(57)【要約】【課題】タッチパネル検出回路を提供する。【解決手段】タッチパネル検出回路は、対象が接近するときに第１方向信号ラインと誘電体によって第１方向信号ラインから分離された第２方向信号ラインの間に形成される結合コンデンサの電圧変化を検出する。検出回路は信号ラインにおける寄生容量効果を除去して、検出する際の増幅器のための電荷を急速に蓄積し、それによって検出回路の動作速度を上げる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象が接近するときに第１方向信号ラインと第１方向信号ラインから分離された第２方向信号ラインの間に形成される結合コンデンサの電圧変化を検出するためのタッチパネル検出回路であって、
複数の周期的電圧サイクルを発生するための入力電圧源と、
前記入力電圧源に接続している第１端子および前記第１方向信号ラインに接続している第２端子を有する第１電圧スイッチと、
ＤＣ共通電圧を供給するための共通電圧源と、
前記共通電圧源に接続している第１端子および前記第１方向信号ラインに接続している第２端子を有する第２電圧スイッチと、
前記第２方向信号ラインに接続している第１端子を有する第１スイッチと、
前記第１スイッチの第２端子に接続している反転入力端子を有する増幅器と、
前記増幅器の前記反転入力端子に接続している第１端子を有する第２スイッチと、
前記第２スイッチの第２端子に接続している第１端子および前記共通電圧源に接続している第２端子を有する第３スイッチと、
前記増幅器の前記反転入力端子に接続している第１端子を有する第４スイッチと、
前記第４スイッチの第２端子に接続している第１端子を有する第１帰還コンデンサと、
前記第１帰還コンデンサの第２端子に接続している第１端子および前記増幅器の出力端子に接続している第２端子を有する第５スイッチと、
前記入力電圧源に接続している第１端子および前記第１帰還コンデンサの前記第２端子に接続している第２端子を有する第６スイッチと、
前記第４スイッチの前記第２端子に接続している第１端子および前記共通電圧源に接続している第２端子を有する第７スイッチと、
前記増幅器の前記反転入力端子に接続している第１端子および前記増幅器の前記出力端子に接続している第２端子を有する第８スイッチと、
前記増幅器の非反転入力端子に接続している第１端子、前記共通電圧源に接続している第２端子、および前記入力電圧源に接続している第３端子を有する第３電圧スイッチと、
を備えるタッチパネル検出回路。
【請求項２】
検出回路が、前記第１〜第８スイッチおよび前記第１〜第３電圧スイッチを切り換え、かつ初期化サイクルおよび複数の電荷蓄積サイクルにおいて前記第１および前記第２の帰還コンデンサを使用することによって、電荷蓄積の速度を上げるために帰還ループを形成する請求項１に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項３】
第１電荷蓄積サイクルにおける前記増幅器の前記出力端子がΔＶの電圧を出力し、かつ第（Ｎ−１）電荷蓄積サイクルにおける前記検出回路が、前記増幅器の前記出力端子を通してＮ×ΔＶの電圧を最終的に出力し、ここで、
【数１】
2011100450.tif 000012
Ｎは１より大きい整数であり、Ｖｉｎは前記入力電圧源の電圧を示し、Ｃｆ１は前記第１帰還コンデンサの容量値を示し、かつＣｘｙは前記結合コンデンサの容量値を示す請求項２に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項４】
前記初期化サイクルが、リセット期間、第１サンプリング期間、および第１増幅期間を含み、かつ各電荷蓄積サイクルが、電荷蓄積期間、第２サンプリング期間、および第２増幅期間を含む請求項２に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項５】
リセット期間で、前記第１電圧スイッチがオフであり、前記第２電圧スイッチがオンであり、かつ前記第３電圧スイッチの前記第１端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第１、第２、第４、第５、第７、および第８スイッチがオフであり、かつ前記第３および第６スイッチがオフである請求項４に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項６】
前記第１サンプリング期間で、前記第１電圧スイッチがオンであり、前記第２電圧スイッチがオフであり、かつ前記第３電圧スイッチの前記第１端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第１、第４、第６、および第８スイッチがオンであり、かつ前記第２、第３、第５、および第７スイッチがオフである請求項５に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項７】
前記第１増幅期間で、前記第１電圧スイッチがオフであり、前記第２電圧スイッチがオンであり、かつ前記第３電圧スイッチの前記第１端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第１、第３、第４、および第５スイッチがオンであり、かつ前記第２、第６、第７、および第８スイッチがオフである請求項６に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項８】
前記電荷蓄積期間で、前記第１電圧スイッチがオフであり、前記第２電圧スイッチがオフであり、かつ前記第３電圧スイッチの前記第１端子が前記入力電圧源に接続し、それにより前記第２、第５、および第７スイッチがオンであり、かつ前記第１、第３、第４、第６、および第８スイッチがオフである請求項７に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項９】
前記第２サンプリング期間で、前記第１電圧スイッチがオンであり、前記第２電圧スイッチがオフであり、かつ前記第３電圧スイッチの前記第１端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第１および第８スイッチがオンであり、かつ前記第２〜第７スイッチがオフである請求項８に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項１０】
前記第２増幅期間で、前記第１電圧スイッチがオフであり、前記第２電圧スイッチがオンであり、かつ前記第３電圧スイッチの前記第１端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第１、第３、第４、および第５スイッチがオンであり、かつ前記第２、第６、第７、および第８スイッチがオフである請求項９に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項１１】
一組の入力電圧源および一組の共通電圧源を制御するための第１方向信号ラインスイッチであって、前記一組の入力電圧源は前記入力電圧を供給し、かつ前記一組の共通電圧源はＤＣ共通電圧を提供する第１方向信号ラインスイッチと、
前記タッチパネル検出回路のタイミングを制御するための前記タッチパネル検出回路に接続している第１タイミングコントローラと、
前記入力電圧源および前記共通電圧源を提供するために前記第１方向信号ラインスイッチのタイミングを制御するための前記第１方向信号ラインスイッチに接続している第２タイミングコントローラであって、前記タッチパネル検出回路は第２方向電圧を検出し、前記第１タイミングコントローラは前記第１〜第８スイッチおよび前記第３電圧スイッチを制御し、かつ該第２タイミングコントローラは少なくとも１つの第１方向信号ラインの入力電圧を制御し、それによって前記少なくとも１つの第１方向信号ラインに複数のクロック信号を発生し、かつ前記第１と第２の方向信号ラインの間に前記結合コンデンサの前記変化を介してそれぞれ複数の蓄積された電圧変化を得る第２タイミングコントローラと、
前記電圧変化をデジタルコードに変換するための前記検出回路に接続しているアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）と、
