JP7148232B2 - Sensor device and its control method - Google Patents
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Description
本発明はセンサ装置及びその制御方法に関し、特にセンサアレイの読み出し速度の高速化技術に関するものである。 The present invention relates to a sensor device and its control method, and more particularly to a technology for increasing the readout speed of a sensor array.
ユーザーによるタッチ操作の位置座標を検出することが可能なタッチパネルは、直感的な操作を実現する優れたユーザーインターフェースとして、ディスプレイや携帯端末に広く利用されている。例えば、特許文献1に記載のタッチパネルでは、2次元状に配置された複数のセンサから出力される信号に基づいてタッチ操作の位置座標を検出している。
A touch panel capable of detecting the position coordinates of a user's touch operation is widely used in displays and mobile terminals as an excellent user interface that realizes intuitive operations. For example, the touch panel described in
近年のディスプレイや携帯端末の大型化に伴い、タッチパネルも大型化している。しかし、特許文献1のタッチパネルでは、2次元状に配置された複数のセンサを順に走査しているため、センサアレイに配置されたセンサの総数が多くなると、センサアレイの読み出しに時間を要し、タッチパネルの反応速度が低下してしまうという課題があった。
As displays and mobile terminals have become larger in recent years, touch panels have also become larger. However, in the touch panel of
本発明の一観点によれば、2次元状に複数のセンサが配置されたセンサアレイと、複数の前記センサから信号を読み出す読み出し回路と、前記読み出し回路を制御し、複数の前記センサから読み出した信号に基づいて、前記センサアレイの中の前記信号の変化が生じた位置座標を検出する制御演算部と、を備え、前記制御演算部は、前記センサアレイにおいて、行及び列を間引きながら1次走査を行い、前記1次走査で読み出された複数の信号に基づいて、前記位置座標が含まれる次の走査領域を設定し、前記走査領域において、前記1次走査よりも走査間隔が小さい2次走査を行うセンサ装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a sensor array in which a plurality of sensors are arranged two-dimensionally, a readout circuit for reading signals from the plurality of sensors, and a readout circuit for reading out signals from the plurality of sensors by controlling the readout circuit a control calculation unit that detects position coordinates at which the change in the signal occurs in the sensor array based on the signal; Scanning is performed, and based on the plurality of signals read out in the primary scanning, a next scanning region including the position coordinates is set, and in the scanning region, scanning intervals of 2 are smaller than those of the primary scanning. A sensor device is provided for performing a next scan.
本発明の別観点によれば、2次元状に複数のセンサが配置されたセンサアレイと、複数の前記センサから信号を読み出す読み出し回路と、前記読み出し回路を制御し、複数の前記センサから読み出した信号に基づいて、前記センサアレイの中の前記信号の変化が生じた位置座標を検出する制御演算部と、を備えたセンサ装置の制御方法であって、前記制御演算部において、前記センサアレイにおいて、行及び列を間引きながら1次走査を行うステップと、前記1次走査で読み出された複数の信号に基づいて、前記位置座標が含まれる次の走査領域を設定するステップと、前記走査領域において、前記1次走査よりも走査間隔が小さい2次走査を行うステップとを有する制御方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a sensor array in which a plurality of sensors are arranged two-dimensionally, a readout circuit for reading signals from the plurality of sensors, and a readout circuit for reading out signals from the plurality of sensors by controlling the readout circuit A control method for a sensor device, comprising: a control calculation unit that detects, based on a signal, position coordinates in the sensor array at which the change in the signal occurs, wherein the control calculation unit includes: , performing primary scanning while thinning out rows and columns; setting a next scanning region including the position coordinates based on a plurality of signals read out in the primary scanning; and performing secondary scanning with a smaller scanning interval than the primary scanning.
本発明によれば、センサアレイの読み出し速度を高速化することが可能なセンサ装置及びその制御方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the sensor apparatus which can speed up the read-out speed of a sensor array, and its control method can be provided.
