JP2024090411A - Sensing method, touch panel drive device, and touch panel device - Google Patents
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Abstract
【課題】タッチパネル表面に水が付着した場合でもタッチ検出性能の低下を抑制する。【解決手段】タッチパネルに対し、順次、隣接する一対の送信信号線と隣接する一対の受信信号線を選択して安定化期間とセンシング期間の静電容量の変化量を検出する走査を行う第1センシングと、送信信号線と受信信号線の選択状態が第1センシングとは異なるとともにセンシング期間の受信信号線とグランド間の静電容量の変化を検出する走査を行う第2センシングを実行可能なタッチパネル駆動装置のセンシング方法である。第2センシングを行い、得られた検出信号の信号強度に応じた評価値を求め、評価値の時間軸変化に基づいて検出信号が水の影響によるものか否かを判定する。そして水の影響ではないと判定した場合に、第1センシングを行い、得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する。【選択図】図14[Problem] The degradation of touch detection performance is suppressed even when water adheres to the touch panel surface. [Solution] A sensing method for a touch panel drive device capable of performing a first sensing in which a pair of adjacent transmission signal lines and a pair of adjacent reception signal lines are sequentially selected on a touch panel to detect the amount of change in capacitance during a stabilization period and a sensing period, and a second sensing in which the selection state of the transmission signal lines and reception signal lines is different from that in the first sensing and a second sensing is performed to detect the change in capacitance between the reception signal lines and ground during the sensing period. The second sensing is performed to obtain an evaluation value according to the signal strength of the obtained detection signal, and it is determined whether or not the detection signal is due to the influence of water based on the change in the evaluation value over time. If it is determined that the detection signal is not due to the influence of water, the first sensing is performed, and a coordinate calculation is performed based on the obtained detection signal to output detection information. [Selected Figure] Figure 14
Description
本発明はタッチパネルのセンシング方法、タッチパネルを駆動するタッチパネル駆動装置、及びタッチパネルとその駆動装置を有するタッチパネル装置に関する。 The present invention relates to a touch panel sensing method, a touch panel drive device that drives a touch panel, and a touch panel device having a touch panel and its drive device.
タッチパネルに関して各種の技術が知られており、下記特許文献1には同時に2組(一対の送信信号線と一対の受信信号線)の信号線(電極)のセンシングを行ってタッチ操作位置の検出を行うことで解像度を向上させるセンシング技術が開示されている。
Various technologies related to touch panels are known, and the following
タッチパネルを農業用機械、建設用機械、産業機器などで使用する場合、タッチパネル表面に水が付着したときにも適切にタッチ位置検出ができることが求められる。
しかし、多量の水がタッチパネル表面に付着した場合にタッチ操作と誤判定することがある。例えばタッチパネルの検出感度を上げているような場合に、多量の水がタッチパネルに付着した瞬間の検出信号の強度と、指によるタッチ操作の場合の検出信号の強度が似ていることがあるためである。
When touch panels are used in agricultural machinery, construction machinery, industrial equipment, and the like, they are required to be able to properly detect the touch position even when water adheres to the touch panel surface.
However, if a large amount of water adheres to the surface of the touch panel, it may be erroneously determined to be a touch operation. For example, when the detection sensitivity of the touch panel is increased, the intensity of the detection signal at the moment when a large amount of water adheres to the touch panel may be similar to the intensity of the detection signal in the case of a touch operation by a finger.
そこで本発明では、タッチパネル表面に水が付着する場合のある環境下でも精度の高いタッチ操作検出ができるようにすることを目的とする。 Therefore, the present invention aims to enable highly accurate touch operation detection even in an environment where water may adhere to the touch panel surface.
本発明に係るセンシング方法は、タッチパネルに対し、順次、隣接する一対の送信信号線と隣接する一対の受信信号線を選択して安定化期間とセンシング期間の静電容量の変化量を検出する走査を行う第1センシングと、前記送信信号線と前記受信信号線の選択状態が前記第1センシングとは異なるとともにセンシング期間の受信信号線とグランド間の静電容量の変化を検出する走査を行う第2センシングを実行可能なタッチパネル駆動装置のセンシング方法であって、前記第2センシングを行い、得られた検出信号の信号強度に応じた評価値を求め、前記評価値の時間軸変化に基づいて検出信号が水の影響によるものか否かを判定する判定手順と、検出信号が水の影響によるものではないと判定した場合に、前記第1センシングを行い、得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する第1演算手順とが行われるようにする。
タッチ操作の場合と水滴や多量の水による場合では、検出信号の信号強度が似通う場合があるため、評価値の時間軸変化により判定する。
The sensing method of the present invention is a sensing method for a touch panel driving device capable of performing first sensing on a touch panel, in which a pair of adjacent transmission signal lines and an adjacent pair of receiving signal lines are sequentially selected and scanned to detect the amount of change in capacitance between a stabilization period and a sensing period, and second sensing in which the selection state of the transmission signal lines and the receiving signal lines is different from that of the first sensing and a scan is performed to detect a change in capacitance between the receiving signal lines and ground during the sensing period, and the sensing method includes a determination procedure of performing the second sensing, calculating an evaluation value corresponding to the signal strength of the obtained detection signal, and determining whether or not the detection signal is due to the influence of water based on the change in the evaluation value over time, and a first calculation procedure of performing the first sensing, and performing a coordinate calculation based on the obtained detection signal to output detection information if it is determined that the detection signal is not due to the influence of water.
Since the signal strength of the detection signal may be similar between a touch operation and a case where water droplets or a large amount of water are present, a determination is made based on the change in the evaluation value over time.
本発明に係るタッチパネル駆動装置、タッチパネル装置は、上記のセンシング方法を実行する装置であり、前記第2センシングを行い、得られた検出信号の信号強度に応じた評価値を求め、前記評価値の時間軸変化に基づいて検出信号が水の影響によるものか否かを判定する処理と、検出信号が水の影響によるものではないと判定した場合に前記第1センシングを行い得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する処理を行う制御装置を備える。 The touch panel drive device and touch panel device according to the present invention are devices that execute the above sensing method, and are equipped with a control device that performs the second sensing, calculates an evaluation value according to the signal strength of the obtained detection signal, and determines whether or not the detection signal is due to the influence of water based on the change in the evaluation value over time, and performs the first sensing, performs coordinate calculations based on the obtained detection signal, and outputs detection information when it is determined that the detection signal is not due to the influence of water.
本発明によれば、第2センシングの際の信号強度の評価値の時間軸変化により水の影響の有無を判定することで、タッチ操作か水による影響かを精度良く判定できる。これにより水の影響がない場合に第1センシングを行うことで、水による誤検出を回避できる。 According to the present invention, by determining the presence or absence of water influence from the change over time of the evaluation value of the signal strength during the second sensing, it is possible to accurately determine whether the influence is due to a touch operation or water. As a result, by performing the first sensing when there is no influence of water, it is possible to avoid false detection due to water.
以下、本発明の実施の形態を次の順序で説明する。
<1.タッチパネル装置の構成>
<2.第1センシングと第2センシング>
<3.処理例>
<4.実施の形態の効果及び変形例>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order.
1. Configuration of the touch panel device
2. First sensing and second sensing
<3. Processing example>
4. Effects and Modifications of the Embodiments
<1.タッチパネル装置の構成>
実施の形態のタッチパネル装置1の構成例を図1に示す。
タッチパネル装置1は、各種機器においてユーザインターフェース装置として装着される。ここで各種機器とは、例えば電子機器、通信機器、情報処理装置、製造設備機器、工作機械、車両、航空機、建物設備機器、農業用機器、建設用機器、その他非常に多様な分野の機器が想定される。タッチパネル装置1は、これらの多様な機器製品においてユーザの操作入力に用いる操作入力デバイスとして採用される。
特に実施の形態のタッチパネル装置1は、水滴付着が生じた場合にも検出精度低下を抑えることができるため、屋外や、屋内であっても水の係る可能性のある場所で稼働する機器への装着に適している。
1. Configuration of the touch panel device
FIG. 1 shows an example of the configuration of a
The
In particular, the
図1ではタッチパネル装置1と製品側MCU(Micro Control Unit)90を示しているが、製品側MCU90とは、タッチパネル装置1が装着される機器における制御装置を示しているものである。タッチパネル装置1は製品側MCU90に対してユーザのタッチパネル操作の情報を供給する動作を行うことになる。
Figure 1 shows a
タッチパネル装置1は、タッチパネル2と、タッチパネル駆動装置3を有する。タッチパネル駆動装置3はセンサIC(Integrated Circuit)4とMCU5を有する。
The
このタッチパネル駆動装置3は、タッチパネル側接続端子部31を介してタッチパネル2と接続される。この接続を介してタッチパネル駆動装置3はタッチパネル2の駆動(センシング)を行う。
また操作入力デバイスとして機器に搭載される際には、タッチパネル駆動装置3は製品側接続端子部32を介して製品側MCU90と接続される。この接続によりタッチパネル駆動装置3は製品側MCU90にセンシングした操作情報を送信する。
The touch
When mounted on an apparatus as an operation input device, the touch
タッチパネル駆動装置3におけるセンサIC4は、送信回路41、受信回路42、マルチプレクサ43、インターフェース・レジスタ回路44、電源回路45を有する。
The
センサIC4の送信回路41は、マルチプレクサ43によって選択されたタッチパネル2における端子に対して送信信号を出力する。また受信回路42は、マルチプレクサ43によって選択されたタッチパネル2における端子から信号を受信し、必要な比較処理等を行う。
The
図2に送信回路41、受信回路42、マルチプレクサ43とタッチパネル2の接続状態を模式的に示す。
タッチパネル2は、タッチ面を形成するパネル平面に、n本のY電極21-1からY電極21-n、m本のX電極22-1からX電極22-mが配設される。
なおY電極21-1・・・21-n、X電極22-1・・・22-mの各電極を特に区別しない場合は、総称として「Y電極21」「X電極22」と表記する。
FIG. 2 shows a schematic diagram of a connection state between the
The
When there is no need to distinguish between the Y electrodes 21-1 to 21-n and the X electrodes 22-1 to 22-m, they will be collectively referred to as the "
なお本実施の形態では、第1センシング、第2センシングとして後述するように2つのセンシング方式を行うようにする。
第1センシングでは、Y電極21は送信側の電極、つまり送信信号線として用いられ、X電極22は受信側の電極、つまり受信信号線として用いられる。
第2センシングでは、Y電極21、X電極22は、それぞれ送信信号線として用いられることもあるし、受信信号線として用いられることもある。
In this embodiment, two sensing methods are performed as first sensing and second sensing, as described later.
