专利名称：即使检测区域小于显示器的显示区域也如相同时那样动作的触摸面板装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及作为用户接口装置能够与显示器装置一起应用于电子设备中的触摸面板装置。
背景技术：
市场上针对便携式电话机等具有显示器的可移动型的电子设备在要求壳体小型化的同时还要求显示器屏幕大型化。近年来，为了同时满足这些要求，具有采用被大型化为与壳体尺寸相同程度的显示器的倾向。另一方面，在具有显示器的电子设备中，为了简便且迅速地进行操作，作为与显示器联动的用户接口(UI =User Interface)多数情况下搭载触摸面板。触摸面板几乎是透明的以便不妨碍观察显示器21，并且是配置在显示器的前表面上并输出与触摸体的触摸位置对应的检测信号的一种传感器，其中，所述触摸体是对于触摸面板的表面的用户的手指或笔等检测对象。作为检测方式具有薄膜电阻方式、静电电容方式等。参照图1，基于与本发明关联的技术的触摸面板装置被应用于具有显示器装置的电子设备中。显示器装置包括显示器21、显示器控制电路22、显示器配线23。显示器21具有显示区域21a，显示区域21a的面积与显示器21的外形表面的面积几乎相同。显示器控制电路22基于来自电子设备的上级电路的信号来驱动显示器21。显示器配线23被从显示器 21导出，并与显示器控制电路22连接。触摸面板装置包括触摸面板31、触摸面板控制电路82、触摸面板配线33。触摸面板31是由ITOandium Tin Oxide，铟锡氧化物)等构成的几乎透明的面板，并配置在显示器21的前表面上，并且输出与触摸位置对应的检测信号。触摸面板控制电路82与显示器控制电路22 —起配置在电子设备的壳体内，并将来自触摸面板31的检测信号转换成显示器21中的坐标信号并输出给上级电路。触摸面板配线33是由ITO等构成的几乎透明的配线，以便不妨碍观察显示器21，并且从显示器21的端部被向外侧导出，并与触摸面板控制电路82连接。另外，在图1中，为了便于说明，与实际的位置、形状、以及尺寸不同地、概念性地示出了显示器控制电路22、显示器配线23、触摸面板控制电路82、触摸面板配线33。这种触摸面板装置，除了第1图所示的之外，还被例如日本专利文件特开 2002-340601号公报(相关技术文献1)、日本专利文件特开2006-139655号公报(相关技术文献2)、以及日本专利文件特开平11-085397号公报(相关技术文献3)公开。在第1图所示的触摸面板装置中，实际上存在以下情况由于触摸面板配线33的布线(wiring)情况等，而不得不使触摸面板31的外形小于显示器21的显示区域21a。因此，存在触摸面板31无法覆盖显示器21的显示区域21a的区域31c。并且，当触摸体触摸到触摸面板31的外边缘时，由于触摸体从触摸面板31超出，无法满足用于正常地识别存在触摸事件的最小触摸面积。因此，触摸面板31中存在可能无法正常地检测触摸位置的区域31b。结果，能够正常地检测触摸面板31中的触摸位置的检测区域31a小于显示器21 的显示区域21a。这从显示器装置和触摸面板装置联动地实现的UI的可用性的观点来看并不是优选的。
发明内容
因此，本发明的课题是提供一种即使检测区域小于显示器的显示区域也如相同时那样动作的触摸面板装置。本发明的另一个课题是提供一种具有上述的触摸面板装置的用户接口装置。本发明的又一个课题是提供具有上述的用户接口装置的电子设备。根据本发明可以获得一种触摸面板装置，包括触摸面板，其呈长方形，被重心配置在呈长方形的显示器的前表面上，并且输出与作为检测对象的触摸体所触摸的触摸位置对应的检测信号；以及触摸面板控制电路，其将来自所述触摸面板的检测信号投影转换成表示显示器上的XY坐标的坐标信号，所述触摸面板装置的特征在于，所述触摸面板具有检测区域，所述检测区域的X边和Y边分别比显示器的显示区域小预定的尺寸差，所述触摸面板控制电路将所述检测信号投影转换成所述坐标信号，以使得至少所述触摸面板的所述检测区域被虚拟地放大至显示器的显示区域的整个面。