JP5805890B2 - タッチパネルシステム - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネルシステムおよびそれを備えた電子機器に関し、特に、タッチ操作の誤認識を防止することのできるタッチパネルシステムおよびそれを備えた電子機器に関するものである。

現在、スマートフォン等の携帯情報機器、自動券売機等の自動販売機を始めとする様々な電子機器に、タッチパネルシステムの搭載が急速に進んでいる。タッチパネルシステムに搭載される主流のタッチパネルは、抵抗膜方式のタッチパネルである。しかし最近では、マルチタッチが可能であることなどの理由から、投影型静電容量方式のタッチパネルが普及してきている。

このようなタッチパネルシステムの一例として、特許文献１には、コマンド入力装置が開示されている。このコマンド入力装置は、タッチパネルと、接触時間検出手段と、接触回数検出手段と、接触間隔検出手段と、入力コマンド判定手段とを備えている。接触時間検出手段は、タッチパネルに指が連続的に接触している時間を検出する。接触回数検出手段は、タッチパネルに指が触れた回数を検出する。接触間隔検出手段は、指がタッチパネルから離れて次に接触するまでの時間を検出する。入力コマンド判定手段は、接触時間検出手段、接触回数検出手段、および、接触間隔検出手段の検出結果に基づいて、入力コマンドを判定する。

図９は、特許文献１に記載のコマンド入力装置の動作を説明するフローチャートである。図９のように、上記コマンド入力装置は、タッチパネルに指を接触する時間・回数・間隔に基づいてコマンドを入力できるようになっている（Ｓ５０１〜５０７）。そして、入力されたコマンドに基づいてコマンドが判定される（Ｓ５０８）。さらに、判定されたコマンドに基づいて動作が選択され（Ｓ５０９）、その動作に応じて制御される（Ｓ５１０）。

日本国公開特許公報「特開２００４−３６２４２９号公報（２００４年１２月２４日公開）」

しかしながら、従来のタッチパネルシステムは、タッチ操作中に発生したノイズを、タッチ位置として認識してしまうという問題がある。

具体的には、従来のタッチパネルシステムでは、所定時間ごとにタッチ位置を検知することにより、ある時点のタッチ位置（現在のタッチ位置）が認識される。このため、タッチパネル上にノイズが発生した場合、認識すべき本来の位置に加えて、ノイズの位置までもがタッチ位置として認識される。その結果、直前のタッチ位置から極端に離れた位置のノイズが、タッチ位置として誤認識されてしまう。

特許文献１に記載のコマンド入力装置は、カーナビゲーション装置としての適用が意図されている。すなわち、上記コマンド入力装置は、タッチパネルへの連続接触時間、接触回数、接触時間間隔に基づいて、入力コマンドを判定する。これによって、運転中のコマンド入力時に運転者がタッチパネルに視線を移す必要がなく、車両が振動していても正確なコマンド入力が可能となる。このため、上記コマンド入力装置も、直前のタッチ位置から極端に離れた位置のノイズが、タッチ位置として誤認識されてしまう。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、タッチ操作の誤認識を防止することができるタッチパネルシステム等を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るタッチパネルシステムは、タッチパネルと、タッチパネル上のタッチ位置を検出するタッチ位置検出部とを備え、上記タッチ位置検出部は、タッチ操作の履歴に基づいて、タッチ位置の予測座標または予測範囲を設定し、その予測座標または予測範囲に基づいて、上記タッチ位置検出部で検出されるタッチ位置候補からタッチ位置を予測するタッチ位置予測部を備えることを特徴としている。

本発明の一態様によれば、タッチ操作の誤認識を防止することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態１に係るタッチパネルシステムの概略図である。 図１のタッチパネルシステムにおけるタッチ位置予測部を示すブロック図である。 図１のタッチパネルシステムにおいて、直前のタッチ位置からの距離に基づいて、タッチ位置の座標を予測する方法を示す図である。 図１のタッチパネルシステムにおけるタッチ位置予測部の処理を示すフローチャートである。 図１のタッチパネルシステムにおけるタッチ位置予測部の処理（座標予測方法）を示す模式図である。 本発明の実施形態２に係るタッチパネルシステムにおけるタッチ位置予測部の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係るタッチパネルシステムにおけるタッチ位置予測部の処理（座標予測方法）を示す模式図である。 本発明の実施形態４に係る携帯電話機の構成を示すブロック図である。 特許文献１に記載のコマンド入力装置の動作を説明するフローチャートである。

〔実施形態１〕
（タッチパネルシステム１の構成）
以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態１に係るタッチパネルシステム１の基本構成を示す概略図である。図１に示すように、タッチパネルシステム１は、表示装置２、タッチパネル３、ドライブライン駆動部４、タッチ位置検出部５、およびホスト端末６を備えている。以下では、使用者が利用する側を、前面（または上方）として説明する。

表示装置２は、表示面を有している。表示面には、操作用の各種アイコンや、使用者の操作指示に応じた文字情報等が表示される。表示装置２は、例えば、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、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ；field emission display）等から構成される。これらのディスプレイは、日常的な電子機器に多用されており、汎用性の高いタッチパネルシステム１が構成される。表示装置２は、任意の構成とすればよく、特に限定されない。