In the first sensing, the
In the second sensing, the
以下では、タッチパネル装置1の構成と共に第1センシングの説明をしていくが、その場合、Y電極21は送信信号線であり、X電極22は受信信号線となる。
Below, we will explain the first sensing along with the configuration of the
Y電極21-1・・・21-nと、X電極22-1・・・22-mは、図示するように交差して配設される場合もあれば、いわゆるシングルレイヤ構造として、交差が生じないように配設される場合もある。いずれにしてもY電極21とX電極22が配設される範囲内でタッチ操作面が形成され、タッチ操作時の容量変化により操作位置が検出される構造となる。
The Y electrodes 21-1...21-n and the X electrodes 22-1...22-m may be arranged to intersect as shown in the figure, or may be arranged so that no intersection occurs, as in a so-called single-layer structure. In either case, a touch operation surface is formed within the area in which the
図2ではY電極21とX電極22の間で生じる容量を一部のみ例示している(容量C22,C23,C32,C33)が、タッチ操作面の全体に、Y電極21とX電極22の間で生じる容量(例えば交差位置における容量)が存在し、タッチ操作により容量変化が生じた位置が受信回路42により検出されることとなる。
In FIG. 2, only a portion of the capacitance generated between the
送信回路41は、マルチプレクサ43により選択された送信信号線(Y電極21-1・・・21-n)に対して送信信号を出力する。本実施の形態では、マルチプレクサ43が各タイミングで2本ずつ隣接するY電極21を選択していく走査を行う。
受信回路42は、マルチプレクサ43により選択された受信信号線(X電極22-1・・・22-m)からの受信信号を受信する。本実施の形態では、マルチプレクサ43が各タイミングで2本ずつ隣接するX電極22を選択していく。
この送信回路41、受信回路42によるセンシング動作については後述する。
The
The receiving
The sensing operation by the
図1に戻って説明する。センサIC4のインターフェース・レジスタ回路44には、送信回路41、マルチプレクサ43、受信回路42、電源回路45に対する各種の設定情報がMCU5によって書き込まれる。
送信回路41、マルチプレクサ43、受信回路42、電源回路45は、それぞれインターフェース・レジスタ回路44に記憶された設定情報によって動作が制御される。
またインターフェース・レジスタ回路44には、受信回路42により検出された検出値(説明上「RAW値」ともいう)を記憶し、MCU5が取得できるようにしている。
1, various setting information for the
The operations of the
The
電源回路45は、駆動電圧AVCC等を生成し、送信回路41、受信回路42に供給する。後述するが、送信回路41は駆動電圧AVCC等を用いたパルスをマルチプレクサ43によって選択された送信信号線(例えばY電極21)に印加する。
また受信回路42は、センシング動作の際に、マルチプレクサ43によって選択された受信信号線(例えばX電極22)に対して駆動電圧AVCC等を印加することも行う。
なお、図1で例示する駆動電圧AVCCとは、後述する駆動電圧AVCC1,AVCC2,AVCC3,AVCC4等の総称としている。
The
During sensing operation, the receiving
The driving voltage AVCC shown in FIG. 1 is a general term for driving voltages AVCC1, AVCC2, AVCC3, AVCC4, etc., which will be described later.
MCU5はセンサIC4の設定、制御を行う。具体的にはMCU5はインターフェース・レジスタ回路44に対して必要な設定情報を書き込むことで、センサIC4の各部の動作を制御する。
またMCU5は受信回路42からのRAW値をインターフェース・レジスタ回路44から読み出すことで取得する。そしてMCU5は、RAW値を用いて座標計算を行い、ユーザのタッチ操作位置情報としての座標値を製品側MCU90に送信する処理を行う。
The
Furthermore, the
図1ではMCU5におけるメモリ5Mとして、RAM領域、ROM領域、不揮発性記憶領域などを総括して示している。このメモリ5Mはインターフェース・レジスタ回路44に与える設定情報の記憶に用いられる。またメモリ5Mは、検出されたRAW値やそれに応じたタッチ操作位置情報としての座標値を一時的な記憶領域としても用いられる。
In FIG. 1, the
また図1では、MCU5において判定制御部5a、検出演算部5bを示している。これらはMCU5においてプログラム(ファームウェア等)により実現される処理機能の一部であり、特に本実施の形態の処理のために設けられる機能を示している。
In addition, FIG. 1 shows a
判定制御部5aとはタッチパネル2に対して指による直接行うタッチ(以下「フィンガータッチ」ともいう)や、手にグローブをはめたままで行うタッチ(以下「グローブタッチ」ともいう)の判定や、水の付着の影響を判定するための処理制御を行う機能である。
The
例えば判定制御部5aは、第1センシング、第2センシングの選択や、ノーマルモード、高感度モード、ウォーターモードのモード選択等を行う処理機能である。
ここでいうノーマルモード、高感度モードとは、受信回路42で設定されるタッチ信号強度に対するゲイン設定のモードであり、ノーマルモードとはノーマル感度としてのゲイン設定のモード、高感度モードとは高感度ゲイン設定のモードである。ノーマルモードは高感度モードよりも感度が低いものとされる。ウォーターモードは多量の水が付着していると判定した場合に実行されるモードである。
判定制御部5aは、タッチ操作に際して、いずれのモードが適切かを判定して選択制御を行う。
For example, the
The normal mode and high sensitivity mode here refer to gain setting modes for the touch signal strength set by the receiving
The
検出演算部5bは、判定制御部5aが選択したモードの設定状態で行った走査により得られたRAW値に基づいて、タッチされた位置を示す情報を生成する処理機能である。すなわちRAW値を用いて座標計算を行い、ユーザのタッチ操作位置情報としての座標値を求める処理を行う。
The
これら判定制御部5a及び検出演算部5bの機能により、後述の図14のような処理が行われる。
The functions of the
以上の構成のタッチパネル装置1による第1センシングの動作について説明する。
まず図3によりタッチパネル2に対する送信回路41,受信回路42の動作を説明する。図ではタッチパネル2において2つの送信信号線(Y電極21-2、21-3)と、2つの受信信号線(X電極22-2、22-3)を示している。
The first sensing operation by the
3, the operation of the
本実施の形態の第1センシングの場合、先の図2に示したようなY電極21、X電極22に対して、送信回路41と受信回路42が、それぞれ隣接する2本ずつ送信、受信を行っていくことでタッチ操作の検出を行うものとなる。つまり一対のY電極21と一対のX電極22の2本×2本を基本セルとして、順次セル単位で検出走査を行う。図3では、その1つのセルの部分を示していることになる。
In the case of the first sensing of this embodiment, the
送信回路41は、2本のY電極21(図の場合ではY電極21-2とY電極21-3)に対して、ドライバ411,412から駆動電圧AVCC1を出力する。つまりドライバ411,412の出力である送信信号T+、T-がマルチプレクサ43によって選択されたY電極21-2,Y電極21-3に供給される。
なお駆動電圧AVCC1は、図1の電源回路45が生成する電圧である。
The
The driving voltage AVCC1 is a voltage generated by the
この場合、送信回路41は、ドライバ411からの送信信号T+を図示のように、アイドル(Idle)期間をロウレベル(以下「Lレベル」と表記)とする。例えば0Vとする。そして続くアクティブ(Active)期間にはハイレベル(以下「Hレベル」と表記)とする。この場合、Hレベルの信号として具体的には駆動電圧AVCC1の印加を行う。
In this case, the
また送信回路41は、もう一つのドライバ412からの送信信号T-は、アイドル期間をHレベル(駆動電圧AVCC1の印加)とし、続くアクティブ期間はLレベルとする。
ここで、アイドル期間は受信信号R+、R-の電位を安定させる期間であり、アクティブ期間は受信信号R+、R-の電位変化をセンシングする期間となる。
In addition, in the
Here, the idle period is a period during which the potentials of the receiving signals R+, R- are stabilized, and the active period is a period during which changes in the potentials of the receiving signals R+, R- are sensed.
このアイドル期間、アクティブ期間において、受信回路42はマルチプレクサ43によって選択された2つのX電極22(図の場合ではX電極22-3,X電極22-2)からの受信信号R+、R-を受信する。
During this idle period and active period, the receiving
受信回路42は、コンパレータ421、基準容量部422、スイッチ423,425、計測用容量部424、演算制御部426、電圧選択部427,428を備えている。
2つの受信信号線(X電極22)からの受信信号R+、R-はコンパレータ421で受信される。コンパレータ421は、受信信号R+、R-の電位を比較して、その比較結果をHレベル又はLレベルで演算制御部426に出力する。
The receiving
The reception signals R+, R- from the two reception signal lines (X electrodes 22) are received by a
基準容量部422を構成するコンデンサの一端には、電圧選択部427を介して、駆動電圧VSS、AVCC4、AVCC3、AVCC2のいずれかが印加される。これらの駆動電圧は、図1の電源回路45が生成する。
基準容量部422を構成するコンデンサの他端はスイッチ423の端子Taを介してコンパレータ421の+入力端子に接続されている。
One of the drive voltages VSS, AVCC4, AVCC3, and AVCC2 is applied to one end of the capacitor constituting the
The other end of the capacitor that constitutes the
計測用容量部424を構成するコンデンサの一端には電圧選択部428を介して、駆動電圧VSS、AVCC4、AVCC3、AVCC2のいずれかが印加される。なお電圧選択部428では、電圧選択部427と同じ電圧が選択される。
計測用容量部424を構成するコンデンサの他端はスイッチ425の端子Taを介してコンパレータ421の-入力端子に接続されている。
One of the driving voltages VSS, AVCC4, AVCC3, and AVCC2 is applied to one end of the capacitor constituting the measuring
The other end of the capacitor that constitutes the measuring
スイッチ423、425は、アイドル期間には端子Tiが選択される。従ってアイドル期間にはコンパレータ421の+入力端子(X電極22-3)、-入力端子(X電極22-2)がグランド接続され、受信信号R+、R-はグランド電位となる。
スイッチ423、425は、アクティブ期間には端子Taが選択される。従ってアクティブ期間にはコンパレータ421の+入力端子(X電極22-3)、-入力端子(X電極22-2)に駆動電圧AVCC(例えば駆動電圧AVCC2)が印加される。
In the idle period, the
The
図3では当該セルが非タッチ状態の場合の受信信号R+、R-の波形を実線で示している。アイドル期間ではスイッチ423、425が端子Tiを選択していることで、受信信号R+、R-は、或る電位(グランド電位)で安定されている。
アクティブ期間となるとスイッチ423、425が端子Taを選択することで、X電極22-3,22-2に駆動電圧AVCC(例えば駆動電圧AVCC2)が印加される。これにより受信信号R+、R-の電位がΔV上昇する。非タッチの状態では、このΔVの電位上昇は、受信信号R+、R-共に発生する。
3, the waveforms of the reception signals R+ and R- when the cell is in an untouched state are shown by solid lines. During the idle period, the
In the active period, the
一方、送信回路41側では、アクティブ期間となると、上述のように送信信号T+が立ち上がり、送信信号T-が立ち下がる。これにより、タッチ操作があった場合には、受信信号R+、R-の電位上昇の程度が変化する。
仮に容量C22に影響を与えるA1位置がタッチされた場合、受信信号R-の電位がアクティブ期間において破線で示すようにΔVHだけ上昇する。
また仮に容量C32が変化するA2位置がタッチされた場合、受信信号R-の電位がアクティブ期間において破線で示すΔVLだけ上昇する。
これらのように当該セルに対するタッチ操作位置に応じて、受信信号R-の電位変化量が受信信号R+の電位変化量(ΔV)よりも大きくなったり小さくなったりする。
コンパレータ421はこのような受信信号R+、R-を比較することになる。
On the other hand, in the
If the A1 position that affects the capacitance C22 is touched, the potential of the reception signal R- rises by ΔVH during the active period as indicated by the dashed line.
