JP5703800B2 - 指先タッチ判定装置及び指先タッチ判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネルにおいて、指先が近接又は接触したか否かを判定する指先タッチ判定装置に関するものである。

オブジェクトの表示及び操作が可能なタッチパネルにおいて、タッチパネルに指先または手の平が接触した場合、接触している中心部のセンサの信号振幅値が高く、周辺領域に向かって振幅値が減衰する特徴を用いて指先または手の平が接触したか否かを判定する方法がある。
例えば、タッチパネルのセンサの信号振幅値が規定値を超えるセンサ数と、２つの隣接するセンサで検知された振幅値の差が規定値を越えるセンサ値の分布により、タッチパネルに接触している部位が指先か手の平かを判定する方法が示されている(特許文献1)。

特表２００９−５４０４５２公報

従来の指先タッチ判定装置では、特許文献１に記載のようにして、タッチパネルに接触している部位が指先または手の平かを判定しているが、例えば、図２３（ａ）で示した手付き（手の平または手の側面が近接又は接触した）状態で、ノイズが発生している場合、規定値２を超えるセンサ値のセンサのうち、２つの隣接するセンサで検知された振幅値の差が２以上となるセンサ値の分布が、図２３（ｂ）で示した指先がタッチしている状態と同じであり、手付きと指先のタッチとの判定ができない。

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、ピークセンサ周辺のセンサ値の分布形状を評価することにより、タッチパネルに近接又は接触しているのが、指先であるか、手の側面や手の平の一部分であるか否かの判定を高精度に行うことを目的とする。

この発明に係る指先タッチ判定装置は、タッチパネルへの検知対象物の近接又は接触によりセンサ値が変化するセンサのセンサ値を取得するセンサデータ取得手段と、前記センサデータ取得手段により取得したセンサ値が所定の閾値よりも大きい場合に、該センサ値のセンサをデータ分布の頂点となるセンサ値のピークセンサとして検出するピークセンサ検出手段と、前記ピークセンサ検出手段により検出された前記ピークセンサとその周辺のセンサのセンサ値とセンサ位置に基づいて、前記センサデータ取得手段により取得したセンサ値のデータ分布の尖度を算出する尖度算出手段と、前記尖度算出手段により算出された尖度に基づいて、検知対象物が指先であるか否かを判定する指先タッチ判定手段とを備えたものである。

この発明は、タッチパネルのセンサ値が所定の閾値よりも大きい場合に、該センサ値のデータ分布の頂点となるセンサ周辺のセンサ値とセンサ位置に基づいて、尖度を評価することにより、指先がタッチしているか否かの判定を高精度に行い、判定の処理を軽減することができる。

この発明の実施の形態１における指先タッチ判定装置の概略構成図である。 この発明の実施の形態１における指先タッチ判定装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１において、指先又は手の平がタッチパネルに近接したときのセンサ値の検出例を示す図である。 この発明の実施の形態１において、図３のセンサ値から検出した最大値のセンサ値とセンサ番号を示す図である。 この発明の実施の形態１において、指先がタッチしたか否かを判定する尖度の算出に用いられるタッチ判定データの範囲を示す図である。 この発明の実施の形態１において、タッチ判定データに対する尖度を模式的に示した図である。 この発明の実施の形態１において、ドラッグ操作時のセンサ値を示した図である。 この発明の実施の形態１において、センサ値のデータ分布にデータの偏り（歪度）が生じ時のデータ分布と歪度の関係を示した図である。 この発明の実施の形態１において、タッチパネルの端をタッチしている時のセンサ値と補間データによるタッチ判定データを示した図である。 この発明の実施の形態１において、センサ位置に応じて尖度の閾値を設定することを示す図である。 この発明の実施の形態１において、指先がタッチパネルにタッチした時のセンサ値を示す図である。 この発明の実施の形態１において、タッチパネルに何も触れていない状態でセンサを制御しているコントローラチップが熱をもった時のセンサ値を示す図である。 この発明の実施の形態１において、尖度に基づいて音声または表示で警告メッセージを表すことを示す図である。 この発明の実施の形態１において、ボタン毎に尖度の閾値を設定することを示す図である。 この発明の実施の形態１において、タッチパネルのＸ方向とＹ方向に設置したセンサを示す図である。 この発明の実施の形態２における指先タッチ判定装置の概略構成図である。 この発明の実施の形態２における指先タッチ判定装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２における指先タッチ判定装置に、指先と手の平部分が同時にタッチした状態を示す図である。 この発明の実施の形態２において、図１８のタッチ操作によりセンサデータ取得手段が検出したセンサ値を示す図である。 この発明の実施の形態２において、図１９のセンサ値からピークセンサ検出手段によって検出した最大のセンサ値とその次に大きいセンサ値とそれらのセンサ番号を示す図である。 この発明の実施の形態２において、図２０のピークセンサ検出手段で検出されたセンサ値とセンサ番号を基準としたタッチ判定データの範囲を示す図である。 この発明の実施の形態２において、手の形状情報（Ｈｓ）とピークセンサ検出手段で検出されたセンサ間の距離（Ｄｓ）を示す図である。 特許文献１において、手付きの状態と指先がタッチしている状態のセンサ値を示す図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における指先タッチ判定装置の概略構成図である。
図１で、指先タッチ判定装置Ａは、タッチパネル１に接続され、センサＤ０〜ＤＩのセンサ値を検出するセンサデータ取得手段２とピークセンサ検出手段３とタッチ判定データ設定手段４と尖度算出手段５と指先タッチ判定手段６から構成されている。

