特許 5792334 静電容量式パネルの制御点検出方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5792334

(24)【登録日】2015年8月14日

(45)【発行日】2015年10月7日

(54)【発明の名称】静電容量式パネルの制御点検出方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20150917BHJP

   G01B 7/00 20060101ALI20150917BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20150917BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 512

   G01B7/00 102C

   G06F3/044 126

   G06F3/044 122

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-30212(P2014-30212)

(22)【出願日】2014年2月20日

(65)【公開番号】特開2014-219961(P2014-219961A)

(43)【公開日】2014年11月20日

【審査請求日】2014年2月28日

(31)【優先権主張番号】102116390

(32)【優先日】2013年5月8日

(33)【優先権主張国】TW

(31)【優先権主張番号】102136596

(32)【優先日】2013年10月9日

(33)【優先権主張国】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】514044156

【氏名又は名称】新益先創科技股▲分▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100084375

【弁理士】

【氏名又は名称】板谷 康夫

(74)【代理人】

【識別番号】100121692

【弁理士】

【氏名又は名称】田口 勝美

(74)【代理人】

【識別番号】100125221

【弁理士】

【氏名又は名称】水田 愼一

(74)【代理人】

【識別番号】100142077

【弁理士】

【氏名又は名称】板谷 真之

(72)【発明者】

【氏名】胡 師賢

【審査官】 松田 岳士

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１５２６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００３３４４５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

Ｇ０１Ｂ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御点検出方法であって、この制御点検出方法は第１の方向に配列されたＭ本の送信信号線と、第２の方向に配列されたＮ本の受信信号線と、これらの信号線の近接部分に形成されるＭ×Ｎ個のコンデンサとを含む静電容量式パネルに応用され、前記制御点検出方法は、
第１時間において、前記Ｍ本の送信信号線のうちの少なくとも２組の送信信号線にそれぞれ入力された第１充放電信号と第２充放電信号に応じて、前記Ｎ本の受信信号線のうちの少なくとも２組の受信信号線からそれぞれ第１電圧信号と第２電圧信号を受信する工程と、
第２時間において、前記少なくとも２組の送信信号線にそれぞれ入力された第３充放電信号と第４充放電信号に応じて、前記少なくとも２組の受信信号線からそれぞれ第３電圧信号と第４電圧信号を受信する工程と、
前記第１電圧信号と、前記第２電圧信号と、前記第３電圧信号と、前記第４電圧信号とに基づいて、これらの少なくとも４組の信号線の近接部分に対応する等価コンデンサの特性値を生成する工程と、
異なる位置にある複数の信号線の近接部分に対して上記３つの工程を繰り返すことで複数の特性値を生成し、これらの特性値により前記静電容量式パネル上の少なくとも１つの制御点の位置情報を推定する工程と、を含み、
前記制御点は前記静電容量式パネルが導体の接近又は接触に応じて生成するものであることを特徴とする制御点検出方法。

【請求項2】

さらに、これらの特性値を特性値配列に並べ、特性値配列におけるデータ分布に基づいて、前記静電容量式パネルの１つ又は多数の制御点の位置情報を推定する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御点検出方法。

【請求項3】

前記特性値配列に基づいて前記静電容量式パネル上の少なくとも１つの制御点の位置情報を推定する工程は、
前記特性値配列から３×３配列を選び、演算を行う工程と、
前記演算の結果が第１状態に合致する場合、１つの制御点の位置情報と第１オフセットベクトルを判断する工程と、
前記演算の結果が第２状態に合致する場合、前記制御点の前記位置情報と第２オフセットベクトルを判断する工程と、
前記演算の結果が第３状態に合致する場合、前記制御点の前記位置情報と第３オフセットベクトルを判断する工程と、
前記演算の結果が第４状態に合致する場合、前記制御点の前記位置情報と第４オフセットベクトルを判断する工程とを含むことを特徴とする請求項２に記載の制御点検出方法。

【請求項4】

前記第１充放電信号は、低電圧から高電圧へ増加する充電信号であり、前記第２充放電信号は、高電圧から低電圧へ減少する放電信号であり、前記第３充放電信号は、高電圧から低電圧へ減少する放電信号であり、前記第４充放電信号は、低電圧から高電圧へ増加する充電信号であり、
前記第１電圧信号と、前記第２電圧信号と、前記第３電圧信号と、前記第４電圧信号とに基づいて、前記少なくとも４組の信号線の近接部分に対応する前記特性値を生成する工程は、
前記第１電圧信号と前記第２電圧信号を比較することにより、第１電圧差値又は前記第１電圧差値と等価の関数値を生成する工程と、
前記第３電圧信号と前記第４電圧信号を比較することにより、第２電圧差値又は前記第２電圧差値と等価の関数値を生成する工程と、
前記第１電圧差値又はその関数値から前記第２電圧差値又はその関数値を引くことにより、前記特性値を得る工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御点検出方法。

