本申请基于并要求2012年12月21日提交的申请号为2012-279817的日本专利申请、2013年8月7日提交的申请号为2013-164256的日本专利申请、以及2013年11月21日提交的申请号为2013-240766的日本专利申请的优先权,这些申请的全文通过援引被并入本申请中。
具体实施方式
(第一示例实施方式)
图1是示出根据第一示例实施方式的触摸传感器装置的功能框图。以下,参照附图进行说明。
根据第一示例实施方式的触摸传感器装置100包括:触摸面板101,其根据具有附随部分10a的指示体10的触摸的存在与否以及指示体10的触摸位置X、Y而使得阻抗11发生变化;检测电路102,其每隔固定时间基于触摸面板101的阻抗11输出检测信号12;触及判断单元103,其基于从检测电路102输出的检测信号12来判断表示指示体10与触摸面板101接触的触及13;触离判断单元104,其基于从检测电路102输出的检测信号12来判断表示指示体10从触摸面板101离开的触离14;第一位置检测单元105,其基于从检测电路102输出的检测信号12来计算受附随部分10a影响的触摸位置X、Y,即第一检测位置15;第二位置检测单元106,其基于从检测电路102输出的检测信号12来计算去除了附随部分10a的影响的触摸位置X、Y,即第二检测位置16;修正值计算单元107,其在紧接于触及判断单元103判断触及13之后,基于通过第一和第二位置计算单元105、106计算出的第一和第二检测位置15、16,来计算用于获取去除附随部分10a的影响的触摸位置X、Y的修正值17;以及第三位置计算单元108,所述第三位置计算单元108在从触及判断单元103判断出触及13的时间点到通过触离判断单元104判断出触离14的时间点的期间中,基于从检测电路102输出的检测信号12来计算第一检测位置15,同时使用通过修正值计算单元107计算出的修正值17来修正第一检测位置15,由此计算第三检测位置18。在此,阻抗11表示在图5所示的阻抗面39上从与触摸位置坐标相对应的部位到各电极38的阻抗。
第一和第三位置计算单元105、108可被定义为:将指示体10充分远离触摸面板101的状态下的检测信号12作为基线;计算从通过触及判断单元103判断出触及13后的检测信号12中减去所述基线获得的第一信号;并基于该第一信号计算第一检测位置15。
第二位置计算单元106可被定义为:基于在紧接于触及判断单元103判断出触及13之前、伴随着阻抗11中包含的电容的缓慢增加所产生的检测信号12的变化,计算伴随着附随部分10a的接近所产生的信号;通过从在紧接于触及判断单元103判断出触及13之后的检测信号12中减去伴随着附随部分10a的接近所产生的信号,来计算第二信号,以及基于第二信号来计算第二检测位置16。
当修正值计算单元107计算修正值17时所使用的第一检测位置15和第二检测位置16可以基于从检测电路102中在同一时刻输出的检测信号12来计算。
当修正值计算单元107计算修正值17时所使用的第一检测位置15和第二检测位置16可以基于从检测电路102中在同一时刻输出的检测信号12至该同一时刻第六个输出的检测信号12来计算。
当修正值计算单元107计算修正值17时所使用的第一检测位置15可基于从检测电路102中在同一时刻输出的检测信号12至该同一时刻第六个输出的检测信号12计算,并基于平均值计算第一检测位置15。
当修正值计算单元107计算修正值17时所使用的第二检测位置16可以基于从检测电路102中在同一时刻输出的检测信号12至该同一时刻第六个输出的检测信号12计算,并基于平均值计算第二检测位置16。
第一和第二位置计算单元105、106可被定义为基于检测信号12计算第一检测位置(X1[nT],Y1[nT])及第二检测位置(X2[nT],Y2[nT]);修正值计算单元107可被定义为基于第一检测位置(X1[nT],Y1[nT])及第二检测位置(X2[nT],Y2[nT])计算修正值(X2[nT]―X1[nT],Y2[nT]―Y1[nT]),第三位置计算单元108可被定义为基于触及判断部103判断出触及13之后的第i个检测信号12来计算第一检测位置(X1[iT],Y1[iT]),并通过使用利用修正值(X2[nT]―X1[nT],Y2[nT]―Y1[nT])修正第一检测位置(X1[iT],Y1[iT])的下式来计算第三检测位置(X3[iT],Y3[iT])。
X3[iT]=X1[iT]+(X2[nT]-X1[nT])
Y3[iT]=Y1[iT]+(Y2[nT]-Yl[nT])。
图2是示出根据第一示例实施方式的位置计算方法及位置计算程序的流程图。以下,参照图1及图2进行说明。
根据第一示例实施方式的位置计算方法是第一示例实施方式的触摸传感器装置100的动作(视作方法发明)。即,根据第一示例实施方式的位置计算方法包括:基于从检测电路102输出的检测信号12来判断表示指示体10与触摸面板101接触的触及13的触及判断步骤S01;基于从检测电路102输出的检测信号12来判断表示指示体10从触摸面板101离开的触离14的触离判断步骤S06;基于从检测电路102输出的检测信号12来计算受到附随部分10a的影响的触摸位置X、Y(即第一检测位置15)的第一位置检测步骤S02;基于从检测电路102输出的检测信号12来计算消除了附随部分10a的影响的触摸位置X、Y(即第二检测位置16)的第二位置检测步骤S03;基于在紧接于触及判断步骤S01中判断出触及13之后在第一及第二位置计算步骤S02、S03中计算出的第一及第二检测位置15、16来计算用于获得消除了附随部分10a的影响的触摸位置X、Y的修正值17的修正值计算步骤S04;以及第三位置计算步骤S05,从在触及判断步骤S01中判断出触及13之后到在触离判断步骤S06中判断出触离14期间,基于从检测电路102输出的检测信号12来计算第一检测位置15,同时通过使用修正值计算单元107计算的修正值17修正第一检测位置15,来计算第三检测位置18。
根据第一示例实施方式的位置检测程序用于使计算机110执行第一示例实施方式的位置计算方法的各步骤,换言之,该位置检测程序用于使计算机110作为第一示例实施方式的触摸传感器装置100的各部分发挥功能。本程序可被记录在诸如半导体存储器的永久存储介质中。该情况下,本程序从记录介质中通过计算机读出而被执行。
第一示例实施方式的位置计算方法及位置计算程序可采用与上述的触摸传感器装置100的各种实施方式实质上相同的示例实施方式。另外,下面将要叙述的其他的实施方式及实施例中的位置计算方法及位置计算程序也可以采用与触摸传感器装置的实施方式实质上相同的示例实施方式。
以下,对第一示例实施方式进行详细地具体说明。
[结构]
对第一示例实施方式的触摸传感器装置及电子设备进行说明。
以下,第一示例实施方式的电子设备将通过以监视器为例进行说明。图3是示出根据第一示例实施方式的电子设备的概略立体图。图4示出沿图3的IV–IV”线剖开的根据第一示例实施方式的电子设备的概略剖视图。图5示出根据第一示例实施方式的电子设备的触摸传感器功能的等效电路图。图6示出根据第一示例实施方式的电流检测电路及其外围功能的概略框图。
在图4所示的概略剖视图中,根据第一示例实施方式的电子设备1包括第一示例实施方式的触摸传感器装置100。触摸传感器装置100由触摸面板101、FPC(Flexible Printed Circuit:柔性印刷电路)7、电源装置20、主基板19、以及控制器21构成。
在图5所示的触摸传感器功能的等效电路图中,触摸面板101在绝缘性透明基板41上包括:阻抗面39,诸如透明导电层;设置在阻抗面39的四个角的多个电极38;以及覆盖阻抗面39的表面的保护层37。作为交流电压源的振荡器27输出的交流电压经由多个电极38被施加于阻抗面39。当指示体23接触(接近)触摸面板101的表面时,在指示体23和阻抗面39之间形成电容25。触摸传感器装置100的电流检测单元具有分别检测流入多个电极38的电流的多个电流检测电路29a至29d。流入多个电极38的电流的总和与在指示体23和阻抗面39之间形成的电容25成比例。多个电流检测电路29a至29d的各输出通过采样和量子化被转换成非连续的数值(数字信号)。基于这些数值计算与电容25成比例的信号(以下,称作“信号”)。该信号以特定的频率30至120Hz输出。第一示例实施方式中的阻抗面39甚至包含三维结构,例如,是在与显示单元相对应的区域中没有图案化的透明导电层。以下,将阻抗面39称作透明导电层39。电流检测电路29a至29d统称作电流检测电路29。
在图4所示的电子设备1的概略剖视图中,通过将触摸面板101的外周的上表面和电子设备1的壳体3的内部粘合,来支承触摸面板101。在此,用于壳体3的材质可被限定为塑料。塑料由高分子化合物构成,并且是绝缘体。另外,LCD5作为显示装置被设置在触摸面板101的下侧。在图4中,触摸面板101和LCD5被隔离。然而,触摸面板101和LCD5可通过在它们之间使用粘结膜执行层压加工等而被层压。该情况下,触摸面板101和LCD5之间没有夹入空气层,因此具有能够提高光从LCD5向触摸面板101的透过率的优点。LCD5比诸如CRT(阴极射线管)和PDP的其他显示装置薄且轻,因此适于装载在电子设备1上。用于LCD5的液晶面板被形成为以下构造:在两个玻璃板之间插入液晶,并且施加电压来改变液晶分子的取向,由此增加/减小透光率,从而显示图像。为了对液晶进行照明,在液晶面板的背面设置背光源。两个玻璃基板通常由TFT(薄膜晶体管)基板和对向基板构成。通过调节来自液晶面板的背面的表面背景光来显示图像的透射型LCD为例进行了说明,但也可以使用在前述的TFT基板上形成构成反射板的金属电极、将周围光用于显示的反射型LCD。另外,也可以通过在该反射板上以网点状开设小孔,使用兼用作透射和反射的半透射型LCD。
作为触摸面板101,可以使用在绝缘透明基板41上通过喷溅法等形成有透明导电层39的面板。例如,ITO(铟锡氧化物)可被用作透明导电层39的材料。透明导电层39的厚度可设为10nm至300nm,其薄层电阻可被设为100Ω至1000Ω。在透明导电层39的四个角,分别经由诸如异向导电膜(ACF)的导电性粘结材料连接有FPC7的端子部(电极38)。或者,可在透明导电层39的四个角形成由金属形成的电极。作为这种情况下的金属,优选使用相对于ITO来说接触电阻低的材料,诸如银或钛。另外,还可以形成由金属构成的配线,其可以围绕透明导电层39的外周缠绕。该情况下,为了使配线和ITO绝缘,配线下的ITO被图案化,或者在配线和ITO之间设置绝缘层。
另外,形成用于覆盖透明导电层39的保护层37。对于保护层37,可以使用玻璃、塑料、树脂等。在此,保护层37的厚度优选为2.0mm以下。另外,可以省略保护层37,使透明导电层39在表面露出。另外,保护层37的厚度越薄,在接触的指示体23和透明导电层39之间所形成的电容25越增加。因此,能够提高触摸传感器功能的信噪比(S/N)。另一方面,随着保护层37的厚度增厚,能够提高对通过指示体23进行的重复输入的耐久性。
在图4所示的示例实施方式中,由于触摸面板101和主基板19被隔离,FPC7被形成为用于传递电信号的配线。在此,由于存在为了节约空间而需要弯折配线和基板的部位,因此优选使用FPC7。通常,FPC7是柔性的并且能够大幅变形的印刷电路板。FPC7是以下构造:在厚度为12至50μm的膜状绝缘透明基板上形成粘结层,进一步在其上形成导体箔。FPC7的除端子部和焊接部以外的部分通过设置覆盖在其上的绝缘体来保护。
从透明导电层39经由电极38拉出的FPC7的另一个端子部经由主基板19上的连接器而被连接到触摸传感器装置100的控制器21的输入侧。主基板19经由连接器而与由液晶面板、背光源等构成的LCD模块连接(未图示)。电源装置20在不使用连接器的情况下与主基板19连接。可在电源装置20和主基板19之间连接正电源电压+3V至+15V、负电源电压-15V至-3V、以及基准电压0V的配线。
另外,主基板19由表面安装基板构成。其安装有:具有图6所示的示例实施方式的微控制器58和闪存的IC芯片;用于显示器的界面的IC;电源控制IC;用于触摸传感器装置100的控制器21;提供振荡电路IC的主要功能的芯片等。或者,可以在具有设于FPC7上的控制器21的薄型印刷配线基板上安装主基板19。
