JP2015118656A - Touch detection unit, and touch detection method - Google Patents

Touch detection unit, and touch detection method Download PDF

Info

Publication number
JP2015118656A
JP2015118656A JP2013263288A JP2013263288A JP2015118656A JP 2015118656 A JP2015118656 A JP 2015118656A JP 2013263288 A JP2013263288 A JP 2013263288A JP 2013263288 A JP2013263288 A JP 2013263288A JP 2015118656 A JP2015118656 A JP 2015118656A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
variable
touch
noise
recursive filter
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.)
Granted
Application number
JP2013263288A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6219708B2 (en
Inventor
市川 勉
Tsutomu Ichikawa
勉 市川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Display Co Ltd
Original Assignee
LG Display Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Display Co Ltd filed Critical LG Display Co Ltd
Priority to JP2013263288A priority Critical patent/JP6219708B2/en
Publication of JP2015118656A publication Critical patent/JP2015118656A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6219708B2 publication Critical patent/JP6219708B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable accurate detection of changes in data associated with touch by appropriately reducing superimposed noise and removing an offset from input raw data.SOLUTION: A touch detection unit includes; a first variable recursive filter (10) for generating noise-reduced raw data from input raw data with residual fixed pattern noise; a second variable recursive filter for generating baseline data from the noise-reduced raw data with residual fixed pattern noise; a subtractor (30) for computing difference data from output of these filters; a touch determination section (50) for generating touch determination data based on condition of change in the input raw data relative to the baseline data; and a filter control section (40) for controlling weighted average processing performed by the first recursive filter and second recursive filter in accordance with the touch determination data.

Description

本発明は、タッチパネル側から入力されるロゥデータに基づいて、タッチに伴うデータの変化をより正確に検出し、タッチ座標の精度を向上させることのできるタッチ検出装置およびタッチ検出方法に関する。   The present invention relates to a touch detection device and a touch detection method that can detect a change in data associated with a touch more accurately and improve the accuracy of touch coordinates based on low data input from the touch panel side.

近年、情報端末におけるタッチパネルには、マルチタッチに対応して、透過率や耐久性に優れているなどの点から、投射型静電容量方式が広く用いられている(例えば、非特許文献1参照)。図2は、従来技術である投射型静電容量方式の説明図である。この投射型静電容量方式では、ディスプレイ上面にセンサ電極である駆動電極(Tx)と受信電極(Rx)とを直交して配置して各交点にセンサを形成し(図2(a)参照)、パネル表面を指などでタッチした時に生ずる両電極間の静電容量の変化を、タッチの有無におけるセンサ出力信号の差から検知する(図2(b)、(c)参照)。   In recent years, a projection capacitive method has been widely used for touch panels in information terminals from the viewpoint of excellent transmissivity and durability in correspondence with multi-touch (for example, see Non-Patent Document 1). ). FIG. 2 is an explanatory diagram of a projection-type capacitance method that is a conventional technique. In this projection type capacitive system, a drive electrode (Tx) and a reception electrode (Rx), which are sensor electrodes, are arranged orthogonally on the upper surface of the display, and a sensor is formed at each intersection (see FIG. 2A). Then, a change in electrostatic capacitance between both electrodes that occurs when the panel surface is touched with a finger or the like is detected from a difference in sensor output signals with and without touch (see FIGS. 2B and 2C).

図3は、従来のタッチ検出装置を含む全体構成図であり、タッチパネル110、前処理部120、およびタッチ検出装置130を含んで構成されている。タッチパネル110からのセンサ出力信号であるアナログ信号は、前処理部120に取り込まれる。そして、前処理部120は、必要なアナログ信号処理とAD変換を行うことで、スキャン周期毎の2次元デジタルデータであるロゥデータ(Raw Data)を生成する。   FIG. 3 is an overall configuration diagram including a conventional touch detection device, and includes a touch panel 110, a preprocessing unit 120, and a touch detection device 130. An analog signal that is a sensor output signal from the touch panel 110 is taken into the preprocessing unit 120. Then, the preprocessing unit 120 performs necessary analog signal processing and AD conversion to generate raw data (raw data) that is two-dimensional digital data for each scan period.

そして、後段のタッチ検出装置130は、ロゥデータからノイズやオフセットを低減、除去した差分データを生成する。そして、このようにして生成された差分データを用いてタッチの有無の検出と、タッチ位置の座標算出などを行う。   Then, the subsequent touch detection device 130 generates difference data in which noise and offset are reduced and removed from the raw data. Then, using the difference data generated in this way, the presence / absence of touch is detected, the coordinates of the touch position are calculated, and the like.

ノイズフィルタとしては、2次元の各要素毎のランダムノイズに対応した再帰型フィルタや、より高い効果を期待する場合には、行(Tx)毎のランダムノイズに対応したオフセット除去用のフィルタなどが用いられる。   As the noise filter, there are a recursive filter corresponding to random noise for each two-dimensional element, and an offset removing filter corresponding to random noise for each row (Tx) when a higher effect is expected. Used.

ここで、差分データは、ロゥデータからベースラインデータ(Baseline Data)を引いたものである。従来のタッチ検出装置において、このベースラインデータは、ノイズ低減後の信号である。そして、従来のタッチ検出装置は、このベースラインデータが、タッチによる値の変化のない状態のロゥデータに漸近するよう、初期ロゥデータを初期状態として、データの各要素の値をフレーム毎に増減して更新するなどの処理を行っていた。   Here, the difference data is obtained by subtracting baseline data from the low data. In the conventional touch detection device, this baseline data is a signal after noise reduction. Then, the conventional touch detection device sets the initial row data as the initial state and increases or decreases the value of each element of the data for each frame so that the baseline data asymptotically approaches the row data in the state where the value does not change due to the touch. Processing such as updating was performed.

