JP5656666B2 - Touch panel device - Google Patents

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Description

この発明は、例えば、タッチパネルに配設された複数の検知電極の静電容量を検出して、ユーザの指又はスタイラスペン等の検知対象物がタッチパネルに触れている位置、又はタッチパネルに近接している位置を特定するタッチパネル装置に関するものである。   The present invention detects, for example, the capacitance of a plurality of detection electrodes arranged on a touch panel, and a position where a detection target such as a user's finger or stylus pen touches the touch panel, or close to the touch panel. The present invention relates to a touch panel device that identifies a position where the user is present.

近年、タッチパネルを備えたモバイル端末・液晶表示装置等の普及が進んでいる。
タッチパネルの一方式として、投射容量方式がある。この方式は、透過率や耐久性に優れているため利用が拡大されており、ユーザの指又はスタイラスペン等のタッチパネルとの接触と、タッチパネルへの近接の両方を検出することが可能である。
しかしながら、投射容量方式における静電センサの場合、温度変化、環境変動(周辺機器の影響等)等により、出力される静電容量値が変動するため、絶対的な静電容量値を用いてタッチパネルへの指等の近接または接触を検出することは難しい。そのため、タッチパネルのセンサ電極に指等が触れていない状態における、静電容量値を基準容量(ベースライン値)とし、その値から検出した静電容量値の差分値を用いて、指の近接・接触を検知する方法(感度キャリブレーション)が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
In recent years, mobile terminals, liquid crystal display devices and the like equipped with a touch panel have been widely used.
One method of the touch panel is a projection capacity method. Since this method is excellent in transmittance and durability, its use is expanded, and it is possible to detect both contact with a user's finger or a touch panel such as a stylus pen and proximity to the touch panel.
However, in the case of an electrostatic sensor using a projection capacitance method, the output capacitance value varies due to temperature changes, environmental variations (such as the influence of peripheral devices), etc., so the touch panel uses absolute capacitance values. It is difficult to detect the proximity or contact of a finger or the like. For this reason, the capacitance value when the finger or the like is not touching the sensor electrode of the touch panel is used as a reference capacitance (baseline value), and the difference between the capacitance values detected from that value is used to determine the proximity of the finger. A method for detecting contact (sensitivity calibration) is disclosed (see, for example, Patent Document 1).

特開2007−208682号公報JP 2007-208682 A

従来方式では、ペットボトルや携帯電話等のモノの接触や、密閉された空間内における温度上昇等の急激な環境変動が原因で、指がタッチパネルに接触していない状態において静電容量値が指接触判定の閾値を超えた場合に、指接触時にはキャリブレーションが実行されないため、環境が正常に戻るまで待ち続けるか、あるいはリセット等の処理命令を外部から与える以外の方法では、ベースライン値を正常状態に復帰することができないという課題があった。   In the conventional method, the capacitance value is not measured when the finger is not in contact with the touch panel due to sudden environmental changes such as contact with things such as PET bottles or mobile phones, or temperature rise in a sealed space. If the threshold value for touch determination is exceeded, calibration is not executed when the finger touches, so the baseline value is set to normal unless you continue to wait until the environment returns to normal or you give a processing command such as reset from the outside. There was a problem that it was not possible to return to the state.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、静電容量値が指操作では通常起こり得ない、例えば急激に静電容量値が下がる、指接触判定の出力が継続し続ける等の異常状態を判定して、ベースライン値を復帰させる手段を持つことで、ペットボトルや携帯電話等のモノの接触や環境の急激な変動等により、指接触判定を間違がえて出力し続ける異常から、自動的に復帰することができるようにする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and the output of the finger contact determination continues because the capacitance value cannot normally occur by finger operation, for example, the capacitance value suddenly decreases. It has a means to determine the abnormal state, etc., and restore the baseline value, so that the finger contact judgment is wrongly output due to the contact of things such as PET bottles or mobile phones or sudden changes in the environment. Enables automatic recovery from continuing abnormalities.

この発明に係るタッチパネル装置は、
検知対象物の接触、及び、近接によって静電容量が変化する複数の検知電極と、
前記検知電極と検知対象物間の静電容量を検出する静電容量検出手段と、
検知対象物の近接または接触を検知するための基準となる静電容量値であるベースライン値を格納するベースライン格納手段と、
前記静電容量検出手段で得られた静電容量値とベースライン値により検知対象物の近接または接状態を判別する近接・接触検出手段と、
前記静電容量検出手段で得られた静電容量値とベースライン値によりベースライン格納手段のベースライン値を更新するベースライン更新手段と、
前記近接・接触検出手段で検出した指状態と複数の検知電極のベースライン値と複数の検知電極の静電容量値分布から、指操作では起こりえない各検知電極の異常状態を検出する異常状態検出手段と、
前記各手段を制御する制御手段を備え、
制御手段は、異常状態検出手段が異常状態と判断した場合には、前記ベースライン格納手段のベースライン値をベースライン更新手段が更新するように制御し、異常状態検出手段では、ベースライン値と静電容量値から得られる差分値の分布が、指タッチ時と逆方向に得られた場合に異常状態と判断するものである。
The touch panel device according to the present invention includes:
A plurality of detection electrodes whose capacitance changes due to the contact and proximity of the detection object;
A capacitance detecting means for detecting a capacitance between the detection electrode and the detection object;
Baseline storage means for storing a baseline value which is a capacitance value serving as a reference for detecting the proximity or contact of the detection object;
A proximity-contact detection means to determine the state of the proximity or contact touch of the resultant capacitance value and the detection object by the baseline value by the capacitance detecting means,
Baseline update means for updating the baseline value of the baseline storage means with the capacitance value and the baseline value obtained by the capacitance detection means;
An abnormal state that detects an abnormal state of each detection electrode that cannot occur by finger operation from the finger state detected by the proximity / contact detection means, the baseline value of the plurality of detection electrodes, and the capacitance value distribution of the plurality of detection electrodes Detection means;
Comprising control means for controlling each means,
The control unit controls the baseline value of the baseline storage unit to be updated by the baseline update unit when the abnormal state detection unit determines that the abnormal state is detected. When the distribution of the difference value obtained from the capacitance value is obtained in the direction opposite to that when the finger is touched, the abnormal state is determined .

この発明に係るタッチパネル装置によれば、指接触の出力を出し続ける。または、指操作では起こりえない静電容量値である場合は、異常状態として検出する異常状態検出手段を設け、ベースライン更新手段がキャリブレーションを行って、検知対象物の近接・触状態を判別する判定基準値であるベースライン値をリセットして自動的に復帰できるようにしたので、タッチパネルの安全性や保守性をより高めることができる。   According to the touch panel device according to the present invention, the finger contact output is continuously output. Alternatively, if the capacitance value cannot occur by finger operation, an abnormal state detection unit that detects an abnormal state is provided, and the baseline update unit performs calibration to determine the proximity / touch state of the detection target. Since the baseline value, which is the determination reference value, is reset and can be automatically restored, the safety and maintainability of the touch panel can be further improved.

