JP2016148643A - 電子機器および較正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】センサへの接触の有無を判定するための基準値を適切なタイミングで較正する。
【解決手段】携帯端末（１）は、静電センサ（６）に対する物体の接触の有無を判定する接触検知部（１０）と、接触の有無を判定するための基準値を較正する較正部（１２）とを備え、較正部は、少なくとも、（i）表示部が開いている、および（ii）接触検知部（１０）により接触がないと判定された、という２つの条件が満たされた場合に基準値を較正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、センサへの近接または接触の有無を判定するための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、センサの出力値と所定の基準値との比較結果に基づいて物体の近接または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。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。このような携帯端末において、携帯端末が長時間連続して開いている場合、携帯端末および／またはその周辺の環境変化に起因して、上記センサの信号のレベルが変化する虞がある。そのため、較正は定期的に行うことが好ましい。

較正方法の一例として、特許文献１には、容量性タッチスクリーンの較正を行う方法が開示されている。

特開２０１４−４９１３７号公報（２０１４年３月１７日公開）

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。

折りたたみ式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。

特許文献１の発明は、折りたたみ式の携帯端末に関するものではなく、携帯端末の開閉動作を考慮した上記基準値の較正については、特許文献１には開示されていない。

本発明の目的は、センサへの近接または接触の有無を判定するための基準値を適切なタイミングで較正することができ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、物体の近接または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を備える電子機器であって、上記センサに対する物体の近接または接触の有無を判定する判定部と、上記近接または接触の有無を判定するための基準値を較正する較正部とを備え、上記較正部は、少なくとも、（i）上記表示部が開いている、および（ii）上記判定部により上記近接または接触がないと判定された、という２つの条件が満たされた場合に上記基準値を較正することを特徴としている。

本発明の一態様によれば、センサへの近接または接触の有無を判定するための基準値を適切なタイミングで較正することができる。

本発明の実施の形態１に係る携帯端末の構成を示す機能ブロック図である。 上記携帯端末の外観を示す斜視図である。 上記携帯端末での処理の流れの一例を示すフローチャートである。

〔実施の形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３に基づいて詳細に説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、本発明の電子機器が携帯端末であるものとして説明を行うが、本発明の電子機器は携帯端末に限定されない。物体の接触を検出するセンサを有する操作部を備えた電子機器であれば、本発明を適用することが可能である。

（携帯端末１の構成）
図１は、本実施の形態に係る携帯端末の構成を示す機能ブロック図である。また、図２は、図１に示す携帯端末の外観を示す斜視図である。

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と静電センサ６とを備えている。物理キー５および静電センサ６は、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。物理キー５は、例えば電源キー、０〜９までの数字キーならびに＊および＃といった記号に対応するキーである。

静電センサ６は、物理キー５の下方に重畳して配されており、操作部３の表面（すなわち、物理キー５の表面）に近接または接触する物体（ユーザの指など）を検出し、検出した位置を示す位置情報を制御部８へ出力する。そのため、静電センサ６は、タッチパネルとしての機能を操作部３に付与している。この静電センサ６は、例えば静電容量方式のタッチセンサであるが、電子誘導方式など、その他の方式のセンサであってもよい。

また、操作部３は、図１に示すとおり、物理キー５および静電センサ６に加え、開閉センサ７と、制御部８と、記憶部１３とを有している。

開閉センサ７は、表示部２の開閉を検出するセンサであり、表示部２が閉じた状態であるか、開いた状態であるかによって出力値が変化するセンサである。開閉センサ７の具体的な例としては、磁石およびホール素子を用いたものが挙げられる。例えば表示部２に磁石を、操作部３にホール素子をそれぞれ設けることで開閉センサ７を実現できる。この構成では、表示部２が閉じた状態であるか、開いた状態であるかによって、ホール素子の周りの磁束密度が変化するため、ホール素子に生じる起電力が変化する。

制御部８は、キー検出部９、接触検知部（判定部）１０、開閉判定部１１、および較正部１２を有している。

キー検出部９は、ユーザによる物理キー５の操作を検出する。ユーザによって物理キー５が操作されると、キー検出部９により検出された、物理キー５への操作に応じて、制御部８は携帯端末１に対して各種の制御を行う。

接触検知部１０は、静電センサ６への物体の近接または接触を検知する。ユーザの指等の物体が操作部３に近接または接触すると、静電センサ６の出力値が大きくなる。接触検知部１０は、静電センサ６の出力値を取得し、操作部３に対する物体の接触および近接の有無を検知するための閾値（以下、検出基準値と称する）と比較することによって、この接触および近接を検知する。