フラットパネルディスプレイ概論(6) FPDを支える部品・材料技術(1)タッチパネル、THE CHEMICAL TIMES 2011、No.4Overview of flat panel display (6) Parts and material technology supporting FPD (1) Touch panel, THE CHEMICAL TIMES 2011, No. 4

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
最近は、指のみではなく、ペンによるタッチ入力の要求が強い。しかしながら、投射型静電容量方式においては、ペンのような先の細い導電性のタッチ用器具を用いた場合には、センサにおける静電容量の変化、すなわち、センサ出力の変化は、指の場合に対して例えば1/10程度と非常に弱い。
However, the prior art has the following problems.
Recently, there has been a strong demand for touch input with a pen as well as a finger. However, in the projection-type capacitance method, when a thin conductive touch instrument such as a pen is used, the change in capacitance in the sensor, that is, the change in sensor output is the case of a finger. For example, it is very weak with about 1/10.

そのため、指によるタッチに対応した従来のタッチ検出装置におけるノイズ低減策では、ペンによるタッチの場合には、ノイズが相対的に大きくなってしまい、誤検出、あるいは算出した座標のずれが、非常に起こり易くなってしまう。   Therefore, with the noise reduction measures in the conventional touch detection device corresponding to the touch with the finger, in the case of the touch with the pen, the noise becomes relatively large, and the erroneous detection or the deviation of the calculated coordinate is very It becomes easy to happen.

また、本質的な問題として、従来のタッチ検出装置のノイズ低減策においては、考慮されていない種類のノイズがあった。すなわち、センサ位置毎およびTx回路やRx回路毎の特性のばらつきに伴って固定的・定常的にデータに重畳する固定パタンノイズ(FPN:Fixed−Pattern Noise)は、考慮されていなかった。そのため、座標算出やまたタッチ判定を行うための差分データにおいても、固定パタンノイズに起因したノイズ成分が残存していた。   Further, as an essential problem, there is a kind of noise that is not taken into consideration in the noise reduction measures of the conventional touch detection device. That is, fixed pattern noise (FPN: Fixed-Pattern Noise) superimposed on data in a fixed and steady manner with variations in characteristics for each sensor position and for each Tx circuit or Rx circuit has not been considered. Therefore, the noise component due to the fixed pattern noise remains in the difference data for coordinate calculation and touch determination.

さらに、タッチ有りの判定がされた場合、従来は、ベースラインデータにおけるその要素の値の更新を、その期間休止していた。しかしながら、タッチ有りの判定がされた要素に近隣接し、かつ、値の変化が小さくてタッチ有り判定されていない要素では、ベースラインデータの値が誤って更新され、それが差分データにもノイズとして残ってしまっていた。   Further, when it is determined that there is a touch, conventionally, updating of the value of the element in the baseline data is paused during that period. However, in an element that is adjacent to an element that has been determined to be touched and that has a small change in value and that has not been determined to be touched, the value of the baseline data is erroneously updated, and this also causes noise in the difference data. It was left.

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、タッチパネル側から入力されるロゥデータに関して、重畳ノイズおよびオフセットを適切に低減、除去することで、タッチに伴うデータの変化をより正確に検出し、タッチ座標の算出精度を向上させることのできるタッチ検出装置およびタッチ検出方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it is possible to appropriately reduce and remove superposition noise and offset with respect to the low data input from the touch panel side, thereby changing data accompanying touch. It is an object of the present invention to obtain a touch detection device and a touch detection method that can detect more accurately and improve the calculation accuracy of touch coordinates.

本発明に係るタッチ検出装置は、タッチパネルからのAD変換後のセンサ出力データである入力ロゥデータに基づいて、パネル上のタッチされた位置座標を出力するタッチ検出装置であって、センサ位置毎およびセンサ出力データの生成回路毎の特性のばらつきに伴って固定的・定常的にセンサ出力データに重畳する固定パタンノイズが残存した状態で、入力ロゥデータからランダムノイズを低減してノイズ低減ロゥデータを生成する第1の可変再帰型フィルタと、固定パタンノイズが残存した状態で、第1の可変再帰型フィルタで生成されたノイズ低減ロゥデータからランダムノイズが低減されたベースラインデータを生成する第2の可変再帰型フィルタと、第2の可変再帰型フィルタで生成されたベースラインデータを、第1の可変再帰型フィルタで生成されたノイズ低減ロゥデータから減算することで、差分データを出力する減算器と、第2の可変再帰型フィルタで生成されたベースラインデータに対する入力ロゥデータの変化状態に基づいてタッチ判定データを出力するタッチ判定部と、減算器から出力された差分データ、およびタッチ判定部から出力されたタッチ判定データに基づいて、タッチされた位置座標を出力する座標算出部と、差分データがランダムノイズおよび固定パタンノイズを低減したデータとなるように、タッチ判定部から出力されたタッチ判定データに基づいて、第1の可変再帰型フィルタでノイズ低減ロゥデータを生成するための第1の加重平均化処理、および第2の可変再帰型フィルタでベースラインデータを生成するための第2の加重平均化処理を制御するフィルタ制御部とを備えるものである。   A touch detection device according to the present invention is a touch detection device that outputs a touched position coordinate on a panel based on input row data that is sensor output data after AD conversion from a touch panel, and each sensor position and sensor In the state where fixed pattern noise that is fixedly and steadily superimposed on sensor output data remains due to variations in the characteristics of each output data generation circuit, random noise is reduced from input raw data to generate noise-reduced low data. The first variable recursive filter and the second variable recursive type that generates baseline data with reduced random noise from the noise reduced raw data generated by the first variable recursive filter in a state where the fixed pattern noise remains. The baseline data generated by the filter and the second variable recursive filter is converted into the first variable recursion. By subtracting from the noise reduction raw data generated by the filter, the subtractor that outputs the difference data, and the touch determination data based on the change state of the input raw data with respect to the baseline data generated by the second variable recursive filter Based on the touch determination unit that outputs, the difference data output from the subtractor, and the touch determination data output from the touch determination unit, the coordinate calculation unit that outputs the touched position coordinates, the difference data includes random noise and A first weighted averaging process for generating noise-reduced low data with a first variable recursive filter based on the touch determination data output from the touch determination unit so that the fixed pattern noise is reduced; And a second weighted averaging process for generating baseline data with a second variable recursive filter In which and a filter control section that controls.

