JP2016099896A

JP2016099896A - 電子機器

Info

Publication number: JP2016099896A
Application number: JP2014238156A
Authority: JP
Inventors: 智紀加藤; Tomoki Kato
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2014-11-25
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2016-05-30

Abstract

【課題】物体の接触に伴うセンサの反応が無いことを示す基準値の較正の失敗を抑制する。
【解決手段】表示部（２）が閉じた状態において、センサ（６）の出力値を取得するセンサ値取得部（１０）と、センサ値取得部（１０）が取得したセンサ（６）の出力値を用いて、操作部（３）に対する物体の接触に伴うセンサ（６）の反応が無いことを示す基準値を較正する較正部（１１）とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、センサを有する操作部に対する物体の接触に伴うセンサの反応が無いことを示す基準値を較正する電子機器に関する。

さまざまな電子機器に搭載されている、静電容量方式のタッチセンサ等のセンサは、指等の物体が接触していないときのセンサの出力値を基準値として、センサの出力値とこの基準値に追従する閾値との比較結果に基づいて物体の接触を検知するのが一般的である。

電子機器の状態が変化しても上記検知を適切に行うことができるように、上記基準値の較正（以下、単に較正と称する）を実施する必要がある。なお、電子機器および／またはその周辺の環境変化（温度または湿度等）によって、センサの出力値は変化する。このため、較正は定期的に行う必要がある。

ところで、較正時に、電子機器を操作または把持する指にセンサが反応すると、較正が失敗する虞がある。

特に、近年では、折りたたみ式の携帯端末であって、操作部に物理キーとセンサとの両方を設け、物理キーを用いた操作とセンサを用いたタッチ操作とを両立した電子機器が実現されている。この携帯端末では従来、消費電力の低減のため、電源ＯＦＦ時および携帯端末を閉じたときにはセンサもＯＦＦ状態とし、電源ＯＮ時または携帯端末を開くときに、センサをＯＮ状態として較正を行うのが一般的である。こうした較正のタイミングにて例えば物理キーを用いて操作していると、較正時に指にセンサが反応するケースがしばしば発生し、この結果、較正の失敗が発生する。

上記の較正（基準値の較正）とは異なるが、特許文献１には、操作側筐体に、携帯端末を閉じたときにタッチパネルに当接する突起を設け、この突起が当接したタッチパネルの位置に応じた入力信号に基づいて、タッチパネルの座標に応じた信号を補正する技術が開示されている。

特開２０１２−２０３８８７号公報（２０１２年１０月２２日公開）

特許文献１では、タッチパネルの座標に応じた信号の補正を行っているに過ぎず、本発明において前提とする、物体の接触に伴うセンサの反応が無いことを示す基準値を較正する技術については提案されていない。

また、特許文献１では、補正すべきデータを記憶部に保存し、後の補正に用いている。しかしながら、例えば携帯端末が長時間連続して閉じている場合、携帯端末および／またはその周辺の環境変化に起因して、信号のレベルが変化する虞がある。この信号のレベルの変化によって、記憶部に保存したデータが、タッチパネルの座標に応じた信号の補正内容として不適切なものとなる虞がある。

本発明は、上記の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、物体の接触に伴うセンサの反応が無いことを示す基準値の較正の失敗を抑制することを可能とする電子機器を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る電子機器は、物体の接触を検知するセンサを有する操作部に対して開閉可能に設けられた表示部が閉じた状態において、該センサの出力値を取得するセンサ値取得部と、上記センサ値取得部が取得した上記センサの出力値を用いて、上記接触に伴う上記センサの反応が無いことを示す基準値を較正する較正部とを備えていることを特徴としている。

本発明の一態様によれば、物体の接触に伴うセンサの反応が無いことを示す基準値の較正の失敗を抑制することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る携帯端末の構成を示すブロック図である。図１に示す携帯端末の外観を示す斜視図である。開閉判定部による判定を説明する図であり、（ａ）は表示部が閉じた状態を示しており、（ｂ）は表示部が開いた状態を示している。開閉判定部による判定を説明する別の図であり、（ａ）は表示部が開いた状態において操作部が操作された状態を示しており、（ｂ）は表示部が閉じた状態を示している。表示部の開閉に伴う、センサの出力値のタイミングチャートである。図１に示す携帯端末での処理の流れを示すフローチャートである。

