JP2015049895A - 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Ｔ０を設定する第一ステップと、複数の駆動センサ電極対を順番に駆動及びセンシングし、駆動及びセンシングされていない駆動センサ電極対に駆動信号を入力し、複数の第一信号値Ｃｎを獲得する第二ステップと、第一信号値Ｃｎを第一閾値Ｔ０と比較し、Ｃｎ＜Ｔ０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、Ｃｎ≧Ｔ０である場合、次のステップに進む第三ステップと、複数の駆動センサ電極対を順番に駆動及びセンシングし、駆動及びセンシングされていない駆動センサ電極対を接地させ、複数の第二信号値Ｃ’ｎを獲得する第四ステップと、第一信号値Ｃｎを第二信号値Ｃ’ｎと比較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と同時に、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、指で触れることで生じる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、タッチパネルの表面に水滴が存在する際、タッチパネルの静電容量を変化させるので、タッチパネルがタッチされたと誤認し、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、本発明はタッチパネルの表面に水滴が存在するかどうか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_０を設定する第一ステップと、駆動集積回路により、複数の駆動センサ電極対を順番に駆動及びセンシングし、駆動及びセンシングされていない駆動センサ電極対に駆動信号を入力し、複数の第一信号値Ｃ_ｎを獲得し、ここで、ｎは自然数である、第二ステップと、前記第一信号値Ｃ_ｎを前記第一閾値Ｔ_０と比較し、Ｃ_ｎ＜Ｔ_０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、Ｃ_ｎ≧Ｔ_０である場合、次のステップに進む第三ステップと、駆動集積回路により、複数の駆動センサ電極対を順番に駆動及びセンシングし、駆動及びセンシングされていない駆動センサ電極対を接地させ、複数の第二信号値Ｃ’_ｎを獲得する第四ステップと、前記第一信号値Ｃ_ｎを前記第二信号値Ｃ’_ｎと比較し、Ｃ_ｎ＞Ｃ’_ｎである場合、タッチパネルの表面に水滴が存在する入力信号と判断し、Ｃ_ｎ≦Ｃ’_ｎ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する第五ステップと、を含む。

本発明のタッチパネルの入力信号識別方法は、駆動集積回路により、複数の駆動センサ電極対を順番に駆動及びセンシングし、駆動及びセンシングされていない駆動センサ電極対に駆動信号を入力し、複数の第三信号値Ｃ”_ｎを獲得する第六ステップと、前記第三信号値Ｃ”_ｎを前記第二信号値Ｃ’_ｎと比較し、Ｃ”_ｎ≦Ｃ’_ｎである場合、タッチパネルの表面に水滴だけが存在し、指でタッチパネルがタッチされない入力信号と判断し、Ｃ”_ｎ＞Ｃ’_ｎである場合、タッチパネルの表面に水滴が存在するとともに、指で水滴にタッチする同時にタッチパネルが有効にタッチされる入力信号と判断し、且つ獲得した第三信号値Ｃ”_ｎを修正する第七ステップと、を更に含む。

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、タッチパネルの表面に水滴が存在するかどうかを識別でき、水滴が原因でタッチパネルの静電容量が変化して、タッチパネルがタッチされたと誤認することを防止できる。

本発明の第１実施形態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。 本発明の第１実施形態における第一センサ方式及び第二センサ方式によって、タッチパネルの表面に水滴が存在する際、センサ集積回路によって獲得する出力信号値を示す図である。 本発明の第１実施形態における第一センサ方式及び第二センサ方式によって、指でタッチパネルをタッチして、センサ集積回路によって獲得する出力信号値を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。また、以下の各実施形態において、同じ構成要素には同じ符号を付している。

（第１実施形態）
本実施形態はタッチパネルの入力信号識別方法を提供する。本実施形態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によって、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対と、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単層透明導電フィルム或いは二層透明導電フィルムであり、透明絶縁基板の表面に設置され、複数の駆動センサ電極対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対と電気的に接続される。各駆動センサ電極対は一つの第一電極及び第一電極と対向する一つの第二電極を含む。少なくとも一つの集積回路（ＩＣ）は、複数の駆動センサ電極対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対における第一電極及び第二電極よって、透明導電フィルムに交替に駆動信号を入力し、及び透明導電フィルムの静電容量の変化を交替に検出する。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。

一実施形態において、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である。抵抗異方性を有する連続した透明導電フィルムは低抵抗方向と高抵抗方向を有する。各駆動センサ電極対の第一電極及び第二電極は透明導電フィルムの低抵抗方向に対して、透明導電フィルムの両側に間隔をあけて配列される。複数の駆動センサ電極対は、高抵抗方向に沿って、間隔をあけて配列され、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。本実施形態において、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。本実施形態において、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。

別の実施形態において、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対を通じて、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。

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対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対によって、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の駆動される方式と同じである。本実施形態において、センサ集積回路が信号をセンシングする方式には二つがある。第一センサ方式は、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シングする方式と同じである。具体的には、複数の駆動センサ電極対を順番にセンシングし、センシングされていない駆動センサ電極対に駆動信号を入力する。第二センサ方式は、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シングする方式と異なる。具体的には、複数の駆動センサ電極対を順番にセンシングし、センシングされていない駆動センサ電極対に接地信号を入力する。