また、本発明に係るタッチ検出方法は、タッチパネルからのAD変換後のセンサ出力データである入力ロゥデータに基づいて、パネル上のタッチされた位置座標を出力するタッチ検出装置に適用されるタッチ検出方法であって、センサ位置毎およびセンサ出力データの生成回路毎の特性のばらつきに伴って固定的・定常的にセンサ出力データに重畳する固定パタンノイズが残存した状態で、入力ロゥデータからランダムノイズを低減してノイズ低減ロゥデータを生成する第1の可変再帰型フィルタ処理ステップと、固定パタンノイズが残存した状態で、第1の可変再帰型フィルタで生成されたノイズ低減ロゥデータからランダムノイズが低減されたベースラインデータを生成する第2の可変再帰型フィルタ処理ステップと、第2の可変再帰型フィルタ処理ステップで生成されたベースラインデータを、第1の可変再帰型フィルタ処理ステップで生成されたノイズ低減ロゥデータから減算することで、差分データを出力する減算処理ステップと、第2の可変再帰型フィルタ処理ステップで生成されたベースラインデータに対する入力ロゥデータの変化状態に基づいてタッチ判定データを出力するタッチ判定処理ステップと、減算処理ステップにより出力された差分データ、およびタッチ判定処理ステップにより出力されたタッチ判定データに基づいて、タッチされた位置座標を出力する座標算出処理ステップと、差分データがランダムノイズおよび固定パタンノイズを低減したデータとなるように、タッチ判定処理ステップにより出力されたタッチ判定データに基づいて、第1の可変再帰型フィルタ処理ステップでノイズ低減ロゥデータを生成するための第1の加重平均化処理、および第2の可変再帰型フィルタ処理ステップでベースラインデータを生成するための第2の加重平均化処理を制御するフィルタ制御ステップとを備えるものである。   The touch detection method according to the present invention is applied to a touch detection device that outputs a touched position coordinate on a panel based on input row data that is sensor output data after AD conversion from a touch panel. However, random noise is reduced from input low data with fixed pattern noise remaining superimposed on sensor output data in a fixed and steady state due to variations in the characteristics of each sensor position and sensor output data generation circuit. A first variable recursive filter processing step for generating noise-reduced low data, and a base in which random noise is reduced from the noise-reduced low data generated by the first variable recursive filter with fixed pattern noise remaining A second variable recursive filter processing step for generating line data; and a second variable recursive type A subtraction processing step for outputting difference data by subtracting the baseline data generated in the filter processing step from the noise reduction low data generated in the first variable recursive filter processing step; and a second variable recursive type Touch determination processing step for outputting touch determination data based on the change state of the input raw data with respect to the baseline data generated in the filter processing step, difference data output by the subtraction processing step, and output by the touch determination processing step Based on the touch determination data, the coordinate calculation processing step for outputting the touched position coordinates, and the touch determination data output by the touch determination processing step so that the difference data becomes data with reduced random noise and fixed pattern noise. Based on the first variable Controls a first weighted averaging process for generating noise-reduced low data in a recursive filtering step and a second weighted averaging process for generating baseline data in a second variable recursive filtering step And a filter control step.

本発明によれば、タッチ検出を行う際に使用する差分データの生成において、固定パタンノイズを効果的に低減するとともに、ベースラインデータの更新精度を向上させることにより、タッチパネル側から入力されるロゥデータに関して、重畳ノイズおよびオフセットを適切に低減、除去することで、タッチに伴うデータの変化をより正確に検出し、タッチ座標の算出精度を向上させることのできるタッチ検出装置およびタッチ検出方法を得ることができる。   According to the present invention, in the generation of difference data used when performing touch detection, the fixed pattern noise is effectively reduced, and the update accuracy of the baseline data is improved, so that the low data input from the touch panel side. As a result, by appropriately reducing and removing superposition noise and offset, it is possible to obtain a touch detection device and a touch detection method that can detect changes in data associated with touch more accurately and improve touch coordinate calculation accuracy. Can do.

本発明の実施の形態1におけるタッチ検出装置の構成図である。It is a block diagram of the touch detection apparatus in Embodiment 1 of this invention. 従来技術である投射型静電容量方式の説明図である。It is explanatory drawing of the projection-type electrostatic capacitance system which is a prior art. 従来のタッチ検出装置を含む全体構成図である。It is a whole block diagram containing the conventional touch detection apparatus.

以下、本発明のタッチ検出装置およびタッチ検出方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a touch detection device and a touch detection method of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1におけるタッチ検出装置の構成図である。図1に示した本実施の形態1におけるタッチ検出装置は、第1の可変再帰型フィルタ10、第2の可変再帰型フィルタ20、減算器30、可変再帰型フィルタ制御部40、フレームメモリ41、タッチ判定部50、および座標算出部60を備えて構成されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of a touch detection device according to Embodiment 1 of the present invention. 1 includes a first variable recursive filter 10, a second variable recursive filter 20, a subtractor 30, a variable recursive filter control unit 40, a frame memory 41, The touch determination unit 50 and the coordinate calculation unit 60 are provided.

そして、本実施の形態1におけるタッチ検出装置は、このような構成を有することで、図示していない前処理部からのロゥデータを入力として(以下、入力ロゥデータと称す)、タッチされた位置の座標データを高精度に算出することができる。そこで、各構成要素について、以下に詳細に説明する。   The touch detection apparatus according to the first embodiment has such a configuration, and receives the raw data from a preprocessing unit (not shown) as input (hereinafter referred to as input raw data), and the coordinates of the touched position. Data can be calculated with high accuracy. Therefore, each component will be described in detail below.