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、各図において同一、又は相当する機能を有するものは、同一符号を付し、その説明を省略又は簡潔にすることもある。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the scope of the invention. Also, in each figure, the same reference numerals are given to the parts having the same or corresponding functions, and the explanation thereof may be omitted or simplified.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係るセンサ装置の構成を模式的に示すブロック図である。本実施形態のセンサ装置は、センサアレイ1、読み出し回路2、及び制御演算部3を備えて構成される。図1に示すセンサ装置は、例えばディスプレイや携帯端末用のタッチパネルとして適用され得る。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of the sensor device according to the first embodiment. The sensor device of this embodiment comprises a
センサアレイ1は、2次元状に配置され、ユーザーによるタッチ走査を受け付ける複数のセンサ10を有している。センサ10は、原理的にユーザーによるタッチ操作を検出可能なものであればよい。以下の説明では、センサ10が、電極を有する自己容量型や相互容量型の静電容量方式であって、静電容量の変化を測定してタッチ操作の位置座標を検出することを想定する。
The
読み出し回路2は、センサアレイ1から信号出力線11を介して信号を読み出す。本実施形態の読み出し回路2は、センサアレイ1の行及び列を間引きながら、或いは所定の走査ブロックを単位として、走査を行うことが可能な構成を有している。読み出し回路2の具体的な構成については、後で図3を用いて説明する。
The
制御演算部3は、マイクロプロセッサ及びメモリを備えた半導体ICである。制御演算部20は、不図示の記憶部に記録されたプログラムを実行して読み出し回路2を制御し、センサアレイ1から読み出した複数の信号に基づいて、ユーザーによるタッチ操作の位置座標を検出する。制御演算部20は、典型的には、センサアレイ1や読み出し回路2とは別の基板に実装されるが、制御演算部20は、センサアレイ1又は読み出し回路2と同じ基板に実装されてもよい。
The
なお、図1には便宜上、センサアレイ1の4行×4列の計16のセンサ10のみを図示したが、一般的なセンサアレイ1は更に多くのセンサ10を有している。特に大型のディスプレイ用のセンサアレイ1には、数万を超えるセンサ10を有するものもある。
For the sake of convenience, FIG. 1 shows only a total of 16
前述のように、従来のセンサ装置の制御方法では、2次元状に配置された複数のセンサ10を順に走査している。このため、センサアレイ1に配置されたセンサ10の総数が多くなると、センサアレイ1の読み出しに時間を要し、タッチパネルの反応速度が低下してしまうという課題があった。
As described above, in the conventional control method of the sensor device, the plurality of
しかし、ユーザーにより同時にタッチされる面積は、仮に10ポイント程度のマルチタッチが行われた場合であってもセンサアレイ1の面積に比べると十分に小さい。従って、タッチパネルのようなセンサ装置においては必ずしもセンサアレイ1の全領域を順に走査する必要はない。そこで、本実施形態では、センサアレイ1の走査を、全領域において行う粗い走査と、タッチ操作が含まれる一部領域において行う細かい走査と、に分けることで、センサアレイ1の読み出し速度を高速化させる。
However, the area touched by the user at the same time is sufficiently small compared to the area of the
図2は、第1実施形態に係るセンサ装置の制御方法を模式的に示す図である。以下では、図2(a)に示すタッチ操作の位置座標P0を、本実施形態のセンサアレイ1の読み出し方法を用いて検出する場合の例について、図2(b)~図2(d)を参照しながら説明する。 FIG. 2 is a diagram schematically showing the control method of the sensor device according to the first embodiment. 2(b) to 2(d) will be described below as an example of detecting the position coordinate P0 of the touch operation shown in FIG. Description will be made with reference to this.
なお、図2には便宜上、12行×12列の計144のセンサ10を有するセンサアレイ1を示しているが、本実施形態ではセンサ10の数は特に制限されない。但し後述するように、本実施形態のセンサアレイ1の読み出し方法は、センサアレイ1に配置されたセンサ10の総数が多い場合に、特に優れた効果が得られる。
For convenience, FIG. 2 shows the
まず、制御演算部3は、図2(b)に矢印で示すように、センサアレイ1の行及び列を間引きながら、図2(b)に斜線で示す複数のセンサ10を粗く走査する第1の走査を行う。図2(b)は、第1の走査における行の間引き間隔a1、及び列の間引き間隔b1がともに3である場合の例を示している。ここで、間引き間隔の値はセンサ10の配置間隔を単位とした値であり、以下の説明でも同様である。
First, the
第1の走査における行の間引き間隔a1、及び列の間引き間隔b1は、間引きする場合であっても少なくともタッチ操作の有無がセンサアレイ1の全領域において検知可能となるように、下式(1)を満たすように設定される。
a1 < a0、
b1 < b0 (1)
The row thinning interval a1 and the column thinning interval b1 in the first scan are determined by the following formula (1 ) is set to satisfy
a1 < a0,
b1 < b0 (1)
上式(1)では、センサ10により検知可能なセンサアレイ1の行範囲a0、及び列範囲b0を用いた。例えば図2(b)では、行範囲a0、及び列範囲b0はともに4以上である。ここで、行範囲の値及び列範囲の値はセンサ10の配置間隔を単位とした値であり、以下の説明でも同様である。
In the above formula (1), the row range a0 and the column range b0 of the
続いて、制御演算部3は、第1の走査で読み出した信号の大きさが所定値以上又は最大であるセンサ10の位置座標P1を検出する。そして、制御演算部3は、位置座標P1を中心とする所定の大きさの矩形領域を、次の第2の走査を行う第2走査領域R2として設定する。第2走査領域R2にはユーザーによるタッチ操作の位置座標P0が含まれる。
Subsequently, the
図2(b)では、第2走査領域R2の大きさを5行×5列としたが、第2走査領域R2の行範囲は、第1の走査における行の間引き間隔a1を用いて2×a1+1以下であればよい。また、第2走査領域R2の列範囲は、第1の走査における列の間引き間隔b1を用いて2×b1+1以下であればよい。 In FIG. 2B, the size of the second scanning region R2 is set to 5 rows×5 columns, but the row range of the second scanning region R2 is 2× using the row thinning interval a1 in the first scanning. A1+1 or less is sufficient. Also, the row range of the second scanning region R2 may be 2×b1+1 or less using the row thinning interval b1 in the first scanning.
