JP2008084232A - Touch panel device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、指等の座標指示器のセンサーパネルへのタッチ状態を検出するタッチパネル装置に関し、特に指が、直接、電気的にセンサーパネルの導電面に接触する直接触式及び指とセンサーパネルの間の静電容量を検出する静電容量結合方式のタッチパネル装置に関する。 The present invention relates to a touch panel device that detects a touch state of a coordinate indicator such as a finger on a sensor panel, and more particularly, a direct contact type in which a finger directly and electrically contacts a conductive surface of the sensor panel, and a finger and a sensor panel. The present invention relates to a capacitive coupling type touch panel device that detects a capacitance between them.
タッチパネル装置は、コンピュータまたはその他のデータ処理装置用に、簡単かつ直観的なインターフェースを提供するものである。特に透明なタッチパネル装置では、ユーザーはデータの入力にキーボードを用いるのではなく、画面上でアイコンに触れたり、文字や絵を描くことによりタッチパネル装置を介して情報を送ることができる。
上記タッチパネル装置のタッチ位置座標検出方法として、内側に対向した二層の抵抗膜が押圧点で互いに導通する構造のパネルを使用した抵抗膜方式と称する方式のものがある。他の方法としては、上部の抵抗膜の片側の電極には一定電圧を印加し、他方の電極はグランドにし、押圧点で下部抵抗膜を介して電圧値を検出し、Ｘ（Ｙ）軸方向の座標値を算出する。また他の座標検出方法として、面抵抗体全体を電圧振動させて、指が近接または接触した点の位置から面抵抗体１の一点に出入りする電流の、４頂点へ配分される電流値を計測し、座標を特定するものがある。
As a touch position coordinate detection method for the touch panel device, there is a method called a resistance film method using a panel having a structure in which two layers of resistance films facing inside are connected to each other at a pressing point. As another method, a constant voltage is applied to one electrode of the upper resistive film, the other electrode is grounded, the voltage value is detected via the lower resistive film at the pressing point, and the X (Y) axis direction The coordinate value of is calculated. As another coordinate detection method, the entire surface resistor is subjected to voltage oscillation, and the current value distributed to the four vertices of the current flowing into and out of one point of the surface resistor 1 from the position where the finger approaches or contacts is measured. Some of them specify coordinates.
上記した従来の技術は、操作者がタッチパネル面に無意識に軽くタッチした場合や、誤ってタッチ面に軽く触れた場合に、操作者は指示しようとした点と違う座標が検出され、誤入力の原因となっていた。特に画面上でアイコンや指示項目にタッチして、コンピュータや情報処理装置がタッチ位置に対応した処理を行う時に、操作者が最初にタッチした位置の誤入力により、動作が全く違ったものになるといった問題があった。
上述したタッチパネル装置において、指が接触した点の位置を正確に検出するためには、タッチ位置を確定するための有効検出レベルを高く設定すれば、タッチパネル面に軽く触れた場合では有効検出レベルにならないため、確実な指示が実現できる。しかしながら有効検出レベルを高く設定すると、文字や絵を描くときに指が移動することで、指とタッチ面との接触面積が小さくなることで検出レベルが低くなり、スムーズな描画ができなくなる。以上のようにアイコンをタッチして動作指定するポイント入力と描画を行う連続入力において確実かつスムーズな入力が課題となる。
In the conventional technology described above, when an operator unintentionally touches the touch panel surface lightly or accidentally touches the touch surface accidentally, the operator detects a different coordinate from the point at which the operator tried to instruct. It was the cause. In particular, when an icon or instruction item is touched on the screen and the computer or information processing device performs processing corresponding to the touch position, the operation is completely different due to an erroneous input of the position touched first by the operator. There was a problem.
In the touch panel device described above, in order to accurately detect the position of the point touched by the finger, if the effective detection level for determining the touch position is set high, the effective detection level is reached when the touch panel surface is touched lightly. Therefore, reliable instructions can be realized. However, if the effective detection level is set high, the finger moves when drawing characters or pictures, the contact area between the finger and the touch surface is reduced, the detection level is lowered, and smooth drawing cannot be performed. As described above, a reliable and smooth input becomes a problem in the point input for designating an operation by touching an icon and the continuous input for drawing.
