專利名稱：觸摸屏裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以使用手指等輸入單元進行輸入的觸摸屏裝
置，特別涉及在矩陣上配置有對X、 Y方向進行檢測的電極的矩陣型 的靜電電容觸摸屏中可以對手指等導(dǎo)體接近的情況進行檢測的觸摸 屏裝置。
背景技術(shù)：
隨著裝置的小型化等，輸入顯示一體型的觸摸屏式輸入裝置應(yīng)用 在各種領(lǐng)域中。以往，在對基于手指或筆的輸入進行檢測的觸摸屏中， 各種方式的觸摸屏得到了實用化。其中，被稱為靜電電容方式的觸摸 屏是指，在觸摸屏面上使微弱的電流流過而形成電場，并將手指等導(dǎo)
測，而檢測出i亥接觸位置。
另外，作為對手指等的二維的輸入位置坐標進行檢測的方式，有 矩陣方式。其中，以矩形形狀正交配置有用于對X方向的位置進行檢 測的電極和用于對Y方向的位置進行檢測的電極。例如在專利文獻1 記載的信息輸入裝置中，公開有涉及采用了矩陣型的靜電電容方式的 觸摸屏的內(nèi)容。
在這樣的靜電電容方式的觸摸屏裝置的情況下，需要對微弱的靜 電電容的變化進行檢測，所以有時檢測精度由于周圍的導(dǎo)電體的影響 而降低。即，當(dāng)存在用于指示輸入的手指以外的導(dǎo)電體的情況下，在 該導(dǎo)電體與坐標輸入裝置中配置的電極線之間產(chǎn)生無需的靜電耦合 (寄生電容)，電流通過該靜電耦合(寄生電容)而流過，所以存在 應(yīng)由輸出部檢測到的原來的由于手指的接觸而引起的電壓降低的靈 敏度下降的可能性。另一方面，作為抑制由于這樣的外部的要因而引起的寄生電容的
技術(shù)，有同相屏蔽(in phase shield )。例如，在專利文獻2記載的靜 電電容形接近傳感器中，公開出在作為傳感器的電極面之下配置同相 屏蔽圖案來使檢測精度穩(wěn)定化的內(nèi)容。
專利文獻l:日本特開平7- 129321號公報
專利文獻2:日本特開平7 - 29467號公報
在使用了上述以往的矩陣型的靜電電容觸摸屏的信息輸入裝置 中，例如在對Y坐標位置進行檢測時，對指尖與Y軸電極線之間的 靜電電容耦合的變化進行檢測，但由于與Y坐標位置檢測無關(guān)的與Y 軸電極線正交的X軸電極線是導(dǎo)電體，所以在Y軸電極線與X軸電 極線之間產(chǎn)生靜電電容耦合，其成為寄生電容，而有可能使使用了Y 軸電極線的指尖位置檢測的靈敏度降低。
另一方面，在使用如專利文獻2記載的那樣的成為與檢測電極相 同電位的同相屏蔽電極，來抑制外部的導(dǎo)電體的影響的方法中，除了 檢測電極以外，還需要新設(shè)置屏蔽用的同相屏蔽電極。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述那樣的課題而完成的，其目的在于取得一 種可以提高手指等輸入單元接觸時的檢測靈敏度的觸摸屏裝置。
本發(fā)明的觸摸屏裝置具備觸摸屏部，配置有多個電極；運算電 路，檢測出由輸入單元對觸摸屏部的接近或接觸引起的某一個電極的 靜電電容的變化，而檢測出接近或接觸位置；以及屏蔽電極切換控制 電路，將多個電極中的一部分電極作為檢測電極連接，并將其他電極 作為與檢測電極相同電位的屏蔽電極連接。
本發(fā)明的觸摸屏裝置將多個電極中的一部分電極作為檢測電極 連接，并將其他電極作為與檢測電極相同電位的屏蔽電極連接，所以 可以提高手指等輸入單元接觸時的檢測靈敏度。


圖l是示出本發(fā)明的實施方式l的觸摸屏裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是示出本發(fā)明的實施方式1的觸摸屏裝置的輸入側(cè)開關(guān)的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是示出指尖接近或接觸到本發(fā)明的實施方式1的觸摸屏裝置 的某電極線時的等價電路的電路圖。