Moreover, if the position A2 where the capacitance C32 changes is touched, the potential of the reception signal R- rises by ΔVL indicated by the dashed line during the active period.
In this way, depending on the touch operation position on the cell, the amount of change in potential of the reception signal R- becomes larger or smaller than the amount of change in potential (ΔV) of the reception signal R+.
The
なお、このように変化する受信信号R+、R-の電位差分自体をRAW値(検出結果)として出力するようにしてもよいが、本実施の形態では受信回路42は、演算制御部426が受信信号R+、R-の電圧バランスがとれるように計測用容量部424の容量値の設定変更を行い、RAW値を得るようにしている。
The potential difference between the receiving signals R+ and R- that changes in this way may itself be output as a RAW value (detection result), but in this embodiment, the receiving
演算制御部426はスイッチ423,425のオン/オフ制御を行う。
また演算制御部426はビット信号BSにより計測用容量部424の容量値の切り替え制御を行う。
また演算制御部426はモード制御信号SSにより基準容量部422の容量値の切り替え制御を行うことで、タッチ信号の検出感度のモード設定を行うことができる。基準容量部422の容量は、走査時には固定値であるが、感度のモードの変更として切り替えが行われる。
The arithmetic and
The
In addition, the
これら演算制御部426の処理は、インターフェース・レジスタ回路44に書き込まれた設定情報に従って行われる。即ちMCU5による動作設定に基づいて行われる。
また演算制御部426は、コンパレータ421の出力を監視し、RAW値を算出する。演算制御部426で算出されたRAW値はインターフェース・レジスタ回路44に書き込まれることでMCU5が取得可能とされる。
The processing of the
The
以上の図3において可変容量コンデンサの記号で示した計測用容量部424は、例えば図4のように複数、この例では11個のコンデンサCM(コンデンサCM0からコンデンサCM10)と、11個のスイッチSW(スイッチSW0からスイッチSW10)を有して構成されている。また基準容量部422も、計測用容量部424と同様に11個のコンデンサCM(コンデンサCM20からコンデンサCM30)と、11個のスイッチSW(スイッチSW20からスイッチSW30)を有している。
なお「コンデンサCM」「スイッチSW」という表記は、これらのコンデンサ(CM0・・・CM30)やスイッチ(SW0・・・SW30)を総称する場合に用いる。
The
The terms "capacitor CM" and "switch SW" are used to collectively refer to these capacitors (CM0...CM30) and switches (SW0...SW30).
この図4は、図3に示したスイッチ423,425が端子Taに接続された状態(アクティブ期間)での等価回路として示しており、スイッチ423,425の図示は省略している。 Figure 4 shows an equivalent circuit in a state where switches 423 and 425 shown in Figure 3 are connected to terminal Ta (active period), and switches 423 and 425 are omitted from the illustration.
計測用容量部424におけるコンデンサCM0とスイッチSW0、コンデンサCM1とスイッチSW1・・・コンデンサCM10とスイッチSW10はそれぞれ直列接続される。そして直列接続された11個のコンデンサCMとスイッチSWの組は、駆動電圧AVCC(例えば駆動電圧AVCC2)の電位とコンパレータ421の-入力端子の間に並列に接続されている。
従って、スイッチSW0からスイッチSW10のオン/オフにより、受信信号R-に影響を与える計測用容量部424の容量値を変更できる。この計測用容量部424における各スイッチSWのオン/オフはビット信号BSにより制御される。
またスイッチSW0からスイッチSW10は、それぞれ例えばFET(Field effect transistor)等のスイッチ素子を用いて構成されるが、1つのスイッチSWとして複数のスイッチ素子が設けられる場合もある。
The capacitor CM0 and the switch SW0, the capacitor CM1 and the switch SW1, ... the capacitor CM10 and the switch SW10 in the
Therefore, by turning on/off the switches SW0 to SW10, it is possible to change the capacitance value of the
Each of the switches SW0 to SW10 is configured using a switch element such as a field effect transistor (FET), but a plurality of switch elements may be provided as one switch SW.
基準容量部422におけるコンデンサCM20とスイッチSW20、コンデンサCM21とスイッチSW21・・・コンデンサCM30とスイッチSW30も、それぞれ直列接続される。そして直列接続された11個のコンデンサCMとスイッチSWの組は、駆動電圧AVCC(例えば駆動電圧AVCC2)の電位とコンパレータ421の+入力端子の間に並列に接続されている。
従って、スイッチSW20からスイッチSW30のオン/オフにより、基準容量部422の容量値を変更できる構成である。この基準容量部422における各スイッチSWのオン/オフはモード制御信号SSにより制御される。スイッチSW20からスイッチSW30も、例えばFET等のスイッチ素子を用いて構成される。
The capacitor CM20 and the switch SW20, the capacitor CM21 and the switch SW21, the capacitor CM30 and the switch SW30 in the
Therefore, the capacitance value of the
ここで、走査の際に、計測用容量部424では11ビットのビット信号BSのうちの8ビットにより容量値を256段階に変化させる例を考える。
図4の例では、計測用容量部424は11個のコンデンサCMとスイッチSWの組を備えている例としているが、例えば容量値を256段階に変化させる場合、8個の組があればよい。例えばビット信号BSの各ビットに対応して、スイッチSW0からスイッチSW7のそれぞれがオン/オフされるようにすれば、計測用容量部424における容量値を256段階に変化させることができる。ここで、11個の組を備えるのは、受信感度のモードを変更できるようにしたためである。
Here, consider an example in which, during scanning, the capacitance value of the measuring
4, the
また、基準容量部422は、256段階の中央値とした固定の容量値、例えば「128」に相当する容量値でよいため、1つのコンデンサCMで構成することが可能である。ところが図のように計測用容量部424と同様に11個の組を備えている目的の1つは、受信感度のモードの変更のためである。
The
図4の上部に、ゲイン設定G0,G1,G2,G3を表記した。
ゲイン設定G0では、コンデンサCM20からコンデンサCM27が用いられる。
ゲイン設定G1では、コンデンサCM21からコンデンサCM28が用いられる。
ゲイン設定G2では、コンデンサCM22からコンデンサCM29が用いられる。
ゲイン設定G3では、コンデンサCM23からコンデンサCM30が用いられる。
The gain settings G0, G1, G2, and G3 are indicated at the top of FIG.
At gain setting G0, capacitors CM20 to CM27 are used.
In the gain setting G1, capacitors CM21 to CM28 are used.
In gain setting G2, capacitors CM22 to CM29 are used.
In gain setting G3, capacitors CM23 to CM30 are used.
つまりゲイン設定G0,G1,G2,G3を変更することで、受信信号感度のモードを4段階に変更できる。
例えばゲイン設定G0では、基準容量部422はコンデンサCM20からコンデンサCM27を用いて「128」に相当する容量値を設定する。
実際にはモード制御信号SSとしては、スイッチSW20からスイッチSW30に対応する11ビットの信号であることが想定されるが、ゲイン設定G0の場合、モード制御信号SSにおけるスイッチSW28,SW29,SW30については常にオフ制御する論理値となる。そしてスイッチSW20からスイッチSW27に対応する各ビットが所定値に設定されることで、コンデンサCM20からコンデンサCM27を用いて「128」に相当する容量値とされる。なお、8個のコンデンサCMを用いることで、基準容量部422における容量値、即ち「128」に相当する容量値を調整することができる。
That is, by changing the gain settings G0, G1, G2, and G3, the reception signal sensitivity mode can be changed in four stages.
For example, in the gain setting G0, the
In reality, the mode control signal SS is assumed to be an 11-bit signal corresponding to the switches SW20 to SW30, but in the case of the gain setting G0, the mode control signal SS has a logical value that always controls the switches SW28, SW29, and SW30 to be off. Then, by setting each bit corresponding to the switches SW20 to SW27 to a predetermined value, a capacitance value equivalent to "128" is obtained using the capacitors CM20 to CM27. Note that by using eight capacitors CM, the capacitance value in the
同様に、例えばゲイン設定G1では、基準容量部422はコンデンサCM21からコンデンサCM28を用いて「128」に相当する容量値を設定する。またゲイン設定G2では、基準容量部422はコンデンサCM22からコンデンサCM29を用いて「128」に相当する容量値を設定し、ゲイン設定G3では、基準容量部422はコンデンサCM23からコンデンサCM30を用いて「128」に相当する容量値を設定する。
Similarly, for example, in gain setting G1, the
このように受信感度を変更する各ゲイン設定に応じて、計測用容量部424も、コンデンサCMが次のように用いられる。
ゲイン設定G0のときはコンデンサCM0からコンデンサCM7が用いられる。
ゲイン設定G1のときはコンデンサCM1からコンデンサCM8が用いられる。
ゲイン設定G2のときはコンデンサCM2からコンデンサCM9が用いられる。
ゲイン設定G3のときはコンデンサCM3からコンデンサCM10が用いられる。
In this way, according to each gain setting that changes the reception sensitivity, the capacitor CM of the
When the gain is set to G0, capacitors CM0 to CM7 are used.