本発明は、センサーパネル面上に於ける座標指示器のタッチ位置を検出し、前記センサーパネルは抵抗膜材料が均一に形成され、センサーパネルの周辺を取り囲む抵抗性周囲電極を配設し、該抵抗性周囲電極の４頂点またはセンサーパネル面に、接続された導電ケーブルの各点から入力電圧または電流を検出し、演算を行う信号処理部に接続され、指のタッチ位置を前記４頂点に流れる電流値または電圧値から前記パネル面上の指の接触位置を算出するタッチパネル装置において、座標指示器のセンサーパネル面をタッチした時の検出レベルの時間を設定できる手段と、有効な検出レベルを少なくとも２つ以上設定できる手段とを備え、センサーパネルをタッチした時の最初の有効な検出レベルが以降の連続入力時の検出レベルより高く設定されているタッチパネル装置を提案するものである。 The present invention detects the touch position of the coordinate indicator on the sensor panel surface, the sensor panel is formed of a uniform resistance film material, and a resistive peripheral electrode surrounding the periphery of the sensor panel is provided, The input voltage or current is detected from each point of the conductive cable connected to the four vertices of the resistive surrounding electrode or the sensor panel surface, and connected to a signal processing unit that performs calculation, and the touch position of the finger flows to the four vertices. In the touch panel device that calculates the contact position of the finger on the panel surface from the current value or the voltage value, means for setting a detection level time when the sensor panel surface of the coordinate indicator is touched, and at least an effective detection level 2 or more means that can be set, the first effective detection level when touching the sensor panel is set higher than the detection level at the subsequent continuous input It proposes a touch panel device being.
本発明のタッチパネル装置では、最初のタッチ入力時の有効検出レベルを高く設定することで、操作者が指示した位置を確実に入力でき、（操作者が意識的にタッチするときは、強くタッチパネルを押圧するために、指とタッチ面の面積が大きくなり、結果として検出レベルが高くなるため）、かつ描画時には有効検出レベルを低く設定することで連続入力でもスムーズな入力ができる。（指が止まっている時と比較して、指が移動するときは、指とタッチ面との接触面積が小さくなり、結果として検出レベルが低くなる。つまり描画時に有効検出レベルが停止時と同じく高く設定されていると、入力ができなくなるが、有効検出レベルを低く設定することでスムーズな入力ができる。） In the touch panel device of the present invention, by setting the effective detection level at the time of the first touch input high, the position designated by the operator can be surely input (when the operator consciously touches, the touch panel is strongly Since the area of the finger and the touch surface is increased due to pressing, the detection level is increased as a result), and the effective detection level is set low at the time of drawing, so that smooth input can be performed even with continuous input. (When the finger moves compared to when the finger is stopped, the contact area between the finger and the touch surface is reduced, resulting in a lower detection level. In other words, the effective detection level during drawing is the same as when the finger is stopped. If it is set high, input will be impossible, but smooth input can be done by setting the effective detection level low.)
センサーパネルはベースとなる樹脂やガラス等の表面に、抵抗膜材料を均一に形成され、この抵抗膜の周辺を取り囲む抵抗性周囲電極が配設されて、この抵抗性周囲電極の４頂点と電気的に抵抗性周囲電極の４頂点と導体ケーブルが接続され、周囲電極の４頂点から導体ケーブルを介して入力電圧を保持する電気回路で、４頂点に流れる電流値から前記センサーパネル面上の指の接触位置を演算処理装置を用いて算出し、検出レベルの期間を設定できる手段と、有効な検出レベルを少なくとも２つ以上設定できる手段とを備えたタッチパネル装置としたものである。 In the sensor panel, a resistive film material is uniformly formed on the surface of a resin or glass as a base, and a resistive peripheral electrode surrounding the periphery of the resistive film is disposed. In the electric circuit in which the four vertices of the resistive peripheral electrode and the conductor cable are connected and the input voltage is held from the four vertices of the peripheral electrode via the conductor cable, the finger on the sensor panel surface is determined from the current value flowing through the four vertices. This is a touch panel device that includes means for calculating the contact position of the sensor using a processing unit and setting a period of detection level and means for setting at least two effective detection levels.
以下、本発明の詳細を添付した図１を参照して説明する。図１は、指４が座標入力パネルの入力面にある面抵抗体１上における接触位置（Ｘ，Ｙ座標）を検出する静電容量式タッチパネル装置の説明図である。面抵抗体１は、透明なガラス、樹脂、または不透明な絶縁基板の片面に塗布、蒸着等により均一に形成したものである。面抵抗体１は、通常指４に直接触れないように薄い非導体膜をコーティングしてある。均一な面抵抗体１（指４がタッチする表面）の周辺に取り囲むように、低抵抗の周囲電極２を密着配設してある。 Hereinafter, the details of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram of a capacitive touch panel device in which a finger 4 detects a contact position (X, Y coordinates) on a surface resistor 1 on an input surface of a coordinate input panel. The surface resistor 1 is formed uniformly on one side of a transparent glass, resin, or opaque insulating substrate by coating, vapor deposition, or the like. The surface resistor 1 is usually coated with a thin non-conductive film so as not to touch the finger 4 directly. A low-resistance peripheral electrode 2 is closely attached so as to surround the periphery of the uniform surface resistor 1 (surface touched by the finger 4).
