DE112020004636T5 - Tastempfindungs-darstellungsplatte, tastempfindungs-darstellungs-berührungsplatte, sowie tastempfindungs-darstellungs-berührungsanzeige - Google Patents

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Tae Orita
Takeshi Ono
Takayuki Morioka
Mikio Araki
Mitsuru Sakai
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Abstract

In einem Tastempfindungs-Darstellungsplatte gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Tastempfindungs-Darstellungs-Bildschirm eine Tastempfindungs-Elektrode auf, die eine Mehrzahl von ersten Elektroden und eine Mehrzahl von zweiten Elektroden aufweist, die abwechselnd auf einem transparenten Isoliersubstrat in Intervallen angeordnet sind. Ein erstes Spannungssignal mit einer ersten Frequenz wird an die Mehrzahl von ersten Elektroden angelegt, die sich in zumindest einem Teilbereich des transparenten Isoliersubstrats befinden, und ein zweites Spannungssignal mit einer zweiten Frequenz, die von der ersten Frequenz verschieden ist, wird an die Mehrzahl von zweiten Elektroden angelegt, die sich in dem zumindest Teilbereich des transparenten Isoliersubstrats befinden. Eine erste elektrostatische Kapazität, die zwischen der Tastempfindungs-Elektrode und einem Zeiger gebildet wird, wird berechnet. Eine Amplitudenspannung und Frequenz der ersten und zweiten Spannungssignale werden auf der Basis der berechneten ersten elektrostatischen Kapazität eingestellt. Eine Spannung, die an die erste elektrostatische Kapazität angelegt wird, wird konstant gemacht.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tastempfindungs-Darstellungsplatte, und sie betrifft eine Tastempfindungs-Darstellungsplatte, die die Wahrnehmung eines gewissen Tastgefühls ermöglicht, ungeachtet der Unterschiede zwischen der Dicke einer Fingerspitze und der Dicke der Haut eines Benutzers.
  • Stand der Technik
  • Berührungsplatten sind allgemein als Vorrichtungen bekannt, die Positionen (die nachfolgend als „Berührungspositionen“ bezeichnet werden können) auf einem Berührungs-Bildschirm detektieren, der von einem Zeiger, wie z B. einem Finger eines Benutzers oder einem Stift zeigend berührt werden. Als ein Detektionsverfahren für die Berührungsposition in der Berührungs-Platte sind eine Vielzahl von Detektionsverfahren bekannt. Unter diesen ist als eine kapazitive Berührungs-Platte eine vorstehende kapazitive Berührungs-Platte (PCAP) bekannt.
  • Die vorstehende kapazitive Berührungs-Platte kann eine Berührungsposition detektieren, wenn eine benutzerseitige Oberfläche (die nachfolgend als eine „Vorderseitenfläche“ bezeichnet werden kann) der Berührungs-Platte mit einer Schutzplatte, wie z B. einer Glasplatte bedeckt ist, die eine Dicke von ungefähr einigen Millimetern hat. Die vorstehende kapazitive Berührungs-Platte hat die Vorteile einer ausgezeichneten Robustheit, da die Schutzplatte auf der Vorderseitenfläche angeordnet werden kann, sowie einer langen Lebensdauer, da bewegliche Teile fehlen.
  • Der Berührungs-Bildschirm der vorstehenden kapazitiven Berührungs-Platte weist beispielsweise - wie im Patentdokument 1 offenbart - Reihenrichtungs-Detektionsdrähte zum Detektieren von Koordinaten einer Berührungsposition in der Reihenrichtung und Spaltenrichtungs-Detektionsdrähte zum Detektieren von Koordinaten einer Berührungsposition in der Spaltenrichtung auf. Die Reihenrichtungs-Detektionsdrähte und die Spaltenrichtungs-Detektionsdrähte können nachfolgend gemeinsam als „Detektionsdrähte“ bezeichnet werden.
  • Das Patentdokument 1 offenbart ein Touchpad-System, das einer Berührungs-Platte entspricht. Das im Patentdokument 1 offenbarte Touchpad-System weist - als Detektionsdrähte zum Detektieren einer elektrostatischen Kapazität (die nachfolgend einfach als „Kapazität“ bezeichnet werden kann) - eine erste Reihe von leitfähigen Elementen, die auf einer dielektrischen Dünnschicht ausgebildet sind, und eine zweite Reihe von leitfähigen Elementen auf, die auf der ersten Reihe von leitfähigen Elementen über eine Isolierschicht hinweg ausgebildet sind. Es gibt keinen elektrischen Kontakt zwischen den leitfähigen Elementen, und eine der ersten Reihe von leitfähigen Elementen und der zweiten Reihe von leitfähigen Elementen bei Betrachtung aus der Normalenrichtung der Vorderseitenfläche scheint die andere in der Draufsicht zu überlappen. Es gibt jedoch keinen elektrischen Kontakt zwischen den beiden, und sie kreuzen einander stereoskopisch.
  • Die Positionskoordinaten der Berührungsposition des Zeigers werden identifiziert, indem die Kapazität (die nachfolgend als „Berührungs-Kapazität“ bezeichnet werden kann), die zwischen dem Zeiger und dem leitfähigen Element gebildet wird, das der Detektionsdraht ist, mit einer Detektionsschaltung detektiert wird. Außerdem kann die Berührungsposition zwischen den leitfähigen Elementen mit den relativen Werten der detektierten Kapazität von einem oder mehreren leitfähigen Elemente interpoliert werden.
  • Das Bauteil, in welchem die Spaltenrichtungs-Detektionsdrähte und die Reihenrichtungs-Detektionsdrähte in einem transparenten dielektrischen Substrat angeordnet sind, wird nachfolgend als ein „Berührungs-Bildschirm“ bezeichnet, und eine Vorrichtung, in welcher die Detektionsschaltung mit dem Berührungs-Bildschirm verbunden ist, wird nachfolgend als eine „Berührungs-Platte“ bezeichnet. Außerdem wird im Berührungs-Bildschirm die elektrostatische Kapazität zwischen dem Zeiger und der Berührungspositions-Detektionselektrode als „Berührungs-Kapazität“ bezeichnet, und eine Region, in welcher die Berührungsposition detektiert werden kann, wird als ein „detektierbarer Bereich“ bezeichnet.
  • In jüngster Zeit wurde eine Berührungs-Platte als eine Bedienungsplatte, die einen Schalter oder dergleichen aufweist, vermehrt in vielen nahen Einrichtungen verwendet, um einen Einrichtungsschalter zu ersetzen. Die Berührungs-Platte hat jedoch keine Vorsprünge und Vertiefungen wie bei dem Einrichtungsschalter, der ein glattes bzw. regelmäßiges Berührungsgefühl hat, und die Oberflächenform wird bei der Betätigung nicht verformt. Demzufolge müssen sämtliche Betriebsvorgänge von der Positionsprüfung des Schalters bis zur Betriebsausführung und Betriebsbeendigung allein unter Verwendung des Sehvermögens ausgeführt werden. Folglich besteht das Problem der Genauigkeit bei blinder Betätigung, der Bedienbarkeit einer sehbehinderten Person und dergleichen zur Zeit der Betätigung, die parallel zu einem anderen Vorgang durchgeführt wird, wie z B. der Bedienung von Audiogeräten oder dergleichen, während ein Automobil gefahren wird.
  • Beispielsweise wird in einer Einrichtung an Bord eine Berührungs-Platte vermehrt verwendet, und zwar aus der Perspektive der Gestaltbarkeit. Demzufolge ist der Betrieb der Einrichtung an Bord mit blinder Betätigung bzw. Berührung während des Fahrens schwierig, und aus der Perspektive, die Sicherheit zu gewährleisten, hat eine Berührungs-Platte mit Funktionen die Aufmerksamkeit auf sich gezogen, die eine Bedienung mit blinder Betätigung bzw. Berührung ermöglicht. Außerdem wurde in Endverbraucherprodukten eine Berührungs-Platte als eine Bedienungsplatte für viele Haushalts- und elektronische Geräte verwendet. Außerdem wurden aus der Perspektive der Gestaltbarkeit mehr Einrichtungen mit einer PCAP ausgestattet, während deren Oberfläche mit Abdeckglas geschützt wird. Da die Berührungs-Platte jedoch eine glatte Oberfläche hat, gibt es ein dahingehendes Problem, dass es Schwierigkeiten bei der Kompatibilität mit einer universellen Gestaltung gibt, da dies keine Bestätigung bzw. Vergewisserung der Position eines Schalters durch Berührung erlaubt. Im Falle von PCAP muss die Glasoberfläche wegen der Gestaltung glatt sein, und folglich gibt es auch ein Problem, dass die Kompatibilität mit einer universellen Gestaltung schwierig ist, wenn ein Vorsprung und eine Vertiefung auf der Glasoberfläche vorgesehen sind, die der Schalterposition entsprechen.
  • In Anbetracht dessen gibt es ein Verfahren, bei welchem die Entgegennahme der Betätigung und des Abschlusses der Betätigung mit einer Stimmenfunktion mitgeteilt werden. In Hinblick auf Privatsphäre und Lärm wird die Stimmenfunktion als Funktion des Einrichtungsschalters jedoch nicht weit verbreitet verwendet, da beispielsweise die Umgebung beschränkt ist, die die Verwendung der Stimmenfunktion erlaubt. Wenn die Berührungs-Platte eine Funktion zum Darstellen der Position des Schalters und eine Funktion zum Rückmelden der Entgegennahme der Betätigung und der Vervollständigung der Betätigung mittels Tastempfindung hat, kann eine Betätigung mit blinder Berührung und eine Kompatibilität mit einer universellen Gestaltung implementiert werden.
  • Um die Genauigkeit der Betätigung und die Bedienbarkeit ohne großes Sehvermögen auszugleichen, können ein Mobiltelefon und ein Smartphone mit einer Tastempfindungs-Rückmeldungsfunktion mit Vibration ausgestattet werden. Es wird erwartet, dass die Rückmeldungsfunktion mit Vibration synchron mit der Benutzer-Betätigung schnell vertraut bzw. bekannt wird, und dass es einen höheren Bedarf an fortschrittlicherer Tastempfindungs-Rückmeldung gibt.
  • Tastempfindungs-Erzeugungsverfahren können grob in drei Verfahren klassifiziert werden, nämlich ein Vibrationsverfahren, ein Ultraschallverfahren und ein elektrisches Verfahren. Das Merkmal des Vibrationsverfahrens ist dessen niedrige Kosten unter Kompatibilität mit PCAP. Da jedoch die gesamte Einrichtung vibriert, ist sie nicht dafür geeignet, in eine Umhüllung aufgenommen zu werden, und ferner kann sie keine große Fläche haben, und zwar infolge der Beschränkung von deren Vibrator. Ein Ultraschallverfahren ermöglicht die Erzeugung einer Tastempfindung, die nicht mit anderen Verfahren erzeugt werden kann, wie z. B. einem rutschigen Gefühl.
  • Aus Gründen, die ähnlich denen beim Vibrationsverfahren sind, hat das Ultraschallverfahren jedoch auch dahingehende Nachteile, dass es nicht dafür geeignet ist, in eine Umhüllung aufgenommen zu werden, und dass es auch keine große Fläche haben kann. Ein elektrisches Verfahren schließt ein elektrostatisches Reibungsverfahren ein, bei welchem ein Tastgefühl mittels elektrostatischer Reibungskraft erzeugt wird, sowie ein elektrisches Stimulationsverfahren, bei welchem direkt eine elektrische Stimulation eines Fingers hervorgerufen wird. Diese können eine Tastempfindung an jeder Position erzeugen, und sie unterstützen eine große Fläche sowie Mehrfach- bzw. Multi-Berührung.
  • Als ein Beispiel für das elektrische Stimulationsverfahren offenbart das Patentdokument 2 eine Pseudo-Tastempfindungs-Darstellungsvorrichtung, die eine Pseudo-Darstellung einer Tastempfindungs-Stimulation implementiert, indem ein Strom der Haut in Kontakt zwischen den Elektroden über die Elektroden angelegt wird.
  • Dokumente zum Stand der Technik
  • Patentdokumente
    • Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungs-Veröffentlichung (Übersetzung der PCT-Anmeldung) JP 9-511 086 A (1997)
    • Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung JP 2004 - 319 255 A
  • Zusammenfassung
  • Mit der Erfindung zu lösendes Problem
  • Patentdokument 2 offenbart ein Verfahren zum Implementieren einer Pseudo-Darstellung von Tastempfindungs-Stimulation, indem die Änderung von elektrischen Eigenschaften zwischen den Elektroden einer vorbestimmten Kombination von Elektroden auf der Basis eines Stroms verändert wird, der an eine Stromsteuerung angelegt wird, die einen Strom zwischen Elektroden anlegt, ein Strom mit einem vorbestimmten Wert oder mehr zwischen den Elektroden in einer vorbestimmten Region angelegt wird, und ein Strom, der geringer ist als der vorbestimmte Wert, zwischen Elektroden außerhalb der vorbestimmten Region angelegt wird. Das Fließvermögen des Stroms, der zwischen den Elektroden fließt, ist für jeden Benutzer unterschiedlich, und in Abhängigkeit von dem Benutzer fließt ein übermäßiger Strom, was ein Unbehagen hervorrufen kann.
  • Die vorliegende Erfindung wurde kopnzipiert, um das oben beschriebene Problem zu lösen. Sie hat die Aufgabe, eine Tastempfindungs-Darstellungsplatte anzugeben, die die Wahrnehmung eines gewissen Tastgefühls ermöglicht, ungeachtet der Unterschiede eines Zeigers.
  • Wege zum Lösen des Problems
  • Es wird eine Tastempfindungs-Darstellungsplatte angegeben, die eine Tastempfindung auf einen Zeiger von einem Benutzer vermittelt. Die Tastempfindungs-Darstellungsplatte weist Folgendes auf: ein transparentes Isoliersubstrat; eine Tastempfindungs-Elektrode, die eine Mehrzahl von ersten Elektroden und eine Mehrzahl von zweiten Elektroden aufweist, die abwechselnd auf dem transparenten Isoliersubstrat in Intervallen angeordnet sind; einen Tastempfindungs-Darstellungs-Bildschirm, der eine dielektrische Schicht aufweist, die die Tastempfindungs-Elektrode bedeckt; und eine Spannungsversorgungsschaltung, die konfiguriert ist zum Anlegen eines ersten Spannungssignals mit einer ersten Frequenz an eine Mehrzahl von ersten Elektroden, die sich in zumindest einem Teilbereich des transparenten Isoliersubstrats befinden, und zum Anlegen eines zweiten Spannungssignals mit einer zweiten Frequenz, die von der ersten Frequenz unterschiedlich ist, an die Mehrzahl von zweiten Elektroden, die sich in dem zumindest Teilbereich des transparenten Isoliersubstrats befinden.
  • Die ersten und zweiten Spannungssignale werden jeweils an die Mehrzahl von ersten Elektroden und die Mehrzahl von zweiten Elektroden angelegt, so dass die Tastempfindung auf den Zeiger vermittelt wird. Die Spannungsversorgungsschaltung weist Folgendes auf: eine Kapazitäts-Detektionsschaltung, die konfiguriert ist zum Berechnen einer ersten elektrostatischen Kapazität, die zwischen der Tastempfindungs-Elektrode und dem Zeiger ausgebildet ist, und eine Einstellungsschaltung, die konfiguriert ist zum Einstellen einer Amplitudenspannung und einer Frequenz der ersten und zweiten Spannungssignale auf der Basis der ersten elektrostatischen Kapazität, die in der Kapazitäts-Detektionsschaltung berechnet wird. Die Einstellungsschaltung stellt die Amplitudenspannung und die Frequenz so ein, dass die an die erste elektrostatische Kapazität angelegte Spannung konstant gemacht wird.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Mit der Tastempfindungs-Darstellungsplatte kann eine Tastempfindungs-Darstellungsplatte erzielt werden, die die Wahrnehmung eines gewissen Tastgefühls ermöglicht, ungeachtet des Unterschieds eines Zeigers, wie z. B. dem Unterschied zwischen der Dicke eines Fingers und der Dicke der Haut des Fingers eines Benutzers.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Gesamtkonfiguration einer Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsanzeige der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 2 ist ein Querschnittsdiagramm, das schematisch eine Konfiguration der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsanzeige der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 3 ist ein Diagramm, das schematisch die elektrostatische Kapazität zwischen einem Zeiger und Tastempfindungs-Elektroden veranschaulicht, wenn veranlasst wird, dass der Zeiger in Kontakt mit der Oberseite einer Tastempfindungs-Darstellungsplatte kommt.
    • 4 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch den Kontakt des Zeigers mit der Tastempfindungs-Darstellungsplatte veranschaulicht.
    • 5 ist ein Diagramm, das schematisch verschiedene Signal-Wellenformen veranschaulicht, um den Zeiger zu veranlassen, eine Tastempfindung wahrzunehmen.
    • 6 ist eine Draufsicht, die schematisch ein Beispiel für eine Konfiguration veranschaulicht, bei welcher Reihenrichtungs-Drähte und Spaltenrichtungs-Drähte einer Berührungs-Platte mit einer Doppelschichtstruktur ausgebildet sind, und zwar bei der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • 7 ist ein Querschnittsdiagramm, das schematisch ein Beispiel für eine Konfiguration veranschaulicht, bei welchem die Reihenrichtungs-Drähte und die Spaltenrichtungs-Drähte der Berührungs-Platte mit einer Doppelschichtstruktur ausgebildet sind, und zwar bei der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • 8 ist eine Draufsicht, die schematisch ein Beispiel für eine Konfiguration veranschaulicht, bei welchem die Reihenrichtungs-Drähte und die Spaltenrichtungs-Drähte der Berührungs-Platte mit einer Einzelschichtstruktur ausgebildet sind, und zwar bei der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • 9 ist ein Querschnittsdiagramm, das schematisch ein Beispiel für eine Konfiguration veranschaulicht, bei welchem die Reihenrichtungs-Drähte und die Spaltenrichtungs-Drähte der Berührungs-Platte mit einer Einzelschichtstruktur ausgebildet sind, und zwar bei der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • 10 ist eine Draufsicht, die schematisch eine Konfiguration der Tastempfindungs-Darstellungsplatte der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 11 ist ein schematisches Diagramm, das die Ausbildung einer elektrostatischen Kapazität zwischen den Tastempfindungs-Elektroden der Tastempfindungs-Darstellungsplatte und dem Zeiger veranschaulicht, was eine Ausführungsform der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung bildet.
    • 12 ist ein schematisches Diagramm, das ein weiteres Beispiel für die Ausbildung der elektrostatischen Kapazität zwischen den Tastempfindungs-Elektroden der Tastempfindungs-Darstellungsplatte und dem Zeiger veranschaulicht, was die erste Ausführungsform der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung bildet.
    • 13 ist ein Diagramm, das eine Wellenform eines Amplituden-Modulationssignals veranschaulicht, das an die Tastempfindungs-Elektroden der Tastempfindungs-Darstellungsplatte angelegt wird.
    • 14 ist ein Diagramm, das eine Wellenform einer elektrostatischen Kraft infolge des Amplituden-Modulationssignals veranschaulicht.
    • 15 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Tastempfindungs-Darstellungsplatte und der Berührungs-Platte der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 16 ist eine Zeittafel, die den allgemeinen Betrieb des Betriebs im Zeitbereich der Tastempfindungs-Darstellungsplatte und der Berührungs-Platte der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 17 ist ein Querschnittsdiagramm, das schematisch die elektrostatische Kapazität veranschaulicht, die zwischen dem Zeiger und Detektionselektroden ausgebildet wird, wenn eine Berührung der Berührungs-Platte detektiert wird, und zwar bei der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • 18 ist ein Querschnittsdiagramm, das schematisch die elektrostatische Kapazität veranschaulicht, die zwischen dem Zeiger und den Tastempfindungs-Elektroden zur Zeit der Tastempfindung-Darstellung in der Tastempfindungs-Darstellungsplatte gebildet wird, bei der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • 19 ist ein Diagramm, das die Einstellung einer Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannung in einer Versorgungsschaltung für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung für den Fall veranschaulicht, in welchem der Zeiger in Kontakt mit der Tastempfindungs-Darstellungsplatte kommt, und zwar bei der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • 20 ist ein Diagramm, das einen Mechanismus für den Fall veranschaulicht, in welchem ein starkes Tastgefühl vermittelt wird, und den Fall, in welchem ein schwaches Tastgefühl vermittelt wird.
