JP2015026375A - タッチパネルの入力信号識別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、タッチパネルの入力信号識別方法を提供する。
【解決手段】タッチパネルの入力信号識別方法は、第一閾値Ｔ_１及び第二閾値Ｔ_２を設定する第一ステップと、最大のエクスポート信号値Ｃ_ｐｅａｋの検出点Ａの位置座標を取得する第二ステップと、最大のエクスポート信号値Ｃ_ｐｅａｋを第一閾値Ｔ_１及び第二閾値Ｔ_２と比較し、Ｃ_ｐｅａｋ≧Ｔ_１である場合、指でタッチパネルが直接にタッチされる入力信号と判断し、Ｃ_ｐｅａｋ＜Ｔ_２である場合、タッチパネルがタッチされないことと判断し、Ｔ_２≦Ｃ_ｐｅａｋ＜Ｔ_１である場合、次のステップに進む第三ステップと、第三閾値Ｔ_３を設定する第四ステップと、エクスポート信号値の総和Ｃ_tを第三閾値Ｔ_３と比較し、Ｃ_t≧Ｔ_３である場合、タッチパネルが絶縁的にタッチされる入力信号と判断し、Ｃ_t＜Ｔ_３である場合、タッチパネルがタッチされない入力信号と判断する第五ステップと、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、タッチパネルの入力信号識別方法に関し、特に、静電容量方式のタッチパネルの入力信号識別方法に関するものである。

近年、タッチパネルは携帯電話及び航行システム等のいろいろな携帯端末或いは電子設備に応用されている。携帯端末或いは電子設備において、透光性を有するタッチパネルは液晶表示設備の表面に設置されている。これにより、ユーザーが目で液晶表示設備の表示された内容を確認する同時に、指或いはペンによって、タッチパネルを操作でき、携帯端末或いは電子設備の機能を実現できる。

タッチパネルに対して、タッチした位置の検出を電気的に行うものとして、抵抗膜方式や静電容量方式などがある。一方、電気を用いないものとして、超音波方式や赤外遮光方式、画像認識方式などがある。

静電容量方式は、指で触れることで表示パネルの表面電荷の変化をとらえることによる位置検出方法である。しかし、指とタッチパネルとの間に絶縁層（例えば、手袋）を有し、即ち、指がタッチパネルと直接的に接触しない場合、タッチパネルは前記入力信号を識別できず、タッチパネルの使用にとって不便である。

特開２００９−１６９６１２号公報

従って、前記課題を解決するために、本発明は指とタッチパネルの間に絶縁層を有する際のタッチ動作を識別できるタッチパネルの入力信号識別方法を提供する。

本発明のタッチパネルの入力信号識別方法は、第一閾値Ｔ_１及び第二閾値Ｔ_２を設定し、且つＴ_２＜Ｔ_１である第一ステップと、タッチパネルにタッチされた入力信号を検知し、最大のエクスポート信号値Ｃ_ｐｅａｋの検出点Ａの位置座標を取得し、前記検出点Ａの位置座標によって、前記検出点Ａに最近の４つの検出点のエクスポート信号値Ｃ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４を取得する第二ステップと、前記最大のエクスポート信号値Ｃ_ｐｅａｋを前記第一閾値Ｔ_１及び前記第二閾値Ｔ_２と比較し、Ｃ_ｐｅａｋ≧Ｔ_１である場合、指でタッチパネルが直接にタッチされる入力信号と判断し、Ｃ_ｐｅａｋ＜Ｔ_２である場合、タッチパネルがタッチされないことと判断し、Ｔ_２≦Ｃ_ｐｅａｋ＜Ｔ_１である場合、次のステップに進む第三ステップと、第三閾値Ｔ_３を設定する第四ステップと、エクスポート信号値の総和Ｃ_tを前記第三閾値Ｔ_３と比較し、Ｃ_t＝Ｃ_ｐｅａｋ＋Ｃ_１＋Ｃ_２＋Ｃ_３＋Ｃ_４であり、Ｃ_t≧Ｔ_３である場合、タッチパネルが絶縁的にタッチされる入力信号と判断し、Ｃ_t＜Ｔ_３である場合、タッチパネルがタッチされない入力信号と判断する第五ステップと、を含むタッチパネルの入力信号識別方法であり、前記タッチパネルは相互キャパシタンス静電容量方式のタッチパネルである。

