JP2011100450A - タッチパネル検出回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】タッチパネル検出回路は、対象が接近するときに第1方向信号ラインと誘電体によって第1方向信号ラインから分離された第2方向信号ラインの間に形成される結合コンデンサの電圧変化を検出する。検出回路は信号ラインにおける寄生容量効果を除去して、検出する際の増幅器のための電荷を急速に蓄積し、それによって検出回路の動作速度を上げる。
【選択図】なし
Description
(1)本発明は、第1帰還コンデンサCf1、第2帰還コンデンサCf2、第1〜第8スイッチSW1〜SW8、および第1〜第3電圧スイッチS1〜S3を使用して典型的な検出回路を変えるものであり、それは、コンデンサCf1、Cf2、ならびにスイッチSW1〜SW8およびS1〜S3を切り換えることによって、電荷を蓄積しかつ増幅することかできる改良型の検出回路に、1回だけのサンプリングで作動できる。
(2)本発明は従来技術より大きい帰還率を得ることができ、それによりクロックサイクル数が増大するにつれて蓄積された電荷差が増大する。
(3)本発明は、誘導された電荷が、クロックサイクルの数が増大するにつれて複数回蓄積され、かつ増加することを可能にする。
(4)本発明は、第1帰還コンデンサCf1、第2帰還コンデンサCf2、第1〜第8スイッチSW1〜SW8、および第1〜第3電圧スイッチS1〜S3を更に切り換え、かつ増幅器330の仮想接地を使用して、電荷を積み重ねる度に、検出信号が、XまたはY方向信号ラインの寄生容量による影響を受けないようにする。
(5)本発明は、帰還コンデンサCf1およびCf2を使用して、設計および製造時により小さい面積を可能にし、それにより必要な面積を節約し、かつチップの電力消費を減らす。
120 相互キャパシタンス
130 検出ラインY1
140 検出回路
210 信号発生器
220 第1被駆動電極
230 結合キャパシタンス
240 第2受電極
250 サンプリング・スイッチ
260 電荷インテグレータ
270 増幅器
280 リセット・スイッチ
300 タッチパネル検出回路
330 増幅器
385 第x信号ライン
390 第y信号ライン
3301 反転入力端子
3302 非反転入力端子
3303 出力端子
3501 第1端子
3502 第2端子
3801 第1端子
3802 第2端子
Cf1 第1帰還コンデンサ
Cf2 第2帰還コンデンサ
Cx 寄生容量
Cxy 結合コンデンサ
Cy 寄生容量
S1 第1電圧スイッチ
S2 第2電圧スイッチ
S3 第3電圧スイッチ
SW1 第1スイッチ
SW2 第2スイッチ
SW3 第3スイッチ
SW4 第4スイッチ
SW5 第5スイッチ
SW6 第6スイッチ
SW7 第7スイッチ
SW8 第8スイッチ
T11 第1端子
T12 第2端子
T21 第1端子
T22 第2端子
T31 第1端子
T32 第2端子
T41 第1端子
T42 第2端子
T51 第1端子
T52 第2端子
T61 第1端子
T62 第2端子
T71 第1端子
T72 第2端子
T81 第1端子
T82 第2端子
TS11 第1端子
TS12 第2端子
TS21 第1端子
TS22 第2端子
TS31 第1端子
TS32 第2端子
TS33 第3端子
Vcm 共通電圧源
Vin 入力電圧源
Vout 出力電圧
Vo_1 電圧信号
Claims (34)
- 対象が接近するときに第1方向信号ラインと第1方向信号ラインから分離された第2方向信号ラインの間に形成される結合コンデンサの電圧変化を検出するためのタッチパネル検出回路であって、
複数の周期的電圧サイクルを発生するための入力電圧源と、
前記入力電圧源に接続している第1端子および前記第1方向信号ラインに接続している第2端子を有する第1電圧スイッチと、
DC共通電圧を供給するための共通電圧源と、
前記共通電圧源に接続している第1端子および前記第1方向信号ラインに接続している第2端子を有する第2電圧スイッチと、
前記第2方向信号ラインに接続している第1端子を有する第1スイッチと、
前記第1スイッチの第2端子に接続している反転入力端子を有する増幅器と、
前記増幅器の前記反転入力端子に接続している第1端子を有する第2スイッチと、
前記第2スイッチの第2端子に接続している第1端子および前記共通電圧源に接続している第2端子を有する第3スイッチと、
前記増幅器の前記反転入力端子に接続している第1端子を有する第4スイッチと、
前記第4スイッチの第2端子に接続している第1端子を有する第1帰還コンデンサと、
前記第1帰還コンデンサの第2端子に接続している第1端子および前記増幅器の出力端子に接続している第2端子を有する第5スイッチと、
前記入力電圧源に接続している第1端子および前記第1帰還コンデンサの前記第2端子に接続している第2端子を有する第6スイッチと、