第1の可変再帰型フィルタ10は、フレームメモリ11および可変加重平均化部12を有して構成されており、ノイズの重畳したロゥデータを入力として、ノイズを低減したノイズ低減ロゥデータを出力する。   The first variable recursive filter 10 is configured to include a frame memory 11 and a variable weighted averaging unit 12, and receives noise-reduced low data with noise reduced as input.

具体的には、第1の可変再帰型フィルタ10は、次のような動作をする。フレームメモリ11は、可変再帰型フィルタ制御部40による制御信号に従って、前フレームにおいて可変加重平均化部12から出力されたノイズ低減ロゥデータを順次記憶している。   Specifically, the first variable recursive filter 10 operates as follows. The frame memory 11 sequentially stores noise reduction low data output from the variable weighted averaging unit 12 in the previous frame in accordance with a control signal from the variable recursive filter control unit 40.

そして、可変加重平均化部12は、タッチ判定部50によって連続したフレームでタッチ無し判定されている要素および連続したフレームでタッチ有り判定されている要素においては、可変再帰型フィルタ制御部40による制御信号に従って、入力ロゥデータと、フレームメモリ11の出力である前フレームのノイズ低減ロゥデータとの平均値計算の重みを、例えば、1:3として加重平均化処理を行う。   Then, the variable weighted averaging unit 12 controls the variable recursive filter control unit 40 for the elements determined to be non-touched by the continuous frames by the touch determination unit 50 and the elements determined to be touched by the continuous frames. According to the signal, the weighted averaging process is performed with the weight of the average value calculation of the input low data and the noise reduction low data of the previous frame which is the output of the frame memory 11 being set to, for example, 1: 3.

また、可変加重平均化部12は、前フレームはタッチ無し判定であり、現フレームでタッチ有り判定となった要素、あるいはその逆に、前フレームはタッチ有り判定であり、現フレームでタッチ無し判定となった要素においては、上述した平均値計算の重みを、例えば、1:1として加重平均化処理を行う。   In addition, the variable weighted averaging unit 12 determines that there is no touch in the previous frame and is determined to be touched in the current frame, or vice versa. In the element which becomes, the weighted averaging process is performed with the weight of the average value calculation described above being set to 1: 1, for example.

これにより、タッチ無し状態が継続している場合、またはタッチ有り状態が継続している場合においては、ノイズ低減ロゥデータ側の重みを重くすることで、ノイズを強く低減できる。一方、タッチ有りと無しの間で遷移した場合においては、ノイズ低減効果を弱くして、値の変化を妨げないようにすることができる。なお、初期化の際は、上述した平均値計算の重みを1:0として、ノイズ低減ロゥデータは、入力ロゥデータと同一とする。   Accordingly, when the no-touch state continues or when the touch-present state continues, the noise can be strongly reduced by increasing the weight on the noise reduction low data side. On the other hand, in the case of transition between with and without touch, the noise reduction effect can be weakened so that the change in value is not hindered. At the time of initialization, the weight of the above average value calculation is set to 1: 0, and the noise reduction low data is the same as the input low data.

次に、第2の可変再帰型フィルタ20について説明する。この第2の可変再帰型フィルタ20は、フレームメモリ21および可変加重平均化部22を有して構成されており、第1の可変再帰型フィルタ10と同様の構成となっている。第2の可変再帰型フィルタ20は、第1の可変再帰型フィルタ10の出力に相当するノイズ低減ロゥデータを入力として、ベースラインデータを出力する。   Next, the second variable recursive filter 20 will be described. The second variable recursive filter 20 includes a frame memory 21 and a variable weighted averaging unit 22, and has the same configuration as the first variable recursive filter 10. The second variable recursive filter 20 receives the noise reduction low data corresponding to the output of the first variable recursive filter 10 and outputs baseline data.

具体的には、第2の可変再帰型フィルタ20は、次のような動作をする。フレームメモリ21は、可変再帰型フィルタ制御部40による制御信号に従って、前フレームにおいて可変加重平均化部22から出力されたベースラインデータを順次記憶している。   Specifically, the second variable recursive filter 20 operates as follows. The frame memory 21 sequentially stores the baseline data output from the variable weighted averaging unit 22 in the previous frame in accordance with the control signal from the variable recursive filter control unit 40.

そして、可変加重平均化部22は、タッチ有り判定された要素およびそれに近隣接した要素以外の要素においては、可変再帰型フィルタ制御部40による制御信号に従って、ノイズ低減ロゥデータと、フレームメモリ21の出力である前フレームのベースラインデータとの平均値計算の重みを、例えば、1:7として加重平均化処理を行う。   Then, the variable weighted averaging unit 22 outputs noise reduction low data and the output of the frame memory 21 in accordance with the control signal from the variable recursive filter control unit 40 in elements other than the element determined to be touched and the elements adjacent to it. The weighted average processing is performed with the weight of the average value calculation with the baseline data of the previous frame being, for example, 1: 7.

また、可変加重平均化部22は、タッチ有り判定された要素およびそれに近隣接した要素においては、上述した平均値計算の重みを、例えば、0:1として加重平均化処理を行う。この際、フレームメモリ21は、可変再帰型フィルタ制御部40による制御信号に従って、ベースラインデータの書き込みが停止され、その結果、ベースラインデータのその要素における値の更新が停止されることとなる。なお、初期化の際は、上述した平均値計算の重みを1:0として、ベースラインデータは、初期のノイズ低減ロゥデータ、すなわち入力ロゥデータと同一とする。   In addition, the variable weighted averaging unit 22 performs weighted averaging processing with the above-described average value calculation weight set to, for example, 0: 1 for an element determined to be touched and an element adjacent thereto. At this time, the frame memory 21 stops the writing of the baseline data in accordance with the control signal from the variable recursive filter control unit 40, and as a result, the update of the value in the element of the baseline data is stopped. At the time of initialization, the weight of the above average value calculation is set to 1: 0, and the baseline data is the same as the initial noise reduction raw data, that is, the input raw data.