タッチパネル３は、使用者が指またはペン等の指示体により、タッチパネル３の表面をタッチ（押圧）操作することによって、各種の操作指示を入力する。タッチパネル３は、表示面を覆うように、表示装置２の前面（上部）に積層されている。本実施形態では、タッチパネル３として、投影型静電容量方式のタッチパネルを用いている。静電容量方式のタッチパネル３は、透過率が高く、耐久性も有するという利点を有する。しかし、タッチパネル３の方式は限定されるものではなく、他の方式であってもよい。例えば、タッチパネル３の方式は、抵抗膜方式、電磁誘導方式、超音波表面弾性波方式、または、赤外線走査方式であってもよい。

具体的には、タッチパネル３は、表示面に沿って設けられる複数の平行なドライブラインＤＬと、表示面に沿って設けられドライブラインＤＬと立体交差する複数の平行なセンスラインＳＬとを備える。ドライブラインＤＬとセンスラインＳＬとの交差部分には、静電容量が形成されている。ドライブラインＤＬ及びセンスラインＳＬは、いずれも、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）などの透明な配線材料、または、金属メッシュから形成することができる。ドライブラインＤＬ及びセンスラインＳＬは、表示装置２（表示面の一部を成すパネル体）に配線される。なお、図１では、ドライブラインＤＬとセンスラインＳＬとが垂直に立体交差する場合について例示しているが、垂直以外の角度で立体交差してもよい。

ドライブライン駆動部４は、ドライブラインＤＬに接続されており、タッチパネルシステム１の起動時に、ドライブラインＤＬに一定周期で電位を印加する。ドライブライン駆動部４は、ドライブラインＤＬを駆動することで当該ドライブラインＤＬと立体交差するセンスラインＳＬに状態信号を生成させる。状態信号は、タッチパネル３上の上記立体交差部分やその近傍部分（以下、検出領域（図１中の検出領域Ｘ））上におけるタッチの状態を示す信号である。

状態信号は、ドライブラインＤＬとセンスラインＳＬとの間の静電容量に応じた値となり、タッチパネル３上の検出領域Ｘに対して接触あるいは近接しているかを示す信号となる。つまり、状態信号は、検出領域Ｘに対する接触あるいは近接の有無や、検出領域Ｘと指示体との離間距離などを示す信号となる。なお、指示体が検出領域Ｘに接触または近接するほど、静電容量は小さくなる。

タッチ位置検出部５は、タッチパネル３からの信号を処理し、タッチ位置を検出する。すなわち、タッチ位置検出部５は、センスラインＳＬに生成された状態信号を処理することで、表示面に接触または近接するタッチの位置を検出する。タッチ位置検出部５は、増幅部５１、信号取得部５２、Ａ／Ｄ変換部５３、復号処理部５４、タッチ位置算出部５５、およびタッチ位置予測部５６を、タッチパネル３側からこの順に備えている。

増幅部５１は、センスラインＳＬに生成される状態信号を増幅する。信号取得部５２は、増幅部５１によって増幅された状態信号を取得して時分割で出力する。Ａ／Ｄ変換部５３は、信号取得部５２から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。復号処理部５４は、Ａ／Ｄ変換部１２３で変換されたデジタル信号に基づいて、タッチパネル３内の容量分布の変化量を求める。タッチ位置算出部５５は、復号処理部５４で求められた容量分布の変化量に基づいて、タッチパネル３上のタッチの位置を算出し、その位置を示すタッチ位置情報を生成する。タッチ位置予測部５６は、タッチ操作の履歴に基づいて、タッチ位置を予測する。すなわち、タッチ位置予測部５６は、直前のタッチ操作に関する履歴を基に、現在のタッチ位置を予測する。タッチ位置予測部５６の詳細は、後述する。

ホスト端末６は、ドライブライン駆動部４が駆動するドライブラインＤＬを制御する。また、ホスト端末６は、タッチ位置検出部５が状態信号を処理するセンスラインＳＬを制御する。なお、以下では、ホスト端末６がこれらの両方を制御する場合について例示するが、ホスト端末６がこれらの一方のみを制御してもよい。

（タッチパネルシステム１の基本動作）
次に、図１を参照して、このタッチパネルシステム１の基本動作の一例について説明する。なお、以下では、タッチパネルシステム１がタッチパネル３に接触または近接する指示体を検出する１回の試行動作について説明する。

最初に、ドライブライン駆動部４がドライブラインＤＬを駆動して、センスラインＳＬに状態信号を生成する。次に、増幅部５１が、センスラインＳＬに生成される状態信号を増幅する。さらに、信号取得部５２が、増幅部５１で増幅された状態信号を、時分割で出力する。なお、ドライブライン駆動部４、増幅部５１及び信号取得部５２のそれぞれは、ホスト端末６によってその動作が制御される。すなわち、ホスト端末６は、駆動すべきドライブラインＤＬ、状態信号を処理すべきセンスラインＳＬを制御する。

次に、Ａ／Ｄ変換部５３が、信号取得部５２から出力されたアナログ信号を、所定のビット数のデジタル信号に変換する。続いて、復号処理部５４は、Ａ／Ｄ変換部５３によって変換されたデジタル信号に基づいて、タッチパネル３内の容量分布の変化量を求める。例えば、復号処理部５４は、タッチの検出前に、タッチパネル３上にタッチ対象（指示体）が存在しない場合のデジタル信号を取得して、タッチパネル３上にタッチ対象（指示体）が存在しない場合の容量分布をあらかじめ求めておく。そして、復号処理部５４は、Ａ／Ｄ変換部５３から指示体の検出時のデジタル信号を取得して、指示体が存在する場合の容量分布を求める。そして、あらかじめ求めたタッチ対象が存在しない場合の容量分布と、タッチ対象が存在する場合の容量分布とを比較して、容量分布の変化量を求める。この容量分布の変化量は、タッチ対象（指示体）に起因する静電容量の変化量とも言い換えられる。

