JP2019114283A - Indication device, reading method, program, and touch sensor system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、指示デバイス、読み取り方法、プログラム及びタッチセンサシステムに関する。 The present invention relates to a pointing device, a reading method, a program and a touch sensor system.
従来、複数の同時タッチ入力を検出可能にするタッチパネルとして、マトリクス状に配置されたセンサの電荷の変化を読み取る静電容量方式が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a touch panel capable of detecting a plurality of simultaneous touch inputs, there is known a capacitive method of reading a change in charge of a sensor arranged in a matrix (for example, see Patent Document 1).
従来のタッチパネル技術では、人の指でタッチパネルにタッチすることが想定されており、フローティング導電材料などを用いた導電性パターンの読み取りは想定されていない。そこで、発明者は、フローティング導電材料などの導電性パターンを有する指示デバイスを用いて、この指示デバイスをタッチパネルの上に置くことを検討した。 In the conventional touch panel technology, it is assumed that the touch panel is touched with a human finger, and reading of a conductive pattern using a floating conductive material or the like is not assumed. Therefore, the inventor examined placing the pointing device on the touch panel using the pointing device having a conductive pattern such as a floating conductive material.
しかしながら、フローティング導電材料に基づくタッチパネル側の静電容量の変化を検知する必要があるが、フローティング導電材料に基づく静電容量の変化量は小さいため、この変化量と、ノイズによる変化量とを識別することが困難である。また、ゴーストタッチ又はゴーストポイントを考慮すると、簡単な構成による指示デバイスは実現されていない。よって、簡単な構成により導電性パターンを有する指示デバイスを実現することは困難であった。 However, it is necessary to detect the change in capacitance on the touch panel side based on the floating conductive material, but since the amount of change in capacitance based on the floating conductive material is small, this change and the amount of change due to noise are identified It is difficult to do. Also, in consideration of ghost touch or ghost points, a pointing device with a simple configuration has not been realized. Therefore, it has been difficult to realize an indication device having a conductive pattern with a simple configuration.
そこで、本発明は、簡単な構成であり、かつ、静電容量の変化を適切に検知することを可能とする新規なシステムを提供することを目的の一つとする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a novel system which has a simple configuration and can appropriately detect a change in capacitance.
本発明に係るタッチセンサシステムは、静電容量方式のタッチパネルに含まれる複数のドライブライン及び複数のセンスラインの複数の交差点のうち、2以上であり、かつ所定数以下の交差点を含む面積の電極を、少なくとも1つの面に1又は複数有する指示デバイスが、前記タッチパネルに載置されるとき、前記指示デバイス下の隣接する交差点において、前記電極に基づく静電容量の増加を、前記隣接する交差点を有するセンスラインを介して検知する検知部と、検知された静電容量の増加量と閾値とを比較する比較部と、閾値以上となる静電容量の増加量を有する交差点の位置に基づいて、前記電極から形成されるパターンを読み取る読取部と、を備える。 The touch sensor system according to the present invention is an electrode having an area including at least two intersections of a plurality of drive lines and a plurality of sense lines included in the capacitive touch panel and including a predetermined number or less of intersections. When an indicating device having one or more on at least one surface is mounted on the touch panel, an increase in capacitance based on the electrode at the adjacent crossing point below the pointing device is performed at the adjacent crossing point Based on a detection unit that detects via a sense line, a comparison unit that compares the detected amount of increase in capacitance with a threshold, and a position of an intersection having an increase in capacitance that is equal to or greater than the threshold. And a reading unit for reading a pattern formed by the electrodes.
本発明によれば、簡単な構成であり、かつ、静電容量の変化を適切に検知することを可能とする新規なシステムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a novel system which has a simple configuration and can appropriately detect a change in capacitance.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形(各実施例を組み合わせる等)して実施することができる。また、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付して表している。図面は模式的なものであり、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることがある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiments described below are merely examples, and there is no intention to exclude the application of various modifications and techniques not explicitly stated below. That is, the present invention can be implemented with various modifications (such as combining the respective embodiments) without departing from the scope of the present invention. Further, in the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. The drawings are schematic and do not necessarily match the actual dimensions, ratios, etc. There may be parts where the dimensional relationships and proportions differ among the drawings.
[実施形態]
以下、本発明の実施形態におけるタッチセンサシステムを、図面を用いて説明する。
[Embodiment]
Hereinafter, a touch sensor system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<タッチセンサシステムの概要>
図1は、実施形態におけるタッチセンサシステム1の一例を示す概念図である。図1に示す例において、タッチセンサシステム1は、タッチパネル10を含み、このタッチパネル10の画面に対向して、指示デバイス20が載置される。なお、タッチセンサシステム1は、指示デバイス20を含んでもよいし、別構成として含まなくてもよい。
<Overview of touch sensor system>
FIG. 1 is a conceptual view showing an example of the
指示デバイス20は、タッチパネル10の画面に対向して配置されうる、所定形状の導電性パターン(以下、単に「パターン」とも称す。)22を有する。例えば、指示デバイス20が、指などの指示体の位置入力操作を可能とするタッチセンサシステム1のタッチパネル10の画面に対して接触され、又は近づけられることにより、タッチセンサシステム1は、後述の所定形状の導電性パターン22を読み取ることができる。
The
導電性パターン22は、1又は複数の電極の位置に基づき形成される。例えば、この電極は、導電性材料としてのITO(Indium Tin Oxide)などの透明電極が用いられたり、アルミニウムなどのベタ電極が用いられたりする。
The
なお、導電性パターン22は、セキュリティの観点から、導電性材料として透明電極を用いて外部から容易に視認できないようにするとよい。また、導電性パターン22の導電性材料として透明電極以外のものが用いられる場合は、導電性パターン22の表面を不透明部材(樹脂等)にてコーティングするなどして外部から視認できないようにしてもよい。
From the viewpoint of security, the