ここで、タッチ有り判定された要素に近隣接した要素については、タッチ判定部50によるタッチ判定結果を読み取ることのできる可変再帰型フィルタ制御部40が、自身に接続されているフレームメモリ41において、例えば、各要素のフラグデータなどとして管理することができる。   Here, the variable recursive filter control unit 40 that can read the touch determination result by the touch determination unit 50 for the element adjacent to the element determined to be touched in the frame memory 41 connected to itself, For example, it can be managed as flag data of each element.

第1の可変再帰型フィルタ10から出力されるノイズ低減ロゥデータは、入力ロゥデータにおけるランダムノイズは低減されているが、固定パタンノイズは、そのまま残存している。一方、ノイズ低減ロゥデータを入力として第2の可変再帰型フィルタ20から出力されるベースラインデータも、固定パタンノイズは、そのまま残存している。したがって、減算器30において、ノイズ低減ロゥデータからベースラインデータを減算して得られる差分データにおいては、固定パタンノイズが効果的に低減されることとなる。   In the noise reduction low data output from the first variable recursive filter 10, the random noise in the input low data is reduced, but the fixed pattern noise remains as it is. On the other hand, the fixed pattern noise remains in the baseline data output from the second variable recursive filter 20 with the noise reduction low data as an input. Therefore, the fixed pattern noise is effectively reduced in the difference data obtained by subtracting the baseline data from the noise reduction low data in the subtractor 30.

タッチ判定部50は、入力ロゥデータとベースラインデータにおける各要素の値の差からタッチの有り、無しを、要素毎に判定する。なお、入力ロゥデータには、ランダムノイズが重畳しているため、しきい値を2つ用いてヒステリシスのある判定を行うことで、判定が不安定となることを防止することができる。   The touch determination unit 50 determines for each element whether or not there is a touch from the difference between the values of each element in the input row data and the baseline data. Since random noise is superimposed on the input raw data, it is possible to prevent the determination from becoming unstable by performing determination with hysteresis using two threshold values.

以上のように、実施の形態1によれば、タッチ検出を行う際に使用する差分データの生成において、固定パタンノイズを効果的に低減できる構成を有している。また、タッチ有り要素に近隣接する要素でのベースラインデータの更新精度を向上させる構成を有している。この結果、タッチパネル側から入力されるロゥデータに関して、重畳ノイズおよびオフセットを適切に低減、除去することで、タッチに伴うデータの変化をより正確に検出し、タッチ座標の算出精度を向上させることのできるタッチ検出装置およびタッチ検出方法を得ることができる。   As described above, according to the first embodiment, the fixed pattern noise can be effectively reduced in the generation of difference data used when performing touch detection. In addition, it has a configuration that improves the update accuracy of the baseline data in an element close to and adjacent to the touched element. As a result, with respect to the raw data input from the touch panel side, it is possible to more accurately detect changes in the data associated with the touch and improve the calculation accuracy of the touch coordinates by appropriately reducing and removing superposition noise and offset. A touch detection device and a touch detection method can be obtained.

より具体的には、本実施の形態1におけるタッチ検出装置は、以下の構成を備えていることを技術的特徴としている。
・ロゥデータ用とベースラインデータ用のそれぞれとして、可変加重平均化部とフレームメモリとを有する可変再帰型フィルタを個別に有している。
・連続したタッチ判定結果に基づいて、これら2つの可変再帰型フィルタを制御するためのフィルタ制御部を有している。
・2個のしきい値によるヒステリシス特性を持ったタッチ判定部を有している。
・それぞれの可変再帰型フィルタの出力を用いて、ノイズ低減ロゥデータからベースラインデータを減算することで差分データを生成する減算器を有している。
More specifically, the touch detection device according to the first embodiment is technically characterized by having the following configuration.
A variable recursive filter having a variable weighted averaging unit and a frame memory is individually provided for low data and baseline data.
-It has a filter control part for controlling these two variable recursive filters based on the continuous touch determination result.
-It has a touch determination unit with hysteresis characteristics with two thresholds.
A subtractor that generates difference data by subtracting the baseline data from the noise reduction low data using the output of each variable recursive filter is provided.

そして、これらの構成を有することで、以下のような優れた効果を得ることができる。
・ロゥデータとベースラインデータそれぞれにおいて、ランダムノイズを適切に低減できる。
・タッチ・非タッチ間の状態遷移時に、ロゥデータとベースラインデータのそれぞれのレベルを、高速で適切に変化させて、ロゥデータからベースラインデータを引いた差分データにおける時間変化の遅れを抑制でき、ノイズの低減と時間波形の整形を行うことができる。
・タッチ有りの判定がされた要素に近隣接する範囲では、ベースラインデータの更新を休止させることで、差分データに基づいて行うタッチ座標の算出精度を向上させることができる。
・この結果、差分データを用いたタッチ位置の座標算出をより高精度化することができ、特に、投射型静電容量方式のタッチパネルにおけるペンタッチの位置検出精度の向上に効果的である。
And by having these structures, the following outstanding effects can be acquired.
・ Random noise can be appropriately reduced in both low data and baseline data.
・ At the time of state transition between touch and non-touch, each level of low data and baseline data can be changed appropriately at high speed to suppress the delay of time change in differential data obtained by subtracting baseline data from low data. Can be reduced and the time waveform can be shaped.
-In the range adjacent to the element determined to be touched, the update of the baseline data is paused, so that the calculation accuracy of touch coordinates performed based on the difference data can be improved.
As a result, the coordinate calculation of the touch position using the difference data can be made more accurate, and in particular, it is effective for improving the position detection accuracy of the pen touch in the projection type capacitive touch panel.

