JP2013182548A - タッチパネル装置及びこれを用いた電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】タッチパネル装置の構成を簡素化し、製造コストを低減することを目的とする。
【解決手段】タッチパネル装置は、複数の第1の電極と複数の第2の電極とを有するタッチパネルと、検出部と、交流信号入力源と、第1の電極切替スイッチと、第2の電極切替スイッチと、制御部とを有する。検出部は、複数の第1の電極および複数の第2の電極それぞれとグランドとの間の静電容量の変化の大きさ、または複数の第1の電極と複数の第2の電極との間の静電容量の変化の大きさを検出値として検出する。このタッチパネル装置は表面タッチモードと、側面タッチモードと、中間モードとを有する。このような構成により、タッチパネル装置の構成を簡素化し、製造コストを低減することができる。
【選択図】図2
【解決手段】タッチパネル装置は、複数の第1の電極と複数の第2の電極とを有するタッチパネルと、検出部と、交流信号入力源と、第1の電極切替スイッチと、第2の電極切替スイッチと、制御部とを有する。検出部は、複数の第1の電極および複数の第2の電極それぞれとグランドとの間の静電容量の変化の大きさ、または複数の第1の電極と複数の第2の電極との間の静電容量の変化の大きさを検出値として検出する。このタッチパネル装置は表面タッチモードと、側面タッチモードと、中間モードとを有する。このような構成により、タッチパネル装置の構成を簡素化し、製造コストを低減することができる。
【選択図】図2
Description
本発明は、ユーザの指等の検知対象の、タッチパネルのタッチ表面と側周面へのタッチ操作を検知するタッチパネル装置に関する。
近年、パソコンや携帯情報端末の分野において、携帯情報端末に備えられたタッチパネルの表面上をユーザがタッチすることによって携帯情報端末を操作するタッチ操作が可能なタッチパネル装置が広く普及している。
このようなタッチパネル装置において、タッチパネル装置の表面だけではなくタッチパネル装置の側面へのタッチ操作も検知するタッチパネル装置が知られている。側面のタッチを検知するための構成としては、タッチパネル装置の表面のタッチを検知するタッチセンサに加えて、さらに側面のタッチを検知するためのタッチセンサを有する構成が提案されている(例えば特許文献1参照)。
しかしながら、ユーザによる表面のタッチを検知するタッチセンサ以外に、タッチパネル装置の側面へのタッチ操作を検知するためのタッチセンサ設けた構成では、タッチパネル装置の構成も複雑となり、また製造コストがかかるという課題があった。
本発明は以上の課題を解決するものであり、ユーザによる表面へのタッチ操作と側方へのタッチ操作を共通のタッチセンサで検知することにより、タッチパネル装置の構成を簡素化し、製造コストを低減することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明のタッチパネル装置は、複数の第1の電極と複数の第2の電極とを有するタッチパネルと、検出部と、交流信号入力源と、第1の電極切替スイッチと、第2の電極切替スイッチと、制御部とを有する。複数の第1の電極はX軸方向に任意の間隔で配列されX軸方向と直交するY軸方向に延在する。複数の第2の電極はY軸方向に任意の間隔で配列されX軸方向に延在する。検出部は複数の第1の電極および複数の第2の電極それぞれとグランドとの間の静電容量の変化の大きさを検出値として検出する。交流信号入力源は複数の第1の電極および複数の第2の電極に交流信号を入力する。第1の電極切替スイッチは、複数の第1の電極をそれぞれ開放状態なるように、または、交流信号入力源と検出部とに接続状態になるように、選択的に切り替える。第2の電極切替スイッチは、複数の第2の電極をそれぞれ開放状態となるように、または、交流信号入力源と検出部とに接続状態になるように、選択的に切り替える。制御部は、第1の電極切替スイッチと第2の電極切替スイッチと検出部とに電気的に接続され、第1の電極切替スイッチと第2の電極切替スイッチと検出部とを制御する。複数の第1の電極は、両端に位置する第1の端部電極と第2の端部電極とを有する。本発明のタッチパネル装置はタッチパネルの表面への検知対象の近接に起因する検出値に基づいて動作する表面タッチモードと、第1の端部電極と第2の端部電極のうち少なくとも一方の近傍への検知対象の近接に起因する検出値に基づいて動作する側面タッチモードと、制御部が表面タッチモードと側面タッチモードのどちらのモードを選択するかを判断し、制御部が選択したモードに切り替える中間モードとを備える。
このような構成により、タッチパネル装置の構成を簡素化し、製造コストを低減することができる。
また、本発明の他のタッチパネル装置は、複数の第1の電極と複数の第2の電極とを有するタッチパネルと、交流信号入力源と、検出部と、第1の電極切替スイッチと、第2の電極切替スイッチと、制御部とを有する。複数の第1の電極はX軸方向に任意の間隔で配列され、X軸方向と直交するY軸方向に延在する。複数の第2の電極はY軸方向に任意の間隔で配列され、X軸方向に延在する。交流信号入力源は複数の第1の電極に交流信号を入力する。検出部は複数の第1の電極と複数の第2の電極との間の静電容量の変化の大きさを検出値として検出する。第1の電極切替スイッチは制御部に電気的に接続され、複数の第1の電極をそれぞれ開放状態になるように、または、複数の第1の電極をそれぞれ交流信号入力源と接続状態になるように、選択的に切り替える。第2の電極切替スイッチは複数の第2の電極をそれぞれ開放状態になるように、または、複数の第2の電極をそれぞれ検出部に接続状態になるように、選択的に切り替える。制御部は第1の電極切替スイッチと第2の電極切替スイッチと検出部とに電気的に接続され、第1の電極切替スイッチと第2の電極切替スイッチと検出部とを制御する。複数の第1の電極は両端に位置する第1の端部電極と第2の端部電極を有する。複数の第2の電極は両端に位置する第3の端部電極と第4の端部電極を有する。本発明の他のタッチパネル装置は、タッチパネルの表面への検知対象の近接に起因する検出値に基づいて動作する表面タッチモードと、第1の端部電極または第2の端部電極または第3の端部電極または第4の端部電極のうち少なくとも1つの近傍への検知対象の近接に起因する検出値に基づいて動作する側面タッチモードと、制御部が表面タッチモードと側面タッチモードのどちらのモードを選択するかを判断し、制御部が選択したモードに切り替える中間モードとを備える。
このような構成により、タッチパネル装置の構成を簡素化し、製造コストを低減することができる。
本発明によれば、ユーザによる表面へのタッチ操作と側方へのタッチ操作を共通のタッチセンサで検知することにより、タッチパネル装置の構成を簡素化し、製造コストを低減することができる。
(実施の形態1)
実施の形態1のタッチパネル装置100について、図面を参照しながら説明する。
実施の形態1のタッチパネル装置100について、図面を参照しながら説明する。
図1は、実施の形態1に係るタッチパネル装置100が搭載された携帯情報端末1の斜視図である。実施の形態1に係るタッチパネル装置100は、投影型静電容量方式の自己容量型のタッチパネル装置である。実施の形態1に係る携帯情報端末1は、少なくとも略矩形状の筐体104と、この筐体104に内蔵されたタッチパネル装置100とを有している。
図2は、実施の形態1に係るタッチパネル装置100の構成の模式図である。図2において、タッチパネル装置100は、制御部115と、交流信号入力源110a、110bと、制御部115と電気的に接続されている検出部114a、114bと、制御部115と交流信号入力源110aと検出部114aとに電気的に接続されている電極切替スイッチ111aと、制御部115と交流信号入力源110bと検出部114bとに電気的に接続されている電極切替スイッチ111bと、電極切替スイッチ111aと電極切替スイッチ111bとに電気的に接続されているタッチパネル101とを有する。なお、図2においては、検出部114a、114bと交流信号入力源110a、110bとは、それぞれ2つに分けて示したが、物理的に1つの回路ブロックで実現し、電極切替スイッチ111a、111bと電気的に接続されても良い。
タッチパネル101は、タッチ表面102(タッチパネル表面の事を指す)の下方に設けられた第1の電極である電極X1〜X6と第2の電極である電極Y1〜Y6とを有する。なお、電極の数は限定される必要はないが、実施の形態1では簡単のためそれぞれ6本として説明する。電極X1〜X6と電極Y1〜Y6はITO(Indium Tin Oxide)等の透明導体からなる透明電極である。電極X1〜X6はX軸方向に任意の間隔で配列され、X軸方向と直交するY軸方向に延在している。電極Y1〜Y6はY軸方向に任意の間隔で配列され、X軸方向に延在している。
図1において、実施の形態1に係る携帯情報端末1を構成する略矩形状の筐体104は、概ね6つの面を有している。筐体104の6つの面のうち、図1における上面には開口部104aが設けられており、開口部104aよりタッチ表面102の少なくとも一部が露出している。また、筐体104の側方には、筐体104の上面の4辺にそれぞれ繋がる側面103a、103b、103c、103dの4つの面(この4つの面を総じて、本願では側周面103と呼ぶ)を有している。そして、筐体104の上面に対向して、下面が存在している。
ユーザは、指等によってタッチ表面102または側周面103をタッチするタッチ操作および少々浮かせた状態で操作するホバー操作をすることができる。タッチ表面102の下方には液晶表示素子が設けられ、ユーザは液晶表示素子の表示画像に応じてタッチ操作やホバー操作することができる。
以降では、ユーザが指等の検知対象でタッチ表面102をタッチする操作を表面タッチ操作とし、側周面103をタッチする操作を側面タッチ操作とする。本願における「表面タッチ操作」とは、タッチ表面102を直接的にタッチする操作だけでなく、タッチ表面102から指等の検知対象を少々浮かせた状態で操作するホバー操作も含む。また、本願における「側面タッチ操作」とは、側周面103を直接的にタッチする操作だけでなく、側周面103から指等の検知対象を少々浮かせた状態で操作するホバー操作も含む。
なお、実施の形態1において、筐体104の表面を矩形状としているが、これに限られない。例えば筐体104の表面は楕円形状であってもよい。また、実施の形態1において、側面103aと103cはY軸方向に沿って電極X1〜X6と略平行に設けられ、側面103b、103dはX軸方向に沿って電極Y1〜Y6と略平行に設けられているが、これに限られない。筐体104の側面の形状および位置は、電極X1〜X6または電極Y1〜Y6の近傍であればよく、それぞれの電極と略平行になるような形状でなくてもよい。また、側面103a、103b、103c、103dは直線状である必要はなく、曲線状であってもよい。
図2において、電極切替スイッチ111aはスイッチRSW1〜RSW6から構成されており、タッチパネル101の電極X1〜X6とそれぞれ電気的に接続されている。電極X1〜X6のそれぞれは、スイッチRSW1〜RSW6のそれぞれの接続状態が切り替わることで、検出部114aまたは交流信号入力源110aに選択的に接続される。電極切替スイッチ111bはスイッチTSW1〜TSW6から構成されており、タッチパネル101の第2の電極Y1〜Y6とそれぞれ電気的に接続されている。電極Y1〜Y6のそれぞれは、スイッチTSW1〜TSW6のそれぞれの接続状態が切り替わることで、検出部114bまたは交流信号入力源110bに選択的に接続される。
制御部115は、電極切替スイッチ111aのスイッチRSW1〜RSW6の接続状態を順次切り替えることで、電極X1〜X6に、順次、交流信号を入力し、電極X1〜X6を駆動する。同様に、制御部115は、電極切替スイッチ111bのスイッチTSW1〜TSW6の接続状態を順次切り替えることで、電極Y1〜Y6に、順次、交流信号を入力し、電極Y1〜Y6を駆動する。交流信号が順次入力されることで電極X1〜X6と電極Y1〜Y6の周囲には、順次、電界が形成される。
実施の形態1において、タッチパネル装置100は投影型静電容量方式の自己容量型のタッチパネルである。自己容量型のタッチパネルがタッチを検出する原理について、以下、簡単に説明する。
図3は、図2におけるタッチパネル101のA−A断面図である。図3において、タッチパネル101は、保護層121と、電極X1〜X6と電極Y1〜Y6とが絶縁された状態で形成されている電極層120と、透明なシールド層125とを有する。保護層121は電極層120を保護するためのカバーガラス等であり、電極層120の上面に形成されている。保護層121の表面がタッチ表面102である。シールド層125は電極層120の下面に形成される。シールド層125の下方には液晶表示素子126が設けられている。電極層120、保護層121、シールド層125、液晶表示素子126はそれぞれ略矩形状に形成されている。シールド層125はグランドに接続されており、液晶表示素子126を駆動する際に発生するノイズや、電源や電極X1〜X6および電極Y1〜Y6の駆動によって発生するノイズを遮蔽して、ノイズがタッチパネル101の背面から外部に漏れることを防止している。なお、図3においてはシールド層125を有した構成を示したが、これに限られる必要はなく、シールド層125がない構成としてもよい。
電極X1〜X6および電極Y1〜Y6と液晶表示素子126のグランドやシールド層125等との間には静電容量が存在する。指等は大地と電気的に接続された仮想グランドとみなせるため、指がタッチ表面102にタッチすると、指と電極の間に静電容量が発生し全体の静電容量が増加する。この静電容量の増減を検知することによって指のタッチを検知することができる。
自己容量型では、1つの電極において駆動と検出の両方が行われる。制御部115は、電極X1〜X6と電極Y1〜Y6に交流信号をそれぞれ入力して、電極X1〜X6と電極Y1〜Y6とを順次駆動する。そして、各電極において、静電容量の増減に応じて入力した交流信号の波形が変化し、その変化に応じて検出部114a、114bが、各電極の検出値を制御部115に出力する。すなわち、検出部114a、114bが検出する検出値は、電極X1〜X6とグランド、または、電極Y1〜Y6とグランドとの間の静電容量の変化である。尚、本願における「検出値」とは、電極の近傍に検出対象が無い場合の静電容量の値(またはその換算値)からの変化量の大きさを表す値である。また実施の形態1においてグランドとは、シールド層125などのグランドに接続され、グランドとして機能する周辺部材や、指等の仮想グランドを含んでいる。
このように、それぞれの電極の静電容量の増減を検出部114a、114bが検出値として検知することで、指のタッチを検知することができる。
スイッチRSW1〜RSW6とスイッチTSW1〜TSW6は十分微小な時間で切り替えられ、電極X1〜X6と電極Y1〜Y6への交流信号の入力の切替えの時間間隔は、指等の検知対象の動作に要する時間に比べて十分に短い。すなわち電極X1〜X6と電極Y1〜Y6が順に駆動され、タッチ表面102全体をスキャンする速さは、指等の検知対象の動きよりも十分に速い。そのため、各電極から得られる検出値は、ほぼ同時刻に得られたとして扱う。
図2において、複数の第1の電極X1〜X6の両端に位置する電極X1、X6を、本願ではそれぞれ第1の端部電極(X1)と第2の端部電極(X6)と呼ぶ。また、複数の第2の電極Y1〜Y6の両端に位置する電極Y1、Y6を、本願ではそれぞれ第3の端部電極(Y1)と第4の端部電極(Y6)と呼ぶ。
本願のタッチパネル装置100は、タッチパネル101の表面への検知対象の近接に起因する検出値(検出部114a、114bにおいて導出される値)に基づいて動作する表面タッチモードと、第1の端部電極X1と第2の端部電極X6のうち少なくとも一方の近傍への検知対象の近接に起因する検出値に基づいて動作する側面タッチモードと、制御部115が表面タッチモードと、側面タッチモードのどちらのモードを選択するかを判断する中間モードとを備えている。
