JP2017049632A - 電子機器、制御方法及び制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】静電容量方式において、水中でタッチ操作が可能な電子機器を提供する。
【解決手段】本発明に係る電子機器は、静電容量型のタッチパネルと、前記タッチパネルの検出値に基づき、当該タッチパネルと接触物との間に生成される静電容量を検出し、前記タッチパネルにおける他の領域よりも前記静電容量が小さい第１領域を前記接触物の接触領域として検出する制御部と、を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、静電容量方式のタッチパネルを備える電子機器、当該電子機器の制御方法、及び当該電子機器によって実行される制御プログラムに関する。

従来より、静電容量方式のタッチパネルを備えた電子機器がある。静電容量方式のタッチパネルでは、タッチすると静電気によってそのタッチした位置の静電容量が変化することを利用して、該位置を検出するため、静電気の発生しない水中では、利用できない。

これに対し、例えば特許文献１では、静電容量型タッチパネルと、抵抗膜方式タッチパネルとを組み込み、静電気の発生しない水中では、抵抗膜方式により、タッチポイントを検出し、水中以外では、静電容量方式によりタッチポイントを検出するタッチパネル構造が開示されている。

特開２０１３−１８６５０１号公報

しかしながら、上記のようなタッチパネル構造では、水中でタッチポイントを検出するために、抵抗膜方式によるタッチの検出機構を設けなければならず、従って、従来のタッチパネル構造と比較して、構成が複雑化する。

本発明の目的は、静電容量方式において、水中でタッチ操作が可能な電子機器、制御方法及び制御プログラムを提供することにある。

１つの態様に係る電子機器は、静電容量型のタッチパネルと、前記タッチパネルの検出値に基づき、当該タッチパネルと接触物との間に生成される静電容量を検出し、前記タッチパネルにおける他の領域よりも前記静電容量が小さい第１領域を前記接触物の接触領域として検出する制御部と、を備える。

１つの態様に係る電子機器は、静電容量型のタッチパネルと、前記タッチパネルの検出値に基づき、当該タッチパネルと接触物との間に生成される静電容量を検出し、前記タッチパネルにおける、前記静電容量が第１所定値以下の第１領域を前記接触物の接触領域として検出する制御部と、を備える。

１つの態様に係る電子機器は、静電容量型のタッチパネルと、前記タッチパネルの検出値に基づき、当該タッチパネルにおける静電容量の変化を検出し、前記タッチパネルにおける前記静電容量の変化量が所定値以下の領域、又は、前記タッチパネルにおける他の領域よりも前記静電容量の変化量が小さい領域、を前記接触物の接触領域として検出する制御部と、を備える。

１つの態様に係る電子機器は、静電容量型のタッチパネルと、前記タッチパネルの検出値に基づき、自機が水中に在るか否かを判定し、前記自機が水中に在る場合に、前記タッチパネルの検出値の正負を反転する制御部と、を備える。

１つの態様に係る制御方法は、静電容量型のタッチパネルと、制御部と、を備える電子機器によって実行される方法であって、前記制御部が、前記タッチパネルの検出値に基づき、当該タッチパネルと接触物との間に生成される静電容量を検出するステップと、前記タッチパネルにおける他の領域よりも前記静電容量が小さい第１領域を前記接触物の接触領域として検出するステップと、を含む。

１つの態様に係る制御プログラムは、静電容量型のタッチパネルと、制御部と、を備える電子機器において、前記制御部に、前記タッチパネルの検出値に基づき、当該タッチパネルと接触物との間に生成される静電容量を検出させ、前記タッチパネルにおける他の領域よりも前記静電容量が小さい第１領域を前記接触物の接触領域として検出させる。

本発明によれば、静電容量方式においても、水中でタッチ操作が可能な電子機器、制御方法及び制御プログラムを提供することができる。

図１は、電子機器１の外観の斜視図である。 図２は、電子機器１のブロック図である。 図３は、電子機器１に対して、水中でタッチ操作を行う実験の概要を示す図である。 図４は、水中で電子機器１に対するタッチ操作を行った際の静電容量の分布を示す図である。 図５は、電子機器１が実行する機能の例を示すフローチャートである 図６は、図３に示す実験を行った際の、タッチパネル３の単位検出範囲毎において検出される静電容量を数値で示した図である。 図７は、自己容量方式を適用し、図３に示す実験を行った際の検出結果を示す図である。 図８は、本実施形態の他の例に係る電子機器１のブロック図である。

本出願に係る電子機器１を実施するための実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明においては、同様の構成要素に同一の符号を付すことがある。さらに、重複する説明は省略することがある。なお、以下の説明により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

図１は、電子機器１の外観の斜視図である。図１に示すように、電子機器１は、筐体と、ディスプレイ２と、タッチパネル３と、ボタン６と、を有する、いわゆるスマートフォンである。

図１の例では、ディスプレイ２及びタッチパネル３はそれぞれ略長方形状であるが、ディスプレイ２及びタッチパネル３の形状はこれに限定されない。ディスプレイ２及びタッチパネル３は、それぞれ正方形状、円形状、曲面形状、等のどのような形状も取り得る。図１の例では、ディスプレイ２及びタッチパネル３は互いが重ねられて配置されているが、ディスプレイ２及びタッチパネル３の配置はこれに限定されない。例えば、ディスプレイ２及びタッチパネル３は、互いの主面が重ならないように並べられて配置されてもよし、互いが離間して配置されてもよい。図１の例では、ディスプレイ２の長辺はタッチパネル３の長辺に沿っており、ディスプレイ２の短辺はタッチパネル３の短辺に沿っているが、ディスプレイ２及びタッチパネル３の重ね方はこれに限定されない。ディスプレイ２とタッチパネル３とが重ねられて配置される場合、例えば、ディスプレイ２の１ないし複数の辺がタッチパネル３のいずれの辺とも沿っていなくてもよい。

