JP2011076484A - 入力装置、入力処理プログラム、および入力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパネルを有する端末装置は、利用者がタッチパネルを強く押圧した範囲だけ情報抜けを発生させてしまう。
【解決手段】入力装置１は、タッチパネルの各電極と物体との間に生じる各静電容量を周期的に測定する。また、入力装置１は、測定閾値よりも低い値であるたわみ閾値以上の値を有する静電容量が所定の数より多く測定された場合には、タッチパネルがたわんだと判定する。そして、入力装置１は、タッチパネルがたわんだと判定した場合には、静電容量の分布の重心を接触位置の座標として出力せず、タッチパネルがたわんだと判定しなかった場合には、静電容量の分布の重心を接触位置の座標として出力する。一方、入力装置１は、測定閾値よりも高い値の静電容量が連続して測定された場合には、タッチパネルがたわんだと判定する処理を実行せずに、算出された重心座標を接触位置の座標として出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力装置、入力処理プログラム、および入力制御方法に関する。

従来、操作入力用の装置としてタッチパネルが知られている。タッチパネルは、操作面に対する指などの接触を検知して座標を出力する装置であり、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ:Liquid Crystal Display)などの表示装置上に重ね合わせて形成することができる。

タッチパネルが接触を検知する検知方法の一つとして静電容量検知式がある。静電容量検知式のタッチパネルは、操作面上に複数の電極を並べて形成しており、指などが操作面に接触することで発生する静電容量の変化を検知する。

静電容量検知式のタッチパネルでは、指などの接触によって発生する静電容量の変化を検知するのであるが、タッチパネルの電極部分の構造が変化した場合にも静電容量の変化は発生する。このため、タッチパネルの電極部分の構造変化による静電容量の変化量が閾値を超えると、実際には操作入力を受け付けていないにも関わらず、操作入力が発生したと判定する誤入力が発生する。タッチパネルの電極部分の構造変化は、例えば利用者が必要以上に強い力で操作面を押した場合や、タッチパネルの枠に押圧が加わった場合に発生する。

タッチパネルにおける誤入力の発生について、図面を参照して説明する。図１０は、タッチパネルの電極配置についての説明図である。図１０に示すように、タッチパネルＰ２は、液晶ディスプレイＰ１に重ねて形成されている。タッチパネルＰ２は、Ｘ座標軸方向に１０本の電極Ｘ１〜Ｘ１０を有し、Ｙ座標軸方向に１４本の電極Ｙ１〜Ｙ１４を有する。

利用者の指がタッチパネルＰ２に接触すると、電極Ｘ１〜Ｘ１０と電極Ｙ１〜Ｙ１４の静電容量分布の変化から指の接触位置の座標を特定することができる。また、電極Ｘ１〜Ｘ１０と電極Ｙ１〜Ｙ１４の静電容量分布の測定を繰り返し実行することで、指の接触位置の移動を検知することができる。図１０に示した例では、指は速度を落としながら下に移動しており、液晶ディスプレイＰ１上に指の移動の軌跡が表示されている。

図１１は、タッチパネル電極の断面図であり、図１２は、タッチパネル電極の等価回路図である。タッチパネルは、ＬＣＤ上にスペースを空けた上で、Ｘ座標軸方向のタッチパネル電極（Ｘ）、Ｙ座標軸方向のタッチパネル電極（Ｙ）およびカバーパネルを順次形成されている。ここで、ＬＣＤは、アースされてＧＮＤ電位である。

図１１に示したＸ電極寄生容量Ｃ１は、Ｘ軸側の電極Ｘ１〜Ｘ１０とアースとして機能するＬＣＤとの間に生じる静電容量である。同様に、Ｙ電極寄生容量Ｃ２は、Ｙ軸側の電極Ｙ１〜Ｙ１４とＬＣＤとの間に生じる静電容量である。また、図１１に示したＸＹ電極間容量Ｃ３は、Ｘ軸側の電極Ｘ１〜Ｘ１０とＹ軸側の電極Ｙ１〜Ｙ１４との間に生じる静電容量である。また、指容量Ｃｆは、Ｘ軸側の電極Ｘ１〜Ｘ１０と指との間に生じる静電容量である。

図１２の等価回路図に示したように、タッチパネルは、Ｘ軸側の電極Ｘ１〜Ｘ１０について静電容量を測定する場合には、Ｙ軸側の電極Ｙ１〜Ｙ１４をアースとする。そして、タッチパネルは、Ｘ軸側の電極Ｘ１〜Ｘ１０について静電容量を測定する場合には、Ｘ電極寄生容量Ｃ１とＸＹ電極間容量Ｃ３と指容量Ｃｆとの合成容量を電極Ｘ１〜Ｘ１０の各々について測定する。また、タッチパネルは、Ｙ軸側の電極Ｙ１〜Ｙ１４について静電容量を測定する場合には、Ｘ軸側の電極Ｘ１〜Ｘ１０をアースし、Ｙ電極寄生容量Ｃ２とＸＹ電極間容量Ｃ３と指容量Ｃｆとの合成容量を電極Ｙ１〜Ｙ１４の各々について測定する。そして、タックパネルは、測定された静電容量の値をＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換し、タッチパネルと指との接触座標を判定する。

図１３は、Ｘ軸の静電容量の測定結果の説明図である。タッチパネルは、図１３に示したように電極Ｘ１〜Ｘ１０について測定した静電容量の分布を求める。タッチパネルは、静電容量の最大値と所定の測定閾値とを比較し、静電容量の最大値が測定閾値よりも大きい場合には、利用者の指が接触したと判定する。タッチパネルは、利用者の指が接触したと判定した場合には、各静電容量の分布の重心を算出し、算出した重心を接触位置のＸ座標とする。同様に、タッチパネルは、電極Ｙ〜Ｙ１４について測定した静電容量の分布から接触位置のＹ座標を求める。

