JP2024010501A - タッチ操作検出装置及びタッチ操作検出方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】タッチパネルに対するタッチ操作の検出信号の信号強度を高めることが可能なタッチ操作検出装置及びタッチ操作検出方法を提供する。【解決手段】表示装置は、複数本のドライブラインに対して前記入力信号を入力する駆動処理部と、複数本のセンスラインから出力される前記出力信号を検出する出力検出処理部と、前記複数本のドライブラインを、隣接する設定されたグループ化数のドライブラインごとに複数のグループにグループ化するグループ化処理部と、入力系列と出力系列との行列演算により算出した線形素子系列に基づいて、タッチパネルに対するタッチ操作を検出するタッチ操作検出処理部と、を備え、前記駆動処理部は、前記グループ化処理部によりグループ化された前記グループ化数のドライブラインごとに同一パターンの前記入力信号を入力する。【選択図】図6
Description
本開示は、タッチパネルに対するタッチ操作を検出するタッチ操作検出装置及びタッチ操作検出方法に関する。
従来、静電容量方式のタッチ操作検出装置において、複数本のドライブラインに対して符号系列に応じた電圧を入力してセンスラインの出力値と符号系列との内積演算に基づいて、ドライブラインとセンスラインとの間に形成される静電容量値を算出する技術が知られている(例えば特許文献1参照)。
静電容量方式のタッチ操作検出装置において、タッチパネルに対するタッチ操作による静電容量値の微弱な変化を精度よく検出するためには、検出信号の信号強度を一層高めることが求められる。
本開示の目的は、タッチパネルに対するタッチ操作の検出信号の信号強度を高めることが可能なタッチ操作検出装置及びタッチ操作検出方法を提供することにある。
本開示の一の態様に係るタッチ操作検出装置は、並列に配置された複数本のドライブラインと、前記複数本のドライブラインに交差して並列に配置された複数本のセンスラインとを有するタッチパネルにおいて、前記複数本のドライブラインに対して入力信号を並列に入力して駆動し、前記複数本のセンスラインからの出力信号を並列に検出し、前記入力信号の大きさに対応する入力系列と前記出力信号の大きさに対応する出力系列との行列演算に基づいて算出される前記複数本のドライブラインと前記複数本のセンスラインとの各交点における静電容量の大きさに対応する線形素子系列に基づいて前記タッチパネルに対するタッチ操作を検出するタッチ操作検出装置である。前記タッチ操作検出装置は、前記複数本のドライブラインに対して前記入力信号を入力する駆動処理部と、前記複数本のセンスラインから出力される前記出力信号を検出するする検出処理部と、前記複数本のドライブラインを、隣接する設定されたグループ化数のドライブラインごとに複数のグループにグループ化するグループ化処理部と、前記入力系列と前記出力系列との行列演算により算出した前記線形素子系列に基づいて、前記タッチパネルに対するタッチ操作を検出するタッチ操作検出処理部と、を備える。前記駆動処理部は、前記グループ化処理部によりグループ化された前記グループ化数のドライブラインごとに同一パターンの前記入力信号を入力する。
本開示の他の態様に係るタッチ操作検出方法は、並列に配置された複数本のドライブラインと、前記複数本のドライブラインに交差して並列に配置された複数本のセンスラインとを有するタッチパネルにおいて、前記複数本のドライブラインに対して入力信号を並列に入力して駆動し、前記複数本のセンスラインからの出力信号を並列に検出し、前記入力信号の大きさに対応する入力系列と前記出力信号の大きさに対応する出力系列との行列演算に基づいて算出される前記複数本のドライブラインと前記複数本のセンスラインとの各交点における静電容量の大きさに対応する線形素子系列に基づいて前記タッチパネルに対するタッチ操作を検出するタッチ操作検出方法である。前記タッチ操作検出方法において、一又は複数のプロセッサーが、前記複数本のドライブラインに対して前記入力信号を入力することと、前記複数本のセンスラインから出力される前記出力信号を検出することと、前記複数本のドライブラインを、隣接する設定されたグループ化数のドライブラインごとに複数のグループにグループ化することと、前記入力系列と前記出力系列との行列演算により算出した前記線形素子系列に基づいて、前記タッチパネルに対するタッチ操作を検出することと、グループ化された前記グループ化数のドライブラインごとに同一パターンの前記入力信号を入力することと、を実行する。
本開示によれば、タッチパネルに対するタッチ操作の検出信号の信号強度を高めることが可能なタッチ操作検出装置及びタッチ操作検出方法を提供することができる。
以下、添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本開示を具体化した一例であって、本開示の技術的範囲を限定する性格を有さない。
図1に示すように、本開示の実施形態に係る表示装置1は、制御部11と、記憶部12と、表示パネル13と、操作部14と、タッチセンサ15とを備えている。表示装置1は、本開示のタッチ操作検出装置の一例である。
