JP5681204B2 - タッチスクリーン及びタッチスクリーンの駆動方法 - Google Patents

Description

本発明はインタラクティブディスプレイに関し、特にタッチスクリーン及びタッチスクリーンの駆動方法に関する。

従来、主として接触点の検出のための光電子技術を利用した２種類のタッチスクリーンがあった。１つは赤外線スキャニンググリッドを構成する赤外線放射管及び受信管のアレイを用いた赤外線タッチスクリーンであり、もう１つは検出用コンポーネントとしてカメラ等の光検出装置を用いた光学式タッチスクリーンである。

一般に、赤外線タッチスクリーンは屋内の低照度環境から屋外の光が強い環境まで利用できる。実際に、環境の光強度が異なる場合、受信管の受信信号が安定するまでの時間が異なってくる。図１は、従来技術において、光が十分な場合における受信管の受信信号の概略図を示し、図２は、従来技術において、光が不十分な場合における受信管の受信信号の概略図を示す。図１及び２に示すように、非常に暗い環境または光が全くない場合においては、赤外線タッチスクリーンの受信管の受信信号が安定するまでの期間が長くなり、これは特に大画面の製品において、照射管が作動したときに受信管の信号がゆっくりと増加する点に現れる。

一方で、この現象は暗い環境下において赤外線タッチスクリーンの信頼性低下を招き、その結果、赤外線タッチスクリーンの応用範囲が限定され、その一方で、受信管の受信信号が所定の値に達するまでの時間が十分となるようにするために放射管の動作時間の長期化を招くこととなる。後者は意図した効果の達成を前提とすると放射管の寿命を短くすることとなる。その結果、暗環境下において受信信号が安定するまでに要する期間を短縮できるタッチスクリーンが要求されている。

本発明は、暗環境下においても受信信号が安定するまでに要する期間が短いタッチスクリーンを提供する。

本発明は、また、暗環境下においても受信信号が安定するまでに要する期間が短いタッチスクリーンの駆動方法を提供する。本発明のタッチスクリーンは、接触検出領域と、処理装置と、放射管及び受信管と、を備え、放射管及び受信管は赤外線を供給するために接触検出領域の端部に配置され、スキャニンググリッドを形成する。タッチスクリーンは、赤外線に補助光を供給するバックグラウンド光源をさらに有する。

タッチスクリーンは、赤外線近傍の領域の輝度を観測し、輝度が基準値より低い場合にはバックグラウンド光源を点灯する監視装置をさらに備えてもよい。

バックグラウンド光源は、点光源、線光源、面光源、及びこれらの組み合わせのうちのいずれか１つであってもよい。バックグラウンド光源は、放射管または受信管に近接する。

バックグラウンド光源は、少なくとも２つの作業グループを有し、各作業グループは少なくとも点光源、線光源、及び面光源のうちの１つを有し、それぞれの作業グループは交互に動作してもよい。

バックグラウンド光源は放射管の間及び／または受信管の間に配置された少なくとも１つの点光源を備えていてもよい。

バックグラウンド光源は、放射管の一部であり、バックグラウンド光源として機能する放射管によって供給される赤外線の強度はスキャニンググリッドを形成する赤外線の強度より低くてもよい。

バックグラウンド光源として機能する放射管は、スキャニンググリッドを形成する放射管の近傍にあってもよい。本発明は、赤外線を供給するために放射管及び受信管を起動してスキャニンググリッドを形成し、赤外線に補助光を供給するバックグラウンド光源を点灯する、タッチスクリーンの駆動方法をさらに提供する。

本駆動方法は、さらに赤外線近傍の領域の輝度を監視し、輝度が基準値より低くなった場合にバックグラウンド光源を点灯するようにしてもよい。

バックグラウンド光源を点灯するステップは、バックグラウンド光源を少なくとも２つの作業グループに分けるステップであって、各作業グループは少なくとも点光源、線光源及び面光源のうちの１つを含むステップと、それぞれの作業グループを交互に動作させるステップと、を含んでもよい。

バックグラウンド光源を点灯するステップは、赤外線を形成する放射管を決定するステップと、他の放射管を、バックグラウンド光源を提供するように動作させるステップであって、バックグラウンド光源として機能する他の放射管により供給される赤外線の強度は、スキャニンググリッドを形成する赤外線の強度よりも低いステップと、を含んでもよい。

