TWI486829B - 觸控面板系統及電子機器 - Google Patents

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Manabu Yumoto
Masayuki Miyamoto
Shinichi Yoshida
Kengo Takahama
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Sharp Kk
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Description

觸控面板系統及電子機器
本發明係關於一種觸控面板系統及具備其之電子機器，尤其係關於一種能夠確實有效地進行由顯示裝置等產生之雜訊之去除(消除)的觸控面板系統及電子機器。
當前，於以智慧型手機等便攜資訊機器、自動售票機等自動販賣機為首之各種電子機器中，觸控面板系統之搭載正快速發展中。
此種觸控面板系統通常具有於顯示裝置之上部(正面)積層有觸控面板之構造。因此，設於觸控面板上之感測器不僅易受到顯示裝置產生之時鐘等之雜訊影響，且易受到除此以外之外來雜訊的影響。此種雜訊會導致觸控操作之檢測靈敏度下降。
於專利文獻1中，記載有實施此種雜訊對策之觸控面板系統(座標輸入裝置)。專利文獻1之觸控面板系統為了去除雜訊而具備雜訊處理部。圖19係表示專利文獻1之觸控面板系統中設置之雜訊處理部100的方塊圖。如圖19所示，雜訊處理部100包括濾波部101、邏輯反轉部102、及加算部103。濾波部101接收來自未圖示之觸控面板上所設之感測器的輸出信號(類比信號)。進而，濾波部101將此輸入信號所含之AC信號成分作為雜訊信號而抽取。邏輯反轉部102使所抽取之雜訊信號之相位反轉180度。加算部103於輸入至濾波部101之包含雜訊信號的輸入信號上，加上使相位反轉180度後之雜訊信號。
如此，於專利文獻1之觸控面板系統中，將濾波部101所抽取之雜訊信號反轉，並將經反轉之信號加至感測器之輸入信號(類比信號)上。即，於感測器之輸入信號中所含之雜訊成分上，加上與雜訊成分同位準之經反轉的信號。藉此，使重疊於感測器之輸入信號之雜訊相互抵消。因此，可降低感測器之輸入信號所含之雜訊之影響。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本公開專利公報「日本專利特開2001-125744號公報(2001年5月11日公開)」
然而，專利文獻1之觸控面板系統存在無法去除AC信號成分以外之雜訊之問題。
具體而言，如上述般、專利文獻1之觸控面板系統對於感測器之輸入信號而言，係將該輸入信號所含之AC信號成分作為雜訊處理。該AC信號由濾波部101抽取之後，藉由邏輯反轉部102而使相位反轉180度。然後，於加算部103中，將經反轉之信號加至包含AC信號成分之輸入信號上。如此，於專利文獻1中，雜訊處理中最重要的是濾波部101抽取AC信號成分之處理。
然而，於專利文獻1中，並未詳細揭示濾波部101之構成。因此，專利文獻1之觸控面板系統以何種程度去除雜訊並不明確。又，於專利文獻1中，係將類比信號所含之AC信號成分作為雜訊處理。即，於專利文獻1之觸控面板系統中，基本上設定僅去除脈衝雜訊，而脈衝雜訊以外之雜訊則並非去除對象。因此，無法確實地消除脈衝雜訊以外之多種雜訊。
本發明係鑒於上述先前問題研究而成者，其目的在於提供一種能夠確實地去除多種雜訊之觸控面板系統及電子機器。
為解決上述問題，本發明之觸控面板系統包括觸控面板、及處理來自上述觸控面板之信號之觸控面板控制器，其特徵在於：上述觸控面板包含檢測上述觸控面板之觸控操作之主感測部、及設於與設有上述主感測部之觸控面板上之面為同一面內的副感測部；上述觸控面板控制器具備減算部，該減算部接收來自上述主感測部及副感測部之信號，並自上述主感測部之信號中減去上述副感測部之信號。
根據上述構成，係於觸控面板上之同一面內(同一面上)，設置主感測部及副感測部。藉此，來自主感測部及副感測部之所有輸出信號中，均包含反映至觸控面板之各種雜訊信號。進而，減算部獲取包含觸控操作之信號與雜訊信號之來自主感測部之輸出信號、與包含雜訊信號的來自副感測部之輸出信號之差分。藉此，自主感測部之輸出信號中去除雜訊成分，抽取觸控操作原本之信號。因此，可確實地去除(消除)反映至觸控面板之多種雜訊。
為解決上述問題，本發明之另一觸控面板系統包括觸控面板、及處理來自上述觸控面板之信號之觸控面板控制器，其特徵在於：上述觸控面板具備感測部，該感測部包含複數個感測線且檢測上述觸控面板之觸控操作；上述觸控面板控制器具備減算部，該減算部接收來自上述感測部之信號，算出相互鄰接之感測線之信號之差分。
根據上述構成，減算部於鄰接之感測線間取得差分信號值。即，取得雜訊之相關性更高之鄰接之感測線間的差分。藉此，自主感測器之輸出信號中去除雜訊成分，抽取觸控操作原本之信號。因此，可確實地去除(消除)反映至觸控面板之多種雜訊。
為解決上述問題，本發明之電子機器之特徵在於具備本發明之觸控面板系統。
因此，可提供一種能夠確實地去除(消除)反映至觸控面板之多種雜訊之電子機器。
如上所述，本發明之觸控面板系統構成為具備減算部，該減算部接收來自主感測部及副感測部之信號，自主感測部之信號中減去副感測部之信號。藉此，自主感測部之輸出信號中去除雜訊成分，抽取觸控操作原本之信號。因此，實現能夠確實地去除(消除)反映至觸控面板之多種雜訊之效果。
又，本發明之另一觸控面板系統構成為具備減算部，該減算部接收來自上述主感測部之信號，算出相互鄰接之感測線之信號之差分。即，減算部取得雜訊之相關性更高之相互鄰接之感測線間的差分信號值。藉此，自主感測部之輸出信號中去除雜訊成分，抽取觸控操作原本之信號。因此，實現能夠確實地去除(消除)反映至觸控面板之多種雜訊之效果。
以下，基於圖式對本發明之實施形態進行說明。
[實施形態1]
(1)觸控面板系統1之構成
圖1係表示本發明之一實施形態之觸控面板系統1之基本構成的概略圖。觸控面板系統1包括顯示裝置2、觸控面板3、觸控面板控制器4、及驅動線驅動電路5，其具有雜訊消除功能。以下，將使用者利用之側作為正面(或上方)而進行說明。
顯示裝置2具備未圖示之顯示畫面(顯示部)。顯示畫面上顯示有操作用之各種圖符、及與使用者之操作指示對應的文字資訊等。顯示裝置2例如包含液晶顯示器、電漿顯示器、有機EL顯示器、場發射顯示器(FED；field emission display)等。該等顯示器多使用日常之電子機器，構成通用性較高之觸控面板系統1。顯示裝置2可為任意構成，並無特別限定。
觸控面板3係由使用者藉由手指或筆等對觸控面板3之表面進行觸控(按壓)操作，而輸入各種操作指示。觸控面板3係以覆蓋顯示畫面之方式積層於顯示裝置2之正面(上部)。
觸控面板3包括設於同一面上(同一面內)之2個感測器(主感測器31，副感測器32各1個)。主感測器31與副感測器32係相互鄰接而設置。主感測器31及副感測器32均為靜電電容方式之感測器。設有靜電電容方式之感測器之觸控面板3具有穿透率高且亦具有耐久性之優點。
主感測器(主感測部)31係設於觸控面板3上之觸控操作區域(觸控區域)，檢測使用者對觸控面板3之觸控操作。觸控操作包含雙擊操作、滑動操作、單擊操作、及拖曳操作等。主感測器31具備含有線狀電極之感測線33。感測線33之一端係連接於觸控面板控制器4上。藉此，由主感測器31檢測出之信號經由感測線33而輸出至觸控面板控制器4。即，由主感測器31檢測出之與觸控操作對應的信號輸出至觸控面板控制器4。
副感測器(副感測部)32檢測反映至觸控面板3之雜訊成分。副感測器32係設於觸控面板3上之非觸控操作之區域(非觸控區域)。因此，使用者不會藉由觸控操作而接觸副感測器32，其檢測由觸控面板系統1產生之各種雜訊。如此，與主感測器31不同，副感測器32不檢測對應觸控操作之信號。即，使用者不會藉由觸控操作而接觸副感測器32，其檢測觸控面板3中產生之雜訊。
副感測器32具備含有線狀電極之副感測線34。副感測線34相對於感測線33而平行(於與感測線33相同之方向上延伸)。副感測線34之一端係連接於觸控面板控制器4。藉此，由副感測器32檢測出之信號經由副感測線34而輸出至觸控面板控制器4。
另一方面，觸控面板3具備以與感測線33及副感測線34正交之方式交叉的驅動線35。驅動線35含有線狀電極。於感測線33或副感測線34與驅動線35之交叉部分，形成有靜電電容。即，於感測線33與驅動線35之間、及副感測線34與驅動線35之間，分別形成有靜電電容。驅動線35係連接於驅動線驅動電路(感測器驅動部)5，且於觸控面板系統1之啟動時，驅動線35上以一定週期施加有電位。
感測線33、副感測線34、及驅動線35均可藉由例如ITO(Indium Tin Oxide：氧化銦錫)等透明配線材料形成。感測線33、副感測線34、及驅動線35亦可稱為觸控面板3之感測器電極。
再者，驅動線35係設於透明基板或透明薄膜(未圖示)上。進而，驅動線35係藉由絕緣層(未圖示)而被覆。於該絕緣層上設有感測線33及副感測線34。如此，感測線33或副感測線34、與驅動線35係介隔絕緣層而相互絕緣，並且電容耦合。感測線33及副感測線34係藉由保護層(未圖示)而被覆。即，於觸控面板3中，保護層係配置於最正面側(使用者側)。
觸控面板控制器4讀取自觸控面板3之主感測器31及副感測器32輸入之信號(資料)。觸控面板系統1具備靜電電容方式之感測器，觸控面板控制器4檢測由觸控面板3產生之靜電電容。具體而言，觸控面板控制器4檢測感測線33-驅動線35間之靜電電容之變化、副感測線34-驅動線35間之靜電電容的變化。觸控面板控制器4包括減算部41、座標檢測部42、及CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)43。
減算部41包括用以接收自主感測器31輸出之信號之輸入端子(主感測器輸出用之輸入端子)、以及用以接收自副感測器32輸出之信號的輸入端子(副感測器輸出用之輸入端子)。減算部41自輸入至主感測器輸出用之輸入端子之信號中，減去輸入至副感測器輸出用之輸入端子的信號。由減算部41而經減算處理之信號被輸出至座標檢測部42。再者，輸入至減算部41之信號既可為數位信號，亦可為類比信號。即，輸入至減算部41之輸入信號只要係與減算部41之構成對應的信號便可。
座標檢測部42根據由減算部41經減算處理之信號，而檢測觸控操作之有無資訊。例如，座標檢測部42於來自減算部41之輸出信號值為特定閾值以上之情形時，將觸控操作「有」之信號輸出至CPU 43。再者，於觸控面板系統1中，由於主感測器31為單數，故座標檢測部42檢測觸控操作之有無資訊。另一方面，於主感測器31為複數個之情形時，座標檢測部42亦檢測使用者之觸控位置之座標值。
CPU 43以一定間隔取入自座標檢測部42輸出之資訊，並對應於所取入之資訊而對顯示裝置2進行輸出等。
驅動線驅動電路5係連接於驅動線35，且於觸控面板系統1之啟動時，驅動線35上以一定週期施加有電位。
(2)觸控面板系統1之雜訊處理
