KR20090039648A

KR20090039648A - 화면 입력형 화상 표시 시스템

Info

Publication number: KR20090039648A
Application number: KR1020080102015A
Authority: KR
Inventors: 노리오 만바; 히데오 사또; 도시무네 굼가이
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치 디스프레이즈
Priority date: 2007-10-17
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2009-04-22
Also published as: US20090102813A1; US8698774B2; TWI475450B; TW200935286A; JP4932667B2; KR101008144B1; CN101414236A; JP2009098942A; CN101414236B

Abstract

다점 검출을 단시간에 가능하게 한 용량 결합 방식의 화면 입력형 화상 표시 장치를 제공한다. 터치 센서(3)는 표시 장치(1)의 표시면 상에서 이차원 매트릭스 형상으로 배치되어 압압에 의한 용량 변화를 검출하기 위한 복수의 X 좌표 전극과, 그 X 좌표 전극과 절연층을 개재하여 교차 배치한 복수의 Y 좌표 전극을 갖는다. 터치 센서(3)의 X 좌표 전극과 Y 좌표 전극 사이의 용량 변화를 검출하는 검출 회로(4)와, 검출 회로(4)의 검출 출력을 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터(5)와, 터치된 좌표를 판정하는 터치 패널 제어 회로(6)와, 터치 패널 제어 회로(6)의 터치 좌표 데이터를 입력함과 함께, 장치 전체를 통괄 제어하는 주제어 회로(7)와, 표시 장치(1)의 표시를 제어하는 표시 제어 회로(2)를 구비하고, 주제어 회로(7)는 터치 좌표 데이터로부터 유저의 터치의 발생과 그 좌표를 판단하고, 그 판단된 좌표에 따른 표시 신호를 표시 제어 회로(2)를 통하여 표시 장치(1)에 공급하여, 표시에 반영시킨다.

터치 센서, 표시 장치, 터치 패널 제어 회로, 표시 제어 회로, 주제어 회로

Description

화면 입력형 화상 표시 시스템{SCREEN INPUT TYPE IMAGE DISPLAY SYSTEM}

본 발명은, 화상 표시 시스템에 관한 것으로, 특히 용량 결합 방식의 터치 센서에서의 다점 좌표 검출을 가능하게 한 화면 입력형 화상 표시 시스템에 관한 것이다.

표시 화면에 사용자의 손가락 등을 이용하여 유저의 손가락 등에 의한 터치 조작(접촉 압압 조작, 이하 간단히 터치라고 칭함)하여 정보를 입력하는 화면 입력 기능을 갖는 터치 센서(터치 패널이라고도 칭함)를 구비한 화상 표시 장치는, PDA나 휴대 단말기 등의 모바일용 전자 기기, 각종 가전 제품, 무인 접수기 등의 거치형 고객 안내 단말기에 이용되고 있다. 이와 같은 터치 입력 기능을 구비한 화상 표시 장치에서는, 터치된 부분의 저항값 변화 혹은 용량 변화를 검출하는 방식, 터치에 의해 차폐된 부분의 광량 변화를 검출하는 방식 등이 알려져 있다.

이와 같은 터치 센서를 구비한 화상 표시 장치에서, 유저의 조작성 향상이나 신규 어플리케이션(예를 들면, 화상의 확대나 축소 조작 기능 등)의 실현을 위해, 다점 터치를 검출하는 기능을 갖게 하는 것이 요망되고 있다.

도 14는, 종래의 용량형 터치 센서의 일례를 설명하는 구성도이다. 이 터치 센서는 이차원 용량형 센서라고 칭하는 것이다. 여기서는 설명을 위해, 터치 센서는 5행(X 방향)과 3열(Y 방향)의 전극을 절연층을 개재하여 이차원 매트릭스 배치한 검출 셀을 갖고 있다. 도면 중, 각 검출 셀은, 각각 윤곽에 의해 식별하여 나타내고 있다. 여기서, 검출 셀이란, 손가락 등의 정전 용량을 검출하기 위한 전극 영역이다. 열 내의 검출 셀(예를 들면, 검출 셀(84))에서는 열 검출 전극(Y 좌표 전극)이 등 기둥(연결 전극)으로서 검출 셀을 연속해서 통과하고 있고, 행 검출 전극(X 좌표 전극, 예를 들면 검출 셀(86))은 열 검출 전극의 양측의 2개의 도전 영역으로 이루어져 있고, 전기 결선(41)으로 접속되어 있다.