圖4是示出在本發(fā)明的實施方式1的觸摸屏裝置的X、 Y電極間 存在電位差的情況下將指尖接近到X軸電極的狀態(tài)的說明圖。
圖5是示出在本發(fā)明的實施方式1的觸摸屏裝置的X、 Y電極間 不存在電位差的情況下將指尖接近到X軸電極的狀態(tài)的說明圖。
圖6是示出具有矩形形狀的電極線的觸摸屏部的一部分的說明圖。
圖7是示出在圖6的結(jié)構(gòu)中指尖接近到X軸電極線和Y軸電極 線的重疊部分的狀態(tài)的說明圖。
圖8是示出在圖6的結(jié)構(gòu)中指尖沒有接近X軸電極線和Y軸電 極線的重疊部分的狀態(tài)的說明圖。
圖9是示出本發(fā)明的實施方式2的觸摸屏裝置的觸摸屏部的一部 分的說明圖。
圖IO是詳細示出圖9的X軸電極線和Y軸電極線的重疊部分的 說明圖。
圖11是示出本發(fā)明的實施方式2的觸摸屏裝置中的其他例子的
觸摸屏部的一部分的說明圖。
圖12是示出本發(fā)明的實施方式3的觸摸屏裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖13是使手指接近到本發(fā)明的實施方式3的觸摸屏裝置的X軸 電極線的正上方的狀態(tài)的說明圖。
圖14是示意地示出在圖13的狀態(tài)時由運算電路得到的X軸電 極線的電壓降低量的說明圖。
圖15是使手指接近到本發(fā)明的實施方式3的觸摸屏裝置的二個 X軸電極線的中間的狀態(tài)的說明圖。
圖16是示意地示出在圖15的狀態(tài)時由運算電路得到的X軸電極線的電壓降低量的說明圖。 (標號說明) 1觸摸屏部
2振蕩電路
3屏蔽電極切換控制電路
4運算電路
5aX軸輸入側(cè)開關(guān)
5b Y軸輸入側(cè)開關(guān)
6aX軸輸出側(cè)開關(guān)
6b Y軸輸出側(cè)開關(guān)
7控制電路
8校正電路
20、 40~43、 50~53、 60 63X軸電極線
21、 44~47、 54~57、 64 67Y軸電極線 Cs、 Csl、 Cs2、 Cfl、 Cf2靜電電容
具體實施方式
實施方式1
圖1是示出本發(fā)明的實施方式1的觸摸屏裝置的結(jié)構(gòu)圖。 在圖中，觸摸屏裝置具備觸摸屏部1、振蕩電路2、屏蔽電極切 換控制電路3、運算電路4、 X軸輸入側(cè)開關(guān)5a、 Y軸輸入側(cè)開關(guān)5b、 X軸輸出側(cè)開關(guān)6a、 Y軸輸出側(cè)開關(guān)6b、控制電路7。
觸摸屏部1是在矩陣上配置有用于對X軸方向的位置進行檢測 的X軸電極線和用于對Y軸方向的位置進行檢測的Y軸電極線的坐 標輸入用的觸摸屏。振蕩電路2是產(chǎn)生脈沖信號的振蕩電路。屏蔽電 極切換控制電路3是動態(tài)地切換觸摸屏部1的X、 Y軸電極線以控制 為檢測電極或成為與檢測電極相同電位的屏蔽(shield)電極的控制 電路。
運算電路4是對觸摸屏部1的電極線的信號進行檢測而計算出作為輸入單元的手指的輸入位置的運算電路。X軸輸入側(cè)開關(guān)5a是用 于向X軸電極線的輸入端輸入脈沖信號的開關(guān)，Y軸輸入側(cè)開關(guān)5b 是用于向Y軸電極線的輸入端輸入脈沖信號的開關(guān)。另外，X軸輸出 側(cè)開關(guān)6a是用于將X軸電極線的輸出端連接到運算電路4的開關(guān)， Y軸輸出側(cè)開關(guān)6b是用于將Y軸電極線的輸出端連接到運算電路4 的開關(guān)?？刂齐娐?是對整體進行控制的控制電路。
圖2是詳細示出X軸輸入側(cè)開關(guān)5a (Y軸輸入側(cè)開關(guān)5b)的結(jié)構(gòu)圖。
X軸輸入側(cè)開關(guān)5a (Y軸輸入側(cè)開關(guān)5b)由與屏蔽電極切換控 制電路3的連接線10、與觸摸屏部1的電極線的連接線12、13、14、...、 N、用于結(jié)合連接線IO和連接線12、 13、 14、…、N的結(jié)合部ll構(gòu)