他の放射管は、スキャニンググリッドを形成する放射管の近傍にあってもよい。

従来技術と比較して、本発明のタッチスクリーン及びその駆動方法は以下の利点を有する。

本発明によるタッチスクリーンは、赤外線に補助光を供給するバックグラウンド光源を付加することにより、タッチスクリーンにおける受信信号が安定するまでに要する期間に対して暗環境が与える影響を低減することができる。

本発明によるタッチスクリーンは、赤外線近傍の領域の輝度を監視するための監視装置を用い、輝度が基準値よりも低い場合にはバックグラウンド光源を点灯させることにより、あるいは、バックグラウンド光源を少なくとも２つの作業グループに分け、それぞれの作業グループを交互に動作させることにより、受信信号が安定するまでに要する期間に対する暗環境の影響を低減することを前提として、消費電力を削減することができる。

本発明によるタッチスクリーンは、放射管の一部をバックグラウンド光源として利用することにより、バックグラウンド光源の構成を変更する必要なく、オリジナルのタッチスクリーンを用いてバックグラウンド光源を提供することができ、これにより、設計コストを削減することができ、スキャニンググリッドを形成するための放射管に隣接する放射管をバックグラウンド光源として利用することにより、設計コストの削減を前提として消費電力を低減することができる。

本発明によるタッチスクリーンの駆動方法は、バックグラウンド光源を点灯して赤外線に補助光を供給することにより、タッチスクリーンにおける受信信号が安定するまでに要する期間に対する暗環境の影響を低減することができる。

本発明によるタッチスクリーンの駆動方法は、赤外線近傍の領域の輝度を監視し、輝度が基準値より低い場合にはバックグラウンド光源を点灯し、あるいは、バックグラウンド光源を少なくとも２つの作業グループに分け、作業グループを交互に動作させることにより、受信信号が安定するまでに要する期間に対する暗環境の影響の低減を前提として消費電力を削減することができる。

本発明によるタッチスクリーンの駆動方法は、赤外線を形成する放射管を決定し、他の放射管を、バックグラウンド光源を提供するように動作させることにより、バックグラウンド光源の構成を変更する必要なく、オリジナルのタッチスクリーンを用いてバックグラウンド光源を提供することができ、これにより、設計コストを削減することができ、さらに、スキャニンググリッドを形成するための放射管に隣接する放射管をバックグラウンド光源として利用することにより、設計コストの削減を前提として消費電力を低減することができる。

従来技術において光が十分な場合における受信管上での受信信号の概略図である。 従来技術において光が十分でない場合における受信管上での受信信号の概略図である。 本発明のタッチスクリーンの実施例１の構成図である。 本発明のタッチスクリーンの他の実施例の構成図である。 本発明のタッチスクリーンの実施例２の構成図である。 本発明のタッチスクリーンのさらに他の実施例の構成図である。

本発明について、添付の図面及び好適な実施例の詳細な説明とともに以下にさらに詳しく説明する。

図３に示すように、本発明の実施例１に係るタッチスクリーンは、接触検出領域１０と、処理装置と、放射管１２と、受信管１４と、を有する。放射管１２及び受信管１４は、接触検出領域１０の端部に配置されて赤外線を供給し、これによりスキャニンググリッドが形成される。注目すべき点は、放射管１２及び受信管１４は少なくとも２つ存在してもよく、これらの対応関係は１対１対応であってもよいし、少なくとも２つ以上の受信管１４に１つの放射管１２が対応してもよく、少なくとも２つ以上の放射管１２に１つの受信管１４が対応してもよい。図３は、放射管１２及び受信管１４が共に２つ以上存在し、これらが互いに１対１に対応している例を単に示しているに過ぎない。他の実施例においては、放射管１２及び受信管１４はこれらの対応関係と共に実際のニーズに合わせて選択することができ、このことは後続の実施例にも適用することができ、更なる説明は省略する。

タッチスクリーンの処理装置は、タッチスクリーンを駆動し（放射管１２及び受信管１４のオン／オフ制御を含む）、内蔵したアルゴリズム手段によりタッチデータを取得する。アルゴリズムを制御するソフトウエアは、異なるプログラマーにより様々な形式及びプログラミング言語でプログラミングすることができる。