次に、制御演算部3は、図2(c)に矢印で示すように、第2走査領域R2において、第1の走査よりも小さい間引き間隔で行及び列を間引きながら、図2(c)に斜線で示す複数のセンサ10を細かい走査間隔で走査する第2の走査を行う。この際、第2の走査では、前の第1の走査で読み出したセンサ10の走査は省略してもよい。図2(c)は、第2の走査における行の間引き間隔a2、及び列の間引き間隔b2がともに1である場合の例を示している。
Next, as indicated by arrows in FIG. 2(c), the
第2の走査における行の間引き間隔a2、及び列の間引き間隔b2は、下式(2)を満たすように設定される。
a2 < a1、
b2 < b1 (2)
The row thinning interval a2 and the column thinning interval b2 in the second scan are set so as to satisfy the following formula (2).
a2 < a1,
b2 < b1 (2)
続いて、制御演算部3は、第2の走査で読み出した信号の大きさが所定値以上又は最大であるセンサ10の位置座標P2を検出する。そして、制御演算部3は、位置座標P2を中心とする所定の大きさの矩形領域を、次の第3の走査を行う第3走査領域R3として設定する。第3走査領域R3にはユーザーによるタッチ操作の位置座標P0が含まれる。
Subsequently, the
図2(c)では、第3走査領域R3の大きさを3行×3列としたが、第3走査領域R3の行範囲は、第2の走査における行の間引き間隔a2を用いて2×a2+1以下であればよい。また、第3走査領域R3の列範囲は、第2の走査における列の間引き間隔b2を用いて2×b2+1以下であればよい。 In FIG. 2(c), the size of the third scanning region R3 is 3 rows×3 columns, but the row range of the third scanning region R3 is 2× using the row thinning interval a2 in the second scanning. It may be a2+1 or less. Also, the row range of the third scanning region R3 may be 2×b2+1 or less using the row thinning interval b2 in the second scanning.
次に、制御演算部3は、図2(d)に示すように、第3走査領域R3において間引きなしに、図2(d)に斜線で示す複数のセンサ10を順に走査する第3の走査を行う。この際、第3の走査では、前の第2の走査で読み出したセンサ10の走査は省略してもよい。
Next, as shown in FIG. 2(d), the
続いて、制御演算部3は、第3の走査で読み出した複数の信号のセンサアレイ1における2次元分布に基づいて、図2(a)に示したユーザーによるタッチ操作の位置座標P0を検出する。この際、制御演算部3は、ユーザーによるタッチ操作の重心Gを下式(3)で算出して、タッチ操作の位置座標P0をセンサ10の配置間隔よりも小さい精度で検出する。
G=Σ(S(Pij)・Pij)/ΣS(Pij) (3)
Subsequently, the
G=Σ(S(Pij)· Pij )/ ΣS ( Pij ) (3)
ここで、重心G及び位置座標Pijはベクトルである。信号S(Pij)は、位置座標Pijに配置されたセンサ10から読み出した信号値であり、位置座標Pijの添え字は、センサ10の行番号i及び列番号jを表している。Σは、第3走査領域R3内の全ての位置座標Pijにおける和を表している。
Here, the center of gravity G and position coordinates P ij are vectors. A signal S(P ij ) is a signal value read from the
このように、本実施形態のセンサアレイ1の読み出し方法は、まず、センサアレイ1において、行及び列を間引きながら粗い走査(1次走査、第1の走査)を行う。そして、粗い走査で読み出した複数の信号に基づいて次の走査領域を設定し、設定した走査領域においてより小さい間引き間隔で行及び列を間引きながら、或いは間引きなしに、細かい走査(2次走査、第2及び第3の走査)を行う。
In this manner, in the
これにより、例えば図2に示したセンサアレイ1の読み出し方法では、従来のようにセンサアレイ1の12×12のセンサ10を順に走査する代わりに、第1~第3の走査においてそれぞれ9のセンサ10を走査するだけでよい。特に、前の走査で読み出したセンサ10を、次の走査で走査しない場合は、第2~第3の走査においてそれぞれ8のセンサ10を走査するだけでよい。この結果、センサアレイ1を読み出す際に走査するセンサ10の数を(9+8+8)/(12×12)≒1/6に低減することができる。
As a result, for example, in the reading method of the
より一般的には、センサアレイ1にM×Nのセンサ10が配置されている場合は、従来のようにセンサアレイ1のM×Nのセンサ10を順に走査する代わりに、第1の走査では(M/a1)×(N/b1)のセンサ10を走査するだけでよい。また、第2~第3の走査では、それぞれ8のセンサ10を走査するだけでよい。この結果、センサアレイ1を読み出す際に走査するセンサ10の数を下式(4)のように低減することができる。
{(M/a1)×(N/b1)+8+8}/(M×N)
=1/(a1×b1) + 16/(M×N) (4)
More generally, when M×
{(M/a1)×(N/b1)+8+8}/(M×N)
=1/(a1×b1)+16/(M×N) (4)
