JP2011113504A - Touch panel input device, device for driving touch panel, method for driving touch panel, and system display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静電容量結合方式によるタッチパネル入力装置と、そのタッチパネルの駆動装置と、そのタッチパネルの駆動方法と、そのタッチパネル入力装置を備えたシステムディスプレイに関する。 The present invention relates to a touch panel input device using a capacitive coupling method, a touch panel drive device, a touch panel drive method, and a system display including the touch panel input device.
従来の静電容量結合方式のタッチパネルにおいては、複数設けられた電極を走査回路で順次選択して充電するとともに、選択しなかった電極を所定電位に設定された電源に接続していた。具体的には、タッチパネルの基板の表面に複数のX座標電極(X1〜X4)が設けられている。そして、複数のY座標電極(Y1〜Y4)が絶縁膜を介してX座標電極と直交するように設けられている。各Y座標電極の一端はY駆動回路(30)に接続され、各X座標電極はX検出回路(40)に接続されている。Y駆動回路は、複数のY座標電極を順次選択して基準電位電源(VL)に接続するとともに、選択されなかった複数のY座標電極には基準電位よりも電圧の高い高電位電源(VH)に接続するようになっている。X検出回路は、複数のX座標電極を順次選択して積分回路に接続するようになっている。そして、高電位電源に接続されたY座標電極と積分回路に接続されたX座標電極の交差部に形成されるキャパシタへと電流が流れる。積分回路はこの電流値を積分し、その積分値を座標検出回路(50)に出力する。 In a conventional capacitively coupled touch panel, a plurality of electrodes are sequentially selected and charged by a scanning circuit, and the unselected electrodes are connected to a power source set to a predetermined potential. Specifically, a plurality of X coordinate electrodes (X1 to X4) are provided on the surface of the substrate of the touch panel. A plurality of Y coordinate electrodes (Y1 to Y4) are provided so as to be orthogonal to the X coordinate electrodes via an insulating film. One end of each Y coordinate electrode is connected to the Y drive circuit (30), and each X coordinate electrode is connected to the X detection circuit (40). The Y drive circuit sequentially selects a plurality of Y coordinate electrodes and connects them to a reference potential power supply (VL), and a plurality of unselected Y coordinate electrodes have a high potential power supply (VH) having a voltage higher than the reference potential. To connect to. The X detection circuit sequentially selects a plurality of X coordinate electrodes and connects them to the integration circuit. Then, a current flows to a capacitor formed at the intersection of the Y coordinate electrode connected to the high potential power source and the X coordinate electrode connected to the integrating circuit. The integration circuit integrates this current value and outputs the integration value to the coordinate detection circuit (50).
このタッチパネルが駆動しているとき、タッチ領域を指でタッチすると、X座標電極及びY座標電極と指との間に新たなキャパシタが生じる。このため、指の下を通るX座標電極及びY座標電極にはタッチをしていない時よりも多くの電荷が蓄積されるようになる。そして、そのX座標電極に接続された積分回路による積分値が増加する。この増加した積分値を検知することによりタッチの有無及びタッチ位置を判定する(特許文献1参照)。 When the touch panel is driven, if a touch area is touched with a finger, a new capacitor is generated between the X coordinate electrode and the Y coordinate electrode and the finger. For this reason, more charges are accumulated in the X coordinate electrode and the Y coordinate electrode passing under the finger than when the touch is not performed. And the integral value by the integrating circuit connected to the X coordinate electrode increases. The presence or absence of touch and the touch position are determined by detecting the increased integrated value (see Patent Document 1).
しかし、全てのY座標電極に基準電圧または高電圧が印加されるため、あるY座標電極が選択されて電圧が上昇すると、隣り合うY座標電極との間に形成されたキャパシタにも充電される。その結果、選択されたY座標電極に流れ込む電荷が、他のY座標電極が隣接していない場合に比べて増加する。タッチパネルをタッチすることにより形成されるキャパシタは非常に小さいものであるため、Y座標電極に流れ込む電荷がタッチされていないときに比べて大きいか否かを正確に検知することが困難になる。すなわち、タッチパネルにタッチされたか否かを検知する検知感度を高めることが困難であった。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、静電容量結合方式のタッチパネルにおいて、タッチの有無を検出する検知感度を高めることである。
However, since a reference voltage or a high voltage is applied to all the Y coordinate electrodes, when a certain Y coordinate electrode is selected and the voltage rises, a capacitor formed between adjacent Y coordinate electrodes is also charged. . As a result, the electric charge flowing into the selected Y coordinate electrode increases as compared with the case where no other Y coordinate electrode is adjacent. Since the capacitor formed by touching the touch panel is very small, it is difficult to accurately detect whether or not the charge flowing into the Y coordinate electrode is larger than when the touch is not touched. That is, it has been difficult to increase the detection sensitivity for detecting whether or not the touch panel has been touched.
Therefore, the problem to be solved by the present invention is to increase the detection sensitivity for detecting the presence or absence of touch in a capacitively coupled touch panel.
以上の課題を解決するため、本発明の一の態様によれば、
接触体がタッチするタッチ領域に第1の方向に沿って配列された複数の第1電極と、
前記タッチ領域に前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って、前記複数の第1電極と交差して配列された複数の第2電極と、
前記複数の第1電極の何れか一つと前記複数の第2電極の何れか一つとを選択し、非選択の前記各第1電極及び非選択の前記各第2電極の少なくとも一方を電気的に浮遊状態にする選択回路と、
前記選択回路が選択した前記第1電極と前記第2電極とに接続されて形成されたキャパシタの静電容量に基づく特性値を検出する静電容量検出回路と、
を備えることを特徴とするタッチパネル入力装置が提供される。
In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention,
A plurality of first electrodes arranged along a first direction in a touch area touched by the contact body;
A plurality of second electrodes arranged crossing the plurality of first electrodes along a second direction orthogonal to the first direction in the touch region;
One of the plurality of first electrodes and one of the plurality of second electrodes are selected, and at least one of the non-selected first electrodes and the non-selected second electrodes is electrically connected A selection circuit for floating,
A capacitance detection circuit that detects a characteristic value based on a capacitance of a capacitor formed by being connected to the first electrode and the second electrode selected by the selection circuit;
A touch panel input device is provided.
好ましくは、前記静電容量検出回路は、前記キャパシタを充電する充電回路と、前記充電回路による充電が開始されてから前記キャパシタの充電電圧が所定の閾値になるまでの充電時間を前記特性値として計測する充電時間計測回路と、前記充電電圧が前記所定の閾値になった後、前記キャパシタを放電する放電回路と、前記放電回路による放電が開始されてから前記第2電極の電圧が前記閾値よりも低い下閾値になるまでの放電時間を前記特性値として計測する放電時間計測回路と、を備える。
好ましくは、前記キャパシタに対する前記充電時間と前記放電時間との比からなる充放電時間比を求め、前記充放電時間比の値が所定範囲内に含まれるか否かを判断する制御回路を備える。
好ましくは、前記制御回路は、前記充電時間と前記放電時間の合計時間が所定基準値より大きく、且つ、前記充放電時間比が前記所定範囲内に含まれる場合に、前記タッチ領域の前記キャパシタの形成領域上に前記接触体がタッチされたことを検出する検出信号を出力し、これ以外の場合には前記検出信号を出力しない。
好ましくは、前記選択回路は、前記非選択の前記各第1電極と前記非選択の前記各第2電極とを電気的に浮動状態にする。
Preferably, the capacitance detection circuit includes a charging circuit for charging the capacitor, and a charging time from when charging by the charging circuit is started until a charging voltage of the capacitor reaches a predetermined threshold value as the characteristic value. A charging time measuring circuit for measuring; a discharging circuit for discharging the capacitor after the charging voltage reaches the predetermined threshold; and a voltage of the second electrode after the discharging by the discharging circuit is started. A discharge time measuring circuit that measures a discharge time until the lower threshold value is reached as the characteristic value.
Preferably, there is provided a control circuit for obtaining a charge / discharge time ratio comprising a ratio of the charge time to the discharge time for the capacitor and determining whether or not the value of the charge / discharge time ratio falls within a predetermined range.
Preferably, the control circuit is configured such that when the total time of the charging time and the discharging time is greater than a predetermined reference value and the charge / discharge time ratio is included in the predetermined range, the capacitor of the touch area A detection signal for detecting that the contact body has been touched on the formation area is output, and in other cases, the detection signal is not output.
Preferably, the selection circuit electrically floats the non-selected first electrodes and the non-selected second electrodes.
本発明の他の態様によれば、
接触体がタッチするタッチ領域に第1の方向に沿って配列された複数の第1電極と、前記タッチ領域に前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って、前記第1電極と交差して配列された複数の第2電極と、を有するタッチパネルを駆動するタッチパネルの駆動装置であって、
前記複数の第1電極の何れか一つと前記複数の第2電極の何れか一つとを選択し、非選択の前記各第1電極及び非選択の前記各第2電極の少なくとも一方を電気的に浮遊状態にする選択回路と、
前記選択回路が選択した前記第1電極と前記第2電極とに接続されて形成されたキャパシタの静電容量に基づく特性値を検出する静電容量検出回路と、
を備えることを特徴とするタッチパネルの駆動装置が提供される。
According to another aspect of the invention,
A plurality of first electrodes arranged along a first direction in a touch area touched by a contact body; and the first electrode along a second direction orthogonal to the first direction in the touch area; A touch panel drive device for driving a touch panel having a plurality of second electrodes arranged in an intersecting manner,
One of the plurality of first electrodes and one of the plurality of second electrodes are selected, and at least one of the non-selected first electrodes and the non-selected second electrodes is electrically connected A selection circuit for floating,
A capacitance detection circuit that detects a characteristic value based on a capacitance of a capacitor formed by being connected to the first electrode and the second electrode selected by the selection circuit;
There is provided a touch panel drive device comprising:
好ましくは、前記静電容量検出回路は、前記キャパシタを充電する充電回路と、前記充電回路による充電が開始されてから前記キャパシタの充電電圧が所定の閾値になるまでの充電時間を前記特性値として計測する充電時間計測回路と、前記充電電圧が前記所定の閾値になった後、前記キャパシタを放電する放電回路と、前記放電回路による放電が開始されてから前記第2電極の電圧が前記閾値よりも低い下閾値になるまでの放電時間を前記特性値として計測する放電時間計測回路と、を備える。
好ましくは、前記キャパシタに対する前記充電時間と前記放電時間との比からなる充放電時間比を求め、前記充放電時間比の値が所定範囲内に含まれるか否かを判断する制御回路を備える。
好ましくは、前記制御回路は、前記充電時間と前記放電時間の合計時間が所定基準値より大きく、且つ、前記充放電時間比が前記所定範囲内に含まれる場合に、前記タッチ領域の前記キャパシタの形成領域上に前記接触体がタッチされたことを検出する検出信号を出力し、これ以外の場合には前記検出信号を出力しない。
好ましくは、前記選択回路は、前記非選択の前記各第1電極と前記非選択の前記各第2電極とを電気的に浮動状態にすることを特徴とする請求項6乃至9の何れか一項に記載のタッチパネルの駆動装置。
Preferably, the capacitance detection circuit includes a charging circuit for charging the capacitor, and a charging time from when charging by the charging circuit is started until a charging voltage of the capacitor reaches a predetermined threshold value as the characteristic value. A charging time measuring circuit for measuring; a discharging circuit for discharging the capacitor after the charging voltage reaches the predetermined threshold; and a voltage of the second electrode after the discharging by the discharging circuit is started. A discharge time measuring circuit that measures a discharge time until the lower threshold value is reached as the characteristic value.
