專利名稱：觸控面板的信號處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸控面板的信號處理裝置，特別涉及一種使用靜電電容方式的觸 控面板的信號處理裝置。
背景技術(shù)：
以往，就行動電話、可攜式音響機(jī)器、可攜式游戲機(jī)器、電視、個人電腦等各種電子機(jī)器的輸入裝置而言，已知有一種稱為觸控感測器等的使用靜電電容方式的輸入裝置。該 種觸控感測器記載在例如專利文獻(xiàn)1。依據(jù)圖9、圖10說明習(xí)知的觸控感測器(觸控面板的信號處理裝置)。如圖9所 示，在PCB基板50上形成有觸控墊51，在觸控墊51與PCB基板50之間形成有靜電電容 52(電容值C)。并且，在比較器53的非反相輸入端子(+)，隔介配線54連接有觸控墊51。 在比較器53的反相輸入端子(_)施加有基準(zhǔn)電壓Vref。此外，在連接觸控墊51與比較器 53的非反相輸入端子(+)的配線54，連接有定電流源55。依據(jù)圖10說明該觸控感測器的動作。首先，人的手指56遠(yuǎn)離觸控墊51時，觸控 墊51的電容值為C。此時，觸控墊51的靜電電容52依據(jù)來自定電流源55的定電流而充 電，因此觸控墊51的電壓會從重設(shè)狀態(tài)的OV增加，當(dāng)?shù)竭_(dá)基準(zhǔn)電壓Vref時，比較器53的 輸出電壓會反相。將從該重設(shè)至比較器53發(fā)生反相的時間設(shè)為tl。另一方面，當(dāng)使人的手指56接近觸控墊51時，觸控墊51的電容值增加為C+C’。 該增加量C’是形成在人的手指與觸控墊51之間的電容值。于是，觸控墊51的電壓從OV 到達(dá)基準(zhǔn)電壓Vref的時間為t2(t2 > tl)。亦即，依據(jù)從該重設(shè)至比較器53反相的時間的 差(t2-tl)，可檢測出人的手指56是否接觸到觸控墊51。換言之，觸控墊51作為數(shù)據(jù)輸入 用的0N/0FF開關(guān)而發(fā)揮功能。(專利文獻(xiàn)1)日本特開2005-190950號公報

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題然而，在習(xí)知的觸控感測器中，當(dāng)雜訊施加于觸控墊51時，會有觸控墊51的電壓 變化且產(chǎn)生觸控感測器的誤動作的問題。再者，由于觸控墊51是0N/0FF的2狀態(tài)開關(guān)，因此可輸入的數(shù)據(jù)量有限。(二)技術(shù)方案 因此，本發(fā)明的觸控面板的信號處理裝置是對來自觸控面板的信號進(jìn)行處理，其 中，該觸控面板具備激發(fā)墊、及以中間介置有所述激發(fā)墊的方式配置的第1及第2觸控墊； 該觸控面板的信號處理裝置的特征為具備交流電源，對所述激發(fā)墊施加交流電壓；及電 荷放大器，產(chǎn)生對應(yīng)于產(chǎn)生在所述第1觸控墊與所述激發(fā)墊之間的第1電容的電容值、與產(chǎn) 生在所述第2觸控墊與所述激發(fā)墊之間的第2電容的電容值的差的電壓。
(三)有益效果
依據(jù)本發(fā)明的觸控面板的信號處理裝置，通過采用差動電容檢測方式，可使雜訊耐性提升，且不會有觸控墊或配線的寄生電容的影響，因此無須對該等觸控墊等的圖案化 設(shè)限，而可進(jìn)行任意的圖案化。再者，可依據(jù)電荷放大器的輸出電壓檢測出觸控墊間的線性位置。藉此，能以較少 的觸控墊數(shù)檢測出多數(shù)的點，可使可輸入的數(shù)據(jù)量大幅地增加。


圖1 (a)至(C)是顯示本發(fā)明第1實施形態(tài)的觸控面板的信號處理裝置的構(gòu)成的 圖。圖2是顯示本發(fā)明第1實施形態(tài)的電荷放大器的輸入輸出特性的圖。圖3是顯示本發(fā)明第2實施形態(tài)的觸控面板的信號處理裝置的構(gòu)成的圖。圖4是顯示本發(fā)明第2實施形態(tài)的觸控面板的信號處理裝置的感測器IC的構(gòu)成 的圖。圖5是顯示本發(fā)明第3實施形態(tài)的觸控面板的信號處理裝置的構(gòu)成的圖。圖6是顯示本發(fā)明第4實施形態(tài)的觸控面板的信號處理裝置的構(gòu)成的圖。圖7是顯示本發(fā)明第5實施形態(tài)的觸控面板的信號處理裝置的構(gòu)成的圖。