JP2013020479A - Touch panel device - Google Patents
Touch panel device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013020479A JP2013020479A JP2011153729A JP2011153729A JP2013020479A JP 2013020479 A JP2013020479 A JP 2013020479A JP 2011153729 A JP2011153729 A JP 2011153729A JP 2011153729 A JP2011153729 A JP 2011153729A JP 2013020479 A JP2013020479 A JP 2013020479A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- drive signal
- unit
- electrodes
- reception
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、電極が格子状に配置されて、タッチ操作に応じた静電容量の変化に伴う電極の出力信号の変化に基づいてタッチ位置を検出する静電容量方式のタッチパネル装置、特に送信電極に印加した駆動信号に応答して受信電極に流れる充放電電流信号を受信してタッチ位置を検出する相互容量方式のタッチパネル装置に関するものである。 The present invention relates to a capacitive touch panel device in which electrodes are arranged in a grid pattern and detects a touch position based on a change in an output signal of the electrode accompanying a change in capacitance according to a touch operation, in particular, a transmission electrode The present invention relates to a mutual capacitance type touch panel device that detects a touch position by receiving a charge / discharge current signal flowing in a receiving electrode in response to a drive signal applied to the touch panel.
投影型静電容量方式、特に相互容量方式のタッチパネル装置では、送信電極に印加した駆動信号に応答して受信電極に流れる充放電電流信号を受信し、これに所要の信号処理を行って得られたレベル信号からタッチ位置を検出するが、このとき、タッチ操作に応じたレベル信号の変化量に基づいてタッチ位置を検出することから、タッチ操作が行われていない非タッチ状態でのレベル信号に大きなばらつきがあると、タッチ位置を精度よく検出することができない。 In a projected capacitive touch panel device, particularly a mutual capacitive touch panel device, it is obtained by receiving a charge / discharge current signal flowing through the receiving electrode in response to a drive signal applied to the transmitting electrode, and performing necessary signal processing on the signal. The touch position is detected from the level signal, but at this time, the touch position is detected based on the amount of change in the level signal according to the touch operation. If there is a large variation, the touch position cannot be detected accurately.
このような非タッチ状態でのレベル信号のばらつきは、主に電極のインピーダンス等の影響によるものであり、送信部から送信電極に駆動信号に出力されて電極交点を介して受信電極の出力信号が受信部に入力されるまでの信号伝播経路長が、位置によって異なることが原因で発生する。すなわち、信号伝播経路長が大きくなると、受信信号の波形に歪みが生じてレベル信号が小さくなり、この波形の歪みによるレベル信号の変化が、信号伝播経路長に応じて異なるため、非タッチ状態でのレベル信号にばらつきが発生する。 Such variation in the level signal in the non-touch state is mainly due to the influence of the impedance of the electrode, etc., and the output signal of the reception electrode is output from the transmission unit to the transmission electrode as a drive signal and passes through the electrode intersection. This occurs because the signal propagation path length until the signal is input to the receiver varies depending on the position. That is, as the signal propagation path length increases, the waveform of the received signal is distorted and the level signal decreases, and the level signal change due to this waveform distortion varies depending on the signal propagation path length. Variation occurs in the level signal.
このような非タッチ状態でのレベル信号のばらつきによる検出精度の低下の問題に対して、相互容量方式のタッチパネル装置において、受信電極から出力される受信信号の増幅率や積分時間を制御し、また送信電極に印加する駆動信号の電圧を制御することで、非タッチ状態でのレベル信号を一定に揃えて検出精度を向上させるようにした技術が知られている(特許文献1参照)。 In response to the problem of deterioration in detection accuracy due to variations in level signals in such a non-touch state, the mutual capacitance type touch panel device controls the amplification factor and integration time of the reception signal output from the reception electrode, and A technique is known in which the detection signal is improved by controlling the voltage of a drive signal applied to a transmission electrode so that level signals in a non-touch state are made uniform (see Patent Document 1).
この従来技術では、受信信号の増幅率や積分時間を制御することで、非タッチ状態で検出されるレベル信号のばらつきをX方向(受信電極の配列方向)に関して調整することはでき、また、送信電極に印加する駆動信号の電圧を制御することで、レベル信号のばらつきをY方向(送信電極の配列方向)に関して調整することができる。 In this prior art, by controlling the amplification factor and integration time of the received signal, it is possible to adjust the variation of the level signal detected in the non-touch state with respect to the X direction (the arrangement direction of the receiving electrodes). By controlling the voltage of the drive signal applied to the electrodes, the level signal variation can be adjusted in the Y direction (transmission electrode arrangement direction).
ところで、タッチパネル装置は、パソコンや携帯情報端末の分野で広く普及しているが、このタッチパネル装置を、大画面の表示装置と組み合わせることで、多人数を対象にしたプレゼンテーションや講義で使用する用途にも利用することができるようになり、利便性を高めることができる。 By the way, touch panel devices are widely used in the field of personal computers and personal digital assistants. By combining this touch panel device with a large screen display device, it can be used for presentations and lectures for a large number of people. Can also be used, and convenience can be improved.
ところが、タッチパネル装置を大型化すると、電極も長くなり、これに応じて信号伝播経路長に大きな差が発生するため、非タッチ状態でのレベル信号のばらつきがより一層顕著になり、前記のように送信電極に印加する駆動信号の電圧を制御する方式では、レベル信号のばらつきを効果的に低減することができず、十分な検出精度を確保することができないという問題があった。 However, when the size of the touch panel device is increased, the electrodes become longer, and a large difference in the signal propagation path length is generated accordingly. Therefore, the variation of the level signal in the non-touch state becomes more remarkable, as described above. In the method of controlling the voltage of the drive signal applied to the transmission electrode, there is a problem that variation in level signals cannot be effectively reduced and sufficient detection accuracy cannot be ensured.
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、大型化した場合でもタッチ位置の検出を精度よく行うことができるように構成されたタッチパネル装置を提供することにある。 The present invention has been devised to solve such problems of the prior art, and its main purpose is to be able to accurately detect the touch position even when the size is increased. It is to provide a touch panel device.
本発明のタッチパネル装置は、互いに並走する複数の送信電極および互いに並走する複数の受信電極が格子状に配置されたパネル本体と、前記送信電極を順次選択して駆動信号を印加する送信部と、前記受信電極を順次選択して前記駆動信号に応答した前記受信電極の出力信号を受信して電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部と、前記受信部から出力されるレベル信号に基づいてタッチ位置を検出すると共に前記送信部および前記受信部の動作を制御する制御部とを備え、前記送信部は、前記駆動信号の電流の大きさを変更可能に構成され、前記制御部は、前記送信部から電極交点を経て前記受信部に至るまでの信号伝播経路長が大きくなるのに応じて、前記駆動信号の電流が大きくなるように制御する構成とする。 The touch panel device of the present invention includes a panel body in which a plurality of transmission electrodes that are parallel to each other and a plurality of reception electrodes that are parallel to each other are arranged in a grid pattern, and a transmission unit that sequentially selects the transmission electrodes and applies a drive signal A receiving unit that sequentially selects the receiving electrode and receives an output signal of the receiving electrode in response to the driving signal and outputs a level signal for each electrode intersection; and a level signal output from the receiving unit A control unit that detects the touch position and controls the operation of the transmission unit and the reception unit, the transmission unit is configured to be able to change the magnitude of the current of the drive signal, the control unit, Control is performed so that the current of the drive signal increases as the signal propagation path length from the transmission unit through the electrode intersection to the reception unit increases.
本発明によれば、信号伝播経路長が大きくなるのに応じて駆動信号の電流が大きくなるように制御することから、信号伝播経路長が大きくなる場合に生じる受信信号の波形の歪みが小さくなり、信号伝播経路長の違いによるレベル信号のばらつきを小さく抑えることができるため、タッチ位置の検出を精度よく行うことができる。そして、駆動信号の電流が最適化される、すなわち信号伝播経路長が小さく、受信信号の波形の歪みが小さい場合には、駆動信号の電流が小さくなり、不必要に電流を流さないため、不要輻射ノイズを低減することができる。 According to the present invention, since the current of the drive signal is controlled to increase as the signal propagation path length increases, the distortion of the received signal waveform that occurs when the signal propagation path length increases is reduced. Since the variation in level signal due to the difference in signal propagation path length can be reduced, the touch position can be detected with high accuracy. When the drive signal current is optimized, that is, when the signal propagation path length is small and the waveform distortion of the received signal is small, the drive signal current is small and unnecessary. Radiation noise can be reduced.