センサアレイ1に配置されたセンサ10の総数M×Nが多くなると、上式(4)の第2項は、第1項に対して相対的に無視できる。従って、本実施形態のセンサアレイ1の読み出し方法は、センサアレイ1に配置されたセンサ10の総数が多い場合に、特に優れた効果が得られる。
As the total number M×N of
また、上式(4)における行の間引き間隔a1、及び列の間引き間隔b1は、上式(1)に示したように、センサ10により検知可能なセンサアレイ1の行範囲a0、及び列範囲b0より規定される。従って、センサ10により検知可能なセンサアレイ1の行範囲a0、及び列範囲b0が大きいほど、センサアレイ1を読み出す際に走査するセンサ10の数を低減することができる。
Further, the row thinning interval a1 and the column thinning interval b1 in the above equation (4) are, as shown in the above equation (1), the row range a0 and the column range a0 of the
図2では、ユーザーにより同時に操作されるタッチの数が1つであるシングルタッチの場合の例を示したが、ユーザーにより同時に操作されるタッチの数が複数であるマルチタッチの場合でも、本実施形態の手法を適用することが可能である。 FIG. 2 shows an example of single touch in which the number of touches operated simultaneously by the user is one. Morphological techniques can be applied.
図3は、第1実施形態に係るセンサ装置における読み出し回路2の構成を模式的に示す図である。本実施形態の読み出し回路2は、複数の行選択回路21、及び列選択回路22を有して構成される。読み出し回路2は、読み出した信号のノイズを低減するためのフィルタ回路等を更に有していてもよい。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of the
行選択回路21は、センサアレイ1の列ごとに設けられており、信号出力線11を介して同一列の複数のセンサ10に接続されている。また、列選択回路22は、複数の行選択回路21に接続されている。行選択回路21及び列選択回路22は、行又は列を選択するためのスイッチ回路、及び選択したセンサ10から出力される信号を増幅する増幅回路をそれぞれ有している。
A row selection circuit 21 is provided for each column of the
制御演算部3は、行選択回路21及び列選択回路22と接続されており、行選択回路21及び列選択回路22を制御してセンサアレイ1の行及び列を選択する。
The
行選択回路21は、センサアレイ1の同一列の複数のセンサ10から、1つの行を選択する。また、列選択回路22は、各列の行選択回路21によって選択された複数のセンサ10から、1つの列を選択する。列選択回路22は、例えば、行選択回路21と同様の選択回路を含んで構成される。制御演算部3は、行選択回路21及び列選択回路22により選択されたセンサ10から、信号を順に読み出す。
Row selection circuit 21 selects one row from a plurality of
図4は、第1実施形態に係るセンサ装置におけるセンサ10の電極の形状の例を示す図である。上述の図1~図3では、センサ10の電極の形状が図4(a)に示すような四角形であることを想定したが、本実施形態のセンサ10の電極はこのような形状に限定されない。例えば図4(b)~図4(h)に示すような、それぞれ、ダイヤモンド、クロス、三角形、ステップ、凹凸、H形、Fish boneの電極形状であってもよい。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the electrode shape of the
また、センサ10は、必ずしも上述の説明のように、センサアレイ1に行列状に配置されていなくてもよい。センサ10は、センサアレイ1に概ね2次元状に配置されて、図3に示した読み出し回路2により読み出される構成を有していればよい。実際のセンサアレイ1におけるセンサ10のレイアウトは、ユーザーによるタッチ操作の位置座標の検出精度を向上させるために、例えば特許文献2に記載されるように様々に工夫され得る。
Moreover, the
図5は、従来のセンサ装置においてセンサアレイ1から読み出される信号のタイミングチャートである。図5には、従来のセンサ装置においてセンサアレイ1の第1行~第6行、及び第1列~第6列のセンサ10から読み出される信号を示している。読み出される信号の行番号は第1列のみに示している。
FIG. 5 is a timing chart of signals read out from the
従来のセンサ装置では、シフトレジスタ等を用いて、図5に示すように、センサアレイ1の第1行第1列から順に走査が行われる。なお、図5では、同一行の信号が同じタイミングで並列に読み出されるように図示されているが、実際には、順に読み出しが行われる。このため、従来のセンサ装置の制御方法では、センサアレイ1に配置されたセンサ10の総数が多くなると、センサアレイ1の走査期間Tが大きくなり、タッチパネルの反応速度が低下してしまう。
In the conventional sensor device, scanning is performed sequentially from the first row and first column of the
しかし、ユーザーにより同時にタッチされる面積は、仮に10ポイント程度のマルチタッチが行われた場合であってもセンサアレイ1の面積に比べると十分に小さい。従って、タッチパネルのようなセンサ装置においては必ずしもセンサアレイ1の全領域を順に走査する必要はない。そこで、本実施形態では、センサアレイ1の走査を、全領域において行う粗い走査と、タッチ操作が含まれる一部領域において行う細かい走査と、に分けることで、センサアレイ1の読み出し速度を高速化させる。