검출 영역의 끝의 열 내의 검출 셀(즉, 열 X1과 X3, 예를 들면 검출 셀(86))에서는, 행 검출 전극이 검출 셀을 연속적으로 통과하고 있고, 열 검출 전극은 행 검출 전극의 양측의 2개의 도전 영역으로 이루어져 있다. 이 구성에서는, 각 검출 셀은 열 검출 전극과 행 검출 전극은 서로 전기적으로 접속된다. 양단의 검출 셀의 행 검출 전극은 검출 영역의 외측에 만들어진 전기 결선(38, 40, 41)에 의해 서로 접속되어 있으므로, 전기 결선이 검출 영역 내를 가로지를 필요가 없다. 즉, 기판의 편측에만 전극이 있는 검출 영역을 갖는 용량형 위치 센서를 제공할 수 있다.

또한, 다점 검출에 관하여, 특허 문헌 1이 개시하는 입력 장치를 예로 들 수 있다. 즉, 특허 문헌 1(일본 특허 공개 제2006-179035호 공보)이 개시하는 입력 장치는, 종횡 이차원 매트릭스 형상으로 배치한 검출용 세로 방향의 전극(X전극)에 발신기로부터의 신호를 인가하는 제1 스위치군과, 가로 방향의 전극(Y전극)의 신호 를 취출하는 제2 스위치군과, 신호 검출 회로(AM 변조 회로)로 구성된다. 이 구성에서, 제1 스위치군에 의해 선택한 1개의 X전극에 발신기로부터 신호를 입력하고, 이 상태에서 제2 스위치군에 의해 Y전극을 1개씩 순차적으로 선택하고, 그 X전극에서 정전 용량의 증가가 발생하고 있는지를 AM 변조 회로에서 검출한다. 또한, 발신기로부터의 신호를 인가하는 X전극을 순차적으로 선택한다. 이 동작을 반복함으로써 면에서의 터치 개소의 정전 용량의 변화를 검출한다.

특허 문헌 1에 개시된 구성과 동작에서, X 좌표 전극이 m개, Y 좌표 전극이 n개로 구성된 경우, 1회의 신호 검출 시간을 t로 하면, 1면의 좌표 검출에 필요한 시간은 m×n×t로 되어, 샘플링 시간이 지연된다. 이 때문에, 고속의 좌표 검출이 필요하게 되는 어플리케이션(예를 들면, 게임 기기) 등에의 적용은 어렵다. 발신기의 신호를 모든 X 좌표 전극에 인가하여 Y 좌표 전극의 신호를 순차적으로 검출함으로써 검출 시간을 단축할 수 있지만, Y 좌표 전극의 검출 개소가 2점으로 된 경우에, 각각에 대응하는 X 좌표 전극을 특정할 수 없게 된다.

본 발명의 목적은, 다점 검출을 단시간에 가능하게 한 용량 결합 방식의 화면 입력형 화상 표시 시스템을 제공하는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 좌표 검출을 2개의 기간으로 분리하고, 제1 기간에서 터치된 X 좌표 전극과 Y 좌표 전극의 정전 용량을 모두 검출하 고, 다음 제2 기간에서 검출된 X 좌표 전극과 Y 좌표 전극의 조합을 판정하기 위한 조작을 행하고, 그 결과에 기초하여 접촉 위치의 좌표를 출력하는 시스템으로 한다.

본 발명은, 상기 제1 기간에서 검출된 X 좌표 전극과 Y 좌표 전극이 각각 2 이상인 경우에는, 좌표의 조합을 판정하는 제2 기간의 조작을 실시하고, 제1 기간에서 검출된 X 좌표 전극과 Y 좌표 전극 중 어느 한쪽이 1인 경우에는 제2 기간의 조작을 행하지 않고, 연속해서 제1 기간의 좌표 검출을 행한다.

또한, 본 발명은, 상기 제2 기간에서는 검출된 X 좌표 전극 또는 모든 X 좌표 전극에 인가하는 신호를, 판정하고자 하는 상기 복수의 검출된 Y 좌표 전극 중 하나에 인가한다. 또한, 상기 제2 기간에서, 판정하고자 하는 Y 좌표 전극에 신호를 인가한 상태에서, 판정하고자 하는 제1 기간에서 검출된 X 좌표 전극의 출력 신호를 제1 기간에서 검출한 출력 신호와 비교함으로써 좌표의 조합을 판단한다. 그리고, 상기 제2 기간의 좌표 판정에서, 그 제2 기간에서 신호를 인가하고 있는 Y전극과 조합하는 X 좌표 전극은, 제1 기간에서의 X 좌표 전극의 출력 신호와 비교하여, 제2 기간에서의 X 좌표 전극의 출력 신호가 보다 적어진 X전극으로 한다.

