(57)【要約】  本発明は、１つのタッチセンサのみでタッチパネル全体の接触位置を感知することができると共に、接触位置を正確に検出することができるタッチパネル装置及びその接触位置検出方法を提供する。本発明のタッチパネル装置は、直列に接続する複数個の第１タッチパッドを有する第１タッチパターンを備えるタッチパネルと、クロック信号を上記第１タッチパターンの一端に印加して上記第１タッチパターンの他端から出力する遅延されたクロック信号を生成して、上記クロック信号と上記遅延されたクロック信号との遅延時間差を用いて接触物体の接触位置に対応する接触位置データを生成するタッチセンサと、を備えることを特徴とする。
2011522320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続される複数個の第１タッチパッドを有する第１タッチパターンを備えるタッチパネルと、
クロック信号を前記第１タッチパターンの一端に印加して前記第１タッチパターンの他端から出力される遅延された第１遅延クロック信号を生成して、前記クロック信号と前記第１遅延クロック信号との遅延時間差を用いて接触物体の接触位置に対応する接触位置データを生成するタッチセンサと、
を備えることを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
前記タッチセンサは、
前記クロック信号を生成して前記第１タッチパターンの一端に出力するクロック発生部と、
前記第１タッチパターンの他端に出力される前記第１遅延クロック信号のレベルを感知してパルス状の第１パルスクロック信号を出力する遅延信号検出部と、
前記クロック信号と前記第１パルスクロック信号との遅延時間差を計算して第１遅延時間を出力する比較部と、
前記第１遅延時間に対応する接触位置を計算して前記接触位置データを出力する接触位置データ発生部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
【請求項３】
前記接触位置データ発生部は、
ノイズによって前記接触位置データが間違って計算されることを防止するためのノイズ除去部を追加してさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
前記ノイズ除去部は、
デジタルフィルタであることを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
前記ノイズ除去部は、
前記接触位置データの累積平均値を保存し、前記累積平均値を用いてノイズを除去する平均値保存部であることを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル装置。
【請求項６】
前記タッチセンサは、
クロック信号を前記第１タッチパターンの他端に印加して前記第１タッチパターンの一端から出力される遅延された第２遅延クロック信号を生成して、前記クロック信号と前記第１及び第２遅延クロック信号のそれぞれの遅延時間差を用いて接触物体の接触位置に対応する接触位置データを生成することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
【請求項７】
前記タッチセンサは、
前記クロック信号を生成して前記第１タッチパターンの一端及び他端に入れ替えて出力するクロック発生部と、
前記クロック信号が遅延されて前記第１タッチパターンの他端に出力される前記第１遅延クロック信号及び前記第１タッチパターンの一端に出力される前記第２遅延クロック信号のレベルを感知してパルス状の第１及び第２パルスクロック信号を出力する遅延信号検出部と、
前記クロック信号と前記第１パルスクロック信号との遅延時間差を計算して第１遅延時間を出力し、前記クロック信号と前記第２パルスクロック信号との遅延時間差を計算して第２遅延時間を出力する比較部と、
前記第１及び第２遅延時間に対応する接触位置を計算して前記接触位置データを出力する接触位置データ発生部と、
を備えることを特徴とする請求項６に記載のタッチパネル装置。
【請求項８】
前記接触位置データ発生部は、
前記第１及び第２遅延時間との間の遅延時間差を用いて前記接触位置データを生成することを特徴とする請求項７に記載のタッチパネル装置。
【請求項９】
前記接触位置データ発生部は、
前記第１及び第２遅延時間との間の遅延時間比を用いて前記接触位置データを生成することを特徴とする請求項７に記載のタッチパネル装置。
【請求項１０】
前記接触位置データ発生部は、
前記第１遅延時間に対応する第１接触位置と前記第２遅延時間に対応する第２接触位置とをそれぞれ計算し、前記計算された接触位置の中心位置を判別して、前記中心位置に対応する前記接触位置データを生成することを特徴とする請求項７に記載のタッチパネル装置。
【請求項１１】
前記タッチパネルは、
第１のＩＴＯフィルムを備え、前記第１タッチパターンの前記複数個の第１タッチパッドが前記第１のＩＴＯフィルムの一面全体に均一に分散配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装置。
【請求項１２】
前記第１タッチパターンは、
前記複数個の第１タッチパッド間に配置されて、前記複数個の第１タッチパッドを直列に接続し、それぞれ前記複数個の第１タッチパッドのそれぞれより狭い面積に伝導性物質にパターニングされる複数個の第１接続線を追加してさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載のタッチパネル装置。
【請求項１３】
前記タッチパネルは、
前記第１タッチパターンの前記複数個の第１タッチパッドが前記接触物体によって同時に複数個が接触されないように配置されることを特徴とする請求項１２に記載のタッチパネル装置。
【請求項１４】
前記タッチパネルは、
少なくとも１つの第２タッチパターンを追加してさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載のタッチパネル装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの第２タッチパターンは、
前記第１のＩＴＯフィルムの一面に前記第１タッチパターンの複数個の第１タッチパッド間にそれぞれ配置される複数個の第２タッチパッドと前記複数個の第２タッチパッドを直列に接続するための複数個の第２接続線を備えることを特徴とする請求項１４に記載のタッチパネル装置。
【請求項１６】
前記タッチパネルは、
前記第１及び第２タッチパターンのそれぞれが互いに交差する地点で短絡しないように絶縁するための絶縁手段を追加してさらに備え、
前記絶縁手段は前記第１のＩＴＯフィルムの端領域または外部に配置されることを特徴とする請求項１５に記載のタッチパネル装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの第２タッチパターンは、
前記第１のＩＴＯフィルムの他面全体に均一に分散配置される複数個の第２タッチパッドと前記複数個の第２タッチパッドを直列に接続するための複数個の第２接続線とを備えることを特徴とする請求項１４に記載のタッチパネル装置。
【請求項１８】
前記タッチパネルは、
前記第１及び第２タッチパターンのそれぞれが互いに交差する地点で短絡されないように絶縁するための絶縁手段を追加してさらに備え、
前記絶縁手段は前記第１のＩＴＯフィルムの端領域または外部に配置されることを特徴とする請求項１７に記載のタッチパネル装置。
【請求項１９】
前記タッチパネルは、
少なくとも１つの第２のＩＴＯフィルムと、
前記少なくとも１つの第２のＩＴＯフィルムの一面全体に均一に分散配置される複数個の第２タッチパッドと前記複数個の第２タッチパッドを直列に接続するための複数個の第２接続線を備える少なくとも１つの第２タッチパターンと、
を追加してさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載のタッチパネル装置。
【請求項２０】
前記タッチパネルは、
前記第１及び第２タッチパターンのそれぞれが互いに交差する地点で短絡されないように絶縁するための絶縁手段を追加してさらに備え、
前記絶縁手段は前記第１のＩＴＯフィルムの端領域または外部に配置されることを特徴とする請求項１９に記載のタッチパネル装置。
【請求項２１】
