(57)【要約】      （修正有） 【課題】容量式タッチ・コントロ−ル感応装置の検出範囲及び感度を向上する。【解決手段】タッチ・コントロール感応装置の判読方法であって、その中該タッチ・コントロール感応装置はタッチ・コントロール・パッド及びメモリを備え、且つ該タッチ・コントロール・パッドは少くとも一等価容量に接続しており、（ａ）各該等価容量に対して充電を行うことにより少くとも一電位基準値を得るステップと、（ｂ）各該電位基準値を該メモリに記憶するステップと、（ｃ）該タッチ・コントロール・パッドにタッチするステップと、（ｄ）該タッチ・コントロール・パッドを走査することにより各個の該等価容量の少くとも一電位変動値を得るステップと、（ｅ）各該電位基準値及び各該電位基準値に相対する各該電位変動値を比較することにより、該タッチ・コントロール・パッド上のどの点がタッチされたかを判読するステップと、を備えてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチ・コントロール感応装置の判読方法であって、その中前記タッチ・コントロール感応装置はタッチ・コントロール・パッド及びメモリを備え、且つ前記タッチ・コントロール・パッドは少なくとも一等価容量に接続しており、
（ａ）各前記等価容量に対して充電を行うことにより少なくとも一電位基準値を得るステップと、
（ｂ）各電位基準値を前記メモリに記憶するステップと、
（ｃ）前記タッチ・コントロール・パッドにタッチするステップと、
（ｄ）前記タッチ・コントロール・パッドを走査することにより各個の前記等価容量の少なくとも一電位変動値を得るステップと、
（ｅ）各前記電位基準値及び各該電位基準値に相対する各前記電位変動値を比較することにより、前記タッチ・コントロール・パッド上のどの点がタッチされたかを判読するステップと、
を備えてなる判読方法。
【請求項２】
前記タッチ・コントロール感応装置はさらに積分器を備え、且つステップ（ａ）はさらに
（ａ１）第１のパルスを各前記等価容量に提供してそれに第１のエネルギーを感応させるステップと、
（ａ２）前記第１のエネルギーを前記積分器に記憶するステップと、
（ａ３）前記積分器の第１の出力波形を増幅すると共に第１のディジタル信号に変換するステップと、
（ａ４）前記第１のディジタル信号に一比例数を掛けて前記電位基準値を得るステップと、
を備えてなり、その中前記ステップ（ａ４）の前記比例数は使用者より指定して自由にタッチ・コントロール感度の高低を調整する請求項１記載の判読方法。
【請求項３】
前記ステップ（ｂ）はさらに前記積分器中の前記エネルギーをクリアするステップを備えてなる請求項１記載の判読方法。
【請求項４】
ステップ（ｃ）及びステップ（ｄ）の間はさらに、
（ｃ１）第２のパルスを各前記等価容量に提供してそれに第２のエネルギーを感応させるステップと、
（ｃ２）前記第２のエネルギーを前記積分器に記憶するステップと、
（ｃ３）前記積分器の第２の出力波形を増幅すると共に第２のディジタル信号に変換するステップとを備えてなり、その中該第２のディジタル信号は前記電位変動値である、
請求項１記載の判読方法。
【請求項５】
前記タッチ・コントロール感応装置はいずれも各ステップを制御するマイクロコントローラ（ＭＣＵ）を備え、及び／又は
前記タッチ・コントロール感応装置が備える前記メモリ及び前記積分器はマイクロコントローラ（ＭＣＵ）中に整合する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の判読方法。
【請求項６】
前記メモリはＲＡＭ（random access memory）である請求項１記載の判読方法。
【請求項７】
タッチ・コントロール感応装置の判読方法であって、その中前記タッチ・コントロール感応装置は少なくとも一キー及び一メモリを備え、且つ各前記キーは容量に接続しており、
（ａ）各前記容量に対して充電を行うことにより少なくとも一電位基準値を得るステップと、
（ｂ）各電位基準値を前記メモリに記憶するステップと、
（ｃ）少なくとも一前記キーにタッチするステップと、
（ｄ）各前記キーを走査することにより各個の前記容量の電位変動値を得るステップと、
（ｅ）各前記電位基準値及び各該電位基準値に相対する各前記電位変動値を比較することにより、どのキーがタッチされたかを判読するステップと、
