專利名稱：觸控面板的信號處理裝置的制作方法
技術領域：
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：
以往，就行動電話、可攜式音響機器、可攜式游戲機器、電視、個人電腦等各種電子機器的輸入裝置而言，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1。依據(jù)圖9、圖10說明習知的觸控感測器(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的電壓會從重設狀態(tài)的OV增加，當?shù)竭_基準電壓Vref時，比較器53的 輸出電壓會反相。將從該重設至比較器53發(fā)生反相的時間設為tl。另一方面，當使人的手指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 到達基準電壓Vref的時間為t2(t2 > tl)。亦即，依據(jù)從該重設至比較器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開關而發(fā)揮功能。(專利文獻1)日本特開2005-190950號公報

發(fā)明內容
(一)要解決的技術問題然而，在習知的觸控感測器中，當雜訊施加于觸控墊51時，會有觸控墊51的電壓 變化且產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，因此可輸入的數(shù)據(jù)量有限。(二)技術方案 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，產生對應于產生在所述第1觸控墊與所述激發(fā)墊之間的第1電容的電容值、與產 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 設限，而可進行任意的圖案化。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成的圖。圖9是顯示習知觸控感測器的構成的圖。圖10是說明習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 基準電壓 SWl至SW6 開關
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 設為Cl，將第2靜電電容C2的電容值設為C2。電容值Cl、C2較佳為在初期狀態(tài)下設定為 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側信號處理裝置側中，設置有隔介配線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為激發(fā)電壓Vref。而且，設置有電 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。基板11以外的構成 部分是感測器IC。交流電源16是以交替進行開關的開關SW1、SW2所形成。當開關SWl閉合且開關 SW2斷開時，交流電源16輸出接地電壓(OV)，當開關SWl斷開且開關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是以交替進行開關的開關SW3、SW4所形成。當開關SW3閉合且開關SW4 斷開時，交流電源21輸出接地電壓(OV)，當開關SW3斷開且開關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的電容值設為Cf。再者，開關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SW5、開關SW6同時進行開關。亦即，當開關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的輸出電壓設為Vop，將兩者的差電壓設為V0Ut( = V0p-V0m)。接著，依據(jù)圖12說明上述構成的電路的動作。該電路具有第1相(電荷蓄積模 式)與第2相(電荷轉送模式)的2個相(phase)，該2個相交替地反復進行多數(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。反復進行該動作多數(shù)次， 電荷放大器17達到穩(wěn)定狀態(tài)。此時，C3 = C4 = C，將C1、C2的初期狀態(tài)的電容值設為C。而且，將當人的手指20 接近觸控墊13或14時的Cl、C2的電容差設為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定為彼此相等，在人的手指遠離 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的 電介質模型進行說明。首先，如圖1 (a)所示，當使人的手指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接近第1觸控墊13時，亦 可獲得相同的結果。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(_)電壓。依據(jù)前述觸控面板的信號處理裝置，當使人的手指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。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限，而可進行任意的圖
案化。
上述的說明是依據(jù)將人的手指20作為電介質的電介質模型，但將人的手指20進 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的大小關系是相反。亦即，在電場遮蔽模型中，當使人的手指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人的手指20為止，因此從激發(fā)墊12出發(fā)而結束在第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)電介質模型進行說明。(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所構成。前述第1至第8組合墊對應第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)的構成。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產生對應于產生在由選擇電路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，當選擇第1及第2觸控墊1、2的一對時，電荷放大器34產生依據(jù)產生在第1觸控墊1與激發(fā)墊31之間的第1電 容值、與產生在第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)，且產生在第3觸控墊與激發(fā)墊31之間的電容值、與產生在第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(-)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是輸出對應電容差AC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的次段設置模數(shù)(A/D)轉換器35，將電荷放大器34的輸出模擬電壓 予以A/D轉換為數(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個且可進行18點的檢測。此時，若考 慮線性檢測，即可進行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，可進行32點以上的檢測。此 時，若考慮線性檢測，即可進行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)的矩陣配置進一步發(fā)展而能以8輸入進行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是經由通孔電性連接。再者，對應朝Y方向延伸的第1至第8組合觸控墊，設置與第2實施形態(tài)相同構成 的感測器IC(A)(未圖示)，且對應朝X方向延伸的第1至第8組合觸控墊，設置與第2實施 形態(tài)相同構成的感測器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，產生對應于產生在所述第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，產生對應于產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觸控墊所構成的第1組合觸控墊；由所述第1及第3觸控墊 所構成的第2組合觸控墊；由所述第3觸控墊所構成的第3組合觸控墊；由所述第3及第2 觸控墊所構成的第4組合觸控墊；由所述第2觸控墊所構成的第5組合觸控墊；由所述第2 及第4觸控墊所構成的第6組合觸控墊；由所述第4觸控墊所構成的第7組合觸控墊；及由 所述第4及第1觸控墊所構成的第8組合觸控墊。
7.如權利要求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，產生對應于產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行模數(shù)轉換的模數(shù)轉換器。
11.如權利要求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側中，設置有隔介配線(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, 鈴木達也 申請人:三洋電機株式會社;三洋半導體株式會社