前記タッチパネルは、
少なくとも１つの第２のＩＴＯフィルムと前記第２のＩＴＯフィルムの他面全体に均一に分散配置される複数個の第２タッチパッド及び前記複数個の第２タッチパッドを直列に接続するための複数個の第２接続線を追加してさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載のタッチパネル装置。
【請求項２２】
前記タッチパネルは、
前記第１及び第２タッチパターンのそれぞれが互いに交差する地点で短絡されないように絶縁するための絶縁手段を追加してさらに備え、
前記絶縁手段は前記第１のＩＴＯフィルムの端領域または外部に配置されることを特徴とする請求項２１に記載のタッチパネル装置。
【請求項２３】
前記タッチセンサは、
前記クロック信号を生成して前記第１及び第２タッチパターンの一端に出力するクロック発生部と、
前記第１及び第２タッチパターンの他端に出力される複数個の前記第１遅延クロック信号のレベルを感知してパルス状の複数個の第１パルスクロック信号を出力する遅延信号検出部と、
前記クロック信号と前記複数個の第１パルスクロック信号のそれぞれの遅延時間差を計算して複数個の第１遅延時間を出力する比較部と、
前記複数個の第１遅延時間に対応する接触位置を計算して前記接触位置データを出力する接触位置データ発生部と、
を備えることを特徴とする請求項１４に記載のタッチパネル装置。
【請求項２４】
前記接触位置データ発生部は、
ノイズによって前記接触位置データが間違って計算されることを防止するためのノイズ除去部を追加してさらに備えることを特徴とする請求項２３に記載のタッチパネル装置。
【請求項２５】
前記ノイズ除去部は、
デジタルフィルタであることを特徴とする請求項２４に記載のタッチパネル装置。
【請求項２６】
前記ノイズ除去部は、
前記接触位置データの累積平均値を保存し、前記累積平均値を用いてノイズを除去する平均値保存部であることを特徴とする請求項２３に記載のタッチパネル装置。
【請求項２７】
前記タッチセンサは、
前記クロック信号を生成して前記第１及び第２タッチパターンの一端及び他端に入れ替えて出力するクロック発生部と、
前記クロック信号が遅延されて前記第１及び第２タッチパターンの他端に出力される複数個の前記第１遅延クロック信号及び前記第１及び第２タッチパターンの一端に出力される複数個の第２遅延クロック信号のレベルを感知してパルス状の複数個の第１及び第２パルスクロック信号を出力する遅延信号検出部と、
前記クロック信号と前記複数個の第１パルスクロック信号のそれぞれの遅延時間差を計算して複数個の第１遅延時間を出力し、前記クロック信号と前記複数個の第２パルスクロック信号のそれぞれの遅延時間差を計算して複数個の第２遅延時間を出力する比較部と、
前記複数個の第１及び第２遅延時間に対応する接触位置を計算して前記接触位置データを出力する接触位置データ発生部と、
を備えることを特徴とする請求項１４に記載のタッチパネル装置。
【請求項２８】
前記接触位置データ発生部は、
前記複数個の第１遅延時間のそれぞれと前記複数個の第１遅延時間に対応する前記複数個の第２遅延時間のそれぞれの差を用いて前記接触位置データを出力することを特徴とする請求項２７に記載のタッチパネル装置。
【請求項２９】
前記接触位置データ発生部は、
前記複数個の第１遅延時間のそれぞれと前記複数個の第１遅延時間に対応する前記複数個の第２遅延時間のそれぞれの比を用いて前記接触位置データを出力することを特徴とする請求項２７に記載のタッチパネル装置。
【請求項３０】
前記接触位置データ発生部は、
複数個の第１及び第２遅延時間に対応する接触位置が複数個に計算されると、前記複数個の接触位置の中心位置を計算し、前記中心位置に対応する前記接触位置データを出力することを特徴とする請求項２７に記載のタッチパネル装置。
【請求項３１】
前記タッチセンサは、
前記接触物体が前記複数個の第１ないし第５タッチパッドのうち互いに異なるタッチパターンに順に接触されると、先に接触されたタッチパッドに対応する接触位置データを出力し、以後接触されたタッチパッドに対応する接触位置データを出力する以前に前記先に接触されたタッチパッドと前記以後接触されたタッチパッドとの間の位置に対応する少なくとも１つの接触位置データを出力することを特徴とする請求項２７に記載のタッチパネル装置。
【請求項３２】
直列に接続される複数個の第１タッチパッドを有する第１タッチパターンを配置する段階と、
クロック信号を前記第１タッチパターンの一端に印加して前記第１タッチパターンの他端から出力される遅延されたクロック信号を生成して、前記クロック信号と前記遅延されたクロック信号との遅延時間差を用いて接触物体の接触位置に対応する接触位置データを生成する段階と、
を備えることを特徴とするタッチパネル装置の接触位置検出方法。
【請求項３３】
前記第１タッチパターンを配置する段階は、
前記複数個の第１タッチパッドを直列に接続するために、前記複数個の第１タッチパッドのそれぞれより狭い面積に前記複数個の第１タッチパッドとの間に伝導性物質でパターニングされる複数個の第１接続線を配置する段階を追加してさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載のタッチパネル装置の接触位置検出方法。
【請求項３４】
前記接触位置データを生成する段階は、
前記クロック信号を生成して前記第１タッチパターンの一端に出力する段階と、
前記第１タッチパターンの他端に出力される第１遅延クロック信号のレベルを感知してパルス状の第１パルスクロック信号を出力する段階と、
前記クロック信号と前記第１パルスクロック信号との遅延時間差を計算して第１遅延時間を出力する段階と、
前記第１遅延時間に対応する接触位置を計算して前記接触位置データを出力する段階と、
を備えることを特徴とする請求項３３に記載のタッチパネル装置の接触位置検出方法。
【請求項３５】
前記接触位置データを出力する段階は、
ノイズを除去する段階を追加してさらに備えることを特徴とする請求項３４に記載のタッチパネル装置の接触位置検出方法。
【請求項３６】
前記タッチセンサは、
前記クロック信号を生成して前記第１タッチパターンの一端または他端に入れ替えて出力する段階と、
前記クロック信号が遅延されて前記第１タッチパターンの他端に出力される第１遅延クロック信号及び前記第１タッチパターンの一端に出力される第２遅延クロック信号のレベルを感知してパルス状の第１及び第２パルスクロック信号を出力する段階と、
前記クロック信号と前記第１パルスクロック信号との遅延時間差を計算して第１遅延時間を出力し、前記クロック信号と前記第２パルスクロック信号との遅延時間差を計算して第２遅延時間を出力する段階と、
前記第１及び第２遅延時間に対応する接触位置を計算して前記接触位置データを出力する段階と、
を備えることを特徴とする請求項３２に記載のタッチパネル装置の接触位置検出方法。
【請求項３７】
前記接触位置データを出力する段階は、
前記第１及び第２遅延時間との間の遅延時間差または遅延時間比を用いて前記接触位置データを生成することを特徴とする請求項３６に記載のタッチパネル装置の接触位置検出方法。
【請求項３８】
前記接触位置データを出力する段階は、
前記第１遅延時間に対応する接触位置と前記第２遅延時間に対応する接触位置をそれぞれ計算し、前記計算された接触位置の中心位置を判別して前記接触位置データを生成することを特徴とする請求項３６に記載のタッチパネル装置の接触位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、タッチパネル装置に関し、特にタッチセンサの個数を減少することができるタッチパネル装置及びタッチパネルの接触位置検出方法(Ｔｏｕｃｈ  ｐａｎｅｌ  ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  ｃｏｎｔａｃｔ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  ｉｔ)に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＴＯ(インジウム−錫の複合酸化物)膜は液晶ディスプレイを中心とする表示デバイスの透明電極(膜)として広く用いられ、透明な伝導性酸化物薄膜で、高い透明度と低い面抵抗及びパターン形成の容易性という長所のため液晶表示素子(ＬＣＤ)だけでなく、有機発光素子や太陽電池、プラズマディスプレイ、Ｅ−Ｐａｐｅｒなどの多様な分野において電極物質として応用されていて、ブラウン管モニタ電磁波遮蔽及びＩＴＯインクに応用されている。