面抵抗体１の４頂点に設けられている検出電極３−Ａ、３−Ｂ、３−Ｃ、３−Ｄは、導体ケーブルで構成された引き出し線５により信号処理部６に接続されている。信号処理部６は、本静電容量式タッチパネル装置が、指４の位置を検出するために使用する電気信号（ＡＣ信号）を発生し、電圧駆動する。さらに信号処理部６は４つの引き出し線５に接続されており、検出電極３−Ａ、３−Ｂ、３−Ｃ、３−Ｄからの各ＡＣ電流を計測できる機能を持っている。又、信号処理部６では指４のセンサーパネル面をタッチした時の検出レベルの期間を測定及び設定できる手段と、有効な検出レベルを少なくとも２つ以上設定できる手段とを備えている。
検出レベル期間の測定は信号処理部６内で行われ、センサーパネル面をタッチしたときの検出レベルを測定し、信号処理部６内に設けられているメモリー等（図示せず）にあらかじめ設定されている値と比較し、あらかじめ設定されている値以上であればタイマー（図示せず）をスタートさせ検出レベルが設定値以下になるまでの時間を計測する。
有効な検出レベルを設定する手段として、信号処理部６内で行われ、センサーパネル面をタッチしたときの検出レベルとメモリー等（図示せず）にあらかじめ設定されている値と比較し、あらかじめ設定されている値以上であれば有効検出レベルとする。
The detection electrodes 3-A, 3-B, 3-C, and 3-D provided at the four vertices of the surface resistor 1 are connected to the signal processing unit 6 by lead wires 5 formed of conductor cables. . The signal processing unit 6 generates an electric signal (AC signal) used by the capacitive touch panel device to detect the position of the finger 4 and drives the signal. Further, the signal processing unit 6 is connected to four lead wires 5 and has a function of measuring each AC current from the detection electrodes 3-A, 3-B, 3-C, and 3-D. The signal processing unit 6 includes means for measuring and setting a detection level period when the finger 4 touches the sensor panel surface, and means for setting at least two effective detection levels.
The detection level period is measured in the signal processing unit 6, and the detection level when the sensor panel surface is touched is measured and set in advance in a memory or the like (not shown) provided in the signal processing unit 6. If the value is equal to or greater than a preset value, a timer (not shown) is started and the time until the detection level becomes equal to or less than the set value is measured.
As a means for setting an effective detection level, it is performed in the signal processing unit 6 and is set in advance by comparing the detection level when the sensor panel surface is touched with a value preset in a memory or the like (not shown). If it is equal to or greater than the set value, the effective detection level is set.
指４は、その人体の等価抵抗７及び接地容量８による人体の接地インピーダンスを介して接地されている。指４が、面抵抗体１に接触している時、両者間に図１に示すような静電容量（容量結合）９が存在する。従って指４と面抵抗体１間に、信号発生器６に起因するＡＣ電流が少量ではあるが流れる。面抵抗体１は上述のように均一な抵抗値の分布をしており、指４が面抵抗体１に接触または近接したときに、その接触点により近い検出電極３（３−Ａ，３−Ｂ，３−Ｃ，３−Ｄ点）に指４を通して面抵抗体１にＡＣ信号がより多く流れる。従って、４つの各頂点の端子である検出電極３に流れるＡＣ信号電流値の比率から、信号処理部６で座標入力パネルの面抵抗体１上の指４のタッチ点（Ｘ，Ｙ座標）を算出する。 The finger 4 is grounded via the human body's ground impedance by the equivalent resistance 7 and ground capacitance 8 of the human body. When the finger 4 is in contact with the surface resistor 1, there is a capacitance (capacitive coupling) 9 as shown in FIG. Therefore, a small amount of AC current caused by the signal generator 6 flows between the finger 4 and the surface resistor 1. The surface resistor 1 has a uniform resistance distribution as described above. When the finger 4 is in contact with or close to the surface resistor 1, the detection electrode 3 (3-A, 3- More AC signals flow to the surface resistor 1 through the finger 4 at points B, 3-C, 3-D). Accordingly, the touch point (X, Y coordinates) of the finger 4 on the surface resistor 1 of the coordinate input panel is determined by the signal processing unit 6 based on the ratio of the AC signal current values flowing through the detection electrodes 3 that are the terminals of the four apexes. calculate.
