JP4994489B2 - タッチパネル装置 - Google Patents

Description

本発明は、相互容量方式の静電容量型のタッチパネル装置に関する。

近年、タッチパネルを用いたＰＤＡ（Personal Digital Assistant）や携帯電話が多く見られるようになった。なかでも防水対応のタッチパネルを搭載した携帯電話が注目されている。この種の携帯電話に用いられるタッチパネル装置として、例えば特許文献１や特許文献２に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された静電容量型タッチスイッチ装置は、タッチスイッチに対し、指で押した状態と押さない状態でレジスタ電極の抵抗値の変化量とスイッチ電極の静電容量の変化量とを計測する演算回路と、抵抗値及び静電容量の両方の変化量を記憶する不揮発性メモリとを搭載し、水滴による誤動作を防止することが記載されている。他方、特許文献２に記載されたタッチスイッチ検出装置は、自己容量方式の静電容量型タッチスイッチを採用し、指が接触していると判定した接触電極の数に基づいて使用者の操作の有無を判定する基準である検知閾値を設定することが記載されている。

特開２００６−１８５７４５号公報 特開２００９−２３８７０１号公報

ところで、上述した特許文献１に記載された静電容量型タッチスイッチ装置は、水滴による誤動作を防止できるものの、抵抗値を読み取るレジスタ電極が必要となるため、構成が複雑になるという課題を有している。

特許文献２に記載されたタッチスイッチ検出装置は、自己容量方式の静電容量型タッチスイッチを採用している関係上、水滴を検出したときの検出信号の変化量分布が指・ペンを検出したときの検出信号の変化量分布と同様にプラスになるため、タッチパネルの表面に触れているのが水滴なのか変化量が微小であるペンなのかを判別することができず、誤反応してしまう。また、水滴に指・ペンを入れた場合、検出信号の変化量が増大することから、指・ペンがタッチパネルの表面に触れなくても水滴を介して触れるだけで反応してしまうという課題がある。

本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、構成を複雑化することなく、水滴による誤動作を防止することができるタッチパネル装置を提供することを目的とする。

本発明のタッチパネル装置は、複数の送信側電極及び受信側電極を有する相互容量方式の静電タッチパネルと、前記静電タッチパネルへの接触を検出し接触情報を出力する検出部と、前記接触情報に基づき前記複数の送信側電極及び受信側電極の各々の検出信号変化量を計算し出力する検出信号変化量計算部と、前記検出信号変化量に基づき検出信号の変化量分布を計算し出力する変化量分布計算部と、前記検出信号の変化量分布のピーク値が所定の負の閾値以下のとき、前記静電タッチパネルへの接触が水滴であると判定する判定部と、を備えた。

上記構成によれば、相互容量方式の静電タッチパネルを用いることで、静電タッチパネル単体で水滴と指・ペンを判別可能となり、レジスタ電極を使用する従来技術と比べて構成の簡略化が図れる。また、静電タッチパネルの表面に接触している物体を負の閾値で判定し、検出信号の変化量分布のピーク値が所定の負の閾値以下のときに静電タッチパネルへの接触が水滴であると判定するので、タッチパネルの表面に触れているのが水滴なのか指・ペンなのかを容易に判別することができる。このように、構成を複雑化することなく、水滴による誤動作を防止することが可能となる。

本発明のタッチパネル装置は、複数の送信側電極及び受信側電極を有する相互容量方式の静電タッチパネルと、前記静電タッチパネルへの接触を検出し接触情報を出力する検出部と、前記接触情報に基づき前記複数の送信側電極及び受信側電極の各々の検出信号変化量を計算し出力する検出信号変化量計算部と、前記検出信号変化量に基づき検出信号の変化量分布を計算し出力する変化量分布計算部と、前記検出信号の変化量分布のピーク値が所定の負の閾値以下であり、かつ前記検出信号の変化量分布のピーク値が前記所定の負の閾値以下である前記静電タッチパネル上の領域の周辺領域における前記検出信号の変化量分布のピーク値が所定の正の閾値以上のとき、前記静電タッチパネルへの接触が水滴であると判定する判定部と、を備えた。

上記構成によれば、静電タッチパネルへの接触が水滴であるか否かの判定において、検出信号の変化量分布のピーク値が所定の負の閾値以下か否かの判定に加えて、検出信号の変化量分布のピーク値が所定の負の閾値以下である静電タッチパネル上の領域の周辺領域における検出信号の変化量分布のピーク値が所定の正の閾値以上か否かを判定する。静電タッチパネル上に水滴が存在する場合、検出信号の変化量の分布は‘ ＋ → − → ＋ 'となる。すなわち、水が存在する領域は‘−'となり、その周辺は‘＋'となる。したがって、検出信号の変化量の分布のピーク値が所定の負の閾値以下であり、かつ検出信号の変化量分布のピーク値が所定の負の閾値以下である静電タッチパネル上の領域の周辺領域における検出信号の変化量分布のピーク値が所定の正の閾値以上になっていれば、静電タッチパネルへの接触が高い確率で水滴であると言える。このように、前記した発明よりも高精度で静電タッチパネルへの水滴の接触の有無を判定することができる。