基于所述触摸面板控制电路的投影转换可以通过式(1)和( 来表示g(x) = xX (Xd+2A)/Xs-A…(1)g(y) = yX (Yd+2B)/Ys_B …(2)在上式⑴和⑵中，g(x)、g(y)显示器上的XY坐标(坐标信号，单位显示器的像素数)，X、y 触摸面板的检测区域上的触摸位置(检测信号，单位触摸面板的检测元素数)，Xd、Yd 触摸面板检测区域的尺寸(单位显示器的像素数)，Xs, Ys 触摸面板的检测区域的尺寸(单位触摸面板的检测元素数)，A、B 显示器的显示区域与触摸面板的检测区域之间的X边、Y边的尺寸差分(单位显示器的像素数)。基于所述触摸面板控制电路的投影转换能够调整投影放大率。所述触摸面板控制电路可以具有存储所述投影放大率的参数的存储器。显示器的显示区域与所述触摸面板的所述检测区域之间的X边和Y边的各自的尺寸差可以小于触摸体的尺寸。根据本发明还可以获得一种用户接口装置，所述用户接口装置被安装在电子设备上，根据用户的触摸操作来控制包含显示器显示在内的电子设备的动作，所述用户接口装置的特征在于，包括权利要求1所述的触摸面板装置；显示器装置，所述显示器装置包含所述显示器以及驱动该显示器的显示器控制电路；以及用户接口控制电路，其对该显示器控制电路发出命令，以使得该显示器上的显示内容根据来自所述触摸面板装置的所述坐标信号而变化。根据本发明还可以获得一种电子设备，其特征在于，具有所述用户接口装置。
图1是示出基于本发明的相关技术的触摸面板装置的图；图2是示出基于本发明的实施例1的触摸面板装置的图；图3是用于说明图1所示的触摸面板装置的动作的示意图；图4是示出具有图1所示的触摸面板装置的用户接口装置的框图；图5是用于说明图4所示的用户接口装置的动作的流程图；图6是示出具有基于本发明的实施例2的触摸面板装置的用户接口装置的框图；图7是用于说明图6所示的用户接口装置的动作的流程图。
具体实施例方式根据本发明的一种触摸面板装置，包括触摸面板，其呈长方形，并重心配置在呈长方形的显示器的前表面上，并且输出与作为检测对象的触摸体所触摸的触摸位置对应的检测信号；以及触摸面板控制电路，其将来自触摸面板的检测信号投影转换成表示显示器上的XY坐标的坐标信号。触摸面板具有检测区域，检测区域的X边和Y边分别比显示器的显示区域小预定的尺寸差。尤其是，触摸面板控制电路将检测信号投影转换成坐标信号，以使得至少触摸面板的检测区域被虚拟地放大至显示器的显示区域的整个面。通过上述的构成，基于本发明的触摸面板装置在即使检测区域小于显示器的显示区域也能够如检测区域和显示区域相同时那样动作。以下，参照附图，详细说明基于本发明的触摸面板装置以及触摸面板式显示器装置的更具体的实施例。实施例1参照图2，基于本发明的实施例1的触摸面板装置被应用于具有显示器装置的便携式电话机中。显示器装置包括显示器21、显示器控制电路22、显示器配线23。显示器21呈长方形，并且具有显示区域21a，该显示区域21a具有与显示器21的外形表面相同的尺寸。显示器控制电路22基于来自电子设备的上级电路的信号来驱动显示器21。显示器配线23被从显示器21导出，并与显示器控制电路22连接。触摸面板装置包括触摸面板31、触摸面板控制电路82、触摸面板配线33。触摸面板31呈长方形，并且是由ITO等构成的几乎透明的面板，以便不妨碍观察显示器21，并触摸面板31的被重心配置在显示器21的前表面上，并且输出与作为检测对象的用户的手指或触控笔等触摸体所触摸的触摸位置对应的检测信号。触摸面板控制电路32与显示器控制电路22 —起被配置在电子设备的壳体内，并具有坐标转换部321，所述坐标转换部321 将来自触摸面板31的检测信号投影转换成表示显示器21上的XY坐标的坐标信号并输出给上级电路。触摸面板配线33是由ITO等构成的几乎透明的配线，以便不妨碍观察显示器 21，并且触摸面板配线33从显示器21的端部被向外侧导出，并与触摸面板控制电路32连接。在图2中，符号31c示出触摸面板31无法覆盖显示器21的显示区域21a的区域。 符号31b示出可能无法正常地检测触摸位置的区域。符号31a是能够正常地检测触摸面板 31中的触摸位置的检测区域。
