JP4981120B2 - タッチパネルでタッチイベントを検出する方法及び関連装置 - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネルでタッチイベントを検出する方法及び関連装置に関し、特に、タッチイベントの検出効率を向上させる方法及び関連装置に関する。

一般に液晶ディスプレイと合わせてタッチスクリーンを構成するタッチパネルは、民生用電子機器の容易な制御を可能にする常用のインターフェイスである。静電容量式のタッチパネルは、抵抗膜式など他種のタッチパネルに比べて感度が高く耐久性に優れているので、タッチパネルの主流となっている。そのうち投影型静電容量式タッチパネルは、タッチイベント（touch event）の位置を精密に検出するとともにマルチタッチ機能を実施することができるので、静電容量式タッチパネルのうち最も将来性のあるものである。ここで、「タッチイベント」とは、ユーザーの指やスタイラス等の何らかの適切な物体がタッチパネルに接触することをいう。投影型静電容量式タッチパネルは、行電極及び列電極として働く交差するＩＴＯ（酸化インジウムすず）トレースを含む。行電極と列電極との交差点ごとに結合ノードが設けられ、結合ノードと接地端との間にはコンデンサが設けられる。ユーザーが結合ノードに触れるか、又は結合ノードに接近する場合、結合ノードのコンデンサに人体容量が結合される。したがって、このようなタッチイベントの位置は、どこでトレースの容量変化が発生したのかを検出することで決められる。

図１を参照する。図１は従来の技術によるタッチ制御装置１０を表す説明図である。タッチ制御装置１０は、交差するＩＴＯトレースを含む投影型静電容量式タッチパネル１２を制御するために用いられる。タッチ制御装置１０はアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）１００及びマイクロプロセッサ１０２を含む。ＡＤＣ１００はタッチパネル１２及びマイクロプロセッサ１０２に結合され、タッチパネル１２のすべてのトレースを走査し、容量変化があったトレースを検出するために用いられる。詳しく言えば、ＡＤＣ１００は、方形波信号などの充電制御信号を各トレースに順次出力し、各トレースのコンデンサを充放電するとともに、充放電曲線を呈する各トレースの電圧信号を、マイクロプロセッサ１０２に出力されるデジタル信号に変換する。トレースに容量変化があれば、当該トレースの電圧信号は変化し、同じトレースで容量変化が発生する前の電圧信号と異なるようになるので、それに対応するデジタル信号も容量変化前のデジタル信号と異なる。マイクロプロセッサ１０２はＡＤＣ１００をオン／オフにし、ＡＤＣ１００にタッチパネル１２を走査させるとともに、ＡＤＣ１００によるデジタル信号に基づいてタッチパネル１２の動作モードを調整し、タッチパネル１２が電流消費パラメータの許容範囲内で動作するのを確保する。簡単に言えば、タッチ制御装置１０はトレースの容量変化に基づいてタッチイベントが発生したかどうかを判断し、タッチパネル１２の動作モードを制御する。

タッチ制御装置１０が特定のトレースを走査する間、走査対象でない他のトレースがフローティング状態にあって電圧レベルが一定していない場合に、走査中のトレースに人体容量が結合されることがある。このような場合に、ユーザーがタッチパネル１２に触れるときタッチイベントの位置は正確に検出できない。したがって、走査対象でない他のトレースは通常、一定した電圧レベル（例えば接地電圧レベル）に保持される。タッチパネル１２の特定のトレースに接触がある場合に、当該トレースの容量は増加して、接触がある前の容量と異なるようになる。注意すべきは、容量が異なれば、それに対応する充放電特性曲線も異なるので、異なるデジタル信号が生成される。したがって、マイクロプロセッサ１０はデジタル信号に基づいてタッチイベントが発生したかどうかを判断できる。

タッチ制御装置１０は駆動モードまたは休眠モードで動作する。駆動モードにおいて、タッチ制御装置１０はタッチパネル１２の各トレースを順次走査して（すなわちＡＤＣ１００が充電制御信号を各トレースに順次出力して）タッチイベントを検出する。タッチパネル１２に２０本のトレースがあれば、タッチ制御装置１０でタッチパネル１２を全部走査するためには２０サイクルが必要である。タッチパネル１２のサイズが増えれば、それに含まれるトレースの本数も増えるので、タッチ制御装置１０は走査のためにより多くの時間を要する。休眠モードにおいて、タッチ制御装置１０は走査を停止する。通常の場合、タッチパネル１２を使用する時間は一日中ほんの僅かしかない。人体が一定時間タッチパネル１２から離れている場合、タッチ制御装置１０は走査周期を減らす。言い換えれば、電流消費を削減するために、タッチ制御装置１０は駆動モードと休眠モードとで交互に動作する。

