JP5119054B2

JP5119054B2 - 静電容量式タッチコントロール装置及びそれに応用されるデータ伝送方法

Info

Publication number: JP5119054B2
Application number: JP2008152734A
Authority: JP
Inventors: 澤倫洪; 榮壽黄; 長新陳
Original assignee: 義隆電子股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2008-04-02
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2028-06-11
Also published as: JP2009252234A; US20090251428A1; TW200943155A; TWI377495B; US8022940B2

Description

本発明は一種の静電容量式タッチコントロール装置及びそれに応用されるデータ伝送方法に関する。

伝統的な応用では、大サイズの静電容量式タッチスクリーンはいずれも表面容量式センシング技術を使用している。但し表面容量式センシング技術はスクリーンの各端点に流れる一組の電流の違いにより手指の位置を判別し、これによりタッチパネルに接触する手指の数が２本以上の時、報告される電流組数は１組であり、ゆえに一組の絶対座標位置しか識別できず、例えば二次元マトリクスにあってわずかに一組のＸ，Ｙパラメータのみ報告できるだけであるため、多指タッチコントロールの機能を達成することはできない。

全てのタッチポイントを位置決め可能な（ＡｌｌＰｏｉｎｔｓＡｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ；ＡＰＡ）投影型容量センシング技術は多指タッチコントロールの機能を達成できるが、それは各ポイントセンサに対して充電放電の動作を行なう必要があり、マトリクス形状のタッチパネルでは、Ｘ軸とＹ軸のセンサトレースが増加する時、ＡＰＡ型投影型容量式の画素数は急激に増加し、このためフレームレートが下降し、ゆえに大サイズタッチパネルの応用には不適用である。

また、一種の軸交錯（ＡｘｉｓＩｎｔｅｒｓｅｃｔ；ＡＩ）型表面容量式センシング技術も同様に多指タッチコントロールの機能を達成可能である。図１には伝統的な小サイズのタッチパネルに応用されるＡＩ型表面容量式センシング技術を示す。それは小サイズタッチパネル１０及びタッチパネル１０を走査するＡＩ型表面容量式タッチコントロールＩＣ１２を有する。最大で２２本のセンサトレースを支援可能なＡＩ型表面容量式タッチコントロールＩＣ１２を例として説明すると、Ｘ軸及びＹ軸にそれぞれ１０本のセンサトレースＴＲＸ１〜ＴＲＸ１０及びＴＲＹ１〜ＴＲＹ１０を有する小サイズタッチパネル１０に応用する時のフレームレートは悪くないものの、ＡＩ型表面容量式タッチコントロールＩＣ１２をＸ軸及びＹ軸にそれぞれ４０本のセンサトレースＴＲＸ１〜ＴＲＸ４０及びＴＲＹ１〜ＴＲＹ４０を有する大サイズタッチパネル１４に応用する場合は、図２に示されるように、ＡＩ型表面容量式タッチコントロールＩＣ１２が走査可能な総センサトレース数量を増加しなければならない。しかし、タッチコントロールＩＣ１２が毎回コンデンサに対して充電放電を行なうために費やす時間は、全体のタッチパネル応用におけるフレームレートと較べて非常に大きく、すなわちフレームレート問題はタッチコントロールＩＣ１２の各フレームでのコンデンサに対する充電放電により決定され、ゆえに走査可能センサセンサトレース数を増加する方法を大サイズタッチパネル１４に応用すると、非常に大きな欠点を有することになり得る。すなわち全体の応用上、フレームレートの下降が厳重となり、これにより応用端の性能に影響が生じる。

本発明の目的は、一種の静電容量式タッチコントロール装置及びそれに応用されるデータ伝送方法を提供することにある。

本発明によると、静電容量式タッチコントロール装置は複数のセンサトレースを具えたタッチパネル、第１集積回路、及びセンサトレースを走査して走査データを第１集積回路に伝送して演算を行わせる第２集積回路を有する。本発明の静電容量式タッチコントロール装置に応用されるデータ伝送方法によると、該第２集積回路が走査データを該第１集積回路に送り、該走査データの内容は、一方向上で該第２集積回路が走査した全てのセンサトレースの感応量の総和、該方向上で該第２集積回路が走査する各センサトレースの感応量に各センサトレースに対応するコードを乗じたものの総和、及び、第１情報として該方向上で検出された手指数、第２情報として該方向上で該第２集積回路が走査した該センサトレース中の第１のセンサトレースの感応量が零であるか否か、第３情報として該方向上の該第２集積回路が走査したセンサトレース中の最後のセンサトレースの感応量が零であるか否かを含む。

