电容分布检测方法、电容分布检测电路、触摸传感器系统以及信息输入/输出设备的制造方法
【专利摘要】公开了触摸位置识别方法和触摸位置识别电路。电容分布检测电路（2）包括复用器（4）、驱动器（5）和读出放大器（6），并且复用器（4）在其中第一信号线（HL1到HLM）连接到驱动器（5）且第二信号线（VL1到VLM）连接到读出放大器（6）的第一连接状态和其中第一信号线（HL1到HLM）连接到读出放大器（6）且第二信号线（VL1到VLM）连接到驱动器（5）的第二连接状态之间切换状态。
【专利说明】电容分布检测方法、电容分布检测电路、触摸传感器系统以及信息输入/输出设备
[0001 ] 本申请是申请日为2012年4月4日，申请号为201280031566.X，题为“电容分布检测方法、电容分布检测电路、触摸传感器系统以及信息输入/输出设备”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及电容分布检测方法、电容分布检测电路、触摸传感器系统以及信息输入/输出设备，其中的每一个都检测多个电容器的电容分布，所述多个电容器均形成在多个第一信号线与多个第二信号线的交点处。
【背景技术】
[0003]专利文献I公开了一种检测多个电容器的电容分布的电容分布检测电路，所述电容器均形成在多个第一信号线与多个第二信号线的交点处。如专利文献I的图1中所示，关于触摸面板固定了(i)用于驱动触摸面板的驱动线与(ii)用于从触摸面板读出信号的读出线的位置关系。
[0004]图12是图示了传统触摸传感器系统91的配置的框图。图13是图示了在触摸传感器系统91中提供的触摸面板93的配置的示意图。该触摸传感器系统91包括触摸面板93和电容分布检测电路92。该触摸面板93包括在水平方向上彼此并行地布置的驱动线HLl到HLM、在垂直方向上彼此并行地布置的读出线VLl到VLM、以及均形成在驱动线HLl到HLM与读出线VLl至IjVLM的交点处的电容器Cll到CMM。
[0005]电容分布检测电路92包括驱动器95。该驱动器95根据代码序列将电压施加于驱动线HLl到HLM，以驱动电容器CU到CMM。电容分布检测电路92包括读出放大器96。该读出放大器96经由读出线VLl到VLM读出与驱动器95所驱动的电容器CU到CMM相对应的电压的线性和，并且将电压的该线性和供应给A/D转换器98。该A/D转换器98将经由读出线VLl到VLM读出的与电容器相对应的电压的线性和从模拟转换成数字，并且将经转换的线性和供应给电容分布计算部99。
[0006]该电容分布计算部99基于(i)从A/D转换器98供应的与电容器相对应的电压的线性和以及(ii)代码序列来计算触摸面板93上的电容分布，并且将计算结果供应给触摸识别部90。该触摸识别部90基于从电容分布计算部99供应的电容分布来识别在触摸面板93上触摸的位置。
[0007]该电容分布检测电路92包括定时发生器97。该定时发生器97生成指定驱动器95的操作的信号、指定读出放大器96的操作的信号、以及指定A/D转换器98的操作的信号，并且将这些信号分别供应给驱动器95、读出放大器96和A/D转换器98。
[0008]引文列表专利文献
专利文献I: 美国专利N0.7,812,827(2010年 10月 12日)。
【发明内容】
[0009]技术问题
下面的描述考虑了其中经由具有导电笔的触摸传感器系统91的触摸面板93接收条目的情况。图14是描述在触摸传感器系统91中生成的幻像(phantom)噪声的视图。优选的是，导电笔的尖端是锋利的，具有大约Imm到4mm的直径，用于防止使用感觉的退化。此外，为了易于写入，优选的是，可以在其中手掌放置于大尺寸的触摸面板上的状态下使用笔。
[0010]在本说明书中，其中握住导电笔以进行输入的手放置于触摸面板上的区域被称为“手放置区域”。
[0011]通过制造电容分布检测电路92以使得经由读出线从设置于(图14中所图示的)手放置区域HDR中的电容器读出的信号未被接收到，应当能够在其中握住导电笔以进行输入的手放置在触摸面板上的状态下在笔输入位置P处利用笔输入条目。
[0012]在前述的设置中，与放置在触摸面板上的手(所述手握住导电笔以进行输入)的触摸信号相比，用于输入的导电笔的笔尖的触摸信号极其微弱，并且具有大约10倍到20倍的SN比的差异。
[0013]此外，人体接收空间中存在的电磁噪声，并且由人体从空间中接收到的该电磁噪声通过握住导电笔以进行输入的手而被输入到触摸面板中。倘若握住导电笔以进行输入的手放置在读出线上，则被输入到触摸面板中的电磁噪声被叠加在流过读出线的信号上。这导致误差信号在没有手放置于其上的读出线的位置中的生成，如在图14中被图示为幻像噪声NZ。结果，产生变得难以检测笔的信号的问题。
