专利名称：触摸面板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种触摸面板，特别是涉及一种在规定时间内完成触摸检测的触摸面板装置。
背景技术：
显示装置使用于PDA或便携 式终端等可移动电子设备、各种家电产品、以及自动存取款机(Automated Teller Machine)等,该显示装置具备在显示画面上使用“使用者的手指”或者笔等进行触摸操作(接触按压操作，以下简称为触摸)而输入信息的装置(以下，还称为触摸传感器或者触摸面板)。作为这种触摸面板，可知对触摸到的部分的电阻值变化进行检测的电阻膜方式、对电容变化进行检测的静电电容方式以及对光量变化进行检测的光传感器方式等。静电电容方式的触摸面板具备在纵向方向上延伸的多个检测用的电极(X电极)以及在横向方向上延伸的多个检测用的电极(Y电极)，通过输入处理部对相互交叉的X电极与Y电极的电极间电容进行检测。在触摸面板的表面接触手指等导体的情况下，配置在接触部位的电极的电容增加，因此输入处理部检测其电容变化,根据各电极所检测到的电容变化信号来计算输入坐标(触摸点)。专利文献I :日本特开2008-287376号公报
发明内容
然而，在以往的触摸面板中，存在触摸检测时间与触摸点成正比地增加这种问题。因此，即使在同时进行多个触摸的情况下，为了在规定时间内完成触摸检测，也需要将要检测的触摸点的上限数(最大触摸点)设定为较少(例如，2 4点左右)。本发明是为了解决上述以往技术的问题而完成的，本发明的目的在于，即使将最大触摸点数设定很多也能够在规定时间内完成触摸检测的触摸面板。根据本说明书的说明以及附图来说明本发明的上述和其它目的以及新特征。简单说明本申请所公开的发明中具有代表性的技术方案的概要如下。(I) 一种触摸面板，其特征在于，具有多个X电极；多个Y电极；测量部，其对上述多个X电极与上述多个Y电极之间的电极间电容进行测量；存储部，其保存上述多个X电极与上述多个Y电极之间的电极间电容值；以及控制部，其具有所得到的坐标精度互不相同的多个坐标计算算法，选择上述多个坐标计算算法中的一个，根据保存在上述存储部中的上述电极间电容值，运算对触摸面板的触摸位置的坐标，其中，上述控制部具有第一单元，其根据保存在上述存储部中的上述电极间电容值，检测对触摸面板的触摸点，求得检测出的各触摸点的临时坐标；第二单元，其根据上述各触摸点的状态，决定用于在上述触摸点相互之间得到高坐标精度的优先级；第三单元，其对上述每个触摸点选择与通过上述第二单元决定的上述优先级相对应的坐标计算算法，估计对上述检测出的全部触摸点的坐标进行计算时的运算时间；第四单元，其判断通过上述第三单元估计出的上述运算时间是否在预先确定的规定时间内；第五单元，其在上述第四单元中判断为通过上述第三单元估计出的上述运算时间不在上述规定时间内的情况下，再次执行上述第三单元；以及第六单元，其在上述第四单元中判断为通过上述第三单元估计出的上述运算时间在上述规定时间内的情况下，根据通过上述第二单元所决定的上述优先级，选择与该优先级对应的坐标计算算法，计算上述各触摸点的坐标。(2)在上述(I)的触摸面板中，上述存储部具有算法信息，该算法信息保存有上述坐标计算算法的一览表、使用上述各坐标计算算法进行计算时的所需时间、所得到的坐标精度，上述控制部的上述第三单元参照上述算法信息，选择与上述优先级对应的上述坐标计算算法，求出计算上述全部触摸点的坐标所需的上述运算时间。(3)在上述(I)的触摸面板中，上述存储部具有触摸检测设定，该触摸检测设定保存有与同时进行了多个触摸的情况下有关的、计算坐标的触摸点个数的上限即最大触摸点数，以及在触摸检测处理中被允许的坐标计算时间，上述控制部的上述第一单元在检测出的触摸点的总数超过上述触摸检测设定的上述最大触摸点的情况下，中止上述触摸点的检测，上述控制部的上述第四单元使用上述触摸检测设定的上述坐标计算时间作为上述规定 时间。