WO2016002372A1 - Touch panel controller, touch panel system, and electronic device - Google Patents
Touch panel controller, touch panel system, and electronic device Download PDFInfo
- Publication number
- WO2016002372A1 WO2016002372A1 PCT/JP2015/064489 JP2015064489W WO2016002372A1 WO 2016002372 A1 WO2016002372 A1 WO 2016002372A1 JP 2015064489 W JP2015064489 W JP 2015064489W WO 2016002372 A1 WO2016002372 A1 WO 2016002372A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- drive
- period
- touch panel
- signal
- touch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
Definitions
- the present invention relates to a touch panel controller, a touch panel system, and an electronic device for driving a touch panel having capacitances respectively formed at intersections of a plurality of first signal lines and a plurality of second signal lines.
- touch panels have become indispensable as input means to electronic devices. From relatively large devices such as televisions, monitors and white boards to relatively small devices such as smartphones and tablet terminals, touch panels are generally used as input means.
- touch position In addition to the information related to the touch position, it also has a dedicated touch pen capable of giving additional information (for example, information such as the state of whether or not the button is pressed and the writing pressure), A number of touch panel systems have also been proposed, which can perform input with a touch pen and can realize more accurate and more diverse inputs.
- Patent Document 1 discloses a touch panel system that can accurately detect each touch position even when touch operations with a plurality of electronic pens and fingers are simultaneously performed.
- the touch panel system disclosed in Patent Document 1 includes a plurality of transmission electrodes (first signal lines) to which a drive unit and a pen synchronization signal are applied by a transmission unit, and a plurality of reception electrodes (second signal lines) that output response signals to a reception unit. ), An electronic pen (touch pen), and a control unit.
- the electronic pen sends a pen identification signal to the reception electrode in response to detection of the pen synchronization signal of the transmission electrode, and the control unit controls the drive timing at which the transmission unit applies the drive signal and the pen synchronization signal to the transmission electrode At the same time, the touch position is detected based on the detection data output from the receiving unit.
- a time constant allowed for the waveform of the pen synchronization signal when the electronic pen detects the pen synchronization signal, and a time constant allowed for the waveform of the drive signal when the control unit accurately detects the touch position are different from each other. That is, the optimum driving capability of the circuit that generates the pen synchronization signal and the optimum driving capability of the circuit that generates the driving signal are different from each other. Therefore, when generating a pen synchronization signal and a drive signal in one circuit, the prior art can not optimize the drive capability of the circuit in accordance with each signal.
- the pen synchronization signal is generated based on the pulse generated by the pen synchronization pulse generation unit, and the drive signal is generated based on the pulse generated by the position detection pulse generation unit.
- Patent Document 1 does not consider the driving capabilities of the pen synchronization pulse generation unit and the position detection pulse generation unit. Therefore, the driving capabilities of the pen synchronization pulse generation unit and the position detection pulse generation unit are not optimized. As a result, problems such as a shift between the drive timing of the electronic pen and the drive timing of the control unit, a decrease in touch position detection accuracy, an occurrence of malfunction due to an electromagnetic interference wave, and an increase in power consumption may occur.
- the present invention has been made in view of the above problems, and its object is to optimize the drive capability of the control unit to synchronize the drive timing of the electronic pen with the drive timing of the control unit, and to detect the touch.
- An object of the present invention is to provide a touch panel controller, a touch panel system, and an electronic device capable of realizing improvement in accuracy and malfunction and reduction in power consumption due to electromagnetic interference waves.
- a touch panel controller drives a touch panel having a plurality of first signal lines and a plurality of second signal lines intersecting the plurality of first signal lines.
- a touch panel controller includes a drive circuit for outputting a signal to the first signal line, and a drive capability control unit for controlling the drive capability of the drive circuit, wherein the drive circuit operates in a first period.
- a synchronization signal for synchronizing the drive timing of the touch pen capable of giving an input operation to the touch panel to the operation of the drive circuit to the first signal line, and the second period different from the first period
- the detection signal for detecting the input operation to the touch panel is output to the first signal line
- the drive capability control unit outputs the detection signal during the first period. It takes the drive capability of the drive circuit, and sets the driving capability of the driving circuit in the second period.
- FIG. 8 is a diagram showing an example of signal waveforms output from the touch panel controller to drive lines D 0 to D n and a signal waveform corresponding to drive line D n + 1 driven by the pen in the touch panel system. It is a figure which shows the schematic circuit structure of the touch panel with which the touch panel system was equipped. It is a figure which shows schematic structure of the stylus pen with which the touch-panel system was equipped. It is a figure which shows schematic structure of the touch-panel controller with which the touch-panel system was equipped.
- Embodiment 1 the touch panel system according to the first embodiment of the present invention will be described in detail based on FIGS. 1 to 8.
- FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the touch panel system 1 of the present embodiment.
- the touch panel system 1 includes a touch panel 2, a stylus pen 3 (touch pen), and a touch panel controller 4 for driving the touch panel 2 and the stylus pen 3.
- the touch panel 2 is provided with a plurality (n) of drive lines D 0 to D n extending in the horizontal direction in the drawing in parallel, and sense lines S 0 extending in the vertical direction in the drawing.
- a plurality (m) of parallel to S m are provided in parallel.
- the electrostatic capacitance (not shown) is formed at the intersections of the drive lines D 0 to D n (first signal lines) and the sense lines S 0 to S m (second signal lines). Is provided.
- the m and n may be the same or different.
- the present invention relates to a touch panel of another type capable of reading signal values from sensors provided on the touch panel in a matrix (for example, a resistive film type capable of reading a plurality of electric resistance values distributed in a matrix) May be applied to the touch panel of
- the stylus pen 3 drives the pen tip of the stylus pen 3 with the same waveform as the touch panel controller 4 drives the drive line D n + 1 , and the capacitance on the touch surface of the touch panel 2 is The change of the capacitance is detected through each of the sense lines S 0 to S m , and the state of whether the button provided on the stylus pen 3 is pressed by the user, the addition of writing pressure, etc.
- the touch panel controller 4 is configured to detect dynamic information.
- the waveform for driving the pen tip may not necessarily be D n +1 , such as D n +2 , if it is a waveform used for other than the drive line connected to the sensor. For example, when driving a sensor with drive lines D 0 to D n + 1 , the pen tip may be driven with a waveform corresponding to D 0 , or the pen tip may be driven with a waveform of D n +2 or later.
- the distance between the touch panel 2 and the stylus pen 3 can be calculated by the touch panel controller 4 from the change in the capacitance due to the touch.
- FIG. 2 is a diagram showing signal waveforms outputted from the touch panel controller 4 to the drive lines D 0 to D n and a signal waveform D n + 1 for driving the pen tip of the stylus pen 3.
- the touch panel controller 4 outputs a reception preparation signal to each drive line D 0 to D n during a reception preparation period (fourth period), and outputs a synchronization signal during a subsequent synchronization period (first period).
- the data transmission signal is output during the subsequent data transmission period (third period), and the drive signal (detection signal) is output during the subsequent touch and pen input detection period (second period).
- each period is periodically repeated, and the period from the reception preparation period to the touch and pen input detection period is one record.
- the reception preparation signals output to the drive lines D 0 to D n have the same waveforms, and the synchronization signals output to the drive lines D 0 to D n are Each has the same waveform, and the data transmission signal output to each drive line D 0 to D n has the same waveform.
- the drive signals output to the drive lines D 0 to D n have waveforms in which the potentials sequentially become High. That is, at the timing when the potential of the drive signal of the drive line D n-1 changes from high to low, the potential of the drive signal of the next drive line D n changes from low to high.
- the reception preparation signal is output to each of the drive lines D 0 to D n in a reception preparation period which is a period immediately before the synchronization period.
- the stylus pen 3 detects the reception preparation signal output to each drive line D 0 to D n , and adjusts (corrects) the phase and / or amplitude of the subsequent signal with reference to the detected reception preparation signal.
- the reception preparation period may be provided immediately before the data transmission period, and the reception preparation signal may be output to each of the drive lines D 0 to D n in the reception preparation period.
- the synchronization signal is output to each of the drive lines D 0 to D n in the synchronization period following the reception preparation period.
- the stylus pen 3 detects the synchronization signal output to each of the drive lines D 0 to D n , the drive timing of the stylus pen 3 and the drive timing of the touch panel controller 4 are synchronized.
- the data transmission signal is output to each of the drive lines D 0 to D n in the data transmission period following the synchronization period.
- the data transmission signal includes drive information of the touch panel 2.
- the stylus pen 3 already synchronized with the touch panel controller 4 in the synchronization period detects the data transmission signal output to each of the drive lines D 0 to D n , whereby the drive information of the touch panel 2 is transmitted to the stylus pen 3. Ru.
- the drive signal is output to each of the drive lines D 0 to D n in the touch and pen input detection period following the data transmission period.
- the touch panel controller 4 drives each of the drive lines D 0 to D n by the drive signal, and detects a change in capacitance of the touch panel 2 due to a touch operation via each of the sense lines S 0 to S m. It has become.
- the touch panel controller 4 detects additional information such as the state of whether or not the button provided on the stylus pen 3 is pressed by the user and the writing pressure.
- driving of drive lines D 0 to D n and driving of a pen point using a signal waveform corresponding to D n + 1 will be sequentially driven.
- the driving of drive lines D 0 to D n and the driving of the pen tip using a signal waveform corresponding to D n + 1 are parallelly driven using an M-sequence signal, a Hadamard code string, or the like as a code string.
- the position of the object to be detected may be detected from the correlation value obtained by performing a correlation operation of the code string, and the detection is performed from the restored value obtained by performing a recovery operation of the code string. The position of the object may be detected.
- the number of times of sensing (the number of integrations) can be increased. It is possible to realize a touch panel that improves the N ratio and performs position detection with high accuracy.
- the data transmission period is a period immediately after the synchronization period, but the data transmission period may be provided immediately after the touch and pen input detection period.
- the reception preparation period is a period immediately before the synchronization period, but the reception preparation period may be a period immediately before the data transmission period, and the reception preparation period is immediately before the synchronization period and the data. It may be provided immediately before the transmission period.
- FIG. 3 is a view showing a schematic circuit configuration of the touch panel 2 provided in the touch panel system 1.
- a plurality (n) of drive lines D 0 to D n extending in the left and right direction in the figure are provided in parallel and intersect with the drive lines D 0 to D n in the figure.
- sense line S 0 ⁇ S m extending in the vertical direction are provided in parallel a plurality (m pieces) of.
- Capacitances C 00 to C nm are provided at the intersections of the drive lines D 0 to D n and the sense lines S 0 to S m .
- the m and n may be the same or different.
- the stylus pen 3 detects synchronization signals output from the touch panel controller 4 to the drive lines D 0 to D n by approaching the touch surface of the touch panel 2, and is synchronized with the touch panel controller 4.
- the touch panel controller 4 drives each of the drive lines D 0 to D n during the touch and pen input detection period shown in FIG. 2 and causes the above-mentioned touch by the touch via each of the sense lines S 0 to S m. A change in capacitance is detected, and the touch position and / or the distance between the touch panel 2 and the stylus pen 3 are calculated.
- the stylus pen 3 has, for example, a pen pressure sensor for detecting pen pressure, and a pen pressure signal from the pen pressure sensor is output while being synchronized with the touch panel controller 4. It is supposed to be.
- the stylus pen 3 is not necessarily limited thereto, and may not have a writing pressure sensor for detecting writing pressure.
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the stylus pen 3.
- the stylus pen 3 has a pen main body 5 which a user holds by hand having a conductive grip portion 5 a formed in a substantially cylindrical shape for the user to hold by hand.
- a conductive grip portion 5 a formed in a substantially cylindrical shape for the user to hold by hand.
- At the tip of the pen tip portion 6 is provided which is pressed against the touch panel 2 at the time of touch operation.
- the pen tip portion 6 is provided on the pen tip shaft 6 b, insulators 6 c and 6 c for holding the pen tip cover 6 a axially movably movably in the axial direction, and the back side of the pen tip shaft 6 b And a writing pressure sensor 6d.
- the pen point cover 6a is made of an insulating material, and the pen point shaft 6b is made of a conductive material, such as a metal or a conductive synthetic resin.
- the pen pressure sensor 6 d is, for example, a semiconductor piezoresistive pressure sensor, and a semiconductor strain gauge is formed on the surface of a diaphragm (not shown). Therefore, when the pen tip cover 6a of the pen tip 6 is pressed against the touch panel 2 at the time of touch operation, the pen tip shaft 6b is pushed through the pen tip cover 6a to press the diaphragm surface of the writing pressure sensor 6d. As a result, the change in electrical resistance due to the piezoresistive effect caused by deformation of the diaphragm is converted into an electrical signal. Thereby, the pen pressure in the stylus pen 3 can be detected. Furthermore, the principle of pen pressure detection is not limited to this, and other detection principles can be adopted.
- connection switch 7 Inside the pen body 5, the connection switch 7, the control circuit 8, the operation changeover switches 9a and 9b, the sense circuit 10, the synchronization signal detection circuit 11, the timing adjustment circuit 12, and the drive circuit 13 Is provided. Furthermore, the connection switch 7 can be omitted. When the connection switch 7 is omitted, the output of the control circuit 8 is connected to the pen tip shaft 6b.
- connection switch 7 is an electronic switch composed of a field effect transistor (FET) or the like, and is controlled on / off by the control circuit 8.
- FET field effect transistor
- the connection switch 7 is off, the pen tip cover 6 a is electrically disconnected from the grip 5 a of the pen main body 5.
- the touch panel system 1 does not recognize proximity / contact of the stylus pen 3 even if the pen tip cover 6 a is brought close to the touch panel 2.
- the connection switch 7 when the connection switch 7 is turned on, the pen point cover 6a is electrically connected to the grip 5a of the pen body 5 via the pen tip shaft 6b, and the human body is connected to the pen point cover 6a via the grip 5a. It conducts.
- the human body since the human body has a relatively large capacitance, when the stylus pen 3 approaches and contacts the touch panel 2, the charges accumulated in the above-described respective capacitances C 00 to C nn of the touch panel 2 change.
