JP2013161131A - タッチディスプレー装置及びそのタッチ位置測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチディスプレー装置及びタッチ位置測定方法を提供する。
【解決手段】タッチディスプレー装置１は、タッチセンサーモジュール２、ベース、圧力感知装置３、統合装置５を備え、圧力感知装置３はタッチセンサーモジュール２とベースとの間に設置し、少なくとも１個の圧力感知部品を備え、タッチ位置測定方法は、第一位置測定ステップ、初期圧力感知ステップ、第二位置測定ステップ、リアルタイム圧力感知ステップ、数値データ統合ステップを含み、第一位置及び第二位置測定ステップは、第一位置及び第二位置のX軸及びY軸方向の座標値を測定し、リアルタイム圧力感知ステップは第一位置と第二位置の圧力変化を感知し、数値データ統合ステップは第一位置及び第二位置、初期圧力、リアルタイム圧力の数値データを統合し、圧力は、X軸及びY軸のZ軸位置に対応する。
【選択図】図１

Description

本発明はタッチ位置を感知し、判定するタッチ位置測定方法に関し、特にタッチ位置の圧力を感知可能なタッチディスプレー装置及びそのタッチ位置測定方法に関する。

タッチパネルは、直接タッチすることで操作を行うもので、パネルの小さな携帯電話端末、コンピューター、大画面のディスプレーなどの民生用電子製品を含む幅広い分野にますます広く応用されるようになっている。

電気抵抗式、キャパシタ式、光学式などタッチ制御技術にはさまざまな種類があるが、何れも、指、或いは電磁ペンによりタッチし、そのタッチ位置を判断し、それに対応する機能を実行する。タッチ技術は、製品の機能を制御及び操作するだけでなく、書き込み、或いは作画に対する応用が、現在のタッチ技術発展の主なトレンドである。しかし、どのタイプのタッチ技術であろうと、タッチ位置の二次元特性(すなわち、X軸とY軸)を表示することしかできない。すなわち、伝統的なタッチ技術の判定方法は、単一幅を備えるラインしか表示できず、タッチ位置に応じて違った幅、つまり三次元(Z軸)を表現することはできない。そのため、ラインの表現が単調で面白みに欠け、文字造形、或いは作画などのラインの太さの変化を表現する必要がある応用に対するニーズに応えることができない。
本発明は、従来のタッチ技術の上記した欠点に鑑みてなされたものである。

本発明が解決しようとする課題は、タッチ位置の二次元平面位置、及びタッチ圧力を感知可能なタッチディスプレー装置及びそのタッチ位置測定方法を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は下記のタッチディスプレー装置及びそのタッチ位置測定方法を提供する。
タッチ位置測定方法は、タッチディスプレー装置のタッチ位置を感知して判定し、第一位置測定ステップ、初期圧力感知ステップ、第二位置測定ステップ、リアルタイム圧力感知ステップ、数値データ統合ステップを含み、
該第一位置測定ステップは、タッチセンサーモジュールにより、タッチ範囲の第一位置を感知し、X軸方向及びY軸方向の座標値を判定し、
該初期圧力感知ステップは、圧力感知装置により、該第一位置の圧力を感知し、
該第二位置測定ステップは、該タッチセンサーモジュールにより、該第一位置が第二位置まで移動したか否かを感知し、該第二位置のX軸方向及びY軸方向の座標値を判定し、
該リアルタイム圧力感知ステップは、該圧力感知装置により、該第一位置が該第二位置へ移動し生じる圧力変化を感知し、該圧力変化に応じて、対応する圧力値を生成し、
該数値データ統合ステップでは、統合装置により駆動回路を使用し、該第一位置、該第二位置、該初期圧力、該リアルタイム圧力の数値データを統合し、集計データを生成し、
タッチディスプレー装置は、タッチセンサーモジュール、ベース、圧力感知装置、統合装置を備え、
該タッチセンサーモジュールは、タッチ制御範囲を定義し、タッチスクリーン、少なくとも１個の感知部品、アナログ多重通信用装置、アナログデジタルアダプターを備え、該感知部品は、該タッチ範囲のタッチ位置を感知し、
該ベースは、該タッチセンサーモジュールを搭載し、
該圧力感知装置は、該タッチセンサーモジュールと該ベースとの間に設置し、少なくとも１個の圧力感知部品を備え、該各圧力感知部品は、上接触面、下接触面を備え、それぞれタッチ圧作用力と反作用力を受け、相対する圧力値を生成し、
該統合装置は、駆動回路を備え、該圧力感知装置、及び該タッチセンサーモジュールに接続し、該圧力感知装置、及び該タッチセンサーモジュールが発するデータ信号を統合し、集計データを生成し、
タッチ位置測定方法は、該タッチディスプレー装置に対応し、該統合装置により、受け取った数値データを統合し、ライン画像により、ラインの長さ及び太さの変化を表現することができるため、書き込み、文字造形、作画に対する使用ニーズを満たすことができる。