表示装置1は、表示画面13Aに対するユーザーの接触によるタッチ操作(以下、接触操作という。)と、非接触によるタッチ操作(以下、ホバー操作という。)とを受け付け可能な静電容量方式の表示装置である。例えばホバー操作では、図2及び図3に示すように、表示装置1は、ユーザーの指が表示画面13Aに近付いて指と表示画面13Aとの距離Lが所定距離以下になると指を検出し、当該指の位置に応じたタッチ操作を検出する。そして、表示装置1は、表示画面13Aに対するユーザーの前記タッチ操作に応じた入力処理を実行する。例えば、ユーザーが表示画面13Aの所定の位置をタッチ操作した場合に、表示装置1は、当該タッチ操作の位置に対応する表示画面13A上の位置を検出して、表示画面13Aに表示される入力操作用アイコンP1により選択対象を選択させる選択操作を受け付ける。
前記ホバー操作とは、表示画面13Aに対する入力手段(ユーザーの手、指先、スタイラスペン、支持棒など)により入力操作用アイコンP1(カーソルなど)を特定要素(選択対象のオブジェクト画像など)に合わせる操作に対応する操作を指し、表示画面13Aに接触する手前の状態(入力手段を浮かせたホバー状態)の操作を指す。ホバー状態とは、入力手段が表示画面13Aと所定距離以下にあり且つ入力手段と表示画面13Aとが接触していない状態、つまり入力手段を近接させた状態を指す。
表示装置1は、前記タッチ操作及び前記ホバー操作の両方を受け付け可能な構成であってもよいし、前記タッチ操作及び前記ホバー操作のいずれか一方を受け付け可能な構成であってもよい。
表示パネル13は、画像を表示するディスプレイであり、例えば液晶ディスプレイである。操作部14は、マウス、キーボードなどの操作機器である。なお、操作部14は、タッチパネルで構成されてもよい。
タッチセンサ15は、例えば表面型又は投射型の静電容量方式のセンサである。なお、タッチセンサ15は、表示パネル13の表面に重ね合わせたタッチパネルで構成されてもよい。図4には、タッチセンサ15の構成を示している。タッチセンサ15には、Y方向に複数配列された複数のドライブ電極と、X方向に複数配列された複数のセンス電極とが交差するように配置されている。また、タッチセンサ15は、複数のドライブ電極を含みX方向に並列に配置された複数本のドライブラインDLと、複数のセンス電極を含みY方向に並列に配置された複数本のセンスラインSLとを備えている。
制御部11は、複数本のドライブラインDLに対して行列(1,-1)で表される入力信号を並列に入力して駆動(並列駆動)し(図4参照)、複数本のセンスラインSLからの出力信号を並列に検出し、前記入力信号の大きさに対応する入力系列と前記出力信号の大きさに対応する出力系列との行列演算に基づいて算出される複数本のドライブラインDLと複数本のセンスラインSLとの各交点における静電容量の大きさに対応する線形素子系列に基づいて、表示画面13Aに対するタッチ操作(入力位置)を検出する。前記線形素子系列に基づいて前記タッチ操作を検出する具体的方法については後述する。
記憶部12は、各種の情報を記憶するHDD(Hard Disk Drive)又はSSD(Solid State Drive)などの不揮発性の記憶部である。記憶部12には、制御部11に後述のタッチ操作検出処理(図9参照)を実行させるためのタッチ操作検出プログラムなどの制御プログラムが記憶されている。例えば、前記タッチ操作検出プログラムは、CD又はDVDなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に非一時的に記録され、表示装置1が備えるCDドライブ又はDVDドライブなどの読取装置(不図示)で読み取られて記憶部12に記憶される。なお、前記タッチ操作検出プログラムは、クラウドサーバーから配信されて記憶部12に記憶されてもよい。
制御部11は、CPU、ROM、及びRAMなどの制御機器を有する。前記CPUは、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。前記ROMは、前記CPUに各種の演算処理を実行させるためのBIOS及びOSなどの制御プログラムが予め記憶される不揮発性の記憶部である。前記RAMは、各種の情報を記憶する揮発性又は不揮発性の記憶部であり、前記CPUが実行する各種の処理の一時記憶メモリー(作業領域)として使用される。そして、制御部11は、前記ROM又は記憶部12に予め記憶された各種の制御プログラムを前記CPUで実行することにより表示装置1を制御する。
具体的に、制御部11は、図1に示すように、駆動処理部111、出力検出処理部112、タッチ操作検出処理部113、グループ化処理部114などの各種の処理部を含む。なお、制御部11は、前記CPUで前記タッチ操作検出プログラム及びに従った各種の処理を実行することによって、駆動処理部111、出力検出処理部112、タッチ操作検出処理部113、グループ化処理部114として機能する。また、制御部11に含まれる一部又は全部の処理部が電子回路で構成されていてもよい。なお、前記タッチ操作検出プログラムは、複数のプロセッサーを前記各種の処理部として機能させるためのプログラムであってもよい。
駆動処理部111は、複数本のドライブラインDLに対して入力信号(ドライブ信号)を入力する。具体的には、駆動処理部111は、前記入力信号の大きさに対応する入力系列の行列を用いて全てのドライブラインDLを並列に駆動する。例えば、駆動処理部111は、アダマール行列からなる符号系列を、前記入力信号の大きさに対応する前記入力系列として全てのドライブラインDLを並列に駆動する。
出力検出処理部112は、複数本のセンスラインSLから出力される出力信号(検出信号)を検出する。具体的には、出力検出処理部112は、複数本のセンスラインSLからの出力信号を並列に検出する。