Preferably, there is provided a control circuit for obtaining a charge / discharge time ratio comprising a ratio of the charge time to the discharge time for the capacitor and determining whether or not the value of the charge / discharge time ratio falls within a predetermined range.
Preferably, the control circuit is configured such that when the total time of the charging time and the discharging time is greater than a predetermined reference value and the charge / discharge time ratio is included in the predetermined range, the capacitor of the touch area A detection signal for detecting that the contact body has been touched on the formation area is output, and in other cases, the detection signal is not output.
Preferably, the selection circuit causes the non-selected first electrodes and the non-selected second electrodes to be in an electrically floating state. The touch panel drive device according to item.
本発明の他の態様によれば、
接触体がタッチするタッチ領域に第1の方向に沿って配列された複数の第1電極と、前記タッチ領域に前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って、前記第1電極と交差して配列された複数の第2電極と、を有するタッチパネルを駆動するタッチパネルの駆動方法であって、
前記各第1電極を順次選択し、
前記各第2電極を順次選択し、
選択していない前記各第1電極、及び、選択していない前記各第2電極の少なくとも一方を電気的に浮遊状態に設定し、
選択した前記第1電極と前記第2電極とに接続されて形成されるキャパシタの静電容量に基づく特性値を検出することを特徴とするタッチパネルの駆動方法が提供される。
According to another aspect of the invention,
A plurality of first electrodes arranged along a first direction in a touch area touched by a contact body; and the first electrode along a second direction orthogonal to the first direction in the touch area; A touch panel driving method for driving a touch panel having a plurality of second electrodes arranged in an intersecting manner,
Sequentially selecting each of the first electrodes;
Sequentially selecting each of the second electrodes,
At least one of each of the first electrodes not selected and each of the second electrodes not selected is set in an electrically floating state;
A touch panel driving method is provided that detects a characteristic value based on a capacitance of a capacitor formed by being connected to the selected first electrode and the second electrode.
好ましくは、前記キャパシタを充電し、前記充電を開始してから、前記キャパシタの充電電圧が所定の上閾値になるまでの充電時間を前記特性値として計測し、前記充電電圧が前記所定の上閾値になった後、前記キャパシタの放電を開始し、前記キャパシタの放電を開始してから前記充電電圧が前記上閾値よりも低い下閾値になるまでの放電時間を前記特性値として計測する。
好ましくは、前記充電時間と前記放電時間との比からなる充放電時間比を求め、前記充電時間と前記放電時間の合計時間が所定基準値より大きく、且つ、前記充放電時間比が前記所定範囲内に含まれる場合に、前記タッチ領域の前記キャパシタの形成領域上に前記接触体がタッチされたと判断し、これ以外の場合には前記接触体がタッチされたと判断しない。
Preferably, a charging time from when the capacitor is charged and the charging is started until a charging voltage of the capacitor reaches a predetermined upper threshold is measured as the characteristic value, and the charging voltage is the predetermined upper threshold. Then, discharging of the capacitor is started, and a discharge time from when the discharging of the capacitor is started until the charging voltage becomes a lower threshold lower than the upper threshold is measured as the characteristic value.
Preferably, a charge / discharge time ratio comprising a ratio between the charge time and the discharge time is obtained, a total time of the charge time and the discharge time is greater than a predetermined reference value, and the charge / discharge time ratio is within the predetermined range. If it is included in the touch area, it is determined that the contact body is touched on the capacitor formation area of the touch area, and otherwise, it is not determined that the contact body is touched.
本発明の他の態様によれば、
ディスプレイパネルと、
接触体がタッチするタッチ領域に第1の方向に沿って配列された複数の第1電極と、前記タッチ領域に前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って、前記複数の第1電極と交差して配列された複数の第2電極と、を有するとともに、前記ディスプレイの表示面側に設けられたタッチパネルと、
前記タッチパネルを駆動する駆動装置と、を備え、
前記駆動装置が、
前記複数の第1電極の何れか一つと前記複数の第2電極の何れか一つとを選択し、非選択の前記各第1電極及び非選択の前記各第2電極の少なくとも一方を電気的に浮遊状態にする選択回路と、
前記選択回路が選択した前記第1電極と前記第2電極とに接続されて形成されたキャパシタの静電容量に基づく特性値を検出する静電容量検出回路と、
を有することを特徴とするシステムディスプレイが提供される。
According to another aspect of the invention,
A display panel;
A plurality of first electrodes arranged along a first direction in a touch area touched by a contact body, and the plurality of first electrodes along a second direction orthogonal to the first direction in the touch area. A plurality of second electrodes arranged crossing the electrodes, and a touch panel provided on the display surface side of the display;
A drive device for driving the touch panel,
The drive device
One of the plurality of first electrodes and one of the plurality of second electrodes are selected, and at least one of the non-selected first electrodes and the non-selected second electrodes is electrically connected A selection circuit for floating,
A capacitance detection circuit that detects a characteristic value based on a capacitance of a capacitor formed by being connected to the first electrode and the second electrode selected by the selection circuit;
A system display is provided.
好ましくは、前記静電容量検出回路は、前記キャパシタを充電する充電回路と、前記充電回路による充電が開始されてから前記キャパシタの充電電圧が所定の閾値になるまでの充電時間を前記特性値として計測する充電時間計測回路と、前記充電電圧が前記所定の閾値になった後、前記キャパシタを放電する放電回路と、前記放電回路による放電が開始されてから前記第2電極の電圧が前記閾値よりも低い下閾値になるまでの放電時間を前記特性値として計測する放電時間計測回路と、を備える。
好ましくは、前記キャパシタに対する前記充電時間と前記放電時間との比からなる充放電時間比を求め、前記充放電時間比の値が所定範囲内に含まれるか否かを判断する制御回路を備える。
好ましくは、前記制御回路は、前記充電時間と前記放電時間の合計時間が所定基準値より大きく、且つ、前記充放電時間比が前記所定範囲内に含まれる場合に、前記タッチ領域の前記キャパシタの形成領域上に前記接触体がタッチされたことを検出する検出信号を出力し、これ以外の場合に前記検出信号を出力しない。
好ましくは、前記選択回路は、前記非選択の前記各第1電極と前記非選択の前記各第2電極とを電気的に浮動状態にする。
Preferably, the capacitance detection circuit includes a charging circuit for charging the capacitor, and a charging time from when charging by the charging circuit is started until a charging voltage of the capacitor reaches a predetermined threshold value as the characteristic value. A charging time measuring circuit for measuring; a discharging circuit for discharging the capacitor after the charging voltage reaches the predetermined threshold; and a voltage of the second electrode after the discharging by the discharging circuit is started. A discharge time measuring circuit that measures a discharge time until the lower threshold value is reached as the characteristic value.
Preferably, there is provided a control circuit for obtaining a charge / discharge time ratio comprising a ratio of the charge time to the discharge time for the capacitor and determining whether or not the value of the charge / discharge time ratio falls within a predetermined range.
Preferably, the control circuit is configured such that when the total time of the charging time and the discharging time is greater than a predetermined reference value and the charge / discharge time ratio is included in the predetermined range, the capacitor of the touch area A detection signal for detecting that the contact body has been touched on the formation region is output, and in other cases, the detection signal is not output.
