JP4691139B2

JP4691139B2 - タッチセンサー装置

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Publication number: JP4691139B2
Application number: JP2008174887A
Authority: JP
Inventors: 士頤廖; 信宏李; 恒生周; 曜任謝; 孟祥張
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2008-07-03
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2028-07-03
Also published as: US7834862B2; JP2009087325A; CN101286101A; CN101286101B; TW200915154A; US20090084611A1; TWI351636B

Description

本発明は、タッチセンサー装置に関し、特にタッチセンサー装置のタッチセンサーのレイアウトに関する。

タッチセンサー技術は、電子システムとユーザーとの間の自然インターフェースを提供することができ、携帯電話、PDA、ATM、ゲーム機、医療儀器、液晶ディスプレイ(LCD)、発光ダイオード（LED）プラズマディスプレイパネル(PDP)、計算装置など様々な領域に応用できる。使用者は、電子システムと結合したタッチセンサー装置により情報を入力し、及び/又は操作することができる。タッチセンサー装置は、一般に、コントローラーと、複数のタッチセンサーを含むセンサー回路と、タッチセンサーをコントローラーへ電気的に接続する制御線ネットワークと、複数のタッチセンサーと結合したタッチスクリーンとを備えている。

少なくとも二種のタッチセンサーが接触位置の検出に用いられる。一つは、抵抗式タッチセンサーであり、例えば、隙間を挟んで配置された二層の透明導電酸化物を含む。十分な力で押圧される時、一方の導電層が湾曲して他方の導電層に接触する。コントローラーは、測定された接触点の抵抗変化により、接触点の位置を検出する。次に、コントローラーは、接触点に対応する機能を実行する。もう一種のタッチセンサーは、キャパシティブタッチセンサーであり、押圧された導電層を検出するのに用いられる。指がセンサーに接触した時、導電層から体を通じて地表に至る一本のキャパシティブカップリング経路を提供し、コントローラーは、測定された被接触位置のキャパシティブカップリング電気信号の変化により、接触点の位置を検出する。その後、コントローラーにより接触点に対応する機能を実行する。

図５は、タッチセンサー装置の複数のタッチセンサーを示す従来の配置図である。複数のタッチセンサー集合{S_i,j}は、ｍ列とｎ行のマトリクス形式で配列され、i＝１,２,３,．．．ｍで、ｊ＝１,２,３,．．．ｎである。ｎは偶数で、且つ、J＝１,３,５,..,（ｎ−１）の状況時、第J行のタッチセンサー集合{S_i,j}は、制御線X_Jから第J行方向に連結される。行方向上、残りのタッチセンサー集合{S_i,k}は、ｎが偶数の状況、K＝２,４,６,．．．,ｎの時、或いは、ｎが奇数、K=1,３,５,．．．,（ｎ−１）の時、各第ｉ列のタッチセンサー集合{S_i,k}は、制御線Y_iから第ｉ列方向に連結され、ｉ＝１,２,３,．．．,ｍである。制御線X_J、Y_iはコントローラーに接続される（図示せず）。好ましくは、図６で示されるように、制御線X_J、Y_iは導電線で、且つ、絶縁体により分離されている。

しかし、このようなタッチセンサーの配置は、多くの欠点がある。その一、ｍ×ｎのタッチセンサー集合{S_i,j}を、コントローラーに接続するために、ｎが偶数状況の際、少なくとも[m+(n/2)] 本の制御線が必要となり、ｎが奇数状況の際、少なくとも[m+(n+1)/2]本の制御線が必要となる。一つのタッチセンサー装置に複数のタッチセンサーが含まれる場合、センサー配置は製造上困難である。さらに、過多の制御線を使用すると、大きなインピーダンスになり、反応時間が遅くなって、センサー回路の感度が低下する。その二、X列とY行方向のタッチセンサーパネルの感応解像度が異なる。

従って、当該技術分野において上述した問題を改善すべきである。

本発明は、タッチセンサー装置を提供し、上述の課題を解決することを目的とする。

本発明は、タッチセンサー装置に関する。一実施例によれば、本発明のタッチセンサー装置は、複数のXタッチセンサーと複数のYタッチセンサーを有し、M列とN行のセンサーユニットマトリクスを形成し、前記Xタッチセンサーと前記Yタッチセンサーは各M列と各N行に交互排列され、且つ、前記M、Nは１より大きい正の整数である。

前記Nが偶数の時、行制御線がN／２本であり、或いは、Nが奇数の時、行制御線は（N+１）／２本であり、前記Nが偶数時、第ｊ本の行制御線は、第（２ｊ−１）行と第２ｊ行の各Xタッチセンサーを連続して第１列から第M列まで接続し、且つ、前記ｊ＝１,２,３,．．．N／２であり、前記Nが奇数の時、第（N+1）／２本の行制御線は、第N行の各Xタッチセンサーを連続して第１列から第M列まで接続し、且つ、ｊ＝１,２,３,．．．,（N−１）／２である。