電子機器１は、タッチパネル３への接触、接触の位置、当該接触の位置の変化、接触の回数、及び複数の接触の間隔の少なくとも１つ（以後、接触の態様と総称することもある）に基づいてジェスチャの種別を判定する。ジェスチャは、タッチパネル３に対して行われる操作である。電子機器１によって判別されるジェスチャは、例えば、タッチ、ロングタッチ、リリース、スワイプ、タップ、ダブルタップ、ロングタップ、フリック、ピンチイン、及びピンチアウトを含むがこれらに限定されない。電子機器１は、判別したジェスチャに従って、所定の動作を実行する。このため、ユーザにとって直観的で使いやすい操作が実現される。

電子機器１の筐体は、封止構造を備える。筐体は、封止構造によって内部への水の侵入が妨げられた空間となっている。電子機器１は、封止構造を実現するために、筐体に形成された開口部を、気体は通すが液体は通さない機能性部材、およびキャップ等によって閉塞している。気体は通すが液体は通さない機能性部材は、例えば、Ｇｏｒｅ−Ｔｅｘ（登録商標）、Ｄｒｙｔｅｃ、ｅＶｅｎｔ、ＢＥＲＧＴＥＣＨ、ＨｙｖｅｎｔＤなどを用いて実現される。本実施形態において、筐体には、タッチパネル３及びボタン６が少なくとも設けられる。この場合、電子機器１は、筐体とタッチパネル３及びボタン６との隙間への水の侵入を、気体は通すが液体は通さない機能性部材等によって妨げている。電子機器１は、封止構造を備えることで、例えば、水場での使用や、水中での使用が可能となる。

図２は、電子機器１のブロック図である。電子機器１は、ディスプレイ２と、タッチパネル３と、タッチパネルコントローラ３１と、記憶部４、コントローラ５と、ボタン６と、カメラ７と、気圧センサ８と、通信部９と、を有する。

ディスプレイ２は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）、又は無機ＥＬディスプレイ（ＩＥＬＤ：Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示デバイスを備える。ディスプレイ２は、文字、画像、記号、及び図形等を表示する。ディスプレイ２は、コントローラ５から出力される画像信号に基づいて、文字、画像、記号、及び図形等を表示する。

タッチパネル３は、Ｘ軸方向に一列に配置される透明電極群が直列接続されてなるＸ軸ラインと、Ｙ軸方向に一列に配置される透明電極群が直列接続されてなるＹ軸ラインと、を有する。タッチパネル３には、Ｙ軸方向に並列して配置される複数のＸ軸ラインと、Ｘ軸方向に並列して配置される複数のＹ軸ラインと、が設けられる。複数のＸ軸ライン及び複数のＹ軸ラインは、タッチパネルコントローラ３１に接続される。

タッチパネルコントローラ３１は、一定期間毎に、Ｙ軸ラインのそれぞれに対して駆動電圧を印加し（Ｄｒｉｖｅ）、それぞれの印加時におけるＸ軸ラインのそれぞれにおける電位を検出する（Ｓｃａｎ）。ここで検出された電位は、タッチパネル３の検出値と称することもある。タッチパネルコントローラ３１は、タッチパネル３の各位置で検出される電位（タッチパネル３の検出値）をコントローラ５へ出力する。

記憶部４は、プログラム及びデータを記憶できる。記憶部４は、コントローラ５の処理結果を一時的に記憶する作業領域としても利用してもよい。記憶部４は、記録媒体を含む。記録媒体は、半導体記憶媒体、及び磁気記憶媒体等の任意の非一過的（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）な記憶媒体を含んでよい。記憶部４は、複数の種類の記憶媒体を含んでよい。記憶部４は、メモリカード、光ディスク、又は光磁気ディスク等の可搬の記憶媒体と、記憶媒体の読み取り装置との組み合わせを含んでよい。記憶部４は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の一時的な記憶領域として利用される記憶デバイスを含んでよい。

記憶部４は、電子機器１を稼働させるための各種制御に関する機能を提供する制御プログラム４１と、設定データ４２と、気圧データ４３と、を少なくとも記憶している。制御プログラム４１には、タッチパネル３の検出値に基づき、該タッチパネル３への接触を検出する機能を提供する接触検出プログラム４１１が含まれる。また、接触検出プログラム４１１は、タッチパネル３に対する接触の態様に基づき、該タッチパネル３に対するジェスチャの種類を検出する機能を提供する。制御プログラム４１は、タッチパネル３に対するジェスチャに応じて、ディスプレイ２に表示されている情報を変更する等の各種制御を行う機能を提供する。