図２を参照する。図２はタッチ制御装置１０のタイミング図である。人体がタッチパネル１２に継続的に触れている場合は、タッチ制御装置１０は駆動モードで動作し、タッチパネル１２は通常モードで動作する。この場合、タッチ制御装置１０及びタッチパネル１２の全体平均電流消費は約５ｍＡである。人体がタッチパネル１２から離れると、短時間内にタッチパネル１２が再び触れられるのに備えるために、タッチ制御装置１０は駆動モードで更に２秒間動作する。２秒間にタッチイベントが検出されなければ、タッチ制御装置１０は駆動モードと休眠モードとを交互に実行する周期的なスキームに入る。図２に示すように、タッチ制御装置１０は３２ｍｓの休眠モードと８ｍｓの駆動モードとで交互に動作する。この場合、平均電流消費は約１ｍＡとなり、データ報告率（ｄａｔａ ｒｅｐｏｒｔ ｒａｔｅ）は１３６Ｈｚから２０Ｈｚに低下する。３２ｍｓの休眠モード及び８ｍｓの駆動モードからなる周期的スキームが１０秒続くと、タッチパネル１２は仮眠モードに入る。仮眠モードにおいて、タッチ制御装置１０は駆動モードの割合を減らして、周期的スキームを１５２ｍｓの休眠モードと８ｍｓの駆動モードを循環するように変更し、電流消費を更に節減する。この場合、電流消費は２５０μＡを超えず、データ報告率は２５Ｈｚから６．２５Ｈｚに低下する。１５２ｍｓの休眠モード及び８ｍｓの駆動モードからなる周期的スキームが６０秒続くと、タッチ制御装置１０は休眠モードに入って走査を停止し、タッチパネル１２もそれに伴って休眠モードに入る。この場合、電流消費は５０μＡを超えず、データ報告率は最低値の０Ｈｚに低下する。休眠モードにおいて、タッチ制御装置１０はユーザーが触れることでウェークアップ（再起動）することができず、外部割込み信号でしかウェークアップすることができない。

以上のように、投影型静電容量式タッチパネルを制御するタッチ制御装置は、駆動モードでは約５ｍＡの電流消費を有する。電流消費を最適化するために、タッチ制御装置は休眠モードと駆動モードとを交互に実行する周期的なスキームで動作しなければならない。注意すべきは、周期的スキームで動作する間、タッチ制御装置１０はデータ報告率が低下するので、タッチイベントを感度よく検出することができない。また、トレースの本数が増えれば、タッチ制御装置はタッチパネル全体を走査するためにより多くの時間を要する。

したがって、本発明の主な目的は、タッチパネルでタッチイベントを検出する方法及び関連装置を提供することにある。

本発明では、交差する複数のトレースを含むタッチパネルにおいてタッチイベントを検出する方法を開示する。同方法は、複数のトレースのうち１本に充電制御信号を出力し、それ以外のトレースをフローティング状態に保持する段階と、当該１本のトレースの電圧信号に基づいてタッチイベントが発生したかどうかを判断する段階とを含む。

本発明では更に、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）と、マイクロプロセッサと、ウェークアップ回路とを含むタッチ制御装置を開示する。ＡＤＣはタッチパネルの複数のトレースに結合され、当該複数のトレースのうち１本に充電制御信号を出力し、第一電圧信号を第一値に変換する。マイクロプロセッサはＡＤＣに結合される。ウェークアップ回路はＡＤＣ及びマイクロプロセッサに結合され、第一値を閾値と比較して比較結果を生成し、この比較結果に基づいてマイクロプロセッサのオン／オフ状態を制御する。閾値はタッチイベントが発生したかどうかの判断に用いられる。

本発明では更に、タッチ制御装置についての、交差する複数のトレースを含むタッチパネルを制御する方法を開示する。同方法は、タッチイベントが所定時間発生していないかどうかを判断する段階と、タッチイベントが所定時間発生していないと判断された場合に、休眠モードとプリウェークアップモードとを交互に実行する段階とを含む。プリウェークアップモードでは、タッチ制御装置は複数のトレースのうち１本に充電制御信号を出力し、当該１本のトレース以外のトレースをフローティング状態に保持する。

本発明では更に、交差するＮ本のトレースを含むタッチパネルにおいてタッチイベントを検出する方法を開示する。同方法は、Ｎ本のトレースのうちＭ本に充電制御信号を出力する段階と、Ｍ本のトレースの電圧信号に基づいてタッチイベントが発生したかどうかを判断する段階とを含む。ＮはＭより大きい値であり、Ｍは１以上の整数である。

本発明では更に、交差するＮ本のトレースを含むタッチパネルにおいてタッチイベントを検出する方法を開示する。同方法は、Ｎ本のトレースのうちＭ本を走査してタッチイベントが発生したかどうかを判断する段階と、タッチイベントが発生したと判断した場合に、前記タッチイベントの位置を判断する段階とを含む。ＮはＭより大きい値であり、Ｍは１以上の整数である。

従来の技術によるタッチ制御装置を表す説明図である。 図１のタッチ制御装置のタイミング図である。 本発明の実施例によるプロセスのフローチャートである。 本発明の実施例によるプロセスのフローチャートである。 本発明の実施例によるタッチ制御装置を表す説明図である。 本発明の実施例によるプロセスのフローチャートである。 図６のプロセスを利用した場合のタッチ制御装置のタイミング図である。