圖8是顯示本發(fā)明第6實施形態(tài)的觸控面板的信號處理裝置的構(gòu)成的圖。圖9是顯示習(xí)知觸控感測器的構(gòu)成的圖。圖10是說明習(xí)知觸控感測器的動作的圖。圖11是包含電荷放大器的觸控面板的信號處理裝置的等效電路圖。圖12(a)及(b)是說明包含電荷放大器的觸控面板的信號處理裝置的動作的電路 圖。圖號說明1至4 第1至第4觸控墊11、30、50 基板12、31、31A、31B 激發(fā)墊13第1觸控墊 14 第2觸控墊15、18、19、54 配線16、21、32 交流電源17、34電荷放大器 20、56 人的手指22差動放大器 33 選擇電路35A/D轉(zhuǎn)換器 51 觸控墊53比較器55 定電流源CINl 至 CIN4、CINl (A)至 CIN4 (A)、CINl (B)至 CIN4 (B)第1至第4輸入端子C 1、C2、C3、C4、52 靜電電容器Cf 反饋電容EXC 激發(fā)端子N1、N2 節(jié)點Pl 至 PS 點Vout, Vom, Vop輸出電壓Vref 基準(zhǔn)電壓 SWl至SW6 開關(guān)
具體實施例方式依據(jù)圖式說明本發(fā)明實施形態(tài)的觸控面板的信號處理裝置。(第1實施形態(tài))首先，依據(jù)圖1、圖2說明第1實施形態(tài)的觸控面板的信號處理裝置。本實施形態(tài)是有關(guān)本發(fā)明的基本原理，于后說明的其它實施形態(tài)亦使用此基本原理。在PCB基板等基板11觸控面板的一例上配置有激發(fā)墊12、及中間介置有該激發(fā) 墊12的第1觸控墊13與第2觸控墊14。在第1及第2觸控墊13、14與激發(fā)墊12之間形 成有未圖示的電介質(zhì)層。亦即，通過第1觸控墊13及激發(fā)墊12形成第1靜電電容Cl。同 樣地，通過第2觸控墊14及激發(fā)墊12形成第2靜電電容C2。將第1靜電電容Cl的電容值 設(shè)為Cl，將第2靜電電容C2的電容值設(shè)為C2。電容值Cl、C2較佳為在初期狀態(tài)下設(shè)定為 相等。由于第1及第2觸控墊13、14與激發(fā)墊12為電極，因此該等電極的表面較佳為由塑 膠、木、橡膠等絕緣體所覆蓋。另一方面，在感測器IC側(cè)信號處理裝置側(cè)中，設(shè)置有隔介配線15對激發(fā)墊12施 加交流電壓的交流電源16。將該交流電壓的振幅電壓設(shè)為激發(fā)電壓Vref。而且，設(shè)置有電 荷放大器17，在該電荷放大器17的非反相輸入端子(+)隔介配線18連接有第1觸控墊13， 在電荷放大器17的反相輸入端子(_)隔介配線19連接有第2觸控墊14。電荷放大器17是產(chǎn)生依據(jù)第1觸控墊13與激發(fā)墊12之間的電容值Cl、與第2觸 控墊14與激發(fā)墊12之間的電容值C2的差的電壓的電路。以下，依據(jù)圖11及圖12說明電荷放大器17的具體構(gòu)成例。如圖11所示，由虛線 包圍的部分是基板11，且形成有第1靜電電容Cl及第2靜電電容C2?；?1以外的構(gòu)成 部分是感測器IC。交流電源16是以交替進(jìn)行開關(guān)的開關(guān)SW1、SW2所形成。當(dāng)開關(guān)SWl閉合且開關(guān) SW2斷開時，交流電源16輸出接地電壓(OV)，當(dāng)開關(guān)SWl斷開且開關(guān)SW2閉合時，交流電源 16輸出激發(fā)電壓Vref (正電壓)。此時，交流電源16的交流電壓是交替反復(fù)Vref (H電平) 與OV(L電平)的時脈(clock)信號電壓。 再者，在第1靜電電容Cl串聯(lián)連接有第3靜電電容C3，在第2靜電電容C2串聯(lián)連 接有第4靜電電容C4。在此，C3、C4的電容值設(shè)定為相等，且較佳為與Cl、C2相同程度或 較小。特別是，使C3、C4的電容值比Cl及C2小時，可將第3及第4靜電電容C3、C4予以集 成化。在以下的說明中，是以C3、C4的電容值為相同程度來說明。在第3及第4靜電電容C3、C4的共通連接點連接有與交流電源16相同的交流電 源21。交流電源21是以交替進(jìn)行開關(guān)的開關(guān)SW3、SW4所形成。當(dāng)開關(guān)SW3閉合且開關(guān)SW4 斷開時，交流電源21輸出接地電壓(OV)，當(dāng)開關(guān)SW3斷開且開關(guān)SW4閉合時，交流電源21 輸出激發(fā)電壓Vref (正電壓)。