在图5所示的示例实施方式中,四个电流检测电路29a至29d分别经由电极38被电连接到透明导电层39的四个角。另外,振荡电路IC的输出端子(振荡器27)经由电流检测电路29被电连接到透明导电层39的四个角。在此,交流电压被限定为正弦波电压,其振幅可被设定为在0.5V至2V的范围内,其频率可被设定为在20kHz至200kHz之间的范围内。
在图6所示的示例实施方式中,电流检测电路29c包括作为前级的电流―电压转换电路28c以及作为后级的AC―DC转换电路54c。另外,AC―DC转换电路54c的输出端子被输入到内置于微控制器58的模拟―数字转换电路56。在此,模拟―数字转换电路56能够以多通道输入,AC―DC转换电路54a至54d的四个输出被输入到模拟―数字转换电路56。
另外,CPU(中央处理器)60是微控制器58的主要处理装置,并且被连接到模拟―数字转换电路56、闪存62等。闪存62中保存有包括触摸传感器装置100的第一示例实施方式的位置检测程序的程序。为了保存程序,使用如闪存62那样的即使电源切断也能够保存数据的非易失性存储器。
振荡器27及电流检测电路29(29a至29d)是图1中所示的检测电路102的示例。微控制器58是图1中所示的计算机110的示例。指示体(手指)23是图1中所示的指示体10的示例,“手掌”是图1中所示的附随部分10a的示例。
接下来,通过主要参照图5所示的示例实施方式来详细说明包括触摸传感器装置100的电子设备1的动作。
从振荡器27对透明导电层39施加正弦波电压,从而将透明导电层39保持于均一的电压下。当指示体23触摸保护层37的表面时,经由保护层37在指示体23和透明导电层39之间形成5pF至50pF的电容25。另外,在指示体23为指尖的情况下,由于人体包含大量水分并且是导电的,因此由指示体23的接触所形成的电容25被连接至人体的电位。另外,由于人体具有接地效果,因此电容25的一端被接地。在此,在从振荡器27输出的正弦波电压的频率为100kHz的情况下,人体的阻抗为几kΩ。另一方面,在电容25为5pF至50pF的情况下,电容25的阻抗为30k至300kΩ。因此,由于电容25的阻抗比人体的阻抗高约1位至2位程度,因此忽略人体的阻抗的影响。
伴随着接触所产生的电流经由透明导电层39分别作为电流ia至id被分流到电流检测电路29a至29d。电流ia至id是通过图5所示的示例实施方式的电流检测电路29a至29d检测出的电流。即,电流ia是通过电流检测电路29a检测出的电流,电流ib是通过电流检测电路29b检测出的电流,电流ic是通过电流检测电路29c检测出的电流,电流id是通过电流检测电路29d检测出的电流。电流ia与id的比率根据透明导电层39的电阻Ra至Rd发生变化,电阻Ra至Rd根据指示体23接触触摸面板101的位置发生变化。关于触摸位置的运算的例子为下式A1、式A2。
X=kl+k2·(ib+ic)/(ia+ib+ic+id) (式A1)
Y=k3+k4·(ia+ib)/(ia+ib+ic+id) (式A2)
在此,X为触摸位置的X坐标,Y为Y坐标,k1至k4为常数。常数kl至k4可通过如下所示的校正来求出。对触摸面板101上的测量点(X,Y)进行触摸,并且测量此时产生的电流ia至id。可通过将X、Y、ia至id代入式Al、式A2中,求出常数k1至k4的关系式。当两个点作为测量点被测量时,可求出常数k1至k4。另外,在测量点数多于两个点的情况下,通过使用最小二乘法来求出常数k1至k4。随着测量点数增多,测量误差的影响减小,因此能够提高用于计算常数k1至k4的精度。在此,电流ia至id与下述的通过微控制器58获得的检测信号ha[iT]至hd[iT]成比例。
图7示出了触摸传感器装置100中的电压波形的示例。在图7所示的示例中,触摸检测时段被设定为3毫秒,触摸检测时段的周期被设定为16毫秒。触摸检测时段为3毫秒,因此没有进行触摸检测的其余时段为剩余的13毫秒。
图7所示的示例的Vin是振荡器27的输出波形,Vout是电流检测电路29中包含的电流―电压转换电路28的输出波形。在此,Vin的频率被设定为100kHz,振幅被设定为1V。此时,当不存在触摸时,例如,Vout的振幅为3V。当存在有触摸时,Vout的振幅为6V。即,伴随着触摸,振幅增加3V。在此,不存在触摸时所产生的Vout的振幅3V是基于存在从透明导电层39观察到的人体以外的电容、即杂散电容的事实、以及基于Vin被输出到电流―电压转换电路28的Vout的事实。如上所述,实际上,即使没有指示体23、以及诸如手掌的人体的接近,在模拟―数字转换电路56的输出中也产生一定程度的电压。
在图6所示的示例实施方式中,电流―电压转换电路28c的输出是交流电压。因此,通过设置在后级的AC―DC转换电路54a至54d,将交流电压转换成直流电压。进一步,由于AC―DC转换电路54a至54d的直流电压输出是模拟信号,因此通过设置在后级的模拟―数字转换电路56,将模拟信号转换成数字信号。接下来,通过CPU60基于所转换的数字信号来执行运算处理。通过从这些电流检测电路29至CPU60的信号处理,在判断触摸的一个周期中,流入电流检测电路29的电流ia至id的各电流被转换成与电流的大小成比例的数值(检测信号)。
CPU60基于各个检测信号来执行与检测触摸的存在和触摸位置有关的运算。在电子设备1的电源接通之后,通过CPU60从闪存62中读出程序(包括第一示例实施方式的位置计算程序),并且通过微控制器58重复执行操作(包括第一示例实施方式的位置计算方法)。闪存62内保存有OS(操作系统)。当OS被读出时,CPU60经由OS给出诸如鼠标事件的指示。鼠标事件是根据基于触摸计算出的检测位置进行的鼠标(鼠标光标)的移动、通过敲击操作执行的鼠标向下点击、鼠标向上点击等。以上述的方式,通过微控制器58,以60Hz的规定频率自动运行从模拟―数字转换到鼠标事件的处理。
接下来,参照图6所示的示例实施方式,对从透明导电层39观察到的杂散电容(寄生电容)的存在进行说明。电流―电压转换电路28c由运算放大器50和电阻元件52构成,并且运算放大器50的反向输入端子和透明导电层39被电连接。运算放大器50的反向输入端子和透明导电层39经由诸如FPC7的配线连接,并且在配线与地35之间形成寄生电容26。电流从FPC7经由寄生电容26流入地35,因此流入电流―电压转换电路28c的电流中包含伴随着寄生电容26的电流。
流入电流―电压转换电路28中的电流与通过CPU60处理的检测信号成比例,因此检测信号包括伴随着寄生电容26产生的信号。伴随着寄生电容26的信号与被触摸位置的坐标无关。因此存在当使用各检测信号直接求解检测位置时位置偏移的问题。
作为对策,执行将伴随着寄生电容26产生的信号保持作为基线并从新获得的检测信号中减去该信号的基线修正。在此,将与电流检测电路29a至29d相对应的模拟―数字转换电路56的输出表述为检测信号ha(iT)至hd(iT)。注意,ha(iT)至hd(iT)被概括为hch(iT)(ch=a,b,c,d)。检测信号ha(iT)至hd(iT)的总和被定义为h(iT)(式A3)。
(式A3)
另外,将当触摸传感器装置100判断出没有指示体23和诸如手掌的人体的接近时获得的检测信号ha(iT)至hd(iT)表述为基线Ba(iT)至Bd(iT)。基线Ba(iT)至Bd(iT)的总和被定义为B(iT)(式A4)。Ba(iT)至Bd(iT)被概括为Bch(iT)(ch=a,b,c,d)。
(式A4)
通过从检测信号hch(iT)减去基线Bch(iT)所得到的结果被定义为第一信号fch(iT)(式A5)。图8示出了用于说明fch(iT)、hch(iT)、以及Bch(iT)的关系的图。
hch(iT)=feh(iT)+Bch(iT) (式A5)
在此,第一信号fch(iT)是将fa(iT)至fd(iT)概括得到的变量(ch=a,b,c,d),fa(iT)至fd(iT)的总和被定义为f(iT)(式A6)。图9示出了用于说明fa(iT)至fd(iT)、以及f(iT)的关系的曲线图。
(式6)
接下来,将描述作为第一示例实施方式的位置计算方法的示例的触摸传感器装置100的操作及控制方法、以及作为第一示例实施方式的位置计算程序的示例的用于使触摸传感器装置100操作的程序。图10和图11中示出用于说明第一示例实施方式的触摸传感器装置的操作和控制方法以及用于使触摸传感器装置操作的程序的流程图。
在第一示例实施方式中,仅在与位置计算有关的步骤中使用第一信号fch(iT),在流程图的各步骤的说明中,尽可能多地使用四通道信号的合计值f[iT]。图12示出了触摸前后的f[iT]的时间变化。在此注意,以如下所示的顺序将数字信号即f[iT]换算成电容。首先,在图5所示的示例实施方式中,取代指示体23,连接电容器,并测量数字信号f[iT]。此时,当改变电容器的电容来测量数字信号f[iT]时发现电容器的电容的显示值和数字信号f[iT]处于比例关系。基于表示数字信号f[iT]和电容之间的关系的斜率求解换算系数,并将数字信号f[iT]换算成电容。
参照图10至图12所示的示例实施方式对程序的各步骤进行说明。
首先,在使触摸面板的程序开始后,执行触离判断(SA01)。接下来,在第i次触摸的判断中,获取信号,并计算信号的输出值f[iT](SAO2)。接下来,计算每周期(T=16毫秒)的信号f[iT]的差分值g1[iT](SAO3)。信号的差分值g1[iT]被计算为g1[iT]=f[iT]-f[(i-1)T]。接下来,将差分值g1[iT]与第四阈值th4进行比较(SA04)。在此,第四阈值th4是用于判断f[iT]是否缓慢地变化,即伴随着手掌的接近,信号是否发生变化的阈值。
当在步骤SA04中差分值g1[iT]等于或小于第四阈值th4时,在步骤SA05中将计数i增加1,并且过程返回到步骤SA02。另一方面,当差分值gl[iT]大于第四阈值th4时,将i代入m,将f[iT]开始急剧上升的第一变化点定义为在比mT早1T的时刻(m-1)T时的f[(m-1)T](SA06,图12)。在第一示例实施方式中,将第一变化点f[(m-1)T]作为伴随手掌的接近的信号。
或者,即使在信号的输出值f[iT]在第一变化点之后急剧地上升之后,也可以求解基于第一变化点以前的缓慢的上升倾向从第一变化点至时刻iT外插的外插值,将其作为伴随手掌的接近产生的信号。在此,基于单位时间(i-m+1)T、以及在第一变化点的信号的输出值f[(m-1)T],将外插值定义为2*f[(m-1)T]]-f[(2m-i-2)T]。伴随指尖与面板表面的接触、信号急剧上升的期间,不仅手指而且手掌也接近面板表面,因此,通过求解外插值并且将该期间中的手掌的信号分量的增加考虑在内,能够更准确地估计伴随手掌的接近产生的信号。在本说明书中,“*”是表示相乘的符号。
接下来,将i增加1(SA07),以与步骤SA02的方式相同的方式获得信号,并计算信号的输出值f[iT](SA08)。接下来,以与步骤SA03的方式相同的方式计算差分值g1[iT](SA09)。接下来,将差分值g1[iT]与第四阈值th4进行比较(SA10)。在此,当差分值g1[iT]大于或等于第四阈值th4时,将i增加1(SA11),然后过程返回至SA08。
另一方面,当差分值gl[iT]小于第四阈值th4时,求解信号的输出值f[iT]和第一变化点f[(m-1)T]之差。接下来,将差(f[iT]-f[(m―1)T])与第三阈值th3进行比较(SA12)。当差(f[iT]-f[(m-1)T])小于或等于第三阈值th3时,将i增加1之后(SA13),然后过程返回到SA02。这相当于从头开始重新进行触及判断,因为其没有达到触及判断的阈值。
另一方面,当差(f[iT]-f[(m-1)T])大于第三阈值th3时,将i代入n并执行触及判断(SA15)。在此,用于判断触及的时间是(n-m)T。另外,可通过使用第四阈值th4由下式A7给出第三阈值th3。
th3=th4*max(n-m) (式A7)
在此注意,max(n-m)是(n-m)的上限值,并且将(n-m)T的上限值定义为max{(n-m)T}。例如,当设定为T=16毫秒并且max(n-m)=5时,求解出max{(n-m)T}=5*16毫秒=80毫秒。当第三阈值th3被设定为1.5pF时,第四阈值th4变为0.3pF(=th3/max(n-m)=1.5pF/5)。
