WO2014017077A1 - タッチ入力デバイス制御装置およびタッチ入力デバイス制御方法 - Google Patents

タッチ入力デバイス制御装置およびタッチ入力デバイス制御方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for controlling a touch input device.
  • Interface devices such as touch panels and touchpads that allow input by directly touching the display screen with a finger are widely used in personal computers, various portable devices and mobile phones. Recently, in addition to the coordinates of the touch point, devices that can acquire attribute information related to the touch point such as the strength of the touch (pressure) and the direction of the finger have appeared.
  • Patent Document 1 discloses a portable image display device having display screens on both sides.
  • a multi-touch panel called a projection type that performs time-division scanning by arranging detection points in an XY grid has become mainstream.
  • multi-touch input for touching a plurality of locations on such a projection-type touch panel or touch pad it is difficult to detect the positions and pressures of the plurality of touch points with high accuracy.
  • voltage is detected from locations that are not actually touched, and as a result, a certain pressure is felt as if touching locations that are not actually touched. The problem of “ghost touch” is detected.
  • the present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of accurately detecting a multi-touch input.
  • a touch input device control apparatus includes a plurality of conductor lines arranged in each of the first direction and the second direction, and the two conductor lines intersecting each other.
  • a touch input device provided with a pressure-sensitive resistor and a conductor line arranged in the first direction as a drive line
  • one drive line is sequentially selected from a plurality of drive lines and driven to the selected drive line
  • a voltage detection unit that selects a sensing line sequentially from a plurality of sensing lines and detects an output voltage of the selected sensing line
  • a drive unit that applies a voltage and a conductor line arranged in the second direction as a sensing line
  • the selected drive line and the selected sensing line based on the drive voltage and the output voltage
  • a computing section for obtaining the resistance value of the piezo resistance provided at a position crossing.
  • the drive unit applies a bias voltage of 0 or smaller than the drive voltage to drive lines other than the selected drive line.
  • the device includes a touch input device in which a plurality of conductor lines are arranged in each of a first direction and a second direction, and a pressure sensitive resistor is provided at a location where two conductor lines intersect, and the first direction
  • a drive unit that sequentially selects one drive line from a plurality of drive lines using the conductor line arranged in the drive line as a drive line, and applies a drive voltage to the selected drive line, and a conductor arranged in the second direction
  • a single sensing line is sequentially selected from a plurality of sensing lines, and a voltage detection unit that detects an output voltage of the selected sensing line, and the selected based on the drive voltage and the output voltage
  • a calculation unit for obtaining a resistance value of a pressure-sensitive resistor provided at a location where the drive line and the selected sensing line intersect.
  • a scanning operation including supplying a driving voltage to the drive line by the driving unit and detecting an output voltage from the sensing line by the voltage detecting unit is performed in two stages. In the first stage scanning operation and the second stage scanning operation, The electrical state given to the drive lines other than the selected drive line by the drive unit is different, and the calculation unit is configured to output a first output voltage detected by the voltage detection unit in a first-stage scanning operation. And a second output voltage detected by the voltage detection unit in the second-stage scanning operation to obtain a final output voltage, and based on the drive voltage and the final output voltage
  • the resistance value of the pressure-sensitive resistor provided at the intersection of the selected drive line and the selected sensing line Mel.
  • Still another aspect of the present invention is a touch input device control method. This method is applied to a touch input device in which a plurality of conductor lines are arranged in each of a first direction and a second direction, and a pressure sensitive resistor is provided at a location where two conductor lines intersect.
  • a drive step in which a conductor line arranged in one direction is used as a drive line, one drive line is sequentially selected from a plurality of drive lines, and a drive voltage is applied to the selected drive line, and the drive line is arranged in the second direction.
  • a voltage detection step of sequentially selecting one sensing line from a plurality of sensing lines, using the conductor line as a sensing line, and detecting an output voltage of the selected sensing line, The resistance value of the pressure-sensitive resistor provided at the intersection of the selected drive line and the selected sensing line And a Mel operation step.
  • a bias voltage of 0 or smaller than the driving voltage is applied to drive lines other than the selected drive line.
  • Still another aspect of the present invention is also a touch input device control method.
  • This method is applied to a touch input device in which a plurality of conductor lines are arranged in each of a first direction and a second direction, and a pressure sensitive resistor is provided at a location where two conductor lines intersect.
  • a drive step in which a conductor line arranged in one direction is used as a drive line, one drive line is sequentially selected from a plurality of drive lines, and a drive voltage is applied to the selected drive line, and the drive line is arranged in the second direction.
  • a voltage detection step of sequentially selecting one sensing line from a plurality of sensing lines, using the conductor line as a sensing line, and detecting an output voltage of the selected sensing line, The resistance value of the pressure-sensitive resistor provided at the intersection of the selected drive line and the selected sensing line And a Mel operation step.
  • a scanning operation including supplying a drive voltage to the drive line by the driving step and detecting an output voltage from the sensing line by the voltage detecting step is performed in two stages. In the first stage scanning operation and the second stage scanning operation, The electrical state that the drive step gives to other drive lines other than the selected drive line is different, and the calculation step includes a first output voltage detected by the voltage detection step in a first-stage scanning operation.
  • multi-touch input can be detected with high accuracy.
  • FIG. 10 is a diagram for describing a modification in which a drive voltage is applied to a drive line to be scanned and a bias voltage is applied to another drive line in the first-stage scanning.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a touch input processing device 100 according to an embodiment.
  • a part or all of the functional configuration of the touch input processing device 100 illustrated in FIG. 1 can be implemented by hardware, software, or a combination thereof in a personal computer, a game machine, a portable device, a portable terminal, or the like as an example.
  • the touch input processing device 100 includes a touch input device unit 140, a main processor 150, and a memory 160.
  • the touch input device unit 140 includes a touch input device 110 and a touch input device controller 130 connected to the touch input device 110 by a flexible substrate 120.
  • the touch input device 110 uses various methods to make contact points (positions) of fingers or the like (hereinafter referred to as “touch points (positions)”) and capacitances or electrical resistances indicating contact states at the touch points (positions). Or the like (hereinafter referred to as “touch state amount”).
  • An example of the touch input device 110 is a touch panel.
  • the touch panel is a transparent panel device, and is placed over a display device such as a liquid crystal display or an organic EL (electroluminescence) display. Thereby, the user can input an operation on the screen by directly touching the touch panel with a finger while looking at the screen of the display.
  • a touch pad is another example of the touch input device 110 .
  • the touchpad is an opaque touch input device and does not come with a display.
  • the touch input device controller 130 measures the amount of change in capacitance at each point of the touch input device 110 and detects the position of the touch point and the capacitance value of the touch point.
  • the touch input device controller 130 measures the amount of change in pressure at each point of the touch input device 110 and detects the position of the touch point and the pressure value at the touch point. In the present embodiment, an example based on the pressure-sensitive touch input device 110 will be described.
  • An example of a pressure-sensitive touchpad is a special pressure-sensitive material printed on a PET film, touching with a feather, such as “feather touch”, and putting pressure on the fingertip. It is possible to measure pressure with a wide dynamic range up to high pressure touch.
  • the main processor 150 acquires time-series data of the position and state quantity of the touch point detected by the touch input device controller 130, and reads / writes data from / to the memory 160.
  • FIG. 2 is a functional configuration diagram of the touch input device controller 130.
  • the touch input device controller 130 includes a drive unit 10, a voltage detection unit 20, an A / D conversion unit 30, a calculation / control unit 40, an output buffer 50, and an output unit 90.
  • the drive unit 10 supplies a drive voltage to the drive line of the touch input device 110, and the voltage detection unit 20 detects an output voltage from the sensing line of the touch input device 110.
  • the A / D conversion unit 30 performs A / D conversion on the detected output voltage.
  • the calculation / control unit 40 obtains the resistance value of the pressure-sensitive resistor provided at the intersection of the drive line and the sensing line from the drive voltage and the output voltage, and adds the pressure-sensitive resistor from the characteristic of the pressure-sensitive resistor. The obtained pressure is obtained and held in the output buffer 50.
  • the calculation / control unit 40 controls the timing at which the driving unit 10 drives the drive line and the timing at which the voltage detection unit 20 scans the sensing line.
  • the output unit 90 reads data indicating the pressure at each intersection of the drive line and the sensing line from the output buffer 50 and transmits the data to the main processor 150.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the internal structure of the touch input device 110.
  • strip-like conductor lines are arranged in the horizontal direction and the vertical direction, respectively, and a pressure-sensitive resistor is applied to the intersection of the conductor lines.
  • the conductor line is made of a material such as silver, copper, or carbon.
  • a pressure-sensitive resistor is a material whose resistance value varies greatly depending on the applied pressure.
  • the m conductor lines (horizontal lines) arranged in the horizontal direction of the touch input device 110 are drive lines for applying a voltage
  • the n conductor lines (vertical lines) arranged in the vertical direction have a voltage value. It is a sensing line to read.
