(57)【要約】【課題】タッチパネルに適用する制御回路を提供する。【解決手段】タッチパネルに適用する制御回路は、ノードに結合されるキャパシタモジュールからなる。制御回路は、電源、放電ユニットおよび比較ユニット、からなる。電源は電圧をノードに供給する。放電ユニットはノードを放電する。比較ユニットは、ノードの電圧変化に従って出力信号を生成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチパネルに適用する制御方法であって、ノードに結合されるキャパシタモジュールからなり、
第一期間で電圧を前記ノードに供給するステップと、
第二期間で前記ノードを放電するステップと、
前記ノードの電圧変化に従って出力信号を生成するステップと、
からなることを特徴とする制御方法。
【請求項２】
前記ノードの電圧が第一プリセット値に達する時、前記出力信号が第一遷移を発生し、前記ノードの電圧が第二プリセット値より小さい時、前記出力信号が第二遷移を発生し、前記第一と第二遷移間の時間差に従って、前記タッチパネルがタッチされるかどうかを知ることができることを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
前記ノードの電圧が前記第一プリセット値に達する時、前記電圧は前記ノードに供給されないことを特徴とする請求項２に記載の制御方法。
【請求項４】
前記第二期間、前記ノードは第一電流により放電されることを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
【請求項５】
前記ノードが前記第一電流により放電される時間がプリセット時間に達する時、前記ノードは前記第一電流より小さい第二電流により放電され、前記ノードの電圧が前記第二プリセット値より小さい時、前記ノードは放電されないことを特徴とする請求項４に記載の制御方法。
【請求項６】
電子システムであって、
操作電源を生成する電源コンバータと、
前記操作電源を受けるタッチパネルと、
からなり、前記タッチパネルは、
ノードに結合されるキャパシタモジュールと、
前記ノードの電圧を制御する制御回路と、
からなり、前記制御回路は、
電圧を前記ノードに提供する電源と、
前記ノードを放電する放電ユニットと、
前記ノードの電圧に従って、出力信号を生成する比較ユニットと、
からなることを特徴とする電子システム。
【請求項７】
前記ノードの電圧が第一プリセット値に達する時、前記出力信号が第一遷移を発生し、前記ノードの電圧が第二プリセット値より小さい時、前記出力信号が第二遷移を発生し、前記電子システムは、更に、前記第一と第二遷移間の時間差に従って、前記タッチパネルがタッチされるかどうかを知る決定ユニットを含むことを特徴とする請求項６に記載の電子システム。
【請求項８】
前記放電ユニットは、第一と第二モジュールとからなり、前記第一モジュールは第一電流により前記ノードを放電し、前記第二モジュールは前記第一電流より小さい第二電流により前記ノードを放電し、前記ノードが前記第二電流により放電され、前記ノードの電圧が前記第二プリセット値より小さい時、前記第二モジュールは前記ノードの放電を停止することを特徴とする請求項７に記載の電子システム。
【請求項９】
前記ノードが前記第一電流により放電される時間がプリセット時間に達する時、前記ノードは前記第二電流により放電されることを特徴とする請求項８に記載の電子システム。
【請求項１０】
前記タッチパネルは、更に、カラーフィルターを有し、前記カラーフィルターと前記キャパシタモジュールは基板上に設置されることを特徴とする請求項６に記載の電子システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御回路に関するものであって、特に、タッチパネルに適用する制御回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報通信のために、キーボードやマウスを使用する公知のコンピュータ、或いは、ワークステーションは入力装置として働く。しかし、公知のコンピュータやワークステーションの入力装置は、快速な伝送やある種の情報フォーマットの交換が不可能である。
【０００３】