前記第4スイッチの前記第2端子に接続している第1端子および前記共通電圧源に接続している第2端子を有する第7スイッチと、
前記増幅器の前記反転入力端子に接続している第1端子および前記増幅器の前記出力端子に接続している第2端子を有する第8スイッチと、
前記増幅器の非反転入力端子に接続している第1端子、前記共通電圧源に接続している第2端子、および前記入力電圧源に接続している第3端子を有する第3電圧スイッチと、
を備えるタッチパネル検出回路。 - 検出回路が、前記第1〜第8スイッチおよび前記第1〜第3電圧スイッチを切り換え、かつ初期化サイクルおよび複数の電荷蓄積サイクルにおいて前記第1および前記第2の帰還コンデンサを使用することによって、電荷蓄積の速度を上げるために帰還ループを形成する請求項1に記載のタッチパネル検出回路。
- 第1電荷蓄積サイクルにおける前記増幅器の前記出力端子がΔVの電圧を出力し、かつ第(N−1)電荷蓄積サイクルにおける前記検出回路が、前記増幅器の前記出力端子を通してN×ΔVの電圧を最終的に出力し、ここで、
- 前記初期化サイクルが、リセット期間、第1サンプリング期間、および第1増幅期間を含み、かつ各電荷蓄積サイクルが、電荷蓄積期間、第2サンプリング期間、および第2増幅期間を含む請求項2に記載のタッチパネル検出回路。
- リセット期間で、前記第1電圧スイッチがオフであり、前記第2電圧スイッチがオンであり、かつ前記第3電圧スイッチの前記第1端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第1、第2、第4、第5、第7、および第8スイッチがオフであり、かつ前記第3および第6スイッチがオフである請求項4に記載のタッチパネル検出回路。
- 前記第1サンプリング期間で、前記第1電圧スイッチがオンであり、前記第2電圧スイッチがオフであり、かつ前記第3電圧スイッチの前記第1端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第1、第4、第6、および第8スイッチがオンであり、かつ前記第2、第3、第5、および第7スイッチがオフである請求項5に記載のタッチパネル検出回路。
- 前記第1増幅期間で、前記第1電圧スイッチがオフであり、前記第2電圧スイッチがオンであり、かつ前記第3電圧スイッチの前記第1端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第1、第3、第4、および第5スイッチがオンであり、かつ前記第2、第6、第7、および第8スイッチがオフである請求項6に記載のタッチパネル検出回路。
- 前記電荷蓄積期間で、前記第1電圧スイッチがオフであり、前記第2電圧スイッチがオフであり、かつ前記第3電圧スイッチの前記第1端子が前記入力電圧源に接続し、それにより前記第2、第5、および第7スイッチがオンであり、かつ前記第1、第3、第4、第6、および第8スイッチがオフである請求項7に記載のタッチパネル検出回路。
- 前記第2サンプリング期間で、前記第1電圧スイッチがオンであり、前記第2電圧スイッチがオフであり、かつ前記第3電圧スイッチの前記第1端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第1および第8スイッチがオンであり、かつ前記第2〜第7スイッチがオフである請求項8に記載のタッチパネル検出回路。
- 前記第2増幅期間で、前記第1電圧スイッチがオフであり、前記第2電圧スイッチがオンであり、かつ前記第3電圧スイッチの前記第1端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第1、第3、第4、および第5スイッチがオンであり、かつ前記第2、第6、第7、および第8スイッチがオフである請求項9に記載のタッチパネル検出回路。
- 一組の入力電圧源および一組の共通電圧源を制御するための第1方向信号ラインスイッチであって、前記一組の入力電圧源は前記入力電圧を供給し、かつ前記一組の共通電圧源はDC共通電圧を提供する第1方向信号ラインスイッチと、
前記タッチパネル検出回路のタイミングを制御するための前記タッチパネル検出回路に接続している第1タイミングコントローラと、
前記入力電圧源および前記共通電圧源を提供するために前記第1方向信号ラインスイッチのタイミングを制御するための前記第1方向信号ラインスイッチに接続している第2タイミングコントローラであって、前記タッチパネル検出回路は第2方向電圧を検出し、前記第1タイミングコントローラは前記第1〜第8スイッチおよび前記第3電圧スイッチを制御し、かつ該第2タイミングコントローラは少なくとも1つの第1方向信号ラインの入力電圧を制御し、それによって前記少なくとも1つの第1方向信号ラインに複数のクロック信号を発生し、かつ前記第1と第2の方向信号ラインの間に前記結合コンデンサの前記変化を介してそれぞれ複数の蓄積された電圧変化を得る第2タイミングコントローラと、
