觸摸面板的控制電路、控制方法和輸入裝置、電子機器的製作方法

2023-10-27 21:33:47

專利名稱：觸摸面板的控制電路、控制方法和輸入裝置、電子機器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電阻膜式的觸摸面板(touch panel)，特別涉及對多個點的同時接觸(多點觸摸)進行檢測的技術。
背景技術：
近年來的計算機以及行動電話終端、PDA (Personal Digital Assistant ；個人數字助理)等電子機器，具備通過手指的接觸來操作電子機器的輸入裝置已成主流。作為這樣的輸入裝置，公知的有電阻膜式的觸摸面板(觸摸傳感器)等(專利文獻1)。近年來，雖然需要與多點觸摸相應的觸摸面板，但是僅實現了靜電傳感器型的觸摸面板，未實現電阻膜式的觸摸面板。這是因為在電阻膜式的觸摸面板中，根據面板輸出的電壓來確定用戶觸摸了的位置(坐標)，因而不能區別觸摸了兩點的情況下(多點觸摸)的面板的輸出電壓以及觸摸了一點的情況下(單觸摸)的面板的輸出電壓。在專利文獻1中，公開了能夠對多點觸摸進行檢測的觸摸面板輸入裝置，但是它對多點觸摸作為誤輸入來處理，不將多點觸摸主動地作為有效的輸入來處理，因此沒有公開確定多點觸摸所產生的多個點的坐標的技術。本申請人研究了在電阻膜式的觸摸面板中檢測同時觸摸的多個點的坐標的技術 (特願2009-160457)。這種技術是，測定面板中流動的電流，考慮其測定值，從而估計多個坐標的方法。現有技術文獻專利文獻專利文獻1 特開2009-48233公報

發明內容
發明要解決的問題本申請人認識到在電阻膜式的觸摸面板中，在檢測同時按壓的多個點的坐標時， 存在著誤檢測用戶原本沒有接觸的坐標(也稱為重影(ghost))的可能性。本發明是鑑於上述問題而完成，作為其某個方面的一個示意性的目的，提供可以正確地檢測同時接觸的多個點的坐標的技術。解決問題的方案本發明的一個方案的方法涉及觸摸面板的控制方法。控制對象的觸摸面板具有 第一端子、第二端子、第三端子、第四端子；第一電阻膜，其在第一方向上延伸的一邊連接第一端子，與該邊相對的邊連接第二端子；第二電阻膜，其與第一電阻膜隔開一定間隔地配置，與第一方向垂直的第二方向上延伸的一邊連接第三端子，與該邊相對的邊連接第四端子。這種控制方法具有以下步驟。可以在不對處理造成障礙的範圍內改變各個步驟，或者也可以同時並行處理幾個步驟。a.分別對第一、第二端子施加給定的第一偏置電壓、第二偏置電壓。
b.檢測在第三、第四端子上分別產生的第一面板電壓、第二面板電壓。c.檢測在包含第一端子、第一電阻膜和第二端子的路徑中流過的第一面板電流。d.至少根據第一面板電壓、第二面板電壓中的一個面板電壓以及第一面板電流， 虛擬確定用戶接觸了的點的第二方向的坐標。e.分別對第三端子、第四端子施加給定的第三偏置電壓、第四偏置電壓。f.檢測在第一端子、第二端子的其中一個端子上產生的第三面板電壓。g.檢測在包含第三端子、第二電阻膜和第四端子的路徑中流過的第二面板電流。h.至少根據第三面板電壓以及第二面板電流，虛擬確定用戶接觸了的點的第一方向的坐標。i.當用戶同時接觸兩點時，通過將虛擬確定了的兩個第二方向的坐標以及虛擬確定了的兩個第一方向的坐標，按照第一面板電壓和第二面板電壓之間的大小關係進行組合，確定兩點的坐標。按照這種方式，通過利用第一面板電壓和第二面板電壓，能夠正確地確定兩點的坐標，能夠解決重影的問題。在將兩點以第一點和第二點相區別時，在確定兩點坐標的步驟i中，在當前確定的兩點中，距上次確定了的第一點近的一個點最好作為當前的第一點，遠的一個點最好確定為當前的第二點。根據這種方式，在第一點和第二點移動的情況下，也能進行正確地追蹤。確定兩點的坐標的步驟i還可以包含以下步驟il.算出與上次確定了的第一點的第一方向的坐標和當前的兩點中的一個的第一方向的坐標之間的差對應的第一差數據。 2.算出與上次確定了的第一點的第一方向的坐標和當前的兩點中的另一個點的第一方向的坐標之間的差所對應的第二差數據。 3.按照第一差數據和第二差數據之間的大小關係，將兩點分配為第一點和第二
點ο確定兩點的坐標的步驟還可以包含以下步驟 4.算出與上次確定了的第一點的第二方向的坐標和當前的兩點中的一個點的第二方向的坐標之間的差對應的第三差數據。 5.算出與上次確定了的第一點的第二方向的坐標和當前的兩點中的另一個點的第二方向的坐標之間的差對應的第四差數據。 6.按照第三差數據和第四差數據之間的大小關係，將兩點分配為第一點和第二