  • the driving unit 10 applies the driving voltage Vcc to the i-th driving line among the m driving lines, and the voltage detecting unit 20 detects the output voltage Vout from the j-th sensing line among the n sensing lines. To do.
  • the A / D conversion unit 30 performs A / D conversion on the detected output voltage Vout.
  • the arithmetic / control unit 40 obtains the resistance value R of the pressure-sensitive resistor at the intersection (i, j) of the i-th drive line and the j-th sensing line from the drive voltage Vcc and the output voltage Vout.
  • the resistance value R of the pressure-sensitive resistor at the intersection (i, j) to be sensed is a function of the applied pressure f, if written as R (f), the output voltage Vout is the sense of the intersection with the drive voltage Vcc.
  • Rp is a pull-down resistor Rp connected to each sensing line. This has the effect of stabilizing the voltage value of the sensing line at 0 volts when the intersection is not touched.
  • the value of the pull-down resistor Rp is set according to the change range of the resistance value of the pressure sensitive resistor.
  • the pull-down resistor Rp is set larger than the maximum value of R (f) to be detected. For example, it is common to set from 1 k ⁇ to 100 k ⁇ .
  • the resistance values R (f) of the pressure sensitive resistors at all intersections can be obtained.
  • m drive lines and n sensing lines m ⁇ n output voltage detection and A / D conversion are performed.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the pressure f applied to the pressure sensitive resistor and the resistance value R of the pressure sensitive resistor.
  • the unit of the pressure f is N / m 2 and the unit of the resistance value R is ⁇ . Instead of pressure, a unit N force may be used.
  • the fR curve is generally a monotone decreasing curve as shown in the figure, and the resistance value decreases as the pressure increases. The order and shape of the curve vary depending on the pressure sensitive resistor material.
  • a graph showing the fR characteristic of the pressure sensitive resistor in a table is held in the output buffer 50.
  • the calculation / control unit 40 obtains the pressure f corresponding to the resistance value R of the pressure sensitive resistor based on the graph or table indicating the fR characteristic of the pressure sensitive resistor, and outputs the pressure f at the sensed intersection. Store in buffer 50. If the pressure f is 0 or more than a predetermined threshold value, the intersection can be regarded as being touched.
  • the output unit 90 reads out and outputs data indicating the pressure at each intersection from the output buffer 50.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining the sensing procedure of the pressure-sensitive multi-touch panel.
  • the drive unit 10 supplies the drive voltage Vcc to the drive line i of the touch input device 110 (S14).
  • the voltage detection unit 20 detects the output voltage Vout of the sensing line j of the touch input device 110, and the A / D conversion unit 30 performs A / D conversion on the detected output voltage Vout (S16).
  • the arithmetic / control unit 40 calculates the resistance value R of the pressure-sensitive resistor at the intersection (i, j) from the drive voltage Vcc and the output voltage Vout based on the above equation (2) (S18).
  • the calculation / control unit 40 obtains the pressure f applied to the intersection (i, j) from the resistance value R of the pressure-sensitive resistor based on the fR curve (S20).
  • variable j designating the sensing line is incremented by 1 (S22). If the variable j is n or less (N in S24), the process returns to step S14, and steps S14 to S22 are repeated. If the variable j exceeds n (Y in S24), the variable i specifying the drive line is incremented by 1 (S26). If the variable i is less than or equal to m (N in S28), the process returns to step S12, Repeat steps S12 to S26. If the variable i exceeds m (Y in S28), the process is terminated.
  • Multi-touch input can be detected by such a sensing procedure.
  • a problem of “ghost touch” in which the pressure f is detected from an intersection that is not actually touched may occur.
  • 6A and 6B are diagrams for explaining a ghost touch that occurs during multi-touch input.
  • the intersection (1, 1) reference numeral 200a
  • the intersection (4, 1) reference numeral 200b
  • the intersection (4, 5) reference numeral 200c
  • the drive voltage Vcc is supplied to the drive line 1 and the output voltage Vout of the sensing line 5 is detected while touching these three points simultaneously. Since the intersection (1, 5) is not touched in principle, the resistance value R of the pressure-sensitive resistor at the intersection (1, 5) is infinite, and the output voltage Vout should be zero.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a conventional pressure-sensitive multi-touch panel scanning method.
  • the drive voltage Vcc is applied only to the drive line to be scanned, and the other drive lines are set to high impedance (Hi-Z).
  • Hi-Z high impedance
  • lines other than the line which detects a signal can be electrically insulated, and the sensitivity and dynamic range of pressure sensing can be increased.
  • drive lines other than the drive line to be scanned can be at any potential, the current as described in FIG. 6B flows, and the intersection (reference numeral 210) of the drive line to be scanned and the sensing line. It is inevitable that a ghost touch occurs in
  • FIG. 8A shows the first stage scanning
  • FIG. 8B shows the second stage scanning.
  • the drive unit 10 applies the drive voltage Vcc to the drive line 1, and the other drive lines 2 to 5 are set to 0 volts.
  • the voltage detector 20 detects the output voltage V1 from the sensing line 5, and the A / D converter 30 A / D converts the detected output voltage V1.
  • the scanning of the intersection (1, 5) has been described.
  • the driving voltage Vcc is applied to the drive line to be scanned at the other intersections, and the other driving lines are driven to 0 volt. To detect the output voltage V1.
  • the drive unit 10 applies the drive voltage Vcc to the drive line 1 and sets the other drive lines 2 to 5 to high impedance.
  • the voltage detection unit 20 detects the output voltage V2 from the sensing line 5, and the A / D conversion unit 30 performs A / D conversion on the detected output voltage V2.
  • the second stage scanning method is the same as the conventional scanning method of FIG.
  • the calculation / control unit 40 obtains the resistance value R of the intersection from the drive voltage Vcc and the output voltage Vout based on the equation (2), and obtains the pressure f of the intersection from the fR graph.
  • the intersection (1, 1) (reference numeral 200a), the intersection (4, 1) (reference numeral 200b), and the intersection (4, 5) (reference numeral 200c) are actually touched, and the intersection (1, 5 ) Consider the case where it is not actually touched.
  • the resistance values of the pressure sensitive resistors at the intersection (1, 1), the intersection (4, 1), and the intersection (4, 5) are R1, R2, and R3, respectively.
  • FIG. 9 (a) is a diagram for explaining the output voltage V1 detected in the first stage scanning
  • FIG. 9 (b) is an equivalent circuit of FIG. 9 (a).
  • a drive voltage Vcc is applied to the drive line 1
  • the drive line 4 is driven to 0 volt
  • a 10 k ⁇ resistor is connected to the sensing line 5 as a pull-down resistor Rp.
  • the output voltage V1 is always 0 volt when the intersection (1, 5) is not actually touched. Become.
  • FIG. 10 (a) is a diagram for explaining the output voltage V2 detected in the second stage scanning
  • FIG. 10 (b) is an equivalent circuit of FIG. 10 (a).
  • a drive voltage Vcc is applied to the drive line 1
  • the drive line 4 is set to high impedance
  • a 10 k ⁇ resistor is connected to the sensing line 5 as a pull-down resistor Rp.
  • the output voltage V2 becomes a positive value when the intersection (1, 5) is not actually touched. (It will not be zero). That is, the second stage scanning is the same as the conventional scanning, and thus a ghost touch is detected.
  • Vout V2 ⁇ V1 / (ADC dynamic range) ⁇ 0. That is, since V1 ⁇ 0, when the intersection (1, 5) is actually touched, the output voltage Vout can be obtained with high sensitivity.
  • the final output voltage Vout is obtained by multiplying the output voltage V1 detected by the first stage scanning and the output voltage V2 detected by the second stage scanning.
  • the output voltage Vout becomes zero and the ghost touch is cancelled.
  • the output voltage Vout is detected with high sensitivity.
  • the drive line must be in three electrical states: Vcc, 0V, and Hi-Z, but the general microcomputer I / O port can be software controlled in three states, so additional hardware is also required for mounting. do not need.
  • 11 to 13 are flowcharts for explaining the sensing procedure of the touch input device 110 according to the present embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining the first-stage scanning procedure.
  • the drive unit 10 supplies the drive voltage Vcc to the drive line i and sets the other drive lines to 0 V (S34).
  • the voltage detector 20 detects the output voltage V1 of the sensing line j, and the A / D converter 30 A / D converts the detected output voltage V1 (S36).
  • the detected output voltage V1 is held in the output buffer 50.
  • variable j that designates the sensing line is incremented by 1 (S38). If the variable j is n or less (N in S40), the process returns to step S34, and steps S34 to S38 are repeated. If the variable j exceeds n (Y in S40), the variable i specifying the drive line is incremented by 1 (S42). If the variable i is less than or equal to m (N in S44), the process returns to step S32, Repeat steps S32 to S42. If the variable i exceeds m (Y in S44), the process is terminated.
