TW201531898A - 位置檢測裝置 - Google Patents

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Abstract

提供一種：能夠進行由複數之手指所致之複數之點的輸入，並且難以受到雜訊之影響而可進行安定的輸入之多點觸控面板(位置檢測裝置)。 對於被配列在位置檢測感測器之第1方向上之複數的電極中之特定之電極，而供給從送訊訊號產生電路所輸出之送訊訊號。從被配列在位置檢測感測器之與第1方向相正交之第2方向上的複數之電極中，選擇相互鄰接之至少4根以上的偶數根電極，並將該選擇了的偶數根的電極中之除了兩端以外的相互鄰接之半數供給至差動放大電路之第1輸入端子處，且將剩餘之半數供給至差動放大電路之第2輸入端子處。根據在對於差動放大電路之輸出進行同步檢波的同步檢波電路之輸出中所出現的訊號之極性，來判定被放置在位置檢測感測器上之指示體是存在於被與差動放大電路之第1以及第2輸入端子的何者之輸入端子相連接之電極上。

Description

位置檢測裝置
本發明，係有關於能夠藉由靜電容量方式而將由手指等之導電體所致之複數的指示位置檢測出來之位置檢測裝置，更詳細而言，係有關於能夠將在位置檢測感測器上之複數根的指示體之指示位置檢測出來並且亦能夠將混入至位置檢測感測器中的雜訊降低而使檢測精確度提昇之技術。
近年來，搭載有觸控面板之平板型資訊終端，係成為被廣泛使用。特別是，針對將複數之手指位置同時輸入的多點觸控所進行之技術改革，係日益進展。
作為此種技術，例如，係廣泛利用有如同在專利文獻1(日本特開平08-179871號公報)中所揭示一般的在面板面之縱橫方向上配置複數電極並對該些之電極所形成的交點依序作選擇而求取出訊號強度，再根據該訊號分布來求取出手指位置的靜電感應方式。若依據專利文獻1之裝置，則由於係僅將與被放置在由所選擇了的縱線以及橫線所致的交點附近之手指相對應的訊號檢測出來，因此，就 算是在面板上而同時放置有複數之手指，也不會有相互干涉的情況，而能夠正確地求取出各手指之位置。
前述之裝置，多係被與LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示器)等的顯示裝置作組合使用。於此情況，多會有由於顯示裝置所產生之雜訊的混入，而導致無法正確地求取出手指位置或者是檢測出錯誤的位置等等之錯誤動作的原因。因此，在使用有靜電感應方式之觸控面板中，將雜訊除去一事係成為重要的課題。
作為用以除去雜訊之最有效的方法而被使用者，係為差動放大器。亦即是，係構成為：同時選擇2個的電極線，並將其中一方與正側輸入作連接，且將另外一方與負側輸入作連接，藉由此，來使雜訊成分相互抵消，而僅將由於手指之接近所導致的訊號差檢測出來。例如，在專利文獻2(日本特開平5-6153號公報)和專利文獻3(日本特開平10-20992號公報)中所記載的技術，係為上述技術之具體例。
然而，在將複數之手指同時檢測出來的多點觸控面板中，係仍未能將前述之由差動放大所進行的檢測實用化。其原因係在於：在差動放大中，由於係必定成為能夠在複數之點處而檢測出手指之接近，因此，假設就算是檢測出了訊號，也難以判斷手指是被放置在哪一點上之故。作為對於此種問題作解決的技術，係提案有專利文獻4(日本特開2011-8723號公報)之發明。
在此專利文獻4所記載之位置檢測裝置中，係藉由將 各個的受訊電極分割為3，並將中央之電極連接於差動放大器的正側輸入端子處，且將兩側之電極線連接在差動放大器之負側輸入端子處，而成為在能夠使雜訊相互抵消的同時亦能夠將在藉由手指而作了觸碰時的變化檢測出來之構成。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平08-179871號公報
[專利文獻2]日本特開平5-6153號公報
[專利文獻3]日本特開平10-20992號公報
[專利文獻4]日本特開2011-8723號公報
另外，在此種位置檢測裝置中，於多數的情況，均係將配置有複數之電極的感測器藉由透明之玻璃或PET薄膜等來形成，並藉由ACF(Anisotropic Conductive Film)連接或連接器等來與安裝有對於電極作切換之類比開關和差動放大器等的電路基板作連接。此時，若是感測器和電路基板之間的連接根數越多，則裝置的成本會變得越高，故障發生率也會變高，但是，在前述之專利文獻4之例中，係起因於將先前技術之1根的電極作3分割，而存在著會使感測器和電路基板之間的連接根數變多之問題。
在專利文獻4所記載之其他實施例(圖11)中，係作為受訊電極而將均等粗細之電極作配列，並將複數根之電極選擇為正側，且將其兩側之電極選擇為負側，而想要藉由此構成來實現與前述者相同之效果，但是，為了達成此，係必須要使受訊電極之配列節距相較於由手指所致之接觸面而成為充分細，並且感測器和電路基板間之連接根數變多的問題也仍然存在。
又，在專利文獻4之位置檢測裝置中，係亦存在著下述的問題：亦即是，若是尺寸變大，則電極之根數會增加，伴隨於此，取樣速度會降低。