(4)在上述(3)的触摸面板中，能够从上述触摸面板的外部设定上述触摸检测设定的上述最大触摸点数和上述坐标计算时间。(5)在上述⑴的触摸面板中，上述存储部具有区域设定，该区域设定保存有触摸面板上的特定区域、以及在上述特定区域内要求的坐标精度，上述控制部的上述第二单元决定与上述特定区域的上述坐标精度对应的优先级，作为上述区域设定的上述特定区域内的触摸点的上述优先级。(6)在上述(5)的触摸面板中，能够从上述触摸面板的外部设定上述区域设定的上述特定区域和上述特定区域的上述坐标精度。(7)在上述(I)的触摸面板中，上述控制部的上述第二单元首先对上述各触摸点决定用于得到最高坐标精度的上述优先级，在根据上述第四单元的判断结果来再次决定上述各触摸点的上述优先级的情况下，对特定的触摸点附加高等级，对除此以外的触摸点附加低等级。(8)在上述(7)的触摸面板中，上述控制部的上述第二单元在根据上述第四单元的判断结果来再次决定上述各触摸点的上述优先级的情况下，对移动速度慢的触摸点附加高等级，对移动速度快的触摸点附加低等级。(9)在上述(I)的触摸面板中，上述存储部具有触摸点管理表，该触摸点管理表按通过上述控制部的上述第一单元检测出的上述每个触摸点保存有触摸点的临时坐标、请求坐标精度、等级以及坐标计算算法，在上述触摸点管理表的各项目中保存有通过上述控制部的上述第一单元和上述第二单元得到的值。(10)在上述(I)的触摸面板中，上述存储部具有触摸检测结果，该触摸检测结果按通过上述控制部的上述第一单元检测出的上述每个触摸点保存有触摸点的坐标和坐标精度，在上述触摸检测结果的各项目中保存有通过上述控制部的上述第一单元和上述第六单元得到的值。(11)在上述(I)的触摸面板中，上述控制部按通过上述第一单元检测出的上述每个触摸点将触摸点的坐标和坐标精度向外部通知。简单说明本申请所公开的发明中具有代表性的技术方案的概要如下。根据本发明，能够提供一种触摸面板，其即使将最大触摸点数设定很多也能够在固定时间完成触摸检测。
图I是表示本发明实施例的触摸面板的整体概要结构的框图。图2是表示图I示出的信号值的结构与值的一例的示意图。图3是表示图I示出的算法信息的项目与值的一例的示意图。
图4是表示图I示出的触摸检测设定的项目与值的一例的示意图。图5是表示图I示出的区域设定的项目与值的一例的示意图。图6是表不用户接口的一例的不意图。图7是表示图I示出的触摸点管理表的项目的示意图。图8是表示本发明实施例的触摸面板的触摸检测处理的处理过程的流程图。图9是表示本发明实施例的触摸面板中检测为信号值的触摸点的一例的示意图。图10是表示本发明实施例的触摸面板中前一循环中的触摸点的一例的示意图。图11是表示本发明实施例的触摸面板中当前循环中的触摸点的一例的示意图。图12是表不图8的步骤S2中的触摸点管理表的一例的不意图。图13是表示图8的步骤S3中的触摸点管理表的一例的示意图。图14是表不图8的步骤S4中的触摸点管理表的一例的不意图。图15是表不图8的步骤S5中的触摸点管理表的一例的不意图。图16是表示本发明实施例的触摸面板中触摸检测结果的项目与值的一例的示意图。图17是表示本发明实施例的触摸面板中将触摸检测结果的内容发送给主机装置时的通信协议的示意图。附图标记的说明I :触摸面板；2 :电容检测部；3 :控制部；4 :存储部；5 :总线连接信号线；41 :信号值；42 :算法信息；43 :触摸检测设定；44区域设定；45 :触摸点管理表；46 :触摸检测结果；Xl X8X 电极；Y1 Y12Y 电极；51 :菜单区域；52 :通常区域；53 :按钮区域。