次に、図１４を参照し、タッチパネルにたわみが生じることで電極の静電容量が増加する現象について説明する。図１４は、タッチパネルのたわみについての説明図である。タッチパネルの操作面や枠に押圧が生じると、タッチパネルにたわみが生じ、電極とＬＣＤとの間隔が狭くなる。このように間隔が狭くなると、Ｘ電極寄生容量Ｃ１とＹ電極寄生容量Ｃ２との値が増加する。

図１５は、タッチパネルの枠の歪みによる誤入力についての説明図である。図１５に示したように、タッチパネルＰ２の枠が強く押されると、液晶ディスプレイＰ１とタッチパネルＰ２との間隔Ａが狭くなり、近傍の電極はたわんで静電容量が増大する。この結果、Ｘ軸側の電極Ｘ１〜Ｘ１０の静電容量の分布が測定閾値を超えると、タッチパネルと指とが接触していないにもかかわらず、タッチパネルと指とが接触したと判定し、静電容量の分布の重心が接触位置として出力される。

このようなたわみによる誤入力を回避する方法としては、測定閾値を大きくすることが考えられる。

特開２００７−１０９０８２号公報

しかしながら、上述したように接触の有無を判定する閾値を大きくして誤入力を防ぐ方法では、タッチパネルの感度が悪くなるという問題があった。この問題を解決するため、静電容量の分布からタッチパネルにおけるたわみの有無を検知し、タッチパネルにたわみが発生している場合には接触位置の算出をキャンセルする方法が考えられる。

図１６は、たわみ検知の説明図である。タッチパネルは、接触を検知するための測定閾値とは別に、たわみ検知用のたわみ閾値を有する。タッチパネルは、たわみ閾値を超える静電容量を出力した電極の数を計数し、計数結果が所定数以上である場合にはタッチパネルにたわみが生じたと判定して接触位置の算出をキャンセルする。

タッチパネルに指が触れた場合には、指に近い位置に設置された電極に大きな静電容量が生じ、指から遠い位置に設置された電極には静電容量があまり生じないため、鋭いピークを有する静電容量分布が得られる。タッチパネルがたわんだ場合には、全てのタッチパネル電極について静電容量が増大するので、ゆるやかなピークを有する静電容量分布が得られる。

例えばタッチパネルが、５つ以上の電極の静電容量出力がたわみ閾値よりも大きい場合にたわみが生じたと判定する場合について考える。図１６の上段に示した例では、たわみ閾値よりも大きい静電容量出力数が３であるため、タッチパネルはたわみが生じたとは判断せず、タッチパネルは、接触位置の判定を行なう。一方、図１６の下段に示した例では、たわみ閾値よりも大きい静電容量出力数が１０であるため、タッチパネルはたわみが生じたと判定して接触位置の判定をキャンセルする。

このようにたわみ閾値を設定し、タッチパネルのたわみを検出する方法では、所定の数より多くの静電容量がたわみ閾値よりも大きい場合には、接触位置の算出をキャンセルする。しかし、利用者がタッチパネルの操作面を強く押した場合には、操作位置およびその周辺でタッチパネルの電極にたわみが発生し、緩やかなピークを有する各静電容量分布が測定される場合がある。この場合に接触位置の測定をキャンセルすると、利用者が操作中にタッチパネルを強く押圧した場合にはデータ抜けが発生するという問題が生じる。

図１７は、操作時のたわみによるデータ抜けの説明図である。図１７に示したように、利用者が操作中にタッチパネルの操作面を強く押した場合には、緩やかなピークを有する静電容量分布が得られる。図１７の例では、利用者による操作の範囲Ｂで、タッチパネルにたわみが生じる。この結果、液晶ディスプレイＰ１では、操作の範囲Ｂに対応する表示の範囲Ｃについて、利用者の入力データを使用することができない。このように、たわみを検知して入力をキャンセルすると、利用者が操作中にタッチパネルを強く押した範囲について情報抜けを発生させてしまうという問題があった。

本願に開示の技術は、上記した問題に鑑みてなされたものであって、操作時にたわみが発生した場合であっても接触座標を出力する入力装置、入力処理プログラム、および入力制御方法を提供することを目的とする。

本願に開示の技術は、一つの態様によれば、タッチパネル上に配置された複数の電極から静電容量を測定し、タッチパネルに対する操作入力の連続性の有無を判定する。そして、連続性無しと判定された場合に、複数の電極における静電容量の測定結果の分布に基づいてタッチパネルのたわみの有無を判定し、たわみ有りと判定された場合には座標の出力を停止する。

本願に開示の技術は、一つの態様によれば、利用者が操作中にタッチパネルを強く押した範囲についての情報抜けを防止する。

図１は、実施例１に係る入力装置を説明するためのブロック図である。 図２は、実施例２に係る端末装置の構成例を示す図である。 図３は、タッチパネルの電極を説明するための図である。 図４は、実施例２に係るタッチ入力機能部を説明するためのブロック図である。 図５は、静電容量検出部が測定する静電容量を説明する図である。 図６は、静電容量の重心座標を算出する処理を説明するための図である。 図７は、たわみ判定を説明するための図である。 図８は、実施例２に係る端末装置の処理の流れの一例を説明するフローチャートである。 図９は、制御プログラムを実行するコンピュータの一例を説明するための図である。 図１０は、タッチパネルの電極配置の説明図である。 図１１は、タッチパネル電極の断面図である。 図１２は、タッチパネル電極の等価回路図である。 図１３は、Ｘ軸の静電容量測定結果の説明図である。 図１４は、タッチパネルのたわみについての説明図である。 図１５は、タッチパネルの枠の歪みについての説明図である。 図１６は、たわみ検出の説明図である。 図１７は、操作時のたわみによるデータ抜けの説明図である。