具体的には、接触検知部１０は、静電センサ６の出力値が検出基準値を超えた場合に、操作部３に対する物体の接触または近接があったと判定し、静電センサ６の出力値が検出基準値以下の場合には、上記接触および近接はないと判定する。

操作部３に対する物体の接触または近接があったと接触検知部１０が判定した場合に、制御部８は、そのとき静電センサ６から出力された位置情報に応じた各種の制御を行う。

このように、携帯端末１は、物理キー５を用いたキー操作と、静電センサ６を用いたタッチ操作とを同じ部位で行えるものである。そのため、携帯端末１には、ユーザが押下した個々の物理キー５に対応した処理が行われる「キー操作モード」と、操作部３をタッチパッドとして機能させる「タッチ操作モード」との２つのモードが設けられている。これらの操作モードの切り替えは、所定の物理キー５を長押しするなどのユーザ操作によって行われる。なお、「タッチ操作モード」における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。

なお、操作部３において、物理キー５と、静電センサ６を内蔵したタッチパネルとを重畳させずに、互いに異なる位置に設けてもよい。

開閉判定部１１は、開閉センサ７の出力を所定の閾値と比較することによって、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する。

較正部１２は、開閉判定部１１が、表示部２が開いた状態であると判定し（表示部が閉じていない状態において）、キー検出部９が物理キー５の操作を検出せずかつ接触検知部１０が静電センサ６への物体の接触を検知していない場合に検出基準値を較正する。なお、後述するように、キー検出部９が物理キー５の操作を検出していないとの条件については必須ではない。

制御部８は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央演算処理装置）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、制御部８は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがＣＰＵで読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、ＣＰＵが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

記憶部１３は、制御部８が実行するプログラムおよび各種データを記録する記録媒体であり、特に、上記検出基準値を記憶する記録媒体である。記憶部１３に記憶されている検出基準値は、接触検知部１０により読み取られ、静電センサ６への物体の近接および接触の有無を判定するために用いられる。また、記憶部１３に記憶されている検出基準値は、所定のタイミングにおいて、較正部１２により較正される。

（検出基準値の較正処理）
図３は、携帯端末１での検出基準値の較正処理の流れの一例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（ステップＳ１）と、制御部８は、静電センサ６をＯＮにする（ステップＳ２）。このとき、表示部２が開いたかどうかの判定は、開閉センサ７の出力を開閉判定部１１が所定の閾値と比較することによって行われ、表示部２が開いたことを示す情報が開閉判定部１１から較正部１２へ出力される。

当該情報を受け取ると、較正部１２は、記憶部１３に記憶されている検出基準値Ｘｒｅｆを較正する（ステップＳ３）。具体的には、較正部１２は、静電センサ６をＯＮにした直後の静電センサ６の出力値Ｘ０を取得し、記憶部１３に記憶されている検出基準値Ｘｒｅｆを、出力値Ｘ０で更新する（Ｘｒｅｆ＝Ｘ０）。

続いて、キー検出部９は、電源キーが押された状態から離された状態に変化したかどうか、すなわち電源キーの押し／離しがあるかどうかを検出する（ステップＳ４）。電源キーの押し／離しは、キー検出部９により検出される物理キー５の操作の一例であり、物理キー５のいずれか１つが押下されていれば、較正部１２は検出基準値の較正を行わないようにしてもよい。

電源キーの押し／離しがない場合（ステップＳ４の結果がＮＯ）、キー検出部９は、電源キーの押し／離しがあるまでステップＳ４を繰り返す。一方、電源キーの押し／離しがあったとキー検出部９が判定した場合（ステップＳ４の結果がＹＥＳ）、キー検出部９は、電源キーの押し／離しがあった旨を示す情報を接触検知部１０へ出力する。このように、物理キー５に対するユーザの操作を検出したことが、検出基準値の較正を行うタイミングの適否を判定するためのトリガーとなっている。

当該情報を受け取ると、接触検知部１０は、静電センサ６に対する物体の接触に伴う静電センサ６の反応の有無を判定する（ステップＳ５）。具体的には、接触検知部１０は、静電センサ６の出力値Ｘを取得し、この出力値Ｘと、その時点で記憶部に記憶されている検出基準値Ｘｒｅｆとを比較する。