【０００３】
ＩＴＯを用いるタッチパネル装置は、大韓民国公開特許第１０−２００７−０１１２７５０号に公開されている。
【０００４】
図１は従来のＩＴＯを用いるタッチパネル装置の構成図であり、ＩＴＯフィルム１０及びタッチセンサ部２０から構成され、ＩＴＯフィルム１０には棒状のタッチパッド対１１、１２が形成されている。
【０００５】
棒状のタッチパッド１１の一側と、棒状のタッチパッド１２の他側とは、それぞれがタッチセンサ部２０と接続され、接触物体の接触位置により変化する抵抗値によって入力されるクロック信号ＣＬＫを遅延させて遅延クロック信号ｔｓ１＿ｓｉｇ１、ｔｓ１＿ｓｉｇ２を出力する。タッチセンサ部２０は棒状のタッチパッド対１１、１２により遅延された遅延クロック信号ｔｓ１＿ｓｉｇ１、ｔｓ１＿ｓｉｇ２を入力して遅延クロック信号ｔｓ１＿ｓｉｇ１、ｔｓ１＿ｓｉｇ２の遅延時間を検出して接触物体の接触位置を判別する。
【０００６】
例えば、接触物体(例えば、指)が棒状のタッチパッド対１１、１２の接触面Ａに接触されると、棒状のタッチパッド１１はクロック信号ＣＬＫから接触地点Ａまでの距離が長く、棒状のタッチパッド１２はクロック信号ＣＬＫから接触地点Ａまでの距離が短い。従って、棒状のタッチパッド１１のタッチセンサ部２０と接触地点Ａとの間の抵抗値が棒状のタッチパッド１２の抵抗値よりも相対的に小さくなって結果的に長い遅延時間を発生させることになり、棒状のタッチパッド１２の抵抗値は棒状のタッチパッド１１の抵抗値よりも相対的に小さくなって結果的に短い遅延時間を発生させることになる。このとき、タッチセンサ部２０は棒状のタッチパッド対１１、１２のそれぞれの遅延時間を検出し、検出した遅延時間に対応する座標の平均を算出して棒状のタッチパッド対１１、１２のＹ軸接触位置を決定する。
【０００７】
そして、ＩＴＯフィルムに形成された棒状のタッチパッド対に順に番号を付与し、接触された棒状のタッチパッド対１１、１２の番号に対応する座標を接触物体のＸ軸位置に決定する。
【０００８】
ここで、接触物体(例えば、指)によるキャパシタンスも遅延時間を発生させることができるので、クロック信号ＣＬＫには棒状のタッチパッド１１の抵抗値だけでなく、接触物体のキャパシタンスにより遅延時間を発生させることができるのも当然である。
【０００９】
また、棒状のタッチパッド１１、１２とタッチセンサ部２０とを接続するための導電線がクロック信号ＣＬＫの遅延時間に影響を及ぼすことができるので、このような導線の影響を減少するためにそれぞれの棒状のタッチパッド１１、１２からタッチセンサ部２０に印加される遅延クロック信号ｔｓ１＿ｓｉｇ１、ｔｓ１＿ｓｉｇ２の配線長さは同一にすることが好ましい。
【００１０】
図２は、図１の１つのタッチパッド対を用いたタッチセンサ部の一例を示す。タッチセンサ部２０は少なくとも１つのタッチセンサを備える。そして、少なくとも１つのタッチセンサは、それぞれクロック信号発生部３０、第１及び第２信号増幅部３１、３２、第１及び第２信号比較部４１、４２及び接触位置データ発生部５１から構成されている。
【００１１】
次に、図１を参照して図２のタッチセンサの構成要素を説明する。
クロック信号発生部３０はクロック信号ＣＬＫを生成し、棒状のタッチパッド対と第１信号比較部４１及び第２信号比較部４２にそれぞれ印加する。
【００１２】
第１信号増幅部３１はクロック信号ＣＬＫが棒状のタッチパッド１１を通過して出力される第１遅延クロック信号ｔｓ１＿ｓｉｇ１を印加し、第１遅延クロック信号ｔｓ１＿ｓｉｇ１を増幅させて出力する。
【００１３】
第１信号比較部４１は増幅された第１遅延クロック信号ｔｓ１＿ｓｉｇ１とクロック信号ＣＬＫを印加して比較して遅延時間に対応される第１信号ｓｉｇ１を生成する。
【００１４】
第２信号増幅部３２はクロック信号ＣＬＫが棒状のタッチパッド１２を通過して出力される第２遅延クロック信号ｔｓ１＿ｓｉｇ２を印加し、第２遅延クロック信号ｔｓ１＿ｓｉｇ２を増幅させて出力する。
【００１５】
第２信号比較部４２は増幅された第２遅延クロック信号ｔｓ１＿ｓｉｇ２とクロック信号ＣＬＫを印加して比較して遅延時間に対応される第２信号ｓｉｇ２を生成する。
【００１６】
接触位置データ発生部５１は第１信号ｓｉｇ１と第２信号ｓｉｇ２を印加し、第１信号ｓｉｇ１と第２信号ｓｉｇ２とのそれぞれに対応される座標値を求め、得られた座標値を平均してＹ軸座標値を求める。そして、順に付与された棒状のタッチパッド対の番号のうちの接触された棒状のタッチパッド対の番号に対応する座標をＸ軸座標値により求める。接触位置データ発生部５１は得られたＹ軸座標値とＸ軸座標値とに対応する接触位置データＴＳ＿ＯＵＴを出力する。
【００１７】
このような従来のタッチパネル装置は、接触物体が接触したタッチパッド対のうちの１つのタッチパッドがノイズの影響を受けた際は正確な接触物体の接触位置を出力することができない。また、棒状のタッチパッド対１１、１２は接触物体の接触位置によって抵抗値が線形的に可変するので、ノイズに非常に弱い。
【００１８】
そして、タッチパネルの解像度を高めるためにタッチパッド対の個数を増加すると、増加したタッチパッド対の個数に応じて複数個のタッチセンサが必要となり、タッチセンサ部の大きさが大きくなるという短所を有する。また、タッチセンサ部の大きさを小さくするために、１つのタッチセンサが複数個のタッチパッド対を順に検査して接触物体の接触位置を求めるとしても、解像度が高くなると検査するタッチパッド対が増加するので、接触位置を検出する時間も長くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】韓国特許出願公開第２００７−０１１２７５０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本願発明の目的は、複数個のタッチパッドが接続線により直列に接続されるタッチパターンを備えて１つのタッチセンサだけで接触物体の接触を感知することができるタッチパネル装置を提供することである。
【００２１】
本願発明の他の目的は、上記目的を達成するためのタッチパネル装置の接触位置検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するための本発明のタッチパネル装置は、直列に接続される複数個の第１タッチパッドを有する第１タッチパターンを備えるタッチパネルと、クロック信号を上記第１タッチパターンの一端に印加して上記第１タッチパターンの他端で出力される遅延されたクロック信号を生成して、上記クロック信号と上記遅延したクロック信号との遅延時間差を用いて接触物体の接触位置に対応する接触位置データを生成するタッチセンサとを備えることを特徴とする。
【００２３】
上記目的を達成するためのタッチセンサは、上記クロック信号を生成して上記第１タッチパターンの一端に出力するクロック発生部と、上記第１タッチパターンの他端に出力される第１遅延クロック信号のレベルを感知してパルス状の第１パルスクロック信号を出力する遅延信号検出部と、上記クロック信号と上記第１パルスクロック信号との遅延時間差を計算して第１遅延時間を出力する比較部と、上記第１遅延時間に対応する接触位置を計算して上記接触位置データを出力する接触位置データ発生部とを備えることを特徴とする。
【００２４】
上記目的を達成するためのタッチセンサは、上記クロック信号を生成して上記第１タッチパターンの一端及び他端に入れ替えて出力するクロック発生部と、上記クロック信号が遅延されて上記第１タッチパターンの他端に出力される第１遅延クロック信号及び上記第１タッチパターンの一端に出力される第２遅延クロック信号のレベルを感知してパルス状の第１及び第２パルスクロック信号を出力する遅延信号検出部と、上記クロック信号と上記第１パルスクロック信号との遅延時間差を計算して第１遅延時間を出力し、上記クロック信号と上記第２パルスクロック信号との遅延時間差を計算して第２遅延時間を出力する比較部と、上記第１及び第２遅延時間に対応する接触位置を計算して上記接触位置データを出力する接触位置データ発生部とを備えることを特徴とする。
【００２５】