本發明，係針對前述一般之問題點，而以提供一種：能夠進行由複數之手指所致之複數之點的輸入，並且難以受到雜訊之影響而可進行安定的輸入之多點觸控面板(位置檢測裝置)一事，作為目的。
本發明，係除了前述目的以外，亦以藉由將位置檢測感測器和電路基板間之連接根數減少來提供低成本且信賴性為高之多點觸控面板(位置檢測裝置)一事作為目的。
本發明，係更進而以提供一種：就算尺寸變大，也能夠以快速的取樣速度來將由複數之手指所致之複數之點的輸入難以受到雜訊之影響地來安定的進行之多點觸控面板(位置檢測裝置)一事，作為目的。
在本發明中，係為了達成前述目的，而提供一種具備 有下述一般之構成的位置檢測裝置。
亦即是，係設置有：位置檢測感測器，係在第1方向以及與該第1方向相正交之第2方向上，分別配列有複數之電極；和送訊訊號產生電路，係對於被配列在前述第1方向上之電極供給送訊訊號；和第1電極選擇電路，係將從該送訊訊號產生電路所輸出之送訊訊號供給至被配列在前述第1方向上之複數之電極中的特定之電極處。
並且，係設置有：差動放大電路，係具備有第1以及第2輸入端子，並將被輸入至該第1以及第2輸入端子處之訊號作差動放大而輸出；和第2電極選擇電路，係對於被配列在前述第2方向上之複數的電極中之相互鄰接之至少4根以上的偶數根之特定根數之電極作選擇，並將該所選擇了的偶數根的電極中之除了兩端以外的相互鄰接之半數，供給至差動放大電路之前述第1輸入端子處，且將該所選擇了的偶數根的電極中之包含有兩端之半數，供給至差動放大電路之前述第2輸入端子處。
又，係設置有：同步檢波電路，係身為檢測出前述差動放大電路所輸出之受訊訊號的強度之電路，並以前述送訊訊號之相位作為基準地而將該受訊訊號之相位作為正方向或負方向之值來輸出；和處理電路，係當對於藉由前述第1電極選擇電路以及第2電極選擇電路所選擇的電極依序進行切換時，根據前述同步檢波電路所輸出之訊號的強度以及代表正或負的極性之分布，來求取出由手指等之指示導體所致之指示位置。
設為此種構成之由本發明所致之位置檢測裝置，則若是手指等之指示體被放置在被與第1以及第2輸入端子作連接之2組的受訊電極和藉由第1電極選擇電路而被作選擇的送訊電極間之各交點處，則會在差動放大電路之輸出中出現有訊號，但是，係能夠根據在同步檢波電路之輸出中所出現的訊號之極性，來判定被作了放置的指示體是存在於被與差動放大電路之第1以及第2的何者之輸入端子相連接之電極上。
又，由於係以使被連接於差動放大電路之前述第1輸入端子側的電極之相鄰接之根數會成為較被連接於第2輸入端子側之電極之根數更多的方式來作選擇，因此，當指示體附近之受訊電極被作為前述第1輸入端子側而選擇時，係能夠檢測出強的訊號。
又，由於係將連接於差動放大電路之前述第2輸入端子側的電極作分散配置，因此對於從液晶等處而來的外來雜訊之抵消效果係為高。
在本發明中，係進而提案一種位置檢測裝置，其中，前述處理電路，係以將當指示體被放置在藉由前述第2電極選擇電路而被連接於前述差動放大電路之第1輸入端子處的電極上時之從前述同步檢波電路而來的輸出極性之方向設為有效，並將當指示體被放置在藉由前述第2電極選擇電路而被連接於前述差動放大電路之第2輸入端子處的電極上時之從前述同步檢波電路而來的輸出極性之方向設為無效的方式，來進行處理。
在本發明中，係更進而提案一種位置檢測裝置，其中，在將當指示導體被放置在藉由前述第2電極選擇電路而被連接於前述差動放大電路之第1輸入端子處的電極上時之從前述同步檢波電路而來的輸出極性之方向設為正，並將當指示導體被放置在藉由前述第2電極選擇電路而被連接於前述差動放大電路之第2輸入端子處的電極上時之從前述同步檢波電路而來的輸出極性之方向設為負的情況時，在對於前述第1電極選擇電路正對於特定之電極作選擇時的由前述第2電極選擇電路所致之選擇電極依序作更新時之從前述同步檢波電路而來的輸出電壓之分布中，若是於正方向上存在有2個的峰值點，並且在2個的峰值點之間存在有於負方向上而具備特定以上之大小的電壓之點，則係判斷前述2個的峰值點乃身為由相互獨立之指示體所致者，而若是在前述2個的峰值點之間並未存在有成為特定以上的負方向電壓之點，則係判斷前述2個的峰值點乃身為由同一之指示體所致者。
藉由如此這般地來進行處理，就算是2個的指示體被作接近放置，也能夠對此些之2點明確地作區分，又，就算是針對橫跨廣闊之區域的指示體，也成為能夠正確地進行判斷。
在本發明中，係更進而提案一種位置檢測裝置，其中，係將前述位置檢測裝置與液晶等之顯示裝置作組合，並且作為前述位置檢測感測器之電極，係使用有透明導電材。
在本發明中，作為另外一個目的，係為了就算是成為大尺寸也能夠進行取樣速度為快並且耐雜訊性為高之檢測，而在具備有由被配列在位置檢測面之第1方向上的複數之送訊電極和被配列在與該第1方向相正交之第2方向上的複數之受訊電極所成之位置檢測感測器，並將與當手指等之導電體和前述位置檢測面作了接觸時的前述送訊電極和前述受訊電極間之容量變化相對應的訊號檢測出來之位置檢測裝置中，提案一種具備有以下之構成的位置檢測裝置。
亦即是，係設置有複數之與前述複數之受訊電極中的特定根數作連接之訊號處理電路。