具体实施例方式下面，参照附图详细说明本发明的实施例。此外，在用于说明实施例的所有图中，对具有相同功能的部分附加相同的附图标记，省略其反复说明。另外，以下的实施例并不限定于本发明的权利要求范围的解释。<实施例1>图I是表示本发明实施例的触摸面板的整体的概要结构的框图。本实施例的触摸面板包括触摸面板I、电容检测部2、控制部3、存储部4以及总线连接信号线5。在触摸面板I中形成有用于检测用户的触摸的传感器端子、即电极图案(XI X5的X电极以及Yl Y5的Y电极)。
电容检测部2与各X电极、各Y电极相连接。电容检测部2将各X电极作为发送电极(驱动电极)依次施加脉冲，将各Y电极设为接收电极，对各电极交点中的电极间电容(互电容)进行测量。控制部3根据由电容检测部2得到的电极交点中的电极间电容的测量结果来进行触摸检测，通过总线连接信号线5将检测结果通知给主机装置(以下称为主机)。另外，控制部3通过总线连接信号线5接收来自主机的指令。在此，控制部3能够执行多个坐标计
算算法。存储部4作为在控制部3进行触摸检测处理的过程中读写的作业用数据而保存信号值41、算法信息42、触摸检测设定43、区域设定44、触摸点管理表45以及触摸检测结果46。
图2是表示图I示出的信号值41的数据结构与值的一例的示意图。信号值41是将X电极数设为横向的要素数而将Y电极数设为纵向的要素数的二维排列数据。在以下说明中，作为示例使用X电极为八个、Y电极为十二个的结构。 各个信号值是表示各电极交点中的电容变化量的数字值。将预先记录的非触摸时的电容测量值为基准值，将与该值的差量取为信号值。即，信号值=电容测量值-基准值。在触摸时信号值向正负的哪一边变化取决于电容检测和信号处理的方法。以下，设为在触摸时信号值变化为正向。在图2中，值并非“O”的位置表示通过触摸产生了电容变化。图3是表示图I示出的算法信息42的项目与值的一例的示意图。在算法信息42中保存坐标计算算法的一览表以及使用各坐标计算算法进行计算时的所需时间和所得到的坐标精度。这些是在坐标计算算法的设计和评价阶段中得到的值。通常，坐标计算中的所需时间与坐标精度具有折衷关系。在坐标计算中，参照多个信号值，通过插值处理求出触摸中心坐标。此时，参照更多的信号值，越进行更复杂的插值处理则越提闻坐标精度，但是所需时间也增加。在算法信息42中登记多种坐标计算算法的信息，这些坐标计算算法选择要参照的信号值的数以及所使用的插值处理，来提供所需时间和坐标精度。图4是表示图I示出的触摸检测设定43的项目与值的一例的示意图。在触摸检测设定43中保存最大触摸点和坐标计算时间作为与全部触摸检测处理有关的参数。最大触摸点数是在同时进行多个触摸的情况下视作坐标计算的对象的触摸点的数目。坐标计算时间是在触摸检测处理中在坐标计算处理中允许的时间。保存在触摸检测设定43的坐标计算时间对全部触摸点定义坐标计算完成为止的时间的上限值。这些参数在接通电源时设定为规定值(初始值)。另外，总是能够根据来自主机的指令进行变更。图5是表示图I示出的区域设定44的项目与值的一例的示意图。在区域设定44中保存显示面板上的特定区域中的坐标精度。主机在安装了触摸面板的显示面板上显示用户接口。在根据用户接口的种类规定所需的触摸坐标精度的情况下，主机将其区域和坐标精度通知给触摸面板。触摸面板根据所通知的数据来更新区域设定。
图6是表示用户接口的一例的示意图。在图6中，将显示面板的画面上部设为菜单区域51，将画面下部设为按钮区域53，规定所要求的触摸坐标精度。画面中央部的通常区域52没有特别指定触摸坐标精度。这样没有指定触摸坐标精度的区域按照能够检测触摸面板装置的尽可能良好的坐标精度来求出坐标。主机将这些信息通知给触摸面板装置。其结果，与图6的用户接口对应地在区域设定44中设定图5示出的值。图7是表示图I示出的触摸点管理表45的项目的示意图。触摸点管理表45是在触摸检测处理的过程中使用的作业用数据。后述各项目的含义。图8是表示本发明实施例的触摸面板的触摸检测处理的处理过程的流程图。触摸面板装置将图8示出的过程作为一个循环而进行触摸检测处理。图9是表示本发明实施例的触摸面板中信号值和检测出的触摸点的一例的示意图。