Preferably, the selection circuit electrically floats the non-selected first electrodes and the non-selected second electrodes.
本発明によれば、静電容量結合方式のタッチパネルにおいて、タッチの有無を検出する検知感度を高めることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the detection sensitivity which detects the presence or absence of a touch can be raised in a capacitive coupling type touch panel.
以下に、本発明を実施するための好ましい形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。 Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, although various technically preferable limitations for implementing the present invention are given to the embodiments described below, the scope of the invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.
(第1実施形態)
まず、本発明の第1実施形態に係るシステムディスプレイ1の構成について説明する。
図1は、システムディスプレイ1の一例の分解斜視図である。図1に示すように、このシステムディスプレイ1は、上ケース2、下ケース3、液晶ディスプレイパネル4、バックライト5、タッチパネル入力装置6等を有する。以下、システムディスプレイ1が組み立てられた状態の構成について具体的に説明する。
(First embodiment)
First, the configuration of the
FIG. 1 is an exploded perspective view of an example of a
下ケース3が上ケース2に対して入子状にして組み付けられている。上ケース2の天板21には、矩形状の表示窓22が開口している。下ケース3の底板31には、矩形状の窓32が開口している。
The
上ケース2及び下ケース3の内側には、液晶ディスプレイパネル4及びタッチパネル入力装置6が設けられている。液晶ディスプレイパネル4は、下ケース3の底板31の上に搭載されている。液晶ディスプレイパネル4は以下のように構成されている。
A liquid
液晶ディスプレイパネル4は、例えばアクティブマトリクス駆動方式のものである。この液晶ディスプレイパネル4では、上基板42が下基板41に対向している。シール材が上基板42の縁部分に沿って枠状に設けられ、そのシール材が上基板42と下基板41との間に挟持され、そのシール材によって上基板42と下基板41が接着されている。下基板41と上基板42の間であってシール材の内側に液晶が封入されている。下基板41のサイズは上基板42のサイズよりも大きいので、下基板41の一部が上基板42の縁から突出している。下基板41と上基板42が重なった部分が表示領域である。下基板41の表示領域内の上面には、複数の走査線が互いに平行になって横方向に延びるように設けられているとともに、複数の信号線が互いに平行になって縦方向に延びるように設けられている。走査線と信号線の各交差部に薄膜トランジスタが形成されている。薄膜トランジスタのゲート電極が走査線に接続され、薄膜トランジスタのソース電極、ドレイン電極の一方が信号線に接続され、他方が透明な画素電極に接続されている。複数の画素電極が下基板41の表面においてマトリクス状に配列されている。一方、上基板42の両面のうち下基板41に向き合う面に透明な共通電極が成膜されている。画素電極及び共通電極の表面には、それぞれ配向膜が形成されている。また、上基板42には、カラーフィルタが形成されている。上基板42の上には、偏光板43が貼着されている。
The liquid
下基板41のうち上基板42の縁からはみ出た非表示領域41aの上にFPC44の一端部が接合されている。また、非表示領域41aの上にICチップ45が表面実装されている。ICチップ45には、液晶ディスプレイパネル4を駆動するドライバが内蔵されている。ICチップ45の複数の出力端子には、表示領域から延び出た走査線や信号線がそれぞれ接続されている。また、ICチップ45の複数の入力端子には、非表示領域41a上に形成された複数の引き回し配線がそれぞれ接続され、これら引き回し配線は、FPC44の一端部から他端部にかけて形成された複数の配線にそれぞれ接続されている。FPC44の他端部に形成されている端子が図示しない電子基板に差し込まれる。
One end portion of the
バックライト5は、下ケース3の下側において窓32を通じて液晶ディスプレイパネル4の下面に対向するように配置されている。具体的には、バックライト5は、液晶ディスプレイパネル4の下基板41に対向している。バックライト5は、面発光装置であって、液晶ディスプレイパネル4に向けて面発光するものである。バックライト5は、例えば、LED等の点発光素子をマトリクス状に配列したもの、配列されたLED等の点発光素子と導光板を組み合わせたもの、冷陰極管等の線状発光素子と導光板を組み合わせたもの、又は、エレクトロルミネッセンス素子等の面発光素子を用いたものである。バックライト5には、FPC51が接続されている。FPC51が図示しない電気基板に接続される。
The
タッチパネル入力装置6は、タッチパネル6a、可撓性回路シート(以下FPC)65及びICチップ66を有する。ICチップ66は、COG(Chip On Glass)方式によりタッチパネル6aに表面実装されている。また、タッチパネル6aには、FPC65が接合されている。タッチパネル6aが上ケース2及び下ケース3の内側に収容されている。タッチパネル6aは、液晶ディスプレイパネル4の表示面の上に重ねられている。つまり、タッチパネル6aはタッチ領域61aを有し、液晶ディスプレイパネル4の偏光板43の上に重ねられている。タッチパネル6aの上に、上ケース2が被せてある。タッチパネル6aが上ケース2の表示窓22に向き合って、表示窓22がタッチパネル6aによって塞がれている。
The touch
なお、上記においてはタッチパネル6aが液晶ディスプレイパネル4の表示面に貼着されているが、液晶ディスプレイパネル4以外のディスプレイの表示面に貼着されていてもよい。例えば、タッチパネル6aが、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プラズマディスプレイ、無機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、発光ダイオードディスプレイ、電界放出ディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ、陰極線管又は電子ペーパの表示面に貼着されていてもよい。ディスプレイは、ドットマトリクス表示型のディスプレイであってもよいし、セグメントディスプレイであってもよい。また、ディスプレイは、自発光型ディスプレイであってもよいし、透過型ディスプレイであってもよいし、反射型ディスプレイであってもよい。ディスプレイが自発光型又は反射型のディスプレイである場合には、バックライト5が無くともよい。
In the above description, the
以下、タッチパネル入力装置6について詳細に説明する。図2は、タッチパネル入力装置6の概略構成図であり、図3は、タッチパネル入力装置6の正面図、図4は、図3のIV−IV断面図である。
Hereinafter, the touch
タッチパネル6aは、静電容量結合方式のものである。このタッチパネル6aでは、図1で示したように、矩形の上基板62が矩形の下基板61に対向している。下基板61の短手方向の長さは上基板62の短手方向の長さと等しく、下基板61の長手方向の長さは上基板62よりも長い。このため、下基板61の一方の短辺と上基板62の一方の短辺とを揃えて重ね合わせた状態では、下基板61の一部が上基板62の縁から突出している。下基板61と上基板62が重なった部分がタッチ領域61aである。
The
下基板61のタッチ領域61aの上面には、図3に示すように、第1電極である複数のY電極Y1〜Ynが設けられている。具体的には、n(n-=2以上の自然数)本のY電極Y1〜Ynが互いに平行になってタッチ領域61aの短手方向に沿って延びるように形成されている。また、タッチ領域61aの上面には、第2電極である複数のX電極X1〜Xmが設けられている。具体的には、m(m-=2以上の自然数)本のX電極X1〜Xmが、Y電極Y1〜Ynに対して直行する方向に延びるように設けられている。
As shown in FIG. 3, a plurality of Y electrodes Y 1 to Y n that are first electrodes are provided on the upper surface of the
Y電極Y1〜Ynは、それぞれ複数の電極パターンY1a〜Ynaと複数の連結部Y1b〜Ynbとを有している。各電極パターンY1a〜Ynaと各連結部Y1b〜Ynbは、酸化インジウムスズ(ITO)等の透明な導電性材料で形成されている。具体的には、略正方形状をした電極パターンY1a〜Ynaが、下基板61上であってタッチ領域61a内にマトリクス状に形成されている。タッチ領域61aの短手方向に隣り合う電極パターンY1aとY1a〜両電極パターンYnaとYnaの間に、連結部Y1b〜Ynbが電極パターンY1a〜Ynaと一体に形成されている。そして、電極パターンY1aとY1a〜電極パターンYnaとYnaがそれぞれ導通している。
Each of the Y electrodes Y 1 to Y n has a plurality of electrode patterns Y 1 a to Y n a and a plurality of connecting portions Y 1 b to Y n b. The
X電極X1〜Xmは、複数の電極パターンX1a〜Xmaと複数のブリッジX1b〜Xmbとを有している。具体的には、略正方形状をした電極パターンX1a〜Xmaが、マトリクス状に並べられている。各電極パターンX1a〜Xmaは、Y電極Y1〜Ynと同様にITO等の透明な導電性材料で形成されている。各電極パターンX1a〜XmaはY電極Y1〜Ynと同一面上に形成されている。また、各電極パターンX1a〜Xmaは、タッチ領域61aの長手方向に隣り合う連結部Y1bとY2b〜連結部Y(n−1)bとYnbの間にそれぞれ位置している。各電極パターンX1a〜Xmaの一対の角X1cは、それぞれ下基板61の両短辺の方向を向いている。そして、タッチ領域61aの長手方向に隣り合う電極パターンX1aとX1a〜電極パターンXmとXmは、連結部Y1b〜Ynbに触れない程度に間隔を空けて、互いに角X1cとX1c〜XmcとXmcを向かい合わせている。また、各電極パターンX1a〜Xmaのもう一対の角X1d〜Xmdは、それぞれ下基板61の両長辺の方向を向いている。そして、タッチ領域61aの短手方向に隣り合う電極パターンX1aとX2a〜X(m−1)aとXmaは、わずかに間隔を空けて互いにその角X1dとX2d〜角X(m−1)dとXmdを向かい合わせている。
Y電極Y1〜Yn及び電極パターンX1a〜Xmaの上には、図4に示すように絶縁膜63がべた一面に成膜され、Y電極Y1〜Yn及び電極パターンX1a〜Xmaが絶縁膜63によって被覆されている。絶縁膜63の上面から電極パターンX1a〜Xmaにかけて金属製のブリッジX1b〜Xmbが設けられている。具体的には、コ字状に形成されたブリッジX1b〜Xmbの一端が、絶縁膜63を貫通すると共に、タッチ領域61aの長手方向に隣り合う電極パターンX1aとX1a〜電極パターンXmaとXmaの一方に角X1c〜Xmcで接触している。そして、ブリッジX1b〜Xmbの他端が、隣り合う電極パターンX1aとX1a〜電極パターンXmaとXmaの他方に角X1c〜Xmcで接触している。そして、電極パターンX1aとX1a〜電極パターンXmaとXmaがそれぞれ導通している。このようにしてX電極X1〜Xmが設けられている。
On the
X電極X1の各ブリッジX1bは、連結部Y1b〜Ynbの上を跨ぎ、Y電極Y1〜Ynとそれぞれ交差している。また、他のブリッジX2b〜Xmbも、連結部Y1b〜Ynbの上を跨ぎ、Y電極Y1〜Ynとそれぞれ交差している。そして、ブリッジX1b〜Xmb上を覆うように絶縁膜64がべた一面に成膜されている。絶縁膜64の上に接着剤が塗布され、上基板62が貼り合わされている。このようにしてタッチパネル6aが構成されている。タッチパネル6aのタッチ領域61aにおいては、複数の電極パターンX1a〜Xmaと複数の電極パターンY1a〜Ynaとが互いに近接して設けられているため、各電極間に容量成分が形成される。この容量成分は各電極パターンY1a〜Ynaと各電極パターンX1a〜Xmaとに接続される形になり、これをキャパシタC11〜Cmnとしたとき、等価回路として図2に示す形となる。
Each bridge X 1 b of the X electrode X 1 crosses over the connecting portions Y 1 b to Y n b and intersects with the Y electrodes Y 1 to Y n , respectively. Also, another bridge X 2 b~X m b, straddle over the connecting portion Y 1 b~Y n b, intersect respectively and the
図2に示すキャパシタCbは、X電極X1〜Xmのうちの、隣り同士の間に形成される容量成分である。ここで、指等の接触体が上基板62に接触すると、その接触箇所近傍の電極パターンXiaと電極パターンYjaとの間にはキャパシタCfが形成される。例えば、図2に示すように、X電極X2とY電極Y2との交差部近傍の上において接触体が上基板62に接触すると、電極パターンX2aと電極パターンY2aとの間、すなわちX電極X2とY電極Y2との間にキャパシタCfが形成される。
Capacitor C b shown in FIG. 2, of the X electrodes X 1 to X m, a capacitance component is formed between the adjacent. Here, when a contact body such as a finger contacts the
タッチパネル6aには、図1、図3に示したように、FPC65が接続されている。具体的には、下基板61のうち上基板62の縁からはみ出た非タッチ領域61bの上にFPC65の一端部が接合されている。FPC65は、上ケース2及び下ケース3の内側から上ケース2及び下ケース3の外側に延び出ている。ICチップ66に電力を供給したり、信号を送信したりするための配線がFPC65の一端部から他端部にかけて形成されている。FPC65の先端部には、端子が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