図２は、操作者がパネル面に接触し、その後、指を動かして連続入力した場合のパネル四隅に流れる電流量を示した図である。４−１は指４が面抵抗体１に近づき、４−２は指４が面抵抗体１に接触し、４−３は指４が面抵抗体１上を移動している状態である。図２の下図は指４の動作の時間経過Ｔと電極３−ａ、３−Ｂ、３−Ｃ、３−Ｄに流れる総電流量Ｉの関係を示している。この図から明らかなように、指４が面抵抗体１に接触直後の電流量は大きくなり、指４が移動途中は電流量が小さくなっている。これは指４と面抵抗体１の接触面積に関係しており、指４が停止しているときは面抵抗体１との接触面が大きくなり、移動時には小さくなっていることと連動していることが、実験の結果明らかになった。
本発明は上述した、指４の動作と検出電流Ｉの関係に着目した。操作者が指示項目入力する際には指４は停止しているから、４−２の状態であり指４が停止している期間の電流量は大きくなる。このときの有効検出レベルを比較的大きなｉ−１とすることで、無意識に接触した場合の誤入力を防ぐことができる。また有効検出期間ｔ−１に有効検出レベルｉ−１以上維持することで、さらなる誤入力排除効果を期待できる。
また操作者が描画する際には指４は移動しているから、４−３の状態であり電流量は指４の停止時より小さくなる。このときには有効検出レベルをｉ−１より小さい検出レベルであるｉ−２にすることでスムーズな描画ができるようになる。
FIG. 2 is a diagram showing the amount of current flowing in the four corners of the panel when the operator touches the panel surface and then continuously moves the finger to input. 4-1, the finger 4 approaches the surface resistor 1, 4-2, the finger 4 is in contact with the surface resistor 1, and 4-3 is the state in which the finger 4 is moving on the surface resistor 1. The lower diagram of FIG. 2 shows the relationship between the time lapse T of the movement of the finger 4 and the total amount of current I flowing through the electrodes 3-a, 3-B, 3-C, 3-D. As is clear from this figure, the amount of current immediately after the finger 4 contacts the surface resistor 1 increases, and the amount of current decreases while the finger 4 is moving. This is related to the contact area between the finger 4 and the surface resistor 1. When the finger 4 is stopped, the contact surface with the surface resistor 1 is increased, and the contact surface is decreased during movement. It became clear as a result of the experiment.
The present invention focuses on the relationship between the movement of the finger 4 and the detection current I described above. Since the finger 4 is stopped when the operator inputs the instruction item, the amount of current during the period in which the finger 4 is stopped in the state 4-2 increases. By setting the effective detection level at this time to a relatively large i-1, it is possible to prevent erroneous input in the case of unintentional contact. Further, by maintaining the effective detection level i-1 or higher in the effective detection period t-1, a further erroneous input elimination effect can be expected.
Since the finger 4 is moving when the operator draws, the state is 4-3 and the amount of current is smaller than when the finger 4 is stopped. At this time, the effective detection level is set to i-2, which is a detection level lower than i-1, so that smooth drawing can be performed.
次に制御動作シーケンスを説明する。図３は本発明請求項１である最初の有効な検出レベルが以降の連続入力時の検出レベルより、高く設定する方法を示したフローチャートである。
ステップ１において電極３−Ａ、３−Ｂ、３−Ｃ、３−Ｄ点の検出電流（以降検出レベルとする）を取得する。ステップ２では初めてのタッチかどうかの判定し、初めての場合はステップＳ３、それ以外はステップＳ５の処理をする。初めてのタッチ判定方法として、無効検出レベルになってから最初の有効検出レベルになったときを初めてのタッチとする方法がある。ステップＳ３では初めてのタッチでの検出レベル判定を行い、初設定値より大きい場合はステップＳ４の位置座標をパソコンや処理装置などの外部装置へ出力する。初設定値より小さい場合は無効とし、ステップＳ１へもどる。ステップＳ５では連続入力検出レベル判定を行い、連続設定値より大きい場合はステップＳ４の位置座標をパソコンや処理装置などの外部装置へ出力する。小さい場合はステップＳ１へもどる。
Next, the control operation sequence will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a method for setting the first effective detection level of the present invention higher than the detection level at the time of subsequent continuous input.