接触検知部１０は、静電センサ６の反応が有ると判定した場合、すなわち、出力値Ｘが検出基準値Ｘｒｅｆよりも大きい場合（ステップＳ５の結果がＮＯ）、静電センサ６に対する物体の近接または接触があるため、静電センサ６の反応がなくなるまでステップＳ５を繰り返す。

一方、接触検知部１０は、静電センサ６の反応が無いと判定した場合、すなわち、出力値Ｘが検出基準値Ｘｒｅｆ以下の場合（ステップＳ５の結果がＹＥＳ）、静電センサ６に対する物体の近接および接触がないため、静電センサ６の反応が無いことを示す情報を較正部１２へ出力する。当該情報を受け取ると較正部１２は、記憶部１３に記憶されている検出基準値Ｘｒｅｆの較正を行う（ステップＳ６）。

ステップＳ６では、較正部１２は、その時点で静電センサ６の出力値Ｘ１を取得し、記憶部１３に記憶されている検出基準値Ｘｒｅｆを、出力値Ｘ１で更新する（Ｘｒｅｆ＝Ｘ１）。または、較正部１２は、ステップＳ５において、静電センサ６に物体の近接および接触があるかどうかを判定する時に用いた出力値を、検出基準値Ｘｒｅｆを較正するための出力値Ｘ１として用いてもよい。

このように、較正部１２は、接触検知部１０により上記近接および接触がないと判定されたときの静電センサ６の出力値を用いて検出基準値を較正する。

続いて、開閉判定部１１は、表示部２が閉じた状態であるか、表示部２が開いた状態のままであるかを判定する（ステップＳ７）。表示部２が開いた状態のままである場合（ステップＳ７の結果がＮＯ）、ステップＳ４に戻る。

表示部２が閉じられた場合（ステップＳ７の結果がＹＥＳ）、制御部８は、静電センサ６をＯＦＦにする（ステップＳ８）。

続いて、表示部２が再び開かれた場合（ステップＳ９の結果がＹＥＳ）、ステップＳ２に戻る。表示部２が閉じたままである場合（ステップＳ９の結果がＮＯ）、表示部２が開くまでステップＳ９を繰り返す。

以上のように、携帯端末１では、「表示部２が開いている」という第１条件、「物理キー５の操作（押下）が検出されていない」という第２条件、および「静電センサ６に対する物体の近接および接触が検出されていない」という第３条件が全て満たされた場合に、較正部１２は検出基準値の較正を行う。

（変更例）
なお、物理キー５に対する入力操作の有無の判定を静電センサ６および接触検知部１０によって行ってもよい。この構成では、第２条件である「物理キー５に対する操作が検出されていない」と、第３条件である「静電センサ６に対する物体の接触が検出されていない」とは実質的に同じになる。そのため、検出基準値の較正を行うかどうかを判断する条件から第２条件を除き、第１条件および第３条件が満たされた場合に、較正部１２は検出基準値の較正を行ってもよい。

また、キー検出部９は、電源キーの押し／離しがあった旨を示す情報を、較正部１２へ出力し、較正部１２は、上記第１〜３条件が全て満たされたかどうかを判定してもよい。

また、上述したステップＳ４において、物理キー５に対するユーザの操作（押し／離し）を検出したことをトリガーとして、物体の接触に伴う静電センサ６の反応の有無が判定されている。しかし、静電センサ６がＯＮになった後、所定の時間が経過した時点で、物理キー５に対するユーザの操作の有無をキー検出部９が判定し、静電センサ６の反応の有無を接触検知部１０が判定してもよい。この構成では、表示部２が開かれたまま、操作部３に対するユーザの操作が長時間行われない場合でも、検出基準値の較正を定期的に実行することができる。

（携帯端末１の効果）
携帯端末が長時間連続して開いている場合、携帯端末および／またはその周辺の環境変化に起因して、静電センサの信号のレベルが変化する。例えば、冬に室内で表示部を開いて屋外へ行くと、大きな環境変化が生じ、上記信号のレベルが変化する。

従来では、端末を起動する、もしくは端末を開いた時のみ検出基準値を較正し、静電センサへの物体の接触の有無を当該検出基準値により判定するのが一般的であった。しかしながら、端末起動時や端末を開いたときにセンサ上に指などがあった場合には、検出基準値を正しく較正できない虞があった。また、上記環境変化に起因した静電センサの出力値の変化によって、記憶部に保存した検出基準値が不適切なものとなる虞があった。