前記デジタルコードに基づいてタッチパネルに接触するために対象が接近するかどうか決定するための前記ＡＤＣに接続しているデジタル信号プロセッサと、
を備える請求項１に記載のタッチパネル検出回路が組み込まれたタッチパネル。
【請求項１２】
対象が接近するときに第１方向信号ラインと第１方向信号ラインから分離された第２方向信号ラインの間に形成される結合コンデンサの電圧変化を検出するためのタッチパネル検出回路であって、
複数の周期的電圧サイクルを発生するための入力電圧源と、
前記入力電圧源に接続している第１端子および前記第１方向信号ラインに接続している第２端子を有する第１電圧スイッチと、
ＤＣ共通電圧を供給するための共通電圧源と、
前記共通電圧源に接続している第１端子および前記第１方向信号ラインに接続している第２端子を有する第２電圧スイッチと、
前記第２方向信号ラインに接続している第１端子を有する第１スイッチと、
前記第１スイッチの第２端子に接続している反転入力端子を有する増幅器と、
前記増幅器の前記反転入力端子に接続している第１端子を有する第２スイッチと、
前記第２スイッチの第２端子に接続している第１端子および前記共通電圧源に接続している第２端子を有する第３スイッチと、
前記増幅器の前記反転入力端子に接続している第１端子を有する第４スイッチと、
前記第４スイッチの第２端子に接続している第１端子を有する第１帰還コンデンサと、
前記第１帰還コンデンサの第２端子に接続している第１端子および前記増幅器の出力端子に接続している第２端子を有する第５スイッチと、
前記第１方向信号ラインに接続している第１端子および前記第１帰還コンデンサの前記第２端子に接続している第２端子を有する第６スイッチと、
前記第４スイッチの前記第２端子に接続している第１端子および前記共通電圧源に接続している第２端子を有する第７スイッチと、
前記増幅器の前記反転入力端子に接続している第１端子および前記増幅器の前記出力端子に接続している第２端子を有する第８スイッチと、
前記増幅器の非反転入力端子に接続している第１端子、前記共通電圧源に接続している第２端子、および前記入力電圧源に接続している第３端子を有する第３電圧スイッチと、
を備えるタッチパネル検出回路。
【請求項１３】
検出回路が、前記第１〜第８スイッチおよび前記第１〜第３電圧スイッチを切り換え、かつ初期化サイクルおよび複数の電荷蓄積サイクルにおいて前記第１および前記第２の帰還コンデンサを使用することによって、電荷蓄積の速度を上げるために帰還ループを形成する請求項１２に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項１４】
第１電荷蓄積サイクルにおける前記増幅器の前記出力端子がΔＶの電圧を出力し、かつ第（Ｎ−１）電荷蓄積サイクルにおける前記検出回路が、前記増幅器の前記出力端子を通してＮ×ΔＶの電圧を最終的に出力し、ここで、
【数２】
2011100450.tif 000013
Ｎは１より大きい整数であり、Ｖｉｎは前記入力電圧源の電圧を示し、Ｃｆ１は前記第１帰還コンデンサの容量値を示し、かつＣｘｙは前記結合コンデンサの容量値を示す請求項１３に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項１５】
前記初期化サイクルが、リセット期間、第１サンプリング期間、および第１増幅期間を含み、かつ各電荷蓄積サイクルが、電荷蓄積期間、第２サンプリング期間、および第２増幅期間を含む請求項１３に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項１６】
リセット期間で、前記第１電圧スイッチがオフであり、前記第２電圧スイッチがオンであり、かつ前記第３電圧スイッチの前記第１端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第１、第２、第４、第５、第６、第７、および第８スイッチがオンであり、かつ前記第３スイッチがオフである請求項１５に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項１７】
前記第１サンプリング期間で、前記第１電圧スイッチがオンであり、前記第２電圧スイッチがオフであり、かつ前記第３電圧スイッチの前記第１端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第１、第４、第６、および第８スイッチがオンであり、かつ前記第２、第３、第５、および第７スイッチがオフである請求項１６に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項１８】
前記第１増幅期間で、前記第１電圧スイッチがオフであり、前記第２電圧スイッチがオンであり、かつ前記第３電圧スイッチの前記第１端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第１、第３、第４、および第５スイッチがオンであり、かつ前記第２、第６、第７、および第８スイッチがオフである請求項１７に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項１９】
前記電荷蓄積期間で、前記第１電圧スイッチがオフであり、前記第２電圧スイッチがオフであり、かつ前記第３電圧スイッチの前記第１端子が前記入力電圧源に接続し、それにより前記第２、第５、および第７スイッチがオンであり、かつ前記第１、第３、第４、第６、および第８スイッチがオフである請求項１８に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項２０】
前記第２サンプリング期間で、前記第１電圧スイッチがオンであり、前記第２電圧スイッチがオフであり、かつ前記第３電圧スイッチの前記第１端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第１および第８スイッチがオンであり、かつ前記第２〜第７スイッチがオフである請求項１９に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項２１】
前記第２増幅期間で、前記第１電圧スイッチがオフであり、前記第２電圧スイッチがオンであり、かつ前記第３電圧スイッチの前記第１端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第１、第３、第４、および第５スイッチがオンであり、かつ前記第２、第６、第７、および第８スイッチがオフである請求項２０に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項２２】
一組の入力電圧源および一組の共通電圧源を制御するための第１方向信号ラインスイッチであって、前記一組の入力電圧源は前記入力電圧を供給し、かつ前記一組の共通電圧源はＤＣ共通電圧を提供する第１方向信号ラインスイッチと、
前記タッチパネル検出回路のタイミングを制御するための前記タッチパネル検出回路に接続している第１タイミングコントローラと、
前記入力電圧源および前記共通電圧源を提供するために前記第１方向信号ラインスイッチのタイミングを制御するための前記第１方向信号ラインスイッチに接続している第２タイミングコントローラであって、前記検出回路は第２方向電圧を検出し、前記第１タイミングコントローラは前記第１〜第８スイッチおよび前記第３電圧スイッチを制御し、かつ該第２タイミングコントローラは少なくとも１つの第１方向信号ラインの入力電圧を制御し、それによって、前記少なくとも１つの第１方向信号ラインに複数のクロック信号を発生し、かつ前記第１と第２の方向信号ラインの間に前記結合コンデンサの前記変化を介してそれぞれ複数の蓄積された電圧変化を得る第２タイミングコントローラと、
前記電圧変化をデジタルコードに変換するための前記検出回路に接続しているアナログ・ディジタル変換器と、
前記デジタルコードに基づいてタッチパネルに接触するために対象が接近するかどうか決定するための前記アナログ・ディジタル変換器に接続しているデジタル信号プロセッサと、