- the touch panel system 1 can detect the touch state of the stylus pen 3.
- the stylus pen 3 is provided with, for example, a push-type first operation switch 14a and a second operation switch 14b, and the first operation switch 14a and the second operation switch 14b are depressed to operate the first operation switch 14a and the second operation switch 14b.
- the functions assigned to the one operation switch 14 a and the second operation switch 14 b are executed via the control circuit 8.
- a function assigned to the first operation switch 14a for example, an eraser function can be mentioned, and it is possible to perform on / off of the eraser function by the first operation switch 14a.
- a function assigned to the second operation switch 14b for example, a right click function of a mouse can be mentioned, and the right click function of this mouse can be turned on / off by the second operation switch 14b. is there.
- the eraser function and the right click function of the mouse are one example, and not limited to the eraser function and the right click function of the mouse. Moreover, it is also possible to provide another operation switch and to add another function.
- the touch position of the stylus pen 3 on the touch panel 2 is detected by touching the stylus pen 3 on the touch panel 2 with the connection switch 7 of the stylus pen 3 turned on.
- the pen tip of the stylus pen 3 is driven with a waveform corresponding to the drive line D n + 1. Change the capacitance on the touch surface of the sensor, and detect the change in the capacitance via each of the sense lines S 0 to S m , and the user presses a button provided on the stylus pen 3
- the touch panel controller 4 is designed to detect additional information such as the state of the brush and the pen pressure.
- FIG. 5 is a view showing a schematic configuration of the touch panel controller 4 provided in the touch panel system 1.
- the touch panel controller 4 includes a drive line drive circuit 15 (drive circuit), a sense amplifier 16, a timing generator 17, a control unit 18, an AD converter 19, and a processing unit 20. And a driving capability control unit 21.
- the drive line drive circuit 15 drives the reception preparation signal generated based on the clock signal CL generated by the timing generator 17, the synchronization signal, the data transmission signal, and the drive signal for each of the drive lines D 0 to D. It is a circuit which outputs to n .
- the sense amplifier 16 is a circuit that acquires capacitance data via each of the sense lines S 0 to S m based on the clock signal CL generated by the timing generator 17 and the drive signal, and sends it to the AD converter 19. It is.
- the timing generator 17 is a circuit that generates a clock signal CL and a synchronization signal based on the clock signal CL, and sends the clock signal CL to the drive line drive circuit 15, the sense amplifier 16, the control unit 18, and the like.
- the AD converter 19 is a circuit that converts the capacity data into digital data and sends the digital data to the processing unit 20.
- the processing unit 20 determines, from the above-mentioned volume data, information on the touch position, the size of the touch response of the stylus pen 3 to the touch panel 2, that is, the information convertible by the user to the distance between the touch panel 2 and the stylus pen 3. It detects additional information such as the state of whether or not the button provided on the stylus pen 3 is pressed and the writing pressure. Then, the processing unit 20 executes a process corresponding to the detected information.
- the control unit 18 outputs a selection signal for identifying the synchronization period, the data transmission period, and the touch and pen input detection period to the drivability control unit 21 during the reception preparation period. Furthermore, during the preparation for reception, during the synchronization, and during the data transmission, the control unit 18 performs thinning based on the touch response magnitude data (information on the distance between the touch panel 2 and the stylus pen 3). It is decided whether to output a signal to the drive line drive circuit 15 or not. That is, if the touch response magnitude data is equal to or greater than a predetermined value, a thinning signal is output, and if the touch response magnitude data is less than the predetermined value, the drive signal is output without thinning the drive line.
- the touch response magnitude data is equal to or greater than a predetermined value, that is, the distance between the touch panel 2 and the stylus pen 3 is closer than a predetermined value.
- the sync signal thinned out from the drive line drive circuit 15 is output.
- the drive capacity control unit 21 is a circuit that sets the drive capacity (drive capacity) of the drive line drive circuit 15 independently for each period based on the selection signal supplied from the control unit 18.
- the drive capacity of the drive line drive circuit 15 is an index related to the amount of current that can be output by the drive line drive circuit 15, and the drive line drive circuit 15 outputs the drive line to the drive line by enhancing the drive capacity of the drive line drive circuit 15. Time constant of the signal waveform becomes short (delay time due to rising and falling becomes short).
- the drive capability control unit 21 includes a selector 21a, a first drive control circuit 21b, a second drive control circuit 21c, a third drive control circuit 21d, and a fourth drive control circuit 21e.
- the first drive control circuit 21 b outputs a drive capacity setting value for setting the drive capacity of the drive line drive circuit 15 during the reception preparation period to the selector 21 a.
- the second drive control circuit 21 c outputs a drive capacity setting value for setting the drive capacity of the drive line drive circuit 15 during the synchronization period to the selector 21 a.
- the third drive control circuit 21 d outputs a drive capacity setting value for setting the drive capacity of the drive line drive circuit 15 during the data transmission period to the selector 21 a.
- the fourth drive control circuit 21 e outputs a drive capacity setting value for setting the drive capacity of the drive line drive circuit 15 during the touch and pen input detection period to the selector 21 a.
- the selector 21a Based on the selection signal, the selector 21a sets the drive capability setting value in the reception preparation period, the drive capability setting value in the synchronization period, the drive capability setting value in the data transmission period, and the touch and pen input. One of four signals of the drive capability setting value in the detection period is selected, and the selected drive capability setting value is output to the drive line drive circuit 15 as a drive capability setting signal.
- the stylus pen 3 of the present embodiment wirelessly transmits and receives signals to and from the touch panel controller 4. Therefore, the pen tip portion 6 is driven in the same pattern as driving the virtual drive line D n + 1 so as to match the drive timing of the drive lines D 0 to D n in the touch panel controller 4. Therefore, in the stylus pen 3, the drive circuit 13 is provided to drive the same as the driver of the touch panel controller 4.
- the drive of the drive lines D 0 to D n in the touch panel controller 4 is based on the drive timing generated by the timing generator 17 (FIG. 5). Therefore, the stylus pen 3 also has to operate in synchronization with the timing at which the touch panel controller 4 is driven. Therefore, in the stylus pen 3 of the present embodiment, by providing the sense circuit 10, the synchronization signal detection circuit 11, and the timing adjustment circuit 12, the stylus pen 3 detects the synchronization signal driven by the touch panel controller 4 and The timing of the synchronization signal of the touch panel controller 4 and the timing of the pen synchronization signal generated by the timing adjustment circuit 12 in the stylus pen 3 are made to coincide with each other.
- the driving operation of the stylus pen 3 is a synchronization for detecting the synchronization signal from the touch panel controller 4 by the sense circuit 10 and the synchronization signal detection circuit 11 with the operation switch 9a turned on and the operation switch 9b turned off. It consists of a repetition of three periods of a signal detection period, a preparation period, and a drive mode period in which the operation switch 9a is turned off and the operation switch 9b is turned on to drive the pen tip 6 by the drive circuit 13. There is.
- the synchronization signal detection period is a waiting period for detecting a bit pattern representing a synchronization waveform, and is a period during which the drive of the pen tip 6 is turned off and a synchronization signal pattern is detected from the pen tip signal waveform.
- the above-mentioned preparation period is a preparation period for starting to drive the pen tip in synchronization with the touch panel controller 4 after detecting the synchronization signal pattern, and is a period for taking a drive start timing.
- the drive mode period is a period in which the pen tip portion 6 is driven by the drive circuit 13 and is a period in which the pen tip portion 6 is driven while finely adjusting the edge of the drive waveform to match the drive timing of the touch panel controller 4. is there. At this time, the drive circuit 13 of the stylus pen 3 is driven in accordance with the drive timing of the touch panel controller 4.
- FIG. 6 is a diagram showing the correspondence between the magnitude of the synchronization signal detected by the stylus pen 3 and the magnitude of the touch response of the stylus pen 3 to the touch panel 2 detected by the touch panel controller 4.
- FIG. 6A is a diagram showing a case where the touch surface of the touch panel 2 and the stylus pen 3 are relatively far apart, and in such a case, the waveform of the synchronization signal is hardly detected by the stylus pen 3 . Then, the touch response of the stylus pen 3 to the touch panel 2 detected by the touch panel controller 4 is also determined to be non-touch response since the touch surface of the touch panel 2 and the stylus pen 3 are relatively far apart.
- FIG. 6B is a diagram showing a case where the touch surface of the touch panel 2 and the stylus pen 3 are relatively close, and in such a case, the stylus pen 3 detects a small waveform of the synchronization signal. . Then, the magnitude of the touch response of the stylus pen 3 to the touch panel 2 detected by the touch panel controller 4 is determined to be small, since the touch surface of the touch panel 2 and the stylus pen 3 are relatively close.
- FIG. 6C shows a case where the touch surface of the touch panel 2 and the stylus pen 3 are in contact with each other.
- the stylus pen 3 detects a waveform of a large synchronization signal. Then, since the touch surface of the touch panel 2 and the stylus pen 3 are in contact with each other, the magnitude of the touch response of the stylus pen 3 detected by the touch panel controller 4 is determined to be large.
- the magnitude of the touch response of the stylus pen 3 to the touch panel 2 detected by the touch panel controller 4, that is, the distance between the touch panel 2 and the stylus pen 3 is within the touch and pen input detection period shown in FIG.
- the drive lines D 0 to D n are driven, and the change in capacitance due to touch is detected and calculated through the sense lines S 0 to S m .
- FIG. 7 is a diagram showing how to determine the drive capability setting value, where (a) is a diagram showing how to determine the drive capability setting value during the synchronization period, and (b) is a diagram showing the drive capability setting value during the data transmission period. It is a figure which shows how to decide.
- each signal driven by the drive line is detected / received by the synchronization signal detection circuit 11 in the touch pen.
- the rise / fall of the signal on the sync signal detection circuit 11 occurs behind the rise / fall of the signal on the drive line, this delay time is short when the load of the sync signal detection circuit 11 is sufficiently small.
- FIG. 7 the same waveform as that driven by the drive line is illustrated as being instantaneously appearing on the synchronization signal detection circuit 11.
- the synchronization signal detection circuit 11 to accurately detect the synchronization signal, the rising and falling of the synchronization signal detected by the synchronization signal detection circuit 11 are completed during the symbol period of the synchronization signal on the drive line. It is sufficient to shorten the time constant of the synchronization signal sufficiently.
- the driving capability of drive line drive circuit 15 is sufficiently high to perform synchronization so that the rising and falling of the synchronization signal on synchronization signal detection circuit 11 are completed during the symbol period of the synchronization signal on the drive line.
- the time constant of the signal may be shortened.
- the electromagnetic interference at high frequency components becomes large.
- the drive capacity setting value in the synchronization period be the minimum of the drive capacity of the drive line drive circuit 15 in the synchronization period in the range where the synchronization signal detection circuit 11 can accurately detect the synchronization signal. .
- the drive capacity setting value in the synchronization period be the minimum of the drive capacity of the drive line drive circuit 15 in the synchronization period in the range where the synchronization signal detection circuit 11 can accurately detect the synchronization signal.
- reception preparation signal In the reception preparation period, in order to inform the touch pen of the phase and amplitude of the signal on the drive line in the subsequent period, the reception preparation signal must be output to the drive line under the same conditions as the signal of the subsequent period including the drive capability. You must.
- the driving ability setting value of the reception preparation period is required to be equal to the driving ability setting value of the subsequent period.
- the reception preparation period is a period immediately before the synchronization period
- the drive capability setting value of the reception preparation period is assumed to be equal to the drive capability setting value of the synchronization period.
- Data transmission signal As shown in FIG. 7B, it is assumed that the data transmission signal output to the drive line is switched between High and Low at the timing of the arrow in FIG. 7 (drive start timing).
- the synchronization signal detection circuit 11 performs data reception (detects a data transmission signal on the drive line) at a timing (black arrow in the figure) determined from the timing of synchronization detection in the synchronization period.
- the timing from the timing of the rise start or the fall start of the data transmission signal on the drive line to the timing of the data reception black arrow in the figure.
- the time constant of the data transmission signal may be made sufficiently short so that the rising and falling of the data transmission signal are completed.
- the driving power of the drive line is sufficiently high to shorten the time constant of the data transmission signal so that the rise and fall of the data transmission signal are completed between the drive start timing of the drive line and the data reception timing. do it.
- the electromagnetic interference at high frequency components becomes large.
- the drivability setting value in the data transmission period minimizes the drivability of the drive line drive circuit 15 in the data transmission period in a range where the synchronization signal detection circuit 11 can accurately detect the data transmission signal. Is preferred.
- the drive information of the touch panel controller 4 can be transmitted to the stylus pen 3, and the suppression of erroneous operation due to the electromagnetic interference wave and the reduction of the power consumption can be realized.
- the drive capability is determined as in the synchronization period. Since the signal period in the data transmission period is longer than the signal period in the synchronization period, the optimum value of the drivability in the data transmission period can be equal to or less than the optimum value of the drivability in the synchronization period. That is, the magnitude of the influence of the electromagnetic interference wave in the data transmission period can be suppressed to be equal to or less than the magnitude of the influence of the electromagnetic interference wave in the synchronization period.
- FIG. 8 is a diagram showing how to determine the drive capability setting value during the touch and pen input detection period.
- the touch panel controller 4 drives a signal on the drive line at the same time as the reset period of the sense circuit (a period when the reset signal is high) ends (a rise of the drive signal on the drive line Or falling starts).
- the touch panel controller 4 detects a signal on the sense line.
- the detection timing may be a predetermined timing.
- the signal waveform on the sense line changes in response to the rise or fall of the drive signal on the drive line.
- a predetermined time (settling time) is required until the signal waveform on the sense line becomes stable from the timing when the rising or falling of the drive signal on the drive line starts (drive start timing).
- the touch panel controller 4 In order for the touch panel controller 4 to accurately detect the signal on the sense line, the touch panel controller 4 needs to detect the signal on the sense line while the signal waveform on the sense line is stable.
- the settling time will be shorter than the time from drive line drive start timing to sense line detection timing. Good.
- the electromagnetic interference at high frequency components becomes large.
