CN117311547A - 触摸面板装置 - Google Patents

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CN117311547A CN202310739539.8A CN202310739539A CN117311547A CN 117311547 A CN117311547 A CN 117311547A CN 202310739539 A CN202310739539 A CN 202310739539A CN 117311547 A CN117311547 A CN 117311547A
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Abstract

触摸面板装置(100)具备：静电电容方式的触摸面板(110)，具有被配置在相互交叉的方向上的多个电极；静电电容测定部(120)，测定各电极对各自的静电电容；基线值设定部(150)，将在指示体没有接触的状态下的各电极对的静电电容作为基线值设定；位置检测部(140)，通过对由静电电容测定部(120)测定出的各电极对各自的静电电容和基线值进行比较，来检测指示体的接触位置；以及基线值校正部(160)，在各电极对各自的静电电容随着时间经过而变动时，与该变动相匹配地使基线值变动，基线值校正部(160)根据各电极对的静电电容，对各电极对各自设定使基线值变动的时间X及其上限值Y。

Description

触摸面板装置
技术领域
本发明涉及检测指示体的接触位置的触摸面板装置。
背景技术
以往，已知有根据作为静电电容传感器的测定值的Raw值与基线值的差分是否为阈值以上来检测手指等对象物有无触摸的触摸面板(例如，参照专利文献1)。在该触摸面板中设置有基线值更新部，该基线值更新部为了校正由静电电容传感器的静电电容的温度变化引起的变动而以追随静电电容的Raw值的方式更新基线值，即使静电电容传感器的静电电容随着温度变化而变化，通过以追随该变化的方式使基线值变化，也能够防止对象物没有触摸的状态下的误检测。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2020-80076号公报
发明内容
发明所要解决的课题
即使如上述专利文献1所公开的触摸面板那样，在以追随伴随温度变化的静电电容的变化的方式更新基线值的情况下，也需要检测静电电容随着对象物的接近而变化。即，基线值需要相对于对象物的接近而缓慢地变化，相对于温度变化迅速地变化，在上述的专利文献1的触摸面板中，通过使用接近检测部来检测对象物有无接近，来改变基线值的变化方式。但是，在该方法中，存在需要另外设置接近检测部，导致结构复杂化的问题。
通常，静电电容传感器将传感器导体与接地层重叠，在其间配置OCA(OpticalClear Adalive：光学透明胶)、偏光层等，进而以与它们相邻的方式引出布线，因此即使在对象物没有接近的情况下，静电电容传感器的静电电容也不会在各部位相同。因此，进行校准，与这些不均匀的静电电容相匹配地设定基线值。
但是，这样，在静电电容传感器根据部位而具有不同的静电电容的情况下，随着温度变化而变化的静电电容的程度有偏差。具体而言，静电电容传感器的静电电容越大，则伴随温度变化的静电电容的变化量也越大。因此，在静电电容传感器的部分静电电容较大的部位，在周围的温度急剧地变化的情况下，虽然实际上对象物没有接近，但是存在Raw值变大而超过基线值，发生误检测的问题。
