CN102455833B - 触摸传感装置以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防止触摸结束误判定的静电电容方式的触摸传感装置、以及具备该触摸传感装置的电子设备。触摸传感装置具备：触摸面板，其与指示体之间形成静电电容；信号计算机构，其算出与静电电容的大小相应的信号的输出值；接触判定机构，其比较信号的输出值和阈值，判定指示体和触摸面板是否接触、以及指示体和触摸面板的接触是否分离；和阈值计算机构，其在判定为指示体和触摸面板接触之后到判定为接触的分离的期间，在第1单位时间检测出信号的输出值的增加时，更新在指示体和触摸面板是否接触的判定中使用的第1阈值。

Description

触摸传感装置以及电子设备

技术领域

(本申请以在先的日本专利申请2010-231291(申请日2010年10月14日)为基础申请，主张日本优先权。该在先申请的全部记载事项，以引用的方式引入本申请书中。)

本发明涉及静电电容方式的触摸传感装置。此外，本发明涉及具备该触摸传感装置的电子设备。

背景技术

触摸传感装置是对使用指尖或触控笔等指示体所指示的位置坐标、或者有无指示动作进行检测的装置，通常与液晶显示器(以下称为“LCD”(LiquidCrystalDisplay))或等离子体显示器(以下称为“PDP”(PlasmaDisplayPanel))等面显示装置组合使用。

将触摸传感装置的输出输入到计算机中，由计算机控制显示装置的显示内容，或控制设备，由此实现操作性良好的人机接口。当前例如游戏机、便携式信息终端、售票机、ATM(AutomatedTellerMachine，自动出纳机)、汽车导航等在日常生活中被广泛利用。而且，伴随计算机的高性能化、网络连接环境的普及，由电子设备提供的服务也多样化，伴随与此，具备触摸传感装置的显示装置的需求持续扩大。

作为触摸传感装置的方式，已知有静电电容方式、电阻膜方式、红外线方式、超声波方式、电磁感应方式等。即使在触摸传感装置中，静电电容方式的触摸传感装置也能够通过薄薄的玻璃或塑料等来感知指示体的接触，在接触时即使不用强力按压也能感知，所以对反复输入(接触)的耐久性优异。因此，静电电容方式的触摸传感装置，在工业用产品、大型家用电器(whitegoods)等很多应用领域中被广泛使用。

静电电容方式的触摸传感装置分类为投影型(Projectedcapacitive型)和表面型(Surfacecapacitive型)。

投影型是以矩阵形状形成X-Y透明电极的方式。隔着玻璃或绝缘层形成X透明电极和Y透明电极，在指示体接近X-Y透明电极时，电极间的静电电容增加，控制器探测X-Y线的静电电容的变化，检测指示体的位置。

另一方面，表面型由绝缘性基板、形成在绝缘性基板的表面上的均匀的透明导电层、和形成在透明导电层的上面的薄薄的绝缘层(保护层)构成。在驱动该触摸传感装置时，在其透明导电层的四角施加交流电压。用指示体对触摸传感装置的表面进行碰触时，通过由透明导电层和指示体所形成的静电电容，向指示体流动微小电流。该电流从透明导电层的四角的各个角向指示体接触的点流动。然后，信号处理电路根据各个电流之和，检测是否存在接触。此外，根据各个电流之比，计算接触位置的坐标。对于关于这种表面型的技术，例如，在专利文献1中有所公开。

下面，说明接触的存在有无的判定方法的一例。首先，通过信号处理电路，将在透明导电层形成的静电电容变换为与其成比例的信号。接着，以一定的频率取得信号，并且比较信号和给定阈值。在指示体接触触摸传感装置的表面后，信号上升，紧接于信号变得大于阈值之后，判定为触摸开始(touchon)。此外，在指示体脱离触摸传感装置的表面后，紧接于信号变得小于阈值之后，判定为触摸结束(touchoff)。例如在专利文献2～6以及非专利文献1中公开了防止误判定的技术。

在专利文献2中公开了一种静电电容型数字式触摸面板，通过分别设定从OFF判断为ON、从ON判断为OFF的阈值作为开关，来实现稳定的开关动作。

在专利文献3中公开了一种触摸面板的手势(handgesture)检测方法，包括：计算物品从触摸面板分离的时间的步骤、和若分离时间大于参考时间则发出姿势信号的步骤。此外，在专利文献4中公开了一种静电电容式触摸面板的物品检测方法，若感应量在设定时间内维持增加的倾向，则显示物品对触摸面板的接触。

在非专利文献1中公开了一种内置了自动调整的自适应型阈值和灵敏度算法的可编程控制器，记载了该算法连续监测各传感器的输出电平，与用户覆盖的传感器区域成比例地自动地再决定(scale)阈值电平。

在专利文献5中公开了一种触摸面板，设置基准信号存储单元和开关输入判定单元，所述基准信号存储单元存储用于判断是人的手指等没有接触开关的状态的基准信号，所述开关输入判定单元比较基准信号存储单元中存储的基准信号和来自触摸传感器的开关信号，并且在其变化量为规定值以上或者大于规定值时，判定为人的手指等接触了开关，在由开关输入判定单元判断为是人的手指等没有接触开关的状态时，基准信号存储单元基于从触摸传感器输出的开关信号来更新所存储的基准信号。

在专利文献6中公开了一种触摸传感装置，具备触摸传感器、计算从触摸传感器的输出部送出的输出电压的平均值的平均值计算单元、基于平均值计算阈值的阈值计算单元、比较输出电压和阈值从而在判定为输出电压超过阈值时输出判定信号的比较判定单元，平均值计算单元由周期性地对输出电压进行采样之后作为输出电压数据记录到记录部中的采样单元、和计算记录部中所记录的输出电压的移动平均值并且发送给阈值计算单元的计算单元构成。

【专利文献1】JP特表昭56-500230号公报

【专利文献2】JP特开2005-18669号公报

【专利文献3】JP特开2007-52639号公报

【专利文献4】JP特开2007-26065号公报

【专利文献5】JP特开2007-208682号公报

【专利文献6】JP特开2009-169697号公报

【非专利文献1】アナログ·デバイセズ公司的可编程控制器AD7147的数据图表、第25页

(http://www.analog.com/static/imported-files/jp/data_sheets/AD7147_ jp.pdf)[2010年9月1日检索]

发明内容

基于本发明的观点给出如下分析。

根据本发明者发现的情况，指示体接触触摸面板的表面，判定为触摸开始后，在进行拖拽动作的期间，发生了错误地判定为触摸结束的情况。这里，所谓指示体，是指手指或与手指同等地形成静电电容的导电性物品。指示体，只要是可以对触摸传感器输入指示的物品，则可以是任意物品，对于指示体，例如，包括手指(包括戴着手套的手指)、触控笔等。所谓触摸开始，是指出于进行指示输入的目的，指示体接触触摸面板的状态。所谓触摸结束，是指以指示输入为目的的指示体与触摸面板没有接触的状态。此外，所谓拖拽动作，是指使指示体接触触摸面板的表面并且移动指示体的动作。该原因在于，在拖拽动作时，用户无意识地使指示体以外的部分轻轻接触了触摸面板，由此由指示体和透明导电层所形成的静电电容降低等。此外，在拖拽动作中静电电容发生了变动也是原因。

指示体是指尖等弹性体，通过指示体与触摸面板的表面接触，并且用某程度的力按压指示体，从而指示体受到推斥力。由此，指示体沿着触摸面板的表面发生变形，指示体与触摸面板表面的接触面积变大，伴随与此，静电电容增加。

另一方面，在拖拽动作中，指示体与触摸面板的表面接触，在触摸面板的表面上移动指示体，所以在指示体与触摸面板的表面之间产生摩擦。为了减弱该摩擦，使指示体在触摸面板的表面上流畅地移动，用户存在无意识地减轻指示体的按压力(接触压)的倾向。因此，指示体从触摸面板表面受到的推斥力变弱，指示体与触摸面板表面的接触面积变小。

此外，在拖拽动作中，因为存在用指示体按压触摸面板的表面的力发生变动的倾向，所以由透明导电层和指示体所形成的静电电容发生变动。此外，在拖拽动作中，通过指示体和触摸面板的表面的摩擦，存在指示体相对于触摸面板的表面稍微上浮的情况，由于指示体与触摸面板的表面的接触面积发生变动，所以静电电容发生变动。

如上所述，在拖拽动作中，因为指示体与触摸面板的表面的接触面积比较小、而且接触面积发生变动，所以由指示体和触摸面板的表面所形成的静电电容受其影响。因此，存在即使在拖拽动作中也判定为触摸结束、或者在拖拽动作后进行触摸结束也未判定为触摸结束的情况。

使触摸开始判定的阈值、和触摸结束判定的阈值相等，使该阈值为常数，在比较信号和阈值的触摸传感装置中，首先，在指示体接触触摸面板的表面从而信号变得大于阈值时判定为触摸开始。但是，在由于拖拽动作而如上所述地信号降低时，存在信号变得小于阈值，判定为触摸结束的情况。即，虽然使指示体接触触摸面板的表面，但是判定为触摸结束。

另一方面，在预先测量拖拽动作中的信号，并将阈值设定为比该信号低的触摸传感装置中，即使指示体没有与触摸面板的表面接触，仅是指示体或手掌等接近，信号就容易变得大于阈值，存在判定为触摸开始的情况。

因此，无论是在使触摸开始判定的阈值和触摸结束判定的阈值相等的装置中，还是在预先预测信号的装置中，都会误判定指示输入的有无。

在非专利文献1所记载的背景技术中，作为在用户间伴随接触的信号的大小不同的对策，基于上次的伴随接触而产生的信号进行计算，并自动地设定下次的触摸判定的阈值。但是，在上次的伴随接触所产生的信号较大，基于该信号所计算出的阈值较高的情况下，即使信号临时变得大于阈值从而判定为触摸开始，由于伴随拖拽动作的信号的降低，也存在信号变得小于阈值的情况，在该情况下容易误判定为触摸结束。即，在非专利文献1的自适应型阈值中存在如下问题：根据上次的伴随接触而产生的信号与下次的伴随接触而产生的信号之差，下次的阈值成为不合适的值。

在专利文献2所记载的静电电容型数字式触摸面板中，将触摸结束判定的阈值设定为比触摸开始判定的阈值低。但是，例如，若在判定为触摸开始后即使作为指示体的指尖脱离，而手掌保持接近触摸面板的表面，则存在信号保持比触摸结束判定的阈值高，没有判定为触摸结束的情况。

在专利文献3所记载的手势检测方法以及专利文献4所记载的静电电容式触摸面板的物品检测方法中，检测信号的降低持续给定时间时判定为触摸结束。但是，存在如下情况：由于拖拽动作等，在指尖已接触的状态下检测信号降低，从而检测信号变得小于触摸结束判定的阈值，该状态持续得比给定时间长。在该情况下，虽然是触摸开始状态，但是判定为触摸结束。此外，在即使作为指示体的指尖脱离而手掌保持接近给定时间的情况下，也存在检测信号大于触摸结束判定的阈值的状态持续给定时间，从而没有判定为触摸结束的情况。

在专利文献5所记载的触摸面板中，将基准信号更新为触摸结束时的开关信号，不能消除伴随拖拽操作的误判定。此外，触摸结束时的开关信号的变化量较小，并且变化率也低。另一方面，在触摸开始时，开关信号的变化量较大，同时变化率也高。因此，利用专利文献5所记载的触摸面板抑制触摸开始时的误判定，也是困难的。

在专利文献6所记载的触摸传感装置中，在使指示体渐渐离开触摸面板时，阈值也跟随下降。但是，此时，信号变得总是比阈值高，在即使使指示体离开而手掌等存在于附近的情况下，也不判定为触摸结束。

在本发明的一个技术方案中，课题在于提供一种防止触摸结束误判定的静电电容方式的触摸传感装置。此外，在本发明的另一个侧面，课题在于提供一种具备该触摸传感装置的电子设备。

根据本发明的第1观点，提供一种触摸传感装置，具备：触摸面板，其与指示体之间形成静电电容；信号计算机构，其计算出与静电电容的大小相应的信号的输出值；接触判定机构，其比较信号的输出值和阈值，判定指示体和触摸面板是否接触、以及指示体和触摸面板的接触是否分离；和阈值计算机构，其在判定为指示体和触摸面板存在接触之后到判定为接触的分离的期间，在第1单位时间检测出信号的输出值的增加时，更新在指示体和触摸面板是否接触的判定中使用的第1阈值。

根据本发明的第2观点，提供一种触摸传感装置，在比较第1距离和第2距离时，第1距离比第2距离短，其中，第1距离是，使指示体与触摸面板接近从而判定为指示体和触摸面板接触之后，在使指示体和触摸面板的距离单调增加的情况下，判定为指示体和触摸面板的接触分离时的指示体与触摸面板间的距离，第2距离是，使指示体与触摸面板接近从而判定为指示体和触摸面板接触之后，在使指示体和触摸面板之间的距离反复增加和减小的同时逐渐变长的情况下，判定为指示体和触摸面板之间的接触分离时的指示体与触摸面板间的距离。

根据本发明的第3观点，提供一种具备上述第1观点所涉及的触摸传感装置的电子设备。

(发明效果)

本发明具有以下效果中的至少一种。

根据本发明，根据拖拽操作中的信号的变化来更新阈值，所以能够抑制在拖拽操作中错误地判定为触摸结束。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式所涉及的触摸传感装置的概略框图。