- the drivability setting value during the touch and pen input detection period minimizes the drivability of the drive line drive circuit 15 during the touch and pen input detection period as long as the signal on the sense line can be accurately detected. Is preferred. As a result, accurate detection of the touch position can be performed by the touch panel controller 4, and suppression of malfunction due to the electromagnetic interference wave and reduction in power consumption can be realized.
- the time constants permitted for the reception preparation signal, synchronization signal, data transmission signal, and drive signal are different from one another. Therefore, in each of the reception preparation period, the synchronization period, the data transmission period, and the touch and pen input detection periods, the optimum drive capabilities of the drive line drive circuit 15 may differ from one another.
- the touch panel controller 4 includes the drive capacity control unit 21. Therefore, the drive capacity of the drive line drive circuit 15 can be set individually for each period. Therefore, the drive capability of the drive line drive circuit 15 can be optimized in each period.
- the first drive control circuit 21b, the second drive control circuit 21c, the third drive control circuit 21d, and the fourth drive control circuit 21e are each determined in advance experimentally or a priori.
- the drive capacity setting value may be stored.
- reception preparation signal the synchronization signal, and the data transmission signal are described as being emitted from the touch panel controller 4 to the stylus pen 3, they may be emitted to an external device other than the stylus pen 3. Good.
- control unit 18 outputs the thinning signal to the drive line drive circuit 15.
- the present invention is not limited to this.
- the first drive control circuit 21b, the second drive control circuit 21c, the third drive control circuit 21d, and the fourth drive control circuit 21e generate a thinning signal and output it to the selector 21a, and the selector 21a sets the drive capability.
- the signal and the decimation signal may be output together to the drive line drive circuit 15.
- control unit 18 is described as determining whether to output the thinning signal based on the magnitude of the touch response, but the present invention is not limited to this.
- control unit 18 may determine whether to output a thinning signal based on the magnitude of the touch response and the coordinate data.
- the coordinate data is output from the processing unit 20 and sent to the control unit 18.
- the drive capability control unit 21 controls the drive capability (time constant of the rise of the signal) of the drive line drive circuit 15, but the present invention is not limited to this.
- control unit 18 outputs a voltage adjustment signal for adjusting the voltage of the synchronization signal and the data transmission signal to the drive line drive circuit 15, and the drive line drive circuit 15 generates the synchronization signal and data based on the voltage adjustment signal.
- the voltage of the transmission signal may be adjusted.
- control unit 18 outputs a drive pattern selection signal for adjusting the length of the synchronization signal to the drive line drive circuit 15, and the drive line drive circuit 15 outputs the length of the synchronization signal based on the drive pattern selection signal. You may adjust the
- the lengths of the reception preparation period, the synchronization period, the data transmission period, and the touch and pen input detection period be variable in accordance with the use condition of the touch panel 2. For example, when the amount of data transmission is large, the data transmission period may be extended to shorten the synchronization period. Then, along with changing the length of each period, it is preferable to change the drive capability of the drive line drive circuit 15 to optimize the rising and falling period of the waveform of each signal.
- the control unit 18 performs the first drive control circuit on information on the lengths of reception preparation period, synchronization period, data transmission period, and touch and pen input detection period. 21b, the second drive control circuit 21c, the third drive control circuit 21d, and the fourth drive control circuit 21e.
- the first drive control circuit 21b, the second drive control circuit 21c, the third drive control circuit 21d, and the fourth drive control circuit 21e determine the drive capacity setting value of each period based on the information of the length of each period.
- the drive capability setting value may be output to the selector 21a.
- FIG. 9 is a view showing a schematic configuration of the touch panel controller 204 provided in the touch panel system 1 of the present embodiment. As shown in FIG. 9, the touch panel controller 204 includes a multiplexer 23.
- Drive lines D 0 to D n are connected to the drive line drive circuit 15. Further, sense lines S 0 to S m are connected to the sense amplifier 16.
- Driveline drive circuit 15 via the multiplexer 23, to drive the horizontal signal lines D L0 ⁇ D Ln or vertical signal lines S L0 ⁇ S Lm of the touch panel 2, output a signal to the drive line D 0 ⁇ D n Do.
- the sense amplifier 16 acquires capacitance data from the sense lines S 0 to S m through the multiplexer 23.
- the multiplexer 23 is a connection switching circuit that switches connections between a plurality of inputs and a plurality of outputs.
- the configuration of the multiplexer 23 will be described below with reference to FIG.
- FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of multiplexer 23. Referring to FIG.
- the multiplexer 23 (i) connects the horizontal signal lines D L0 to D Ln to the drive lines D 0 to D n and connects the vertical signal lines S L0 to S Lm to the sense lines S 0 to S m. And (ii) a second connection state in which the horizontal signal lines D L0 to D Ln are connected to the sense lines S 0 to S m and the vertical signal lines S L0 to S Lm are connected to the drive lines D 0 to D n Switch at a fixed cycle.
- the odd record may be in the first connection state
- the even record may be in the second connection state.
- the multiplexer 23 is connected to the timing generator 17. The operation of switching between the first connection state and the second connection state in the multiplexer 23 is controlled by a control signal supplied from the timing generator 17.
- the state in which the touch panel 2 is driven in the first connection state is referred to as a first drive state
- the state in which the touch panel 2 is driven in the second connection state is referred to as a second drive state.
- control unit 18 In the touch panel controller 204, the control unit 18 generates drive information indicating whether the touch panel 2 is driven by the first drive state or the second drive state as a data transmission signal, and outputs the data to the drive line drive circuit 15.
- the drive line drive circuit 15 outputs a data transmission signal to drive lines D 0 to D n .
- the drive state of the touch panel 2 can be transmitted to the stylus pen 3 as drive information.
- the drive capability of the drive line drive circuit 15 is optimized. Generation of electromagnetic waves can be suppressed.
- the touch panel controller uses the data transmission information as arbitrary information used to drive the touch pen. You may send it.
- the case where the address of the register and the write value of the register are sent from the touch panel controller to the stylus pen or other external device may is there.
- FIG. 11 is a functional block diagram showing a configuration of a mobile phone 60 (electronic device) as an example of the electronic device including the touch panel system 1 of the first embodiment.
- the configuration in which the touch panel system 1 of the first embodiment is provided to the mobile phone 60 is exemplified, but the touch panel system of the second embodiment or the third embodiment may be provided to the mobile phone 60. .
- the mobile phone 60 includes the touch panel system 1, the display panel 61, the operation key 62, the speaker 63, the microphone 64, the camera 65, a central processing unit (CPU) 66, a read only memory (ROM) 67, a random access memory (RAM) 68, And a display control circuit 69.
- the components of the mobile phone 60 are connected to each other by a data bus.
- the touch panel system 1 includes the touch panel 2, the stylus pen 3, and the touch panel controller 4.
- the display panel 61 displays an image stored in the ROM 67 or the RAM 68.
- the operation of the display panel 61 is controlled by the display control circuit 69.
- the display panel 61 may be superimposed on the touch panel 2 or may incorporate the touch panel 2.
- the touch recognition signal indicating the touch position on the touch panel 2 generated by the touch recognition unit may have the same role as a signal indicating that the operation key 62 has been operated.
- Operation key 62 accepts an input operation by the user of mobile phone 60.
- the speaker 63 outputs sound based on music data or the like stored in the ROM 67 or the RAM 68, for example.
- the microphone 64 receives an input of voice from the user.
- the mobile phone 60 digitizes the input voice (analog data). Then, the mobile phone 60 transmits the digitized voice to the communication partner (for example, another mobile phone).
- the camera 65 captures an image of a subject in response to an input operation to the operation key 62 by the user, and generates image data.
- the image data is stored in the ROM 67, the RAM 68, or an external memory (for example, a memory card).
- the CPU 66 centrally controls the operation of the touch panel system 1 and the mobile phone 60.
- the CPU 66 also executes various programs stored in the ROM 67, for example.
- the ROM 67 stores data in a non-volatile manner.
- the ROM 67 is a writable and erasable ROM such as an EPROM (Erasable Programmable ROM) or a flash memory.
- EPROM Erasable Programmable ROM
- the mobile phone 60 may be configured to include an interface for connecting to another electronic device by wire.
- the RAM 68 volatileally stores data generated by execution of a program by the CPU 66 or data input through the operation key 62.
- the mobile telephone 60 provided with the touch panel system 1 also achieves the same effect as the touch panel system 1 of the first embodiment.
- the mobile phone 60 as an example of the electronic device provided with the touch panel system 1 is a camera-equipped mobile phone or a smartphone, but the electronic device provided with the touch panel system 1 is not limited thereto.
- portable terminal devices such as tablets
- information processing devices such as PC monitors, signage, electronic blackboards, and information displays are also included in the electronic apparatus provided with the touch panel system 1.
- the touch panel controller (4) has a touch panel (a plurality of first signal lines (drive lines D 0 to D n ) and a plurality of second signal lines (sense lines S 0 to S m ) 2) a touch panel controller for driving a drive circuit for outputting a signal to the first signal line, and (drive line drive circuit 15) a drive capacity control section (21) for controlling the drive capacity of the drive circuit.
- the drive circuit is provided for synchronizing the drive timing of the touch pen (stylus pen 3) capable of giving an input operation to the touch panel in the first period (synchronization period) with the operation of the drive circuit.
- the synchronization signal is output to the first signal line, and the second period (touch and pen input detection period) different from the first period is performed.
- a detection signal (drive signal) for detecting an input operation to the touch panel is output to the first signal line, and the drive capacity control unit controls the drive capacity of the drive circuit in the first period, and And setting the drive capability of the drive circuit in the period of
- the drive capability of the drive circuit in the first period and the drive capability of the drive circuit in the second period can be set. Therefore, even when the optimum value of the drive capability of the drive circuit in the first period and the optimum value of the drive capability of the drive circuit in the second period are different from each other, the drive capability of the drive circuit in each period is It can be optimized.
- the touch pen and the drive circuit can be normally synchronized in the first period, and the input operation to the touch panel can be accurately detected in the second period, and malfunction and power consumption due to electromagnetic interference are reduced. Can be realized.
- the drive circuit drives the touch pen in a third period (data transmission period) different from the first period and the second period.
- a data transmission signal for giving the touch pen any information used to perform the operation to the first signal line, and the drive capability control unit controls the drive capability of the drive circuit in the third period.
- the configuration may be set.
- the drive capability of the drive circuit in the first period, the drive capability of the drive circuit in the second period, and the drive capability of the drive circuit in the third period can be set.
- the optimum value of the drive capability of the drive circuit in the first period, the optimum value of the drive capability of the drive circuit in the second period, and the optimum value of the drive capability of the drive circuit in the third period are different from each other. Even in this case, the drive capability of the drive circuit in each period can be optimized.
- the drive state of the touch panel can be accurately given to the touch pen, and malfunction and reduction in power consumption due to electromagnetic interference can be realized.
- the drive circuit is a period immediately before the first period, unlike the first period and the second period.
- the fourth period reception preparation period
- a reception preparation signal having a waveform serving as a reference when correcting the synchronization signal received by the touch pen is output to the first signal line, and the drive capability control unit
- the drive capability of the drive circuit may be set in the fourth period.
- the drive ability of the drive circuit in the first period, the drive ability of the drive circuit in the second period, the drive ability of the drive circuit in the third period, and the drive circuit in the fourth period And the driving ability of each can be set.
- the synchronization signal can be accurately detected by correcting the synchronization signal received by the touch pen with reference to the reception preparation signal, and the malfunction due to the electromagnetic interference wave and the reduction of the power consumption can be realized. Can.
- the drive capability control unit is configured to transmit the first period, the second period, the third period, and the fourth period.
- the drive capability of the drive circuit in each period may be set according to the length of the period.
- the drive capability of the drive circuit can be changed and optimized according to the change of the length of each period.
- a touch panel system includes the touch panel controller according to any one of aspects 1 to 4, a touch panel, and a touch pen.
- An electronic apparatus (mobile phone 60) according to aspect 6 of the present invention includes the touch panel system according to aspect 5.
- the present invention can be suitably used for a touch panel system provided with a touch panel, a touch panel controller, and a touch pen.
- Touch panel system 2 Touch panel 3 Stylus pen (touch pen) 4, 104, 204 Touch panel controller 15
- Drive line drive circuit (drive circuit) 21 drive capacity control unit 60 mobile phone (electronic device) D0 to Dn drive line (first signal line) S0 to Sm Sense line (second signal line)
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
Abstract
Description
本発明は、複数の第1信号線と複数の第2信号線との交点にそれぞれ形成される静電容量を有するタッチパネルを駆動するタッチパネルコントローラ、タッチパネルシステム、及び電子機器に関するものである。 The present invention relates to a touch panel controller, a touch panel system, and an electronic device for driving a touch panel having capacitances respectively formed at intersections of a plurality of first signal lines and a plurality of second signal lines.
近年、電子機器への入力手段としてタッチパネルは欠かせない存在となっている。テレビ、モニターおよびホワイトボードなどの比較的大型の機器からスマートフォン、タブレット端末などの比較的小型の機器に到るまで、タッチパネルは入力手段として、一般的に用いられるようになっている。 In recent years, touch panels have become indispensable as input means to electronic devices. From relatively large devices such as televisions, monitors and white boards to relatively small devices such as smartphones and tablet terminals, touch panels are generally used as input means.
そして、タッチ位置に関する情報のみでなく、付加的な情報(例えば、ボタンが押されているかどうかの状態や筆圧などの情報)を与えることができる専用タッチペンを備え、指のみでなく、専用のタッチペンでの入力を行うことができ、より精度高く、より多様な入力を実現できるタッチパネルシステムも多数提案されている。 In addition to the information related to the touch position, it also has a dedicated touch pen capable of giving additional information (for example, information such as the state of whether or not the button is pressed and the writing pressure), A number of touch panel systems have also been proposed, which can perform input with a touch pen and can realize more accurate and more diverse inputs.
