JP2017111648A - 接触領域予測装置、接触領域予測方法、及び接触領域予測プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパネルに接触していた指やペン等がタッチパネルから離れた後、再度タッチパネルに接触する範囲を予測することを可能とする。【解決手段】透明電極が配置されるタッチパネル用に用いられる接触領域予測装置であって、前記タッチパネルを操作するための対向電極の先端を前記タッチパネルに投影した際の、前記タッチパネル上の二次元座標値を、時間経過に伴い複数回推定する座標推定手段と、前記対向電極の先端の前記タッチパネルからの距離値を、時間経過に伴い複数回推定する距離推定手段と、前記先端が前記タッチパネルに接触した後の、前期推定された複数の前記二次元座標値と前記距離値とに基づいて、前記先端が再度前記タッチパネルに接触する点を含む領域を予測する予測手段と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、接触領域予測装置、接触領域予測方法、及び接触領域予測プログラムに関し、特にタッチパネルに用いられる接触領域予測装置、接触領域予測方法、及び接触領域予測プログラムに関する。

現在、携帯電話、携帯端末、携帯ゲーム機、及びデジタル複合機やＡＴＭ等の操作画面にタッチパネルが用いられている。タッチパネルを備える装置においては、通常、ユーザが指やペン等でタッチパネルの画面に接触することにより当該装置を操作するが、画面の大型化や精細化に伴い、指やペンの画面への接触位置を特定するためのスキャン時間が増加する傾向にある。このため、上記の接触位置を予測することにより、スキャン時間を減少させる方法が開発されている。

例えば、特許文献１においては、ユーザがタッチパネルに対して、ペンを用いて入力する際に、タッチパネルに接触するユーザの手のひらの接触領域の形状を基に、ペンの先端によるタッチパネルへの接触点が移動する方向を予測する発明が開示されている。

また、特許文献２においては、マルチタッチ入力機能を備えたタッチパネルに対して、複数点によるタッチ入力を行う際、１点目のタッチの接触範囲及び接触する指の種別に基づき、２点目の接触範囲を予測する発明が開示されている。

特開２０１４−６６５４号公報 特開２０１５−１３２９０６号公報

しかし、これらの発明は、複数の接触点が存在することを前提としていると共に、予測の根拠とする接触範囲が消失した場合に、再度出現する接触範囲を予測するものではなかった。例えば、特許文献１に開示される発明においては、ユーザの手のひらがタッチパネルから離れ、ペンの先端のみがタッチパネルに接触している状態で、ペンの先端の移動方向を予測することは不可能であった。また、特許文献２に係る発明は、現存する１点目の接触点を基に２点目の接触点の接触範囲を予測するものであり、１点目の接触点をなすための指がタッチパネルから離れた後、その指が再度タッチパネルに接触する範囲を予測するものではなかった。

そこで本発明においては、タッチパネルに接触していた指やペン等がタッチパネルから離れた後、再度タッチパネルに接触する範囲を予測することを可能とする接触領域予測装置、接触領域予測方法、及び接触領域予測プログラムを提供することを目的とする。

本発明の第１の観点によれば、透明電極が配置されるタッチパネル用に用いられる接触領域予測装置であって、前記タッチパネルを操作するための対向電極の先端を前記タッチパネルに投影した際の、前記タッチパネル上の二次元座標値を、時間経過に伴い複数回推定する座標推定手段と、前記対向電極の先端の前記タッチパネルからの距離値を、時間経過に伴い複数回推定する距離推定手段と、前記先端が前記タッチパネルに接触した後の、前記推定された複数の前記二次元座標値と前記距離値とに基づいて、前記先端が再度前記タッチパネルに接触する点を含む領域を予測する予測手段と、を備えることを特徴とする接触領域予測装置が提供される。

本発明の第２の観点によれば、透明電極が配置されるタッチパネル用に用いられる接触領域予測方法であって、前記タッチパネルを操作するための対向電極の先端を前記タッチパネルに投影した際の、前記タッチパネル上の二次元座標値を、時間経過に伴い複数回推定し、前記対向電極の先端の前記タッチパネルからの距離値を、時間経過に伴い複数回推定し、前記先端が前記タッチパネルに接触した後、前期推定された複数の前記二次元座標値と前記距離値とに基づいて、前記先端が再度前記タッチパネルに接触する点を含む領域を予測することを特徴とする接触領域予測方法が提供される。

本発明の第３の観点によれば、透明電極が配置されるタッチパネル用に用いられる接触領域予測装置としてコンピュータを機能させるための接触領域予測プログラムであって、コンピュータを、前記タッチパネルを操作するための対向電極の先端を前記タッチパネルに投影した際の、前記タッチパネル上の二次元座標値を、時間経過に伴い複数回推定する座標推定手段と、前記対向電極の先端の前記タッチパネルからの距離値を、時間経過に伴い複数回推定する距離推定手段と、前記先端が前記タッチパネルに接触した後、前期推定された複数の前記二次元座標値と前記距離値とに基づいて、前記先端が再度前記タッチパネルに接触する点を含む領域を予測する予測手段と、として機能させるための接触領域予測プログラムが提供される。

