JP5425950B2 - タッチ感知デバイス及びスキャン方法 - Google Patents

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Description

本発明は、タッチ感知デバイス及びそのスキャン方法に関する。
近年、静電容量技術を利用したタッチ感知デバイスは種々の電子機器において広く用いられている。その結果、昨今のユーザは、種々の電子機器に対して、マルチタッチすることにより多種多様な情報を入力することができる。
図1は、従来の静電容量方式のタッチ感知デバイスの回路ブロック構成を示す。図示のように、静電容量方式のタッチ感知デバイス9は、電極マトリクス90、第1のマルチプレクサ91、駆動回路92、第2のマルチプレクサ93、積分器94、A/D変換器95を備える。電極マトリクス90は、複数の駆動線Lと複数の検出線Lを有する。各駆動線Lは、各検出線Lと交差し、1つの交差点が1つの交接ノード901を形成する。なお、電気特性の法則に従って、交接ノード901は、等価のコンデンサCを形成する。以下、コンデンサCを等価コンデンサCともいう。
第1のマルチプレクサ91は、複数のチャンネルを順次スイッチングすることにより、駆動回路92から出力されたパルス信号を夫々の駆動線Lに順次伝送する。第2のマルチプレクサ93は、夫々の検出線Lに起因する充電電圧(充電された電圧)を受けるようにスイッチングする。言い換えれば、第1のマルチプレクサ91と駆動回路92の動作を介して、上記パルス信号により、夫々の交接ノード901に起因する等価コンデンサCのチャージとディスチャージが順次行われる。積分器94は、第2のマルチプレクサ93と接続されており、積分素子A1を介して、夫々の等価コンデンサCの電圧を積分コンデンサC1に蓄積する。A/D変換器95は、積分器94と接続されており、A/D変換を行う。
米国特許第20060097991号公報
静電容量方式のタッチ感知デバイス9は、初期プロセスとタッチ感知プロセスを実行するように設計される。初期プロセスにおいて、静電容量方式のタッチ感知デバイス9は、各交接ノード901に起因する等価コンデンサCの電位信号を、夫々、基準電位信号として保存する。その後、タッチ感知プロセスにおいて、静電容量方式のタッチ感知デバイス9は、夫々の交接ノード901に起因する等価コンデンサCの現在の電位信号と、初期プロセスにおいて保存された相対応の基準電位信号とを比較する。従って、いずれかの交接ノード901がタッチされたならば、該交接ノード901に起因する等価コンデンサCの現在の電位信号は、相対応の基準電位信号より低くなる。そのため、静電容量方式のタッチ感知デバイス9は、夫々の等価コンデンサCの電位信号が変化したか否かを判定することにより、タッチされた交接ノード901の座標位置を決定する。このように、従来の技術では、1度につき1つの交接ノードのみについてスキャン及び検出することができる。静電容量方式のタッチパネルのサイズが大きい場合や、タッチ感知の精度要求が高い場合には、駆動線と検出線が増え、交接ノードも増える。必然的に、静電容量方式のタッチ感知デバイスは、全ての交接ノードのスキャンと検出により長い時間を要するため、感知効率が下がる。その結果、アプリケーションの要求を満たすことができなくなってしまう。
本発明は、上述した技術的な事情を鑑みてなされたものであり、ハードウェア回路の設計とスキャンプロセスの修正を含む。本発明は、スキャン手順を下記の2つのステージで実行する。まず、電極マトリクスの少なくとも1つの駆動線上の静電容量の変化の有無を判定するコーススキャンを実行する。そして、コーススキャンにより静電容量の変化があったと判定された駆動線に対して精細スキャンを実行する。精細スキャンにおいて、当該駆動線上の各交接ノードにおける静電容量の変化の有無を判定する。そのため、本発明は、タッチ認識の原理に基づき、実際のタッチポイントの座標位置を特定する処理を迅速に実行することができる。
本発明の1つの態様は、タッチ感知デバイスである。該タッチ感知デバイスは、電極マトリクスと、駆動回路と、検出回路を備える。駆動回路は、電極マトリクスに信号を印加し、検出回路は、電極マトリクスからの信号の検出に用いられる。該タッチ感知デバイスにおいて、検出回路は、コース・タッチ・ロケーションを判定した後に、少なくとも1つのタッチ・ロケーションを見付ける。