例えば、特許文献1には、複数の電子ペンや指によるタッチ操作が同時に行われる状態でも、各々のタッチ位置を正確に検出できるタッチパネルシステムについて開示されている。
For example,
特許文献1のタッチパネルシステムは、送信部によって駆動信号及びペン同期信号が印加される複数の送信電極(第1信号線)と、受信部に応答信号を出力する複数の受信電極(第2信号線)と、電子ペン(タッチペン)と、制御部とを備えている。電子ペンは、送信電極のペン同期信号を検出するのに応じてペン識別信号を受信電極に送出し、制御部は、送信部が送信電極に駆動信号及びペン同期信号を印加する駆動タイミングを制御するとともに、受信部が出力する検出データに基づいてタッチ位置を検出する。
The touch panel system disclosed in
上記の構成によれば、電子ペンの駆動タイミングと、制御部が送信電極を駆動する駆動タイミングとを同期させることができ、ペン識別信号に基づいてタッチ操作を行った指示物を判別することができる。これにより、指によるタッチ操作と電子ペンを介したタッチ操作とを同時に検出することができる。 According to the above configuration, it is possible to synchronize the drive timing of the electronic pen and the drive timing at which the control unit drives the transmission electrode, and to discriminate the pointing object that has performed the touch operation based on the pen identification signal. it can. Thereby, it is possible to simultaneously detect the touch operation by the finger and the touch operation via the electronic pen.
電子ペンが正常にペン同期信号を検出するためには、送信部の駆動能力を十分高くし、ペン同期信号の波形の立上りおよび立下りの遅延(時定数)を短くする必要がある。同様に、制御部が正確にタッチ位置を検出するためには、送信部の駆動能力を十分高くし、駆動信号の立上りおよび立下りの時定数を短くする必要がある。 In order for the electronic pen to properly detect the pen synchronization signal, it is necessary to sufficiently increase the drivability of the transmission unit and to shorten the delay (time constant) of rising and falling of the waveform of the pen synchronization signal. Similarly, in order for the control unit to accurately detect the touch position, it is necessary to sufficiently increase the drive capability of the transmission unit and to shorten the time constants of the rise and fall of the drive signal.
しかしながら、制御部の駆動能力を高くすることによって、送信電極に流す電流が大きくなり、その結果、消費電力が増大したり、電磁妨害波の発生による誤作動を引き起こしたりする等の問題が生じる。そのため、同期信号の検出性能およびタッチ位置検出精度と、消費電力および誤作動の低減とはトレードオフの関係にあり、必要な信号検出性能を保障した上で電磁妨害波の発生を抑制するよう、制御部の駆動能力を最適化することが好ましい。 However, by increasing the drive capability of the control unit, the current flowing to the transmission electrode is increased, resulting in problems such as increased power consumption and erroneous operation due to the generation of electromagnetic interference waves. Therefore, there is a trade-off between synchronization signal detection performance and touch position detection accuracy, and reduction in power consumption and malfunction, so as to suppress the generation of electromagnetic interference waves while ensuring the required signal detection performance. It is preferable to optimize the drive capability of the control unit.
ここで、電子ペンがペン同期信号を検出する上でペン同期信号の波形において許容される時定数と、制御部が正確にタッチ位置を検出する上で駆動信号の波形において許容される時定数とは互いに異なる。すなわち、ペン同期信号を生成する回路の最適な駆動能力と、駆動信号を生成する回路の最適な駆動能力とは、互いに異なる。そのため、1つの回路においてペン同期信号と駆動信号とを生成する場合、従来技術では、各信号に合わせて回路の駆動能力を最適化することができない。 Here, a time constant allowed for the waveform of the pen synchronization signal when the electronic pen detects the pen synchronization signal, and a time constant allowed for the waveform of the drive signal when the control unit accurately detects the touch position Are different from each other. That is, the optimum driving capability of the circuit that generates the pen synchronization signal and the optimum driving capability of the circuit that generates the driving signal are different from each other. Therefore, when generating a pen synchronization signal and a drive signal in one circuit, the prior art can not optimize the drive capability of the circuit in accordance with each signal.
特許文献1のタッチパネルシステムでは、ペン同期用パルス生成部が生成したパルスに基づいてペン同期信号が生成され、位置検出用パルス生成部が生成したパルスに基づいて駆動信号が生成される。しかしながら、特許文献1では、ペン同期用パルス生成部および位置検出用パルス生成部の駆動能力については考慮されていない。そのため、ペン同期用パルス生成部および位置検出用パルス生成部の駆動能力は最適化されていない。その結果、電子ペンの駆動タイミングと制御部の駆動タイミングとのずれ、タッチ位置検出精度の低下、電磁妨害波による誤作動の発生、消費電力の増大等の問題が生じ得る。
In the touch panel system of
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであって、その目的は、制御部の駆動能力を最適化することによって、電子ペンの駆動タイミングと制御部の駆動タイミングとの同期化、タッチ検出精度の向上、並びに電磁妨害波による誤作動及び消費電力の低減を実現可能としたタッチパネルコントローラ、タッチパネルシステム、及び電子機器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to optimize the drive capability of the control unit to synchronize the drive timing of the electronic pen with the drive timing of the control unit, and to detect the touch. An object of the present invention is to provide a touch panel controller, a touch panel system, and an electronic device capable of realizing improvement in accuracy and malfunction and reduction in power consumption due to electromagnetic interference waves.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るタッチパネルコントローラは、複数の第1信号線と、上記複数の第1信号線に交差する複数の第2信号線とを有するタッチパネルを駆動するタッチパネルコントローラであって、上記第1信号線に信号を出力する駆動回路と、上記駆動回路の駆動能力を制御する駆動能力制御部とを備えており、上記駆動回路は、第1の期間において、上記タッチパネルに入力操作を与えることができるタッチペンの駆動タイミングを、上記駆動回路の動作と同期させるための同期信号を上記第1信号線に出力するとともに、上記第1の期間とは異なる第2の期間において、上記タッチパネルへの入力操作を検出するための検出信号を上記第1信号線に出力し、上記駆動能力制御部は、上記第1の期間における上記駆動回路の駆動能力と、上記第2の期間における上記駆動回路の駆動能力とを設定することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a touch panel controller according to an aspect of the present invention drives a touch panel having a plurality of first signal lines and a plurality of second signal lines intersecting the plurality of first signal lines. A touch panel controller, and includes a drive circuit for outputting a signal to the first signal line, and a drive capability control unit for controlling the drive capability of the drive circuit, wherein the drive circuit operates in a first period. Outputting a synchronization signal for synchronizing the drive timing of the touch pen capable of giving an input operation to the touch panel to the operation of the drive circuit to the first signal line, and the second period different from the first period During the first period, the detection signal for detecting the input operation to the touch panel is output to the first signal line, and the drive capability control unit outputs the detection signal during the first period. It takes the drive capability of the drive circuit, and sets the driving capability of the driving circuit in the second period.
本発明の一態様によれば、制御部の駆動能力を最適化することによって、電子ペンの駆動タイミングと制御部の駆動タイミングとの同期化、タッチ検出精度の向上、並びに電磁妨害波による誤作動及び消費電力の低減を実現することができる。 According to one aspect of the present invention, by optimizing the drive capability of the control unit, synchronization between the drive timing of the electronic pen and the drive timing of the control unit, improvement in touch detection accuracy, and malfunction due to electromagnetic interference waves And reduction of power consumption can be realized.
〔実施形態1〕
以下、本発明の実施形態1のタッチパネルシステムについて、図1~図8に基づいて詳細に説明する。
Hereinafter, the touch panel system according to the first embodiment of the present invention will be described in detail based on FIGS. 1 to 8.
<タッチパネルシステムの構成>
図1は、本実施の形態のタッチパネルシステム1の概略構成を示すブロック図である。
<Configuration of touch panel system>
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the
図示されているように、タッチパネルシステム1は、タッチパネル2と、スタイラスペン3(タッチペン)と、タッチパネル2およびスタイラスペン3を駆動するタッチパネルコントローラ4とを備えている。
As illustrated, the
タッチパネル2には、図示していないが、図中の左右方向に延びるドライブラインD0~Dnが複数個(n個)平行に設けられており、図中の上下方向に延びるセンスラインS0~Smが複数個(m個)平行に設けられている。そして、上記各々のドライブラインD0~Dn(第1信号線)と上記各々のセンスラインS0~Sm(第2信号線)とが交差する箇所には、静電容量(不図示)が設けられている。なお、上記m、nは同じであってもよいし異なっていてもよい。
Although not illustrated, the
このように、静電容量方式のタッチパネルとしてのタッチパネル2を想定して説明を行うが、本発明は、静電容量方式のタッチパネルに限定されない。本発明は、タッチパネルに設けられたセンサからの信号値をマトリクス状に読み取ることが可能な他の方式のタッチパネル(例えば、マトリクス状に分布した複数の電気抵抗値を読み取ることが可能な抵抗膜式のタッチパネル)に適用されてもよい。
As described above, the description is given on the assumption that the
本実施の形態においては、スタイラスペン3は、タッチパネルコントローラ4がドライブラインDn+1を駆動するのと同じ波形で、スタイラスペン3のペン先を駆動させ、タッチパネル2のタッチ面上の静電容量を変化させ、各々のセンスラインS0~Smを介して、上記静電容量の変化を検出し、ユーザによってスタイラスペン3に設けられたボタンが押されているかどうかの状態や筆圧などの付加的な情報をタッチパネルコントローラ4が検出するようになっている。また、センサーに接続されているドライブライン以外に用いる波形であれば、ペン先駆動用の波形はDn+2など、必ずしもDn+1でなくともよい。例えば、ドライブラインD0~Dn+1でセンサーを駆動する場合にはD0に相当する波形でペン先を駆動しても良いし、Dn+2以降の波形でペン先を駆動してもよい。
In the present embodiment, the stylus pen 3 drives the pen tip of the stylus pen 3 with the same waveform as the touch panel controller 4 drives the drive line D n + 1 , and the capacitance on the touch surface of the
そして、タッチパネル2とスタイラスペン3との間の距離は、タッチパネルコントローラ4によって、タッチによる上記静電容量の変化から算出することができる。
Then, the distance between the
図2は、タッチパネルコントローラ4からドライブラインD0~Dnに出力される信号波形と、スタイラスペン3のペン先を駆動する信号波形Dn+1と、を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing signal waveforms outputted from the touch panel controller 4 to the drive lines D 0 to D n and a signal waveform D n + 1 for driving the pen tip of the stylus pen 3.
タッチパネルコントローラ4は、各々のドライブラインD0~Dnに対して、受信準備期間(第4期間)中に受信準備信号を出力し、続く同期期間(第1期間)中に同期信号を出力し、続くデータ送信期間(第3の期間)中にデータ送信信号を出力し、続くタッチおよびペン入力検出期間(第2期間)中に駆動信号(検出信号)を出力する。図2に示すように、各期間は周期的に繰り返され、受信準備期間からタッチおよびペン入力検出期間までの期間を1つのレコードとする。 The touch panel controller 4 outputs a reception preparation signal to each drive line D 0 to D n during a reception preparation period (fourth period), and outputs a synchronization signal during a subsequent synchronization period (first period). The data transmission signal is output during the subsequent data transmission period (third period), and the drive signal (detection signal) is output during the subsequent touch and pen input detection period (second period). As shown in FIG. 2, each period is periodically repeated, and the period from the reception preparation period to the touch and pen input detection period is one record.
また、図2に示すように、各ドライブラインD0~Dnに出力される受信準備信号はそれぞれ同一の波形を有しており、各ドライブラインD0~Dnに出力される同期信号はそれぞれ同一の波形を有しており、各ドライブラインD0~Dnに出力されるデータ送信信号はそれぞれ同一の波形を有している。 Further, as shown in FIG. 2, the reception preparation signals output to the drive lines D 0 to D n have the same waveforms, and the synchronization signals output to the drive lines D 0 to D n are Each has the same waveform, and the data transmission signal output to each drive line D 0 to D n has the same waveform.
一方、各ドライブラインD0~Dnに出力される駆動信号は、電位が順次Highとなる波形を有している。すなわち、ドライブラインDn-1の駆動信号の電位がHighからLowとなるタイミングに、次のドライブラインDnの駆動信号の電位がLowからHighとなる。 On the other hand, the drive signals output to the drive lines D 0 to D n have waveforms in which the potentials sequentially become High. That is, at the timing when the potential of the drive signal of the drive line D n-1 changes from high to low, the potential of the drive signal of the next drive line D n changes from low to high.
(各種信号)
受信準備信号は、同期期間の直前の期間である受信準備期間において、各ドライブラインD0~Dnに出力される。スタイラスペン3は、各ドライブラインD0~Dnに出力された受信準備信号を検出し、検出した受信準備信号を基準として後続の信号の位相および/または振幅を調整(補正)する。なお、データ送信期間の直前にも受信準備期間を設け、当該受信準備期間において受信準備信号を各ドライブラインD0~Dnに出力する構成であってもよい。
(Various signals)
The reception preparation signal is output to each of the drive lines D 0 to D n in a reception preparation period which is a period immediately before the synchronization period. The stylus pen 3 detects the reception preparation signal output to each drive line D 0 to D n , and adjusts (corrects) the phase and / or amplitude of the subsequent signal with reference to the detected reception preparation signal. The reception preparation period may be provided immediately before the data transmission period, and the reception preparation signal may be output to each of the drive lines D 0 to D n in the reception preparation period.
同期信号は、受信準備期間に続く同期期間において、各ドライブラインD0~Dnに出力される。スタイラスペン3が各ドライブラインD0~Dnに出力された同期信号を検出することによって、スタイラスペン3の駆動タイミングとタッチパネルコントローラ4の駆動タイミングとが同期化される。 The synchronization signal is output to each of the drive lines D 0 to D n in the synchronization period following the reception preparation period. When the stylus pen 3 detects the synchronization signal output to each of the drive lines D 0 to D n , the drive timing of the stylus pen 3 and the drive timing of the touch panel controller 4 are synchronized.