觸控面板系統1根據由觸控面板控制器4檢測出之靜電電容之變化，而檢測觸控操作之有無。然而，觸控面板3係黏接於顯示裝置2之正面(使用者側)。因此，觸控面板系統1不僅易受到顯示裝置2產生之時鐘等雜訊影響，且亦易於受到除此以外之外來雜訊的影響。其結果為，觸控操作之檢測靈敏度(座標檢測部42之檢測靈敏度)下降。
因此，觸控面板系統1具備副感測器32及減算部41，作為去除此種雜訊之對策。基於圖2，對觸控面板系統1之雜訊消除處理進行說明。圖2係表示作為觸控面板系統1之基本處理之雜訊消除處理的流程圖。
若觸控面板系統1啟動，則自驅動線驅動電路5對驅動線35以一定週期施加電位。若使用者對觸控面板3進行觸控操作，則主感測器31及副感測器32之兩感測器向減算部41輸出信號。
此處，顯示裝置2產生之時鐘等雜訊、及其他外來雜訊係反映至觸控面板3。因此，於主感測器31及副感測器32中檢測各種雜訊成分。即，來自主感測器31之輸出信號中，在觸控操作原本之信號上加上了雜訊信號(雜訊成分)。另一方面，副感測器32不檢測觸控操作。因此，來自副感測器32之輸出信號中，包含雜訊信號(雜訊成分)，但不包含觸控操作之信號(F201)。
於觸控面板系統1中，主感測器31與副感測器32彼此係設於同一面內，且相互鄰接而設置。因此，主感測器31之輸出信號所包含之雜訊信號值、與副感測器32之輸出信號所包含之雜訊信號值基本上可視為相同值。因此，觸控面板控制器4內存在之減算部41執行減算處理，即自主感測器31之輸入信號(信號值)中，減去副感測器32之輸入信號(信號值)(F202)。即，減算部41取得感測線33與副感測線34之差分。藉此，自主感測器31之輸出信號中去除雜訊信號。因此，獲得由觸控操作產生之觸控操作原本之信號值。
以此方式經減算處理之信號(觸控操作原本之信號)輸出至觸控面板控制器4內存在的座標檢測部42(F203)。藉此，觸控操作原本之信號輸出至座標檢測部42。座標檢測部42藉由觸控操作原本之信號處理而檢測觸控操作之有無。因此，可抑制座標檢測部42之檢測靈敏度(觸控操作之有無之檢測精度等)下降。
如此，於觸控面板系統1中，減算部41取得感測線33與副感測線34之差分，自包含多種雜訊成分之來自感測線33的輸入信號中消除雜訊成分。即，減算部41自感測線33之輸入信號中去除雜訊信號，抽取由觸控操作產生之原本之信號。因此，可提供一種能夠確實地消除多種雜訊之觸控面板系統1。
另一方面，若視覺表示觸控面板系統1之雜訊消除處理，則如圖3所示。圖3係表示觸控面板系統1之減算部41所處理之信號之波形的圖。圖3(a)表示來自主感測器31之輸出信號，圖3(b)表示來自副感測器32之輸出信號，圖3(c)表示由減算部41處理後之信號。圖3所示之各信號係使用者執行觸控操作時之信號。
於觸控面板系統1中，若使用者執行觸控操作，則檢測觸控操作之主感測器31之電容增加(圖3(a))。即，來自主感測器31(感測線33)之輸出信號值增加。然而，執行觸控操作時之來自主感測器31之輸出信號中，不僅包含觸控操作原本之信號，還加上各種雜訊(顯示裝置2產生之時鐘等雜訊、外來雜訊)信號。
另一方面，副感測器32不檢測觸控操作，故副感測器32(副感測線)之電容不會因觸控操作而增加。即，來自副感測器32之輸出信號中不包含觸控操作之信號，而是包含反映至觸控面板3之雜訊成分(圖3(b))。
減算部41自主感測器31之輸出信號中減去副感測器32之輸出信號(圖3(a)之信號值-圖3(b)之信號值)。藉由該減算處理，如圖3(c)所示自主感測器31之輸出信號中去除自副感測器32輸出的雜訊成分。因此，獲得由觸控操作產生之觸控操作原本之信號。進而，座標檢測部42中輸入有觸控操作原本之信號，故觸控操作之檢測精度不會下降。
如上所述，本實施形態之觸控面板系統1係於觸控面板3上之同一面內(同一面上)，設置主感測器31及副感測器32。藉此，主感測器31及副感測器32之任一者之輸出信號均包含反映至觸控面板3之各種雜訊信號。進而，減算部41取得包含觸控操作之信號與雜訊信號之來自主感測器31之輸出信號、與包含雜訊信號之來自副感測器32之輸出信號的差分。藉此，自主感測器31之輸出信號中去除雜訊成分，抽取觸控操作原本之信號。因此，確實地去除(消除)反映至觸控面板3之多種雜訊。
再者，於專利文獻1之觸控面板系統中，作為去除對象之雜訊成分係包含雜訊成分之信號中之AC信號成分。相對於此，於觸控面板系統1中，主感測器31及副感測器32之輸出信號中包含各種雜訊成分。因此，觸控面板系統1中作為去除對象之雜訊成分不限於AC信號成分。因此，觸控面板系統1可完全消除反映至觸控面板3之所有雜訊。
於觸控面板系統1中，副感測器32只要與主感測器31一併設於觸控面板3之同一面內便可。藉此，主感測器31及副感測器32之任一者均可檢測反映至觸控面板3之雜訊成分(雜訊信號)。其中，副感測器32較佳為不檢測觸控面板3之觸控操作。根據該構成，觸控操作之信號不由副感測器32檢測，故來自副感測器32之輸出信號中不包含觸控操作之信號。藉此，不會因減算部41之減算處理而導致觸控操作之信號值減少。即，可不使主感測器31所檢測之觸控操作之信號減少而去除雜訊成分。因此，可進而提高觸控操作之檢測靈敏度。
如觸控面板系統1般，將副感測器32設於觸控面板3上之使用者不觸控操作之區域(非觸控區域)的情形時，觸控操作之信號不由副感測器32檢測。因此，副感測器32係檢測反映至觸控面板之雜訊而無需使用者之觸控操作，從而不檢測觸控操作之信號。因此，副感測器32可確實地避免檢測觸控操作。
藉由副感測器32而檢測雜訊成分之後，副感測器32較佳為儘可能設為接近主感測器31，更佳為與主感測器31鄰接而設置。藉此，主感測器31與副感測器32係於大致相同條件下配置。尤其係於副感測器32與主感測器31鄰接而設置之情形時，主感測器31與副感測器32配置為最接近。因此，副感測器32之輸出信號所含之雜訊信號值可視為與主感測器31之輸出信號所含的雜訊信號值相同。藉此，藉由減算部41之減算處理，而可更確實地去除反映至觸控面板3之雜訊成分。因此，可進而提高觸控操作之檢測靈敏度。
於本實施形態中，對具備靜電電容方式之觸控面板3之觸控面板系統1進行了說明。然而，觸控面板3之動作原理(感測器之動作方式)並不限定於靜電電容方式。例如具備電阻膜方式、紅外線方式、超聲波方式、或電磁感應耦合方式之觸控面板的觸控面板系統亦同樣發揮雜訊消除功能。又，無論顯示裝置2之種類如何亦發揮雜訊消除功能。
本實施形態之觸控面板系統1可適用於觸控面板式之各種電子機器。作為電子機器，可列舉例如電視、個人電腦、行動電話、數位攝像機、可攜遊戲機、電子相框、便攜資訊終端(PDA：Personal Digital Assistant，個人數位專利)、電子書、家電製品(微波爐，洗衣機等)、售票機、ATM(Automated Teller Machine，自動櫃員機)、汽車導航系統等。藉此，可提供一種能夠有效抑制觸控操作之檢測靈敏度下降之電子機器。
[實施形態2]
(1)觸控面板系統1a之構成
圖4係表示本發明之另一觸控面板系統1a之基本構成的概略圖。觸控面板系統1a之基本構成係與實施形態1之觸控面板系統1大致相同。以下，以與觸控面板系統1之不同點為中心，對觸控面板系統1a進行說明。再者，為便於說明，對於具有與實施形態1中說明之圖式相同功能之構件，附上相同符號且省略其說明。
觸控面板系統1a與觸控面板系統1之不同點在於設於觸控面板3a之感測器之構成。即，觸控面板3a包括包含複數個主感測器31之主感測器群31a、及包含複數個副感測器32之副感測器群32a。觸控面板系統1a不僅檢測使用者之觸控操作之有無，且亦檢測使用者之觸控操作之位置資訊(座標)。
具體而言，於觸控面板系統1a中，觸控面板3a於觸控面板3a之同一面上(同一面內)上具有主感測器群31a、及副感測器群32a。主感測器群31a、與副感測器群32a係相互鄰接而設置。主感測器群31a及副感測器群32a均係由靜電電容方式之感測器構成。
主感測器群(主感測部)31a係設於觸控面板3a上之觸控操作區域(觸控區域)，檢測使用者之觸控面板3a之觸控操作。主感測器群31a係由格子狀配置之複數個主感測器31構成。主感測器群31a具備L根(L為2以上之整數)之感測線33。各感測線33係相互平行且等間隔地設置。各感測線33上配置有M個(M為2以上之整數)主感測器31。
各感測線33之一端係連接於觸控面板控制器4之減算部41上。藉此，由主感測器31檢測出之信號經由各感測線33而輸出至減算部41。即，由主感測器31檢測出之與觸控操作對應的信號係輸出至減算部41。
副感測器群(副感測部)32a檢測反映至觸控面板3a之雜訊成分。副感測器群32a係設於觸控面板3a上之非觸控操作之區域(非觸控區域)。因此，副感測器群32a不由使用者之觸控操作接觸，而檢測觸控面板系統1a產生的各種雜訊。如此，與主感測器群31a不同，副感測器群32a不檢測與觸控操作對應之信號。即，副感測器群32a不由使用者之觸控操作接觸，而檢測感測器中產生的雜訊。副感測器群32a具有1根副感測線34。副感測線34相對於各感測線33而平行(於與感測線33相同之方向上延伸)。副感測線34上配置有M個(M為2以上之整數)副感測器32。即，配置於各感測線33上之主感測器31之個數、與配置於副感測線34上之副感測器32的個數相同。
副感測線34之一端係連接於觸控面板控制器4之減算部41上。藉此，由副感測器群32a檢測出之信號經由副感測線34而輸出至減算部41。
另一方面，觸控面板3a具備以與各感測線33及副感測線34正交之方式交叉的M根(M為2以上之整數)驅動線35。各驅動線35係相互平行且等間隔地設置。各驅動線35上配置有L個(L為2以上之整數)主感測器31、及1個副感測器32。進而，各感測線33或副感測線34於與各驅動線35之交叉部分形成有靜電電容。即，於各感測線33與各驅動線35之間、及副感測線34與各驅動線35之間，分別形成有靜電電容。驅動線35係連接於未圖示之驅動線驅動電路，在觸控面板系統1a之啟動時，驅動線35上以一定週期施加有電位。
如此，於觸控面板3a中，橫向設置之感測線33及副感測線34、與縱向設置之驅動線35係配置為二維矩陣狀。再者，感測線33、副感測線34、驅動線35之根數、長度、寬度、間隔等，可根據觸控面板系統1a之用途或觸控面板3a之大小等而任意設定。
(2)觸控面板系統1a之雜訊處理
觸控面板系統1a根據由觸控面板控制器4檢測出之靜電電容之變化，而檢測觸控操作之有無及觸控位置。然而，於觸控面板系統1a中，亦與觸控面板系統1同樣地，容易受到各種雜訊之影響。因此，觸控操作之檢測靈敏度(座標檢測部之檢測靈敏度)會下降。具體而言，圖5係表示圖4之觸控面板系統1a中不具備副感測器群32a之觸控面板3b的概略圖。如圖5所示，觸控面板3b僅具有主感測器群31a，而不具有副感測器群32a。即，圖5之觸控面板3b係雜訊對策前之構成。該情形時，觸控面板3b受到各種雜訊之影響。因此，自各感測線33輸出之信號中包含各種雜訊成分，觸控操作之檢測靈敏度下降。
因此，於觸控面板系統1a中，具有副感測器群32a及減算部41作為去除此種雜訊之對策。基於圖6，對觸控面板系統1a之雜訊消除處理進行說明。圖6係表示作為觸控面板系統1a之基本處理之雜訊消除處理的流程圖。
