WO2015029601A1 - タッチパネルコントローラ、タッチセンサシステム、および電子機器 - Google Patents

タッチパネルコントローラ、タッチセンサシステム、および電子機器 Download PDF

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WO2015029601A1
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capacitance
correction
matrix
touch panel
unit
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PCT/JP2014/068055
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秀秋 新屋
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a touch panel controller, and a touch sensor system and an electronic device provided with the touch panel controller.
  • Touch sensor systems are widely used in various electronic devices such as personal computers (PCs), mobile phones, and tablets.
  • PCs personal computers
  • touch sensor system when the user brings his or her finger or touch pen into contact with the touch panel, an input operation to the touch panel is performed.
  • a change in electrostatic capacitance (signal value) in a touch panel caused by a user's finger or a touch pen touching the touch panel is detected. Then, a position where a change in capacitance occurs in the touch panel is recognized as an input position on the touch panel.
  • Patent Document 1 the coordinates of the input position calculated at the time when the input operation on the touch panel is performed, the coordinates of each position defined by the distribution of the capacitance value before the input operation on the touch panel is performed Touch sensor systems are disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a touch sensor system that determines whether or not a touch panel is flexed in order to eliminate the influence of a change in capacitance due to the flexing of the touch panel.
  • FIG. 49 is a diagram illustrating an example of a distribution of capacitances when a portion near the center of the touch panel is pressed and a deflection occurs on the touch panel.
  • FIG. 10B is an enlarged view of the capacitance distribution shown in FIG. 49A in the vicinity of the center of the touch panel.
  • the values of capacitance in (a) and (b) of FIG. 49 are shown as relative values normalized with a predetermined value (for example, the maximum value of capacitance) as a reference value.
  • the deflection of the touch panel is particularly large near the center of the touch panel, a particularly large offset is added to the value of the electrostatic capacitance as shown in (b) of FIG. Therefore, when the amount of offset generated by the touch panel deflection is about the same size as the capacitance generated by the input operation to the touch panel, the input is performed at a position where the input operation is not actually performed. For example, the accuracy of detection of the input position may be degraded, such as erroneous recognition.
  • calibration refers to the value of capacitance in a static state (for example, the state where a touch panel is incorporated in a housing) as a reference value, (i) capacitance detected in the touch sensor system, and (ii) ) Means the process of calculating the value of the difference from the reference value.
  • the touch panel dynamically flexing when the touch panel is flexed dynamically, calibration may be performed to deteriorate the detection accuracy of the input position.
  • the touch sensor system disclosed in Patent Document 2 eliminates the influence of the change in capacitance due to the deflection of the touch panel by ignoring the input operation when the touch panel is dynamically flexed.
  • Patent Document 1 corrects the coordinates of the input position on the touch panel based on the distribution of capacitance values before the input operation on the touch panel is performed. Therefore, the touch sensor system disclosed in Patent Document 1 has a problem that it is not possible to perform correction in real time. Further, Patent Document 1 does not disclose or suggest a method of coping with a change in capacitance caused by an external factor such as bending of a touch panel.
  • the touch sensor system disclosed in Patent Document 2 has a function of determining whether or not the touch panel is flexed.
  • the touch sensor system determines that the touch panel is flexed when capacitance of a value equal to or greater than a predetermined threshold (deflection threshold) is present in a predetermined number (for example, 10) or more.
  • the touch sensor system calculates the barycentric position of the distribution of capacitance values, and excludes the coordinates indicating the barycentric position from the candidates of the coordinates of the input position to the touch panel Do.
  • the touch sensor system disclosed in Patent Document 2 assumes that the deflection of the touch panel causes a relatively large amount of change in capacitance. For this reason, it is said that it is difficult to apply the touch sensor system when the amount of change in capacitance caused by the deflection of the touch panel is small with respect to the amount of change in capacitance caused by the input operation on the touch panel. There's a problem. Moreover, the said touch sensor system has the problem that the coordinate of an input position can not be detected in the state which the touch panel has bent.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is a touch panel controller capable of effectively eliminating the influence of a change in signal value due to an external factor such as bending of the touch panel. To provide.
  • the touch panel controller includes a plurality of intersections of m sense lines and n drive lines (m and n each are an integer of 3 or more), A first signal value map generation unit for outputting a first signal value map indicating the distribution of the signal values in a touch panel in which signal values of the matrix are formed in a matrix, and an input to the touch panel is detected based on the signal values And the touch panel controller has a range wider than a range in which a change in signal value caused by an input operation to the touch panel occurs in the first signal value map. Setting the region where the signal value changes due to an external factor different from the input operation to the touch panel in the above region That correction calculation a second signal value map generated by performing the second signal value map generator giving to the touch recognizing portion comprises further.
  • the touch panel controller according to the aspect of the present invention, it is possible to effectively eliminate the influence of a change in signal value due to an external factor.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating capacitance distributions after correction indicated by the respective matrices in FIG. 16 to FIG. 19; It is a figure which illustrates the effect of correction calculation concerning Embodiment 1 of the present invention. It is a figure which illustrates the effect of correction calculation concerning Embodiment 1 of the present invention. It is a functional block diagram which shows the structure of the touch sensor system which concerns on Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating capacitance distributions after correction indicated by the respective matrices in FIG. 16 to FIG. 19; It is a flowchart which shows the flow of the process which correct
  • Embodiment 6 of this invention It is a figure which illustrates the correction calculation based on Embodiment 6 of this invention. It is a flowchart which shows the flow of the process which calculates the coordinate of an input position in the touch sensor system which concerns on Embodiment 6 of this invention. It is a figure which illustrates the effect of the touch sensor system concerning Embodiment 6 of this invention. It is a figure which illustrates the matrix C which shows the electrostatic capacitance which concerns on Embodiment 6 of this invention, and the matrix Cdif which difference calculation was performed. It is a functional block diagram which shows the structure of the mobile telephone concerning Embodiment 7 of this invention. It is a figure which illustrates capacitance distribution at the time of pressing near central part of a touch panel, and a bending arising in a touch panel.
  • Embodiment 1 The following description will explain Embodiment 1 of the present invention with reference to FIGS. 1 to 22.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the touch sensor system 100 according to the present embodiment.
  • the touch sensor system 100 includes the touch panel controller 1 and the touch panel 10.
  • the touch panel 10 is, for example, a capacitive touch panel.
  • the touch panel 10 is arranged parallel to each other along the horizontal direction (left and right direction), and n (n is an integer of 3 or more) drive lines HL1 to HLn and parallel to each other along the vertical direction (upper and lower direction) And m (m is an integer of 3 or more) sense lines VL1 to VLm arranged in
  • electrostatic capacitances C1,1 to Cm, n are formed at the intersections of the drive lines HL1 to HLn and the sense lines VL1 to VLm.
  • the electrostatic capacitance Cm, n represents the value (signal value) of the electrostatic capacitance formed at the intersection of the sense line VLm and the drive line HLn.
  • the capacitances Cm, n are distributed in a matrix in the touch panel 10.
  • the touch panel controller 1 includes a driver 11, a sense amplifier 12, an AD (Analog-Digital) converter 13, a timing generator 14, a first capacitance distribution calculating unit 15 (first signal value map generating unit), and a first capacitance distribution correcting unit 16.
  • a second signal value map generation unit, a second capacitance distribution storage unit 17, a touch recognition unit 18, and an input position calculation unit 19 are provided.
  • the touch panel controller 1 is connected to the touch panel 10.
  • the touch panel controller 1 is also connected to a host device 110 provided outside the touch sensor system 100.
  • the driver 11 drives the drive lines HL1 to HLn based on the code sequence. By driving the drive lines DL1 to HLn, capacitances C1,1 to Cm, n are formed in the touch panel 10, respectively.
  • the sense amplifier 12 reads out a linear sum signal as a voltage signal from the sense lines VL1 to VLm as an analog signal.
  • the linear sum signal is a signal which is formed by the driver 11 driving the drive lines HL1 to HLn and is shown as a linear sum of voltages corresponding to the capacitances C1,1 to Cm, n.
  • m linear sum signals Y1 to Ym corresponding to (m ⁇ n) electrostatic capacitances C1,1 to Cm, n are read out as analog signals.
  • the sense amplifier 12 supplies the linear sum signals Y1 to Ym as analog signals to the AD converter 13.
  • AD converter 13 The AD converter 13 performs AD conversion on the linear sum signals Y1 to Ym as analog signals supplied from the sense amplifier 12. Then, the AD converter 13 supplies the linearized sum signal Y1 to Ym which has been digitized to the first capacity distribution calculating unit 15.
  • the linear sum signals Y1 to Ym are given as digital signals from the AD converter 13 to the first capacitance distribution calculating unit 15, whereby the capacitances C1, C1 formed on the touch panel 10 by the first capacitance distribution calculating unit 15 are obtained.
  • Various operations for calculating the distribution of 1 to Cm, n are facilitated.
  • Timing generator 14 The timing generator 14 generates control signals that define the operations of the driver 11, the sense amplifier 12, and the AD converter 13, and supplies the control signals to the driver 11, the sense amplifier 12, and the AD converter 13, respectively.
  • the first capacitance distribution calculating unit 15 displays a first distribution of capacitances C1,1 to Cm, n in the touch panel 10 based on the digitized linear sum signals Y1 to Ym supplied from the AD converter 13. Calculate the capacitance map. Then, the first capacitance distribution calculating unit 15 gives the first capacitance map to the first capacitance distribution correcting unit 16.
  • the coordinates indicating the position of the touch panel 10 where the capacitances Cx, y are formed are represented as coordinates (x, y) on the first capacitance map.
  • the first capacitance distribution correction unit 16 performs correction calculation for eliminating a change in the distribution of capacitance caused by an external factor with respect to the first capacitance map provided from the first capacitance distribution calculation unit 15 I do. Then, the first capacitance distribution correction unit 16 generates a second capacitance map as a result of the above-described correction calculation.
  • the first capacitance distribution correction unit 16 provides the second capacitance map to the second capacitance distribution storage unit 17. The detailed configuration of the first capacity distribution correction unit 16 and the details of the process of correction calculation in the first capacity distribution correction unit 16 will be described later.
  • the second capacitance distribution storage unit 17 stores the second capacitance map provided from the first capacitance distribution correction unit 16. The second capacitance map recorded in the second capacitance distribution storage unit 17 is read by the touch recognition unit 18.
  • the touch recognition unit 18 reads the second capacitance map from the second capacitance distribution storage unit 17. Subsequently, the touch recognition unit 18 determines, based on the second capacitance map, whether or not the input by the touch of the finger or the pen is given to the touch panel 10.
  • the touch recognition unit 18 determines that the touch panel 10 receives an input by a touch of a finger or a pen, the touch recognition unit 18 provides the second electrostatic capacitance map to the input position calculation unit 19.
  • the input position calculation unit 19 calculates coordinates of an input position indicating a position at which an input is given to the touch panel 10 based on the second capacitance map supplied from the touch recognition unit 18. Then, the input position calculation unit 19 gives the coordinates of the input position to the host device 110 provided outside the touch sensor system 100.
  • the host device 110 is a processor provided outside the touch sensor system 100, and executes processing of application software based on the coordinates of the input position given from the input position calculation unit 19.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing a detailed configuration of the first capacitance distribution correction unit 16.
  • the first capacity distribution correction unit 16 includes an area setting unit 161, an average value calculation unit 162, a slope calculation unit 163, and a correction calculation unit 164.
  • the region setting unit 161 is provided with the first capacitance map from the first capacitance distribution calculating unit 15. Then, the region setting unit 161 identifies one point on the first capacitance map as a point of interest.
  • the target point on the first capacitance map is represented as coordinates (X, Y).
  • the point of interest (X, Y) may be identified, for example, as coordinates indicating a position where the maximum value exists in the first capacitance map (or a point near the position where the maximum value exists).
  • the region setting unit 161 uses four external factor area parameters U, D, L, and R to set the region A in which the correction calculation for the first capacitance map should be performed.
  • the external factor area parameters U, D, L and R are all integers of 1 or more.
  • FIG. 3 is a table illustrating values of external factor area parameters U, D, L, R.
  • the values of the external factor area parameters U, D, L, R may be fixed values predetermined at the time of manufacture of the touch sensor system 100, but may be values that can be changed by the host device 110. Is preferred.
  • the region setting unit 161 sets four points (X ⁇ L, Y ⁇ D), (X ⁇ L, Y + U), (X + R, Y ⁇ D), and (X + R, Y + U) with respect to the point of interest (X, Y). Identify). Then, the area setting unit 161 displays a table with a rectangle having four points (X ⁇ L, Y ⁇ D), (X ⁇ L, Y + U), (X + R, Y ⁇ D), and (X + R, Y + U) as vertices. A region to be corrected is set as a region A in which the correction calculation for the first capacitance map is performed. The area setting unit 161 gives the average value calculation unit 162 information indicating the coordinates of the point of interest (X, Y) and the area A in addition to the first capacitance map.
  • FIG. 4 is a diagram exemplifying a point of interest (X, Y) and a region A in the first capacitance map.
  • the four vertices of the region A are (X-3, Y-3), (X-3, Y + 3), (X + 3, Y-3), ( Each is represented as X + 3, Y + 3).
  • the average value calculation unit 162 acquires, from the area setting unit 161, the coordinates of the point of interest (X, Y) and information indicating the area A, in addition to the first capacitance map.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the first capacitance map and the area A.
  • the first capacitance map shown in FIG. 5 is referred to as a first capacitance map MAP1.
  • the first capacitance map MAP1 is represented as a 10-by-8 matrix.
  • the focus points (5, 5) are assumed to be positions where electrostatic capacitance resulting from touch input is present.
  • the region A is set to four points (2, 2), (2, 8), (8) in the first capacitance map MAP1. , 2), and (8, 8) are set as rectangles respectively having a vertex. Therefore, the region A can be represented by a matrix of 7 rows and 7 columns.
  • a matrix indicating the distribution of capacitance in the region A is referred to as a matrix C1.
  • the origin (0, 0) in the region A is set with the point of interest (X, Y) in the first capacitance map MAP 1 as a reference position. Therefore, in the region A, the coordinates of the four vertices are expressed as (-3, -3), (-3, 3), (3, -3), (3, 3).
  • FIG. 6 is a diagram illustrating operations of the average value calculating unit 162 and the inclination calculating unit 163 in the region A. First, the operation of the average value calculation unit 162 will be described with reference to FIG.
  • the average value calculation unit 162 calculates an average value Cm of capacitances in the entire region A according to the following equation (1).
  • Cm (sum of all components of matrix C1) / (number of all components of matrix C1) (1)
  • the average value calculator 162 calculates (i) an average value Cu of capacitances in the uppermost side (uppermost row) of the region A, and (ii) an average value of capacitances in the lowermost side (lowermost row) of the region A Cd, the average value Cl of the capacitance at the leftmost side (the leftmost row) of the (iii) region A, the average value Cr of the capacitance at the rightmost side (the rightmost row) of the (iv) region A, Calculate each by (2) to (5).
  • the average calculation unit 162 inclines the values of Cm, Cu, Cd, Cl, and Cr. It is supplied to the calculation unit 163.
  • the slope calculation unit 163 uses the values of Cm, Cu, Cd, Cl, and Cr acquired from the region setting unit 161 to generate the up and down inclination ⁇ and the left and right inclination ⁇ by the following equations (6) and (7), respectively. calculate.
  • the vertical inclination ⁇ represents the amount of change in the capacitance value in the vertical direction in the region A.
  • the left and right slope ⁇ represents the amount of change in the capacitance value in the left and right direction in the region A.
  • the slope calculation unit 163 adds ⁇ and ⁇ to the first capacitance map MAP1, coordinates of the point of interest (X, Y), information indicating the area A, Cm, Cu, Cd, Cl, and Cr. The value is given to the correction calculation unit 164.
  • the correction calculation unit 164 calculates each component of the matrix C2 indicating the distribution of capacitance after correction according to the following equation (8).
  • C2 [i] [j] C1 [i] [j] -Cm + j ⁇ ⁇ + i ⁇ ⁇ (However, -L ⁇ i ⁇ R, ⁇ U ⁇ j ⁇ D) (8) Then, after the correction calculation unit 164 calculates all components of C2 [i] [j] by Expression (8), a second capacitance map MAP2 indicating the distribution of capacitance represented by the matrix C2 is obtained.
  • the point (i, j) in the region A is the origin (0, 0) (that is, the point of interest (X, It shows that a larger amount of correction is performed on the matrix C [i] [j] as it goes away from Y).
  • J which concerns on 3rd term of the right side of Formula (8) is also called an up-and-down position correction coefficient.
  • the vertical position correction coefficient is zero at the origin (0, 0).
  • the upper and lower position correction coefficients decrease (increase) in value by one each time the position of point (i, j) deviates by one each from the origin point (0, 0) in the upward direction (downward direction).
  • i according to the fourth term on the right side of the equation (8) is also referred to as a left / right position correction coefficient.
  • the left and right position correction coefficient is 0 at the origin (0, 0).
  • the left and right position correction coefficients decrease (increase) in value by one each time the position of the point (i, j) leaves the origin (0, 0) by one each in the left direction (right direction).
  • FIG. 7 shows the matrix C1 in the first term of the right side of Formula (8).
  • Each component C2 [i] [j] of the matrix C1 can be said to be the value of the capacitance before correction in the region A.
  • (B) of FIG. 7 shows the matrix C2 in the first term of the left side of the equation (8).
  • Each component C2 [i] [j] of the matrix C2 can be said to be the corrected capacitance value in the region A. Therefore, the second capacitance map MAP2 represents the distribution of corrected capacitances in the region A.