以下に添付図面を参照して本願に係る入力装置、入力処理プログラムおよび入力制御方法について説明する。

以下の実施例１では、入力装置の一例を説明する。ここで、入力装置は、例えば、携帯端末、移動端末、または固定端末などの端末装置に搭載される入力装置であり、少なくともタッチパネルを有する端末装置に搭載される入力装置である。

まず最初に、図１を用いて、実施例１に係る入力装置の一例および処理を説明する。図１は、実施例１に係る入力装置を説明するためのブロック図である。

入力装置１は、静電容量測定部２、連続判定部３、たわみ判定部４、座標出力部５を有する。静電容量測定部２は、タッチパネル上に配置された複数の電極から静電容量を測定する。連続判定部３は、タッチパネルに対する操作入力の連続性の有無を判定する。

たわみ判定部４は、連続判定部３によって連続性無しと判定された場合に、複数の電極における静電容量の測定結果の分布に基づいてタッチパネルのたわみの有無を判定する。座標出力部５は、複数の電極における静電容量の測定結果の分布に基づいてタッチパネルに対する操作入力の座標を出力する。そして、座標出力部５は、たわみ判定部４によってたわみ有りと判定された場合には座標の出力を停止する。

このように、入力装置１は、連続タッチダウンカウントの値が所定の接触閾値よりも大きいと判定した場合には、タッチパネルの枠内を連続して強くタッチしているものとして、たわみ判定処理をキャンセルする。この結果、入力装置１は、利用者がタッチパネルを強く押圧した場合に生じる端末装置の情報抜けを防止することができる。

以下、図２を用いて、実施例２に係る端末装置の一例について説明する。図２は、実施例２に係る端末装置の構成例を説明するための図である。なお、以下では、携帯電話端末装置に適用する例を説明する。

まず、端末装置１００の各部について図２を用いて説明する。図２に例示するように、端末装置１００は、タッチ入力機能部１０、タッチパネル１１、外部Ｉ／Ｆ（Interface）３１、キー入力機能部３２、システム電源部３３、メインＣＰＵ（Central Processing Unit）３４、センサ制御部３５を有する。また、端末装置１００は、磁気加速度センサ３６、音声制御部３７、ＳＰ（Speaker）３８、ＭＩＣ（Microphone）３９、メモリ４０、表示部４１、ＲＦ（Radio Frequency）制御部４２、アンテナ４３を有する。

外部Ｉ／Ｆ３１は、外部装置との間でやり取りする各種情報に関する通信を制御する。キー入力機能部３２は、図示しないキーボタンから入力された情報を受け付けて、メインＣＰＵ３４へ情報を通知する。システム電源部３３は、各部に対して電力を供給する。

メインＣＰＵ３４は、端末装置全体の処理を管理するＣＰＵである。センサ制御部３５は、磁気加速度センサ３６を制御する。磁気加速度センサ３６は、磁気を用いて、端末装置に加わる加速度を測定する。音声制御部３７は、ＭＩＣ３９およびＳＰ３８を制御する。マイク（ＭＩＣ）３９は、音声情報の入力を受け付け、音声制御部３７に通知する。

ＳＰ（ｓｐｅａｋｅｒ）３８は、音声制御部３７から受け付けた音声情報を出力する。メモリ４０は、メインＣＰＵ３４による各種処理に必要なデータおよびプログラムを格納する。表示部４１は、ＬＣＤを有し、メインＣＰＵ３４から出力された画像情報を表示する。ＲＦ（Radio Frequency）制御部４２は、アンテナ４３によって受信された信号を変換して、メインＣＰＵ３４に通知する。アンテナ４３は、外部装置からの電波の送受信を行う。

タッチパネル１１は、複数の電極が配置されたパネルである。具体的には、タッチパネル１１は、表示部４１の表面に設置され、方眼状に設置された透明な複数の電極を有する。ここで、図３を用いて、タッチパネルにおける電極の設置例を具体的に説明する。図３は、タッチパネルの電極を説明するための図である。例えば、タッチパネル１１は、図３に例示するように、表示部４１のＸ軸方向に等間隔で設置された透明な電極Ｘ１〜Ｘ１０を有する。また、タッチパネル１１は、表示部４１のＹ軸方向に等間隔で設置された透明な電極Ｙ１〜Ｙ１４を有する。

タッチ入力機能部１０は、タッチパネル１１に接触した利用者の指とタッチパネル１１との接触位置を判定し、メインＣＰＵ３４へ出力する。具体的には、タッチ入力機能部１０は、タッチパネル１１の各電極と利用者の指との間に発生する静電容量を測定し、測定された静電容量に応じて、接触位置をメインＣＰＵ３４へ出力する。

ここで、図４を用いて、タッチ入力機能部１０の構成について詳しく説明する。図４は、実施例２に係るタッチ入力機能部を説明するブロック図である。タッチ入力機能部１０は、電極スキャンスイッチ１２、静電容量測定部１３、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換部１４、タッチ制御ＣＰＵ１５を有する。以下にこれらの各部の処理を説明する。なお、タッチ入力機能部１０は、電極スキャンスイッチ１２を介して、タッチパネル１１と接続され、また、出力Ｉ／Ｆ部２０を介して、メインＣＰＵ３４と接続される。