また、制御プログラム４１は、電子機器１（自機）が水中に在るか否かを推定するための機能を提供できる。制御プログラム４１は、設定データ４２を参照することによって、タッチパネル３の検出値に基づき、電子機器１が水中に在るか否かを推定してよい。この場合、設定データ４２は、タッチパネル３の検出値に基づいて検出される当該タッチパネル３における静電容量の分布に基づいて、電子機器１が水中に在るか否かを推定するための条件データを含んでいてよい。或いは、設定データ４２は、電子機器１が水中に在ると推定され得るタッチパネル３の検出値と、電子機器１が水中に無いと推定され得るタッチパネル３の検出値と、を条件データとして含んでいてよい。或いは、設定データ４２は、電子機器１が水中に無い状態から水中に在る状態に遷移したと推定され得るタッチパネル３の検出値の変化条件と、電子機器１が水中に在る状態から水中に無い状態に遷移したと推定され得るタッチパネル３の検出値の変化条件と、を条件データとして含んでいてもよい。

また、制御プログラム４１は、設定データ４２の代わりに気圧データ４３を参照することによって、気圧センサ８の検出値に基づき、電子機器１が水中に在るか否かを推定してもよい。気圧データ４３は、気圧センサ８の検出結果と電子機器１の状態との関係に関する情報を含む。気圧データ４３は、予め試験やシミュレーション等によって検出した、気圧センサ８の検出結果と電子機器１が水中に在るか否かの状態との関係に関する情報を記憶している。

コントローラ５は、演算処理装置である。演算処理装置は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ）、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）、及びＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）を含むが、これらに限定されない。コントローラ５は、電子機器１の動作を統括的に制御して各種の機能を実現する。

具体的には、コントローラ５は、記憶部４に記憶されているデータを必要に応じて参照しつつ、記憶部４に記憶されているプログラムに含まれる命令を実行する。そして、コントローラ５は、データ及び命令に応じて機能部を制御し、それによって各種機能を実現する。機能部は、例えば、ディスプレイ２、通信部９の少なくとも１つを含んでもよいが、これらに限定されない。また、コントローラ５は、例えば、ボタン６、カメラ７、気圧センサ８等の検出結果に応じて、制御を変更する。

コントローラ５は、接触検出プログラム４１１を実行することにより、タッチパネルコントローラ３１から出力されるタッチパネル３の検出値に基づいて、当該タッチパネル３の静電容量を検出する。コントローラ５は、タッチパネルコントローラ３１によって実行される駆動電圧の印加によって発生する、タッチパネル３のＹ軸ラインを構成する一の透明電極（第１電極）とＸ軸ラインを構成する一の透明電極（第２電極）との間の静電容量（以後、第１静電容量と称することもある）を検出する。そして、コントローラ５は、第１電極と第２電極との間に発生する第１静電容量に基づいて、タッチパネル３と接触物との間に生成される静電容量（以後、第２静電容量と称することもある）を算出する。ここで、タッチパネル３と接触物との間に生成される第２静電容量が増大する程、第１電極と第２電極との間に発生する第１静電容量は減少する。言い換えると、コントローラ５は、より大きい第１静電容量を検出すると、同時に、より小さい第２静電容量を検出することとなる。コントローラ５は、タッチパネルコントローラ３１から出力される、タッチパネル３の各透明電極に対応したそれぞれの検出値に基づいて、当該タッチパネル３における他の領域よりも第２静電容量が大きい領域を接触領域として検出する。また、コントローラ５は、タッチパネル３における、第２静電容量が所定値以上となる領域を接触領域として検出してもよい。

このように、電子機器１は、上記のような静電容量方式（特に投影型静電容量方式）による検出方法（第１の検出方法と称する）によって、タッチパネル３に対する接触物（指、ペン、又はスタイラスペン等）の接触を検出することができる。しかしながら、第１の検出方法では、電子機器１が水中に在る状態においてタッチパネル３への接触物の接触を検出することができない。

そこで、本実施形態に係る電子機器１において、コントローラ５は、第１の検出方法とは異なり、タッチパネル３における他の領域よりも第２静電容量が小さい領域（第１領域）を接触領域として検出する構成を有する。また、代わりに、本実施形態に係る電子機器１において、コントローラ５は、タッチパネル３における、第２静電容量が第１所定値以下の領域（第１領域）を前記接触物の接触領域として検出する構成を有していてもよい。これらの構成を第２の検出方法と称する。

第１の検出方法を実行する従来の電子機器は、比誘電率が高く、（即ち、タッチパネルとの容量結合が容易な）所定物のタッチパネルに対する接触に基づく第２静電容量の増加に基づいて、該増加した位置を接触の位置として検出可能である。このような電子機器は、例えば、水中に在る状態においては、タッチパネル３の主面全体が水に曝されるため、水との静電容量結合によって主面の各位置の第２静電容量が一様に増加する。従って、水中において、比誘電率が高い所定物がタッチパネルに接触したとしても、当該接触に基づく第２静電容量の増加を検出することができず、従って、接触位置を検出することができない。

一方、本実施形態に係る電子機器１は、上述の第２の検出方法を有することにより、水の比誘電率（εｒ＝８０．４）よりも低い比誘電率の物質からなる所定物を水中でタッチパネル３に接触させた場合に、他の接触していない領域よりもタッチパネル３と水との容量結合が起き難い領域を生成することができ（タッチパネル３と所定物とが接触した領域には水が接触し難くなる）、当該領域を、タッチパネル３における他の領域よりも第２静電容量が小さくなる領域（第１領域）、又は、タッチパネル３における第２静電容量が第１所定値以下となる領域（第１領域）、即ち、接触領域として検出することが可能となる。即ち、本実施形態に係る電子機器１は、上述の第２の検出方法を有することにより、静電容量方式であっても、水中でのタッチ操作が可能となる。