(1) 상기 제1 기간에서 좌표를 검출하는 횟수는, X 좌표 전극이 1회와 Y 좌표 전극이 1회로 되기 때문에, 각각에 걸리는 시간을 t로 하면, 터치 센서면 전체의 검출 시간은 2×t 시간으로 되어, 종래보다도 검출 시간이 단축된다. (2) 복수의 접촉점(터치)이 있었던 경우에도, 상기 제1 기간에서 접촉점의 X 좌표 전극과 Y 좌표 전극의 신호를 검출하고, 그 후의 상기 제2 기간에서 판별이 필요한 전극만 검출함으로써, 정밀도 좋게, 또한 단시간에 복수점 터치 검출을 실현할 수 있다. (3) 마찬가지로, 복수의 접촉점이 있었던 경우에 상기 제1 기간에서 복수의 X 좌표 전극 및 Y 좌표 전극에 출력이 검출된 경우에, 상기 제2 기간에서 판정하고자 하는 부분만 다시 검출함으로써, 복수점의 접촉인지, 노이즈 등에 의한 오검출인지를 구별할 수 있다. (4) 상기 제2 기간을 이용하여, 검출하고자 하지 않는 Y 좌표 영역에 대응하는 Y 좌표 전극에, X 좌표 전극에 인가하는 것과 마찬가지의 신호를 인가함으로써, 비검출의 영역을 설정할 수 있다.

본원 발명의 상기 목적 및 그 외의 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.

이하, 본 발명의 최량의 실시 형태에 대해서, 실시예의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시예 1을 설명하는 화면 입력형 화상 표시 시스템의 구성도이다. 도 1에서, 표시 장치(1)에 서로 겹쳐져 터치 패널(3)이 접합되어 화면 입력형 화상 표시 장치가 구성된다. 표시 장치(1)는 액정 표시 패널, 유기 EL 패널 등이다. 터치 패널(3)은 정전 용량 결합 방식의 터치 패널이며, 이 터치 패널(3)에 유저의 손가락 등이 접촉(터치)한 것에 의한 용량 변화를 검출 회로(4)가 검출한다. 이 용량 변화의 검출 결과에 기초하는 검출 회로(4)의 검출 출력 CMP는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(5)를 통하여 터치 패널 제어 회로(6)에 전달되어, 터치된 좌표(X 좌표, Y 좌표)가 판정된다. 판정된 터치 좌표 데이터 POS는 화면 입 력형 화상 표시 장치의 전체를 제어하는 주제어 회로(시스템 제어 회로, 마이크로컴퓨터나 CPU 등으로 구성됨)(7)에 전송된다.

주제어 회로(7)는 터치 좌표 데이터 POS로부터 유저의 터치의 발생과 그 좌표를 판단하고, 그에 따른 표시 신호 SIG를 표시 제어 회로(2)를 통하여 표시 장치(1)에 공급하여 표시에 반영시킨다. 검출 회로(4)나 ADC(5)는 터치 패널 제어 회로(6)에 의해 제어된다.

도 2는, 본 발명의 실시예 1을 구성하는 터치 패널의 구성예를 설명하는 모식 평면도이다. 도 2에서, 터치 패널에의 터치에 의한 용량 변화를 검출하기 위해, 복수의 X 좌표 전극(301)과 복수의 Y 좌표 전극(303)이 서로 교차(통상은 직교)하여 배치되어 있다. 또한, 물론 X 좌표 전극(301)과 Y 좌표 전극(303) 사이에는 도시하지 않은 절연층(유전체층)이 개재된다. 또한, X 좌표 전극(301)과 Y 좌표 전극(303) 사이에는, 층간 용량이나 프린지 용량 등 전극 자체의 용량이 형성된다. 또한, 터치되는 면에는 전극을 열화로부터 보호하는 보호막(도시하지 않음)이 형성되어 있다. X 좌표 전극(301)과 Y 좌표 전극(303)은 각각의 단자(X 좌표 전극 단자(302), Y 좌표 전극 단자(304))를 통하여 도 1의 검출 회로(4)에 접속된다.

