JP5732172B2 - タッチパネルシステム及び電子情報機器 - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネルシステムや、当該タッチパネルシステムを備えた電子情報機器に関する。

近年、タッチパネルの検出面に接触または近接する指示体（例えば、ユーザの指やスタイラスなど、以下同じ）の位置を検出することでユーザの指示を受け付けるタッチパネルシステムが、携帯電話やパソコン、自動販売機などに搭載されることが多くなってきている。また、最近では、大型の表示装置やホワイトボードなどにもタッチパネルシステムが搭載されるようになってきており、タッチパネルの大型化が進んでいる。

このようなタッチパネルシステムでは、タッチパネルが出力する出力信号に基づいて、指示体が検出面に接触または近接しているか否かが判定されるが、タッチパネルに変形等の何らかの異常が発生すると、当該異常によって出力信号が変動するため、指示体の誤検出が発生する。

そこで、例えば特許文献１では、ユーザがタッチパネルの検出面に指示体を必要以上に強く押しつけた場合において、タッチパネルに発生するたわみと区別して指示体の接触を検出することで、指示体の誤検出を抑制するタッチパネルシステムが提案されている。

特開２０１１−７６４８４号公報

ところで、上述のようにタッチパネルが大型化すると、タッチパネルの特性が検出面内でばらつき易くなる。具体的に例えば、タッチパネルの厚さが検出面内でばらつき易くなる。そして、タッチパネルの特性が検出面内でばらつくと、検出面内において局所的に指示体の検出が困難になる位置が生じるため、問題となる。

上記の問題の具体例について、図８を参照して説明する。図８は、従来のタッチパネルシステムにおける問題の具体例について示す図である。なお、図８（ｂ）は、図８（ａ）よりも時間的に後の状態を示したものであり、図８（ｃ）は、図８（ｂ）よりも時間的に後の状態を示したものである。

図８は、ユーザが、タッチパネル２００の検出面２１０上で、指示体４００の接触を維持したまま検出面上を滑らせる操作（ドラッグ）をすることによって、表示装置３００に表示されている画像３１０を指示体４００に追随させて移動させようとする場合に発生する問題を示したものである。なお、図８に示すタッチパネル２００の検出面２１０には、指示体４００の検出が困難な領域である検出困難領域２１１が存在している。

図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、指示体４００が検出困難領域２１１を通過する前までは、タッチパネル２００の検出面２１０に対する指示体４００の接触が、タッチパネルシステムに継続的に検出される。そのため、ユーザが意図した通りに、指示体４００に追随して画像３１０が移動する。

しかしながら、検出困難領域２１１を通過する際に、タッチパネル２００の検出面２１０に対する指示体４００の接触が、タッチパネルシステムに検出されなくなると、その時点でユーザの上記操作が断絶することになる。そのため、図８（ｃ）に示すように、指示体４００が検出困難領域２１１を通過した後は、ユーザの意図に反して画像３１０が指示体４００に追随しなくなる。

このように、タッチパネルの特性が検出面内でばらつくと、タッチパネルシステムにおいて指示体が正しく検出されず、タッチパネルシステムによる指示体の検出結果を利用する電子情報機器においてユーザの操作が正しく認識されなくなるため、問題となる。特に、上述したドラッグのような継続的な操作（他に、フリックやピンチイン、ピンチアウトなど）の場合、タッチなどの単発的な操作に比べて、検出困難領域２１１に指示体が進入する可能性が高くなるため、電子情報機器においてユーザの操作が正しく認識されない可能性が高くなる。

この問題に対して、タッチパネルシステムが指示体を検出する際に用いる検出基準を、指示体が検出され易くするように設定し直すことによって、検出困難領域２１１に接触または近接する指示体が検出され易くする方法が考えられる。しかしながら、この方法では、検出困難領域２１１外の位置において、タッチパネルシステムが指示体を誤検出する確率が高くなり、指示体の検出精度が低下するため、問題となる。

なお、特許文献１で提案されているタッチパネルシステムでは、タッチパネルのたわみによる静電容量の変化を指示体の接触として誤検出することを抑制することは可能であるが、指示体の接触を検出し易くすることは不可能である。そのため、特許文献１で提案されているタッチパネルシステムであっても、検出困難領域２１１における指示体を検出することは困難であり、指示体の検出精度を高くすることはできない。

そこで、本発明は、どのようなタッチパネルを用いても指示体の検出精度を高くすることが可能なタッチパネルシステムや、当該タッチパネルシステムを備えた電子情報機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、検出面に接触または近接する指示体の有無に応じた出力信号を出力するタッチパネルと、前記タッチパネルが出力する前記出力信号に基づいて、前記検出面内における前記指示体の位置を検出する指示体位置検出部と、を備え、前記指示体位置検出部が、前記検出面内の所定の位置毎に設定された検出基準を用いて、前記検出面内における前記指示体の位置を検出することを特徴とするタッチパネルシステムを提供する。

上記の構成によれば、検出面内の所定の位置毎に、適切な検出基準を設定することが可能になる。そのため、指示体の検出が困難になる位置や、指示体の誤検出が頻発する位置が、検出面内に生じることを、防止することが可能になる。

さらに、上記特徴のタッチパネルシステムにおいて、前記タッチパネルが、前記検出面に沿って互いに平行に設けられ、それぞれに所定のドライブ信号が与えられることで駆動される複数のドライブラインと、前記ドライブラインと交差するように前記検出面に沿って互いに平行に設けられ、前記ドライブラインが駆動されることで、当該ドライブラインとの間に形成される静電容量に応じた前記出力信号を出力する複数のセンスラインと、を備え、前記検出面内の所定の位置毎に設定される前記検出基準が、前記タッチパネルを構成する少なくとも一部の部材の前記検出面内における厚さの分布に対応していると、好ましい。