かかる装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図を参照して以下に説明する。

従来の技術では、投影型静電容量式タッチパネルが通常モード又は仮眠モードのいずれで動作するかどうかを問わず、タッチ制御装置は、図２に示すようにタッチパネルのすべてのトレースを順次走査する駆動モードで、タッチイベントが発生したかどうかを常時検知する。従来のタッチ制御装置でタッチパネルのトレースを走査するとき、走査中のもの以外のトレースがフローティング状態で電圧レベルが一定していない場合では、人体容量が走査中のトレースに結合されることにより、タッチイベントの位置を誤って判断することがありうる。

注意すべきは、本発明は、走査中でないトレースがフローティング状態にあるとき、人体容量が走査中のトレースに結合されるという特性を利用し、タッチイベントの検出を改善する。図３を参照する。図３は、本発明の実施例によるプロセス３０のフローチャートである。プロセス３０はタッチパネルに発生するタッチイベントの検出に用いられる。タッチパネルは望ましくは投影型電気容量式タッチパネルであり、行及び列のように交差する複数のトレースを含む。プロセス３０は以下の段階を含む。

ステップ３００：開始。

ステップ３０２：複数のトレースのうち１本に充電制御信号を出力し、それ以外のトレースをフローティング状態に保持する。

ステップ３０４：前記１本のトレースの電圧信号に基づいてタッチイベントが発生したかどうかを判断する。

ステップ３０６：終了。

前記プロセス３０によれば、タッチイベントが発生したかどうかを判断するために、本発明はすべてのトレースのうち１本（以下にトレースＬと称する）のみを走査し、すなわちトレースＬに充電制御信号（例えば方形波信号）を出力する。それと同時にトレースＬ以外のトレースをフローティング状態に保持する。この場合、トレースＬ以外のトレースに触れるならば、人体容量は充電制御信号を受信したトレースＬに結合される。注意すべきは、方形波充電制御信号をトレースＬに出力すると、トレースＬのコンデンサはそれにより充放電され、トレースＬの電圧信号は本来の充電制御信号と異なるようになってトレースＬのコンデンサの充放電特性曲線に従って変化する。したがって、タッチイベントが発生したかどうかは、トレースＬの電圧信号を観察することで判断できる。

前述のように、トレースＬへの充電制御信号の出力は、トレースＬのコンデンサを充放電するために行われる。タッチイベントが発生する前、トレースＬのコンデンサは初期容量を有する。このときのトレースＬの電圧信号は、初期容量に対応する所定信号とされる。トレースＬに接触があると、それに結合された人体容量によりトレースＬの容量が増えて接触前の初期容量より大きくなり、トレースＬの電圧信号もそれに伴って変化する。本発明では、接触があったトレースが走査中のトレースＬでなくても、人体容量は依然としてトレースＬに結合されるので、それによりトレースＬの容量は変化し、トレースＬの電圧信号も変化する。したがって、本発明では、タッチイベント発生時のトレースＬの電圧信号を、タッチイベント未発生時のトレースＬの電圧信号である所定信号と比較する。トレースＬの電圧信号と所定信号との間の差が基準値より大きければ、タッチ制御装置はタッチイベントが発生したと判断する。それに反して、トレースＬの電圧信号と所定信号との間の差が基準値より小さければ、タッチ制御装置はタッチイベントが発生していないと判断する。トレースＬの電圧信号と所定信号との比較は、有意味なタッチイベントのみ確認し、無用のタッチを無視するために行われる。

簡単に言えば、本発明は１本のトレースにのみ充電制御信号を出力し、充電制御信号を受信したトレースの電圧信号を観察し、この電圧信号を所定信号と比べて、トレースの電圧信号と所定信号との間の差が基準値を超えた場合にタッチイベントが発生したと判断する。本発明はタッチパネルにタッチイベントが発生するときにすべてのトレースを走査する必要がなく、走査中でないトレースがフローティング状態にあるとき、人体容量が走査中のトレースに結合されるという特性を利用し、タッチイベントを検出する。前記プロセス３０の動作は、タッチパネルのプリウェークアップ（ｐｒｅ−ｗａｋｅｕｐ）モードとされる。

前記プロセス３０は、走査中のもの以外すべてのトレースがフローティング状態にある実施例であるが、実際には、本発明では走査中のもの以外すべてのトレースをフローティング状態に保持する必要はない。他実施例として、タッチ制御装置は、プリウェークアップモードで充電制御信号を出力するとともに、走査中のもの以外すべてのトレースでなく、その一部のみフローティング状態に保持しながら、走査中のトレースの電圧信号に基づいてタッチイベントが発生したかどうかを判断することも可能である。

従来の技術では、タッチ制御装置は、駆動モードでタッチパネルのすべてのトレースを順次走査して、タッチイベントの位置を直接に判断するが、タッチイベントが個別に（独立して）発生するかどうかは判断しない。また、図２に示すように、タッチイベントが２秒以内に検出されない場合では、タッチ制御装置が駆動モードと休眠モードとを交互に実行する周期的スキームに入っても、この周期的スキームにおいてタッチイベントの位置を判断する動作は、依然として駆動モードで行われる。言い換えれば、従来のタッチ制御装置はタッチイベントの発生時に動作モードを変更しない。従来の技術に比べて、本発明によるプリウェークアップモードは、タッチイベントの位置を判断するのでなく、タッチイベントが発生したかどうかを判断する。タッチイベントが発生した場合、本発明は、タッチ制御装置を制御して駆動モードに進入させ、タッチイベントの位置を判断させる。言い換えれば、本発明では、タッチイベントが発生したかどうかの判断と、タッチイベントの位置の判断とを、別個の動作モードで実行する。