また、タッチパネル6aには、ICチップ66が表面実装されている。具体的には、下基板61のうち上基板62の縁からはみ出た非タッチ領域61bの上にICチップ66が表面実装されている。ICチップ66の複数の出力端子には、タッチ領域61aから延び出たX電極1〜XmやY電極Y1〜Ynがそれぞれ接続されている。また、ICチップ66の複数の入力端子には、非タッチ領域61b上に形成された複数の引き回し配線がそれぞれ接続され、これら引き回し配線は、非タッチ領域61b上に接合されたFPC65の複数の配線にそれぞれ接続されている。FPC65の端子が図示しない電子基板に差し込まれる。
An
ICチップ66には駆動装置6bが内蔵されている。駆動装置6bは、図2に示すように、第1走査回路7、第2走査回路8、静電容量検出回路9及び制御回路10等を備える。
The
制御回路10は、第1走査回路7、第2走査回路8及び静電容量検出回路9を動作させる。
第1走査回路7は、Y電極Y1〜Ynを順次選択する選択回路である。Y電極Y1〜Ynのうち選択されたものが接地され(基準電位になり)、選択されてないものは電気的に浮動状態になる。
第2走査回路8は、第1走査回路7によって各Y電極Y1〜Ynが選択されていている時に、X電極X1〜Xmを順次選択する選択回路である。X電極X1〜Xmのうち選択されていないものは電気的に浮動状態になる。
静電容量検出回路9は、Y電極Y1〜Ynのうち第1走査回路7によって選択されたものと、X電極X1〜Xmのうち第2走査回路8によって選択されたものとの間に形成されるキャパシタの静電容量を検出する。静電容量検出回路9は、その検出した静電容量を表す信号を出力する。
制御回路10は、Y電極Y1〜Ynのうち選択されたものと、X電極X1〜Xmのうち選択されたものとの交差部近傍におけるタッチの有無を判定する。つまり、制御回路10は、静電容量検出回路9から入力した信号に基づき、タッチの有無を判定し、その判定結果を表す信号を出力する。例えば、制御回路10から出力される信号が1ビットであるとすると、タッチが有る場合には、制御回路10から出力される信号が“1”であり、タッチが無い場合には、制御回路10から出力される信号が“0”である。ここで、第1走査回路7及び第2走査回路8によってY電極Y1及びX電極X1が選択される際から、第1走査回路7及び第2走査回路8によってY電極Yn及びX電極Xmが選択される際までの間に、制御回路10から出力される信号が、タッチ位置の座標を表す。
The
The
The
The
第1走査回路7は、図5に示すように、シフトレジスタ71及びスイッチSW_Y1〜SW_Yn等を備える。
Y電極Y1〜YnがそれぞれスイッチSW_Y1〜SW_Ynを介して、基準電位(グランド)に設定された配線(基準電位線)に接続されている。スイッチSW_Y1〜SW_Ynは、それぞれ、Y電極Y1〜Ynと基準電位線との間を開閉(オン・オフ)する。例えば、スイッチSW_Y1は、シフトレジスタ71から入力される信号がハイレベルのとき閉状態(オン状態)になり、ローレベルのとき開状態(オフ状態)になる。スイッチSW_Y2〜SW_Ynについても同様である。
シフトレジスタ71は、n個の出力端子を有している。各出力端子には、スイッチSW_Y1〜SW_Ynがそれぞれ接続されている。シフトレジスタ71は、セット信号ST2の入力に同期して、スイッチSW_Y1〜SW_Ynを選択する。例えば、ハイレベルのセット信号ST2がシフトレジスタ71に入力される毎に、ハイレベルの信号を出力する出力端子が順次隣へとシフトしていくことによって、スイッチSW_Y1〜SW_Ynが順次選択される。
また、シフトレジスタ71は、セット信号ST2が入力されてから次にセット信号ST2が入力されるまでの間、その選択状態を保持する。
スイッチSW_Y1〜SW_Ynのうち選択されたものが閉状態(オン状態)となり、Y電極Y1〜Ynのうち選択されたものが基準電位になる。一方、スイッチSW_Y1〜SW_Ynのうち選択されていないものが開状態(オフ状態)になり、Y電極Y1〜Ynのうち選択されてないものが電気的に浮動状態になる。
セット信号ST2は制御回路10によって出力される。また、制御回路10がシフトレジスタ71にクロック信号CK1を出力し、シフトレジスタ71がクロック信号CK1に基づき動作する。
As shown in FIG. 5, the
The Y electrodes Y 1 to Y n are connected to the wiring (reference potential line) set to the reference potential (ground) via the switches SW_Y 1 to SW_Yn, respectively. Switch SW_Y1~SW_Yn, respectively, to open and close between the
The
The
Which selected ones of the switches SW_Y1~SW_Yn is selected among the closed state (ON state),
Set signal ST 2 is output by the
第2走査回路8は、図6に示すように、シフトレジスタ81、スイッチSW_X1〜SW_Xm等を備える。
X電極X1〜Xmは、それぞれスイッチSW_X1〜SW_Xmを介して配線84に接続されている。スイッチSW_X1〜SW_Xmは、それぞれ、X電極X1〜Xmと配線84との間を開閉する。例えば、スイッチSW_X1は、シフトレジスタ81から入力される信号がハイレベルのとき閉状態(オン状態)になり、ローレベルのとき開状態(オフ)状態になる。スイッチSW_X2〜SW_Xmについても同様である。
シフトレジスタ81は、m個の出力端子を有している。そして、各出力端子には、スイッチSW_X1〜SW_Xmがそれぞれ接続されている。また、シフトレジスタ81は、セット信号ST3の入力に同期して、スイッチSW_X1〜SW_Xmを選択する。例えば、ハイレベルのセット信号ST3が入力される毎に、ハイレベルの信号が出力される出力端子が順次隣へとシフトしていくことによって、スイッチSW_X1〜SW_Xmが順次選択される。
また、シフトレジスタ81は、セット信号ST3が入力されてから次にセット信号ST3が入力されるまでの間、その選択状態を保持する。
スイッチSW_X1〜SW_Xmのうち選択されたものが、配線84との間を閉じる。これにより、X電極X1〜Xmのうち選択されたものが配線84に導通する。一方、スイッチSW_X1〜SW_Xmのうち選択されていないものが配線84との間を開く。これにより、X電極X1〜Xmのうち選択されていないものが配線84から遮断されるとともに、電気的に浮動状態になる。
セット信号ST3は制御回路10によって出力される。また、制御回路10は、クロック信号CK2をシフトレジスタ81に出力する。
As shown in FIG. 6, the
The X electrodes X 1 to X m are connected to the
The
The
The selected one of the switches SW_X1 to SW_Xm closes the
Set signal ST 3 is output by the
静電容量検出回路9は、図7に示すように、充電回路91、充電時間計測回路92、判定回路93及び放電回路94等を備える。
充電回路91、充電時間計測回路92及び放電回路94には、制御回路10によって出力されたセット信号ST1が入力される。
充電回路91は、セット信号ST1を入力すると、配線84を介した充電を開始する。具体的には、充電回路91は、Y電極Y1〜Ynのうち選択されたものと、X電極X1〜Xmのうち選択されたものとの間に形成されるキャパシタに充電する。
判定回路93は、充電回路91による充電の際に、配線84の電圧(配線84の電圧はX電極X1〜Xmのうち選択されたものの電圧に相当する。以下、同様。)が上閾値VthHになったら、リセット信号R1を出力する。充電回路91は、リセット信号R1が入力されることで、充電を終了する。
充電時間計測回路92は、セット信号ST1が入力されることにより計時を開始し、リセット信号R1が入力されることにより計時を終了する。充電時間計測回路92は、セット信号ST1を入力してからリセット信号R1を入力するまでの時間を計測する。充電時間計測回路92は、計測した時間を表す信号を制御回路10に出力する。充電時間計測回路92によって計測された時間は、Y電極Y1〜Ynのうち選択されたものと、X電極X1〜Xmのうち選択されたものとの間に形成されるキャパシタの静電容量値に対応している。
放電回路94は、リセット信号R1がセット信号として入力されると、配線84を介した放電を開始する。具体的には、放電回路94は、Y電極Y1〜Ynのうち選択されたものと、X電極X1〜Xmのうち選択されたものとの間に形成されるキャパシタを放電する。放電回路94は、セット信号ST1が入力されることで、放電を終了する。
As shown in FIG. 7, the
Charging
The charging
Judging
Charging
充電回路91は、定電圧源91a、フリップフロップ91b、スイッチ91c、抵抗91e等を有する。
定電圧源91aは、一定電圧を発生させる。定電圧源91aは、抵抗91eとスイッチ91cを介してコンデンサ91d及び配線84に接続されている。スイッチ91cは、配線84及びコンデンサ91dと定電圧源91aとの間の開閉をする。スイッチ91cが、第1保持回路であるフリップフロップ91bの出力端子に接続されている。フリップフロップ91bは、セット端子にセット信号ST1が入力されるとスイッチ91cを閉じるとともに、その後リセット端子にリセット信号R1が入力されるまでスイッチ91cを閉じた状態を維持する。フリップフロップ91bは、リセット端子にリセット信号R1が入力されるとスイッチ91cを開くとともに、その後セット端子にセット信号ST1が入力されるまでスイッチ91cを開いた状態を維持する。具体的には、フリップフロップ91bは、リセット端子にローレベルの信号が入力されている状態で、セット端子にハイレベルの信号が入力されるとハイレベルの信号をスイッチ91cに出力する。これにより、スイッチ91cが閉じる。その後、フリップフロップ91bは、リセット端子にハイレベルの信号が入力されるまでハイレベルの信号を出力し続ける。これにより、スイッチ91cの閉状態が継続する。また、フリップフロップ91bは、セット端子にローレベルの信号が入力されている状態で、リセット端子にハイレベルの信号が入力されるとローレベルの信号を出力する。これにより、スイッチ91cが開く。その後、フリップフロップ91bは、セット端子にハイレベルの信号が入力されるまでハイレベルの信号を出力し続ける。これにより、スイッチ91cの開状態が継続する。
スイッチ91cが閉状態(オン状態)であると、定電圧源91aによってX電極X1〜Xmのうち選択されたものに所定の一定電圧が印加される。そして、X電極X1〜Xmのうち選択されたものに電荷がチャージされ、その電圧が上昇する。つまり、X電極X1〜Xmのうち選択されたものと、Y電極Y1〜Ynのうち選択されたものとの間に形成されるキャパシタが充電される。
なお、定電圧源91aの代わりに定電流源を用いてもよい。
The charging
The
When the
A constant current source may be used instead of the
コンデンサ91dは、キャパシタC11〜Cmnよりも大きな静電容量Csumを持つ。コンデンサ91dは、配線84と基準電位との間に接続されている。
The
充電時間計測回路92は、ANDゲート92a及びカウンタ92b等を有する。判定回路93は、コンパレータ93a及びインバータ93bを有する。
配線84がコンパレータ93aの反転入力(−)端子に接続されている。電圧が上閾値VthHに設定された電圧源がコンパレータ93aの非反転入力(+)端子に接続されている。コンパレータ93aは、配線84の電圧と上閾値VthHを比較する。コンパレータ93aは、比較の結果をANDゲート92aに出力する。具体的には、コンパレータ93aは、配線84の電圧が上閾値VthHよりも低い場合に、コンパレータ93aの出力がハイレベルであり、配線84の電圧が上閾値VthH以上の場合、コンパレータ93aの出力がローレベルである。
コンパレータ93aの出力が、ANDゲート92aに入力される。制御回路10によって出力されるクロック信号CK3が、ANDゲート92aに入力される。ANDゲート92aは、コンパレータ93aの出力とクロック信号CK3の理論積をカウンタ92bに出力する。従って、コンパレータ93aの出力がハイレベルである場合には、ANDゲート92aの出力がクロック信号となる。
制御回路10によって出力されるハイレベルのセット信号ST1が、カウンタ92bのスタート端子及びプリセット端子に入力される。
インバータ93bは、コンパレータ93aの出力を反転する。インバータ93bを介してコンパレータ93aの出力が反転された信号がリセット信号R1である。コンパレータ93aによって出力されたローレベルの信号がインバータ93bによって反転されたハイレベルのリセット信号R1が、カウンタ92bのストップ端子に入力される。
カウンタ92bは、セット信号ST1がセット信号及びプリセット信号として入力されると、計数値をプリセットするとともに、ANDゲート92aから入力するクロック信号の計数を開始する。カウンタ92bは、セット信号ST1が入力されてからリセット信号R1が入力されるまでの間、ANDゲート92aの出力のクロックを計数する。また、カウンタ92bは、ハイレベルのリセット信号R1がストップ信号として入力されると、計数を停止する。そして、その計数値N1を、キャパシタの静電容量に基づく特性値として制御回路10に出力する。
The charging
The
The output of the
Set signal ST 1 of a high level output by the
The
放電回路94は、フリップフロップ94a、スイッチ94b等を有する。
スイッチ94bが、配線84と基準電位の間に直列接続されている。スイッチ94bは、配線84と基準電位との間の開閉をする。スイッチ94bが、第2保持回路であるフリップフロップ94aの出力端子に接続されている。フリップフロップ94aは、セット端子にリセット信号R1がセット信号として入力されるとスイッチ94bを閉じるとともに、その後リセット端子にセット信号ST1が入力されるまでスイッチ94bを閉じた状態を維持する。フリップフロップ94aは、リセット端子にセット信号ST1が入力されるとスイッチ94bを開くとともに、その後セット端子にリセット信号R1がセット信号として入力されるまでスイッチ94bを開いた状態を維持する。具体的には、フリップフロップ94aは、リセット端子にローレベルの信号が入力されている状態で、セット端子にハイレベルの信号が入力されるとハイレベルの信号を出力する。これにより、スイッチ94bが閉じる。そして、フリップフロップ94aは、リセット端子に新たにハイレベルの信号が入力されるまでハイレベルの信号を出力し続ける。これにより、スイッチ94bが閉状態を維持する。また、フリップフロップ94aは、セット端子にローレベルの信号が入力されている状態で、リセット端子にハイレベルの信号が入力されるとローレベルの信号を出力する。これにより、スイッチ94bが開く。そして、フリップフロップ94aが、セット端子に新たにハイレベルの信号が入力されるまでローレベルの信号を出力し続ける。これにより、スイッチ94bが開状態を維持する。