  • FIG. 8 is a three-dimensional graph illustrating the capacitance distribution in the region A.
  • FIG. 8 is a graph illustrating the second capacitance map MAP2. In (b) of FIG. 8, it is shown that the floating of the capacitance that occurred in (a) of FIG. 8 is effectively suppressed.
  • the correction calculation unit 164 supplies the second capacitance map MAP2 to the second capacitance distribution storage unit 17. Then, as described above, in the touch panel controller 1, the coordinates of the input position are calculated using the second capacitance map MAP2.
  • An area Aq is set as a rectangle having each as a vertex.
  • a matrix indicating the distribution of capacitance in the region Aq is called a matrix Cq.
  • Cu 2239
  • Cd 4130
  • Cl 1290
  • Cr 5207
  • FIG. 9B shows the capacitance C2q after correction obtained as a result of the correction calculation in the region Aq.
  • a capacitance map showing a distribution of capacitances indicated by the matrix C2 q is referred to as a second capacitance map MAP2 q.
  • FIG. 10A is a three-dimensional graph illustrating the capacitance distribution in the region Aq. Also in (a) of FIG. 10, as in (a) of FIG. 8, the case where the floating of the electrostatic capacitance is caused by the bending of the touch panel 10 is illustrated.
  • FIG. 10 is a graph illustrating the second capacitance map MAP2 q. Also in (b) of FIG. 10, as in (b) of FIG. 8, it is shown that the floating of the capacitance is effectively suppressed.
  • An area Ar is set as a rectangle having each as a vertex.
  • a matrix indicating the distribution of capacitance in the region Ar is called a matrix Cr.
  • FIG. 11B shows the corrected capacitance C2r obtained as a result of the correction calculation in the area Ar.
  • a capacitance map showing the distribution of capacitances indicated by the matrix C2r is referred to as a second capacitance map MAP2r.
  • FIG. 12A is a three-dimensional graph illustrating the capacitance distribution in the region Ar. Also in (a) of FIG. 12, as in (a) of FIG. 8, the case where the floating of the electrostatic capacitance occurs due to the bending of the touch panel 10 is illustrated.
  • FIG. 12 is a graph illustrating the second capacitance map MAP2 r. Also in (b) of FIG. 12, as in (b) of FIG. 8, it is shown that the floating of the capacitance is effectively suppressed.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating the flow of a process of calculating the coordinates of the input position in the touch sensor system 100.
  • the power supply of the touch sensor system 100 is turned on (processing S1). Subsequently, the first capacitance distribution correction unit 16 initializes the external factor capacitance correction value (processing S2).
  • the driver 11 drives the drive lines HL1 to HLn (processing S3).
  • sense amplifier 12 generates m linear sum signals Y1 corresponding to (m ⁇ n) electrostatic capacitances C1,1 to Cm, n formed on sense panel 10 from sense lines VL1 to VLm. To Ym are read out as an analog signal and supplied to the AD converter 13.
  • the AD converter 13 performs AD conversion on the linear sums Y1 to Ym as analog signals, and supplies the digitized linear sums Y1 to Ym to the first capacitance distribution calculating unit 15 (processing S4).
  • the first capacitance distribution calculating unit 15 calculates a first capacitance map indicating the distribution of capacitances on the touch panel 10 based on the digitized linear sums Y1 to Ym (processing S5). Subsequently, the first capacitance distribution calculating unit 15 gives the first capacitance map to the first capacitance distribution correcting unit 16.
  • the first capacitance distribution correction unit 16 sets an area A in which the correction calculation should be performed in the first capacitance map. Then, various parameters (the above-described Cm, Cu, Cd, Cl, Cr, ⁇ , ⁇ ) used for the correction calculation for the capacitance in the region A are calculated (processing S6).
  • the first capacitance distribution correction unit 16 performs correction calculation according to the above-described equation (8) on each electrostatic capacitance in the region A (processing S7).
  • the details of the processes S6 and S7 will be described later with reference to FIG.
  • the first capacitance distribution correction unit 16 confirms whether or not the processes S6 and S7 have been performed on all the capacitances in the first capacitance map (process S8). If the processes S6 and S7 have not been performed on all the capacitances in the first capacitance map (NO in the process S8), the process returns to the process S6 and the process in the first capacitance distribution correction unit 16 S6 and S7 are repeated.
  • the second capacitance map is generated in the first capacitance distribution correction unit 16. Are generated (processing S9).
  • the second capacitance map is provided to the touch recognition unit 18 via the second capacitance distribution storage unit 17.
  • the touch recognition unit 18 determines whether or not an input by a touch of a finger or a pen is given to the touch panel 10 based on the second capacitance map. When the touch recognition unit 18 determines that the touch panel 10 receives an input by a touch of a finger or a pen, the touch recognition unit 18 provides the second electrostatic capacitance map to the input position calculation unit 19.
  • the input position calculation unit 19 calculates coordinates of the input position indicating the position at which the input to the touch panel 10 is input, based on the second capacitance map supplied from the touch recognition unit 18 (processing S10). Then, the input position calculation unit 19 gives the coordinates of the input position to the host device 110 provided outside the touch sensor system 100 (processing S11).
  • the coordinates of the input position in the touch sensor system 100 are calculated by the above-described processes S1 to S11, and are provided to the host device 110. Then, after the end of the process S11, the process returns to the process S3, and the process S3 to the process S11 are repeated over the period in which the touch sensor system 100 is powered on.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating the details of the processes S6 and S7 (that is, the process of correcting each capacitance value on the first capacitance map) in the first capacitance distribution correction unit 16 shown in FIG. It is. Hereinafter, the flow of processing of each part provided in the first capacity distribution correction unit 16 will be described.
  • the area setting unit 161 specifies one point on the first capacitance map as a point of interest (X, Y). Then, the region setting unit 161 uses the values of the external factor area parameters U, D, L, R to perform the region A (see FIGS. 4 and 5) in which the correction calculation for the first capacitance map is performed. It sets (processing S21).
  • the average value calculation unit 162 calculates the average value Cm of the capacitances in the entire area A by the equation (1) (processing S22), and (ii) the electrostatics at the uppermost side of the area A
  • the average value Cu of the capacity is calculated by the equation (2) (process S23), and the average value Cd of the capacitance at the lowermost side of the area A is calculated by the equation (3) (process S24), iv)
  • the average value Cl of the capacitance at the leftmost side of the region A is calculated by the equation (4) (processing S25), and the average value Cr of the capacitance at the right side of the region (v) ) (Process S26) (see FIG. 6).
  • the order of the processes S22 to S26 for calculating the values of Cm, Cu, Cd, Cl, and Cr is not limited to this, and may be changed as appropriate.
  • the order of process S26 ⁇ process S25 ⁇ process S24 ⁇ process S23 ⁇ process S22 may be used.
  • the inclination calculation unit 163 calculates (i) the up and down inclination ⁇ according to the equation (6) (processing S27), and (ii) calculates the left and right inclination ⁇ according to the equation (7) (processing S28) 6)).
  • the order of the process S27 and the process S28 is not limited to this. Therefore, the values of the vertical inclination ⁇ and the horizontal inclination ⁇ may be calculated in the order of processing S 28 ⁇ processing S 27.
  • the correction calculation unit 164 calculates each component C2 [i] [j] of the matrix C2 indicating the distribution of capacitance after correction according to equation (8) (processing S30). If the loop condition concerning i and j is satisfied (YES in S29), the process S30 is repeatedly executed.
  • processing S30 is performed for all i, j, and when the loop conditions for i, j are not satisfied (NO in S29), all components C2 [i] [j] of matrix C2 are calculated . Then, the process after process S8 of FIG. 13 is performed.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating the first capacitance map MAP1 p.
  • the area Ap is set as a rectangle having four points (4, 4), (4, 10), (10, 4), and (10, 10) in the first capacitance map MAP1 p as vertices. .
  • FIG. 15B is a three-dimensional graph illustrating the capacitance distribution in the region Ap.
  • various correction calculations in the region Ap will be described.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a correction using the average value Cma of the entire capacitance in the first capacitance map MAP1p.
  • the correction shown in FIG. 17 can be said to be a correction that makes an overall offset.
  • (A) of FIG. 16 is a view similar to (a) of FIG. 15, and shows the capacitances Cp and Cp1 before the correction calculation is performed.
  • FIG. 16 shows the corrected capacitance Cp2a obtained as a result of the correction calculation in the region Ap.
  • a capacitance map showing the distribution of capacitances indicated by the matrix Cp2a is referred to as a second capacitance map MAP2pa.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating the correction using the average value Cm of the entire capacitance in the region Ap.
  • the correction shown in FIG. 17 can be said to be a correction that performs a partial offset.
  • (A) of FIG. 17 is a view similar to (a) of FIG. 15 and shows the capacitances Cp and Cp1 before the correction calculation is performed.
  • FIG. 17 shows a corrected capacitance Cp2b obtained as a result of the correction calculation in the region Ap.
  • a capacitance map showing the distribution of capacitances indicated by the matrix Cp2b is referred to as a second capacitance map MAP2pb.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a correction using the average value Cm of the entire capacitance in the region Ap and the up and down inclination ⁇ .
  • the correction shown in FIG. 18 can be said to be a correction that performs an offset that focuses on the drive direction of the touch panel 10 in addition to the partial offset.
  • (A) of FIG. 18 is a view similar to (a) of FIG. 15 and shows the capacitances Cp and Cp1 before the correction calculation is performed.
  • FIG. 18 shows the corrected capacitance Cp2c obtained as a result of the correction calculation in the region Ap.
  • a capacitance map showing the distribution of capacitances indicated by the matrix Cp2c is referred to as a second capacitance map MAP2pc.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating the correction according to the equation (8), that is, the correction using the average value Cm of the entire capacitance in the region Ap, the vertical inclination ⁇ , and the horizontal inclination ⁇ .
  • (A) of FIG. 19 is a view similar to (a) of FIG. 15 and shows the capacitances Cp and Cp1 before the correction calculation is performed.
  • FIG. 19B shows the capacitance C2p after correction obtained as a result of the correction calculation in the region Ap.
  • a capacitance map showing a distribution of capacitances indicated by the matrix C2p is referred to as a second capacitance map MAP2p.
  • Each component of the matrix C2p indicating the distribution of capacitance after correction in (b) of FIG. 19 is calculated by the above-mentioned equation (8).
  • FIG. 20 is a view for comparing the effects of the respective corrections described above.
  • the second capacitance map MAP2pa is shown in FIG. 20 (a)
  • the second capacitance map MAP2pb is shown in FIG. 20 (b)
  • the second capacitance is shown in FIG. 20 (c).
  • the map MAP2 pc is illustrated in (d) of FIG. 20 as a second capacitance map MAP2 p as a three-dimensional graph representing a capacitance distribution.
  • the range of change in capacitance when deflection occurs on touch panel 10 is wider than the range of change in capacitance when touch input is performed on touch panel 10 with a finger or a pen. it is conceivable that.
  • the external factor parameters U, D, L are set such that a wider range than the range of the change in capacitance when touch input is performed on the touch panel 10 is set as the region A to be corrected. It is understood that the correction according to equation (8) is particularly effective by suitably selecting the values of R and R.
  • the capacitance of the capacitance in the case where the touch panel 10 is bent is wider than the range of the variation of the capacitance caused by the touch input of the touch panel 10.
  • the value of the capacitance can be corrected for the range of change. Therefore, it is possible to cancel the change of the electrostatic capacitance caused by the bending of the touch panel 10, and to hold the change of the electrostatic capacitance caused by the touch input to the touch panel 10.
  • the values of the external factor parameters U, D, L, and R are preferably relatively small. This is because by making the region A into a narrower range, it is expected that the accuracy of the correction calculation is further improved.
  • the values of the external factor parameters U, D, L and R are such that the width of the region A is a minimum width including the range of change in capacitance when the touch input is performed on the touch panel 10 It is preferred to be selected.
  • the range of change in capacitance when the touch panel 10 is exposed to noise such as an electromagnetic wave is the range of change in capacitance when a touch input is performed on the touch panel 10 with a finger or a pen. It is assumed that it is narrower than. Therefore, it can be said that the correction according to equation (8) is particularly effective as a correction calculation for the change in capacitance caused by the bending of the touch panel.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating the result of the correction calculation in the case of using a point of interest different from that in FIG. 19 in the first capacitance map MAP1 p.
  • (A) of FIG. 21 is a diagram illustrating the first capacitance map MAP1 p.
  • “8462” is stored as a capacitance value at the focused point in (a) of FIG.
  • FIG. 21 exemplifies a matrix Cp2x after correction generated as a result of performing correction calculation according to Expression (8) with respect to the matrix Cpx1.
  • a capacitance map showing the distribution of capacitances indicated by the matrix C2px is referred to as a second capacitance map MAP2px.
  • FIG. 21 exemplifies a second capacitance map MAP2 px.
  • the peak of the capacitance distribution in the second capacitance map MAP2 px is present at the point (3, 1) (that is, the position corresponding to the point (7, 7) in the first capacitance map MAP 1 p) It is shown. Therefore, the point (0, 0) in the second capacitance map MAP2 px is determined not to be the input position.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating the result of the correction calculation in the case of using a point of interest different from that in FIG. 19 in the first capacitance map MAP1 p.
  • (A) of FIG. 22 is a diagram illustrating the first capacitance map MAP1 p.
  • “18138” is stored as a capacitance value at the focus point in (a) of FIG.
  • FIG. 22 exemplifies a matrix Cp2 y after correction generated as a result of performing correction calculation according to Expression (8) with respect to the matrix C py1.
  • a capacitance map showing a distribution of capacitances indicated by the matrix C2py is referred to as a second capacitance map MAP2py.
  • FIG. 22 illustrates the second capacitance map MAP2py.
  • the peak of the capacitance distribution in the second capacitance map MAP2py is present at the point (-3, -3) (ie, the position corresponding to the point (7, 7) in the first capacitance map MAP1 p) Is shown. Therefore, the point (0, 0) in the second capacitance map MAP2 px is determined not to be the input position.
  • the point of the first capacitance map MAP1p at which the local maximum “18523” exists is the input position. It is understood that it is judged as not being.
  • the second capacitance map (for example, the second capacitance map MAP2) is obtained in which the floating of the capacitance due to V.sub.2 is suppressed.
  • the first capacitance distribution correction unit 16 generates (m ⁇ n) second signal value maps corresponding to each component of the matrix C representing the first capacitance map MAP1. Do. Therefore, the first capacitance distribution correction unit 16 generates a second signal value map corresponding to each of (m ⁇ n) signal values distributed on the touch panel 10.
  • an interval between the drive lines HL1 to HLn and an interval between the sense lines VL1 to VLm are sufficiently smaller than the size of the finger or the pen. Therefore, it can be said that input operations at a plurality of positions on the touch panel 10 are not associated with the same capacitance Cm, n. Therefore, as described above, the touch sensor system 100 according to the present embodiment can perform correction calculation individually near each input position.
  • FIG. 23 is a functional block diagram showing the configuration of the touch sensor system 200 of the present embodiment.
  • the touch sensor system 200 according to the present embodiment includes (i) the touch panel controller 1 included in the touch sensor system 100 according to the first embodiment replaced with the touch panel controller 2 and (ii) the first touch panel controller 1 according to the first embodiment includes This configuration is obtained by replacing the capacitance distribution correction unit 16 with the first capacitance distribution correction unit 26 (second signal value map generation unit).
  • FIG. 24 is a functional block diagram showing a detailed configuration of the first capacitance distribution correction unit 26.
  • the first capacitance distribution correction unit 26 includes an area setting unit 161, an average value calculation unit 162, a slope calculation unit 163, a correction calculation unit 164, and a magnification setting unit 265. Therefore, it can be said that the first capacity distribution correction unit 26 of the present embodiment has a configuration in which the magnification setting unit 265 is added to the first capacity distribution correction unit 16 of the first embodiment.
  • the magnification setting unit 265 has a function of correcting the values of Cm, ⁇ , and ⁇ using the correction magnification K.
  • the value of the correction factor K may be a fixed value determined in advance at the time of manufacture of the touch sensor system 200, but is preferably a value that can be changed by the host device 110.
  • magnification setting unit 265 Prior to the start of the process of the first capacity distribution correction unit 26, whether or not to set the magnification in the magnification setting unit 265 is set in advance.
  • This setting can be arbitrarily performed by the user via the host device 110.
  • an operation in the case where the magnification setting in the magnification setting unit 265 is performed will be described.
  • the magnification setting unit 265 calculates Cm, ⁇ f, and ⁇ f according to the following equations (12) to (14) using the set correction magnification K value.
  • Cmf is referred to as a correction average value
  • ⁇ f is referred to as a correction vertical inclination
  • ⁇ f is referred to as a correction horizontal inclination.
  • the magnification setting unit 265 gives the correction calculation unit 164 the values of the corrected average value Cmf, the corrected vertical inclination ⁇ f, and the corrected horizontal inclination ⁇ f.
  • the correction calculation unit 164 calculates each component of the matrix C2 indicating the distribution of capacitance after correction according to the following equation (15).
  • FIG. 25 to 28 illustrate the correction of the present embodiment.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating correction in the case where the correction magnification K is 1.2.
  • (A) of FIG. 25 is a diagram similar to (a) of FIG. 7, and shows the capacitance C1 before the correction calculation is performed in the region A.
  • FIG. 25B shows the capacitance C2fa after correction obtained as a result of the correction calculation in the region A.
  • a capacitance map showing a distribution of capacitances indicated by the matrix C2fa is referred to as a second capacitance map MAP2fa.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating correction in the case where the correction magnification K is 1.1.