前記課題を解決するためになされた第1の発明は、互いに並走する複数の送信電極および互いに並走する複数の受信電極が格子状に配置されたパネル本体と、前記送信電極を順次選択して駆動信号を印加する送信部と、前記受信電極を順次選択して前記駆動信号に応答した前記受信電極の出力信号を受信して電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部と、前記受信部から出力されるレベル信号に基づいてタッチ位置を検出すると共に前記送信部および前記受信部の動作を制御する制御部とを備え、前記送信部は、前記駆動信号の電流の大きさを変更可能に構成され、前記制御部は、前記送信部から電極交点を経て前記受信部に至るまでの信号伝播経路長が大きくなるのに応じて、前記駆動信号の電流が大きくなるように制御する構成とする。 A first invention made to solve the above-mentioned problem is to sequentially select a plurality of transmission electrodes that are parallel to each other and a panel body in which a plurality of reception electrodes that are parallel to each other are arranged in a grid pattern, and the transmission electrodes. A transmission unit that applies a drive signal, a reception unit that sequentially selects the reception electrode, receives an output signal of the reception electrode in response to the drive signal, and outputs a level signal for each electrode intersection; and the reception unit And a control unit that controls the operation of the transmission unit and the reception unit, and the transmission unit can change the magnitude of the current of the drive signal. The control unit is configured to control the current of the drive signal to increase as the signal propagation path length from the transmission unit through the electrode intersection to the reception unit increases.
これによると、信号伝播経路長が大きくなるのに応じて駆動信号の電流が大きくなるように制御することから、信号伝播経路長が大きくなる場合に生じる受信信号の波形の歪みが小さくなり、信号伝播経路長の違いによるレベル信号のばらつきを小さく抑えることができるため、タッチ位置の検出を精度よく行うことができる。そして、駆動信号の電流が最適化される、すなわち信号伝播経路長が小さく、受信信号の波形の歪みが小さい場合には、駆動信号の電流が小さくなり、不必要に電流を流さないため、不要輻射ノイズを低減することができる。 According to this, since the current of the drive signal is controlled to increase as the signal propagation path length increases, the waveform distortion of the received signal that occurs when the signal propagation path length increases is reduced. Since the variation in level signal due to the difference in propagation path length can be suppressed, the touch position can be detected with high accuracy. When the drive signal current is optimized, that is, when the signal propagation path length is small and the waveform distortion of the received signal is small, the drive signal current is small and unnecessary. Radiation noise can be reduced.
また、第2の発明は、前記信号伝播経路長に応じてタッチ検出領域が複数の分割領域に分割され、この分割領域ごとに前記駆動信号の電流の大きさが設定された構成とする。 According to a second aspect of the invention, the touch detection area is divided into a plurality of divided areas according to the signal propagation path length, and the magnitude of the current of the drive signal is set for each of the divided areas.
これによると、分割領域ごとに駆動信号の電流を変更するため、駆動信号の制御が簡単になる。 According to this, since the current of the drive signal is changed for each divided region, the control of the drive signal is simplified.
この場合、信号伝播経路長は、送信電極および受信電極の双方の長さに依存するため、送信電極の配列方向および受信電極の配列方向の2方向に関してタッチ検出領域を分割するとよい。これにより、各分割領域内での信号伝播経路長のばらつきを小さくして、信号伝播経路長に応じた電流制御をより的確に行うことができる。 In this case, since the signal propagation path length depends on the lengths of both the transmission electrode and the reception electrode, the touch detection region may be divided with respect to two directions of the transmission electrode arrangement direction and the reception electrode arrangement direction. Thereby, the variation of the signal propagation path length in each divided region can be reduced, and the current control according to the signal propagation path length can be performed more accurately.
また、第3の発明は、前記送信部は、前記駆動信号の周波数を変更可能に構成され、前記制御部は、前記信号伝播経路長が大きくなるのに応じて、前記駆動信号の周波数が低くなるように制御する構成とする。 According to a third aspect of the present invention, the transmission unit is configured to be able to change the frequency of the drive signal, and the control unit decreases the frequency of the drive signal as the signal propagation path length increases. It is set as the structure controlled so that it may become.
これによると、信号伝播経路長が大きくなる場合に生じる受信信号の波形の歪みが小さくなり、信号伝播経路長の違いによるレベル信号のばらつきを小さく抑えることができるため、タッチ位置の検出を精度よく行うことができる。 According to this, the distortion of the waveform of the received signal that occurs when the signal propagation path length is increased is reduced, and variation in the level signal due to the difference in the signal propagation path length can be suppressed, so that the touch position can be detected accurately. It can be carried out.
また、第4の発明は、前記受信電極の配列方向に沿ってその受信電極が所定本数ごとにグループ分けされ、この受信電極のグループごとに前記駆動信号の周波数が設定された構成とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the receiving electrodes are grouped by a predetermined number along the arrangement direction of the receiving electrodes, and the frequency of the drive signal is set for each group of receiving electrodes.
これによると、受信電極のグループごとに駆動信号の周波数を変更するため、駆動信号の制御が簡単になる。 According to this, since the frequency of the drive signal is changed for each group of reception electrodes, the drive signal can be easily controlled.
また、第5の発明は、前記制御部は、1本の前記送信電極に駆動信号を印加する間に前記受信電極の配列方向に沿って前記受信電極を順次選択するスキャン方向が前記送信電極に応じて異なるように制御する構成とする。 According to a fifth aspect of the present invention, the control unit has a scan direction in which the reception electrodes are sequentially selected along the arrangement direction of the reception electrodes while applying a drive signal to one transmission electrode. It is set as the structure controlled differently according to it.
これによると、スキャン方向を送信電極に応じて変えることで、駆動信号の周波数の変化パターンが送信電極に応じて異なるものになる。これにより、送信電極に駆動信号を印加することで放射されるノイズの周波数スペクトルが分散してノイズレベルが低下するため、駆動信号に起因するパネル面からの不要輻射ノイズを低減することができる。 According to this, by changing the scanning direction according to the transmission electrode, the change pattern of the frequency of the drive signal becomes different according to the transmission electrode. Thereby, the frequency spectrum of noise radiated by applying the drive signal to the transmission electrode is dispersed and the noise level is lowered, so that unnecessary radiation noise from the panel surface caused by the drive signal can be reduced.
