JP2012043029A - Touch panel and input determination method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はタッチパネルおよびタッチパネルにおける入力判定方法に関するものである。 The present invention relates to a touch panel and an input determination method in the touch panel.
パネル状のキーボードに手指を接触させて入力を行うタッチパネルは、パソコン、現金取り扱い機、券売機等において広く使用されている。 Touch panels that perform input by bringing a finger into contact with a panel-like keyboard are widely used in personal computers, cash handling machines, ticket vending machines, and the like.
タッチパネルとしては抵抗膜式や静電容量式等の各種のものが開発されている。
例えば抵抗膜式タッチパネルは図6に示すように間隔をドットスペーサ104によって保っている抵抗膜シート102、103を備えていて、一対の抵抗膜シート102、103は手指等による入力がなされない限りドットスペーサによって隔てられているが、入力操作があると抵抗膜シートが接触して、電圧変化が生じ、入力が行われる(特許文献1参照)。
Various types of touch panels such as a resistive film type and a capacitance type have been developed.
For example, as shown in FIG. 6, the resistive touch panel includes
これらのタッチパネルについては多くの開発がなされて来たが、技術的開発の主要点としては誤入力を判定する技術である。タッチパネルを手掌で押したときに多点入力の状態になってアドレスが特定できないことを防止する、いわゆるお手つき防止技術やタッチパネル上に物を置いた場合のように入力操作でない原因でタッチパネルが押された場合に、それを入力操作ではない非操作入力と判定する技術についての開発が進められているが現在まで満足すべき結果が得られておらず、タッチパネルの性能を落とす要因の一つとなっている。 Although many developments have been made on these touch panels, the main point of technical development is a technique for determining an erroneous input. When the touch panel is pressed with the palm, the touch panel is pressed due to a non-input operation such as the so-called touch prevention technology that prevents the address from being identified due to the multi-point input state or an object placed on the touch panel. In this case, development of a technology that determines that the input is not an input operation but a non-operation input is underway, but satisfactory results have not been obtained so far, which is one of the factors that degrade the performance of the touch panel. Yes.
この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたものであって、お手つきや非操作入力を高精度に判定することができるタッチパネルおよびその入力判定方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and an object of the present invention is to provide a touch panel and an input determination method for determining touch and non-operation input with high accuracy.
この目的に対応して、この発明のタッチパネルは、対向する反射電極と検出電極とからなる電極対をマトリックス状に配置してなるタッチパネルであって、前記タッチパネルは対向して配置されたタッチ側電極板と非タッチ側電極板とを有し、前記タッチ側電極板には前記反射電極が取り付けられ、前記非タッチ側電極板には前記検出電極が取り付けられかつ駆動電極が取り付けられ、前記駆動電極に接続する高周波信号源と前記検出電極に接続する受信部とを有し、前記タッチ側電極板が押し圧力の加除によって非タッチ側電極板に対して変位するように構成されたことを特徴としている。 Corresponding to this object, the touch panel according to the present invention is a touch panel in which electrode pairs composed of opposing reflective electrodes and detection electrodes are arranged in a matrix, and the touch panel is an opposing touch side electrode. A non-touch side electrode plate, the reflective electrode is attached to the touch side electrode plate, the detection electrode is attached to the non-touch side electrode plate, and a drive electrode is attached to the drive electrode. A high-frequency signal source connected to the detection electrode and a receiving unit connected to the detection electrode, wherein the touch-side electrode plate is configured to be displaced with respect to the non-touch-side electrode plate by applying or depressing pressure. Yes.