また、導電性パターン22は、タッチパネル10の面からの平面視形状として、各電極を散在させることにより各種パターンが形成される。この導電性パターン22の形状は、ユーザや指示デバイス20を識別するための固有ID情報や、位置や角度を示す設置情報などのコード情報を表す。導電性パターン22の形状の違いを用いて固有ID情報等を表すことで、タッチパネル10のセンサから読み取る信号の変化により導電性パターン22か否かの識別を行うことができる。
Moreover, various patterns are formed by interspersing each electrode as the
また、指示デバイス20は、導電性パターン22が形成される面側をタッチパネル10のセンサ画面上に置くことが望ましい。これにより、タッチパネル10のセンサ画面から見た形状が読み取られやすくなる。導電性パターン22は、平面又は立体等の形ある部材としての指示デバイス20の一面に配置されればよい。
Moreover, as for the
次に、タッチパネル10の一部平面の構成について説明する。図2は、タッチパネル10の一部平面構成例を模式的に示す図である。図2に示す例では、静電容量方式のタッチパネル10において、Y方向に略平行に配置された複数のドライブラインL11〜14に駆動信号と呼ばれる交流信号が印加される。また、X方向に略平行に配置された複数のセンスラインL21〜24は、各ドライブラインと略直角に立体交差し、各交差点(各センサ)Pの電流信号波形の変化が検知される。つまり、各交差点Pのそれぞれの場所で静電容量Cの変化が検知される。
Next, the configuration of a part of the
このとき、タッチパネル10のセンサ面上に何も指示体(指と同等のものを含む)が置かれていないときと、指示体が置かれたときとでは、対応する交差点の電流信号波形が増減する。タッチセンサシステム1は、この波形の増減を読み取って、この変化量を静電容量Cの変化量とする。なお、ドライブラインL11〜14と、センスラインL21〜24とが反転されてもよく、駆動信号を印加するラインと、センシングするラインとが交互に入れ替えられてもよい。
At this time, when no indicator (including the equivalent of a finger) is placed on the sensor surface of the
(指タッチによる容量検知)
図3(A)は、静電容量方式のタッチセンサシステム1の各交差点に対応する等価回路図である。図3(B)は、指タッチによる容量検知方式を説明するための等価回路図である。
(Capacity detection by finger touch)
FIG. 3A is an equivalent circuit diagram corresponding to each intersection of the capacitive
図3(A)に示す例では、静電容量方式のタッチセンサシステム1は、駆動電圧をドライブラインに印加し、センスラインで電流Iを検知し、その検知電流Iが変化(容量Cの変化)したかどうかでタッチ位置を読み取る。この場合、タッチパネル10のセンサ面上にユーザの指が触れると、図3(B)に示すように、容量Cの両端に並列に容量C1及びC2を介して接地されたものとみなすことができる。
In the example shown in FIG. 3A, the capacitive
このタッチセンサシステム1のタッチパネル10のセンサ面上に何も置かれていない状態に比較すると、図3(B)に示すように、ユーザの指などの指示体5がセンサ面上に置かれた状態では、タッチセンサシステム1は、容量Cの両端に容量C1及びC2を並列に介して接地される。そのため、指示体5が置かれていない状態に比べ、電流計Aに流れる電流I2は、電流I1の分だけ電流Iよりも減少する。この電流の減少により静電容量Cも減少する。したがって、タッチセンサシステム1は、静電容量Cが減少した交差点の位置で指タッチがなされたものと判定することができる。
As compared with a state where nothing is placed on the sensor surface of the
(指示デバイス10のタッチによる容量検知)
図4は、静電容量方式のタッチセンサシステム1のタッチパネル10のセンサ画面上の1か所の交差点(センサ)に指示デバイス20を置いた状態の等価回路図である。図4(A)は、ドライブラインに印加する駆動信号がロー電圧の場合を示す等価回路図である。図4(B)は、ドライブラインに印加する駆動信号がハイ電圧の場合を示す等価回路図である。
(Capacity detection by touch of pointing device 10)
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram in a state where the
図4(A)及び(B)に示すように、静電容量方式のタッチセンサシステム1のタッチパネル10上に、導電性パターン22を有する指示デバイス20が置かれた場合には、タッチセンサシステム1の駆動のドライブラインとセンスラインに並列に浮遊容量C3が挿入された状態と等価な回路になる。この状態で、ドライブラインへの交流の駆動信号がロー電圧からハイ電圧、ハイ電圧からロー電圧へと反転するときには、容量Cと浮遊容量C3の並列回路には電流が流れて、チャージされた容量C及び浮遊容量C3の電荷が指示デバイス20側からタッチセンサシステム1側に流れたり、容量C及び浮遊容量C3にチャージするための電荷がタッチセンサシステム1側から指示デバイス側に流れたりする。このため、センスラインを介して電流計Aに流れる電流が増加する。これにより静電容量が増加したと判断される。
As shown in FIGS. 4A and 4B, when the
すなわち、タッチパネル10上を指でタッチする場合には、指側に電流が流れてセンシングされる電流Iは減少する。この電流の減少により静電容量Cも減少する。この現象を利用して、タッチセンサシステム1は、静電容量Cが減少した位置で指タッチが為されたものと判定する。
That is, when the
これに対し、指示デバイス20の場合には、指示デバイス20側から電流が流れて、センシングされる電流Iが増加する。これにより、タッチセンサシステム1は、静電容量が増加したと判定する。
On the other hand, in the case of the
このように、指でタッチパネル10をタッチした場合は、交差点(センサ)における静電容量Cが減少方向に変化し、導電性パターン22を有する指示デバイス20がタッチパネル10にタッチした場合には、交差点における静電容量Cが増加方向に変化する。
As described above, when the
実施形態では、指示デバイス20による静電容量Cの増加に着目する。指示デバイス20に設けられる電極のサイズが検討される際、限られたスペースの中で電極のパターンが表すコード情報のバリエーションを増やすため、できるだけそのサイズを小さくする傾向にある。そのため、電極は、交差点1つを含み2つを含まない最小単位のサイズが用いられることが考えられる。
In the embodiment, attention is focused on the increase of the capacitance C by the
しかし、発明者は、電極を最小単位のサイズにするのではなく、最小単位よりも大きい所定サイズの電極を用いることで、通常は敬遠される隣接センサ間の干渉を用いて、センシングされる静電容量Cの変化量を大きくする。発明者は、この隣接センサ間の干渉による静電容量Cの変化量が増加する現象を用いることで、検知可能な程度の静電容量Cの値になることを見出した。 However, the inventor does not use electrodes of the smallest unit size, but by using an electrode of a predetermined size which is larger than the smallest unit, static electricity is sensed using interference between adjacent sensors which are usually avoided. Increase the amount of change in capacitance C. The inventor has found that the value of the capacitance C can be detected to a detectable level by using the phenomenon in which the amount of change in the capacitance C increases due to interference between adjacent sensors.
<電極のサイズと静電容量の関係>
次に、図5及び図6を用いて、実施形態で用いる所定サイズの電極において、その電極に対応する容量が好適に検知可能であることを説明する。図5は、電極の所定サイズを説明するための図である。図6は、電極のサイズに応じた静電容量Cの増加の一例を示す図である。
<Relationship between electrode size and capacitance>
Next, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, it will be described that in the electrode of a predetermined size used in the embodiment, the capacitance corresponding to the electrode can be suitably detected. FIG. 5 is a diagram for explaining a predetermined size of the electrode. FIG. 6 is a view showing an example of the increase of the capacitance C according to the size of the electrode.
図5に示す電極E10は、例えば、1つの交差点(センサ)P11を含む程度の最小単位のサイズの電極を示す。図6(A)は、図5に示す電極E10の載置下に位置する交差点P11の静電容量の変化を示す。図6(A)に示すように、電極E10側から電流が流れて、センシングされる電流が増加し、静電容量が増加するが、浮遊容量C3の量は小さいため、その増加量はわずかである。したがって、この増加量について、ホワイトノイズ等との区別を図ることは困難である。 The electrode E10 shown in FIG. 5 shows, for example, an electrode of a minimum unit size that includes one cross point (sensor) P11. FIG. 6A shows a change in capacitance of the intersection P11 located under the placement of the electrode E10 shown in FIG. As shown in FIG. 6A, a current flows from the electrode E10 side to increase the sensed current and increase the capacitance, but since the amount of stray capacitance C3 is small, the amount of increase is small. is there. Therefore, it is difficult to distinguish this increase amount from white noise and the like.