    • 21 ist ein Diagramm, das einen Mechanismus für den Fall veranschaulicht, in welchem ein starkes Tastgefühl vermittelt wird, und den Fall, in welchem ein schwaches Tastgefühl vermittelt wird.
    • 22 ist ein Diagramm, das einen Mechanismus für den Fall veranschaulicht, in welchem ein starkes Tastgefühl vermittelt wird, und den Fall, in welchem ein schwaches Tastgefühl vermittelt wird.
    • 23 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Tastempfindungs-Darstellungsplatte und der Berührungs-Platte der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 24 ist eine Zeittafel, die den allgemeinen Betrieb des Betriebs im Zeitbereich der Tastempfindungs-Darstellungsplatte und der Berührungs-Platte der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 25 ist eine Zeittafel, die den allgemeinen Betrieb des Betriebs im Zeitbereich der Tastempfindungs-Darstellungsplatte und der Berührungs-Platte der dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 26 ist eine Zeittafel, die den allgemeinen Betrieb des Betriebs im Zeitbereich der Tastempfindungs-Darstellungsplatte und der Berührungs-Platte der vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 27 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Tastempfindungs-Darstellungsplatte und der Berührungs-Platte der fünften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 28 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Tastempfindungs-Darstellungsplatte und der Berührungs-Platte der fünften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Einführung
  • Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es sei angemerkt, dass die Zeichnungen schematisch angelegt sind, und das eine Wechselbeziehung zwischen der Größe und der Position eines in jeder der verschiedenen Zeichnungen dargestellten Bildes nicht notwendigerweise genau veranschaulicht ist und verändert werden kann, wenn es zweckmäßig ist. Außerdem sind in der nachfolgenden Beschreibung gleiche Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen, deren Begriffe und Funktionen ebenfalls die gleichen sein können, und dass deren detaillierte Beschreibung weggelassen werden kann, um Redundanz zu vermeiden.
  • Wenn Begriffe, die spezifische Positionen und Richtungen angeben, wie z. B. „hoch“/„oben“, „runter“/„unten“, „Seite“, „Unterseite“, „Vorderseite“/„vorne“ und „Rückseite“/„hinten“ in der nachstehenden Beschreibung verwendet werden, werden diese Begriffe außerdem ausschließlich zum Zwecke der Anschaulichkeit verwendet, um beim besseren Verständnis der Einzelheiten der Ausführungsformen behilflich zu sein, und sie geben nicht die Richtungen in der tatsächlichen Implementierung an.
  • Erste Ausführungsform
  • Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsanzeige
  • Eine Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsanzeige gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Anzeigevorrichtung, bei welcher ein Berührungs-Bildschirm auf der benutzerseitigen Oberfläche (Vorderseitenfläche) einer Anzeigeplatte angeordnet ist, und eine Tastempfindungs-Darstellungsplatte ist auf der Vorderseitenfläche des Berührungs-Bildschirms angeordnet, um damit integriert zu werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird als ein Beispiel ein Flüssigkristall-Anzeigeelement (Flüssigkristall-Anzeige (LCD)) als Anzeigeplatte verwendet, und ein PCAP wird als Berührungs-Bildschirm verwendet. Die Anzeigeplatte ist jedoch nicht auf ein LCD beschränkt, und beispielsweise können der Berührungs-Bildschirm und die Tastempfindungs-Darstellungsplatte auf der benutzerseitigen Oberfläche jeder Platte auch in einer organischen Elektroluminiszenz-Platte (EL), einer elektronischen Papier-Platte, einer Anzeigeplatte mit lichtemittierender Diode (LED), einer Anzeigeplatte mit Micro-LED oder dergleichen integriert werden.
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Gesamtkonfiguration einer Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsanzeige 1 der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und 2 ist ein Querschnittsdiagramm, das schematisch eine Konfiguration der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsanzeige 1 veranschaulicht. Es sei angemerkt, dass auch in der zweiten bis sechsten Ausführungsform die Gesamtkonfiguration der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsanzeige 1 die gleiche ist wie diejenige gemäß 1.
  • Wie in 1 veranschaulicht, ist in der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsanzeige 1 eine Berührungs-Platte 200 auf einer Vorderseitenfläche einer Anzeigeplatte 300 angeordnet, und eine Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 ist auf der Vorderseitenfläche der Berührungs-Platte 200 angeordnet. Es sei angemerkt, dass die Berührungs-Platte 200 und die Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 eine BerührungsPlattenvorrichtung, wie z B. eine Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsplattenvorrichtung 400 bilden. Außerdem ist mit der Berührungs-Platte 200 und der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 1 ein Schaltungselement, wie z B. eine flexible gedruckte Schaltung (FPC) 108 verbunden.
  • Wie in 2 veranschaulicht, weist außerdem die Berührungs-Platte 200 einen Berührungs-Bildschirm 250 und eine Berührungs-Detektionsschaltung 210 auf. Die Berührungs-Detektionsschaltung 210 ist auf der Rückseitenfläche der Anzeigeplatte 300 montiert, die sich auf der gegenüberliegenden Seite von deren Vorderseite befindet, und der Berührungs-Bildschirm 250 und die Berührungs-Detektionsschaltung 210 sind elektrisch mittels des FPC 108 verbunden. Es sei angemerkt, dass auch bei der zweiten bis sechsten Ausführungsform die Querschnittskonfiguration der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsanzeige 1 die gleiche ist wie diejenige gemäß 2.
  • Der Berührungs-Bildschirm 250 weist Folgendes auf: Anregungselektroden 202, die auf einem transparenten Isoliersubstrat 201 angeordnet sind, Detektionselektroden 203, die auf einer Zwischenschicht-Isolierschicht 204 angeordnet sind, die die Anregungselektroden 202 bedecken, sowie eine Isolierschicht 205, die die Detektionselektroden 203 bedeckt.
  • Außerdem weist die Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 einen Tastempfindungs-Darstellungs-Bildschirm 150 und eine Versorgungsschaltung 110 für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung auf. Die Versorgungsschaltung 110 für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung ist auf der Rückseitenfläche der Anzeigeplatte 300 montiert, und der Tastempfindungs-Darstellungs-Bildschirm 150 und die Versorgungsschaltung 110 für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung sind elektrisch mittels des FPC 108 verbunden.
  • Die Tastempfindungs-Darstellungs-Bildschirm 150 weist Tastempfindungs-Elektrode 102, die auf einem transparenten Isoliersubstrat 101 angeordnet sind, und eine dielektrische Schicht 106 auf, die die Tastempfindungs-Elektroden 102 bedecken. Die Tastempfindungs-Elektrode 102 weist eine Tastempfindungs-Elektrode 102a (erste Elektrode) und eine Tastempfindungs-Elektrode 102b (zweite Elektrode) auf.
  • Wie in 2 veranschaulicht, ist in der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsanzeige 1 eine Nichtberührungs-Oberfläche des transparenten Isoliersubstrats 201, das den Berührungs-Bildschirm 250 bildet, auf der Vorderseitenfläche der Anzeigeplatte 300 angebracht, wobei eine Klebstoff-Schicht 10a dazwischen eingefügt ist, und eine Nichtberührungs-Oberfläche der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 ist auf einer Berührungs-Oberfläche des Berührungs-Bildschirms 250 angebracht, wobei eine Klebstoff-Schicht 10b dazwischen eingefügt ist, die miteinander integriert sind. Es sei angemerkt, dass eine Hintergrund-Beleuchtungseinheit 301 auf Seiten der Rückseitenfläche der Anzeigeplatte 300 angeordnet ist.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Berührungs-Platte 200 eine von der Anzeigeplatte 300 separate Struktur, und als ein Beispiel ist beispielhaft eine Struktur außerhalb der Zelle veranschaulicht, bei welcher die Integration mit der Klebstoff-Schicht 10a erzielt wird. Die Berührungs-Platte 200 kann jedoch auch eine Berührungs-Platte sein, die allgemein als eine Struktur auf einer Zelle bezeichnet wird, oder sie kann eine Berührungs-Platte sein, die allgemein als eine Struktur in einer Zelle bezeichnet wird.
  • 3 zweigt ein Querschnittsdiagramm, das schematisch die elektrostatische Kapazität CFE (erste elektrostatische Kapazität) zwischen einem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102 veranschaulicht, wenn veranlasst wird, dass der Zeiger 2 in Kontakt mit der Oberseite der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 kommt, sowie eine Draufsicht entsprechend dem Querschnittsdiagramm.
  • Die Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 hat eine Konfiguration, bei welcher veranlasst wird, dass der Zeiger 2 eine Tastempfindung wahrnimmt, indem die elektrostatische Kapazität CFE erhöht und verringert wird, die in der dielektrischen Schicht 106 zwischen einer Mehrzahl von Tastempfindungs-Elektroden 102 und dem Zeiger 2 gebildet wird, wie in 3 veranschaulicht, und die Tastempfindungs-Elektroden 102a und 102b, die die Tastempfindungs-Elektroden 102 bilden, werden jeweils mit Tastempfindungs-Darstellungs-Wechselspannungen Va und Vb aus einer Erzeugungsschaltung 113h für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung versorgt.
  • Wie in der Draufsicht in 3 veranschaulicht, sind die Tastempfindungs-Elektroden 102a und 102b streifenartige Elektroden, die voneinander elektrisch getrennt bzw. isoliert sind, und der Elektrodenabstand zwischen den Tastempfindungs-Elektroden 102a und 102b ist durch PE ausgedrückt. Außerdem ist eine Kontaktfläche CT zwischen dem Zeiger 2 und der dielektrischen Schicht 106 eine runde Fläche, deren Durchmesser durch RFE ausgedrückt wird.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch den Kontakt des Zeigers 2 mit der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 veranschaulicht. Die Tastempfindungs-Elektrode 102 führt Signale, die zumindest unterschiedliche Frequenzen haben, in die Tastempfindungs-Elektroden 102a und 102b ein, die voneinander elektronisch getrennt sind, und zwar als Tastempfindungs-Darstellungsspannungen Va und Vb.
  • 5 ist ein Diagramm, das schematisch verschiedene Signal-Wellenformen veranschaulicht, um den Zeiger 2 zu veranlassen, eine Tastempfindung wahrzunehmen. Dessen Horizontalachse ist als Zeitachse t definiert. Im obersten Teil ist eine sinusförmige Signal-Wellenform (durchgezogene Linie) der Amplitude VL der Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung Va veranschaulicht, die der Tastempfindungs-Elektrode 102a (erste Elektrode) zugeführt wird, und es ist eine sinusförmige Signal-Wellenform (unterbrochene Linie) der Amplitude VL der Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung Vv veranschaulicht, die der Tastempfindungs-Elektrode 102b (zweite Elektrode) zugeführt wird.
  • Außerdem ist unterhalb des Teils die Wellenform eines Amplituden-Modulationssignals VF dargestellt, das im Zeiger 2 erzeugt wird, der die Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 berührt. Außerdem sind unterhalb des Teils die Wellenform (durchgezogene Linie) einer Spannung VFa, die zwischen der Tastempfindungs-Elektrode 102a und dem Zeiger 2 erzeugt wird, sowie die Wellenform (unterbrochene Linie) einer Spannung VFb dargestellt, die zwischen der Tastempfindungs-Elektrode 102a und dem Zeiger 2 erzeugt wird.
  • Unterhalb des Teils ist die Wellenform (durchgezogene Linie) der elektrostatischen Kraft FEa, die zwischen der Tastempfindungs-Elektrode 102a und dem Zeiger 2 erzeugt wird, und die Wellenform (unterbrochene Linie) einer Spannung FEb dargestellt, die zwischen der Tastempfindungs-Elektrode 102a und dem Zeiger 2 erzeugt wird. Im untersten Teil ist die Wellenform der elektrostatischen Gesamtkraft FEtotal dargestellt, die im Zeiger 2 erzeugt wird.
  • Wie in 5 gezeigt, gilt Folgendes: Wenn sinusförmige Signale der Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung Va, die eine erste Frequenz hat, und der Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung Vb, die eine zweite Frequenz hat, die eine Frequenz ist, die von der ersten Frequenz verschieden ist, den Tastempfindungs-Elektroden 102a und 102b zugeführt wird, so wird eine Spannung mit der Maximalamplitude VL auf der Basis der Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung Va, die die erste Frequenz hat, zwischen der Tastempfindungs-Elektrode 102a und dem Zeiger 2 angelegt, und eine Spannung mit der Maximalamplitude VL auf der Basis der Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung Vb, die die zweite Frequenz hat, wird zwischen der Tastempfindungs-Elektrode 102b und dem Zeiger 2 angelegt.
  • Im Ergebnis wird das Amplituden-Modulationssignal VF, das eine Einhüllende einer Frequenz mit dem Absolutwert der Differenz zwischen der ersten Frequenz und der zweiten Frequenz mit der Maximalamplitude VL an den Zeiger 2 angelegt. Es kann angenommen werden, dass die Tastempfindungs-Elektroden 102a und 102b und der Zeiger 2 einen Kondensator bilden, und die elektrostatische Kraft FE, die im Zeiger 2 erzeugt wird, kann wie im Ausdruck (1) ausgedrückt werden. Im Ausdruck (1) bezeichnen S und ε die Fläche des Kondensators bzw. die Permittivität oder Dielektrizitätszahl zwischen den Polarplatten.
  • Gemäß dem Amplituden-Modulationssignal VF des Zeigers 2 und der Wellenform der Spannungsdifferenz (VFa, VFb) zwischen der Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung Va mit der ersten Frequenz und Vb mit der zweiten Frequenz wird die elektrostatische Kraft FE mit der Maximalamplitude von FEa, FEb proportional zum Quadrat der Spannung VFa zwischen jeder der Tastempfindungs-Elektroden 102a und 102b und dem Zeiger 2 erzeugt. Die elektrostatischen Kräfte beider Maximalamplituden FEa und FEb wirken auf den Zeiger 2, und demzufolge ist die elektrostatische Gesamtkraft FEtotal, die auf den Zeiger 2 wirkt, die Summe aus FEa und FEb und hat eine Form mit zwei zusammenhängenden kegelartigen Wellenform-Gruppen, wie im untersten Teil von 5 dargestellt. F E = Q 2 2 ε S = C FE 2 V L 2 2 ε S
    Figure DE112020004636T5_0001
  • Mit anderen Worten: Aufgrund der Zunahme und Abnahme der Spannung des Amplituden-Modulationssignals VF nimmt mit Variation der elektrostatischen Kraft, die zwischen einer Fläche der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100, mit welcher der Zeiger 2 in Kontakt kommt, und dem Zeiger 2 und Variation der Reibungskraft zwischen der Oberfläche der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100, mit welcher der Zeiger 2 in Kontakt kommt, und dem Zeiger 2, der sich in Kontakt mit der Fläche der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 bewegt, das Gehirn ein Tastgefühl wahr, als ob die Oberfläche der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100, die der Zeiger 2 berührt, die Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsplattenvorrichtung 400 oder die Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsanzeige 1 vibriert. Die Relation zwischen dem Zeiger 2 und dem Elektrodenabstand PE der Tastempfindungs-Elektrode 102 wird später noch beschrieben.
  • Berührungs-Platte
  • Die folgende Beschreibung erfolgt unter der Annahme, dass die Berührungs-Platte 200 der ersten Ausführungsform - als ein Beispiel - eine kapazitive Berührungs-Platte ist, bei welcher die Anregungselektroden 202 und die Detektionselektroden 203 auf dem transparenten Isoliersubstrat 201 (dargestellt in 2) ausgebildet sind, was als eine Struktur außerhalb der Zelle bezeichnet wird.
  • Mit Ausnahme der Struktur außerhalb der Zelle kann die Berührungs-Platte 200 auch irgendeine der folgenden annehmen: eine Ein-Glas-Lösungsstruktur (OGS), bei welcher die Anregungselektroden 202 und die Detektionselektroden 203 auf der Rückseitenfläche ausgebildet sind, die die gegenüberliegende Seite der Vorderseitenfläche des transparenten Isoliersubstrats 101 der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 darstellen; eine Struktur auf einer Zelle, bei welcher die Anregungselektrode 202 und die Detektionselektroden 203 auf der Vorderseitenfläche eines Farbfiltersubstrats der Anzeigeplatte 300 ausgebildet sind; und eine Struktur in einer Zelle, bei welcher die Anregungselektroden 202 und die Detektionselektroden 203 auf einem TFT-Array-Substrat der Anzeigeplatte 300 ausgebildet sind.
  • 6 ist eine Draufsicht eines Berührungs-Bildschirms 250a, der eine Struktur aufweist, bei welcher die Reihenrichtungs-Drähte 206 und die Spaltenrichtungs-Drähte 207 in einer Doppelschicht angeordnet sind, und zwar als ein erstes Beispiel des Berührungs-Bildschirms 250 (2). Eine Mehrzahl von Reihenrichtungs-Drähten 206 verlaufen in Reihenrichtung (entsprechend der x-Richtung) und sind entlang der Spaltenrichtung (entsprechend der y-Richtung) in Intervallen bzw. regelmäßigen Abständen arrayförmig angeordnet. Eine Mehrzahl von Spaltenrichtungs-Drähten 207 verlaufen in Spaltenrichtung und sind entlang der Reihenrichtung in Intervallen bzw. regelmäßigen Abständen arrayförmig angeordnet. Die Reihenrichtungs-Drähte 206 und die Spaltenrichtungs-Drähte 207 können gemeinsam als „Detektionsdrähte“ bezeichnet werden.
  • In der Draufsicht kreuzt jeder Reihenrichtungs-Draht 206 eine Mehrzahl von Spaltenrichtungs-Drähten 207, und jeder Spaltenrichtungs-Draht 207 kreuzt eine Mehrzahl von Reihenrichtungs-Drähten 206.
  • Der Reihenrichtungs-Draht 206 weist eine Mehrzahl von elektrisch verbundenen Detektionselektroden 203 (2) auf, und der Spaltenrichtungs-Draht 207 weist eine Mehrzahl von elektrisch verbundenen Anregungselektroden 202 (2) auf.
  • Die Detektionselektroden 203 sind aus Folgendem gebildet: einem Metallmaterial aus Metallen, wie z B. Molybdän, Aluminium, Silber und Kupfer, einer Einzelschicht-Schicht oder einer Mehrschicht-Schicht aus einem Legierungsmaterial, das diese Metalle als seinen Hauptbestandteil enthält, oder einer Mehrschicht-Struktur mit einem weiteren leitfähigen Material. Eine Mehrzahl von Drähten ist elektrisch verbunden, und diese bilden somit die Reihenrichtungs-Drähte 206.
  • Ähnlich wie bei den Detektionselektroden 203 sind die Anregungselektroden 202 aus Folgendem gebildet: Einem Metallmaterial aus Metallen, wie z B. Molybdän, Aluminium, Silber und Kupfer, einer Einzelschicht-Schicht oder einer Mehrschicht-Schicht aus einem Legierungsmaterial, das diese Metalle als seinen Hauptbestandteil enthält. Eine Mehrzahl von Drähten ist elektrisch verbunden, und sie bilden somit die Spaltenrichtungs-Drähte 207. Es sei angemerkt, dass nachfolgend die Zeichnungen und Beschreibung solcher feiner Strukturen weggelassen werden.
  • Indem Metalldrähte als Anregungselektroden 202 und Detektionselektroden 203 verwendet werden, kann der Widerstand der Detektionsdrähte verringert werden. Die Metalldrähte sind jedoch nicht transparent und können demzufolge leicht visuell wahrgenommen werden. In Anbetracht dessen ist es eine typische Maßnahme zum Verringern der visuellen Wahrnehmbarkeit der Metalldrähte und zum Erhöhen der Transmittivität des Berührungs-Bildschirms, eine Konfiguration anzunehmen, bei welcher dünnere Metalldrähte verwendet werden und diese in eine gitterartigen bzw. maschenartigen Struktur angeordnet werden.
  • 7 ist ein Querschnittsdiagramm bei Betrachtung in Richtung des Pfeils der Linie A-A in 6. Wie in 7 veranschaulicht, sind im Berührungs-Bildschirm 250a die Reihenrichtungs-Drähte 206 auf dem transparenten Isoliersubstrat 201 angeordnet, die Zwischenschicht-Isolierschicht 204 bedeckt die Reihenrichtungs-Drähte 206, die Reihenrichtungs-Drähte 207 sind auf der Zwischenschicht-Isolierschicht 204 angeordnet, und die Isolierschicht 205 bedeckt die Spaltenrichtungs-Drähte 207. Die Reihenrichtungs-Drähte 206 und die Spaltenrichtungs-Drähte 207 werden von der Zwischenschicht-Isolierschicht 204 isoliert.