[0014]此外，不仅仅局限于使用笔的输入，而且当使用软件键盘(应用)时还存在关于智能电话的问题:如果由用户的身体接收的电磁噪声强大，则在用户的手指等触摸的读出线上生成幻像噪声，由此使未被按压的软件键盘的按键起反应。
[0015]在本说明书中，像这样生成的误差信号被称为“幻像噪声”，其中由人体从空间中接收的电磁噪声经由手、手指等被输入到触摸面板中，并且被叠加在手、手指等所触摸的读出线中流动的信号上。例如，如图14中所图示的那样，在沿着读出线SLl到SLM限定手放置区域HDR的限定线LI和L2之间且在该手放置区域HDR之外的区域中生成幻像噪声NZ。
[0016]本发明的一个目的是提供一种电容分布检测方法、电容分布检测电路、触摸传感器系统和信息输入/输出设备，其中的每一个都实现消除由利用已经接收到电磁噪声的人体的手、手指等触摸面板所生成的幻像噪声引起的效应。
[0017]问题的解决方案
根据本发明的电容分布检测方法是一种检测电容分布的方法，其用于检测均形成在多个第一信号线与多个第二信号线的交点上的多个电容器的电容分布，该方法包括:在第一定时中驱动第一信号线，以从第二信号线输出与电容器相对应的电荷;在第一定时之后的第二定时中控制第一信号线的连接与第二信号线的连接的切换；以及在第二定时之后的第三定时中驱动第二信号线，以从第一信号线输出与电容器相对应的电荷。
[0018]根据该特征，在第一定时中，驱动第一信号线以从第二信号线输出与电容器相对应的电荷，在第一定时之后的第二定时中，控制第一信号线和第二信号线的连接的切换，以及在第二定时之后的第三定时中，驱动第二信号线以从第一信号线输出与电容器相对应的电荷。因此，能够从第一信号线和第二信号线二者输出与电容器相对应的电荷。结果，能够消除由经由手、手指等被输入到触摸面板中并且被叠加在读出线的信号上的电磁噪声引起的效应。
[0019]根据本发明的电容分布检测电路是一种检测均形成在多个第一信号线与多个第二信号线的交点上的多个电容器的电容分布的电容分布检测电路，该电容分布检测电路包括:复用器，其被连接到该多个第一信号线和该多个第二信号线;驱动器，其被连接到该复用器；以及读出放大器，其被连接到该复用器;该复用器在其中第一信号线连接到驱动器且第二信号线连接到读出放大器的第一连接状态和其中第一信号线连接到读出放大器且第二信号线连接到驱动器的第二连接状态之间切换连接状态。
[0020]利用该特征，能够在将第一信号线与驱动器连接且将第二信号线与读出放大器连接的第一连接状态和将第一信号线与读出放大器连接且将第二信号线与驱动器连接的第二连接状态之间进行切换。这允许从第一信号线和第二信号线二者输出与电容器相对应的电荷。结果，能够消除由经由手、手指等被输入到触摸面板中并且被叠加在读出线的信号上的电磁噪声引起的效应。
[0021]根据本发明的另一电容分布检测电路是一种检测均形成在多个第一信号线与多个第二信号线的交点上的多个电容器的电容分布的电容分布检测电路，该电容分布检测电路包括:第一复用器，其被连接到该第一信号线;第一驱动器，其被连接到该第一复用器;第一读出放大器，其被连接到该第一复用器;第二复用器，其被连接到该第二信号线;第二驱动器，其被连接到该第二复用器;第二读出放大器，其被连接到该第二复用器；以及控制电路，其控制该第一复用器和该第二复用器以使得连接状态可在其中第一信号线连接到第一驱动器且第二信号线连接到第二读出放大器的第一连接状态和其中第一信号线连接到第一读出放大器且第二信号线连接到第二驱动器的第二连接状态之间切换。
[0022]利用该特征，能够在将第一信号线与第一驱动器连接且将第二信号线与第二读出放大器连接的第一连接状态和将第一信号线与第一读出放大器连接且将第二信号线与第二驱动器连接的第二连接状态之间进行切换。这允许从第一信号线和第二信号线二者输出与电容器相对应的电荷。结果，能够消除由经由手、手指等被输入到触摸面板中并且被叠加在读出线的信号上的电磁噪声引起的效应。
[0023]根据本发明的又一电容分布检测电路是一种检测均形成在多个第一信号线与多个第二信号线的交点上的多个电容器的电容分布的电容分布检测电路;该电容分布检测电路包括:第一复用器，其被连接到该多个第一信号线的一部分;第一驱动器，其被连接到该第一复用器;第一读出放大器，其被连接到该第一复用器;第二复用器，其被连接到该多个第一信号线的另一部分;第二驱动器，其被连接到该第二复用器;第二读出放大器，其被连接到该第二复用器;第三复用器，其被连接到该多个第二信号线的一部分;第三驱动器，其被连接到该第三复用器;第三读出放大器，其被连接到该第三复用器;第四复用器，其被连接到该多个第二信号线的另一部分;第四驱动器，其被连接到该第四复用器;第四读出放大器，其被连接到该第四复用器；以及控制电路，其控制第一至第四复用器以使得连接状态可在(a)其中第一信号线的一部分连接到第一驱动器、第一信号线的另一部分连接到第二驱动器、第二信号线的一部分连接到第三读出放大器且第二信号线的另一部分连接到第四读出放大器的第一连接状态和(b)其中第一信号线的一部分连接到第一读出放大器、第一信号线的另一部分连接到第二读出放大器、第二信号线的一部分连接到第三驱动器且第二信号线的另一部分连接到第四驱动器的第二连接状态之间切换。
