本發(fā)明涉及觸摸式輸入裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的觸摸式輸入裝置構(gòu)成為對用戶對觸摸面板的觸摸做出應(yīng)答，而使顯示器上的鼠標(biāo)指針移動、或者選擇顯示器上的功能項(例如，參照日本特開2010-9321號公報)。近年來，提出有以如下方式構(gòu)成的觸摸式輸入裝置：檢測對觸摸面板的點擊、輕拂、滑動等操作。輕拂與例如使顯示器的畫面向輕拂的方向滾動這樣的特定的功能相對應(yīng)?；瑒右蚕嗤?/p>

投影式靜電電容方式的觸摸式輸入裝置包括多個驅(qū)動電極和多個檢測電極，它們形成網(wǎng)格狀的感測器陣列。在該感測器陣列的網(wǎng)格的交點處形成電容器。觸摸式輸入裝置根據(jù)該電容器的靜電電容來檢測觸摸操作。作為投影式靜電電容方式的一個例子的互電容方式的觸摸式輸入裝置構(gòu)成為檢測在感測器陣列中的所有的電容器的各自的靜電電容的變化，因此能同時檢測多個觸摸位置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

但是，靜電電容方式的觸摸式輸入裝置具有基準(zhǔn)值，該基準(zhǔn)值用于對因為觸摸而產(chǎn)生的靜電電容和因為周圍環(huán)境(寄生電容、溫度)而產(chǎn)生的靜電電容進(jìn)行區(qū)別。例如，觸摸式輸入裝置在檢測到的靜電電容超過基準(zhǔn)值、且檢測到的靜電電容的變化量(例如，檢測到的靜電電容和基準(zhǔn)值之差)超過閾值時，判斷為手指接近觸摸面板的觸摸(也稱為觸摸檢測、接近檢測)。

一些觸摸式輸入裝置根據(jù)溫度和/或濕度的緩慢變化，漸漸地增加或降低基準(zhǔn)值(即、更新)，從而對應(yīng)溫度和濕度的變化。

在車輛中使用靜電電容方式的觸摸式輸入裝置的情況下，使用環(huán)境的溫度范圍廣，并且因溫度變化而導(dǎo)致的靜電電容(寄生電容)的變化比較大。另外，因形成觸摸面板的面板表面(檢測面)的膜等的經(jīng)年劣化而導(dǎo)致的靜電電容(寄生電容)的變化也比較大。于是，一些觸摸式輸入裝置可以構(gòu)成為，在每次啟動時(例如每次車輛切換為acc接通狀態(tài)時)，取得新的基準(zhǔn)值。

上述的溫度和/或濕度變化的基準(zhǔn)值的更新在用手指進(jìn)行操作中(觸摸開啟時)不執(zhí)行，以防止錯誤地校正手指的狀態(tài)。但是，在周圍的溫度和/或濕度急劇變化時，用戶對周圍的開關(guān)等進(jìn)行操作而無意識地持續(xù)觸摸面板表面的局部位置的情況下，在整個檢測面檢測出靜電電容的上升，現(xiàn)有的觸摸式輸入裝置可能會有誤檢測為是對整個面板表面的觸摸。

本發(fā)明的目的為提供一種能適當(dāng)?shù)貦z測出觸摸操作的觸摸式輸入裝置。

本發(fā)明的根據(jù)一個方式的觸摸式輸入裝置，具備：觸摸面板，其包括面板表面，所述面板表面包括網(wǎng)格狀的感測器陣列，該感測器陣列包括多個驅(qū)動電極和與所述多個驅(qū)動電極絕緣的多個檢測電極，所述多個驅(qū)動電極和所述多個檢測電極的交點處作為多個電容器發(fā)揮作用；以及控制器，其具有分別與所述多個電容器對應(yīng)的多個基準(zhǔn)值，并構(gòu)成為向所述多個驅(qū)動電極施加驅(qū)動信號，根據(jù)所述多個電容器的靜電電容的變化以及所述多個基準(zhǔn)值來檢測對所述觸摸面板的所述面板表面進(jìn)行的觸摸操作，所述控制器構(gòu)成為，在所述觸摸面板的所有的電容器的靜電電容均在規(guī)定的靜電電容范圍的狀態(tài)持續(xù)規(guī)定的時間長度時，更新所述多個基準(zhǔn)值。