成，通過接通/斷開該結(jié)合部11與連接線12、 13、 14.....N的結(jié)合，
進行觸摸屏部1的電極線的選擇。另外，X軸輸出側(cè)開關(guān)6a以及Y 軸輸出側(cè)開關(guān)6b構(gòu)成為其逆結(jié)構(gòu)、即選擇性地連接與運算電路4的 連接線和與觸摸屏部i的多個電極線的連接線。
圖3圖示出指尖接近或接觸到某電極線時的等價電路，Vo表示 對電極線的輸入端施加的電壓值，Rs表示電極線的電阻值，Cs表示 在指尖與電極線之間生成的靜電電容，Vs表示在電極線的輸出端處檢 測到的電壓值。
圖4圖示出某X軸電極線之一 (用X軸電極線20表示)和Y 軸電極線之一 (用Y軸電極線21表示)，示出在兩個電極間存在電 位差的情況下將指尖接近到X軸電極的狀態(tài)。在圖中，Cs是X軸電 極線20與指尖之間的靜電電容。另外，Cfl和Cf2是在X軸電極線 20與Y軸電極線21之間產(chǎn)生的靜電電容。
圖5圖示出某X軸電極線之一 (用X軸電極線20表示)和Y 軸電極線之一 (用Y軸電極線21表示)，示出在兩個電極間不存在 電位差的情況下將指尖接近到X軸電極線20的狀態(tài)。在圖中，Cs是 X軸電極線20與指尖之間的靜電電容。
接下來，對實施方式l的觸摸屏裝置的動作進行說明。
7以下，對操作者將手指接近到圖1的觸摸屏部1時的動作進行說 明。另外，不論在操作者的指尖接近到觸摸屏部1的情況下，還是在 已經(jīng)接觸的情況下，動作都相同，所以以下僅對指尖接近的情況進行 說明。
在本實施方式中，在檢測到指尖的X坐標位置之后，對Y坐標 位置進行檢測。首先，控制電路7對屏蔽電極切換控制電路3進行指 示以進行X坐標位置檢測處理。屏蔽電極切換控制電路3在X軸電 極線的輸入端的X軸輸入側(cè)開關(guān)5a中結(jié)合一個X軸電極線。另外， 屏蔽電極切換控制電路3在輸出端的X軸輸出側(cè)開關(guān)6a中，結(jié)合與 使用X軸輸入側(cè)開關(guān)5a連接的X軸電極線相同的X軸電極線的輸出 端。即，在X軸輸入側(cè)開關(guān)5a中，利用屏蔽電極切換控制電路3的 指示，經(jīng)由結(jié)合部ll，結(jié)合與觸摸屏部1的電極線的連接線12、 13、
14..... N中的某一個連接線和連接線10。另外，在X軸輸出側(cè)開
關(guān)6a中，結(jié)合使用X軸輸入側(cè)開關(guān)5a連接的電極線和向運算電路4 的連接線。
接下來，屏蔽電極切換控制電路3在Y軸電極線的輸入端的Y 軸輸入側(cè)開關(guān)5b中，結(jié)合所有的Y軸電極線。
接下來，屏蔽電極切換控制電路3對使用X軸輸入側(cè)開關(guān)Sa連 接的X軸電極線的輸入端，施加振蕩電路2的脈沖信號。即，使使用 X軸輸入側(cè)開關(guān)5a連接的X軸電極線作為檢測電極動作。另外，與 其同時屏蔽電極切換控制電路3對使用Y軸輸入側(cè)開關(guān)5b連接的所 有Y軸電極線施加與對檢測電極施加的信號相同的脈沖信號。即，進 行控制，以使所有Y軸電極線作為屏蔽電極動作，成為與檢測電極相 同的電位。
屏蔽電極切換控制電路3 —邊切換X軸輸入側(cè)開關(guān)5a內(nèi)的連接 線的結(jié)合一邊依次對各個X軸電極線施加脈沖信號。
此處，如果操作者的指尖接近到觸摸屏部1，則指尖和X軸電極 線靜電耦合，電流從X軸電極線經(jīng)由該靜電電容流向指尖。運算電路接下來，使用圖3對運算電路4的動作進行說明。