另外，在图2中，为了便于说明，与实际的位置、形状、以及尺寸不同地、概念性地示出了显示器控制电路22、显示器配线23、触摸面板控制电路32、触摸面板配线33。在本触摸面板装置中，尤其是，坐标转换部321将来自触摸面板31的检测信号投影转换为坐标信号，以使得至少触摸面板31的检测区域31a被虚拟地放大至显示器的显示区域21a整个面。参照图2和图3说明基于本装置的放大的投影转换。当存在用户的手指或触控笔等触摸体的触摸时，触摸面板31输出与该触摸位置 (x、y)对应的检测信号。经由触摸面板配线33被输入了检测信号的触摸面板控制电路32的坐标转换部 321进行通过下式(1)以及(2)表示的投影转换。另外，在这些式子中，g(x)、g(y)是显示器21上的XY坐标(坐标信号)。其单位为显示器的像素数。x、y是触摸面板31的检测区域31a上的触摸位置(检测信号)。其单位为触摸面板的检测元素数。XcUYd是触摸面板 31的检测区域31a的尺寸。其单位为显示器21的像素数。Xs、Ys也是触摸面板的检测区域的尺寸。不过，其单位为触摸面板31的检测元素数。A、B是显示器21的显示区域21a和触摸面板31的检测区域31a之间的X边、Y边的尺寸差。其单位为显示器的像素数。g(x) = xX (Xd+2A)/Xs-A…(1)g(y) = yX (Yd+2B)/Ys_B …O)根据该投影转换，触摸面板31的检测区域31a在X方向被虚拟地放大2A、在Y方向被虚拟地放大2B。即，检测区域31a被虚拟地放大至显示器21的显示区域21a整个面。说明更加具体的例子。触摸面板31的检测区域31a的尺寸设为3000XMOO[检测元素数]、相当于470X844 [像素数]。另外，显示器21的外形或者外形显示区域21a的尺寸设为480 X 864 [像素数]。因此，显示器21的显示区域21a和触摸面板31的检测区域 31a的X边和Y边的各自的尺寸差A、B为5、10 [像素数]。若将这些参数带入上述的式(1)以及O)，则如下g(x) = xX 070+10)/3000-5…(3)g(y) = yX (844+20)/5400-10- (4)然后，触摸面板控制电路32的坐标转换部321在存在对于触摸面板31的检测区域31a的触摸时，将触摸位置(x、y)[检测元素数]带入到上述的式(3)以及⑷中的x、y， 运算出 XY 坐标(g(x)、g(y))[像素数]。例如，当(x>y) = (2990,5395)时，(g(x).g(y)) =(473,855), (x、y) = (1500,2700)时，(g(x)、g(y)) = (235,422) 在这里，优选的是，显示器21的显示区域21a和触摸面板31的检测区域31a的X 边和Y边的各自的尺寸差(A、B)小于触摸体的尺寸。这是由于若尺寸差大于等于触摸体的尺寸，则实际上所触摸的位置和触摸面板装置所识别的位置之间的背离变大，使用户感到不舒适。另外，图1所示的相关技术中的触摸面板控制电路82进行下式(3)以及⑷所表示的投影转换。在这些式中，f(x)、f(y)为显示器21上的XY坐标(坐标信号)。其单位为显示器的像素数。f (x) = xXXd/Xs— (5)f (y) = yXYd/Ys— (6)
参照图4，基于本发明的实施例1的用户接口(UI)装置10被安装在便携式电话机等电子设备上，并响应于用户的操作执行使电子设备动作的用户接口(UI)处理，并且所述用户接口(UI)装置10包括包含显示器21以及显示器控制电路22的显示器装置20、包含触摸面板31以及触摸面板控制电路32的触摸面板装置30、作为显示器控制电路22以及触摸面板控制电路32的上级电路的用户接口(UI)控制电路11。UI控制电路11经由触摸面板装置30的触摸面板控制电路32获取表示基于用户的操作(对触摸面板31的触摸)的显示器21上的XY坐标的坐标信号，并且，在另一方面， 命令显示器装置20的显示器控制电路22，以使得显示器21中的显示内容根据坐标信号变化。将如上所述的与用户触摸触摸面板的操作相关联地执行的事件称作触摸事件。另外，通过UI装置10的UI处理来执行根据触摸事件使显示器21中的显示内容变化的动作。 作为更加具体的触摸事件，例如有以下事件对显示器21中的图标、菜单按钮、软键盘等软按钮类的按下进行图形显示并将与被按下的押下按钮类对应的信息发送给上级电路、对手写文字输入软件中的文字手写进行图形显示、以及绘画软件中的描绘等。另外，显示器装置20的显示器控制电路22、触摸面板装置30的触摸面板控制电路32、以及UI装置10的UI控制电路11可以由运算处理电路以及存储元件这样的硬件资源、和被存储在存储元件中并对运算处理电路进行控制动作的应用程序这样的软件资源来构成。