本発明のタッチパネル装置は、複数の送信側電極及び受信側電極を有する相互容量方式の静電タッチパネルと、前記静電タッチパネルへの接触を検出し接触情報を出力する検出部と、前記接触情報に基づき前記複数の送信側電極及び受信側電極の各々の検出信号変化量を計算し出力する検出信号変化量計算部と、前記検出信号変化量に基づき検出信号の変化量分布を計算し出力する変化量分布計算部と、前記検出信号の変化量分布を所定のサンプリング周期で記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された過去の前記検出信号の変化量分布のピーク値が所定の負の閾値以下であり、かつ過去の前記検出信号の変化量分布のピーク値が前記所定の負の閾値以下である前記静電タッチパネル上の領域の周辺領域における過去の前記検出信号の変化量分布のピーク値が第１の所定の正の閾値以上のとき、前記静電タッチパネルへの接触が水滴であったと判定し、前記検出信号の変化量分布のピーク値が第２の所定の正の閾値以上であっても最終的に出力される座標値を無効とする判定部と、を備えた。

上記構成によれば、検出信号の変化量分布を所定のサンプリング周期で記憶し、記憶した過去の検出信号の変化量分布のピーク値が所定の負の閾値以下であり、かつ過去の検出信号の変化量分布のピーク値が所定の負の閾値以下である静電タッチパネル上の領域の周辺領域における過去の検出信号の変化量分布のピーク値が第１の所定の正の閾値以上のとき、静電タッチパネルへの接触が水滴であったと判定し、検出信号の変化量分布のピーク値が第２の所定の正の閾値以上であっても最終的に出力される座標値を無効とすると判定するので、静電タッチパネルに接触している水滴に指・ペンを入れても、指・ペンと誤判定することを防止することができる。すなわち、水滴の中に指・ペンを入れた場合、大きな指であると判定される可能性があるので、当該箇所において過去に水があったかを調べることで、誤判定を防止することができる。そして、たとえ、検出信号の変化量の分布が‘＋’の一つの大きな山となって、プラスのピーク値が第２の所定の正の閾値以上であっても、最終的に出力する座標値を無効とする。

上記構成において、前記検出信号の過去に水滴が存在した座標における変化量分布がゼロになったとき、前記記憶部のその座標における過去の変化量の記憶はリセットされる。

上記構成によれば、過去に水滴が存在していたが、現在は無くなったとして記憶部の記憶内容をリセットすることで、通常動作として動作させることができる。

上記構成において、前記判定部にて前記静電タッチパネルへの接触が水滴であると判定されたとき、前記静電タッチパネル上に水滴が存在している旨を表示する。

上記構成によれば、静電タッチパネル上に水滴が存在していることをユーザに通知することができる。

本発明によれば、複数の送信側電極及び受信側電極を有する相互容量方式の静電タッチパネルにおいて、構成を複雑化することなく、水滴による誤動作を防止することができる。

本発明の実施の形態１に係るタッチパネル装置の概略構成を示すブロック図 実施の形態１に係るタッチパネル装置の静電タッチパネルの概略構成を示す図 実施の形態１に係るタッチパネル装置の静電タッチパネル上に水滴が存在するときの検出信号の分布を概略的に示した図 実施の形態１に係るタッチパネル装置の静電タッチパネル上に水滴が接触したときの送信側電極と受信側電極との間の電気力線の変化を示す図 実施の形態１に係るタッチパネル装置の動作を説明するためのフローチャート 実施の形態１に係るタッチパネル装置の静電タッチパネル上に水滴が接触している様子を示す図 本発明の実施の形態２に係るタッチパネル装置の静電タッチパネル上に水滴が接触している様子を示す図 実施の形態２に係るタッチパネル装置の動作を説明するためのフローチャート 本発明の実施の形態３に係るタッチパネル装置の概略構成を示すブロック図 実施の形態３に係るタッチパネル装置の動作を説明するためのフローチャート

以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るタッチパネル装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、本実施の形態のタッチパネル装置１００は、静電タッチパネル１と、検出部２と、検出信号変化量計算部３と、変化量分布計算部４と、判定部５と、表示制御部６と、表示部７と、座標出力部８とを備える。図２は、静電タッチパネル１の概略構成を示す図である。図２において、静電タッチパネル１は、複数の送信側電極１０及び受信側電極１１を有する相互容量方式の静電タッチパネルであり、複数の送信側電極１０と受信側電極１１が図示せぬ基材シートの表面上に互いに交差するようにそれぞれ配列されている。