图2是用于说明本发明的第1实施方式所涉及的触摸传感装置的动作以及控制方法、以及用于使触摸传感装置动作的程序的流程图。

图3是本发明的电子设备的概略立体图。

图4是沿图3的IV-IV线的本发明的电子设备的概略剖视图。

图5是本发明的触摸传感装置中的触摸传感器功能的等效电路图。

图6是本发明的触摸传感装置中的电流检测电路及其周边功能的概略框图。

图7是本发明的触摸传感装置中的动作的电压波形的一例。

图8是用于说明本发明的第2实施方式所涉及的触摸传感装置的动作以及控制方法、以及用于使触摸传感装置动作的程序的流程图。

图9是本发明的第3实施方式所涉及的触摸传感装置的概略框图。

图10是用于说明本发明的第3实施方式所涉及的触摸传感装置的动作以及控制方法、以及用于使触摸传感装置动作的程序的流程图。

图11是具备本发明的触摸传感装置的本发明的第4实施方式所涉及的电子设备的概略分解立体图。

图12是图11所示的电子设备的概略俯视图。

图13是第4实施方式的电子设备中的电压时序图。

图14是表示内置了本发明的触摸传感装置的第5实施方式所涉及的电子设备的对置基板的平面示意图。

图15是沿图14的XV-XV线的概略剖视图。

图16是第5实施方式的电子设备中的电压时序图。

图17是本发明的第6实施方式所涉及的触摸传感装置的概略框图。

图18是用于说明本发明的第6实施方式所涉及的触摸传感装置的动作以及控制方法、以及用于使触摸传感装置动作的程序的流程图。

图19是第7实施方式所涉及的触摸传感装置的概略剖视图。

图20是第7实施方式所涉及的触摸传感装置的概略俯视图。

图21是表示在实施例1中相对于触摸面板改变了指尖以及手掌等的接近状态时的检测信号值h(iT)、以及信号的输出值f(iT)的变化的仿真结果的曲线图。

图22是表示在实施例1中相对于触摸面板改变了指尖以及手掌等的接近状态时的检测信号值h(iT)、以及信号的输出值f(iT)的变化的测量结果的曲线图。

图23是表示实施例2中的第1阈值(Th1)的变化的仿真结果的曲线图。

图24是表示实施例2中的第1阈值(Th1)的变化的测量结果的曲线图。

图25是表示实施例3中的信号的输出值、第1阈值以及第2阈值的变化的仿真结果的曲线图。

图26是表示实施例3中的信号的输出值、第1阈值以及第2阈值的变化的测量结果的曲线图。

图27是表示实施例4中的信号的输出值、差分值、第1阈值以及第2阈值的变化的仿真结果的曲线图。

图28是表示实施例4中的信号的输出值、差分值、第1阈值以及第2阈值的变化的测量结果的曲线图。

图29是表示实施例5中的信号的输出值、差分值、第1阈值以及第2阈值的变化的仿真结果的曲线图。

图30是表示实施例5中的信号的输出值、差分值、第1阈值以及第2阈值的变化的测量结果的曲线图。

图31是表示实施例6中的防护玻璃罩的厚度不同时的信号的输出值的变化的仿真结果的曲线图。

图32是表示实施例6中的信号的输出值对防护玻璃罩的厚度的变化的曲线图。

图33是表示实施例6中的防护玻璃罩的厚度不同时的信号的输出值的变化的测量结果的曲线图。

图34是表示实施例6中的对防护玻璃罩的厚度的差分值的变化的曲线图。

图35是表示实施例6中的信号的输出值、差分值以及第1阈值的变化的仿真结果的曲线图。

图36是表示实施例6中的信号的输出值、差分值以及第1阈值的变化的测量结果的曲线图。

图37是实施例7中在测量中使用的试验机的概略立体图。

图38是表示在实施例7中使指示体单调上升时的信号的输出值、第1阈值以及距离的变化的曲线图。

图39是表示在实施例7中一边反复指示体的升降一边使指示体离开触摸面板的表面时的信号的输出值、第1阈值以及距离的变化的曲线图。

图40是表示在实施例8中沟道信号的输出值的推移的曲线图。

图41是表示4个沟道信号的输出值的和的推移的曲线图。

图42是在图40中附加了说明的图。

图43表示信号的输出值f[iT]以及第1阈值Th1的测量结果。

符号说明：

1、401电子设备

3筐体

5LCD

7FPC

18电源装置

19主基板

21控制器

23手指(指示体)

25伴随触摸而产生的静电电容

26寄生电容

27交流电压源(电源部)

28c电流-电压变换电路

29a～29d电流检测电路(电流检测部)

35接地电位(地线电位)

37保护层(防护玻璃罩)

38电极

39透明导电层(阻抗面)

41绝缘性基板

50运算放大器

52电阻元件

54a～54dAC-DC变换电路

56模拟-数字变换电路

58微控制器

60CPU

62闪速存储器

80指示体(刚体)

80a指示体的前端部

80b指示体的本体部

82距离传感器装置

84工作台

86指示体的高度控制单元

88架子

90试验机

100、300、400、600触摸传感装置

101、301、601触摸面板

102、302、602信号取得机构

103、303、603基准计算机构

104、304、604基准存储机构

105、305、605信号计算机构

106、306、606信号比较机构

107、307、607信号存储机构

108、308、608阈值计算机构

109、309、609阈值存储机构

110、310、610接触判定机构

311、611差分计算机构

402液晶元件(液晶)

403显示区域

404信号线

405像素电极

406扫描线

408储能电容线

410TFT基板

411TFT

412对置电极(透明导电层、阻抗面)

414扫描线驱动电路

415信号线驱动电路

416第1高阻抗开关部(数据线的高阻抗开关部)

417第2高阻抗开关部(栅极线的高阻抗开关部)

418第3高阻抗开关部(储能电容线的高阻抗开关部)

419对置基板

430a～430d电极

421COM-电流检测电路切换开关部(开关部)

434各向异性导电体

438LCD的FPC

501位置检测导电层(透明导电层、阻抗面)

612差分存储机构

613变化判定机构

614外插计算机构

615外插存储机构

616位置计算机构

630指针

700触摸传感装置

701LCD

702Y透明电极

703触摸面板基板

704X透明电极

705保护玻璃

706控制器

901触摸面板

923指示体

937保护层(防护玻璃罩)

939透明导电层(阻抗面)

941绝缘性基板

Th1～Th3第1～第3阈值

f[iT]信号的输出值

g_i[iT]差分值

COM公共电极

具体实施方式

以下记载上述各观点的优选方式。

根据上述第1观点的优选方式，阈值计算机构在检测出信号的输出值的增加时，更新第1阈值，使得第1阈值变得比判断为增加的该信号的输出值小。

根据上述第1观点的优选方式，触摸传感装置还具备信号比较机构，该信号比较机构判断在0.02秒～0.2秒的第1单位时间内信号的输出值有否增加。

根据上述第1观点的优选方式，接触判定机构在判定指示体和触摸面板是否接触时，使用作为常数的第2阈值。

根据上述第1观点的优选方式，触摸传感装置还具备差分计算机构，该差分计算机构算出每第2单位时间的信号的变化的大小即第1差分值。接触判定机构在判定指示体和触摸面板的接触是否分离时，在第1差分值的绝对值大于第3阈值时判定为已分离。

根据上述第1观点的优选方式，接触判定机构在判定指示体和触摸面板的接触是否分离时，在第1差分值的绝对值为第3阈值以下时实施信号的输出值和阈值的比较。

根据上述第1观点的优选方式，触摸传感装置还具备差分计算机构，该差分计算机构算出每第2单位时间的信号的变化的大小即第1差分值。接触判定机构在判定指示体和触摸面板是否接触时，在第1差分值的绝对值大于第3阈值时判定为已接触。

根据上述第1观点的优选方式，接触判定机构在判定指示体和触摸面板是否接触时，在第1差分值的绝对值为第3阈值以下时实施信号的输出值和阈值的比较。

根据上述第1观点的优选方式，第2单位时间是指示体与触摸面板接触时的信号的变化时间、或者指示体从触摸面板分离时的信号的变化时间。

根据上述第1观点的优选方式，第2单位时间是0.008秒～0.1秒。

根据上述第1观点的优选方式，触摸传感装置还具备基准计算机构，该基准计算机构在不影响基于指示体的静电电容的状态下，算出与触摸面板上形成的静电电容的大小相应的基线(baseline)。信号计算机构根据通过指示体而形成的静电电容和基线，算出信号的输出值。

根据上述第1观点的优选方式，触摸传感装置还具备判定信号的变化的大小的变化判定机构。差分计算机构在第3单位时间中算出信号的变化即第2差分值。变化判定机构通过第2差分值和第4阈值的比较，判定信号是否伴随指示体的接近而发生变化。

根据上述第1观点的优选方式，第2单位时间是从第2差分值成为第4阈值以上的时刻到第2差分值成为第4阈值以下的时刻为止的时间。

根据上述第1观点的优选方式，在16毫秒～80毫秒之间设定第2单位时间的上限值。

根据上述第1观点的优选方式，第4阈值是第3阈值除以第2单位时间的上限值所得的值。

根据上述第1观点的优选方式，触摸传感装置还具备算出指示体和触摸面板接触的位置坐标的位置计算机构。信号计算机构根据触摸面板的各沟道的信号，算出信号的输出值。位置计算机构根据从各沟道的信号减去伴随指示体以外的要素的接近而产生的信号成分后的所得值，算出位置坐标。

根据上述第1观点的优选方式，位置计算机构基于第4阈值以下的第2差分值和第2单位时间进行外插入，从而算出伴随指示体以外的要素的接近而产生的信号成分。

根据上述第3观点的优选方式，电子设备具备还兼作在与指示体之间形成静电电容的导电层的对置电极、布线、介于对置电极与布线之间的液晶、以及使布线的至少一部分浮置的开关部。

根据上述第3观点的优选方式，电子设备具备还兼作在与指示体之间形成静电电容的导电层的对置电极、布线、介于对置电极与布线之间的液晶、和将施加给导电层的交流电压还同时施加给布线的至少一部分的开关部。

根据上述第3观点的优选方式，电子设备具备对置电极、布线、介于对置电极与布线之间的液晶、在与指示体之间形成静电电容的导电层、设置在对置电极与导电层之间的绝缘性基板、和将施加给导电层面的交流电压还同时施加给对置电极的开关部。

根据本发明的第4观点，提供一种触摸传感装置的控制方法，其包括：算出与在指示体和触摸面板间形成的静电电容的大小相应的信号的输出值的工序；在信号的输出值大于第2阈值时，判定为指示体与触摸面板接触的工序；在信号的输出值为第1阈值以下时，判定为指示体和触摸面板的接触分离的工序；在从判定为指示体和触摸面板的接触后到判定为接触分离为止的期间，检测在第1单位时间内信号的输出值是否增加的工序；和在第1单位时间内信号的输出值增加了的情况下，更新第1阈值的工序。

根据上述第4观点的优选方式，在更新第1阈值的工序中，第1阈值被设定为比判断为增加了的该信号的输出值小的值。

根据上述第4观点的优选方式，第1单位时间是0.02秒～0.2秒。

根据上述第4观点的优选方式，第2阈值是常数。

根据上述第4观点的优选方式，触摸传感装置的控制方法还包括：算出每第2单位时间的信号的变化的大小即第1差分值的工序。在判定指示体和触摸面板的接触的工序中，在第1差分值的绝对值大于第3阈值时判定为指示体和触摸面板接触。在判定指示体和触摸面板的接触的分离的工序中，在第1差分值的绝对值小于第3阈值时判定为指示体和触摸面板的接触已分离。

根据上述第4观点的优选方式，在判定指示体和触摸面板的接触的工序中，在第1差分值的绝对值为第3阈值以下时，比较第2阈值和信号的输出值。在判定指示体和触摸面板的接触的分离的工序中，在第1差分值的绝对值为第3阈值以上时，比较第1阈值和信号的输出值。

根据上述第4观点的优选方式，第2单位时间是指示体与触摸面板接触时的信号的变化时间、或者指示体从触摸面板分离时的信号的变化时间。

根据上述第4观点的优选方式，第2单位时间是0.008秒～0.1秒。

根据本发明的第5观点，提供一种用于使触摸传感装置执行上述第4观点所涉及的触摸传感装置的控制方法的程序。

这里，所谓触摸面板，是具有探测与指示体的接触的功能的器件即可。对于触摸面板，例如包括仅探测有无与指示体的接触的接触开关、或者不仅探测有无与指示体的接触还探测拖拽操作的触摸面板。

说明本发明的第1实施方式所涉及的触摸传感装置。图1中示出本发明的第1实施方式所涉及的触摸传感装置的概略框图。触摸传感装置100具备：触摸面板101，作为用户使用指尖等指示体进行指示输入的触摸传感器；和信号取得机构102，取得触摸面板101的输出信号。此外，触摸传感装置100还具备：基于来自信号取得机构102的输出，算出用于算出信号的输出值的基线的基准计算机构103；和存储由基准计算机构103得到的基线的基准存储机构104。进而，触摸传感装置100还具备：信号计算机构105，基于由信号取得机构102得到的输出以及基准存储机构104中存储的基线，算出用于判定触摸开始/结束的信号的输出值；阈值存储机构109，存储用于判定触摸开始/结束的阈值；和接触判定机构110，比较阈值存储机构109中存储的阈值和由信号计算机构105算出的信号的输出值，来判定触摸开始/结束。进而，触摸传感装置100还具备：信号比较机构106，比较由信号计算机构105算出的信号的输出值和信号存储机构107中存储的信号的输出值；和阈值计算机构108，根据信号比较机构106的结果，算出阈值。由阈值计算机构108算出的阈值被存储在阈值存储机构109中。

下面，说明触摸传感装置100的动作以及控制方法、以及用于使触摸传感装置100动作的程序。图2中示出用于说明本发明的第1实施方式所涉及的触摸传感装置的动作以及控制方法、以及用于使触摸传感装置动作的程序的流程图。另外，为了方便，不检测到触摸的位置(坐标)，限定在判断是否存在触摸的算法来进行说明。此外，在图2、图8以及图10中，将信号的输出值f[iT]表记为信号f[nT]。

首先，在程序开始后，设i＝1(S100)。这里，i(自然数)表示从程序开始后是第i次的触摸判定的判断(循环)。这里，所谓触摸判定的判断，包括触摸开始判定和触摸结束判定的判断。

接着，在i＝1时，接触判定机构110通过判定的初始设定，进行触摸结束判定(S101)。在程序刚开始时，以指示体没有接触触摸面板的表面为前提。在i≥2时，S101意味着接触判定机构110通过触摸判定而判定为触摸结束。

这里，第1实施方式所涉及的发明是关于触摸结束判定的发明，在本实施方式中，对于触摸开始判定单元，进行简单的说明。信号取得机构102从触摸面板101取得信号，信号计算机构105根据基准存储机构104中存储的基线，对所取得的信号的输出值进行补正，得到信号的输出值f[iT](S102)。这里，T是触摸判定的判断周期，即成为触摸传感器的动作频率的倒数。例如，在触摸传感器的动作频率是40Hz时，T＝25msec。接着，接触判定机构110比较信号的输出值f[iT]和阈值存储机构109中存储的第1阈值Th1(S103)，若信号的输出值f[iT]比较大(f[iT]＞Th1)，则进行触摸开始判定(S106)。另外，在S103后，使i递增1(S104、S105)。另外，在i＝1时，第1阈值Th1使用阈值存储机构109中存储的值，作为初始设定。在i≥2时，在后述的S110更新了第1阈值Th1的情况下，使用更新后的第1阈值Th1。

在触摸开始判定(S106)后，在第i次的触摸判定的判断中，与S102同样地取得信号的输出值f[iT](S107)。

接着，信号比较机构106比较由S107取得的信号的输出值f[iT]和第(i-q)次判定中取得的信号的输出值f[(i-q)T](S108)。这里，f[(i-q)T]是在第(i-q)次的循环所取得并保持在信号存储机构107中的信号数据。例如，可以设比较信号的时间(第1单位时间)为3T(即q＝3)，例如在T＝25msec时，第1单位时间为75msec。但是，在i为(q+1)以下时，例如在q＝3、i为4以下时，设信号的输出值f[(i-q)T]为信号的输出值f[(1T)]。在信号的输出值f[iT]大于信号的输出值f[(i-q)T]的输出值时，信号存储机构107将该信号的输出值f[iT]作为“接触中的信号c”进行存储。在图2中，设q＝3。

接着，阈值计算机构108根据接触中的信号c，计算新的第1阈值Th1，并存储到阈值存储机构109(S110)。这里，第1阈值Th1的计算式为Th1＝c×α。α是灵敏度，在0＜α＜1范围内预先设定，但是优选0.5～0.7。假设α过高，则即使指尖与触摸面板的表面接触，信号的输出值f[iT]也容易小于Th1，存在进行触摸结束判定的情况。另一方面，若α过低，则相对于触摸面板的表面，即使指尖脱离，而手掌靠近的情况下，存在直到信号的输出值f[iT]大于第1阈值Th1为止，也不进行触摸结束判定的情况。接着，使i递增1后，返回到S107。在该情况下(在f[iT]＞f[(i-q)T]的情况下)，省略S112等。