圖3示出如上所迷手指接近到某X軸電極線時的等價電路。將X 軸電極線的電阻值設(shè)為Rs，將手指與X軸電極線之間的靜電電容設(shè) 為Cs，將從振蕩電路2向X軸電極線的輸入端施加的電壓設(shè)為Vo。 在手指接近到X軸電極線的情況下，電流經(jīng)由靜電電容Cs流向人體 (在圖3的等價電路中為地)側(cè)。在運算電路4中對與Rs對應(yīng)的電 壓Vs進行檢測。此處，由于流過X軸電極線的電流的一部分經(jīng)由Cs 流向地側(cè)，所以由運算電路4檢測的電壓Vs比對X軸電極線的輸入 端施加的電壓Vo低。
運算電路4針對使用X軸輸入側(cè)開關(guān)5a和X軸輸出側(cè)開關(guān)6a 依次結(jié)合的X軸電極線檢測電壓值，求出與各X軸電極線對應(yīng)的各 個電壓降低值、即Vo和Vs之差。
由于靜電電容的大小與指尖和X軸電極線的距離成反比例，所
以與指尖所接近的位置最近的x軸電極線的靜電電容變得最大。即， 從與指尖所接近的位置最近的x軸電極線流向指尖的電流最大，由運
算電路4檢測的電壓降低值最大。在運算電路4中，求出從各X軸電 極線得到的電壓降低值中的、表示最大的電壓降低值的X軸電極線的 位置而作為指尖的X坐標位置。
如果X坐標位置的檢測結(jié)束，則控制電路7對屏蔽電極切換控 制電路3進行指示以進行Y坐標位置檢測處理。屏蔽電極切換控制電 路3在Y軸電極線的輸入端的Y軸輸入側(cè)開關(guān)5b中結(jié)合一個Y軸電 極線。另外，屏蔽電極切換控制電路3在輸出端的Y軸輸出側(cè)開關(guān) 6b中，結(jié)合與上述相同的Y軸電極線的輸出端。
接下來，屏蔽電極切換控制電路3在X軸電極線的輸入端的X 軸輸入側(cè)開關(guān)5a中結(jié)合所有的X軸電極線。
以下，利用與求出X坐標位置的處理相同的處理，由運算電路4 對Y坐標位置進行檢測。
此處，使用圖4、圖5對指尖接近到作為檢測電極的X軸電極線 20時的動作進行說明。在對X坐標位置進行檢測時，在X坐標位置或者被接地以成為基準電位的情況等下，如圖4所示，在檢測電極20 與配置于周邊的Y軸電極線21之間產(chǎn)生電位差。因此，在這些電極 間生成靜電電容(寄生電容)Cf 1、 Cf 2。 ——
此處，如果指尖接近到檢測電極，則在指尖與檢測電極20之間 生成靜電電容Cs。即，指尖和檢測電極靜電耦合，而成為向人體接地 的狀態(tài)。由此，電流從檢測電極20經(jīng)由Cs流向指尖。在運算電路4 中，對由于該電流的影響而引起的電壓降低部分進行檢測，從而檢測 到指尖接近的情況，但在圖4的情況下，電流也從檢測電極20通過 寄生電容Cfl、 Cf2流過，所以其結(jié)果流向指尖的電流的量變小。即， 由于指尖接近而引起的電壓降低部分變小，成為運算電路4中的電壓 降低值的檢測靈敏度降低的要因。
在本實施方式中，在X坐標位置檢測時，使Y軸電極線作為屏 蔽電極動作，所以檢測電極和Y軸電極成為相同電位。在該情況下， 如圖5所示，在作為檢測電極的X軸電極線20與Y軸電極線21之 間不發(fā)生靜電電容(不發(fā)生圖4的Cf 1、 Cf2)。
在本實施方式中，如果指尖接近到檢測電極，則在指尖與檢測電 極之間也生成靜電電容Cs。即，指尖和檢測電極靜電耦合，而成為向 人體接地的狀態(tài)。由此，電流從檢測電極經(jīng)由Cs流向指尖。在運算 電路4中，通過對由于該電流的影響而引起的電壓降低部分進行檢測， 來檢測到指尖接近的情況，但與圖4的情況不同，不存在由于Cfl、 Cf 2的寄生電容引起的電流的泄漏，所以與圖4的情況相比更多的電 流通過指尖流向人體側(cè)。由此，由于指尖接近而引起的電壓降低部分 變大，在運算電路4中，可以提高對指尖接近的情況進行檢測的靈敏 度。
這樣，在實施方式1中，構(gòu)成為在對X坐標位置進行檢測時， 進行控制，以使對X軸方向的位置檢測沒有關(guān)系的Y軸電極線作為 屏蔽電極動作，另一方面在對Y坐標位置進行檢測時，進行控制，以 使對Y軸方向的位置檢測沒有關(guān)系的X軸電極線作為屏蔽電極動作，所以在X軸方向的位置檢測時，可以抑制手指與Y軸電極線之間的 電流的泄漏，在Y軸方向的位置檢測時，可以抑制手指與X軸電極 線之間的電流的泄漏，其結(jié)果，可以提高X坐標位置、Y坐標位置的 檢測靈敏度。