データ送信信号は、同期期間に続くデータ送信期間において、各ドライブラインD0~Dnに出力される。データ送信信号はタッチパネル2の駆動情報を含んでいる。同期期間においてすでにタッチパネルコントローラ4に同期化されたスタイラスペン3が、各ドライブラインD0~Dnに出力されたデータ送信信号を検出することによって、スタイラスペン3にタッチパネル2の駆動情報が伝達される。
The data transmission signal is output to each of the drive lines D 0 to D n in the data transmission period following the synchronization period. The data transmission signal includes drive information of the
駆動信号は、データ送信期間に続くタッチおよびペン入力検出期間において、各ドライブラインD0~Dnに出力される。タッチパネルコントローラ4は、駆動信号により各々のドライブラインD0~Dnを駆動させるとともに、各々のセンスラインS0~Smを介して、タッチ操作によるタッチパネル2の静電容量の変化を検出するようになっている。
The drive signal is output to each of the drive lines D 0 to D n in the touch and pen input detection period following the data transmission period. The touch panel controller 4 drives each of the drive lines D 0 to D n by the drive signal, and detects a change in capacitance of the
また、図2中にDn+1で示す信号波形によってスタイラスペン3のペン先を駆動させることによってタッチパネル2の静電容量を変化させ、各々のセンスラインS0~Smを介して、上記静電容量の変化を検出し、ユーザによってスタイラスペン3に設けられたボタンが押されているかどうかの状態や筆圧などの付加的な情報をタッチパネルコントローラ4が検出するようになっている。
Further, by changing the capacitance of the
なお、本実施の形態においては、図示されているように、ドライブラインD0~Dnの駆動、およびDn+1に相当する信号波形を用いたペン先の駆動について、逐次駆動する場合について説明するが、符号列として、M系列信号やアダマール符号列などを用いて、ドライブラインD0~Dnの駆動、およびDn+1に相当する信号波形を用いたペン先の駆動について、並列駆動させてもよく、並列駆動を用いた場合には、符号列の相関演算を行い求められた相関値から検出対象物の位置を検出してもよく、符号列の復元演算を行い求められた復元値から検出対象物の位置を検出してもよい。 In the present embodiment, as shown in the figure, driving of drive lines D 0 to D n and driving of a pen point using a signal waveform corresponding to D n + 1 will be sequentially driven. However, even if the driving of drive lines D 0 to D n and the driving of the pen tip using a signal waveform corresponding to D n + 1 are parallelly driven using an M-sequence signal, a Hadamard code string, or the like as a code string. In the case where parallel driving is used, the position of the object to be detected may be detected from the correlation value obtained by performing a correlation operation of the code string, and the detection is performed from the restored value obtained by performing a recovery operation of the code string. The position of the object may be detected.
ドライブラインD0~Dnの駆動、およびDn+1に相当する信号波形を用いたペン先の駆動について、並列駆動させた場合には、センシング回数(積分回数)を増やすことができるので、S/N比を向上させ、精度高く位置検出を行うタッチパネルを実現できる。 When parallel driving is performed for driving the drive lines D 0 to D n and driving a pen tip using a signal waveform corresponding to D n + 1 , the number of times of sensing (the number of integrations) can be increased. It is possible to realize a touch panel that improves the N ratio and performs position detection with high accuracy.
なお、本実施の形態においては、データ送信期間は同期期間の直後の期間とするが、データ送信期間をタッチおよびペン入力検出期間の直後に設けてもよい。また、本実施の形態においては、受信準備期間は同期期間の直前の期間とするが、受信準備期間をデータ送信期間の直前の期間としてもよく、また、受信準備期間を同期期間の直前およびデータ送信期間の直前に設けてもよい。 In the present embodiment, the data transmission period is a period immediately after the synchronization period, but the data transmission period may be provided immediately after the touch and pen input detection period. Further, in the present embodiment, the reception preparation period is a period immediately before the synchronization period, but the reception preparation period may be a period immediately before the data transmission period, and the reception preparation period is immediately before the synchronization period and the data. It may be provided immediately before the transmission period.
<タッチパネルの構成>
図3は、タッチパネルシステム1に備えられたタッチパネル2の概略的な回路構成を示す図である。
<Configuration of touch panel>
FIG. 3 is a view showing a schematic circuit configuration of the
図示されているように、図中の左右方向に延びるドライブラインD0~Dnが複数個(n個)平行に設けられており、ドライブラインD0~Dnと交差するように、図中の上下方向に延びるセンスラインS0~Smが複数個(m個)平行に設けられている。そして、上記各々のドライブラインD0~Dnと上記各々のセンスラインS0~Smとが交差する箇所には、静電容量C00~Cnmが設けられている。なお、上記m、nは同じであってもよいし異なっていてもよい。 As shown, a plurality (n) of drive lines D 0 to D n extending in the left and right direction in the figure are provided in parallel and intersect with the drive lines D 0 to D n in the figure. sense line S 0 ~ S m extending in the vertical direction are provided in parallel a plurality (m pieces) of. Capacitances C 00 to C nm are provided at the intersections of the drive lines D 0 to D n and the sense lines S 0 to S m . The m and n may be the same or different.
そして、スタイラスペン3は、タッチパネル2のタッチ面に近づくことにより、タッチパネルコントローラ4から各々のドライブラインD0~Dnに出力された同期信号を検出し、タッチパネルコントローラ4と同期化される。
The stylus pen 3 detects synchronization signals output from the touch panel controller 4 to the drive lines D 0 to D n by approaching the touch surface of the
それから、タッチパネルコントローラ4は、図2に示すタッチおよびペン入力検出期間中に、各々のドライブラインD0~Dnを駆動させるとともに、各々のセンスラインS0~Smを介して、タッチによる上記静電容量の変化を検出し、タッチ位置および/または、タッチパネル2とスタイラスペン3との間の距離を算出する。
Then, the touch panel controller 4 drives each of the drive lines D 0 to D n during the touch and pen input detection period shown in FIG. 2 and causes the above-mentioned touch by the touch via each of the sense lines S 0 to S m. A change in capacitance is detected, and the touch position and / or the distance between the
<スタイラスペンの構成及び筆圧センサ機能>
本実施の形態のスタイラスペン3は、例えば、筆圧を検知するための筆圧センサを有しており、この筆圧センサからの筆圧信号は、タッチパネルコントローラ4と同期を取りながら出力されるようになっている。ただし、スタイラスペン3は、必ずしもこれに限らず、筆圧を検知するための筆圧センサを有していなくてもよい。
<Configuration of stylus pen and pen pressure sensor function>
The stylus pen 3 according to the present embodiment has, for example, a pen pressure sensor for detecting pen pressure, and a pen pressure signal from the pen pressure sensor is output while being synchronized with the touch panel controller 4. It is supposed to be. However, the stylus pen 3 is not necessarily limited thereto, and may not have a writing pressure sensor for detecting writing pressure.
図4は、スタイラスペン3の構成を示す断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the stylus pen 3.
スタイラスペン3は、図4に示すように、使用者が手で握るために略円筒状に形成された導電性の把持部5aを有するユーザが手で握るペン本体5を有し、ペン本体5の先端には、タッチ操作時にタッチパネル2に押し当てられるペン先部6が設けられている。
As shown in FIG. 4, the stylus pen 3 has a pen
ペン先部6は、ペン先カバー6aと、ペン先軸6bと、ペン先カバー6aを軸方向に進出移動自在に保持する絶縁体6c・6cと、ペン先軸6bの奥側に設けられた筆圧センサ6dとを有している。
The
ペン先カバー6aは絶縁性材料からなっていると共に、ペン先軸6bは導電性の材料、例えば金属又は導電性合成樹脂材からなっている。
The
また、筆圧センサ6dは、例えば、半導体ピエゾ抵抗圧力センサからなっており、図示しないダイヤフラムの表面に半導体ひずみゲージが形成されている。したがって、タッチ操作時にペン先部6のペン先カバー6aをタッチパネル2に押し当てると、ペン先カバー6aを介してペン先軸6bが押し込まれて、筆圧センサ6dのダイヤフラムの表面を押圧し、これにより、ダイヤフラムが変形して発生するピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化を電気信号に変換する。これにより、スタイラスペン3における筆圧を検出できるようになっている。さらに、筆圧検出の原理については、必ずしもこれに限らず、他の検出原理を採用することが可能である。
The
なお、ペン本体5の内部には、接続スイッチ7と、制御回路8と、動作切替スイッチ9a・9bと、センス回路10と、同期信号検出回路11と、タイミング調整回路12と、ドライブ回路13とが設けられている。さらに、接続スイッチ7は、省略することも可能である。接続スイッチ7を省略する場合には、制御回路8の出力はペン先軸6bに接続される。
Inside the
接続スイッチ7は、電界効果トランジスタ(FET:Field effect transistor)等からなる電子スイッチであり、制御回路8にてオン・オフ制御される。ここで、接続スイッチ7がオフの場合、ペン先カバー6aはペン本体5の把持部5aと電気的に遮断されている。このとき、ペン先部6の成分容量は極めて小さいため、ペン先カバー6aをタッチパネル2に近接させても、タッチパネルシステム1はスタイラスペン3の近接・当接を認識することはない。
The
一方、接続スイッチ7がオンになると、ペン先カバー6aは、ペン先軸6bを介してペン本体5の把持部5aと電気的に接続され、人体は把持部5aを介してペン先カバー6aと導通する。これにより、人体は比較的大きな静電容量を有するため、スタイラスペン3がタッチパネル2に近接・接触すると、タッチパネル2の前述した各静電容量C00~Cnnに蓄積された電荷が変化して、タッチパネルシステム1はスタイラスペン3のタッチ状態を検出することができる。
On the other hand, when the
また、スタイラスペン3には、例えば、プッシュ式の第1操作スイッチ14aと第2操作スイッチ14bとが設けられており、第1操作スイッチ14aおよび第2操作スイッチ14bを押下操作することによって、第1操作スイッチ14aおよび第2操作スイッチ14bに割り当てられた機能を、制御回路8を介して実行させる。第1操作スイッチ14aに割り当てられた機能としては、例えば消しゴム機能を挙げることができ、この消しゴム機能のオン・オフを第1操作スイッチ14aにて行うことが可能である。また、第2操作スイッチ14bに割り当てられた機能としては、例えばマウスの右クリック機能を挙げることができ、このマウスの右クリック機能のオン・オフを第2操作スイッチ14bにて行うことが可能である。
Further, the stylus pen 3 is provided with, for example, a push-type
さらに、消しゴム機能及びマウスの右クリック機能は一例であり、消しゴム機能及びマウスの右クリック機能に限らない。また、さらに他の操作スイッチを設けて他の機能を付加することも可能である。 Furthermore, the eraser function and the right click function of the mouse are one example, and not limited to the eraser function and the right click function of the mouse. Moreover, it is also possible to provide another operation switch and to add another function.