この場合、送信電極の1本ごとにスキャン方向が交互に変化するように制御すると、駆動信号の周波数の変化パターンが頻繁に変化することから、放射ノイズの周波数スペクトルをより一層分散させることができるため、不要輻射ノイズをより一層低減することができる。 In this case, if the scan direction is controlled to change alternately for each transmission electrode, the frequency change pattern of the drive signal changes frequently, so that the frequency spectrum of the radiation noise can be further dispersed. Therefore, unnecessary radiation noise can be further reduced.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係るタッチパネル装置1が適用されたタッチパネルシステムを示す全体構成図である。このタッチパネルシステムでは、タッチパネル装置1のパネル本体3が、プラズマディスプレイパネル(以下、PDPと呼称する)2の表示面の前側に配置されており、パネル本体3を通してPDP2の画面が表示される。PDP2は、PDP制御部4により制御される。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a touch panel system to which a
タッチパネル装置1のパネル本体3は、指示物(ユーザの指先及びスタイラスや指示棒等の導電体)によるタッチ操作が行われるタッチ面6を備え、互いに並走する複数の送信電極7と互いに並走する複数の受信電極8とが格子状に配置されている。
The panel
また、タッチパネル装置1は、送信電極7に対して駆動信号を印加する送信部9と、送信電極7に印加された駆動信号に応答した受信電極8の応答信号を受信して、送信電極7と受信電極8とが交差する電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部10と、この受信部10から出力されるレベル信号に基づいてタッチ位置を検出すると共に送信部9及び受信部10の動作を制御する制御部11とを備えている。
In addition, the
制御部11から出力されるタッチ位置情報は、パソコンなどの外部機器12に入力され、ここで生成した表示画面データがPDP制御部4に出力される。これによりパネル本体3のタッチ面6上でユーザが指示物で行ったタッチ操作に対応した画像がPDP2の画面に表示され、タッチ面6にマーカーで直接描画するのと同様の感覚で所要の画像を表示させることができ、またPDP2の表示画面に表示されたボタンなどを操作することができる。さらに、タッチ操作で描かれた画像を消去するイレーサを用いることもできる。
The touch position information output from the
送信電極7および受信電極8は同一の配置ピッチ(例えば10mm)で配置されており、その本数はパネル本体3のアスペクト比に応じて異なり、送信電極7が例えば40本、受信電極8が例えば64本配置される。
The
送信電極7と受信電極8とは、絶縁層を挟んで重なり合う態様で交差しており、この送信電極7と受信電極8とが交差する電極交点にはコンデンサが形成され、ユーザが指等の指示物でタッチ操作を行う際に、指示物がタッチ面6に接近あるいは接触すると、これに応じて電極交点の静電容量が実質的に減少することで、タッチ操作の有無を検出することができる。
The
ここでは、相互容量方式が採用されており、送信電極7に駆動信号を印加すると、これに応答して受信電極8に充放電電流が流れ、この充放電電流が応答信号として受信電極8から出力され、このとき、ユーザのタッチ操作に応じて電極交点の静電容量が変化すると、受信電極8の充放電電流、すなわち応答信号が変化し、この変化量に基づいてタッチ位置が算出される。この相互容量方式では、受信部10で応答信号を信号処理して得られるレベル信号が、送信電極7と受信電極8とによる電極交点ごとに出力されるため、同時に複数のタッチ位置を検出する、いわゆるマルチタッチ(多点検出)が可能である。
Here, the mutual capacitance method is adopted, and when a drive signal is applied to the
制御部11は、受信部10から出力される電極交点ごとのレベル信号から所定の演算処理によってタッチ位置(タッチ領域の中心座標)を求める。このタッチ位置の演算では、X方向(送信電極7の配列方向、つまりPDP2の幅方向)とY方向(受信電極8の配列方向、つまりPDP2の高さ方向)とでそれぞれ隣接する複数(例えば4×4)の電極交点ごとのレベル信号から所要の補間法(例えば重心法)を用いてタッチ位置を求める。これにより、送信電極7及び受信電極8の配置ピッチ(例えば20mm)より高い分解能(例えば1mm以下)でタッチ位置を検出することができる。
The
また、制御部11では、タッチ面6の全面に渡って電極交点ごとのレベル信号の受信が終了する1フレーム周期ごとにタッチ位置を求める処理が行われ、タッチ位置情報がフレーム単位で外部機器12に出力される。外部機器12では、時間的に連続する複数のフレームのタッチ位置情報に基づいて、各タッチ位置を時系列に連結する表示画面データを生成して、PDP制御部4に出力する。なお、マルチタッチの場合には、複数の指示物によるタッチ位置を含むタッチ位置情報がフレーム単位で出力される。
In addition, the
図2は、タッチパネル装置1の概略構成図である。送信部9は、送信電極7を順次選択して駆動信号を印加するものであり、パルス生成部21と、電極選択部22と、駆動部23と、を備えている。パルス生成部21は、駆動信号の元になるパルスを生成する。電極選択部22は、送信電極7を1本ずつ選択して、パルス生成部21から出力されたパルスを送信電極7に順次印加する。駆動部23は、電極選択部22で選択された送信電極7をパルス駆動する。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
さらに送信部9は、駆動電流設定部24と、駆動周波数設定部25と、を備えている。駆動電流設定部24は、制御部11から出力される電流選択信号に基づいて駆動部23を制御し、電流選択信号に応じた電流の駆動信号が駆動部23から出力される。駆動周波数設定部25は、制御部11から出力される周波数の設定値を保持し、この駆動周波数設定部25に保持された周波数に基づいてパルス生成部21でパルス波が生成される。
Further, the
受信部10は、電極選択部31と、受信信号処理部32と、を備えている。受信信号処理部32では、受信電極8から出力される応答信号が処理される。電極選択部31では、受信電極8ごとにアナログスイッチが接続されており、受信電極8を1本ずつ選択して、受信電極8からの応答信号を受信信号処理部32に順次入力させる。
The
送信部9および受信部10は、制御部11から出力される同期信号に応じて動作し、送信部9において1本の送信電極7に駆動信号を印加する間に、受信部10において受信電極8を1本ずつ選択して受信電極8からの応答信号を受信信号処理部32に順次入力させて信号処理を行わせ、この1ライン分のスキャン動作を全ての送信電極7について順次繰り返すことで、全ての電極交点ごとのレベル信号を取得することができる。
The
電極選択部31および受信信号処理部32は、受信グループA〜Dごとに設けられている。各電極選択部31では、アナログスイッチの互いに対応するもの同士が並行してオン/オフ制御され、アナログスイッチをオンとすることで選択された1本の受信電極8の充放電電流信号が順次、受信信号処理部32に入力される。このように電極選択部31における受信電極8の選択および受信信号処理部32での信号処理が受信グループA〜D間で並行して行われるため、信号処理を高速化するとともにハードウエア構成が大型化することを避けることができる。
The
図3は、受信信号処理部32の概略構成図である。受信信号処理部32は、電極選択部31を介して入力される受信電極8の出力信号(充放電電流信号)をアナログ処理した上でAD変換処理してレベル信号を出力するものであり、IV変換部41と、バンドパスフィルタ42と、絶対値検出部43と、積分部44と、サンプルホールド部45と、AD変換部46とを備えている。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the reception
IV変換部41では、受信電極8から出力される電流信号が電圧信号に変換される。バンドパスフィルタ42では、IV変換部41の出力信号に対して、送信電極7に印加される駆動信号の周波数以外の周波数成分を有する信号を除去する処理が行われる。絶対値検出部(整流部)43では、バンドパスフィルタ42の出力信号に対して全波整流が行われる。積分部44では、絶対値検出部43の出力信号を時間軸方向に積分する処理が行われる。サンプルホールド部45では、積分部44の出力信号を所定のタイミングでサンプリングする処理が行われる。AD変換部46では、サンプルホールド部45の出力信号をAD変換して電極交点ごとのレベル信号を出力する。
In the
図4は、IV変換部41の概略構成図である。IV変換部41は、オペアンプOPAと、抵抗成分Rと、第1の容量成分C1と、第2の容量成分C2とを備えており、抵抗成分Rおよび第1の容量成分C1は、オペアンプOPAの一方の入力側と出力側との間に並列接続されている。第2の容量成分C2は、オペアンプOPAの他方の入力側に設けられてGND接続されている。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the
図5は、送信電極7に印加されるパルス信号およびIV変換部41から出力される電圧信号を示す波形図であり、図5(A)に従来技術による場合を、図5(B)に本発明による場合をそれぞれ示す。なお、図示する電圧信号は、バンドパスフィルタ42にて、送信電極7に印加される駆動信号の周波数以外の周波数成分を有する信号をカットした後の波形である。
FIG. 5 is a waveform diagram showing a pulse signal applied to the
通常、送信電極7にパルス信号(駆動信号)を印加すると、図5(A)に示すように、パルス波の立ち上がり時に、電極交点のコンデンサへの充電による波形A1・A3が観測され、ついでその過渡応答として、電極交点のコンデンサからの放電による波形A2・A4が観測され、その後も次第に減衰する小さな波形が観測される。また、パルス波の立ち下がり時には、電極交点のコンデンサからの放電による波形B1が観測され、ついでその過渡応答として、電極交点のコンデンサへの充電による波形B2が観測され、その後も次第に減衰する小さな波形が観測される。
Normally, when a pulse signal (drive signal) is applied to the
ここで、タッチ操作があると、電極交点のコンデンサの静電容量が低減するため、IV変換部41から出力される電圧信号の振幅が小さくなる。このため、波高値の変化でタッチ操作の有無を判定することができるが、本タッチパネル装置1は、大画面のPDP2と組み合わせて用いられるため、大型化に伴って送信電極7および受信電極8間の全体的な静電容量が大きくなり、全体的な静電容量に対するタッチ操作による静電容量変化が極端に小さくなるため、タッチ位置の検出精度が低下する。
Here, when there is a touch operation, the capacitance of the capacitor at the electrode intersection is reduced, so that the amplitude of the voltage signal output from the
そこでここでは、IV変換部41が、送信部9から送信電極7に印加されるパルス信号おける1つのパルス波の立上がりと立下がりとにそれぞれ対応してIV変換部41から出力される電圧信号の振幅位相を略一致させると共に、1つのパルス波の立下がりと次のパルス波の立上がりにそれぞれ対応する電圧信号の振幅位相を略一致させるように、IV変換部41の変換特性が設定されている。
Therefore, here, the
すなわち、1つのパルス波の立上がり時の放電(過渡応答)による波形A2に、同じパルス波の立下がり時の放電による波形B1が重畳されると共に、1つのパルス波の立下がり時の充電(過渡応答)による波形B2に、次のパルス波の立上がり時の充電による波形A3が重畳されるようにする。 That is, a waveform B1 due to discharge at the fall of the same pulse wave is superimposed on a waveform A2 due to discharge (transient response) at the rise of one pulse wave, and charging (transient at the fall of one pulse wave) The waveform A3 due to charging at the rise of the next pulse wave is superimposed on the waveform B2 due to (response).