前記Mが偶数の時、列制御線がM／２本であり、或いは、前記Mが奇数の時、列制御線は（M+１）／２本であり、前記Mが偶数時、第ｋ本の列制御線は、第（２ｋ−１）行と第２ｋ行の各Yタッチセンサーを連続して第１行から第N行まで接続し、且つ、前記ｋ＝１,２,３,．．．,M／２で、前記Mが奇数の時、第（M+1）／２本の列制御線は、第M列の各Yタッチセンサーを連続して第１行から第N行まで接続し、且つ、前記ｋ＝１,２,３,．．．,（M−１）／２である。

また、他の実施例によれば、本発明のタッチセンサー装置は、複数のタッチセンサーユニット{U_i,j}を有して交互排列し、且つ、M列とN行を有するM*Nマトリクスを形成し、
前記i=1, 2, 3, ．．．, Mであり、前記j=1, 2, 3, ．．．, Nであり、前記M、Nは、１より大きい正の整数であり、各センサーユニットU_i,jは、第１タッチセンサーS_1,1、第２タッチセンサーS_1,2、第３タッチセンサーS_2,2、及び第４タッチセンサーS_2,1を有して２×２のマトリクスを形成し、前記第１タッチセンサーS_1,1と前記第３タッチセンサーS_2,2が電気的に相互接続され、前記第２タッチセンサーS_1,2と前記第４タッチセンサーS_2,1が電気的に相互接続されている。

さらに、複数の制御線を含み、M列の制御線とN行の制御線を有し、各列の制御線は、第１、第２部分を有して順番に対応列のセンサーユニットを接続し、各行の制御線は、第１、第２部分を有して、順番に対応行のセンサーユニットを接続している。これにより、
（ｉ）第ｉ列方向に沿った第ｉ本の列制御線により、前記センサーユニットU_i,jの前記第1タッチセンサーS_1,1と前記センサーユニットU_i, _j-1の前記第３タッチンサーS_2,2が相互接続され、前記センサーユニットU_i,jの前記第３タッチセンサーS_2,2はセンサーユニットU_i,j+1の前記第一タッチセンサーS_1,1と接続し、第ｊ行方向に沿った第ｊ本の行制御線により、前記センサーユニットU_i,jの前記第二タッチセンサーS_1,2とセンサーユニットU_i-1,jの前記第４タッチセンサーS_2,1が相互接続され、前記センサーユニットU_i,jの前記第４タッチセンサーS_2,1とセンサーユニットU_i+1,jの前記第２タッチセンサーS_1,2が相互接続される。或いは、
（ｉｉ）第ｊ行方向に沿った第ｊ本の行制御線により、センサーユニットU_i,jの前記第１タッチセンサーS_1,1とセンサーユニットU_i-1,jの前記第３タッチセンサーS_2,2が相互接続され、前記センサーユニットU_i,jの前記第３タッチセンサーS_2,2はセンサーユニットU_i+1,jの前記第１タッチセンサーS_1,1と接続し、第ｉ列方向に沿った第ｉ本の列制御線により、前記センサーユニットU_i,jの前記第４タッチセンサーS_2,1とセンサーユニットU_i,j-1の前記第２タッチセンサーS_1,2が相互接続され、前記センサーユニットU_i,jの前記第２タッチセンサーS_1,2はセンサーユニットU_i,j+1の前記第４タッチセンサーS_2,1と接続する。

従来のセンサー配置に比べて、本発明のセンサーの配置は、少ない制御線で、タッチセンサーをコントローラーに連結し、インピーダンスを低下させて、感度を増加することができる。

次に、図１〜４を参照しながら本発明の実施例であるタッチセンサー装置を説明する。

図１は、本発明の実施例によるタッチセンサー装置１００を示す図である。このタッチセンサー装置１００は、複数のX、Yタッチセンサー（X）（Y）を有し、４列８行のセンサーマトリクス１１０を例とするが、本発明はこれに限定されない。本発明の行/列数或いはセンサーは必要に応じて決定可能である。つまり、複数のX、Yタッチセンサー（X）（Y）は、M列N行のセンサーマトリクスを形成し、XタッチセンサーとYタッチセンサーは、各M列及び各N行において交互して配置され、且つ、M、Nは１より大きい正の整数である。