電極スキャンスイッチ１２は、静電容量を測定する電極を切り替える。具体的には、電極スキャンスイッチ１２は、ＸＹスキャン選択部２１によって通知されなかった軸方向の各電極をアースとし、ＸＹスキャン選択部２１によって通知された軸方向の電極を印加する。

例えば、電極スキャンスイッチ１２は、ＸＹスキャン選択部２１によってＸ軸方向の静電容量を測定する旨が通知された場合には、Ｙ軸方向の各電極Ｙ１〜Ｙ１４をアースにするとともに、各電極Ｘ１〜電極Ｘ１０に所定の電圧を順次印加する処理を行う。そして、電極スキャンスイッチ１２は、ＸＹスキャン選択部２１によってＹ軸方向を通知された場合には、Ｘ軸方向の各電極Ｘ１〜Ｘ１４をアースにするとともに、各電極Ｙ１〜電極Ｙ１０に所定の電圧を順次印加する処理を行う。

静電容量測定部１３は、タッチパネル上に配置された複数の電極から静電容量を測定する。ここで、図５を用いて、静電容量測定部１３が各電極の静電容量を測定する処理について詳しく説明する。図５は、静電容量検出部が測定する静電容量を説明する図である。

図５に示すように、端末装置１００は、ＧＮＤ（Ground）、Ｘ軸方向の電極（図５では、タッチパネル電極（Ｘ）と記載）、Ｙ軸方向の電極（図５では、タッチパネル電極（Ｙ）と記載）、カバーパネルを有し、ＧＮＤとＸ軸方向の電極（Ｘ）との間にはスペースがある。

そして、静電容量測定部１３は、図５に示すように、各Ｘ軸方向の電極とＬＣＤ４１との間に生じる静電容量であるＸ電極寄生容量Ｃ１と、各Ｙ軸方向の電極とＬＣＤ４１との間に生じる静電容量であるＹ電極寄生容量Ｃ２を測定する。また、静電容量測定部１３は、Ｘ軸方向とＹ軸方向の電極との間に生じる静電容量であるＸＹ電極間容量Ｃ３と、静電容量の測定対象となる電極と指との間に生じる静電容量をＣｆとを測定する。なお、ＧＮＤ（Ground）とは、アースのことをいう。

静電容量測定部１３は、Ｘ軸方向の各電極の静電容量を測定する場合には、Ｙ軸方向の各電極をアースとし、Ｃ１とＣ３とＣｆの静電容量を測定して、測定された静電容量の和（Ｃ１＋Ｃ３＋Ｃｆ）を計算する。また、静電容量測定部１３は、Ｙ軸方向の各電極Ｙ１〜Ｙ１４について静電容量を測定する場合には、Ｘ軸方向のＸ１〜Ｘ１０をアースとし、Ｃ２とＣ３とＣｆの静電容量を測定して、測定された静電容量の和（Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃｆ）を計算する。

例えば、静電容量測定部１３は、利用者が操作中にタッチパネル１１を強く押圧した場合には、指とタッチパネル１１とが接触した位置を中心として鋭いピークを有する静電容量を初めに測定し、その後、緩やかなピークを有する静電容量を測定する。Ａ／Ｄ変換部１４は、静電容量測定部１３から受信された静電容量の値をデジタルデータに変換し、タッチ制御ＣＰＵ１５へ送信する。

タッチ制御ＣＰＵ部１５は、各電極出力検出部１６（連続判定部）、重心算出部１７、たわみ判定部１８、誤データキャンセル部１９、出力Ｉ／Ｆ部２０、ＸＹスキャン選択部２１を有する。以下にこれらの各部の処理を説明する。

各電極出力検出部１６は、タッチパネルに対する操作入力の連続性の有無を判定する。具体的には、各電極出力検出部１６は、タッチパネル１１と物体との接触位置を連続して出力した回数である連続タッチダウンカウントを有する。かかる各電極出力検出部１６は、Ａ／Ｄ変換部１４からデジタル化された静電容量の値を受信すると、受信された静電容量の最大値が所定の測定閾値よりも大きいか小さいか判定する。

この結果、各電極出力検出部１６は、受信された静電容量の最大値が所定の測定閾値よりも小さいと判定した場合には、静電容量を破棄して、連続タッチダウンカウントを「０」に変更する。また、各電極出力検出部１６は、受信された静電容量の最大値が所定の測定閾値よりも大きく、かつ、連続タッチダウンカウントの値が所定の接触閾値よりも小さいと判定した場合には、各静電容量の値を重心算出部１７とたわみ判定部１８とに送信する。

また、各電極出力検出部１６は、受信された静電容量の最大値が所定の測定閾値よりも大きく、かつ、連続タッチダウンカウントの値が所定の接触閾値よりも大きいと判定した場合には、各静電容量の値を重心算出部１７のみへ送信する。また、各電極出力検出部１６は、後述する接触座標の出力を示す情報を誤データキャンセル部１９から受信した場合には、連続タッチダウンカウントの値に「１」を加算する。

以下、各電極出力検出部１６が実行する処理を詳しく説明する。例えば、各電極出力検出部１６は、端末装置１００に電源が投入されると、連続タッチダウンカウントを初期化して「０」とする。

そして、各電極出力検出部１６は、Ａ／Ｄ変換部１４からデジタル化された静電容量の値を受信すると、受信された静電容量の最大値が所定の測定閾値よりも大きいか小さいか判定する。例えば、各電極出力検出部１６は、電極Ｘ１〜Ｘ１０について測定された静電容量の値を受信した場合に、受信された静電容量の値の最大値が所定の測定閾値よりも大きいか判定する。