このようにすると、図5(B)に示すように、実質的に増幅された波形を得ることができる。これはインパルス応答における主パルス以降のパルスが累積加算されることによるものであり、IV変換部41から出力される信号は、正弦波を呈し、送信電極7に印加されたパルス信号と同一の周波数成分となる。
In this way, a substantially amplified waveform can be obtained as shown in FIG. This is due to the cumulative addition of pulses after the main pulse in the impulse response, and the signal output from the
このような変換特性は、IV変換部41の変換回路の時定数を調整することで得ることができる。IV変換部41では、抵抗成分Rの抵抗値および第1、第2の容量成分C1、C2の容量値に応じて時定数が定まり、この時定数を調整することで、図5(B)に示したように、振幅位相の一致による増幅が実現される変換特性を得ることができる。なお、各構成要素の抵抗値や容量値を0とする、例えば第2の容量成分C2の容量を0とする構成も可能である。
Such conversion characteristics can be obtained by adjusting the time constant of the conversion circuit of the
なお、このような信号増幅を実現するには、IV変換部41の時定数を、送信電極7に印加されるパルス信号の周波数に適した値に設定することが望ましいが、ここではパルス信号の周波数を変更するようにしているため、時定数と周波数との関係を厳密に最適化することができない。しかしながら、パルス信号の周波数を変更する際の調整幅が小さいため、特に周波数の変更に応じて時定数を変更しなくても、信号増幅に大きな影響はない。
In order to realize such signal amplification, it is desirable to set the time constant of the
さて、本タッチパネル装置1においては、図2に示したように、送信部9から電極交点を経て受信部10に至るまでの信号伝播経路長、具体的には送信部9から電極交点までの距離Lxと電極交点から受信部10までの距離Lyとを加算したLx+Lyが位置によって異なるが、この信号伝播経路長が大きくなると、信号波形が図5(B)に示したような正弦波から歪み、この信号波形の歪みは、信号伝播経路長が大きくなるほどが大きくなる。そして、信号波形に歪みが生じるとレベル信号が小さくなるため、全ての送信電極7に同一の条件(電流および周波数)で駆動信号を印加すると、非タッチ状態でのレベル信号にばらつきが発生する。特に本タッチパネル装置1は、大画面のPDP2と組み合わせて用いられるため、大型化に伴って信号伝播経路長が大きくなるため、非タッチ状態でのレベル信号のばらつきがより一層顕著になる。
Now, in the
このような非タッチ状態でのレベル信号のばらつきを解消するには、信号伝播経路長が最も大きくなる位置でも信号波形が歪まないように、駆動信号の電流を大きく設定すればよいが、信号伝播経路長が最も大きくなる位置に合わせて全ての送信電極7に大きな電流を流すと、送信電極7および受信電極8が配設されたパネル面や、送信部9および受信部10を構成する回路基板から放射される不要輻射ノイズが大きくなり、これに応じてS/N比が低下するため、検出精度を高めることができないという問題が生じる。
In order to eliminate such variations in the level signal in the non-touch state, the drive signal current may be set large so that the signal waveform is not distorted even at the position where the signal propagation path length becomes the largest. When a large current is passed through all the
そこで、本実施形態では、以下に詳しく説明するように、送信電極7に印加する駆動信号の電流の大きさを、信号伝播経路長に応じて変更制御する電流制御と、送信電極に印加する駆動信号の周波数を変更制御する周波数制御が行われる。
Therefore, in the present embodiment, as will be described in detail below, current control for changing and controlling the magnitude of the current of the drive signal applied to the
まず、駆動信号の電流制御について説明する。図6は、駆動信号の電流制御を説明する図である。なお、図6では、40本の送信電極7を端からY0、Y1…Y39として示しており、64本の受信電極8を端からX0、X1…X63として示している。
First, drive signal current control will be described. FIG. 6 is a diagram for explaining current control of a drive signal. In FIG. 6, 40 transmitting
本実施形態では、信号伝播経路長が大きくなるのに応じて駆動信号の電流が大きくなるように電流制御が行われる。特に本実施形態では、信号伝播経路長に応じてタッチ検出領域15が複数の分割領域R01〜R04,R11〜R14に分割され、この分割領域R01〜R04,R11〜R14ごとに駆動信号の電流の大きさを変化させるように電流制御が行われ、駆動信号の電流の大きさが、分割領域R01〜R04,R11〜R14ごとに設定されている。
In the present embodiment, current control is performed so that the current of the drive signal increases as the signal propagation path length increases. In particular, in the present embodiment, the
さらに本実施形態では、受信電極X0〜X63が所定本数ごとにグループ分けされ、また送信電極Y0〜Y39も所定本数ごとにグループ分けされ、この受信電極X0〜X63および送信電極Y0〜Y39のグループ分けにより、タッチ検出領域15が、送信電極Y0〜Y39の配列方向(Y方向)および受信電極X0〜X63の配列方向(X方向)の2方向に関して分割されている。
Further, in the present embodiment, the reception electrodes X0 to X63 are grouped for each predetermined number, and the transmission electrodes Y0 to Y39 are also grouped for each predetermined number, and the reception electrodes X0 to X63 and the transmission electrodes Y0 to Y39 are grouped. Thus, the
具体的には、64本の受信電極X0〜X63が、16本ごとに受信グループA(X0〜X15)、受信グループB(X16〜X31)、受信グループC(X32〜X47)、および受信グループD(X48〜X63)の4つにグループ分けされている。また、40本の送信電極Y0〜Y39が、20本ごとに送信グループE(Y0〜Y19)、および送信グループF(Y20〜Y39)の2つにグループ分けされている。この受信電極X0〜X63および送信電極Y0〜Y39のグループ分けにより、タッチ検出領域15は8つの分割領域R01〜R04,R11〜R14に分割される。
Specifically, 64 reception electrodes X0 to X63 are provided every 16 reception groups A (X0 to X15), reception groups B (X16 to X31), reception groups C (X32 to X47), and reception groups D. They are grouped into four groups (X48 to X63). In addition, 40 transmission electrodes Y0 to Y39 are grouped into two transmission groups E (Y0 to Y19) and transmission groups F (Y20 to Y39) every 20 lines. By the grouping of the reception electrodes X0 to X63 and the transmission electrodes Y0 to Y39, the
この分割領域R01〜R04,R11〜R14ごとに信号伝播経路長を比較すると、信号伝播経路長は、分割領域R11で最も小さく、分割領域R04で最も大きく、分割領域R01と分割領域R12とで等しく、分割領域R02と分割領域R13とで等しく、分割領域R03と分割領域R14とで等しくなり、分割領域R11、分割領域R01,R12、分割領域R02,R13、分割領域R03,R14、および分割領域R04の順で大きくなる。 Comparing the signal propagation path length for each of the divided areas R01 to R04 and R11 to R14, the signal propagation path length is the smallest in the divided area R11, the largest in the divided area R04, and equal in the divided areas R01 and R12. The divided region R02 is equal to the divided region R13, the divided region R03 is equal to the divided region R14, the divided region R11, the divided regions R01, R12, the divided regions R02, R13, the divided regions R03, R14, and the divided region R04. It becomes large in order.
このように信号伝播経路長は、分割領域R11、分割領域R01,R12、分割領域R02,R13、分割領域R03,R14、および分割領域R04の順で5段階に変化し、分割領域R11、分割領域R01,R12、分割領域R02,R13、分割領域R03,R14、および分割領域R04の各々のスキャン期間における電流i1〜i5は、i1<i2<i3<i4<i5の関係となる。 Thus, the signal propagation path length changes in five stages in the order of divided region R11, divided regions R01 and R12, divided regions R02 and R13, divided regions R03 and R14, and divided region R04. The currents i1 to i5 in the scan periods of R01, R12, the divided regions R02, R13, the divided regions R03, R14, and the divided region R04 have a relationship of i1 <i2 <i3 <i4 <i5.
駆動信号の電流の大きさの変更は、図2に示した送信部9の駆動部23で行われる。図7は、送信部9の駆動部23の概略構成図である。図8は、各分割領域R01〜R04,R11〜R14ごとに、駆動部23で選択されるバッファBF1〜BF5、駆動信号の電流値、および駆動信号の周波数の具体例を示す図である。なお、図8に示す駆動信号の周波数については後に詳しく説明する。
The change of the current of the drive signal is performed by the
図7に示すように、駆動部23は、送信電極7の1本ごとに電極駆動部51を備えている。各電極駆動部51では、5つのバッファBF1〜BF5が並列接続されており、バッファBF1〜BF5のいずれかを選択することで、送信電極7に印加される駆動信号が電流i1〜i5の5段階に調整することができる。
As shown in FIG. 7, the driving
制御部11では、電極選択部22に出力される水平同期信号と同期して、分割領域R01〜R14の各スキャン期間の開始時に、各分割領域R01〜R14ごとに設定された電流i1〜i5を選択する電流選択信号を駆動電流設定部24に出力し、駆動電流設定部24では、制御部11からの電流選択信号に基づいて、バッファBF1〜BF5のいずれかを選択する。これにより、電極駆動部51では、分割領域R01〜R14ごとに設定された電流i1〜i5の駆動信号が、分割領域R01〜R14のスキャン期間ごとに出力される。
In the
前記のように、信号伝播経路長は、分割領域R11、分割領域R01,R12、分割領域R02,R13、分割領域R03,R14、および分割領域R04の順で5段階に変化し、この分割領域R11、分割領域R01,R12、分割領域R02,R13、分割領域R03,R14、および分割領域R04の各スキャン期間でそれぞれバッファBF1〜BF5が選択され、このバッファBF1〜BF5により規定される電流i1〜i5は、例えば図8に示すように、それぞれ4mA、8mA、16mA、24mA、32mAに設定されている。 As described above, the signal propagation path length changes in five stages in the order of the divided region R11, the divided regions R01 and R12, the divided regions R02 and R13, the divided regions R03 and R14, and the divided region R04. Buffers BF1 to BF5 are selected in each scan period of divided regions R01 and R12, divided regions R02 and R13, divided regions R03 and R14, and divided region R04, and currents i1 to i5 defined by the buffers BF1 to BF5 are selected. Is set to 4 mA, 8 mA, 16 mA, 24 mA, and 32 mA, respectively, as shown in FIG. 8, for example.