接下来,基于第一信号fch[nT]来计算第一检测位置X1[nT]、Y1[nT](S A16)。在此注意,使用式A1及式A2来计算检测位置。虽然下文也使用式A1及式A2基于信号计算检测位置,但为了方便将省略描述。另外,将基于周期i中的第一信号fch[iT]计算出的位置坐标定义为第一检测位置X1[iT]、Y1[iT]。
接下来,基于第二信号(fch[nT]-fch[(m-1)T])来计算第二检测位置X2[nT]、Y2[nT](SA17)。在此,将基于周期i中的第二信号(fch[iT]-fch[(m-1)T])计算出的位置坐标定义为第二检测位置X2[iT]、Y2[iT]。
在下述的步骤SA31中使用第一检测位置X1[nT]、Y1[nT]以及第二检测位置X2[nT]、Y2[nT]来修正位置。如同在被进行触及判断的周期i=n中计算第一检测位置X1[nT]、Y1[nT]以及第二检测位置X2[nT]、Y2[nT]那样,优选在同一周期i内计算这些值。这是因为:由于公共值fch[iT]用于当求解第一检测位置及第二检测位置时所使用的第一信号,所以当设为在同一周期i内计算这些值时,在将要使用的第一信号之间不会产生误差,并且能够计算出更准确的修正值。
另外,用于位置修正的第一检测位置及第二检测位置优选地在进行触及判断的周期i、即周期i=n-1至n+6的任一周期中计算。首先,对周期i的下限被设定为n-1的事实的根据进行说明。在周期i=n-1中,步骤SA10的g1[iT]<th4为假。然而,在周期i=n中,步骤SA10的g1[iT]<th4为真。因此,在周期i≥n-1中,第一信号fch[iT]在急剧上升后变得几乎固定,并且从第一信号fch[(n-1)T]向fch[nT]的变化小至等于或小于th4。当伴随着触摸、第一信号fch[iT]急剧上升后变得几乎固定时,第二信号(fch[nT]-fch[(m-1)T])相对于伴随着手掌的接近所产生的信号fch[(m-1)T]之比(fch[nT]-fch[(m-1)T])/fch[(m-1)T]变得几乎最大。所谓的信噪比(S/N)变大,因此基于将由于手掌的接近产生的影响排除后的第二信号计算出的第二检测位置变得更准确。另外,触及判断后的第二检测位置越准确,修正值越准确。
另一方面,对周期i的上限被设定为n+6的事实的根据进行说明。有可能在触摸之后进行拖拉操作,当进行拖拉操作时,紧接于触及判断之后,检测位置发生改变。通常,人在进行触摸之后转移到拖拉操作要用0.1秒。因此转移至拖拉操作的周期数的上限值如下:上限值=n+0.1秒/T(16m秒)≈n+6。
另外,第一信号fch[iT]由于从交流电源线混入的噪音重叠在其上而波动。通过将与周期数i=n-1至n+6相对应的第一信号fch[(n-l)T]至fch[(n+6)T]在任一范围内平均化,能够将随机噪音抵消。因此,优选通过使用平均化后的第一信号来求解第一检测位置或者通过使用平均化后的第二信号来求解第二检测位置。
接下来,f[nT]*α被存储作为触离判断的第一阈值th1(SA18)。在此注意,α是用于计算触离判断时的第一阈值th1的常数。例如,α被预先设定为0.6。接下来,将i增加1(SA19)。至此,触及判断被确定,因此接下来进行触离判断。接下来,以与步骤SA02的方式同样的方式获得信号的输出值f[iT](SA20)。接下来,以与步骤SA03的方式同样的方式计算差分值g1[iT](SA21)。
接下来,将信号的输出值f[iT]与第一阈值th1进行比较(SA22)。当信号的输出值f[iT]小于第一阈值th1时,将i增加1(SA23),并且过程随后返回到步骤SA01。即,进行触离判断,并等待下一个触及。
另一方面,当信号的输出值f[iT]大于或等于第一阈值th1时,在不进行触离判断的情况下计算位置(SA30至SA35)。在步骤SA30中,基于第一信号fch[iT]计算第一检测位置X1[iT]、Y1[iT]。
接下来,通过基于第一检测位置X1[iT]、Y1[iT],使用在步骤SA16中计算出的第一检测位置X1[nT]、Y1[nT]、以及在步骤SA17中计算出的第二检测位置X2[nT]、Y2[nT]来进行修正。被计算作为第三检测位置X3[iT]=X1[iT]+(X2[nT]-X1[nT])、以及Y3[iT]=Y1[iT]+(Y2[nT]-Y1[nT])(SA31)。在此,将第一示例实施方式的修正后的位置坐标定义为第三检测位置。
接下来,将指针的位置设定在第三检测位置X3[iT]、Y3[iT](SA32)。接下来,将在SA21中计算出的差分值g1[iT]与0进行比较(SA33)。当差分值g1[iT]小于或等于0时,过程不经过步骤SA34而进入到步骤SA35。另一方面,当差分值g1[iT]大于0时,f[iT]*α被作为触离判断的新的第一阈值th1(SA34)。接下来,在步骤SA35中将i增加1,并且过程返回到步骤SA20。
接下来,根据第一示例实施方式的图10及图11的算法的概念图示于图13中。使用图13所示的概念图来说明图10及图11的算法的作用。在右手的食指触摸屏幕的情况下,右手的手掌相对于右手的食指的指尖位于紧邻右侧。因此,由于手掌的影响,所计算出的第一检测位置移至紧邻右侧。在进行触摸之后进行拖拉操作的期间,进行触摸的手不会从右手转变到左手,并且不会从右手的食指转变到右手的其他手指。即,尽管伴随着拖拉操作手掌移动,但指尖和手掌之间的相对位置关系保持大致固定。该算法是基于从进行触摸的时刻至进行拖拉操作的期间手掌对位置的影响不变的思想。在紧接于触及判断后计算修正值,并且该修正值用于修正位置计算直至判断出触离。
[动作]
通过使用图10及图11所示的算法来对动作进行仿真。使用模拟(表面)电容式的一维(X方向)位置计算的原理,并且使用在下述的实施例1中导出的表达式或定义的变量。图14中示出了在触摸之后进行拖拉操作时的检测位置的时间经过。图15中示出了该状态的各电流的时间经过。
参照图14所示的检测位置的时间经过,时间经过为0至1.05秒的区间是非触摸区间。因此,不计算检测位置。在时间经过为1.05至2.5秒的触摸区间中计算检测位置。图14所示的图中的“设定位置Xc”表示指尖实际接触的准确的位置坐标。
参照图15所示的各电流的时间经过,在时间经过为0至0.5秒的区间中人体充分远离触摸面板,因此电流ia、ib均为0μA。在此,从透明导电层39观察到的人体以外的电容、即杂散电容(电流)通过基线修正而被消除。
在时间经过为0.5至1.0秒的区间中,手掌接近触摸面板,使得电流ia、ib增加。在该区间中指尖没有接触面板,因此伴随着指尖的接触产生的电流分量表示为ifa=ifb=0。在此,从下述的实施例1所示的式K24可知,电流ia由伴随着指尖的接触产生的电流ifa和伴随着手掌的接近产生的电流iha构成,因此电流ia表述为ia=iha。同样地,电流ib可被表述为ib=ihb。在时间经过为1.0秒的时间点,ia=iha=0.39fμA,并且ib=ihb=0.91μA。
在时间经过为从1.0至1.05秒的50毫秒的较短的区间中,伴随着指尖的接触,电流ia、ib急剧增大,并且在时间经过为1.05秒时,电流变化到ia=1.9μA、ib=3.17μA。由此,电流ia、ib相对于时间经过变得恒定。在时间经过为1.066秒时的16毫秒后,进行触及判断。因此,此时通过图10和图11所示的算法计算出的第三检测位置当参照图14所示的检测位置的时间经过时为0.6,其与设定位置Xc一致。
在时间经过为1.05至1.55秒的区间中,指尖与触摸面板的表面接触并保持静止。因此,电流ia、ib以及通过图10和图11所示的算法计算出的第三检测位置不变。
在时间经过为1.55至2.05秒的区间中,通过拖拉操作,指尖从Xc=0.6移动到0.3。在该期间中,使用图10和图11所示的算法计算出的第三检测位置也与设定位置Xc一致。在该区间中,参照图15所示的电流的时间经过,电流ia从1.9μA大幅地变化到3.42μA,iha从0.39μA变化到0.78μA,ib从3.17μA变化到1.65μA,ihb从0.91μA变化到0.52μA。电流iha、ihb变化的原因是因为随着拖拉操作,手掌的位置(电容)也移动。
接下来,作为专利文献3的段落0163至0188中记载的对策,作为拖拉操作后的位置坐标的第二检测位置发生偏移的原因进行分析。将伴随着手掌的接近产生的电流施加于图15所示的电流的时间经过的目的是为了说明在拖拉操作时伴随着手掌的接近产生的电流也发生变化。
在图15所示的电流的时间经过中,拖拉操作后的设定位置Xc是已知的,基于Xc来计算伴随着手掌的接近的电流iha、ihb。然而,实际上,在电流检测电路29及接下来的信号处理中,仅电流ia、ib被求解,iha、ihb不能被求解。即,仅能够利用电流ia、ib来求解检测位置。如时间经过为1.55至2.05秒的区间那样,当“伴随着指尖的接触产生的电流”以及“伴随着手掌的接近产生的电流”这两者由于拖拉操作而发生变化时,不可能计算这些变化的细节。因此,在用于提取“伴随着指尖的接触产生的电流”的、专利文献3中记载的对策中,在拖拉操作后的位置坐标改变的情况下,无法准确地求解检测位置。
接下来,当在时间经过为2.05至2.5秒的区间中进行拖拉操作并且指尖从0.3向相反方向返回到0.5时,通过第一示例实施方式的算法计算出的第三检测位置也与设定位置Xc一致。与时间经过为1.55至2.05秒的区间相同,电流ia、iha、ib和ihb大幅变化。其示出:通过使用图10和图11所示的、对位置进行修正的算法,能够准确地求解拖拉操作时的检测位置。
接下来,通过使用12.1英寸的触摸面板来测量拖拉操作时的位置精度。使用右手的食指对触摸面板的中央进行触摸并向触摸面板上的等间隔的点(48个基准点)依次进行拖拉操作之后,获得检测位置。根据48个基准点计算检测位置的差(偏移)的平均值。在不使用根据第一示例实施方式的图10和图11所示的算法的情况下,偏移的平均值在X方向上的大小为+7.2mm,在Y方向上的大小为-10.7mm。在此,通过将触摸面板的中央作为原点(X,Y)=(0mm,0mm),将触摸面板的上方向作为Y的正(+)方向,将触摸面板的右方向作为X的正(+)方向。另一方面,在使用根据第一示例实施方式的图10和图11所示的算法的情况下,偏移在X方向上大幅减小例如+3.0mm,在Y方向上大幅减小-1.0mm。另外,使用专利文献3所示的算法时的偏移的平均值在X方向为+33.4mm,在Y方向上为+11.5mm,其与不使用根据第一示例实施方式的图10及图11所示的算法的情况相比反而变差。
如上所述,通过使用根据第一示例实施方式的图10和图11所示的算法,针对伴随着手掌的接近产生的影响,即使在拖拉操作过程中,也能够改善位置精度。
作为根据本发明的示例性优点,针对伴随着指示体的附随部分的接近产生的影响,即使在指示体的拖拉操作过程中,也能够改善位置精度。
<第二示例实施方式>
接下来,对根据第二示例实施方式的触摸传感器进行说明。首先,参照图1来说明第二示例实施方式的概要。修正值计算单元107使用与第一检测位置15相对应的预先确定的调节值来调整修正值17。第三位置计算单元108通过使用该被调整后的修正值17来修正通过第三位置计算单元108计算出的第一检测位置15,计算第三检测位置18。以下,对第二示例实施方式进行详细说明。
图16示出了关于根据第二示例实施方式的触摸传感器装置的动作、控制方法、以及用于使触摸传感器装置操作的程序的概念图。图17示出了与图16有关的程序的流程图。以下,对与第一示例实施方式的结构实质上相同的结构,使用相同的附图标记,主要对与第一示例实施方式不同的部分进行叙述。
当执行第一示例实施方式的图10和图11所示的程序并且在触摸之后进行拖拉操作时,与触摸面板的中央附近的位置精度相比,触摸面板的周边部的位置精度下降。这是因为:伴随着拖拉操作,手掌也移动,并且根据触摸面板内的所触摸的部位,手掌的影响不同。具体而言,当在触摸面板的下端进行触摸时,与进行触摸的手指相连的手掌和手腕被框架隐藏,因此手掌的影响很小。另一方面,当在触摸面板的上端进行触摸时,与进行触摸的手指相连的手掌和手腕覆盖触摸面板上的较大的领域,使得伴随着手掌和手腕的接近产生的影响很大。