前記電圧変化をデジタルコードに変換するための前記検出回路に接続しているアナログ・ディジタル変換器(ADC)と、
前記デジタルコードに基づいてタッチパネルに接触するために対象が接近するかどうか決定するための前記ADCに接続しているデジタル信号プロセッサと、
を備える請求項1に記載のタッチパネル検出回路が組み込まれたタッチパネル。 - 対象が接近するときに第1方向信号ラインと第1方向信号ラインから分離された第2方向信号ラインの間に形成される結合コンデンサの電圧変化を検出するためのタッチパネル検出回路であって、
複数の周期的電圧サイクルを発生するための入力電圧源と、
前記入力電圧源に接続している第1端子および前記第1方向信号ラインに接続している第2端子を有する第1電圧スイッチと、
DC共通電圧を供給するための共通電圧源と、
前記共通電圧源に接続している第1端子および前記第1方向信号ラインに接続している第2端子を有する第2電圧スイッチと、
前記第2方向信号ラインに接続している第1端子を有する第1スイッチと、
前記第1スイッチの第2端子に接続している反転入力端子を有する増幅器と、
前記増幅器の前記反転入力端子に接続している第1端子を有する第2スイッチと、
前記第2スイッチの第2端子に接続している第1端子および前記共通電圧源に接続している第2端子を有する第3スイッチと、
前記増幅器の前記反転入力端子に接続している第1端子を有する第4スイッチと、
前記第4スイッチの第2端子に接続している第1端子を有する第1帰還コンデンサと、
前記第1帰還コンデンサの第2端子に接続している第1端子および前記増幅器の出力端子に接続している第2端子を有する第5スイッチと、
前記第1方向信号ラインに接続している第1端子および前記第1帰還コンデンサの前記第2端子に接続している第2端子を有する第6スイッチと、
前記第4スイッチの前記第2端子に接続している第1端子および前記共通電圧源に接続している第2端子を有する第7スイッチと、
前記増幅器の前記反転入力端子に接続している第1端子および前記増幅器の前記出力端子に接続している第2端子を有する第8スイッチと、
前記増幅器の非反転入力端子に接続している第1端子、前記共通電圧源に接続している第2端子、および前記入力電圧源に接続している第3端子を有する第3電圧スイッチと、
を備えるタッチパネル検出回路。 - 検出回路が、前記第1〜第8スイッチおよび前記第1〜第3電圧スイッチを切り換え、かつ初期化サイクルおよび複数の電荷蓄積サイクルにおいて前記第1および前記第2の帰還コンデンサを使用することによって、電荷蓄積の速度を上げるために帰還ループを形成する請求項12に記載のタッチパネル検出回路。
- 第1電荷蓄積サイクルにおける前記増幅器の前記出力端子がΔVの電圧を出力し、かつ第(N−1)電荷蓄積サイクルにおける前記検出回路が、前記増幅器の前記出力端子を通してN×ΔVの電圧を最終的に出力し、ここで、
- 前記初期化サイクルが、リセット期間、第1サンプリング期間、および第1増幅期間を含み、かつ各電荷蓄積サイクルが、電荷蓄積期間、第2サンプリング期間、および第2増幅期間を含む請求項13に記載のタッチパネル検出回路。
- リセット期間で、前記第1電圧スイッチがオフであり、前記第2電圧スイッチがオンであり、かつ前記第3電圧スイッチの前記第1端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第1、第2、第4、第5、第6、第7、および第8スイッチがオンであり、かつ前記第3スイッチがオフである請求項15に記載のタッチパネル検出回路。
- 前記第1サンプリング期間で、前記第1電圧スイッチがオンであり、前記第2電圧スイッチがオフであり、かつ前記第3電圧スイッチの前記第1端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第1、第4、第6、および第8スイッチがオンであり、かつ前記第2、第3、第5、および第7スイッチがオフである請求項16に記載のタッチパネル検出回路。
- 前記第1増幅期間で、前記第1電圧スイッチがオフであり、前記第2電圧スイッチがオンであり、かつ前記第3電圧スイッチの前記第1端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第1、第3、第4、および第5スイッチがオンであり、かつ前記第2、第6、第7、および第8スイッチがオフである請求項17に記載のタッチパネル検出回路。
- 前記電荷蓄積期間で、前記第1電圧スイッチがオフであり、前記第2電圧スイッチがオフであり、かつ前記第3電圧スイッチの前記第1端子が前記入力電圧源に接続し、それにより前記第2、第5、および第7スイッチがオンであり、かつ前記第1、第3、第4、第6、および第8スイッチがオフである請求項18に記載のタッチパネル検出回路。