この発明の実施の形態1によるタッチパネル装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the touchscreen apparatus by Embodiment 1 of this invention. 実施の形態1における制御手段のフローチャートである。3 is a flowchart of control means in the first embodiment. 図1のタッチパネル装置における検出電極の静電容量値(黒棒)とベースライン値(斜線棒)を表す特性図である。It is a characteristic view showing the capacitance value (black bar) and the baseline value (hatched bar) of the detection electrode in the touch panel device of FIG. 物質の比誘電率を示す図である。It is a figure which shows the dielectric constant of a substance. 図3の静電容量値からベースライン値の差をグラフ化した図である。FIG. 4 is a graph showing a difference between baseline values and capacitance values in FIG. 3. ベースライン更新手段により更新され、ベースライン格納手段に格納されたベースライン更新値を示す図である。It is a figure which shows the baseline update value updated by the baseline update means and stored in the baseline storage means. 検出電極に指やモノが近接・接触していない状態を示すタッチパネル装置の構成図である。It is a block diagram of a touch panel device showing a state in which a finger or an object is not in proximity to or in contact with a detection electrode. 図7の状態における検出電極の静電容量値とベースライン値をグラフ化した図である。FIG. 8 is a graph showing the capacitance value and the baseline value of the detection electrode in the state of FIG. 7. 図8における検出電極の静電容量値からベースライン値の差をグラフ化した図である。It is the figure which made the difference of the baseline value from the electrostatic capacitance value of the detection electrode in FIG. 8, and graphed. 急激な温度上昇時における検出電極の静電容量値とベースライン値をグラフ化した図である。It is the figure which graphed the electrostatic capacitance value of the detection electrode at the time of rapid temperature rise, and a baseline value. 図10における検出電極の静電容量値からベースライン値の差をグラフ化した図である。It is the figure which graphed the difference of the baseline value from the electrostatic capacitance value of the detection electrode in FIG. フレーム付きタッチパネルに水滴が付着した状態を示すタッチパネル装置の構成図である。It is a block diagram of the touch panel apparatus which shows the state which the water droplet adhered to the touch panel with a frame. フレーム付きタッチパネル部の一部分の断面図である。It is sectional drawing of a part of touchscreen part with a frame. フレーム付きタッチパネル部に水滴が付着した状態における一部分の断面図である。It is sectional drawing of a part in the state in which the water droplet adhered to the touchscreen part with a frame. 図12の状態における検出電極の静電容量値とベースライン値をグラフ化した図である。It is the figure which made the electrostatic capacitance value and base line value of the detection electrode in the state of FIG. 12 into a graph. 図15の静電容量値からベースライン値の差をグラフ化した図である。It is the figure which made the difference of the baseline value from the electrostatic capacitance value of FIG. 15 into a graph. 指の接触状態における検出電極の静電容量値からベースライン値の差をグラフ化した図である。It is the figure which graphed the difference of the baseline value from the electrostatic capacitance value of the detection electrode in the contact state of a finger. 指ではないモノの接触状態における検出電極の静電容量値からベースライン値の差をグラフ化した図である。It is the figure which graphed the difference of the baseline value from the capacitance value of the detection electrode in the contact state of the thing that is not a finger.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるタッチパネル装置を示す構成図であり、図において、X方向の検知電極2a〜2eとY方向の検知電極2f〜2jが透明なガラス面1の下部に配置されており、ユーザの指やスタイラスペン等(以下、必要のない限り指で代表する)の検知対象物、またはペットボトルや携帯電話等誘電体5の近接・接触によって静電容量が変化する。
静電容量検出手段3は、制御手段4からの検出指示信号を受けると、X方向及びY方向の検出電極2a〜2jの静電容量を順次検出し、近接・接触検出手段7とベースライン更新手段8に検出された静電容量値を出力する。ベースライン更新手段8は、制御手段4からの指示信号を受けると、静電容量検出手段3からの静電容量値を用いて、前記検出電極2a〜2jのベースライン値を求め、ベースライン格納手段9に出力する。ベースライン格納手段9は、制御手段4の格納指示信号により、ベースライン更新手段8から出力されたベースライン値を格納する。近接・接触検出手段7は、制御手段4の検出指示信号により、静電容量検出手段3から出力された静電容量値と、ベースライン格納手段9から出力されたベースライン値を基に、ユーザの指等の近接あるいは接触を検出し、その有無情報を出力する。
また、制御手段4のベースライン出力指示信号により、近接・接触検出手段7は、ユーザの指等の近接あるいは接触の有無情報を、あるいは、ベースライン格納手段9は、格納されたベースライン値を出力する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a touch panel device according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, X-direction detection electrodes 2a to 2e and Y-direction detection electrodes 2f to 2j are arranged below a transparent glass surface 1. The capacitance changes depending on the detection object such as the user's finger or stylus pen (hereinafter, represented by the finger unless necessary) or the proximity / contact of the dielectric 5 such as a plastic bottle or a mobile phone.
Upon receiving the detection instruction signal from the control unit 4, the capacitance detection unit 3 sequentially detects the capacitance of the detection electrodes 2a to 2j in the X direction and the Y direction, and updates the proximity / contact detection unit 7 and the baseline. The detected capacitance value is output to the means 8. Upon receiving the instruction signal from the control means 4, the baseline update means 8 obtains the baseline values of the detection electrodes 2a to 2j using the capacitance value from the capacitance detection means 3, and stores the baseline. Output to means 9. The baseline storage unit 9 stores the baseline value output from the baseline update unit 8 in response to a storage instruction signal from the control unit 4. The proximity / contact detection means 7 is based on the capacitance value output from the capacitance detection means 3 and the baseline value output from the baseline storage means 9 based on the detection instruction signal from the control means 4. The proximity or contact of a finger or the like is detected, and the presence / absence information is output.
Further, in accordance with the baseline output instruction signal of the control means 4, the proximity / contact detection means 7 provides information on the presence or absence of proximity or contact of the user's finger or the like, or the baseline storage means 9 indicates the stored baseline value. Output.

図3は、静電容量検出手段3で得られる検出電極2a〜2jの静電容量値(黒棒)と、ベースライン格納手段9に格納された検出電極2a〜2jのベースライン値(斜線棒)を表す図である。一般的に、指(バーチャルグランド電極)と検出電極の間に生じる静電容量値は、(真空の誘電率)×(指と検出電極間の物質の誘電率)×(検出電極と指の重なり面積)/(指と検出電極の間の距離)で決まる。ここで、物質の誘電率は、(真空の誘電率)×(物質の比誘電率)であり、真空の誘電率は固定であるから、物質の比誘電率が大きいほど、指と検出電極間に生じる静電容量値は大きくなる。   FIG. 3 shows the capacitance values (black bars) of the detection electrodes 2a to 2j obtained by the capacitance detection means 3, and the baseline values (hatched bars) of the detection electrodes 2a to 2j stored in the baseline storage means 9. ). Generally, the capacitance value generated between the finger (virtual ground electrode) and the detection electrode is (dielectric constant of vacuum) × (dielectric constant of the substance between the finger and detection electrode) × (overlap of detection electrode and finger) Area) / (distance between finger and detection electrode). Here, the dielectric constant of the substance is (vacuum permittivity) × (substance relative permittivity), and the vacuum permittivity is fixed. Therefore, the larger the relative permittivity of the substance, the greater the gap between the finger and the detection electrode. The capacitance value generated in the case becomes large.

ここで、図1の構成図に示すように静電センサが透明タイプの静電タッチパネルの場合は、検出電極にITO(酸化インジウムスズ)等の透明電極を用いるが、通常は電極上面に保護用のガラス、アクリル等を配設し、ガラス、アクリル面への指の接触を検出する。この場合においても、図4の物質の比誘電率表に示すように、ガラス、アクリル等に比べて、空気の比誘電率は小さいので、ガラス、アクリル面と指の間に空気層がある状態(近接・接近状態)と、ガラス、アクリル面に指やモノ(携帯電話・ペットボトル等)が接触した場合とでは、後者の状態の方が検出される静電容量値は大きくなる。この変化を用いて、検出電極への指やモノの接触検知を行う。ここで、静電容量値の単位としては、F(ファラド)が用いられるが、一般に指と電極間の静電容量値の検出方法には、充放電時間の変異を計測するもの、正弦波、矩形波等の電圧変化を計測するもの等、様々な方法があるので、この発明中で説明する際の静電容量値の単位は、正規化された尺度として表している。   Here, when the electrostatic sensor is a transparent type electrostatic touch panel as shown in the configuration diagram of FIG. 1, a transparent electrode such as ITO (indium tin oxide) is used as a detection electrode, but usually, the upper surface of the electrode is for protection. Glass, acrylic, or the like is provided, and finger contact with the glass or acrylic surface is detected. Even in this case, as shown in the relative permittivity table of the substance in FIG. 4, since the relative permittivity of air is smaller than that of glass, acrylic, etc., there is an air layer between the glass, acrylic surface and the finger. In the case of (proximity / approaching state) and a case where a finger or an object (such as a mobile phone or a plastic bottle) contacts the glass or acrylic surface, the capacitance value detected in the latter state is larger. Using this change, detection of contact of a finger or an object with the detection electrode is performed. Here, F (farad) is used as the unit of the capacitance value. Generally, the method for detecting the capacitance value between the finger and the electrode is a method for measuring a variation in charge / discharge time, a sine wave, Since there are various methods such as a method of measuring a voltage change such as a rectangular wave, the unit of the capacitance value in the description in the present invention is expressed as a normalized scale.