When the gain is set to G1, capacitors CM1 to CM8 are used.
When the gain is set to G2, capacitors CM2 to CM9 are used.
When the gain is set to G3, capacitors CM3 to CM10 are used.
例えばゲイン設定G0のときは、計測用容量部424はコンデンサCM0からコンデンサCM7を用いて容量値を256段階に変化させる。
実際にはビット信号BSは、スイッチSW0からスイッチSW10に対応する11ビットの信号であることが想定されるが、ゲイン設定G0の場合、ビット信号BSにおけるスイッチSW8,SW9,SW10に対応するビットは常にオフ制御する論理値となる。そしてスイッチSW0からスイッチSW7に対応する各ビットを変化させることで、コンデンサCM0からコンデンサCM7を用いて容量値を256段階に可変する。
For example, when the gain is set to G0, the
In reality, the bit signal BS is assumed to be an 11-bit signal corresponding to the switches SW0 to SW10, but in the case of the gain setting G0, the bits in the bit signal BS corresponding to the switches SW8, SW9, and SW10 have a logical value that always controls them to be off. Then, by changing each bit corresponding to the switches SW0 to SW7, the capacitance value is varied in 256 steps using the capacitors CM0 to CM7.
基準容量部422及び計測用容量部424における各コンデンサの容量値は、例えば次のようにされている。
コンデンサCM0,CM20は2fF(フェムトファラッド)、コンデンサCM1,CM21は4fF、コンデンサCM2,CM22は8fF、コンデンサCM3,CM23は16fF、コンデンサCM4,CM24は32fF、コンデンサCM5,CM25は64fF、コンデンサCM6,CM26は128fF、コンデンサCM7,CM27は256fF、コンデンサCM8,CM28は512fF、コンデンサCM9,CM29は1024fF、コンデンサCM10,CM30は2048fFである。
The capacitance values of the capacitors in the
Capacitors CM0 and CM20 are 2 fF (femtofarads), capacitors CM1 and CM21 are 4 fF, capacitors CM2 and CM22 are 8 fF, capacitors CM3 and CM23 are 16 fF, capacitors CM4 and CM24 are 32 fF, capacitors CM5 and CM25 are 64 fF, capacitors CM6 and CM26 are 128 fF, capacitors CM7 and CM27 are 256 fF, capacitors CM8 and CM28 are 512 fF, capacitors CM9 and CM29 are 1024 fF, and capacitors CM10 and CM30 are 2048 fF.
なお図4では各コンデンサCMはそれぞれ1つのコンデンサにより構成しているが、コンデンサCMの全部又は一部は、複数のコンデンサにより構成され、合成容量が上記の容量値となるようにしてもよい。 In FIG. 4, each capacitor CM is composed of a single capacitor, but all or part of the capacitor CM may be composed of multiple capacitors, with the combined capacitance being the capacitance value described above.
例えばゲイン設定G0の場合、コンデンサCM0からコンデンサCM7は、ビット信号BSの11ビットのうちで、ビット“0”からビット“7”の8ビットの値で選択される。コンデンサCM0及びスイッチSW0がビット“0”、コンデンサCM1及びスイッチSW1がビット“1”、・・・コンデンサCM7及びスイッチSW7がビット“7”として機能する。
そして、この8ビットの値として0(=「00000000」)から255(=「11111111」)の容量設定値が与えられる。容量設定値はMCU5がインターフェース・レジスタ回路44に書き込む設定情報の一つである。
受信回路42では、この8ビットの容量設定値に応じてスイッチSW0~SW7がオン/オフされる。即ちスイッチSW0~SW7は対応するビットが「0」であればオフ、「1」であればオンとなる。これにより計測用容量部424の全体の容量値が0fF~510fFの範囲で256段階に可変されることになる。
For example, in the case of gain setting G0, capacitors CM0 to CM7 are selected by the values of 8 bits, from bit "0" to bit "7", of the 11 bits of the bit signal BS. Capacitor CM0 and switch SW0 function as bit "0", capacitor CM1 and switch SW1 function as bit "1", ... capacitor CM7 and switch SW7 function as bit "7".
A capacitance setting value ranging from 0 (="00000000") to 255 (="11111111") is given as this 8-bit value. The capacitance setting value is one piece of setting information that the
In the receiving
一方、受信信号R+側の基準容量部422のコンデンサCM20からコンデンサCM27により設定される容量値、即ち「128」に相当する容量値は例えば256fFとされる。
On the other hand, the capacitance value set by capacitors CM20 to CM27 of the
上述のように受信信号R-は、タッチの有無及び位置によってアクティブ期間の波形の電位上昇の程度が変わる。受信信号R+の波形上昇程度(ΔV)より大きくなったり小さくなったりする。
図4の構成では、計測用容量部424の容量設定値を変更していくことで受信信号R-の波形の電位上昇程度を変化させることができ、例えば受信信号R+と同等となる計測用容量部424の容量設定値を見つけ出すことができる。
As described above, the degree of potential rise of the waveform of the reception signal R- during the active period varies depending on the presence or absence of touch and the position of the touch, and may be larger or smaller than the degree of rise (ΔV) of the waveform of the reception signal R+.
In the configuration of Figure 4, the degree of potential rise in the waveform of the received signal R- can be changed by changing the capacitance setting value of the
例えば図4の受信信号R-の破線で示す波形Sg1が初期状態であったとしたときに、計測用容量部424の容量を小さくすれば受信信号R-は波形Sg2のように波形Sg1より小さくなる。また、計測用容量部424の容量を大きくすれば受信信号R-は波形Sg3のように波形Sg1より大きくなる。
つまり、コンパレータ421で受信信号R+、R-の電圧レベルが同等となったときの計測用容量部424の容量設定値は、タッチによる受信信号R-の電圧変化に相当する値と等価となる。
For example, when the waveform Sg1 shown by the dashed line of the received signal R- in Fig. 4 is in the initial state, if the capacitance of the
In other words, when the voltage levels of the receiving signals R+ and R− in the
従って、コンパレータ421の出力をみながら計測用容量部424の容量設定値を順次変化させていき、受信信号R+、R-のアクティブ期間の電圧が同等となる容量設定値を探索する。すると探索された容量設定値を、タッチ操作のセンシング情報としてのRAW値とすることができる。
Therefore, the capacitance setting value of the
以上はゲイン設定G0の例で説明したが、他のゲイン設定の場合もRAW値の検出方式を同様に考えることができる。つまり基準容量部422で「128」に相当する容量値の設定に用いる8個のコンデンサCMと、計測用容量部424で256段階の容量値変化に用いる8個のコンデンサCMが、ゲイン設定毎に上述のように異なるものとされる。
The above has been explained using an example of gain setting G0, but the method of detecting the RAW value can be considered similarly for other gain settings. In other words, the eight capacitors CM used to set the capacitance value equivalent to "128" in the
ゲイン設定については、ゲイン設定G3、G2、G1、G0の順に従ってタッチ信号の検出を高感度化することができる。具体的には、ゲイン設定G3、G2、G1、G0の順に従って選択されるコンデンサCMの容量値は小さくなるため、1分解能当たりの電圧を細かく検出することができるようになる。そのため、より微小な静電容量(電圧)の変化を大きなRAW値の変化量として増幅して検出することが可能となる。例えば図4の例の場合、ゲイン設定を1段階、高感度側に切り替えると、RAW値の変化量としては2倍に増幅して検出できる。 Regarding the gain settings, the sensitivity of touch signal detection can be increased by selecting the gain settings G3, G2, G1, and G0 in this order. Specifically, the capacitance value of the capacitor CM selected by selecting the gain settings G3, G2, G1, and G0 in this order becomes smaller, so that the voltage per resolution can be detected finely. This makes it possible to amplify and detect smaller changes in capacitance (voltage) as larger changes in the RAW value. For example, in the example of Figure 4, when the gain setting is switched one step to the high sensitivity side, the change in the RAW value can be amplified and detected twice as much.
以上のような構成において、本実施の形態では、フィンガータッチとグローブタッチのいずれであっても精度のよいタッチ検出ができるようにしている。これは、ゲイン設定による受信感度モードを自動的に最適な状態に切り替えることで実現する。 In the above configuration, this embodiment enables accurate touch detection for both finger touch and glove touch. This is achieved by automatically switching the reception sensitivity mode to the optimal state based on the gain setting.
直接指でタッチするフィンガータッチの場合と、グローブをはめた状態でタッチするグローブタッチの場合とでは、タッチ信号強度に差が生じ、また、グローブでも種類、例えば布製や革製などの違いによってタッチ信号強度が大小異なる場合がある。このため、グローブタッチやフィンガータッチによって、適切な感度(ゲイン設定)が異なる。 The touch signal strength differs between finger touch, where the user touches directly with a finger, and glove touch, where the user touches while wearing a glove. The touch signal strength may also differ depending on the type of glove, for example, whether the glove is made of cloth or leather. For this reason, the appropriate sensitivity (gain setting) differs depending on whether the glove is touched with a finger or a gloved hand.
そのため本実施の形態では、タッチ操作の際の信号強度に応じて、ノーマル感度のゲイン設定のモード(「ノーマルモード」という)と、高感度のゲイン設定のモード(「高感度モード」という)を選択できるようにしている。 Therefore, in this embodiment, it is possible to select a normal sensitivity gain setting mode (called "normal mode") and a high sensitivity gain setting mode (called "high sensitivity mode") depending on the signal strength during touch operation.
ところで本実施の形態の第1センシングでは、セルサイズよりも細かい分解能でタッチ位置座標を求めることができる。 In the first sensing of this embodiment, touch position coordinates can be obtained with a resolution finer than the cell size.
図5A、図5B、図5Cにおけるマス目の1つは、上述のセル、即ち2つの送信信号線(Y電極21)と2つの受信信号線(X電極22)の組を示している。
4×4の16個のセルを1つのブロックBKとして示しているが、ブロックBKの各セルのRAW値を図5Dのように「a」から「p」で表すこととする。この「a」から「p」は、それぞれ各セルを走査したときのRAW値である。例えば、図5AのブロックBKについていえば、「a」は斜線を付したセルのRAW値となる。
Each of the squares in FIGS. 5A, 5B, and 5C indicates the above-mentioned cell, that is, a set of two transmission signal lines (Y electrodes 21) and two reception signal lines (X electrodes 22).
