电容性触摸板设备的制作方法

专利名称：电容性触摸板设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及电容性触摸板设备。
背景技术：
存在一种用于电容性触摸板的感测方法。该方法使用利用ITO(氧化铟锡)形成图 案的多个传感器电极或其他透明电极的每个作为独立传感器来捕捉电容变化并进行量化。 该方法可以叫做自电容方法或单传感器方法。这里，该方法被称为第一方法。还存在另一种用于电容性触摸板的感测方法。该方法的功能出于量化目的划分为 两个类别驱动侧和感测侧。该驱动侧为了驱动目的而将在电极之间产生的电容充电和放 电。该感测侧测量产生的电容变化。该方法被叫做互电容方法。这里，该方法被称为第二 方法。当实现同时检测两个或更多的触摸点的多触摸能力以便使用基于第一方法的触 摸板时，出现重影(ghost)点的问题，因此检测的坐标并不总是与实际触摸的点一致。在例如日本专利申请公开JP-P2009-9249A中描述了一种能够进行多点记录的电 容性触摸板。该触摸板被配置为使得多个二维电容传感器被安置为彼此非常接近并彼此平 行。能够通过例如使用执行基于固件的计算的算法处理单元或具有能够执行算法处 理操作的内建微计算机的控制IC而非触摸板控制IC来确定两个触摸点中哪个被较早触 摸，然后依据较早触摸点的坐标来消除重影坐标(错误检测的坐标)，以使得避免在使用第 一方法期间会发生的重影现象。但是，在确定两个触摸点中的哪个被较早触摸之后消除错误检测的坐标的方法仅 当在两个触摸之间的时间差比一个序列的扫描时段长时才能成功地避免重影现象。此外， 如果任何过程需要由外部固件执行，则另一问题发生而降低了处理的速度并且给外部设备 强加了负荷。此外，在JP-P2009-9249A中描述的触摸板仅在有限区域中接受同时多点记录。同时，第二方法使得可以避免由于多触摸可能引起的重影现象。但是，必须将控制 IC输出分配到驱动侧或感测侧。这造成一个问题，可应用的触摸板的大小和形状受到限制 或者扫描速率比使用第一方法时的低。图23示出基于第一方法的用于触摸板的电极图案的示例。图23中示出的示例表 示这样一种图案，其中六个电极排列在X方向而五个电极排列在y方向。图24是说明基于 第一方法的、图23所示的触摸板的电容测量序列的图。如图24所示，测量通过板加载电极 和手指产生的电容的第一方法对所有传感器端子执行行顺序扫描。图24涉及具有其中六 个电极排列在χ方向而五个电极排列在y方向的电极图案的触摸板，并且指示当每个传感 器的测量时间是T时一个序列所需的时间是11T。同时，图25示出基于第二方法的用于触摸板的电极图案的示例。图25中示出的 示例表示这样一种情况，其中存在驱动侧端子Dl到D6和感测侧端子Sl到S5。图26是说明基于第二方法的、图25所示的触摸板的电容测量序列的图。如图25所示，测量在面板的 两个或多个电极之间产生的电容的第二方法相对于驱动侧的行顺序驱动在感测侧执行行 顺序扫描。图26涉及具有驱动侧端子Dl到D6和感测侧端子Sl到S5的触摸板，并指示一 个序列所需的时间是30T。如上所述，与需要较短的IlT的时间的第一方法形成显著的对 照，第二方法需要每序列30T的时间。这意味着使用第二方法会增加响应时间。

发明内容
本发明的一个示范目标是提供一种电容性触摸板设备，其能够检测多个触摸同时 最小化响应时间的增加。根据本发明的示范方面的电容性触摸板设备包括电容性触摸板，其具有在χ和y方向排列的传感器电极；和感测控制单元(如，感测控制单元24)，其控制扫描序列的执行以测量传感器输出 值，该传感器输出值是通过对在安装在电容性触摸板中的传感器电极和位于接近该传感器 电极的导体(如，手指)之间产生的电容的变化进行量化而获得的；其中，感测控制单元实施控制来通过对安装在电容性触摸板中的所有传感器电极执行第一扫描序列(如，正常扫 描序列)，利用为了避免灵敏度斜率的检测而执行的设置，来测量传感器输出值，如果第一扫描序列的结果指示多点被触摸，则通过对与从多点触摸得出的多个触 摸位置候选坐标相关的传感器电极执行第二扫描序列(如，重影消除序列)，利用为了允许 灵敏度斜率的检测而执行的设置，来再次测量传感器输出值，以及依据在执行第二扫描序列时测量的传感器输出值和灵敏度斜率的趋势识别和消 除测错的坐标。当发现多个点被触摸时，感测控制单元可以实施控制以执行允许灵敏度斜率的检 测的设置，通过对在X方向和y方向的至少一个方向中排列的、所发现的被触摸的传感器电 极执行第二扫描序列来再次测量传感器输出值，以及依据在执行第二扫描序列时测量的传 感器电极的传感器输出值之间的大小关系和灵敏度斜率的趋势来识别和消除测错的坐标。