根據(jù)此結(jié)構(gòu)，在所有的電容器的各靜電電容為規(guī)定的靜電電容范圍內(nèi)的狀態(tài)持續(xù)規(guī)定的時間長度時，表示因溫度和/或濕度的變化而導(dǎo)致的影響涉及觸摸面板的整個檢測面的狀態(tài)，在這樣的狀態(tài)下更新基準(zhǔn)值。由此，根據(jù)更新后的基準(zhǔn)值，能適當(dāng)?shù)貦z測出觸摸操作。

所述控制器也可以以如下方式構(gòu)成：針對所述觸摸面板的所有的電容器，檢測一電容器和與該一電容器相鄰的電容器的靜電電容差；以及在所述所有的電容器的靜電電容之差均在規(guī)定值以內(nèi)時，判定為所述觸摸面板的所有的電容器的靜電電容在所述規(guī)定的靜電電容范圍內(nèi)。

根據(jù)此結(jié)構(gòu)，控制器通過針對所有的電容器檢測出相鄰的兩個電容器的靜電電容之差，從而能抵消或降低布線圖形長的影響。

根據(jù)本發(fā)明一些方式，可以得到能適當(dāng)?shù)貦z測出觸摸操作的觸摸式輸入裝置。

附圖說明

圖1是搭載了觸摸式輸入裝置的車輛的室內(nèi)的立體圖。

圖2是觸摸面板的俯視圖。

圖3是沿圖2的iii-iii線的觸摸面板的剖視圖。

圖4是觸摸式輸入裝置的框圖。

圖5是觸摸式輸入裝置的狀態(tài)推移圖。

圖6是示出控制單元所執(zhí)行的處理的流程圖。

圖7(a)是條件成立例的時序圖、圖7(b)是條件不成立例的時序圖。

具體實施方式

以下，對觸摸式輸入裝置的第1實施方式進(jìn)行說明。

如圖1所示，儀表盤1的中央(中心群)設(shè)有顯示器2。在中央控制臺4設(shè)有變速桿5和觸摸式輸入裝置10的觸摸面板11。觸摸面板11的最外表面是對觸摸進(jìn)行檢測的檢測面、即面板表面11a。面板表面11a從中央控制臺4露出。第1實施方式的觸摸式輸入裝置10搭載于車輛。用戶可以通過用手指、筆尖等導(dǎo)電體對觸摸面板11進(jìn)行觸摸，從而能對顯示在顯示器2上的期望的功能項進(jìn)行選擇和確定，從而使空氣調(diào)節(jié)器、導(dǎo)航儀等車載設(shè)備執(zhí)行期望的動作。觸摸操作能包括對檢測面11a的點擊、輕拂、滑動等，但不限于此。

如圖2所示，觸摸面板11包括網(wǎng)格狀的感測器陣列14，感測器陣列14包括多個驅(qū)動電極12和多個檢測電極13，多個檢測電極13與多個驅(qū)動電極12絕緣。圖2為了便于說明，僅示出7個驅(qū)動電極12和5個檢測電極13。

如圖3所示，觸摸面板11進(jìn)一步包括：驅(qū)動基板15，在其上配置驅(qū)動電極12；感測基板16，其重疊在驅(qū)動基板15上，并且在其上配置檢測電極13；以及罩膜17，其設(shè)于感測基板16上。驅(qū)動基板15、感測基板16以及罩膜17由相同或者不同的絕緣性材料構(gòu)成。罩膜17的上表面的一部分提供觸摸面板11的檢測面11a。