またこの発明のタッチパネルの入力判定方法は、対向する反射電極と検出電極とからなる電極対をマトリックス状に配置してなるタッチパネルであって、前記タッチパネルは対向して配置されたタッチ側電極板と非タッチ側電極板とを有し、前記タッチ側電極板には前記反射電極が取り付けられ、前記非タッチ側電極板には前記検出電極が取り付けられかつ駆動電極が取り付けられ、前記駆動電極に接続する高周波信号源と前記検出電極に接続する受信部とを有し、前記タッチ側電極板が押し圧力の加除によって非タッチ側電極板に対して変位するように構成されたタッチパネルにおいて、
前記タッチ側電極板に接近したもしくは接触した導電体を通る高周波電流の流出を検出して前記マトリックスのアドレスを特定しかつ前記反射電極と前記検出電極との間の静電容量の変化により前記タッチ側電極板の押し込みを判定することを特徴としている。
The input determination method for a touch panel according to the present invention is a touch panel in which electrode pairs composed of opposing reflective electrodes and detection electrodes are arranged in a matrix, and the touch panel includes a touch-side electrode plate disposed opposite to the touch panel. A non-touch side electrode plate, the reflective electrode is attached to the touch side electrode plate, the detection electrode is attached to the non-touch side electrode plate, and a drive electrode is attached to the drive electrode. In the touch panel configured to have a high-frequency signal source and a receiving unit connected to the detection electrode, the touch-side electrode plate is displaced with respect to the non-touch-side electrode plate by the application of pressing force,
The touch is detected by detecting an outflow of a high-frequency current through a conductor approaching or in contact with the touch-side electrode plate to identify the address of the matrix and changing the capacitance between the reflective electrode and the detection electrode. It is characterized in that the pressing of the side electrode plate is determined.
この発明のタッチパネルでは、多数のスイッチ群を構成する個々のスイッチ素子は、非接触方式となっている。これはスイッチに関して、大きな課題とされている接触不良や経年劣化の問題を一挙に解決するものである。 In the touch panel of the present invention, the individual switch elements constituting a large number of switch groups are of a non-contact type. This solves the problems of contact failure and deterioration over time, which are considered to be major issues with regard to switches.
また個々のスイッチ素子は、高周波誘導方式を採用している。この方式により、スイッチ回路のON/OFF動作とアドレスの決定すなわちスイッチ位置の選択が別個に出来るため、スイッチの点数にかかわらずすべてのON/OFF機構を共有できる(ON/OFF機構は1個だけですむ)。これは本発明を可能ならしめるための必須条件でもある。具体的には、多数のマトリックススイッチ群の中で、目的とするスイッチの位置に指を近づけるだけで其のスイッチが選択され、指が触れてからさらにこれを押し下げれば、全てのスイッチ群に対して、ONの条件が成立するが、選択されていない他のスイッチに対しては、すべて無効となるため、目的のスイッチのみがONと判断され、タッチパネルで課題とされている“お手つき”による誤動作を防止する事が出来る。 Each switch element employs a high frequency induction method. By this method, the ON / OFF operation of the switch circuit and the address determination, that is, the selection of the switch position can be performed separately, so that all ON / OFF mechanisms can be shared regardless of the number of switches (only one ON / OFF mechanism is provided) No). This is also a prerequisite for enabling the present invention. Specifically, among a large number of matrix switch groups, the switch is selected by simply bringing the finger close to the target switch position. On the other hand, the ON condition is satisfied, but all other switches that are not selected are invalidated. Therefore, only the target switch is determined to be ON, and the “hand touch” that is an issue on the touch panel Malfunction can be prevented.
さらに、目的とするスイッチの位置の決定がされないまま、タッチパネルが押し下げられれば、それはタッチパネルを手指で押し下げたのではなく、タッチパネルの上に荷物などが置かれたことを現す信号となり、信号処理が無効にされる。 Furthermore, if the touch panel is pushed down without determining the position of the target switch, it does not push down the touch panel with a finger, but a signal indicating that a load or the like has been placed on the touch panel, and signal processing is not performed. Disabled.
またタッチパネルのアドレスの特定とタッチパネルの押し下げの動作は検出装置で検出される高周波電流の連続的な変化で判定することができるので、1個のメモリー内の積算結果によって判定することができるので、判定のための演算量を少なくすることができ、メモリーの容量も小さくてよい。 Also, the touch panel address specification and touch panel push-down operation can be determined by the continuous change of the high-frequency current detected by the detection device, so it can be determined by the integration result in one memory. The amount of calculation for determination can be reduced, and the memory capacity may be small.