当发现多个点被触摸时，感测控制单元可以实施控制以执行允许灵敏度斜率的检 测的设置，通过对与从多点触摸得出的多个触摸位置候选坐标相关的一个或多个传感器电 极执行第二扫描序列来再次测量传感器输出值，以及依据在执行第二扫描序列时测量的传 感器电极的传感器输出值和预定传感器电极的特定位置的期望的传感器输出值之间的大 小关系，以及灵敏度斜率的趋势来识别和消除测错的坐标。该电容性触摸板设备可以包括开关电路(如，开关电路群21)，它被提供在将排列 于X方向和y方向的至少一个方向的传感器电极连接到用于测量目的地传感器电极的传感 器输出值的感测电路群的路径中，该开关电路能够在没有内部电阻的通路和具有内部电阻 的通路之间进行转换；其中，当执行第一扫描序列时，感测控制单元通过使得该开关电路选择没有内部 电阻的通路来执行避免灵敏度斜率的检测的设置；以及其中，当执行第二扫描序列时，感测控制单元通过使得该开关电路选择具有内部 电阻的通路来执行允许灵敏度斜率的检测的设置。
该电容性触摸板设备可以包括限流电路(如，电源控制单元26)，其限制从恒定电 流源流出以对传感器电极施加电容变化的电流；其中，当执行第一扫描序列时，感测控制单元通过实施控制以禁止该限流电路提 供电流控制来执行避免灵敏度斜率的检测的设置；以及其中，当执行第二扫描序列时，感测控制单元通过实施控制以便让该限流电路提 供电流控制来执行允许灵敏度斜率的检测的设置。


图1是说明根据本发明的示范实施例的电容性触摸板设备的示例图。图2是实现电压比较(电荷比较)感测方法的电路的简化图。图3A和3B是示出当使用电压比较(电荷比较)感测方法时在未触摸状态的感测 的示例的图。图4A和4B是示出当使用电压比较(电荷比较)感测方法时在触摸状态的感测的 示例的图。图5是说明在导线电阻和传感器电极的传感器输出值之间的关系的图。图6是说明典型的决定于触摸位置的布线电阻值分布的图。图7是说明典型的决定于触摸位置的Cmod电势随时间变化的图。图8是说明在使用第一方法期间发生的重影现象的图。图9是说明在使用第一方法期间发生的重影现象的图。图10是说明用于驱动触摸板的典型过程的流程图。图11是说明在正常扫描序列期间占优势的Y2和Y4传感器线的典型特性的图。图12是说明在重影消除序列期间占优势的Y2和Y4传感器线的典型特性的图。图13是说明在传感器线占优势的典型灵敏度特性的图。图14是说明在传感器线占优势的典型灵敏度特性的图。图15是说明控制IC 2的典型电路配置的示意图。图16是说明控制IC 2的典型电路配置的示意图。图17是说明控制IC 2的典型配置的功能框图。图18是说明控制IC 2的典型配置的功能框图。图19是说明三个触摸点的坐标检测的示例的图。图20是说明三个触摸点的坐标检测的示例的图。图21是说明三个触摸点的坐标检测的示例的图。图22是说明三个触摸点的坐标检测的示例的图。图23是说明基于第一方法的安装在触摸板中的电极的典型图案的图。图24是说明基于第一方法的触摸板的典型的电容测量序列的图。图25是说明基于第二方法的安装在触摸板中的电极的典型图案的图。图26是说明基于第二方法的触摸板的典型的电容测量序列的图。
具体实施例方式现在将参照

本发明的示例实施例。图1是说明根据本发明的电容性触摸板设备的示例图。如图1所示，该电容性触摸板设备包括电容性触摸板1和驱动触摸板1 的控制IC 2。触摸板1被放置在透明衬底上，该衬底按照使得ITO或其他透明电极不会彼此重 叠的方式例如由玻璃或PET薄膜制成。在χ方向延伸的传感器线Xl到X6与在不同于χ方 向的y方向延伸的传感器线Yl到Y5交叉的区域被提供为具有例如绝缘层(未示出)，以使 得在Xl到X6传感器线和Yl到Y5传感器线之间不导电。优选地，该传感器线的交叉区域 被最小化。图1仅示出一个触摸区域作为触摸板1。然而在实际中，触摸板的外部框架被 提供有连接到控制IC 2上的传感器端子的导线。控制IC 2使用连接的传感器端子来重 复地将由形成图案的传感器电极和使得与传感器电极接触或位于接近该传感器电极的导 电体(如，手指)产生的电容充电和放电，并且通过使用例如在预定时间充电时逐步形成 (develop)的电压、在充电之前达到的脉冲计数和CR振荡的延迟来确定产生的电容变化。本发明基本上使用第一方法作为驱动电容性触摸板的方法。更具体地，本发明使 用各个传感器电极作为独立的传感器，捕捉由传感器线和手指或位于接近该传感器之处的 其他导电体引起的电容变化，并且对捕捉的电容变化进行量化来确定触摸位置坐标。为了 获得比由用作传感器电极的多个传感器提供的位置坐标分辨率更高的分辨率，控制IC 2 可以对产生最大传感器输出值的电极和与此类电极相邻的电极的传感器输出值进行比较、 划分，或执行其他计算。