JP5159450B2

JP5159450B2 - 静電容量式タッチコントロール装置

Info

Publication number: JP5159450B2
Application number: JP2008152650A
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: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2028-06-11
Also published as: US20090251430A1; TW200943153A; JP2009252232A; TWI528248B

Description

本発明は一種の静電容量式タッチコントロール装置に係り、特に、回路の複雑度を減らせる静電容量式タッチコントロール装置に関する。

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、大サイズのタッチパネルに応用され、多指タッチコントロール機能、良好なフレームレートを有すると共に、回路の複雑度を減らせる静電容量式タッチコントロール装置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大サイズのタッチパネル、複数の第１集積回路、及び、一つの第２集積回路を有する。そのうち、該複数の第１集積回路は主に該タッチパネルの走査を請け負い、もし必要であれば、該複数の第１集積回路は一部の演算を請け負い、該第２集積回路は該複数の第１集積回路からの走査データを受け取り並びに全体の最後の演算を実行する。このほか該第２集積回路も走査作業に参与可能で、該複数の第１集積回路はそれぞれに走査データ伝送用に少なくとも一つのピンを具備し、各該第１集積回路の該少なくとも一つのピンは一つに接続された後に該第２集積回路に接続され、これにより該第２集積回路のピン使用量を節約し、これにより回路の複雑度を減らす。

本発明の静電容量式タッチコントロール装置は、大サイズのタッチパネルに応用され、多指タッチコントロール機能、良好なフレームレートを有すると共に、回路の複雑度を減らせる。

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本のトレースＴＲ１〜ＴＲ８０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本のトレースを走査することでフレームレートを向上し、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。もし必要であれば、主タッチコントロールＩＣ３２も図３中の点線矢印に示されるように走査作業に参与し、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る。各副タッチコントロールＩＣ２４、２６、２８及び３０のデータが相互に影響を与えるのを防止するため、主タッチコントロールＩＣ３２は４本のピン３４、３６、３８及び４０を使用して副タッチコントロールＩＣ２４、２６、２８及び３０からのデータをそれぞれ受け取り、言い換えると、副タッチコントロールＩＣが一つ増える毎に、主タッチコントロールＩＣ３２は１隻のピンを増さねばならず、このために副タッチコントロールＩＣの増加に伴い、主タッチコントロールＩＣ３２のピンも増加し、これにより回路がますます複雑となる。

図４は本発明の第１実施例を示す。静電容量式タッチコントロール装置５０は四つのＡＩ型の投影型容量タッチコントロールＩＣ５２、５４、５６及び５８をタッチパネル（図示せず）を走査するための副タッチコントロールＩＣとして使用し、並びにシリアルポート方式でシリアルデータを主タッチコントロールＩＣ６０に提供する。各副タッチコントロールＩＣ５２、５４、５６及び５８はそれぞれ２隻のピンＣＬＫＳ及びＳＤＡＳを有し、全ての副タッチコントロールＩＣ５２、５４、５６及び５８のピンＳＤＡＳは一つに接続され並びに主タッチコントロールＩＣ６０のピンＳＤＡＭに接続され、これにより主タッチコントロールＩＣ６０のピン使用量を減らし、主タッチコントロールＩＣ６０がピンＣＬＫＭより送出するクロックは各副タッチコントロールＩＣ５２、５４、５６及び５８のピンＣＬＫＳに至り、並びに主タッチコントロールＩＣ６０はピンＳＤＡＭで各副タッチコントロールＩＣ５２、５４、５６及び５８からの走査データを受け取る。主タッチコントロールＩＣ６０のピンＡｄｄｒ［１：０］は各副タッチコントロールＩＣ５２、５４、５６及び５８を定めるアドレスを出力し、各副タッチコントロールＩＣ５２、５４、５６及び５８のデータが相互に影響するのを防止するため、ピンＡｄｄｒ［１：０］は各副タッチコントロールＩＣ５２、５４、５６及び５８にアドレス信号を送出して走査データを出力する必要のある副タッチコントロールＩＣを決定する。例えば、現在ピンＡｄｄｒ［１：０］が送出するアドレス信号が０である時、副タッチコントロールＩＣ５２が主タッチコントロールＩＣ６０に伝送する必要のある走査データをシリアル方式で伝送し、副タッチコントロールＩＣ５４、５６及び５８はこのアドレスが自分を指向していないことを検出すると、そのピンを高抵抗或いはフローティングに設定し、これにより主タッチコントロールＩＣ６０が受け取る副タッチコントロールＩＣ５２からの走査データはその他の副タッチコントロールＩＣ５４、５６及び５８の影響を受けない。同様に、副タッチコントロールＩＣ５４、５６及び５８の走査データを伝送する時、主タッチコントロールＩＣはこのような方式でデータを受け取る。