本発明のデータ伝送方法によると、大幅に伝送にかかる時間を短縮でき、これにより、より良好な全体フレームレートを取得できる。

図３は二つ以上の投影型容量タッチコントロールＩＣを使用した静電容量式タッチコントロール装置２０を示す。そのうち、四つのＡＩ型の投影型容量タッチコントロールＩＣ２４、２６、２８及び３０が副タッチコントロールＩＣとされて大サイズのタッチパネル２２を走査するのに用いられる。仮に該タッチパネル２２が８０本のセンサトレースを具備するとすると、副タッチコントロールＩＣ２４、２６、２８及び３０はそれぞれ２０本のセンサトレースを走査することでフレームレートを向上する。そのうち、各副タッチコントロールＩＣ２４、２６、２８及び３０は一つの方向軸上のセンサトレース或いは一つ以上の方向軸上のセンサトレースの走査を行ない主タッチコントロールＩＣ３２は副タッチコントロールＩＣ２４、２６、２８及び３０からの走査データを受け取り並びに最後の全体演算を実行し、その後、主タッチコントロールＩＣ３２が更に必要な応用に対して後続の動作を実行する。主タッチコントロールＩＣ３２は静電容量式タッチコントロール装置２０の全体動作を制御し並びに外部とのコミュニケーションを行う。図３の点線に示されるように主タッチコントロールＩＣ３２が走査作業に参与する必要がある場合、副タッチコントロールＩＣ２４、２６、２８及び３０も一部の演算を行うことが可能であり、これにより主タッチコントロールＩＣ３２の負荷を減らすことができる。

図４は図３中の副タッチコントロールＩＣがデータを主タッチコントロールＩＣに伝送するフローチャートである。副タッチコントロールＩＣ２４及び主タッチコントロールＩＣ３２の間のデータ伝送を例に挙げると、まずステップＳ４０において、副タッチコントロールＩＣ２４が情報Ｓｕｍ_-ｄＶｉを主タッチコントロールＩＣ３２に伝送する。該情報Ｓｕｍ_-ｄＶｉは該副タッチコントロールＩＣ２４が一方向（ａｘｉｘ）上で走査を行う全てのセンサトレースの感応量の総和であり、Ｓｕｍ_-ｄＶｉ＝ｄＶ_-１＋ｄＶ_-２＋ｄＶ_-３である。続いてステップＳ４２において、副タッチコントロールＩＣ２４が更に情報Ｓｕｍ_-ｄＶｉＲｉを主タッチコントロールＩＣ３２に伝送する。情報Ｓｕｍ_-ｄＶｉＲｉは副タッチコントロールＩＣ２４が該方向上で走査する各センサトレースの感応量に該センサトレースに対応するコードを乗じたものの総和であり、例えば、仮に副タッチコントロールＩＣ２４がＸ軸方向のコードがそれぞれ１、２及び３であるセンサトレースを走査するとして、これらのセンサトレースの感応量はそれぞれｄＶ_-１、ｄＶ_-２、ｄＶ_-３とされ、すなわち、副タッチコントロールＩＣ２４が送出する情報Ｓｕｍ_-ｄＶｉＲｉ＝ｄＶ_-１×１＋ｄＶ_-２×２＋ｄＶ_-３×３である。続いてステップＳ４４を実行し、すなわち、副タッチコントロールＩＣ２４に情報ＦｉｎｇｅｒＮｕｍを主タッチコントロールＩＣ３２に向けて伝送させる。情報ＦｉｎｇｅｒＮｕｍは副タッチコントロールＩＣ２４が該方向上で検出した手指の数を表示する。続いてステップＳ４６において、副タッチコントロールＩＣ２４が更に情報ＦｒｏｎｔＥｄｇｅを主タッチコントロールＩＣ３２に向けて伝送し、情報ＦｒｏｎｔＥｄｇｅは該副タッチコントロールＩＣ２４が該方向上で走査したセンサトレース中、第１のセンサトレースの感応量が零であるか否かを示す。最後にステップＳ４８において、副タッチコントロールＩＣ２４が情報ＬａｓｔＥｄｇｅを主タッチコントロールＩＣ３２に向けて伝送し、情報ＬａｓｔＥｄｇｅは該方向上で副タッチコントロールＩＣ２４が走査したセンサトレース中、最後のセンサトレースの感応量が零であるか否かを示す。

図５は図４のデータ伝送方法に基づき得られるデータ構造を示す。それは主タッチコントロールＩＣ３２に一方向上で副タッチコントロールＩＣ２４が走査した全てのセンサトレースの感応量の総和を告知するための情報ＳｕｍｄＶｉを保存するフィールド５０と、該主タッチコントロールＩＣ３２に該方向上で副タッチコントロールＩＣ２４が走査した各センサトレースの感応量に該各センサトレースが対応するコードを掛けたものの総和を告知するための情報ＳｕｍｄＶｉＲｉを保存するためのフィールド５２と、主タッチコントロールＩＣ３２に該方向上で副タッチコントロールＩＣ２４が検出した手指の数を告知するための情報ＦｉｎｇｅｒＮｕｍを保存するためのフィールド５４と、主タッチコントロールＩＣ３２に該方向上で副タッチコントロールＩＣ２４が走査したセンサトレース中、第１のセンサトレースの感応量が零であるか否かを告知する情報ＦｒｏｎｔＥｄｇｅを保存するためのフィールド５６と、主タッチコントロールＩＣ３２に該方向上で副タッチコントロールＩＣ２４が走査したセンサトレース中、最後のセンサトレースの感応量が零であるか否かを告知する情報ＬａｓｔＥｄｇｅを保存するためのフィールド５８とを有する。

