JP5296185B2

JP5296185B2 - タッチセンサシステム

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Publication number: JP5296185B2
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Inventors: 眞一芳田
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Description

本発明は、マトリックス状に配置された複数の静電容量を有するタッチパネルに入力されたペン入力を検出するタッチセンサシステムに関する。

複数の第１信号線と複数の第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を検出するタッチセンサシステムが特許文献１に開示されている。そして、従来の静電容量値の分布を検出するタッチセンサシステムにおいては、特許文献２に示すように、信号処理により、タッチパネルにタッチしている指及び手の部分の認識を試みていた。

図１８は、従来のタッチセンサシステム９１の構成を示すブロック図である。タッチセンサシステム９１は、タッチパネル９３と静電容量値分布検出回路９２とを備えている。タッチパネル９３は、水平方向に沿って互いに平行に配置されたドライブラインＨＬ１〜ＨＬｎと、垂直方向に沿って互いに平行に配置されたセンスラインＶＬ１〜ＶＬｍと、ドライブラインＨＬ１〜ＨＬｎとセンスラインＶＬ１〜ＶＬｍとの交点にそれぞれ形成される複数の静電容量とを備えている。

静電容量値分布検出回路９２は、ドライバ９５を備えている。ドライバ９５は、符号系列に基づいてドライブラインＨＬ１〜ＨＬｎに電圧を印加して各静電容量を駆動する。静電容量値分布検出回路９２には、センスアンプ９６が設けられている。センスアンプ９６は、ドライバ９５により駆動された各静電容量に対応する電圧の線形和を、センスラインＶＬ１〜ＶＬｍを通して読み出して、ＡＤ変換器９８に供給する。ＡＤ変換器９８は、センスラインＶＬ１〜ＶＬｍを通して読み出した各静電容量に対応する電圧の線形和をＡＤ変換して容量分布計算部９９に供給する。

容量分布計算部９９は、ＡＤ変換器９８から供給された各静電容量に対応する電圧の線形和と符号系列とに基づいて、タッチパネル９３上の静電容量分布を計算してタッチ認識部９０に供給する。タッチ認識部９０は、容量分布計算部９９から供給された静電容量分布に基づいて、タッチパネル９３上のタッチされた位置を認識する。

静電容量値分布検出回路９２は、タイミングジェネレータ９７を有している。タイミングジェネレータ９７は、ドライバ９５の動作を規定する信号と、センスアンプ９６の動作を規定する信号と、ＡＤ変換器９８の動作を規定する信号とを生成して、ドライバ９５、センスアンプ９６、及びＡＤ変換器９８に供給する。

また、マトリックス状に配置された複数の静電容量を有するタッチパネルにペン入力を行うために手を着いた領域を表すお手付き領域を、タッチセンサシステムに接続されたホスト装置に搭載されたアプリケーションソフトウェアから指定し、お手付き領域を示す枠を描画するとともに、タッチパネルにペン入力を行うために着いた手の移動に追随して、随時お手付き領域の位置を修正する構成も知られている。

米国特許第7,812,827号明細書（2010年10月12日発行）米国特許第7,812,828号明細書（2010年10月12日発行）

しかしながら、上記構成では、マトリックス状に配置された複数の静電容量を有するタッチパネルにペン入力を行うために手を着いた領域を表すお手付き領域を指定し、お手付き領域を示す枠を描画するとともに、タッチパネルにペン入力を行うために着いた手の移動に追随して、随時お手付き領域の位置を修正するためのアプリケーションソフトウェアがホスト装置に搭載されているので、このようなお手付き領域を自動的に設定等する構成を実現するためには、お手付き領域を自動的に設定等するためにホスト装置に搭載するアプリケーションソフトウェアを新規に開発する必要があるという問題がある。

本発明の目的は、ホスト装置上のアプリケーションソフトウェアを特化させてお手付き領域の表示及び移動機能を埋め込む必要がなく、一般のアプリケーションソフトをホスト装置に搭載して、お手付き領域に着いた手による信号を除去し、ペン入力信号を誤認識することなく検知することができるタッチセンサシステムを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係るタッチセンサシステムは、マトリックス状に配置された複数の静電容量を有するタッチパネルにペン入力を行うために手を着いた領域を表すお手付き領域を、前記静電容量の変化を表す静電容量信号の強度に基づいて検出する検出手段と、前記検出手段により検出されたお手付き領域の中に配置された静電容量に対応する静電容量信号の値を、タッチ入力の無い状態を表す無値に置換する置換手段と、前記置換手段により無値に置換された静電容量信号と、前記お手付き領域の外に配置された静電容量に対応する静電容量信号とに基づいて、前記ペン入力の座標値をホスト装置に出力するペン入力認識手段とを備えたことを特徴とする。

この特徴により、マトリックス状に配置された複数の静電容量を有するタッチパネルにペン入力を行うために手を着いた領域を表すお手付き領域を、前記静電容量の変化を表す静電容量信号の強度に基づいて検出し、検出されたお手付き領域の中に配置された静電容量に対応する静電容量信号の値を、タッチ入力の無い状態を表す無値に置換し、置換された静電容量信号と、前記お手付き領域の外に配置された静電容量に対応する静電容量信号とに基づいて、前記ペン入力の座標値をホスト装置に出力することができる。このため、お手付き領域の表示及び移動させるための構成を、ホスト装置とは独立して、タッチセンサシステムの中だけで完結することができる。

この結果、ホスト装置上のアプリケーションソフトウェアを特化させてお手付き領域の表示及び移動機能を埋め込む必要がなくなり、一般のアプリケーションソフトをホスト装置に搭載して、お手付き領域に着いた手による信号を除去し、ペン入力信号を誤認識することなく検知することができるタッチセンサシステムを提供することができる。

本発明に係る第１のタッチセンサシステムでは、マトリックス状に配置された複数の静電容量を有するタッチパネルにペン入力を行うために手を着いた領域を表すお手付き領域を、前記静電容量の変化を表す静電容量信号の強度に基づいて検出する検出手段と、前記検出手段により検出されたお手付き領域の中に配置された静電容量に対応する静電容量信号の値を、タッチ入力の無い状態を表す無値に置換する置換手段と、前記置換手段により無値に置換された静電容量信号と、前記お手付き領域の外に配置された静電容量に対応する静電容量信号とに基づいて、前記ペン入力の座標値をホスト装置に出力するペン入力認識手段とを備え、前記検出手段により検出されたお手付き領域に基づいて、前記静電容量信号の値を前記無値に置換する置換領域を設定する置換領域設定手段をさらに備え、前記置換領域は、前記お手付き領域を含んで水平方向に伸びる水平方向領域と、前記お手付き領域を含んで垂直方向に伸びる垂直方向領域とを含み、前記置換領域設定手段は、前記静電容量信号を前記タッチパネルから読み出すフレームごとに、前記水平方向領域と前記垂直方向領域とを切り替える。

上記構成により、ファントムノイズを除去しながら、お手付き領域を、自動的に設定することができる。

また、本発明に係る第２のタッチセンサシステムでは、マトリックス状に配置された複数の静電容量を有するタッチパネルにペン入力を行うために手を着いた領域を表すお手付き領域を、前記静電容量の変化を表す静電容量信号の強度に基づいて検出する検出手段と、前記検出手段により検出されたお手付き領域の中に配置された静電容量に対応する静電容量信号の値を、タッチ入力の無い状態を表す無値に置換する置換手段と、前記置換手段により無値に置換された静電容量信号と、前記お手付き領域の外に配置された静電容量に対応する静電容量信号とに基づいて、前記ペン入力の座標値をホスト装置に出力するペン入力認識手段とを備え、前記お手付き領域は矩形状であり、前記検出手段は、前記静電容量信号の値がしきい値を超える位置のうち最小のＸ座標Ｘｐ１と最小のＹ座標Ｙｐ１に基づく位置、及び最大のＸ座標Ｘｐ２と最大のＹ座標Ｙｐ２に基づく位置に従って、前記静電容量信号を前記タッチパネルから読み出すフレームごとに前記お手付き領域を検出し、連続する複数のフレームは、１区間を構成し、前記検出手段は、１区間前の最大値に基づいて前記最大のＹ座標Ｙｐ２を前記フレームごとに補正し、１区間前の最小値に基づいて前記最小のＹ座標Ｙｐ１を前記フレームごとに補正する。