點ο確定兩點的坐標的步驟還可以包含以下步驟il.算出與上次確定了的第一點的第一方向的坐標和當前的兩點中的一個點的第一方向的坐標之間的差對應的第一差數據。 2.算出與上次確定了的第一點的第一方向的坐標和當前的兩點中的另一個點的第一方向的坐標之間的差對應的第二差數據。 4.算出與上次確定了的第一點的第二方向的坐標和當前的兩點中的一個點的第二方向的坐標之間的差對應的第三差數據。
5.算出與上次確定了的第一點的第二方向的坐標和當前的兩點中的另一個點的第二方向的坐標之間的差對應的第四差數據。 7.算出與第一差數據和第二差數據對應的第五差數據。 8.算出與第三差數據和第四差數據對應的第六差數據。 9.在第五差數據大於第六差數據時，按照第一差數據、第二差數據之間的大小關係，將兩點分配為第一點和第二點，在第六差數據大於第五差數據時，按照第三差數據、第四差數據之間的大小關係，將兩點分配為第一點和第二點。在這種情況下，在第五差數據和第六差數據中，由於利用了差較大的一個，因此能夠提高精確度。在虛擬確定第二方向的坐標的步驟d中，在第一面板電流的值大於給定的值的時候，還可以包含判定為用戶接觸了多個點的步驟dl。在虛擬確定第一方向的坐標的步驟h 中，在第二面板電流的值大於給定的值的時候，還可以包含判定為用戶接觸了多個點的步驟hi。用戶接觸觸摸面板的多個點時，從第一端子到第二端子(或者第三端子到第四端子)的路徑的合成電阻值減小，與其對應的面板電流改變。按照這種方式，通過監控面板電流，能夠適當地檢測多點觸摸。虛擬確定第二方向的坐標的步驟d還可以包括以下步驟d2.根據第一面板電流的值確定兩點的第二方向的坐標間隔。d3.根據第一面板電壓、第二面板電壓中的至少一個面板電壓，確定兩點的第二方向的中心坐標。d4.通過將中心坐標和對應於兩點的坐標間隔的值相加，確定兩點中的一個點的第二方向的坐標，從中心坐標中減去對應於兩點的坐標間隔的值，確定兩點中的另一個點的第二方向的坐標。虛擬確定第一方向的坐標的步驟h還可以包括以下步驟h2.根據第二面板電流的值確定兩點的第一方向的坐標間隔。h3.至少根據第三面板電壓，確定兩點的第一方向的中心坐標。h4通過將中心坐標和對應於兩點的坐標間隔的值相加，確定兩點中的一個點的第一方向的坐標，通過從中心坐標中減去對應於兩點的坐標間隔的值，確定兩點中的另一個點的第一方向的坐標。用戶接觸兩點時，在這兩點之間，由於第一電阻膜與第二電阻膜被並聯連接，因此從第一端子到第二端子(或者第三端子到第四端子)的路徑的合成電阻下降，從而面板電流增大。兩點的距離越遠，第一電阻膜和第二電阻膜並聯連接的距離越長，因此合成電阻變小，面板電流增大。因此，能夠根據面板電流確定兩點的坐標間隔。本發明的另一方案涉及面板的控制電路。該控制電路具有電壓產生單元，其在第一狀態下，分別對第一端子、第二端子施加第一偏置電壓、第二偏置電壓，在第二狀態下， 分別對第三端子、第四端子施加第三偏置電壓、第四偏置電壓；電壓檢測單元，其在第一狀態下檢測第三端子、第四端子上分別產生的第一面板電壓、第二面板電壓，在第二狀態下檢測第三端子、第四端子中的一個端子上產生的第三面板電壓；電流檢測單元，其在第一狀態下檢測在包含第一端子、第一電阻膜、第二端子的路徑中流過的第一面板電流，在第二狀態下檢測在包含第三端子、第二電阻膜、第四端子的路徑中流過的第二面板電流；坐標產生單元，其在第一狀態下，至少基於第一面板電壓、第二面板電壓中的一個面板電壓以及第一面板電流的值，虛擬確定用戶接觸了的點的第二方向的坐標，在第二狀態下，至少基於第三面板電壓和第二面板電流，虛擬確定用戶接觸了的點的第一方向的坐標，當用戶同時接觸第一點和第二點兩點時，通過將虛擬確定了的兩個第二方向的坐標以及虛擬確定了的兩個第一方向的坐標，按照第一面板電壓和第二面板電壓之間的大小關係進行組合，確定第一點和第二點的坐標。本發明的另一方案是觸摸面板輸入裝置。這種觸摸面板輸入裝置具有觸摸面板和控制觸摸面板的上述控制電路，該觸摸面板包括第一端子、第二端子、第三端子、第四端子；第一電阻膜，其在第一方向上延伸的一邊連接第一端子，與該邊相對的邊連接第二端子；第二電阻膜，其與第一電阻膜隔開一定間隔地配置，與第一方向垂直的第二方向上延伸的一邊連接第三端子，與該邊相對的邊連接第四端子。本發明的另一方案是電子機器。這種電子機器包括上述觸摸面板輸入裝置。再有，以上的構成要素的任意的組合或將本發明的結構要素或表現在方法、裝置、 系統等之間相互地置換所得的方案，作為本發明的形態是有效的。發明的效果按照本發明的形態，能夠正確地檢測同時接觸了的多個點的坐標。


圖1是表示實施方式的具備觸摸面板輸入裝置的電子機器的結構的方框圖。圖2的(a)和(b)是分別表示單點觸摸狀態和多點觸摸狀態下的等效電路圖的圖。圖3是圖1的控制電路中的處理的流程圖。圖4的(a)和(b)是表示多點觸摸狀態下的面板電流和點之間的關係的圖。圖5是表示圖1的電流檢測單元的結構示例的電路圖。圖6的(a)和(b)是用於說明重影的圖。圖7的(a)和(b)是表示第一面板電壓VY1、第二面板電壓VY2之間的關係的圖。圖8是表示實施方式的坐標產生單元的結構示例的方塊圖。圖9是示出坐標產生單元的處理的流程圖。標號說明1......電子機器、2......輸入裝置、4......觸摸面板、6......手指、