タッチパネル１は、静電容量を検知するセンサＤ０〜ＤＩを有し、ユーザが指先等で表示画面にタッチ（近接または接触）するとその位置を検知して、オブジェクトの表示及び操作が可能となる入力表示器である。
センサＤ０〜ＤＩ（Ｉはタッチパネルに設置されたセンサ数）は、タッチパネル１に配置され、指や手の平などの検知対象物がタッチパネル１にタッチすることをセンサ値で検知する。
本実施の形態１では、静電容量を検知するセンサＤ０〜ＤＩで説明するが、静電容量の検知によるものではなく、超音波方式等、検知対象物のタッチによりセンサ値が変化するものであれば他の検知手段でもよい。

センサデータ取得手段２は、タッチパネル１の各センサＤ０〜ＤＩから得たセンサ値を取得する。
ピークセンサ検出手段３は、センサデータ取得手段２で取得したセンサ値から最も大きなセンサ値を有するセンサをピークセンサとして検出する。
タッチ判定データ設定手段４は、ピークセンサ検出手段３で検出されたピークセンサの周辺のセンサ値をタッチ判定データとして設定する。
尖度算出手段５は、タッチ判定データ設定手段４で設定されたタッチ判定データから尖度を算出する。
指先タッチ判定手段６は、尖度算出手段５の結果に基づいて指先タッチか否かを判定する。

図２は、この発明の実施の形態１における指先タッチ判定装置Ａの動作を示すフローチャートである。
指先タッチ判定装置Ａの動作について、タッチパネル１に指先又は手の平がタッチした例を用いて説明する。
まず、センサデータ取得手段２は、センサＤ０〜ＤＩから検知対象物の静電容量であるセンサ値を取得する。（ステップ（以下Ｓ）１００）。
ここでは、センサデータ取得手段２が、センサＤｉ（０≦ｉ≦Ｉ）から検出したセンサ値をＰｉ（０≦ｉ≦Ｉ）で表す。Ｉはタッチパネル１に設置されたセンサ数を示す。

図３（ａ−１）は、指先Ｆがタッチパネル１のセンサＤ０〜ＤＩにタッチする状態を示した図である。
そして、図３（ａ−２）は、図３（ａ−１）の状態のときに、センサデータ取得手段２が取得したセンサ値を示し、ｉ番目のセンサＤｉのセンサ値をＰｉ（１≦ｉ≦Ｉ）と表している。

また、図３（ｂ−１）は、手の平Ｈがタッチパネル１のセンサＤ０〜ＤＩにタッチする状態を示した図である。
そして、図３（ｂ−２）は、図３（ｂ−１）の状態のときに、センサデータ取得手段２が取得したセンサ値を示し、ｉ番目のセンサＤｉのセンサ値をＰｉ（１≦ｉ≦Ｉ）と表している。

手の平Ｈの指先くらいの一部がタッチパネル１にタッチしている場合でも、タッチパネル１にタッチしている一部以外の手の平の部位がタッチパネル１に近接しているため、センサに反応してセンサ値が検出され、図３（ｂ−２）のようなセンサ値のデータの分布となる。

次に、ピークセンサ検出手段３が、センサデータ取得手段２で取得したセンサ値Ｐｉ（１≦ｉ≦Ｉ）の中から最大となるセンサ値Ｐｍａｘとそのセンサ番号Ｄｍａｘ＿ｉｎｄｅｘを検出する（Ｓ１０１）。
図４（ａ）は、図３（ａ−２）で指先Ｆがタッチパネル１にタッチしている場合に、センサデータ取得手段２で取得されたセンサ値から、ピークセンサ検出手段３によって検出した最大値のセンサ値Ｐｍａｘとセンサ番号Ｄｍａｘ＿ｉｎｄｅｘを検出した一例を示す図である。