この結果、各電極出力検出部１６は、受信された静電容量の最大値が所定の測定閾値以下であった場合には、受信された静電容量を破棄して、連続タッチダウンカウントを「０」に変更する。例えば、各電極出力検出部１６は、測定閾値が「３０」で、受信された静電容量の最大値が「２０」である場合には、受信された静電容量を破棄して、連続タッチダウンカウントを「０」に変更する。

また、各電極出力検出部１６は、受信された静電容量の最大値が所定の測定閾値よりも大きいと判定された場合には、連続タッチダウンカウントの値が所定の接触閾値よりも大きいか判定する。この結果、各電極出力検出部１６は、連続タッチダウンカウントの値が所定の接触閾値以下であると判定した場合には、各静電容量の値を重心算出部１７とたわみ判定部１８とに送信する。

また、各電極出力検出部１６は、連続タッチダウンカウントの値が所定の接触閾値よりも大きいと判定した場合には、各静電容量の値を重心算出部１７に通知する。つまり、各電極出力検出部１６は、連続タッチダウンカウントの値が所定の接触閾値よりも大きいと判定した場合には、タッチパネルの枠内を連続して強くタッチしているものとして、たわみ判定処理をキャンセルする。この結果、たわみ判定処理によるデータ抜けを回避し、操作時にたわみが発生した場合であっても、操作入力の座標を出力することができる。

また、各電極出力検出部１６は、後述する誤データキャンセル部１９から接触座標の出力を行った旨を受信した場合には、連続タッチダウンカウントの値に「１」を加算する。例えば、各電極出力検出部１６は、連続タッチダウンカウントが「３」の状態で、後述する接触座標の出力を行った旨を示す情報を誤データキャンセル部１９から受信した場合には、連続タッチダウンカウントを「４」に変更する。

重心算出部１７は、静電容量測定部１３によって測定された静電容量の最大値が所定の測定閾値よりも大きい場合には、各静電容量に基づいて、静電容量の重心座標を算出する。具体的には、重心算出部１７は、各電極出力検出部１６から各静電容量の値を受信した場合には、受信された各軸方向の静電容量の値に基づいて、静電容量に係る重心座標を算出する。そして、重心算出部１７は、静電容量に係る重心座標を算出した場合には、算出された静電容量の重心座標を示す情報を誤データキャンセル部１９へ送信する。

以下、重心算出部１７が実行する処理を詳しく説明する。まず、重心算出部１７は、重心算出部１７は、各電極出力検出部１６から各静電容量の値を受信した場合には、受信された各軸方向の静電容量の値に基づいて、静電容量に係る重心座標を算出する。例えば、重心算出部１７は、各電極出力検出部１６からＸ軸方向の各電極の静電容量を受信した場合には、Ｘ軸方向における各電極の静電容量の分布の重心を接触位置の座標として算出する。

ここで、図６を用いて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に、静電容量の重心座標を算出する処理について説明する。図６は、静電容量の重心座標を算出するための図である。図６上に例示する表は、Ｘ軸方向の各電極Ｘ１〜Ｘ１０の設置された位置を横軸方向に、各電極Ｘ１〜Ｘ１０の各静電容量の値を縦軸方向にプロットしたグラフである。また、図６下に例示する表は、Ｙ軸方向の各電極Ｙ１〜Ｙ１４の設置された位置を横軸方向に、各電極Ｙ１〜Ｙ１４の各静電容量の値を縦軸方向にプロットしたグラフである。

例えば、重心算出部１７は、Ｘ軸方向の静電容量の重心座標を算出する場合には、各静電容量の各値とを近時する正規分布関数を算出する。そして、重心算出部１７は、算出された正規分布関数が示す静電容量の値が最大となる点の横軸の座標を算出し、算出された座標をＸ軸方向の静電容量の重心座標とする。図６上の表に示す例では、重心算出部１７は、算出された正規分布関数が最大となる点「Ｔ_Ｘ」の横軸座標「６．４５」をＸ軸方向の静電容量の重心座標として算出する。同様にして、図６下の表に示す例では、重心算出部１７は、Ｙ軸方向の静電容量の重心座標「７．４５」を算出する。

たわみ判定部１８は、連続性無しと判定された場合に、複数の電極における静電容量の測定結果の分布に基づいてタッチパネル１１のたわみの有無を判定する。具体的には、たわみ判定部１８は、複数の静電容量の値を受信した場合には、測定閾値よりも低い値であるたわみ閾値と受信した各静電容量の値とを比較し、たわみ閾値より大きい値を有する静電容量の数を判定する。

この結果、たわみ判定部１８は、所定の数よりも多くの静電容量がたわみ閾値より大きい値を有する場合には、タッチパネルがたわんだと判定し、タッチパネルがたわんだことを示す情報を誤データキャンセル部１９へ送信する。また、たわみ判定部１８は、各電極出力検出部１６によってタッチパネル１１と物体とが連続して接触したと判定された場合には、誤データキャンセル部１９へ送信せずに、静電容量の値を破棄する。

ここで、図７を用いて、たわみ判定部１８が受信された静電容量とたわみ閾値とを比較する処理について詳しく説明する。図７は、たわみ判定を説明するための図である。図７に示す例では、たわみ判定部１８は、たわみ閾値として「２５」を記憶するものとし、測定閾値として「３５」を記憶するものとする。

図７上に例示するように、端末装置１００は、タッチパネル１１に利用者の指が接触した場合には、指に近い電極ほど大きな静電容量Ｃｆが増大するため、鋭いピークを有する静電容量を測定する。また、図７下に例示するように、端末装置１００は、タッチパネル１１に利用者の指が連続して強く押圧してタッチパネル１１がたわんだ場合には、各電極の寄生容量Ｃ１およびＣ２が増大するため、全ての電極の静電容量が増大し、緩やかなピークを有する静電容量を測定する。