图2到4B是说明电容性触摸板的感测原理的图。图2是实现电压比较(电荷比 较)感测方法的电路的简化图。但是应该注意，将要使用的感测电路和感测方法并不局限 于该图指示的那些。虽然使用图2所示的配置，但是符号Cx表示由手指和ITO电极(传感器电极)产 生的电容。符号Rx表示包括触摸板的传感器电极的导线的电阻。由符号Rx表示的电阻可 以在下文中称为传感器电极导线电阻。符号Cmod表示电压比较电容器。比较器将在电容 器Cmod(其在稍后描述的测量阶段(阶段2)中被充电)的一端逐步形成的电压和参考电 压Vref进行比较。应该注意施加到参考电压Vref (将被输入到比较器)的电势等于与能 够在稍后描述的充电阶段(阶段1)中存储在电容器Cmod中的电荷对应的电压。恒定电流 源引起恒定电流流出，由此将电容变化施加到传感器电极。符号SW3表示导通和关断在触 摸板(下文中称为面板)中的传感器电极和控制IC中的电路之间的连接的开关。符号SW2 表示导通和关断在比较器和电容器Cmod之间的连接的开关。符号SWl表示导通和关断在 恒定电流源和传感器电极和电容器Cmod之间的连接的开关。换句话说，该面板中的传感器 电极通过控制IC中的开关SW3和SWl连接到该恒定电流源。该恒定电流源也通过开关SWl 连接到电容器Cmod。电容器Cmod通过开关SW2连接到比较器。图3A和图3B是示出当使用电压比较(电荷比较)感测方法时在未触摸状态感测 的示例的图。图3A示出当使用电压比较(电荷比较)感测方法时在充电阶段(阶段1)中 执行的典型电路操作。图3B示出当使用电压比较(电荷比较)感测方法时在测量阶段(阶 段2)中执行的典型电路操作。在充电阶段(阶段1)中，例如，如图3A所示，控制IC 2将开关SWl的状态从关断 变化到导通，将开关SW2的状态从导通变化到关断，以及将开关SW3的状态从关断变化到导通。开关SWl和SW3维持导通一定的时间段(充电时段tl)以使得电容器Cmod被充有从 恒定电流源流出的电荷。在这个示例中，电容器Cx没有被充有电荷因为没有手指与面板中 的传感器电极接触。当充电时段tl逝去以开始测量阶段(阶段2)时，控制IC 2将开关SWl的状态从 导通变化为关断，将开关SW2的状态从关断变化为导通，以及将开关SW3的状态从导通变化 为关断，如图3B所示，并且将电容器Cmod两端逐步形成的电压Vmod和参考电压Vref比较。 这里，假定施加到参考电压Vref的电势等于能够在充电时段tl期间用来为电容器Cmod充 电的电压。在本示范实施例中，从比较器输出的信息指示电势差为0(零)。结果，控制IC 2识别出不存在电容变化，也即，该面板没有被触摸。图4A和图4B是示出当使用电压比较(电荷比较)感测方法时在触摸状态的感测 的示例的图。图4A示出当使用电压比较(电荷比较)感测方法时在阶段1(充电时段)中 执行的典型电路操作。图4B示出当使用电压比较(电荷比较)感测方法时在阶段2(测量 时段)中执行的典型电路操作。在阶段1中，如图4A所示，控制IC 2将开关SWl的状态从 关断变化到导通，将开关SW2的状态从导通变化到关断，以及将开关SW3的状态从关断变化 到导通，和图3A指示的操作的情况一样。开关SWl和SW3在充电时段tl维持导通以使得 电流从恒定电流源流出。但是，由于在该示例中触摸状态占优势，故电流分布到电容器Cmod 和Cx。结果，在充电时段tl期间在电容器Cmod中存储的电荷的数量比图3A指示的阶段1 的要少。当充电时段tl逝去以开始阶段2时，如图4B所示，控制IC 2将开关SWl的状态 从导通变化为关断，将开关SW2的状态从关断变化为导通，以及将开关SW3的状态从导通变 化为关断，和图3B指示的操作的情况一样。控制IC 2随后将电容器Cmod两端逐步形成的 电压Vmod和参考电压Vref比较。在该示例中，比较器输出指示分布于电容器Cx的电压相 关的电势差的信息。结果，控制IC 2识别出存在电容变化，也即，该面板被触摸。当通过使用各个传感器电极(图1所示的传感器线Xl到X6、Yl到Y5)的传感器 输出值来计算传感器电极的传感器输出值以提高坐标的分辨率时，优选地，全部传感器电 极的传感器输出值相等。换句话说，每个传感器线的导线应该优选地被设计为使得获得相 同的传感器输出值而不管触摸板的哪个传感器电极被触摸。更具体地，应该优选地减少每 个传感器电极的导线电阻Rx以使得在充电时段tl内电容器Cx被充分地充电。如果存在 任何传感器输出值变化，则能够通过执行取平均处理或数字校正处理来抑制该变化。应该 注意该传感器输出值表示在传感器电极中发生的电容变化的数字表示。图5示出在导线电阻和传感器电极的传感器输出值之间的关系。