上記の構成によれば、投影型の静電容量方式のタッチパネルシステムにおいて、指示体の検出の難易に対する影響が大きい、検出面内におけるタッチパネルの厚さの分布に対応するように、検出面内の所定の位置毎（例えば、ドライブライン及びセンスラインの交差点毎）に検出基準が設定される。そのため、検出面内の所定の位置毎に、より適切な検出基準を設定することが可能となる。

さらに、上記特徴のタッチパネルシステムにおいて、前記検出面内で、前記タッチパネルを構成する少なくとも一部の部材の厚さが大きい位置ほど、前記指示体が検出され易い前記検出基準が設定されていると、好ましい。

上記の構成によれば、検出面内に、タッチパネルの厚さが大きく指示体が検出され難い位置が存在したとしても、局所的に当該位置のみ指示体が検出され易くすることが可能になる。

さらに、上記特徴のタッチパネルシステムにおいて、前記指示体位置検出部が、前記検出面に接触または近接する前記指示体が存在しない状態で得られた前記出力信号から求めた前記静電容量と、前記検出面内における前記指示体の位置の検出時に得られる前記出力信号から求められる前記静電容量と、を比較して得られる前記静電容量の変化量を、前記検出面内の所定の位置毎に求め、前記静電容量の変化量が前記検出基準よりも大きくなる位置を、前記検出面内における前記指示体の位置として検出するものであり、前記検出面内で、前記タッチパネルを構成する少なくとも一部の部材の厚さが大きい位置ほど、小さい前記検出基準が設定されていると、好ましい。

上記の構成によれば、検出面内に、タッチパネルの厚さが大きく指示体が検出され難い位置が存在したとしても、局所的に当該位置のみ検出基準を低く設定することで、当該位置において指示体が検出され易くすることが可能になる。

さらに、上記特徴のタッチパネルシステムにおいて、前記タッチパネルが、前記ドライブライン及び前記センスラインよりも前記検出面側に設けられる保護層を備え、前記検出面内の所定の位置毎に設定される前記検出基準が、少なくとも前記保護層の厚さの前記検出面内における分布に対応していると、好ましい。

上記の構成によれば、指示体の検出の難易に対する影響が大きい、検出面内におけるタッチパネルの保護層の厚さの分布に対応するように、検出面内の所定の位置毎に検出基準が設定される。そのため、検出面内の所定の位置毎に、より適切な検出基準を設定することが可能となる。

さらに、上記特徴のタッチパネルシステムにおいて、前記タッチパネルが、前記ドライブライン及び前記センスラインよりも前記検出面の反対側に設けられる絶縁層を備え、前記検出面内の所定の位置毎に設定される前記検出基準が、少なくとも前記絶縁層の厚さの前記検出面内における分布に対応していると、好ましい。

上記の構成によれば、指示体の検出の難易に対する影響が大きい、検出面内におけるタッチパネルの絶縁層の厚さの分布に対応するように、検出面内の所定の位置毎に検出基準が設定される。そのため、検出面内の所定の位置毎に、より適切な検出基準を設定することが可能となる。

さらに、上記特徴のタッチパネルシステムにおいて、前記指示体位置検出部による前記出力信号の処理結果に基づいて、前記検出基準を設定する検出基準設定部を、さらに備えると、好ましい。

上記の構成によれば、実際に得られた出力信号に基づいて、検出基準が設定される。そのため、検出面内の所定の位置毎に、より適切な検出基準を設定することが可能となる。

さらに、上記特徴のタッチパネルシステムにおいて、前記タッチパネルが、前記検出面に沿って互いに平行に設けられ、それぞれに所定のドライブ信号が与えられることで駆動される複数のドライブラインと、前記ドライブラインと交差するように前記検出面に沿って互いに平行に設けられ、前記ドライブラインが駆動されることで、当該ドライブラインとの間に形成される静電容量に応じた前記出力信号を出力する複数のセンスラインと、を備え、前記検出基準設定部が、前記指示体位置検出部が前記出力信号を処理して求めた前記静電容量に基づいて、前記検出基準を設定すると、好ましい。

上記の構成によれば、投影型の静電容量方式のタッチパネルシステムにおいて、指示体の検出の有無を決定するために直接的に利用される静電容量に基づいて、検出基準が設定される。そのため、検出面内の所定の位置毎（例えば、ドライブライン及びセンスラインの交差点毎）に、より適切な検出基準を設定することが可能となる。

さらに、上記特徴のタッチパネルシステムにおいて、前記指示体位置検出部が、前記検出面に接触または近接する前記指示体が存在しない状態で得られた前記出力信号から求めた前記静電容量と、前記検出面内における前記指示体の位置の検出時に得られる前記出力信号から求められる前記静電容量と、を比較して得られる前記静電容量の変化量を、前記検出面内の所定の位置毎に求め、前記静電容量の変化量が前記検出基準よりも大きくなる位置を、前記検出面内における前記指示体の位置として検出するものであり、前記検出基準設定部が、前記検出面内で前記指示体が前記検出面に接触したときにおける前記静電容量の変化量が小さい位置ほど、小さい前記検出基準を設定すると、好ましい。

上記の構成によれば、実際に指示体が接触した場合に得られる静電容量の変化量に基づいて、検出基準が設定される。そのため、検出面内の所定の位置毎に、より適切な検出基準を設定することが可能となる。

さらに、上記特徴のタッチパネルシステムにおいて、画像を表示する表示装置と、前記表示装置が表示する画像を制御するホスト端末と、をさらに備え、前記表示装置の画像が表示される表示面上に、前記タッチパネルが設けられ、前記検出基準設定部が前記検出基準を設定する際に、前記ホスト端末が前記表示装置に表示される画像を制御することで、前記指示体が前記検出面内の所定の位置に接触するように誘導すると、好ましい。

上記の構成によれば、適切な検出基準を設定するために必要なデータを、確実に収集することが可能になる。

さらに、上記特徴のタッチパネルシステムにおいて、前記検出基準設定部が前記検出基準を設定する際に、前記ホスト端末が前記表示装置を制御して、それぞれ異なる文字を示す複数の入力ボタン画像を前記表示装置に表示させるとともにユーザに所定の文字列の入力を促すことで、前記指示体が前記検出面内の所定の位置に接触するように誘導すると、好ましい。