また、同様に図４（ｂ）は、図３（ｂ−２）で手の平Ｈがタッチパネル１にタッチしている場合に、センサデータ取得手段２で取得されたセンサ値から、ピークセンサ検出手段３によって検出した最大値のセンサ値Ｐｍａｘとセンサ番号Ｄｍａｘ＿ｉｎｄｅｘを示す図である。

次に、ピークセンサ検出手段３は、Ｓ１０１で検出したセンサ値Ｐｍａｘと予め保持している閾値を比較する（Ｓ１０２）。
Ｓ１０２で、センサ値Ｐｍａｘが予め保持している閾値よりも大きければＳ１０３に進み、閾値より小さければ処理を終了する。

予め保持している閾値は、指先や手の平がタッチパネル１にタッチしていない場合にも検出されるようなセンサ値を判別するための値であり、センサ値Ｐｍａｘが予め保持している閾値よりも小さければ、その先の処理を行わないことで処理を軽減する。
ここでは、ピークセンサ検出手段３で検出したＰｍａｘが予め保持している閾値より大きいものとし、Ｓ１０３に進む。

次に、ピークセンサ検出手段３で検出したセンサ値が最大となるセンサ番号をＤｍａｘ＿ｉｎｄｅｘとすると、タッチ判定データ設定手段４が、センサ番号Ｄｍａｘ＿ｉｎｄｅｘ近傍のセンサのセンサ値を、指先のタッチを判定する尖度の算出に用いられるタッチ判定データＦ（ｎ）（１≦ｎ≦Ｎ）として設定する（Ｓ１０３）。この時、Ｎ＝２Ｋ＋１であり、Ｋは、図５（ａ）に示す様に、センサ値が最大となるセンサ番号Ｄｍａｘ＿ｉｎｄｅｘを中心として±Ｋ番目までのセンサ値をタッチ判定データＦ（ｎ）とするタッチ判定データＦ（ｎ）の範囲を示している。
タッチ判定データＦ（ｎ）は、指先がタッチパネル１を操作するために近接または接触したか否かを判定する尖度の算出に用いられるデータ群である。

図５（ａ）は、指先をタッチパネル１にタッチさせた図４（ａ）のセンサ値から、タッチ判定データＦ（ｎ）の範囲を示す図である。
また、同様に、図５（ｂ）は、手の平をタッチパネル１にタッチさせた図４（ｂ）のセンサ値から、タッチ判定データＦ（ｎ）の範囲を示す図である。

次に、尖度算出手段５が、タッチ判定データ設定手段４により設定されたタッチ判定データＦ（ｎ）を用いて数式（１）によりタッチ判定データＦ（ｎ）の尖度（ＫＵＲ）を算出する（Ｓ１０４）。

尖度（ＫＵＲ）は、タッチ判定データＦ（ｎ）の分布の尖り具合を示す指標であり、鋭い尖り具合のピークをもった場合、尖度は大きな値を示し、丸みがかった尖り具合のピークを持つ場合、尖度は小さな値を示す。

図６（ａ）は、図５（ａ）の指先がタッチした状態のタッチ判定データＦ（ｎ）に対する尖度（ＫＵＲ）を模式的に示した図である。
また、図６（ｂ）は、図５（ｂ）の手の平がタッチした状態のタッチ判定データＦ（ｎ）に対する尖度（ＫＵＲ）を模式的に示した図である。
手の平がタッチした状態のタッチ判定データＦ（ｎ）では、指先がタッチした状態のタッチ判定データＦ（ｎ）より、丸みがかったデータ波形形状をもっているため、尖度は小さな値を示す。

次に、指先タッチ判定手段６が、尖度算出手段５で得られた尖度（ＫＵＲ）と予め保持している閾値を比較する（Ｓ１０５）。
Ｓ１０５で尖度（ＫＵＲ）が閾値より大きければ指先がタッチした状態であると判定して、タッチ操作（指先がタッチパネル１にタッチしたと判定して行うオブジェクトの表示及び操作）の処理を行う（Ｓ１０６）。一方、尖度（ＫＵＲ）が閾値より小さければ手の側面や手の平によってタッチされた状態と判定して終了する。