本発明によれば、タッチパネルに接触していた指やペン等がタッチパネルから離れた後、再度タッチパネルに接触する範囲を予測することができる。これにより、仮に指やペン等がタッチパネルから離れた場合でも、再度の接触範囲として検知する領域を予め絞りこむことが可能となる。

本発明の概念を示す概念図である。 本発明の第１及び第２の実施形態による接触領域予測装置のブロック図である。 本発明の実施形態によるタッチパネル上の対向電極の三次元座標の推定方法を示す図である。 本発明の実施形態によるタッチパネル上の対向電極の三次元座標の推定方法を示す図である。 本発明の実施形態によるタッチパネル上の対向電極の三次元座標の推定方法を示す図である。 本発明の第１の実施形態による接触領域予測方法の概念を示す概念図である。 本発明の第１の実施形態による接触領域予測方法のフローチャートを示す図である。 本発明の実施形態によるタッチパネルに接触する指先又はペン先等の三次元座標を推定する方法を示す図である。 本発明の第２の実施形態による接触領域予測方法の概念を示す概念図である。 本発明の第２の実施形態による接触領域予測方法のフローチャートを示す図である。 本発明の第３の実施形態による接触領域予測装置のブロック図である。 本発明の第３の実施形態による接触領域予測方法の概念を示す概念図である。 本発明の第４の実施形態によるチャタリングのバイパスを示す図である。

本発明の実施の形態について、図１乃至図１１を参照しつつ説明する。

最初に、図１を用いて本発明の概念について説明する。

図１は、タッチパネル２００とタッチパネル上での指の軌跡を示す図である。上図は、タッチパネルを正面から見た図であり、下図はタッチパネルを断面方向から見た図である。双方の図に示すように、タッチパネルに接触する指先は、一旦、図１内のＡ点においてタッチパネルに接触した後、タッチパネルを離れる。その後、図１内のＢ点でタッチパネルから最も遠ざかった後に、タッチパネルに近づき、図１内のＣ点に達する。すなわち、タッチパネルに接触する指は、図１内のＢ点をピークとして山なりの軌跡を描くことが予想される。この軌跡中、図１内のＡ点から現在のＣ点に至るまでの軌跡に基づき、指先が再びタッチパネルに接触する図内のＤ点の座標を予測するという装置、方法、及びプログラムが、本発明の骨子である。

＜第１の実施形態＞
次に、図２乃至図６を用いて、本発明の第１の実施形態に係る接触領域予測装置、接触領域予測方法、及び接触領域予測プログラムについて説明する。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る接触領域予測装置１００の構成を示すブロック図である。図２においては、接触領域予測装置１００は、タッチパネル２００に接続された形態として描かれているが、タッチパネル２００と一体化した形状で用いられても良い。

接触領域予測装置１００は、制御手段１２０、座標推定手段１３０、距離推定手段１４０、予測手段１５０と、これらを相互に接続するバス１１０とを備える。

座標推定手段１３０は、例えば後述の方法により、指やペン等がタッチパネルに接触した後、次回の接触点まで移動する間、指先やペン先等をタッチパネル上に投影した二次元座標値を推定する手段である。なお、この二次元座標値の推定は、時間経過に伴い複数回実施され、推定された二次元座標値は図１には図示しない記憶手段に記憶される。

距離推定手段１４０は、例えば後述の方法により、指やペン等がタッチパネルに接触した後、次回の接触点まで移動する間、指先やペン先とタッチパネルとの間の距離値を推定する手段である。なお、この距離値の推定は、時間経過に伴い複数回実施される。なお、これらの推定された二次元座標値距離値は図１には図示されない記憶手段に記憶される。

上記の二次元座標値の推定と距離値の推定とは、基本的には同時に実施されるが、異なる時点で実施されてもよい。あるいは、二次元座標すなわちＸＹ座標値と、距離値すなわちＺ座標値のうち、ＸＺ座標値が最初に推定され、後からＹ座標値が推定されてもよい。あるいは、ＹＺ座標値が最初に推定され、後からＸ座標値が推定されてもよい。

予測手段１５０は、例えば後述の方法により、上記の記憶手段に記憶された、複数の二次元座標値と距離値を基に、次回の接触点を含む領域を予測する手段である。

制御手段１２０は、これらの座標推定手段１３０、距離推定手段１４０、及び予測手段１５０を制御する手段である。

図３−１乃至図３−３は、上記の座標推定手段１３０による二次元座標値推定方法、及び距離推定手段１４０による距離推定方法の一例を説明する概略図である。

図３−１においては、２枚のモザイクが示されているが、これらはそれぞれ、静電容量方式を用いたタッチパネル内に存在する、縦横２層の透明電極、すなわちＸ軸方向透明電極１０と、Ｙ軸方向透明電極２０である。図３−１においては、双方の電極１０及び２０はずらして描かれているが、これは説明を分かり易くするためにずらして描かれているものであり、実際の静電容量方式タッチパネルにおいては、通常は、双方の電極１０及び２０は完全に重なり合う。