タッチ操作検出処理部113は、前記入力信号の大きさに対応する入力系列と前記出力信号の大きさに対応する出力系列との行列演算により算出した線形素子系列(静電容量列)に基づいて、タッチセンサ15に対するタッチ操作を検出する。前記線形素子系列に基づいて前記タッチ操作を検出する方法は、例えば特許第4927216に開示された方法を適用することができる。前記タッチ操作の検出方法の一例について、図5を用いて説明する。
図5では、説明を簡略化するために、タッチセンサ15が4本のドライブラインDL1~DL4と4本のセンスラインSL1~SL4とを備えているものとする。ドライブラインDL1~DL4及びセンスラインSL1~SL4の各交点には、容量C11~C44が形成される。また、ここでは、前記入力系列に対応する符号系列が、シルベスター法によって生成される4次のアダマール行列により構成される例を示す。
各センスラインSLにはアナログ積分器16が接続されており、アナログ積分器16は、一方の入力が基準電圧に結合されたオペアンプと、当該オペアンプの出力と他方の入力との間に配置された容量の積分容量と、当該積分容量に対してそれぞれ並列に接続された3個の他の積分容量と、3個の他の積分容量のそれぞれとオペアンプの出力との間にそれぞれ設けられた3個のスイッチとを有している。
例えば、1回目の駆動タイミングにおいて、駆動処理部111は、符号系列d1~d4(1,1,1,1)の入力信号をドライブラインDL1~DL4のそれぞれに入力し、出力検出処理部112は、センスラインSL1~SL4から出力される出力信号(s11,s21,s31,s41)を検出する。次に、2回目の駆動タイミングにおいて、駆動処理部111は、符号系列d1~d4(1,-1,1,-1)の入力信号をドライブラインDL1~DL4のそれぞれに入力し、出力検出処理部112は、センスラインSL1~SL4から出力される出力信号(s12,s22,s32,s42)を検出する。次に、3回目の駆動タイミングにおいて、駆動処理部111は、符号系列d1~d4(1,1,-1,-1)の入力信号をドライブラインDL1~DL4のそれぞれに入力し、出力検出処理部112は、センスラインSL1~SL4から出力される出力信号(s13,s23,s33,s43)を検出する。次に、4回目の駆動タイミングにおいて、駆動処理部111は、符号系列d1~d4(1,-1,-1,1)の入力信号をドライブラインDL1~DL4のそれぞれに入力し、出力検出処理部112は、センスラインSL1~SL4から出力される出力信号(s14,s24,s34,s44)を検出する。
タッチ操作検出処理部113は、静電容量列の出力Sと符号系列に対応するアダマール行列Hとの内積演算に基づいて容量値Cを算出し、容量値Cの変化に基づいてタッチ操作(入力位置)を検出する。例えば、タッチ操作検出処理部113は、「CH=GS」(但し、Gは比例係数)の行列演算式により容量値Cを算出する。
図5に示す例では、タッチ操作検出処理部113は、ドライブラインDL1~DL4とセンスラインSL1の間の第1静電容量列C1からの出力s1=(s11,s12,s13,s14)、ドライブラインDL1~DL4とセンスラインSL2の間の第2静電容量列C2からの出力s2=(s21,s22,s23,s24)、ドライブラインDL1~DL4とセンスラインSL3の間の第3静電容量列C3からの出力s3=(s31,s32,s33,s34)、及び、ドライブラインDL1~DL4とセンスラインSL4の間の第4静電容量列C4からの出力s4=(s41,s42,s43,s44)からなる出力Sと、ドライブラインDL1に入力される符号系列d1(1,1,1,1)、ドライブラインDL2に入力される符号系列d2(1,-1,1,-1)、ドライブラインDL3に入力される符号系列d3(1,1,-1,-1)、及び、ドライブラインDL4に入力される符号系列d4(1,-1,-1,1)からなるアダマール行列Hとの内積演算に基づいて、各容量値を算出する。例えば、行列演算式は、以下の式(1)のように表される。
このように、制御部11は、全てのドライブラインDLを行列(1,-1)を用いて並列に駆動し、行列演算処理を行うことによって、タッチ操作(入力位置)を検出する。n次のアダマール行列を用いて複数本のドライブラインDLを並列駆動する場合、1本ずつドライブラインDL1を順次駆動する場合(単位行列に相当)と比較してn倍の信号強度を得ることができる。
ここで、表示装置1において、前記タッチ操作による静電容量値の微弱な変化を精度よく検出するためには、検出信号の信号強度を一層高めることが求められる。そこで、本実施形態に係る表示装置1は、さらに、グループ化処理部114を備えている。
グループ化処理部114は、複数本のドライブラインDLを、隣接する設定されたグループ化数のドライブラインDLごとに複数のグループにグループ化する。具体的には、グループ化処理部114は、出力検出処理部112が検出した前記出力信号の信号強度に基づいて前記グループ化数を設定する。例えば、グループ化処理部114は、前記出力信号の信号強度が閾値以上の場合に前記グループ化数をMに設定し、前記出力信号の信号強度が前記閾値未満の場合に前記グループ化数をN(但し、M及びNは自然数、かつM<N)に設定する。
駆動処理部111は、グループ化処理部114によりグループ化された前記グループ化数のドライブラインDLごとに同一パターンの前記入力信号を入力する。例えば、グループ化処理部114が前記グループ化数をMに設定した場合、駆動処理部111は、M本のドライブラインDLごとに同一の符号系列の入力信号を入力し、グループ化処理部114が前記グループ化数をNに設定した場合、駆動処理部111は、N本のドライブラインDLごとに同一の符号系列の入力信号を入力する。