請求項1に記載した発明によれば、タッチ側電極板に対する手指の接近、接触の情報とタッチ側電極板の電極と非タッチ側電極板の電極との間の静電容量の情報とが得られるので、アドレスの特定と意識的なタッチ側電極板の押し込みを判定することができ、誤入力を防ぐことができる。 According to the first aspect of the present invention, information on the approach and contact of the finger with respect to the touch-side electrode plate and information on the capacitance between the electrode on the touch-side electrode plate and the electrode on the non-touch-side electrode plate are obtained. Therefore, it is possible to determine whether the address is specified and consciously press the touch side electrode plate, and erroneous input can be prevented.
請求項2に記載した発明によれば、タッチ側電極板と非タッチ側電極板との間には周辺部において弾性材を介在させるので、タッチ側電極板の動作を円滑、高精度にし、かつ透明性を損うことがないので高精度のタッチパネルを得ることができる。
According to the invention described in
請求項3に記載した発明によれば、高周波電流の流出を検出することによってアドレスの特定が可能であり、また静電容量の変化を検出して、タッチ側パネルの押し込みを検出して誤入力を容易に防ぐことができる。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to specify an address by detecting the outflow of a high-frequency current, and it is possible to detect an input error by detecting a change in capacitance and detecting a push on the touch side panel. Can be easily prevented.
請求項4に記載した発明によれば、タッチ側電極板に接近したもしくは接触した導体を通る高周波電流の流出を検出してマトリックスのアドレスの特定を判定し、反射電極と検出電極との間の静電容量の変化によりタッチ側電極板の押し込みを判定するので入力操作の判定を迅速にすることができる。
According to the invention described in
請求項5に記載した発明によれば、タッチ側電極板へのアドレスの判定と押し込みを検出電極で検出される信号の変化特性から判定するので、迅速な判定が可能である。 According to the fifth aspect of the present invention, the determination and pushing of the address to the touch side electrode plate are determined from the change characteristic of the signal detected by the detection electrode, so that a quick determination is possible.
請求項6に記載した発明によればタッチ側電極板へのアドレスの判定と押し下げを検出電極からの高周波電流の積算結果で判定するので、迅速な判定が可能であり、メモリーの容量も小さくてよい。 According to the sixth aspect of the present invention, the determination and depressing of the address to the touch side electrode plate are determined by the integration result of the high frequency current from the detection electrode, so that a quick determination is possible and the capacity of the memory is small. Good.
以下、この発明の一実施態様を図面を参照しつつ説明する。
図1から図3において1はタッチ入力装置用のタッチパネルである。タッチパネル1は対向板体2を有する。対向板体2はタッチ側電極板3及び非タッチ側電極板4を一定の間隔で対向させて配置して構成されている。タッチ側電極板3は平板9に反射電極15を設けて構成され、非タッチ側電極板4は平板10に入出力電極16と駆動電極17とを設けて構成されている。この実施態様では2枚の板体として平板9、10を使用する。すなわち、対向板体2は2枚の平板9、及び10から成っている。平板9及び10は対向して配置され平板9は平板10に対して対向する方向に撓みまたは変位が可能である。平板2と平板4の間隔は周辺部分において弾性材製の枠状のスペーサ6によって保たれる。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 3,
図2に示すように対向板体2の2枚の平板9、10のうち、一方の平板9の内面にはマトリックス24状に配置された多数の反射電極15が配設されている。それぞれの反射電極15に対応して、ほぼ対向した位置での他方の平板10の内面に入出力電極16が配置されている。この入出力電極16は駆動電極17と検出電極18とを組み合わせたものである。駆動電極17のうちマトリックスの同じ行または列上に配置されているもの同士はその行または列に接続され、検出電極18のうちの同じ列または行に配置されているもの同士ははその列また行に接続されている。
As shown in FIG. 2, a large number of
駆動電極17には高周波信号源22が接続し、検出電極18には検出部23が接続する。
A high-
対向板体2の2枚の平板9、10はガラスまたはプラスチック等の透明な材料で構成され、駆動電極17及び検出電極18も透明な材料で構成される。一例として、反射電極15、駆動電極17、検出電極18は酸化インジウムをスパッタリングして形成することができる。他方の平板10の行方向及び列方向に張りめぐらされる入出力用電極16をシールドするために、反射電極15が設けられている一方の平板9では、反射電極15を配置する部分を窓状に除外して、他の残りの全面にシールドが施される。
The two