在图2所示的流程图中，在触摸开始判定(S106)后，在S107中重新取得了信号的输出值f[iT]后，在S110中实施第1阈值Th1的更新，但是也可以不经过S107，而在S103中将触摸开始判定中所使用的信号的输出值f[iT]作为S108的信号的输出值f[iT]。即，可以在S108中，比较在S103中使用于触摸开始判定的信号的输出值f[iT]和第(i-q)次取得的信号的输出值f[(i-q)T]，在输出值f[iT]比较大的情况下，在S110中更新第1阈值Th。

在S108中，在信号的输出值f[iT]为第(i-q)次判定中取得的信号的输出值f[(i-q)T]以下的情况下，接触判定机构110比较信号的输出值f[iT]和第1阈值Th1(S112)。在信号的输出值f[iT]为第1阈值Th1以上时，使i递增1(S113)后，返回到S107。在该情况下，不进行触摸结束判定。

另一方面，在信号的输出值f[iT]小于第1阈值Th1时，使i递增1(S114)后，接触判定机构110进行触摸结束判定(S101)。退出判定是否触摸结束的循环，转移到判定是否触摸开始的循环。

在返回到S101之前经由了S110时，即更新了第1阈值Th1时，在下一次的S103中，使用更新后的第1阈值Th1。

在S108中，比较了第i次的信号的输出值和第(i-q)次的信号的输出值，但是q(自然数)优选设定为第(i-q)T～第iT的单位时间(第1单位时间)，即qT为20msec～200msec。

首先，说明第1单位时间的上限的根据。根据后述的实施例，将拖拽中的信号的增减看做正弦波电压时，其频率大概是2.5Hz。为了正确地使该倾向(波形)样本化，需要用比波形具有的频率成分的频带宽度的2倍高的频率进行样本化(这称为采样定理)。信号的增减的频率的2倍是5Hz，样本化频率的倒数是第1单位时间，所以判定信号增减的第1单位时间优选是200msec以下。

下面，说明第1单位时间的下限的根据。随着指示体脱离触摸面板的表面的动作速度变慢，信号减小的斜率相应变小。若与第1单位时间中的减小量相比，存在噪声成分引起的信号变动较大的期间，则信号不会单调减小，每当出现信号增加的期间时，第1阈值Th1被更新。在由用户的动作引起的信号变化的成分中重叠除此以外的噪声成分。噪声成分根据被输入电源的50Hz或者60Hz的100V的单相交流电压而不同，所以噪声成分的峰值为50Hz、或者60Hz。该频带的信号，由于电流检测电路中包含的模拟滤波器、以及微控制器的程序中编入的数字滤波器而衰减，但是有某程度的残留。滤波器使用带通滤波器(band-passfilter)、以及低通滤波器(lowpassfilter)等。这里，低通滤波器是使低频良好地通过，而使比某截断频率高的频率的频带不通过(衰减)的滤波器。为了使50Hz的噪声衰减，需要将低通滤波器的截断频率(截止频率)设定得比50Hz低。此外，对于50Hz将截止频率设定得越低，则50Hz频带的衰减越大。另一方面，第1单位时间中的信号变化是对触摸判定的判断的每1周期T的信号变化进行积分而得的值，触摸判定的每1周期的信号变化中包含的噪声成分，通过积分(加算)，噪声成分相互抵消(消除)，从而接近0。因此，伴随第1单位时间变长，信号变化中包含的噪声成分较大地衰减。因为周期是频率的倒数，所以第1单位时间是低通滤波器的截止频率的倒数，优选第1单位时间被设定为20msec以上。

下面，说明本发明的电子设备。在以下的说明中，对于本发明的电子设备，以监视器为例进行说明。图3中示出本发明的电子设备的概略立体图。图4中示出沿图3的IV-IV线的本发明的电子设备的概略剖视图。图5中示出本发明的电子设备中的触摸传感器功能的等效电路图。图6中示出电流检测电路及其周边功能的概略框图。另外，图4～6对应于将图3的监视器顺时针旋转90度的图。

本发明的电子设备1具备本发明的触摸传感装置100。触摸面板101在绝缘性基板41上具有透明导电层等的阻抗面39、设置在阻抗面39的四角的多个电极38、和覆盖阻抗面39的表面的保护层37。振荡器输出的交流电压通过所述多个电极38而施加到阻抗面。指示体23与触摸面板101的表面接触(接近)时，在指示体23和阻抗面39之间形成静电电容25。触摸传感装置100的电流检测部具有分别检测流入多个电极的电流的多个电流检测电路29a～29d。流入多个电极38的电流的总和与指示体23和阻抗面39之间所形成的静电电容25成比例。多个电流检测电路29a～29d的各输出，通过样本化(采样)和数字化，而变换为数值。根据这些数值，计算与静电电容25成比例的信号(以下称为“信号”)。信号以一定的频率30～120Hz输出。另外，本说明书中所说的阻抗面，也包括三维构造，例如，在与显示部对应的区域中非图案结构的透明导电层。

在图4所示的方式中，通过将触摸面板101的外周的上表面与电子设备1的筐体3的内部粘结，从而触摸面板101被支撑。这里，筐体3的材质例如可以是塑料。塑料由高分子化合物构成，具有可塑性，是绝缘体。此外，在触摸面板101的下侧设置LCD5作为显示装置。在图4中，触摸面板101和LCD5之间相分离，但是也可以在LCD5和触摸面板101之间使用胶膜，通过层压加工等使它们相粘合。在该情况下，在LCD5和触摸面板101之间没有空气层，所以具有提高光从LCD5向触摸面板101的透过率的优点。与CRT(CathodeRayTube)、PDP等其他显示装置相比，LCD5薄而轻，所以适合于搭载到电子设备中。LCD5中使用的液晶面板具有如下构造：在两个玻璃板之间封入液晶，通过施加电压来改变液晶分子的朝向，使光的透过率发生增减，从而显示图像。为了对液晶进行照明，在液晶面板的背面设置有背光源。两个玻璃基板一般由TFT(ThinFilmTransistor，薄膜晶体管)基板和对置基板构成。如此，以来自背面的面状的背光源光由液晶面板调制并显示图像的透过型的LCD为例进行了说明，但是也可以采用反射型LCD，其在前述的TFT基板上形成作为反射板的金属电极，利用于显示周围光。此外，可以通过在该反射板网点状地形成微小的孔，作为透过、反射兼用的半透过型LCD。

作为触摸面板101，可以使用通过溅射法等在绝缘性基板41上形成了透明导电层39的面板。这里，透明导电层39的材料，例如可以采用ITO(IndiumTinOxide：氧化铟锡)。透明导电层39的厚度可以是10nm～300nm，其薄膜电阻可以是100Ω～1000Ω。在透明导电层39的四角，分别通过各向异性导电性膜(ACF；AnisotropicConductiveFilm)等导电性的粘结材料，连接柔性印刷基板(以下称为“FPC”(FlexiblePrintedCircuit))7的端子部(电极38)。或者，可以在透明导电层39的四角形成由金属构成的电极。该情况下的金属，优选银、钛等接触电阻比ITO低的材料。此外，还可以形成由金属构成的布线，围绕透明导电层39的外周。在该情况下，为了使布线和ITO绝缘，布线下的ITO被形成图案。

进而，形成覆盖透明导电层39的保护层37。对于保护层37，可以采用玻璃、塑料、树脂等。这里，保护层37的厚度优选被设定在0.1mm～2.0mm之间。伴随保护层37的厚度变薄，在接触的指示体23和透明导电层39之间形成的静电电容25增加，可以提高触摸传感器功能的信号对噪声比(S/N)。另一方面，伴随保护层37的厚度变厚，可以提高对指示体23的反复输入的耐久性。

在图4所示的方式中，因为触摸面板101和主基板19分离，所以FPC7被形成为传递电气信号的布线。这里，由于空间的限制，存在需要弯曲布线、基板的地方，所以优选使用FPC7。一般，FPC7是具有柔软性、可以较大地进行变形的印刷基板，是在厚度为12μ～50μm的薄膜状的绝缘性基板上形成粘合层，进而在其上形成厚度12μ～50μm左右的导体箔的构造。FPC7的端子部、焊锡部以外的部分，被覆绝缘体而被保护。

从透明导电层39通过电极38引出的FPC7的另一方的端子部，通过主基板19上的连接器，连接在触摸传感装置100用的控制器21的输入侧。主基板19通过连接器与由液晶面板、背光源等构成的LCD模块连接(未图示)。电源装置18不使用连接器，连接于主基板19。在电源装置18和主基板19之间，可以连接正电源电压+3V～+15V、负电源电压-15V～-3V以及基准电压0V的布线。

此外，主基板19由表面安装基板构成，安装有内置了微控制器58以及闪速存储器的芯片、显示器的接口用IC、电源控制IC、触摸传感装置100用的控制器21、具有振荡电路IC的主要功能的芯片等。或者，可以在将控制器21设置在FPC7上等的薄型印刷布线基板上安装主基板19。

在图5所示的方式中，触摸传感装置100用的控制器21由4个电流检测电路29a～29d等构成，通过电极38分别与透明导电层39的四角电连接。此外，振荡电路IC的输出端子(交流电压源27)与透明导电层39的四角电连接。这里，交流电压采用正弦波电压，可以将其振幅设定在0.5V～2V之间、将其频率设定在20kHz～200kHz之间。

在图6所示的方式中，电流检测电路29c具有作为前段的电流-电压变换电路28c和作为后段的AC-DC变换电路54c。此外，AC-DC变换电路54c的输出端子被输入到内置在微控制器58中的模拟-数字变换电路56。这里，模拟-数字变换电路56可以进行多沟道输入，被输入了AC-DC变换电路54a～54d的4个输出。

此外，CPU60(CentralProcessingUnit：中央运算处理装置)是微控制器58的中心处理装置，与模拟-数字变换电路56、以及闪速存储器62等连接。在闪速存储器62中保存了触摸传感装置100的本发明的程序。对于程序的保存，如闪速存储器62那样，使用了非易失性的存储器，即使关断电源也能保持数据。

下面，主要参照图5来详细地说明包括第1实施方式所涉及的触摸传感装置100的电子设备1的动作。

从交流电压源27向透明导电层39施加正弦波电压，透明导电层39保持均匀的电压。指示体23接触保护层37的表面时，隔着保护层37，在指示体23和透明导电层39之间形成5pF～50pF的静电电容25。此外，在指示体23是指尖的情况下，因为人体具有导电性，所以由指示体23的接触而形成的静电电容25与人体的电位连接。人体具有接地效果，静电电容25的一端被接地。

伴随触摸的电流通过透明导电层39分别作为电流Ia～Id分流到电流检测电路29a～29d。电流Ia～Id是由图5所示的电流检测电路29a～29d检测出的电流。也就是说，电流Ia是由电流检测电路29a检测出的电流，电流Ib是由电流检测电路29b检测出的电流，电流Ic是由电流检测电路29c检测出的电流，电流Id是由电流检测电路29d检测出的电流。电流Ia～Id的比率根据透明导电层39的电阻Ra～Rd而变化，电阻Ra～Rd根据在触摸面板101上所接触的指示体23的位置而变化。与触摸位置相关的运算的一例为下式。

x＝k1+k2·(Ib+Ic)/(Ia+Ib+Ic+Id)(式1)

y＝k1+k2·(Ia+Ib)/(Ia+Ib+Ic+Id)(式2)

这里，x是触摸位置的x坐标，y是y坐标。k1以及k2是常数。

图7中示出第1实施方式所涉及的触摸传感装置100中的动作的电压波形的一例。在图7所示的例子中，设触摸的检测期间为3msec，设触摸的检测期间的周期为频率40Hz。这里，可以在20Hz～120Hz之间设定触摸的检测期间的周期。此时，1周期为25msec，而触摸的检测期间为3msec，所以剩下的22msec是停止期间。

图7所示的Vin是交流电压源27的输出波形，Vout是电流检测电路29中包含的电流-电压变换电路28的输出波形。这里，设Vin的频率为100kHz、设振幅为1V。此时，在不存在触摸的情况下，例如，Vout的振幅成为3V，在存在触摸的情况下，Vout的振幅成为6V。即，伴随触摸，振幅增加了3V。这里，不存在触摸的情况下的Vout的振幅产生了3V，但是这受到存在从透明导电层39看到的寄生电容(浮置电容)的影响、以及Vout中包含Vin。如此，实际上，即使没有指示体23、以及手掌等人体的接近，在模拟-数字变换电路56的输出中也会产生某程度的输出。

在图5以及图6所示的方式中，电流检测电路29a～29d的输出是交流电压，所以通过其后段的AC-DC变换电路54a～54d将交流电压变换为直流电压。而且，因为AC-DC变换电路54a～54d的直流电压输出是模拟信号，所以通过其后段的模拟-数字变换电路56将模拟信号变换为数字信号。接着，根据变换后的数字信号，由CPU60进行数值计算。通过这些电流检测电路29～CPU60的信号处理，在触摸判定的判断的1周期中，流入电流检测电路29的电流Ia～Id分别被变换为与其电流的大小成比例的数值(检测信号)，进行数值计算。

通过CPU60，基于各个检测信号，执行触摸的存在的感知、关于触摸位置的运算、以及在操作系统上执行鼠标事件(mouseevent)。所谓鼠标事件，是指指针(鼠标光标)的移动、或者指针所指的项目的选择(决定)等。这里，所谓项目的选择，例如，包括紧接指示体接触后触摸开始判定的鼠标按下(clickdown)、指示体接触中鼠标按下的维持、以及紧接指示体脱离后触摸结束判定的鼠标释放(clickup)。这些微控制器58的动作，在电子设备1中接通电源后，由CPU60从闪速存储器62读出程序，反复执行。如此，通过微控制器58，在给定周期40Hz自动运行从模拟-数字变换到鼠标事件的处理。

下面，说明从透明导电层39看到的寄生电容(浮置电容)的存在。电流检测电路29a～29d由运算放大器50和电阻元件52构成，运算放大器50的非反相输入端子和透明导电层39电连接。运算放大器50的非反相输入端子和透明导电层39通过FPC7等的布线而连接，但是在布线间、与接地35之间形成寄生电容26。

作为该对策，优选将伴随寄生电容26的信号作为基线进行保持，从而从新取得的信号中减去，实施基线补正。这里，将与电流检测电路29a～29d对应的模拟-数字变换电路56的输出记作检测信号a～检测信号d。此外，将触摸传感装置100在判断为没有指示体23以及手掌等人体的接近时所取得的检测信号a～检测信号d记作基线a～基线d。如式3所示，将检测信号a～检测信号d的总和作为检测信号值h(iT)。如式4所示，将基线a～基线d的总和作为基线BL。基线BL被存储在基准存储机构104中。如式5所示，基准计算机构103将从检测信号值h(iT)减去基线BL所得的值作为信号的输出值f(iT)。

检测信号值h(iT)＝检测信号a+检测信号b+检测信号c+检测信号d(式3)

基线BL＝基线a+基线b+基线c+基线d(式4)

信号的输出值f(iT)＝检测信号值h(iT)-基线BL(式5)