以下、具体例を挙げて説明する。例えば、ユーザーがタッチ操作(例えばホバー操作)を行う場合において、ユーザーの手がタッチパネル(タッチセンサ15)に近い位置でタッチ操作を行う場合、出力検出処理部112が検出する前記出力信号の信号強度は高くなる。一方、ユーザーの手がタッチパネル(タッチセンサ15)から遠い位置でタッチ操作を行う場合、出力検出処理部112が検出する前記出力信号の信号強度は低くなる。
グループ化処理部114は、ユーザーの手がタッチパネルに近く前記出力信号の信号強度が閾値以上の場合に、前記グループ化数を「2」(M=2)に設定する。この場合、駆動処理部111は、図6に示すように、隣接する2本のドライブラインDLごとに同一の符号系列の入力信号を入力する。例えば、駆動処理部111は、各駆動タイミングにおいて、ドライブラインDL1,DL2に同一の符号系列の入力信号を入力し、ドライブラインDL3,DL4に同一の符号系列の入力信号を入力し、ドライブラインDL5,DL6に同一の符号系列の入力信号を入力し、ドライブラインDL7,DL8に同一の符号系列の入力信号を入力し、ドライブラインDL9,DL10に同一の符号系列の入力信号を入力する。この場合、制御部11は、隣接する2本のドライブラインDLを1本のドライブラインDLと見做してタッチ操作を検出する。この駆動方法によれば、例えば、ユーザーが手をタッチパネルに近付けてタッチ操作を行う場合に、タッチ操作の位置検出精度を高めることができる。
これに対して、グループ化処理部114は、ユーザーの手がタッチパネルから遠く前記出力信号の信号強度が閾値未満の場合に、前記グループ化数を「3」(N=3)に設定する。この場合、駆動処理部111は、図7に示すように、隣接する3本のドライブラインDLごとに同一の符号系列の入力信号を入力する。例えば、駆動処理部111は、各駆動タイミングにおいて、ドライブラインDL1,DL2,DL3に同一の符号系列の入力信号を入力し、ドライブラインDL4,DL5,DL6に同一の符号系列の入力信号を入力し、ドライブラインDL7,DL8,DL9に同一の符号系列の入力信号を入力する。この場合、制御部11は、隣接する3本のドライブラインDLを1本のドライブラインDLと見做してタッチ操作を検出する。この駆動方法によれば、3本のドライブラインDLを1つのドライブ電極として利用することができるため、ドライブ電極及びセンス電極間に形成される電気力線をタッチパネルから遠い位置まで延ばすことができる。このため、例えば、ユーザーが手をタッチパネルから遠ざけた場合にも、タッチ操作の位置を確実に検出することが可能となる。
他の実施形態として、駆動処理部111は、M本のドライブラインごとに同一パターンの前記入力信号を入力する第1駆動モードと、N本のドライブラインごとに同一パターンの前記入力信号を入力する第2駆動モードとを切り替えてもよい。例えば、駆動処理部111は、操作モードがタッチパネルに対する接触によるタッチ操作を受け付ける第1操作モード(接触操作モード)の場合に前記第1駆動モードに切り替え、前記操作モードがタッチパネルに対する非接触によるタッチ操作を受け付ける第2操作モード(ホバー操作モード)の場合に前記第2駆動モードに切り替えてもよい。例えば、操作モードが接触操作モードに設定されている場合、駆動処理部111は、1本のドライブラインごとに同一パターンの前記入力信号を入力し、操作モードがホバー操作モードに設定されている場合、駆動処理部111は、3本のドライブラインごとに同一パターンの前記入力信号を入力する。
また、他の実施形態として、グループ化処理部114は、ユーザーの手がタッチパネルに近付くほど前記グループ化数を小さい値に設定し、ユーザーの手がタッチパネルから遠ざかるほど前記グループ化数を大きい値に設定してもよい。
ここで、複数本のドライブラインDLをグループ化した場合の行列演算方法の一例を説明する。図8には、2本のドライブラインDLをグループ化した例(M=2の例)を示している。制御部11は、グループ化した2本のドライブラインDLを1本のドライブラインDLと見做して行列演算を行う。
図8に示すように、駆動処理部111は、1回目の駆動タイミングにおいて、ドライブラインDL1,DL2に同一の符号系列d1,d2(1,1)を入力し、ドライブラインDL3,DL4に同一の符号系列d3,d4(1,1)を入力する。この場合、入力信号は、2次のアダマール行列H(下記式(2)参照)として表される。
タッチ操作検出処理部113は、線形素子系列(静電容量列)の行列について、容量C11,C21の合計(C11+C21)を1つの容量と見做し、容量C31,C41の合計(C31+C41)を1つの容量と見做し、容量C12,C22の合計(C12+C22)を1つの容量と見做し、容量C32,C42の合計(C32+C42)を1つの容量と見做す。タッチ操作検出処理部113は、ドライブラインDL1~DL4とセンスラインSL1の間の第1静電容量列C1からの出力s1=(s11,s12)、ドライブラインDL1~DL4とセンスラインSL2の間の第2静電容量列C2からの出力s2=(s21,s22)からなる出力Sと、2次のアダマール行列Hとの内積演算に基づいて、各容量値を算出する。例えば、行列演算式は、以下の式(2)のように表される。
また、図8に示すように、駆動処理部111は、2回目の駆動タイミングにおいて、ドライブラインDL1,DL2に同一の符号系列d1,d2(1,1)を入力し、ドライブラインDL3,DL4に同一の符号系列d3,d4(-1,-1)を入力する。この場合、入力信号は、2次のアダマール行列H(下記式(3)参照)として表される。