また、本発明に係る第３のタッチセンサシステムでは、マトリックス状に配置された複数の静電容量を有するタッチパネルにペン入力を行うために手を着いた領域を表すお手付き領域を、前記静電容量の変化を表す静電容量信号の強度に基づいて検出する検出手段と、前記検出手段により検出されたお手付き領域の中に配置された静電容量に対応する静電容量信号の値を、タッチ入力の無い状態を表す無値に置換する置換手段と、前記置換手段により無値に置換された静電容量信号と、前記お手付き領域の外に配置された静電容量に対応する静電容量信号とに基づいて、前記ペン入力の座標値をホスト装置に出力するペン入力認識手段とを備え、前記お手付き領域は矩形状であり、前記検出手段は、前記静電容量信号の値がしきい値を超える位置のうち最小のＸ座標Ｘｐ１と最小のＹ座標Ｙｐ１に基づく位置、及び最大のＸ座標Ｘｐ２と最大のＹ座標Ｙｐ２に基づく位置に従って、前記静電容量信号を前記タッチパネルから読み出すフレームごとに前記お手付き領域を検出し、連続する複数のフレームは、１区間を構成し、前記検出手段は、１区間前の最大値に基づいて前記最大のＸ座標Ｘｐ２を前記フレームごとに補正し、１区間前の最小値に基づいて前記最小のＸ座標Ｘｐ１を前記フレームごとに補正する。

上記構成により、あるフレームの容量分布マップに対してお手付き領域を抽出し、その抽出結果に基づいて次のフレームの容量マップに対してお手付き領域を設定すれば、フレームメモリを使用せずに済み、フレームメモリの使用によるコストアップを避けることができる。

また、本発明に係る第４のタッチセンサシステムでは、マトリックス状に配置された複数の静電容量を有するタッチパネルにペン入力を行うために手を着いた領域を表すお手付き領域を、前記静電容量の変化を表す静電容量信号の強度に基づいて検出する検出手段と、前記検出手段により検出されたお手付き領域の中に配置された静電容量に対応する静電容量信号の値を、タッチ入力の無い状態を表す無値に置換する置換手段と、前記置換手段により無値に置換された静電容量信号と、前記お手付き領域の外に配置された静電容量に対応する静電容量信号とに基づいて、前記ペン入力の座標値をホスト装置に出力するペン入力認識手段とを備え、前記ペン入力認識手段は、前記検出手段によるお手付き領域の検出の有無に応じて、タッチ検知を確定させるための連続タッチ数を切り替える。

上記構成により、ゆっくりと手をつくお手付き領域が発生したときは、タッチ検知を確定させるための連続タッチ数を大きくすることができ、ノイズの混入による誤検出を低減することができる。

本発明に係る第１から第４までのタッチセンサシステムは、マトリックス状に配置された複数の静電容量を有するタッチパネルにペン入力を行うために手を着いた領域を表すお手付き領域を、前記静電容量の変化を表す静電容量信号の強度に基づいて検出し、検出されたお手付き領域の中に配置された静電容量に対応する静電容量信号の値を、タッチ入力の無い状態を表す無値に置換し、置換された静電容量信号と、前記お手付き領域の外に配置された静電容量に対応する静電容量信号とに基づいて、前記ペン入力に基づく静電容量の変化の分布を算出し、算出された静電容量の変化の分布に基づいて、前記ペン入力の座標値をホスト装置に出力することができる。

このため、お手付き領域の表示及び移動させるための構成を、ホスト装置とは独立して、タッチセンサシステムの中だけで完結することができる。この結果、ホスト装置上のアプリケーションソフトウェアを特化させてお手付き領域の表示及び移動機能を埋め込む必要がなくなり、一般のアプリケーションソフトをホスト装置に搭載して、お手付き領域に着いた手による信号を除去し、ペン入力信号を誤認識することなく検知することができるタッチセンサシステムを提供することができる。

実施の形態１に係るタッチセンサシステムの構成を示すブロック図である。上記タッチセンサシステムに設けられたお手付き除去処理部の構成を示すブロック図である。（ａ）〜（ｃ）は、上記タッチセンサシステムに係るお手付き領域の検知方法を示す図である。上記お手付き領域の自動移動を示す図である。上記タッチセンサシステムの動作を示すフローチャートである。上記タッチセンサシステムに設けられたお手付き除去処理部の動作を示すフローチャートである。従来のタッチセンサシステムの動作を示すフローチャートである。実施の形態２に係るタッチセンサシステムの構成を示すブロック図である。上記タッチセンサシステムに設けられたお手付き除去処理部の構成を示すブロック図である。（ａ）〜（ｃ）は、上記タッチセンサシステムに係るお手付き領域の検知方法の原理を示す図である。（ａ）〜（ｃ）は、上記タッチセンサシステムに係るお手付き領域の検知方法の原理を示す図である。（ａ）〜（ｆ）は、上記タッチセンサシステムに係るお手付き領域の検知方法を示す図である。（ａ）〜（ｆ）は、上記タッチセンサシステムに係るお手付き領域の検知方法を示す図である。（ａ）〜（ｆ）は、上記タッチセンサシステムに係るお手付き領域の検知方法を示す図である。上記タッチセンサシステムに設けられたお手付き除去処理部の動作を示すフローチャートである。実施の形態３に係るタッチセンサシステムのお手付き領域の座標位置の補正方法を示すグラフである。実施の形態４に係るタッチセンサシステムのタッチ検知を確定させるための連続タッチ数を切り替える方法を示すフローチャートである。従来のタッチセンサシステムの構成を示すブロック図である。

以下、本発明に係る実施の形態のタッチセンサシステムについて、詳細に説明する。

（実施の形態１）
（タッチセンサシステム１の構成）
図１は、実施の形態１に係るタッチセンサシステム１の構成を示すブロック図である。タッチセンサシステム１は、タッチパネル７と静電容量値分布検出回路１８とを備えている。タッチパネル７は、水平方向に沿って互いに平行に配置されたドライブラインＨＬ１〜ＨＬｎと、垂直方向に沿って互いに平行に配置されたセンスラインＶＬ１〜ＶＬｍと、ドライブラインＨＬ１〜ＨＬｎとセンスラインＶＬ１〜ＶＬｍとの交点にそれぞれ形成される複数の静電容量とを備えている。

静電容量値分布検出回路１８は、ドライバ９を備えている。ドライバ９は、符号系列に基づいてドライブラインＨＬ１〜ＨＬｎに電圧を印加して各静電容量を駆動する。静電容量値分布検出回路１８には、センスアンプ１０が設けられている。センスアンプ１０は、ドライバ９により駆動された各静電容量に対応する電圧の線形和を、センスラインＶＬ１〜ＶＬｍを通して読み出して、ＡＤ変換器１２に供給する。ＡＤ変換器１２は、センスラインＶＬ１〜ＶＬｍを通して読み出した各静電容量に対応する電圧の線形和をＡＤ変換して容量分布計算部３に供給する。

容量分布計算部３は、ＡＤ変換器１２から供給された各静電容量に対応する電圧の線形和と符号系列とに基づいて、タッチパネル７上の静電容量分布を計算してお手付き除去処理部２に供給する。