在本实施方式中，在触摸开始判定后，信号上升时，更新与触摸开始判定对应的、触摸结束判定的阈值(第1阈值)。另一方面，在信号恒定或下降时，不更新第1阈值。接着，比较信号和第1阈值，在信号小于第1阈值时，进行触摸结束判定。在指示体脱离时，相对于时间流逝，信号具有单调减小的倾向。在信号减小过程中，若不更新第1阈值，则相对于触摸面板的表面，指示体完全脱离时，信号较大地减小，所以在信号变得小于第1阈值时，进行触摸结束判定。另一方面，指示体与触摸面板的表面接触并进行拖拽动作时，信号具有反复增减的倾向。在信号增加的期间，此时，基于所取得的信号计算第1阈值，并进行更新。如此，在信号反复增减的同时，在信号大概降低时，可以将第1阈值调整为较低，所以在拖拽动作中，能够防止触摸结束误判定。因此，具有如下效果：在指示体接触触摸面板的表面时，可以防止触摸结束误判定，而且在指示体脱离触摸面板的表面时，也能可靠地进行触摸结束判定。

下面，说明第2实施方式所涉及的触摸传感装置。图8中示出用于说明本发明的第2实施方式所涉及的触摸传感装置的动作以及控制方法、以及用于使触摸传感装置动作的程序的流程图。以下，关于实质上与第1实施方式相同的构成，使用与第1实施方式相同的符号，并且只要叙述与第1实施方式不同的部分。在第1实施方式中，在触摸结束判定和触摸开始判定时使用了共同的阈值(第1阈值)，但是在第2实施方式中，在触摸开始判定和触摸结束判定时使用不同的阈值。这里，将触摸结束判定中使用的阈值设为第1阈值Th1，将触摸开始判定中使用的阈值设为第2阈值Th2。

在第1实施方式中，根据接触中的信号，适当地更新了第1阈值Th1。在该情况下，存在如下可能性：基于上次的接触中的信号而计算出的第1阈值Th1，根据上次与本次的接触信号之差而成为不适于本次的触摸开始判定的值。具体而言，接触中的信号的输出值有可能变得非常高。在上次的接触中的信号非常高的情况下，第1阈值Th1也变得非常高，所以在本次的触摸判定中变得难以进行触摸开始判定。另一方面，在上次的接触中的信号非常低的情况下，第1阈值Th1也变得非常低，所以在本次的触摸判定中，存在即使指尖不接触而手掌靠近也会误判定为开始的情况。

因此，在第2实施方式中，在触摸结束判定中使用的第1阈值Th1与第1实施方式同样地进行更新，但是在触摸开始判定中使用的第2阈值Th2不进行更新。即，第2阈值是常数(固定型)。预先测量伴随手掌在触摸面板的表面放下而产生的信号、或者伴随犹豫的手指而产生的信号，相对于这些信号的输出值，将第2阈值Th2设定得足够高。例如，将第2阈值Th2设定为比放下手掌的状态下的信号的输出值高3pF～5pF。在伴随手掌在触摸面板的表面放下的信号测量中，优选将触摸面板和手掌之间距离设定在5mm～50mm之间。这是因为，手掌不与触摸面板的表面接触而能够接近的最短距离是5mm左右，犹豫的手指的手掌与触摸面板的表面的距离是30mm～50mm。第2阈值Th2与第1阈值Th1一起存储在阈值存储机构109中。这就是关于触摸开始判定，指尖接触后，即便假设触摸面板没有反应(鼠标事件)，用户也会有意地想要重来。然后下次会更深地接触。这里，所谓“深”，是指触摸面板的表面和指尖的接触面积变大。这是基于如下考虑：对于触摸开始判定，在指尖较浅地接触时等的情况下，不是必须要进行触摸开始判定。

在图8所示的方式中，在S203中，比较信号的输出值f[iT]和第2阈值Th2，来进行触摸开始判定。这之外，与图2所示的方式相同。

根据本实施方式，使触摸开始判定的阈值(第2阈值Th2)为常数，通过与伴随犹豫的手指的信号等相比，使第2阈值Th2的值足够高，从而具有能够抑制触摸开始误判定的效果。

说明本发明的第3实施方式所涉及的触摸传感装置。图9中示出本发明的第3实施方式所涉及的触摸传感装置的概略框图。在第3实施方式中，除了信号的输出值和阈值的比较，还将给定单位时间(第2单位时间)中的信号的变化的大小(以下称为“信号的第1差分值”)用作触摸判定的指标。

第3实施方式所涉及的触摸传感装置300在第1实施方式的构成中还具备差分计算机构311。差分计算机构311根据由信号计算机构305算出的信号的输出值以及信号存储机构307中存储的信号的输出值，算出每给定时间的信号的第1差分值。

下面，说明触摸传感装置300的动作以及控制方法、以及用于使触摸传感装置300动作的程序。图10中示出用于说明本发明的第3实施方式所涉及的触摸传感装置的动作以及控制方法、以及用于使触摸传感装置动作的程序的流程图。

首先，在动作开始(S300)后，接触判定机构310与第1实施方式同样地进行触摸结束判定(S301)。接着，信号取得机构302在第i次触摸判定的判断中取得信号。信号计算机构305与第1实施方式同样地算出信号的输出值f[iT]。

接着，差分计算机构311算出第2单位时间jT中的信号的第1差分值gj[iT](S303)。信号的第1差分值gj[iT]通过f[iT]-f[(i-j)T]算出(步骤A03)。在图10所示的方式中，设决定第2单位时间的系数j为2，例如，在T为25msec时，第2单位时间为50msec。信号的输出值f[(i-2)T]在第(i-2)次循环中取得，是保持到信号存储机构307中的信号数据。但是，在i为3以下时，f[(i-2)T]为f[1T]。

接着，接触判定机构310比较由差分计算机构311算出的第1差分值g2[iT]、和阈值存储机构309中所设定的第3阈值Th3(S304)。在第1差分值g2[iT]大于第3阈值Th3时，使i递增1之后(S305)，接触判定机构310进行触摸开始判定(S308)。

在S304中，在第1差分值g2[iT]为第3阈值Th3以下时，接触判定机构与第1实施方式或者第2实施方式同样地，比较信号的输出值f[iT]和第1阈值Th1或者第2阈值Th2(S306)。在图10所示的方式中，与第2实施方式同样地，使用作为常数的第2阈值Th2。在信号的输出值f[iT]大于第2阈值Th2时，使i递增1后(S305)，接触判定机构310进行触摸开始判定(S308)。另一方面，在S306中，在信号的输出值f[iT]为第2阈值Th2以下时，使i递增1后(S307)，返回到S302。在该情况下，接触判定机构310不进行触摸开始判定。

接着，在触摸开始判定(S308)后，在第i次触摸判定的判断中，信号计算机构305算出信号的输出值f[iT](S309)。

接着，信号比较机构306与第1实施方式同样地，比较第i次信号的输出值f[iT]和第(i-q)次信号的输出值f[(i-q)T](S310)。在图10所示的方式中，设q＝3。在第i次信号的输出值f[iT]为第i-3次信号的输出值f[(i-3)T]以下时，差分计算机构311与S303同样地计算第1差分值g2[iT]＝f[iT]-f[(i-2)T](S314)。接着，接触判定机构310比较第1差分值g2[iT]和负的第3阈值-Th3(S315)。在第1差分值g2[iT]小于负的第3阈值-Th3时，使i递增1后(S316)，接触判定机构310进行触摸结束判定(S310)。另一方面，在S315中，在第1差分值g2[iT]为负的第3阈值-Th3以上时，接触判定机构310比较信号的输出值f[iT]和第1阈值Th1(S317)。在信号的输出值f[iT]小于第1阈值Th1时，使i递增1后(S316)，接触判定机构310进行触摸结束判定(S301)。在S317中，在信号的输出值f[iT]为第1阈值Th1以上时，使i递增1后(S318)，返回到S309。在该情况下，接触判定机构310不进行触摸结束判定。

在S304和S306、以及S315和S317中，在触摸判定中使用第1差分值和第3阈值的比较、以及信号的输出值和第1阈值的比较。在指示体的接触以及指示体的脱离较慢的情况下，每单位时间的差分值较小，在S304以及S315中不能进行触摸判定，但是在S306和S317中还利用信号的输出值，由此能够可靠地进行触摸判定。例如，若即使指尖脱离，则即使假设没有判定为触摸结束，鼠标按下(指针选择)也会被维持。然后，基于与指示体的接触没有关系的信号，计算指针的坐标位置，所以坐标位置成为随机的值，在与用户的意思不同的坐标位置，进行指针选择/决定。该现象是误动作，而且成为触摸传感装置不能自动地恢复到原来正常的状态这样非常严重的状态。

在上述方式中，例如，在S304、S315中，考虑了正负，但是可以用绝对值来比较差分值和阈值。

第3阈值Th3的绝对值优选设定为1pF～3pF。若在该范围，则在光着手或戴着手套的情况下，在指尖与触摸面板接触、或者解除与触摸面板的接触时，都可以进行触摸判定。

第2单位时间优选设定为8msec～100msec。通过设定考虑了信号变化所要的时间的第2单位时间，在触摸判定中，能够大幅地减小伴随手掌接近而产生的影响。此外，还可以大幅地减小在保持手掌靠近的情况下使手掌静止的伴随犹豫的手指的影响。这是因为，相对于触摸面板的表面，手掌接近从而使手掌水平移动的动作，与指尖的接触动作相比，是非常慢的。

另外，在上述方式中，在触摸开始判定以及触摸结束判定的双方使用了差分值，但是也可以将差分值仅用于任意一方的判定。此外，在上述方式中，将第3阈值用作了触摸开始判定以及触摸结束判定中共同的阈值，但是也可以在触摸开始判定和触摸结束判定中将第3阈值设定为不同的值。

第3实施方式的其他形态与第1实施方式相同。在上述说明中，以与第2实施方式的组合为例进行了说明，但是第3实施方式也可以与不使用第2阈值的第1实施方式组合。

根据第3实施方式，即使在用户戴着手套的情况下，或者触摸面板301的防护玻璃罩(保护层)较厚的情况下，也能够适当地进行触摸判定。此外，通过使防护玻璃罩变厚，可以提高触摸传感装置的耐久性。尤其仅在使用差分值的触摸判定中，有可能错误地进行戴着手套时的触摸结束判定，但是通过将使用差分值的触摸判定与第1实施方式的触摸结束判定组合，从而即使在戴着手套的情况下，也能够可靠地进行触摸结束判定。

在第1～第3实施方式所涉及的触摸传感装置中，在进行了触摸开始判定后，使信号的输出值以一定的比例减小从而进行触摸结束判定时，使信号的输出值周期性地增减的同时整体上减小从而进行触摸结束判定时，在这两种情况下，触摸结束判定时的第1阈值Th1不同。即，使信号的输出值周期性地增减时，可以使第1阈值Th1降低。

以指示体和触摸面板的距离的观点来说，使信号的输出值周期性地增减的同时整体上减小从而进行触摸结束判定的情况下，与使信号的输出值以一定的比例减小从而进行触摸结束判定的情况相比，能够使触摸结束时的指示体和触摸面板的距离变大。

这里，在使信号的输出值周期性地增减时，优选信号一次减小、一次增加的周期的频率为2.5Hz以下。判定信号是否在增加的单位时间即第1单位时间优选为200msec以下，所以为了将信号增减采样为正弦波，信号增减的周期需要是400msec以上。在1周期中，信号的输出值的减小的大小设定为大于信号的输出值的增加的大小，减小的大小的绝对值设定为比增加的大小的绝对值大1pF以上3pF以下。此外，在第1周期的信号减小，若信号的输出值变得小于第1阈值Th1，则进行触摸结束判定的距离L不会变得足够长。因此，设定信号减小量，使得通过第1周期的信号减小，信号的输出值不会变得小于第1阈值Th1。此外，另一方面，在使信号的输出值以一定的比例减小时，设每1秒减小0.12pF。第1阈值Th1，例如通过将当前的信号的输出值c×灵敏度α(＝0.6)来更新。

通过如此反复指示体的升降，从而指示体离开触摸面板的表面，由此再现拖拽动作中的信号推移，可以确认触摸传感装置中的第1阈值更新的效果。

本发明的电子设备具备本发明的触摸传感装置。作为本发明的电子设备，例如，可以列举游戏机、便携式信息终端、PDA、汽车导航、笔记本电脑、便携式DVD播放器、安装在飞机或公共汽车的客座上的电视机/游戏机、工厂生产自动化(factoryautomation，FA)设备等。

本发明的程序能够使触摸传感装置实现上述各功能或各过程。

下面，说明本发明的第4实施方式所涉及的电子设备。图11中示出具备本发明的触摸传感装置的本发明的电子设备的概略分解立体图。图12中示出图11所示的电子设备的概略俯视图。在图11以及图12中，作为电子设备以LCD为例进行了图示。在图12中，省略了对置基板的图示。另外，图11以及图12，为了便于视觉识别，在不是剖面的部分也附加了阴影。此外，在图11以及图12中，对与上述实施方式相同的要素标注了相同的符号。

第4实施方式所涉及的电子设备401具备本发明的触摸传感装置400。电子设备401具有对置电极412、像素电极405、布线404、406、408、和处于对置电极412和布线404、406、408之间的液晶402。对置电极412兼用做阻抗面。电子设备401还具备开关部416、417、418、421，使布线404、406、408的至少一部分电气浮置，或者在使布线404、406、408的至少一部分电气浮置的基础上，向布线404、406、408的至少一部分施加对阻抗面施加的交流电压。LCD401具有由对置电极412、液晶402以及像素电极405构成的三层构造，对置电极412兼用作阻抗面，还具有将施加给阻抗面的交流电压也同时施加给储能电容线408或者使扫描线406电气浮置的开关部416、417、418、421。

根据由电流检测电路29检测出的电流，计算出信号的输出值以及差分值，使用于触摸开始判定以及触摸结束判定。关于触摸开始判定以及触摸结束判定，与上述第1～第3实施方式同样，这里省略说明。

在第1实施方式中，触摸传感装置作为与显示装置不同的个体而被制造。与此相对，在第4实施方式中，使用LCD401作为显示装置，内置了表面型静电电容耦合式的触摸传感装置400。例如，将用作LCD401的对置电极412的透明导电层用作阻抗面。据此，能够简化触摸传感装置400以及电子设备401的制造工序，降低制造成本。而且，因为不需要触摸传感装置400的专用基板，所以变得分量轻且薄型。而且，还可以获得光的透过率高、显示装置的画质变好的效果。

但是，因为对置电极412隔着液晶元件402靠近TFT基板410，所以存在液晶元件402等的非常大的静电电容。因此，由于TFT基板410上的电极以及布线(储能电容线408、信号线404、扫描线406等)的电位，在对置电极412和TFT基板410之间产生电位差。因此，兼作阻抗面的对置电极412受到非常大的寄生电容的影响。其结果，触摸传感器功能的S/N减小，由此难以感知触摸的存在以正确地检测触摸的位置。

因此，在第4实施方式中，在时间上分割显示期间和位置检测期间。然后，在位置检测期间，使显示区域403相对于其外部为高阻抗，进行电气浮置。或者，在位置检测期间，对TFT基板410上的电极以及布线施加与对置电极412相同的电压。这些的结果是，通过显示区域403和对置电极412之间的电容耦合，显示区域403保持与对置电极412相同的电位。因此，显示区域403的电位追随与对置电极412相同的电位，所以可以使寄生电容对对置电极412的影响变得极小。