[0024]利用该特征，能够在(a)其中第一信号线的一部分连接到第一驱动器、第一信号线的另一部分连接到第二驱动器、第二信号线的一部分连接到第三读出放大器且第二信号线的另一部分连接到第四读出放大器的第一连接状态和(b)其中第一信号线的一部分连接到第一读出放大器、第一信号线的另一部分连接到第二读出放大器、第二信号线的一部分连接到第三驱动器且第二信号线的另一部分连接到第四驱动器的第二连接状态之间进行切换。
[0025]这允许从第一信号线和第二信号线二者输出与电容器相对应的电荷。结果，能够消除由经由手、手指等被输入到触摸面板中并且被叠加在读出线的信号上的电磁噪声引起的效应。
[0026]根据本发明的触摸传感器系统包括:根据本发明的电容分布检测电路；以及触摸面板，其包括多个第一信号线、多个第二信号线以及多个电容器。
[0027]根据本发明的信息输入/输出设备包括:根据本发明的触摸传感器系统；以及显示面板，其(i)被叠加在触摸传感器系统中所提供的触摸面板上或者(ii)使触摸面板被构建在其中。
[0028]发明的有利效果
根据本发明的检测电容分布的方法在第一定时中驱动第一信号线以从第二信号线输出与电容器相对应的电荷，在第一定时之后的第二定时中控制第一信号线和第二信号线的连接的切换，以及在第二定时之后的第三定时中驱动第二信号线以从第一信号线输出与电容器相对应的电荷。这允许从第一信号线和第二信号线二者输出与电容器相对应的电荷。结果，能够消除由经由手、手指等被输入到触摸面板中并且被叠加在读出线的信号上的电磁噪声引起的效应。
【附图说明】
[0029]图1
图1是图示了根据实施例1的触摸传感器系统的配置的框图。
[0030]图2
图2是图示了在触摸传感器系统中提供的触摸面板的配置的示意图。
[0031]图3
图3是图示了在(a)连接到触摸面板的信号线与(b)连接到驱动器的驱动线以及连接到读出放大器的读出线之间的连接切换电路的配置的电路图。
[0032]图4
图4是图示了在触摸传感器系统的电容器分布检测电路中提供的复用器的配置的电路图。
[0033]图5
在图5的(a)和(b)中所图示的是用于描述触摸传感器系统的操作方法的示意图。
[0034]图6 在图6的(a)和(b)中所图示的是用于描述触摸传感器系统的另一操作方法的示意图。
[0035]图7
图7是图示了根据实施例2的触摸传感器系统的配置的框图。
[0036]图8
图8是图示了在(a)连接到触摸面板的信号线与(b)连接到驱动器的驱动线以及连接到读出放大器的读出线之间的连接切换电路的配置的电路图。
[0037]图9
图9是图示了在触摸传感器系统的电容器分布检测电路中提供的复用器的配置的电路图。
[0038]图10
图10是图示了根据实施例3的触摸传感器系统的配置的框图。
[0039]图11
图11是图示了根据实施例4的触摸传感器系统的配置的框图。
[0040]图12
图12是图示了传统触摸传感器系统的配置的框图。
[0041]图13
图13是图示了在触摸传感器系统中提供的触摸面板的配置的示意图。
[0042]图14
图14是用于描述在触摸传感器系统中生成的幻像噪声的视图。
【具体实施方式】
[0043]下面关于图1至图11描述的是与本发明的触摸传感器系统有关的实施例。
[0044](实施例1)
(触摸传感器系统Ia的配置)
图1是图示了根据实施例1的触摸传感器系统Ia的配置的框图。图2是图示了在触摸传感器系统Ia中提供的触摸面板3的配置的示意图。
[0045]触摸传感器系统Ia包括触摸面板3和电容分布检测电路2。该触摸面板3包括:在水平方向上彼此并行地布置的信号线HLl到HLM(第一信号线);在垂直方向上彼此并行地布置的信号线VLl到VLM(第二信号线)；以及均被提供在信号线HLl到HLM与信号线VLl到VLM的交点处的电容器CU到CMM。优选的是，触摸面板3具有其中握住输入笔的手可以放置在该触摸面板3上的尺寸。然而，触摸面板3可以具有可用于智能电话的尺寸。
[0046]电容分布检测电路2包括驱动器5。该驱动器5根据代码序列将电压施加到驱动线DLl到DLM。电容分布检测电路2包括读出放大器6。该读出放大器6经由读出线SLl到SLM读出与电容器相对应的电荷的线性和，并且将该线性和供应给A/D转换器8。