X、Yタッチセンサーのパターン、構造、或いは幾何学形状は同様でもよいし、実質上異なっていてもよい。本実施例において、各X、Yタッチセンサーの幾何学形状は全て正方形ではあるが、実際は三角形、方形、多辺形、或いは円形でもよい。また、少なくとも一つのXタッチセンサーは、Yタッチセンサーの幾何学形状および組成と異なってもよい。本実施例では、各Ｘ、Ｙタッチセンサーは導電材料からなり、導電材料は、透明な導電材料と非透明な導電材料を含む。透明な導電材料は、例えば、インジウムスズ酸化物ITO、インジウム亜鉛酸化物IZO、カドミウムスズ酸化物CTO、カドミウム亜鉛酸化物CZO、アルミニウム亜鉛酸化物AZO、アルミニウムスズ酸化物ATO、酸化ハフニウムHfO、インジウムスズ亜鉛酸化物ITZO、酸化亜鉛、その他の適宜な材料、或いは上述の組み合わせである。非透明導電材料は、例えば、金、銀、鉄、スズ、鉛、カドミウム、モリブデン、アルミニウム、チタン、タンタル、ハフニウム、その他の適当な材料、上述の酸化物、上述の窒化物、上述の酸窒化物、上述の合金、或いは上述の組み合わせである。本実施例では、導電材料はITOではあるが、本発明はこれに限定されない。

図１に示すように、各X、Yタッチセンサーは、各行、各列において交互に配置され、４本の行制御線１２１〜１２４と二本の行制御線１３１、１３２によりそれぞれ接続され、例えば、第１行、第２行の第１タッチセンサー{X}は列制御線１２１により順に第１列から第４列に連結される。第３行、第４行の第１タッチセンサー{X}は行制御線１２２により順に第１列から第４列に連結される。第７行、第８行の第１タッチセンサー{X}は行制御線１２４により順に第１列から第４列に連結される。よって、本実施例の設計方式、及び接続関係から分かるように、Nが偶数時、行制御線はN／２本、Nが奇数の時、行制御線は（N＋１）／２本である。Nが偶数の時、第ｊ本の行制御線は、第（２ｊ−１）行と第２ｊ行の各Xタッチセンサーを連続して第１列から第M列に接続し、且つ、ｊ＝１,２,３,．．．N／２である。Nが奇数の時、第（N＋１）／２本の行制御線は、第N行の各Xタッチセンサーを連続して第１列から第M列へ接続し、且つ、ｊ＝１,２,３,..,（N−１）／２である。

第２タッチセンサー{Y}は、列方向に沿って連結される。図１に示すように、例えば、第１列、第二列の第２タッチセンサー{Y}は列制御線１３１により順に、第１列から第８列に連結される。第３行、第４行の第２タッチセンサー{Y}は列制御線１３２により順に、第１列から第８列に連結される。よって、Mが偶数時、列制御線はM／２本、或いは、Mが奇数の時、列制御線は（M＋１）／２本である。Mが偶数時、第ｋ本の列制御線は、第（２ｋ−１）行と第２ｋ行の各Yタッチセンサーを連続して、第１行から第N行に接続し、且つ、ｋ＝１、２、３．．．M／２である。Mが奇数時、第（M＋１）／２本の列制御線は、第M列の各Yタッチセンサーを連続して、第１行から第N行に接続し、且つ、ｋ＝１、２、３．．．（M−１）／２である。

全ての行制御線１２１〜１２４、列制御線１３１、１３２は、順に或いはアドレス的にコントローラー１５０に接続される。これらの行、列制御線は、全て導電材料からなり、信号を伝送する。その材質は上述の透明導電材料、非透明導電材料、或いは、上述の組み合わせである。但し、各行、列制御線は、交差領域で好ましくは絶縁である。

本実施例では、設計により選択的に、タッチスクリーン１４０をセンサーマトリクス１１０上に配置することができる。また、本実施例では、タッチスクリーン１４０をセンサーマトリクス１１０上に設置しているので、タッチスクリーン１４０の座標は各X、Yタッチセンサーが所在する位置に関連する。タッチスクリーン１４０がタッチされた時、コントローラー１５０は、接触位置に対応する一つ、或いは、複数のXタッチセンサー、及び、一つ、或いは、複数のYタッチセンサーが発出する信号を測定し、これにより、一つ、或いは、複数の接触位置を検出する。そして、必要に応じて、コントローラー１５０が、更に、接触位置に対応する関連の機能を実行して、測定した信号に応答する。好ましくは、タッチスクリーン１４０は透明のタッチスクリーン１４０であるが、半透明のタッチスクリーン１４０、或いは、その他の透明度が適切なタッチスクリーンでもよい。

図５、図６に示す従来のセンサー配置に比較すると、本発明のセンサー配置は、少ない制御線でタッチセンサー｛X｝｛Y｝をコントローラー１５０に接続しているので、インピーダンスを低下させて、感度を増加することができる。更に、本発明のセンサー配置は、X（列）とY（行）方向で同様な解像度を有する。

図２は、本発明における他の実施例のタッチセンサー装置２００を示している。タッチセンサー装置２００のセンサー配置は、図１のセンサー装置１００に相似しているのでここで詳述しないが、センサーユニットマトリクス２１０は、４列７行で、コントローラーは図示していない。本実施例において、第４本の行制御線２２４は、第７行のタッチセンサー｛X｝だけを接続している。よって、本発明のセンサーユニットマトリクスはタッチセンサーの個数を限定しない。