上記の構成によれば、ユーザが必要に応じて文字列（文字には数字や記号なども含まれる）を入力する際に検出基準が設定されるため、ユーザに対して煩わしさを感じさせることなく、適切な検出基準を設定するために必要なデータを収集することが可能になる。

さらに、上記特徴のタッチパネルシステムにおいて、前記ホスト端末は、前記表示装置の前記入力ボタン画像が表示されている位置の直上に相当する前記タッチパネルの前記検出面内の位置に前記指示体が接触すると、前記表示装置に表示する前記入力ボタン画像の配列を変更すると、好ましい。

上記の構成によれば、所定の文字列に同じ文字が複数含まれていたとしても、それぞれの文字に対して、検出面内の異なる位置に指示体を接触させることが可能になる。そのため、適切な検出基準を設定するために必要なデータを、効率良く収集することが可能になる。また、所定の文字列がパスワードなどの秘匿性の高いものであれば、第三者によるユーザの操作の盗み見によって当該文字列が当該第三者に漏洩することを防止することができる。

さらに、上記特徴のタッチパネルシステムにおいて、画像を表示する表示装置を、さらに備え、前記表示装置の画像が表示される表示面上に、前記タッチパネルが設けられると、好ましい。さらに、前記表示装置は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、または、電界放出ディスプレイであってもよい。

また、本発明は、上記特徴のタッチパネルシステムを備えることを特徴とする電子情報機器を提供する。

上記特徴のタッチパネルシステム及び電子情報機器によれば、検出面内の所定の位置毎に適切な検出基準を設定することが可能であるため、指示体の検出が困難になる位置や、指示体の誤検出が頻発する位置が検出面内に生じることを、防止することが可能になる。そのため、どのようなタッチパネルを用いる場合であっても、指示体の検出精度を高くすることが可能になる。

本発明の実施形態に係るタッチパネルシステムの全体構成例について示すブロック図。 タッチパネルの構造例について示す側面図。 ドライブライン及びセンスラインの構造例について示す平面図。 検出基準の設定方法例について示すグラフ。 検出基準を設定するための具体的な動作例について示すフローチャート。 検出基準の設定時に表示装置の表示面に表示される画像の具体例について示した図。 本発明の実施形態に係る電子情報機器の構成例を示すブロック図。 従来のタッチパネルシステムにおける問題の具体例について示す図。

以下、本発明の実施形態として、ドライブラインとセンスラインとがタッチパネルの検出面に沿って設けられる、投影型の静電容量方式のタッチパネルシステムを例示して説明する。

＜タッチパネルシステムの全体構成例＞
最初に、本発明の実施形態に係るタッチパネルシステムの全体構成例について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係るタッチパネルシステムの全体構成例について示すブロック図である。

図１に示すように、タッチパネルシステム１は、表示面に画像を表示する表示装置２と、表示装置２の表示面上に設けられるとともにドライブラインＤＬが駆動されることによって検出面Ｐに接触または近接する指示体の有無に応じた出力信号をセンスラインＳＬから出力するタッチパネル３と、ドライブラインＤＬを駆動するドライブライン駆動部４と、センスラインＳＬが出力する出力信号を処理することで検出面Ｐ内における指示体の位置を検出する指示体位置検出部５と、指示体位置検出部５が検出面Ｐ内における指示体の位置を検出する際に用いる検出基準を設定する検出基準設定部６と、表示装置２が表示する画像を制御するホスト端末７と、を備える。

表示装置２は、例えば、液晶ディスプレイや、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、電界放出ディスプレイなどから成る。なお、表示装置２はこれらに限られるものではなく、どのようなものであってもよい。

タッチパネル３は、検出面Ｐに沿って互いに平行に設けられるとともにそれぞれに所定のドライブ信号が与えられることで駆動される複数のドライブラインＤＬと、ドライブラインＤＬと交差（立体交差）するように検出面Ｐに沿って互いに平行に設けられるとともにドライブラインＤＬが駆動されることで当該ドライブラインＤＬとの間に形成される静電容量に応じた出力信号を出力する複数のセンスラインＳＬと、を備える

出力信号は、検出面Ｐ内の検出領域Ｘ（ドライブラインＤＬ及びセンスラインＳＬの交差部分やその近傍部分、以下同じ）に対して指示体が接触または近接しているか（検出領域Ｘに対する接触または近接の有無や、検出領域Ｘと指示体との離間距離など）を示す信号となり、検出領域Ｘと指示体との離間距離が小さくなるほど、静電容量は小さくなる。なお、図１では、ドライブラインＤＬとセンスラインＳＬとが垂直に交差する場合について例示しているが、垂直以外の角度で交差してもよい。

ドライブライン駆動部４は、ドライブラインＤＬに所定の信号を印加することで駆動する。ドライブラインＤＬが駆動されると、駆動されたドライブラインＤＬと交差するセンスラインＳＬが、当該ドライブラインとの間に形成される静電容量に応じた出力信号を出力する。このとき、ドライブライン駆動部４が、同時に複数のドライブラインＤＬを駆動すると、１つのセンスラインＳＬが、複数のドライブラインＤＬとの間に形成される複数の静電容量に対応した出力信号を出力することになるが、指示体位置検出部５は、後述する復号処理部５４の復号処理によって、このような重畳的な静電容量に対応した出力信号から、それぞれの静電容量を求めることが可能である。

指示体位置検出部５は、センスラインＳＬが出力する出力信号を増幅する増幅部５１と、増幅部５１が増幅した出力信号を取得して時分割で出力する信号取得部５２と、信号取得部５２が出力したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部５３と、Ａ／Ｄ変換部５３が変換したデジタル信号に基づいて検出面Ｐ内における静電容量の変化量の分布を求める復号処理部５４と、復号処理部５４が求めた静電容量の変化量の分布に基づいて検出面Ｐ内における指示体の位置を検出して当該位置を示す位置情報を生成する位置情報生成部５５と、を備える。