本発明の別の態様も、タッチ感知デバイスである。該タッチ感知デバイスは、電極マトリクスと、第1のスイッチングユニットと、第2のスイッチングユニットと、検出回路を備える。電極マトリクスは、複数の駆動線と複数の検出線を有し、各駆動線は、各検出線と交差し、1つの交差点が1つの交接ノードを形成する。第1のスイッチングユニットは、上記複数の駆動線と接続されている。第2のスイッチングユニットは、上記複数の検出線に夫々対応する複数のスイッチを有し、各スイッチは、片端が相対応する検出線と接続され、他端が共通ポイントと接続される。検出回路は、上記共通ポイントと接続されている。該タッチ感知デバイスでは、第1のスキャンステージにおいて、上記複数のスイッチは、1度に少なくとも2つがクローズドされるように順次クローズドされ、検出回路は、少なくも1つの駆動線における静電容量の変化の有無を判定する。第2のスキャンステージにおいて、上記複数のスイッチは、1度に1つクローズドされるように順次クローズドされ、検出回路は、静電容量の変化があったと判定された駆動線の少なくとも1つの交接ノードにおける静電容量の変化の有無を判定する。
本発明のさらなる別の態様は、電極マトリクスを備えるタッチ感知デバイスのスキャン方法である。該方法は、電極マトリクスの少なくとも1つの駆動線上における静電容量の変化の有無を判定するステップと、静電容量の変化があったと判定された駆動線の少なくとも1つの交接ノードにおける静電容量の変化の有無を判定するステップとを有する。
以上と以降の説明及び添付した図面の全ては、上述した本発明の目的を達成するために本発明で用いられた技術と手段のさらなる説明のために供される。
本発明にかかる技術によれば、コストの大幅な増加をせずに、ハードウェア回路の簡単な修正をすることにより、静電容量方式のタッチ感知デバイスのスキャンと検出時間を短縮し、効果的に効率アップを図ることができる。
従来の静電容量方式のタッチ感知デバイスの回路ブロック構成を示す図である。 本発明の1つの実施の形態にかかる静電容量方式のタッチ感知デバイスの回路ブロック構成を示す図である。 本発明の1つの実施の形態にかかるタッチ感知デバイスのスキャン方法によるフローチャートである。 本発明の実施の形態にかかるタッチ感知デバイスにおける電極マトリクス上のタッチポイントを示す図である。
本発明は、2つのステージでスキャン手順を実施するデバイスを供する。該デバイスは、まず、コーススキャンにより、電極マトリクスの少なくとも1列(または1行)において静電容量の変化の有無が判定される。該最初のスキャン(コーススキャン)の後、コースキャンで静電容量の変化があったと判定された列(または行)に対して精細スキャンが実行され、静電容量の変化がどこで生じたかの判定がなされる。ここでは、該列(または行)上の各交接ノードについて、静電容量の変化の有無の判定がなされる。そのため、該デバイスにより、実際にタッチされた場所(タッチポイント)の座標位置の決定に供される関連の電位情報を得ることができ、ひいてはタッチポイントの座標位置の決定ができる。
図2は、本発明の実施の形態にかかる静電容量方式のタッチ感知デバイス1の回路構成を示す図である。図示のように、タッチ感知デバイス1は、電極マトリクス10、第1のスイッチングユニット11、第2のスイッチングユニット12、検出回路13、駆動回路14、カーネル処理ユニット15を備える。電極マトリクス10は、複数の駆動線Lと複数の検出線Lを有し、各駆動線Lは、各検出線Lと交差し、1つの交差点が1つの交接ノード101を形成する。なお、電気特性の法則に従って、夫々の交接ノード101に起因して、等価コンデンサCが形成される。
また、該分野の当業者なら理解されるところであるが、電極マトリクス10の駆動線Lと検出線Lは、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)のように、2つの互いに分離された透明な導電膜として設計されてもよい。この2つの透明な導電膜は、石英基板や、適切な材料で作成された透明基板などの同じ面に夫々設けられ、選択された電気的パターンの形成プロセスに基づいて駆動線Lと検出線Lを形成する。従って、上述した構成は、静電容量方式のタッチパネルに該当する。なお。本発明を適用することができる電極マトリクス10の電気的パターン及び静電容量方式のタッチパネルの構成は、本発明の説明時に列挙されたものに限定されることが無い。この点については、以下繰り返さない。