技術の発展に伴い、電子製品の入力装置は更なる多種多様性を達成している。様々な入力装置において、タッチパネルが幅広く主な入力装置として用いられ、公知の入力装置を代替しつつある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、タッチパネルに適用する制御方法と制御回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、タッチパネルに適用する制御方法と制御回路を提供する。タッチパネルは、ノードに結合されるキャパシタモジュールからなる。具体例による制御方法は、第一期間で、電圧をノードに供給するステップと、第二期間で、ノードを放電するステップと、ノードの電圧変化に従って、出力信号を生成するステップと、からなる。
【０００６】
具体例による制御回路は、電源と、放電ユニットと、比較ユニットと、からなる。電源は電圧をノードに供給する。放電ユニットはノードを放電する。比較ユニットは、ノードの電圧変化に従って出力信号を生成する。
【０００７】
本発明は、電子システムも提供する。具体例による電子システムは、電源コンバータとタッチパネルとからなる。電源コンバータは操作電源を生成する。タッチパネルは操作電源を受け、キャパシタモジュールと制御回路からなる。キャパシタモジュールはノードに結合される。制御回路はノードの電圧を制御し、電源と、放電ユニットと、比較ユニットと、からなる。電源は電圧をノードに供給する。比較ユニットはノードの電圧変化に従って出力信号を生成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、快速な情報交換の要求を満たすことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の具体例による電子システムを示す図である。
【図２】本発明の具体例によるタッチパネルを示す図である。
【図３Ａ】タッチパネルがタッチされない時の出力信号ＳＯＵＴ１を示す図である。
【図３Ｂ】タッチパネルがタッチされる時の出力信号ＳＯＵＴ１を示す図である。
【図４】本発明のもう一つの具体例によるタッチパネルを示す図である。
【図５Ａ】タッチパネルがタッチされない時の出力信号ＳＯＵＴ２を示す図である。
【図５Ｂ】タッチパネルがタッチされる時の出力信号ＳＯＵＴ２を示す図である。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは比較ユニットを示す図である。
【図７】制御方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の記述は、本発明を実行するために熟慮した最善の方式である。この記述は本発明の一般的原理を描写する目的のためにもたらされ、制限された意味に受け取られるべきではない。
【実施例１】
【００１１】
図１は、具体例による電子システムを示す図である。電子システム１００はＰＤＡ、携帯電話、テレビ、グローバル・ポジショニング・システムＧＰＳ、カーディスプレイ、アビオニクスディスプレイ、デジタルフォトフレーム、ノート型パソコン、或いは、パソコンなどである。図１で示されるように、電子システム１００は、電源コンバータ１１０およびタッチパネル１２０からなる。電源コンバータ１１０は操作電圧ＶＯＰを生成する。タッチパネル１２０は操作電圧ＶＯＰを受けて、画像を表示する。具体例において、電源コンバータ１１０は、直流交流（ＡＣ−ＤＣ）かＤＣ−ＤＣのコンバータである。
【００１２】
図２は、具体例によるタッチパネルを示す図である。タッチパネル１２０はキャパシタモジュール２１０と制御回路２２０からなる。具体例において、キャパシタモジュール２１０とタッチパネル１２０のカラーフィルタ（図示しない）が基板上に設置される。別の具体例で、キャパシタ２１０は基板上に設置され、カラーフィルタは別の基板上に設置される。カラーフィルターは当業者に熟知された公知技術なので説明を省略する。別の具体例において、制御回路２２０はチップに集積される。
【００１３】
本具体例において、タッチパネル１２０は容量性のタッチパネルである。タッチパネル１２０がタッチされない時、キャパシタモジュール２１０は、寄生コンデンサＣｐａｒだけ有する。タッチパネル１２０がタッチされる時、キャパシタモジュール２１０は、寄生コンデンサＣｐａｒと検出コンデンサＣｓｅｎを有する。検出コンデンサＣｓｅｎのキャパシタンスはタッチ領域面積により決定される。タッチ領域が大きいほど、検出コンデンサＣｓｅｎのキャパシタンスは高い。よって、キャパシタモジュール２１０のキャパシタンスは増加する。