[0047]电容分布检测电路2包括复用器4。图3是图示了在(a)连接到触摸面板3的信号线HLl到HLM和VLl到VLM与(b)连接到驱动器5的驱动线DLl到DLM以及连接到读出放大器6的读出线SLI到SLM之间的连接切换电路的配置的电路图。
[0048]复用器4引起在(a)其中信号线HLl到HLM连接到驱动器5的驱动线DLl到DLM且信号线VLl到VLM连接到读出放大器6的读出线SLl到SLM的第一连接状态和(b)其中信号线HLl到HLM连接到读出放大器6的读出线SLl到SLM且信号线VLl到VLM连接到驱动器5的驱动线DLl至IjDLM的第二连接状态之间的切换。
[0049]图4是图示了在触摸传感器系统Ia的电容器分布检测电路2中提供的复用器4的配置的电路图。该复用器4包括串联连接的四个CMOS开关SWl到SW4。从(i )与CMOS开关SW2相对的CMOS开关SWl的一端、(i i )CM0S开关SW2和CMOS开关SW3之间、(i i i )与CMOS开关SW3相对的CMOS开关SW4的一端、以及(iv)反向器(reverser)inv的终端输入供应来自定时发生器7的经由控制线CL的信号。该反向器inv使其输出被供应在CMOS开关SWl与CMOS开关SW2之间、以及CMOS开关SW3与CMOS开关SW4之间。信号线HLl到HLM连接到CMOS开关SWl和SW2。信号线VLl至IjVLM连接到CMOS开关SW3和SW4。驱动线DLl到DLM连接到CMOS开关SWl和SW4。读出线SLl到SLM连接到CMOS开关SW2和SW3。
[0050]当使控制线CL的信号低时，信号线HLl到HLM变成连接到驱动线DLl到DLM，并且信号线VLl到VLM变成连接到读出线SLl到SLM。当使控制线CL的信号高时，信号线HLl到HLM变成连接到读出线SLl到SLM，并且信号线VLl到VLM变成连接到驱动线DLl到DLM。
[0051]A/D转换器8将经由读出线SLl到SLM读出的电荷(所述电荷与电容器相对应)的线性和从模拟转换成数字，并且将经转换的线性和供应给电容分布计算部9。
[0052]电容分布计算部9基于从A/D转换器8供应的电荷(所述电荷与电容器相对应)的线性和以及代码序列来计算在触摸面板3上的电容分布，并且将所计算的电容分布供应给触摸识别部10。该触摸识别部10基于从电容分布计算部9供应的电容分布来识别触摸面板3上的触摸位置。
[0053]电容分布检测电路2包括定时发生器7。该定时发生器7生成(i)用于指定驱动器5的操作的信号、(ii)用于指定读出放大器6的操作的信号、以及(iii)用于指定A/D转换器8的操作的信号，并且将这些信号分别供应给驱动器5、读出放大器6和A/D转换器8。
[0054](触摸传感器系统Ia的操作)
在图5的(a)和(b)中所图示的是用于描述触摸传感器系统Ia的操作方法的示意图。如以上参考图14所描述的那样，有在沿着读出线SLl到SLM限定手放置区域HDR的限定线LI和L2之间且在该手放置区域HDR之外的区域中生成幻像噪声NZ的问题。然而，当在未重叠手放置区域HDR的读出线上(S卩，如图5的(a)中所图示的那样在限定线LI和L2之外的笔输入位置P上)输入笔信号时，该笔信号是可检测的，因为在笔输入位置P通过的读出线上没有生成幻像噪声NZ，由此不具有由幻像噪声NZ引起的SNR的退化。
[0055]因此，在其中手放置区域HDR和笔输入位置P处于如图14中所图示的位置关系的情况下，驱动线DLl到DLM和读出线SLl到SLM在其之间切换，以使水平方向上的信号线HLl到HLM起驱动线DLl到DLM的作用并且使垂直方向上的信号线VLl到VLM起读出线SLl到SLM的作用，如图5的(b)中所图示的那样，以使得在限定线L3和L4之间的区域之外检测到信号。因此，能够检测到笔输入位置P的笔信号。
[0056]因此，例如，通过利用复用器4每一帧在第一连接状态(图5的(b))和第二连接状态(图14)之间交替地切换，即使由于手放置区域HDR而生成幻像噪声NZ，也能够在第一连接状态和第二连接状态的定时之一处检测到笔信号，所述第一连接状态是其中信号线HLl到HLM连接到驱动器5的驱动线DLl到DLM且信号线VLl到VLM连接到读出放大器6的读出线SLl到SLM的状态，并且所述第二连接状态是其中信号线HLl到HLM连接到读出放大器6的读出线SLl到SLM且信号线VLl到VLM连接到驱动器5的驱动线DLl到DLM的状态。因为在其它定时中生成幻像噪声NZ，所以笔信号的SNR被减少到一半。然而，通过在第一连接状态和第二连接状态之间交替地切换，即使生成由手放置区域HDR引起的幻像噪声NZ，也能够检测到笔信号。