【請求項5】

制御点検出装置であって、この制御点検出装置は第１の方向に配列されたＭ本の送信信号線と、第２の方向に配列されたＮ本の受信信号線と、これらの信号線の近接部分に形成されるＭ×Ｎ個のコンデンサとを含む静電容量式パネルに応用され、前記検出装置は、充放電信号発生装置と電圧信号処理装置を含み、
前記充放電信号発生装置は、前記Ｍ本の送信信号線に電気的に接続され、第１時間において、前記Ｍ本の送信信号線のうちの少なくとも２組の送信信号線にそれぞれ第１充放電信号と第２充放電信号を入力し、また第２時間において、前記少なくとも２組の送信信号線にそれぞれ第３充放電信号と第４充放電信号を入力し、
前記電圧信号処理装置は、前記Ｎ本の受信信号線に電気的に接続され、前記第１時間において、前記Ｎ本の受信信号線のうちの少なくとも２組の受信信号線からそれぞれ第１電圧信号と第２電圧信号を受信し、また前記第２時間において、前記少なくとも２組の受信信号線からそれぞれ第３電圧信号と第４電圧信号を受信し、前記第１電圧信号と、前記第２電圧信号と、前記第３電圧信号と、前記第４電圧信号とに基づいて、これら少なくとも４組の信号線の近接部分に対応する等価コンデンサの特性値を生成し、異なる位置にある複数の信号線の近接部分に対し上記３つの工程を繰り返すことで複数の特性値を生成し、これらの特性値により前記静電容量式パネル上の少なくとも１つの制御点の位置情報を推定し、前記制御点は前記静電容量式パネルが導体の接近又は接触に応じて生成するものであることを特徴とする制御点検出装置。

【請求項6】

前記第１充放電信号は、低電圧から高電圧へ増加する充電信号であり、前記第２充放電信号は、高電圧から低電圧へ減少する放電信号であり、前記第３充放電信号は、高電圧から低電圧へ減少する放電信号であり、前記第４充放電信号は、低電圧から高電圧へ増加する充電信号であり、
前記電圧信号処理装置は前記第１電圧信号と、前記第２電圧信号と、前記第３電圧信号と、前記第４電圧信号とに基づいて、これら少なくとも４組の信号線の近接部分に対応する前記特性値を生成する工程は、
前記電圧信号処理装置は前記第１電圧信号と前記第２電圧信号を比較することにより、第１電圧差値又は前記第１電圧差値と等価の関数値を生成する工程と、
前記電圧信号処理装置は前記第３電圧信号と前記第４電圧信号を比較することにより、第２電圧差値又は前記第２電圧差値と等価の関数値を生成する工程と、
前記電圧信号処理装置は前記第１電圧差値又はその関数値から前記第２電圧差値又はその関数値を引くことにより、前記特性値を得る工程と、を含むことを特徴とする請求項５に記載の制御点検出装置。

【請求項7】

前記電圧信号処理装置は、さらに、これらの特性値を特性値配列に並べ、特性値配列におけるデータ分布に基づいて、前記静電容量式パネルの１つ又は多数の制御点の位置情報を推定する工程を行うことを特徴とする請求項５に記載の制御点検出装置。

【請求項8】

前記電圧信号処理装置は、
前記特性値配列から３×３配列を選び、演算を行う工程と、
前記演算の結果が第１状態に合致する場合、１つの制御点の位置情報と第１オフセットベクトルを判断する工程と、
前記演算の結果が第２状態に合致する場合、前記制御点の前記位置情報と第２オフセットベクトルを判断する工程と、
前記演算の結果が第３状態に合致する場合、前記制御点の前記位置情報と第３オフセットベクトルを判断する工程と、
前記演算の結果が第４状態に合致する場合、前記制御点の前記位置情報と第４オフセットベクトルを判断する工程とを行うことを特徴とする請求項７に記載の制御点検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御点検出方法及び装置に関し、特に静電容量式パネルの制御点検出方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、タッチパネルは、作動原理の違いにより、電気抵抗式タッチパネルと静電容量式タッチパネルとに分けられる。使用者が指又は導電性物体を静電容量式タッチパネルの表面に近づけるか触れさせると、静電容量式タッチパネルの静電容量値がそれに対応して変化する。このような静電容量値の変化を利用することによって、タッチ位置の検出及び計算を行うことができる。従来の二次元検出の静電容量式タッチパネルは、主に水平方向と垂直方向に並ぶ２組の検出パッドにより構成される。上記２組の検出パッドにおいて、互いに交差する部分で、絶縁材によって両者を隔離することにより、静電容量が形成される。現在、二次元検出の静電容量式タッチパネルは、静電容量式タッチパネルが主流である。その主な理由は、同時に多数の接触点を検出することができるため、多点検出の市場ニーズを満足させることができるからである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