此外，交流電源16與交流電源21是構(gòu)成為輸出彼此逆相的 時脈信號電壓。組件22是一般的差動放大器，在其非反相輸入端子(+)連接有從第1及第3靜電 電容C1、C3的連接點N2拉出的配線，且在其反相輸入端子(-)連接有從第2及第4靜電電 容C2、C4的連接點m拉出的配線。此外，在差動放大器22的反相輸出端子(_)與非反相輸入端子(+)之間，連接有 反饋電容Cf，在差動放大器22的非反相輸出端子(+)與反相輸入端子(_)之間，連接有相同反饋電容Cf。將反饋電容Cf的電容值設(shè)為Cf。再者，開關(guān)SW5連接在差動放大器22的反相輸出端子(_)與非反相輸入端子(+) 之間，開關(guān)SW6連接在差動放大器22的非反相輸出端子(+)與反相輸入端子(_)之間。開 關(guān)SW5、開關(guān)SW6同時進(jìn)行開關(guān)。亦即，當(dāng)開關(guān)SW5、SW6閉合時，差動放大器22的反相輸出 端子(_)與非反相輸入端子(+)之間短路，且差動放大器22的非反相輸出端子(+)與反相 輸入端子(_)之間短路。將來自差動放大器22的反相輸出端子(_)的輸出電壓設(shè)為Vom，將來自差動放大 器22的非反相輸出端子⑴的輸出電壓設(shè)為Vop，將兩者的差電壓設(shè)為V0Ut( = V0p-V0m)。接著，依據(jù)圖12說明上述構(gòu)成的電路的動作。該電路具有第1相(電荷蓄積模 式)與第2相(電荷轉(zhuǎn)送模式)的2個相(phase)，該2個相交替地反復(fù)進(jìn)行多數(shù)次。首先，在圖12(a)的第1相時，由于交流電源16的SWl斷開、SW2閉合，因此對第 1及第2靜電電容C1、C2施加激發(fā)電壓Vref。又，由于交流電源21的SW4斷開、SW3閉合， 因此對第3及第4靜電電容C3、C4施加接地電壓(OV)。此外，SW5及SW6閉合。藉此，差動放大器22的反相輸出端子(_)與非反相輸入端 子(+)短路，非反相輸出端子(+)與反相輸入端子(_)短路。結(jié)果，節(jié)點Nl (連接在反相輸 入端子(_)的配線節(jié)點)、節(jié)點N2(連接在非反相輸入端子(+)的配線節(jié)點)、反相輸出端子 (-)及非反相輸出端子(+)的電壓分別成為l/2Vref。但將差動放大器22的共模(common mode)電壓設(shè)為激發(fā)電壓的1/2的l/2Vref。接著，在圖12(b)的第2相時，由于交流電源16的SWl閉合、SW2斷開，因此對第 1及第2靜電電容C1、C2施加接地電壓(OV)。又，由于交流電源21的SW4閉合、SW3斷開， 因此對第3及第4靜電電容C3、C4施加激發(fā)電壓Vref。而且，SW5及SW6斷開。之后，回到圖12(a)的第1相的狀態(tài)，再移行至第2相。反復(fù)進(jìn)行該動作多數(shù)次， 電荷放大器17達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。此時，C3 = C4 = C，將C1、C2的初期狀態(tài)的電容值設(shè)為C。而且，將當(dāng)人的手指20 接近觸控墊13或14時的Cl、C2的電容差設(shè)為AC。亦即，C1_C2=AC。于是，Cl= C+1/2 Δ C、C2 = C-1/2 Δ C 成立。在第1相中，[式1]
節(jié)點 Nl 的電荷量 在此，(C-1/2Δ C) · (-l/2Vref)是 C2 的電荷量，C. (l/2Vref)是 C4 的電荷量， Cf. 0 ( = 0)是Cf的電荷量。在第2相中，[式2]
節(jié)點 Nl 的電荷量 在此，(C-1/2Δ C) · (l/2Vref)是 C2 的電荷量，C. (_l/2Vref)是 C4 的電荷量， Cf. (Vop-l/2Vref)是 Cf 的電荷量。若針對節(jié)點m適用電荷守恒定律時，由于在第ι相及第2相中節(jié)點m的電荷量 相等，因此式1 =式2。對Vop解出該方程式時，可得下式。[式3] 同樣地，針對節(jié)點N2適用電荷守恒定律，且對Vom解出該方程式時，可得下式。[式4] 由式3、式4求出Vout。[式5] 亦即，可知電荷放大器17的輸出電壓Vout是如圖2所示，與電容值Cl、C2的電容 差ΔC成正比而變化。