図３は、本発明におけるもう一つの実施例によるタッチセンサー装置３００を示している。タッチセンサー装置３００は、複数のセンサーユニット{U_i,j}を有し、２列４行の２×４マトリクス３１０に配置している。ここでｉ＝１、２、ｊ＝１、２、３、４としているが、本発明はこれに限定されない。本発明の行列数又はセンサーの個数は状況に応じて決定できる。つまり、複数のセンサーユニット{U_i,j}は、交互に排列されて、且つ、M列N行のM×Nマトリクスを形成し、ｉ＝１,２,３,．．．,Ｍ、ｊ＝１,２,３,．．．,Nで、MとNは１より大きい正の整数である。

例えば、各センサーユニットU_i,jは、それぞれ、第１タッチセンサーS_1,1、第２タッチセンサーS_1,2、第３タッチセンサーS_2,2、及び、第４タッチセンサーS_2,1を有し、２×２のマトリクスを配置しているが、本発明は、これに限定されない。本発明におけるタッチセンサーの個数は設計により変更可能である。第１タッチセンサーS_1,1は、導電性リード線L₁により第３タッチセンサーS_2,2へ接続され、第２タッチセンサーS_1,2は、導電性リード線L₂により、第４タッチセンサーS_2,1へ接続される。導電性リード線L₁と導電性リード線L₂は交錯領域で、好ましくは相互に電気絶縁となっている。また、導電性リード線L₁と導電性リード線L₂の材質は、上述の透明導電材料、非透明導電材料、或いはこれらの組み合わせである。

各第１タッチセンサーS_1,1、第２タッチセンサーS_1,2、第３タッチセンサーS_2,2、及び、第４タッチセンサーS_2,1のパターン、構図、或いは幾何学形状は同様でもよいし、実質上異なってもよい。また、上述のタッチセンサーの幾何学形状は、三角形、正方形、長方形、多辺形、または円形である。図３の実施例は正方形をしめしているが、本発明はこれに限定されない。また、少なくとも一つのXタッチセンサーは、Yタッチセンサーの幾何学形状及び組成とは異なってもよい。本実施例において、第１タッチセンサーS_1,1、第２タッチセンサーS_1,2、第３タッチセンサーS_2,2、及び第４タッチセンサーS_2,1は、例えば導電材料で構成されている。ここでいう導電材料は、透明導電材料であって、例えば、インジウムスズ酸化物ITO、インジウム亜鉛酸化物IZO、カドミウムスズ酸化物CTO、カドミウム亜鉛酸化物CZO、アルミニウム亜鉛酸化物AZO、アルミニウムスズ酸化物ATO、酸化ハフニウムHfO、インジウムスズ亜鉛酸化物ITZO、酸化亜鉛、その他の適切な材料、又はこれらの組み合わせであり、或いは、非透明導電材料であって、例えば、金、銀、鉄、スズ、鉛、カドミウム、モリブデン、アルミニウム、チタン、タンタル、ハフニウム、他の適切な材料、これらの酸化物、窒化物、酸窒化物、合金、又はこれらの組み合わせである。或いは、透明導電材料と非透明導電材料の組み合わせである。本実施例の導電材料は、ITOではあるが、本発明はこれに限定されない。

本実施例は、設計により、選択的に、タッチスクリーン３４０をセンサーユニット｛U_i,j｝上に配置することができる。実際も、タッチスクリーン３４０をセンサーユニット｛U_i,j｝上に設置している。よって、タッチスクリーン３４０の座標は、第１タッチセンサーS_1,1、第２タッチセンサーS_1,2、第３タッチセンサーS_2,2、及び第４タッチセンサーS_2,1が所在する位置に関連する。好ましくは、タッチスクリーン３４０は透明のタッチスクリーン３４０であるが、本発明はこれに限定されない。つまり、半透明のタッチスクリーン３４０、或いはその他の透明度が適切なタッチスクリーンを使用することも可能である。

各列のセンサーユニットは、全て1本の対応する列制御線により接続され、各行のセンサーユニットは、全て1本の対応する行制御線により接続されている。これらの行制御線および列制御線は、信号伝送が可能であるように全て導電材料で構成されている。また、これらの行制御線および列制御線の材質は、上述した透明導電材料、非透明導電材料、又はこれらの組み合わせで構成されている。