另外，利用本結(jié)構(gòu)，無需與X、 Y方向檢測的電極獨立地設(shè)置屏 蔽電極，而可以簡化裝置的結(jié)構(gòu)。
如上所述，根據(jù)實施方式1的觸摸屏裝置，具備觸摸屏部，配 置有多個電極；運算電路，檢測由輸入單元對觸摸屏部的接近或接觸 而引起的某一個電極的靜電電容的變化，而檢測出接近或接觸位置； 以及屏蔽電極切換控制電路，將多個電極中的一部分電極作為檢測電 極連接，并將其他電極作為與檢測電極相同電位的屏蔽電極連接，所 以可以提高手指等輸入單元接近或接觸時的檢測靈敏度。
另外，根據(jù)實施方式l的觸摸屏裝置，將觸摸屏部設(shè)為由沿著X 軸以及Y軸方向配設(shè)的多個電極構(gòu)成的矩陣型的電極配置，所以可以 動態(tài)地進行控制，以將X軸電極以及Y軸電極作為檢測電極或屏蔽 電極。
另外，根據(jù)實施方式1的觸摸屏裝置，屏蔽電極切換控制電路進 行控制，以在對觸摸屏部的X軸方向進行檢測時將X軸電極作為檢 測電極并將Y軸電極作為屏蔽電極來進行處理，在對Y軸方向進行 檢測時將X軸電極作為屏蔽電極并將Y軸電極作為檢測電極進行處 理，所以可以提高X、 Y位置坐標的檢測精度。
實施方式2
在實施方式2中，配置成X軸電極和Y軸電極重疊的面積小。
實施方式2的觸摸屏裝置中的觸摸屏部1和屏蔽電極切換控制電 路3、運算電路4這樣的圖面上的結(jié)構(gòu)與實施方式1相同，所以使用 圖1來進行說明。
首先，在實施方式2的觸摸屏裝置的說明之前，對形成為矩形形 狀的電極形狀的觸摸屏裝置進行說明。
圖6是示出具有矩形形狀的電極線的觸摸屏部1的一部分的說明圖。
如圖所示，X軸電極線40~43和Y軸電極線44~47分別形成 為矩形形狀。圖7以及圖8僅示出這樣構(gòu)成的觸摸屏部1的電極線結(jié) 構(gòu)中的、X軸電極線40和Y軸電極線44。
圖7示出指尖接近到X軸電極線40和Y軸電極線44的重疊部 分的狀態(tài)，圖中的Csl表示指尖與Y軸電極線44之間的靜電電容。 另外，圖8示出指尖接近到X軸電極線40和Y軸電極線44的重疊 部分以外的位置的狀態(tài)，圖中的Cs是指尖與Y軸電極線44之間的靜 電電容。
在圖6那樣構(gòu)成的電極線形狀的情況下，Y軸電極線44~47配 置在X軸電極線40 43的下側(cè)。此處，例如，在對Y軸坐標位置進 行檢測的情況下，如果屏蔽電極切換控制電路3進行控制以將Y軸電 極線44作為檢測電極進行處理，并進行控制以將所有X軸電極線、 即X軸電極線40~43作為屏蔽電極進行處理，則在作為檢測電極的 Y軸電極線44和作為屏蔽電極的X軸電極線40~43重疊的部分中， 成為屏蔽電極配置在Y軸電極線44的上側(cè)的狀態(tài)。在該情況下，在 指尖接近到Y(jié)軸電極線44和屏蔽電極的重疊部分時，在運算電路4 中，對由于指尖的接近而引起的電壓降低進行檢測的靈敏度降低。
針對該點使用圖7、圖8進行具體說明。
在使X軸電極線40作為屏蔽電極動作并使Y軸電極線44作為 檢測電極動作的情況下，在指尖與作為檢測電極的Y軸電極線44之 間生成靜電電容。在圖7的情況下，即在指尖接近到作為屏蔽電極的 X軸電極線40和作為檢測電極的Y軸電極線44的重疊部分的情況下， 以在指尖與檢測電極之間生成的靜電電容為代表圖示成Cs 1。
另一方面，在圖8的情況下，即在指尖位于作為屏蔽電極的X 軸電極線40和作為檢測電極的Y軸電極線44的重疊部分以外的位置 的情況下，將在指尖與檢測電極之間生成的靜電電容圖示成Cs。