第1のスイッチングユニット11は、例えば、1入力多出力のデマルチプレクサとして設計される。第1のスイッチングユニット11の入力は、駆動回路14に接続されており、その出力は、相対応する駆動線Lに接続される。第1のスイッチングユニット11は、駆動回路14が生成したパルス信号を受信すると、予め定められたサイクルに従って該パルス信号を駆動線Lに順次伝送することができる。
第2のスイッチングユニット12は、上記複数の検出線Lに夫々対応する複数のスイッチ121を備える。各スイッチ121は、入力が相対応する検出線Lに接続され、出力が共通ポイントTに接続される。なお、第2のスイッチングユニット12は、多入力1出力マルチプレクサの構成を成すよう1度に1つのスイッチ121のみが接続するように制御されることができると共に、同時に複数のスイッチ121が接続するように制御されることもできる。
検出回路13は、共通ポイントTと接続されている。第2のスイッチングユニット12の少なくとも1つのスイッチ121が閉じているときに、検出回路13は、閉じているスイッチ121に対応する検出線Lについて検出を行うと共に信号(対応信号)を出力する。より具体的には、検出回路13は、積分器131、増幅器132、A/D変換器133を備える。積分器131は、閉じたスイッチ121に対応する検出線Lに起因する充電電圧を受けるために共通ポイントTと接続されており、入力された信号を積分する。増幅器132は、波形信号を増幅するために積分器131の出力に接続されている。A/D変換器133は、増幅器132の出力に接続されており、増幅された波形信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。なお、検出回路13から出力された信号は、さらに、タッチ感知デバイス1の記憶装置(図示せず)に保存される。
カーネル処理ユニット15は、第1のスイッチングユニット11、第2のスイッチングユニット12、検出回路13、駆動回路14の動作を制御し、さらに、検出回路13からの信号に基づいた比較処理を実行する。また、本実施の形態において、カーネル処理ユニット15は、タッチ感知デバイス1によるスキャンプロセスを制御して、第1のスキャンステージ(コーススキャン)または第2のスキャンステージ(精細スキャン)における動作を行わせるように設計されている。
具体的には、カーネル処理ユニット15は、第1のスイッチングユニット11がパルス信号を1つの駆動線Lに伝送するようにスイッチングし、第2のスイッチングユニット12が1度に少なくとも2つのスイッチ121を閉じるようにこれらのスイッチを順次閉じる場合において、第1のスキャンステージの処理が行われるように制御する。その結果、各回において、検出回路13は、閉じた上記少なくとも2つのスイッチ121に夫々接続され、該少なくとも2つのスイッチ121に対応する検出線Lに起因する充電電圧の総和を求めると共に、1つの電位信号(対応信号)を出力する。従って、第1のスイッチングユニット11からパルス信号を受信した現在の駆動線Lについて、第2のスイッチングユニット12が全てのスイッチを順次閉じた後、検出回路13は、現在の駆動線Lに対応する少なくとも1つの電位信号を生成することができる。
例えば、5本の駆動線Lと10本の検出線Lがあり、第2のスイッチングユニット12が10個のスイッチ121を備えているとする。この場合、1度に5個のスイッチ121が閉じるようになっていると、第2のスイッチングユニット12は、2度で10個のスイッチ121の全てを閉じる。言い換えれば、各駆動線Lは、夫々2つの電位信号に対応する。勿論、第2のスイッチングユニット12が1度に10個のスイッチ121を閉じるようになっている場合、各駆動線Lは、夫々1つの電位信号にのみ対応する。
第1のスキャンステージにおける上記処理により、第1のスキャンステージの完了時、検出回路13は、夫々の駆動線Lについて少なくとも1つの電位信号を生成して、記憶装置に保存することができる。そのため、本実施の形態では、第1のスキャンステージにおいて、夫々の駆動線Lについて少なくとも1つの電位信号(ライン電位信号)が記録され、駆動線Lのうちのどのコースがタッチされたか(コース・タッチ・ロケーション)の判定に供される。結果として、第1のスキャンステージにおいて、コース・タッチ・ロケーションが判定できる。
