JP2018005730A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパネルに擬似タッチを行うことが可能な電子機器を提供する。【解決手段】電子機器は、タッチパネルにおける操作対象の座標に関する座標情報を取得する座標情報取得部と、前記タッチパネルから前記タッチパネルの所定位置におけるモニタ信号を検出する信号検出部と、前記座標情報と前記タッチ位置を検出するための信号とに基づいて、前記操作対象を操作するための操作信号を生成する信号生成部と、前記操作信号を前記操作対象に対して出力して、前記操作対象に対する操作を行う信号出力部と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、電子機器に関する。

タッチパネルに供給されている交流信号に同期した逆位相の信号を生成し、生成した信号をタッチパネルに供給するスタイラス入力装置が知られている（特許文献１）。しかし、特許文献１では、機械と機械のコミュニケーションについては考慮されていない。

特開２００７−１８３８０９号公報

本発明の第１の態様によると、電子機器は、タッチパネルにおける操作対象の座標に関する座標情報を取得する座標情報取得部と、前記タッチパネルから前記タッチパネルの所定位置におけるモニタ信号を検出する信号検出部と、前記座標情報と前記モニタ信号とに基づいて、前記操作対象を操作するための操作信号を生成する信号生成部と、前記操作信号を前記操作対象に対して出力して、前記操作対象に対する操作を行う信号出力部と、を備える。
本発明の第２の態様によると、電子機器は、タッチパネルにおける操作対象の座標に関する座標情報を取得する座標情報取得部と、前記座標情報に基づいて、前記操作対象を操作するための一定電位の操作信号を生成する信号生成部と、前記操作信号を前記操作対象に対して出力して、前記操作対象に対する操作を行う信号出力部と、を備える。

第１の実施の形態に係る電子機器の外観を説明するための図。 タッチパネルによるタッチ位置検出を説明するための図。 第１の実施の形態に係る電子機器の構成を示す図。 第１の実施の形態に係る電子機器により行われる処理を説明するための図。 第１の実施の形態に係る電子機器の適用例を示す図。 第１の実施の形態に係る電子機器の別の適用例を示す図。 第２の実施の形態に係る電子機器の外観を説明するための図。 カメラの配置例を示す図。 第３の実施の形態に係る電子機器の構成を示す図。 第３の実施の形態に係る信号出力部の構成を説明するための図。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る電子機器の外観を説明するための図である。図１に示すように、電子機器１は、例えば、スマートフォン（多機能型の携帯電話）２のタッチパネル３に被せるようにして、スマートフォン２に取り付けられる。電子機器１は、スマートフォン２に対して着脱可能である。スマートフォン２は、タッチパネル３付きディスプレイ４を備える。タッチパネル３は、ユーザの指やスタイラス等による入力操作を検出する。ディスプレイ４は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどである。

タッチパネル３は、例えば静電容量型のタッチパネルであり、タッチパネル３には、タッチ位置を検出するための複数の電極がグリッド状（格子状）に配置される。この電極は、例えばＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等による透明電極である。タッチパネル３は、各電極に形成される容量に基づいて、ユーザの指等による入力操作を検出する。具体的には、タッチパネル３は、ユーザの指等によるタッチ（接触）に伴う、電極に形成される容量の変化に基づいて、タッチされたタッチ位置を検出する。また、タッチパネル３は、ユーザの指等でタッチするタッチ操作が行われた場合に、タッチ位置に応じた処理を行う。例えば、タッチパネル３は、タッチ位置に応じた画像をディスプレイ４に表示させる処理を行う。

図２は、第１の実施の形態に係るタッチパネルによるタッチ位置検出の例を説明するための図である。タッチパネル３は、電極１０に形成される容量ＣとスイッチＳＷ１１とスイッチＳＷ１２と検出部１３とを用いて、電極１０の容量Ｃに応じた電流Ｉに基づいて、電極１０に対するタッチ操作の有無を検出する。

スイッチＳＷ１１およびスイッチＳＷ１２には、電極１０へのタッチ操作を検出するためのスキャン信号（走査信号）が入力される。スキャン信号は、所定の周期のパルス信号であり、スイッチＳＷ１１およびスイッチＳＷ１２を駆動させる。例えば、スキャン信号の信号レベルがハイレベル（例えば電源電位）の場合は、スイッチＳＷ１１がオン（導通）、スイッチＳＷ１２がオフ（非導通）となり、スキャン信号の信号レベルがローレベル（例えば接地電位）の場合は、スイッチＳＷ１１がオフ、スイッチＳＷ１２がオンとなる。