  • (A) of FIG. 26 is a diagram similar to (a) of FIG. 7, and shows the capacitance C1 before the correction calculation is performed in the region A.
  • FIG. 26B shows the capacitance C2fb after correction obtained as a result of the correction calculation in the region A.
  • a capacitance map showing the distribution of capacitances indicated by the matrix C2fb is referred to as a second capacitance map MAP2fb.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating correction in the case where the correction magnification K is 0.9.
  • A) of FIG. 27 is a view similar to (a) of FIG. 7 and shows the capacitance C1 before the correction calculation is performed in the region A. Further, (b) of FIG. 27 shows a corrected capacitance C2fc obtained as a result of the correction calculation in the region A.
  • a capacitance map showing the distribution of capacitances indicated by the matrix C2fc is referred to as a second capacitance map MAP2fc.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating correction in the case where the correction magnification K is 0.8.
  • A) of FIG. 28 is a diagram similar to (a) of FIG. 7, and shows the capacitance C1 before the correction calculation is performed in the region A. Further, (b) of FIG. 28 shows the corrected capacitance C2fd obtained as a result of the correction calculation in the region A.
  • a capacitance map showing the distribution of capacitances indicated by the matrix C2fd is referred to as a second capacitance map MAP2fd.
  • FIG. 29 shows the effect of each of the above-mentioned corrections.
  • the second capacitance map MAP2fa is shown in (a) of FIG. 29, the second capacitance map MAP2fb is shown in (b) of FIG. 29, and the second capacitance in (c) of FIG.
  • the map MAP2fc is illustrated in (d) of FIG. 29 as a second capacitance map MAP2fd as a three-dimensional graph representing a capacitance distribution.
  • FIG. 30 is a flowchart illustrating the flow of processing of each unit included in the first capacity distribution correction unit 26. Processes S31 to S54 are shown in FIG.
  • process S41 to S48 in FIG. 30 are similar to the processes S21 to S28 in FIG. Moreover, process S52 of FIG. 30 is the same as process S29 of FIG. Therefore, only the processes S49 to S51 and the process S53 will be described.
  • the magnification setting unit 265 confirms whether or not to set the magnification (processing S49).
  • the correction calculation unit 164 calculates each component C2 [i] [j] of the matrix C2 indicating the distribution of capacitance after correction according to equation (15) (processing S53). If the loop conditions for i and j are satisfied (YES in S52), the process S53 is repeatedly executed.
  • the process S53 is performed for all i, j, and when the loop conditions for i, j are not satisfied (NO in S52), all components C2 [i] [j] of the matrix C2 are calculated. Then, the process after process S9 of FIG. 13 is performed.
  • FIG. 31 is a functional block diagram showing the configuration of the touch sensor system 300 of the present embodiment.
  • the touch sensor system 300 according to the present embodiment includes (i) the touch panel controller 1 included in the touch sensor system 100 according to the first embodiment replaced with the touch panel controller 3 and (ii) the first touch panel controller 1 according to the first embodiment includes This configuration is obtained by replacing the capacitance distribution correction unit 16 with the first capacitance distribution correction unit 36 (second signal value map generation unit).
  • FIG. 32 is a functional block diagram showing a detailed configuration of the first capacitance distribution correction unit 36.
  • the first capacity distribution correction unit 36 includes an area setting unit 161, an average value calculation unit 162, an inclination calculation unit 163, a correction calculation unit 164, and a correction necessity determination unit 365. Therefore, it can be said that the first capacity distribution correction unit 36 of the present embodiment is configured by adding the correction necessity determination unit 365 to the first capacity distribution correction unit 16 of the first embodiment.
  • the correction necessity determination unit 365 compares the value of each component C1 [i] [j] of the matrix C1 indicating the distribution of capacitance in the region A with the determination value V.
  • the value of the determination value V may be a fixed value determined in advance at the time of manufacturing the touch sensor system 300, but is preferably a value that can be changed by the host device 110.
  • the correction necessity determination unit 365 determines that each component C1 [i] [j] of the matrix C1 has the following correction candidate conditions C1 [i] [j]> V (correction candidate conditions) It is determined whether or not
  • the correction necessity determination unit 365 generates correction necessity information indicating whether each component C1 [i] [j] of the matrix C1 satisfies the correction candidate condition, and supplies the correction calculation unit 164 with the correction necessity information.
  • the correction calculation unit 164 refers to the correction necessity information, and each component of the matrix C2 indicating the distribution of capacitance after correction according to Expression (8) only for C1 [i] [j] satisfying the correction candidate condition. Calculate C2 [i] [j].
  • FIG. 33 is a flowchart illustrating the flow of processing of each unit provided in the first capacity distribution correction unit 36. Processes S61 to S71 are shown in FIG.
  • the correction necessity determination unit 365 determines whether each component C1 [i] [j] of the matrix C1 satisfies the correction candidate condition. Then, the correction necessity determination unit 365 provides the correction calculation unit 164 with correction necessity information indicating whether or not each component C1 [i] [j] of the matrix C1 satisfies the correction candidate condition (processing S70). ).
  • FIG. 32 exemplifies a configuration in which the correction necessity determination unit 365 is provided immediately before the correction calculation unit 164, the correction necessity determination unit 365 is provided immediately before the area setting unit 161. It may be.
  • the process S70 can be performed immediately before the process S61. Therefore, when there is no need to perform correction calculation on the component C1 [i] [j] of the matrix C1, processing (S62 to S66) of calculating each average value of capacitance values, and vertical inclination and horizontal inclination The processing (S67 to S68) to be calculated can be omitted.
  • the correction calculation unit 164 If the component C1 [i] [j] of the matrix C1 satisfies the correction candidate condition (YES in S70), the correction calculation unit 164 generates a matrix indicating the distribution of capacitance after correction according to equation (8). The component C2 [i] [j] of C2 is calculated (processing S71).
  • the correction calculation is not performed when the value of the component C1 [i] [j] of the matrix C1 is equal to or less than the determination value V. For this reason, it is assumed that a case where a good correction calculation effect can not be obtained or a case where the correction calculation is performed on the value of the component C1 [i] [j] of the matrix C1 close to the determination value V Ru. This problem can be solved by changing the position of the process S70.
  • correction is performed on all points in the area A only when C1 [i] [j]> V is satisfied (that is, the correction candidate condition is satisfied). It is good to calculate and create a matrix C2.
  • processing S70 is performed for all i, j and the loop conditions for i, j are not satisfied (NO in S69), all components C1 [i] [j] of matrix C1 satisfying the correction candidate condition are satisfied. The corresponding component C2 [i] [j] of the matrix C2 after correction is calculated. Then, the process after process S9 of FIG. 13 is performed.
  • FIG. 34 is a diagram illustrating the region As.
  • a matrix indicating the distribution of capacitance in the region As is referred to as a matrix Cs1.
  • FIG. 34 is a three-dimensional graph illustrating the capacitance distribution in the region As. (B) of FIG. 34 exemplifies a case where an input operation on the touch panel 10 is performed at the coordinates (0, 0).
  • the number of components that satisfy Cs1 [i] [j]> 4000 (correction candidate conditions) is six.
  • the correction calculation is performed only on the six components satisfying the correction candidate condition among the 169 components of the matrix Cs1. Therefore, according to the touch sensor system 300 of the present embodiment, the required memory capacity is required compared to the touch sensor systems 100 and 200 of the first and second embodiments, in which correction calculation is performed for all components of the matrix Cs1. The effect is that it is possible to reduce
  • FIG. 35 is a diagram illustrating memory capacity required for correction calculation.
  • a first capacitance map MAP1A represented as a 10-by-10 matrix.
  • the number of second capacitance maps that can be generated from the first capacitance map MAP1A1 is equal to the number of components of the first capacitance map MAP1A1.
  • a second capacitance map MAP2A1 generated with the component “A1” in the first row and the first column of the first capacitance map MAP1A as a point of interest A second capacitance map MAP2A2 generated with the component “B1” in the first row and second column of the first capacitance map MAP1A as a point of interest, ... (omitted) ...
  • Second capacitance map MAP2A10 generated with the component “H1” of the first row and second column of the first capacitance map MAP1A as a point of interest
  • Second capacitance map MAP2A11 generated with the component “A2” of the second row and the first column of the first capacitance map MAP1A as a point of interest
  • Second capacitance map MAP2A100 generated with the component “H10” in the tenth row and the tenth column of the first capacitance map MAP1A as a point of interest
  • 100 second capacitance maps may be generated from the first capacitance map MAP1A1.
  • Each of the second capacitance maps MAP2A1 to MAP2A100 is represented as a matrix of 7 rows and 7 columns. Also, as shown in FIG. 35, the maps of the second capacitances MAP2A1 to MAP2A100 partially overlap each other.
  • the memory capacity necessary for storing the second capacitance map is the first capacitance. It can be said that it is sufficiently large compared to the memory capacity required to save the map.
  • the touch sensor system 300 is useful in that the memory capacity necessary for storing the second capacitance map can be reduced.
  • Embodiment 4 Another embodiment of the present invention is described below with reference to FIGS. 36 to 37.
  • symbol is appended and the description is abbreviate
  • FIG. 36 is a functional block diagram showing the configuration of the touch sensor system 400 of the present embodiment.
  • the touch sensor system 400 of the present embodiment has a configuration obtained by replacing the touch panel controller 1 included in the touch sensor system 100 of the first embodiment with the touch panel controller 4 (i).
  • each member which the touch sensor system 400 of this embodiment has is the same as each member which the touch sensor system 100 of Embodiment 1 has, the same code
  • the touch panel controller 4 of the present embodiment has the same configuration as that of the touch panel controller 1 of the first embodiment, and only the order of part of the processing is different. Accordingly, the flow of processing in the touch sensor system 400 will be described below.
  • FIG. 37 is a flowchart illustrating the flow of processing for calculating the coordinates of the input position in touch sensor system 400. Processes S81 to S91 are shown in FIG.
  • a second capacitance map is generated (process S88).
  • the second capacitance map is provided to the touch recognition unit 18 via the second capacitance distribution storage unit 17.
  • the touch recognition unit 18 determines, based on the second capacitance map, whether or not the input by the touch of the finger or the pen is given to the touch panel 10.
  • the touch recognition unit 18 determines that the touch panel 10 receives an input by a touch of a finger or a pen, the touch recognition unit 18 provides the second electrostatic capacitance map to the input position calculation unit 19.
  • the input position calculation unit 19 calculates coordinates of the input position indicating the position at which the input to the touch panel 10 is input, based on the second capacitance map supplied from the touch recognition unit 18 (processing S89).
  • the first capacitance distribution correcting unit 16 confirms whether or not the processes S86 to S89 have been performed on all the capacitances in the first capacitance map (process S90).
  • the process returns to the process S86 and the process in the first capacitance distribution correction unit 16 S86 to S89 are repeated.
  • the input position calculation unit 19 sets the coordinates of the input position to the touch sensor. It is given to the host device 110 provided outside the system 400 (processing S91).
  • the coordinates of the input position in the touch sensor system 400 are calculated by the processes S81 to S91, and are provided to the host device 110. Then, after the process S91 ends, the process returns to the process S83, and the process S83 to the process S91 are repeated over the period in which the touch sensor system 400 is powered on.
  • the touch sensor system 100 calculates the coordinates of the input position based on the second capacitance map outside the loop of process S8 (see process S10 in FIG. 13).
  • the touch sensor system 400 of the present embodiment calculates the coordinates of the input position based on the second capacitance map in the loop of process S90 (see process S89 in FIG. 37).
  • the coordinates of the input position can be calculated immediately after the second capacitance map is generated in processing S89. Therefore, it is permitted to overwrite the second capacitance map stored in the memory for each loop of process S90.
  • the required memory capacity is not required compared to the touch sensor systems 100 to 300 of the first to third embodiments in which overwriting of the second inter-capacitance map is not permitted.
  • the effect is that it can be reduced.
  • FIG. 38 is a functional block diagram showing the configuration of the touch sensor system 500 of the present embodiment.
  • the touch sensor system 500 of the present embodiment (i) replaces the touch panel controller 1 included in the touch sensor system 100 of the first embodiment with the touch panel controller 5, and (ii) the first touch panel controller 1 of the first embodiment includes This configuration is obtained by replacing the capacitance distribution correction unit 16 with a first capacitance distribution correction unit 56 (second signal value map generation unit).
  • FIG. 39 is a functional block diagram showing a detailed configuration of the first capacitance distribution correction unit 56.
  • the first capacity distribution correction unit 56 includes an area setting unit 161, an average value calculation unit 562, a slope calculation unit 563 and a correction calculation unit 164. Therefore, the first capacity distribution correction unit 56 of the present embodiment is the average value calculation unit 162 and the inclination calculation unit 563 included in the first capacity distribution correction unit 16 of the first embodiment. Are respectively obtained by replacement.
  • the average value calculation unit 562 calculates the average value Cm of the capacitances in the entire area A using Expression (1). This process is the same as the average value calculation unit 162 of the first embodiment.
  • the average value calculation unit 562 performs the following calculation using the four parameters Ku, Kd, Kl, and Kr.
  • the values of Ku, Kd, Kl, and Kr may be fixed values that are predetermined at the time of manufacturing the touch sensor system 500, but are preferably values that can be changed by the host device 110.
  • the average value calculation unit 562 calculates (i) the average value Cu of the capacitance in the Ku row from the uppermost side (uppermost row) of the region A, and (ii) the static value in the lowermost side (lowermost row) of the region A to the Kd row.
  • Average value Cd of capacitance (iii) Average value of capacitance Cl in the K1 line from the leftmost side (the leftmost line) of region A, (iv) Static value in the rightmost line (rightmost line) of region A to the Kr line
  • the average value Cr of capacitance is calculated by the following equations (16) to (19), respectively.
  • FIG. 40 is a diagram illustrating processes of the average value calculating unit 562 and the inclination calculating unit. In FIG. 40, an area A similar to FIG. 6 is shown.
  • the slope calculation unit 563 uses the four parameters Ku, Kd, Kl, and Kr in addition to the values of Cm, Cu, Cd, Cl, and Cr to calculate the up and down slope ⁇ and the left and right slope ⁇ by the following equation (20) And (21), respectively.
  • the touch sensor system 500 uses not only the component of the outermost periphery of the matrix C1 indicating the capacitance distribution of the region A but also a plurality of components of the circumference including the outermost periphery. Calculate
  • FIG. 41 is a functional block diagram showing the configuration of the touch sensor system 600 of the present embodiment.
  • the touch sensor system 600 according to the present embodiment includes (i) the touch panel controller 1 included in the touch sensor system 100 according to the first embodiment replaced with the touch panel controller 6 and (ii) the first touch panel controller 1 according to the first embodiment includes This configuration is obtained by replacing the capacitance distribution correction unit 16 with a first capacitance distribution correction unit 66 (second signal value map generation unit).
  • FIG. 42 is a functional block diagram showing a detailed configuration of the first capacitance distribution correction unit 66.
  • the first capacity distribution correction unit 66 includes a difference calculation unit 665 and an integral calculation unit 666 in addition to the region setting unit 161, the average value calculation unit 162, the inclination calculation unit 163, and the correction calculation unit 164. Therefore, the first capacity distribution correction unit 66 of the present embodiment is a configuration obtained by adding the difference calculation unit 665 and the integral calculation unit 666 to the first capacity distribution correction unit 16 of the first embodiment.
  • the difference calculation unit 665 performs difference calculation on the matrix indicating the capacitance distribution.
  • the integral calculation unit 666 performs integral calculation on the matrix indicating the capacitance distribution.
  • FIG. 43 is a diagram illustrating difference calculation and integration calculation.
  • FIG. 43 (a) shows a matrix C representing the capacitance distribution of the first capacitance map MAP1 similar to FIG.
  • a matrix Cdif generated by performing a difference calculation on the matrix C is shown in (b) of FIG.
  • the matrix Cdif is hereinafter referred to as a difference matrix.
  • the difference calculation for generating the difference matrix Cdif from the matrix C is performed by the following equation (22).
  • the difference calculation of Equation (22) may be referred to as differential calculation.
  • FIG. 43 (c) shows a matrix Cint generated by performing integral calculation on the matrix Cdif.
  • the matrix Cint is hereinafter referred to as an integration matrix.
  • the difference calculation for generating the integration matrix Cint from the matrix Cdif is performed by the following equation (23).
  • Cint [i] [j] Cint [i-1] [j] -Cdif [i] [j] (23)
  • (A) and (c) of FIG. 43 indicate that the integration matrix Cint is the same matrix as the matrix C. Therefore, it can be said that the difference calculation of Expression (22) and the integration calculation of Expression (23) are in inverse relation to each other. Therefore, the integral calculation of Equation (23) may be considered as processing for restoring the difference matrix Cdif obtained as a result of the difference calculation according to Equation (22) to the original matrix C.
  • the difference calculation unit 665 obtains the first capacitance map MAP1 from the first capacitance distribution calculation unit 15. Then, the difference calculation unit 665 performs difference calculation on each component C1 [i] [j] of the matrix C1 representing the distribution of capacitance in the first capacitance map. That is, the difference calculation unit 665 generates a difference matrix C1dif from the matrix C1 according to equation (22).
  • the difference calculation unit 665 supplies the difference matrix C1dif to the region setting unit 161. Thereafter, correction calculation for the difference matrix C1dif is performed through the area setting unit 161 to the correction calculation unit 164.
  • a matrix generated by the correction calculation according to Equation (8) is referred to as a matrix C2dif.