タッチ位置算出部５５は、復号処理部５４で求められた容量分布の変化量に基づいて、タッチパネル３上のタッチ対象の位置を算出し、タッチ位置情報を生成する。例えば、タッチ位置算出部５５は、タッチパネル３上で静電容量の変化量が、タッチ判定しきい値よりも大きくなっている部分にタッチ対象が存在すると判断して、タッチパネル３上のタッチ対象の位置を算出する。

タッチ位置予測部５６は、タッチ操作の履歴に基づいて、タッチ位置の予測座標または予測範囲を設定し、その予測座標または予測範囲に基づいて、タッチ位置検出部５で検出されるタッチ位置候補からタッチ位置を判断する。

図２に基づいて、タッチ位置予測部５６の一例について説明する。図２は、図１のタッチパネルシステム１におけるタッチ位置予測部５６の構成を示すブロック図である。図２に示すように、タッチ位置予測部５６は、タッチ履歴記憶部５６ａと、タッチ位置判断部５６ｂとから構成されている。

タッチ履歴記憶部５６ａは、タッチ位置算出部５５により算出されたタッチ位置の相対時刻とともに、そのタッチ位置情報（タッチ位置の座標など）を記憶する。タッチ履歴記憶部５６ａは、以前のタッチ位置の履歴も記憶している。このため、タッチパネルシステム１では、タッチ履歴記憶部５６ａは、タッチ操作の履歴に基づいて算出される、タッチ位置の移動速度（タッチ速度）、タッチ位置の移動加速度も記憶している。なお、タッチ履歴記憶部５６ａは、任意の２点のタッチ位置の移動量と移動時間とからタッチ位置の移動速度を算出し、連続するタッチ位置の移動速度から移動加速度を算出する。また、タッチ位置算出部５５により算出されたタッチ位置の中には、ノイズがタッチ位置として誤認識されたものも含まれる。

タッチ位置判断部５６ｂは、タッチ履歴記憶部５６ａに記憶されたタッチ操作の履歴に基づいて、タッチ位置の予測座標または予測範囲を設定する。さらに、タッチ位置判断部５６ｂは、タッチ位置検出部５で検出されたタッチ位置候補と、設定された予測座標または予測範囲との比較結果に基づいてタッチ位置を判断する。例えば、タッチ位置判断部５６ｂは、タッチ履歴記憶部５６ａから読み出された直前のタッチ履歴に含まれるタッチ位置、タッチ位置の移動速度、タッチ位置の移動加速度に基づき、どの方向にどれだけ移動するかを考慮して予測座標または予測範囲を計算する。そして、タッチ位置判断部５６ｂは、タッチ位置候補（現在のタッチ位置）と、その予測座標または予測範囲とを比較し、タッチ位置候補が、その予測座標にどれだけ近いか、または、その予測範囲内に存在するかを算出する。これにより、タッチ位置算出部５５で検出されたタッチ位置候補の中から、指示体によるタッチ位置を判断する。タッチ位置判断部５６ｂの処理については後述する。

タッチパネルシステム１では、このような試行動作を繰り返すことによって、タッチ対象である指示体を、継続的に検出する。

なお、ホスト端末６は、必要に応じてタッチ位置算出部５５から出力されるタッチ位置情報を参照して、ドライブライン駆動部４およびタッチ位置検出部５の各部を制御することができる。また、ホスト端末６は、タッチ位置検出部５が単位時間（例えば１秒）当たりにタッチ対象の検出を試行する回数であるフレームレートを、制御することができる。すなわち、タッチパネルシステム１では、ホスト端末６の制御によって、ドライブライン駆動部４が駆動すべきドライブラインＤＬ、タッチ位置検出部５が状態信号を処理すべきセンスラインＳＬ、フレームレート、検出感度などを、それぞれ任意に設定することができる。

（タッチ位置予測部５６の処理）
次に、タッチパネルシステム１の特徴的構成であるタッチ位置予測部５６の詳細について説明する。タッチパネルシステム１では、タッチ位置検出部５が所定時間ごとにタッチ位置を検知することにより、ある時点のタッチ位置（現在のタッチ位置）が認識される。このため、タッチパネル３上にノイズが発生した場合、認識すべき本来の位置に加えて、ノイズの位置までもがタッチ位置として認識される。すなわち、ノイズが含まれる場合、タッチ位置算出部５５では、複数のタッチ位置候補が検出される。その結果、タッチ操作の履歴から極端に離れた位置のノイズが、タッチ位置候補として誤認識されてしまう。つまり、ノイズに起因するタッチ様現象が、タッチ位置候補として誤認識されてしまう。

例えば、図３は、図１のタッチパネルシステム１において、直前のタッチ位置からの距離に基づいて、タッチ位置の座標を予測する方法を示す図である。図３には、タッチ位置Ｐ_ｔ−３→タッチ位置Ｐ_ｔ−２→タッチ位置Ｐ_ｔ−１の順に一連のタッチ操作がされ、ある時刻（ｔ）において、タッチ位置算出部５５で２つのタッチ位置候補（タッチ位置候補Ｐ１とタッチ位置候補Ｐ２）が検出された状態を示している。タッチ位置Ｐ_ｔ−１、タッチ位置Ｐ_ｔ−２、タッチ位置Ｐ_ｔ−３は、ある時刻（ｔ）の１回前〜３回前に検出されたタッチ位置である。また、タッチ位置候補Ｐ１が指示体によるタッチ位置、タッチ位置候補Ｐ２がノイズに起因するタッチ位置である。