スイッチＳＷ１１およびスイッチＳＷ１２にスキャン信号を入力することにより、電極１０に形成される容量Ｃへの充放電電流Ｉが生じる。タッチ操作に応じて電極１０の容量Ｃが変化すると、電流Ｉの大きさが変化する。検出部１３は、タッチ操作による電極１０の容量Ｃの変化に応じた電流Ｉの変化量に基づいて、電極１０に対するタッチ操作の有無を判定する。

タッチパネル３は、タッチパネル３の各電極１０に対応して設けられるスイッチＳＷ１１およびスイッチＳＷ１２に対して、順次スキャン信号を印加する。タッチパネル３は、各電極１０の容量Ｃに応じた電流Ｉを、検出部１３を用いてモニタ（監視）する。タッチパネル３は、電流Ｉの変化量を検出することによって、タッチパネル３におけるタッチ操作が行われたタッチ位置を検出する。

電子機器１は、タッチパネル３の操作面の全体を覆うようにグリッド状に配置されるアンテナ１００（図１を参照）のアレーを有し、タッチパネル３からスキャン信号に基づく信号（モニタ信号）の検出を行う。スキャン信号に基づく信号は、例えば、スイッチＳＷ１１およびスイッチＳＷ１２にスキャン信号が供給された場合に生じる電流Ｉに基づく信号である。電子機器１は、タッチパネル３におけるタッチしたい操作対象の座標に関する座標情報を外部機器から取得する。タッチしたい操作対象とは、例えば、ディスプレイ４に表示されるアイコン等である。座標情報は、例えば、タッチパネル３におけるＸＹ座標値を示す情報である。電子機器１は、座標情報と、その座標情報が表す位置またはその近傍位置から検出したスキャン信号に基づく信号とに基づいて、操作対象を操作するための操作信号を生成する。また、電子機器１は、生成した操作信号をタッチパネル３に電気的に出力することにより、タッチしたい操作対象に対する疑似的なタッチ操作を行う。以下、電子機器１について、図面を参照して詳細に説明する。

図３は、第１の実施の形態に係る電子機器の構成を示す図である。電子機器１は、信号検出部２０と、増幅部３０と、フィルター部４０と、ＡＤ変換部５０と、演算部６０と、ＤＡ変換部７０と、信号出力部８０と、を備える。

信号検出部２０は、上述した複数のアンテナ１００を有し、タッチパネル３における複数の所定位置からスキャン信号に基づく信号を検出する。複数のアンテナ１００は、タッチパネル３の各電極１０の近傍にそれぞれ配置される。アンテナ１００は、例えば、ＩＴＯ等による透明電極等により形成される。これにより、ディスプレイ４に表示される画像が見えなくなることを防ぐことができる。例えば、信号検出部２０は、タッチパネル３に設けられるタッチ位置検出用の各電極１０の数に応じた数のアンテナ１００を有する。このため、信号検出部２０は、各電極１０の位置に対応して設けられる複数のアンテナ１００により、タッチパネル３の各電極１０に対応して供給されるスキャン信号に基づく信号の検出を行うことができる。

また、信号検出部２０は、アンテナ１００へのノイズやアンテナ１００の配線経路上での他の電極１０の信号の混入を抑制するためのシールドを有する。アンテナ１００へのノイズは、例えば、ディスプレイ４からのノイズ信号や、アンテナ１００に隣接する他のアンテナ１００からのノイズ信号である。シールドは、例えば、ＩＴＯ等の透明導電材料等により形成されて、アンテナ１００の周囲に設けられる。シールドには、例えば、接地電位などの一定の電位が供給される。例えば、タッチパネル３の大きさに対応して複数のシールドがグリッド状に配置される。信号検出部２０は、タッチパネル３から検出した信号を増幅部３０に出力する。

増幅部３０は、アンプ回路等により構成されて、信号検出部２０により検出された信号を増幅し、増幅した信号をフィルター部４０に出力する。フィルター部４０は、バンドパスフィルタ回路等により構成されて、増幅部３０から入力された信号のうち、特定の周波数範囲の信号を選択的に通過させる。フィルター部４０は、増幅部３０による信号に対してフィルター処理を行い、ノイズを低減させた信号をＡＤ変換部５０へ出力する。