於前述複數之訊號處理電路處，係分別設置有：從前述被連接的特定根數之受訊電極中選擇2組的電極並作為+端和-端而輸出之電極選擇電路、和與前述+端以及-端作連接並檢測出訊號之差之差動放大電路。
並且，係將前述位置檢測面於前述第2方向上而分割成複數之區域，並在各個區域之每一者處，將受訊電極與前述複數之訊號處理電路作連接，並且將位置在區域之邊界附近處的特定根數之受訊電極共通連接於2個的訊號處理電路處。又，較理想，係使此些之訊號處理電路同時動作。
若依據由本發明所致之位置檢測裝置，則係能夠藉由 差動放大電路來使外來雜訊相互抵消，並且，係能夠根據在同步檢波電路之輸出中所出現的訊號之極性，來判定指示體是存在於被與差動放大電路之第1以及第2的何者之輸入端子相連接之電極上，因此，係能夠對於先前技術之所謂「會將1個的指示體視為複數之場所而檢測出來」的問題點作解決，並當在複數場所處被放置有指示體的情況時，能夠正確地檢測出該些的位置。
若依據本發明，則由於係將位置檢測面分割成複數之區域，並藉由複數之訊號處理電路來進行處理，因此，就算是廣大的位置檢測面，也能夠將受訊電極之訊號藉由複數之差動放大器來進行並列處理，而能夠進行取樣速度為快之檢測。
又，由於係構成為將位置於區域之邊界附近的特定根數之受訊電極共通連接於2個的訊號處理電路處，因此，訊號係與作為全體而相互連續之檢測面的情況相同地而被檢測出來，就算是將各個的訊號處理電路作為積體電路(IC)來構成，也不會發生存在有非感測區域的情況，而能夠作為相互連續之檢測面來進行處理。
又，由於係能夠進行對於所選擇之受訊電極的範圍而一次一根的作改變之動作，因此，就算電極之配列節距為廣，也成為能夠詳細地求取出指示位置，而能夠將位置檢測感測器和電路基板間之連接根數減少，並可實現一種低成本且信賴性為高之多點觸控面板。
11‧‧‧LCD面板
12、23‧‧‧透明感測器
13‧‧‧X選擇電路
14‧‧‧Y選擇電路
15‧‧‧震盪器
16、26‧‧‧送訊電路
17‧‧‧差動放大器
18‧‧‧同步檢波電路
19‧‧‧低通濾波器
20‧‧‧取樣保持電路
21‧‧‧AD轉換電路
22、29‧‧‧微處理器
24‧‧‧類比多工器
25‧‧‧送訊訊號產生電路
27‧‧‧訊號處理電路
28‧‧‧控制電路
[圖1]係為對於由本發明所致之位置檢測裝置的第1實施例之位置檢測部的構成作展示之圖。
[圖2]係為在由本發明所致之位置檢測裝置的第1實施例中所使用之透明感測器的其中一例之剖面圖。
[圖3]係為由本發明所致之位置檢測裝置的第1實施例之構成圖。
[圖4]係為對於由本發明所致之位置檢測裝置的第1實施例之基本動作形態作展示之圖。
[圖5]係為對於在由本發明所致之位置檢測裝置的第1實施例中之起因於導電體之指示位置所導致的受訊訊號之差異作展示之圖。
[圖6]係為當在由本發明所致之位置檢測裝置的第1實施例中而指示導電體為位於橫跨電極X4和電極X5之位置處的情況時之圖。
[圖7]係為當在由本發明所致之位置檢測裝置的第1實施例中而存在有橫跨電極X4~電極X8之較大的指示導電體的情況時之圖。
[圖8]係為當在由本發明所致之位置檢測裝置的第1實施例中而於電極X4~電極X5以及電極X7~電極X8上存在有指示導體的情況時之圖。
[圖9]係為當在由本發明所致之位置檢測裝置的第1實施例中而存在有橫跨複數之X電極以及Y電極的指示導體的情況時之圖。
[圖10]係為對於圖9中之訊號極性的分布作展示之圖。
[圖11]係為對於當在由本發明所致之位置檢測裝置的第1實施例中而存在有橫跨複數之Y電極的指示導體之其他例子作展示之圖。
[圖12]係為對於圖11中之訊號極性的分布作展示之圖。
[圖13]係為由本發明所致之位置檢測裝置的第2實施例之構成圖。
[第1實施例(第1實施形態)]
圖1，係為對於由本發明所致之位置檢測裝置的第1實施例之位置檢測部的構成作展示之圖。在圖中，11係為LCD面板，12係為具備有藉由ITO(Indium Tin Oxide)所形成的電極之透明感測器。12a，係為將ITO電極之線於X方向上作複數配列所成的ITO玻璃。12b，係為將ITO電極之線於Y方向上作複數配列所成的ITO玻璃。12c，係為厚度為均一之PET(Polyethylene Terephthalate)薄膜。透明感測器12，係為藉由將ITO玻璃12a和ITO玻璃12b以使各ITO面相對向並且在該些之間包夾PET薄膜12c而作接著，所製作出來者。透明感測器12，係以使檢測區域剛好與LCD面板11之顯示區域相重疊的方式，來與LCD面板11作重疊配置。另外，ITO 玻璃12a上之X電極以及ITO玻璃12b上之Y電極，係藉由ACF連接來經由未圖示之可撓性基板而與未圖示之印刷基板作連接。圖2，係為將透明感測器12在Y電極上而作了切斷的剖面圖。
圖3，係為由本發明所致之位置檢測裝置的第1實施例之構成圖。在圖3中，12係為透明感測器，13係為被與透明感測器12之X電極作連接並且從X電極之中而將2組之電極作為+端以及-端來選擇的X選擇電路，14係為被與透明感測器12之Y電極作連接並且從Y電極之中而將1個(或者是相鄰接之複數根)的電極作選擇的Y選擇電路。在本實施例中，係作為x電極為40根(X0~X39)、Y電極為30根(Y0~Y29)而進行說明。