バッファBF1は分割領域R11のスキャン期間で選択され、駆動信号が電流i1=4mAで出力される。バッファBF2は分割領域R01,R12のスキャン期間で選択され、駆動信号が電流i2=8mAで出力される。バッファBF3は分割領域R02,R13のスキャン期間で選択され、駆動信号が電流i3=16mAで出力される。バッファBF4は分割領域R03,R14のスキャン期間で選択され、駆動信号が電流i4=24mAで出力される。バッファBF5は分割領域R04のスキャン期間で選択され、駆動信号が電流i5=32mAで出力される。 The buffer BF1 is selected during the scan period of the divided region R11, and the drive signal is output at a current i1 = 4 mA. The buffer BF2 is selected in the scan period of the divided regions R01 and R12, and the drive signal is output at a current i2 = 8 mA. The buffer BF3 is selected in the scan period of the divided regions R02 and R13, and the drive signal is output at a current i3 = 16 mA. The buffer BF4 is selected in the scan period of the divided regions R03 and R14, and the drive signal is output at a current i4 = 24 mA. The buffer BF5 is selected in the scan period of the divided region R04, and the drive signal is output at a current i5 = 32 mA.
以上のように、信号伝播経路長が大きくなるのに応じて駆動信号の電流が大きくなるように制御することで、信号伝播経路長が大きくなる場合に生じる受信信号の波形の歪みが小さくなり、信号伝播経路長の違いによるレベル信号のばらつきを小さく抑えることができるため、タッチ位置の検出を精度よく行うことができる。そして、信号伝播経路長に応じて駆動信号の電流が最適化される、すなわち信号伝播経路長が小さく、受信信号の波形の歪みが小さい場合には、駆動信号の電流が小さくなり、不必要に電流を流さないため、不要輻射ノイズを低減することができる。 As described above, by controlling the drive signal current to increase as the signal propagation path length increases, the waveform distortion of the received signal that occurs when the signal propagation path length increases is reduced. Since variations in level signals due to differences in signal propagation path length can be suppressed, the touch position can be detected with high accuracy. When the drive signal current is optimized according to the signal propagation path length, that is, when the signal propagation path length is small and the waveform distortion of the received signal is small, the drive signal current becomes small and unnecessary. Since no current is passed, unnecessary radiation noise can be reduced.
また、分割領域R01〜R04,R11〜R14ごとに駆動信号の電流の大きさを変化させるように制御するため、各分割領域R01〜R04,R11〜R14の各スキャン期間内においては駆動信号の電流の大きさは変化せず、駆動信号の制御が簡単になる。特に本実施形態では、送信電極7の配列方向(Y方向)および受信電極8の配列方向(X方向)の2方向に関して分割されているため、各分割領域R01〜R04,R11〜R14内での信号伝播経路長のばらつきを小さくして、信号伝播経路長に応じた電流制御をより的確に行うことができる。 In addition, since the drive signal current is controlled to change for each of the divided regions R01 to R04 and R11 to R14, the current of the drive signal is set in each scan period of each of the divided regions R01 to R04 and R11 to R14. The size of the signal does not change, and the control of the drive signal is simplified. In particular, in this embodiment, since it is divided with respect to the two directions of the arrangement direction of the transmission electrode 7 (Y direction) and the arrangement direction of the reception electrode 8 (X direction), it is divided in each of the divided regions R01 to R04, R11 to R14. Variations in the signal propagation path length can be reduced, and current control according to the signal propagation path length can be performed more accurately.
次に、駆動信号の周波数制御について説明する。図9は、駆動信号の周波数制御を説明する図である。なお、図9では、40本の送信電極7を端からY0、Y1…Y39として示しており、64本の受信電極8を端からX0、X1…X63として示している。
Next, frequency control of the drive signal will be described. FIG. 9 is a diagram for explaining the frequency control of the drive signal. In FIG. 9, 40 transmitting
本実施形態では、信号伝播経路長が大きくなるのに応じて駆動信号の周波数が低くなるように周波数制御が行われる。特に本実施形態では、受信グループA〜Dごとに駆動信号の周波数を変化させるように周波数制御が行われ、駆動信号の周波数が、受信グループA〜Dごとに設定されている。 In the present embodiment, frequency control is performed so that the frequency of the drive signal decreases as the signal propagation path length increases. In particular, in the present embodiment, frequency control is performed so as to change the frequency of the drive signal for each of the reception groups A to D, and the frequency of the drive signal is set for each of the reception groups A to D.
信号伝播経路長は、受信グループA、受信グループB、受信グループC、および受信グループDの順で大きくなり、受信グループA〜Dの各々の周波数f1〜f4は、f1>f2>f3>f4の関係となり、例えば図8に示したように、それぞれ3.02MHz、2.96MHz、2.91MHz、2.85MHzに設定されている。 The signal propagation path length increases in the order of reception group A, reception group B, reception group C, and reception group D. The frequencies f1 to f4 of the reception groups A to D are f1> f2> f3> f4. For example, as shown in FIG. 8, they are set to 3.02 MHz, 2.96 MHz, 2.91 MHz, and 2.85 MHz, respectively.
駆動信号の周波数の変更は、図2に示した送信部9のパルス生成部21で行われる。図10は、送信部9のパルス生成部21の概略構成図である。
The frequency of the drive signal is changed by the
パルス生成部21は、クロック発振器55と、PLLシンセサイザ56と、タイミング制御部57とを備えている。クロック発振器55は、基準クロックを生成する。PLLシンセサイザ56は、クロック発振器55から出力される基準クロックを、駆動周波数設定部25に保持された周波数の設定値に基づいた周波数に変換する。タイミング制御部57は、PLLシンセサイザ56から出力されるクロックパルスを所定のタイミンングで出力する。
The
制御部11では、電極選択部22に出力される水平同期信号と同期して、各受信グループA〜Dのスキャン期間の開始時に、各受信グループA〜Dごとに設定された周波数の設定値を駆動周波数設定部25に出力する。これにより、PLLシンセサイザ56では、駆動周波数設定部25の設定値に基づいて、各受信グループA〜Dごとに設定された周波数のパルスが、各受信グループA〜Dのスキャン期間ごとに出力される。
In the
なおここでは、周波数変換にPLLシンセサイザ56を用いたが、分周器などを用いた他の周波数変換手段を採用することも可能である。
Here, the
また、本実施形態では、図9に示したように、送信電極Y0〜Y39の1本に駆動信号を印加する間に受信電極X0〜X63の配列方向に沿って受信電極X0〜X63を順次選択するスキャン方向が送信電極Y0〜Y39に応じて異なるように制御する。特に本実施形態では、送信電極Y0〜Y39の1本ごとにスキャン方向が交互に変化するように制御する。すなわち、スキャン方向を送信電極Y0〜Y39の偶数ラインと奇数ラインとで逆にする。 In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the receiving electrodes X0 to X63 are sequentially selected along the arrangement direction of the receiving electrodes X0 to X63 while the drive signal is applied to one of the transmitting electrodes Y0 to Y39. The scanning direction to be controlled is controlled to be different depending on the transmission electrodes Y0 to Y39. In particular, in this embodiment, control is performed so that the scan direction changes alternately for each of the transmission electrodes Y0 to Y39. That is, the scanning direction is reversed between the even lines and the odd lines of the transmission electrodes Y0 to Y39.
すなわち、偶数ラインの送信電極Y0,Y2,Y4…では、矢印Aで示すように、送信部9に近い一端側から他端側に向けて受信電極X0〜X63が選択される。一方、奇数ラインの送信電極Y1,Y3,Y5…では、矢印Bで示すように、送信部9から遠い他端側から一端側に向けて受信電極X0〜X63が選択される。
That is, in the even-line transmission electrodes Y0, Y2, Y4,..., As indicated by the arrow A, the reception electrodes X0 to X63 are selected from one end side close to the
図11は、駆動信号の出力状況を示すタイミング図であり、図11(A)に偶数ラインの送信電極Y0,Y2,Y4…の場合を、図11(B)に奇数ラインの送信電極Y1,Y3,Y5…の場合をそれぞれ示す。図12は、駆動信号の周波数の変化状況を示す図である。 FIG. 11 is a timing chart showing the output state of the drive signal. FIG. 11A shows the case of even-numbered transmission electrodes Y0, Y2, Y4..., And FIG. The cases of Y3, Y5. FIG. 12 is a diagram illustrating a change state of the frequency of the drive signal.