若觸控面板系統1a啟動，則驅動線35上以一定週期施加有電位。若使用者對觸控面板3a執行觸控操作，則主感測器群31a及副感測器群32a之兩感測器群向減算部41輸出信號。具體而言，若使用者執行觸控操作，則與觸控位置對應之特定主感測器31之電容增加。即，來自此主感測器31(感測線33)之輸出信號值增加。觸控面板系統1a驅動各驅動線35並將感測線33及副感測線34之輸出信號輸出至減算部41。
更詳細而言，顯示裝置2產生之時鐘等雜訊、及除此以外之外來雜訊反映至觸控面板3a。因此，主感測器群31a及副感測器群32a檢測各種雜訊成分。即，來自主感測器群31a之輸出信號中，係於觸控操作原本之信號上加上雜訊信號(雜訊成分)。另一方面，副感測器群32a不檢測觸控操作。因此，來自副感測器群32a之輸出信號中包含雜訊信號(雜訊成分)，不包含觸控操作之信號(F501)。
於觸控面板系統1a中，主感測器群31a與副感測器群32a係相互設於同一面內，且相互鄰接地設置。因此，主感測器群31a之輸出信號所含之雜訊信號值、與副感測器群32a之輸出信號之雜訊信號值基本上可視為相同值。因此，觸控面板控制器4內存在之減算部41執行減算處理，即，自主感測器群31a之輸入信號(信號值)中減去副感測器群32a之輸入信號(信號值)(F502)。即，減算部41取得各感測線33與副感測線34之差分。藉此，自主感測器群31a之輸出信號中去除雜訊信號。因此，獲得由觸控操作產生之觸控操作原本之信號值。
以此方式經減算處理之信號輸出至觸控面板控制器4內存在的座標檢測部42(F503)。藉此，將觸控操作原本之信號輸出至座標檢測部42。座標檢測部42藉由觸控操作原本之信號處理，而檢測觸控操作之有無及觸控位置(座標)。因此，可抑制座標檢測部42之檢測靈敏度(觸控操作之有無之檢測精度、觸控位置之檢測靈敏度等)下降。
再者，於觸控面板系統1a中，包含與觸控位置對應之特定主感測器31之感測線33的輸出信號具有如圖3(a)之波形，來自副感測器群32a(副感測線34)之輸出信號具有如圖3(b)之波形。減算部41自主感測器群31a之輸出信號中減去副感測器群32a之輸出信號。藉由該減算處理，如圖3(c)所示自主感測器群31a之輸出信號中去除自副感測器群32a輸出的雜訊成分。因此，獲得由觸控操作產生之觸控操作原本之信號。進而，於座標檢測部42中輸入有觸控操作原本之信號，無論是觸控操作之檢測精度還是觸控位置之檢測精度均不下降。因此，可縮小實際觸控位置、與座標檢測部42檢測出之檢測位置之偏差。
如上所述，觸控面板系統1a驅動驅動線35並由感測線33讀取使用者執行觸控操作而引起的主感測器群31a之電容值之變化。又，由副感測線34讀取雜訊成分。進而，藉由減算部41取得感測線33與副感測線34之差分，從而可去除(消除)雜訊成分。
觸控面板系統1a中，主感測器群31a係由縱向及橫向配置為矩陣狀之複數個主感測器31構成。藉此，除了獲得與觸控面板系統1相同之效果以外，還可藉由座標檢測部42而檢測觸控座標。即，可與觸控操作之有無一併檢測觸控位置(座標值)。
與觸控面板系統1同樣地，觸控面板系統1a中，作為去除對象之雜訊成分亦不限於AC信號成分。因此，觸控面板系統1a亦可完全消除反映至觸控面板3a的所有雜訊。
[實施形態3]
(1)觸控面板系統1b之構成
圖7係表示本發明之另一觸控面板系統1b之基本構成的概略圖。觸控面板系統1b之基本構成係與實施形態2之觸控面板系統1a大致相同。以下，以與觸控面板系統1a之不同點為中心，對觸控面板系統1b進行說明。再者，為便於說明，對於具有與實施形態1、2中說明之圖式相同功能的構件，附上相同符號而省略其說明。
觸控面板3b具有與實施形態2之觸控面板系統1a之觸控面板3a相同的構成。即，觸控面板3b包括複數根(圖7中為5根)驅動線35、與各驅動線35交叉之複數根(圖7為7根)感測線33、及與各驅動線35正交且與感測線33平行之1根副感測線34。感測線33與驅動線35、及副感測線34與驅動線35分別相互絕緣且電容耦合。
以下，將1根副感測線34、與7根感測線33形成之8根感測/副感測排列作為排列(1)~排列(8)而分開進行說明。
觸控面板控制器4自輸入側起依序具有開關SW、減算部41、記憶部45a~45d、及加算部46。再者，雖未圖示，但觸控面板控制器4亦具有座標檢測部42及CPU 43(圖1)。如此，觸控面板系統1b中，觸控面板控制器4之構成係與觸控面板系統1、1a不同。
開關SW對自感測線33或副感測線34輸入至減算部41之信號進行切換。更詳細而言，開關SW於上下具有2個端子，選擇其一方之端子。圖7係開關SW選擇下側之端子之狀態。
減算部41進行由開關SW選擇之排列(1)~(8)之信號之差分信號處理。即，減算部41進行鄰接之感測線33間之差分信號處理、及鄰接之感測線33與副感測線34的差分信號處理。例如，如圖7般藉由開關SW選擇下側之端子之情形時，減算部41進行排列(8)-排列(7)、排列(6)-排列(5)、排列(4)-排列(3)、及排列(2)-排列(1)之各差分信號處理。另一方面，雖未圖示，於藉由開關SW而選擇上側之端子之情形時，減算部41進行排列(7)-排列(6)、排列(5)-排列(4)、及排列(3)-排列(2)之各差分信號處理。
記憶部45a~45d記憶由開關SW選擇一方之端子時之利用減算部41進行差分處理後之信號(差分處理信號)。記憶部45a~45d所記憶之差分處理信號輸出至加算部46。再者，於藉由開關SW選擇另一端子之情形時，差分處理信號不經由記憶部45a~45d而直接輸出至加算部46。
加算部46將自減算部41及記憶部45a~45d輸入之鄰接之感測線33的差分處理信號相加，輸出經加算處理後之結果。又，加算部46輸出記憶於記憶部45a之副感測線34及與其鄰接之感測線33的差分處理信號(排列(2)-排列(1))。加算部46最終輸出排列(2)-排列(1)、排列(3)-排列(1)、排列(4)-排列(1)、排列(5)-排列(1)、排列(6)-排列(1)、排列(7)-排列(1)、排列(8)-排列(1)之各信號。即，自加算部46輸出之信號中已去除感測線33所含之雜訊信號(排列(1)之信號)。而且，減算部41進行鄰接之感測線33間之差分信號處理。因此，自加算部46輸出更確實地去除雜訊信號後之信號。
(2)觸控面板系統1b之雜訊處理
基於圖7及圖8，對觸控面板系統1b之雜訊處理進行說明。圖8係表示作為觸控面板系統1b之基本處理之雜訊消除處理的流程圖。
若啟動觸控面板系統1b，則驅動線35上以一定週期施加有電位。若使用者對觸控面板3b執行觸控操作，則與觸控位置對應之特定之感測線33之電容增加。即，來自此感測線33之輸出信號值增加。觸控面板系統1b驅動各驅動線35並將來自感測線33及副感測線34之輸出信號輸出至觸控面板控制器4。如此，觸控面板系統1b對驅動線35進行驅動並檢測感測線33及副感測線34之電容變化，而檢測觸控操作之有無及觸控位置。
更詳細而言，顯示裝置2產生之時鐘等雜訊、及除此以外之外來雜訊反映至觸控面板3b。因此，主感測器群31a及副感測器群32a檢測各種雜訊成分。即，來自感測線33之輸出信號中，係於觸控操作原本之信號上加上雜訊信號(雜訊成分)。另一方面，副感測線34不檢測觸控操作。因此，來自副感測線34之輸出信號中包含雜訊信號(雜訊成分)，而不包含觸控操作之信號(F601)。
其次，開關SW選擇下側之端子(F602)。然後，減算部41取得感測線33(感測線Sn)、與鄰接於某一感測線33之2個感測線33中接近副感測線34一方之感測線(感測線Sn+1)之間的差分(感測線(Sn+1)-Sn：第1差分)。此時，對於最接近副感測線34之感測線33，取得與副感測線34之差分(第3差分)(F603)。
於圖7之排列(1)~(8)之情形時，減算部41進行
‧排列(2)-排列(1)(將該差分值設為A)
‧排列(4)-排列(3)(將該差分值設為C)
‧排列(6)-排列(5)(將該差分值設為E)
‧排列(8)-排列(7)(將該差分值設為G)
之4個差分信號處理。即，於步驟F603中，進行包含副感測線34之排列(1)~(8)之差分信號處理。
將由減算部41算出之差分值A、C、E、G記憶至記憶部45a~45d。即，分別為記憶部45a記憶差分值A，記憶部45b記憶差分值C，記憶部45c記憶差分值E，記憶部45d記憶差分值G(F604)。
其次，將選擇下側之端子之開關SW切換為選擇上側之端子(不關閉)(F605)。然後，於減算部41中進行與F603相同之處理。即，進行感測線33(感測線Sn)、與鄰接於某一感測線33之2個感測線33中遠離副感測線34一方之感測線(感測線Sn-1)之間的差分信號處理(感測線Sn-(Sn-1)：第2差分)。(F606)。
於圖7之排列(1)~(8)之情形時，減算部41進行
‧排列(3)-排列(2)(將該差分值設為B)
‧排列(5)-排列(4)(將該差分值設為D)
‧排列(7)-排列(6)(將該差分值設為F)
之3個差分信號處理。即，於步驟F606中，進行不包含副感測線34之排列(2)~(7)之差分信號處理。
其次，加算部46進行由步驟F606求出之差分值B、D、F、與記憶部45a~45d內記憶之差分值A、C、E、G之加算處理。即，將由開關SW選擇下側端子時之差分值(差分值A、C、E、G)、與選擇上側端子時之差分值(差分值B、D、F)相加(F607)。
於圖7之排列(1)~(8)之情形時，加算部46首先將記憶部45a內記憶之差分值A(排列(2)-排列(1)信號)、與自減算部41輸出的差分值B(排列(3)-排列(2)信號)相加。該加算處理為
差分值A+差分值B={排列(2)-排列(1)}+{排列(3)-排列(2)}=排列(3)-排列(1)(將該差分值設為差分值H)
，可取得排列(3)-排列(1)信號。加算部46依序進行此種處理。
即，於該差分值H(排列(3)-排列(1)信號)上加上記憶部45b內記憶之差分值C(排列(4)-排列(3)信號)。其結果為，可取得排列(4)-排列(1)信號(差分值I)。
其次，於該差分值I(排列(4)-排列(1)信號)上，加上自減算部41輸出之差分值D(排列(5)-排列(4)信號)。其結果為，可取得排列(5)-排列(1)信號(差分值J)。
其次，於該差分值J(排列(5)-排列(1)信號)上，加上記憶部45c內記憶之差分值E(排列(6)-排列(5)信號)。其結果為，可取得排列(6)-排列(1)信號(差分值K)。
其次，於該差分值K(排列(6)-排列(1)信號)上，加上自減算部41輸出之差分值F(排列(7)-排列(6)信號)。其結果為，可取得排列(7)-排列(1)信號(差分值L)。
其次，於該差分值L(排列(7)-排列(1)信號)上，加上記憶部45d內記憶之差分值G(排列(8)-排列(7)信號)。其結果為，可取得排列(8)-排列(1)信號(差分值M)。
再者，關於記憶部45a內記憶之差分值A(即，排列(2)-排列(1)信號)，不進行加算部46之加算處理而輸出。
如此，自加算部46輸出
‧排列(2)-排列(1)信號=差分值A
‧排列(3)-排列(1)信號=差分值H
‧排列(4)-排列(1)信號=差分值I
‧排列(5)-排列(1)信號=差分值J
‧排列(6)-排列(1)信號=差分值K
