JP5634778B2 - タッチパネル及びそれに用いられる多点タッチ判別方法 - Google Patents

タッチパネル及びそれに用いられる多点タッチ判別方法 Download PDF

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Description

本発明は、タッチパネル及びそれに用いられるタッチ判別方法に関し、特にタッチパネル及びそれに用いられる多点タッチ判別方法に関するものである。
伝統的なタッチパネルは、抵抗圧力式、静電容量式、赤外線式及び表面音波式に分けられる。抵抗式四線型タッチパネル又は抵抗式五線型タッチパネルは、シミュレーション方式で導電性フィルムの電圧変化を測定するため、使用過程において、同じ時間にただ1つのタッチ動作しか判別できなく、使用者が同じ時間に複数のタッチ動作を進行する場合、エラー(Error)が発生する。
特許文献1及び2には、それぞれ多点タッチ動作を判別する静電容量式タッチパネルが開示されている。前記静電容量式タッチパネルは、2つの透明基板と、前記2つの透明基板の互いに向き合う表面にそれぞれ設置されている2つの透明導電層と、を具備する。製品の異なる解像度によって、前記2つの導電層に対してそれぞれ伝統的なリソグラフィー(Lithography)処理を実施して、前記2つの導電層に互いに平行で且つ一定の間隔を有する複数の導線を形成する。前記2つの導電層に形成されている導線は互いに直交する。タッチパネルに対して操作を進行する時、各々の導線をスキャン(Scan)して各々の導線の静電容量の変化を分析することにより、タッチ部位の座標を判断する。
しかし、上述した静電容量式タッチパネルにおいて、伝統的なリソグラフィー処理が必要とされるため、製品を製造し難く、良品率が低く、駆動方法も複雑である。従って、従来の静電容量式タッチパネルは、多点タッチを判別できるが、製造費用が高く、応用範囲が制限される。
米国特許公開US2006/0097991 米国特許公開US2008/0158181 台湾特許公開TW200920689
以上の問題点に鑑みて、本発明は、構造および駆動が簡単であり、同じ時間に多点のタッチ動作を行うことができるタッチパネル及びタッチパネルの多点タッチ判別方法を提供することを目的とする。
前記問題を解決するために、本発明に係るタッチパネルは、第一導電層と、前記第一導電層の1つの側辺に互いに離間して設置され且つ前記第一導電層に電気接続される複数の第一探測電極と、を有する第一基板と、前記第一基板に積層され、前記第一導電層に対向する第二導電層と、前記第二導電層における前記第一導電層の前記1つの側辺に垂直である1つの側辺に互いに離間して設置される複数の第二探測電極と、を有する第二基板と、を備える。前記第一導電層及び前記第二導電層は、抵抗異方性を有し、前記第一導電層の低抵抗方向と前記第二導電層の低抵抗方向とが直交する。
また、本発明に係るタッチパネルの多点タッチ判別方法は、1つの側辺に複数の第一探測電極が互いに離間して設置されている第一導電層と、前記第一導電層に積層設置され且つその1つの側辺に複数の第二探測電極が互いに離間して設置されている第二導電層と、を備えるタッチパネルに応用される。前記多点タッチ判別方法は、各々の第一探測電極の電圧を順番に測定して、前記第一探測電極が測定したm個のX軸相対電圧極値から、対応するm個のX軸極値座標X1〜Xを得るステップと、各々の第二探測電極の電圧を順番に測定して、前記第二探測電極が測定したn個のY軸相対電圧極値から、対応するn個のY軸極値座標Y1〜Yを得るステップと、前記第一導電層に第一電圧を印加するステップと、前記第一導電層を前記X軸極値座標X1〜Xにそれぞれ対応するm個のX軸探測区域S1〜Sと分割するステップと、前記第二導電層を前記Y軸極値座標Y1〜Yにそれぞれ対応するn個のY軸駆動区域D1〜Dと分割するステップと、各々のX軸探測区域S1〜Sに対応する第一探測電極の電圧値を順番に測定するステップと、第j番目のY軸駆動区域D(1≦j≦n)に対応する第二探測電極に第二電圧を印加し、第i番目のX軸探測区域S(1≦i≦m)に対応する第一探測電極がX軸相対電圧極値を測定して、タッチ点の座標を出力するステップと、を備える。
また、本発明に係るタッチパネルの多点タッチ判別方法は、1つの側辺に複数の第一探測電極が互いに離間して設置されている第一導電層と、前記第一導電層に積層設置され且つその1つの側辺に複数の第二探測電極が互いに離間して設置されている第二導電層と、を備えるタッチパネルに応用される。前記多点タッチ判別方法は、各々の第一探測電極の電圧を順番に測定して、前記第一探測電極が測定したm個のX軸相対電圧極値から、対応するm個のX軸極値座標X1〜Xを得るステップと、各々の第二探測電極の電圧を順番に測定して、前記第二探測電極が測定したn個のY軸相対電圧極値から、対応するn個のY軸極値座標Y1〜Yを得るステップと、前記第一導電層に第一電圧を印加するステップと、前記第一導電層を前記X軸極値座標X1〜Xにそれぞれ対応するm個のX軸探測区域S1〜Sと分割するステップと、前記第二導電層を前記Y軸極値座標Y1〜Yにそれぞれ対応するn個のY軸駆動区域D1〜Dと分割するステップと、第一番目のY軸駆動区域D乃至第j番目のY軸駆動区域D(1≦j≦n)に対応する第二探測電極に第二電圧を順番に印加するステップと、第i番目のX軸探測区域S(1≦i≦m)に対応する第一探測電極が測定したX軸相対電圧極値Vijと第j番目のY軸駆動区域Dが駆動されない時に測定したX軸相対電圧極値Vij’が違えば、タッチ点の座標を出力するステップと、を備える。