另外，显示器控制电路22、触摸面板控制电路32、以及UI控制电路11可以由分别独立的硬件资源以及软件资源来构成。或者，由与作为上级结构的UI装置10共用的硬件资源以及软件资源来构成。或者，由与作为更上级结构的电子设备共用的硬件资源以及软件资源来构成。接下来，参照图2 图5，说明根据本实施例的UI装置10的动作。另外，该动作中也包含有基于本实施例的触摸面板装置30的动作。当UI装置10的UI控制电路11经由触摸面板装置30的触摸面板控制电路32检测出用户触摸了触摸面板31的事情(步骤sllO)时，发布触摸事件(步骤sl20)。接下来，与触摸面板31中的触摸位置对应的检测信号从触摸面板31被输入到触摸面板控制电路32 (步骤sl21)。触摸面板控制电路32的坐标转换部321将来自触摸面板31的检测信号投影转换成表示显示器上的XY坐标的坐标信号，以使得触摸面板31的检测区域31a被虚拟地放大至显示器21的显示区域21a整个面，并将转换后的信号输出给UI控制电路11 (步骤sl22)。UI控制电路11作为UI处理基于来自触摸面板控制电路32的坐标信息对显示器控制电路22发出指示，以使得显示器21上的显示内容根据触摸位置而变化，并且根据需要，将坐标信息发送给电子设备(的控制部)(步骤sl23)。显示器控制电路22基于来自 UI控制电路11的指示，驱动显示器21，UI处理结束(步骤sl30)。实施例2基于本发明的实施例2的触摸面板装置在以下两点上与实施例1不同一点是触摸面板控制电路能够调整投影转换的投影放大率，另一个是触摸面板控制电路具有存储投影放大率的参数的存储器。因此，对实施例2中的与实施例1相同或同样的部分标注了相同的符号，并省略对其的详细说明。参照图6，包含基于本发明的实施例2的触摸面板装置30’的用户接口(UI)装置 10’被安装在便携式电话机等电子设备上，并且执行响应于用户操作而使电子设备动作的用户接口(UI)处理，并且，所述用户接口(UI)装置10’包括显示器装置20、触摸面板装置30’、用户接口 (UI)控制电路11’。尤其是在触摸面板装置30’中，触摸面板控制电路32’的坐标转换部321’能够调整投影转换的投影放大率。并且，触摸面板控制电路32’具有存储该投影放大率的参数的存储器322。坐标转换部321’与参照图3说明的实施例1同样地进行通过式(1)以及(2)表示的投影转换，即，进行投影转换以使得触摸面板31的检测区域31a(图幻虚拟地被放大至显示器21的显示区域21a(图幻的整个面。在这些式子中，A、B表示显示器21的显示区域21a与触摸面板31的检测区域31a之间的X边和Y边的各自的尺寸差，但A、B也可视为投影转换的放大率的参数。例如，当A、B都为0时，投影转换的放大率为1倍。在本实施例中，坐标转换部321，能够调整A、B。存储器322将作为投影转换放大率参数的A、B的组合存储多组来作为放大率参数的选择候补。投影转换的放大率例如按照每个屏幕设计而被选择性地调整。UI装置11’对于触摸面板装置30’的触摸面板控制电路32’的坐标转换部321’通知应当从被存储在存储器 322中选择的参数，以使得放大率成为与想要执行的软件的屏幕设计对应的放大率。更加具体来说，例如，当执行有可能描绘至屏幕端部的绘画软件时调整为高的投影转换的放大率， 而在另一方面，当显示包含有多个按键的软键盘时调整为低的投影转换的放大率。另外，由于触摸面板在制造上可能对检测区域31a(第3图)的尺寸产生微小的个体偏差，因此也可以按照每个触摸面板调整投影转换的放大率。并且，检测区域31a(图3)的尺寸也可能由于温度或湿度、静电、电磁波等各种外界干扰的影响而变化。对此，在起动UI装置10’(触摸面板装置30’)时，也可以基于各种外界干扰的测量结果来修正投影转换的放大率的参数。接着，参照图6和图7，说明基于本实施例的UI装置10’的动作。该动作中也包含有基于本实施例的触摸面板装置30’的动作。首先，UI控制电路11’在起动时对触摸面板装置30’的触摸面板控制电路32’进行指示，以使得坐标转换部321从存储器322参照合适的参数并将该参数设定为式(1)和 (2)中的A、B (步骤s210)。收到指示的坐标转换部321在投影转换时利用被设定的A、B。接着，当UI装置10’的UI控制电路11’经由触摸面板装置30的触摸面板控制电路32’检测出用户触摸了触摸面板31的事实(步骤s220)时，发布触摸事件(步骤s230)。接下来，与触摸面板31中的触摸位置对应的检测信号从触摸面板31被输入到触摸面板控制电路32’(步骤s231)。触摸面板控制电路32的坐标转换部321将来自触摸面板31的检测信号投影转换成表示显示器上的XY坐标的坐标信号，以使得触摸面板31的检测区域31a(图幻被虚拟地放大至显示器21的显示区域21a(图幻的整个面，并将转换后的信号输出给UI控制电路 11，(步骤 s232)。