详细说明第4实施方式所涉及的电子设备401。在第4实施方式中，采用如下构成：在用于从显示区域外部向显示区域内部传递电信号的布线上设置了开关元件。具体而言，在用于从显示区域403的外部的第2电路部(扫描线驱动电路414、信号线驱动电路415等)向显示区域403的内部的第1电路部(TFT411等)传递电信号的布线部上，设置了第1高阻抗开关部416、第2高阻抗开关部417、第3高阻抗开关部418。

这里，显示区域403的外部的第2电路部可以形成在与显示区域403的内部的第1电路部相同的基板上，也可以形成在外部基板上。在显示区域403的外部的第2电路部设置在与显示区域403的内部的第1电路部相同的基板上时，优选在连接显示区域403的外部和外部基板的布线部上设置高阻抗开关部416、417、418。具体而言，设置高阻抗开关部416、417、418的布线部优选是信号线404、扫描线406、储能电容线408、电源线(未图示)中的至少一个。

此外，优选具备控制高阻抗开关部416、417、418的开关控制电路。开关控制电路优选在电流检测电路29检测电流的期间，将用于从显示区域403的外部向显示区域403的内部传递电信号的布线部的至少一个控制为高阻抗。

这里，通过高阻抗开关部416、417、418和开关控制电路，可以构成“阻抗控制机构”。该“阻抗控制机构”可以形成在TFT基板410上，也可以形成在不同个体的控制电路基板上。

该“阻抗控制机构”，在检测接触位置的检测期间中，可以使TFT基板410的显示区域403内的第1电路部相对于显示区域403外的第2电路部为电气高阻抗。此外，该“阻抗控制机构”可以包括在连接第1电路部和第2电路部的布线部上形成的高阻抗开关部416、417、418、和对高阻抗开关部416、417、418进行通断控制的开关控制电路。

下面，说明高阻抗开关部416、417、418的动作。为了使显示区域403的内部(像素矩阵部内)的第1电路部与显示区域403的外周部的第2电路部之间为电气高阻抗，显示区域403的外周部成为如下的构成。在扫描线406的信号路径上分别设置了第1高阻抗开关部416，在信号线404的信号路径上分别设置了第2高阻抗开关部417，在储能电容线408的信号路径上分别设置了第3高阻抗开关部418。高阻抗开关部416、417、418通过开关控制电路而进行开关控制。据此，可以使用于从显示区域403的外部向内部传递电信号的扫描线406、信号线404为高阻抗。

位置检测期间利用垂直消隐(blanking)期间。在位置检测期间中，如图12所示，高阻抗开关部416、417、418全部为断开状态。此时，信号线404、扫描线406以及储能电容线408相对于显示区域403的外部布线(连接于扫描线驱动电路414、信号线驱动电路415以及公共电极COM的布线)，成为高阻抗。

此外，在位置检测期间，COM-电流检测电路切换开关部421相对于包括电流检测电路29的交流电压源27侧成为导通状态。在图12所示的开关状态下，将通过交流电压源27而生成的同相的交流电压施加给处于TFT基板410的四角附近的电极430a～430d。电极430a～430d通过各向异性导电体434而与对置电极412电连接，所以对对置电极412的四角附近施加交流电压。

图13中示出第4实施方式所涉及的电子设备401的各部的电压的时序图。对置电极412的电压用Vc表示，信号线404的电压用Vd表示，扫描线406的电压用Vg表示，像素电极405的电压用Vs表示。扫描线406的电压Vg与像素电极405的电压Vs的差用Vgs表示。对置电极412、信号线404、扫描线406以及像素电极405通过布线与公共电极COM或者电流检测电路29电连接。对于公共电极COM或者电流检测电路29的切换，使用COM-电流检测电路切换开关部421。

此外，采用位置检测期间处于显示驱动期间之后的构成。另外，在图中示出了各电压的示例，但是因为信号线404的电压Vd根据写入信号而电压不同，所以没有特别地记入数值。参照图13的电压的时序图，在位置检测期间中，各扫描线406为高阻抗，并且与对置电极412电容耦合。因此，扫描线406的电压Vg以与对置电极412的电压振幅相同的振幅发生变动。

如以上那样根据第4实施方式，可以取得与第1实施方式同样的作用效果，而且在位置检测期间，像素矩阵内部的电路(像素电极405等)相对于外部电路为高阻抗，所以对对置电极412施加交流电压时，从对置电极412看到的寄生电容变得极小。具体而言，在背景技术(没有使显示区域电气浮置的构成)中寄生电容例如为15nF，与此相对，在第4实施方式中寄生电容例如变得小到100pF。该结果，从电流检测电路29输出的信号的S/N比，相对于在背景技术中例如为4×10^-4，在第4实施方式中例如为6×10^-2，成为140倍。

此外，在位置检测期间中，TFT410的栅极电压以及源极电压都以与对置电极412的电压振幅相同的振幅发生电压变化，所以栅极电压和源极电压的相对差恒定，晶体管的Vgs不发生变动。该结果，可以获得使位置检测期间的驱动对画质劣化的影响为最小限度这一显著的效果。

这里，使用n沟道型TFT作为使显示区域403的内部和外部为电气高阻抗的高阻抗开关部416、417、418。但是，该高阻抗开关部也可以使用p沟道型的TFT，还可以使用组合了n沟道型和p沟道型的传输门(transfergate)。

如此，能够简化触摸传感装置400以及电子设备401的制造工序，降低制造成本。而且，因为不需要触摸传感装置400的专用基板，所以变得分量轻且薄型。而且，具有光的透过率高、显示装置的画质良好这样的效果。

在作为触摸检测用的阻抗面的对置电极412和指示体23之间，存在绝缘性基板41以及偏光板。绝缘性基板41的厚度例如可以是0.2mm～1.0mm。偏光板的厚度例如可以是0.1mm～0.3mm。在该情况下，指示体23和对置电极412的距离变长。因此，与组装触摸传感装置和显示装置而外带的类型相比，在本实施方式的电子设备401中，由指示体23和对置电极412形成的静电电容变小，与此相伴，伴随手掌等的接近而产生的信号的影响变大，存在难以进行正确的触摸判定的情况。因此，通过第1～第3实施方式所记载的构成，具有如下效果：降低伴随手掌的接近而产生的影响，一边捕捉伴随指示体的接触而产生的信号变化，一边在指示体的脱离时，可靠地进行触摸判定。其他构成、作用以及效果与第1～第3实施方式相同。

下面，说明本发明的第5实施方式所涉及的触摸传感装置。这里，关于实质上与第4实施方式相同的构成，省略图示，并且仅说明与第4实施方式不同的部分。图14中示出表示内置了本发明的触摸传感装置的第5实施方式所涉及的电子设备的对置基板的俯视示意图。图15中示出沿图14的XV-XV线的概略剖视图。另外，为了便于视觉识别，图14在不是剖面的部分也附加了阴影。此外，在图14以及图15中，对与上述实施方式相同的要素标注了相同的符号。

第5实施方式所涉及的电子设备具备将施加给阻抗面501的交流电压同时施加给对置电极412以及储能电容线(参照第4实施方式)的开关部(参照第4实施方式)。即，与第4实施方式不同之点在于对置基板119。

在第4实施方式中，将作为电子设备的LCD的对置电极412在位置检测期间中用作触摸传感器，相对于显示区域外部使显示区域为电气高阻抗。其结果是，对置电极412的寄生电容被降低，但是与伴随触摸的电容相比，从对置电极412看到的寄生电容依然很大。

与此相对，参照图15，在第5实施方式中，在下侧形成了对置电极412的绝缘性基板41上，形成了由透明导电层构成的位置检测导电层501。将该位置检测导电层501作为触摸面板的一部分来利用。而且，在位置检测导电层501上形成了绝缘性的保护层37，这里，作为保护层37优选使用偏光板。该理由在于，在使LCD显示时需要偏光板，在用于触摸传感装置时不需要用于形成保护层37的工序。

参照图14，在位置检测导电层501的四角分别形成了电极430a～430d，电极430a～430d分别与电流检测电路29a～29d电连接。而且，通过电流检测电路29a～29d，电连接交流电压源27。

这里，与第4实施方式的对置电极412的透明导电层相比，位置检测导电层501离TFT基板较远，离触摸传感装置的表面(指示体的接触面)较近。因此，与对置电极412相比，从位置检测导电层501看到的寄生电容较小，伴随指示体的接触而产生的静电电容较大。该结果，触摸传感装置的S/N提高。

但是存在如下问题：相对于伴随指示体的接触而产生的静电电容，从位置检测导电层501看到的寄生电容的变动比较大。尤其伴随LCD的显示内容而产生的变动成为问题。这起因于液晶分子的介电常数各向异性，是基于取向根据显示内容而发生变化，并作用于位置检测导电层501的寄生电容的原理而产生的问题。其结果，产生信号处理电路难以感知是否存在触摸这样的问题。也就是说，信号处理电路难于区别是由于指尖的接触而导致信号发生了变化，还是由于显示内容变化而导致信号发生了变化。

图16中示出表示第5实施方式中的电子设备的电极的电压的时序图。位置检测导电层501的电压用图16的Va示出。其他电压被分配与第4实施方式相同的记号，并且施加同样的电压。Va是交流电压源27的电压，对于对置电极412的电压Vc，也施加与Va同相位、同振幅的电压。其结果，对置电极412作为对位置检测导电层501的理想的屏蔽层而起作用，难以受到由在对置电极412和TFT基板之间存在的电介质的介电常数变动而产生的、从对置电极412看到的TFT基板的静电电容的变动的影响。

其结果，位置检测导电层501的寄生电容(更准确地说是作为寄生电容而检测出的信号)显著地减小。此外，具有如下效果：相对于由人体的手指和位置检测导电层501形成的静电电容，能够使伴随LCD的显示内容的静电电容的变动较小，能够正确地检测出有无触摸。其他构成、作用以及效果与第1～第4实施方式相同。

说明本发明的第6实施方式所涉及的触摸传感装置。图17中示出本发明的第6实施方式所涉及的触摸传感装置的概略框图。在第3实施方式中，比较每给定单位时间(第2单位时间)的信号的变化的大小(信号的第1差分值)和第3阈值Th3，判断是否触摸开始，但是第2单位时间是由初始设定所决定的固定值。在第6实施方式中，根据每次触摸的状况来自动地调节第2单位时间。此外，利用外插值考虑伴随手掌接近而产生的影响来算出指示体的位置。

第6实施方式所涉及的触摸传感装置600，除第3实施方式的构成外，还具备：判定每单位时间的信号的输出值的变化的大小的变化判定机构613；算出外插值的外插计算机构614；以及存储在接触判定、指示体的位置计算中使用的外插值的外插存储机构615。另外，虽然在上述实施方式中没有进行表记，但是在图17中，为了说明本实施方式，图示了存储差分值的差分存储机构612以及算出指示体的位置的位置计算机构616。差分存储机构612以及位置计算机构616不是仅在本实施方式中具有的要素。

图18中示出用于说明本发明的第6实施方式所涉及的触摸传感装置的动作以及控制方法、以及用于使触摸传感装置动作的程序的流程图。在第6实施方式中，将在面板的四角取得的沟道信号的输出值的一个设为fch[iT]。指示体的接触位置基于各沟道信号的输出值fch[iT]而算出。将4个沟道信号的输出值fch[iT]的合计值设为信号的输出值f[iT]，基于信号的输出值f[iT]，进行触摸开始判定等。在流程图的各步骤的说明中，尽量使用4沟道信号的合计值f[iT]，仅在关于位置算出的步骤中使用各沟道的信号的输出值fch[iT]。图40中示出基于本实施方式的实施例8中的测量结果。在图40中，附加了与以下的说明对应的说明。

首先，在初始设定后、接触判定机构610与第1实施方式同样地进行触摸结束判定(S601)。接着，在第i次触摸判定的判断中，信号取得机构602取得信号。信号计算机构605与第1实施方式同样地算出信号的输出值f[iT](S602)。

接着，差分计算机构611算出每第3单位时间的信号的第2差分值g1[iT](S603)。这里，信号的第2差分值g1[iT]通过g1[iT]＝f[iT]-f[(i-1)T]算出。第3单位时间是用于判断f[iT]是否正在缓慢地变化的区间。例如，可以将第3单位时间设定为16毫秒(＝1T＝1*16毫秒)。

接着，变化判定机构613比较第2差分值g1[iT]和第4阈值Th4(S604)。这里，第4阈值Th4是用于判断f[iT]是否正在缓慢地变化、即伴随手掌接近而产生的信号是否正在变化的阈值，预先存储在阈值存储机构609中。第4阈值Th4是第3阈值Th3除以max(n-m)所得的值(Th4＝Th3/max(n-m))。第3阈值Th3，与第3实施方式同样地是用于进行触摸开始判定的阈值。m是判定伴随指示体和触摸传感器的接触而产生的f[iT]的急上升的i，n是判定为触摸开始的i。此时，判断是否是触摸开始判定的第2单位时间成为(n-m)T。max(n-m)是(n-m)的上限值，将(n-m)T的上限值设为max{(n-m)T}。例如，在设定为T＝16毫秒、max(n-m)＝5时，成为max{(n-m)T}＝5*16毫秒＝80毫秒。在将第3阈值Th3设定为1.5pF时，第4阈值Th4成为0.3pF(＝Th3/max(n-m)＝1.5pF/5)。

在S604中，在第2差分值g1[iT]为第4阈值Th4以下时，在S605使i递增1之后，返回到S602。另一方面，在第2差分值g1[iT]大于第4阈值Th4时，将i代入m，将f[iT]开始急上升的第1变化点设为比mT早1T的时刻(m-1)T中的f[(m-1)T](S606)。

接着，使i递增1(S607)，与S602同样地，信号取得机构602取得信号，信号计算机构605算出信号的输出值f[iT](S608)。

接着，与S603同样地，差分计算机构611算出每第3单位时间的信号的第2差分值g1[iT](S609)。差分存储机构612存储第2差分值g1[iT]。

接着，变化判定机构613比较第2差分值g1[iT]和第4阈值Th4(S610)。这里，在第2差分值g1[iT]为第4阈值Th4以上时，使i递增1之后(S611)，返回到S608。另一方面，在第2差分值g1[iT]大于第4阈值Th4时，外插计算机构614，在信号的输出值f[iT]过了第1变化点而急上升之后，也基于第1变化点以前的缓慢上升的倾向，求出从第1变化点到时刻iT进行外插的外插值(S612)。这里，基于第2单位时间(i-m+1)T、以及第1变化点的信号的输出值f[(m-1)T]，设外插值e[iT]为2*f[(m-1)T]]-f[(2m-i-2)T]。外插存储机构615存储外插值e[iT]。

参照后述的实施例中的图41，说明外插值e[iT]＝「2*f[(m-1)T]-f[(2m-i-2)T」的算式。(但是代替图41中的i采用n)时刻iT和第1变化点的时刻(m-1)T的差是(i-m+1)T。从时刻(m-1)T之前(i-m+1)T的时刻是(2m-i-2)T，此时的信号是f[(2m-i-2)T]。第1变化点的时刻是(m-1)T，所以第1变化点的信号是f[(m-1)T]。从时刻(m-1)T之前(i-m+1)T的信号中减去时刻(m-1)T的信号，成为f[(m-1)T]-f[(2m-i-2)T]。将该减法值和第1变化点的f[(m-1)T]相加，外插值e[iT]成为「2*f[(m-1)T]-f[(2m-i-2)T]」。