本发明是鉴于这样的点而完成的，其目的在于提供一种不使结构复杂化、能够防止由静电电容的偏差引起的在急剧的温度变化时的误检测的触摸面板装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述的课题，本发明的触摸面板装置具备：静电电容方式的触摸面板，具有被配置在相互交叉的方向上的多个电极；静电电容测定部，对各电极对各自测定交叉的一对电极间的静电电容；基线值设定部，将在指示体没有接触的状态下由静电电容测定部测定出的各电极对各自的静电电容设为基准静电电容，并作为基线值在指示体的接触位置的检测之前进行设定，所述基线值在用于检测指示体有无接触的静电电容的比较中使用；位置检测部，通过对由静电电容测定部测定出的各电极对各自的静电电容和对应的基线值进行比较，来检测指示体的接触位置；以及基线值校正部，在指示体的接触位置检测时由静电电容测定部测定出的各电极对各自的静电电容随着时间经过而变动时，与该变动相匹配地使基线值变动，基线值校正部根据各电极对的基准静电电容，对各电极对各自设定使基线值变动的时间X和/或其上限值Y。
在触摸面板内的各电极对的静电电容存在偏差的情况下，能够对每个静电电容变更基线值，因此能够防止由该偏差引起的在急剧的温度变化时的误检测。另外，在变更基线值时，不需要判别指示体(位置检测的对象物)的有无，因此不需要用于进行该判别的结构，能够简化结构。
另外，优选的是，上述的基线值校正部在各电极对的基准静电电容较大时将时间X设定为较小的值和/或将上限值Y设定为较大的值，在各电极对的基准静电电容较小时将时间X设定为较大的值和/或将上限值Y设定为较小的值。由此，能够与各电极对各自的静电电容相匹配地分别设定时间X、上限值Y，成为适于防止误检测的基线值。
另外，优选的是，上述的基线值校正部在各电极对的静电电容与对触摸面板的指示体的接近对应地上升时，以与各电极对对应的基线值的上升不追上该静电电容的上升的方式设定时间X和上限值Y。由此，对静电电容有偏差的各电极对设定适于防止误检测的基线值，能够提高指示体接近时的位置检测精度。
另外，优选的是，还具备检测上述的触摸面板的周边温度的温度检测部，基线值校正部在由温度检测部检测出的温度的一定时间内的变化量超过规定值时，进行时间X和/或上限值Y的变更。由此，能够在温度变化剧烈的环境中可靠地防止误检测。
另外，优选的是，上述的基线值校正部在将各电极对的静电电容的平均值设为A，将各电极对的分别的静电电容设为a时，将作为使基线值变动的周期的每个电极对的时间X变更为(A/a)·X。或者，优选的是，上述的基线值校正部在将各电极对的静电电容的平均值设为A，将各电极对的分别的静电电容设为a时，将使基线值变动的每个时间X的上限值Y变更为(a/A)·Y。这样，通过具体地对各电极对各自变更时间X、上限值Y，能够防止所有的电极对中的误检测。
附图说明
图1是表示一实施方式的触摸面板装置的结构的图。
图2是表示触摸面板所包含的第一及第二透明电极的具体例的图。
图3是表示温度变化与Raw值及基线值的关系的图。
图4是在通常校正模式中校正基线值的动作的说明图。
图5是表示与不同的静电电容对应的温度变化与Raw值的关系的图。
图6是可变地设定基线值的更新频率X的情况的说明图。
图7是可变地设定基线值更新时的上限值Y的情况的说明图。
符号说明
100触摸面板装置
110触摸面板
110A第一透明电极
110B第二透明电极
120静电电容测定部
130、132开关(SW)
140位置检测部
150基线值设定部
152基线值存储部
160基线值校正部
162温度传感器(T)
具体实施方式
以下，参照附图对应用了本发明的一个实施方式的触摸面板装置进行说明。
图1是表示一实施方式的触摸面板装置的结构的图。该触摸面板装置100例如与显示装置的显示画面重叠配置，用于检测用手指等指示体指示的画面上的位置，包括触摸面板110。
触摸面板110具有覆盖显示装置的整个显示画面的位置检测区域，具有沿着该位置检测区域的X轴方向(水平方向)延伸的多个第一透明电极110A和沿着Y轴方向(垂直方向)延伸的多个第二透明电极110B。