復号処理部５４は、ドライブライン駆動部４がドライブラインＤＬに与えたドライブ信号のパターンに基づいて、Ａ／Ｄ変換部５３から得られるデジタル信号を復号処理することによって、検出面Ｐ内における静電容量の分布（二次元的な分布）を求める。さらに、復号処理部５４は、指示体の検出を行う前に（例えば、タッチパネルシステムの起動直後に行われるキャリブレーション時に）、検出面Ｐに接触または近接する指示体が存在しない状態で得られた出力信号から求められたデジタル信号を取得することによって、検出面Ｐに接触または近接する指示体が存在しない状態の検出面Ｐ内における静電容量の分布（二次元的な分布）を、あらかじめ求めている。

そして、復号処理部５４は、検出面Ｐに接触または近接する指示体が存在しない状態の検出面Ｐ内における静電容量の分布と、指示体の位置の検出時に求めた検出面Ｐ内における静電容量の分布と、を比較して、検出面Ｐ内における静電容量の変化量の分布（即ち、検出面Ｐへの指示体の接触または近接に起因して変化した静電容量の成分の二次元的な分布）を求める。

具体的に例えば、復号処理部５４は、検出面Ｐに接触または近接する指示体が存在しない状態の検出面Ｐ内における静電容量の分布から、指示体の位置の検出時に求めた検出面Ｐ内における静電容量の分布を減算することによって、検出面Ｐ内における静電容量の変化量の分布を求める。なお、静電容量の変化量は、絶対値化されたものであってもよい。

位置情報生成部５５は、復号処理部５４が求めた検出面Ｐ内における静電容量の変化量の分布と、検出面Ｐ内の所定の位置毎に設定されている（例えば、センスラインＳＬ及びドライブラインＤＬの交差点毎や検出領域Ｘ毎に二次元的に設定されている）検出基準と、を比較することによって、検出面Ｐ内における指示体の位置を求め、位置情報を生成する。

具体的に、位置情報生成部５５は、検出面Ｐ内において、静電容量の変化量が検出基準よりも大きくなっている位置を検出して、当該位置を検出面Ｐに接触または近接している指示体の位置として求める。そして、位置情報生成部５５は、当該位置を示す位置情報を生成し、出力する。なお、位置情報生成部５５は、検出面Ｐに接触または近接する指示体が存在しない場合など、検出面Ｐに接触または近接している指示体の位置を求めることができなかった場合は、その旨を示す位置情報を生成して出力してもよい。また、検出基準の詳細については、後述する。

検出基準設定部６は、復号処理部５４から得られる静電容量の変化量の分布に基づいて、位置情報生成部５５で用いられる検出基準を設定する。具体的に例えば、位置情報生成部５５が、検出基準設定部６が求めた検出基準を記憶する。なお、検出基準設定部６の動作の詳細については、後に具体的な動作例を挙げて説明する。

ホスト端末７は、タッチパネルシステム１の全体を制御するものであり、特に表示装置２に表示される画像を制御する。なお、図１では特に図示していないが、ホスト端末７は、ドライブライン駆動部４や、指示体位置検出部５の各部などを制御し得る。また、ホスト端末７の動作の詳細については、後に具体的な動作例を挙げて説明する。

＜検出基準の設定方法＞
次に、検出基準の設定方法について、図面を参照して説明する。まず、タッチパネル３の構造例について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、タッチパネルの構造例について示す側面図であり、図３は、ドライブライン及びセンスラインの構造例について示す平面図である。

図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、タッチパネル３は、表示装置２の表示面上に形成される接着層３１と、接着層３１上に形成されるガラス基板３２と、ガラス基板上に形成される絶縁体フィルム（絶縁層）３３と、絶縁体フィルム３３上に形成されるドライブラインＤＬと、ドライブラインＤＬ上に形成されるガラス基板３４と、ガラス基板３４上に形成されるセンスラインＳＬと、センスラインＳＬ上に形成される接着層３５と、接着層３５上に形成されるカバーガラス（保護層）３６と、を備える。なお、タッチパネル３を構成するそれぞれの部材は、表示装置２が表示する画像が外部から視認可能となるように、透明（または、視認に影響がない程度に微小な構造を組み合わせたもの）となっている。

また、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ドライブラインＤＬは、センスラインＳＬと交差する部分を除いて局所的に面積が大きくなるドライブラインパッド部ＤＬＰを備える。同様に、センスラインＳＬは、ドライブラインＤＬと交差する部分を除いて局所的に面積が大きくなるセンスラインパッド部ＳＬＰを備える。そして、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ドライブラインＤＬ及びセンスラインＳＬが交差する部分では、ドライブラインＤＬとセンスラインＳＬとの間（特に、隣接するドライブラインパッド部ＤＬＰとセンスラインパッド部ＳＬＰとの間）に、静電容量Ｃが形成される。なお、ドライブラインＤＬがドライブラインパッド部ＤＬＰを備えず、センスラインＳＬがセンスラインパッド部ＳＬＰを備えなくてもよい。この場合でも、ドライブラインＤＬ及びセンスラインＳＬの交差する部分において、静電容量Ｃが形成される。また、図３（ａ）に示す例は、ドライブラインＤＬ及びセンスラインＳＬが、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明な材料から成る場合のものである。また、図３（ｂ）に示す例は、ドライブラインＤＬ及びセンスラインＳＬが、金属細線Ｆのメッシュから成る場合のものである。

上述のように、タッチパネル３を大型化すると、タッチパネル３の厚さが検出面Ｐ内においてばらつくことがある。具体的に例えば、カバーガラス３６の厚さが検出面Ｐ内においてばらつくことがある。なお、図２（ａ）では、カバーガラス３６の厚さが、中心側ほど小さくなるとともに外周側ほど大きくなり、全体として表面が凹状になる場合を例示している。また、図２（ｂ）では、カバーガラス３６の厚さが大きい位置と小さい位置とが混在して、全体として表面が凹凸状になる場合を例示している。