本発明のタッチディスプレー装置及びそのタッチ位置測定方法は、ラインの幅の変化を表現することができるため、書き込み、文字造形、作画に対する使用ニーズに応えることができ、使用者のタッチの圧力に基づき、さまざまな太さのラインを形成し、従来の紙にペンで書くのと同様なラインの表現を達成することができる。

本発明タッチディスプレー装置の基本機能ブロックチャートである。 本発明タッチ位置測定方法の基本ブロックチャートである。 本発明タッチ位置測定方法の細部フローチャートである。 本発明タッチディスプレー装置第一実施例の断面模式図である。 本発明タッチディスプレー装置第一実施例の断面模式図である。 本発明タッチディスプレー装置第二実施例の断面模式図である。 本発明タッチディスプレー装置第二実施例の断面模式図である。 本発明タッチディスプレー装置第二実施例の断面模式図である。 本発明タッチディスプレー装置第三実施例の断面模式図である。 本発明タッチディスプレー装置第三実施例の断面模式図である。 本発明タッチディスプレー装置第三実施例の断面模式図である。

以下に図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

本発明タッチ位置の測定方法は、電気抵抗式、キャパシタ式、或いは光学式などのタッチ技術のマルチメディア設備に応用することができ、一点、或いは多数の点のタッチ位置を測定でき、タッチディスプレー装置に、ライン画像方式で、タッチ位置を表示することができる。

本発明タッチディスプレー装置１の基本機能ブロックチャートである図１に示すように、タッチディスプレー装置１は、タッチセンサーモジュール２、圧力感知装置３、統合装置５を備える。タッチセンサーモジュール２は、タッチ制御範囲を定義し、少なくとも１個の感知部品２１、アナログ多重通信用装置２２、アナログデジタルアダプター２３を備える。感知部品２１は、タッチ技術の違いに応じて配置する。

本発明タッチ位置測定方法の基本ブロックチャートである図２に示すように、本発明のタッチ位置測定方法は、感知部品２１を利用し、タッチ制御範囲のX軸とY軸方向の位置を感知し、及び圧力感知装置３を利用し、タッチ圧力を感知し、Z軸方向の位置を感知する。さらに、統合装置５によりX軸、Y軸、Z軸のデータを統一し、集計データを生じる。その応用端末インターフェースは、携帯電話端末、或いはコンピューターなどのポータブル電子装置である。