‧排列(7)-排列(1)信號=差分值L
‧排列(8)-排列(1)信號=差分值M
之各信號。
於圖7中，排列(2)~排列(8)係感測線33，排列(1)係副感測線34。經加算部46之加算處理後，自排列(2)~排列(8)之各信號中去除排列(1)之信號(雜訊信號)。因此，來自加算部46之輸出信號變成將感測線33之信號所含之雜訊信號去除者，獲得由觸控操作產生的觸控操作原本之信號值。去除雜訊信號後之加算部46之輸出信號輸出至觸控面板控制器4內之座標檢測部42。即，將觸控操作原本之信號輸出至座標檢測部42(F608)。
如上所述，觸控面板系統1b於鄰接之感測線33間取得差分信號值。即，取得雜訊之相關性更高之鄰接之感測線33間的差分。進而，自各感測線33之輸出信號中亦去除副感測線34之信號(雜訊信號)。因此，與第1、第2實施形態之觸控面板系統1、1a相比，觸控面板系統1b可更確實地去除雜訊。
又，自副感測線34側起依序(按照與副感測線34之距離由小到大之順序)進行加算部46之加算處理，藉此可一面將加算處理結果用於下一加算處理，一面推進加算處理而去除雜訊。
[實施形態4]
本發明之觸控面板系統之驅動方法並無特別限定，但較佳為正交序列驅動方式。換言之，較佳為使驅動線35並列驅動。圖9係表示先前之觸控面板系統中之觸控面板之驅動方式的圖。圖10係表示本發明之觸控面板系統中之觸控面板之驅動方式(正交序列驅動方式)的圖。
圖9表示自觸控面板抽取出之1個感測線有4個感測器之情形。如圖9所示，先前之觸控面板系統對驅動線進行驅動時，對驅動之驅動線施加+V伏特，逐一對驅動線進行驅動。
具體而言，第1次之驅動線之驅動係對最左側之感測器施加+V伏特。藉此，Vout之第1次之測定結果(X1)變成X1=C1×V/Cint。
同樣地，第2次之驅動線之驅動係自左起對第2個感測器施加+V伏特。藉此，Vout之第2次之測定結果(X2)變為X2=C2×V/Cint。
第3次之驅動線之驅動係自左起對第3個感測器施加+V伏特。藉此，Vout之第3次之測定結果(X3)變為X3=C3×V/Cint。
第4次之驅動線之驅動係對最右側之感測器施加+V伏特。藉此，Vout之第4次之測定結果(X4)變為X4=C4×V/Cint。
相對於此，圖10亦與圖9同樣地，表示自觸控面板抽取之1個感測線有4個感測器之情形。如圖10般、正交序列驅動方式之情形時，對驅動線進行驅動時，係對所有驅動線施加+V伏特、或-V伏特。即，於正交序列驅動方式中係對驅動線進行並列驅動。
具體而言，第1次之驅動線之驅動係對所有感測器施加+V伏特。藉此，Vout之第1次之測定結果(Y1)變為Y1=(C1+C2+C3+C4)×V/Cint。
第2次之驅動線之驅動係對最左側之感測器施加+V伏特、對自左起第2個感測器施加-V伏特、對自左起第3個感測器施加+V伏特、對最右側之感測器施加-V伏特。藉此，Vout之第2次之測定結果(Y2)變為
Y2=(C1-C2+C3-C4)×V/Cint。
第3次之驅動線之驅動係對最左側之感測器施加+V伏特、對自左起第2個感測器施加+V伏特、對自左起第3個感測器施加-V伏特、對最右側之感測器施加-V伏特。藉此，Vout之第3次之測定結果(Y3)變為
Y3=(C1+C2-C3-C4)×V/Cint。
第4次之驅動線之驅動係對最左側之感測器施加+V伏特、對自左起第2個感測器施加-V伏特、對自左起第3個感測器施加-V伏特、對最右側之感測器施加+V伏特。藉此，Vout之第4次之測定結果(Y4)變為
Y4=(C1-C2-C3+C4)×V/Cint。
於圖10中，電容值(C1、C2、C3、C4)之值可藉由輸出序列(Y1、Y2、Y3、Y4)與正交符號di之內積運算而求出。該式成立係由於正交符號di之正交性。此處，所謂符號di係指施加於各驅動線之正負之電壓之符號。即，符號d1係施加於最左側之感測器之電壓之符號，為「+1，+1，+1，+1」。符號d2係施加於自左起第2個感測器之電壓之符號，為「+1，-1，+1，-1」。符號d3係施加於自左起第3個感測器的電壓之符號，為「+1，+1，-1，-1」。符號d4係施加於最右側之感測器之電壓之符號，為「+1，-1，-1，+1」。
若藉由輸出序列Y1、Y2、Y3、Y4、與符號d1、d2、d3、d4之內積運算求出C1、C2、C3、C4之值，則為C1=1×Y1+1×Y2+1×Y3+1×Y4=4C1×V/Cint
C2=1×Y1+(-1)×Y2+1×Y3+(-1)×Y4=4C2×V/Cint
C3=1×Y1+1×Y2+(-1)×Y3+(-1)×Y4=4C3×V/Cint
C4=1×Y1+(-1)×Y2+(-1)×Y3+(-1)×Y4 =4C3×V/Cint。
如此，藉由符號di之正交性，利用符號di與輸出序列Yi之內積運算而求出Ci。若將該結果與圖9所示之先前之驅動方式進行對比，則可以相同驅動次數檢測4倍之值。圖11係表示藉由圖9之驅動方式之觸控面板為獲得與圖10之驅動方式之觸控面板同等之靈敏度所需之處理的圖。如圖11所示，於圖9之驅動方式下，為獲得與圖10之驅動方式同等之靈敏度，必須將同一驅動線之驅動重複4次並將其結果相加。即，驅動線之驅動時間為4倍。反過來說，藉由圖10所示之驅動方式，為獲得與圖9所示之先前之驅動方式同等之靈敏度，驅動線之驅動時間可縮短為圖9所示之驅動方式之情形的1/4。因此，觸控面板系統可實現省電化。
圖12係表示具備此種正交序列驅動方式之觸控面板3之觸控面板系統1c的概略圖。即，圖12之觸控面板系統1c係將圖10所示之4根驅動線、1根感測線一般化而表示。
具體而言，觸控面板系統1c係於M根驅動線35與L根感測線33(M，L均為自然數)之間矩陣狀形成靜電電容。於觸控面板系統1c中，相對於該等靜電電容之矩陣Cij(i=1,...,M,j=1,...,L)，使用包含+1與-1之相互正交的編碼長N之符號di=(di1,...,diN)(i=1,...,M)，於+1之情形時為+V伏特、於-1之情形時為-V伏特，以此方式將M根驅動線35全部並列地同時驅動。而且，藉由對應每一感測線33讀出之輸出序列sj=(sj1,...,sjN)(j=1,...,L)、與符號di之內積運算di‧sj=Σ(k=1,...,N)dik‧sjk，而推斷電容值Cij。觸控面板系統1c為進行此種內積運算而具有電荷積分器(運算部)47。來自電荷積分器47之輸出信號(Vout)之信號強度係藉由
Vout=Cf×Vdrive×N/Cint
而求出。
輸出序列sj變為
sj=(sj1,...,sjN)=(Σ(k=1,...,M)Ckj×dk1,...,Σ(k=1,...,M)Ckj×dkN)×(Vdrive/Cint)=(Σ(k=1,...,M)Ckj×(dk1,...,dkN)×(Vdrive/Cint)=Σ(k=1,...,M)(Ckj×dk)×(Vdrive/Cint)。
符號di與輸出序列sj之內積變為
di‧sj=di‧(Σ(k=1,...,M)(Ckj×dk)×(Vdrive/Cint))=Σ(k=1,...,M)(Ckj×di‧dk)×(Vdrive/Cint)=Σ(k=1,...,M)(Ckj×N×δik)×(Vdrive/Cint)[δik=l if i=k,0 if else]=Cij×N×(Vdrive/Cint)。
如此，根據觸控面板系統1c，藉由正交序列驅動方式而驅動觸控面板3。因此，通常係藉由算出符號di與輸出序列sj之內積，而將電容Cij之信號N(編碼長)倍地求出。該驅動方式之效果不依賴於驅動線35之根數M，電容器之信號強度變成N倍。又，反過來說，藉由採用正交序列驅動方式，為獲得與圖9所示之先前之驅動方式同等之靈敏度，驅動線之驅動時間可縮短為圖9所示之驅動方式之情形的1/N。即，可減少驅動線之驅動次數。因此，觸控面板系統1c可實現省電化。
[實施形態5]
圖13係表示本實施形態之觸控面板系統1d之基本構成的概略圖。相對於上述圖7所示之帶有雜訊消除功能之觸控面板系統1b而言，觸控面板系統1d係應用圖10、圖12所示之觸控面板系統1c之驅動線35之正交序列驅動方式者。觸控面板系統1d之動作係與上述觸控面板系統1b、1c相同，故省略說明。
根據觸控面板系統1d，於鄰接之感測線33間取得差分信號值。即，取得雜訊之相關性更高之鄰接之感測線33間的差分。進而，自各感測線33之輸出信號中亦去除副感測線34之信號(雜訊信號)。因此，與第1、第2實施形態之觸控面板系統1、1a相比，觸控面板系統1d可更確實地去除雜訊。進而，電容Cij之信號係N(編碼長)倍地求出，故不依賴於驅動線35之數，電容器之信號強度變成N倍。又，藉由採用正交序列驅動方式，為獲得與圖9所示之先前之驅動方式同等之靈敏度，驅動線之驅動時間可縮短為圖9所示之驅動方式之情形的1/N。即，可減少驅動線之驅動次數。因此，觸控面板系統1d可實現省電化。
[實施形態6]
圖14係表示本實施形態之觸控面板系統1e之基本構成的概略圖。觸控面板系統1e之減算部41之構成不同。觸控面板3b之感測線33、副感測線34之輸出信號係類比信號。因此，減算部41具有AD轉換部(第1AD轉換部)48及數位減算器(未圖示)。
藉此，來自觸控面板3b之輸出信號(類比信號)藉由減算部41之AD轉換部48而轉換為數位信號。數位減算器使用經轉換之數位信號，與圖7之觸控面板系統1b同樣地進行減算處理。
如此，觸控面板系統1e可將自觸控面板3b輸出之類比信號轉換為數位信號之後，進行減算處理，藉此去除雜訊。
[實施形態7]
圖15係表示本實施形態之觸控面板系統1f之基本構成之概略圖。觸控面板系統1f之減算部41之構成不同。
觸控面板3b之感測線33、副感測線34之輸出信號係類比信號。因此，減算部41具有差動放大器49及AD轉換部48。
藉此，差動放大器49將觸控面板3b之輸出信號(類比信號)維持為類比信號而與圖7之觸控面板系統1b同樣地進行減算處理。AD轉換部48(第2AD轉換部)將經減算處理後之類比信號轉換為數位信號。
如此，觸控面板系統1f可將自觸控面板3b輸出之類比信號維持為類比信號進行減算處理後，將其轉換為數位信號，從而去除雜訊。
[實施形態8]
圖16係表示本實施形態之觸控面板系統1g之基本構成的概略圖。觸控面板系統1g之減算部41之構成不同。觸控面板系統1g具有全差動放大器50，代替圖15之觸控面板系統1f中之差動放大器49。
觸控面板3b之感測線33、副感測線34之輸出信號係類比信號。因此，減算部41具有全差動放大器50及AD轉換部48。
藉此，全差動放大器50將來自觸控面板3b之輸出信號(類比信號)維持為類比信號而與圖7之觸控面板系統1b同樣地進行減算處理。AD轉換部48將經減算處理後之類比信號轉換為數位信號。
圖17係表示全差動放大器50之一例之電路圖。全差動放大器50係與差動放大器對稱地配置2對之靜電電容及開關。具體而言，於非反轉輸入端子(+)及反轉輸入端子(-)輸入有來自鄰接之感測線33之信號。於差動放大器之反轉輸出端子(-)與非反轉輸入端子(+)之間、及差動放大器之非反轉輸出端子(+)與反轉輸入端子(-)之間，連接有相同電容(反饋電容)。進而，於反轉輸出端子(-)與非反轉輸入端子(+)之間、及非反轉輸出端子(+)與反轉輸入端子(-)之間，分別連接有開關。