を備える請求項１２に記載のタッチパネル検出回路が組み込まれたタッチパネル。
【請求項２３】
対象が接近するときに第１方向信号ラインと第１方向信号ラインから分離された第２方向信号ラインの間に形成される結合コンデンサの電圧変化を検出するためのタッチパネル検出回路であって、
複数の周期的電圧サイクルを発生するための入力電圧源と、
前記入力電圧源に接続している第１端子および前記第１方向信号ラインに接続している第２端子を有する第１電圧スイッチと、
ＤＣ共通電圧を供給するための共通電圧源と、
前記共通電圧源に接続している第１端子および前記第１方向信号ラインに接続している第２端子を有する第２電圧スイッチと、
前記第２方向信号ラインに接続している第１端子を有する第１スイッチと、
前記第１スイッチの第２端子に接続している反転入力端子を有する増幅器と、
前記増幅器の前記反転入力端子に接続している第１端子を有する第２スイッチと、
前記第２スイッチの第２端子に接続している第１端子および前記共通電圧源に接続している第２端子を有する第３スイッチと、
前記増幅器の前記反転入力端子に接続している第１端子を有する第４スイッチと、
前記第４スイッチの第２端子に接続している第１端子を有する第１帰還コンデンサと、
前記第１帰還コンデンサの第２端子に接続している第１端子および前記増幅器の出力端子に接続している第２端子を有する第５スイッチと、
前記第４スイッチの前記第２端子に接続している第１端子および前記共通電圧源に接続している第２端子を有する第７スイッチと、
前記増幅器の前記反転入力端子に接続している第１端子および前記増幅器の前記出力端子に接続している第２端子を有する第８スイッチと、
前記増幅器の非反転入力端子に接続している第１端子、前記共通電圧源に接続している第２端子、および前記入力電圧源に接続している第３端子を有する第３電圧スイッチと、
を備えるタッチパネル検出回路。
【請求項２４】
検出回路が、前記第１〜第５と前記第７〜第８スイッチおよび前記第１〜第３電圧スイッチを切り換え、かつ初期化サイクルおよび複数の電荷蓄積サイクルにおいて前記第１および前記第２の帰還コンデンサを使用することによって、電荷蓄積の速度を上げるために帰還ループを形成する請求項２３に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項２５】
第１電荷蓄積サイクルにおける前記増幅器の前記出力端子がΔＶの電圧を出力し、かつ第（Ｎ−１）電荷蓄積サイクルにおける前記検出回路が、前記増幅器の前記出力端子を通してＮ×ΔＶの電圧を最終的に出力し、ここで、
【数３】
2011100450.tif 000014
Ｎは１より大きい整数であり、Ｖｉｎは前記入力電圧源の電圧を示し、Ｃｆ１は前記 第１帰還コンデンサの容量値を示し、かつＣｘｙは前記結合コンデンサの容量値を示す請求項２４に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項２６】
前記初期化サイクルが、リセット期間、第１サンプリング期間、第２サンプリング期間、および第１増幅期間を含み、かつ各電荷蓄積サイクルが、電荷蓄積期間、第３サンプリング期間、および第２増幅期間を含む請求項２４に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項２７】
リセット期間で、前記第１電圧スイッチがオフであり、前記第２電圧スイッチがオンであり、かつ前記第３電圧スイッチの前記第１端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第１、第２、第４、第５、第７、および第８スイッチがオンであり、かつ前記第３スイッチがオフである請求項２６に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項２８】
前記第１サンプリング期間で、前記第１電圧スイッチがオンであり、前記第２電圧スイッチがオフであり、かつ前記第３電圧スイッチの前記第１端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第１および第８スイッチがオンであり、かつ前記第２、第３、第４、第５、および第７スイッチがオフである請求項２７に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項２９】
前記第２サンプリング期間で、前記第１電圧スイッチがオフであり、前記第２電圧スイッチがオフであり、かつ前記第３電圧スイッチの前記第１端子が前記入力電圧源に接続し、それにより前記第５、第７、および第８スイッチがオンであり、かつ前記第１〜第４スイッチがオフである請求項２８に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項３０】
前記第１増幅期間で、前記第１電圧スイッチがオフであり、前記第２電圧スイッチがオンであり、かつ前記第３電圧スイッチの前記第１端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第１、第３、第４、および第５スイッチがオンであり、かつ前記第２、第７、および第８スイッチがオフである請求項２９に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項３１】
前記電荷蓄積期間で、前記第１電圧スイッチがオフであり、前記第２電圧スイッチがオフであり、かつ前記第３電圧スイッチの前記第１端子が前記入力電圧源に接続し、それにより前記第２、第５、および第７スイッチがオンであり、かつ前記第１、第３、第４、および第８スイッチがオフである請求項３０に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項３２】
前記第３サンプリング期間で、前記第１電圧スイッチがオンであり、前記第２電圧スイッチがオフであり、かつ前記第３電圧スイッチの前記第１端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第１および第８スイッチがオンであり、かつ前記第２、第３、第４、第５、および第７スイッチがオフである請求項３１に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項３３】
前記第２増幅期間で、前記第１電圧スイッチがオフであり、前記第２電圧スイッチがオンであり、かつ前記第３電圧スイッチの前記第１端子が前記共通電圧源に接続し、それにより前記第１、第３、第４、および第５スイッチがオンであり、かつ前記第２、第７、および第８スイッチがオフである請求項３２に記載のタッチパネル検出回路。
【請求項３４】
一組の入力電圧源および一組の共通電圧源を制御するための第１方向信号ラインスイッチであって、前記一組の入力電圧源は前記入力電圧を供給し、かつ前記一組の共通電圧源はＤＣ共通電圧を提供する第１方向信号ラインスイッチと、
前記タッチパネル検出回路のタイミングを制御するための前記タッチパネル検出回路に接続している第１タイミングコントローラと、
前記入力電圧源および前記共通電圧源を提供するために前記第１方向信号ラインスイッチのタイミングを制御するための前記第１方向信号ラインスイッチに接続している第２タイミングコントローラであって、前記タッチパネル検出回路は第２方向電圧を検出し、前記第１タイミングコントローラは前記第１〜第８スイッチおよび前記第３電圧スイッチを制御し、かつ該第２タイミングコントローラは少なくとも１つの第１方向信号ラインの入力電圧を制御し、それによって前記少なくとも１つの第１方向信号ラインに複数のクロック信号を発生し、かつ前記第１と第２の方向信号ラインの間に前記結合コンデンサの前記変化を介してそれぞれ複数の蓄積された電圧変化を得る第２タイミングコントローラと、
前記電圧変化をデジタルコードに変換するための前記検出回路に接続しているアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）と、
前記デジタルコードに基づいてタッチパネルに接触するために対象が接近するかどうか決定するための前記ＡＤＣに接続しているデジタル信号プロセッサと、