次に、カーネル処理ユニット15は、第1のスイッチングユニット11が1度において1つの指定された駆動線Lにパルス信号を伝送するようにスイッチングし、第2のスイッチングユニット12は、1度に1つのスイッチ121を閉じるようにこれらのスイッチを順次閉じるときに、第2のスキャンステージの処理が行われるように制御する。その結果、第1のスイッチングユニット11からパルス信号を受信した上記指定された駆動線Lについて、第2のスイッチングユニット12が全てのスイッチ121を順次閉じた後、検出回路13は、該駆動線L上の各交接ノード101に夫々対応する電位信号を個々に生成することができる。そのため、本実施の形態では、第2のスキャンステージにおいて、上記指定された駆動線L上の交接ノード101毎に1つの電位信号(ポイント電位信号)が記録され、該駆動線L上のどの交接ノード101がタッチされたか(タッチ・ロケーション)の判定に供される。このようにして、第2のスキャンステージにおいて、各コース・タッチ・ロケーション(タッチされた駆動線)からタッチ・ロケーション(タッチされた交接ノード)が検出される。
該システムは、タッチパネルにおける電位信号の前後を比較することによりタッチ・ロケーションを検出するように動作する。言い換えれば、静電容量方式のタッチ感知デバイス1は、基準の電位値を記録することから最初のプロセスに入り、そして、スキャン、検出、及び上述した比較の手法によるタッチポイントの求めを行う。これらの処理は、カーネル処理ユニット15により制御され、常に、第1のスキャンステージに続いて第2のスキャンステージで実行される。
なお、第2のスキャンステージにおける上述した「指定された駆動線L」は、異なるプロセスで異なる定義で特定される。
1.最初のプロセスにおいて、全ての駆動線Lについて交接ノード101の電位信号を記録することが必要である。そのため、上記の「指定された駆動線L」は、全ての駆動線Lのうちの任意の1つを意味する。また、全ての駆動線Lは、夫々、パルス信号を順次受信する。
2.検出プロセスにおいて、カーネル処理ユニット15は、該検出プロセスの第1のスキャンステージで記録されたライン電位信号と、最初のプロセスの第1のスキャンステージで記録されたライン電位信号との比較を行う。この比較処理は、駆動線Lの特定につながる。すなわち、ここでは、「指定された駆動線L」は、電位信号の変化があった駆動線Lを意味する。言い換えれば、「指定された駆動線L」は、タッチされた駆動線Lに仮定される。
最後に、本実施の形態における積分器131を詳細に説明する。積分器131は、積分素子A1、第1の積分コンデンサC1、第2の積分コンデンサC2、スイッチング素子Sを備える。第1の積分コンデンサC1は、積分素子A1のフィードバックパス上に設けられている。該第1の積分コンデンサC1は、充電電圧を蓄積するためのメインコンデンサとして設計されている。第2の積分コンデンサC2は、第1の積分コンデンサC1と並列に接続されている。該第2の積分コンデンサC2は、充電電圧を蓄積するための補助コンデンサとして設計されている。スイッチング素子Sは、第2の積分コンデンサC2の動作を制御するためのものであり、第2の積分コンデンサC2と直列に接続されている。
第1のスキャンステージにおいて、第2のスイッチングユニット12が1度に少なくとも2つのスイッチ121を閉じるため、積分素子A1は、少なくとも2つの検出線Lに夫々起因する充電電圧の総和を格納可能な比較的大容量のコンデンサが必要である。第1のスキャンステージにおいて、スイッチング素子Sは、第2の積分コンデンサC2を動作させるためにクローズドされている。第2のスキャンステージにおいて、第2のスイッチングユニット12が1度に1つのスイッチ121を閉じるため、積分素子A1が必要とする充電電圧の格納容量は比較的少なくなる。第2のスキャンステージにおいて、スイッチング素子Sは、第2の積分コンデンサC2を終端するために開いている。
実装に際して、大きなコンデンサによるレイアウトスペースの消費及び長いディスチャージ時間を考慮する必要がなければ、積分器131に対して、大きな容量を有する第1の積分コンデンサC1のみを設けるようにしてもよい。また、第1の積分コンデンサC1と第2の積分コンデンサC2の仕様は、第1のスキャンステージにおいて1度にクローズドされるスイッチの数により決まり、限定されることが無い。