図２は、タッチセンサシステム１に設けられたお手付き除去処理部２の構成を示すブロック図である。お手付き除去処理部２は、検出部５と置換部６とを有している。検出部５は、マトリックス状に配置された複数の静電容量を有するタッチパネル７にペン入力を行うために手を着いた領域を表すお手付き領域を、静電容量の変化を表す静電容量信号の強度、及びお手付きパラメータ記憶部８に記憶されたパラメータに基づいて検出する。置換部６は、検出部５により検出されたお手付き領域の中に配置された静電容量に対応する静電容量信号の値を、タッチ入力の無い状態を表す無値に置換してタッチ認識部４（図１）に供給する。

タッチ認識部４は、置換部６により無値に置換された静電容量信号と、お手付き領域の外に配置された静電容量に対応する静電容量信号とに基づいて、ペン入力の座標値を、タッチセンサシステム１の外部に接続されたホスト装置１３に出力する。ホスト装置１３は、タッチ認識部４から供給されたペン入力の座標値に基づいて、アプリケーションソフトでの処理を実行する。

静電容量値分布検出回路１８は、タイミングジェネレータ１１を有している。タイミングジェネレータ１１は、ドライバ９の動作を規定する信号と、センスアンプ１０の動作を規定する信号と、ＡＤ変換器１２の動作を規定する信号とを生成して、ドライバ９、センスアンプ１０、及びＡＤ変換器１２に供給する。

（お手付き領域の検知方法）
図３（ａ）〜（ｃ）は、タッチセンサシステム１に係るお手付き領域の検知方法を示す図である。図３（ａ）は、ドライブラインｎ本、センスラインｍ本のタッチパネル７で手１５をタッチパネル７に付きしながらペン１４で字を書いている様子を模式的に示している。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す状態での容量分布マップを示す。この容量分布マップは図１に示す容量分布計算部３にて生成される。

実施の形態１では、容量分布計算部３にて容量分布マップを作成する際に、お手付き除去処理部２が容量分布マップの各座標の容量値（静電容量信号）を観測し、ある一定の閾値「PALM_THRESH」を超える領域を求め、お手付き領域１６ａを抽出する。図３（ｂ）では、抽出されたお手付き領域１６ａの左上端の座標（Ｘｐ１、Ｙｐ１）と右下端の座標（Ｘｐ２、Ｙｐ２）を求めて第一の矩形１６ｂを形成し、さらに、その第一の矩形１６ｂをお手付きパラメータ記憶部８（図１）に記憶されたパラメータＰＡＬＭ＿ＷＤだけ外側に大きくした第二の矩形である置換領域２３を形成する。

図３（ｃ）は、お手付き除去処理部２にて抽出された置換領域２３内の容量値をゼロで置き換え（以下、「ゼロフィル」とも表記する）た結果を示す。そのゼロフィルされた容量分布マップを後段のタッチ認識部４に送信する。これらの一連の処理は、フレームごとに行われる。

図４は、お手付き領域の自動移動を示す図である。ペン１４を把持してお手付きする手１５の位置の移動に従って、タッチ認識部４（図１）に入力される容量分布マップにおけるゼロフィルされた矩形の置換領域２３は、お手付き位置の移動に自動的に追随する。

（タッチセンサシステム１の動作）
図５は、タッチセンサシステム１の動作を示すフローチャートである。まず、図１に示すタッチパネルシステム１の電源をオンする（ステップＳ１）。そして、タッチパネルシステム１の静電容量分布検出回路１８に設けられたお手付きパラメータ記憶部８に格納されたパラメータを初期化する（ステップＳ２）。次に、ドライバ９によりタッチパネル７を駆動する（ステップＳ３）。その後、センスアンプ１０によりタッチパネル７から読み出した静電容量信号をＡＤ変換器１２によりＡＤ変換する（ステップＳ４）。

そして、容量分布計算部３は、ＡＤ変換器１２によりＡＤ変換された静電容量信号に基づいて、タッチパネル７の容量分布を計算する（ステップＳ５）。次に、お手付き除去処理部２は、容量分布計算部３により計算されたタッチパネル７の容量分布に基づいて、お手付き領域を算出する（ステップＳ６）。その後、お手付き除去処理部２は、算出したお手付き領域に基づいて置換領域を設定し、置換領域内の容量値をゼロで置き換える（ステップＳ７）。

そして、タッチ認識部４は、置換領域内の容量値をゼロで置き換えたタッチパネル７の容量分布に基づいて、ペン入力の座標値を求める（ステップＳ８）。次に、タッチ認識部４は、ペン入力の座標値をホスト装置１３に出力する（ステップＳ９）。そして、ステップＳ３に戻る。

図６は、タッチセンサシステム１に設けられたお手付き除去処理部２の動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、図５に示すステップＳ６及びＳ７の詳細なフローチャートに相当し、図３で説明した構成をフローチャートにより表現したものである。

ここで、
ｍ：センスライン数、
ｎ：ドライブライン数、
ＰＡＬＭ＿ＭＯＤＥ：お手付きペンモードフラグ、オンのとき１、オフのときは０、
ＰＡＬＭ＿ＴＨＲＥＳＨ：お手付きか否かを判断するためのしきい値、
とする。

まず、お手付き除去処理部２に設けられた検出部５は、お手付きパラメータ記憶部８に記憶された座標値を、Ｘｐ１＝ｎ−１、Ｙｐ１＝ｍ−１、Ｘｐ２＝０、Ｙｐ２＝０に初期化する（ステップＳ１０）。そして、検出部５は、変数ＰＡＬＭ＿ＭＯＤＥがオンであるか否かを判定する（ステップＳ１１）。

変数ＰＡＬＭ＿ＭＯＤＥがオンであると判定したときは（ステップＳ１１でＹｅｓ）、タッチパネル７の容量値Ｃ［ｊ］［ｉ］がしきい値ＰＡＬＭ＿ＴＨＲＥＳＨよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１２）。容量値Ｃ［ｊ］［ｉ］がしきい値ＰＡＬＭ＿ＴＨＲＥＳＨよりも大きいと判定したときは（ステップＳ１２でＹＥＳ）、Ｘｐ１とｉとの最小値をＸｐ１に代入し、Ｙｐ１とｊとの最小値をＹｐ１に代入する。次に、Ｘｐ２とｉとの最大値をＸｐ２に代入し、Ｙｐ２とｊとの最大値をＹｐ２に代入する（ステップＳ１３）。そして、このステップＳ１２及びＳ１３の処理を、ｎ行ｍ列の静電容量のそれぞれに対応するだけの回数分繰り返す。

その後、置換部６は、（Ｘｐ１−ＰＡＬＭ＿ＷＤ、Ｙｐ１−ＰＡＬＭ＿ＷＤ）、及び（Ｘｐ２＋ＰＡＬＭ＿ＷＤ、Ｙｐ２＋ＰＡＬＭ＿ＷＤ）の２点により特定される置換領域２３の中に配置された容量値Ｃ［ｊ］［ｉ］をゼロにより置換する（ステップＳ１４）。

変数ＰＡＬＭ＿ＭＯＤＥがオンでないと判定したときは（ステップＳ１１でＮｏ）、またはステップＳ１４を実行したときは、お手付き除去処理部２は、置換領域２３（図３）の座標情報をタッチ認識部４に送信する（ステップＳ１５）。

変数ＰＡＬＭ＿ＭＯＤＥは、お手付きモードかどうかを示すフラグであり、お手付きパラメータ記憶部８に記憶されている。ＰＡＬＭ＿ＭＯＤＥがオンの場合、上述したステップＳ１２〜Ｓ１４に示すお手付き対応処理が実行される。

図６に示すアルゴリズムは、図３で説明した処理内容を表すものであるが、このアルゴリズムは、お手付き除去処理部２での処理内容が簡単にできるようにしたものであり、お手付き領域の抽出、および、ゼロフィル領域の設定は矩形である必然性はなく、任意の形状でもよい。