本発明タッチ位置測定方法の細部フローチャートである図３に示すように、本発明タッチ位置測定方法は、単一の指、多数の指、或いは電磁ペンで、パネルのタッチ範囲にタッチし、本方法の第一位置測定ステップＳ１を執行する。それは、タッチセンサーモジュール２の少なくとも１個の感知部品２１により、タッチ範囲の第一位置を感知し、感知部品２１の制御ICにより演算し、X軸方向及びY軸方向の座標値を判定する。続いて、初期圧力感知ステップＳ２を執行する。それは、圧力感知装置３により、第一位置の圧力を感知する。得られた圧力値は、相対的に、第一位置のZ軸方向位置を表現する。よって、第一位置の三次元X、Y、Z軸の位置はすべて、取得されたことになる。次に、第二位置測定ステップＳ３を執行し、少なくとも１個の感知部品２１により、第一位置が第二位置まで移動したか否かを感知する。すなわち、第一位置が、X軸及びY軸の任意の方向へと移動したか否かを感知し、制御ICにより、移動後の第二位置のX軸及びY軸方向の座標値を演算して判定する。第二位置測定ステップＳ３の進行時に、リアルタイム圧力感知ステップＳ４を同時に執行し、圧力感知装置３により、第一位置が第二位置へ移動し生じる圧力変化を感知し、その圧力変化に応じて、対応する圧力値を生成する。つまり、その移動過程において、該初期圧力と異なる任意の圧力が発生すれば、すべて圧力感知装置３により、即時に測定される。もし、圧力が同一値を維持し続けるなら、それは第二位置の圧力が、第一位置に自然に同等であるということである。

図１、３に示すように、第一位置、及び第二位置の座標値は、感知部品２１により、アナログ多重通信用装置２２に伝送され、さらに、アナログデジタルアダプター２３に送られ、デジタル信号に転換される。圧力感知装置３が測定した初期圧力と、リアルタイム圧力の圧力値は同様に、アナログ信号により伝送され、最後に、数値データ統合ステップＳ５を執行する。数値データ統合ステップＳ５では、統合装置５により、第一位置、第二位置、初期圧力、リアルタイム圧力の数値データを統合し、集計データを生成する。統合装置５は、駆動回路(図示なし)を含み、圧力感知装置３、タッチセンサーモジュール２に接続する。これにより、本発明タッチ位置測定方法は、タッチ範囲内の第一位置、及び第二位置のX軸及びY軸方向座標を測定することができる他、圧力感知装置３により、初期圧力とリアルタイム圧力を測定することができ、それはZ軸の相対位置にそれぞれ対応する。

数値データ統合ステップＳ５が生成する集計データは、ライン表示ステップＳ６により分析され、ライン形式で、タッチディスプレー装置１上に表現される。内、第一位置と第二位置との間の距離は、該ラインの長さを表し、第一位置から第二位置までの圧力は、該ラインの幅を表す。該ラインの幅は、第一位置から第二位置までの圧力変化に応じて変化する。本実施例中では、第一位置から第二位置までの圧力値が大きければ大きいほど、該ラインの幅も大きくなり、第一位置から第二位置までの圧力値が小さければ小さいほど、該ラインの幅も小さくなる。

この他、タッチセンサーモジュール２が、第一位置、或いは第二位置を感知できない時には、第一位置、或いは第二位置のX軸及びY軸方向の座標値を、０,０とし、タッチセンサーモジュール２はタッチ範囲に対する感知を停止するＳ７(図３参照)。

図４〜図１１は、本発明タッチディスプレー装置１のさまざまな実施例を示す。図４、図５に示すタッチディスプレー装置１の第一実施例では、タッチディスプレー装置１は、タッチセンサーモジュール２を備え、タッチ範囲を定義する。タッチセンサーモジュール２は、タッチスクリーン２０、複数の感知部品２１、アナログ多重通信用装置２２、アナログデジタルアダプター２３(図１参照)を備える。タッチディスプレー装置１はさらに、タッチセンサーモジュール２を搭載するベース４、タッチセンサーモジュール２とベース４との間に設置する圧力感知装置３、統合装置５(図１参照)を備える。圧力感知装置３は、複数の圧力感知部品３１を備える。各圧力感知部品３１は、上接触面３１１、下接触面３１２を備える。統合装置５は、タッチセンサーモジュール２及び圧力感知装置３に接続する。タッチスクリーン２０が、指、或いは電磁ペンなどの外部物質によりタッチされると、圧力感知部品３１の上接触面３１１は、タッチ圧作用力を受け、下接触面３１２は、ベース４からの反作用力を受け、相対する圧力値を生成する。圧力感知部品３１は、圧電材料により製造し、薄膜状を呈し、タッチセンサーモジュール２の周囲に、分散配置させることができ、タッチセンサーモジュール２及びベース４に、直接接着させて連接する。図５に示すように、ベース４の圧力感知部品３１に相対する位置に、設置部４１を突出状に設置し、これにより圧力感知部品３１を支える。

