JP2011198208A - センシング装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】センシング装置は、タッチパネル10と、タッチパネル10と表示装置の画面との間に画面の全部または一部を覆うように設けられたノイズ用電極20と、タッチ検出部100を備える。ノイズ用電極20は、表示装置からタッチパネル10へ伝播するノイズを防ぐシールドとして機能する他、表示装置からのノイズを測定するための電極として機能する。駆動回路102および静電容量検出部104は、タッチパネル10に備わる各検出用電極の容量値CEとノイズ用電極20の容量値CNを測定する。補正部106は、ノイズ用電極20の容量値CNを用いて各検出用電極の容量値CEを補正し、ノイズ用電極20(シールド)で防ぎきれなかったノイズによる容量分を補正する。
【選択図】図4
Description
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、表示装置からのノイズの影響を低減し、より高精度に指示体の接触の有無や指示体の接触位置を検出することが可能なセンシング装置、およびこれを用いた電子機器を提供することを課題とする。
つまり、第2電極(シールド)で防ぎきれなかったノイズによって第1電極に誘起される容量値を、測定部で測定された第2電極の容量値から特定し、特定した容量値を測定部で測定された第1電極の容量値から減算する構成であってもよい。
この構成によれば、記憶部に記憶されている第2電極の容量値(複数)の平均値を用いて第1電極の容量値を補正することができる。
この構成によれば、記憶部に記憶されている第2電極の容量値(複数)のうち最大値と最小値との平均値を用いて第1電極の容量値を補正することができる。
この構成によれば、第2電極は測定期間以外の期間において接地されるから、第2電極のシールド効果を高めることができる。
この構成の場合も、測定期間以外の期間において第2電極のシールド効果を高めることができる。
<1.実施形態>
図1は、本発明に係るセンシング装置を搭載した液晶装置Dの構成を示す分解斜視図である。液晶装置Dは、静電容量式のタッチパネルを備えた液晶表示装置であり、液晶の光学的な作用によって画像を表示する機能と、液晶装置Dの画面に対する指示体(指やペン)の接触の有無やその接触位置を静電容量の変化に応じて検出する機能を備える。同図に示すように液晶装置Dは、タッチパネル10とノイズ用電極20と液晶パネル30を有する。液晶パネル30は、互いに対向する2枚の基板間に液晶を封止した構造を有する。2枚の基板は、ガラスや石英、プラスチック等の透光性材料で形成される。例えば、2枚の基板のうち図中下側に位置する基板の対向面には、スイッチング素子としての薄膜トランジスターや、走査線、データ線、画素電極等が各々複数形成され、他方の基板の対向面には対向電極等が形成される。また、液晶パネル30の上面(観察側)のうち、少なくとも画像が表示される表示領域(画面)の全面を覆うように、ノイズ用電極20とタッチパネル10が積層される。なお、図1においては偏光板やバックライトの図示を省略している。
CE(i)’=CE(i)−α×CN …[式1]
CE(i)’=CE(i)−α×ΣCN/サンプリング数 …[式2]
CE(i)’=CE(i)−α×{(CNMAX+CNMIN)/2} …[式3]
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下の変形が可能である。また、以下に示す2以上の変形例を適宜組み合わせることもできる。
図6は、変形例1に係る液晶装置D’の電気的構成を示すブロック図である。同図に示す液晶装置D’は、切替制御部110とスイッチSWが追加されている点で上述した実施形態における液晶装置Dと構成が相違する。切替制御部110は、スイッチSWのオンとオフを切り替える切替信号を出力する。スイッチSWは、例えば、切替信号の信号レベルがLowの場合にオフとなり、切替信号の信号レベルがHiの場合にオンとなる。切替制御部110は、ノイズ用電極20の容量値CNを測定する測定期間において切替信号の信号レベルをLowにし、測定期間以外の期間において切替信号の信号レベルをHiにする。これにより、測定期間においては、スイッチSWがオフになり、ノイズ用電極20が駆動回路102および静電容量検出部104に接続される。また、測定期間以外の期間においては、スイッチSWがオンになり、ノイズ用電極20がGNDに接続される。このようにノイズ用電極20の容量値CNを測定していない期間において、ノイズ用電極20を接地することでそのシールド効果を高めるようにしてもよい。
また、ノイズ用電極20の容量値CNを測定していない期間において、ノイズ用電極20をGNDではなく交流電源に接続し、ノイズ用電極20を交流駆動することでそのシールド効果を高めるようにしてもよい。
なお、以上のようにノイズ用電極20を接地または交流駆動する構成を採用した場合、各検出用電極の容量値CE(m+n個)の測定時にはノイズ用電極20のシールド効果が高まっているので、上述した実施形態の場合に比べ、[式1]〜[式3]における係数αの値を小さくする必要がある。
上述した実施形態では、計算式を用いて各検出用電極の容量値CEを補正する場合を説明したが、補正部106は、図7に示す補正テーブル112を参照して各検出用電極の容量値CEを補正する構成であってもよい。補正テーブル112には、図7に示すように、ノイズ用電極20の容量値CNが取り得る範囲を複数に区分して得られる各区分ごとに、補正用の容量値CLが対応付けられて格納されている。この補正テーブル112における補正用容量値CLは、上述した[式1]におけるα×CNに相当する。補正部106は、補正テーブル112を参照し、測定されたノイズ用電極20の容量値CNに対応する補正用容量値CLを読み出し、読み出した補正用容量値CLを各検出用電極の容量値CEから減算する。
検出用電極(X方向電極40とY方向電極50)は、図3に示した構成に限らない。例えば、複数のX方向電極と複数のY方向電極を絶縁膜を介して対向配置してもよい。また、この場合にX方向電極やY方向電極の形状を短冊状にしてもよい。また、矩形形状の検出用電極をマトリクス状に配列してもよい。