また、タッチ認識部４に対する置換領域２３の設定もゼロにより置換する必然性はなく、お手付き領域をタッチ認識の非検知領域に設定できるのであれば、任意の方法でよく、タッチ入力の無い状態を表す無値で置換すればよい。

また、お手つき領域１６ｂを拡張するためのパラメータＰＡＬＭ＿ＷＤは、４方向に対して同じ値を設定しているが、本発明はこれに限定されず、４方向にそれぞれ独立な値を設定してもよい。

図７は、図１８に示す従来のタッチセンサシステム９１の動作を示すフローチャートである。まず、タッチパネルシステム９１の電源をオンする（ステップＳ１）。そして、ドライバ９５によりタッチパネル９３を駆動する（ステップＳ３）。その後、センスアンプ９６によりタッチパネル９３から読み出した静電容量信号をＡＤ変換器９８によりＡＤ変換する（ステップＳ４）。

そして、容量分布計算部９９は、ＡＤ変換器９８によりＡＤ変換された静電容量信号に基づいて、タッチパネル９３の容量分布を計算する（ステップＳ５）。

そして、タッチ認識部９０は、タッチパネル９３の容量分布に基づいて、ペン入力の座標値を求める（ステップＳ８）。次に、タッチ認識部４は、ペン入力の座標値をホスト装置に出力する（ステップＳ９）。そして、ステップＳ３に戻る。

このように、実施の形態１に係るタッチセンサシステムでは、お手付き領域の算出処理（ステップＳ６）及び置換領域の設定処理（ステップＳ７）を、ホスト装置とは独立してタッチセンサシステムの内部で実行するように構成した。このため、ホスト装置上のアプリケーションソフトウェアを特化させてお手付き領域の表示及び移動機能を埋め込む必要がなくなり、一般のアプリケーションソフトをホスト装置に搭載して、お手付き領域に着いた手による信号を除去し、ペン入力信号を誤認識することなく検知することができる。

（実施の形態２）
（タッチセンサシステム１ａの構成）
図８は、実施の形態２に係るタッチセンサシステム１ａの構成を示すブロック図である。前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。これらの構成要素の詳細な説明は繰り返さない。

タッチセンサシステム１ａは、タッチパネル７と静電容量値分布検出回路１８ａとを備えている。タッチパネル７は、水平方向に沿って互いに平行に配置された信号線ＨＬ１〜ＨＬｎと、垂直方向に沿って互いに平行に配置された信号線ＶＬ１〜ＶＬｍと、信号線ＨＬ１〜ＨＬｎと信号線ＶＬ１〜ＶＬｍとの交点にそれぞれ形成される静電容量とを備えている。タッチパネル７は、入力用ペンを把持した手を着くことができる広さを有していることが好ましいが、スマートフォンに使用される大きさであってもよい。

静電容量値分布検出回路１８ａは、ドライバ９を備えている。ドライバ９は、符号系列に基づいてドライブラインＤＬ１〜ＤＬｎに電圧を印加する。静電容量値分布検出回路１８ａには、センスアンプ１０が設けられている。センスアンプ１０は、各静電容量に対応する電荷の線形和を、センスラインＳＬ１〜ＳＬｍを通して読み出して、ＡＤ変換器１２に供給する。

静電容量値分布検出回路１８ａは、マルチプレクサ１９を有している。マルチプレクサ１９は、信号線ＨＬ１〜ＨＬｎをドライバ９のドライブラインＤＬ１〜ＤＬｎに接続し、信号線ＶＬ１〜ＶＬｍをセンスアンプ１０のセンスラインＳＬ１〜ＳＬｍに接続する第１接続状態と、信号線ＨＬ１〜ＨＬｎをセンスアンプ１０のセンスラインＳＬ１〜ＳＬｍに接続し、信号線ＶＬ１〜ＶＬｍをドライバ９のドライブラインＤＬ１〜ＤＬｎに接続する第２接続状態とを切替える。

制御線ＣＬの信号をＬｏｗにすると、信号線ＨＬ１〜ＨＬｍは、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬｎにつながり、信号線ＶＬ１〜ＶＬｍは、センスラインＳＬ１〜ＳＬｍにつながる。制御線ＣＬの信号をＨｉｇｈにすると、信号線ＨＬ１〜ＨＬｎは、センスラインＳＬ１〜ＳＬｍにつながり、信号線ＶＬ１〜ＶＬｍは、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬｎにつながる。

ＡＤ変換器１２は、センスラインＳＬ１〜ＳＬｍを通して読み出した各静電容量に対応する電荷の線形和をＡＤ変換して容量分布計算部３に供給する。

容量分布計算部３は、ＡＤ変換器１２から供給された各静電容量に対応する電荷の線形和と符号系列とに基づいて、タッチパネル３上の静電容量分布を計算してお手付き除去処理部２ａに供給する。

図９は、タッチセンサシステム１ａに設けられたお手付き除去処理部２ａの構成を示すブロック図である。お手付き除去処理部２ａは、検出部５を有している。検出部５は、マトリックス状に配置された複数の静電容量を有するタッチパネル７にペン入力を行うために手を着いた領域を表すお手付き領域を、静電容量の変化を表す静電容量信号の強度に基づいて検出する。

お手付き除去処理部２ａには、置換領域設定部２０が設けられている。置換領域設定部２０は、検出部５により検出されたお手付き領域に基づいて、静電容量信号の値を、タッチ入力の無い状態を表す無値に置換する置換領域を設定する。

置換領域は、お手付き領域を含んで水平方向に伸びる水平方向領域と、お手付き領域を含んで垂直方向に伸びる垂直方向領域とを含んでいる。置換領域設定部２０は、静電容量信号をタッチパネル７から読み出すフレームごとに、水平方向領域と垂直方向領域とを切り替える。

お手付き除去処理部２ａは、置換部６ａを有している。置換部６ａは、置換領域設定部２０により切り替えられた水平方向領域、垂直方向領域の中に配置された静電容量に対応する静電容量信号の値を、タッチ入力の無い状態を表す無値に置換して、タッチ認識部４に供給する。記憶部２２には、お手付き除去処理部２ａにより実行される処理に使用されるパラメータが格納される。補正部２１については、実施の形態３で後述する。

タッチ認識部４は、置換部６ａにより無値に置換された静電容量信号と、お手付き領域の外に配置された静電容量に対応する静電容量信号とに基づいて、ペン入力の座標値を、タッチセンサシステム１の外部に接続されたホスト装置１３にフレームごとに出力する。ホスト装置１３は、タッチ認識部４から供給されたペン入力の座標値に基づいて、アプリケーションソフトでの処理を実行する。

静電容量値分布検出回路１８ａは、タイミングジェネレータ１１を有している。タイミングジェネレータ１１は、ドライバ９の動作を規定する信号と、センスアンプ１０の動作を規定する信号と、ＡＤ変換器１２の動作を規定する信号とを生成して、ドライバ９、センスアンプ１０、及びＡＤ変換器１２に供給する。

このシステム構成は、人体が空間から受けた電磁ノイズが、手、指等を通じてタッチパネルに入力され、手、指等がタッチしたセンスラインを流れる信号に重畳されて生じる誤信号を表すファントムノイズが発生する場合のお手付き除去処理を実現するためのものである。

お手付き除去処理部２ａは、後述する方式に従って、容量分布マップから一定の閾値を超える容量値を持つ領域を抽出し、その領域をタッチ認識部４に対する非検知領域として設定する。その際、お手付きパラメータ記憶部８に記憶されたパラメータを参照する。

タッチ認識部４は、容量分布マップからタッチを認識し、タッチ情報をホスト装置１３に対して送出する。ホスト装置１３は、受け取ったタッチ情報に基づいて、アプリケーションソフトでの処理を実行する。