を備える請求項２３に記載のタッチパネル検出回路か組み込まれたタッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタッチパネルの技術分野、より詳細にはタッチパネル検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１はｎ×ｍタッチパネルの概略図であり、そこにおいてｎ、ｍは各々１より大きい整数である。図１に示すように、パルスは一方向（Ｘ軸）で検出ラインＸ１  １１０に入力されて、電荷はＸ軸およびＹ軸方向それぞれの検出ライン１１０と１３０の間の相互キャパシタンス１２０によって他の方向（Ｙ軸）の検出ラインＹ１  １３０と結合される。したがって、検出回路１４０は、検出ラインＹ１の電荷変化を検出でき、そのことにより電圧信号Ｖｏ＿１を生じる。電圧信号Ｖｏ＿１の変化は、対象がタッチパネルの位置（Ｘ１、Ｙ１）に接近するかどうかについて更に決定できる相互キャパシタンス１２０のキャパシタンス変化を見つけるために用いる。このように検出動作はタッチパネルで実行される。
【０００３】
図２は、「容量性センサおよびアレイ」のためのフィリップに下付された特許文献１に開示されている検出回路１４０のブロック図である。図２に示すように、回路は、信号発生器２１０、第１被駆動電極２２０、結合キャパシタンス２３０、第２受電極２４０、サンプリング・スイッチ２５０、電荷インテグレータ２６０、増幅器２７０、およびリセット・スイッチ２８０を含む。結合キャパシタンス２３０は、ＸおよびＹ方向の検出ライン間に電界変化を誘導するために設けられている。電荷インテグレータ２６０は積分を実行するためのコンデンサである。
【０００４】
信号発生器２１０はクロック信号を発生するために設けられている。第１被駆動電極２２０はクロック信号を受信するために信号発生器２１０に接続している。第２受電極２４０はＹ軸方向の検出ラインである。検出回路１４０の動作は、クロック制御方法によって基本的に実施されて、電荷を電荷インテグレータ２６０に結合させるために結合キャパシタンス２３０を使用し、その結果、増幅器２７０は電圧検出において電荷インテグレータ２６０を使用できる。
【特許文献１】米国特許第６，４５２，５１４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この種の検出回路１４０は、Ｘ軸方向またはＹ軸方向の検出ラインの寄生容量（ＣｙまたはＣｘ）を考慮しない。結合キャパシタンス２３０は通常は数ピコファラドのスケールであるが、検出ラインの寄生容量（ＣｙまたはＣｘ）は最高数１０ピコファラドである。寄生容量効果（ＣｙまたはＣｘ）のため、結合キャパシタンス２３０および電荷インテグレータ２６０は結合電荷量を分割してほとんど有しないので、出力電圧Ｖｏｕｔに対して小さい変化を生じる結果となる。従って、増幅器２７０は検出問題を起しやすい。加えて、電荷インテグレータ２６０に保存した分割電圧は１より小さい
【数１】
2011100450.tif 000002
の係数により表されて、そのためクロックサイクルの数が増加するにつれて蓄積された電荷差は減らされる。その結果、クロックサイクルの付加的な数が増幅器２７０により検出される累算された電荷量を得るために必要とされて、それはタッチパネルの検出回路の検出速度または感度を更に減らす。従って、タッチパネル上のタッチを検出するための従来の技術にも問題があり、それゆえに、上述した問題を軽減および／または予防するために改良型のタッチパネル検出回路を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的はタッチパネル検出回路を提供することであり、それは、多くのクロックサイクルが増加するにつれて電荷を蓄積して増幅し、かつ蓄積される電荷差を増大させることができる検出回路で一度だけサンプリングおよび増幅を実行する従来の回路を置き換える。加えて、検出回路は、検出信号が従来技術のＸ軸またはＹ軸方向の信号ラインの寄生キャパシタンスによる影響を回避できる。
【０００７】
本発明の特徴によれば、タッチパネル検出回路が提供され、それは、対象が接近するときに第１方向信号ラインと誘電体によって第１方向信号ラインから分離された第２方向信号ラインの間に形成される結合コンデンサの電圧変化を検出する。タッチパネル検出回路は、入力電圧源、第１〜第３電圧スイッチ、共通電圧源、増幅器、第１〜第８スイッチ、および第１帰還コンデンサを含む。入力電圧源は複数の周期的電圧サイクルを発生する。第１電圧スイッチは、入力電圧源に接続している第１端子および第１方向信号ラインに接続している第２端子を備えている。共通電圧源はＤＣ共通電圧を供給する。第２電圧スイッチは、共通電圧源に接続している第１端子および第１方向信号ラインに接続している第２端子を備えている。第１スイッチは第２方向信号ラインに接続している第１端子を有する。増幅器は第１スイッチの第２端子に接続している反転入力端子を備えている。第２スイッチは増幅器の反転入力端子に接続している第１端子を有する。第３スイッチは、第２スイッチの第２端子に接続している第１端子および共通電圧源に接続している第２端子を備えている。第４スイッチは増幅器の反転入力端子に接続している第１端子を有する。第１帰還コンデンサは第４スイッチの第２端子に接続している第１端子を有する。第５スイッチは、第１帰還コンデンサの第２端子に接続している第１端子および増幅器の出力端子に接続している第２端子を備えている。第６スイッチは、入力電圧源に接続している第１端子および第１帰還コンデンサの第２端子に接続している第２端子を備えている。第７スイッチは、第４スイッチの第２端子に接続している第１端子および共通電圧源に接続している第２端子を備えている。第８スイッチは、増幅器の反転入力端子に接続している第１端子および増幅器の出力端子に接続している第２端子を備えている。第３電圧スイッチは、増幅器の非反転入力端子に接続している第１端子、共通電圧源に接続している第２端子、および入力電圧源に接続している第３端子を備えている。
【０００８】
本発明の別の特徴によれば、タッチパネル検出回路が提供され、それは、対象が接近するときに第１方向信号ラインと誘電体によって第１方向信号ラインから分離された第２方向信号ラインの間に形成される結合コンデンサの電圧変化を検出する。タッチパネル検出回路は、入力電圧源、第１〜第３電圧スイッチ、共通電圧源、増幅器、第１〜第８スイッチ、および第１帰還コンデンサを含む。入力電圧源は複数の周期的電圧サイクルを発生する。第１電圧スイッチは、入力電圧源に接続している第１端子および第１方向信号ラインに接続している第２端子を備えている。共通電圧源はＤＣ共通電圧を供給する。第２電圧スイッチは、共通電圧源に接続している第１端子および第１方向信号ラインに接続している第２端子を備えている。第１スイッチは第２方向信号ラインに接続している第１端子を有する。増幅器は第１スイッチの第２端子に接続している反転入力端子を備えている。第２スイッチは増幅器の反転入力端子に接続している第１端子を有する。第３スイッチは、第２スイッチの第２端子に接続している第１端子および共通電圧源に接続している第２端子を備えている。第４スイッチは増幅器の反転入力端子に接続している第１端子を有する。第１帰還コンデンサは第４スイッチの第２端子に接続している第１端子を有する。第５スイッチは、第１帰還コンデンサの第２端子に接続している第１端子および増幅器の出力端子に接続している第２端子を備えている。第６スイッチは、第１方向信号ラインに接続している第１端子および第１帰還コンデンサの第２端子に接続している第２端子を備えている。第７スイッチは、第４スイッチの第２端子に接続している第１端子および共通電圧源に接続している第２端子を備えている。第８スイッチは、増幅器の反転入力端子に接続している第１端子および増幅器の出力端子に接続している第２端子を備えている。第３電圧スイッチは、増幅器の非反転入力端子に接続している第１端子、共通電圧源に接続している第２端子、および入力電圧源に接続している第３端子を備えている。
【０００９】