各驅(qū)動電極12以及各檢測電極13可以是導(dǎo)電性材料的條(strip)。驅(qū)動電極12以及檢測電極13有時分別稱為驅(qū)動電極條以及檢測電極條。多個驅(qū)動電極12在檢測面11a內(nèi)相互平行，例如沿一個方向(x方向)隔著距離配置。多個檢測電極13在檢測面11a內(nèi)相互平行，并且例如沿與上述一個方向正交的方向(y方向)隔著距離配置。驅(qū)動電極12以及檢測電極13在檢測面11a內(nèi)形成網(wǎng)格狀的感測器陣列14。在俯視觸摸面板11時，在驅(qū)動電極12與檢測電極13的交點處形成電容器c(寄生電容)(圖3的雙點劃線)。驅(qū)動電極12和檢測電極13可以通過粘合劑18固定到驅(qū)動基板15以及感測基板16上，但不限于此。

如圖4所示，觸摸式輸入裝置10具備觸摸面板11和控制器21，控制器21向感測器陣列14的驅(qū)動電極12施加驅(qū)動信號(脈沖信號)，從而檢測觸摸操作。第1實施方式的控制器21可以是互電容方式、即根據(jù)各電容器c的靜電電容的變化而產(chǎn)生的各電容器c的充電/放電電流而對觸摸位置進(jìn)行檢測的控制器，但不限于此。

控制器21包括：與驅(qū)動電極12連接的驅(qū)動單元22；與檢測電極13連接的檢測單元23；以及對驅(qū)動單元22以及檢測單元23進(jìn)行控制的控制單元24。驅(qū)動單元22根據(jù)來自控制單元24的控制信號而生成驅(qū)動信號，將已生成的驅(qū)動信號施加到根據(jù)控制信號而選擇的一個以上的驅(qū)動電極12。檢測單元23根據(jù)來自控制單元24的控制信號選擇一個以上的檢測電極13，將根據(jù)施加于驅(qū)動電極12的驅(qū)動信號而在該檢測電極13流動的充電/放電電流作為輸出信號接收。檢測單元23根據(jù)來自檢測電極13的輸出信號檢測各電容器c的靜電電容，向控制單元24輸出檢測信號，檢測信號表示各電容器c的靜電電容?？刂茊卧?4根據(jù)檢測信號檢測觸摸操作以及觸摸位置(例如二維坐標(biāo))，將該檢測結(jié)果輸出至顯示器2。

控制單元24包括存儲器24a或能訪問地連接到存儲器24a。在存儲器24a中存儲有基準(zhǔn)值，基準(zhǔn)值針對感測器陣列14的每個電容器c預(yù)先設(shè)定。基準(zhǔn)值是用于區(qū)分依賴于溫度和/或濕度等環(huán)境的變化的靜電電容和因觸摸而產(chǎn)生的靜電電容的變化的靜電電容值，例如能根據(jù)預(yù)先進(jìn)行的實驗、模擬、或者經(jīng)驗值而決定。在第1實施方式中，作為與所有的電容器c對應(yīng)的初始基準(zhǔn)值，而設(shè)定為0(零)，但不限于此。例如，在第1實施方式中，當(dāng)后述的條件成立時，控制單元24更新所有的基準(zhǔn)值。當(dāng)從檢測單元23輸入檢測信號(檢測到的靜電電容)時，控制單元24計算該檢測到的靜電電容與相對應(yīng)的基準(zhǔn)值之差(靜電電容的變化量)，在該差大于后述的閾值的情況下，判斷為對與該檢測到的靜電電容對應(yīng)的電容器c的位置進(jìn)行了觸摸操作。

驅(qū)動單元22、檢測單元23以及控制單元24有時稱為電極驅(qū)動處理器、檢測處理器以及控制處理器，但不限于此?？刂破?1也可以包括單個處理器和存儲器或者存儲介質(zhì)，單個處理器作為驅(qū)動單元22、檢測單元23以及控制單元24而發(fā)揮作用，在存儲器或者存儲介質(zhì)中存儲有由該處理器執(zhí)行的、計算機可讀取的命令。該存儲器或者存儲介質(zhì)可以與存儲基準(zhǔn)值的存儲器24a相同。