図３−１に見られるように、指がＡ点においてタッチパネル２００に接触している時は、Ｘ軸方向透明電極１０においては、ｘ＝ｘ_ａを中心に静電容量が分布し、ｘ＝ｘ_ａにおける静電容量が最も高い値となる。同様に、Ｙ軸方向透明電極２０においては、ｙ＝ｙ_ａを中心に静電容量が分布し、ｙ＝ｙ_ａにおける静電容量が最も高い値となる。逆に、Ｘ軸方向透明電極１０における静電容量分布と、Ｙ軸方向透明電極２０における静電容量分布とから、Ａ点のＸＹ座標値である（ｘ，ｙ）＝（ｘ_ａ，ｙ_ａ）が推定される。Ａ点のタッチパネル２００からの距離、すなわちＡ点のＺ座標値は０であるため、推定されるＡ点のＸＹＺ座標値は、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（ｘ_ａ，ｙ_ａ，０）となる。

次に、指がタッチパネルを離れ、ピーク点であるＢ点に到達した際の静電容量分布を示す図が、図３−２である。Ｘ軸方向透明電極１０においては、ｘ＝ｘ_ｂを中心に静電容量が分布し、ｘ＝ｘ_ｂにおける静電容量が最も高い値となる。同時に、ピーク点であるＢ点における指の先端は、Ａ点と異なりタッチパネル２００から離れているため、ｘ＝ｘ_ｂにおける静電容量値は、図３−１におけるｘ＝ｘ_ａにおける静電容量値よりも低くなる。同様に、Ｙ軸方向透明電極２０においては、ｙ＝ｙ_ｂを中心に静電容量が分布し、ｙ＝ｙ_ｂにおける静電容量が最も高い値となる。同時に、ピーク点であるＢ点における指の先端は、Ａ点と異なりタッチパネル２００から離れているため、ｙ＝ｙ_ｂにおける静電容量値は、図３−１におけるｙ＝ｙ_ａにおける静電容量値よりも低くなる。

また、図３−１の場合と同様に、Ｘ軸方向透明電極１０における静電容量分布と、Ｙ軸方向透明電極２０における静電容量分布とから、Ｂ点のＸＹ座標値である（ｘ，ｙ）＝（ｘ_ｂ，ｙ_ｂ）が推定される。それに加え、ｘ＝ｘ_ｂにおける静電容量値、及び／又は、ｙ＝ｙ_ｂにおける静電容量値を基に、Ｂ点のタッチパネル２００からの距離、すなわちＢ点のＺ座標値であるｚ_ｂ値が推定される。これにより、推定されるＢ点のＸＹＺ座標値は、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（ｘ_ｂ，ｙ_ｂ，ｚ_ｂ）となる。

次に、指がピーク点であるＢ点を経由して、Ｂ点よりもタッチパネル２００に近づいたＣ点に到達した際の静電容量分布を示す図が、図３−３である。Ｘ軸方向透明電極１０においては、ｘ＝ｘ_ｃを中心に静電容量が分布し、ｘ＝ｘ_ｃにおける静電容量が最も高い値となる。同時に、Ｃ点における指の先端は、ピーク点であるＢ点よりもタッチパネル２００に近づいているため、ｘ＝ｘ_ｃにおける静電容量値は、図３−２におけるｘ＝ｘ_ｂにおける静電容量値よりも高くなる。同様に、Ｙ軸方向透明電極２０においては、ｙ＝ｙ_ｃを中心に静電容量が分布し、ｙ＝ｙ_ｃにおける静電容量が最も高い値となる。同時に、Ｃ点における指の先端は、ピーク点であるＢ点よりもタッチパネル２００に近づいているため、ｙ＝ｙ_ｃにおける静電容量値は、図３−２におけるｙ＝ｙ_ｂにおける静電容量値よりも高くなる。

また、図３−２の場合と同様に、Ｘ軸方向透明電極における静電容量分布と、Ｙ軸方向透明電極における静電容量分布とから、Ｃ点のＸＹ座標値である（ｘ，ｙ）＝（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ）が推定される。それに加え、ｘ＝ｘ_ｃ点における静電容量値、及び／又は、ｙ＝ｙ_ｃにおける静電容量値を基に、Ｃ点のタッチパネル２００からの距離、すなわちＣ点のＺ座標値であるｚ_ｃ値が推定される。これにより、推定されるＣ点のＸＹＺ座標値は、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ，ｚ_ｃ）となる。