本發(fā)明是利用該原理而構(gòu)成觸控面板的信號處理裝置。以下，依據(jù)圖1說明觸控面板的信號處理裝置的動作原理。在以下的說明中，第1 及第2的觸控墊13、14與激發(fā)墊12之間的電容值是初期設(shè)定為彼此相等，在人的手指遠(yuǎn)離 該等墊的初期狀態(tài)下，Cl = C2 = C。再者，是依據(jù)將人的手指20作為電性浮游的電介質(zhì)的 電介質(zhì)模型進(jìn)行說明。首先，如圖1 (a)所示，當(dāng)使人的手指20接近第1觸控墊13時，第1觸控墊13與 激發(fā)墊12之間的電場會變化，第1觸控墊13與激發(fā)墊12之間的電容值Cl會比電容值C2 大(Cl > C2)。這是由于因人的手指20接近第1觸控墊13而使從激發(fā)墊12出發(fā)而結(jié)束在第1 觸控墊13的電力線的條數(shù)增加之故。此時，電荷放大器17的輸出電壓Vout依據(jù)式5而成 為正⑴電壓。另外，取代人的手指20，而使橡皮擦之類的電介質(zhì)接近第1觸控墊13時，亦 可獲得相同的結(jié)果。再者，如圖1 (b)所示，將人的手指20放置在激發(fā)墊12的正上方時，電容值Cl與 電容值C2相等(Cl = C2)。此時，電荷放大器17的輸出電壓Vout是0V。如圖1 (c)所示，當(dāng)使人的手指20接近第2觸控墊14時，第2觸控墊14與激發(fā)墊 12之間的電場會變化，第2觸控墊14與激發(fā)墊12之間的電容值C2會比電容值Cl大(C2 > Cl)。此時，電荷放大器17的輸出電壓Vout依據(jù)式5而成為負(fù)(_)電壓。依據(jù)前述觸控面板的信號處理裝置，當(dāng)使人的手指20接近第1觸控墊13時，電荷 放大器17的輸出電壓Vout成為正(+)電壓，因此可使用作為0N/0FF開關(guān)。此外，電荷放 大器17的輸出電壓Vout相對于Δ C線性變化。亦即，人的手指20越接近第1觸控墊13， 正⑴的值越大，反之，人的手指20越接近第2觸控墊14，負(fù)㈠的值(絕對值)越大。因 此，亦可利用該特性而線性檢測(模擬檢測)人的手指20的位置。
此外，依據(jù)觸控面板的信號處理裝置，由于采用差動電容檢測方式，因此可使雜訊 耐性提升。亦即，當(dāng)雜訊施加在第1及第2觸控墊13、14時，雜訊相互抵消，而抑制雜訊對 電荷放大器17的輸出電壓Vout的影響。此外，由于沒有第1及第2的觸控墊13、14與配 線15、18、19的寄生電容的影響，故無須對該等觸控墊等的圖案化設(shè)限，而可進(jìn)行任意的圖
案化。
上述的說明是依據(jù)將人的手指20作為電介質(zhì)的電介質(zhì)模型，但將人的手指20進(jìn) 行接地時，亦適用電場遮蔽模型。此時，人的手指20是遮蔽電場，藉此電容值C2與電容值 Cl的大小關(guān)系是相反。亦即，在電場遮蔽模型中，當(dāng)使人的手指20接近第1觸控墊13時，來自激發(fā)墊12 的電力線的一部分是到達(dá)人的手指20為止，因此從激發(fā)墊12出發(fā)而結(jié)束在第1觸控墊13 的電力線的條數(shù)會減少。藉此，電容值Cl會比電容值C2小(C1<C2)。實際上適用電介質(zhì)模型與電場遮蔽模型的何者，是取決于人的手指20或其替代 物筆或橡皮擦等的電性狀態(tài)，即使在適用電場遮蔽模型時，與電場遮蔽模型之間是僅電容 值的大小關(guān)系相反，在依據(jù)電容變化檢測觸控位置的方面并無改變。在以下的各實施形態(tài) 中，依據(jù)電介質(zhì)模型進(jìn)行說明。(第2實施形態(tài))本實施形態(tài)是利用上述基本原理而能以4個輸入來檢測出觸控面板上的8個以上 的點的觸控面板的信號處理裝置。首先，依據(jù)圖3說明觸控面板的構(gòu)成。在PCB基板等基板30上提供有第1至第4 觸控墊1至4的4種的觸控墊(電極)。從該等第1至第4觸控墊1至4中選出的1種或 2種的觸控墊所形成的組合觸控墊是排列成環(huán)狀。在該例中，形成有(1，1)、(1，3)、(3，3)、(3，2)、(2，2)、(2，4)、(4，4)、(4，1)的第1 至第8組合觸控墊。在此，(1，1)意味第1觸控墊1與第1觸控墊1的組合，(1,3)意味第 1觸控墊1與第3觸控墊3的組合。在該等組合墊中包含1種的觸控墊的組合，例如(1，1)、(2,2)、(3,3)、(4,4)。