对此,在第二示例实施方式中,与第一示例实施方式同样地,计算紧接于触及判断后受到手掌的影响的第一检测位置和消除了手掌的影响的第二检测位置,并求解修正值。然后,在从触及判断的时间点至触离判断的时间点的期间中,通过依次被计算的受到手掌的影响的第一检测位置的触摸面板内的位置坐标,调整修正值。
具体而言,参照图17所示的流程图进行说明。根据第一示例实施方式的图10和图11所示的流程图SA00至SA30以及SA32至S35是相同的,因此在图17的流程图中将这些共同的部分省略。
参照图17所示的流程图,首先,基于步骤SA30中的fch[iT],计算第一检测位置X1[iT]、Y1[iT]。接下来,在步骤SB01中,在第二检测位置X2[nT]<第一检测位置X1[nT]的情况下,考虑到伴随着手掌的接近、第一检测位置向右偏移,过程进入步骤SB02。在步骤SB02中,通过下式B1求解第三检测位置X3[iT]。
X3[iT]=Xw-(Xw-X2[nT])/(Xw-X1[nT])*(Xw-X1[iT]) (式B1)
在此,在图16所示的概念图中,Xw被设定为123(mm)。123(mm)是X方向的显示单元的尺寸H=264(mm)的一半的长度。在图16所示的概念图的情况下,在显示单元的右端,修正值为零,在显示单元的左端,修正值最大。另外,Xw优选在H/2至2*H的范围内进行设定。在图16所示的概念图中,在Xw=123(mm)的情况下,当对修正值很小的显示单元的右端的区域进行触摸并接着朝向修正值很大的显示单元的左端进行拖拉操作时,在一些情况下,在显示单元的左端,修正有可能变得过度。该情况下,通过增大Xw,能够缓和过度的修正。
另一方面,当在步骤SB01中为假时,过程进入步骤SB03,在步骤SB03中,通过下式B2计算第三位置X3[iT]。
X3[iT]=-Xw+(Xw+X2[nT])/(Xw+X1[nT])*(Xw+X1[iT]) (式B2)
当在步骤SB02或SB03中计算第三检测位置X3[iT]之后,过程进入步骤SB04。在步骤SB04中,在第二检测位置Y2[nT]>第一检测位置Yl[nT]的情况下,考虑到伴随着手掌的接近、第一检测位置向下偏移,过程进入步骤SB05。在步骤SB05中,通过下式B3计算第三检测位置。
Y3[iT]=-Yw+(Yw+Y2[nT])/(Yw+Yl[nT])*(Yw+Y1[iT]) (式B3)
在此,在图16所示的概念图中,Yw被设定为92(mm)。92(mm)是Y方向的显示单元的尺寸V=184(mm)的一半的长度。参照图16的概念图,与X方向同样地,在显示单元的下端,修正值为零,在显示单元的上端,修正值最大。与Xw同样地,Yw优选设定在V/2至2*V的范围内。
另一方面,当在步骤SB04中为假时,过程进入步骤SB06,在步骤SB06中,通过下式B4计算第三检测位置Y3[iT]。
Y3[iT]=Yw-(Yw-Y2[nT])/(Yw-Yl[nT])*(Yw-Y1[iT]) (式B4)
当在步骤SBO5或SBO6中计算第三检测位置Y3[iT]之后,过程进入步骤SA32。
第二示例实施方式的操作用于:考虑到在面板的近侧由于手掌和手腕被框架隐藏使得手掌的影响减小、以及在触摸面板的上方手掌的影响增大的现象,在触摸面板内调整修正值。通过使用第二示例实施方式,通过修正触摸面板面内的手掌的影响的差异,能够更准确地检测位置。
<第三示例实施方式>
接下来,对根据第三示例实施方式的触摸传感器装置进行说明。首先,参照图1对第三示例实施方式的概要进行说明。预先确定指示体10是没有附随部分10a的理想的指示体的情况下的一对第一常数、以及指示体10是人的手指的情况下的多对第二常数。第一及第二位置计算单元105、106使用所述一对第一常数基于检测信号12来计算第一及第二检测位置15、16。第三位置计算单元108根据第一及第二位置计算单元105、106计算出的第一及第二检测位置15、16的值的关系,从多对第二常数中选择一对第二常数,并使用一对第二常数基于检测信号12来计算第一检测位置15。以下,对第三示例实施方式进行详细说明。
图18中示出了第三示例实施方式的触摸传感器装置的动作及控制方法以及用于使触摸传感器装置操作的程序的流程图。以下,对与第一示例实施方式实质相同的结构,使用相同的附图标记,主要对与第一示例实施方式不同的部分进行描述。
如第二示例实施方式中所述,当执行根据第一示例实施方式的图10及图11所示的程序时,根据所触摸的部位,手掌的影响不同。对此,在第三示例实施方式中,对于指示体来说,实际上使用手指来执行校正,并且求解式A1及A2的常数。在此求解出的常数被定义为第二常数,并在拖拉操作时计算位置。
然而,根据进行触摸的手是右手还是左手,伴随着手掌的接近产生的影响不同。因此,在紧接于触及判断后,自动判断进行触摸的手是右手还是左手。在进行自动判断时,使用诸如导电体的不包含手掌的影响的理想的指示体,并使用预先求出的常数。所求出的常数被定义为第一常数。然后,从对进行触摸的手是右手还是左手进行自动判断直至进行触离判断,使用由判断出的手求解出的第二常数。
首先,与图1所示的校正的情况相同,将诸如导电体的不包含手掌的影响的理想的指示体配置在触摸面板101上的测量点(X、Y)上,并且测量电流ia至id。将所测量到的X、Y及ia至id代入式A1及式A2中,由此求解常数k1至k4。使用理想的指示体求解出的常数k1至k4被定义为k1-导电体至k4-导电体。
另外,将实际上用右手的食指对触摸面板101上的测量点(X,Y)进行触摸而测量到的电流ia至id定义为ia右至id右。将所测量到的ia右至id右及X、Y代入式A1及式A2中,将求出的常数k1至k4被定义为k1-右至k4-右。同样地,对于左手,将所测量到的电流ia至id定义为ia左至id左,将求出的常数k1至k4定义为k1-左至k4-左。
在校正时,实际上可使用手指作为指示体,或者可制造并使用模拟手指或手掌的指示体。另外,当难以判断进行触摸的手是左手还是右手时,使用常数k1-平均至k4-平均。常数k1-平均至k4-平均如下被计算出。当标准值U=(ib+ic)/(ia+ib+ic+id)被代入式A1所示的X=k1+k2·(ib+ic)/(ia+ib+ic+id)时,式A1转变为下式C1。
X=k1+k2·U (式C1)
将使用右手测量到的电流值ia右至id右代入电流ia至id中,获得标准值U-右=(ib右+ic右)/(ia右+ib右+ic右+id右)。同样地,将使用左手测量到的电流值ia左至id左代入电流ia至id,获得标准值U-左=(ib左+ic左)/(ia左+ib左+ic左+id左)。接下来,将U右和U左平均化,以获得下式C2所示的标准值U-平均。
标准值U-平均=(U右+U左)/2 (式C2)
将式C2所示的标准值U-平均代入式C1的标准值U中,能够获得X=k1-平均+k2-平均*(U-右+U-左)/2。
当将ia右至id右代入U-右并且将ia左至id左代入U-左时,能够求解出常数k1-平均和k2-平均之间的关系式。然后,通过在触摸面板上对两个以上的点进行测量,能够求解常数k1-平均和k2-平均。
另外,当标准值V=(ia+ib)/(ia+ib+ic+id)被代入A2所示的Y=k3+k4·(ia+ib)/(ia+ib+ic+id)时,式A2转变为下式C3。
Y=k3+k4·V (式C3)
如同标准值U-平均的情况,标准值V-平均变为下式C4。
标准值V-平均=(V-右+V-左)/2 (式C4)
当将式C4所示的标准值V-平均代入式C3的V时,Y=k3-平均+k4-平均*(V-右+V-左)/2。
当将ia右至id右代入V-右并且将ia左至id左代入V-左时,能够获得常数k3-平均、k4-平均之间的关系式。然后,通过在触摸面板上测量两个以上的点,能够获得常数k3-平均、k4-平均。
接下来,参照图18的第三示例实施方式的程序的流程图进行说明。步骤SA00至SA12及与触离判断步骤有关的流程(SA33等)与第一示例实施方式的图10和图11相同,因此在图18所示的流程图中将省略描述。
首先,当在步骤SA15中进行触及判断之后,基于第一信号fch[nT]来计算第一检测位置X1[nT]、Y1[nT](SA16)。接下来,基于第二信号(fch[nT]-f[(m-1)T])来计算第二检测位置X2[nT]、Y2[nT](SA17)。当在步骤SA16、SA17中分别计算检测位置时,使用k1-导电体至k4-导电体,通过使用诸如导电体的不包含手掌的影响的理想的指示体计算出k1-导电体至k4-导电体。
在步骤SC01中,使用在步骤SA16和SA17中计算出的第一检测位置X1[nT]及第二检测位置X2[nT]与Xth进行比较,来判断是否|X2[nT]―X1[nT]|<Xth。在此,Xth被设定为显示单元的X方向的尺寸H×3%。在将Xth设定为尺寸H×3%的情况下,用于判断进行触摸的手是左手还是右手的精度为1至5%,因此优选地,根据期望的精度,使用尺寸H×1至5%之间的值。
在步骤SC01为真的情况下,过程进入步骤SC03,并且将k1-平均至k4-平均代入常数k1至k4。用于执行步骤SC01、SC03的目的是为了减轻关于进行触摸的手是左手还是右手存在误判断时的影响。
当步骤SC01中的比较为假的情况下,过程进入步骤SC02。在X2[nT]<X1[nT]的情况下,过程进入到步骤SC04并且将k1-右至k4-右代入常数k1至k4中。另一方面,在步骤SC02的比较为假的情况下,过程进入步骤SC05,将k1-左至k4-左代入常数k1至k4中。
如此,当选择在步骤SC03至SC05中代入到常数k1至k4中的值之后,对周期i进行计数(SC06)。
接下来,获得信号f[iT](SC07)。在步骤SC08中,基于第一信号fch[iT]来计算第一检测位置X1[iT]、Y1[iT]。在此,使用在步骤SC03至SC05中代入了数值的常数k1至k4来计算位置。接下来,将在步骤SC08中计算出的第一检测位置X1[iT]、Y1[iT]代入下一第三检测位置中,X3[iT]=X1[iT],Y3[iT]=Y1[iT](SC09)。
另外,可以与第一示例实施方式的步骤SA31相同的方式获得第三检测位置。X3[iT]=X1[iT]+X2[nT]-X1[nT](SA31)。对于Y3[iT]也是同样的,因此将省略描述。另外,在步骤SA16中使用k1导电体至k4导电体来计算X1[nT]。然而,通过使用在步骤SC03至SC05中代入了数值的常数k1至k4获得X1[nT],并且通过将X3[iT]代入步骤SA31的式中计算X3[iT],能够修正紧接于触摸判断后的检测位置的误差。接下来,在步骤SC10中对周期i进行计数,过程返回到步骤SC07。
通过使用根据第三示例实施方式的程序,能够预先考虑了使用手指作为指示体导致的手掌的影响而进行修正,因此具有即使在拖拉操作之后也能够检测准确的位置的效果。
<实施例1>
在实施例1中,导出表示流经透明导电层的电流和位置坐标之间的关系的数学式。在此,使用模拟(表面)电容式的一维位置计算的原理。此外,尽管为了方便使用X坐标来表示位置坐标,但也可以使用与对于X坐标所用的方法相同的计算方法计算Y坐标。图19是示出一维原理的侧视图。在图19中,对于指示体24,使用没有手掌接近的影响的理想的指示体(导电体)。
[使用理想的指示体时的位置的计算]
参照图19,在绝缘透明基板41上形成有透明导电层39,将透明导电层39的左端的坐标定义为X=0,将右端的坐标定义为X=1。将透明导电层39的两端的阻抗定义为R。电流检测电路29和振荡器27串联连接到透明导电层39的两端的每一端。
在透明导电层39上设置有保护层37。当指示体24触摸保护层37的表面时,在指示体24和透明导电层39之间经由保护层37形成电容Cf。对于图19的指示体24,使用长方体形状的导电体,对于该导电体,使用诸如铜的低阻抗的材料。指示体24的上端被连接到电流检测电路29的基准电位(GND)35。
假设显示单元的区域被定义为X=0.1至0.9、指示体24所接触的位置的坐标为X,则X的范围为X=0.1至0.9。在显示区域外的X=0至0.1与0.9至1.0的区域中,如同显示单元的区域的情况,在透明导电层39上形成有保护层37,保护层37的表面露在外部。
从透明导电层39的左端(X=0)到指示体24所触摸的点的坐标(Xc)的距离为Xc,它们之间的透明导电层39的阻抗Ra为Ra=R*Xc。另一方面,从透明导电层39的右端(X=l)到指示体24所接触的点的坐标(Xc)的距离为(1―Xc),它们之间的透明导电层39的阻抗Rb为Rb=(1-Xc)*R。