[0057]因此，例如，触摸传感器系统la(i)在第一定时中驱动信号线HLl到HLM以使得信号线VLl到VLM输出与电容器相对应的电荷(第一信号线驱动步骤)，(ii)在第一定时之后的第二定时中使用复用器4来控制信号线HLl到HLM和信号线VLl到VLM的连接的切换(切换步骤)，以及(iii)在第二定时之后的第三定时中，驱动信号线VLl到VLM以使得信号线HLl到HLM输出与电容器相对应的电荷(第二信号线驱动步骤)。
[0058]电容分布计算部9被配置成使得通过读出线从设置在以手放置区域HDR限定的矩形中的电容器读出的信号不被接收到。手放置区域HDR是其中握住导电笔以进行输入的手放置在触摸面板上的区域；电容分布计算部9可以被配置成通过未图示的图像识别装置来识别该区域。此外，该配置可以被提供以使得触摸传感器系统Ia的用户指定手放置区域HDR0
[0059]此外，当在智能电话(对于其没有产生笔输入的手放置区域HDR)中执行与以上类似的驱动线和读出线之间的切换时，尽管在任何一个驱动状态中生成通过用手指触摸而生成的要被检测的信号，但是由幻像噪声引起的误差信号是可移除的，因为通过驱动线和读出线的切换使其中生成幻像噪声的位置不同。
[0060]在图6的(a)和(b)中所图示的是用于描述触摸传感器系统Ia的另一操作方法的示意图。如图6的(a)中所图示的那样，在垂直信号线VLl到VLM被连接到驱动线DLl到DLM且垂直信号线VLl到VLM被驱动，以及水平信号线HLl到HLM被连接到读出线SLl到SLM之后，经由读出线读出在限定线L5和L6 (其沿着其中手指触摸的手指触摸区域FR的水平方向进行限定)之间并且在手指触摸区域FR之外的区域中生成的幻像噪声NZ连同与手指触摸区域FR相对应的信号。此后，如图6的(b)中所图示的那样，在水平信号线HLl到HLM被连接到驱动线DLl到DLM且水平信号线HLl到HLM被驱动，以及垂直信号线VLl到VLM被连接到读出线SLl到SLM之后，经由读出线读出在沿着垂直方向限定手指触摸区域FR的限定线L7和L8之间生成的幻像噪声NZ连同与手指触摸区域FR相对应的信号。
[0061]如图6的(a)中所图示的在限定线L5和L6之间生成的幻像噪声NZ和如图6的(b)中所图示的在限定线L7和L8之间生成的幻像噪声是随机生成的，与彼此无关。因此，当使用
(i)与经由读出线读出的如图6的(a)中那样在限定线L5和L6之间生成的幻像噪声NZ相对应并且与手指触摸区域FR相对应的信号，以及(ii)经由读出线读出的、与经由读出线读出的如图6的(b)中那样在限定线L7和L8之间生成的幻像噪声NZ相对应并且与手指触摸区域FR相对应的信号来执行“与”(AND)操作时，能够使在限定线L5和L6之间生成的幻像噪声NZ与在限定线L7和L8之间生成的幻像噪声NZ抵消。
[0062](实施例2)
(触摸传感器系统I b的配置)
图7是图示了根据实施例2的触摸传感器系统Ib的配置的框图。图8是图示了在(a)连接到触摸面板3的信号线HLl到HLM以及VLl到VLM与(b)连接到驱动器5a和5b的驱动线DLl到DLM以及连接到读出放大器6a和6b的读出线SLl到SLM之间的连接切换电路(复用器4a和4b)的配置的电路图。与上述部件相同的部件被提供有相同的附图标记，并且不重复提供其详细描述。
[0063 ] 触摸传感器系统I b包括电容分布检测电路2a。该电容分布检测电路2a包括两个复用器4a和4b。经由信号线HLl到HLM以固定的方式将复用器4a连接到触摸面板3。电容分布检测电路2a包括驱动器5a和读出放大器6a。经由驱动线DLl到DLM将该驱动器5a连接到复用器4a，并且经由读出线SLl到SLM将读出放大器6a连接到复用器4a。
[0064]电容分布检测电路2a包括A/D转换器8a和定时发生器7a。该A/D转换器8a将来自读出放大器6a的输出从模拟转换成数字，并且将该经转换的输出供应给电容分布计算部9。该定时发生器7a生成(i)指定驱动器5a的操作的信号、(ii)指定读出放大器6a的操作的信号、以及(iii)指定A/D转换器8a的操作的信号，并且将这些信号分别供应给驱动器5a、读出放大器6a和A/D转换器8a。该定时发生器7a经由控制线CLa供应用于控制复用器4a的信号。
[0065]经由信号线VLl到VLM以固定的方式将复用器4b连接到触摸面板3。电容分布检测电路2a包括驱动器5b和读出放大器6b。经由驱动线DLl到DLM将该驱动器5b连接到复用器4b，并且经由读出线SLl到SLM将该读出放大器6b连接到复用器4b。