  • Die Zwischenschicht-Isolierschicht 204 ist aus einer Einzelschicht-Schicht oder einer Mehrschicht-Schicht einer organischen Isolierschicht oder einer anorganischen Isolierschicht gebildet. Um die Feuchtigkeits-Widerstandsfähigkeit zu verbessern, ist eine anorganische Isolierschicht überlegen, und um die Flachheit zu verbessern, ist eine organische Isolierschicht überlegen. Als anorganische Isolierschicht wird beispielsweise eine transparente siliciumbasierte anorganische Isolierschicht, wie z B. eine Siliciumoxidschicht, eine Siliciumnitridschicht und eine Siliciumoxidnitridschicht oder eine transparente anorganische Isolierschicht aus Metalloxid, wie z B. Aluminiumoxid verwendet.
  • Als Material der organischen Isolierschicht kann ein Polymermaterial mit einer Hauptkette inklusive Siliciumoxid, eine Siliciumnitridschicht oder eine Siliciumoxidnitridschicht und mit einer organischen Substanz, die an ihre Seitenkette oder funktionelle Gruppe chemisch gebunden ist, oder ein duroplastisches Harz mit einer Hauptkette inklusive Kohlenstoff und erhalten durch Aushärten mit Hochtemperaturheizen verwendet werden. Beispielsweise wird ein Acrylharz, ein Polyimidharz, ein Epoxidharz, ein Novolak-Harz oder Olefinharz verwendet.
  • Die Isolierschicht 205 ist auf dem transparenten Isoliersubstrat 201 angeordnet, so dass ein Berührungs-Bildschirm-Anschlussteil 208 (6) freiliegt, und sie bedeckt die Reihenrichtungs-Drähte 206, die Spaltenrichtungs-Drähte 207 und die Zwischenschicht-Isolierschicht 204. Die Isolierschicht 205 kann aus einem Material gebildet sein, das ähnlich demjenigen der Zwischenschicht-Isolierschicht 204 ist. Wenn die Anzeigeplatte 300 eine Flüssigkristall-Platte ist, kann die obere Polarisationsplatte, die einer Anti-Blend-Behandlung für die Flüssigkristall-Platte unterzogen wird, an einem Teil der Zwischenschicht-Isolierschicht 205 angebracht, durch welche das Licht für die Anzeige hindurchgeht.
  • Wie in 6 veranschaulicht, ist jeder Reihenrichtungs-Draht 206 des Berührungs-Bildschirms 250a mit dem Berührungs-Bildschirm-Anschlussteil 208 mittels Leitungsdrähten R(1) bis R(m) verbunden. Jeder Spaltenrichtungs-Draht 207 ist mit dem Berührungs-Bildschirm-Anschlussteil 208 mittels Leitungsdrähten C(1) bis C(n) verbunden. Das Berührungs-Bildschirm-Anschlussteil 208 ist an einem Endbereich des transparenten Isoliersubstrats 201 angeordnet.
  • Das Berührungs-Bildschirm-Anschlussteil 208 ist mit einem Berührungs-Detektionsschaltungs-Substrat (nicht dargestellt) verbunden, inklusive einer externen Schaltung, wie z B. einer integrierten Detektionsschaltung (IC) zum Detektieren einer Änderung der elektrostatischen Kapazität infolge von Berührung, und einem Mikrocomputer. Ein Treiberverfahren wird separat detailliert beschrieben.
  • Die Leitungsdrähte R(1) bis R(m) sind außerhalb eines detektierbaren Bereichs angeordnet, und jeder verläuft zu einer entsprechenden Elektrode, so dass im Wesentlichen der kürzestes Abstand erhalten werden kann, und zwar in der Reihenfolge von einem nahe dem Zentrum des Arrays des Berührungs-Bildschirm-Anschlussteils 208. Die Leitungsdrähte R(1) bis R(m) sind so dicht wie möglich angeordnet, wobei deren gegenseitige Isolierung gewährleistet wird. Das gleiche gilt für die Leitungsdrähte C(1) bis C(n). Aufgrund einer solchen Anordnung kann die Fläche eines Teils (Rahmenregion) außerhalb des detektierbaren Bereichs des transparenten Isoliersubstrats 201 verringert werden.
  • Ein Abschirmdraht 209 kann zwischen einer Gruppe von Leitungsdrähten R(1) bis R(m) und einer Gruppe von Leitungsdrähten C(1) bis C(n) ausgebildet sein. Damit wird das Phänomen verringert, dass Störungen in einer Gruppe durch den Einfluss von der anderen Gruppe erzeugt werden. Außerdem kann der Einfluss elektromagnetischer Störungen verringert werden, die von der Anzeigeplatte 300 (2) über die Leitungsdrähte erzeugt werden. Der Abschirmdraht 209 kann aus einem Material gebildet sein, das gleichzeitig das gleiche ist wie dasjenige der Reihenrichtungs-Drähte 206 oder der Spaltenrichtungs-Drähte 207.
  • 8 ist eine Draufsicht, die einen kapazitiven Berührungs-Bildschirm 250b veranschaulicht, und zwar als ein zweites Beispiel für den Berührungs-Bildschirm 250 (2). 9 ist ein Querschnittsdiagramm bei Betrachtung in Richtung des Pfeils der Linie A-A in 8. In dem vorliegenden Beispiel wird eine sogenannte Diamantstruktur angenommen.
  • Wie in 8 und 9 dargestellt, haben die Reihenrichtungs-Drähte 206 und die Spaltenrichtungs-Drähte 207 eine Einzelschichtstruktur, bei der sie in derselben Schicht angeordnet sind. Jeder Spaltenrichtungs-Draht 207 weist eine Mehrzahl von diamantförmigen Elektroden auf, die miteinander verbunden sind, und zwar als Detektionselektrode. Die Reihenrichtungs-Drähte 206 weisen eine Brücke 206B auf, die elektrisch eine Mehrzahl von diamantförmigen Elektroden, die voneinander separiert bzw. beabstandet sind, mit benachbarten diamantförmigen Elektroden verbindet, und zwar als Anregungselektrode.
  • Wie in 9 dargestellt, ist die Zwischenschicht-Isolierschicht 204 so angeordnet, dass sie die Brücke 206B und die Spaltenrichtungs-Drähte 207 voneinander isoliert. Es sei angemerkt, dass die Brückenstruktur auf die Spaltenrichtungs-Drähte anstatt auf die Reihenrichtungs-Drähte angewendet werden kann. Indem die Brückenstruktur ausgebildet wird, neigt der elektrische Widerstand der Drähte dazu, zuzunehmen, und folglich ist es bevorzugt, dass die Brückenstruktur auf die kürzeren der Spaltenrichtungs-Drähte und der Reihenrichtungs-Drähte angewendet wird.
  • Als Material der Reihenrichtungs-Drähte 206 und der Spaltenrichtungs-Drähte 207 wird z. B. eine transparente leitfähige Schicht, wie z B. Indiumzinnoxid (ITO) verwendet. ITO besitzt Lichtdurchlässigkeit bzw. Transluzenz, und demzufolge ist es weniger wahrscheinlich, dass die Drähte visuell vom Benutzer wahrgenommen werden. Außerdem kann eine Verringerung der Schichtdicke der transparenten leitfähigen Schicht zum Verringern der Absorption von Transmissionslicht und zum Verringern des Reflexionsgrads bewirken, dass der Benutzer weiter weniger leicht die Reihenrichtungs-Drähte 206 und die Spaltenrichtungs-Drähte 207 wahrnimmt.
  • Die transparente leitfähige Schicht, wie z B. ITO hat jedoch einen relativ hohen Widerstand verglichen mit anderen Metallschichten, und wenn der Drahtwiderstand übermäßig hoch ist, wird die Treiberfrequenz der Berührungsposition-Detektion verringert, was eine Verringerung der Detektionsempfindlichkeit zur Folge haben kann.
  • Demzufolge ist es wünschenswert, dass die Schichtdicke der transparenten leitfähigen Schicht bestimmt wird, indem die Verringerung der visuellen Wahrnehmbarkeit und das Beibehalten der Detektionsempfindlichkeit berücksichtigt werden. Außerdem ist die Anwendung auf einen kleinen Berührungs-Bildschirm passen, bei welchem der Drahtwiderstand kein Problem ist. Außerdem tritt bei der transparenten leitfähigen Schicht, wie z B. ITO Korrosion mit einem anderen Metalldraht relativ leicht auf, was eine Trennung der Drähte bewirken kann. Um Korrosion zu vermeiden, müssen daher die Feuchtigkeits-Widerstandsfähigkeit und Wasserdichtigkeits-Eigenschaften berücksichtigt werden.
  • Tastempfindungs-Darstellungsplatte
  • 10 ist eine Draufsicht, die schematisch eine Konfiguration des Tastempfindungs-Darstellungs-Bildschirms 150 zeigt. 11 ist ein schematisches Diagramm, das die Ausbildung der elektrostatischen Kapazität CFE zwischen den Tastempfindungs-Elektroden 102 der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 und dem Zeiger 2 zeigt.
  • Wie in 10 und 11 dargestellt, weist der Tastempfindungs-Darstellungs-Bildschirm 150 ein transparentes Isoliersubstrat 101, Tastempfindungs-Elektroden 102 und eine dielektrische Schicht 106 auf. Außerdem ist ein Tastempfindungs-Darstellungsplatten-Anschlussbereich 107 an dem Endbereich des transparenten Isoliersubstrats 101 angeordnet, und eine Mehrzahl von Leitungsdrähten 105 ist auf dem transparenten Isoliersubstrat 101 angeordnet.
  • Es sei angemerkt, dass die dielektrische Schicht 106 so ausgebildet ist, dass der Tastempfindungs-Darstellungsplatten-Anschlussbereich 107 freiliegt. Die Tastempfindungs-Elektrode 102 ist mit dem Tastempfindungs-Darstellungsplatten-Anschlussbereich 107 über die Leitungsdrähte 105 verbunden. Mit dem Tastempfindungs-Darstellungsplatten-Anschlussbereich 107 ist die Versorgungsschaltung 110 für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung (2) über die FPC 108 (1) verbunden.
  • Jede Tastempfindungs-Elektrode 102 verläuft entlang der Vertikalrichtung (y-Richtung) in 10. Die Mehrzahl von Tastempfindungs-Elektroden 102 ist entlang der Horizontrichtung (x-Richtung) in 10 in Intervallen arrayförmig angeordnet. In dem in den Figuren dargestellten Beispiel hat das transparente Isoliersubstrat 101 eine Rechteckform mit einer Langseite und einer Kurzseite, und demzufolge hat der Tastempfindungs-Darstellungs-Bildschirm 150 eine Langseite und eine Kurzseite. In dem in den Figuren gezeigten Beispiel verläuft die Array-Richtung der Tastempfindungs-Elektroden 102 entlang der Langseite. Wenn die Horizontalrichtung für einen Beobachter des Tastempfindungs-Darstellungs-Bildschirms 150 entlang der Langseite verläuft, dann verläuft die Array-Richtung entlang der Horizontalrichtung.
  • Die Leitungsdrähte 105 des Tastempfindungs-Darstellungs-Bildschirms 150 weisen insbesondere die Leitungsdrähte Ld(1) bis Ld(j) und die Leitungsdrähte Lu(1) bis Lu(j) auf. Mit jeder Ganzzahl aus den Zahlen 1 bis j, die k ist, ist jeder der Leitungsdrähte Ld(k) und Lu(k) mit der k-ten Tastempfindungs-Elektrode 102 verbunden. Jeder der Leitungsdrähte Ld(k) und Lu(k) ist mit dem einen Ende und dem anderen Ende einer Tastempfindungs-Elektrode 102 in deren Verlaufsrichtung verbunden. Es sei angemerkt, dass k eine Ganzzahl von 1 oder größer und j oder kleiner ist.
  • Bei der ersten Ausführungsform wird als ein Beispiel zum Veranlassen des Tastgefühls mit einem elektrostatischen Reibungsverfahren das folgende Verfahren veranschaulicht: Es wird veranlasst, dass der Zeiger 2 ein Tastgefühl wahrnimmt, indem Signale, die zumindest verschiedene Frequenzen haben, zwischen angrenzenden Elektroden angelegt werden, d. h. an die Tastempfindungs-Elektrode 102a und die Tastempfindungs-Elektrode 102b, und indem das Amplituden-Modulationssignal mit kapazitiver Kopplung erzeugt wird, die zwischen den Tastempfindungs-Elektroden 102 und dem Zeiger 2 gebildet wird.
  • Das Amplituden-Modulationssignal zum Veranlassen des Tastgefühls wird mit einer zwischen den Tastempfindungs-Elektroden 102 und dem Zeiger 2 ausgebildeten kapazitiven Kopplung erzeugt, und demzufolge gilt, dass dann, wenn die elektrostatische Kapazität CFE, die zwischen den Tastempfindungs-Elektroden 102 und dem Zeiger 2 ausgebildet wird, größer ist, eine stärkere Tastempfindung dargestellt werden kann. Indem die Tastempfindungs-Elektroden 102 mit einer großen Fläche ausgebildet werden und die Kontaktfläche zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102 über die dielektrische Schicht 106 in einer transparenten leitfähigen Schicht, wie z B. ITO weiter erhöht wird, kann demzufolge eine starke Tastempfindung dargestellt werden.
  • Die transparente leitfähige Schicht, wie z B. ITO hat jedoch einen relativ hohen elektrischen Widerstand (der nachfolgend einfach als „Widerstand“ bezeichnet werden kann), und demzufolge ist die Anwendung auf einen kleinen Berührungs-Bildschirm passend, bei welchem der Drahtwiderstand kein Problem ist. Außerdem tritt bei der transparenten leitfähigen Schicht, wie z B. ITO Korrosion mit einem anderen Metalldraht relativ leicht auf, was eine Trennung der Drähte bewirken kann. Um Korrosion zu vermeiden, müssen daher die Feuchtigkeits-Widerstandsfähigkeit und Wasserdichtigkeits-Eigenschaften berücksichtigt werden.
  • Anstatt die transparente leitfähige Schicht zu verwenden, wie oben beschrieben, kann die Tastempfindungs-Elektrode 102 auch eine Einzelschicht-Schicht oder eine Mehrschicht-Schicht aus Metall sein, oder eine Elektrode (nachfolgend auch als „Metalldraht“ bezeichnet) inklusive irgendeiner von diesen und mit einer Mehrschicht-Struktur, die auch ein weiteres leitfähiges Material verwendet. Als Metall ist beispielsweise ein Metall mit einem niedrigen Widerstand, wie z B. Aluminium oder Silber bevorzugt.
  • Wenn Metalldrähte verwendet werden, kann der Drahtwiderstand verringert werden. Gleichzeitig sind Metallschichten nicht transparent, und demzufolge werden sie leicht visuell wahrgenommen. In Anbetracht dessen ist es eine typische Maßnahme zum Verringern der visuellen Wahrnehmbarkeit der Metalldrähte und zum Erhöhen der Transmittivität des Berührungs-Bildschirms, eine Konfiguration anzunehmen, bei welcher dünnere Metalldrähte verwendet werden und diese in eine gitterartigen bzw. maschenartigen Struktur angeordnet werden.
  • Die dielektrische Schicht 106 weist eine Einzelschicht-Schicht aus einer organischen Isolierschicht oder einer anorganischen Isolierschicht oder eine Mehrschicht-Schicht aus diesen auf. Für den Fall der Mehrschicht-Schicht, können organische Isolierschichten verschiedener Arten gestapelt werden, oder es können anorganische Isolierschichten verschiedener Arten gestapelt werden, oder es kann eine organische Isolierschicht und eine anorganische Isolierschicht gestapelt werden. Die anorganische Isolierschicht hat Feuchtigkeits-Widerstandsfähigkeit, hohe Härte und hohe Abnutzungs-Widerstandsfähigkeit. Die Tastempfindung wird durch den Vorgang des Zeigers 2 erzeugt, der gleitet und sich sanft auf der dielektrischen Schicht 106 bewegt, und demzufolge benötigt die dielektrische Schicht 106 eine hohe Abnutzungs-Widerstandsfähigkeit. Die organische Isolierschicht ist bevorzugt zum Erzielen einer großen Flachheit, aber sie hat eine niedrige Härte und eine niedrige Abnutzungs-Widerstandsfähigkeit. Um sowohl eine hohe Flachheit, als auch eine hohe Abnutzungs-Widerstandsfähigkeit zu erzielen, ist es bevorzugt, dass die anorganische Isolierschicht auf der organischen Isolierschicht ausgebildet wird.
  • Als Material für die dielektrische Schicht 106 kann eine transparente siliciumbasierte anorganische Isolierschicht, wie z B. eine Siliciumoxidschicht, eine Siliciumoxidnitridschicht und eine Siliciumoxidnitridschicht, eine transparente anorganische Isolierschicht aus einem Metalloxid, wie z B. Aluminiumoxid, ein Polymermaterial, das eine Hauptkette inklusive Siliciumoxid, eine Siliciumnitridschicht oder eine Siliciumoxidnitridschicht hat und eine organische Substanz chemisch an ihre Seitenkette oder funktionelle Gruppe gebunden hat, oder ein duroplastisches Harz mit einer Hauptkette inklusive Kohlenstoff und erhalten durch Aushärten mit Hochtemperaturheizen verwendet werden. Beispielsweise wird ein Acrylharz, ein Polyimidharz, ein Epoxidharz, ein Novolak-Harz oder Olefinharz verwendet.
  • Die elektrostatische Kapazität CFE zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102, die durch die dielektrische Schicht 106 in Kontakt kommen, wie in 11 veranschaulicht, kann durch den folgenden Ausdruck (2) ausgedrückt werden. C FE = Q V = ε S d
    Figure DE112020004636T5_0002
  • Im obigen Ausdruck (2) ist Q der Wert der elektrischen Ladung, die im Zeiger 2 und jeder Tastempfindungs-Elektrode 102 gespeichert ist, V ist die Spannung zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102, ε ist die Permittivität bzw. Dielektrizitätszahl der dielektrischen Schicht 106, S ist die Kontaktfläche zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102 durch die dielektrische Schicht 106, und d ist die Dicke der dielektrischen Schicht 106.
  • Wenn die Permittivität ε der dielektrischen Schicht 106 größer ist, ist die elektrostatische Kapazität CFE, die zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102 durch die dielektrische Schicht 106 gebildet wird, größer, und wenn die Schichdicke d der dielektrischen Schicht 106 kleiner ist, ist die elektrostatische Kapazität CFE größer. Um ein stärkeres Tastgefühl hervorzurufen, ist es bevorzugt, dass die dielektrische Schicht 106 eine Schicht aufweist, die eine relative Permittivität von 10 oder höher hat (Isolierschicht mit hoher Permittivität).
  • Damit sind in der dielektrischen Schicht 106 elektrische Dipole arrayförmig angeordnet, wenn es außerhalb kein elektrisches Feld gibt, und die Richtung der Dipole kann in Abhängigkeit vom elektrischen Feld geändert werden. Folglich kann die elektrostatische Kapazität CFE erhöht werden, und es kann eine stärkere Tastempfindung dargestellt werden.
  • Die Isolierschicht mit hoher Permittivität kann als eine Einzelschicht verwendet werden, oder sie kann als eine Mehrschicht-Schicht verwendet werden, bei welcher eine andere anorganische Isolierschicht oder organische Isolierschicht mit niedriger Permittivität gestapelt ist. Allgemein ist die Isolierschicht mit hoher Permittivität ein hoher Brechungsindex, und eine niedrige dielektrische Schicht ist ein niedriger Brechungsindex, und demzufolge fungiert dies - indem eine Isolierschicht mit hoher Permittivität und eine niedrige dielektrische Schicht gestapelt werden - nicht bloß als eine Isolierschicht, sondern auch als eine anti-reflektierende Schicht (AR-Schicht), bei welcher eine Schicht mit hohem Brechungsindex und eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex gestapelt werden.
  • Indem eine Isolierschicht mit hoher Permittivität und eine organische Isolierschicht gestapelt werden, kann eine äquivalente Isoliereigenschaft gewährleistet werden, die Schichtdicke der organischen Isolierschicht kann verringert werden, und die Schichtdicke d der dielektrischen Schicht 106 kann verringert werden, und die elektrostatische Kapazität CFE kann weiter erhöht werden.
