WO2012176748A1 - 静電容量及び圧力の検出を併用した入力装置、及び感圧機能付き静電容量方式ハイブリッドタッチパネル - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明に係る実施の形態1の入力装置における入力部の断面構成を模式的に示す図である。なお、実施の形態1の入力装置は、携帯型電子装置に設けられたタッチパネルであり、表示装置の液晶画面上に設けられている。この入力装置は、全体的に光透過性の材料で形成されている例で説明する。したがって、実施の形態1の入力装置は、液晶画面上に表示された特定の領域に対して、入力手段の種類、例えば入力手段が指かスタイラスであるかに拘らず、目視して操作できるよう構成されている。なお、実施の形態1においては、携帯型電子装置を例として説明するが、本発明は携帯型電子装置に限定されるものではなく、表示装置と一体的に用いられる入力装置を有する各種電子機器に適用可能である。
以下、本発明に係る入力装置としてのハイブリッドタッチパネルに係る具体的な実施の形態について添付の図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態2に記載したハイブリッドタッチパネルの具体的な構成に限定されるものではなく、実施の形態2において説明する技術的思想と同様の技術及び当技術分野における技術常識に基づいて構成される範囲を含むものである。なお、本発明におけるハイブリッドタッチパネルとは、入力手段による操作、例えば指や、スタイラス等による操作(非接触、接触及び押圧の動作を含む)により、その操作状態、操作位置、及び操作圧力を検知して、検知した各種情報を出力できる構成のものをいう。
各検出点の検出シーケンスにおいて、ステップ101(S101)では、前述のように充放電波形形成部13で充放電波形(Va)が形成される。形成された充放電波形における検出放電時間(Td)が基準時間(To)と比較される。ここで、基準時間(To)とは、当該ハイブリッドタッチパネルにおいて無操作状態(図10の(a)参照)における放電時間(Tb)であり、無操作状態時に計測した時間を用いて設定される。ステップ102(S102)において、検出放電時間(Td)が基準時間(To)とほぼ同じであれば無操作状態であるとしてステップ101(S101)に戻る。
2 上部フィルム
3 上部配線パターン
4 上部検知電極
5 感圧層
6 下部検知電極
7 下部配線パターン
8 下部フィルム
9 接着部
10 上部電極部
11 静電容量検出
12 抵抗値検出
13 充放電波形形成部
14 充放電波形演算部
15 出力部
20 下部電極部
40 対向領域
50 検出回路
60a 第1駆動部
60b 第2駆動部
70 制御部
Claims (22)
- 電気的に接続可能に対向して配置され、一方が操作対象となる電極を有する電極部と、前記対向する電極部間に配設され、導電体の入力手段による前記操作対象の電極部に対する圧力に応じて電気抵抗が変化する感圧層と、を備えた入力部、
少なくとも定電流源とスイッチング素子とキャパシタと抵抗とを有する充放電回路を含み、前記入力部を接続することにより充放電波形を形成する充放電波形形成部、
前記充放電波形形成部により形成された充放電波形に基づき、前記入力部における静電容量と圧力の変化を検出して、前記入力手段の操作状態、操作位置及び操作圧力を算出する充放電波形演算部、及び
前記充放電波形演算部において算出された前記入力手段の操作状態、操作位置及び操作圧力を示す信号を出力する出力部、
を具備する、静電容量及び圧力の検出を併用した入力装置。 - 前記入力部は、前記入力手段と前記操作対象の電極との間における静電容量を示す静電容量検出信号と、前記感圧層を介して電気的に接続された前記電極部間の抵抗値を示す抵抗値検出信号とを前記充放電波形形成部に出力するよう構成された請求項1に記載の入力装置。
- 前記充放電波形形成部は、前記充放電回路の少なくとも放電時に前記入力部に接続して、静電容量検出信号と抵抗値検出信号に応じた前記充放電波形を形成するよう構成した請求項2に記載の入力装置。
- 前記充放電波形演算部は、前記充放電波形形成部により形成された充放電波形における所定電圧間の放電時間を算出して、前記入力部における静電容量及び圧力の変化を検知し、操作対象の前記電極部における前記入力手段の操作状態、操作位置及び操作圧力を示す信号を形成するよう構成された請求項3に記載の入力装置。
- 前記充放電波形形成部は、前記充放電回路の少なくとも充電時に前記入力部に接続して、静電容量検出信号と抵抗値検出信号に応じた前記充放電波形を形成するよう構成した請求項2に記載の入力装置。
- 前記充放電波形演算部は、前記充放電波形形成部により形成された充放電波形における所定電圧間の充電時間を算出して、前記入力部における静電容量及び圧力の変化を検知し、操作対象の前記電極部における前記入力手段の操作状態、操作位置及び操作圧力を示す信号を形成するよう構成された請求項5に記載の入力装置。
- 前記充放電波形形成部は、前記充放電回路の充放電時に前記入力部に接続して、静電容量検出信号と抵抗値検出信号に応じた前記充放電波形を形成するよう構成した請求項2に記載の入力装置。
- 前記充放電波形演算部は、前記充放電波形形成部により形成された充放電波形における所定電圧間の充放電時間を算出して、前記入力部における静電容量及び圧力の変化を検知し、操作対象の前記電極部における前記入力手段の操作状態、操作位置及び操作圧力を示す信号を形成するよう構成された請求項7に記載の入力装置。