図４を参照する。図４は本発明の実施例によるプロセス４０のフローチャートである。プロセス４０は、電流消費を節減するために、交差する複数のトレースを含む投影型電気容量式タッチパネルを制御するタッチ制御装置に用いられる。プロセス４０は以下の段階を含む。

ステップ４００：開始。

ステップ４０２：駆動モードを実行し、タッチパネルにおいてタッチイベントが所定時間発生していないかどうかを判断する。タッチイベントが発生していなければ、ステップ４０４を実行する。さもなければ、駆動モードを引き続き実行する。

ステップ４０４：休眠モードとプリウェークアップモードとを交互に実行する。

ステップ４０６：終了。

注意すべきは、プリウェークアップモードでは、タッチ制御装置は１本のトレースに充電制御信号を出力し、走査中のもの以外のトレースをフローティング状態に保持し、当該１本のトレースの電圧信号に基づいてタッチイベントが発生したかどうかを判断する。前記プロセス４０によれば、本発明は、タッチイベントが所定時間発生していないかどうかを判断する。タッチイベントが所定時間発生していなければ、タッチ制御装置は、休眠モードとプロセス３０のプリウェークアップモードとを交互に実行する周期的スキームに入る。さもなければ、タッチイベントは継続的に発生するので、タッチ制御装置は駆動モードを継続的に実行する。タッチ制御装置はプリウェークアップモードですべてのトレースを走査する必要がなく、休眠モードとプリウェークアップモードとを交互に実行する周期的スキームではタッチイベントの検出所要時間は短くなる。

図５を参照する。図５は、本発明の実施例によるタッチ制御装置５０を表す説明図である。タッチ制御装置５０は、前述のプロセス３０及びプロセス４０を実施するハードウェアである。タッチ制御装置５０はタッチパネル５２に結合され、タッチパネル５２は交差する複数のトレースを含む投影型静電容量式タッチパネルである。タッチ制御装置５０は駆動モード、休眠モード、及びプリウェークアップモードで動作することができる。タッチ制御装置５０は、ＡＤＣ５００と、マイクロプロセッサ５０２と、ウェークアップ回路５０４とを含む。ＡＤＣ５００は、信号発生器５１０と、制御ユニット５１２と、電圧検出ユニット５１４と、デジタル信号処理ユニット５１６とを含む。簡単に言えば、ＡＤＣ５００の動作は、充電制御信号ＳＣをタッチパネル５２に出力することと、充電制御信号ＳＣを受信したトレースＬの電圧信号Ｓ１を対応値Ｎ_Ｌに変換することとを含む。ＡＤＣ５００の動作について以下に詳述する。

信号発生器５１０は充電制御信号ＳＣの出力に用いられる。制御ユニット５１２は信号発生器５１０とタッチパネル５２のすべてのトレースとに結合され、信号発生器５１０と各トレースとの間の信号接続の制御に用いられる。制御ユニット５１２は複数の多状態（ｍｕｌｔｉ−ｓｔａｔｅ）スイッチを含み、各スイッチは、選択的にトレースを、信号発生器５１０、一定電圧、またはフローティング端子に結合する。

駆動モードにおいて、制御ユニット５１２は信号発生器５１０と走査中のトレースＬとを接続するとともに、他トレースと一定電圧（例えば接地電圧）とを接続する。制御ユニット５１２を通して、信号発生器５１０はすべてのトレースに充電制御信号ＳＣを順次出力する。プリウェークアップモードにおいて、制御ユニット５１２は信号発生器５１０とタッチパネル５１２の１本のトレースとを接続するほか、他トレースをフローティング端子に接続する。この場合、信号発生器５１０は充電制御信号ＳＣをその１本のトレースにのみ出力する。言い換えれば、タッチ制御装置５０は１本のトレースのみ走査する。走査中のトレースＬの電圧信号は充放電効果に影響されるので、充電制御信号と同じではない。