キャパシタモジュール２１０はノードＡに結合されるので、ノードＡの電圧はキャパシタモジュール２１０のキャパシタに関連する。キャパシタモジュール２１０のキャパシタンスが高い時、キャパシタモジュール２１０は更に多くの電荷を保存することができる。よって、ノードＡの電圧は高い。
【００１４】
本具体例において、制御回路２２０は、補償コンデンサＣｍｏｄ、電源２２１、放電ユニット２２２、比較ユニット２２３および決定ユニット２２４、からなる。製造ステップにより、異なるタッチパネルは、寄生コンデンサ中で異なるキャパシタンスを有する。よって、補償コンデンサＣｍｏｄは寄生コンデンサを補償するのに用いられる。別の具体例において、補償コンデンサＣｍｏｄは省略される。
電源２２１は電源ＶＤＤをノードＡに供給する。プレチャージスイッチＳＷｐｒｅがオンになる時、ノードＡは電圧ＶＤＤを受け取ることができる。本具体例において、電圧ＶＤＤはＤＣ電圧なので、寄生コンデンサＣｐａｒの一端子はコモン電圧（Ｖｃｏｍ）  ＤＣＶＣＯＭを受ける。コモン電圧は当業者に熟知された公知技術なので、説明を省略する。
【００１５】
第一期間で、電源２２１のプレチャージスイッチＳＷｐｒｅがオンになり、キャパシタモジュール２１０を充電する。このとき、ノードＡの電圧が増加する。一具体例において、ノードＡの電圧が第一プリセット値に達する時、プレチャージスイッチＳＷｐｒｅはオフになって、キャパシタモジュール２１０の充電を停止する。他の具体例中、ノードＡの電圧が第一プリセット値に達し、一定時間になると、ノードＡの電圧は第一プリセット値に達し、プリセットタイミングに達し、プレチャージスイッチＳＷｐｒｅはオフになる。
【００１６】
第二期間で、放電ユニット２２２はノードＡを放電する。本具体例中、放電ユニット２２２はモジュール３１０と３２０を有し、二放電段階を実行する。モジュール３１０は第一電流によりノードＡを放電する。モジュール３２０は第一電流より低い第二電流によりノードＡを放電する。一具体例において、一モジュールだけでノードＡを放電する。よって、ノードＡは単一電流により放電される。
【００１７】
本具体例において、モジュール３１０と３２０はそれぞれ、放電スイッチと電流源を有する。モジュール３１０の放電スイッチＳＷｄｉｓ１がオンになる時、電流源ＣＳ１は第一電流によりノードＡを放電する。モジュール３２０の放電スイッチＳＷｄｉｓ２  がオンになる時、電流源ＣＳ２は第二電流によりノードＡを放電する。ノードＡが第一電流により放電され、プリセットタイミングに達する時、ノードＡは第二電流により放電される。ノードＡが第二電流により放電され、ノードＡの電圧が第二プリセット値より小さい時、放電スイッチＳＷｄｉｓ２  はオフになり、ノードＡの放電を停止する。
【００１８】
比較ユニット２２３は、ノードＡの電圧変化に従って出力信号ＳＯＵＴ１を生成する。よって、第一期間で、ノードＡの電圧が第一プリセット値より大きい場合、比較ユニット２２３により出力信号ＳＯＵＴ１が第一遷移が発生する。よって、出力信号ＳＯＵＴ１は第一辺縁を有する。第二期間で、ノードＡの電圧が第二プリセット値より小さい場合、出力信号ＳＯＵＴ１が第二遷移を発生する。よって、出力信号ＳＯＵＴ１は、第一辺縁と反対の第二辺縁を有する。例えば、第一辺縁が立ち上がりエッジの場合、第二辺縁は立ち下りエッジである。
【００１９】
第一と第二遷移が発生する時点は、キャパシタモジュール２１０のキャパシタンスにより決定される。本具体例において、第一と第二遷移の発生の時点は決定ユニット２２４により検出される。タッチパネル１２０がタッチされる時、キャパシタモジュール２１０のキャパシタンスは大きく、第一と第二遷移間の時間差が大きい。タッチパネル１２０がタッチされない時、キャパシタモジュール２１０のキャパシタンスは小さいので、第一と第二遷移間の時間差が小さい。第一と第二遷移間の時間差を判断することにより、タッチパネル１２０がタッチされるかされないかを知ることができる。
【００２０】