図１に戻り、検出部２は、静電タッチパネル１の複数の送信側電極１０及び受信側電極１１の各交点Ｐ（図２参照）における検出信号から静電タッチパネル１への接触を検出し接触情報を出力する。ここで、送信側電極１０及び受信側電極１１の交点Ｐを電極と呼ぶ。検出信号変化量計算部３は、検出部２から出力される接触情報に基づき各電極の検出信号を測定し（すなわち複数の送信側電極１０及び受信側電極１１の各々の検出信号を測定し）、検出信号変化量△Ｃｉを計算して出力する。なお、検出信号の変化量は、静電タッチパネル１に接触する物質の違いにより異なる値になる。

一般的な相互容量方式の静電タッチパネルの検出信号変化量は０値を中心にプラスの値とマイナスの値が出力される。水の場合、検出信号変化量はマイナスの値をとる。そして、水の大きさが大きくなるに従い徐々にマイナス値が大きくなる。これに対し、指とペンの場合、検出信号変化量はプラスの値をとる。そして、指とペンのそれぞれの大きさが大きくなるに従い徐々にプラス値が大きくなる。特に、指はペンよりも検出信号変化量が大きくなる。

図１に戻り、変化量分布計算部４は、検出信号変化量計算部３で計算された各電極における検出信号変化量△Ｃｉに基づき検出信号の変化量分布△Ｃ（ｘ，ｙ，ｔ）を計算し出力する。相互容量方式の静電タッチパネル１では、タッチパネル上に水が存在する場合、検出信号の変化量の分布は、‘ ＋ → − → ＋ 'となる。図３は、静電タッチパネル１上に水滴が存在するときの検出信号の分布を概略的に示した図である。図３に示すように、水滴１４に対する検出信号の分布１５ａはマイナス側になり、水滴１４の周辺に対する検出信号の分布１５ｂはプラス側になる。このように静電タッチパネル１上に水滴１４が存在するときは検出信号の変化量の分布が‘ ＋ → − → ＋ 'となる。

図４は、静電タッチパネル１上に水滴１４が接触したときの送信側電極１０と受信側電極１１との間の電気力線の変化を示す図である。図４において、静電タッチパネル１では、送信側電極１０から受信側電極１１に向けて電気力線１３が発生するが、タッチ面１２に水滴１４が接触すると、この水滴１４が誘電体として働いて電荷量が増加するとともに、電気力線１３が内側に吸い取られるため、これらの原因で水滴１４の部分がマイナス、周辺でプラスになる。すなわち、この２つの原因で水滴１４の検出信号の変化量分布{“＋” → “−” → “＋”}が引き起こされると考えられる。但し、水滴１４に指（ペン）が触れた場合、人体を介して接地されるので、１つの指として扱う。

図１に戻り、判定部５は、変化量分布計算部４で計算された検出信号の変化量分布△Ｃ（ｘ，ｙ，ｔ）のピーク値が所定のマイナス（負）の閾値以下であるか否かを判定し、その結果を出力する。判定部５は、検出信号の変化量分布△Ｃ（ｘ，ｙ，ｔ）のピーク値が所定のマイナスの閾値以下のとき、静電タッチパネル１への接触が水であると判定する。

表示制御部６は、判定部５における判定結果が水の場合、表示部７に静電タッチパネル１に水が接触したことをユーザに通知するための表示を行う。例えば、「タッチパネルを拭いて下さい」というメッセージを表示する。また、水が接触した座標値を取り込んで、水が接触した位置と対応する表示部７上の位置を例えば水色で表示することも可能である。このようにすることで水が接触した位置を一目で確認することができる。

上述した変化量分布計算部４は、各電極の検出信号の変化量分布を計算する以外に、静電タッチパネル１への接触の座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、…を計算して出力する。座標出力部８は、変化量分布計算部４で計算された静電タッチパネル１への接触の座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、…から、水を除いた最終値としての指・ペンの座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、…を出力する。

次に、本実施の形態のタッチパネル装置１００の動作について説明する。
図５は、本実施の形態のタッチパネル装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。図５において、検出信号変化量計算部３が、静電タッチパネル１の各電極の検出信号を測定し、変化量を算出する（ステップＳ１０１）。次いで、変化量分布計算部４が、水、指、ペンの座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、…、（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）を算出し、その後、検出信号の変化量分布△Ｃ（ｘ，ｙ，ｔ）を作成する（ステップＳ１０２）。次に、判定部５が、全ての電極それぞれの検出信号の変化量分布△Ｃ（ｘ，ｙ，ｔ）についてマイナスの閾値（−ａ：ａは正の実数）と比較するために、カウンタｎを設定する（ステップＳ１０３）。この場合、始めはカウンタｎの値を「１」にする。なお、カウンタｎは１からｍまでの各値をとる。