スイッチ94bが閉状態(オン状態)であると、X電極X1〜Xmのうち選択されたものに電荷がディスチャージされ、その電圧が減少する。つまり、X電極X1〜Xmのうち選択されたものと、Y電極Y1〜Ynのうち選択されたものとの間に形成されるキャパシタが放電される。
The
A
When the
図2に示すように、制御回路10は、リレー回路10a、第1の発振回路10b、第2の発振回路10c、第3の発振回路10d及び演算装置10eを有する。
第1の発振回路10bは、クロック信号CK1を生成する。第1の発振回路10bは、クロック信号CK1をシフトレジスタ71に出力する。
第2の発振回路10cは、クロック信号CK2を生成する。第2の発振回路10cは、クロック信号CK2をシフトレジスタ81に出力する。
第3の発振回路10dは、クロック信号CK3を生成する。第3の発振回路10dは、クロック信号CK3をANDゲート92a及び第2ANDゲート195aに出力する。
図8は、リレー回路10aの入出力を示したタイミングチャートである。ここで、図8において、(a)はシフトレジスタ71に対する出力、(b)はシフトレジスタ81に対する出力、(c)はフリップフロップ91b及びカウンタ92bに対する出力、(d)はリレー回路10aの入力をそれぞれ示す。図8に示すように、リレー回路10aは、シフトレジスタ71にセット信号ST2を出力するとともに、シフトレジスタ81にセット信号ST3を出力する。その後、リレー回路10aは、フリップフロップ91b及びカウンタ92bにセット信号ST1を出力する。その後、リレー回路10aは、セット信号ST3を出力するとともに、それに遅れてセット信号ST1を出力する。リレー回路10aは、セット信号ST1及びセット信号ST3を一定時間毎に繰り返し出力する。セット信号ST1が出力されてから次のセット信号ST1が出力されるまでに、キャパシタの充電及び放電が1サイクル終わるようにその間隔が設定されている。また、リレー回路10aは、セット信号ST3をm(X電極の本数)回出力する毎に、セット信号ST2を出力する。
演算装置10eは、比較回路を有している。そして、その比較回路によって計数値N1を所定基準値と比較する。演算装置10eは、この比較結果を出力する。具体的には、計数値N1が所定基準値より大きい場合には、その出力がハイレベル(真:“1”)となり、それが検出信号である。一方、計数値N1が所定基準値以下である場合には、その出力がローレベル(偽:“0”)となる。なお、上記のような演算装置10eの機能をプログラムで実現してもよい。
As shown in FIG. 2, the
FIG. 8 is a timing chart showing input / output of the relay circuit 10a. 8, (a) is an output to the
The
次に、図8及び図9を用いてタッチパネル入力装置6の動作について説明する。ここで、図9は、静電容量検出回路9の入出力等を示したタイミングチャートである。図9では、X電極X1〜Xmの何れかが選択されてから、次にX電極X1〜Xmの何れかが選択されるまでの期間のタイミングチャートが示されている。
このタッチパネル入力装置6では、発振回路10b,10c,10dによって、シフトレジスタ71にクロック信号CK1が、シフトレジスタ81にクロック信号CK2が、ANDゲート92a及び第2ANDゲート195aにクロック信号CK3がそれぞれ出力される。一方、図8に示すように、リレー回路10aがシフトレジスタ71にハイレベルのセット信号ST2を、シフトレジスタ81にハイレベルのセット信号ST3をそれぞれ出力する。これにより、シフトレジスタ71はスイッチSW_Y1にハイレベルの信号を出力し、シフトレジスタ81はスイッチSW_X1にハイレベルの信号を出力する。これによりスイッチSW_Y1がONになり、Y電極Y1が基準電位線に接続される。また、スイッチSW_X1によって、X電極X1が配線84に導通する。一方、スイッチSW_Y2〜SW_YnがOFFになり、Y電極Y2〜Ynは電気的に浮動状態になる。また、スイッチSW_X2〜SW_Xmによって、X電極X2〜Xmも電気的に浮動状態になる。その後、シフトレジスタ71は、次のセット信号ST2が入力されるまで、スイッチSW_Y1をON状態に保持する。シフトレジスタ81は、次のセット信号ST3が入力されるまで、スイッチSW_X1の状態を保持する。
Next, the operation of the touch
In the touch
続いて、図9に示すように、制御回路10がフリップフロップ91bのセット端子及びカウンタ92bのストップ端子・プリセット端子にハイレベルのセット信号ST1を出力する。すると、カウンタ92bがプリセットされるとともに、計数を開始する。一方、フリップフロップ91bの出力がハイレベルなり、スイッチ91cがONに切り替わる。すると、X電極X1及びコンデンサ91dが定電圧源91aと接続される。これにより、コンデンサ91dが充電される。また、X電極X1に電荷がチャージされ、X電極X1とY電極Y1との間に形成されたキャパシタC11が充電される。更に、X電極X1とY電極Y1との交差部近傍に接触体が接触していれば、キャパシタCfが充電される。コンデンサ91d及びキャパシタC11,Cfが充電されることで、X電極X1及び配線84の電圧が上昇する。
Subsequently, as shown in FIG. 9, the
ここで、キャパシタC11,Cfの静電容量が小さいので、X電極X1及び配線84の電圧の上昇速度が速くなる虞がある。ところが、キャパシタC11,Cfよりも容量の大きなコンデンサ91dがキャパシタC11,Cfに並列接続されているから、X電極X1及び配線84の電圧の上昇速度を抑えることができる。
また、キャパシタCfが形成されている場合と、キャパシタCfが形成されていない場合とでは、X電極X1及び配線84の電圧の上昇速度が異なる。
Here, since the capacitances of the capacitors C 11 and C f are small, there is a possibility that the rate of increase in the voltage of the X electrode X 1 and the
Further, when the capacitor C f is formed and when the capacitor C f is not formed, the rising speed of the voltage of the X electrode X 1 and the
X電極X1の電圧が上昇している間、X電極X1及び配線84の電圧が上閾値VthH未満であるから、コンパレータ93aの出力がハイレベルである。このとき、制御回路10がANDゲート92aへクロック信号CK3を出力している。このため、ANDゲート92aの出力は、クロック信号CK3と同期したクロックである。カウンタ92bは、ANDゲート92aから入力されたクロックをカウントする。
While the voltage of the X electrodes X 1 is raised, since the voltage of the X electrode X 1 and the
その後、X電極X1及び配線84の電圧が上閾値VthHまで達すると、コンパレータ93aの出力がローレベルになる。そのため、ANDゲート92aの出力がローレベルになり、ANDゲート92aの出力のクロックが停止する。
Thereafter, when the voltage of the X electrode X 1 and the
一方、コンパレータ93aから出力されたローレベルの信号がインバータ93bによって反転されたハイレベルのリセット信号R1が、カウンタ92b及びフリップフロップ94aに入力される。カウンタ92bは、リセット信号R1がストップ端子に入力されることで、カウントを停止する。更に、カウンタ92bは、セット信号ST1が入力されてからハイレベルのリセット信号R1が入力されるまでの間にカウントした計数値N1を制御回路10の演算装置10eに出力する。この計数値N1は、セット信号ST1を入力してからX電極X1及び配線84の電圧が上閾値VthHになるまでの時間を表す。
また、ハイレベルのリセット信号R1がフリップフロップ91bのリセット端子に入力されることで、フリップフロップ91bの出力がローレベルになり、スイッチ91cがOFFに切り替わる。そのため、配線84、X電極X1及びコンデンサ91dが定電圧源91aから遮断された状態が保持される。
On the other hand, the reset signal R 1 of the high-level low-level signal outputted from the
Further, by the reset signal R 1 of a high level is input to the reset terminal of the flip-
一方、ハイレベルのリセット信号R1がセット信号としてフリップフロップ94aのセット端子に入力されると、フリップフロップ94aの出力がハイレベルになり、スイッチ94bがONに切り替わる。すると、X電極X1及びコンデンサ91dが基準電位と接続される。これにより、X電極X1にチャージされていた電荷がディスチャージされ、コンデンサ91d及びキャパシタC11,Cbが放電される。更に、X電極X1とY電極Y1との交差部近傍に接触体が接触していれば、キャパシタCfが放電される。これにより、X電極X1及び配線84の電圧が低下する。キャパシタCfが形成されている場合と、キャパシタCfが形成されていない場合とでは、X電極X1及び配線84の電圧の低下速度が異なる。
On the other hand, when the reset signal R 1 of a high level is input to the set terminal of the flip-
X電極X1及び配線84の電圧が上閾値VthHを下回ると、コンパレータ93aの出力が再びハイレベルになる。
X電極X1及び配線84の電圧が低下している間も、コンパレータ93aの出力はハイレベルである。
When the voltage of the X electrode X 1 and the
While the voltage of the X electrode X 1 and the
その後、X電極X1の電圧がほぼ基準電位まで低下する。その後、リレー回路10aがフリップフロップ94a及びカウンタ92bにハイレベルのセット信号ST1をそれぞれ出力する。すると、スイッチ94bがOFFに切り替わる。そのため、配線84、X電極X1及びコンデンサ91dが基準電位から遮断された状態が保持される。
Thereafter, the voltage of the X electrode X 1 is reduced to approximately the reference potential. Then, the
また、リレー回路10aが再びシフトレジスタ81にハイレベルのセット信号ST3を出力するとともに、フリップフロップ91bのセット端子にハイレベルのセット信号ST1を出力する。これにより、スイッチSW_X2及びX電極X2が選択され、X電極X2が配線84に接続され、スイッチ91cが再び開く。こうして、X電極X2に関しても、X電極X1の場合と同様に、充電及び放電がなされる。
Further, outputs a set signal ST 3 at a high level to the
従って、図8に示すように、シフトレジスタ81にセット信号ST3が入力される毎に、X電極X2〜Xmが順次選択され、X電極X2〜Xmに関する充電・放電が順次行われる。そして、リレー回路10aは、セット信号ST1をm回出力する毎に、再びシフトレジスタ71にハイレベルのセット信号ST2を出力する。そのため、スイッチSW_Y2〜SW_Yn及びY電極Y2〜Ynが順次選択される。そして、スイッチSW_Yn及びY電極Ynの選択がなされて、スイッチSW_X1〜SW_Xm及びX電極X1〜Xmが順次選択され、X電極Xmに関する放電が終わった後、リレー回路10aがシフトレジスタ71にハイレベルのセット信号ST2を、シフトレジスタ81にハイレベルのセット信号ST3をそれぞれ出力する。そのため、スイッチSW_Y1及びY電極Y1が選択されるとともに、スイッチSW_X1及びX電極X1が選択される。こうして、一連の動作が繰り返される。
Accordingly, as shown in FIG. 8, each of the
制御回路10の演算装置10eは、計数値N1が入力される毎に、以下のような処理を行う。即ち、演算装置10eは、カウンタ92bから入力された計数値N1を所定基準値と比較する。計数値N1が所定基準値より大きい場合には、演算装置10eの出力がハイレベルとなる。一方、計数値N1が所定基準値以下である場合には、演算装置10eの出力がローレベルとなる。
本実施形態によれば、第2走査回路によって選択されたX電極とY電極との間に形成されるキャパシタのみが充電され、選択されたX電極とそのX電極の近傍に位置する他のX電極との間に形成されるキャパシタは充電されない。従って、選択されなかったX電極に所定電圧を印加する従来の構成に比べ、タッチによる電荷の増加の有無をより敏感に検知することができる、という効果を奏する。
更に、第1走査回路によって選択されなかった複数のY電極を電気的に浮動状態にすることにより、第1走査回路によって選択されたY電極と第2走査回路によって選択されたX電極との交差部に形成されるキャパシタのみが充電されるので、選択されなかったY電極に所定電圧を印加する従来の構成に比べ、タッチによる電荷の増加の有無をより敏感に検知することができるという効果も奏する。
According to the present embodiment, only the capacitor formed between the X electrode and the Y electrode selected by the second scanning circuit is charged, and the selected X electrode and another X located in the vicinity of the X electrode are charged. The capacitor formed between the electrodes is not charged. Therefore, compared with the conventional configuration in which a predetermined voltage is applied to the X electrode that has not been selected, there is an effect that it is possible to more sensitively detect the presence or absence of a charge increase due to touch.