検出用電極は複数でなく1個であってもよい。この場合、駆動回路102と静電容量検出部104によって測定される容量値CEは1個になる。また、補正部106では1個の容量値CEについて補正を行う。また、位置検出部108は、接触検出部として機能し、補正後の1個の容量値CE’に基づいて指示体の接触の有無を検出する。
ノイズ用電極20の設置場所はタッチパネル10の裏面に限らない。例えば、液晶パネル30の上面にノイズ用電極20を形成してもよい。また、タッチパネル10とは異なる透明基板の表面にノイズ用電極20を形成し、この透明基板をタッチパネル10と液晶パネル30との間に設けてもよい。また、ノイズ用電極20は、液晶パネル30の表示領域の全部を覆う構成ではなく一部を覆う構成であってもよい。このようにノイズ用電極20は、タッチパネル10と液晶パネル30との間に、液晶パネル30の表示領域の全部または一部を覆うように設けられていればよい。また、表示装置は、液晶表示装置に限らず、例えば、有機ELディスプレイ、プラズマディスプレイ、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ等であってもよい。
次に、本発明に係るセンシング装置を搭載した電子機器について説明する。図8〜図10には、以上説明した何れかの形態に係る液晶装置500を搭載した電子機器が図示されている。
図8は、液晶装置500を搭載したモバイル型のパーソナルコンピューター2000の構成を示す斜視図である。パーソナルコンピューター2000は、表示ユニットおよびタッチ入力ユニットとしての液晶装置500と、電源スイッチ2001やキーボード2002が設けられた本体部2010を備える。
図9は、液晶装置500を搭載した携帯電話機3000の構成を示す斜視図である。携帯電話機3000は、表示ユニットおよびタッチ入力ユニットとしての液晶装置500と、複数の操作ボタン3001やスクロールボタン3002を備える。スクロールボタン3002を操作することで液晶装置500に表示される画像がスクロールされる。
図10は、液晶装置500を搭載した情報携帯端末4000(PDA:Personal Digital Assistants)の構成を示す斜視図である。情報携帯端末4000は、表示ユニットおよびタッチ入力ユニットとしての液晶装置500と、複数の操作ボタン4001や電源スイッチ4002を備える。操作ボタン4001を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が液晶装置500に表示される。
なお、液晶装置500が搭載される電子機器としては、図8〜図10に例示した機器の他、テレビ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、テレビ電話機、POS端末、プリンター、スキャナー、複写機、ビデオプレーヤー、電子ペーパー等が挙げられる。
Claims (10)
- 指示体の接触を検出するための第1電極を有するタッチパネルと、
前記タッチパネルと表示装置の画面との間に前記画面の全部または一部を覆うように設けられた第2電極と、
前記第1電極の容量値と前記第2電極の容量値とを測定する測定部と、
前記第2電極の容量値を用いて前記第1電極の容量値を補正する補正部と、
前記補正部で補正された容量値に基づいて、前記指示体の接触の有無を検出する検出部と、
を備えることを特徴とするセンシング装置。 - 前記補正部は、前記表示装置からのノイズによって前記第1電極に誘起される容量値を前記第2電極の容量値から特定し、特定した容量値を前記第1電極の容量値から減算する
ことを特徴とする請求項1に記載のセンシング装置。 - 前記測定部で測定された前記第2電極の容量値を記憶する記憶部をさらに備え、
前記補正部は、前記記憶部に記憶されている複数の容量値の平均値を算出し、当該平均値を用いて前記第1電極の容量値を補正する
ことを特徴とする請求項1または2に記載のセンシング装置。 - 前記補正部は、前記記憶部に記憶されている複数の容量値のうち、最大値と最小値との平均値を算出し、当該平均値を用いて前記第1電極の容量値を補正する
ことを特徴とする請求項3に記載のセンシング装置。 - 指示体の接触を検出するための第1電極を複数有するタッチパネルと、
前記タッチパネルと表示装置の画面との間に前記画面の全部または一部を覆うように設けられた第2電極と、
前記複数の第1電極の各々の容量値と前記第2電極の容量値とを測定する測定部と、
前記第2電極の容量値を用いて前記複数の第1電極の各々の容量値を補正する補正部と、
前記補正部で補正された各容量値に基づいて、前記指示体の接触の有無または前記指示体の接触位置を検出する検出部と、
を備えることを特徴とするセンシング装置。 - 前記第2電極の容量値を測定する測定期間において前記第2電極を前記測定部に接続し、前記測定期間以外の期間において前記第2電極を接地する切替部をさらに備える
ことを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載のセンシング装置。 - 前記第2電極の容量値を測定する測定期間において前記第2電極を前記測定部に接続し、前記測定期間以外の期間において前記第2電極を交流電源に接続する切替部をさらに備える
ことを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載のセンシング装置。 - 前記第2電極は、前記タッチパネルのうち前記表示装置側の表面に形成されている
ことを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか一項に記載のセンシング装置。 - 前記第1電極および前記第2電極は、光透過性を有する導電材料で形成されている
ことを特徴とする請求項1乃至8のうちいずれか一項に記載のセンシング装置。 - 請求項1乃至9のうちいずれか一項に記載のセンシング装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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