図７上に示す例では、たわみ判定部１８は、たわみ閾値と受信した各静電容量の値とを比較し、たわみ閾値より大きい値を有する静電容量が３個測定されたと判定する。また、図７下に示す例では、たわみ判定部１８は、たわみ閾値と受信した各静電容量の値とを比較し、たわみ閾値より大きい値を有する静電容量が１０個測定されたと判定する。その後、たわみ判定部１８は、所定の数よりも多くの静電容量がたわみ閾値より大きい値を有する場合には、タッチパネルがたわんだと判定し、タッチパネルがたわんだことを示す情報を誤データキャンセル部１９へ送信する。

誤データキャンセル部１９は、複数の電極における静電容量の測定結果の分布に基づいてタッチパネル１１に対する操作入力の座標を出力する。また、誤データキャンセル部１９は、たわみ有りと判定された場合には座標の出力を停止する。

具体的には、誤データキャンセル部１９は、たわみ判定部１８によってタッチパネル１１がたわんだと判定された場合には、重心算出部１７によって算出された重心座標を出力しない。また、誤データキャンセル部１９は、たわみ判定部１８によってタッチパネル１１がたわんだと判定されなかった場合には、重心算出部１７によって算出された重心座標を出力する。また、誤データキャンセル部１９は、各電極出力検出部１６によってタッチパネル１１と物体とが連続して接触したと判定された場合には、重心算出部１７によって算出された重心座標を出力する。

具体的には、誤データキャンセル部１９は、重心算出部１７から送信されたＸ軸、Ｙ軸方向の重心座標を示す情報を受信する。そして、誤データキャンセル部１９は、Ｘ軸、Ｙ軸方向の重心座標を示す情報を受信してから一定時間以内に、たわみ判定部１８からタッチパネル１１がたわんだことを示す情報を受信した場合には、受信された各軸方向の重心座標を出力せずに破棄する。

一方、誤データキャンセル部１９は、各軸方向の重心座標を示す情報を受信してから一定時間以内にタッチパネルがたわんだことを示す情報を受信しなかった場合には、受信された各軸方向の重心座標を接触位置の座標として出力Ｉ／Ｆ部２０へ送信する。そして、誤データキャンセル部１９は、受信された各軸方向の重心座標を接触位置の座標として出力Ｉ／Ｆ部２０へ送信した場合には、接触座標の出力を示す情報を各電極出力検出部１６に送信する。

また、誤データキャンセル部１９は、各軸方向の重心座標を示す情報を受信してから一定時間以内に、タッチパネルがたわんだことを示す情報を受信しなかった場合には、受信された各軸方向の重心座標を接触位置の座標として出力Ｉ／Ｆ部２０へ送信する。

例えば、誤データキャンセル部１９は、重心座標を示す情報を受信してから「１ｍｓ」が経過するまでに、タッチパネルがたわんだことを示す情報を受信した場合には、受信された重心座標を出力せずに破棄する。また、誤データキャンセル部１９は、重心座標を示す情報を受信してから「１ｍｓ」が経過するまでに、タッチパネルがたわんだことを示す情報を受信しなかった場合には、受信された重心座標を接触位置の座標として出力Ｉ／Ｆ部２０へ送信する。

つまり、誤データキャンセル部１９は、タッチパネル１１と物体とが連続して接触したと各電極出力検出部１６によって判定された場合には、タッチパネルがたわんだことを示す情報を受信しない。このため、誤データキャンセル部１９は、タッチパネルの枠内を連続して強くタッチされている場合には、重心算出部１７によって算出された重心座標を出力する。

出力Ｉ／Ｆ部２０は、誤データキャンセル部１９から受信された接触座標を示すデータをメインＣＰＵ３４へ出力する。ＸＹスキャン選択部２１は、Ｘ軸方向の静電容量を測定するか、Ｙ軸方向の静電容量を測定するかを選択し、電極スキャンスイッチ１２に対して選択された軸方向の静電容量を測定する旨の指示を通知する。

このように、端末装置１００は、タッチパネル１１と物体とが連続して接触したと判定した場合には、たわみ判定部１８が実行するたわみ判定処理をキャンセルして重心座標を出力する結果、操作時にたわみが発生した場合であっても接触座標を出力する。

[端末装置の処理]
次に、図８を用いて、端末装置１００が実行する処理の流れを説明する。図８は、実施例２に係る端末装置の処理の流れの一例を説明するフローチャートである。なお、図８では、タッチパネル座標（ｘ）を測定する場合の処理を説明するが、タッチパネル座標（Ｙ）についても同様の測定処理を行う。また、以下の説明では、Ｘ軸方向の各電極Ｘ１〜Ｘ１０について測定される静電容量をＣＸ１〜ＣＸ１０とし、Ｙ軸方向の各電極Ｙ１〜Ｙ１４について測定される静電容量をＣＹ１〜ＣＹ１４とする。

図８に示すように、端末装置１００は、連続タッチダウンカウントを「０」に初期化する（ステップＳ１０１）。そして、端末装置１００は、Ｘ軸方向の各電極Ｘ１〜Ｘ１０の静電容量ＣＸ１〜ＣＸ１０を測定する（ステップＳ１０２）。続いて、端末装置１００は、測定された静電容量ＣＸ１〜ＣＸ１０のうち最大の値を有する静電容量を検出する（ステップＳ１０３）。そして、端末装置１００は、静電容量ＣＸ１〜ＣＸ１０のうち最大の値を有する静電容量が測定閾値よりも大きい値を有するかどうかを判定する（ステップＳ１０４）。

