JP2015007912A - Touch panel controller and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タッチパネルコントローラ、タッチパネルコントローラを備えた電子機器に関するものである。 The present invention relates to a touch panel controller and an electronic device including the touch panel controller.
マトリックス状に分布した静電容量の値を検出する装置として、K本のドライブラインとL本のセンスラインとの間に形成される静電容量行列の各静電容量の値の分布を検出(推定)するタッチパネル装置が、特許文献1に開示されている。
As a device for detecting capacitance values distributed in a matrix, the distribution of capacitance values in a capacitance matrix formed between K drive lines and L sense lines is detected ( A touch panel device to be estimated) is disclosed in
上記特許文献1に記載のタッチパネル装置は、ユーザが指又はペン等の被検出体にてタッチパネルに触れたときに、触れられた位置における静電容量の値の変化(例えば小さくなる)を検出することによって、ユーザが触れたタッチパネル上の位置を検出するようになっている。
The touch panel device described in
具体的には、特許文献1に記載のタッチパネルシステム100は、図13に示すように、タッチパネル101とタッチパネルコントローラ110とを備えている。タッチパネル101は、4本のドライブラインDL1〜DL4(K=4)と4本のセンスラインSL1〜SL4(L=4)とを備えていると共に、ドライブラインDL1〜DL4とセンスラインSL1〜SL4とが交差する位置には、静電容量C11〜C44がそれぞれ形成されている。
Specifically, the
タッチパネルコントローラ110には駆動部111が設けられており、駆動部111は符号系列に基づいてドライブラインDL1〜DL4を駆動する。符号系列は、具体的には、図14に示すように、系列長N=31の2進疑似乱数列であるM系列(M-sequence)符号を用いている。
The
ここでは、ドライブラインDL1〜DL4を駆動する信号として、図14に示す系列長N=31の符号系列のうち、Drive1〜4を割り当てることを前提に説明する。符号系列の要素は、「1」及び「−1」のいずれかである。
Here, a description will be given on the assumption that
駆動部111は、符号系列の要素が「1」である場合には、図13に示す電圧「Vdrive」を印加し、符号系列の要素が「−1」である場合には電圧「−Vdrive」を印加する。
The
上記タッチパネルシステム100は、センスラインSL1,SL2及びセンスラインSL3,SL4に接続される2個の差動増幅器112を有している。差動増幅器112は、駆動部111がドライブラインDL1〜DL4を駆動したときに、センスラインSL1〜SL4から出力される各静電容量C11〜C14,C21〜C24,C31〜C43,C41〜C44に基づく線形和信号を受け取り、その差を増幅する。
The
ここで、センスラインSL3,SL4が接続される差動増幅器112の動作を例に取り、タッチパネルシステム100の動作を説明する。
Here, the operation of the
駆動部111は、図14に示すDrive1〜31のうち、4つのDrive1〜4によって、ドライブラインを駆動する。
The
例えば、駆動部111は、図13に示す1st Vectorによる駆動において、ドライブラインDL1,DL3,DL4に電圧「Vdrive」を印加し、ドライブラインDL2に電圧「−Vdrive」を印加する。その際、差動増幅器112の入出力は短絡され、差動増幅器112に接続される積分容量Cintはリセット状態であり、全てのセンスラインの電圧がゼロとなるように動作させる。すなわち、静電容量C31〜C34,C41〜C44に蓄積される電荷をそれぞれQ31〜Q34,Q41〜Q44とすると、Q31〜Q34,Q41〜Q44は、センスライン電圧を基準として電荷量を計算した場合、
For example, the
にて与えられる。尚、各静電容量C11〜C44の各静電容量値を、C11〜C44にて示している。
Given in Note that each of the electrostatic capacitance value of each electrostatic capacitance C11~C44, is indicated by
次に、差動増幅器112の短絡状態が解除された状態を考える。また、駆動部111は、全てのドライブラインの電圧がゼロとなるように動作させる。差動増幅器112の入力電圧をそれぞれX3,X4とし,出力電圧をそれぞれY3、Y4とすると、差動増幅器112に接続される容量に蓄積される電荷の総和QY3,QY4は、
Next, consider a state in which the short-circuit state of the
となる。電荷保存則より、 It becomes. From the law of conservation of charge,
が成立し、差動増幅器112の出力電圧Y3,Y4はそれぞれ、
And the output voltages Y3 and Y4 of the
にて与えられる。 Given in
ここで、差動増幅器112の出力端子の信号Y3,Y4の差は、
Here, the difference between the signals Y3 and Y4 at the output terminal of the
となる。 It becomes.
ここで、「C31+C32+C33+C34+Cint」及び「C41+C42+C43+C44+Cint」が略等しい容量Callで与えられるとする。すなわち、 Here, it is assumed that “C 31 + C 32 + C 33 + C 34 + C int ” and “C 41 + C 42 + C 43 + C 44 + C int ” are given by substantially the same capacitance C all . That is,
を仮定する。 Assuming
差動増幅器112のゲインが十分大きい場合、X3−X4は略ゼロと見做せるため、図13に示す1st Vectorによる駆動において得られる差動増幅器112の出力信号Y341は、差動増幅器112の出力端子の信号Y3,Y4の差で与えられ、
If the gain of the
と書ける。 Can be written.
図14に示す符号系列のうち、ドライブラインDL1〜DL4に与えられるi回目の駆動に用いる符号系列、すなわち、図14に示すith VectorのDrive1,Drive2,Drive3,Drive4をそれぞれDi1,Di2,Di3,Di4とすると、差動増幅器112の出力信号Y34iは、
Of the code sequences shown in FIG. 14, the code sequence used for the i-th drive given to the drive lines DL 1 to DL 4 , that is, Drive 1 ,
にて与えられる。 Given in
図14に示す1st vectorから、31th vectorまでの駆動によって、31個の信号Y341〜Y3431が得られる。この31個の信号Y341〜Y3431と、それぞれのドライブラインDL1〜DL4に与える4個の系列長31の符号系列との内積演算を実行することにより、各ドライブラインに接続される静電容量を推定することができる。
By driving from the 1st vector shown in FIG. 14 to the 31th vector, 31 signals Y34 1 to Y34 31 are obtained. By executing an inner product operation of the 31 signals Y34 1 to Y34 31 and four
例えば、ドライブラインDL1の駆動に用いた系列「Di1」を用いて、静電容量C31−C41を推定する場合、下式で表される。 For example, using the sequence "D i1" used to drive the drive line DL 1, when estimating the capacitance C31-C41, represented by the following formula.
ここで、M系列符号は、同じ系列同士の内積は系列長と同じ値をとり、異なる系列同士の内積は−1の値をとることが知られている。したがって、上式は、 Here, it is known that the inner product between the same sequences takes the same value as the sequence length, and the inner product between different sequences takes a value of −1. Therefore, the above formula is
となる。 It becomes.
ここで、全てのセンスラインSL1〜SL4及び全てのドライブラインDL1〜DL4は、それぞれ均一の幅で作られていると仮定して各静電容量C31〜C44の静電容量値C31〜C44が略同じ値になるとすれば、静電容量C31−C41に掛かる係数は他の静電容量C32−C42,C33−C43,C34−C44に比べて31倍大きいため、他の静電容量C32−C42,C33−C43,C34−C44の影響は無視できる程小さくなり、上式は、
Here, it is assumed that all of the sense lines SL 1 to SL 4 and all of the drive lines DL 1 to DL 4 are formed with a uniform width, and the capacitance values C of the
と簡略化でき、静電容量C31−C41の静電容量値C31−C41を推定することができる。
And can be simplified, it is possible to estimate the
ところで、上記特許文献1に開示された従来のタッチパネルシステム100では、製造プロセスの影響によりドライブライン及びセンスラインがそれぞれ均一に配設されないこと等によりセンスラインとドライブラインとの間の静電容量が一定でない場合について補正することを扱っている。
By the way, in the conventional
しかしながら、このような問題とは別に、差動増幅器112の入力に、図13に示すような寄生容量Cp1〜Cp4(尚、図13では、寄生容量Cp1,Cp2を省略)が付き、この寄生容量Cp1〜Cp4の影響で、各静電容量値C11〜C44の推定値に誤りが生じる場合がある。
However, apart from such a problem, the parasitic capacitances Cp1 to Cp4 as shown in FIG. 13 (parasitic capacitances Cp1 and Cp2 are omitted in FIG. 13) are attached to the input of the
ここで、寄生容量Cp3,Cp4が存在する場合、前記1st Vectorによる駆動において得られる静電容量C31〜C34,C41〜C44に蓄積される電荷と、差動増幅器112の短絡状態が解除され、全てのドライブラインDL1〜DL4の電圧がゼロとなるように動作させる状態での電荷の総和QY3,QY4とは、それぞれ、
Here, if the parasitic capacitance Cp3, Cp4 is present, the charge stored in the capacitance obtained in the driving by 1st Vector C 31 ~C 34, C 41 ~C 44, a short-circuit state of the
となる。したがって、差動増幅器112の出力電圧Y3,Y4はそれぞれ、
It becomes. Therefore, the output voltages Y3 and Y4 of the
となる。 It becomes.
前記と同様に、「C31+C32+C33+C34+Cint」及び「C41+C42+C43+C44+Cint」が略等しい容量Callにて与えられるとする。また、前記と同様に、差動増幅器112のゲインが十分大きい場合、X3−X4は略ゼロと見做せるとすると、
Similarly to the above, it is assumed that “C 31 + C 32 + C 33 + C 34 + C int ” and “C 41 + C 42 + C 43 + C 44 + C int ” are given by substantially the same capacitance C all . Similarly to the above, when the gain of the
となる。 It becomes.
前記と同様に、ith VectorのDrive1,Drive2,Drive3,Drive4をそれぞれDi1,Di2,Di3,Di4とすると、差動増幅器112の出力Y34iは、
Similarly to the above, if Drive1, Drive2, Drive3, and Drive4 of it Vector are set to Di1, Di2, Di3, and Di4, respectively, the output Y34 i of the
で与えられる。 Given in.
ここで、X3i,X4iについて考える。ith VectorのDrive1,Drive2,Drive3,Drive4をそれぞれDi1,Di2,Di3,Di4とすると、前記の式は、
Here, X3 i and X4 i are considered. When it is assumed that
となり、これをX3i,X4iについてまとめると、 When this is summarized for X3 i and X4 i ,
となる。差動増幅器112のそれぞれの出力端子の信号Y3i,Y4iは差動増幅器112の出力信号Y34iとコモンモード電圧Vcmとを用いて、
It becomes. The signals Y3 i and Y4 i at the respective output terminals of the
と書ける。したがって、 Can be written. Therefore,
と変形できる。式の簡略化のため、 And can be transformed. To simplify the formula,
で表せるQtotを仮定する。この場合、上式は、 Let Q tot be expressed as In this case, the above formula is
となる。 It becomes.