ＡＤ変換部５０は、アナログ信号であるフィルター部４０からの信号をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換部５０には、信号検出部２０の各アンテナ１００により検出された信号が、増幅部３０およびフィルター部４０を介して入力される。ＡＤ変換部５０は、入力された各々の信号に対してアナログデジタル変換処理を行い、変換後のデジタル信号を演算部６０に出力する。

演算部６０は、ＣＰＵやＦＰＧＡ等のプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成されて、制御プログラムに基づき電子機器１の各部を制御する。演算部６０は、信号解析部６１と、座標情報取得部６２と、信号生成部６３と、記憶部６４とを有する。信号解析部６１は、ＡＤ変換部５０から出力されるデジタル信号を用いて、タッチパネル３の各座標位置におけるスキャン信号が入力されるタイミング（時刻）を算出する。また、信号解析部６１は、座標毎のスキャン信号の入力されるタイミングを示すタイミング情報を生成して、記憶部６４に記憶させる。タイミング情報は、例えば、特定のタイミングを示すトリガーからスキャン信号が入力されるまでの遅延時間（経過時間）を示す情報である。また、信号解析部６１は、ＡＤ変換部５０による変換結果に基づいて、座標毎のスキャン信号に基づく信号の信号レベルに関する信号レベル情報を生成して、記憶部６４に記憶させる。

座標情報取得部６２には、外部機器等からタッチパネル３におけるタッチしたい操作対象の座標に関する座標情報が入力される。座標情報取得部６２は、取得した座標情報を記憶部６４に記憶させる。記憶部６４には、上記のように、タイミング情報と、信号レベル情報と、座標情報とが記憶される。また、記憶部６４には、タッチパネル３におけるＸＹ座標値と信号検出部２０の各アンテナ１００のＸＹ座標値との対応関係を表す座標対応情報が記憶される。

信号生成部６３は、座標情報と座標対応情報とタイミング情報と信号レベル情報とに基づいて、タッチパネル３における操作対象を操作するための操作信号を生成する。例えば、信号生成部６３は、座標対応情報に基づいて、座標情報が示す座標に対応して配置されるアンテナ１００を特定する。信号生成部６３は、そのアンテナ１００により検出された信号に基づいて生成したタイミング情報および信号レベル情報に基づいて、タッチしたい座標位置におけるモニタ信号とは逆位相となる操作信号を生成する。信号生成部６３は、生成した操作信号をＤＡ変換部７０に出力する。ＤＡ変換部７０は、信号生成部６３により生成されたデジタル信号である操作信号をアナログ信号に変換し、変換結果を信号出力部８０に出力する。

信号出力部８０は、ＤＡ変換部７０によりアナログ信号に変換された操作信号を、タッチパネル３に対して出力して、タッチしたい操作対象に対する擬似的なタッチ操作を行う。具体的には、信号出力部８０は、例えば、アンプ回路やアンテナ等を含んで構成されて、アンプ回路により操作信号を増幅した信号を生成し、増幅した信号をアンテナから出力（送信）してタッチパネル３の電極１０に対して非接触で供給（伝送）する。

図４は、第１の実施の形態に係る電子機器により行われる処理を説明するための図である。図４（ａ）では、電子機器１における信号検出部２０のアンテナ１００の位置関係を模式的に示している。なお、図４（ａ）では、電子機器１に設けられる複数のアンテナ１００のうちの一部のアンテナ（アンテナ１００ａ、１００ｂ、１００ｃ）のみを図示している。図４（ｂ）で示す波形１１１、１１２、１１３は、それぞれアンテナ１００ａ、１００ｂ、１００ｃの各々の位置に対応するタッチパネル３の位置に対して供給されるスキャン信号を模式的に示している。図４（ｂ）に示すように、アンテナ１００ａ、１００ｂ、１００ｃの各々に対応するタッチパネル３の各電極１０（より正確には、電極１０に接続されるスイッチＳＷ１１およびスイッチＳＷ１２）に対して、順次スキャン信号が供給される。

図４（ｃ）で示す波形１２１、１２２、１２３は、タッチ操作を行っていない場合の、アンテナ１００ａ、１００ｂ、１００ｃの各々に対応する各電極１０における充放電電流Ｉの信号波形をそれぞれ模式的に示している。図４（ｄ）で示す波形１３１、１３２、１３３は、それぞれアンテナ１００ａ、１００ｂ、１００ｃにおいて検出される信号の波形を模式的に示している。図４（ｄ）に示すように、アンテナ１００ａ、１００ｂ、１００ｃにおいては、各々のアンテナ１００に最も近い位置に配置されている電極１０およびその周辺の電極１０に対してそれぞれ供給されるスキャン信号に基づく信号が検出される。また、各アンテナ１００により検出される信号において、信号の振幅が大きくなっている期間は、アンテナ１００に最も近い位置に配置されている電極１０から、スキャン信号に基づく信号が入力（受信）されていることを示している。