However, the area touched by the user at the same time is sufficiently small compared to the area of the
図6は、第1実施形態に係るセンサ装置においてセンサアレイ1から読み出される信号のタイミングチャートである。図6には、図2に示したセンサ装置の制御方法を用いた場合に、センサアレイ1の第1行~第6行、及び第1列~第6列のセンサ10から読み出される信号をそれぞれ示している。読み出される信号の行番号は各信号の上に示している。
FIG. 6 is a timing chart of signals read from the
本実施形態のセンサ装置では、図2で説明したように、第1~第3の走査に分けてセンサアレイ1の走査が行われる。第1~第3の走査は、図6に示す走査期間T1~T3においてそれぞれ行われる。なお、図6では、同一行の信号が同じタイミングで並列に読み出されるように図示されているが、実際には、順に読み出しが行われる。
In the sensor device of this embodiment, as described with reference to FIG. 2, scanning of the
図6に示すタイミングチャートでは、図2で説明したように、従来のセンサ装置におけるセンサアレイ1の走査期間Tに対して、上式(4)のように走査期間T1~T3が短縮される。これにより、センサアレイ1に配置されたセンサ10の総数が多い場合でも、センサアレイ1の走査期間Tを小さくして、センサアレイ1の読み出し速度を高速化することができる。
In the timing chart shown in FIG. 6, as described with reference to FIG. 2, the scanning periods T1 to T3 are shortened from the scanning period T of the
図7は、第1実施形態に係るセンサ装置の制御方法を示すフローチャートである。以下では、図2に示したセンサ装置の制御方法について、図7を参照しながら説明する。 FIG. 7 is a flow chart showing the control method of the sensor device according to the first embodiment. A control method for the sensor device shown in FIG. 2 will be described below with reference to FIG.
まず、制御演算部3は、センサアレイ1の行及び列を間引きながら第1の走査を行う(ステップS101)。第1の走査では、センサアレイ1の全領域を粗く走査する。続いて、制御演算部3は、第1の走査で読み出した複数の信号に基づいて、ユーザーによるタッチ操作の位置座標P0が含まれる第2走査領域R2を、次の第2の走査を行う走査領域として設定する(ステップS102)。
First, the
次に、制御演算部3は、第2走査領域R2において第1の走査よりも小さい間引き間隔で第2の走査を行う(ステップS103)。第2の走査では、第2走査領域R2を細かく走査する。続いて、制御演算部3は、第2の走査で読み出した複数の信号に基づいて、ユーザーによるタッチ操作の位置座標P0が含まれる第3走査領域R3を、次の第3の走査を行う走査領域として設定する(ステップS104)。
Next, the
次に、制御演算部3は、第3走査領域R3において間引きなしに第3の走査を行う(ステップS105)。そして、制御演算部3は、第3の走査で読み出した信号に基づいて、ユーザーによるタッチ操作の重心Gを、上式(3)により算出する(ステップS106)。
Next, the
このように、本実施形態のセンサ装置は、センサアレイ1において、行及び列を間引きながら粗い走査(1次走査、第1の走査)を行う。そして、粗い走査で読み出した複数の信号に基づいて次の走査領域を設定し、設定した走査領域においてより小さい間引き間隔で行及び列を間引きながら、或いは間引きなしに、細かい走査(2次走査、第2及び第3の走査)を行う。
In this manner, the sensor device of the present embodiment performs rough scanning (primary scanning, first scanning) while thinning rows and columns in the
このような構成によれば、センサアレイ1の読み出し速度を高速化することが可能なセンサ装置及びその制御方法を提供することができる。特に本実施形態のセンサ装置及びその制御方法は、センサアレイ1に配置されたセンサ10の総数が多い場合に優れた効果が得られる。
With such a configuration, it is possible to provide a sensor device capable of increasing the readout speed of the
(第2実施形態)
図8は、第2実施形態に係るセンサ装置の構成を模式的に示すブロック図である。本実施形態のセンサ装置は、センサアレイ1、垂直走査回路2a、読み出し回路2b、及び制御演算部3を備えて構成される。図8に示す本実施形態のセンサ装置は、第1実施形態のセンサ装置と比較して、読み出し回路2の代わりに、垂直走査回路2a及び読み出し回路2bを備えている点を特徴としている。
(Second embodiment)
FIG. 8 is a block diagram schematically showing the configuration of the sensor device according to the second embodiment. The sensor device of this embodiment comprises a