また、本発明に係るタッチパネルの多点タッチ判別方法は、1つの側辺にM(M≧3)個の第一探測電極が間隔を有するように設置されている第一導電層と、前記第一導電層に積層設置され、1つの側辺にN(N≧3)個の第二探測電極が間隔を有するように設置されている第二導電層と、を備え、前記第一導電層及び前記第二導電層は全て抵抗異方性を有し、前記第一導電層の低抵抗方向と前記第二導電層の低抵抗方向が垂直であるタッチパネルに応用される。前記多点タッチ判別方法は、前記第一導電層に第一電圧を印加するステップと、Y軸座標Yj(1≦j≦M)に対応する第j番目の第二探測電極に第二電圧を印加するステップと、各々の第一探測電極の電圧を測定して、各々の第一探測電極の電圧が少なくとも1つの相対的な極値を持てば、前記相対的な極値を測定した第i番目の第一探測電極に対応する少なくとも1つのX軸座標Xi(1≦i≦M)を得るステップと、少なくとも1つのタッチ点の座標値を出力するステップと、を備える。
本発明に係るタッチパネル及びタッチパネルに用いられる多点タッチ判別方法において、異なる導電層材料を採用する一方、導電層の高抵抗の特性によって、構造及び駆動が簡単で、コストが少ない抵抗式タッチパネルを提供する。前記タッチパネルは、簡単な計算を通じて複数のタッチ点の判別及び各種の手姿勢で複数点のタッチ操作を進行できて、タッチパネルの応用範囲を大幅に拡大する。
本発明に係るタッチパネルの分解図である。 本発明に係るタッチパネルの多点タッチ判別方法における2個の点のタッチを行った時、X軸側の探測電極が測定した電圧分布を示す図である。 本発明に係るタッチパネルの多点タッチ判別方法におけるタッチされた2個の点がX軸方向で非常に近い時、X軸側の探測電極が測定した電圧分布を示す図である。 本発明に係るタッチパネルの多点タッチ判別方法における2個の点のタッチを行った時、Y軸側の探測電極が測定した電圧分布を示す図である。 本発明に係るタッチパネルの多点タッチ判別方法においてタッチされた2個の点がY軸方向で非常に近い時、Y軸側の探測電極が測定した電圧分布を示す図である。 タッチパネルにおいて、5個の点がタッチされた時、各々のタッチ点及びX軸側の探測区域とY軸側の駆動区域との区分を示す図である。 本発明に係るタッチパネルの多点タッチ判別方法における無効点の除去過程中に、第一探測電極が区域に従って測定した電圧分布を示す図である。 本発明に係るタッチパネルの多点タッチ判別方法における他例の無効点の除去過程中に、第一探測電極が区域に従って測定した電圧分布を示す図である。 本発明に係るタッチパネルの多点タッチ判別方法で異なる操作の手姿勢を判別することを示す図である。 本発明に係るタッチパネルの多点タッチ判別方法で異なる操作の手姿勢を判別することを示す図である。 本発明に係るタッチパネルの多点タッチ判別方法で異なる操作の手姿勢を判別することを示す図である。
以下、図面に基づいて、本発明に係るタッチパネル及びそれに用いられる多点タッチ判別方法について詳細に説明する。
図1は、本発明に係るタッチパネル100の分解図である。簡単に説明するために、単に5個の第一探測電極114及び5個の第二探測電極124だけを図示した。しかし、実際の応用において、前記第一探測電極114及び前記第二探測電極124の個数は、タッチパネルの面積及び応用分野により決定される。
図1を参照すると、本発明に係るタッチパネル100は、第一導電性フィルム110と、前記第一導電性フィルム110に積層設置される第二導電性フィルム120と、前記第一導電性フィルム110と前記第二導電性フィルム120を固着させる環状接着層130と、を備える。前記第一導電性フィルム110と前記第二導電性フィルム120との間には複数の絶縁素子132が均一に分布される。前記絶縁素子132は、前記第一導電性フィルム110と前記第二導電性フィルム120とが互いに一定の間隔を維持するようにする。
前記第一導電性フィルム110は、第一基板111と、前記第一基板111の表面に設置される第一接着層112と、前記第一接着層112により前記第一基板111に固着される第一導電層113と、を備える。前記第一導電層113の表面には、複数の第一探測電極114が設置されている。前記複数の第一探測電極114は、互いに等間隔に設置され、且つ一端は前記第一導電層113の1つの側辺(図1での第一導電層113の端部側辺)に電気接続され、他端は前記第一導電層113の端部の中央まで延在されて信号の伝達に用いられる。