A block BK is made up of 16 cells (4x4), and the raw values of each cell in the block BK are represented by "a" to "p" as shown in Fig. 5D. These "a" to "p" are the raw values obtained when each cell is scanned. For example, in the block BK in Fig. 5A, "a" is the raw value of the shaded cell.
受信回路42においては、各セルについて、上述のように256段階の分解能でRAW値を検出する走査を行うが、MCU5では、各セルのRAW値から、タッチ位置座標を求める。
その場合、このブロックBKとする16個のセルの選択を図5A、図5B、図5Cのように順次切り替えながら、RAW値のパターンを判定する。
In the receiving
In this case, the selection of 16 cells for this block BK is switched in sequence as shown in FIG. 5A, FIG. 5B, and FIG. 5C, and the pattern of the raw values is determined.
図6には或る1つのセルと、そのセルに対するタッチ位置を「A」「B」「C」「D」として示している。
タッチ位置が「A」の場合、当該セルを含む16セルのブロックBKにおいて、図7のAパターンのRAW値が得られる。「+」はRAW値が128より大きい値、「-」はRAW値が128より小さい値となることを示している。なお「128」はRAW値が128付近にあることを意味する。容量変化のないセルのRAW値が常に厳密に「128」となるわけではなく、若干変動するためである。
同様にタッチ位置が図6の「B」「C」「D」のそれぞれの場合、当該セルを含むブロックBKにおけるRAW値のパターンが、図7のBパターン、Cパターン、Dパターンとなる。
このようなパターンを検出することで、MCU5では、セルサイズよりも細かい分解能でタッチ位置座標を求めることができる。
FIG. 6 shows a certain cell and touch positions on that cell as "A", "B", "C" and "D".
When the touch position is "A", the RAW value of pattern A in Fig. 7 is obtained in a block BK of 16 cells including the cell in question. "+" indicates that the RAW value is greater than 128, and "-" indicates that the RAW value is less than 128. Note that "128" means that the RAW value is close to 128. This is because the RAW value of a cell with no capacitance change is not always strictly "128", but fluctuates slightly.
7. Similarly, when the touch position is "B", "C", or "D" in FIG. 6, the RAW value pattern in the block BK including the cell in question will be pattern B, pattern C, or pattern D in FIG.
By detecting such a pattern, the
<2.第1センシングと第2センシング>
第1センシングと第2センシングの違いについて説明する。第1センシングと第2センシングではX電極22とY電極21に対する走査方式が異なる。
第1センシングの走査については先にも触れたが、図8に模式的に示している。
2. First sensing and second sensing
The difference between the first sensing and the second sensing will be described below. The first sensing and the second sensing have different scanning methods for the
The first sensing scan has been mentioned above, and is shown diagrammatically in FIG.
図8では実線が走査で選択中のY電極21とX電極22を示し、破線は選択されていないY電極21とX電極22を示している。
ある時点で、図のように送信信号線である一対のY電極21-1,21-2、受信信号線である一対のX電極22-1,22-2が選択されている。この状態で、図3、図4で説明したようにアイドル期間とアクティブ期間の処理が行われ、RAW値の検出が行われる。
In FIG. 8, solid lines indicate the
At a certain point in time, a pair of Y electrodes 21-1 and 21-2, which are transmission signal lines, and a pair of X electrodes 22-1 and 22-2, which are reception signal lines, are selected as shown in the figure. In this state, the idle period and active period are processed as described in Figures 3 and 4, and the RAW value is detected.
次のタイミングでは、送信信号線がY電極21-2,21-3とされ、RAW値の検出が行われる。
次のタイミングでは、送信信号線がY電極21-3,21-4とされ、RAW値の検出が行われる。
その後、Y電極21-(n-1)、21-n(図2参照)が選択されてRAW値の検出が行われるまで、送信信号線の組が切り替えられていく。
At the next timing, the transmission signal lines are set to the Y electrodes 21-2 and 21-3, and the RAW value is detected.
At the next timing, the transmission signal lines are set to the Y electrodes 21-3 and 21-4, and the RAW value is detected.
Thereafter, the sets of transmission signal lines are switched until the Y electrodes 21-(n-1) and 21-n (see FIG. 2) are selected and the RAW value is detected.
次のタイミングでは、送信信号線がY電極21-1,21-2に戻され、一方、受信信号線がX電極22-2,22-3に切り替えられる。その状態でRAW値の検出が行われる。
次のタイミングでは、送信信号線がY電極21-2,21-3とされ、RAW値の検出が行われる。つまり順次、Y電極21-(n-1)、21-nが選択されてRAW値の検出が行われるまで、送信信号線の組が切り替えられていく。
At the next timing, the transmission signal lines are returned to the Y electrodes 21-1 and 21-2, while the reception signal lines are switched to the X electrodes 22-2 and 22-3. In this state, the RAW value is detected.
At the next timing, the transmission signal lines are switched to the Y electrodes 21-2 and 21-3, and the RAW value is detected. That is, the pairs of transmission signal lines are switched in sequence until the Y electrodes 21-(n-1) and 21-n are selected and the RAW value is detected.
以上のような切り替えが、受信信号線がX電極22-(m-1)、22-mの状態で、送信信号線がY電極21-1,21-2の組からY電極21-(n-1)、21-nの組に至るまで行われる。 The above switching is performed when the receiving signal line is in the state of X electrodes 22-(m-1) and 22-m and the transmitting signal line is in the state of Y electrodes 21-1, 21-2 to the set of Y electrodes 21-(n-1) and 21-n.
以上が1フレームの走査となる。
このように2本の送信信号線と2本の受信信号線が順次シフトしてスキャンが行われることで、1フレームではX電極22の組数とY電極21の組数を乗算した数のRAW値が検出される。
The above is the scanning of one frame.
In this way, the two transmitting signal lines and the two receiving signal lines are sequentially shifted and scanned, so that in one frame, RAW values whose number is the product of the number of sets of
図9A、図9Bは第2センシングの動作を模式的に示している。
図9Aでは、全てのY電極21が実線で示されているが、これは全てのY電極21に送信信号T+が与えられている状態を示している。
9A and 9B are schematic diagrams showing the second sensing operation.
In FIG. 9A, all the
この状態で、受信信号線としてX電極22-1、22-2の組が選択され、図3,図4で説明した動作で1回のRAW値の検出が行われる。
次のタイミングでは、受信信号線としてX電極22-2、22-3の組が選択され、1回のRAW値の検出が行われる。
これがX電極22-(m-1)、22-mの組が選択されるまで切り替えられる。
In this state, the pair of X electrodes 22-1 and 22-2 is selected as a reception signal line, and one RAW value detection is performed through the operations described with reference to FIGS.
At the next timing, the pair of X electrodes 22-2 and 22-3 is selected as the reception signal line, and one detection of the RAW value is performed.
This is switched until a set of X electrodes 22-(m-1), 22-m is selected.
続いて図9Bに示すように、全てのX電極22が実線で示されているが、これは全てのX電極22に送信信号T+が与えられている状態を示している。
つまり図9AのようにY電極21が送信信号線とされる状態から、X電極22が送信信号線とされる状態に切り替えられる。
なお、このような切り替えは、マルチプレクサ43(図2参照)が送信回路41,受信回路42と、Y電極21、X電極22の接続を切り替えることで実現できる。
Next, as shown in FIG. 9B, all of the
That is, the state in which the
Such switching can be achieved by a multiplexer 43 (see FIG. 2) switching the connections of the
この状態で、受信信号線としてY電極21-1、21-2の組が選択され、図3,図4で説明した動作で1回のRAW値の検出が行われる。
次のタイミングでは、受信信号線としてY電極21-2、21-3の組が選択され、1回のRAW値の検出が行われる。
これがY電極21-(n-1)、21-nの組が選択されるまで切り替えられる。
In this state, the pair of Y electrodes 21-1 and 21-2 is selected as a reception signal line, and one RAW value detection is performed through the operations described with reference to FIGS.
At the next timing, the pair of Y electrodes 21-2 and 21-3 is selected as the reception signal line, and one detection of the RAW value is performed.
This switching is continued until the pair of Y electrodes 21-(n-1), 21-n is selected.
以上で1フレームの走査となる。
このように2本の受信信号線が順次シフトしてスキャンが行われることで、1フレームではX電極22の組数とY電極21の組数を加算した数のRAW値が検出される。
従って第2センシングは第1センシングよりも1フレームの走査が短時間で実行可能となる。
This completes the scanning of one frame.
In this manner, the two reception signal lines are sequentially shifted and scanned, so that the number of RAW values detected in one frame is the sum of the number of sets of
Therefore, the second sensing can perform one frame scan in a shorter time than the first sensing.
なお第2センシングの場合、一対の送信信号線に送信信号T+、T-が与えられるのではなく、全ての送信信号線に送信信号T+が与えられる。
また図3に示したアイドル期間とアクティブ期間のような信号レベルの逆転は行わずに、図9Cのように、RAW値検出のためのセンシング期間に送信信号T+はHレベルを継続する。送信信号T+は、受信信号線の切り替わりのタイミングでLレベルとなるのみである。
In the case of the second sensing, the transmission signals T+ and T- are not provided to a pair of transmission signal lines, but the transmission signal T+ is provided to all of the transmission signal lines.
Also, instead of reversing the signal level as in the idle period and active period shown in Fig. 3, the transmission signal T+ continues to be at H level during the sensing period for detecting the RAW value as shown in Fig. 9C. The transmission signal T+ only goes to L level at the timing of switching the reception signal line.
この第2センシングは、いわゆる自己容量方式と言え、受信回路42は、受信信号線とグランドの間の静電容量の変化によりRAW値を検出することになる。水滴が付着しても、わずかな水滴でグランドと接続されていなければ受信信号線とグランド間の静電容量に変化はない。
一方、指で触ると、人体はグランドと接続されているので、受信信号線とグランド間の静電容量に変化が生じることになる。従って、指で触った場合を、水滴が付着した場合と切り分けられる。
This second sensing is a so-called self-capacitance method, and the receiving
On the other hand, if you touch it with your finger, the human body is connected to ground, so a change occurs in the capacitance between the receiving signal line and ground. Therefore, the case of touching it with a finger can be distinguished from the case of water droplets adhering to it.