本発明の更なる特徴によれば、タッチパネル検出回路が提供され、それは、対象が接近するときに第１方向信号ラインと誘電体によって第１方向信号ラインから分離された第２方向信号ラインの間に形成される結合コンデンサの電圧変化を検出する。タッチパネル・センシング回路は、入力電圧源、第１〜第３電圧スイッチ、共通電圧源、増幅器、第１〜第５スイッチ、第７〜第８スイッチ、および第１帰還コンデンサを含む。入力電圧源は複数の周期的電圧サイクルを発生する。第１電圧スイッチは、入力電圧源に接続している第１端子および第１方向信号ラインに接続している第２端子を備えている。共通電圧源はＤＣ共通電圧を供給する。第２電圧スイッチは、共通電圧源に接続している第１端子および第１方向信号ラインに接続している第２端子を備えている。第１スイッチは第２方向信号ラインに接続している第１端子を有する。増幅器は第１スイッチの第２端子に接続している反転入力端子を備えている。第２スイッチは増幅器の反転入力端子に接続している第１端子を有する。第３スイッチは、第２スイッチの第２端子に接続している第１端子および共通電圧源に接続している第２端子を備えている。第４スイッチは増幅器の反転入力端子に接続している第１端子を有する。第１帰還コンデンサは第４スイッチの第２端子に接続している第１端子を有する。第５スイッチは、第１帰還コンデンサの第２端子に接続している第１端子および増幅器の出力端子に接続している第２端子を備えている。第７スイッチは、第４スイッチの第２端子に接続している第１端子および共通電圧源に接続している第２端子を備えている。第８スイッチは、増幅器の反転入力端子に接続している第１端子および増幅器の出力端子に接続している第２端子を備えている。第３電圧スイッチは、増幅器の非反転入力端子に接続している第１端子、共通電圧源に接続している第２端子、および入力電圧源に接続している第３端子を備えている。
【００１０】
本発明の他の目的、利点、および新しい特徴は、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明からより明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】典型的なｎ×ｍタッチパネルの概略図である。
【図２】典型的なタッチパネルの検出回路のブロック図である。
【図３】本発明の実施形態によるタッチパネル用の検出回路のブロック図である。
【図４】本発明の実施形態による図３の検出回路のタイミングである。
【図５】本発明の実施形態によるリセット期間の等価回路である。
【図６】本発明の実施形態による第１サンプリング期間の等価回路である。
【図７】本発明の実施形態による第１増幅期間の等価回路である。
【図８】本発明の実施形態による電荷蓄積期間の等価回路である。
【図９】本発明の実施形態による第２サンプリング期間の等価回路である。
【図１０】本発明の実施形態による第２増幅期間の等価回路である。
【図１１】本発明の実施形態によるタッチパネル用の検出回路の応用の概略図である。
【図１２】本発明の別の実施形態によるタッチパネル用の検出回路のブロック図である。
【図１３】本発明の別の実施形態による図１２の検出回路のタイミングである。
【図１４】本発明の他の実施形態によるタッチパネル用の検出回路のブロック図である。
【図１５】本発明の他の実施形態による図１４の検出回路のタイミングである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図３は本発明の好ましい実施形態によるタッチパネル検出回路３００のブロック図であり、それはタッチパネルに適用される。図３において、タッチパネルは、当業者にとって知られているように、複数の第１方向（Ｘ方向）信号ラインおよび複数の第２方向（Ｙ方向）信号ラインを備えている。対象が接近するときに、検出回路３００は結合コンデンサＣｘｙの電圧を検出する。結合コンデンサは、第１方向（Ｘ方向）の第ｘ信号ライン３８５と第２方向（Ｙ方向）の第ｙ信号ライン３９０の間に形成される。信号ライン３８５および３９０は誘電体（図示せず）により分離される。第１方向信号ライン３８５は寄生コンデンサＣｘを有し、かつ第２方向信号ライン３９０は寄生コンデンサＣｙを有する。コンデンサＣｘ、Ｃｙ、およびＣｘｙは物理的に存在しないコンデンサであり、かつその代わりにそれらは第１および第２の方向信号ライン３８５および３９０の誘導によって生じる。結合コンデンサＣｘｙは可変コンデンサとして機能することができ、その容量値は対象がタッチパネルに接近するかまたは押すときに決定される。
【００１３】
検出回路３００は、結合コンデンサＣｘｙの大きさの変化を決定するために電圧信号の変化に基づいており、かつ対象が第１方向の第ｘ信号ラインがタッチパネルの第２方向の第ｙ信号ラインと交差する位置（ｘ、ｙ）に接近するかどうか決定するために、結合コンデンサＣｘｙの大きさの変化を更に使用する。したがって、タッチパネルへの接触は検出される。
【００１４】
検出センシング回路３００は、入力電圧源Ｖｉｎ、第１電圧スイッチＳ１、共通電圧源Ｖｃｍ、第２電圧スイッチＳ２、第１スイッチＳＷ１、増幅器３３０、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチＳＷ３、第４スイッチＳＷ４、第１帰還コンデンサＣｆ１、第５スイッチＳＷ５、第６スイッチＳＷ６、第７スイッチＳＷ７、第８スイッチＳＷ８、第３電圧スイッチＳ３、および第２帰還コンデンサＣｆ２を含む。
【００１５】
入力電圧源Ｖｉｎは、正弦、余弦、またはパルス波形を有する複数の周期的電圧サイクルを発生する。
【００１６】
第１電圧スイッチＳ１は、入力電圧源Ｖｉｎに接続している第１端子ＴＳ１１および第１方向信号ライン３８５に接続している第２端子ＴＳ１２を有する。
【００１７】
共通電圧源ＶｃｍはＤＣ共通電圧およびＡＣ接地を提供する。ＤＣ共通電圧は、増幅器３３０の動作点にバイアスをかけて、説明の便宜上ゼロにセットされる。
【００１８】
第２電圧スイッチＳ２は、共通電圧源Ｖｃｍに接続している第１端子ＴＳ２１および第１方向信号ライン３８５に接続している第２端子ＴＳ２２を有する。
【００１９】
第１スイッチＳＷ１は第２方向信号ライン３９０に接続している第１端子Ｔ１１を有する。増幅器３３０は第１スイッチＳＷ１の第２端子Ｔ１２に接続している反転入力端子３３０１を有する。第２スイッチＳＷ２は増幅器３３０の反転入力端子３３０１に接続している第１端子Ｔ２１を有する。第３スイッチＳＷ３は、第２スイッチＳＷ２の第２端子Ｔ２２に接続している第１端子Ｔ３１および共通電圧源Ｖｃｍに接続している第２端子Ｔ３２を有する。
【００２０】
第４スイッチＳＷ４は増幅器３３０の反転入力端子３３０１に接続している第１端子Ｔ４１を有する。第１帰還コンデンサＣｆ１は第４スイッチＳＷ４の第２端子Ｔ４２に接続している第１端子３５０１を有する。第５スイッチＳＷ５は、第１帰還コンデンサＣｆ１の第２端子３５０２に接続している第１端子Ｔ５１および増幅器３３０の出力端子３３０３に接続している第２端子Ｔ５２を有する。第６スイッチＳＷ６は、入力電圧源Vinに接続している第１端子Ｔ６１および第１帰還コンデンサＣｆ１の第２端子３５０２に接続している第２端子Ｔ６２を有する。
【００２１】
第７スイッチＳＷ７は、第４スイッチＳＷ４の第２端子Ｔ４２に接続している第１端子Ｔ７１および共通電圧源Ｖｃｍに接続している第２端子Ｔ７２を有する。第８スイッチＳＷ８は、増幅器３３０の反転入力端子３３０１に接続している第１端子Ｔ８１および増幅器３３０の出力端子３３０３に接続している第２端子Ｔ８２を有する。第３電圧スイッチＳ３は、増幅器３３０の非反転入力端子３３０２に接続している第１端子ＴＳ３１、共通電圧源Ｖｃｍに接続した第２端子ＴＳ３２、および入力電圧源Ｖｉｎに接続している第３端子ＴＳ３３を有する。第２帰還コンデンサＣｆ２は、第２スイッチＳＷ２の第２端子Ｔ２２に接続している第１端子３８０１および増幅器３３０の出力端子３３０３に接続している第２端子３８０２を有する。
【００２２】
検出回路３００は、第１〜第８スイッチＳＷ１〜ＳＷ８および第１〜第３電圧スイッチＳ１〜Ｓ３を切り換えることによって、初期化サイクルおよび複数の電荷蓄積サイクルを形成して、帰還コンデンサＣｆ１およびＣｆ２によって、電荷蓄積の速度を上げることが可能である。