次に、図5に示す電極E12は、実施形態で用いる所定サイズの電極を示す。所定サイズとは、タッチパネル10の交差点について、2以上であり、かつ、所定数以下の交差点を含むサイズをいう。所定数は、タッチパネルの性能により変動しうるが、例えば9である。また、所定サイズは、2×2以上3×3以下又は未満の交差点を含むサイズでもよい。2×2以上3×3以下の交差点を含むサイズとは、2×2、2×3、3×2、又は3×3の交差点に基づくサイズをいう。このサイズにすることにより、この電極E10の載置下に位置する隣り合う交差点P21及びP22が、隣接センサ間の干渉により電流移動が生じ、これらの交差点P21及びP22に流れる電流が増加する現象が起きる(以下、「ブリッジ効果」とも称す。)。隣接センサ間の干渉とは、所定のセンサ上部の電極以外にも隣接するセンサ上部の電極との間に浮遊容量が生じ、この浮遊容量に起因してセンサに流れる電流が増加することをいう。また、浮遊容量の増加以外にもセンサに流れる電流が増加する要因として、ブリッジされたセンサ間でも電位差により電荷の交換が発生することが挙げられる。よって、発明者は、これらの交差点P21及びP22について、ノイズと区別できる程度に、静電容量Cの変化量が増えるため、タッチセンサシステム1は、この交差点P21及びP22の位置に電極E12があることを読み取ることができることを見出した。
Next, an electrode E12 shown in FIG. 5 shows an electrode of a predetermined size used in the embodiment. The predetermined size refers to a size including two or more intersections with a predetermined number or less of intersections of the
図6(B)は、図5に示す電極E12の載置下に位置する交差点P21及びP22の静電容量の変化を示す。図6(B)に示すように、電極E12側から電流が流れて交差点P21及びP22の静電容量Cが増加する。このとき、上述したように、隣り合う交差点P21及びP22はブリッジ効果により連結された状態となるため、お互いに流れる電流量が、図6(A)に示す電流量よりも増える。よって、閾値Th1が適切に設定されれば、タッチセンサシステム1は、この増加量を検知することができ、この交差点P21及びP22の位置に電極E12があることを読み取ることができる。
FIG. 6B shows a change in capacitance of the intersections P21 and P22 located under the placement of the electrode E12 shown in FIG. As shown in FIG. 6B, a current flows from the electrode E12 side, and the capacitance C of the intersections P21 and P22 increases. At this time, as described above, the adjacent intersections P21 and P22 are connected by the bridge effect, so the amount of current flowing to each other increases more than the amount of current shown in FIG. Therefore, if the threshold value Th1 is appropriately set, the
最後に、図5に示す電極E14は、実施形態で用いるには大きすぎるサイズの電極を示す。大きすぎるサイズとは、タッチパネル10の交差点について、例えば5×5以上の交差点を含むサイズをいう。この電極E14の載置下には、交差点P31〜35が位置し、これらの各交差点における静電容量Cの変化を図6(C)に示す。
Finally, electrode E14 shown in FIG. 5 shows an electrode of too large size to be used in the embodiment. The size that is too large refers to, for example, a size including 5 × 5 or more intersections for the intersections of the
図6(C)は、図5に示す電極E14の載置下に位置する交差点P31〜35の静電容量の変化を示す。図6(C)に示すように、図5に示す電極E14のサイズでは、中央の交差点P33等において、静電容量の増加量が閾値Th1を下回るため、タッチセンサシステム1は、適切に1つのパターンであることを認識することができない。これは、電極E14の中央部分は、平面アンテナによる仮想接地と同様の効果が生じ、電流値が小さくなる方向へ打ち消されてしまうため、検知される電流値が小さくなり、交差点P33等のセンサの感度が下がり、静電容量Cの変化を適切に検知することができないからである。
FIG. 6C shows a change in capacitance of the intersections P31 to P35 located under the placement of the electrode E14 shown in FIG. As shown in FIG. 6C, in the size of the electrode E14 shown in FIG. 5, since the capacitance increase amount falls below the threshold Th1 at the central intersection P33 or the like, the
他方、電極E14の端部の交差点P31及びP35は、上述したブリッジ効果により、静電容量Cの変化量が増えるため、閾値Th1を超えて、タッチセンサシステム1に認識される。よって、電極E14は、1つの電極E14であるのに対し、タッチセンサシステム1では、2つ(交差点P31とP35)の位置で検知されてしまうため、適切なパターンの読み取りができなくなる。したがって、実施形態では、図6に示す閾値Th1を用いて電極を検知するため、図5に示す電極E14は、そのサイズが大きすぎて、タッチセンサシステム1は、適切に電極E14を検知することができない。
On the other hand, the intersections P31 and P35 at the end of the electrode E14 are recognized by the
<タッチセンサシステム1で検知されるデータ例>
次に、タッチセンサシステム1で検知されるデータ例を説明する。図7は、タッチセンサシステム1において検知されるデータの各例を説明するための図である。図7に示す例では、簡単のため、ホワイトノイズをプラスマイナス30で表記する。また、図7に示す例では、電極のサイズ(面積)は既知であるため、そのサイズが電極の判定に用いられるとする。
<Example of data detected by
Next, an example of data detected by the
(センサ上に何もない場合)
図7(A)は、交差点(センサ)上に、指も指示デバイス20も何も載置されていない場合を示す。図7(A)に示すように、センサからは、微小のホワイトノイズが出力される。
(If there is nothing on the sensor)
FIG. 7A shows a case where neither the finger nor the
(ノイズ内に正値のピークが現れる場合)
実施形態で用いる電極は、図5に示す電極E12を用いて説明したように、所定サイズを有する。したがって、センサの値(以下、「データ」とも称す。)が、図6に示す閾値Th1を単に超えるだけではなく、閾値を超えたデータ(以下、「ピーク」とも称す。)を含む隣接領域の面積も用いて指示デバイス20の接触又は近接が認識される。隣接領域とは、ピークを検知したセンサの位置が隣り合っていれば、これらのセンサの位置を結合した領域をいう。タッチセンサシステム1は、センシングされる容量と閾値との比較、又は、隣接領域の面積の大きさを用いて、指示デバイス20による接触又は近接を認識する。
(If positive peaks appear in the noise)
The electrode used in the embodiment has a predetermined size as described using the electrode E12 shown in FIG. Therefore, the sensor value (hereinafter also referred to as "data") is not only simply exceeds the threshold Th1 shown in FIG. 6, but is adjacent to the area including data exceeding the threshold (hereinafter also referred to as "peak"). The area is also used to identify touch or proximity of the
図7(B)は、ノイズ内に正値のピークが現れる例を示す図である。図7(B)に示す例では、容量の閾値Th1は300とし、面積の閾値Th2は4交差点から形成される領域の面積とする。面積について、タッチセンサシステム1は、閾値Th1以上となる容量を示すセンサの位置が、2×2以上と認識してもよい。
FIG. 7B is a diagram showing an example where a positive value peak appears in noise. In the example shown in FIG. 7B, the threshold value Th1 of the capacity is set to 300, and the threshold value Th2 of the area is set to the area of a region formed by four intersections. With regard to the area, the
図7(B)に示す例によれば、ピークが1点であり、隣接領域の面積は、最低4交差点から形成される大きさではないため、タッチセンサシステム1は、このピークについてノイズと認識する。
According to the example shown in FIG. 7B, since the peak is one point and the area of the adjacent region is not a size formed by at least four intersections, the
なお、面積については、下限と同様に、タッチセンサシステム1は、面積が大きすぎる場合についても外乱によるものとして排除する。電極のサイズ(コードサイズ)は既知であるため、上限及び下限ともに設定することができる。上限は、例えば3×3の交差点から形成される領域の面積である。
As for the area, as with the lower limit, the
(電極が読み取られる場合)