在 圖3的例中，該等同種的觸控墊的組合是為了設(shè)為與2種的觸控墊的組合相同的形態(tài)，而分 為2個觸控墊。然而，該等亦可匯集為1個觸控墊。例如，第1組合墊(1，1)亦可由1個第 1觸控墊1所構(gòu)成。前述第1至第8組合墊對應(yīng)第1至第8點Pl至P8。在各組合墊之間配置有激發(fā) 墊31 (電極)。如圖3所示，第1至第8組合墊包含各4個第1至第4觸控墊1至4。同種 的觸控墊群(例如4個第1觸控墊1)彼此通過配線而連接，且連接至對應(yīng)的第1至第4輸 入端子Cim至CIN4。再者，激發(fā)墊31通過配線連接在激發(fā)端子EXC。接著，說明感測器IC(信號處理電路側(cè))的構(gòu)成。首先，在激發(fā)端子EXC連接有交 流電源32，且對激發(fā)墊31供給交流電壓。第1至第4輸入端子Cim至CIN4分別連接在選 擇電路33的4個輸入端。選擇電路33是選擇第1及第2觸控墊1、2的一對或第3及第4 觸控墊3、4的一對的電路。在選擇電路33的次段設(shè)置有電荷放大器34。電荷放大器34是與第1實施形態(tài) 的電荷放大器17相同的電路。亦即，電荷放大器34產(chǎn)生對應(yīng)于產(chǎn)生在由選擇電路33所選 擇的一對中的1個觸控墊與激發(fā)墊31之間的第1電容值、與產(chǎn)生在由選擇電路33所選擇的另1個觸控墊與激發(fā)墊31之間的第2電容值的差的電壓。例如，當(dāng)選擇第1及第2觸控墊1、2的一對時，電荷放大器34產(chǎn)生依據(jù)產(chǎn)生在第1觸控墊1與激發(fā)墊31之間的第1電 容值、與產(chǎn)生在第2觸控墊2與激發(fā)墊31之間的第2電容值的差的電壓。此外，電荷放大 器34是與第1實施形態(tài)的電荷放大器17相同的電路，因此電荷放大器34的具體電路是圖 11及圖12所示。因此，在選擇電路33的次段連接有第3及第4電容C3及C4，該等連接點 連接在差動放大器22的非反相輸入端子(+)與反相輸入端子(_)。在后述的第3至第6實 施形態(tài)中，選擇電路與差動放大器22的連接關(guān)系為與上述相同。依據(jù)表1說明上述觸控面板的信號處理裝置的動作。[表 1] 選擇電路33通過控制電路(未圖示)控制成在第1相(phase 1)中選擇第1及 第2觸控墊1、2的對，在接著的第2相(phase 2)中選擇第3及第4觸控墊3、4的對。首 先，當(dāng)使人的手指接近第1點Pl (即第1組合觸控墊(1，1))時，在第1相中是選擇第1及 第2觸控墊1、2的對。于是，依前述的基本原理，第1觸控墊1與激發(fā)墊31之間的電容值 會增加，電荷放大器34輸出正(+)的電壓。另一方面，在第2相中是選擇第3及第4觸控 墊3、4的對。此時，電荷放大器34輸出0V。這是由于人的手指接近第1組合觸控墊(1，1) 的狀態(tài)，且產(chǎn)生在第3觸控墊與激發(fā)墊31之間的電容值、與產(chǎn)生在第4觸控墊4與激發(fā)墊 31之間的電容值的差為0之故。因此，第1相、第2相的電荷放大器34的輸出為(+，0)。接著，當(dāng)使人的手指接近第2點P2(即第2組合觸控墊(1，3))時，在第1相中，第 1觸控墊1與激發(fā)墊31之間的電容值會增加，因此電荷放大器34輸出正(+)的電壓。而在 第2相中，第3觸控墊3與激發(fā)墊31之間的電容值會增加，因此電荷放大器34輸出正(+) 的電壓。因此，第1相、第2相的電荷放大器34的輸出為(+，+)。
接著，當(dāng)使人的手指接近第3點P3(即第3組合觸控墊(3，3))時，在第1相中，電 容值的差為0，因此電荷放大器34輸出0V。而且，由于在第2相中，第3觸控墊3與激發(fā)墊 31之間的電容值會增加，因此電荷放大器34輸出正⑴的電壓。因此，第1相、第2相的電 荷放大器34的輸出為(0，+)。當(dāng)使人的手指接近第4點P4(即第4組合觸控墊(3，2))時，在第1相中，第2觸 控墊2與激發(fā)墊31之間的電容值會增加，因此電荷放大器34輸出負(fù)(-)的電壓。而在第 2相中，第3觸控墊3與激發(fā)墊31之間的電容值會增加，因此電荷放大器34輸出正(+)的 電壓。因此，第1相、第2相的電荷放大器34的輸出為(-，+)。由相同的想法得知，當(dāng)使人的手指接近第5點P5(即第5組合觸控墊(2，2))時， 第1相、第2相的電荷放大器34的輸出為(-，0)。