図3は、図1に示すように検出電極2c、2hにペットボトルが接触した状態である静電容量値とベースライン値を示す。図3では、検出電極2c、2hにペットボトルが接触した状態であるので、X側では検出電極2c、Y側では2hをピークとする静電容量分布が得られている。   FIG. 3 shows a capacitance value and a baseline value in a state where the PET bottle is in contact with the detection electrodes 2c and 2h as shown in FIG. In FIG. 3, since the PET bottle is in contact with the detection electrodes 2c and 2h, a capacitance distribution having a peak at 2h on the detection electrode 2c and on the Y side is obtained.

図4は、物質の比誘電率を示す図であり、図5は、図3に示す静電容量検出手段3で得られた静電容量値からベースライン格納手段9に格納されたベースライン値の差をグラフ化して示している。図5中、20は近接状態と判断する近接状態用の閾値、21は接触状態と判断する接触状態用の閾値である。
本図5では、図1に示すように検出電極2c、2hにペットボトル5が接触した状態であるので、検出電極2cの静電容量値が接触状態用の閾値21を超え、検出電極2hの静電容量値が接触状態用の閾値21に限りなく近づいている。
図6は、ベースライン更新手段8で更新され、ベースライン格納手段9に格納された更新ベースライン値を示す図である。
4 is a diagram showing the relative dielectric constant of the substance, and FIG. 5 is a baseline value stored in the baseline storage means 9 from the capacitance value obtained by the capacitance detection means 3 shown in FIG. The difference is shown in a graph. In FIG. 5, 20 is a threshold value for a proximity state that is determined to be a proximity state, and 21 is a threshold value for a contact state that is determined to be a contact state.
In FIG. 5, since the PET bottle 5 is in contact with the detection electrodes 2c and 2h as shown in FIG. 1, the capacitance value of the detection electrode 2c exceeds the threshold value 21 for the contact state, and the detection electrode 2h The electrostatic capacitance value approaches the threshold value 21 for the contact state as much as possible.
FIG. 6 is a diagram showing updated baseline values updated by the baseline update unit 8 and stored in the baseline storage unit 9.

図7は、検出電極に指やモノが近接・接触していない状態を示すタッチパネル装置の構成図であり、図8は、図7の状態における静電容量検出手段3で得られた静電容量値及びベースライン格納手段9に格納されたベースライン値をグラフ化した図である。図9は、図7の状態における静電容量検出手段3で得られた静電容量値からベースライン格納手段9に格納されたベースライン値、即ち図8に示す静電容量値からベースライン値の差をグラフ化した図である。   FIG. 7 is a configuration diagram of the touch panel device showing a state in which a finger or an object is not in proximity to or in contact with the detection electrode, and FIG. 8 is a capacitance obtained by the capacitance detection means 3 in the state of FIG. FIG. 6 is a graph of the baseline value stored in the value and baseline storage means 9. 9 shows the baseline value stored in the baseline storage means 9 from the capacitance value obtained by the capacitance detection means 3 in the state of FIG. 7, that is, the baseline value from the capacitance value shown in FIG. FIG.

図10は、急激な温度上昇時において、静電容量検出手段3で得られた静電容量値及びベースライン格納手段9に格納されたベースライン値をグラフ化した図である。図11は、急激な温度上昇時において、静電容量検出手段3で得られた静電容量値からベースライン格納手段9に格納されたベースライン値、即ち図10に示す静電容量値からベースライン値の差をグラフ化した図である。   FIG. 10 is a graph showing the capacitance value obtained by the capacitance detection means 3 and the baseline value stored in the baseline storage means 9 when the temperature rises rapidly. FIG. 11 shows the baseline value stored in the baseline storage means 9 from the capacitance value obtained by the capacitance detection means 3 at the time of rapid temperature rise, that is, from the capacitance value shown in FIG. It is the figure which graphed the difference of the line value.

図12は、フレーム付きのタッチパネルに対して水滴が付着した状態を示すタッチパネル装置の構成図である。図13は、図12に示すタッチパネル装置の構成で水滴が付着していない状態におけるタッチパネルの一部分の断面図であり、検知電極2d、2e、2jとフレーム11(フレームに内包される金属部12)間の静電容量の発生を示す図である。図14は、図12に示すタッチパネル装置の構成で水滴が付着した状態におけるタッチパネルの一部分の断面図であり、検知電極2d、2e、2jとフレーム11(フレームに内包される金属部12)間の静電容量の発生を示す図である。   FIG. 12 is a configuration diagram of the touch panel device showing a state in which water droplets are attached to the touch panel with a frame. FIG. 13 is a cross-sectional view of a part of the touch panel in a state where no water droplets are attached in the configuration of the touch panel device shown in FIG. 12, and the detection electrodes 2d, 2e, and 2j and the frame 11 (the metal part 12 included in the frame). It is a figure which shows generation | occurrence | production of the electrostatic capacitance between. FIG. 14 is a cross-sectional view of a part of the touch panel in a state where water droplets are attached in the configuration of the touch panel device shown in FIG. 12, and between the detection electrodes 2d, 2e, and 2j and the frame 11 (the metal part 12 included in the frame). It is a figure which shows generation | occurrence | production of an electrostatic capacitance.

図15は、図12の状態における静電容量検出手段3で得られた検知電極2a〜2jの静電容量値とベースライン格納手段9に格納されたベースライン値をグラフ化した図であり、図16は、図12の状態における静電容量検出手段3で得られた検知電極2a〜2jの静電容量値からベースライン格納手段9に格納されたベースライン値、即ち図15に示す静電容量値からベースライン値の差をグラフ化した図である。   FIG. 15 is a graph of the capacitance values of the sensing electrodes 2a to 2j obtained by the capacitance detection means 3 in the state of FIG. 12 and the baseline values stored in the baseline storage means 9, 16 shows the baseline values stored in the baseline storage means 9 from the capacitance values of the sensing electrodes 2a to 2j obtained by the capacitance detection means 3 in the state of FIG. 12, that is, the electrostatic values shown in FIG. It is the figure which graphed the difference of the baseline value from the capacitance value.

図17は、指やスタイラスが接触した状態における、静電容量検出手段3で得られた検知電極2a〜2jの静電容量値とベースライン格納手段9に格納されたベースライン値の差分値をグラフ化した図であり、図18は、携帯電話などのモノが接触した状態における、静電容量検出手段3で得られた検知電極2a〜2jの静電容量値とベースライン格納手段9に格納されたベースライン値の差分値をグラフ化した図である。   FIG. 17 shows the difference between the capacitance value of the sensing electrodes 2a to 2j obtained by the capacitance detection means 3 and the baseline value stored in the baseline storage means 9 in a state where the finger or stylus is in contact. FIG. 18 is a graph, and FIG. 18 shows the capacitance values of the sensing electrodes 2a to 2j obtained by the capacitance detection means 3 and the baseline storage means 9 stored in a state where an object such as a mobile phone is in contact. It is the figure which graphed the difference value of the made baseline value.