如此，觸控面板系統1g可將自觸控面板3b輸出之類比信號維持為類比信號而進行減算處理後，將其轉換為數位信號，從而去除雜訊。
[實施形態9]
圖18係表示本實施形態之觸控面板系統1h之基本構成的概略圖。觸控面板系統1h之減算部41之構成及觸控面板3b之驅動方式不同。觸控面板系統1h具有全差動放大器50，代替圖15之觸控面板系統1f中之差動放大器49。
觸控面板3b之感測線33、副感測線34之輸出信號係類比信號。因此，減算部41具有全差動放大器50及AD轉換部48。
藉此，全差動放大器50將來自觸控面板3b之輸出信號(類比信號)維持為類比信號而與圖7之觸控面板系統1b同樣地進行減算處理。AD轉換部48將經減算處理後之類比信號轉換為數位信號。
進而，於觸控面板系統1h中，作為觸控面板3b之驅動方式而應用圖10、圖12、圖13所示之正交序列驅動方式。該情形時，如圖10所示，驅動4根驅動線之電壓於第2次~第4次之情形時+V之施加與-V之施加同為2次，相對於此，於第1次之情形時+V之施加為4次。因此，第1次之輸出序列Y1之輸出值大於第2~第4次之輸出序列Y2~Y4之輸出值。因此，第2~第4次之輸出序列Y2~Y4之輸出值加上動態範圍後，第1次之輸出序列Y1則變得飽和。
因此，觸控面板系統1h之減算部41具有全差動放大器50。進而，全差動放大器50係採用於輸入共模電壓範圍進行軌對軌動作者。即，該全差動放大器50之共模輸入範圍較大。藉此，全差動放大器50可於電源電壓(Vdd)至GND為止之電壓範圍內動作。又，輸入至全差動放大器50之輸入信號之差分被放大。因此，無論組合何種正交序列驅動方式之觸控面板3b，全差動放大器50之輸出信號亦不會出現輸出飽和之問題。再者，全差動放大器50之一例係如上述圖17所示。
如此，觸控面板系統1h將自觸控面板3b輸出之類比信號維持為類比信號而進行減算處理後，將其轉換為數位信號，從而可去除雜訊。進而，由於具有能進行軌對軌(rail to rail)動作之全差動放大器50，故全差動放大器50之輸出信號不會出現輸出飽和之問題。
[實施形態10]
於實施形態1~9中，對具有副感測器32(副感測線34)之觸控面板系統進行說明。然而，於本發明之觸控面板系統中，副感測器32並非必需之構成。本實施形態中，對不具有副感測器32之觸控面板系統進行說明。
圖20係表示本實施形態之觸控面板系統1i之基本構成的概略圖。觸控面板系統1i具有算出相互鄰接之感測線33之差分信號的減算部41a。
更具體而言，觸控面板3c包含複數根(圖20中為5根)驅動線35、及與各驅動線35相交叉之複數根(圖20中為8根)感測線33。感測線33與驅動線35分別相互絕緣且電容耦合。
觸控面板控制器4自輸入側起依序具有開關SW、減算部41a、記憶部45a~45d。再者，雖未圖示，觸控面板控制器4亦具有座標檢測部42及CPU 43(參照圖1)。
減算部41a具有用以接收自主感測器31輸出之信號之輸入端子(主感測器輸出用之輸入端子)。減算部41a接收來自主感測器31之信號，減算相互鄰接之感測線33之信號，而算出差分值(差分信號)。藉由減算部41a而經減算處理後之信號輸出至座標檢測部42(參照圖1)。
如此，觸控面板系統1i與上述實施形態之觸控面板系統之不同點在於不具有副感測器32(副感測線34)、及減算部41a之處理。
開關SW對自感測線33輸入至減算部41a之信號進行切換。更詳細而言，開關SW於上下具有2個端子，且選擇一方之端子。圖20係開關SW已選擇下側之端子之狀態。
減算部41a進行由開關SW所選擇之排列(1)~(8)之信號之差分信號處理。即，減算部41a進行鄰接之感測線33間之差分信號處理。例如，如圖20所示，由開關SW選擇下側之端子之情形時，減算部41a進行排列(8)-排列(7)、排列(6)-排列(5)、排列(4)-排列(3)、及排列(2)-排列(1)之各差分信號處理。另一方面，雖未圖示，於藉由開關SW選擇上側之端子之情形時，減算部41a進行排列(7)-排列(6)、排列(5)-排列(4)、及排列(3)-排列(2)之各差分信號處理。
記憶部45a~45d記憶由開關SW選擇一方之端子時之由減算部41a經差分處理後之信號(差分處理信號)。再者，於藉由開關SW選擇另一端子之情形時，差分處理信號不經由記憶部45a~45d而直接輸出。
(2)觸控面板系統1i之雜訊處理
基於圖20及圖21，對觸控面板系統1i之雜訊處理進行說明。圖21係表示觸控面板系統1i之基本處理之雜訊消除處理的流程圖。
啟動觸控面板系統1i時，對驅動線35以一定週期施加電位。若使用者對觸控面板3c進行觸控操作，則與觸控位置對應之特定感測線33之電容發生變化。即，來自此感測線33之輸出信號值發生變化。觸控面板系統1i驅動各驅動線35並將來自感測線33之輸出信號輸出至觸控面板控制器4。如此，觸控面板系統1i驅動驅動線35並檢測感測線33之電容變化，而檢測觸控操作之有無及觸控位置。
更詳細而言，顯示裝置2產生之時鐘等雜訊、及除此以外之外來雜訊反映至觸控面板3c。因此，主感測器群31b檢測各種雜訊成分。即，來自感測線33之輸出信號中，係於觸控操作原根信號上加上雜訊信號(雜訊成分)(F701)。
其次，開關SW選擇下側之端子(F702)。而且，減算部41a取得感測線33(感測線Sn)、與鄰接於某一感測線33之2個感測線33中之一方之感測線(感測線Sn+1)之間的差分(感測線(Sn+1)-Sn：第1差分)(F703)。
於圖20之排列(1)~(8)之情形時，減算部41a進行
‧排列(2)-排列(1)(將該差分值設為A)
‧排列(4)-排列(3)(將該差分值設為C)
‧排列(6)-排列(5)(將該差分值設為E)
‧排列(8)-排列(7)(將該差分值設為G)
之4個差分信號處理。即，於步驟F703中，進行感測線33之排列(1)~(8)之差分信號處理。
藉由減算部41a而算出之差分值A，C，E，G記憶於記憶部45a~45d內。即，分別為記憶部45a記憶差分值A，記憶部45b記憶差分值C，記憶部45c記憶差分值E，記憶部45d記憶差分值G(F704)。
其次，選擇下側之端子之開關SW切換選擇上側之端子(不關閉)(F705)。然後，減算部41a與F703同樣地進行處理。即，進行感測線33(感測線Sn)、與鄰接於某一感測線33之2個感測線33中之另一感測線(感測線Sn-1)之間的差分信號處理(感測線Sn-(Sn-1)：第2差分)(F706)。
於圖20之排列(1)~(8)之情形時，減算部41a進行
‧排列(3)-排列(2)(將該差分值設為B)
‧排列(5)-排列(4)(將該差分值設為D)
‧排列(7)-排列(6)(將該差分值設為F)
之3個差分信號處理。即，於步驟F706中，進行排列(2)~(7)之差分信號處理。
如上所述，觸控面板系統1i係於鄰接之感測線33間取得差分信號值。即，取得雜訊之相關性更高之鄰接之感測線33間的差分。即，自主感測器群31b之輸出信號中去除雜訊成分，抽取觸控操作原本之信號。因此，可確實地去除(消除)反映至觸控面板3c之多種雜訊。
[實施形態11]
圖22係表示本實施形態之觸控面板系統1j之基本構成之概略圖。相對於上述圖20所示之帶雜訊消除功能之觸控面板系統1i而言，觸控面板系統1j係應用使驅動線35並列驅動之驅動線驅動電路(未圖示)者。進而，觸控面板系統1j包含：解碼部58，其對由減算部41a所算出之靜電電容之差分值進行解碼；非觸控操作時資訊記憶部61，其記憶非觸控操作時由解碼部58所解碼之靜電電容之差分分佈；及校準部62，其於觸控操作時對由解碼部58所解碼之靜電電容之差分分佈進行校準。關於觸控面板系統1j之動作係與上述觸控面板系統1i相同，故省略說明。因此，以下，以減算部41a、解碼部58、非觸控操作時資訊記憶部61、及校準部62之處理為中心進行說明。又，以下，作為並列驅動之編碼串係對使用正交序列或M序列之例進行說明。
具體而言，將並列驅動第1至第M個驅動線之碼序列(成分為1或-1)設為d1 =(d11 ,d12 ,…,d1N )
d2 =(d21 ,d22 ,…,d2N )
‧
‧
‧
dM =(dM1 ,dM2 ,…,dMN )。將以下之該序列設為正交序列、或編碼長N(=2^n-1)之M序列移位後之序列。於此種序列中，具有以下式成立之性質。
此處，d1 ~dM 於正交序列時為δij =1 if i=j，0 if i≠j
d1 ~dM 於M序列時為δij =1 if i=j，-1/N if i≠j
將對應於該序列之感測線33之差分輸出序列「Sj ,P (j=1,..,[L/2],P=1,2)(L為感測線33之數、[n]=n之整數部分)」定義為Sj ,1 ：開關SW為下側時之對於d1 ~dM 之輸出序列
Sj ,2 ：開關SW為上側時之對d1 ~dM 之輸出序列
。
又，將驅動線35延伸的方向之電容值之差分分佈「(sC)kj ,P (k=1,...,M,j=1,..,[L/2],P=1,2)」定義為(sC)ki ,1 =Ck ,2j -Ck ,2j-1
(sC)kj ,2 =Ck ,2j+1 -Ck ,2j 。
該情形時，利用並列驅動之電容之驅動線延伸方向之差分輸出係如以下之式般。
解碼部58對由減算部41a所算出之靜電電容之差分值(即驅動線35延伸的方向之電容值之差分分佈)進行解碼。具體而言，進行並列驅動驅動線33之碼序列、與驅動線35延伸的方向之電容值之差分分佈的內積運算。因此，經解碼部58解碼後之內積值係如以下之式般。
此處為d1 ~dM 於正交序列時為δij =1 if i=j，0 if i≠j
d1 ~dM 於M序列時為δij =1 if i=j，-1/N if i≠j
如此，於解碼部58中，作為解碼後之內積值di ．sj ,P 之主成分，將驅動線35延伸的方向之電容值之差分分佈(sC)kj ,P 設為N倍而計算。因此，藉由將內積值di ．sj ,P 作為驅動線35延伸的方向之電容值之差分分佈(sC)ij ,P 之推斷值，可將其電容值之信號強度放大N倍(編碼長倍)而讀出。
另一方面，如上述般，藉由定義感測線33之差分輸出序列Sj ,P (P=1,2)，而消除相鄰感測線33中共通重疊的共模雜訊。因此，可讀出SNR較高之差分電容。
如上所述，根據觸控面板系統1j，對觸控面板3c進行並列驅動，解碼部58對由減算部41a所算出之靜電電容之差分值進行解碼。藉此，靜電電容之信號可放大編碼長倍(N倍)而求出，故靜電電容之信號強度不依賴於驅動線35之數而提昇。又，若與圖9所示之先前之驅動方式同等之信號強度便可，則驅動線35之驅動時間可縮短為圖9所示之驅動方式之情形的1/N。即，可減少驅動線35之驅動次數。因此觸控面板系統1j可實現省電化。
又，於觸控面板系統1j中，校準部62較佳為自觸控操作時所算出之相互鄰接之感測線33之差分(即觸控面板3c全體之差分值之分佈)中，減去非觸控操作時算出的相互鄰接之感測線33之差分(=觸控面板全體之差分值之分佈)。即，較佳為於觸控操作前後進行如上所述之差分信號處理，並且減去觸控操作前後之差分值信號。例如，將非觸控操作之初始狀態(非觸控操作時)之差分分佈(sC)kj ,P 之推斷值記憶於非觸控操作時資訊記憶部61。而且，校準部62自觸控操作時之差分分佈(sC)kj 之推斷值中，減去非觸控操作時資訊記憶部61內記憶之非觸控操作時之差分分佈(sC)kj,P 之推斷值。如此，校準部62自觸控操作時之靜電電容之差分分佈中，減去非觸控操作時資訊記憶部61內記憶之非觸控操作時之靜電電容的差分分佈(觸控操作時之差分值信號-非觸控操作時之差分值信號)。因此，可消除觸控面板3c內在之偏移。