前記第二導電性フィルム120は、第二基板121と、前記第二基板121の表面に設置される第二接着層122と、前記第二接着層122により前記第二基板121に固着される第二導電層123と、を備える。前記第二導電層123の表面には、複数の第二探測電極124が設置されている。前記複数の第二探測電極124は、互いに等間隔に設置され、一端は前記第二導電層123に電気接続され、他端は前記第二導電層123の1つの側辺(図1での第二導電層123の右側辺)に平行配列されている導線125に接続される。前記導線125は、前記第二導電層123の1つの側辺に沿って前記第二導電層123の端部の中央まで延在されて信号の伝達に用いられる。前記第一探測電極114が設置されている第一導電層113の1つの側辺と前記第二探測電極124が設置されている第二導電層123の1つの側辺とは、直交する。
前記タッチパネル100は、複数の金属接点141を持つフレキシブル印刷回路基板140をさらに備える。前記環状接着層130の1つの側端部の中央には欠口部131が設置されている。前記タッチパネル100を組み立てる時、前記フレキシブル印刷回路基板140を前記欠口部131に位置させ、前記フレキシブル印刷回路基板140の複数の金属接点141を前記第一導電性フィルム110における第一探測電極114の末端及び前記第二導電性フィルム220における導線125の末端に電気接続させて、外部の電気信号を前記第一導電性フィルム110の第一探測電極114及び前記第二導電性フィルム120の第二探測電極124に伝達する。
前記第一基板111及び前記第二基板121は、ポリエチレン(PE)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)又は薄膜化されたガラスのような透明材料によって形成される基板である。前記環状接着層130、前記第一接着層112及び前記第二接着層122は、熱固化接着剤又はUV固化接着剤によって形成される。
特許文献3(カーボンナノチューブフィルムの製造装置及びカーボンナノチューブフィルムの製造方法)には、導電特性を有するカーボンナノチューブフィルムの製造方法が開示されており、引張方式によって超整列のカーボンナノチューブアレイ(Super Vertical−Aligned Carbon Nanotube Array)から透明導電性フィルムの製造に用いられるカーボンナノチューブフィルムを得る。
タッチパネルの信頼性を向上し、タッチパネルの枠の幅を低減するために、前記第一導電層113及び前記第二導電層123は、上述した方法によって形成されるカーボンナノチューブフィルムからなる。引張工程によって、前記カーボンナノチューブフィルムの複数のカーボンナノチューブは引張方向に沿って基本的に平行に配列され、前記導電層の引張方向に沿う抵抗は小さく、前記導電層の引張方向に直交する方向に沿う抵抗は、前記導電層の引張方向に沿う抵抗の50〜350倍であり、異なる測定位置及び測定方向によって、導電層の表面抵抗は1KΩ/□〜800KΩ/□である。従って、本発明における第一導電層113及び第二導電層123は、抵抗異方性(又は導電異方性、Anisotropic Conductivity)を有する。
図1に示したように、前記第一導電層113は、主要導電方向P1を有し、前記第二導電層123は、主要導電方向P2を有し、且つ前記主要導電方向P1と前記主要導電方向P2は互いに直交する。前記第一導電層113において、前記主要導電方向P1に直交する方向の抵抗は、前記主要導電方向P1の抵抗の100〜200倍であり、前記第二導電層123において、前記主要導電方向P2に直交する方向の抵抗は、前記主要導電方向P2の抵抗の100〜200倍である。
簡単に説明するために、本発明に係るタッチパネル100の操作において、2個のタッチ点のみを含む場合に対し説明する。しかし、本発明に係るタッチパネル100の多点タッチ判別方法は、より多数のタッチ点の場合にも適用される。
図2は、本発明に係るタッチパネル100の多点タッチ判別方法において、タッチパネル100の2個の箇所をタッチした時、X軸側の探測電極が測定した電圧分布を示す図である。ここで、Xn−1〜Xm+1は、第一探測電極114に対応するX軸の座標であり、Vn−1〜Vm+1は、対応する第一探測電極114が測定した電圧であり、Pは、互いに隣り合う2つの第一探測電極114の間の間隔である。
図1及び図2を参照すると、前記タッチパネル100が動作されない場合、各々の第一探測電極114に第一電圧Vが印加されて、前記第一導電層113は等電位状態になり、各々の第二探測電極124に第二電圧Vが印加されて、前記第二導電層123も等電位状態になる。前記第二電圧Vは、前記第一電圧Vより大きい。
前記タッチパネル100が動作される場合、まず、X軸を測定する。即ち、各々の第一探測電極114が順番に電圧を測定する。次に、Y軸を測定する。即ち、各々の第二探測電極124が順番に電圧を測定する。このような動作を繰り返して、使用者によってタッチ動作する。前記タッチパネル100がタッチされない場合、各々の第一探測電極114が測定した電圧は全て第一電圧Vであり、各々の第二探測電極124が測定した電圧は全て第二電圧Vである。
各々の第一探測電極114が順番に電圧を測定する過程において、測定を進行しない第一探測電極114に続いて第一電圧Vを印加し、各々の第二探測電極124が順番に電圧を測定する過程において、測定を進行しない第二探測電極124に続いて第二電圧Vを印加することにより、信号の識別度を向上させる。