次に図2の制御手段4のフローチャートを用いて、タッチパネル上にペットボトル5が置かれた異常状態時、即ち図1の状態における動作の説明を行う。
制御手段4は、ST1で静電容量検出手段3に指示し、静電容量検出手段3は、検出電極2a〜2jの静電容量値を順次検出し、検出された静電容量値を近接・接触検出手段7、及び、ベースライン更新手段8に出力する。検出された静電容量値が図3の黒棒で示される。図1のように、ペットボトル5がX側の検出電極2c、及びY側の検出電極2hに接触しているので、図3では検出電極2c、2hの静電容量値が大きくなっている。
Next, the operation in the abnormal state in which the plastic bottle 5 is placed on the touch panel, that is, the state in FIG. 1 will be described using the flowchart of the control means 4 in FIG.
The control means 4 instructs the capacitance detection means 3 in ST1, and the capacitance detection means 3 sequentially detects the capacitance values of the detection electrodes 2a to 2j, and detects the detected capacitance values in proximity. Output to the contact detection means 7 and the baseline update means 8. The detected capacitance value is indicated by a black bar in FIG. Since the PET bottle 5 is in contact with the X-side detection electrode 2c and the Y-side detection electrode 2h as shown in FIG. 1, the capacitance values of the detection electrodes 2c and 2h are large in FIG.

次にST2に進み、制御手段4は、近接・接触検出手段7に指示し、近接・接触検出手段7は、得られた各検出電極2a〜2jにおける静電容量値を基に、指の近接、あるいは、接触状態を検出する。具体的には、各検出電極2a〜2jにおける静電容量値からベースライン格納手段9に格納された検出電極2a〜2j毎のベースライン値との差分値を求め、その差分値と近接状態検出用の閾値、接触状態検出用の閾値とを比較することにより、近接、接触状態を検出する。図1の例におけるベースライン値は図3で示される斜線棒であり、静電容量値との差を示したものが図5の黒棒である。図5に示すように検出電極2cの静電容量値が接触状態用の閾値21を超えているので、指あるいはペットボトル等の誘電体の接触状態と判断される。   Next, in ST2, the control unit 4 instructs the proximity / contact detection unit 7, and the proximity / contact detection unit 7 approaches the proximity of the finger based on the obtained capacitance values of the detection electrodes 2a to 2j. Alternatively, the contact state is detected. Specifically, a difference value between each of the detection electrodes 2a to 2j and the baseline value for each of the detection electrodes 2a to 2j stored in the baseline storage means 9 is obtained from the capacitance value of each of the detection electrodes 2a to 2j, and the difference value and proximity state detection are obtained. The proximity and the contact state are detected by comparing the threshold value for use and the threshold value for detecting the contact state. The baseline value in the example of FIG. 1 is the hatched bar shown in FIG. 3, and the black bar in FIG. 5 shows the difference from the capacitance value. As shown in FIG. 5, since the capacitance value of the detection electrode 2c exceeds the threshold value 21 for the contact state, it is determined that the contact state of a dielectric such as a finger or a plastic bottle.

次にST3に進み、制御手段4は、近接・接触検出手段7に指示し、近接・接触検出手段7は、指が近接または接触している状態か否かを判別し、近接または接触状態であればST4、そうでなければ、ST5に進む。ここでは、ST3で接触状態であったので、ST4に進む。   Next, in ST3, the control means 4 instructs the proximity / contact detection means 7, and the proximity / contact detection means 7 determines whether or not the finger is in proximity or contact. If yes, go to ST4, otherwise go to ST5. Here, since it was a contact state in ST3, it progresses to ST4.

ST4において、制御手段4は、近接・接触検出手段7に指示し、近接・接触検出手段7は、ST2で判定した指あるいはペットボトル等の誘電体の近接・接触状態を出力する。   In ST4, the control means 4 instructs the proximity / contact detection means 7, and the proximity / contact detection means 7 outputs the proximity / contact state of a dielectric such as a finger or a plastic bottle determined in ST2.

次にST5に進み、制御手段4は、異常状態検出手段10に指示し、異常状態検出手段10は、指の接触判定が出続ける、あるいは静電容量値が指(または誘導体)の接触では起こりえないマイナス側へ変動する、全体がプラス側へ大きく変動する、X側とY側とで大きく差がでる等を判断基準として、異常状態の有無を判定する。具体的には、指の接触判定が出続ける許容時間を60秒とする。異常状態検出手段10は、図1の例では、ペットボトル5がタッチパネルの検出電極2c、2hに置かれ、指の接触判定が60秒以上出続けるため、異常状態と判断する。   Next, in ST5, the control unit 4 instructs the abnormal state detection unit 10, and the abnormal state detection unit 10 continues to issue a finger contact determination or occurs when the capacitance value is a finger (or derivative) contact. The presence / absence of an abnormal state is determined based on the determination criteria such as a negative change, a large change to the positive side, and a large difference between the X side and the Y side. Specifically, the allowable time during which finger contact determination continues to be output is 60 seconds. In the example of FIG. 1, the abnormal state detection unit 10 determines that the PET bottle 5 is in an abnormal state because the PET bottle 5 is placed on the detection electrodes 2 c and 2 h of the touch panel and the finger contact determination continues to occur for 60 seconds or more.

次にST6に進み、制御手段4は、ベースライン更新手段8に指示し、ベースライン更新手段8は、指やペットボトル等がタッチパネルへの近接・接触が継続する異常状態でベースライン値の更新が必要か否かを判断し、ベースライン値の更新が必要であればST7に進み、必要がなければST1へと戻る。ここでは、ペットボトル5の接触により許容時間を越えて指の接触判定が出続ける異常状態であるためST7に進む。   Next, in ST6, the control unit 4 instructs the baseline update unit 8, and the baseline update unit 8 updates the baseline value in an abnormal state in which a finger, a plastic bottle, or the like continues to touch or touch the touch panel. If it is necessary to update the baseline value, the process proceeds to ST7. If not, the process returns to ST1. Here, since it is an abnormal state in which finger contact determination continues to occur beyond the allowable time due to contact with the plastic bottle 5, the process proceeds to ST7.

次にST7で、制御手段4は、ベースライン更新手段8に指示し、ベースライン更新手段8は、ベースライン値の更新を、新しいベースライン値=現在のベースライン値×α+ST1で計測した静電容量値×βの演算をして行う。αとβは重み付けのパラメータでα+β=1.0である。異常状態時におけるベースラインの更新では、ST1で計測した静電容量値に重みをおき、例えばβ=0.95とする。   Next, in ST7, the control unit 4 instructs the baseline update unit 8, and the baseline update unit 8 updates the baseline value by measuring the new baseline value = current baseline value × α + ST1. This is done by calculating the capacitance value × β. α and β are weighting parameters, and α + β = 1.0. In updating the baseline in the abnormal state, the capacitance value measured in ST1 is weighted, for example, β = 0.95.

次に、ST8に進み、制御手段4は、ベースライン格納手段9に指示し、ベースライン格納手段9はベースライン更新手段8で更新された新たなベースライン値を格納する。格納されたベースライン値を図6に示す。   Next, proceeding to ST8, the control means 4 instructs the baseline storage means 9, and the baseline storage means 9 stores the new baseline value updated by the baseline update means 8. The stored baseline values are shown in FIG.

次にST1に戻り、次のタイミングにおける制御手段4の指示により静電容量検出手段3で、検出電極2a〜2jの静電容量値の検出を行い、ST1〜ST8の処理を繰り返す。   Next, returning to ST1, the capacitance detection means 3 detects the capacitance values of the detection electrodes 2a to 2j in accordance with an instruction from the control means 4 at the next timing, and the processing of ST1 to ST8 is repeated.