二次元検出の静電容量式タッチパネルで使用されている従来の検出技術では、検出解像度を高くするために、検出パッド数を増加させたり、検出パッドの面積を縮小させたりすることが必要であった。そのため、駆動回路の検出用ピンの量が増加し、ハードウエアのコストアップをもたらす。この欠点をどのように改善するかが、本発明の主な目的の１つである。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明は、静電容量式パネルに応用される制御点検出方法を提供する。この静電容量式パネルは、第１の方向に配列されたＭ本の送信信号線と、第２の方向に配列されたＮ本の受信信号線と、これらの信号線の近接部分に形成されるＭ×Ｎ個のコンデンサとを含む。制御点検出方法は、第１時間において、前記Ｍ本の送信信号線のうちの少なくとも２組の送信信号線にそれぞれ入力された第１充放電信号と第２充放電信号に応じて、前記Ｎ本の受信信号線のうちの少なくとも２組の受信信号線からそれぞれ第１電圧信号と第２電圧信号を受信する工程と、第２時間において、前記少なくとも２組の送信信号線にそれぞれ入力された第３充放電信号と第４充放電信号に応じて、前記Ｎ本の受信信号線のうちの前記少なくとも２組の受信信号線からそれぞれ第３電圧信号と第４電圧信号を受信する工程と、前記第１電圧信号と、前記第２電圧信号と、前記第３電圧信号と、前記第４電圧信号とに基づいて、これらの少なくとも４組の信号線の近接部分に対応する等価コンデンサの特性値を生成する工程と、異なる位置にある複数の近接部分に対して上記３つの工程を繰り返すことで複数の特性値を生成し、これらの特性値により前記静電容量式パネル上の少なくとも１つの制御点の位置情報を推定する工程とを含む。

【0005】

また、本発明は、静電容量式パネルに応用される制御点検出装置を提供する。この静電容量式パネルは、第１の方向に配列されたＭ本の送信信号線と、第２の方向に配列されたＮ本の受信信号線と、これらの信号線の近接部分に形成されるＭ×Ｎ個のコンデンサとを含む。制御点検出装置は、充放電信号発生装置と電圧信号処理装置を含む。前記充放電信号発生装置は、前記第１の方向に配列されたＭ本の送信信号線に電気的に接続され、第１時間において、前記Ｍ本の送信信号線のうちの少なくとも２組の送信信号線にそれぞれ第１充放電信号と第２充放電信号を入力し、また第２時間において、前記少なくとも２組の送信信号線にそれぞれ第３充放電信号と第４充放電信号を入力し、前記電圧信号処理装置は、前記第２の方向に配列されたＮ本の受信信号線に電気的に接続され、前記第１時間において、前記Ｎ本の受信信号線のうちの前記少なくとも２組の受信信号線からそれぞれ第１電圧信号と第２電圧信号を受信し、また前記第２時間において、前記少なくとも２組の受信信号線からそれぞれ第３電圧信号と第４電圧信号を受信し、前記第１電圧信号と、前記第２電圧信号と、前記第３電圧信号と、前記第４電圧信号とに基づいて、これらの少なくとも４組の信号線の近接部分に対応する等価コンデンサの特性値を生成し、異なる位置にある複数の近接部分に対し上記３つの工程を繰り返すことで複数の特性値を生成し、これらの特性値により前記静電容量式パネル上の少なくとも１つの制御点の位置情報を推定し、前記制御点は前記静電容量式パネルが導体の接近又は接触に応じて生成するものである。

【0006】

上記制御点検出方法及び装置において、前記第１充放電信号は、低電圧から高電圧へ増加する充電信号であり、前記第２充放電信号は、高電圧から低電圧へ減少する放電信号であり、前記第３充放電信号は、高電圧から低電圧へ減少する放電信号であり、前記第４充放電信号は、低電圧から高電圧へ増加する充電信号であることが好ましい。

【0007】

また、上記制御点検出方法及び装置において、さらに、これらの特性値を特性値配列に並べ、特性値配列におけるデータ分布に基づいて、前記静電容量式パネルの１つ又は多数の制御点の位置情報を推定する工程を含むことが好ましい。

【0008】

さらに、上記制御点検出方法及び装置において、前記特性値は、「＋」、「−」及び「０」のうちの１つであってよい。

【0009】

さらに、上記制御点検出方法及び装置において、前記特性値配列に基づいて前記静電容量式パネル上の少なくとも１つの制御点の位置情報を推定する工程は、下記工程を含む：前記特性値配列から３×３配列を選び、演算を行う工程；前記演算の結果が第１状態に合致する場合、１つの制御点の位置情報と第１オフセットベクトルを判断する工程；前記演算の結果が第２状態に合致する場合、前記制御点の前記位置情報と第２オフセットベクトルを判断する工程；前記演算の結果が第３状態に合致する場合、前記制御点の前記位置情報と第３オフセットベクトルを判断する工程；前記演算の結果が第４状態に合致する場合、前記制御点の前記位置情報と第４オフセットベクトルを判断する工程。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、同時に少なくとも２組の信号線で検出を行う。従って、同じ配線密度では、本発明は、検出の解像度を２次元で２倍に上げることができ、全体の解像度を４倍に上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る静電容量式パネルを示す機能ブロック図である。