なお、スタイラスペン3のタッチパネル2へのタッチ位置は、スタイラスペン3の接続スイッチ7をオンした状態でスタイラスペン3をタッチパネル2にタッチすることによって、検出される。
The touch position of the stylus pen 3 on the
本実施の形態では、スタイラスペン3におけるペン先部6の駆動を、タッチパネルコントローラ4にて検出するために、ドライブラインDn+1などに相当する波形でスタイラスペン3のペン先を駆動し、タッチパネル2のタッチ面上の静電容量を変化させ、各々のセンスラインS0~Smを介して、上記静電容量の変化を検出し、ユーザによってスタイラスペン3に設けられたボタンが押されているかどうかの状態や筆圧などの付加的な情報をタッチパネルコントローラ4が検出するようになっている。
In the present embodiment, in order to detect the driving of the
<タッチパネルコントローラの構成>
図5は、タッチパネルシステム1に備えられたタッチパネルコントローラ4の概略構成を示す図である。
<Configuration of Touch Panel Controller>
FIG. 5 is a view showing a schematic configuration of the touch panel controller 4 provided in the
図示されているように、タッチパネルコントローラ4には、ドライブライン駆動回路15(駆動回路)と、センスアンプ16と、タイミングジェネレータ17と、制御部18と、AD変換器19と、処理部20と、駆動能力制御部21と、を備えている。
As illustrated, the touch panel controller 4 includes a drive line drive circuit 15 (drive circuit), a
ドライブライン駆動回路15は、タイミングジェネレータ17で生成されたクロック信号CLに基づいて生成された受信準備信号と、同期信号と、データ送信信号と、駆動信号とを、各々のドライブラインD0~Dnに出力する回路である。
The drive
センスアンプ16は、タイミングジェネレータ17で生成されたクロック信号CLと、上記駆動信号とに基づいて各々のセンスラインS0~Smを介して、容量データを取得し、AD変換器19に送る回路である。
The
タイミングジェネレータ17は、クロック信号CLと、上記クロック信号CLに基づいた同期信号とを生成し、ドライブライン駆動回路15、センスアンプ16および制御部18などに送る回路である。
The
AD変換器19は、上記容量データをデジタルデータに変換後、処理部20に送る回路である。
The
処理部20は、上記容量データから、タッチ位置に関する情報、スタイラスペン3のタッチパネル2へのタッチ反応の大きさ、すなわち、タッチパネル2とスタイラスペン3との間の距離に変換可能な情報およびユーザによるスタイラスペン3に設けられたボタンが押されているかどうかの状態や筆圧などの付加的な情報を検出する。そして、処理部20は、検出した情報に対応する処理を実行する。
The
制御部18は、受信準備期間中、同期期間、データ送信期間、および、タッチおよびペン入力検出期間を識別するための選択信号を、駆動能力制御部21に出力する。さらに、制御部18は、受信準備期間中、同期期間中、および、データ送信期間中は、タッチ反応の大きさデータ(タッチパネル2とスタイラスペン3との間の距離の情報)に基づいて、間引き信号をドライブライン駆動回路15に出力するか否かを決める。すなわち、タッチ反応の大きさデータが所定値以上であれば、間引き信号を出力し、タッチ反応の大きさデータが所定値未満であれば、ドライブラインを間引かずに駆動信号を出力する。したがって、受信準備期間中、同期期間中、および、データ送信期間中は、タッチ反応の大きさデータが所定値以上、すなわち、タッチパネル2とスタイラスペン3との間の距離が所定値より近い場合には、ドライブライン駆動回路15から間引きされた同期信号が出力されることとなる。
The
駆動能力制御部21は、制御部18から供給される選択信号に基づいて、ドライブライン駆動回路15の駆動能力(ドライブ能力)を、各期間について独立して設定する回路である。ドライブライン駆動回路15の駆動能力とは、ドライブライン駆動回路15が出力可能な電流量に関する指標であり、ドライブライン駆動回路15の駆動能力を高めることによって、ドライブライン駆動回路15がドライブラインに出力する信号波形の時定数が短くなる(立ち上りおよび立ち下りによる遅延時間が短くなる)。
The drive
駆動能力制御部21は、セレクタ21aと、第1駆動制御回路21bと、第2駆動制御回路21cと、第3駆動制御回路21dと、第4駆動制御回路21eと、を備えている。
The drive
第1駆動制御回路21bは、受信準備期間中のドライブライン駆動回路15の駆動能力を設定するための駆動能力設定値をセレクタ21aに出力する。第2駆動制御回路21cは、同期期間中のドライブライン駆動回路15の駆動能力を設定するための駆動能力設定値をセレクタ21aに出力する。第3駆動制御回路21dは、データ送信期間中のドライブライン駆動回路15の駆動能力を設定するための駆動能力設定値をセレクタ21aに出力する。第4駆動制御回路21eは、タッチおよびペン入力検出期間中のドライブライン駆動回路15の駆動能力を設定するための駆動能力設定値をセレクタ21aに出力する。
The first
セレクタ21aは、上記選択信号に基づいて、上記受信準備期間中の駆動能力設定値、上記同期期間中の駆動能力設定値、上記データ送信期間中の駆動能力設定値、および、上記タッチおよびペン入力検出期間中の駆動能力設定値の4つの信号の中から1つを選択し、選択した駆動能力設定値を駆動能力設定信号としてドライブライン駆動回路15に出力する。
Based on the selection signal, the
<タッチパネルコントローラとスタイラスペンとの同期の基本動作>
本実施の形態のスタイラスペン3は、無線にてタッチパネルコントローラ4と信号の送受信を行っている。したがって、タッチパネルコントローラ4におけるドライブラインD0~Dnの駆動のタイミングに合うように仮想のドライブラインDn+1を駆動するのと同じパターンでペン先部6を駆動する。そこで、スタイラスペン3では、ドライブ回路13を設けてタッチパネルコントローラ4のドライバと同様に駆動を行うようにしている。
<Basic operation of synchronization between touch panel controller and stylus pen>
The stylus pen 3 of the present embodiment wirelessly transmits and receives signals to and from the touch panel controller 4. Therefore, the
タッチパネルコントローラ4におけるドライブラインD0~Dnの駆動は、タイミングジェネレータ17(図5)にて生成される駆動タイミングに基づいている。このため、スタイラスペン3においても、タッチパネルコントローラ4が駆動するタイミングに対して同期をとって動作させなければならない。そこで、本実施の形態のスタイラスペン3では、センス回路10、同期信号検出回路11及びタイミング調整回路12を設けることにより、スタイラスペン3にてタッチパネルコントローラ4が駆動する同期信号を検出して、該タッチパネルコントローラ4の同期信号のタイミングとスタイラスペン3においてタイミング調整回路12にて発生するペン同期信号のタイミングとを一致させるようにしている。
The drive of the drive lines D 0 to D n in the touch panel controller 4 is based on the drive timing generated by the timing generator 17 (FIG. 5). Therefore, the stylus pen 3 also has to operate in synchronization with the timing at which the touch panel controller 4 is driven. Therefore, in the stylus pen 3 of the present embodiment, by providing the
なお、スタイラスペン3の駆動動作は、動作切替スイッチ9aをオンにし、かつ動作切替スイッチ9bをオフにしてセンス回路10及び同期信号検出回路11によりタッチパネルコントローラ4からの同期信号を検出するための同期信号検出期間と、準備期間と、動作切替スイッチ9aをオフにし、かつ動作切替スイッチ9bをオンにしてドライブ回路13によりペン先部6を駆動する駆動モード期間との3期間の繰り返しによって構成されている。
The driving operation of the stylus pen 3 is a synchronization for detecting the synchronization signal from the touch panel controller 4 by the
上記同期信号検出期間は、同期波形を表すビットパターンを検出するための待ち期間であり、ペン先部6のドライブを切り、ペン先信号波形から同期信号パターンを検出する期間である。
The synchronization signal detection period is a waiting period for detecting a bit pattern representing a synchronization waveform, and is a period during which the drive of the
上記準備期間は、同期信号パターン検出後に、タッチパネルコントローラ4とタイミングを合わせてペン先を駆動し始めるための準備期間であり、ドライブ開始のタイミングをとる期間である。 The above-mentioned preparation period is a preparation period for starting to drive the pen tip in synchronization with the touch panel controller 4 after detecting the synchronization signal pattern, and is a period for taking a drive start timing.
上記駆動モード期間は、ドライブ回路13によりペン先部6を駆動する期間であり、タッチパネルコントローラ4の駆動タイミングに合うよう、駆動波形のエッジを微調整しながら、ペン先部6を駆動する期間である。このときには、タッチパネルコントローラ4の駆動タイミングに合わせてスタイラスペン3のドライブ回路13が駆動される。
The drive mode period is a period in which the
図6は、スタイラスペン3で検出される同期信号の大きさと、タッチパネルコントローラ4で検出されるスタイラスペン3のタッチパネル2へのタッチ反応の大きさと、の対応関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the correspondence between the magnitude of the synchronization signal detected by the stylus pen 3 and the magnitude of the touch response of the stylus pen 3 to the
図6(a)は、タッチパネル2のタッチ面とスタイラスペン3とが比較的大きく離れている場合を示す図であり、このような場合においては、スタイラスペン3では同期信号の波形がほぼ検出されない。そして、タッチパネルコントローラ4で検出されるスタイラスペン3のタッチパネル2へのタッチ反応の大きさも、タッチパネル2のタッチ面とスタイラスペン3とが比較的大きく離れているので、タッチ反応無しと判定される。
FIG. 6A is a diagram showing a case where the touch surface of the
図6(b)は、タッチパネル2のタッチ面とスタイラスペン3とが比較的近くにある場合を示す図であり、このような場合においては、スタイラスペン3では小さな同期信号の波形が検出される。そして、タッチパネルコントローラ4で検出されるスタイラスペン3のタッチパネル2へのタッチ反応の大きさは、タッチパネル2のタッチ面とスタイラスペン3とが比較的近くにあるので、タッチ反応小と判定される。
FIG. 6B is a diagram showing a case where the touch surface of the
図6(c)は、タッチパネル2のタッチ面とスタイラスペン3とが接触している場合を示す図であり、このような場合においては、スタイラスペン3では大きな同期信号の波形が検出される。そして、タッチパネルコントローラ4で検出されるスタイラスペン3のタッチパネル2へのタッチ反応の大きさは、タッチパネル2のタッチ面とスタイラスペン3とが接触しているので、タッチ反応大と判定される。
FIG. 6C shows a case where the touch surface of the
なお、タッチパネルコントローラ4で検出されるスタイラスペン3のタッチパネル2へのタッチ反応の大きさ、すなわち、タッチパネル2とスタイラスペン3との間の距離は、図2に示すタッチおよびペン入力検出期間中に、各々のドライブラインD0~Dnを駆動させるとともに、各々のセンスラインS0~Smを介して、タッチによる上記静電容量の変化を検出し、算出される。
Note that the magnitude of the touch response of the stylus pen 3 to the
<駆動能力設定信号>
以下、各種期間に対応する駆動能力設定信号について、詳細に説明する。
<Drivability setting signal>
The drive capability setting signals corresponding to various periods will be described in detail below.
図7は、駆動能力設定値の決め方を示す図であり、(a)は同期期間中の駆動能力設定値の決め方を示す図であり、(b)はデータ送信期間中の駆動能力設定値の決め方を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing how to determine the drive capability setting value, where (a) is a diagram showing how to determine the drive capability setting value during the synchronization period, and (b) is a diagram showing the drive capability setting value during the data transmission period. It is a figure which shows how to decide.
受信準備期間、同期期間、およびデータ送信期間においては、ドライブラインに駆動された各信号をタッチペン中の同期信号検出回路11で検出/受信する。ドライブライン上の信号の立ち上がり/立ち下がりから遅れて、同期信号検出回路11上の信号の立ち上がり/立ち下がりが生じるが、同期信号検出回路11の負荷が十分小さい場合はこの遅れ時間は短いため、図7では、ドライブラインに駆動された波形と同じ波形が瞬時にして同期信号検出回路11上に現れるものとして図示している。
In the reception preparation period, synchronization period, and data transmission period, each signal driven by the drive line is detected / received by the synchronization
(同期信号)
図7(a)に示すように、ドライブラインに出力される同期信号は、図中の矢印のタイミング(駆動開始タイミング)でHighとLowとが切り替わるものとする。同期期間において、同期信号検出回路11は基本クロック周期の頻度で常にドライブライン上の信号の検出を試行しており、信号のHighおよびLowの切り替わりの完了を検出したタイミング(図中黒矢印のタイミング)を、同期信号の立ち上がりおよび立ち下りタイミング(同期検出のタイミング)と認識する。このようにして、同期信号検出回路11は同期信号を検出する。
(Synchronization signal)
As shown in FIG. 7A, it is assumed that the synchronization signal output to the drive line is switched between High and Low at the timing of the arrow in the drawing (drive start timing). In the synchronization period, the synchronization
したがって、同期信号検出回路11が同期信号を正確に検出するためには、ドライブライン上の同期信号のシンボル周期の間に、同期信号検出回路11によって検出された同期信号の立ち上がりおよび立ち下がりが完了するよう、同期信号の時定数を十分短くすればよい。
Therefore, for the synchronization
すなわち、ドライブライン上の同期信号のシンボル周期の間に、同期信号検出回路11上の同期信号の立ち上がりおよび立ち下がりが完了するように、ドライブライン駆動回路15の駆動能力を十分に高くして同期信号の時定数を短くすればよい。一方で、ドライブライン駆動回路15の駆動能力を高くすることによって、高い周波数成分での電磁妨害波が大きくなる。
That is, the driving capability of drive
そのため、同期期間中の駆動能力設定値は、同期期間中のドライブライン駆動回路15の駆動能力を、同期信号検出回路11が同期信号を正確に検出できる範囲において最小とするものであることが好ましい。これにより、タッチパネルコントローラ4とスタイラスペン3とを同期させ、かつ、電磁妨害波による誤作動の抑制及び消費電力の低下を実現することができる。
Therefore, it is preferable that the drive capacity setting value in the synchronization period be the minimum of the drive capacity of the drive
(受信準備信号)
受信準備期間においては、後続期間中のドライブライン上の信号の位相および振幅をタッチペンに知らしめるために、駆動能力を含めて後続期間の信号と同じ条件で受信準備信号をドライブラインに出力しなければならない。
(Receive preparation signal)
In the reception preparation period, in order to inform the touch pen of the phase and amplitude of the signal on the drive line in the subsequent period, the reception preparation signal must be output to the drive line under the same conditions as the signal of the subsequent period including the drive capability. You must.
したがって、受信準備期間の駆動能力設定値は、後続期間の駆動能力設定値に等しいことが要求される。本実施形態においては、受信準備期間は同期期間の直前の期間であるため、受信準備期間の駆動能力設定値は、同期期間の駆動能力設定値に等しいものとする。 Therefore, the driving ability setting value of the reception preparation period is required to be equal to the driving ability setting value of the subsequent period. In the present embodiment, since the reception preparation period is a period immediately before the synchronization period, the drive capability setting value of the reception preparation period is assumed to be equal to the drive capability setting value of the synchronization period.
(データ送信信号)
図7(b)に示すように、ドライブラインに出力されるデータ送信信号は、図中の矢印のタイミング(駆動開始タイミング)でHighとLowとが切り替わるものとする。データ送信期間において、同期信号検出回路11は、同期期間における同期検出のタイミングから決定されるタイミング(図中の黒矢印)でデータ受信を行う(ドライブライン上のデータ送信信号を検出する)。
(Data transmission signal)
As shown in FIG. 7B, it is assumed that the data transmission signal output to the drive line is switched between High and Low at the timing of the arrow in FIG. 7 (drive start timing). In the data transmission period, the synchronization
したがって、同期信号検出回路11がデータを正確に受信するためには、ドライブライン上のデータ送信信号の立ち上がり始めまたは立ち下り始めのタイミングからデータ受信のタイミング(図中の黒矢印)までの間に、データ送信信号の立ち上がりおよび立ち下がりが完了するよう、データ送信信号の時定数を十分短くすればよい。
Therefore, in order for synchronization
すなわち、ドライブラインの駆動開始タイミングからデータ受信のタイミングまでの間にデータ送信信号の立ち上がりおよび立ち下がりが完了するように、ドライブラインの駆動能力を十分に高くしてデータ送信信号の時定数を短くすればよい。一方で、ドライブライン駆動回路15の駆動能力を高くすることによって、高い周波数成分での電磁妨害波が大きくなる。
That is, the driving power of the drive line is sufficiently high to shorten the time constant of the data transmission signal so that the rise and fall of the data transmission signal are completed between the drive start timing of the drive line and the data reception timing. do it. On the other hand, by increasing the drive capability of the drive
そのため、データ送信期間中の駆動能力設定値は、データ送信期間中のドライブライン駆動回路15の駆動能力を、同期信号検出回路11がデータ送信信号を正確に検出できる範囲において最小にするものであることが好ましい。これにより、タッチパネルコントローラ4の駆動情報をスタイラスペン3に伝達し、かつ、電磁妨害波による誤作動の抑制及び消費電力の低下を実現することができる。
Therefore, the drivability setting value in the data transmission period minimizes the drivability of the drive
以上のように、データ送信期間においても、同期期間と同様に駆動能力が決定される。データ送信期間における信号周期は、同期期間における信号周期以上の長さであるので、データ送信期間における駆動能力の最適値は同期期間における駆動能力の最適値以下とすることができる。すなわち、データ送信期間における電磁妨害波の影響の大きさは、同期期間における電磁妨害波の影響の大きさ以下に抑えることができる。 As described above, also in the data transmission period, the drive capability is determined as in the synchronization period. Since the signal period in the data transmission period is longer than the signal period in the synchronization period, the optimum value of the drivability in the data transmission period can be equal to or less than the optimum value of the drivability in the synchronization period. That is, the magnitude of the influence of the electromagnetic interference wave in the data transmission period can be suppressed to be equal to or less than the magnitude of the influence of the electromagnetic interference wave in the synchronization period.