図３で示すように、センサーユニットマトリクス３１０の第１列において、第１本の列制御線３３１の第２部分３３１ｂは、センサーユニットU_1,1の第３タッチセンサーS_2,2とセンサーユニットU_1,2の第１タッチセンサーS_1,1とを相互接続させ、センサーユニットU_1,2の第３タッチセンサーS_2,2とセンサーユニットU_1,3の第１タッチセンサーS_1,1とを相互接続させ、センサーユニットU_1,3の第３タッチセンサーS_2,2とセンサーユニットU_1,4の第１タッチセンサーS_1,1とを接続する。第１本の列制御線３３１の第１部分３３１ａは、センサーユニットU_1,1の第１タッチセンサーS_1,1とコントローラー３５０とを接続させる。或いは、センサーユニットマトリクス３１０の第１列は、第１列の制御線３３１の第１部分３３１ａにより、センサーユニットU_1,4の第３タッチセンサーS_2,2を介してコントローラー３５０に接続されている。或いは、他のセンサーユニットのタッチセンサーを介して接続される。

同様に、第２列のセンサーユニットは、第２本の列制御線３３２の第２部分３３２ｂにより接続される。また、第２列のセンサーユニットは、第２の列制御線３３２の第一部分３３２ａによっても、センサーユニットU_2,1の第１センサーユニットU_1,1を介してコントローラー３５０に接続される。或いは、センサーマトリクス３１０の第２列は、第２の列制御線３２２の第一部分３３２ａにより、センサーユニットU_2,4の第３センサーユニットS_2,2を介してコントローラー３５０に接続され、或いは、他のセンサーユニットのタッチセンサーを介して接続される。

センサーユニットマトリクス３１０の第１行は、第１本の行制御線３２１の第二部分３２１ｂにより、センサーユニットU_1,1の第４タッチセンサーS_2,1とセンサーユニットU_2,1の第２センサーユニットS_1,2とを接続する。第１本の行制御線３２１の第１部分３２１ａにより、センサーユニットU_2,1の第４タッチセンサーS_2,1をコントローラー３５０に接続する。或いは、センサーマトリクス３１０の第１行は、第１本の行制御線３２１の第一部分３２１ａにより、センサーユニットU_1,1の第２タッチセンサーS_1,2を介してコントローラー３５０に接続され、或いは、他のセンサーユニットのタッチセンサーを介して接続される。

上述の構造と類似するように、第２、第３、第４行のセンサーユニットは、それぞれ、第２、第３、第４本の行制御線３２２〜３２４と接続される。

よって、上述した本実施例の設計及び接続関係から判るように、タッチセンサーを接続する複数の制御線は、Ｍ列の制御線、及びＮ行の制御線を有する。各列制御線の第１、第２部分は、対応する列のセンサーユニットを順に接続させ、各行制御線の第１、第２部分は、対応する行のセンサーユニットを順に接続させることで、次の作用が得られる。（ｉ）第ｉ列方向に沿った第ｉ列制御線により、センサーユニットU_i,jの第１タッチセンサーS_1,1とセンサーユニットU_i,j-1の第３センサーユニットS_2,2が相互接続され、センサーユニットU_i,jの第３タッチセンサーS_2,2とセンサーユニットU_i,j+1の第１センサーユニットS_1,1が相互接続される。更に、第j行方向に沿った第ｊ本の行制御線により、センサーユニットU_i,jの第２タッチセンサーS_1,2とセンサーユニットU_i-1,jの第４センサーユニットS_2,1が相互接続され、センサーユニットU_i,jの第４タッチセンサーS_2,1とセンサーユニットU_i+1,jの第２センサーユニットS_1,2が接続される。或いは、（ii）第ｊ行方向に沿った第ｊ本の行制御線により、センサーユニットU_i,jの第１タッチセンサーS_1,1とセンサーユニットU_i-1,jの第３センサーユニットS_2,2が相互接続され、センサーユニットU_i,jの第３タッチセンサーS_2,2とセンサーユニットU_i+1,jの第１センサーユニットS_1,1が接続される。また、第ｉ列方向に沿った第ｉ本の列制御線により、センサーユニットU_i,jの第４センサーユニットS_2,1とセンサーユニットU_i,j-1の第２センサーユニットS_1,2が相互接続され、センサーユニットU_i,jの第２センサーユニットS_1,2とセンサーユニットU_i,j+1の第４タッチセンサーS_2,1が相互接続される。更に、各列制御線及び各行制御線の第一部分は、すべて順に或いはアドレス的にコントローラーに接続される。

よって、タッチスクリーン３４０がセンサーユニット{ U_i,j }上に配置されることを例とすると、タッチスクリーン３４０がタッチされる時、コントローラー３５０は、接触位置と結合した一つ又は複数のタッチセンサーが発する信号を測定し、これにより、タッチスクリーン３４０上の一つ又は複数の接触位置を検出する。

図５、図６に示す周知のセンサー配置に比較すると、本発明のセンサー配置において、タッチセンサーをコントローラー３５０に接続するための制御線が少ないので、抵抗を低下し感度を増加することができる。更に、本発明のセンサー配置は、X（列）、Y（行）方向で同様な解像度を有する。