도 3은, 본 발명의 실시예 1을 구성하는 검출 회로의 구성예를 설명하는 블록도이다. 검출 회로(4)는 X 좌표 전극(X1, X2, … X6)과, Y 좌표 전극(Y1, Y2, … Y8)의 각각에 접속하는 용량 검출 회로(401)가 설치되어 있다. 각 용량 검출 회로(401)에는 터치 패널 제어 회로(6)로부터 인에이블 신호 ENB와 리세트 신호 RET가 공급되고, 검출 출력 CMP가 ADC에 출력된다. 인에이블 신호 ENB와 리세트 신호 RST는 제어 신호 CTL에 포함된다. 검출 출력 CMP는 정전 용량의 변화에 따라서 폭이 변화하는 펄스 신호이다. 또한, 이 구성에 한하지 않고, 각 좌표의 X-Y 좌표 전극간의 용량 변화를 아날로그/디지털로 검출할 수 있는 회로이면 된다.

도 4는, 도 3에서의 용량 검출 회로의 구성예를 설명하는 도면이다. 참조 부호 402는 전류원, 403과 404는 스위치, 405는 로우 패스 필터와 버퍼 앰프, 406은 비교기이다. 이 회로는, 초기 상태에서 리세트 신호 RST에 의해 스위치(404)를 온하여 각 전극을 접지 전위 GND로 리세트해 둔다. 검출 시에 인에이블 신호 ENB로 스위치(403)를 온(스위치(404)는 오프)함으로써 전극 접속 단자(302, 304)에 접속되는 X 좌표 전극, Y 좌표 전극에 접속되는 용량 성분에 전류원(402)으로부터 차지하고, 그 차지에 필요로 되는 시간을 비교기(406)에 의해 검출한다. 이에 의해, 좌표를 검출하기 위한 X 좌표 전극, Y 좌표 전극에서 검출되는 용량이 터치에 의해 증가한 경우, 어느 일정한 전위에 도달할 때까지의 시간이 길어지므로, 비교기(406)의 출력 결과 CMP에 용량 변화가 반영된다.

비교기(406)의 출력 결과 CMP는, 도 1의 ADC(5)에 의해 디지털 데이터로 변환된다. 본 실시예의 경우에는, ADC(5)는 인에이블 신호 ENB가 유효(온)인 기간이며, 또한 출력 결과 CMP가 로우 레벨로 되는 기간을 계산하고, 그 결과를 디지털 데이터 CNT로서 출력한다. ADC(5)의 일례로서는, 상기 인에이블 신호 ENB가 유효하며, 또한 출력 결과 CMP가 로우 레벨로 되는 기간만, 디지털 데이터 CNT의 펄스를 카운트 업하는 카운터를 설치함으로써 실현할 수 있다.

도 5는, 도 1에서의 터치 패널 제어 회로의 구성예를 설명하는 도면이다. 터치 패널 제어 회로(6)에서는 X 좌표 및 Y 좌표를 검출하는 각 전극의 신호에 기초하여 검출한 디지털 데이터 CNT로부터, X 좌표 전극 및 Y 좌표 전극의 출력 펄스의 카운트값이 최대로 되는 좌표(피크 좌표)를 피크 좌표 검출부(601)에서 검출한다. 구동 제어부(603)는 X 좌표의 피크 카운트수 NPX와 Y 좌표의 피크 카운트수 NPY에 따라서, 다음의 검출을 제1 검출 기간(전체 좌표의 검출)으로 할지, 좌표 판정을 위한 제2 검출 기간으로 할지를 판단하고, 제1 검출 기간과 제2 검출 기간을 구별하는 신호 MD를 출력한다. 이와 동시에, 각각의 검출 기간에 따른 제어 신호 CTL을 출력한다.

연산 처리부(602)는, 다음의 조작이 제1 검출 기간인 경우에는, 전송되어 있는 디지털 데이터 CNT로부터 좌표를 판정하고, 좌표 데이터 POS로서 주제어 회로(7)에 출력한다. 한편, 다음의 조작이 제2 검출 기간인 경우에는, 제1 검출 기간에서의 디지털 데이터 CNT와 제2 검출 기간에서의 디지털 데이터 CNT'를 기초로 좌표를 판정하고, 좌표 데이터 POS로서 주제어 회로(7)에 출력한다.