タッチ操作検出処理部113は、線形素子系列(静電容量列)の行列について、容量C13,C23の合計(C13+C23)を1つの容量と見做し、容量C33,C43の合計(C33+C43)を1つの容量と見做し、容量C14,C24の合計(C14+C24)を1つの容量と見做し、容量C34,C44の合計(C34+C44)を1つの容量と見做す。タッチ操作検出処理部113は、ドライブラインDL1~DL4とセンスラインSL3の間の第3静電容量列C3からの出力s3=(s31,s32)、ドライブラインDL1~DL4とセンスラインSL4の間の第4静電容量列C4からの出力s4=(s41,s42)からなる出力Sと、2次のアダマール行列Hとの内積演算に基づいて、各容量値を算出する。例えば、行列演算式は、以下の式(3)のように表される。
このように、タッチ操作検出処理部113は、前記入力系列と前記静電容量列とにおける各成分のうちグループ化数のドライブラインDLのそれぞれに対応する複数の成分を1つの成分とみなして、前記入力系列と前記出力系列との行列演算に基づいて前記静電容量列を算出する。上記構成によれば、ドライブラインDLを2本ずつグループ化して1本のドライブラインDLと見做すことができるため必要な行列サイズが半分になる。
[タッチ操作検出処理]
以下、図9を参照しつつ、表示装置1の制御部11によって実行されるタッチ操作検出処理について説明する。
以下、図9を参照しつつ、表示装置1の制御部11によって実行されるタッチ操作検出処理について説明する。
なお、本開示は、前記タッチ操作検出処理に含まれる一又は複数のステップを実行するタッチ操作検出方法として捉えることができ、ここで説明するタッチ操作検出処理に含まれる一又は複数のステップが適宜省略されてもよい。なお、前記タッチ操作検出処理における各ステップは同様の作用効果を生じる範囲で実行順序が異なってもよい。さらに、ここでは制御部11が前記タッチ操作検出処理における各ステップを実行する場合を例に挙げて説明するが、複数のプロセッサーが当該タッチ操作検出処理における各ステップを分散して実行するタッチ操作検出方法も他の実施形態として考えられる。
先ずステップS11において、制御部11は、出力信号を検出する。具体的には、制御部11は、複数本のドライブラインDLに対して符号系列の入力信号を同時に入力(並列駆動)し、センスラインSL1~SL4から出力される出力信号を検出する。
次にステップS12において、制御部11は、前記出力信号の信号強度が閾値以上であるか否かを判定する。前記信号強度は、例えば、線形素子系列(静電容量列)の容量に流れる電流の積分和の大きさである。制御部11は、前記出力信号の信号強度が閾値以上であると判定すると(S12:Yes)、処理をステップS13に移行させる。一方、制御部11は、前記出力信号の信号強度が閾値未満であると判定すると(S12:No)、処理をステップS121に移行させる。
ステップS13では、制御部11は、ドライブラインDLのグループ化数をMに設定する。例えば、制御部11は、ドライブラインDLのグループ化数を「2本」に設定する。一方、ステップS121では、制御部11は、ドライブラインDLのグループ化数をN(但し、M及びNは自然数、かつM<N)に設定する。例えば、制御部11は、ドライブラインDLのグループ化数を「3本」に設定する。
次にステップS14において、制御部11は、設定したグループ化数に基づいて、入力信号を入力する。例えば、制御部11は、ドライブラインDLのグループ化数を「2本」に設定した場合に、図6に示すように、隣接する2本のドライブラインDLごとに同一の符号系列の入力信号を入力する。また例えば、制御部11は、ドライブラインDLのグループ化数を「3本」に設定した場合に、図7に示すように、隣接する3本のドライブラインDLごとに同一の符号系列の入力信号を入力する。
次にステップS15において、制御部11は、タッチ操作を検出する。具体的には、制御部11は、静電容量列の出力Sと符号系列に対応するアダマール行列Hとの内積演算に基づいて容量値Cを算出し、容量値Cの変化に基づいてタッチ操作(入力位置)を検出する(図6、図7、式(2)及び(3)参照)。
次にステップS16において、制御部11は、タッチ操作が終了したか否かを判定する。ユーザーがタッチパネル(表示画面13A)に対するタッチ操作を終了すると、制御部11は、タッチ操作が終了したと判定して(S16:Yes)、前記タッチ操作検出処理を終了する。一方、ユーザーがタッチパネルに対するタッチ操作を継続する場合、制御部11は、タッチ操作が終了しないと判定して(S16:No)、処理をステップS11に移行させる。以上のようにして、制御部11は、前記タッチ操作検出処理を実行する。
以上説明したように、本実施形態に係る表示装置1は、並列に配置された複数本のドライブラインDLと、複数本のドライブラインDLに交差して並列に配置された複数本のセンスラインSLとを有するタッチパネルにおいて、複数本のドライブラインDLに対して入力信号を並列に入力して駆動し、複数本のセンスラインSLからの出力信号を並列に検出し、前記入力信号の大きさに対応する入力系列と前記出力信号の大きさに対応する出力系列との行列演算に基づいて算出される複数本のドライブラインDLと複数本のセンスラインSLとの各交点における静電容量の大きさに対応する線形素子系列に基づいて前記タッチパネルに対するタッチ操作を検出する。