例えば、出力信号ＳＯＵＴ１の第一と第二遷移間の時間差がプリセット値より大きい時、タッチパネル１２０がタッチされることを意味する。出力信号ＳＯＵＴ１の第一と第二遷移間の時間差がプリセット値より小さい場合、タッチパネル１２０がタッチされないことを示す。他の具体例中、決定ユニット２２４は省略されるか、或いは、他の処理ユニット（図示しない）に集積される。
【００２１】
図３Ａは、タッチパネルがタッチされない時の出力信号ＳＯＵＴ１を示す図である。図２を合わせて参照すると、充電信号Ｓｐｒｅが第一期間Ｐ１で高レベルなので、プレチャージスイッチＳＷｐｒｅがオンになる。ノードＡの電圧ＶＡがプリセット値Ｖｒｅｆ１に達する時、出力信号ＳＯＵＴ１が第一遷移を生じる。本具体例において、出力信号ＳＯＵＴ１は、低レベルから高レベルに変化する。
【００２２】
充電信号Ｓｐｒｅは期間Ｐ２で低レベルなので、プレチャージスイッチＳＷｐｒｅはオフになる。期間Ｐ２１中、放電スイッチＳＷｄｉｓ１はオンになるので、ノードＡの電圧ＶＡは減少する。期間Ｐ２２中、放電スイッチＳＷｄｉｓ２  はオンになるので、ノードＡの電圧ＶＡは減少し続ける。ノードＡの電圧ＶＡがプリセット値Ｖｒｅｆ２に達する時、出力信号ＳＯＵＴ１  は第二遷移を発生する。更に、ノードＡは期間Ｐ２１で大電流により放電されるので、電圧の低下勾配が急になる。期間Ｐ２２中、ノードＡは小電流により放電されるので、低下勾配は小さい。
【００２３】
図３Ｂはタッチパネルがタッチされる時の出力信号ＳＯＵＴ１を示す図である。タッチパネル１２０がタッチされるので、キャパシタモジュール２１０は大キャパシタンスを有する。よって、長い放電時間で、ノードＡの電圧ＶＡをプリセット値Ｖｒｅｆ２より小さくする。これにより、図３Ｂで示される出力信号のパルス幅は図３Ａで示される出力信号のパルス幅より大きい。
【００２４】
出力信号ＳＯＵＴ１の変化は図３Ｂでより詳細に説明される。期間Ｐ３中、充電信号Ｓｐｒｅ  は高レベルなので、プレチャージスイッチＳＷｐｒｅはオンになる。ノードＡの電圧ＶＡがプリセット値Ｖｒｅｆ１に達する時、出力信号ＳＯＵＴ１は第一遷移を発生する。本具体例において、出力信号ＳＯＵＴ１は低レベルから高レベルに変化する。
【００２５】
充電信号Ｓｐｒｅ  は期間Ｐ４で低レベルなので、プレチャージスイッチＳＷｐｒｅがオフになる。期間Ｐ４１で、放電スイッチＳＷｄｉｓ１がオンになるので、ノードＡの電圧ＶＡが減少する。期間Ｐ４２で、放電スイッチＳＷｄｉｓ２がオンになるので、ノードＡの電圧ＶＡが減少し続ける。ノードＡの電圧ＶＡがプリセット値Ｖｒｅｆ２に達する時、出力信号ＳＯＵＴ１が第二遷移を発生する。本具体例中、出力信号ＳＯＵＴ１は高レベルであることにより、タッチパネルがタッチされるかされないかをことを知ることができる。
【実施例２】
【００２６】
図４はタッチパネルのもう一つの具体例を示す図である。タッチパネル１２０はキャパシタモジュール４１０と制御ユニット４２０からなる。キャパシタモジュール４１０はキャパシタモジュール２１０と同じなので、説明は省略する。本具体例において、制御回路４２０は電源４２１、放電ユニット４２２、比較ユニット４２３、決定ユニット４２４からなる。放電ユニット４２２、比較ユニット４２３、決定ユニット４２４は放電ユニット２２２、比較ユニット２２４と同じなので、説明を省略する。
【００２７】
本具体例において、ＡＣ電圧ＡＣＶＣＯＭ（図５Ａで示される）により、キャパシタモジュール４１０を充電する。図５Ａを参照すると、ＡＣ電圧ＡＣＶＣＯＭが高レベルの時、電源４２１の起動スイッチＳＷａｃｔがオンになる。この時、ＡＣ電圧ＡＣＶＣＯＭはキャパシタモジュール４１０とストレージキャパシタＣｓｔｏｒｅを充電する。よって、ノードＢの電圧ＶＢはプリセット値Ｖｒｅｆ１に達する。キャパシタモジュール４１０はノードＢに結合され、ノードＢはストレージキャパシタＣｓｔｏｒｅに結合されるので、ストレージキャパシタＣｓｔｏｒｅの電圧はキャパシタモジュール４１０の電圧と等しい。ストレージキャパシタＣｓｔｏｒｅの電圧はノードＢを反応させる。ノードＢの電圧ＶＢがプリセット値Ｖｒｅｆ１に達する時、出力信号ＳＯＵＴ２は第一遷移を発生する。
【００２８】
ＡＣ電圧ＡＣＶＣＯＭが低レベルの時、電源４２１の起動スイッチＳＷａｃｔがオフになる。この時、ノードＢは放電ユニット４２２により放電される。ノードＢの電圧ＶＢがプリセット値Ｖｒｅｆ２より低い時、出力信号ＳＯＵＴ２が第二遷移を発生する。よって、第一と第二遷移間の時間差に従って、タッチパネルがタッチされるか動かを判断することができる。