なお、上述した実施の形態1における重みの具体例は、一例に過ぎず、適宜、適切な比率を適用することが可能である。例えば、1:3あるいは1:7として例示した比率は、前者と後者の比率が1:n(ただし、1<nの実数)であれば、また可変加重平均化部12について1:1として例示した比率は、前者と後者の比率が1:m(ただし、m<nの実数)であれば、同様の効果が期待できる。   In addition, the specific example of the weight in Embodiment 1 mentioned above is only an example, and it is possible to apply a suitable ratio suitably. For example, the ratio exemplified as 1: 3 or 1: 7 is exemplified as 1: 1 for the variable weighted averaging unit 12 if the ratio of the former and the latter is 1: n (where 1 <n is a real number). The same effect can be expected if the ratio of the former and the latter is 1: m (where m <n is a real number).

10 第1の可変再帰型フィルタ、11 フレームメモリ、12 可変加重平均化部、20 第2の可変再帰型フィルタ、21 フレームメモリ、22 可変加重平均化部、30 減算器、40 可変再帰型フィルタ制御部、41 フレームメモリ、50 タッチ判定部、60 座標算出部。   10 First variable recursive filter, 11 frame memory, 12 variable weighted averaging unit, 20 second variable recursive filter, 21 frame memory, 22 variable weighted averaging unit, 30 subtractor, 40 variable recursive filter control Unit, 41 frame memory, 50 touch determination unit, 60 coordinate calculation unit.

Claims (6)