8......LCD、PX1......第一端子、Px2......第二端子、Pyi......第三端子、Py2......第四
端子、RFl......第一電阻膜、RF2......第二電阻膜、100......控制電路、10......電壓
產生單元、20......電壓檢測單元、23......選擇器、24......A/D轉換器、30......電流
檢測單元、32......I/V轉換單元、34......A/D轉換器、40......運算單元、42......多
點觸摸判斷單元、44......距離運算單元、46......表、48......坐標產生單元、
Pcxi......第一端子、Pcx2......第二端子、Pcyi......第三端子、Pcy2......第四端子、
Rs......檢測電阻、SWl......旁路開關
具體實施例方式下面將參照附圖來描述本發明的適當的實施方式。各圖所示的相同或等同的結構元件、材料、處理，採用了相同的標號，並適當地省略了重複的描述。此外，實施方式並不是限定本發明的示例，在實施方式中所記載的全部特徵或組合，不一定是本發明的本質特徵或組合。在本說明書中，所謂「構件A與構件B連接了的狀態」，除了構件A與構件B物理性直接地連接的情況外，還包括構件A與構件B通過不對電連接狀態產生影響的其他構件間接地連接的情況。同樣地，所謂「構件C被設置在構件A與構件B之間的狀態」，除構件A與構件C、 或構件B與構件C直接地連接的情況外，還包括通過不對電連接狀態產生影響的其他構件間接地連接的情況。圖1是表示具備實施方式的觸摸面板輸入裝置(稱為單輸入裝置)2的電子機器 1的結構的方框圖。輸入裝置2，例如配置在LCD (液晶顯示器)8的表層上，具有作為觸摸面板的功能。輸入裝置2判斷用戶手指和筆尖等(以下稱為手指6)觸摸了的點的X坐標和Y坐標。輸入裝置2具有觸摸面板4和控制電路100。觸摸面板4是4線式G端子)的電阻膜式觸摸面板。由於觸摸面板4具有普通的結構，因此在此簡單地進行說明。觸摸面板4具有第一端子Pxi、第二端子Px2、第三端子Pyi、第四端子Py2、第一電阻膜RFl和第二電阻膜RF2。第一電阻膜RFl和第二電阻膜RF2在垂直於X軸和Y軸的Z軸方向上隔開一定間隔地重疊配置。第一電阻膜RFl的第一方向(Y軸方向)上延伸的一邊El和第一端子Pxi 連接。與邊El相對的邊E2和第二端子P5i2連接。第三端子和與第二電阻膜RF2的第一方向垂直的第二方向(X軸方向)上延伸的一邊Ε3連接，第四端子 和與第二電阻膜RF2 的邊Ε3相對的一邊Ε4連接。以上是觸摸面板4的結構。控制電路100將檢測X方向的坐標的第一狀態φΧ和檢測Y方向的坐標的第二狀態 φγ時間分割地切換，同時判斷用戶接觸了的點的位置。控制電路100具有第一端子Pcxl 第四端子Pcy2、電壓產生單元10、電壓檢測單元 20、電流檢測單元30和運算單元40。第一端子Pcxl 第四端子PCy2分別和觸摸面板4側對應的第一端子Pxi 第四端子 連接。首先，說明用於檢測X方向的坐標(X坐標)的結構。電壓產生單元10在第一狀態φΧ下分別對第一端子Pxi和第二端子Px2施加給定的第一偏置電壓Vbl和第二偏置電壓Vb2。這裡，設為Vbl > Vb2。優選地第二偏置電壓Vb2 是接地電壓(OV)。此外，在第一狀態φΧ下，電壓產生單元10將第三端子Pyi和第四端子Py2 設為高阻抗狀態。電壓檢測單元20檢測在第一狀態φΧ下第三端子Pyi上產生的第一面板電壓Vyi和第四端子Py2上產生的第二面板電壓\2。電壓檢測單元20包含A/D轉換器Μ，將檢測到的第一面板電壓Vyi和第二面板電壓Vy2轉換為數位訊號Vyi 』和Vy2』。