コントローラ５は、第１の検出方法、或いは、第２の検出方法により検出される接触の態様に基づいて、タッチパネル３に対してなされるジェスチャの種類を検出する。コントローラ５は、制御プログラム４１を実行することにより、タッチパネル３に対してなされるジェスチャの種類に応じて、ディスプレイ２に表示されている情報を変更する等の各種制御を実行する。なお、本実施形態に係る電子機器１は、第１の検出方法を有さず、第２の検出方法のみを有する、即ち、水中でのタッチ操作のみを可能とするものであってもよい。

ボタン６は、利用者によって操作される。コントローラ５は、ボタン６と協働することによって、ボタン６に対する操作を検出する。ボタン６に対する操作は、例えば、１ないし複数回の押下を含むが、これらに限定されない。

カメラ７は、例えば、電子機器１のディスプレイ２が設けられた側の面とは反対側の面に設けられ、当該面に面した物体を撮像する。カメラ７は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等のイメージセンサを用いて電子的に画像を撮像する。そして、カメラ７は、撮像した画像を信号に変換してコントローラ５へ送信する。

気圧センサ８は、電子機器１の外側の気圧（大気圧）を検出する。気圧センサ８は、空気を通過させる穴で筐体の内部と外部の気圧が連動している（水は通過させない）構造を有する電子機器１における、筐体の内部に配置されているため、電子機器１の外側の気圧を検出することができる。気圧センサ８は、検出結果をコントローラ５へ送信する。

通信部９は、無線により通信できる。通信部９は、近距離無線通信方式をサポートできる。近距離無線通信方式には、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、赤外線通信、可視光通信、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）等を含む。通信部９は、複数の通信方式をサポートしてもよい。通信部９は、例えば、２Ｇ、３Ｇ、４Ｇ等のセルラーフォンの通信規格をサポートしてもよい。通信部９は、有線による通信をサポートしてもよい。有線による通信は、例えば、イーサネット（登録商標）、ファイバーチャネル等を含む。

図２において記憶部４が記憶するプログラム及びデータの一部又は全部は、通信部９による通信で他の装置からダウンロードされてもよい。図２において記憶部４が記憶するプログラム及びデータの一部又は全部は、記憶部４に含まれる読み取り装置が読み取り可能な非一過的な記憶媒体に記憶されていてもよい。図２において記憶部４が記憶するプログラム及びデータの一部又は全部は、電子機器１に設けられるコネクタに接続される読み取り装置が読み取り可能な非一過的な記憶媒体に記憶されていてもよい。非一過的な記憶媒体は、例えば、ＣＤ（登録商標）、ＤＶＤ（登録商標）、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）等の光ディスク、光磁気ディスク、磁気記憶媒体、メモリカード、及びソリッドステート記憶媒体を含むが、これらに限定されない。

上述のように、本実施形態に係る電子機器１は、第２の検出方法を実行することにより、水の比誘電率（εｒ＝８０．４）よりも低い比誘電率の物質からなる所定物を水中でタッチパネル３に接触させることで、水中でのタッチ操作が可能となる。本出願の発明者は、水の比誘電率（εｒ＝８０．４）よりも低い比誘電率の物質からなる所定物を電子機器１のタッチパネル３に水中で接触させる実験を行い、実験結果より、水中でのタッチ操作が可能であることを見出した。図３は、水中でタッチ操作を行う実験の概要を示す図である。図４は、水中でのタッチ操作を行った際の第２静電容量の分布を示す図である。

図３に示すように、水の比誘電率よりも低い非誘電率の物質からなる手袋として、ゴム手袋を、該ゴム手袋の内部において実験者の指先との間に空気袋を介在させた状態で実験者の手に装着した。このような条件下で、電子機器１のタッチパネル３にタッチしたときの第２静電容量の分布は図４に示す通りであり、他の領域よりも静電容量が低いピーク位置Ｐ１が確認された。ピーク位置Ｐ１における第２静電容量と他の領域における第２静電容量との差は、当該ピーク位置を他の領域と区別するのに十分な差であり、従って、水中でのタッチ操作が検出可能であることが見出された。タッチパネル３とゴム手袋との接触領域は、水が接触し難く、かつ、実験者の指先とも容量結合し難い領域となり、タッチパネルコントローラ３１によって実行される駆動電圧の印加により、タッチパネル３上に形成される表面電荷が水中に離散され難い領域となる。

ここで、大気中でタッチパネルに対するタッチ操作を行う場合（通常の操作時）には、タッチパネルに対して、空気よりも比誘電率が高い物質（例えば、指）が接触されることにより、当該接触の位置にて指とタッチパネルとの容量結合が生じ、接触していない他の領域よりも第２静電容量が増大することに基づいて、接触の位置を検出する（第１の検出方法）。即ち、第１の検出方法では、図３における上方（ピークＰ１とは逆方向）のピークが接触の位置として検出されるため、本実施形態に係る電子機器１の構成とは全く異なることが理解される。