電圧検出ユニット５１４は信号発生器５１０及び制御ユニット５１２に結合され、トレースＬの電圧信号Ｓ１を検出し、電圧信号Ｓ１に基づいて電圧信号Ｓ２を出力する。注意すべきは、制御ユニット５１２は、トレースＬの走査中、信号発生器５１０とトレースＬとを接続するので、電圧検出ユニット５１４はトレースＬから電圧信号Ｓ１を検出できる。電圧検出ユニット５１４として一般の電圧検出器を利用してよい。電圧信号Ｓ１は電圧検出器の入力電圧である。電圧信号Ｓ１が閾値電圧より高ければ、電圧検出ユニット５１４は一定電圧を出力する。電圧信号Ｓ１が閾値電圧より低ければ、電圧検出ユニット５１４は電圧を出力しない。したがって、アナログ電圧信号Ｓ１は電圧検出ユニット５１４でデジタル電圧信号Ｓ２に変換される。デジタル信号処理ユニット５１６は、電圧検出ユニット５１４と、マイクロプロセッサ５０２と、ウェークアップ回路５０４とに結合され、電圧信号Ｓ２を値Ｎ_Ｌに変換し、この値Ｎ_Ｌをマイクロプロセッサ５０２及びウェークアップ回路５０４に出力する。以上のように、値Ｎ_ＬはトレースＬの容量を反映する。タッチイベントの発生前に電圧信号Ｓ１から変換されたトレースＬの初期容量に対応する値を値Ｎ_Ｌ０とすると、タッチイベントが発生する場合に、電圧信号Ｓ１はトレースＬの容量増加に伴って変化し、値Ｎ_Ｌもそれによって変化し、値Ｎ_Ｌ０と異なるようになる。

マイクロプロセッサ５０２はデジタル信号処理ユニット５１６に結合され、値Ｎ_Ｌに基づいてタッチパネルでタッチイベントが所定時間発生していないかどうかを判断し、タッチ制御装置５０の動作モードを制御する。マイクロプロセッサ５０２は、タッチイベントが発生したと判断すると、タッチ制御装置５０を制御して駆動モードで動作させ、すべてのトレースを走査させる。マイクロプロセッサ５０２は、値Ｎ_Ｌに基づいてタッチイベントが所定時間（例えば２秒間）発生していないと判断すると、タッチ制御装置５０を制御し、休眠モードとプリウェークアップモードとを交互に実行する周期的スキームに進入させる。プリウェークアップモードにおいて、マイクロプロセッサ５０２は動作を停止し、タッチイベントの検出及び動作モードの切り替えはＡＤＣ５００及びウェークアップ回路５０４で行われる。

以上のように、タッチイベントが発生したかどうかはプリウェークアップモードで判断され、タッチイベントの位置は駆動モードで判断される。ウェークアップ回路５０４は、タッチ制御装置５０がプリウェークアップモードで動作するときに、タッチイベントが発生したかどうかを判断する。ウェークアップ回路５０４はデジタル信号処理ユニット５１６とマイクロプロセッサ５０２とに結合され、コンパレータとして実施することができる。ウェークアップ回路５０４は値Ｎ_Ｌを値Ｎ_ＴＨと比較して比較結果を生成し、この比較結果に基づいてマイクロプロセッサ５０４のオン／オフ状態を制御する。値Ｎ_ＴＨはタッチイベントが発生したかどうかの判断に用いられる閾値であり、タッチイベント未発生時の電圧信号Ｓ１に対応する値Ｎ_Ｌ０より大きい。注意すべきは、値Ｎ_ＴＨは、前記プロセス３０で紹介された、走査中のトレースの電圧信号と比較される所定信号に対応している。また、値Ｎ_ＴＨと値Ｎ_Ｌ０との間の差Ｎ_Ｄは、タッチイベントが確かに発生したことを示すトレースＬの容量変化に対応している（Ｎ_ＴＨ＝Ｎ_Ｌ０＋Ｎ_Ｄ）。Ｎ_Ｌ≧Ｎ_ＴＨであれば、タッチイベントは発生している。この場合、ウェークアップ回路５０４はマイクロプロセッサ５０２をオンにし、タッチ制御装置５０は駆動モードに戻る。Ｎ_Ｌ＜Ｎ_ＴＨであれば、タッチイベントは発生していない。この場合、ウェークアップ回路５０４はマイクロプロセッサ５０４をオンにせず、タッチ制御装置５０は引き続き休眠モードとプリウェークアップモードとで交互に動作する。マイクロプロセッサ５０４をオンにすることは、タッチ制御装置５０が駆動モードで動作していることを示し、一方、マイクロプロセッサ５０４をオフにすることは、タッチ制御装置５０が休眠モードとプリウェークアップモードとで交互に動作することを示す。言い換えれば、タッチ制御装置５０の動作モードはマイクロプロセッサ５０４のオン／オフによって決められる。

ウェークアップ回路５０４は本発明の一実施例に過ぎず、当業者により変更・修正されることができる。値Ｎ_Ｌと値Ｎ_Ｌ０との間の関係により、（Ｎ_Ｌ−Ｎ_Ｌ０）≧Ｎ_Ｄであればタッチイベントが発生しており、（Ｎ_Ｌ−Ｎ_Ｌ０）＜Ｎ_Ｄであればタッチイベントが発生していないことが導出できる。したがって、本発明の他実施例として、ウェークアップ回路は、減算器及びコンパレータを更に含む。減算器は値Ｎ_Ｌと値Ｎ_Ｌ０との減算を行い、コンパレータは減算結果（Ｎ_Ｌ−Ｎ_Ｌ０）を値Ｎ_Ｄと比較し、タッチイベントの発生時にマイクロプロセッサをウェークアップするための制御信号を生成する。値Ｎ_ＴＨ、Ｎ_Ｌ０及びＮ_Ｄはタッチ制御装置５０のメモリ（図５では省略）に保存される。より精密なタッチイベント検出を実現させるために、これらの値は温度などの環境条件に従って調整することができる。