表面タッチモードにおいて、ユーザは表面タッチ操作によって、表示された画像の移動、拡大縮小、切り替え等の画像の操作を画面上でおこなうことができる。表面タッチ操作を実現する為、制御部115は電極切替スイッチ111a、111bを制御し、電極X1〜X6と電極Y1〜Y6に交流信号が順次入力され、且つ、検出部114a、114bにおいて検出値が得られるようにする。これにより、表面タッチモードにおいては、タッチ表面102の表面近傍全体の静電容量の変化を検出することになる。
一方、側面タッチモードにおいて、ユーザは側面タッチ操作によって表示された画像の移動、拡大縮小、切り替え等の画像の操作を画面上でおこなうことができる。側面タッチ操作を実現する為、制御部115は電極切替スイッチ111a、111bを制御し、電極X1〜X6、または、電極Y1〜Y6のうち、一方の電極群のみに交流信号を順次入力し、且つ、検出部114a、または、検出部114bのうち、交流信号が入力される電極側に電気的に接続されている検出部において検出値が得られるようにする。電極X1〜X6、または、電極Y1〜Y6のうち、どちらの電極側に交流信号を入力するかは、後述する「操作領域」が側周面103のどの面に設定されたかにより決定される。例えば、表面タッチモードにおいては、タッチ表面102の表面近傍全体の静電容量の変化を検出することになる。例えば、図2において、操作領域が側面103a、または、側面103cに設定された場合には、当該側面における検知対象の動きを検知するため、電極Y1〜Y6に交流信号が入力されるし、操作領域が側面103b、または、側面103dに設定された場合には、当該側面における検知対象の動きを検知するため、電極X1〜X6に交流信号が入力されることになる。これにより、側面タッチモードにおいては、操作領域が設定された側面を検知する一方の電極群(例えば、操作領域が側面103aであった場合には、電極Y1〜Y6)と交流信号入力源とを接続する頻度が、他方の電極群(例えば、操作領域が側面103aであった場合には、電極X1〜X6)と交流信号入力源とを接続する頻度よりも高くなるように、制御部115は電極切替スイッチ111a、111bを制御することになる。ゆえに、側面タッチモードは、表面タッチモードに対して、消費電力を低く抑えることが可能となると共に、操作領域における検知対象の動きを短い時間間隔で検出する事が可能となる。
図2を用いて、タッチパネル装置100の表面タッチ操作と側面タッチ操作を検知する基本的な動作を説明する。
図2に示すように、指がポイントP1をタッチした場合、電極X3とグランドとの間の静電容量と電極Y5とグランドとの間の静電容量がそれぞれ増加する。検出部114aが電極X3の静電容量の増加を検知し、検出部114bが電極Y5の静電容量の増加を検知する。静電容量の増加が検出値として制御部115に出力されて、制御部115において電極X3と電極Y5の交点、すなわちポイントP1がタッチされたことが検知される。
なお、本願において「交点」とは、複数の第1の電極(電極X1〜X6)と複数の第2の電極(電極Y1〜Y6)とが立体的に交差する点を指しており、「交点」において複数の第1の電極(電極X1〜X6)と複数の第2の電極(電極Y1〜Y6)とは直流的には導通しておらず、絶縁されている状態の点を指している。
本願のタッチパネル装置100は、側周面103の近傍に存在する漏れ電界を利用して側面タッチ操作を検知する。例えば、側面103aの近傍には、電極X1が形成する電界Eが分布している。指が側面103a上のポイントP2をタッチした場合、指と電極X1の間に静電容量が発生し、電極X1とグランド等との間の静電容量が増加する。これにより、側面103aの近傍に分布している電磁界のエネルギーの一部は指を介してグランドへ流出し、指が側面103a上のポイントP2をタッチしていない状態と比べて、検出部114aで検出される信号の振幅値が減少する事になる。この検出部114aが検知する検知信号の振幅値変化量を電極X1の静電容量の変化量と見なすことができる。このような原理で、検出部114aは各電極の近傍の静電容量の変化を検出することができる。第2の電極Y1〜Y6についても、検出部114bにより同様の検出操作を行うことにより、電極X1と電極Y5の交点、すなわちポイントP2がタッチされたことが検知される。
なお、電極上以外の位置へのタッチであっても、そのタッチ位置に隣接する電極の検出値から所要の補間法等を用いて位置を求めることができる。これによって電極の配置のピッチよりも高い分解能で検知対象のタッチ位置を検出することができる。以降の説明では、簡単のため検知対象のタッチ表面102または側周面103への検知対象のタッチは、タッチ位置に最も近い電極X1〜X6または、電極Y1〜Y6の検出値に代表させて説明する。
次に、制御部115が表面タッチモードと側面タッチモードのどちらのモードを選択すべきかを判断する中間モードについて、図4等を用いて説明する。基本的に、制御部115は、検出部114a、114bから出力される検出値に基づいて、タッチパネル装置100の動作モード(表面タッチモード、側面タッチモード等)は選択される。
図4はユーザが携帯情報端末1を手(指11〜15)で保持している状態の模式図である。図4を用い、ユーザが携帯情報端末1を手で保持している状態におけるそれぞれの電極から検出される検出値について説明する。
図4において、検出値SX1〜SX6は、電極X1〜X6からそれぞれ得られる検出値、すなわち電極X1〜X6のそれぞれの静電容量の変化の大きさ(本願における「静電容量の変化の大きさ」とは、タッチパネル101の近傍に指等の検知対象が無い状態における複数の第1の電極X1〜X6および複数の第2の電極Y1〜Y6のそれぞれとグランドとの間の静電容量からの変化の大きさを指している)を模式的に表している。同様に、検出値SY1〜SY6は、電極Y1〜Y6からそれぞれ得られる検出値、すなわち電極Y1〜Y6のそれぞれの静電容量の変化の大きさを模式的に表している。図4に示すように、指11〜15によって携帯情報端末1の側周面103を保持している場合は、少なくともポイントP11〜P15において静電容量が増加することになる。
図5は、ユーザの表面タッチ操作の時間経過を模式的に表した図であり、図5(a)は第1の状態の模式図、図5(b)は第2の状態の模式図、図5(c)は第3の状態の模式図である。図6は、実施の形態1に係るタッチパネル装置100の動作モード(表面タッチモード、側面タッチモード、中間モード)の一連の流れを示すフローチャートの一例である。
図6において、ユーザが携帯情報端末1の電源をONとし(ステップS1)、タッチパネル装置100を起動したときは、制御部115はタッチパネル装置100を、所定期間、表面タッチモードで動作させる(ステップS2)。ユーザが携帯情報端末1の電源を入れた直後、タッチパネル装置100を表面タッチモードで動作させるのは、ユーザがタッチ表面102においてロック解除の操作を行うためであるが、本願のタッチパネル装置の動作がこれに限られる必要はなく、携帯情報端末1の電源を入れた直後、中間モードで動作させても、側面タッチモードで動作させても問題ない。
図6のステップS2において、タッチパネル装置100が、所定期間、表面タッチモードで動作した後、制御部115は、タッチパネル装置100の動作モードを中間モードへ移行する(ステップS3)。これは、タッチパネル装置100の最適な動作モードが、表面タッチモード以外のモードである可能性があるためであり、最適な動作モードを所定期間ごとに判定する事を目的とする。
ステップS3の中間モードにおいて制御部115は、電極X1〜X6及び電極Y1〜Y6のうち少なくとも一方の電極群の端部電極以外の複数の電極(例えば、電極X2〜X5または電極Y2〜Y5が該当する)の検出値が所定の閾値以下である場合に、側面タッチモードを選択する。また、電極X1〜X6及び電極Y1〜Y6のうち少なくとも一方の電極群の端部電極以外の複数の電極(例えば、電極X2〜X5または電極Y2〜Y5が該当する)の検出値が所定の閾値より大きい場合に、表面タッチモードを選択する。例えば、端部電極を電極X1、X6とした場合には、端部電極以外の複数の電極とは電極X2〜X5に該当し、端部電極を電極Y1、Y6とした場合には、端部電極以外の複数の電極とは電極Y2〜Y5に該当する。このように中間モードにおいて、制御部115が、電極X1〜X6と電極Y1〜Y6のうち少なくとも1つの電極から得られる検出値と所定の閾値とを比較することにより最適な動作モードを選択する作業を判定作業とする。
ここで、所定の閾値とは、予め決められた値であっても良いし、端部電極(例えば、電極X1、電極X6等が該当)での検出値を基に決定されてもよい。例えば、電極X1〜X6での検出値を基にして中間モードにおける判定作業を行う場合に、第1の端部電極X1で検出された検出値が値Aであり、第2の端部電極X6で検出された検出値が値B(A>B)であったとする。この事例において、例えば、端部電極での検出値でより大きな値Aを採用し、その値Aから所定式により導出される値を閾値として用いても良い。また、この事例において、第1の端部電極X1で検出された値Aから所定式により算出される閾値aを基に、第1の端部電極X1の近傍に位置する電極X2、X3の検出値に対する判定作業を行い、第2の端部電極X6で検出された値Bから所定式により算出される閾値bを基に、第2の端部電極X6の近傍に位置する電極X4、X5の検出値に対する判定作業を行ってもよい。このように、端部電極の検出値に関連付けて閾値を決定して中間モードにおける判定作業を行うことにより、判定作業の精度を向上させることが可能となる。
更に、電極X1〜X6での判定作業で用いられる閾値と、電極Y2〜Y5での判定作業で用いられる閾値とが異なっていても良い。これは、各電極群で静電容量変化に対する感度が異なることが予想される為、各電極群の感度を考慮して、それぞれの電極群で別々に閾値を決定する事により、中間モードにおける判定作業の精度を向上させることができる。
図5(a)、図5(b)に示す具体事例に基づき、中間モードにおける判定作業等の流れを説明する。
例えば、所定期間、タッチパネル装置100が側面タッチモードで動作した後、中間モードへ移行したとし、中間モードへ移行直後のユーザの操作状況が図5(a)に示すような状態であったとする。中間モードにおける判定作業が電極X1〜X6を用いて行われる場合、最初に、検出部114aが電極X1〜X6において、それぞれ検出値を検出する。図5(a)では、電極X1〜X6において検出される検出値を、それぞれ検出値SX1〜SX6で表している。そして、端部電極を除く複数の電極X2〜X5における検出値SX2〜SX5と、閾値TH1とを比較する。図5(a)の状態では、電極X3の検出値SX3が閾値TH1よりも大きいため、制御部115はタッチパネル装置100の動作モードとして表面タッチモードを選択し、タッチパネル装置100の動作モードを中間モードから表面タッチモードへ移行させる。
また、電極X2〜X5での検出値が閾値TH1よりも大きい場合に、制御部115は、直ぐに表面タッチモードへ移行するとの結論を出さず、異なる電極群(電極Y1〜Y6)の検出値を基に判定作業を実施した後、動作モードを選択・決定しても良い。例えば、側面103b、103dに側面タッチ操作を行うための操作指が位置している場合においても、電極X2〜X5での検出値が閾値TH1よりも大きくなるケースが考えられる。そのため、精度良く最適な動作モードを判定する事を目的として、制御部115は、複数の電極群からそれぞれ得られる検出値を用いて判定作業を行ってもよい。例えば、図5(a)の状態では、電極X2〜X5の検出値を基に判定作業を行った結果、電極X3の検出値SX3が閾値TH1よりも大きく、また、電極Y2〜Y5の検出値(それぞれSY2〜SY5)を基に判定作業を行った結果、電極Y5の検出値SY5が閾値TH2より大きい。これらの判定作業の結果に基づいて、制御部115はタッチ表面102近傍にユーザの操作指があると判断し、表面タッチモードを選択し、中間モードから表面タッチモードへ移行してもよい。
また、中間モードにおいて制御部115は、複数の電極群からそれぞれ得られる検出値を用いて複数回の判定作業を行い、そのうち少なくとも1つの検出値に対して側面タッチモードを選択する判定結果が出た場合に、側面タッチモードを選択しても良い。逆に、中間モードにおいて制御部115は、複数の電極群からそれぞれ得られる検出値を用いて複数回の判定作業を行った結果、全部の検出値に対して表面タッチモードを選択する判定結果が出た場合に、表面タッチモードを選択しても良い。これにより、中間モードにおいて、精度良く最適な動作モードを選択する事ができる。なお、複数の電極群の内、どの電極群から得られる検出値を用いて判定作業を行うかは任意である。上記の事例においても、制御部115は、電極Y1〜Y6での検出値を用いて判定作業を行った後、電極X1〜X6での検出値を用いて判定作業を行っても良い。
また、制御部115は、側面タッチ操作で操作指が配置される事が予想される側面に着目し、中間モードにおける判定作業時に使用する電極群を決定しても良い。例えば、図5(a)で示すような長方形状のタッチパネル101の場合、操作指はタッチパネル101の長軸側の側面103aまたは103cに配置される事が予想される。故に、中間モードにおいて制御部115は、長軸に沿って延在する電極X1〜X6の検出値を用いて判定作業を行うことで、効率的に精度良く最適な動作モードを選択する事ができる。
なお、図5(a)の事例では、閾値TH1、閾値TH2は異なる値となっているが、前述の通り、同一値であってもよい。
また、閾値TH1または閾値TH2が予め決められている値である場合には、制御部115は、電極X2〜X5または電極Y2〜Y5の検出値だけを検出し、判定作業を行っても良い。これにより、端部電極を駆動し検出値を検出する作業工数を減らす事ができ、低消費電力化を図ることができる。
更に、図5(a)の事例で、中間モード移行直前の側面タッチモードで電極X1〜X6または電極Y1〜Y6での検出値が取得されているため、中間モードにおいて制御部115は、これらの検出値を活用して判定作業を実施しても良い。これにより、中間モードで検出値を取得する作業を軽減でき、低消費電力化を図ることができる。
次に、所定期間、タッチパネル装置100が表面タッチモードで動作した(図6のステップS2)後、中間モードへ移行した(図6のステップS3)とし、中間モードへ移行直後のユーザの操作状況が図5(a)に示すような状態であった場合を考える。このような場合も、中間モードで実施される判定作業は、上述の場合(所定期間、タッチパネル装置100が側面タッチモードで動作した後、中間モードへ移行したとし、中間モードへ移行直後のユーザの操作状況が図5(a)に示すような状態であった事例)と同様である。
また、中間モードに移行する直前の表面タッチモード(図6のステップS2)で取得された各電極の検出値を、中間モード(図6のステップS3)で活用し、判定作業を実施しても良い。これにより、中間モードで検出値を取得する作業を軽減でき、低消費電力化を図ることができる。