接著，對觸摸式輸入裝置10的作用進(jìn)行說明。

首先，參照圖5對觸摸式輸入裝置10的狀態(tài)推移進(jìn)行說明。當(dāng)觸摸式輸入裝置10的電源接通時，控制器21啟動，轉(zhuǎn)到初始設(shè)定狀態(tài)(步驟s100)。在初始設(shè)定狀態(tài)下，控制器21進(jìn)行檢測單元23的設(shè)定和寄生電容值的補正，檢測單元23包括靜電電容檢測ic。寄生電容值的補正是指取得基準(zhǔn)值。也就是說，控制單元24將在啟動時從檢測單元23輸入的檢測信號所表示的靜電電容值作為新的基準(zhǔn)值存儲到存儲器24a。當(dāng)基準(zhǔn)值的取得完成時，控制單元24轉(zhuǎn)到檢測待機狀態(tài)(步驟s101)，等待檢測觸摸操作。在初始設(shè)定狀態(tài)中的基準(zhǔn)值的取得也可以在工廠出貨時進(jìn)行。

一般來講，電容器c的靜電電容根據(jù)溫度而變化，因此控制單元24在沒有觸摸操作的觸摸關(guān)閉狀態(tài)(步驟s102)下將基準(zhǔn)值更新為與溫度變化對應(yīng)的基準(zhǔn)值。

當(dāng)處于觸摸關(guān)閉狀態(tài)(步驟s102)的控制單元24檢測出觸摸操作時，控制單元24轉(zhuǎn)到觸摸開啟狀態(tài)(步驟s103)。在觸摸開啟狀態(tài)下，控制單元24對觸摸位置(例如，二維坐標(biāo))進(jìn)行檢測，將該檢測結(jié)果輸出至顯示器2。

在觸摸開啟狀態(tài)(步驟s103)下，當(dāng)后述的條件成立時，控制單元24轉(zhuǎn)到初始設(shè)定狀態(tài)(步驟s100)。

參照圖6對用于更新基準(zhǔn)值的條件成立判定處理進(jìn)行說明?？刂茊卧?4在觸摸開啟狀態(tài)(步驟s103)下，通過進(jìn)行該處理來判定是否需要更新基準(zhǔn)值。

如圖6所示，在步驟s21中控制單元24轉(zhuǎn)到初始設(shè)定狀態(tài)(圖5的步驟s100)。在步驟s22中從檢測單元23向控制單元24輸入檢測信號。在步驟s23中，控制單元24由該檢測信號設(shè)定基準(zhǔn)值。

在步驟s24中，從檢測單元23向控制單元24輸入新的檢測信號?？刂茊卧?4判定觸摸面板11的各感測器的檢測值(各電容器c的靜電電容)是否在規(guī)定的靜電電容范圍內(nèi)(步驟s25)。例如，控制單元24針對所有的電容器c檢測出一電容器(例如，第1電容器c1)和與該一電容器相鄰的電容器(例如，第2電容器c2)的靜電電容之差d，在所有的電容器c的靜電電容之差d均在規(guī)定值dx以內(nèi)時，判定所有的電容器c的各靜電電容在上述規(guī)定的靜電電容范圍內(nèi)(步驟s25：是)。上述規(guī)定值dx比用于判斷觸摸的檢測的閾值小，例如為該閾值的1/2以下。在用戶沒有對檢測面11a進(jìn)行操作(沒有放置用戶的手指或者筆尖)的情況下，所有的電容器c的靜電電容均收斂于上述規(guī)定的靜電電容范圍內(nèi)。

在控制單元24判定為所有的電容器c的靜電電容均在上述規(guī)定的靜電電容范圍內(nèi)的情況下(步驟s25：是)，為了判定是否持續(xù)規(guī)定的時間長度tx而使計時器增數(shù)(步驟s26)。上述規(guī)定的時間長度tx是通常的觸摸操作不會持續(xù)進(jìn)行的時間，在本例中為20秒。然后，控制單元24判定在所有的電容器c的靜電電容均在上述規(guī)定的靜電電容范圍內(nèi)的狀態(tài)下是否已經(jīng)過上述規(guī)定的時間長度tx(步驟s27)。