そして、Ａ点からＣ点までに至る指先の座標の履歴を基に、次回の接触点であるＤ点の座標を予測するのが第１の実施形態である。

なお、指先のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標は、それぞれ同時に推定してもよく、異なった時点で推定しても良い。例えば、Ｘ軸方向透明電極１０によって計測される静電容量分布を基に、指先のＸ座標及びＺ座標を推定した後、Ｙ軸方向透明電極２０によって計測される静電容量分布を基に、指先のＹ座標を推定してもよい。あるいは、Ｘ軸方向透明電極１０によって計測される静電容量分布を基に、指先のＸ座標を推定した後、Ｙ軸方向透明電極２０によって計測される静電容量分布を基に、指先のＹ座標及びＺ座標を推定してもよい。あるいは、Ｘ軸方向透明電極１０によって計測される静電容量分布を基に、指先のＸ座標を推定し、Ｙ軸方向透明電極２０によって計測される静電容量分布を基に、指先のＹ座標を推定した後、双方の静電容量分布を基に指先のＺ座標を推定してもよい。

次に、図４を用いて、第１の実施形態における接触領域予測方法の概略について述べる。上記のように、Ａ点において、指先やペン先等の対向電極がタッチパネル２００に接触した後、対向電極がタッチパネルを離れ、対向電極のタッチパネルからの距離、すなわち対向電極のＺ座標値は増加する。その後、対向電極はピーク点に達し、ピーク点を経由した後、Ｚ座標値は減少に転ずることとなるが、推定されるＺ座標値が減少に転じたことをもって、予測手段１５０は、その直前にＺ座標値を推定した点がピーク点であるＢ点であると判断する。予測手段１５０は更に、Ｂ点をタッチパネル２００に投影したＢ’点、すなわち、Ｂ点とＸ座標値及びＹ座標値が同一であり、Ｚ座標値が０となる点を対称中心として、Ａ点と対称となるＤ点を算出する。このＤ点を含む所定の領域が、第１の実施形態における接触領域予測装置１００によって予測される接触領域となる。

次に、図５を用いて、上記の第１の実施形態における接触領域予測方法の具体例のフローチャートについて述べる。

最初に、タッチパネル２００が、自身への指先やペン先等の対向電極の接触を検知する（ＳＴＥＰ１００１）。

次に、タッチパネル２００のＸ軸方向透明電極１０及びＹ軸方向透明電極２０が静電容量値を計測し、静電容量分布及び静電容量の最大値を測定する（ＳＴＥＰ１００２）。

静電容量値が０だった場合、又は静電容量値を計測できなかった場合（ＳＴＥＰ１００３のＹＥＳ）は、ＳＴＥＰ１０１２に進み、フローを終了する。静電容量値が０ではなかった場合は、ＳＴＥＰ１００４に進む。

次に、ＳＴＥＰ１００２において測定された静電容量分布から、対向電極のＸＹ座標値を推定する（ＳＴＥＰ１００４）。

次に、ＳＴＥＰ１００２において測定された静電容量の最大値から、対向電極とタッチパネル２００との間の距離値、すなわち対向電極のＺ座標値を推定する（ＳＴＥＰ１００５）。

なお、ＳＴＥＰ１００４で推定されたＸＹ座標値、及び、ＳＴＥＰ１００５において推定された距離値（Ｚ座標値）は、図２には示されない記憶手段によって記憶する。

次に、ＳＴＥＰ１００５において推定された距離値が、前回推定された距離値から減少したか否かについて判断する（ＳＴＥＰ１００６）。

今回推定された距離値が、前回推定された距離値から減少していない場合（ＳＴＥＰ１００６のＮＯ）は、ＳＴＥＰ１００２に戻り、タッチパネル２００が再度静電容量値を計測する。

今回推定された距離値が、前回推定された距離値から減少している場合（ＳＴＥＰ１００６のＹＥＳ）は、ＳＴＥＰ１００７に進む。

ＳＴＥＰ１００７においては、前回距離値を推定した点をピーク点とし、当該ピーク点をＸＹ座標に投影した点、すなわちピーク点とＸＹ座標値が同一であり、Ｚ座標値が０である点を、対称点として算出する。そして、この対称点を対称中心として接触点と対称な点を算出する。

次に、予測手段１５０が、接触点と対称な点を含む所定の領域を次回接触予測領域として予測する（ＳＴＥＰ１００８）。

次に、予測手段１５０が上記の次回接触予測領域を予測した時点をもって、図２には示されないタイマーがカウントを開始する（ＳＴＥＰ１００９）。

次に、ＳＴＥＰ１００９において、タイマーがカウントを開始した後、タッチパネル２００が所定時間以内に接触を検知したか否かを判断する（ＳＴＥＰ１０１０）。

タッチパネル２００が所定時間以内に接触を検知した場合（ＳＴＥＰ１０１０のＹＥＳ）は、接触の検知をトリガとして、ＳＴＥＰ１０１１に進み、上記の記憶手段が記憶したＸＹ座標値及び距離値を消去する。その後、ＳＴＥＰ１００２に戻る。すなわち、新たなる接触点を履歴のスタートとして、再度、接触領域予測装置１００が次回接触予測領域を予測するフローを開始する。