In step 1, detection currents (hereinafter referred to as detection levels) at the points 3-A, 3-B, 3-C, and 3-D are acquired. In step 2, it is determined whether or not the touch is the first time. If it is the first time, the process of step S3 is performed. Otherwise, the process of step S5 is performed. As the first touch determination method, there is a method in which the first touch is performed when the first effective detection level is reached after the invalid detection level is reached. In step S3, the detection level for the first touch is determined. If the detected level is larger than the initial set value, the position coordinates in step S4 are output to an external device such as a personal computer or a processing device. If it is smaller than the initial set value, it is invalidated and the process returns to step S1. In step S5, the continuous input detection level is determined. If the input level is larger than the continuous set value, the position coordinates in step S4 are output to an external device such as a personal computer or a processing device. If it is smaller, the process returns to step S1.
図４は、本発明の請求項２である最初のタッチ入力時の検出レベル期間が、設定された期間以上になると有効検出レベルと判定する方法を示したフローチャートである。
ステップ１において電極３−Ａ、３−Ｂ、３−Ｃ、３−Ｄ点の検出電流（以降検出レベルとする）を取得する。ステップ２では初めてのタッチかどうかの判定し、初めての場合はステップＳ３、それ以外はステップＳ５の処理をする。初めてのタッチ判定方法として、無効検出レベルになってから最初の有効検出レベルになったときを初めてのタッチとする方法がある。ステップＳ３では初めてのタッチでの検出レベル判定を行い、初設定値より大きい場合はステップＳ４の初設定より大きい期間を計測する。初設定値より小さい場合は無効とし、ステップＳ１へもどる。ステップＳ５ではＳ４で計測した初設定期間と設定値を比較し、設定値より長い期間の場合は、ステップＳ６の位置座標をパソコンや処理装置などの外部装置へ出力する。このステップでは、指が停止状態を判断するのに有効に働く。
短い期間の場合は無効とし、ステップＳ１へもどる。ステップＳ７では連続入力検出レベル判定を行い、連続設定値より大きい場合はステップＳ６の位置座標をパソコンや処理装置などの外部装置へ出力する。小さい場合はステップＳ１へもどる。
これは指が停止状態を判断するのに有効である。
FIG. 4 is a flowchart showing a method of determining the effective detection level when the detection level period at the time of the first touch input according to claim 2 of the present invention is equal to or longer than a set period.
In step 1, detection currents (hereinafter referred to as detection levels) at the points 3-A, 3-B, 3-C, and 3-D are acquired. In step 2, it is determined whether or not the touch is the first time. If it is the first time, the process of step S3 is performed. Otherwise, the process of step S5 is performed. As the first touch determination method, there is a method in which the first touch is performed when the first effective detection level is reached after the invalid detection level is reached. In step S3, the detection level for the first touch is determined, and if it is larger than the initial setting value, a period longer than the initial setting in step S4 is measured. If it is smaller than the initial set value, it is invalidated and the process returns to step S1. In step S5, the initial set period measured in S4 is compared with the set value. If the period is longer than the set value, the position coordinates in step S6 are output to an external device such as a personal computer or a processing device. In this step, the finger works effectively to determine the stop state.
If the period is short, it is invalidated and the process returns to step S1. In step S7, the continuous input detection level is determined, and if it is larger than the continuous set value, the position coordinates in step S6 are output to an external device such as a personal computer or a processing device. If it is smaller, the process returns to step S1.
This is effective for determining the stop state of the finger.
以上の説明通り、本発明では、初タッチ時の確実な入力と連続入力時のスムーズな入力を両立させることができた。特に初タッチから連続入力へのスムーズな移行ができる。また初タッチをさらに確実に入力することができる。使用目的や必要に応じて、使い分けることでさらに操作性の良いタッチパネル装置が実現できる。 As described above, according to the present invention, reliable input at the time of the first touch and smooth input at the time of continuous input can be achieved at the same time. In particular, a smooth transition from initial touch to continuous input is possible. In addition, the first touch can be input more reliably. A touch panel device with better operability can be realized by properly using it according to the purpose of use and necessity.
１ 面抵抗体
２ 周囲電極
３−Ａ 検出電極
３−Ｂ 検出電極
３−Ｃ 検出電極
３−Ｄ 検出電極
４ 指
５ 引き出し線
６ 信号処理部
７ 人体抵抗
８ 接地容量
９ 静電容量
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surface resistor 2 Surrounding electrode 3-A Detection electrode 3-B Detection electrode 3-C Detection electrode 3-D Detection electrode 4 Finger 5 Lead-out line 6 Signal processing part 7 Human body resistance 8 Ground capacity 9 Electrostatic capacity
Claims (2)
The touch panel device according to claim 1, wherein when the time when the sensor panel surface is first touched is equal to or longer than the time set in the signal processing unit, the touch panel device is determined to be an effective detection level.
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