  • Die Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht das Beispiel eines Falls, in welchem die Tastempfindungs-Elektroden 102 eine Einzelschicht sind und eine Rechteckform haben, und Signale, die zumindest unterschiedliche Frequenzen haben, wie oben in 5 beschrieben, werden angrenzenden Tastempfindungs-Elektroden 102a und 102b zugeführt. Es kann jedoch auch eine flache plattenartige Tastempfindungs-Elektrode 1020 verwendet werden, mit einer gesamten Anzeigefläche, die eine Einzelschicht ist, wie in 12 veranschaulicht.
  • In diesem Fall kann nur ein einzelnes Signal eingegeben werden, und das Amplituden-Modulationssignal VF, das zwei zusammenhängende kegelartige Wellenform-Gruppen hat, wie in 13 veranschaulicht, wird zugeführt. Die Maximalamplitude Fb der elektrostatischen Kraft FE, die in diesem Fall erzeugt wird, ist die Maximalamplitude Fb der Hälfte der Maximalamplitude der elektrostatischen Kraft FE in dem Fall, in welchem Signale mit unterschiedlichen Frequenzen eingegeben werden, wie im untersten Teil von 5 dargestellt, und die Wellenform ist auch die Wellenform mit zwei spindelförmigen Wellenform-Gruppen, wie in 14 veranschaulicht.
  • Außerdem kann die Tastempfindungs-Elektrode 102a eine X-Elektrode sein, die in x-Richtung verläuft, die Tastempfindungs-Elektrode 102b kann eine Y-Elektrode sein, die in y-Richtung verläuft, und die Tastempfindungs-Elektroden 102a und 102b mit einer Matrixstruktur, wobei beide so angeordnet sind, dass sie sich in der Draufsicht kreuzen, können angenommen werden, und Signale, die zumindest unterschiedliche Frequenzen haben, wie oben in 5 dargestellt, können jeweils dorthinein eingegeben werden. Die elektrostatische Kraft, die in diesem Fall erzeugt wird, ist ähnlich der elektrostatischen Gesamtkraft FETotal in dem Fall, in welchem Signale mit unterschiedlichen Frequenzen eingegeben werden, wie im untersten Teil von 5 veranschaulicht.
  • Wenn die Matrixstruktur angenommen wird, ist eine Isolierschicht zwischen der Tastempfindungs-Elektrode 102a und der Tastempfindungs-Elektrode 102b angeordnet. Als Material für die Isolierschicht kann eine transparente siliciumbasierte anorganische Isolierschicht, wie z B. eine Siliciumoxidschicht, eine Siliciumoxidnitridschicht und eine Siliciumoxidnitridschicht, eine transparente anorganische Isolierschicht aus einem Metalloxid, wie z B. Aluminiumoxid, ein Polymermaterial, das eine Hauptkette inklusive Siliciumoxid, eine Siliciumnitridschicht oder eine Siliciumoxidnitridschicht hat und eine organische Substanz chemisch an ihre Seitenkette oder funktionelle Gruppe gebunden hat, oder ein duroplastisches Harz mit einer Hauptkette inklusive Kohlenstoff und erhalten durch Aushärten mit Hochtemperaturheizen verwendet werden. Beispielsweise wird ein Acrylharz, ein Polyimidharz, ein Epoxidharz, ein Novolak-Harz oder Olefinharz verwendet.
  • Es sei angemerkt, dass dann, wenn die Matrixstruktur angenommen wird, ein Niveauunterschied, d. h. ein Vorsprung und eine Vertiefung, in der X-Elektrode, der Y-Elektrode und einem Schnittbereich angenommen wird. Der Vorsprung und die Vertiefung sind abgeflacht, wenn die Dicke der Isolierschicht zum Bedecken groß ist. Um eine übermäßige Verringerung der elektrostatischen Kapazität CFE zu vermeiden, gibt es eine Begrenzung der Dicke der Isolierschicht. Demzufolge können ein Vorsprung und eine Vertiefung in der Vorderseitenfläche des Tastempfindungs-Darstellungs-Bildschirms 150 erzeugt werden.
  • Wenn das Textur-Gefühl aus dem Vorsprung und der Vertiefung mit dem Textur-Gefühl, das von der elektrostatischen Kraft von der Tastempfindungs-Elektrode hervorgerufen wird, vermischt wird, ist es schwierig, dem Benutzer das beabsichtigte Textur-Gefühl zu vermitteln. In einem solchem Fall gilt Folgendes: Wenn eine organische Isolierschicht mit einer Oberflächenform und einer Abflachungs-Wirkung alslektrische Schicht 106 verwendet wird, so wird eine Erzeugung des Vorsprungs und der Vertiefung vermieden. Ein Abflachen benötigt jedoch zu einem gewissen Grad eine große Dicke, und demzufolge kann die Verringerung der elektrostatischen Kapazität CFE nicht vermieden werden.
  • Im Gegensatz dazu weisen gemäß der ersten Ausführungsform die Tastempfindungs-Elektroden 102 nicht den Schnittbereich auf, und demzufolge können die Abmessungen von Vorsprung und Vertiefung so verringert werden, dass sie ungefähr so dick wie die Tastempfindungs-Elektroden 102 sind. Damit wird die Anwendung einer dünnen organischen Schicht mit einer Abflachungs-Wirkung oder eine Isolierschicht mit hoher Permittivität mit einer niedrigen Abflachungs-Wirkung ermöglicht, und die elektrostatische Kapazität CFE kann höher erhöht werden als im Fall der Matrixstruktur, und die Tastgefühl-Empfindlichkeit kann verbessert werden.
  • Weiterhin kann beispielsweise, indem die Vorderseitenfläche der dielektrischen Schicht 106 wasserabweisend gemacht wird, indem eine Schicht mit einer wasserabweisenden Eigenschaft vorgesehen wird, die höher ist als innerhalb der dielektrischen Schicht 106 in der vordersten Fläche der dielektrischen Schicht 106, die Adhäsion zwischen der Fläche der dielektrischen Schicht 106 und dem Zeiger 2 verringert, und der Zeiger 2 kann sanft bzw. glatt auf der dielektrischen Schicht 106 gleiten. Damit wird eine Veränderung der Reibungskraft zwischen der dielektrischen Schicht 106 und dem Zeiger 2 infolge der elektrostatischen Kapazität CFE einfacherer gefühlt, und die Tastgefühl-Empfindlichkeit kann verbessert werden.
  • Außerdem ist es weniger wahrscheinlich, dass Feuchtigkeit in der Luft in der Oberfläche der dielektrischen Schicht 106 absorbiert wird, und es ist weniger wahrscheinlich, dass Feuchtigkeit, die in der Oberfläche der dielektrischen Schicht 106 absorbiert wird, die elektrostatische Kraft beseitigt, indem die elektrische Ladung, die in der Oberfläche der dielektrischen Schicht 106 erzeugt wird, freigesetzt wird, und es kann ein stabiles Tastgefühl erzielt werden, das nicht von der Verwendungsumgebung beeinflusst wird. Wenn die wasserabweisende Eigenschaft höher ist, ist die oben beschriebene Wirkung höher.
  • Elektrodenabstand
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform gilt Folgendes, wie oben beschrieben:
    • Die Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung Va und die Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung Vb, die unterschiedliche Frequenzen haben, werden jeweils an die angrenzende Tastempfindungs-Elektrode 102a und Tastempfindungs-Elektrode 102b angelegt, wie in 5 gezeigt, und die elektrostatische Kraft entsprechend dem Amplituden-Modulationssignal VF wird erzeugt. Auf diese Weise wird veranlasst, dass der Zeiger 2 ein Tastgefühl empfindet.
  • Wenn der Zeiger 2 über mindestens zwei angrenzende Tastempfindungs-Elektroden 102 hinweg verläuft, wie in 11 veranschaulicht, dann kommt der Zeiger 2 zumindest in Kontakt mit jeder einzelnen der Tastempfindungs-Elektroden 102a und 102b, welchen unterschiedliche Signale über die dielektrische Schicht 106 zugeführt werden, und demzufolge wird das Amplituden-Modulationssignal erzeugt, was die Wahrnehmung des Tastgefühls hervorruft.
  • Hier ist der Zeiger 2 die Fingerspitze eines Benutzers, und es wird allgemein angenommen, dass die Kontaktfläche, wenn der Finger die Berührungs-Platte oder dergleichen berührt, einem Kreis mit einem Durchmesser von 7 mm entspricht. Wenn der Elektrodenabstand PE (3) der Tastempfindungs-Elektroden 102 einen Durchmesser von 7 mm oder weniger hat, dann kann der Zeiger 2 in Kontakt mit mindestens zwei benachbarten Tastempfindungs-Elektroden 102 kommen und demzufolge ein Tastgefühl wahrnehmen. Wenn der Elektrodenabstand kleiner ist, ist die Ausbildungsdichte der elektrostatischen Kapazität zwischen benachbarten Tastempfindungs-Elektroden 102 und dem Zeiger 2 höher, und demzufolge kann das Tastgefühl leichter wahrgenommen werden.
  • Die Dichte der Tastempfindungs-Rezeptoren in einer menschlichen Fingerspitze wird allgemein als 2 mm angenommen. Wenn der Elektrodenabstand auf 2 mm oder weniger vorgegeben wird, wird die Ausbildungsdichte der elektrostatischen Kapazität zwischen den Tastempfindungs-Elektroden 102 und dem Zeiger 2 stärker erhöht als die Dichte der Tastempfindungs-Rezeptoren, und das Tastgefühl kann leichter wahrgenommen werden.
  • Betrieb der Tastempfindungs-Darstellungsplatten-Anschlussbereich und der Berührungs-Platte im Zeitbereich
  • Als Nächstes wird der Betrieb der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsplattenvorrichtung 400 inklusive der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 und der Berührungs-Platte 200 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 15 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 und der Berührungs-Platte 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.
  • Wie in 15 veranschaulicht, weist die Berührungs-Platte 200 einen Berührungs-Bildschirm 250 und eine Berührungs-Detektionsschaltung 210 auf. Außerdem weist die Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 einen Tastempfindungs-Darstellungs-Bildschirm 150 und eine Versorgungsschaltung 110 für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung auf.
  • In 15 sind Anregungselektroden Ty(1) bis Ty(m) als eine Mehrzahl von Anregungselektroden 202 ausgebildet, Detektionselektroden Tx(1) bis Tx(n) sind als eine Mehrzahl von Detektionselektroden 203 ausgebildet, und Tastempfindungs-Elektroden H(1) bis H(j) sind als eine Mehrzahl von Tastempfindungs-Elektroden 102 ausgebildet. Es sei angemerkt, dass m, n und j jeweils eine Ganzzahl von 1 oder größer ist.
  • Die Tastempfindungs-Elektroden H(1) bis H(n) sind arrayförmig in der Reihenfolge gemäß der Zahl in Klammern angeordnet. Wenn die Zahl eine ungerade Zahl ist, entspricht sie der Tastempfindungs-Elektrode 102a, und wenn die Zahl eine gerade Zahl ist, entspricht sie der Tastempfindungs-Elektrode 102b. Zur Vereinfachung der Beschreibung bildet außerdem eine Anregungselektrode 202 einen Reihenrichtungs-Draht 206 (6), und eine Detektionselektrode 203 bildet einen Spaltenrichtungs-Draht 207 (6).
  • Die Berührungs-Detektionsschaltung 210 weist eine Anregungsimpuls-Erzeugungsschaltung 215, eine elektrische Ladungs-Detektionsschaltung 212, eine Berührungs-Detektions-Steuerungsschaltung 213 und eine Berührungs-Koordinaten-Berechnungsschaltung 214 auf.
  • Die Berührungs-Detektions-Steuerungsschaltung 213 steuert den Betrieb der Anregungsimpuls-Erzeugungsschaltung 215, der elektrischen Ladungs-Detektionsschaltung 212 und der Berührungs-Koordinaten-Berechnungsschaltung 214.
  • Die Anregungsimpuls-Erzeugungsschaltung 215 legt sequenziell ein Anregungsimpuls-Signal an die Anregungselektroden Ty(1) bis Ty(m) an. Die elektrische Ladungs-Detektionsschaltung 212 misst das Signal, das von jeder der Detektionselektroden Tx(1) bis Tx(n) erhalten wird. Damit detektiert die elektrische Ladungs-Detektionsschaltung 212 den elektrischen Ladungswert jeder der Detektionselektroden Tx(1) bis Tx(n) und gibt den elektrischen Ladungswert an die Berührungs-Koordinaten-Berechnungsschaltung 214 als elektrische Ladungs-Detektionsdaten D212 aus.
  • Die elektrischen Ladungs-Detektionsdaten D212 sind Werte entsprechend der gegenseitigen Kapazität zwischen der Anregungselektrode Ty(k) und jeder der Detektionselektroden Tx(1) bis Tx(n), wenn ein Anregungsimpuls-Signal S215 an die Anregungselektrode Ty(k) angelegt wird, wobei k eine Ganzzahl von 1 oder größer und m oder kleiner ist.
  • Es sei angemerkt, dass die elektrische Ladungs-Detektionsschaltung 212 erkennen kann, an welche der Anregungselektroden Ty(1) bis Ty(m) das Anregungsimpuls-Signal angelegt wird, dank des Steuerungssignals aus der Berührungs-Detektions-Steuerungsschaltung 213.
    Die Berührungs-Koordinaten-Berechnungsschaltung 214 berechnet Daten der Koordinaten, die vom Zeiger 2 berührt werden, auf der Basis der elektrischen Ladungs-Detektionsdaten D212, und sie bezieht die Berührungs-Koordinaten-Daten D214. Die Berührungs-Koordinaten-Daten D214 werden an einen Ort außerhalb der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsplattenvorrichtung 400 ausgegeben, und sie werden auch an die Versorgungsschaltung 110 für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 ausgegeben.
  • Die Versorgungsschaltung 110 für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung weist einen Schaltkreis 112, eine Erzeugungsschaltung 113h für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung, eine Anregungsimpuls-Erzeugungsschaltung 113c, eine Tastempfindung-Darstellungs-Steuerungsschaltung 114, eine Einstellungsschaltung 115 für Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannung und eine Kapazitäts-Detektionsschaltung 116 auf.
  • Die Erzeugungsschaltung 113h für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung legt ein Tastempfindung-Darstellungssignal S113a (erstes Spannungssignal entsprechend der Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung Va) an eine der Tastempfindungs-Elektroden H(1) bis H(j) entsprechend der Tastempfindungs-Elektrode 102a über den Schaltkreis 112 an, und sie legt ein Tastempfindung-Darstellungssignal S113b (zweites Spannungssignal entsprechend der Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung Vb) an eine entsprechend der Tastempfindungs-Elektrode 102b an. Mit anderen Worten: Die Tastempfindung-Darstellungssignale S113a und S113b werden abwechselnd an die Tastempfindungs-Elektroden H(1) bis H(j) angelegt, die in einer Richtung (in der Zeichnung: Horizontalrichtung) über den Schaltkreis 112 arrayförmig angeordnet sind.
  • Der Schaltkreis 112 weist einen Schalter 40 auf, der einer Verbindungs-/Trennungssteuerung auf der Basis eines Tastgefühl-Erzeugungssignals S113h aus der Erzeugungsschaltung 113h für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung und eines Kapazitäts-Detektionssignals S113c aus der Anregungsimpuls-Erzeugungsschaltung 113c unterzogen wird. Der Schaltkreis 112 verbindet die Tastempfindungs-Elektrode 102 mit der Erzeugungsschaltung 113h für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung oder der Anregungsimpuls-Erzeugungsschaltung 113c in einem verbundenen Zustand des Schalters 40, und er überführt die Tastempfindungs-Elektroden 102 in einen potentialfreien bzw. Floating-Zustand in einem getrennten Zustand.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Schaltkreis 112 zwei Schalter 40 auf. Wenn die Tastempfindungs-Elektroden 102 mit der Erzeugungsschaltung 113h für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung verbunden sind, führt ein Schalter 40 ein Schalten eines elektrischen Pfades zu allen Tastempfindungs-Elektroden 102a durch, und der andere Schalter 40 führt ein Schalten eines elektrischen Pfades zu allen Tastempfindungs-Elektroden 102b durch. Diese zwei Schalter 40 können synchron miteinander gesteuert werden.
  • Im Gegensatz dazu gilt Folgendes: Wenn die Tastempfindungs-Elektroden 102 mit der Anregungsimpuls-Erzeugungsschaltung 113c verbunden sind, führen zwei Schalter 40 ein Schalten sämtlicher Tastempfindungs-Elektroden 102 durch, und es wird gleichzeitig das Kapazitäts-Detektionssignal S113c an die Tastempfindungs-Elektroden H(1) bis H(j) angelegt. Das Kapazitäts-Detektionssignal S113c ist ein Impulssignal, und die Tastempfindungs-Elektroden H(1) bis H(j), welchen das Kapazitäts-Detektionssignal S113c zugeführt wird, werden angeregt und speichern elektrische Ladung. Die Kapazitäts-Detektionsschaltung berechnet die Kapazität jeder Tastempfindungs-Elektrode auf der Basis des elektrischen Ladungswerts, der in den Tastempfindungs-Elektroden H(1) bis H(j) gespeichert ist.
  • Die Tastempfindung-Darstellungs-Steuerungsschaltung 114 steuert den Betrieb der Erzeugungsschaltung 113h für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung auf der Basis der Berührungs-Koordinaten-Daten D214. Der Betrieb der Einstellungsschaltung 115 für Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannung und der Kapazitäts-Detektionsschaltung 116 wird separat detailliert beschrieben.
  • 16 ist eine Zeittafel, die den allgemeinen Betrieb des Betriebs im Zeitbereich der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 und der Berührungs-Platte 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.
  • Wie in 16 dargestellt, wird zunächst in einem Berührungs-Detektions-Zeitraum P1 das erste Berührungs-Detektions-Steuerungssignal aus der Berührungs-Detektions-Steuerungsschaltung 213 an die Anregungsimpuls-Erzeugungsschaltung 215 ausgegeben. In Antwort auf den Empfang des Steuerungssignals legt die Anregungsimpuls-Erzeugungsschaltung 215 ein Anregungsimpuls-Signal (Ladungsimpulssignal) S215 an die Anregungselektrode Ty(1) an, und zwar zum Umsetzungszeitpunkt CT1. Damit wird die Kapazität (gegenseitige Kapazität) zwischen den Elektroden zwischen der Anregungselektrode Ty(1) und jeder der Detektionselektroden Tx(1) bis Tx(n), die die Anregungselektrode Ty(1) in der Draufsicht kreuzen, geladen.
  • Die elektrische Ladungs-Detektionsschaltung 212 detektiert einen elektrischen Ladungswert, der in der gegenseitigen Kapazität zwischen der Anregungselektrode Ty(1) und den Detektionselektroden Tx(1) bis Tx(n) geladen ist, die die Anregungselektrode Ty(1) in der Draufsicht kreuzen. Dann führt die elektrische Ladungs-Detektionsschaltung 212 eine Analog-/Digital-Umsetzung (A/D-Umsetzung) der Detektionsergebnisse durch und gibt die sich ergebenden digitalen Daten an die Berührungs-Koordinaten-Berechnungsschaltung 214 als die elektrischen Ladungs-Detektionsdaten D212 der gegenseitigen Kapazität entsprechend der Anregungselektrode Ty(1) aus.
  • Auf ähnliche Weise werden die zweiten bis m-ten Berührungs-Detektions-Steuerungssignale aus der Berührungs-Detektions-Steuerungsschaltung 213 an die Anregungsimpuls-Erzeugungsschaltung 215 ausgegeben, und die Anregungsimpuls-Erzeugungsschaltung 215, die sie empfangen hat, legt das Anregungsimpuls-Signal S215 an die Anregungselektroden Ty(2) bis Ty(m) zu den Umsetzungszeitpunkten CT2 bis Ctm an. Die elektrische Ladungs-Detektionsschaltung 212 detektiert den elektrischen Ladungswert, der in der gegenseitigen Kapazität zwischen jeder der Anregungselektroden Ty(2) bis Ty(m) und den Detektionselektroden Tx(1) bis Tx(n) geladen ist, die die Anregungselektrode Ty(2) bis Ty(m) in der Draufsicht kreuzen, und gibt jeweils die elektrische Ladung an die Berührungs-Koordinaten-Berechnungsschaltung 214 als die elektrischen Ladungs-Detektionsdaten D212 aus.
  • Hier wird im Berührungs-Detektions-Zeitraum P1 das Berührungs-Detektions-Steuerungssignal aus der Berührungs-Detektions-Steuerungsschaltung 213 auch an die Erzeugungsschaltung 113h für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung und den Schaltkreis 112 ausgegeben.