图10是表示本发明实施例的触摸面板中前一循环中的触摸点的一例的示意图。·另外，图11是表示当前循环中的触摸点的一例的示意图。图12是表不图8的步骤S2中的触摸点管理表的一例的不意图。图13是表不图8的步骤S3中的触摸点管理表的一例的不意图。图14是表不图8的步骤S4中的触摸点管理表的一例的不意图。图15是表不图8的步骤S5中的触摸点管理表的一例的不意图。图16是表示本发明实施例的触摸面板中触摸检测结果的项目与值的一例的示意图。图17是表示本发明实施例的触摸面板中将触摸检测结果的内容发送给主机时的通信协议的示意图。下面，按照图8的流程图来说明控制部3的触摸检测处理。<步骤SI :检测各电极交点中的电极间电容(互电容)>电容检测部2依次对发送电极(驱动电极)施加脉冲，根据接收电极产生的电压变化来对各电极交点中的电极间电容(互电容)进行测量。例如，X电极被视作发送电极，Y电极被视作接收电极。图9示出电容检测的结果得到的信号值的一例。在图9中，信号值为“O”的部位省略了值的显示。<步骤S2 :示出触摸点和各触摸点的临时坐标>在该步骤中，控制部3参照信号值的排列数据，按照信号值非O的每个区域来找出成为极大点的数据位置，将该位置视作触摸点。将极大点定义为具有周围4附近(上下左右)的值以上的值的数据位置。此外，在极大点存在多个的情况下，将其中的一个视作触摸点。控制部3在处理的过程中触摸点数超过触摸检测设定43的最大触摸点数的情况下，终止触摸点的检测。在图9的示例中，检测出三个触摸点。将与各触摸点对应的电极交点的中心位置设为临时坐标。将上述处理的结果保存到触摸点管理表45。具体地说，对三个触摸点附加触摸点编号以及“3”，(40、100)、(70、60)以及(20,20)作为各个临时坐标而保存到触摸点管理表45 (参照图12)。
<步骤S3 :确定各触摸点的请求坐标精度和等级>在该步骤中，控制部3参照区域设定44，获取与各触摸点的临时坐标对应的请求坐标精度。根据图5的区域设定以及图12的触摸点管理表，对于触摸点3的请求坐标精度为±5_。没有对触摸点I、触摸点2进行指定，因此最大限度地设定对于这些触摸点的请求坐标精度。接着，控制部3以请求坐标精度为最大限度的触摸点为对象，设定等级。该等级决定以哪一个触摸点为优先来分配高坐标精度。
设定等级的方法考虑各种方法。在此，示出“对移动速度慢的触摸点附加高等级”的方法。这基于“在快速移动的触摸点上坐标精度的降低不明显”这种经验法则。图10示出的一个循环前的触摸点I 3的位置是保存在触摸检测结果46中的坐标。另一方面，图11示出的当前触摸点I 3的位置是临时坐标。通过将这些两个时刻的触摸点的位置进行比较，能够估计各触摸点的移动速度。在本例中，触摸点2比触摸点I更快移动，因此对触摸点I附加高等级。控制部3将上述处理结果保存到触摸点管理表45 (参照图13)。接着，控制部3参照算法信息42，选择与各触摸点的请求坐标精度对应的坐标计算算法。根据图13的触摸点管理表45，触摸点3的精度为±5mm，因此坐标计算算法成为“C”。触摸点I、触摸点2的精度为最大限度，因此首先设为最高精度的坐标计算算法“A”。控制部3将上述结果保存到触摸点管理表45 (参照图14)。<步骤S4 :判断坐标计算时间是否在规定时间以内>在该步骤中，控制部3参照算法信息42，估计坐标计算时间，如果估计出的坐标计算时间为触摸检测设定43的坐标计算时间以下，则进入到步骤S6。在不满足条件的情况下，处理进入到步骤5。在本例中，为坐标计算时间=Σ (触摸点η的坐标计算算法的所需时间)= 5+5+0= 10ms。在上述例中，所需的计算时间超过保存到触摸检测设定43作为坐标计算时间的指定值8ms，因此处理进入到步骤S5。<步骤S5 :降低触摸点的坐标精度>在该步骤中，控制部3参照触摸点管理表45，降低一个触摸点的坐标精度。即，控制部3将坐标计算算法变更为所需时间更短的算法。控制部3选择请求坐标精度为最大限度的触摸点中的等级低的触摸点，作为降低坐标精度的对象。在目前示例中，触摸点2成为对象，控制部3将该坐标计算算法从“A”变更为“B”，将其结果保存到触摸点管理表45 (参照图15)。控制部3返回到步骤S4，再次计算坐标计算时间。在该再次进行的计算中，成为坐标计算时间=Σ (触摸点η的坐标计算算法的所需时间)