上記目的を達成するための接触位置データ発生部は、上記第１及び第２遅延時間との間の遅延時間差を用いて上記接触位置データを生成することを特徴とする。
【００２６】
上記目的を達成するための接触位置データ発生部は、上記第１及び第２遅延時間との間の遅延時間比を用いて上記接触位置データを生成することを特徴とする。
【００２７】
上記目的を達成するための接触位置データ発生部は、上記第１遅延時間に対応する第１接触位置と上記第２遅延時間に対応する第２接触位置をそれぞれ計算し、上記計算された接触位置の中心位置を判別し、上記中心位置から上記接触位置データを生成することを特徴とする。
【００２８】
上記目的を達成するためのタッチパネルは、第１のＩＴＯフィルムを備え、上記第１タッチパターンの上記複数個の第１タッチパッドが上記第１のＩＴＯフィルムの一面全体に均一に分散配置されることを特徴とする。
【００２９】
上記目的を達成するためのタッチパネルは、上記第１タッチパターンの上記複数個の第１タッチパッドが上記接触物体により同時に複数個が接触されないように配置されることを特徴とする。
【００３０】
上記目的を達成するためのタッチパネルは、少なくとも１つの第２タッチパターンを追加してさらに備えることを特徴とする。
【００３１】
上記目的を達成するためのタッチパネルは、上記第１のＩＴＯフィルムの同一面に上記第１タッチパターンの上記複数個の第１タッチパッドとの間にそれぞれ配置される複数個の第２タッチパッドと上記複数個の第２タッチパッドを直列に接続するための複数個の第２接続線を備える、少なくとも１つの第２タッチパターンを追加してさらに備えることを特徴とする。
【００３２】
上記目的を達成するためのタッチパネルは、上記第１のＩＴＯフィルムの同一面に上記第１タッチパターンの上記複数個の第１タッチパッドとの間にそれぞれ配置される複数個の第２タッチパッドと上記複数個の第２タッチパッドを直列に接続するための複数個の第２接続線で構成される、少なくとも１つの第２タッチパターンを追加してさらに備えることを特徴とする。
【００３３】
上記目的を達成するためのタッチパネルは、上記第１のＩＴＯフィルムの他面全体に均一に分散配置される複数個の第２タッチパッドと上記複数個の第２タッチパッドを直列に接続するための複数個の第２接続線を備える、少なくとも１つの第２タッチパターンを追加してさらに備えることを特徴とする。
【００３４】
上記目的を達成するためのタッチパネルは、少なくとも１つの第２のＩＴＯフィルムと、上記少なくとも１つの第２のＩＴＯフィルムの一面全体に均一に分散配置される複数個の第２タッチパッドと上記複数個の第２タッチパッドを直列に接続するための複数個の第２接続線を備える少なくとも１つの第２タッチパターンと、を追加してさらに備えることを特徴とする。
【００３５】
上記目的を達成するためのタッチパネルは、少なくとも１つの第２のＩＴＯフィルムと、上記少なくとも１つの第２のＩＴＯフィルムの他面全体に均一に分散配置される複数個の第２タッチパッドと上記複数個の第２タッチパッドを直列に接続するための複数個の第２接続線を備える少なくとも１つの第２タッチパターンと、を追加してさらに備えることを特徴とする。
【００３６】
上記目的を達成するためのタッチパネルは、上記第１及び第２タッチパターンのそれぞれが互いに交差する地点で短絡しないように絶縁するための絶縁手段を追加してさらに備え、上記絶縁手段は上記第１及び第２のＩＴＯフィルムの端領域または外部に配置されることを特徴とする。
【００３７】
上記他の目的を達成するための本発明のタッチパネル装置の接触位置検出方法は、直列に接続される複数個の第１タッチパッドを有する第１タッチパターンを配置する段階と、クロック信号を上記第１タッチパターンの一端に印加して上記第１タッチパターンの他端から出力される遅延されたクロック信号を生成して、上記クロック信号と上記遅延されたクロック信号との遅延時間差を用いて接触物体の接触位置に対応する接触位置データを生成する段階とを備えることを特徴とする。
【００３８】
上記他の目的を達成するための第１タッチパターンを配置する段階は、上記複数個の第１タッチパッドを直列に接続するために、上記複数個の第１タッチパッドのそれぞれよりも狭い面積に、上記複数個の第１タッチパッドとの間に伝導性物質によりパターニングされる複数個の第１接続線を配置する段階を追加してさらに備えることを特徴とする。
【００３９】
上記他の目的を達成するための接触位置データを生成する段階は、上記クロック信号を生成して上記第１タッチパターンの一端に出力する段階と、上記第１タッチパターンの他端に出力される第１遅延クロック信号のレベルを感知してパルス状の第１パルスクロック信号を出力する段階と、上記クロック信号と上記第１パルスクロック信号との遅延時間差を計算して第１遅延時間を出力する段階と、上記第１遅延時間に対応する接触位置を計算して上記接触位置データを出力する段階とを備えることを特徴とする。
【００４０】
上記他の目的を達成するためのタッチセンサは、上記クロック信号を生成して上記第１タッチパターンの一端または他端に入れ替えて出力する段階と、上記クロック信号が遅延されて上記第１タッチパターンの他端に出力される第１遅延クロック信号及び上記第１タッチパターンの一端に出力される第２遅延クロック信号のレベルを感知してパルス状の第１及び第２パルスクロック信号を出力する段階と、上記クロック信号と上記第１パルスクロック信号との遅延時間差を計算して第１遅延時間を出力し、上記クロック信号と上記第２パルスクロック信号との遅延時間差を計算して第２遅延時間を出力する段階と、上記第１及び第２遅延時間に対応する接触位置を計算して上記接触位置データを出力する段階とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４１】
したがって、本発明のタッチパネル装置及びその接触位置検出方法は、複数個のタッチパッドが直列に接続されてタッチパターンが形成されるので、１つのタッチセンサだけでタッチパネル全体の接触位置を感知することができる。また、タッチパッドが接続線よりも広い面積を有するようにしてタッチパッドと接続線の抵抗値の差が確実とされて、ノイズが存在する場合にも接触物体の接触位置を容易に感知することができる。それと共に、タッチセンサが直列接続されたタッチパッド１つに対して両方向に入れ替えてクロック信号を入力し、出力される信号の遅延時間を用いて接触物体の接触位置を計算してノイズの影響を最小化する。また、複数個のタッチパターンを用いてタッチパネルの解像度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】従来のＩＴＯを用いるタッチパネル装置の構成図である。
【図２】図１の１つのタッチパッド対を用いるタッチセンサ部の一例を示す図である。
【図３】本発明のタッチパネル装置の第１実施形態である。
【図４】図３のタッチセンサの構成及び接触位置を検出する検出方法を説明するためのブロック図である。
【図５】本発明のタッチパネル装置の第２実施形態である。
【図６】図５のタッチセンサの構成及び接触位置を検出する検出方法を説明するためのブロック図である。
【図７】本発明のタッチパネル装置の第３実施形態である。
【図８】図６のタッチセンサを用いて接触物体の接触位置による遅延時間をグラフに示す図である。
【図９】ＩＴＯフィルムに配置されるタッチパターンの他の実施例を示す図である。
【図１０】ＩＴＯフィルムに配置されるタッチパターンの他の実施例を示す図である。
【図１１】本発明のタッチパネル装置の補間方法を説明するための図である。
【図１２】本発明のタッチパネル装置の補間方法を説明するための図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、添付した図面を参照して本発明のタッチパネル装置及びその接触位置検出方法を説明する。
【００４４】
図３は本発明のタッチパネル装置の第１実施形態として、ＩＴＯフィルム１２０及びタッチセンサ１００から構成されている。