図３の場合、ある時刻（ｔ）でのタッチ位置候補Ｐ１とタッチ位置候補Ｐ２とを比較すると、ノイズに起因するタッチ位置であるタッチ位置候補Ｐ２が、指示体によるタッチ位置であるタッチ位置候補Ｐ１よりも、ある時刻（ｔ）の直前のタッチ位置Ｐ_ｔ−１に近い。このため、タッチ位置予測部５６が、タッチ位置Ｐ_ｔ−１からの距離要素（タッチ位置Ｐ_ｔ−１との遠近）のみで、ある時刻（ｔ）のタッチ位置を予測すると、直前のタッチ位置Ｐ_ｔ−１に近い、タッチ位置候補Ｐ２がタッチ位置であると判断されてしまう。従って、ノイズに起因するタッチ位置（タッチ位置候補Ｐ２）が、ある時刻（ｔ）でのタッチ位置として誤認識されてしまう。つまり、タッチ操作の履歴に鑑みれば、不自然な方向に出現しているノイズ等によるタッチ様現象が、タッチ位置として誤認識されてしまう。

そこで、タッチパネルシステム１は、このような誤認識を防止する対策として、タッチ位置予測部５６を備えている。タッチ位置予測部５６は、タッチ操作の履歴に基づいて、ノイズを取り除き、正確なタッチ位置を予測する。

以下では、図４および図５に基づいて、タッチ位置予測部５６が、タッチ操作の履歴に基づいてタッチ位置を判断する例について説明する。図４は、図１のタッチパネルシステム１におけるタッチ位置予測部５６の処理を示すフローチャートである。図５は、図１のタッチパネルシステム１におけるタッチ位置予測部５６の処理を示す模式図である。

上述のように、タッチ位置検出部５は、タッチパネル３からの信号を処理し、タッチ位置を検出する。具体的には、図４に示すように、タッチパネル３にタッチ操作が行われると（Ｓ１）、タッチ位置算出部５５は、タッチパネル３の静電容量の変化量に基づいて、現在のタッチ位置を算出し、算出結果をタッチ位置予測部５６に送信する。この現在のタッチ位置は、タッチ位置予測部５６での処理が済んでいないため、ノイズが含まれている可能性のあるタッチ位置候補である。タッチ位置予測部５６では、タッチ位置判断部５６ｂは、タッチ履歴記憶部５６ａに記憶されたタッチ操作の履歴に基づいて、タッチ位置の予測座標を算出する。ここでは、現在のタッチ位置に対する、（ａ）直前のタッチ位置、（ｂ）直前のタッチ位置の移動速度、（ｃ）直前のタッチ位置の移動加速度に基づいて、予測座標を算出する（Ｓ２）。

図５に基づいて、タッチ位置判断部５６ｂの判断について説明する。図５の例では、図３と同様に、ある時刻（ｔ）の１回前〜３回前に検出されたタッチ位置として、タッチ位置Ｐ_ｔ−１、タッチ位置Ｐ_ｔ−２、タッチ位置Ｐ_ｔ−３が記載されている。また、ある時刻（ｔ）においてタッチ位置算出部５５で検出された２つのタッチ位置候補として、タッチ位置候補Ｐ１およびタッチ位置候補Ｐ２が記載されている。さらに、ある時刻（ｔ）においてタッチ位置判断部５６ｂで算出された予測座標の位置が、予測座標Ｐｔとして記載されている。また、タッチ位置Ｐ_ｔ−３からタッチ位置Ｐ_ｔ−２へのタッチ位置の移動速度Ｖ_ｔ−２、タッチ位置Ｐ_ｔ−２からタッチ位置Ｐ_ｔ−１へのタッチ位置の移動速度Ｖ_ｔ−１、タッチ位置Ｐ_ｔ−１から予測座標Ｐｔへのタッチ位置の移動速度Ｖ_ｔとして記載されている。

タッチ位置の移動速度は、任意の２点のタッチ位置の移動量と移動時間とから算出される。また、タッチ位置Ｐ_ｔ−２からタッチ位置Ｐ_ｔ−１へのタッチ位置の移動加速度ａ_ｔ−１は、タッチ位置の移動速度Ｖ_ｔ−２とタッチ位置の移動速度Ｖ_ｔ−１との差分により算出される（移動加速度ａ_ｔ−１＝タッチ位置の移動速度Ｖ_ｔ−２−タッチ位置の移動速度Ｖ_ｔ−２）。さらに、予測座標Ｐｔは、タッチ位置、タッチ位置の移動速度、およびタッチ位置の移動加速度から算出される。すなわち、予測座標Ｐｔは、ある時刻（ｔ）におけるタッチ位置（現在のタッチ位置）が、タッチ位置Ｐ_ｔ−１から移動速度Ｖ_ｔおよび移動加速度ａ_ｔ−１で移動したと予測して算出される（予測座標Ｐｔ＝タッチ位置の移動速度Ｖ_ｔ−１＋タッチ位置の移動加速度ａ_ｔ−１）。タッチ位置の移動速度および移動加速度は、タッチ履歴記憶部５６ａで算出され、タッチ履歴記憶部５６ａに記憶されている。予測座標Ｐｔは、タッチ履歴記憶部５６ａに記憶された値を用いて、タッチ位置判断部５６ｂで算出される。