従来の技術と比べて、本発明のタッチパネルの入力信号識別方法によって、何も着けていない指でタッチパネルが直接タッチされることを判断でき、且つタッチパネルが絶縁的にタッチされることを判断でき、または、他の誤操作によってタッチパネルの信号を変化させ、タッチされる検出点を誤判断することを防止できる。従って、ユーザーは手袋をしてタッチパネルにタッチする際、タッチパネルが入力信号を正確に識別でき、タッチパネルの使用に便利である。

本発明の実施形態１におけるタッチパネルの構造を示す図である。 本発明の実施形態１におけるタッチパネルの入力信号識別方法のフローチャートである。 集積回路が検出するタッチパネル信号を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。また、以下の各実施形態において、同じ構成要素は同じ符号を付与している。

（実施形態１）
本実施形態はタッチパネルの入力信号識別方法を提供する。本実施形態のタッチパネルの入力信号識別方法は様々な相互キャパシタンス静電容量方式のタッチパネルに応用できる。相互キャパシタンス静電容量方式のタッチパネルはタッチパネルの導電フィルムとグランドとの間の静電容量の変化のよって、検出点の位置を検出する。

図１を参照すると、相互キャパシタンス静電容量方式のタッチパネル１０は、駆動層１２と、センサ層１４と、集積回路（ＩＣ）と、を含む。駆動層１２はセンサ層１４と間隔をあけて対向して設置される。集積回路（ＩＣ）は駆動層１２及びセンサ層１４と電気的に接続される。

駆動層１２は、第一方向Ｘに沿って延伸し、相互に間隔をあけて設置される複数の駆動電極１２０を含む。センサ層１４は、第二方向Ｙに沿って延伸し、相互に間隔をあけて設置される複数のセンサ電極１４０を含む。第一方向Ｘは第二方向Ｙと垂直である。複数の駆動電極１２０は複数のセンサ電極１４０と相互に絶縁直交して設置され、且つ各駆動電極１２０が各センサ電極１４０と相互に絶縁して交差する所に、相互キャパシタンスが形成される。駆動電極１２０及びセンサ電極１４０の形状は制限されず、従来の自己インダクタンス静電容量方式のタッチパネルの電極の形状でも良い。本実施形態において、複数の駆動電極１２０は相互に間隔をあけて、平行に配列されるストリップ状の電極であり、複数のセンサ電極１４０は相互に間隔をあけて、平行に配列されるストリップ状の電極である。駆動電極１２０及びセンサ電極１４０の材料はＩＴＯ或いはカーボンナノチューブである。

集積回路（ＩＣ）は、駆動集積回路及びセンサ集積回路を含む。駆動集積回路は駆動層１２と電気的に接続され、複数の駆動電極に駆動信号を提供し、センサ集積回路はセンサ層１４０と接続され、複数のセンサ電極によって、各駆動電極１２０が各センサ電極１４０と相互に絶縁して交差する所における信号変化値（以下、エクスポート信号値として示す）を検出する。これにより、タッチパネル１０がタッチされたかどうかと、タッチパネル１０がタッチされる位置と、を判断する。