【００２３】
図４は本発明の実施形態による図３の検出回路３００のタイミングである。タイミングは初期化サイクルおよび複数の電荷蓄積サイクルを含む。初期化サイクルは、リセット期間、第１サンプリング期間、および第１増幅期間を含む。各電荷蓄積サイクルは、電荷蓄積期間、第２サンプリング期間、および第２増幅期間を含む。
【００２４】
図４に示すように、第（Ｎ−１）電荷蓄積サイクルの第２増幅期間における検出回路３００は、出力端子３３０３を通してＮ×ΔＶの出力電圧を出力し
【数２】
2011100450.tif 000003
そこにおいてＶｉｎは入力電圧源（Ｖｉｎ）の電圧を示し、Ｃｆ１は第１帰還コンデンサ（Ｃｆ１）の容量値を示し、かつＣｘｙは結合コンデンサ（Ｃｘｙ）の容量値を示す。
【００２５】
図４に示すように、リセット期間において、第１電圧スイッチＳ１はオフであり、第２電圧スイッチＳ２はオンであり、かつ第３電圧スイッチＳ３はその第１端子ＴＳ３１を共通電圧源Ｖｃｍに接続する。この場合、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ７、およびＳＷ８はオンであり、かつスイッチＳＷ３およびＳＷ６はオフである。図５は本発明の実施形態によるリセット期間の等価回路である。
【００２６】
解析の便宜上、ＤＣ共通電圧はゼロとする。図５に示すように、リセット期間で、結合コンデンサＣｘｙ、第１帰還コンデンサＣｆ１、および第２帰還コンデンサＣｆ２はリセットされる、すなわち、そこの電荷は放電される。第８スイッチＳＷ８がオンであるので、負帰還が形成され、増幅器３３０の反転および非反転入力端子３３０１および３３０２は仮想接地を形成する。したがって、結合コンデンサＣｘｙ、第１帰還コンデンサＣｆ１、第２帰還コンデンサＣｆ２、および寄生コンデンサＣｘとＣｙに印加される電圧は０Ｖである。このように、コンデンサＣｘｙ、Ｃｆ１、Ｃｆ２、Ｃｘ、およびＣｙはリセットされる、すなわち、その電荷は放電される。
【００２７】
図４に示すように、第１サンプリング期間で、第１電圧スイッチＳ１はオンになり、第２電圧スイッチＳ２はオフになり、かつ第３電圧スイッチＳ３はその第１端子ＴＳ３１を共通電圧源Ｖｃｍに接続する。この場合、スイッチＳＷ１、ＳＷ４、ＳＷ６、およびＳＷ８はオンであり、かつスイッチＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ５、およびＳＷ７はオフである。
【００２８】
図６は本発明の実施形態による第１サンプリング期間の等価回路である。図６に示すように、入力電圧源Ｖｉｎは結合コンデンサＣｘｙおよび第１帰還コンデンサＣｆ１を充電し、かつ増幅器３３０は単位利得バッファとして機能する。この場合、増幅器３３０の反転および非反転入力端子３３０１および３３０２が仮想接地を形成するので、寄生コンデンサＣｙはリセット期間の状態と同じ状態に維持される。
【００２９】
図４に示すように、第１増幅期間で、第１電圧スイッチＳ１はオフになり、第２電圧スイッチＳ２はオンになり、かつ第３電圧スイッチＳ３はその第１端子ＴＳ３１を共通電圧源Ｖｃｍに接続する。この場合、スイッチＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ４、およびＳＷ５はオンであり、かつスイッチＳＷ２、ＳＷ６、ＳＷ７、およびＳＷ８はオフである。
【００３０】
図７は本発明の実施形態による第１増幅期間の等価回路である。図７に示すように、増幅器３３０の反転および非反転入力端子３３０１および３３０２は仮想接地を形成し、かつ結合コンデンサＣｘｙの電荷は蓄積のために第１帰還コンデンサＣｆ１に加えられる。この場合、第２帰還コンデンサＣｆ２が増幅器３３０の出力端子３３０３に接続しているので、増幅器３３０の出力端子３３０３の電圧、及び第２帰還コンデンサＣｆ２の電圧は次式として表すことができる。
【００３１】
【数３】
2011100450.tif 000004
【００３２】
加えて、増幅器３３０の反転および非反転入力端子３３０１および３３０２は仮想接地を形成するので、第２方向信号ライン３９０の寄生コンデンサＣｙは同じに維持される。このように、検出信号は第２方向信号ライン３９０の寄生コンデンサＣｙに影響を受けない。
【００３３】
図４に示すように、第１電荷蓄積サイクルの電荷蓄積期間で、第１電圧スイッチＳ１はオフであり、第２電圧スイッチＳ２はオフになり、かつ第３電圧スイッチＳ３はその第１端子ＴＳ３１を入力電圧源Ｖｉｎに接続する。この場合、スイッチＳＷ２、ＳＷ５、およびＳＷ７はオンであり、かつスイッチＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ６、およびＳＷ８はオフである。
【００３４】
図８は本発明の実施形態による第１電荷蓄積サイクルの電荷蓄積期間の等価回路である。図８に示すように、帰還経路は第１帰還コンデンサＣｆ１から第２帰還コンデンサＣｆ２へ切り換えられて、入力電圧源Ｖｉｎは増幅器３３０の非反転入力端子３３０２に入力されて、それによって入力電圧源Ｖｉｎの電圧を第２帰還コンデンサＣｆ２に加える。この場合、第１帰還コンデンサＣｆ１は、蓄積された電荷を次のサイクルに格納するために増幅器３３０の出力端子３３０３に接続している。増幅器３３０の出力端子３３０３の電圧、及び第１帰還コンデンサＣｆ１の電圧は次式として表すことができる。
【００３５】
【数４】
2011100450.tif 000005
ここで、Ｖoは第１増幅期間における第２帰還コンデンサＣｆ２の電圧を示す。
【００３６】
図４に示すように、第１電荷蓄積サイクルの第２サンプリング期間で、第１電圧スイッチＳ１はオンになり、第２電圧スイッチＳ２はオフであり、かつ第３電圧スイッチＳ３はその第１端子ＴＳ３１を共通電圧ラインＶｃｍに接続する。この場合、スイッチＳＷ１およびＳＷ８はオンであり、かつスイッチＳＷ２〜ＳＷ７はオフである。
【００３７】
図９は本発明の実施形態による第１電荷蓄積サイクルの第２サンプリング期間の等価回路である。図９に示すように、入力電圧源Ｖｉｎは結合コンデンサＣｘｙを充電し、かつ増幅器３３０は単位利得バッファとして機能する。したがって、増幅器３３０の反転および非反転入力端子３３０１および３３０２が仮想接地を形成するので、寄生コンデンサＣｙは同じに維持される。この場合、増幅器３３０の出力端子３３０３の電圧及び第２帰還コンデンサＣｆ２の電圧Ｖｏｕｔは電圧Ｖｃｍに等しい。
【００３８】
図４に示すように、第１電荷蓄積サイクルの第２増幅期間で、第１電圧スイッチＳ１はオフになり、第２の電圧スイッチＳ２はオンになり、かつ第３電圧スイッチＳ３はその第１端子ＴＳ３１を共通電圧源Ｖｃｍに接続する。この場合、スイッチＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ４、およびＳＷ５はオンであり、かつスイッチＳＷ２、ＳＷ６、ＳＷ７、およびＳＷ８はオフである。
【００３９】
図１０は、本発明の実施形態による第１電荷蓄積サイクルの第２増幅期間の等価回路である。図１０に示すように、増幅器３３０の反転および非反転入力端子３３０１および３３０２は仮想接地を形成し、結合コンデンサＣｘｙの電荷は蓄積のために第１帰還コンデンサＣｆ１に加えられる。この場合、第２帰還コンデンサＣｆ２が増幅器アンプ３３０の出力端子３３０３に接続しているので、増幅器３３０の出力端子３３０３の電圧及び第２帰還コンデンサＣｆ２の電圧Ｖｏｕｔは次式として表すことができる。
【００４０】
【数５】
2011100450.tif 000006
ここで、帰還率
【数６】
2011100450.tif 000007
である。増幅器３３０は閉ループ利得でより大きな帰還率を有することができ、かつ多くのクロックサイクルが増加するにつれて、蓄積される電荷差は増加する。
【００４１】
このように、第１電荷蓄積サイクルの終わりの増幅器３３０の出力端子３３０３の電圧は示される。更に、第２電荷蓄積サイクルの電荷蓄積期間の増幅器３３０の出力端子３３０３の電圧Ｖｏｕｔは次式として表すことができる。
【００４２】
【数７】