それぞれ、X3i,X4iについて整理すると、 Organizing X3i and X4i respectively
となる。 It becomes.
これらより、X3iを求めると、 From these, when X3 i is obtained,
同様に、X4iについても、 Similarly, for X4 i ,
にて与えられる。 Given in
前記X3i,X4iが出力信号Y34iに与える影響を考える。出力信号Y34iは、 Consider the influence of the X3 i and X4 i on the output signal Y34 i . The output signal Y34 i is
で与えられる。 Given in.
ここで、各静電容量C31〜C44の静電容量値C31〜C44は全て同じ静電容量値Cxであると仮定した場合、 Here, when it is assumed that the capacitance values C 31 to C 44 of the capacitances C 31 to C 44 are all the same capacitance value Cx,
となる。ここで、Vdrive,Vcmは固定値であり、容量も固定値であるとすると、上式においてドライブラインを駆動する信号に応じて変化する成分は、 It becomes. Here, assuming that Vdrive and Vcm are fixed values and the capacitance is also a fixed value, the component that changes according to the signal for driving the drive line in the above equation is:
であり、寄生容量Cp3と寄生容量Cp4との差Cp3−Cp4を符号系列の和(Di1+Di2+Di3+Di4)で駆動した信号に比例する信号となる。すなわち、寄生容量に差がある場合(Cp3−Cp4≠0)、駆動パターンの合計値(ここでは、「Di1+Di2+Di3+Di4」)によって生じる電荷が差動増幅器112の積分容量Cintに混入し、各静電容量値C31〜C34,C41〜C44の推定が不正確になるという問題が生じる。
The difference Cp3-Cp4 between the parasitic capacitance Cp3 and the parasitic capacitance Cp4 is a signal proportional to the signal driven by the sum of the code series (D i1 + D i2 + D i3 + D i4 ). That is, when there is a difference in parasitic capacitance (Cp3−Cp4 ≠ 0), the charge generated by the total value of the drive patterns (here, “D i1 + D i2 + D i3 + D i4 ”) is generated in the integral capacitance Cint of the
このため、特許文献1に記載の技術では、タッチパネルコントローラを良好に動作させることが困難になってしまう。
For this reason, with the technique described in
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、センスラインに存在する寄生容量の影響を補正して、静電容量値の推定をより正確に行うことのできるタッチパネルコントローラ及び電子機器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to correct the influence of the parasitic capacitance existing in the sense line and more accurately estimate the capacitance value. To provide a touch panel controller and an electronic device.
本発明の一態様におけるタッチパネルコントローラは、上記課題を解決するために、センスラインとK本のドライブライン(Kは複数)との間に形成されるK個の静電容量を、M系列符号、Gold系列符号または直交符号を表すN個のQ次元ベクトル(Nは整数、Qは3以上の整数)に含まれるN個のK次元ベクトルにより並列駆動し、前記K個の静電容量に蓄積された電荷に基づく線形和信号を前記センスラインから出力させる駆動部を備え、前記駆動部は、前記N個のQ次元ベクトルに含まれるN個のP次元ベクトル(1≦P≦K)により前記K個の静電容量のうちのP個を並列駆動し、前記P個の静電容量に蓄積された電荷に基づく他の線形和信号を前記センスラインから出力させ、前記線形和信号と前記他の線形和信号とを加減算して得られる加減算信号と、前記N個のK次元ベクトルとの内積演算により、前記K個の静電容量の値を推定する内積演算部をさらに備えることを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, the touch panel controller according to one embodiment of the present invention uses K M capacitances formed between a sense line and K drive lines (K is a plurality) as M series codes, Driven in parallel by N K-dimensional vectors included in N Q-dimensional vectors (N is an integer, Q is an integer of 3 or more) representing a Gold series code or an orthogonal code, and stored in the K capacitances A drive unit that outputs a linear sum signal based on the charged charges from the sense line, and the drive unit uses the N P-dimensional vectors (1 ≦ P ≦ K) included in the N Q-dimensional vectors to P of the capacitances are driven in parallel, and another linear sum signal based on the charge accumulated in the P capacitances is output from the sense line, and the linear sum signal and the other capacitance are output. Addition and subtraction with linear sum signal A subtraction signal obtained Te, the inner product operation between the N K-dimensional vector, and further comprising an inner product calculation unit for estimating the value of the K electrostatic capacitance.
本発明の一態様における集積回路は、上記記載のタッチパネルコントローラを集積していることを特徴としている。 An integrated circuit according to one embodiment of the present invention includes the touch panel controller described above.
本発明の一態様における電子機器は、上記記載のタッチパネルコントローラと、上記タッチパネルコントローラにより制御されるタッチパネルとを備えていることを特徴としている。 An electronic device according to one embodiment of the present invention includes the touch panel controller described above and a touch panel controlled by the touch panel controller.
本発明の一態様における他の電子機器は、センスラインとK本のドライブライン(Kは複数)との間に形成されるK個の静電容量を、M系列符号、Gold系列符号または直交符号を表すN個のQ次元ベクトル(Nは整数、Qは3以上の整数)に含まれるN個のK次元ベクトルにより並列駆動し、前記K個の静電容量に蓄積された電荷に基づく線形和信号を前記センスラインから出力させる駆動部を備え、前記駆動部は、前記N個のQ次元ベクトルに含まれるN個のP次元ベクトル(1≦P≦K)により前記K個の静電容量のうちのP個を並列駆動し、前記P個の静電容量に蓄積された電荷に基づく他の線形和信号を前記センスラインから出力させるタッチパネルコントローラと、前記タッチパネルコントローラにより制御されるタッチパネルと、前記線形和信号と前記他の線形和信号とを受け取る中央演算処理装置とを備えた電子機器であって、前記中央演算処理装置は、前記線形和信号と前記他の線形和信号とを加減算して得られる加減算信号と、前記N個のK次元ベクトルとの内積演算により、前記K個の静電容量の値を推定する内積演算部を含むことを特徴としている。 Another electronic device according to one embodiment of the present invention is configured such that K capacitances formed between a sense line and K drive lines (K is a plurality) are represented by an M-sequence code, a Gold-sequence code, or an orthogonal code. A linear sum based on the charges accumulated in the K capacitances, driven in parallel by N K-dimensional vectors included in N Q-dimensional vectors (N is an integer, Q is an integer of 3 or more) A driving unit configured to output a signal from the sense line, and the driving unit includes N P-dimensional vectors (1 ≦ P ≦ K) included in the N Q-dimensional vectors. A touch panel controller which drives P of them in parallel and outputs another linear sum signal based on the electric charge accumulated in the P capacitances from the sense line; and a touch panel controlled by the touch panel controller. And a central processing unit that receives the linear sum signal and the other linear sum signal, wherein the central processing unit receives the linear sum signal and the other linear sum signal. It includes an inner product calculation unit that estimates the value of the K electrostatic capacitances by calculating an inner product of an addition / subtraction signal obtained by addition / subtraction and the N K-dimensional vectors.
本発明の一態様によれば、センスラインに存在する寄生容量の影響を補正して、静電容量値の推定をより正確に行うことのできるタッチパネルコントローラ及び電子機器を提供するという効果を奏する。 According to one embodiment of the present invention, there is an effect of providing a touch panel controller and an electronic device that can correct the influence of parasitic capacitance existing in a sense line and more accurately estimate a capacitance value.
〔実施の形態1〕
本発明の一実施形態について図1〜図7に基づいて説明すれば、以下のとおりである。ただし、この実施形態に記載されている構成は、特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
[Embodiment 1]
One embodiment of the present invention is described below with reference to FIGS. However, the configuration described in this embodiment is merely an illustrative example, and is not intended to limit the scope of the present invention only to that unless otherwise specified.
〔タッチパネル装置の構成〕
本実施の形態のタッチパネル装置1の構成を、図2に基づいて説明する。図2は、本実施の形態のタッチパネル装置1を示す構成図である。
[Configuration of touch panel device]
The configuration of the
本実施の形態のタッチパネル装置1は、図2に示すように、タッチパネル2とタッチパネルコントローラ3とを備えている。タッチパネル2は、K本のドライブラインDL1〜DLKと、L本のセンスラインSL1〜SLLとを有している。ドライブラインDL1〜DLKとセンスラインSL1〜SLLとが交差する位置には、静電容量C1,1〜CL,Kが形成されている。尚、静電容量C1,1〜CL,Kの各静電容量値は、それぞれC1,1〜CL,Kであるとする。
The
上記センスラインSL1〜SLLは、各差動増幅器OPに接続されている。差動増幅器OPの出力信号は、AD変換部21によってデジタル信号に変換された後に、信号処理部22を経て内積演算部23に入力される。内積演算部23の出力信号は、静電容量の推定値となる。
The
本実施の形態の差動増幅器OPは、差動入力−差動出力の差動増幅器からなっており、それぞれの入力−出力端子間に積分容量Cintを設置している。差動増幅器OPの入力端子は例えばそれぞれ、センスラインSL1,SL2と接続される。差動増幅器OPの出力信号をそれぞれ、Y1,Y2とする。AD変換部21は、差動増幅器OPの出力信号の差Y1−Y2をデジタル値に変換する。
The differential amplifier OP of the present embodiment is composed of a differential amplifier of differential input-differential output, and an integrating capacitor Cint is installed between the respective input-output terminals. The input terminals of the differential amplifier OP are connected to the sense lines SL 1 and SL 2 , for example. The output signals of the differential amplifier OP are Y1 and Y2, respectively. The
また、各ドライブラインDL1〜DLKは駆動部10に接続されている。駆動部10には、駆動制御部11が接続されており、この駆動制御部11は、K本のドライブラインDL1〜DLKを少なくとも2種類の駆動方法にて駆動するように駆動部10を制御するものとなっている。
The drive lines DL 1 to DL K are connected to the
上記構成を有するタッチパネル装置1における駆動部10、駆動制御部11、信号処理部22、内積演算部23の動作を説明する。
Operations of the
本実施の形態のタッチパネル装置1では、駆動制御部11の制御によって、駆動部10にてドライブラインDL1〜DLKが駆動され、これによって、センスラインSL1〜SLLから静電容量C1,1〜C1,K〜CL,1〜CL,Kに基づく線形和信号が出力される。
In the
駆動部10には互いに相関の低い符号系列D1〜DKが与えられ、駆動部10は、符号が「1」の場合は対応するドライブラインに電圧「Vdrive」を印加し、符号が「−1」の場合は対応するドライブラインに電圧「−Vdrive」を印加する。
The
信号処理部22は、デジタル変換された差動増幅器OPの出力信号を符号系列D1〜DKの1周期間(第1クロック〜第63クロック)加算する。
The
内積演算部23は、デジタル変換された差動増幅器OPの出力信号と符号系列D1〜DKとの内積を計算する。
The inner
〔タッチパネルコントローラの静電容量値の推定動作〕
上記構成のタッチパネルコントローラ3の動作を図1に基づいて、以下に説明する。図1は、タッチパネルコントローラ3の動作を簡単にするために、一つの差動増幅器OPに接続される2本のセンスラインと、該2本のセンスラインと交差する18本のドライブラインを持つタッチパネル装置1の一例のタッチパネル装置1Aの構成を示すブロック図である。
[Estimation of capacitance value of touch panel controller]
The operation of the
タッチパネル装置1Aは、図1に示すように、2本のセンスラインSL1,SL2(L=2)と、18本のドライブラインDL1,DL2…DL18(K=18)とを有している。 As shown in FIG. 1, the touch panel device 1A has two sense lines SL 1 and SL 2 (L = 2) and 18 drive lines DL 1 , DL 2 ... DL 18 (K = 18). doing.