〔実施の形態１〕
図１は、本実施の形態に係る携帯端末の構成を示すブロック図である。

図２は、図１に示す携帯端末の外観を示す斜視図である。

なお、本実施の形態では、電子機器が携帯端末であるものとして説明を行うが、電子機器は携帯端末に限定されない。すなわち、センサを有する操作部に対する物体の接触に伴うセンサの反応が無いことを示す基準値を較正する電子機器であれば、本発明を適用することが可能である。

図１および図２に示す携帯端末（電子機器）１は、表示部２および操作部３を備えている。

表示部２は、図２に示すとおり、表示パネル４を有しており、操作部３に対して開閉可能に設けられている。

操作部３は、図２に示すとおり、物理キー５とセンサ６とが、表示部２を閉じたときに表示部２と対向する面（すなわち、操作面３ａ）に配置されている。センサ６は、例えば静電容量方式のタッチセンサである。

また、操作部３は、図１に示すとおり、物理キー５およびセンサ６に加え、制御部７を有している。制御部７は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit：コンピューターの中央演算処理装置）によって構成されており、接触検知部８、開閉判定部９、センサ値取得部１０、および較正部１１を有している。

ユーザによって物理キー５が操作されると、この操作に応じた指示が制御部７に送られる。この指示に応じて、制御部７は、携帯端末１に対して各種の制御を行う。

ユーザの指等の物体が操作部３に接触すると、センサ６の出力値が大きくなる。接触検知部８は、センサ６の出力値を取得し、操作部３に対する物体の接触を検知するための閾値（上記基準値に追従する）と比較することによって、この接触を検知する。接触検知部８による接触の検知に応じて、制御部７は、携帯端末１に対して各種の制御を行う。

つまり、携帯端末１は、物理キー５を用いたキー操作と、センサ６を用いたタッチ操作とが両立されたものであると言える。なお、該タッチ操作によって、トラックパッドと同等の機能を実現することができる。このような携帯端末１の一例として、いわゆるフィーチャーフォンが挙げられる。

開閉判定部９は、物体の接触を検知するためのセンサ６の出力値から、表示部２が閉じた状態であるか、表示部２が開いた状態であるかを判定する。

図３は、開閉判定部９による判定を説明する図であり、（ａ）は表示部２が閉じた状態を示しており、（ｂ）は表示部２が開いた状態を示している。

図３の（ａ）に示すとおり、表示部２が閉じている場合、表示パネル４とセンサ６とが近づき対向する。表示パネル４は例えばアクリル製であるため、表示パネル４とセンサ６との間で静電結合が生じ、この静電結合によって容量が形成され、この容量に起因してセンサ６の出力値が大きくなる。

一方、図３の（ｂ）に示すとおり、表示部２が開いている場合、上記容量の値がほぼ０である。このため、センサ６の出力値は表示部２が閉じている場合に比べて非常に小さい。

図４は、開閉判定部９による判定を説明する別の図であり、（ａ）は表示部２が開いた状態において操作部３が操作された状態を示しており、（ｂ）は表示部２が閉じた状態を示している。

図４の（ａ）に示すとおり、表示部２が開いた状態において操作部３が操作された場合、操作面３ａ上のセンサ６の反応領域１２は、操作面３ａのごく一部となる。また、操作面３ａを意図的に押圧することになるため、反応領域１２に対応するセンサ６の出力値は大きくなる。

一方、図４の（ｂ）に示すとおり、表示部２が閉じた場合、操作面３ａ上のセンサ６の反応領域１３は、操作面３ａの略全部となる。また、表示部２と操作面３ａとが近接する、または軽く当接するだけであるため、反応領域１３に対応するセンサ６の出力値は、反応領域１２に対応するセンサ６の出力値より小さくなる。

さらに、表示部２が開いた状態において操作部３が操作されていない場合、操作面３ａの全体に亘って対応するセンサ６の出力値が非常に小さいため、反応領域１２および１３のいずれも生じない。

従って、センサ６の出力値から、操作面３ａにおいて、反応領域１２が存在するか、反応領域１３が存在するか、いずれも存在しないかを検知することで、開閉判定部９は、表示部２が閉じた状態であるか、表示部２が開いた状態であるかを容易に判定することができる。換言すれば、開閉判定部９は、反応領域の面積が所定以上であること、および該反応領域に対応するセンサ６の出力値が一定の範囲内であることを検知することで、表示部２が閉じた状態であることを容易に検知することができる。これにより、表示部２の開閉を検知するために携帯端末１に磁石を設ける必要が無くなり、部品点数を減らすことができる。