當(dāng)使人的手指接近第6點P6(即第6組合觸控墊(2，4))時，第1相、第2相的電 荷放大器34的輸出為(-，-)。當(dāng)使人的手指接近第7點P7(即第7組合觸控墊(4，4))時， 第1相、第2相的電荷放大器34的輸出為(0，-)。當(dāng)使人的手指接近第8點P8(即第8組 合觸控墊(4，1))時，第1相、第2相的電荷放大器34的輸出為(+，-)。如上所述，通過第1相、第2相的電荷放大器34的輸出，可檢測出8個點。亦即， 以4輸入(cmi至CIN4)可檢測出8個點。因此，與習(xí)知觸控面板相比較，可大幅削減輸入 端子數(shù)、配線數(shù)。另外，未設(shè)置(1，2)、(3,4)的組合觸控墊的理由為，此時并未作為差動電 容檢測方式而發(fā)揮功能，且電荷放大器34的輸出不定之故。在上述的8點檢測的情形時，電荷放大器34的輸出雖僅采用+、0、-的3值但由于 電荷放大器34是輸出對應(yīng)電容差A(yù)C的模擬電壓，因此使用該模擬值亦可檢測出更多數(shù)的
點ο例如，亦可內(nèi)揷第1至第8的點Pl至P8之間而檢測出16點。此時，如圖4所示， 亦可在電荷放大器34的次段設(shè)置模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器35，將電荷放大器34的輸出模擬電壓 予以A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，依據(jù)數(shù)字值檢測出多數(shù)點。此外，在本實施形態(tài)中，雖使用4種的觸控墊的組合，但不限定于此，亦可使用4種 以上的觸控墊的組合。例如，亦可從6種的觸控墊以1種或2種的觸控墊形成組合觸控墊， 并將選擇電路33的輸入端子數(shù)變更為6個。此時，選擇電路33是在第1相至第3相中選 擇觸控墊的3對中的任一對。藉此，輸入端子數(shù)為6個且可進(jìn)行18點的檢測。此時，若考 慮線性檢測，即可進(jìn)行18點以上的檢測。再者，使用8種的觸控墊的組合與8個輸入端子時，可進(jìn)行32點以上的檢測。此 時，若考慮線性檢測，即可進(jìn)行32點以上的檢測。一般而言，本發(fā)明是對于η個(η為4以 上的偶數(shù))的觸控墊成立，越增加觸控墊數(shù)，越可檢測出更多的點。(第3實施形態(tài))在第2實施形態(tài)中，以形成環(huán)狀的圖案的方式配置有第1至第8組合觸控墊(1， 1)、(1,3), (3,3), (3,2), (2,2), (2,4), (4,4), (4，1)，而在本實施形態(tài)中，如圖 5 所示，是 以形成 線狀的圖案的方式配置，此點與第2實施形態(tài)不同。就觸控面板的信號處理裝置的 動作而言，與第2實施形態(tài)相同，該觸控面板的信號處理裝置可檢測出線上的第1至第8的 點Pl至Ρ8。(第4實施形態(tài))
在本實施形態(tài)中，如圖6所示，是以形成矩陣狀的圖案的方式配置，此點與第2實施形態(tài)不同。就觸控面板的信號處理裝置的動作而言，與第2實施形態(tài)相同，該輸入裝置可 檢測出矩陣上的第1至第8的點Pl至P8。由以上說明得知，可將第1至第8組合觸控墊(1，1)、(1，3)、(3，3)、(3，2)、(2，2)、 (2，4)、(4，4)、(4，1)分別作成為1個單元，而以將該等單元形成任意的圖案的方式排列。(第5實施形態(tài))接著，說明使第4實施形態(tài)的矩陣配置進(jìn)一步發(fā)展而能以8輸入進(jìn)行64點的檢測 的觸控面板的信號處理裝置。如圖7所示，以朝基板上的Y方向延伸的方式彼此平行地配置第1至第8組合觸 控墊(1A，ΙΑ)、(1A，3A)、(3A，3A)、(3A，2A)、(2A，2A)、(2A，4A)、(4A，4A)、(4A，1A)及激發(fā)墊 31A。在朝Y方向延伸的各組合觸控墊之間配置有激發(fā)墊31A。而且，同種的觸控墊群、例如 4個的第1觸控墊IA通過配線彼此連接，且連接至對應(yīng)的第1至第4輸入端子Cim (A)至 CIM(A)。再者，激發(fā)墊31A通過配線連接在激發(fā)端子EXC。再者，以朝基板上的X方向延伸的方式彼此平行地配置另一第1至第8組合觸控 墊(1B，1B)、(1B，3B)、(3B，3B)、(3B，2B)、(2B，2B)、(2B，4B)、(4B，4B)、(4B，IB)及激發(fā)墊 31B。