如此，於觸控面板系統1j中，消除因觸控面板3c內在之電容不均引起的差成分，而僅檢測觸控操作引起之差成分。於M序列之情形時，有時會混入正交序列中沒有的誤差成分(δi j =-1/N if else i≠j)。然而，該誤差成分係由於觸控操作所引起者，故只要如N=63或127般將N增大，則SNR之劣化較少。
[實施形態12]
圖23係表示本實施形態之觸控面板系統1k之基本構成之概略圖。觸控面板系統1k之減算部41a之構成不同。
觸控面板3c之感測線33之輸出信號為類比信號。因此，減算部41a包含AD轉換部(第3AD轉換部)48a及數位減算器(未圖示)。
藉此，觸控面板3c之輸出信號(類比信號)藉由減算部41a之AD轉換部48a而被轉換為數位信號。數位減算器使用經轉換之數位信號，與圖20之觸控面板系統1i，1j同樣地進行減算處理。
如此，觸控面板系統1k將自觸控面板3c輸出之類比信號轉換為數位信號之後，進行減算處理，藉此可去除雜訊。
[實施形態13]
圖24係表示本實施形態之觸控面板系統1m之基本構成之概略圖。觸控面板系統1m之減算部41a之構成不同。
觸控面板3c之感測線33之輸出信號為類比信號。因此，減算部41a包含差動放大器49及AD轉換部48a(第4AD轉換部)。
藉此，差動放大器49將觸控面板3c之輸出信號(類比信號)維持為類比信號而與圖20之觸控面板系統1i同樣地進行減算處理。AD轉換部48a將經減算處理之類比信號轉換為數位信號。
如此，觸控面板系統1m將自觸控面板3c輸出之類比信號維持為類比信號而進行減算處理之後，將其轉換為數位信號，從而可去除雜訊。
[實施形態14]
圖25係表示本實施形態之觸控面板系統1n之基本構成之概略圖。觸控面板系統1n之減算部41a之構成不同。觸控面板系統1n包含全差動放大器50代替圖24之觸控面板系統1m中之差動放大器49。
觸控面板3c之感測線33之輸出信號為類比信號。因此，減算部41a包含全差動放大器50及AD轉換部48a。
藉此，全差動放大器50將觸控面板3c之輸出信號(類比信號)維持為類比信號而與圖20之觸控面板系統1i同樣地進行減算處理。AD轉換部48a將經減算處理之類比信號轉換為數位信號。
如此，觸控面板系統1n將自觸控面板3c輸出之類比信號維持為類比信號而進行減算處理之後，將其轉換為數位信號，從而可去除雜訊。
[實施形態15]
圖26係表示本實施形態之觸控面板系統1o之基本構成之概略圖。觸控面板系統1o之減算部41a之構成不同。觸控面板系統1o包含全差動放大器50代替圖26之觸控面板系統1m中之差動放大器49。
觸控面板3c之感測線33之輸出信號為類比信號。因此，減算部41a包含全差動放大器50及AD轉換部48a。
藉此，全差動放大器50將觸控面板3c之輸出信號(類比信號)維持為類比信號而與圖20之觸控面板系統1i同樣地進行減算處理。AD轉換部48a將經減算處理之類比信號轉換為數位信號。
進而，於觸控面板系統1o中，作為觸控面板3c之驅動方式係應用圖10，圖12，圖22所示之正交序列驅動方式。該情形時，如圖10所示，驅動4根驅動線之電壓於第2次~第4次之情形時+V之施加與-V之施加同為2次，相對於此於第1次之情形時+V之施加變為4次。因此，第1次之輸出序列Y1之輸出值大於第2~第4次之輸出序列Y2~Y4之輸出值。因此，若於第2~第4次之輸出序列Y2~Y4之輸出值上加上動態範圍，則第1次之輸出序列Y1會變得飽和。
因此，觸控面板系統1o之減算部41a包含全差動放大器50。
進而，全差動放大器50係採用於輸入共模電壓範圍進行軌對軌動作者。即，該全差動放大器50之共模輸入範圍較廣。藉此，全差動放大器50可於電源電壓(Vdd)至GND為止之電壓範圍內動作。又，向全差動放大器50之輸入信號之差分被放大。因此，無論組合何種正交序列驅動方式之觸控面板3c，全差動放大器50之輸出信號均不會產生輸出飽和之問題。再者，全差動放大器50之一例係如上述圖17所示。
如此，觸控面板系統1o將自觸控面板3c輸出之類比信號維持為類比信號而進行減算處理之後，將其轉換為數位信號，從而可去除雜訊。進而，由於包含能進行軌對軌(rail to rail)動作之全差動放大器50，故全差動放大器50之輸出信號不會出現輸出飽和之問題。
[實施形態16]
其次，對上述實施形態之觸控面板系統之觸控操作之識別方法進行說明。以下，以圖22之觸控面板系統1j為例進行說明，但其他實施形態之觸控面板系統亦相同。觸控面板系統1j包含基於由減算部41a及解碼部58算出之相互鄰接之感測線33之信號之差分、與正及負之閾值之對比，而判斷有無觸控操作之判定部59。再者，判定部59中輸入有由校準部62經校準處理之信號(靜電電容之差分分佈)、或未經校準部62校準處理之信號(靜電電容之差分分佈)。未經校準部62校準處理之信號輸入至判定部59之情形時，由解碼部58所解碼之靜電電容之差分分佈係直接輸入至判定部59。以下，對未經校準部62校準處理之信號輸入至判定部59之情形進行說明。然而，經校準處理之信號輸入至判定部59之情形亦相同。
圖27係表示圖22之觸控面板系統1j之判定部59之基本處理的流程圖。圖28係表示圖27之流程圖中之觸控資訊之識別方法的模式圖。
如圖27般，判定部59首先取得由減算部41a及解碼部59算出之相互鄰接之感測線之信號之差分值(差分資訊)「(sC)ij,P 」(F801)。其次，將該差分值與儲存於判定部59之正之閾值THp及負之閾值THm進行對比，作成增減表(F802)。該增減表係如例如圖28(a)所示之3值化之增減表。
其次，將3值化之增減表轉換(2值化)為2值圖像(F803)。例如，於圖28(a)之增減表中，按照感測線S1~感測線S7之順序(圖中右方向)掃描之情形時，增減表中自「+」出現後直至出現下一「-」為止均為「1」、「-」時自掃描方向之反方向(圖中左方向)全部轉換為「1」。藉此，獲得如圖28(b)所示之2值化之資料。
其次，自2值化之資料抽取觸控資訊而抽取連結成分(F804)。例如，於圖28(b)中，相鄰驅動線上在相同感測線位置重疊「1」之情形時，可視為相同連結成分，將其設為觸控位置候補。即，圖28(c)中，以框圍住之「1」可視為相同連結成分，將其作為觸控位置候補而抽取。
最後，基於所抽取之觸控位置候補，識別觸控資訊(觸控之大小、位置等)(F805)。
如此，判定部59基於已去除雜訊信號之相互鄰接之感測線33之信號之差分，判斷觸控操作之有無。因此，可準確地判斷觸控操作之有無。
進而，於上述例中，判定部59係基於由減算部41a所算出之相互鄰接之感測線33之信號之差分、與正及負之閾值(THp，THm)之對比，而作成使各感測線33之信號之差分分佈經3值化而成的增減表，並且將此增減表轉換為2值圖像。即，將已去除雜訊信號之相互鄰接之感測線之信號之差分輸入至判定部59。判定部59使用相互鄰接之感測線33之信號之差分、與儲存於判定部59之正及負之閾值(THp，THm)之對比，作成使各感測線33之信號之差分分佈經3值化而成的增減表。進而，判定部59藉由將此增減表2值化，而將增減表轉換為2值圖像。藉此，於所轉換之2值圖像中抽取觸控位置候補。因此，基於該2值圖像而識別觸控資訊(觸控之大小、位置等)，藉此除了可準確地識別觸控操作之有無以外，還可準確地識別觸控資訊。
[實施形態17]
圖29係表示搭載有觸控面板系統1之行動電話機10之構成的功能方塊圖。行動電話機(電子機器)10包含CPU 51、RAM 53、ROM 52、相機54、麥克風55、揚聲器56、操作鍵57、及觸控面板系統1。各構成要素係藉由資料匯流排而相互連接。
CPU 51控制行動電話機10之動作。CPU 51例如執行儲存於ROM 52之程式。操作鍵57接收行動電話機10之使用者之指示輸入。RAM 53揮發性地儲存由CPU 51之程式執行而生成之資料、或經由操作鍵57而輸入的資料。ROM 52非揮發性地儲存資料。
又，ROM 52係EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory，可擦可編程唯讀記憶體)或快閃記憶體等之可寫入及刪除的ROM。再者，圖20中雖未表示，行動電話機10亦可構成為包含用以有線連接於其他電子機器之介面(IF)。
相機54對應於使用者之操作鍵57之操作而拍攝被攝體。再者，將所拍攝之被攝體之圖像資料儲存於RAM 53或外部記憶體(例如記憶卡)。麥克風55接收使用者之聲音之輸入。行動電話機10使該輸入之聲音(類比資料)數位化。然後，行動電話機10向通信對象(例如其他行動電話機)發送經數位化之聲音。揚聲器56輸出例如基於RAM 53內儲存之音樂資料等之音。
觸控面板系統1包含觸控面板3、觸控面板控制器4、驅動線驅動電路5及顯示裝置2。CPU 51控制觸控面板系統1之動作。CPU 51執行例如記憶於ROM 52內之程式。RAM 53揮發性地儲存由CPU 51執行程式所生成的資料。ROM 52非揮發性地儲存資料。
顯示裝置2顯示儲存於ROM 52、RAM 53之圖像。顯示裝置2重疊於觸控面板3上，或者內置於觸控面板3。
再者，本發明亦可以如下方式表現。
[1]一種觸控面板系統，其包含具有複數個感測器之觸控面板、及輸入來自上述感測器之信號並讀取資料之觸控面板控制器，其特徵在於：上述觸控面板包含藉由使用者進行觸控操作而輸入信號之主感測器、及與上述主感測器設置於相同觸控面板上的副感測器，上述觸控面板控制器具備減算機構，該減算機構接收來自上述主感測器之信號及來自上述副感測器之信號，並自上述主感測器之信號中減去上述副感測器之信號。
[2]如上述[1]之觸控面板系統，其中上述副感測器不由使用者以觸控操作接觸，其檢測感測器所產生之雜訊。[3]如上述[1]或[2]之觸控面板系統，其中上述主感測器與上述副感測器鄰接而設置。
[4]一種觸控面板系統，其包含顯示裝置、配置於上述顯示裝置之顯示畫面之上部等且以矩陣狀配置有複數個感測器群的觸控面板、及輸入來自上述感測器群之信號並讀取資料之觸控面板控制器，其特徵在於：上述觸控面板具備藉由使用者進行觸控操作而輸入信號之主感測器群、及與上述主感測器群設置於相同觸控面板上之副感測器群，上述觸控面板控制器包含減算機構，其接收來自上述主感測器群之信號及來自上述副感測器群之信號，並自上述主感測器群之信號中減去上述副感測器群之信號。
[5]如上述[4]之觸控面板系統，其中上述副感測器群不由使用者以觸控操作接觸，其檢測感測器群所產生之雜訊。
[6]如上述[4]或[5]之觸控面板系統，其中上述主感測器群與上述副感測器群鄰接而設置。
[7]如上述[1]~[6]中之任一項之觸控面板系統，其中上述顯示裝置係液晶顯示器、電漿顯示器、有機EL顯示器、FED顯示器。
[8]一種電子機器，其特徵在於具備如上述[1]~[7]中任一項之觸控面板系統。