電流檢測單元30檢測在第一狀態φχ下包含第一端子Pxl、第一電阻膜RF1、第二端子Px2的路徑中流過的第一面板電流ΙΡΧ。電流檢測單元30包含將第一面板電流IPx轉換為電壓信號的I/V轉換單元32，以及將該電壓信號轉換為數位訊號VP/的A/D轉換器34。運算單元(坐標產生單元)40，至少基於面板電壓Vyi』和VK，中的一個面板電壓以及面板電流VP/的值，判斷用戶接觸了的點PU的X坐標。接著說明用於檢測Y方向的坐標(Y坐標)的結構。電壓產生單元10在第二狀態Cpy下分別對第三端子Pyi和第四端子Py2施加給定的第三偏置電壓Vb3和第四偏置電壓Vb4。此外在第二狀態(py下，電壓產生單元10將第一端子Pxi和第二端子Px2設為高阻抗狀態。第一狀態φχ的第一偏置電壓Vbi和第二狀態cpy的第三偏置電壓Vb3可以是相同的值，也可以是不同的值。下面說明相同的值的情況。對於第二偏置電壓Vb2和第四偏置電壓Vb4也是同樣的。電壓檢測單元20檢測第二狀態(py下第一端子Pxl和第二端子Px2上分別產生的第三面板電壓VX1和第四面板電壓V)(2。A/D轉換器M將檢測到的面板電壓轉換為數位訊號 V和V。在電壓檢測單元20中設有四輸入選擇器23，被輸入面板電壓VX1、\2、VY1、\2。選擇器23在第一狀態φχ下依次選擇面板電壓VY1、VY2，在第二狀態(py下依次選擇面板電壓VX1、
Υχ2。電流檢測單元30檢測第二狀態cpy下包含第三端子Pyi、第二電阻膜RF2、第四端子 Py2的路徑中流過的第二面板電流IPy。I/V轉換單元32將第二面板電流IPy轉換為電壓信號，A/D轉換器34將其轉換為數字值IPy』。運算單元(坐標產生單元)40，至少根據面板電壓Vxi』、Vx2』中的一個面板電壓以及面板電流IPy』的值，判斷用戶接觸了的點PU的Y坐標。以上是控制電路100的整體結構。接著，說明控制電流100的坐標檢測的原理。這裡，對在第一狀態φχ下檢測X坐標時的原理進行說明，但對於Y坐標也是同樣的。圖2的(a)和(b)是分別表示單點觸摸狀態和多點觸摸狀態下的等效電路圖的圖。並且，等價電路中所示出的各電阻實際上是作為分布常數來產生的，但是這裡為了簡潔地描述，只表示了個別的電阻元件。(單點觸摸狀態)參考圖2的(a)。當用戶以一點PU接觸時，第一電阻膜RFl被分割為第一端子Pxi 和點PU之間的電阻Rl1以及點PU和第二端子Px2之間的電阻Rl2。第一電阻膜RFl和第二電阻膜RF2在點PU接觸，其接觸電阻為P。。第二電阻膜RF2的點PU到第三端子Pyi的路徑的電抗為R2。點PU的電位是將偏置電壓Vbl和Vb2由電阻Rl1和Rl2分壓所得的電位，因此表示點PU的X坐標。PU的電位與第三端子Pyi的電壓大致相等。也就是，第三端子Pyi上產生的第一面板電壓Vyi表示點PU的X坐標。由第一面板電壓、推導出X坐標的算法，可以利用公知的技術，在本發明中沒有被特別地限定。從第三端子Pyi觀察控制電路100側所得的阻抗非常高，因此面板電流IPx流過第一端子Pxi、電阻Rlp Rl2、第二端子Px2的路徑。也就是第一端子P5il與第二端子Px2之間的阻抗&按Zs = RlJRl2提供，無論接觸點PU的位置在哪兒，都被認為是固定的，並且與用戶沒有接觸時的阻抗το大致為相同值。
Zs—Zo下面，未特別區分非接觸狀態和單點觸摸狀態的阻抗，而稱為基準阻抗^)。單點觸摸狀態或者非接觸狀態下，從第一端子Pxi流過第二端子Px2的第一面板電流II3X按IPxo = (Vbl-Vb2)/Zo提供，將該面板電流IPxo稱為基準面板電流。(多點接觸狀態)參考圖2的(b)。當用戶以兩點PU1、PU2接觸時，第一電阻膜RFl被分割為第一端子Pxi和點PUl之間的電阻Rl1、點PUl和點PU2之間的電阻Rl2以及點PU2和第二端子 Px2之間的電阻Rl3所。第一電阻膜RFl和第二電阻膜RF2在點PU1、PU2上接觸，其各個接觸電阻為I a、RC2。第二電阻膜RF2上，點PUl和PU2之間的電阻為R21;點PUl到第三端子Pyi的路徑的電阻為R22、點PU2到第三端子Pyi的路徑的電阻為R23。多點觸摸狀態下面板電流IPx通過第一端子Pxi和第二端子Px2之間的合成阻抗Sn 決定。就該合成阻抗Sii和非接觸狀態或單點接觸狀態的阻抗το來說，Zm IPxo的關係成立。也就是，通過監控面板電流IPx，並與基準面板電流IPxo比較，能夠區別多點觸摸狀態和單點觸摸狀態(非接觸狀態)。由於點PU1、PU2的電位是將偏置電壓Vbl和Vb2以電阻Rl^ Rl2、Rl3以及其他電阻成分分壓所得的電位，因此具有分別與點PU1、PU2的X坐標相關。然後，由於第三端子Pyi 上產生的面板電壓Vyi也具有與兩點PU1、PU2相關，所以只要已知處於多點觸摸狀態，那麼基於面板電壓Vyi，能夠估計點PU1、PU2的坐標。進一步地說，基於面板電壓Vyi，通過與單點觸摸狀態相同的算法而確定了的一個 X坐標X3，表示用戶接觸了的點PUl、PU2之間的其中一點的坐標。也就是，將PUl、PU2的真正的X坐標寫為XI、X2時，Xl < X3 Vth W (S106為「是」)，判斷為接觸狀態。接著，由多點觸摸判斷單元42 判斷有無多點觸摸(SllO)。有無多點觸摸，如上述那樣通過將上述面板電流1 和給定的基準電流IPxo相比較來判斷。多點觸摸判斷單元42在1 IPxo時(S108為「是」)，判斷為多點觸摸，並將該判斷結果通知給距離運算單元44和坐標產生單元48。