前記タッチパネル100の少なくとも2個の箇所がタッチされて、前記第二導電層123が前記第一導電層113に電気接続される場合、上述した説明によって、各々の第一探測電極114が測定された電圧から第一X軸高電圧V、第二X軸高電圧V及び前記第一X軸高電圧Vと前記第二X軸高電圧Vとの間に位置するX軸低電圧Vを判断することができ、前記第1X軸高電圧Vを測定した第一探測電極114のX軸座標はXであり、前記第二X軸高電圧Vを測定した第一探測電極114のX軸座標はXである。
前記第一X軸高電圧Vに対応する位置を第一X軸タッチ点と見なし、前記第二X軸高電圧Vに対応する位置を第二X軸タッチ点と見なし、以下の式1及び式2によって、前記第1X軸タッチ点の実際のX軸座標値X1及び前記第2X軸タッチ点の実際のX軸座標値X2を計算する。
Figure 0005634778
ここで、n≧2であり、Vn−1は、第n−1番目の第一探測電極114が測定した電圧であり、Vn+1は、第n+1番目の第一探測電極114が測定した電圧である。
Figure 0005634778
ここで、m≧n+3であり、Vm−1は、第m−1番目の第一探測電極114が測定した電圧であり、Vm+1は、第m+1番目の第一探測電極114が測定した電圧である。
図3は、本発明に係るタッチパネルの多点タッチ判別方法における2つのタッチ点がX軸方向で非常に近い時、X軸側の探測電極が測定した電圧分布を示す図である。
前記タッチパネル100の第一導電層113及び第二導電層123は、互いに平行したカーボンナノチューブからなる導電性フィルムであるため、抵抗異方性を有する。従って、前記タッチパネル100の2つのタッチ点がX軸方向で非常に近い時、前記第一X軸高電圧Vと前記第二X軸高電圧Vとの間に位置するX軸低電圧Vn+1は、左右両側のX軸高電圧V、Vの作用の二重結合(Vn+1’+Vm−1’)である。m=n+2である時、前記式1のVn+1及び前記式2のVm−1をそれぞれVn+1’及びVm−1’で置換してから、下の式でX軸座標を計算する。
即ち、
Figure 0005634778
ここで、Vn+1’は、Vに正比例すると共に(V−Vn−1)に正比例し、Vm−1’は、Vに正比例すると共に(V−Vm+1)に正比例する。
図4は、本発明に係るタッチパネルの多点タッチ判別方法において、タッチパネルの2個の箇所をタッチした時、Y軸側の探測電極が測定した電圧分布を示す図である。
図1及び図4を参照すると、上述したX軸座標を測定してから、続いて各々の第二探測電極124が測定した電圧から第一Y軸低電圧V、第二Y軸低電圧V及び前記第一Y軸低電圧Vと前記第二Y軸低電圧Vとの間に位置するY軸高電圧Vを判断することができ、前記第一Y軸低電圧Vを測定した第二探測電極124に対応するY軸座標はYであり、前記第二Y軸低電圧Vを測定した第二探測電極124に対応するY軸座標はYである。
前記第一Y軸低電圧Vに対応する位置を第一Y軸タッチ点と見なし、前記第二Y軸低電圧Vに対応する位置を第二Y軸タッチ点と見なし、下の式3及び式4によって、前記第一Y軸タッチ点の実際のY軸座標値Y及び前記第二Y軸タッチ点の実際のY軸座標値Yを計算する。
Figure 0005634778
ここで、s≧2であり、Vs−1は、第s−1番目の第二探測電極124が測定した電圧であり、Vs+1は、第s+1番目の第二探測電極124が測定した電圧である。
Figure 0005634778
ここで、t≧s+3であり、Vt−1は、第t−1番目の第二探測電極124が測定した電圧であり、Vt+1は、第t+1番目の第二探測電極124が測定した電圧である。
図5は、本発明に係るタッチパネルの多点タッチ判別方法における2つのタッチ点がY軸方向で非常に近い時、Y軸側の探測電極が測定した電圧分布を示す図である。
前記タッチパネル100の第一導電層113及び第二導電層123は、互いに平行したカーボンナノチューブからなる導電性フィルムであるため、抵抗異方性を有する。従って、前記タッチパネル100の2つのタッチ点がY軸方向で非常に近い時、前記第一Y軸低電圧Vと前記第二Y軸低電圧Vとの間に位置するY軸高電圧Vs+1は左右両側のY軸低電圧V、Vの作用の二重結合(V−Vs+1’−Vt−1’)である。t=s+2である時、前記式3中のVs+1及び前記式4中のVt−1をそれぞれVs+1’及びVt−1’で置換してから、下の式でY軸座標を計算する。
即ち、
Figure 0005634778
ここで、Vs+1’は、Vsに正比例すると共に(Vs−1−V)に正比例し、Vt−1’は、Vに正比例すると共に(Vt+1−V)に正比例する。
上述したように、本発明に係る多点タッチ判別方法によって複数のタッチ点の推定X軸座標及びY軸座標を得ることができるが、実際のタッチ点の真の位置を得ることはできない。簡単に説明するために、以下、タッチ点が5個である場合を例として、本発明に係る多点タッチ判別方法によって無効点を除去してタッチ点の真の位置を確定することを説明する。
図6は、タッチパネル100の5個の点がタッチされた時、各々のタッチ点及びX軸探測区域とY軸駆動区域との区分を示す図である。