図１を参照すると、タッチパネルの入力信号識別方法は、第一閾値Ｔ_０を設定するステップ（Ｓ１）と、駆動集積回路により、複数の駆動センサ電極対を順番に駆動及びセンシングし、駆動及びセンシングされていない駆動センサ電極対に駆動信号を入力し、複数の第一信号値Ｃ_ｎを獲得し、ここで、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_０と比較し、Ｃ_ｎ＜Ｔ_０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、Ｃ_ｎ≧Ｔ_０である場合、次のステップに進むステップ（Ｓ３）と、駆動集積回路により、複数の駆動センサ電極対を順番に駆動及びセンシングし、駆動及びセンシングされていない駆動センサ電極対を接地させ、複数の第二信号値Ｃ’_ｎを獲得するステップ（Ｓ４）と、第一信号値Ｃ_ｎを第二信号値Ｃ’_ｎと比較し、Ｃ_ｎ＞Ｃ’_ｎである場合、タッチパネルの表面に水滴が存在する入力信号と判断し、Ｃ_ｎ≦Ｃ’_ｎ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_０は従来の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_０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がタッチされないことを、タッチパネルがタッチされたと判断しないことを保証する。

ステップ（Ｓ２）において、第一信号値Ｃ_ｎは静電容量の変化値であり、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出力されたセンサ静電容量値と、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出力されたセンサ静電容量値との差である。

ステップ（Ｓ２）において、第一センサ方式によって、第一信号値Ｃ_ｎを獲得する。タッチパネルの複数の駆動センサ電極対を順番に駆動及びセンシングする方法は、毎回に隣接する複数の駆動センサ電極対を同時に駆動及びセンシングでき、或いは毎回に一つの駆動センサ電極対だけを駆動及びセンシングできる。本実施形態において、毎回に一つの駆動センサ電極対だけを駆動及びセンシングする。具体的には、駆動集積回路及びセンサ集積回路によって、各駆動センサ電極対における対向する第一電極及び第二電極を交替に駆動及びセンシングし、同時に、駆動及びセンシングされていない駆動センサ電極対に駆動信号を入力することを保持し、複数の第一信号値Ｃ_ｎを獲得する。駆動集積回路及びセンサ集積回路によって、各駆動センサ電極対における対向する第一電極及び第二電極を交替に駆動及びセンシングする。即ち、集積回路（ＩＣ）は、第一電極によって透明導電フィルムに駆動信号を入力する際、第二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し、そして、集積回路（ＩＣ）は、第二電極によって透明導電フィルムに駆動信号を入力する際、第一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。

ステップ（Ｓ３）において、第一信号値Ｃ_ｎを第一閾値Ｔ_０と比較し、全ての第一信号値Ｃ_ｎが第一閾値Ｔ_０より小さい場合、タッチパネルがタッチされないことと判断し、複数の第一信号値Ｃ_ｎの一つが第一閾値Ｔ_０の以上である場合、次のステップに進む。

ステップ（Ｓ４）において、第二信号値Ｃ’_ｎは静電容量の変化値であり、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出力されたセンサ静電容量値と、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出力されたセンサ静電容量値との差である。

ステップ（Ｓ４）において、第二センサ方式によって、第二信号値Ｃ’_ｎを獲得する。具体的には、駆動集積回路及びセンサ集積回路によって、各駆動センサ電極対における対向する第一電極及び第二電極を交替に駆動及びセンシングし、同時に、駆動及びセンシングされていない駆動センサ電極対を接地させ、複数の第二信号値Ｃ’_ｎを獲得する。第二センサ方式で、各駆動センサ電極対に入力された駆動信号は、第一センサ方式で、各駆動センサ電極対に入力された駆動信号と同じである。これにより、タッチ動作を正確に判断することを保証する。

図２を参照すると、タッチパネルの表面に水滴が存在する場合に、まず、第一センサ方式によって、複数の第一信号値Ｃ_ｎを獲得し、次いで、第二センサ方式によって、複数の第二信号値Ｃ’_ｎを獲得する。第二センサ方式によって、水滴の位置と隣接する駆動センサ電極対が接地される際、水滴が導体であるので、一部の駆動信号は水滴の位置と接地する隣接する駆動センサ電極対に分散でき、水滴の位置と隣接する駆動センサ電極対は第二信号値Ｃ’_ｎを獲得できる。且つ第一信号値Ｃ_ｎ及び第二信号値Ｃ’_ｎは静電容量の変化値であるので、これにより、同一の駆動センサ電極対が獲得される第二信号値Ｃ’_ｎは第一信号値Ｃ_ｎより大きくなる。