  • FIG. 12 is a flowchart for explaining the scanning procedure in the second stage.
  • the drive unit 10 supplies the drive voltage Vcc to the drive line i and sets the other drive lines to Hi-Z (S54).
  • the voltage detector 20 detects the output voltage V2 of the sensing line j, and the A / D converter 30 A / D converts the detected output voltage V2 (S56).
  • the detected output voltage V2 is held in the output buffer 50.
  • variable j that designates the sensing line is incremented by 1 (S58). If the variable j is n or less (N in S60), the process returns to Step S54, and Steps S54 to S58 are repeated. If the variable j exceeds n (Y in S60), the variable i designating the drive line is incremented by 1 (S62). If the variable i is less than or equal to m (N in S64), the process returns to step S52. Repeat steps S52 to S62. If the variable i exceeds m (Y in S64), the process is terminated.
  • FIG. 13 calculates the final output voltage Vout by calculating the output voltage V1 detected by the first-stage scanning and the output voltage V2 detected by the second-stage scanning, and calculates the resistance value at the intersection to be scanned. It is a flowchart explaining the procedure which calculates
  • variable i specifying the drive line is initialized to 1 (S70).
  • variable j for designating a sensing line is initialized to 1 (S72).
  • the calculation / control unit 40 acquires the output voltage V1 detected by the first-stage scanning of the intersection (i, j) and the output voltage V2 detected by the second-stage scanning from the output buffer 50 (S74).
  • the arithmetic / control unit 40 multiplies the detection voltage V1 at the first stage by the detection voltage V2 at the second stage and divides by the dynamic range of the A / D conversion, thereby obtaining the final intersection (i, j).
  • the output voltage Vout is calculated (S76).
  • the calculation / control unit 40 calculates the resistance value R of the pressure-sensitive resistor at the intersection (i, j) from the drive voltage Vcc and the final output voltage Vout based on the above equation (2) (S78).
  • the calculation / control unit 40 obtains the pressure f applied to the intersection (i, j) from the resistance value R of the pressure-sensitive resistor based on the fR curve (S80).
  • variable j that designates the sensing line is incremented by 1 (S82). If the variable j is n or less (N in S84), the process returns to Step S74, and Steps S74 to S82 are repeated. If the variable j exceeds n (Y in S84), the variable i designating the drive line is incremented by 1 (S86). If the variable i is less than or equal to m (N in S88), the process returns to step S72, Steps S72 to S86 are repeated. If the variable i exceeds m (Y in S88), the process ends.
  • the drive voltage Vcc is applied to the drive line to be scanned and the other drive lines are set to 0 volts, but the other drive lines are biased to a non-zero bias voltage Vbias smaller than Vcc. The same sensing is possible even if applied.
  • a modification in which the bias voltage Vbias is applied to another drive line will be described with reference to FIG.
  • FIG. 14A illustrates the output voltage V1 detected in the first-stage scanning in a modification in which the drive voltage Vcc is applied to the drive line to be scanned and the non-zero bias voltage Vbias is applied to the other drive lines.
  • FIG. 14 (b) is an equivalent circuit of FIG. 14 (a).
  • a drive voltage Vcc is applied to the drive line 1
  • a bias voltage Vbias is applied to the drive line 4
  • a 10 k ⁇ resistor is connected to the sensing line 5 as a pull-down resistor Rp.
  • Vcc> Vbias the output voltage V1 does not become a value higher than the bias voltage Vbias. Therefore, even if a ghost touch is detected at the intersection (i, j) (reference numeral 210), the output voltage V1 is suppressed to the bias voltage Vbias or lower.
  • the voltage VR (f1) Vcc ⁇ Rp / (Rp + R (f1)) detected when the resistance value R (f1) of the pressure-sensitive resistor corresponding to the minimum pressure f1 to be detected is obtained in advance, and the object to be scanned If the bias voltage Vbias of the drive lines other than the drive line is set to be equal to or lower than the voltage VR (f1), if the output voltage V1 is equal to or lower than the bias voltage Vbias, the output is regarded as a ghost touch. A cancel process for discarding the voltage V1 can be performed.