以上のように、タッチ制御装置５０はＡＤＣ５００及びウェークアップ回路５０４を通してプリウェークアップモードで動作し、また、ＡＤＣ５００及びマイクロプロセッサ５０２を通して駆動モードで動作する。図６を参照する。図６は本発明の実施例によるプロセス６０のフローチャートである。プロセス６０はタッチ制御装置５０の動作制御に用いられ、以下の段階を含む。

ステップ６００：開始。

ステップ６０２：駆動モードを実行すると同時に、マイクロプロセッサ５０２でタッチイベントが第一期間発生していないかどうかを判断する。タッチイベントが発生していなければ、ステップ６０４を実行する。

ステップ６０４：休眠モードを第二期間実行する。

ステップ６０６：プリウェークアップモードを実行する。信号発生器５１０は１本のトレースに対して充電制御信号を出力し、当該トレース以外のトレースをフローティング状態に保持する。

ステップ６０８：電圧検出ユニット５１４は前記１本のトレースの第一電圧信号に基づいて第二電圧信号を出力する。

ステップ６１０：デジタル信号処理ユニット５１６は第二電圧信号を第一値に変換する。

ステップ６１２：ウェークアップ回路５０４は第一値を閾値と比較する。第一値が閾値より大きければ、ステップ６０２に戻る。さもなければ、ステップ６１４を実行する。

ステップ６１４：プリウェークアップモードが連続して第三期間実行されたかどうかを判断する。そうであれば、ステップ６１６を実行する。さもなければ、ステップ６１２に戻る。

ステップ６１６：休眠モードとプリウェークアップモードとを交互に実行する周期的スキームが連続して第四期間実行されたかどうかを判断する。そうであれば、ステップ６１８を実行する。さもなければ、ステップ６０４に戻る。

ステップ６１８：休眠モードを実行し、マイクロプロセッサ５０２をウェークアップする外部割込み信号を待つ。

ステップ６２０：終了。

前記ステップ６０２〜ステップ６１２はタッチ制御装置５０の動作であって、詳しい説明はここでは省略される。休眠モードとプリウェークアップモードとを交互に実行するとき、休眠モードの期間（プロセス６０の第二期間）及びプリウェークアップモードの期間（プロセス６０の第三期間）は調整可能である。言い換えれば、休眠モードとプリウェークアップモードとを交互に実行する周期的スキームは種々のパターンを有する。ステップ６１４及びステップ６１６はタッチ制御装置５０で行われない。ステップ６１４は、タッチ制御装置５０が周期的スキームにおいてプリウェークアップモードから休眠モードに移るべきかどうかを判断するために用いられる。ステップ６１６は、タッチ制御装置５０が休眠モードに入るべきかどうかを判断するために用いられる。注意すべきは、周期的スキームの総実行時間に基づいて休眠モードに入るべきかどうかを判断する（ステップ６１６）のは本発明の一実施例に過ぎない。他実施例として、タッチイベントの解除期間や周期的スキームの一部の継続時間に基づいて、休眠モードに入るタイミングを判断することもできる。なお、マイクロプロセッサ５０２は、所定時間タッチイベントを検出せずに周期的スキームを実行する場合では、まずプリウェークアップモードに入り、プリウェークアップモードを暫く実行してから、休眠モードに移る。プリウェークアップモードと休眠モードとを交互に実行する周期的スキームを利用する方法はいずれも本発明の範囲に属する。

図７を参照する。図７は、前記プロセス６０を利用した場合のタッチ制御装置５０のタイミング図である。図７に示すように、タッチイベントが継続的に発生する場合は、タッチ制御装置５０は駆動モードで動作する。駆動モードにおいて総電流消費は約５ｍＡである。タッチイベントが解除されると、タッチ制御装置５０は駆動モードでもう２秒間（すなわちプロセス６０の第一期間）動作する。

タッチイベントが解除されて２秒経った次の１０秒間において、図２に示す同じ時間で電流消費を約１ｍＡに保持することが望まれる場合は、タッチ制御装置５０は８ｍｓの休眠モードと２ｍｓのプリウェークアップモードとを交互に実行する第一周期的スキームで動作する。この場合、データ報告率は約１００Ｈｚであり、図２に示す同じ時間のデータ報告率２５Ｈｚより遥かに大きい。また、第一周期的スキームが１０秒間動作した後、タッチイベントが依然として発生しなければ、周期的スキームのうちプリウェークアップモードの割合を減じて電流消費を削減する。図２に示す同じ時間で電流消費を約２５０ｕＡに保持することが望まれる場合は、３８ｍｓの休眠モードと２ｍｓのプリウェークアップモードとを交互に実行する第二周期的スキームが必要である。この場合、データ報告率は２５Ｈｚであり、図２に示すデータ報告率６．２５Ｈｚより大きい。第二周期的スキームが６０秒間動作した後、タッチ制御装置５０は電流消費が５０ｕＡ以下の休眠モードに入り、データ報告率は０Ｈｚになる。図７に示すように、プロセス６０の第四期間は、第二周期的スキームの期間、または第一周期的スキーム及び第二周期的スキームの合計期間（７０秒）、或いはタッチイベント解除後の時間（７２秒）とされる。以上のように、同じ電流消費のもとで、本発明によるプリウェークアップモードは、周期的スキームのデータ報告率を大幅に向上させることができる。