上記構成のタッチパネル装置1Aにおいては、駆動部10は、ドライブラインDL1,DL2,…,DL18を、それぞれのドライブラインDL1,DL2,…,DL18に与えられる18個の系列長N(NはN≧18を満たす整数)の符号系列D1〜D18にて並列駆動する。符号系列D1〜D18は、図3に示すように、系列長N=63のQ次元ベクトル(Q=63)を含む2進疑似乱数列であるM系列(M-sequence)をビットシフトして生成される符号系列を用いる。
In the touch panel device 1A having the above configuration, the
ここで、符号系列D1,1〜D63,63は、請求項に記載の「N個のQ次元ベクトル(Nは整数、Qは3以上の整数)」に相当する。ここでは、N=Q=63の例を示している。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、図4及び図5に示すN=Q=32のウォルシュ符号を本発明に適用することができる。また、NとQとは異なっていてもよい。例えば、図6に示すN=32、Q=16のアダマール符号を本発明に適用することができる。さらに、図7に示すN=31、Q=15の3値M系列を本発明に適用することができる。 Here, the code sequences D 1,1 to D 63 , 63 correspond to “N Q-dimensional vectors (N is an integer, Q is an integer of 3 or more)” described in the claims. Here, an example of N = Q = 63 is shown. However, the present invention is not limited to this. For example, the Walsh code of N = Q = 32 shown in FIGS. 4 and 5 can be applied to the present invention. N and Q may be different. For example, the Hadamard code of N = 32 and Q = 16 shown in FIG. 6 can be applied to the present invention. Furthermore, the ternary M series of N = 31 and Q = 15 shown in FIG. 7 can be applied to the present invention.
符号系列D1,1〜D18,63は、請求項に記載の「N個のK次元ベクトル」に相当する。そして、符号系列D19,1〜D36,63、符号系列D37,1〜D54,63、及び符号系列D55,1〜D63,63は、請求項に記載の「N個のP次元ベクトル(1≦P≦K)」に相当する。
The code sequences D 1,1 to D 18,63 correspond to “N K-dimensional vectors” recited in the claims. Then, the
具体的には、図3に示す符号系列の例では、符号系列D1〜DKを、クロック毎にビットシフトして値を変化させ、63クロック毎に同じ値を繰り返す。それぞれのM系列は、符号系列D1,i〜D63,iとする。すなわち、符号系列D1,i〜D63,iはクロック毎に値を変化させ、第1クロックでは符号系列D1,1〜D63,1の値となり、第63クロックでは、D1,63〜D63,63の値となる。第64クロックでは、第1クロックと同じ値の符号系列D1,1〜D63,1に戻り、63クロック毎に同じ値を繰り返す。 Specifically, in the example of the code sequence shown in FIG. 3, the code sequences D 1 to D K are bit-shifted for each clock to change the value, and the same value is repeated every 63 clocks. Each M sequence is assumed to be a code sequence D1 , i- D63 , i . That is, the code sequence D 1, i to D 63, i changes in value for each clock, becomes the value of the code sequence D 1,1 to D 63,1 in the first clock, and D 1,63 in the 63rd clock. It becomes the value of -D63,63 . At the 64th clock, the code sequence D 1,1 to D 63,1 returns to the same value as the first clock, and the same value is repeated every 63 clocks.
また、クロック信号は、1MHzとする。符号系列D1〜DKの要素つまり各符号D1,1〜D63,63は、「1」及び「−1」のいずれかである。 The clock signal is 1 MHz. The elements of the code sequences D 1 to D K , that is, the codes D 1,1 to D 63 , 63 are either “1” or “−1”.
また、駆動部10は、図1に示すように、符号系列D1〜D18の要素が「1」である場合には電圧「Vdrive」を印加し、符号系列D1〜D18の要素が「−1」である場合には電圧「−Vdrive」を印加する。電圧「Vdrive」は、例えば電源電圧VDDを用いる。また、参照電圧等の電源電圧以外の電圧であってもよい。
Further, as illustrated in FIG. 1, when the elements of the code sequences D 1 to D 18 are “1”, the driving
上記タッチパネル装置1Aは、センスラインSL1,SL2に接続された1個の差動増幅器OPを有している。差動増幅器OPは、駆動部10がドライブラインDL1〜DL18を駆動したときに、センスラインSL1,SL2から出力される各静電容量C1,1〜C1,18,C2,1〜C2,18に基づく線形和信号X1,X2を受け取り、その差を増幅する。
The touch panel device 1A has one differential amplifier OP connected to the sense lines SL 1 and SL 2 . Differential amplifier OP, when the
例えば、駆動部10は、ドライブラインDL1〜DL18への系列長63の符号系列D1,1〜D18,1,…,D1,63〜D18,63における、第iクロックの符号系列D1,i〜D18,iによる駆動において、電圧「Vdrive」又は電圧「−Vdrive」のいずれかを印加する。このとき、センスラインSL1,SL2に接続されている差動増幅器OPの出力Yiである出力Y1i−Y2iは、下式(1)
For example, the
にて与えられる。尚、差動増幅器OPの出力信号の差YiをY1i−Y2iにて与える。 Given in A difference Y i between the output signals of the differential amplifier OP is given by Y1 i -Y2 i .
ここで、センスラインSL1の各静電容量値C1,1〜C1,18及びセンスラインSL2の各静電容量値C2,1〜C2,18は、差動増幅器OPの出力信号に基づく信号「Yi=Y1i−Y2i」と18個の系列長63の符号系列Di,1〜Di,18との内積演算を実行することにより推定することができる。
Here, each of the
例えば、ドライブラインDL1の駆動に用いた系列「Di,1」を用いて、静電容量C1,1−C2,1の静電容量値C1,1−2,1を推定する場合、下式(2)で表される。 For example, using the sequence "D i, 1" used to drive the drive line DL 1, when estimating the capacitance value C 1,1-2,1 of the capacitance C1,1-C2,1, It is represented by the following formula (2).
ここで、M系列は、同じ系列同士の内積は系列長と同じ値をとり、異なる系列同士の内積は−1の値をとることが知られている。したがって、上式(2)は、 Here, as for M series, it is known that the inner product of the same series takes the same value as the sequence length, and the inner product of different series takes a value of -1. Therefore, the above equation (2) is
と簡略化でき、静電容量C1,1−C2,1の静電容量値C1,1−2,1を推定することができる。尚、式(3)では、式(2)の第2項を省略している。 And can be simplified, it is possible to estimate the electrostatic capacitance value C 1,1-2,1 of the capacitance C1,1-C2,1. In Expression (3), the second term of Expression (2) is omitted.
〔寄生容量の影響を補正する動作〕
しかしながら、本実施の形態のタッチパネル装置1Aでは、差動増幅器OPの入力に、図1に示すような寄生容量Cp1〜Cp2が付き、この寄生容量Cp1,Cp2の影響で、各静電容量値C1,1〜C2,18の推定値に誤りが生じる場合がある。寄生容量Cp1はセンスラインSL1とグランドとの間の容量であるとする。また、寄生容量Cp2はセンスラインSL2とグランドとの間の容量であるとする。これら寄生容量Cp1,Cp2はそれぞれ、センスラインSL1〜SL2から静電容量C1,1〜C1,18〜C2,1〜C2,18に基づく線形和信号が出力されたときの差動増幅器OPへの入力信号X1,X2に影響する。
[Operation to correct the influence of parasitic capacitance]
However, in the touch panel device 1A of the present embodiment, parasitic capacitances Cp1 to Cp2 as shown in FIG. 1 are attached to the input of the differential amplifier OP, and each capacitance value Cp is affected by the parasitic capacitances Cp1 and Cp2. An error may occur in the estimated values of 1,1 to C2,18 . Parasitic capacitance Cp1 is assumed to be a capacitance between the sense line SL 1 and the ground. In addition, the parasitic capacitance Cp2 is the capacitance between the sense line SL 2 and the ground. Each of these parasitic capacitances Cp1, Cp2 is the capacitance C1 from the
すなわち、寄生容量は、信号配線が物理的な形状を持っているために発生する。信号配線は、通常ある一定の幅を持った金属で構成され、これは周辺にある何らかの導体との間に容量を形成する。通常、電気回路では、導体は接地されていることが多いので信号線とグランドとの間の寄生容量が図らずとも形成される。尚、寄生容量は、タッチパネルコントローラ3に付くとは限らず、タッチパネル2、図示しない基板にも付く。したがって、本実施の形態では、このようなセンスラインSL1に存在する寄生容量Cp1と、センスラインSL2に存在する寄生容量Cp2との差によって生じる誤差を補正することを目的としている。
That is, the parasitic capacitance is generated because the signal wiring has a physical shape. The signal wiring is usually made of a metal having a certain width, and this forms a capacitance with some surrounding conductor. Usually, in an electric circuit, the conductor is often grounded, so that a parasitic capacitance between the signal line and the ground is formed without aiming. The parasitic capacitance is not necessarily attached to the
寄生容量Cp1,Cp2に差がある場合、駆動パターンの合計値によって乗じる電荷に基づく信号が差動増幅器OPの積分容量Cintに混入し、静電容量C1,1−C2,1の静電容量値C1,1−C2,1の推定が不正確になるという問題がある。 If the parasitic capacitance Cp1, Cp2 are different, signals based on charge multiplying by the total value of the driving pattern is mixed into the integrating capacitor C int of the differential amplifier OP, the electrostatic capacitance of the electrostatic capacitance C1,1-C2,1 There is a problem that the estimation of the values C 1,1 -C 2,1 becomes inaccurate.