【図2】図２は、本発明の一実施形態に係る検出方法の工程を示すフローチャートである。

【図3】図３は、図２のフローチャートの続きである。

【図4】図４は、本発明の一実施形態に係る回路構造を示す図である。

【図5】図５は、本発明の一実施形態例に係る信号波形を示す図である。

【図6】図６の（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ本発明の一実施形態に係る特性値配列におけるデータ分布を示す図である。

【図7】図７は、本発明の技術手段を多数のチップに応用し、１枚の静電容量式パネルを制御する場合の機能ブロック図である。

【図8】図８は、本発明の技術手段を多数のチップに応用し、１枚の静電容量式パネルを制御する場合のもう１つの機能ブロック図である。

【図9】図９は、本発明の技術手段を多数のチップに応用し、１枚の静電容量式パネルを制御する場合のさらにもう１つの機能ブロック図である。

【図10】図１０は、図１に示す比較回路の他の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１は、本発明の一実施形態に係る静電容量式パネルを示す機能ブロック図を示す。この静電容量式パネルは、横方向（第１の方向）に配列されたＭ本の送信信号線１１−１Ｍと、縦方向（第２の方向）に配列されたＮ本の受信信号線２１−２Ｎと、これらの信号線の近接部分（本実施形態では、これらの信号線の交差部分であるが、同一平面上に並列するものであっても良い）に形成されるＭ×Ｎ個のコンデンサＣ_１１−Ｃ_ｍｎとを含む。これらのコンデンサは、導体（例えば、指）の接近又は接触に応じて静電容量値の変化が発生する。また、本発明の一実施形態に係る検出方法によれば、これらのコンデンサの静電容量を大きくする必要はなく、約１００ｆＦ−１０ｐＦといった広い範囲で効果的に働く。なお、従来技術では、約１−５ｐＦの範囲にする必要があったので、本発明は、従来技術と比べて相当な改善を達成したものである。充放電信号発生装置１９０は、Ｍ本の送信信号線１１−１Ｍに電気的に接続され、必要な充放電信号を生成する。また、電圧信号処理装置１８０は、Ｎ本の受信信号線２１−２Ｎに電気的に接続され、生成される電圧信号を受信信号線２１−２Ｎによって受信し処理を行うことができる。本発明は、従来の欠点を改善するため、図２及び２Ｂのフローチャートに示す工程を含む新しい検出方法を提供する。

【0013】

図２に示すように、工程１０１では、充放電信号発生装置１９０は、第１時間において、横方向に配列されたＭ本の送信信号線１１−１Ｍから少なくとも２組の送信信号線を選択し、それぞれ第１充放電信号と第２充放電信号を入力し、また電圧信号処理装置１８０は、縦方向に配列されたＮ本の受信信号線のうちの少なくとも２組の受信信号線から、対応する第１電圧信号と第２電圧信号をそれぞれ受信する。例えば、横方向に配列されたＭ本の送信信号線１１−１Ｍから選択された２組の送信信号線は、隣接する送信信号線１２、１３であり、縦方向に配列されたＮ本の受信信号線から選択された２組の受信信号線は、隣接する両受信信号線２２、２３であるものとする。すなわち、この実施形態においては、１組の信号線は単独の信号線で構成されているが、これに限定されるものではなく、各組の信号線は複数の信号線により構成されていてもよい。例えば図５に示すように、送信信号線１２に入力される第１充放電信号は、０Ｖから正電圧３Ｖへ増加する充電信号であり、送信信号線１３に入力される第２充放電信号は、３Ｖから０Ｖへ減少する放電信号であってよい。また、受信信号線２２、２３からそれぞれ受信された第１電圧信号と第２電圧信号は、図１に示す比較回路１８によって第１電圧信号と第２電圧信号の比較が行われ、出力端Ｖｏから第１電圧差値又は第１電圧差値と等価の関数値が出力される。例えば、異なる比較方法又は回路により、第１電圧差値と同じ極性であるものの非線形の関数値を得るか、又は、充放電信号の大きさを調節することにより、第１電圧信号と第２電圧信号差値の関数を取得する。