この場合、カバーガラス３６の厚さが小さい位置では、指示体が検出面Ｐに接触または近接したときに、センスラインＳＬ及びドライブラインＤＬと指示体との距離が小さくなるため、静電容量の変化量が大きくなる。一方、カバーガラス３６の厚さが大きい位置では、指示体が検出面Ｐに接触または近接したときに、センスラインＳＬ及びドライブラインＤＬと指示体との距離が大きくなるため、静電容量の変化量が小さくなる（図８に示した検出困難領域２１１になり得る）。なお、カバーガラス３６に限られず、センスラインＳＬ及びドライブラインＤＬよりも表面側（検出面Ｐ側）の部材が厚くなれば、同様の問題が生じ得る。

また例えば、絶縁体フィルム３３の厚さも、検出面Ｐ内においてばらつくことがある。この場合、絶縁体フィルム３３の厚さが小さい位置では、センスラインＳＬ及びドライブラインＤＬと表示装置２（接地電位）との距離が小さいことから静電容量が大きくなるため、指示体が検出面Ｐに接触または近接したときにおける静電容量の変化量が大きくなる。一方、絶縁体フィルム３３の厚さが大きい位置では、センスラインＳＬ及びドライブラインＤＬと表示装置２（接地電位）との距離が大きいことから静電容量が小さくなるため、指示体が検出面Ｐに接触または近接したときにおける静電容量の変化量が小さくなる（図８に示した検出困難領域２１１になり得る）。なお、絶縁体フィルム３３に限られず、センスラインＳＬ及びドライブラインＤＬよりも裏面側（検出面Ｐの反対側）の部材が厚くなれば、同様の問題が生じ得る。

また、仮にセンスラインＳＬ及びドライブラインＤＬの間のガラス基板３４の厚さがばらつく場合を想定する。この場合、ガラス基板３４の厚さが小さい位置では、センスラインＳＬ及びドライブラインＤＬの間の距離が小さいことから静電容量が大きくなるため、指示体が検出面Ｐに接触または近接したときにおける静電容量の変化量が大きくなる。一方、ガラス基板３４の厚さが大きい位置では、センスラインＳＬ及びドライブラインＤＬの間の距離が大きいことから静電容量が小さくなるため、指示体が検出面Ｐに接触または近接したときにおける静電容量の変化量が小さくなる（図８に示した検出困難領域２１１になり得る）。なお、ガラス基板３４に限られず、センスラインＳＬ及びドライブラインＤＬの間の部材が厚くなれば、同様の問題が生じ得る。

このように、検出面Ｐ内におけるタッチパネル３の厚さの分布と、指示体が検出面Ｐに接触または近接したときの静電容量の変化量の検出面Ｐ内における分布と、には相関がある。特に、検出面Ｐ内において、タッチパネル３の厚さが大きい位置ほど、指示体が検出面Ｐに接触または近接したときの静電容量の変化量が小さく、位置情報生成部５５によって指示体が検出され難い位置となる。したがって、タッチパネルシステム１では、検出面Ｐ内におけるタッチパネル３の厚さの分布に対応するように、検出面Ｐ内の所定の位置毎に検出基準を設定する。

検出基準の設定方法例について、図４を参照して説明する。図４は、検出基準の設定方法例について示すグラフである。なお、図４（ａ）及び（ｂ）に示すそれぞれのグラフは、検出面Ｐ内の所定の方向（例えば、センスラインＳＬに沿った方向や、ドライブラインＤＬに沿った方向）における位置と、タッチパネル３の厚さ及び検出基準と、を示すものである。

図４（ａ）に示すグラフでは、検出面Ｐ内の所定の方向において、タッチパネル３の厚さが、中心側ほど小さくなるとともに外周側ほど大きくなっている。また、図４（ｂ）に示すグラフでは、検出面Ｐ内の所定の方向において、タッチパネル３の厚さが大きい位置と小さい位置とが混在している。なお、図４（ａ）及び（ｂ）では、図示の簡略化のため、タッチパネル３の厚さ及び検出基準が、検出面Ｐ内の所定の方向に対してのみ変化するように図示しているが、実際には検出面Ｐに対して変化している。

図４（ａ）及び（ｂ）に示す具体例では、上述したタッチパネル３の厚さと指示体の検出し難さとの関係を考慮して、検出面Ｐ内におけるタッチパネル３の厚さが大きい位置ほど検出基準が小さくなり、検出面Ｐ内におけるタッチパネル３の厚さが小さい位置ほど検出基準が大きくなるように、検出基準を設定している。

具体的に例えば、検出面Ｐ内のある位置におけるタッチパネル３の厚さが、タッチパネル３の厚さの平均値よりも５％大きい場合、当該ある位置に対して、検出基準の平均値よりも５％小さい検出基準が設定される。同様に、検出面Ｐ内のある位置におけるタッチパネル３の厚さが、タッチパネル３の厚さの平均値よりも１０％小さい場合、当該ある位置に対して、検出基準の平均値よりも１０％大きい検出基準が設定される。なお、検出基準の平均値は、検出基準を設定する前に、予め設定されていてもよい。

以上より、本発明の実施形態に係るタッチパネルシステム１では、検出面Ｐ内の所定の位置毎に適切な検出基準を設定することが可能であるため、指示体の検出が困難になる位置や、指示体の誤検出が頻発する位置が検出面Ｐ内に生じることを、防止することが可能になる。そのため、どのようなタッチパネル３を用いる場合であっても、指示体の検出精度を高くすることが可能になる。

特に、検出面Ｐ内に、タッチパネル３の厚さが大きく指示体が検出され難い位置が存在したとしても、局所的に当該位置のみ検出基準を低く設定することで、当該位置において指示体が検出され易くすることが可能になる。