他方の平板10の各行及び列の共通接続線は外部に引き出され、高周波信号源22及び検出部23に接続される。
The common connection lines for the respective rows and columns of the other
このように構成されたタッチパネル1の作用は次の通りである。
タッチ入力操作として夫々のタッチ側電極板3の反射電極15に手指が接近することにより、駆動電極17から反射電極15に達した高周波電流の一部が、手指21を通してアースに流出するため、等価回路は図4(b)で示すようになりその位置の検出電極18の受信信号レベルが負の方向に変化して(図5(c)の1〜5の変化)、これによりまずX、Yの座標位置を特定し、手指がタッチ側電極板3に触れた後、更にタッチ側電極板3を押下げる事により反射電極15が非タッチ側電極板4の入出力電極16に接近して、等価回路では図4(c)で示すようになり、駆動電極17から検出電極18への高周波電流が増大するために生じる信号レベルの正の方向の変化(図5(c)の5〜7の変化)を測定し、その電極対の座標位置についてのみON動作を特定する。この二段階の特定動作により、タッチパネルで起こるいわゆる「お手つき」の誤動作を防止することが出来る。
The operation of the
As a finger approaches the
このように構成されたタッチパネル1の動作における等価回路と高周波電流の変化は次の通りである。
タッチ入力操作として夫々のタッチ側電極板3の反射電極15に指が接近することにより、図4(a)、(b)、(c)に示すように高周波電流Iの一部が手指のインピーダンスZを通じてI2としてアースに流出し、更に残りはI1として検出器に流入する。Zは手指が反射電極から離れている時は∞としパネルにタッチした時点でほぼ0になると考えるとI1、I2は次の様に表せる。
(1)Zが∞の時 I2=0
I1=(1/2)jωce=1
(2)Zが0の時 I2=jωCe
(指がタッチ直後) I1=(1/2)jωCe−I2=−(1/2)I2
(3)指が押圧Pで押し込む I2=KPjωCe
I1=−(1/2)I2+KPjωCe
(4)指を戻して離す I2=0
I1=(1/2)jωCe−I
(1)に同じ
K:単位押圧当たりのC増加率
P:指圧
I1の変化の模様を図5に模式的に示す。この1サイクルが終了した時点で押されたタッチパネルのアドレスと確実に押されたことの確認を専用のワンチップマイコンで行う。この様な変化はタッチパネル全体を形成するマトリックス全てのポイントのいずれかで起こる可能性があるので順次繰り返してチェックしている必要がある。従って各ポイントでの波形は出来るだけ少ないサンプリング数で目的を達することが求められる。そのため全ての波形をそのまま読み込んでいたのでは到底間に合わない。そこで次のような工夫を行った。図5に示すように先ずこの原波形を近似的に正弦波とみなすとこれは
y=−Sinxとなる(図5(b))。
マトリックス各点のサンプリング値を夫々に対応するメモリーに加算していくと入力の原波形の積分となり次式で表される(図5(c))
∫ydy=∫(−Sinx)dx=Cosx−1
この図を用いて0〜πまでの区間の変化(1〜5)で押されようとしているアドレスを特定し、(3/2)πまでの区間の変化(5〜7)でスイッチが押されたことを判断する。この場合押されようとしているアドレス以外は変化が無いので読み込みを中止してこのアドレスのみの読み込みに集中する。これは読み込み時間を節約しようとする手段でありタッチパネルが多点の場合には高応答性が求められるので必要なことである。このようにアドレスの特定と押されたことの判断を別々に行うことで大きな問題となっている「お手つき」を防止できる。例えば手のひらをタッチパネル上に載せてしまった場合は先ず前述のアドレスを特定するための変化が複数箇所に現れるのでこの場合は「お手つき」としての処理を行うことが出来る。
またタッチパネル上に物をおいた場合には前述の手指のインピーダンスZに相当する値が∞となっているため高周波誘導による変化は起こらず何も認識されないためこれは無視される。この方式の更に大きな長所はこれら全ての動作が手指を通じての高周波誘導によって行われ接点等の機構を介さないため接触不良などの誤動作を全く排除できることである。
Changes in the equivalent circuit and the high-frequency current in the operation of the
When the finger approaches the
(1) When Z is ∞ I 2 = 0
I 1 = (1/2) jωce = 1
(2) When Z is 0 I 2 = jωCe
(Immediately after the finger touches) I 1 = (1/2) jωCe−I 2 = − (1/2) I 2
(3) The finger pushes in with the pressure P I 2 = KPjωCe
I 1 = − (1/2) I 2 + KPjωCe
(4) Put your finger back and release I 2 = 0
I 1 = (1/2) jωCe-I
Same as (1)
K: C increase rate per unit pressing
P: The change pattern of the finger pressure I 1 is schematically shown in FIG. A dedicated one-chip microcomputer confirms the address of the touch panel that was pressed at the end of this cycle and that it was pressed securely. Since such a change may occur at any point of the entire matrix that forms the entire touch panel, it is necessary to check repeatedly in sequence. Therefore, the waveform at each point is required to achieve its purpose with as few samplings as possible. Therefore, if all waveforms are read as they are, it will not be in time. Therefore, the following measures were taken. As shown in FIG. 5, first, when this original waveform is approximately regarded as a sine wave, this becomes y = −Sinx (FIG. 5B).