図6に示したように、点C11、C21、C23、C31、C32は、5個のタッチ点の真の位置を代表し、点C12、C13、C22、C33は、前記5個のタッチ点がそれぞれX軸方向及びY軸方向で重なって形成された4個の無効点を代表し、Xm−3〜Xm+4は、X軸区域範囲内の第一探測電極を代表し、Yn−3〜Yn+4は、Y軸区域範囲内の第二探測電極を代表し、x、x、xは、それぞれ上述した多点タッチ判別方法で計算して得たタッチ点のX軸座標を代表し、y、y、yは、それぞれ上述した多点ッチ判別方法で計算して得たタッチ点のY軸座標を代表する。
本発明に係る多点タッチ判別方法において、無効点C12、C13、C22、C33を除去して、タッチ点C11、C21、C23、C31、C32の真の位置を確定するために、以下のような修正を進行する必要がある。
以下は、無効点の除去方法の一例である。
まず、前記第一導電層113を3つの前記X軸極値座標x、x、xにそれぞれ対応する3つのX軸探測区域S、S、Sと区分し、前記第二導電層123を3つの前記Y軸極値座標y、y、yにそれぞれ対応する3つのY軸駆動区域D、D、Dと区分する。前記X軸探測区域Sは、2つの第一探測電極Xm−3、Xm−2に対応し、前記X軸探測区域Sは、2つの第一探測電極Xm−1、Xに対応し、前記X軸探測区域Sは、1つの第一探測電極Xm+3に対応し、前記X軸探測区域Sと前記X軸探測区域Sとの間には、探測区域に区分されない2つの第一探測電極Xm+1、Xm+2がある。前記Y軸駆動区域Dは、1つの第二探測電極Yn−3に対応し、前記Y軸駆動区域Dは、2つの第二探測電極Yn−1、Yに対応し、前記Y軸駆動区域Dは、2つの第探測指電極Yn+2、Yn+3に対応し、前記Y軸駆動区域Dと前記Y軸駆動区域Dとの間には、駆動区域に区分されない1つの第二探測電極Yn−2があり、前記Y軸駆動区域Dと前記Y軸駆動区域Dとの間には、駆動区域に区分されない1つの第二探測電極Yn+1がある。
次に、順番に前記Y軸駆動区域D、D、Dに対応する各々の第二探測電極に第二電圧Vを印加するとともに、各々のY軸駆動区域D、D、Dが駆動される時、各々のX軸探測区域S、S、Sに対応する第一探測電極114の電圧値を測定する(図7参照)。各々のX軸探測区域S、S、Sに対応する第一探測電極の電圧を順番に測定する時、非測定状態の第一探測電極114及び非駆動状態のY軸駆動区域に対応する第二探測電極124に第一電圧Vを印加する。
図7の(A)に示したように、前記Y軸駆動区域Dに対応する1つの第二探測電極Yn−3に第二電圧Vを印加した時、前記X軸探測区域Sに対応する第一探測電極Xm−2は、1つのX軸相対電圧極値を測定する。従って、前記X軸探測区域Sと前記Y軸駆動区域Dとの重複範囲内には真のタッチ点C11が存在し、且つその座標は(x,y)であり、点C12及び点C13は、無効点である。
図7の(B)に示したように、前記Y軸駆動区域Dに対応する2つの第二探測電極Yn−1、Yに第二電圧Vを印加した時、前記X軸探測区域Sに対応する第一探測電極Xm−2は、1つのX軸相対電圧極値を測定し、前記X軸探測区域Sに対応する第一探測電極Xm+3は、他の一つのX軸相対電圧極値を測定する。従って、前記X軸探測区域Sと前記Y軸駆動区域Dとの重複範囲内には真のタッチ点C21が存在し、且つその座標は(x,y)であり、前記X軸探測区域Sと前記Y軸駆動区域Dとの重複範囲内には真のタッチ点C23が存在し、且つその座標は(x,y)であり、点C22は、無効点である。
図7の(C)に示したように、前記Y軸駆動区域Dに対応する2つの第二探測電極Yn+2、Yn+3に第二電圧Vを印加した時、前記X軸探測区域Sに対応する第一探測電極Xm−2は1つのX軸相対電圧極値を測定し、前記X軸探測区域Sに対応する第一探測電極Xは他の1つのX軸相対電圧極値を測定する。従って、前記X軸探測区域Sと前記Y軸駆動区域Dとの重複範囲内には真のタッチ点C31が存在し、且つその座標は(x1,y3)であり、前記X軸探測区域Sと前記Y軸駆動区域Dとの重複範囲内には真のタッチ点C32が存在し、且つその座標は(x,y)であり、点C33は、無効点である。
上述した方法によって、5個の真のタッチ点の座標C11:(x,y)、C21:(x,y)、C23:(x,y)、C31:(x,y)、C32:(x,y)を知ることができ、複数点のタッチ点の真の座標の判別を終了する。
本実施例において、測定誤差を低減するために、前記Y軸駆動区域D、D、Dに区分されない2つの第二探測電極Yn−2、Yn+1に第一電圧V又は第二電圧Vを印加する。
以下は、無効点の除去方法の他の一例である。
図6を参照すると、上述したように、まず、前記第一導電層113を前記X軸極値座標(x,x,x)にそれぞれ対応する3つのX軸探測区域S、S、Sに区分し、前記第二導電層123を前記Y軸極値座標(y,y,y)にそれぞれ対応する3つのY軸駆動区域D、D、Dに区分する。異なるX軸探測区域S、S、Sは、それぞれ少なくとも1つの第一探測電極114に対応し、異なるY軸駆動区域D、D、Dは、それぞれ少なくとも1つの第二探測電極124に対応する。