を備えてなる判読方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタッチ・コントロール感応装置の判読方法に関し、特に、容量式タッチ・コントロール感応装置の判読方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般のタッチ・コントロール感応装置は系統上抵抗式及び容量式の２種に分けることができる。常用の容量式タッチ・コントロール感応装置について言えば、装置上のどのキーがタッチされたかを知るためには、通常装置の起動時に、先ずあるキーの電位エネルギーに対して記録を行い、しかる後再び該電位数値を利用してその他の等価容量を有するキー・スイッチの電位エネルギーの数値と比較を行い、もし該数値より低ければ、系統は該キーが押されたと判断し、反対に該数値より高いか又は等しければ、系統は相手にしない。
【０００３】
また、実際の回路素子の作動について言えば、先ず、該感応装置は連続パルスをある一個のキーの容量素子又は等価容量を有するタッチ・コントロール・パッドに送り、そして該容量素子及び該等価容量の他端は積分器に接続して該連続パルスに対してエネルギーを蓄積し、該連続パルスの伝送が完了した後、積分された波形は増幅されてディジタル信号に変換する。最後に該ディジタル信号はメモリ中に記憶され、記憶された数値はバイアス・レベルであり、そして、連続的に感応装置のタッチ・コントロール感応区を走査すればよく、感応区上の各点の積分電位が増幅及びディジタル信号に変換された後、前に記録されたバイアス・レベルと数値の比較を行う。そしてタッチ・コントロール感応区上の各点の数値が本来のバイアス・レベルより低い場合、該感応装置はどの点がタッチされたかを判断することができる。
【０００４】
この種の伝統的な方法は占用された系統メモリは非常に少ないが、もし該タッチ・コントロール感応装置が使用数量が莫大のキーを必要とする場合、多くのカップリング容量の容量値誤差又はタッチ・コントロール・パッド上の等価容量の誤差のために、装置の感度及び検出範囲が厳重な影響を受けてしまうことになる。したがって、該方法はキー量の少ない系統方面に応用すれば影響を生じがたいが、もし多くのキーを有するタッチ・コントロール感応装置に使用されると、各点の等価容量に蓄積されたエネルギーが不均一なために、検出範囲及び感度が向上できない事態に落ちてしまう。
【０００５】
この欠陥を改善するために、伝統上いずれもカップリング容量及びタッチ・コントロール・パッド上の等価容量に対して改善を図ったが、今に至るまでなお以下の２難題を克服できなかった。
（１）各容量の容量値の標示は同一であるが、各容量は製造の過程においていくらかの誤差のために容量値もいくらか異なってくるので、時間及び電流を一定の条件下に保持するに必要な電圧もいくらか違ってしまう。したがって、この点から改善しようとすれば、先ず各容量に対して測量を行わなければならない。
【０００６】
（２）回路板上で設計されたタッチ・コントロール・パッドが有する等価容量は、洗板の過程において銅箔又は回路板材の厚さが不均一なために、タッチ・コントロール・パッドに形成された等価容量の容量値もいくらか違ってくる。したがって、もし充填した電位エネルギーを同一にしようとする場合、タッチ・コントロール・パッドの等価容量を調整して、容量値を同一に達しさせてこそ始めて可能である。
【０００７】
したがって本発明人は上記先行技術の欠点に鑑み、鋭意テスト及び研究を重ねたところ、ついに本発明の「タッチ・コントロール感応装置の判読方法」を案出した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の主たる目的は容量式タッチ・コントロール感応装置の検出範囲及び感度を向上することにある。
本発明の次の目的は容量式タッチ・コントロール感応装置が多くのキーのタッチ・コントロール感応検出を行うのを促進し、且つ、外部素子の電性的非理想化又はタッチ・コントロール・パッドの等価容量の不均一のために影響を受けることがないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の主たるアイディアはタッチ・コントロール感応装置に必要な各点キーの等価容量が蓄積したエネルギーを全部メモリ中に記憶し、今回記憶された数値が前回といくらか違っていれば、タッチ・コントロール感応装置は何点のキーが押されたかを知ると共に、マイクロコントローラより行った各回の記録値がどの程度より低ければ動作反応が発生するかを制御することができる。
【００１０】