图2是表示触摸面板110所包含的第一及第二透明电极110A、110B的具体例的图。在图2所示的例子中，在X轴方向延伸的第一透明电极110A，具有将以一个对角线与X轴平行的方式配置的正方形电极沿着X轴排列多个并相互连接的形状。同样地，在Y轴方向延伸的第二透明电极110B，具有将以一方的对角线与Y轴平行的方式配置的正方形电极沿着Y轴排列多个并相互连接的形状。如图2所示，通过以将相邻的正方形电极连接的连结部相互交叉的方式配置，从而整个显示画面被第一以及第二透明电极110A、110B的正方形电极覆盖。这些第一以及第二透明电极110A、110B例如使用ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)膜而形成。
另外，图1所示的触摸面板装置100具备静电电容测定部120、开关(SW)130、132、位置检测部140、基线值设定部150、基线值存储部152、基线值校正部160、温度传感器(T)162。
静电电容测定部120一边改变设置于触摸面板110的第一透明电极110A与第二透明电极110B的组合一边测定它们之间的静电电容。通过切换选择性地连接多个第一透明电极110A的开关130和选择性地连接多个第二透明电极110B的开关132来进行该组合的变更。
位置检测部140基于由静电电容测定部120测定出的第一透明电极110A与第二透明电极110B之间的静电电容的检测值(Raw值)的变化，检测使用者的手指等指示体所指示的位置。概略而言，在一边改变第一透明电极110A和第二透明电极110B的组合一边测定的Raw值之中其值大幅增加的情况下，将该组合的第一透明电极110A和第二透明电极110B交叉的位置确定为由指示体指示的位置。
基线值设定部150在位置检测部140的位置检测动作之前进行校准动作，在指示体不与触摸面板110接触的状态下，取得由静电电容测定部120测定出的触摸面板110的基准静电电容(第一透明电极110A和第二透明电极110B的每个组合的静电电容)，作为位置检测时的基准即基线值。位置检测部140通过将该基线值与Raw值进行比较，能够获知Raw值的变化的有无和程度。由基线值设定部150取得的基线值被存储在基线值存储部152中。
基线值校正部160适当校正存储在基线值存储部152中的基线值。例如，监视使用温度传感器162检测的触摸面板装置100周边的温度，在该温度变化量为规定值以下的情况下，以通常校正模式进行基线值的校正，在超过规定温度的情况下，以温度突变时校正模式进行基线值的校正。
上述的静电电容测定部120与静电电容测定部、基线值设定部150与基线值设定部、位置检测部140与位置检测部、基线值校正部160与基线值校正部、温度传感器162与温度检测部分别对应。
本实施方式的触摸面板装置100具有这样的结构，接着对其动作、特别是基线值的校正动作进行说明。
(通常校正模式)
首先，对通常校正模式下的基线值的校正动作进行说明。
图3是表示温度变化与Raw值和基线值的关系的图。在图3所示的例子中，示出了触摸面板装置100的周围温度Ta从85℃逐渐降低到-40℃的情况。在这样的情况下，即使在指示体不与触摸面板110接触的状态下，Raw值也以追随温度变化的方式上升。基线值校正部160进行与Raw值的上升相匹配地使基线值B变化的校正动作。
图4是在通常校正模式中校正基线值的动作的说明图。在图4中，X是使基线值变化的更新时间间隔即更新频率(固定值)。Y是作为使基线值B变化的上限值(固定值)的变动量。这样，在Raw值上升时，成为位置检测的基准的基线值B也上升，但其上升间隔为X，每当经过时间X时，基线值B阶梯状地变更。而且，该变更的变动量的上限值为Y，经过时间X后，如果Raw值的上升超过Y，则在该时刻进行使基线值B增加Y的校正动作。另外，若在经过时间X后的Raw值的上升为Y以下，则进行使基线值B增加与该Raw值的上升相应的量的校正动作。
在温度变化平缓的情况下，基线值B通过这样的校正动作被变更。在该状态下，若指示体与触摸面板110接触，则与该接触位置对应的Raw值急剧上升，但由于基线值B被固定直至下一个更新时间点，所以作为从Raw值中减去该基线值B而得到的差分的静电电容的变化量变大，在超过规定的阈值时，将与该Raw值对应的位置检测为接触位置。
(温度突变时校正模式)