  • the method for detecting the output voltage V2 in the second-stage scanning is the same as the method described in FIG.
  • the final output voltage Vout can be obtained by the following equation.
  • the functional configurations provided in the touch input device controller 130 may be implemented using the main processor 150 and the memory 160.
  • the function of the arithmetic / control unit 40 may be implemented by the main processor 150, and the output buffer 50 may be provided in the memory 160.
  • the output unit 90 transmits the output voltage V1 detected by the first stage scanning and the output voltage V2 detected by the second stage scanning to the main processor 150, and the main processor 150 performs the first stage and the second stage scanning.
  • 10 drive unit 20 voltage detection unit, 30 A / D conversion unit, 40 calculation / control unit, 50 output buffer, 90 output unit, 100 touch input processing device, 110 touch input device, 120 flexible substrate, 130 touch input device controller 140 touch input device unit, 150 main processor, 160 memory.
  • the present invention can be used for technology for controlling a touch input device.

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Abstract

　駆動部１０は、タッチ入力デバイスの複数のドライブラインから順次一本のドライブラインを選択して、選択したドライブラインに駆動電圧をかける。電圧検出部２０は、複数のセンシングラインから順次一本のセンシングラインを選択して、選択したセンシングラインの出力電圧を検出する。演算・制御部４０は、駆動電圧および出力電圧にもとづいて、選択したドライブラインと選択したセンシングラインが交差する箇所に設けられた感圧抵抗体の抵抗値を求める。駆動部１０は、選択したドライブライン以外の他のドライブラインに０または駆動電圧よりも小さいバイアス電圧をかける。

Description

タッチ入力デバイス制御装置およびタッチ入力デバイス制御方法
　この発明は、タッチ入力デバイスを制御する装置および方法に関する。
　表示画面に直接、人間が指で触れることにより入力を行うことができるタッチパネルやタッチパッドなどのインタフェース機器がパーソナルコンピュータ、各種の携帯機器や携帯電話などで幅広く利用されている。最近では、タッチ点の座標以外にも、タッチの強さ（圧力）や、指の向きなど、タッチ点に関する属性情報を取得することができる機器も登場している。
　特許文献１には、表裏両面に表示画面を備えた携帯型画像表示装置が開示されている。
特開２０１０－２６０６４号公報
　近年、マルチタッチ状態を検出するために、検出点をＸ－Ｙの格子状に配置して時分割スキャニングを行う投影型（projection type）と呼ばれるマルチタッチパネルが主流となってきている。そのような投影型のタッチパネルやタッチパッドにおいて複数箇所をタッチするマルチタッチ入力がなされた場合、複数のタッチ点の位置と圧力を高い精度で検出することは難しい。また、複数箇所を同時にタッチすると、電気的状態によっては実際にはタッチしていない箇所から電圧が検出され、その結果、現実にはタッチしていない箇所をタッチしているかのような一定の圧力が検出されるという「ゴーストタッチ」の問題が発生する。
　本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、マルチタッチ入力を精度良く検出することのできる技術を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明のある態様のタッチ入力デバイス制御装置は、第１方向および第２方向それぞれに複数の導電体ラインが配置され、２本の導電体ラインが交差する箇所に感圧抵抗体が設けられたタッチ入力デバイスと、前記第１方向に配置された導電体ラインをドライブラインとして、複数のドライブラインから順次一本のドライブラインを選択し、選択したドライブラインに駆動電圧をかける駆動部と、前記第２方向に配置された導電体ラインをセンシングラインとして、複数のセンシングラインから順次一本のセンシングラインを選択し、選択したセンシングラインの出力電圧を検出する電圧検出部と、前記駆動電圧および前記出力電圧にもとづいて、前記選択したドライブラインと前記選択したセンシングラインが交差する箇所に設けられた感圧抵抗体の抵抗値を求める演算部とを含む。前記駆動部は、前記選択したドライブライン以外の他のドライブラインに０または前記駆動電圧よりも小さいバイアス電圧をかける。
　本発明の別の態様もまた、タッチ入力デバイス制御装置である。この装置は、第１方向および第２方向それぞれに複数の導電体ラインが配置され、２本の導電体ラインが交差する箇所に感圧抵抗体が設けられたタッチ入力デバイスと、前記第１方向に配置された導電体ラインをドライブラインとして、複数のドライブラインから順次一本のドライブラインを選択し、選択したドライブラインに駆動電圧をかける駆動部と、前記第２方向に配置された導電体ラインをセンシングラインとして、複数のセンシングラインから順次一本のセンシングラインを選択し、選択したセンシングラインの出力電圧を検出する電圧検出部と、前記駆動電圧および前記出力電圧にもとづいて、前記選択したドライブラインと前記選択したセンシングラインが交差する箇所に設けられた感圧抵抗体の抵抗値を求める演算部とを含む。前記駆動部によりドライブラインへの駆動電圧の供給と前記電圧検出部によるセンシングラインからの出力電圧の検出を含むスキャニング動作を２段階で行い、第１段階のスキャニング動作と第２段階のスキャニング動作において前記駆動部が前記選択したドライブライン以外の他のドライブラインに与える電気的状態は異なっており、前記演算部は、第１段階のスキャニング動作において前記電圧検出部により検出される第１の出力電圧と、第２段階のスキャニング動作おいて前記電圧検出部により検出される第２の出力電圧とを演算して、最終的な出力電圧を求め、前記駆動電圧および前記最終的な出力電圧にもとづいて、前記選択したドライブラインと前記選択したセンシングラインが交差する箇所に設けられた感圧抵抗体の抵抗値を求める。
　本発明のさらに別の態様は、タッチ入力デバイス制御方法である。この方法は、第１方向および第２方向それぞれに複数の導電体ラインが配置され、２本の導電体ラインが交差する箇所に感圧抵抗体が設けられたタッチ入力デバイスに対して、前記第１方向に配置された導電体ラインをドライブラインとして、複数のドライブラインから順次一本のドライブラインを選択し、選択したドライブラインに駆動電圧をかける駆動ステップと、前記第２方向に配置された導電体ラインをセンシングラインとして、複数のセンシングラインから順次一本のセンシングラインを選択し、選択したセンシングラインの出力電圧を検出する電圧検出ステップと、前記駆動電圧および前記出力電圧にもとづいて、前記選択したドライブラインと前記選択したセンシングラインが交差する箇所に設けられた感圧抵抗体の抵抗値を求める演算ステップとを含む。前記駆動ステップは、前記選択したドライブライン以外の他のドライブラインに０または前記駆動電圧よりも小さいバイアス電圧をかける。