図5(a)の状態に対し、中間モードにおいて上述の判定作業を行い、制御部115が表面タッチモードで動作する事を選択する(図6のステップS3の判定結果が「No」となり、ステップS2へ状態が遷移したことを意味する)。そして、所定期間、表面タッチモードで動作し(図6のステップS2)、その後、タッチパネル装置100の動作が中間モードへ移行した時点(図6のステップS3)のタッチ表面102のユーザ使用状態が図5(b)で示す状態であったとする。図5(b)はユーザの指16がポイントP16からポイントP26へ移動した時点の状態を表している。図5(a)の状態から図5(b)の状態へタッチ表面102のユーザ使用状態が変化する事により、電極X3での検出値SX3がVX13からVX23へ変化し、また、電極X4での検出値SX4がVX14からVX24へ変化し、また、電極Y4の検出値SY4がVY14からVY24へ変化し、また、電極Y5の検出値SY5がVY15からVY25へ変化する。図5(b)の状態に対し、中間モードにおいて上述の判定作業を行った場合、端部電極X1、X6以外の電極である電極X4での検出値SX4が閾値TH1より大きな値となっているため、また、端部電極Y1、Y6以外の電極である電極Y4での検出値SY4が閾値TH2より大きな値となっているため、制御部115は表面タッチモードで動作することを選択し、タッチパネル装置100の動作を中間モードから表面タッチモードへ移行する(図6のステップS3の判定結果が「No」となり、ステップS2へ状態が遷移したことを意味する)。そして、所定期間、表面タッチモードで動作し(図6のステップS2)、その後、タッチパネル装置100の動作が中間モードへ移行した時点(図6のステップS3)のタッチ表面102のユーザ使用状態が図5(c)で示す状態であったとする。図5(c)の状態では、ユーザの指は、タッチ表面102の近傍に存在せず、筐体の側面103a、103cにのみ存在している。このため、端部電極X1、X6以外の電極X2〜X5において検知される検出値SX2〜SX5は閾値TH1より小さな値となる。故に、制御部115は側面タッチモードで動作することを選択し、タッチパネル装置100の動作を中間モードから側面タッチモードへ移行する(図6のステップS3の判定結果が「YES」となり、ステップS4へ状態が遷移したことを意味する)。なお、中間モードで用いる閾値TH1の値は、タッチ表面102の近傍にユーザの指等がなく、ユーザが筐体の側面103a、103cに筐体保持のための指(以後、保持指という)を配置する事で筐体104を保持している状態(図5(c)の状態)に対して中間モードにおいて判定作業を行った結果、側面タッチモードが選択されるように値を設定しておく。更に、中間モードで用いる閾値TH2の値は、タッチ表面102の近傍にユーザの指等がなく、かつユーザが筐体の側面103b、103dに保持指を配置する事で筐体104を保持している状態に対して、判定作業を行った結果、側面タッチモードが選択されるように値を設定される。
なお、中間モードにおいて制御部115は、保持指が配置される可能性の高い筐体側面に最も平行な位置関係となる電極(図4のように筐体104が長方形状であった場合、長軸であるY軸に最も平行な位置関係となる電極X1〜X6が該当)の検出値を最初に用いて判定作業を行っても良いし、当該電極の検出値のみを用いて判定作業を行っても良い。保持指が配置される可能性の低い筐体側面に最も平行な位置関係となる電極(図4のように筐体104が長方形状であった場合、短軸であるX軸に最も平行な位置関係となる電極Y1〜Y6が該当)の検出値を用いて中間モードの判定作業を行った場合、タッチ表面102近傍に操作指が存在しなくとも保持指の影響により電極Y2〜Y5の検出値が閾値の値よりも大きくなる事が予想され、この結果のみにより中間モードの判定作業を行うと、適切でない動作モードを選択する恐れがあるためである。中間モードにおいてこのような方式を採用する事により、動作モードの判定作業に要する時間を短くできると共に、判定作業の精度を向上させることができる。また、一方の電極群(図4の事例では、X1〜X6の電極群が該当)での判定作業の結果、端部電極以外の電極の内の少なくとも1つの電極の検出値が閾値より大きい場合のみ他方の電極群(図4の事例では、Y1〜Y6の電極群が該当)での検出作業を実施し、他方の電極群の検出作業の結果、端部電極以外の電極の内の少なくとも1つの電極の検出値が閾値より大きい場合のみ表面タッチモードを選択してもよい(そうでない場合には側面タッチモードを選択)。このような方法を採用する事により、少ない消費電力で且つ高い判定精度で中間モードにおいて判定作業を行うことができる。
更に、中間モード直前の動作モードが表面タッチモードであれば、全電極で検出作業を行っているので、このときの各電極の検出値を活用して中間モードの閾値判定を行っても良い。これによりタッチパネル装置100の低消費電力化を図る事が可能となる。また、中間モード直前の動作モードが側面タッチモードであった場合も、一方の電極群(X軸方向に任意間隔で配列された電極とY軸方向に任意間隔で配列された電極の内のいずれか一方の電極群のこと)については検出作業を行っているため、これらの検出値を活用して中間モードの判定作業を行っても良い。これにより、低消費電力化を意識しつつ、判定精度を向上させることができる。
更に、中間モードで取得した検出値を中間モード直後の動作モードにおいて活用してもよい。これにより、中間モード直後の動作モードでの各電極の検出作業数を低減でき、低消費電力化が図れる。
図6のステップS4において、所定期間、タッチパネル装置100が側面タッチモードで動作した後、中間モードへ移行する(ステップS5)。ステップS5においても、ステップS3同様の作業を実施し、電極X2〜X5または電極Y2〜Y5のいずれかの検出値が閾値以下であった場合にはステップS4の側面タッチモードへ移行し、電極X2〜X5または電極Y2〜Y5のいずれかの検出値が閾値以上であった場合にはステップS2の表面タッチモードへ移行することとなる。なお、図6のステップS3,ステップS5においては、便宜上「電極X2〜X5のすべての検出値が閾値TH1以下である」と記載したが、「電極Y2〜Y5のすべての検出値が閾値TH1以下である」という条件であっても、同様の効果が得られる。
なお、表面タッチモードが選択されてから中間モードが選択される(「中間モードが選択される」とは、中間モードで動作開始することを指している)までの期間は、側面タッチモードが選択されてから中間モードが選択されるまでの期間よりも短い設定としてもよい。
表面タッチモードでは、タッチ表面102の状態を検知する為に、所定期間毎に概ね全ての電極の検出値が取得される。このため、電極の検出値が取得される所定期間毎に、この検出値を用いて中間モードの判定作業を実施することができる。つまり、表面タッチモードにおいて、全電極の検出値を取得する作業が終わる度に中間モードへ移行し、判定作業を実施することも物理的に可能である。その結果、高い頻度で中間モードを動作させることができ、タッチパネル装置100の動作モードの選択精度を向上できる。
表面タッチモードでは、タッチ表面102の状態を検知する為に、所定期間毎に概ね全ての電極の検出値が取得される。このため、電極の検出値が取得される所定期間毎に、この検出値を用いて中間モードの判定作業を実施することができる。つまり、表面タッチモードにおいて、全電極の検出値を取得する作業が終わる度に中間モードへ移行し、判定作業を実施することも物理的に可能である。その結果、高い頻度で中間モードを動作させることができ、タッチパネル装置100の動作モードの選択精度を向上できる。
なお、中間モードにおいて、制御部115は、一方の電極群のうち、端部電極以外の複数の電極の検出値が所定の閾値以下であり、かつ、他方の電極群を構成する電極のうち、少なくとも一つの電極の検出値が所定時間において所定値以上変化している場合に、側面タッチモードを選択し、端部電極以外の複数の電極の検出値が所定の閾値より大きい場合に表面タッチモードを選択する構成としても良い。中間モードにおいて側面タッチモードが選択される要件が、「端部電極以外の複数の電極の検出値が閾値以下であること」のみである場合、ユーザがタッチ表面102近傍を操作しないことによって表面タッチモードから中間モードを経て、側面タッチモードへ切り替わるので、ユーザが側面タッチ操作を意図していない場合でも側面タッチモードへ切り替わる場合がある。中間モードにおいて側面タッチモードが選択される要件として、「端部電極以外の複数の電極の検出値の所定時間における変化量が所定値以上である」という項目を追加することにより、中間モードにおいて意図せず側面タッチモードが選択されることを低減できる。例えば、図6に示すステップS3またはステップS5に対して、「電極X2〜X5のすべての検出値が閾値TH1以下」である条件に加えて、この状態が所定時間継続する条件を加えてもよい。
図7はユーザの側面タッチ操作の時間経過を模式的に表した図であり、図8は実施の形態1に係るタッチパネル装置100のフローチャートの他の事例である。図8に示すフローチャートのステップS6からステップS8は、図6のフローチャートのステップS1からステップS3までの動作と同じである。電極X2〜X5のいずれの検出値も閾値TH1以下となった場合、すなわちステップS8がYESとなった場合以降の動作が、図6に示された動作と図8示された動作では異なる。ステップS8において電極X2〜X5のいずれの検出値も閾値TH1以下となった場合、制御部115は直ちに側面タッチモードを選択せず、ステップS9の判定作業を行うこととなる。ステップS9において、制御部115は、側周面103におけるタッチ操作があるか否かを、所定時間における電極Y1〜Y6の検出値の変化量が閾値TH3よりも大きいか否かで判定する。なお、検出値の変化量としては絶対値を用いる。そして、所定時間における電極Y1〜Y6の検出値の変化量が閾値TH3よりも大きい場合には(ステップS9のYES)、制御部115はタッチパネル装置100の動作モードとして側面タッチモードを選択する(ステップS10)。また、ステップS8またはステップS9の判定作業の結論がNOであった場合には、表面タッチモードが選択される(ステップS7)。
電極Y1〜Y6の検出値の変化量について、図7を用いて説明する。例えば、指11の位置が図7(a)に示す状態から、所定期間ΔT後の図7(b)に示す状態へ移動したとする。所定期間ΔTで指11が図7(a)から図7(b)に移動したことによって、検出値SY4は値VY14から値VY24に減少し、検出値SY6は値VY16から値VY26に増加する。簡単のため、他の電極の検出値は考慮しないとする。このときの検出値の変化量は|VY14−VY24|または|VY26−VY16|となる。これらの変化量の内、すくなくとも一つの変化量が閾値TH3より大きい場合には、制御部115はタッチパネル装置100の動作モードを側面タッチモードへ切り替える。なお、このときの検出値の変化量を|VY14−VY24|と|VY26−VY16|との和としてもよい。つまり、電極Y1〜Y6の各電極における検出値の変化量の総和で動作モードの判定を行うことにより、中間モードの判定作業の精度を向上できる。
図8のステップS10において、所定期間、側面タッチモードで動作した後、中間モードへ移行し(ステップS11およびステップS12)、ステップS8およびステップS9と同様の判定作業を行うこととなる。
なお、図8のステップS8、ステップS11の条件「電極X2〜X5の全ての検出値が閾値TH1以下」を「電極Y2〜Y5の全ての検出値が閾値TH1以下」に置き換え、且つ、ステップS9、ステップS12の条件「電極Y1〜Y6の内、少なくとも1つの電極の検出値の時間変化が閾値TH3より大きい」を「電極X1〜X6の内、少なくとも1つの電極の検出値の時間変化が閾値TH3より大きい」に置き換えても、同様の効果が得られる。
図9はユーザが携帯情報端末1を手(指11〜15)で保持しながら、タッチ表面102のポイントP11を指17でタッチした状態の模式図である。携帯情報端末1をその側周面103で保持している場合、側面タッチ操作と側周面103近傍における表面タッチ操作とを区別することが必要となる場合がある。これらを区別する方法として、例えば次のような2つの方法がある。
第1の方法は、側面タッチ操作の検出値と表面タッチ操作の検出値との比較によって区別する方法である。図9において、値VX11と値VY34とは、それぞれ、図9の状態での検出値SX1と検出値SY4の検出値の具体的な値を表す。指17のタッチによって、検出値SX1は値VX11から値VX21に増加し、検出値SY4は値VY34から値VY44に増加する。タッチ表面102に存在する電界は側面103aに存在する電界よりも大きい。そのため表面タッチ操作による検出値SX1と検出値SY4は、側面タッチ操作による検出値SX1と検出値SY4と区別できるほど十分に大きい。したがって、値VX11と値VX21との間および値VY34と値VY44との間に適当な閾値を設定することによって、側面タッチ操作と側周面103に近い位置の表面タッチ操作とを区別することができる。
第2の方法は、端部電極に隣接する電極の検出値によって区別する方法である。電極X1における指11のタッチの検出値と、電極X1に隣接する電極X2における指11のタッチの検出値との差を差d1とする。電極X1における指17のタッチの検出値と、電極X1に隣接する電極X2における指17のタッチの検出値との差を差d2とする。電極近傍の電界は電極からの距離の2乗で減衰するため、端部電極に隣接する電極の表面タッチ操作の検出値と側面タッチ操作の検出値の差は、端部電極における差よりもさらに大きくなる。すなわち差d1は差d2よりも十分大きい。よって、端部電極とそれに隣接する電極との検出値の差について適当な閾値を設けることによって、側面タッチ操作と側周面103に近い位置の表面タッチ操作とを区別することができる。
実施の形態1においては、側面タッチ操作と側周面103に近い位置の表面タッチ操作とを区別する方法は、上記のいずれの方法であっても、あるいは他の方法あってもよい。
次に表面タッチモードと側面タッチモードのそれぞれにおいて、電極X1〜X6と電極Y1〜Y6の具体的な駆動方法について、図2を用いて説明する。
表面タッチモードにおいては、上述したように制御部115は電極切替スイッチ111a、111bを切り替えて、電極X1〜X6と電極Y1〜Y6を交流信号入力源110aまたは交流信号入力源110bに接続して駆動する。電極X1〜X6と電極Y1〜Y6はそれぞれ独立して駆動される。スイッチRSW1〜RSW6が所定の時間間隔で切り替わり、電極X1〜X6が順に駆動され、同様に、スイッチTSW1〜TSW6が所定の時間間隔で切り替わり、電極Y1〜Y6が順に駆動される。電極X1〜X6の駆動が切り替わる時間間隔と電極Y1〜Y6の駆動が切り替わる時間間隔とは、指等の検知対象の動作に要する時間に比べて十分に短い。このような動作によって、表面タッチモードにおいては、表面タッチ操作をタッチ表面102上で満遍なく検知する。
一方、側面タッチモードにおいては、電極X1〜X6と電極Y1〜Y6は表面タッチモードのように満遍なく動作することはなく、操作指の存在する筐体の側周面103の領域における静電容量の変化のみを検出する動作となる。つまり、図7の事例であれば、側面103aの静電容量変化を検出するため、電極Y1〜Y6へ交流信号が印加され、それらの電極において検出値が導出され、電極X1〜X6へは交流信号が印加されず検出値も導出されない。そのため、側面タッチモードにおいては、側周面103の近傍の電界を強めるため、表面タッチモードではタッチ表面102に満遍なく分布していた電界を側周面103へ偏らせて分布させる工夫をしてもよい。これによって、タッチパネル装置100の側面タッチ操作時の感度を高めることができる。また、側面タッチモードで動作している際だけでなく中間モードにおいても、タッチパネル装置100の近傍に発生する電磁界の分布を偏らせ、側周面103の近傍の電界を強める事で、中間モードにおける判定作業の精度を向上させることができる。
側面タッチモードまたは中間モードにおいて、側周面103の近傍の電界を強めるか、またはタッチパネル装置100の近傍電界を偏らせる方法については後述する。
側面タッチモードまたは中間モードにおいて、制御部115は、第1の端部電極である電極X1と第2の端部電極である電極X6のそれぞれの検出値を比較し、比較の結果に基づいて電極X1と電極X6のどちらか一方を選択し、選択された端部電極の近傍を操作領域として選択する。ここで、本願における「操作領域」とは、選択された端部電極をも含む領域を指しており、更に、筐体の側周面103の内、選択された端部電極から誘起される電界が特に強い領域を指している。実施の形態1においては、操作領域として操作側面を選択する。すなわち、側面103a、103b、103c、103dのうち、選択された端部電極の近傍に位置する側面を操作側面として選択する。制御部115は操作側面の近傍に電界が偏るように、または、操作側面の近傍の電界が強くなるように、電極X1〜X6や電極Y1〜Y6の駆動方法や、グランドの状態(詳細は後述する)等を制御する。