＜検出基準を設定するための具体的な動作＞
上述のように検出基準を設定するためには、検出面Ｐ内におけるタッチパネル３の厚さの分布を、何らかの方法で求める必要がある。以下では、検出面Ｐ内におけるタッチパネル３の厚さの分布を求める動作を含めた、検出基準を設定するための具体的な動作について、図面を参照して説明する。図５は、検出基準を設定するための具体的な動作例について示すフローチャートである。なお、図５に示すフローチャートの動作は、主としてタッチパネルシステム１の起動時や、ユーザによって検出基準の再設定が指示された時などに、行われる。

図５に示すように、検出基準を設定が開始されると、最初に、検出基準設定部６が、ホスト端末７に対して、検出面Ｐ内で指示体を接触させるべき位置を指示する。これにより、ホスト端末７は、表示装置２に表示される画像を制御することで、ユーザに対して指示体を接触させるべき位置を指示する（ステップ＃１）。

このときに表示装置２に表示される画像の具体例について、図６を参照して説明する。図６は、検出基準の設定時に表示装置の表示面に表示される画像の具体例について示した図である。

図６（ａ）は、表示装置２の表示面に対して、複数の二重環（漢字の「回」に似た図形）が並べられた画像が表示される場合を示したものである。ホスト端末７は、検出面Ｐ内における指示体を接触させるべき位置の二重環のみを、実線で表示することによって、指示体を接触させるべき位置をユーザに対して明示的に指示する。そして、この画像を見たユーザは、実線で表示された二重環の表示位置に対して、指等の指示体を接触させるように、誘導される。

一方、図６（ｂ）は、それぞれ異なる文字（数字や記号なども含む）を示す複数の入力ボタン画像が並べられた画像が表示される場合を示したものである。ホスト端末７は、検出面Ｐ内における指示体を接触させるべき位置の入力ボタン画像を、例えばユーザが認識しているパスワード等の文字列を構成する所定の文字を示すものとして、指示体を接触させるべき位置をユーザに対して暗示的に指示する。そして、この画像を見たユーザは、上記所定の文字を示す入力ボタン画像の表示位置に対して、指等の指示体を接触させるように、誘導される。

図６（ａ）に示す例の場合、ユーザが、実線で示された二重環の表示位置に対して指示体を接触させると（ステップ＃２）、検出基準設定部６は、復号処理部５４が出力する静電容量の変化量の分布から、当該位置における静電容量の変化量を取得して記憶する。そして、検出基準設定部６は、検出面Ｐに対する指示体の接触がさらに必要であるか否かを確認する（ステップ＃３）。

検出面Ｐに対する指示体の接触がさらに必要である場合（ステップ＃３、ＹＥＳ）、検出基準設定部６は、ホスト端末７に対して、検出面Ｐ内で指示体を接触させるべき位置（特に、前回指示した位置とは異なる位置）を再度指示する（ステップ＃１）。これに対して、検出面Ｐに対する指示体の接触が必要ではない場合（ステップ＃３、ＮＯ）、検出基準設定部６は、検出基準の設定を行い（ステップ＃４）、動作を終了する。

一方、図６（ｂ）に示す例の場合、ユーザが入力ボタン画像の表示位置に対して指示体を接触させると（ステップ＃２）、検出基準設定部６は、復号処理部５４が出力する静電容量の変化量の分布から、当該位置における静電容量の変化量を取得して記憶する。そして、検出基準設定部６は、検出面Ｐに対する指示体の接触がさらに必要であるか否か（上記の文字列の入力が完了しているか否か）を確認する（ステップ＃３）。

検出面Ｐに対する指示体の接触がさらに必要である場合（上記の文字列の入力が完了していない場合、ステップ＃３、ＹＥＳ）、検出基準設定部６は、ホスト端末７に対して、検出面Ｐ内で指示体を接触させるべき位置（特に、前回指示した位置とは異なる位置）を再度指示する（ステップ＃１）。これに対して、検出面Ｐに対する指示体の接触が必要ではない場合（上記の文字列の入力が完了している場合、ステップ＃３、ＮＯ）、検出基準設定部６は、検出基準の設定を行い（ステップ＃４）、動作を終了する。

ところで、図６（ｂ）に示す例の場合、入力ボタン画像の表示位置（厳密には、当該表示位置の直上に相当するタッチパネル３の検出面Ｐ内の位置）に対して指示体の接触があると（ステップ＃２）、ホスト端末７は、表示装置２に表示する入力ボタン画像の配列を変更する。これにより、上記の文字列に同じ文字が複数含まれていたとしても、それぞれの文字に対して、検出面Ｐ内の異なる位置に指示体を接触させることが可能になる。そのため、適切な検出基準を設定するために必要なデータを、効率良く収集することが可能になる。また、上記の文字列がパスワードなどの秘匿性の高いものであれば、第三者によるユーザの操作の盗み見によって当該文字列が当該第三者に漏洩することを防止することができる。

上記のステップ＃４を行う時点において、検出基準設定部６は、検出面Ｐ内のいくつかの位置について、指示体が検出面Ｐに接触したときの静電容量の変化量を記憶している。そして、上述のように、検出面Ｐ内におけるタッチパネル３の厚さの分布と、指示体が検出面Ｐに接触したときの静電容量の変化量の検出面Ｐ内における分布と、には相関がある。したがって、検出基準設定部６は、指示体が検出面Ｐに接触したときの静電容量の変化量の検出面Ｐ内における分布から、検出面Ｐ内におけるタッチパネル３の厚さの分布を求めることが可能である。そこで、検出基準設定部６は、上述のように、検出面Ｐ内におけるタッチパネル３の厚さの分布に対応するように、検出面Ｐ内の所定の位置毎に検出基準を設定する。