図３には、ＩＴＯフィルム１２０の一面全体にタッチパターンがパターニングされている。タッチパターンはそれぞれが所定の抵抗値を有する複数個のタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎと複数個の接続線ＣＬ１＿１〜ＣＬ１＿ｎ−１から構成され、複数個のタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎのそれぞれは隣接するタッチパッドと接続線ＣＬ１＿１〜ＣＬ１＿ｎ−１により直列に接続されている。複数個の接続線ＣＬ１＿１〜ＣＬ１＿ｎ−１は導体により形成することができるが、本発明ではタッチパッドＰ１＿１と同様にＩＴＯでパターニングするものとして説明する。
【００４５】
そして、フィルム１２０にパターニングされるタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎと接続線ＣＬ１＿１〜ＣＬ１＿ｎ−１の大きさを異なるようにして抵抗値が異なるようにする。図３に示すように、接触物体の接触を容易とする大きなタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎは幅が小さい接続線ＣＬ１＿１〜ＣＬ１＿ｎ−１より抵抗値が小さくなる。複数個のタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎのそれぞれと複数個の接続線ＣＬ１＿１〜ＣＬ１＿ｎ−１のそれぞれとの抵抗値が異なるため、図３のタッチパターンは接触物体の接触位置によって抵抗値が非線形に可変されるものとして表現することができる。すなわち、抵抗値が異なるタッチパッドと接続線は、接触位置による抵抗値が確実に異なるため、接触物体の接触位置を判別する領域が複数個のタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎと複数個の接続線ＣＬ１＿１〜ＣＬ１＿ｎ−１のそれぞれにより所定の単位領域に区分されることと同一な効果を有する。このように接触物体の接触位置を所定単位領域に判別することによって、接触物体の接触位置を高解像度に判断することは困難であっても、タッチパターンにノイズが発生した場合に接触物体が接触された単位領域を正確に判別することが容易であるという長所がある。このような接触物体の判別方式は、アナログ信号とデジタル信号との差に類似する。
【００４６】
例えば、図３のＩＴＯフィルム１０に接続線ＣＬ１＿１に所定の静電容量(Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ)を有する接触物体(例えば、人の指)が接触されると、接続線ＣＬ１＿１〜ＣＬ１＿ｎ−１の抵抗値が大きく、タッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎの抵抗値が小さいため、隣接したタッチパッドＰ１＿２に接触物体が接触されたものとの抵抗値の差がほとんどない。また、接続線ＣＬ１＿１〜ＣＬ１＿ｎ−１の面積が小さいため、接触により生じる静電容量が小さくて検出しにくい。
【００４７】
タッチセンサ１００はクロック出力ピンｏｕｔとクロック入力ピンｉｎを備え、クロック出力ピンｏｕｔはタッチパターンに直列接続された複数個のタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎのうちの最初のタッチパッドＰ１＿１に接続され、クロック入力ピンｉｎは最後のタッチパッドＰ１＿ｎに接続されている。タッチセンサ１００はクロック信号ＣＬＫを生成してクロック出力ピンｏｕｔを介して最初のタッチパッドＰ１＿１に出力し、複数個のタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎを通過する間に遅延された遅延クロック信号Ｄ＿ＣＬＫをクロック入力ピンｉｎに印加する。そして、クロック入力ピンｉｎに印加した遅延クロック信号ＤＣＬＫを用いてＩＴＯフィルム１２０に接触した接触物体の位置を計算して接触位置データＴＳ＿ＯＵＴを出力する。
【００４８】
図４は、図３のタッチセンサ１００の構成及び接触位置を検出する検出方法を説明するための一例のブロック図であり、図３のタッチセンサ１００は、クロック信号発生部１１０、遅延信号検出部１３０、比較部１４０、及び接触位置データ発生部１５０から構成されている。
【００４９】
まず、図３を参照して図４のタッチセンサの構成を説明する。
クロック信号発生部１１０はクロック信号ＣＬＫを生成してクロック出力ピンｏｕｔに出力する。
【００５０】
このとき、上記のように、図３のＩＴＯフィルム１２０のタッチパッドＰ１＿１がクロック出力ピンｏｕｔに接続されているので、タッチパッドＰ１＿１に入力されたクロック信号ＣＬＫは複数個のタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎを通過してクロック入力ピンｉｎに出力される。タッチパターンにクロック信号ＣＬＫが入力されると、複数個のタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎ及び複数個の接続線ＣＬ１＿１〜ＣＬ１＿ｎ−１の抵抗値とタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎに接触された接触物体の静電容量によりクロック信号ＣＬＫが遅延及び歪曲されて遅延クロック信号Ｄ＿ＣＬＫが出力される。
【００５１】
遅延信号検出部１３０は、遅延クロック信号Ｄ＿ＣＬＫを印加し、遅延クロック信号Ｄ＿ＣＬＫの信号レベルを判別してパルスクロック信号Ｐ＿ＣＬＫを生成して出力する。
【００５２】
比較部１４０は、遅延信号検出部１３０から出力されるパルスクロック信号Ｐ＿ＣＬＫとクロック信号発生部１１０から出力されるクロック信号ＣＬＫとを入力して比較し、クロック信号ＣＬＫに対するパルスクロック信号Ｐ＿ＣＬＫの遅延時間ＤＴを出力する。
【００５３】
接触位置データ発生部１５０は、比較部１４０から出力される遅延時間ＤＴを入力し、遅延時間ＤＴに対応する座標を接触物体の接触位置データＴＳ＿ＯＵＴとして出力する。
【００５４】
図３を参照して、図４のタッチセンサが接触物体の接触位置検出方法を説明する。
ここで、直列接続されたタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎのうちの１つのタッチパッドＰ１＿２が接触物体によって接触されたと仮定する。
【００５５】
まず、クロック信号発生部１１０は、クロック信号ＣＬＫを生成してクロック出力ピンｏｕｔを介してタッチパターンのタッチパッドＰ１＿１に出力し、同時にタッチセンサ１００内の比較部１４０へ出力する。
【００５６】
タッチパターンに入力されたクロック信号ＣＬＫは複数個のタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎ及び複数個の接続線ＣＬ１＿１〜ＣＬ１＿ｎ−１の抵抗値と接触物体の静電容量によって遅延クロック信号Ｄ＿ＣＬＫに変形されて最後のタッチパッドＰ１＿ｎを介して出力される。
【００５７】
遅延信号検出部１３０は、クロック信号ＣＬＫが複数個のタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎにより遅延及び歪曲されて出力される遅延クロック信号Ｄ＿ＣＬＫをクロック入力ピンｉｎを介して入力し、遅延クロック信号Ｄ＿ＣＬＫの信号レベルを感知してパルス信号形式のパルスクロック信号Ｐ＿ＣＬＫを出力する。ここで、遅延信号検出部１３０は、偶数個のインバータ(Ｉｎｖｅｒｔｏｒ)あるいはバッファなどのロジッグ素子あるいは比較器(ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ)を用いて構成することができる。
【００５８】
比較部１４０は、遅延信号検出部１３０から出力されるパルスクロック信号Ｐ＿ＣＬＫとクロック信号発生部１１０から出力されるクロック信号ＣＬＫを入力して２つの信号との遅延時間差を比較して遅延時間ＤＴを出力する。
【００５９】
その後、接触位置データ発生部１５０は、比較部１４０から出力される遅延時間ＤＴを入力し、遅延時間ＤＴに対応する座標を求めて接触位置データＴＳ＿ＯＵＴに出力する。
【００６０】
上記したように本発明の接触位置検出方法は、ＩＴＯフィルム１２０にパターニングされたタッチパターンの一端にクロック信号ＣＬＫを入力してタッチパターンを構成するタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎ及び複数個の接続線ＣＬ１＿１〜ＣＬ１＿ｎ−１の抵抗値と接触物体の静電容量によって遅延された信号の遅延時間ＤＴを検出して遅延時間ＤＴに対応する座標を求めるので、接触物体の接触位置を判別することができる。したがって、ＩＴＯフィルム１２０の一面に、全体的に配置された１つのタッチパターンと１つのタッチセンサだけで接触物体の接触位置を感知することができる。