操作側面は、例えばユーザが左右どちらの手で携帯情報端末1を使用しているかによって決める。図4に示されるように、携帯情報端末1をユーザが手で保持している状態において、制御部115は検出値SX1と検出値SX6とを比較することによって、操作指である親指がどちらの側面に位置しているか、または左右どちらの手で操作されているかを特定することができる。
例えば図4においては、操作指である親指(指11)が位置する側面103aを操作側面とする場合、検出値SX1と検出値SX6とを比較し、小さい方の側に親指(指11)が位置していると特定し、そちらの側面103aを操作側面とする。
例えば図7で、制御部115は、側面タッチモードにおいて、電極Y1〜Y6と交流信号入力源110aとを接続する頻度が、電極X1〜X6と交流信号入力源110bとを接続する頻度よりも高くなるように電極切替スイッチ111aと電極切替スイッチ111bとを制御してもよい。例えば、側面103aを操作側面とした場合、指11によってタッチ操作が行われる。そのため、電極Y1〜Y6の駆動頻度を電極X1〜X6の駆動頻度よりも高めることで、検出値SY1〜SY6を検出値SX1〜SX6よりも細かいタイムステップで得ることができる。これによって指11の動きの検出精度を高めることができる。また、電極X1〜X6の駆動頻度を低くすることで駆動による電力消費を抑えることができる。
なお、実施の形態1に係るタッチパネル装置において、制御部115は、電極X1〜X6のうち選択された電極と隣接する複数の電極の検出値を平均化した平均検出値を選択された電極の検出値としてもよい。同様に、制御部115は、電極Y1〜Y6のうち選択された電極と隣接する複数の電極の検出値を平均化した平均検出値を選択された電極の検出値としてもよい。すなわち、隣接する複数の電極の検出値を平均化した平均検出値によって指等の動きを検知する。これによって検出値に含まれるノイズを平滑化し、特異点的な誤りを除去でき、指の移動位置を特定する精度を高めることができる。例えば図7に示すように、指11が側面103aを側面タッチ操作している場合、検出値SY2〜SY4の値の加算平均を検出値SY3の値とし、検出値SY3〜SY5の値の加算平均で検出値SY4の値として指11の移動を検知する。このようにすることで、例えば指12〜15等による影響などを除去し、指11の移動位置を特定する精度を向上させることができる。
なお、本願の実施例では第1の端部電極を電極X1とし、第2の端部電極を電極X6としているが、これに限られない。本願の実施例で、電極X1〜X6と電極Y1〜Y6とで構成の区別はない。そのため、第1の端部電極を電極Y1とし、第2の端部電極を電極Y6として、電極X1〜X6と電極Y1〜Y6の動作を入れ替えても、タッチパネル装置100は同様に動作する。この場合、図2において側面103b、103dへの側面タッチ操作を検知することができる。また、必要に応じて第1の端部電極と第2の端部電極を、電極X1と電極X6、または電極Y1と電極Y6に切り替えてもよい。
また、以上の説明において側面103a、103b、103c、103dのうち1つの側面を操作側面として選択しているが、これに限られない。操作側面として側面103a、103b、103c、103dのうち対向する2側面を選択してもよく、また例えば隣接する2側面を選択してもよい。例えば、互いに対向する側面103aと側面103cを操作側面として選択した場合でもタッチパネル装置100を同様に動作させることができ、ユーザは対抗する2側面の両方において側面タッチ操作ができる。また例えば互いに隣接する側面103aと側面103bを操作側面として選択した場合でも、タッチパネル装置100を同様に動作させることができ、ユーザは隣接2側面に亘る側面タッチ操作ができる。
以下、側面タッチモードまたは中間モードにおいて、側周面103の近傍の電界を強めるか、またはタッチパネル装置100の近傍電界を偏らせる方法についての事例を説明する。
(変形例1)
図10は実施の形態1の変形例1のタッチパネル装置200の構成の模式図である。なお、タッチパネル装置100と共通の構成については同じ参照番号を付して説明する。
図10は実施の形態1の変形例1のタッチパネル装置200の構成の模式図である。なお、タッチパネル装置100と共通の構成については同じ参照番号を付して説明する。
タッチパネル装置200はタッチパネル装置100の構成に加えて、電極切替スイッチ111cと検出部114cと交流信号入力源110cをさらに有する。電極切替スイッチ111cはスイッチTSW11〜TSW16で構成される。電極切替スイッチ111cは、電極Y1〜Y6に電極切替スイッチ111bが接続されている側とは反対側の端部に電気的に接続されている。電極Y1〜Y6はスイッチTSW11〜TSW16を介して交流信号入力源110cと検出部114cとに電気的に接続されている。
交流信号入力源110cから電極Y1〜Y6のうち少なくとも1つの電極に交流信号が入力されている場合、すなわち、側面103a側の電極Y1〜Y6の一方の端部から(矢印D1方向から)交流信号が入力されている場合、側面103cの側の電極Y1〜Y6の他方の端部からは交流信号が入力されず、スイッチTSW1〜TSW6は開放状態となっている。そのため、電極Y1〜Y6のうち交流信号が印加された電極(図10の場合では電極Y4が該当)の近傍に誘起される電界のX軸方向の分布は分布曲線EAのようになり、側面103cの側に電界が偏る。逆に、制御部115が電極切替スイッチ111b、111cの状態を制御し、側面103c側の電極Y1〜Y6うち少なくとも1つの電極(図10の場合では電極Y3が該当)の端部から(矢印D2方向から)交流信号を入力すると共に、側面103a側の電極Y1〜Y6を開放状態とした場合、電極Y1〜Y6のX軸方向の電界の分布は分布曲線EBのようになり、側面103aの側に電界が偏る。
表面タッチモードまたは中間モードにおいて、制御部115は、電極切替スイッチ111bと電極切替スイッチ111cを制御することによって、矢印D1または矢印D2の方向から所定の時間間隔で交互に電極Y1〜Y6に交流信号を入力する構成としても良い。これによって、側面103a、103cの近傍の電界を交互に強めることができ、側面103a、103cの近傍の検知対象の動きを精度よく検出する事が可能となる。特に中間モードにおいては動作モードの選択精度が向上すると共に、操作領域の選択精度も向上させることができる。
また、側面タッチモードにおいて、直前の中間モードで操作側面(操作領域)が選択されている場合には、制御部115は操作側面の近傍の電界が強められるように、電極切替スイッチ111bと電極切替スイッチ111cとを制御する。例えば、側面103aが操作側面に選択されていた場合には、制御部115は電極切替スイッチ111bを制御して電極Y1〜Y6のうち少なくとも1つの電極と交流信号入力源110bとを電気的に接続し、矢印D2方向から電極Y1〜Y6に交流信号を入力すると共に、電極切替スイッチ111cを制御して電極Y1〜Y6と交流信号入力源110cとが直流的に接続されないようにする。これによってタッチパネル装置200の近傍電界の分布が分布曲線EBのようになり、操作側面である側面103aの電界を強め、操作側面ではない側面103cの電界を弱めることができる。これにより、操作側面である側面103aにおけるタッチ操作の検出感度を高めることができるとともに、側面103cに位置している指等の影響を低減できる。
なお、表面タッチモードの場合は矢印D1、D2のどちらか一方向のみから電極Y1〜Y6へ交流信号を入力してもよいし、交互に入力してもよい。
なお、交流信号入力源110a、110b、110cは3つの別の交流信号入力源ではなく、1つの共通の交流信号入力源であってもよい。同様に、検出部114a、114b、114cは3つの別の検出部ではなく、1つの共通の検出部であってもよい。
(変形例2)
図11は実施の形態1の変形例2のタッチパネル装置300の構成の模式図である。なお、タッチパネル装置100と共通の構成については同じ参照番号を付して説明する。
図11は実施の形態1の変形例2のタッチパネル装置300の構成の模式図である。なお、タッチパネル装置100と共通の構成については同じ参照番号を付して説明する。
タッチパネル装置300はタッチパネル装置100の構成に加えて、電極切替スイッチ111cと、検出部114cと、交流信号入力源110cをさらに有する。また、電極Y1〜Y6の代わりに、電極Y11〜Y16と電極Y21〜Y26を有する。電極Y11〜Y16と電極Y21〜Y26は、電極Y1〜Y6がそれぞれの中央で分割された構成に相当する。電極Y11〜Y16は側面103c側でスイッチTSW1〜TSW6に接続される。電極Y21〜Y26は側面103a側でスイッチTSW11〜TSW16に接続される。
なお、電極を分割する位置は電極の中央でなくてもよい。すなわち、電極Y11〜Y16と電極Y21〜Y26とは、互いに異なる長さであってもよい。またX軸方向に延びる電極に換えてY軸方向に延びる電極を分割してもよく、あるいは両方の電極を分割してもよい。
電極Y11〜Y16または電極Y21〜Y26のうち一方の側の電極のみを駆動させることによって、タッチパネル101の電界を偏らせることができる。例えば側面タッチモードにおいて、直前の中間モードで側面103aが操作側面(操作領域)として選択されている場合、操作側面の近傍に電極の一部が位置する電極Y21〜Y26を駆動(「駆動」とは、交流信号が印加されることを指している)し、電極Y11〜Y16は駆動しない。これによって、電界を側面103aの側に偏らせるとともに、電極Y11〜Y16は駆動しないことで消費電力を抑えることができる。更に、制御部115が電極切替スイッチ111bの状態を制御して、操作側面の近傍に位置しない電極Y11〜Y16をグランドへ接続する事により(図11の電極切替スイッチ111bの構成を図12の電極切替スイッチ111bの構成に変更すれば実現可能)、タッチパネル装置300の近傍電界の偏りを側面103a側へ更に大きくすることができる。これにより、操作側面である側面103aにおけるタッチ操作の検出感度を高めることができるとともに、側面103cに位置している指等の影響を低減できる。
表面タッチモードまたは中間モードにおいて、制御部115は、電極切替スイッチ111bと電極切替スイッチ111cを制御することによって、電極Y11〜Y16のうち少なくとも1つの電極と電極Y21〜Y26のうち少なくとも1つの電極とに、所定の時間間隔で交互に交流信号を入力する構成としても良い。これによって、側面103a、103cの近傍の電界を交互に強め、または、交互に弱めることができ、結果、側面103a、103cの近傍の検知対象の動きを精度よく検出する事が可能となる。特に中間モードにおいては、動作モードの選択精度が向上すると共に、操作領域の選択精度も向上させることができる。
(変形例3)
図12は、実施の形態1の変形例3のタッチパネル装置400の構成の模式図である。なお、タッチパネル装置100と共通の構成については同じ参照番号を付して説明する。
図12は、実施の形態1の変形例3のタッチパネル装置400の構成の模式図である。なお、タッチパネル装置100と共通の構成については同じ参照番号を付して説明する。
タッチパネル装置400は、電極X1〜X6がグランド130aに直流的に接続可能であり、電極Y1〜Y6がグランド130bに直流的に接続可能である点でタッチパネル装置100と異なる。電極X1〜X6は電極切替スイッチ111aが切り替わることによって、交流信号入力源110aおよび検出部114a、または、グランド130aに接続される。電極Y1〜Y6は電極切替スイッチ111bが切り替わることによって、交流信号入力源110bおよび検出部114b、または、グランド130bに接続される。
表面タッチモードにおいて、制御部115は駆動させている電極を除く複数の電極の内、少なくとも1つの電極を接地する。例えば電極X3がスイッチRSW3によって交流信号入力源110aに接続され、駆動されているときは、電極X1、X2、X4〜X6はそれぞれスイッチRSW1、RSW2、RSW4〜RSW6によってグランド130aに接続され接地される。また、その際、電極Y1〜Y6についてもグランド130bに直流的に接続されるように、制御部115は電極切替スイッチ111bの状態を制御しても良い。接地された電極によって、外部から発せされる電磁波ノイズが遮蔽されるので、電極X3の検出感度を高めることができる。
側面タッチモードまたは中間モードにおいて、制御部115は、電極切替スイッチ111bを制御して電極Y1〜Y6のうち少なくとも1つの電極を交流信号入力源110bと検出部114bとに電気的に接続状態とする。更に、制御部115は、操作領域が103aに設定されていると仮定すると、操作領域に位置する端部電極X1が開放状態となり、且つ、端部電極X1以外の電極X2〜X6のうち少なくとも1つの電極がグランドと接続状態となるように電極切替スイッチ111aを制御する。このように制御部115がタッチパネル装置400を制御する構成としても良い。図12を用いて具体的に説明する。中間モードで操作領域として側面103aが選択されている場合に、当該中間モードの直後の側面タッチモードにおいて、制御部115は電極Y1〜Y6が順次駆動されるように、電極切替スイッチ111bを制御する。同時に、制御部115は、電極Y1〜Y6のうち駆動されていない電極がグランド130bへ接続されるように電極切替スイッチ111bを制御する。同時に、制御部115は、側面103aを含む操作領域に位置している電極X1とそれに隣接して配置されている電極X2、X3が開放状態となり、電極X4〜X6がグランド130aへ接続されるように電極切替スイッチ111aの状態を制御する。電極X1〜X6の中で側面103aを含む操作領域に位置する、または、操作領域に近い電極(図12においては電極X1〜X3が該当)を開放状態とし、電極X1〜X6の中で操作領域から遠い電極(図12においてはX4〜X6が該当)をグランドへ接続する事により、電極Y1〜Y6の中で駆動された少なくとも1つ以上の電極から誘起される電界の分布を偏らせる事ができ、結果、側面103aを含む操作領域の電界を向上し、操作領域ではない側面103cの電界を低減することが可能となる。これにより操作領域内の検知対象の動きを精度よく検出する事が可能となる。特に中間モードにおいては、動作モードの選択精度が向上すると共に、操作領域の選択精度も向上させることができる。
(変形例4)
図13は実施の形態1の変形例4のタッチパネル装置500の構成の模式図である。なお、タッチパネル装置100と共通の構成については同じ参照番号を付して説明する。
図13は実施の形態1の変形例4のタッチパネル装置500の構成の模式図である。なお、タッチパネル装置100と共通の構成については同じ参照番号を付して説明する。
タッチパネル装置500はタッチパネル装置100の構成に加えて導体パターン140を有する。導体パターン140は、例えば、図3の電極層120に形成されるとともに、電極X1〜X6および電極Y1〜Y6の周囲を概ね囲うように配置されている。
なお、電極X1〜X6および電極Y1〜Y6の周囲に設けられた導体パターン140は、必ずしも電極X1〜X6および電極Y1〜Y6が存在する平面と同一平面に形成されなくてもよい。導体パターン140は、図1に示す筐体104の開口部104aより広い周回パターンで構成され、透明電極材料よりも導電率の高い透明でない導電材料にて実現されても良い。
また、タッチパネル装置500は、制御部115に電気的に接続され、導体パターン140をグランド130cと接続状態になるように、または、導体パターン140をグランド130cと開放状態になるように、選択的に切り替えるスイッチSW10を有している。
スイッチSW10の状態は制御部115によって制御される。
スイッチSW10の状態は制御部115によって制御される。
表面タッチモードにおいて、制御部115はスイッチSW10の状態を切り替えて導体パターン140をグランド130cへ接続し、接地させてもよい。導体パターン140を接地させることにより、外部からの電磁波ノイズを遮蔽することができる。