　本発明のさらに別の態様もまた、タッチ入力デバイス制御方法である。この方法は、第１方向および第２方向それぞれに複数の導電体ラインが配置され、２本の導電体ラインが交差する箇所に感圧抵抗体が設けられたタッチ入力デバイスに対して、前記第１方向に配置された導電体ラインをドライブラインとして、複数のドライブラインから順次一本のドライブラインを選択し、選択したドライブラインに駆動電圧をかける駆動ステップと、前記第２方向に配置された導電体ラインをセンシングラインとして、複数のセンシングラインから順次一本のセンシングラインを選択し、選択したセンシングラインの出力電圧を検出する電圧検出ステップと、前記駆動電圧および前記出力電圧にもとづいて、前記選択したドライブラインと前記選択したセンシングラインが交差する箇所に設けられた感圧抵抗体の抵抗値を求める演算ステップとを含む。前記駆動ステップによりドライブラインへの駆動電圧の供給と前記電圧検出ステップによるセンシングラインからの出力電圧の検出を含むスキャニング動作を２段階で行い、第１段階のスキャニング動作と第２段階のスキャニング動作において前記駆動ステップが前記選択したドライブライン以外の他のドライブラインに与える電気的状態は異なっており、前記演算ステップは、第１段階のスキャニング動作において前記電圧検出ステップにより検出される第１の出力電圧と、第２段階のスキャニング動作おいて前記電圧検出ステップにより検出される第２の出力電圧とを演算して、最終的な出力電圧を求め、前記駆動電圧および前記最終的な出力電圧にもとづいて、前記選択したドライブラインと前記選択したセンシングラインが交差する箇所に設けられた感圧抵抗体の抵抗値を求める。
　なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラム、データ構造、記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
　本発明によれば、マルチタッチ入力を精度良く検出することができる。
実施の形態に係るタッチ入力処理装置の構成図である。 図１のタッチ入力デバイスコントローラの機能構成図である。 図１のタッチ入力デバイスの内部構造を説明する図である。 感圧抵抗体に加えた圧力と感圧抵抗体の抵抗値の関係を示すグラフである。 感圧マルチタッチパネルのセンシング手順を説明するフローチャートである。 マルチタッチ入力の際に発生するゴーストタッチを説明する図である。 マルチタッチ入力の際に発生するゴーストタッチを説明する図である。 従来の感圧マルチタッチパネルのスキャニング方法を説明する図である。 本実施の形態に係るタッチ入力デバイスの第１段階のスキャニングを説明する図である。 本実施の形態に係るタッチ入力デバイスの第２段階のスキャニングを説明する図である。 本実施の形態に係るタッチ入力デバイスの２段階スキャニング方法により、ゴーストタッチがキャンセルされる原理を説明する図である。 本実施の形態に係るタッチ入力デバイスの２段階スキャニング方法により、ゴーストタッチがキャンセルされる原理を説明する図である。 第１段階のスキャニング手順を説明するフローチャートである。 第２段階のスキャニング手順を説明するフローチャートである。 第１段階のスキャニングで検出された出力電圧と第２段階のスキャニングで検出された出力電圧を演算してスキャニング対象の交点の抵抗値と圧力を求める手順を説明するフローチャートである。 第１段階のスキャニングにおいて、スキャニング対象となるドライブラインに駆動電圧をかけ、他のドライブラインにバイアス電圧をかける変形例を説明する図である。
　図１は、実施の形態に係るタッチ入力処理装置１００の構成図である。図１に示すタッチ入力処理装置１００の機能構成の一部または全部は、一例として、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、携帯機器、携帯端末などにハードウェア、ソフトウェアまたはその組み合わせによって実装することができる。
　タッチ入力処理装置１００は、タッチ入力デバイスユニット１４０、メインプロセッサ１５０、およびメモリ１６０を含む。タッチ入力デバイスユニット１４０は、タッチ入力デバイス１１０と、フレキシブル基板１２０によりタッチ入力デバイス１１０に接続されたタッチ入力デバイスコントローラ１３０とを含む。
　タッチ入力デバイス１１０は、各種方式で、指などによる接触点（位置）（以下、「タッチ点（位置）」と呼ぶ）と、タッチ点（位置）における接触状態を示す静電容量や電気抵抗量などの検知量（以下、「タッチ状態量」と呼ぶ）を検出する入力装置である。
　タッチ入力デバイス１１０の一例は、タッチパネルである。タッチパネルは、透明パネルデバイスであり、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（electroluminescence）ディスプレイなどの表示装置の上に重ねて設置される。これにより、ユーザはディスプレイの画面を見ながら、タッチパネルに指で直接触れることで画面に対する操作を入力することができる。タッチ入力デバイス１１０の別の例は、タッチパッドである。タッチパッドは、不透明なタッチ入力デバイスであり、ディスプレイは付属しない。
　タッチ入力デバイス１１０におけるタッチ点とタッチ状態量の検出方式には、静電容量方式と感圧方式とがある。静電容量方式の場合、タッチ入力デバイスコントローラ１３０は、タッチ入力デバイス１１０の各点の静電容量の変化量を測定してタッチ点の位置とタッチ点の静電容量値を検出する。感圧方式の場合、タッチ入力デバイスコントローラ１３０は、タッチ入力デバイス１１０の各点の圧力の変化量を測定してタッチ点の位置とタッチ点の圧力値を検出する。本実施の形態では、感圧方式のタッチ入力デバイス１１０を前提とした実施例を説明する。
　感圧型タッチパッドの一例として、特殊な感圧材料をＰＥＴフィルムに印刷したものがあり、「フェザータッチ」のような羽毛で触れるごとくにほんの少しだけ触れる微圧のタッチから、指先に力を入れて触れる高押圧のタッチまでダイナミックレンジの広い圧力計測が可能である。
　メインプロセッサ１５０は、タッチ入力デバイスコントローラ１３０が検出したタッチ点の位置および状態量の時系列データを取得して、メモリ１６０に対してデータを読み書きする。
　図２は、タッチ入力デバイスコントローラ１３０の機能構成図である。タッチ入力デバイスコントローラ１３０は、駆動部１０、電圧検出部２０、Ａ／Ｄ変換部３０、演算・制御部４０、出力バッファ５０、および出力部９０を含む。
　駆動部１０は、タッチ入力デバイス１１０のドライブラインに駆動電圧を供給し、電圧検出部２０は、タッチ入力デバイス１１０のセンシングラインから出力電圧を検出する。Ａ／Ｄ変換部３０は、検出された出力電圧をＡ／Ｄ変換する。
　演算・制御部４０は、駆動電圧と出力電圧から、ドライブラインとセンシングラインが交差する箇所に設けられた感圧抵抗体の抵抗値を求め、感圧抵抗体の特性から感圧抵抗体に加えられた圧力を求め、出力バッファ５０に保持する。また、演算・制御部４０は、駆動部１０がドライブラインを駆動するタイミングおよび電圧検出部２０がセンシングラインをスキャンするタイミングを制御する。出力部９０は、出力バッファ５０からドライブラインとセンシングラインの各交点の圧力を示すデータを読み出して、メインプロセッサ１５０へ送信する。
　図３は、タッチ入力デバイス１１０の内部構造を説明する図である。同図に示すように、投影（projection）型感圧マルチタッチパネルでは、水平方向、垂直方向にそれぞれ短冊状の導電体ラインが配置され、導電体ラインの交点に感圧抵抗体が塗られている。導電体ラインは銀、銅、カーボンなどの素材で形成されている。感圧抵抗体は、加える圧力により抵抗値が大きく変化する材料である。
　タッチ入力デバイス１１０の水平方向に配置されたｍ本の導電体ライン（横ライン）が電圧をかけるドライブラインであり、垂直方向に配置されたｎ本の導電体ライン（縦ライン）が電圧値を読み取るセンシングラインである。
　駆動部１０は、ｍ本のドライブラインの内、ｉ番目のドライブラインに駆動電圧Ｖｃｃをかけ、電圧検出部２０は、ｎ本のセンシングラインの内、ｊ番目のセンシングラインから出力電圧Ｖｏｕｔを検出する。Ａ／Ｄ変換部３０は、検出された出力電圧ＶｏｕｔをＡ／Ｄ変換する。演算・制御部４０は、駆動電圧Ｖｃｃと出力電圧Ｖｏｕｔから、ｉ番目のドライブラインとｊ番目のセンシングラインの交点（ｉ，ｊ）の感圧抵抗体の抵抗値Ｒを求める。
　センシングしたい交点（ｉ，ｊ）の感圧抵抗体の抵抗値Ｒは加えた圧力ｆの関数であるから、Ｒ（ｆ）と書くことにすると、出力電圧Ｖｏｕｔは、駆動電圧Ｖｃｃと交点の感圧抵抗体の抵抗値Ｒ（ｆ）を用いて次式で表される。
　Ｖｏｕｔ＝Ｖｃｃ×Ｒｐ／（Ｒ（ｆ）＋Ｒｐ）　　　　　　（１）
　ここで、Ｒｐは、各センシングラインに接続されたプルダウン抵抗Ｒｐである。これは交点にタッチしていないときのセンシングラインの電圧値を０ボルトに安定させる作用を奏する。感圧抵抗体の抵抗値の変化範囲に合わせてプルダウン抵抗Ｒｐの値を設定する。プルダウン抵抗Ｒｐは検出したいＲ（ｆ）の最大値よりも大きめに設定する。たとえば１ｋΩから１００ｋΩに設定することが一般的である。
　交点にタッチしていないとき、Ｒ（ｆ）→∞であることから、Ｖｏｕｔ→０となる。交点に強くタッチすると、Ｒ（ｆ）→０となり、Ｖｏｕｔ→Ｖｃｃとなる。
　上記の式（１）をＲ（ｆ）について解くと、次式（２）を得る。
　Ｒ（ｆ）＝Ｒｐ×（Ｖｃｃ－Ｖｏｕｔ）／Ｖｏｕｔ　　　　（２）
これにより、駆動電圧Ｖｃｃのもとで出力電圧Ｖｏｕｔを検出すれば、交点の感圧抵抗体の抵抗値Ｒ（ｆ）を求めることができる。
　ドライブライン、センシングラインを順次切り替えて出力電圧Ｖｏｕｔの測定を行えば、すべての交点の感圧抵抗体の抵抗値Ｒ（ｆ）を得ることができる。ドライブラインがｍ本、センシングラインがｎ本の場合、ｍ×ｎ回の出力電圧の検出とＡ／Ｄ変換を行うことになる。