（タッチセンサシステム１ａに係るお手付き領域の検知方法）
図１０（ａ）〜（ｃ）は、タッチセンサシステム１ａに係るお手付き領域の検知方法の原理を示す図である。図１０（ａ）は、図８に示すシステムにて、ドライブラインとセンスラインとの反転を行わない場合に、ドライブラインｎ本、センスラインｍ本のタッチパネルで手１５をタッチパネル７に付きながらペン１４で字を書いている様子を模式的に示している。

図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の状態での容量分布マップを示す。この容量分布マップは図８に示す容量分布計算部３にて生成される。センスラインに沿った方向にファントムノイズＦＭが発生するので、ファントムノイズＦＭを除去するために、置換部６ａは、お手付き領域１６ｂを含んでセンスラインに沿った方向に伸びる垂直方向置換領域２３ａの中に配置された静電容量に対応する静電容量信号の値を、タッチ入力の無い状態を表す無値（例えばゼロ）に置換する（ゼロフィル）。

実施の形態２では、容量分布計算部３にて容量分布マップを作成する際に、お手付き除去処理部２ａが容量分布マップの各座標の容量値を観測し、一定の閾値PALM_THRESHを超える領域を求め、お手付き領域１６ａを抽出する。図１０（ｂ）では、抽出されたお手付き領域１６ａの左上端の座標（Ｘｐ１，Ｙｐ１）と右下端の座標（Ｘｐ２，Ｙｐ２）を求めて第一の矩形であるお手付き領域１６ｂを形成し、さらに、その矩形のお手付き領域１６ｂを、お手付きパラメータ記憶部８に記憶されたパラメータＰＡＬＭ＿ＷＤだけＹ軸方向に拡張し、さらにＸ軸方向にはタッチパネル７の両端まで拡張した第二の矩形である垂直方向置換領域２３ａを形成する。

図１０（ｃ）は、お手付き除去処理部２ａにて抽出された第二の矩形である垂直方向領域２３ａの中の静電容量値をゼロで置換した結果を示す。その置換された容量分布マップを後段のタッチ認識部４に送る。これらの一連の処理は、フレームごとに行われる。

上記の処理により、お手付きに起因するファントムノイズＦＭは除去される。しかし、図１０（ａ）に示すようにゼロで置換される領域にペン１４で字を書こうとしてもタッチ認識部４では、垂直方向領域２３ａ内にペンタッチがあることになり、ペンタッチを認識することができない。

なお、タッチパネル７のドライブラインとセンスラインとを反転しているか否かの情報は、タイミングジェネレータ１１からお手付き除去処理部２ａに伝えられる。

図１１（ａ）〜（ｃ）は、タッチセンサシステム１ａに係るお手付き領域の検知方法の原理を示す図である。図１０（ａ）〜（ｃ）に対して、ドライブラインとセンスラインとの反転を行った場合を図１１（ａ）〜（ｃ）に示す。

図１１（ａ）は、図８に示すタッチパネルシステム１ａにてドライブラインとセンスラインとの反転を行った場合に、ドライブラインとセンスラインとを入れ替え、ドライブラインｍ本、センスラインｎ本のタッチパネル７に手１５を付きながらペン１４で字を書いている様子を模式的に示している。

図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の状態での容量分布マップを示す。この容量分布マップは図８に示す容量分布計算部３にて生成される。センスラインに沿った横方向にファントムノイズＦＭが発生するので、ファントムノイズＦＭを除去するためにセンスラインに沿った横方向に伸びる水平方向領域２３ｂを設定する。

実施の形態２では、容量分布計算部３にて容量分布マップを作成する際に、お手付き除去処理部２ａが容量分布マップの各座標の容量値を観測し、一定の閾値PALM_THRESHを超える領域を求め、お手付き領域１６ａを抽出する。図１１（ｂ）では、抽出されたお手付き領域１６ａの左上端の座標（Ｘｐ１，Ｙｐ１）と右下端の座標（Ｘｐ２，Ｙｐ２）を求めて第一の矩形であるお手付き領域１６ｂを形成し、さらに、その矩形のお手付き領域１６ｂをお手付きパラメータ記憶部８に記憶されたパラメータＰＡＬＭ＿ＷＤだけＸ軸方向に拡張し、さらにＹ軸方向にタッチパネル７の両端まで拡張した第二の矩形である水平方向領域２３ｂを形成している。

図１１（ｃ）は、お手付き除去処理部２ａにて抽出された第二の矩形である水平方向領域２３ｂ内の容量値をゼロで置き換えた（ゼロフィル）結果を示している。その置換された容量分布マップを後段のタッチ認識部４に送る。これらの一連の処理は、フレームごとに行われる。

上記の処理により、お手付きに起因するファントムノイズＦＭは除去され、図１１（ａ）のようにゼロで置換される領域の外にペンの信号があるため、タッチ認識部４でペンタッチの検出が可能である。

なお、タッチパネルのドライブラインとセンスラインとの反転を行っているか否かの情報は、タイミングジェネレータ１１からお手付き除去処理部２ａに伝えられる。

図１２（ａ）〜（ｆ）、図１３（ａ）〜（ｆ）、及び図１４（ａ）〜（ｆ）は、タッチセンサシステム１ａに係るお手付き領域の検知方法を示す図である。

図１２（ａ）では、ドライブラインとセンスラインとの反転が無く、垂直方向領域２３ａがゼロで置換されており、お手付き領域１６ａの上側にあるペン信号領域１７ａを検知することができない。次に、図１２（ｂ）では、ドライブラインとセンスラインとが反転し、水平方向領域２３ｂがゼロで置換され、お手付き領域１６ａの上側にあるペン信号領域１７ａを検知することができる。そして、図１２（ｃ）では、反転が無く、垂直方向領域２３ａがゼロで置換され、ペン信号領域１７ａを検知することができない。その後、図１２（ｄ）では、反転があり、水平方向領域２３ｂがゼロで置換され、ペン信号領域１７ａを検知することができる。

次に、図１２（ｅ）では、反転が無く、垂直方向領域２３ａがゼロで置換され、ペン信号領域１７ａを検知することができない。その後、図１２（ｆ）では、反転があり、水平方向領域２３ｂがゼロで置換され、ペン信号領域１７ａを検知することができる。

このように、図１２（ａ）〜（ｆ）に示す動作では、ドライブラインとセンスラインとを反転させたときのみ、ペン信号１７ａを検知することができる。

図１３（ａ）〜（ｆ）の動作を説明する。図１３（ａ）では、ドライブラインとセンスラインとの反転が無く、垂直方向領域２３ａがゼロで置換されており、お手付き領域１６ａの左上にあるペン信号領域１７ｂを検知することができる。そして、図１３（ｂ）では、反転があり、水平方向領域２３ｂがゼロで置換され、お手付き領域１６ａの左上にあるペン信号領域１７ｂを検知することができる。次に、図１３（ｃ）では、反転が無く、垂直方向領域２３ａがゼロで置換され、ペン信号領域１７ｂを検知することができる。その後、図１３（ｄ）では、反転があり、水平方向領域２３ｂがゼロで置換され、ペン信号領域１７ｂを検知することができる。そして、図１３（ｅ）では、反転が無く、垂直方向領域２３ａがゼロで置換され、ペン信号領域１７ｂを検知することができる。次に、図１３（ｆ）では、反転があり、水平方向領域２３ｂがゼロで置換され、ペン信号領域１７ｂを検知することができる。

このように、図１３（ａ）〜（ｆ）に示す動作では、ドライブラインとセンスラインとの反転あり、なしのいずれの場合もペン信号１７ｂを検知することができる。

図１４（ａ）〜（ｆ）の動作を説明する。まず、図１４（ａ）では、ドライブラインとセンスラインとの反転が無く、垂直方向領域２３ａがゼロで置換されており、お手付き領域１６ａの左側にあるペン信号領域１７ｃを検知することができる。そして、図１４（ｂ）では、ドライブラインとセンスラインとが反転し、水平方向領域２３ｂがゼロで置換され、お手付き領域１６ａの左側にあるペン信号領域１７ｃを検知することができない。次に、図１４（ｃ）では、反転が無く、垂直方向領域２３ａがゼロで置換され、ペン信号領域１７ｃを検知することができる。その後、図１４（ｄ）では、反転があり、水平方向領域２３ｂがゼロで置換され、ペン信号領域１７ｃを検知することができない。そして、図１４（ｅ）では、反転が無く、垂直方向領域２３ａがゼロで置換され、ペン信号領域１７ｃを検知することができる。次に、図１４（ｆ）では、反転があり、水平方向領域２３ｂがゼロで置換され、ペン信号領域１７ｃを検知することができない。