図５は本発明の第２実施例を示す。図４のシリアルポート伝送を例とし、それは２^N 個のＡＩ型の投影型容量タッチコントロールＩＣ７２、７４、７６、７８、８０及び８２をタッチパネル（図示せず）を走査するための副タッチコントロールＩＣとして使用し、並びにシリアルポート方式でシリアルデータを主タッチコントロールＩＣ８４に伝送する。各副タッチコントロールＩＣ７２、７４、７６、７８、８０及び８２はそれぞれ２隻のピンＣＬＫＳ及びＳＤＡＳを有し、全ての副タッチコントロールＩＣ７２、７４、７６、７８、８０及び８２のピンＳＤＡＳは一つに接続され並びに主タッチコントロールＩＣ８４のピンＳＤＡＭに接続され、これにより主タッチコントロールＩＣ８４のピン使用量を減らし、主タッチコントロールＩＣ８４がピンＣＬＫＭより送出するクロックは各副タッチコントロールＩＣ７２、７４、７６、７８、８０及び８２のピンＣＬＫＳに至り、並びに主タッチコントロールＩＣ８４はピンＳＤＡＭで各副タッチコントロールＩＣ７２、７４、７６、７８、８０及び８２からの走査データを受け取る。主タッチコントロールＩＣ８４のピンＡｄｄｒ［Ｎ−１：０］はＮ個のビットのアドレス信号を出力して走査データを出力する必要のある副タッチコントロールＩＣを決定する。

図６は本発明の第３実施例を示す。伝送レートを高めるため、各副タッチコントロールＩＣはパラレル伝送の方式を使用してデータを主タッチコントロールＩＣに伝送してもよい。静電容量式タッチコントロール装置９０は同様に２^N 個の副タッチコントロールＩＣ７２、７４、７６、７８、８０及び８２及び主タッチコントロールＩＣ８４を有する。そのうち、各副タッチコントロールＩＣ７２、７４、７６、７８、８０及び８２はそれぞれＭ隻のピンＳＤＡＳ［Ｍ−１：０］を具備し、全ての副タッチコントロールＩＣ７２、７４、７６、７８、８０及び８２のピンＳＤＡＳ［Ｍ−１：０］は一つに接続され並びに主タッチコントロールＩＣ８４のピンＳＤＡＭ［Ｍ−１：０］に接続され、これにより主タッチコントロールＩＣ８４のピン使用量を減らす。本実施例では、２^N 個の副タッチコントロールＩＣ７２、７４、７６、７８、８０及び８２は毎回Ｍビットのデータを主タッチコントロールＩＣ８４にパラレル伝送する。