上記寄生容量Cp1,Cp2に差がある場合の影響が、どの程度であるかについて、以下に説明する。 The extent of the influence when there is a difference between the parasitic capacitances Cp1 and Cp2 will be described below.
まず、第iクロックの駆動時の差動増幅器OPの出力信号Yiは、前述したように、駆動パターンDiの合計値で与えられるため、差動増幅器OPの寄生容量Cp1,Cp2の差に起因する係数をaとすると、 First, since the output signal Yi of the differential amplifier OP at the time of driving the i-th clock is given by the total value of the drive pattern Di as described above, it is caused by the difference between the parasitic capacitances Cp1 and Cp2 of the differential amplifier OP. If the coefficient is a,
で与えられる。 Given in.
この出力信号YiとドライブラインDL1の駆動に用いた符号系列Di,1との内積演算を実行することにより静電容量値を推定することができる。ここで、1≦i≦N=63である。 It is possible to estimate the capacitance value by performing an inner product operation between the code sequence D i, 1 used in the drive of the output signal Yi and driveline DL 1. Here, 1 ≦ i ≦ N = 63.
例えば、静電容量C1,1−C2,1の静電容量値C1,1−2,1は、 For example, the capacitance value C1,1-2,1 of the capacitance C1,1- C2,1 is
にて推定される。 Is estimated.
ここで、前述したように、DiとしてM系列を使用する場合、M系列は、同じ系列同士の内積は系列長と同じ値をとり、異なる系列同士の内積は−1の値をとることから、式(5)は、 Here, as described above, when an M sequence is used as Di, the inner product between the same sequences takes the same value as the sequence length, and the inner product between different sequences takes a value of −1. Equation (5) is
となる。 It becomes.
式(6)において、第1項以外は誤り成分となる。ここで、第2項及び第3項の誤り成分のうち、使用するタッチパネル2、センスライン数、ドライブライン数及び基板によっていずれが大きいかは変化するが、第3項の誤り成分が支配的となる場合が経験的に多いと考えられる。
In equation (6), the components other than the first term are error components. Here, among the error components of the second term and the third term, whichever is larger depends on the
したがって、式(6)における例えば第3項の誤り成分を小さくすることができれば、寄生容量Cp1,Cp2に差がある場合の影響を小さくできることになる。 Therefore, if, for example, the error component of the third term in equation (6) can be reduced, the effect when there is a difference between the parasitic capacitances Cp1 and Cp2 can be reduced.
本実施の形態のタッチパネル装置1Aのタッチパネルコントローラ3では、式(6)における第3項の誤り成分を小さくするために、以下の構成を備えている。
The
すなわち、本実施の形態のタッチパネル装置1Aのタッチパネルコントローラ3は、18本のドライブラインDL1〜DL18を並列駆動し、2本のセンスラインSL1,SL2との各交差点にそれぞれ形成された静電容量に蓄積される電荷に基づく線形和信号を該センスラインSL1,SL2から出力させる駆動部10と、センスラインSL1,SL2毎に存在する寄生容量Cp1,Cp2が静電容量の変化に与える影響を補正すべく、18本のドライブラインDL1〜DL18を少なくとも2種類の並列駆動方法にて並列駆動させるように駆動部10を制御する駆動制御部11と、少なくとも2種類の並列駆動方法にて並列駆動されたときの線形和信号と符号系列との内積演算に基づいて静電容量の値を推定する内積演算部23とを備えている。
That is, the
これにより、センスラインSL1,SL2毎に存在する寄生容量Cp1,Cp2がそれぞれ異なっていても、18本のドライブラインDL1〜DL18を少なくとも2種類の並列駆動方法にて並列駆動させることによって、寄生容量Cp1,Cp2の影響を小さくした各静電容量値の推定値を得ることができる。 Thereby, even if the parasitic capacitances Cp1 and Cp2 existing for the sense lines SL 1 and SL 2 are different from each other, the 18 drive lines DL 1 to DL 18 are driven in parallel by at least two types of parallel drive methods. Thus, it is possible to obtain an estimated value of each capacitance value in which the influence of the parasitic capacitances Cp1 and Cp2 is reduced.
したがって、センスラインSL1,SL2に存在する寄生容量Cp1,Cp2の影響を補正して、静電容量値の推定をより正確に行うことのできるタッチパネルコントローラ3を提供することができるものとなっている。
Therefore, it is possible to provide the
上記タッチパネルコントローラ3の補正動作の具体的な処理について、以下に説明する。
Specific processing of the correction operation of the
まず、本実施の形態のタッチパネルコントローラ3では、18個の系列長63の第1符号系列とは別の、異種類の18個の系列長63の第2符号系列により18本のドライブラインDL1〜DL18を並列駆動する。すなわち、18個の系列長63の第1符号系列Di,jとは別の18個の系列長63の第2符号系列D2i,jを用意する。
First, in the
ここでは、簡単のために、
N−K=K
となるようにする。この結果、N=2Kであると仮定する。
Here for the sake of simplicity
N−K = K
To be. As a result, it is assumed that N = 2K.
すなわち、18個の系列長63の第1符号系列Di,jとは別の18個の系列長63の第2符号系列D2i,jを用いる。したがって、第2符号系列D2i,jは、M系列のうち、式(5)にて用いたDijではないM系列であるとする。
That is, a second code sequence D2 i, j having 18
新しい第2符号系列D2i,jにて駆動した場合の差動増幅器OPの出力Y2iは、式(4)と同様に、 The output Y2 i of the differential amplifier OP when driven by the new second code sequence D2 i, j is similar to the equation (4),
によって得ることができる。 Can be obtained by:
ここでは、差動増幅器OPの出力信号Yiと出力信号Y2iの和と、第2符号系列D2i,jとの内積を計算する。式(5)及び式(6)と同様に、 Here, the inner product of the sum of the output signal Y i and the output signal Y2 i of the differential amplifier OP and the second code sequence D2 i, j is calculated. Similar to equations (5) and (6),
となる。 It becomes.
ここでは、N=2Kとしているため、上式(7)の第3項は「a」となる。これに対して、式(6)の場合つまり従来の第1並列駆動方法のみにて静電容量値を推定した場合には、この項は「a*(K+1)」となる。 Here, since N = 2K, the third term of the above equation (7) is “a”. On the other hand, in the case of Equation (6), that is, when the capacitance value is estimated only by the conventional first parallel driving method, this term becomes “a * (K + 1)”.
したがって、本実施の形態のタッチパネルコントローラ3では、第1並列駆動方法と第2並列駆動方法との2種類の並列駆動方法により、静電容量値を推定しているので、推定誤差を小さくすることができるものとなる。
Therefore, in the
尚、上記第2並列駆動方法においては、必ずしも18本のドライブラインDL1〜DL18を駆動する必要はなく、図3に示す第4セットのように、9本のドライブラインDL1〜DL9の駆動であってもよい。すなわち、K本のドライブラインDL1〜DLKのうちの少なくとも1本以上を駆動するものであればよい。
Incidentally, in the second parallel driving method, it is not always necessary to drive the 18 pieces of
また、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、本実施の形態では、N=2Kを満たすように、第1並列駆動方法と第2並列駆動方法との2種類の並列駆動方法にて、静電容量値を推定する場合について説明した。しかしながら、特にこれに限定するものではなく、例えば、N=2Kを満たすように、第1並列駆動方法及び第2並列駆動方法に加えてさらに第3並列駆動方法、第4並列駆動方法…との多種類の並列駆動方法にて行うことも可能である。後述する実施例1では、第1並列駆動方法、第2並列駆動方法、第3並列駆動方法及び第4並列駆動方法の4種類の並列駆動方法にて行った場合を例示している。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, in the present embodiment, a case has been described in which the capacitance value is estimated by two types of parallel drive methods, the first parallel drive method and the second parallel drive method, so as to satisfy N = 2K. However, the present invention is not particularly limited to this. For example, in addition to the first parallel driving method and the second parallel driving method, the third parallel driving method, the fourth parallel driving method, etc. It is also possible to use various kinds of parallel drive methods. In Example 1 to be described later, a case where the first parallel driving method, the second parallel driving method, the third parallel driving method, and the fourth parallel driving method are used is exemplified.
このように、本実施の形態のタッチパネル装置1Aにおけるタッチパネルコントローラ3では、駆動制御部11は、18本のドライブラインDL1〜DL18を、それぞれのドライブラインDL1〜DL18に与えられる18個の系列長63の第1符号系列Di,jにて並列駆動し、かつ18本のドライブラインDL1〜DL18と1本のセンスラインSL1との18個の各交差点における静電容量に蓄積された電荷に基づく第1線形和信号(線形和信号)を該センスラインSL1から出力させる第1並列駆動方法と、上記18本のドライブラインDL1〜DL18のうちの少なくとも1本以上を、系列長63の、上記第1符号系列Di,jとは異なる第2符号系列D2i,jを用いて駆動し、かつ1本のセンスラインSL1との各交差点にそれぞれ形成された静電容量に蓄積される電荷に基づく第2線形和信号(他の線形和信号)を該センスラインSL1から出力させる第2並列駆動方法との少なくとも2種類の並列駆動方法にて並列駆動させるように駆動部10を制御する。また、内積演算部23は、第1並列駆動方法にて得られた第1線形和信号と第2並列駆動方法にて得られた第2線形和信号とを加算又は減算して得られる加減算信号と、18個の系列長63の第1符号系列Di,jとの内積演算を行って18個の静電容量値を推定する。
Thus, the
すなわち、K本(Kは2以上の整数)のドライブラインを、それぞれのドライブラインに与えられるK個の系列長N(NはN≧Kを満たす整数)の第1符号系列Di,jにて並列駆動し、該K本のドライブラインと1本のセンスラインとのK個の各交差点における静電容量に蓄積された電荷に基づく第1線形和信号を該センスラインから出力させる第1並列駆動方法において、K個の静電容量値を推定するためには、内積演算部にて上記第1線形和信号とK個の系列長Nの第1符号系列Di,jとの内積演算を行えばよい。 That is, K drive lines (K is an integer equal to or greater than 2) are converted to K sequence lengths N (N is an integer satisfying N ≧ K) given to each drive line as a first code sequence Di, j . The first parallel sum signal is output from the sense line based on the charge accumulated in the electrostatic capacitance at each of the K intersections of the K drive lines and one sense line. In the driving method, in order to estimate K capacitance values, an inner product operation of the first linear sum signal and the first code sequence D i, j of K sequence lengths N is performed in an inner product calculation unit. Just do it.