次に、図1に示す状態がしばらく続いた後に、図7に示すいずれの電極にも指が近づいていない状態になった場合の動作について説明する。   Next, the operation when the finger is not approaching any of the electrodes shown in FIG. 7 after the state shown in FIG. 1 continues for a while will be described.

制御手段4は、ST1で静電容量検出手段3に指示し、静電容量検出手段3は、検出電極2a〜2jの静電容量値を順次検出し、検出された静電容量値を近接・接触検出手段7、及び、ベースライン更新手段8に出力する。図1の状態から図7の状態になる例における、検出電極2a〜2jの静電容量値及びベースライン値を示したものが図8である。図1のペットボトル5が置かれていた状態と比べ、いずれの電極2a〜2jにも指が接近も、近接もしていないので、検出された静電容量値は小さくなっている。ベースライン値は図1の状態における図6に示すベースライン更新手段8で更新されたベースライン値である。   The control means 4 instructs the capacitance detection means 3 in ST1, and the capacitance detection means 3 sequentially detects the capacitance values of the detection electrodes 2a to 2j, and detects the detected capacitance values in proximity. Output to the contact detection means 7 and the baseline update means 8. FIG. 8 shows the capacitance values and the baseline values of the detection electrodes 2a to 2j in the example in which the state of FIG. 1 is changed to the state of FIG. Compared with the state in which the PET bottle 5 of FIG. 1 is placed, the detected capacitance value is small because no finger approaches or approaches any of the electrodes 2a to 2j. The baseline value is a baseline value updated by the baseline update means 8 shown in FIG. 6 in the state of FIG.

次にST2に進み、制御手段4は、近接・接触検出手段7に指示し、近接・接触検出手段7は、得られた各検出電極2a〜2jにおける静電容量値を基に、指等の近接、あるいは、接触状態を検出する。ここで、図1の状態から図7の状態になる例では、図1のペットボトル5が置かれていた状態がベースライン値となっていたため、いずれの検出電極2a〜2jにも指は近づいていない図7の状態では、検出電極2a〜2jの静電容量値とベースライン値との差分値は、図9に示すように一部を除きマイナスの値をとることになる。   Next, in ST2, the control means 4 instructs the proximity / contact detection means 7, and the proximity / contact detection means 7 determines the finger or the like based on the obtained capacitance values of the detection electrodes 2a to 2j. Proximity or contact status is detected. Here, in the example from the state of FIG. 1 to the state of FIG. 7, the state where the PET bottle 5 of FIG. 1 is placed is the baseline value, so that the finger approaches any of the detection electrodes 2a to 2j. In the state shown in FIG. 7, the difference value between the capacitance value and the baseline value of the detection electrodes 2a to 2j takes a negative value except for a part as shown in FIG.

次にST3に進み、制御手段4は、近接・接触検出手段7に指示し、指が近接している状態か否かを判別し、近接または接触状態であればST4、そうでなければST5に進む。ここでは、いずれの検出電極2a〜2jの容量値も指の近接用の閾値20を超えていないので、指が近接または接触していない状態と判別しST5に進む。   Next, the process proceeds to ST3, where the control means 4 instructs the proximity / contact detection means 7 to determine whether or not the finger is in proximity, ST4 if it is in proximity or contact, and ST5 otherwise. move on. Here, since the capacitance value of any of the detection electrodes 2a to 2j does not exceed the threshold value 20 for proximity of the finger, it is determined that the finger is not in proximity or in contact, and the process proceeds to ST5.

次にST5で、制御手段4は、異常状態検出手段10に指示し、異常状態検出手段10は、指の接触判定が出続ける、あるいは静電容量値が指(または誘導体)の接触では起こりえないマイナス側へ変動する、全体が大きくプラス側へ変動する、X側とY側とで大きく差がでる等を判断基準として、異常状態の有無を判定する。具体的には、各検出電極2a〜2jの差分値(=静電容量値−ベースライン値)が異常判定閾値22以下である状態が、数秒続いた場合に異常状態と判断される。異常状態検出手段10は、図1から図7の状態になる例では、図9に示すように検出電極2b、2c、2d、2g、2hが異常判定閾値22以下となるため異常状態と判断してST6、ST7、ST8へと進み、ベースライン更新手段8はベースラインを更新して正常状態となる。   Next, in ST5, the control unit 4 instructs the abnormal state detection unit 10, and the abnormal state detection unit 10 continues to issue a finger contact determination or may occur when the capacitance value is a finger (or derivative) contact. The presence / absence of an abnormal state is determined based on criteria such as a negative change, a large change to the positive side, and a large difference between the X side and the Y side. Specifically, an abnormal state is determined when a state in which the difference value (= capacitance value−baseline value) between the detection electrodes 2a to 2j is equal to or less than the abnormality determination threshold value 22 continues for several seconds. In the example shown in FIGS. 1 to 7, the abnormal state detection means 10 determines that the detection electrodes 2b, 2c, 2d, 2g, and 2h are equal to or lower than the abnormality determination threshold 22 as shown in FIG. Then, the process proceeds to ST6, ST7, ST8, and the baseline update means 8 updates the baseline and enters a normal state.

次にタッチパネルの周りの環境が変化して、急激に温度が上昇した場合について説明する。制御手段4は、ST1で静電容量検出手段3に指示し、静電容量検出手段3は、検出電極2a〜2jの静電容量値を順次検出し、検出された静電容量値を近接・接触検出手段7、ベースライン更新手段8及び、異常状態検出手段10に出力する。この例における、検出電極2a〜2jの静電容量値及びベースライン値を示したものが図10である。   Next, a case where the environment around the touch panel changes and the temperature rapidly increases will be described. The control means 4 instructs the capacitance detection means 3 in ST1, and the capacitance detection means 3 sequentially detects the capacitance values of the detection electrodes 2a to 2j, and detects the detected capacitance values in proximity. The data is output to the contact detection unit 7, the baseline update unit 8, and the abnormal state detection unit 10. FIG. 10 shows the capacitance value and the baseline value of the detection electrodes 2a to 2j in this example.

次にST2に進み、制御手段4は、近接・接触検出手段7に指示し、近接・接触検出手段7は、得られた各検出電極2a〜2jにおける静電容量値を基に、指の近接、あるいは、接触状態を検出する。この例では、図11に示すように、検出された静電容量値からベースライン値を減算した静電容量値は、いずれの検出電極2a〜2jにおいても近接状態の閾値20よりも小さいが、温度上昇のため静電容量値が一定値23以上の値を示している。   Next, in ST2, the control unit 4 instructs the proximity / contact detection unit 7, and the proximity / contact detection unit 7 approaches the proximity of the finger based on the obtained capacitance values of the detection electrodes 2a to 2j. Alternatively, the contact state is detected. In this example, as shown in FIG. 11, the capacitance value obtained by subtracting the baseline value from the detected capacitance value is smaller than the threshold value 20 in the proximity state in any of the detection electrodes 2a to 2j. The capacitance value shows a value equal to or greater than a certain value 23 due to temperature rise.

次にST3に進み、制御手段4は、近接・接触検出手段7に指示し、指が近接または接触している状態か否かを判別し、近接または接触状態であればST4、そうでなければST5に進む。ここでは、いずれの検出電極2a〜2jの差分静電容量値も近接検出用の閾値20を超えていないので、近接または接触状態ではないと判断し、ST5に進む。   Next, the process proceeds to ST3, where the control means 4 instructs the proximity / contact detection means 7 to determine whether or not the finger is in proximity or contact, and if it is in proximity or contact, ST4, otherwise. Proceed to ST5. Here, since the differential capacitance values of any of the detection electrodes 2a to 2j do not exceed the proximity detection threshold value 20, it is determined that they are not in proximity or contact, and the process proceeds to ST5.