一方、側面タッチモードまたは中間モードで動作している場合に、制御部115はスイッチSW10の状態を切り替えて導体パターン140をグランド130cから切り離して非接地(開放状態)としてもよい。導体パターン140が開放状態である場合、駆動された電極から発生する電界は側周面103側へ漏れ易くなり、側周面103の電界の分布を増加させることができる。これにより、側周面103近傍の検知対象の動きを精度良く検出する事が可能となる。特に中間モードにおいては、動作モードの選択精度が向上すると共に、操作領域の選択精度も向上させることができる。
(変形例5)
図14、図15、図16は、実施の形態1の変形例5のタッチパネル装置600、601の模式図である。なお、タッチパネル装置600、601の基本的な構成はタッチパネル装置500と同様であり、共通の構成については同じ参照番号を付して説明する。また、タッチパネル装置600、601の電極と交流信号入力源と制御部などの構成については図2、図10、図11、図12に示すいずれの構成であってもよい。タッチパネル装置600は、タッチパネル装置500の導体パターン140を複数の分割導体パターン141a、141b、141c、141dに変更したものである。
図14、図15、図16は、実施の形態1の変形例5のタッチパネル装置600、601の模式図である。なお、タッチパネル装置600、601の基本的な構成はタッチパネル装置500と同様であり、共通の構成については同じ参照番号を付して説明する。また、タッチパネル装置600、601の電極と交流信号入力源と制御部などの構成については図2、図10、図11、図12に示すいずれの構成であってもよい。タッチパネル装置600は、タッチパネル装置500の導体パターン140を複数の分割導体パターン141a、141b、141c、141dに変更したものである。
分割導体パターン141a、141b、141c、141dは、電極X1〜X6、電極Y1〜Y6の周囲に設けられ、図14、図15の事例では側面103a、103b、103c、103dと対向する位置に、それぞれの側面と略平行に配置されている。図15の分割導体パターン141a、141b、141c、141dは、それぞれスイッチSW11、SW12、SW13、SW14によってグランドまたは交流信号入力源110e、110f、110g、110hに接続を切り替え可能である。また、図14の分割導体パターン141a、141b、141c、141dは、それぞれスイッチSW11、SW12、SW13、SW14によってグランドまたは開放状態に接続を切り替え可能である。
図14、図15のタッチパネル装置600の表面タッチモードにおいて、制御部115は分割導体パターン141a、141b、141c、141dをグランドに接続し接地させ、外部からの電磁波ノイズを遮蔽する。
図14のタッチパネル装置600の側面タッチモードまたは中間モードにおいて、制御部115は分割導体パターン141a、141b、141c、141dの少なくとも1つを非接地としてもよい。これによって側周面103付近に電界を漏れさせることができ、側周面103付近の検出感度を高めることができる。また操作側面(操作領域)が選択されている場合、操作側面の近傍に位置する導体パターンを選択的に非接地とする(それ以外の導体パターンは接地状態を維持する)。例えば側面103aが操作側面として選択されている場合は、制御部115は分割導体パターン141aを非接地とし、分割導体パターン141b、141c、141dを接地させる。これによって、操作側面の近傍における漏れ電界を特に強めることができると共に、操作側面以外の筐体側面近傍の漏れ電界を弱めることができ、タッチパネル装置600の側面タッチモード時または中間モード時の検出感度を高めることができる。
更に、図15の側面タッチモードまたは中間モードにおいて、制御部115はスイッチSW11、SW12、SW13、SW14の状態を制御し、分割導体パターン141a、141b、141c、141dに、それぞれ、交流信号入力源110e、110f、110g、110hから交流信号を入力してもよい。これによって筐体側周面に近い導体パターンから直接的に電界を誘起できるため、側周面103付近の電界を強くすることができる。また、操作側面が選択されている場合、操作側面の近傍に位置する導体パターンに交流信号を入力し、それ以外の導体パターンは接地させてもよい。例えば側面103aを操作側面として選択している場合は、制御部115は分割導体パターン141aに交流信号を入力し、分割導体パターン141b、141c、141dはグランドに接続する。これによっても、操作側面の近傍における漏れ電界を特に強めることができると共に、操作側面以外の筐体側面近傍の漏れ電界を弱めることができ、タッチパネル装置600の側面タッチモード時または中間モード時の検出感度を高めることができる。
なお、導体パターンの形状や数は変形例5に示したものに限られない。例えば、図16に示すタッチパネル装置601のように、導体パターンの形状を隣接する2側面に沿って形成してもよい。例えば、側面103aと側面103dに渡って分割導体パターン142aを、側面103dと側面103cに渡って分割導体パターン142dを、側面103cと側面103bに渡って分割導体パターン142cを、側面103bと側面103aに渡って分割導体パターン142bを形成してもよい。また、図14〜16においては、4つの分割導体パターンを用いた事例を示したが、これに限られず、5つ以上の分割導体パターンを用いた構成であってもよい。分割数を増す事により、それら分割導体パターンに交流信号を印加する構成であれば、側面タッチモード時または中間モード時における検出対象の位置変化検出の分解能を向上させることができる。
なお、図16のタッチパネル装置601についても、図14同様に、各分割導体パターンを開放状態にできる構成としてもよい。これにより、図14同様の効果を得る事ができる。
(変形例6)
図17は実施の形態1の変形例6に係るタッチパネル装置700の構成の模式図である。なお、タッチパネル装置100と共通の構成については同じ参照番号を付して説明する。また、タッチパネル装置700の電極と交流信号入力源と制御部などの構成については図2、図10、図11、図12に示すいずれの構成であってもよい。
図17は実施の形態1の変形例6に係るタッチパネル装置700の構成の模式図である。なお、タッチパネル装置100と共通の構成については同じ参照番号を付して説明する。また、タッチパネル装置700の電極と交流信号入力源と制御部などの構成については図2、図10、図11、図12に示すいずれの構成であってもよい。
タッチパネル装置700は、シールド層125の代わりに切り欠き部150を有するシールド層125aを有する点で図2に示すタッチパネル装置100と異なる。切り欠き部150は、矩形の形状のシールド層125から端部電極の電極X1と電極X6の少なくとも一部と対向する領域が切り取られた形状である。制御部115はスイッチSW15の状態を制御する事により、シールド層125aとグランドが接続状態となるように、または、シールド層125aが開放状態となるように選択的に切り替える。
切り欠き部150には、グランドに接続されたシールド層125aが存在しないため、図2のシールド層125を用いたときよりも、電極X1〜X6、Y1〜Y6から誘起される電界が側面103a近傍と側面103c近傍とに漏れる傾向となるため、側面103a近傍と側面103c近傍の電界分布を強化することができる。これによって、側面103aと側面103cの近傍の検出感度を高めることができる。
以上に述べた機能を発揮するシールド層の形状としては、図17に示すシールド層125a以外の形状であってもよい。すなわち、側周面103からシールド層の周縁までの距離が異なる複数の部分を有するシールド層であればよい。例えば、側面103bからシールド層の周縁までの距離または側面103dからシールド層の周縁までの距離が、側面103aからシールド層の周縁までの距離または側面103cからシールド層の周縁までの距離よりも大きい、略矩形状のシールド層でもよい。要は、操作領域となる可能性の高い筐体側面近傍にシールド層125aの切り欠き部150を設け、操作領域の電界強度を向上させる構成とすればよい。
(変形例7)
図18、図19は実施の形態1の変形例7のタッチパネル装置701の構成の模式図である。なお、タッチパネル装置700と共通の構成については同じ参照番号を付して説明する。また、タッチパネル装置701の電極と交流信号入力源と制御部などの構成については図2、図10、図11、図12に示すいずれの構成であってもよい。
図18、図19は実施の形態1の変形例7のタッチパネル装置701の構成の模式図である。なお、タッチパネル装置700と共通の構成については同じ参照番号を付して説明する。また、タッチパネル装置701の電極と交流信号入力源と制御部などの構成については図2、図10、図11、図12に示すいずれの構成であってもよい。
タッチパネル装置701は、図17の切り欠き部150の位置に分割シールド層160、161を有する点でタッチパネル装置700と異なる。図19において、分割シールド層160、161はそれぞれスイッチSW16、SW17によってグランドと交流信号入力源110i、110jに選択的に接続される。図18において、分割シールド層160、161はそれぞれスイッチSW16、SW17によってグランドとまたは開放状態に選択的に接続される。
図18、図19のタッチパネル装置701の表面タッチモードにおいて、制御部115はスイッチSW15、SW16、SW17を制御してシールド層125aと分割シールド層160、161をグランドに接続してもよい。これにより、近傍から到来するノイズの影響を低減できる。また、表面タッチモードにおいて、タッチ表面102近傍の感度を向上させるため、シールド層125aを開放状態とし、且つ、分割シールド層160、161を接地状態としてもよい。これにより、タッチ表面102近傍の電界を高めながら、筐体側面へ漏れ出す電界を分割シールド層160、161で抑えることができる。また、制御部115は、随時、スイッチSW15、SW16、SW17の状態を制御し、タッチパネル装置701の近傍の電界分布を最適化してもよい。
図18のタッチパネル装置701の側面タッチモードまたは中間モードにおいて、制御部115はスイッチSW15、SW16、SW17を制御して、シールド層125aとグランドとを接続状態に、且つ、分割シールド層160、161を開放状態にしてもよい。これにより、分割シールド層160、161近傍に漏れ出す電界を増やす事ができ、筐体側面における検出感度を向上させることができる。また、操作領域近傍の分割シールド層のみ開放状態にし、それ以外の分割シールド層およびシールド層125aをグランドと接続状態としても良い。これにより操作領域の電界を高めると共に、操作領域以外の筐体側面の電界を弱める事ができるため、側面タッチモード時または中間モード時の検出感度を向上させることができる。
なお、図19のタッチパネル装置701の側面タッチモードまたは中間モードにおいて、制御部115はスイッチSW15、SW16、SW17を制御して、シールド層125aとグランドとを接続状態に、且つ、分割シールド層160、161を交流信号入力源110i、110jに接続し、分割シールド層160、161に交流信号を入力してもよい。これによって側面103aと側面103cの近傍の電界を強め、側面タッチ操作の検出感度を高めることができる。
また、操作側面(操作領域)が選択されている場合は、分割シールド層160、161のうち操作側面の側または近傍に位置する方のみ交流信号を入力し、他方およびシールド層125aは接地状態としてもよい。これによって側面タッチ操作を行わない側面ではシールドとして働かせながら側面タッチ操作を行う側面の電界を強くすることができる。
(変形例8)
図20は実施の形態1の変形例8のタッチパネル装置800の構成の模式図、図21は実施の形態1の変形例8のタッチパネル装置800の斜視図である。なお、タッチパネル装置100と共通の構成については同じ参照番号を付して説明する。また、タッチパネル装置800の電極と交流信号入力源と制御部などの構成については図2、図10、図11、図12に示すいずれの構成であってもよい。
図20は実施の形態1の変形例8のタッチパネル装置800の構成の模式図、図21は実施の形態1の変形例8のタッチパネル装置800の斜視図である。なお、タッチパネル装置100と共通の構成については同じ参照番号を付して説明する。また、タッチパネル装置800の電極と交流信号入力源と制御部などの構成については図2、図10、図11、図12に示すいずれの構成であってもよい。
タッチパネル装置800は筐体104の内側に筐体シールド162を有する。筐体シールド162は導体などからなる電磁波シールド材である。筐体シールド162は筐体104の表面の開口部以外の面、すなわち側周面103および表面と対向する面である背面のそれぞれの内側に形成されている。タッチ操作領域170は側面103aに設けられている。筐体シールド162は側周面103のうちタッチ操作領域170の内面を除いて形成される。そのためタッチ操作領域170では、筐体シールド162が形成されている箇所に対向する側周面103近傍に比べて電極X1〜X6、Y1〜Y6から誘起される電界が多く分布している。これによって側面103aのうちタッチ操作領域170において検出感度を高くすることができる。
ユーザはタッチ操作領域170をタッチすることによって側面タッチ操作をする。すなわち、変形例8では操作側面は側面103aに一義に決定される。
タッチパネル装置800が側面タッチモードで動作している場合に、制御部115は、電極Y1〜Y6のうち、その延長上にタッチ操作領域170が存在している電極にのみ交流信号を印加し、それら電極からの検出信号によって側面タッチ操作の状況を判断してもよい。これにより、側面タッチモードにおける消費電力を低減できると共に、検出精度を向上させることができる。なお、図20の場合、「電極の延長上にタッチ操作領域170が存在している電極」とは電極Y4、Y5である。同様に、中間モードにおいても、電極Y1〜Y6のうち、その延長上にタッチ操作領域170が存在している電極にのみ交流信号を印加し、それら電極からの検出信号によって側周面103近傍の検出対象物の状況を検出してもよい。これにより、中間モードにおける判定作業の精度を向上させることができる。
また、タッチパネル装置800が側面タッチモードまたは中間モードで動作している場合に、電極Y1〜Y6のうちその延長線上にタッチ操作領域170が存在している電極の駆動頻度を他の電極よりも高くしてもよい。すなわち、図20、21におけるタッチパネル装置800においては、電極Y4、Y5の駆動頻度を他の電極よりも高くしてもよい。このように側面タッチ操作を行う領域の検出頻度をその他の側周面領域の検出頻度よりも高くすることで、電力消費を抑えながら効率よく側面タッチ操作を検出することができる。
なお、変形例8では、タッチ操作領域170は側面103aに設けているが、これに限られない。すなわち、タッチ操作領域170を側周面103に複数個所設けてもよい。また、タッチ操作領域170が側周面103のどの位置であるかを、ユーザが携帯情報端末1の外観から容易に視認するため、図21に示すように、タッチ操作領域170に操作部170aを設けてもよい。
(実施の形態2)
実施の形態2に係るタッチパネル装置200について、図面を参照しながら説明する。図22は実施の形態2に係るタッチパネル装置200の構成の模式図である。なお、実施の形態1におけるタッチパネル装置100と共通の構成については同じ参照番号を付して説明する。
実施の形態2に係るタッチパネル装置200について、図面を参照しながら説明する。図22は実施の形態2に係るタッチパネル装置200の構成の模式図である。なお、実施の形態1におけるタッチパネル装置100と共通の構成については同じ参照番号を付して説明する。