また、表示装置1は、複数本のドライブラインDLに対して前記入力信号を入力し、複数本のセンスラインSLから出力される前記出力信号を検出する。また、表示装置1は、複数本のドライブラインDLを、隣接する設定されたグループ化数のドライブラインDLごとに複数のグループにグループ化し、グループ化した前記グループ化数のドライブラインDLごとに同一パターンの前記入力信号を入力する。そして、表示装置1は、前記入力系列と前記出力系列との行列演算により算出した線形素子系列に基づいて、前記タッチパネルに対するタッチ操作を検出する。
上記構成によれば、例えば、ユーザーが手をタッチパネルに近付けてタッチ操作を行う場合に、ドライブラインDLのグループ化数を少ない本数に設定することにより空間分解能を高めることができるため、タッチ操作の位置検出精度を高めることができる。また例えば、ユーザーが手をタッチパネルから遠ざけてタッチ操作を行う場合に、ドライブラインDLのグループ化数を多い本数に設定することにより、ドライブ電極及びセンス電極間に形成される電気力線をタッチパネルから遠い位置まで延ばすことができ、信号強度を高めることができるため、タッチパネルから離れた位置におけるタッチ操作を確実に検出することができる。すなわち、タッチ操作を検出可能なタッチパネルからの距離(ホバー距離)を長くすることができる。よって、ホバー距離の確保と位置検出精度の向上とを両立させることができる。
また、上記構成によれば、ハードウェアを追加することなく、前記グループ化数を調整してタッチ操作を検出することができるため、コストが増加することもない。
なお、制御部11は、ユーザーがタッチ操作を行っているときに、前記出力信号の信号強度に基づいて、前記グループ化数を動的(リアルタイム)に変化させてもよい。また、制御部11は、ユーザーから前記グループ化数を設定する操作を受け付け可能であってもよい。
また、他の実施形態として、制御部11は、ユーザーの指と表示画面13Aとの距離L(操作距離)(図3参照)が所定距離未満の場合に前記グループ化数をMに設定し、距離Lが所定距離以上の場合に前記グループ化数をN(但し、M及びNは自然数、かつM<N)に設定してもよい。
本開示のタッチ操作検出装置は、表示装置1であってもよいし、表示装置1の一構成要素である制御部11(制御装置)であってもよい。すなわち、本開示のタッチ操作検出装置は、制御部11を備え、表示パネル13及びタッチセンサ15(タッチパネル)を備えていなくてもよい。
[開示の付記]
以下、上述の実施形態から抽出される開示の概要について付記する。なお、以下の付記で説明する各構成及び各処理機能は取捨選択して任意に組み合わせることが可能である。
以下、上述の実施形態から抽出される開示の概要について付記する。なお、以下の付記で説明する各構成及び各処理機能は取捨選択して任意に組み合わせることが可能である。
<付記1>
並列に配置された複数本のドライブラインと、前記複数本のドライブラインに交差して並列に配置された複数本のセンスラインとを有するタッチパネルにおいて、前記複数本のドライブラインに対して入力信号を並列に入力して駆動し、前記複数本のセンスラインからの出力信号を並列に検出し、前記入力信号の大きさに対応する入力系列と前記出力信号の大きさに対応する出力系列との行列演算に基づいて算出される前記複数本のドライブラインと前記複数本のセンスラインとの各交点における静電容量の大きさに対応する線形素子系列に基づいて前記タッチパネルに対するタッチ操作を検出するタッチ操作検出装置であって、
前記複数本のドライブラインに対して前記入力信号を入力する駆動処理部と、
前記複数本のセンスラインから出力される前記出力信号を検出する出力検出処理部と、
前記複数本のドライブラインを、隣接する設定されたグループ化数のドライブラインごとに複数のグループにグループ化するグループ化処理部と、
前記入力系列と前記出力系列との行列演算により算出した線形素子系列に基づいて、前記タッチパネルに対するタッチ操作を検出するタッチ操作検出処理部と、
を備え、
前記駆動処理部は、前記グループ化処理部によりグループ化された前記グループ化数のドライブラインごとに同一パターンの前記入力信号を入力する、タッチ操作検出装置。
並列に配置された複数本のドライブラインと、前記複数本のドライブラインに交差して並列に配置された複数本のセンスラインとを有するタッチパネルにおいて、前記複数本のドライブラインに対して入力信号を並列に入力して駆動し、前記複数本のセンスラインからの出力信号を並列に検出し、前記入力信号の大きさに対応する入力系列と前記出力信号の大きさに対応する出力系列との行列演算に基づいて算出される前記複数本のドライブラインと前記複数本のセンスラインとの各交点における静電容量の大きさに対応する線形素子系列に基づいて前記タッチパネルに対するタッチ操作を検出するタッチ操作検出装置であって、
前記複数本のドライブラインに対して前記入力信号を入力する駆動処理部と、
前記複数本のセンスラインから出力される前記出力信号を検出する出力検出処理部と、
前記複数本のドライブラインを、隣接する設定されたグループ化数のドライブラインごとに複数のグループにグループ化するグループ化処理部と、
前記入力系列と前記出力系列との行列演算により算出した線形素子系列に基づいて、前記タッチパネルに対するタッチ操作を検出するタッチ操作検出処理部と、
を備え、
前記駆動処理部は、前記グループ化処理部によりグループ化された前記グループ化数のドライブラインごとに同一パターンの前記入力信号を入力する、タッチ操作検出装置。
<付記2>
前記タッチ操作検出処理部は、前記入力系列と前記線形素子系列とにおける各成分のうち前記グループ化数のドライブラインのそれぞれに対応する複数の成分を1つの成分とみなして、前記入力系列と前記出力系列との行列演算に基づいて前記線形素子系列を算出する、