図４は、本発明における他の実施例のタッチセンサー装置４００を示す図である。図３のセンサー装置３００と相似しているので詳述しないが、センサー装置４００は、２×４のセンサーマトリクス４１０を有するセンサー配置を例とする。本実施例において、各センサーユニットU_i,jは何れも、第１タッチセンサーS_1,1、第２タッチセンサーS_1,2、第３タッチセンサーS_2,2、及び第４タッチセンサーS_2,1を有し、２×２のマトリクスを例としているが、これに限定されない。本実施例のセンサーマトリクスは、タッチセンサーの個数を限定しない。タッチセンサーS_1,1 は一本の導電リード線L₁ により、第３タッチセンサーS_2,2 と接続し、第２タッチセンサーS_1,2 は、一本の導電リード線L₂ により、第４タッチセンサーS_2,1 と接続する。好ましくは、導電リード線L₁ とL₂ は、交錯領域で相互絶縁である。また、導電リード線L₁ とL₂の材質は上述の透明導電材料、非透明導電材料、または上述の組み合わせである。

一方、タッチセンサー間の接続は、図３のセンサー装置３００と異なる。図４に示されるように、センサーマトリクス４１０の第１列において、第１の列制御線４３１の第二部分４３１ｂは、センサーユニットU_1,1の第２タッチセンサーS_1,2をセンサーユニットU_1,2の第４タッチセンサーS_2,1に接続し、センサーユニットU_1,2の第２タッチセンサーS_1,2をセンサーユニットU_1,3の第４タッチセンサーS_2,1に接続し、センサーユニットU_1,3の第２タッチセンサーS_1,2をセンサーユニットU_1,4の第４タッチセンサーS_2,1に接続する。第１の列制御線４３１の第一部分４３１ａは、センサーユニットU_1,1の第４タッチセンサーS_2,1をコントローラー４５０を接続する。或いは、センサーマトリクス４１０の第１列は、第１の列制御線４３１の第一部分４３１ａにより、センサーユニットU_1,4の第二タッチセンサーS_1,2を介して、コントローラー４５０に接続され、或いは、他のセンサーユニットのタッチセンサーを介して接続される。

同様に、第２列のセンサーユニットは、第２の列制御線４３２の第二部分４３２ｂにより接続される。第２列のセンサーユニットも、第２の列制御線４３２の第１部分４３２ａにより、センサーユニットU_2,1の第４センサーユニットU_2,1を介してコントローラー４５０に接続される。或いは、センサーマトリクス４１０の第２列は、第２の列制御線４３２の第２部分４３２ｂにより、センサーユニットU_2,4の第二センサーユニットS_1,2を介してコントローラー４５０に接続され、及び/又は他のセンサーユニットのタッチセンサーを介して接続される。

センサーマトリクス４１０の第１行は、第１の行制御線４２１の第２部分４２１ｂにより、センサーユニットU_1,1の第３タッチセンサーS_2,2をセンサーユニットU_2,1の第１センサーユニットS_1,1に接続し、第１の行制御線４２１の第２部分４２１ａにより、センサーユニットU_2,1の第３タッチセンサーS_2,2をコントローラー４５０に接続する。或いは、センサーマトリクス４１０の第１行は、第１の行制御線４２１の第一部分４２１ａにより、センサーユニットU_1,1の第１タッチセンサーS_1,1を介してコントローラー４５０に接続され、及び/又は、他のセンサーユニットのタッチセンサーを介して接続される。

上述と相似した構造、第２、第３、第４行のセンサーユニットは、それぞれ、第２、第３、第４の行制御列４２２〜４２４によって接続される。また、本実施例の設計方式、及び、接続関係は、図３の実施例に示されている。更に、上述した実施例における導電リード線及び制御線がタッチセンサーの上述位置に接続されるのは、実施例に過ぎず、本発明はこれに限定されるべきではない。

勿論、導電リード線、制御線をタッチセンサーの上述位置に接続することによって、導電リード線及び制御線が必要な最小経路が得られるが、本発明はこれに限定されず、異なる設計と経路に基づくものも考えられる。

本発明におけるタッチセンサー装置の多種センサー配置により、少ない制御線をタッチセンサーに接続するので、インピーダンスを低下させ、感度を増加させると共に、Ｘ（列）、Ｙ（行）方向に同様な解像度を有する。