これに対して第1センシングは相互静電容量方式であり、送信信号線と受信信号線の間の静電容量の変化を検出する。
つまり第1センシングは、2本の送信信号線(Y電極21)の論理を逆にした信号波形を、アイドル期間はLレベルとHレベルの波形、アクティブ期間はHレベルとLレベルの波形に入れ替えてスキャンを行い、アイドル期間からアクティブ期間の受信信号線の差分をとり信号変化量としてRAW値を検出する方式である。
この場合に、水滴が付着すると、水滴により静電容量が増加するため、検出値が変化する。また指で触ると、指が静電容量を減少させるため検出値が変化することになる。
In contrast, the first sensing method is a mutual capacitance method, which detects a change in capacitance between a transmission signal line and a reception signal line.
In other words, the first sensing is a method in which the signal waveforms of the two transmitting signal lines (Y electrodes 21) are reversed in logic, and scanning is performed by switching them to L level and H level waveforms during the idle period and to H level and L level waveforms during the active period, and the difference in the receiving signal lines from the idle period to the active period is taken to detect the RAW value as the amount of signal change.
In this case, if water droplets adhere to the sensor, the capacitance will increase due to the water droplets, causing a change in the detected value. Also, if a finger is touched to the sensor, the finger will decrease the capacitance, causing a change in the detected value.
第1センシングと第2センシングでは、第2センシングの方が1フレームのセンシングを高速化できるが、タッチ検出精度は第1センシングの方が高い。
第2センシングの場合、上記の走査方式のため、タッチパネル面上で複数箇所をタッチした場合には、座標を絞りきれない場合があるためである。
図10には、X電極22よるX座標値(X0,X1,X2,X3)とY電極21よるY座標値(Y0,Y1,Y2,Y3)を例示している。
この場合に図のように指で座標(X2,Y0)(X1,Y3)の2箇所をタッチしたとする。するとタッチの検知結果としてX座標値でX1,X2が検出され、Y座標値でY0,Y3が検出される。これにより図示の4箇所が接触位置として推定されてしまう。
Between the first sensing and the second sensing, the second sensing can increase the sensing speed per frame, but the first sensing has a higher touch detection accuracy.
This is because in the case of the second sensing, due to the above-mentioned scanning method, when multiple points are touched on the touch panel surface, it may not be possible to narrow down the coordinates completely.
FIG. 10 illustrates X coordinate values (X0, X1, X2, X3) by the
In this case, suppose that a finger touches two points at coordinates (X2, Y0) and (X1, Y3) as shown in the figure. As a result of the touch detection, X1 and X2 are detected as X coordinate values, and Y0 and Y3 are detected as Y coordinate values. As a result, the four points shown in the figure are estimated as the touch positions.
一方、第1センシングの場合は、図11に示すように、タッチの検知結果として座標(X2,Y0)(X1,Y3)の2箇所が正しく接触位置として検出される。従って、上述のノーマルモードや高感度モードでは、第1センシングを用いることが望ましい。 On the other hand, in the case of the first sensing, as shown in FIG. 11, two points with coordinates (X2, Y0) and (X1, Y3) are correctly detected as contact positions as a touch detection result. Therefore, in the above-mentioned normal mode and high sensitivity mode, it is desirable to use the first sensing.
<3.処理例>
以上の第1センシングと第2センシングを用いた具体的な処理例を説明する。
先に第1センシングでのノーマルモードや高感度モードについて述べたが、センシングの際には、ノーマルモードと高感度モードのうちで適切なモードを自動的に選択して、タッチ位置検出を行うことで、フィンガータッチであってもグローブタッチであっても適切にタッチ位置検出できる。
<3. Processing example>
A specific example of processing using the above first sensing and second sensing will be described.
As mentioned above, the normal mode and high sensitivity mode in the first sensing are automatically selected during sensing to detect the touch position, thereby enabling appropriate detection of the touch position whether it is a finger touch or a glove touch.
このためには、タッチ信号強度に閾値を設け、閾値以上の場合はノーマルモード、閾値未満の場合には高感度モードを選択するようにすることが考えられる。
例えば実際のタッチ検出のスキャンに先立って、第1センシングの高感度モードでスキャンを行い、そのときのタッチ信号強度を検出して、モード選択を行う。
To this end, it is conceivable to provide a threshold value for the touch signal strength, and select the normal mode when the touch signal strength is equal to or greater than the threshold value, and the high sensitivity mode when the touch signal strength is less than the threshold value.
For example, prior to scanning for actual touch detection, scanning is performed in the high sensitivity mode of the first sensing, and the touch signal strength at that time is detected to select the mode.
ところが多量の水がタッチパネル2に付着した場合、多量の水をフィンガータッチと誤認識する場合がある。理由は、多量の水がタッチパネル2に付着した瞬間の信号強度とフィンガータッチの場合の信号強度が酷似しているためである。
また、フィンガータッチと誤認識し、ノーマルモードとしてしまうと、水による信号強度がノーマルモードのフィンガータッチ判定の閾値を超え、タッチ反応が発生し、誤反応、誤動作が発生するおそれがある。
However, when a large amount of water adheres to the
Furthermore, if a finger touch is mistakenly recognized and normal mode is selected, the signal strength due to water may exceed the threshold for finger touch determination in normal mode, causing a touch reaction, which may result in a false reaction or malfunction.
そこで本実施の形態では、まずモード判定のためのスキャンには第2センシングを用いることとする。これにより少量の水(水滴等)であればタッチ反応が生じない。
但し多量の水がかかった瞬間や流水、或いはその上でタッチしたような場合は誤判定の可能性が残る。次の理由による。
第2センシングのスキャン中は、選択されない受信信号線はグランド電位に設定されている。多量の水が付着した受信信号線は、水によって隣接する受信信号線(グランド電位)との容量結合が強まる。よって、多量の水が付着した部分のセルの静電容量の変化が大きくなってしまう。これによって、多量の水の付着によりタッチのような反応が得られる場合が生じる。
そこで第2センシングでの信号強度に応じた評価値を求め、その評価値と上昇速度(傾き)から多量の水か指かを識別することとする。
Therefore, in this embodiment, the second sensing is used for the scan for mode determination, so that even if there is a small amount of water (water droplets, etc.), no touch reaction occurs.
However, there is still a possibility of erroneous judgment if the device is splashed with a large amount of water, is under running water, or is touched over such water. This is for the following reasons.
During the second sensing scan, the non-selected receiving signal lines are set to ground potential. When a large amount of water adheres to a receiving signal line, the water strengthens the capacitive coupling with the adjacent receiving signal lines (ground potential). This results in a large change in the capacitance of the cell in the area where a large amount of water adheres. This can result in a touch-like reaction due to the adhesion of a large amount of water.
Therefore, an evaluation value corresponding to the signal strength in the second sensing is calculated, and the evaluation value and the rate of increase (slope) are used to distinguish between a large amount of water or a finger.
信号強度に応じた評価値とは、第2センシングで検出された個々のRAW値(静電容量の変化量)の2乗の総和とする。
例えば1フレームのスキャンでX電極22の組数とY電極21の組数を加算した数のRAW値が得られるため、その各RAW値を2乗して総和を求める。2乗するのは変化量を絶対値として捉えるためである。
The evaluation value according to the signal strength is the sum of the squares of the individual RAW values (amount of change in capacitance) detected in the second sensing.
For example, since the number of RAW values obtained by scanning one frame is the sum of the number of sets of
通常のフィンガータッチの場合の評価値の変化を図12に示し、多量の水がかかったときの評価値の変化を図13に示している。図12,図13の縦軸は評価値、横軸はスキャンのフレームであり、1フレームの走査毎の評価値の変化を時系列で表している。 Figure 12 shows the change in evaluation value for normal finger touch, and Figure 13 shows the change in evaluation value when a large amount of water is splashed. The vertical axis of Figures 12 and 13 is the evaluation value, and the horizontal axis is the scan frame, and the change in evaluation value for each scan of one frame is shown in time series.
図12のようにフィンガータッチがあった場合は、比較的、評価値の上昇が急峻となる。一方図13のように、多量の水がかかった場合は、評価値の上昇速度がフィンガータッチと比較してかなり遅い。これは、水がタッチパネル2に付着したときには水の面積が小さいが、その後、水が流れて面積が徐々に広がるため、評価値も徐々に上昇すると考えられる。
従って破線矢印で示す様な評価値の上昇の傾きを閾値と比較することで、フィンガータッチと多量の水とを区別できる。
When there is a finger touch as shown in Fig. 12, the evaluation value rises relatively steeply. On the other hand, when a large amount of water is splashed as shown in Fig. 13, the rate at which the evaluation value rises is much slower than when there is a finger touch. This is thought to be because when water adheres to the
Therefore, by comparing the gradient of the increase in the evaluation value as indicated by the dashed arrow with a threshold value, it is possible to distinguish between a finger touch and a large amount of water.
傾きによるフィンガータッチか水かの判定は、例えば各スキャンフレームの際に過去数フレーム分の評価値の移動平均値を算出し、前フレーム時点の移動平均値と、今回の移動平均値の差分が閾値以上となったか否か、などとして行えばよい。 The determination of whether the touch is a finger touch or water based on the inclination can be made, for example, by calculating the moving average of the evaluation values for the past several frames for each scan frame and checking whether the difference between the moving average value at the previous frame and the current moving average value is equal to or greater than a threshold value.
タッチパネル駆動装置3におけるMCU5の具体的な処理例を図14に示す。
図14はMCU5において判定制御部5a、検出演算部5bの機能により実行される処理例である。図14の処理は、タッチパネル2による操作検出の終了(例えば電源オフ)となるまで繰り返される。
A specific example of processing by the
Fig. 14 shows an example of processing executed by the functions of the
MCU5はステップS101でモード判定のために、第2センシングとしてのスキャン制御を行う。即ちMCU5は送信回路41、受信回路42に第2センシングを指示して走査を実行させる。これにより第2センシングが実行され、MCU5は走査の結果として、今回のフレームの各セルのRAW値を取得する。
In step S101, the
MCU5はこの場合のRAW値に基づいて評価値を演算し、有意な値が得られれば、タッチ操作か或いは多量の水の影響が生じていると判定できる。
なお、このステップS101の第2センシングは、図9A、図9Bの走査で1フレームとするが、例えば図9Aの走査のみ、或いは図9Bの走査のみを1フレームの第2センシングとして実行してもよい。タッチ位置の座標検出を目的としないためである。
The
In addition, the second sensing in step S101 is performed for one frame by scanning Fig. 9A and Fig. 9B, but for example, only the scanning in Fig. 9A or only the scanning in Fig. 9B may be performed as the second sensing for one frame, since the purpose is not to detect the coordinates of the touch position.