判定部５は、検出信号の変化量分布△Ｃ（Ｘ１−△ｘ，Ｙ１−△ｙ，ｔ）がマイナスの閾値（−ａ）以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。すなわち、△Ｃ（Ｘ１−△ｘ，Ｙ１−△ｙ，ｔ）≦−ａであるか否かを判定する。この判定において、△Ｃ（Ｘ１−△ｘ，Ｙ１−△ｙ，ｔ）≦−ａである場合、その座標に水が存在する可能性があるとして、（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）は座標値として無効にする（ステップＳ１０５）。これに対して、△Ｃ（Ｘ１−△ｘ，Ｙ１−△ｙ，ｔ）＞−ａである場合、その座標に水が存在しないものとして（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）は座標値として有効にする（ステップＳ１０６）。

このステップＳ１０４では、静電タッチパネル１上に接触している物体をマイナスの閾値（−ａ）で判定する。検出信号の変化量分布のピーク値がマイナスの閾値（−ａ）以下であれば、当該物体は水であると判定し無視する。図６は、静電タッチパネル１上に水滴１４が接触している様子を示す図である。水滴１４が接触している領域はマイナスの閾値（−ａ）以下の領域であり、水として無視される。

図５に戻り、ステップＳ１０５又はステップＳ１０６の処理を行った後、判定部５は、カウンタｎの値をｎ＋１＝２にカウントアップする（ステップＳ１０７）。次いで、カウンタｎ（＝２）の値がｍを超えるかどうか判定し（ステップＳ１０８）、カウンタｎの値がｍ以下である場合、ステップＳ１０４に戻り、判定部５は、次に検出信号の変化量分布△Ｃ（Ｘ２−△ｘ，Ｙ２−△ｙ，ｔ）がマイナスの閾値（−ａ）以下であるか否かを判定する。この判定において、△Ｃ（Ｘ２−△ｘ，Ｙ２−△ｙ，ｔ）≦−ａである場合、その座標に水が存在する可能性があるとして、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）は座標値として無効にする（ステップＳ１０５）。

これに対し、△Ｃ（Ｘ２−△ｘ，Ｙ２−△ｙ，ｔ）＞−ａである場合、その座標に水が存在しないものとして（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）は座標値として有効にする（ステップＳ１０６）。判定部５は、ステップＳ１０５又はステップＳ１０６の処理を行った後、カウンタｎの値をｎ＋１＝３にカウントアップする（ステップＳ１０７）。次いで、カウンタｎの値がｍを超えるかどうか判定し（ステップＳ１０８）、カウンタｎ（＝３）の値がｍ以下である場合、ステップＳ１０４に戻り、判定部５は、次に検出信号の変化量分布△Ｃ（Ｘ３−△ｘ，Ｙ３−△ｙ，ｔ）がマイナスの閾値（−ａ）以下であるか否かを判定する。以後上記同様にカウンタｎの値がｍになるまでステップＳ１０４〜ステップＳ１０８の処理が行われる。

判定部５は、上記ステップＳ１０４〜ステップＳ１０８の処理をカウンタｎの値がｍになるまで行った後、判定結果を出力する（ステップＳ１０９）。判定部５から判定結果が出力されることで座標出力部８が座標出力を行う。この場合、水を除いた最終値としての指・ペンの座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、…、（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）を出力する。このステップＳ１０９の処理が終わった後、ステップＳ１０１に戻り、上記同様の処理が行われる。

このように本実施の形態のタッチパネル装置１００によれば、相互容量方式の静電タッチパネル１を用いたので、この静電タッチパネル１単体で水と指・ペンを判別可能となり、レジスタ電極を使用する従来技術と比べて構成の簡略化が図れる。また、静電タッチパネル１の表面に接触している物体をマイナスの閾値（−ａ）で判定し、検出信号の変化量分布のピーク値がマイナスの閾値（−ａ）以下のときに静電タッチパネル１への接触が水であると判定するので、静電タッチパネル１の表面に触れているのが水なのか指・ペンなのかを容易に判別することができる。つまり、本実施の形態のタッチパネル装置１００によれば、構成を複雑化することなく、水滴による誤動作を防止することができる。