【0014】

次に、工程１０２では、充放電信号発生装置１９０は、第２時間において、横方向に配列されたＭ本の送信信号線１１−１Ｍのうちの少なくとも２組の送信信号線にそれぞれ第３充放電信号と第４充放電信号を入力し、また電圧信号処理装置１８０は、縦方向に配列されたＮ本の受信信号線のうちの少なくとも２組の受信信号線から、対応する第３電圧信号と第４電圧信号をそれぞれ受信する。例えば、横方向に配列されたＭ本の送信信号線１１−１Ｍから選択された２組の送信信号線は、隣接する送信信号線１２、１３であり、縦方向に配列されたＮ本の受信信号線から選択された２組の受信信号線は、隣接する両受信信号線２２、２３であるものとする。例えば図５に示すように、送信信号線１２に入力される第３充放電信号は、３Ｖから０Ｖへ減少する放電信号であり、送信信号線１３に入力される入力される第４充放電信号は、０Ｖから正電圧３Ｖへ増加する充電信号であってよい。また、受信信号線２２、２３からそれぞれ受信された第３電圧信号と第４電圧信号は、図１に示す比較回路１８によって比較され、出力端Ｖｏから第２電圧差値又は第２電圧差値と等価の関数値が出力される。例えば、異なる比較方法又は回路により、第２電圧差値と同じ極性であるものの非線形の関数値を得るか、又は、充放電信号の大きさを調節することにより、第３電圧信号と第４電圧信号差値の関数を取得する。

【0015】

次に、工程１０３において、電圧信号処理装置１８０は、上記第１電圧差値又はそれと等価の関数値と、上記第２電圧差値又はそれと等価の関数値とに基づいて、これらの４組の信号線の交差部分に対応する等価コンデンサの特性値を生成する。本実施形態では、横方向に隣接する送信信号線１２、１３と縦方向に隣接する受信信号線２２、２３との近接部分に対応する等価コンデンサの特性値である。また、本実施形態では、第１電圧差値又はその関数値から第２電圧差値又はその関数値を引いた値は、静電容量Ｃ_２２の特性値に対応すると定義される。

【0016】

次に、電圧信号処理装置１８０は、すべての横方向に隣接する送信信号線及び縦方向に隣接する受信信号線に対して上記工程１０１−１０３を繰り返すことにより、複数の特性値を生成し、さらに特性値配列Ａ［ｐ，ｑ］を形成する。基本的に、上記特性値配列Ａ［ｐ，ｑ］によれば、上記静電容量式パネル上の１つ又は多数の制御点の位置情報を推定することができる。なお、「制御点」とは、指又は他の導体が上記静電容量式パネルに接近するときの位置である。工程１０４において、すべての位置又は予定の位置に対して上記工程がすべて行われ、対応する特性値が得られたと判断されると、工程１０５へ進む。

【0017】

最後に、工程１０５において、上記特性値配列Ａ［ｐ，ｑ］におけるデータ分布に基づいて、静電容量式パネル上の１つ又は多数の制御点の位置情報を推定することができる。工程１０５は、電圧信号処理装置１８０を含む静電容量式パネルの制御回路チップで行われるか、又は、特性値配列Ａ［ｐ，ｑ］を上記静電容量式パネルが応用される情報システム、例えば、ノート型パソコン、タブレット型コンピューター等へ送り、情報システムによって工程１０５を行うことも可能である。

【0018】

上記技術をさらに詳しく説明するため、図４に示す回路構造及び図５に示す信号波形を参照しながら具体例の説明を行う。しかし、本発明の技術は下記方法に限定されない。本実施形態では、横方向に隣接する２つの送信信号線及び縦方向に隣接する２つの受信信号線を１つのユニットとして検出を行う。従って、４つの信号線の交差部分をカバーする１つのウィンドウ２０を移動させることにより、静電容量式パネルの全体を走査するとみなすことができる。ウィンドウ２０が信号線Ｘ_０、Ｘ_１、Ｙ_０、Ｙ_１の交差部分に移動してきて、指（又は導体）が接近又は接触する点とウィンドウ２０との間の相対位置関係が４つの信号線交点の右上位置１にある場合、上記工程１０１−１０２により得られる第１電圧差値と第２電圧差値はそれぞれ＋ΔＶと−ΔＶとなる。そのため、工程１０３（第１電圧差値から第２電圧差値を引く）で得られる特性値は、＋２ΔＶとなる。指（又は導体）が接近又は接触する点とウィンドウ２０との間の相対位置関係が４つの信号線交点の右下位置２にある場合、上記工程１０１−１０２により得られる第１電圧差値と第２電圧差値はそれぞれ−ΔＶと＋ΔＶとなる。そのため、工程１０３（第１電圧差値から第２電圧差値を引く）で得られる特性値は、−２ΔＶとなる。指（又は導体）が接近又は接触する点とウィンドウ２０との間の相対位置関係が４つの信号線交点の左下位置３にある場合、上記工程１０１−１０２により得られる第１電圧差値と第２電圧差値はそれぞれ＋ΔＶと−ΔＶとなる。そのため、工程１０３（第１電圧差値から第２電圧差値を引く）で得られる特性値は、＋２ΔＶとなる。指（又は導体）が接近又は接触する点とウィンドウ２０との間の相対位置関係が４つの信号線交点の右上位置４にある場合、上記工程１０１−１０２により得られる第１電圧差値と第２電圧差値はそれぞれ−ΔＶと＋ΔＶとなる。そのため、工程１０３（第１電圧差値から第２電圧差値を引く）で得られる特性値は、−２ΔＶとなる。