このように、図１４（ａ）〜（ｆ）に示す動作では、ドライブラインとセンスラインとの反転が無いときのみ、ペン信号１７ｃを検知することができる。

以上のように、フレームごとに、ドライブラインとセンスラインを入れ替えて、置換領域の方向を、垂直方向領域２３ａと水平方向領域２３ｂとで切り替えることにより、後段のタッチ認識部４では、少なくとも一方のフレームでペン入力信号を認識することが可能になる。

（タッチセンサシステム１ａの動作）
図１５は、タッチセンサシステム１ａに設けられたお手付き除去処理部２ａの動作を示すフローチャートである。

ここで、
ｍ：センスライン数（ドライブラインとセンスラインとを反転しないときの値）、
ｎ：ドライブライン数（ドライブラインとセンスラインとを反転しないときの値）、
ＰＡＬＭ＿ＭＯＤＥ：お手付きペンモードフラグ、オンのとき１、オフのときは０、
ＰＡＬＭ＿ＴＨＲＥＳＨ：お手付きか否かを判断するためのしきい値、
ＤＳ＿ＲＥＶＥＲＳＥ：ドライブラインとセンスラインとを反転させるか否かの判断のために、タイミングジェネレータから与えられるパラメータであるドライブセンス反転フラグ、オンのとき１、オフのときは０、
とする。

まず、お手付き除去処理部２ａに設けられた検出部５は、お手付きパラメータ記憶部８に記憶された座標値を、Ｘｐ１＝ｎ−１、Ｙｐ１＝ｍ−１、Ｘｐ２＝０、Ｙｐ２＝０に初期化する（ステップＳ１０）。そして、検出部５は、変数ＰＡＬＭ＿ＭＯＤＥがオンであるか否かを判定する（ステップＳ１１）。

変数ＰＡＬＭ＿ＭＯＤＥがオンであると判定したときは（ステップＳ１１でＹｅｓ）、変数ＤＳ＿ＲＥＶＥＲＳＥがオンであるか否かを判定する（ステップＳ１６）。変数ＤＳ＿ＲＥＶＥＲＳＥがオンであると判定したときは（ステップＳ１６でＹｅｓ）、タッチパネル７の容量値Ｃ［ｊ］［ｉ］がしきい値ＰＡＬＭ＿ＴＨＲＥＳＨよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１７）。容量値Ｃ［ｊ］［ｉ］がしきい値ＰＡＬＭ＿ＴＨＲＥＳＨよりも大きいと判定したときは（ステップＳ１７でＹｅｓ）、Ｘｐ１とｉとの小さい方をＸｐ１に代入し、Ｘｐ２とｉとの大きい方をＸｐ２に代入する（ステップＳ１８）。そして、このステップＳ１７及びＳ１８の処理を、ｎ行ｍ列の静電容量のそれぞれに対応するだけの回数分繰り返す。

次に、置換部６ａは、（Ｘｐ１−ＰＡＬＭ＿ＷＤ、０）、及び（Ｘｐ２＋ＰＡＬＭ＿ＷＤ、ｍ−１）の２点により特定される垂直方向領域２３ａの中に配置された容量値Ｃ［ｊ］［ｉ］をゼロにより置換する（ステップＳ１９）。

変数ＤＳ＿ＲＥＶＥＲＳＥがオンでないと判定したときは（ステップＳ１６でＮｏ）、タッチパネル７の容量値Ｃ［ｊ］［ｉ］がしきい値ＰＡＬＭ＿ＴＨＲＥＳＨよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２０）。容量値Ｃ［ｊ］［ｉ］がしきい値ＰＡＬＭ＿ＴＨＲＥＳＨよりも大きいと判定したときは（ステップＳ２０でＹｅｓ）、Ｙｐ１とｊとの小さい方をＹｐ１に代入し、Ｙｐ２とｊとの大きい方をＹｐ２に代入する（ステップＳ２１）。そして、このステップＳ２０及びＳ２１の処理を、ｎ行ｍ列の静電容量のそれぞれに対応するだけの回数分繰り返す。

次に、置換部６ａは、（０、Ｙｐ１−ＰＡＬＭ＿ＷＤ）、及び（ｎ−１、Ｙｐ２＋ＰＡＬＭ＿ＷＤ）の２点により特定される水平方向領域２３ｂの中に配置された容量値Ｃ［ｊ］［ｉ］をゼロにより置換する（ステップＳ２２）。

変数ＰＡＬＭ＿ＭＯＤＥがオンでないと判定したとき（ステップＳ１１でＮｏ）、ステップＳ１９，またはステップＳ２２を実行したときは、お手付き除去処理部２ａは、垂直方向領域２３ａ、または水平方向領域２３ｂの座標情報をタッチ認識部４に送信する（ステップＳ２３）。

図１５は、図１０、図１１で説明した内容をフローチャートに整理したものである。変数ＰＡＬＭ＿ＭＯＤＥは、お手付きモードか否かを示すフラグであり、お手付きパラメータ記憶部８に記憶されている。変数ＰＡＬＭ＿ＭＯＤＥがオンの場合、上述したステップＳ１６〜Ｓ２２に示すお手付き対応処理が実行される。

図１５に示すアルゴリズムは、図１０、図１１で説明した処理内容を表すものであるが、このアルゴリズムは、お手付き除去処理部２ａでの処理内容が簡単にできるようにしたものであり、抽出するお手付き領域１６ａ・１６ｂ、および、設定する垂直方向領域２３ａ・水平方向領域２３ｂは矩形である必然性はなく、任意の形状でも構わない。

また、タッチ認識部４に対する垂直方向領域２３ａ、水平方向領域２３ｂの設定もゼロで置換する必然性はなく、垂直方向領域２３ａ、水平方向領域２３ｂをタッチ認識の非検知領域に設定できるのであれば、任意の方法でよい。つまり、タッチ入力の無い状態を表す無値で置換すればよい。

また、お手つき領域１６ｂを拡張するためのパラメータＰＡＬＭ＿ＷＤは、２方向に対して同じ値を設定しているが、２方向にそれぞれ独立な値を設定してもよい。

（実施の形態３）
（お手付き領域の座標位置の補正方法）
図１６は、実施の形態３に係るお手付き領域の座標位置の補正方法を示すグラフである。お手付き領域の検出にヒステリシスを持たせると、検出したお手付き領域の境界線を補正する効果を得ることができる。

これまでに述べてきた実施の形態１、および、実施の形態２のお手付き除去方式では、フレームごとにお手付き領域をお手付き除去処理部２が抽出し、その抽出結果に基づいて、お手付き領域内の静電容量信号の値を、タッチ入力の無い状態を表す無値に置換して非検知領域を設定していた。

しかしながら、この方式では、一旦、容量分布マップの全体をスキャンし、お手付き領域を抽出した後、改めて容量分布マップの全体に対してタッチ認識部４で非検知領域を設定する必要がある。

そのためには、一旦、１フレーム分の容量分布マップをフレームメモリ等に記憶させながらお手付き領域を抽出し、その記憶された容量分布マップを読み出してタッチ認識部４に送出する際に非検知領域を設定する等の処理が必要になる。

これに対して、あるフレームの容量分布マップに対してお手付き領域を抽出し、その抽出結果に基づいて次のフレームの容量分布マップに対して非検知領域の設定をすれば、フレームメモリを使わずに済み、コストアップを避けることができる。