更具体地，图5 是示出当在变化附连到控制IC的输出端子作为伪负载的电阻器的电阻值的同时测量传感 器输出值时获得的结果的图。由图5显而易见，当导线电阻增加到门限值时传感器输出值 开始降低。为了避免触摸板中传感器输出值变化，必须设计该传感器电极导线为使得电阻 不大于该门限值(Rs)。同时，导线电阻Rx随传感器电极的触摸部分而变化。图6是说明典型的决定于触 摸位置的导线电阻值分布的图。在图6中，符号R3、R2和Rl表示电阻值分布，这是从与传 感器电极位置成比例的参考位置产生的。符号&表示在触摸板的触摸区域外占优势的导 线电阻值。如图6显而易见的，在到达电容器Cx之前产生的电阻值根据触摸的部分是位于朝向控制IC输入侧还是远离控制IC输入侧而有所不同，即便当其位于单个传感器线上也 不同。因此，在传感器线(与输入侧相对布置)的末端的传感器电极和控制IC的传感器端 子之间占优势的总电阻值(R3+R2+R1+RJ需要不大于门限值Rs，该门限值是不会降低传感 器输出值的上限值。图7是说明典型的决定于触摸位置的Cmod电势随时间变化的图。如图7所示，导 线电阻和Cmod充电时段tl需要被设计为使得在充电时段tl期间对电容器Cmod充电的电 势维持不变，而不管在传感器线上的触摸传感器电极是位于控制IC输入侧附近(如，图7 中的“R1+Rl，，线)还是远离控制IC输入侧(如，图7中的“R3+R2+R1+Rl”线)。现在将描述根据本发明的驱动触摸板的方法。图8和图9是说明在使用第一方法 期间发生的重影现象的图。例如，当执行多触摸操作以触摸由6x5传感器线形成的触摸板 上的两个点时，基于第一方法的触摸板的控制IC 2测量每个传感器电极的传感器输出值， 然后识别四个端子(图9所示的示例中的X2、X5、Y2和Y4)是活跃的，如图8所示。但是， 理论上在四个端子是活跃的情况中存在两种图案的触摸位置。在图9所示的示例中，可以 存在触摸位置的两个不同组合作为主要触摸位置的组合的触摸位置1和2的组合，和表示 重影现象的重影发生位置1和2的组合。由此有必要判断哪个触摸位置组合是正确的。但 是，此类判断无法简单地通过在正常扫描序列期间测量电容来完成。因此，当检测到多个可 能的触摸位置时，本发明另外执行重影消除序列来消除表示重影现象的错误检测的坐标， 并定位主要的触摸位置。假定根据本示范实施例的触摸板1被配置为使得在每个传感器线上的电阻值Rx 小于门限电阻值Rs，同时全部传感器线的电阻值RJ触摸区域外部占优势的导线电阻值) 相等。例如，通过做出使用具有相同长度的通路导线的设计或者通过在控制IC传感器端子 和面板输入端子之间放置电阻器以提供统一的导线电阻，来使得电阻值&相等。图10是说明根据本示范实施例的用于驱动触摸板的典型过程的流程图。如图10 所示，控制IC 2首先执行步骤SlOl来正常地扫描每个传感器线。在步骤S101，对所有传感 器端子执行行顺序扫描。在扫描每个传感器线(以测量电容变化或检测由电容变化指示的触摸)之后，控 制IC 2执行步骤S102以判断是否有传感器线是活跃的。如果没有传感器线是活跃的，也 即，如果在每个传感器端子没有检测到电容变化(或如果检测的电容变化不大于导通/关 断判断门限值)，则控制IC 2断定该面板根本没有被触摸，终止由当前扫描指示的检测操 作，并开始执行下次扫描(返回步骤S101，因为步骤S102的询问答复为“否”)。控制IC 2 然后重复正常扫描直到检测到该面板被触摸。另一方面，如果有传感器线是活跃的，也即，如果在任何传感器端子检测到指示触 摸的电容变化(在步骤S102中的询问答复为“是”)，则控制IC 2前进到步骤S103并且检 查活跃的传感器端子的组合以判断是否多点被触摸。例如，控制IC 2可以判断是否四个或 多个传感器线是活跃的。如果四个或多个传感器线是活跃的，则控制IC 2可以断定多点被 触摸。如果没有检测到多点触摸(在步骤S103中的询问答复为“否”)，则控制IC 2前 进到步骤S105，仅输出由活跃的传感器线指示的触摸位置坐标，并且终止由本扫描发起的 检测操作。当步骤S105完成时，控制IC 2重新开始正常扫描(返回步骤S101)。