図６、図７、図８は、本発明タッチディスプレー装置１の第二実施例を示す。図６に示すタッチセンサーモジュール２下には、さらに、キャリア６を連接し、これによりタッチセンサーモジュール２を直接搭載することができる。キャリア６の、圧力感知部品３１に対応する位置には、下方へと設置部６１を突出状に設置し、これにより圧力感知部品３１を押さえる。図７に示すように、タッチセンサーモジュール２上には、さらに、透明パネル２４を設置する。透明パネル２４は、タッチ制御の接触面となる。キャリア６下には、設置部６１を突出状に形成し、ベース４は、設置部６１に相対し、別に凹槽を形成し、設置部６１を収容する。図８に示すように、キャリア６の設置部６１は、表面から内へと陥没する形態に変えることができ、これにより圧力感知部品３１を設置する。

図９、図１０、図１１は、本発明タッチディスプレー装置１の第三実施例を示す。図９に示すように、キャリア６、或いはベース４には、設置部６１、４１を設置せず、圧力感知部品３１は、キャリア６とベース４との間に、直接設置する。図１０に示すように、ベース４にはさらに、設置部４１を突出状に設置し、これにより圧力感知部品３１を支える。図１１に示すように、ベース４の設置部４１は、ベース４の表面から内へと陥没し、これに圧力感知部品３１を設置する。上記したように、タッチディスプレー装置１の構造は、さまざまな実施例の変化を備えるが、その圧力感知装置３はみな、タッチにより生じるタッチ圧作用力と反作用力を受け取ることができ、それに対応する圧力値を提供し、これによりZ軸位置に対応し、三次元特性を表現し、ラインの幅を表示することができる。

上記の本発明名称と内容は、本発明技術内容の説明に用いたのみで、本発明を限定するものではない。本発明の精神に基づく等価応用或いは部品（構造）の転換、置換、数量の増減はすべて、本発明の保護範囲に含むものとする。

本発明は特許の要件である新規性を備え、従来の同類製品に比べ十分な進歩を有し、実用性が高く、社会のニーズに合致しており、産業上の利用価値は非常に大きい。

１ タッチディスプレー装置
２ タッチセンサーモジュール
３ 圧力感知装置
４ ベース
５ 統合装置
６ キャリア
２０ タッチスクリーン
２１ 感知部品
２２ アナログ多重通信用装置
２３ アナログデジタルアダプター
２４ 透明パネル
３１ 圧力感知部品
３１１ 上接触面
３１２ 下接触面
４１、６１ 設置部
Ｓ１ 第一位置測定ステップ
Ｓ２ 初期圧力感知ステップ
Ｓ３ 第二位置測定ステップ
Ｓ４ リアルタイム圧力感知ステップ
Ｓ５ 数値データ統合ステップ
Ｓ６ ライン表示ステップ
Ｓ７ 停止

Claims (10)