指先タッチ判定手段６で尖度（ＫＵＲ）と比較するために用いる閾値は、図６（ａ）に示したような指先がタッチした場合の尖度（ＫＵＲ）と、図６（ｂ）に示したような手の平がタッチした場合の尖度（ＫＵＲ）の範囲から、指先がタッチした場合の尖度（ＫＵＲ）を判定可能とするような値に設定する。
一連の指先タッチ判定の処理はこのようになるが、タッチパネル１でタッチ操作が可能な状態にある間は、図２のスタートからエンドまでの各ステップの処理を繰り返し行う。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、指先がタッチパネル１にタッチしている場合、指先がタッチしているセンサのセンサ値が高く、該センサに隣接するセンサのセンサ値は比較的小さくなり、センサ値のデータの分布は鋭い尖り具合のピークを持ち、手の平がタッチパネル１にタッチしている場合は、手の平がタッチしているセンサのセンサ値と、該センサに隣接するセンサのセンサ値との差が小さく、センサ値のデータの分布は丸みがかった尖り具合のピークを持つという特徴を利用して、タッチ判定データに対する尖度を算出することにより、指先か手の平の一部分のどちらがタッチパネル１にタッチしているのかを高精度に判定することができる。

また、この実施の形態１によれば、図２３（ａ）のようなノイズが発生しているセンサ値の分布であっても尖度は小さな値を示すため、手の平がタッチしていることを判定することができ、指先か手の平の一部分のどちらがタッチパネル１にタッチしているのかを高精度に判定することができる。

尚、この実施の形態１では、タッチ判定データ設定手段４において、ピークセンサ検出手段３で検出したセンサ値が最大となるセンサを中心として±Ｋ番目の範囲のセンサのセンサ値をタッチ判定データとして設定した。
しかし、図７の様なドラッグ操作時のセンサ値では、図８に示すように、センサ値のデータ分布にデータの偏り（歪度）が生じる。

図８は、歪度（ＳＫＥ）とデータ分布との関係を示している。
このような、ピークセンサがタッチ判定データの中央に位置しないデータ分布で、尖度の評価を行うのは、指先タッチの識別に適していない。
そこで、データ分布のデータの偏り（歪度）に応じて、タッチ判定データの範囲を変化させて尖度の評価を行う。

以下、データの偏りの度合いである歪度（ＳＫＥ）の算出方法について示す。
ここでは、歪度（ＳＫＥ）を数式（２）で算出して評価することにより、Ｄｍａｘ＿ｉｎｄｅｘを中心として左右異なる範囲をタッチ判定データとする。

歪度（ＳＫＥ）＞０の場合、ピークセンサ左側に位置するセンサ出力値の一部をタッチ判定データとしない範囲をタッチ判定データに設定する。
また、ＳＫＥ＜０の場合、ピークセンサ右側に位置するセンサ出力値の一部をタッチ判定データとしない範囲をタッチ判定データに設定する。
以上のようにデータの偏りを数式（２）で求める例を示したが、これに限るものではなく、他の方法を用いてデータの偏りを求め、タッチ判定データの範囲を変化させて尖度を評価してもよい。

また、図９のように、タッチパネル１の端に指先がタッチした場合のセンサ値のデータの分布を評価して、データの偏りからパネル端をタッチしていると判定された場合など、センサ値が最大となるセンサを中心として片側のセンサ値が得られない時は、センサ値が得られているデータをもとに、スプライン補間手法などの補間方法を用いることで、得られていないセンサ値を補間して、タッチ判定データとして設定するようにしてもよい。
このように、データの分布を評価してタッチ判定データを設定して適切な尖度の評価を行うことで、パネル端などのタッチ操作においても指先か手の平がタッチパネル１にタッチしたことを高精度に判定することができる。

また、この実施の形態１では、指先タッチ判定手段６において、尖度算出手段５から得られたタッチ判定データの尖度（ＫＵＲ）と予め設定した閾値を比較することで指先がタッチパネル１にタッチしたか否かを判定する方法を示したが、タッチパネル１の大きさが大きい場合等、センサの位置に応じて検知対象物に反応するセンサの感度が変わるため（タッチパネル１の端に行く程、センサの感度が低いため）、センサ位置に応じて、閾値を変更するようにしてもよい。

例えば、図１０に示すようにピークセンサ検出手段３で取得したピークセンサ位置に関連付けて閾値を変更するようにしてもよい。場所１（センサＤ０〜Ｄ５）は閾値１、場所２（センサＤ６〜Ｄ１０）は閾値２、場所Ｍ（センサＤ（Ｉ−４）〜ＤＩ）は閾値Ｍのように設定する。