另一方面，如果检测到多点触摸(在步骤S103中的询问答复为“是”)，则控制IC 2前进到步骤S104，执行重影消除序列，并且确定要消除的错误检测的坐标。在确定要消除的错误检测的坐标之后，控制IC 2前进到步骤S105，输出当错误检 测的坐标消除后获得的位置坐标作为触摸位置坐标，并且终止由本扫描发起的检测操作。 当步骤S105完成时，控制IC 2重新开始正常扫描(返回步骤S101)。现在将详细描述步骤S104的重影消除序列。假定根据本示范实施例的触摸板1 产生相同的传感器输出值而不管在触摸板中哪个传感器电极被触摸。还假定控制IC 2能 够以这样的方式来选择性地控制每个传感器电极获得的传感器输出值根据传感器电极的 哪个部分被触摸而有所不同。换句话说，假定触摸板1被配置为使得控制IC 2能够进行内 部控制以从Rx < Rs的状态转换为Rx > Rs的状态。在重影消除序列中，通过设置活跃的X侧传感器电极和Y侧传感器电极中的至少 一个的电阻以使得Rx > Rs(也即，选择用于检测关于传感器线的灵敏度斜率的电阻值)并 且对传感器线再次执行扫描来确定测错的坐标。这里，术语“灵敏度”表示在未触摸状态产 生的传感器输出值和在触摸状态产生的传感器输出值之间的差。检测灵敏度斜率是来确保 检测的灵敏度随传感器线上的触摸位置，或者更具体地，随着触摸位置和控制IC上的输入 端子之间的距离，而变化。换句话说，灵敏度斜率的检测有意造成触摸板上的灵敏度变化。图11是说明在图8所示的触摸状态中执行正常扫描序列时占优势的Y2和Y4传 感器线的典型特性的图。图12是说明在图8所示的触摸状态中执行重影消除序列时占优 势的Y2和Y4传感器线的典型特性的图。图11示出的例子指示Y2和Y4传感器线在充电 时段11期间对电容器Cmod充电的电势上相等而不管该触摸位置是接近还是远离该控制IC 输入侧(在图11示出的例子中指示的电势对应于传感器输出值10)。对于没有被触摸的其 他传感器线Y1、Y3、Y5，指示的Cmod电势对应于传感器输出值4。另一方面，图12示出的例 子假定全部Y侧传感器线的总电阻值由关系式Rx > Rs表示。因此，在充电时段tl期间充 电的电容器Cmod的电势中，在接近控制IC输入侧位置被触摸的Y2传感器线不同于在远离 控制IC输入侧位置被触摸的Y4传感器线。这意味着Cmod电势根据该触摸位置是接近还 是远离该控制IC输入侧而变化。换句话说，能够判断在Y2传感器线上的触摸点接近控制 IC输入侧而在Y4传感器线上的触摸点远离控制IC输入侧。例如，在已经使用对每个Y侧传感器线执行重影消除设置以使得Rx > Rs来执行 扫描的情况中，Y2传感器线的传感器输出值是8而Y4传感器线的传感器输出值是5，在这 两个传感器输出值之间的差指示在Y2和Y4传感器线上的触摸点中的哪个更接近于控制IC 输入侧。 当执行多触摸操作时，例如，触摸两个点时，两组不同的坐标，即，正确的坐标和由 重影造成的重影坐标均被检测为坐标。因此，应该做出判断以确定两组不同的触摸点坐标 中哪个是正确的。能够例如通过确定在两个活跃的传感器线的传感器输出值之间的大小关 系来做出该判断。该方法能够用来判断展现相对较大的传感器输出值的传感器线上的触摸 点更接近于控制IC输入侧，随后由此确定哪一组坐标是正确的。在当前示例中，Y2传感器 线的传感器输出值大于Y4传感器线的传感器输出值。由此能够依据灵敏度斜率的趋势来 判断在Y2传感器线上的触摸位置比Y4传感器线上的触摸位置更接近于控制IC输入侧。结 果，能够断定重影发生位置1和2的组合应该当作错误检测的坐标来处理。
图13和图14是说明在传感器线上占优势的典型灵敏度特性的图。图13是说明 在图8所示的触摸状态中执行正常扫描序列时在Y侧传感器线上占优势的典型灵敏度特性 的图。图14是说明在图8所示的触摸状态中执行重影消除序列时在Y侧传感器线上占优 势的典型灵敏度特性的图。在正常扫描序列期间，利用灵敏度特性设置而执行扫描以使得 灵敏度不会随着传感器线上的触摸位置变化，如图13所示。在重影消除序列期间，另一方 面，利用灵敏度特性变化以产生灵敏度斜率而执行扫描以使得灵敏度随着传感器线上的触 摸位置变化，如图14所示。当在执行重影消除序列之前将要执行感测操作(在步骤SlOl中将执行扫描操作) 时，可以从感测目标的列表中排除除了 Y2和Y4传感器线之外的、不活跃的传感器线。另一 替换方式是不将它们从感测目标的列表中排除而测量此类传感器线的传感器输出值然后 丢弃测量的值。在本示范实施例中，出于重影消除目的，在X侧或Y侧活跃的传感器线上执 行在执行重影消除序列之前将要执行的感测操作。X侧或Y侧活跃的传感器线可以被预先 选择为要在其上执行重影消除序列的目标。例如，可以在X侧传感器线或Y侧传感器线中 数目上较小的那侧上执行重影消除序列。如果在重影消除序列期间要感测Yl到Y5传感器线的每个，则总是能够执行预定 的扫描序列而不管触摸位置如何。这消除了形成用于选择单个传感器线的控制电路的必 要，由此减少了在控制IC上的负荷。另一判断方法是通过确定例如在特定位置的期望的传感器输出值(这是与传感 器线中的触摸位置相关联地预先确定的传感器输出值)和实际传感器输出值之间的大小 关系来完成。