（実施の形態２）
前述した実施の形態１のタッチパネル装置１００は、検出信号の変化量分布のピーク値がマイナスの閾値（−ａ）以下であれば、静電タッチパネル１への接触が水であると判定し無視するようにしたが、実施の形態２のタッチパネル装置は、さらに、マイナス領域周辺の検出信号の変化量分布のピーク値がプラスの閾値（ｂ：ｂは正の実数）以上となれば、水であると判定し無視するようにしたものである。すなわち、実施の形態２のタッチパネル装置は、検出信号の変化量分布のピーク値がマイナスの閾値（−ａ）以下であり、かつ検出信号の変化量分布のピーク値がマイナスの閾値（−ａ）以下である静電タッチパネル１上の領域の周辺領域における検出信号の変化量分布のピーク値がプラスの閾値（ｂ）以上のとき、静電タッチパネル１への接触が水であると判定し無視するようにしたものである。

実施の形態２のタッチパネル装置の構成は、実施の形態１のタッチパネル装置１００の判定部５に新規の機能を追加した判定部を備える以外は実施の形態１のタッチパネル装置１００の構成（図１に示す構成）と同一の構成を有している。したがって、実施の形態２のタッチパネル装置では図１を援用する。但し、実施の形態２のタッチパネル装置には符号１０１を付し、また判定部には符号５０を付すこととする。

図７は、静電タッチパネル１上に水滴１４が接触している様子を示す図である。水滴１４が接触している領域はマイナスの閾値（−ａ）以下の領域であり、その周辺がプラスの閾値（ｂ）以上の領域である。実施の形態２のタッチパネル装置１０１では、上述したように検出信号の変化量分布のピーク値がマイナスの閾値（−ａ）以下で、さらに周辺の検出信号の変化量分布のピーク値がプラスの閾値（ｂ）以上であれば、水であると判定し無視する。

図８は、本実施の形態のタッチパネル装置１０１の動作を説明するためのフローチャートである。図８において、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０４は、図５のステップＳ１０１〜ステップＳ１０４と共通し、またステップＳ２０６は図５のステップＳ１０６と共通し、またステップＳ２０９〜ステップＳ２１１は図５のステップＳ１０７〜ステップＳ１０９と共通するので、これらの説明は省略する。したがって、ステップＳ２０４の判定で、検出信号の変化量分布△Ｃ（Ｘ１−△ｘ，Ｙ１−△ｙ，ｔ）がマイナスの閾値（−ａ）以下である場合の処理すなわちステップＳ２０５、ステップＳ２０７及びステップＳ２０８の処理についてのみ説明する。

判定部５０が、検出信号の変化量分布△Ｃ（Ｘ１−△ｘ，Ｙ１−△ｙ，ｔ）がマイナスの閾値（−ａ）以下である場合、すなわち、△Ｃ（Ｘ１−△ｘ，Ｙ１−△ｙ，ｔ）≦−ａである場合、マイナスの閾値（−ａ）以下の周辺の座標の値はプラスの閾値（ｂ）以上か否かを判定する。すなわち、△Ｃ（Ｘ１，Ｙ１，ｔ）≧ｂとなるか否かを判定する。この判定において、△Ｃ（Ｘ１，Ｙ１，ｔ）≧ｂである場合、水滴がその座標に存在するとして、（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）は座標値として無効にする（ステップＳ２０７）。これに対し、△Ｃ（Ｘ１，Ｙ１，ｔ）＜ｂである場合、水がその座標に存在する可能性があるが、（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）は座標値として無効にする（ステップＳ２０８）。判定部５０は、ステップＳ２０７又はステップＳ２０８の処理を行った後、ステップＳ２０９に進み、カウンタｎの値を「１」加算し、カウンタｎの値が「ｍ」になるまで同様の処理を繰り返す。

このように本実施の形態のタッチパネル装置１０１によれば、判定部５０における静電タッチパネル１への接触が水であるか否かの判定において、検出信号の変化量分布のピーク値がマイナスの閾値（−ａ）以下か否かの判定に加えて、マイナスの閾値（−ａ）以下である静電タッチパネル１上の領域の周辺領域における検出信号の変化量分布のピーク値がプラスの閾値（ｂ）以上であるか否かを判定し、プラスの閾値（ｂ）以上であれば、静電タッチパネル１への接触が水であると判定するようにしたので、静電タッチパネル１への水の接触を実施の形態１のタッチパネル装置１００よりも高精度で判定することができる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係るタッチパネル装置について説明する。
前述した実施の形態２のタッチパネル装置１０１は、検出信号の変化量分布のピーク値がマイナスの閾値（−ａ）以下であり、かつマイナス領域周辺の検出信号の変化量分布のピーク値がプラスの閾値（ｂ）以上となれば、水と判定し無視するようにしたが、本実施の形態のタッチパネル装置は、検出信号の変化量分布を所定のサンプリング周期で記憶し、あらかじめ決定したサンプリング周期前、または過去のある一定期間の検出信号の変化量分布のピーク値がマイナスの閾値（−ａ）以下であり、かつ該検出信号の変化量分布のピーク値がマイナスの閾値（−ａ）以下である静電タッチパネル１上の領域の周辺領域における検出信号の変化量分布のピーク値がプラスの閾値（ｂ、第１の所定の正の閾値）以上のとき、静電タッチパネル１への接触が水であったと判定し、検出信号の変化量分布のピーク値がプラスの閾値（ｂ）よりも値の大きなプラスの閾値（第１の所定の正の閾値を超える値：第２の所定の正の閾値）以上であっても最終的に出力する座標値を無効とする。