また、この実施の形態１では、ピークセンサ検出手段３が、センサデータ取得手段２から検出した少なくとも１本のセンサ（センサ値が最大となるセンサ）のセンサ値が閾値より大きいか否かによって、指先や手の平がタッチパネル１にタッチしていない場合にも検出されるようなセンサ値を判別する例を示している。
しかし、ピークセンサ検出手段３が検出するピーク値とそのセンサ番号は、センサ値のデータの波形状態によって他の方法で検出することもある。

例えば、通常、指先がタッチパネル１にタッチすると図１１のようなセンサ値となるのに対して、センサを制御しているコントローラチップ（図示せず）が熱を持ちはじめると、タッチパネル１に何もふれなくても、図１２のようにセンサ値全体が上昇する。
このような時は、尖度の算出などを行わないようにするために、タッチ判定データ設定手段４が、ピークセンサ検出手段３によって取得したピークセンサ位置からタッチ判定データ数Ｎの範囲内でセンサ値が最小値のセンサを検出して、最大値と最小値のセンサ値の差分値が閾値を超えるか否かを判定する。

最大値と最小値のセンサ値の差分値が閾値を超えない場合には、尖度算出手段５は尖度の算出を行わず、差分値が閾値を超える場合には、最大値のセンサ値とそのセンサ番号をピークセンサとして尖度の算出を行う。
タッチ判定データ数Ｎを用いずに、ピークセンサ検出手段３がセンサ全体の最大値と最小値のセンサ値の差分値が閾値を超えるか否かを判定してもよい。

また、この実施の形態１によれば、ピークセンサ検出手段３がピークセンサを検出し、タッチ判定データ設定手段４が、ピークセンサとその周辺のセンサのセンサ値とセンサ位置をタッチ判定データに設定して、尖度算出手段５が設定されたタッチ判定データに基づいて尖度を算出しているが、尖度算出手段５が、ピークセンサとその周辺のセンサのセンサ値とセンサ位置に基づいて、尖度を算出してもよい。

また、この実施の形態１によれば、尖度に基づくユーザインタフェースの制御として、図１３のように、尖度の閾値によってユーザに音声でメッセージを出力してもよい。
例えば、尖度が指先タッチとして認識可能な所定の値より大きい場合（ａ≦ＫＵＲ ａは指先タッチとして認識可能な所定の閾値）は”警告なし”（警告をしない）状態とする。

そして、尖度が指先タッチとして認識される所定の閾値より小さく、指先タッチとして認識されない所定の閾値より大きい場合（ｂ≦ＫＵＲ＜ａ ａは指先タッチとして認識可能な所定の閾値，ｂは指先タッチとして認識されない所定の閾値）は、”手の平でタッチしていませんか？”という警告メッセージをユーザに示すために、タッチパネルの制御部（図示せず）が音声出力部（図示せず）に出力してもよい。

更に、尖度が指先タッチとして認識されない所定の閾値より小さい場合（ＫＵＲ＜ｂ ｂは指先タッチとして認識されない所定の閾値）は”タッチパネル１の異常、またはタッチパネル１の上に物が置かれています”という警告メッセージをタッチパネルの制御部（図示せず）が音声出力部（図示せず）に出力してもよい。

これと同様に、尖度の値に基づいて、ｂ≦ＫＵＲ＜ａの場合は、ユーザへの応答メッセージ”手の平でタッチしていませんか？”等の文字列をタッチパネル１に表示をしたり、この状態を知らせるアイコンをタッチパネル１に表示したりしてもよい。
また、尖度が小さく（ＫＵＲ＜ｂの場合）、タッチパネル１の上に物が置かれていると判定した場合やタッチパネル１の異常を検知した場合に、画面の背景色を赤に変更する等によって、ユーザに異常を認識しやすくしてもよい。

また、尖度に基づくユーザインタフェースの制御として、図１４のように尖度の閾値をタッチパネル１のボタンに該当する表示がされているボタン領域毎に設定し、ユーザのタッチの押圧に応じたボタン操作の制御を行うこともできる。
図１４において、タッチパネル１のボタン１は、ボタンに該当する表示がされているボタン領域であり、重要な操作を行うボタンであるとする。ユーザがボタン１を強く押さなければ、ボタン１の押下による操作ができないようにしたい場合は、ボタン１の尖度（ＫＵＲ１）の閾値ｃを標準ボタン（図示せず）よりも小さく設定する。