當判斷為多點觸摸時，距離運算單元44確定2點PU1、PU2之間的距離Δ X (Si 12)。本發明人認識到，在兩點PUl和PU2之間的距離Δ X和面板電流1 之間有相關關係。也就是，當兩點間的距離ΔΧ為零時，與單點觸摸相同，所以面板電流IPx與基準電流IPxo大致相同。圖4的(a)和(b)是表示多點觸摸狀態下的面板電流和點之間的關係的圖。隨著兩點間的距離ΔΧ變大，並聯連接的電阻Rl2和R2i之間的距離變長，所以第一端子Pxi和第二端子P5i2間的合成阻抗SiI下降，面板電流II3X隨著該下降而不斷增大。當兩點間的距離Δ X達到面板的X軸方向的長度Lx時，面板電流1 成為最小值IPxmin。也就是，面板電流1 與兩點間的距離ΔΧ以一對一方式對應。換言之，面板電流 1 和基準電流IPxo的差(II3x-II3x0)與距離ΔΧ以一對一方式對應。圖4的(a)是表示差電流(ΙΙ^-Π^ο)與距離ΔΧ之間的關係的圖。圖4的(a)所示的特性，可以對每個觸摸面板4預先測定，或者也可以通過仿真而導出。表46存儲了(ΙΙ^-Π^ο)與距離Δ X之間的關係。距離運算單元44基於面板電流IPx，通過參考表46，確定對應的距離Δ X，並輸出到坐標產生單元48。並且，也可以事先存儲圖4的(a)的特性的近似式，通過運算來算出距離Δ X，從而代替表46。坐標產生單元48接受表示距離ΔΧ的數據以及面板電壓VY1。坐標產生單元48 利用與單點觸摸相同的算法或者與其不相同的算法，算出面板電壓Vyi所對應的X坐標X3。 然後，將該X坐標X3設為兩點的中心坐標(S114)。坐標產生單元48通過將中心坐標X3和與兩點的坐標間隔Δ X對應的值(這裡為一半)Δ Χ/2相加，確定兩點中的一個點的X坐標χ2，通過從中心坐標Χ3中減去與兩點的坐標間隔Δ X對應的值Δ Χ/2，確定兩點中的另一個點的X坐標Xl (Si 16)。圖4的(b)表示該處理。然後，返回到步驟S100。再次參考步驟S106，當Vyi < Vth時(S106為「否」)，坐標產生單元48判定為非接觸狀態。接著，在步驟S104中，多點觸摸判斷單元42利用測定所得的面板電流1 更新基準面板電流IPxo(SIOS)。然後，返回到步驟S100。通過同樣的處理，判斷Y坐標。以上是控制電路100的具體處理的流程。根據輸入裝置2，能夠適當地判別單點觸摸和多點觸摸，能夠產生各個狀態下的點的坐標。而且，實施方式的輸入裝置2具有以下的優點。在步驟S108中，通過更新基準面板電流11^X0，能夠降低觸摸面板4的老化和溫度變動的影響。並且，在按照劣化和溫度變動，改變第一電阻膜RF1、第二電阻膜RF2以及它們的接觸電阻的值時，基準電流IPxo隨之改變。因此，當固定地使用IPxo時，成為多點觸摸的誤檢測的原因，或者在兩點間的距離ΔΧ上產生誤差。對此，在處理的過程中，通過更新基準電流IPxo，能夠適當地解決這樣的問題。此外，在多點觸摸狀態下，在確定兩點間的距離ΔΧ時，使用差電流(Px-II^xo)具有以下的優點。如上所述，面板的阻抗隨著老化、或者溫度變動而變化，因此在觸摸了同一坐標時的面板電流IPx的值也會變化。因此，只要算出差電流，就能夠降低老化和溫度變動的影響，可以進行正確的坐標檢測。圖5是表示圖1的電流檢測單元30的結構示例的電路圖。電流檢測單元30包含檢測電阻Rsx、Rsy、旁路開關SWlx、SWly以及選擇器36、A/D轉換器；34。檢測電阻RsX、Rsy 與圖1的I/V轉換單元32對應。檢測電阻Rsx、旁路開關SWlx用於X軸方向的坐標檢測，檢測電阻Rsy、旁路開關 SWly用於Y軸方向的坐標檢測。關於X軸和Y軸，由於結構上相同，因此這裡對於X軸方向進行說明。將檢測電阻Rsx設置在包含第一端子Pxi、第一電阻膜RF1、第二端子Px2的路徑的延長線上。具體地說，檢測電阻Rsx的一端被接地而電位被固定，另一端連接到第二端子
Pcx2 。旁路開關SWlx與對應的檢測電阻Rsx並聯地設置。具體地，旁路開關SWlx的一端被接地，其另一端與第二端子Pcx2連接。在由電壓檢測單元20檢測面板電壓、時，旁路開關SWlx接通(on)。這時，檢測電阻Rsx不對觸摸面板4的合成阻抗產生影響，所以能夠測定正確的面板電壓VY1。在由電流檢測單元30檢測面板電流IPx時，旁路開關SWlx關斷(off)。於是，在檢測電阻Rsx上產生與面板電流1 成比例的電壓降(RsxX IPx)。選擇器36檢測X軸方向的坐標時，端子(0)側接通，檢測Y軸方向的坐標時，端子(1)側接通。檢測電阻Rsx的電壓降通過A/D轉換器34轉換為數字值。該數字值取與面板電流1 對應的值。再有，當第二偏置電壓Vb2為接地電壓時，旁路開關SWlx可以具有作為電壓產生單元10的功能。