- 前記第2サンプリング期間で、前記第1電圧スイッチがオンであり、前記第2電圧スイッチがオフであり、かつ前記第3電圧スイッチの前記第1端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第1および第8スイッチがオンであり、かつ前記第2〜第7スイッチがオフである請求項19に記載のタッチパネル検出回路。
- 前記第2増幅期間で、前記第1電圧スイッチがオフであり、前記第2電圧スイッチがオンであり、かつ前記第3電圧スイッチの前記第1端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第1、第3、第4、および第5スイッチがオンであり、かつ前記第2、第6、第7、および第8スイッチがオフである請求項20に記載のタッチパネル検出回路。
- 一組の入力電圧源および一組の共通電圧源を制御するための第1方向信号ラインスイッチであって、前記一組の入力電圧源は前記入力電圧を供給し、かつ前記一組の共通電圧源はDC共通電圧を提供する第1方向信号ラインスイッチと、
前記タッチパネル検出回路のタイミングを制御するための前記タッチパネル検出回路に接続している第1タイミングコントローラと、
前記入力電圧源および前記共通電圧源を提供するために前記第1方向信号ラインスイッチのタイミングを制御するための前記第1方向信号ラインスイッチに接続している第2タイミングコントローラであって、前記検出回路は第2方向電圧を検出し、前記第1タイミングコントローラは前記第1〜第8スイッチおよび前記第3電圧スイッチを制御し、かつ該第2タイミングコントローラは少なくとも1つの第1方向信号ラインの入力電圧を制御し、それによって、前記少なくとも1つの第1方向信号ラインに複数のクロック信号を発生し、かつ前記第1と第2の方向信号ラインの間に前記結合コンデンサの前記変化を介してそれぞれ複数の蓄積された電圧変化を得る第2タイミングコントローラと、
前記電圧変化をデジタルコードに変換するための前記検出回路に接続しているアナログ・ディジタル変換器と、
前記デジタルコードに基づいてタッチパネルに接触するために対象が接近するかどうか決定するための前記アナログ・ディジタル変換器に接続しているデジタル信号プロセッサと、
を備える請求項12に記載のタッチパネル検出回路が組み込まれたタッチパネル。 - 対象が接近するときに第1方向信号ラインと第1方向信号ラインから分離された第2方向信号ラインの間に形成される結合コンデンサの電圧変化を検出するためのタッチパネル検出回路であって、
複数の周期的電圧サイクルを発生するための入力電圧源と、
前記入力電圧源に接続している第1端子および前記第1方向信号ラインに接続している第2端子を有する第1電圧スイッチと、
DC共通電圧を供給するための共通電圧源と、
前記共通電圧源に接続している第1端子および前記第1方向信号ラインに接続している第2端子を有する第2電圧スイッチと、
前記第2方向信号ラインに接続している第1端子を有する第1スイッチと、
前記第1スイッチの第2端子に接続している反転入力端子を有する増幅器と、
前記増幅器の前記反転入力端子に接続している第1端子を有する第2スイッチと、
前記第2スイッチの第2端子に接続している第1端子および前記共通電圧源に接続している第2端子を有する第3スイッチと、
前記増幅器の前記反転入力端子に接続している第1端子を有する第4スイッチと、
前記第4スイッチの第2端子に接続している第1端子を有する第1帰還コンデンサと、
前記第1帰還コンデンサの第2端子に接続している第1端子および前記増幅器の出力端子に接続している第2端子を有する第5スイッチと、
前記第4スイッチの前記第2端子に接続している第1端子および前記共通電圧源に接続している第2端子を有する第7スイッチと、
前記増幅器の前記反転入力端子に接続している第1端子および前記増幅器の前記出力端子に接続している第2端子を有する第8スイッチと、
前記増幅器の非反転入力端子に接続している第1端子、前記共通電圧源に接続している第2端子、および前記入力電圧源に接続している第3端子を有する第3電圧スイッチと、
を備えるタッチパネル検出回路。 - 検出回路が、前記第1〜第5と前記第7〜第8スイッチおよび前記第1〜第3電圧スイッチを切り換え、かつ初期化サイクルおよび複数の電荷蓄積サイクルにおいて前記第1および前記第2の帰還コンデンサを使用することによって、電荷蓄積の速度を上げるために帰還ループを形成する請求項23に記載のタッチパネル検出回路。
- 第1電荷蓄積サイクルにおける前記増幅器の前記出力端子がΔVの電圧を出力し、かつ第(N−1)電荷蓄積サイクルにおける前記検出回路が、前記増幅器の前記出力端子を通してN×ΔVの電圧を最終的に出力し、ここで、