図7(C)は、電極Eが読み取られる例を示す図である。図7(C)に示す例では、中央の2×2の領域に電極Eが置かれているとする。図7(C)に示すように、ピークが、2×2以上の隣接領域を有するため、タッチセンサシステム1は、この部分をパターンの一部の電極として読み取る。なお、タッチセンサシステム1は、ピークに属する出力データの重心位置を求めるなどして、電極の位置をより正確に読み取ることができる。
(When the electrode is read)
FIG. 7C shows an example in which the electrode E is read. In the example shown in FIG. 7C, it is assumed that the electrode E is placed in the central 2 × 2 region. As shown in FIG. 7C, since the peak has a 2 × 2 or more adjacent area, the
(より具体的なデータの出力例1)
図7(D)は、より具体的なデータの出力例1を示す図である。図7(D)に示す例では、中央の2×2の領域に電極Eが置かれているとする。この場合の具体的なデータの出力傾向としては、電極の外の周りの部分は、仮想接地の効果を受けて値が下がる。また、電極がわずかのみセンサ上に載っている、もしくは、電極がセンサ近傍(ドライブ回路の交流による輻射範囲内)にある場合、ブリッジ効果よりも仮想接地による影響の方が強くなるため、データの出力としては値が下がる方向になると考えられる。例えば、−100の位置が外縁部にあたる。なお、直接、交差点(センサ)上に指示デバイス20が置かれていなくても、近傍にあるだけで影響を受けることがある。
(Example 1 of more specific data output)
FIG. 7D is a diagram showing a more specific output example 1 of data. In the example shown in FIG. 7D, it is assumed that the electrode E is placed in the central 2 × 2 region. As a specific data output tendency in this case, the portion around the outside of the electrode decreases in value due to the effect of virtual ground. Also, if the electrodes are only slightly above the sensor, or if the electrodes are in the vicinity of the sensor (within the radiation range of the drive circuit's AC), the effect of virtual ground will be stronger than the bridge effect. The output is considered to be decreasing in value. For example, a position of -100 corresponds to the outer edge. Even if the
なお、指示デバイス20の接地による影響が交差する四隅には、所謂ゴーストタッチ又はゴーストポイント(以下、「ゴースト」とも称す。)が現れる傾向がある。このゴーストについて、反応交点に現れることは良く知られている。また、指示デバイス20の電極と交差点(センサ)の位置関係、又は重なり具合によっては、ピークも綺麗な2×2で現れるわけではなく、形状や大きさが異なることがありうる。そのため、上述したとおり、タッチセンサシステム1は、データの閾値判定と、隣接領域の面積判定とにより、ピーク検出を行う。これにより、電極の位置を適切に認識することができる。
A so-called ghost touch or ghost point (hereinafter also referred to as “ghost”) tends to appear at the four corners where the influence of the grounding of the
(タッチパネル10に載置された指示デバイス20の上を手が触れる場合)
図7(E)は、より具体的なデータの出力例2を示す図である。図7(E)に示す例では、右から2及び3列目、上から3及び4行目の位置に電極Eを含む指示デバイス20が置かれており、この位置を指示デバイス20の上からユーザが手(例えば指)で触れるとする。このとき、人体による既存のタッチ反応(負値の領域としてセンシングされる反応)の中に、上述した電極の浮遊容量の影響により相対的に上に凸となる領域が現れる。これは、上から3又は4行目の値を信号配列した時に、全体的に下に凸なグラフの中に上に凸な領域が現れる、つまり、少なくとも極大値が1つあり、かつ、極小値の数>極大値の数となる信号配列になる。なお、この条件は、手のタッチにより影響を受ける所定範囲内で判定される。この信号配列について図8を用いて説明する。また、センサは、手によるタッチの方が、電極の配置よりも広範囲に影響を受け、さらに、静電容量の変化は、手によるタッチの方が電極の配置よりもかなり大きい。よって、タッチセンサシステム1は、所定の負値以下の静電容量の変化量の中で、所定の増加量がある交差点(センサ)が有る場合、その交差点に基づく位置を、指示デバイスの上からの手によるタッチと判定してもよい。
(When the hand touches the top of the
FIG. 7E is a diagram showing a more specific output example 2 of data. In the example shown in FIG. 7E, the
図8は、指示デバイス20の上から手が触れる場合のデータの例を示す図である。例えば、図8に示す静電容量Cの値(データ)は、図7(E)に示す上から3行目のデータを示す。図8に示す交差点P41の位置は、図7(E)に示す上から3行目、右から2列目のデータの位置を表す。図8に示すように、指示デバイス20の上に手が触れる場合、少なくとも極大値が1つあり、かつ、極小値の数>極大値の数の条件を満たすグラフとなる。
FIG. 8 is a diagram showing an example of data in the case where the user touches the
これにより、手による静電容量の変化は凹、電極による静電容量の変化は凸となる性質を用いて、導電性パターン22用の検知フィルタAと、手などによるタッチ用の検知フィルタBの2種類のフィルタを使い分けることで、タッチセンサシステム1は、コード入力とタッチ入力とを独立して検出することができる。検知フィルタAは、通常のタッチセンサとは逆方向の正のピークを求める。検知フィルタBは、通常のタッチセンサと同じように負のピークを求める。なお、導電性パターン22を直接人間が触れてしまうと、導電性パターン22と人間とが導通してしまい、一体化してしまうため、人間が導電性パターン22を直接触れられないような「隙間」や「基材の厚み」などの絶縁部材を指示デバイス20に設けるとよい。
Thereby, the change of the electrostatic capacitance by the hand is concave and the change of the electrostatic capacitance by the electrode is convex, and the detection filter A for the
なお、電極の形状は、所謂ゴーストの出現や重心を求めることを考慮して、指示デバイス20の回転等によらずに安定的に位置検出を行うため、円状のものが好適である。
The shape of the electrode is preferably circular in order to stably detect the position regardless of the rotation of the
<導電性パターン22の例>
次に、上述した電極を複数有する導電性パターン22の例について説明する。図9(A)は、指示デバイスにおける導電性パターン22の例1を示す図である。図9(A)に示す例では、指示デバイス20Aは、長方形等の矩形形状をしており、導電性パターン22は、円状の電極Eが複数貼られたパターンから構成される。
<Example of
Next, an example of the
図9(B)は、指示デバイスにおける導電性パターン22の例2を示す図である。図9(B)に示す例では、指示デバイス20Bは、正方形等の矩形形状をしており、導電性パターン22は、円状の電極Eが複数貼られたパターンから構成される。
FIG. 9B is a view showing Example 2 of the
図9(C)は、指示デバイスにおける導電性パターン22の例3を示す図である。図9(C)に示す例では、指示デバイス20Cは、円状の形状をしており、導電性パターン22は、円状の電極Eが複数貼られたパターンから構成される。
FIG. 9C is a view showing Example 3 of the
上述したような導電性パターン22を用いることで、所定サイズの各電極は、ブリッジ効果により、隣接するセンサへの電流の流れ込みが発生し、静電容量の変化量が増えて、ノイズと区別して検知しやすくなる。よって、導電性パターン22を適切に読み取り、タッチセンサシステム1は、コード情報を適切に認識することができる。また、実施形態における導電性パターン22を用いることで、簡単な構成であり、かつ、静電容量の変化を適切に検知することを可能とする新規な指示デバイスを提供することができる。
By using the
<パターンの形状>
上述した電極を用いても、コードの認識が安定しないレイアウトがありうる。この理由として、同一のドライブライン/センスライン上に複数の電極が並ぶと、端部にいくほど感度が落ちるということが発明者の実験により分かっている。これは、人体のような大きい容量のものなら問題ないが、浮遊容量の場合は容量が小さいため、このレイアウトによる悪影響を受けてしまう。そこで、レイアウトを調整して、多数の電極が同一のライン上及び直交するライン上に並ばないようにする。
<Shape of pattern>
Even with the electrodes described above, there may be a layout in which the recognition of the code is not stable. As a reason for this, it is known from the inventor's experiments that when a plurality of electrodes are arranged on the same drive line / sense line, the sensitivity decreases toward the end. This is not a problem if it has a large capacity such as the human body, but in the case of the stray capacity, it is adversely affected by this layout because the capacity is small. Therefore, the layout is adjusted so that multiple electrodes do not line up on the same line and on orthogonal lines.