也就是說，在第二端子P5i2上施加第二偏置電壓孫2時，接通旁路開關SWlx 即可。旁路開關SWly也是同樣的。在通過上述方法或其他的方法求出多點觸摸時的兩點PU1、PU2的坐標時，會產生在下面說明的重影的問題。圖6的(a)和(b)是用於說明重影的圖。此時，假設用戶觸摸了圖6的(a)所示的兩點PU1、PU2。於是，根據第一狀態φχ，算出兩點PU1、PU2的中點PU3 的X坐標Χ3，接著計算兩點的X坐標XI、Χ2。接著，在第二狀態cpy中，算出中點PU3的Y坐標TO，接著，計算兩點的Y坐標Yl、 Υ2。這時，將Yl分配給點PU1，Υ2分配給點PU2，如圖6的(a)那樣計算正確的坐標。但是，在將兩點的Y坐標Yl分配給點PU2，將Y2分配給點PUl時，如圖6的(b)所示，會計算錯誤的坐標。這是因為，在電阻膜式的觸摸面板4中，獨立地獲取兩點的X坐標和兩點的Y坐標，存在著它們的多個組合。也就是說，獲取xl、x2作為兩點的X坐標，獲取yl、y2作為兩點的Y坐標時，可能存在以下的四個組合。例如，組合1和4提供了兩點的正確的坐標，但組合2和3提供了兩點的錯誤的坐標。組合1. PUl = (xl，yl)，PU2 = (x2, y2)組合2. PUl = (xl, y2)，PU2 = (x2，yl)組合3. PUl = (x2，yl)，PU2 = (xl, y2)組合4. PUl = (x2, y2)，PU2 = (xl, yl)在本實施方式中，為了解決該問題，利用第一面板電壓、和第二面板電壓Vre兩者。圖7的(a)和(b)是表示第一面板電壓和第二面板電壓^2之間的關係的圖。如圖 7的(a)所示，將第一點PUl固定，並使第二點PU2如P2A、P2B、P&那樣改變。圖7的(b) 表示此時第一面板電壓Vyi和第二面板電壓、。如圖7的(b)所示，在Y2> Yl的時候，Vyi > Vy2成立，在Υ2 < Yl的時候，Vyi < Vy2成立。即，能夠按照第一面板電壓Vyi和第二面板電壓、之間的大小關係，一致地確定第一點PUl和第二點PU2的Y坐標的大小關係。再有，如果第一偏置電壓Vbl和第二偏置電壓Vb2的大小關係相反，不必說，不等式的方向也相反。圖8是表示實施方式的坐標產生單元48的結構示例的方框圖。圖9是表示坐標產生單元48的處理的流程圖。坐標產生單元48包含X坐標虛擬確定單元50、Y坐標虛擬確定單元52、坐標確定單元M、差算出單元56、坐標分配單元58。X坐標虛擬確定單元50和Y坐標虛擬確定單元52通過上述或其他的算法，虛擬確定用戶接觸了的兩點的一對X坐標(xl、x2)和一對Y坐標(yl、y2)。這裡，假設xl <x2， yl Vy2時(S202為「是」)，一個點的坐標(XI，Yl)被確定為Xl = xl，Yl = yl，另一個點的坐標(X2，Y2)被確定為X2 = x2, Y2 = y2。在Vyi < Vy2時(S202為「否」)，一個點的坐標(XI，Yl)被確定為Xl = xl, Yl = y2，另一個點的坐標(X2，Y2)被確定為X2 = x2, Y2 = yl。通過坐標確定單元M，能夠從上述組合1 4中除去與重影對應的兩個組合。這裡，有時要互相區別多點觸摸的兩點的情況。例如在繪圖軟體(draw soft)中， 在觸摸了第一點的狀態下，通過移動第二點進行繪圖時，不允許第一點和第二點交換。因此，坐標產生單元48在當前正確定的兩點中，將距離上次確定的第一點PU1，(X1，、X2，)近的一個點作為當前的第一點PU1，遠的一個點作為當前的第二點PU2。通過這種處理，能夠防止第一點和第二點在中途進行交換。下面說明差算出單元 56的具體處理。差算出單元56算出第一差數據 第四差數據Δ Y^ Δ I、Δ X^ Δ & (圖9的S208)。


權利要求
1.一種觸摸面板的控制方法，該觸摸面板具有第一端子、第二端子、第三端子、第四端子；第一電阻膜，其在第一方向上延伸的一邊和上述第一端子連接，與該邊相對的邊和上述第二端子連接；以及第二電阻膜，其與上述第一電阻膜隔開一定間隔地配置，與上述第一方向垂直的第二方向上延伸的一邊和上述第三端子連接，與該邊相對的邊和上述第四端子連接，其特徵在於，該方法包括分別對上述第一端子、第二端子施加給定的第一偏置電壓、第二偏置電壓的步驟； 檢測在上述第三端子、第四端子上分別產生的第一面板電壓、第二面板電壓的步驟； 檢測在包含上述第一端子、上述第一電阻膜和上述第二端子的路徑中流過的第一面板電流的步驟；至少基於上述第一面板電壓、第二面板電壓中的一個面板電壓以及上述第一面板電流，虛擬確定用戶接觸了的點的上述第二方向的坐標的步驟；分別對上述第三端子、第四端子施加給定的第三偏置電壓、第四偏置電壓的步驟； 檢測在上述第一端子、第二端子的一個端子上產生的第三面板電壓的步驟； 檢測在包含上述第三端子、上述第二電阻膜和上述第四端子的路徑上流過的第二面板電流的步驟；至少基於上述第三面板電壓和上述第二面板電流，虛擬確定用戶接觸了的點的上述第一方向的坐標的步驟；以及當用戶同時接觸兩點時，通過將虛擬確定了的兩個上述第二方向的坐標和虛擬確定了的兩個上述第一方向的坐標，按照上述第一面板電壓和上述第二面板電壓之間的大小關係組合，確定上述兩點的坐標的步驟。