15係為以特定之頻率來震盪之震盪器，其之輸出訊號係被供給至送訊電路16處。送訊電路16，係為將從震盪器15而來之訊號轉換為特定之電壓並輸出的電路，其之輸出訊號係被施加於藉由Y選擇電路14而被作選擇的Y電極處。
17係為差動放大器，其之第1輸入端子以及第2輸入端子(非反轉輸入端子(+)以及反轉輸入端子(-))，係與藉由X選擇電路13而被作了選擇的+端以及-端作連接。18係為同步檢波電路，並被與差動放大器17和震盪器15之各輸出端作連接，並輸出基於從震盪器15而來之訊號而對於從差動放大器17而來之輸出訊號進行了同步檢波的訊號作輸出。同步檢波電路18，係為基於 從震盪器15而來之訊號(送訊訊號)來對於差動放大器17之輸出訊號進行同步檢波，並檢測出差動放大器17之輸出訊號的強度者，並將該檢測結果，作為與以從震盪器15而來之訊號(送訊訊號)之相位作為基準的該差動放大器17之輸出訊號之相位相對應之正方向或負方向之值來輸出。同步檢波電路18之輸出訊號，係在藉由低通濾波器19來使訊號平滑化之後，藉由取樣保持電路20而被作取樣保持，再進而藉由AD(Analog to Digital)轉換電路21而將訊號強度數位化。
藉由AD轉換電路21所轉換了的數位資料，係藉由微處理器22而作讀取並進行處理。從微處理器22，係分別對於X選擇電路13、Y選擇電路14、取樣保持電路20、AD轉換電路21而供給有控制訊號。
首先，針對如此這般所構成之本實施例的基本性之動作原理作說明。圖4，係為對於由本實施例之基本性動作形態作展示之圖。微處理器22，係對於Y選擇電路14而送出控制訊號，並選擇Y電極之中的1根，而與送訊電路16作連接。又，微處理器22，係對於X選擇電路13而送出控制訊號，並從X電極之中而選擇相鄰接之4根，並且將該4根中之中央的2根與X選擇電路13之+端作連接，且將該4根中之兩端的2根與X選擇電路13之-端作連接。亦即是，微處理器22，係對於X選擇電路13，而使其選擇編號為連續之4根的X電極，並將該些之4根的電極，以「-++-」之順序來作選擇。於此，在「-++-」中 之「-」，係代表與X選擇電路13之-端作連接，「+」係代表與X選擇電路13之+端作連接。
此時，當在所選擇了的Y電極和該4根的X電極間之任一交點處均並不存在有手指等之導電體的情況時，由此些之4個的交點所致之感應電壓係在差動放大器17處而被抵消，在差動放大器17處係並不會作為輸出而出現，但是，若是手指等之導電體被放置在任一之交點處，則係因應於該位置而從差動放大器17出現有訊號。
圖5，係為對起因於導電體之指示位置所導致的受訊訊號之差異作展示之圖。(A)，係為對於當導電體為被放置在作為+端而選擇了的X電極和Y電極之交點上的情況時之差動放大器17的輸出訊號作展示者，(B)，係為對於當導電體為被放置在作為-端而選擇了的X電極和Y電極之交點上的情況時之差動放大器17的輸出訊號作展示者。如此這般，差動放大器17之輸出訊號，係依據導電體為被放置在X電極之+端側或者是-端側(亦即是，導電體為被放置在作為X選擇電路13之+端而選擇了的X電極側或者是被放置在作為-端而選擇了的X電極側)，而使相位作180°之反轉。藉由使此種訊號通過同步檢波電路18以及低通濾波器19，從低通濾波器19係依據指示體之位置而出現正或者是負的電壓。
微處理器22，係藉由將此電壓作為從AD轉換電路21而來之數位資料而讀取，而能夠判定指示體是被放置在X電極之+端側或者是-端側。
圖6，係為對於當1個的指示導電體被放置在橫跨電極X4和電極X5之位置處的情況時訊號會以何種方式而被檢測出來一事作展示之圖。在圖6中，微處理器22，作為Y電極，假設係選擇剛好被放置有指示導電體之線，x電極則係對於編號為連續之4根的電極以「-++-」之順序來作選擇。又，微處理器22，在步驟0中，係選擇電極X0~X3，在步驟1中，係選擇電極X1~X4，在步驟2中，係選擇電極X2~X5，如此這般地，而在每前進1個步驟時，將X電極之選擇編號1次增加1。
於此情況，在步驟1和步驟5中，由於指示導電體係成為位在作為X選擇電路13之-端側所選擇了的X電極上，因此，基於差動放大器17之輸出，在微處理器22處係檢測出負方向之訊號。又，在步驟3中，由於指示導電體係成為位在橫跨作為X選擇電路13之+端側所選擇了的2根的X電極之位置上，因此，基於差動放大器17之輸出，在微處理器22處係檢測出正方向之訊號。又，在步驟3和步驟4中，由於指示導電體係成為位在橫跨作為+側電極和-側電極之位置上，因此，在差動放大器17處，導電體之影響係剛好相互抵消，在微處理器22處係成為不會檢測出訊號。在圖6之例中，於微處理器22處，由於係在步驟3時檢測出正方向之訊號，因此，可以得知指示導電體係存在於電極X4和電極X5之間的中間位置處。