Further, the plurality of Y electrodes that are not selected by the first scanning circuit are electrically floated, thereby crossing the Y electrodes selected by the first scanning circuit and the X electrodes selected by the second scanning circuit. Since only the capacitor formed in the part is charged, compared to the conventional configuration in which a predetermined voltage is applied to the unselected Y electrode, it is possible to more sensitively detect the presence or absence of a charge increase due to touch. Play.
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係るタッチパネル入力装置106の構成について説明する。本実施形態と第1実施形態との相違点は静電容量検出回路109及び制御回路110の構成である。以下、それらについて具体的に説明する。図中、第1実施形態と同一の構成には同一の番号を付す。
(Second Embodiment)
Next, the configuration of the touch
静電容量検出回路109は、図10に示すように、充電時間計測回路92、判定回路93の他に、充電回路191、放電回路194、放電時間計測回路195及び第2判定回路196を備える。充電時間計測回路92及び判定回路93の構成は、第1実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
放電時間計測回路195は、リセット信号R1が入力されることにより計時を開始し、リセット信号R2が入力されることにより計時を終了する。放電時間計測回路195は、リセット信号R1が入力されてからリセット信号R2が入力されるまでの時間を計測する。放電時間計測回路195は、計測した時間を表す信号を制御回路110に出力する。放電時間計測回路195によって計測された時間は、Y電極Y1〜Ynのうち選択されたものと、X電極X1〜Xmのうち選択されたものとの間に形成されるキャパシタの静電容量を表す。
第2判定回路196は、放電回路194による放電の際に、配線84の電圧が下閾値VthLになったら、リセット信号R2を出力する。
放電回路194は、リセット信号R1がセット信号として入力されると、配線84を介した放電を開始する。また、放電回路194は、リセット信号R2が入力されることで、放電を終了する。具体的には、放電回路194は、Y電極Y1〜Ynのうち選択されたものと、X電極X1〜Xmのうち選択されたものとの間に形成されるキャパシタを放電する。
制御回路110は、リセット信号R2が入力される毎に、セット信号ST1を出力する。リセット信号R2が出力されるタイミングは、タッチパネル106aへのタッチの有無により前後する。従って、セット信号ST1が出力される間隔は、第1実施形態と異なり必ずしも一定ではない。
As shown in FIG. 10, the electrostatic
Discharge
The
充電回路191は、フリップフロップ91b、スイッチ91cの他に定電流源191aを有する。また、定電流源191aとスイッチ91cとの間に抵抗は設けられていない。
定電流源191aは、一定電流を発生させる。定電流源191aは、スイッチ91cを介してコンデンサ91d及び配線84に接続されている。
The charging
The constant
第2判定回路196は、第2コンパレータ196a及び第2インバータ196bを有する。放電時間計測回路195は、第2ANDゲート195a、第2カウンタ195b等を有する。
配線84が第2コンパレータ196aの非反転入力(+)端子に接続されている。電圧が下閾値VthLである電圧源が第2コンパレータ196aの反転入力(−)端子に接続されている。下閾値VthLは上閾値VthHよりも低い。第2コンパレータ196aは、配線84の電圧と下閾値VthLを比較する。第2コンパレータ196aは、比較の結果を第2ANDゲート195aに出力する。具体的には、配線84の電圧が下閾値VthLよりも高い場合、第2コンパレータ196aの出力がハイレベルであり、非反転入力端子の電圧が下閾値VthLよりも低い場合、第2コンパレータ196aの出力がローレベルである。
第2コンパレータ196aの出力が第2ANDゲート195aに入力される。制御回路110によって出力されるクロック信号CK3が、第2ANDゲート195aに入力される。第2ANDゲート195aは、コンパレータ196aの出力とクロック信号CK3の理論積を第2カウンタ195bに出力する。従って、第2コンパレータ196aの出力がハイレベルである場合には、第2ANDゲート195aの出力がクロック信号となる。
インバータ196bは、第2コンパレータ196aの出力を反転する。インバータ196bを介して第2コンパレータ196aの出力が反転された信号がリセット信号R2である。第2コンパレータ196aによって出力されたローレベルの信号が第2インバータ196bによって反転されたハイレベルのリセット信号R2が、第2カウンタ195bのストップ端子に入力される。また、コンパレータ93aによって出力されたローレベルの信号がインバータ93bによって反転されたハイレベルのリセット信号R1が、第2カウンタ195bのスタート端子及びプリセット端子に入力される。
第2カウンタ195bは、ハイレベルのリセット信号R1がセット信号及びプリセット信号として入力されると、第2ANDゲート195aから入力するクロックの計数を開始する。第2カウンタ195bは、リセット信号R1が入力されてからリセット信号R2を入力するまでの間、第2ANDゲート195aの出力のクロックを計数する。また、第2カウンタ195bは、リセット信号R2が入力されると、計数を停止する。そして、その計数値N2を、キャパシタの静電容量に基づく特性値として制御回路110に出力する。
The
The
The output of the
The
The
放電回路194は、フリップフロップ94a、スイッチ94b、抵抗194c等を有する。
スイッチ94b及び抵抗194cが、配線84と基準電位の間に直列接続されている。
ここで基準電位は、下閾値VthLに等しいか、又は、下閾値VthLよりも僅かに低い電位に設定されている。
The
A
Here, the reference potential is equal to the lower threshold value V th L, or is set to a slightly lower potential than the lower threshold value V th L.
図2に示すように、制御回路110は、リレー回路110a、第1の発振回路10b、第2の発振回路10c、第3の発振回路110d及び演算装置110eを有する。
第1の発振回路10b及び第2の発振回路10cの説明は省略する。
第3の発振回路110dは、クロック信号CK3を生成する。第3の発振回路110dは、クロック信号CK3をANDゲート92a及び第2ANDゲート195aに出力する。
図11は、リレー回路110aの入出力を示したタイミングチャートである。ここで、図11において、(a)はシフトレジスタ71に対する出力、(b)はシフトレジスタ81に対する出力、(c)はフリップフロップ91b及びカウンタ92bに対する出力、(d)はリレー回路110aの入力をそれぞれ示す。図11に示すように、リレー回路110aは、シフトレジスタ71にセット信号ST2を出力するとともに、シフトレジスタ81にセット信号ST3を出力する。その後、リレー回路110aは、フリップフロップ91b及びカウンタ92bにセット信号ST1を出力する。その後、リレー回路110aは、リセット信号R2が入力される毎に、セット信号ST3を出力するとともに、それに遅れてセット信号ST1を出力する。また、リレー回路10aは、リセット信号R2がm(X電極の本数)回入力される毎に、セット信号ST2を出力する。
演算装置110eは、CPU、RAM、ROM等を有し、ROMに記録されたプログラムに基づいて各種処理を行う。
演算装置110eは、カウンタ92bから入力された計数値N1をROMに記憶されている所定基準値と比較する。
一方、演算装置110eは、計数値N1と計数値N2の比N1/N2を計算する。演算装置110eは、その比N1/N2が所定範囲内にあるか否かを判別する。具体的には、演算装置110eは、ROMに記憶されている所定の上基準値及び下基準値と比較する。これら上基準値と下基準値によって前記所定範囲が定まる。
演算装置110eは、これら比較の結果を出力する。具体的には、計数値N1が所定基準値より大きく、且つ、比N1/N2が所定範囲内である場合には、演算装置110eの出力がハイレベル(真:“1”)となり、それが検出信号である。一方、計数値N1が所定基準値以下である場合、又は、比N1/N2が所定範囲外である場合には、演算装置110eの出力がローレベル(偽:“0”)となる。
As shown in FIG. 2, the
Description of the
The third oscillation circuit 110d generates a clock signal CK 3. The third oscillation circuit 110d outputs a clock signal CK 3 to the AND
FIG. 11 is a timing chart showing input / output of the relay circuit 110a. 11, (a) is an output to the
The arithmetic device 110e includes a CPU, a RAM, a ROM, and the like, and performs various processes based on a program recorded in the ROM.
Arithmetic unit 110e compares the predetermined reference value stored count value N 1 input from the
On the other hand, the arithmetic unit 110e calculates the
The arithmetic device 110e outputs the results of these comparisons. Specifically, the count value N 1 is greater than a predetermined reference value, and, when the ratio N 1 / N 2 is within a predetermined range, the output is high level computing unit 110e (true: "1") and , That is the detection signal. On the other hand, when the count value N 1 is less than or equal to the predetermined reference value, or when the ratio N 1 / N 2 is outside the predetermined range, the output of the arithmetic unit 110e becomes a low level (false: “0”). .
演算装置110eがプログラムの実行により上記のように機能するとしたが、上記のような演算装置110eの機能を論理回路で実現してもよい。具体的には、演算装置110eは比較回路、除算回路、判定回路及びAND回路等を有する。比較回路は、計数値N1を所定基準値と比較する。除算回路は、計数値N1と計数値N2を除算する。判定回路は、除算回路の出力(比N1/N2)を所定の上基準値と下基準値と比較する。AND回路は、比較回路の出力と除算回路の出力の論理積を出力する。 Although the arithmetic device 110e functions as described above by executing a program, the function of the arithmetic device 110e as described above may be realized by a logic circuit. Specifically, the arithmetic unit 110e includes a comparison circuit, a division circuit, a determination circuit, an AND circuit, and the like. Comparison circuit compares the count value N 1 with a predetermined reference value. Division circuit divides the count value N 1 and the count value N 2. The determination circuit compares the output (ratio N 1 / N 2 ) of the division circuit with a predetermined upper reference value and a lower reference value. The AND circuit outputs a logical product of the output of the comparison circuit and the output of the division circuit.