従来の垂直走査回路や読み出し回路は、シフトレジスタ等を用いて構成され、センサアレイの行及び列を順に走査していた。一方、図8に示す本実施形態の垂直走査回路2aは、センサアレイ1の行を間引きながら、或いは所定の行範囲を単位として、走査を行うことが可能な構成を有している。また、本実施形態の読み出し回路2bは、センサアレイ1の列を間引きながら、或いは所定の列範囲を単位として、走査を行うことが可能な構成を有している。
Conventional vertical scanning circuits and readout circuits are configured using shift registers and the like, and sequentially scan rows and columns of a sensor array. On the other hand, the
より具体的には、本実施形態の垂直走査回路2a及び読み出し回路2bは、図3に示したような行選択回路21や列選択回路22を有して構成される。その他の構成については第1実施形態と同じであるので説明は省略する。
More specifically, the
このような構成によっても、第1実施形態と同様に、センサアレイ1の走査を、全領域において行う粗い走査と、タッチ操作が含まれる一部領域において行う細かい走査と、に分けて、センサアレイ1の読み出し速度を高速化させることができる。
Even with such a configuration, as in the first embodiment, the scanning of the
(その他の実施形態)
上述の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
(Other embodiments)
All of the above-described embodiments merely show specific examples for carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed to be limited by these. That is, the present invention can be embodied in various forms without departing from its technical concept or main features.
センサ10は、静電容量方式以外にも、例えば圧力に応じて抵抗値が変化する感圧導電ゴム等を利用した圧力センサであってもよい。この場合、圧力センサはアクティブマトリックスとされ、図8に示した第2実施形態の構成により制御され得る。また、タッチセンサ以外に、温度センサや湿度センサ等を更に有してもよい。
The
また、上述の実施形態では、3回の第1~第3の走査を行う場合の例を示したが、本発明では走査の回数は特に限定されない。例えば、第2の走査を省略してもよいし、第2の走査において、走査領域を段階的に小さくしながら複数回の走査を行ってもよい。或いは、第3の走査を省略して、第2の走査で読み出した複数の信号に基づいてタッチ操作の位置座標を検出してもよい。 Also, in the above-described embodiment, an example in which the first to third scans are performed three times has been shown, but the number of scans is not particularly limited in the present invention. For example, the second scan may be omitted, or a plurality of scans may be performed while reducing the scan area stepwise in the second scan. Alternatively, the third scan may be omitted and the position coordinates of the touch operation may be detected based on the plurality of signals read out in the second scan.
上述の実施形態の1以上の機能を実現するためのプログラムも本発明の範疇に含まれる。当該プログラムは、ネットワーク又は記録媒体を介してシステム又は装置に供給され得る。そのシステム又は装置に含まれるコンピュータにおいて、1以上のプロセッサがプログラムを読み出して実行することにより上述の実施形態の1以上の機能が実現され得る。また、上述の実施形態の1以上の機能は、ASIC、FPGA等の回路により実現されるものであってもよい。 A program for realizing one or more functions of the above embodiments is also included in the scope of the present invention. The program can be supplied to the system or device via a network or recording medium. In a computer included in the system or apparatus, one or more processors read and execute programs to implement one or more functions of the above-described embodiments. Also, one or more functions of the above-described embodiments may be implemented by circuits such as ASICs, FPGAs, and the like.