なお、図３に示したように、水中のタッチ操作の実験条件として、ゴム手袋の内部において実験者の指先との間に空気袋を介在させた状態で、該ゴム手袋を実験者の手に装着し、タッチ操作を行った。しかしながら、ゴム手袋の内部において実験者の指先との間に空気袋を介在させる必要は必ずしもなく、例えば、手袋を装着し、タッチパネルに接触したときに、タッチパネルと装着者の指とが容量結合しない程度に、該手袋の厚みを厚くすればよい。また、手袋の素材としては、ゴム素材に限定されず、水の比誘電率よりも小さい比誘電率の物質からなるものであれば如何なる素材であってもよい。また、装着者の指先から手首付近までを覆う手袋形状のものでなく、例えば、タッチ操作するための特定の指の指先から数センチまでの部分を密閉して覆う指サックであってもよい。

次に、図５を参照して、電子機器１が実行する機能について説明する。図５は、実施形態に係る電子機器１が実行する機能の例を示すフローチャートである。電子機器１は、コントローラ５で記憶部４に記憶されている制御プログラム４１を実行することで、図５に示す機能を実現することができる。図５に示す例では、電子機器１が水中に在る場合を前提とし、第２の検出方法によってタッチ操作を行う場合が説明される。

ステップＳ１１として、電子機器１のコントローラ５は、タッチパネルコントローラ３１から出力されるタッチパネル３の検出値に基づき、タッチパネル３の各位置に対応する第２静電容量（タッチパネル３と接触物との間に生成される静電容量）を取得する。

ステップＳ１２として、コントローラ５は、第２静電容量を取得すると、タッチパネル３における他の領域よりも第２静電容量が小さい領域（第１領域）があるか否かを判定する。コントローラ５は、第１領域がないと判定した場合には（ステップＳ１２，Ｎｏ）、処理を終了する。コントローラ５は、第１領域があると判定した場合には（ステップＳ１２，Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１３に移す。

ステップＳ１３として、コントローラ５は、第１領域の大きさが所定の大きさよりも大きいか否かを判定する。ここで、所定の大きさは、タッチパネル３に対する接触物として、ユーザの指が触れたものと見なせる程度の大きさ（例えば、５ｍｍ四方）としてよい。コントローラ５は、第１領域の大きさが所定の大きさよりも小さいと判定した場合には（ステップＳ１２，Ｎｏ）、当該第１領域は接触領域としては検出せず（即ち、第１領域の検出を無効にし）、処理を終了する。コントローラ５は、第１領域の大きさが所定の大きさよりも大きいと判定した場合には（ステップＳ１３，Ｙｅｓ）、ステップＳ１４として、当該第１領域を、外部からの接触による接触領域として検出する。コントローラ５は、外部からの接触の検出に基づき、当該接触の態様に基づくジェスチャの種別を推定し、当該ジェスチャに従って、所定の動作を実行する。コントローラ５は、所定の動作を実行した後、処理を終了する。

なお、図５に示す例では、コントローラ５が、タッチパネル３における他の領域よりも第２静電容量が小さい領域を第１領域として検出する構成を示したが、これに限定されず、コントローラ５は、タッチパネル３における、第２静電容量が第１所定値以下の領域を第１領域として検出する構成であってもよい。

以上のように、本実施形態に係る電子機器１において、コントローラ５は、検出した第１領域が所定の大きさよりも小さい場合に接触領域でないと判定し、当該第１領域が所定の大きさよりも大きい場合には当該第１領域を接触領域として検出してよい。

水中には、電荷が自由に移動できる状態で多数存在しているため、このような電荷が電子機器１のタッチパネル３の表面近傍に移動すると、当該電荷により第１静電容量が増加したと見なされる局所的な領域が形成される。第１静電容量が増加した領域は、即ち、第２静電容量が減少した領域であるため、このような局所的な領域が、第２の検出方法において、接触領域として誤検出されてしまう場合がある。

図６は、図３に示す実験を行った際の、タッチパネル３の単位検出範囲毎において検出される第２静電容量を数値で示した図である。図６に示す全体の領域は、タッチパネル３の主面に対応している。図６に示すように、タッチパネル３における他の領域よりも第２静電容量が小さい単位検出範囲がＸ軸方向及びＹ軸方向に複数連なって形成される領域Ｐ２（点線で囲った領域）と、タッチパネル３における他の領域よりも第２静電容量が小さい単一の単位検出範囲からなる領域Ｅと、が第１領域として検出される。領域Ｐ２は、タッチパネル３に対する接触物として、ユーザの指が触れたものと見なせる程度の大きさ（例えば、５ｍｍ四方よりも大きい）であり、一方で、領域Ｅは、水中を自由に移動する電荷に起因する局所的な領域と見なせる大きさ（例えば、５ｍｍ四方よりも小さい）である。従って、上述のように、検出した第１領域が所定の大きさよりも小さい場合（領域Ｅ）に接触領域でないと判定し、当該第１領域が所定の大きさよりも大きい場合（領域Ｐ２）には当該第１領域を接触領域として検出する構成とすることで、水中を自由に移動する電荷に起因する第２静電容量の変化に基づいて接触領域を誤検出してしまうことを防止できる。

以上に説明した実施形態では、電子機器１が投影型静電容量方式における相互容量方式によって接触物の接触を検出する構成を示したが、検出の方式はこれに限られず、自己容量方式や、自己容量方式と相互容量方式を組み合わせたデュアル方式であってもよい。