1. タッチ位置測定方法は、タッチディスプレー装置のタッチ位置を感知して判定し、第一位置測定ステップ、初期圧力感知ステップ、第二位置測定ステップ、リアルタイム圧力感知ステップ、数値データ統合ステップを含み、
   前記第一位置測定ステップは、タッチセンサーモジュールにより、タッチ範囲の第一位置を感知し、X軸方向及びY軸方向の座標値を判定し、
   前記初期圧力感知ステップは、圧力感知装置により、前記第一位置の圧力を感知し、
   前記第二位置測定ステップは、前記タッチセンサーモジュールにより、前記第一位置が第二位置まで移動したか否かを感知し、前記第二位置のX軸方向及びY軸方向の座標値を判定し、
   前記リアルタイム圧力感知ステップは、前記圧力感知装置により、前記第一位置が前記第二位置へ移動し生じる圧力変化を感知し、前記圧力変化に応じて、対応する圧力値を生成し、
   前記数値データ統合ステップでは、統合装置により駆動回路を使用し、前記第一位置、前記第二位置、前記初期圧力、前記リアルタイム圧力の数値データを統合し、集計データを生成することを特徴とするタッチ位置測定方法。
2. 前記タッチセンサーモジュールは、少なくとも１個の感知部品、アナログ多重通信用装置、アナログデジタルアダプターを備え、
   前記第一位置及び前記第二位置の座標値は、前記感知部品により感知し、前記アナログ多重通信用装置へと、アナログ信号を発し、
   前記アナログデジタルアダプターは、前記アナログ多重通信用装置から送られるアナログ信号を、デジタル信号に転換することを特徴とする請求項１に記載のタッチ位置測定方法。
3. 前記数値データ統合ステップは、前記タッチセンサーモジュールが伝送するデジタル信号、及び前記圧力感知装置が伝送するアナログ信号を統合し、前記集計データを生成することを特徴とする請求項２に記載のタッチ位置測定方法。
4. 前記タッチ位置測定方法はさらに、ライン表示ステップを含み、
   前記ライン表示ステップは、前記数値データ統合ステップが生成した集計データを分析し、ライン形式で、前記タッチディスプレー装置上に表現し、
   前記第一位置と前記第二位置との間の距離は、前記ラインの長さを表し、
   前記第一位置から前記第二位置までの圧力は、前記ラインの幅を表し、
   前記ラインの幅は、前記第一位置から前記第二位置までの圧力変化に応じて変化することを特徴とする請求項１に記載のタッチ位置測定方法。
5. 前記第一位置から前記第二位置までの圧力値が大きければ大きいほど、前記ラインの幅も大きくなり、
   前記第一位置から前記第二位置までの圧力値が小さければ小さいほど、前記ラインの幅も小さくなることを特徴とする請求項４に記載のタッチ位置測定方法。
6. 前記タッチセンサーモジュールが、前記第一位置、或いは前記第二位置を感知できない時には、前記第一位置、或いは前記第二位置のX軸及びY軸方向の座標値を、０,０とし、
   前記タッチセンサーモジュールは、前記タッチ範囲に対する感知を停止することを特徴とする請求項１に記載のタッチ位置測定方法。
7. タッチディスプレー装置は、タッチセンサーモジュール、ベース、圧力感知装置、統合装置を備え、
   前記タッチセンサーモジュールは、タッチ制御範囲を定義し、タッチスクリーン、少なくとも１個の感知部品、アナログ多重通信用装置、アナログデジタルアダプターを備え、前記感知部品は、前記タッチ範囲のタッチ位置を感知し、
   前記ベースは、前記タッチセンサーモジュールを搭載し、
   前記圧力感知装置は、前記タッチセンサーモジュールと前記ベースとの間に設置し、少なくとも１個の圧力感知部品を備え、前記各圧力感知部品は、上接触面、下接触面を備え、それぞれタッチ圧作用力と反作用力を受け、相対する圧力値を生成し、
   前記統合装置は、駆動回路を備え、前記圧力感知装置、及び前記タッチセンサーモジュールに接続し、前記圧力感知装置、及び前記タッチセンサーモジュールが発するデータ信号を統合し、集計データを生成することを特徴とするタッチディスプレー装置。
8. 前記圧力感知装置の圧力感知部品は、複数で、圧電材料により製造し、前記タッチセンサーモジュールの前記ベースに対応する片側面に、分散させて設置することを特徴とする請求項７に記載のタッチディスプレー装置。
9. 前記タッチセンサーモジュールの前記ベースに対応する片側面にはさらに、キャリアを連接し、その上には、少なくとも１個の設置部を設置し、
   前記設置部は、前記キャリアの外表面に突出し、或いは内側へと陥没し、これにより前記圧力感知部品を設置することを特徴とする請求項７に記載のタッチディスプレー装置。
10. 前記ベースの前記タッチセンサーモジュールに対応する片側面には、少なくとも１個の設置部を設置し、
    前記設置部は、前記ベースの外表面に突出し、或いは内側へと陥没し、これにより前記圧力感知部品を設置することを特徴とする請求項７に記載のタッチディスプレー装置。

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