タッチパネルからのAD変換後のセンサ出力データである入力ロゥデータに基づいて、パネル上のタッチされた位置座標を出力するタッチ検出装置であって、
センサ位置毎および前記センサ出力データの生成回路毎の特性のばらつきに伴って固定的・定常的に前記センサ出力データに重畳する固定パタンノイズが残存した状態で、前記入力ロゥデータからランダムノイズを低減してノイズ低減ロゥデータを生成する第1の可変再帰型フィルタと、
前記固定パタンノイズが残存した状態で、前記第1の可変再帰型フィルタで生成された前記ノイズ低減ロゥデータからランダムノイズが低減されたベースラインデータを生成する第2の可変再帰型フィルタと、
前記第2の可変再帰型フィルタで生成された前記ベースラインデータを、前記第1の可変再帰型フィルタで生成された前記ノイズ低減ロゥデータから減算することで、差分データを出力する減算器と、
前記第2の可変再帰型フィルタで生成された前記ベースラインデータに対する前記入力ロゥデータの変化状態に基づいてタッチ判定データを出力するタッチ判定部と、
前記減算器から出力された前記差分データ、および前記タッチ判定部から出力された前記タッチ判定データに基づいて、前記タッチされた位置座標を出力する座標算出部と、
前記差分データが前記ランダムノイズおよび前記固定パタンノイズを低減したデータとなるように、前記タッチ判定部から出力された前記タッチ判定データに基づいて、前記第1の可変再帰型フィルタで前記ノイズ低減ロゥデータを生成するための第1の加重平均化処理、および前記第2の可変再帰型フィルタで前記ベースラインデータを生成するための第2の加重平均化処理を制御するフィルタ制御部と
を備えるタッチ検出装置。
A touch detection device that outputs a touched position coordinate on a panel based on input low data that is sensor output data after AD conversion from a touch panel,
Random noise is reduced from the input low data in a state where fixed pattern noise that is superimposed on the sensor output data in a fixed and steady manner remains due to variations in characteristics of each sensor position and sensor output data generation circuit. A first variable recursive filter that generates noise reduced low data;
A second variable recursive filter that generates baseline data with reduced random noise from the noise-reduced low data generated by the first variable recursive filter with the fixed pattern noise remaining;
A subtractor that outputs difference data by subtracting the baseline data generated by the second variable recursive filter from the noise reduction low data generated by the first variable recursive filter;
A touch determination unit that outputs touch determination data based on a change state of the input raw data with respect to the baseline data generated by the second variable recursive filter;
A coordinate calculation unit that outputs the touched position coordinates based on the difference data output from the subtracter and the touch determination data output from the touch determination unit;
Based on the touch determination data output from the touch determination unit, the first variable recursive filter performs the noise reduction low data based on the touch determination data so that the difference data becomes data obtained by reducing the random noise and the fixed pattern noise. And a filter control unit for controlling a second weighted averaging process for generating the baseline data by the second variable recursive filter. apparatus.
請求項1に記載のタッチ検出装置において、
前記第1の可変再帰型フィルタは、第1のフレームメモリおよび第1の可変加重平均化部を有し、
前記第1のフレームメモリは、前記フィルタ制御部からの第1制御指令に応じて、前フレームにおいて前記第1の可変加重平均化部から出力されたノイズ低減ロゥデータを、最新のノイズ低減ロゥデータとして記憶し、
前記第1の可変加重平均化部は、前記入力ロゥデータと、前記第1のフレームメモリから読み出した前記最新のノイズ低減ロゥデータとを平均化する重みを、前記フィルタ制御部からの第2制御指令に応じて可変し、ノイズ低減ロゥデータとして出力し、
前記第2の可変再帰型フィルタは、第2のフレームメモリおよび第2の可変加重平均化部を有し、
前記第2のフレームメモリは、前記フィルタ制御部からの第3制御指令に応じて、前フレームにおいて前記第2の可変加重平均化部から出力されたベースラインデータを、最新のベースラインデータとして記憶し、
前記第2の可変加重平均化部は、前記前記第1の可変加重平均化部から出力された前記ノイズ低減ロゥデータと、前記第2のフレームメモリから読み出した前記最新のベースラインデータとを平均化する重みを、前記フィルタ制御部からの第4制御指令に応じて可変し、ベースラインデータとして出力し、
前記フィルタ制御部は、
前記タッチ判定部から出力された前記タッチ判定データに基づいて、前記第1制御指令、前記第2制御指令、前記第3制御指令、および前記第4制御指令を生成する
タッチ検出装置。
The touch detection device according to claim 1,
The first variable recursive filter has a first frame memory and a first variable weighted averaging unit,
The first frame memory stores the noise reduction low data output from the first variable weighted averaging unit in the previous frame as the latest noise reduction low data in response to the first control command from the filter control unit. And
The first variable weighted averaging unit uses a weight for averaging the input raw data and the latest noise reduction raw data read from the first frame memory as a second control command from the filter control unit. Variable according to the output and output as noise reduction low data,
The second variable recursive filter has a second frame memory and a second variable weighted averaging unit,
The second frame memory stores, as the latest baseline data, the baseline data output from the second variable weighted averaging unit in the previous frame in response to a third control command from the filter control unit. And
The second variable weighted averaging unit averages the noise reduction raw data output from the first variable weighted averaging unit and the latest baseline data read from the second frame memory. The weight to be varied according to the fourth control command from the filter control unit, and output as baseline data,
The filter control unit
The touch detection device that generates the first control command, the second control command, the third control command, and the fourth control command based on the touch determination data output from the touch determination unit.
請求項2に記載のタッチ検出装置であって、
前記フィルタ制御部は、前記タッチ判定データにおいてタッチ有り判定された場合には、タッチ有り判定された要素および前記要素に近隣接した要素を第1要素群としたときに、前記第2の可変加重平均化部により前記ノイズ低減ロゥデータと前記最新のベースラインデータとを加重平均化処理する際の重みを、
前記第1要素群以外の要素については、1:n(ただし、1<nの実数)とするように前記第4制御指令を生成し、
前記第1要素群に含まれる要素については、0:1とするように前記第4制御指令を生成するとともに、前記第2のフレームメモリにおける最新のベースラインデータの更新を停止するように前記第3制御指令を生成する
タッチ検出装置。
The touch detection device according to claim 2,
When the touch determination data determines that there is a touch, the filter control unit uses the second variable weight when the element determined to be touched and the element adjacent to the element are defined as the first element group. The weight when performing the weighted averaging process on the noise reduction low data and the latest baseline data by the averaging unit,
For the elements other than the first element group, the fourth control command is generated so as to be 1: n (where 1 <n is a real number),
For the elements included in the first element group, the fourth control command is generated so as to be 0: 1, and the update of the latest baseline data in the second frame memory is stopped. 3 Touch detection device that generates control commands.
請求項2または3に記載のタッチ検出装置であって、
前記フィルタ制御部は、前記タッチ判定データに基づいて、
前フレームおよび現フレームにおいてともにタッチ無し判定となった要素、あるいは逆に、前フレームおよび現フレームにおいてともにタッチ無し判定となった要素については、前記第1の可変加重平均化部により前記入力ロゥデータと前記ノイズ低減ロゥデータとを加重平均化処理する際の重みを、1:n(ただし、nは、1<nの実数)とするように前記第2制御指令を生成し、
前フレームがタッチ無し判定であり、現フレームがタッチ有り判定となった要素、あるいは逆に、前フレームがタッチ有り判定であり、現フレームがタッチ無し判定となった要素については、前記第1の可変加重平均化部により前記入力ロゥデータと前記ノイズ低減ロゥデータとを加重平均化処理する際の重みを、1:m(ただし、mは、m<nの実数)とするように前記第2制御指令を生成する
タッチ検出装置。
The touch detection device according to claim 2, wherein
The filter control unit is based on the touch determination data.
For the elements for which no touch is determined in the previous frame and the current frame, or for the elements for which no touch is determined in the previous frame and the current frame, the input variable data and the input raw data are The second control command is generated so that a weight when performing the weighted averaging process on the noise reduction low data is 1: n (where n is a real number where 1 <n),
For the element in which the previous frame is a non-touch determination and the current frame is a touch determination, or conversely, the element in which the previous frame is a touch determination and the current frame is a non-touch determination The second control command so that the weight when the weighted averaging process is performed on the input raw data and the noise-reduced low data by the variable weighted averaging unit is 1: m (where m is a real number where m <n). Generate touch detection device.
請求項1から4のいずれか1項に記載のタッチ検出装置において、
前記フィルタ制御部は、前記第1の可変再帰型フィルタが生成する前記ノイズ低減ロゥデータの初期化、および前記第2の可変再帰型フィルタが生成する前記ベースラインデータの初期値を前記入力ロゥデータと同一となるように、前記第1の加重平均化処理および前記第2の加重平均化処理を制御する
タッチ検出装置。
In the touch detection device according to any one of claims 1 to 4,
The filter control unit initializes the noise reduction raw data generated by the first variable recursive filter and the initial value of the baseline data generated by the second variable recursive filter, the same as the input raw data. The touch detection device that controls the first weighted averaging process and the second weighted averaging process.
タッチパネルからのAD変換後のセンサ出力データである入力ロゥデータに基づいて、パネル上のタッチされた位置座標を出力するタッチ検出装置に適用されるタッチ検出方法であって、
センサ位置毎および前記センサ出力データの生成回路毎の特性のばらつきに伴って固定的・定常的に前記センサ出力データに重畳する固定パタンノイズが残存した状態で、前記入力ロゥデータからランダムノイズを低減してノイズ低減ロゥデータを生成する第1の可変再帰型フィルタ処理ステップと、
前記固定パタンノイズが残存した状態で、前記第1の可変再帰型フィルタで生成された前記ノイズ低減ロゥデータからランダムノイズが低減されたベースラインデータを生成する第2の可変再帰型フィルタ処理ステップと、
前記第2の可変再帰型フィルタ処理ステップで生成された前記ベースラインデータを、前記第1の可変再帰型フィルタ処理ステップで生成された前記ノイズ低減ロゥデータから減算することで、差分データを出力する減算処理ステップと、
前記第2の可変再帰型フィルタ処理ステップで生成された前記ベースラインデータに対する前記入力ロゥデータの変化状態に基づいてタッチ判定データを出力するタッチ判定処理ステップと、
前記減算処理ステップにより出力された前記差分データ、および前記タッチ判定処理ステップにより出力された前記タッチ判定データに基づいて、前記タッチされた位置座標を出力する座標算出処理ステップと、
前記差分データが前記ランダムノイズおよび前記固定パタンノイズを低減したデータとなるように、前記タッチ判定処理ステップにより出力された前記タッチ判定データに基づいて、前記第1の可変再帰型フィルタ処理ステップで前記ノイズ低減ロゥデータを生成するための第1の加重平均化処理、および前記第2の可変再帰型フィルタ処理ステップで前記ベースラインデータを生成するための第2の加重平均化処理を制御するフィルタ制御ステップと
を備えるタッチ検出方法。
A touch detection method applied to a touch detection device that outputs a touched position coordinate on a panel based on input low data that is sensor output data after AD conversion from a touch panel,
Random noise is reduced from the input low data in a state where fixed pattern noise that is superimposed on the sensor output data in a fixed and steady manner remains due to variations in characteristics of each sensor position and sensor output data generation circuit. A first variable recursive filtering step to generate noise reduced low data;
A second variable recursive filter processing step for generating baseline data in which random noise is reduced from the noise reduction raw data generated by the first variable recursive filter in a state where the fixed pattern noise remains;
Subtraction that outputs difference data by subtracting the baseline data generated in the second variable recursive filter processing step from the noise reduction low data generated in the first variable recursive filter processing step. Processing steps;
A touch determination processing step for outputting touch determination data based on a change state of the input low data with respect to the baseline data generated in the second variable recursive filter processing step;
A coordinate calculation processing step for outputting the touched position coordinates based on the difference data output by the subtraction processing step and the touch determination data output by the touch determination processing step;
Based on the touch determination data output by the touch determination processing step, the first variable recursive filter processing step so that the difference data becomes data obtained by reducing the random noise and the fixed pattern noise. A first weighted averaging process for generating noise-reduced low data, and a filter control step for controlling a second weighted average process for generating the baseline data in the second variable recursive filtering process step A touch detection method comprising:
JP2013263288A 2013-12-20 2013-12-20 Touch detection device and touch detection method Active JP6219708B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013263288A JP6219708B2 (en) 2013-12-20 2013-12-20 Touch detection device and touch detection method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013263288A JP6219708B2 (en) 2013-12-20 2013-12-20 Touch detection device and touch detection method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015118656A true JP2015118656A (en) 2015-06-25
JP6219708B2 JP6219708B2 (en) 2017-10-25