图20示出了与图19相对应的等效电路图。将振荡器27的输出的振幅定义为v,将频率定义为f,通过电流检测电路29检测出的电流的振幅分别被定义为ia、ib。
在此,Ra、Rb并联连接,电流ia流入Ra,电流ib流入Rb。
接下来,导出用于基于所检测的ia、ib求解检测位置的数学式。伴随着触摸所产生的电容Cf的阻抗为1/(j*ω*Cf)。在此,ω是角频率,ω=2*π*f。在此,j是虚数。Ra和Rb的并联电路的合成电阻是Ra∥Rb。即,Ra∥Rb=(Ra*Rb)/(R+Rb)。接下来,与Ra、Rb分别串联连接的电流检测电路29的阻抗近似为0.1/(j*ω*Cf)并且Ra∥Rb串联连接,因此串联阻抗为1/(j*ω*Cf)+Ra∥Rb。1/(j*ω*Cf)+Ra∥Rb是等效电路图的全部阻抗,振荡器27的输出v被施加于其上,因此v=if{1/(j*ω*Cf)+Ra∥Rb}成立。在此,if是流入整个等效电路图的电流,并且if=ia+ib。下式K1对if成立。
if=v/{1/(j*ω*Cf)+Ra∥Rb} (式K1)
接下来,当施加于1/(j*ω*Cf)的电压被定义为vf时,施加于Ra∥Rb的电压为(v-vf)。根据与所流经的电流if的关系,下式K2成立。
v-vf=if*Ra∥Rb (式K2)
另外,v-vf分别被施加于Ra、Rb,因此下式K3、式K4成立。
v-vf=ia*Ra (式K3)
v-vf=ib*Rb (式K4)
根据式K1至式K3,当消去if及vf时,可得到下式K5。
ia=v/{1/(j*ω*Cf)+Ra∥Rb}*{Rb/(Ra+Rb)} (式K5)
假设Ra=Rb=500Ω、f=100kHz、Cf=6pF,Ra∥Rb=250Ω、|1/(j*ω*Cf)|≈265D、Ra∥Rb<<1/(j*ω*Cf)。根据式K5,近似为1/(ω*Cf)+Ra∥Rb≈1/(ω*Cf)。当将Ra=R*Xc、Rb=R*(1-Xc)代入时,ia的式K6被导出。
ia=ω*Cf*v*{Rb/(Ra+Rb)}=ω*Cf*v*(1-Xc) (式K6)
关于ib,能够以同样的方式导出ib的下式K7。
ib=ω*Cf*v*{Ra/(Ra+Rb)}=ω*Cf*v*Xc (式K7)
接下来,当将式K6、式K7代入ib/(ia+ib)时,能够得到下式K8。
ib/(ia+ib) (式K8)
根据式K8,能够基于通过电流检测电路29检测出的ia和ib来计算位置坐标Xc。式K8中不包含伴随着触摸所产生的的电容Cf。因此,伴随着触摸所产生的电容Cf的差异不影响位置坐标Xc。
[第一检测位置的数学式的导出]
接下来,导出当用手指进行触摸时受到手掌影响的第一检测位置的数学式。图21是示出当用手指进行触摸时的一维位置检测的侧视图。将指尖对保护层37的表面进行触摸的位置定义为X。从由于指尖以外的人体的接近所产生的影响中仅去除解决问题所需要的部分,并且如下进行抽象化(模型化)。将伴随着指尖的接触所产生的电容定义为Cf,将伴随着手掌的接近所产生的电容Ch定义为由下式K11赋予的值。
Ch=Cf*β (式K11)
在此,β是Cf的系数。假设当指尖的位置为Xc时手掌与指尖相距h,则手掌的位置为Xc+h。具体而言,如图21所示,当进行触摸的手是右手时,h为正值,当进行触摸的手是左手时,h为负值。另外,h的值还取决于触摸面板的人的手掌的大小等。
在被检测的ia、ib中包含伴随着指尖的接触所产生的电流以及伴随着手掌的接近所产生的电流。首先,通过从图21中消除伴随着手掌的接近所产生的电容Ch,来计算伴随着指尖的接触所产生的电流ifa和ifb(图22)。与ia的式K6的情况相同,ifa可被表述为下式K20。
ifa=ω*Cf*v*(1-Xc) (式K20)
同样地,与ib的式K7的情况相同,ifb可被表述为下式K21。
ifb=ω*Cf*v*Xc (式K21)
接下来,将图21所示的伴随着指尖的接触所产生的电容Cf消除,来计算伴随着手掌的接近所产生的电流iha、ihb(图23)。当Cf被替换为Ch,Xc被替换为(Xc+h)时,根据式K6,iha可被表述为下式K22。
iha=ω*β*Cf*v*(1-Xc-h) (式K22)
根据式K7,ihb可被表述为下式K23。
ihb=ω*β*Cf*v*(Xc+h) (式K23)
待检测的电流是伴随着指尖的接触所产生的电流和伴随着手掌的接近所产生的电流之和,因此下式K24、式K25成立。
ia=ifa+iha (式K24)
ib=ifb+ihb (式K25)
当将式K20及式K22代入式K24中时,ia可被表述为下式K26。
ia=ω*Cf*v*{1+β-β*h-Xc(1+β)} (式K26)
当将式K21及式K23代入式K25时,ib可被表述为下式K27。
ib=ω*Cf*v*{Xc+β(x+h)} (式K27)
当将式K26及式K27代入ib/(ia+ib)时,可获得受到手掌的影响的第一检测位置X1的下式K28。
ib/(ia+ib)=Xc+(β*h)/(1+β)=X1 (式K28)
参照式K28,由于指尖的位置为Xc,因此可知伴随着手掌的接近,相对于Xc,位置偏移(β*h)/(1+β)。(β*h)/(1+β)中所使用的β、h是表示伴随着手掌的接近所产生的影响的成分。因此,可知,位置偏移取决于表示伴随着手掌的接近所产生的影响的成分β、h。
[使用专利文献3导出检测位置]
接下来,将导出对伴随着手掌的接近所产生的位置偏移应用了专利文献3的0163至0188段中记载的技术的、第二检测位置的数学式。专利文献3中描述的对策用于在指尖进行接触之前基于信号逐渐地变化的倾向来估计伴随着手掌的接近所产生的信号。具体而言,在指尖接触后,基于从所获取的信号中减去伴随着手掌的接近所产生的信号得到的数值来计算位置。
虽然指尖接触的位置的坐标被定义为Xc,但触及判断后的位置被定义为Xo。Xc=Xo的情况是,即使在紧接于触及判断后进行拖拉操作后位置坐标改变一次、位置坐标也再次返回到原位置坐标的情况。如此将位置的变量分别定义为Xc和Xo的目的如下。即,指尖的位置坐标Xc能够在拖拉操作后任意地变化,对伴随着手掌的接近所产生的信号进行估计时的指尖的位置必然为紧接于触摸后的位置Xo,因此在拖拉操作后不能变化,并且Xc和Xo不一定一致。
图24是紧接于触摸后的侧视图(Xo=0.6),图25是拖拉操作后的侧视图(Xc=0.3)。求解伴随着紧接于触摸后的手掌的接近所产生的电流iha(Xo)。在此,iha(Xo)是Xo的函数。当将Xc=Xo代入式K22中时,可得到下式K30。
iha(Xo)=ω*β*Cf*v*(1-Xo-h) (式K30)
当从式K26所示的ia(X)中减去式K30所示的iha(Xo)时,可得到下式K31。
ia(Xc)={ifa(Xc)+iha(Xc)}-iha(Xo)=ω*Cf*v*(1-Xc-β*Xc+β*Xo)
(式K31)
关于ib(X),也以相同的方式求解下式K32。
ib(Xc)=ω*Cf*v*(C+β*Xc–β*Xo) (式K32)
当将式K31及式K32代入ib(Xc)/{ia(X)+ib(Xc)),可得到第二检测位置X2的下式K33。
ib(Xc)/{ia(Xc)+ib(Xc)}=Xc+β(Xc–Xo)=X2 (式K33)
[关于位置的数学式的比较]
接下来,将在实施例1中导出的数学式图示为曲线图,对其效果和问题进行说明。图26的横轴是所设定的位置Xc,纵轴是通过数学式求出的检测位置。
图26中示出了使用导电体用于式K8的指示体24的情况,其中,示出了准确的位置的计算式Xc、式K28中所示的受到手掌影响的第一检测位置Xc+(β*h)/(1+β),式K33所示的第二检测位置Xc+β(Xc–Xo)。在此,定义为β=0.5、h=0.1、初始位置是Xo=0.6。参照式K33,在第二检测位置中Xc=Xo的情况下,ib(Xo)/{ia(Xo)+ib(Xo)}=Xo成立,其与准确的位置一致。然而,随着所设定的Xc远离Xo,第二检测位置X2与准确的位置Xc大幅偏移。尽管紧接于触摸后的位置偏移能够被消除,但与式K28所示的受到手掌的影响的位置Xc+(β*h)/(1+β)相比,当在触摸之后进行拖拉操作时位置偏移反而变差。
[第一示例实施方式所示的第三检测位置的数学式]
接下来,导出使用图10及图11的流程图所示的算法时的位置的数学式。流程图的第三检测位置X3[iT]由在步骤SA31中记载的下式K34表述。
X3[iT]=X1[iT]+X2[nT]-X1[nT] (式K34)
接下来,分别求解式K34中的X1[iT]、X2[nT]、X1[nT]。在进行触及判断的时刻nT,通过将Xc=Xo代入式K28中,受到手掌的影响的第一检测位置X1[nT]表述为X1[nT]=Xo+(β*h)/(1+β)。通过将Xc=Xo代入式K33中,将伴随着手掌的接近所产生的信号消除所计算出的第二检测位置被表述为X2[nT]=Xo。在时刻iT受到手掌的影响的第一检测位置根据式K28,被表述为X1[iT]=Xo+(β*h)/(l+β)。当将X1[iT]、X2[nT]、X1[nT]代入式K34时,可通过下式K35求出第三检测位置X3[iT]。
X3[iT]={Xc+(β*h)/(1+β)}+Xo-{Xo+(β*h)/(1+β)}=Xc (式K35)
根据式K35,将伴随着手掌的接近产生的成分消除,这证明:即使在由于在触摸之后进行拖拉操作导致设定位置改变时,也能够准确地计算出指尖所触摸的位置。
(实施例2)
首先,参照图1来说明实施例2的概要。使用模拟指尖的第一导电体作为指示体10,使用模拟手掌的第二导电体作为附随部分10a。然后,使第一导电体与触摸面板101的表面接触,同时使第二导电体接近触摸面板101的表面。通过在触摸面板101的表面上进行第一导电体的拖拉操作来改变第一导电体的位置,并且将该状态下计算出的第三检测位置作为估计值。另外,将通过使第二导电体充分地远离触摸面板101的表面所计算出的第三检测位置18的变化作为偏移值。此时,关于第三检测位置18的实测值、估计值、以及偏移值的关系,适用下面的不等式。
|(实测值-估计值)/偏移值|<0.5
以下,对实施例2进行详细说明。
在实施例2中,检查使用第一示例实施方式中记载的图10和图11所示的算法进行的位置修正的功能。图27示出了用于检查的检查装置的立体图。图28、图30至图32分别示出了用于说明检查装置的动作的立体图。在实施例2中也使用在实施例1中定义的变量。
检查装置90主要由工作台84和臂88构成。称作触摸面板显示器的触摸传感器装置100被安装在工作台84上,同时触摸面板101的表面面向上方。装载在触摸传感器装置100上的触摸面板101上装载有第一示例实施方式中描述的图10和图11所示的算法。
臂88包括用于使模拟指尖的指示体70a上升和下降的内置AC马达(图未示)。指示体70a的端部72a和检测装置90的电路的接地端(基准电位节点)电连接。能够使指示体70a下降直至端部72a的下表面与触摸面板101的表面接触。
模拟指尖的指示体70a的主体部74a的表面具有绝缘性。距离传感器装置82a被连接到主体部74a的侧面。距离传感器装置82a测量从触摸面板101的表面到端部72a的下表面的距离。通过沿平面方向移动工作台84,能够任意地指定触摸面板101上的指示体70a的位置坐标(Xc,Yc)。
检查装置90中内置有微控制器(图未示)。通过载入微控制器的程序,能够自动地控制工作台84在平面方向上的移动、用于使指示体70a上升和下降的控制、通过使用距离传感器装置82a对从触摸面板101的表面至端部72a的下表面的距离La的测量、以及通过使用电流检测电路29对电流的测量。
模拟指尖的指示体70a(第一导电体)的端部72a的下表面的尺寸设为6mm。另外,臂88还支承模拟手掌的指示体70b(第二导电体)。与模拟指尖的指示体70a类似,模拟手掌的指示体70b也包括端部72b、主体部74b、以及距离传感器装置82b。模拟手掌的指示体70b的下表面的尺寸设为100mm。距离传感器装置82b测量从触摸面板101的表面到端部72b的下表面的距离Lb。