タッチパネル２００が所定時間以内に接触を検知しない場合（ＳＴＥＰ１０１０のＮＯ）は、ＳＴＥＰ１０１２に進み、フローを終了する。この際、上記の記憶手段に記憶された、ＸＹ座標値及び距離値は消去される。

なお、上記の説明においては、図３−１乃至図３−３を用いて、タッチパネル２００が静電容量方式である場合における指先やペン先等のタッチパネル２００上の二次元座標値、及びタッチパネル２００からの距離値を推定する方法について述べたが、本発明の実施形態はこれには限定されない。例えば、赤外線方式を用い赤外光を遮断する位置から、上記の二次元座標値及び距離値を推定しても良い。あるいは、図６に示すように、指先やペン先等の位置を３次元的に特定可能な撮像カメラ３００や、３Ｄセンシング機器を用いても良い。

更に、例えば、制御手段１２０が、タッチパネル２００に対し、次回接触予測領域にあるアイコンを強調表示させてもよく、及び／又は、次回接触予測領域にあるアイコンに関連付けられたアプリケーションの起動準備をしてもよい。

＜第２の実施形態＞
次に、図７及び図８を用いて、本発明の第２の実施形態に係る接触領域予測装置、接触領域予測方法、及び接触領域予測プログラムについて説明する。

なお、第２の実施形態に係る接触領域予測装置の物理的構成は、図２に記載の第１の実施形態に係る接触領域予測装置１００の物理的構成と基本的に同一であるため、説明を省略する。第１の実施形態と第２の実施形態とでは、予測手段１５０の挙動のみが異なる。

最初に、図７を用いて、第２の実施形態における接触領域予測方法の概略について述べる。

第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、指先やペン先等の対向電極がタッチパネル２００に接触した後、時間経過に伴い複数回、対向電極の三次元座標値が推定される。この複数回推定された三次元座標値のうち、直近の複数個数の三次元座標値を用いて、曲線あてはめ等の回帰分析により対向電極の軌跡を近似する方程式を求め、Ｚ座標値が０となることが予想される点のＸＹ座標値を求める。

より具体的には、最初に、直近の複数個数のＸＺ座標値からＸＺ平面上での回帰式を求め、この回帰式においてＺ座標値が０となる点におけるＸ座標値αを求める。次に、直近の複数個数のＸＹ座標値からＸＹ平面上での回帰式を求め、この回帰式においてＸ座標値がαとなる点におけるＹ座標値βを求める。これにより、対向電極が再度タッチパネル２００に接触する点の座標（ｘ，ｙ，ｚ）＝（α，β，０）が予想される。

なお、上記の説明では、最初に直近の複数個数のＸＺ座標値からＸＺ平面上での回帰式を求めたが、ＸＺ座標値ではなく、直近の複数個数のＹＺ座標値からＹＺ平面上での回帰式を求めても良い。この場合は、Ｚ座標値が０となる点におけるＹ座標値βが求まり、次にＸＹ平面上での回帰式から、Ｙ座標値がβとなる点におけるＸ座標値αを求める。これにより、対向電極が再度タッチパネル２００に接触する点の座標（ｘ，ｙ，ｚ）＝（α，β，０）が予想される。

次に、図８を用いて、上記の第２の実施形態における接触領域予測方法の具体例のフローチャートについて述べる。

最初にタッチパネル２００が、自身への指先やペン先等の対向電極の接触を検知する（ＳＴＥＰ２００１）。

次に、タッチパネル２００のＸ軸方向透明電極１０及びＹ軸方向透明電極２０が静電容量値を計測し、静電容量分布及び静電容量の最大値を測定する（ＳＴＥＰ２００２）。

静電容量値が０だった場合、又は静電容量値を計測できなかった場合（ＳＴＥＰ２００３のＹＥＳ）は、ＳＴＥＰ２０１６に進み、フローを終了する。静電容量値が０ではなかった場合は、ＳＴＥＰ２００４に進む。

次に、ＳＴＥＰ２００２において測定された静電容量分布から、対向電極のＸＹ座標値を推定する（ＳＴＥＰ２００４）。

次に、ＳＴＥＰ２００２において測定された静電容量の最大値から、対向電極とタッチパネル２００との間の距離値、すなわち対向電極のＺ座標値を推定する（ＳＴＥＰ２００５）。

なお、ＳＴＥＰ２００４で推定されたＸＹ座標値、及び、ＳＴＥＰ２００５において推定された距離値（Ｚ座標値）は、図２には示されない記憶手段によって記憶する。

次に、ＳＴＥＰ２００６において、各々、所定の複数個数であるｎ個分のＸＹ座標値と距離値が、上記の記憶手段に蓄積されたか判断する。ｎ個分蓄積されていない場合（ＳＴＥＰ２００６のＮＯ）は、ＳＴＥＰ２００２に戻り、再び静電容量値を計測する。ｎ個分蓄積されている場合（ＳＴＥＰ２００６のＹＥＳ）は、ＳＴＥＰ２００７に移動する。