2.根據權利要求1記載的方法，其特徵在於，在將上述兩點以第一點和第二點區別時，在確定上述兩點坐標的步驟中，在當前確定的上述兩點中，距上次確定了的上述第一點近的一個點作為當前的上述第一點，距上次確定了的上述第一點遠的一個點確定為當前的第二點。
3.根據權利要求2記載的方法，其特徵在於， 確定上述兩點的坐標的步驟包含算出與上次確定了的上述第一點的第一方向的坐標和當前的兩點中的一個點的第一方向的坐標之間的差對應的第一差數據的步驟；算出與上次確定了的上述第一點的第一方向的坐標和當前的兩點中的另一個點的第一方向的坐標之間的差對應的第二差數據的步驟；以及按照上述第一差數據和第二差數據之間的大小關係，將上述兩點分配為上述第一點和上述第二點的步驟。
4.根據權利要求2記載的方法，其特徵在於， 確定上述兩點的坐標的步驟包含算出與上次確定了的上述第一點的第二方向的坐標和當前的兩點中的一個點的第二方向的坐標之間的差對應的第三差數據的步驟；算出與上次確定了的上述第一點的第二方向的坐標和當前的兩點中的另一個點的第二方向的坐標之間的差對應的第四差數據的步驟；以及按照上述第三差數據和第四差數據之間的大小關係，將上述兩點分配為上述第一點和上述第二點的步驟。
5.根據權利要求2記載的方法，其特徵在於， 確定上述兩點的坐標的步驟包含算出與上次確定了的上述第一點的第一方向的坐標和當前的兩點中的一個點的第一方向的坐標之間的差對應的第一差數據的步驟；算出與上次確定了的上述第一點的第一方向的坐標和當前的兩點中的另一個點的第一方向的坐標之間的差對應的第二差數據的步驟；算出與上次確定了的上述第一點的第二方向的坐標和當前的兩點中的一個點的第二方向的坐標之間的差對應的第三差數據的步驟；算出與上次確定了的上述第一點的第二方向的坐標和當前的兩點中的另一個點的第二方向的坐標之間的差對應的第四差數據的步驟；算出與上述第一差數據和上述第二差數據對應的第五差數據的步驟； 算出與上述第三差數據和上述第四差數據對應的第六差數據的步驟；以及在上述第五差數據大於上述第六差數據時，按照上述第一差數據、第二差數據之間的大小關係，將上述兩點分配為上述第一點和上述第二點，在上述第六差數據大於上述第五差數據時，按照上述第三差數據、第四差數據之間的大小關係，將上述兩點分配為上述第一點和上述第二點的步驟。
6.根據權利要求1至5任一項記載的方法，其特徵在於，在虛擬確定上述第二方向的坐標的步驟中包含在上述第一面板電流的值大於給定的值時，判定為用戶接觸了多個點的步驟；在虛擬確定上述第一方向的坐標的步驟中，包含在上述第二面板電流的值大於給定的值時，判定為用戶接觸了多個點的步驟。
7.根據權利要求1至5任一項記載的方法，其特徵在於， 虛擬確定上述第二方向的坐標的步驟包括根據上述第一面板電流的值確定上述兩點的上述第二方向的坐標間隔的步驟； 根據上述第一面板電壓、第二面板電壓中的至少一個面板電壓，確定上述兩點的上述第二方向的中心坐標的步驟；以及將上述中心坐標和對應於上述兩點的坐標間隔的值相加，確定上述兩點中的一個點的上述第二方向的坐標，從上述中心坐標中減去對應於上述兩點的坐標間隔的值，確定上述兩點中的另一個點的上述第二方向的坐標的步驟， 虛擬確定上述第一方向的坐標的步驟包括根據上述第二面板電流的值確定上述兩點的上述第一方向的坐標間隔的步驟； 至少根據上述第三面板電壓，確定上述兩點的上述第一方向的中心坐標的步驟；以及將上述中心坐標和對應於上述兩點的坐標間隔的值相加，確定上述兩點中的一個點的上述第一方向的坐標，從上述中心坐標中減去對應於上述兩點的坐標間隔的值，確定上述兩點中的另一個點的上述第一方向的坐標的步驟。