ただし、前フレームのお手付き領域抽出結果を次のフレームに反映させると、お手付き位置が移動したり、お手付きする手とタッチパネル面との接触面積が変わった場合、抽出されるお手付き領域が大きく変動することが考えられる。そうすると、次フレームで設定される非検知領域（前フレームのお手付き状態に基づく）外にお手付きが発生し、お手付きを有効なタッチであると誤認識するおそれが生じる。この誤認識を避けるためには、前フレーム以前の過去のお手付き領域の抽出結果を参照し、ヒステリシスを持たせる構成が効果的である。

図１６を参照すると、横軸はフレーム番号を示し、縦軸はタッチパネルのセンスライン番号を示す。そして、各フレームごとに抽出したお手付き領域の左上の点（Ｘｐ１、Ｙｐ１）及び右下の点（Ｘｐ２，Ｙｐ２）に対して、Ｙｐ１及びＹｐ２の値をプロットしている。例えば、フレーム番号１の場合は、補正前も補正後もＹｐ１＝２４、Ｙｐ２＝３０となる。

線Ｃ１は、補正前のＹｐ１のフレームごとのプロット結果を示し、線Ｃ２は、補正前のＹｐ２のフレームごとのプロット結果を示す。線Ｃ３は、補正後のＹｐ１のフレームごとのプロット結果を示し、線Ｃ４は、補正後のＹｐ２のフレームごとのプロット結果を示す。

お手付き領域のＹｐ２の補正には、連続するフレームを一定の数の変数ＦＲＡＭＥ＿ＩＮＴＥＲＶＡＬごとの区間に分け、その区間内での最大値を記憶する。たとえば、フレーム番号１のときの補正前Ｙｐ２＝３０、フレーム番号２のときの補正前Ｙｐ２＝３２、フレーム番号３のときの補正前Ｙｐ２＝３３、フレーム番号４のときの補正前Ｙｐ２＝３４、フレーム番号５のときの補正前Ｙｐ２＝３３であるから、フレーム番号１〜５の区間の最大値は３４になる。

次のフレームでは、前の区間の最大値と、現時点でのフレームのセンスライン番号との大小を判断し、大きい値を補正値とするとともに、参照すべき新たな最大値とする。例えば、フレーム番号６の場合は、前のフレームの最大値３４と現時点での値３４を比較し、３４を補正後の値とするとともに、新たな最大値とする。

そして、フレーム番号７の場合は、参照する最大値３４に対して現時点での値が３５なので、その大きい方の３５を補正後の値とするとともに、新たな最大値とする。

同様の処理を同じ区間のフレーム番号１０まで繰り返す。フレーム番号６〜１０の区間の補正前のＹｐ２の値の最大値は３５であるから、３５が次の区間のフレーム番号１１にて参照すべき最大値となる。

このように、フレームを一定の区間に区切ってその区間内のＹｐ２の最大値を求め、新たな最大値が見つかればその値で置き換えると、最大値を記憶するメモリ領域が１個で済むため、区間の幅を任意の大きさに変更しても、ハードウェア構成を変える必要がないという効果が生じる。図１６に示す例では、５フレームにより１区間を構成する例を示している。

上記は、お手付き領域のＹｐ２の補正について説明しているが、お手付き領域のＹｐ１の補正についても、最大値の算出を最小値の算出に置き換えるだけで同様に処理することができる。お手付き領域のＸｐ１、Ｘｐ２の補正についても同様に処理することができる。

範囲Ｈ１は、補正前のＹｐ１からＹｐ２までの範囲であり、範囲Ｈ２は、補正後のＹｐ１からＹｐ２までの範囲である。補正により、Ｙｐ１からＹｐ２までの範囲が広がっている。なお、タッチパネルに着いた手をタッチパネルから離してお手付き状態を解消した後は、最終補正値を一定時間（変数ＰＡＬＭ＿ＨＯＬＤ＿ＦＲＡＭＥ）継続する。

上述の補正をお手付き領域の抽出に組み込むことにより、前フレームのお手付き領域の抽出結果に基づいて次のフレームでのタッチ認識処理に対する非検知領域を設定する場合に、誤検知を防ぐことができる。

このように、検出部５は、静電容量信号の値がしきい値を超える位置のうち最小のＸ座標Ｘｐ１と最小のＹ座標Ｙｐ１に基づく位置、及び最大のＸ座標Ｘｐ２と最大のＹ座標Ｙｐ２に基づく位置に従って、静電容量信号をタッチパネル７から読み出すフレームごとにお手付き領域を検出する。お手付き除去処理部２ａに設けられた補正部２１は、１区間前の最大値に基づいて最大のＹ座標Ｙｐ２をフレームごとに補正し、１区間前の最小値に基づいて最小のＹ座標Ｙｐ１をフレームごとに補正する。

（実施の形態４）
（連続タッチ数を切り替える方法）
図１７は、実施の形態４に係るタッチ検知を確定させるための連続タッチ数を切り替える方法を示すフローチャートである。このフローチャートは、タッチ認識部４にてタッチ検知を確定させるまでの連続タッチ数を動的に変更するアルゴリズムを示す。

タッチ認識部４によるタッチ認識処理は、容量分布マップから、容量値の大きな箇所を見つけ、タッチ位置の認識を行う。タッチ認識部４によるタッチ情報生成処理では、タッチ位置の認識結果から、ホスト装置１３に送出すべきタッチ情報を生成する。

タッチ情報は、ノイズの影響等を避けるため、あらかじめ同一箇所で何フレームか連続してタッチが認識された場合に初めてタッチがあったと判断し、ホスト装置１３にタッチ情報を送出する。図１７では、同一箇所で何フレーム連続したか否かを判断する際の連続フレーム数としてｎｆｒａｍｅという変数を用いている。ｎｆｒａｍｅの数値が大きいほど、タッチパネル７にタッチしてからホスト装置１３にタッチ情報が送出されるまでの時間が長くなり、ノイズなどで誤検知が発生するおそれが軽減する。

実施の形態４では、ペンをタッチパネルにタッチした場合の容量値と、ペンを把持した手をタッチパネルにタッチしたお手付き状態の場合の容量値との違いに基づいて、ペン入力とお手付き状態とを区別している。しかしながら、ゆっくりとお手付きをした場合には、容量値の変化が緩やかになり、お手付きをし始めた途中の段階でペン入力の場合と同程度の容量値を示すことがある。このような状態では、お手付き状態をペン入力と誤検知してしまうおそれが生じる。

そのため、変数ｎｆｒａｍｅを大きくすればノイズの混入を避けることができるが、ペン入力の際に、ペンのタッチが認識されるまでの時間が長くなって書き味が低下するという副作用が生じる。この問題を解決するための方式を図１７に示している。

まず、タッチ認識処理を実行する（ステップＳ２４）。そして、ペンを把持した手をタッチパネルにタッチしたお手付き状態を検知しているか否かを判定する（例えば、お手付き領域の座標Ｘｐ２が０（初期値）か否かで判断可能）（ステップＳ２５）。

お手付き状態を検知していないと判定したときは（ステップＳ２５でＮｏ）、変数ｎｆｒａｍｅの値をＰＡＬＭ＿ＮＦＲＡＭＥに設定して大きい値（たとえば１００）にする（ステップＳ２７）。お手付き状態を検知していると判定したときは（ステップＳ２５でＹｅｓ）、変数ｎｆｒａｍｅの値をＮＦＲＡＭＥに設定して小さい値（例えば３）をとるように動的に変更する。ステップＳ２６またはＳ２７を実行したときは、タッチ情報生成処理を実行する（ステップＳ２８）。