タッチ位置判断部５６ｂは、この予測座標Ｐｔに基づいてタッチ位置候補Ｐ１，Ｐ２から、本来検出されるべきタッチ位置（指またはペンなどの指示体の位置）と、検出されるべきでない位置（ノイズ）とを区別する。例えば、図４および図５の例では、タッチ位置判断部５６ｂは、現在のタッチ位置候補Ｐ１，Ｐ２のうちどのタッチ位置候補が予測座標Ｐｔに近いかを判定する（Ｓ３）。図５では、タッチ位置候補Ｐ１が、タッチ位置候補Ｐ２よりも予測座標Ｐｔに近い。このため、タッチ位置候補Ｐ１は、タッチ位置Ｐ_ｔ−３→タッチ位置Ｐ_ｔ−２→タッチ位置Ｐ_ｔ−１の順につづく一連のタッチであると判定する（Ｓ４）。そして、タッチ位置候補Ｐ１のタッチ位置、タッチ位置Ｐ_ｔ−１からタッチ位置候補Ｐ１へのタッチ位置の移動速度、タッチ位置Ｐ_ｔ−１からタッチ位置候補Ｐ１へのタッチ位置の移動加速度を、タッチ履歴記憶部５６ａに記憶する（Ｓ５）。

一方、タッチ位置候補Ｐ２は、タッチ位置候補Ｐ１よりも、予測座標Ｐｔに遠い。このため、タッチ位置候補Ｐ２は、タッチ位置Ｐ_ｔ−３→タッチ位置Ｐ_ｔ−２→タッチ位置Ｐ_ｔ−１の順につづく一連のタッチであるとみなさない。すなわち、タッチ位置候補Ｐ２は、ノイズに起因するタッチ様現象であると判断し、タッチ位置候補から排除される（Ｓ６）。

このように、本実施形態のタッチパネルシステム１では、タッチ位置予測部５６が、タッチ操作の履歴に基づいて設定された予測座標Ｐｔに基づいて、指示体によるタッチ位置と、ノイズに起因するタッチ位置（タッチ様現象）とを区別する。このため、タッチ位置Ｐ_ｔ−１からの距離要素（タッチ位置Ｐ_ｔ−１との遠近）のみでタッチ位置を判断した場合に生じるような誤認識を防止することができる。すなわち、ノイズに起因するタッチ位置候補Ｐ２が、現在のタッチ位置であると判断されることを防止することができる。

なお、上述の例では、２つのタッチ位置候補（タッチ位置候補Ｐ１，Ｐ２）からタッチ位置を判断する場合について説明した。しかし、３つ以上のタッチ位置候補が存在する場合には、予測座標Ｐｔに最も近いタッチ位置候補をタッチ位置として判断すればよい。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図６および図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。また、以下の説明では、実施形態１との相違点であるタッチ位置予測部５６の処理を中心に説明する。

（タッチ位置予測部５６の他の処理）
実施形態１では、タッチ位置予測部５６が、１点の予測座標Ｐｔを設定し、タッチ位置を判断していた。実施形態２では、タッチ位置予測部５６が、予測座標Ｐｔを中心として予測範囲Ｐｔ’を設定し、タッチ位置を判断する。

図６は、本発明の実施形態２に係るタッチパネルシステム１におけるタッチ位置予測部５６の処理を示すフローチャートである。図７は、本発明の実施形態２に係るタッチパネルシステム１におけるタッチ位置予測部５６の処理（座標予測方法）を示す模式図である。

具体的には、図６に示すように、タッチパネル３にタッチ操作が行われると（Ｓ１１）、タッチ位置算出部５５は、タッチパネル３の静電容量の変化量に基づいて、現在のタッチ位置を算出し、算出結果をタッチ位置予測部５６に送信する。この現在のタッチ位置は、タッチ位置予測部５６での処理が済んでいないため、ノイズが含まれている可能性のあるタッチ位置候補である。タッチ位置予測部５６では、タッチ位置判断部５６ｂは、タッチ履歴記憶部５６ａに記憶されたタッチ操作の履歴に基づいて、タッチ位置の予測座標を算出しその予測座標を中心とする予測範囲を算出する。ここでは、現在のタッチ位置に対する、（ａ）直前のタッチ位置、（ｂ）直前のタッチ位置の移動速度、（ｃ）直前のタッチ位置の移動加速度に基づいて、予測座標および予測範囲を算出する（Ｓ１２）。

図７に基づいて、タッチ位置判断部５６ｂの判断について説明する。図７の例では、図５と同様に、ある時刻（ｔ）の１回前〜３回前に検出されたタッチ位置として、タッチ位置Ｐ_ｔ−１、タッチ位置Ｐ_ｔ−２、タッチ位置Ｐ_ｔ−３が記載されている。また、ある時刻（ｔ）においてタッチ位置算出部５５で検出された２つのタッチ位置候補として、タッチ位置候補Ｐ１およびタッチ位置候補Ｐ２が記載されている。さらに、ある時刻（ｔ）においてタッチ位置判断部５６ｂで算出された予測座標の位置が、予測座標Ｐｔとして記載されている。また、タッチ位置Ｐ_ｔ−３からタッチ位置Ｐ_ｔ−２へのタッチ位置の移動速度Ｖ_ｔ−２、タッチ位置Ｐ_ｔ−２からタッチ位置Ｐ_ｔ−１へのタッチ位置の移動速度Ｖ_ｔ−１、タッチ位置Ｐ_ｔ−１から予測座標Ｐｔへのタッチ位置の移動速度Ｖ_ｔとして記載されている。さらに、予測座標Ｐｔを中心とする予測範囲Ｐｔ’が記載されている。