注意すべきは、図７に示すタイミング図は本発明の一実施例に過ぎず、そのデータ報告率は、図２に示す一定した電流消費をもとに算定されたものである。他実施例として、所望の電流消費または所望のデータ報告率に基づいて周期的スキームの休眠モード及びプリウェークアップモードを設計することもできる。例えば、図２に示すのと同じデータ報告率を保持しようとする場合は、周期的スキームのプリウェークアップモードの割合を減じて、電流消費を削減することができる。また、所要のデータ報告率が高い場合は、周期的スキームのプリウェークアップモードの割合を増加させて、電流消費を増大させることができる。休眠モード及びプリウェークアップモードの適切な比は、データ報告率及び電流消費の改善に役立つ。

最後に、本発明は、走査中のトレース以外のトレースがフローティング状態に保持される間に、人体容量が走査中のトレースに結合されるという特性を利用し、プリウェークアップモードを規定する。したがって、タッチ制御装置は、タッチイベントを検出するためにすべてのトレースを走査する必要がなく、１本のトレースのみ走査すればよいので、電流消費を削減できる。また、プリウェークアップモードを利用し且つウェークアップ回路を備えたタッチ制御装置のマイクロプロセッサは、プリウェークアップモードで動作せず、タッチイベントの検出時にウェークアップ回路でオンにされて駆動モードで動作するので、タッチ制御装置の電流消費を効率よく削減することができる。

以上は本発明に好ましい実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に属するものとする。

Claims (24)