電子機器１は、振幅が大きくなっている期間の信号、すなわち図４（ｄ）に示す範囲１３５、１３６、１３７における信号に基づいて、各アンテナ１００におけるスキャン信号に基づく信号が入力されるタイミングを算出する。電子機器１は、算出したタイミングに基づいて、タッチパネル３の各座標におけるスキャン信号が入力されるタイミングを算出する。電子機器１は、各座標におけるスキャン信号の入力タイミングに関するタイミング情報を生成して、記憶部６４に記憶させる。

電子機器１は、上記のように、タッチしたい座標を示す座標情報と、タッチしたい座標におけるスキャン信号のタイミング情報とに基づいて、タッチパネル３における操作対象を操作するための操作信号を生成する。例えば、アンテナ１００ａの配置位置に対応する電極１０に対して疑似的なタッチ操作を行う場合は、電子機器１は、例えば、図４（ｅ）に示すように、アンテナ１００ａにより検出された信号の波形１３１を反転した波形１４１となる操作信号を生成する。この操作信号は、アンテナ１００ａにより検出されたモニタ信号とは逆位相の信号となる。

電子機器１は、タッチパネル３に対して非接触で操作信号を出力する。これにより、アンテナ１００ａの位置に対応する電極１０に操作信号が供給され、電極１０における電気的特性が変化する。具体的には、この電極１０に形成される容量Ｃや容量Ｃへの充放電電流Ｉが変化する。図４（ｆ）で示す波形１５１、１５２、１５３は、タッチパネル３に対して操作信号を出力している場合の、アンテナ１００ａ、１００ｂ、１００ｃの各々に対応する各電極１０における充放電電流Ｉの信号波形をそれぞれ模式的に示している。図４（ｆ）に示す範囲１５５における信号波形と、図４（ｄ）に示す範囲１３５における信号波形とを比較すると、範囲１５５に示すアンテナ１００ａに対応する電極１０における充放電電流Ｉが減少している。

このように、電子機器１は、操作信号を出力することにより、アンテナ１００ａの位置に対応する電極１０に形成される容量Ｃへの充放電電流Ｉの大きさを変化させることができる。また、電子機器１は、タッチしたい座標におけるスキャン信号のタイミング情報に基づいて生成された操作信号を出力する。このため、タッチパネル３の各位置におけるスキャン信号の入力タイミングに合わせて、スキャン信号に基づく信号（モニタ信号）とは逆位相の操作信号を供給することができる。この結果、タッチパネル３における任意の位置に対して擬似的なタッチ操作を行うことができる。

タッチパネル３では、アンテナ１００ａに対向する電極１０における充放電電流Ｉの大きさが変化したことを検出して、アンテナ１００ａの位置に対応する電極１０に対してタッチ操作が行われたと判定する。したがって、電子機器１は、タッチしたい位置におけるモニタ信号に基づいて生成した操作信号を出力することにより、タッチパネル３における任意の位置に対して擬似的なタッチ操作を行うことができる。タッチパネル３では、擬似的なタッチ操作が行われることにより、タッチ位置に応じた処理が実行されることとなる。

図５は、第１の実施の形態に係る電子機器の適用例を示す図である。図５に示す変換部１２０は、ユーザによる音声を電気信号に変換する。また、変換部１２０は、変換した電気信号を制御部１１０に出力する。制御部１１０は、ＣＰＵやＦＰＧＡ等のプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成されて、変換部１２０からの電気信号に基づいて座標情報を生成する。制御部１１０は、例えば、電気信号に基づいてタッチしたい座標を判定して、タッチしたい座標を示す座標情報を生成して電子機器１に出力する。

電子機器１は、制御部１１０から取得した座標情報に基づいて、座標情報が示す座標に対する擬似的なタッチ操作を行う。これにより、音声データに基づいてタッチしたい位置を判定して、擬似的なタッチ操作を行うことができる。例えば、目が不自由なユーザが、音声によりタッチしたい位置を指示し、タッチしたい位置に対する擬似的なタッチ操作を行うことができる。なお、電子機器１は、変換部１２０および制御部１１０を含むように構成されてもよいし、変換部１２０および制御部１１０のいずれか一方を含むように構成されてもよい。

