JP2009284453A

JP2009284453A - 静電容量式タッチコントロール装置及びその検出方法

Info

Publication number: JP2009284453A
Application number: JP2008172294A
Authority: JP
Inventors: Tse-Lun Hung; 澤倫洪; Jung-Shou Huang; 榮壽黄; Hsin-Shieh Tsai; 欣學蔡
Original assignee: Elan Microelectronics Corp
Current assignee: Elan Microelectronics Corp
Priority date: 2008-05-19
Filing date: 2008-07-01
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2028-07-01
Also published as: TWI377496B; TW200949652A; US20090284494A1; US8368660B2; JP4733725B2

Abstract

【課題】二つ以上の集積回路でタッチパネルを走査する時の境界問題を解決し、並びに良好な感応量を取得できる静電容量式タッチコントロール装置及びその検出方法の提供。
【解決手段】静電容量式タッチコントロール装置はタッチパネル、第１集積回路、第２集積回路を有し、該タッチパネルは複数のトレースを具え、該第１集積回路、該第２集積回路は該複数のトレースに充電放電するのに用いられる。そのうち、該第１集積回路、第２集積回路に接続されたトレースは一部が重畳し、境界問題を解決し、並びに良好な感応量を取得できる。
【選択図】図５

Description

本発明は一種の静電容量式タッチコントロール装置及びその検出方法に関する。

伝統的に、大サイズの静電容量式タッチスクリーンはいずれも表面容量式（ｓｕｒｆａｃｅｃａｐａｃｉｔｉｖｅ）検出技術を使用しているが、表面容量式検出技術はスクリーンの各端点へと流れる一組の電流の違いにより手指の位置を判別し、これによりタッチパネルに接触する手指が２本以上である時は、応答電流組数が一組であるため、一組だけの絶対座標位置しか判別できず、例えば二次元マトリックスの時にわずかに一組のＸ，Ｙパラメータしか応答できず、このため多指タッチコントロールの機能を達成できない。

全てのタッチポイントを位置決め可能であるＡＰＡ（ＡｌｌＰｏｉｎｔｓＡｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ）型のアレイ容量式検出技術は多指タッチコントロールの機能を達成可能であるが、ただし、それは各ポイントセンサに対して充電放電の動作を行わねばならず、マトリックス形状のタッチパネルに関しては、Ｘ軸とＹ軸のトレースが増加すると、ＡＰＡ型アレイ容量式タッチパネルの画素数は急激に増加し、このためフレームレートが下降し、ゆえに大サイズタッチパネルの応用には適用されない。

もう一種の軸交差型すなわちＡＩ（ＡｘｉｘＩｎｔｅｒｓｅｃｔ）型アレイ容量式検出技術も同様に多指タッチコントロールの機能を達成できる。図１は伝統的な、小サイズタッチパネルに応用されるＡＩ型アレイ容量式検出技術を示し、それは、小サイズのタッチパネル１０、及び、該タッチパネル１０を走査するＡＩ型アレイ容量式タッチコントロールＩＣ１２を有する。最大で２２本のトレースの走査をサポート可能なＡＩ型アレイ容量式タッチコントロールＩＣ１２を例として説明すると、Ｘ軸及びＹ軸それぞれに１０本のトレースＴＲＸ１〜ＴＲＸ１０及びＴＲＹ１からＴＲＹ１０を有する小サイズのタッチパネル１０に応用される時のフレームレートは悪くないが、ＡＩ型アレイ容量式タッチコントロールＩＣ１２をＸ軸及びＹ軸それぞれに４０本のトレースＴＲＸ１〜ＴＲＸ４０及びＴＲＹ１からＴＲＹ４０を有する大サイズのタッチパネル１４に応用される時、図２に示されるように、ＡＩ型アレイ容量式タッチコントロールＩＣ１２が走査可能な総トレース量を増加しなければならない。しかし、ＡＩ型アレイ容量式タッチコントロールＩＣ１２が毎回コンデンサに対して充電放電するのに必要な時間が全体のタッチパネル応用上のフレームレートに占める割合は非常に大きく、すなわちフレームレート問題はＡＩ型アレイ容量式タッチコントロールＩＣ１２の各フレームにおけるコンデンサに対する充電放電により決定され、ゆえに、走査可能なトレース数を増加する方法を大サイズタッチパネル１４に応用すると、非常に大きな欠点を有し得て、全体の応用上のフレームレートの下降が厳重となり、このため応用側の性能に影響を与える。