　図４は、感圧抵抗体に加えた圧力ｆと感圧抵抗体の抵抗値Ｒの関係を示すグラフである。圧力ｆの単位はＮ／ｍ２であり、抵抗値Ｒの単位はΩである。圧力（pressure）の代わりに単位がＮの力（force）を用いてもよい。ｆ－Ｒ曲線は一般に同図のような単調減少曲線であり、圧力が大きいほど抵抗値は小さくなる。曲線の次数、形状は感圧抵抗体の素材により異なる。感圧抵抗体のｆ－Ｒ特性を示すグラフをテーブルにしたものを出力バッファ５０に保持しておく。
　演算・制御部４０は、感圧抵抗体のｆ－Ｒ特性を示すグラフまたはテーブルにもとづいて、感圧抵抗体の抵抗値Ｒに対応する圧力ｆを求め、センシングされた交点の圧力ｆを出力バッファ５０に記憶する。圧力ｆが０あるいは所定の閾値以上であれば、その交点はタッチされているとみなすことができる。出力部９０は、出力バッファ５０から各交点の圧力を示すデータを読み出して出力する。
　図５は、感圧マルチタッチパネルのセンシング手順を説明するフローチャートである。
　ドライブラインを指定する変数ｉを１に初期化する（Ｓ１０）。センシングラインを指定する変数ｊを１に初期化する（Ｓ１２）。
　駆動部１０は、タッチ入力デバイス１１０のドライブラインｉに駆動電圧Ｖｃｃを供給する（Ｓ１４）。電圧検出部２０は、タッチ入力デバイス１１０のセンシングラインｊの出力電圧Ｖｏｕｔを検出し、Ａ／Ｄ変換部３０は、検出された出力電圧ＶｏｕｔをＡ／Ｄ変換する（Ｓ１６）。演算・制御部４０は、上記の式（２）にもとづいて、駆動電圧Ｖｃｃと出力電圧Ｖｏｕｔから交点（ｉ，ｊ）の感圧抵抗体の抵抗値Ｒを算出する（Ｓ１８）。演算・制御部４０は、ｆ－Ｒ曲線にもとづいて、感圧抵抗体の抵抗値Ｒから交点（ｉ，ｊ）に加えられた圧力ｆを求める（Ｓ２０）。
　センシングラインを指定する変数ｊを１だけインクリメントし（Ｓ２２）、変数ｊがｎ以下である場合（Ｓ２４のＮ）、ステップＳ１４に戻り、ステップＳ１４からステップＳ２２までを繰り返す。変数ｊがｎを超えた場合（Ｓ２４のＹ）、ドライブラインを指定する変数ｉを１だけインクリメントし（Ｓ２６）、変数ｉがｍ以下である場合（Ｓ２８のＮ）、ステップＳ１２に戻り、ステップＳ１２からステップＳ２６までを繰り返す。変数ｉがｍを超えた場合（Ｓ２８のＹ）、処理を終了する。
　このようなセンシング手順によってマルチタッチ入力を検出することができる。しかしながら、特に感圧式タッチパネル／タッチパッドの場合、マルチタッチ入力の検出の際、実際にはタッチしていない交点から圧力ｆが検出されるという「ゴーストタッチ」の問題が生じることがあった。
　図６Ａおよび図６Ｂは、マルチタッチ入力の際に発生するゴーストタッチを説明する図である。
　図６Ａに示すように、タッチ入力デバイス１１０において、交点（１，１）（符号２００ａ）、交点（４，１）（符号２００ｂ）、交点（４，５）（符号２００ｃ）を実際にタッチしたとする。この３点を同時にタッチしているときに、ドライブライン１に駆動電圧Ｖｃｃを供給し、センシングライン５の出力電圧Ｖｏｕｔを検出したとする。原理的には交点（１，５）はタッチしていないので、交点（１，５）の感圧抵抗体の抵抗値Ｒは無限大であり、出力電圧Ｖｏｕｔは０になるはずである。
　しかしながら、図６Ｂに示すように、３つのタッチ点が押されていることから、ドライブライン１に駆動電圧Ｖｃｃを供給した状態でセンシングライン５から出力電圧Ｖｏｕｔを検出すると、実線で示したように電流が流れることになる。すなわち、電流は、ドライブライン１から入って交点（１，１）の感圧抵抗体を通り、センシングライン１に入って交点（４，１）の感圧抵抗体を通り、さらにドライブライン４に入って交点（４，５）の感圧抵抗体を通り、最後にセンシングライン５を通って出力される。これにより、交点（１，５）（符号２１０）は実際にはタッチしていないにもかかわらず、ドライブライン１に駆動電圧Ｖｃｃが供給されると、センシングライン５から０でない出力電圧Ｖｏｕｔが検出されてしまう。その結果、交点（１，５）の感圧抵抗体に０でない圧力ｆが加わったとみなされる。これが「ゴーストタッチ」の問題である。
　図７は、従来の感圧マルチタッチパネルのスキャニング方法を説明する図である。従来は、導電体ラインの各交点をスキャニングする際、スキャニング対象となるドライブラインにのみ駆動電圧Ｖｃｃをかけ、他のドライブラインはハイインピーダンス（Ｈｉ－Ｚ）にしていた。これにより、信号を検出するライン以外のラインを電気的に絶縁することができ、圧力センシングの感度とダイナミックレンジを大きくすることができる。しかしながら、スキャニング対象となるドライブライン以外のドライブラインがどんな電位にもなりうるため、図６Ｂで説明したような電流が流れることになり、スキャニング対象となるドライブラインとセンシングラインの交点（符号２１０）においてゴーストタッチが発生することを避けることができない。
　そこで、本実施の形態では、図８Ａおよび図８Ｂで説明する２段階のスキャニング方法を採用する。図８Ａは第１段階のスキャニングを示し、図８Ｂは第２段階のスキャニングを示す。
　第１段階において、図８Ａに示すように、交点（１，５）のスキャニングをするにあたって、駆動部１０は、ドライブライン１に駆動電圧Ｖｃｃをかけ、他のドライブライン２～５は０ボルトにドライブし、電圧検出部２０は、センシングライン５から出力電圧Ｖ１を検出し、Ａ／Ｄ変換部３０が検出された出力電圧Ｖ１をＡ／Ｄ変換する。ここでは、交点（１，５）のスキャニングを説明したが、他の交点についても同様に、スキャニング対象となるドライブラインに駆動電圧Ｖｃｃをかけ、他のドライブラインは０ボルトにドライブし、センシングラインから出力電圧Ｖ１を検出する。
　第２段階において、図８Ｂに示すように、交点（１，５）のスキャニングをするにあたって、駆動部１０は、ドライブライン１に駆動電圧Ｖｃｃをかけ、他のドライブライン２～５はハイインピーダンスにして、電圧検出部２０は、センシングライン５から出力電圧Ｖ２を検出し、Ａ／Ｄ変換部３０が検出された出力電圧Ｖ２をＡ／Ｄ変換する。第２段階のスキャニング方法は、図７の従来のスキャニング方法と同じである。
　演算・制御部４０は、第１段階で検出された出力電圧Ｖ１と第２段階で検出された出力電圧Ｖ２を乗算し、Ａ／Ｄ変換のダイナミックレンジで除算することにより、最終的な出力電圧Ｖｏｕｔを求める。
　Ｖｏｕｔ＝Ｖ２×Ｖ１／（ＡＤＣダイナミックレンジ）
　さらに、演算・制御部４０は、式（２）にもとづいて駆動電圧Ｖｃｃと出力電圧Ｖｏｕｔから交点の抵抗値Ｒを求め、ｆ－Ｒグラフから交点の圧力ｆを求める。
　図８Ａおよび図８Ｂに示した２段階のスキャニング手法により、ゴーストタッチがキャンセルされることを図９および図１０を用いて説明する。
　まず、交点（１，１）（符号２００ａ）、交点（４，１）（符号２００ｂ）、交点（４，５）（符号２００ｃ）の３点を実際にタッチしており、交点（１，５）は実際にはタッチされていない場合を考える。交点（１，１）、交点（４，１）、交点（４，５）の感圧抵抗体の抵抗値をそれぞれＲ１、Ｒ２、Ｒ３とする。
　図９（ａ）は、第１段階のスキャニングにおいて検出される出力電圧Ｖ１を説明する図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の等価回路である。図９（ａ）に示すように、ドライブライン１に駆動電圧Ｖｃｃがかけられ、ドライブライン４は０ボルトにドライブされており、センシングライン５にはプルダウン抵抗Ｒｐとして１０ｋΩの抵抗が接続されている。このとき、図９（ｂ）に示すように、ドライブライン４が０ボルトにドライブされていることから、交点（１，５）が現実にタッチされていない場合、出力電圧Ｖ１は必ず０ボルトになる。
　このようにスキャニング対象となるドライブライン１に駆動電圧Ｖｃｃをかけ、他のドライブライン２～５を０ボルトとした場合、原理的にはゴーストタッチが検出されることはない。この第１段階のスキャニングだけでも、基本的にはゴーストキャッチのキャンセルが行われていることになる。しかし、実際の指によるタッチでは指の太さにより、タッチ位置にある感圧抵抗体だけでなく周囲の導電体にも触れることになり、周囲のドライブラインは０ボルトであることから、電圧降下が起きる。そのため、交点（１，５）がゴーストタッチでなく、実際にタッチしていた場合、出力電圧Ｖ１の値が周囲のドライブラインの０ボルトに引きずられて小さくなってしまい、圧力値の分解能が落ちてしまう。そこで、第２段階のスキャニングを組み合わせて検出感度を高めることがより好ましい。
　図１０（ａ）は、第２段階のスキャニングにおいて検出される出力電圧Ｖ２を説明する図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の等価回路である。図１０（ａ）に示すように、ドライブライン１に駆動電圧Ｖｃｃがかけられ、ドライブライン４はハイインピーダンスにされており、センシングライン５にはプルダウン抵抗Ｒｐとして１０ｋΩの抵抗が接続されている。このとき、図１０（ｂ）に示すように、ドライブライン４がハイインピーダンスにされていることから、交点（１，５）が現実にタッチされていない場合、出力電圧Ｖ２は正の値になる（ゼロにはならない）。すなわち、第２段階のスキャニングでは、従来のスキャニングと同じであるから、ゴーストタッチが検出される。
　交点（１，５）が実際にはタッチされていない場合、第１段階で検出された出力電圧Ｖ１と第２段階で検出された出力電圧Ｖ２を乗算してＡ／Ｄ変換のダイナミックレンジで除算することにより最終的な出力電圧Ｖｏｕｔを求めると、Ｖ１＝０、Ｖ２＞０であることから、Ｖｏｕｔ＝Ｖ２×Ｖ１／（ＡＤＣダイナミックレンジ）＝０となる。すなわち、Ｖ１＝０であることから、ゴーストタッチはキャンセルされ、検出されない。