しかしながら、センスライン毎に存在する寄生容量が付く場合には、寄生容量の影響は、内積演算結果において、係数aを用いると、
a*(N−K+1)
と表される。ここで、「a*(N−K+1)」を小さくするためには、N−K+1=0となるのが理想的な状況である。ただし、Kの最大値はNであるので、最も良い状況であるN=KとしてもN−K+1=1となり、そのときに、寄生容量の影響は、最小値a*1=aとなる。
However, when there is a parasitic capacitance that exists for each sense line, the influence of the parasitic capacitance is as follows.
a * (N-K + 1)
It is expressed. Here, in order to reduce “a * (N−K + 1)”, it is an ideal situation that NK + 1 = 0. However, since the maximum value of K is N, even if N = K which is the best situation, N−K + 1 = 1, and at that time, the influence of the parasitic capacitance is the minimum value a * 1 = a.
ここで、ドライブライン数Kはタッチパネルによって決まった値になるので、一般的には、ドライブライン数Kをコントロールすることはできない。 Here, since the number K of drive lines is a value determined by the touch panel, generally, the number K of drive lines cannot be controlled.
しかしながら、K本のドライブラインを複数回駆動して、その結果を加算したものを信号として使うことによって、ドライブライン数Kを増やした場合と同じ効果を得ることができる。すなわち、K本のドライブラインを複数回駆動して、見かけ上のドライブライン数Kを増加すれば、「a*(N−K+1)」が小さくなり、寄生容量の影響を小さくすることができる。 However, the same effect as when the number K of drive lines is increased can be obtained by driving K drive lines a plurality of times and using the sum of the results as a signal. That is, by driving the K drive lines a plurality of times and increasing the apparent number K of drive lines, “a * (N−K + 1)” is reduced, and the influence of parasitic capacitance can be reduced.
そこで、本実施の形態では、駆動制御部11は、K本のドライブラインDL1〜DLKを、それぞれのドライブラインDL1〜DLKに与えられるK個の系列長Nの第1符号系列Di,jにて並列駆動し、かつ上記K本のドライブラインDL1〜DLKと1本のセンスラインSL1とのK個の各交差点における静電容量に蓄積された電荷に基づく第1線形和信号を該センスラインSL1から出力させる第1並列駆動方法と、上記K本のドライブラインDL1〜DLKのうちの少なくとも1本以上を、系列長Nの、上記第1符号系列Di,jとは異なる第2符号系列D2i,jを用いて駆動し、かつ上記1本のセンスラインSL1との各交差点にそれぞれ形成された静電容量に蓄積される電荷に基づく第2線形和信号を該センスラインSL1から出力させる第2並列駆動方法との少なくとも2種類の並列駆動方法にて並列駆動させるように駆動部10を制御する。そして、内積演算部23にて、第1並列駆動方法にて得られた第1線形和信号と第2並列駆動方法にて得られた第2線形和信号とを加算又は減算して得られる加減算信号と、K個の系列長Nの第1符号系列Di,jとの内積演算を行ってK個の静電容量値を推定する。
Accordingly, in this embodiment, the
この結果、K本のドライブラインDL1〜DLKを第1並列駆動方法と第2並列駆動方法との少なくとも2種類の並列駆動方法にて並列駆動させるので、第1並列駆動方法のみでの18個の静電容量値の推定値よりも寄生容量Cp1,Cp2の影響を抑えた推定値を得ることができる。したがって、静電容量値の推定をより正確に行うことができる。 As a result, the K drive lines DL 1 to DL K are driven in parallel by at least two types of parallel drive methods, ie, the first parallel drive method and the second parallel drive method. It is possible to obtain an estimated value in which the influence of the parasitic capacitances Cp1 and Cp2 is suppressed rather than the estimated value of the individual capacitance values. Therefore, the capacitance value can be estimated more accurately.
尚、本実施の形態では、4セットの駆動を行ったがこれより少ない数でも多い数でもよい。 In this embodiment, four sets of driving are performed, but the number may be smaller or larger.
また、本実施の形態では、増幅器として差動増幅器OPを用いたが、シングルエンドの増幅器を用いることも可能である。 In the present embodiment, the differential amplifier OP is used as an amplifier, but a single-ended amplifier can also be used.
さらに、本実施の形態では、符号系列としてM系列(M-sequence)符号を用いたが、必ずしもこれに限らず、図4及び図5に示すウォルシュ符号や図6に示すアダマール符号(直交符号)を用いてもよい。さらに、Gold系列符号等の他の符号系列を用いることが可能である。 Furthermore, in the present embodiment, an M-sequence code is used as a code sequence, but the present invention is not limited to this, and the Walsh code shown in FIGS. 4 and 5 and the Hadamard code (orthogonal code) shown in FIG. May be used. Furthermore, other code sequences such as Gold sequence codes can be used.
〔実施の形態2〕
本発明の実施の形態2について説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
The second embodiment of the present invention will be described as follows. The configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the first embodiment are given the same reference numerals, and explanation thereof is omitted.
前記実施の形態1のタッチパネルコントローラ3では、内積演算部23は、第1並列駆動方法にて得られた第1線形和信号と第2並列駆動方法にて得られた第2線形和信号とを加算又は減算して得られる加減算信号と、18個の系列長63の符号系列Di,jとの内積演算を行っていた。具体的には、信号Ysiと符号系列D1,i〜D18,iとの内積演算により静電容量値を推定した。
In the
しかしながら、外部からノイズが混入するような環境下では、前記の符号系列D1,i〜D18,iに加えて、他の符号系列D2i,jも内積演算に使用することによって、ノイズの影響を軽減することができる。 However, in an environment in which noise is mixed from the outside , in addition to the code sequences D 1, i to D 18, i , the other code sequences D2 i, j are also used for inner product calculation, so that noise is reduced. The impact can be reduced.
この方法について、以下に具体的に説明する。 This method will be specifically described below.
この場合、式(8)と同様に、 In this case, as in equation (8),
が得られる。 Is obtained.
したがって、これらの結果を加算した結果を容量の推定結果とすることによって、より大きな信号を得ることができる。具体的には、次式(10)に示すように、式(8)及び式(9)を加算した結果を静電容量値の推定結果とすることによって、より大きな信号を得ることができる。 Therefore, a larger signal can be obtained by using the result of adding these results as the capacity estimation result. Specifically, as shown in the following equation (10), a larger signal can be obtained by using the result of adding the equations (8) and (9) as the estimation result of the capacitance value.
尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、本実施の形態では、N=2Kを満たすように、第1並列駆動方法と第2並列駆動方法との2種類の並列駆動方法にて、静電容量値を推定する場合について説明した。しかしながら、特にこれに限定するものではなく、例えば、N=2Kを満たすように、第1並列駆動方法及び第2並列駆動方法に加えてさらに第3並列駆動方法、第4並列駆動方法…との多種類の並列駆動方法にて行うことも可能である。後述する実施例2では、第1並列駆動方法、第2並列駆動方法、第3並列駆動方法及び第4並列駆動方法の4種類の並列駆動方法にて行うと共に、3種類の符号系列との内積により、静電容量値を推定する場合を例示している。 In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various change is possible within the scope of the present invention. For example, in the present embodiment, a case has been described in which the capacitance value is estimated by two types of parallel drive methods, the first parallel drive method and the second parallel drive method, so as to satisfy N = 2K. However, the present invention is not particularly limited to this. For example, in addition to the first parallel driving method and the second parallel driving method, the third parallel driving method, the fourth parallel driving method, etc. It is also possible to use various kinds of parallel drive methods. In the second embodiment to be described later, the inner product of three types of code sequences is used in the four parallel driving methods of the first parallel driving method, the second parallel driving method, the third parallel driving method, and the fourth parallel driving method. Exemplifies the case of estimating the capacitance value.
また、本実施の形態では、内積演算部23では、加減算信号は、第1線形和信号と第2線形和信号との少なくとも2種類の線形和信号を加算して得られるものとなっている。しかしながら、本発明においては、必ずしもこれに限らず、加減算信号は、第1線形和信号と第2線形和信号との少なくとも2種類の線形和信号を減算して得られるものであってもよい。
In the present embodiment, in the inner
このように、本実施の形態のタッチパネル装置1Aのタッチパネルコントローラ3では、内積演算部23は、第1線形和信号と第2線形和信号との少なくとも2種類の線形和信号を加算又は減算して得られる加減算信号と、18個の系列長63の第1符号系列Di,jとの第1内積演算結果と、上記加減算信号と系列長Nの第2符号系列D2i,jとの第2内積演算結果とを加算した結果に基づいて、18個の静電容量値を推定する。
Thus, in the
すなわち、第1並列駆動方法では、内積演算部23によって、第1線形和信号と第2線形和信号との少なくとも2種類の線形和信号を加算又は減算して得られる加減算信号と、第1並列駆動方法にて用いた18個の系列長63の第1符号系列Di,jとの内積演算により第1内積演算結果を求めることができる。
That is, in the first parallel driving method, the addition / subtraction signal obtained by adding or subtracting at least two types of linear sum signals of the first linear sum signal and the second linear sum signal by the inner
一方、第2並列駆動方法では、内積演算部23によって、系列長63の、上記第1符号系列Di,jとは異なる第2符号系列D2i,jを用いて駆動しているので、加減算信号と系列長63の第2符号系列D2i,jとの内積演算により第2内積演算結果を求めることもできる。
On the other hand, in the second parallel driving method, the inner
したがって、これら第1内積演算結果と第2内積演算結果とを加算することによっても、18個の静電容量値を推定することができる。 Therefore, 18 electrostatic capacitance values can be estimated also by adding the first inner product calculation result and the second inner product calculation result.
特に、外部からノイズが混入するような環境下では、加減算信号と第1並列駆動方法にて用いた18個の系列長63の第1符号系列Di,jとの内積演算による第1内積演算結果に加えて、加減算信号と系列長63の第2符号系列D2i,jとの内積演算による第2内積演算結果を使用することにより、ノイズの影響を軽減することができる。尚、外部から混入するノイズとは、回路が発生する熱雑音又はタッチ入力に混入する環境雑音等をいう。
In particular, in an environment in which noise is mixed from the outside, the first inner product calculation based on the inner product calculation of the addition / subtraction signal and the first
この結果、外部からノイズが混入するような場合において、静電容量値の推定をより正確に行うことができる。 As a result, in the case where noise is mixed from the outside, the capacitance value can be estimated more accurately.