  • Auf der Basis des Berührungs-Detektions-Steuerungssignals aus der Berührungs-Detektions-Steuerungsschaltung 213 trennt im Berührungs-Detektions-Zeitraum P1 die Erzeugungsschaltung 113h für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung den Schalter 40 des Schaltkreises 112, trennt die elektrische Verbindung mit sämtlichen Tastempfindungs-Elektroden 102 und versetzt das Potential sämtlicher Tastempfindungs-Elektroden 102 in einen potentialfreien bzw. Floating-Zustand.
  • Durch den Betrieb der Erzeugungsschaltung 113h für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung, wie oben beschrieben, ist es im Berührungs-Detektions-Zeitraum P1 weniger wahrscheinlich, dass das elektrische Feld, das zwischen dem Zeiger 2 und den Detektionselektroden 203 ausgebildet wird, von den Tastempfindungs-Elektroden 102 abgeschirmt wird.
  • 17 ist ein Diagramm, das schematisch die elektrostatische Kapazität veranschaulicht, die zwischen den Anregungselektroden 202 und den Detektionselektroden 203 im Berührungs-Detektions-Zeitraum P1 ausgebildet wird, zum Detektieren einer Berührungsposition des Zeigers 2 in der Berührungs-Platte 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
  • Wie in 17 dargestellt, sind im Berührungs-Detektions-Zeitraum P1 sämtliche Tastempfindungs-Elektroden 102 im Floating-Zustand, und demzufolge kann vermieden werden, dass sich die Tastempfindungs-Elektroden 102 wie eine Abschirmung verhalten, und der Zeiger 2 und die Detektionselektroden 203 können die elektrostatische Kapazität CED (zweite elektrostatische Kapazität) bilden.
  • Auf diese Weise kann detektiert werden, ob es eine Berührung des Zeigers 2 gibt oder nicht, und eine Verringerung des Änderungsgrades der gegenseitigen Kapazität zwischen den Anregungselektroden 202 und den Detektionselektroden 203, die infolge des Berührungsvorgangs des Zeigers 2 erzeugt wird, d. h. eine Verringerung der Berührungs-Detektionsempfindlichkeit, wird weniger wahrscheinlich hervorgerufen. Es sei angemerkt, dass in 17 und 18, die später noch beschrieben werden, zur Vereinfachung die Anregungselektroden 202 und die Detektionselektroden 203 abwechselnd auf derselben Ebene in Intervallen angeordnet sind.
  • Als Nächstes bestimmt in einem Berührungs-Koordinaten-Berechnungszeitraum P2 die Berührungs-Koordinaten-Berechnungsschaltung 214, ob es eine Berührung des Zeigers 2 gibt, und zwar auf der Basis von elektrischen Ladungs-Detektionsergebnissen der gegenseitigen Kapazität entsprechend jeder der Anregungselektroden Ty(1) bis Ty(m), die aus der elektrischen Ladungs-Detektionsschaltung 212 eingegeben und gespeichert werden, d. h. den elektrischen Ladungs-Detektionsdaten D212 der elektrostatischen Kapazität sämtlicher Schnittbereiche, die von den Anregungselektroden Ty(1) bis Ty(m) und den Detektionselektroden Tx(1) bis Tx(n) gebildet werden.
  • Als ein Ergebnis dessen, dass das elektrische Feld zwischen den Anregungselektroden 202 und den Detektionselektroden 203 abgeschwächt bzw. abgebaut wird, da sich der Zeiger 2 der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 nähert oder mit dieser in Kontakt kommt, wird die geladene elektrische Ladung in der gegenseitigen Kapazität verringert. Auf der Basis des Verringerungsgrades kann die Berührungs-Koordinaten-Berechnungsschaltung 214 bestimmen, ob es eine Berührung gibt oder nicht.
  • Wenn die Berührungs-Koordinaten-Berechnungsschaltung 214 bestimmt, dass es eine Berührung des Zeigers 2 gibt, berechnet die Berührungs-Koordinaten-Berechnungsschaltung 214 die Daten der Berührungs-Koordinaten auf der Basis der elektrischen Ladungs-Detektionsdaten D212, die die Berührung bestimmen, und sie erfasst die Berührungs-Koordinaten-Daten D214.
  • Genauer gesagt: Die Berührungs-Koordinaten-Berechnungsschaltung 214 kann die Berührungs-Koordinaten-Daten berechnen und die Berührungs-Koordinaten-Daten D214 erfassen, indem sie eine arithmetische Verarbeitung, wie z B. Schwerpunktarithmetik der Detektionsergebnisse über den Schnittbereich (Schnitt-Gitter) mit dem höchsten Verringerungsrad der elektrischen Ladungs-Detektionsdaten D212 und der Schnittbereiche um den Schnittbereich herum durchführt.
  • Als Nächstes gibt - in einem Berührungs-Koordinaten-Sendezeitraum P3 - gemäß dem Aussende-Timing der Berührungs-Koordinaten-Daten aus der Berührungs-Detektions-Steuerungsschaltung 213 die Berührungs-Koordinaten-Berechnungsschaltung 214 die Berührungs-Koordinaten-Daten D214 nach außerhalb der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsplattenvorrichtung 400 und der Tastempfindung-Darstellungs-Steuerungsschaltung 114 der Versorgungsschaltung 110 für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 aus.
  • Es sei angemerkt, dass die Zeittafel, die in 16 dargestellt ist, den Fall veranschaulicht, in welchem bestimmt wird, dass es eine Berührung des Zeigers 2 gibt. Wenn jedoch bestimmt wird, dass es keine Berührung gibt, wird die Berechnung der Berührungs-Koordinaten-Daten nicht durchgeführt, und die Verarbeitung springt zum Berührungs-Detektions-Zeitraum P1 zurück. Um eine solche Verarbeitung zu ermöglichen, überträgt die Berührungs-Koordinaten-Berechnungsschaltung 214 die Bestimmungsergebnisse hinsichtlich dessen, ob es eine Berührung gibt oder nicht, an die Berührungs-Detektions-Steuerungsschaltung 213.
  • Auf diese Weise führt die Berührungs-Detektionsschaltung 210 eine Abfolge von Vorgängen zur Berührungs-Koordinaten-Detektion zum Durchführen der Bestimmung hinsichtlich dessen durch, ob es eine Berührung gibt oder nicht, indem sie die elektrischen Ladungs-Detektionsdaten D212 mit Verwendung der Anregungselektroden 202 und der Anregungselektroden 203 des Berührungs-Bildschirms 250 durch, und sie gibt die Berührungs-Koordinaten-Daten D214 aus, wenn bestimmt wird, dass es eine Berührung gibt.
  • Es sei angemerkt, dass die Tastempfindung-Darstellungs-Steuerungsschaltung 114 bestimmen kann, ob es eine Berührung gibt oder nicht, indem sie die elektrischen Ladungs-Detektionsdaten D212 entsprechend der gegenseitigen Kapazität anstelle der Berührungs-Koordinaten-Daten D214 verwendet, die in der Berührungs-Koordinaten-Berechnungsschaltung 214 berechnet werden. Mit anderen Worten: Es ist nur nötig, dass die Tastempfindung-Darstellungs-Steuerungsschaltung 114 bestimmt, ob es eine Berührung gibt oder nicht, und zwar auf der Basis einer aus den elektrische Ladungs-Detektionsdaten D212 und den Berührungs-Koordinaten-Daten D214.
  • Wenn die Berührungs-Koordinaten-Daten D214 in die Tastempfindung-Darstellungs-Steuerungsschaltung 114 eingegeben werden, dann bestimmt die Tastempfindung-Darstellungs-Steuerungsschaltung 114, ob oder ob nicht die Berührungs-Koordinaten-Daten D214 in einer Region (Tastempfindungs-Darstellbarkeitsbereich) enthalten sind, in welcher ein voreingestelltes Tastgefühl hervorgerufen wird, und zwar in einem Anlegungs-Bestimmungszeitraum P4 für das Tastempfindung-Darstellungssignal.
  • Wenn die Berührungs-Koordinaten-Daten D214 im Tastempfindungs-Darstellbarkeitsbereich enthalten sind, erfasst die Tastempfindung-Darstellungs-Steuerungsschaltung 114 eine Tastempfindung-Darstellungssignal-Wellenform entsprechend den Berührungs-Koordinaten. Die Tastempfindung-Darstellungssignal-Wellenform dient zum Definieren einer Wellenform jeder der Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung Va und der Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung Vb, und beide sind so definiert, dass zumindest die Frequenzen unterschiedlich sind.
  • Als Nächstes gibt die Tastempfindung-Darstellungs-Steuerungsschaltung 114 Tastempfindungs-Wellenformdaten S114h an die Erzeugungsschaltung 113h für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung aus, so dass die Tastempfindung-Darstellungssignal-Wellenform angelegt wird, die in den Tastempfindungs-Elektroden H(1) bis H(j) erfasst wird.
  • Wenn die Erzeugungsschaltung 113h für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung die Tastempfindungs-Wellenformdaten S114h von der Berührungs-Detektions-Steuerungsschaltung 213 entgegennimmt, wird in einem Anlegezeitraum P5 für Tastempfindungs-Darstellungs-Signal der Schalter 40 des Schaltkreises 112 einer Verbindungssteuerung mit der Erzeugungsschaltung 113h für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung unterzogen, und die Tastempfindung-Darstellungssignale S113a und S113b werden an die Tastempfindungs-Elektroden H(1) bis H(j) angelegt.
  • Die Tastempfindung-Darstellungssignale S113a und S113b sind Impulssignale mit einer Scheitelspannung (Spannung für Tastempfindung-Darstellung), die signifikant höher ist als das Anregungsimpuls-Signal S215, das an die Anregungselektrode 202 angelegt wird, und sind beispielsweise Impulssignale mit einer vorbestimmten Breite mit einigen Zehn Volts, die den „H“-Pegel darstellen (hoher Pegel).
  • In diesem Fall werden in der dielektrischen Schicht 106, die die Tastempfindungs-Elektroden H(1) bis H(j) bedeckt, die Signale der Tastempfindung-Darstellungssignale S113a und S113b auf eine positive Spannung entsprechend einem Erzeugungszeitraum der Spannung zur Tastempfindung-Darstellung des „H“-Pegels geladen, das Impulssignal des Tastempfindung-Darstellungs-Erzeugungssignals wird in einem Zeitraum mit „0“-Pegel elektrisch entladen, und das Signal wird auf eine negative Spannung entsprechend einem Erzeugungszeitraum der Spannung für die Tastempfindung-Darstellung des „L“-Pegels geladen.
  • Es sei angemerkt, dass ein Erzeugungszyklus und ein Erzeugungszeitraum des Signals passend vorgegeben werden, und zwar in Abhängigkeit von dem Tastgefühl, das empfunden werden soll. Wie unter Verwendung von 5 beschrieben, kann ferner das Impulssignal anstelle der sinusförmigen Signale für die Tastempfindung-Darstellungssignale S113a und S113b verwendet werden.
  • 18 ist ein Diagramm, das schematisch die elektrostatische Kapazität CFE veranschaulicht, die zwischen den Tastempfindungs-Elektroden 102 und dem Zeiger 2 gebildet wird, wenn veranlasst wird, dass der Zeiger 2 ein Tastgefühl empfindet, in der Berührungs-Platte 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
  • Wie in 18 dargestellt, wiederholt die Nähe der Region, in welcher die Tastempfindungs-Elektroden 102a und 102b und der Zeiger 2 über die dielektrische Schicht 106 in Kontakt kommen, die elektrische Ladung und Entladung mit der Scheitelspannung vom „H“-Pegel des Impulssignals jeder der Tastempfindungs-Elektroden 102a und 102b durch kapazitive Kopplung zwischen jeder der Tastempfindungs-Elektroden 102a und 102b und dem Zeiger 2. In diesem Fall wird die Tastempfindung durch die elektrostatische Kraft im Wesentlichen doppelt so stark wie in dem Fall dargestellt, in welchem ein Einzelfrequenzsignal zwischen der geladenen dielektrischen Schicht 106 und dem Zeiger 2 eingegeben wird.
  • Wenn der Tastempfindungs-Schwellenwert des Zeigers 2 berücksichtigt wird, gilt hier Folgendes: Falls das Impulssignal, das an jede Tastempfindungs-Elektrode 102 angelegt wird, so vorgegeben wird, dass es die Spannung zur Tastempfindung-Darstellung hat, so dass sie zwischen der Spannung vom „H“-Pegel des Tastempfindung-Darstellungssignals und einer Spannung ist, die im Wesentlichen die Hälfte der Spannung beträgt, kann die Tastempfindung dem Zeiger 2 in Kontakt mit der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 dargestellt werden.
  • Wenn der Anlegezeitraum P5 für Tastempfindungs-Darstellungs-Signal endet, springt der Betrieb zurück zu dem Betrieb des Berührungs-Detektions-Zeitraums P1. Auf diese Weise wiederholt die Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsplattenvorrichtung 400 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Abfolge von Vorgängen in Abhängigkeit dessen, ob es eine Berührungs-Bestimmung gibt oder nicht.
  • Wie oben beschrieben, führt die Versorgungsschaltung 110 für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Abfolge von Erzeugungsvorgängen für die Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung durch, bei welcher die Tastempfindung-Darstellungssignale S113a und S113b - wobei die Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung den „H“- und „L“-Pegel haben - an sämtliche der Tastempfindungs-Elektroden 102a und 102b des Tastempfindungs-Darstellungs-Bildschirms 150 angelegt werden.
  • Ferner gilt Folgendes: Auf der Basis des Berührungs-Detektions-Steuerungssignals aus der Berührungs-Detektions-Steuerungsschaltung 213 trennt im Berührungs-Detektions-Zeitraum P1 die Erzeugungsschaltung 113h für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung den Schalter 40 des Schaltkreises 112, trennt die elektrische Verbindung mit sämtlichen Tastempfindungs-Elektroden 102 und versetzt das Potential sämtlicher Tastempfindungs-Elektroden 102 in einen potentialfreien bzw. Floating-Zustand. Durch einen solchen Betrieb der Erzeugungsschaltung 113h für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung, wie oben beschrieben, ist es im Berührungs-Detektions-Zeitraum P1 weniger wahrscheinlich, dass das elektrische Feld, das zwischen dem Zeiger 2 und den Detektionselektroden 203 ausgebildet wird, von den Tastempfindungs-Elektroden 102 abgeschirmt wird.
  • Außerdem legt die Tastempfindung-Darstellungs-Steuerungsschaltung 114 das Steuerungssignal an die elektrische Ladungs-Detektionsschaltung 212 im Anlegezeitraum P5 für Tastempfindungs-Darstellungs-Signal an, verbindet sämtliche Detektionselektroden 203 mit dem Erdpotential (GND) oder legt alle Detektionselektroden 203 auf einen Zustand mit konstantem Potential, der auf niedriger Impedanz festgelegt ist (18), verringert die Ausbildung der elektrostatischen Kapazität zwischen dem Zeiger 2 und den Detektionselektroden 203 und bildet die elektrostatische Kapazität CFE zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102 aus. Auf diese Weise verringert die Tastempfindung-Darstellungs-Steuerungsschaltung 114 die Verschlechterung der Tastempfindung, die auf den Zeiger 2 vermittelt wird.
  • Außerdem gilt im Anlegezeitraum P5 für Tastempfindungs-Darstellungs-Signal Folgendes: Indem die Anregungselektroden 202 auf GND-Potential gelegt werden oder die Anregungselektroden 202 in einen Zustand mit konstantem Potential gebracht werden, der auf niedriger Impedanz festgelegt ist, kann veranlasst werden, dass die Anregungselektroden 202 als Abschirmungselektroden wirken, und zwar in dem Fall, in welchem die Spannung zur Tastempfindung-Darstellung, die die Spannung von einigen zehn Volt sein soll, an die Tastempfindungs-Elektroden 102 angelegt wird.
  • Mit anderen Worten: In der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsplattenvorrichtung 400 ist die Anzeigeplatte 300 auf der Rückseitenfläche des transparenten Isoliersubstrats 201 angeordnet. Im Anlegezeitraum P5 für Tastempfindungs-Darstellungs-Signal gilt Folgendes: Indem die Anregungselektroden 202 auf GND-Potential gebracht werden oder die Anregungselektroden 202 in einen Zustand mit konstantem Potential verbracht werden, der auf niedriger Impedanz festgelegt ist, kann das Tastempfindung-Darstellungssignal, das auf der Spannung zur Tastempfindung-Darstellung der „H“- und „L“-Pegel von einigen zehn Volt vorgegeben ist, die an die Tastempfindungs-Elektroden 102 angelegt werden sollen, weniger wahrscheinlich als Störung auf die Anzeigeplatte 300 wirken, und es ist weniger wahrscheinlich, dass eine Anzeige-Fehlfunktion, wie z B. eine Anzeige-Unebenheit hervorgerufen wird.
  • Außerdem gilt im Anlegezeitraum P5 für Tastempfindungs-Darstellungs-Signal Folgendes: Indem die Anregungselektroden 202 mit dem GND-Potential verbunden werden oder die Anregungselektroden 202 auf einen Zustand mit konstantem Potential gebracht werden, der auf niedriger Impedanz festgelegt ist, kann es weniger wahrscheinlich sein, dass eine Betriebsstörung von der Anzeigeplatte 300 auf die Detektionselektroden 203 wirkt.
  • Wie oben beschrieben, weist die Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsplattenvorrichtung 400 der vorliegenden Ausführungsform zusätzlich zum Berührungs-Bildschirm 250 auch die Berührungs-Detektionsschaltung 210 und die Versorgungsschaltung 110 für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung auf.
  • Die Berührungs-Detektionsschaltung 210 legt selektiv das Anregungsimpuls-Signal S215 an die Mehrzahl von Detektionselektroden 203 an und bestimmt zugleich, ob es eine Berührung des Zeigers 2 gibt oder nicht, und zwar auf der Basis der elektrischen Ladungs-Detektionsdaten D212 entsprechend der gegenseitigen Kapazität zwischen der Mehrzahl von Detektionselektroden 203 und der Mehrzahl von Anregungselektroden 202, und wenn es eine Berührung gibt, dann berechnet sie die Berührungs-Koordinaten-Daten D214.
  • Die Versorgungsschaltung 110 für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung lädt die dielektrische Schicht 106, indem sie das Tastempfindung-Darstellungssignal an sämtliche der Tastempfindungs-Elektroden 102a und 102b anlegt, und zwar auf der Basis der Berührungs-Koordinaten-Daten D214, die von der Berührungs-Detektionsschaltung 210 erfasst werden, und sie stellt die Tastempfindung für den Zeiger 2 dar und kann dadurch eine Tastgefühl-Rückmeldung für einen Eingabevorgang durch den Finger des Benutzers durchführen.
  • Außerdem kann im Anlegezeitraum P5 für Tastempfindungs-Darstellungs-Signal dank der Anregungselektroden 202, die in der Vorderseitenfläche des transparenten Isoliersubstrats 201 ausgebildet sind, die Detektionselektroden 203 und die Tastempfindungs-Elektroden 102 elektrisch abgeschirmt werden. Damit kann es weniger wahrscheinlich sein, dass eine Betriebsstörung von der Anzeigeplatte 300, die allgemein auf der Rückseitenfläche des transparenten Isoliersubstrats 201 eingebettet und angeordnet ist, an die Detektionselektroden 203 angelegt wird, und ferner, dass das Tastempfindung-Darstellungssignal 102 an die Anzeigeplatte 300 als Störung angelegt wird, und es kann weniger wahrscheinlich sein, dass eine Anzeige-Fehlfunktion, wie z B. eine Anzeige-Unebenheit hervorgerufen wird.
  • Außerdem sind die Anregungselektroden 202, die Detektionselektroden 203 und die Tastempfindungs-Elektroden 102 als separate Bauteile ausgebildet, ohne dass deren Verwendungen kombiniert sind, was die Notwendigkeit eines Schaltkreises mit hoher Durchbruch- bzw. Durchschlagspannung oder dergleichen beseitigt, das zur elektrischen Verbindung und Trennung des Tastempfindung-Darstellungssignals notwendig ist. Folglich kann die Schaltungskonfiguration der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsplattenvorrichtung 400 vereinfacht werden.