更に、上述した実施例におけるタッチセンサー装置のセンサーレイアウトは、複数の画素を有するディスプレイパネルの基板内に設置し、或いは中空の基板中に設置することができる。タッチセンサー装置のセンサーレイアウトがディスプレイパネルの基板内に配置される時、センサーは、画素を有する少なくとも一部の領域、及び／或いは、画素のない領域に設置される。タッチセンサー装置のセンサーレイアウトが中空の基板内に設置される時、中空の基板は、ディスプレイパネルと結合し、或いは掛け載せする必要がある。なお、上記ディスプレイパネルは、非自発光パネル（例えば、各種液晶ディスプレイパネル、電子ペーパー、或いはその他の適切なパネル）、自発光パネル（例えば、各種有機ＥＬディスプレイパネル、各種無機ＥＬディスプレイパネル、その他の適切なパネル、或いは、上述の組み合わせ）、或いは、上述の組み合わせである。そして、本発明の実施例によるディスプレイパネルは、携帯式製品（例えば、携帯電話、撮影機、カメラ、ノート型パソコン、ゲーム機、腕時計、音楽プレーヤー、電子メール送受信器、ナビゲータ、デジタルカメラ、或いは、他の類似製品）、ＡＶ機器（例えば、ＡＶ再生器、又は他の類似製品）、スクリーン、テレビ、看板、ＡＴＭのスクリーン等に用いることができる。更に、本発明の実施例におけるコントローラーは、タッチセンサー装置と共に同一の基板、或いは異なる基板上に設置することができる。一般に、コントローラー１５０、３５０は、タッチセンサー装置の基板と異なる基板上に設置される時、基板は、プリント回路、可撓性回路板、或いはその他の適当な基板であり、或いは、上述の組み合わせである。

本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

本発明の実施例によるタッチセンサーのレイアウトを示す図である。本発明の他の実施例によるタッチセンサーのレイアウトを示す図である。本発明のもう一つの実施例によるタッチセンサーのレイアウトを示す図である。本発明のもう一つの実施例によるタッチセンサーのレイアウトを示す図である。従来のタッチセンサーのレイアウトを示す図である。（ａ）は、従来のタッチセンサーのレイアウトを示す図であり、（ｂ）は、Ａ−Ａ’に沿った断面図である。

符号の説明

100、200、300、400：タッチセンサー；
110、210、310、410：センサーユニットマトリクス；
121-124、224、321-324、421-424、X₁、X₃、X_J：行制御線；
131、132、331、332、431、432、Y₁-Y₃、Y_i：列制御線；
140、340、440：タッチスクリーン；
150、350、450：コントローラー；
321a、421a：行制御線の第一部分；
321b、421b：行制御線の第二部分；
331a、332a、431a、432a：列制御線の第一部分；
331b、332b、431b、432b：列制御線の第二部分；
L₁、L₂：導電リード線；
S_1,1、S_1,2、S_2,2、S_2,1：タッチセンサー；
U_1,1、U_1,2、U_1,3、U_1,4、U_2,1、U_2,4：センサーユニット