また、例えば、上述した第1のスイッチングユニット11、第2のスイッチングユニット12、検出回路13、駆動回路14、カーネル処理ユニット15は、デザイン上において1つのシングル・チップ・システムに集積されるようにしてもよい。なお、タッチ感知の感度と精度を高めるためにフィルタ(図示せず)などの周辺回路を検出回路13に追加してもよいことは、当業者に理解されるところである。
図3は、本発明の実施の形態にかかる静電容量方式のタッチ感知デバイスのスキャン方法の流れを示すフローチャートである。図3に示すように、該実施の形態におけるスキャン方法は、第1のステップ(S301)を有する。該ステップにおいて、タッチ感知デバイス1は、第1のスキャンステージの動作をし、パルス信号を駆動線Lに順次伝送する。1つの駆動線Lがパルス信号を受信すると、タッチ感知デバイス1は、該現在の駆動線L上の全ての交接ノード101について検出を行う(S303)。該ステップにおいて、タッチ感知デバイス1は、パルス信号を受信した駆動線Lについて1度に少なくとも2つの交接ノードについて検出するように全ての交接ノードを順次検出する。ステップS303が完了すると、上記少なくとも2つの交接ノード101に夫々起因する充電電圧の総和が保存され(S305)、そして、パルス信号を受信した現在の駆動線Lに対応する信号(ライン電位信号)が生成される(S307)。
次に、現在の駆動線L上の全ての交接ノード101についての検出が完了していなければ(S309:N)、現在の駆動線L上の全ての交接ノード101についての検出が完了する(S309:Y)まで、ステップS303からステップS309までの処理が繰り返される。ステップS309の結果がtrue(Y)であることは、第1のステージにおける現在の駆動線Lについてのスキャンが完了したことを意味する。また、現在の駆動線Lについて、少なくとも1つの対応する信号が生成される。
続いて、パルス信号の伝送が全ての駆動線Lに対して行われたか否かの判定がなされる(S311)。判定結果がfalseであれば(S311:N)、判定結果がtrueになる(S311:Y)まで、ステップS303及び他のステップの処理が繰り返される。ステップS311の結果がtrue(Y)であることは、第1のスキャンステージにおける全ての駆動線Lについての検出が完了したことを意味する。ここで、全ての駆動線Lに対応する信号から少なくとも1つの駆動線Lにおいて静電容量の変化の有無の判定ができる。
ステップS311の後、静電容量方式のタッチ感知デバイス1は、第2のスキャンステージの処理をし、静電容量の変化があったと判定された駆動線Lにパルス信号を順次送信する(S313)。1つの駆動線Lが上記パルス信号を受信すると、タッチ感知デバイス1は、1度に1つの交接ノード101を検出するように、該駆動線L上の全ての交接ノード101について、静電容量の変化の有無を検出する(S315)。なお、1つの交接ノード101について検出が完了すると、タッチ感知デバイス1は、該交接ノード101に起因する充電電圧を保存する(S317)と共に、該交接ノード101に対応する信号(ポイント電位信号)を生成する(S319)。
次いで、現在の駆動線L上の全ての交接ノード101についての検出が完了したか否かの判定がなされる(S321)。ステップS321の判定結果がfalseであれば(S321:N)、ステップS321の判定結果がtrueになる(S321:Y)まで、ステップS315からステップ321までの処理が繰り返される。ステップS321の判定結果がtrue(Y)であることは、第2のスキャンステージにおいて現在の駆動線Lについてのスキャンが完了したことを意味する。また、現在の駆動線L上の各交接ノード101について、1つの対応信号(ポイント電位信号)が生成されている。
また、ステップS321の判定結果がtrueになると、静電容量の変化があった全ての駆動線Lに対してパルス信号を伝送したか否かの判定がなされる(S323)。ステップS323の判定結果がfalseであれば(S323:N)、ステップS323の判定結果がtrueになる(S323:Y)まで、ステップS313及びその他のステップの処理が繰り返される。ステップS323の判定結果がtrue(Y)であることは、第2のスキャンステージにおいて、静電容量の変化があった全ての駆動線Lについてのスキャンが完了したことを意味する。ここで、各交接ノード101の対応信号に基づいて、静電容量の変化があった駆動線上の少なくとも1つの交接ノードにおける静電容量の変化の有無の判定ができる。
