JP2015018538A - タッチパネルの入力信号識別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、タッチパネルの入力信号識別方法を提供する。
【解決手段】タッチパネルの入力信号識別方法は、第一閾値Ｔ_１及び第二閾値Ｔ_２を設定る第一ステップと、複数の第一信号値Ｃ_ｎを獲得る第二ステップと、Ｃ_ｎがＴ_１及びＴ_２と比較し、Ｃ_ｎ≧Ｔ_１である場合、指でタッチパネルが直接にタッチされることと判断し、Ｃ_ｎ＜Ｔ_２である場合、タッチパネルがタッチされないことと判断し、Ｔ_２≦Ｃ_ｎ＜Ｔ_１である場合、次のステップ（Ｓ４）に進む第三ステップと、複数の第二信号値Ｃ’_ｎを獲得する第四ステップと、各回に獲得したＣ’_ｎの中で最大のＣ’_ｎがΔＣ_ｐｅａｋを定義し、複数の最大のΔＣ_ｐｅａｋの平均値を計算し、タッチパネルが絶縁にタッチされることと、タッチパネルがタッチされないことと判断する第五ステップと、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、タッチパネルの入力信号識別方法に関し、特に、静電容量方式のタッチパネルの入力信号識別方法に関するものである。

近年、タッチパネルは携帯電話及び航行システム等のいろいろな携帯端末或いは電子設備に応用されている。携帯端末或いは電子設備において、透光性を有するタッチパネルは液晶表示設備の表面に設置されている。これにより、ユーザーが目で液晶表示設備の表示された内容を確認する同時に、指或いはペンによって、タッチパネルを操作でき、携帯端末或いは電子設備の機能を実現できる。

タッチパネルに対して、タッチした位置の検出を電気的に行うものとして、抵抗膜方式や静電容量方式などがある。一方、電気を用いないものとして、超音波方式や赤外遮光方式、画像認識方式などがある。

静電容量方式は、指で触れることで表示パネルの表面電荷の変化を捕らえることによる位置検出方法である。しかし、指とタッチパネルとの間に絶縁層（例えば、手袋）を有し、即ち、指がタッチパネルと直接に接触しない場合、タッチパネルは前記の入力信号を識別できず、タッチパネルの使用にとって不便である。

従って、前記課題を解決するために、本発明は指とタッチパネルの間に絶縁層を有する際のタッチ動作を識別できるタッチパネルの入力信号識別方法を提供する。

本発明のタッチパネルの入力信号識別方法は第一閾値Ｔ_１及び第二閾値Ｔ_２を設定し、且つＴ_２＜Ｔ_１である第一ステップと、
駆動集積回路は複数の駆動センサ電極にそれぞれ駆動信号を入力し、センサ集積回路は各駆動センサ電極と対応する複数の第一信号値Ｃ_ｎを獲得し、ｎは自然数である第二ステップと、
第一信号値Ｃ_ｎが第一閾値Ｔ_１及び第二閾値Ｔ_２と比較し、Ｃ_ｎ≧Ｔ_１である場合、指でタッチパネルが直接にタッチされる入力信号と判断し、Ｃ_ｎ＜Ｔ_２である場合、タッチパネルがタッチされないことと判断し、Ｔ_２≦Ｃ_ｎ＜Ｔ_１である場合、次のステップ（Ｓ４）に進む第三ステップと、
予定の時間を設定し、設定された予定の時間において、駆動集積回路は複数の駆動センサ電極に駆動信号を数回に入力し、センサ集積回路は各駆動センサ電極と対応する複数の第二信号値Ｃ’_ｎを数回に獲得する第四ステップと、
各回に獲得した第二信号値Ｃ’_ｎの中で最大のＣ’_ｎがΔＣ_ｐｅａｋを定義し、数回に獲得した第二信号値Ｃ’_ｎの中で複数の最大のΔＣ_ｐｅａｋを獲得し、該複数の最大のΔＣ_ｐｅａｋの平均値

を計算し、式（１）

を満足する場合、タッチパネルが絶縁にタッチされる入力信号と判断し、式（１）を満足しない場合、タッチパネルがタッチされないことと判断する第五ステップと、を含む。

従来の技術と比べて、本発明のタッチパネルの入力信号識別方法によって、指でタッチパネルが直接にタッチされることを判断でき、且つタッチパネルが絶縁にタッチされることを判断でき、または、裸の指とタッチパネルとの距離が絶縁層の厚さよりやや大きい場合、予定の時間において、複数の最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋの平均値が