なお、図７の例では、予測範囲Ｐｔ’は、予測座標Ｐｔを中心とする円として設定されている。しかし、予測範囲Ｐｔ’の設定方法は、このような円に限定されるものではない。つまり、予測範囲Ｐｔ’は、タッチ操作の履歴、すなわち直前のタッチ情報に基づいて設定することができる。例えば、予測範囲Ｐｔ’は、予測座標Ｐｔと同様に、現在のタッチ位置に対する、（ａ）直前のタッチ位置、（ｂ）直前のタッチ位置の移動速度、（ｃ）直前のタッチ位置の移動加速度に基づいて、設定することができる。

タッチ位置判断部５６ｂは、この予測範囲Ｐｔ’に基づいてタッチ位置候補Ｐ１，Ｐ２から、本来検出されるべきタッチ位置（指またはペンなどの指示体の位置）と、検出されるべきでない位置（ノイズ）とを区別する。例えば、図６および図７の例では、タッチ位置判断部５６ｂは、現在のタッチ位置候補Ｐ１，Ｐ２のうちどのタッチ位置候補が予測範囲Ｐｔ’内にあるかを判定する（Ｓ１３）。図７では、タッチ位置候補Ｐ１が、予測範囲Ｐｔ’内にある。このため、タッチ位置候補Ｐ１は、タッチ位置Ｐ_ｔ−３→タッチ位置Ｐ_ｔ−２→タッチ位置Ｐ_ｔ−１の順につづく一連のタッチであると判定する（Ｓ１４）。そして、タッチ位置候補Ｐ１のタッチ位置、タッチ位置Ｐ_ｔ−１からタッチ位置候補Ｐ１へのタッチ位置の移動速度、タッチ位置Ｐ_ｔ−１からタッチ位置候補Ｐ１へのタッチ位置の移動加速度を、タッチ履歴記憶部５６ａに記憶する（Ｓ１５）。

一方、タッチ位置候補Ｐ２は、予測範囲Ｐｔ’外にある。このため、タッチ位置候補Ｐ２は、タッチ位置Ｐ_ｔ−３→タッチ位置Ｐ_ｔ−２→タッチ位置Ｐ_ｔ−１の順につづく一連のタッチであるとみなさない。すなわち、タッチ位置候補Ｐ２は、ノイズに起因するタッチ様現象であると判断し、タッチ位置候補から排除される（Ｓ１６）。

このように、本実施形態のタッチパネルシステム１では、タッチ位置予測部５６が、タッチ操作の履歴に基づいて設定された予測範囲Ｐｔ’に基づいて、指示体によるタッチ位置と、ノイズに起因するタッチ位置（タッチ様現象）とを区別する。このため、タッチ位置Ｐ_ｔ−１からの距離要素（タッチ位置Ｐ_ｔ−１との遠近）のみでタッチ位置を判断した場合に生じるような誤認識を防止することができる。すなわち、ノイズに起因するタッチ位置候補Ｐ２が、現在のタッチ位置であると判断されることを防止することができる。

なお、上述の例では、タッチ位置候補Ｐ１のみが予測範囲Ｐｔ’内に存在する場合について説明した。しかし、予測範囲Ｐｔ’内に複数のタッチ位置候補が存在する場合には、予測範囲Ｐｔ’の中心（つまり予測座標Ｐｔ）に最も近いタッチ位置候補をタッチ位置として判断すればよい。

〔実施形態３〕
図８は、タッチパネルシステム１を搭載した携帯電話機１０の構成を示す機能ブロック図である。携帯電話機（電子機器）１０は、ＣＰＵ７１と、ＲＡＭ７３と、ＲＯＭ７２と、カメラ７４と、マイクロフォン７５と、スピーカ７６と、操作キー７７と、タッチパネルシステム１とを備えている。各構成要素は、相互にデータバスによって接続されている。

ＣＰＵ７１は、携帯電話機１０の動作を制御する。ＣＰＵ７１は、たとえばＲＯＭ７２に格納されたプログラムを実行する。操作キー７７は、携帯電話機１０のユーザによる指示の入力を受ける。ＲＡＭ７３は、ＣＰＵ７１によるプログラムの実行により生成されたデータ、または操作キー７７を介して入力されたデータを揮発的に格納する。ＲＯＭ７２は、データを不揮発的に格納する。

また、ＲＯＭ７２は、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read-Only Memory）やフラッシュメモリなどの書込みおよび消去が可能なＲＯＭである。なお、図１０には示していないが、携帯電話機１０が、他の電子機器に有線により接続するためのインターフェイス（ＩＦ）を備える構成としてもよい。

カメラ７４は、ユーザの操作キー７７の操作に応じて、被写体を撮影する。なお、撮影された被写体の画像データは、ＲＡＭ７３や外部メモリ（たとえば、メモリカード）に格納される。マイクロフォン７５は、ユーザの音声の入力を受付ける。携帯電話機１０は、当該入力された音声（アナログデータ）をデジタル化する。そして、携帯電話機１０は、通信相手（たとえば、他の携帯電話機）にデジタル化した音声を送る。スピーカ７６は、たとえば、ＲＡＭ７３に記憶された音楽データなどに基づく音を出力する。