当使用该方法时，应当考虑通过在特定位置的期望的传感器输出值和实际传 感器输出值之间的比较大致确定的触摸位置以决定在传感器线上的实际触摸位置的哪些 候选坐标是正确的。如果，例如，与传感器线的中央位置相关联地预定的特定位置的期望的 传感器输出值是6，而在重影消除序列期间占优势的Y2传感器线输出值是8，则能够依据该 大小关系和敏感度斜率的趋势推断该实际触摸位置在中央和与输入侧相对的一侧之间。如 果预先确定该特定位置的期望的传感器输出值具有较高的精度，则能够以较高的分辨率确 定该实际触摸位置。在本示例中，能够简单地通过在重影消除序列中感测Y2传感器线或Y4 传感器线来将在图9所示的示例中的重影发生位置1和2的组合识别为错误检测的坐标。 如果在这种情况下也将执行预定的扫描序列，则可以丢弃从其他传感器线的感测中得出的 检测值。图15和图16是说明控制IC 2的典型电路配置的示意图，该控制IC 2使得触摸 板1能够在Rx < Rs的状态和Rx > Rs的状态之间转换。参考图15和图16，电容Cx (通过 手指和ITO电极产生)和导线电阻Rx是在控制IC外部确定的参数。例如，开关电路可以如图15所示那样并入，以便在涉及控制IC 2的传感器端子内 的内部电阻的通路和不涉及此类内部电阻的通路之间进行转换。此外，例如，当所采用的 配置使用恒定电流源作为给传感器电极提供电容变化的电源时，该配置可以包括这样的电 路该电路具有利用可变电阻器和晶体管来限制电流从恒定电流源流出的机制。在图15所示的示例中，除了图2所示的电路配置外，电阻器RG和转换开关SW4被 并入控制IC。当要执行重影消除序列时，在阶段1通过导通转换开关SW4而非传感器线选 择器开关SW3，能够调用Rx，= Rx+Rg > Rs的状态。
在图16所示的示例中，除了图2所示的电路配置外，可变电阻器RG被置于开关 Sffl和恒定电流源之间。这使得在重影消除序列的执行期间，可以在阶段1中为电容器 Cmod, Cx充电的同时控制流过的电流量。因此，能够调用Rx > Rs的状态。图17和图18是说明控制IC 2的典型配置的功能框图。图17是说明实现图12 所示的电路的控制IC 2的典型配置的框图。如图17所示，控制IC 2可以包括，例如，开关 电路群21、电源单元22、A/D转换器23、感测控制单元24和RAM 25。响应于感测控制单元24实施的控制，开关电路群21改变要测量的传感器输入端。 电源单元22是用于电容器充电的电源。A/D转换器23是将电容器Cmod的电压与参考电压Vref进行比较、将在Cmod电压 与Vref电压之间的差转换为数字值、并且将数字值作为传感器输出值输出的电路群。感测 控制单元24是控制感测序列的执行的处理器单元。感测控制单元24输出各种控制信号到 各种功能块，执行感测序列以获得传感器输出值，并且由传感器输出值确定XY坐标。感测 控制单元24可以并入DSP (数字信号处理器)的功能，以用于从传感器输出值中计算XY坐 标的目的。RAM 25是临时存储测量结果的存储器。在本示例中，开关电路群21包括与X侧传感器线和Y侧传感器线中的至少一侧传 感器线的每一个有关的图12所示的开关SW4和电阻器Re。响应于来自感测控制单元24的 控制信号，开关电路群21在正常扫描序列操作和重影消除序列操作之间进行转换。当执行 正常扫描序列时，开关电路群21控制开关SW3用于传感器线选择的目的。另一方面，当执 行重影消除序列操作时，开关电路群21通过控制开关SW4而非开关SW3而允许灵敏度斜率 的检测以用于传感器线选择的目的。图18是说明实现图16所示的电路的控制IC 2的典型配置的框图。如图18所示， 控制IC 2可以包括，例如，开关电路群21、电源单元22、A/D转换器23、感测控制单元24、 RAM 25和电源控制单元26。电源控制单元26是利用可变电阻器和晶体管来限制从电源单元22中流出的电流 的电路群。电源控制单元26响应于来自感测控制单元24的控制信号控制可变电阻器Re， 以便仅在重影消除序列期间限制电流来产生灵敏度斜率。在该示例中，只是要求开关电路群21具有执行正常扫描序列必需的功能。换句话 说，开关电路群21不需要包括图12所示的开关SW4或电阻器RG。在另一方面，开关电路群 21可以和图18所示的一样。图19到图22是说明三个触摸点的坐标检测的示例的图。例如，当如图19所示三 个点被触摸时，控制IC 2检测到六个端子，即X2、X3、X5、Y2、Y3和Y4端子是活跃的。在该 示例中，和两点触摸的情况一样，控制IC 2应该例如对Υ2、Υ3和Υ4传感器线执行重影消除 设置，并且重复感测操作来执行重影消除序列。