도 6은, 도 1의 터치 패널 제어 회로의 시퀀스를 설명하는 플로우차트이다. 여기서, X 좌표의 검출 점수, 또는 Y 좌표의 검출 점수가 1인 경우에는, 그것을 좌표값으로 하고, 다른 쪽의 복수의 검출 좌표도 좌표값으로 하여 복수점의 좌표 데이터로서 처리하고, 좌표 데이터 POS를 출력한다. 또한, 복수점은 에러를 포함한다고 상정한 경우에는, X 좌표 및 Y 좌표 중 어느 한쪽이 복수이면 제2 검출 기간으로 한다.

한편, X 좌표의 검출 점수 및 Y 좌표의 검출 점수가 모두 복수인 경우에는, 제2 검출 기간의 처리를 실시하여 허실 판정을 행하고, 제1 검출 기간에서 얻어진 디지털 데이터 CNT와, 제2 검출 기간에서 얻어진 디지털 데이터 CNT'를 비교 판단함으로써 좌표 데이터 POS를 생성하고, 주제어 회로(7)에 출력한다.

도 7은, 복수점(여기서는 2점) 터치하였을 때의 터치 패널의 모식 평면도이다. 터치한 부분은 X 좌표 전극(X1, X2, … X6)(302)과 Y 좌표 전극(Y1, Y2, … Y8)(304) 사이에 용량 성분이 부가되는 것으로서 생각한다. 터치 좌표는, 일례로서 (X2, Y3), (X4, Y7)에 있는 것으로 하고 있다. 단, 유저가 손끝에서 터치한 바와 같은 경우, 손가락이 접촉한 면적은 펜끝에 비해 넓기 때문에, 인접하는 복수의 전극에 용량이 부가되어 출력되는 결과, 디지털 데이터 CNT는 임의의 피크를 갖는 분포로 되는 경우가 있지만, 그 경우에는, 일례로서, 피크로 되는 좌표에서 이후의 동작을 생각하면 된다. 또한, 각 좌표의 전극에는, 일반적으로 기생 용량 성분 Cp가 존재하고 있다.

도 8은, 본 발명의 실시예 1에서의 제1 검출 기간을 설명하는 파형과 타이밍도이다. 제1 검출 기간은 좌표를 검출하기 위한 X 좌표 전극과 Y 좌표 전극의 모든 신호를 검출하는 기간이다. 도 8에서, 리세트 신호 RST(X1∼6, Y1∼8)와, 이 RST(X1∼6, Y1∼8)에 따라서 인에이블 신호 ENB(X), ENB(Y)가 상승하여 용량 검출 회로(401)가 동작하고, X 좌표의 전극을 검출하는 기간 Tsx에서는 Y 좌표의 전극을 접지 GND에 접속해 두고, Y 좌표의 전극을 검출하는 기간 Tsy에서는 X 좌표의 전극을 접지 전위 GND에 접속해 둔다. 단, 검출하는 좌표의 전극 이외의 처리(GND 접속 혹은 고임피던스 접속 등의 다른 처리)에는 제한되지 않는다.

여기서, 터치로 선택되어 있는 부분의 전극(좌표 전극 X2, 좌표 전극 Y3)은 용량 성분이 증가하고 있기 때문에, 전하의 충전에 시간이 걸려, 설정한 기준 전압을 초과할 때까지의 시간이 길어진다. 그에 따라서 디지털 데이터 CNT도, 디지털 데이터 CNT(X1, X2)(Y1, Y3)는, DX2>DX1, DY3>DY1로 크게 되어 있다. 즉, 예를 들면 터치된 X 좌표 전극의 전하의 충전 시간은 VINT(X2)로 나타내어지고, 터치되어 있지 않은 X 좌표 전극의 전하의 충전 시간은 VINT(X1)로 나타낸 바와 같이 된다. Y 좌표 전극에 대해서도 마찬가지이다.