ＣＰＵ７１は、タッチパネルシステム１の動作を制御する。ＣＰＵ７１は、例えばＲＯＭ７２に記憶されたプログラムを実行する。ＲＡＭ７３は、ＣＰＵ７１によるプログラムの実行により生成されたデータを揮発的に格納する。ＲＯＭ７２は、データを不揮発的に格納する。なお、タッチパネルシステム１には、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３に格納されている画像を表示する。

なお、本発明は、以下のように表現することもできる。

〔まとめ〕
本発明の態様に係るタッチパネルシステム１は、タッチパネル３と、タッチパネル３上のタッチ位置を検出するタッチ位置検出部５とを備え、上記タッチ位置検出部５は、タッチ操作の履歴に基づいて、タッチ位置の予測座標Ｐｔまたは予測範囲Ｐｔ’を設定し、その予測座標Ｐｔまたは予測範囲Ｐｔ’に基づいて、上記タッチ位置検出部５で検出されるタッチ位置候補からタッチ位置を予測するタッチ位置予測部５６を備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、タッチ位置予測部５６が、タッチ操作の履歴に基づいて、タッチ位置がどの方向にどれだけ移動するかを予測し、タッチ位置の予測座標Ｐｔまたは予測範囲Ｐｔ’を設定する。そして、その予測座標Ｐｔまたは予測範囲Ｐｔ’に基づいて、タッチ位置を予測する。このため、ある時点で認識されたタッチ位置が、タッチ操作の履歴から極端に異なる場合、そのタッチ位置は、予測座標Ｐｔまたは予測範囲Ｐｔ’からかけ離れることになる。これにより、本来検出されるべきタッチ位置（指またはペンなどの指示体の位置）と、検出されるべきでない位置（ノイズ）とが区別される。その結果、タッチ位置検出部５で検出されるタッチ位置候補（タッチ位置候補Ｐ１，Ｐ２）の中からノイズを除去することができる。従って、タッチ位置の誤認識を防止することができる。

本発明の態様に係るタッチパネルシステム１において、上記タッチ位置予測部５６は、タッチ位置、タッチ位置の移動速度、およびタッチ位置の移動加速度に基づいて、上記予測座標Ｐｔまたは予測範囲Ｐｔ’を設定することが好ましい。

上記の構成によれば、タッチ位置予測部５６は、タッチ操作の履歴として、タッチ位置、タッチ位置、タッチ位置の移動速度、およびタッチ位置の移動加速度に基づいて、予測座標Ｐｔまたは予測範囲Ｐｔ’を設定する。これにより、予測座標Ｐｔまたは予測範囲Ｐｔ’の設定処理が簡素化される。また、予測座標Ｐｔまたは予測範囲Ｐｔ’の精度も高くなる。従って、高速かつ高精度にタッチ位置候補の中からノイズを除去することができる。

本発明の態様に係るタッチパネルシステム１において、上記タッチ位置予測部５６は、上記タッチ位置検出部５で検出されたタッチ位置候補（タッチ位置候補Ｐ１，Ｐ２）と、上記予測座標Ｐｔまたは予測範囲Ｐｔ’との比較結果に基づいてタッチ位置を判断するタッチ位置判断部５６ｂを備え、上記タッチ位置判断部５６ｂは、上記予測座標Ｐｔに相対的に近いタッチ位置候補、または、上記予測範囲Ｐｔ’内のタッチ位置候補を、タッチ位置であると判断することが好ましい。

上記の構成によれば、タッチ位置検出部５でタッチ位置候補（タッチ位置候補Ｐ１，Ｐ２）が検出されると、タッチ位置判断部５６ｂが、そのタッチ位置候補と、予測座標Ｐｔまたは予測範囲Ｐｔ’とを比較し、予測座標Ｐｔに相対的に近いタッチ位置候補、または、予測範囲Ｐｔ’内のタッチ位置候補を、タッチ位置として判断する。従って、タッチ位置を正確に認識することができる。

本発明の態様に係るタッチパネルシステム１において、上記タッチ位置予測部５６は、上記タッチ位置検出部５で検出されるタッチ位置候補（タッチ位置候補Ｐ１，Ｐ２）と、上記予測座標Ｐｔまたは予測範囲Ｐｔ’との比較結果に基づいてタッチ位置を判断するタッチ位置判断部５６ｂとを備え、上記タッチ位置判断部５６ｂは、上記予測座標Ｐｔに相対的に遠いタッチ位置候補、または、上記予測範囲Ｐｔ’外のタッチ位置候補を、上記タッチ位置候補から排除することが好ましい。

上記の構成によれば、タッチ位置検出部５でタッチ位置候補（タッチ位置候補Ｐ１，Ｐ２）が検出されると、タッチ位置判断部５６ｂが、そのタッチ位置候補と、予測座標Ｐｔまたは予測範囲Ｐｔ’とを比較し、予測座標Ｐｔに相対的に遠いタッチ位置候補、または、予測範囲Ｐｔ’内のタッチ位置候補を、タッチ位置候補から排除する。従って、タッチ位置を正確に認識することができる。