因此，控制IC 2能够比较三个传感器线的 传感器输出值，确定在三个传感器线之间的触摸位置关系，并且识别错误检测的坐标。例如，当如图20所示触摸三个点时，控制IC 2检测到五个端子，即Χ2、Χ5、Υ2、Υ3 和Υ4端子，是活跃的。在该示例中，控制IC 2应该例如对Υ2、Υ3和Υ4传感器线执行重影 消除设置，并且重复感测操作来执行重影消除序列。因此，控制IC 2能够比较三个传感器 线的传感器输出值，确定在三个传感器线之间的触摸位置关系，并且识别错误检测的坐标。当完成以上检测时，必须对χ侧或Y侧中具有较大数目的活跃的传感器线的一侧(在本示 例中为Y侧)执行重影消除检测操作。例如，当如图21所示触摸三个点时，控制IC 2检测到五个端子，即X2、X3、X5、Y2、 和Υ4端子，是活跃的。在该示例中，控制IC 2应该例如对Χ2、Χ3和Χ5传感器线执行重影 消除设置，并且重复感测操作来执行重影消除序列。因此，控制IC 2能够比较三个传感器 线的传感器输出值，确定在三个传感器线之间的触摸位置关系，并且识别错误检测的坐标。 当完成以上检测时，必须对X侧或Y侧中具有较大数目的活跃的传感器线的一侧(在本示 例中为X侧)执行重影消除检测操作。例如，当如图22所示触摸三个点时，控制IC 2检测到四个端子，即Χ2、Χ5、Υ2和 Υ4端子是活跃的。在该示例中，控制IC 2识别两个点被触摸，以及未识别出三个点的多触摸。更具体地，本示范实施例能够避免在两点多触摸的情况中的重影而不管其类型如 何。但是，在三点多触摸的情况中，本示范实施例并不总能避免重影(可能未识别出三点的 多触摸)。总之，本发明适用于三个或更多点的多触摸，只要在任意的X侧或Y侧的活跃的 传感器电极的数量等于触摸点的数量。即使当检测到多点触摸时，也可以想到适合于触摸点之间的位置关系的电容差可 能由于例如不当的轻触摸或较小的手指接触面积而无法获得。例如，能够通过增加传感器 导通/关断判断门限值和如果相关联的两个传感器之间的传感器输出值的差不足则通过 制止识别两点的坐标来避免该问题。如上所述，本示范实施例使得可以提供能够检测多触摸和最小化响应时间的增加 而不用牺牲第一方法的优点的电容性触摸板设备。例如，当使用由6X5传感器线形成的触 摸板时，在使用第二方法期间用于多触摸检测所需的扫描时间总是30Τ。但是，本发明在没 有发生多点触摸时只需要短至IlT的扫描时间。即便发生多点触摸时，本发明所需扫描时 间也不长于16Τ，因为其需要执行多达五个额外传感器线的扫描。即使在为了提高精度对两 侧的所有扫描线均执行重影消除序列的情况中，本发明也只需要22Τ的扫描时间。这意味 着本发明的响应时间仍比第二方法的要短。根据本发明，可以提供能够在最小化响应时间的增加的同时检测多触摸的电容性 触摸板设备。本发明适用于被设计来检测两点或多点的同时触摸的电容性触摸板。尽管参考本发明的示范实施例已经具体示出和描述了本发明，但是本发明不局限 于这些实施例。本领域的普通技术人员将理解在不背离由权利要求书限定的本发明的精 神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种变化。对相关申请的交叉引用本申请基于和要求于2009年5月14日提交的日本专利申请No. 2009-118060的 优先权，其全部内容通过引用而被合并于此。
1权利要求
一种电容性触摸板设备，包括电容性触摸板，其具有在x和y方向排列的传感器电极；和感测控制单元，其控制扫描序列的执行以测量传感器输出值，该传感器输出值是通过对在安装在该电容性触摸板中的传感器电极和位于接近该传感器电极的导体之间产生的电容的变化进行量化而获得的；其中，该感测控制单元实施控制来通过对安装在该电容性触摸板中的所有传感器电极执行第一扫描序列，利用为了避免灵敏度斜率的检测而执行的设置，来测量传感器输出值，如果第一扫描的结果指示多点被触摸，则通过对与从多点触摸得出的多个触摸位置候选坐标相关的传感器电极执行第二扫描序列，利用为了允许灵敏度斜率的检测而执行的设置，来再次测量传感器输出值，以及依据在执行第二扫描序列时测量的传感器输出值和灵敏度斜率的趋势识别和消除测错的坐标。
2.如权利要求1所述的电容性触摸板设备，其中，当发现触摸了多个点时，该感测控制单元实施控制以执行允许灵敏度斜率的检 测的设置，通过对在x方向和y方向的至少一个方向中排列的、所发现被触摸的传感器电极 执行第二扫描序列来再次测量传感器输出值，以及依据在执行第二扫描序列时测量的传感 器电极的传感器输出值之间的大小关系和灵敏度斜率的趋势来识别和消除错误检测的坐 标。