　次に、交点（１，５）が現実にタッチされている場合を考える。この場合、第１段階のスキャニングでは、交点（１，５）の感圧抵抗体の抵抗値をＲ０とすると、現実にタッチされていることから、上記の式（１）にしたがって、出力電圧Ｖ１＝Ｖｃｃ×Ｒｐ／（Ｒ０＋Ｒｐ）が検出される。すなわち、Ｖ１≠０である。第２段階のスキャニングにおいても、同様に、出力電圧Ｖ２＝Ｖｃｃ×Ｒｐ／（Ｒ０＋Ｒｐ）が検出される。もっとも前述のように電圧降下により、出力電圧Ｖ１は出力電圧Ｖ２よりも小さく検出される（Ｖ１＜Ｖ２）。これより、交点（１，５）が現実にタッチされていない場合、最終的な出力電圧Ｖｏｕｔを求めると、Ｖｏｕｔ＝Ｖ２×Ｖ１／（ＡＤＣダイナミックレンジ）≠０となる。すなわち、Ｖ１≠０であることから、交点（１，５）が現実のタッチされている場合は、高感度で出力電圧Ｖｏｕｔが得られる。
　以上述べたように、第１段階のスキャニングで検出された出力電圧Ｖ１と第２段階のスキャニングで検出された出力電圧Ｖ２を乗算して最終的な出力電圧Ｖｏｕｔを求めることにより、ゴーストタッチの場合は、出力電圧Ｖｏｕｔがゼロとなり、ゴーストタッチはキャンセルされる一方、現実にタッチされていた場合は、高感度で出力電圧Ｖｏｕｔが検出される。
　本実施の形態のセンシング方法では、スキャニングが２回必要になるが、マイコンおよび内蔵Ａ／Ｄ変換器の性能が十分に高ければ、実用上の問題は生じない。また、ドライブラインをＶｃｃ、０Ｖ、Ｈｉ－Ｚの３つの電気的状態にする必要があるが、一般的なマイコンのＩ／Ｏポートは３状態をソフトウェア制御可能なので実装上も別途付加ハードウェアを必要としない。
　図１１～図１３は、本実施の形態のタッチ入力デバイス１１０のセンシング手順を説明するフローチャートである。
　図１１は、第１段階のスキャニング手順を説明するフローチャートである。
　ドライブラインを指定する変数ｉを１に初期化する（Ｓ３０）。センシングラインを指定する変数ｊを１に初期化する（Ｓ３２）。
　駆動部１０は、ドライブラインｉに駆動電圧Ｖｃｃを供給し、他のドライブラインを０Ｖにする（Ｓ３４）。電圧検出部２０は、センシングラインｊの出力電圧Ｖ１を検出し、Ａ／Ｄ変換部３０は、検出された出力電圧Ｖ１をＡ／Ｄ変換する（Ｓ３６）。検出された出力電圧Ｖ１は出力バッファ５０に保持される。
　センシングラインを指定する変数ｊを１だけインクリメントし（Ｓ３８）、変数ｊがｎ以下である場合（Ｓ４０のＮ）、ステップＳ３４に戻り、ステップＳ３４からステップＳ３８までを繰り返す。変数ｊがｎを超えた場合（Ｓ４０のＹ）、ドライブラインを指定する変数ｉを１だけインクリメントし（Ｓ４２）、変数ｉがｍ以下である場合（Ｓ４４のＮ）、ステップＳ３２に戻り、ステップＳ３２からステップＳ４２までを繰り返す。変数ｉがｍを超えた場合（Ｓ４４のＹ）、処理を終了する。
　図１２は、第２段階のスキャニング手順を説明するフローチャートである。
　ドライブラインを指定する変数ｉを１に初期化する（Ｓ５０）。センシングラインを指定する変数ｊを１に初期化する（Ｓ５２）。
　駆動部１０は、ドライブラインｉに駆動電圧Ｖｃｃを供給し、他のドライブラインをＨｉ－Ｚにする（Ｓ５４）。電圧検出部２０は、センシングラインｊの出力電圧Ｖ２を検出し、Ａ／Ｄ変換部３０は、検出された出力電圧Ｖ２をＡ／Ｄ変換する（Ｓ５６）。検出された出力電圧Ｖ２は出力バッファ５０に保持される。
　センシングラインを指定する変数ｊを１だけインクリメントし（Ｓ５８）、変数ｊがｎ以下である場合（Ｓ６０のＮ）、ステップＳ５４に戻り、ステップＳ５４からステップＳ５８までを繰り返す。変数ｊがｎを超えた場合（Ｓ６０のＹ）、ドライブラインを指定する変数ｉを１だけインクリメントし（Ｓ６２）、変数ｉがｍ以下である場合（Ｓ６４のＮ）、ステップＳ５２に戻り、ステップＳ５２からステップＳ６２までを繰り返す。変数ｉがｍを超えた場合（Ｓ６４のＹ）、処理を終了する。
　図１３は、第１段階のスキャニングで検出された出力電圧Ｖ１と第２段階のスキャニングで検出された出力電圧Ｖ２を演算して最終的な出力電圧Ｖｏｕｔを求め、スキャニング対象の交点の抵抗値と圧力を求める手順を説明するフローチャートである。
　ドライブラインを指定する変数ｉを１に初期化する（Ｓ７０）。センシングラインを指定する変数ｊを１に初期化する（Ｓ７２）。
　演算・制御部４０は、交点（ｉ，ｊ）の第１段階のスキャニングで検出された出力電圧Ｖ１と第２段階のスキャニングで検出された出力電圧Ｖ２を出力バッファ５０から取得する（Ｓ７４）。演算・制御部４０は、第１段階の検出電圧Ｖ１と第２段階の検出電圧Ｖ２を乗算して、Ａ／Ｄ変換のダイナミックレンジで除算することにより、交点（ｉ，ｊ）の最終的な出力電圧Ｖｏｕｔを算出する（Ｓ７６）。
　演算・制御部４０は、上記の式（２）にもとづいて、駆動電圧Ｖｃｃと最終的な出力電圧Ｖｏｕｔから交点（ｉ，ｊ）の感圧抵抗体の抵抗値Ｒを算出する（Ｓ７８）。演算・制御部４０は、ｆ－Ｒ曲線にもとづいて、感圧抵抗体の抵抗値Ｒから交点（ｉ，ｊ）に加えられた圧力ｆを求める（Ｓ８０）。
　センシングラインを指定する変数ｊを１だけインクリメントし（Ｓ８２）、変数ｊがｎ以下である場合（Ｓ８４のＮ）、ステップＳ７４に戻り、ステップＳ７４からステップＳ８２までを繰り返す。変数ｊがｎを超えた場合（Ｓ８４のＹ）、ドライブラインを指定する変数ｉを１だけインクリメントし（Ｓ８６）、変数ｉがｍ以下である場合（Ｓ８８のＮ）、ステップＳ７２に戻り、ステップＳ７２からステップＳ８６までを繰り返す。変数ｉがｍを超えた場合（Ｓ８８のＹ）、処理を終了する。
　上記の説明では、第１段階のスキャニングにおいて、スキャニング対象となるドライブラインに駆動電圧Ｖｃｃをかけ、他のドライブラインは０ボルトにしたが、他のドライブラインにＶｃｃよりも小さいゼロでないバイアス電圧Ｖｂｉａｓをかけても同様のセンシングが可能である。図１４を参照して他のドライブラインにバイアス電圧Ｖｂｉａｓをかける変形例を説明する。
　図１４（ａ）は、スキャニング対象となるドライブラインに駆動電圧Ｖｃｃをかけ、他のドライブラインにゼロでないバイアス電圧Ｖｂｉａｓをかける変形例において、第１段階のスキャニングにおいて検出される出力電圧Ｖ１を説明する図であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）の等価回路である。
　図１４（ａ）に示すように、ドライブライン１に駆動電圧Ｖｃｃがかけられ、ドライブライン４にバイアス電圧Ｖｂｉａｓがかけられており、センシングライン５にはプルダウン抵抗Ｒｐとして１０ｋΩの抵抗が接続されている。このとき、図１４（ｂ）に示すように、ドライブライン４がバイアス電圧Ｖｂｉａｓでドライブされていることから、交点（１，５）が現実にタッチされていない場合、出力電圧Ｖ１は、Ｖ１＝Ｖｂｉａｓ×Ｒｐ／（Ｒｐ＋Ｒ３）となる。ここでＶｃｃ＞Ｖｂｉａｓとすれば、出力電圧Ｖ１はバイアス電圧Ｖｂｉａｓ以上の値にはならない。したがって交点（ｉ，ｊ）（符号２１０）においてゴーストタッチが検出されても、その出力電圧Ｖ１はバイアス電圧Ｖｂｉａｓ以下に抑えられる。
　検出したい最低圧力ｆ１に対応する感圧抵抗体の抵抗値Ｒ（ｆ１）のときに検出される電圧ＶＲ（ｆ１）＝Ｖｃｃ×Ｒｐ／（Ｒｐ＋Ｒ（ｆ１））をあらかじめ求めておき、スキャニング対象となるドライブライン以外のドライブラインのバイアス電圧Ｖｂｉａｓをこの電圧ＶＲ（ｆ１）以下となるように設定すれば、出力電圧Ｖ１がバイアス電圧Ｖｂｉａｓ以下である場合、ゴーストタッチであるとみなして、出力電圧Ｖ１を破棄するキャンセル処理を行うことができる。第２段階のスキャニングにおいて出力電圧Ｖ２を検出する方法は、図１０で説明した方法と同じである。最終的な出力電圧Ｖｏｕｔは次式で求めることができる。
　Ｖｏｕｔ＝Ｖ２×（Ｖ１－Ｖｂｉａｓ）／（ＡＤＣダイナミックレンジ）
　ただし、Ｖｏｕｔ＜０となる場合（すなわちＶ１＜Ｖｂｉａｓ）となるときは、Ｖｏｕｔ＝０とする。
　このようにして、スキャニング対象となるドライブライン以外の他のドライブラインにゼロでないバイアス電圧Ｖｂｉａｓをかける変形例の場合でも、ゴーストタッチをキャンセルすることができる。ただし、前述の検出したい最低圧力ｆ１以下の弱いタッチは、現実にタッチしていたとしても、ゴーストタッチとみなされ、キャンセルされることに留意する。このような低圧力のタッチ入力は、一般にＳ／Ｎ比が悪いため、機器の使用環境によってＳ／Ｎ比が良くない場合、たとえば電源ノイズが大きい場合などには、ここで説明した変形例が有効である。
　以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
　タッチ入力デバイスコントローラ１３０にもうけられた機能構成の内、少なくとも一部の機能構成をメインプロセッサ１５０とメモリ１６０を用いて実装してもよい。たとえば、演算・制御部４０の機能をメインプロセッサ１５０で実装し、メモリ１６０内に出力バッファ５０をもたせてもよい。その場合、出力部９０は、第１段階のスキャニングで検出された出力電圧Ｖ１と第２段階のスキャニングで検出された出力電圧Ｖ２をメインプロセッサ１５０に送信し、メインプロセッサ１５０が、第１段階および第２段階の検出電圧Ｖ１、Ｖ２から最終的な出力電圧Ｖｏｕｔを求める演算、駆動電圧Ｖｃｃと最終的な出力電圧Ｖｏｕｔから交点の感圧抵抗体の抵抗値Ｒを求める演算、ｆ－Ｒ曲線にもとづいて、感圧抵抗体の抵抗値Ｒから交点に加えられた圧力ｆを求める演算を行う。
　１０　駆動部、　２０　電圧検出部、　３０　Ａ／Ｄ変換部、　４０　演算・制御部、　５０　出力バッファ、　９０　出力部、　１００　タッチ入力処理装置、　１１０　タッチ入力デバイス、　１２０　フレキシブル基板、　１３０　タッチ入力デバイスコントローラ、　１４０　タッチ入力デバイスユニット、　１５０　メインプロセッサ、　１６０　メモリ。