控制單元24在通過步驟s28中的通?？刂?，而判定為在所有的電容器c的靜電電容均在上述規(guī)定的靜電電容范圍內(nèi)的狀態(tài)已經(jīng)過上述規(guī)定的時間長度tx(步驟s27：是)，控制單元24判定基準(zhǔn)值的更新條件成立，并在步驟s23中更新基準(zhǔn)值。

另一方面，在上述規(guī)定的時間長度tx經(jīng)過之前某一個電容器c的靜電電容超出上述規(guī)定的靜電電容范圍的情況下(步驟s25：否)，控制單元24在步驟s29中重置計時器。在這種情況下，基準(zhǔn)值的更新條件不成立，不更新基準(zhǔn)值。

接著，參照圖7對基準(zhǔn)值的更新詳細(xì)地進(jìn)行說明。

圖7(a)表示在以下狀態(tài)中的所有的感測器(電容器c)中的第1感測器c1的檢測值(靜電電容值)和與該第1感測器c1相鄰的第2感測器c2的檢測值(靜電電容值)。也就是說，在時刻t0-t1的期間，周圍的溫度大致恒定(第1溫度)。溫度從時刻t1到時刻t2急劇變化。在時刻t2，溫度的變化停止；在時刻t2-t3的期間，溫度大致恒定(與第1溫度不同的第2溫度)。在溫度變化中(時刻t1-t2)，用戶用手指對觸摸面板11上的形成有第1感測器c1的部分進(jìn)行操作，使手指從觸摸面板11離開。然后，用戶不接觸觸摸面板11直到時刻t3為止。

在該情況下，兩個感測器c1、c2的檢測值之差d在用手指操作時(時刻t1-t2)超過規(guī)定值dx，當(dāng)手指離開時，檢測值之差d收斂于規(guī)定值dx以內(nèi)(時刻t2)。然后，檢測值之差d在規(guī)定值dx以內(nèi)的狀態(tài)持續(xù)規(guī)定的時間長度tx(時刻t2-t3)。第1感測器c1和第2感測器c2的檢測值的變化在其他相鄰的兩個感測器中也同樣。因此，控制器21針對所有的感測器檢測相鄰的一對兩個感測器的檢測值之差d，當(dāng)檢測值之差d超過規(guī)定值dx時，能推定為進(jìn)行了觸摸。然后，所有的檢測值之差d均收斂于規(guī)定值dx以內(nèi)的狀態(tài)持續(xù)規(guī)定的時間長度tx。所有的感測器的檢測值在規(guī)定的時間長度tx持續(xù)穩(wěn)定，表示所有的感測器的靜電電容的變化僅起因于周圍環(huán)境的變化。控制器21(例如控制單元24)判定手指沒有放在檢測面11a上(條件成立)，并更新基準(zhǔn)值。

圖7(b)表示以下狀態(tài)下中的所有的感測器(電容器c)的第1感測器c1和與該第1感測器c1相鄰的第2感測器c2的檢測值(靜電電容值)。也就是說，用戶在時刻t4與t5之間的時刻將手指放置于觸摸面板11上的與第1感測器c1對應(yīng)的位置。用戶的手指沒有放置在與第2感測器c2對應(yīng)的位置。該狀態(tài)保持規(guī)定的時間長度tx直到時刻t6為止。在該狀況下，第1感測器c1和第2感測器c2的感測器檢測值之差d因為手指的觸摸持續(xù)超過規(guī)定值dx。例如，在手指的觸摸僅限于第1感測器c1的位置的情況下，除了該第1感測器c1之外的其他相鄰的兩個感測器的檢測值之差d均收斂于規(guī)定值dx以內(nèi)。也就是說，當(dāng)針對所有的感測器檢測出一感測器和與該一感測器相鄰的感測器的檢測值之差d時，只有包括第1感測器c1的相鄰的兩個感測器的檢測值之差d超過規(guī)定值dx。一個以上的差d超過規(guī)定值dx，表示至少第1感測器c1檢測到周圍環(huán)境的變化以外的變化?？刂茊卧?4判定為檢測面11a(例如，第1感測器c1)上存在手指(條件不成立)，不更新基準(zhǔn)值。