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UI控制电路11，作为UI处理基于来自触摸面板控制电路32’的坐标信息对显示器控制电路22发出指示，以使得显示器21上的显示内容根据触摸位置而变化，并且，根据需要将坐标信息发送给电子设备(的控制部)(步骤s233)。显示器控制电路22基于来自 UI控制电路11，的指示，驱动显示器21，UI处理结束(步骤W40)。本发明不限于以上说明的实施例，只要是在权利要求书记载的技术范围内当然也可以进行各种变形。例如，本发明不限于便携式电话机，也可以是用于PDA、个人计算机、数码相机、摄像机、游戏机、显示器设备、电视设备等具有显示器和触摸面板的电子设备中。本申请以2008年10月M日提出的日本申请特愿第2008-274382号为基础主张优先权，并将其所有公开内容引用在此处。
权利要求
1.一种触摸面板装置，包括触摸面板，其呈长方形，被重心配置在呈长方形的显示器的前表面上，并且输出与作为检测对象的触摸体所触摸的触摸位置对应的检测信号；以及触摸面板控制电路，其将来自所述触摸面板的检测信号投影转换成表示显示器上的XY 坐标的坐标信号，所述触摸面板装置的特征在于，所述触摸面板具有检测区域，所述检测区域的X边和Y边分别比显示器的显示区域小预定的尺寸差，所述触摸面板控制电路将所述检测信号投影转换成所述坐标信号，以使得至少所述触摸面板的所述检测区域被虚拟地放大至显示器的显示区域的整个面。
2.如权利要求1所述的触摸面板装置，其特征在于，基于所述触摸面板控制电路的投影转换通过式(1)和( 来表示 g(x) = xX (Xd+2A)/Xs-A…(1) g(y) = yX (Yd+2B)/k-B…O) 在上式(1)和(2)中，g(x)>g(y)显示器上的XY坐标(坐标信号，单位显示器的像素数)， x、y 触摸面板的检测区域上的触摸位置(检测信号，单位触摸面板的检测元素数)， Xd、Yd 触摸面板的检测区域的尺寸(单位显示器的像素数)， Xs, Ys 触摸面板的检测区域的尺寸(单位触摸面板的检测元素数)， A、B 显示器的显示区域与触摸面板的检测区域之间的X边、Y边的尺寸差(单位显示器的像素数)。
3.如权利要求2所述的触摸面板装置，其中，基于所述触摸面板控制电路的投影转换能够调整投影放大率。
4.如权利要求2所述的触摸面板装置，其中，所述触摸面板控制电路具有存储所述投影放大率的参数的存储器。
5.如权利要求1所述的触摸面板装置，其中，显示器的显示区域与所述触摸面板的所述检测区域之间的X边和Y边的各自的尺寸差小于触摸体的尺寸。
6.一种用户接口装置，所述用户接口装置被安装在电子设备上，根据用户的触摸操作来控制包含显示器显示在内的电子设备的动作，所述用户接口装置的特征在于，包括权利要求1所述的触摸面板装置；显示器装置，所述显示器装置包含所述显示器以及驱动该显示器的显示器控制电路；以及用户接口控制电路，其对该显示器控制电路发出命令，以使得该显示器上的显示内容根据来自所述触摸面板装置的所述坐标信号而变化。
7.一种电子设备，其特征在于，具有权利要求6所述的用户接口装置。
全文摘要
触摸面板控制电路将来自触摸面板(31)的检测信号投影转换成触摸面板(21)上的坐标信号，以使得至少触摸面板(31)的检测区域(31a)被虚拟地放大至显示器(21)的显示区域(21a)的整个面。
文档编号G09G3/20GK102197356SQ20098014248
公开日2011年9月21日 申请日期2009年10月14日 优先权日2008年10月24日
发明者高野智史 申请人:日本电气株式会社