本発明の目的は、二つ以上の集積回路でタッチパネルを走査する時の境界問題を解決し、並びに良好な感応量を取得できる静電容量式タッチコントロール装置及びその検出方法を提供することにある。

請求項１の発明は、静電容量式タッチコントロール装置において、
複数本のトレースを具えたタッチパネルと、
該複数本のトレース中の第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なう第１集積回路と、該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なうが該第１集積回路と同時には該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なわない第２集積回路と、
を有することを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の静電容量式タッチコントロール装置において、該第１集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なう時、該第Ｎ本のトレースの該第２集積回路に対する関係はフローティングとされることを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の静電容量式タッチコントロール装置において、該第１集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なう時、該第Ｎ本のトレースの該第２集積回路に対する関係は高抵抗とされることを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置としている。
請求項４の発明は、請求項１記載の静電容量式タッチコントロール装置において、該第２集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なう時、該第Ｎ本のトレースの該第１集積回路に対する関係はフローティングとされることを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置としている。
請求項５の発明は、請求項１記載の静電容量式タッチコントロール装置において、該第２集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なう時、該第Ｎ本のトレースの該第１集積回路に対する関係は高抵抗とされることを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置としている。
請求項６の発明は、静電容量式タッチコントロール装置の検出方法において、該静電容量式タッチコントロール装置は複数本のトレースを具えたタッチパネルと、該複数本のトレース中の第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なう第１集積回路と、該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なう第２集積回路と、を有し、該検出方法は、
該第１集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なう時、該第２集積回路は該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なわず、
該第２集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なう時、該第１集積回路は該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なわず、
以上のステップを有することを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置の検出方法としている。
請求項７の発明は、請求項６記載の静電容量式タッチコントロール装置の検出方法において、該第２集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なわないステップは、該第Ｎ本のトレースの該第２集積回路に対する関係がフローティングとされることを含むことを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置の検出方法としている。
請求項８の発明は、請求項６記載の静電容量式タッチコントロール装置の検出方法において、該第２集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なわないステップは、該第Ｎ本のトレースの該第２集積回路に対する関係が高抵抗とされることを含むことを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置の検出方法としている。
請求項９の発明は、請求項６記載の静電容量式タッチコントロール装置の検出方法において、該第１集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なわないステップは、該第Ｎ本のトレースの該第１集積回路に対する関係がフローティングとされることを含むことを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置の検出方法としている。
請求項１０の発明は、請求項６記載の静電容量式タッチコントロール装置の検出方法において、該第１集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なわないステップは、該第Ｎ本のトレースの該第１集積回路に対する関係が高抵抗とされることを含むことを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置の検出方法としている。

本発明によると、静電容量式タッチコントロール装置及びその検出方法は、タッチパネル、第１集積回路、第２集積回路を包含し、該タッチパネルは複数のトレースを具え、該複数のトレース中の第Ｎ本のトレースが第１集積回路と第２集積回路とに接続されるが、該第１集積回路と該第２集積回路は異なる時に該第Ｎ本のトレースに充電放電を行い、該第１集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行うとき、該第Ｎ本のトレースの該第２集積回路に対する関係はフローティング或いは高抵抗とされ、該第２集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行うとき、該第Ｎ本のトレースの該第１集積回路に対する関係はフローティング或いは高抵抗とされる。本発明はトレースの重畳レイアウト方式により二つ以上の集積回路を使用してタッチパネルを走査する時に発生する境界問題を解決し、並びに二つの集積回路の同一トレースに対する読取値の誤差を利用し、後端使用時に相互間の読取値の差を修正する。このほか、この二つの読取値をろ波した後の値が該トレースの読取値とされ、雑音が形成する影響も改善される。