さらに、タッチスクリーンは、赤外線に補助光を供給するバックグラウンド光源２０をも備えている。分析の結果、発明者は、暗環境下において不十分な周辺光を補償する補助光は、タッチスクリーンにおいて受信信号が安定するまでに要する時間に対する暗環境の影響を低減するのに寄与するものと確信する。

本実施例において、バックグラウンド光源２０は、受信管１４に近接していてもよく、放射管１２及び受信管１４によって囲まれた領域の外部に配置される。バックグラウンド光源２０は赤外線管状光源などのように線光源であってもよく、線光源の数は１つでもよい。

実施例１に関連する他の実施例において、バックグラウンド光源２０は、放射管１２及び受信管１４によって囲まれた領域内に配置され、受信管１４に近接させてもよく、バックグラウンド光源２０は、放射管１２及び受信管１４によって囲まれた領域の内部または外部に配置され、放射管１２に近接させてもよく、バックグラウンド光源２０は、放射管１２及び／または受信管１４の上部または下部に付着させてもよい。

実施例１に関連する他の実施例において、バックグラウンド光源２０は、少なくとも２つの線光源グループを含んでもよい。線光源グループのそれぞれは、少なくとも１つの線光源を含み、それぞれの線光源グループは交互に動作する。交互に動作するということは、いつでも、線光源の一部は常に補助光を放射しており、しかしながら、線光源の一部は補助光を放射していないということを意味する。それ故、タッチスクリーンにおける受信信号の応答時間に対する暗環境の影響を低減することを前提として、消費電力が削減される。実際のニーズに従って、処理装置を使用することにより特定の動作指令が決められる。

実施例１に関連する他の実施例において、バックグラウンド光源２０は、点光源、面光源、あるいは点光源、線光源、面光源の如何なる組み合わせであってもよい。点光源は、発光ダイオードまたは冷陰極管であってもよい。面光源は、エレクトロルミネッセンス素子であってもよい。点光源または面光源のいずれの数も少なくとも１つであってもよい。点光源は、放射管１２及び／または受信管１４の間に配置してもよい。バックグラウンド光源２０は、少なくとも２つの作業グループを含んでもよく、各作業グループは、点光源または面光源のうちの少なくとも１つを含んでもよく、点光源、線光源、及び面光源の如何なる組み合わせであってもよい。作業グループは交互に動作してもよい。

一般に、接触検出領域は、第１端部１０１、第２端部１０２、第３端部１０３、第４端部１０４、とそれぞれ示した４つの端部を有する点に注意されたい。通常は、第１端部１０１及び第２端部１０２に放射管１２が設けられ、第３端部１０３及び第４端部１０４に受信管１４が設けられる。タッチスクリーンの上記の実施例において、バックグラウンド光源が線光源または面光源である場合、バックグラウンド光源は４つの端部のうちの１つ、例えば、第３端部１０３または第１端部１０１に配置される。バックグラウンド光源は、放射管１２または受信管１４が設けられた２つの端部に同時に配置することもでき、例えば、放射管１２が設けられた第１端部１０１及び第２端部１０２に同時に配置することもでき、あるいは、受信管１４が設けられた第３端部１０３及び第４端部１０４に同時に配置することもできる。さらに、バックグラウンド光源は、４つの端部のうちの３つまたは４つに同時に配置することもでき、これは実際のニーズに従って、具体的に選択することができる。図３は、受信管１４が設けられた４つの端部に線光源が配置された例を示す。

バックグラウンド光源が点光源で構成される場合、点光源の放射光の集中を考慮すると、点光源は放射管１２及び受信管１４が設けられた２つの端部に配置されることが好ましく、例えば、第１端部１０１及び第２端部１０２に同時に配置するか、第３端部１０３及び第４端部１０４に同時に配置するか、あるいは上記４つの端部に同時に配置することが好ましい。図４は、受信管１４が設けられた２つの端部１０３及び１０４に同時に点光源２２が配置された例を示す。図４において、点光源２２は、放射管１２及び受信管１４で囲まれた領域の外部に配置され、これは後述する実施例にも適用可能であり、これ以上の説明は省略する。