= 5+3+0= 8ms。其结果，所需的计算时间为8ms，满足设定于触摸检测设定43的坐标计算时间以下的条件。在没有满足条件的情况下，控制部3再次在步骤S5中变更触摸点的坐标计算算法。此外，即使在依次选择请求坐标精度为最大限度的触摸点中的等级低的触摸点，而对该触摸点的坐标计算算法进行变更之后，在坐标计算时间超过触摸检测设定43的坐标计算时间的情况下，控制部3也将等级高的触摸点变更为所需时间短的坐标计算算法。即使这样，在坐标计算时间超过触摸检测设定43的坐标计算时间的情况下，通过 上述方法，请求坐标精度并非最大限度的触摸点也被视作触摸点的坐标计算算法的变更对象。满足设定于触摸检测设定43中的坐标计算时间以下这种条件的坐标计算算法的搜索能够反复进行，直到对所有触摸点设定所需时间最短的坐标计算算法为止。<步骤S6 :根据所决定的坐标计算算法来进行各触摸点的坐标计算>控制部3使用被确定为满足设定于触摸检测设定43中的坐标计算时间以下这种条件的坐标计算算法，计算各触摸点的坐标，将所得到的触摸坐标保存到触摸检测结果46(参照图16)。在触摸检测结果46的坐标精度的项目中，保存了使用于各触摸点的坐标计算的坐标计算算法的坐标精度。控制部3将触摸检测结果46的内容按照图17示出的通信协议通知给主机。在从图17示出的触摸面板装置向主机的串行通信数据中作为一个触摸点量的数据而保存有触摸点编号、触摸点的X坐标、Y坐标以及坐标精度。本实施例的特征在于，在触摸检测结果中包含有坐标精度。主机能够使该信息在用户接口处理中发挥作用。如上所述，在本实施例中，以在限制时间内完成处理的方式选择坐标计算算法。即，不管触摸点数而在限制时间内完成触摸检测。另外，能够在固定周期内获取触摸信息，因此能够提供实时性高的用户接口。另外，在本实施例中，作为坐标计算算法的选项准备所需时间非常短的算法，由此能够设为最大触摸点没有限制的触摸点。并且，能够容易地增加最大触摸点数，因此能够实现多人参与的游戏等灵活运用了多触摸的应用程序。以上，根据上述实施例说明了由本发明者实施的发明，但是本发明并不限于上述实施例，当然在不脱离其宗旨的范围内能进行各种变更。
权利要求
1.一种触摸面板，其特征在于，具有 多个X电极； 多个Y电极； 测量部，其对上述多个X电极与上述多个Y电极之间的电极间电容进行测量； 存储部，其保存上述多个X电极与上述多个Y电极之间的电极间电容值；以及控制部，其具有所得到的坐标精度互不相同的多个坐标计算算法，选择上述多个坐标计算算法中的一个，根据保存在上述存储部中的上述电极间电容值，运算对触摸面板的触摸位置的坐标， 其中，上述控制部具有 第一单元，其根据保存在上述存储部中的上述电极间电容值，检测对触摸面板的触摸点，求得该检测出的各触摸点的临时坐标； 第二单元，其根据上述各触摸点的状态，决定用于在上述触摸点相互之间得到高坐标精度的优先级； 第三单元，其对上述每个触摸点选择与通过上述第二单元决定的上述优先级相对应的坐标计算算法，估计对上述检测出的全部触摸点的坐标进行计算时的运算时间； 第四单元，其判断通过上述第三单元估计出的上述运算时间是否在预先确定的规定时间内； 第五单元，其在上述第四单元中判断为通过上述第三单元估计出的上述运算时间不在上述规定时间内的情况下，再次执行上述第三单元；以及 第六单元，其在上述第四单元中判断为通过上述第三单元估计出的上述运算时间在上述规定时间内的情况下，根据通过上述第二单元所决定的上述优先级，选择与该优先级对应的坐标计算算法，计算上述各触摸点的坐标。