圖7，係為對於當被放置有會橫跨電極X4~電極X8 一般之較大之指示導電體的情況時，訊號會以何種方式而被檢測出來一事作展示之圖。在圖7中，亦同樣的，微處理器22，作為Y電極，假設係選擇剛好被放置有指示導電體之線，X電極則係對於編號為連續之4根的電極以「-++-」之順序來作選擇，並且，與圖6相同的，假設係在各步驟之每一者而將X電極之選擇編號一次增加1。此時，在步驟1和步驟8中，由於指示導電體係成為僅位在作為X選擇電路13之-端側所選擇了的1根的X電極上，因此，係檢測出負方向之訊號。又，在步驟2、步驟4、步驟5、步驟7中，由於作為X選擇電路13之+端側所選擇了的X電極和作為X選擇電路13之-端側所選擇了的X電極，係成為剛好以相同數量而被包含於指示導電體的區域中，因此，導電體之影響係剛好相互抵消，在微處理器22處係成為不會檢測出訊號。又，在步驟3和步驟6中，由於在指示導電體之區域中所包含的X電極，係成為X選擇電路13之-端側為1根而+端側為2根，因此，在微處理器22處係檢測出正方向之訊號。在圖7之例中，若是相較於圖6，則係檢測出如同指示導電體為存在於2個位置處一般之訊號。
圖8，係為對於當2個的指示導電體被放置在橫跨電極X4和電極X5之位置以及橫跨電極X7和電極X8之位置處的情況時，訊號會以何種方式而被檢測出來一事作展示之圖。在圖8中，亦同樣的，微處理器22，作為Y電極，假設係選擇剛好被放置有指示導電體之線，X電極則 係對於編號為連續之4根的電極以「-++-」之順序來作選擇，並且，與圖6相同的，假設係在各步驟之每一者而將X電極之選擇編號一次增加1。此時，在步驟1和步驟8中，由於指示導電體係成為僅位在作為X選擇電路13之-端側所選擇了的1根的X電極上，因此，在微處理器22處係檢測出負方向之訊號。又，在步驟2和步驟7中，由於在指示導電體之區域中係包含有各1根的X選擇電路13之+端側和-端側之X電極，因此，係並不會出現訊號。在步驟3和步驟6中，由於指示導電體係成為橫跨作為X選擇電路13之+端側所選擇了的2根的X電極，在-端側電極上則並不存在有指示導電體，因此，係出現有正方向之訊號。在步驟4和步驟5中，由於在指示導電體之區域中所包含的X電極，係成為-端側為2根而+端側為1根，因此，係檢測出負方向之訊號。
若是對於圖7和圖8作比較，則在步驟3和步驟6中，於微處理器22處，由於係檢測出正方向之訊號，因此，兩者看起來都好像是存在有2個的指示導電體。但是，在圖8中，當對於X電極選擇之步驟作了更新時，於在正方向上所出現之2個的峰值之間，係存在著出現有負方向之訊號的步驟，相對於此，在圖7中，於在正方向上所出現之2個的峰值之間，係並未出現有負方向之訊號。如此這般，當在對於同一之送訊電極作了選擇的狀態下來對於受訊側電極選擇之步驟作了更新時，係出現有複數之正方向之峰值的情況時，若是在各峰值間係存在有出現負 方向之訊號的步驟，則可以判斷其之兩側的正方向峰值乃是由相互獨立之指示體所造成者，而若是在並不存在有出現負方向之訊號的步驟，則可以判斷2個的正方向峰值乃是由連續之指示體所造成者。
接著，針對當被放置有具備會橫跨複數的Y電極之較大之接觸面之指示導體的情況時，訊號會以何種方式而被檢測出來一事作說明。圖9，係為對於當被放置有橫跨複數之X電極以及Y電極之指示導體的情況時之接觸區域和電極X以及電極Y之各電極間的位置關係作展示之其中一例。圖10，係為對於當在圖9中而將對於電極X以及電極Y之各電極的選擇作了更新時，從低通濾波器19所輸出的電壓之極性的分布作展示者，縱方向係代表身為送訊側之Y電極的選擇編號，橫方向係代表當與圖6相同地而將連續之4根的X電極選擇為"-++-"時之步驟編號。亦即是，微處理器22，在步驟0中，係選擇電極X0~X3，在步驟1中，係選擇電極X1~X4，在步驟2中，係選擇電極X2~X5，如此這般地，而成為在每前進1個步驟時，將X電極之選擇編號1次增加1。在圖10中，係將當從低通濾波器19所輸出之電壓為略0的情況顯示為"0"，並將為正電壓的情況顯示為"+"，且將為負電壓的情況顯示為"-"。
在圖10中，在作為Y電極而選擇了電極Y4、電極Y5、電極Y6時而X選擇步驟為步驟4以及步驟5的情況時，6點之值係成為"0"，但是，在此些之兩側處所顯示之 值、亦即是在步驟3以及步驟6中之值，由於係成為"+"，因此，在本實施例中，係將前述6點之值(步驟4以及步驟5的情況時之6點之值)視為"+"來進行處理。具體而言，係可將此些之值置換為在步驟3以及步驟6中所得到的電壓之平均值，亦可置換為步驟3以及步驟6之較高者之值。如此這般地進行處理的原因，係與關連於圖7所進行之說明相同的，乃是因為當對於X電極選擇之步驟作了更新時，於在正方向上所出現之2個的峰值之間，係並未出現有負方向之訊號，因此，能夠得知在2個的峰值之間係並未被放置有連續之指示體之故。
圖11，係為對於被放置有橫跨複數之Y電極的指示導體之其他例作展示者。圖12，係為與圖10相同的而對於當在圖11中而將對於電極X以及電極Y之各電極的選擇作了更新時，從低通濾波器19所輸出的電壓之極性的分布作展示者。