【００６１】
しかし、上記の接触位置検出方法は、タッチセンサ１００がタッチパターンの一端にクロック信号ＣＬＫを出力し、他端から遅延クロック信号Ｄ＿ＣｌＫを印加して、ノイズなどが発生する場合に接触物体の接触位置を正確に感知することができない場合がある。このようなノイズはタイミングジッタ(ｔｉｍｉｎｇ  ｊｉｔｔｅｒ)で測定することができるので、正確な接触位置検出のためにノイズを除去する一種のフィルタ(ｆｉｌｔｅｒ)あるいは平均値計算をして除去することができる。一例として、接触位置データ発生部１５０に上記ノイズ除去のためにＩＩＲ(Ｉｎｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ)フィルタのようなデジタルフィルタを追加することができる。また、平均値を累積して保存する平均値保存部をさらに備え、現在計算された接触位置データＴＳ＿ＯＵＴに累積平均値を加算または引き算してノイズを除去することができる。
【００６２】
図５は本発明のタッチパネル装置の第２実施形態である。図５において、ＩＴＯフィルム２２０にパターニングされるタッチパターンは図３のタッチパターンと同一である。図３では、タッチセンサ１００がタッチパターンの一端にクロック信号ＣＬＫを出力し、他端から遅延クロック信号Ｄ＿ＣＬＫを印加するように、クロック出力ピンｏｕｔとクロック入力ピンｉｎが備えられているが、図５のタッチセンサ２００はタッチパターンの両端に入れ替えてクロック信号ＣＬＫを出力し、また、両端から出力される遅延クロック信号Ｄ＿ＣＬＫ１、Ｄ＿ＣｌＫ２を印加することができるように第１及び第２クロック入出力ピンｏｕｔ１／ｉｎ２、ｉｎ１／ｏｕｔ２を備える。すなわち、図５のタッチセンサは同一のタッチパターンに対して両方向でクロック信号ＣＬＫを印加することができ、第１及び第２遅延クロック信号Ｄ＿ＣＬＫ１、Ｄ＿ＣＬＫ２を印加することができる。また、クロック信号ＣＬＫを入出力できる第１及び第２クロック入出力ピンｏｕｔ１／ｉｎ２、ｉｎ１／ｏｕｔ２を用いず、第１クロック入出力ピンｏｕｔ１／ｉｎ２を第１入力ピン(図示せず)と第１出力ピン(図示せず)とし、第２クロック入出力ピンｉｎ１／ｏｕｔ２を第２入力ピン(図示せず)と第２出力ピン(図示せず)に区分して第１及び第２遅延クロック信号Ｄ＿ＣＬＫ１、Ｄ＿ＣＬＫ２を出力したり印加したりすることができる。また、今までは、確実な区分のために、接続線ＣＬ１＿１〜ＣＬ１＿ｎ−１とタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎとを区分して分散された構造にて説明したが、全体を１つの棒状あるいは多様な構造にして連続的な構造とすることができる。
【００６３】
図６は、図５のタッチセンサの構成及び接触位置を検出するための検出方法を説明するためのブロック図である。図６のタッチセンサも図３のタッチセンサと同様に、クロック信号発生部２１０、遅延信号検出部２３０、比較部２４０、及び接触位置データ発生部２５０から構成されている。まずは図５を参照して図６のタッチセンサの構成を説明する。
【００６４】
クロック信号発生部２１０は、クロック信号ＣＬＫを生成してクロック入出力ピンｏｕｔ１／ｉｎ２、ｉｎ１／ｏｕｔ２を介してタッチペトルラインの最初のタッチパッドＰ１＿１または最後のタッチパッドＰ１＿ｎに入れ替えて出力し、同時にタッチセンサ２００内の比較部２４０にクロック信号ＣＬＫを出力する。遅延信号検出部２３０は最初のタッチパッドＰ１＿１から出力される第２遅延クロック信号Ｄ＿ＣＬＫ２をクロック入出力ピンｏｕｔ１／ｉｎ２を介して入力するか、または最後のタッチパッドＰ１＿ｎから出力される第１遅延クロック信号Ｄ＿ＣＬＫ１をクロック入出力ピンｉｎ１／ｏｕｔ２を介して入力する。
【００６５】
遅延信号検出部２３０は、タッチパターンを介して印加される第１及び第２遅延クロック信号Ｄ＿ＣＬＫ１、Ｄ＿ＣＬＫ２を印加し、第１及び第２遅延クロック信号Ｄ＿ＣＬＫ１、Ｄ＿ＣＬＫ２の信号レベルを判別して第１及び第２パルスクロック信号Ｐ＿ＣＬＫ１、Ｐ＿ＣＬＫ２を生成して出力する。
【００６６】
比較部２４０は、遅延信号検出部２３０から出力される第１及び第２パルスクロック信号Ｐ＿ＣＬＫ１、Ｐ＿ＣＬＫ２とクロック信号発生部２１０から出力されるクロック信号ＣＬＫとを入力して比較し、クロック信号ＣＬＫに対する第１及び第２パルスクロック信号Ｐ＿ＣＬＫ１、Ｐ＿ＣＬＫ２のそれぞれの遅延時間を測定して第１及び第２遅延時間ＤＴ１、ＤＴ２を出力する。
【００６７】
接触位置データ発生部２５０は、比較部２４０から出力される第１及び第２遅延時間ＤＴ１、ＤＴ２を入力し、第１及び第２遅延時間ＤＴ１、ＤＴ２に対応する座標を接触物体の接触位置データＴＳ＿ＯＵＴに出力する。
【００６８】
図５を参照して、図６のタッチセンサが接触物体の接触位置検出方法を説明する。
直列接続されたタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎのうちの１つのタッチパッドＰ１＿２が接触物体によって接触されたと仮定する。
【００６９】
まず、クロック信号発生部２１０は、クロック信号ＣＬＫを生成し、第１クロック入出力ピンｏｕｔ１／ｉｎ２を介してタッチパターンの最初のタッチパッドＰ１＿１と比較部２４０に出力する。
【００７０】
タッチパターンに入力されたクロック信号ＣＬＫは、複数個のタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎ及び複数個の接続線ＣＬ１＿１〜ＣＬ１＿ｎ−１の抵抗値とタッチパッドＰ１＿２に接触された接触物体の静電容量によって遅延及び歪曲されて第１遅延クロック信号Ｄ＿ＣＬＫ１が最後のタッチパッドＰ１＿ｎを介して出力される。
【００７１】
遅延信号検出部２３０は、第１遅延クロック信号Ｄ＿ＣＬＫ１の信号レベルを感知して第１パルスクロック信号Ｐ＿ＣＬＫ１を出力する。
【００７２】
比較部２４０は、遅延信号検出部２３０から出力される第１パルスクロック信号Ｐ＿ＣＬＫ１とクロック信号発生部２１０から出力されるクロック信号ＣＬＫとを入力して比較し、クロック信号ＣＬＫに対する第１パルスクロック信号Ｐ＿ＣＬＫ１の遅延時間を測定して第１遅延時間ＤＴ１を出力する。
【００７３】
接触位置データ発生部２５０は、比較部２４０から出力された第１遅延時間ＤＴ１を入力して保存する。
【００７４】
その後、クロック信号発生部２１０は、生成したクロック信号ＣＬＫを第２クロック入出力ピンｉｎ１／ｏｕｔ２を介してタッチパターンの最後のタッチパッドＰ１＿ｎと比較部２４０に出力する。
【００７５】
タッチパターンに入力されたクロック信号ＣＬＫは、複数個のタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎ及び複数個の接続線ＣＬ１＿１〜ＣＬ１＿ｎ−１の抵抗値とタッチパッドＰ１＿２に接触された接触物体の静電容量によって遅延及び歪曲されて第２遅延クロック信号Ｄ＿ＣＬＫ２が最初のタッチパッドＰ１＿１を介して出力される。
【００７６】
遅延信号検出部２３０は、第２遅延クロック信号Ｄ＿ＣＬＫ２の信号レベルを感知して第２パルスクロック信号Ｐ＿ＣＬＫ２を出力する。
【００７７】
比較部２４０は遅延信号検出部１３０から出力される第２パルスクロック信号Ｐ＿ＣＬＫ２とクロック信号発生部２１０から出力されるクロック信号ＣＬＫとを入力して比較し、クロック信号ＣＬＫに対する第２パルスクロック信号Ｐ＿ＣＬＫ２の遅延時間を測定して第２遅延時間ＤＴ２を出力する。
【００７８】
接触位置データ発生部２５０は、比較部２４０から出力される遅延時間ＤＴ２を入力し、保存された第１遅延時間ＤＴ１と入力された第２遅延時間ＤＴ２とを比較して対応する座標を求めて接触位置データＴＳ＿ＯＵＴに出力する。ここで、接触位置データ発生部２５０は、第１及び第２遅延時間ＤＴ１、ＤＴ２のそれぞれに対応する座標を計算し、２つの座標の平均値を用いて接触位置データＴＳ＿ＯＵＴを求めることができる。また、第１及び第２遅延時間ＤＴ１、ＤＴ２との間の差を計算して、直ちに接触位置データＴＳ＿ＯＵＴを求めることができる。