は

を満足するかどうかによって、タッチパネルが絶縁にタッチされること、或いは裸の指がただタッチパネルに近づき、タッチパネルにタッチしない誤認定の状況を判断できる。従って、ユーザーは手袋をしてタッチパネルにタッチする際、タッチパネルが入力信号を正確に識別でき、タッチパネルの使用に便利である。

本発明の実施例１におけるタッチパネルの入力信号識別方法のフローチャートである。 図１の集積回路が検出するタッチパネル信号を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。また、以下の各実施例において、同じ構成要素は同じ符号を付与している。

（実施例１）
本実施例はタッチパネルの入力信号識別方法を提供する。本実施例のタッチパネルの入力信号識別方法は様々な自己インダクタンス静電容量方式のタッチパネルに応用できる。自己インダクタンス静電容量方式のタッチパネルはタッチパネルの導電フィルムと大地との間の静電容量の変化のよって、検出点の位置を検出する。

自己インダクタンス静電容量方式のタッチパネルは、透明絶縁基板と、透明導電フィルムと、複数の駆動センサ電極と、少なくとも一つの集積回路（ＩＣ）と、を含む。透明導電フィルムは透明絶縁基板の表面に設置され、複数の駆動センサ電極は透明導電フィルムと電気的に接続され、少なくとも一つの集積回路（ＩＣ）は各駆動センサ電極と電気的に接続される。少なくとも一つの集積回路（ＩＣ）は、複数の駆動センサ電極によって透明導電フィルムに駆動信号を入力し、且つ、複数の駆動センサ電極によって透明導電フィルムの静電容量の変化を検出する。これにより、タッチパネルの表面がタッチされるかタッチされないか及びタッチされる点の位置を検出する。

一つの実施例において、透明導電フィルムは抵抗異方性を有する連続した導電フィルムからなることができる。透明導電フィルムは低抵抗方向と高抵抗方向を有する。複数の駆動センサ電極は相互に間隔をあけて、高抵抗方向に沿って、透明導電フィルムの少なくともの一側に配列される。透明導電フィルムは少なくとも一枚のカーボンナノチューブフィルムからなることができる。カーボンナノチューブフィルムはカーボンナノチューブアレイを直接に引き出して得る自立構造体である。前記カーボンナノチューブフィルムにおいて、複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って配列されている。具体的には、複数のカーボンナノチューブにおける各カーボンナノチューブは、延伸する方向における隣接するカーボンナノチューブと、分子間力で端と端とが接続されている。カーボンナノチューブは軸向に沿って優れた導電性を有し、且つカーボンナノチューブフィルムにおいて、複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って配列されているので、カーボンナノチューブフィルムは抵抗異方性を有する。本実施例において、カーボンナノチューブフィルムにおいて、複数のカーボンナノチューブが延伸する方向は低抵抗方向であり、複数のカーボンナノチューブの延伸する方向と垂直する方向は高抵抗方向である。

カーボンナノチューブフィルムは自立構造体である。ここで、自立構造体とは、支持体材を利用せず、カーボンナノチューブフィルムを独立して利用することができる形態のことである。本実施例において、カーボンナノチューブフィルムを対向する両側から支持して、カーボンナノチューブフィルムの構造を変化させずに、カーボンナノチューブフィルムを懸架させることができることを意味する。カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは、分子間力で接続されているので、自立構造体を実現する。

もう一つの実施例において、透明導電フィルムは複数の導電ブロックからなることができる。該複数の導電ブロックは相互に間隔をあけて、アレイの形式によって分布される。各導電ブロックは一つの駆動センサ電極を通じて、少なくとも一つの集積回路（ＩＣ）と電気的に接続される。複数の導電ブロックの形状は制限されず、矩形、菱形などの幾何形状の何れかの一種或いは多種である。複数の導電ブロックの材料は制限されず、ＩＴＯ或いはカーボンナノチューブである。

少なくとも一つの集積回路（ＩＣ）は駆動集積回路及びセンサ集積回路を含む。駆動集積回路は複数の駆動センサ電極に駆動信号を提供し、センサ集積回路は複数の駆動センサ電極によって、タッチパネルの表面がタッチされるかタッチされないかの信号を検出する。駆動集積回路の駆動された方式は従来の自己インダクタンス静電容量方式のタッチパネルの駆動された方式と同じであり、センサ集積回路が信号をセンサする方式は、従来の自己インダクタンス静電容量方式のタッチパネルが信号をセンサする方式と同じである。