図３は二つ以上のＡＩ型アレイ容量式タッチコントロールＩＣを使用してタッチパネルを走査する静電容量式タッチコントロール装置２０を示す。図４は図３の局部拡大図である。静電容量式タッチコントロール装置２０中、タッチコントロールＩＣ２４はタッチパネル２２中のトレースＴＲＸ１からＴＲＸ１０を走査し、もう一つのタッチコントロールＩＣ２６はタッチパネル２２中のトレースＴＲＸ１０からＴＲＸ２０を走査する。複数のＡＩ型アレイ容量式タッチコントロールＩＣによりタッチパネル２２を走査し、これにより大サイズパネルに応用するとき、多指タッチコントロール機能を具備するのみならず、複数のＡＩ型アレイ容量式タッチコントロールＩＣ２４及び２６が同時にトレースに対して走査を実行するため、良好なフレームレートを得られる。静電容量式タッチコントロールＩＣの走査方式では、一般に、比較的大きな感応量値を得るために、同時に２本のトレースを選択してコンデンサに対して充電放電を実効することで、比較的高い感度を得られる。

上述の走査方式を使用し、二つの静電容量式タッチコントロールＩＣで同一軸方向を共同走査し、図４に示されるように、トレースＴＲＸ７及びＴＲＸ８に対して同時に充電放電してトレースＴＲＸ７及びＴＲＸ８のＡＤＣ値を取得し、並びに取得したＡＤＣ値に基づき、トレースＴＲＸ７の感応量を決定し、これより類推されるように、トレースＴＲＸ８及びＴＲＸ９のＡＤＣ値を利用してトレースＴＲＸ８の感応量を決定し、トレースＴＲＸ９及びＴＲＸ１０のＡＤＣ値を利用してトレースＴＲＸ９の感応量を決定する。以上の記述に照らし、大サイズタッチパネル２２のトレースＴＲＸ１０の感応量はトレースＴＲＸ１０及びトレースＴＲＸ１１のＡＤＣ値により判断されるべきであるが、トレースＴＲＸ１０はタッチコントロールＩＣ２４に接続され、トレースＴＲＸ１１はタッチコントロールＩＣ２６に接続され、これにより境界部分のトレースＴＲＸ１０の感応量はただトレースＴＲＸ１０のＡＤＣ値により判断され、これによりトレースＴＲＸ１０の感応量に不正確或いは小さく偏る状況が発生する。