図６は、第１の実施の形態に係る電子機器の別の適用例を示す図である。図６に示す撮像部１３０は、例えばカメラであり、タッチパネル３付きディスプレイ４の近傍に配置される。撮像部１３０は、例えば、ディスプレイ４の全体を撮像し得るように、ディスプレイ４に取り付けられる。撮像部１３０は、タッチパネル３（およびディスプレイ４）を撮像して画像データを生成する。また、撮像部１３０は、生成した画像データを制御部１１０に出力する。制御部１１０は、画像データに基づいて座標情報を生成する。制御部１１０は、例えば、予め設定された制御プログラムに基づいて、ディスプレイ４に表示される画像からタッチしたい座標を決定して、タッチしたい座標を示す座標情報を生成して電子機器１に出力する。

電子機器１は、制御部１１０から取得した座標情報に基づいて、座標情報が示す座標に対する擬似的なタッチ操作を行う。これにより、機械と機械とのコミュニケーションを実現することができる。例えば、スマートフォン２への必要な操作（例えば、ページめくり等）を自動的に行いながら、ディスプレイ４から撮像部１３０を用いて必要なデータを読み取り、内部のメモリ等に保存するような機能を実現することができる。なお、電子機器１は、撮像部１３０および制御部１１０を含むように構成されてもよいし、撮像部１３０および制御部１１０のいずれか一方を含むように構成されてもよい。

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）電子機器１は、タッチパネル３における操作対象の座標に関する座標情報を取得する座標情報取得部６２と、タッチパネル３からタッチパネル３の所定位置におけるモニタ信号を検出する信号検出部２０と、座標情報とモニタ信号とに基づいて、操作対象を操作するための操作信号を生成する信号生成部６３と、操作信号を操作対象に対して出力して、操作対象に対する操作を行う信号出力部８０と、を備える。このようにしたので、タッチしたい位置に対する擬似的なタッチを行うことができる。

（２）電子機器１は、外部機器等から入力される座標情報に基づいて、タッチパネル３に対する擬似的なタッチ操作を行う。このようにしたので、本実施の形態に係る電子機器１を、機械と機械とのコミュニケーションに適用することができる。また、本実施の形態では、電子機器１は、モニタ信号とは逆位相の増幅された操作信号を生成する。このため、タッチパネル３に対して非接触で操作信号を供給して、擬似的なタッチ操作を行うことができる。このため、ロボットアームに導電ゴム付きのペン状の部品を装着してタッチパネルにタッチ操作を行う機械を設ける場合と比較して、小型な電子機器によりタッチ操作を行わせることができる。目が不自由なユーザが、音声に基づき生成した座標情報を電子機器１に入力させて、タッチパネル３の所望の位置に対するタッチ操作を行うことができる。また、電子機器１を用いることによりタッチパネル３経由での情報の通信が可能となる。このため、専用の通信ライブラリを用いることなく、タッチパネル３を有する様々な機器との通信を行うことが可能となる。

（３）信号検出部２０は、操作対象の位置からモニタ信号を検出する。本実施の形態では、信号検出部２０は、タッチパネル３の大きさに対応してグリッド状に配置される複数のアンテナ１００を有し、各アンテナ１００によってタッチパネル３の各座標におけるスキャン信号に基づく信号を検出する。また、信号生成部６３は、タッチしたい座標における電極１０に対して供給されるスキャン信号のタイミングに基づいて、操作信号を生成する。このため、例えば、所望の位置におけるモニタ信号に対する逆位相の交流信号を精度良く生成することができる。この結果、所望の位置に対する擬似タッチ操作を精度良く行うことができる。

（４）信号出力部８０は、操作信号を操作対象に対して非接触で供給する。本実施の形態では、モニタ信号と逆位相の信号を生成して、生成した信号を非接触でタッチパネル３に供給する。このため、任意の場所からタッチパネル３に対する擬似的なタッチを行うことができる。この結果、電子機器１の設計の自由度を向上させることができる。
（５）信号検出部２０は、シールド部を有する。このようにしたので、タッチしたい位置からのスキャン信号に基づく信号の検出精度を向上させることができる。この結果、タッチしたい位置に対して適した操作信号を生成して、タッチパネル３に送信することができ、擬似タッチ操作の精度を向上させることができる。