タッチパネル装置200は投影型静電容量方式の相互容量型のタッチパネルである。タッチパネル装置200において、電極X1〜X6はスイッチRSW1〜RSW6を介して交流信号入力源110aに接続されるが、図2における検出部114aには接続されない点でタッチパネル装置100と異なる。また、図22における電極Y1〜Y6はスイッチTSW1〜TSW6を介して検出部114bに接続されるが、図2における交流信号入力源110bには接続されない点でタッチパネル装置100と異なる。
相互容量型のタッチパネルがタッチを検出する原理について簡単に説明する。相互容量型では交流信号が入力される駆動電極と、駆動電極との間に発生する静電容量の変化を検知する検知電極とでタッチを検出する。実施の形態2では、複数の第1の電極である電極X1〜X6が駆動電極、複数の第2の電極である電極Y1〜Y6が検知電極に相当する。電極X1〜X6は両端に位置する第1の端部電極である電極X1と第2の端部電極である電極X6を有する。電極Y1〜Y6は両端に位置する第3の端部電極であるY1と第4の端部電極であるY6を有する。タッチパネル101の断面状態は、実施の形態1に係るタッチパネル装置の場合と同様であり、図3に示すような構成を有している。但し、実施の形態1の場合同様に、図3のシールド層125は必須の構成ではなく、場合によっては不要である。
制御部115は、電極切替スイッチ111aを切り替えることによって順に電極X1〜X6に交流信号を入力し、各電極を駆動する。制御部115は、例えば、電極X1を駆動している間に、電極切替スイッチ111bを切り替えて、電極Y1〜Y6と検出部114bとを順に接続し、電極X1と電極Y1〜Y6とのそれぞれの交点の電極間の静電容量の変化を検知する。電極X2〜X6も同様に駆動されることで、電極X1〜X6と電極Y1〜Y6との全ての複数の交点の電極間の静電容量の変化が検知される。検出部114bは検知した静電容量の変化を検出値として制御部115に出力する。尚、本願における「検出値」とは、電極の近傍に検出対象が無い場合の静電容量の値(またはその換算値)からの変化量の大きさを表す値である。
例えば、指18がポイントP1をタッチした場合、電極X3が駆動され、かつ、電極Y5が検出部114bに接続されたときに、検出部114bが静電容量の変化を検知する。検知された静電容量の変化が検出値として検出部114bから制御部115に出力され、ポイントP1のタッチが検知される。
自己容量型では各電極が駆動と検知の両方の役割を担うため、マルチタッチを検知する場合に座標を特定することができないが(マルチタッチの座標として2つの候補が検出され、そのどちらが真値か特定できない)、相互容量型ではマルチタッチの場合でもそれぞれのタッチ位置座標を特定する事ができる。
端部電極である電極X1、X6と電極Y1〜Y6との複数の交点を含む範囲を第1の領域である領域A1とする。電極X1、X6以外の電極X2〜X5と電極Y1〜Y6との複数の交点を含む範囲を第2の領域である領域A2とする。すなわち電極X1と電極Y1の交点の座標を(X1、Y1)と表すと、領域A1に含まれる座標はこれらの交点のうち、座標(X1、Y1)、(X1、Y2)、(X1、Y3)、(X1、Y4)、(X1、Y5)、(X1、Y6)および(X6、Y1)、(X6、Y2)、(X6、Y3)、(X6、Y4)、(X6、Y5)、(X6、Y6)であり、領域A2に含まれる座標はこれら以外の座標である。
実施の形態2におけるタッチパネル装置200も、実施の形態1に係るタッチパネル装置100と同様に、タッチパネル101の表面への検知対象の近接に起因する検出値に基づいて動作する表面タッチモードと、電極X1、X6、Y1、Y6のうち少なくとも1つの近傍への検知対象の近接に起因する検出値に基づいて動作する側面タッチモードと、制御部115が表面タッチモードと側面タッチモードのどちらのモードを選択するかを判断する中間モードとを備えている。具体的には、表面タッチモードにおいては、所定期間ごとに電極X1〜X6と電極Y1〜Y6の全交点座標において検出値が導出され、タッチパネル101の表面近傍の検出対象(指やスタイラスペン等)の有無、動きを検知する。また、側面タッチモードにおいては、端部電極X1と電極Y1〜Y6との交点座標と、端部電極X6と電極Y1〜Y6との交点座標の内、少なくとも一方の交点座標において検出値が導出され、側周面103近傍の操作指等の動きを検知する。これにより、表面タッチモードに対して電力消費量を低減できる。
次に、タッチパネル装置200の中間モードにおける動作説明を行うと共に、タッチパネル装置200の表面タッチモードと側面タッチモードと中間モードの動作の流れについて説明する。
図23は、実施の形態2に係るタッチパネル装置200の表面タッチ操作の時間経過を表す模式図である。図24は実施の形態2に係るタッチパネル装置200の表面タッチモードと中間モードと側面タッチモードの切り替え動作のフローチャートである。
図24に示す切り替え動作のフローチャートは、実施の形態1に係るタッチパネル装置の図6に示すフローチャートと概略は同じである。実施の形態1のタッチパネルの型式が自己容量型であるのに対して、実施の形態2のタッチパネルの形式が相互容量型であることに応じて、駆動される電極及び検出に利用される電極が、適宜、置き換わっている点と、中間モードの動作内容(図24のステップS17、S19)が異なる。尚、図24において、電源ON(ステップS15)の後、表面タッチモードで、所定期間動作させてもよいし(ステップS16)、側面タッチモードで所定期間動作させても良い。すなわち、図24において、ステップS15の後、ステップS16とステップS17のフローを飛ばし、ステップS18のフローで動作させてもよい。図22に示す制御部115は、電源ONした直後のタッチパネル装置200の状態をステップS16とするか、ステップS18とするかを、ユーザの使用状況に基づいて決定してもよい。
図22に示す制御部115は、図24に示すように表面タッチモードまたは側面タッチモードで所定期間動作させた後、タッチパネル装置200の動作モードを中間モードへ切り替える。また、表面タッチモードが選択されてから中間モードが選択されるまでの期間は、側面タッチモードが選択されてから中間モードが選択されるまでの期間よりも短い構成としても良い。この理由および効果については、実施の形態1に係るタッチパネル装置100の場合と同様である。
図23(a)において、値aV14は座標(X1、Y4)の検出値を表す。図23(a)→図23(b)→図23(c)の順に示すように、指18の表面タッチ操作に伴って座標ごとに検出値が得られる。図23(a)〜(c)から分かるように、ユーザが表面タッチ操作をおこなっているときは、領域A1で得られる検出値よりも、領域A2における表面タッチ位置の座標で得られる検出値が大きく、また、その時間的変化も大きくなる傾向にある。なお、簡単のため、ノイズ等の影響は、図23(a)〜(c)の検出値の記載からは省略している。
図24に示すフローチャートのステップS17とステップS19の中間モードにおいて、制御部115は、領域A2におけるすべての検出値が閾値TH4以下である場合に、側面タッチモードを選択し、領域A2における少なくとも1つの検出値が閾値TH4より大きい場合に、表面タッチモードを選択する。または、この中間モードにおける判定作業の内容に代えて、制御部115は、領域A2におけるすべての検出値が閾値TH4以下であり、かつ、領域A1における少なくとも1つの検出値の所定時間における変化量が閾値TH5より大きい場合に側面タッチモードを選択し、領域A2における少なくとも1つの検出値が閾値TH4より大きい場合に、表面タッチモードを選択する構成としても良い(図26参照)。
図26は、実施の形態2に係るタッチパネル装置200の表面タッチモードまたは側面タッチモードの切り替え動作のフローチャートである。図26において、領域A2におけるすべての検出値が閾値TH4以下であり(ステップS22、ステップS25のYES)、かつ、領域A1におけるすべての検出値の所定時間における変化量が閾値TH5以下の場合(ステップS23、ステップS26のNO)、表面タッチモードが選択される(ステップS21)。領域A2におけるすべての検出値が閾値TH4以下であり(ステップS22、ステップS25のYES)、かつ、領域A1におけるすべての検出値の所定時間における変化量が閾値TH5より大きい場合(ステップS23、ステップS26のYES)、側面タッチモードが選択される(ステップS24)。図24、図26に示すフローチャートを採用する事による効果等は、実施の形態1に係るタッチパネル装置100の場合と同様である。閾値TH4、TH5の設定についても、実施の形態1の各閾値の設定指針が適応できる。要は、実施の形態1に係るタッチパネル装置が自己容量型であるのに対し、実施の形態2に係るタッチパネル装置が相互容量型である点に関連し変更される技術内容を除き、実施の形態1で説明した事項は、実施の形態2においても同様に言える。
図23(a)、図23(b)に示すように、指18がタッチ表面102においてタッチ操作を行い、閾値TH4より大きい値aV35、値bV44が検出値として検出されている場合は、制御部115は表面タッチモードを維持する(ステップS17のNO)。
ユーザがタッチ表面102を操作しない場合にタッチパネル装置200は側面タッチモードとなる。すなわち領域A2の検出値が閾値TH4以下となる場合(ステップS17のYES)に、タッチパネル装置200は側面タッチモードとなる(ステップS18)。
タッチパネル装置200は、所定期間、側面タッチモードで動作した後、中間モードへ移行し(ステップS19)、領域A2の各交点座標の検出値と閾値TH4とを比較し、領域A2内のいずれの交点座標の検出値も閾値TH4以下である場合は側面タッチモードを選択する(ステップS19でYES)。所定期間毎に移行される中間モードにおいて、領域A2内の各交点座標の検出値と閾値TH4との比較において、少なくとも1つの交点座標における検出値が閾値TH4よりも大きい場合(ステップS19のNO)、表面タッチモード(ステップS16)となる。
図25は、ユーザの側面タッチ操作の時間経過を模式的に表した図であり、図25(a)は第1の状態の模式図、図25(b)は第2の状態の模式図、図25(c)は第3の状態の模式図である。図25(a)の状態において、タッチパネル装置200が中間モードで動作していた場合、タッチパネル上を指で操作していないため、領域A2におけるすべての検出値が閾値TH4以下となる。このため、制御部115はタッチパネル装置200の動作モードとして側面タッチモードを選択し、所定期間、側面タッチモードで動作する事となる。側面タッチモードにおいては、制御部115は、電極切替スイッチ111aの状態を制御して電極X1、X6にのみ交流信号を順に印加する。そして、電極X1、X6のどちらか一方の電極に交流信号が印加されているタイミングで、制御部115は電極切替スイッチ111bの状態を制御して電極Y1〜Y6を順に検出部114bへ接続し、検出部114bにおいて領域A2の各交点座標における検出値を導出する。
側面タッチモードで動作している際に、側面103aに配置されていた指11の位置が、図25(a)から図25(b)のように変化した場合、領域A1における検出値はdV14からdV16へ変化する。つまり、側面タッチモードで検出される領域A1の交点座標における検出値の時間変化から、側面103aの近傍にある操作指の位置変化を検出し、それに連動させて液晶画面の表示状態を変化させることができる。これによりユーザは、片手で容易に液晶画面表示を操作することができるとともに、領域A1の交点座標でのみ検出作業を行うため、低消費電力なタッチパネル装置を実現できる。なお、中間モードにおいて、実施の形態1に係るタッチパネル装置同様の手順で操作指の位置を検出し、操作領域を決定している場合には、側面タッチモードにおいて操作領域の近傍に位置する端部電極に沿った交点座標でのみ検出作業を行う構成としてもよい。これにより、さらに低消費電力なタッチパネル装置を実現できる。図25(b)の状態から図25(c)の状態へ移行した場合も同様に、操作指の位置は領域A1の交点座標における検出値の時間変化により検知できる。
なお、実施の形態2に係るタッチパネル装置において、制御部115は、領域A1に含まれる電極X1、X6と電極Y1〜Y6の複数の交点のうち、選択された第1の交点とそれに隣接する複数の交点におけるそれぞれの検出値を平均化した平均検出値を、選択された第1の交点の前記検出値としてもよい。同様に、制御部115は、領域A2に含まれる電極X2〜X5と電極Y1〜Y6の複数の交点のうち、選択された第2の交点とそれに隣接する複数の交点におけるそれぞれの検出値を平均化した平均検出値を、選択された第2の交点の前記検出値としてもよい。すなわち、隣接する複数の交点座標のそれぞれの検出値を平均化した平均検出値によって指等の動きを検知する。これによって検出値に含まれるノイズを平滑化し、特異点的な誤りを除去でき、指の移動位置を特定する精度を高めることができる。
側面タッチモードにおけるタッチパネル装置200の具体的な動作は、基本的には実施の形態1におけるタッチパネル装置100と同様である。相互容量型であるタッチパネル装置200においても、X軸方向、Y軸方向にそれぞれの座標における検出値を導出することで、自己容量型であるタッチパネル装置100と基本的には同様に動作させることができる。
実施の形態2において、電極X1上の交点座標を含む領域と電極X6上の交点座標を含む領域とで検出値の変化の大きさを比較することによって、操作側面(操作領域)が選択されてもよい。これによってユーザの使用状況に応じて側面103aまたは側面103cを操作側面として選択することができる。
また、以上の説明において側面103a、103b、103c、103dのうち1つの側面を操作側面として選択しているが、これに限られない。操作側面として側面103a、103b、103c、103dのうち対向する2側面を選択してもよく、また例えば隣接する2側面を選択してもよい。例えば、互いに対向する側面103aと側面103cを操作側面として選択した場合でもタッチパネル装置200を同様に動作させることができ、ユーザは対抗する2側面の両方において側面タッチ操作ができる。また例えば互いに隣接する側面103aと側面103bを操作側面として選択した場合でも、タッチパネル装置200を同様に動作させることができ、ユーザは隣接2側面に亘る側面タッチ操作ができる。
また実施の形態1に示した変形例1〜8の技術思想は、実施の形態2においても適用可能であり、実施の形態1の場合と同様の効果が得られる。
尚、実施の形態1、2に係るタッチパネル装置において、便宜上、各電極の形状は長方形状にて示したが、これに限られる必要はなく、現行のタッチパネルにおいて使用されているダイヤモンド形状やバックギャモン形状等の別形状であっても同様の効果が得られる。
本発明は、携帯電話、デジタルカメラ、携帯型ゲーム機、などの機器に搭載されるタッチパネル装置に広く適用可能である。
1 携帯情報端末
100 タッチパネル装置
101 タッチパネル
102 タッチ表面
103 側周面
103 a,103b,103c,103d 側面
104 筐体
110a,110b,110c,110e,110f,110g,110h,110i,110j 交流信号入力源
111a 電極切替スイッチ(第1の電極切替スイッチ)
111b 電極切替スイッチ(第2の電極切替スイッチ)
111c 電極切替スイッチ(第3の電極切替スイッチ)
114a,114b,114c 検出部
115 制御部
120 電極層
121 保護層
125,125a シールド層
126 液晶表示素子
130a,130b,130c グランド
140 導体パターン
141a,141b,141c,141d 分割導体パターン
142a,142b,142c,142d 分割導体パターン
150 切り欠き部
160 分割シールド層
162 筐体シールド
170 タッチ操作領域
170a 操作部
X1 電極(第1の端部電極)
X6 電極(第2の端部電極)
X2,X3,X4,X5 電極(他の第1の電極)
Y1 電極(第3の端部電極)
Y6 電極(第4の端部電極)
Y2,Y3,Y4,Y5 電極(他の第2の電極)
SW10,SW11,SW12,SW13,SW14,SW15,SW16,SW17 スイッチ