次に、現時点から見て直近ｎ個分のＸＺ座標値を用いて回帰分析をし、ＸＺ平面上での回帰式を求める（ＳＴＥＰ２００７）。

次に、上記のＸＺ平面上での回帰式を用いてｘ＞０の範囲でｚ＝０となる際のＸ座標値が算出可能かどうかを判断する。算出可能でない場合（ＳＴＥＰ２００８のＮＯ）は、ＳＴＥＰ２００２に戻り、再び静電容量値を計測する。算出可能である場合（ＳＴＥＰ２００８のＹＥＳ）は、ＳＴＥＰ２００９に移り、ｘ＞０の範囲でｚ＝０となる際の最小のＸ座標値αを算出する。

次に、直近ｎ個分のＸＹ座標値を用いて回帰分析をし、ＸＹ平面上での回帰式を求める（ＳＴＥＰ２０１０）。

次に、上記のＸＹ平面上での回帰式、及びｘ＝αを用いて、ｘ＝αとなる際の二次元座標（ｘ，ｙ）＝（α，β）を算出する（ＳＴＥＰ２０１１）。

次に、予測手段１５０が、上記の（ｘ，ｙ）＝（α，β）の点を含む所定の領域を次回接触予測領域として予測する（ＳＴＥＰ２０１２）。

次に、予測手段１５０が上記の次回接触予測領域を予測した時点をもって、図２には示されないタイマーがカウントを開始する（ＳＴＥＰ２０１３）。

次に、ＳＴＥＰ２０１３において、タイマーがカウントを開始してから所定時間以内に、タッチパネル２００が接触を検知したか否かを判断する（ＳＴＥＰ２０１４）。

タッチパネル２００が所定時間以内に接触を検知しない場合（ＳＴＥＰ２０１４のＮＯ）は、ＳＴＥＰ２００２に戻り、再度静電容量値を計測する。その結果として、再度計測された静電容量値を用いて、新たに次回接触予測領域を予測することとなる。すなわち、次回接触予測領域が更新される。この際、新たな点におけるＸＹ座標値と距離値が加わる分、最も古い点のＸＹ座標値と距離値は、新たな予測に用いてもよく、新たな予測に用いずに記憶手段から消去しても良い。

タッチパネルが所定時間以内に接触を検知した場合（ＳＴＥＰ２０１４のＹＥＳ）は、ＳＴＥＰ２０１５に進み、記憶手段が記憶したＸＹ座標値及び距離値を消去した上で、ＳＴＥＰ２００２に戻る。すなわち、新たなる接触点を履歴のスタートとして、再度、次回接触予測領域を予測する。

なお、繰り返しになるが、上記のフローではＳＴＥＰ２００７において、直近ｎ個分のＸＺ座標値を用いて回帰分析をしたが、それに代えて、直近ｎ個分のＹＺ座標値を用いて回帰分析をしても良い。その場合は、ＳＴＥＰ２００９において、ｙ＞０，ｚ＝０となる際のｙ＝βが算出されることとなる。

更に、第１の実施形態と同様に、制御手段１２０が、タッチパネル２００に対し、次回接触予測領域にあるアイコンを強調表示させてもよく、及び／又は、次回接触予測領域にあるアイコンに関連付けられたアプリケーションの起動準備をしてもよい。

＜第３の実施形態＞
次に、図９及び図１０を用いて、本発明の第３の実施形態に係る接触領域予測装置、接触領域予測方法、及び接触領域予測プログラムについて説明する。

図９は、本発明の第３の実施形態に係る接触領域予測装置５００の構成を示すブロック図である。第１及び第２の実施形態に係る接触領域予測装置１００と同一の構成要素については、同一の符号を用いて示す。

第３の実施形態に係る接触領域予測装置５００は、第１及び第２の実施形態に係る接触領域予測装置１００が備える各構成要素に加えて、更に入力履歴データベース１６０を備える。この入力履歴データベース１６０には、ユーザによるこれまでの入力履歴が格納される。

続いて図１０を用いて、第３の実施形態の実施例について説明する。図１０の左側に示す表は、上記の入力履歴データベース１６０に格納される入力履歴テーブルの一例である。また、図１０の右側に示す図は、タッチパネル２００に表示されたキーボードの一例である。