（第２の実施の形態）
図面を参照して、第２の実施の形態に係る電子機器について説明する。なお、図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には、同一の参照番号を付し、第１の実施の形態に係る電子機器との相違点を主に説明する。第１の実施の形態では、アンテナ１００がタッチパネル３の操作面の全体を覆うように設けられる例について説明した。第２の実施の形態では、アンテナ１００がタッチパネル３の縁領域に対応して設けられる例について説明する。

図７は、第２の実施の形態に係る電子機器の外観を説明するための図である。図７（ａ）、（ｂ）は、電子機器１およびスマートフォン２を正面および側面から見た図である。図７（ａ）に示すように、電子機器１は、例えば、タッチパネル３の左端および下端の領域を覆うようにして、スマートフォン２に取り付けられる。なお、電子機器１は、スマートフォン２に対して着脱可能である。

電子機器１の信号検出部２０は、タッチパネル３の左端の領域に対応して配置されるアンテナ群２１０と、タッチパネル３の下端の領域に対応して配置されるアンテナ群２２０とを有する。アンテナ群２１０およびアンテナ群２２０は、それぞれが一列に配置される複数のアンテナ１００により構成される。また、図７（ｂ）に示すように、電子機器１には、ガラス等の誘電体層２３０、２４０と、各アンテナ１００へのノイズの混入を抑制するためのシールド層２５０、２６０とが設けられる。シールド層２５０、２６０は、タッチパネル３に接触すると容量を形成してしまうため、タッチパネル３に対して所定の距離だけ離間して設けられる。

図７（ｃ）は、アンテナ１００の配置例を説明するための図であり、図７（ｃ）に示すように、アンテナ１００はタッチパネル３の近傍の位置まで延びていることにより、タッチパネル３からのスキャン信号に基づく信号の検出を感度良く行うことができる。なお、電子機器１をタッチパネル３の右端および上端の領域を覆うようにしてスマートフォン２に取り付けて、タッチパネル３の右端および上端の領域に対応してアンテナ群を設けるようにしてもよい。

アンテナ群２１０およびアンテナ群２２０は、タッチパネル３の左端および下端の領域に配置される各電極１０に対して供給されるスキャン信号に基づく信号（モニタ信号）の検出を行う。電子機器１の信号解析部６１は、アンテナ群２１０およびアンテナ群２２０により検出された信号に基づいて、タッチパネル３の左端および下端の領域の各座標位置におけるスキャン信号が入力されるタイミング（スキャンタイミング）を算出する。また、信号解析部６１は、タッチパネル３の左端および下端の領域の各座標位置におけるスキャン信号の入力タイミングに基づいて、タッチパネル３の全面の各座標位置のスキャン信号の入力タイミングを推定する。

例えば、信号解析部６１は、タッチパネル３のＸ方向に配置される電極１０のスキャンタイミングと、タッチパネル３のＹ方向に配置される電極１０のスキャンタイミングとを解析することにより、端部の領域から順にスキャン信号が供給されていることを検出して、タッチパネル３の全面の各座標位置のスキャンタイミングを算出することができる。信号解析部６１は、タッチパネル３の全面の各座標におけるスキャン信号の入力タイミングに関するタイミング情報を生成して、記憶部６４に記憶させる。

上述した実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
（６）信号検出部２０は、タッチパネル３の縁領域からモニタ信号を検出する。本実施の形態では、信号検出部２０は、タッチパネル３の端部の領域に設けられたアンテナ群２１０およびアンテナ群２２０によりモニタ信号の検出を行い、信号解析部６１は、信号検出部２０による検出結果に基づいて、タッチパネル３の全体の各位置におけるスキャン信号のタイミング情報を生成する。このため、アンテナ１００をタッチパネル３の全面に設ける場合と比較するとタッチパネル３の全面を遮らないため、ディスプレイ４に表示される画像の視認性を向上させることができる。ディスプレイ４の画像を撮像させるカメラを配置しやすくすることができる。タッチパネルの任意の辺において、ディスプレイ４の全画面を撮像できるような角度にカメラを配置することにより、全画面のキャプチャを行うことが可能となる。例えば、図８に示すようにカメラ（撮像部）１３０を配置して、ディスプレイ４の全画面のキャプチャを行うことができる。

（第３の実施の形態）
図面を参照して、第３の実施の形態に係る電子機器について説明する。なお、図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には、同一の参照番号を付し、第１の実施の形態に係る電子機器との相違点を主に説明する。図９は、第３の実施の形態に係る電子機器の構成を示す図である。電子機器１は、演算部６０と、ＤＡ変換部７０と、信号出力部８０と、を備える。また、演算部６０は、座標情報取得部６２と、信号生成部６３と、記憶部６４とを有する。