次にST5では、制御手段4は、異常状態検出手段10に指示し、指の接触判定が出続ける、あるいは静電容量値が指(または誘導体)の接触では起こりえないマイナス側へ変動する、全体がプラス側へ大きく変動する、X側とY側とで大きく差がでる等を判断基準として、異常状態の有無を判定する。具体的には、各検出電極2a〜2jの差分値(=静電容量値−ベースライン値)の最小値が閾値20以下である状態が、数秒続いた場合に異常状態と判断する。異常状態検出手段10は、ここでは、差分値(=静電容量値−ベースライン値)の最小値が閾値20以下であるため、ST6、ST7、ST8へ進み、ベースライン更新手段8はベースライン値を更新して正常状態となる。   Next, in ST5, the control unit 4 instructs the abnormal state detection unit 10 to continue the finger contact determination, or the capacitance value fluctuates to the minus side which cannot occur when the finger (or derivative) is touched. The presence / absence of an abnormal state is determined based on a determination criterion such as a large change in the whole to the plus side or a large difference between the X side and the Y side. Specifically, when a state where the minimum value of the difference value (= capacitance value−baseline value) between the detection electrodes 2a to 2j is equal to or less than the threshold value 20 continues for several seconds, it is determined as an abnormal state. Here, since the minimum value of the difference value (= capacitance value−baseline value) is equal to or less than the threshold value 20, the abnormal state detection unit 10 proceeds to ST6, ST7, ST8, and the baseline update unit 8 The value is updated to return to the normal state.

次に、図12に示すように水滴がタッチパネル面に付着した場合の動作について説明する。図12では、絶縁体でコーティングされたフレーム11がX方向の検知電極2a〜2eとY方向の検知電極2f〜2jの周囲にあり、水滴6が検知電極2e、2g、2h、2i、2jに渡って付着している。水滴6が付着した場合、水は空気に比べて誘電率は高く、検出電極2e、2g、2h、2i、2jに近接するフレーム11との間に静電容量が発生するため、指で近接・接触した場合と同等の静電容量値が出力される。   Next, an operation when water droplets adhere to the touch panel surface as shown in FIG. 12 will be described. In FIG. 12, a frame 11 coated with an insulator is around the detection electrodes 2a to 2e in the X direction and the detection electrodes 2f to 2j in the Y direction, and water droplets 6 are formed on the detection electrodes 2e, 2g, 2h, 2i, and 2j. Adhering across. When the water droplet 6 is attached, the dielectric constant of water is higher than that of air, and capacitance is generated between the frame 11 adjacent to the detection electrodes 2e, 2g, 2h, 2i, and 2j. A capacitance value equivalent to the case of contact is output.

図13は、図12に示す構造の水滴が付着していないフレーム付きタッチパネルを正面から見た一部分の断面図である。図13で、検知電極2d、2e、2jがガラス面1の下に設置され、ガラス面1上にフレーム11が設置され、フレーム11は接地された金属部12を内包した構成とされる。図13の状態では、検知電極2d、2e、2jとフレーム11との間に発生する静電容量は、誘電率の低い空気層が間に存在しているためほとんど発生しない。   13 is a partial cross-sectional view of the touch panel with a frame to which water droplets having the structure shown in FIG. In FIG. 13, the detection electrodes 2 d, 2 e, 2 j are installed below the glass surface 1, a frame 11 is installed on the glass surface 1, and the frame 11 includes a grounded metal part 12. In the state of FIG. 13, the capacitance generated between the detection electrodes 2d, 2e, 2j and the frame 11 hardly occurs because an air layer having a low dielectric constant exists between them.

図14は、図12に示したフレーム付きタッチパネルに水滴6を付着させた状態を正面から見た一部分の断面図である。図14で、検知電極2d、2e、2jがガラス面1の下に設置され、ガラス面1上にフレーム11が設置され、フレーム11は接地された金属部12を内包した構成にされており、水滴6が検知電極2e、2j上に付着している。図14の状態では、検知電極2e、2jとフレーム11との間には水滴6が存在し、水は空気よりも誘電率が約80倍大きいため、検知電極2e、2jとフレーム11間に発生する静電容量は、図13に比べて多く発生する。   FIG. 14 is a partial cross-sectional view of the state in which water droplets 6 are attached to the frame-equipped touch panel shown in FIG. 12 as viewed from the front. In FIG. 14, the detection electrodes 2d, 2e, and 2j are installed below the glass surface 1, a frame 11 is installed on the glass surface 1, and the frame 11 is configured to include a grounded metal part 12. Water droplets 6 are attached on the detection electrodes 2e and 2j. In the state of FIG. 14, there are water droplets 6 between the detection electrodes 2 e and 2 j and the frame 11, and water has a dielectric constant approximately 80 times larger than that of air, and thus is generated between the detection electrodes 2 e and 2 j and the frame 11. A larger amount of capacitance is generated than in FIG.

制御手段4は、ST1で静電容量検出手段3に指示し、静電容量検出手段3は、検出電極2a〜2jの静電容量値を順次検出し、検出された静電容量値を近接・接触検出手段7、及び、ベースライン更新手段8に出力する。図12の例における、検出電極2a〜2jの静電容量値及びベースライン値を示したものが図15である。水滴6が付着していない場合に比べて大きな静電容量が発生するため、フレーム11と水滴6を介して接近している検出電極2e、2g、2h、2i、2jの静電容量値が比較的大きな値となる。特に、検出電極2eはフレーム11と水滴6を介して接触する面積が大きいため、より大きな静電容量値をとる。   The control means 4 instructs the capacitance detection means 3 in ST1, and the capacitance detection means 3 sequentially detects the capacitance values of the detection electrodes 2a to 2j, and detects the detected capacitance values in proximity. Output to the contact detection means 7 and the baseline update means 8. FIG. 15 shows the capacitance values and the baseline values of the detection electrodes 2a to 2j in the example of FIG. Compared with the case where the water droplet 6 is not attached, a larger capacitance is generated, so the capacitance values of the detection electrodes 2e, 2g, 2h, 2i, and 2j that are close to each other via the frame 11 and the water droplet 6 are compared. Large value. In particular, since the detection electrode 2e has a large area in contact with the frame 11 via the water droplet 6, it takes a larger capacitance value.

次にST2に進み、制御手段4は、近接・接触検出手段7に指示し、近接・接触検出手段7は、得られた各検出電極2a〜2jにおける静電容量値を基に、指等の近接、あるいは、接触状態を検出する。ここで、図12に示す状態の例では、図16に示すように、Y側の検出電極2f〜2jの差分値については、近接の閾値20を超えていないが、X側の検出電極2a〜2eの差分値については検出電極2eの差分値が指接触の閾値21を超えている状態になる。   Next, in ST2, the control means 4 instructs the proximity / contact detection means 7, and the proximity / contact detection means 7 determines the finger or the like based on the obtained capacitance values of the detection electrodes 2a to 2j. Proximity or contact status is detected. In the example of the state shown in FIG. 12, as shown in FIG. 16, the difference value between the Y-side detection electrodes 2 f to 2 j does not exceed the proximity threshold 20, but the X-side detection electrodes 2 a to 2- Regarding the difference value 2e, the difference value of the detection electrode 2e exceeds the finger contact threshold value 21.

次にST3に進み、制御手段4は、近接・接触検出手段7に指示し、指が近接している状態か否かを判別し、近接または接触状態であればST4、そうでなければST5に進む。ここでは、X、Yの検出電極が両方とも近接・接触用の閾値を超えていないため、近接・接触条件を満たさずST5に進む。   Next, the process proceeds to ST3, where the control means 4 instructs the proximity / contact detection means 7 to determine whether or not the finger is in proximity, ST4 if it is in proximity or contact, and ST5 otherwise. move on. Here, since both the X and Y detection electrodes do not exceed the proximity / contact threshold value, the proximity / contact condition is not satisfied, and the process proceeds to ST5.