次に、図11及び図12を用いてタッチパネル入力装置6の動作について説明する。ここで、図12は、静電容量検出回路9の入出力等を示したタイミングチャートである。図12では、X電極X1〜Xmの何れかが選択されてから、次にX電極X1〜Xmの何れかが選択されるまでの期間のタイミングチャートが示されている。
このタッチパネル入力装置6では、発振回路10b,10c,110dによって、シフトレジスタ71にクロック信号CK1が、シフトレジスタ81にクロック信号CK2が、ANDゲート92a及び第2ANDゲート195aにクロック信号CK3がそれぞれ出力される。一方、図11に示すように、リレー回路110aがシフトレジスタ71にハイレベルのセット信号ST2を、シフトレジスタ81にハイレベルのセット信号ST3をそれぞれ出力する。これにより、シフトレジスタ71はスイッチSW_Y1にハイレベルの信号を出力し、シフトレジスタ81は切替スイッチSW_X1にハイレベルの信号を出力する。これによりスイッチSW_Y1がONになり、Y電極Y1が基準電位線に接続される。また、切替スイッチSW_X1によって、X電極X1が配線84に導通する。一方、スイッチSW_Y2〜SW_YnがOFFになり、Y電極Y2〜Ynは電気的にフローティング状態になっている。切替スイッチSW_X2〜SW_Xmによって、X電極X2〜Xmは電気的にフローティング状態になっている。その後、シフトレジスタ71は、次のセット信号ST2を入力するまで、スイッチSW_Y1をON状態に保持する。シフトレジスタ81は、次のセット信号ST3を入力するまで、切替スイッチSW_X1の状態を保持する。
Next, the operation of the touch
In the touch
続いて、図12に示すように、制御回路110がフリップフロップ91bのセット端子及びカウンタ92bのストップ端子・プリセット端子にハイレベルのセット信号ST1を出力する。すると、カウンタ92bがプリセットされるとともに、計数を開始する。一方、フリップフロップ91bの出力がハイレベルなり、スイッチ91cがONに切り替わる。すると、X電極X1及びコンデンサ91dが定電流源191aと接続される。これにより、コンデンサ91dが充電される。また、X電極X1に電荷がチャージされ、X電極X1とY電極Y1との間に形成されたキャパシタC11が充電される。また、X電極X1とそれに隣り合うX電極X2との間に形成されたキャパシタCbが充電される。更に、X電極X1とY電極Y1との交差部近傍に接触体が接触していれば、キャパシタCfが充電される。コンデンサ91d及びキャパシタC11,Cb,Cfが充電されることで、X電極X1及び配線84の電圧が上昇する。
Subsequently, as shown in FIG. 12, the
ここで、キャパシタC11,Cb,Cfの静電容量が小さいので、X電極X1及び配線84の電圧の上昇速度が速くなる虞がある。ところが、キャパシタC11,Cb,Cfよりも容量の大きなコンデンサ91dがキャパシタC11,Cb,Cfに並列接続されているから、X電極X1及び配線84の電圧の上昇速度を抑えることができる。
また、キャパシタCfが形成されている場合と、キャパシタCfが形成されていない場合とでは、X電極X1及び配線84の電圧の上昇速度が異なる。
Here, since the capacitances of the capacitors C 11 , C b , and C f are small, there is a risk that the voltage rising speed of the X electrode X 1 and the
Further, when the capacitor C f is formed and when the capacitor C f is not formed, the rising speed of the voltage of the X electrode X 1 and the
X電極X1の電圧が上昇している間、X電極X1及び配線84の電圧が上閾値VthH未満であるから、コンパレータ93aの出力がハイレベルである。このとき、制御回路110がANDゲート92aへクロック信号CK3を出力している。このため、ANDゲート92aの出力は、クロック信号CK3と同期したクロックである。カウンタ92bは、ANDゲート92aから入力されたクロックをカウントする。なお、X電極X1の電圧が上昇している間、第2コンパレータ196aの出力はハイレベルである。
While the voltage of the X electrodes X 1 is raised, since the voltage of the X electrode X 1 and the
その後、X電極X1及び配線84の電圧が上閾値VthHまで達すると、コンパレータ93aの出力がローレベルになる。そのため、ANDゲート92aの出力がローレベルになり、ANDゲート92aの出力からなるクロックが停止する。
Thereafter, when the voltage of the X electrode X 1 and the
一方、コンパレータ93aから出力されたローレベルの信号がインバータ93bによって反転されたたハイレベルのリセット信号R1が、カウンタ92b、第2のカウンタ195b及びフリップフロップ94a,94bに入力される。カウンタ92bは、リセット信号R1がストップ端子に入力されることで、カウントを停止する。更に、カウンタ92bは、セット信号ST1が入力されてからハイレベルのリセット信号R1が入力されるまでの間にカウントした計数値N1を制御回路110の演算装置110eに出力する。この計数値N1は、セット信号ST1を入力してからX電極X1及び配線84の電圧が上閾値VthHになるまでの時間を表す。
また、ハイレベルのリセット信号R1がフリップフロップ91bのリセット端子に入力されることで、フリップフロップ91bの出力がローレベルになり、スイッチ91cがOFFに切り替わる。そのため、配線84、X電極X1及びコンデンサ91dが定電流源191aから遮断された状態が保持される。
On the other hand, the low level of the signal output from the
Further, by the reset signal R 1 of a high level is input to the reset terminal of the flip-
また、ハイレベルのリセット信号R1が第2カウンタ195bのスタート端子・プリセット端子に入力されると、第2カウンタ195bがプリセットされるとともに、計数を開始する。
一方、ハイレベルのリセット信号R1がセット信号としてフリップフロップ94aのセット端子に入力されると、フリップフロップ94aの出力がハイレベルになり、スイッチ94bがONに切り替わる。すると、X電極X1及びコンデンサ91dが基準電位と接続される。これにより、X電極X1にチャージされていた電荷がディスチャージされ、コンデンサ91d及びキャパシタC11,Cbが放電される。更に、X電極X1とY電極Y1との交差部近傍に接触体が接触していれば、キャパシタCfが放電される。これにより、X電極X1及び配線84の電圧が低下する。キャパシタCfが形成されている場合と、キャパシタCfが形成されていない場合とでは、X電極X1及び配線84の電圧の低下速度が異なる。
X電極X1及び配線84の電圧が上閾値VthHを下回ると、コンパレータ93aの出力が再びハイレベルになる。
Further, when the reset signal R 1 of a high level is input to the start terminal preset terminal of the
On the other hand, when the reset signal R 1 of a high level is input to the set terminal of the flip-
When the voltage of the X electrode X 1 and the
X電極X1の電圧が低下している間、X電極X1及び配線84の電圧が下閾値VthL以上であるから、第2コンパレータ196aの出力がハイレベルである。このとき、制御回路110は第2ANDゲート195aへクロック信号CK3を出力している。このため、第2ANDゲート195aの出力は、クロック信号CK3と同期したクロックである。第2カウンタ195bは、第2ANDゲートから出力されるクロックをカウントする。なお、X電極X1及び配線84の電圧が低下している間、コンパレータ93aの出力はハイレベルである。
While the voltage of the X electrodes X 1 is lowered, since the voltage of the X electrode X 1 and the
その後、X電極X1の電圧が下閾値VthLまで低下すると、第2コンパレータ196aの出力がローレベルになる。そのため、第2ANDゲート195aの出力がローレベルになり、第2ANDゲート195aの出力のクロックが停止する。
Thereafter, when the voltage of the X electrodes X 1 is reduced to below the threshold V th L, the output of the
一方、第2コンパレータ196aから出力されたローレベルの信号が第2インバータ196bによって反転されたハイレベルのリセット信号R2が、第2カウンタ195b、第2フリップフロップ94a及びリレー回路110aに入力される。ハイレベルのリセット信号R2が第2カウンタ195bのストップ端子に入力されると、第2カウンタ195bはカウントを停止する。更に、第2カウンタ195bは、インバータ93bからのハイレベルのリセット信号R1が入力されてからハイレベルのリセット信号R2が入力されるまでの間にカウントした計数値N2を演算装置10eに出力する。この計数値N2は、リセット信号R1を入力してからX電極X1及び配線84の電圧が下閾値VthLになるまでの時間を表す。
また、ハイレベルのリセット信号R2がフリップフロップ94aのリセット端子に入力されると、フリップフロップ94aの出力がローレベルになり、スイッチ94bがOFFに切り替わる。そのため、配線84、X電極X1及びコンデンサ91dが基準電位から遮断された状態が保持される。
On the other hand, the low level signal outputted from the
Further, when the reset signal R 2 of a high level is input to the reset terminal of the flip-
制御回路110のリレー回路10aにリセット信号R2が入力されると、リレー回路110aが再びシフトレジスタ81にハイレベルのセット信号ST3を出力するとともに、フリップフロップ91bのセット端子にハイレベルのセット信号ST1を出力する。これにより、切替スイッチSW_X2及びX電極X2が選択され、X電極X2が配線84に接続され、スイッチ91cが再び開く。こうして、X電極X2に関しても、X電極X1の場合と同様に、充電及び放電がなされる。
When the reset signal R 2 is input to the
従って、図11に示すように、制御回路110のリレー回路110aにリセット信号R2が入力される毎に、X電極X2〜Xmが順次選択され、X電極X2〜Xmに関する充電・放電が順次行われる。そして、リレー回路110aは、リセット信号R2をm回入力する毎に、再びシフトレジスタ71にハイレベルのセット信号ST2を出力する。そのため、スイッチSW_Y2〜SW_Yn及びY電極Y2〜Ynが順次選択される。そして、スイッチSW_Yn及びY電極Ynの選択がなされて、切替スイッチSW_X1〜SW_Xm及びX電極X1〜Xmが順次選択され、X電極Xmに関する放電が終わって、リレー回路110aにリセット信号R2が入力される。そうすると、リレー回路110aがシフトレジスタ71にハイレベルのセット信号ST2を、シフトレジスタ81にハイレベルのセット信号ST3をそれぞれ出力する。そのため、スイッチSW_Y1及びY電極Y1が選択されるとともに、切替スイッチSW_X1及びX電極X1が選択される。こうして、一連の動作が繰り返される。
Therefore, as shown in FIG. 11, every time the reset signal R 2 is input to the relay circuit 110 a of the
制御回路110の演算装置110eは、リセット信号R2が入力される毎に、以下のような処理を行う。即ち、演算装置110eは、カウンタ92bから入力された計数値N1を所定基準値と比較する。一方、演算装置110eは、計数値N1と計数値N2の比N1/N2を計算し、その比N1/N2が所定範囲内にあるか否かを判別する。そして、演算装置110eは、これら比較の結果を出力する。具体的には、計数値N1が所定基準値より大きく、且つ、比N1/N2が所定範囲内である場合には、演算装置110eの出力がハイレベルとなる。一方、計数値N1が所定基準値以下である場合、又は、比N1/N2が所定範囲外である場合には、演算装置110eの出力がローレベルとなる。
Arithmetic unit 110e of the
以上のように、本実施形態では、充電時間を示す計数値N1だけでなく放電時間を示す計数値N2も計測したので、接触体のタッチの誤検知を防止することができる。以下、それについて具体的に説明する。
図13は、コンパレータ93aの反転入力端子に入力される電圧Vと経過時間tの関係を示すグラフで、(a)はタッチパネル6aを指等でタッチしていないとき、(b)はタッチパネル6aを指でタッチしているときを示している。コンパレータ93aの反転入力端子に入力される電圧は、そのときに接続されているX電極X1〜Xmの何れかの電圧を示している。タッチパネル6aに指等がタッチされていないときの各キャパシタC11〜Cmnの充電時間(計数値N1)をtc、放電時間(計数値N2)をtdとすると、キャパシタC11〜Cmnの一つで充電が開始されてから放電が終わるまでの時間(周期T)はtc+td、充電時間と放電時間の比(充放電時間比)はtc/tdとなる。
As described above, in the present embodiment, not only the count value N 1 indicating the charging time but also the count value N 2 indicating the discharging time is measured, so that it is possible to prevent erroneous detection of the touch of the contact body. This will be specifically described below.