  • Außerdem können der Elektrodenabstand der Anregungselektroden 202 und der Elektrodenabstand der Detektionselektroden 203 auf der Basis einer vorbestimmten Berührungs-Koordinaten-Genauigkeit vorgegeben werden, und der Elektrodenabstand der Tastempfindungs-Elektroden 102 kann auf der Basis einer vorbestimmten Tastempfindungs-Auflösung separat von den Elektrodenabständen der Anregungselektroden 202 und der Detektionselektroden 203 vorgegeben werden. Demzufolge wird die Berührungs-Koordinaten-Genauigkeit oder die Tastempfindung-Darstellungs-Auflösung nicht geopfert, wenn der Abstand bzw. das Rastermaß zwischen jeglichen Elektroden mehr als nötig verringert wird oder die Vorrichtungs-Konfiguration mehr als nötig verkompliziert oder verbreitert wird.
  • Infolge der Relation der Größen der Elektrodenabstände der Tastempfindungs-Elektroden 102, der Anregungselektroden 202 und der Detektionselektroden 203 kann dies außerdem ein Grund sein, dass sich optisches Moire ausbildet. Indem die individuelle Einstellung dieser Elektrodenabstände ermöglicht wird, wird der Design-Freiheitsgrad verbessert, die Erzeugung von Moire wird verringert, und ein Elektroden-Design, das die gewünschte Berührungs-Koordinaten-Genauigkeit und Tastempfindungs-Auflösung erfüllt, wird leicht erhalten.
  • Einstellung der Tastempfindung-Darstellungs-Signalspannung
  • 19 ist ein Diagramm, das die Einstellung der Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannung in der Versorgungsschaltung 110 für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung für den Fall veranschaulicht, in welchem der Zeiger 2 in Kontakt mit der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 kommt.
  • Wie in 19 veranschaulicht, gilt Folgendes: Wenn der Zeiger 2 in Kontakt mit der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 kommt, wird der Zeiger 2 über die Körperkapazität CBody geerdet, die Tastempfindungs-Elektroden 102a und 102 werden mit dem Hautwiderstand RFIN verbunden, und die elektrostatische Kapazität C1 wird zwischen dem Zeiger 2 und jeder von einer Hälfte von j Tastempfindungs-Elektroden 102a gebildet, und die elektrostatische Kapazität C2 wird zwischen dem Zeiger 2 und der Hälfte von j Tastempfindungs-Elektroden 102b gebildet. Es sei angemerkt, dass die gegenseitige Kapazität zwischen den Tastempfindungs-Elektroden 102a und der Tastempfindungs-Elektrode 102b mit C3 bezeichnet ist.
  • In der vorliegenden Ausführungsform gilt Folgendes: Um den Unterschied der Tastgefühl-Stärke zu verringern, die durch den Unterschied zwischen der elektrostatischen Kapazität, die zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102 infolge des Unterschieds zwischen der Dicke eines Fingers und dem Zustand der Haut des Benutzers ausgebildet wird, werden die Frequenz und die Spannung des Tastempfindung-Darstellungssignals eingestellt.
  • Beim Einstellen der Frequenz und der Spannung des Tastempfindung-Darstellungssignals werden auf der Basis des oben beschriebenen Ausdrucks (2) mit den Werten der elektrostatischen Kapazität C1 und der elektrostatischen Kapazität C2, wie oben beschrieben, die Frequenz und die Amplitudenspannung der Tastempfindung-Darstellungssignale S113a und S113b so eingestellt, dass die an den Zeiger 2 und jede Tastempfindungs-Elektrode 102 angelegte Spannung irgendeinen gewissen Wert hat.
  • Nachstehend wird der Mechanismus des Falls beschrieben, in welchem ein starkes Tastgefühl herrscht, und des Falls, in welchem ein schwaches Tastgefühl herrscht, wenn dasselbe Tastempfindung-Darstellungssignal eingegeben wird. Wie in 20 dargestellt, gilt Folgendes: Wenn der Zeiger 2 in Kontakt mit der Tastempfindungs-Darstellungsplatte kommt, können hinsichtlich der Tastempfindungs-Elektroden 102 und des Zeigers 2 der Drahtwiderstand R der Tastempfindungs-Elektroden 102, die elektrostatische Kapazität C, die zwischen den Tastempfindungs-Elektroden 102 und dem Zeiger 2 gebildet wird, und der Widerstand Rf des Zeigers 2 als eine Reihenschaltung dargestellt werden, wie oben im Graph von 21 gezeigt.
  • In dem in 21 veranschaulichten Graphen ist die Spannung, die an die R-Komponente angelegt wird, wenn die Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannung V mit VR bezeichnet ist, die an eine C-Komponente angelegte Spannung durch mit Vc bezeichnet ist und die an eine Rf-Komponente angelegte Spannung mit VF bezeichnet ist, sowie die zeitabhängige Änderung der Spannung, wenn es ein starkes Tastgefühl gibt, durch eine durchgezogene Linie dargestellt, und die zeitabhängige Änderung der Spannung, wenn es ein schwaches Tastgefühl gibt, ist durch eine unterbrochene Linie dargestellt. Wenn die Spannung Vc zwischen den Tastempfindungs-Elektroden 102 und dem Zeiger 2 größer ist, gibt es ein starkes Tastgefühl.
  • Die Spannung jeder Komponente von R, C und Rf wird durch das Verhältnis zwischen der Gesamtimpedanz eines Systems aus Tastempfindungs-Elektrode 102-Zeiger 2-Tastempfindungs-Elektrode 102 und der Impedanz jeder Komponente bestimmt. R ist der Drahtwiderstand der Tastempfindungs-Elektroden 102 und ist konstant gemäß einem Designwert in der gleichen Tastempfindungs-Darstellungsplatte. Wenn es beispielsweise ein starkes Tastgefühl gibt, ist die Impedanz des Drahtwiderstands R in der Gesamtimpedanz hoch, oder die Impedanz der Rf-Komponente ist niedrig.
  • Dies verursacht einen Anstieg des Verhältnisses der Impedanz der C-Komponente an der Gesamtimpedanz, was zu einer Zunahme der Spannung Vc führt, was zu einem starken Tastgefühl führt. Wenn es im Gegensatz dazu ein schwaches Tastgefühl gibt, ist die Impedanz der C-Komponente niedrig, oder die Impedanz der Rf-Komponente ist hoch. Dies verursacht eine Verringerung des Verhältnisses der Impedanz der C-Komponente in der Gesamtimpedanz, was zu einer Verringerung der Spannung Vc führt, was zu dem schwachen Tastgefühl führt.
  • Mit anderen Worten: Indem das Verhältnis der Impedanz der C-Komponente in der Gesamtimpedanz invariabel das größte ist und die Spannung Vc so eingestellt wird, dass sie konstant ist, kann eine gewisse Tastgefühl-Stärke invariabel präsentiert werden.
  • 22 ist ein Diagramm, das die Änderung der Frequenzeigenschaften der Impedanz Z des Zeigers 2 und der Spannung Vc zeigt. Die Impedanz Z des Zeigers 2 weist sowohl die Rf-Komponente, als auch die C-Komponente des Zeigers 2 auf. Die Impedanz der Rf-Komponente ist hinsichtlich der Frequenz konstant, wohingegen die Impedanz der C-Komponente kleiner ist, wenn die Frequenz höher ist. In den Niedrigfrequenzregionen, die in der A-Region und der B-Region in 22 dargestellt sind, die die Impedanzen sowohl der Rf-Komponente, als auch der C-Komponente der Impedanz Z des Zeigers 2 aufweisen, wird die Impedanz der C-Komponente verringert, wenn die Frequenz höher ist, und demzufolge wird auch die Impedanz Z des Zeigers 2 verringert.
  • Die Impedanz der C-Komponente wird verringert, und in einem Hochfrequenzbereich, der in der C-Region in 22 dargestellt ist, wobei die Impedanz Z des Zeigers 2 die Rf-Komponente als eine Hauptkomponente aufweist, hängt die Impedanz der Rf-Komponente nicht von der Frequenz ab, und demzufolge wird der Änderungswert der Impedanz verringert. Im Niederfrequenzbereich, wie in der A-Region in 22 veranschaulicht, wobei die Impedanz Z des Zeigers 2 die C-Komponente als eine Hauptkomponente aufweist, gibt die Spannung Vc im Wesentlichen einen konstanten Wert an.
  • Wenn die Frequenz jedoch erhöht wird, und in der Frequenzregion, die in der B-Region in 22 dargestellt ist, wobei das Verhältnis der Rf-Komponente des Zeigers 2 und dasjenige der C-Komponente miteinander konkurrieren, wird die Spannung Vc proportional verringert, wenn die Frequenz erhöht wird. Wenn die Frequenz erhöht wird und in der Frequenzregion, die in der C-Region in 22 dargestellt ist, wobei die Rf-Komponente eine Hauptkomponente ist, wird der Änderungswert der Spannung Vc so verringert, dass er im Wesentlichen konstant ist. Um die Spannung Vc soweit wie möglich zu erhöhen, ist es demzufolge wünschenswert, das Tastempfindung-Darstellungssignal der Frequenz der Region einzugeben, in welcher die Impedanz des Zeigers 2 erhöht wird, d. h. A-Region oder B-Region in 22, wobei die Impedanz Z des Zeigers 2 sowohl die C-Komponente, als auch die Rf-Komponente aufweist.
  • Mit anderen Worten: Um das Verhältnis der Impedanz der C-Komponente so zu haben, dass es am größten ist, gilt Folgendes: Indem die Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannung gemäß der Impedanz der Rf-Komponente so eingegeben wird, dass die Rf-Komponente nicht die hohe Impedanz annimmt, wird die Differenz der Spannung Vf infolge der individuellen Differenzen des Zeigers 2 verringert, und das Tastempfindung-Darstellungssignal der Frequenz der Region, wobei die C-Komponente die hohe Impedanz ist, wird eingegeben, so dass die Spannung Vc bis zum möglichen Ausmaß erhöht wird.
  • Genauer gesagt: Bei der Detektion der elektrostatischen Kapazität C und der Rf-Komponente zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102, gilt Folgendes, wie in 16 veranschaulicht: Wenn der Berührungs-Detektions-Zeitraum P1 endet und der Berührungs-Koordinaten-Berechnungszeitraum P2 begonnen wird und die Tastempfindungs-Elektroden 102 mit dem Schalter 40 aus einem potentialfreien bzw. Floating-Zustand verbunden werden, wird der Schalter 40 einer Verbindungssteuerung mit dem Schaltkreis 112 unterzogen, und die Anregungsimpuls-Erzeugungsschaltung 113c gibt gleichzeitig das Kapazitäts-Detektionssignal S113c, das ein Anregungsimpuls ist, an die Tastempfindungs-Elektroden 102 aus.
  • In diesem Fall ist es wünschenswert, dass die Anregungselektroden 202 und die Detektionselektroden 203 der Berührungs-Platte 200 auf das GND-Potential mit niedriger Impedanz festgelegt sind. Die elektrostatische Kapazität C1 zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102a und C2 zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102b haben im Wesentlichen den gleichen Designwert, und demzufolge kann ein Durchschnittswert der elektrostatischen Kapazität einer dieser oder die elektrostatische Kapazität beider dieser als C detektiert werden.
  • Die Kapazitäts-Detektionsschaltung 116 detektiert die elektrostatische Kapazität entsprechend j Tastempfindungs-Elektroden 102 aus den elektrischen Ladungs-Detektionsergebnissen der Tastempfindungs-Elektroden 102, die auf der Basis des Ausgabesignals erhalten werden, das aus den Tastempfindungs-Elektroden 102 erhalten wird, die vom Kapazitäts-Detektionssignal S113c angeregt werden, und gibt an die Einstellungsschaltung 115 für Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannung als elektrostatische Kapazität Daten D116 aus, die die Summe der elektrostatischen Kapazitäten C1 und C2 ist.
  • Die Einstellungsschaltung 115 für Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannung bestimmt die elektrostatische Kraft FE zum Erhalten der gewünschten Tastgefühl-Stärke für die eingegebenen elektrostatischen Kapazitätsdaten D116 vor, und der Wert der Spannung Vc wird gemäß Ausdruck (1) erhalten. Die Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannung V und die Frequenz f, die den Wert der Spannung Vc haben sollen, werden gemäß dem nachstehenden Ausdruck (3) berechnet, und ein zu implementierendes Tastempfindungs-Spannungs-Einstellsignal S115 wird ausgegeben. Im Ausdruck (3) ist C die Summe der elektrostatischen Kapazitäten C1 und C2, und V ist die Differenz zwischen den Signalen Va und Vb, die in die Tastempfindungs-Elektroden 102a und 102b eingegeben werden. Vc = 1 / 2 π fC ( 2 R + R f ) 2 + ( 1 / 2 π fC ) 2 V
    Figure DE112020004636T5_0003
  • Die Tastempfindung-Darstellungs-Steuerungsschaltung 114 bestimmt die Notwendigkeit der Tastgefühl-Erzeugung durch Verwendung eines Steuerungsprogramms, das in einer Speichervorrichtung (Speicher) in der Tastempfindung-Darstellungs-Steuerungsschaltung 114 im Voraus gespeichert ist, und zwar auf der Basis der Berührungs-Koordinaten-Daten D214 und Koordinaten-Daten des Tastempfindungs-Darstellbarkeitsbereichs, der als eine Region zum Veranlassen der Erzeugung des Tastgefühls im Voraus bestimmt ist. Wenn bestimmt wird, dass die Berührungs-Koordinaten-Daten D214 im Tastempfindungs-Darstellbarkeitsbereich enthalten sind und die Tastgefühl-Erzeugung notwendig ist, wird eine Tastgefühl-Signal-Wellenform zum Erzeugen im Tastempfindungs-Darstellbarkeitsbereich aus der Speichervorrichtung gelesen.
  • Dann wird ein Parameter gelesen, der die Relation der Werte der elektrostatischen Kapazitäten C1 und C2, die im Voraus auf der Basis des Designs in der Speichervorrichtung gespeichert sind, und der Tastempfindung-Darstellungssignalstärke angibt, die auszugebende Tastempfindung-Darstellungssignalstärke wird für die Werte der elektrostatischen Kapazitäten C1 und C2 berechnet, und die Tastempfindungs-Wellenformdaten S114h, die so eingestellt sind, dass sie die Tastempfindung-Darstellungssignalstärke haben, berechnet auf der Basis des Tastempfindungs-Spannungs-Einstellsignals S115, werden ausgegeben.
  • Wenn die Erzeugungsschaltung 113h für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung die eingestellten Tastempfindungs-Wellenformdaten S114h empfängt, führt die Erzeugungsschaltung für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung 113h eine Verbindungssteuerung des Schalters 40 durch und gibt das Tastgefühl-Erzeugungssignal S113h entsprechend den Tastempfindungs-Wellenformdaten S114h aus. Es wird ein Tastgefühl im Zeiger 2 erzeugt, der in Kontakt mit den Tastempfindungs-Elektroden 102 ist, über die dielektrische Schicht 106 hinweg, auf der Basis des Tastgefühl-Erzeugungssignals S113h, das in die Tastempfindungs-Elektroden 102 eingegeben wird.
  • Auf diese Weise gibt in der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 der vorliegenden Ausführungsform die Anregungsimpuls-Erzeugungsschaltung 113c den Anregungsimpuls an die Tastempfindungs-Elektroden 102 aus und detektiert die elektrostatische Kapazität der Tastempfindungs-Elektroden 102 auf der Basis des Ausgabesignals, das von den angeregten Tastempfindungs-Elektroden 102 erhalten wird, und erfasst die elektrostatischen Kapazitätsdaten D116, und folglich kann die elektrostatische Kapazität detektiert werden, die zwischen dem Zeiger 2 und der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 ausgebildet ist.
  • Dann wird die Amplitudenspannung der Tastempfindung-Darstellungssignale 113a und 113b auf der Basis der elektrostatischen Kapazitätsdaten D116 eingestellt, und demzufolge kann die elektrostatische Kapazität, die zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102 ausgebildet wird, die Unterschiede der Tastgefühl-Stärke infolge der Unterschiede der Dicke des Fingers und des Zustands der Haut des Benutzers verringern.
  • Mit der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsplattenvorrichtung 400, die die Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 und die Berührungs-Platte 200 der vorliegenden Ausführungsform aufweist, wie oben beschrieben, kann eine vorstehende kapazitive Berührungs-Platte mit einer Tastempfindung-Darstellungs-Funktion erhalten werden.
  • Indem die Anzeigeplatte auf der Rückseitenfläche der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsplattenvorrichtung 400 angeordnet wird, kann außerdem eine vorstehende kapazitive Berührungs-Anzeige mit einer Tastempfindung-Darstellungs-Funktion erhalten werden.
  • In der Zeittafel gemäß 16, die den Betrieb im Zeitbereich der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 und der Berührungs-Platte 200 der vorliegenden Ausführungsform zeigt, wird die Detektion der elektrostatischen Kapazitäten C1 und C2 im Berührungs-Koordinaten-Berechnungszeitraum P2 durchgeführt. Die Detektion der elektrostatischen Kapazitäten C1 und C2 braucht jedoch nicht notwendigerweise im Berührungs-Koordinaten-Berechnungszeitraum P2 zu liegen, und sie kann irgendein Timing in den Zeiträumen P2 bis P4 sein.
  • Außerdem brauchen die Detektion der elektrostatischen Kapazitätsdaten D116, die Ausgabe der elektrostatischen Kapazitätsdaten D116 und die Ausgabe des Tastempfindungs-Spannungs-Einstellsignals S115 nicht notwendigerweise in einem vorbestimmten Zeitraum in den Zeiträumen P2 bis P4 zu sein, und es ist wünschenswert, dass die Berührungs-Detektionsschaltung 220 und die Versorgungsschaltung 110 für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung effizient arbeiten, eine Verzögerung beim Betrieb nicht verursacht wird, bei welchem der Zeiger 2 die Berührungsposition und die Tastgefühl-Erzeugung bewegt, oder das Timing zum Erzielen einer minimalen Verzögerung verwendet werden kann.
  • Bedingung des elektrostatischen Kapazitätsdesigns der Tastempfindungs-Darstellungsplatte
  • Die Designbedingungen der Tastempfindungs-Elektrode 102 sind Folgende:
    • (1) Damit die Tastempfindungs-Elektrode 102 veranlasst, dass der Zeiger 2 die Tastempfindung hat, müssen der Zeiger 2 und die Tastempfindungs-Elektrode 102 in Kontakt über die dielektrische Schicht 106 hinweg sein, und sie sind an einer Position nahe der vordersten Fläche der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsanzeige 1 angeordnet.
    • (2) Wenn der Abstand zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102 näher ist, wird die Tastgefühl-Empfindlichkeit verbessert.
    • (3) Damit die Kapazitätsausbildung zwischen dem Zeiger 2 und den Detektionselektroden nicht zur Zeit der Berührungsdetektion beeinträchtigt wird, und damit die elektrostatische Kapazität CFE (18) zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102 erhöht wird, wird ein Elektrodendesign angenommen, bei welchem die gegenseitige Kapazität zwischen den Tastempfindungs-Elektroden 102, d. h. die Kapazität CE (18) zwischen den Elektroden, verringert wird, und zwar zum möglichen Ausmaß.
    • (4) Selbst wenn die Tastempfindung in einer breiten Region oder der gesamten Anzeigefläche inklusive der Berührungsposition dargestellt wird, kann die Wahrnehmung, dass die Tastempfindung an der Berührungsposition dargestellt wird, nur hervorgerufen werden, indem ein Tastempfindungs-Signal synchron mit der Berührung eingegeben wird. Folglich braucht keine lokal unterschiedliche Tastempfindung dargestellt zu werden, wobei die Tastempfindungs-Elektroden die Matrixstruktur haben.
  • Die Designbedingungen der Anregungselektroden 202 und der Detektionselektroden 203 sind Folgende:
    • (1) Damit die Empfindlichkeit und die Linearität der Berührungspositions-Detektion gewährleistet ist, werden die Elektroden verwendet, die die Matrixstruktur haben und die Berührungsposition genau identifizieren können.
    • (2) Da die Berührungsposition unter Verwendung der elektrostatischen Kapazität CFD (18) detektiert wird, die von dem Zeiger 2 und den Detektionselektroden 203 über die Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 ausgebildet werden, wird ein vorbestimmter Abstand (einige hundert Mikrometer oder mehr, einige Millimeter oder weniger) zwischen den Anregungselektroden 202 und den Detektionselektroden 203 vorgesehen, so dass sich das elektrische Feld in Horizontalrichtung ausbreitet.
  • Wie oben beschrieben, haben die Tastempfindungs-Elektroden 102 und die Detektionselektroden 203 Querschnittsstrukturen zur Zeit der Ausbildung der elektrostatischen Kapazität CF und der elektrostatischen Kapazität CFD mit dem Zeiger 2. Demzufolge wird ein elektrostatisches Kapazitätsdesign angenommen, das für jede Querschnittsstruktur-Bedingung geeignet ist.
