(R(n)),确定由于输入操作体接近从而导致检测电压水平(R(n))发生了变化的检测电极(S(n))。
2.根据权利要求1所述的静电电容式触摸屏,其特征在于,
电极选择单元,将多个检测电极(S(n))在检测方向按每一个检测电极交替地分配给两种检测电极群(SG(1)、SG(2)),
当电极选择单元选择了分配给一方的检测电极群(SG(1)、SG(2))的检测电极(S(n))时,驱动控制部将分配给沿着所选择的检测电极(S(n))的检测方向在两侧配线的另一方的检测电极群(SG(2)、SG(1))的检测电极(S(n-1)、S(n+1))中的至少某一个设为驱动电极来施加检测电压。
3.根据权利要求2所述的静电电容式触摸屏,其特征在于,
所述驱动控制部,对检测电极(S(n))中的至少一个施加与所述检测电压相位相反的反相检测电压。
4.根据权利要求3所述的静电电容式触摸屏,其特征在于,
所述驱动控制部,在将所述检测电极(S(n-1)、S(n+1))的至少某一个设为驱动电极的状态下,还对分配给沿着所述检测电极(S(n-1)、S(n+1))的检测方向在两侧配线的所述一方的检测电极群(SG(1)、SG(2))的检测电极(S(n-2)、S(n+2))的至少某一个施加与所述检测电压相位相反的反相检测电压。
5.根据权利要求2所述的静电电容式触摸屏,其特征在于,
当电极选择单元选择了分配给一方的检测电极群(SG(1)、SG(2))的检测电极(S(n))时,驱动控制部将分配给沿着所选择的检测电极(S(n))的下一被选择的检测电极(S(n+2))的检测方向在两侧配线的另一方的检测电极群(SG(2)、SG(1))的检测电极(S(n+1)、S(n+3))的至少某一个设为驱动电极来施加检测电压。
6.根据权利要求3所述的静电电容式触摸屏,其特征在于,
所述驱动控制部,在将所述检测电极(S(n+1)、S(n+3))的至少某一个设为驱动电极的状态下,还对分配给沿着所述检测电极(S(n+3))的检测方向在两侧配线的所述一方的检测电极群(SG(1)、SG(2))的检测电极(S(n+2)、S(n+4))的至少某一个施加与所述检测电压相位相反的反相检测电压。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的静电电容式触摸屏,其特征在于,
电极选择单元,对每两个以上的检测电极群(SG(k)),以能够从沿着检测方向依次选择分配给检测电极群(SG(k))的检测电极(S(n))的通常动作模式和沿着检测方向依次选择仅分配给某一个检测电极群(SG(k))的检测电极(S(n))的高速动作模式中选择的任一方的模式进行动作。
8.一种静电电容式触摸屏,具备:
在绝缘板上在第一方向上等间隔地沿着与第一方向正交的第二方向配线的多个检测电极(S(n));
产生交流检测电压的检测电压产生电路;
在绝缘板的第二方向上等间隔地沿着第一方向配线,与所述多个检测电极(S(n))中的所有的检测电极(S(n))分别隔着绝缘间隔交叉的多个驱动区域(DV(m));
从多个驱动区域(DV(m))中选择特定的驱动区域(DV(m)),并向选择的驱动区域(DV(m))施加检测电压的驱动控制部;
从多个检测电极(S(n))中依次选择特定的检测电极(S(n))的电极选择单元;
当对驱动控制部选择的驱动区域(DV(m))施加了检测电压时,检测在电极选择单元选择的检测电极(S(n))上表现的所述检测电压的检测电压水平(R(n、m))的静电电容检测单元;以及
位置检测单元,其从多个检测电极(S(n))中,确定由于输入操作体接近而使所选择的检测电极(S(n))及其附近的被施加所述检测电压的驱动区域(DV(m))之间的静电电容变化从而导致检测电压水平(R(n、m))发生了变化的检测电极(S(n)),根据所确定的检测电极(S(n))在绝缘板上的第一方向的配线位置(n)和施加了检测电压的驱动区域(DV(m))在绝缘板上的第二方向的配线位置(m),检测输入操作体的第一方向和第二方向的输入操作位置,
所述静电电容式触摸屏的特征在于,
电极选择单元,将多个检测电极(S(n))以使分配给各检测电极群(SG(k))的检测电极(S(n))在第一方向上至少隔着一个分配给其他检测电极群(SG(k’))的检测电极(S(n))等间隔地配线的方式分配给两个以上的检测电极群(SG(k))的某一个,针对每两个以上的检测电极群(SG(k)),依次沿着第一方向按顺序选择分配给检测电极群(SG(k))的检测电极(S(n)),
位置检测单元,针对检测电压水平(R(n、m))发生了变化的检测电极(S(n)),不使用由于含有噪声而不正常变化的异常检测电压,在第一方向上相邻的一组检测电极(S(n)、S(n+1))之间比较分别表现的检测电压水平(R(n、m)),确定由于输入操作体接近从而导致检测电压水平(R(n、m))发生了变化的检测电极(S(n))。
9.根据权利要求8所述的静电电容式触摸屏,其特征在于,