此處，如果從作為檢測電極的Y軸電極線44觀察，則與圖8的 情況、即指尖位于作為屏蔽電極的X軸電極線40和作為檢測電極的Y軸電極線44的重疊部分以外的位置的情況相比，在圖7的情況下， 即在指尖位于作為屏蔽電極的X軸電極線40和作為檢測電極的Y軸 電極線44的重疊部分的情況下，指尖與電極之間的距離更大。
靜電電容的大小一般與指尖和電極的距離成反比。因此，在指尖 位于作為屏蔽電極的X軸電極線40和作為檢測電極的Y軸電極線44 的重疊部分的情況下，指尖與作為檢測電極的Y軸電極線44之間的 靜電電容變小，在運算電路4中，對由于指尖的接近而引起的電壓降 低進行檢測的靈敏度降低。
針對這樣的檢測靈敏度的降低，在實施方式2中設(shè)為以下那樣的結(jié)構(gòu)。
圖9示出實施方式2的觸摸屏部1上配置的電極線的一部分，其 以X軸電極線和Y軸電極線的重疊區(qū)域小的形狀構(gòu)成。
即，圖9所示的X軸電極線50 53和Y軸電極線54 57構(gòu)成
為其重疊部分的面積小。
圖IO詳細示出圖9的X軸電極線51和Y軸電極線55的重疊部 分，Cs2是指尖與Y軸電極線55之間的靜電電容。
在與圖9以及圖10所示那樣的實施方式2的電極形狀的情況、 即成為圖6的具有矩形形狀的X、 Y軸電極線相比，減小了X、 Y軸 電極線所重疊的部分的面積的形狀的情況下，例如在對Y坐標位置進 行檢測時，即使屏蔽電極切換控制電路3進行控制以將Y軸電極線 54作為檢測電極進行處理并進行控制以將所有X軸電極線、即X軸 電極線50~53作為屏蔽電極進行處理，由于作為檢測電極的Y軸電 極線54和作為屏蔽電極的X軸電極線50 ~ 53的重疊部分小，所以即 使指尖接近到該重疊部分，指尖和電極之間的距離比矩形形狀的X、 Y軸電極線的情況小。
如圖10中的詳細情況，將X軸電極線51和Y軸電極線55所重 疊的部分的電極形狀的寬度構(gòu)成為較小，所以指尖與作為檢測電極的 Y軸電極線55的距離比圖7的情況小。因此，靜電電容Cs2大于靜 電電容Csl,在運算電路4中檢測出的電壓降低值也變大。這樣可以
13抑制對Y軸坐標位置進行檢測時的由于使X軸電極線作為屏蔽電極 動作而引起的電極的重疊部分的惡劣影響，可以抑制檢測靈敏度降 低。
另外，圖11是示出實施方式2中的其他例子的結(jié)構(gòu)圖。
在圖11中，僅示出X、 Y軸電極線的結(jié)構(gòu)。在該例子中，構(gòu)成 為減小X、 Y軸電極線的重疊部分的寬度，并且使除此以外的電極形 狀成為菱形(觸摸屏部端部的電極形狀為將菱形切半的三角形)。即， 在圖11的結(jié)構(gòu)中，X軸電極線60 63和Y軸電極線64 67被配置 成分別形成為多個菱形，并且在連接各個菱形的連接部分中重疊。
利用這樣的結(jié)構(gòu)，可以擴大重疊以外的電極部分，可以抑制電極 的重疊部分的惡劣影響，并且可以擴大重疊部分以外的電極部分的面 積，從而可以進一步提高指尖的檢測靈敏度。
另外，在實施方式2中，將重疊部分以外的電極線的形狀構(gòu)成為 正方形或菱形，但只要是電極線的重疊部分變小的那樣的結(jié)構(gòu)，則即 使是上述的形狀以外的形狀，當(dāng)然也可以得到同樣的效果。
這樣，使配設(shè)在觸摸屏部1上的電極線成為上述那樣的結(jié)構(gòu)，所
的電極線設(shè)為屏蔽電極的情況下，也可以通過減小電極的重疊部分而 抑制檢測靈敏度降低，可以提高X、 Y位置坐標的檢測靈敏度。
這樣，根據(jù)實施方式2的觸摸屏裝置，配置于觸摸屏部上的電極 被配置成X軸電極和Y軸電極的重疊的面積小，所以可以抑制檢測 靈敏度降低，因此可以提高X、 Y位置坐標的檢測精度。
實施方式3
在實施方式3中，設(shè)有根據(jù)基于屏蔽電極切換控制電路的電極連 接來對檢測電極的靜電電容的變化量進行校正的校正電路，根據(jù)由該 校正電路校正的值來檢測接近或接觸位置。