When the sampling values at each point of the matrix are added to the corresponding memories, the input original waveform is integrated and expressed by the following equation (FIG. 5C).
∫ydy = ∫ (−Sinx) dx = Cosx−1
Using this figure, the address to be pushed is specified by the change (1-5) in the section from 0 to π, and the switch is pushed by the change (5-7) in the section from (3/2) π. Judge that. In this case, since there is no change other than the address to be pressed, reading is stopped and the reading is concentrated only on this address. This is a means for saving reading time, and is necessary because high response is required when there are many touch panels. In this way, the “handling”, which is a major problem, can be prevented by separately specifying the address and determining that the address has been pressed. For example, when the palm is placed on the touch panel, first, the change for specifying the address appears in a plurality of places. In this case, the processing as “hand touch” can be performed.
Further, when an object is placed on the touch panel, the value corresponding to the impedance Z of the finger is ∞, so that no change is caused by high frequency induction and nothing is recognized, so this is ignored. An even greater advantage of this method is that all these operations are performed by high-frequency induction through the fingers and do not go through a mechanism such as a contact, so that malfunctions such as contact failure can be completely eliminated.
このようにこの発明によればお手つきや非操作入力を高精度に判定することができるタッチパネルおよびその入力判定方法を得ることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a touch panel and an input determination method thereof that can accurately determine the touch and non-operation input.
1 タッチパネル
2 対向板体
3 タッチ側電極板
4 非タッチ側電極板
6 スペーサ
9 平板
10 平板
15 反射電極
16 入力電極
17 駆動電極
18 検出電極
21 手指
22 高周波信号源
23 検出部
24 マトリックス
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記タッチ側電極板に接近したもしくは接触した導電体を通る高周波電流の流出を検出して前記マトリックスのアドレスを特定しかつ前記反射電極と前記検出電極との間の静電容量の変化により前記タッチ側電極板の押し込みを判定することを特徴とするタッチパネルにおける入力判定方法 A touch-side electrode plate in which reflective electrodes are arranged in a matrix and a non-touch-side electrode plate having a drive electrode and a detection electrode in a position corresponding to the reflective electrode are arranged opposite to each other and connected to the drive electrode In a touch panel having a signal source and a detection unit connected to the detection electrode, the touch side electrode plate is configured to be displaced with respect to the non-touch side electrode plate by applying and removing a pressing force.
The touch is detected by detecting an outflow of a high-frequency current through a conductor approaching or in contact with the touch-side electrode plate to identify the address of the matrix and changing the capacitance between the reflective electrode and the detection electrode. INPUT DETERMINING METHOD FOR TOUCH PANEL, DETERMINING DEPRESSION OF SIDE ELECTRODE PLATE
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014188635A1 (en) * | 2013-05-20 | 2014-11-27 | ソニー株式会社 | Information processing device, information processing method, and program |
US9886107B2 (en) | 2013-05-20 | 2018-02-06 | Sony Corporation | Information processing apparatus, information processing method, and program |
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