(駆動信号)
図8は、タッチおよびペン入力検出期間中の駆動能力設定値の決め方を示す図である。
(Drive signal)
FIG. 8 is a diagram showing how to determine the drive capability setting value during the touch and pen input detection period.
図8に示すように、センス回路のリセット期間(図中、リセット信号がHighの期間)が終了すると同時に、タッチパネルコントローラ4は、ドライブライン上の信号を駆動する(ドライブライン上の駆動信号の立ち上がりまたは立ち下りが開始する)。 As shown in FIG. 8, the touch panel controller 4 drives a signal on the drive line at the same time as the reset period of the sense circuit (a period when the reset signal is high) ends (a rise of the drive signal on the drive line Or falling starts).
そして、次のセンス回路のリセット期間が始まる前のある時点(検出タイミング)において、タッチパネルコントローラ4は、センスライン上の信号を検出する。検出タイミングは、予め定められたタイミングであってもよい。 Then, at a certain point (detection timing) before the reset period of the next sense circuit starts, the touch panel controller 4 detects a signal on the sense line. The detection timing may be a predetermined timing.
センスライン上の信号波形は、ドライブライン上の駆動信号の立ち上がりまたは立ち下りに応じて変化する。ドライブライン上の駆動信号の立ち上がりまたは立ち下りが開始するタイミング(駆動開始タイミング)から、センスライン上の信号波形が安定するまでには、所定の時間(セトリング時間)を要する。 The signal waveform on the sense line changes in response to the rise or fall of the drive signal on the drive line. A predetermined time (settling time) is required until the signal waveform on the sense line becomes stable from the timing when the rising or falling of the drive signal on the drive line starts (drive start timing).
タッチパネルコントローラ4がセンスライン上の信号を正確に検出するためには、センスライン上の信号波形が安定した状態において、タッチパネルコントローラ4がセンスライン上の信号を検出する必要がある。 In order for the touch panel controller 4 to accurately detect the signal on the sense line, the touch panel controller 4 needs to detect the signal on the sense line while the signal waveform on the sense line is stable.
そのため、セトリング時間がドライブラインの駆動開始タイミングからセンスラインの検出タイミングまでの時間よりも短くなるように、ドライブライン駆動回路15の駆動能力を十分に高くして駆動信号の時定数を短くすればよい。一方で、ドライブライン駆動回路15の駆動能力を高くすることによって、高い周波数成分での電磁妨害波が大きくなる。
Therefore, if the drive signal of drive
そのため、タッチおよびペン入力検出期間中の駆動能力設定値は、タッチおよびペン入力検出期間中のドライブライン駆動回路15の駆動能力を、センスライン上の信号を正確に検出できる範囲において最小にするものであることが好ましい。これにより、タッチパネルコントローラ4により正確なタッチ位置の検出を行い、かつ、電磁妨害波による誤作動の抑制及び消費電力の低下を実現することができる。
Therefore, the drivability setting value during the touch and pen input detection period minimizes the drivability of the drive
以上のように、受信準備信号、同期信号、データ送信信号、および駆動信号において許容される時定数は互いに異なる。そのため、受信準備期間、同期期間、データ送信期間、およびタッチおよびペン入力検出期間の各期間において、ドライブライン駆動回路15の最適な駆動能力は互いに異なる場合がある。
As described above, the time constants permitted for the reception preparation signal, synchronization signal, data transmission signal, and drive signal are different from one another. Therefore, in each of the reception preparation period, the synchronization period, the data transmission period, and the touch and pen input detection periods, the optimum drive capabilities of the drive
タッチパネルコントローラ4は、駆動能力制御部21を備えているため、ドライブライン駆動回路15の駆動能力を、各期間について個別に設定することができる。そのため、各期間において、ドライブライン駆動回路15の駆動能力を最適化することができる。
The touch panel controller 4 includes the drive
本実施形態においては、第1駆動制御回路21b、第2駆動制御回路21c、第3駆動制御回路21d、および、第4駆動制御回路21eは、各々、予め実験的に若しくは先験的に決まった駆動能力設定値を記憶する構成であってもよい。
In the present embodiment, the first
本実施形態においては、受信準備信号、同期信号、および、データ送信信号は、タッチパネルコントローラ4からスタイラスペン3に対して発せられるものとして説明したが、スタイラスペン3以外の外部装置に発せられてもよい。 In the present embodiment, although the reception preparation signal, the synchronization signal, and the data transmission signal are described as being emitted from the touch panel controller 4 to the stylus pen 3, they may be emitted to an external device other than the stylus pen 3. Good.
(変形例)
実施形態1では、制御部18が間引き信号をドライブライン駆動回路15に出力するものとして説明したが、本発明はこれに限られない。
(Modification)
In the first embodiment, the
例えば、第1駆動制御回路21b、第2駆動制御回路21c、第3駆動制御回路21d、および第4駆動制御回路21eが間引き信号を生成してセレクタ21aに出力し、セレクタ21aが、駆動能力設定信号と間引き信号とを併せてドライブライン駆動回路15に出力する構成であってもよい。
For example, the first
また、実施形態1では、制御部18はタッチ反応の大きさに基づいて間引き信号を出力するか否かを決定するものとして説明したが、本発明はこれに限られない。
In the first embodiment, the
例えば、制御部18は、タッチ反応の大きさと座標データとに基づいて、間引き信号を出力するか否かを決定してもよい。この場合、座標データは処理部20から出力され、制御部18に送られる。
For example, the
また、実施形態1では、駆動能力制御部21は、ドライブライン駆動回路15の駆動能力(信号の立ち上がりの時定数)を制御することについて説明したが、本発明はこれに限られない。
In the first embodiment, the drive
例えば、制御部18は、同期信号およびデータ送信信号の電圧を調整するための電圧調整信号をドライブライン駆動回路15に出力し、ドライブライン駆動回路15は、電圧調整信号に基づいて同期信号およびデータ送信信号の電圧を調整してもよい。
For example, the
また、例えば、制御部18は、同期信号の長さを調節する駆動パターン選択信号をドライブライン駆動回路15に出力し、ドライブライン駆動回路15は、駆動パターン選択信号に基づいて同期信号の長さを調節してもよい。
Also, for example, the
ここで、受信準備期間、同期期間、データ送信期間、および、タッチおよびペン入力検出期間の長さは、タッチパネル2の使用状況に応じて可変であることが好ましい。例えば、データ送信量が多い場合に、データ送信期間を長くして同期期間を短くする等である。そして、各期間の長さを変化させることに伴い、ドライブライン駆動回路15の駆動能力を変更して各信号の波形の立ち上がり立下り期間を最適化することが好ましい。
Here, it is preferable that the lengths of the reception preparation period, the synchronization period, the data transmission period, and the touch and pen input detection period be variable in accordance with the use condition of the
そこで、実施形態1のタッチパネルコントローラ104において、制御部18は、受信準備期間、同期期間、データ送信期間、および、タッチおよびペン入力検出期間の各期間の長さの情報を、第1駆動制御回路21b、第2駆動制御回路21c、第3駆動制御回路21d、および第4駆動制御回路21eに出力してもよい。
Therefore, in the touch panel controller 104 according to the first embodiment, the
第1駆動制御回路21b、第2駆動制御回路21c、第3駆動制御回路21d、および第4駆動制御回路21eは、各期間の長さの情報に基づいて各期間の駆動能力設定値を決定し、駆動能力設定値をセレクタ21aに出力してもよい。
The first
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、図9~図10に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
Second Embodiment
Another embodiment of the present invention is described below with reference to FIGS. 9 to 10. In addition, about the member which has the same function as the member demonstrated in the said embodiment for convenience of explanation, the same code | symbol is appended and the description is abbreviate | omitted.
図9は、本実施形態のタッチパネルシステム1に備えられたタッチパネルコントローラ204の概略構成を示す図である。図9に示すように、タッチパネルコントローラ204は、マルチプレクサ23を備えている。
FIG. 9 is a view showing a schematic configuration of the
ドライブライン駆動回路15には、ドライブラインD0~Dnが接続されている。また、センスアンプ16には、センスラインS0~Smが接続されている。ドライブライン駆動回路15は、マルチプレクサ23を介して、タッチパネル2の水平信号線DL0~DLnまたは垂直信号線SL0~SLmを駆動するために、ドライブラインD0~Dnに信号を出力する。センスアンプ16は、マルチプレクサ23を介して、センスラインS0~Smから容量データを取得する。
Drive lines D 0 to D n are connected to the drive
マルチプレクサ23は、複数の入力と複数の出力との接続を互いに切り替える接続切替回路である。以下、図10を参照して、マルチプレクサ23の構成について説明する。図10は、マルチプレクサ23の構成を示す回路図である。
The
マルチプレクサ23は、(i)水平信号線DL0~DLnをドライブラインD0~Dnに接続し、垂直信号線SL0~SLmをセンスラインS0~Smに接続する第1接続状態と、(ii)水平信号線DL0~DLnをセンスラインS0~Smに接続し、垂直信号線SL0~SLmをドライブラインD0~Dnに接続する第2接続状態とを一定周期で切り替える。例えば、奇数レコード目は第1接続状態とし、偶数レコード目は第2接続状態としてもよい。 The multiplexer 23 (i) connects the horizontal signal lines D L0 to D Ln to the drive lines D 0 to D n and connects the vertical signal lines S L0 to S Lm to the sense lines S 0 to S m. And (ii) a second connection state in which the horizontal signal lines D L0 to D Ln are connected to the sense lines S 0 to S m and the vertical signal lines S L0 to S Lm are connected to the drive lines D 0 to D n Switch at a fixed cycle. For example, the odd record may be in the first connection state, and the even record may be in the second connection state.
また、マルチプレクサ23は、タイミングジェネレータ17と接続されている。マルチプレクサ23における第1接続状態と第2接続状態との切り替えの動作は、タイミングジェネレータ17から与えられる制御信号によって制御される。
Further, the
以下、タッチパネル2が、第1接続状態において駆動されている状態を第1駆動状態とし、第2接続状態において駆動されている状態を第2駆動状態する。
Hereinafter, the state in which the
タッチパネルコントローラ204において、制御部18は、タッチパネル2が第1駆動状態または第2駆動状態のいずれによって駆動されるかを示す駆動情報をデータ送信信号として生成し、ドライブライン駆動回路15に出力する。
In the
ドライブライン駆動回路15は、データ送信信号をドライブラインD0~Dnに出力する。
The drive
上記の構成によれば、タッチパネル2の駆動方法を周期的に変化させるタッチパネルシステムにおいて、タッチパネル2の駆動状態を、駆動情報としてスタイラスペン3に伝達することができる。そして、実施形態1と同様に、スタイラスペン3にタッチパネル2の駆動状態を伝達するためにドライブラインにデータ送信信号を出力する際に、ドライブライン駆動回路15の駆動能力を最適化することによって、電磁波の発生を抑制することができる。
According to the above configuration, in the touch panel system in which the drive method of the
上記の説明では、タッチパネルコントローラ4、204からデータ送信信号として送られる情報が駆動情報である場合を説明したが、タッチパネルコントローラは、データ送信情報として、タッチペンを駆動するために用いられる任意の情報を送ってもよい。一例として、タッチパネルコントローラからスタイラスペン3もしくはそれ以外の外部装置をレジスタ書き込みにより初期設定するために、タッチパネルコントローラからスタイラスペンもしくはそれ以外の外部装置に、レジスタのアドレスとレジスタの書き込み値を送る場合がある。
In the above description, the case where the information sent as the data transmission signal from the
〔実施形態3〕
本発明の他の実施の形態について図11に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
Third Embodiment
It will be as follows if other embodiment of this invention is described based on FIG. In addition, about the member which has the same function as the member demonstrated in the said embodiment for convenience of explanation, the same code | symbol is appended and the description is abbreviate | omitted.