次に、各々の第一探測電極114を介して前記第一導電層113に第一電圧Vを印加した後、Y軸駆動区域D、Y軸駆動区域(D+D)、及びY軸駆動区域(D1+D2+D3)に順番に第二電圧Vを印加すると共に、異なるY軸駆動方式下で、各々のX軸探測区域S、S、Sに対応する第一探測電極114の電圧値を測定する(図8参照)。各々のX軸探測区域S、S、Sに対応する第一探測電極114の電圧値を順番に測定する時、測定を進行しないX軸探測区域に対応する第一探測電極114及び駆動されないY軸駆動区域に対応する第2探測電極124に第一電圧Vを印加する。
図8の(A)に示したように、前記Y軸駆動区域Dに対応する第Yn−3番目の第二探測電極124に第二電圧Vを印加した時、前記X軸探測区域Sに対応する第Xm−2番目の第一探測電極114は、1つのX軸相対電圧極値Vm−2を測定する。前記X軸相対電圧極値Vm−2は、前記Y軸駆動区域Dが駆動されない時に測定されたX軸相対電圧値(即ち、第一電圧V)と違うので、前記X軸探測区域Sと前記Y軸駆動区域Dとの重複範囲内には、1つの真のタッチ点C11が存在し、且つその座標は(x,y)であり、点C12及び点C13は無効点である。
図8の(B)に示したように、前記Y軸駆動区域(D+D)に対応する第Yn−3、Yn−1、Y番目の第二探測電極124に第二電圧Vを印加した時、又は第Yn−3、Yn−2、Yn−1、Y番目の第二探測電極124に第二電圧Vを印加した時、前記X軸探測区域Sに対応する第Xm−2番目の第一探測電極114は、1つのX軸相対電圧極値Vm−2’を測定する。前記X軸相対電圧極値Vm−2’は、前記Y軸駆動区域Dが駆動されない時に測定されたX軸相対電圧極値Vm−2と違うので、前記X軸探測区域Sと前記Y軸駆動区域Dとの重複範囲内には、1つの真のタッチ点C21が存在し、且つその座標は(x,y)である。
次に、前記X軸探測区域Sに対応する第Xm+3番目の第一探測電極114は、他の1つのX軸相対電圧極値Vm+3を測定する。前記X軸相対電圧極値Vm+3は、前記Y軸駆動区域Dが駆動されない時に測定されたX軸相対電圧極値(即ち、第一電圧V1)と違うので、前記X軸探測区域Sと前記Y軸駆動区域Dとの重複範囲内には、1つの真のタッチ点C23が存在し、且つその座標は(x,y)であり、点C22は無効点である。
図8の(C)に示したように、前記Y軸駆動区域(D+D+D)に対応する第Yn−3、Yn−1、Y、Yn+2、Yn+3番目の5個の第二探測電極124に第二電圧Vを印加した時、又は第Yn−3、Yn−2、Yn−1、Y、Yn+1、Yn+2、Yn+3番目の7個の第二探測電極124に第二電圧Vを印加した時、前記X軸探測区域Sに対応する第一探測電極Xm−2は、1つのX軸相対電圧極値Vm−2”を測定する。前記X軸相対電圧極値Vm−2”は、前記Y軸駆動区域Dが駆動されない時X軸相対電圧極値Vm−2’と違うので、前記X軸探測区域Sと前記Y軸駆動区域Dとの重複範囲内には、1つの真のタッチ点C31が存在し、且つその座標は(x,y)である。
次に、前記X軸探測区域Sに対応する第X番目の第一探測電極114は、他の1つのX軸相対電圧極値Vを測定する。前記X軸相対電圧極値Vは、前記Y軸駆動区域Dが駆動されない時に測定されたX軸相対電圧極値(即ち、第一電圧V1)と違うので、前記X軸探測区域Sと前記Y軸駆動区域Dとの重複範囲内には、真のタッチ点C32が存在し、且つその座標は(x,y)である。
その次、前記X軸探測区域Sに対応する第Xm+3番目の第一探測電極114は、また他の1つのX軸相対電圧極値Vm+3を測定する。前記X軸相対電圧極値Vm+3は、前記Y軸駆動区域Dが駆動されない時に測定されたX軸電圧極値Vm+3とほとんど同じであるので、前記X軸探測区域Sと前記Y軸駆動区域Dとの重複範囲内には、真のタッチ点が存在しない。従って、点C33は無効点である。
上述した方法によって、5個の真のタッチ点の座標C11:(x,y)、C21:(x,y)、C23:(x,y)、C31:(x,y)、C32:(x,y)を知ることができ、複数点のタッチ点の真の座標の判別を終了する。
本実施例において、測定誤差を低減するために、前記Y軸駆動区域D、D、Dに区分されない2つの第二探測電極Yn−2、Yn+1に第一電圧V又は第二電圧Vを印加する。
図9〜図11は本発明に係るタッチパネルの多点タッチ判別方法で異なる操作の手姿勢を判別することを示す図である。簡単に説明するために、図9〜図11は、2つのタッチ点A、Bを操作する場合のみを例とするが、実際的に2点以上の操作にも適用される。
図9に示したように、本発明に係るタッチパネルの多点タッチ判別方法を利用して、第一スキャン周期内で、真のタッチ点A(x,y)及び真のタッチ点B(X,y)を知ることができ、次のスキャン周期内で、真のタッチ点は矢方向に沿って点A’(x’,y’)及び点B’(x’,y’)に移動する。従って、このような動作を複数点タッチの「拡大効果」と設定し、これと相反すると、即ちタッチ点がA’(x’,y’)及びB’(x’,y’)からA(x,y)及びB(x,y)に移動すれば、このような動作を複数点タッチの「縮小効果」と設定する。
図10に示したように、本発明に係るタッチパネルの多点タッチ判別方法を利用して、真のタッチ点を第一スキャン周期内での点A(x,y)及び点B(x,y)から矢方向に沿って移動させて、次のスキャン周期内で点A’(x’,y’)及びB’(x’,y’)に達する。このような動作を複数点タッチの「直線移動効果」又は「頁切替え効果」と設定する。