  • a capacitance map corresponding to the matrix C2dif is referred to as a second capacitance map MAP2dif.
  • FIG. 44 illustrates the case where the process by the first capacitance distribution correction unit 66 is performed on the matrix C1 representing the distribution of capacitance in the region A of FIG. 5.
  • the difference matrix C1dif in the region A is illustrated in (a) of FIG. 44, and the matrix C2dif in the second capacitance map MAP2 dif is illustrated in (b) of FIG.
  • Cu 542
  • Cd ⁇ 300
  • Cl 279
  • Cr 716
  • Cm 489
  • 140
  • ⁇ 72.
  • the integral calculation unit 666 is provided to restore the distribution of capacitances subjected to the difference calculation in the difference calculation unit 665.
  • the integral calculator 666 receives the matrix C2dif and the second capacitance map MAP2dif from the correction calculator 164. Then, the integral calculation unit 666 generates an integral matrix C2I from the matrix C2dif by equation (23).
  • the capacitance map corresponding to the integration matrix C2I is referred to as a second capacitance map MAP2I.
  • FIG. 44 (c) the integral matrix C2I in the second capacitance map MAP2I is, and in FIG. 44 (d), a three-dimensional graph representing the capacitance distribution in the second capacitance map MAP2I. , Are illustrated respectively. According to (d) of FIG. 44, it is shown that the capacitance is effectively corrected, as in the above-described first to fifth embodiments.
  • FIG. 45 is a flowchart illustrating the flow of a process of calculating the coordinates of the input position in the touch sensor system 600. Processing S101 to S113 are shown in FIG.
  • the processes S101 to S105, the processes S107 to S108, and the processes S110 to S113 in FIG. 45 are the same as the processes S1 to S5, the processes S6 to S7, and the processes S8 to S11 in FIG. 9, respectively. Therefore, it can be said that the process of FIG. 45 is a process in which the processes S106 and S109 are added to the process of FIG. Hereinafter, only the processes S106 and S107 and the processes around them will be described.
  • the difference calculation unit 665 generates a difference matrix C1dif from the matrix C1 representing the distribution of capacitances in the first capacitance map by Expression (22) (processing S106).
  • the integral calculation unit 666 generates an integral matrix C2I from the matrix C2dif according to equation (23) (processing S109).
  • the first capacitance distribution correction unit 66 confirms whether or not the processes S106 to S109 have been performed on all the capacitances in the first capacitance map (process S110). When the processes S106 to S109 have not been performed for all the capacitances in the first capacitance map (NO in the process S110), the process returns to the process S106 and the process in the first capacitance distribution correction unit 66 S106 to S109 are repeated.
  • the processes S111 to S113 are performed in the same manner as the processes S9 to S11 of FIG. 9, and the coordinates of the input position in the touch sensor system 600 are calculated and given to the host device 110. Then, after the process S113 ends, the process returns to the process S103, and the process S103 to the process S113 are repeated during a period in which the touch sensor system 600 is powered on.
  • FIG. 46 shows the distribution of capacitance before correction in the region A (ie, the distribution representing the matrix C1), the distribution of capacitance after the correction obtained by the correction calculation of the first embodiment (ie, the matrix C2). Distribution) and the distribution of corrected capacitance obtained by the correction calculation of the present embodiment (ie, the distribution representing the matrix C2I) are illustrated as a one-dimensional graph.
  • FIG. 44 shows that the correction calculation of the present embodiment more effectively suppresses the dispersion of the capacitance distribution more than the correction calculation of the first embodiment.
  • FIG. 47 is a diagram for explaining the effectiveness of the correction calculation using the difference matrix, which is the correction calculation of the present embodiment.
  • a matrix C as a matrix indicating the distribution of capacitance is illustrated.
  • b) of FIG. 45 illustrates a difference matrix Cdif generated from the matrix C.
  • the difference matrix Cdif represents the degree of change of the capacitance value in the capacitance distribution in more detail than the matrix C. Therefore, according to the difference matrix Cdif, (i) a region where negative values exist, (ii) a region where values near 0 exist, and (iii) a region where positive values exist, compared to the matrix C. Can be divided more clearly.
  • the size (absolute value) of each component of the difference matrix Cdif is generally smaller than the size (absolute value) of each component of the matrix C. Therefore, by performing the correction calculation on the difference matrix Cdif, it is expected that the error caused in the correction calculation will be smaller than in the case where the correction calculation on the matrix C is performed.
  • the correction calculation of the present embodiment is a correction calculation that is more effective than the correction calculation of the first embodiment.
  • the correction calculation can be performed also for the capacitance value subjected to the calibration (calibration).
  • calibration refers to (i) the capacitance detected in the touch sensor system, with the value of the capacitance in a static state (for example, a state in which the touch panel is incorporated in the housing) as a reference value. (Ii) means the process of calculating the value of the difference from the reference value.
  • the present invention is not limited to the capacitive touch panel.
  • the present invention is another type of touch panel capable of reading in a matrix the signal values from sensors (for example, sense lines VL1 to VLm) provided on the touch panel (for example, a plurality of electric resistance values distributed in a matrix) May be applied to a resistive touch panel capable of reading
  • the touch sensor system according to an aspect of the present invention can perform correction calculation on the calibrated capacitance value.
  • the touch sensor system according to an aspect of the present invention is not limited to calibration, and is a correction calculation for a capacitance value to which other signal processing (for example, processing of adding a constant offset value to the capacitance value) is performed. It is also possible to
  • FIG. 48 is a functional block diagram showing a configuration of a mobile phone 3000 (electronic device) as an example of the electronic device provided with the touch sensor system 100 according to the first embodiment.
  • the mobile phone 3000 includes a central processing unit (CPU) 310, a camera 313, a microphone 314, a speaker 315, an operation unit 316, a display panel 318, a display control circuit 309, a read only memory (ROM) 311, and a random access memory (RAM) 312. , And the touch sensor system 100.
  • CPU central processing unit
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • the components included in the cellular phone 3000 are mutually connected by a data bus.
  • the mobile phone 3000 may be configured to include an interface for connecting to another electronic device by wire.
  • CPU 310 controls the operation of mobile phone 3000.
  • CPU 310 executes, for example, a program stored in ROM 311.
  • the operation unit 316 is an input device that receives an input of an instruction from the user of the mobile phone 3000, and is, for example, various operation keys or buttons.
  • the ROM 311 is a writable and erasable ROM such as an EPROM (Erasable Programmable ROM) or a flash memory, and stores data in a nonvolatile manner.
  • the RAM 312 volatileally stores data generated by execution of a program by the CPU 310 or data input through the operation unit 316.
  • the camera 313 shoots an object in accordance with the operation of the operation unit 316 by the user.
  • the image data of the photographed subject is stored in the RAM 312 or an external memory (for example, a memory card).
  • the microphone 314 receives an input of the user's voice.
  • the cellular phone 3000 digitizes the voice signal as the input analog data. Then, the mobile phone 3000 sends an audio signal as a digitized signal to a communication target (for example, another mobile phone).
  • the speaker 315 outputs an audio signal as an analog signal based on, for example, music data stored in the RAM 312.
  • the display panel 318 causes the display control circuit 309 to display the images stored in the ROM 311 and the RAM 312.
  • the display panel 318 may be superimposed on the touch panel 10 or may incorporate the touch panel 10.
  • the touch recognition signal indicating the touch position on the touch panel 10 generated in the touch panel controller 1 can also have the same role as a signal indicating that the operation unit 316 has been operated.
  • the touch sensor system 100 includes the touch panel controller 1 and the touch panel 10. The operation of the touch sensor system 100 is controlled by the CPU 310.
  • the host device 110 of the first embodiment may be realized by the CPU 310. Further, the process of detecting the position where the input operation to the touch panel 10 is performed may be executed by the CPU 310 provided outside the touch panel controller 1 based on the digitized linear sum signal.
  • CPU 310 may be provided.
  • the touch panel controller 1 supplies the digitized linear sum signal from the AD converter 13 to the first capacitance distribution calculating unit 15 provided in the CPU 310.
  • the CPU 310 is the same as that of the first embodiment. Do the processing.
  • any one of the touch sensor systems 200 to 600 of the second to sixth embodiments may be provided in the mobile phone 3000.
  • the mobile phone 3000 as an example of the electronic device provided with the touch sensor system 100 is a camera-equipped mobile phone or a smartphone, but the electronic device provided with the touch sensor system 100 is not limited thereto.
  • a portable terminal device such as a tablet or an information processing device such as a PC monitor, a signage, an electronic blackboard, an information display or the like is also included in the electronic device provided with the touch sensor system 100.
  • the control block (especially the CPU 310) of the cellular phone 3000 may be realized by a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like, or may be realized by software using a CPU.
  • the cellular phone 3000 is a CPU that executes instructions of a program that is software that realizes each function, a ROM or a storage device (these are recorded with the program and various data readable by a computer (or CPU)). It is provided with a RAM, etc. for developing the above-mentioned program.
  • the object of the present invention is achieved by the computer (or CPU) reading the program from the recording medium and executing the program.
  • the recording medium “a non-temporary tangible medium”, for example, a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit or the like can be used.
  • the program may be supplied to the computer via any transmission medium (communication network, broadcast wave, etc.) capable of transmitting the program.
  • the present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the program is embodied by electronic transmission.
  • the touch panel controller (1) according to aspect 1 of the present invention is characterized in that (m and n are each 3 or more) at the intersections of m sense lines (VL1 to VLm) and n drive lines (HL1 to HLn).
  • a first signal value for outputting a first signal value map (for example, a first capacitance map MAP1) indicating the distribution of the signal values in the touch panel (10) in which a plurality of signal values are formed in a matrix shape
  • a touch panel controller comprising a map generation unit (first capacity distribution calculation unit 15) and a touch recognition unit for detecting an input to the touch panel based on the signal value (18), wherein the touch panel controller is In the first signal value map, a region (A) which is a wider range than a range in which a change in signal value caused by an input operation to the touch panel occurs
  • a second signal value map (for example, a second capacitance map) generated by performing correction calculation that sets and cancels a change in signal value caused by an external factor different from an input operation to the touch panel in the region.
  • the touch recognition unit further includes a second signal value map generation unit (first capacity distribution correction unit) that supplies MAP2) to the touch recognition unit.
  • the second signal value map generation unit performs correction calculation on the first signal value map generated in the first capacitance map.
  • the second signal value map generation unit sets a range wider than the range in which the change of the signal value caused by the input operation to the touch panel occurs as the region A in which the correction calculation in the first signal value map is to be performed. Do. Then, in the region A, the second signal value map is generated by performing a correction calculation that cancels out the change of the signal value caused by the external factor different from the input operation to the touch panel.
  • the touch recognition unit can detect an input to the touch panel using the second signal value map indicating the distribution of signal values.
  • the influence of external factors can be obtained by using the second signal value map subjected to the correction calculation. Can be eliminated to detect an input to the touch panel.
  • the region is represented as a rectangle, the direction in which the sense line is disposed is the vertical direction, and the direction in which the drive line is disposed.
  • the second signal value map generation unit sets the average value Cm of the signal values in the area, the up and down inclination .alpha. Representing the variation of the signal value in the up and down direction in the area, and the left and right The correction calculation may be performed using the left / right inclination ⁇ representing the amount of change of the signal value in the direction.
  • the correction calculation in the second signal value map generation unit is performed using the vertical inclination ⁇ and the horizontal inclination ⁇ in addition to the average value Cm of the signal values in the rectangular area A.
  • the first signal value map is represented by a matrix C of m rows and n columns
  • the second signal value map generation unit A setting unit (161), an average value calculating unit (162), a slope calculating unit (163), and a correction calculating unit (164);
  • the point (X, Y) on the first signal value map corresponding to the component C [X] [Y] of (1 ⁇ X ⁇ m, 1 ⁇ Y ⁇ n) four points (X ⁇ L) , Y-D), (X-L, Y + U), (X + R, Y-D), and (X + R, Y + U) are rectangles, and the above area is set (L, R, U, and D are
  • the average value calculation unit indicates the distribution of the signal value in the area (L + R + 1).
  • the region setting unit determines the component C [X of the X rows and Y columns (1 ⁇ X ⁇ m, 1 ⁇ Y ⁇ m) of the matrix C representing the first signal value map MAP1. ] For the point (X, Y) on the first signal value map MAP1 corresponding to [Y], four points (X ⁇ L, Y ⁇ D), (X) different from the origin (0, 0) An area A is set by a rectangle having -L, X + U), (X + R, YD), and (X + R, Y + U) as vertices.
  • L, R, U, and D are referred to as external factor parameters, and each is an integer of 1 or more. It is preferable that these external factor parameters be appropriately set such that the region A is wider than the range in which a change in signal value occurs due to the input operation on the touch panel.
  • the inclination calculating unit calculates the vertical inclination ⁇ and the horizontal inclination ⁇ using the values of Cm, Cu, Cd, Cl, and Cr according to the above-described Equation (20) and Equation (21).
  • the vertical inclination ⁇ and the horizontal inclination ⁇ are calculated by the above-mentioned equations (6) and (7).
  • the correction calculation unit calculates the matrix C2 representing the second signal value map MAP2 by the above-mentioned equation (8). That is, the matrix C2 is obtained as a result of the matrix C1 being corrected by the correction calculation unit.
  • the influence of external factors can be obtained by using the second signal value map subjected to the correction calculation. Can be eliminated to detect an input to the touch panel.
  • the area setting unit is a point on the first signal value map near the point where the maximum value exists in the first signal value map. (X, Y) may be set.
  • the local maximum value of the signal value distributed in the touch panel is generated near the position where the input to the touch panel is performed. Therefore, according to the above configuration, it is possible to perform correction calculation near the position where the input to the touch panel is performed.
  • the second signal value map generation unit further includes (m ⁇ n) pieces of the second signal values corresponding to the respective components of the matrix C. Each map may be generated.
  • the second signal value map generation unit generates a second signal value map corresponding to each of (m ⁇ n) signal values distributed in the touch panel. Therefore, even when inputs are given to a plurality of positions on the touch panel, correction calculation can be individually performed in the vicinity of each input position.
  • the second signal value map generation unit further includes a magnification setting unit (265), and the magnification setting unit is Each of the average value Cm, the upper and lower inclination ⁇ , and the left and right inclination ⁇ may be updated to a value obtained by multiplying a predetermined correction magnification (K).
  • the correction calculation unit calculates the matrix C2 representing the second signal value map MAP2 by the above equation (15). Therefore, by providing the magnification setting unit, the correction magnification K can be used to adjust the correction amount of the signal value.
  • the second signal value map generation unit further includes a correction necessity determination unit (365), and the correction is necessary.
  • the determination unit determines a component C1 [i] [j] having a signal value larger than a predetermined determination value (V) in the matrix C1, and the correction calculation unit determines the correction necessity determination unit in the correction necessity determination unit.
  • the component C2 [i] [j] of the matrix C2 may be calculated with respect to the component C1 [i] [j].
  • the correction calculation unit performs correction calculation according to the above equation (8) or (15) only for the component C1 [i] [j] having a signal value larger than the determination value V. It can be carried out.
  • the processing in the correction calculation unit can be performed.
  • the required memory capacity can be reduced.
  • the second signal value map generation unit further includes a difference calculation unit (665), and the difference calculation unit A difference matrix (Cdif) generated by performing difference calculation on the matrix C representing the first signal value map may be provided to the region setting unit.
  • the second signal value map generation unit can perform correction calculation on the difference matrix Cdif generated from the matrix C representing the first signal value map MAP1. Note that the difference calculation unit generates a difference matrix Cdif from the matrix C by the difference calculation shown in the above equation (22).
  • the difference matrix Cdif is understood to be compared to the matrix C
  • the difference matrix Cdif is understood to represent the degree of change of the capacitance value in the capacitance distribution in more detail than the matrix C. Ru. Therefore, by performing the correction calculation on the difference matrix Cdif, it is possible to perform the correction calculation with higher accuracy than the correction calculation on the matrix C.
  • the second signal value map generation unit further includes an integral calculation unit (666), and the integral calculation unit is configured to calculate the difference matrix as the matrix Integral calculation for restoring to C may be performed.
  • the integral calculation unit performs integral calculation for restoring the difference matrix Cdif into the matrix C, that is, integral calculation shown in the above-mentioned equation (23).
  • the integral calculation unit it is possible to restore the matrix obtained as a result of the correction calculation for the difference matrix Cdif as a matrix after correction similar to the matrix C not subjected to the difference calculation. .
  • the signal value may be a capacitance value.
  • the present invention can be applied to a capacitive touch panel.
  • the touch sensor system according to aspect 11 of the present invention may include the touch panel controller according to any one of the above aspects 1 to 10, and a touch panel in which a plurality of signal values are distributed in a matrix.
  • the electronic device according to aspect 12 of the present invention may include the touch sensor system according to aspect 11 above.
  • the electronic device may be realized by a computer, and in this case, control of the electronic device which causes the computer to realize the electronic device by causing the computer to operate as each unit included in the electronic device.
  • the program and a computer readable recording medium recording the same also fall within the scope of the present invention.
  • the present invention can also be expressed as follows.
  • a touch sensor system includes a touch panel including a plurality of sensors arranged in a matrix, and a capacitance distribution calculating unit that creates a first capacitance distribution from the signals detected by the touch panel.
  • a capacitance distribution correction unit that corrects a capacitance change generated by a stress of an object in contact with the touch panel from the first capacitance distribution to create a second capacitance distribution, and a second capacitance distribution
  • a touch recognition unit that performs touch recognition.
  • a touch sensor system creates a (m ⁇ n) first capacitance distribution from a touch panel including a plurality of sensors arranged in a matrix and a signal detected by the touch panel.