次にST5に進み、制御手段4は、異常状態検出手段10に指示し、異常状態検出手段10は、指の接触判定が出続ける、あるいは静電容量値が指(または誘導体)の接触では起こりえないマイナス側へ変動する、プラス側へと大きく変動する、全体が大きく変動する、X側とY側とで大きく差がでる等を判断基準として、異常状態の有無を判定する。具体的には、X側の最大差分値とY側の最大差分値との差が閾値24以上である状態が、数秒続いた場合に異常状態と判断される。異常状態検出手段10は、図14の例では、Y側の最大差分値−X側の最大差分値が閾値24以上であり異常状態と判断し、ST6、ST7、ST8へと進み、ベースライン更新手段8はベースライン値を更新して正常状態となる。   Next, in ST5, the control unit 4 instructs the abnormal state detection unit 10, and the abnormal state detection unit 10 continues to issue a finger contact determination or occurs when the capacitance value is a finger (or derivative) contact. The presence / absence of an abnormal state is determined based on criteria such as negative fluctuation, large fluctuation toward the positive side, large fluctuation as a whole, and a large difference between the X side and the Y side. Specifically, an abnormal state is determined when a state where the difference between the maximum difference value on the X side and the maximum difference value on the Y side is equal to or greater than the threshold value 24 continues for several seconds. In the example of FIG. 14, the abnormal state detection means 10 determines that the maximum difference value on the Y side−the maximum difference value on the X side is equal to or greater than the threshold value 24 and proceeds to ST6, ST7, ST8, and updates the baseline. The means 8 updates the baseline value and becomes normal.

以上実施の形態1によれば、異常状態検出手段10を設け、指の接触を出力し続ける。または、指操作では起こりえない静電容量値である場合は、キャリブレーションを行ってベースライン値をリセットして自動的に復帰できるようにしたので、タッチパネルの安全性や保守性をより高めることができる。   As described above, according to the first embodiment, the abnormal state detection unit 10 is provided and the finger contact is continuously output. Or, if the capacitance value cannot occur with finger operation, calibration is performed and the baseline value is reset to enable automatic recovery, thus improving the safety and maintainability of the touch panel. Can do.

また、指やスタイラスペンの検知対象物の異常状態に基づき異常状態検出手段10は、静電容量の分布を用いて分布の異常状態を判断して、指接触出力の許容時間を変えても良い。具体的には、指やスタイラスペンが接触している場合は図17に示す急峻な山のような波形となり、ペットボトルや携帯電話等のモノが接触している場合は図18に示す緩やかな山のような波形となる性質を利用する。ここでは、例として、前記分布を判別する尺度として、下記式1に示す尖度(kurtosis)Xkを用い、Xkが一定以上の場合に指が接触した状態と判断する。なお、本静電容量分布は、操作者の指の大きさ、検出電極の大きさ、検出電極間のピッチ、レイアウト方式によって異なる可能性があるので、前記条件毎に設定するものとする。ここでは、指やスタイラスペンが接触した場合の尖度の範囲を、2.0<Xkとする。異常状態検出手段10は、尖度が2.0以下の場合は指接触の波形ではないと判断して、異常状態と判断するまでの時間を短くする。   Further, the abnormal state detection means 10 may determine the abnormal state of the distribution using the electrostatic capacitance distribution based on the abnormal state of the detection target of the finger or the stylus pen, and may change the allowable time for the finger contact output. . Specifically, when a finger or a stylus pen is in contact, the waveform is a steep mountain as shown in FIG. 17, and when a thing such as a plastic bottle or a mobile phone is in contact, the gentle waveform shown in FIG. Use the property of a mountain-like waveform. Here, as an example, kurtosis Xk shown in the following formula 1 is used as a scale for discriminating the distribution, and it is determined that the finger is in contact when Xk is equal to or greater than a certain value. Note that this capacitance distribution may vary depending on the size of the operator's finger, the size of the detection electrodes, the pitch between the detection electrodes, and the layout method, and is set for each condition. Here, the range of kurtosis when a finger or a stylus pen touches is 2.0 <Xk. When the kurtosis is 2.0 or less, the abnormal state detection means 10 determines that the waveform is not a finger contact, and shortens the time until the abnormal state is determined.

Figure 0005656666
Figure 0005656666

また、キャリブレーション時のベースライン値の更新法は、(新しいベースライン値=現在のベースライン値×α+ST1で計測した静電容量値×β)としたが、数サンプルの平均値や、他の隣接する検出電極との補間も加えたものにしても良い。   Also, the update method of the baseline value at the time of calibration is (new baseline value = current baseline value × α + capacitance value measured by ST1 × β). Interpolation with adjacent detection electrodes may be added.

また、各異常状態におけるベースライン値の更新法は、全て同一のものとしたが、各々で別の更新方法を用いても良い。   Moreover, although the update method of the baseline value in each abnormal state is the same, a different update method may be used for each.

この発明に係るタッチパネル装置は、指操作では通常起こり得ない異常状態を判定して、自動的に正常状態に復帰することができるようにしているので、操作性を向上し、静電容量の変化でスイッチ入力を行うタッチパネルを有する電気機器全般に有用である。   The touch panel device according to the present invention determines an abnormal state that cannot normally occur by a finger operation and can automatically return to a normal state, thereby improving operability and changing capacitance. It is useful for all electrical equipment having a touch panel for performing switch input.

1;ガラス面、2a〜2j;検知電極、3;静電容量検出手段、4;制御手段、6;水滴、7;近接・接触検出手段、8;ベースライン更新手段、9;ベースライン格納手段、10;異常状態検出手段、11;フレーム。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Glass surface, 2a-2j; Detection electrode, 3; Capacitance detection means, 4; Control means, 6: Water droplet, 7; Proximity / contact detection means, 8; Baseline update means, 9; 10: Abnormal state detection means, 11: Frame.

Claims (4)