即使fch[iT]过了第1变化点而急上升，也可以根据第1变化点以前的缓慢上升的倾向，从第1变化点到时刻iT进行外插来求出外插值e[iT]。求出外插值的目的是，伴随指尖和面板表面的接触，信号急上升的期间，不仅手指，手掌也接近面板表面，所以通过预计该区间中的手掌带来的信号成分的增加，更准确地推测伴随手掌接近而产生的信号。

接着，差分计算机构603算出信号的输出值f[iT]与外插值e[iT]的差。接着，接触判定机构610比较该差和第3阈值Th3(S613)。在差(f[iT]-e[iT])为第3阈值Th3以下时，使i递增1后(S614)，返回到S602。这相当于因为没有达到触摸开始判定的阈值，所以从头重新进行触摸开始判定。另一方面，在差(f[iT]-e[iT])大于第3阈值Th3时，将i代入n，将f[iT]开始饱和的第2变化点作为nT之前1T的时刻(n-1)T，将时刻(n-1)T中的信号的输出值作为f[(n-1)T]，进行触摸开始判定(S615)。

对于第4阈值Th4，取第3阈值Th3除以max(n-m)所得的值时，max{(n-m)T}变短时，第4阈值Th4相应地变高，所以在S604中第2差分值g1[iT]容易变得比第4阈值Th4小。另一方面，在S604中第2差分值g1[iT]变得比第4阈值Th4大的区间仅基于max{(n-m)T}时，根据Th4＝Th3/max(n-m)，存在S613中的差(f[iT]-e[iT])变得大于第3阈值Th3的情况，进行触摸开始判定。

这里，在使用第1变化点f[(m-1)T]而不使用e[iT]时，f[iT]-f[(m-1)T]＞Th3必然成立。以下，说明其根据。g1[iT]是f[iT]和f[(i-1)T]的差分值。在时刻(m-1)T到时刻iT中，每区间T的各个差分值g1如下。

·g1[iT]＝f[iT]-f[(i-1)T]

·g1[(i-1)T]＝f[(i-1)T]-f[(i-2)T]

·g1[(m+1)T]＝f[(m+1)T]-f[mT]

·g1[mT]＝f[mT]-f[(m-1)T]

接着，将g1[mT]～g1[iT]相加时，右边的f[iT]、-f[(m-1)T]以外被消去，成为算式1。

·g1[iT]+g1[(i-1)T]+…+g1[mT]＝f[iT]-f[(m-1)T](算式1)

S604的g1[iT]＞Th4成为TRUE的区间仅基于max{(n-m)T}时，算式2成立。

·g1[iT]+g1[(i-1)T]+…+g1[mT]＞Th4*max{(n-m)T}(算式2)

消去算式1、算式2的左边即g1[iT]+g1[(i-1)T]+…+g1[(m)T]后，成为f[iT]-f[(m-1)T]＞Th4*max{(n-m)}。根据初始设定，Th4＝Th3/max(n-m)成立，所以消去Th4、max(n-m)，成为f[iT]-f[(m-1)T]＞Th3。

这里，f[(m-1)T]是第1变化点，S604的g1[iT]＞Th4成为TRUE的区间仅基于max{(n-m)T}时，根据Th4＝Th3/max(n-m)，f[iT]-f[(m-1)T]＞Th3必然成立。另一方面，说明使用了外插点e[iT]的情况。外插点e[iT]，基于直到时刻(m-1)T为止的缓慢的上升倾向，即使过了(m-1)T，也基于缓慢的上升倾向，来算出在时刻i时刻的外插点，所以大体成为f[(m-1)T]＜e[iT]，所以f[iT]-e[(n-1)T]＞Th3未必成立。

外插计算机构614将触摸开始判定时的4沟道的外插值的合计确定为e[(n-1)T]＝2*f[(m-1)T]]-f[(2m-n-1)T]。此外，使各沟道的外插值为ech[(n-1)T]＝2*fch[(m-1)T]]-fch[(2m-n-1)T]，将这些外插值存储到外插存储机构。到此，确定了触摸开始，所以接下来进入触摸结束判定。

接着，阈值计算机构608将f[iT]*α作为触摸结束判定的第1阈值Th1，存储到阈值存储机构609(S616)。这里，与第1实施方式同样地，α是用于计算触摸结束判定的第1阈值Th1的参数。例如，将α设定为0.6。接着，使i递增1(S617)。

接着，与S602同样地，信号计算机构605取得信号的输出值f[iT](S618)。

接着，与S603同样地，差分计算机构611算出每第3单位时间的信号的第2差分值g1[iT](S619)。

接着，接触判定机构610比较信号的输出值f[iT]和第1阈值Th1(S620)。在信号的输出值f[iT]小于第1阈值Th1时，使i递增1后(S621)，返回到S601。即，被判定为触摸结束，进入下一触摸开始等待。另一方面，在信号的输出值f[iT]为第1阈值Th1以上时，位置计算机构616根据各沟道信号的输出值与各沟道的外插值的差(fch[iT]-ech[(n-1)T])，算出指示体的位置(S622)。这里，在指示体是手指时，ech[(n-1)T]相当于手掌的信号成分。即，根据去除了手掌的信号成分后的值来算出指示体的位置。

接着，变化判定机构613比较在S619算出的第2差分值g1[iT]和0(S623)。在第2差分值g1[iT]为0以下时，不经过S624，而进入S625。另一方面，在第2差分值g1[iT]大于0时，将f[iT]*α作为新的触摸结束判定的第1阈值Th1(S624)。接着，使i递增1后(S625)，返回到S618。

在第6实施方式中，通过从信号的输出值fch[nT]中去除伴随手掌接近而产生的影响，可以提高指示体的位置精度。关于位置精度，伴随触摸而产生的急剧的信号变化、即每第2单位时间(n-m)T的信号变化成为信号变量(signal，S)成分，伴随手掌接近而产生的缓慢的信号变化、即第2单位时间(n-m)T以前的信号变化成为噪声(N)成分。在第2变化点以后信号的输出值fch[iT]饱和时，在S612中第2差分值g1[iT]变得小于第4阈值Th4。这里，在信号的输出值fch[iT]饱和的时刻nT判定为触摸开始，在时刻(n+1)T，算出触摸后开始的位置坐标。通过信号的输出值fch[iT]饱和后算出位置坐标，可以没有遗漏地提取伴随触摸而产生的急剧的信号变化即信号变量，提高S/N，能够更准确地算出触摸后开始的位置坐标。

此外，伴随S622中的位置算出，存在鼠标事件等从触摸传感装置产生的反应，但是由于信号的输出值fch[iT]饱和的时刻(n+1)T，紧接在指尖与面板表面充分接触之后，所以来自触摸传感装置的响应的时刻是恰当的。此外，在S622中，在时刻(n+1)T实施了位置计算，但是也可以在时刻nT实施。

以上，基于触摸前后的信号的输出值f[iT]的时间变化，自动地调节判定是否触摸开始的第2单位时间，推测伴随手掌接近的信号。然后，通过去除伴随手掌的接近所产生的影响，可以取得如下效果：抑制触摸开始误判定，并且改善位置精度。

另外，对于在S612算出的外插值的算出方法，可以根据第1变化点以前的缓慢的信号变化算出近似式，从第1变化点到时刻iT进行外插，求出外插值。例如，对于近似式的算出方法，对于{(m-6)T～(m-1)T}的fch[iT]，可以利用最小二乘法算出线形近似式。在该情况下，在fch[iT]中重叠噪声、fch[iT]产生变动时，因为随机噪声被平均化而被去除，所以能够更准确地算出外插值。

在S613以及S622中对于伴随手掌接近而产生的信号使用了外插值，但是也可以使用第1变化点。与外插值相比，第1变化点的计算比较简单，能够大幅地减少算出的过程。

第6实施方式的其他形态与第1实施方式以及第3实施方式相同。

下面，说明第7实施方式所涉及的触摸传感装置。图19中示出第7实施方式所涉及的触摸传感装置的概略剖视图。图20中示出第7实施方式所涉及的触摸传感装置的概略俯视图。在第1实施方式中，以表面型静电电容方式触摸面板为例进行了说明，但是在第7实施方式中，以投影型静电电容方式触摸面板为例进行说明。图19是带投影型静电电容方式触摸面板的LCD的剖面示意图，图20是其平面示意图。在图20中，为了简洁地图示投影型的动作原理，省略了图19中所示的保护玻璃705、触摸面板基板703、LCD701的图示。

配置在LCD701上的触摸传感装置700具备：多个Y透明电极702，形成在LCD701上，在附图上沿上下方向延伸；触摸面板基板703，形成在Y透明电极702上；多个X透明电极704，形成在触摸面板基板703上，在附图上沿左右方向延伸；保护玻璃，形成在X透明电极704上；和控制器706，探测X透明电极704以及Y透明电极702的静电电容的变化。X透明电极704和Y透明电极构成为矩阵形状。

在图20中，示出描绘各X透明电极704检测出的静电电容的曲线图以及描绘各Y透明电极702检测出的静电电容的曲线图。在触摸传感装置700中，指示体23靠近X透明电极704以及Y透明电极702时，电极间的静电电容增加，控制器706探测X透明电极704以及Y透明电极702的静电电容的变化，检测指示体23的位置。X透明电极704以及Y透明电极702的静电电容在指示体23的接触附近成为极大值。

此外，以投影型静电电容方式触摸面板为例进行了说明，但是也也可以将第1实施方式所示的第1阈值Th1应用于仅检测触摸的开始/结束的接触开关。

第7实施方式的其他形态与第1实施方式同样。

【实施例】

[实施例1]

对于第1实施方式所涉及的触摸传感装置，对进行了基线补正的信号的推移进行仿真，并且确认了在拖拽操作中存在信号推移的降低。使防护玻璃罩的厚度为0.5mm，在图21中示出相对于触摸面板改变指尖以及手掌等的接近状态时的检测信号值h(iT)、以及信号的输出值f(iT)的推移。h(iT)以及f(iT)从电压值被换算为静电电容值。信号的输出值f(iT)基于上述式5而算出。指示体是指尖。

参照图21，在没有指尖以及手掌等人体的接近的状态下，检测信号值h(iT)是5pF，但是信号的输出值f(iT)大致为0(图21的t＝0～0.2秒)。这是因为，通过基线补正，伴随寄生电容的信号由基线被抵消(消除)。此外，在存在指尖以及手掌等人体的接近的状态下，伴随寄生电容而产生的信号也由基线而被消除，并提取出伴随用户的动作而产生的信号。在t＝0.2～0.7秒，通过手掌等人体的接近，信号缓慢上升。接着，使手掌接近后，存在一种用户无意地重新确认指尖与显示在LCD上的图标等在水平方向的位置关系的倾向，若位置关系偏移，则调整指尖的位置。因此，虽然指尖没有与触摸面板的表面接触，但是触摸面板的表面与手掌的距离大致保持恒定，若假设一种没有手掌的水平移动的状况，则信号大致是4pF且保持恒定(t＝0.7～0.9秒)。

接着，指尖与触摸面板的表面接触，信号急剧地增加到10pF(t＝0.9～0.95秒)。接着，指尖在触摸面板的表面上静止、或者进行拖拽动作，在t＝1.15～3.75秒间，信号进行增减。观察到在拖拽动作中存在信号降低的倾向，在t＝2.75秒时信号最小变为6.5pF。在将第1阈值设定为例如6.5pF以上时，即使在触摸开始中，也被判定为触摸结束。

接着，指尖脱离触摸面板的表面后，信号从8pF减小到4pF(t＝3.75～3.95秒)。接着，虽然指尖脱离但是手掌或手腕保持接近时，信号恒定为4pF(t＝3.95～4.15秒)。接着，手掌或手腕也从触摸面板远离时，信号减小。(t＝4.15～4.65秒)。之后，信号成为0pF(t＝4.65秒～)。

由此，确认了在指示体正在接触的拖拽操作中存在信号降低的情况，并且确认了有可能进行误判定。

图21是假设了伴随触摸的f[iT]的时间变化、以及伴随手掌接近而产生的f[iT]的时间变化的仿真结果，以与上述仿真相同的条件测量了检测信号值h(iT)。图22中示出检测信号值h(iT)的测量结果。图22是基线补正前的数据，浮置电容变高，大约为100pF。根据图22，与仿真结果同样地确认了在指示体正在接触的拖拽操作中存在信号降低的情况。

对于由实施例得到的信号推移，如图2所示的第1实施方式所涉及的流程那样，在触摸开始判定后，在信号上升时更新触摸结束判定的第1阈值，在信号下降(或者恒定)时不更新第1阈值，算出了第1阈值的推移。图23中示出第1阈值(Th1)的信号推移。将第1阈值的初始值设定为8pF。信号的推移与图21相同。

指尖与触摸面板的表面接触，信号变高到10pF，判定为触摸开始(t＝0.9～0.95秒)。

接着，在本实施例中，与图2所示的流程图不同，不取得新的信号的输出值，在紧接触摸开始判定后(t＝0.95秒)，比较触摸开始判定时的信号的输出值10pF和3次前的信号的输出值4pF。因为触摸开始判定时的信号的输出值比较大，所以根据触摸开始判定时的信号的输出值10pF，更新触摸开始判定后的第1阈值。这里，将灵敏度α设定为0.6。因为第1阈值Th1＝当前的信号(10pF)*灵敏度(0.6)，所以新的第1阈值Th1被计算为6pF。这里，当前的信号是在与被判定为信号正在上升的循环相同的循环中取得的信号。这里，通过基线补正，伴随寄生电容而产生的信号被消除，所以在基于当前的信号(10pF)计算第1阈值Th1时，在第1阈值Th1中也可以排除伴随寄生电容的成分。如此，即使由于触摸传感装置的制造偏差、或者触摸传感装置的周围环境的影响，寄生电容发生了变化，通过基线补正，也可以适当地设定第1阈值Th1。

在信号从10.5pF减小到8.5pF的期间(t＝1.35～1.55秒)，第1阈值Th1保持6.3pF，不被更新。在下面的步骤中，比较信号的输出值f[iT]和第1阈值Th1，但是因为信号比阈值大，所以不被判定为触摸结束。

接着，在信号的输出值f[iT]从8.5pF增加到9pF的期间(t＝1.55～1.75秒)，第1阈值Th1被更新为5.1pF～5.4pF。在t＝2.75秒，在指尖正在接触时，信号的输出值f[iT]变为6.5pF最小，但是第1阈值Th1被更新为4.5pF，因为信号大于第1阈值Th1，所以不会误判定为触摸结束。

这里，例如，在触摸结束判定以及触摸开始判定的第1阈值Th1为8pF保持恒定时，会误判定为触摸结束。可获得本实施方式的效果的理由是，信号反复增减，并且在信号大概降低时可以将第1阈值Th1调整得较低。