【００２９】
図５Ａは、タッチパネルがタッチされない時の出力信号ＳＯＵＴ２を示す図である。図５Ｂは、タッチパネルがタッチされる時の出力信号ＳＯＵＴ２を示す図である。図５Ａと図５Ｂは図４Ａと図４Ｂと同じなので、説明を省略する。ＤＣ電圧、或いは、ＡＣ電圧が用いられて、キャパシタモジュールを充電し、出力信号に従って、タッチパネルがタッチされるかどうかを知ることができる。
【００３０】
図６Ａと図６Ｂは比較ユニットを示す図である。図６Ａの比較ユニットはシュミットトリガ比較器である。図６Ｂで示される比較器は一対の異なる比較器である。
【００３１】
図７は本発明により制御方法のフローチャートである。制御方法はタッチパネルに適用される。タッチパネルは、ノードに結合されるキャパシタモジュールを有する。第一期間中、電圧がノードに提供される（ステップ７１０）。電圧はＤＣ電圧かＡＣ電圧である。キャパシタモジュールがノードに結合されるので、電圧がノードに提供される時、ノードは電圧により充電される。よって、ノードの電圧が増加する。別の具体例において、ノードの電圧が第一プリセット値に達する時、電圧はノードへの充電を停止する。
【００３２】
第二期間中、ノードが放電される（ステップ７２０）。一具体例中、ノードは第一電流により放電される。この期間、ノードは第一電流により放電され、プリセットタイミングに達する時、ノードが第一電流より低い第二電流により放電される。他の具体例中、ノードは単一電流により放電される。
【００３３】
出力信号はノードの電圧変化に従って生成される（ステップ７３０）。本具体例中、ステップ７１０が実行され、ノードの電圧が増加する。ノードの電圧が第一プリセット値に達する時、出力信号は第一遷移を発生する。ステップ７２０が実行される時、ノードの電圧が減少する。ノードの電圧が第二プリセット値より低い時、出力信号は第二遷移を発生する。第一と第二遷移間の時間差に従って、タッチパネルがタッチされるかどうかを知ることができる。
【００３４】
タッチパネルがタッチされる場合、キャパシタモジュールのキャパシタンスが増加する。よって、キャパシタモジュールが充電と放電動作を実行する時、充電結果と放電結果に従って、キャパシタモジュールのキャパシタンスが得られる。充電時間と放電時間の総計がプリセット値を超過する時、キャパシタモジュールのキャパシタンスが増加したことを示し、タッチパネルがタッチされたと判断できる。同様に、充電時間と放電時間の総計がプリセット値より小さい時、キャパシタモジュールのキャパシタンスの減少を示し、タッチパネルがタッチされないと判断する。
【００３５】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当業者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【符号の説明】
【００３６】
１００：電子システム；
１１０：電源コンバータ；
１２０：タッチパネル；
２１０、４１０：キャパシタモジュール；
２２０、４２０：制御回路；
Ｃｍｏｄ：補償コンデンサ；
２２１、４２１：電源；
２２２、４２２：放電ユニット；
２２３、４２３：比較ユニット；
２２４、４２４：決定ユニット；
ＳＷｐｒｅ：プレチャージスイッチ；
３１０、３２０：モジュール；
ＳＷｄｉｓ１、ＳＷｄｉｓ２：放電スイッチ；
ＣＳ１、ＣＳ２：電流源；
ＳＷａｃｔ：プレチャージスイッチ；
Ｃｓｔｏｒｅ：ストレージキャパシタ；
７１０、７２０、７３０：ステップ。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2009223884.tif 000006
【図４】
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【図５Ａ】
2009223884.tif 000008
【図５Ｂ】
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【図６】
2009223884.tif 000010
【図７】
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