なお、自己容量方式は、Ｘ軸ライン又はＹ軸ラインの何れかを構成する一の透明電極をセンス電極として用い、当該センス電極と周囲との間で発生する静電容量を検出する方式であるため、図７に示すように、コントローラ５は、複数のＸ軸ラインと複数のＹ軸ライン毎に静電容量を検出する。従って、コントローラ５は、複数のＸ軸ラインの内、他のラインよりも第２静電容量が小さい一以上のＸ軸ラインと、複数のＹ軸ラインの内、他のラインよりも第２静電容量が小さい一以上のＹ軸ラインと、の双方が検出されたか否かによって、タッチパネル３における他の領域よりも第２静電容量が小さい第１領域が、指等の接触物の接触に起因するものであるか、水中を自由に移動する電荷に起因するものであるか、を判定してもよい。また、コントローラ５は、複数のＸ軸ラインの内、第２静電容量が所定値以下の一以上のＸ軸ラインと、複数のＹ軸ラインの内、第２静電容量が所定値以下の一以上のＹ軸ラインと、の双方が検出されたか否かによって、タッチパネル３における第２静電容量が所定値以下となる第１領域が、指等の接触物の接触に起因するものであるか、水中を自由に移動する電荷に起因するものであるか、を判定してもよい。即ち、本実施形態に係る電子機器１において、タッチパネル３は、第１方向に沿って配置される第１電極群（複数のＸ軸ライン）と、第１方向と交差する第２方向に沿って配置される第２電極群（複数のＹ軸ライン）と、からなり、コントローラ５（制御部）は、第１領域が第１電極群と第２電極群との何れか一方のみに検出される場合（図７の例ではＸ軸ライン）には、当該第１領域は、水中を自由に移動する電荷に起因して局所的に第２静電容量が変化した領域（図７の例では符号Ｅで示された領域）であって、ユーザの操作に基づいて形成される接触領域ではないと判定し、一方で、第１領域が第１電極群と第２電極群との双方に検出される場合には、第１領域をユーザの操作に基づいて形成される接触領域として検出する構成を有する。

（本実施形態における他の例）
図５を参照して説明した、電子機器１のコントローラ５が実行する処理手順は、電子機器１が水中に在る場合を前提とし、従って、第２の検出方法によってタッチ操作を行う場合を説明したが、このような構成に限定されず、電子機器１が水中に在るか否かを推定し、水中に無い場合には第１の検出方法によってタッチの検出を行い、水中に在る場合には第２の検出方法によってタッチの検出を行うようにしてもよい。この場合、コントローラ５は、上述したように、設定データ４２を参照しつつ、タッチパネル３の検出値に基づいて、電子機器１（自機）が水中に在るか否かを推定してもよいし、気圧データを参照しつつ、気圧センサの検出結果に基づいて、電子機器１（自機）が水中に在るか否かを推定してもよい。

このような構成によれば、電子機器１におけるコントローラ５（制御部）は、自機が水中に在るか否かを推定し、自機が水中に在る場合には、第２の検出方法を適用することで、タッチパネル３における他の領域よりも静電容量（第２静電容量）が小さい領域（第１領域）を接触領域として検出し、一方で、自機が水中に無い場合には、第１の検出方法を適用することで、タッチパネル３における他の領域よりも静電容量（第２静電容量）が大きい領域（第２領域と称する）を接触領域として検出する。

また、電子機器１におけるコントローラ５（制御部）は、自機が水中に在るか否かを推定し、自機が水中に在る場合には、第２の検出方法を適用することで、タッチパネル３における、静電容量（第２静電容量）が所定値（第１所定値）以下となる領域（第１領域）を接触領域として検出し、一方で、自機が水中に無い場合には、第１の検出方法を適用することで、タッチパネル３における静電容量（第２静電容量）が所定値（第２所定値）以上となる領域（第２領域と称する）を接触領域として検出する。

（本実施形態における他の例）
図８は、本実施形態の他の例に係る電子機器１のブロック図である。図２に示した電子機器１のブロック図と同符号の機能部については、説明を省略する。図８に示すように、電子機器１は、スタイラスペン１００を備える。以下、電子機器１が相互容量方式によって接触を検出する例を説明する。

スタイラスペン１００は、タッチパネルコントローラ３１と電気的に接続される。スタイラスペン１００は、タッチパネルコントローラ３１と電気的に接続されることにより、当該タッチパネルコントローラ３１から電力の供給を受ける。スタイラスペン１００は、供給された電力を電力源とし、ペン先から外部へ電荷を放出する（放電する）ことが可能である。

コントローラ５は、上述したように、タッチパネルコントローラ３１から出力される、タッチパネル３の検出値に基づき、タッチパネル３における第１静電容量（タッチパネル３の第１電極と第２電極との間の静電容量）を検出することができる。電子機器１が水中に在る場合に、スタイラスペン１００のペン先がタッチパネル３に接触した状態で放電がなされると、タッチパネル３におけるペン先が接触した位置において、他の領域よりも大きい第１静電容量が、コントローラ５によって検出される。電子機器１が水中に在る状態では、タッチパネル３の主面全体が水と静電容量結合するため当該主面の各位置の第１静電容量が一様に減少する。しかしながら、タッチパネル３におけるスタイラスペン１００のペン先が接触した位置においては、当該スタイラスペン１００から供給される電荷のために、タッチパネル３の他の領域と比して、より大きい第１静電容量が、コントローラ５によって検出される。つまり、スタイラスペン１００から供給される電荷によって、第１静電容量が増大した領域が疑似的に作り出される。