なお、開閉判定部９を設けるかわりに、磁石を用いた公知の方法によって、表示部２が閉じた状態であるか、表示部２が開いた状態であるかを判定してもよい。

センサ値取得部１０は、開閉判定部９が、表示部２が閉じた状態であると判定したときに（表示部が閉じた状態において）、センサ６の出力値を取得する。

較正部１１は、開閉判定部９が、表示部２が開いた状態であると判定したときに（表示部が閉じていない状態において）、センサ値取得部１０が取得した出力値を用いて、上記基準値を較正する。

図５は、表示部２の開閉に伴う、センサ６の出力値のタイミングチャートである。なお、本願では、センサ６の出力値を示すグラフの下方向が、該出力値の正方向であるものとする。また、図５に示すタイミングチャートにおいて、実線のグラフはセンサ６の出力値（実測値）を示しており、破線のグラフは上記基準値を示している。

表示部２が閉じられると、表示部２が開いた状態を示す期間ＯＰから、表示部２が閉じた状態を示す期間ＣＬへと移行する。期間ＯＰから期間ＣＬへの移行によって、センサ６の出力値は急峻に大きくなる。これは上述したとおり、表示部２と操作面３ａとが近接する、または軽く当接することによって、反応領域１３が生じることによる。このセンサ６の出力値の変化は、携帯端末１および／またはその周辺の環境変化（温度または湿度等）に起因したものではないので、センサ６の感度自体には変化が無く、上記基準値に影響を及ぼさない。

表示部２が閉じられている間、すなわち、期間ＣＬの間、センサ６の出力値は、携帯端末１および／またはその周辺の環境変化によって変化する。図５の例ではセンサ６の出力値が徐々に大きくなっているが、変化はこれに限定されない。また、該環境変化に起因してセンサ６の感度は変化し、上記基準値も併せて変化している。

表示部２が開かれると、期間ＣＬから再び期間ＯＰへと移行する。期間ＣＬから期間ＯＰへの移行によって、センサ６の出力値は急峻に小さくなる。このセンサ６の出力値の変化は、携帯端末１および／またはその周辺の環境変化に起因したものではないので、センサ６の感度自体には変化が無く、上記基準値に影響を及ぼさない。

従来の携帯端末では、消費電力の低減のため、期間ＣＬの間、該携帯端末およびセンサをＯＦＦ状態とする。そして、期間ＣＬから期間ＯＰへと移行するタイミングＣＯにて、該携帯端末およびセンサをＯＮ状態として較正を行うのが一般的であった。この手法では、例えば期間ＯＰへの移行直後のセンサの出力値を用いて較正を行う。しかしながら、期間ＯＰへの移行直後に指にセンサが反応した場合、較正が失敗してしまう。

一方、携帯端末１では、期間ＣＬの間もセンサ６をＯＮ状態とする。そして、期間ＣＬの間のセンサ６の出力値をセンサ値取得部１０が取得し、この出力値を用いて較正部１１が較正を行う。

期間ＣＬの間は、表示部２が閉じているため、携帯端末１外の物体にセンサ６が反応する可能性は非常に低い。また、センサ６の感度は、携帯端末１および／またはその周辺の環境変化にそれほど依存しないので、期間ＣＬが長時間続いても、センサ６の出力値の変化はそれほど大きくない。従って、期間ＣＬの間のセンサ６の出力値を用いて較正を行うことで、較正の失敗を抑制することができる。

ここで、表示部２が開いた状態では、一般的に１０〜１００Ｈｚ程度の周波数でセンサ６の出力値を取得するが、表示部２が閉じた状態では、０．１〜１Ｈｚ程度の周波数でセンサ６の出力値を取得しても問題ない。つまり、表示部２が閉じた状態においてセンサ値取得部１０がセンサ６の出力値を取得する周期は、表示部２が開いた状態において物体の接触を検知するために携帯端末１で（本実施の形態では接触検知部８が）センサ６の出力値を取得する周期より長いのが好ましい。これにより、表示部２が閉じた状態におけるセンサ６に係る消費電力を、表示部２が開いた状態における同消費電力より小さくすることができるため、携帯端末１の低消費電力化が可能である。