この結果、端末装置１００は、静電容量ＣＸ１〜ＣＸ１０のうち最大の値を有する静電容量が測定閾値よりも大きい場合には（ステップＳ１０４肯定）、連続タッチダウンカウントの値が接触閾値よりも大きいかを判定する（ステップＳ１０５）。そして、端末装置１００は、連続タッチダウンカウントの値が接触閾値よりも大きい場合には（ステップＳ１０５肯定）、Ｘ軸方向の接触座標を出力する（ステップＳ１０８）。また、端末装置１００は、連続タッチダウンカウントに１を加算する（ステップＳ１０９）。

一方、端末装置１００は、静電容量ＣＸ１〜ＣＸ１０のうち最大の値を有する静電容量が測定閾値よりも大きい値を有しなかった場合には（ステップＳ１０４否定）、連続タッチダウンカウントの値を「０」に初期化し（ステップＳ１０１）、再度各処理を実行する（ステップＳ１０１〜Ｓ１０４）。また、端末装置１００は、連続タッチダウンカウントの値が所定の値以下の場合には（ステップＳ１０５否定）、たわみ閾値を超える静電容量の数を判定する（ステップＳ１０６）。

次に、端末装置１００は、所定の数より多くの静電容量がたわみ閾値よりも大きい値を有するかを判定する（ステップＳ１０７）。そして、端末装置１００は、所定の数より多くの静電容量がたわみ閾値よりも大きい場合には（ステップＳ１０７肯定）、接触座標を出力せずに各電極の静電容量を再度測定する（ステップＳ１０２）。一方、端末装置１００は、所定の数よりも少ない静電容量がたわみ閾値よりも大きい場合には（ステップＳ１０７否定）、接触座標を出力する（ステップＳ１０８）。

[実施例２の効果]
上述してきたように、実施例２に係る端末装置１００は、タッチパネル上に配置された複数の電極から静電容量を測定し、タッチパネルに対する操作入力の連続性の有無を判定する。そして、連続性無しと判定された場合に、複数の電極における静電容量の測定結果の分布に基づいてタッチパネルのたわみの有無を判定し、たわみ有りと判定された場合には座標の出力を停止する。このため、端末装置１００は、タッチパネルの枠内を連続して強くタッチしているものとして、たわみ判定処理をキャンセルする。この結果、端末装置１００は、利用者が操作中にタッチパネルを強く押した範囲についての情報抜けを防止することができる。

また、端末装置１００は、複数の電極から測定した複数の静電容量出力をたわみ閾値と比較し、たわみ閾値以上の静電容量出力の数が所定数以上である場合にたわみ有りと判定する。このため、端末装置１００は、適切にたわみを判定することができる。

また、端末装置１００は、複数の静電容量出力のいずれかが、たわみ閾値に比して大きい測定閾値を越える場合に、複数の静電容量出力の分布の重心を座標として出力するので、利用者がタッチパネルに接触した位置の座標を適切に出力することができる。

また、端末装置１００は、複数の電極から静電容量を繰り返し測定し、測定の結果、測定閾値を越える静電容量出力が所定回数以上連続して得られた場合に連続性有りと判定する。このため、端末装置１００は、利用者がタッチパネルの枠内を連続して強くタッチしていることを適切に判定することができる。

また、端末装置１００は、タッチパネル１１が表示装置上に所定距離だけ離隔して形成されているので、タッチパネルと表示装置との間にスペースを設けて、利用者がタッチパネルに接触することを適切に検知することができる。

これまで本願の実施例について説明したが実施例は、上述した実施例以外にも様々な異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、他の実施例を説明する。

（１）たわみ判定について
上記の実施例２では、操作入力の連続性有りと判定すると、たわみ判定処理の実行自体をキャンセルする場合を説明したが、本実施例はこれに限定されるものではなく、たわみ判定の結果をキャンセルするようにしてもよい。

具体的には、端末装置は、タッチパネル上に配置された複数の電極から静電容量を測定し、タッチパネルに対する操作入力の連続性の有無を判定し、複数の電極における静電容量の測定結果の分布に基づいてタッチパネルのたわみの有無を判定する。この結果、端末装置は、連続性無しと判定され、かつ、たわみ有りと判定された場合には、座標の出力を停止する。

このように、実施例３に係る端末装置は、タッチパネル上に配置された複数の電極から静電容量を測定し、タッチパネルに対する操作入力の連続性の有無を判定し、複数の電極における静電容量の測定結果の分布に基づいてタッチパネルのたわみの有無を判定する。そして、端末装置は、連続性無しと判定され、かつ、たわみ有りと判定された場合には、座標の出力を停止する。このため、端末装置は、タッチパネルの枠内を連続して強くタッチしているものとして、たわみ判定処理をキャンセルする。この結果、端末装置１００は、利用者が操作中にタッチパネルを強く押した範囲についての情報抜けを防止することができる。

（２）電極について
上述した実施例２に係る端末装置１００は、Ｘ軸方向に１０本の電極を有し、Ｙ軸方向に１４本の電極を有していた。しかし、実施例はこれに限定されるものではなく、各軸方向の電極数は任意の数でよく、少なくとも、タッチパネル１１と指との接触座標を識別できる程度の本数でよい。

（３）各部の処理について
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、各電極出力検出部１６と重心算出部１７を統合してもよい。

（４）プログラム
ところで、実施例２に係る端末装置は、ハードウェアを利用して各種の処理を実現する場合を説明した。しかし、実施例はこれに限定されるものではなく、あらかじめ用意されたプログラムを端末装置が有するコンピュータで実行することによって実現するようにしてもよい。そこで、以下では、図９を用いて、実施例１に示した入力装置と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図９は、制御プログラムを実行するコンピュータの一例を説明するための図である。