図10は、導電性パターン22のレイアウトの一例を示す図である。図10(A)は、レイアウト1を示す図である。図10(A)に示す指示デバイス20Dは、正方形型であり、各電極は、同一ライン及び直交するラインに並ぶ数が一定数以下になるよう配置する。これにより、ドライブライン/センスライン上に電極が並ぶようにデバイス20Dを載置したとしても、必要な感度が確保されるためコード認識が安定することが確認されている。
FIG. 10 is a view showing an example of the layout of the
図10(B)は、導電性パターン22のレイアウト2を示す図である。指示デバイス20Eは、円型であり、各電極は、円周上に配置されることで、各ラインに電極が分散されるため、同一ライン及び直交するラインには最大で2つしか並ばない。これにより、コード認識が安定することが確認されている。なお、図10(A)及び(B)に示すレイアウトでは、各電極は、円周上に配置される。
FIG. 10B shows a
上述したように、導電性パターン22を平面的に設けることができるため、薄型のカード状の指示デバイス20に導電性パターン22を形成することができる。
As described above, since the
<コード情報の例>
次に、導電性パターン22により表されるコード情報について説明する。図11は、円周上に配置された電極によるコード情報の一例を示す図である。
<Example of code information>
Next, code information represented by the
電極E21〜23は、指示デバイス20の位置(x,y)と向き(角度:θ)を認識するためのものである。電極E21〜23から形成される三角形の位置や向きに基づき、指示デバイス20の位置や向きが判定されうる。
The electrodes E21 to E23 are for recognizing the position (x, y) and the direction (angle: θ) of the
また、電極E31は、パリティチェック用のビットである。電極E41〜46は、ID用のビットである。このID用のビットを用いて、指示デバイス20のIDや、ユーザのIDなどを表すことができる。
The electrode E31 is a bit for parity check. The electrodes E41 to E46 are bits for the ID. This ID bit can be used to represent the ID of the
<タッチセンサシステムの全体構成例>
図12は、実施形態におけるタッチセンサシステム1の全体構成の一例を示す図である。図12に示す例では、タッチセンサシステム1は、タッチパネル10を含む表示装置2と、制御部6を含む制御基板4と、処理端末8とを備える。タッチパネル10は、フレキシブルプリント基板(FPC)などで制御基板4に接続される。制御部6は、制御基板4を介して接続された接続ケーブルを用いて、処理端末8に接続される。処理端末8は、表示装置2に接続される。
<Example of Overall Configuration of Touch Sensor System>
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the entire configuration of the
表示装置2は、画像表示用の表示画面を有し、表示画面上にはタッチパネル10が設けられる。表示装置2は、例えば、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ及び電解放出ディスプレイなどの他に、表示画面上に表示されるものであればいずれのものを用いてもよい。
The
タッチパネル10は、タッチパネル面に沿って互いに平行に設けられると共に、それぞれにドライブ信号が与えられる複数のドライブラインを有し、さらに、複数のドライブラインと交差するようにタッチパネル面に沿って互いに平行に設けられた複数のセンスラインとを有している。「交差」とは、立体交差を示し、垂直交差及びそれ以外の角度による交差を含む。
The
このタッチパネル10は、接触又は近接する指示体(指やタッチペン)や、指示デバイス20による静電容量の変化に応じた出力信号を出力する。複数のセンスラインからの複数の出力信号は、ドライブラインが駆動されることにより、タッチパネル面内のドライブラインとセンスラインの交差点やその近傍部分を介して出力される信号である。
The
タッチパネル面内に、指や指示デバイス20が接触又は近接していればセンスラインからの信号が変化する。すなわち、このセンスラインで得られた信号が、指示検出領域(タッチパネルの領域)に対する接触又は近接の有無を示す2次元状の指示検出領域の位置座標(x,y)と、指や指示デバイス20による静電容量の情報(w)を示す3次元座標情報を示す信号となる。静電容量の情報(w)のW値が小さくなるほど、静電容量値を示す信号レベルは小さくなる。
If the finger or the
この点、上述したとおり、指がタッチパネルに接触又は近接(指示デバイス20の上から接触又は近接する場合も含む)する場合、静電容量の情報(w)のW値は負値になる。他方、指示デバイス20に接触又は近接する場合、静電容量の情報(w)のW値は正値になる。タッチセンサシステム1は、上述したとおり、導電性パターン22用のフィルタと、指などによるタッチ用のフィルタの2種類のフィルタを使い分けることで、コード入力とタッチ入力を独立して検出することができる。
In this respect, as described above, when the finger touches or approaches the touch panel (including the case where the finger touches or approaches from above the pointing device 20), the W value of the capacitance information (w) becomes a negative value. On the other hand, when in contact with or in proximity to the
制御部6は、例えばプロセッサなどであり、各ドライブラインを駆動すると共に、各センスラインからの信号を処理してタッチパネル面内における指示デバイス20等の接触位置(導電性パターンの検出領域)を検出する。
The
処理端末8は、例えばパーソナルコンピュータなどであり、接続ケーブルを介して制御部6を制御するとともに、制御部6で検知した指示デバイス20の位置座標(x,y)及び静電容量の情報(w)に基づいて、表示装置2の表示画面上に表示される画像を表示制御可能とする。
The
また、タッチセンサシステム1に接続された処理端末 8は、クラウドサービスのようにサーバ側に備えられてもよく、タッチセンサシステム1自体に処理端末8の機能を持たせて表示を制御することも可能である。
Further, the
≪制御部6の構成≫
図13は、図12に示す制御部6の機能構成の一例を示す図である。図13に示す例では、制御部6は、駆動部102、増幅部104、信号取得部106、変換部108、処理部110、設定部112、及び生成部114を含む。駆動部102は、ドライブラインに順次印加して駆動する。
«Configuration of
FIG. 13 is a diagram showing an example of a functional configuration of the
増幅部104は、複数のセンスラインから出力される複数の出力信号をそれぞれ増幅し、増幅した各出力信号を出力する。
The
信号取得部106は、増幅部104により増幅された各出力信号を取得して時分割によりアナログ信号を出力する。
The
変換部108は、信号取得部106により出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換後のデジタル信号を出力する。
The
処理部110は、変換部108により変換されたデジタル信号に基づいて、タッチパネル10の面(検出面)内における静電容量の変化量の分布を求め、この分布を出力する。
Based on the digital signal converted by the