上記は、本実施の形態において、1サイクルにおけるスキャン手順の実行ステップを説明するものである。タッチ感知デバイス1は、動作中において上記手法を継続的に実行する。また、静電容量方式のタッチ感知デバイス1は、認識の原理により実際のタッチポイントの座標位置を特定する。
最後に、図4を参照して、本発明によるスキャン速度をさらに速くできる例を説明する。図4は、本発明を適用した電極マトリクスのタッチポイントのカバーエリアの例を示す。該実施の形態において、電極マトリクス10は、128本の駆動線Lと64本の駆動線Lを有し、これらの駆動線Lと検出線Lは、128×64のアレーを形成する。本実施の形態において、駆動線Lと検出線Lの交差部分は図2に示す交接ノード101に該当し、ここで詳細な図示を省略している。
電極マトリクス10の夫々の交接ノード101(等価コンデンサ)について検出を行う時間がtであり、夫々異なる位置の10個のタッチポイントがあるとする。また、この10個のタッチポイントは、同時に駆動線Lの終端でオーバーラップしていない。1つのタッチポイントが電極マトリクス10上で影響を及ぼす範囲は、3×3(総じて9個の交接ノード101)である。また、タッチ感知デバイス1が第1のスキャンステージでの動作中であり、1つの駆動線Lが既にパルス信号を受信したときに、第2のスイッチングユニット12は、1度につき64個のスイッチを閉じる。そのため、タッチ感知デバイス1は、1度に64個の交接ノードについて検出することにより現在の駆動線Lをスキャンする。
下記において、本実施の形態における計算タイミングを説明する。
第1のスキャンステージにおいて、タッチ感知デバイス1が夫々の駆動線Lに対して1度に64個の交接ノードについて検出をするため、128本の駆動線Lの全てをスキャンするために必要な時間は、下記Time(1)になる。
128×t=128t Time(1)
ここで、10個のタッチポイントが同時に生じ、1つのタッチポイントの影響範囲が3×3であると仮定されている。そのため、30本の駆動線Lが影響される。これは、該30本の駆動線Lのうちの任意の1本の電位信号のタッチ前後の違いに起因する。なお、実装に際して、1本の駆動線Lのみが、タッチポイントPによりカバーされる主要影響駆動線LD1として「指定された駆動線L」にセットされる。ここで、主要影響駆動線LD1は、最大の影響を及ぼす駆動線Lを指す。通常、タッチポイントPによりカバーされる3本の駆動線Lの中間の駆動線Lが、主要影響駆動線LD1になる。従って、第1のスキャンステージの完了後、10本の主要影響駆動線LD1は、第2のスキャンステージでさらにスキャンされる。
第2のスキャンステージにおいて、タッチ感知デバイス1が1度に1つの交接ノードについて検出するように夫々の主要影響駆動線LD1をスキャンするため、1つの主要影響駆動線LD1のスキャンに64回の検出が必要である。主要影響駆動線LD1を全てスキャンするに必要な時間は、下記Time(2)になる。
10×64×t=640t Time(2)
第2のスキャンステージの完了後、確実に、夫々の主要影響駆動線のどの3つの交接ノード101が影響されたかの判定ができる。この影響は、タッチ前後において、該3つの交接ノード101のうちの任意の1つの電位信号の違いに起因する。
また、1つのタッチポイントPにつき、主要影響駆動線LD1以外の2本のマイナー影響駆動線LD2がある。認識の精度を高めるために、残りの20本のマイナー影響駆動線LD2に対して部分スキャンを行うことが好ましい。ここで、タッチ感知デバイス1は、夫々のタッチポイントPの主要影響駆動線LD1上の上述した3つの交接ノード101に対応するタッチポイントPの2本のマイナー影響駆動線LD2を夫々スキャンする。この部分スキャンに必要な時間は、下記Time(3)になる。
20×3×t=60t Time(3)
Time(1)、Time(2)、Time(3)を総計すると、本実施の形態において、1サイクルにつきスキャン手順を実施する時間は、下記のTime(4)になる。