なお、本動作例において、検出基準設定部６が、指示体が検出面Ｐに接触したときの静電容量の変化量の検出面Ｐ内における分布に基づいて、直接的に、検出面Ｐ内の所定の位置毎に検出基準を設定してもよい。即ち、本動作例において、検出基準設定部６が、検出面Ｐ内におけるタッチパネル３の厚さの分布を求めることなく、検出面Ｐ内の所定の位置毎に検出基準を設定してもよい。この場合、検出面Ｐ内におけるタッチパネル３の厚さの分布に限られず、指示体の検出の難易に影響を与える他の要因にも対応した検出基準を、設定することが可能になる。

また、本動作例において、ユーザに対して過度な負担を強いることを避ける観点から、検出面Ｐに対する指示体の接触回数（ステップ＃１及び＃２を繰り返す回数）は、あまりに多く設定しない方が好ましい。しかし、検出面Ｐに対する指示体の接触回数を少なくすると、検出基準設定部６が取得することができる、指示体が検出面Ｐに接触したときの静電容量の変化量の数が、少なくなる。

そこで、検出基準設定部６が、必要に応じて補間処理等を行い、検出基準を設定するために必要なデータを生成してもよい。例えば、検出基準設定部６が、指示体が検出面Ｐに接触したときの静電容量の変化量の検出面Ｐ内における分布、検出面Ｐ内におけるタッチパネル３の厚さの分布、及び、検出面Ｐ内の所定の位置毎に設定される検出基準のいずれか１つについて、検出面Ｐ内の所定の方向（例えば、ドライブラインＤＬに沿った方向や、センスラインＳＬに沿った方向）に対して二次元的な補間を行なってもよいし、検出面Ｐの全体に対して三次元的な補間を行なってもよい。

＜電子情報機器＞
上述のタッチパネルシステム１を備えた、本発明の実施形態に係る電子情報機器の構成例について、図７を参照して説明する。図７は、本発明の実施形態に係る電子情報機器の構成例を示すブロック図である。

図７に示すように、本発明の実施形態に係る電子情報機器１００は、表示装置１０１（図１の表示装置２に相当）と、表示装置１０１を制御する表示装置制御部１０２と、タッチパネル１０３（図１のタッチパネル３に相当）と、タッチパネルコントローラ１０４（図１のドライブライン駆動部４、指示体位置検出部５及び検出基準設定部６に相当）と、ユーザに押下されることでユーザの指示を受け付けるボタンスイッチ部１０５と、撮像により画像データを生成する撮像部１０６と、入力される音声データを音声として出力する音声出力部１０７と、集音により音声データを生成する集音部１０８と、音声出力部１０７に与える音声データの処理や集音部１０８から与えられる音声データの処理を行う音声処理部１０９と、電子情報機器１００の外部の機器と通信データを無線により通信する無線通信部１１０と、無線通信部１１０が無線により通信する通信データを電磁波として放射するとともに電子情報機器１００の外部の機器から放射された電磁波を受信するアンテナ１１１と、電子情報機器１００の外部の機器と通信データを有線により通信する有線通信部１１２と、各種データを記憶する記憶部１１３と、電子情報機器１００の全体の動作を制御する本体制御部１１４（ホスト端末７に相当）と、を備える。

なお、上述の指示体位置検出部５及び検出基準設定部６の一部または全部を、タッチパネルコントローラ１０４ではなく、本体制御部１１４の一部としてもよい。また、図７に示す電子情報機器１００は、タッチパネルシステム１の適用例の１つに過ぎない。上述のタッチパネルシステム１は、電子情報機器１００とは異なる構成の電子情報機器に対しても、適用可能である。

＜変形等＞
検出面Ｐ内の所定の位置毎に設定される検出基準は、上述のように、検出面Ｐ内におけるタッチパネル３の厚さの分布に対応したものであってもよいが、タッチパネル３を構成する少なくとも一部の部材の検出面Ｐ内における厚さの分布に対応したものであってもよい。この場合、厚さが変動し易く指示体の検出の難易に対する影響が大きい部材（例えば、上述したカバーガラス３６や絶縁体フィルム３３など）の検出面Ｐ内における厚さの分布に対応するように、検出面Ｐ内の所定の位置毎に検出基準を設定すると、好ましい。

また、検出基準設定部６が、上述の方法（ユーザによって検出面Ｐに指示体が接触させられたときに得られる静電容量の変化量を用いる方法）以外の方法によって、検出面Ｐ内におけるタッチパネル３の厚さの分布を求めてもよい。

例えば、検出基準設定部６が、指示体が検出面Ｐに接触したときにおける静電容量の変化量の絶対的な大きさではなく、相対的な大きさに基づいて、検出面Ｐ内におけるタッチパネル３の厚さの分布を求めてもよい。具体的に例えば、検出基準設定部６が、設計通りの均一な厚さで製造されたタッチパネルで得られる、指示体が検出面Ｐに接触したときにおける静電容量の変化量と、実際のタッチパネル３で得られる、指示体が検出面Ｐに接触したときにおける静電容量の変化量と、の比を用いて、検出面Ｐ内におけるタッチパネル３の厚さの分布を求めてもよい。

また例えば、タッチパネルシステム１（または、電子情報機器１００）の出荷前に、検出面Ｐ内におけるタッチパネル３の厚さの分布を、実際に測定してもよい。また例えば、タッチパネルシステム１（または、電子情報機器１００）の出荷前に、検出面Ｐ内の様々な位置に指示体を接触させ得られる出力信号を処理して指示体が検出面Ｐに接触したときにおける静電容量の変化量を求めるテスト装置を用いて、検出面Ｐ内におけるタッチパネル３の厚さの分布を求めてもよい。これらの場合、検出基準設定部６やホスト端末７を、タッチパネルシステム１に備えなくてもよい。

また、タッチパネルシステム１の通常の動作時において、検出基準設定部６が、指示体が検出面Ｐに接触したときにおける静電容量の変化量を随時記憶することで、動的に検出基準を設定（更新）してもよい。