このように、本実施の形態のタッチパネル装置では、過去の検出信号の変化量分布を用いて、静電タッチパネル１上の水の有無を判定するので、過去に水があったかを調べることができる。このようにする理由は、水の中に指やペンを入れた場合、水と指又は水とペンが合わさって、大きな指だと判断される可能性があるからである。過去にその場所に水があったかを調べることで、水であるにも関わらず指と判断してしまう誤判定を防止することができる。

図９は、本発明の実施の形態３に係るタッチパネル装置の概略構成を示すブロック図である。図９において、本実施の形態のタッチパネル装置１０２は、静電タッチパネル１と、検出部２と、検出信号変化量計算部３と、変化量分布計算部２０と、記憶部２１と、判定部２２と、表示制御部６と、表示部７と、座標出力部８とを備える。

変化量分布計算部２０は、検出信号変化量計算部３で計算された各電極の検出信号変化量△Ｃｉに基づき検出信号の変化量分布△Ｃ（ｘ，ｙ，ｔ）を計算し出力する。また、変化量分布計算部２０は、水・指・ペンのｘ，ｙ座標値（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）、…、（Ｘｍ，Ｙｍ）を計算して判定部２２へ出力する。また、変化量分布計算部２０は、静電タッチパネル１への接触の座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、…を計算して出力する。座標出力部８は、変化量分布計算部２０で計算された静電タッチパネル１への接触の座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、…から水滴を除いた最終値としての指・ペンの座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、…を出力する。

記憶部２１は、検出信号の変化量分布を所定のサンプリング周期で記憶する。記憶部２１には、例えばデータの再書き込みが可能なフラッシュメモリが好適である。判定部２２は、記憶部２１に記憶された検出信号の変化量分布のピーク値がマイナスの閾値（−ａ）以下であり、かつ検出信号の変化量分布のピーク値がマイナスの閾値（−ａ）以下である静電タッチパネル１上の領域の周辺領域における検出信号の変化量分布のピーク値が第１の所定の正の閾値以上のとき、静電タッチパネル１への接触が水であったと判定し、検出信号の変化量分布のピーク値が第２の所定の正の閾値以上であっても最終的に出力される座標値を無効とする。

表示制御部６は、判定部２２における判定結果が水の場合、表示部７に、静電タッチパネル１に水が接触したことをユーザに通知するための表示を行う。例えば、「タッチパネル上に水が付きました」というメッセージを表示する。また、水が接触した座標値を取り込んで、水が接触した位置と対応する表示部７上の位置を水色で表示することも可能である。このようにすることで静電タッチパネル１に水が接触した位置を一目で確認することができる。座標出力部８は、変化量分布計算部２０で計算された静電タッチパネル１への接触の座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、…から水を除いた最終値としての指・ペンの座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、…を出力する。

図１０は、本実施の形態のタッチパネル装置１０２の動作を説明するためのフローチャートである。図１０において、ステップＳ４０１〜ステップＳ４０４は、図５のステップＳ１０１〜ステップＳ１０４と共通し、またステップＳ４０７は図５のステップＳ１０６と共通し、またステップＳ４１０〜ステップＳ４１２は図５のステップＳ１０７〜ステップＳ１０９と共通するので、これらの説明を省略する。したがって、ステップＳ４０４の判定で、検出信号の変化量分布△Ｃ（Ｘ１−△ｘ，Ｙ１−△ｙ，ｔ）がマイナスの閾値（−ａ：ａは正の実数）以下である場合の処理すなわちステップＳ４０５、ステップＳ４０８及びステップＳ４０９の処理、検出信号の変化量分布△Ｃ（Ｘ１−△ｘ，Ｙ１−△ｙ，ｔ）がマイナスの閾値（−ａ）を超える場合の処理すなわちステップＳ４０６の処理、及び、ステップＳ４１２より先の処理すなわちステップＳ４１３とステップＳ４１４の処理についてのみ説明する。