2011100450.tif 000008
【００４３】
第２の電荷蓄積サイクルにおいて、第２サンプリング期間における増幅器３３０の出力端子３３０３の電圧ＶｏｕｔはＶｃｍに等しく、かつ第２増幅期間の電圧Ｖｏｕｔは次式として表すことができる。
【００４４】
【数８】
2011100450.tif 000009
【００４５】
同様に、第（Ｎ−１）電荷蓄積サイクルの終わりでの増幅器３３０は、出力端子３３０３を通して電圧Ｖｏｕｔ＝Ｎ×ΔＶを出力する。
【００４６】
前述のように、検出回路３００は第１および第２帰還コンデンサＣｆ１およびＣｆ２を使用し、そしてそれらは、結合コンデンサＣｘｙの変化を検出するために、それぞれより小さい容量値を有する。すなわち、対象がタッチパネルの接触要素に接近するかまたは接触するときに、結合コンデンサＣｘｙの容量値は（数ピコファラドだけ）変化し、それによって増幅器３３０の出力端子３３０３のそれぞれに電圧変化を生じさせる。電圧変化は増幅され、かつ蓄積されて、それによって必要な検出時間を減らし、かつデジタル信号処理を単純化する。ノイズに対する信号の比（Ｓ／Ｎ（ＳＮＲ））は効果的に増大する。加えて、第１〜第８スイッチＳＷ１〜ＳＷ８および第１〜第３電圧スイッチＳ１〜Ｓ３を切り換え、かつ増幅器３３０を仮想接地することによって、第２方向信号ライン３９０に存在する寄生コンデンサＣｙの効果は、検出回路３００が蓄積された電圧変化の影響を受けることを回避するために無効にされることができる。
【００４７】
第１〜第８スイッチＳＷ１〜ＳＷ８および第１〜第３電圧スイッチＳ１〜Ｓ３の切り換え、ならびに帰還コンデンサＣｆ１、Ｃｆ２および増幅器３３０の仮想接地が使用されるので、本発明は従来技術より速く電荷蓄積を作動できる。クロックサイクルの数が増加するときに、誘導された電荷は複数回蓄積されかつ増加して、検出回路３００の動作速度を更に上げる。更に、帰還コンデンサＣｆ１およびＣｆ２はより小さい面積設計を可能にするために用いられ、それにより必要な面積を節約し、かつチップの電力消費を減らすことができる。
【００４８】
図１１はタッチパネル用の検出回路３００の応用の概略図である。図１１に示すように、Ｘ方向信号ラインスイッチ１１１０は一組の入力電圧Ｖｉｎおよび一組の基準電圧Ｖｃｍ（共通電圧源）または接地を基本的に制御し、かつ複数の検出回路はＹ方向電圧を基本的に検出する。スイッチ１１１０用のタイミング・コントローラ１１３０および検出回路用のタイミング・コントローラ１１２０は、検出された電圧変化を蓄積しかつ増幅するためにクロックを制御するために用いる。
【００４９】
検出する度に、タイミング・コントローラ１１２０は第１〜第８スイッチＳＷ１〜ＳＷ８および第３電圧スイッチを制御し、かつタイミング・コントローラ１１３０はＸ方向信号ラインの入力電圧を制御し、それによってＸ方向信号ラインに複数のクロック信号を生じ、かつＸとＹ方向信号ラインの間の結合コンデンサＣｘｙの変化を介して、Ｙ方向検出回路３００によって、ｍの蓄積された電圧変化をそれぞれ得る。得られた電圧はアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）１１４０によってデジタルコードに変えられる。それによってデジタル信号プロセッサ１１５０は、デジタルコードに基づいて、対象が接近するか、または接触要素が接触されるどうかを決定する。上記手順はすべてのＸ方向信号ラインの入力信号で実行されて、それによってｎ×ｍの電圧変化を得る。電圧変化Ｖｏ＿１〜Ｖｏ＿ｍは、対象が接近するか、または接触要素が接触されるどうかを決定するために用いられる。
【００５０】
図１２は本発明の第２実施形態によるタッチパネル用の検出回路１２００のブロック図である。図１２において、検出回路１２００は、入力電圧源Ｖｉｎ、第１電圧スイッチＳ１、共通電圧源Ｖｃｍ、第２電圧スイッチＳ２、第１スイッチＳＷ１、増幅器３３０、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチＳＷ３、第４スイッチＳＷ４、第１帰還コンデンサＣｆ１、第５スイッチＳＷ５、第６スイッチＳＷ６、第７スイッチＳＷ７、第８スイッチＳＷ８、第３電圧スイッチＳ３、および第２帰還コンデンサＣｆ２を含む。
【００５１】
図１２の検出回路１２００は、第６スイッチＳＷ６の第１端子Ｔ６１が図３のＶｉｎ以外の図１２の第１方向（Ｘ方向）信号ライン３８５に接続していることを除いては、図３のそれと同様である。すなわち、本実施形態において、第１電圧スイッチＳ１は、入力電圧源Ｖｉｎに接続している第１端子ＴＳ１１および第１方向信号ライン３８５に接続している第２端子ＴＳ１２を有する。第２電圧スイッチＳ２は、共通電圧源Ｖｃｍに接続している第１端子末端ＴＳ２１および第１方向信号ライン３８５に接続している第２端子ＴＳ２２を有する。第１スイッチＳＷ１は第２方向（Ｙ方向）信号ライン３９０に接続している第１端子Ｔ１１を有する。増幅器３３０は第１スイッチＳＷ１の第２端子Ｔ１２に接続している反転入力端子３３０１を有する。第２スイッチＳＷ２は増幅器３３０の反転入力端子３３０１に接続している第１端子Ｔ２１を有する。第３スイッチＳＷ３は、第２スイッチＳＷ２の第２端子Ｔ２２に接続している第１端子Ｔ３１および共通電圧源Ｖｃｍに接続している第２端子Ｔ３２を有する。第４スイッチＳＷ４は増幅器３３０の反転入力端子３３０１に接続している第１端子Ｔ４１を有する。第１帰還コンデンサＣｆ１は、第４スイッチＳＷ４の第２端子Ｔ４２に接続している第１端子３５０１を有する。第５スイッチＳＷ５は、第１帰還コンデンサＣｆ１の第２端子３５０２に接続している第１端子Ｔ５１およびが増幅器３３０の出力端子３３０３に接続している第２端子Ｔ５２を有する。第６スイッチＳＷ６は、第１方向信号ライン３８５に接続している第１端子Ｔ６１および第１帰還コンデンサＣｆ１の第２端子３５０２に接続している第２端子Ｔ６２を有する。第７スイッチＳＷ７は、第４スイッチＳＷ４の第２端子Ｔ４２に接続している第１端子Ｔ７１および共通電圧源Ｖｃｍに接続している第２端子Ｔ７２を有する。第８スイッチＳＷ８は、増幅器３３０の反転入力端子３３０１に接続している第１端子Ｔ８１およびアンプ３３０の出力端子３３０３に接続している第２端子Ｔ８２を有する。第３電圧スイッチＳ３は、増幅器３３０の非反転入力端子３３０２に接続している第１端子ＴＳ３１、共通電圧源Ｖｃｍに接続している第２端子ＴＳ３２、および入力電圧源Ｖｉｎに接続している第３端子ＴＳ３３を有する。第２帰還コンデンサＣｆ２は、第２スイッチＳＷ２の第２端子Ｔ２２に接続している第１端子３８０１および増幅器３３０の出力端子３３０３に接続している第２端子３８０２を有する。
【００５２】
図１３は本発明の第２実施形態による図１２の検出回路１２００のタイミングであり、それは図４のそれと同様である。本実施形態において、タイミングは初期化サイクルおよび複数の電荷蓄積サイクルを含む。初期化サイクルは、リセット期間、第１サンプリング期間、および第１増幅期間を含む。各電荷蓄積サイクルは、電荷蓄積期間、第２サンプリング期間、および第２増幅期間を含む。第（Ｎ−１）電荷蓄積サイクルの第２増幅期間における検出回路１２００は出力端子３３０３を通してＮ×ΔＶの出力電圧を出力し、ここで
【数９】
2011100450.tif 000010
Ｖｉｎは入力電圧源（Ｖｉｎ）の電圧を示し、Ｃｆ１は第１帰還コンデンサ（Ｃｆ１）の容量値を示し、かつＣｘｙは結合コンデンサ（Ｃｘｙ）の容量値を示す。
【００５３】
図１４は本発明の第３実施形態によるタッチパネル用の検出回路１４００のブロック図である。図１４において、検出回路１４００は、入力電圧源Ｖｉｎ、第１電圧スイッチＳ１、共通電圧源Ｖｃｍ、第２電圧スイッチＳ２、第１スイッチＳＷ１、増幅器３３０、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチＳＷ３、第４スイッチＳＷ４、第１帰還コンデンサＣｆ１、第５スイッチＳＷ５、第７スイッチＳＷ７、第８スイッチＳＷ８、第３電圧スイッチＳ３、および第２帰還コンデンサＣｆ２を含む。
【００５４】