[0066]电容分布检测电路2a包括A/D转换器8b和定时发生器7b。该A/D转换器8b将来自读出放大器6b的输出从模拟转换成数字，并且将该经转换的输出供应给电容分布计算部9。该定时发生器7b生成(i)指定驱动器5b的操作的信号、(ii)指定读出放大器6b的操作的信号、以及(iii)指定A/D转换器Sb的操作的信号，并且将这些信号分别供应给驱动器5b、读出放大器6b和A/D转换器Sb。该定时发生器7b经由控制线CLb供应用于控制复用器4b的信号。
[0067]电容分布检测电路2a包括同步信号生成部11。该同步信号生成部11为定时发生器7a和7b生成同步信号以控制复用器4a和4b来引起在(a)其中信号线HLl到HLM连接到驱动器5a且信号线VLl到VLM连接到读出放大器6b的第一连接状态和(b)其中信号线HLl到HLM连接到读出放大器6a且信号线VLl到VLM连接到驱动器5b的第二连接状态之间进行切换，并且将所生成的同步信号供应给定时发生器7a和7b。
[0068]图9是图示了在触摸传感器系统Ib的电容器分布检测电路2a中提供的复用器4a和4b的配置的框图。复用器4a包括串联连接的两个CMOS开关SW5和SW6。从(i)与CMOS开关SW6相对的CMOS开关SW5的一端、(ii)与CMOS开关SW5相对的CMOS开关SW6的一端、以及(iii)反向器inv的终端输入，输入来自定时发生器7a的经由控制线CLa的信号。该反向器inv使其输出被输入于CMOS开关SW5与CMOS开关SW6之间。信号线HLl到HLM连接到CMOS开关SW5和SW6。驱动线DLl到DLM连接到CMOS开关SW5。读出线SLl到SLM连接到CMOS开关SW6。
[0069](触摸传感器系统Ib的操作)
当使控制线CLa的信号低时，信号线HLl到HLM变成连接到驱动线DLl到DLM。当使控制线CLa的信号高时，信号线HLl到HLM变成连接到读出线SLl到SLM。也与此类似地配置复用器4b ο
[0070]像这样，触摸传感器系统Ib包括具有类似配置的复用器4a和4b;该复用器4a以固定的方式连接到触摸面板3的信号线HLl到HLM，且复用器4b以固定的方式连接到触摸面板3的信号线VLl到VLM。此外，复用器4a和4b基于由同步信号生成部11生成的同步信号而同步地进行操作。当复用器4a被连接到驱动器5a时，复用器4b被连接到读出放大器6b，并且当复用器4a被连接到读出放大器6a时，复用器4b被连接到驱动器5b。
[0071](实施例3)
图10是图示了根据实施例3的触摸传感器系统Ic的配置的框图。与上述部件相同的部件被提供有相同的附图标记，并且不重复提供其详细描述。
[0072]触摸传感器系统Ic包括电容分布检测电路2c。该电容分布检测电路2c包括控制器12a和12b。该控制器12a包括复用器4al到4a4。该复用器4al到4a4具有与以上参考图7至图9所描述的复用器4a的配置类似的配置，然而，该复用器4al到4a4被连接到更少数目的信号线；复用器4al被连接到信号线HLl到HL(ml)，复用器4a2被连接到信号线HL(ml + l)到HL(m2)，复用器4a3被连接到信号线HL(m2+l)到HL(m3)，并且复用器4a4被连接到信号线HL(m3+1)到1]\1，其中1〈1111〈1112〈1113〈]\1。
[0073]该控制器12b包括复用器4bl到4b4。该复用器4bl到4b4具有与以上参考图7至图9所描述的复用器4b的配置类似的配置，然而，该复用器4bl到4b4被连接到更少数目的信号线；复用器4bl被连接到信号线VLl到VL(kl)，复用器4b2被连接到信号线VL(kl + l)到VL(k2)，复用器4b3被连接到信号线VL(k2+l)到VL(k3)，并且复用器4b4被连接到信号线VL(k3+1)到 VLM，其中 l〈kl〈k2〈k3〈M。
[0074]复用器4al到4a4和复用器4bl到4b4均包括相应的驱动器、读出放大器、定时发生器以及ADC，并且基于由同步信号生成部生成的同步信号而同步地进行操作。控制器12a和12b可以被制造为集成电路(1C)。
[0075]在触摸传感器系统Ic中，执行控制以在(a)其中信号线HLl到HL(ml)、信号线HL(ml+ 1)到HL(m2)、信号线HL(m2+l)到HL(m3)以及信号线HL(m3+l)到HLM被连接到驱动器且信号线 VLl 到 VL(kl)、信号线 VL(kl+l)到 VL(k2)、信号线 VL(k2+l)到 VL(k3)以及信号线 VL(k3+l)至IjVLM被连接到读出放大器的第一连接状态和(b)其中信号线HLl到HL(ml)、信号线HL(ml+I)到HL(m2)、信号线HL(m2+l)到HL(m3)以及信号线HL(m3+l)到HLM被连接到读出放大器且信号线VLl到VL(kl)、信号线VL(kl + l)到VL(k2)、信号线VL(k2+l)到VL(k3)以及信号线VL(k3+l)到VLM被连接到驱动器的第二连接状态之间进行切换。