設定部112は、タッチパネル10の面内における指等の接触位置を示す位置情報(x,y)や導電性パターンの検出領域の位置情報(x,y)を検出する際に用いる容量の閾値Th1や面積の閾値Th2などを事前に設定する。
The
生成部114は、処理部110が求めた静電容量の変化の分布に対して、各閾値に基づき、指等の接触位置を示す位置情報や、指示デバイス20の導電性パターン22の位置情報を生成する。
The
図14は、図13に示す生成部114の機能構成の一例を示す図である。図14に示す生成部114は、検知部1142、比較部1144、読取部1146、及び判定部1148を含む。
FIG. 14 is a diagram showing an example of a functional configuration of the
検知部1142は、タッチパネル10に含まれる複数のドライブライン及び複数のセンスラインの複数の交差点のうち、例えば2×2以上かつ3×3未満(2×2、2×3、又は3×2)の交差点を含む面積の電極を1又は複数有する指示デバイス20下に位置する交差点において、電極に基づく静電容量の変化を、交差点を有するセンスラインを介して検知する。検知部1142は、例えば、処理部110から取得した静電容量の変化量の分布から、各交差点における静電容量の変化を検知する。
The
比較部1144は、検知部1142により検知された静電容量の変化量と閾値とを比較する。例えば、比較部1144は、静電容量Cが増加する場合に、その増加した静電容量の変化量と閾値Th1とを比較する。
The
読取部1146は、比較の結果、閾値Th1以上となる静電容量の変化量を有する交差点に基づいて、1又は複数の電極から形成されるパターンを読み取る。例えば、読取部1146は、閾値Th1以上となる1又は複数の電極の位置に基づいて、導電性パターン22を読み取る。これにより、簡便な構成により、導電性パターン22を適切に読み取ることができる。
The
判定部1148は、指示デバイス20周辺に位置する複数のセンスラインにおいて検知される静電容量の変化量に対して、所定の負値以下の中で、所定の増加量を有する交差点があるか否かを判定する。また、判定部1148は、指示デバイス20下の複数のセンスラインにおいて検知される静電容量の変化量を表す2次元分布において、少なくとも極大値が1つ、かつ、極小値の数>極大値の数となる領域があるか否かを判定する。例えば、判定部1148は、図8に示すような、全体的に下に凸(凹形状)なグラフの中に上に凸の領域を含むか否かを判定する。
判定部1148は、判定結果が肯定である(所定の負値以下の中に所定の増加量を示すセンサがある、又は少なくとも極大値が1つ、かつ、極小値の数>極大値の数となる領域がある)場合、この極大値に基づく位置をユーザがタッチしていると判定してもよい。これにより、指示デバイス20の上をユーザが指でタッチする場合も、検出することが可能になる。また、タッチパネル10上における指のタッチは、公知の技術を用いて静電容量の変化量が負値であり、かつ所定の閾値以下であれば、指によるタッチを検知することができる。
The
また、比較部1144は、閾値以上となる静電容量の変化量を有する交差点が隣接する場合に、この隣接する交差点を連結した領域のサイズに基づいて、電極のパターンを読み取ってもよい。これにより、ノイズなどを除去することができ、より適切に導電性パターン22を読み取ることができる。
In addition, when an intersection having a capacitance change amount equal to or greater than the threshold is adjacent, the
≪処理端末8の構成≫
次に、処理端末8の機能構成について説明する。図15は、実施形態における処理端末8の機能構成の一例を示す図である。図15に示す処理端末8は、パターン取得部202、コード認識部204、表示制御部206、及び操作制御部208を含む。なお、処理端末8の各部は、プロセッサやワークメモリとしてのRAMなどにより実装されうる。
«Configuration of
Next, the functional configuration of the
パターン取得部202は、制御基板4の制御部6により出力された導電性パターン22を取得し、取得した導電性パターン22を出力する。
The
コード認識部204は、パターン取得部202から取得した導電性パターン22に基づいてコード情報を認識する。コード認識部204は、各種パターンとそのパターンに対応するコード情報の対応テーブル等を予め保持しておく。コード認識部204は、取得した導電性パターンと、対応テーブルのパターンとを照合し、照合の結果、一致したパターンに対応するコード情報を認識する。
The
また、コード認識部204は、導電性パターン22により、指示デバイス20の位置及び向き(角度)を認識する。コード認識部204は、認識した情報を表示制御部206に出力する。なお、コード情報は、指示デバイス20の固有ID、位置、及び角度を含んでもよい。
The
表示制御部206は、コード認識部204により認識されたコード情報に基づいて、表示装置2の表示画面に対する表示制御を行う。例えば、表示制御部206は、コード情報と表示情報とを関連付けて保持しておき、取得したコード情報に対応する表示情報を、指示デバイス20の接触位置に関連する位置に表示するよう制御する。
The
より具体的には、表示制御部206は、コード情報に対応するキャラクタを、指示デバイス20の位置と向きに基づいて、指示デバイス20内に表示するよう制御する。このとき、導電性パターン22は、ITOなどの透明電極が用いられ、指示デバイス20も、透明デバイスが用いられるとよい。
More specifically, the
また、表示制御部206は、指示デバイス20の位置に基づいて、操作メニューや操作ボタン等を表示画面上に表示するよう制御する。また、指示デバイス20上からのタッチが検知可能であるため、表示制御部206は、指示デバイスの領域内に操作ボタン等を表示するよう制御してもよい。
Further, based on the position of the
操作制御部208は、タッチパネル10における、ユーザの指などのタッチ等に基づく操作制御を行う。例えば、操作制御部208は、指示デバイス20に関連する操作メニューや操作ボタンが操作された場合に、その操作に対応する制御を行う。例えば、ゲーム等において、操作制御部208は、操作ボタンに基づくゲームの進行を制御したりする。
The
また、表示制御部206は、操作制御部208による操作制御に基づいて表示画面に表示される表示物の制御を行う。例えば、表示制御部206は、表示画面にゲームの実行画面を表示し、タッチパネル10を介して表示される操作ボタンの押下に基づき、ゲームの実行画面を制御する。
The
<ゲームの具体例>
次に、上述したタッチセンサシステム1を用いたゲームについて、図16〜18を用いて説明する。ここでは、表示画面にはサッカーのフィールドが表示され、指示デバイス20の領域内にはキャラクタが表示されるとする。また、指示デバイス20は透明部材又は透過部材であり、導電性パターンもITOなどの透明電極により形成されるとする。ここで、「透明」及び「透過」とは、その部材を通して先のものが視認できる透過具合も含む。
<Specific example of game>
Next, a game using the
図16は、指示デバイス20の位置及び角度により、キャラクタが適切に表示される例を説明するための図である。図16に示す例では、コード認識部204により、認識される指示デバイス20の位置及び角度並びに固有IDに基づいて、表示制御部206により、タッチパネル10の指示デバイス20が配置される領域近傍に、指示デバイス20に対して相対的に固定された向きに、固有IDに対応するキャラクタを表示することができる。例えば、指示デバイス20の向きが変更されても、表示されるキャラクタは、その向きの変更に追随して、指示デバイス20内に表示される。
FIG. 16 is a diagram for explaining an example in which the character is appropriately displayed according to the position and the angle of the
また、表示制御部206は、タッチパネル10上に複数の指示デバイス20が置かれた場合であっても、各指示デバイス20内に、その指示デバイスのID等に対応する所定のキャラクタを表示することができる。