ユーザがボタン１を強く押している状態では、指先とタッチパネル１の接触面積は大きくなり、センサ値のデータ分布が滑らかになる。そのため、重要な操作を行うようなボタン１には、尖度の閾値ｃを標準ボタンの尖度の閾値ｄよりも低くして、ボタン１の尖度が閾値ｃよりも小さい場合に操作を有効にすることにより、ボタン１を標準ボタンよりも強く押さなければ操作が行えないようにすることができる。
この時、ボタン１の尖度が閾値ｃよりも小さければ指先タッチの操作を有効にするとしたが、指先タッチの操作を有効にするボタン１の尖度は、手の平ではなく指先であることを判定する閾値ａよりは大きい値とする。
即ち、ボタン１の尖度（ＫＵＲ１）の範囲は、ａ≦ＫＵＲ１＜ｃ＜ｄ（ａは指先タッチを認識可能な所定の閾値、ｄは標準ボタン（図示せず）の閾値）となる。

また、ボタン２は、ボタンに該当するボタン表示部分を軽く押しただけで操作が行えるようなボタン領域であるとする。
ユーザがボタン２を軽く（弱く）押している状態では、指先とタッチパネル１の接触面積は小さくなり、センサ値のデータ分布は鋭く尖っている。そのため、軽く押しただけで操作が行えるようにしたいボタン２には、尖度が大きい場合でも操作が行えるようにする。
また、ボタン２の場合は、軽く押しても、強く押しても操作が行えるようにするため、
ボタン２の尖度（ＫＵＲ２）の閾値は指先タッチとして認識可能な所定の閾値ａを設定し、尖度がこの閾値以上（ａ≦ＫＵＲ２）であれば指先タッチの操作を有効にする。

尚、標準ボタンの尖度（ＫＵＲｓ）の範囲はａ≦ＫＵＲｓ＜ｄであり、ボタン２の尖度の範囲はａ≦ＫＵＲ２である。ボタン２は、標準ボタンの尖度の範囲であっても操作が行える。
この様に、ボタン毎に尖度の閾値を設定し、ボタン操作が行える尖度の範囲を設定することによって、ユーザのタッチの押圧に応じたボタン操作の制御を行うことができる。

また、この実施の形態１によれば、指先タッチ判定手段６に予めプログラムを対応づけることにより、ユーザが意図して行った指先と手の平によるジェスチャ入力操作を行うこともできる。

また、この実施の形態１では、センサを一方向に配置して例を示したが、これに限るものではなく、図１５に示すように、Ｘ方向に配置したセンサ６０とＹ方向に設置したセンサ６１の両方のセンサ値を用いて、指先がタッチパネル１にタッチしているか否かの判定を行うようにしてもよい。
この時、Ｘ方向とＹ方向で尖度が異なる場合は、小さい方の尖度で指先がタッチしたか否かを判定する。

実施の形態２
次に、実施の形態２について図を用いて説明する。
図１６は、実施の形態２における指先タッチ判定装置Ａの概略構成図である。図１と同一符号は同一又は相当部分を示し説明を省略する。
図１６は、図１の全体構成に対して、新たに手形状情報記憶手段７が追加され、指先タッチ判定手段６に接続されている。
手形状情報記憶手段７には、指の長さや手の平のサイズなどの情報である手の形状情報が格納されていて、尖度算出手段５で算出された尖度と、手形状情報記憶手段７から得た手形状情報に基づいて、指先タッチ判定手段６で指先がタッチパネル１にタッチしているか否かを判定する。

図１７は、この発明の実施の形態２における指先タッチ判定装置Ａの動作を示すフローチャートである。
図１８に示すように、指先がタッチパネル１にタッチしていると同時に、手の平部分がタッチしている場合を例に動作を説明する。
尚、本実施の形態２では、実施の形態１の動作と同様の処理については、同様の番号を付し説明を省略する。

まず、センサデータ取得手段２が、センサからセンサ値を取得する（Ｓ１００）。
図１９は、図１８で指先と手の平部分がタッチしていることにより、センサデータ取得手段２が検出したセンサ値を示している。ここでは、センサＤｉ（０≦ｉ≦Ｉ）から検出したセンサ値をＰｉ（０≦ｉ≦Ｉ）で表す。Ｉはタッチパネル１に設置されたセンサ数を示す。

次に、ピークセンサ検出手段３は、センサデータ取得手段２からセンサ値を取得すると、センサ値Ｐｉ（０≦ｉ≦Ｉ）の中から最大となるセンサ値Ｐｍａｘ１と、その次に大きなセンサ値Ｐｍａｘ２と、それらのセンサ番号Ｄｍａｘ＿ｉｎｄｅｘ１、Ｄｍａｘ＿ｉｎｄｅｘ２を検出する（Ｓ２０１）。
図２０は、図１９のセンサ値からピークセンサ検出手段３によって検出したＰｍａｘ１、Ｐｍａｘ２とＤｍａｘ＿ｉｎｄｅｘ１、Ｄｍａｘ＿ｉｎｄｅｘ２を示す図である。