- 前記電極部及び前記感圧層が光透過性材料で形成され、前記電極部及び前記感圧層を通して、当該入力装置が設けられた表示装置の画面を目視して操作できるよう構成された請求項1乃至8のいずれか一項に記載の入力装置。
- 平行な複数の第1電極線を有し、導電体の入力手段による操作対象となる第1電極部と、
前記複数の第1電極線に直交してマトリックス状に接離可能に配置され、前記第1電極部に対向する複数の第2電極線を有する第2電極部と、
前記対向する前記第1電極部と前記第2電極部との間に配設されて、前記第1電極部に対する前記入力手段の押圧力により前記第1電極部と前記第2電極部とにより挟着され、当該挟着の圧力に応じて電気抵抗が変化する感圧層と、を備える入力部、
前記入力部が接続されて、前記入力手段と前記第1電極部及び前記第1電極部と前記第2電極部の間における静電容量を示す静電容量検出信号と、前記感圧層を介して電気的に接続された前記第1電極部と前記第2電極部との間の電気抵抗値を示す抵抗値検出信号が前記入力部から入力され、前記入力手段の操作状態、操作位置及び操作圧力を検知するよう構成された検出回路、
前記複数の第1電極線のそれぞれと前記検出回路との間を接離する複数のスイッチング素子を有する第1駆動部、
前記複数の第2電極線のそれぞれと前記検出回路との間を接離する複数のスイッチング素子を有する第2駆動部、及び
前記第1駆動部と前記第2駆動部を駆動制御する制御部、
を具備する感圧機能付き静電容量方式ハイブリッドタッチパネル。 - 前記制御部は、前記複数の第1電極線において隣り合う所定数毎に纏めた複数の第1電極線群を第1検知電極として、前記第1駆動部における前記第1検知電極に対応するスイッチング素子をオンオフ制御して、前記複数の第1電極線群を駆動制御するとともに、前記複数の第2電極線を第2検知電極として駆動制御するよう構成された請求項10に記載のハイブリッドタッチパネル。
- 前記制御部は、前記複数の第2電極線から間引きした選択された第2電極線を第2検知電極として、前記第2駆動部における前記第2検知電極に対応するスイッチング素子をオンオフ制御して、前記選択された第2電極線を駆動制御するよう構成された請求項11に記載のハイブリッドタッチパネル。
- 前記制御部は、前記複数の第2電極線において隣り合う所定数毎に纏めた複数の第2電極線群を第2検知電極として、前記第2駆動部における前記第2検知電極に対応するスイッチング素子をオンオフ制御して、前記複数の第2電極線群を駆動制御するよう構成された請求項11に記載のハイブリッドタッチパネル。
- 前記検出回路は、
少なくとも定電流源とスイッチング素子とキャパシタと抵抗とを有する充放電回路を含み、前記静電容量検出信号と前記抵抗値検出信号が入力され充放電波形を形成する充放電波形形成部、及び
前記充放電波形形成部により形成された充放電波形に基づき、前記静電容量検出信号と前記抵抗値検出信号における静電容量及び圧力の変化を検出して、前記入力手段の操作状態、操作位置及び操作圧力を算出する充放電波形演算部、を備える請求項10乃至13のいずれか一項に記載のハイブリッドタッチパネル。 - 充放電波形形成部は、前記充放電回路の少なくとも放電時に前記入力部に接続して、静電容量検出信号と抵抗値検出信号に応じた前記充放電波形を形成するよう構成した請求項14に記載のハイブリッドタッチパネル。
- 前記充放電波形演算部は、前記充放電波形形成部により形成された充放電波形における所定電圧間の放電時間を算出して、前記入力部における静電容量及び圧力の変化を検知し、操作対象の前記電極部における前記入力手段の操作状態、操作位置及び操作圧力を示す信号を形成するよう構成された請求項15に記載のハイブリッドタッチパネル。
- 充放電波形形成部は、前記充放電回路の少なくとも充電時に前記入力部に接続して、静電容量検出信号と抵抗値検出信号に応じた前記充放電波形を形成するよう構成した請求項14に記載のハイブリッドタッチパネル。
- 前記充放電波形演算部は、前記充放電波形形成部により形成された充放電波形における所定電圧間の充電時間を算出して、前記入力部における静電容量及び圧力の変化を検知し、操作対象の前記電極部における前記入力手段の操作状態、操作位置及び操作圧力を示す信号を形成するよう構成された請求項17に記載のハイブリッドタッチパネル。
- 充放電波形形成部は、前記充放電回路の充放電時に前記入力部に接続して、静電容量検出信号と抵抗値検出信号に応じた前記充放電波形を形成するよう構成した請求項14に記載のハイブリッドタッチパネル。
- 前記充放電波形演算部は、前記充放電波形形成部により形成された充放電波形における所定電圧間の充放電時間を算出して、前記入力部における静電容量及び圧力の変化を検知し、操作対象の前記電極部における前記入力手段の操作状態、操作位置及び操作圧力を示す信号を形成するよう構成された請求項19に記載のハイブリッドタッチパネル。
- 前記電極部及び前記感圧層が光透過性材料で形成され、前記電極部及び前記感圧層を通して、当該ハイブリッドタッチパネルが設けられた表示装置の画面を目視して操作できるよう構成された請求項10乃至20のいずれか一項に記載のハイブリッドタッチパネル。
- 前記入力部がフィルム状の表示装置上に設けられ、表示装置を介して操作されるよう構成された請求項10乃至20のいずれか一項に記載のハイブリッドタッチパネル。
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