図５に示すように、本発明のタッチスクリーンの実施例２において、タッチスクリーンは、接触検出領域１０と、処理装置と、放射管１２及び受信管１４と、を有する。放射管１２及び受信管１４は、接触検出領域１０の端部に配置されて赤外線を供給し、これによりスキャニンググリッドが形成され、放射管１２の一部により供給される赤外線の強度は、スキャニンググリッドを形成する赤外線の強度よりも低い。一例として、図５において、放射管１２２により放射され受信管１４２により受信された赤外線の強度は、他の放射管１２により放射された赤外線の強度よりも高い。本発明の種々の実施例は例えば互いに１対１に対応する放射管１２及び受信管１４を取り上げるが、強度の配置は他の対応関係を有する放射管１２及び受信管１４にも適用可能であり、これ以上の説明は省略する。

ここで、オリジナルのタッチスクリーンの放射管は、バックグラウンド光源２０の構成を変える必要なく、バックグラウンド光源２０を提供するのに使用され、その結果、設計コストを削減することができる。

特に、それには処理装置の駆動プログラムを調整することが必要となるだけである。即ち、如何なるときでも、スキャニンググリッドの形成のために赤外線を供給する放射管１２２を決定した後に、供給される赤外線の強度がスキャニンググリッドを形成する赤外線の強度より低くなるように、他の放射管が調整される。

具体的には、実施例２に関連する他の実施例において、スキャニンググリッドを形成する放射管１２２に隣接する放射管１２４及び１２６のみがバックグラウンド光源として使用される。スキャニンググリッドを形成する放射管１２２に隣接する放射管１２４及び１２６をバックグラウンド光源として使用することにより、設計コストを削減できることを前提として消費電力を削減することができる。

実施例１、実施例２、及び２つの実施例に関連する他の実施例に従って、本発明の実施例３として、タッチスクリーンは、赤外線近傍の領域の輝度を監視し、輝度が基準値より低い場合にはバックグラウンド光源を点灯する監視装置を備えていてもよい。

特に、監視装置は、市販の如何なる光検出器でもよく、基準値は実際のニーズに従って柔軟に決定できる。監視装置は処理装置と結合していてもよく、これにより、処理装置の駆動プログラムは監視結果を用いてタイムリーに調整することができる。それ故、タッチスクリーンにおける受信信号が安定するまでに要する期間に対する暗環境の影響を低減できることを前提として、消費電力を削減することができる。

本発明は、タッチスクリーンに適用される駆動方法をも提供する。実施例１の駆動方法において、駆動方法は、スキャニンググリッドを形成するための赤外線を供給する放射管及び受信管を点灯するステップ２１と、赤外線に補助光を供給するためにバックグラウンド光源をオンするステップ２２と、を含む。

処理装置は、放射管、受信管及びバックグラウンド光源のオン／オフを制御するために使用することができる。赤外線に補助光を供給するためにバックグラウンド光源を点灯することにより、タッチスクリーンにおいて受信信号が安定するまでに要する期間に対して暗環境が与える影響を低減することができる。

特に、ステップ２２は、バックグラウンド光源を少なくとも２つの作業グループに分割するステップであって、各作業グループは、点光源、線光源、及び面光源のうちの少なくとも１つを含むステップ２２１と、作業グループを交互に動作させるステップ２２２と、を含む。

各作業グループは、点光源、線光源、及び面光源のうちの少なくとも１つを含み、あるいは、点光源、線光源、及び面光源の如何なる組み合わせであってもよい。作業グループは、交互に動作され、それ故、タッチスクリーンにおける受信信号が安定するまでに要する期間に対する暗環境の影響を低減できることを前提として、消費電力を削減することができる。

さらに、実施例２の駆動方法において、ステップ２２は、赤外線を形成する放射管を決定するステップ２２３と、バックグラウンド光源を提供する他の放射管を他の放射管により供給される赤外線の強度が、スキャニンググリッドを形成する赤外線の強度よりも低くなるように動作させるステップ２２４と、を含んでもよい。

特に、他の放射管は、スキャニンググリッドを形成する放射管の近傍の放射管であってもよい。

バックグラウンド光源の構成を変更する必要なく、オリジナルのタッチスクリーンを用いてバックグラウンド光源を提供することにより、設計コストを削減することができ、さらに、スキャニンググリッドを形成するための放射管に隣接する放射管をバックグラウンド光源として利用することにより、設計コストの削減を前提として消費電力を低減することができる。