首先,在改变从触摸面板101到指示体70a(70b)的距离La(Lb)的同时,测量电容。在此,电容与流入触摸面板101的透明导电层39的电流的合计值成比例。为了测量流入触摸面板101的透明导电层的电流,触摸面板101经由FPC7连接到电流检测电路29的输入。使用电流检测电路29来测量流入触摸面板101的透明导电层的电流。通常,在使用触摸传感器装置100的情况下,FPC7被连接到触摸传感器装置100内的电流检测电路29。
首先,如图28所示,为了忽略指示体70a的影响,使指示体70a与臂88离开并使其充分地远离触摸面板101,从而对指示体70b进行评估。基于使指示体7Ob下降而在距离Lb处由电流检测电路29测量到的电流来测量电容。也同样地使指示体70b离开,对指示体70a进行测量。图29示出了测量结果。图29的纵轴表示电容,横轴表示距离La、Lb。当指示体70a与触摸面板101的表面接触时(La=0mm),电容为6.4pF。当指示体70b接近与触摸面板101距离Lb=40mm的位置时,电容为2.2pF。基于式K11,计算为β=Ch/Cf=2.2pF/6.4pF=0.34。图29中所示的电容的测量结果取决于从指示体70a、70b到透明导电层的距离,即触摸面板101的表面结构,诸如保护层37(图5)的厚度。
由于手掌的接近所产生的影响取决于在模拟手掌的指示体70b与触摸面板101之间形成的电容的大小。伴随着手掌的接近所产生的电容取决于模拟手掌的指示体70b的接触面积以及指示体70b和触摸面板101之间的距离。因此,伴随着手掌的接近所产生的影响的问题在于不取决于触摸面板101与模拟指尖的指示体70b之间的按压压力的变化。具体而言,即使按压压力保持为零或者紧接于触摸后的短时间内按压压力增大时,伴随着手掌的接近所产生的影响的问题没有改变。
接下来,将指示体70a和指示体70b安装到臂88。在此,指示体70a和指示体70b在X方向上的配置关系设为h=0.1。维持指示体70b的高度比指示体70a始终高40mm的关系。
如图30所示,使指示体70a与触摸面板101的表面接触(La=0mm),与此关联地,指示体70b下降而接近触摸面板101(Lb=40mm)。指示体70a的位置坐标设为Xo=0.6(步骤1)。在紧接于指示体70a与触摸面板101的表面接触之后,触摸面板101上的指针(第三检测位置)匹配在与指示体70a相对应的位置Xo=0.6上,因此,确认了紧接于触摸之后检测位置是正确的。图33示出了通过使用检查装置90所获得的检测位置的结果的一览表。
接下来,使工作台84移动,将指示体70a的位置坐标设为Xc=0.3(图31,步骤2)。在此,使指示体70a的前端72a与触摸面板101的表面接触,同时指示体70a从Xo=0.6滑动到Xc=0.3。即,模拟拖拉操作。紧接于拖拉操作后的第三检测位置X3为0.3,其与指示体70a的位置坐标Xc一致。
接下来,在保持指示体70a的高度为La=0mm的状态下,将Lb=40mm的高度下的指示体7Ob升高,使指示体70b充分地远离触摸面板101(图32,步骤3)。此时,指针(第三检测位置)在X方向上偏移-0.026而达到0.274。
接下来,在图32的状态下,对第三检测位置的实测值和接下来求解的估计值进行比较。首先,对计算检测位置的各算法,在图32的状态下导出第三检测位置的数学式。在图32的状态下,使指示体7Ob远离,从而消除伴随着手掌的接近所产生的影响。因此,第三检测位置偏移-(β*h)/(1+β),其是式K28所示的伴随着手掌的接近所产生的位置偏移(β*h)/(1+β)的负数。
根据使用图10及图11的算法所计算出的式K35,假设第三检测位置的计算值(估计值)为Xs,则Xs可通过下式K36获得。
Xs=Xc-(β*h)/(1+β) (式K36)
当将Xc=0.3、h=0.1、以及图29中计算出的β=0.34代入时,估计值为Xs=0.274。其与第三检测位置的实测值一致。即,估计值和实测值一致,由此确认了图10及图11的功能。
另外,作为将第二导电体70b升高使其远离触摸面板101时第三检测位置偏移的偏移、以及实测值和估计值之间的差异定量化的指标,使用|实测值–估计值Xs)/偏移值|。
在第一示例实施方式所示的图10及图11的算法中,获得:|(实测值–估计值Xs)/偏移值|=|(0.274–0.274)/(–0.026)|=0。
另一方面,对没有应用图10及图11所示的算法时的指针的位置(第一检测位置)进行测量。如图30所示,当使指示体70a触摸位置Xo=0.6时,第一检测位置为0.626。如图31所示,当将指示体70a拖拉到位置Xc=0.3时,第一检测位置为0.326。如图32所示,当使指示体70b升高从而充分地远离触摸面板101时,第一检测位置为0.3,其与根据式K36及图29的测量值所计算出的Xs=0.274不一致。另外,偏移值为–0.026。在此,获得:|(实测值–估计值)/偏移值|=|(0.3–0.274)/(–0.026)|=1。
接下来,对使用专利文献3的算法时的指针的位置(第二检测位置)进行测量。如图30所示,当指示体70a触摸位置Xo=0.6时,第二检测位置为0.6,因此,两者一致。如图31所示,当指示体70a被拖拉到位置Xc=0.3时,第二检测位置为0.197。如图32所示,当使指示体70b升高以使指示体70b充分地远离触摸面板101时,第二检测位置为0.171,偏移值为–0.026,其与根据式K36及图29的测量值所计算出的Xs=0.274不一致。在此,获得:|(实测值–估计值Xs)/偏移值|=|(0.171–0.274)/(–0.026)|=3.96。
利用图10及图11所示的第一示例实施方式的算法,|(实测值–估计值Xs)/偏移值|为0(零),在专利文献3的计算位置的算法中为3.96,当没有应用这两个算法时为1。为了使用检查装置90辨别第一示例实施方式的图10及图11所示的算法与其他的算法,如下面的式K37的不等式所示,如果考虑一定的测量误差,该值比0和1的中间值即0.5小是优选的。
|(实测值–估计值Xs)/偏移值|<0.5 (式K37)
以上,在本实施例2中,使用检查装置90,确认了装载有图10及图11所示的第一示例实施方式的算法的触摸传感器装置100的位置修正功能。
<第四示例实施方式>
接下来,对根据第四示例实施方式的触摸传感器装置及电子设备进行说明。第一至第三示例实施方式通过以表面型电容式触摸传感器装置为例进行了说明。相对于此,第四示例实施方式通过参照图34至图38来说明将本发明的算法应用于投影型电容式触摸传感器装置(以下,称作“投射电容式触摸传感器装置”)的方式进行说明。
图35是示出构成根据第四示例实施方式的电子设备的一部分的投射电容式触摸传感器装置LCD162的平面模式图。图34示出了作为沿图35的XXXIV-XXXIV线剖开的剖视示意图的、投射电容式触摸传感器装置LCD162的剖视图。
参照图34的剖视示意图,来说明根据第四示例实施方式中的投射电容式触摸面板的膜结构。在作为投射电容式触摸面板的基板的触摸面板基板157的上面和背面形成透明导电膜,并且将各个透明导电膜分别图案化为X透明电极156和Y透明电极158,从而形成投射电容式触摸面板164。在此,触摸面板基板157为用于支承投射电容式触摸面板164的支承基板。并且,在X透明电极156的表面上层压盖玻片154,并且在Y透明电极158的面上层压LCD5。在此,在待层压的表面上使用光学粘结剂。触摸面板基板157及盖玻片154分别是绝缘基板的示例。
另外,作为X透明电极156和Y透明电极158的材料,例如使用ITO。然而,这些电极不一定必须是透明的,例如也可以使用铜。另外,盖玻片154的素材不一定必须是玻璃,例如也可以使用丙稀。
接下来,参照根据第四示例实施方式的投射电容式触摸传感器装置LCD的平面模式图(图35)进行说明。在图35中,为了简明地示出投射电容式触摸传感器装置的操作原理,将图34所示的盖玻片154及LCD5省略。第四示例实施方式中的投射电容式触摸传感器装置通过使用X透明电极156及Y透明电极158形成为矩阵形状。当指示体23接近X透明电极156和Y透明电极158时,指示体23附近的X透明电极156和Y透明电极158之间的电容变化。然后,控制器160检测该电容的变化,并检测指示体23的位置坐标。在此,控制器160通过X透明电极156检测X(横)坐标方向的位置坐标,并通过Y透明电极158检测Y(纵)坐标方向的位置坐标。
接下来,在图35的下方的中央示出了将在各X透明电极156中检测到的电容在X方向上绘图得到的曲线图。在Y方向上也形成曲线图,该图示出于图35的左侧。在X透明电极156和Y透明电极158两者中,在最接近指示体23的接触点的透明电极中的电容值为最大。然而,当基于电容值为最大值的透明电极的坐标直接确定触摸坐标时,位置坐标的分辨率变为平行排列的透明电极之间的间距,因此有可能降低。相对于此,当基于在多个透明电极中检测出的电容来确定触摸坐标时,能够提高位置坐标的分辨率。例如,通过将多个透明电极的坐标与电容值之间的关系近似,根据近似式计算峰值位置,并将该峰值位置作为位置坐标,能够更详细的方式确定位置坐标。
在此,使用X透明电极156和Y透明电极158作为传感器电极来检测各透明电极的电容值。尽管在投射电容式触摸面板中对称作自电容式的方式进行了说明,但也可以是互电容方式。互电容方式是扫描多个X透明电极或多个Y透明电极中的任一个透明电极的同时施加电压、并检测流入另一个透明电极中的电流值的方式。
另外,在图35的平面模式图中,示出了X透明电极156或Y透明电极158的宽度固定的例子。然而,也可以使用菱形、七巧板形等。
接下来,图36示出了关于在根据第四示例实施方式的投射电容式触摸传感器装置中修正位置坐标的说明。参照图36,对投射电容式触摸传感器装置中位置坐标的修正的概要进行说明。在图36中,附图标记150是鼠标指针。
图36A示出了紧接于触及判断后的状态。利用透明电极所检测到的电容包含伴随着手掌的接近所产生的分量,因此,相对于实际的触摸点,检测位置坐标偏移(第一检测位置)。因此,将紧接于触及判断前的状态下的信号,即手掌接近并且指尖进行触摸前的状态下的信号被从所测量到的信号中减去。该被减去的信号被提取作为伴随着指尖的接触所产生的信号,因此能够计算出准确的位置坐标(第二检测位置)。此时,将紧接于触及判断后的第一检测位置(X1[nT],Y1[nT])和第二检测位置(X2[nT],Y2[nT])预先存储,用于在从触及判断进行的时间点到触离判断进行的时间点期间修正检测位置坐标。在此,下标n是进行触摸判断的检测期间的数量i。另外,T表示检测期间的周期。即,nT表示紧接于触及判断后的时刻。
图36B示出了从触及判断到触离判断的状态。当进行在触摸之后使指尖在触摸面板的表面上滑移的拖拉操作时,立刻计算出针对每个检测期间计算出的第一检测位置(X1[iT],Y1[iT]),并且使用紧接于触及判断后计算出并存储的第一检测位置(X1[nT],Y1[nT])及第二检测位置(X2[nT],Y2[nT])来修正检测位置。以这种方式修正的坐标作为第三检测位置。在此,第三检测位置为(X3[iT]=X1[iT]+(X2[nT]–X1[nT]),(Y3[iT]=Y1[iT]+(Y2[nT]–Y1[nT]))。
在图34至图36中,触摸面板基板157和盖玻片154这两个基板用于投射电容式触摸面板164。另一方面,也可以采用将触摸面板基板157省略并单独使用盖玻片基板154的盖玻片一体型。图38示出了使用盖玻片一体型投射电容式触摸面板的投射电容式触摸传感器装置LCD的平面模式图。另外,图37是示出沿图38的XXXVII―XXXVII线剖开的、设有盖玻片投射电容式触摸面板的LCD的剖面示意图。
参照图37,X透明电极156、绝缘层159、Y透明电极158沿图37的向下方向依次层叠在盖玻片154的一个表面上。在此,盖玻片154是支承投射电容式触摸面板164的支承基板。如上所述,盖玻片一体型触摸面板具有可以减小投射电容式触摸面板LCD162的厚度的优点。
另外,尽管图34所示的投射电容式触摸面板LCD162是将投射电容式触摸面板164和LCD5层压的外部附接结构,也可以采用将形成在LCD内的透明导电层用于触摸传感器的内置型。例如,在对向基板的上表面形成的对向电极或者在对向基板的下表面形成的背面透明导电膜被用于触摸传感器。或者,使用在薄膜晶体管基板上形成的透明导电层。
根据第四示例实施方式,通过对在投射电容式触摸传感器装置中敲击操作或拖拉操作时引起的伴随着手掌的接近所产生的检测位置坐标的偏移,使用本发明的算法,能够提高触摸位置精度。