  • An external factor area is defined by Y (an integer of n), coordinates LD (XL, YD), LU (XL, Y + U), RU (X + R, Y + U), and RD (X + R, YU).
  • the capacitance distribution correction unit multiplies the left and right position correction coefficients and the vertical position correction coefficients by a constant coefficient to calculate a capacitance value after correction.
  • the capacitance distribution correction unit calculates an upper side average value in the K rows from the top row of the external factor area, and from the bottom row of the external factor area
  • the lower side average value is calculated in the K row
  • the left side average value is calculated in the K column from the leftmost column of the external factor area
  • the right side average value is calculated in the K column from the rightmost column of the external factor area.
  • K is an integer of 1 or more
  • the upper and lower slopes are calculated by (upper side average ⁇ lower side average) / ⁇ (U ⁇ (K ⁇ 1)) + (D ⁇ (K ⁇ 1)) ⁇
  • the left / right inclination is calculated by (left side average ⁇ right side average) / ⁇ (L ⁇ (K ⁇ 1)) + (R ⁇ (K ⁇ 1)) ⁇ .
  • the value of the first capacitance distribution is a value obtained by processing the signal from the sensor.
  • the present invention can be used for a touch panel controller, and a touch sensor system and an electronic device provided with the touch panel controller.
  • First capacity distribution calculation unit (first signal value map generation unit) 16, 26, 36, 56, 66 first capacity distribution correction unit (second signal value map generation unit) 18 touch recognition unit 100, 200, 300, 400, 500, 600 touch sensor system 161 area setting unit 162, 562 average value calculation unit 163, 563 inclination calculation unit 164 correction calculation unit 265 magnification setting unit 365 correction necessity determination unit 665 Difference calculator 666 Integral calculator 3000
  • Mobile phone electronic equipment
  • C1,1 to Cm n Capacitance (signal value) C, C1, C2 matrix (matrix representing capacitance distribution) VL1 to VLm sense line n integer (integer indicating the number of sense lines) HL1 to HLn drive line m integer (an integer indicating the number of drive lines)
  • a area area where correction calculation should be performed)
  • MAP1 1st capacitance map (1st signal value map)
  • MAP2 2nd capacitance map (2nd signal value map)

Landscapes

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Abstract

 タッチパネルコントローラ(1)は、タッチパネル(10)における信号値の分布を示す第1信号値マップを出力する第1容量分布計算部(15)と、上記第1信号値マップ内において、タッチパネルへの入力操作に起因する信号値の変化が生じる範囲よりもさらに広い領域を設定し、当該領域において、タッチパネルへの入力操作とは異なる外的要因に起因する信号値の変化を相殺する補正計算を行い、第2信号値マップを生成する第1容量分布補正部(16)と、を備える。

Description

タッチパネルコントローラ、タッチセンサシステム、および電子機器
 本発明は、タッチパネルコントローラ、ならびに、タッチパネルコントローラを備えたタッチセンサシステムおよび電子機器に関する。
 タッチセンサシステムは、PC(Personal Computer)、携帯電話機、およびタブレット等の様々な電子機器において、広く利用されている。タッチセンサシステムにおいては、ユーザが自身の指またはタッチペンを、タッチパネルへ接触させることにより、タッチパネルへの入力操作が行われる。
 例えば、静電容量方式のタッチセンサシステムでは、ユーザの指またはタッチペンがタッチパネルに接触することによって生じた、タッチパネルにおける静電容量(信号値)の変化が検出される。そして、タッチパネルにおいて静電容量の変化が生じた位置が、タッチパネルに対する入力位置として認識される。
 近年、タッチセンサシステムにおける入力位置の検出を高精度化するために、様々な技術が提案されている。特許文献1には、タッチパネルに対する入力操作が行われた時点において算出される入力位置の座標を、タッチパネルに対する入力操作が行われる以前の静電容量値の分布によって規定される各位置の座標を用いて補正するタッチセンサシステムが開示されている。
 また、タッチパネルに撓みが生じる、または、タッチパネルが電磁波に暴露される等の外的要因(すなわち、タッチパネルに対する入力操作とは異なる要因)により、タッチパネルにおいて静電容量の変化が生じることが知られている。特許文献2には、タッチパネルの撓みによる静電容量の変化の影響を排除するために、タッチパネルが撓んでいるか否かを判定するタッチセンサシステムが開示されている。
 ここで、図49の(a)および(b)を参照し、タッチパネルの撓みによる静電容量の変化について説明する。図49の(a)は、タッチパネルの中央付近が押下され、タッチパネルに撓みが生じた場合の静電容量の分布の一例を示す図である。また、図10の(b)は、図49の(a)に示された静電容量の分布を、タッチパネルの中央付近において拡大した図である。なお、図49の(a)および(b)における静電容量の値は、所定の値(例えば、静電容量の最大値)を基準値として規格化された相対値として示されている。
 ここで、タッチパネルの中央付近では、タッチパネルの撓みが特に大きいため、図49の(b)に示されるように、静電容量の値に特に大きいオフセットが付加されている。従って、タッチパネルの撓みによって生じるオフセットの量が、タッチパネルへの入力操作によって生じる静電容量と同程度の大きさである場合、実際には入力操作が行われていない位置において、入力が行われたと誤って認識される等、入力位置の検出精度が悪化する可能性がある。
 なお、一般的なタッチセンサシステムでは、入力操作の有無、および入力位置の座標を検出するために、キャリブレーション(校正)を施した静電容量の値を用いている。キャリブレーションとは、静的な状態(例えば、タッチパネルが筐体に組み込まれた状態)における静電容量の値を基準値として、(i)タッチセンサシステムにおいて検出された静電容量と、(ii)基準値との差の値を、算出する処理を意味する。キャリブレーションが施されることにより、タッチパネルが筐体に組み込まれた状態において生じる撓み等の、静的な影響(すなわち、同一の状況下において生じ続ける影響)が補正される。
 しかし、タッチセンサシステムでは、ユーザがタッチパネルを押下することにより、時間変化に応じて、タッチパネルの撓み量が変化する。以降、この状況を、タッチパネルが動的に撓むと呼称する。タッチパネルが動的に撓む場合、キャリブレーションが施されることによって、入力位置の検出精度が悪化する可能性がある。
 特許文献2に開示されたタッチセンサシステムは、タッチパネルが動的に撓んでいる場合の入力操作を無視することにより、タッチパネルの撓みによる静電容量の変化の影響を排除している。
国際公開WO2009/063817号公報(2009年5月22日公開) 日本国公開特許公報「特開2011-76484号公報(2011年4月14日公開)」
 特許文献1に開示されたタッチセンサシステムは、タッチパネルに対する入力操作が行われる以前の静電容量値の分布に基づき、タッチパネルへの入力位置の座標を補正する。従って、特許文献1に開示されたタッチセンサシステムでは、リアルタイムでの補正を行うことができないという問題がある。また、特許文献1は、タッチパネルの撓み等の外的要因によって生じる静電容量の変化に対処する方法については、開示も示唆もしていない。
 特許文献2に開示されたタッチセンサシステムは、タッチパネルが撓んでいるか否かを判定する機能を有している。タッチセンサシステムは、所定の閾値(たわみ閾値)以上の値の静電容量が、所定の数(例えば10個)以上存在する場合に、タッチパネルが撓んでいると判定する。
 そして、タッチパネルが撓んでいると判定された場合、タッチセンサシステムは、静電容量値の分布の重心位置を算出し、当該重心位置を示す座標を、タッチパネルへの入力位置の座標の候補から除外する。
 しかし、特許文献2に開示されたタッチセンサシステムは、タッチパネルの撓みによって、比較的大きい量の静電容量の変化が生じる場合を想定している。このため、タッチパネルへの入力操作によって生じる静電容量の変化量に対して、タッチパネルの撓みによって生じる静電容量の変化量が微小である場合には、当該タッチセンサシステムを適用することが難しいという問題がある。また、当該タッチセンサシステムは、タッチパネルが撓んでいる状態において、入力位置の座標を検出することができないという問題がある。
 本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、タッチパネルの撓み等の外的要因による信号値の変化の影響を、効果的に排除することが可能なタッチパネルコントローラを提供することである。
 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コントローラは、m本のセンスラインとn本のドライブラインとの交点に(mおよびnは、いずれも3以上の整数)、複数の信号値がマトリクス状に形成されたタッチパネルにおける、上記信号値の分布を示す第1信号値マップを出力する第1信号値マップ生成部と、上記信号値に基づき、上記タッチパネルへの入力を検出するタッチ認識部と、を備えたタッチパネルコントローラであって、上記タッチパネルコントローラは、上記第1信号値マップ内において、タッチパネルへの入力操作に起因する信号値の変化が生じる範囲よりも、さらに広い範囲である領域を設定し、上記領域において、タッチパネルへの入力操作とは異なる外的要因に起因する信号値の変化を相殺する補正計算を行うことによって生成した第2信号値マップを、上記タッチ認識部へ与える第2信号値マップ生成部を、さらに備えている。
 本発明の一態様に係るタッチパネルコントローラによれば、外的要因による信号値の変化の影響を、効果的に排除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に係るタッチセンサシステムの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態1に係るタッチセンサシステムにおける、第1容量分布補正部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態1に係る外的要因エリアパラメータU、D、L、Rの値を例示する図である。 本発明の実施形態1に係る第1静電容量マップにおける着目点(X,Y)および領域Aを例示する図である。 本発明の実施形態1に係る第1静電容量マップおよび領域Aを例示する図である。 本発明の実施形態1に係る平均値算出部および傾斜算出部の動作を例示する図である。 本発明の実施形態1に係る補正前の静電容量を示す行列と、補正後の静電容量を示す行列とを例示する図である。 本発明の実施形態1に係る補正前の静電容量分布と、補正後の静電容量分布とを例示する図である。 本発明の実施形態1に係る補正前の静電容量を示す行列と、補正後の静電容量を示す行列とを例示する図である。 本発明の実施形態1に係る補正前の静電容量分布と、補正後の静電容量分布とを例示する図である。 本発明の実施形態1に係る補正前の静電容量を示す行列と、補正後の静電容量を示す行列とを例示する図である。 本発明の実施形態1に係る補正前の静電容量分布と、補正後の静電容量分布とを例示する図である。 本発明の実施形態1に係るタッチセンサシステムにおける、入力位置の座標を算出する処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態1に係るタッチセンサシステムにおける、各静電容量値を補正する処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態1に係る補正前の静電容量を示す行列と、静電容量分布とを例示する図である。 本発明の実施形態1に係る補正計算とは異なる補正計算の結果として得られた静電容量を示す行列を例示する図である。 本発明の実施形態1に係る補正計算とは異なる補正計算の結果として得られた静電容量を示す行列を例示する図である。 本発明の実施形態1に係る補正計算とは異なる補正計算の結果として得られた静電容量を示す行列を例示する図である。 本発明の実施形態1に係る補正計算の結果として得られた静電容量を示す行列を例示する図である。 図16~図19における各行列によって示される補正後の静電容量分布を例示する図である。 本発明の実施形態1に係る補正計算の効果を例示する図である。 本発明の実施形態1に係る補正計算の効果を例示する図である。 本発明の実施形態2に係るタッチセンサシステムの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態2に係るタッチセンサシステムにおける、第1容量分布補正部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態2に係る補正前の静電容量を示す行列と、補正後の静電容量を示す行列とを例示する図である。 本発明の実施形態2に係る補正前の静電容量を示す行列と、補正後の静電容量を示す行列とを例示する図である。 本発明の実施形態2に係る補正前の静電容量を示す行列と、補正後の静電容量を示す行列とを例示する図である。 本発明の実施形態2に係る補正前の静電容量を示す行列と、補正後の静電容量を示す行列とを例示する図である。 図16~図19における各行列によって示される補正後の静電容量分布を例示する図である。 本発明の実施形態2に係るタッチセンサシステムにおける、各静電容量値を補正する処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態3に係るタッチセンサシステムの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態3に係るタッチセンサシステムにおける、第1容量分布補正部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態3に係るタッチセンサシステムにおける、各静電容量値を補正する処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態3に係るタッチセンサシステムにおける、補正要否の判定結果を例示する図である。 本発明の実施形態3に係るタッチセンサシステムの効果を例示する図である。 本発明の実施形態4に係るタッチセンサシステムの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態4に係るタッチセンサシステムにおける、入力位置の座標を算出する処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態5に係るタッチセンサシステムの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態5に係るタッチセンサシステムにおける、第1容量分布補正部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態5に係る平均値算出部および傾斜算出部の動作を例示する図である。 本発明の実施形態6に係るタッチセンサシステムの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態6に係るタッチセンサシステムにおける、第1容量分布補正部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態6に係る差分計算および積分計算を例示する図である。 本発明の実施形態6に係る補正計算を例示する図である。 本発明の実施形態6に係るタッチセンサシステムにおける、入力位置の座標を算出する処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態6に係るタッチセンサシステムの効果を例示する図である。 本発明の実施形態6に係る静電容量を示す行列Cと、差分計算を施された行列Cdifとを例示する図である。 本発明の実施形態7に係る携帯電話機の構成を示す機能ブロック図である。 タッチパネルの中央付近が押下され、タッチパネルに撓みが生じた場合の静電容量分布を例示する図である。
 〔実施形態1〕
 本発明の実施形態1について図1~図22に基づいて説明すれば、以下の通りである。
 (タッチセンサシステム100の構成)
 図1は、本実施形態のタッチセンサシステム100の構成を示す機能ブロック図である。タッチセンサシステム100は、タッチパネルコントローラ1およびタッチパネル10を備えている。
 (タッチパネル10)
 タッチパネル10は、例えば、静電容量方式のタッチパネルである。タッチパネル10は、水平方向(左右方向)に沿って互いに平行に配置された、n(nは、3以上の整数)本のドライブラインHL1~HLnと、垂直方向(上下方向)に沿って互いに平行に配置された、m(mは、3以上の整数)本のセンスラインVL1~VLmとを備えている。