図11に示したように、本発明に係るタッチパネルの多点タッチ判別方法を利用して、真のタッチ点を第一スキャン周期内での点A(x,y)及び点B(x,y)から上下矢方向に沿って移動させて、次のスキャン周期内で点A’(x’,y’)及び点B’(x’,y’)に達する。このような動作を複数点タッチの「回転効果」と設定する。
本発明は、構造及び駆動が簡単で、低コストの抵抗式タッチパネルを提供し、前記タッチパネルは、簡単な計算を通じて複数のタッチ点の判別及び各種の手姿勢で複数点のタッチ操作を行うことができて、タッチパネルの応用範囲を大幅に拡大することができる。
以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も又、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。
100 タッチパネル
110 第一導電性フィルム
111 第一基板
112 第一接着層
113 第一導電層
114 第一探測電極
120 第二導電性フィルム
121 第二基板
122 第二接着層
123 第二導電層
124 第二探測電極
125 接続導線
130 環状接着層
131 欠口部
132 絶縁素子
140 フレキシブル印刷回路基板
141 金属接点

Claims (23)

  1. 第一導電層と、前記第一導電層の1つの側辺に互いに離間して設置され且つ前記第一導電層に電気接続される複数の第一探測電極と、を有する第一基板と、
    前記第一基板に積層され、前記第一導電層に対向する第二導電層と、前記第二導電層における前記第一導電層の前記1つの側辺に垂直である1つの側辺に互いに離間して設置される複数の第二探測電極と、を有する第二基板と、
    を備えるタッチパネルにおいて、
    前記第一導電層及び前記第二導電層は、抵抗異方性を有し、前記第一導電層の低抵抗方向と前記第二導電層の低抵抗方向とが直交し、
    前記第一導電層及び前記第二導電層の抵抗異方性比は、100〜200であり、
    前記第一導電層及び前記第二導電層の表面抵抗は、それぞれ1KΩ/□〜800KΩ/□であることを特徴とするタッチパネル。
  2. 前記第一導電層及び前記第二導電層は、それぞれカーボンナノチューブが平行に配列されているカーボンナノチューブフィルムによって形成されることを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル。
  3. 各々の第一探測電極は、前記第一導電層の低抵抗方向に垂直である前記第一導電層の1つの側辺に等間隔で設置されることを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル。
  4. 各々の第二探測電極は、前記第二導電層の低抵抗方向に垂直である前記第二導電層の1つの側辺に等間隔で設置されることを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル。
  5. 1つの側辺に複数の第一探測電極が互いに離間して設置されている第一導電層と、前記第一導電層に積層設置され且つその1つの側辺に複数の第二探測電極が互いに離間して設置されている第二導電層と、を備えるタッチパネルに応用される多点タッチ判別方法は、
    各々の第一探測電極の電圧を順番に測定して、前記第一探測電極が測定したm個のX軸相対電圧極値から、対応するm個のX軸極値座標X〜Xを得るステップと、
    各々の第二探測電極の電圧を順番に測定して、前記第二探測電極が測定したn個のY軸相対電圧極値から、対応するn個のY軸極値座標Y〜Yを得るステップと、
    前記第一導電層に第一電圧を印加するステップと、
    前記第一導電層を前記X軸極値座標X〜Xにそれぞれ対応するm個のX軸探測区域S〜Sと分割するステップと、
    前記第二導電層を前記Y軸極値座標Y〜Yにそれぞれ対応するn個のY軸駆動区域D〜Dと分割するステップと、
    各々のX軸探測区域S〜Sに対応する第一探測電極の電圧値を順番に測定するステップと、
    第j番目のY軸駆動区域D(1≦j≦n)に対応する第二探測電極に第二電圧を印加し、第i番目のX軸探測区域S(1≦i≦m)に対応する第一探測電極がX軸相対電圧極値を測定して、タッチ点の座標を出力するステップと、
    を備えることを特徴とするタッチパネルの多点タッチ判別方法。
  6. 前記タッチパネルの多点タッチ判別方法は、各々のX軸探測区域S〜Sに対応する第一探測電極の電圧値を順番に測定する一方、測定を進行しない他の第一探測電極に第一電圧を印加するステップをさらに含むことを特徴とする請求項に記載のタッチパネルの多点タッチ判別方法。
  7. 第p−1番目のX軸探測区域Sp−1と第p番目のX軸探測区域S(2≦p≦n)との間に少なくとも1つの第一探測電極を含むことを特徴とする請求項に記載のタッチパネルの多点タッチ判別方法。
  8. 前記タッチパネルの多点タッチ判別方法は、第q−1番目のY軸駆動区域Dq−1と第q番目のY軸駆動区域D(2≦q≦m)との間の少なくとも1つの第二探測電極に第一電圧を印加するステップをさらに含むことを特徴とする請求項に記載のタッチパネルの多点タッチ判別方法。