2.根据权利要求I所述的触摸面板，其特征在于， 上述存储部具有算法信息，该算法信息保存有上述坐标计算算法的一览表、使用上述各坐标计算算法进行计算时的所需时间、所得到的坐标精度， 上述控制部的上述第三单元参照上述算法信息，选择与上述优先级对应的上述坐标计算算法，求出计算上述全部触摸点的坐标所需的上述运算时间。
3.根据权利要求I所述的触摸面板，其特征在于， 上述存储部具有触摸检测设定，该触摸检测设定保存有与同时进行了多个触摸的情况下有关的、计算坐标的触摸点个数的上限即最大触摸点数，以及在触摸检测处理中被允许的坐标计算时间， 上述控制部的上述第一单元在检测出的触摸点的总数超过上述触摸检测设定的上述最大触摸点的情况下，中止上述触摸点的检测， 上述控制部的上述第四单元使用上述触摸检测设定的上述坐标计算时间作为上述规定时间。
4.根据权利要求3所述的触摸面板，其特征在于， 能够从上述触摸面板的外部设定上述触摸检测设定的上述最大触摸点数和上述坐标计算时间。
5.根据权利要求I所述的触摸面板，其特征在于，上述存储部具有区域设定，该区域设定保存有触摸面板上的特定区域、以及在上述特定区域内要求的坐标精度， 上述控制部的上述第二单元决定与上述特定区域的上述坐标精度对应的优先级，作为上述区域设定的上述特定区域内的触摸点的上述优先级。
6.根据权利要求5所述的触摸面板，其特征在于， 能够从上述触摸面板的外部设定上述区域设定的上述特定区域和上述特定区域的上述坐标精度。
7.根据权利要求I所述的触摸面板，其特征在于， 上述控制部的上述第二单元首先对上述各触摸点决定用于得到最高坐标精度的上述优先级，在根据上述第四单元的判断结果来再次决定上述各触摸点的上述优先级的情况下，对特定的触摸点附加高等级，对除此以外的触摸点附加低等级。
8.根据权利要求7所述的触摸面板，其特征在于， 上述控制部的上述第二单元在根据上述第四单元的判断结果来再次决定上述各触摸点的上述优先级的情况下，对移动速度慢的触摸点附加高等级，对移动速度快的触摸点附加低等级。
9.根据权利要求I所述的触摸面板，其特征在于， 上述存储部具有触摸点管理表，该触摸点管理表按通过上述控制部的上述第一单元检测出的上述每个触摸点保存有触摸点的临时坐标、请求坐标精度、等级以及坐标计算算法， 在上述触摸点管理表的各项目中保存有通过上述控制部的上述第一单元和上述第二单元得到的值。
10.根据权利要求I所述的触摸面板，其特征在于， 上述存储部具有触摸检测结果，该触摸检测结果按通过上述控制部的上述第一单元检测出的上述每个触摸点保存有触摸点的坐标和坐标精度， 在上述触摸检测结果的各项目中保存有通过上述控制部的上述第一单元和上述第六单元得到的值。
11.根据权利要求I所述的触摸面板，其特征在于， 上述控制部按通过上述第一单元检测出的上述每个触摸点将触摸点的坐标和坐标精度向外部通知。
全文摘要
本发明提供一种触摸面板，其即使将最大触摸点数设定很多也能够在固定时间内完成触摸检测。控制部根据X电极与Y电极的电极间电容值来检测触摸面板的触摸点，求出检测出的该各触摸点的临时坐标。控制部根据各触摸点的状态，对每个触摸点决定得到高坐标精度的优先级。控制部从多个坐标计算算法中选择具有与各触摸点的优先级相应的坐标精度的算法，计算出用于计算全部触摸点的坐标的所需运算时间。控制部决定优先级以使得计算出的所需运算时间为规定时间以下。控制部选择与该优先级对应的坐标计算算法，计算各触摸点的坐标。
文档编号G06F3/041GK102902404SQ201210268959
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月27日 优先权日2011年7月28日
发明者土井宏治, 永田浩司 申请人:株式会社日本显示器东