도 9는, 도 8에서 설명한 동작에 의해 제1 검출 기간에 얻어진 디지털 데이터의 펄스 카운트값을 나타내는 도면이다. 횡축에는 X 좌표 전극(X1, X2, X3, X4, X5, X6), Y 좌표 전극(Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6, Y7, Y8)을, 종축에는 X 좌표 전극, Y 좌표 전극의 디지털 데이터의 펄스 카운트값을 나타낸다(도면에서는, 간단히 카운트값으로서 나타냄). 도 9에서, X 좌표 전극과 Y 좌표 전극은 모두 피크가 복수(2개)이기 때문에, 제2 검출 기간에 의해, 진짜 터치 위치 좌표인지의 여부의 허실 판정을 행한다. 이 허실 판정을 행하지 않으면, 각각의 X 좌표 전극(X2, X4)과 Y 좌표 전극(Y3, Y7)의 조합 및 검출 점수(2점 내지 4점)을 판정할 수 없다.

도 10은, 본 발명의 실시예 1에서의 제2 검출 기간을 설명하는 파형과 타이밍도이다. 도 10에서, Tvy1은 제1 검출 기간에서 검출한 Y 좌표 전극 Y3과 터치에 의해 증가한 용량 성분을 통하여 접촉하고 있는 X 좌표 전극을, 제1 검출 기간에서 검출된 X 좌표 전극 X2와 X4로부터 선택하는 기간이다. 이 기간 Tvy1에서는, 허실 판정의 대상으로 되는 Y 좌표 전극 Y3에만, X 좌표 전극의 검출과 마찬가지의 동 작(전류 인가)을 행하고, 그 밖의 Y 좌표 전극은 제1 기간과 마찬가지로 접지 전위 GND에 접속한다. 이 상태에서 X 좌표 전극의 검출을 행한다.

도 10에서는, 허실 판정하는 X 좌표 전극이 X2와 X4만이기 때문에, 그 이외의 X 좌표 전극도 접지 전위 GND로 되도록 처리하고 있다. 단, X 좌표 전극을 모두 검출하는 조작을 하여도 무방하다. 이 조작을 실시함으로써, 허실 판정의 대상으로 되는 Y 좌표 전극 Y3과 접촉 용량(터치에 의한 용량 증가)을 통하여 접속하고 있는 X 좌표 전극의 검출 신호는, Y 좌표 전극 Y3이 동상으로 변화하기 때문에 접촉 용량 성분이 충방전에 기여하지 않게 되어, 검출 신호(디지털 데이터 CNT) X2가 작아진다. 도 10의 경우에는, X 좌표 전극 X2의 신호 DX2(Y3)가, X 좌표 전극 X4의 신호 DX4(Y3)에 비해 작아진다. 바꿔 말하면, 손가락 등이 접촉하고 있는 전극은, 제1 검출 기간과 제2 검출 기간에서의 신호차가 커진다.

Tvy2는, 제1 검출 기간에서 검출한 2번째의 Y 좌표 전극(Y7)과 접촉 용량을 통하여 접촉하고 있는 X 좌표 전극을 판정하기 위한 기간이며, 앞의 기간 Tvy1과 마찬가지의 동작을 행하여 허실 판정을 한다. 이 제2 검출 기간의 검출 결과에 기초하여, 도 9의 결과로부터 좌표(X2, Y3)와 좌표(X4, Y7)의 2점을 터치 좌표인 것으로 판정하고, 이 판정 결과의 신호 POS를 주제어 회로(7)에 전송한다. 판정 처리 후에는, 다시 제1 검출 기간에서 전체 좌표 전극의 신호 상태를 검출하고, 터치 위치를 판정한다.

실시예 1에 의해, 터치 패널 전면의 터치 검출에 요하는 시간이 단축되어, 유저의 터치 입력을 고속으로 처리하는 것이 가능하게 된다. 복수(2점)의 터치 검 출을 정밀도 좋게 실행할 수 있어, 안정된 유저 입력 인터페이스를 실현할 수 있다.

다음으로, 도 11 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 실시예 2를 설명한다. 상기한 실시예 1에서는, 도 3에서 설명한 바와 같이, X 좌표 전극 및 Y 좌표 전극의 각각에 용량 검출 회로(401)를 설치하였지만, 실시예 2에서는, 도 11에 도시한 바와 같이, 복수의 X 좌표 전극 및 복수의 Y 좌표 전극마다 1개의 용량 검출 회로를 각각 공통으로 설치하여 회로 규모를 삭감하였다. 도 11의 (a)는 X 좌표 전극용의 용량 검출 회로이고, 도 11의 (b)는 Y 좌표 전극용의 용량 검출 회로이다.