同様に、その他の副タッチコントロールＩＣ２６、２８、３０の走査も上述したようである。感応量或いは前後のフレーム感応量間の関係を利用しない応用では、本発明の方法は速やかにデータを主タッチコントロールＩＣに伝送できる。
主タッチコントロールＩＣ３２は全ての副タッチコントロールＩＣ２４、２６、２８及び３０が伝送する情報ＳｕｍｄＶｉ及びＳｕｍｄＶｉＲｉをそれぞれ累加して以下の公式１、公式２に示される情報を得る。

及び

そのうち、Ｎは副タッチコントロールＩＣの総数、Ｏｆｆｓｅｔ_i は第Ｉ個の副タッチコントロールＩＣが考慮しなければならないセンサトレース開始値の偏差とされる。主タッチコントロールＩＣ３２中、ＳｕｍｄＶＲをＳｕｍｄＶで除算して該方向上の手指中心点位置を得られる。また、情報ＦｉｎｇｅｒＮｕｍは副タッチコントロールＩＣが該方向内で計算して得た手指数であり、情報ＦｒｏｎｔＥｄｇｅは特定値である時、副タッチコントロールＩＣの第１のセンサトレースの感応量は零でなく、情報ＬａｓｔＥｄｇｅが特定値である時、最後のセンサトレースの感応量は零でない。ゆえに、各副タッチコントロールＩＣ２４、２６、２８及び３０の提供する情報を利用し、主タッチコントロールＩＣ３２は該方向上の手指中心位置と手指数を計算できる。

伝統的な、小サイズのタッチパネルに応用されるＡＩ型表面容量式センシング技術の表示図である。伝統的な、大サイズのタッチパネルに応用されるＡＩ型表面容量式センシング技術の表示図である。本発明が応用される静電容量式タッチコントロール装置を示す。図３中の副タッチコントロールＩＣがデータを主タッチコントロールＩＣに伝送するフローチャートである。データ伝送方法に基づき得られるデータ構造表示図である。

１０タッチパネル１２タッチコントロールＩＣ
１４タッチパネル２０静電容量式タッチコントロール装置
２２タッチパネル
２４、２６、２８、３０副タッチコントロールＩＣ
３２主タッチコントロールＩＣ
５０、５２、５４、５６、５８フィールド

Claims

静電容量式タッチコントロール装置に応用されるデータ伝送方法において、該静電容量式タッチコントロール装置は、複数のセンサトレースを具えたタッチパネル、第１集積回路、及び第２集積回路を有し、該第２集積回路は少なくとも一部分の該複数のセンサトレースの走査を行ない、該第１集積回路は該第２集積回路より走査データを受け取り演算を行ない、該データ伝送方法は、
一方向上で該第２集積回路が走査した各センサトレースの感応量の総和を該第１集積回路に伝送するステップ、
該方向上で該第２集積回路が走査した各センサトレースの感応量に該各センサトレースのコードを乗じたものの総和を該第１集積回路に送るステップ、
該方向上で該第２集積回路が検出した手指の数を、第１情報として該第１集積回路に送るステップ、
該方向上で該第２集積回路が走査した第１のセンサトレースの感応量が零であるか否かを、第２情報として該第１集積回路に送るステップ、
該方向上で該第２集積回路が走査した最後のセンサトレースの感応量が零であるか否かを、第３情報として該第１集積回路に送るステップ、
を有することを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置に応用されるデータ伝送方法。
静電容量式タッチコントロール装置において、
複数のセンサトレースを具えたタッチパネルと、
第１集積回路と、
第２集積回路であって、少なくとも一部分の該複数のセンサトレースを走査し並びに走査データを該第１集積回路に送り演算させ、該走査データのデータ構造は、
第１フィールドであって、一方向上で該第２集積回路が走査する各センサトレースの感応量の総和を該第１集積回路に告知するための、上記第１フィールドと、
第２フィールドであって、該第１フィールドの後にあり、該方向上で該第２集積回路が走査した各センサトレースの感応量に該各センサトレースに対応するコードを乗じたものの総和を該第１集積回路に告知するための、上記第２フィールドと、
第３フィールドであって、該第２フィールドの後にあり、該方向上で該第２集積回路が検出した手指数を該第１集積回路に告知するための、上記第３フィールドと、
第４フィールドであって、該第３フィールドの後にあり、該方向上で該第２集積回路が走査したセンサトレース中の第１のセンサトレースの感応量が零であるか否かを該第１集積回路に告知するための、上記第４フィールドと、
第５フィールドであって、該第４フィールドの後にあり、該方向上で該第２集積回路が走査したセンサトレース中の最後のセンサトレースの感応量が零であるか否かを該第１集積回路に告知するための、上記第５フィールドと、
を包含する、上記第２集積回路と、
を有することを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置。
請求項２記載の静電容量式タッチコントロール装置において、該第１集積回路は受け取った走査データに基づき該方向上の手指中心位置及び手指数を計算することを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置。
請求項２記載の静電容量式タッチコントロール装置において、該第２集積回路は軸交錯型の投影型容量タッチコントロールＩＣを包含することを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置。