1 :センサアレイ
2、2b :読み出し回路
2a :垂直走査回路
3 :制御演算部
10 :センサ
11 :信号出力線
20 :制御演算部
21 :行選択回路
22 :列選択回路
Reference Signs List 1:
Claims (14)
増幅回路を含む行選択回路を列ごとに有し、複数の前記センサから信号を読み出す読み出し回路と、
前記読み出し回路を制御し、複数の前記センサから読み出した信号に基づいて、前記センサアレイの中の前記信号の変化が生じた位置座標を検出する制御演算部と、
を備え、
前記制御演算部は、
前記センサアレイの第1の走査領域において、行及び列を間引きながら1次走査を行い、
前記1次走査で読み出された複数の信号に基づいて、前記位置座標が含まれる次の第2の走査領域を設定し、
前記第2の走査領域において、前記1次走査よりも走査間隔が小さい2次走査を行い、
前記2次走査で読み出された複数の信号に基づいて、前記位置座標が含まれ、且つ前記第2の走査領域よりも小さい領域である次の第3の走査領域を設定し、
前記第3の走査領域において、3次走査を行い、
前記行選択回路を介して、前記センサアレイの同一列の複数の前記センサから1つの行を選択し、
前記増幅回路を介して、選択された前記1つの行に対応するセンサから出力される列ごとの信号を増幅し、
前記3次走査は、行及び列の間引きを行わない走査であり、
前記制御演算部は、前記2次走査において、前記1次走査で読み出された前記センサを走査せず、且つ、前記3次走査において、前記2次走査で読み出された前記センサを走査しないように構成されている、
センサ装置。 a sensor array in which a plurality of sensors are arranged two-dimensionally;
a readout circuit having a row selection circuit including an amplifier circuit for each column and reading out signals from the plurality of sensors;
a control calculation unit that controls the readout circuit and detects position coordinates at which the signal changes in the sensor array based on the signals read from the plurality of sensors;
with
The control calculation unit is
performing primary scanning while thinning out rows and columns in a first scanning region of the sensor array;
setting a next second scanning region containing the position coordinates based on the plurality of signals read out in the primary scanning;
performing secondary scanning with a smaller scanning interval than the primary scanning in the second scanning region;
setting a next third scanning region that includes the position coordinates and is smaller than the second scanning region, based on the plurality of signals read out in the secondary scanning;
performing tertiary scanning in the third scanning region;
selecting one row from the plurality of sensors in the same column of the sensor array via the row selection circuit;
amplifying the signal for each column output from the sensor corresponding to the one selected row through the amplification circuit;
the tertiary scanning is scanning without thinning rows and columns;
In the secondary scanning, the control operation unit does not scan the sensor read out in the primary scanning, and in the tertiary scanning it does not scan the sensor read out in the secondary scanning. configured as
sensor device.
請求項1に記載のセンサ装置。 2. The second scanning area according to claim 1, wherein the second scanning area is a rectangular area of a predetermined size centered on the sensor whose magnitude of the signal read by the primary scanning is greater than or equal to a predetermined value or is maximum. sensor device.
請求項1又は2に記載のセンサ装置。 3. The sensor device according to claim 1, wherein the sensor is of a capacitive type.
請求項1から3のいずれか1項に記載のセンサ装置。 4. The sensor device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control calculation unit calculates a center of gravity of changes in the signals based on the plurality of signals read out in the secondary scanning.
請求項1から4のいずれか1項に記載のセンサ装置。 The sensor device according to any one of claims 1 to 4, wherein the control calculation unit does not scan the sensor read out in the primary scanning in the secondary scanning.
請求項1から5のいずれか1項に記載のセンサ装置。 6. The sensor device according to any one of claims 1 to 5, wherein the secondary scanning is scanning performed while thinning rows and columns.
前記2次走査における列の間引き間隔は、前記センサにより検知可能な前記センサアレイの列範囲よりも小さい
請求項6に記載のセンサ装置。 a row thinning interval in the secondary scanning is smaller than a row range of the sensor array detectable by the sensor;
7. The sensor device according to claim 6, wherein a column thinning interval in said secondary scanning is smaller than a column range of said sensor array detectable by said sensor.
請求項1から7のいずれか1項に記載のセンサ装置。 8. The sensor device according to claim 1, wherein a row thinning interval and a column thinning interval in the primary scanning or the secondary scanning are equal.
請求項1から8のいずれか1項に記載のセンサ装置。 9. The sensor device according to any one of claims 1 to 8, wherein in the secondary scanning, the control calculation unit performs a plurality of scanning operations while reducing the second scanning area stepwise.
請求項1から9のいずれか1項に記載のセンサ装置。 10. The sensor device according to any one of claims 1 to 9, wherein said readout circuit has a column selection circuit for selecting one column from said plurality of said sensors selected by said row selection circuit for each column.
請求項1から5のいずれか1項に記載のセンサ装置。 6. The sensor device according to any one of claims 1 to 5, wherein the secondary scanning is scanning without thinning rows and columns.