図２を参照し、静電容量方式のタッチパネルの入力信号識別方法は、第一閾値Ｔ_１及び第二閾値Ｔ_２を設定し、且つＴ_２＜Ｔ_１であるステップ（Ｓ１）と、タッチパネルにタッチされた入力信号を検知し、最大のエクスポート信号値Ｃ_ｐｅａｋの検出点Ａの位置座標を取得し、検出点Ａの位置座標によって、検出点Ａに最近の４つの検出点のエクスポート信号値Ｃ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４を取得するステップ（Ｓ２）と、最大のエクスポート信号値Ｃ_ｐｅａｋを第一閾値Ｔ_１及び第二閾値Ｔ_２と比較し、Ｃ_ｐｅａｋ≧Ｔ_１である場合、指でタッチパネルが直接にタッチされる入力信号と判断し、Ｃ_ｐｅａｋ＜Ｔ_２である場合、タッチパネルがタッチされないことと判断し、Ｔ_２≦Ｃ_ｐｅａｋ＜Ｔ_１である場合、次のステップに進むステップ（Ｓ３）と、第三閾値Ｔ_３を設定するステップ（Ｓ４）と、エクスポート信号値の総和Ｃ_tを第三閾値Ｔ_３と比較し、Ｃ_t＝Ｃ_ｐｅａｋ＋Ｃ_１＋Ｃ_２＋Ｃ_３＋Ｃ_４であり、Ｃ_t≧Ｔ_３である場合、タッチパネルが絶縁的にタッチされる入力信号と判断し、Ｃ_t＜Ｔ_３である場合、タッチパネルがタッチされない入力信号と判断するステップ（Ｓ５）と、を含む。

タッチパネル１０において、各駆動電極１２０が各センサ電極１４０と交差する位置の周りに、４つの駆動電極１２０がセンサ電極１４０と交差する位置を有する。具体的に、一つの駆動電極１２０が一つのセンサ電極１４０と交差する位置を中心点として、前記一つの駆動電極１２０の延伸する方向に、二つの駆動電極１２０及びセンサ電極１４０と交差する位置を有し、前記一つのセンサ電極１４０の延伸する方向に、二つの駆動電極１２０及びセンサ電極１４０と交差する位置を有する。ステップ（Ｓ１）において、第一閾値Ｔ_１は、何も着けていない指がタッチパネルと完全に接触する際、検知する最大のエクスポート信号値の１/５〜１/３である。

第二閾値Ｔ_２は、第一閾値Ｔ_１より小さい。好ましくは、第二閾値Ｔ_２はバックグラウンド信号値より大きい。即ち、第二閾値Ｔ_２は、駆動電極１２０及びセンサ電極１４０と交差する位置に発生するバックグラウンド信号値より大きい。タッチパネルにタッチされない際、導線が集積回路（ＩＣ）と電気的に接続されて、静電容量が寄生されることによって、バックグラウンド信号が発生される。

図３を参照すると、ステップ（Ｓ２）において、駆動集積回路はタッチパネル１０の複数の駆動電極１２０にそれぞれ駆動信号を入力し、センサ集積回路によって、複数の動電極１２０が複数のセンサ電極１４０と交差する位置の信号値を検出する。駆動電極１２０を駆動する方式は従来の任意の駆動方式でも良い。例えば、複数の動電極１２０を一つずつ駆動し、或いは、複数の動電極１２０を同時に駆動する。前記複数の動電極１２０が複数のセンサ電極１４０と交差する位置の信号値は信号の変化値を指す。具体的に、前記信号値はタッチパネル１０がタッチされた後、センサ電極１４０と対応する位置に輸出された信号値と、タッチパネルがタッチされない際、センサ電極１４０と対応する位置に輸出された信号値との差である。検出点Ａの位置座標（Ｘ_Ａ,Ｙ_Ａ）であり、これに対して、検出点Ａに最近の４つの検出点Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ａ_４の位置座標は（Ｘ_Ａ−１,Ｙ_Ａ）（Ｘ_Ａ＋１,Ｙ_Ａ）（Ｘ_Ａ,Ｙ_Ａ−１）（Ｘ_Ａ,Ｙ_Ａ＋１）である。

ステップ（Ｓ３）からステップ（Ｓ５）までに、最大のエクスポート信号値Ｃ_ｐｅａｋを第一閾値Ｔ１及び第二閾値Ｔ_２と比較させる。Ｔ_２≦Ｃ_ｐｅａｋ＜Ｔ_１である場合、本発明は従来のタッチパネルのタッチ検出方法によって、直接にタッチパネルがタッチされないことを認定し、更に、第三閾値Ｔ_３を設定し、エクスポート信号値の総和Ｃ_tを第三閾値Ｔ_３と比較させる。これにより、タッチパネルが絶縁的にタッチされることを、或いはタッチパネルがタッチされないことを判断する。

エクスポート信号値の総和Ｃ_tは、検出された最大のエクスポート信号値Ｃ_ｐｅａｋが検出点Ａに最近の４つの検出点Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ａ_４のエクスポート信号値Ｃ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４との総和である。第三閾値Ｔ_３は、手袋をした指がタッチパネルと接触する際、検知する最大のエクスポート信号値Ｃ_ｐｅａｋが検出点Ａに最近の４つの検出点のエクスポート信号値Ｃ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４との総和の１/５〜１/３である。タッチパネルが絶縁的にタッチされるとは、何も着けていない指とタッチパネルとの間に、絶縁層を有することである。本実施において、タッチパネルが絶縁的にタッチされるとは、手袋をした指でタッチパネルがタッチすることである。具体的に、Ｃ_t＜Ｔ_３である場合、指がタッチパネルと遠く離れること或いはバックグラウンド信号と判断し、Ｃ_t≧Ｔ_３である場合、タッチパネルが絶縁的にタッチされることと判断する。

更に、ステップ（Ｓ３）の後、ステップ（Ｓ４）の前に、Ｔ_２≦Ｃ_ｐｅａｋ＜Ｔ_１である場合、何も着けていない指とタッチパネルとの距離が小さい際の動作をタッチパネルが絶縁的にタッチされることと判断する誤認定を防止することができる。具体的に、何も着けていない指とタッチパネルとの距離は絶縁層の厚さと基本的に同じである場合、集積回路は該動作を検出し、該動作がタッチ動作を容易に認定される。しかし、この際、何も着けていない指はただタッチパネルに近づき、タッチパネルにタッチしない。前記誤認定の状況を防止するために、次のステップが設定される。予定の時間を設定し、設定された予定の時間において、駆動集積回路は複数の駆動センサ電極１２０に駆動信号を複数回入力し、センサ集積回路は複数のエクスポート信号値を複数回取得し、各回に取得したエクスポート信号値の中で最大エクスポート信号値がΔＣ_ｐｅａｋを定義し、複数回取得したエクスポート信号値の中で複数の最大エクスポート信号値がΔＣ_ｐｅａｋを取得し、該複数の最大の最大エクスポート信号値がΔＣ_ｐｅａｋの平均値
を計算し、式（１）を満足する場合、タッチパネルが絶縁的にタッチされる入力信号と判断し、式（１）を満足しない場合、タッチパネルがタッチされないことと判断する。

例えば、何も着けていない指はただタッチパネルに近づく場合、指が速くタッチパネルと離れ、懸架された何も着けていない指とタッチパネルとの距離が予定の時間に変化しない確率は小さい。これにより、予定の時間において、センサ電極１４０が検出された複数の最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋは急に最大値から最小値までになり、複数の最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋの平均値
は固定の区間値に保持できず、式（１）を満足できない。式（１）を満足するかどうかによって、誤認定の状況或いはタッチパネルが絶縁的にタッチされることをそれぞれ判断できる。

設定された予定の時間は１秒〜４秒である。該予定の時間はタッチパネルに有効なタッチ動作をする時間である。該予定の時間に、タッチは固定式タッチ及び滑動式タッチを含む。固定式タッチは、該予定の時間に、ユーザーがタッチパネルにタッチする際、指が一つの固定の位置に保持されることである。固定式タッチの状態で、集積回路（ＩＣ）が検出された最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋは同じである。滑動式タッチは、該予定の時間に、ユーザーがタッチパネルにタッチする際、指が動かすことである。具体的に、該予定の時間に、指がタッチパネルの表面の一つの位置をタッチし、また指がタッチパネルの表面を離れないままで、他の位置に移動する。滑動式タッチの状態で、集積回路（ＩＣ）が検出された最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋはタッチされる位置の変化によって変化する。

例えば、指が一つのセンサ電極１４０と対応する位置をタッチする際、該センサ電極１４０と対応する位置に検出された信号値は大きい。指が二つのセンサ電極１４０の間に移動する際、該センサ電極１４０と対応する位置に検出された信号値は徐々に小さくなる。即ち、この際の最大のエクスポート信号値ΔＣｐｅａｋは、指が一つのセンサ電極１４０と対応する位置をタッチする際の最大のエクスポート信号値ΔＣｐｅａｋと異なる。従って、滑動式タッチの状態で、集積回路（ＩＣ）が複数の異なる最大の信号値ΔＣｐｅａｋを検出でき、次いで、複数の異なる最大の信号値ΔＣｐｅａｋの平均値
を計算できる。懸架された何も着けていない指と雑音などによって発生された電気容量の原因で、タッチ動作を誤認することを、このステップによって排除することができる。これにより、タッチパネルが絶縁的にタッチされることを判断できる。

タッチパネルが絶縁的にタッチされる際、集積回路（ＩＣ）が検出された信号値は弱く、且つ該信号値の変化が大きい。タッチパネルが絶縁的にタッチされることをもっと正確に判断するために、タッチパネルの入力信号識別方法は更に、予定のパラメータａを設定するステップ（Ｓ６）と、各最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋと対応する位置を第一位置と定義し、各最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋと隣接する位置を第二位置と定義し、複数の第二位置の第三信号値Ｃ”_ｎを検出するステップ（Ｓ７）と、最大の信号値ΔＣ_ｐｅａｋと第三信号値Ｃ”_ｎとの比率ｂを定義し、比率ｂとパラメータａと比較し、ｂ＞ａである場合、タッチパネルが絶縁的にタッチされることを判断するステップ（Ｓ８）と、を含むことができる。

本発明のタッチパネルの入力信号識別方法によって、何も着けていない指でタッチパネルが直接にタッチされることを判断でき、且つタッチパネルが絶縁的にタッチされることを判断でき、または、他の誤操作によってタッチパネルの信号を変化させ、タッチされる検出点を誤判断することを防止できる。従って、ユーザーは手袋をしてタッチパネルにタッチする際、タッチパネルが入力信号を正確に識別でき、タッチパネルの使用に便利である。

１０ タッチパネル
１２ 駆動層
１２０ 駆動電極
１４ センサ層
１４０ センサ電極
Ｔ_１ 第一閾値
Ｔ_２ 第二閾値
Ｔ_３ 第三閾値
Ｃ_ｐｅａｋ 最大のエクスポート信号値
Ｃ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４ 最近の４つの検出点のエクスポート信号値
Ｃ_t エクスポート信号値の総和

Claims (1)

1. 第一閾値Ｔ_１及び第二閾値Ｔ_２を設定し、且つＴ_２＜Ｔ_１である第一ステップと、
   タッチパネルにタッチされた入力信号を検知し、最大のエクスポート信号値Ｃ_ｐｅａｋの検出点Ａの位置座標を取得し、前記検出点Ａの位置座標によって、前記検出点Ａに最近の４つの検出点のエクスポート信号値Ｃ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４を取得する第二ステップと、
   前記最大のエクスポート信号値Ｃ_ｐｅａｋを前記第一閾値Ｔ_１及び前記第二閾値Ｔ_２と比較し、Ｃ_ｐｅａｋ≧Ｔ_１である場合、指でタッチパネルが直接にタッチされる入力信号と判断し、Ｃ_ｐｅａｋ＜Ｔ_２である場合、タッチパネルがタッチされないことと判断し、Ｔ_２≦Ｃ_ｐｅａｋ＜Ｔ_１である場合、次のステップに進む第三ステップと、
   第三閾値Ｔ_３を設定する第四ステップと、
   エクスポート信号値の総和Ｃ_tを前記第三閾値Ｔ_３と比較し、Ｃ_t＝Ｃ_ｐｅａｋ＋Ｃ_１＋Ｃ_２＋Ｃ_３＋Ｃ_４であり、Ｃ_t≧Ｔ_３である場合、タッチパネルが絶縁的にタッチされる入力信号と判断し、Ｃ_t＜Ｔ_３である場合、タッチパネルがタッチされない入力信号と判断する第五ステップと、を含むタッチパネルの入力信号識別方法であり、
   前記タッチパネルは相互キャパシタンス静電容量方式のタッチパネルであることを特徴とするタッチパネルの入力信号識別方法。