　この発明は、タッチ入力デバイスを制御する技術に利用できる。

Claims (10)

  1. 　第１方向および第２方向それぞれに複数の導電体ラインが配置され、２本の導電体ラインが交差する箇所に感圧抵抗体が設けられたタッチ入力デバイスと、
    　前記第１方向に配置された導電体ラインをドライブラインとして、複数のドライブラインから順次一本のドライブラインを選択し、選択したドライブラインに駆動電圧をかける駆動部と、
    　前記第２方向に配置された導電体ラインをセンシングラインとして、複数のセンシングラインから順次一本のセンシングラインを選択し、選択したセンシングラインの出力電圧を検出する電圧検出部と、
    　前記駆動電圧および前記出力電圧にもとづいて、前記選択したドライブラインと前記選択したセンシングラインが交差する箇所に設けられた感圧抵抗体の抵抗値を求める演算部とを含み、
    　前記駆動部は、前記選択したドライブライン以外の他のドライブラインに０または前記駆動電圧よりも小さいバイアス電圧をかけることを特徴とするタッチ入力デバイス制御装置。
  2. 　前記タッチ入力デバイスの前記第２方向の導電体ラインは、前記第１方向の導電体ラインと直交することを特徴とする請求項１に記載のタッチ入力デバイス制御装置。
  3. 　前記電圧検出部は、前記バイアス電圧以下の出力電圧を検出した場合は、検出結果を破棄するキャンセル処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のタッチ入力デバイス制御装置。
  4. 　第１方向および第２方向それぞれに複数の導電体ラインが配置され、２本の導電体ラインが交差する箇所に感圧抵抗体が設けられたタッチ入力デバイスと、
    　前記第１方向に配置された導電体ラインをドライブラインとして、複数のドライブラインから順次一本のドライブラインを選択し、選択したドライブラインに駆動電圧をかける駆動部と、
    　前記第２方向に配置された導電体ラインをセンシングラインとして、複数のセンシングラインから順次一本のセンシングラインを選択し、選択したセンシングラインの出力電圧を検出する電圧検出部と、
    　前記駆動電圧および前記出力電圧にもとづいて、前記選択したドライブラインと前記選択したセンシングラインが交差する箇所に設けられた感圧抵抗体の抵抗値を求める演算部とを含み、
    　前記駆動部によりドライブラインへの駆動電圧の供給と前記電圧検出部によるセンシングラインからの出力電圧の検出を含むスキャニング動作を２段階で行い、第１段階のスキャニング動作と第２段階のスキャニング動作において前記駆動部が前記選択したドライブライン以外の他のドライブラインに与える電気的状態は異なっており、
    　前記演算部は、第１段階のスキャニング動作において前記電圧検出部により検出される第１の出力電圧と、第２段階のスキャニング動作おいて前記電圧検出部により検出される第２の出力電圧とを演算して、最終的な出力電圧を求め、前記駆動電圧および前記最終的な出力電圧にもとづいて、前記選択したドライブラインと前記選択したセンシングラインが交差する箇所に設けられた感圧抵抗体の抵抗値を求めることを特徴とするタッチ入力デバイス制御装置。
  5. 　第１段階のスキャニング動作において、前記駆動部が前記選択したドライブライン以外の他のドライブラインに０または前記駆動電圧よりも小さいバイアス電圧をかけた状態で、前記電圧検出部が前記選択したセンシングラインの第１の出力電圧を検出し、
    　第２段階のスキャニングにおいて、前記駆動部が前記選択したドライブライン以外の他のドライブラインをハイインピーダンスにした状態で、前記電圧検出部が前記選択したセンシングラインの第２の出力電圧を検出し、
    　前記演算部は、前記第１の出力電圧と前記第２の出力電圧を演算して最終的な出力電圧を求め、前記駆動電圧および前記最終的な出力電圧にもとづいて、前記選択したドライブラインと前記選択したセンシングラインが交差する箇所に設けられた感圧抵抗体の抵抗値を求めることを特徴とする請求項４に記載のタッチ入力デバイス制御装置。
  6. 　第１段階のスキャニング動作において、前記電圧検出部は、前記バイアス電圧以下の出力電圧を検出した場合は、検出結果を破棄するキャンセル処理を行うことを特徴とする請求項５に記載のタッチ入力デバイス制御装置。
  7. 　第１方向および第２方向それぞれに複数の導電体ラインが配置され、２本の導電体ラインが交差する箇所に感圧抵抗体が設けられたタッチ入力デバイスに対して、前記第１方向に配置された導電体ラインをドライブラインとして、複数のドライブラインから順次一本のドライブラインを選択し、選択したドライブラインに駆動電圧をかける駆動ステップと、
    　前記第２方向に配置された導電体ラインをセンシングラインとして、複数のセンシングラインから順次一本のセンシングラインを選択し、選択したセンシングラインの出力電圧を検出する電圧検出ステップと、
    　前記駆動電圧および前記出力電圧にもとづいて、前記選択したドライブラインと前記選択したセンシングラインが交差する箇所に設けられた感圧抵抗体の抵抗値を求める演算ステップとを含み、
    　前記駆動ステップは、前記選択したドライブライン以外の他のドライブラインに０または前記駆動電圧よりも小さいバイアス電圧をかけることを特徴とするタッチ入力デバイス制御方法。
  8. 　第１方向および第２方向それぞれに複数の導電体ラインが配置され、２本の導電体ラインが交差する箇所に感圧抵抗体が設けられたタッチ入力デバイスに対して、前記第１方向に配置された導電体ラインをドライブラインとして、複数のドライブラインから順次一本のドライブラインを選択し、選択したドライブラインに駆動電圧をかける駆動ステップと、
    　前記第２方向に配置された導電体ラインをセンシングラインとして、複数のセンシングラインから順次一本のセンシングラインを選択し、選択したセンシングラインの出力電圧を検出する電圧検出ステップと、
    　前記駆動電圧および前記出力電圧にもとづいて、前記選択したドライブラインと前記選択したセンシングラインが交差する箇所に設けられた感圧抵抗体の抵抗値を求める演算ステップとを含み、
    　前記駆動ステップによりドライブラインへの駆動電圧の供給と前記電圧検出ステップによるセンシングラインからの出力電圧の検出を含むスキャニング動作を２段階で行い、第１段階のスキャニング動作と第２段階のスキャニング動作において前記駆動ステップが前記選択したドライブライン以外の他のドライブラインに与える電気的状態は異なっており、
    　前記演算ステップは、第１段階のスキャニング動作において前記電圧検出ステップにより検出される第１の出力電圧と、第２段階のスキャニング動作おいて前記電圧検出ステップにより検出される第２の出力電圧とを演算して、最終的な出力電圧を求め、前記駆動電圧および前記最終的な出力電圧にもとづいて、前記選択したドライブラインと前記選択したセンシングラインが交差する箇所に設けられた感圧抵抗体の抵抗値を求めることを特徴とするタッチ入力デバイス制御方法。
  9. 　第１方向および第２方向それぞれに複数の導電体ラインが配置され、２本の導電体ラインが交差する箇所に感圧抵抗体が設けられたタッチ入力デバイスに対して、前記第１方向に配置された導電体ラインをドライブラインとして、複数のドライブラインから順次選択されるドライブラインに駆動電圧をかけ、前記選択されたドライブライン以外の他のドライブラインに０または前記駆動電圧よりも小さいバイアス電圧をかけた状態で、前記第２方向に配置された導電体ラインをセンシングラインとして、複数のセンシングラインから順次選択されるセンシングラインから検出された出力電圧を受け取り、前記駆動電圧および前記出力電圧にもとづいて、前記選択されたドライブラインと前記選択されたセンシングラインが交差する箇所に設けられた感圧抵抗体の抵抗値を求める演算機能をコンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。
  10. 　第１方向および第２方向それぞれに複数の導電体ラインが配置され、２本の導電体ラインが交差する箇所に感圧抵抗体が設けられたタッチ入力デバイスに対して、前記第１方向に配置された導電体ラインをドライブラインとして、複数のドライブラインから順次選択されるドライブラインに駆動電圧をかけた状態で、前記第２方向に配置された導電体ラインをセンシングラインとして、複数のセンシングラインから順次選択されるセンシングラインから検出された出力電圧を受け取り、前記駆動電圧および前記出力電圧にもとづいて、前記選択されたドライブラインと前記選択されたセンシングラインが交差する箇所に設けられた感圧抵抗体の抵抗値を求める演算機能をコンピュータに実現させ、
    　ドライブラインへの駆動電圧の供給とセンシングラインからの出力電圧の検出を含むスキャニング動作を２段階で行い、第１段階のスキャニング動作と第２段階のスキャニング動作において前記選択されたドライブライン以外の他のドライブラインに与える電気的状態は異なっており、
    　前記演算機能は、第１段階のスキャニング動作において前記選択されたセンシングラインから検出される第１の出力電圧と、第２段階のスキャニング動作おいて前記選択されたセンシングラインから検出される第２の出力電圧とを演算して、最終的な出力電圧を求め、前記駆動電圧および前記最終的な出力電圧にもとづいて、前記選択されたドライブラインと前記選択されたセンシングラインが交差する箇所に設けられた感圧抵抗体の抵抗値を求めることを特徴とするプログラム。
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