 そして、タッチパネル10において、(m×n)個の静電容量C1,1~Cm,nが、ドライブラインHL1~HLnとセンスラインVL1~VLmとの各交点に形成される。ここで、静電容量Cm,nは、センスラインVLmと、ドライブラインHLnとの交点に形成された静電容量の値(信号値)を表す。静電容量Cm,nは、タッチパネル10においてマトリクス状に分布している。
 (タッチパネルコントローラ1)
 タッチパネルコントローラ1は、ドライバ11、センスアンプ12、AD(Analog-Digital)変換器13、タイミングジェネレータ14、第1容量分布計算部15(第1信号値マップ生成部)、第1容量分布補正部16(第2信号値マップ生成部)、第2容量分布記憶部17、タッチ認識部18、および入力位置計算部19を備えている。
 タッチパネルコントローラ1は、タッチパネル10と接続されている。また、タッチパネルコントローラ1は、タッチセンサシステム100の外部に設けられたホスト装置110と接続されている。
 (ドライバ11)
 ドライバ11は、符号系列に基づき、ドライブラインHL1~HLnを駆動する。ドライブラインDL1~HLnが駆動されることにより、静電容量C1,1~Cm,nが、タッチパネル10において、それぞれ形成される。
 (センスアンプ12)
 センスアンプ12は、電圧信号としての線形和信号を、センスラインVL1~VLmからアナログ信号として読み出す。線形和信号とは、ドライバ11がドライブラインHL1~HLnを駆動することによって形成された、静電容量C1,1~Cm,nに対応する電圧の線形和として示される信号である。ここでは、(m×n)個の静電容量C1,1~Cm,nに対応するm個の線形和信号Y1~Ymが、アナログ信号として読み出される。
 そして、センスアンプ12は、アナログ信号としての線形和信号Y1~Ymを、AD変換器13に与える。
 (AD変換器13)
 AD変換器13は、センスアンプ12から与えられた、アナログ信号としての線形和信号Y1~YmにAD変換を施す。そして、AD変換器13は、デジタル化された線形和信号Y1~Ymを、第1容量分布計算部15に与える。
 線形和信号Y1~Ymが、デジタル信号として、AD変換器13から第1容量分布計算部15へ与えられることにより、第1容量分布計算部15による、タッチパネル10に形成された静電容量C1,1~Cm,nの分布を計算するための各種演算が容易化される。
 (タイミングジェネレータ14)
 タイミングジェネレータ14は、ドライバ11、センスアンプ12、およびAD変換器13のそれぞれの動作を規定する制御信号を生成し、ドライバ11、センスアンプ12、およびAD変換器13にそれぞれ与える。
 (第1容量分布計算部15)
 第1容量分布計算部15は、AD変換器13から与えられた、デジタル化された線形和信号Y1~Ymに基づき、タッチパネル10における静電容量C1,1~Cm,nの分布を示す第1静電容量マップを計算する。そして、第1容量分布計算部15は、第1静電容量マップを、第1容量分布補正部16に与える。
 なお、第1静電容量マップにおける各静電容量C1,1~Cm,nの値は、m行n列の行列(マトリクス)Cの各成分として表される。すなわち、行列Cのx行y列目の成分をC[x][y]とすれば、C[x][y]=Cx,yである。
 また、以降では、静電容量Cx,yが形成されているタッチパネル10の位置を示す座標を、第1静電容量マップ上の座標(x,y)として表す。
 (第1容量分布補正部16)
 第1容量分布補正部16は、第1容量分布計算部15から与えられた第1静電容量マップに対して、外的要因に起因する静電容量の分布の変化を排除するための補正計算を行う。そして、第1容量分布補正部16は、上述の補正計算の結果として、第2静電容量マップを生成する。
 第1容量分布補正部16は、第2静電容量マップを、第2容量分布記憶部17に与える。なお、第1容量分布補正部16の詳細な構成、および第1容量分布補正部16における補正計算の処理の詳細については、後述する。
 (第2容量分布記憶部17)
 第2容量分布記憶部17は、第1容量分布補正部16から与えられた第2静電容量マップを記憶する。第2容量分布記憶部17において記録された第2静電容量マップは、タッチ認識部18によって読み出される。
 (タッチ認識部18)
 タッチ認識部18は、第2容量分布記憶部17から、第2静電容量マップを読み出す。続いて、タッチ認識部18は、第2静電容量マップに基づき、タッチパネル10に対して、指またはペンのタッチによる入力が与えられたか否かを判定する。
 そして、タッチ認識部18は、タッチパネル10に対して、指またはペンのタッチによる入力が与えられたと判定した場合に、第2静電容量マップを、入力位置計算部19に与える。
 (入力位置計算部19)
 入力位置計算部19は、タッチ認識部18から与えられた第2静電容量マップに基づき、タッチパネル10に対する入力が与えられた位置を示す、入力位置の座標を計算する。そして、入力位置計算部19は、入力位置の座標を、タッチセンサシステム100の外部に設けられたホスト装置110に与える。
 (ホスト装置110)
 ホスト装置110は、タッチセンサシステム100の外部に設けられたプロセッサであり、入力位置計算部19から与えられた入力位置の座標に基づき、アプリケーションソフトの処理を実行する。
 (第1容量分布補正部16の構成)
 以下、図2を参照して、第1容量分布補正部16の構成について説明する。図2は、第1容量分布補正部16の詳細な構成を示す機能ブロック図である。第1容量分布補正部16は、領域設定部161、平均値算出部162、傾斜算出部163、および補正計算部164を備えている。
 (領域設定部161)
 領域設定部161は、第1容量分布計算部15から第1静電容量マップを与えられる。そして、領域設定部161は、第1静電容量マップ上における1点を、着目点として特定する。以降、第1静電容量マップ上の着目点を、座標(X,Y)として表す。着目点(X,Y)は、例えば、第1静電容量マップにおける極大値が存在する位置(または、極大値が存在する位置の付近の点)を示す座標として特定されてよい。
 続いて、領域設定部161は、第1静電容量マップに対する補正計算を行うべき領域Aを設定するために、4つの外的要因エリアパラメータU、D、L、Rを用いる。外的要因エリアパラメータU、D、L、Rは、いずれも1以上の整数である。
 図3は、外的要因エリアパラメータU、D、L、Rの値を例示する表である。本実施形態では、図3に示されているように、U=D=L=R=3の場合を想定し、説明を行う。なお、外的要因エリアパラメータU、D、L、Rの値は、タッチセンサシステム100の製造時点において、あらかじめ定められた固定の値であってもよいが、ホスト装置110によって変更可能な値であることが好ましい。
 領域設定部161は、着目点(X,Y)に対して、4つの点(X-L,Y-D)、(X-L,Y+U)、(X+R,Y-D)、(X+R,Y+U)を特定する。そして、領域設定部161は、4つの点(X-L,Y-D)、(X-L,Y+U)、(X+R,Y-D)、(X+R,Y+U)をそれぞれ頂点とする矩形によって表される領域を、第1静電容量マップに対する補正計算が行われる領域Aとして設定する。領域設定部161は、第1静電容量マップに加え、着目点(X,Y)の座標、および領域Aを示す情報を、平均値算出部162に与える。
 図4は、第1静電容量マップにおける着目点(X,Y)および領域Aを例示する図である。ここでは、U=D=L=R=3であり、領域Aの4つの頂点は、(X-3,Y-3)、(X-3,Y+3)、(X+3,Y-3)、(X+3,Y+3)として、それぞれ表される。
 (平均値算出部162)
 平均値算出部162は、領域設定部161から、第1静電容量マップに加え、着目点(X,Y)の座標、および領域Aを示す情報を取得する。
 図5は、第1静電容量マップおよび領域Aを例示する図である。ここで、図5に示された第1静電容量マップを、第1静電容量マップMAP1と呼称する。第1静電容量マップMAP1は、10行8列の行列として表されている。
 第1静電容量マップMAP1において、静電容量の極大値「10032」が、5行5列目に格納されている。従って、領域設定部161において、着目点(X,Y)=(5,5)として、第1静電容量マップMAP1における着目点の座標が特定されている。なお、ここでは、着目点(5,5)は、タッチ入力に起因する静電容量が存在する位置を想定している。
 そして、U=D=L=R=3であるから、領域設定部161において、領域Aは、第1静電容量マップMAP1における4つの点(2,2)、(2,8)、(8,2)、(8,8)を頂点としてそれぞれ有する矩形として設定されている。従って、領域Aは、7行7列の行列によって表すことができる。以降、領域Aにおける静電容量の分布を示す行列を、行列C1と呼称する。
 なお、領域Aにおける静電容量の分布を示す行列C1と、第1静電容量マップMAP1における静電容量の分布を示す行列Cとの間の関係は、以下の式
  C1[i][j]=C[i+X][j+Y]
                (但し、-L≦i≦R、-U≦j≦D)
によって表される。
 すなわち、第1静電容量マップMAP1における着目点(X,Y)を基準位置として、領域Aにおける原点(0,0)が設定されている。従って、領域Aにおいて、4つの頂点の座標は、(-3,-3)、(-3,3)、(3,-3)、(3,3)として表される。
 図6は、領域Aにおける平均値算出部162および傾斜算出部163の動作を例示する図である。はじめに、図6を参照し、平均値算出部162の動作について説明する。
 平均値算出部162は、領域Aの全体における静電容量の平均値Cmを、以下の式(1)により計算する。
  Cm=(行列C1の全成分の和)/(行列C1の全成分数)  …(1)
 図6に示された領域Aの場合、平均値算出部162は、式(1)を適用することにより、Cm=3609を算出する。
 次に、平均値算出部162は、(i)領域Aの最上辺(最上行)における静電容量の平均値Cu、(ii)領域Aの最下辺(最下行)における静電容量の平均値Cd、(iii)領域Aの最左辺(最左行)における静電容量の平均値Cl、(iv)領域Aの最右辺(最右行)における静電容量の平均値Crを、以下の式(2)~(5)により、それぞれ計算する。
  Cu=(行列C1の最上辺の成分の和)/(行列C1の最上辺の成分数)  …(2)
  Cd=(行列C1の最下辺の成分の和)/(行列C1の最下辺の成分数)  …(3)
  Cl=(行列C1の最左辺の成分の和)/(行列C1の最左辺の成分数)  …(4)
  Cr=(行列C1の最右辺の成分の和)/(行列C1の最右辺の成分数)  …(5)
 図6に示された領域Aの場合、平均値算出部162は、式(2)~(5)をそれぞれ適用することにより、Cu=1333、Cd=4218、Cl=1064、Cr=4513を算出する。
 そして、平均値算出部162は、第1静電容量マップMAP1、着目点(X,Y)の座標、および領域Aを示す情報に加え、Cm、Cu、Cd、Cl、Crの値を、傾斜算出部163へ与える。
 (傾斜算出部163)
 傾斜算出部163は、領域設定部161から取得したCm、Cu、Cd、Cl、Crの値を用いて、上下傾斜αおよび左右傾斜βを、以下の式(6)および(7)により、それぞれ計算する。
  α=(Cu-Cd)/(U+D)  …(6)
  β=(Cl-Cr)/(L+R)  …(7)
 図6に示された領域Aの場合、傾斜算出部163は、式(6)および(7)をそれぞれ適用することにより、α=-480、β=-574を算出する。上下傾斜αは、領域Aにおける上下方向の静電容量値の変化量を表している。また、左右傾斜βは、領域Aにおける左右方向の静電容量値の変化量を表している。
 そして、傾斜算出部163は、第1静電容量マップMAP1、着目点(X,Y)の座標、領域Aを示す情報、Cm、Cu、Cd、Cl、Crの値に加え、αおよびβの値を、補正計算部164へ与える。
 (補正計算部164)
 補正計算部164は、以下の式(8)により、補正後の静電容量の分布を示す行列C2の各成分を計算する。
  C2[i][j]=C1[i][j]-Cm+j×α+i×β
                (但し、-L≦i≦R、-U≦j≦D)…(8)
 そして、補正計算部164は、式(8)によりC2[i][j]の全ての成分を計算した後に、行列C2によって表される静電容量の分布を示す、第2静電容量マップMAP2を生成する。
 式(8)の右辺第2項および右辺第3項は、領域A内の点(i,j)が、原点(0,0)(すなわち、第1静電容量マップMAP1における着目点(X,Y))から遠ざかるにつれて、行列C[i][j]に対して、より大きい量の補正が行われることを示している。
 式(8)の右辺第3項に係るjは、上下位置補正係数とも称される。上下位置補正係数は、原点(0,0)において0である。そして、上下位置補正係数は、点(i,j)の位置が、原点(0,0)から上方向(下方向)に1ずつ離れるごとに、その値が1ずつ減少(増加)する。
 また、式(8)の右辺第4項に係るiは、左右位置補正係数とも称される。左右位置補正係数は、原点(0,0)において0である。そして、左右位置補正係数は、点(i,j)の位置が、原点(0,0)から左方向(右方向)に1ずつ離れるごとに、その値が1ずつ減少(増加)する。
 図7の(a)は、式(8)の右辺第1項における行列C1を示している。行列C1の各成分C2[i][j]は、領域Aにおける、補正前の静電容量の値といえる。図7の(b)は、式(8)の左辺第1項における行列C2を示している。行列C2の各成分C2[i][j]は、領域Aにおける、補正後の静電容量の値といえる。従って、第2静電容量マップMAP2は、領域Aにおける、補正後の静電容量の分布を表している。
 図8の(a)は、領域Aにおける静電容量分布を例示する三次元のグラフである。図8の(a)では、タッチパネル10が撓んでいることにより、静電容量の浮き上がりが生じている場合が例示されている。
 図8の(b)は、第2静電容量マップMAP2を例示するグラフである。図8の(b)では、図8の(a)において生じていた静電容量の浮き上がりが、有効に抑制されていることが示されている。
 補正計算部164は、第2静電容量マップMAP2を、第2容量分布記憶部17に与える。そして、上述したように、タッチパネルコントローラ1において、第2静電容量マップMAP2を用いて、入力位置の座標が算出される。
 図9および図10は、本実施形態の補正の有効性を示す図である。図9の(a)には、第1静電容量マップMAP1における着目点として、(X,Y)=(5,6)が選択された場合が例示されている。この場合、U=D=L=R=3であるから、第1静電容量マップMAP1における4つの点(2,3)、(2,9)、(8,3)、(8,9)を頂点としてそれぞれ有する矩形として、領域Aqが設定される。領域Aqにおける静電容量の分布を示す行列を、行列Cqと呼称する。行列Cqにおいて、Cu=2239、Cd=4130、Cl=1290、Cr=5207、α=-315、β=-653である。
 図9の(b)には、領域Aqにおける補正計算の結果として得られた、補正後の静電容量C2qが示されている。行列C2qによって示される静電容量の分布を示す静電容量マップを、第2静電容量マップMAP2qと呼称する。
 図10の(a)は、領域Aqにおける静電容量分布を例示する三次元のグラフである。図10の(a)においても、図8の(a)と同様に、タッチパネル10が撓んでいることにより、静電容量の浮き上がりが生じている場合が例示されている。
 図10の(b)は、第2静電容量マップMAP2qを例示するグラフである。図10の(b)においても、図8の(b)と同様に、静電容量の浮き上がりが有効に抑制されていることが示されている。
 また、図11の(a)には、第1静電容量マップMAP1における着目点として、(X,Y)=(4,4)が選択された場合が例示されている。この場合、U=D=L=R=3であるから、第1静電容量マップMAP1における4つの点(1,1)、(1,7)、(7,1)、(7,7)を頂点としてそれぞれ有する矩形として、領域Arが設定される。領域Arにおける静電容量の分布を示す行列を、行列Crと呼称する。行列Crにおいて、Cu=578、Cd=3826、Cl=572、Cr=3453、α=-541、β=-480である。
 図11の(b)には、領域Arにおける補正計算の結果として得られた、補正後の静電容量C2rが示されている。行列C2rによって示される静電容量の分布を示す静電容量マップを、第2静電容量マップMAP2rと呼称する。
 図12の(a)は、領域Arにおける静電容量分布を例示する三次元のグラフである。図12の(a)においても、図8の(a)と同様に、タッチパネル10が撓んでいることにより、静電容量の浮き上がりが生じている場合が例示されている。
 図12の(b)は、第2静電容量マップMAP2rを例示するグラフである。図12の(b)においても、図8の(b)と同様に、静電容量の浮き上がりが有効に抑制されていることが示されている。
 (タッチセンサシステム100における入力位置の座標を算出する処理の流れ)
 以下、図13を参照して、タッチセンサシステム100における入力位置の座標を算出する処理の流れについて説明する。図13は、タッチセンサシステム100における入力位置の座標を算出する処理の流れを例示するフローチャートである。
 はじめに、タッチセンサシステム100を起動させるために、タッチセンサシステム100の電源を投入する(処理S1)。続いて、第1容量分布補正部16は、外的要因容量補正値を初期化する(処理S2)。
 ドライバ11は、ドライブラインHL1~HLnを駆動する(処理S3)。続いて、センスアンプ12は、センスラインVL1~VLmから、タッチパネル10において形成された、(m×n)個の静電容量C1,1~Cm,nに対応する、m個の線形和信号Y1~Ymをアナログ信号として読み出し、AD変換器13に与える。
 AD変換器13は、アナログ信号としての線形和Y1~Ymに対して、AD変換を行い、デジタル化された線形和Y1~Ymを、第1容量分布計算部15に与える(処理S4)。
 第1容量分布計算部15は、デジタル化された線形和Y1~Ymに基づき、タッチパネル10における静電容量の分布を示す第1静電容量マップを計算する(処理S5)。続いて、第1容量分布計算部15は、第1静電容量マップを、第1容量分布補正部16に与える。
 第1容量分布補正部16は、第1静電容量マップにおいて、補正計算を行うべき領域Aを設定する。そして、領域A内の静電容量に対する補正計算に用いる各種パラメータ(上述のCm、Cu、Cd、Cl、Cr、α、β)を計算する(処理S6)。
 続いて、第1容量分布補正部16は、領域A内の各静電容量に対して、上述の式(8)による補正計算を行う(処理S7)。なお、処理S6およびS7の詳細については、図14を参照し後述する。
 そして、第1容量分布補正部16は、第1静電容量マップ内の全ての静電容量に対して、処理S6およびS7が行われたか否かを確認する(処理S8)。第1静電容量マップ内の全ての静電容量に対して、処理S6およびS7が行われていない場合には(処理S8においてNO)、処理S6に戻り、第1容量分布補正部16における処理S6およびS7が繰り返される。
 そして、第1静電容量マップ内の全ての静電容量に対して、処理S6およびS7が行われることにより(処理S8においてYES)、第1容量分布補正部16において、第2静電容量マップが生成される(処理S9)。第2静電容量マップは、第2容量分布記憶部17を介して、タッチ認識部18に与えられる。
 タッチ認識部18は、第2静電容量マップに基づき、タッチパネル10に対して、指またはペンのタッチによる入力が与えられたか否かを判定する。そして、タッチ認識部18は、タッチパネル10に対して、指またはペンのタッチによる入力が与えられたと判定した場合に、第2静電容量マップを、入力位置計算部19に与える。
 入力位置計算部19は、タッチ認識部18から与えられた第2静電容量マップに基づき、タッチパネル10に対する入力が与えられた位置を示す、入力位置の座標を計算する(処理S10)。そして、入力位置計算部19は、入力位置の座標を、タッチセンサシステム100の外部に設けられたホスト装置110に与える(処理S11)。