【００７９】
上記のように、図６のタッチセンサは、ＩＴＯフィルム２２０のタッチパターンの両端に入れ替えてクロック信号ＣＬＫを出力し、複数個のタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎ及び複数個の接続線ＣＬ１＿１〜ＣＬ１＿ｎ−１の抵抗値とタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎに接触された接触物体の静電容量によって遅延されるクロック信号ＣＬＫの遅延時間を２回検出する。そして、２つの遅延時間ＤＴ１、ＤＴ２を用いて座標を求めるため、ＩＴＯフィルム２２０とディスプレイパネルとの間のノイズやオフセットが存在する場合にもノイズとオフセットを除去して正確に接触物体の接触位置を求めることができる。
【００８０】
図７は、本発明のタッチパネル装置の第３実施形態である。
図７のタッチセンサ２００は、図５のタッチセンサと同一である。しかし、図５のタッチパターンは直列に接続される複数個のタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎと複数個の接続線ＣＬ１＿１〜ＣＬ１＿ｎ−１を備えているが、図７のＩＴＯフィルム２２１は接続線を備えず、横方向の複数個のタッチパッドと縦方向の複数個のタッチパッドが直列に直接接続する構造を有する。すなわち、図７のタッチパターンＰＰ１は複数個のタッチパッドが直接直列に接続されて、ＩＴＯフィルム２２１の一面に均一に配置される形態を有する。上記では、複数個のタッチパッドと説明したが、この場合は１つの棒状のタッチパッドがＩＴＯフィルム２２１に配置されるものと説明することができる。また、接続線を備えず、タッチパッドだけを備えるタッチパターンの形態は図７のタッチパターンＰＰ１に限れない。すなわち、多様な形態で実現することができる。
【００８１】
図８は、図６のタッチセンサを用いて接触物体の接触位置による遅延時間をグラフに示す図である。
【００８２】
図５を参照して図８のグラフを説明する。
ここで、図８のグラフにおいて接触物体の接触位置(Ｔｏｕｃｈ  Ｐｏｉｎｔ、Ｘ軸)はＩＴＯフィルム２２０でタッチパターンに直列接続されたタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎが８個(１〜８)であることを例にしたものであって、８個のタッチパッド(１〜８)に接触物体がそれぞれ接触された際、タッチパターンの両端に入れ替えて印加されるクロック信号ＣＬＫの遅延時間(Ｄｅｌａｙ  Ｔｉｍｅ、Ｙ軸)を表示したものである。したがって、Ｘ軸の８個の接触位置(１〜８)のそれぞれに対する遅延時間は２つとなる。参照までに、Ｘ軸の接触位置ＮＴは接触物体が接触されないことを意味する。
【００８３】
図８のグラフは、タッチパターンの複数個のタッチパッド(１、８)のうちの最初のタッチパッド１にクロック信号ＣＬＫが印加され、各タッチパッド(１〜８)に順に接触物体が接触された際の遅延時間を測定したグラフ３０１とタッチパターンの複数個のタッチパッド(１、８)のうちの最後のタッチパッド８にクロック信号ＣＬＫが印加され、各タッチパッド(１〜８)に順に接触物体が接触された際の遅延時間を測定したグラフ３０２及び上記２つのグラフ３０１、３０２と同一な設定にコンピュータシミュレーションプログラムを用いて得られたグラフ３１１、３１２を示すものである。グラフ３１１はグラフ３０１に対応するシミュレーショングラフであり、グラフ３１２はグラフ３０２に対応するシミュレーショングラフである。測定値３０１、３０２とシミュレーション値３１１、３１２との間の差は、主に外部ノイズとオフセットキャパシタンスよるものである。
【００８４】
図８のグラフを参照して図６の接触位置データ発生部の接触物体の接触位置検出方法を説明する。
ここで、図６の説明のように、本発明のタッチセンサ２００はタッチパターンの両端に配置されたタッチパッド(１、８)に入れ替えてクロック信号ＣＬＫを出力するので、タッチパッド(１〜８)を介して２つの遅延時間ＤＴ１、ＤＴ２を検出して利用する。
【００８５】
最初に、検出された２つの遅延時間との差を利用する接触位置検出方法を詳細に説明する。
例えば、接触物体が複数個のタッチパッド(１〜８)のうちの１つのタッチパッドに接触するが、第１遅延時間ＤＴ１は２６．５ｎｓに測定され、第２遅延時間ＤＴ２は２４．８ｎｓに測定されたら、タッチセンサ２００は第１遅延時間ＤＴ１と第２遅延時間ＤＴ２との差を計算し、計算された遅延時間差１．７ｎｓに対応するタッチパッドの位置を求める。図８のグラフによれば、接触物体が接触されたタッチパッドは２番目のタッチパッド２となる。その後、タッチセンサ２００は設定したタッチパッド(１〜８)のそれぞれに対応する接触物体の接触位置データＴＳ＿ＯＵＴを用いて２番目のタッチパッド２に対応する接触物体の接触位置データＴＳ＿ＯＵＴを出力する。したがって、タッチセンサ２００は遅延時間に対応する接触物体の接触位置データＴＳ＿ＯＵＴが設定されているので、計算した遅延時間１．７ｎｓに対応する接触物体の接触位置データＴＳ＿ＯＵＴを直ちに出力することができる。
【００８６】
ここで、第１遅延時間ＤＴ１と第２遅延時間ＤＴ２との差が０となるタッチパッドの位置はタッチパターンの中央に位置するタッチパッドであり、中央に位置するタッチパッドを基準として両方に位置するタッチパッドの第１遅延時間ＤＴ１と第２遅延時間ＤＴ２との差は符号の変化である。図６のグラフによれば、タッチパッド(１〜８)の計算された遅延時間差は、おおよそ−３〜３ｎｓの間の値となる。
【００８７】
上記のように遅延時間差を利用すると、遅延時間のオフセットが自動で除去されるので、ノイズ影響が減少されるという長所がある。
【００８８】
二番目として、検出された２つの遅延時間の比を用いた接触位置検出方法を説明する。
【００８９】
例えば、接触物体が直列接続したタッチパッド(１〜８)に接触し、第１遅延時間ＤＴ１は２７ｎｓに測定され、第２遅延時間ＤＴ２は２４ｎｓに測定された場合、タッチセンサ２００は数式１のように第１遅延時間ＤＴ１と第２遅延時間ＤＴ２との比を計算する。
ＤＴ１／ＤＴ２×１００  ・・・（数式１）
【００９０】
計算された遅延時間は１１２．５であって、１１２．５に対応するタッチパッドの位置を求めることができる。図８のグラフによれば、接触物体が接触されたタッチパッドは１番目のタッチパッド１となる。このとき、タッチセンサ１００は計算された遅延時間の比に対応する接触物体の接触位置データＴＳ＿ＯＵＴを設定し、計算された遅延時間の比１１２．５に対応する接触物体の接触位置データＴＳ＿ＯＵＴを直ちに出力することができる。その後、タッチセンサ１００は設定したタッチパッド(１〜８)のそれぞれに対応する接触物体の接触位置データＴＳ＿ＯＵＴを利用して１番目のタッチパッド１に対応する接触物体の接触位置データＴＳ＿ＯＵＴを出力する。
【００９１】
ここで、第１遅延時間と第２遅延時間との比が１(数式１によれば１００)となるタッチパッドの位置はタッチパッド(１〜８)の中央に位置するタッチパッドとなり、第１タッチパッド１から第８タッチパッド８は降順の遅延時間の比を有することになる。図８のグラフによれば、タッチパッドの計算された遅延時間の比はおおよそ１１３〜８９間の値となる。
【００９２】
上記のように遅延時間の比を利用すれば、計算された遅延時間値が大きくなって接触物体の接触位置ＴＳ＿ＯＵＴをより精密に求めることができる長所がある。
【００９３】
本発明のタッチパターンは、複数個のタッチパッドと複数個の接続線との大きさを異なるようにして接触位置を所定の単位領域として判別するので、上記のように遅延時間差を利用する場合や遅延時間比を利用する場合にも接触位置を正確に感知することができる。上記においては、簡単な一例として、たとえ第１遅延時間及び第２遅延時間の差と比が用いられたが、差と比の組み合わせまたは他の数学的方法を用いることができる。
【００９４】
図９及び図１０は、ＩＴＯフィルムに配置されたタッチパターンの他の実施形態を示す図である。