도 11의 (a)의 X 좌표 전극용의 용량 검출 회로는, X 좌표 전극 X1, X2, …의 각각에 절환 스위치 SW3, SW4, SW5를 병렬로 설치하고, 전류원(402)과 로우 패스 필터(+버퍼 회로)(405) 및 접지 사이를 인에이블 신호 ENB와 리세트 신호 RST로 순차적으로 절환하도록 하였다. 도 11의 (b)의 Y 좌표 전극용의 용량 검출 회로도 마찬가지로, Y 좌표 전극 Y1, Y2, …의 각각에 절환 스위치 SW3, SW4, SW5를 병렬로 설치하고, 전류원(402)과 로우 패스 필터(+버퍼 회로)(405) 및 접지를 인에이블 신호 ENB와 리세트 신호 RST로 순차적으로 절환하도록 하였다.

도 12는, 도 11에서의 제1 검출 기간의 동작을 설명하는 파형과 타이밍도이다. 또한, 도 13은, 도 11에서의 제2 검출 기간의 동작을 설명하는 파형과 타이밍도이다. 또한, 도 13에서는 제2 검출 기간에서 X 좌표 전극 모두를 선택하고 있지만, 실시예 1과 마찬가지로, 허실 판정하고자 하는 부분만의 좌표 전극을 검출하도록 하여도 된다. 실시예 2에서는, 제1 검출 기간에서 노이즈 등에 의해 오검출하 고, 상기와 같은 펄스 카운트값의 복수 피크를 검출한 경우라도, 제2 검출 기간의 허실 판정에 의해 오검출의 판정이 가능하게 된다. 또한, 제2 검출 기간의 동작을 응용하여, 검출하고자 하지 않는 Y 좌표 영역에 관련되는 Y 좌표 전극에 X 좌표 검출 시와 마찬가지의 신호를 인가함으로써, 그 검출하고자 하지 않는 Y 좌표 영역에의 터치에 의한 용량의 영향을 경감할 수 있어, 검출 영역을 선택하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 따라 여러 실시예들에 도시되고 설명되었지만, 개시된 실시예들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 본원에 개시되고 도시된 상세들에 의해 제한되도록 의도되지 않고 첨부된 특허 청구 범위 내에서의 모든 변경 및 수정을 포함하도록 의도된다.

도 1은 본 발명의 실시예 1을 설명하는 화면 입력형 화상 표시 시스템의 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예 1을 구성하는 터치 패널의 구성예를 설명하는 모식 평면도.

도 3은 본 발명의 실시예 1을 구성하는 검출 회로의 구성예를 설명하는 블록도.

도 4는 도 3에서의 용량 검출 회로의 구성예를 설명하는 도면.

도 5는 도 1에서의 터치 패널 제어 회로의 구성예를 설명하는 도면.

도 6은 도 1의 터치 패널 제어 회로의 시퀀스를 설명하는 플로우차트.

도 7은 복수점 터치하였을 때의 터치 패널의 모식 평면도.

도 8은 본 발명의 실시예 1에서의 제1 검출 기간을 설명하는 파형과 타이밍도.

도 9는 도 8에서 설명한 동작에 의해 제1 검출 기간에 얻어진 디지털 데이터의 펄스 카운트값을 나타내는 도면.

도 10은 본 발명의 실시예 1에서의 제2 검출 기간을 설명하는 파형과 타이밍도.

도 11은 본 발명의 실시예 2를 설명하는 회로 구성도.

도 12는 도 11에서의 제1 검출 기간의 동작을 설명하는 파형과 타이밍도.

도 13은 도 11에서의 제2 검출 기간의 동작을 설명하는 파형과 타이밍도.

도 14는 종래의 용량형 터치 센서의 일례를 설명하는 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 표시 장치

2 : 표시 제어 회로

3 : 터치 패널

4 : 검출 회로

5 : 아날로그 디지털 컨버터

6 : 터치 패널 제어 회로

7 : 주제어 회로

38, 40, 41 : 전기 결선

301 : X 좌표 전극

302 : X 좌표 전극 단자

303 : Y 좌표 전극

304 : Y 좌표 전극 단자

401 : 용량 검출 회로

402 : 전류원

403, 404 : 스위치

405 : 로우 패스 필터와 버퍼 앰프

406 : 비교기

602 : 연산 처리부

Claims

표시 장치의 표시면 상의 터치 위치의 좌표를 검출하는 터치 센서를 포함한 화면 입력형 화상 표시 시스템으로서,

상기 터치 센서는, 상기 표시 장치의 표시면 상에 배치되어 압압(押壓)에 의한 용량 변화를 검출하기 위한 복수의 X 좌표 전극과, 그 X 좌표 전극과 절연층을 개재하여 교차 배치한 복수의 Y 좌표 전극을 갖고 있고,