  • Mit anderen Worten: Wenn die Tastempfindungs-Elektroden 102, die Anregungselektroden 202 und die Detektionselektroden 203 gemeinsam genutzt werden, oder zwei von diesen verwendet werden, die überlagert sind und die gleiche Struktur haben, wird beispielsweise ein synchroner Betrieb durchgeführt, so dass - zu der Zeit, wenn die Berührungsposition detektiert wird - die Tastempfindungs-Elektroden 102 potentialfrei bzw. auf Floatingpotential sind oder auf einem konstanten Potential liegen, und zwar mit einer Bedingung zur Verbesserung der Berührungsdetektions-Genauigkeit, und zur Zeit der Erzeugung des Tastgefühls wird das konstante Potential festgelegt, so dass die Anregungselektroden 202 und die Detektionselektroden 203 nicht die Tastgefühl-Erzeugung beeinträchtigen.
  • Das Verfahren des synchronen Betriebs kann irgendein Treiberverfahren bzw. Betriebsverfahren sein, solange das Treiberverfahren ein Verfahren ist, bei welchem die Tastempfindungs-Elektroden 102 nicht die Berührungspositions-Detektion beeinträchtigen und die Anregungselektroden 202 und die Detektionselektroden 203 nicht die Tastgefühl-Erzeugung beeinträchtigen.
  • Wie in 10 dargestellt, sind die Leitungsdrähte Ld(1) bis Ld(j) außerhalb des Tastempfindungs-Darstellbarkeitsbereichs angeordnet, und jede verläuft zu einer entsprechenden Elektrode vom Tastempfindungs-Darstellungsplatten-Anschlussbereich 107 aus, so dass im Wesentlichen der kürzeste Abstand erhalten werden kann, und zwar in der Reihenfolge ausgehend von einem nahe dem Zentrum des Arrays des Tastempfindungs-Darstellungsplatten-Anschlussbereichs 107. Der Tastempfindungs-Darstellungsplatten-Anschlussbereich 107 ist nahe dem Zentrum der Langseite entlang der Langseite des transparenten Isoliersubstrats 101 angeordnet.
  • Die Leitungsdrähte Ld(1) bis Ld(j) sind so dicht wie möglich angeordnet, wobei deren gegenseitige Isolierung gewährleistet wird. Die Leitungsdrähte Lu(1) bis Lu(j) sind auf ähnliche Weise außerhalb der Region angeordnet, die von den Leitungsdrähten Ld(1) bis Ld(j) belegt ist. Dank einer solchen Anordnung kann die Fläche eines Teils außerhalb des Tastempfindungs-Darstellbarkeitsbereichs des transparenten Isoliersubstrats 101 verringert werden.
  • Indem die Leitungsdrähte 105 nach links und rechts verteilt werden, kann außerdem der Abstand zum Tastempfindungs-Darstellungsplatten-Anschlussbereich 107 und einer entsprechenden Elektrode weiter verringert werden. Weil die Drahtlänge der Leitungsdrähte 105 verringert wird, kann der Rahmen schmaler gemacht werden, wobei die Leitungsdrähte dünner gemacht werden, und eine Signalverzögerung oder dergleichen infolge des Drahtwiderstands kann verringert werden.
  • Es ist bevorzugt, dass die Leitungsdrähte 105, genauer gesagt, die Leitungsdrähte Ld(1) bis Ld(j) und die Leitungsdrähte Lu(1) bis Lu(j), eine von einer metallischen Einzelschicht-Schicht und einer geschichteten Schicht aus einer metallischen Einzelschicht und einer nichtmetallischen Einzelschicht aufweisen.
  • Wenn die Leitungsdrähte Lu(1) bis Lu(j) und Ld(1) bis Ld(j) mit Metall mit einem niedrigen Widerstand gebildet werden, kann der Rahmen schmaler gemacht werden, wobei die Leitungsdrähte Lu(1) bis Lu(j) und Ld(1) bis Ld(j) dünner gemacht werden. Dies erlaubt ein Design, ohne den Drahtwiderstand zu berücksichtigen, und zwar bezüglich der Drahtlänge der Leitungsdrähte Lu(1) bis Lu(j) und Ld(1) bis Ld(j), und der Design-Freiheitsgrad wird verbessert.
  • Wenn die Leitungsdrähte Ld(1) bis Ld(j) und die Leitungsdrähte Lu(1) bis Lu(j) eine geschichtete Schicht sind, kann die obere Schicht die Funktion einer Schutzschicht für die untere Schicht haben. Beispielsweise kann die obere Schicht als Schutzschicht die untere Schicht von einem Ätzmittel in einem Ätzprozess schützen, der bei der Herstellung des Tastempfindungs-Darstellungs-Bildschirms 150 verwendet wird. Alternativ kann die obere Schicht als eine Kappenschicht bzw. Deckschicht zum Verhindern der Korrosion der unteren Schicht zur Zeit der Herstellung oder Verwendung des Tastempfindungs-Darstellungs-Bildschirms 150 fungieren.
  • Wenn das Material der unteren Schicht ein Material ist, das ausgezeichnete Adhäsion an das transparente Isoliersubstrat 101 aufweist, und zwar verglichen mit dem Material der oberen Schicht, dann kann das Auftreten eines Abblätterns bzw. Abplatzens der Leitungsdrähte 105 verringert werden. Außerdem kann das Material, das zum Ausbilden der Tastempfindungs-Elektroden 102 verwendet wird, in der untersten Schicht ausgebildet sein, mit dem Ziel, die Adhäsion an das transparente Isoliersubstrat 101 zu verbessern.
  • Es ist wünschenswert, dass der Drahtwiderstand der Tastempfindungs-Elektroden 102 ein Widerstand ist, der so hoch wie möglich ist, um nicht die Berührungs-Detektion des Berührungs-Bildschirms 250 zu beeinträchtigen. Wenn beispielsweise der Widerstand 104 Ω oder höher ist, werden die Tastempfindungs-Elektroden 102 in einen potentialfreien bzw. Floating-Zustand gebracht, die Berührungspositions-Detektion wird freigegeben bzw. ermöglicht, ohne einen synchronen Betrieb aus Tastgefühl-Erzeugung und Berührungspositions-Detektion durchzuführen, und das Kapazitäts-Design der Tastempfindungs-Elektroden 102, der Anregungselektroden 202 und der Detektionselektroden 203 wird vereinfacht.
  • Wenn der Drahtwiderstand der Tastempfindungs-Elektroden 102 auf einen hohen Widerstand vorgegeben ist, sind das eine Ende und das andere Ende der länglichrechteckigen Tastempfindungs-Elektrode 102, wie in 10 dargestellt, in ihrer Verlaufsrichtung verbunden, so dass die Ausbreitungsverzögerung bzw. Laufzeitverzögerung eines Eingabesignals nicht zwischen der Seite, auf welcher die Leitungsdrähte Lu(1) bis H(j) und Lu(1) bis Lu(j) mit den Tastempfindungs-Elektroden 102 verbunden sind, und der Seite erzeugt wird, auf welcher die Leitungsdrähte damit nicht verbunden sind.
  • Zweite Ausführungsform
  • Als Nächstes wird der Betrieb der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsplattenvorrichtung 400 inklusive der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 und der Berührungs-Platte 200 der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. 23 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 und der Berührungs-Platte 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.
  • Außerdem ist 24 eine Zeittafel, die den allgemeinen Betrieb des Betriebs im Zeitbereich der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 und der Berührungs-Platte 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Es sei angemerkt, dass in 23 und 24 die Konfigurationen, die die gleichen sind wie diejenigen der ersten Ausführungsform, die unter Bezugnahme auf 15 und 16 beschrieben sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, und dass deren erneute Beschreibung weggelassen wird.
  • Wie in 23 veranschaulicht, weist die Berührungs-Platte 200 einen Berührungs-Bildschirm 250 und eine Berührungs-Detektionsschaltung 210 auf. Außerdem weist die Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 den Tastempfindungs-Darstellungs-Bildschirm 150 und eine Versorgungsschaltung 110a für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung auf.
  • Bei der ersten Ausführungsform, wie unter Bezugnahme auf 19 beschrieben, wird in der Versorgungsschaltung 110 für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung die elektrostatische Kapazität zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102 gemessen, und auf der Basis der Messergebnisse wird die Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannung in der Versorgungsschaltung 110 für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung eingestellt. Die Versorgungsschaltung 110a für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung der vorliegenden Ausführungsform weist jedoch die Anregungsimpuls-Erzeugungsschaltung 113c und die Kapazitäts-Detektionsschaltung 116 nicht auf, und sie weist stattdessen eine Kapazitäts-Umwandlungsschaltung 117 auf.
  • Mit anderen Worten: Die Kapazitäts-Umwandlungsschaltung 117 wandelt die elektrostatische Kapazität zwischen dem Zeiger 2 und dem Berührungs-Bildschirm 250, berechnet auf der Basis der elektrischen Ladungs-Detektionsdaten D212 entsprechend der elektrostatische Kapazität zwischen dem Zeiger 2 und dem Berührungs-Bildschirm 250, ausgegeben aus der elektrischen Ladungs-Detektionsschaltung 212 der Berührungs-Detektionsschaltung 210, in eine elektrostatische Kapazität zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102 um, indem sie eine Funktion auf der Basis des Kapazitäts-Designs verwendet, und sie gibt sie an die Einstellungsschaltung 115 für Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannung als elektrostatische Kapazitätsdaten D117 aus.
  • Die Einstellungsschaltung 115 für Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannung bestimmt einen Wert der Spannung Vc zwischen den Tastempfindungs-Elektroden 102 und dem Zeiger 2 vor, mit welchem die gewünschte Tastgefühl-Stärke für die eingegebenen elektrostatischen Kapazitätsdaten D117 erhalten werden kann, und sie gibt ein Tastempfindungs-Spannungs-Einstellsignal S115 aus, das die Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannung und Frequenz implementiert, um den Wert der Spannung Vc zu erzielen.
  • Wie in 24 veranschaulicht, wird die Ausgabe der elektrischen Ladungs-Detektionsdaten D212 aus der elektrischen Ladungs-Detektionsschaltung 212 im Berührungs-Koordinaten-Berechnungszeitraum P2 ausgeführt, und die Ausgabe der elektrostatischen Kapazitätsdaten D117 aus der Kapazitäts-Umwandlungsschaltung 117 wird im Berührungs-Koordinaten-Sendezeitraum P3 ausgeführt.
  • Auf diese Weise sind in der Versorgungsschaltung 110a für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung der vorliegenden Ausführungsform die Anregungsimpuls-Erzeugungsschaltung 113c und die Kapazitäts-Detektionsschaltung 116 nicht notwendig, und demzufolge können die Kosten verringert werden. Da der Zeitraum zum Detektieren der elektrostatischen Kapazität zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102 unnötig wird, wird die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannungseinstellung verbessert, und die Tastgefühl-Stärke kann mit höherer Genauigkeit eingestellt werden.
  • Es sei angemerkt, dass in 24 die Ausgabe der elektrischen Ladungs-Detektionsdaten D212 im Berührungs-Koordinaten-Berechnungszeitraum P2 durchgeführt wird. Die elektrischen Ladungs-Detektionsdaten D212 können jedoch auch jedes Mal ausgegeben werden, wenn die elektrische Ladung mit dem Anregungsimpuls-Signal S215 im Berührungs-Detektions-Zeitraum P1 detektiert wird.
  • Unter der Bedingung, dass die Berührungs-Detektionsschaltung 220 und die Versorgungsschaltung 110a für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung effizient arbeiten, wird außerdem eine Verzögerung beim Betrieb nicht verursacht, bei welchem der Zeiger 2 die Berührungsposition und die Tastgefühl-Erzeugung bewegt, oder es wird ein Timing zum Erzielen einer minimalen Verzögerung verwendet, die Ausgabe aus den elektrostatischen Kapazitätsdaten D117, berechnet auf der Basis der elektrischen Ladungs-Detektionsdaten D212, kann zu einem Timing werden, das vom Berührungs-Koordinaten-Sendezeitraum P3 verschieden ist.
  • Dritte Ausführungsform
  • Schätzung der Kapazitäts-Detektion
  • Als Nächstes wird der Betrieb der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsplattenvorrichtung 400 inklusive der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 und der Berührungs-Platte 200 der dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. 25 ist eine Zeittafel, die den allgemeinen Betrieb des Betriebs im Zeitbereich der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 und der Berührungs-Platte 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Es sei angemerkt, dass in 25 die Konfigurationen, die die gleichen sind wie diejenigen der ersten Ausführungsform, die unter Bezugnahme auf 15 und 16 beschrieben sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, und dass deren erneute Beschreibung weggelassen wird.
  • Die vorliegende Ausführungsform hat die folgenden Merkmale. Wie unter Bezugnahme auf 19 beschrieben, werden in der Kapazitäts-Detektionsschaltung 116 die elektrostatische Kapazität C1 zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102a und die elektrostatische Kapazität C2 zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102b detektiert und die elektrostatischen Kapazitätsdaten D116 werden ausgegeben, und in der Einstellungsschaltung 115 für Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannung wird das Tastempfindungs-Spannungs-Einstellsignal S115 ausgegeben, und der Betrieb bis dann, wenn die Tastempfindungs-Wellenformdaten S114h aus der Tastempfindung-Darstellungs-Steuerungsschaltung 114 ausgegeben werden, wird in den Zeiträumen P2 bis P4 durchgeführt, wie in 25 dargestellt.
  • Auf diese Weise werden die Zeiträume P2 bis P4, die vom Zeitraum P5 verschieden sind, notwendig zum Ausgeben der Tastempfindung-Darstellungssignale S113a und S113b der Amplitudenspannung auf der Basis des Tastempfindungs-Spannungs-Einstellsignals S115, sämtlich der Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannungseinstellung zugewiesen, und die Detektion der elektrostatischen Kapazitäten C1 und C2 wird in den Zeiträumen P2 und P3 wiederholt. Damit kann die Anzahl von Malen der Detektion der elektrostatischen Kapazitäten C1 und C2 auf das mögliche Ausmaß erhöht werden, und es kann eine genauere Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannungseinstellung ausgeführt werden.
  • Es sei angemerkt, dass es wünschenswert ist, dass für den Zeitraum, der der Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannungseinstellung zugewiesen ist, die Berührungs-Detektionsschaltung 220 und die Versorgungsschaltung 110 für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung effizient arbeiten, eine Verzögerung beim Betrieb nicht verursacht wird, in welchem der Zeiger 2 die Berührungsposition und die Tastgefühl-Erzeugung bewegt, oder die Verzögerung minimal ist. Wenn es einen Zeitraum gibt, in welchem die Zuweisung zur Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannungseinstellung nicht wünschenswert ist, abhängig von der Verarbeitungs-Performanz, ist eine Zuweisung der Zeiträume von P2 bis P4 verschieden von dem Zeitraum wünschenswert.
  • Vierte Ausführungsform
  • Betrieb mit Rückmeldung
  • Als Nächstes wird der Betrieb der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsplattenvorrichtung 400 inklusive der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 und der Berührungs-Platte 200 der vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. 26 ist eine Zeittafel, die den allgemeinen Betrieb des Betriebs im Zeitbereich der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 und der Berührungs-Platte 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Es sei angemerkt, dass in 26 die Konfigurationen, die die gleichen sind wie diejenigen der ersten Ausführungsform, die unter Bezugnahme auf 15 und 16 beschrieben sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, und dass deren erneute Beschreibung weggelassen wird.
  • Die vorliegende Ausführungsform hat die folgenden Merkmale. Wie unter Bezugnahme auf 19, beschrieben, werden in der Kapazitäts-Detektionsschaltung 116 in der Kapazitäts-Detektionsschaltung 116 die elektrostatische Kapazität C1 zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102a und die elektrostatische Kapazität C2 zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102b detektiert und die elektrostatischen Kapazitätsdaten D116 werden ausgegeben, das Tastempfindungs-Spannungs-Einstellsignal S115 wird in der Einstellungsschaltung 115 für Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannung ausgegeben, der Betrieb bis dann, wenn die Tastempfindungs-Wellenformdaten S114h aus der Tastempfindung-Darstellungs-Steuerungsschaltung 114 ausgegeben wird, wird auch im Anlegezeitraum P5 für Tastempfindungs-Darstellungs-Signal wiederholt durchgeführt, wie in 26 dargestellt, und das Tastgefühl wird erzeugt, während die Änderung der elektrostatischen Kapazität zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102 zurückgeführt wird.
  • Im Allgemeinen führt der Zeiger 2 den Betrieb durch, bei welchem er sich sanft auf der Berührungs-Oberfläche der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsanzeige 1 bewegt, wie z. B. Knipsen, Wischen und Streichen. Die Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsplattenvorrichtung 400 der vorliegenden Ausführungsform ist auch in einem solchen Fall zum Darstellen des Tastgefühls geeignet.
  • Mit anderen Worten: Wenn sich der Kontaktzustand zwischen dem Zeiger 2 und der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsanzeige 1 ändert, dann wird ein Tastgefühl erzeugt, während die Änderung der elektrostatischen Kapazität zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102 zurückgeführt wird, und folglich kann ein gewisses Tastgefühl empfunden werden, ohne dass es vom Kontaktzustand des Zeigers 2 beeinflusst wird.
  • Fünfte Ausführungsform
  • Bereichsteilungs-Betrieb
  • Als Nächstes wird der Betrieb der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsplattenvorrichtung 400 inklusive der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 und der Berührungs-Platte 200 der fünften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. 27 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 und der Berührungs-Platte 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Es sei angemerkt, dass in 27 die Konfigurationen, die die gleichen sind wie diejenigen der ersten Ausführungsform, die unter Bezugnahme auf 15 und 16 beschrieben sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, und dass deren erneute Beschreibung weggelassen wird.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist - wie in 27 dargestellt - die Anzeigefläche der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 in eine Mehrzahl von geteilten Bereichen geteilt, und die Steuerung wird so durchgeführt, dass die Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannung nur dem geteilten Bereich zugeführt wird, der die Berührungsposition aufweist. Das in 27 dargestellte Beispiel veranschaulicht ein Beispiel, in welchem die Tastempfindungs-Elektroden 102 des Tastempfindungs-Darstellungs-Bildschirms 150in n Bereiche geteilt sind, und zwar von einem geteilten Bereich E1091 bis zu einem geteilten Bereich E109n (n ist eine Ganzzahl von 2 oder größer).
  • Es sei angemerkt, dass der geteilte Bereich E1091 als ein Bereich dargestellt ist, in welchem eine Elektrodengruppe angeordnet ist, die die Tastempfindungs-Elektroden H(1) bis H(k) aufweist, und der geteilte Bereich E109n ist als ein Bereich dargestellt, in welchem eine Elektrodengruppe angeordnet ist, die die Tastempfindungs-Elektroden H(k+1) bis H(j) aufweist. Im Schaltkreis 112 wird eine Verbindung durchgeführt, so dass die Tastempfindung-Darstellungssignale S113a1 und S113b1 abwechselnd in benachbarte Tastempfindungs-Elektrode im geteilten Bereich E1091 eingegeben werden, und es wird eine Verbindung durchgeführt, so dass Tastempfindung-Darstellungssignale S113an und S113bn abwechselnd in benachbarte Tastempfindungs-Elektroden im geteilten Bereich E109n eingegeben werden.
  • Es sei angemerkt, dass an der Grenze der benachbarten geteilten Bereiche eine Verbindung durchgeführt wird, so dass die geteilten Bereiche auf eine Weise überlappen, dass es eine Kontinuität im Array der Tastempfindung-Darstellungssignale S113an-1 und S113bn-1 und im Array der Tastempfindung S113an und S113bn gibt. Alternativ sind die darstellbaren Tastempfindungsbereiche und die geteilten Bereiche so angeordnet, dass die darstellbaren Tastempfindungsbereiche nicht zwischen den geteilten Bereichen liegen.
  • Die Erzeugungsschaltung 113h für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung gibt abwechselnd die Tastempfindung-Darstellungssignale S113a1 und S113b1 an die Tastempfindungs-Elektroden 102 im geteilten Bereich E1091 entsprechend den Berührungs-Koordinaten-Daten D214 über den Schaltkreis 112 aus. Die Erzeugungsschaltung 113h für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung gibt außerdem abwechselnd die Tastempfindung-Darstellungssignale S113an und S113bn an die Tastempfindungs-Elektroden 102 im geteilten Bereich E109n entsprechend den Berührungs-Koordinaten-Daten D214 über den Schaltkreis 112 aus. Die Tastempfindung-Darstellungs-Steuerungsschaltung 114 steuert den Betrieb der Erzeugungsschaltung 113h für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung auf der Basis der Berührungs-Koordinaten-Daten D214.