本発明の主たるアイディアによるタッチ・コントロール感応装置の判読方法が提出され、該タッチ・コントロールはタッチ・コントロール・パッド及びメモリを備え、且つ該タッチ・コントロール・パッドは少なくとも一等価容量に接続され、該判読方法は、（ａ）各該等価容量に対して充電を行うことにより少なくとも一電位基準値を得るステップと、（ｂ）各該電位基準値を該メモリに記憶するステップと、（ｃ）該タッチ・コントロール・パッドにタッチするステップと、（ｄ）各該キーを走査することにより各該等価容量の少なくとも一電位変動値を得るステップと、（ｅ）各該電位基準値と各該電位基準値に相対する各該電位変動値とを比較して、該タッチ・コントロール・パッド上のどの点がタッチされたかを判読するステップとを備えてなる。
【００１１】
本発明の主たるアイディアによる他のタッチ・コントロール感応装置の判読方法が提出され、その中該タッチ・コントロール感応装置は少なくとも一キー及び一メモリを備え、且つ各該キーは容量に接続され、該判読方法は（ａ）各該容量に対して充電を行うことにより少なくとも一電位基準値を得るステップと、（ｂ）各該電位基準値を該メモリに記憶するステップと、（ｃ）少なくとも一該キーをタッチするステップと、（ｄ）各該キーを走査することにより各該容量の電位変動値を得るステップと、（ｅ）各該電位基準値と各該電位基準値に相対する各該電位変動値とを比較して、どのキーがタッチされたかを判読するステップとを備えてなる。
【００１２】
本発明は添付の図面を参照しながら詳細に説明することにより一層深く理解できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の採取の根拠となる原理は、先ず各キーの充電値を電位基準値として記憶することにより、各点のキーがタッチされた後電位変動の比較を提供し、手が接触した時、キー上の電荷エネルギーは指に吸引され、この時キーの充電電位値は理論上本来の充電電位基準値よりも低いはずであるので、この時マイクロコントローラはキー中のどの点のキーが押されたかを判断することができる。
【００１４】
図１の本発明の実施例のフロー・チャート及び信号波形図を参照しながら説明する。
マイクロコントローラ系統動作のフローにおいて大約（１）電位基準値の蓄積段階及び（２）キー走査段階等の２段階に分けられる。
（１）電位基準値の蓄積段階
ａ．先ずマイクロコントローラの出力端より第１の連続パルスをタッチ・コントロール・パッドの等価容量、又はあらゆるキーの容量上に出力する。
【００１５】
ｂ．第１のパルスは等価容量又はキーの容量を経由して他端より第１のエネルギーを感応し、積分器中に記憶する。
ｃ．積分器により出力された第１の波形を演算アンプに入力して信号増幅を行う。
ｄ．演算アンプの出力がアナログ／ディジタル変換回路より第１のディジタル信号に変換した後、この値に一定の比例数（例えば９５％又は９０％、ここで一定の比例数をかけるのは自由に感度の高低を制御できるようにするためであり、比例数の設定が低ければ低いほどタッチ・コントロールの感度はそれにつれて下降する；もし設定が高すぎると一寸の干渉のためにマイクロコントローラの誤判の状況が出現する可能性があり、したがって外部電器の機構について調整を行い、最適なタッチ・コントロールの範囲に達する）を掛けた後、電位基準値として再びメモリ中に記憶して、各点の後続走査の用に提供し、最後に積分器上の該キーの電荷を釈放する。
【００１６】
ｅ．あらゆるタッチ・コントロール・パッド又はキーの容量の電位基準値を全部メモリ中に記憶した後、次のキー走査段階に進み、使用者がキー又はタッチ・コントロール・パッドにタッチするのを待つ。
（２）キー走査段階
使用者がキー又はタッチ・コントロール・パッドにタッチした後キー走査段階に進み、開始段階の動作は電位基準値の蓄積段階のステップａ〜ステップｄと同一である。
【００１７】
ｆ．先ずマイクロコントローラの出力端より第２の連続パルスを該タッチ・コントロール・パッドの等価容量又はあらゆるキーの容量上に出力する。
ｇ．該第２のパルスは等価容量又はキーの容量を経由した後他端より第２のエネルギーを感応して積分器中に記憶される。
【００１８】
ｈ．積分器により出力された第２の波形を演算アンプに入力して信号増幅を進行する。
ｉ．演算アンプの出力がアナログ／ディジタル変換回路を経由して第２のディジタル信号に変換された後、該第２のディジタル信号は該キー又はタッチ・コントロール・パッドが使用者にタッチされた後の電位変動値である。
【００１９】