<实施例3>
在实施例3中,通过触摸装载有在第一至第三示例实施方式中所使用的算法的触摸传感器装置中的触摸面板的表面,并通过求解触摸传感器装置所检测到的位置坐标,对第一至第三示例实施方式的发明的效果定量地进行说明。
[评估方法]
首先,对触摸位置精度的评估方法进行说明。图39示出了通过根据第一示例实施方式的触摸传感器装置所获得的位置精度的测量结果。在图39的一览表的纵向的各行中,示出了第一示例实施方式的位置精度(最下行)、通过装载有专利文献3的技术的触摸传感器装置所获得的位置精度(从下起第二行)、以及装载对伴随着手掌的接近所产生的影响的对策的情况下的位置精度(从下起第三行)。另外,在图39的一览表的横向的各列中,示出了指尖触摸触摸面板并且不改变指尖的位置使指尖离开触摸面板的敲击操作时的位置精度(中央列)、以及指尖触摸触摸面板并且使指尖在触摸面板的表面上滑移的同时改变指尖的位置的拖拉操作时的位置精度(右列)。
接下来,对图39的一览表所示的图进行说明。图的横轴表示x位置坐标,纵轴表示y位置坐标。该图的点(x位置坐标,y位置坐标)=(0,0)设为显示单元的中央。该图的横轴的范围为–123mm至+123mm、纵轴的范围为–92mm至+92mm,该图的范围对应于12.1类型的显示单元。
将要触摸的触摸点定义为基准坐标P→[q]=(X[q],Y[q]),使用具有x坐标和y坐标的成分的二维向量表示。在此,下标q表示基准坐标P→[q]的号码,例如1,2,---48。将基准坐标P→[q]以等间隔设在48个点。在图中,在横向(x位置坐标方向)示出了八个矩形格子,在纵向(y位置坐标方向)示出了六个矩形格子,即横8×纵6总计是48个格子,用虚线图示,并且各个格子的中央定义为基准坐标P→[q]。
触摸基准坐标P→[q],针对每个检测期间,触摸传感器装置输出(x[iT],y[iT])。在此,将T定义为检测周期,i为整数。另外,(x[iT],y[iT])表示用于确定指针的坐标的最终坐标,并且第一检测位置(X1[iT],Y1[iT])至第三检测位置(X3[iT],Y3[iT])被合适地代入。
通过设定检测周期T=l/60秒、测量时间t=1秒,即将测量采样数设为60(=测量时间/检测周期),输出(x[(i–59)T],y[(i–59)T])至(x[iT],y[iT])。将60个采样的平均值定义为检测位置坐标p→[q]=(X[q],Y[q])。坐标p→[q]使用具有x坐标和y坐标的要素的二维向量来表示。下标Q与基准坐标P→[q]相对应。
实施例3的指示体是右手的食指的指尖。对于敲击操作,触摸基准坐标P→[q],并基于下式F1来计算位置精度Pa。
位置精度 (式F1)
在此,基准坐标P→[q]的数量定义为qtotal(=48)。检测位置坐标p→[q]与基准坐标P→[q]之间的差(p→[q]–P→[q])是表示位置偏移的向量,并被转换成向量的大小|p→[q]–P→[q]|,接下来,除以表示可触摸的范围的有效区域的对角线长Lactive获取的|p→[q]–P→[q]|/Lactive表示每个基准坐标P→[q]的位置精度。在添加所有的基准坐标P→[q]的位置精度之后,所得到的值除以qtotal从而平均化。为了使用单位“%”对其进行表示,将其除以100。使用该式F1计算出的值设为位置精度Pa。
对于拖拉操作,初始的触摸坐标设为显示单元的中央(x位置坐标,y位置坐标)=(0,0)。在该触摸之后进行拖拉操作以将指尖移动到基准坐标P→[q]之后,手指静止1秒,并对每个基准坐标P→[q]计算位置精度Pa。
[评估结果]
接下来,参照附图来说明评估结果。
[对应于第一示例实施方式]
接下来,参照图39来比较位置精度Pa。在选作对策的方法是“没有对手掌的接近的对策”的情况下,对于敲击操作和拖拉操作,检测的位置坐标p→[q]的计算方法是相同的。因此示出共同的图(图39的上部)。检测位置坐标p→[q]相对于基准坐标P→[q]大致向右下方向大幅偏移。其原因是因为相对于右手的食指的指尖、右手的手掌和臂在右下方向,在手掌以及臂与透明导电层之间形成的电容具有很大的影响。该情况下的位置精度Pa为3.4%。
接下来,参照装载有专利文献3的技术的情况的结果(图39的中部)。敲击操作时的位置精度Pa被改善为1.1%。另外,没有观察到“没有对手掌的接近的对策”的情况下的检测位置坐标p→[q]中所观察到的向右下方向偏移的倾向。但是,对于拖拉操作时,位置精度Pa非常高,达到11.6%,这与“没有对手掌的接近的对策”的情况下的位置检测精度Pa=3.4%相比,反而变差。即,在专利文献3的技术中,虽然敲击操作时的位置精度Pa改善,但是拖拉操作时的位置精度Pa大幅恶化。因此,可认为其不适于使用拖拉操作的触摸传感器装置。
接下来,参照装载有专利文献1的技术的情况下的结果(图39的下部)。敲击操作时的位置精度Pa为1.1%,拖拉操作时的位置精度Pa为1.8%。因此,与“没有对手掌的接近的对策”的结果相比,对于敲击操作及拖拉操作的情况,位置精度Pa均有改善。另外,关于使用专利文献3的技术的情况,可认为在敲击操作的情况下维持相同的位置精度Pa=1.1%的同时,在拖拉操作的情况下位置精度Pa从11.6%改善到1.8%。
[对应于第二示例实施方式]
接下来,参照图40及图41对装载有第二示例实施方式中的算法的触摸传感器装置的位置精度进行说明。图40示出了第二示例实施方式中的位置精度Pa和调节值AV之间的关系。图41是示出触摸传感器装置的检测位置坐标p→[q]的面板内分布和位置精度Pa的一览表。
图40的图的纵轴示出了拖拉操作时的位置精度Pa,横轴示出了调节值AV。该调节值AV使用式F2表示。
调节值AV=Xw/Dw (式F2)
在此,Xw是在作为第二示例实施方式的式B1的X3[iT]=Xw–(Xw–X2[nT])/(Xw–X1[nT])×(Xw–X1[iT])中所使用的参数。另外,Dw表示显示单元的宽度,在此定义为Dw=264mm。
另外,调节值AV也可使用式F3表示。
调节值AV=Yw/Dh (式F3)
在此,Yw是在作为第二示例实施方式的式B3的Y3[iT]=-Yw+(Yw+Y2[nT])/(Yw+Yl[nT])×(Yw+Yl[iT])中所使用的参数。另外,Dh表示显示单元的高度,在此,定义Dh=184mm。
为了比较,将图39中的装载有第一示例实施方式1的算法的情况下的拖拉操作时的位置精度Pa=1.8%使用虚线示于图40的图中。
参照图40的图,在调节值AV=0.5附近,位置精度Pa急剧下降,该位置精度比调节值为AV≥0.78的第一示例实施方式1的位置精度Pa=1.8%高。另外,位置精度Pa取最小值(1.4%)的调节值AV为CV=1.5。该情况下的检测位置坐标p→[q]的面板面分布示于图41中。图41的中央列表示敲击操作的情况、右列表示拖拉操作的情况。
[对应于第三示例实施方式3]
接下来,参照图42及图43对装载有第三示例实施方式的算法的触摸传感器装置的位置精度进行说明。图42示出了根据第三示例实施方式的进行触摸的手的判断结果。图43是示出根据第三示例实施方式的检测位置坐标p→[q]的面板面内分布和位置精度Pa的一览表。该情况下,用右手的食指的指尖对触摸面板的表面进行了触摸。
参照图42所示的进行触摸的手的判断结果的面板面内分布。作为记录了判断结果的栏,横向上有8栏,纵向上有6栏,横向是X坐标方向、纵向是Y坐标方向,这与基准坐标P→[q]对应。
接下来,对判断方法进行说明。如第三示例实施方式中所述,当在图18的步骤SA16和SA17中计算出第一检测位置X1[nT]及第二检测位置X2[nT]之后,将它们的差求解为(X2[nT]-X1[nT]),然后将该差与Xth比较(图18的步骤SC01、SC02)。预先设定Xth=5mm(与显示单元的宽度Dw相比,其相当于Xth/Dw=5mm/l23mm≈1.9%)。
当在图18的步骤SC01中满足|X2[nT]-X1[nT]|<Xth的情况下,在图42所示的与触摸过的基准坐标P→[q]相对应的记入栏中记入“平均”。当在图18的步骤SC02中满足X2[nT]<X1[nT]的情况下,将进行了触摸的手判断为右手,并且在与触摸过的基准坐标P→[q]相对应的记入栏中记入为“右”。如果不满足,则将进行了触摸的手判断为左手并记入为“左”。关于判断结果,在48个基准坐标P→[q]中,有20个点被判断为“右”,有28个点被判断为“平均”,有0个点被判断为“左”。即,右手的食指是进行触摸的手,并且没有判断出作为相反判断的“左”。
基于进行触摸的手的判断结果,在图18的步骤SC03和SC04中自动地选择所使用的信号与坐标之间的关系(常数kl至k4),并检测出位置坐标p→[q]。
该情况下的检测位置坐标p→[q]的面板内分布示于图43中。拖拉操作时的位置精度Pa(右部分)为1.0%,其与敲击操作时的位置精度Pa=1.1%相同。其原因是因为,尽管在进行触摸的手被判断为“右”的位置上的位置偏移很大,但基于第三示例实施方式的修正效果很好。
<总结>
用于解决本发明的问题的手段也可以如下表述。
根据本发明的第一观点,提供一种触摸传感器装置,包括:具有与指示体之间形成的电容的触摸传感器;以及在每个周期从所述触摸传感器中接连获得的多个检测信号,其中,计算受到手掌影响的第一检测位置和消除手掌的影响的第二检测位置;使用在紧接于触及判断之后计算的所述第一检测位置和所述第二检测位置来计算修正值;从所述触及判断的时间点至触离判断的时间点接连地计算所述第一检测位置;使用所述修正值修正所述接连计算出的第一检测位置,从而计算第三检测位置。
根据本发明的第二观点,提供一种触摸传感器装置,利用所述触摸传感器装置,使模拟指尖的第一导电体与所述触摸传感器装置的表面接触,并且使模拟手掌的第二导电体接近所述触摸传感器装置的表面,其中,在紧接于所述第一导电体在所述触摸传感器装置的表面上进行拖拉操作并改变位置后,将所述第二导电体升高使其充分远离所述触摸传感器装置的表面,并求解此时的检测位置的实测值;使用使所述第一导电体和所述触摸传感器装置的表面接触所测量得到的第一电容、以及使所述第二导电体和所述触摸传感器装置接近所测量得到的第二电容,求解所述第三检测位置的估计值,所述实测值与所述估计值一致。
根据本发明的第三观点,提供一种包括根据第一观点的触摸传感器装置的电子设备。
尽管参照各示例实施方式及实施例对本发明进行了说明,但本发明不限于上述各示例实施方式及实施例。关于本发明的结构和细节,能够施加本领域的技术人员可以理解的各种各样的变更和变型。另外,本发明包括通过将各实施方式及实施例的结构的一部分或全部相互地适当地组合所获得的结构。
示例实施方式及实施例的一部分或全部可归纳为如下,但本发明不限于以下的结构。
[补充说明1]
一种触摸传感器装置,包括:
触摸面板,所述触摸面板的阻抗根据具有附随部分的指示体的触摸的存在以及该指示体的触摸位置而发生变化;
检测电路,所述检测电路在每个固定时间基于所述触摸面板的所述阻抗输出检测信号;
触及判断单元,所述触及判断单元基于从所述检测电路输出的所述检测信号来判断表示所述指示体与所述触摸面板接触的触及;
触离判断单元,所述触离判断单元基于从所述检测电路输出的所述检测信号来判断表示所述指示体从所述触摸面板离开的触离;
第一位置计算单元,所述第一位置计算单元基于从所述检测电路输出的所述检测信号来计算第一检测位置,所述第一检测位置为受到所述附随部分的影响的所述触摸位置;
第二位置计算单元,所述第二位置计算单元基于从所述检测电路输出的所述检测信号来计算第二检测位置,所述第二检测位置为消除了所述附随部分的影响的所述触摸位置;
修正值计算单元,所述修正值计算单元基于通过所述第一位置计算单元和所述第二位置计算单元计算出的所述第一检测位置和所述第二检测位置来计算用于获取消除了所述附随部分的影响的所述触摸位置的修正值;以及
第三位置计算单元,所述第三位置计算单元在从所述触及判断单元判断出所述触及的时间点到所述触离判断单元判断出所述触离的时间点的期间中,基于从所述检测电路输出的所述检测信号来计算所述第一检测位置,同时使用通过所述修正值计算单元计算出的所述修正值来修正所述第一检测位置,由此计算第三检测位置。
[补充说明2]
如补充说明1中所述的触摸传感器装置,其中,