図１を参照し、タッチパネルの入力信号識別方法は、第一閾値Ｔ_１及び第二閾値Ｔ_２を設定し、且つＴ_２＜Ｔ_１であるステップ（Ｓ１）と、駆動集積回路は複数の駆動センサ電極にそれぞれ駆動信号を入力し、センサ集積回路は各駆動センサ電極と対応する複数の第一信号値Ｃ_ｎを獲得し、ｎは自然数であるステップ（Ｓ２）と、第一信号値Ｃ_ｎを第一閾値Ｔ_１及び第二閾値Ｔ_２と比較し、Ｃ_ｎ≧Ｔ_１である場合、指でタッチパネルが直接にタッチされる入力信号と判断し、Ｃ_ｎ＜Ｔ_２である場合、タッチパネルがタッチされないことと判断し、Ｔ_２≦Ｃ_ｎ＜Ｔ_１である場合、次のステップ（Ｓ４）に進むステップ（Ｓ３）と、予定の時間を設定し、設定された予定の時間において、駆動集積回路は複数の駆動センサ電極に駆動信号を数回に入力し、センサ集積回路は各駆動センサ電極と対応する複数の第二信号値Ｃ’_ｎを数回に獲得するステップ（Ｓ４）と、各回に獲得した第二信号値Ｃ’_ｎの中で最大のＣ’_ｎがΔＣ_ｐｅａｋを定義し、数回に獲得した第二信号値Ｃ’_ｎの中で複数の最大のΔＣ_ｐｅａｋを獲得し、該複数の最大のΔＣ_ｐｅａｋの平均値

を計算し、式（１）を満足する場合、タッチパネルが絶縁にタッチされる入力信号と判断し、式（１）を満足しない場合、タッチパネルがタッチされないことと判断するステップ（Ｓ５）と、を含む。

ステップ（Ｓ１）において、第一閾値Ｔ_１は静電容量方式のタッチパネルの信号検出閾値であることができる。好ましくは、該第一閾値Ｔ_１は、裸の指がタッチパネルと接触する臨界状態で、集積回路（ＩＣ）が検出された最大の信号値である。裸の指がタッチパネルと接触する臨界状態とは、懸架された指とタッチパネルとの距離が小さく、もう少しのところでタッチパネルと接触する状態に達する。これにより、指がタッチパネルと遠く離れる場合のタッチパネルにタッチされないことを、タッチパネルにタッチされることを判断しないことを保証する。

第二閾値Ｔ_２は第一閾値Ｔ_１より小さい。好ましくは、第二閾値Ｔ_２は背景信号値より大きい。タッチパネルにタッチされない際、導線が集積回路（ＩＣ）と電気的に接続されて、静電容量が寄生されることによって、背景信号が発生される。

ステップ（Ｓ２）において、第一信号値Ｃ_ｎは信号の変化値であり、即ち、タッチパネルがタッチされた後、透明導電フィルムと対応する位置に輸出された信号値と、タッチパネルがタッチされない際、前記透明導電フィルムと対応する位置に輸出された信号値との差である。

ステップ（Ｓ３）において、複数の第一信号値Ｃ_ｎはすべて第一閾値Ｔ_１より小さい場合、更に、複数の第一信号値Ｃ_ｎを第二閾値Ｔ_２と比較させる。これにより、タッチパネルが絶縁にタッチされるかタッチパネルがタッチされないかを判断する。タッチパネルが絶縁にタッチされるとは、裸の指とタッチパネルとの間に、絶縁層を有することである。本実施において、タッチパネルが絶縁にタッチされるとは、手袋をした指でタッチパネルがタッチすることである。具体的に、Ｃ_ｎ＜Ｔ_２である場合、指がタッチパネルと遠く離れること或いは背景信号と判断し、Ｔ_２≦Ｃ_ｎ＜Ｔ_１である場合、次のステップ（Ｓ４）に進み、タッチパネルが絶縁にタッチされるかどうかを確認する。