Claims

タッチセンサー装置であって、
複数のXタッチセンサーと複数のYタッチセンサーを有し、M列とN行のセンサーユニットマトリクスを形成し、前記Xタッチセンサーと前記Yタッチセンサーは各M列と各N行に交互排列され、且つ、前記M、Nは１より大きい正の整数であり、
前記Nが偶数の時、行制御線がN／２本であり、或いは、Nが奇数の時、行制御線は（N+１）／２本であり、前記Nが偶数時、第ｊ本の行制御線は、第（２ｊ−１）行と第２ｊ行の各Xタッチセンサーを連続して第１列から第M列まで接続し、且つ、前記ｊ＝１,２,３,．．．N／２であり、前記Nが奇数の時、第（N+1）／２本の行制御線は、第N行の各Xタッチセンサーを連続して第１列から第M列まで接続し、且つ、ｊ＝１,２,３,．．．,（N−１）／２であり、前記Mが偶数の時、列制御線がM／２本であり、或いは、前記Mが奇数の時、列制御線は（M+１）／２本であり、前記Mが偶数時、第ｋ本の列制御線は、第（２ｋ−１）行と第２ｋ行の各Yタッチセンサーを連続して第１行から第N行まで接続し、且つ、前記ｋ＝１,２,３,．．．,M／２であり、前記Mが奇数の時、第（M+1）／２本の列制御線は、第M列の各Yタッチセンサーを連続して第１行から第N行まで接続し、且つ、前記ｋ＝１,２,３,．．．,（M−１）／２であることを特徴とするタッチセンサー装置。
更にコントローラーを有し、各行制御線および列制御線は、何れもアドレス的に或いは順番に前記コントローラーに接続されていることを特徴とする請求項１に記載のタッチセンサー装置。
更に、タッチスクリーンを前記センサーユニットマトリクス上に配置することによって、前記タッチスクリーンの座標は、各X、Yタッチセンサーが所在する位置に関連することを特徴とする請求項２に記載のタッチセンサー装置。
前記タッチスクリーンがタッチされる時、前記コントローラーは、被接触位置に対応する一つ又は複数のXタッチセンサー、或いは、一つ又は複数のYタッチセンサーが発する信号を測定し、前記タッチスクリーン上の被接触位置を検出することを特徴とする請求項３に記載のタッチセンサー装置。
前記コントローラーは、更に、前記接触位置と関連する機能を実行して、被測定信号に応答することを特徴とする請求項４に記載のタッチセンサー装置。
前記複数のＸタッチセンサーと前記複数のＹタッチセンサーは同様であり、或いは実質上異なることを特徴とする請求項１に記載のタッチセンサー装置。
前記各Ｘタッチセンサーと各Ｙタッチセンサーの幾何学形状は、三角形、正方形、長方形、多辺形、又は円形であることを特徴とする請求項１に記載のタッチセンサー装置。
各行制御線及び列制御線は、交差領域で互いに絶縁であることを特徴とする請求項１に記載のタッチセンサー装置。
タッチセンサー装置であって、
複数のタッチセンサーユニット{U_i,j}を有して交互排列し、且つ、M列とN行を有するM*Nマトリクスを形成し、前記i=1, 2, 3, ．．．, Mであり、前記j=1, 2, 3, ．．．, Nであり、前記M、Nは、１より大きい正の整数であり、各センサーユニットU_i,jは、第１タッチセンサーS_1,1、第２タッチセンサーS_1,2、第３タッチセンサーS_2,2、及び第４タッチセンサーS_2,1を有して２×２のマトリクスを形成し、前記第１タッチセンサーS_1,1と前記第３タッチセンサーS_2,2が電気的に相互接続され、前記第２タッチセンサーS_1,2と前記第４タッチセンサーS_2,1が電気的に相互接続されており、
更に、複数の制御線を含み、M列の制御線とN行の制御線を有し、各列の制御線は、第１、第２部分を有して順番に対応列のセンサーユニットを接続し、各行の制御線は、第１、第２部分を有して、順番に対応行のセンサーユニットを接続し、
（ｉ）第ｉ列方向に沿った第ｉ本の列制御線により、前記センサーユニットU_i,jの前記第1タッチセンサーS_1,1と前記センサーユニットU_i, _j-1の前記第３タッチンサーS_2,2が相互接続され、前記センサーユニットU_i,jの前記第３タッチセンサーS_2,2はセンサーユニットU_i,j+1の前記第一タッチセンサーS_1,1と接続し、第ｊ行方向に沿った第ｊ本の行制御線により、前記センサーユニットU_i,jの前記第二タッチセンサーS_1,2とセンサーユニットU_i-1,jの前記第４タッチセンサーS_2,1が相互接続され、前記センサーユニットU_i,jの前記第４タッチセンサーS_2,1とセンサーユニットU_i+1,jの前記第２タッチセンサーS_1,2が相互接続され、
（ｉｉ）第ｊ行方向に沿った第ｊ本の行制御線により、センサーユニットU_i,jの前記第１タッチセンサーS_1,1とセンサーユニットU_i-1,jの前記第３タッチセンサーS_2,2が相互接続され、前記センサーユニットU_i,jの前記第３タッチセンサーS_2,2はセンサーユニットU_i+1,jの前記第１タッチセンサーS_1,1と接続し、第ｉ列方向に沿った第ｉ本の列制御線により、前記センサーユニットU_i,jの前記第４タッチセンサーS_2,1とセンサーユニットU_i,j-1の前記第２タッチセンサーS_1,2が相互接続され、前記センサーユニットU_i,jの前記第２タッチセンサーS_1,2はセンサーユニットU_i,j+1の前記第４タッチセンサーS_2,1と接続することを特徴とするタッチセンサー装置。
更にコントローラーを有し、各列制御線及び各行制御線の前記第１部分は、何れもアドレス的に或いは順番に前記コントローラーに接続されることを特徴とする請求項９に記載のタッチセンサー装置。
更に、タッチスクリーンをセンサーユニット｛U_i,j｝上に設置することによって、前記タッチスクリーンの座標は第１タッチセンサーS_1,1、第２タッチセンサーS_1,2、第３タッチセンサーS_2,2、及び第４タッチセンサーS_2,1が所在する位置に関連することを特徴とする請求項１０に記載のタッチセンサー装置。
前記タッチスクリーンがタッチされる時、前記コントローラーは、被接触位置に対応する一つ又は複数のタッチセンサーが発する信号を測定し、前記タッチスクリーン上の被接触位置を検出することを特徴とする請求項１１に記載のタッチセンサー装置。
前記の各第１タッチセンサーS_1,1、第２タッチセンサーS_1,2、第３タッチセンサーS_2,2、及び第４タッチセンサーS_2,1は、互いに同様であり、或いは実質上異なっていることを特徴とする請求項９に記載のタッチセンサー装置。
前記の各第１タッチセンサーS_1,1、第２タッチセンサーS_1,2、第３タッチセンサーS_2,2、及び第４タッチセンサーS_2,1の幾何学形状は、三角形、正方形、長方形、多辺形、又は円形であることを特徴とする請求項９に記載のタッチセンサー装置。