本発明の態様に係るタッチパネルシステム１において、上記タッチ位置予測部５６は、上記タッチ位置検出部５で検出されるタッチ位置候補（タッチ位置候補Ｐ１，Ｐ２）と、上記予測座標Ｐｔまたは予測範囲Ｐｔ’との比較結果に基づいてタッチ位置を判断するタッチ位置判断部５６ｂとを備え、上記タッチ位置判断部５６ｂは、上記予測座標Ｐｔに最も近いタッチ位置候補、または、上記予測範囲Ｐｔ’の中心に最も近いタッチ位置候補を、タッチ位置であると判断することが好ましい。

上記の構成によれば、タッチ位置検出部５でタッチ位置候補（タッチ位置候補Ｐ１，Ｐ２）が検出されると、タッチ位置判断部５６ｂが、そのタッチ位置候補と、予測座標Ｐｔまたは予測範囲Ｐｔ’とを比較し、予測範囲Ｐｔ’の中心または予測座標Ｐｔに最も近いタッチ位置候補をタッチ位置として判断する。すなわち、それ以外のタッチ位置候補は、タッチ位置候補から排除される。従って、タッチ位置をより正確に認識することができる。

本発明の態様に係るタッチパネルシステム１において、上記タッチパネルは、投影型静電容量方式のタッチパネルであってもよい。

上記の構成によれば、動作原理が投影型静電容量方式のタッチパネルを備えているため、マルチタッチ（多点検出）が可能なタッチパネルシステムを提供することができる。

本発明の態様に係るタッチパネルシステム１は、表示装置をさらに備え、上記タッチパネルは、上記表示装置の前面に設けられていてもよい。

上記の構成によれば、タッチパネルが表示装置の前面に設けられているため、表示装置に発生したノイズがタッチ位置として誤認識されるのを防止することができる。

本発明の態様に係るタッチパネルシステム１は、上記表示装置は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、または有機ＥＬディスプレイ、電界放出ディスプレイであってもよい。

上記の構成によれば、表示装置が、日常的な電子機器に多用されている各種ディスプレイから構成されている。従って、汎用性の高いタッチパネルシステムを提供することができる。

本発明の態様に係る電子機器は、前記いずれかに記載のタッチパネルシステムを備える構成である。

従って、タッチ操作の誤認識を防止することができる電子機器を提供することができる。

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。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

本発明は、テレビ、パソコン、携帯電話、デジタルカメラ、携帯ゲーム機、電子フォトフレーム、携帯情報端末、電子ブック、家電製品、券売機、ＡＴＭ、カーナビゲーション等、タッチパネル式の各種電子機器に適用することができる。

１ タッチパネルシステム
２ 表示装置
３ タッチパネル
４ ドライブライン駆動部
５ タッチ位置検出部
１０ 携帯電話機（電子機器）
５６ タッチ位置予測部
５６ｂ タッチ位置判断部

Claims (5)

1. タッチパネルと、タッチパネル上のタッチ位置を検出するタッチ位置検出部とを備え、
   上記タッチ位置検出部は、タッチ操作の履歴に基づいて、タッチ位置の予測座標または予測範囲を設定し、その予測座標または予測範囲に基づいて、上記タッチ位置検出部で検出されるタッチ位置候補からタッチ位置を判断するタッチ位置予測部を備え
   上記タッチ位置予測部は、タッチ位置、タッチ位置の移動速度、およびタッチ位置の移動加速度に基づいて、上記予測座標または予測範囲を設定し、
   上記タッチ位置予測部は、上記タッチ位置検出部で検出されたタッチ位置候補と、上記予測座標または予測範囲との比較結果に基づいてタッチ位置を判断するタッチ位置判断部を備え、
   上記タッチ位置判断部は、ある時点において複数のタッチ位置候補が検出された場合に、上記予測座標に相対的に近いタッチ位置候補、または、上記予測範囲内のタッチ位置候補を、タッチ位置であると判断することを特徴とするタッチパネルシステム。
2. 上記タッチ位置判断部は、上記予測座標に相対的に遠いタッチ位置候補、または、上記予測範囲外のタッチ位置候補を、上記タッチ位置候補から排除す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. 上記タッチ位置判断部は、上記予測座標に最も近いタッチ位置候補、または、上記予測範囲の中心に最も近いタッチ位置候補を、タッチ位置であると判断することを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネルシステム。
4. タッチパネルと、タッチパネル上のタッチ位置を検出するタッチ位置検出部とを備え、
   上記タッチ位置検出部は、タッチ操作の履歴に基づいて、タッチ位置の予測座標または予測範囲を設定し、その予測座標または予測範囲に基づいて、上記タッチ位置検出部で検出されるタッチ位置候補からタッチ位置を判断するタッチ位置予測部を備え
   上記タッチ位置予測部は、タッチ位置、タッチ位置の移動速度、およびタッチ位置の移動加速度に基づいて、上記予測座標または予測範囲を設定し、
   上記タッチ位置予測部は、上記タッチ位置検出部で検出されるタッチ位置候補と、上記予測座標または予測範囲との比較結果に基づいてタッチ位置を判断するタッチ位置判断部とを備え、
   上記タッチ位置判断部は、ある時点において複数のタッチ位置候補が検出された場合に、上記予測座標に最も近いタッチ位置候補、または、上記予測範囲の中心に最も近いタッチ位置候補を、タッチ位置であると判断することを特徴とするタッチパネルシステム。
5. 上記タッチ位置判断部は、上記予測座標に相対的に遠いタッチ位置候補、または、上記予測範囲外のタッチ位置候補を、上記タッチ位置候補から排除することを特徴とする請求項４に記載のタッチパネルシステム。

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