在圖12中，在作為Y電極而選擇了電極Y4、電極Y5、電極Y6時而X選擇步驟為步驟3以及步驟6的情況時，係出現有正方向之訊號，但是，在此些之間的步驟4以及步驟5中，由於係出現有負方向之訊號，因此，可以得知，在於步驟3中而被選擇為+端側之電極X4~X5的位置處和於步驟6中而被選擇為+端側之電極X7~X8的位置處，係分別被放置有相互獨立之指示體。
在本實施例中，雖係將X電極之選擇數設為4根並構成為以"-++-"之順序來作選擇，但是，此係為為了能夠就 算是X電極之配列節距為廣也能夠將相互作了接近的手指明確地分離並辨識所採用的最適當之選擇方法。又，亦可將X電極之選擇數設為較4根而更多之偶數根，例如設為6根，並以"-+++--"或者是"--+++-"的方式來作選擇。
在本實施例中，雖係將Y電極之選擇數設為1根，但是，此係為為了能夠就算是Y電極之配列節距為廣也能夠將相互作了接近的手指明確地分離並辨識所採用的最適當之選擇方法。然而，係亦可將Y電極之選擇根數設為連續之2根以上。
在本實施例中，於X電極之選擇中，雖係將作為X選擇電路13之+端側而選擇了的電極之兩側作為-端側來作選擇，但是，係亦可構成為相反。
在本實施例中，雖係構成為將當指示導體被放置在被連接於差動放大器17之非反轉輸入端子(+)處的電極上時之從同步檢波電路18以及低通濾波器19而來的輸出電壓為正方向的情況時設為有效，並將當指示導體被放置在被連接於差動放大器17之反轉輸入端子(-)處的電極上時之從同步檢波電路18以及低通濾波器19而來的輸出電壓為負方向的情況時設為無效，但是，係亦可設為與上述構成相反之電路構成。
[第2實施例]
圖13，係為對於由本發明所致之位置檢測裝置的第2實施例之構成作展示者。在本實施例中，係針對下述一般 之構成作展示：亦即是，設置複數之對於從受訊電極而來之受訊訊號進行處理的電路，並藉由使此些同時動作，來作為全體而使取樣速度提昇。
在本實施例中，亦同樣的，位置檢測部係成為與圖1以及圖2相同的構造。在圖13中，23係為透明感測器，並在X方向上配列有67根(X1~X67)之電極，且在Y方向上配列有30根(Y1~Y30)之電極。24，係為被與透明感測器23之Y電極作連接並從Y電極之中而選擇1個的電極之類比多工器。
25係為產生特定頻率之訊號的送訊訊號產生電路，其之輸出訊號係被供給至送訊電路26處。送訊電路26，係為將從送訊訊號產生電路25而來之訊號轉換為特定之電壓並輸出的電路，其之輸出訊號係被施加於藉由類比多工器24而被作選擇的Y電極處。
27a~27d，係為分別具有相同的構成之訊號處理電路，並具備有與在圖3中之X選擇電路、差動放大器、同步檢波電路、低通濾波器、取樣保持電路以及AD轉換電路相同的電路。
訊號處理電路27a~27d之X選擇電路，係分別具備有19個的輸入端子(A0~A18)，從此些之輸入端子中而選擇編號相互連續之4個的端子，並將其中之兩端的2個端子選擇為-側，且將中央的2個端子選擇為+側。
此訊號處理電路27a~27d之各者的選擇電路所選擇了的+側之端子以及-側之端子，係被連接於差動放大器之 輸入，從差動放大器而來之輸出訊號，係經由同步檢波電路以及低通濾波器還有取樣保持電路，來藉由AD轉換電路而被進行數位轉換。此些之動作，係與前述之第1實施例的動作相同。
29，係為具備有ROM(Read Only Memory)以及RAM(Random Access Memory)並依據特定之程式而動作的微處理器，其係透過控制電路28來對於各訊號處理電路27a~27d進行控制，並且將各訊號處理電路27a~27d所輸出之AD轉換輸出透過控制電路28來進行讀取。
送訊訊號產生電路25之輸出訊號，係透過控制電路28而被供給至訊號處理電路27a~27d之各同步檢波電路處。
在本實施例中，67根的X電極，係被分割並連接於4個的訊號處理電路27a~27d之各19個的輸入端子(A0~A18)處。訊號處理電路27a之輸入端子A0~A18，係分別被與電極X1~X19作連接。又，訊號處理電路27b之輸入端子A0~A18，係分別被與電極X17~X35作連接。訊號處理電路27c之輸入端子A0~A18，係分別被與電極X33~X51作連接，訊號處理電路27d之輸入端子A0~A18，係分別被與電極X49~X67作連接。
於此，被共通性地連接於訊號處理電路27a以及27b、或者是被共通性地連接於訊號處理電路27b以及27c、乃至於被共通性地連接於訊號處理電路27c以及27d處的X電極之根數，係成為從X選擇電路作為+端以及 -端所選擇的X電極之根數的合計數量而減去1後的根數，在此例中，係成為4-1=3根。亦即是，X17~X19之3根的電極，係被共通性地連接於2個的訊號處理電路27a以及27b處，X33~X35之3根的電極，係被共通性地連接於2個的訊號處理電路27b以及27c處，X49~X51之3根的電極，係被共通性地連接於2個的訊號處理電路27c以及27d處。
在微處理器29處，係具備有將從訊號處理電路27a~27d所輸出之訊號準位值作保存的記憶體V(x，y)。作為此記憶體之位址，x係成為64個(1~64)，y係成為30個(1~30)。
微處理器29，係反覆進行以下所說明之步驟1~步驟16的動作。