상기 화면 입력형 화상 표시 시스템은,

상기 터치 센서의 상기 X 좌표 전극과 상기 Y 좌표 전극 사이의 용량 변화를 검출하는 검출 회로와,

검출 회로의 검출 출력을 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터와,

터치된 좌표를 판정하는 터치 패널 제어 회로와,

상기 터치 패널 제어 회로의 터치 좌표 데이터를 입력함과 함께, 상기 화면 입력형 화상 표시 시스템을 제어하는 주제어 회로와,

상기 표시 장치의 표시를 제어하는 표시 제어 회로

를 포함하고,

상기 주제어 회로는, 상기 터치 좌표 데이터로부터 유저의 터치의 발생과 그 좌표를 판단하고, 그 판단된 좌표에 따른 표시 신호를 상기 표시 제어 회로를 통하여 상기 표시 장치에 공급하는 것을 특징으로 하는 화면 입력형 화상 표시 시스템.
제1항에 있어서,

상기 터치 패널 제어 회로는, 상기 좌표 검출을 제1 기간과 제2 기간으로 분리하고, 상기 제1 기간에서 정전 용량이 변화하는 X 좌표 전극과 Y 좌표 전극을 검출하고, 상기 제2 기간에서 검출된 X 좌표 전극과 Y 좌표 전극의 조합을 판정하기 위한 조작을 행하고, 그 결과에 기초하여 터치 위치의 좌표를 출력하는 것을 특징으로 하는 화면 입력형 화상 표시 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제1 기간에서 검출된 X 좌표 전극과 Y 좌표 전극이 각각 2 이상인 경우에, 좌표의 조합을 판정하는 상기 제2 기간의 조작을 실시하고, 상기 제1 기간에서 검출된 X 좌표 전극과 Y 좌표 전극 중 어느 한쪽이 1인 경우에는 상기 제2 기간의 조작을 행하지 않고 연속해서 상기 제1 기간의 좌표 검출을 행하는 것을 특징으로 하는 화면 입력형 화상 표시 시스템.
제3항에 있어서,

상기 제2 기간에서는, 검출된 X 좌표 전극 또는 모든 X 좌표 전극에 인가하는 신호를, 판정하고자 하는 상기 복수의 검출된 Y 좌표 전극 중 하나에 인가하는 것을 특징으로 하는 화면 입력형 화상 표시 시스템.
제3항에 있어서,

상기 제2 기간에서, 판정하고자 하는 Y 좌표 전극에 신호를 인가한 상태에서, 판정하고자 하는 상기 제1 기간에서 검출된 X 좌표 전극의 출력 신호를 그 제1 기간에서 검출한 출력 신호와 비교함으로써 좌표의 조합을 판단하는 것을 특징으로 하는 화면 입력형 화상 표시 시스템.
제4항에 있어서,

상기 제2 기간의 좌표 판정에서, 그 제2 기간에서 신호를 인가하고 있는 Y 좌표 전극과 조합하는 X 좌표 전극은, 상기 제1 기간에서의 X 좌표 전극의 출력 신호와 비교하여, 상기 제2 기간에서의 X 좌표 전극의 출력 신호가 보다 적어진 X 좌표 전극으로 하는 것을 특징으로 하는 화면 입력형 화상 표시 시스템.
표시 장치의 표시면 상의 터치 위치의 좌표를 검출하는 터치 센서를 포함한 화면 입력형 화상 표시 시스템으로서,

상기 터치 센서는,

상기 표시 장치의 표시면 상에 배치되어 압압에 의한 용량 변화를 검출하기 위한 복수의 X 좌표 전극과, 그 X 좌표 전극과 절연층을 개재하여 교차 배치한 복수의 Y 좌표 전극을 갖고,

상기 제1 기간에서 정전 용량이 변화하는 X 좌표 전극과 Y 좌표 전극을 검출하고, 상기 제2 기간에서 검출된 X 좌표 전극과 Y 좌표 전극의 조합을 판정하고, 그 판정 결과에 기초하여 터치 위치의 좌표를 출력하는 것을 특징으로 하는 화면 입력형 화상 표시 시스템.