触摸面板110将传感器导体(第一以及第二透明电极110A、110B)与接地层重叠，在其间配置OCA(Optical Clear Adminive：光学透明胶)、偏光层等，进而以与它们相邻的方式引出布线，因此即使在指示体没有接近的情况下，触摸面板110的静电电容在各部位也不会相同。因此，基线值设定部150进行校准，与这些不均匀的静电电容相匹配地设定基线值。
然而，与温度变化对应的Raw值的变化的程度根据触摸面板110的各位置处的静电电容的大小而决定，并不是恒定的。图5是表示与不同的静电电容对应的温度变化与Raw值的关系的图。在图5所示的例子中，示出了在温度与图3所示的例子同样地变化的情况下，触摸面板装置100的周围温度Ta从85℃降低到-40℃的情况。Raw1、Raw2、Raw3各自表示静电电容小、中、大的情况下的静电电容的检测值。如图5所示，若检测处的静电电容较大，则Raw值也变大，而且追随着温度变化而变化的Raw值的变化量也变大。如上所述，温度变化前的Raw值的偏差本身能够通过校准而适当地设定基线值从而进行应对。
与此相对，在发生了急剧的温度变化的情况下，Raw值的变化程度根据静电电容的大小而不同，因此难以进行基于固定值的更新频率X和基线值的变化的上限值Y(图4)的设定。
例如，若与静电电容最大的情况下的Raw3相匹配地设定更新频率X和上限值Y，则与此相比静电电容较小的情况下的Raw2、Raw1也能够以追随的方式校正基线值，但在指示体与触摸面板110接触而与最小的静电电容对应的Raw3上升时，基线值也同时上升，有可能无法检测出指示体的接触。
另一方面，若与静电电容最小的情况下的Raw1相匹配地设定更新频率X和上限值Y，则在温度突变时，虽然指示体不接触，但静电电容最大的情况下的Raw3以与基线值背离的状态上升，发生指示体的误检测。
在本实施方式的触摸面板装置100中，不将更新频率X和上限值Y设为固定值，而是根据校准时测定的静电电容的大小而可变地设定。
(变更更新频率X的情况下的具体例)
将在校准时被测定的触摸面板110的各位置处的静电电容设为a，将它们的平均值设为A。在将具有与该平均值A相同的静电电容的位置处的基线值的更新频率设为X0时，将除此以外的具有静电电容a的位置处的基线值的更新频率X设定为X0(A/a)。
图6是可变地设定基线值的更新频率X的情况的说明图。在图6的(A)中示出与具有比平均值A大的静电电容a1的位置处的基线值的更新频率X1对应的基线值的校正动作。另外，在图6的(B)中示出与具有比平均值A小的静电电容a2的位置处的基线值的更新频率X2对应的基线值的校正动作。
在具有较大的静电电容a1的情况下，与急剧的温度变化对应的静电电容的变化量也变大，因此，为了追随该较大的变化，基线值的更新频率X1(＝X0(A/a1))如图6的(A)所示变小(变短)。
另一方面，在具有较小的静电电容a2的情况下，与急剧的温度变化对应的静电电容的变化量变小，因此，为了追随该较小的变化，基线值的更新频率X2(＝X0(A/a2))如图6的(B)所示变大(变长)。
(变更上限值Y的情况下的具体例)
将在校准时被测定的触摸面板110的各位置处的静电电容设为a，将它们的平均值设为A。在将具有与该平均值A相同的静电电容的位置处的基线值的更新时的上限值设为Y0时，将除此以外的具有静电电容a的位置处的基线值的更新时的上限值Y设定为Y0(a/A)。
图7是可变地设定基线值更新时的上限值Y的情况的说明图。在图7的(A)中示出与具有比平均值A大的静电电容a1的位置处的基线值的更新时的上限值Y1对应的基线值的校正动作。另外，在图7的(B)中示出与具有比平均值A小的静电电容a2的位置处的基线值的更新时的上限值Y2对应的基线值的校正动作。
在具有较大的静电电容a1的情况下，与急剧的温度变化对应的静电电容的变化量也变大，因此为了追随该较大的变化，基线值的更新时的上限值Y1(＝Y0(a1/A))如图7的(A)所示那样变大。