接着，在指尖脱离触摸面板的表面，信号从8pF减小到4pF(t＝3.75～3.95秒)的期间，因为信号正在减小，所以第1阈值Th1不从5.4pF被更新。在信号的输出值f[iT]变得小于第1阈值Th1时，进行触摸结束判定。如此，在指尖脱离的情况下，可以可靠地进行触摸结束判定。该作用基于在指尖脱离时，具有信号单调减小的倾向。而且，指尖脱离后，信号的减小量较大，所以若阈值不被更新，则信号的输出值f[iT]变得小于第1阈值Th1。接下来，虽然指尖脱离，但是手掌等在接近。此时，信号为4pF恒定(t＝3.95～4.15秒)，但是在指尖脱离的时刻，已经被判定为触摸结束。

图23是假设了伴随触摸的f[iT]的时间变化、以及伴随手掌接近的f[iT]的时间变化的仿真结果，以与上述仿真相同的条件测量了信号的输出值f[iT]以及第1阈值Th1的变化。图24中示出信号的输出值f[iT]以及第1阈值Th1的测量结果。根据图24，与仿真结果同样地，确认了在指示体正在接触的拖拽操作中信号降低的情况、以及可以将第1阈值Th1调整得较低的情况。

[实施例3]

对于第2实施方式所涉及的触摸传感装置，仿真了信号的输出值的推移。图25中示出信号的输出值、第1阈值以及第2阈值的推移。使手掌接近触摸面板的状态下的信号的输出值是4pF，所以第2阈值Th2设定为8pF，是在程序开始后不被更新的常数。

图25是假设了伴随触摸的f[iT]的时间变化、以及伴随手掌接近的f[iT]的时间变化的仿真结果，以与上述仿真相同的条件测量了信号的输出值f[iT]、第1阈值Th1以及第2阈值Th2的变化。图26中示出信号的输出值f[iT]、第1阈值Th1以及第2阈值Th2的测量结果。根据图26，确认了第1阈值Th1进行与仿真结果同样的变化。

[实施例4]

对于第3实施方式所涉及的触摸传感装置，仿真了信号的输出值的推移。图27中示出表示信号的输出值、差分值、第1阈值以及第2阈值的推移的曲线图。在图27中，省略了第3阈值的图示。

在手掌接近触摸面板的表面时(t＝0.2～0.7秒)，信号的输出值缓慢地上升，差分值g2[iT]是0.4pF。接着，虽然手掌接近触摸面板的表面，但是食指处于手掌内保持静止时(t＝0.7～0.9秒)，差分值g2[iT]大致为0pF。

接着，指尖接触触摸面板的表面后(t＝0.9～0.95秒)，信号的输出值急剧上升，其间的差分值g2[iT]的极大值是6pF。接着，指尖在触摸面板的表面上静止时(t＝0.95～3.75秒)，差分值g2是0.2pF左右。指尖从触摸面板的表面脱离后(t＝3.75～3.8秒)，信号的输出值急剧地下降，其间的差分值g2[iT]的极小值是-6pF。

紧接指尖脱离后(t＝3.8～4秒)，手掌保持接近触摸面板的表面，差分值g2[iT]大致为0pF。接着，手掌相对于触摸面板的表面远离后(t＝4～4.5秒)，差分值g2[iT]是-0.4pF。

与手掌接近时的差分值g2[iT]相比，指尖接触时的差分值g2[iT]为10倍以上。此外，在手指犹豫、手掌接近时的差分值几乎为0。可知若在这些差分值0.4pF～6pF之间设定第3阈值Th3，则可以判别指尖的接触和手掌的接近。

差分值依赖于第2单位时间设定。对于比第2单位时间短的期间的信号变化，可以直接提取该信号变化作为差分值。另一方面，对于持续得比第2单位时间长的信号变化，伴随着期间变长而差分值减小。

参照图27，伴随指尖接触而产生的信号的上升时间是50msec，伴随手掌接近而产生的信号变化是500msec。为了排除伴随手掌接近而产生的信号变化，第2单位时间最好尽量短，为了提取伴随指尖接触而产生的信号，最好不比该信号的上升时间短。因此，优选预先测量伴随指尖接触而产生的信号的上升时间，并且将该上升时间设定为第2单位时间、或者以上升时间为基准来设定第2单位时间。

参照图27，相对于第2单位时间＝50msec，伴随指尖接触而产生的信号变化是50msec，所以直接提取伴随指尖接触而产生的信号变化的6pF作为差分值，另一方面，伴随手掌接近而产生的信号变化是4pF，与此对应地差分值为0.4pF，大约减小到1/10。据此可知，通过跨50msec前后来设定第2单位时间，能够区别伴随指尖接触而产生的信号变化、和伴随手掌接近而产生的信号变化。

图27是假设了伴随触摸而产生的f[iT]的时间变化、以及伴随手掌接近而产生的f[iT]的时间变化的仿真结果，以与上述仿真相同的条件测量了信号的输出值f[iT]、第1阈值Th1、第2阈值Th2以及差分值g2[iT]的变化。图28中示出信号的输出值f[iT]、第1阈值Th1、第2阈值Th2以及差分值g2[iT]的测量结果。根据图28，确认了可获得与仿真结果同样的结果。

[实施例5]

对于第3实施方式所涉及的触摸传感器，仿真了有意地使指示体脱离的动作速度变慢时的信号的输出值以及差分值的推移。图29中示出表示信号的输出值、差分值、第1阈值以及第2阈值的推移的曲线图。

解除指尖的接触时，花费1秒的时间使指尖渐渐地脱离(t＝3.75～4.75秒)。此时的差分值g2[iT]是-0.3pF，与在手掌远离的t＝4.95～5.45秒的差分值g2[iT]的-0.4pF大致相同。由此可知，仅将差分值g2[iT]用作触摸判定的指标时，存在难以进行触摸判定的情况。因此，可知优选不仅利用差分值，在触摸判定时还利用实施方式1所记载的信号的输出值本身。

图29是假设了伴随触摸的f[iT]的时间变化、以及伴随手掌接近的f[iT]的时间变化的仿真结果，以与上述仿真相同的条件测量了信号的输出值f[iT]、第1阈值Th1、第2阈值Th2以及差分值g2[iT]的变化。图30中示出信号的输出值f[iT]、第1阈值Th1、第2阈值Th2以及差分值g2[iT]的测量结果。根据图30，确认了可以获得与仿真结果同样的结果。

[实施例6]

申请人针对防护玻璃罩的厚度与触摸判定的相关性进行了研究。图31中示出防护玻璃罩的厚度不同时，指尖与触摸面板的表面接触时的信号的输出值的推移、和使手掌与触摸面板的表面的距离为10mm来放下手掌时的信号的输出值的推移。图33中示出表示信号的输出值相对于防护玻璃罩的厚度的变化的曲线图。另外，在触摸面板901的表面和指示体即指尖923接触时，实际上触摸面板901的表面与手掌的距离为数cm，比较接近，但是在图31以及图33中，为了提取伴随指尖接触而产生的信号，忽视了手掌接近触摸面板901的表面至数cm所引起的信号。

在保护层即防护玻璃罩937的厚度为0.3mm时，“伴随指尖923接触而产生的信号的输出值”大于“伴随放下手掌而产生的信号的输出值”，所以若在这些信号的输出值之间设定阈值，则可以进行触摸判定。但是，在使防护玻璃罩937的厚度为1.0mm厚时，“伴随指尖接触的信号”变得小于“伴随放下手掌的信号”，信号的大小关系逆转，仅单纯地比较信号的大小关系时，不能正确地进行触摸判定。

图31是假设了伴随触摸的f[iT]的时间变化、以及伴随手掌接近的f[iT]的时间变化的仿真结果，以与上述仿真相同的条件测量了信号的输出值f[iT]的变化。图32中示出信号的输出值f[iT]的测量结果。在图32所示的测量中，使保护层的厚度d为0.2mm。根据图32，确认了可以获得与仿真结果同样的结果。

接着，对于伴随指尖923的接触而产生的信号的输出值、以及伴随放下手掌而产生的信号的输出值，利用平行平板导体的静电电容的模型进行了计算。在面积S[m²]、间隔d[m]的2个平行导体之间均匀地填充了介电常数ε的电介质的物体的静电电容C用C＝ε*S/d表示。这里，ε＝ε_r*ε₀，ε_r是物体的相对介电常数，ε₀是真空的介电常数8.8×10^-12(F/m)。

参照图33，示出了伴随指尖923接触而产生的信号的输出值、以及伴随放下手掌而产生的信号的输出值的防护玻璃罩937的厚度依存性。对于伴随指尖923接触而产生的信号的输出值Cf的计算(式6)，设平行平板为指尖923和透明导电层939时，电介质成为防护玻璃罩937。因此，关于相对介电常数，设防护玻璃罩937为4.0，面积为指尖923与触摸面板901的表面的接触面积8×10^-5(m²)，距离为防护玻璃罩937的厚度d(变量)。

Cf＝8.8×10^-12×4×8x10^-5/d

＝2.8×10^-15/d(F)(式6)

另一方面，对于伴随放下手掌而产生的信号的输出值Ch的计算，设平行导体为手掌和透明导电层939，设电介质为大气和防护玻璃罩937。因此，将这些静电电容仅串联连接并合成(式7)。

1/Ch＝1/Ca+1/Cc(式7)

这里，Ca是大气的静电电容，Cc是防护玻璃罩937的静电电容。

关于大气的静电电容Ca的计算(式8)，设空气的相对介电常数为1.0，面积为手掌的面积5×10^-3(m²)，距离为手掌和触摸面板901的表面的距离10mm。

Ca＝8.8×10^-12×1×5×10^-3/1×10^-2

＝4.5×10^-12(F)(式8)

对于防护玻璃罩937的静电电容Cc的计算(式9)，设防护玻璃罩937的介电常数为相对4.0，面积为手掌的面积5x10^-3(m²)，距离为防护玻璃罩937的厚度d(变量)。

Cc＝8.8×10^-12×4×5×10^-3/d

＝1.8×10^-13/d(F)(式9)

根据式7、8、9，

Ch＝1.8×10^-13/(d+0.04)(F)(式10)

在图33中，随着防护玻璃罩937变厚，伴随指尖923的接触而产生的信号的输出值显著减小，而伴随放下手掌而产生的信号的输出值大致恒定。在防护玻璃罩937的厚度比0.65mm厚时，伴随指尖923接触而产生的信号的输出值变得小于伴随放下手掌而产生的信号的输出值，大小关系逆转。该大小关系发生逆转的厚度，成为防护玻璃罩937的厚度的容许范围的基准。该原因是，参照式6，伴随指尖923接触而产生的信号的输出值Cf与防护玻璃罩937的厚度d成反比。另一方面，伴随放下手掌而产生的信号的输出值较大地依赖于手掌与防护玻璃罩937的表面的距离，但在将该距离保持恒定的条件下，防护玻璃罩937的厚度的依存性变得非常小。以上，在单纯地比较静电电容的大小关系来进行触摸判定时，防护玻璃罩937变厚时，难以正确的进行触摸判定。

在用户戴着手套时也显现同样的情况。即，在指尖接触时，手掌或手腕等人体的一部分也与触摸面板接近，由手掌等与透明导电层形成静电电容。但是，由戴着手套的指尖和透明导电层所形成的静电电容变小，所以由手掌等的接近带来的影响相对增加。

因此，计算伴随指尖的接触而产生的差分值(ΔCf)以及伴随手掌接近而产生的差分值ΔCh。伴随指尖接触而产生的差分值(ΔCf)基于式6、第2单位时间设定＝50msec、以及信号变化时间＝50msec来计算(式11)。伴随手掌接近而产生的差分值(ΔCh)基于式10、第2单位时间设定＝50msec、以及信号变化时间＝500msec来计算(式12)。

ΔCf＝Cf×(第2单位时间设定)/(信号变化时间)

＝2.8×10^-12/d×50msec/50msec

＝2.8×10^-12/d(式11)

ΔCh＝Ch×(第2单位时间设定)/(信号变化时间)

＝1.8×10^-13/(d+0.04)×50msec/500msec

＝1.8×10^-14/(d+0.04)(式12)

其中，在(信号变化时间)≤(第2单位时间设定)时，设(第2单位时间设定)/(信号变化时间)＝1。

图34中示出基于式11、12改变防护玻璃罩的厚度来计算差分值的结果。参照图34，与伴随指尖接触而产生的差分值相比，伴随手掌接近而产生的差分值变大的防护玻璃罩的厚度是7.2mm。与图33的仅比较信号大小的情况相比，将差分值用作触摸判定的指标时，具有防护玻璃罩的厚度的容许范围变为大约10倍的显著效果。

接着，通过大幅地降低由手掌接近引起的影响，能够检测更小的静电电容变化，所以研究了可否应对手套输入。空手戴上手套来接触触摸面板的表面时，在指尖与透明导电层之间形成静电电容。在指尖与透明导电层之间存在手套和防护玻璃罩，静电电容成为与蓄积在手套和防护玻璃罩的静电电容串联连接后的电容。设手套和防护玻璃罩的相对介电常数近似相等，可以等效地看做使防护玻璃罩变厚手套的厚度部分。

图35中示出戴着乙烯基(vinyl)制的手套，仿真了信号的输出值、差分值以及第1阈值的推移的结果。在图35中，省略了第1阈值Th1的图示。手套使用厚度为0.5mm的乙烯基制的手套。与图28等的光手(裸指)的情况相比，戴着手套时的接触所产生的差分值为3pF大约是1/2，确认了利用差分值，与伴随手掌接近的差分值0.4pF相比，伴随接触的差分值3pF足够大，若将第3阈值Th3设定在它们之间，则可以判别手掌的接近和指尖的接触。此外确认了，若将第3阈值Th3设定得比伴随戴着手套时的接触而产生的差分值3pF小，则因为光手接触时的信号比戴着手套时大，所以通过同一设定，对于戴手套的指尖接触和光手的指尖接触的哪种情况，都可以正确地进行触摸判定。例如，优选在伴随戴着手套时的接触而产生的信号3pF的30％～100％之间设定th3。

图35是假设了伴随触摸的f[iT]的时间变化、以及伴随手掌接近的f[iT]的时间变化的仿真结果，以与上述仿真相同的条件测量了信号的输出值f[iT]、第1阈值Th1、以及差分值g2[iT]的变化。作为手套，使用了厚度0.20mm的合成树脂材料的手套。图36中示出信号的输出值f[iT]、第1阈值Th1、以及差分值g2[iT]的测量结果。根据图36，确认了即使使用手套也能进行正确的触摸判定。

通过将差分值用作触摸判定的指标，可以大幅地降低手掌接近产生的影响，所以可知可以判别手掌接近和指尖接触。据此，可以使用更厚的防护玻璃罩，并且可以戴着手套进行输入。

[实施例7]

一边改变触摸传感装置和指示体间的距离，一边仿真了信号的输出值。图37中示出测量中使用的试验机的概略立体图。关于实质上与实施方式1相同的构成，使用与实施方式1相同的符号。在试验机90中设置有工作台84，在工作台84上使触摸面板101的表面朝上配置了电子设备1。指示体(刚体)80的前端部80a是导体，前端部80a与试验机90中的电路的接地(基准电位节点)电连接(未图示)。使前端部80a的下表面的面积为35(cm²)，是指尖的接触面积的40倍左右，即使指示体80和触摸面板101的表面的距离L离开数mm，在指示体80和透明导电层39之间，也形成与伴随指尖接触而产生的静电电容同等的静电电容。指示体80的本体部80b的表面具有绝缘性，在侧面安装了距离传感器装置82。在距离传感器装置82上安装有显示距离L的测量结果的显示器(未图示)。本体部80b与内置了控制指示体80的高度的电机的单元86连接。此外，单元86与架子(stand)88连接。