根據(jù)第1實施方式，能獲得以下效果。

(1)所有的電容器的靜電電容均在規(guī)定的靜電電容范圍內(nèi)的狀態(tài)持續(xù)規(guī)定的時間長度tx表示因溫度和/或濕度的變化而造成的影響涉及觸摸面板11的整個檢測面11a的狀態(tài)。控制器21在該狀態(tài)下更新基準(zhǔn)值。由此，觸摸式輸入裝置10能根據(jù)更新后的基準(zhǔn)值，適當(dāng)?shù)貦z測觸摸操作。

(2)控制器21針對所有的電容器c檢測一電容器與該電容器相鄰的另一個電容器的靜電電容之差，在所有的差均在規(guī)定值dx以內(nèi)時，判定為所有的電容器c的靜電電容均在上述規(guī)定的靜電電容范圍內(nèi)。通過在判定中采用相鄰的兩個電容器的靜電電容之差，從而能抵消或降低布線圖形長而導(dǎo)致的影響。

(3)由于控制器21檢測用戶沒有對檢測面11a進(jìn)行操作(用戶的手指沒有置于檢測面11a)，能自動地再次取得正確的基準(zhǔn)值，所以能使用戶的方便性提高。

第1實施方式可以變更為以下方式。

·控制器21也可以在同一檢測周期所取得的所有的電容器c的靜電電容中的最大的靜電電容和最小的靜電電容之差在規(guī)定的方差上限值以下時，判定為所有的電容器c的靜電電容均在上述預(yù)定范圍內(nèi)。與第1實施方式的規(guī)定值dx同樣地，上述規(guī)定的方差上限值例如可以是用于對觸摸的檢測進(jìn)行判定的閾值的1/2以下，但不限于此。

·參照圖7(a)，與因為溫度而導(dǎo)致感測器檢測值與手指的操作的情況相反地變化時對應(yīng)地，也可以在觸摸關(guān)閉狀態(tài)(步驟s102)中判定基準(zhǔn)值更新條件成立的有無。在這種情況下，將判斷各靜電電容在預(yù)定范圍內(nèi)的狀態(tài)是否持續(xù)規(guī)定的時間長度tx時的該規(guī)定的時間長度tx設(shè)定得比在觸摸關(guān)閉狀態(tài)(步驟s102)下與溫度變化對應(yīng)地判定是否更新基準(zhǔn)值時的更新時間短，從而能快速地取得正確的基準(zhǔn)值。

·控制器21也可以針對每個感測器和/或每個感測器群(1排或者一部分區(qū)域)獨立地執(zhí)行基準(zhǔn)值的更新。

·第1實施方式的觸摸式輸入裝置10的觸摸面板11從顯示器2分開地設(shè)置。其他例子中的觸摸式輸入裝置10也可以是透明的觸摸面板11與顯示器2重疊的觸摸式輸入裝置。

本發(fā)明包括以下技術(shù)思想。

(a)觸摸式輸入裝置的規(guī)定值dx是用于對觸摸的檢測進(jìn)行判定的閾值的1/2以下。

(b)觸摸式輸入裝置的控制器在所有的電容器的靜電電容中的最大的靜電電容與最小的靜電電容的幅度在規(guī)定的方差上限值以下時，判定為所有的電容器的靜電電容均在規(guī)定范圍內(nèi)。

(c)觸摸式輸入裝置的所述方差上限值是用于對觸摸的檢測進(jìn)行判定的閾值的1/2以下。

(d)所述控制器包括存儲器，在存儲器中存儲有所述規(guī)定的靜電電容范圍以及所述規(guī)定的時間長度。

(e)基準(zhǔn)值是用于區(qū)別因觸摸而產(chǎn)生的靜電電容和因周圍環(huán)境而產(chǎn)生的靜電電容的靜電電容值。

本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下也可以以其他特定形式來實現(xiàn)。例如，也可以省略在實施例中所描述的一個或多個構(gòu)成要素(一個或多個方面)。另外，在不同的實施例構(gòu)成要素也可以適當(dāng)組合。本發(fā)明的范圍應(yīng)該參照后附權(quán)利要求書及與該權(quán)利要求等效的整個范圍來確定。