判定部２２は、検出信号の変化量分布△Ｃ（Ｘ１−△ｘ，Ｙ１−△ｙ，ｔ）がマイナスの閾値（−ａ）以下であると判断すると、すなわち、△Ｃ（Ｘ１−△ｘ，Ｙ１−△ｙ，ｔ）≦−ａであると判断すると、マイナスの閾値（−ａ）以下の周辺の座標の値がプラスの閾値（ｂ）以上か否かを判定する。すなわち、△Ｃ（Ｘ１，Ｙ１，ｔ）≧ｂとなるか否かを判定する。この判定において、△Ｃ（Ｘ１，Ｙ１，ｔ）≧ｂである場合、水がその座標に存在する、あるいは過去に水が存在していた（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）を座標値として無効にする（ステップＳ４０８）。これに対し、△Ｃ（Ｘ１，Ｙ１，ｔ）＜ｂである場合は、水がその座標に存在する可能性があるが、（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）は座標値として無効にする（ステップＳ４０９）。

ここで、ステップＳ４０４→ステップＳ４０５→ステップＳ４０８の経路での処理とは、『検出信号の変化量分布のピーク値がマイナスの閾値（−ａ）以下であり、かつ該検出信号の変化量分布のピーク値がマイナスの閾値（−ａ）以下である静電タッチパネル１上の領域の周辺領域における検出信号の変化量分布のピーク値がプラスの閾値（ｂ、第１の所定の正の閾値）以上のとき、静電タッチパネル１への接触が水であったと判定し、検出信号の変化量分布のピーク値がプラスの閾値（ｂ）よりも値の大きなプラスの閾値（第１の所定の正の閾値を超える値）以上であっても最終的に出力する座標値を無効とする』の処理に相当する。

判定部２２は、ステップＳ４０８又はステップＳ４０９の処理を行った後、ステップＳ４１０に進み、カウンタｎの値を「１」加算する。

一方、判定部２２は、検出信号の変化量分布△Ｃ（Ｘ１−△ｘ，Ｙ１−△ｙ，ｔ）がマイナスの閾値（−ａ）を超えると判断すると、すなわち、△Ｃ（Ｘ１−△ｘ，Ｙ１−△ｙ，ｔ）＞ａであると判断すると、過去に周辺の検出信号の変化量分布が{“＋” → “−” → “＋”}のように変化していたことがあるか否か判定する（ステップＳ４０６）。すなわち、過去ｔ−△ｔにおいて、△Ｃ（Ｘ１−△ｘ，Ｙ１−△ｙ，ｔ−△ｔ）≦−ａ、さらに△Ｃ（Ｘ１，Ｙ１，ｔ−△ｔ）≧ｂが成立するか否かを判定する。この条件が成立する場合はステップＳ４０８に進む。これに対し、同条件が成立しない場合はステップＳ４１０に進み、カウンタｎの値を「１」加算する。

判定部２２は、ステップＳ４０４〜ステップＳ４１１の処理をカウンタｎの値がｍになるまで行った後、判定結果を出力する（ステップＳ４１２）。判定部２２から判定結果が出力されることで座標出力部８が座標出力を行う。この場合、水を除いた最終値としての指・ペンの座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、…、（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）を出力する。このステップＳ４１２の処理が終わった後、ステップＳ４１３へ進む。ステップＳ４１３では、過去に周辺の検出信号の変化量分布が{“＋” → “−” → “＋”}のように変化していたことがあり、さらに、現在の検出信号の変化量分布が「０」である座標が存在するか否か判定する。すなわち、過去ｔ−△ｔにおいて、△Ｃ（ｘ−△ｘ，ｙ−△ｙ，ｔ−△ｔ）≦−ａ、さらに△Ｃ（ｘ，ｙ，ｔ−△ｔ）≧ｂが成立し、さらに△Ｃ（ｘ−△ｘ，ｙ−△ｙ，ｔ）＝０、さらに△Ｃ（ｘ，ｙ，ｔ）＝０が成立するか否かを判定する。この条件が成立しない場合はステップＳ４０１に戻り、同条件が成立する場合は、過去に水が存在していたが、現在は無くなったとして、記憶部２１の△Ｃ（ｘ，ｙ，ｔ−△ｔ）をリセットし、今後△Ｃ（ｘ，ｙ，ｔ）以降の値を使用する（ステップＳ４１４）。このステップＳ４１４の処理を行った後、ステップＳ４０１に戻る。過去に水が存在していたが、現在は無くなったとして記憶部２１の記憶内容をリセットすることで、通常動作として動作させることができる。