在開始步驟1時，微處理器29，係以從分別被連接於訊號處理電路27a~27d處之X電極中的編號為小者起來以"-++-"的順序而選擇4根的方式，來對於控制電路28進行控制。亦即是，訊號處理電路27a，係選擇電極X1~X4，訊號處理電路27b，係選擇電極X17~X20，訊號處理電路27c，係選擇電極X33~X36，訊號處理電路27d，係選擇電極X49~X52。
步驟1係更進而被分割成30次的處理期間，在其之第1處理期間中，類比多工器24係選擇電極Y1，並將從送訊電路26而來之送訊訊號供給至電極Y1處。此時，微處理器29，係透過控制電路28，而從各訊號處理電路 27a~27d，讀取將從前述所選擇了的X電極而來之訊號作差動放大並經由同步檢波電路以及低通濾波器、取樣保持電路還有AD轉換電路所輸出的訊號準位值。
接著，在步驟1之第2處理期間中，類比多工器24係選擇電極Y2，從各訊號處理電路27a~27d所輸出之訊號準位係被微處理器29所讀取。同樣的，在第3處理期間中，類比多工器24係選擇電極Y3，從各訊號處理電路27a~27d所輸出之訊號準位係被微處理器29所讀取。如此這般，微處理器29係一面依序將Y電極之選擇編號作更新，一面讀取訊號準位，在第30處理期間中，係選擇電極Y30，訊號準位係被作讀取。
此時，微處理器29，係將從訊號處理電路27a所讀取了的30個訊號準位依序保存在微處理器29內的記憶體V(1，1)~V(1，30)中。又，係將從訊號處理電路27b所讀取了的30個訊號準位依序保存在記憶體V(17，1)~V(17，30)中。又，係將從訊號處理電路27c所讀取了的30個訊號準位依序保存在記憶體V(33，1)~V(33，30)中。又，係將從訊號處理電路27d所讀取了的30個訊號準位依序保存在記憶體V(49，1)~V(49，30)中。
接著，在開始步驟2時，微處理器29，係以將各訊號處理電路27a~27d所正選擇的X電極之編號相較於前述步驟1時而各增加1根的方式，來對於控制電路28進行控制。亦即是，訊號處理電路27a，係選擇電極X2~ X5，訊號處理電路27b，係選擇電極X18~X21，訊號處理電路27c，係選擇電極X34~X37，訊號處理電路27d，係選擇電極X50~X53。
在步驟2中，亦係與步驟1時相同的，類比多工器24對於電極Y1~Y30依序作了選擇時的從各訊號處理電路27a~27d而來之訊號準位係被微處理器29所讀取。此時，微處理器29，係將從訊號處理電路27a所讀取了的30個訊號準位依序保存在記憶體V(2，1)~V(2，30)中。又，係將從訊號處理電路27b所讀取了的30個訊號準位依序保存在記憶體V(18，1)~V(18，30)中。又，係將從訊號處理電路27c所讀取了的30個訊號準位依序保存在記憶體V(34，1)~V(34，30)中。又，係將從訊號處理電路27d所讀取了的30個訊號準位依序保存在記憶體V(50，1)~V(50，30)中。
接著，在步驟3中，係將訊號處理電路27a~27d所選擇的X電極之編號相較於步驟2時而各增加1根，訊號處理電路27a係選擇電極X3~X6，訊號處理電路27b係選擇電極X19~X22，訊號處理電路27c係選擇電極X35~X38，訊號處理電路27d係選擇電極X51~X54，之後，同樣的對於訊號準位作讀取。從各訊號處理電路27a~27d所讀取了的訊號準位，係分別被保存在記憶體V(3，1)~V(3，30)、記憶體V(19，1)~V(19，30)、記憶體V(35，1)~V(35，30)、記憶體V(51，1)~V(51，30)中。
同樣的，在每次對於步驟編號作更新時，將X電極之選擇編號各增加1根，從各訊號處理電路27a~27d而來的訊號準位係被作讀取，在最後的步驟16中，從各訊號處理電路27a~27d所讀取了的訊號準位，係分別被保存在記憶體V(16，1)~V(16，30)、記憶體V(32，1)~V(32，30)、記憶體V(48，1)~V(48，30)、記憶體V(64，1)~V(64，30)中。
如此這般，在本實施例中，係藉由步驟1~16，而能夠將當把Y側選擇電極之編號設為"y"並把X側選擇電極之編號設為"x~x+3"時的訊號準位，作為V(x，y)而求取出來。如此這般所得到的訊號準位，由於係與第1實施例相同的而成為正或者是負的值，因此係能夠藉由與在圖6~圖12中所說明者相同的方法來求取出指示體之位置和個數。
在本實施例中，係藉由將位置檢測面分割成4個區域並藉由4個的訊號處理電路來進行處理，而能夠以短時間來求取出全面的訊號準位。
又，由於係構成為將位置於區域之邊界附近的X電極共通連接於2個的訊號處理電路處，因此，訊號係與作為全體而相互連續之檢測面的情況相同地而被檢測出來，就算是將各個的訊號處理電路作為積體電路(IC)來構成，也不會發生存在有非感測區域的情況，而能夠作為相互連續之檢測面來進行處理。
另外，在本實施例中，雖係將位置檢測面之分割數設 為4，但是，係並不被限定於此，亦可為較4而更多，亦可為更少。
13‧‧‧X選擇電路
14‧‧‧Y選擇電路
17‧‧‧差動放大器

Claims (9)