〔実施の形態3〕
本発明のさらに他の実施の形態について図8に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1及び実施の形態2と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態1及び実施の形態2の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
The following will describe still another embodiment of the present invention with reference to FIG. The configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first embodiment and the second embodiment. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of
本実施の形態では、タッチパネル装置1・1Aが電子機器としての携帯電話機に搭載されている場合について、図8に基づいて説明する。図8は、携帯電話機の構成を示すブロック図である。
In the present embodiment, a case where the
本実施の形態の携帯電話機60は、図8に示すように、タッチパネル装置1・1Aと、表示パネル61と、操作キー62と、スピーカ63と、マイクロフォン64と、カメラ65と、CPU66と、ROM67と、RAM68と、表示制御回路69とを備えている。各構成要素は、相互にデータバスによって接続されている。
As shown in FIG. 8, the
タッチパネル装置1・1Aは、前述したように、タッチパネル2と静電容量又は静電容量差を検出するタッチパネルコントローラ3と被検出体としてのスタイラスペン4とを有している。尚、被検出体は必ずしもスタイラスペン4に限らず、指でもよい。
As described above, the
表示パネル61は、表示制御回路69により、ROM67、RAM68に格納されている画像を表示する。また、表示パネル61は、タッチパネル2に重ねられているか、又はタッチパネル2を内蔵している。
The
操作キー62は、携帯電話機60のユーザによる指示の入力を受ける。
The
スピーカ63は、例えば、RAM68に記憶された音楽データ等に基づく音を出力する。
The
マイクロフォン64は、ユーザの音声の入力を受付ける。携帯電話機60は、該入力された音声(アナログデータ)をデジタル化する。そして、携帯電話機60は、通信相手(例えば、他の携帯電話機)にデジタル化した音声を送る。
The
カメラ65は、ユーザの操作キー62の操作に応じて、被写体を撮影する。尚、撮影された被写体の画像データは、RAM68や外部メモリ(例えばメモリカード)に格納される。
The
CPU66は、タッチパネル装置1・1A及び携帯電話機60の動作を制御する。このCPU66は、例えばROM67に格納されたプログラムを実行する。
The
ROM67は、データを不揮発的に格納する。また、ROM67は、EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory)やフラッシュメモリ等の書込み及び消去が可能なROMである。尚、図8には示していないが、携帯電話機60が、他の電子機器に有線により接続するためのインターフェイス(IF)を備える構成としてもよい。
The
RAM68は、CPU66によるプログラムの実行により生成されたデータ、又は操作キー62を介して入力されたデータを揮発的に格納する。
The
このように、本実施の形態における電子機器としての携帯電話機60は、タッチパネル装置1・1Aを備えている。これによって、静電容量の推定をより正確に行うことができるため、タッチパネルコントローラ3を良好に動作させることが可能となる。したがって、携帯電話機60は、ユーザによるタッチ操作をより正確に認識することができるため、ユーザが所望する処理をより正確に実行することができる。
As described above, the
〔実施の形態4〕
実施の形態1〜3では、タッチパネルコントローラ3が、信号処理部22及び内積演算部23を含む例を説明した。しかしながら、本発明は、これに限定されない。信号処理部22及び内積演算部23による処理は、タッチパネルコントローラ3の外部で実行してもよい。例えば、図9に示す電子機器としての携帯電話機の構成のように、タッチパネル装置1Bに設けられたタッチパネルコントローラ3BのA/D変換部21によりAD変換した信号をタッチパネル装置1Bの外部のCPU66に送り、A/D変換部21以降の信号処理部22及び内積演算部23による処理を、CPU66により実行してもよい。
[Embodiment 4]
In the first to third embodiments, the example in which the
携帯電話機は、タッチパネル装置1BとCPU66とを備えている。タッチパネル装置1Bは、タッチパネル2とタッチパネルコントローラ3Bとを有している。タッチパネルコントローラ3Bは、駆動部10と駆動制御部11と差動増幅器OPとA/D変換部21とを含んでいる。CPU66は、信号処理部22と内積演算部23とを含んでいる。
The mobile phone includes a touch panel device 1B and a
この実施の形態4の構成によれば、タッチパネルコントローラ3Bの内部に信号処理部22及び内積演算部23を設ける必要がない分、タッチパネルコントローラ3Bそのものの構成を極めて簡単にすることができる。
According to the configuration of the fourth embodiment, the configuration of the
〔実施例1〕
本実施例では、実施の形態1のタッチパネル装置1Aを用いて、差動増幅器OPの入力に、図1に示すような寄生容量Cp1〜Cp2が付いている場合の補正の効果を検証する実験を行ったので以下に説明する。
[Example 1]
In this example, using the touch panel device 1A according to the first embodiment, an experiment for verifying the effect of correction in the case where parasitic capacitances Cp1 to Cp2 as shown in FIG. Since it went, it demonstrates below.
検証のための条件は、ドライブラインとセンスラインの交差する位置に配置される静電容量C1,1〜C2,18は、全て2.2pFの静電容量を持つとした。また、差動増幅器OPの積分容量Cintは8pFとした。さらに、タッチ入力がある場合、静電容量C1,1〜C2,18の静電容量値が0.2pF小さくなるとした。 The condition for the verification is that the capacitances C 1,1 to C 2,18 arranged at the positions where the drive line and the sense line intersect each other have a capacitance of 2.2 pF. Further, the integration capacitor Cint of the differential amplifier OP is 8 pF. Furthermore, when there is a touch input, the capacitance values of the capacitances C 1,1 to C 2,18 are set to be reduced by 0.2 pF.
また、センスラインSL1の寄生容量Cp1は9pFであり、センスラインSL2の寄生容量Cp2は11pFとした。 In addition, the parasitic capacitance Cp1 of sense line SL 1 is a 9pF, the parasitic capacitance Cp2 of sense line SL 2 is set to 11pF.
また、駆動部10により、ドライブラインDL1,DL2,…,DL18を、それぞれのドライブラインDL1,DL2,…,DL18に与えられる18個の系列長N(NはN≧Kを満たす整数)の符号系列D1〜DKにて並列駆動させる。符号系列D1〜DKは、図3に示すように、系列長N=63の2進疑似乱数列であるM系列(M-sequence)をビットシフトして生成される符号系列を用いる。
Further, the driving
すなわち、符号系列D1,i〜D63,iはクロック毎に値を変化させ、第1クロックでは符号系列D1,1〜D63,1の値となり、第63クロックでは、D1,63〜D63,63の値となる。第64クロックでは、第1クロックと同じ値の符号系列D1,1〜D63,1に戻り、63クロック毎に同じ値を繰り返す。また、クロック信号は、1MHzとする。符号系列D1〜DKの要素つまり各符号D1,1〜D18,63は、「1」及び「−1」のいずれかである。 That is, the code sequence D 1, i to D 63, i changes in value for each clock, becomes the value of the code sequence D 1,1 to D 63,1 in the first clock, and D 1,63 in the 63rd clock. It becomes the value of -D63,63 . At the 64th clock, the code sequence D 1,1 to D 63,1 returns to the same value as the first clock, and the same value is repeated every 63 clocks. The clock signal is 1 MHz. The elements of the code sequences D 1 to D K , that is, the codes D 1,1 to D 18 , 63 are either “1” or “−1”.
また、電源電圧VDDを3.3Vとし、コモンモード電圧Vcmを1.65Vとする。符号が「1」の場合にドライブラインに与える電圧をVDD/2+Vcm=3.3Vとし、符号が「−1」の場合にドライブラインに与える電圧を−VDD/2+Vcm=0Vとした。 Further, the power supply voltage VDD is 3.3V, and the common mode voltage Vcm is 1.65V. The voltage applied to the drive line when the sign is “1” was VDD / 2 + Vcm = 3.3V, and the voltage applied to the drive line when the sign was “−1” was −VDD / 2 + Vcm = 0V.
具体的な並列駆動においては、第1セットの第1クロックから第63クロックでは、符号系列D1,1〜D18,63を用いてドライブラインDL1〜DL18を並列駆動する。次に、第2セットの駆動が始まり、第2セットの第1クロックから第63クロックでは、符号系列D19,1〜D36,63を用いてドライブラインDL1〜DL18を並列駆動する。次に、第3セットの並列駆動が始まり、第3セットの第1クロックから第63クロックでは、符号系列D37,1〜D54,63を用いてドライブラインDL1〜DL18を並列駆動する。次に、第4セットの並列駆動が始まり、第4セットの第1クロックから第63クロックでは、符号系列D55,1〜D63,63を用いてドライブラインDL1〜DL9を並列駆動する。尚、ドライブラインDL10〜DL18は駆動しない。尚、各セット毎に駆動する必要はなく、第1セットの第1クロックの次に第2セットの第1クロックを駆動し、次に第3セットの第1クロック、第4セットの第1クロックと順次駆動し、次に第1セットの第2クロックを駆動するような順番でもよい。
In a specific parallel driving, in the first 63 clock from the first clock of the first set, in parallel driving the
上記の並列駆動においては、図3に示すように、第1セットの駆動では、ドライブラインDL1〜DL18を符号系列D1,i〜D18,iにて駆動し、i=1からi=63までの線形和信号Y1iを取得する。第2セットの駆動では、ドライブラインDL1〜DL18をD19,i〜D36,iにて駆動し、i=1からi=63までの線形和信号Y2iを取得する。第3セットの駆動では、ドライブラインDL1〜DL18を符号系列D37,i〜D54,iにて駆動し、i=1からi=63までの線形和信号Y3iを取得する。
In the parallel drive described above, as shown in FIG. 3, in the first set of drive, the drive lines DL 1 to DL 18 are driven by the code sequences D 1, i to D 18, i , and i = 1 to i The linear sum signal Y1 i up to = 63 is acquired. In the second set of driving, the drive lines DL 1 to DL 18 are driven by D 19, i to D 36, i to obtain the linear
第4セットの駆動では、ドライブラインDL1〜DL9を符号系列D55,i〜D63,iを使用し、i=1からi=63までの線形和信号Y4iを取得する。
In the drive of the fourth set, the
これにより、これらの駆動で得られた信号を加算すれば、N=K=63と同じ効果になる。 Thus, if the signals obtained by these driving operations are added, the same effect as N = K = 63 is obtained.