図11は、実施形態1のタッチパネルシステム1を含んだ電子機器の一例としての携帯電話機60(電子機器)の構成を示す機能ブロック図である。なお、本実施形態では、携帯電話機60に実施形態1のタッチパネルシステム1が設けられた構成が例示されているが、実施形態2または3のタッチパネルシステムが、携帯電話機60に設けられていてもよい。
FIG. 11 is a functional block diagram showing a configuration of a mobile phone 60 (electronic device) as an example of the electronic device including the
携帯電話機60は、タッチパネルシステム1、表示パネル61、操作キー62、スピーカ63、マイクロフォン64、カメラ65、CPU(Central Processing Unit)66、ROM(Read Only Memory)67、RAM(Random Access Memory)68、および表示制御回路69を備えている。携帯電話機60の各構成要素は、相互にデータバスによって接続されている。
The mobile phone 60 includes the
上述したように、タッチパネルシステム1は、タッチパネル2、スタイラスペン3、およびタッチパネルコントローラ4を備えている。
As described above, the
表示パネル61は、ROM67またはRAM68に格納されている画像を表示する。表示パネル61の動作は、表示制御回路69によって制御される。
The
表示パネル61は、タッチパネル2に重ねられていてもよいし、タッチパネル2を内蔵していていてもよい。なお、タッチ認識部により生成された、タッチパネル2上のタッチ位置を示すタッチ認識信号に、操作キー62が操作されたことを示す信号と同じ役割を持たせることもできる。
The
操作キー62は、携帯電話機60のユーザによる入力操作を受け付ける。スピーカ63は、例えば、ROM67またはRAM68に記憶された音楽データ等に基づき、音声を出力する。
マイクロフォン64は、ユーザからの音声の入力を受け付ける。携帯電話機60は、入力された音声(アナログデータ)をデジタル化する。そして、携帯電話機60は、通信相手(例えば、他の携帯電話機)にデジタル化された音声を送信する。
The
カメラ65は、ユーザによる操作キー62への入力操作に応じて、被写体を撮影し、画像データを生成する。なお、画像データは、ROM67、RAM68、または外部メモリ(例えばメモリカード)に格納される。
The
CPU66は、タッチパネルシステム1および携帯電話機60の動作を統括的に制御する。また、CPU66は、例えばROM67に格納された各種のプログラムを実行する。
The
ROM67は、データを不揮発的に格納する。また、ROM67は、EPROM(Erasable Programmable ROM)またはフラッシュメモリ等の、書き込みおよび消去が可能なROMである。なお、図8には示されていないが、携帯電話機60が、有線によって他の電子機器と接続するためのインターフェイスを備える構成としてもよい。
The
RAM68は、CPU66によるプログラムの実行により生成されたデータ、または操作キー62を介して入力されたデータを、揮発的に格納する。
The
タッチパネルシステム1を備えた携帯電話機60もまた、実施形態1のタッチパネルシステム1と同様の効果を奏する。
The mobile telephone 60 provided with the
なお、本実施形態において、タッチパネルシステム1を備えた電子機器の一例としての携帯電話機60は、カメラ付き携帯電話機またはスマートフォン等であるが、タッチパネルシステム1を備えた電子機器はこれらに限定されない。例えば、タブレット等の携帯端末装置や、PCモニタ、サイネージ、電子黒板、およびインフォメーションディスプレイ等の情報処理装置もまた、タッチパネルシステム1を備えた電子機器に含まれる。
In the present embodiment, the mobile phone 60 as an example of the electronic device provided with the
〔まとめ〕
本発明の態様1に係るタッチパネルコントローラ(4)は、複数の第1信号線(ドライブラインD0~Dn)と複数の第2信号線(センスラインS0~Sm)とを有するタッチパネル(2)を駆動するタッチパネルコントローラであって、上記第1信号線に信号を出力する駆動回路と、(ドライブライン駆動回路15)上記駆動回路の駆動能力を制御する駆動能力制御部(21)とを備えており、上記駆動回路は、第1の期間(同期期間)において、上記タッチパネルに入力操作を与えることができるタッチペン(スタイラスペン3)の駆動タイミングを、上記駆動回路の動作と同期させるための同期信号を上記第1信号線に出力するとともに、上記第1の期間とは異なる第2の期間(タッチおよびペン入力検出期間)において、上記タッチパネルへの入力操作を検出するための検出信号(駆動信号)を上記第1信号線に出力し、上記駆動能力制御部は、上記第1の期間における上記駆動回路の駆動能力と、上記第2の期間における上記駆動回路の駆動能力とを設定することを特徴とする。
[Summary]
The touch panel controller (4) according to
上記の構成によれば、第1の期間における駆動回路の駆動能力と、第2の期間における駆動回路の駆動能力とを、それぞれ設定することができる。これにより、第1の期間における駆動回路の駆動能力の最適値と、第2の期間における駆動回路の駆動能力の最適値とが互いに異なる場合であっても、各期間における駆動回路の駆動能力を最適化することができる。 According to the above configuration, the drive capability of the drive circuit in the first period and the drive capability of the drive circuit in the second period can be set. Thereby, even when the optimum value of the drive capability of the drive circuit in the first period and the optimum value of the drive capability of the drive circuit in the second period are different from each other, the drive capability of the drive circuit in each period is It can be optimized.
これにより、第1の期間においてタッチペンと駆動回路とを正常に同期させ、第2の期間においてタッチパネルへの入力操作を正確に検出することができるとともに、電磁妨害波による誤作動及び消費電力の低減を実現することができる。 Thereby, the touch pen and the drive circuit can be normally synchronized in the first period, and the input operation to the touch panel can be accurately detected in the second period, and malfunction and power consumption due to electromagnetic interference are reduced. Can be realized.
本発明の態様2に係るタッチパネルコントローラは、上記態様1において、上記駆動回路は、上記第1の期間および上記第2の期間とは異なる第3の期間(データ送信期間)において、上記タッチペンを駆動するために用いられる任意の情報を、上記タッチペンに与えるためのデータ送信信号を、上記第1信号線に出力し、上記駆動能力制御部は、上記第3の期間における上記駆動回路の駆動能力を設定する構成であってもよい。
In the touch panel controller according to
上記の構成によれば、第1の期間における駆動回路の駆動能力と、第2の期間における駆動回路の駆動能力と、第3の期間における駆動回路の駆動能力とを、それぞれ設定することができる。これにより、第1の期間における駆動回路の駆動能力の最適値と、第2の期間における駆動回路の駆動能力の最適値と、第3の期間における駆動回路の駆動能力の最適値とが互いに異なる場合であっても、各期間における駆動回路の駆動能力を最適化することができる。 According to the above configuration, the drive capability of the drive circuit in the first period, the drive capability of the drive circuit in the second period, and the drive capability of the drive circuit in the third period can be set. . Thus, the optimum value of the drive capability of the drive circuit in the first period, the optimum value of the drive capability of the drive circuit in the second period, and the optimum value of the drive capability of the drive circuit in the third period are different from each other. Even in this case, the drive capability of the drive circuit in each period can be optimized.
これにより、さらに、タッチパネルの駆動状態を正確にタッチペンに与えることができるとともに、電磁妨害波による誤作動及び消費電力の低減を実現することができる。 As a result, the drive state of the touch panel can be accurately given to the touch pen, and malfunction and reduction in power consumption due to electromagnetic interference can be realized.
本発明の態様3に係るタッチパネルコントローラは、上記態様1または2において、上記駆動回路は、上記第1の期間および上記第2の期間とは異なり、上記第1の期間の直前の期間である第4の期間(受信準備期間)において、上記タッチペンが受信した上記同期信号を補正する際の基準となる波形を有する受信準備信号を、上記第1信号線に出力し、上記駆動能力制御部は、上記第4の期間における上記駆動回路の駆動能力を設定する構成であってもよい。
In the touch panel controller according to aspect 3 of the present invention, in the
上記の構成によれば、第1の期間における駆動回路の駆動能力と、第2の期間における駆動回路の駆動能力と、第3の期間における駆動回路の駆動能力と、第4の期間における駆動回路の駆動能力とを、それぞれ設定することができる。これにより、第1の期間における駆動回路の駆動能力の最適値と、第2の期間における駆動回路の駆動能力の最適値と、第3の期間における駆動回路の駆動能力の最適値と、第4の期間における駆動回路の駆動能力の最適値とが互いに異なる場合であっても、各期間における駆動回路の駆動能力を最適化することができる。 According to the above configuration, the drive ability of the drive circuit in the first period, the drive ability of the drive circuit in the second period, the drive ability of the drive circuit in the third period, and the drive circuit in the fourth period And the driving ability of each can be set. Thereby, the optimum value of the drive capability of the drive circuit in the first period, the optimum value of the drive capability of the drive circuit in the second period, the optimum value of the drive capability of the drive circuit in the third period, and Even when the optimal value of the drive capability of the drive circuit in the period is different from each other, the drive capability of the drive circuit in each period can be optimized.
これにより、さらに、受信準備信号を基準としてタッチペンが受信した同期信号を補正することによって、同期信号を正確に検出することができるとともに、電磁妨害波による誤作動及び消費電力の低減を実現することができる。 Thus, the synchronization signal can be accurately detected by correcting the synchronization signal received by the touch pen with reference to the reception preparation signal, and the malfunction due to the electromagnetic interference wave and the reduction of the power consumption can be realized. Can.
本発明の態様4に係るタッチパネルコントローラは、上記態様3において、上記駆動能力制御部は、上記第1の期間、上記第2の期間、上記第3の期間、および上記第4の期間のそれぞれの期間の長さに応じて、各期間における上記駆動回路の駆動能力を設定する構成であってもよい。 In the touch panel controller according to aspect 4 of the present invention, in the aspect 3 above, the drive capability control unit is configured to transmit the first period, the second period, the third period, and the fourth period. The drive capability of the drive circuit in each period may be set according to the length of the period.
上記の構成によれば、各期間の長さを変化させた場合であっても、各期間の長さの変化に応じて駆動回路の駆動能力を変化させて最適化することができる。 According to the above configuration, even when the length of each period is changed, the drive capability of the drive circuit can be changed and optimized according to the change of the length of each period.
本発明の態様5に係るタッチパネルシステムは、態様1~4のいずれかのタッチパネルコントローラと、タッチパネルと、タッチペンと、を備えていることを特徴とする。
A touch panel system according to
本発明の態様6に係る電子機器(携帯電話機60)は、態様5のタッチパネルシステムを備えていることを特徴とする。
An electronic apparatus (mobile phone 60) according to
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, new technical features can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.
本発明は、タッチパネルと、タッチパネルコントローラと、タッチペンと、を備えたタッチパネルシステムに好適に用いることができる。 The present invention can be suitably used for a touch panel system provided with a touch panel, a touch panel controller, and a touch pen.
1 タッチパネルシステム
2 タッチパネル
3 スタイラスペン(タッチペン)
4、104、204 タッチパネルコントローラ
15 ドライブライン駆動回路(駆動回路)
21 駆動能力制御部
60 携帯電話機(電子機器)
D0~Dn ドライブライン(第1信号線)
S0~Sm センスライン(第2信号線)
1
4, 104, 204
21 drive capacity control unit 60 mobile phone (electronic device)
D0 to Dn drive line (first signal line)
S0 to Sm Sense line (second signal line)
Claims (5)
上記第1信号線に信号を出力する駆動回路と、
上記駆動回路の駆動能力を制御する駆動能力制御部とを備えており、
上記駆動回路は、第1の期間において、上記タッチパネルに入力操作を与えることができるタッチペンの駆動タイミングを、上記駆動回路の動作と同期させるための同期信号を上記第1信号線に出力するとともに、上記第1の期間とは異なる第2の期間において、上記タッチパネルへの入力操作を検出するための検出信号を上記第1信号線に出力し、
上記駆動能力制御部は、上記第1の期間における上記駆動回路の駆動能力と、上記第2の期間における上記駆動回路の駆動能力とを設定することを特徴とするタッチパネルコントローラ。 A touch panel controller for driving a touch panel having a plurality of first signal lines and a plurality of second signal lines intersecting the plurality of first signal lines.
A drive circuit for outputting a signal to the first signal line;
And a drive capability control unit for controlling the drive capability of the drive circuit,
The drive circuit outputs, to the first signal line, a synchronization signal for synchronizing, with the operation of the drive circuit, drive timing of the touch pen capable of giving an input operation to the touch panel in a first period. During a second period different from the first period, a detection signal for detecting an input operation to the touch panel is output to the first signal line,
The touch panel controller, wherein the drive capacity control unit sets the drive capacity of the drive circuit in the first period and the drive capacity of the drive circuit in the second period.
上記駆動能力制御部は、上記第3の期間における上記駆動回路の駆動能力を設定することを特徴とする請求項1に記載のタッチパネルコントローラ。 The drive circuit transmits a data transmission signal for providing the touch pen with any information used to drive the touch pen in a third period different from the first period and the second period. Output to the first signal line
The touch panel controller according to claim 1, wherein the drive capacity control unit sets the drive capacity of the drive circuit in the third period.
上記駆動能力制御部は、上記第4の期間における上記駆動回路の駆動能力を設定することを特徴とする請求項1または2に記載のタッチパネルコントローラ。 Unlike the first period and the second period, the drive circuit corrects the synchronization signal received by the touch pen in a fourth period which is a period immediately before the first period. Outputting a reception preparation signal having a waveform as a reference to the first signal line;
The touch panel controller according to claim 1, wherein the drive capacity control unit sets the drive capacity of the drive circuit in the fourth period.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014-135314 | 2014-06-30 | ||
| JP2014135314 | 2014-06-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2016002372A1 true WO2016002372A1 (en) | 2016-01-07 |
Family
ID=55018926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2015/064489 Ceased WO2016002372A1 (en) | 2014-06-30 | 2015-05-20 | Touch panel controller, touch panel system, and electronic device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2016002372A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118550424A (en) * | 2024-07-30 | 2024-08-27 | 深圳市瑞桔电子有限公司 | Electromagnetic interference detection method, device, equipment and storage medium for touch screen |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012022543A (en) * | 2010-07-15 | 2012-02-02 | Panasonic Corp | Touch panel system |
-
2015
- 2015-05-20 WO PCT/JP2015/064489 patent/WO2016002372A1/en not_active Ceased
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012022543A (en) * | 2010-07-15 | 2012-02-02 | Panasonic Corp | Touch panel system |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118550424A (en) * | 2024-07-30 | 2024-08-27 | 深圳市瑞桔电子有限公司 | Electromagnetic interference detection method, device, equipment and storage medium for touch screen |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6072989B2 (en) | Touch panel controller, touch panel system, and stylus pen | |
| JP5886478B2 (en) | Touch panel system | |
| JP6058866B2 (en) | Touch panel controller, stylus pen, touch panel system, and electronic device | |
| JP6058867B2 (en) | Touch panel system and electronic device | |
| JP5905645B2 (en) | Touch panel system and electronic device | |
| JP5872738B2 (en) | Touch panel system and electronic device | |
| CN104951157B (en) | Capacitive touch device and method for detecting active pen and object | |
| KR102468731B1 (en) | Touch driving circuit, touch display device and pen data recognition method | |
| US9710075B2 (en) | Touch panel system and electronic device | |
| JP5872740B2 (en) | Touch panel system and electronic device | |
| WO2014174960A1 (en) | Stylus pen, touch panel system, and electronic device | |
| JPWO2014181680A1 (en) | Touch panel system, stylus pen, and electronic device | |
| JP2016218857A (en) | Touch pen, touch panel system, and electronic device | |
| WO2016185838A1 (en) | Touch pen, touch panel system, and electronic apparatus | |
| CN103558975B (en) | Input system | |
| CN108475133B (en) | Drive circuit for touch panel and touch sensing method using the same | |
| WO2016002372A1 (en) | Touch panel controller, touch panel system, and electronic device | |
| JP2016218858A (en) | Touch pen, touch panel system and electronic device | |
| JP2020149385A (en) | Passive stylus pen for capacitive touch display and pen input system for touch display |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 15814236 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 15814236 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP |