KR101138622B1

KR101138622B1 - 터치 패널 장치

Info

Publication number: KR101138622B1
Application number: KR20100033846A
Authority: KR
Inventors: 고지 도이; 노리오 맘바; 고지 나가따; 도시유끼 구마가이; 고지 하야까와
Original assignee: 파나소닉 액정 디스플레이 주식회사; 가부시키가이샤 히타치 디스프레이즈
Priority date: 2009-04-14
Filing date: 2010-04-13
Publication date: 2012-05-16
Also published as: US20100259504A1; EP2241959A3; EP2241959B1; KR20100113989A; US9024886B2; CN101866239A; CN101866239B; EP2241959A2

Abstract

터치 영역이 전극 영역으로부터 벗어나 있는 경우에서도 터치 위치를 높은 정밀도로 검출한다. 제1 해결 수단에서는, 터치 영역의 형상이 예를 들면 원인 것으로 가정된다. 상기 터치 영역 원과 전극 영역(6)이 겹치는 영역의 X 방향의 폭(겹침 폭 X(46)) 및 Y 방향의 폭(겹침 폭 Y(47))은, 센서 측정값으로부터 구해진다. 겹침 폭 X(46)와 겹침 폭 Y(47)가 다른 경우, 터치 영역이 전극 영역으로부터 벗어나 있다고 판정되고, 상기 터치 영역 원의 중심의 위치가 터치 위치로 간주되어 산출된다. 제2 해결 수단에서는, 패널단의 전극에서의 신호값이 최대로 되는 경우, 패널 주변부에의 터치가 판정된다. 패널 주변부에의 터치의 경우, 터치 위치 산출 처리에서 행해지는 가중 평균의 계산에서, 패널 중앙부에의 터치의 경우와는 다른 전극 위치 파라미터값이 이용된다. 각 전극의 신호값에 가중치 부여를 행하는 것, 상기 가중치 부여의 정도를 터치 사이즈에 따라서 변화시킴으로써, 산출 위치가 보정된다.

Description

터치 패널 장치{TOUCH-PANEL DEVICE}

본 발명은 터치 패널 장치에 관한 것으로, 특히, 투영형(projected capacitive type) 정전 용량 방식의 터치 패널 장치에서 터치 위치를 검출하는 기술에 관한 것이다.

터치 패널 장치(터치 스크린이라고도 부름)는, 터치 패드라고 불리는 입력 장치와, 플랫 패널 디스플레이 등으로 이루어지는 출력 장치가 일체화된 유저 인터페이스 장치이다. 터치 패널 장치는, 디스플레이에 표시된 조작 대상을 손가락 등으로 직접 터치한다고 하는 직감적인 조작 방법을 특징으로 하고 있고, 정보 단말기 등에서 널리 이용되고 있다.

터치 패널 장치에는 다양한 실현 방식이 있고, 그 하나의 방식으로서, 투영형 정전 용량 방식이 있다. 본 방식에서는, 패널 상에 복수의 전극이 배치되고, 손끝이 패널에 접근하였을 때에 발생하는 각 전극의 정전 용량의 변화에 기초하여, 터치 위치가 검출된다. 전극에 투과율이 높은 소재가 이용되고, 이것이 디스플레이 패널 상에 배치됨으로써, 터치 패널 장치가 구성된다.

입력 장치로서의 터치 패널의 성능 지표로, 터치 위치의 검출 정밀도가 있다. 패널 상에서 유저가 실제로 터치한 위치와, 검출된 위치와의 오차가 작을수록, 정밀도가 높다고 한다.

투영형 정전 용량 방식의 터치 패널 장치에서 터치 위치를 높은 정밀도로 검출하는 기술의 예로서, 일본 특허 공표 제2003-511799호 공보(이하, 특허 문헌 1)에 기재된 방법을 들 수 있다. 이 터치 위치 검출 방법에서는, X, Y 각각의 방향의 위치를 검출하기 위한 전극을, 터치 시에 손끝이 동시에 복수의 전극에 접촉하는 전극 패턴으로 함으로써, 터치 위치를 고정밀도로 요구하는 것을 가능하게 하고 있다.

또한, 일본 특허 공개 제2008-269297호 공보(이하, 특허 문헌 2)에서는, X 및 Y 방향의 위치를 검출하기 위한 전극이 단일의 층 상에 형성된 전극 패턴을 이용함으로써, 제조 공정의 간략화가 가능하게 되어 있다.

그러나, 종래의 터치 위치 검출 방법에서는, 터치 시에 손끝이 패널에 접촉하는 범위(터치 영역)가, 전극이 배치된 영역(전극 영역)으로부터 벗어나 있는 경우, 검출되는 터치 위치의 정밀도가 저하되게 된다고 하는 문제가 있다. 이를 방지하기 위해서는, 터치 위치 검출의 유효 범위를, 전극 영역의 내측의 일정 범위 내로 한정할 필요가 있다. 이 때문에, 패널 전체에 전극이 배치되었다고 하여도, 패널의 끝에 터치 위치가 검출되지 않는 영역이 생기게 된다.

본 발명은, 이상과 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 그 목적은, 터치 영역이 전극 영역으로부터 벗어나 있는 경우에서도 터치 위치를 높은 정밀도로 검출하고, 또한 이에 의해, 전극 영역의 전체를 터치 위치 검출의 유효 범위로 하는 터치 패널 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에서는, 다음의 2가지의 해결 수단을 개시한다.

제1 해결 수단에서는, 터치 영역의 형상이 예를 들면 원인 것으로 가정된다. 상기 터치 영역 원과 전극 영역이 겹치는 영역의 X 방향의 폭 및 Y 방향의 폭은, 센서 측정값으로부터 구해진다. 상기 X 방향의 폭과 상기 Y 방향의 폭이 다른 경우, 상기 터치 영역이 상기 전극 영역으로부터 벗어나 있다고 판정되고, 상기 터치 영역 원의 중심의 위치가 터치 위치로 간주되어 산출된다.

제2 해결 수단에서는, 패널단(端)의 전극에서의 신호값이 최대로 되는 경우, 패널 주변부에의 터치가 판정된다. 패널 주변부에의 터치의 경우, 터치 위치 산출 처리에서 행해지는 가중 평균의 계산에서, 패널 중앙부에의 터치의 경우와는 다른 전극 위치 파라미터값이 이용된다. 각 전극의 신호값에 가중치 부여를 행하는 것, 상기 가중치 부여의 정도를 터치 사이즈에 따라서 변화시키는 것에 의해, 산출 위치가 보정된다.

또한, 일본 특허 공개 평10-020992호 공보(특허 문헌 3)에서도, 패널단의 전극의 신호값이 최대로 되는 상황에서 터치 위치를 높은 정밀도로 검출하는 수단이 개시되어 있다. 그러나, 이것은, 단부의 전극에 인접하는 전극 위치와 타단부의 전극 위치를 선택하고, 근사 2차 곡선을 이용함으로써 터치 위치를 검출하는 방법으로서, 본 발명과는 전혀 다른 방법이다.

제1 해결 수단에 따르면, X 방향 또는 Y 방향 중 어느 한쪽에서, 터치 영역이 전극 영역으로부터 벗어나 있는 경우라도, 터치 위치를 높은 정밀도로 검출할 수 있다.

제2 해결 수단에 따르면, 한 방향의 터치 위치를 검출하기 위한 전극을 이용하여, 패널 주변부에의 터치의 경우라도, 터치 위치를 높은 정밀도로 검출할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태에서의 터치 패널ㆍ모듈의 전체 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 터치 패널(1)의 단면 구조를 도시하는 단면도.
도 3은 터치 위치 검출 처리의 수순을 나타내는 플로우차트.
도 4는 터치 영역이 전극 영역으로부터 벗어나 있는 경우의 센서 측정값의 예를 도시하는 도면.
도 5는 터치 영역이 전극 영역으로부터 벗어나 있는 경우의 터치 위치의 산출 방법을 도시하는 도면.
도 6은 제2 실시 형태에서의 터치 패널ㆍ모듈의 전체 구성을 도시하는 블록도.
도 7은 터치 위치 검출 처리의 수순을 나타내는 플로우차트.
도 8은 터치 위치가 패널 중앙부인 경우의 예를 도시하는 도면.
도 9는 터치 위치가 패널 주변부인 경우의 예를 도시하는 도면.

이하, 본 발명의 실시 형태의 예를 설명한다.

<제1 실시 형태>

도 1은, 본 실시예에서 이용하는 터치 패널ㆍ모듈(터치 패널 장치)의 전체 구성을 도시하는 블록도이다. 상기 터치 패널ㆍ모듈은, 터치 패널(1), 정전 용량 검출부(2), 제어부(3), 기억부(4), 및 버스 접속 신호선(5)을 갖고 있다. 터치 패널(1)에는, 유저의 터치를 검출하기 위한 센서 단자인 전극 패턴(전극 X1～5 및 전극 Y1～5)이 형성되어 있다. 정전 용량 검출부(2)는, 전극 X1～5 및 전극 Y1～5와 접속되어 있고, 상기 각 전극의 정전 용량을 측정한다. 제어부(3)는, 상기 정전 용량의 측정 결과에 기초하여 터치 위치의 검출을 행하고, 버스 접속 신호선(5)을 통하여 상기 검출 결과를 호스트에 통지한다. 기억부(4)는, 제어부(3)가 터치 위치 검출 처리를 행하는 점에서 필요로 되는 파라미터 및 작업용 데이터로서 다음의 것을 저장한다. 기준값(41), 측정값(42), 차분값(43)은, 전극의 총수를 요소수로 하는 배열 데이터이다. 본 실시예에서는, 상기 배열의 요소수는 10이다. 터치 임계값(44), 변환 비율(45), 겹침 폭 X(46), 겹침 폭 Y(47)는, 단일의 수치 데이터이다.

도 2는, 터치 패널(1)의 단면 구조를 도시하는 단면도이다. 터치 패널(1)에서는, 기판층(13) 상에, 전극층 Y, 절연층(12), 전극층 X, 보호층(11)이 순서대로 적층되어 있다.

도 3은, 터치 위치 검출 처리의 수순을 나타내는 플로우차트이다.

도 4는, 터치 영역이 전극 영역으로부터 벗어나 있는 경우의 센서 측정값의 예를 도시하는 도면이다.

도 5는, 터치 영역이 전극 영역으로부터 벗어나 있는 경우의 터치 위치의 산출 방법을 도시하는 도면이다.

이하, 도 3의 플로우차트에 기초하여, 터치 위치를 검출하는 처리의 흐름을 설명한다.

터치 패널ㆍ모듈의 전원이 켜지면 이하의 처리가 개시된다.

스텝 S1에서, 제어부(3)는, 기준값(41)을 초기화한다. 구체적으로는, 제어부(3)는, 전체 전극(전극 X1～5 및 전극 Y1～5)의 각각에 대해 정전 용량을 측정하고, 얻어진 값을 각 전극의 기준값(41)으로서 저장한다. 기준값(41)은, 각 전극의 비터치 시의 정전 용량이다. 여기서는, 전원 투입 시에서는 터치 패널(1)이 터치되어 있지 않은 상태인 것이 가정되어 있다.

스텝 S2에서, 제어부(3)는, 우선 전체 전극의 각각에 대해서 정전 용량을 측정하고, 얻어진 값을 각 전극의 측정값(42)으로서 저장한다. 또한, 제어부(3)는, 다음의 수학식 1에 의해 구한 값을 차분값(43)으로서 저장한다.

단, 수학식 1에 의해 구해진 값이 마이너스의 값으로 된 경우에는, 대신에 0이 차분값(43)으로서 저장된다. 차분값(43)은, 각 전극에서 터치에 의해 증가한 정전 용량이다.

이하, 구한 차분값(43)이 도 4에 도시한 상태이었던 것을 가정하여 설명을 진행한다. 도 4에서, 터치 패널(1)의 상측의 도면은 전극 X1～5의 차분값(43)과 터치 임계값(44)의 예를 나타내는 그래프이다. 횡축은 전극 X1～5를 나타내고, 막대 그래프의 높이가 차분값(43)을 나타낸다. 전극 X1, X2의 차분값(43)은 터치 임계값(44) 이상이며, 전극 X3～5의 차분값(43)은 터치 임계값(44) 미만이다. 도 4에서, 터치 패널(1)의 우측의 도면은 전극 Y1～5의 차분값(43)과 터치 임계값(44)의 예를 나타내는 그래프이다. 횡축은 전극 Y1～5를 나타내고, 막대 그래프의 높이가 차분값(43)을 나타낸다. 전극 Y2～4의 차분값(43)은 터치 임계값(44) 이상이며, 전극 Y1, Y5의 차분값(43)은 터치 임계값(44) 미만이다.

스텝 S3에서, 제어부(3)는, 터치 패널(1)이 터치되어 있는지의 여부를 판정한다. 구체적으로는, 제어부(3)는, 전체 전극의 각각에 대해서, 그 차분값(43)과, 미리 설정된 터치 임계값(44)의 값을 비교한다. 여기서, X축 및 Y축의 양방에서, 적어도 1개의 전극의 차분값(43)이 터치 임계값(44) 이상의 값이었던 경우, 제어부(3)는, 터치 있음으로 판정하여, 스텝 S4로 진행한다. 상기 조건을 충족시키지 않는 경우는, 제어부(3)는, 터치 없음으로 판정하여, 스텝 S2로 되돌린다. 도 4에 도시된 상태에서는, 전극 X1, X2 및 전극 Y2～4의 차분값(43)이 터치 임계값(44) 이상의 값이므로, 터치 있음으로 판정된다.

스텝 S4에서, 제어부(3)는, 다음의 수학식 2 및 수학식 3에 의해 구한 값을, 각각 겹침 폭 X(46) 및 겹침 폭 Y(47)로서 저장한다.

여기서 함수 MAX는, 복수의 값 중으로부터 최대의 것을 선택하여 되돌려주는 함수이다. 도 4에서는, X축에서는 전극 X1의 차분값(43), Y축에서는 전극 Y3의 차분값(43)이 각각 최대이다. 변환 비율(45)은 미리 설정된 값이며, 차분값(43)의 값을 터치 패널(1) 상의 길이로 변환하기 위한 비율이다. 겹침 폭 X(46) 및 겹침 폭 Y(47)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 각각, 터치 패널(1) 상의 터치된 영역(터치 영역)과, 전극이 배치된 영역(전극 영역(6))이 겹치는 영역의 X 방향의 폭 및 Y 방향의 폭이다.

수학식 2에서 겹침 폭 X(46)가 구해지는 이유는 다음과 같다. 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 전극 Y3에서는, 터치 영역과 겹치는 X 방향의 폭이 가장 길기 때문에, 정전 용량의 변화는 가장 크고, 우측의 도면에 도시된 바와 같이 차분값(43)은 가장 크다. 전극 Y2, Y4에서는, 터치 영역과 겹치는 X 방향의 폭이 전극 Y3보다 짧기 때문에, 정전 용량의 변화는 전극 Y3보다 적고, 우측의 도면에 도시된 바와 같이 차분값(43)은 전극 Y3의 차분값보다도 작다. 전극 Y1, Y5에서는, 터치 영역과 겹치는 X 방향의 폭이 근소하기 때문에, 정전 용량의 변화는 근소하며, 우측의 도면에 도시된 바와 같이 차분값(43)은 근소하다. 겹침 폭 X(46)는, 터치 영역과 전극 영역(6)이 겹치는 영역의 X 방향의 폭이므로, 겹침 폭 X(46)는, 터치 영역과 겹치는 X 방향의 폭이 가장 긴 전극인 전극 Y3이 터치 영역과 겹치는 X 방향의 폭에 비례하는 것으로 되고, 전극 Y3의 차분값(43)에 비례하는 것으로 된다. 따라서, 겹침 폭 X(46)는 수학식 2에 의해 구해진다. 변환 비율(45)는 실험 등에 의해 구하면 된다.

수학식 3에서 겹침 폭 Y(47)가 구해지는 이유는 다음과 같다. 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 전극 X1에서는, 터치 영역과 겹치는 Y 방향의 폭이 가장 길기 때문에, 정전 용량의 변화는 가장 크고, 상측의 도면에 도시된 바와 같이 차분값(43)은 가장 크다. 전극 X2에서는, 터치 영역과 겹치는 Y 방향의 폭이 전극 X1보다 짧기 때문에, 정전 용량의 변화는 전극 X1보다 적고, 상측의 도면에 도시된 바와 같이 차분값(43)은 전극 X1의 차분값보다도 작다. 전극 X3에서는, 터치 영역과 겹치는 Y 방향의 폭이 근소하기 때문에, 정전 용량의 변화는 근소하며, 상측의 도면에 도시된 바와 같이 차분값(43)은 근소하다. 전극 X4, X5에서는, 터치 영역과 겹치는 Y 방향의 폭이 없기 때문에, 정전 용량의 변화는 없고, 상측의 도면에 도시된 바와 같이 차분값(43)은 제로이다. 겹침 폭 Y(47)는, 터치 영역과 전극 영역(6)이 겹치는 영역의 Y 방향의 폭이므로, 겹침 폭 Y(47)는, 터치 영역과 겹치는 Y 방향의 폭이 가장 긴 전극인 전극 X1이 터치 영역과 겹치는 Y 방향의 폭에 비례하는 것으로 되고, 전극 X1의 차분값(43)에 비례하는 것으로 된다. 따라서, 겹침 폭 Y(47)는 수학식 3에 의해 구해진다. 변환 비율(45)은 실험 등에 의해 구하면 된다.

스텝 S5에서, 제어부(3)는, 겹침 폭 X(46)와 겹침 폭 Y(47)의 값을 비교한다. 양자의 차가 소정의 임계값보다 작은 경우, 제어부(3)는, 터치 영역 전체가 전극 영역(6)의 내측에 있는 것으로 판정하고, 스텝 S6으로 진행한다. 그렇지 않은 경우는, 제어부(3)는 스텝 S7로 진행한다.

스텝 S6에서는, 제어부(3)는, 차분값(43)에 기초하여 터치 위치를 구한다. 구체적으로는, 제어부(3)는, X축 및 Y축의 각각에 대해, 차분값(43)을 가중치 wi로 하고, 각 전극의 위치를 xi, yi로 한 경우의 가중 평균을 구한다. 즉, 제어부(3)는 다음의 수학식 4, 수학식 5의 계산을 행한다.

이상에 의해, 터치 영역이 전극 영역(6)으로부터 벗어나 있지 않은 경우의 터치 위치 검출의 1 사이클이 완료되고, 제어부(3)는 스텝 S2로 되돌린다.

스텝 S7에서는, 제어부(3)는, 터치 영역의 형상을 원인 것으로 가정하고, 상기 원의 중심 위치를 터치 위치로 간주하여 산출한다. 여기서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 터치 영역이 전극 영역(6)으로부터 X 방향으로 밀려 나와 있는 것으로 가정된다. 이 때, 터치 위치의 X 좌표는 다음의 수학식 6에 의해 구해진다.

도 5에서의 X가 X 좌표, R이 겹침 폭 Y(47)/2에 각각 대응한다. Y 좌표는, 터치 영역이 전극 영역(6)으로부터 벗어나 있지 않은 경우의 수학식 5에 의해 구해진다. 또한, 터치 영역이 전극 영역(6)으로부터 Y 방향으로 벗어나 있는 경우에 대해서는, 상기의 산출 방법에서 X와 Y를 교체함으로써 마찬가지로 터치 위치가 구해진다.

이상에 의해, 터치 영역이 전극 영역(6)으로부터 벗어나 있는 경우의 터치 위치 검출의 1 사이클이 완료되고, 제어부(3)는 스텝 S2로 되돌린다.

상기의 설명에서는, 터치 영역의 형상은 원인 것으로 가정되었지만, 그렇지 않은 경우에서도, 겹침 폭 X(46) 및 겹침 폭 Y(47)를 기초로 터치 위치를 산출 가능하면, 본 실시예를 적용할 수 있다. 즉, 터치 영역과 전극 영역이 겹치는 영역의 X 방향의 폭 및 Y 방향의 폭을 구하고, 구한 X 방향의 폭 및 Y 방향의 폭으로부터 터치 영역의 중심의 위치를 구하고, 그 중심의 위치를 터치 위치로서 산출하면 된다. 터치 영역의 형상은, 임의의 도형인 것으로 가정할 수 있다. 예를 들면, 터치 영역의 형상은, 원 또는 타원인 것으로 가정되어도 되고, 혹은 X 방향의 폭과 Y 방향의 폭의 비율이 일정한(예를 들면, 사각형이나 직사각형 혹은 각이 라운딩을 띤 사각형이나 직사각형) 것으로 가정되어도 된다. 또한, 실험 등에 의해 터치 영역의 형상이 결정되어도 된다.

<제2 실시 형태>

다음으로, 제2 실시 형태의 설명을 행한다. 이하, 상기의 실시 형태에서 설명된 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.

도 6은, 본 실시예에서 이용하는 터치 패널ㆍ모듈의 전체 구성을 도시하는 블록도이다. 기억부(4)는, 제1 실시 형태와는 달리, 상술한 기준값(41), 측정값(42), 차분값(43), 터치 임계값(44) 외에, 터치 사이즈(48), 가중치 부여값(49)을 저장한다. 터치 사이즈(48)는 단일의 수치 데이터이다. 가중치 부여값(49)은 단일 또는 복수의 수치 데이터이다.

도 7은, 터치 위치 검출 처리의 수순을 나타내는 플로우차트이다.

도 8은, 터치 위치가 패널 중앙부인 경우의 예를 도시하는 도면이다.

도 9는, 터치 위치가 패널 주변부인 경우의 예를 도시하는 도면이다.

이하, 도 7의 플로우차트에 기초하여, 터치 위치를 검출하는 처리의 흐름을 설명한다.

터치 패널ㆍ모듈의 전원이 켜지면 이하의 처리가 개시된다.

스텝 S11～S13의 처리 내용은, 제1 실시 형태에서의 스텝 S1～S3과 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.

스텝 S14에서, 제어부(3)는, 전체 전극 즉 전극 X1～5 및 전극 Y1～5의 차분값(43)의 합계를 구하고, 터치 사이즈(48)로서 저장한다. 터치 사이즈(48)는, 터치 영역의 면적에 비례하는 값이며, 터치의 강도를 나타내는 지표로서, 이하의 스텝에 의해 검출되는 터치 위치와 함께 호스트에 통지된다. 전체 전극의 차분값(43)의 합계로 터치 사이즈(터치 영역의 면적에 비례하는 값)가 얻어지는 이유는 다음과 같다. 예를 들면 도 8에서, 전극 X1의 차분값(43)은 전극 X1과 터치 영역이 겹치는 영역의 면적에 비례하고, 전극 X2의 차분값(43)은 전극 X2와 터치 영역이 겹치는 영역의 면적에 비례하고, 전극 X3의 차분값(43)은 전극 X3과 터치 영역이 겹치는 영역의 면적에 비례하고, 전극 X4의 차분값(43)은 전극 X4와 터치 영역이 겹치는 영역의 면적에 비례하고, 전극 X5의 차분값(43)은 전극 X5와 터치 영역이 겹치는 영역의 면적에 비례한다. 전극 Y1～Y5에서도 마찬가지이다. 따라서, 전체 전극의 차분값을 합계하는 것에 의해, 터치 사이즈(터치 영역의 면적에 비례하는 값)가 얻어진다. 본 실시예에서는 이와 같이 하여 터치 사이즈가 구해지고 있지만, 다른 방법에서 터치 사이즈가 구해져도 된다.

이하, X 방향의 터치 위치를 검출하는 수순을 설명한다. Y 방향의 터치 위치도 마찬가지의 수순으로 검출할 수 있다.

스텝 S15에서, 제어부(3)는, 검출한 터치가 패널 주변부에의 터치인지의 여부를 판정한다. 구체적으로는, 패널단 중 어느 하나의 전극, 즉 전극 X1 또는 X5의 차분값(43)이 최대의 값을 취하는 경우, 제어부(3)는, 패널 주변부에의 터치인 것으로 판정하고, 스텝 S17로 진행한다. 상기 조건을 충족시키지 않는 경우는, 제어부(3)는, 패널 주변부에의 터치가 아니(패널 중앙부에의 터치임)라고 판정하여, 스텝 S16으로 진행한다. 예를 들면, 도 8에 도시된 상황에서는, 패널단이 아닌 전극 X2의 차분값(43)이 최대이므로, 패널 주변부에의 터치가 아니라고 판정된다. 도 9에 도시된 상황에서는, 패널단의 전극 X1의 차분값(43)이 최대이므로, 패널 주변부에의 터치인 것으로 판정된다.

스텝 S16에서, 제어부(3)는, 패널 중앙부에의 터치의 경우의 좌표 산출 처리로서, 각 전극의 차분값(43)에 기초하여 터치 위치를 구한다. 구체적으로는, 제어부(3)는, 각 전극의 차분값(43)을 가중치 wi로 하고, 각 전극의 위치를 xi로 한 경우의 가중 평균을 구한다. 즉, 제어부(3)는 다음의 수학식 7의 계산을 행한다.

여기서, 전극 위치 xi는 각 전극의 중심의 좌표값으로 한다. 도 8에 도시된 상황에서는, 전극 X1～X5의 전극 위치 xi는, 순서대로 0.5, 1.5, 2.5, 3.5, 4.5이다. 이상에 의해, 터치 위치 검출 처리의 1 사이클이 완료되고, 제어부(3)는 스텝 S12로 되돌린다.

스텝 S17에서, 제어부(3)는, 패널 주변부에의 터치의 경우의 좌표 산출 처리로서, 최대의 차분값(43)을 취하는 전극 및 그 인접한 전극(패널단 2 전극)의 차분값(43)에 기초하여 터치 위치를 구한다. 구체적으로는, 제어부(3)는, 스텝 S16과 마찬가지로, 수학식 7의 계산을 패널단 2 전극에 기초하여 행한다. 단, 전극 위치 xi, 즉 센서 위치의 파라미터값을, 2개의 전극의 양단의 좌표값으로 하는 점이 다르다. 도 9에 도시한 상황에서는, 전극 X1의 위치는 0, 전극 X2의 위치는 2로 한다. 이 경우의 계산식은, 수학식 7에서 패널단의 2 전극에 대해서 전극 위치 x1=0, x2=2를 대입한 다음의 수학식 8로 된다.

수학식 8에서, 전극 위치로서 2개의 전극의 양단의 좌표값(x1=0, x2=2)을 선택한 이유는, 전극 X1만으로 차분값(43)이 측정된 경우에, 산출되는 터치 위치가 0(패널단)으로 되고, 전극 X1과 전극 X2의 차분값(43)이 동등한 경우에, 즉 w1=w2의 경우에, 산출되는 터치 위치가 1(전극 X1과 X2의 중간 위치)로 되도록 하기 위해서이다. 예를 들면 도 9에서, 전극 X1의 차분값 w1=1, 전극 X2의 차분값 w2=0.4로 하면, 수학식 8을 이용하여 계산한 본 실시예(x1=0, x2=2)에서의 터치 위치는 0.57이다. 한편, 수학식 7을 이용하여 패널단 2 전극에 대해서 전극 위치를 각 전극의 중심의 위치 좌표(x1=0.5, x2=1.5)로서 계산한 터치 위치는 0.79이다. 본 실시예에서 계산한 터치 위치 0.57의 쪽이, 각 전극의 중심의 위치 좌표로 계산한 터치 위치 0.79보다, 실제의 터치 위치에 가까운 것은, 도 9로부터 명백하다.

이상에 의해, 터치 위치 검출 처리의 1 사이클이 완료되고, 제어부(3)는 스텝 S12로 되돌린다.

상기 스텝 S15에서는, 패널 주변부에의 터치인 것으로 판정하는 조건이, 패널단의 전극의 차분값(43)이 최대인 것이었지만, 다른 조건이 사용되어도 된다. 예를 들면, 패널단의 전극 및 그것에 인접하는 소정수의 전극에서의 차분값(43)의 합계가, 그 이외의 전극에서의 차분값(43)의 합계보다 커지는 것이 조건이어도 된다.

상기 스텝 S17에서는, 참조되는 전극이 패널단의 2개의 전극이었지만, 3개 이상의 전극을 참조하는 방법도 생각된다. 또한, 가중 평균 계산에서의 전극 위치 xi가 2개인 전극의 양단이었지만, 그 밖의 설정이 이용되어도 된다. 이들은, 상정하는 터치 영역의 사이즈나 전극의 폭 등의 설계 사항에 의해 결정된다.

이상 본 실시예를 구체적으로 설명하였지만, 본 실시예의 터치 패널 장치의 특징은, 패널 주변부에의 터치의 경우에 좌표 계산 처리에서 이용하는 센서 위치의 파라미터값(상기의 예에서는 전극 위치 x1, x2)이, 패널 중앙부에의 터치의 경우와는 다른 것이다.

<제3 실시 형태>

다음으로, 제3 실시 형태의 설명을 행한다. 본 실시 형태에서는, 제2 실시 형태에서의 스텝 S17의 좌표 계산식이 변경되어 있다.

본 실시예에서는, 패널 주변부에의 터치의 경우에서, 실제의 터치 위치와 산출한 터치 위치의 어긋남(오차)을 작게 하기 위해, 좌표 계산에서 참조하는 각 전극에 가중치 부여를 행한다. 가중치 부여의 방법으로서 다양한 방법이 생각된다. 1개의 예는, 수학식 7에서, 각 전극의 차분값(43)(wi)에 대해, 소정의 가중치 부여 계수 ai를 곱하는 방법이다. 즉, 다음의 수학식 9이다.

수학식 9에서, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 패널단 2 전극에 대해서 전극 위치 xi를 2개의 전극의 양단의 좌표값, 즉 x1=0, x2=2로 한 것이 다음에 나타내는 수학식 10이다.

a1, a2의 값은, 소정의 값이며, 가중치 부여값(49)으로서 저장된다. a1, a2의 값은 실험 등에 의해 구하면 된다.

또한 다른 예로서, 수학식 8을 기초로, 전극 X2의 차분값(43)(w2)에 가중치 부여를 행한 다음의 수학식 11을 계산하는 방법이 생각된다.

여기서, a는 소정의 값이며, 가중치 부여값(49)으로서 저장된다. 분자에서의 계수를 1+a로 하고 있는 것은, 전극 X1과 X2의 차분값(43)이 동등한 경우, 즉 w1=w2의 경우에, 산출되는 터치 위치가 1(전극 X1과 X2의 중간 위치)로 되도록 하기 위해서이다. a의 값(가중치 부여값(49))은, 실험 등에 의해 구하면 된다.

<제4 실시 형태>

다음으로, 제4 실시 형태의 설명을 행한다. 본 실시 형태에서는, 제3 실시 형태에 변경이 가해진 것이다.

제3 실시 형태에서는, 각 전극에 대한 가중치 부여의 정도는, 미리 설정한 상수이었다. 그러나, 적절한 가중치 부여의 정도는 일정하지 않으며, 터치의 강도 등에 의해 변화하는 경우가 있다. 본 실시예에서는, 가중치 부여의 정도가 변수로 되고, 터치 사이즈(48)에 따라서 변화된다. 가중치 부여의 정도를 변화시키는 방법으로서 다양한 방법이 생각된다. 예를 들면, 수학식 11의 계산에서, 가중치 부여값(49)의 값을 터치 사이즈(48)에 따라서 변화시키는 방법이 있다. 가중치 부여값(49)을 구하기 위해서는 소정의 함수가 사용된다. 함수가 터치 사이즈(48)의 1차 함수인 경우, 다음의 수학식 12가 얻어진다.

여기서, b 및 c는 소정의 값이다. b 및 c의 값은, 실험 등에 의해 구하면 된다.

이상의 각 실시 형태의 설명에서는, 터치 패널의 좌단이 예로서 설명되었지만, 터치 패널의 우단, 상단, 하단에서도 마찬가지로 하여 주변부의 터치 위치를 높은 정밀도로 산출할 수 있다.

제1 실시 형태에서는, X 방향과 Y 방향의 양방의 전극을 이용하여 검출하므로, X 방향 및 Y 방향 중 어느 한 방향의 패널 주변부, 즉 터치 패널의 각부를 포함하지 않는 패널 주변부에서, 터치 위치를 높은 정밀도로 검출할 수 있다. 한편, 제2～제4 실시 형태에서는, 한 방향(X 방향 또는 Y 방향)의 전극을 이용하여 검출하므로, 각부를 포함하는 패널 주변부에서, 터치 위치를 높은 정밀도로 검출할 수 있다.

또한, 본 발명은, 이상으로 설명한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경 가능한 것은 물론이다.

현재 본 발명의 특정 실시예로 간주되는 것을 기술하였지만, 이것에 각종 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이고, 첨부된 청구범위는 본 발명의 진정한 정신 및 범위 내에 있는 모든 그러한 변경들을 포함하도록 의도된다.

1 : 터치 패널
11 : 보호층
12 : 절연층
13 : 기판층
X, Y : 전극층
X1～5 : 전극(X축)
Y1～5 : 전극(Y축)
2 : 정전 용량 검출부
3 : 제어부
4 : 기억부
5 : 버스 접속 신호선
6 : 전극 영역

Claims

복수의 센서에서의 센서 측정값에 기초하여 터치 위치를 검출하는 터치 패널 장치로서,
X 방향의 터치 위치 및 Y 방향의 터치 위치를 검출하기 위한 센서 측정값에 기초하여, 터치 영역과 전극 영역이 겹치는 영역의 X 방향의 폭 및 Y 방향의 폭을 구하고, 상기 X 방향의 폭 및 상기 Y 방향의 폭으로부터 상기 터치 영역의 중심의 위치를 구하고, 상기 중심의 위치를 터치 위치로서 산출하고,
상기 터치 영역과 상기 전극 영역이 겹치는 영역의 X 방향의 폭을, Y축의 센서 측정값의 최대값에 미리 설정된 값을 승산하여 구하고, 상기 터치 영역과 상기 전극 영역이 겹치는 영역의 Y 방향의 폭을, X축의 센서 측정값의 최대값에 미리 설정된 값을 승산하여 구하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
제1항에 있어서,
상기 터치 영역의 형상은, 상기 X 방향의 폭과 상기 Y 방향의 폭의 비율이 일정하다라고 가정되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
제1항에 있어서,
상기 터치 영역의 형상은, 원 또는 타원인 것으로 가정되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
삭제
제1항에 있어서,
제1 방향의 터치 위치를, 상기 터치 영역과 상기 전극 영역이 겹치는 영역의 제1 방향의 폭으로부터 상기 터치 영역과 상기 전극 영역이 겹치는 영역의 제2 방향의 폭의 2분의 1을 감산한 값으로부터 산출하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
복수의 센서에서의 센서 측정값과 상기 센서의 위치에 기초하여 터치 위치를 검출하는 터치 패널 장치로서,
패널 주변부에의 터치의 경우, 좌표 계산 처리에서 이용하는 상기 센서 위치의 파라미터값으로서, 패널 중앙부에의 터치의 경우와는 다른 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
제6항에 있어서,
상기 패널 주변부에의 터치의 경우의 좌표 계산 처리에서, 상기 센서 위치의 파라미터값을, 패널단(端)의 2개의 전극의 양단의 좌표값으로 하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
제6항에 있어서,
상기 패널 주변부에의 터치의 경우의 좌표 계산 처리에서, 참조하는 상기 센서 측정값의 각각에 대해, 소정의 가중치 부여를 행하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
제8항에 있어서,
상기 가중치 부여의 정도를, 터치 사이즈에 따라서 변화시키는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.