裸の指とタッチパネルとの距離は絶縁層の厚さよりやや大きい場合、該動作がタッチ動作を容易に認定される。しかし、この際、裸の指はただタッチパネルに近づき、タッチパネルにタッチしない。前記誤認定の状況を防止するために、ステップ（Ｓ４）及びステップ（Ｓ５）が設定される。例えば、裸の指はただタッチパネルに近づく場合、指が速くタッチパネルと離れ、懸架された裸の指とタッチパネルとの距離が予定の時間に変化しない概率は小さい。これにより、予定の時間において、駆動センサ電極が検出された複数の最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋは急に最大値から最小値までになり、複数の最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋの平均値

は固定の区間値に保持できず、式（１）を満足できない。式（１）を満足するかどうかによって、誤認定の状況或いはタッチパネルが絶縁にタッチされることをそれぞれ判断できる。

ステップ（Ｓ４）及びステップ（Ｓ５）において、設定された予定の時間は１秒〜４秒である。該予定の時間に、タッチは固定式タッチ及び滑動式タッチを含む。固定式タッチは、該予定の時間に、ユーザーがタッチパネルにタッチする際、指が一つの固定の位置に保持されることである。固定式タッチの状態で、集積回路（ＩＣ）が検出された最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋは同じである。滑動式タッチは、該予定の時間に、ユーザーがタッチパネルにタッチする際、指が動かすことである。具体的に、該予定の時間に、指がタッチパネルの表面の一つの位置をタッチし、また指がタッチパネルの表面を離れないままで、他の位置に移動する。滑動式タッチの状態で、集積回路（ＩＣ）が検出された最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋはタッチされる位置の変化によって変化する。

例えば、透明導電フィルムは複数の導電ブロックからなる場合、指が導電ブロックをタッチする際、集積回路（ＩＣ）が検出された信号値は大きい。指が二つの導電ブロックの間に移動する際、集積回路（ＩＣ）が検出された信号値は小さい。従って、滑動式タッチの状態で、集積回路（ＩＣ）が複数の異なる最大の信号値ΔＣｐｅａｋを検出でき、次いで、複数の異なる最大の信号値ΔＣｐｅａｋの平均値

を計算できる。懸架された裸の指と雑音などによって発生された電気容量の原因で、タッチ動作を誤認することを、ステップ（Ｓ４）及びステップ（Ｓ５）によって排除することができる。これにより、タッチパネルが絶縁にタッチされることを判断できる。

タッチパネルが絶縁にタッチされる際、集積回路（ＩＣ）が検出された信号値は弱い、且つ該信号値の変化が大きい。タッチパネルが絶縁にタッチされることをもっと正確に判断するために、タッチパネルの入力信号識別方法は更に、予定のパラメータａを設定するステップ（Ｓ６）と、各最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋと対応する位置を第一位置と定義し、各最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋと隣接する位置を第二位置と定義し、複数の第二位置の第三信号値Ｃ”_ｎを検出するステップ（Ｓ７）と、最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋと第三信号値Ｃ”_ｎとの比率ｂを定義し、比率ｂとパラメータａと比較し、ｂ＞ａである場合、タッチパネルが絶縁にタッチされることを判断するステップ（Ｓ８）と、を含むことができる。

ステップ（Ｓ６）において、パラメータａは、裸の指がタッチパネルにタッチする際の最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋと第三信号値Ｃ”_ｎとの比率である。パラメータａを設定する方法は、第一閾値Ｔ_１を設定する方法と同じである。即ち、パラメータａは、裸の指がタッチパネルと接触する臨界状態の際に、集積回路（ＩＣ）が検出された最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋと第三信号値Ｃ”_ｎとの比率である。

ステップ（Ｓ７）において、第一位置及び第二位置は透明導電フィルムに設定される。第一位置と第二位置との距離は、指の中心と指の辺縁との距離以下である。

導電透明フィルムは複数の導電ブロックからなる場合、各最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋと対応する導電ブロックを第一位置とし、第一位置と隣接する導電ブロックを第二位置とし、隣接する二つの導電ブロックの距離は、指の中心と指の辺縁との距離以下である。