【0019】

一方、指（又は導体）が接近又は接触する点とウィンドウ２０との間の相対位置関係が、図４に示す位置５、６、７、８（すなわち、ウィンドウ２０以外の領域）にある場合、工程１０１−１０３により得られる特性値は、それぞれ位置１、２、３、４と極性が一致するが絶対値は小さい。

【0020】

また、指（又は導体）が接近又は接触する点とウィンドウ２０との間の相対位置関係が、図４に示す位置９にある場合、送信信号線上の充放電信号が十分に強い限り、工程１０１で得られる第１電圧差値と工程１０２で得られる第２電圧差値はそれぞれ０となる。そのため、工程１０３において第１電圧差値から第２電圧差値を引いて得られる特性値は、０となる。さらに、指（又は導体）が接近又は接触する点とウィンドウ２０との間の相対位置関係が、図４に示す位置１０にある場合、工程１０１で得られる第１電圧差値と工程１０２で得られる第２電圧差値はそれぞれ−ΔＶと−ΔＶとなる。そのため、工程１０３において第１電圧差値から第２電圧差値を引いて得られる特性値も、０となる。また、ウィンドウ２０が信号線Ｘ_０、Ｘ_１、Ｙ_０、Ｙ_１の交差部分に移動してきて、もし指（又は導体）が接近又は接触していないか、もしくは指（又は導体）が接近又は接触する点とウィンドウ２０との間の相対位置関係が位置（４−１）、位置（４−２）又は位置（４−３）にある場合、工程１０１−１０３により得られる特性値は、すべて０となる。

【0021】

このように、寸法が２×２であるウィンドウ２０が静電容量式パネルの全体を走査した後、１つの特性値配列Ａ［ｐ，ｑ］を生成することができる。そのうち、それぞれのウィンドウ位置に対応して上記工程で得られた特性値が保存される。なお、特性値は、正値、負値及び０、すなわち「＋」、「−」及び０に分けられる。

【0022】

上記特性値配列Ａ［ｐ，ｑ］におけるデータ分布に基づいて分析し、工程１０４によれば静電容量式パネル上の１つ又は多数の制御点の位置情報を推定することができる。前述のように、制御点とは、指が上記静電容量式パネルに接近又は接触する位置である。例えば、指が静電容量式パネルに接近又は接触していないとき、所定の時間内で走査して得られる特性値配列Ａ［ｐ，ｑ］のすべてのデータは、０となる。また、指が静電容量式パネルのいずれかの送信信号線と受信信号線の交点（Ｘ_０，Ｙ_０）に接近又は接触する時、その交点に対応する特性値とその周囲の８個の特性値は、図６（ａ）に示すような３×３配列となる。そのため、この３×３配列に対し演算を行い、演算の結果が図６（ａ）に示す第１状態（例えば、図における特性値の分布状態）に合致する場合、制御点の位置情報（Ｘ_０，Ｙ_０）と第１オフセットベクトル０を判断することができる。すなわち、特性値配列Ａ［ｐ，ｑ］の局部に図６Ａに示すデータ分布が現れる時、（Ｘ_０，Ｙ_０）には１つ制御点があると推測することができる。また、特性値配列Ａ［ｐ，ｑ］に図６（ａ）に示すようなデータ分布が多数現れる時、多数の制御点があると推測することができる。

【0023】

これ以外にも、特性値配列Ａ［ｐ，ｑ］の局部に図６（ｂ）、図６（ｃ）又は図６（ｄ）のデータ分布が現れる時、上記位置に１つ制御点がことを推測することもできるが、その位置は交点にではなく、交点（Ｘ_０，Ｙ_０）の付近にあって、第２オフセットベクトル４２、第３オフセットベクトル４３又は第４オフセットベクトル４４を有する。例えば、図６（ｂ）のデータ分布は、制御点が交点（Ｘ_０，Ｙ_０）の下（例えば、図３の位置（４−３））にあることを意味し、図６（ｃ）のデータ分布は、制御点が交点（Ｘ_０，Ｙ_０）の右（例えば、図３の位置（４−１））にあることを意味し、また図６（ｄ）のデータ分布は、制御点が交点（Ｘ_０，Ｙ_０）の右下（例えば、図３の位置（４−２））にあることを意味する。従って、同じ配線密度では、本発明は、検出の解像度を２次元で２倍に上げることができ、全体の解像度を４倍に上げることができる。