128t+640t+60t=828t Time(4)
対して、もし、1度に1つの交接ノードについてのみ検出を行うようにして、全てのタッチポイントPの座標位置を特定するために128×64の電極マトリクス10をスキャンする場合、かかる時間が、下記のTime(5)になる。
128×64×t=8192t Time(5)
Time(4)とTime(5)を比較すると分かるように、本実施の形態のタッチ感知デバイス1によれば、静電容量方式のタッチ感知デバイスのスキャン時間を短縮することができる。
要するに、本実施にかかる技術によれば、ハードウェア回路とスキャン手順の制御の簡単な修正だけで、静電容量方式のタッチ感知デバイスのスキャン時間と検出時間を短縮し、効果的に効率アップを図ることができる。また、この効率化は、コストの大幅な増加をすることがない。
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、上述実施の形態に対して、さまざまな変更、増減を加えてもよい。これらの変更、増減が加えられた変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。また、本発明は、図示の構成に限定されることもない。
1 タッチ感知デバイス
10 電極マトリクス
11 第1のスイッチングユニット
12 第2のスイッチングユニット
13 検出回路
14 駆動回路
15 カーネル処理ユニット
101 交接ノード
121 スイッチ
131 積分器
132 増幅器
133 A/D変換器
9 静電容量方式のタッチ感知デバイス
90 電極マトリクス
91 第1のマルチプレクサ
92 駆動回路
93 第2のマルチプレクサ
94 積分器
95 A/D変換器
901 交接ノード
A1 積分素子
C1 第1の積分コンデンサ
C2 第2の積分コンデンサ
等価コンデンサ
駆動線
D1 主要影響駆動線
D2 マイナー影響駆動線
検出線
P タッチポイント
S スイッチング素子

Claims (8)

  1. 第1のスキャンステージと第2のスキャンステージを順次行うことによりタッチロケーションを検出するタッチ感知デバイスであって、
    第1の方向に伸びる複数の駆動線と第2の方向に伸びる複数の検出線とを有し、各前記駆動線と各前記検出線が交差して、複数の交接ノードを形成する電極マトリクスと、
    前記電極マトリクスに駆動信号を印加する駆動回路と、
    前記電極マトリクスからの信号を検出する検出回路とを備え、
    前記第1のスキャンステージにおいて、
    前記駆動回路は、前記複数の駆動線に前記駆動信号を順次印加し、
    前記駆動信号が印加される前記駆動線毎に、前記複数の検出線は、複数の検出グループに分けられ、該複数の前記検出グループが順次前記検出回路に接続され、夫々の前記検出グループが、2本以上の前記検出線が含まれており、前記検出回路に接続される際には該検出グループ内の全ての前記検出線が前記検出回路に接続され、
    前記検出回路は、前記駆動信号が印加される各前記駆動線毎に、接続された各前記検出グループ毎に、該検出グループ内の全ての前記検出線からの信号の総和を求めることにより、タッチが生じた前記駆動線であるコース・タッチ・ロケーションを検出し、
    前記第2のスキャンステージにおいて、
    前記駆動回路は、前記コース・タッチ・ロケーションとして検出された各前記駆動線に前記駆動信号を順次印加し、
    前記駆動信号が印加される前記駆動線毎に、前記複数の検出線は、1度に1本のみが前記検出回路に接続されるように、前記検出回路に順次接続され、
    前記検出回路は、前記駆動信号が印加される前記駆動線毎に、接続された各前記検出線毎に、該検出線からの信号を検出することにより、タッチが生じた前記交接ノードである前記タッチロケーションを判定する、
    タッチ感知デバイス。
  2. 前記複数の駆動線に夫々接続され、対応する前記駆動線に前記駆動信号を印加するための複数のスイッチを有し、前記第1のスキャンステージと前記第2のスキャンステージにおいて、前記駆動信号が印加される前記駆動線に接続された前記スイッチのみがクローズドされるように制御される第1のスイッチングユニットと、
    前記複数の検出線と夫々対応する複数のスイッチであって、各前記スイッチが、片端が対応する前記検出線と接続され、他端が共通ポイントと接続される前記複数のスイッチを備える第2のスイッチングユニットとをさらに有し、