具体的に、各最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋと対応する導電ブロックをＸと設定する。Ｘとの距離は指の中心と指の辺縁との距離以下であり、且つＸと同じ行に存在し、或いはＸと同じ列に存在している導電ブロックは、Ｘ−Ｎ及びＸ＋Ｎと設定される。Ｎは１以上の整数である。例えば、Ｘと隣接し、且つ同じ行或いは同じ列に存在している導電ブロックは、Ｘ−１及びＸ＋１と設定されてもよく、また、Ｘと隣接し、且つ同じ行或いは同じ列に存在している導電ブロックは、Ｘ−２及びＸ＋２と設定されてもよい。図２を参照すると、本実施において、各最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋと対応する導電ブロックはＸと設定され、Ｘと隣接する導電ブロックをＸ−２及びＸ＋２と設定され、パラメータａを２と設定され、導電ブロックＸ−２が検出された第三信号値Ｃ”_ｎをΔＣ_ｎ−２と設定され、導電ブロックＸ＋２が検出された第三信号値Ｃ”_ｎをΔＣ_ｎ＋２と設定される。式２ΔＣ_ｎ−２＜ΔＣ_ｐｅａｋを満足し、且つ式２ΔＣ_ｎ＋２＜ΔＣ_ｐｅａｋを満足する場合、タッチパネルが絶縁にタッチされることを判断できる。

（実施例２）
本実施例はタッチパネルの入力信号識別方法を提供する。本実施例において、透明導電フィルムは抵抗異方性を有するカーボンナノチューブフィルムからなる。カーボンナノチューブフィルムにおいて、複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って配列されている。具体的には、複数のカーボンナノチューブにおける各カーボンナノチューブは、延伸する方向における隣接するカーボンナノチューブと、分子間力で端と端とが接続されている。複数の駆動センサ電極は相互に間隔をあけて、高抵抗方向に沿って、透明導電フィルムの両側に配列される。本実施例のタッチパネルの入力信号識別方法は実施例１のタッチパネルの入力信号識別方法と基本的に同じであるが、異なる点は以下である。ステップ（Ｓ７）において、各最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋと対応する駆動センサ電極を第一位置とし、第一位置と隣接する駆動センサ電極を第二位置とし、隣接する二つの駆動センサ電極の距離は、指の中心と指の辺縁との距離以下である。

本発明のタッチパネルの入力信号識別方法によって、指でタッチパネルが直接にタッチされることを判断でき、且つタッチパネルが絶縁にタッチされることを判断でき、または、裸の指とタッチパネルとの距離は絶縁層の厚さよりやや大きい場合、予定の時間において、複数の最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋの平均値

は

を満足するかどうかによって、タッチパネルが絶縁にタッチされること、或いは裸の指がただタッチパネルに近づき、タッチパネルにタッチしない誤認定の状況を判断できる。従って、ユーザーは手袋をしてタッチパネルにタッチする際、タッチパネルが入力信号を正確に識別でき、タッチパネルの使用に便利である。

Ｔ_１ 第一閾値
Ｔ_２ 第二閾値
Ｃ_ｎ 第一信号値
Ｃ’_ｎ 第二信号値

Claims (1)

1. 第一閾値Ｔ_１及び第二閾値Ｔ_２を設定し、且つＴ_２＜Ｔ_１である第一ステップと、
   駆動集積回路は複数の駆動センサ電極にそれぞれ駆動信号を入力し、センサ集積回路は各駆動センサ電極と対応する複数の第一信号値Ｃ_ｎを獲得し、ｎは自然数である第二ステップと、
   第一信号値Ｃ_ｎが第一閾値Ｔ_１及び第二閾値Ｔ_２と比較し、Ｃ_ｎ≧Ｔ_１である場合、指でタッチパネルが直接にタッチされる入力信号と判断し、Ｃ_ｎ＜Ｔ_２である場合、タッチパネルがタッチされないことと判断し、Ｔ_２≦Ｃ_ｎ＜Ｔ_１である場合、次のステップ（Ｓ４）に進む第三ステップと、
   予定の時間を設定し、設定された予定の時間において、駆動集積回路は複数の駆動センサ電極に駆動信号を数回に入力し、センサ集積回路は各駆動センサ電極と対応する複数の第二信号値Ｃ’_ｎを数回に獲得する第四ステップと、
   各回に獲得した第二信号値Ｃ’_ｎの中で最大のＣ’_ｎがΔＣ_ｐｅａｋを定義し、数回に獲得した第二信号値Ｃ’_ｎの中で複数の最大のΔＣ_ｐｅａｋを獲得し、該複数の最大のΔＣ_ｐｅａｋの平均値
   

   

   を計算し、式（１）
   

   

   を満足する場合、タッチパネルが絶縁にタッチされる入力信号と判断し、式（１）を満足しない場合、タッチパネルがタッチされないことと判断する第五ステップと、
   を含むことを特徴とするタッチパネルの入力信号識別方法。

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