【0024】

なお、図５に示す充放電信号は、説明するための一例に過ぎず、正電圧３Ｖから０Ｖへ減少する又は０Ｖから正電圧３Ｖへ増加するのみに制限されない。比較的に大きいある固定電圧から比較的に小さいある固定電圧へ減少し、又は比較的に小さいある固定電圧から比較的に大きいある固定電圧へ増加するものであれば、使用することが可能であり検出の目的を達成することができる。予め０Ｖ及び３Ｖで検出を行うことにすれば、回路設計のバランスを取ることができるのみである。

【0025】

なお、横方向に隣接する２つの送信信号線及び縦方向に隣接する２つの受信信号線を利用して位置検出を行うため、図１に示すように、静電容量式パネルのＸ方向及びＹ方向の周縁にそれぞれ少なくとも１本のダミー信号線１０、２０を増設する必要がある。ダミー信号線１０、２０は、送信信号線１１、受信信号線２１に対して上記演算を行うために用いられる。しかし、ダミー信号線には、コンデンサを配置する必要はない。また、ダミー信号線の設置を省略し、直接的に送信信号線１２、受信信号線２２を鏡映して、疑似のダミー信号線１０、２０として、送信信号線１１、受信信号線２１に上記演算行うために用いることも可能である。

【0026】

図７は、本発明の技術手段を多数の検出チップに応用し１枚の静電容量式パネル５０を制御する場合の機能ブロック図を示す。図７は、２枚の検出チップを例にして、異なる組の送信信号線又は受信信号線Ｘ_ｃ１、Ｘ_ｃ２が異なる検出チップ５１、５２に分けられ処理される場合を示す。この場合、検出チップの間には、参考電圧伝送線５３を設置する必要がある。参考電圧伝送線５３は、すべての検出チップに対して、参考するための参考電圧信号を伝送する。それにより、異なる検出チップに属する受信信号線で生成される電圧信号に対して比較演算を行う時に、同じ参考電圧を提供する。また、検出チップ５１、５２は工程１０１、１０２で得られた電圧差値又は工程１０３で得られた特性値を後端のマイクロ制御装置５４へ伝送し、そこで処理されると、対応する制御点位置情報を得ることができる。それにより、本発明の主な目的が達成される。

【0027】

また、図８は、静電容量式パネル６０の隣接する受信信号線Ｙ_６１、Ｙ_６２が、ちょうど、それぞれ異なるチップ６１、６２に属する場合を示す。チップ６１とチップ６２の間では、相互に接続される信号伝送線（例えば、図８に示す伝送線６３）により、隣接する１本又は多本の信号線の電圧信号を、参考のためもう１枚のチップへ伝送することができる。それにより、上記演算を完成し、本発明の主な目的を達成することができる。あるいは、図９に示すように、静電容量式パネル７０上の受信信号線Ｙ_７１とＹ_７３との間にある受信信号線Ｙ_７２を同時に異なるチップ７１とチップ７２へ接続することにより、受信信号線Ｙ_７２上の電圧信号を２枚のチップ７１、７２が参考できるようにする。それにより、上記演算を完成し、本発明の主な目的を達成することができる。

【0028】

図１０は、図１に示す比較回路の他の変形例を示す。この変形例では、第１コンデンサ８１と、第２コンデンサ８２と、比較回路８８とにより、もう１つの比較方法を行う。詳しく説明すると、上記工程１０１において、同様に、充放電信号発生装置１９０は、第１時間において、横方向に配列されたＭ本の送信信号線１１−１Ｍから少なくとも２組の送信信号線を選択し、それぞれに第１充放電信号と第２充放電信号を入力し、また電圧信号処理装置１８０は、縦方向に配列されたＮ本の受信信号線のうちの少なくとも２組の受信信号線から、対応する第１電圧信号と第２電圧信号をそれぞれ受信する。例えば、横方向に配列されたＭ本の送信信号線１１−１Ｍから選択された２組の送信信号線は、隣接する送信信号線１２、１３であり、縦方向に配列されたＮ本の受信信号線から選択された２組の受信信号線は、隣接する両受信信号線２２、２３であるものとする。例えば図５に示すように、送信信号線１２に入力される第１充放電信号は、０Ｖから正電圧３Ｖへ増加する充電信号であり、送信信号線１３に入力される第２充放電信号は、３Ｖから０Ｖへ減少する放電信号であってよい。また、縦方向に隣接する２つの受信信号線２２、２３からそれぞれ受信された第１電圧信号と第２電圧信号については、図１０に示す第１コンデンサ８１の入力電圧Ｖ８１及び第２コンデンサ８２の入力電圧Ｖ８２のレベルを制御するので、比較回路８８の２つの入力端子８８１，８８２の間の電圧値を一致させることによって、出力端子８８３の出力電圧を０レベルに維持し、かつ入力端子８８１、８８２の電圧値が一致した時の入力電圧Ｖ８１とＶ８２のレベル差を第１電圧差値とする。あるいは、同じ入力電圧Ｖ８１とＶ８２を提供するけれども、第１コンデンサ８１と第２コンデンサ８２の静電容量を変えることにより、同じく比較回路８８の２つの入力端子８８１、８８２の間の電圧値を一致させることによって、出力端子８８３の出力電圧を０レベルに維持し、かつ入力端子８８１，８８２の電圧値が一致した時の第１コンデンサ８１と第２コンデンサ８２の静電容量の差を、第１電圧差値と等価の関数値とする。ここで、図１に示す比較回路１８は、アナログ−デジタル変換回路で実現する必要があるのに対し、図１０に示す比較回路８８は、比較的に簡単なシングルビット比較回路で実現することができる。