このように本実施の形態のタッチパネル装置１０２によれば、検出信号の変化量分布を所定のサンプリング周期で記憶し、検出信号の変化量分布のピーク値がマイナスの閾値（−ａ）以下であり、かつ該検出信号の変化量分布のピーク値がマイナスの閾値（−ａ）以下である静電タッチパネル１上の領域の周辺領域における検出信号の変化量分布のピーク値がプラスの閾値（ｂ、第１の所定の正の閾値）以上のとき、静電タッチパネル１への接触が水であったと判定し、検出信号の変化量分布のピーク値がプラスの閾値（ｂ）よりも値の大きなプラスの閾値（第１の所定の正の閾値を超える値）以上であっても最終的に出力する座標値を無効と判定するので、静電タッチパネル１に接触している水に指・ペンを入れても、指・ペンと誤判定することを防止することができる。すなわち、水の中に指・ペンを入れた場合、大きな指であると判定される可能性があるので、当該箇所において過去に水があったかを調べることで、誤判定を防止することができる。そして、たとえ検出信号の変化量の分布が“＋”の一つの大きな山となって、プラスのピーク値が第２の所定の正の閾値以上であっても、最終的に出力する座標値を無効とする。

また、過去に水滴が存在した座標における変化量分布がゼロになったとき、記憶部２１のその座標における過去の変化量の記憶をリセットするので、通常動作として動作させることができる。

本発明は、構成を複雑化することなく、水滴による誤動作を防止することができるといった効果を有し、ＰＤＡや携帯電話等のタッチパネルを用いる電子機器への適用が可能である。

１ 静電タッチパネル
２ 検出部
３ 検出信号変化量計算部
４、２０ 変化量分布計算部
５、２２、５０ 判定部
６ 表示制御部
７ 表示部
８ 座標出力部
１０ 送信側電極
１１ 受信側電極
１２ タッチ面
１３ 電気力線
１４ 水滴
２１ 記憶部
１００、１０１、１０２ タッチパネル装置

Claims (5)

1. 複数の送信側電極及び受信側電極を有する相互容量方式の静電タッチパネルと、
   前記静電タッチパネルへの接触を検出し接触情報を出力する検出部と、
   前記接触情報に基づき前記複数の送信側電極及び受信側電極の各々の検出信号変化量を計算し出力する検出信号変化量計算部と、
   前記検出信号変化量に基づき検出信号の変化量分布を計算し出力する変化量分布計算部と、
   前記検出信号の変化量分布のピーク値が所定の負の閾値以下のとき、前記静電タッチパネルへの接触が水滴であると判定する判定部と、
   を備えたタッチパネル装置。
2. 複数の送信側電極及び受信側電極を有する相互容量方式の静電タッチパネルと、
   前記静電タッチパネルへの接触を検出し接触情報を出力する検出部と、
   前記接触情報に基づき前記複数の送信側電極及び受信側電極の各々の検出信号変化量を計算し出力する検出信号変化量計算部と、
   前記検出信号変化量に基づき検出信号の変化量分布を計算し出力する変化量分布計算部と、
   前記検出信号の変化量分布のピーク値が所定の負の閾値以下であり、かつ前記検出信号の変化量分布のピーク値が前記所定の負の閾値以下である前記静電タッチパネル上の領域の周辺領域における前記検出信号の変化量分布のピーク値が所定の正の閾値以上のとき、前記静電タッチパネルへの接触が水滴であると判定する判定部と、
   を備えたタッチパネル装置。
3. 複数の送信側電極及び受信側電極を有する相互容量方式の静電タッチパネルと、
   前記静電タッチパネルへの接触を検出し接触情報を出力する検出部と、
   前記接触情報に基づき前記複数の送信側電極及び受信側電極の各々の検出信号変化量を計算し出力する検出信号変化量計算部と、
   前記検出信号変化量に基づき検出信号の変化量分布を計算し出力する変化量分布計算部と、
   前記検出信号の変化量分布を所定のサンプリング周期で記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶された過去の前記検出信号の変化量分布のピーク値が所定の負の閾値以下であり、かつ過去の前記検出信号の変化量分布のピーク値が前記所定の負の閾値以下である前記静電タッチパネル上の領域の周辺領域における過去の前記検出信号の変化量分布のピーク値が第１の所定の正の閾値以上のとき、前記静電タッチパネルへの接触が水滴であったと判定し、前記検出信号の変化量分布のピーク値が第２の所定の正の閾値以上であっても最終的に出力される座標値を無効とする判定部と、
   を備えたタッチパネル装置。
4. 前記検出信号の過去に水滴が存在した座標における変化量分布がゼロになったとき、前記記憶部のその座標における過去の変化量の記憶はリセットされる請求項３に記載のタッチパネル装置。
5. 前記判定部にて前記静電タッチパネルへの接触が水滴であると判定されたとき、前記静電タッチパネル上に水滴が存在している旨を表示する請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のタッチパネル装置。

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