100 タッチパネル装置
101 タッチパネル
102 タッチ表面
103 側周面
103 a,103b,103c,103d 側面
104 筐体
110a,110b,110c,110e,110f,110g,110h,110i,110j 交流信号入力源
111a 電極切替スイッチ(第1の電極切替スイッチ)
111b 電極切替スイッチ(第2の電極切替スイッチ)
111c 電極切替スイッチ(第3の電極切替スイッチ)
114a,114b,114c 検出部
115 制御部
120 電極層
121 保護層
125,125a シールド層
126 液晶表示素子
130a,130b,130c グランド
140 導体パターン
141a,141b,141c,141d 分割導体パターン
142a,142b,142c,142d 分割導体パターン
150 切り欠き部
160 分割シールド層
162 筐体シールド
170 タッチ操作領域
170a 操作部
X1 電極(第1の端部電極)
X6 電極(第2の端部電極)
X2,X3,X4,X5 電極(他の第1の電極)
Y1 電極(第3の端部電極)
Y6 電極(第4の端部電極)
Y2,Y3,Y4,Y5 電極(他の第2の電極)
SW10,SW11,SW12,SW13,SW14,SW15,SW16,SW17 スイッチ
Claims (47)
- X軸方向に任意の間隔で配列され前記X軸方向と直交するY軸方向に延在する複数の第1の電極と、
前記Y軸方向に任意の間隔で配列され前記X軸方向に延在する複数の第2の電極と、
を有するタッチパネルと、
前記複数の第1の電極および前記複数の第2の電極それぞれとグランドとの間の静電容量の変化の大きさを検出値として検出する検出部と、
前記複数の第1の電極および前記複数の第2の電極に交流信号を入力する交流信号入力源と、
前記複数の第1の電極をそれぞれ開放状態となるように、または、前記複数の第1の電極をそれぞれ前記交流信号入力源と前記検出部とに接続状態となるように、選択的に切り替える第1の電極切替スイッチと、
前記複数の第2の電極をそれぞれ開放状態となるように、または、前記複数の第2の電極をそれぞれ前記交流信号入力源と前記検出部とに接続状態となるように、選択的に切り替える第2の電極切替スイッチと、
前記第1の電極切替スイッチと前記第2の電極切替スイッチと前記検出部とに電気的に接続され、前記第1の電極切替スイッチと前記第2の電極切替スイッチと前記検出部とを制御する制御部と
を備え、
前記複数の第1の電極は両端に位置する第1の端部電極と第2の端部電極を有し、
前記タッチパネルの表面への検知対象の近接に起因する前記検出値に基づいて動作する表面タッチモードと、
前記第1の端部電極と前記第2の端部電極のうち少なくとも一方の近傍への検知対象の近接に起因する前記検出値に基づいて動作する側面タッチモードと、
前記制御部により前記表面タッチモードと前記側面タッチモードのどちらのモードを選択するかを判断する中間モードと、
を備える、
タッチパネル装置。 - 前記制御部は、前記表面タッチモードまたは前記側面タッチモードの各動作モードで所定期間動作させた後、前記動作モードを前記中間モードへ切り替える、
請求項1に記載のタッチパネル装置。 - 前記表面タッチモードが選択されてから前記中間モードが選択されるまでの期間は、前記側面タッチモードが選択されてから前記中間モードが選択されるまでの期間よりも短い、
請求項2に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極は、前記第1の端部電極と前記第2の端部電極以外の複数の他の電極を有し、
前記中間モードにおいて、前記制御部は、
前記複数の他の電極のすべての検出値が所定の閾値以下である場合に、前記側面タッチモードを選択し、
前記複数の他の電極の少なくとも1つの検出値が所定の閾値より大きい場合に、前記表面タッチモードを選択する、
請求項2に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極は、前記第1の端部電極と前記第2の端部電極以外の複数の他の電極を有し、
前記中間モードにおいて、前記制御部は、
前記複数の他の電極のすべての検出値が所定の閾値以下であり、かつ前記複数の第2の電極の少なくとも1つの検出値の所定時間における変化量が所定値以上の場合に前記側面タッチモードを選択し、
前記複数の他の電極の少なくとも1つの検出値が所定の閾値より大きい場合に前記表面タッチモードを選択する、
請求項2に記載のタッチパネル装置。 - 前記側面タッチモードにおいて、前記制御部は、前記複数の第2の電極と前記交流信号入力源とを接続する頻度が、前記複数の第1の電極と前記交流信号入力源とを接続する頻度よりも高くなるように前記第1の電極切替スイッチと前記第2の電極切替スイッチを制御する、
請求項1に記載のタッチパネル装置。 - 前記制御部は、前記複数の第1の電極のうち選択された電極と前記選択された電極に隣接する複数の電極の検出値を平均化した平均検出値を前記選択された電極の検出値とし、または、前記複数の第2の電極のうち選択された電極と前記選択された電極に隣接する複数の電極の検出値を平均化した平均検出値を前記選択された電極の検出値とする、
請求項1に記載のタッチパネル装置。 - 前記側面タッチモードまたは前記中間モードにおいて、前記制御部は、前記第1の端部電極と前記第2の端部電極のそれぞれの検出値を比較し、前記比較の結果に基づいて、前記第1の端部電極または前記第2の端部電極のどちらか一方を選択し、前記選択された端部電極の近傍を操作領域として選択する、
請求項1に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第2の電極をそれぞれ開放状態となるように、または、前記複数の第2の電極をそれぞれ前記交流信号入力源と接続状態となるように、選択的に切り替える第3の電極切替スイッチをさらに備え、
前記第2の電極切替スイッチは前記複数の第2の電極の一端に接続され、前記第3の電極切替スイッチは前記複数の第2の電極の他端に接続され、
前記側面タッチモードまたは前記中間モードにおいて、前記操作領域に前記一端が位置する場合は、前記制御部は前記第2の電極切替スイッチを開放状態とし、かつ、前記第3の電極切替スイッチを接続状態とし、
前記側面タッチモードまたは前記中間モードにおいて、前記操作領域に前記他端が位置する場合は、前記制御部は前記第2の電極切替スイッチを接続状態とし、かつ、前記第3の電極切替スイッチを開放状態とする、
請求項8に記載のタッチパネル装置。 - 前記制御部は、前記複数の第1の電極をそれぞれ開放状態となるように、または、前記複数の第1の電極をそれぞれ前記交流信号入力源と前記検出部とに接続状態となるように、または、前記複数の第1の電極をそれぞれグランドと接続状態となるように、前記第1の電極切替スイッチを選択的に切り替え、
前記側面タッチモードまたは前記中間モードにおいて、前記制御部は、前記第2の電極切替スイッチを制御して前記複数の第2の電極のうち少なくとも1つの電極を前記交流信号入力源と前記検出部とに接続状態とし、
前記制御部は、前記操作領域に位置する前記選択された端部電極が開放状態となり、且つ、前記選択された端部電極以外の前記複数の第1の電極のうち少なくとも1つの電極がグランドと接続状態となるように前記第1の電極切替スイッチを制御する、
請求項8に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極の周囲に設けられた導体パターンと、
前記制御部に電気的に接続され、前記導体パターンをグランドと接続状態となるように、または、前記導体パターンをグランドに対して開放状態となるように、選択的に切り替えるスイッチと、
をさらに備え、
前記制御部は、前記表面タッチモードである場合は、前記スイッチを切り替えて前記導体パターンを前記グランドと接続状態にする、
請求項1に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極の周囲に設けられた導体パターンと、
前記制御部に電気的に接続され、前記導体パターンをグランドと接続状態になるように、または、前記導体パターンをグランドに対して開放状態となるように、選択的に切り替えるスイッチと、
をさらに備え、
前記制御部は、前記側面タッチモードまたは前記中間モードである場合は、前記スイッチを切り替えて前記導体パターンを開放状態とする、
請求項1に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極の周囲に設けられた導体パターンと、
前記制御部に電気的に接続され、前記導体パターンをグランドと接続状態になるように、または、前記交流信号源と接続状態になるように、選択的に切り替えるスイッチと、
をさらに備え、
前記制御部は、前記側面タッチモードまたは前記中間モードである場合に、前記スイッチを切り替えて前記導体パターンを前記交流信号入力源と接続状態にする、
請求項1に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極の周囲に設けられた複数の分割導体パターンと、
前期制御部に電気的に接続され、前記複数の分割導体パターンをグランドと接続状態になるように、または、前記複数の分割導体パターンをグランドに対して開放状態になるように、選択的にそれぞれ切り替える複数のスイッチと
をさらに備え、
前記制御部は、前記側面タッチモードまたは前記中間モードである場合に、前記複数のスイッチのうち、前記選択された端部電極の近傍にその一部が位置する前記分割導体パターンに接続されたスイッチを切り替えて、このスイッチが接続された前記分割導電パターンを開放状態とする、
請求項8に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極の周囲に設けられた複数の分割導体パターンと、
前期制御部に電気的に接続され、前記複数の分割導体パターンをグランドと接続状態になるように、または、前記交流信号源と接続状態になるように、選択的にそれぞれ切り替える複数のスイッチと、
をさらに備え、
前記制御部は、前記側面タッチモードまたは前記中間モードである場合に、前記複数のスイッチのうち、前記選択された端部電極の近傍にその一部が位置する前記分割導体パターンに接続されたスイッチを切り替えて、このスイッチが接続された前記分割導電パターンを前記交流信号源と接続状態とする、
請求項8に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極とは絶縁された状態で電極層に形成され、
前記電極層と対向して配置されたシールド層と、
前記制御部に電気的に接続され、前記シールド層をグランドと接続状態になるように、または、前記シールド層をグランドに対して開放状態になるように、選択的に切り替えるスイッチと、
をさらに備え、
前記制御部は、前記表面タッチモードである場合は、前記スイッチを切り替えて前記シールド層を前記グランドと接続状態にする、
請求項1に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極とは絶縁された状態で電極層に形成され、
前記電極層と対向して配置されたシールド層と、
前記制御部に電気的に接続され、前記シールド層をグランドと接続状態になるように、または、前記シールド層をグランドに対して開放状態になるように、選択的に切り替えるスイッチと、
をさらに備え、
前記シールド層は前記第1の端部電極の少なくとも一部または前記第2の端部電極の少なくとも一部と対向する領域に切り欠き部を有する、
請求項1に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極とは絶縁された状態で電極層に形成され、
前記電極層と対向して配置されたシールド層と、
前記制御部に電気的に接続され、前記シールド層をグランドと接続状態になるように、または、前記シールド層をグランドに対して開放状態になるように、選択的に切り替えるスイッチと、
をさらに備え、
前記制御部は、前記側面タッチモードまたは前記中間モードである場合は、前記スイッチを切り替えて前記シールド層を開放状態にする、
請求項1に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極とは絶縁された状態で電極層に形成され、
前記電極層と対向して配置されたシールド層と、
前記制御部に電気的に接続され、前記シールド層をグランドと接続状態になるように、または、前記シールド層をグランドに対して開放状態になるように、選択的に切り替えるスイッチと
をさらに備え、
前記スイッチは前記グランドと接続状態または開放状態または前記交流信号源と接続状態に選択的に切り替え、
前記制御部は、前記側面タッチモードまたは前記中間モードである場合に、前記スイッチを切り替えて前記シールド層を前記交流信号入力源と接続状態にする、
請求項1に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極とは絶縁された状態で電極層に形成され、
前記電極層と対向して配置された複数の分割シールド層と、
前記制御部に電気的に接続され、前記複数の分割シールド層をグランドと接続状態になるように、または、前記複数の分割シールド層をグランドに対して開放状態になるように、選択的に切り替える複数のスイッチと
をさらに備え、
前記制御部は、前記側面タッチモードまたは前記中間モードである場合に、前記複数のスイッチのうち、前記選択された端部電極の近傍にその一部が位置する前記複数の分割シールド層に接続されたスイッチを切り替えて、このスイッチが接続された前記分割シールド層を開放状態にする、
請求項8に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極とは絶縁された状態で電極層に形成され、
前記電極層と対向して配置された複数の分割シールド層と、
前記制御部に電気的に接続され、前記複数の分割シールド層をグランドと接続状態になるように、または、前記複数の分割シールド層をグランドに対して開放状態になるように、選択的に切り替える複数のスイッチと
をさらに備え、
前記制御部は、前記側面タッチモードまたは前記中間モードである場合に、前記複数のスイッチのうち、前記選択された端部電極の近傍にその一部が位置する前記複数の分割シールド層に接続されたスイッチを切り替えて、このスイッチが接続された前記分割シールド層を前記交流信号源と接続状態にする、
請求項8に記載のタッチパネル装置。 - 側周面を有する筺体を備え、
前記筺体は前記側周面の裏面に内側面を有し、
前記側周面はタッチ操作領域を有し、
前記内側面には前記タッチ操作領域の裏面を除いて筺体シールドが形成され、
前記筺体内に請求項1に記載のタッチパネル装置が設けられた電子機器。 - 前記制御部は、前記複数の第2の電極のうち、その延長上に前記タッチ操作領域が位置する少なくとも1つの第2の電極と前記交流信号入力源とを接続する頻度を、前記複数の第2の電極のうち前記少なくとも1つの第2の電極の他の第2の電極と前記交流信号入力源とを接続する頻度よりも高くなるように前記第1の電極切替スイッチを制御する、
請求項22に記載の電子機器。 - X軸方向に任意の間隔で配列され前記X軸方向と直交するY軸方向に延在する複数の第1の電極と、
前記Y軸方向に任意の間隔で配列され前記X軸方向に延在する複数の第2の電極と、
を有するタッチパネルと、
前記複数の第1の電極に交流信号を入力する交流信号入力源と、
前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極との交点における静電容量の変化の大きさを検出値として検出する検出部と、
前記複数の第1の電極をそれぞれ開放状態になるように、または、前記複数の第1の電極をそれぞれ前記交流信号入力源と接続状態になるように、選択的に状態を切り替える第1の電極切替スイッチと、
前記複数の第2の電極をそれぞれ開放状態になるように、または、前記複数の第2の電極をそれぞれ前記検出部に接続状態になるように、選択的に状態を切り替える第2の電極切替スイッチと、