以上のように、本実施形態に係る電子機器１は、外部へ放電可能なスタイラスペン１００（放電部）をさらに備える。このような構成を有することにより、タッチパネル３における、スタイラスペン１００のペン先が接触した領域において、他の領域よりも大きい第１静電容量が、コントローラ５によって検出される。コントローラ５は、上述したように、より大きい第１静電容量を検出すると、同時に、より小さい第２静電容量を検出するため、第２の検出方式を適用することにより、水中でのタッチ操作を検出することが可能となる。なお、本実施形態は、スタイラスペン１００（放電部）がタッチパネルコントローラ３１と電気的に接続されて電力の供給を受ける構成に限定されず、電子機器１が備える他の機能部に接続されて電力の供給を受ける構成であってもよい。また、スタイラスペン１００（放電部）は、当該スタイラスペン１００の内部に電源を有し、電子機器１の機能部に接続されずに、放電する構成であってもよい。また、スタイラスペン１００がタッチパネル３に接触した状態で放電がなされることによって、当該スタイラスペン１００の接触を検出する構成を説明したが、これに限定されず、スタイラスペン１００がタッチパネル３に近接した状態で放電がなされることによっても、スタイラスペン１００のペン先の近傍で電荷が増大することに基づいて、第１静電容量の増加が検出される。

（本実施形態における他の例）
上記の実施形態では、スタイラスペン１００（放電部）による外部への電荷の供給によって、タッチパネル３において第１静電容量が増加する領域を作り出すことで、第２の検出方式による水中でのタッチ操作が可能となることを示したが、接触物は、外部への放電が可能なものに限定されない。接触物は、例えば、圧電素材からなるものであってよい。圧電素材からなる接触物は、タッチパネル３に接触すると、当該接触による変形に起因して電気信号を発生し、タッチパネル３の接触領域における第１静電容量を増加させることができる。

圧電素材としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛に代表されるペロブスカイト構造を有した圧電セラミックスであったり、ポリフッ化ビニリデンに代表される圧電性高分子であってよい。圧電素材が圧電セラミックスである場合、接触物としては、例えば、ゴム素材を母材として圧電セラミックスの粒子を内包させた複合材料を手袋状に加工したものであってよい。

以上に、添付の請求項に係る技術を完全かつ明瞭に開示するために特徴的な実施形態に関し記載してきた。しかし、添付の請求項は、上記実施形態に限定されるべきものでなく、本明細書に示した基礎的事項の範囲内で当該技術分野の当業者が創作しうるすべての変形例及び代替可能な構成を具現化するように構成されるべきである。

静電容量方式であっても水中でのタッチ検出を行うために、上記の実施形態に係る電子機器１において、コントローラ５が、タッチパネル３における他の領域よりも第２静電容量が小さい領域、或いは、タッチパネル３における、第２静電容量（タッチパネル３と接触物との間に生成される静電容量）が第１所定値以下の領域を接触領域として検出する構成を示した。しかしながら、本実施形態に係る電子機器１は、コントローラ５が、複数の電極間で生成される第１静電容量を検出し、タッチパネル３における他の領域よりも第１静電容量が大きい領域、或いは、タッチパネル３における第１静電容量が所定値以上となる領域を接触領域として検出するものと特徴付けられてもよい。

また、本実施形態に係る電子機器１は、上述したように、自機が水中に在る状態で、タッチパネル３の全域において、第２静電容量（タッチパネル３と接触物との間に生成される静電容量）が一様に増加する（図６に示すように、タッチパネル３の水に曝される領域は最大の検出値１００となる）が、水の比誘電率よりも低い比誘電率の素材から成る所定物を接触させることによって、当該接触した領域における第２静電容量を他の領域よりも小さくすることによって、接触の検出を可能にすることを説明した。このような構成によれば、本実施形態に係る電子機器１は、コントローラ５が、タッチパネルコントローラ３１から出力されるタッチパネル３の検出値に基づき、当該タッチパネル３における静電容量（上記の第１静電容量と第２静電容量の何れでもよい）の変化を検出し、タッチパネル３における静電容量の変化量が所定値以下の領域、又は、タッチパネル３における他の領域よりも静電容量の変化量が小さい領域、を接触領域として検出するものと特徴付けられてもよい。

また、上記の本実施形態では、自機が水中にない状態においては、第２静電容量の増加位置が接触領域として検出され、一方で、自機が水中に在る状態においては、第２静電容量の減少位置が接触領域として検出されるものと説明した。これによれば、本実施形態に係る電子機器１が水中でのタッチ操作を可能とするためには、コントローラ５が、タッチパネルコントローラ３１から出力されるタッチパネル３の検出値に基づき、自機が水中に在るか否かを判定し、自機が水中に無い状態から自機が水中に在る状態に遷移したと判定すると、タッチパネル３の検出値の正負を反転する処理を実行する構成を有していればよい。また、このような処理は、コントローラ５が実行するのではなく、タッチパネルコントローラ３１が実行してもよい。この場合タッチパネルコントローラ３１は、自機が水中に無い状態から自機が水中に在る状態に遷移したと判定すると、タッチパネル３の検出値の正負を反転させた信号をコントローラ５へ出力すればよい。このようにすることで、コントローラ５は、自機が水中に在るか否かに依らず、または、特別な処理を実行することなく、タッチパネル３に対する接触を検出することができる。