3.如权利要求1所述的电容性触摸板设备，其中，当发现触摸了多个点时，该感测控制单元实施控制以执行允许灵敏度斜率的检 测的设置，通过对与从多点触摸得出的多个触摸位置候选坐标相关的一个或多个传感器电 极执行第二扫描序列来再次测量传感器输出值，以及依据在执行第二扫描序列时测量的传 感器电极的传感器输出值和预定传感器电极的特定位置的期望的传感器输出值之间的大 小关系、以及灵敏度斜率的趋势，来识别和消除测错的坐标。
4.如权利要求1所述的电容性触摸板设备，还包括开关电路，它被提供在将排列于x方向和y方向的至少一个方向中的传感器电极连接 到用于测量目的地传感器电极的传感器输出值的感测电路群的路径中，该开关电路能够在 没有内部电阻的通路和具有内部电阻的通路之间进行转换；其中，当执行第一扫描序列时，该感测控制单元通过使得该开关电路选择没有内部电 阻的通路来执行避免灵敏度斜率的检测的设置；以及其中，当执行第二扫描序列时，该感测控制单元通过使得该开关电路选择具有内部电 阻的通路来执行允许灵敏度斜率的检测的设置。
5.如权利要求2所述的电容性触摸板设备，还包括开关电路，它被提供在将排列于x方向和y方向的至少一个方向中的传感器电极连接 到用于测量目的地传感器电极的传感器输出值的感测电路群的路径中，该开关电路能够在 没有内部电阻的通路和具有内部电阻的通路之间进行转换；其中，当执行第一扫描序列时，该感测控制单元通过使得该开关电路选择没有内部电 阻的通路来执行避免灵敏度斜率的检测的设置；以及其中，当执行第二扫描序列时，该感测控制单元通过使得该开关电路选择具有内部电 阻的通路来执行允许灵敏度斜率的检测的设置。
6.如权利要求3所述的电容性触摸板设备，还包括开关电路，它被提供在将排列于χ方向和y方向的至少一个方向中的传感器电极连接 到用于测量目的地传感器电极的传感器输出值的感测电路群的路径中，该开关电路能够在 没有内部电阻的通路和具有内部电阻的通路之间进行转换；其中，当执行第一扫描序列时，该感测控制单元通过使得该开关电路选择没有内部电 阻的通路来执行避免灵敏度斜率的检测的设置；以及其中，当执行第二扫描序列时，该感测控制单元通过使得该开关电路选择具有内部电 阻的通路来执行允许灵敏度斜率的检测的设置。
7.如权利要求1所述的电容性触摸板设备，还包括限流电路，其限制从恒定电流源流出以对传感器电极施加电容变化的电流； 其中，当执行第一扫描序列时，该感测控制单元通过实施控制以禁止该限流电路提供 电流控制来执行避免灵敏度斜率的检测的设置；以及其中，当执行第二扫描序列时，该感测控制单元通过实施控制以便让该限流电路提供 电流控制来执行允许灵敏度斜率的检测的设置。
8.如权利要求2所述的电容性触摸板设备，还包括限流电路，其限制从恒定电流源流出以对传感器电极施加电容变化的电流； 其中，当执行第一扫描序列时，该感测控制单元通过实施控制以禁止该限流电路提供 电流控制来执行避免灵敏度斜率的检测的设置；以及其中，当执行第二扫描序列时，该感测控制单元通过实施控制以便让该限流电路提供 电流控制来执行允许灵敏度斜率的检测的设置。
9.如权利要求3所述的电容性触摸板设备，还包括限流电路，其限制从恒定电流源流出以对传感器电极施加电容变化的电流； 其中，当执行第一扫描序列时，该感测控制单元通过实施控制以禁止该限流电路提供 电流控制来执行避免灵敏度斜率的检测的设置；以及其中，当执行第二扫描序列时，该感测控制单元通过实施控制以便让该限流电路提供 电流控制来执行允许灵敏度斜率的检测的设置。
10.一种电容性触摸板设备，包括电容性触摸板，其具有在至少一个方向上排列的传感器电极；和 感测控制单元，其控制扫描序列的执行以测量传感器输出值，该传感器输出值是通过 对安装在电容性触摸板中的传感器电极和位于接近该传感器电极的导体之间产生的电容 的变化进行量化而获得的；其中，该感测控制单元实施控制来执行允许灵敏度斜率的检测的设置，并且执行该扫 描序列以检测其中该导体位于与之接近的传感器电极的位置坐标。
全文摘要
本发明公开了一种电容性触摸板设备，具有感测控制单元，其对各个传感器电极执行扫描序列以测量传感器输出值。该感测控制单元实施控制来通过对所有传感器电极执行第一扫描序列，利用为了避免灵敏度斜率的检测而执行的设置，来测量传感器输出值。如果第一扫描的结果指示多点被触摸，则该感测控制单元通过对与从多点触摸得出的多个触摸位置候选坐标相关的传感器电极执行第二扫描序列，利用为了允许灵敏度斜率的检测执行的设置，来再次测量传感器输出值，以及依据在执行第二扫描序列时测量的传感器输出值和灵敏度斜率的趋势来识别和消除错误检测的坐标。
文档编号G06F3/044GK101887335SQ201010180848
公开日2010年11月17日 申请日期2010年5月13日 优先权日2009年5月14日
发明者渡边圣 申请人:奥博特瑞克斯株式会社