検知対象物の接触、及び、近接によって静電容量が変化する複数の検知電極と、
前記検知電極と検知対象物間の静電容量を検出する静電容量検出手段と、
検知対象物の近接または接触を検知するための基準となる静電容量値であるベースライン値を格納するベースライン格納手段と、
前記静電容量検出手段で得られた静電容量値とベースライン値により検知対象物の近接または接状態を判別する近接・接触検出手段と、
前記静電容量検出手段で得られた静電容量値とベースライン値によりベースライン格納手段のベースライン値を更新するベースライン更新手段と、
前記近接・接触検出手段で検出した検知対象物の状態と複数の検知電極のベースライン値と複数の検知電極の静電容量値分布から、検知対象物の操作では起こりえない各検知電極の異常状態を検出する異常状態検出手段と、
前記各手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記異常状態検出手段が異常状態と判断した場合には、前記ベースライン格納手段のベースライン値をベースライン更新手段が更新するように制御し、
異常状態検出手段では、ベースライン値と静電容量値から得られる差分値の分布が、指タッチ時と逆方向に得られた場合に異常状態と判断する
ことを特徴とするタッチパネル装置。
A plurality of detection electrodes whose capacitance changes due to the contact and proximity of the detection object;
A capacitance detecting means for detecting a capacitance between the detection electrode and the detection object;
Baseline storage means for storing a baseline value which is a capacitance value serving as a reference for detecting the proximity or contact of the detection object;
A proximity-contact detection means to determine the state of the proximity or contact touch of the resultant capacitance value and the detection object by the baseline value by the capacitance detecting means,
Baseline update means for updating the baseline value of the baseline storage means with the capacitance value and the baseline value obtained by the capacitance detection means;
Abnormalities of each detection electrode that cannot occur by operation of the detection object from the state of the detection object detected by the proximity / contact detection means, the baseline value of the plurality of detection electrodes, and the capacitance value distribution of the plurality of detection electrodes An abnormal state detecting means for detecting a state;
Comprising control means for controlling each means,
The control means controls the baseline update means to update the baseline value of the baseline storage means when the abnormal condition detection means determines that it is an abnormal condition ,
A touch panel device characterized in that the abnormal state detection means determines that the distribution of the difference value obtained from the baseline value and the capacitance value is an abnormal state when the distribution of the difference value is obtained in a direction opposite to that when the finger is touched .
検知対象物の接触、及び、近接によって静電容量が変化する複数の検知電極と、
前記検知電極と検知対象物間の静電容量を検出する静電容量検出手段と、
検知対象物の近接または接触を検知するための基準となる静電容量値であるベースライン値を格納するベースライン格納手段と、
前記静電容量検出手段で得られた静電容量値とベースライン値により検知対象物の近接または接状態を判別する近接・接触検出手段と、
前記静電容量検出手段で得られた静電容量値とベースライン値によりベースライン格納手段のベースライン値を更新するベースライン更新手段と、
前記近接・接触検出手段で検出した検知対象物の状態と複数の検知電極のベースライン値と複数の検知電極の静電容量値分布から、検知対象物の操作では起こりえない各検知電極の異常状態を検出する異常状態検出手段と、
前記各手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記異常状態検出手段が異常状態と判断した場合には、前記ベースライン格納手段のベースライン値をベースライン更新手段が更新するように制御し、
異常状態検出手段は、ベースライン値と静電容量値から得られる差分値の分布全体が一定値以上になった場合に異常状態と判断する
ことを特徴とするタッチパネル装置。
A plurality of detection electrodes whose capacitance changes due to the contact and proximity of the detection object;
A capacitance detecting means for detecting a capacitance between the detection electrode and the detection object;
Baseline storage means for storing a baseline value which is a capacitance value serving as a reference for detecting the proximity or contact of the detection object;
A proximity-contact detection means to determine the state of the proximity or contact touch of the resultant capacitance value and the detection object by the baseline value by the capacitance detecting means,
Baseline update means for updating the baseline value of the baseline storage means with the capacitance value and the baseline value obtained by the capacitance detection means;
Abnormalities of each detection electrode that cannot occur by operation of the detection object from the state of the detection object detected by the proximity / contact detection means, the baseline value of the plurality of detection electrodes, and the capacitance value distribution of the plurality of detection electrodes An abnormal state detecting means for detecting a state;
Comprising control means for controlling each means,
The control means controls the baseline update means to update the baseline value of the baseline storage means when the abnormal condition detection means determines that it is an abnormal condition ,
The touch panel device , wherein the abnormal state detection means determines that the abnormal state is detected when the entire distribution of the difference values obtained from the baseline value and the capacitance value becomes a certain value or more .
検知対象物の接触、及び、近接によって静電容量が変化する複数の検知電極と、
前記検知電極と検知対象物間の静電容量を検出する静電容量検出手段と、
検知対象物の近接または接触を検知するための基準となる静電容量値であるベースライン値を格納するベースライン格納手段と、
前記静電容量検出手段で得られた静電容量値とベースライン値により検知対象物の近接または接状態を判別する近接・接触検出手段と、
前記静電容量検出手段で得られた静電容量値とベースライン値によりベースライン格納手段のベースライン値を更新するベースライン更新手段と、
前記近接・接触検出手段で検出した検知対象物の状態と複数の検知電極のベースライン値と複数の検知電極の静電容量値分布から、検知対象物の操作では起こりえない各検知電極の異常状態を検出する異常状態検出手段と、
前記各手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記異常状態検出手段が異常状態と判断した場合には、前記ベースライン格納手段のベースライン値をベースライン更新手段が更新するように制御し、
複数の異なる方向に検知電極を備え、異常状態検出手段は、ベースライン値と静電容量値から得られる差分値の分布で、複数の異なる方向の検知電極における静電容量値の差が一定値以上である場合に異常状態と判断する
ことを特徴とするタッチパネル装置。
A plurality of detection electrodes whose capacitance changes due to the contact and proximity of the detection object;
A capacitance detecting means for detecting a capacitance between the detection electrode and the detection object;
Baseline storage means for storing a baseline value which is a capacitance value serving as a reference for detecting the proximity or contact of the detection object;
A proximity-contact detection means to determine the state of the proximity or contact touch of the resultant capacitance value and the detection object by the baseline value by the capacitance detecting means,
Baseline update means for updating the baseline value of the baseline storage means with the capacitance value and the baseline value obtained by the capacitance detection means;
Abnormalities of each detection electrode that cannot occur by operation of the detection object from the state of the detection object detected by the proximity / contact detection means, the baseline value of the plurality of detection electrodes, and the capacitance value distribution of the plurality of detection electrodes An abnormal state detecting means for detecting a state;
Comprising control means for controlling each means,
The control means controls the baseline update means to update the baseline value of the baseline storage means when the abnormal condition detection means determines that it is an abnormal condition ,
The detection electrodes are provided in a plurality of different directions, and the abnormal state detection means is a distribution of difference values obtained from the baseline value and the capacitance value, and the difference in the capacitance values in the detection electrodes in a plurality of different directions is a constant value. A touch panel device that is judged to be in an abnormal state in the above case .
検知対象物の接触、及び、近接によって静電容量が変化する複数の検知電極と、
前記検知電極と検知対象物間の静電容量を検出する静電容量検出手段と、
検知対象物の近接または接触を検知するための基準となる静電容量値であるベースライン値を格納するベースライン格納手段と、
前記静電容量検出手段で得られた静電容量値とベースライン値により検知対象物の近接または接状態を判別する近接・接触検出手段と、
前記静電容量検出手段で得られた静電容量値とベースライン値によりベースライン格納手段のベースライン値を更新するベースライン更新手段と、
前記近接・接触検出手段で検出した検知対象物の状態と複数の検知電極のベースライン値と複数の検知電極の静電容量値分布から、検知対象物の操作では起こりえない各検知電極の異常状態を検出する異常状態検出手段と、
前記各手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記異常状態検出手段が異常状態と判断した場合には、前記ベースライン格納手段のベースライン値をベースライン更新手段が更新するように制御し、
異常状態検出手段は、ベースライン値と静電容量値から得られる差分値の分布形状から、指やスタイラスペンによる接触と判断した場合と、指やスタイラスペン以外の物の接触と判断した場合とで、異常状態と判断する時間を変え、前記それぞれの時間以上近接または接触と判定し続けた場合に異常状態と判断する
ことを特徴とするタッチパネル装置。
A plurality of detection electrodes whose capacitance changes due to the contact and proximity of the detection object;
A capacitance detecting means for detecting a capacitance between the detection electrode and the detection object;
Baseline storage means for storing a baseline value which is a capacitance value serving as a reference for detecting the proximity or contact of the detection object;
A proximity-contact detection means to determine the state of the proximity or contact touch of the resultant capacitance value and the detection object by the baseline value by the capacitance detecting means,
Baseline update means for updating the baseline value of the baseline storage means with the capacitance value and the baseline value obtained by the capacitance detection means;
Abnormalities of each detection electrode that cannot occur by operation of the detection object from the state of the detection object detected by the proximity / contact detection means, the baseline value of the plurality of detection electrodes, and the capacitance value distribution of the plurality of detection electrodes An abnormal state detecting means for detecting a state;
Comprising control means for controlling each means,
The control means controls the baseline update means to update the baseline value of the baseline storage means when the abnormal condition detection means determines that it is an abnormal condition ,
When the abnormal state detection means determines that the contact is made with a finger or a stylus pen from the distribution shape of the difference value obtained from the baseline value and the capacitance value, and when the contact is determined to be contact with an object other than the finger or the stylus pen Thus, the touch panel device is characterized in that the abnormal state is determined when the time for determining the abnormal state is changed and the proximity or the contact is continuously determined for the respective time or longer .
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