另一方面，在具有较小的静电电容a2的情况下，与急剧的温度变化对应的静电电容的变化量变小，因此为了追随该较小的变化，基线值的更新时的上限值Y2(＝Y0(a2/A))如图7的(B)所示那样变小。
这样，在本实施方式的触摸面板装置100中，在触摸面板110内的各电极对的静电电容存在偏差的情况下，能够按每个静电电容各自变更基线值，因此能够防止由该偏差引起的急剧的温度变化时的误检测。另外，在变更基线值时，不需要判别有无指示体，因此不需要用于进行该判别的结构，能够简化结构。
另外，在触摸面板110的各电极对的基准静电电容(校准时的静电电容)较大时，将时间(更新频率)X设定为较小的值或者将更新时的基线值的上限值Y设定为较大的值，相反，在各电极对的基准静电电容较小时将时间X设定为较大的值或者将上限值Y设定为较小的值。由此，能够与各电极对各自的静电电容相匹配地分别地各种变形实施更新频率X、上限值Y。例如，在上述的实施方式中，可变地设定了基线值的更新频率X和更新时的上限值Y中的某一个，但也可以同时可变地设定这些值。
另外，在上述的实施方式中，由于设想了与显示器装置的画面重叠地安装的透明的触摸面板装置，因此考虑了在触摸面板110形成有透明电极的情况，但也可以如在桌上使用的平板那样将本发明应用于非透明的触摸面板装置。
[产业上的利用可能性]
如上所述，根据本发明，在触摸面板内的各电极对的静电电容存在偏差的情况下，能够针对每个静电电容变更基线值，因此能够防止由该偏差引起的在急剧的温度变化时的误检测。另外，在变更基线值时，不需要判别有无指示体，因此不需要用于进行该判别的结构，能够简化结构。

Claims (6)

1.一种触摸面板装置，其特征在于，具有：
静电电容方式的触摸面板，具有被配置在相互交叉的方向上的多个电极；
静电电容测定部，对各电极对各自测定交叉的一对所述电极间的静电电容；
基线值设定部，将在指示体没有接触的状态下由所述静电电容测定部测定出的各电极对各自的静电电容设为基准静电电容，并作为基线值在指示体的接触位置的检测之前进行设定，所述基线值在用于检测指示体有无接触的静电电容的比较中使用；
位置检测部，通过对由所述静电电容测定部测定出的各电极对各自的静电电容和对应的所述基线值进行比较，来检测指示体的接触位置；以及
基线值校正部，在指示体的接触位置检测时由所述静电电容测定部测定出的各电极对各自的静电电容随着时间经过而变动时，与该变动相匹配地使所述基线值变动，
所述基线值校正部根据各电极对的所述基准静电电容，对各电极对各自设定使所述基线值变动的时间X和/或其上限值Y。
2.根据权利要求1所述的触摸面板装置，其特征在于，
所述基线值校正部在各电极对的所述基准静电电容较大时将所述时间X设定为较小的值和/或将所述上限值Y设定为较大的值，在各电极对的所述基准静电电容较小时将所述时间X设定为较大的值和/或将所述上限值Y设定为较小的值。
3.根据权利要求1所述的触摸面板装置，其特征在于，
所述基线值校正部在所述各电极对的静电电容与对所述触摸面板的指示体的接近对应地上升时，以与所述各电极对对应的所述基线值的上升不追上该静电电容的上升的方式，设定所述时间X和所述上限值Y。
4.根据权利要求1所述的触摸面板装置，其特征在于，
还包括温度检测部，该温度检测部检测所述触摸面板的周边温度，
所述基线值校正部在由所述温度检测部检测出的温度在一定时间内的变化量超过规定值时，进行所述时间X和/或所述上限值Y的变更。
5.根据权利要求1所述的触摸面板装置，其特征在于，
所述基线值校正部在将所述各电极对的静电电容的平均值设为A，将所述各电极对的分别的静电电容设为a时，将作为使所述基线值变动的周期的每个所述电极对的所述时间X变更为(A/a)·X。
6.根据权利要求1所述的触摸面板装置，其特征在于，
所述基线值校正部在将所述各电极对的静电电容的平均值设为A，将所述各电极对的分别的静电电容设为a时，将使所述基线值变动的每个所述时间X的所述上限值Y变更为(a/A)·Y。
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