[0076](实施例4)
图11是图示了根据实施例4的触摸传感器系统Id的配置的框图。与上述部件相同的部件被提供有相同的附图标记，并且不重复提供其详细描述。
[0077]触摸传感器系统Id的读出放大器包括在减法时从相邻的读出线读出信号以允许抵消来自液晶面板等的噪声并改进SNR的配置。
[0078]触摸传感器系统I d包括电容分布检测电路2d。该电容分布检测电路2d包括控制器13a和13b。该控制器13a包括复用器14al到14a4。该复用器14al到14a4具有与以上参考图7至图9所描述的复用器4a的配置相类似的配置，然而，该复用器14al到14a4被连接到更少数目的信号线，并且相邻的复用器共享在它们的共同边界上设置的信号线。
[0079]复用器14al被连接到信号线HLl到HL(ml)，复用器14a2被连接到信号线HL(ml)到HL(m2)，复用器4a3被连接到信号线HL(m2)到HL(m3)，并且复用器4a4被连接到信号线HL(m3)到HLM，其中l〈ml〈m2〈m3〈M。像这样，相邻的复用器14al和14a2共享在它们的共同边界上设置的信号线HL(ml)，相邻的复用器14a2和14a3共享在它们的共同边界上设置的信号线HL(m2)，并且相邻的复用器14a3和14a4共享在它们的共同边界上设置的信号线HL(m3)。
[0080]控制器13b包括复用器14bl到14b4。该复用器14bl到14b4具有与以上参考图7至图9所描述的复用器4b的配置类似的配置，然而，该复用器14bl到14b4被连接到更少数目的信号线，并且相邻的复用器共享在它们的共同边界上设置的信号线。
[0081]复用器14bl被连接到信号线VLl到VL(kl)，复用器14b2被连接到信号线VL(kl)到VL(k2)，复用器14b3被连接到信号线VL(k2)到VL(k3)，并且复用器14b4被连接到信号线VL(k3)到VLM，其中l〈kl〈k2〈k3〈M。像这样，相邻的复用器14bl和14b2共享在它们的共同边界上设置的信号线VL(kl)，相邻的复用器14b2和14b3共享在它们的共同边界上设置的信号线VL(k2)，并且相邻的复用器14b3和14b4共享在它们的共同边界上设置的信号线VL(k3)。
[0082]复用器14al到14a4和复用器14bl到14b4均包括相应的驱动器、读出放大器、定时发生器以及ADC，并且基于由同步信号生成部生成的同步信号而同步地进行操作。控制器13a和13b可以被制造为集成电路(1C)。
[0083]像这样，在其中读出放大器被配置成使得在减法时从相邻的读出线读出信号以允许抵消来自液晶面板等的噪声并改进SNR的情况下，通过共享在相邻的复用器的共同边界上设置的信号线，能够以超出与相邻的复用器相对应的读出线的边界的方式连续地执行在该边界上设置的读出线的差动读出。
[0084]通过将触摸传感器系统与液晶显示面板叠加或者通过将触摸传感器系统构建在液晶显示面板的内部，根据实施例1到4的触摸传感器系统可以被构成在介质黑板(信息输入/输出设备)中，所述介质黑板能够在多个人触摸该黑板时接收通过在其上手写的输入。
[0085]利用根据本实施例的电容分布检测方法，优选的是，多个第一信号线、多个第二信号线以及多个电容器构成触摸面板，该触摸面板具有允许握住笔以进行输入的手放置在其上的尺寸。
[0086]根据该配置，能够消除由经由在握住笔以进行输入的同时在触摸面板上触摸的手被输入到该触摸面板中的电磁噪声引起的效应，并且所述电磁噪声被叠加在读出线的信号上。
[0087]利用根据本实施例的电容分布检测电路，优选的是，多个第一信号线、多个第二信号线以及多个电容器构成触摸面板，该触摸面板具有允许握住笔以进行输入的手放置在其上的尺寸。
[0088]根据该配置，能够消除由经由在握住笔以进行输入的同时在触摸面板上触摸的手被输入到该触摸面板中的电磁噪声引起的效应，并且所述电磁噪声被叠加在读出线的信号上。
[0089]利用根据本实施例的又一电容分布检测电路，优选的是，多个第一信号线的一部分和多个第一信号线的另一部分共享在它们的共同边界上设置的信号线，并且多个第二信号线的一部分和多个第二信号线的另一部分共享在它们的共同边界上设置的信号线。
[0090]利用前述配置，能够连续地执行在相邻的复用器的部分的共同边界上设置的读出线的差动读出，超出该共同边界。
[0091]利用根据本实施例的触摸传感器系统，优选的是，电容分布检测电路检测根据使用笔的输入的电容分布。
[0092]利用根据本实施例的信息输入/输出设备，优选的是，电容分布检测电路检测根据使用笔的输入的电容分布。