圖12是示出實施方式3的觸摸屏裝置的結(jié)構(gòu)圖。 圖示的觸摸屏裝置具備觸摸屏部1、振蕩電路2、屏蔽電極切換 控制電路3、運算電路4、 X軸輸入側(cè)開關(guān)5a、 Y軸輸入側(cè)開關(guān)5b、X軸輸出側(cè)開關(guān)6a、 Y軸輸出側(cè)開關(guān)6b、控制電路7、校正電路8。 此處，觸摸屏部1~控制電路7的結(jié)構(gòu)與實施方式1或?qū)嵤┓绞?相 同，所以省略其說明。校正電路8構(gòu)成為根據(jù)由運算電路4得到的各
接下來，對實施方式3的觸摸屏裝置的動作進行說明。
圖13是示出使手指接近到配置在觸摸屏部1上的與圖6同樣的 電極線的狀態(tài)的圖，是使手指接近到X軸電極線41的正上方時的圖。 圖14是示意地示出在圖13的狀態(tài)時由運算電路4取得的X軸電極線 40、 41、 42的電壓降低量的說明圖。
圖15是示出使手指接近到配置在觸摸屏部1上的與圖6同樣的 電極線的狀態(tài)的圖，是使手指接近到X軸電極線40和X軸電極線41 的中間的位置時的圖。圖16是示意地示出在圖15的狀態(tài)時由運算電 路4得到的X軸電極線40、 41、 42的電壓降低量的說明圖。
如杲操作者將手指接近到圖12的觸摸屏部1，則利用與實施方 式l相同的處理，運算電路4對手指所接近的X、 Y軸電極線的位置 進行檢測。但是，在觸摸屏部1的電極線的結(jié)構(gòu)為圖6那樣的情況下， 如在實施方式2中說明的那樣，成為X軸電極線重疊在Y軸電極線 之上的狀態(tài)，在指尖接近到該重疊部分的情況下，存在在運算電路4 中Y軸電極線的電壓降低的檢測靈敏度降低的可能性。
因此，運算電路4向校正電路8輸出所得到的值，校正電路8 在指尖接近到X軸電極線和Y軸電極線的重疊部分的情況下，對由 運算電路4得到的Y軸電極線的電壓降低值的值進行校正。
例如可以如下那樣實施電壓降低值的校正。將在指尖接近到X 軸電極線和Y軸電極線的沒有重疊的部分的情況下由運算電路4得到 的電壓降低值設(shè)為Va,將在指尖接近到X軸電極線和Y軸電極線的 重疊部分的情況下由運算電路4得到的電壓降低值設(shè)為Vb。該Va、 Vb是預(yù)先通過實驗求出的。
此處，校正電路8進行校正以使在指尖位于X軸電極線和Y軸 電極線的重疊部分的情況下由運算電路4得到的Y軸電極線的電壓降低值近似于沒有重疊的情況的電壓降低值。具體而言，如果將校正前
的電壓降低值設(shè)為V并將校正后的電壓降低值設(shè)為v，，則例如按照
下式來校正電壓降低值。
V， = Vx ( Va/Vb )
另外，可以例如如下那樣判定指尖接近到X軸電極線和Y軸電 極線的重疊部分的情況。
校正電路8根據(jù)由運算電路4得到的各X軸電極線的電壓降低 值來判定指尖接近到X軸電極線的正上方的情況，此時，判斷為指尖 接近到X軸電極線和Y軸電極線的重疊部分。
使用圖13至圖16對判定指尖接近到X軸電極線的正上方的狀 態(tài)的處理進行說明?？紤]如圖13所示那樣指尖接近到X軸電極線41 的正上方的狀態(tài)。此時，由運算電路4得到的電壓降低值如圖14的 圖形。即，指尖接近到正上方的X軸電極線41的電壓降低值最大， 周邊(兩臨)的X軸電極線40、 42的電壓降低值比它小。
另 一方面，考慮如圖15所示那樣指尖接近到X軸電極線40和X 軸電極線41的中間位置而并非X軸電極線41的正上方的狀態(tài)。此時， 由運算電路4得到的電壓降低值如圖16的圖形。即，指尖的位置與X 軸電極線40的距離和與X軸電極線41的距離大致相同，所以X軸 電極線40和X軸電極線41的電壓降低值之差變小。
此處，校正電路8求出由運算電路4得到的X軸電極線的電壓 降低值中的最大的值、與其兩臨的X軸電極線的電壓降低值中的大的 一方的值之差(圖14、圖16的Vd )。在該電壓降低值之差Vd的值 大于一定閾值Vdth的情況下，判斷為指尖接近于X軸電極的正上方、 即指尖接近于X軸電極線和Y軸電極線的重疊部分。