このように、お手付き状態直前の軽いタッチをペンによるタッチと誤認識させないために、タッチ確定までのフレーム数を大きくするとともに、お手付き状態では元のフレーム数の設定に戻すように構成することにより、お手付き状態を開始した時の誤検知を防ぐとともに、お手付き状態を開始した後にペン入力の書き味が悪くなることを防ぐことができる。

なお、実施の形態１〜４では、静電容量型のタッチセンサシステムの例を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。静電容量型以外のタッチセンサシステムに対しても本発明を適用することができる。例えば、電磁誘導型のタッチセンサシステムに対しても本発明を適用することができる。

また、矩形状のお手付き領域の例を示したが、本発明はこれに限定されない。お手付き領域は、円、楕円、三角形等の長方形状以外の形状であってもよい。

以上のように、従来では、ホスト装置上のアプリケーションソフトを特化して、お手付きパッド機能を埋め込む必要があったが、実施の形態１〜４の方式では、一般のアプリケーションソフトでも、お手付き信号を除去し、ペン入力信号を誤認識することなく検知することができる。従って、従来のタッチパネルシステムを、本発明に係るタッチパネルシステムに置き換えることにより、お手付き除去処理が可能となる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
以上のように、本発明に係るタッチセンサシステムは、マトリックス状に配置された複数の静電容量を有するタッチパネルにペン入力を行うために手を着いた領域を表すお手付き領域を、前記静電容量の変化を表す静電容量信号の強度に基づいて検出する検出手段と、前記検出手段により検出されたお手付き領域の中に配置された静電容量に対応する静電容量信号の値を、タッチ入力の無い状態を表す無値に置換する置換手段と、前記置換手段により無値に置換された静電容量信号と、前記お手付き領域の外に配置された静電容量に対応する静電容量信号とに基づいて、前記ペン入力の座標値をホスト装置に出力するペン入力認識手段とを備えたことを特徴とする。
なお、本発明に係るタッチセンサシステムでは、前記検出手段により検出されたお手付き領域に基づいて、前記静電容量信号の値を前記無値に置換する置換領域を設定する置換領域設定手段をさらに備え、前記お手付き領域及び前記置換領域は、矩形状をしており、前記置換領域の周縁は、前記お手付き領域の周縁の外側に沿って形成されていることが好ましい。
上記構成により、マトリックス状に配置された複数の静電容量を有するタッチパネルにペン入力を行うために手を着いた領域を表すお手付き領域を、簡単な構成により自動的に設定することができる。

本発明は、マトリックス状に配置された複数の静電容量を有するタッチパネルに入力されたペン入力を検出するタッチセンサシステムに利用することができる。

１タッチセンサシステム
２お手付き除去処理部
３容量分布計算部
４タッチ認識部（ペン入力認識手段）
５検出部（検出手段）
６置換部（置換手段）
７タッチパネル
８お手付きパラメータ記憶部
９ドライバ
１０センスアンプ
１１タイミングジェネレータ
１２ＡＤ変換器
１３ホスト装置
１４ペン
１５手
１６ａ、１６ｂお手付き領域
１７ペン信号領域
１８静電容量値分布検出回路
１９マルチプレクサ
２０置換領域設定部
２１補正部
２２記憶部
２３置換領域
２３ａ垂直方向領域
２３ｂ水平方向領域

Claims

マトリックス状に配置された複数の静電容量を有するタッチパネルにペン入力を行うために手を着いた領域を表すお手付き領域を、前記静電容量の変化を表す静電容量信号の強度に基づいて検出する検出手段と、
前記検出手段により検出されたお手付き領域の中に配置された静電容量に対応する静電容量信号の値を、タッチ入力の無い状態を表す無値に置換する置換手段と、
前記置換手段により無値に置換された静電容量信号と、前記お手付き領域の外に配置された静電容量に対応する静電容量信号とに基づいて、前記ペン入力の座標値をホスト装置に出力するペン入力認識手段とを備え、
前記検出手段により検出されたお手付き領域に基づいて、前記静電容量信号の値を前記無値に置換する置換領域を設定する置換領域設定手段をさらに備え、
前記置換領域は、前記お手付き領域を含んで水平方向に伸びる水平方向領域と、前記お手付き領域を含んで垂直方向に伸びる垂直方向領域とを含み、
前記置換領域設定手段は、前記静電容量信号を前記タッチパネルから読み出すフレームごとに、前記水平方向領域と前記垂直方向領域とを切り替えることを特徴とするタッチセンサシステム。
マトリックス状に配置された複数の静電容量を有するタッチパネルにペン入力を行うために手を着いた領域を表すお手付き領域を、前記静電容量の変化を表す静電容量信号の強度に基づいて検出する検出手段と、
前記検出手段により検出されたお手付き領域の中に配置された静電容量に対応する静電容量信号の値を、タッチ入力の無い状態を表す無値に置換する置換手段と、
前記置換手段により無値に置換された静電容量信号と、前記お手付き領域の外に配置された静電容量に対応する静電容量信号とに基づいて、前記ペン入力の座標値をホスト装置に出力するペン入力認識手段とを備え、
前記お手付き領域は矩形状であり、
前記検出手段は、前記静電容量信号の値がしきい値を超える位置のうち最小のＸ座標Ｘｐ１と最小のＹ座標Ｙｐ１に基づく位置、及び最大のＸ座標Ｘｐ２と最大のＹ座標Ｙｐ２に基づく位置に従って、前記静電容量信号を前記タッチパネルから読み出すフレームごとに前記お手付き領域を検出し、
連続する複数のフレームは、１区間を構成し、
前記検出手段は、１区間前の最大値に基づいて前記最大のＹ座標Ｙｐ２を前記フレームごとに補正し、１区間前の最小値に基づいて前記最小のＹ座標Ｙｐ１を前記フレームごとに補正することを特徴とするタッチセンサシステム。
マトリックス状に配置された複数の静電容量を有するタッチパネルにペン入力を行うために手を着いた領域を表すお手付き領域を、前記静電容量の変化を表す静電容量信号の強度に基づいて検出する検出手段と、
前記検出手段により検出されたお手付き領域の中に配置された静電容量に対応する静電容量信号の値を、タッチ入力の無い状態を表す無値に置換する置換手段と、
前記置換手段により無値に置換された静電容量信号と、前記お手付き領域の外に配置された静電容量に対応する静電容量信号とに基づいて、前記ペン入力の座標値をホスト装置に出力するペン入力認識手段とを備え、
前記お手付き領域は矩形状であり、
前記検出手段は、前記静電容量信号の値がしきい値を超える位置のうち最小のＸ座標Ｘｐ１と最小のＹ座標Ｙｐ１に基づく位置、及び最大のＸ座標Ｘｐ２と最大のＹ座標Ｙｐ２に基づく位置に従って、前記静電容量信号を前記タッチパネルから読み出すフレームごとに前記お手付き領域を検出し、
連続する複数のフレームは、１区間を構成し、
前記検出手段は、１区間前の最大値に基づいて前記最大のＸ座標Ｘｐ２を前記フレームごとに補正し、１区間前の最小値に基づいて前記最小のＸ座標Ｘｐ１を前記フレームごとに補正することを特徴とするタッチセンサシステム。
マトリックス状に配置された複数の静電容量を有するタッチパネルにペン入力を行うために手を着いた領域を表すお手付き領域を、前記静電容量の変化を表す静電容量信号の強度に基づいて検出する検出手段と、
前記検出手段により検出されたお手付き領域の中に配置された静電容量に対応する静電容量信号の値を、タッチ入力の無い状態を表す無値に置換する置換手段と、
前記置換手段により無値に置換された静電容量信号と、前記お手付き領域の外に配置された静電容量に対応する静電容量信号とに基づいて、前記ペン入力の座標値をホスト装置に出力するペン入力認識手段とを備え、
前記ペン入力認識手段は、前記検出手段によるお手付き領域の検出の有無に応じて、タッチ検知を確定させるための連続タッチ数を切り替えることを特徴とするタッチセンサシステム。