図９に例示されたコンピュータ２００は、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２０、ＲＯＭ（Read Only Memory）１３０、がバス１７０で接続される。また、図９に例示されたコンピュータ２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１４０がバス１７０で接続される。さらにバス１７０には、ＲＡＴと、無線リソースであるＲＦ部やアンテナと接続するための接続端子部分Ｉ／Ｏ１６０が接続される。

ＲＯＭ１３０には、静電容量測定プログラム１３２、連続判定プログラム１３３、たわみ判定プログラム１３４、座標出力プログラム１３５があらかじめ保持される。ＣＰＵ１４０が各プログラム１３２〜１３３をＲＯＭ１３０から読み出して実行することによって、図９に示す例では、各プログラム１３２〜１３３は、静電容量測定プロセス１４２、連続判定プロセス１４３として機能するようになる。また、ＣＰＵ１４０が各プログラム１３４〜１３５をＲＯＭ１３０から読み出して実行することによって、たわみ判定プロセス１４４、座標出力プロセス１４５、として機能するようになる。なお、各プロセス１４２〜１４５は、図１に示した各部２〜５と同様の機能を発揮する。また、各プロセス１４２〜１４５は、実施例２に係る各部１３、１６〜１９と同等の機能を発揮するようにすることも可能である。

なお、本実施例で説明した制御プログラムは、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＭＯ（Magneto Optical Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などのコンピュータで読取可能な記録媒体に記録される。また、このプログラムは、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

１ 入力装置
２ 静電容量測定部
３ 連続判定部
４ たわみ判定部
５ 座標出力部
１０ タッチ入力機能部
１１ タッチパネル
１２ 電極スキャンスイッチ
１３ 静電容量測定部
１４ Ａ／Ｄ変換部
１５ タッチ制御ＣＰＵ
３１ 外部Ｉ／Ｆ
３２ キー入力機能部
３３ システム電源部
３４ メインＣＰＵ
３５ センサ制御部
１００ 端末装置

Claims (8)

1. タッチパネル上に配置された複数の電極から静電容量を測定する静電容量測定部と、
   前記タッチパネルに対する操作入力の連続性の有無を判定する連続判定部と、
   前記連続判定部によって連続性無しと判定された場合に、前記複数の電極における前記静電容量の測定結果の分布に基づいて前記タッチパネルのたわみの有無を判定するたわみ判定部と、
   前記複数の電極における前記静電容量の測定結果の分布に基づいて前記タッチパネルに対する操作入力の座標を出力する座標出力部と
   を備え、
   前記座標出力部は、前記たわみ判定部によってたわみ有りと判定された場合には前記座標の出力を停止することを特徴とする入力装置。
2. タッチパネル上に配置された複数の電極から静電容量を測定する静電容量測定部と、
   前記タッチパネルに対する操作入力の連続性の有無を判定する連続判定部と、
   前記複数の電極における前記静電容量の測定結果の分布に基づいて前記タッチパネルのたわみの有無を判定するたわみ判定部と、
   前記複数の電極における前記静電容量の測定結果の分布に基づいて前記タッチパネルに対する操作入力の座標を出力する座標出力部と
   を備え、
   前記座標出力部は、前記連続判定部によって連続性無しと判定され、かつ前記たわみ判定部によってたわみ有りと判定された場合には前記座標の出力を停止することを特徴とする入力装置。
3. 前記たわみ判定部は、前記複数の電極から測定した複数の静電容量出力をたわみ閾値と比較し、たわみ閾値以上の静電容量出力の数が所定数以上である場合にたわみ有りと判定することを特徴とする請求項１または２に記載の入力装置。
4. 前記座標出力部は、前記複数の静電容量出力のいずれか前記たわみ閾値に比して大きい測定閾値を越える場合に、前記複数の静電容量出力の分布の重心を前記座標として出力することを特徴とする請求項３に記載の入力装置。
5. 静電容量測定部は、前記複数の電極から静電容量を繰り返し測定し、前記連続判定部は、前記静電容量測定部による測定の結果、前記測定閾値を越える静電容量出力が所定回数以上連続して得られた場合に連続性有りと判定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の入力装置。
6. 前記タッチパネルは、表示装置上に所定距離だけ離隔して形成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の入力装置。
7. タッチパネル上に配置された複数の電極から静電容量を測定する手順と、
   前記タッチパネルに対する操作入力の連続性の有無を判定する手順と、
   前記連続性の判定の結果として連続性無しと判定された場合に、前記複数の電極における前記静電容量の測定結果の分布に基づいて前記タッチパネルのたわみの有無を判定する手順と、
   たわみの判定の結果としてたわみ無しと判定された場合に、前記複数の電極における前記静電容量の測定結果の分布に基づいて前記タッチパネルに対する操作入力の座標を出力する手順と
   をコンピュータに実行させることを特徴とする入力処理プログラム。
8. タッチパネル上に配置された複数の電極から静電容量を測定するステップと、
   前記タッチパネルに対する操作入力の連続性の有無を判定するステップと、
   前記連続性の判定の結果として連続性無しと判定された場合に、前記複数の電極における前記静電容量の測定結果の分布に基づいて前記タッチパネルのたわみの有無を判定するステップと、
   たわみの判定の結果としてたわみ無しと判定された場合に、前記複数の電極における前記静電容量の測定結果の分布に基づいて前記タッチパネルに対する操作入力の座標を出力するステップと
   を含んだことを特徴とする入力制御方法。

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