另夕卜，上述一定閾值Vdth是預(yù)先根據(jù)使手指接近到X軸電極的 正上方的狀態(tài)下的X軸電極線的電壓降低值的值通過實驗求出的。
接下來，由校正電路8校正的電壓值被送出到運算電路4，在運 算電路4中，與在實施方式1中說明的情況同樣地，根據(jù)該電壓值來 進行X、 Y軸方向的坐標位置檢測。通過如上那樣使校正電路8動作，在指尖位于X軸電極線和Y 軸電極線的重疊部分的情況下，可以對由運算電路4得到的Y軸電極 線的電壓降低值進行校正來抑制由于電極線的重疊而引起的檢測靈 敏度降低。
另外，在上述實施方式3中，說明了 X軸電極線位于Y軸電極 線的上側(cè)的情況，但同樣也可以適用于X軸電極線位于Y軸電極線 的下側(cè)的情況。即，在該情況下，對位于下側(cè)的X軸電極線的電壓進 行校正。
另夕卜，在實施方式3中說明了適用于實施方式1的情況，但也可 以與實施方式2組合。
如上所述，根據(jù)實施方式3的觸摸屏裝置，具備根據(jù)基于屏蔽電 極切換控制電路的電極連接來對檢測電極的靜電電容的變化量進行 校正的校正電路，運算電路根據(jù)由校正電路校正的值來檢測接近或接 觸位置，所以可以抑制由于電極線的重疊而引起的檢測靈敏度降低， 可以提高檢測精度。
另外，在上述實施方式1至實施方式3中，將指尖所接近時的靜 電電容的變化換算成電壓降低值而進行了檢測，但例如也可以利用直 接對電流的降低量進行檢測的方法、將與靜電電容的大小對應(yīng)地充上 電荷時所需的時間設(shè)為指標等其他方法來對靜電電容的變化進行檢 測。
1權(quán)利要求
1.一種觸摸屏裝置，具備觸摸屏部，配置有多個電極；運算電路，檢測由輸入單元對上述觸摸屏部的接近或接觸而引起的某一個電極的靜電電容的變化，而檢測出上述接近或接觸位置；以及屏蔽電極切換控制電路，將上述多個電極中的一部分電極作為檢測電極連接，并將其他電極作為與上述檢測電極相同電位的屏蔽電極連接。
2. 根據(jù)杈利要求1所述的觸摸屏裝置，其特征在于，觸摸屏部 是由沿著X軸以及Y軸方向配設(shè)的多個電極構(gòu)成的矩陣型的電極配置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸摸屏裝置，其特征在于，屏蔽電極 切換控制電路進行控制，以在對觸摸屏部的X軸方向進行檢測時將X 軸電極作為檢測電極并將Y軸電極作為屏蔽電極進行處理，在對Y 軸方向進行檢測時將上述X軸電極作為屏蔽電極并將上述Y軸電極 作為檢測電極進行處理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所迷的觸摸屏裝置，其特征在于，配置于觸 摸屏部上的電極被配置成X軸電極和Y軸電極的重疊的面積變小。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~4中的任意一項所述的觸摸屏裝置，其特征 在于，具備根據(jù)基于屏蔽電極切換控制電路的電極連接來對檢測電極 的靜電電容的變化量進行校正的校正電路，運算電路根據(jù)由上述校正 電路校正的值來檢測接近或接觸位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種觸摸屏裝置，可以提高手指等輸入單元接近或接觸時的檢測靈敏度。觸摸屏部(1)沿著X、Y軸方向上配置有多個電極。屏蔽電極切換控制電路(3)進行控制，以在運算電路(4)對觸摸屏部(1)的X軸方向進行檢測時將X電極作為檢測電極并將Y軸電極作為屏蔽電極進行處理，在運算電路(4)對Y軸方向進行檢測時，將X軸電極作為屏蔽電極并將Y軸電極作為檢測電極進行處理。
文檔編號G06F3/044GK101493741SQ200810145159
公開日2009年7月29日 申請日期2008年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月21日
發(fā)明者岡野祐一, 川又武典 申請人:三菱電機株式會社