ここで、ユーザはキーボードにおいて最初に“Ｅ”のキーにタッチした後、次に“Ａ”のキーにタッチしたとする。その後、指先又はペン先の“Ａ”のキーからの移動の軌跡に基づき、第１及び第２の実施形態における態様と同一の方法で、ユーザによる次回の接触点が、“Ｒ”のキー内であることが予測されたとする。第１及び第２の実施形態においては、例えば、“Ｒ”のキーのみを予測される次回接触領域としていた。一方で、この第３の実施形態においては、第一段階として、“Ｒ”のキーのみならず、“Ｒ”に隣接する“４”、“５”、“Ｅ”、“Ｔ”、“Ｄ”、“Ｆ”を「次回接触領域候補」とする。次に、入力履歴テーブルを用い、これらの候補のうち、これまでに“Ｅ”、“Ａ”の次にタッチされてきた回数が最も高いキーを判断する。図１０の入力履歴テーブルから分かるように、“Ｅ”、“Ａ”の次にタッチされてきた回数は、“Ｒ”、“４”、“５”、“Ｅ”、“Ｔ”、“Ｄ”、“Ｆ”の中では、“ＥＡＴ”の“Ｔ”が最も高い。これに基づき、予測手段１５０は、“Ｒ”ではなく“Ｔ”を次回接触領域と予測する。

更に、制御手段１２０は、タッチパネル２００に対して、“Ｔ”を強調表示させてもよい。この場合、制御手段１２０は、“Ｔ”を強調表示させるのみならず、接触領域候補の全てである“Ｒ”、“４”、“５”、“Ｅ”、“Ｔ”、“Ｄ”、“Ｆ”に対し第１の強調表示をさせ、“Ｔ”に対してのみ、第１の強調表示に加えて第２の強調表示をさせても良い。また、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に、次回接触予測領域であるキーに関連付けられたアプリケーションの起動準備をしてもよい。

また、別法として、次回接触領域候補のうち、中心に位置するキー“Ｒ”か、中心に位置するキー“Ｒ”に隣接するキーかによって異なる第１のポイントを与え、入力履歴テーブルにおける入力回数に応じて第２のポイントを与え、これらの第１のポイントと第２のポイントの合算値が最も高いキーを次回接触領域として予測してもよい。

＜第４の実施形態＞
次に、図１１を用いて、本発明の第４の実施形態に係る接触領域予測装置、接触領域予測方法、及び接触領域予測プログラムについて説明する。

なお、第４の実施形態に係る接触領域予測装置の物理的構成は、図２に記載の第１及び第２の実施形態に係る接触領域予測装置１００、又は、図９に記載の第３の実施形態に係る接触領域予測装置５００と、基本的に同一であるため、説明を省略する。第４の実施形態は、第１乃至第３の実施形態に比較して、後述のように、制御手段１２０が更にチャタリングをバイパスする処理を実施する点において相違する。

タッチパネルにおいては、特に、表示されているアイコン又はキー同士の境界付近に触れた場合、いずれのアイコン又はキーに触れているかが確定しないために発生するチャタリングを防止するため、通常、ごく短時間の間隔での接触の検知を繰り返している。その上で、同一領域への接触を一定回数以上検知したことをもって、当該領域に接触したことが確定する。例えば、図１１内の上側に記載の「従来の処理」では、ＫＥＹ−１とＫＥＹ−Ｘとの間でチャタリングが発生している場合に、ＫＥＹ−１への接触の検知が３回発生したことをもってＫＥＹ−１への接触が確定する。

ここで、本発明の第４の実施形態においては、予測手段１５０が第１乃至第３の実施形態と同一の方法で次回接触予測領域を予測した後、タッチパネル２００において指先やペン先等が、当該次回接触予測領域に実際に接触された場合、当該接触の初回の検知をもって、制御手段１２０が、当該次回接触予測領域への接触を確定する。すなわち、制御手段２０は、当該次回接触予測領域と他の領域との間のチャタリングをバイパスする。これにより、図１１に記載の例においては、下側に記載の「本発明の処理」に見られるように、ＫＥＹ−１への接触の初回の検知から３回目の検知までの間の時間分だけ、ＫＥＹ画定に要する時間を短縮することが可能となる。

以上、上記各実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記各実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

なお、上記の接触領域予測装置、接触領域予測方法、及び接触領域予測プログラムの各部分は、ハードウェア、ソフトウェアのいずれか又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行すること、又は、ハードウェアがプログラムに相当するマイクロコードに従って動作することにより実現されることを意味する。

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ(Programmable ROM)、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM)、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(random access memory)）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

本発明は、携帯電話、携帯端末、携帯ゲーム機、及びデジタル複合機やＡＴＭ等のタッチパネルに用いることができる。また、他分野、例えば、タッチパッドに応用することも可能である。

１０ Ｘ軸方向透明電極
２０ Ｙ軸方向透明電極
１００ 接触領域予測装置
１１０ バス
１２０ 制御手段
１３０ 座標推定手段
１４０ 距離推定手段
１５０ 予測手段
１６０ 入力履歴データベース
２００ タッチパッド
３００ 撮像カメラ
５００ 接触領域予測装置

Claims (14)