  • Bei der Einstellung der Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannung in einer Versorgungsschaltung 110b für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung gilt Folgendes: In der Kapazitäts-Detektionsschaltung 116 in der Kapazitäts-Detektionsschaltung 116 gibt hinsichtlich der Detektion der elektrostatischen Kapazität C1 zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102a und der elektrostatischen Kapazität C2 zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102b die Tastempfindung-Darstellungs-Steuerungsschaltung 114 ein Anregungsimpuls-Erzeugungssignal S114c aus, um die elektrostatische Kapazität des geteilten Bereichs zu detektieren, inklusive einem Teil, wo bestimmt wird, dass der Zeiger 2 in Kontakt ist, und zwar auf der Basis der Berührungs-Koordinaten-Daten D214, der Schaltkreis 112 führt eine Verbindungssteuerung an dem Schalter 40 einer entsprechenden Tastempfindungs-Elektrode 102 aus, und die Anregungsimpuls-Erzeugungsschaltung 113c gibt das Kapazitäts-Detektionssignal S113c aus.
  • Auf diese Weise wird in der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 der vorliegenden Ausführungsform die elektrostatische Kapazität nur der minimal notwendigen Tastempfindungs-Elektroden 102 detektiert, mit welchen der Zeiger 2 in Kontakt kommt, und demzufolge kann die Leistungsaufnahme verringert werden. Außerdem wird auch hinsichtlich der Tastgefühl-Erzeugung das Tastempfindung-Darstellungssignal an die Tastempfindungs-Elektrode 102 nur des geteilten Bereichs inklusive einem Teil angelegt, mit welchem der Zeiger 2 in Kontakt kommt, und demzufolge kann der Betriebsbereich verringert werden, die Komplexität der Treiberschaltung wird verringert, und die Anzahl von Elektroden zur Eingabe kann verringert werden. Im Ergebnis kann die Leistungsaufnahme verringert werden.
  • Sechste Ausführungsform
  • Lokaler Betrieb
  • Als Nächstes wird der Betrieb der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsplattenvorrichtung 400 inklusive der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 und der Berührungs-Platte 200 der sechsten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. 28 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 und der Berührungs-Platte 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Es sei angemerkt, dass in 28 die Konfigurationen, die die gleichen sind wie diejenigen der ersten Ausführungsform, die unter Bezugnahme auf 15 und 16 beschrieben sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, und dass deren erneute Beschreibung weggelassen wird.
  • Die vorliegende Ausführungsform hat das Merkmal, dass - wie in 28 veranschaulicht - ein lokaler Betrieb mit lokalem Betreiben durchgeführt wird, wobei die Region, in welche das Tastempfindung-Darstellungssignal der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 eingegeben wird, entsprechend der Berührungsposition begrenzt wird.
  • Im Berührungs-Koordinaten-Berechnungszeitraum P2 bestimmt die Berührungs-Koordinaten-Berechnungsschaltung 214, ob es eine Berührung des Zeigers 2 gibt, auf der Basis der Berührungs-Koordinaten-Daten D214, die auf der Basis der gegenseitigen Kapazität sämtlicher Schnittbereiche zwischen den Anregungselektroden 202 und den Detektionselektroden 203 berechnet wird, die von der elektrischen Ladungs-Detektionsschaltung 212 eingegeben und gespeichert werden.
  • Mit anderen Worten: Das elektrische Feld zwischen den Anregungselektroden 202 und den Detektionselektroden 203 wird infolge dessen abgeschwächt bzw. abgebaut, dass der Zeiger 2 sich der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 nähert oder mit dieser in Kontakt kommt, und die geladene elektrische Ladungsmenge in der gegenseitigen Kapazität wird verringert. Die Berührungs-Koordinaten-Berechnungsschaltung 214 bestimmt, ob es eine Berührung gibt oder nicht, und zwar auf der Basis des Verringerungsrades des geladenen elektrischen Ladungswerts in der gegenseitigen Kapazität.
  • Wenn die Berührungs-Koordinaten-Berechnungsschaltung 214 bestimmt, dass es eine Berührung gibt, dann berechnet die Berührungs-Koordinaten-Berechnungsschaltung 214 die Berührungs-Koordinaten-Daten, indem sie eine arithmetische Verarbeitung, wie z B. Schwerpunktarithmetik durchführt, indem sie die Detektionsergebnisse des elektrischen Ladungswerts des Schnittbereichs (Schnittgitter) mit dem höchsten Verringerungsgrad des geladenen elektrischen Ladungswerts und der Schnittgitter in der Umgebung des Schnittbereichs verwendet, die Flächengröße der Region berechnet, mit welcher der Zeiger 2 in Kontakt kommt, und zwar auf der Basis der elektrischen Ladungswertverteilung der Koordinaten, wo bestimmt wird, dass es eine Berührung gibt, und deren Nachbarregion, und die Berührungs-Koordinaten-Daten D214a bezieht, die die Flächengröße haben.
  • Die Berechnung der Flächengröße kann beispielsweise aus einem Expansionsverhältnis der elektrischen Ladung erhalten werden, das im Voraus erhalten wird, und zwar auf der Basis von Positionskoordinaten der halben Breite der elektrischen Ladungswertverteilung und dem Abstand zwischen der Berührungs-Oberfläche und den Anregungselektroden 202.
  • Es sei angemerkt, dass die Flächengröße in Abhängigkeit des Elektrodenabstands der Tastempfindungs-Elektroden 102 variiert. Im Allgemeinen ist der Durchmesser eines Fingers 5 mm bis 9 mm. Wenn beispielsweise der Elektrodenabstand 5 mm beträgt, entspricht die Flächengröße einer bis zwei Tastempfindungs-Elektroden 102, und wenn der Elektrodenabstand 1 mm beträgt, entspricht die Flächengröße fünf bis neun Tastempfindungs-Elektroden 102. Wenn die Berechnung der Kontaktfläche des Zeigers 2 durchgeführt wird, ist es realistisch, dass der Elektrodenabstand 1 bis 2 mm ist, unter Berücksichtigung der Berechnungsgenauigkeit und der Dichte der haptischen Rezeptoren des Zeigers 2, die einen Abstand von 2 mm haben.
  • Die Mehrzahl von Schaltern 40 im Schaltkreis 112 sind jeweils mit den Tastempfindungs-Elektroden H(1) bis H(j) auf einer Eins-zu-eins-Basis verbunden.
  • Die Erzeugungsschaltung 113h für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung gibt die Tastempfindung-Darstellungssignale S113a und S113b in die Tastempfindungs-Elektroden 102 der Tastempfindungs-Elektroden H(k) bis H(k+t) ein, entsprechend der Region, mit welcher der Zeiger 2 in Kontakt kommt, und zwar über den Schaltkreis 112, aus den Berührungs-Koordinaten-Daten D214a inklusive der Flächengröße der Region, mit welcher der Zeiger 2 in Kontakt kommt. 28 veranschaulicht die Region, in welcher das Tastempfindung-Darstellungssignal eingegeben wird, als eine Region 31, die mit einer unterbrochenen Linie umgeben ist.
  • Die Tastempfindung-Darstellungssignale S113a und S113b werden abwechselnd in die Tastempfindungs-Elektroden H(k) bis H(k+t) über den Schaltkreis 112 eingegeben.
  • Die Tastempfindung-Darstellungs-Steuerungsschaltung 114 steuert den Betrieb der Erzeugungsschaltung 113h für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung auf der Basis der Berührungs-Koordinaten-Daten D214a.
  • Bei der Einstellung der Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannung in einer Versorgungsschaltung 110c für Tastempfindungs-Darstellungs-Spannung gilt Folgendes: In der Kapazitäts-Detektionsschaltung 116 in der Kapazitäts-Detektionsschaltung 116 gibt hinsichtlich der Detektion der elektrostatischen Kapazität C1 zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102a und der elektrostatischen Kapazität C2 zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102b die Tastempfindung-Darstellungs-Steuerungsschaltung 114 ein Anregungsimpuls-Erzeugungssignal S114c aus, um die elektrostatische Kapazität einer Region zu detektieren, mit welchem der Zeiger 2 in Kontakt kommt, und zwar auf der Basis der Berührungs-Koordinaten-Daten D214, der Schaltkreis 112 führt eine Verbindungssteuerung an dem Schalter 40 einer entsprechenden Tastempfindungs-Elektrode 102 aus, und die Anregungsimpuls-Erzeugungsschaltung 113c gibt das Kapazitäts-Detektionssignal S113c aus.
  • In diesem Fall sind in den Berührungs-Koordinaten-Daten D214a die Koordinaten-Daten der Region, mit welcher der Zeiger 2 in Kontakt kommt, und die Daten der Flächengröße enthalten, und folglich wird das Kapazitäts-Detektionssignal S113c in die Tastempfindungs-Elektroden 102 der Tastempfindungs-Elektroden H(k) bis H(k+t) entsprechend der Region eingegeben, mit welcher der Zeiger 2 in Kontakt kommt.
  • Die Kapazitäts-Detektionsschaltung 116 detektiert die elektrostatische Kapazität entsprechend j Tastempfindungs-Elektroden 102 aus den elektrischen Ladungs-Detektionsergebnissen der Tastempfindungs-Elektroden 102 die auf der Basis des Ausgabesignals erhalten werden, das aus den Tastempfindungs-Elektroden 102 erhalten wird, die vom Kapazitäts-Detektionssignal S113c angeregt werden, und gibt an die Einstellungsschaltung 115 für Tastempfindungs-Darstellungs-Signalspannung als elektrostatische Kapazität Daten D116 aus, die die Summe der elektrostatischen Kapazitäten C1 und C2 ist.
  • Wie oben beschrieben, gilt bei der Tastempfindungs-Darstellungsplatte 100 der vorliegenden Ausführungsform Folgendes: Indem die Region identifiziert wird, mit welcher der Zeiger 2 in Kontakt kommt, kann der Durchmesser der Kontaktfläche des Zeigers 2 grob berechnet werden, und indem die elektrostatische Kapazität pro Flächeneinheit berechnet wird, können die Unterschiede des Zustands der Haut eines Fingers infolge der Hautdicke des Fingers, der Feuchtigkeit der Haut des Fingers oder dergleichen geschätzt werden, und die Signalspannung der Tastempfindung-Darstellungssignale S113a und S113b kann in weiteren Einzelheiten eingestellt werden, wobei die Dicke der Haut des Fingers und der Einfluss von Feuchtigkeit berücksichtigt werden.
  • Auf der Basis der elektrostatischen Kapazität der Tastempfindungs-Elektroden 102, die in der Kapazitäts-Detektionsschaltung 116 detektiert wird, kann beispielsweise der Durchmesser der Kontaktfläche des Zeigers 2 berechnet werden, und zwar aus dem Expansionsverhältnis der elektrischen Ladung, das im Voraus erhalten wird, auf der Basis der Positionskoordinaten der halben Breite der elektrischen Ladungswertverteilung zwischen dem Zeiger 2 und den Tastempfindungs-Elektroden 102, dem Abstand zwischen der Berührungs-Oberfläche und den Tastempfindungs-Elektroden 102, dem Material der dielektrischen Schicht 106 und dem Elektrodenwiderstand der Tastempfindungs-Elektroden 102.
  • Indem die Region identifiziert wird, mit welcher der Zeiger 2 in Kontakt kommt, wird außerdem die elektrostatische Kapazität nur der minimal notwendigen Tastempfindungs-Elektroden 102 detektiert, und folglich kann die Leistungsaufnahme verringert werden. Außerdem wird auch hinsichtlich der Erzeugung des Tastgefühls für die Region, mit welcher der Zeiger 2 in Kontakt kommt, das Tastempfindung-Darstellungssignal an die minimal zur Darstellung der Tastempfindung notwendigen Tastempfindungs-Elektroden 102 angelegt werden, und demzufolge kann die Leistungsaufnahme minimiert werden.
  • Modifikationen
  • Es sei angemerkt, dass Treiberverfahren bzw. Betriebsverfahren und dergleichen der oben beschriebenen dritten bis sechsten Ausführungsform auch auf die zweite Ausführungsform angewendet werden können.
  • Während die vorliegende Erfindung im Detail gezeigt und beschrieben ist, ist die obige Beschreibung in sämtlichen Aspekten lediglich anschaulich und nicht einschränkend. Es versteht sich daher, dass zahlreiche nicht dargestellte Modifikationen verwendet werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Es sei angemerkt, dass in der vorliegenden Erfindung jede Ausführungsform frei miteinander kombiniert werden kann, und dass jede Ausführungsform geeignet innerhalb des Umfangs der Erfindung modifiziert oder dabei Merkmale weggelassen werden können.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Claims (12)

  1. Tastempfindungs-Darstellungsplatte, die eine Tastempfindung auf einen Zeiger von einem Benutzer vermittelt, wobei die Tastempfindungs-Darstellungsplatte Folgendes aufweist: - ein transparentes Isoliersubstrat; - eine Tastempfindungs-Elektrode, die eine Mehrzahl von ersten Elektroden und eine Mehrzahl von zweiten Elektroden aufweist, die abwechselnd auf dem transparenten Isoliersubstrat in Intervallen angeordnet sind; - einen Tastempfindungs-Darstellungs-Bildschirm, der eine dielektrische Schicht aufweist, die die Tastempfindungs-Elektrode bedeckt; und - eine Spannungsversorgungsschaltung, die konfiguriert ist zum Anlegen eines ersten Spannungssignals mit einer ersten Frequenz an eine Mehrzahl von ersten Elektroden, die sich in zumindest einem Teilbereich des transparenten Isoliersubstrats befinden, und zum Anlegen eines zweiten Spannungssignals mit einer zweiten Frequenz, die von der ersten Frequenz unterschiedlich ist, an die Mehrzahl von zweiten Elektroden, die sich in dem zumindest Teilbereich des transparenten Isoliersubstrats befinden, wobei die ersten und zweiten Spannungssignale jeweils an die Mehrzahl von ersten Elektroden und die Mehrzahl von zweiten Elektroden angelegt werden, so dass die Tastempfindung auf den Zeiger vermittelt wird, wobei die Spannungsversorgungsschaltung Folgendes aufweist: eine Kapazitäts-Detektionsschaltung, die konfiguriert ist zum Berechnen einer ersten elektrostatischen Kapazität, die zwischen der Tastempfindungs-Elektrode und dem Zeiger ausgebildet ist, und eine Einstellungsschaltung, die konfiguriert ist zum Einstellen einer Amplitudenspannung und einer Frequenz der ersten und zweiten Spannungssignale auf der Basis der ersten elektrostatischen Kapazität, die in der Kapazitäts-Detektionsschaltung berechnet wird, und die Einstellungsschaltung die Amplitudenspannung und die Frequenz so einstellt, dass die an die erste elektrostatische Kapazität angelegte Spannung konstant gemacht wird.
  2. Tastempfindungs-Darstellungsplatte nach Anspruch 1, wobei die Kapazitäts-Detektionsschaltung die erste elektrostatische Kapazität berechnet, die zwischen der Tastempfindungs-Elektrode und dem Zeiger ausgebildet wird, und zwar auf der Basis eines Kapazitätsänderungswerts der Tastempfindungs-Elektrode.
  3. Tastempfindungs-Darstellungsplatte nach Anspruch 1, wobei die Kapazitäts-Detektionsschaltung ein Impulssignal an die Tastempfindungs-Elektrode zum Anregen der Tastempfindungs-Elektrode anlegt und die erste elektrostatische Kapazität, die zwischen der Tastempfindungs-Elektrode und dem Zeiger ausgebildet wird, auf der Basis eines Ausgabesignals aus der angeregten Tastempfindungs-Elektrode berechnet.
  4. Tastempfindungs-Darstellungsplatte nach Anspruch 1, wobei die Einstellungsschaltung die Amplitudenspannung und die Frequenz der ersten und zweiten Spannungssignale so einstellt, dass das Produkt der ersten elektrostatischen Kapazität, die zwischen der Tastempfindungs-Elektrode und dem Zeiger gebildet wird, und der Spannung der ersten und zweiten Spannungssignale einen konstanten Wert hat.
  5. Tastempfindungs-Darstellungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Berechnung der ersten elektrostatischen Kapazität, die zwischen der Tastempfindungs-Elektrode und dem Zeiger gebildet wird, mehrfach in einem Zeitraum berechnet wird, der von einem Zeitraum verschieden ist, in welchem zumindest die ersten und zweiten Spannungssignale an die Mehrzahl von ersten Elektroden und die Mehrzahl von zweiten Elektroden angelegt werden.
  6. Tastempfindungs-Darstellungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Berechnung der ersten elektrostatischen Kapazität, die zwischen der Tastempfindungs-Elektrode und dem Zeiger gebildet wird, und die Einstellung der Amplitudenspannung der ersten und zweiten Spannungssignale auf der Basis der ersten elektrostatischen Kapazität wiederholt in einem Zeitraum durchgeführt werden, in welchem die ersten und zweiten Spannungssignale an die Mehrzahl von ersten Elektroden und die Mehrzahl von zweiten Elektroden angelegt werden.
  7. Tastempfindungs-Darstellungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Mehrzahl von ersten Elektroden und die Mehrzahl von zweiten Elektroden geteilt und in einer Mehrzahl von geteilten Bereichen auf dem transparenten Isoliersubstrat angeordnet werden, so dass eine Mehrzahl von Elektrodengruppen gebildet wird, und wobei die Spannungsversorgungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie dazu imstande ist, auszuwählen, an welche Gruppe aus der Mehrzahl von Elektrodengruppen die ersten und zweiten Spannungssignale angelegt werden.
  8. Tastempfindungs-Darstellungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Spannungsversorgungsschaltung Daten von Positionskoordinaten des Zeigers von einem Ort außerhalb der Tastempfindungs-Darstellungsplatte empfängt, wobei die Spannungsversorgungsschaltung eine Konfiguration zum Identifizieren einer Region aufweist, die zumindest die Tastempfindungs-Elektrode enthält, entsprechend der Position des Zeigers, und abwechselnd die ersten und zweiten Spannungssignale an jede der Tastempfindungs-Elektroden in der identifizierten Region an angrenzenden Elektroden anlegt, und wobei die Kapazitäts-Detektionsschaltung die erste elektrostatische Kapazität, die zwischen jedem von der Tastempfindungs-Elektrode und dem Zeiger gebildet wird, in der identifizierten Region berechnet.
  9. Tastempfindungs-Darstellungsplatte nach Anspruch 1, wobei die dielektrische Schicht eine Schicht mit einer relativen Permittivität von 10 oder höher aufweist.
  10. Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsplatte, die Folgendes aufweist: - eine Tastempfindungs-Darstellungsplatte nach Anspruch 1; und - eine Berührungs-Platte, die auf einer Fläche auf einer Seite gegenüber einer Fläche auf einer Seite des Benutzers der Tastempfindungs-Darstellungsplatte angeordnet ist, wobei die Berührungs-Platte Folgendes aufweist: einen Berührungs-Bildschirm, und eine Berührungs-Detektionsschaltung, die konfiguriert ist zum Detektieren der zweiten elektrostatischen Kapazität, die mit dem Zeiger gebildet wird, der mit dem Berührungs-Bildschirm in Kontakt kommt, und zum Detektieren der Berührungsposition des Zeigers, und wobei die Spannungsversorgungsschaltung anstelle der Kapazitäts-Detektionsschaltung eine Umwandlungsschaltung aufweist, die konfiguriert ist zum Berechnen der ersten elektrostatischen Kapazität, die zwischen der Tastempfindungs-Elektrode und dem Zeiger ausgebildet wird, auf der Basis der zweiten elektrostatischen Kapazität, die in der Berührungs-Detektionsschaltung detektiert wird.
  11. Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsplatte, die Folgendes aufweist: - eine Tastempfindungs-Darstellungsplatte nach Anspruch 1; und - eine Berührungs-Platte, die auf einer Fläche auf einer Seite gegenüber einer Fläche auf einer Seite des Benutzers der Tastempfindungs-Darstellungsplatte angeordnet ist.
  12. Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsanzeige, die Folgendes aufweist: - eine Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsplatte nach Anspruch 10 oder 11; und - eine Anzeigeplatte, die an einer Fläche auf einer Seite gegenüber einer Fläche auf einer Seite des Benutzers der Tastempfindungs-Darstellungs-Berührungsplatte angebracht ist.
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