电极选择单元,针对每两个以上的检测电极群(SG(k)),以能够从沿着第一方向依次选择分配给检测电极群(SG(k))的检测电极(S(n))的通常动作模式和沿着第一方向依次选择仅分配给某一个检测电极群(SG(k))的检测电极(S(n))的高速动作模式中选择的任一方的模式进行动作。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180164944A1 (en) * 2015-05-29 2018-06-14 Sharp Kabushiki Kaisha Sensor-equipped display device, control device, and control method
JP2017062744A (ja) * 2015-09-25 2017-03-30 富士通コンポーネント株式会社 タッチパネル装置
JP7290404B2 (ja) * 2017-10-12 2023-06-13 ローム株式会社 静電容量スイッチコントローラ、静電容量スイッチ、電子機器
CN107908319B (zh) * 2018-01-03 2021-08-06 京东方科技集团股份有限公司 触控基板和显示装置
JP6748171B2 (ja) * 2018-10-23 2020-08-26 ファナック株式会社 タッチパネル装置、タッチパネル装置の制御方法、プログラムおよびプログラムを記憶する記憶媒体
GB2623544A (en) * 2022-10-19 2024-04-24 Touchnetix Ltd Touch-sensitive apparatus and method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012123599A (ja) * 2010-12-08 2012-06-28 Wacom Co Ltd 指示体検出装置および指示体検出方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07129308A (ja) * 1993-10-28 1995-05-19 Pentel Kk タブレット走査方法
JP3750905B2 (ja) 1999-10-29 2006-03-01 エスアイアイ・データサービス株式会社 座標入力装置
JP2002215314A (ja) * 2001-01-23 2002-08-02 Mitsubishi Electric Corp マトリクス型入力装置
US8711121B2 (en) * 2008-12-12 2014-04-29 Wacom Co., Ltd. Architecture and method for multi-aspect touchscreen scanning
JP2011257884A (ja) 2010-06-07 2011-12-22 Seiko Instruments Inc 静電座標入力装置、静電座標入力方法および情報機器
JP2012043275A (ja) * 2010-08-20 2012-03-01 Alps Electric Co Ltd 静電容量式の入力装置
JP4955116B1 (ja) 2010-12-28 2012-06-20 シャープ株式会社 タッチパネルシステムおよび電子機器
WO2012112707A1 (en) 2011-02-15 2012-08-23 Cirque Corporation Reduction of noise and de-ghosting in a mutual capacitance multi -touch touchpad
WO2012141139A1 (ja) * 2011-04-13 2012-10-18 シャープ株式会社 タッチパネルおよびそれを備えた表示装置
JP5832784B2 (ja) 2011-05-27 2015-12-16 シャープ株式会社 タッチパネルシステムおよびそれを用いた電子機器
US20120306802A1 (en) 2011-06-06 2012-12-06 Mccracken David Harold Differential capacitance touch sensor
TWI499957B (zh) 2011-06-22 2015-09-11 Sharp Kk 觸摸面板系統及電子裝置
KR20130071518A (ko) 2011-12-21 2013-07-01 (주)인터플렉스 발진 주파수를 이용한 인체의 접촉 감지 패널
JP5770132B2 (ja) * 2012-03-23 2015-08-26 株式会社ジャパンディスプレイ 検知装置、検知方法、プログラム、及び表示装置
JP5250135B1 (ja) 2012-04-26 2013-07-31 シャープ株式会社 タッチパネルシステム、電子情報機器及び指示体位置検出方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012123599A (ja) * 2010-12-08 2012-06-28 Wacom Co Ltd 指示体検出装置および指示体検出方法

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