増幅回路を含む行選択回路を列ごとに有し、複数の前記センサから信号を読み出す読み出し回路と、
前記読み出し回路を制御し、複数の前記センサから読み出した信号に基づいて、前記センサアレイの中の前記信号の変化が生じた位置座標を検出する制御演算部と、
を備えたセンサ装置の制御方法であって、前記制御演算部において、
前記センサアレイの第1の走査領域において、行及び列を間引きながら1次走査を行うステップと、
前記1次走査で読み出された複数の信号に基づいて、前記位置座標が含まれる次の第2の走査領域を設定するステップと、
前記第2の走査領域において、前記1次走査よりも走査間隔が小さい2次走査を行うステップと、
前記2次走査で読み出された複数の信号に基づいて、前記位置座標が含まれ、且つ前記第2の走査領域よりも小さい領域である次の第3の走査領域を設定するステップと、
前記第3の走査領域において、3次走査を行うステップと、
前記行選択回路を介して、前記センサアレイの同一列の複数の前記センサから1つの行を選択するステップと、
前記増幅回路を介して、選択された前記1つの行に対応するセンサから出力される列ごとの信号を増幅するステップと、
を有し、
前記3次走査は、行及び列の間引きを行わない走査であり、
前記2次走査を行うステップは、前記1次走査で読み出された前記センサを走査せず、且つ、前記3次走査を行うステップは、前記2次走査で読み出された前記センサを走査しない、
制御方法。 a sensor array in which a plurality of sensors are arranged two-dimensionally;
a readout circuit having a row selection circuit including an amplifier circuit for each column and reading out signals from the plurality of sensors;
a control calculation unit that controls the readout circuit and detects position coordinates at which the signal changes in the sensor array based on the signals read from the plurality of sensors;
A control method for a sensor device comprising:
performing primary scanning while thinning out rows and columns in a first scanning region of the sensor array;
setting a next second scanning region including the position coordinates based on the plurality of signals read out in the primary scanning;
performing secondary scanning with a smaller scanning interval than the primary scanning in the second scanning region;
setting a next third scanning area that includes the position coordinates and is smaller than the second scanning area, based on the plurality of signals read out in the secondary scanning;
performing tertiary scanning in the third scanning region;
selecting a row from the plurality of sensors in the same column of the sensor array via the row selection circuit;
amplifying, via the amplification circuit, signals for each column output from the sensors corresponding to the one selected row;
has
the tertiary scanning is scanning without thinning rows and columns;
The step of performing the secondary scanning does not scan the sensor read out in the primary scanning, and the step of performing the tertiary scanning does not scan the sensor read out in the secondary scanning. ,
control method.
増幅回路を含む行選択回路を列ごとに有し、複数の前記センサから信号を読み出す読み出し回路と、
前記読み出し回路を制御し、複数の前記センサから読み出した信号に基づいて、前記センサアレイの中の前記信号の変化が生じた位置座標を検出する制御演算部と、
を備えたセンサ装置において、コンピュータを、
前記センサアレイの第1の走査領域において、行及び列を間引きながら1次走査を行う手段と、
前記1次走査で読み出された複数の信号に基づいて、前記位置座標が含まれる次の第2の走査領域を設定する手段と、
前記第2の走査領域において、前記1次走査よりも走査間隔が小さい2次走査を行う手段と、
前記2次走査で読み出された複数の信号に基づいて、前記位置座標が含まれ、且つ前記第2の走査領域よりも小さい領域である次の第3の走査領域を設定する手段と、
前記第3の走査領域において、3次走査を行う手段と、
前記行選択回路を介して、前記センサアレイの同一列の複数の前記センサから1つの行を選択する手段と、
前記増幅回路を介して、選択された前記1つの行に対応するセンサから出力される列ごとの信号を増幅する手段と、
して機能させるプログラムであって、
前記3次走査は、行及び列の間引きを行わない走査であり、
前記2次走査を行う手段は、前記1次走査で読み出された前記センサを走査せず、且つ、前記3次走査を行う手段は、前記2次走査で読み出された前記センサを走査しない、
プログラム。 a sensor array in which a plurality of sensors are arranged two-dimensionally;
a readout circuit having a row selection circuit including an amplifier circuit for each column and reading out signals from the plurality of sensors;
a control calculation unit that controls the readout circuit and detects position coordinates at which the signal changes in the sensor array based on the signals read from the plurality of sensors;
in a sensor device comprising a computer,
means for performing primary scanning while thinning out rows and columns in a first scanning region of the sensor array;
means for setting a next second scanning region including the position coordinates based on the plurality of signals read out in the primary scanning;
means for performing secondary scanning with a smaller scanning interval than the primary scanning in the second scanning region;
means for setting a next third scanning area that includes the position coordinates and is smaller than the second scanning area, based on the plurality of signals read out in the secondary scanning;
means for performing tertiary scanning in the third scanning region;
means for selecting one row from the plurality of sensors in the same column of the sensor array via the row selection circuit;
means for amplifying a column-by-column signal output from the sensor corresponding to the one selected row through the amplifier circuit;
A program that functions as
the tertiary scanning is scanning without thinning rows and columns;
The means for performing secondary scanning does not scan the sensor read by the primary scanning, and the means for performing tertiary scanning does not scan the sensor read by the secondary scanning. ,
program.
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