在朝X方向延伸的各組合觸控墊之間配置有激發(fā)墊31B。而且，同種的觸控墊群、例如 4個的第1觸控墊IB通過配線彼此連接，且連接至對應(yīng)的第1至第4輸入端子Cim (B)至 CIN4(B)。再者，激發(fā)墊31B通過配線連接在激發(fā)端子EXC。在圖7中，為了方便起見，省略 一部分的觸控墊的圖示。此時，朝Y方向延伸的第1至第8組合觸控墊(1A，1A)、(1A，3A)、(3A，3A)、(3A， 2A)、(2k, 2k)、(2k, 4A)、(4A，4A)、(4A，1A)及激發(fā)墊31A是以例如第1層配線所形成，朝X方 向延伸的另一第 1 至第 8 組合觸控墊(1B，1B)、(1B，3B)、(3B，3B)、(3B，2B)、(2B，2B)、(2B， 4B)、(4B，4B)、(4B, IB)及激發(fā)墊31B是以例如第2層配線所形成，且彼此交叉且彼此電性 絕緣。但激發(fā)墊31A、31B是經(jīng)由通孔電性連接。再者，對應(yīng)朝Y方向延伸的第1至第8組合觸控墊，設(shè)置與第2實施形態(tài)相同構(gòu)成 的感測器IC(A)(未圖示)，且對應(yīng)朝X方向延伸的第1至第8組合觸控墊，設(shè)置與第2實施 形態(tài)相同構(gòu)成的感測器IC⑶(未圖示)。依據(jù)前述觸控面板的信號處理裝置，通過感測器IC (A)檢測出X方向的8點，且通 過感測器IC(B)檢測出Y方向的8點。亦即，此時可檢測出8X8 = 64的點。因此，依據(jù)本 實施形態(tài)，能以8輸入的少輸入檢測出64點。并且由于為線性檢測方式，因此亦可通過模 擬的中間值輸出來檢測出64點以上。亦即，可大幅削減觸控面板的端子數(shù)、配線數(shù)。(第6實施形態(tài))本實施形態(tài)是進(jìn)一步改良第5實施形態(tài)，并提高觸控墊的積體密度者。亦即，如圖 8所示，各觸控墊是通過連接多數(shù)的正方形墊的頂點彼此，而成為正方形墊的串珠構(gòu)成。激 發(fā)墊31A、31B亦同。然而，在本說明中，雖將正方形墊作成為一例，但形狀不拘。再者，以朝基板上的Y方向延伸的方式配置第1至第8組合觸控墊(1A，ΙΑ)、(1A， 3A)、(3A，3A)、(3A，2A)、(2A，2A)、(2A，4A)、(4A，4A)、(4A，1A)及激發(fā)墊 31A。再者，以朝基板上的X方向延伸的方式彼此平行地配置另一第1至第8組合觸控 墊(1B，1B)、(1B，3B)、(3B，3B)、(3B，2B)、(2B，2B)、(2B，4B)、(4B，4B)、(4B，IB)及激發(fā)墊31B。此時，朝X方向延伸的第1至第8組合觸控墊是以進(jìn)入朝Y方向延伸的第1至第8組 合觸控墊之間的方式配置。藉此，可增大觸控墊的表面積，且使各節(jié)點的PAD電容變得均 勻。
權(quán)利要求
一種觸控面板的信號處理裝置，對來自觸控面板的信號進(jìn)行處理，其中，該觸控面板具備激發(fā)墊、及以中間介置有所述激發(fā)墊的方式配置的第1及第2觸控墊；該觸控面板的信號處理裝置的特征在于，具備交流電源，對所述激發(fā)墊施加交流電壓；及電荷放大器，產(chǎn)生對應(yīng)于產(chǎn)生在所述第1觸控墊與所述激發(fā)墊之間的第1電容的電容值、與產(chǎn)生在所述第2觸控墊與所述激發(fā)墊之間的第2電容的電容值的差的電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的觸控面板的信號處理裝置，其特征在于，所述電荷放大器具備 具有第1及第2輸入端子的差動放大器；及第3及第4電容；所述第1觸控墊及所述第3電容的連接點連接在所述第1輸入端子，所述第2觸控墊 及第4電容的連接點連接在所述第2輸入端子。
3.—種觸控面板的信號處理裝置，對來自觸控面板的信號進(jìn)行處理，其中，該觸控面板 具備第1至第4觸控墊、包含從所述第1至第4觸控墊中選出的1種或2種的觸控墊所形 成的多個組合觸控墊、及配置在各所述組合觸控墊之間的激發(fā)墊；該觸控面板的信號處理 裝置的特征在于，具備交流電源，對所述激發(fā)墊施加交流電壓；選擇電路，選擇所述第1及第2觸控墊的對與所述第3及第4觸控墊的對的任一對；及電荷放大器，產(chǎn)生對應(yīng)于產(chǎn)生在由所述選擇電路所選擇的一對中的第1個觸控墊與所 述激發(fā)墊之間的第1電容的電容值、與產(chǎn)生在由所述選擇電路所選擇的所述對中的第2個 觸控墊與所述激發(fā)墊之間的第2電容的電容值的差的電壓。