1. 交差する複数のトレースを含むタッチパネルにおいてタッチイベントを検出する方法であって、
   前記複数のトレースのうち１本に充電制御信号を出力し、それ以外のトレースをフローティング状態に保持する段階と、
   前記１本のトレースの電圧信号に基づいてタッチイベントが発生したかどうかを判断する段階とを含み、
   前記タッチパネルは投影型静電容量式のタッチパネルである、タッチイベントの検出方法。
2. 前記１本のトレースの電圧信号に基づいてタッチイベントが発生したかどうかを判断する段階は、
   前記電圧信号を所定信号と比較する段階と、
   前記電圧信号と前記所定信号との間の差が基準値より大きければ、タッチイベントが発生したと判断する段階とを含む、請求項１に記載のタッチイベントの検出方法。
3. 前記１本のトレースの電圧信号に基づいてタッチイベントが発生したかどうかを判断する段階は更に、
   前記電圧信号と前記所定信号との間の差が基準値より小さければ、タッチイベントが発生していないと判断する段階とを含む、請求項２に記載のタッチイベントの検出方法。
4. タッチ制御装置であって、
   タッチパネルの複数のトレースに結合され、当該複数のトレースのうち１本に充電制御信号を出力し、第一電圧信号を第一値に変換するアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）と、
   前記ＡＤＣに結合されるマイクロプロセッサと、
   前記ＡＤＣ及び前記マイクロプロセッサに結合され、前記第一値を閾値と比較して比較結果を生成し、当該比較結果に基づいて前記マイクロプロセッサのオン／オフ状態を制御するウェークアップ回路と、を含み、
   前記閾値はタッチイベントが発生したかどうかの判断に用いられ、
   前記タッチパネルは投影型静電容量式のタッチパネルである、タッチ制御装置。
5. 前記ＡＤＣは、
   充電制御信号を生成する信号発生器と、
   前記信号発生器及び前記複数のトレースに結合され、前記複数のトレースの夫々と前記信号発生器との間の対応する信号接続を制御する制御ユニットと、
   前記信号発生器及び前記制御ユニットに結合され、前記第一電圧信号に基づいて第二電圧信号を出力する電圧検出ユニットと、
   前記電圧検出ユニット、前記マイクロプロセッサ及び前記ウェークアップ回路に結合され、前記第二電圧信号を前記第一値に変換するデジタル信号処理ユニットとを含む、請求項４に記載のタッチ制御装置。
6. 前記マイクロプロセッサが、タッチイベントの解除後、所定時間タッチイベントを検出しない場合、前記制御ユニットは前記信号発生器と前記１本のトレースとを接続し、前記１本のトレース以外のトレースをフローティング状態に保持する、請求項５に記載のタッチ制御装置。
7. 前記マイクロプロセッサがタッチイベントを継続的に検出した場合、前記制御ユニットは前記信号発生器と前記１本のトレースとを接続し、前記１本のトレース以外のトレースを一定した電圧レベルに保持する、請求項５に記載のタッチ制御装置。
8. 前記ウェークアップ回路は、前記比較結果により前記第一値が前記閾値より大きいかそれに等しいことが示された場合に、前記マイクロプロセッサをオンにする、請求項４に記載のタッチ制御装置。
9. 前記ウェークアップ回路は、前記比較結果により前記第一値が前記閾値より小さいことが示された場合に、前記マイクロプロセッサをオンにしない、請求項４に記載のタッチ制御装置。
10. 前記マイクロプロセッサは前記第一値に基づいて、タッチイベントの解除後、所定時間タッチイベントが発生していないかどうかを判断し、前記タッチ制御装置の動作モードを制御する、請求項４に記載のタッチ制御装置。
11. タッチ制御装置についての、交差する複数のトレースを含むタッチパネルを制御する方法であって、
    タッチイベントが所定時間発生していないかどうかを判断する段階と、
    タッチイベントが所定時間発生していないと判断された場合に、休眠モードとプリウェークアップモードとを交互に実行する段階とを含み、
    前記プリウェークアップモードで、前記タッチ制御装置は、前記複数のトレースのうち１本に充電制御信号を出力し、当該１本のトレース以外のトレースをフローティング状態に保持し、
    前記タッチパネルは投影型静電容量式のタッチパネルである、タッチパネルの制御方法。
12. 前記方法は更に、
    前記所定時間の経過／終了前にタッチイベントが発生したと判断するとき、前記充電制御信号を前記複数のトレースに順次出力し、前記充電制御信号を受信しなかった他のトレースを一定した電圧レベルに保持する段階を含む、請求項１１に記載のタッチパネルの制御方法。
13. 前記方法は更に、
    前記トレースの第一電圧信号に基づいて前記タッチ制御装置の動作モードを制御する段階を含む、請求項１１に記載のタッチパネルの制御方法。
14. 前記トレースの第一電圧信号に基づいて前記タッチ制御装置の動作モードを制御する段階は、
    前記第一電圧信号を該第一電圧信号の大きさを表す第一値に変換する段階と、
    前記第一値を閾値と比較して比較結果を生成する段階と、
    前記比較結果に基づいて前記タッチ制御装置の動作モードを制御する段階とを含む、請求項１３に記載のタッチパネルの制御方法。
15. 前記閾値はタッチイベントが発生したかどうかの判断に用いられる、請求項１４に記載のタッチパネルの制御方法。
16. 前記比較結果に基づいて前記タッチ制御装置の動作モードを制御する段階は、
    前記比較結果により前記第一値が前記閾値より大きいかそれに等しいことが示された場合に、前記タッチ制御装置の動作モードを変更する段階を含む、請求項１４に記載のタッチパネルの制御方法。
17. 前記比較結果に基づいて前記タッチ制御装置の動作モードを制御する段階は、
    前記比較結果により前記第一値が前記閾値より小さいことが示された場合に、前記タッチ制御装置の動作モードを保持する段階を含む、請求項１４に記載のタッチパネルの制御方法。
18. 交差するＮ本のトレースを含むタッチパネルにおいてタッチイベントを検出する方法であって、
    前記Ｎ本のトレースのうちＭ本に充電制御信号を出力する段階と、
    前記Ｍ本のトレースの電圧信号に基づいてタッチイベントが発生したかどうかを判断する段階とを含み
    前記Ｎは前記Ｍより大きい値であり、前記Ｍは１以上の整数であり、
    前記タッチパネルは投影型静電容量式のタッチパネルである、タッチイベントの検出方法。
19. 前記Ｍは１に等しい、請求項１８に記載のタッチイベントの検出方法。
20. 前記方法は更に、
    前記Ｎ本のトレースのうちＭ本以外のトレースをフローティング状態に保持する段階を含む、請求項１８に記載のタッチイベントの検出方法。
21. 前記電圧信号に基づいてタッチイベントが発生したかどうかを判断する段階は、
    前記Ｍ本のトレースのＭ個の電圧信号を各々所定信号と比較する段階と、
    前記Ｍ個の電圧信号のうちいずれかと前記所定信号との間の差が基準値より大きければ、タッチイベントが発生したと判断する段階とを含む、請求項１８に記載のタッチイベントの検出方法。
22. 交差するＮ本のトレースを含むタッチパネルにおいてタッチイベントを検出する方法であって、
    前記Ｎ本のトレースのうちＭ本を走査してタッチイベントが発生したかどうかを判断する段階と、
    前記タッチイベントが発生したと判断した場合に、前記タッチイベントの位置を判断する段階とを含み、
    前記Ｎは前記Ｍより大きい値であり、前記Ｍは１以上の整数であり、
    前記タッチパネルは投影型静電容量式のタッチパネルである、タッチイベントの検出方法。
23. 前記タッチイベントが発生したかどうかを判断する段階は、
    前記Ｍ本のトレースに充電制御信号を出力し、前記Ｎ本のトレースのうちＭ本以外のトレースをフローティング状態に保持する段階と、
    前記Ｍ本のトレースのＭ個の電圧信号に基づいてタッチイベントが発生したかどうかを判断する段階とを含む、請求項２２に記載のタッチイベントの検出方法。
24. 前記Ｍは１に等しい、請求項２２に記載のタッチイベントの検出方法。
    

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