本発明はトレース重畳レイアウト方式により二つ以上の集積回路でタッチパネルの同一軸方向を走査する時の境界問題を解決する。図５は本発明の第１実施例を示し、そのうち、タッチコントロールＩＣ２４はトレースＴＲＸ１からＴＲＸ１０に接続され、タッチコントロールＩＣ２６はトレースＴＲＸ１１からＴＲＸ２０に接続されるほか、さらにトレースＴＲＸ１０に接続される。言い換えると、タッチコントロールＩＣ２４及び２６が接続されるトレース中、トレースＴＲＸ１０は重畳し、トレースＴＲＸ１０はタッチコントロールＩＣ２４及び２６に共に接続される。一度に２本のトレースを選択して充電放電を行う過程で、タッチコントロールＩＣ２４がトレースＴＲＸ１からＴＲＸ８を走査し、並びにトレースＴＲＸ１０に対して未だ充電放電動作をしていない時、もしこの期間にタッチコントロールＩＣ２４のトレースＴＲＸ１０に対する関係がフローティング或いは高抵抗に設定されていれば、この期間内にタッチコントロールＩＣ２６がトレースＴＲＸ１０に対して充電放電を行い、タッチコントロールＩＣ２４に対して影響を発生しない。同様に、タッチコントロールＩＣ２４がトレースＴＲＸ１０に対して充電放電を実行する時、もしタッチコントロールＩＣ２６のトレースＴＲＸ１０に対する関係がフローティング或いは高抵抗に設定されていれば、この期間内にタッチコントロールＩＣ２４がトレースＴＲＸ１０に対して充電放電を行う時、タッチコントロールＩＣ２６に対して影響を発生しない。すなわち、タッチコントロールＩＣ２４とタッチコントロールＩＣ２６は同時にはトレースＴＲＸ１０に対して充電放電を行わず、そのうち一方が共用トレースＴＲＸ１０に対して充電放電を行う時、もう一方は、該トレースに接続されたピンがフローティング或いは高抵抗に設定されなければならない。さらに、仮にタッチコントロールＩＣ２４及び２６が同期に走査を開始するとして、タッチコントロールＩＣ２４がトレースＴＲＸ１とトレースＴＲＸ２を選択して充電放電を行いトレースＴＲＸ１の感応量を読み取る時、タッチコントロールＩＣ２６はトレースＴＲＸ１０及びトレースＴＲＸ１１に対して充電放電を行いトレースＴＲＸ１０の感応量を取得し、こうして境界問題を解決し、この時、トレースＴＲＸ１０はタッチコントロールＩＣ２４に対してフローティング或いは高抵抗であるため、タッチコントロールＩＣ２６のトレースＴＲＸ１０に対する充電放電はタッチコントロールＩＣ２４に影響を与えず、タッチコントロールＩＣ２４がトレースＴＲＸ９及びトレースＴＲＸ１０を選択して充電放電を行いトレースＴＲＸ９の感応量を得る時、タッチコントロールＩＣ２６はトレースＴＲＸ１０に対して充電放電を行わず、この時、トレースＴＲＸ１０はタッチコントロールＩＣ２６に対してフローティング或いは高抵抗とされるため、タッチコントロールＩＣ２４のトレースＴＲＸ１０に対する充電放電はタッチコントロールＩＣ２６に対して影響を与えない。

図６は本発明の第２実施例を示す。そのうち、タッチコントロールＩＣ２４及び２６はいずれもトレースＴＲＸ８、トレースＴＲＸ９及びトレースＴＲＸ１０に接続され、前述したように、タッチコントロールＩＣ２４及び２６は同時には同一のトレースＴＲＸ８、ＴＲＸ９、及びＴＲＸ１０に対して充電放電を行なわない。例えば、タッチコントロールＩＣ２４がトレースＴＲＸ８に対して充電放電を行なう時、タッチコントロールＩＣ２６のトレースＴＲＸ８に対する関係はフローティング或いは高抵抗とされ、同様に、タッチコントロールＩＣ２６がトレースＴＲＸ８に対して充電放電を行なう時、タッチコントロールＩＣ２４のトレースＴＲＸ８に対する関係はフローティング或いは高抵抗とされる。この実施例では、毎回２本のトレースを選択して充電放電を行なうならば、タッチコントロールＩＣ２４及び２６はいずれもトレースＴＲＸ８及びトレースＴＲＸ９の感応量を取得でき、これによりタッチコントロールＩＣ２４及び２６が取得する同一トレースの感応量に対してろ波を行なえ、例えば平均動作を行なえ、これにより異なるタッチコントロールＩＣの初期校正後の差異を低減し、並びに感応量間の差異を得て、これにより良好な感応量を得ることができる。