    前記第1のスキャンステージにおいて、
    前記第2のスイッチングユニットの前記複数のスイッチは、前記複数の検出線を前記複数の検出グループに分けて順次前記検出回路に接続されるように、1度に少なくとも2つがクローズドされ、
    前記第2のスキャンステージにおいて、
    前記第2のスイッチングユニットの前記複数のスイッチは、前記複数の検出線を順次前記前記検出回路に接続するように、1度に1つのみがクローズドされる、
    請求項1に記載のタッチ感知デバイス。
  3. 前記検出回路は、
    接続された前記検出線に起因した充電電圧を積分する積分手段と、
    前記積分手段から出力された波形信号を増幅する増幅手段と、
    前記増幅手段により増幅された前記波形信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するA/D変換手段とを備えることを特徴とする請求項1または2に記載のタッチ感知デバイス。
  4. 静電容量方式のタッチ感知デバイスであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のタッチ感知デバイス。
  5. 前記積分手段は、
    積分素子と、
    前記積分素子のフィードバックパス上に配置され、前記充電電圧を蓄積するためのメインコンデンサである第1の積分コンデンサと、
    前記第1の積分コンデンサと並列に接続され、前記充電電圧を蓄積するための補助コンデンサである第2の積分コンデンサと、
    前記第2の積分コンデンサと直列に接続され、該第2の積分コンデンサの動作を制御するためのスイッチング素子とを備えることを特徴とする請求項3または4に記載のタッチ感知デバイス。
  6. 前記スイッチング素子は、
    前記第1のステージにおいて、クローズして前記第2の積分コンデンサを動作させ、
    前記第2のステージにおいて、オープンして前記第2の積分コンデンサを終端することを特徴とする請求項5に記載のタッチ感知デバイス。
  7. 第1の方向に伸びる複数の駆動線と第2の方向に伸びる複数の検出線とを有し、各前記駆動線と各前記検出線が交差して、複数の交接ノードを形成する電極マトリクスを備えたタッチ感知デバイスをスキャンする方法において、
    第1のスキャンステージを実行する工程と、
    第2のスキャンステージを実行する工程とを有し、
    前記第1のスキャンステージは、
    前記複数の駆動線に駆動信号を順次印加するステップと、
    前記駆動信号が印加される前記駆動線毎に、前記複数の検出線を複数の検出グループに分けて、該複数の検出グループを順次検出回路に接続するステップであって、夫々の前記検出グループが、2本以上の前記検出線が含まれており、前記検出回路に接続される際には該検出グループ内の全ての前記検出線が前記検出回路に接続される前記ステップと、
    前記駆動信号が印加される各前記駆動線毎に、接続された各前記検出グループ毎に、該検出グループ内の全ての前記検出線からの信号の総和を求めることにより、タッチが生じた前記駆動線(s)であるコース・タッチ・ロケーションを検出するステップとを有し、
    前記第2のスキャンステージは、
    前記コース・タッチ・ロケーションとして検出された各前記駆動線に前記駆動信号を順次印加するステップと、
    前記駆動信号が印加される前記駆動線毎に、1度に1本の前記検出線みが前記検出回路に接続されるように、前記複数の検出線を前記検出回路に順次接続するステップと、
    前記駆動信号が印加される前記駆動線毎に、接続された各前記検出線毎に、該検出線からの信号を検出することにより、タッチが生じた前記交接ノードであるタッチロケーションを判定するステップとを有する、
    スキャン方法。
  8. 前記第1のスキャンステージは、前記駆動線毎に、前記検出グループのスキャン結果の総和を第1の積分コンデンサと、該第1の積分コンデンサと並列に接続される第2の積分コンデンサとに蓄積するステップをさらに有することを特徴とする請求項7に記載のスキャン方法。
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