 上述の処理S1~S11によって、タッチセンサシステム100における入力位置の座標が算出され、ホスト装置110に与えられる。そして、処理S11の終了後は、処理S3に戻り、タッチセンサシステム100の電源が投入されている期間に亘り、処理S3~処理S11が繰り返される。
 (第1容量分布補正部26における静電容量値を補正する処理の流れ)
 図14は、図13に示された、第1容量分布補正部16における処理S6およびS7(すなわち、第1静電容量マップ上の各静電容量値を補正する処理)の詳細を例示するフローチャートである。以下、第1容量分布補正部16が備える各部の処理の流れについて、説明する。
 領域設定部161は、第1静電容量マップ上における1点を、着目点(X,Y)として特定する。そして、領域設定部161は、外的要因エリアパラメータU、D、L、Rの値を用いて、第1静電容量マップに対する補正計算が行われる領域A(図4および図5を参照)を設定する(処理S21)。
 続いて、平均値算出部162は、(i)領域Aの全体における静電容量の平均値Cmを、式(1)により計算(処理S22)し、(ii)領域Aの最上辺における静電容量の平均値Cuを、式(2)により計算し(処理S23)、(iii)領域Aの最下辺における静電容量の平均値Cdを、式(3)により計算し(処理S24)、(iv)領域Aの最左辺における静電容量の平均値Clを、式(4)により計算し(処理S25)、(v)領域Aの最右辺における静電容量の平均値Crを、式(5)により計算する(処理S26)(図6を参照)。
 なお、Cm、Cu、Cd、Cl、Crの値をそれぞれ計算するための処理S22~処理S26の順序は、これに限らず、適宜変更されてよい。例えば、処理S26→処理S25→処理S24→処理S23→処理S22という順序であってもよい。
 続いて、傾斜算出部163は、(i)上下傾斜αを、式(6)により計算し(処理S27)、(ii)左右傾斜βを、式(7)により計算する(処理S28)(図6を参照)。なお、処理S27および処理S28の順序は、これに限らない。従って、処理S28→処理S27という順序によって、上下傾斜αおよび左右傾斜βの値を計算してもよい。
 続いて、式(8)におけるC2[i][j]を計算するためのループ条件が、補正計算部164において設定される。すなわち、for(i=-L、i≦R、i++)、かつ、for(j=-U、-j≦D、j++)として、ループ条件が設定される。そして、ループ条件が満たされているi、jの範囲において、処理S30が行われる(処理S29)。
 補正計算部164は、補正後の静電容量の分布を示す行列C2の各成分C2[i][j]を、式(8)により計算する(処理S30)。i、jに関するループ条件が満たされている場合(S29においてYES)、処理S30が繰り返し実行される。
 そして、全てのi、jに対して処理S30が行われ、i、jに関するループ条件が満たされなくなると(S29においてNO)、行列C2の全ての成分C2[i][j]が計算される。続いて、図13の処理S8以降の処理が実行される。
 (タッチセンサシステム100における補正の有効性)
 以下、図15~図20を参照し、本実施形態のタッチセンサシステム100における、式(8)を用いた補正の有効性について示す。
 図15の(a)は、第1静電容量マップMAP1pを例示する図である。第1静電容量マップMAP1pでは、静電容量の極大値「18523」が、7行7列目に格納されており、第1静電容量マップMAP1pにおける着目点の座標は、(X,Y)=(7,7)である。また、第1静電容量マップMAP1pにおける4つの点(4,4)、(4,10)、(10,4)、(10,10)を頂点としてそれぞれ有する矩形として、領域Apが設定される。
 ここで、第1静電容量マップMAP1pにおける静電容量の分布を示す行列を、行列Cpと呼称し、また、領域Apにおける静電容量の分布を示す行列を、行列Cp1と呼称する。図15の(b)は、領域Apにおける静電容量分布を例示する三次元のグラフである。以下、領域Apにおける種々の補正計算について説明する。
 図16は、第1静電容量マップMAP1p内の全体の静電容量の平均値Cmaを用いた補正を例示する図である。図17に示されている補正は、全体的なオフセットを行う補正といえる。図16の(a)は、図15の(a)と同様の図であり、補正計算が行われる前の静電容量CpおよびCp1が示されている。
 そして、図16の(b)には、領域Apにおける補正計算の結果として得られた、補正後の静電容量Cp2aが示されている。行列Cp2aによって示される静電容量の分布を示す静電容量マップを、第2静電容量マップMAP2paと呼称する。
 図16の(b)における、補正後の静電容量の分布を示す行列C2paの各成分は、以下の式(9)によって計算されている。
  C2pa[i][j]=Cp1[i][j]-Cma
                (但し、-L≦i≦R、-U≦j≦D)…(9)
なお、図16において、Cma=12232である。
 図17は、領域Ap内の全体の静電容量の平均値Cmを用いた補正を例示する図である。図17に示されている補正は、部分的なオフセットを行う補正といえる。図17の(a)は、図15の(a)と同様の図であり、補正計算が行われる前の静電容量CpおよびCp1が示されている。
 そして、図17の(b)には、領域Apにおける補正計算の結果として得られた、補正後の静電容量Cp2bが示されている。行列Cp2bによって示される静電容量の分布を示す静電容量マップを、第2静電容量マップMAP2pbと呼称する。
 図17の(b)における、補正後の静電容量の分布を示す行列C2pbの各成分は、以下の式(10)によって計算されている。
  C2pb[i][j]=Cp1[i][j]-Cm
               (但し、-L≦i≦R、-U≦j≦D)…(10)
なお、図17において、Cm=13985である。
 図18は、領域Ap内の全体の静電容量の平均値Cm、および上下傾斜αを用いた補正を例示する図である。図18に示されている補正は、部分的なオフセットに加えて、タッチパネル10のドライブ方向に着目したオフセットを行う補正といえる。図18の(a)は、図15の(a)と同様の図であり、補正計算が行われる前の静電容量CpおよびCp1が示されている。
 そして、図18の(b)には、領域Apにおける補正計算の結果として得られた、補正後の静電容量Cp2cが示されている。行列Cp2cによって示される静電容量の分布を示す静電容量マップを、第2静電容量マップMAP2pcと呼称する。
 図18の(b)における、補正後の静電容量の分布を示す行列C2pcの各成分は、以下の式(11)によって計算されている。
  C2pc[i][j]=Cp1[i][j]-Cm+j×α
               (但し、-L≦i≦R、-U≦j≦D)…(11)
なお、図18において、Cm=13985、α=-932である。
 他方、図19は、式(8)による補正、すなわち、領域Ap内の全体の静電容量の平均値Cm、上下傾斜α、および左右傾斜βを用いた補正を例示する図である。図19の(a)は、図15の(a)と同様の図であり、補正計算が行われる前の静電容量CpおよびCp1が示されている。
 そして、図19の(b)には、領域Apにおける補正計算の結果として得られた、補正後の静電容量C2pが示されている。行列C2pによって示される静電容量の分布を示す静電容量マップを、第2静電容量マップMAP2pと呼称する。図19の(b)における、補正後の静電容量の分布を示す行列C2pの各成分は、上述の式(8)によって計算されている。なお、図18において、Cm=13985、α=-932、β=-1077である。
 図20は、上述のそれぞれの補正の効果を対比するための図である。図20の(a)には、第2静電容量マップMAP2paが、図20の(b)には、第2静電容量マップMAP2pbが、図20の(c)には、第2静電容量マップMAP2pcが、図20の(d)には、第2静電容量マップMAP2pが、静電容量分布を表す三次元のグラフとして例示されている。
 図20の(d)を参照すると、図15の(b)に示された静電容量分布は、特に、式(8)による補正によって、静電容量の浮き上がりが抑制されており、ピークが区別しやすい分布となっている。従って、式(8)による補正によって、静電容量分布が最も有効に補正されているといえる。
 一般的に、タッチパネル10に撓みが生じた場合の静電容量の変化の範囲は、タッチパネル10に指またはペンによるタッチ入力が行われた場合の静電容量の変化の範囲に比べて、さらに広いと考えられる。
 従って、タッチパネル10にタッチ入力が行われた場合の静電容量の変化の範囲に比べてさらに広い範囲が、補正を行うべき領域Aとして設定されるように、外的要因パラメータU、D、L、Rの値を好適に選択することにより、式(8)による補正が、特に有効であると理解される。
 式(8)による補正によれば、タッチパネル10のタッチ入力が行われたことによって生じた静電容量の変化の範囲に範囲よりもさらに広い、タッチパネル10に撓みが生じた場合の静電容量の変化の範囲に対して、静電容量の値を補正することができる。従って、タッチパネル10の撓みに起因する静電容量の変化を打ち消し、かつ、タッチパネル10へのタッチ入力に起因する静電容量の変化を保持することができる。
 なお、外的要因パラメータU、D、L、Rの値は、比較的小さい値とすることが好ましい。これは、領域Aをより狭い範囲とすることにより、補正計算の精度がより向上することが期待されるためである。
 従って、外的要因パラメータU、D、L、Rの値は、領域Aの広さが、タッチパネル10にタッチ入力が行われた場合の静電容量の変化の範囲を内包する最小限の広さとなるように、選択されることが好ましい。U=D=L=R=3は、外的要因パラメータU、D、L、Rの好適な値の一例である。
 なお、一般的に、タッチパネル10が電磁波等のノイズに暴露された場合の静電容量の変化の範囲は、タッチパネル10に指またはペンによるタッチ入力が行われた場合の静電容量の変化の範囲に比べて、さらに狭いと想定されている。従って、式(8)による補正は、タッチパネルの撓みに起因する静電容量の変化に対する補正計算として、特に有効であると言える。
 図21は、第1静電容量マップMAP1pにおいて、図19と異なる着目点を用いた場合における、補正計算の結果を例示する図である。図21の(a)は、第1静電容量マップMAP1pを例示する図である。ここでは、第1静電容量マップMAP1pにおける着目点の座標として、(X,Y)=(4,6)が選択された場合を考える。図21の(a)における着目点には、静電容量値として、「8462」が格納されている。
 図21の(a)では、第1静電容量マップMAP1pにおける4つの点(1,3)、(1,9)、(7,3)、(7,9)を頂点としてそれぞれ有する矩形として、領域Apxが設定される。ここで、領域Apxにおける静電容量の分布を表す行列を、行列Cpx1と呼称する。
 図21の(b)は、行列Cpx1に対して、式(8)による補正計算が施された結果として生成された、補正後の行列Cp2xを例示している。なお、図21において、Cm=8809、α=-1088、β=-1800である。行列C2pxによって示される静電容量の分布を示す静電容量マップを、第2静電容量マップMAP2pxと呼称する。
 図21の(c)は、第2静電容量マップMAP2pxを例示している。第2静電容量マップMAP2pxにおける静電容量分布のピークは、点(3,1)(すなわち、第1静電容量マップMAP1pにおける点(7,7)に対応する位置)に存在していることが示されている。従って、第2静電容量マップMAP2pxにおける点(0,0)は、入力位置ではないとして判断される。
 また、図22は、第1静電容量マップMAP1pにおいて、図19と異なる着目点を用いた場合における、補正計算の結果を例示する図である。図22の(a)は、第1静電容量マップMAP1pを例示する図である。ここでは、第1静電容量マップMAP1pにおける着目点の座標として、(X,Y)=(10,10)が選択された場合を考える。図22の(a)における着目点には、静電容量値として、「18138」が格納されている。
 図22の(a)では、第1静電容量マップMAP1pにおける4つの点(7,7)、(7,13)、(13,7)、(13,13)を頂点としてそれぞれ有する矩形として、領域Apyが設定される。ここで、領域Apyにおける静電容量の分布を表す行列を、行列Cpy1と呼称する。
 図22の(b)は、行列Cpy1に対して、式(8)による補正計算が施された結果として生成された、補正後の行列Cp2yを例示している。なお、図22において、Cm=18550、α=-526、β=-594である。行列C2pyによって示される静電容量の分布を示す静電容量マップを、第2静電容量マップMAP2pyと呼称する。
 図22の(c)は、第2静電容量マップMAP2pyを例示している。第2静電容量マップMAP2pyにおける静電容量分布のピークは、点(-3,-3)(すなわち、第1静電容量マップMAP1pにおける点(7,7)に対応する位置)に存在していることが示されている。従って、第2静電容量マップMAP2pxにおける点(0,0)は、入力位置ではないとして判断される。
 それゆえ、図19、図21、および図22を参照すれば、式(8)による補正計算によって、極大値「18523」が存在している、第1静電容量マップMAP1pの点は、入力位置ではないとして判断されることが理解される。
 特に、図20および図22を参照すれば、本実施形態の補正方法を用いることにより、静電容量分布のピーク値と近い値が存在している点が、入力位置として誤って判定されることを抑制することが可能であることが理解される。
 (タッチセンサシステム100の効果)
 本実施形態のタッチセンサシステム100によれば、図8の(b)、図10の(b)、図12の(b)、および図20の(d)に示されるように、タッチパネル10の撓みに起因する静電容量の浮き上がりが抑制された、第2静電容量マップ(例えば、第2静電容量マップMAP2)が得られる。
 そして、例えば、第2静電容量マップMAP2を用いて、入力位置の座標を算出することにより、タッチパネルが動的に撓んでいる場合であっても、入力位置を精度よく検出することができるという効果を奏する。
 また、タッチセンサシステム100において、第1容量分布補正部16は、第1静電容量マップMAP1を表す行列Cの各成分に対応する、(m×n)個の第2信号値マップをそれぞれ生成する。従って、第1容量分布補正部16により、タッチパネル10に分布している(m×n)個の信号値のそれぞれに対応する第2信号値マップが生成される。
 このため、タッチパネル10における複数の位置に、それぞれ入力が与えられた場合においても、各入力位置の付近において、個別に補正計算を行うことが可能となるという効果を奏する。
 なお、一般的に、タッチパネル10において、ドライブラインHL1~HLnの間隔、およびセンスラインVL1~VLmの間隔は、指またはペンのサイズに比べて十分に小さい。従って、タッチパネル10の複数の位置における入力操作が、同一の静電容量Cm,nに対応付けられることはないと言える。それゆえ、本実施形態のタッチセンサシステム100は、上述のように、各入力位置の付近において、個別に補正計算を行うことができる。
 〔実施形態2〕
 本発明の他の実施形態について、図23~図30に基づいて説明すれば、以下の通りである。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。
 (タッチセンサシステム200の構成)
 図23は、本実施形態のタッチセンサシステム200の構成を示す機能ブロック図である。本実施形態のタッチセンサシステム200は、(i)実施形態1のタッチセンサシステム100が備えるタッチパネルコントローラ1を、タッチパネルコントローラ2によって置き換え、かつ、(ii)実施形態1のタッチパネルコントローラ1が備える第1容量分布補正部16を、第1容量分布補正部26(第2信号値マップ生成部)によって置き換えることにより得られる構成である。
 なお、本実施形態のタッチセンサシステム200が有するその他の部材は、実施形態1のタッチセンサシステム100が有する各部材と同様であるため、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
 (第1容量分布補正部26の構成)
 図24は、第1容量分布補正部26の詳細な構成を示す機能ブロック図である。第1容量分布補正部26は、領域設定部161、平均値算出部162、傾斜算出部163、補正計算部164、および倍率設定部265を備えている。従って、本実施形態の第1容量分布補正部26は、実施形態1の第1容量分布補正部16に、倍率設定部265を付加した構成であると言える。
 (倍率設定部265)
 倍率設定部265は、補正倍率Kを用いて、Cm、α、βの値を修正する機能を有する。なお、補正倍率Kの値は、タッチセンサシステム200の製造時点において、あらかじめ定められた固定の値であってもよいが、ホスト装置110によって変更可能な値であることが好ましい。
 第1容量分布補正部26の処理の開始に先立ち、倍率設定部265における倍率設定を行うか否かが、あらかじめ設定される。この設定は、ホスト装置110を介して、ユーザが任意に行うことができる。以降、倍率設定部265における倍率設定が行われる場合の動作について説明する。
 倍率設定部265は、設定された補正倍率Kの値を用いて、以下の式(12)~(14)によって、Cm、αf、βfをそれぞれ計算する。
  Cmf=K×Cm  …(12)
  αf=K×α    …(13)
  βf=K×β    …(14)
ここで、Cmfを修正平均値、αfを修正上下傾斜、βfを修正左右傾斜とそれぞれ呼称する。
 倍率設定部265は、修正平均値Cmf、修正上下傾斜αf、修正左右傾斜βfの値を、補正計算部164に与える。この場合、補正計算部164は、以下の式(15)により、補正後の静電容量の分布を示す行列C2の各成分を計算する。
  C2[i][j]=C1[i][j]-Cmf+j×αf+i×βf
          =C1[i][j]-K×(Cm+j×α+i×β)
                (但し、-L≦i≦R、-U≦j≦D)…(15)
 式(15)の右辺第2項~第4項は、式(8)の右辺第2項~右辺第4項を、K倍したものである。従って、補正倍率Kは、静電容量の補正量を調整するパラメータであると言える。
 なお、倍率設定部265における倍率設定が行われないように設定されている場合には、倍率設定部265は、K=1として処理を行う。すなわち、倍率設定部265は、Cmf=C、αf=α、βf=βの値を、補正計算部164に与える。この場合、補正計算部164は、実施形態1と同様に、式(8)により、補正後の静電容量の分布を示す行列C2の各成分を計算する。
 図25~図28は、本実施形態の補正を例示する図である。図25は、補正倍率K=1.2とした場合の補正を例示する図である。図25の(a)は、図7の(a)と同様の図であり、領域Aにおいて補正計算が行われる前の静電容量C1が示されている。そして、図25の(b)には、領域Aにおける補正計算の結果として得られた、補正後の静電容量C2faが示されている。行列C2faによって示される静電容量の分布を示す静電容量マップを、第2静電容量マップMAP2faと呼称する。
 図26は、補正倍率K=1.1とした場合の補正を例示する図である。図26の(a)は、図7の(a)と同様の図であり、領域Aにおいて補正計算が行われる前の静電容量C1が示されている。そして、図26の(b)には、領域Aにおける補正計算の結果として得られた、補正後の静電容量C2fbが示されている。行列C2fbによって示される静電容量の分布を示す静電容量マップを、第2静電容量マップMAP2fbと呼称する。
 図27は、補正倍率K=0.9とした場合の補正を例示する図である。図27の(a)は、図7の(a)と同様の図であり、領域Aにおいて補正計算が行われる前の静電容量C1が示されている。そして、図27の(b)には、領域Aにおける補正計算の結果として得られた、補正後の静電容量C2fcが示されている。行列C2fcによって示される静電容量の分布を示す静電容量マップを、第2静電容量マップMAP2fcと呼称する。