In addition, even when a plurality of pointing
図17は、指示デバイス20の固有IDを認識する例を説明するための図である。まず、コード認識部204は、認識された導電性パターン22の形状に基づいて、コード情報を取得する。コード情報は、例えば、指示デバイス20の固有IDとする。これにより、コード認識部204は、指示デバイス20ごとに、固有IDを取得することができる。
FIG. 17 is a diagram for describing an example in which the unique ID of the
図17に示す例では、タッチパネル10の指示デバイス20が配置される領域内に、各指示デバイス20に対応する固有ID(101〜103)が表示されている。実際は、表示制御部206は、表示画面上に、この固有IDに対応するキャラクタを、指示デバイス20の載置位置に表示するよう制御することができる(例えば図16参照)。
In the example illustrated in FIG. 17, the unique ID (101 to 103) corresponding to each
図18は、指示デバイス20の認識と、タッチパネル20との連動を説明するための図である。実施形態におけるタッチセンサシステム1は、指示デバイス20によるコード入力とともに、指などによるタッチ入力も可能である。そのため、図18に示すように、表示制御部206は、指示デバイス20の位置及び角度に基づいて、指示デバイス20の位置に関する領域に操作メニューM10や、操作ボタンB10を表示してもよい。図18に示す例では、表示された操作メニューM10や操作ボタンB10の操作がタッチパネル10を用いて検知され、その検知内容に応じた表示制御が表示制御部206により行われる。
FIG. 18 is a diagram for describing recognition of the
これにより、実施形態では、透過しない指示デバイス20と比べて、指示デバイス20の領域内にキャラクタなどの表示物を表示することができ、指示デバイス20により表示内容が妨げられないため、表示画面を全面的に用いることができる。
Thereby, in the embodiment, compared to the
特に、表示制御部206は、タッチパネル10に載置された指示デバイス20の導電性パターン22の下に、少なくとも表示物を表示することができる点が有益である。これにより、ユーザは、透明の導電性パターン22を介して表示画面に表示された表示物を視認することができる。
In particular, it is advantageous that the
また、指示デバイス20の固有IDに対応するキャラクタを、ゲームの進行に応じて表示を変えたりすることも可能である。例えば、固有IDに対応付けてゲームのステータス情報などを関連付けておくことで、表示制御部206は、このステータス情報に応じてキャラクタの表示を変更することができる。
In addition, it is also possible to change the display of the character corresponding to the unique ID of the
また、指示デバイス20が透明ではなく、ユーザが指示デバイス20下に表示された表示物を視認できなくても、指示デバイス20の位置が検出されているため、表示制御部206は、指示デバイス20の下に表示される表示物を指示デバイス20の位置に関連付けて表示することなども可能である。また、表示制御部206は、表示される移動物が指示デバイス20の下を通る経路を予測される場合、移動物が指示デバイス20の領域を迂回するように表示制御することもできる。
Further, even if the
他の例として、実施形態におけるタッチセンサシステム1をパズル表示などにも適用することができる。例えば、表示制御部206は、タッチパネル10に置かれた指示デバイス20の下の領域にパズルのピースを表示し、複数の指示デバイス20の位置と向きとを合わせ、タッチパネル10上に並べて置くことで1つの絵柄になるようにすることができる。
As another example, the
このとき、同じ指示デバイス20であっても、その固有IDに対応付ける絵柄を変更することにより、ユーザは異なる完成絵柄のパズルを楽しむことができる。
At this time, even with the
<指示デバイスの形状例>
次に、指示デバイス20の形状例を説明する。図19は、実施形態に用いられる指示デバイス20の形状例を示す図である。図19(A)は、カード状の指示デバイス20の一例を示す図である。図19(A)に示す例では、指示デバイス20のZ方向の正の面(外側面)に透明電極Eのパターンが設けられる。また、指示デバイス20のZ方向の負の面(内側面)にも透明電極Eのパターンが設けられてもよい。
<Example of shape of pointing device>
Next, an example of the shape of the
図19(B)は、直方体状の指示デバイス20の一例を示す図である。図19(B)に示す例では、指示デバイス20のZ方向の正の面(外側面)に透明電極Eのパターンが設けられる。なお、この外側面をタッチパネル10に対向するように載置するとき、直方体の内部にハーフミラーやハーフプリズムを使用し、指示デバイス20の下に表示された表示物が、指示デバイス10内又は上に表示物(例えばキャラクタ)が浮かびあがる(結像される)ようにしてもよい。
FIG. 19B is a view showing an example of the rectangular
また、この直方体の内部に多面的にハーフミラーやハーフプリズムを設けることで、360度の各方向から立体的に見える表示物を表示するようにすることができる。その際、表示制御部106は、直方体の指示デバイス20内部の各面の下の領域に、それぞれに応じた表示物を表示するようにする。例えば、キャラクタの前面、右側面、背面、左側面などをそれぞれの面のハーフミラーやハーフプリズムに合わせて表示される位置に表示制御する。
In addition, by providing half mirrors and half prisms in a multi-faced manner inside this rectangular parallelepiped, it is possible to display a display object that looks three-dimensional from each direction of 360 degrees. At that time, the
なお、指示デバイス20として、他にも円柱や円錐、多角柱や多角錐、ぬいぐるみや人形などでもよい。
In addition, as the
<動作>
次に、実施形態におけるタッチセンサシステム1の動作について説明する。図20は、実施形態における制御部6の処理の一例を示すフローチャートである。図20に示すステップS102で、制御部6は、タッチパネル10の各交差点(各センサ)における静電容量の変化を検知する。
<Operation>
Next, the operation of the
ステップS104で、制御部6は、指示デバイス20の導電性パターン22の読取処理を行う。この読取処理は、図21を用いて後述する。
In step S104, the
ステップS106で、制御部6は、指などによるタッチを判定する処理を行う。このタッチ処理は、図22を用いて後述する。
In step S106, the
このように、実施形態において、パターンの読取処理とタッチ処理とを別のアルゴリズムで実装できるため、それぞれの処理対する閾値等を適切に設定でき、よって、それぞれの処理を適切に実行することができる。 As described above, in the embodiment, since the reading process and the touch process of the pattern can be implemented by different algorithms, the threshold value and the like for each process can be appropriately set, and accordingly, each process can be appropriately executed. .