Family

ID=53531284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013263288A Active JP6219708B2 (en) 2013-12-20 2013-12-20 Touch detection device and touch detection method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6219708B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110554791A (en) * 2018-06-04 2019-12-10 北京钛方科技有限责任公司 Touch panel signal detection method and device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013062859A (en) * 2007-05-21 2013-04-04 Canon Inc Imaging apparatus and method for driving the same
JP2013097687A (en) * 2011-11-02 2013-05-20 Sharp Corp Touch panel driving device, touch panel driving method, display device, program, and recording medium
JP2013097709A (en) * 2011-11-04 2013-05-20 Lg Display Co Ltd Touch panel device and touch detection method of touch panel

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013062859A (en) * 2007-05-21 2013-04-04 Canon Inc Imaging apparatus and method for driving the same
JP2013097687A (en) * 2011-11-02 2013-05-20 Sharp Corp Touch panel driving device, touch panel driving method, display device, program, and recording medium
JP2013097709A (en) * 2011-11-04 2013-05-20 Lg Display Co Ltd Touch panel device and touch detection method of touch panel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110554791A (en) * 2018-06-04 2019-12-10 北京钛方科技有限责任公司 Touch panel signal detection method and device

Also Published As

Publication number Publication date
JP6219708B2 (en) 2017-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9069427B2 (en) High noise immunity sensing methods and apparatus for a capacitive touch device
US9182862B2 (en) High noise immunity sensing methods and apparatus for a capacitive touch device
JP5389888B2 (en) Touch panel system and electronic device
EP2975502B1 (en) Adjustment of touch sensing stimulation voltage levels based on touch performance
US9939969B2 (en) Systems and methods for capacitive touch detection
KR102043691B1 (en) Touch detection method and touch detection system
TWI592845B (en) Method and associated controller for adaptively adjusting touch-control threshold
JP5281701B2 (en) Touch panel system and electronic device
TW201234226A (en) Signal processing method for touch panel and system thereof
JP6219708B2 (en) Touch detection device and touch detection method
TWI526906B (en) Signal processing method
JP5814704B2 (en) Touch panel controller, touch panel control method, input device using the same, and electronic device
JP6218228B2 (en) Touch detection device and touch detection method
US10037101B2 (en) Touch panel having a filter unit for filtering unintended touches and method thereof
JP4098314B2 (en) Capacitive touch panel multiple article detection method
TWI515634B (en) Touch device and sensing method for of the touch device
US10444899B2 (en) Multiple threshold motion tolerance to filter coordinate jitter in touch sensing
US9235289B2 (en) Touch motion detection method, circuit, and system
JP6289071B2 (en) Touch panel device and touch coordinate processing method
JP5845344B2 (en) Touch panel system and electronic device
TWI783394B (en) Display device and control method thereof
US11106317B1 (en) Common mode noise suppression with restoration of common mode signal
CN115016660A (en) Display device and control method thereof
TWI552059B (en) Touch panel system and electronic device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161122

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170926

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170928

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6219708

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250