付記1に記載のタッチ操作検出装置。
前記タッチ操作検出処理部は、前記入力系列と前記線形素子系列とにおける各成分のうち前記グループ化数のドライブラインのそれぞれに対応する複数の成分を1つの成分とみなして、前記入力系列と前記出力系列との行列演算に基づいて前記線形素子系列を算出する、
付記1に記載のタッチ操作検出装置。
<付記3>
前記グループ化処理部は、前記出力検出処理部が検出した前記出力信号の信号強度に基づいて前記グループ化数を設定する、
付記1又は2に記載のタッチ操作検出装置。
前記グループ化処理部は、前記出力検出処理部が検出した前記出力信号の信号強度に基づいて前記グループ化数を設定する、
付記1又は2に記載のタッチ操作検出装置。
<付記4>
前記グループ化処理部は、前記信号強度が閾値以上の場合に前記グループ化数をMに設定し、前記信号強度が前記閾値未満の場合に前記グループ化数をN(但し、M及びNは自然数、かつM<N)に設定する、
付記3に記載のタッチ操作検出装置。
前記グループ化処理部は、前記信号強度が閾値以上の場合に前記グループ化数をMに設定し、前記信号強度が前記閾値未満の場合に前記グループ化数をN(但し、M及びNは自然数、かつM<N)に設定する、
付記3に記載のタッチ操作検出装置。
<付記5>
前記駆動処理部は、前記M本のドライブラインごとに同一パターンの前記入力信号を入力する第1駆動モードと、前記N本のドライブラインごとに同一パターンの前記入力信号を入力する第2駆動モードとを切り替える、
付記4に記載のタッチ操作検出装置。
前記駆動処理部は、前記M本のドライブラインごとに同一パターンの前記入力信号を入力する第1駆動モードと、前記N本のドライブラインごとに同一パターンの前記入力信号を入力する第2駆動モードとを切り替える、
付記4に記載のタッチ操作検出装置。
<付記6>
前記駆動処理部は、
操作モードが前記タッチパネルに対する接触によるタッチ操作を受け付ける第1操作モードの場合に前記第1駆動モードに切り替え、
前記操作モードが前記タッチパネルに対する非接触によるタッチ操作を受け付ける第2操作モードの場合に前記第2駆動モードに切り替える、
付記5に記載のタッチ操作検出装置。
前記駆動処理部は、
操作モードが前記タッチパネルに対する接触によるタッチ操作を受け付ける第1操作モードの場合に前記第1駆動モードに切り替え、
前記操作モードが前記タッチパネルに対する非接触によるタッチ操作を受け付ける第2操作モードの場合に前記第2駆動モードに切り替える、
付記5に記載のタッチ操作検出装置。
<付記7>
前記駆動処理部は、アダマール行列からなる符号系列を前記入力系列として前記複数本のドライブラインを並列に駆動する、
付記1~6のいずれかに記載のタッチ操作検出装置。
前記駆動処理部は、アダマール行列からなる符号系列を前記入力系列として前記複数本のドライブラインを並列に駆動する、
付記1~6のいずれかに記載のタッチ操作検出装置。
1 :表示装置
11 :制御部
12 :記憶部
13 :表示パネル
13A :表示画面
14 :操作部
15 :タッチセンサ
16 :アナログ積分器
111 :駆動処理部
112 :出力検出処理部
113 :タッチ操作検出処理部
114 :グループ化処理部
DL :ドライブライン
SL :センスライン
C1 :第1静電容量列
C2 :第2静電容量列
C3 :第3静電容量列
C4 :第4静電容量列
d1 :符号系列
d2 :符号系列
d3 :符号系列
d4 :符号系列
11 :制御部
12 :記憶部
13 :表示パネル
13A :表示画面
14 :操作部
15 :タッチセンサ
16 :アナログ積分器
111 :駆動処理部
112 :出力検出処理部
113 :タッチ操作検出処理部
114 :グループ化処理部
DL :ドライブライン
SL :センスライン
C1 :第1静電容量列
C2 :第2静電容量列
C3 :第3静電容量列
C4 :第4静電容量列
d1 :符号系列
d2 :符号系列
d3 :符号系列
d4 :符号系列
Claims (8)
- 並列に配置された複数本のドライブラインと、前記複数本のドライブラインに交差して並列に配置された複数本のセンスラインとを有するタッチパネルにおいて、前記複数本のドライブラインに対して入力信号を並列に入力して駆動し、前記複数本のセンスラインからの出力信号を並列に検出し、前記入力信号の大きさに対応する入力系列と前記出力信号の大きさに対応する出力系列との行列演算に基づいて算出される前記複数本のドライブラインと前記複数本のセンスラインとの各交点における静電容量の大きさに対応する線形素子系列に基づいて前記タッチパネルに対するタッチ操作を検出するタッチ操作検出装置であって、
前記複数本のドライブラインに対して前記入力信号を入力する駆動処理部と、
前記複数本のセンスラインから出力される前記出力信号を検出する出力検出処理部と、
前記複数本のドライブラインを、隣接する設定されたグループ化数のドライブラインごとに複数のグループにグループ化するグループ化処理部と、
前記入力系列と前記出力系列との行列演算により算出した前記線形素子系列に基づいて、前記タッチパネルに対するタッチ操作を検出するタッチ操作検出処理部と、
を備え、
前記駆動処理部は、前記グループ化処理部によりグループ化された前記グループ化数のドライブラインごとに同一パターンの前記入力信号を入力する、タッチ操作検出装置。 - 前記タッチ操作検出処理部は、前記入力系列と前記線形素子系列とにおける各成分のうち前記グループ化数のドライブラインのそれぞれに対応する複数の成分を1つの成分とみなして、前記入力系列と前記出力系列との行列演算に基づいて前記線形素子系列を算出する、