ｊ．該電位変動値をメモリ中の該電位基準値と比較を行い；該電位変動値が該電位基準値より低いと、誰かが該キー又はタッチ・コントロール・パッドをタッチしたことを表わし、マイクロコントローラは座標値を送出すると共に、継続的に次のキーを走査し、反対に、もし該キー又はタッチ・コントロール・パッドの電位変動値が電位基準値に等しいか又はより大きければ、誰もキーをタッチしていないことを表わし、マイクロコントローラは相手にせず、継続的に次のキーを走査する。
【００２０】
本発明に使用される該メモリはＲＡＭ（random access memory）であってもよく、系統が断電又はリセット・スイッチが起動すると、マイクロコントローラは新たに計算しなければならないと共に、電位基準値を蓄積する。
本発明により採用された容量式タッチ・コントロール感応装置の判読方法は図２（ａ）及び図２（ｂ）等の２種により検出される。それはいずれも目前市場に最も常用されている方式であり、その中、図２（ａ）は容量をタッチ・コントロール・パッド上に設計して回路板に多くの等価容量を生じさせ、そして図２（ｂ）は各キーに直接一個の容量素子を接続して電荷カップリングを行う図である。図２（ａ）における各等価容量は各種の形状、例えば図３に示すくし (ジグザグ) 型、へび型及びらせん型等がある。しかし本発明の判読方法は図中の等価容量の形状にこだわる必要がなく、所要の感度に達することができる。
【００２１】
図４ないし図７は実際の信号波形図であり、これらについて説明する。容量式タッチ・コントロール感応装置が起動後先ず電位基準値の蓄積段階に進む。この段階の目的はあらゆるキーの基本電位エネルギーを記憶することにあり、且つ各点に電位を供給して比較を行い、電位基準値の蓄積段階において連続的にパルスを生じ容量素子又は等価容量に与える（図４参照）。充電時間区域及び放電時間区域において容量素子又は等価容量の他端は電荷エネルギーの強弱を感応すると共に、それを積分器に入力する（図５参照）。積分器の出力はジグザグ波形状の波形に類似し、その中、積分器の出力の信号振幅は過度に小さいので、演算アンプにより信号を増強しなければならない（図６参照）。最後に、アナログ／ディジタル回路を経過して図７のディジタル信号に変換した後、マイクロコントローラはこの値に一比例数を掛け一電位変動値になる（この比例数は将来キー走査段階に進んだ時に各キーの最低起動電位条件は何かを明確に知るためにある）、最後に、この電位変動値はメモリに記憶される。
【００２２】
電位基準値の段階が完成した後、キー走査段階に進み、この段階の各キーの走査後同様に積分器、演算アンプ及びアナログ／ディジタル変換回路の処理プログラムを経由する。そしてディジタル信号に転じて電位変動値を得た後、それを該キーの電位基準値と比較を行った後、もし該電位変動値が該電位基準値より低ければ、マイクロコントローラはこのキーは既に押されたと判断し、最後に入力／出力端（Ｉ／Ｏ）よりキーの座標を出力する。
【００２３】
上記実施例におけるマイクロコントローラはメモリ及び積分器と別々に設置した方式で本発明の目的を達成しているが、実際の製作において又メモリ及び積分器をマイクロコントローラ中に整合して本発明の目的を達成することもできる。
要するに本発明のタッチ・コントロール感応装置の判読方法は大幅に容量式感応装置の感応範囲及び感度を増加することができ、同時にタッチ・コントロール・キーのタイプ及び数量上において、各種の弾性的設計及び変化を行うことができ、外部素子の非理想化又はタッチ・コントロール・パッドの等価容量の不均一のために影響を受けることがない。
【００２４】
上記実施の形態は本発明をより具体的に説明するために挙げたもので、当然本発明の技術的思想にこれに限定されず、添付のクレームを逸脱しないかぎり、当業者による単純な設計変更、付加、修飾、置換等はいずれも本発明の技術的範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例のフロー・チャート及び信号波形図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は本発明の第１種の容量式タッチ・コントロール感応装置の構造見取図である。
【図３】本発明の第２種の容量式タッチ・コントロール感応装置の構造見取図である。
【図４】本発明の第１の連続パルスを容量に伝送した信号波形図である。
【図５】本発明の積分器の入力／出力信号波形図である。
【図６】本発明の演算アンプの出力信号波形図である。
【図７】本発明のアナログ／ディジタル変換器の出力信号波形図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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