上述した通り、本実施形態に係る携帯端末１での処理には、ステップＳ２からステップＳ７の間、すなわち携帯端末１の表示部２を開いてから閉じるまでの間に、検出基準値を較正するステップＳ６が存在する。このため、携帯端末１の表示部２を開いてから閉じるまでの間に、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静電センサ６の出力値が変化しても、静電センサ６への物体の接触を適切に検知することができる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る電子機器（携帯端末１）は、物体の近接または接触を検知するセンサ（静電センサ６）を有する操作部（３）に対して開閉可能に設けられた表示部（２）を備える電子機器であって、上記センサに対する物体の近接または接触の有無を判定する判定部（接触検知部１０）と、上記近接または接触の有無を判定するための基準値を較正する較正部（１２）とを備え、上記較正部は、少なくとも、（i）上記表示部が開いている、および（ii）上記判定部により上記近接または接触がないと判定された、という２つの条件が満たされた場合に上記基準値を較正することを特徴とする。

上述の構成によれば、表示部は、物体の近接または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ており、表示部を開くことにより操作部に対するユーザの操作が可能になる。判定部は、操作部に備えられたセンサに対する物体（例えば、ユーザの指）の近接または接触の有無を判定する。

この構成において較正部は、少なくとも、（i）表示部が開いている、および（ii）センサに対する物体の近接または接触がないと判定部により判定された、という２つの条件が満たされた場合に、上記近接または接触の有無を判定するための基準値を較正する。

したがって、表示部が開いた状態であっても、センサに物体の近接または接触がない状態において上記基準値を較正することができ、適切に当該基準値を較正できる。

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、上記判定部により上記近接または接触がないと判定されたときの上記センサの出力値を用いて上記基準値を較正することが好ましい。

上述の構成によれば、センサに対する物体の近接または接触がない状態におけるセンサの出力値を用いて上記基準値を較正することができ、適切に当該基準値を較正できる。

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、物理キー（５）と、ユーザによる当該物理キーに対する操作を検出するキー検出部（９）とをさらに備え、上記較正部は、（iii）上記物理キーに対する操作が行われていないと上記キー検出部が判定した、という条件がさらに満たされた場合に上記基準値を較正してもよい。

上述の構成によれば、キー検出部は、ユーザによる物理キーに対する操作を検出する。そして、物理キーに対する操作が行われていないとキー検出部が判定したかどうかが、上記基準値を較正するための第３の条件として設定されており、当該操作が行われていない場合にのみ較正部が基準値を較正する。

そのため、より確実にセンサに物体の近接および接触がない状態において、上記基準値を較正することができる。

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、携帯端末であってもよい。

本発明の態様５に係る方法は、物体の近接または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を備える電子機器において、上記センサに対する物体の近接または接触の有無を判定するための基準値を較正する方法であって、上記表示部が開いているかどうかを判定するステップと、上記センサに対する物体の近接または接触があるかどうかを判定するステップと、少なくとも、（i）上記表示部が開いている、および（ii）上記センサに物体の接触がない、という２つの条件が満たされた場合に上記基準値を較正するステップとを含む。

本発明は、センサへの近接または接触の有無を判定するための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
５ 物理キー
６ 静電センサ
７ 開閉センサ
９ キー検出部
１０ 接触検知部（判定部）
１１ 開閉判定部
１２ 較正部

Claims (5)

1. 物体の近接または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を備える電子機器であって、
   上記センサに対する物体の近接または接触の有無を判定する判定部と、
   上記近接または接触の有無を判定するための基準値を較正する較正部とを備え、
   上記較正部は、少なくとも、（i）上記表示部が開いている、および（ii）上記判定部により上記近接または接触がないと判定された、という２つの条件が満たされた場合に上記基準値を較正することを特徴とする電子機器。
2. 上記較正部は、上記判定部により上記近接または接触がないと判定されたときの上記センサの出力値を用いて上記基準値を較正することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 物理キーと、ユーザによる当該物理キーに対する操作を検出するキー検出部とをさらに備え、
   上記較正部は、（iii）上記物理キーに対する操作が行われていないと上記キー検出部が判定した、という条件がさらに満たされた場合に上記基準値を較正することを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
4. 携帯端末であ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。
5. 物体の近接または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を備える電子機器において、上記センサに対する物体の近接または接触の有無を判定するための基準値を較正する較正方法であって、
   上記表示部が開いているかどうかを判定するステップと、
   上記センサに対する物体の近接または接触があるかどうかを判定するステップと、
   少なくとも、（i）上記表示部が開いている、および（ii）上記センサに物体の接触がない、という２つの条件が満たされた場合に上記基準値を較正するステップとを含むことを特徴とする較正方法。

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