在试验机90中内置了微控制器(未图示)，通过编入微控制器中的程序，自动地控制电子设备1所搭载的触摸面板101的表面与指示体80的距离L，监控此时的触摸面板101和指示体80的距离L。通过指示体80的升降，可以提供与在触摸面板101的表面进行拖拽动作时由触摸传感装置100检测出的静电电容的增减、或者指尖脱离触摸面板101的表面时的静电电容的单调减小同等的信号。即，可以从本试验机90向触摸传感装置100提供与用户操作触摸传感装置100时同等的静电电容变化。此外，触摸传感装置100接收静电电容变化，通过触摸传感装置1向外部发出鼠标事件等信息，可以比较客观地调查触摸传感装置100搭载的本发明的功能。

图38中示出使指示体80单调上升时的信号的输出值、第1阈值以及距离的仿真推移。与由距离传感器装置82测量的距离L一起示出。信号的输出值f[iT]、第1阈值Th1、以及第2阈值Th2的值，使用了曲线图的左侧的纵轴的静电电容的刻度。此外，距离L的值使用了右侧的纵轴的距离的刻度。对于图39，曲线图的纵轴的使用方法与图38相同。作为触摸传感装置100的触摸判定的程序，使用了实施方式2所涉及的8中所示的流程。

首先，将触摸面板101的表面和指示体80的距离L保持为30mm(经过时间t＝0～5秒)。接着，使指示体80接近触摸面板101的表面，在信号的输出值f[iT]变得大于第2阈值Th2＝8pF时，判定为触摸开始。此时，选择了搭载在电子设备1中的显示器上所显示的指针。接着，触摸面板101的表面和指示体80的距离L接近为3mm时，信号的输出值以10pF成为恒定(t＝15～20秒)。此时的触摸结束判定的第1阈值Th1是6pF。

接着，使触摸面板101的表面和指示体80的距离L变大，静电电容单调减小(t＝20～95秒)。第1阈值Th1没有从6pF被更新，信号的输出值f[iT]变得小于第1阈值Th1时，判定为触摸结束。此时的信号是6pF，距离L是5.1mm(t＝53.5秒)。

图39示出反复进行指示体80的升降的同时，指示体80离开触摸面板101的表面时的信号的输出值、第1阈值以及距离的仿真推移。直到触摸开始判定，与图38的动作相同，省略说明。

反复进行指示体80的升降后，指示体80离开触摸面板101的表面(t＝20～95秒)。随着指示体80离开触摸面板101的表面，信号的输出值f[iT]相应地大体上变小，但在指示体80下降的期间，因为指示体80和触摸面板101的表面暂时接近，所以信号的输出值f[iT]上升，第1阈值Th1被更新，所以伴随时间流逝，第1阈值Th1也大体上降低。在信号的输出值f[iT]变得小于第1阈值Th1时，判定为触摸结束。此时的信号是2.4pF，距离L是12.8mm(t＝84秒)。

比较图38的试验结果和图39的试验结果，判定为触摸结束时的距离L不同。即，反复进行指示体80的升降后，指示体80从触摸面板101的表面离开时，判定为触摸结束时的距离L变长。这是因为，与使指示体80单调上升的情况相比，反复升降而离开时，存在触摸结束的第1阈值Th1被更新的期间，所以触摸结束判定时的静电电容变小。

下面，参照图39来说明信号增减的频率设定。在t＝20～25秒，信号的输出值f[iT]减小，在t＝25～30秒，信号的输出值f[iT]增加。将信号减小后增加的t＝20～30秒的期间作为1个周期(信号增减的周期)时，这里信号增减的周期是10秒。因为频率是周期的倒数，所以信号增减的频率是0.1Hz。这里，信号的输出值大体上与距离L成反比，通过指示体80的升降来控制信号的输出值的增减，所以信号增减的频率和指示体80升降的频率为相同的值。

下面，针对在反复进行指示体80的升降而使之上升时的动作中，信号增减的每1周期的指示体80的距离的上升量，参照图39来说明。在t＝20～25秒的期间，信号的输出值f[iT]从10pF减小到8pF，在t＝25～30秒，信号的输出值f[iT]从8pF增加到9pF。因此，在信号增减的1周期中，减小2pF之后增加1pF，所以若将它们相加则减小1pF。在信号增减的全部周期中，设信号减小量为2pF、信号增加量为1pF。

将第1次信号增减(t＝20～30秒)作为第1周期，将第q次的周期作为第q周期时，在第7周期的t＝80～85sec期间，信号从4pF减小到2pF时，信号的输出值变得小于第1阈值Th1，判定为触摸结束。这是因为，伴随第q周期变后，信号的输出值大体上降低，所以相对于此时的信号，信号增减的每1周期的信号减小，相对变大。具体而言，利用第1阈值Th1＝接触中的信号c×灵敏度(α＝0.6)来计算第1阈值Th，所以在信号增减的1周期中，存在信号的输出值减小40％以上的期间时，信号的输出值变得小于第1阈值Th1，判定为触摸结束。

[实施例8]

对于第6实施方式所涉及的触摸传感装置，测量了沟道信号的输出值的推移。设定条件与上述第6实施方式中所示的例子相同。图40中示出表示沟道信号的输出值的推移的曲线图。图41中示出表示4个沟道信号的输出值之和的推移的曲线图。在实施例8中，在每第2单位时间(n-m)T的信号的差分值大于第3阈值Th3＝1.5pF时，进行触摸开始判定。这里，将第2单位时间设为(n-m)T＝2*16毫秒＝32毫秒。图40的第2单位时间，不包括这以前的缓慢的信号变化，并且没有遗漏地提取急上升的信号变化。若使用第6实施方式的算法，则可以区别伴随手掌接近而产生的信号和伴随触摸而产生的信号。

将第2单位时间(n-m)T的上限值初始设定为max{(n-m)T}＝80毫秒，所以根据每次触摸的状况，在16毫秒至80毫秒间自动地进行调节。这里，进行了如下试验：使手掌朝向面板表面迅速接近，并且在手掌与面板表面临近接触时停止。在将max{(n-m)T}设为160毫秒时，在本试验中进行了触摸开始判定。因为指示体与面板表面没有接触所以这是误判定。另一方面，在设上限值max{(n-m)T}＝80毫秒时，没有进行触摸开始判定。因此可知，通过自动调整第2单位时间(n-m)T并且设定为max{(n-m)T}＝80毫秒，能够抑制伴随手掌接近而产生的触摸开始误判定。

接着，为了验证第6实施方式的效果，使用右手的食指来触摸面板表面，测量了触摸传感装置算出的指针的位置。图42中示出在图40中附加了说明的图。首先，说明伴随手掌接近而产生的影响。在紧接触摸开始后，在仅根据fch[nT]来算出指示体23的位置时，以面板表面和手指接触的地方为基准，指针630的位置向X方向偏移了+8mm(右方向)、向Y方向偏移了-20mm(进行触摸的人的跟前方向)。相对于进行触摸的右手的食指，右手的手掌大体上位于右手前，与光标的位置偏移方向一致，可知光标的位置偏移的原因是存在手掌接近带来的影响。与此相对，在紧接触摸开始后，从fch[(nT)]去除伴随手掌接近而产生的信号，算出位置时，指针630的位置偏移从手指的接触位置在X方向、Y方向都大幅地改善1mm以下。

[实施例9]

使用第7实施方式所涉及的触摸传感装置，测量了信号的输出值f[iT]以及第1阈值Th1的变化。阈值更新等的设定条件与第3实施方式相同。图43中示出信号的输出值f[iT]以及第1阈值Th1的测量结果。将由全部X透明电极704以及Y透明电极702检测出的静电电容的合计作为伴随触摸而产生的电容f[iT]。T是16毫秒。输出值f[iT]从大致为零开始缓慢上升后急上升从而饱和。与第1实施方式同样地，在f[iT]急上升的过程中进行触摸开始判定，基于f[iT]算出作为触摸结束的阈值的第1阈值Th1。

这里，信号的输出值f[iT]是由全部X透明电极704以及Y透明电极702检测出的静电电容的合计，但也可以使用X方向的静电电容的极大值和Y方向的静电电容的极大值的合计值。

基于上述实施方式说明了本发明的触摸传感装置及其控制方法、电子设备以及程序，但是不限定于上述实施方式，在本发明的范围内，并且基于本发明的基本技术思想，不言而喻可以包括对上述实施方式进行各种变形、变更以及改良。此外，在本发明的权利要求书的范围内，可以进行各种公开要素的多种组合/置换乃至选择。

本发明的进一步的课题、目的以及展现方式，根据包括权利要求书的本发明的全部公开事项变得清晰。

【产业上的可利用性】

本发明可以利用于检测使用指示体在显示面上指示的位置坐标的面显示装置、或者检测有无指示动作的面显示装置。此外，作为本发明的活用例，可以列举游戏机、便携式信息终端、PDA、汽车导航、笔记本电脑、便携式DVD播放器、安装在飞机或公共汽车的客座上的电视机/游戏机、工厂生产自动化(FA)设备中所使用的触摸传感器功能。

通过主张日本优先权，作为优先权的基础的在先申请的全部记载事项，应解释为不受到本申请中追加或者变更的记载的任何影响，作为优先权日最初提交的记载事项都是有效的。此外，在本申请中，对于追加乃至变更的记载事项，以本申请的申请日为基准日。

Claims (16)

1.一种触摸传感装置，其特征在于，具备：

触摸面板，其与指示体之间形成静电电容；

信号计算机构，其算出与所述静电电容的大小相应的信号的输出值；

接触判定机构，其比较所述信号的输出值和第1阈值，判定所述指示体和所述触摸面板之间是否接触、以及所述指示体和所述触摸面板之间的接触是否分离，其中，在所述指示体和所述触摸面板之间是否接触的判断以及所述指示体和所述触摸面板之间是否分离的判断中使用所述第1阈值；和

阈值计算机构，其在判定为所述指示体和所述触摸面板之间有接触之后到判定为所述接触分离的期间，在第1单位时间检测出所述信号的输出值的增加时，更新所述第1阈值，

在检测出所述信号的输出值的增加时，所述阈值计算机构更新所述第1阈值以使其小于判断为增加的该信号的输出值。

2.根据权利要求1所述的触摸传感装置，其特征在于，

还具备信号比较机构，该信号比较机构判断在0.02秒～0.2秒的所述第1单位时间内所述信号的输出值是否增加。

3.一种触摸传感装置，其特征在于，

触摸面板，其与指示体之间形成静电电容；

信号计算机构，其算出与所述静电电容的大小相应的信号的输出值；

接触判定机构，其比较在所述指示体和所述触摸面板之间是否分离的判断中使用的第1阈值与所述输出值，来判定所述指示体和所述触摸面板的接触是否分离，并且比较在所述指示体和所述触摸面板之间是否接触的判定中使用的作为常数的第2阈值与所述输出值，来判定所述指示体和所述触摸面板是否接触；和

阈值计算机构，其在判定为所述指示体和所述触摸面板之间有接触之后到判定为所述接触分离的期间，在第1单位时间检测出所述信号的输出值的增加时，更新所述第1阈值。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的触摸传感装置，其特征在于，

还具备差分计算机构，该差分计算机构算出在第2单位时间内所述信号的变化即第1差分值，

所述接触判定机构在判定所述指示体和所述触摸面板之间的接触是否分离的过程中，当所述第1差分值的绝对值大于第3阈值时判定为分离。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述的触摸传感装置，其特征在于，

还具备差分计算机构，该差分计算机构算出在第2单位时间内所述信号的变化即第1差分值，

所述接触判定机构在判定所述指示体和所述触摸面板是否接触的过程中，当所述第1差分值的绝对值大于第3阈值时判定为接触。

6.根据权利要求4所述的触摸传感装置，其特征在于，

还具备变化判定机构，该变化判定机构判定所述信号的变化的大小，

所述差分计算机构算出在第3单位时间内所述信号的变化即第2差分值，

所述变化判定机构通过比较所述第2差分值和第4阈值来判定伴随所述指示体的接近而产生的信号是否变化。

7.根据权利要求6所述的触摸传感装置，其特征在于，

所述第2单位时间，是从所述第2差分值成为所述第4阈值以上的时刻到所述第2差分值成为第4阈值以下的时刻为止的时间。

8.根据权利要求4所述的触摸传感装置，其特征在于，

将所述第2单位时间的上限值设定在16毫秒～80毫秒之间。

9.根据权利要求6所述的触摸传感装置，其特征在于，

所述第4阈值是所述第3阈值除以所述第2单位时间的上限值所得的值。

10.根据权利要求6所述的触摸传感装置，其特征在于，

还具备位置计算机构，该位置计算机构算出所述指示体与所述触摸面板之间所接触的位置坐标，

所述信号计算机构根据所述触摸面板的各沟道的信号，来算出所述信号的输出值，

所述位置计算机构根据从所述各沟道的信号减去伴随所述指示体以外的要素的接近而产生的信号成分所得的值来算出所述位置坐标。

11.根据权利要求10所述的触摸传感装置，其特征在于，

所述位置计算机构根据所述第4阈值以下的所述第2差分值和所述第2单位时间进行外插入，算出伴随所述指示体以外的要素的接近而产生的信号成分。

12.根据权利要求1～3中任意一项所述的触摸传感装置，其特征在于，

还具备基准计算机构，该基准计算机构在不受到基于所述指示体的静电电容的影响的状态下，算出与在所述触摸面板上所形成的静电电容的大小相应的基线，

所述信号计算机构根据通过所述指示体而形成的静电电容和所述基线来算出所述信号的输出值。

13.一种触摸传感装置，其在信号的输出值低于第1阈值时，判定为指示体离开了触摸面板，该触摸传感装置的特征在于，

比较第1距离和第2距离时，所述第1距离比所述第2距离短，其中，

所述第1距离，是判定为所述指示体和所述触摸面板接触之后，在使所述指示体和所述触摸面板之间的距离单调增加的情况下，所述触摸传感装置判定为所述指示体和所述触摸面板之间的接触分离时的所述指示体与所述触摸面板之间的距离，

所述第2距离，是判定为所述指示体和所述触摸面板接触之后，在使所述指示体和所述触摸面板之间的距离反复增加和减小的同时逐渐变长的情况下，所述触摸传感装置判定为所述指示体和所述触摸面板的接触分离时的所述指示体与所述触摸面板间的距离。

14.一种电子设备，其具备权利要求1～3或13中任意一项所述的触摸传感装置。

15.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，具备：

对置电极，其兼用作在与指示体之间形成静电电容的导电层；

布线；

液晶，其介于所述对置电极与所述布线之间；和

开关部，其使所述布线的至少一部分浮置。

16.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，具备：

对置电极；

布线；

液晶，其介于所述对置电极与所述布线之间；

导电层，其在与指示体之间形成静电电容；

绝缘性基板，其被设置在所述对置电极与所述导电层之间；和

开关部，其将施加给所述导电层的交流电压也同时施加给所述对置电极。