図３を参照すると、指でタッチパネルがタッチされる場合に、まず、第一センサ方式によって、複数の第一信号値Ｃ_ｎを獲得し、次いで、第二センサ方式によって、複数の第二信号値Ｃ’_ｎを獲得する。前記の工程で、指がずっと接地する状態を保持するので、第二信号値Ｃ’_ｎは第一信号値Ｃ_ｎと比較すると、あまり変化されない。これにより、異なる二つのセンサ方式によって、タッチパネルの表面に水滴が存在するか、指でタッチパネルがタッチされるかを識別できる。

更に、タッチパネルの表面に水滴が存在する際、指で水滴にタッチする同時にタッチパネルが有効にタッチされることを識別できる方法は、駆動集積回路により、複数の駆動センサ電極対を順番に駆動及びセンシングし、駆動及びセンシングされていない駆動センサ電極対に駆動信号を入力し、複数の第三信号値Ｃ”_ｎを獲得するステップ（Ｓ６）と、第三信号値Ｃ”_ｎを第二信号値Ｃ’_ｎと比較し、Ｃ”_ｎ≦Ｃ’_ｎである場合、タッチパネルの表面に水滴だけが存在し、指でタッチパネルがタッチされない入力信号と判断し、Ｃ”_ｎ＞Ｃ’_ｎである場合、タッチパネルの表面に水滴が存在するとともに、指で水滴にタッチする同時にタッチパネルが有効にタッチされる入力信号と判断し、且つ獲得した第三信号値Ｃ”_ｎを修正するステップ（Ｓ７）と、を更に含む。

ステップ（Ｓ６）において、第一センサ方式によって、第三信号値Ｃ”_ｎを獲得する。第三信号値Ｃ”_ｎは静電容量の変化値であり、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出力されたセンサ静電容量値と、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出力されたセンサ静電容量値との差である。

ステップ（Ｓ７）において、水滴が人体によって接地されるので、駆動信号が分散される。これにより、獲得した第三信号値Ｃ”_ｎは指だけでタッチパネルがタッチして獲得した信号値より大きい。

タッチパネルの表面に水滴が存在し、且つ指で水滴にタッチする同時にタッチパネルが有効にタッチされる入力信号と判断する場合、第三信号値Ｃ”_ｎを修正することによって、タッチされた位置の座標を正確に計算する。具体的には、第二センサ方式によって、タッチパネルの表面に水滴だけが存在し、指で水滴をタッチしない際に獲得した第二信号値Ｃ’_ｎが、獲得した第三信号値Ｃ”_ｎから差し引かれて、修正後の信号値を獲得する。この修正後の信号値によって、タッチパネルの表面に水滴が存在し、且つ指で水滴にタッチする同時にタッチパネルが有効にタッチされる位置の座標を正確に計算する。

本発明のタッチパネルの入力信号識別方法によって、タッチパネルの表面に水滴が存在するかどうかを識別でき、水滴が原因でタッチパネルの静電容量が変化して、タッチパネルがタッチされたと誤認することを防止できる。

Ｔ_０ 第一閾値
Ｃ_ｎ 第一信号値
Ｃ’_ｎ 第二信号値
Ｃ”_ｎ 第三信号値

Claims (2)

1. 第一閾値Ｔ_０を設定する第一ステップと、
   駆動集積回路により、複数の駆動センサ電極対を順番に駆動及びセンシングし、駆動及びセンシングされていない駆動センサ電極対に駆動信号を入力し、複数の第一信号値Ｃ_ｎを獲得し、ここで、ｎは自然数である、第二ステップと、
   前記第一信号値Ｃ_ｎを前記第一閾値Ｔ_０と比較し、Ｃ_ｎ＜Ｔ_０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、Ｃ_ｎ≧Ｔ_０である場合、次のステップに進む第三ステップと、
   駆動集積回路により、複数の駆動センサ電極対を順番に駆動及びセンシングし、駆動及びセンシングされていない駆動センサ電極対を接地させ、複数の第二信号値Ｃ’_ｎを獲得する第四ステップと、
   前記第一信号値Ｃ_ｎを前記第二信号値Ｃ’_ｎと比較し、Ｃ_ｎ＞Ｃ’_ｎである場合、タッチパネルの表面に水滴が存在する入力信号と判断し、Ｃ_ｎ≦Ｃ’_ｎ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。
2. 駆動集積回路により、複数の駆動センサ電極対を順番に駆動及びセンシングし、駆動及びセンシングされていない駆動センサ電極対に駆動信号を入力し、複数の第三信号値Ｃ”_ｎを獲得する第六ステップと、
   前記第三信号値Ｃ”_ｎを前記第二信号値Ｃ’_ｎと比較し、Ｃ”_ｎ≦Ｃ’_ｎである場合、タッチパネルの表面に水滴だけが存在し、指でタッチパネルがタッチされない入力信号と判断し、Ｃ”_ｎ＞Ｃ’_ｎである場合、タッチパネルの表面に水滴が存在するとともに、指で水滴にタッチする同時にタッチパネルが有効にタッチされる入力信号と判断し、且つ獲得した第三信号値Ｃ”_ｎを修正する第七ステップと、
   を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルの入力信号識別方法。

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