前記第1の電極切替スイッチと前記第2の電極切替スイッチと前記検出部とに電気的に接続され、前記第1の電極切替スイッチと前記第2の電極切替スイッチと前記検出部とを制御する制御部と
を備え、
前記複数の第1の電極は両端に位置する第1の端部電極と第2の端部電極を有し、前記複数の第2の電極は両端に位置する第3の端部電極と第4の端部電極を有し、
前記タッチパネルの表面への検知対象の近接に起因する前記検出値に基づいて動作する表面タッチモードと、
前記第1の端部電極または前記第2の端部電極または前記第3の端部電極または前記第4の端部電極のうち少なくとも1つの近傍への検知対象の近接に起因する前記検出値に基づいて動作する側面タッチモードと、
前記制御部により前記表面タッチモードと前記側面タッチモードのどちらのモードを選択するかを判断する中間モードと、
を備える、
タッチパネル装置。 - 前記制御部は、前記表面タッチモードまたは前記側面タッチモードの各動作モードで所定期間動作させた後、前記動作モードを前記中間モードへ切り替える、
請求項24に記載のタッチパネル装置。 - 前記表面タッチモードが選択されてから前記中間モードが選択されるまでの期間は、前記側面タッチモードが選択されてから前記中間モードが選択されるまでの期間よりも短い、
請求項25に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極は前記第1の端部電極と前記第2の端部電極以外の複数の他の電極を有し、
前記第1の端部電極と前記第2の端部電極と前記複数の第2の電極との複数の交点を含む範囲を第1の領域とし、
前記複数の第1の電極のうち前記複数の他の電極と前記複数の第2の電極との複数の交点を含む範囲を第2の領域とし、
前記中間モードにおいて、前記制御部は、
前記第2の領域におけるすべての前記検出値が所定の閾値以下である場合に、前記側面タッチモードを選択し、
前記第2の領域における少なくとも1つの前記検出値が所定の閾値より大きい場合に、前記表面タッチモードを選択する、
請求項25に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極は前記第1の端部電極と前記第2の端部電極以外の複数の他の電極を有し、
前記第1の端部電極と前記第2の端部電極と前記複数の第2の電極との複数の交点を含む範囲を第1の領域とし、
前記複数の第1の電極のうち前記複数の他の電極と前記複数の第2の電極との複数の交点を含む範囲を第2の領域とし、
前記中間モードにおいて、前記制御部は、
前記第2の領域におけるすべての前記検出値が所定の閾値以下であり、かつ、前記第1の領域における少なくとも1つの検出値の所定時間における変化量が所定値より大きい場合に前記側面タッチモードを選択し、
前記第2の領域における少なくとも1つの前記検出値が所定の閾値より大きい場合に、前記表面タッチモードを選択する、
請求項25に記載のタッチパネル装置。 - 前記制御部は、前記第1の領域に含まれる前記複数の交点のうち選択された第1の交点と、前記第1の交点に隣接する複数の交点とにおける前記検出値を平均化した平均検出値を、前記第1の交点の前記検出値とし、または、前記第2の領域に含まれる前記複数の交点のうち選択された第2の交点と、前記第2の交点に隣接する複数の交点とにおける前記検出値を平均化した平均検出値を、前記第2の交点の前記検出値とする、
請求項24に記載のタッチパネル装置。 - 前記側面タッチモードまたは前記中間モードにおいて、前記制御部は、前記第1の端部電極と前記複数の第2の電極との複数の交点における検出値の平均値と、前記第2の端部電極と前記複数の第2の電極との複数の交点における検出値の平均値とを比較し、前記比較の結果に基づいて前記第1の端部電極または前記第2の端部電極のどちらか一方を選択し、前記選択された端部電極の近傍を操作領域として選択する、
請求項24に記載のタッチパネル装置。 - 前記側面タッチモードまたは前記中間モードにおいて、前記制御部は、前記第3の端部電極と前記複数の第1の電極との複数の交点における検出値の平均値と、前記第4の端部電極と前記複数の第1の電極との複数の交点における検出値の平均値とを比較し、前記比較の結果に基づいて前記第3の端部電極または前記第4の端部電極のどちらか一方を選択し、前記選択された端部電極の近傍を操作領域として選択する、
請求項24に記載のタッチパネル装置。 - 前記側面タッチモードにおいて、前記制御部は、前記選択された端部電極と前記交流信号入力源とを接続する頻度が、前記選択された端部電極以外の前記複数の第1の電極と前記交流信号入力源とを接続する頻度よりも高くなるように前記第1の電極切替スイッチを制御する、
請求項30に記載のタッチパネル装置。 - 前記側面タッチモードにおいて、前記制御部は、前記選択された端部電極と前記検出部とを接続する頻度が、前記選択された端部電極以外の前記複数の第2の電極と前記検出部とを接続する頻度よりも高くなるように前記第2の電極切替スイッチを制御する、
請求項31に記載のタッチパネル装置。 - 前記制御部は、前記複数の第1の電極をそれぞれ開放状態になるように、または、前記複数の第1の電極をそれぞれ前記交流信号入力源と接続状態になるように、または、前記複数の第1の電極をそれぞれグランドと接続状態になるように、前記第1の電極切替スイッチを選択的に切り替え、
前記表面タッチモードにおいて、前記制御部は、前記第1の電極切替スイッチを制御して前記複数の第1の電極のうち1つの電極を前記交流信号入力源に接続状態とし、前記1つの電極以外の前記複数の第1の電極のうち少なくとも1つを前記グランドと接続状態とし、
前記側面タッチモードまたは前記中間モードにおいて、前記制御部は、前記第1の電極切替スイッチを制御して前記複数の第1の電極のうち1つの電極を前記交流信号入力源に接続状態とし、前記1つの電極以外の前記複数の第1の電極であって、かつ前記1つの電極と前記操作領域との間に位置する前記1つの電極以外の前記複数の第1の電極のうち少なくとも1つを開放状態とする、
請求項30または請求項31に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極の周囲に設けられた導体パターンと、
前記制御部に電気的に接続され、前記導体パターンをグランドと接続状態になるように、または、前記導体パターンをグランドに対して開放状態になるように、選択的に切り替えるスイッチと
をさらに備え、
前記制御部は、前記表面タッチモードである場合は、前記スイッチを切り替えて前記導体パターンを前記グランドと接続状態にする、
請求項24に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極の周囲に設けられた導体パターンと、
前記制御部に電気的に接続され、前記導体パターンをグランドと接続状態になるように、または、前記導体パターンをグランドに対して開放状態になるように、選択的に切り替えるスイッチと
をさらに備え、
前記制御部は、前記側面タッチモードまたは前記中間モードである場合は、前記スイッチを切り替えて前記導体パターンを開放状態にする、
請求項24に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極の周囲に設けられた導体パターンと、
前記制御部に電気的に接続され、前記導体パターンをグランドと接続状態になるように、または、前記導体パターンを前記交流信号入力源と接続状態になるように、選択的に切り替えるスイッチと、
をさらに備え、
前記制御部は、前記側面タッチモードまたは前記中間モードである場合に、前記スイッチを切り替えて前記導体パターンを前記交流信号入力源と接続状態にする、
請求項24に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極の周囲に設けられた複数の分割導体パターンと、
前期制御部に電気的に接続され、前記複数の分割導体パターンをグランドと接続状態になるように、または、前記複数の分割導体パターンをグランドに対して開放状態になるように、選択的にそれぞれ切り替える複数のスイッチと
をさらに備え、
前記制御部は、前記側面タッチモードまたは前記中間モードである場合に、前記複数のスイッチのうち、前記選択された端部電極の近傍にその一部が位置する前記分割導体パターンに接続されたスイッチを切り替えて、このスイッチが接続された前記分割導電パターンを開放状態とする、
請求項30または請求項31に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極の周囲に設けられた複数の分割導体パターンと、
前期制御部に電気的に接続され、前記複数の分割導体パターンをグランドと接続状態になるように、または、記複数の分割導体パターンを前記交流信号源と接続状態になるように、選択的にそれぞれ切り替える複数のスイッチと
をさらに備え、
前記制御部は、前記側面タッチモードまたは前記中間モードである場合に、前記複数のスイッチのうち、前記選択された端部電極の近傍にその一部が位置する前記分割導体パターンに接続されたスイッチを切り替えて、このスイッチが接続された前記分割導電パターンを前記交流信号源と接続状態とする、
請求項30または請求項31に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極とは絶縁された状態で電極層に形成され、
前記電極層と対向して配置されたシールド層と、
前記制御部に電気的に接続され、前記シールド層をグランドと接続状態になるように、または、前記シールド層をグランドに対して開放状態になるように、選択的に切り替えるスイッチと
をさらに備え、
前記制御部は、前記表面タッチモードである場合は、前記スイッチを切り替えて前記シールド層を前記グランドと接続状態にする、
請求項24に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極とは絶縁された状態で電極層に形成され、
前記電極層と対向して配置されたシールド層と、
前記制御部に電気的に接続され、前記シールド層をグランドと接続状態になるように、または、前記シールド層をグランドに対して開放状態になるように、選択的に切り替えるスイッチと
をさらに備え、
前記シールド層は前記第1の端部電極の少なくとも一部、または、前記第2の端部電極の少なくとも一部、前記第3の端部電極の少なくとも一部、または、前記第4の端部電極の少なくとも一部と対向する領域に切り欠き部を有する、
請求項24に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極とは絶縁された状態で電極層に形成され、
前記電極層と対向して配置されたシールド層と、
前記制御部に電気的に接続され、前記シールド層をグランドと接続状態になるように、または、前記シールド層をグランドに対して開放状態になるように、選択的に切り替えるスイッチと
をさらに備え、
前記制御部は、前記側面タッチモードまたは前記中間モードである場合は、前記スイッチを切り替えて前記シールド層を開放状態にする、
請求項24に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極とは絶縁された状態で電極層に形成され、
前記電極層と対向して配置されたシールド層と、
前記制御部に電気的に接続され、前記シールド層をグランドと接続状態になるように、または、前記シールド層をグランドに対して開放状態になるように、選択的に切り替えるスイッチと
をさらに備え、
前記制御部は、前記側面タッチモードまたは前記中間モードである場合に、前記スイッチを切り替えて前記シールド層を前記交流信号入力源と接続状態にする、
請求項24に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極とは絶縁された状態で電極層に形成され、
前記電極層と対向して配置された複数の分割シールド層と、
前記制御部に電気的に接続され、前記複数の分割シールド層をグランドと接続状態になるように、または、前記複数の分割シールド層をグランドに対して開放状態になるように、選択的に切り替える複数のスイッチと
をさらに備え、
前記制御部は、前記側面タッチモードまたは前記中間モードである場合に、前記複数のスイッチのうち、前記選択された端部電極の近傍にその一部が位置する前記複数の分割シールド層に接続されたスイッチを切り替えて、このスイッチが接続された前記分割シールド層を開放状態にする、
請求項30または請求項31に記載のタッチパネル装置。 - 前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極とは絶縁された状態で電極層に形成され、
前記電極層と対向して配置された複数の分割シールド層と、
前記制御部に電気的に接続され、前記複数の分割シールド層をグランドと接続状態になるように、または、前記複数の分割シールド層をグランドに対して開放状態になるように、選択的に切り替える複数のスイッチと
をさらに備え、
前記制御部は、前記側面タッチモードまたは前記中間モードである場合に、前記複数のスイッチのうち、前記選択された端部電極の近傍にその一部が位置する前記複数の分割シールド層に接続されたスイッチを切り替えて、このスイッチが接続された前記分割シールド層を前記交流信号源と接続状態にする、
請求項30または請求項31に記載のタッチパネル装置。 - 側周面を有する筺体を備え、
前記筺体は前記側周面の裏面に内側面を有し、
前記側周面はタッチ操作領域を有し、
前記内側面には前記タッチ操作領域の裏面を除いて筺体シールドが形成され、
前記筺体内に請求項24に記載のタッチパネル装置が設けられた電子機器。 - 前記制御部は、前記複数の第2の電極のうちその延長上に前記タッチ操作領域が位置する少なくとも1つの第2の電極と前記交流信号入力源とを接続する頻度を、前記複数の第2の電極のうち前記少なくとも1つの第2の電極の他の第2の電極と前記交流信号入力源とを接続する頻度よりも高くなるように前記第1の電極切替スイッチを制御する、
請求項46に記載の電子機器。
Priority Applications (1)
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JP2012047627A JP2013182548A (ja) | 2012-03-05 | 2012-03-05 | タッチパネル装置及びこれを用いた電子機器 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20160062691A (ko) | 2014-11-25 | 2016-06-02 | 가부시키가이샤 재팬 디스프레이 | 표시 장치 및 터치 검출 방법 |
KR20160110458A (ko) | 2014-02-19 | 2016-09-21 | 후지필름 가부시키가이샤 | 적층 구조체 및 터치 패널 모듈 |
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JP2019061692A (ja) * | 2014-08-15 | 2019-04-18 | グーグル エルエルシー | インタラクティブテキスタイル |
CN110362240A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-22 | 深圳市华科创智技术有限公司 | 一种具有通道切换功能的电容屏及终端设备 |
CN110506251A (zh) * | 2017-04-14 | 2019-11-26 | 松下知识产权经营株式会社 | 触摸传感器 |
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2012
- 2012-03-05 JP JP2012047627A patent/JP2013182548A/ja active Pending
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