図11に示すように、送信電極Y0〜Y39には、水平同期信号(HSYNC)に応じて、受信グループA〜Dの各スキャン期間に対応して駆動信号が印加されるが、図11(A)に示すように、偶数ラインの送信電極Y0,Y2,Y4…の場合には、受信グループA、受信グループB、受信グループC、および受信グループDの順となり、駆動信号の周波数はf1、f2、f3、およびf4と次第に低くなるように変化する。一方、図11(B)に示すように、奇数ラインの送信電極Y1,Y3,Y5…の場合には、受信グループD、受信グループC、受信グループB、および受信グループAの順となり、駆動信号の周波数はf4、f3、f2、およびf1と次第に高くなるように変化する。 As shown in FIG. 11, a drive signal is applied to the transmission electrodes Y0 to Y39 corresponding to each scan period of the reception groups A to D according to the horizontal synchronization signal (HSYNC). ), In the case of the transmission electrodes Y0, Y2, Y4... Of even lines, the order is reception group A, reception group B, reception group C, and reception group D, and the frequency of the drive signal is f1, f2. , F3, and f4. On the other hand, as shown in FIG. 11B, in the case of the odd-numbered transmission electrodes Y1, Y3, Y5,..., The receiving group D, the receiving group C, the receiving group B, and the receiving group A are in this order. The frequency of f1 changes gradually to f4, f3, f2, and f1.
このように偶数ラインの送信電極Y0,Y2,Y4…と奇数ラインの送信電極Y1,Y3,Y5…とでスキャン方向が逆になることで、図12に示すように、周波数が次第に低くなる変化パターンと、周波数が次第に高くなる変化パターンとが交互に繰り返される。 In this way, the scanning direction is reversed between the transmission electrodes Y0, Y2, Y4... Of the even lines and the transmission electrodes Y1, Y3, Y5. The pattern and the change pattern in which the frequency gradually increases are repeated alternately.
以上のように、信号伝播経路長が大きくなるのに応じて駆動信号の周波数が低くなるように制御することで、信号伝播経路長が大きくなる場合に生じる受信信号の波形の歪みが小さくなり、信号伝播経路長の違いによるレベル信号のばらつきを小さく抑えることができるため、タッチ位置の検出を精度よく行うことができる。 As described above, by controlling so that the frequency of the drive signal decreases as the signal propagation path length increases, the distortion of the waveform of the received signal that occurs when the signal propagation path length increases is reduced. Since variations in level signals due to differences in signal propagation path length can be suppressed, the touch position can be detected with high accuracy.
また、信号伝播経路長が大きくなるのに応じて駆動信号の周波数が低くなるように制御することで、送信電極Y0〜Y39の1本に駆動信号を印加する間に駆動信号の周波数が変化し、受信電極X0〜X63を順次選択するスキャン方向を送信電極Y0〜Y39に応じて変えることで、駆動信号の周波数の変化パターンが送信電極Y0〜Y39に応じて異なるものになる。このため、送信電極Y0〜Y39に駆動信号を印加することで放射されるノイズの周波数スペクトルが分散してノイズレベルが低下するため、駆動信号に起因するパネル面からの不要輻射ノイズを低減することができる。 Further, by controlling so that the frequency of the drive signal decreases as the signal propagation path length increases, the frequency of the drive signal changes while the drive signal is applied to one of the transmission electrodes Y0 to Y39. By changing the scanning direction for sequentially selecting the reception electrodes X0 to X63 according to the transmission electrodes Y0 to Y39, the change pattern of the frequency of the drive signal becomes different according to the transmission electrodes Y0 to Y39. For this reason, since the frequency spectrum of the noise radiated by applying the drive signal to the transmission electrodes Y0 to Y39 is dispersed and the noise level is lowered, the unnecessary radiation noise from the panel surface caused by the drive signal is reduced. Can do.
また、受信グループA〜Dごとに駆動信号の周波数を変化させるように制御することで、各受信グループA〜Dの各スキャン期間内においては駆動信号の周波数は変化せず、駆動信号の制御が簡単になる。 Also, by controlling the frequency of the drive signal for each reception group A to D, the frequency of the drive signal does not change during each scan period of each reception group A to D, and the drive signal is controlled. It will be easy.
次に、送信部9および受信部10の動作をタイミング図を用いて総括的に説明する。図13は、送信部9における送信電極Y0〜Y39に対する駆動信号の印加状況と、受信部10における受信電極X0〜X63の選択状況とを1フレーム分示すタイミング図である。図14は、図13に示したA部を詳しく示すとともに、受信部10の受信信号処理部32におけるIV変換部41、絶対値検出部43、および積分部44の各出力信号を示すタイミング図である。なお、これらの信号は、タッチ操作が行われていない非タッチ状態で検出されるものである。
Next, the operations of the
図13に示すように、まず、1フレームの開始タイミングを規定する垂直同期信号(VSYNC)が制御部11から送信部9に出力される。その後、送信電極Y0〜Y39の各々に駆動信号を印加するタイミングを規定する水平同期信号(HSYNC)が制御部11から送信部9に出力され、その水平同期信号(HSYNC)に応じて、送信電極Y0〜Y39が順次選択されて、送信電極Y0〜Y39に駆動信号が印加される。
As shown in FIG. 13, first, a vertical synchronization signal (VSYNC) that defines the start timing of one frame is output from the
このとき、図14に示すように、送信電極Y0には、駆動信号として、受信電極X0〜X15の1本に対応する所定数のパルスからなるパルス波P1〜P16が、受信グループAに属する受信電極X0〜X15の本数(16本)に対応して16回繰り返し印加される。受信部10では、各パルス波P1〜P16を印加するタイミングに同期して電極選択部31にて受信電極X0〜X15が順次選択され、受信電極X0〜X15の出力信号が電極選択部31から受信信号処理部32に順次入力される。
At this time, as shown in FIG. 14, pulse waves P1 to P16, each of which includes a predetermined number of pulses corresponding to one of the reception electrodes X0 to X15, are received by the transmission electrode Y0 as a drive signal. It is repeatedly applied 16 times corresponding to the number of electrodes X0 to X15 (16). In the receiving
IV変換部41では、各パルス波P1〜P16に対応した正弦波S1〜S16が出力され、この正弦波S1〜S16は絶対値検出部43で全波整流された上で、積分部44で積分処理される。積分部44の出力信号は、サンプルホールド部45にて所定の積分期間をおいたタイミング(サンプリングポイント)でサンプリングされてサンプリング電圧が出力される。このサンプリング電圧は、AD変換部46でAD変換された上でレベル信号として制御部11に出力される。
The
なお、図14には、送信電極Y0において受信グループAの受信電極X0〜X15が選択される場合を示したが、この他の場合もこれと同様である。 FIG. 14 shows the case where the reception electrodes X0 to X15 of the reception group A are selected in the transmission electrode Y0, but the same applies to other cases.
また、図13に示したように、パルス波P1〜P16(駆動信号)は、受信グループA〜Dと送信グループE,Fとの組み合わせで定まる分割領域R01〜R14のスキャン期間ごとに電流の大きさが変化し、同時に受信グループA〜Dのスキャン期間ごとに周波数が変化する。 Further, as shown in FIG. 13, the pulse waves P1 to P16 (drive signals) are large in current for each scan period of the divided areas R01 to R14 determined by the combination of the reception groups A to D and the transmission groups E and F. The frequency changes at the same time for each scanning period of the reception groups A to D.
具体的には、送信グループEの送信電極Y0〜Y19において、受信グループAの受信電極X0〜X15の選択期間、すなわち分割領域R01のスキャン期間では、周波数f1の駆動信号が電流i2で出力され、受信グループBの受信電極X16〜X31の選択期間、すなわち分割領域R02のスキャン期間では、周波数f2の駆動信号が電流i3で出力され、受信グループCの受信電極X32〜X47、すなわち分割領域R03のスキャン期間では、周波数f3の駆動信号が電流i4で出力され、受信グループDの受信電極X48〜X63、すなわち分割領域R04のスキャン期間では、周波数f4の駆動信号が電流i5で出力される。 Specifically, in the transmission electrodes Y0 to Y19 of the transmission group E, in the selection period of the reception electrodes X0 to X15 of the reception group A, that is, the scan period of the divided region R01, the drive signal of the frequency f1 is output as the current i2. In the selection period of the reception electrodes X16 to X31 of the reception group B, that is, the scan period of the divided region R02, the drive signal of the frequency f2 is output as the current i3, and the reception electrodes X32 to X47 of the reception group C, that is, the scan of the divided region R03 In the period, the drive signal having the frequency f3 is output as the current i4, and in the scan period of the reception electrodes X48 to X63 of the reception group D, that is, the divided region R04, the drive signal having the frequency f4 is output as the current i5.