次に、ピークセンサ検出手段３が、Ｓ２０１で検出した２つのセンサ値のうち、最大の次に大きな値となるセンサ値が閾値より大きいか否かを比較する（Ｓ２０２）。ここでは、ピークセンサ検出手段３で検出したＰｍａｘ２が予め保持している閾値より大きいものとし、Ｓ１０３に進む。

次に、タッチ判定データ設定手段４は、ピークセンサ検出手段３で検出したセンサ番号Ｄｍａｘ＿ｉｎｄｅｘ１、Ｄｍａｘ＿ｉｎｄｅｘ２の近傍のセンサのセンサ値をタッチ判定データＦ１（ｎ）（１≦ｎ≦Ｎ：Ｎ＝２Ｋ＋１）、Ｆ２（ｎ）（１≦ｎ≦Ｎ：Ｎ＝２Ｋ＋１）として設定する（Ｓ１０３）。
ここで、図２１は、図２０のピークセンサ検出手段３で検出されたピークセンサのセンサ値と、センサ番号を基準として設定したタッチ判定データの範囲を示す図である。

次に、尖度算出手段５は、タッチ判定データ設定手段４により設定されたタッチ判定データＦ１（ｎ）とＦ２（ｎ）の尖度を数式（１）により算出する（Ｓ１０４）。
次に、指先タッチ判定手段６は、尖度算出手段５で得られた尖度ＫＵＲ１、ＫＵＲ２と、手形状情報記憶手段７から取得した手の平サイズ情報（Ｈｓ）と、ピークセンサ検出手段３で検出したセンサ番号Ｄｍａｘ＿ｉｎｄｅｘ１、Ｄｍａｘ＿ｉｎｄｅｘ２との距離Ｄｓとを用いて、数式（３）を満たすか否かを判定する（Ｓ２０５）。

数式（３）を満たす場合は、指先がタッチパネル１にタッチしていると判定してＳ１０６に進み、タッチ操作を受け入れる処理を行う。また、数式（３）を満たさない場合は、指先タッチの操作が有効でないと判定し、処理を終了する。

一連の指先タッチ判定の処理はこのようになるが、タッチパネル１でタッチ操作が可能な状態にある間は、図１７のスタートからエンドまでの各ステップの処理を繰り返し行う。

以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、尖度評価取得手段５によって算出された２つの尖度と手形状情報記憶手段７の手の平サイズ情報に基づいて、指先タッチによる操作が有効であるか否かを判定する。
この判定では、２本の指先が同時に接触している状態を指先タッチと判定せず、手付きの折り曲げた指や手の側面がタッチパネルに近接している状態を２本の指先が同時に接触している状態と区別して、指先がタッチパネル１にタッチした操作が有効であるか否かを判定するため、指先タッチを高精度に判定することができる。

尚、この実施の形態２では、センサＤ０〜ＤＩを一方向に配置した例を示したが、これに限るものではなく、Ｘ方向、Ｙ方向にセンサＤ０〜ＤＩの両方のセンサ値を用いて、いずれか一方で指先がタッチパネル１にタッチしたとする条件の数式（３）を満たさなければ、手の平や手の側面がタッチパネル１にタッチしたと判定するようにしてもよい。
この時、Ｘ方向とＹ方向で尖度が異なる場合は、尖度が小さい方で指先がタッチしているか否かを判定する。

Ａ 指先タッチ判定装置、１ タッチパネル、Ｄ０〜ＤＩ センサ、２ センサデータ取得手段、３ ピークセンサ検出手段、４ タッチ判定データ設定手段、５ 尖度算出手段、６ 指先タッチ判定手段、７ 手形状情報記憶手段。

Claims (14)