8.—種控制電路，該控制電路是觸摸面板的控制電路，該觸摸面板具有第一端子、第二端子、第三端子、第四端子；第一電阻膜，其在第一方向上延伸的一邊和上述第一端子連接，與該邊相對的邊和上述第二端子連接；第二電阻膜，其與上述第一電阻膜隔開一定間隔地配置，與上述第一方向垂直的第二方向上延伸的一邊和上述第三端子連接，與該邊相對的邊和上述第四端子連接，其特徵在於，該控制電路包括電壓產生單元，其在第一狀態下，分別對上述第一端子、第二端子施加所定的第一偏置電壓、第二偏置電壓，其在第二狀態下，分別對上述第三端子、第四端子施加第三偏置電壓、 第四偏置電壓；電壓檢測單元，其在上述第一狀態下檢測分別在上述第三端子、第四端子上分別產生的第一面板電壓、第二面板電壓，其在上述第二狀態下檢測上述第三端子、第四端子的其中一個端子上產生的第三面板電壓；電流檢測單元，其在上述第一狀態下檢測在包含上述第一端子、上述第一電阻膜、上述第二端子的路徑中流過的第一面板電流，其在上述第二狀態下檢測在包含上述第三端子、 上述第二電阻膜、上述第四端子的路徑中流過的第二面板電流；以及坐標產生單元，其在上述第一狀態下，至少基於上述第一面板電壓、第二面板電壓中的一個板電壓中以及上述第一面板電流的值，虛擬確定用戶接觸了的點的上述第二方向的坐標，其在上述第二狀態下，至少基於上述第三面板電壓和上述第二面板電流，虛擬確定用戶接觸了的點的上述第一方向的坐標，當用戶同時接觸第一點和第二點兩點時，通過將虛擬確定了的兩個上述第二方向的坐標和虛擬確定了的兩個上述第一方向的坐標，按照上述第一面板電壓和上述第二面板電壓之間的大小關係組合，確定上述第一點和上述第二點的坐標。
9.根據權利要求8記載的控制電路，其特徵在於，在將上述兩點以第一點和第二點相區別時，上述坐標產生單元在當前確定的上述兩點中，將距上次確定了的上述第一點近的一個點作為當前的上述第一點，將遠的一個點確定為當前的第二點。
10.根據權利要求9記載的控制電路，其特徵在於，上述坐標產生單元包含差算出單元，算出與上次確定了的上述第一點的第一方向的坐標和當前的兩點中的一個點的第一方向的坐標之間的差對應的第一差數據，以及算出與上次確定了的上述第一點的第一方向的坐標和當前的兩點中的另一個點的第一方向的坐標之間的差對應的第二差數據；以及坐標分配單元，按照上述第一差數據和第二差數據之間的大小關係，將上述兩點分配為上述第一點和上述第二點。
11.根據權利要求9記載的控制電路，其特徵在於，上述坐標產生單元包含差算出單元，其算出與上次確定了的上述第一點的第二方向的坐標和當前的兩點中的一個點的第二方向的坐標之間的差對應的第三差數據，以及算出與上次確定了的上述第一點的第二方向的坐標和當前的兩點中的另一個點的第二方向的坐標之間的差對應的第四差數據；以及坐標分配單元，按照上述第三差數據和第四差數據之間的大小關係，將上述兩點分配為上述第一點和上述第二點。
12.根據權利要求9記載的控制電路，其特徵在於，上述坐標產生單元包含差算出單元，算出與上次確定了的上述第一點的第一方向的坐標和當前的兩點中的一個點的第一方向的坐標之間的差對應的第一差數據，算出與上次確定了的上述第一點的第一方向的坐標和當前的兩點中的另一個點的第一方向的坐標之間的差對應的第二差數據， 算出上次確定了的上述第一點的第二方向的坐標和當前的兩點中的一個點的第二方向的坐標之間的差對應的第三差數據，以及算出上次確定了的上述第一點的第二方向的坐標和當前的兩點中的另一個點的第二方向的坐標之間的差對應的第四差數據；以及坐標分配單元，在上述第五差數據大於上述第六差數據時，按照上述第一差數據、第二差數據之間的大小關係，將上述兩點分配為上述第一點和上述第二點，在上述第六差數據大於上述第五差數據時，按照上述第三差數據、第四差數據之間的大小關係，將上述兩點分配為上述第一點和上述第二點。
13.一種觸摸面板輸入裝置，其特徵在於，具有觸摸面板和控制上述觸摸面板的權利要求8至12任一項所記載的上述控制電路，所述觸摸面板包括第一端子、第二端子、第三端子、第四端子；第一電阻膜，其在第一方向上延伸的一邊和上述第一端子連接，與該邊相對的邊和上述第二端子連接；第二電阻膜，其與上述第一電阻膜隔開一定間隔地配置，與上述第一方向垂直的第二方向上延伸的一邊和上述第三端子連接，與該邊相對的邊和上述第四端子連接。
14.一種電子機器，其特徵在於，其具備權利要求13記載的觸摸面板輸入裝置。
全文摘要
本發明提供可以正確地檢測同時接觸了多個點的坐標的觸摸面板的控制電路、控制方法。坐標產生單元(48)在第一狀態下，至少基於第一面板電壓(VY1)、第二面板電壓(VY2)中的一個以及第一面板電流(IPx)的值，虛擬確定用戶接觸到的點的X坐標，在第二狀態下，至少基於第三面板電壓(Vx1)和第二面板電流(IPy)，虛擬確定用戶接觸了的點的Y坐標。坐標產生單元(48)在用戶同時接觸第一點和第二點的兩點時，通過將虛擬確定了的兩個X坐標和虛擬確定的兩個Y坐標，按照第一面板電壓(VY1)和第二面板電壓(VY2)之間的大小關係組合，確定第一點(PU1)和第二點(PU2)的坐標。
文檔編號G06F3/045GK102214052SQ20111011333
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月1日 優先權日2010年4月1日
發明者夛田尚樹 申請人:羅姆股份有限公司