根據上述各構成，於觸控面板內具備檢測觸控操作之主感測部、及雜訊檢測用之副感測部，減算部獲取主感測部與副感測部之信號之差分。藉此，自主感測部之輸出信號中去除雜訊信號，而抽取由觸控操作所產生之觸控操作原本之信號。因此，可確實地去除(消除)反映至觸控面板之多種雜訊。因此，作為去除對象之雜訊成分不限於包含雜訊之信號中之AC信號成分，而是反映至觸控面板之雜訊成分之全部。即，可提供一種基本上能夠完全消除雜訊成分之觸控面板系統及電子機器。
又，本發明亦可以如下方式記載。
於本實施形態之觸控面板系統中，較佳為上述主感測部包含複數個感測線，上述副感測部包含於與感測線相同之方向上延伸的副感測線，上述減算部算出自上述感測線選擇之感測線Sn之信號、與鄰接於感測線Sn之2個感測線(感測線Sn+1，感測線Sn-1)中之一方之感測線Sn+1之信號的差分即第1差分((Sn+1)-Sn)、及感測線Sn之信號、與鄰接於感測線Sn之另一感測線Sn-1之信號之差分即第2差分(Sn-(Sn-1))，並且算出副感測線與鄰接於副感測線之感測線之差分即第3差分，且上述觸控面板控制器包含將上述第1差分、第2差分及第3差分相加之加算部。
根據上述構成，減算部於鄰接之感測線間取得差分信號值。即，可取得雜訊之相關性更高之鄰接之感測線間之差分。進而，亦自各感測線之輸出信號中去除副感測線之信號(雜訊信號)。因此，可更確實地去除雜訊。
於本實施形態之觸控面板系統中，亦可包含相對於上述感測線及副感測線而交叉設置之驅動線、及驅動上述驅動線之驅動線驅動電路，於上述感測線或副感測線、與上述驅動線之間形成靜電電容，上述驅動線驅動電路使用正交序列或M序列，對上述驅動線進行並列驅動，且包含運算部，其讀出上述各感測線及副感測線之輸出信號，對此輸出信號及並列驅動上述驅動線之符號序列進行內積，而算出上述靜電電容之電容值。
根據上述構成，觸控面板係藉由正交序列驅動方式而驅動。藉此，靜電電容之信號係放大為編碼長倍(N倍)而求出，故靜電電容之信號強度不依賴於驅動線數而提昇。又，若與先前方式同等之信號強度便可，則可減少驅動線之驅動次數，從而實現省電化。
於本實施形態之觸控面板系統中，亦可為上述減算部包含將輸入至上述減算部之感測線或副感測線之類比信號轉換為數位信號的第1AD轉換部，上述減算部藉由上述第1AD轉換部，使用數位信號而算出上述第1差分~第3差分。
根據上述構成，將自觸控面板輸出之類比信號轉換為數位信號之後，進行減算處理，藉此可去除雜訊。
於本實施形態之觸控面板系統中，亦可為上述減算部包含將輸入至上述減算部之感測線或副感測線之類比信號轉換為數位信號的第2AD轉換部，上述第2AD轉換部將由上述減算部使用上述類比信號所算出之上述第1差分~第3差分轉換為數位信號。
根據上述構成，將自觸控面板輸出之類比信號維持為類比信號而進行減算處理之後，將其轉換為數位信號，而可去除雜訊。
於本實施形態之觸控面板系統中，較佳為上述減算部包含使用上述類比信號算出上述第1差分~第3差分之全差動放大器。
根據上述構成，藉由全差動放大器將自觸控面板輸出之類比信號維持為類比信號而進行減算處理之後，將其轉換為數位信號，而可去除雜訊。
於本實施形態之觸控面板系統中，較佳為上述全差動放大器其輸入共模電壓範圍為軌對軌動作。
根據上述構成，具備能夠進行軌對軌(rail to rail)動作之全差動放大器。藉此，全差動放大器可自電源電壓(Vdd)至GND為止之電壓範圍內動作。因此，來自全差動放大器之輸出信號不會產生輸出飽和之問題。
於本實施形態之觸控面板系統中，較佳為上述加算部按照與上述副感測線之距離由近至遠之順序推進加算處理，而將加算結果用於下一加算處理。
根據上述構成，加算部一面利用加算結果一面於遠離副感測線之方向上依序推進加算處理。因此，可提高加算處理速度。
於本實施形態之觸控面板系統中，亦可為上述副感測部不檢測上述觸控面板之觸控操作。
根據上述構成，由於副感測部不檢測觸控操作之信號，故副感測部之輸出信號中不包含觸控操作之信號。藉此，不會因減算部之減算處理導致觸控操作之信號值降低。即，在不使主感測部所檢測之觸控操作之信號減弱之情況下去除雜訊成分。因此，可進一步提高觸控操作之檢測靈敏度。
於本實施形態之觸控面板系統中，亦可為上述副感測部設於上述觸控面板上之非觸控操作之區域。
根據上述構成，副感測部係避開使用者進行觸控操作之區域(觸控區域)而設置。因此，副感測部不由使用者觸控操作而檢測反映至觸控面板之雜訊，其不檢測觸控操作之信號。因此，副感測部可確實地避免檢測觸控操作。
即，根據上述構成，觸控操作之信號不由副感測部檢測，故來自副感測部之輸出信號中不包含觸控操作之信號。藉此，不會因減算部之減算處理而導致觸控操作之信號值降低。即，在不使主感測部所檢測之觸控操作之信號減弱之情況下去除雜訊成分。因此，可進一步提高觸控操作之檢測靈敏度。
於本實施形態之觸控面板系統中，較佳為上述主感測部與副感測部彼此鄰接而設置。
根據上述構成，主感測部與副感測部最接近而配置。即，主感測部與副感測部處於大致相同之條件之配置狀態。因此，來自副感測部之輸出信號中所含之雜訊信號值可視為與來自主感測部之輸出信號中所含之雜訊信號值相同。藉此，藉由減算部之減算處理，可更確實地去除反映至觸控面板之雜訊成分。因此，可進一步提高觸控操作之檢測靈敏度。
於本實施形態之觸控面板系統中，亦可為上述主感測部包含1個主感測器。
根據上述構成，主感測部係由單數之主感測器構成。藉此，可提供一種能夠檢測觸控操作之有無之觸控面板系統。
於本實施形態之觸控面板系統中，亦可為上述主感測部包含矩陣狀配置之複數個主感測器。
根據上述構成，主感測部係由矩陣狀配置之複數個主感測器構成。藉此，可提供一種能夠檢測觸控操作之有無及觸控位置之觸控面板系統。
於本實施形態之觸控面板系統中，較佳為包含相對於上述感測線交叉而設置之驅動線、及驅動上述驅動線之驅動線驅動電路；於上述感測線、與上述驅動線之間形成有靜電電容，上述驅動線驅動電路對上述驅動線進行並列驅動，上述減算部接收上述各感測線之輸出信號，並算出上述感測線方向上之靜電電容之差分，作為上述相互鄰接之感測線之信號之差分，且包含解碼部，其對由上述減算部算出之靜電電容之差分值進行解碼。
根據上述構成，並列驅動觸控面板，解碼部對減算部所算出之靜電電容之差分值進行解碼。藉此，靜電電容之信號放大為編碼長倍(N倍)而求出，故靜電電容之信號強度不依賴於驅動線數而提昇。又，若為與先前方式同等之信號強度便可，則可減少驅動線之驅動次數，從而可實現省電化。
於本實施形態之觸控面板系統中，上述減算部包含將輸入至上述減算部之感測線之類比信號轉換為數位信號的第3AD轉換部，上述減算部亦可算出由上述第3AD轉換部使用數位信號算出之上述相互鄰接之感測線之信號的差分。
根據上述構成，將自觸控面板輸出之類比信號轉換為數位信號後進行減算處理，藉此可去除雜訊。
於本實施形態之觸控面板系統中，亦可為上述減算部包含將輸入至上述減算部之感測線之類比信號轉換為數位信號的第4AD轉換部；上述第4AD轉換部將由上述減算部使用上述類比信號算出之上述相互鄰接之感測線之信號的差分轉換為數位信號。
根據上述構成，將自觸控面板輸出之類比信號維持為類比信號進行減算處理之後，將其轉換為數位信號，而可去除雜訊。
於本實施形態之觸控面板系統中，亦可為上述減算部包含使用上述類比信號算出上述相互鄰接之感測線之信號之差分的全差動放大器。
根據上述構成，藉由全差動放大器將自觸控面板輸出之類比信號維持為類比信號而進行減算處理之後，將其轉換為數位信號，而可去除雜訊。
於本實施形態之觸控面板系統中，亦可構成為包括：非觸控操作時資訊記憶部，其記憶非觸控操作時由上述解碼部所解碼之靜電電容之差分分佈；及校準部，自觸控操作時由上述解碼部所解碼之靜電電容之差分分佈中，減去非觸控操作時資訊記憶部內記憶之、非觸控操作時之靜電電容的差分分佈，對靜電電容之差分分佈進行校準。
根據上述構成，非觸控操作時資訊記憶部記憶由解碼部所解碼之非觸控操作時之靜電電容之差分分佈。而且，校準部自觸控操作時之靜電電容之差分分佈中，減去非觸控操作時資訊記憶部內記憶之非觸控操作時之靜電電容的差分分佈。即，校準部算出(觸控操作時之靜電電容之差分分佈)-(非觸控操作時之靜電電容之差分分佈)。因此，可消除觸控面板內在之偏移。
於本實施形態之觸控面板系統中，較佳為包含判定部，該判定部基於由上述減算部所算出之相互鄰接之感測線之信號之差分、與正及負之閾值的對比，判定觸控操作之有無。
根據上述構成，判定部基於已去除雜訊信號之相互鄰接之感測線之信號的差分而判定觸控操作之有無。因此，可準確地判定觸控操作之有無。
於本實施形態之觸控面板系統中，較佳為上述判定部基於由上述減算部所算出之相互鄰接之感測線之信號之差分、與正及負之閾值的對比，作成將各感測線之信號之差分分佈3值化而成的增減表，並且將此增減表轉換為2值圖像，藉此抽取觸控資訊。
根據上述構成，將已去除雜訊信號之相互鄰接之感測線之信號之差分輸入至判定部。判定部使用相互鄰接之感測線之信號之差分、與儲存於判定部之正及負之閾值的對比，作成使各感測線之信號之差分分佈3值化而成的增減表。進而，判定部藉由使此增減表2值化，而將增減表轉換為2值圖像。藉此，於經轉換之2值圖像中抽取觸控位置候補。因此，基於該2值圖像識別觸控資訊(觸控之大小、位置等)，藉此除了可更準確識別觸控操作之有無以外，還可更準確地識別觸控資訊。
於本實施形態之觸控面板系統中，較佳為更包含顯示裝置，且上述觸控面板設置於上述顯示裝置之正面。
根據上述構成，由於觸控面板係設於顯示裝置之正面，故可確實地去除顯示裝置產生之雜訊。
於本實施形態之觸控面板系統中，較佳為上述顯示裝置係液晶顯示器、電漿顯示器、或有機EL顯示器、場發射顯示器。
根據上述構成，顯示裝置係由多用於日常電子機器之各種顯示器構成。因此，可提供一種通用性較高之觸控面板系統。
本發明並不限定於上述各實施形態，可於申請專利範圍所示之範圍內進行各種變更，將不同實施形態中分別揭示之技術手段適當組合而成的實施形態亦屬於本發明之技術範圍。即，本領域技術人員應考慮到此次所揭示之實施形態之全部內容均為例示而非限制者。本發明之範圍並非由各實施形態之說明表示而是由申請專利範圍表示，且與申請專利範圍均等之含義及範圍內之所有變更均屬於本發明之範圍。
[產業上之可利用性]
本發明可應用於電視、個人電腦、行動電話、數位攝像機、可攜遊戲機、電子相框、便攜資訊終端、電子書、家電製品、售票機、ATM、汽車導航系統等觸控面板式之各種電子機器。
1．．．觸控面板系統
1a．．．觸控面板系統
1b．．．觸控面板系統
1c．．．觸控面板系統
1d．．．觸控面板系統
1e．．．觸控面板系統
1f．．．觸控面板系統
1g．．．觸控面板系統
1h．．．觸控面板系統
1i．．．觸控面板系統
1j．．．觸控面板系統
1k．．．觸控面板系統
1m．．．觸控面板系統
1n．．．觸控面板系統
1o‧‧‧觸控面板系統
2‧‧‧顯示裝置
3‧‧‧觸控面板
3a‧‧‧觸控面板
3b‧‧‧觸控面板
3c‧‧‧觸控面板
4‧‧‧觸控面板控制器
31‧‧‧主感測器(主感測部)
31a‧‧‧主感測器群(主感測部)
31b‧‧‧主感測器群(感測部)
32‧‧‧副感測器(副感測部)
32a‧‧‧副感測器群(副感測部)
33‧‧‧感測線
34‧‧‧副感測線
35‧‧‧驅動線