図７は本発明の第４実施例を示す。静電容量式タッチコントロール装置１００は同様に２^N 個の副タッチコントロールＩＣ７２、７４、７６、７８、８０及び８２及び主タッチコントロールＩＣ８４を有する。この実施例では、副タッチコントロールＩＣ７２、７４、７６、７８、８０及び８２は多種類の異なるデータ伝送パケット方式を有し、ゆえに主タッチコントロールＩＣ８４に新たにＫ隻のピンに接続されるピンＴｙｐｅＳｅｌ「Ｋ−１：０］を有し、自由に２^K 種類のデータ形式を選択して異なる応用に対して比較的高い全体フレームレートを達成し、例えば非零感応量のデータ形式で伝送する。この実施例では、副タッチコントロールＩＣ７２、７４、７６、７８、８０及び８２はパラレル伝送方式でデータを主タッチコントロールＩＣ８４に伝送するが、その他の実施例では、副タッチコントロールＩＣ７２、７４、７６、７８、８０及び８２はシリアル伝送方式によりデータを伝送してもよい。

図５、図６及び図７中、副タッチコントロールＩＣを選択するためのアドレス信号は、単一ピンにピンＣＬＫＭが出力するクロックを組合せることで各副タッチコントロールＩＣにシリアル入力することもでき、各副タッチコントロールＩＣ中がそれぞれ識別コードを有し、副タッチコントロールＩＣが受け取るアドレス信号と自身の識別コードが同じであれば、主タッチコントロールＩＣがその応答を要求しているとわかる。

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。周知の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。本発明の第１実施例表示図である。本発明の第２実施例表示図である。本発明の第３実施例表示図である。本発明の第４実施例表示図である。

符号の説明

１０小サイズタッチパネル１２タッチコントロールＩＣ
１４大サイズのタッチパネル２０静電容量式タッチコントロール装置
２２大サイズのタッチパネル２４副タッチコントロールＩＣ
２６副タッチコントロールＩＣ２８副タッチコントロールＩＣ
３０副タッチコントロールＩＣ３２主タッチコントロールＩＣ
３４ピン３６ピン
３８ピン４０ピン
５０静電容量式タッチコントロール装置
５２副タッチコントロールＩＣ５４副タッチコントロールＩＣ
５６副タッチコントロールＩＣ５８副タッチコントロールＩＣ
６０主タッチコントロールＩＣ
７０静電容量式タッチコントロール装置
７２副タッチコントロールＩＣ７４副タッチコントロールＩＣ
７６副タッチコントロールＩＣ７８副タッチコントロールＩＣ
８０副タッチコントロールＩＣ８２副タッチコントロールＩＣ
８４主タッチコントロールＩＣ
９０静電容量式タッチコントロール装置
１００静電容量式タッチコントロール装置

Claims

静電容量式タッチコントロール装置において、
タッチパネルと、
複数の第１集積回路であって、該タッチパネルを走査するのに用いられ、該複数の第１集積回路はデジタル化された走査データを伝送するためにそれぞれが少なくとも一つの第１ピンを具備する、上記複数の第１集積回路と、
第２集積回路であって、各該第１集積回路の該少なくとも一つの第１ピンに接続された少なくとも一つの第２ピンを具えて該複数の第１集積回路からのデジタル化された走査データを受け取り演算を実行する、上記第２集積回路と、
を包含し、各該第１集積回路の該少なくとも一つの第１ピンが一体に接続され、並びに該第２集積回路の該少なくとも一つの第２ピンに接続されたことを特徴とする、静電容量式タッチコントロール装置。
請求項１記載の静電容量式タッチコントロール装置において、該複数の第１集積回路が軸交錯型の投影型容量タッチコントロールＩＣ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１記載の静電容量式タッチコントロール装置において、該複数の第１集積回路がシリアル伝送方式で走査データを伝送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１記載の静電容量式タッチコントロール装置において、該複数の第１集積回路がパラレル伝送方式で走査データを伝送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１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集積回路がアドレス信号を出力して該複数の第１集積回路の一つを選択して走査データを出力させ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５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集積回路が該アドレス信号を出力するための少なくとも一つの第３ピン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１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集積回路が選択信号を出力して該複数の第１集積回路のデータ形式を決定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１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集積回路がクロックを該複数の第１集積回路に出力するための第３ピン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１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集積回路が該タッチパネルを走査する機能を具備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。