本発明に係るタッチパネルシステムは、例えば大型のタッチパネルシステム等に、好適に利用され得る。

１ ： タッチパネルシステム
２ ： 表示装置
３ ： タッチパネル
３１ ： 接着層
３２ ： 透明基板
３３ ： 絶縁体フィルム（絶縁層）
３４ ： 透明基板
３５ ： 接着層
３６ ： カバーガラス（保護層）
４ ： ドライブライン駆動部
５ ： 指示体位置検出部
５１ ： 増幅部
５２ ： 信号取得部
５３ ： Ａ／Ｄ変換部
５４ ： 復号処理部
５５ ： 位置情報生成部
６ ： 検出基準設定部
７ ： ホスト端末
１００ ： 電子情報機器
ＤＬ ： ドライブライン
ＳＬ ： センスライン
Ｐ ： 検出面
Ｘ ： 検出領域

Claims (14)

1. 検出面に接触または近接する指示体の有無に応じた出力信号を出力するタッチパネルと、
   前記タッチパネルが出力する前記出力信号に基づいて、前記検出面内における前記指示体の位置を検出する指示体位置検出部と、を備え、
   前記指示体位置検出部が、前記検出面内の所定の位置毎に設定された検出基準を用いて、前記検出面内における前記指示体の位置を検出するものであり、
   前記タッチパネルが、
   前記検出面に沿って互いに平行に設けられ、それぞれに所定のドライブ信号が与えられることで駆動される複数のドライブラインと、
   前記ドライブラインと交差するように前記検出面に沿って互いに平行に設けられ、前記ドライブラインが駆動されることで、当該ドライブラインとの間に形成される静電容量に応じた前記出力信号を出力する複数のセンスラインと、を備え、
   前記検出面内の所定の位置毎に設定される前記検出基準が、前記タッチパネルを構成する少なくとも一部の部材の前記検出面内における厚さの分布に対応していることを特徴とするタッチパネルシステム。
2. 前記検出面内で、前記タッチパネルを構成する少なくとも一部の部材の厚さが大きい位置ほど、前記指示体が検出され易い前記検出基準が設定されていることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルシステム。
3. 前記指示体位置検出部が、前記検出面に接触または近接する前記指示体が存在しない状態で得られた前記出力信号から求めた前記静電容量と、前記検出面内における前記指示体の位置の検出時に得られる前記出力信号から求められる前記静電容量と、を比較して得られる前記静電容量の変化量を、前記検出面内の所定の位置毎に求め、前記静電容量の変化量が前記検出基準よりも大きくなる位置を、前記検出面内における前記指示体の位置として検出するものであり、
   前記検出面内で、前記タッチパネルを構成する少なくとも一部の部材の厚さが大きい位置ほど、小さい前記検出基準が設定されていることを特徴とする請求項２に記載のタッチパネルシステム。
4. 前記タッチパネルが、前記ドライブライン及び前記センスラインよりも前記検出面側に設けられる保護層を備え、
   前記検出面内の所定の位置毎に設定される前記検出基準が、少なくとも前記保護層の厚さの前記検出面内における分布に対応していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタッチパネルシステム。
5. 前記タッチパネルが、前記ドライブライン及び前記センスラインよりも前記検出面の反対側に設けられる絶縁層を備え、
   前記検出面内の所定の位置毎に設定される前記検出基準が、少なくとも前記絶縁層の厚さの前記検出面内における分布に対応していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のタッチパネルシステム。
6. 前記指示体位置検出部による前記出力信号の処理結果に基づいて、前記検出基準を設定する検出基準設定部を、さらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のタッチパネルシステム。
7. 前記検出基準設定部が、前記指示体位置検出部が前記出力信号を処理して求めた前記静電容量に基づいて、前記検出基準を設定することを特徴とする請求項６に記載のタッチパネルシステム。
8. 前記指示体位置検出部が、前記検出面に接触または近接する前記指示体が存在しない状態で得られた前記出力信号から求めた前記静電容量と、前記検出面内における前記指示体の位置の検出時に得られる前記出力信号から求められる前記静電容量と、を比較して得られる前記静電容量の変化量を、前記検出面内の所定の位置毎に求め、前記静電容量の変化量が前記検出基準よりも大きくなる位置を、前記検出面内における前記指示体の位置として検出するものであり、
   前記検出基準設定部が、前記検出面内で、前記指示体が前記検出面に接触したときにおける前記静電容量の変化量が小さい位置ほど、小さい前記検出基準を設定することを特徴とする請求項７に記載のタッチパネルシステム。
9. 画像を表示する表示装置と、
   前記表示装置が表示する画像を制御するホスト端末と、をさらに備え、
   前記表示装置の画像が表示される表示面上に、前記タッチパネルが設けられ、
   前記検出基準設定部が前記検出基準を設定する際に、前記ホスト端末が前記表示装置に表示される画像を制御することで、前記指示体が前記検出面内の所定の位置に接触するように誘導することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載のタッチパネルシステム。
10. 前記検出基準設定部が前記検出基準を設定する際に、前記ホスト端末が前記表示装置を制御して、それぞれ異なる文字を示す複数の入力ボタン画像を前記表示装置に表示させるとともにユーザに所定の文字列の入力を促すことで、前記指示体が前記検出面内の所定の位置に接触するように誘導することを特徴とする請求項９に記載のタッチパネルシステム。
11. 前記ホスト端末は、前記表示装置の前記入力ボタン画像が表示されている位置の直上に相当する前記タッチパネルの前記検出面内の位置に前記指示体が接触すると、前記表示装置に表示する前記入力ボタン画像の配列を変更することを特徴とする請求項１０に記載のタッチパネルシステム。
12. 画像を表示する表示装置を、さらに備え、
    前記表示装置の画像が表示される表示面上に、前記タッチパネルが設けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のタッチパネルシステム。
13. 前記表示装置は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、または、電界放出ディスプレイであることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載のタッチパネルシステム。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載のタッチパネルシステムを備えることを特徴とする電子情報機器。