なお、センサ６のオフセット値が変化する周期は、一般的に数秒程度またはそれ以上である。このため、表示部２が閉じた状態においてセンサ値取得部１０がセンサ６の出力値を取得する周期を極端に短くすることはあまり意味が無く、消費電力増大のデメリットが顕著になるため好ましくない。

図６は、携帯端末１での処理の流れを示すフローチャートである。

まず、表示部２が開いた状態で携帯端末１が起動されると、上記基準値Ｘｒｅｆを計算し、較正を行う（ステップＳ１）。続いて、センサ６の出力値Ｘ０を取得する（ステップＳ２）。続いて、操作部３に対する物体の接触に伴うセンサ６の反応の有無を判定する（ステップＳ３）。センサ６の反応が無い場合（ステップＳ３の結果がＹＥＳ）、上記基準値を更新する（Ｘｒｅｆ＝Ｘ０）（ステップＳ４１）。一方、センサ６の反応が有る場合（ステップＳ３の結果がＮＯ）、上記基準値を更新しない（Ｘｒｅｆ＝Ｘｒｅｆ）（ステップＳ４２）。

ステップＳ１からステップＳ４１またはＳ４２までの一連の処理は、接触検知部８で行うことができる。また、ステップＳ４１では、必要に応じて較正を行ってもよい。

続いて、開閉判定部９は、表示部２が閉じた状態であるか、表示部２が開いた状態であるかを判定する（ステップＳ５）。表示部２が開いた状態である場合（ステップＳ５の結果がＮＯ）、ステップＳ２に戻る。

表示部２が閉じた状態である場合（ステップＳ５の結果がＹＥＳ）、まず、センサ６の出力値がある程度安定するまで待つ（ステップＳ６）。続いて、センサ値取得部１０は、センサ６の出力値Ｘ１を取得し、較正部１１に送る（ステップＳ７）。

続いて、較正部１１は、Ｘ＝Ｘ１−Ｘｒｅｆによって求められるＸを計算する（ステップＳ８）。これは、表示パネル４とセンサ６との間での静電結合による、センサ６の出力値の変化（図３参照）を求めることに相当する。

続いて、センサ値取得部１０は、センサ６の出力値を再び取得することで、センサ６の出力値Ｘ２を取得し、較正部１１に送る（ステップＳ９）。なお、ステップＳ７からステップＳ９までの周期は、連続するステップＳ２の周期より長い。

続いて、開閉判定部９は、表示部２が閉じた状態であるか、表示部２が開いた状態であるかを判定する（ステップＳ１０）。表示部２が閉じた状態である場合（ステップＳ１０の結果がＮＯ）、ステップＳ９に戻る。

表示部２が開いた状態である場合（ステップＳ１０の結果がＹＥＳ）、較正部１１は、上記基準値を更新する（Ｘｒｅｆ＝Ｘ２−Ｘ）（ステップＳ１１）。こうして、較正部１１は較正を行う。ステップＳ１１の後、ステップＳ２に戻る。

なお、従来、携帯端末では、ステップＳ６からステップＳ１０までに相当する期間、センサ６はＯＦＦ状態であったが、携帯端末１では、該期間においてもセンサ６はＯＮ状態である。

また、従来、携帯端末では、ステップＳ１１に相当するタイミングでセンサ６の出力値を取得し、較正を行っていたが、携帯端末１では、該タイミングでセンサ６の出力値を取得しない。

ここで、ステップＳ５からステップＳ１０までの間に、携帯端末１および／またはその周辺の環境変化に起因して、センサ６の出力値が変化しても、較正を適切に行うことができる。

例えば、冬に室内で表示部２を閉じて屋外で開くと、表示部２が開いた状態と閉じた状態とで大きな上記環境変化が生じる。

従来では、較正すべきデータを記憶部に保存し、後の較正に用いるのが一般的であった。しかしながら、上記環境変化に起因した基準値の変化によって、記憶部に保存したデータが、較正内容として不適切なものとなる虞があった。

さらに、ステップＳ８からステップＳ１１の一連の処理によれば、較正部１１は、表示部２が閉じた状態においてセンサ値取得部１０が取得したセンサ６の出力値（Ｘ１）から上記基準値（Ｘｒｅｆ）を減算して得られた値（Ｘ）を、表示部２を開く直前（ステップＳ１０の結果がＹＥＳになる前、最後のステップＳ９）においてセンサ値取得部１０が取得したセンサ６の出力値（Ｘ２）から減算して、較正を行う。これにより、表示パネル４とセンサ６との間での静電結合による、センサ６の出力値の変化をキャンセルすることができる。