図３及び図５に示すＩＴＯフィルム１２０、２２０に配置されたタッチパターンはタッチパッド間の間隔が狭ければ狭いほどタッチパネルの解像度(Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ)は増加するが、接触物体によって複数個のタッチパッドＰ１＿１、Ｐ１＿ｎが２つ以上一緒に接触されると、間違った接触位置データＴＳ＿ＯＵＴを出力することができる。したがって、複数個のタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎのそれぞれは同時に２つ以上のタッチパッドが接触物体によって接触されないように、十分な間隔を維持することが好ましい。そのために、図３及び図５に示すＩＴＯフィルム１２０、２２０は１つのタッチパターンを備えているため、タッチパネルの解像度を増加させることができない短所を有する。
【００９５】
図９は、１つのＩＴＯフィルム１２０、２２０の同一面に２つのパターンラインＰ１、Ｐ２を並んで配置したものである。
【００９６】
第１及び第２タッチパターンＰ１、Ｐ２が並んで配置されているので、第１タッチパターンＰ１と第２タッチパターンＰ２のそれぞれは複数個のタッチパッド間の間隔を十分に確保して接触物体によって第１タッチパターンＰ１の複数個のタッチパッドＰ１＿１〜Ｐ１＿ｎまたは第２タッチパターンの複数個のタッチパッドＰ２＿１〜Ｐ２＿ｎが同時に接触されることを防止することができる。そして、２つのタッチパターンＰ１、Ｐ２が並んで配置される際、第１タッチパターンＰ１の接続線ＣＬ１＿１〜ＣＬ１＿ｎ−１と第２タッチパターンＰ２の接続線ＣＬ２＿１〜ＣＬ２＿ｎ−１とが交差する交差地点ＢＰは短絡しないように交差地点ＢＰの２つの接続線間を絶縁する。また、第１タッチパターンＰ１と第２タッチパターンＰ２との間隔を最大限減少してタッチパネルの解像度を増加させることができる。図９では２つのタッチパターンＰ１、Ｐ２だけを示してあるが、２つ以上の複数個のタッチパターンを備えることもできる。
【００９７】
したがって、図９はタッチパターンが複数個に備えられて、同一タッチパターンの複数個のタッチパッドが接触物体によって同時に接触されることを防止しながら、解像度を高めることができる。
【００９８】
ここで、ＣＬ１＿１〜ＣＬ１＿ｎ−１、ＣＬ２＿１〜ＣＬ２＿ｎ−１の交差地点ＢＰは、ＩＴＯフィルム１２０、２２０内でも絶縁することができるが、接続線ＣＬをＩＴＯフィルム１２０、２２０外に引き出して外部において絶縁することができる。また、ＩＴＯフィルム１２０、２２０内で絶縁する場合にもディスプレイに影響を与えないように絶縁しなければならない。一般にＩＴＯフィルム１２０、２２０はディスプレイ装置において映像がディスプレイされる領域よりも大きいので、ＩＴＯフィルム１２０、２２０の外郭で絶縁してもディスプレイに影響を与えない。
【００９９】
図１０では、２つのタッチパターンがＩＴＯフィルム１２０、２２０の両面にそれぞれ１つずつ配置される。タッチセンサのうち、キャパシタンスの変化によって接触物体の接触を感知するキャパシタンス感知型タッチセンサはキャパシタンス感知型接近センサと構造的に類似する。すなわち、キャパシタンス感知型タッチセンサはセンシング感度を高く設定して接近センサとして用いることができる。よって、タッチセンサに接触物体が直接接触されないとしても、キャパシタンス感知型タッチセンサは接触物体を感知することができる。図９で第１タッチパターンＰ１と第３タッチパターンＰ３はＩＴＯフィルム１２０、２２０の配置される面が互いに異なる。すなわち、第１タッチパターンＰ１はＩＴＯフィルム１２０、２２０の上部面に配置され、第３タッチパターンＰ３はＩＴＯフィルム１２０、２２０の下部面に配置される。上記のように２つのタッチパターンＰ１、Ｐ３がそれぞれＩＴＯフィルムに配置される面が異なる場合に、図９のような交差地点ＢＰがないため絶縁する必要がないという長所がある。同様に、複数個のＩＴＯフィルムがそれぞれ１つのタッチパターンを備えることもできる。それと共に、タッチパネルが非常に高い水準の解像度を要する場合には、図９と図１０を同時に適用して用いることもできる。すなわち、少なくとも１つ以上のＩＴＯフィルムのそれぞれの一面または両面に複数個のタッチパターンを配置して用いることができる。
【０１００】
図１１及び図１２は、本発明のタッチパネル装置の補間方法を説明するための図である。
一般的にタッチパネルは映像信号を映像画面に表示するディスプレイの外部画面に付着されるか、またはディスプレイの外部ガラス板に形成されるが、タッチパネルの解像度(Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ)とディスプレイの解像度が異なるため、タッチパネルから出力される接触位置をディスプレイ画面上の位置に対応(変換)させなければならない必要がある。このとき、補間方法を用いてタッチパネルの位置をディスプレイ画面上の位置に対応させることで接触位置の変化をさらに滑らかに表現することができる。
【０１０１】
図１１は、時間領域における補間方法を説明するための図である。
直列接続されたタッチパッドＰ１の第３タッチパッドＰ１＿３、第９タッチパッドＰ１＿９及び第２３タッチパッドＰ１＿２３に接触物体が順に接触されたと仮定した場合、ディスプレイ画面にはそれぞれのタッチパッドＰ１＿３、Ｐ１＿９、Ｐ１＿２３の位置に対応する位置が順に離散的に表示され、最終的に第２３タッチパッドＰ１＿２３に対応する位置だけが表示される。
【０１０２】
これとは異なって、タッチパネルを備える装置の使用用途によって接触位置が離散的ではない連続的に表現されなければならない場合も発生する。例えば、コンピュータのポインタのような場合に接触位置の移動経路が連続的に変化するように表示されるようにしなければならない場合もある。このような場合に、ＩＴＯフィルム１２０内にはないが、ディスプレイ画面上に存在する第３タッチパッドＰ１＿３と第９タッチパッドＰ１＿９との間の位置及び第９タッチパッドＰ１＿９と第２３タッチパッドＰ１＿２３との間の位置のように、ディスプレイ画面上に存在する各タッチパッド間の位置を時間によって区分してディスプレイ画面上の各タッチパッド間の位置を生成して補間信号に出力する。すなわち、接触物体によってタッチパッドＰ１＿３が接触された以後、タッチパッドＰ１＿９が接触されると、ポインタはタッチパッドＰ１＿３の位置が表示された後、直ちにタッチパッドＰ１＿９の位置が表示されるのではなく、タッチパッドＰ１＿３の位置からタッチパッドＰ１＿９の位置に時間経過によって順に移動することを表示することになる。
【０１０３】
図１２は、空間領域における補間方法を説明するための図である。
第１タッチパターンＰＬ１と第３タッチパターンＰ３とが並んで配置されたＩＴＯフィルム１２０、２２０において、第１タッチパターンＰ１の第３タッチパッドＰ１＿３と第２タッチパターンＰ３の第３タッチパッドＰ３＿３とが同時に接触物体により接触される場合に、第１タッチパターンＰ１を用いて計算された接触位置と第３タッチパターンＰ３を用いて計算された接触位置との中心位置を接触物体の接触位置データＴＳ＿ＯＵＴに出力する。ここでは、図１０に示すタッチパターンを例にして説明したが、図９に示すタッチパターンを利用する場合にも空間領域で補間を行うことができる。
【０１０４】
上記のような補間方法は、図３及び図５のタッチセンサに接触物体の接触位置データＴＳ＿ＯＵＴを印加して補間して出力する補間信号出力部(図示せず)をさらに備えて補間信号を出力する。
【０１０５】
上述では、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は、添付の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲で、本発明を多様に修正及び変更させることができる。
【符号の説明】
【０１０６】
２０，１００，２００  タッチセンサ部
３０，１１０，２１０  クロック信号発生部
３１  第１信号増幅部
３２  第２信号増幅部
４１  第１信号比較部
４２  第２信号比較部
５１，１５０，２５０  接触位置データ発生部
１２０，２２０，２２１  ＩＴＯフィルム
１３０，２３０  遅延信号検出部
１４０，２４０  比較部
Ｐ１，Ｐ２  第１及び第２タッチパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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