図１４の検出回路１４００は、第６スイッチＳＷ６が取り除かれることを除いては、図３のそれと同様である。すなわち、本実施形態において、第１電圧スイッチＳ１は、入力電圧源Vinに接続している第１端子ＴＳ１１およびが第１方向信号ライン３８５に接続している第２端子ＴＳ１２を有する。第２電圧スイッチＳ２は、共通電圧源Ｖｃｍに接続している第１端子ＴＳ２１および第１方向信号ライン３８５に接続している第２端子ＴＳ２２を有する。第１スイッチＳＷ１は第２方向（Ｙ方向）信号ライン３９０に接続している第１端子Ｔ１１を有する。増幅器３３０は第１スイッチＳＷ１の第２端子Ｔ１２に接続している反転入力端子３３０１を有する。第２スイッチＳＷ２は増幅器３３０の反転入力端子３３０１に接続している第１端子Ｔ２１を有する。第３スイッチＳＷ３は、第２スイッチＳＷ２の第２端子Ｔ２２に接続している第１端子Ｔ３１および共通電圧源Ｖｃｍに接続している第２端子Ｔ３２を有する。第４スイッチＳＷ４は増幅器３３０の反転入力端子３３０１に接続している第１端子Ｔ４１を有する。第１帰還コンデンサＣｆ１は第４スイッチＳＷ４の第２端子Ｔ４２に接続している第１端子３５０１を有する。第５スイッチＳＷ５は、第１帰還コンデンサＣｆ１の第２端子３５０２に接続している第１端子Ｔ５１および増幅器３３０の出力端子３３０３に接続している第２端子Ｔ５２を有する。第７スイッチＳＷ７は、第４スイッチＳＷ４の第２端子Ｔ４２に接続している第１端子Ｔ７１および共通電圧源Ｖｃｍに接続している第２端子Ｔ７２を有する。第８スイッチＳＷ８は、増幅器３３０の反転入力端子３３０１に接続している第１端子Ｔ８１および増幅器３３０の出力端子３３０３に接続している第２端子Ｔ８２を有する。第３電圧スイッチＳ３は、増幅器３３０の非反転入力端子３３０２に接続している第１端子ＴＳ３１、共通電圧源Ｖｃｍに接続している第２端子ＴＳ３２、および入力電圧源Vinに接続している第３端子ＴＳ３３を有する。第２帰還コンデンサＣｆ２は、第２スイッチＳＷ２の第２端子Ｔ２２に接続している第１端子３８０１および増幅器３３０の出力端子３３０３に接続している第２端子３８０２を有する。
【００５５】
図１５は本発明の第３実施形態による図１４の検出回路１４００のタイミングであり、それは図４と異なる付加的なサンプリング期間を有する。本実施形態において、タイミングは初期化サイクルおよび複数の電荷蓄積サイクルを含む。初期化サイクルは、リセット期間、第１サンプリング期間、第２サンプリング期間、および第１増幅期間を含む。各電荷蓄積サイクルは、電荷蓄積期間、第３サンプリング期間、および第２増幅期間を含む。第（Ｎ−１）電荷蓄積サイクルの第２増幅期間の検出回路１４００は、増幅器３３０の出力端子３３０３を通してＮ×ΔＶの出力電圧を出力し、ここで
【数１０】
2011100450.tif 000011
Ｖｉｎは入力電圧源（Ｖｉｎ）の電圧を示し、Ｃｆ１は第１帰還コンデンサ（Ｃｆ１）の容量値を示し、かつＣｘｙは結合コンデンサ（Ｃｘｙ）の容量値を示す。
【００５６】
第２および第３実施形態の回路動作は、図１３および１５のタイミングに従って当業者により行われることができる。例えば、タイミング図の高電圧レベルは、スイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ８）または電圧スイッチ（Ｓ１〜Ｓ３）がオンであることを示し、かつ反対に低電圧レベルは、スイッチがオフであることを示す。
【００５７】
前述のように、本発明の特徴は以下の通りに要約される。
（１）本発明は、第１帰還コンデンサＣｆ１、第２帰還コンデンサＣｆ２、第１〜第８スイッチＳＷ１〜ＳＷ８、および第１〜第３電圧スイッチＳ１〜Ｓ３を使用して典型的な検出回路を変えるものであり、それは、コンデンサＣｆ１、Ｃｆ２、ならびにスイッチＳＷ１〜ＳＷ８およびＳ１〜Ｓ３を切り換えることによって、電荷を蓄積しかつ増幅することかできる改良型の検出回路に、１回だけのサンプリングで作動できる。
（２）本発明は従来技術より大きい帰還率を得ることができ、それによりクロックサイクル数が増大するにつれて蓄積された電荷差が増大する。
（３）本発明は、誘導された電荷が、クロックサイクルの数が増大するにつれて複数回蓄積され、かつ増加することを可能にする。
（４）本発明は、第１帰還コンデンサＣｆ１、第２帰還コンデンサＣｆ２、第１〜第８スイッチＳＷ１〜ＳＷ８、および第１〜第３電圧スイッチＳ１〜Ｓ３を更に切り換え、かつ増幅器３３０の仮想接地を使用して、電荷を積み重ねる度に、検出信号が、ＸまたはＹ方向信号ラインの寄生容量による影響を受けないようにする。
（５）本発明は、帰還コンデンサＣｆ１およびＣｆ２を使用して、設計および製造時により小さい面積を可能にし、それにより必要な面積を節約し、かつチップの電力消費を減らす。
【００５８】
本発明がその好ましい実施形態に関して説明されたが、多くの他の可能な変更態様および変形例が、以下に請求されるように本発明の精神と範囲から逸脱することなく行われることができることを理解すべきである。
【符号の説明】
【００５９】
１１０    検出ラインＸ１
１２０    相互キャパシタンス
１３０    検出ラインＹ１
１４０    検出回路
２１０    信号発生器
２２０    第１被駆動電極
２３０    結合キャパシタンス
２４０    第２受電極
２５０    サンプリング・スイッチ
２６０    電荷インテグレータ
２７０    増幅器
２８０    リセット・スイッチ
３００    タッチパネル検出回路
３３０    増幅器
３８５    第ｘ信号ライン
３９０    第ｙ信号ライン
３３０１    反転入力端子
３３０２    非反転入力端子
３３０３    出力端子
３５０１    第１端子
３５０２    第２端子
３８０１    第１端子
３８０２    第２端子
Ｃｆ１    第１帰還コンデンサ
Ｃｆ２    第２帰還コンデンサ
Ｃｘ    寄生容量
Ｃｘｙ    結合コンデンサ
Ｃｙ    寄生容量
Ｓ１    第１電圧スイッチ
Ｓ２    第２電圧スイッチ
Ｓ３    第３電圧スイッチ
ＳＷ１    第１スイッチ
ＳＷ２    第２スイッチ
ＳＷ３    第３スイッチ
ＳＷ４    第４スイッチ
ＳＷ５    第５スイッチ
ＳＷ６    第６スイッチ
ＳＷ７    第７スイッチ
ＳＷ８    第８スイッチ
Ｔ１１    第１端子
Ｔ１２    第２端子
Ｔ２１    第１端子
Ｔ２２    第２端子
Ｔ３１    第１端子
Ｔ３２    第２端子
Ｔ４１    第１端子
Ｔ４２    第２端子
Ｔ５１    第１端子
Ｔ５２    第２端子
Ｔ６１    第１端子
Ｔ６２    第２端子
Ｔ７１    第１端子
Ｔ７２    第２端子
Ｔ８１    第１端子
Ｔ８２    第２端子
ＴＳ１１    第１端子
ＴＳ１２    第２端子
ＴＳ２１    第１端子
ＴＳ２２    第２端子
ＴＳ３１    第１端子
ＴＳ３２    第２端子
ＴＳ３３    第３端子
Ｖｃｍ    共通電圧源
Ｖｉｎ    入力電圧源
Ｖｏｕｔ  出力電圧
Ｖｏ＿１    電圧信号
【図１】
2011100450.tif 000015
【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】
2011100450.tif 000020
【図７】
2011100450.tif 000021
【図８】
2011100450.tif 000022
【図９】
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【図１０】
2011100450.tif 000024
【図１１】
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【図１２】
2011100450.tif 000026
【図１３】
2011100450.tif 000027
【図１４】
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【図１５】
2011100450.tif 000029
【外国語明細書】
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