  1. 一種位置檢測裝置，其特徵為，係設置有：位置檢測感測器，係在第1方向以及與前述第1方向相正交之第2方向上，分別配列有複數之電極；和送訊訊號產生電路，係對於被配列在前述第1方向上之電極供給送訊訊號；和第1電極選擇電路，係將從前述送訊訊號產生電路所輸出之前述送訊訊號供給至被配列在前述第1方向上之複數之電極中的特定之電極處；和差動放大電路，係具備有第1輸入端子以及第2輸入端子，並將被輸入至前述第1輸入端子以及第2輸入端子處之訊號作差動放大而輸出；和第2電極選擇電路，係對於被配列在前述第2方向上之複數的電極中之相互鄰接之至少4根以上的偶數根之電極作選擇，並將前述所選擇了的偶數根的電極中之並未包含兩端且相互鄰接之半數，供給至差動放大電路之前述第1輸入端子處，且將前述所選擇了的偶數根的電極中之包含有前述兩端之剩餘的半數，供給至差動放大電路之前述第2輸入端子處；和同步檢波電路，係身為檢測出前述差動放大電路所輸出之受訊訊號的強度之電路，並作為與以前述送訊訊號之相位作為基準的前述受訊訊號之相位相對應之正方向或負方向之值來輸出；和處理電路，係當對於藉由前述第1電極選擇電路以及 前述第2電極選擇電路所選擇的電極依序進行切換時，根據前述同步檢波電路所輸出之訊號的強度以及代表正或負的極性之分布，來求取出由指示導體所致之指示位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之位置檢測裝置，其中，前述處理電路，係以將當指示導體被放置在藉由前述第2電極選擇電路而被連接於前述差動放大電路之第1輸入端子處的電極上時之從前述同步檢波電路而來的輸出極性之方向設為有效，並將當指示導體被放置在藉由前述第2電極選擇電路而被連接於前述差動放大電路之第2輸入端子處的電極上時之從前述同步檢波電路而來的輸出極性之方向設為無效的方式，來進行處理。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之位置檢測裝置，其中，在將當指示導體被放置在藉由前述第2電極選擇電路而被連接於前述差動放大電路之第1輸入端子處的電極上時之從前述同步檢波電路而來的輸出極性之方向設為正(或者是負)，並將當指示導體被放置在藉由前述第2電極選擇電路而被連接於前述差動放大電路之第2輸入端子處的電極上時之從前述同步檢波電路而來的輸出極性之方向設為負(或者是正)的情況時，在對於前述第1電極選擇電路正對於特定之電極作選擇時的由前述第2電極選擇電路所致之選擇電極依序作更新時之從前述同步檢波電路而來的輸出電壓之分布中，若是於正方向(或者是負方向)上存在有2個的峰值點，並且在2個的峰值點之間存在有於負方向(或者是正方向)上而具備特定以上之大小 的電壓之點，則係判斷前述2個的峰值點乃身為由相互獨立之指示導體所致者，而若是在前述2個的峰值點之間並未存在有成為特定以上的負方向電壓(或者是正方向電壓)之點，則係判斷前述2個的峰值點乃身為由同一之指示導體所致者。
  4. 如申請專利範圍第1~3項中之任一項所記載之位置檢測裝置，其中，將前述第2電極選擇電路所選擇的電極數量設為4根。
  5. 一種位置檢測裝置，其特徵為，係具備有由被配列在位置檢測面之第1方向上的複數之送訊電極和被配列在與前述第1方向相正交之第2方向上的複數之受訊電極所成之位置檢測感測器，並將與當指示導體和前述位置檢測面作了接觸時的前述送訊電極和前述受訊電極間之容量變化相對應的訊號檢測出來，該位置檢測裝置，係設置有複數之與前述複數之受訊電極中的特定根數作連接之訊號處理電路，於前述複數之訊號處理電路處，係分別設置有：從前述被連接的特定根數之受訊電極中選擇2組的電極並作為+端和-端而輸出之電極選擇電路、和與前述+端以及-端作連接並檢測出訊號之差之差動放大電路，並且，該位置檢測裝置，係將前述位置檢測面於前述第2方向上而分割成複數之區域，並在各個前述區域之每一者處，將前述受訊電極與前述複數之訊號處理電路的各者分別作連接，並且將位置在前述區域之邊界附近處的特 定根數之前述受訊電極共通連接於2個的前述訊號處理電路處。
  6. 如申請專利範圍第5項所記載之位置檢測裝置，其中，前述特定根數，係為從前述電極選擇電路作為+端以及-端所選擇了的電極之合計數而減去1之後的數量。
  7. 如申請專利範圍第5項或第6項所記載之位置檢測裝置，其中，前述電極選擇電路，係使作為+端以及-端所選擇的各別之電極成為同數且為2根以上，並將+端以及-端之其中一方選擇為相互鄰接，且將+端以及-端之另外一方選擇為分散於作為前述其中一方所選擇了的電極之兩側處。
  8. 如申請專利範圍第5~7項中之任一項所記載之位置檢測裝置，其中，係將前述訊號處理電路納入至1個的積體電路(IC)中。
  9. 如申請專利範圍第1~8項中之任一項所記載之位置檢測裝置，其中，被配列在前述第1方向以及前述第2方向上之電極，係使用透明導電材來構成，並將前述位置檢測感測器與顯示裝置作了組合。
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