毎回２本のトレースを選択して充電放電を行なう過程に関して述べると、本発明のトレース重畳レイアウト方式は、タッチコントロールＩＣ２４がトレースＴＲＸ［Ｎ］及びＴＲＸ［Ｎ＋１］を選択して充電放電を行なう時に、タッチコントロールＩＣ２６がトレースＴＲＸ［Ｎ＋２］及びＴＲＸ［Ｎ＋３］を選択して充電放電を行ない、充電放電を行なわないピンはいずれもフローティング或いは高抵抗とされるのがよい。図７は本発明の第３実施例を示し、タッチコントロールＩＣ２４がトレースＴＲＸ１及びＴＲＸ２を選択してトレースＴＲＸ１の感応量を取得する時、タッチコントロールＩＣ２６はトレースＴＲＸ３及びＴＲＸ４を選択してトレースＴＲＸ３の感応量を得て、タッチコントロールＩＣ２４がトレースＴＲＸ２及びＴＲＸ３を選択してトレースＴＲＸ２の感応量を取得する時、タッチコントロールＩＣ２６はトレースＴＲＸ４及びＴＲＸ５を選択してトレースＴＲＸ４の感応量を得て、これから類推されるように、タッチコントロールＩＣ２４及び２６が同時に同一トレースに対して充電放電を行なう状況がない。

伝統的な小サイズタッチパネルに応用されるＡＩ型アレイ容量式検出技術の表示図である。伝統的なＡＩ型アレイ容量式検出技術の大サイズタッチパネルへの応用状況表示図である。二つ以上のＡＩ型アレイ容量式タッチコントロールＩＣを使用してタッチパネルを走査する静電容量式タッチコントロール装置の表示図である。図３の局部拡大図である。本発明の第１実施例図である。本発明の第２実施例図である。本発明の第３実施例図である。

符号の説明

１０タッチパネル
１２タッチコントロールＩＣ
１４タッチパネル
２０静電容量式タッチコントロール装置
２２タッチパネル
２４タッチコントロールＩＣ
２６タッチコントロールＩＣ

Claims

静電容量式タッチコントロール装置において、
複数本のトレースを具えたタッチパネルと、
該複数本のトレース中の第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なう第１集積回路と、該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なうが該第１集積回路と同時には該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なわない第２集積回路と、
を有することを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置。
請求項１記載の静電容量式タッチコントロール装置において、該第１集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なう時、該第Ｎ本のトレースの該第２集積回路に対する関係はフローティングとされることを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置。
請求項１記載の静電容量式タッチコントロール装置において、該第１集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なう時、該第Ｎ本のトレースの該第２集積回路に対する関係は高抵抗とされることを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置。
請求項１記載の静電容量式タッチコントロール装置において、該第２集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なう時、該第Ｎ本のトレースの該第１集積回路に対する関係はフローティングとされることを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置。
請求項１記載の静電容量式タッチコントロール装置において、該第２集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なう時、該第Ｎ本のトレースの該第１集積回路に対する関係は高抵抗とされることを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置。
静電容量式タッチコントロール装置の検出方法において、該静電容量式タッチコントロール装置は複数本のトレースを具えたタッチパネルと、該複数本のトレース中の第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なう第１集積回路と、該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なう第２集積回路と、を有し、該検出方法は、
該第１集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なう時、該第２集積回路は該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なわず、
該第２集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なう時、該第１集積回路は該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なわず、
以上のステップを有することを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置の検出方法。
請求項６記載の静電容量式タッチコントロール装置の検出方法において、該第２集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なわないステップは、該第Ｎ本のトレースの該第２集積回路に対する関係がフローティングとされることを含むことを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置の検出方法。
請求項６記載の静電容量式タッチコントロール装置の検出方法において、該第２集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なわないステップは、該第Ｎ本のトレースの該第２集積回路に対する関係が高抵抗とされることを含むことを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置の検出方法。
請求項６記載の静電容量式タッチコントロール装置の検出方法において、該第１集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なわないステップは、該第Ｎ本のトレースの該第１集積回路に対する関係がフローティングとされることを含むことを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置の検出方法。
請求項６記載の静電容量式タッチコントロール装置の検出方法において、該第１集積回路が該第Ｎ本のトレースに対して充電放電を行なわないステップは、該第Ｎ本のトレースの該第１集積回路に対する関係が高抵抗とされることを含むことを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置の検出方法。