また、上記の本実施形態では、コントローラ５が、タッチパネル３と接触物との間に生成される静電容量（第２静電容量）を検出し、タッチパネル３における他の領域よりも第２静電容量が小さい領域、或いは、タッチパネル３における、第２静電容量が所定値以下の領域を接触領域として検出する構成を示したが、このような検出はタッチパネルコントローラ３１が行ってもよい。

上記の実施形態では、タッチパネル３を備える電子機器１として、スマートフォンを例にとって説明したが、本実施形態に係る電子機器１は、スマートフォンに限定されない。電子機器１は、例えば、モバイルフォン、タブレット、携帯型パソコン、デジタルカメラ、スマートウォッチ、スマートグラス、メディアプレイヤ、電子書籍リーダ、ナビゲータ、ゲーム機等であってもよい。さらに、電子機器１は、ユーザの身体に直接的又は間接的に装着可能なウェアラブル機器（腕時計型、メガネ型、衣服型等）であってもよい。例えば電子機器１は、ダイビング（潜水）用のスーツに備えられるものであってもよい。この場合、スーツに静電容量方式のタッチセンサを設け、第２の検出方式による接触の検出を行うことにより、海中での操作を自由に行うことができる。

上記の実施形態では、電子機器１の構成と動作について説明したが、これに限定されず、各構成要素を備える方法やプログラムとして構成されてもよい。

１ 電子機器
２ ディスプレイ
３ タッチパネル
３１ タッチパネルコントローラ
４ 記憶部
５ コントローラ
６ ボタン
７ カメラ
８ 気圧センサ
９ 通信部

Claims (11)

1. 静電容量型のタッチパネルと、
   前記タッチパネルの検出値に基づき、当該タッチパネルと接触物との間に生成される静電容量を検出し、
   前記タッチパネルにおける他の領域よりも前記静電容量が小さい第１領域を前記接触物の接触領域として検出する制御部と、を備える
   電子機器。
2. 前記制御部は、自機が水中に在るか否かを推定し、
   前記自機が水中に在る場合に、前記第１領域を前記接触物の接触領域として検出し、
   前記自機が水中に無い場合に、前記タッチパネルにおける他の領域よりも前記静電容量が大きい第２領域を前記接触領域として検出する
   請求項１に記載の電子機器。
3. 静電容量型のタッチパネルと、
   前記タッチパネルの検出値に基づき、当該タッチパネルと接触物との間に生成される静電容量を検出し、
   前記タッチパネルにおける、前記静電容量が第１所定値以下の第１領域を前記接触物の接触領域として検出する制御部と、を備える
   電子機器。
4. 前記制御部は、自機が水中に在るか否かを推定し、
   前記自機が水中に在る場合に、前記第１領域を前記接触物の接触領域として検出し、
   前記自機が水中に無い場合に、前記タッチパネルにおける前記静電容量が第２所定値以上となる第２領域を接触領域として検出する
   請求項３に記載の電子機器。
5. 前記制御部は、前記検出した前記第１領域が所定の大きさよりも小さい場合に当該第１領域が前記接触領域でないと判定し、
   前記検出した前記第１領域が前記所定の大きさよりも大きい場合には当該第１領域を前記接触領域として検出する
   請求項１から４の何れか一項に記載の電子機器。
6. 前記タッチパネルは、第１方向に沿って配置される第１電極群と、第１方向と交差する第２方向に沿って配置される第２電極群と、からなり、
   前記制御部は、前記検出した前記第１領域が前記第１電極群と前記第２電極群との何れか一方のみに対応する場合には、当該第１領域は前記接触領域ではないと判定し、
   前記検出した前記第１領域が前記第１電極群と前記第２電極群との双方に対応する場合には、当該第１領域を前記接触領域として検出する
   請求項１から４の何れか一項に記載の電子機器。
7. 外部へ放電可能な放電部をさらに備える
   請求項１から６の何れか一項に記載の電子機器。
8. 静電容量型のタッチパネルと、
   前記タッチパネルの検出値に基づき、当該タッチパネルにおける静電容量の変化を検出し、
   前記タッチパネルにおける前記静電容量の変化量が所定値以下の領域、又は、前記タッチパネルにおける他の領域よりも前記静電容量の変化量が小さい領域、を前記接触物の接触領域として検出する制御部と、を備える
   電子機器。
9. 静電容量型のタッチパネルと、
   前記タッチパネルの検出値に基づき、自機が水中に在るか否かを判定し、
   前記自機が水中に在る場合に、前記タッチパネルの検出値の正負を反転する制御部と、を備える
   電子機器。
10. 静電容量型のタッチパネルと、制御部と、を備える電子機器によって実行される方法であって、
    前記制御部が、前記タッチパネルの検出値に基づき、当該タッチパネルと接触物との間に生成される静電容量を検出するステップと、
    前記タッチパネルにおける他の領域よりも前記静電容量が小さい第１領域を前記接触物の接触領域として検出するステップと、を含む
    制御方法。
11. 静電容量型のタッチパネルと、制御部と、を備える電子機器において、
    前記制御部に、
    前記タッチパネルの検出値に基づき、当該タッチパネルと接触物との間に生成される静電容量を検出させ、
    前記タッチパネルにおける他の領域よりも前記静電容量が小さい第１領域を前記接触物の接触領域として検出させる
    制御プログラム。