41‧‧‧減算部
41a‧‧‧減算部
46‧‧‧加算部
47‧‧‧電荷積分器(運算部)
48‧‧‧AD轉換部(第1AD轉換部，第2AD轉換部)
48a‧‧‧AD轉換部(第3AD轉換部，第4AD轉換部)
49‧‧‧差動放大器
50‧‧‧全差動放大器
58．．．解碼部
59．．．判定部
61．．．非觸控操作時資訊記憶部
62．．．校準部
圖1係表示本發明之觸控面板系統之基本構成的概略圖。
圖2係表示圖1之觸控面板系統之基本處理之流程圖。
圖3(a)~(c)係表示圖1之觸控面板系統之減算部所處理之信號之波形的圖。
圖4係表示本發明之另一觸控面板系統之基本構成之概略圖。
圖5係表示圖4之觸控面板系統不包含副感測器群之觸控面板的概略圖。
圖6係表示圖4之觸控面板系統之基本處理之流程圖。
圖7係表示本發明之又一觸控面板系統之基本構成之概略圖。
圖8係表示圖7之觸控面板系統之基本處理之流程圖。
圖9係表示先前之觸控面板系統之觸控面板之驅動方式的圖。
圖10係表示本發明之觸控面板系統之觸控面板之驅動方式(正交序列驅動方式)的圖。
圖11係表示藉由圖9之驅動方式之觸控面板為獲得與圖10之驅動方式之觸控面板同等之靈敏度而需要之處理的圖。
圖12係表示藉由本發明之又一觸控面板系統且包含正交序列驅動方式之觸控面板之觸控面板系統的概略圖。
圖13係表示本發明之又一觸控面板系統之基本構成的概略圖。
圖14係表示本發明之又一觸控面板系統之基本構成的概略圖。
圖15係表示本發明之又一觸控面板系統之基本構成的概略圖。
圖16係表示本發明之又一觸控面板系統之基本構成的概略圖。
圖17係表示圖16之觸控面板系統之全差動放大器之一例的電路圖。
圖18係表示本發明之又一觸控面板系統之基本構成的概略圖。
圖19係表示專利文獻1之觸控面板系統中所設之雜訊處理部的方塊圖。
圖20係表示本發明之又一觸控面板系統之基本構成的概略圖。
圖21係表示圖20之觸控面板系統之基本處理的流程圖。
圖22係表示本發明之又一觸控面板系統之基本構成的概略圖。
圖23係表示本發明之又一觸控面板系統之基本構成的概略圖。
圖24係表示本發明之又一觸控面板系統之基本構成的概略圖。
圖25係表示本發明之又一觸控面板系統之基本構成的概略圖。
圖26係表示本發明之又一觸控面板系統之基本構成的概略圖。
圖27係表示圖22之觸控面板系統中之判定部之基本處理的流程圖。
圖28(a)~(c)係表示圖27之流程圖之觸控資訊之識別方法的模式圖。
圖29係表示搭載有上述觸控面板系統之行動電話機之構成的功能方塊圖。
1．．．觸控面板系統
2．．．顯示裝置
3．．．觸控面板
4．．．觸控面板控制器
5．．．驅動線驅動電路
31．．．主感測器
32．．．副感測器
33．．．感測線
34．．．副感測線
35．．．驅動線
41．．．減算部
42．．．座標檢測部
43．．．CPU

Claims (25)

  1. 一種觸控面板系統，其包含：觸控面板；及觸控面板控制器，其處理來自上述觸控面板之信號；該觸控面板系統之特徵在於：上述觸控面板包含檢測上述觸控面板之觸控操作之主感測部、及設於與設有上述主感測部之觸控面板上之面為同一面內的副感測部；上述觸控面板控制器包含減算部，該減算部接收來自上述主感測部及副感測部之信號，並自上述主感測部之信號中減去上述副感測部之信號；上述主感測部包含複數個感測線；上述副感測部包含於與感測線相同方向上延伸之副感測線；上述減算部算出自上述感測線中選擇之感測線Sn之信號與鄰接於感測線Sn之2個感測線(感測線Sn+1，感測線Sn-1)中之一方之感測線Sn+1之信號的差分即第1差分((Sn+1)-Sn)、及感測線Sn之信號與鄰接於感測線Sn之另一感測線Sn-1之信號的差分即第2差分(Sn-(Sn-1))，並且算出副感測線與鄰接於副感測線之感測線之差分即第3差分；上述觸控面板控制器包含將上述第1差分、第2差分及第3差分相加之加算部。
  2. 如請求項1之觸控面板系統，其中包含相對於上述感測線及副感測線而交叉設置之驅動線、及驅動上述驅動線之驅動線驅動電路；於上述感測線或副感測線、與上述驅動線之間形成有靜電電容；上述驅動線驅動電路使用正交序列或M序列，對上述驅動線進行並列驅動；且包含運算部，該運算部讀出上述每個感測線及副感測線之輸出信號，將該輸出信號與對上述驅動線進行並列驅動之符號序列進行內積，而算出上述靜電電容之電容值。
  3. 如請求項1或2之觸控面板系統，其中上述減算部包含將輸入至上述減算部之來自感測線或副感測線之類比信號轉換為數位信號的第1AD轉換部；上述減算部利用上述第1AD轉換部使用數位信號而算出上述第1差分~第3差分。
  4. 如請求項1或2之觸控面板系統，其中上述減算部包含將輸入至上述減算部之來自感測線或副感測線之類比信號轉換為數位信號的第2AD轉換部；上述第2AD轉換部將由上述減算部使用上述類比信號所算出之上述第1差分~第3差分轉換為數位信號。
  5. 如請求項4之觸控面板系統，其中上述減算部包含使用上述類比信號而算出上述第1差分~第3差分之全差動放大器。
  6. 如請求項5之觸控面板系統，其中上述全差動放大器係使輸入共模電壓範圍為軌對軌動作。
  7. 如請求項1或2之觸控面板系統，其中上述加算部係以與上述副感測線之距離由近至遠之順序推進加算處理，並將加算結果用於下一加算處理。
  8. 如請求項1或2之觸控面板系統，其中上述副感測部不檢測上述觸控面板之觸控操作。
  9. 如請求項1或2之觸控面板系統，其中上述副感測部設於上述觸控面板上之非觸控操作之區域。
  10. 如請求項1或2之觸控面板系統，其中上述主感測部與副感測部彼此鄰接而設置。
  11. 如請求項1之觸控面板系統，其中上述主感測部包含矩陣狀配置之複數個主感測器。
  12. 一種觸控面板系統，其包括：觸控面板；及觸控面板控制器，其處理來自上述觸控面板之信號；該觸控面板系統之特徵在於：上述觸控面板包含感測部，該感測部包含複數個感測線且檢測上述觸控面板之觸控操作；上述觸控面板控制器包含減算部，該減算部接收來自上述感測部之信號，算出相互鄰接之感測線之信號的差分；且上述觸控面板系統中包含：相對於上述感測線交叉設置之驅動線、及 驅動上述驅動線之驅動線驅動電路；於上述感測線與上述驅動線之間形成有靜電電容；上述驅動線驅動電路將上述驅動線並列驅動；上述減算部接收上述各感測線之輸出信號，並算出上述驅動線延伸之方向上之靜電電容之差分，作為上述相互鄰接之感測線之信號之差分；且包含：解碼部，其藉由運算對上述驅動線進行並列驅動之符號序列與對應於上述符號序列之感測線的差分輸出序列之內積，來對由上述減算部所算出之靜電電容之差分值進行解碼；及開關，其以在上述減算部，算出自上述感測線中選擇之感測線Sn之信號與鄰接於感測線Sn之2個感測線(感測線Sn+1，感測線Sn-1)中之一方之感測線Sn+1之信號的差分即第1差分((Sn+1)-Sn)、或感測線Sn之信號與鄰接於感測線Sn之另一感測線Sn-1之信號的差分即第2差分(Sn-(Sn-1))之方式，切換輸入至減算部之信號。
  13. 如請求項12之觸控面板系統，其中上述開關係包含2個端子，選擇其一方之端子；對上述驅動線進行並列驅動之符號序列係如下所示之對上述驅動線之第1至第M個進行並列驅動之符號序列(成分為1或-1)：d1 =(d11 ,d12 ,…,d1N ) d2 =(d21 ,d22 ,…,d2N ) ‧‧‧dM =(dM1 ,dM2 ,…,dMN )；將對應於上述符號序列之感測線之差分輸出序列「Sj,P (j=1,..,[L/2],P=1,2)(L為感測線之數、[n]=n之整數部分)」定義為：Sj ,1 ：開關SW選擇了一方之端子時之對於d1 ~dM 之輸出序列，Sj ,2 ：開關SW選擇了另一方之端子時之對d1 ~dM 之輸出序列。
  14. 如請求項12或13之觸控面板系統，其中上述減算部包含將輸入至上述減算部之來自感測線之類比信號轉換為數位信號的第3AD轉換部；上述減算部算出由上述第3AD轉換部使用數位信號算出之上述相互鄰接之感測線之信號的差分。
  15. 如請求項12或13之觸控面板系統，其中上述減算部包含將輸入至上述減算部之來自感測線之類比信號轉換為數位信號的第4AD轉換部；上述第4AD轉換部將藉由上述減算部使用上述類比信號所算出之上述相互鄰接之感測線之信號的差分轉換為數位信號。
  16. 如請求項14之觸控面板系統，其中上述減算部包含使用上述類比信號而算出上述相互鄰接之感測線之信號之差 分的全差動放大器。
  17. 如請求項12或13之觸控面板系統，其中包含：非觸控操作時資訊記憶部，其記憶非觸控操作時由上述解碼部所解碼之靜電電容之差分分佈；及校準部，其自觸控操作時由上述解碼部所解碼之靜電電容之差分分佈中，減去非觸控操作時記憶於資訊記憶部記憶之非觸控操作時之靜電電容的差分分佈，而校準靜電電容之差分分佈。
  18. 如請求項12或13之觸控面板系統，其中包含判定部，該判定部基於由上述減算部所算出之相互鄰接之感測線之信號之差分、與正及負之閾值之比較，而判定觸控操作之有無。
  19. 如請求項18之觸控面板系統，其中上述判定部基於由上述減算部所算出之相互鄰接之感測線之信號之差分、與正及負之閾值之比較，作成將各感測線之信號之差分分佈3值化而成的增減表，並且將該增減表轉換為2值圖像，藉此抽取觸控資訊。
  20. 一種觸控面板系統，其包括：觸控面板；及觸控面板控制器，其處理來自上述觸控面板之信號；其特徵在於：上述觸控面板包含感測部，該感測部包含複數個感測線且檢測上述觸控面板之觸控操作；上述觸控面板控制器包含減算部，該減算部接收來自 上述感測部之信號，算出相互鄰接之感測線之信號的差分；且上述觸控面板系統中包含：相對於上述感測線交叉設置之驅動線、及驅動上述驅動線之驅動線驅動電路；於上述感測線與上述驅動線之間形成有靜電電容；上述驅動線驅動電路為將上述驅動線並列驅動；上述減算部接收上述各感測線之輸出信號，並算出上述驅動線延伸之方向上之靜電電容之差分，作為上述相互鄰接之感測線之信號之差分；且包含：解碼部，其藉由運算對上述驅動線進行並列驅動之符號序列與對應於上述符號序列之感測線的差分輸出序列之內積，來對由上述減算部所算出之靜電電容之差分值進行解碼。
  21. 如請求項20之觸控面板系統，其中於上述減算部中，算出自上述感測線中選擇之感測線Sn之信號與鄰接於感測線Sn之2個感測線(感測線Sn+1，感測線Sn-1)中之一方之感測線Sn+1之信號的差分即第1差分((Sn+1)-Sn)、及感測線Sn之信號與鄰接於感測線Sn之另一感測線Sn-1之信號的差分即第2差分(Sn-(Sn-1))。
  22. 如請求項20或21之觸控面板系統，其中上述符號序列係正交序列或M序列。
  23. 2、12、13、20或21之觸控面板系統，其中 更包含顯示裝置；上述觸控面板設置於上述顯示裝置之正面。
  24. 如請求項23之觸控面板系統，其中上述顯示裝置為液晶顯示器、電漿顯示器、有機EL顯示器、或場發射顯示器。
  25. 一種電子機器，其特徵在於包含如請求項1、2、12、13、20或21之觸控面板系統。
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