また、信号処理部22は、前記の線形和信号Y1i〜Y4iを加算して、信号Ysiを出力する。
The
すなわち、信号処理部22の出力信号Ysiは、
That is, the output signal Ys i of the
にて与えられる。 Given in
内積演算部23は、信号処理部22の出力信号と符号系列との内積を前記の式(8)のように計算する。
The inner
ここで、センスラインSL1とドライブラインDL11との交点付近にタッチ入力がある場合の線形和信号Y1i〜Y4iの波形例を図10(b)に示し、信号処理部22の出力信号Ysiの波形例を図10(a)に示す。図10(a)(b)においては、縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示す。また、信号Y1iと符号系列D1,i〜D18,iとの内積演算により推定された静電容量値と本実施例での信号Ysiと符号系列D1,i〜D18,iとの内積演算により推定された静電容量値を、図11に示す。 Here, an example waveform of the linear sum signal Y1 i ~Y4 i when there is a touch input in the vicinity of the intersection of the sense line SL 1 and the drive line DL 11 shown in FIG. 10 (b), the output signal of the signal processing unit 22 A waveform example of Ys i is shown in FIG. 10A and 10B, the vertical axis represents voltage and the horizontal axis represents time. The signal Y1 i and the code sequence D 1, i to D 18, the signal at the capacitance value estimated by the inner product operation and the embodiment of the i Ys i and the code sequence D 1, i ~D 18, i FIG. 11 shows the capacitance value estimated by the inner product calculation.
図11に示すように、タッチ入力がある場合、前述したように、静電容量値が0.2pF変化する。しかし、補正処理を行うことによって、タッチ入力がある箇所は本来の入力値である0.2pFに近づく一方、タッチ入力がない箇所は本来の入力値であるゼロに近づくことを確認することができた。 As shown in FIG. 11, when there is a touch input, as described above, the capacitance value changes by 0.2 pF. However, by performing the correction process, it is possible to confirm that the portion with the touch input approaches the original input value of 0.2 pF, while the portion without the touch input approaches the original input value of zero. It was.
〔実施例2〕
本実施例では、実施の形態2のタッチパネル装置1Aを用いて、補正の効果を実施例1とは条件を変えて検証した。
[Example 2]
In this example, using the touch panel device 1A of the second embodiment, the effect of the correction was verified by changing the conditions from Example 1.
本実施例での検証のための条件として、符号系列D1,i〜D18,iに加えて、他の符号系列も内積演算に使用している。具体的には、符号系列D1,i〜D54,iを使用して、下記の式(12)ようにして静電容量値を推定する。 As a condition for verification in the present embodiment , in addition to the code sequences D 1, i to D 18, i , other code sequences are also used for inner product calculation. Specifically, the capacitance value is estimated using the code sequence D 1, i to D 54, i as shown in the following equation (12).
尚、他の条件については、実施例1と同様にした。 The other conditions were the same as in Example 1.
その結果を、図12に示す。 The result is shown in FIG.
すなわち、図12における実施例1では、信号Y1i〜Y4iに外部ノイズが混入した場合、静電容量値の推定に符号系列D1,i〜D18,iを使用した場合を示しており、図12における実施例2では、符号系列D1,i〜D54,iを使用した場合の静電容量の推定値を示している。 That is, in Example 1 in FIG. 12, when external noise is mixed in the signals Y1 i to Y4 i , the case where the code series D 1, i to D 18, i is used for estimation of the capacitance value is shown. In Example 2 in FIG. 12, the estimated value of the electrostatic capacitance when the code series D 1, i to D 54, i is used is shown.
外部ノイズの影響を見るために、信号のない部分の標準偏差を比較すると、実施例1の構成が0.0077pFであり、実施例2の構成が0.0033pFとなっている。 In order to see the influence of external noise, comparing the standard deviation of the part without signal, the configuration of Example 1 is 0.0077 pF, and the configuration of Example 2 is 0.0033 pF.
したがって、符号系列D1,i〜D54,iを内積演算に使用することによって、外部ノイズによる推定値のばらつきについて、外部ノイズの影響を軽減できている。 Therefore, by using the code sequences D1 , i to D54 , i for the inner product calculation, the influence of the external noise can be reduced with respect to the variation in the estimated value due to the external noise.
〔まとめ〕
本発明の態様1におけるタッチパネルコントローラ3は、センスラインSL1とK本のドライブライン(DL1〜DL18)(Kは複数)との間に形成されるK個の静電容量(C1,1〜C1,18)を、M系列符号、Gold系列符号または直交符号を表すN個のQ次元ベクトル(Nは整数、Qは3以上の整数)に含まれるN個のK次元ベクトルにより並列駆動し、前記K個の静電容量(C1,1〜C1,18)に蓄積された電荷に基づく線形和信号を前記センスラインSL1から出力させる駆動部10を備え、前記駆動部10は、前記N個のQ次元ベクトルに含まれるN個のP次元ベクトル(1≦P≦K)により前記K個の静電容量(C1,1〜C1,18)のうちのP個を並列駆動し、前記P個の静電容量に蓄積された電荷に基づく他の線形和信号を前記センスラインSL1から出力させ、前記線形和信号と前記他の線形和信号とを加減算して得られる加減算信号と、前記N個のK次元ベクトルとの内積演算により、前記K個の静電容量(C1,1〜C1,18)の値を推定する内積演算部23をさらに備える。
[Summary]
上記の発明によれば、タッチパネルコントローラは、被検出体をタッチパネルにタッチしたときの、該タッチパネル上のセンスラインとK本のドライブラインとの各交差点にそれぞれ形成された静電容量の変化によりタッチ位置を求める。 According to the above invention, when the touch panel controller touches the touch panel, the touch panel controller is touched by a change in capacitance formed at each intersection of the sense line and the K drive lines on the touch panel. Find the position.
ところで、この種のタッチパネルコントローラでは、各センスラインに互いに異なる寄生容量が付き、この寄生容量の影響で、各静電容量値の推定値に誤りが生じる場合がある。 By the way, in this type of touch panel controller, different parasitic capacitances are attached to each sense line, and an error may occur in the estimated value of each capacitance value due to the influence of the parasitic capacitance.
そこで、本発明では、センスラインとK本のドライブライン(Kは複数)との間にそれぞれ形成されるK個の静電容量を、M系列符号または直交符号を表すN個のQ次元ベクトル(Nは整数、Qは3以上の整数)に含まれるN個のK次元ベクトルにより並列駆動し、前記K個の静電容量に蓄積された電荷に基づく線形和信号を前記センスラインから出力させる駆動部を備え、前記駆動部は、前記N個のQ次元ベクトルに含まれるN個のP次元ベクトル(1≦P≦K)により前記K個の静電容量のうちのP個を駆動し、前記P個の静電容量に蓄積された電荷に基づく他の線形和信号を前記センスラインから出力させる。そして、前記線形和信号と前記他の線形和信号とを加減算して得られる加減算信号と、前記N個のK次元ベクトルとの内積演算により、前記K個の静電容量の値を推定する内積演算部をさらに備えている。 Therefore, in the present invention, K electrostatic capacitances formed between the sense line and the K drive lines (K is a plurality) are represented by N Q-dimensional vectors (M-sequence codes or orthogonal codes). N is an integer, Q is an integer of 3 or more) and is driven in parallel to output a linear sum signal based on the charges accumulated in the K capacitances from the sense line. The driving unit drives P of the K capacitances by N P-dimensional vectors (1 ≦ P ≦ K) included in the N Q-dimensional vectors, Another linear sum signal based on the charges accumulated in the P capacitances is output from the sense line. An inner product for estimating the value of the K electrostatic capacitances by an inner product operation of the addition / subtraction signal obtained by adding / subtracting the linear sum signal and the other linear sum signal and the N K-dimensional vectors. An arithmetic unit is further provided.
これにより、センスライン毎に存在する寄生容量がそれぞれ異なっていても、K本のドライブラインを少なくとも2種類の並列駆動方法にて並列駆動させることによって、寄生容量の影響を小さくした各静電容量値の推定値を得ることができる。 As a result, even if the parasitic capacitance existing for each sense line is different, each electrostatic capacitance in which the influence of the parasitic capacitance is reduced by driving the K drive lines in parallel by at least two types of parallel driving methods. An estimate of the value can be obtained.
したがって、センスラインに存在する寄生容量の影響を補正して、静電容量値の推定をより正確に行うことのできるタッチパネルコントローラを提供することができる。 Therefore, it is possible to provide a touch panel controller that can correct the influence of the parasitic capacitance existing in the sense line and more accurately estimate the capacitance value.
本発明の態様2におけるタッチパネルコントローラ3は、態様1におけるタッチパネルコントローラ3において、前記内積演算部23は、前記加減算信号と前記N個のK次元ベクトルとの内積演算結果と、前記加減算信号と前記N個のP次元ベクトルとの内積演算結果とを加減算して得られた結果に基づいて前記K個の静電容量(C1,1〜C1,18)の値を推定することが好ましい。
The
上記構成によれば、外部からノイズが混入するような環境下では、加減算信号と前記N個のK次元ベクトルとの内積演算結果に加えて、加減算信号と前記N個のP次元ベクトルとの内積演算結果を使用することにより、ノイズの影響を軽減することができる。尚、外部から混入するノイズとは、回路が発生する熱雑音又はタッチ入力に混入する環境雑音等をいう。 According to the above configuration, in an environment where noise is mixed from the outside, in addition to the inner product calculation result of the addition / subtraction signal and the N K-dimensional vectors, the inner product of the addition / subtraction signal and the N P-dimensional vectors. By using the calculation result, the influence of noise can be reduced. The noise mixed from the outside means thermal noise generated by a circuit, environmental noise mixed in touch input, or the like.
したがって、外部からノイズが混入するような場合において、静電容量値の推定をより正確に行うことができる。 Therefore, in the case where noise is mixed from the outside, the capacitance value can be estimated more accurately.
本発明の態様3におけるタッチパネルコントローラ3は、態様1におけるタッチパネルコントローラ3において、前記駆動部10は、前記N個のQ次元ベクトルに含まれるN個のP次元ベクトル(P=K、Q=2K)により前記K個の静電容量を駆動し、前記K個の静電容量に蓄積された電荷に基づく他の線形和信号を前記センスラインSL1から出力させることが好ましい。
The
前述したように、ドライブライン数Kはタッチパネルによって決まった値になるので、一般的には、ドライブライン数Kをコントロールすることはできない。しかしながら、K本のドライブラインを複数回駆動して、その結果を加算したものを信号として使うことによって、ドライブライン数Kを増やした場合と同じ効果を得ることができる。 As described above, since the number K of drive lines is a value determined by the touch panel, in general, the number K of drive lines cannot be controlled. However, the same effect as when the number K of drive lines is increased can be obtained by driving K drive lines a plurality of times and using the sum of the results as a signal.
例えば、N=63、K=18、符号系列がD1〜D63の場合、第1回の駆動でD1〜D18を使用し、第2回の駆動でD19〜D36を使用し、第3回の駆動でD37〜D54を使用し、第4回の駆動でD55〜D63を使用する。そして、これらの駆動で得られた信号を加算すれば、N=Kと同じ効果になる。 For example, when N = 63, K = 18, and the code sequence is D 1 to D 63 , D 1 to D 18 are used in the first drive, and D 19 to D 36 are used in the second drive. , D 37 to D 54 are used in the third drive, and D 55 to D 63 are used in the fourth drive. If the signals obtained by these driving operations are added, the same effect as N = K is obtained.