第３の実施の形態では、信号生成部６３は、座標情報に基づいて、タッチパネル３における操作対象を操作するための操作信号を生成する。信号生成部６３は、例えば、一定電位（例えば、接地電位）となる操作信号を生成する。信号生成部６３により生成された操作信号は、ＤＡ変換部７０を介して信号出力部８０に出力される。なお、信号生成部６３は、生成した操作信号を、ＤＡ変換部７０を介さずに信号出力部８０に出力するようにしてもよい。

図１０は、第３の実施の形態に係る信号出力部の構成を説明するための図である。信号出力部８０は、タッチパネル３の操作面の全体を覆うようにマトリクス状に配置される複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３００を有する。また、各薄膜トランジスタ３００は、ガラス等による基板３２０に対して形成される。薄膜トランジスタ３００は、例えば、透明酸化物半導体であるＩｎＧａＺｎＯ（ＩＧＺＯ）を用いた薄膜トランジスタである。薄膜トランジスタ３００のドレイン電極には、ＩＴＯ等の透明導電膜（透明電極）３１０が接続される。ＩＴＯ等の透明導電膜３１０は、タッチパネル３の電極１０に対向するように設けられる。

薄膜トランジスタ３００のソース端子には、信号生成部６３により生成された操作信号（例えば、接地電位となる０Ｖ）が入力される。薄膜トランジスタ３００のゲート端子には、不図示の制御部によるゲート制御信号が入力される。各々の薄膜トランジスタ３００は、ゲート制御信号に基づいてオンオフ制御されて、タッチしたい座標位置への操作信号の供給を開始及び停止する。

薄膜トランジスタ３００は、例えば、ゲート制御信号がハイレベルとなることによりオン状態となり、操作信号を透明電極３１０に供給する。透明電極３１０に対向して配置されるタッチパネル３の電極１０には、薄膜トランジスタ３００と透明電極３１０と基板３２０とを介して操作信号が与えられる。これにより、電極１０に形成される容量Ｃが変化し、容量Ｃへの充放電電流Ｉが変化する。このため、タッチパネル３は、透明電極３１０に対向する電極１０における充放電電流Ｉの大きさが変化したことを検出して、この電極１０に対してタッチ操作が行われたと判定する。したがって、電子機器１は、タッチパネル３に対する擬似的なタッチ操作を行うことが可能となる。また、電子機器１は、座標情報に基づいてタッチしたい位置に対応する薄膜トランジスタ３００をオンオフ制御することにより、タッチパネル３における任意の位置に対して擬似的なタッチ操作を行うことができる。

一方、薄膜トランジスタ３００は、ゲート制御信号がローレベルの場合はオフ状態となり、操作信号が供給される信号線と透明電極３１０との間は非導通状態（遮断状態）となる。これにより、透明電極３１０に対向する電極１０に形成される容量Ｃは変化せず、タッチパネル３は、この電極１０に対するタッチは行われていないと判定する。また、本実施の形態では、薄膜トランジスタ３００を用いることにより、タッチパネル３との接触面において電極１０に形成される容量Ｃの制御を行う。このため、電極１０に対して形成される寄生容量を低減することができる。電極１０に対して形成される寄生容量が大きい場合は、適切にタッチパネル３に対するタッチを解除することができなくなることが考えられる。本実施の形態では、電極１０に対して形成される寄生容量を小さくすることができるため、タッチ操作およびタッチ操作の解除を高精度に行うことができる。

上述した実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
（７）電子機器１は、タッチパネル３における操作対象の座標に関する座標情報を取得する座標情報取得部６２と、座標情報に基づいて、操作対象を操作するための一定電位の操作信号を生成する信号生成部６３と、操作信号を操作対象に対して出力して、操作対象に対する操作を行う信号出力部８０と、を備える。本実施の形態では、タッチパネル３に接触する基板３２０および透明電極３１０を介して、一定電位となる操作信号を電極１０に供給する。このため、モニタ信号とは逆位相の交流信号を生成して擬似的なタッチ操作を行う場合に必要となるアンテナ１００およびアンテナ１００からの信号を処理するための周辺回路（フィルター部４０等）を設ける必要がない。このため、電子機器１の回路面積を削減することができる。