  9. 各々のX軸探測区域S〜Sには、少なくとも1つの第一探測電極が対応し、
    各々のY軸駆動区域D〜Dには、少なくとも1つの第二探測電極が対応することを特徴とする請求項に記載のタッチパネルの多点タッチ判別方法。
  10. 前記第一導電層及び前記第二導電層は、全て抵抗異方性を有し、
    前記第一導電層の低抵抗方向と前記第二導電層の低抵抗方向とが垂直であることを特徴とする請求項に記載のタッチパネルの多点タッチ判別方法。
  11. 前記第二電圧が前記第一電圧より大きい時、X軸における相対的な電圧極値は、相対的な高電圧値であり、Y軸における相対的な電圧極値は、相対的な低電圧値であることを特徴とする請求項に記載のタッチパネルの多点タッチ判別方法。
  12. 前記第二電圧が前記第一電圧より小さい時、X軸における相対的な電圧極値は、相対的な低電圧値であり、Y軸における相対的な電圧極値は、相対的な高電圧値であることを特徴とする請求項に記載のタッチパネルの多点タッチ判別方法。
  13. 1つの側辺に複数の第一探測電極が互いに離間して設置されている第一導電層と、前記第一導電層に積層設置され且つその1つの側辺に複数の第二探測電極が互いに離間して設置されている第二導電層と、を備えるタッチパネルに応用される多点タッチ判別方法は、
    各々の第一探測電極の電圧を順番に測定して、前記第一探測電極が測定したm個のX軸相対電圧極値から、対応するm個のX軸極値座標X〜Xを得るステップと、
    各々の第二探測電極の電圧を順番に測定して、前記第二探測電極が測定したn個のY軸相対電圧極値から、対応するn個のY軸極値座標Y〜Yを得るステップと、
    前記第一導電層に第一電圧を印加するステップと、
    前記第一導電層を前記X軸極値座標X〜Xにそれぞれ対応するm個のX軸探測区域S〜Sと分割するステップと、
    前記第二導電層を前記Y軸極値座標Y〜Yにそれぞれ対応するn個のY軸駆動区域D〜Dと分割するステップと、
    第一番目のY軸駆動区域D1乃至第j番目のY軸駆動区域D(1≦j≦n)に対応する第二探測電極に第二電圧を順番に印加するステップと、
    第i番目のX軸探測区域S(1≦i≦m)に対応する第一探測電極が測定したX軸相対電圧極値Vijと第j番目のY軸駆動区域Dが駆動されない時に測定したX軸相対電圧極値Vij’が違えば、タッチ点の座標を出力するステップと、
    を備えることを特徴とするタッチパネルの多点タッチ判別方法。
  14. 前記タッチパネルの多点タッチ判別方法は、各々のX軸探測区域S〜Sに対応する第一探測電極の電圧値を順番に測定する一方、測定を進行しない他の第一探測電極に第一電圧を印加するステップをさらに含むことを特徴とする請求項13に記載のタッチパネルの多点タッチ判別方法。
  15. 第p−1番目のX軸探測区域Sp−1と第p番目のX軸探測区域S(2≦p≦n)との間に少なくとも1つの第一探測電極を含むことを特徴とする請求項13に記載のタッチパネルの多点タッチ判別方法。
  16. 前記タッチパネルの多点タッチ判別方法は、第q−1番目のY軸駆動区域Dq−1と第q番目のY軸駆動区域D(2≦q≦m)との間の少なくとも1つの第二探測電極に第一電圧を印加するステップをさらに含むことを特徴とする請求項13に記載のタッチパネルの多点タッチ判別方法。
  17. 各々のX軸探測区域S〜Sには、少なくとも1つの第一探測電極が対応し、
    各々のY軸駆動区域D〜Dには、少なくとも1つの第二探測電極が対応することを特徴とする請求項13に記載のタッチパネルの多点タッチ判別方法。
  18. 前記第一導電層及び前記第二導電層は、全て抵抗異方性を有し、
    前記第一導電層の低抵抗方向と前記第二導電層の低抵抗方向とが垂直であることを特徴とする請求項13に記載のタッチパネルの多点タッチ判別方法。
  19. 前記第二電圧が前記第一電圧より大きい時、X軸における相対的な電圧極値は、相対的な高電圧値であり、Y軸における相対的な電圧極値は、相対的な低電圧値であることを特徴とする請求項13に記載のタッチパネルの多点タッチ判別方法。
  20. 前記第二電圧が前記第一電圧より小さい時、X軸における相対的な電圧極値は、相対的な低電圧値であり、Y軸における相対的な電圧極値は、相対的な高電圧値であることを特徴とする請求項13に記載のタッチパネルの多点タッチ判別方法。
  21. 前記第二電圧が前記第一電圧より大きい時、前記少なくとも1つの相対的な極値は、相対的な高電圧値であることを特徴とする請求項に記載のタッチパネルの多点タッチ判別方法。
  22. 前記第二電圧が前記第一電圧より小さい時、前記少なくとも1つの相対的な極値は、相対的な低電圧値であることを特徴とする請求項に記載のタッチパネルの多点タッチ判別方法。
  23. 前記各第一探測電極の電圧を順番に測定する時、測定を進行しない第一探測電極に第一電圧を印加することを特徴とする請求項に記載のタッチパネルの多点タッチ判別方法。
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