一方、送信グループFの送信電極Y20〜Y39において、受信グループAの受信電極X0〜X15の選択期間、すなわち分割領域R11のスキャン期間では、周波数f1の駆動信号が電流i1で出力され、受信グループBの受信電極X16〜X31の選択期間、すなわち分割領域R12のスキャン期間では、周波数f2の駆動信号が電流i2で出力され、受信グループCの受信電極X32〜X47、すなわち分割領域R13のスキャン期間では、周波数f3の駆動信号が電流i3で出力され、受信グループDの受信電極X48〜X63、すなわち分割領域R14のスキャン期間では、周波数f4の駆動信号が電流i4で出力される。 On the other hand, in the transmission electrodes Y20 to Y39 of the transmission group F, during the selection period of the reception electrodes X0 to X15 of the reception group A, that is, the scan period of the divided region R11, the drive signal of the frequency f1 is output as the current i1. In the selection period of the receiving electrodes X16 to X31, that is, the scanning period of the divided region R12, the drive signal of the frequency f2 is output as the current i2, and in the receiving electrodes X32 to X47 of the receiving group C, that is, the scanning period of the divided region R13, A drive signal having a frequency f3 is output as a current i3, and a drive signal having a frequency f4 is output as a current i4 during the scan period of the reception electrodes X48 to X63 of the reception group D, that is, the divided region R14.
また、受信電極X0〜X63の配列順に受信電極X0〜X63が選択されるが、偶数ラインの送信電極Y0,Y2,Y4…の場合と奇数ラインの送信電極Y1,Y3,Y5…の場合とでは、スキャン方向、すなわち受信電極X0〜X63の選択順序が互いに逆方向となる。具体的には、偶数ラインの送信電極Y0,Y2,Y4…の場合には、受信電極X0から選択され、奇数ラインの送信電極Y1,Y3,Y5…の場合には、受信電極X63から選択される。 The receiving electrodes X0 to X63 are selected in the arrangement order of the receiving electrodes X0 to X63. In the case of the transmitting electrodes Y0, Y2, Y4... Of the even lines and the transmitting electrodes Y1, Y3, Y5. The scanning direction, that is, the selection order of the receiving electrodes X0 to X63 is opposite to each other. Specifically, in the case of even-line transmission electrodes Y0, Y2, Y4..., It is selected from the reception electrode X0, and in the case of odd-line transmission electrodes Y1, Y3, Y5. The
次に、前記した駆動信号の周波数制御による不要輻射ノイズレベルの低下を具体例で説明する。図15は、本タッチパネル装置1で発生する不要輻射ノイズの周波数特性の一例を示す図であり、図15(A)に、駆動信号の周波数を一定の周波数(3.02MHz)に固定した場合を、図15(B)に、駆動信号を所定の変化範囲(2.85MHz〜3.02MHz)で変化させた場合をそれぞれ示す。
Next, the reduction of the unnecessary radiation noise level due to the frequency control of the drive signal described above will be described with a specific example. FIG. 15 is a diagram illustrating an example of frequency characteristics of unnecessary radiation noise generated in the
図15(A)に示すように、駆動信号の周波数を3.02MHzに固定した場合は、主に3.02MHzの整数倍の周波数で不要輻射ノイズが観測される。一方、図15(B)に示すように、駆動信号の周波数を2.85MHz〜3.02MHzの範囲で変化させた場合には、不要輻射ノイズのスペクトル分布が分散してノイズレベルが数dB〜10dB低下しており、不要輻射ノイズを低減することができることが分かる。 As shown in FIG. 15A, when the frequency of the drive signal is fixed at 3.02 MHz, unwanted radiation noise is observed mainly at an integer multiple of 3.02 MHz. On the other hand, as shown in FIG. 15B, when the frequency of the drive signal is changed in the range of 2.85 MHz to 3.02 MHz, the spectrum distribution of unwanted radiation noise is dispersed and the noise level is several dB to It is 10 dB lower and it can be seen that unnecessary radiation noise can be reduced.
以上のように、本実施形態では、信号伝播経路長に応じて設定された分割領域R01〜R14ごとに駆動信号の電流の大きさを変更する電流制御と、受信グループA〜Dごとに駆動信号の周波数を変更する周波数制御とを行うことにより、信号伝播経路長の違いによるレベル信号のばらつきを小さく抑えて、タッチ位置の検出を精度よく行うとともに、不要輻射ノイズを低減することができる。 As described above, in the present embodiment, the current control for changing the magnitude of the drive signal current for each of the divided regions R01 to R14 set according to the signal propagation path length, and the drive signal for each reception group A to D. By performing frequency control for changing the frequency of the signal, variation in the level signal due to the difference in signal propagation path length can be suppressed, the touch position can be detected accurately, and unnecessary radiation noise can be reduced.
なお、本実施形態では、図6に示したように、分割領域R01〜R04,R11〜R14ごとに駆動信号の電流の大きさを変化させる電流制御を行うものとしたが、受信電極X0〜X63の1本ごとに、あるいは受信グループA〜Dごとに駆動信号の電流の大きさを変化させることも可能である。また、本実施形態では、受信グループA〜Dごとに駆動信号の周波数を変化させる周波数制御を行うものとしたが、分割領域R01〜R04,R11〜R14ごとに、あるいは受信電極X0〜X63の1本ごとに駆動信号の周波数を変化させることも可能である。 In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the current control is performed to change the magnitude of the current of the drive signal for each of the divided regions R01 to R04, R11 to R14. It is also possible to change the magnitude of the current of the drive signal for each of these or for each of the reception groups A to D. Further, in the present embodiment, the frequency control for changing the frequency of the drive signal for each of the reception groups A to D is performed. However, for each of the divided regions R01 to R04, R11 to R14, or one of the reception electrodes X0 to X63. It is also possible to change the frequency of the drive signal for each book.
また、本実施形態では、図9に示したように、送信電極Y0〜Y39の1本ごとにスキャン方向を交互に変化させる、すなわちスキャン方向を送信電極Y0〜Y39の偶数ラインと奇数ラインとで逆にするものとしたが、この偶数ラインおよび奇数ラインのスキャン方向は図示する例と逆でもよい。さらに、スキャン方向を送信電極Y0〜Y39の複数本ごとに変える、例えば3本ずつでスキャン方向を変える構成も可能である。さらに、スキャン方向をランダムに変更する構成も可能である。 In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the scan direction is alternately changed for each of the transmission electrodes Y0 to Y39, that is, the scan direction is changed between the even lines and the odd lines of the transmission electrodes Y0 to Y39. The scanning directions of the even lines and the odd lines may be reversed from the illustrated example. Furthermore, a configuration in which the scan direction is changed for each of the plurality of transmission electrodes Y0 to Y39, for example, the scan direction is changed by three each. Furthermore, a configuration in which the scan direction is randomly changed is also possible.
本発明にかかるタッチパネル装置は、大型化した場合でもタッチ位置の検出を精度よくに行うことができる効果を有し、静電容量方式のタッチパネル装置、特に相互容量方式のタッチパネル装置などとして有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The touch panel device according to the present invention has an effect of accurately detecting the touch position even when the size is increased, and is useful as a capacitive touch panel device, particularly a mutual capacitive touch panel device. .
1 タッチパネル装置
2 PDP(プラズマディスプレイパネル)
3 パネル本体
4 PDP制御部
6 タッチ面
7、Y0〜Y39 送信電極
8、X0〜X63 受信電極
9 送信部
10 受信部
11 制御部
15 タッチ検出領域
BF1〜BF5 バッファ
A〜D 受信グループ
E,F 送信グループ
R01〜R04,R11〜R14 分割領域
1
Claims (5)
前記送信電極を順次選択して駆動信号を印加する送信部と、
前記受信電極を順次選択して前記駆動信号に応答した前記受信電極の出力信号を受信して電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部と、
前記受信部から出力されるレベル信号に基づいてタッチ位置を検出すると共に前記送信部および前記受信部の動作を制御する制御部とを備え、
前記送信部は、前記駆動信号の電流の大きさを変更可能に構成され、
前記制御部は、前記送信部から電極交点を経て前記受信部に至るまでの信号伝播経路長が大きくなるのに応じて、前記駆動信号の電流が大きくなるように制御することを特徴とするタッチパネル装置。 A panel body in which a plurality of transmitting electrodes that run parallel to each other and a plurality of receiving electrodes that run parallel to each other are arranged in a lattice pattern,
A transmitter for sequentially selecting the transmission electrodes and applying a drive signal;
A receiving unit that sequentially selects the receiving electrodes and receives an output signal of the receiving electrodes in response to the drive signal and outputs a level signal for each electrode intersection;
A control unit that detects a touch position based on a level signal output from the reception unit and controls operations of the transmission unit and the reception unit;
The transmission unit is configured to be able to change the magnitude of the current of the drive signal,
The control unit controls the current of the driving signal to increase as the signal propagation path length from the transmitting unit to the receiving unit through the electrode intersection increases. apparatus.