1. タッチパネルへの検知対象物の近接又は接触によりセンサ値が変化するセンサのセンサ値を取得するセンサデータ取得手段と、
   前記センサデータ取得手段により取得したセンサ値が所定の閾値よりも大きい場合に、該センサ値のセンサをデータ分布の頂点となるセンサ値のピークセンサとして検出するピークセンサ検出手段と、
   前記ピークセンサ検出手段により検出された前記ピークセンサとその周辺のセンサのセンサ値とセンサ位置に基づいて、前記センサデータ取得手段により取得したセンサ値のデータ分布の尖度を算出する尖度算出手段と、
   前記尖度算出手段により算出された尖度に基づいて、検知対象物が指先であるか否かを判定する指先タッチ判定手段と、
   を備えたことを特徴とする指先タッチ判定装置。
2. 前記ピークセンサ検出手段は、前記センサデータ取得手段で取得した最大のセンサ値が所定の閾値よりも大きい場合に、該センサ値のセンサをピークセンサとして検出することを特徴とする請求項１記載の指先タッチ判定装置。
3. 前記尖度算出手段は、前記ピークセンサ検出手段により前記最大のセンサ値と所定の閾値とを比較した結果、前記最大のセンサ値が所定の閾値よりも小さい場合は尖度を算出しないことを特徴とする請求項２記載の指先タッチ判定装置。
4. 前記ピークセンサ検出手段は、前記センサデータ取得手段で取得した最大値と最小値のセンサ値の差分が所定の閾値よりも大きい場合に、前記最大値のセンサ値のセンサをピークセンサとして検出することを特徴とする請求項１記載の指先タッチ判定装置。
5. 前記ピークセンサ検出手段により検出された前記ピークセンサとその周辺のセンサのセンサ値とセンサ位置をタッチ判定データとして設定するタッチ判定データ設定手段を更に備えるとともに、
   前記尖度算出手段は、前記タッチ判定データ設定手段により設定された前記タッチ判定データに基づいて、前記タッチ判定データのデータ分布の尖度を算出することを特徴とする請求項１記載の指先タッチ判定装置。
6. 前記タッチ判定データ設定手段は、前記センサデータ取得手段で得られたセンサ値のデータ分布の歪度に基づいて、前記タッチ判定データ設定手段の前記タッチ判定データを変更することを特徴とする請求項５記載の指先タッチ判定装置。
7. 前記タッチ判定データ設定手段は、前記ピークセンサ検出手段で得られたピークセンサの位置がタッチパネルの端である場合、前記ピークセンサ検出手段によって検出された前記ピークセンサの周辺のセンサ値で補間してタッチ判定データに設定することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の指先タッチ判定装置。
8. 前記尖度算出手段は、前記タッチ判定データの最大値と最小値のセンサ値の差分が所定の閾値よりも大きい場合に尖度を算出することを特徴とする請求項５記載の指先タッチ判定装置。
9. 前記指先タッチ判定手段は、前記尖度算出手段で算出された尖度を所定の閾値と比較して検知対象物が指先であるか否かを判定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の指先タッチ判定装置。
10. 前記指先タッチ判定手段は、前記センサが検知対象物に反応する感度に応じて前記閾値を設定することを特徴とする請求項９記載の指先タッチ判定装置。
11. 指の長さ又は手の平のサイズの少なくとも一つを含む手の形状情報が記憶されている手形状情報記憶手段をさらに備え、
    前記指先タッチ判定手段は、前記尖度算出手段で算出された尖度と前記手形状情報記憶手段に記憶されている手の形状情報に基づいて、検知対象物による操作が有効であるか否かを判定することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の指先タッチ判定装置。
12. 前記タッチパネルは、前記指先タッチ判定手段の判定結果に基づいて、音又は表示の少なくとも１つの制御情報を出力する制御部を備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の指先タッチ判定装置。
13. 前記タッチパネルは、前記尖度に基づいて操作を有効にするボタンに該当するボタン領域を有し、
    前記指先タッチ判定手段は、前記ボタン領域に検知対象物が近接又は接触したことによって得られるセンサ値のデータ分布の尖度を該ボタン領域毎に設定された閾値と比較して検知対象物による操作が有効であるか否かを判定することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の指先タッチ判定装置。
14. 指先がタッチパネルに近接又は接触したことを判定する指先タッチ判定装置において、 前記指先タッチ判定装置のセンサデータ取得手段が、タッチパネルへの検知対象物の近接又は接触によりセンサ値が変化するセンサのセンサ値を取得するセンサデータ取得ステップと、
    前記指先タッチ判定装置のピークセンサ検出手段が、前記センサデータ取得ステップにより取得したセンサ値が所定の閾値よりも大きい場合に、該センサ値のセンサをデータ分布の頂点となるセンサ値のピークセンサとして検出するピークセンサ検出ステップと、
    前記指先タッチ判定装置の尖度算出手段が、前記ピークセンサ検出ステップにより検出された前記ピークセンサとその周辺のセンサのセンサ値とセンサ位置に基づいて、前記センサデータ取得ステップにより取得したセンサ値のデータ分布の尖度を算出する尖度算出ステップと、
    前記指先タッチ判定装置の指先タッチ判定手段が、前記尖度算出ステップにより算出された尖度に基づいて、検知対象物が指先であるか否かを判定する指先タッチ判定ステップと、
    を備えたことを特徴とする指先タッチ判定方法。

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