（８）信号出力部８０は、操作信号の操作対象への供給を開始及び停止する薄膜トランジスタ３００を有する。本実施の形態では、信号出力部８０は、薄膜トランジスタ３００をオンオフ制御して、タッチパネル３の電極１０に形成される容量Ｃを変化させる。このため、電極１０に形成される容量Ｃの制御を高精度に行うことができる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。

（変形例１）
上述した第１の実施の形態では、音声データに基づいて座標情報を生成する例について説明した。しかし、変換部１２０は、音、文字列で表現される言語、ジェスチャー等に基づいて、座標情報を生成するようにしてもよい。例えば、１回拍手したら一番上、２回拍手したら真ん中、３回拍手したら一番下などのようにして、タッチしたい位置を指示することにより座標情報を生成する。また、離れているところから指差して、タッチしたい位置を指示することにより座標情報を生成するようにしてもよく、離れたところに配置された別のタッチパネルの出力信号に基づいて、座標情報を生成するようにしてもよい。

（変形例２）
電子機器１の上に透明ディスプレイを取り付けてカーソルを表示させ、脳波、マウスやジョイスティック等の操作による信号に基づいて、タッチしたい位置を指示することにより座標情報を生成するようにしてもよい。例えば、脳波による指示では、ユーザの運動想起を検出することによりカーソルを移動させたり、集中状態を検出するとタッチしたい位置を決定して、その位置に対する擬似的なタッチ操作を行うようにしてもよい。

（変形例３）
上述した第１の実施の形態では、モニタ信号とは逆位相の操作信号をタッチパネル３に対して出力する例について説明した。しかし、タッチパネル３の位置検出の方式に応じて、操作信号の位相および振幅等を変更してもよい。

（変形例４）
スマートフォン２のタッチパネル３付きディスプレイ４に表示されている画像を、ディスプレイ４とは別のディスプレイに表示させ、この別のディスプレイ上での操作に連動してスマートフォン２のタッチパネル３に対して擬似的なタッチ操作を行うようにしてもよい。なお、この別のディスプレイは、タッチパネル付きディスプレイであってもよいし、タッチパネルが付いていないディスプレイであってもよい。

（変形例５）
上述した実施の形態および変形例では、スマートフォン２のタッチパネル３に対して電子機器１を用いる例について説明した。しかし、カメラ、タブレット、ゲーム機、券売機など、タッチパネルを有する他の機器にも適用することができる。例えば、タッチパネルが付いている産業機器等に適用することにより、自動処理マクロ機能を実現することができる。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１…電子機器、２…タッチパネル、６２…座標情報取得部、６３…信号生成部、８０…信号出力部

Claims (10)

1. タッチパネルにおける操作対象の座標に関する座標情報を取得する座標情報取得部と、
   前記タッチパネルから前記タッチパネルの所定位置におけるモニタ信号を検出する信号検出部と、
   前記座標情報と前記モニタ信号とに基づいて、前記操作対象を操作するための操作信号を生成する信号生成部と、
   前記操作信号を前記操作対象に対して出力して、前記操作対象に対する操作を行う信号出力部と、
   を備える電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器において、
   前記信号検出部は、前記操作対象の位置から前記モニタ信号を検出する電子機器。
3. 請求項１に記載の電子機器において、
   前記信号検出部は、前記タッチパネルの縁領域から前記モニタ信号を検出する電子機器。
4. 請求項２または請求項３に記載の電子機器において、
   前記信号出力部は、前記操作信号を前記操作対象に対して非接触で供給する電子機器。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の電子機器において、
   前記信号検出部は、シールド部を有する電子機器。
6. タッチパネルにおける操作対象の座標に関する座標情報を取得する座標情報取得部と、
   前記座標情報に基づいて、前記操作対象を操作するための一定電位の操作信号を生成する信号生成部と、
   前記操作信号を前記操作対象に対して出力して、前記操作対象に対する操作を行う信号出力部と、
   を備える電子機器。
7. 請求項６に記載の電子機器において、
   前記信号出力部は、前記操作信号の前記操作対象への供給を開始及び停止する薄膜トランジスタを有する電子機器。
8. 請求項７に記載の電子機器において、
   前記信号出力部は、前記薄膜トランジスタが複数設けられた基板を有する電子機器。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の電子機器において、
   前記タッチパネルを撮像して画像データを生成する撮像部と、
   前記画像データに基づいて前記座標情報を生成する制御部と、を更に備える電子機器。
10. 請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の電子機器において、
    音声を電気信号に変換する変換部と、
    前記電気信号に基づいて前記座標情報を生成する制御部と、を更に備える電子機器。
    

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