実施例１、実施例２、及び２つの駆動方法に関連する他の実施例に基づいて、本発明の駆動方法の実施例３として、バックグラウンド光源を点灯する前に、本駆動方法は、赤外線近傍の領域の輝度を監視し、輝度が基準値より低い場合にはバックグラウンド光源を点灯するステップ２１２を含んでもよい。

それ故、タッチスクリーンにおける受信信号が安定するまでに要する期間に対する暗環境の影響を低減することを前提として、消費電力を削減することができる。

本発明の方法は、〔発明を実施するための形態〕に記載した実施例には限定されない。本発明の技術的解決方法に従って当業者により得られる他の実施例もまた、本発明の技術革新の範囲に属する。

Claims (12)

1. タッチスクリーンであって、
   放射管及び受信管と、
   前記放射管及び前記受信管を駆動するための処理装置と、を備え、
   前記放射管及び前記受信管は、接触検出領域の複数の端部に配置され、赤外線スキャニンググリッドを提供し、
   赤外線に補助光を供給するバックグラウンド光源をさらに含み、
   前記バックグラウンド光源は前記接触検出領域の１つ以上の端部に設置された、
   ことを特徴とするタッチスクリーン。
2. 赤外線近傍の領域の輝度を観測し、輝度が基準値より低い場合には前記バックグラウンド光源を点灯する監視装置をさらに備える、請求項１に記載のタッチスクリーン。
3. 前記バックグラウンド光源は、点光源、線光源、及び面光源のうちのいずれか１つ、あるいはこれらの組み合わせであり、前記バックグラウンド光源は、前記放射管または前記受信管に近接している、請求項１または２に記載のタッチスクリーン。
4. 前記バックグラウンド光源は、少なくとも２つの作業グループを有し、各作業グループは、点光源、線光源、及び面光源のうちの１つ、あるいはこれらの組み合わせを有し、前記各作業グループは交互に動作する、請求項３に記載のタッチスクリーン。
5. 前記バックグラウンド光源は、少なくとも前記放射管の間及び／または前記受信管の間に配置された１つの点光源を備える、請求項１または２に記載のタッチスクリーン。
6. 前記放射管の一部は前記バックグラウンド光源として機能し、前記バックグラウンド光源として機能する放射管によって供給される赤外線の強度は、前記スキャニンググリッドを形成する赤外線の強度より低い、請求項１または２に記載のタッチスクリーン。
7. 前記バックグラウンド光源として機能する放射管は、前記スキャニンググリッドを形成するための放射管の近傍にある、請求項６に記載のタッチスクリーン。
8. 請求項１に記載のタッチスクリーンを駆動する方法であって、
   赤外線を供給するために前記放射管及び前記受信管を点灯して前記スキャニンググリッドを形成し、
   赤外線に補助光を供給する前記バックグラウンド光源を点灯し、
   前記バックグラウンド光源は前記接触検出領域の１つ以上の端部に設置された、
   タッチスクリーンの駆動方法。
9. さらに赤外線近傍の領域の輝度を監視し、
   輝度が基準値より低くなった場合に前記バックグラウンド光源を点灯する、
   請求項８に記載のタッチスクリーンの駆動方法。
10. 前記バックグラウンド光源を点灯するステップは、
    前記バックグラウンド光源を少なくとも２つの作業グループに分けるステップであって、各作業グループは、点光源、線光源、及び面光源のうちの少なくとも１つ、あるいはこれらの組み合わせを含むステップと、
    前記各作業グループを交互に動作させるステップと、
    を含む、請求項８または９に記載のタッチスクリーンの駆動方法。
11. 前記バックグラウンド光源を点灯するステップは、
    赤外線を形成する放射管を決定するステップと、
    他の放射管を、前記バックグラウンド光源を提供するように動作させるステップと、を含み、
    前記バックグラウンド光源として機能する他の放射管により供給される赤外線の強度は、前記スキャニンググリッドを形成する赤外線の強度よりも低い、
    請求項８または９に記載のタッチスクリーンの駆動方法。
12. 前記他の放射管は、前記スキャニンググリッドを形成する放射管の近傍にある、請求項１１に記載のタッチスクリーンの駆動方法。

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