前記制御部は、前記信号伝播経路長が大きくなるのに応じて、前記駆動信号の周波数が低くなるように制御することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のタッチパネル装置。 The transmission unit is configured to be able to change the frequency of the drive signal,
The touch panel device according to claim 1, wherein the control unit controls the frequency of the drive signal to be lowered as the signal propagation path length is increased.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011153729A JP2013020479A (en) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Touch panel device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011153729A JP2013020479A (en) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Touch panel device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013020479A true JP2013020479A (en) | 2013-01-31 |
Family
ID=47691846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011153729A Withdrawn JP2013020479A (en) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Touch panel device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013020479A (en) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104049790A (en) * | 2013-03-11 | 2014-09-17 | 株式会社日本显示器 | Touch Sensor Device, Display Device And Electronic Equipment |
JP2015090706A (en) * | 2013-11-05 | 2015-05-11 | エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド | Touch sensing system and display device |
KR20150072943A (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-30 | 엘지디스플레이 주식회사 | Touch screen display |
WO2015166898A1 (en) * | 2014-04-28 | 2015-11-05 | シャープ株式会社 | Input device and display device |
KR20160020629A (en) * | 2014-08-13 | 2016-02-24 | 엘지디스플레이 주식회사 | Apparatus for Driving of Touch Screen |
JP2016517101A (en) * | 2013-03-18 | 2016-06-09 | クアルコム,インコーポレイテッド | Optimized adaptive thresholding for touch sensing |
JP2017508206A (en) * | 2014-02-04 | 2017-03-23 | タクチュアル ラブズ シーオー. | Frequency conversion in touch sensor |
WO2017069061A1 (en) * | 2015-10-19 | 2017-04-27 | アルプス電気株式会社 | Input device, control method for input device, and input device control program |
JP2018005882A (en) * | 2016-06-30 | 2018-01-11 | エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド | Driving method, touch sensing circuit, display panel, and touch display device |
JP2019121383A (en) * | 2017-12-29 | 2019-07-22 | エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド | Touch display device, touch driving circuit, and touch driving method |
KR20190098873A (en) * | 2018-02-14 | 2019-08-23 | 삼성디스플레이 주식회사 | Touch sensing unit and display device including the same |
JP7373755B2 (en) | 2019-03-20 | 2023-11-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Display system, control device and control method |
-
2011
- 2011-07-12 JP JP2011153729A patent/JP2013020479A/en not_active Withdrawn
Cited By (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014174851A (en) * | 2013-03-11 | 2014-09-22 | Japan Display Inc | Touch sensor device, display device and electronic device |
US10185434B2 (en) | 2013-03-11 | 2019-01-22 | Japan Display Inc. | Display device |
US9513749B2 (en) | 2013-03-11 | 2016-12-06 | Japan Display Inc. | Touch-sensor device, display device, and electronic device |
CN104049790A (en) * | 2013-03-11 | 2014-09-17 | 株式会社日本显示器 | Touch Sensor Device, Display Device And Electronic Equipment |
CN104049790B (en) * | 2013-03-11 | 2017-06-13 | 株式会社日本显示器 | Touch sensor apparatus, display device and electronic equipment |
JP2016517101A (en) * | 2013-03-18 | 2016-06-09 | クアルコム,インコーポレイテッド | Optimized adaptive thresholding for touch sensing |
US9678611B2 (en) | 2013-11-05 | 2017-06-13 | Lg Display Co., Ltd. | Touch sensing system and display apparatus |
JP2015090706A (en) * | 2013-11-05 | 2015-05-11 | エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド | Touch sensing system and display device |
CN104615297A (en) * | 2013-11-05 | 2015-05-13 | 乐金显示有限公司 | Touch sensing system and display apparatus |
KR20150052430A (en) * | 2013-11-05 | 2015-05-14 | 엘지디스플레이 주식회사 | Touch sensing system and display device |
KR102114488B1 (en) | 2013-11-05 | 2020-05-25 | 엘지디스플레이 주식회사 | Touch sensing system and display device |
CN104615297B (en) * | 2013-11-05 | 2018-06-22 | 乐金显示有限公司 | Touch-sensing system and display device |
KR20150072943A (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-30 | 엘지디스플레이 주식회사 | Touch screen display |
KR102138594B1 (en) * | 2013-12-20 | 2020-07-28 | 엘지디스플레이 주식회사 | Touch screen display |
JP2017508206A (en) * | 2014-02-04 | 2017-03-23 | タクチュアル ラブズ シーオー. | Frequency conversion in touch sensor |
WO2015166898A1 (en) * | 2014-04-28 | 2015-11-05 | シャープ株式会社 | Input device and display device |
KR20160020629A (en) * | 2014-08-13 | 2016-02-24 | 엘지디스플레이 주식회사 | Apparatus for Driving of Touch Screen |
KR102269989B1 (en) * | 2014-08-13 | 2021-06-28 | 엘지디스플레이 주식회사 | Apparatus for Driving of Touch Screen |
WO2017069061A1 (en) * | 2015-10-19 | 2017-04-27 | アルプス電気株式会社 | Input device, control method for input device, and input device control program |
JPWO2017069061A1 (en) * | 2015-10-19 | 2018-08-09 | アルプス電気株式会社 | INPUT DEVICE, INPUT DEVICE CONTROL METHOD, AND INPUT DEVICE CONTROL PROGRAM |
US10620762B2 (en) | 2015-10-19 | 2020-04-14 | Alps Alpine Co., Ltd. | Input device, control method for input device, and non-transitory computer readable storage medium storing input device control program |
JP2018005882A (en) * | 2016-06-30 | 2018-01-11 | エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド | Driving method, touch sensing circuit, display panel, and touch display device |
US10572055B2 (en) | 2016-06-30 | 2020-02-25 | Lg Display Co., Ltd. | Driving method, touch sensing circuit, display panel, and touch display device |
US11126302B2 (en) | 2016-06-30 | 2021-09-21 | Lg Display Co., Ltd. | Driving method, touch sensing circuit, display panel, and touch display device |
US11755142B2 (en) | 2016-06-30 | 2023-09-12 | Lg Display Co., Ltd. | Driving method, touch sensing circuit, display panel, and touch display device |
US10908719B2 (en) | 2017-12-29 | 2021-02-02 | Lg Display Co., Ltd. | Touch display device, touch driving circuit, and touch driving method |
JP2019121383A (en) * | 2017-12-29 | 2019-07-22 | エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド | Touch display device, touch driving circuit, and touch driving method |
CN110162205A (en) * | 2018-02-14 | 2019-08-23 | 三星显示有限公司 | Touch-sensing unit and display device including touch-sensing unit |
KR20190098873A (en) * | 2018-02-14 | 2019-08-23 | 삼성디스플레이 주식회사 | Touch sensing unit and display device including the same |
KR102555997B1 (en) * | 2018-02-14 | 2023-07-14 | 삼성디스플레이 주식회사 | Touch sensing unit and display device including the same |
JP7373755B2 (en) | 2019-03-20 | 2023-11-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Display system, control device and control method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2013020479A (en) | Touch panel device | |
US20110298737A1 (en) | Touch screen device | |
TWI488097B (en) | Touch panel | |
JP4850946B2 (en) | Touch panel device | |
EP2735945B1 (en) | Touch signal scan apparatus and touch signal scan method | |
JP4913859B2 (en) | Touch panel device | |
US8373671B2 (en) | Touch screen device | |
US20120293430A1 (en) | Touch screen device and plasma display apparatus having the same | |
JP5264800B2 (en) | Touch panel device | |
KR20170108030A (en) | Orthogonal Frequency Division Scanning Method for Sensors | |
KR101630047B1 (en) | Appratus of Capacitive Touch Panel and Method of driving the same | |
US20120182256A1 (en) | Touch screen device | |
WO2015002203A1 (en) | Touch panel system | |
EP2549651B1 (en) | Methods and touch devices using multiple sampling frequencies | |
JP2012242989A (en) | Touch panel device and instruction object determination method | |
KR20200142343A (en) | Touch apparatus and touch detection method thereof | |
KR101582597B1 (en) | Method and Apparatus of touch screen control using frequency division sensing | |
JP2011242908A (en) | Touch panel device and touch panel system comprising the same | |
JP2011243081A (en) | Touch panel device | |
JP2014523052A (en) | Method and apparatus for sensing and scanning capacitive touch panels | |
JP4904410B2 (en) | Touch panel device | |
JP5449464B2 (en) | Touch panel controller, touch panel device, and electronic information device | |
WO2014002752A1 (en) | Touch panel controller, touch panel device, and electronic information device | |
KR101996084B1 (en) | Method and apparatus for lowing noise on touch screen panel | |
JP7283662B2 (en) | Touch panel device and touch panel device control method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20141007 |