請求項1に記載のタッチ操作検出装置。 - 前記グループ化処理部は、前記出力検出処理部が検出した前記出力信号の信号強度に基づいて前記グループ化数を設定する、
請求項1又は2に記載のタッチ操作検出装置。 - 前記グループ化処理部は、前記信号強度が閾値以上の場合に前記グループ化数をMに設定し、前記信号強度が前記閾値未満の場合に前記グループ化数をN(但し、M及びNは自然数、かつM<N)に設定する、
請求項3に記載のタッチ操作検出装置。 - 前記駆動処理部は、前記M本のドライブラインごとに同一パターンの前記入力信号を入力する第1駆動モードと、前記N本のドライブラインごとに同一パターンの前記入力信号を入力する第2駆動モードとを切り替える、
請求項4に記載のタッチ操作検出装置。 - 前記駆動処理部は、
操作モードが前記タッチパネルに対する接触によるタッチ操作を受け付ける第1操作モードの場合に前記第1駆動モードに切り替え、
前記操作モードが前記タッチパネルに対する非接触によるタッチ操作を受け付ける第2操作モードの場合に前記第2駆動モードに切り替える、
請求項5に記載のタッチ操作検出装置。 - 前記駆動処理部は、アダマール行列からなる符号系列を前記入力系列として前記複数本のドライブラインを並列に駆動する、
請求項1に記載のタッチ操作検出装置。 - 並列に配置された複数本のドライブラインと、前記複数本のドライブラインに交差して並列に配置された複数本のセンスラインとを有するタッチパネルにおいて、前記複数本のドライブラインに対して入力信号を並列に入力して駆動し、前記複数本のセンスラインからの出力信号を並列に検出し、前記入力信号の大きさに対応する入力系列と前記出力信号の大きさに対応する出力系列との行列演算に基づいて算出される前記複数本のドライブラインと前記複数本のセンスラインとの各交点における静電容量の大きさに対応する線形素子系列に基づいて前記タッチパネルに対するタッチ操作を検出するタッチ操作検出方法であって、
一又は複数のプロセッサーが、
前記複数本のドライブラインに対して前記入力信号を入力することと、
前記複数本のセンスラインから出力される前記出力信号を検出することと、
前記複数本のドライブラインを、隣接する設定されたグループ化数のドライブラインごとに複数のグループにグループ化することと、
前記入力系列と前記出力系列との行列演算により算出した前記線形素子系列に基づいて、前記タッチパネルに対するタッチ操作を検出することと、
グループ化された前記グループ化数のドライブラインごとに同一パターンの前記入力信号を入力することと、
を実行するタッチ操作検出方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022111876A JP2024010501A (ja) | 2022-07-12 | 2022-07-12 | タッチ操作検出装置及びタッチ操作検出方法 |
US18/218,297 US11972074B2 (en) | 2022-07-12 | 2023-07-05 | Touch operation detection device and touch operation detection method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022111876A JP2024010501A (ja) | 2022-07-12 | 2022-07-12 | タッチ操作検出装置及びタッチ操作検出方法 |
Publications (1)
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JP2024010501A true JP2024010501A (ja) | 2024-01-24 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2022111876A Pending JP2024010501A (ja) | 2022-07-12 | 2022-07-12 | タッチ操作検出装置及びタッチ操作検出方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4927216B1 (ja) * | 2010-11-12 | 2012-05-09 | シャープ株式会社 | 線形素子列値推定方法、静電容量検出方法、集積回路、タッチセンサシステム、及び電子機器 |
JP6759154B2 (ja) * | 2017-06-05 | 2020-09-23 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 検出装置及び表示装置 |
JP2021176049A (ja) * | 2020-05-01 | 2021-11-04 | レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド | 情報処理装置、及び情報処理方法 |
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2022
- 2022-07-12 JP JP2022111876A patent/JP2024010501A/ja active Pending
-
2023
- 2023-07-05 US US18/218,297 patent/US11972074B2/en active Active
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