- 前記初期化サイクルが、リセット期間、第1サンプリング期間、第2サンプリング期間、および第1増幅期間を含み、かつ各電荷蓄積サイクルが、電荷蓄積期間、第3サンプリング期間、および第2増幅期間を含む請求項24に記載のタッチパネル検出回路。
- リセット期間で、前記第1電圧スイッチがオフであり、前記第2電圧スイッチがオンであり、かつ前記第3電圧スイッチの前記第1端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第1、第2、第4、第5、第7、および第8スイッチがオンであり、かつ前記第3スイッチがオフである請求項26に記載のタッチパネル検出回路。
- 前記第1サンプリング期間で、前記第1電圧スイッチがオンであり、前記第2電圧スイッチがオフであり、かつ前記第3電圧スイッチの前記第1端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第1および第8スイッチがオンであり、かつ前記第2、第3、第4、第5、および第7スイッチがオフである請求項27に記載のタッチパネル検出回路。
- 前記第2サンプリング期間で、前記第1電圧スイッチがオフであり、前記第2電圧スイッチがオフであり、かつ前記第3電圧スイッチの前記第1端子が前記入力電圧源に接続し、それにより前記第5、第7、および第8スイッチがオンであり、かつ前記第1〜第4スイッチがオフである請求項28に記載のタッチパネル検出回路。
- 前記第1増幅期間で、前記第1電圧スイッチがオフであり、前記第2電圧スイッチがオンであり、かつ前記第3電圧スイッチの前記第1端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第1、第3、第4、および第5スイッチがオンであり、かつ前記第2、第7、および第8スイッチがオフである請求項29に記載のタッチパネル検出回路。
- 前記電荷蓄積期間で、前記第1電圧スイッチがオフであり、前記第2電圧スイッチがオフであり、かつ前記第3電圧スイッチの前記第1端子が前記入力電圧源に接続し、それにより前記第2、第5、および第7スイッチがオンであり、かつ前記第1、第3、第4、および第8スイッチがオフである請求項30に記載のタッチパネル検出回路。
- 前記第3サンプリング期間で、前記第1電圧スイッチがオンであり、前記第2電圧スイッチがオフであり、かつ前記第3電圧スイッチの前記第1端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第1および第8スイッチがオンであり、かつ前記第2、第3、第4、第5、および第7スイッチがオフである請求項31に記載のタッチパネル検出回路。
- 前記第2増幅期間で、前記第1電圧スイッチがオフであり、前記第2電圧スイッチがオンであり、かつ前記第3電圧スイッチの前記第1端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第1、第3、第4、および第5スイッチがオンであり、かつ前記第2、第7、および第8スイッチがオフである請求項32に記載のタッチパネル検出回路。
- 一組の入力電圧源および一組の共通電圧源を制御するための第1方向信号ラインスイッチであって、前記一組の入力電圧源は前記入力電圧を供給し、かつ前記一組の共通電圧源はDC共通電圧を提供する第1方向信号ラインスイッチと、
前記タッチパネル検出回路のタイミングを制御するための前記タッチパネル検出回路に接続している第1タイミングコントローラと、
前記入力電圧源および前記共通電圧源を提供するために前記第1方向信号ラインスイッチのタイミングを制御するための前記第1方向信号ラインスイッチに接続している第2タイミングコントローラであって、前記タッチパネル検出回路は第2方向電圧を検出し、前記第1タイミングコントローラは前記第1〜第8スイッチおよび前記第3電圧スイッチを制御し、かつ該第2タイミングコントローラは少なくとも1つの第1方向信号ラインの入力電圧を制御し、それによって前記少なくとも1つの第1方向信号ラインに複数のクロック信号を発生し、かつ前記第1と第2の方向信号ラインの間に前記結合コンデンサの前記変化を介してそれぞれ複数の蓄積された電圧変化を得る第2タイミングコントローラと、
前記電圧変化をデジタルコードに変換するための前記検出回路に接続しているアナログ・ディジタル変換器(ADC)と、
前記デジタルコードに基づいてタッチパネルに接触するために対象が接近するかどうか決定するための前記ADCに接続しているデジタル信号プロセッサと、
を備える請求項23に記載のタッチパネル検出回路か組み込まれたタッチパネル。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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