[0093]本发明不限于以上的实施例的描述，但是本领域技术人员可以在权利要求的范围内对本发明做出更改。基于在不同实施例中公开的技术手段的适当组合的实施例被涵盖在本发明的技术范围中。
[0094]产业适用性
本发明可适用于电容分布检测方法、电容分布检测电路、触摸传感器系统以及信息输入/输出设备，其中的每一个都检测均形成在多个第一信号线与多个第二信号线的交点上的多个电容器的电容分布。
[0095]此外，本发明能够被用于包括其中当使用笔进行输入时将产生手放置区域的大尺寸触摸面板的触摸传感器系统中，例如，能够被用于介质黑板、平板终端等，其能够接收经由多个人在黑板上手写的条目。
[0096]附图标记列表 Ia触摸传感器系统 2电容分布检测电路 3触摸面板
4复用器
4a复用器(第一复用器)
4b复用器(第二复用器)
4al复用器(第一复用器)
4a2复用器(第二复用器)
4bl复用器(第三复用器)
4b2复用器(第四复用器)
14al复用器(第一复用器)
14a2复用器(第二复用器)
14bl复用器(第三复用器)
14b2复用器(第四复用器)
5驱动器
5a驱动器(第一驱动器)
5b驱动器(第二驱动器)
6读出放大器
6a读出放大器(第一读出放大器)
6b读出放大器(第二读出放大器)
7定时发生器
7a定时发生器(控制电路)
7b定时发生器(控制电路)
8 A/D转换器 9电容分布计算部 10触摸识别部
11同步信号生成部(控制电路)
12a、12b、13a、13b 控制器 HLl-HLM信号线(第一信号线)VLl-VLM信号线(第二信号线)
Cll-CMM电容器
DLl-DLM驱动线
SLl-SLM读出线
Sff1-Sff4 开关
HDR手放置区域
L1-L4限定线
P笔输入位置
NZ幻像噪声。
【主权项】
1.一种触摸位置识别方法，检测均形成在触摸面板上的多个第一信号线与多个第二信号线的交点的多个静电电容的值的分布，识别表示所述触摸面板上的被触摸的位置的触摸位置，所述触摸位置识别方法特征在于包括: 第一信号线驱动工序，驱动所述第一信号线以使与所述静电电容对应的电荷从所述第二信号线输出， 第一触摸位置识别工序，基于通过所述第一信号线驱动工序从所述第二信号线输出的与所述静电电容对应的电荷来识别触摸位置， 第二信号线驱动工序，驱动所述第二信号线以使与所述静电电容对应的电荷从所述第一信号线输出， 第二触摸位置识别工序，基于通过所述第二信号线驱动工序从所述第一信号线输出的与所述静电电容对应的电荷来识别触摸位置。2.根据权利要求1所述的触摸位置识别方法，其中将通过所述第一触摸位置识别工序识别的触摸位置和通过所述第二触摸位置识别工序识别的触摸位置中的任一个设为触摸位置。3.根据权利要求1所述的触摸位置识别方法，将基于对表示通过所述第一触摸位置识别工序识别的触摸位置的信号和表示通过所述第二触摸位置识别工序识别的触摸位置的信号进行与操作而得到的信号的位置设为触摸位置。4.一种触摸位置识别电路，检测均形成在触摸面板上的多个第一信号线与多个第二信号线的交点的多个静电电容的值的分布，识别表示所述触摸面板上的被触摸的位置的触摸位置，所述触摸位置识别电路具备: 复用器，被连接到所述多个第一信号线和所述多个第二信号线； 驱动器，被连接到所述复用器； 读出放大器，被连接到所述复用器；以及 触摸位置识别部，连接到所述读出放大器，进行信号变换并识别触摸位置， 其特征在于，所述复用器对其中将所述第一信号线连接到所述驱动器、将所述第二信号线连接到所述读出放大器、经由所述驱动器将驱动信号提供给所述第一信号线、将基于与所述静电电容对应的电荷的来自所述第二信号线的信号经由所述读出放大器供给到所述触摸位置识别部以识别触摸位置的第一连接状态、以及其中将所述第一信号线连接到所述读出放大器、将所述第二信号线连接到所述驱动器、经由所述驱动器将驱动信号提供给所述第二信号线、将基于与所述静电电容对应的电荷的来自所述第一信号线的信号经由所述读出放大器供给到所述触摸位置识别部以识别触摸位置的第二连接状态进行切换。5.根据权利要求4所述的触摸位置识别电路，其中将在所述第一连接状态下识别的触摸位置和在所述第二连接状态下识别的触摸位置中的任一个设为触摸位置。6.根据权利要求4所述的触摸位置识别电路，将基于对表示在所述第一连接状态下识别的触摸位置的信号和表示在所述第二连接状态下识别的触摸位置的信号进行与操作而得到的信号的位置设为触摸位置。
【文档编号】G06F3/044GK106055186SQ201610534332
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2012年4月4日
【发明人】宫本雅之, 饭塚邦彦
【申请人】夏普株式会社