所述第一位置计算单元和所述第三位置计算单元将所述指示体充分远离所述触摸面板的状态下的所述检测信号作为基线;计算从通过触及判断单元判断出所述触及后的所述检测信号中减去所述基线获得的第一信号;并基于所述第一信号计算所述第一检测位置。
[补充说明3]
如补充说明1或2中所述的触摸传感器装置,其中,
所述第二位置计算单元基于在紧接于所述触及判断单元判断出所述触及之前由于所述阻抗中包含的电容缓慢增加所产生的所述检测信号的变化,计算伴随着所述附随部分的接近所产生的信号;通过从在紧接于所述触及判断单元判断出所述触及之后的所述检测信号中减去伴随着所述附随部分的接近所产生的信号,计算第二信号;以及基于所述第二信号来计算所述第二检测位置。
[补充说明4]
如补充说明1至3中任一项所述的触摸传感器装置,其中,
基于所述检测电路在同一时刻输出的所述检测信号来计算所述修正值计算单元计算修正值时所使用的所述第一检测位置和所述第二检测位置。
[补充说明5]
如补充说明1至3中任一项所述的触摸传感器装置,其中,
基于所述检测电路在同一时刻输出的所述检测信号至从所述同一时刻计数的第六个检测时段输出的所述检测信号,来计算当所述修正值计算单元计算所述修正值时所使用的所述第一检测位置和所述第二检测位置。
[补充说明6]
如补充说明2所述的触摸传感器装置,其中,
基于所述检测电路在同一时刻输出的所述检测信号至从所述同一时刻计数的第六个检测时段输出的所述检测信号计算的所述第一信号的平均值,来计算当所述修正值计算单元计算所述修正值时所使用的所述第一检测位置。
[补充说明7]
如补充说明3所述的触摸传感器装置,其中,
基于所述检测电路在同一时刻输出的所述检测信号至从所述同一时刻计数的第六个检测时段输出的所述检测信号计算的所述第二信号的平均值,来计算当所述修正值计算单元计算所述修正值时所使用的所述第二检测位置。
[补充说明8]
如补充说明1至7中任一项所述的触摸传感器装置,其中,
所述第一位置计算单元和所述第二位置计算单元基于所述检测信号计算所述第一检测位置(X1[nT],Y1[nT])和所述第二检测位置(X2[nT],Y2[nT]);
nT是紧接于判断出所述触及后的时间;
所述修正值计算单元基于所述第一检测位置(X1[nT],Y1[nT])和所述第二检测位置(X2[nT],Y2[nT])计算所述修正值(X2[nT]–X1[nT],Y2[nT]–Y1[nT]);
所述第三位置计算单元基于所述触及判断单元判断出所述触及之后的第i个检测信号来计算所述第一检测位置(X1[iT],Y1[iT]),同时通过使用所述修正值(X2[nT]–X1[nT],Y2[nT]–Y1[nT])利用修正所述第一检测位置(X1[iT],Y1[iT])的下式来计算所述第三检测位置(X3[iT],Y3[iT]):
X3[iT]=X1[iT]+(X2[nT]-X1[nT])
Y3[iT]=Y1[iT]+(Y2[nT]-Yl[nT])。
[补充说明9](第二示例实施方式)
如补充说明1至8中任一项所述的触摸传感器装置,其中,
所述修正值计算单元通过使用与所述第一检测位置相对应的预先确定的调节值来调整所述修正值;
所述第三位置计算单元通过使用被调整的所述修正值来修正由所述第三位置计算单元计算出的所述第一检测位置,由此计算所述第三检测位置。
[补充说明10](第三示例实施方式)
如补充说明1至9中任一项所述的触摸传感器装置,其中,
所述指示体是不包括所述附随部分的理想的指示体的情况下的一对第一常数、以及所述指示体是人的手指的情况下的多对第二常数被预先确定;
所述第一位置计算单元和所述第二位置计算单元使用所述一对第一常数基于所述检测信号来计算所述第一检测位置和所述第二检测位置;以及
所述第三位置计算单元根据由所述第一位置计算单元和所述第二位置计算单元计算出的所述第一检测位置和所述第二检测位置的值的关系,从所述多对第二常数中选择一对第二常数,并使用所述一对第二常数基于所述检测信号来计算所述第一检测位置。
[补充说明11](实施例2)
如补充说明1至10中任一项所述的触摸传感器装置,其中,
在以下情况下:使用模拟指尖的第一导电体作为所述指示体,使用模拟手掌的第二导电体作为所述附随部分;使所述第一导电体与所述触摸面板的表面接触,同时使所述第二导电体接近所述触摸面板的表面,在所述触摸面板的表面上进行所述第一导电体的拖拉操作来改变所述第一导电体的位置,并且将该状态下计算出的所述第三检测位置作为估计值;将通过从该状态使所述第二导电体充分地远离所述触摸面板的表面所计算出的所述第三检测位置的变化限定为偏移值,
关于所述第三检测位置的实测值、估计值、以及偏移值,适用下面的不等式:
|(实测值–估计值)/偏移值|<0.5。
[补充说明12]
一种包括如补充说明1至11中任一项所述的触摸传感器装置的电子设备。
[补充说明13]
一种用于触摸传感器装置的位置计算方法,所述触摸传感器装置包括:触摸面板,所述触摸面板的阻抗根据具有附随部分的指示体的触摸的存在以及所述指示体的触摸位置而发生变化;以及检测电路,所述检测电路在每个固定时间基于所述触摸面板的所述阻抗输出检测信号,所述方法包括:
基于从所述检测电路输出的所述检测信号来判断表示所述指示体与所述触摸面板接触的触及的触及判断步骤;
基于从所述检测电路输出的所述检测信号来判断表示所述指示体与所述触摸面板分离的触离的触离判断步骤;
基于从所述检测电路输出的所述检测信号来计算第一检测位置的第一位置计算步骤,所述第一检测位置为受到所述附随部分的影响的所述触摸位置;
基于从所述检测电路输出的所述检测信号来计算第二检测位置的第二位置计算步骤,所述第二检测位置为消除了所述附随部分的影响的触摸位置;
修正值计算步骤,其基于在紧接于所述触及判断步骤中判断出所述触及之后在所述第一位置计算步骤和所述第二位置计算步骤中计算出的所述第一检测位置和所述第二检测位置,来计算用于获得消除了所述附随部分的影响的触摸位置的修正值;以及
第三位置计算步骤,其从在所述触及判断步骤中判断出所述触及的时间点到在所述触离判断步骤中判断出所述触离的时间点期间,基于从所述检测电路输出的所述检测信号来计算所述第一检测位置,同时通过使用所述修正值计算步骤计算的修正值来修正所述所述第一检测位置,从而计算第三检测位置。
[补充说明14]
一种在触摸传感器装置中使用的位置计算程序,所述触摸传感器装置包括:触摸面板,所述触摸面板的阻抗根据具有附随部分的指示体的触摸的存在以及所述指示体的触摸位置而发生变化;检测电路,所述检测电路在每个固定时间基于所述触摸面板的所述阻抗输出检测信号;以及计算机,所述程序使所述计算机执行以下步骤:
基于从所述检测电路输出的所述检测信号来判断表示所述指示体与所述触摸面板接触的触及的触及判断步骤;
基于所述检测电路输出的所述检测信号来判断表示所述指示体从所述触摸面板离开的触离的触离判断步骤;
基于所述检测电路输出的所述检测信号来计算第一检测位置的第一位置计算步骤,所述第一检测位置为受到所述附随部分的影响的所述触摸位置;
基于所述检测电路输出的所述检测信号来计算第二检测位置的第二位置计算步骤,所述第二检测位置为消除了所述附随部分的影响的触摸位置;
修正值计算步骤,其基于在紧接于所述触及判断步骤中判断出所述触及之后在所述第一位置计算步骤和所述第二位置计算步骤中计算出的所述第一检测位置和所述第二检测位置来计算用于获得消除了所述附随部分的影响的触摸位置的修正值;以及
第三位置计算步骤,其从在所述触及判断步骤中判断出所述触及的时间点到在所述触离判断步骤中判断出所述触离的时间点期间,基于从所述检测电路输出的所述检测信号来计算所述第一检测位置,同时通过使用所述修正值计算步骤计算的修正值修正所述第一检测位置,来计算第三检测位置。
[补充说明21]
一种触摸传感器装置,包括:具有与指示体之间形成的电容的触摸传感器;以及在每个周期从所述触摸传感器中接连获得的多个检测信号,其中,
计算受到手掌影响的第一检测位置和消除手掌影响的第二检测位置,
在紧接于触及判断之后,使用所述第一检测位置和所述第二检测位置来计算修正值,
从所述触及判断的时间点至触离判断的时间点接连计算所述第一检测位置,
使用所述修正值修正所述接连计算出的第一检测位置,从而计算第三检测位置。
[补充说明22]
如补充说明21所述的触摸传感器装置,其中,
将在人体充分远离所述触摸传感器的状态下所获得的所述检测信号作为基线;
计算从判断出所述触及的时间点的所述检测信号中减去所述基线得到的第一信号;
基于所述第一信号来计算所述第一检测位置。
[补充说明23]
如补充说明21所述的触摸传感器装置,其中,
基于在紧接于判断出所述触及之前的时间点缓慢地增加的所述检测信号,计算伴随着手掌的接近所产生的信号;
计算从判断出所述触及的时间点的所述检测信号中减去伴随着手掌的接近所产生的信号所获得的第二信号;
基于所述第二信号计算第二检测位置。
[补充说明24]
如补充说明21所述的触摸传感器装置,其中,所述第一检测位置和所述第二检测位置在同一周期i内被计算出。
[补充说明25]
如补充说明24所述的触摸传感器装置,其中,所述第一检测位置和所述第二检测位置在同一周期i=n–1至n+6的周期范围内的时间点被计算出。
[补充说明26]
如补充说明25所述的触摸传感器装置,其中,所述第一检测位置或所述第二检测位置基于在周期i=n–1至n+6的范围内的时间点范围内计算出的所述第一信号或所述第二信号的平均值而被计算出。
[补充说明27]
如补充说明24所述的触摸传感器装置,其中,
假设所述第三检测位置为(X3[iT],Y3[iT]),使用下式计算所述第三检测位置。
X3[iT]=X1[iT]+(X2[nT]-X1[nT])
Y3[iT]=Yl[iT]+(Y2[nT]-Yl[nT])。
在此,(X1[nT],Yl[nT])是紧接于判断出所述触及后计算出的受到手掌影响的所述第一检测位置,(X2[nT],Y2[nT])是消除了紧接于判断出所述触及后的手掌的影响的所述第二检测位置,(X1[iT],Y1[iT])是从判断出所述触及的时间点至判断出触离的时间点针对每个周期i计算出的受到手掌的影响的所述第一检测位置。
[补充说明28](第二示例实施方式)
如补充说明21所述的触摸传感器装置,其中,
基于从判断出所述触及的时间点至判断出所述触离的时间点接连计算出的所述第一检测位置,调整基于在判断为所述触及之后计算出的所述第一检测位置以及所述第二检测位置计算出的修正值;使用该调整后的修正值来计算所述第三检测位置。
[补充说明29](第三示例实施方式)
如补充说明21所述的触摸传感器装置,其包括使用理想指示体的第一常数以及使用人的手指的第二常数,其中,
在紧接于判断出所述触及后,使用所述第一常数,计算所述第一检测位置及所述第二检测位置;
基于所述第一检测位置及所述第二检测位置计算修正值;
从判断出所述触及的时间点到判断出所述触离的时间点,使用所述第二常数,基于所述第一检测位置,计算所述第三检测位置。
[补充说明30](实施例2)
一种触摸传感器装置,包括:
第一步骤,用于使模拟指尖的第一导电体与触摸传感器装置的表面接触的同时,使模拟手掌的第二导电体接近所述触摸传感器装置的表面;
第二步骤,用于使所述第一导电体在所述触摸传感器装置的表面上进行拖拉操作从而改变位置;
第三步骤,用于使所述第二导电体升高使其充分地远离所述触摸传感器装置的表面;以及
第四步骤,用于使用使所述第一导电体和所述触摸传感器装置的表面接触所测量到的第一电容、以及使所述第二导电体和所述触摸传感器装置接近所测量到的第二电容,按照所述第一步骤至所述第三步骤的顺序执行所述第一步骤至所述第三步骤后求解第三检测位置的估计值,
在按照所述第一步骤至所述第三步骤的顺序执行所述第一步骤至所述第三步骤后,求解作为检测位置的实测值,计算将所述第一导电体的位置坐标作为基准的所述实测值的偏移值,计算所述实测值和所述估计值之间的差值,如下所示的不等式成立:
|(实测值-估计值)/偏移值|<0.5。
[补充说明31]
一种电子设备,包括如补充说明21至30中任一项所述的触摸传感器装置。
工业实用性
本发明可用于在显示面上检测由指示体指示的位置坐标的面显示装置、或者用于检测指点动作的存在的面显示装置。另外,应用本发明的实例可以是在游戏机、移动信息终端、PDA、汽车导航系统、笔记本电脑、便携DVD播放器、附连到飞机和公共汽车的乘客座椅上的电视游戏机、以及工厂自动化(FA)设备中所使用的触摸传感器功能。