4.如權(quán)利要求3所述的觸控面板的信號處理裝置，其特征在于，所述電荷放大器具備 具有第1及第2輸入端子的差動放大器；及第3及第4電容；所述第1觸控墊及所述第3電容的連接點連接在所述第1輸入端子，所述第2觸控墊 及第4電容的連接點連接在所述第2輸入端子。
5.如權(quán)利要求3或4所述的觸控面板的信號處理裝置，其特征在于，所述選擇電路在第 1相中選擇所述第1及第2觸控墊的對，在第2相中選擇所述第3及第4觸控墊的對。
6.如權(quán)利要求3至5中任一項所述的觸控面板的信號處理裝置，其特征在于，所述多 個組合觸控墊包含由所述第1觸控墊所構(gòu)成的第1組合觸控墊；由所述第1及第3觸控墊 所構(gòu)成的第2組合觸控墊；由所述第3觸控墊所構(gòu)成的第3組合觸控墊；由所述第3及第2 觸控墊所構(gòu)成的第4組合觸控墊；由所述第2觸控墊所構(gòu)成的第5組合觸控墊；由所述第2 及第4觸控墊所構(gòu)成的第6組合觸控墊；由所述第4觸控墊所構(gòu)成的第7組合觸控墊；及由 所述第4及第1觸控墊所構(gòu)成的第8組合觸控墊。
7.如權(quán)利要求3至6中任一項所述的觸控面板的信號處理裝置，其特征在于，所述多個 組合觸控墊是以形成環(huán)狀、線狀、矩陣狀的圖案為代表的任意圖案的方式配置。
8.—種觸控面板的信號處理裝置，對來自觸控面板的信號進(jìn)行處理，其中，該觸控面板 具備η種(η為4以上的偶數(shù))的觸控墊、包含從所述η種的觸控墊中選出的1種或2種的 觸控墊所形成的多個組合觸控墊、及配置在各所述組合觸控墊之間的激發(fā)墊；該觸控面板 的信號處理裝置的特征在于，具備交流電源，對所述激發(fā)墊施加交流電壓；選擇電路，所述η種的觸控墊是形成η/2個觸控墊的對，而此選擇電路選擇該等觸控墊的對中的任一對；及電荷放大器，產(chǎn)生對應(yīng)于產(chǎn)生在由所述選擇電路所選擇的一對中的第1個觸控墊與所 述激發(fā)墊之間的第1電容的電容值、與產(chǎn)生在由所述選擇電路所選擇的所述對中的第2個 觸控墊與所述激發(fā)墊之間的第2電容的電容值的差的電壓。
9.如權(quán)利要求8所述的觸控面板的信號處理裝置，其特征在于，所述電荷放大器具備 具有第1及第2輸入端子的差動放大器；及第3及第4電容；所述第1觸控墊及所述第3電容的連接點連接在所述第1輸入端子，所述第2觸控墊 及第4電容的連接點連接在所述第2輸入端子。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的觸控面板的信號處理裝置，其特征在于，具備將 所述電荷放大器的輸出進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項所述的觸控面板的信號處理裝置，其特征在于，所述交 流電源的交流電壓是時脈信號電壓。
12.如權(quán)利要求2、4或9所述的觸控面板的信號處理裝置，其特征在于，第3及第4電 容的電容值是與第1及第2電容的電容值相同程度或較小。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可使雜訊耐性提升且可進(jìn)行線性檢測的靜電電容方式的觸控面板的信號處理裝置。本發(fā)明的觸控面板的信號處理裝置中，觸控面板是在基板(11)上配置有激發(fā)墊(12)、及中間介置有該激發(fā)墊(12)的第1觸控墊(13)與第2觸控墊(14)。另一方面，在感測器IC側(cè)中，設(shè)置有隔介配線(15)對激發(fā)墊(12)施加交流電壓的交流電源(16)。再者，設(shè)置有電荷放大器(17)，在該電荷放大器(17)的非反相輸入端子(+)隔介配線(18)連接有第1觸控墊(13)，在電荷放大器(17)的反相輸入端子(-)隔介配線(19)連接有第2觸控墊(14)。
文檔編號G06F3/044GK101847067SQ201010001439
公開日2010年9月29日 申請日期2010年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月7日
發(fā)明者小林一行, 深井久美子, 金田安弘, 鈴木達(dá)也 申請人:三洋電機(jī)株式會社;三洋半導(dǎo)體株式會社