図21は、実施形態における読取処理の一例を示すフローチャートである。図21に示すステップS202では、比較部1144は、検知部1142により検知された或るセンサの静電容量の変化量が閾値Th1以上であるか否かを判定する。変化量が閾値Th1以上であれば(ステップS202−YES)、処理はステップS204に進み、変化量が閾値Th1未満であれば(ステップS202−NO)、処理はステップS206に進む。
FIG. 21 is a flowchart illustrating an example of the reading process in the embodiment. In step S202 illustrated in FIG. 21, the
ステップS204で、生成部114は、閾値Th1以上となるセンサの位置(以下、この位置を「特定位置」とも称す。)を特定する。
In step S204, the
ステップS206で、生成部114は、タッチパネル10の全領域のセンサを処理したか否かを判定する。全領域のセンサが処理されていれば(ステップS206−YES)、処理はステップS208に進み、全領域のセンサが処理されていなければ(ステップS206−NO)、処理はステップS202に戻り、別のセンサによる静電容量の変化においてステップS202の処理が行われる。
In step S206, the
ステップS208で、比較部1144は、或る特定位置を取得する。
In step S208, the
ステップS210で、比較部1144は、取得した特定位置の隣接位置も他の特定位置であるか否かを判定する。隣接位置が特定位置であれば(ステップS210−YES)、処理はステップS212に進み、隣接位置が特定位置でなければ(ステップS210−NO)、処理はステップS218に進む。
In step S210, the
ステップS212で、比較部1144は、或る特定位置と隣接位置とを連結した領域にする。
In step S212, the
ステップS214で、比較部1144は、連結領域のサイズが閾値Th2以上であるか否かを判定する。閾値Th2は、2×2の交差点から形成される領域である。連結領域のサイズが閾値Th2以上であれば(ステップS214−YES)、処理はステップS216に進み、連結領域のサイズが閾値Th2未満であれば(ステップS214−NO)、処理はステップS218に進む。なお、電極のサイズは既知であるため、連結領域のサイズの上限が設定されていてもよい。
In step S214, the
ステップS216で、読取部1146は、この連結領域に関する位置を、導電性パターンを形成する個別の電極の位置として読み取る。
In step S216, the
ステップS218で、生成部114は、全ての特定位置で処理をしたか否かを判定する。全特定位置で処理が行われれば(ステップS218−YES)、処理が終了し、全特定位置で処理が行われていなければ(ステップS218−NO)、他の特定位置が取得されるようステップS208に戻る。
In step S218, the
これにより、通常のタッチセンサとは逆方向の正のピークを求めることにより、導電性パターンを形成する電極の位置を適切に読み取ることができる。読み取られた電極の位置は、処理端末8に送信される。
Thereby, the position of the electrode which forms a conductive pattern can be read appropriately by calculating | requiring the positive peak of a reverse direction with a normal touch sensor. The position of the read electrode is transmitted to the
図22は、実施形態におけるタッチ処理の一例を示すフローチャートである。図22に示すステップS302で、判定部1148は、静電容量の変化量で表される2次元分布において、少なくとも極大値が1つ、かつ、極小値の数>極大値の数とある領域があるか否かを判定する。判定結果が肯定であれば(ステップS302−YES)、処理はステップS304に進み、判定結果が否定であれば(ステップS302−NO)、処理は終了する。なお、判定部1148は、静電容量の変化量に対し、所定の負値の中で所定の増加量がある交差点があるか否かを判定してもよい。
FIG. 22 is a flowchart illustrating an example of touch processing in the embodiment. In step S302 shown in FIG. 22, the
ステップS304で、判定部1148は、判定結果が肯定の領域が所定サイズ内であるか否かを判定する。例えば、所定サイズは、指示デバイス20のサイズに基づいて決定される。判定結果が肯定であれば(ステップS304−YES)、処理はステップS306に進み、判定結果が否定であれば(ステップS304−NO)、処理は終了する。
In step S304, the
ステップS306で、判定部1148は、指示デバイス20上のタッチと判定する。これにより、従来困難であった、指示デバイス20上のタッチを検知することが可能になる。なお、タッチパネル10上のタッチは公知の技術を用いて検知可能である。
In step S306, the
図23は、実施形態における表示制御処理の一例を示すフローチャートである。図23に示すステップS402で、処理端末8のパターン取得部202は、導電性パターン22を取得する。
FIG. 23 is a flowchart showing an example of display control processing in the embodiment. In step S <b> 402 illustrated in FIG. 23, the
ステップS404で、コード認識部204は、導電性パターンの位置及び形状に基づき、指示デバイス20の位置及び角度、固有IDなどを特定する。
In step S404, the
ステップS406で、表示制御部206は、特定された固有IDに対応する画像(表示物)を決定する。
In step S406, the
ステップS408で、表示制御部206は、決定した画像を、特定された位置及び角度に基づいて、指示デバイス20の下などの関連する領域に表示するよう制御する。
In step S408, the
これにより、指示デバイス20により読み取られた導電性パターン22に基づき、表示画面上の表示を制御することができる。また、上述したように、表示制御部206は、操作メニューなどを表示し、その操作内容に基づいて表示を制御することもできる。
Thereby, the display on the display screen can be controlled based on the
なお、図20〜23で説明した処理のフローに含まれる各処理ステップは、処理内容に矛盾が生じない範囲で、任意に順番を変更して又は並列に実行することができるとともに、各処理ステップ間に他のステップを追加してもよい。また、便宜上1ステップとして記載されているステップは、複数ステップに分けて実行することができる一方、便宜上複数ステップに分けて記載されているものは、1ステップとして把握することができる。 Note that each processing step included in the flow of processing described with reference to FIGS. 20 to 23 can be arbitrarily changed in order or can be executed in parallel, as long as no contradiction occurs in the processing content, and each processing step Other steps may be added in between. In addition, while the steps described as one step can be divided into a plurality of steps and executed for convenience, those described into a plurality of steps for convenience can be grasped as one step.
以上、本願の開示する技術の実施形態について説明したが、本願の開示する技術は、上記例に限定されるものではない。 Although the embodiments of the technology disclosed in the present application have been described above, the technology disclosed in the present application is not limited to the above example.
例えば、上述した実施例は、相互容量方式のタッチパネルについて説明したが、自己容量方式のタッチパネルにおいても、上述した指示デバイスを適用することが可能である。自己容量方式のタッチパネルでは、人体タッチにより静電容量は増加する方向に働く。しかし、人体タッチとフローティングとでは、その増加量について大きな差があるため、閾値Th1を適切に設定することで、その違いを区別することが可能である。したがって、自己容量方式のタッチパネルであっても、上述した指示デバイスによるタッチ認識が可能になる。 For example, although the example mentioned above demonstrated the touch panel of a mutual capacity system, it is possible to apply the pointing device mentioned above also in the touch panel of a self-capacitance system. In the self-capacitance touch panel, the touch on the human body works to increase the capacitance. However, since there is a large difference in the amount of increase between human touch and floating, it is possible to distinguish the difference by appropriately setting the threshold value Th1. Therefore, even in the case of a self-capacitance touch panel, touch recognition by the pointing device described above is possible.
なお、本発明において、「部」や「手段」、「装置」、「システム」とは、単に物理的手段を意味するものではなく、その「部」や「手段」、「装置」、「システム」が有する機能をソフトウェアによって実現する場合も含む。また、1つの「部」や「手段」、「装置」、「システム」が有する機能が2つ以上の物理的手段や装置により実現されても、2つ以上の「部」や「手段」、「装置」、「システム」の機能が1つの物理的手段や装置により実現されても良い。 In the present invention, "part", "means", "apparatus" and "system" do not simply mean physical means, but "part", "means", "apparatus" and "system" Also includes cases where the functions of “are realized by software. Also, even if the functions of one "unit", "means", "apparatus" or "system" are realized by two or more physical means or devices, two or more "parts" or "means", The functions of "device" and "system" may be realized by one physical means or device.
1 タッチセンサシステム
2 表示装置
4 制御基板
6 制御部
8 処理端末
10 タッチパネル
20 指示デバイス
22 導電性パターン
114 生成部
202 パターン取得部
204 コード認識部
206 表示制御部
208 操作制御部
1142 検知部
1144 比較部
1146 読取部
1148 判定部
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