【0029】

工程１０２では、同様に、充放電信号発生装置１９０は、第２時間において、上記横方向に配列された少なくとも２組の送信信号線にそれぞれ第３充放電信号と第４充放電信号を入力し、また、電圧信号処理装置１８０は、上記縦方向に配列された少なくとも２組の受信信号線から、対応する第３電圧信号と第４電圧信号をそれぞれ受信する。例えば、横方向に配列された２組の送信信号線は、隣接する送信信号線１２、１３であり、縦方向に配列された２組の受信信号線は、隣接する両受信信号線２２、２３であるものとする。例えば図５に示すように、送信信号線１２に入力される第３充放電信号は、３Ｖから０Ｖへ減少する放電信号であり、送信信号線１３に入力される入力される第４充放電信号は、０Ｖから正電圧３Ｖへ増加する充電信号であってよい。また、受信信号線２２、２３からそれぞれ受信された第３電圧信号と第４電圧信号は、図１０に示す第１コンデンサ８１の入力電圧Ｖ８１及び第２コンデンサ８２の入力電圧Ｖ８２のレベルを制御するので、比較回路８８の２つの入力端子８８１、８８２の間の電圧値を一致させることによって、出力端子８８３の出力電圧を０レベルに維持し、かつ入力端子８８１、８８２の電圧値が一致した時の入力電圧Ｖ８１とＶ８２のレベル差を第２電圧差値とする。あるいは、同じ入力電圧Ｖ８１とＶ８２を提供するけれども、第１コンデンサ８１と第２コンデンサ８２の静電容量を変えることにより、同じく比較回路８８の２つの入力端子８８１、８８２の間の電圧値を一致させることによって、出力端子８８３の出力電圧を０レベルに維持し、かつ入力端子８８１、８８２の電圧値が一致した時の第１コンデンサ８１と第２コンデンサ８２の静電容量の差を、第２電圧差値と等価の関数値とする。

【0030】

なお、上記実施形態では、横方向及び縦方向に隣接する２組（２つ）の信号線を例にして説明したが、本発明の技術手段は、横方向に配列されたＭ本の送信信号線のうちの２組又はそれ以上の送信信号線を選んでそれぞれ充放電信号を入力し、また対応する電圧信号を、それぞれ縦方向に配列されたＮ本の受信信号線のうちの２組又はそれ以上の受信信号線によって受信するように構成してもよい。また、２組又はそれ以上の送信信号線は隣接せず、その間に他の送信信号線があってもよい。さらに、１組の信号線は、単独の信号線であってもよいし、複数の信号線により構成されていてもよい。複数の送信信号線又は複数の受信信号線によりそれぞれの１組の送信信号線又は１組の受信信号線を完成することは、検出感度の向上及び検出面積の増加に貢献する。それにより、導体を静電容量式パネルに接近させれば、それを検出できるようになり、導体を直接静電容量式パネルに接触させなくてもよい。また、本発明によれば、Ｎ本の受信信号線のうちの２組又はそれ以上の受信信号線に充放電信号をそれぞれ入力し、Ｍ本の送信信号線のうちの２組又はそれ以上の送信信号線から、対応して生成された電圧信号を受信することもできる。それは、マルチプレクサー（図示せず）により回線接続を変えることによって実現可能である。さらに、電圧信号処理装置１８０は、２つ又は多数のアナログ／デジタル変換装置或いはシングルビット比較回路により構成することが可能である。さらに、２つ又は多数のアナログ／デジタル変換装置は、異なるチップに設置されることも可能であり、これは回路設計の変更に該当するため、ここでは説明を省略する。

【0031】

以上のように、本発明は静電容量式パネルに応用される制御点検出方法及び装置を提供する。新しい検出方法及び装置により、信号線の本数を増やさない状況でも確実に制御点の位置情報を検出することができる。以上のように、好適な実施形態を参照しつつ本発明を説明したが、本発明は上記内容に制限されるものではなく、当業者が本発明の主旨及び範囲内で容易に想到しえる変更又は置換は、本発明の保護範囲内に含まれる。従って、本発明の保護範囲は、以下に添付の特許請求の範囲により定義される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】