〔実施の形態２〕
携帯端末１において、較正部１１は、表示部２が閉じた状態において（例えば図６のステップＳ１０の直前に）較正を行うことも考えられる。

但し、表示部２が閉じた状態では、上述した静電結合によって、較正が安定しない虞があるので、注意が必要である。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る電子機器（携帯端末１）は、物体の接触を検知するセンサを有する操作部に対して開閉可能に設けられた表示部が閉じた状態において、該センサの出力値を取得するセンサ値取得部と、上記センサ値取得部が取得した上記センサの出力値を用いて、上記接触に伴う上記センサの反応が無いことを示す基準値を較正する較正部とを備えている。

表示部が閉じている間、電子機器外の物体にセンサが反応する可能性は非常に低い。また、センサの感度は、電子機器および／またはその周辺の環境変化にそれほど依存しないので、表示部が長時間閉じられていても、センサの出力値の変化はそれほど大きくない。従って、表示部が閉じている間のセンサの出力値を用いて較正を行うことで、較正の失敗を抑制することができる。

また、本発明の態様２に係る電子機器は、上記態様１において、上記較正部は、上記表示部が閉じた状態において上記センサ値取得部が取得した上記センサの出力値から上記基準値を減算して得られた値を、上記表示部を開く直前において上記センサ値取得部が取得した上記センサの出力値から減算することによって、上記基準値の較正を行う。

上記の構成によれば、表示部（具体的には、表示パネル）とセンサとの間での静電結合による、センサの出力値の変化をキャンセルすることができる。

また、本発明の態様３に係る電子機器は、上記態様１または２において、上記表示部が閉じた状態において上記センサ値取得部が上記センサの出力値を取得する周期は、上記表示部が開いた状態において上記物体の接触を検知するために上記電子機器で上記センサの出力値を取得する周期より長い。

上記の構成によれば、表示部が閉じた状態におけるセンサに係る消費電力を、表示部が開いた状態における同消費電力より小さくすることができるため、電子機器の低消費電力化が可能である。

また、本発明の態様４に係る電子機器は、上記態様１から３のいずれかにおいて、上記物体の接触を検知するために上記電子機器で取得された上記センサの出力値から、上記表示部が閉じた状態であるか、上記表示部が開いた状態であるかを判定する開閉判定部を備えている。

上記の構成によれば、上記出力値から、上記表示部が閉じた状態であるか、上記表示部が開いた状態であるかを判定することができるので、表示部の開閉を検知するために電子機器に磁石を設ける必要が無くなり、部品点数を減らすことができる。

また、本発明の態様５に係る電子機器は、上記態様１から４のいずれかにおいて、携帯端末であるのが好ましい。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

本発明は、センサを有する操作部に対する物体の接触に伴うセンサの反応が無いことを示す基準値を較正する電子機器に利用することができる。

１携帯端末（電子機器）
２表示部
３操作部
６センサ
９開閉判定部
１０センサ値取得部
１１較正部

Claims

物体の接触を検知するセンサを有する操作部に対して開閉可能に設けられた表示部が閉じた状態において、該センサの出力値を取得するセンサ値取得部と、
上記センサ値取得部が取得した上記センサの出力値を用いて、上記接触に伴う上記センサの反応が無いことを示す基準値を較正する較正部とを備えていることを特徴とする電子機器。
上記較正部は、上記表示部が閉じた状態において上記センサ値取得部が取得した上記センサの出力値から上記基準値を減算して得られた値を、上記表示部を開く直前において上記センサ値取得部が取得した上記センサの出力値から減算することによって、上記基準値の較正を行うことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
上記表示部が閉じた状態において上記センサ値取得部が上記センサの出力値を取得する周期は、上記表示部が開いた状態において上記物体の接触を検知するために上記電子機器で上記センサの出力値を取得する周期より長いことを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
上記物体の接触を検知するために上記電子機器で取得された上記センサの出力値から、上記表示部が閉じた状態であるか、上記表示部が開いた状態であるかを判定する開閉判定部を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子機器。
携帯端末であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子機器。