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the voltage V input to the inverting input terminal of the
タッチパネル6aの上基板62上のある箇所(ここではキャパシタC22付近)に指等で触れたときに、指等の下を通るX電極X2が定電流源191aに接続されると、X電極X2から上基板62を通って指へ微小の電荷が流れ込む。そして、X電極X2と指、Y電極Y2と指等との間にキャパシタCfが生じる。その結果、X電極X2の容量が増加する。容量がα倍に増加したとすると、タッチパネル6aに指等がタッチされているときの各キャパシタC11〜Cmnの充電時間(計数値N1)はαtcとなる。放電時間(計数値N2)もα倍に増加してαtdとなる。そして、キャパシタC11〜Cmnの一つで充電が開始されてから放電が終わるまでの時間(周期T)はα(tc+td)となる。一方、充電時間と放電時間の比はαtc/αtd=tc/tdとなり、タッチパネル6aを指等でタッチしているときとしていないときとで値が変化しない。
When touched with a finger, etc. (around the capacitor C 22 in this case) some point on the
ところで、このタッチパネル入力装置106では、タッチ領域61aに静電気が帯電してそれによる電気的なノイズが発生したり、液晶ディスプレイパネル4からの電気的なノイズが入ってきたりすることがある。そして、その電気的なノイズにより、タッチパネル6aを指等でタッチをしていなくても計数値N1の値が変化することがある。例えば、定電流源191aと導通したX電極の電位が上昇(又は下降)し、充電を開始してから上閾値VthHに達するまでの時間が短く(又は長く)なる場合がある。一方、放電する場合には、電気的なノイズが基準電位の電源側へ流れるので、キャパシタC11〜Cmnから放電される電荷量は電気的なノイズが発生していないときと変わらない。従って、比N1/N2は電気的なノイズが発生しているときとしていないときとで異なる値になる。
By the way, in this touch
本実施形態によれば、第1実施形態の効果に加えて、充電時間を示す計数値N1だけでなく放電時間を示す計数値N2も計測することができる。電気的なノイズが発生していないとき計数値N1と計数値N2の比が一定値になるので、この比を確認することで充電時間の増加がタッチによるものか電気的なノイズによるものかを判断できる。従って、タッチの誤検知を防止することができるという効果を奏する。 According to this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, also the count value N 2 showing discharge time not only count values N 1 showing the charging time is measured. Since the ratio of the count value N 1 and the count value N 2 when the electrical noise is not generated becomes constant value, even an increase in the charging time by checking the ratio by those or electrical noise due to the touch Can be determined. Therefore, there is an effect that erroneous detection of touch can be prevented.
なお、上記実施形態では、第2走査回路8によって走査するようになっているが、そのような走査が行われなくてもよい。具体的には、静電容量検出回路109がX電極X1〜Xmごとに設けられ、各X電極X1〜Xmが各静電容量検出回路109のスイッチ91cとスイッチ94bとの間にそれぞれ接続されていてもよい。この場合、制御回路110のリレー回路110aがセット信号ST3を第1走査回路7に出力し、第1走査回路7によってY電極Y1〜Ynの何れかが選択された後、リレー回路110aが全ての静電容量検出回路109にセット信号ST1を出力する。そして、リレー回路110aは、全ての静電容量検出回路109からリセット信号R2を入力する毎に、セット信号ST3を第1走査回路7に出力する。こうすることで、第1走査回路7によって走査が行われる。
In the above-described embodiment, scanning is performed by the
1 システムディスプレイ
6、106 タッチパネル入力装置
6a タッチパネル
Y1-Yn Y電極(第1電極)
X1-Xm X電極(第2電極)
6b,106b駆動装置
7 第1走査回路(選択回路)
71 シフトレジスタ
SW_Y1〜SW_Yn スイッチ
8 第2走査回路(選択回路)
81 シフトレジスタ
82 配線
SW_X1〜SW_Xm スイッチ
9,109 静電容量検出回路
91,191 充電回路
92 充電時間計測回路
93 判定回路
94,194 放電回路
95,195 放電時間計測回路
96,196 第2判定回路
10,110 制御回路
1
X 1 -X m X electrode (second electrode)
6b,
71 Shift registers SW_Y1 to
81 shift register 82 wiring SW_X1 to SW_Xm switches 9, 109 electrostatic
Claims (18)
前記タッチ領域に前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って、前記複数の第1電極と交差して配列された複数の第2電極と、
前記複数の第1電極の何れか一つと前記複数の第2電極の何れか一つとを選択し、非選択の前記各第1電極及び非選択の前記各第2電極の少なくとも一方を電気的に浮遊状態にする選択回路と、
前記選択回路が選択した前記第1電極と前記第2電極とに接続されて形成されたキャパシタの静電容量に基づく特性値を検出する静電容量検出回路と、
を備えることを特徴とするタッチパネル入力装置。 A plurality of first electrodes arranged along a first direction in a touch area touched by the contact body;
A plurality of second electrodes arranged crossing the plurality of first electrodes along a second direction orthogonal to the first direction in the touch region;
One of the plurality of first electrodes and one of the plurality of second electrodes are selected, and at least one of the non-selected first electrodes and the non-selected second electrodes is electrically connected A selection circuit for floating,
A capacitance detection circuit that detects a characteristic value based on a capacitance of a capacitor formed by being connected to the first electrode and the second electrode selected by the selection circuit;
A touch panel input device comprising:
前記キャパシタを充電する充電回路と、
前記充電回路による充電が開始されてから前記キャパシタの充電電圧が所定の閾値になるまでの充電時間を前記特性値として計測する充電時間計測回路と、
前記充電電圧が前記所定の閾値になった後、前記キャパシタを放電する放電回路と、
前記放電回路による放電が開始されてから前記第2電極の電圧が前記閾値よりも低い下閾値になるまでの放電時間を前記特性値として計測する放電時間計測回路と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル入力装置。 The capacitance detection circuit is
A charging circuit for charging the capacitor;
A charging time measuring circuit for measuring a charging time from the start of charging by the charging circuit until the charging voltage of the capacitor reaches a predetermined threshold as the characteristic value;
A discharge circuit for discharging the capacitor after the charging voltage reaches the predetermined threshold;
A discharge time measuring circuit that measures a discharge time from when the discharge by the discharge circuit is started until the voltage of the second electrode becomes a lower threshold lower than the threshold;
The touch panel input device according to claim 1, further comprising:
前記複数の第1電極の何れか一つと前記複数の第2電極の何れか一つとを選択し、非選択の前記各第1電極及び非選択の前記各第2電極の少なくとも一方を電気的に浮遊状態にする選択回路と、
前記選択回路が選択した前記第1電極と前記第2電極とに接続されて形成されたキャパシタの静電容量に基づく特性値を検出する静電容量検出回路と、
を備えることを特徴とするタッチパネルの駆動装置。 A plurality of first electrodes arranged along a first direction in a touch area touched by a contact body; and the first electrode along a second direction orthogonal to the first direction in the touch area; A touch panel drive device for driving a touch panel having a plurality of second electrodes arranged in an intersecting manner,
One of the plurality of first electrodes and one of the plurality of second electrodes are selected, and at least one of the non-selected first electrodes and the non-selected second electrodes is electrically connected A selection circuit for floating,
A capacitance detection circuit that detects a characteristic value based on a capacitance of a capacitor formed by being connected to the first electrode and the second electrode selected by the selection circuit;
A drive device for a touch panel, comprising:
前記キャパシタを充電する充電回路と、
前記充電回路による充電が開始されてから前記キャパシタの充電電圧が所定の閾値になるまでの充電時間を前記特性値として計測する充電時間計測回路と、
前記充電電圧が前記所定の閾値になった後、前記キャパシタを放電する放電回路と、
前記放電回路による放電が開始されてから前記第2電極の電圧が前記閾値よりも低い下閾値になるまでの放電時間を前記特性値として計測する放電時間計測回路と、
を備えることを特徴とする請求項6に記載のタッチパネルの駆動装置。 The capacitance detection circuit is
A charging circuit for charging the capacitor;
A charging time measuring circuit for measuring a charging time from the start of charging by the charging circuit until the charging voltage of the capacitor reaches a predetermined threshold as the characteristic value;
A discharge circuit for discharging the capacitor after the charging voltage reaches the predetermined threshold;
A discharge time measuring circuit that measures a discharge time from when the discharge by the discharge circuit is started until the voltage of the second electrode becomes a lower threshold lower than the threshold;
The touch panel drive device according to claim 6, further comprising:
前記各第1電極を順次選択し、
前記各第2電極を順次選択し、
選択していない前記各第1電極、及び、選択していない前記各第2電極の少なくとも一方を電気的に浮遊状態に設定し、
選択した前記第1電極と前記第2電極とに接続されて形成されるキャパシタの静電容量に基づく特性値を検出することを特徴とするタッチパネルの駆動方法。 A plurality of first electrodes arranged along a first direction in a touch area touched by a contact body; and the first electrode along a second direction orthogonal to the first direction in the touch area; A touch panel driving method for driving a touch panel having a plurality of second electrodes arranged in an intersecting manner,
Sequentially selecting each of the first electrodes;
Sequentially selecting each of the second electrodes,
At least one of each of the first electrodes not selected and each of the second electrodes not selected is set in an electrically floating state;
A method for driving a touch panel, comprising: detecting a characteristic value based on a capacitance of a capacitor formed by being connected to the selected first electrode and the second electrode.
前記充電電圧が前記所定の上閾値になった後、前記キャパシタの放電を開始し、前記キャパシタの放電を開始してから前記充電電圧が前記上閾値よりも低い下閾値になるまでの放電時間を前記特性値として計測することを特徴とする請求項11に記載のタッチパネルの駆動方法。 Charging the capacitor, measuring the charging time from the start of charging until the charging voltage of the capacitor reaches a predetermined upper threshold, as the characteristic value,
After the charging voltage reaches the predetermined upper threshold, discharging of the capacitor is started, and a discharging time from the start of discharging of the capacitor until the charging voltage becomes a lower threshold lower than the upper threshold is set. The touch panel driving method according to claim 11, wherein the characteristic value is measured.
接触体がタッチするタッチ領域に第1の方向に沿って配列された複数の第1電極と、前記タッチ領域に前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って、前記複数の第1電極と交差して配列された複数の第2電極と、を有するとともに、前記ディスプレイの表示面側に設けられたタッチパネルと、
前記タッチパネルを駆動する駆動装置と、を備え、
前記駆動装置が、
前記複数の第1電極の何れか一つと前記複数の第2電極の何れか一つとを選択し、非選択の前記各第1電極及び非選択の前記各第2電極の少なくとも一方を電気的に浮遊状態にする選択回路と、
前記選択回路が選択した前記第1電極と前記第2電極とに接続されて形成されたキャパシタの静電容量に基づく特性値を検出する静電容量検出回路と、
を有することを特徴とするシステムディスプレイ。 A display panel;
A plurality of first electrodes arranged along a first direction in a touch area touched by a contact body, and the plurality of first electrodes along a second direction orthogonal to the first direction in the touch area. A plurality of second electrodes arranged crossing the electrodes, and a touch panel provided on the display surface side of the display;
A drive device for driving the touch panel,
The drive device
One of the plurality of first electrodes and one of the plurality of second electrodes are selected, and at least one of the non-selected first electrodes and the non-selected second electrodes is electrically connected A selection circuit for floating,
A capacitance detection circuit that detects a characteristic value based on a capacitance of a capacitor formed by being connected to the first electrode and the second electrode selected by the selection circuit;
A system display comprising:
前記キャパシタを充電する充電回路と、
前記充電回路による充電が開始されてから前記キャパシタの充電電圧が所定の閾値になるまでの充電時間を前記特性値として計測する充電時間計測回路と、
前記充電電圧が前記所定の閾値になった後、前記キャパシタを放電する放電回路と、
前記放電回路による放電が開始されてから前記第2電極の電圧が前記閾値よりも低い下閾値になるまでの放電時間を前記特性値として計測する放電時間計測回路と、
を備えることを特徴とする請求項14に記載のシステムディスプレイ。 The capacitance detection circuit is
A charging circuit for charging the capacitor;
A charging time measuring circuit for measuring a charging time from the start of charging by the charging circuit until the charging voltage of the capacitor reaches a predetermined threshold as the characteristic value;
A discharge circuit for discharging the capacitor after the charging voltage reaches the predetermined threshold;
A discharge time measuring circuit that measures a discharge time from when the discharge by the discharge circuit is started until the voltage of the second electrode becomes a lower threshold lower than the threshold;
15. A system display according to claim 14, comprising:
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