ステップS101の第2センシングで操作の可能性を示す有意なRAW値が得られなければ、タッチ操作は行われていないと判定して、MCU5はステップS102からステップS101に戻り、次のフレームのスキャンを行う。
タッチ操作が行われていない場合に加え、第2センシングであるため若干の水滴が付着しているような場合も有意なRAW値が検出されないでステップS101に戻ることになる。
If a significant RAW value indicating the possibility of an operation is not obtained in the second sensing in step S101, it is determined that a touch operation has not been performed, and the
In addition to when no touch operation is performed, if there are slight water droplets on the touch panel due to the second sensing, no significant RAW value is detected and the process returns to step S101.
フィンガータッチやグローブタッチが行われた場合や多量の水がかかった場合は、ステップS101の第2センシングにより、ある程度の有意なRAW値が検出される。その場合は、MCU5はステップS102からステップS103に進み、今回のフレームでの評価値が閾値th1を越えているか否かを判定する。
閾値th1は、フィンガータッチとグローブタッチを判定するための値として設定されている。
In the case of a finger touch, a glove touch, or a large amount of water being splashed, a significant RAW value to some extent is detected by the second sensing in step S101. In that case, the
The threshold value th1 is set as a value for determining whether a touch is a finger touch or a glove touch.
MCU5は、評価値が閾値th1以下であった場合は、グローブタッチが行われたと判定し、ステップS107に進んで高感度モードを選択して実際のタッチ位置判定のための走査制御を行う。即ちMCU5は送信回路41、受信回路42に第1センシングの高感度モードによる走査を実行させる。受信回路42はこれに応じて、例えばゲイン設定G0のモードで各セルの走査を行う。この走査の結果としてMCU5は各セルのRAW値を取得する。
If the evaluation value is equal to or less than the threshold value th1, the
そしてMCU5は取得した各セルのRAW値を用いてステップS111で感知されたセルのパターン検出(図7参照)を行い、ステップS112でパターンに基づいて座標演算処理を行ってタッチ位置を特定し、ステップS113で座標レポートを製品側MCU90に出力する。
Then, in step S111, MCU5 uses the acquired RAW values of each cell to perform pattern detection of the sensed cells (see FIG. 7), and in step S112 performs coordinate calculation processing based on the pattern to identify the touch position, and in step S113 outputs a coordinate report to the product-
ステップS103で評価値が閾値th1を越えていた場合は、MCU5はステップS104に進む。この場合は、フィンガータッチか多量の水の影響による有意なRAW値としての信号検出の可能性がある。そこでMCU5は評価値の傾きの大小を判定する。例えば上述のように移動平均値の差分が所定の閾値以上であるか否かを判定する。この閾値は図12と図13のような傾きの差を区別するために設定された値である。
If the evaluation value exceeds the threshold value th1 in step S103, the
傾きが大と判定した場合は、MCU5はフィンガータッチと判定してステップS105に進み、ノーマルモードを選択して実際のタッチ位置判定のための走査制御を行う。即ちMCU5は送信回路41、受信回路42に第1センシングのノーマルモードによる走査を実行させる。受信回路42はこれに応じて、例えばゲイン設定G2のモードで各セルの走査を行う。この走査の結果としてMCU5は各セルのRAW値を取得する。
If the inclination is determined to be large, the
そしてMCU5は取得した各セルのRAW値を用いてステップS108で感知されたセルのパターン検出を行い、ステップS112でパターンに基づいて座標演算処理を行ってタッチ位置を特定し、ステップS113で座標レポートを製品側MCU90に出力する。
Then, in step S108, the MCU5 uses the acquired RAW values of each cell to perform pattern detection for the sensed cells, and in step S112 performs coordinate calculation processing based on the pattern to identify the touch position, and in step S113, outputs a coordinate report to the product-
ステップS104で傾きが小と判定した場合は、MCU5は多量の水による影響があったと判定する。この場合、多量の水が付着したパネル面で、ユーザがタッチ操作を行った場合と、タッチ操作が行われていないのにある程度の信号強度が検出された場合がある。
そこでMCU5はステップS106に進み、ウォーターモードを選択してタッチ位置判定のための走査制御を行う。即ちMCU5は送信回路41、受信回路42に第2センシングによる走査を実行させる。これにより第2センシングが実行され、MCU5は走査の結果として、今回のフレームの各セルのRAW値を取得する。
If it is determined in step S104 that the inclination is small, the
Therefore, the
なお、このステップS106のウォーターモードでの第2センシングは、図9A、図9Bの走査で1フレームとする。タッチ位置の座標検出を行うためである。 Note that the second sensing in water mode in step S106 is performed for one frame by scanning in Figs. 9A and 9B. This is to detect the coordinates of the touch position.
第2センシングでは、本来は水滴では受信信号線とグランド間の静電容量の変化は生じないか或いは小さい。しかし水の付着があっても実際にユーザがタッチしていた場合や、多量の水により受信信号線を介したグランドとの接続が生じ容量結合が強まる場合は、静電容量の比較的大きい変化が検出される。
そこで、第2センシングによって、静電容量の変化によってタッチ操作に応じたRAW値が検出された場合は、MCU5はステップS109で感知されたセルのパターン検出を行う。
In the second sensing, water droplets do not or only slightly change the capacitance between the receiving signal line and ground, but if the user actually touches the device even when there is water on it, or if a large amount of water causes a connection with the ground via the receiving signal line and strengthens the capacitive coupling, a relatively large change in capacitance is detected.
Therefore, when a RAW value corresponding to a touch operation is detected by a change in capacitance in the second sensing, the
ウォーターモードでは、第2センシングで取得されたRAW値パターンによってタッチ操作か多量の水による影響かを区別する。タッチ操作の場合は、「128」より大きいRAW値(+)と「128」より小さいRAW値(-)が隣り合って検出される。例えば隣接するセルで「+」「+」「-」「-」という並びとなるパターンである。
一方で、多量の水の場合は、「128」より大きいRAW値(+)と「128」より小さいRAW値(-)の間に、「128」のRAW値が入る。例えば隣接するセルで「+」「128」「-」「-」という並びとなるパターンである。
MCU5はこのようなパターンの違いにより、タッチか多量の水かを判定する。
In water mode, the RAW value pattern acquired in the second sensing distinguishes between touch operation and the influence of a large amount of water. In the case of touch operation, a RAW value (+) greater than "128" and a RAW value (-) less than "128" are detected adjacent to each other. For example, the pattern is "+", "+", "-", "-" in adjacent cells.
On the other hand, in the case of a large amount of water, the RAW value of "128" is placed between RAW values (+) greater than "128" and RAW values (-) less than "128." For example, the pattern would be "+", "128", "-", "-" in adjacent cells.
The
MCU5は、タッチ操作としてのパターンが検知された場合は、実際のタッチ操作があったとしてステップS110からステップS112に進み、座標演算処理を行ってタッチ位置を特定する。そしてMCU5はステップS113で座標レポートを製品側MCU90に出力する。
If a pattern representing a touch operation is detected, the
一方、静電容量の変化を感知したセルのパターンとして、多量の水と判定した場合は、多量の水による影響とし、ステップS110からステップS101に戻る。つまり座標演算処理及び座標レポートの処理を行わない。これにより誤検出を回避する。 On the other hand, if the pattern of the cell in which the capacitance change was detected is determined to be a large amount of water, it is determined to be affected by a large amount of water, and the process returns from step S110 to step S101. In other words, coordinate calculation processing and coordinate report processing are not performed. This prevents erroneous detection.
以上の処理によりMCU5は、第2センシングによって得られる評価値の信号強度によってノーマルモードと高感度モードのうちで適切なモードを選択し、さらに評価値の傾きによって、ノーマルモードとウォーターモードを選択するスキャン制御を行うことになる。
Through the above processing, the
<4.実施の形態の効果及び変形例>
以上の実施の形態で説明したタッチパネル装置1、タッチパネル駆動装置3において行われるセンシング方法によれば、次のような効果が得られる。
4. Effects and Modifications of the Embodiments
According to the sensing method performed in the
実施の形態では、タッチパネル2に対し、順次、隣接する一対の送信信号線と隣接する一対の受信信号線を選択して安定化期間とセンシング期間の静電容量の変化量を検出する走査を行う第1センシングと、送信信号線と受信信号線の選択状態が第1センシングとは異なるとともにセンシング期間の受信信号線とグランド間の静電容量の変化を検出する走査を行う第2センシングを実行可能なタッチパネル駆動装置3を示した。そして、タッチパネル駆動装置3は、第2センシングを行い、得られた検出信号の信号強度に応じた評価値を求め、評価値の時間軸変化に基づいて検出信号が水の影響によるものか否かを判定する判定手順(図14のステップS101からS104)と、検出信号が水の影響によるものではないと判定した場合に、第1センシングを行い、得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する第1演算手順(ステップS105、S108、S112、S113)とが行われるものとした。
In the embodiment, a touch
評価値の時間軸変化により、フィンガータッチとしてのタッチ操作と、水の影響を判定できることにより、多量の水がタッチパネル2に付着したような場合でも、誤検出を防止できるようになり、タッチパネルの検出性能を向上させることができる。
By being able to distinguish between finger touch and the influence of water based on the change in the evaluation value over time, it is possible to prevent false detections even when a large amount of water adheres to the
即ち、評価値の時間軸変化によりフィンガータッチと多量の水や流水の影響がある場合とを識別することで、実行するセンシングモードの判定の正確性が向上する。これにより流水や多量の水がかかったときを除いてノーマルモードとすることができるため、誤反応が発生することを防止できる。
またこのようなモード判定のために第2センシングを用いることによって、状態検知およびモード判定時の時間短縮や処理データ量の縮小化ができる。
In other words, by distinguishing between finger touch and the influence of a large amount of water or running water based on the change in the evaluation value over time, the accuracy of determining the sensing mode to be executed is improved. This makes it possible to set the sensor to normal mode except when it is exposed to running water or a large amount of water, thereby preventing erroneous responses.
Furthermore, by using the second sensing for such mode determination, it is possible to reduce the time required for state detection and mode determination and the amount of processed data.