本発明では、K本のドライブラインに対して、K個の系列長Nの符号系列を用いた第1並列駆動方法と、P個(P=N−K)の系列長Nの符号系列を用いた第2並列駆動方法との少なくとも2種類の並列駆動方法を行うことにより、N個の系列長Nの符号系列での並列駆動となるようにしている。この結果、N=Kと等価になり、「a*(N−K+1)」にて表される寄生容量の影響を最小値「a」にすることができる。 In the present invention, for the K drive lines, the first parallel drive method using K sequence length N code sequences and P (P = N−K) sequence length N code sequences are used. By performing at least two types of parallel driving methods with the second parallel driving method, parallel driving with N sequence length N code sequences is performed. As a result, it becomes equivalent to N = K, and the influence of the parasitic capacitance represented by “a * (N−K + 1)” can be set to the minimum value “a”.
本発明の態様4における集積回路は、態様1〜3のいずれかに記載のタッチパネルコントローラ3を集積していることが好ましい。
The integrated circuit according to
これにより、静電容量値の推定をより正確に行うことのできるタッチパネルコントローラを集積した集積回路を提供することができる。 Thereby, the integrated circuit which integrated the touch panel controller which can estimate an electrostatic capacitance value more correctly can be provided.
本発明の態様5における電子機器(携帯電話機60)は、態様1〜3のいずれかに記載のタッチパネルコントローラ3と、上記タッチパネルコントローラ3により制御されるタッチパネル2とを備えていることが好ましい。
The electronic device (mobile phone 60) according to the fifth aspect of the present invention preferably includes the
これにより、静電容量値の推定をより正確に行うことのできるタッチパネルコントローラを備えた電子機器を提供することができる。 Thereby, the electronic device provided with the touch panel controller which can estimate an electrostatic capacitance value more correctly can be provided.
本発明の態様6における電子機器は、センスラインとK本のドライブライン(Kは複数)との間に形成されるK個の静電容量を、M系列符号、Gold系列符号または直交符号を表すN個のQ次元ベクトル(Nは整数、Qは3以上の整数)に含まれるN個のK次元ベクトルにより並列駆動し、前記K個の静電容量に蓄積された電荷に基づく線形和信号を前記センスラインから出力させる駆動部10を備え、前記駆動部10は、前記N個のQ次元ベクトルに含まれるN個のP次元ベクトル(1≦P≦K)により前記K個の静電容量のうちのP個を並列駆動し、前記P個の静電容量に蓄積された電荷に基づく他の線形和信号を前記センスラインから出力させるタッチパネルコントローラ3Bと、前記タッチパネルコントローラ3Bにより制御されるタッチパネル2と、前記線形和信号と前記他の線形和信号とを受け取る中央演算処理装置(CPU66)とを備えた電子機器であって、前記中央演算処理装置(CPU66)は、前記線形和信号と前記他の線形和信号とを加減算して得られる加減算信号と、前記N個のK次元ベクトルとの内積演算により、前記K個の静電容量の値を推定する内積演算部23を含むことを特徴とする。
In the electronic device according to the sixth aspect of the present invention, the K capacitances formed between the sense line and the K drive lines (K is a plurality) represent an M series code, a Gold series code, or an orthogonal code. Driven in parallel by N K-dimensional vectors included in N Q-dimensional vectors (N is an integer, Q is an integer of 3 or more), and a linear sum signal based on charges accumulated in the K electrostatic capacitances is obtained. The driving
これにより、タッチパネルコントローラの構成を簡単にしながら、静電容量値の推定をより正確に行うことのできる電子機器を提供することができる。 Thereby, it is possible to provide an electronic device that can more accurately estimate the capacitance value while simplifying the configuration of the touch panel controller.
また、本発明の態様7におけるタッチパネル装置1・1Aは、態様1〜3のいずれか1に記載のタッチパネルコントローラ3を備えたタッチパネル装置1・1Aであって、上記タッチパネルコントローラ3により制御されるタッチパネル2を備えていることを特徴としている。
The
また、本発明の態様8における集積回路は、態様1〜3のいずれか1に記載のタッチパネルコントローラ3を集積していることを特徴としている。
An integrated circuit according to
尚、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the technical means disclosed in different embodiments can be appropriately combined. Such embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、複数のドライブラインを並列駆動して、マトリックス状に構成された静電容量の静電容量値を推定又は検出するタッチパネルコントローラ、及びこれを用いた電子機器に利用することができる。また、本発明は、指紋検出システムに適用することもできる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a touch panel controller that drives or drives a plurality of drive lines in parallel to estimate or detect a capacitance value of a capacitance configured in a matrix, and an electronic device using the touch panel controller. The present invention can also be applied to a fingerprint detection system.
1・1A タッチパネル装置
2 タッチパネル
3 タッチパネルコントローラ
4 スタイラスペン
10 駆動部
11 駆動制御部(駆動部)
21 AD変換部
22 信号処理部
23 内積演算部
60 携帯電話機(電子機器)
61 表示パネル
66 CPU(中央演算処理装置)
C1,1〜CL,K 静電容量
C1,1 〜CL,K 静電容量値
Cp1,Cp2 寄生容量
D1〜DK 符号系列
DL1〜DL18 ドライブライン
OP 差動増幅器
SL1,SL2 センスライン
X1,X2 入力信号
Y1,Y2 出力信号
1.1A
21
61
C1,1~CL,
Claims (5)
前記駆動部は、前記N個のQ次元ベクトルに含まれるN個のP次元ベクトル(1≦P≦K)により前記K個の静電容量のうちのP個を並列駆動し、前記P個の静電容量に蓄積された電荷に基づく他の線形和信号を前記センスラインから出力させ、
前記線形和信号と前記他の線形和信号とを加減算して得られる加減算信号と、前記N個のK次元ベクトルとの内積演算により、前記K個の静電容量の値を推定する内積演算部をさらに備えることを特徴とするタッチパネルコントローラ。 N capacitances formed between a sense line and K drive lines (K is a plurality) are represented by N Q-dimensional vectors (N is an integer) representing an M-sequence code, a Gold-sequence code, or an orthogonal code. , Q is an integer greater than or equal to 3) and is driven in parallel by N K-dimensional vectors, and includes a drive unit that outputs a linear sum signal based on the charges accumulated in the K capacitances from the sense line. ,
The driving unit drives P of the K capacitances in parallel by N P-dimensional vectors (1 ≦ P ≦ K) included in the N Q-dimensional vectors, Another linear sum signal based on the charge accumulated in the capacitance is output from the sense line;
An inner product operation unit that estimates the value of the K capacitances by an inner product operation of an addition / subtraction signal obtained by adding / subtracting the linear sum signal and the other linear sum signal and the N K-dimensional vectors. A touch panel controller, further comprising:
前記タッチパネルコントローラにより制御されるタッチパネルとを備えていることを特徴とする電子機器。 The touch panel controller according to any one of claims 1 to 3,
An electronic apparatus comprising: a touch panel controlled by the touch panel controller.
前記タッチパネルコントローラにより制御されるタッチパネルと、
前記線形和信号と前記他の線形和信号とを受け取る中央演算処理装置とを備えた電子機器であって、
前記中央演算処理装置は、前記線形和信号と前記他の線形和信号とを加減算して得られる加減算信号と、前記N個のK次元ベクトルとの内積演算により、前記K個の静電容量の値を推定する内積演算部を含むことを特徴とする電子機器。 N capacitances formed between a sense line and K drive lines (K is a plurality) are represented by N Q-dimensional vectors (N is an integer) representing an M-sequence code, a Gold-sequence code, or an orthogonal code. , Q is an integer greater than or equal to 3) and is driven in parallel by N K-dimensional vectors, and includes a drive unit that outputs a linear sum signal based on the charges accumulated in the K capacitances from the sense line. The driving unit drives P of the K capacitors in parallel by N P-dimensional vectors (1 ≦ P ≦ K) included in the N Q-dimensional vectors, A touch panel controller that outputs another linear sum signal based on the electric charge accumulated in the capacitance of the sense line;
A touch panel controlled by the touch panel controller;
An electronic device comprising a central processing unit that receives the linear sum signal and the other linear sum signal,
The central processing unit performs an inner product operation of an addition / subtraction signal obtained by adding / subtracting the linear sum signal and the other linear sum signal and the N K-dimensional vectors to calculate the K capacitances. An electronic device comprising an inner product calculation unit for estimating a value.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109923550A (en) * | 2016-08-19 | 2019-06-21 | 索尼公司 | Multiplier accumulator |
WO2019245714A1 (en) * | 2018-06-21 | 2019-12-26 | Microchip Technology Incorporated | Parallel acquisition and measurement of capacitive sensor channels, and related systems, methods, and devices |
JP2021507347A (en) * | 2017-12-13 | 2021-02-22 | サイプレス セミコンダクター コーポレーション | Hover sensing by polyphase self-capacity method |
US11972078B2 (en) | 2018-06-22 | 2024-04-30 | Cypress Semiconductor Corporation | Hover sensing with multi-phase self-capacitance method |
-
2013
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109923550A (en) * | 2016-08-19 | 2019-06-21 | 索尼公司 | Multiplier accumulator |
CN109923550B (en) * | 2016-08-19 | 2022-11-15 | 索尼公司 | Multiplier accumulator |
JP2021507347A (en) * | 2017-12-13 | 2021-02-22 | サイプレス セミコンダクター コーポレーション | Hover sensing by polyphase self-capacity method |
JP6997319B2 (en) | 2017-12-13 | 2022-01-17 | サイプレス セミコンダクター コーポレーション | Hover sensing by polymorphic self-capacity method |
WO2019245714A1 (en) * | 2018-06-21 | 2019-12-26 | Microchip Technology Incorporated | Parallel acquisition and measurement of capacitive sensor channels, and related systems, methods, and devices |
US10877608B2 (en) | 2018-06-21 | 2020-12-29 | Microchip Technology Incorporated | Parallel acquisition and measurement of capacitive sensor channels, and related systems, methods, and devices |
CN112334865A (en) * | 2018-06-21 | 2021-02-05 | 微芯片技术股份有限公司 | Parallel acquisition and measurement of capacitive sensor channels and related systems, methods and devices |
US11972078B2 (en) | 2018-06-22 | 2024-04-30 | Cypress Semiconductor Corporation | Hover sensing with multi-phase self-capacitance method |
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