1. 透明電極が配置されるタッチパネル用に用いられる接触領域予測装置であって、
   前記タッチパネルを操作するための対向電極の先端を前記タッチパネルに投影した際の、前記タッチパネル上の二次元座標値を、時間経過に伴い複数回推定する座標推定手段と、
   前記対向電極の先端の前記タッチパネルからの距離値を、時間経過に伴い複数回推定する距離推定手段と、
   前記先端が前記タッチパネルに接触した後の、前記推定された複数の前記二次元座標値と前記距離値とに基づいて、前記先端が再度前記タッチパネルに接触する点を含む領域を予測する予測手段と、
   を備えることを特徴とする接触領域予測装置。
2. 請求項１に記載の接触領域予測装置であって、
   前記透明電極と前記対向電極との間に形成される静電容量の容量値を測定する複数の静電容量測定手段を更に備え、
   前記座標推定手段は、前記複数の静電容量測定手段によって測定される静電容量の分布に基づいて、前記二次元座標値を推定することを特徴とする接触領域予測装置。
3. 請求項２に記載の接触領域予測装置であって、
   前記距離推定手段は、前記複数の静電容量測定手段によって測定される静電容量の最大値に基づいて、前記距離値を推定することを特徴とする接触領域予測装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の接触領域予測装置であって、
   前記予測手段が、前記先端が前記タッチパネルに接触した点における前記二次元座標値と、前記距離値が増加から減少に転じた時点における該距離値および前記二次元座標値とに基づいて、前記先端が再度前記タッチパネルに接触する点を含む領域を予測することを特徴とする接触領域予測装置。
5. 請求項４に記載の接触領域予測装置であって、
   前記先端が前記タッチパネルに接触した点の二次元座標と、前記先端が再度前記タッチパネルに接触する点として予測された点の二次元座標とは、前記距離が増加から減少に転じた時点における、前記先端を前記タッチパネルに投影した点の二次元座標を挟んで対称の位置にあることを特徴とする接触領域予測装置。
6. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の接触領域予測装置であって、
   前記予測手段が、前記二次元座標値と前記距離値の履歴のうち、予測時点から前記時間経過を遡ることにより得られる、所定の複数個の前記二次元座標値と前記距離値に基づいて、前記先端が再度前記タッチパネルに接触する点を含む前記領域を予測し、前記対向電極の移動に伴い、予測領域を更新することを特徴とする接触領域予測装置。
7. 請求項６に記載の接触領域予測装置であって、
   前記予測手段が、回帰分析を用いて、前記先端が再度前記タッチパネルに接触する点を含む前記領域を予測することを特徴とする接触領域予測装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の接触領域予測装置であって、
   ユーザによる前記タッチパネル上の入力履歴を記憶する入力履歴データベースを更に備え、
   前記予測手段が、前記入力履歴データベースから受信した前記入力履歴と、前記二次元座標値と前記距離値の履歴との双方に基づいて、前記領域を予測することを特徴とする接触領域予測装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の接触領域予測装置であって、強調表示手段を更に備え、該強調表示手段が前記タッチパネルに対し、予測された前記領域にあるアイコンを強調表示させることを特徴とする接触領域予測装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の接触領域予測装置であって、起動準備手段を更に備え、該起動準備手段が予測された前記領域にあるアイコンに関連付けられたアプリケーションの起動準備をすることを特徴とする接触領域予測装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の接触領域予測装置であって、バイパス手段を更に備え、前記タッチパネルにおいて、予測された前記領域にあるキーの入力を検知した場合に、前記バイパス手段がチャタリング処理をバイパスすることを特徴とする接触領域予測装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の接触領域予測装置と、複数の透明電極が配置されるタッチパネルとを備えることを特徴とする端末装置。
13. 透明電極が配置されるタッチパネル用に用いられる接触領域予測方法であって、
    前記タッチパネルを操作するための対向電極の先端を前記タッチパネルに投影した際の、前記タッチパネル上の二次元座標値を、時間経過に伴い複数回推定し、
    前記対向電極の先端の前記タッチパネルからの距離値を、時間経過に伴い複数回推定し、
    前記先端が前記タッチパネルに接触した後、前期推定された複数の前記二次元座標値と前記距離値とに基づいて、前記先端が再度前記タッチパネルに接触する点を含む領域を予測することを特徴とする接触領域予測方法。
14. 透明電極が配置されるタッチパネル用に用いられる接触領域予測装置としてコンピュータを機能させるための接触領域予測プログラムであって、
    コンピュータを、
    前記タッチパネルを操作するための対向電極の先端を前記タッチパネルに投影した際の、前記タッチパネル上の二次元座標値を、時間経過に伴い複数回推定する座標推定手段と、
    前記対向電極の先端の前記タッチパネルからの距離値を、時間経過に伴い複数回推定する距離推定手段と、
    前記先端が前記タッチパネルに接触した後、前期推定された複数の前記二次元座標値と前記距離値とに基づいて、前記先端が再度前記タッチパネルに接触する点を含む領域を予測する予測手段と、
    として機能させるための接触領域予測プログラム。