実施の形態の第2センシングは、送信信号線と受信信号線の一方を全て選択した状態で、他方について順次、隣接する一対の信号線を選択する走査であり、評価値は、第2センシングで得られた個々の検出信号の変化量の絶対値の総和に相当する値とした。例として評価値は、第2センシングで得られた個々の検出信号の変化量の2乗の総和の値であるとした。
このような第2センシングによっては、水滴感知の変化が少なく、フィンガータッチに対する感知の変化が大きいものとなる。従って1フレームの走査において、+方向、-方向の信号変化の絶対値の総和で信号強度に相当する評価値を求める。
この評価値の時間軸変化によってタッチ操作と、水の影響を判定できる。
In the second sensing of the embodiment, while all of the transmitting signal lines and the receiving signal lines are selected, a pair of adjacent signal lines is sequentially selected for the other signal line, and the evaluation value is a value equivalent to the sum of the absolute values of the amount of change in each detection signal obtained in the second sensing. As an example, the evaluation value is the sum of the squares of the amount of change in each detection signal obtained in the second sensing.
With this type of second sensing, the change in detection of water droplets is small, and the change in detection of finger touch is large. Therefore, in one frame of scanning, an evaluation value equivalent to signal strength is calculated as the sum of the absolute values of signal changes in the + and - directions.
The touch operation and the influence of water can be determined based on the change in this evaluation value over time.
実施の形態では、判定手順で検出信号が水の影響によるものと判定した場合は、ウォーターモードとして第2センシングを行う。そして得られた検出信号がタッチ操作によるものか否かを判定し、タッチ操作によるものと判定した場合には得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力し、タッチ操作によるものではないと判定した場合は、座標演算及び検出情報の出力を行わない第2演算手順(ステップS106、S109、S110、S112、S113)が行われるものとした。
多量の水の影響を受ける場合でも、水のみの場合と、水がある上からフィンガータッチが行われる場合がある。そこでこの場合は第2センシングを行う。第2センシングは、水に対する感知の変化が少なく、フィンガータッチに対する感知の変化が大きいので、タッチ操作があった場合に、水のある環境でも指の位置(座標)を正確に特定できる。また、多量の水の影響と判定した場合は、座標演算及び検出情報の出力を行わないことで、不要な処理が行われることを回避するとともに、水による誤検出を回避できる。
In the embodiment, if the determination procedure determines that the detection signal is due to the influence of water, the second sensing is performed in the water mode. Then, it is determined whether the obtained detection signal is due to a touch operation, and if it is determined that the detection signal is due to a touch operation, a coordinate calculation is performed based on the obtained detection signal and detection information is output, and if it is determined that the detection signal is not due to a touch operation, a second calculation procedure (steps S106, S109, S110, S112, and S113) is performed in which the coordinate calculation and the detection information are not output.
Even when the device is affected by a large amount of water, there are cases where there is only water and cases where a finger touch is performed on top of water. In this case, the second sensing is performed. Since the second sensing has a small change in detection due to water and a large change in detection due to finger touch, the position (coordinates) of the finger can be accurately identified even in a wet environment when a touch operation is performed. Furthermore, when it is determined that the device is affected by a large amount of water, unnecessary processing can be avoided by not performing coordinate calculations and outputting detection information, and false detection due to water can be avoided.
実施の形態では、タッチパネル駆動装置3は、第1センシングについて、信号検出感度の設定をノーマルモードと、より高感度とされた高感度モードが選択可能とされ、判定手順では、第2センシングで得られた検出信号の信号強度によって、低感度状態か否かの判定も行い、第1演算手順ではノーマルモードで第1センシングを行い、判定手順で低感度状態と判定した場合は、高感度モードで第1センシングを行い、得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する第3演算手順(ステップS107、S111、S112、S113)がさらに行われるものとした。
これによりグローブタッチにも対応して、精度の良いタッチ検出を行うことができるようになる。
さらに、第2センシングにおける信号の上昇速度と強度の両方を用いて条件判定することによって、指、グローブ、水滴、多量の水の4つの状態を識別することも可能となる。
In the embodiment, the touch
This makes it possible to perform touch detection with high accuracy, even with gloved touch.
Furthermore, by determining the condition using both the rise rate and strength of the signal in the second sensing, it is possible to distinguish between four states: finger, glove, water droplet, and large amount of water.
なお実施の形態のタッチパネル装置1では、実際にパネル面に触れるタッチ操作を行うものとして説明したが、本発明はタッチと同等の操作を行う、いわゆるホバーセンシング(非接触近接操作)に対応するタッチパネル装置も含むものであり、その場合も、上記同様のセンシング手法を適用できる。即ち本発明及び実施の形態でいう「タッチ」とは、非接触近接操作状態も含む。
In the
1 タッチパネル装置
2 タッチパネル
3 タッチパネル駆動装置
4 センサIC
5 MCU
5a 判定制御部
5b 検出演算部
5M メモリ
21 Y電極
22 X電極
41 送信回路
42 受信回路
43 マルチプレクサ
44 インターフェース・レジスタ回路、
1
5. MCU
5a:
Claims (6)
前記第2センシングを行い、得られた検出信号の信号強度に応じた評価値を求め、前記評価値の時間軸変化に基づいて検出信号が水の影響によるものか否かを判定する判定手順と、
検出信号が水の影響によるものではないと判定した場合に、前記第1センシングを行い、得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する第1演算手順と
が行われるセンシング方法。 A sensing method for a touch panel drive device capable of performing a first sensing for a touch panel, the first sensing being for sequentially selecting a pair of adjacent transmission signal lines and a pair of adjacent reception signal lines and scanning the touch panel to detect a change in capacitance between a stabilization period and a sensing period, and a second sensing being for performing a second sensing in which a selection state of the transmission signal lines and the reception signal lines is different from that of the first sensing and a change in capacitance between the reception signal lines and ground during the sensing period is detected,
a determination step of performing the second sensing, obtaining an evaluation value according to a signal strength of the obtained detection signal, and determining whether or not the detection signal is due to the influence of water based on a change in the evaluation value over time;
a first calculation step of performing the first sensing when it is determined that the detection signal is not due to the influence of water, and then performing a coordinate calculation based on the obtained detection signal to output detection information.
前記評価値は、前記第2センシングで得られた個々の検出信号の変化量の絶対値の総和に相当する値である
請求項1に記載のセンシング方法。 the second sensing is a scanning in which, while all of one of the transmission signal lines and the reception signal lines are selected, a pair of adjacent signal lines is selected in sequence for the other;
The sensing method according to claim 1 , wherein the evaluation value is a value equivalent to a sum of absolute values of amounts of change of the individual detection signals obtained in the second sensing.
請求項2に記載のセンシング方法。 3. The sensing method according to claim 2, wherein if it is determined in the determination procedure that the detection signal is due to the influence of water, the second sensing is performed to determine whether the obtained detection signal is due to a touch operation, and if it is determined that the detection signal is due to a touch operation, a coordinate calculation is performed based on the obtained detection signal and detection information is output, and if it is determined that the detection signal is not due to a touch operation, a second calculation procedure is performed in which no coordinate calculation and no output of detection information is performed.
前記判定手順では、前記第2センシングで得られた検出信号の信号強度によって、低感度状態か否かの判定も行い、
前記第1演算手順では前記ノーマルモードで前記第1センシングを行い、
前記判定手順で低感度状態と判定した場合には、前記高感度モードで前記第1センシングを行い、得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する第3演算手順が行われる
請求項1又は請求項3に記載のセンシング方法。 the touch panel drive device is configured such that, for the first sensing, a signal detection sensitivity setting can be selected between a normal mode and a high sensitivity mode having a higher sensitivity than the normal mode;
In the determination step, a determination is also made as to whether or not the state is in a low sensitivity state based on a signal strength of the detection signal obtained in the second sensing step;
In the first calculation step, the first sensing is performed in the normal mode;
The sensing method according to claim 1 or claim 3, wherein if the judgment procedure determines that the state is a low sensitivity state, the first sensing is performed in the high sensitivity mode, and a third calculation procedure is performed in which a coordinate calculation is performed based on the obtained detection signal to output detection information.
前記第2センシングを行い、得られた検出信号の信号強度に応じた評価値を求め、前記評価値の時間軸変化に基づいて検出信号が水の影響によるものか否かを判定する処理と、検出信号が水の影響によるものではないと判定した場合に前記第1センシングを行い得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する処理を行う制御装置を備える
タッチパネル駆動装置。 A touch panel drive device capable of executing a first sensing for a touch panel, the first sensing comprising a scanning step of sequentially selecting a pair of adjacent transmission signal lines and a pair of adjacent reception signal lines and detecting a change in capacitance between a stabilization period and a sensing period, and a second sensing step of scanning a selection state of the transmission signal lines and the reception signal lines that is different from that of the first sensing step and detecting a change in capacitance between the reception signal lines and ground during the sensing period, the touch panel drive device comprising:
a control device that performs the second sensing, calculates an evaluation value according to the signal strength of the obtained detection signal, and determines whether or not the detection signal is due to the influence of water based on a change in the evaluation value over time; and when it is determined that the detection signal is not due to the influence of water, performs the first sensing, performs coordinate calculations based on the obtained detection signal, and outputs detection information.
前記タッチパネルに対し、順次、隣接する一対の送信信号線と隣接する一対の受信信号線を選択して安定化期間とセンシング期間の静電容量の変化量を検出する走査を行う第1センシングと、前記送信信号線と前記受信信号線の選択状態が前記第1センシングとは異なるとともにセンシング期間の前記受信信号線とグランド間の静電容量の変化を検出する走査を行う第2センシングを実行可能なタッチパネル駆動装置を備え、
前記タッチパネル駆動装置は、
前記第2センシングを行い、得られた検出信号の信号強度に応じた評価値を求め、前記評価値の時間軸変化に基づいて検出信号が水の影響によるものか否かを判定する処理と、検出信号が水の影響によるものではないと判定した場合に前記第1センシングを行い得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する処理を行う制御装置を備える
タッチパネル装置。 A touch panel and
a touch panel drive device capable of executing a first sensing for the touch panel, the first sensing being for sequentially selecting a pair of adjacent transmission signal lines and a pair of adjacent reception signal lines and scanning the touch panel to detect a change in capacitance between a stabilization period and a sensing period, and a second sensing being for performing a second sensing in which a selection state of the transmission signal lines and the reception signal lines is different from that of the first sensing and a change in capacitance between the reception signal lines and ground during the sensing period is detected;
The touch panel drive device is
a control device that performs the second sensing, calculates an evaluation value according to the signal strength of the obtained detection signal, and determines whether or not the detection signal is due to the influence of water based on a change in the evaluation value over time; and when it is determined that the detection signal is not due to the influence of water, performs the first sensing, performs coordinate calculations based on the obtained detection signal, and outputs detection information.
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