 図28は、補正倍率K=0.8とした場合の補正を例示する図である。図28の(a)は、図7の(a)と同様の図であり、領域Aにおいて補正計算が行われる前の静電容量C1が示されている。そして、図28の(b)には、領域Aにおける補正計算の結果として得られた、補正後の静電容量C2fdが示されている。行列C2fdによって示される静電容量の分布を示す静電容量マップを、第2静電容量マップMAP2fdと呼称する。
 図29は、上述のそれぞれの補正の効果を示す図である。図29の(a)には、第2静電容量マップMAP2faが、図29の(b)には、第2静電容量マップMAP2fbが、図29の(c)には、第2静電容量マップMAP2fcが、図29の(d)には、第2静電容量マップMAP2fdが、静電容量分布を表す三次元のグラフとして例示されている。
 (第1容量分布補正部26における静電容量値を補正する処理の流れ)
 本実施形態のタッチセンサシステム200の処理の全体的な流れは、実施形態1のタッチセンサシステム100の場合と同様に、図9によって表される。
 ここでは、図28を用いて、第1容量分布補正部26における処理S6およびS7(すなわち、第1静電容量マップ上の各静電容量値を補正する処理)の流れについて説明する。図30は、第1容量分布補正部26が備える各部の処理の流れを例示するフローチャートである。図30には、処理S31~S54が示されている。
 なお、図30の処理S41~S48は、図10の処理S21~S28と同様である。また、図30の処理S52は、図10の処理S29と同様である。従って、処理S49~S51、および処理S53についてのみ説明する。
 倍率設定部265は、倍率設定を行うか否かを確認する(処理S49)。倍率設定が行われる場合(S49においてYES)、倍率設定部265は、設定された補正倍率Kの値(例えば、K=1.2)を用いて、修正平均値Cmf、修正上下傾斜αf、修正左右傾斜βfを計算する。そして、倍率設定部265は、修正平均値Cmf=K×Cm、修正上下傾斜αf=K×α、修正左右傾斜βf=K×βの値を、補正計算部164に与える(処理S50)。
 他方、倍率設定が行われない場合(S49においてNO)、倍率設定部265は、補正倍率Kの値として、K=1を適用する。そして、倍率設定部265は、修正平均値Cmf=Cm、修正上下傾斜αf=α、修正左右傾斜βf=βの値を、補正計算部164に与える(処理S51)。
 そして、補正計算部164は、補正後の静電容量の分布を示す行列C2の各成分C2[i][j]を、式(15)により計算する(処理S53)。i、jに関するループ条件が満たされている場合(S52においてYES)、処理S53が繰り返し実行される。
 全てのi、jに対して処理S53が行われ、i、jに関するループ条件が満たされなくなると(S52においてNO)、行列C2の全ての成分C2[i][j]が計算される。続いて、図13の処理S9以降の処理が実行される。
 (タッチセンサシステム200の効果)
 本実施形態のタッチセンサシステム200によれば、図29に示されているように、補正倍率Kの値に応じて、静電容量の補正量を調整することができるという効果を奏する。
 〔実施形態3〕
 本発明の他の実施形態について、図31~図35に基づいて説明すれば、以下の通りである。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。
 (タッチセンサシステム300の構成)
 図31は、本実施形態のタッチセンサシステム300の構成を示す機能ブロック図である。本実施形態のタッチセンサシステム300は、(i)実施形態1のタッチセンサシステム100が備えるタッチパネルコントローラ1を、タッチパネルコントローラ3によって置き換え、かつ、(ii)実施形態1のタッチパネルコントローラ1が備える第1容量分布補正部16を、第1容量分布補正部36(第2信号値マップ生成部)によって置き換えることにより得られる構成である。
 なお、本実施形態のタッチセンサシステム300が有するその他の部材は、実施形態1のタッチセンサシステム100が有する各部材と同様であるため、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
 (第1容量分布補正部36の構成)
 図32は、第1容量分布補正部36の詳細な構成を示す機能ブロック図である。第1容量分布補正部36は、領域設定部161、平均値算出部162、傾斜算出部163、補正計算部164、および補正要否判定部365を備えている。従って、本実施形態の第1容量分布補正部36は、実施形態1の第1容量分布補正部16に、補正要否判定部365を付加した構成であると言える。
 (補正要否判定部365)
 補正要否判定部365は、領域Aにおける静電容量の分布を示す行列C1の各成分C1[i][j]の値と、判定値Vとの大小を比較する。なお、判定値Vの値は、タッチセンサシステム300の製造時点において、あらかじめ定められた固定の値であってもよいが、ホスト装置110によって変更可能な値であることが好ましい。
 補正要否判定部365は、行列C1の各成分C1[i][j]が、以下の補正候補条件
  C1[i][j]>V  …(補正候補条件)
を満たしているか否かを判定する。
 そして、補正要否判定部365は、行列C1の各成分C1[i][j]が、補正候補条件を満たしているか否かを示す補正要否情報を生成し、補正計算部164へ与える。
 補正計算部164は、補正要否情報を参照し、補正候補条件を満たすC1[i][j]についてのみ、式(8)により、補正後の静電容量の分布を示す行列C2の各成分C2[i][j]を計算する。
 (第1容量分布補正部36における静電容量値を補正する処理の流れ)
 本実施形態のタッチセンサシステム300の処理の全体的な流れは、実施形態1のタッチセンサシステム100の場合と同様に、図9によって表される。
 ここでは、図33を用いて、第1容量分布補正部36における処理S6およびS7(すなわち、第1静電容量マップ上の各静電容量値を補正する処理)の流れについて説明する。図33は、第1容量分布補正部36が備える各部の処理の流れを例示するフローチャートである。図33には、処理S61~S71が示されている。
 なお、図33の処理S61~S69は、図10の処理S21~S29と同様である。従って、処理S70およびS71についてのみ説明する。
 補正要否判定部365は、行列C1の各成分C1[i][j]が、補正候補条件を満たすか否かを判定する。そして、補正要否判定部365は、行列C1の各成分C1[i][j]が、補正候補条件を満たしているか否かを示す補正要否情報を、補正計算部164へ与える(処理S70)。
 なお、図32では、補正要否判定部365が、補正計算部164の直前に設けられる構成が例示されているが、補正要否判定部365は、領域設定部161の直前に設けられる構成であってもよい。
 補正要否判定部365を、領域設定部161の直前に設ける構成とした場合、処理S70を処理S61の直前に行うことができる。従って、行列C1の成分C1[i][j]に対する補正計算を行う必要が無い場合に、静電容量値の各平均値を算出する処理(S62~S66)、ならびに、上下傾斜および左右傾斜を算出する処理(S67~S68)を省略することができる。
 行列C1の成分C1[i][j]が、補正候補条件を満たしている場合(S70においてYES)、補正計算部164は、式(8)により、補正後の静電容量の分布を示す行列C2の成分C2[i][j]を計算する(処理S71)。
 処理S69~S71によれば、行列C1の成分C1[i][j]の値が判定値V以下の場合に、補正計算が行われない。このため、良好な補正計算の効果が得られないケース、または、判定値Vに近い行列C1の成分C1[i][j]の値に対して、いびつな補正計算が行われるケースが想定される。この問題は、処理S70の位置を変更することによって、解消することができる。
 すなわち、本実施形態におけるメモリ削減のための方法としては、C1[i][j]>Vを満たす場合(つまり、補正候補条件を満たす場合)にのみ、領域Aの全ての点に対して補正計算を行い、行列C2を作成するとよい。
 従って、C1[i][j]>Vを満たさない場合(つまり、補正候補条件を満たさない場合)には、領域Aの全ての点に対して補正計算が行われず、C2=C1となる。それゆえ、行列C2を保存するためのメモリ領域を準備する必要がなく、メモリ容量を削減することができる。
 なお、C1[i][j]>Vを満たさない場合には、行列C1によって表される第1静電容量マップを用いて、タッチ認識部18以降の処理が行われる。
 他方、行列C1の各成分C1[i][j]が、補正候補条件を満たしていない場合(S70においてNO)、処理S69に戻る。従って、補正計算部164における計算は行われない。そして、処理S69においてi、jの値が更新された後に、処理S70における補正候補条件の判定が行われる。
 そして、i、jに関するループ条件が満たされている場合(S69においてYES)、処理S70が繰り返し実行される。
 全てのi、jに対して処理S70が行われ、i、jに関するループ条件が満たされなくなると(S69においてNO)、補正候補条件を満たす行列C1の全ての成分C1[i][j]に対応する、補正後の行列C2の成分C2[i][j]が計算される。続いて、図13の処理S9以降の処理が実行される。
 (タッチセンサシステム300の効果)
 以下、図34および図35を用いて、本実施形態のタッチセンサシステム300の効果について説明する。
 図34の(a)は、領域Asを例示する図である。ここで、領域Asにおける静電容量の分布を示す行列を、行列Cs1と呼称する。行列Cs1は、13行13列の行列であり、169(=13×13)個の成分を有している。
 また、図34の(b)は、領域Asにおける静電容量分布を例示する三次元のグラフである。図34の(b)は、座標(0,0)において、タッチパネル10に対する入力操作が行われた場合を例示している。
 タッチパネル10に対して、指またはペンのタッチによる入力操作が行われた場合、指またはペンのタッチによって生じたと判断される、所定の閾値程度の静電容量の変化量に比べて、比較的小さい静電容量の変化量は、指またはペンのタッチに起因するものである可能性が低い。このため、タッチパネル10に対する入力を検出するためには、比較的大きい静電容量の値にのみ注目すればよいと言える。
 例えば、タッチセンサシステム300において、判定値V=4000と設定されている場合を考える。この場合、図34の(a)に示されるように、行列Cs1において、Cs1[i][j]>4000(補正候補条件)を満たす成分の個数は、6個である。
 従って、タッチセンサシステム300においては、行列Cs1の169個の成分のうち、補正候補条件を満たす6個の成分についてのみ、補正計算が行われる。従って、本実施形態のタッチセンサシステム300によれば、行列Cs1の全ての成分に対して補正計算を行っていた、実施形態1および2のタッチセンサシステム100および200に比べて、必要なメモリ容量を削減することができるという効果を奏する。
 図35は、補正計算に必要なメモリ容量を例示する図である。いま、10行10列の行列として表される第1静電容量マップMAP1Aを考える。第1静電容量マップMAP1Aは、10×10=100個の成分(成分「A1」~成分「H10」)を有している。
 ここで、第1静電容量マップMAP1A1から生成され得る第2静電容量マップの数は、第1静電容量マップMAP1A1の成分の個数と等しい数となる。
 例えば、図35の場合、
  第1静電容量マップMAP1Aの1行1列目の成分「A1」を着目点として生成される第2静電容量マップMAP2A1、
  第1静電容量マップMAP1Aの1行2列目の成分「B1」を着目点として生成される第2静電容量マップMAP2A2、
  …(中略)…
  第1静電容量マップMAP1Aの1行2列目の成分「H1」を着目点として生成される第2静電容量マップMAP2A10、
  第1静電容量マップMAP1Aの2行1列目の成分「A2」を着目点として生成される第2静電容量マップMAP2A11、
  …(中略)…
  第1静電容量マップMAP1Aの10行10列目の成分「H10」を着目点として生成される第2静電容量マップMAP2A100、
の、100個の第2静電容量マップが、第1静電容量マップMAP1A1から生成され得る。なお、第2静電容量マップMAP2A1~MAP2A100のそれぞれは、7行7列の行列として表される。また、図35に示されているように、第2静電容量MAP2A1~MAP2A100のマップのそれぞれは、部分的に重なっている。
 静電容量の補正計算においては、複数の第2静電容量マップが生成される場合が想定されるので、第2静電容量マップを保存するために必要なメモリ容量は、第1静電容量マップを保存するために必要なメモリ容量に比べて、十分大きいといえる。
 例えば、図35の場合、第1静電容量マップMAP1Aを保存するためには、100個の成分を保存するためのメモリ容量を確保すればよいが、第2静電容量マップMAP2A1~MAP2A100を保存するためには、7×7×100=4900個の成分を保存するためのメモリ容量を確保する必要がある。従って、例えば実施形態1のタッチセンサシステム100において、第2静電容量マップを保存するためには、第1静電容量マップを保存するためのメモリ容量に比べて、49倍のメモリ容量を確保する必要がなる。
 それゆえ、本実施形態のタッチセンサシステム300は、第2静電容量マップを保存するために必要なメモリ容量を削減することができるという点において、有用である。
 例えば、第2静電容量マップMAP2A1~MAP2A100のそれぞれにおいて、補正候補条件を満たす成分の数が、全成分数の1/10であると仮定すると、本実施形態のタッチセンサシステム300において、第2静電容量マップMAP2A1~MAP2A100を保存するためには、7×7×100×(1/10)=490個の成分を保存するためのメモリ容量が確保されていればよい。すなわち、第2静電容量マップを保存するために必要なメモリ容量を、実施形態1のタッチセンサシステム100の場合の1/10に削減することができる。
 〔実施形態4〕
 本発明の他の実施形態について、図36~図37に基づいて説明すれば、以下の通りである。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。
 (タッチセンサシステム400の構成)
 図36は、本実施形態のタッチセンサシステム400の構成を示す機能ブロック図である。本実施形態のタッチセンサシステム400は、(i)実施形態1のタッチセンサシステム100が備えるタッチパネルコントローラ1を、タッチパネルコントローラ4によって置き換えることにより得られる構成である。
 また、本実施形態のタッチセンサシステム400が有する各部材は、実施形態1のタッチセンサシステム100が有する各部材と同様であるため、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
 なお、本実施形態のタッチパネルコントローラ4は、実施形態1のタッチパネルコントローラ1と同様の構成であり、一部の処理の順序のみが異なる。従って、タッチセンサシステム400における処理の流れについて、以下に説明する。
 (タッチセンサシステム400における入力位置の座標を算出する処理の流れ)
 本実施形態のタッチセンサシステム400の処理の全体的な流れは、図37によって表される。図37は、タッチセンサシステム400における入力位置の座標を算出する処理の流れを例示するフローチャートである。図35には、処理S81~S91が示されている。
 なお、図37の処理S81~S87は、図9の処理S1~S7と同様であり、その順序もまた同様である。従って、処理S88~S91についてのみ説明する。
 領域A内の全ての静電容量に対して、処理S86およびS87が行われることにより、第2静電容量マップが生成される(処理S88)。第2静電容量マップは、第2容量分布記憶部17を介して、タッチ認識部18に与えられる。
 続いて、タッチ認識部18は、第2静電容量マップに基づき、タッチパネル10に対して、指またはペンのタッチによる入力が与えられたか否かを判定する。そして、タッチ認識部18は、タッチパネル10に対して、指またはペンのタッチによる入力が与えられたと判定した場合に、第2静電容量マップを、入力位置計算部19に与える。
 入力位置計算部19は、タッチ認識部18から与えられた第2静電容量マップに基づき、タッチパネル10に対する入力が与えられた位置を示す、入力位置の座標を計算する(処理S89)。
 そして、第1容量分布補正部16は、第1静電容量マップ内の全ての静電容量に対して、処理S86~S89が行われたか否かを確認する(処理S90)。第1静電容量マップ内の全ての静電容量に対して、処理S86~S89が行われていない場合には(処理S90においてNO)、処理S86に戻り、第1容量分布補正部16における処理S86~S89が繰り返される。
 そして、第1静電容量マップ内の全ての静電容量に対して、処理S86~S89が行われた場合(処理S90においてYES)、入力位置計算部19は、入力位置の座標を、タッチセンサシステム400の外部に設けられたホスト装置110に与える(処理S91)。
 処理S81~S91によって、タッチセンサシステム400における入力位置の座標が算出され、ホスト装置110に与えられる。そして、処理S91の終了後は、処理S83に戻り、タッチセンサシステム400の電源が投入されている期間に亘り、処理S83~処理S91が繰り返される。
 (タッチセンサシステム400の効果)
 実施形態1のタッチセンサシステム100は、処理S8のループ外において、第2静電容量マップに基づき、入力位置の座標を計算していた(図13の処理S10を参照)。他方、本実施形態のタッチセンサシステム400は、処理S90のループ内において、第2静電容量マップに基づき、入力位置の座標を計算している(図37の処理S89を参照)。
 タッチセンサシステム400における処理の流れによれば、処理S89において第2静電容量マップが生成された直後に、入力位置の座標を計算することができる。従って、処理S90のループごとに、メモリに保存された第2静電容量マップを上書きすることが許容される。
 従って、本実施形態のタッチセンサシステム400によれば、第2静電容量間マップを上書きすることが許容されない、実施形態1~3のタッチセンサシステム100~300に比べて、必要なメモリ容量を削減することができるという効果を奏する。
 〔実施形態5〕
 本発明の他の実施形態について、図38~図40に基づいて説明すれば、以下の通りである。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。
 (タッチセンサシステム500の構成)
 図38は、本実施形態のタッチセンサシステム500の構成を示す機能ブロック図である。本実施形態のタッチセンサシステム500は、(i)実施形態1のタッチセンサシステム100が備えるタッチパネルコントローラ1を、タッチパネルコントローラ5によって置き換え、かつ、(ii)実施形態1のタッチパネルコントローラ1が備える第1容量分布補正部16を、第1容量分布補正部56(第2信号値マップ生成部)によって置き換えることにより得られる構成である。
 なお、本実施形態のタッチセンサシステム500が有するその他の部材は、実施形態1のタッチセンサシステム100が有する各部材と同様であるため、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
 (第1容量分布補正部56の構成)
 図39は、第1容量分布補正部56の詳細な構成を示す機能ブロック図である。第1容量分布補正部56は、領域設定部161、平均値算出部562、傾斜算出部563、および補正計算部164を備えている。従って、本実施形態の第1容量分布補正部56は、実施形態1の第1容量分布補正部16が備える平均値算出部162および傾斜算出部163を、平均値算出部562および傾斜算出部563によって、それぞれ置き換えることにより得られる構成である。
 (平均値算出部562)
 平均値算出部562は、領域Aの全体における静電容量の平均値Cmを、式(1)により計算する。この処理は、実施形態1の平均値算出部162と同様である。
 平均値算出部562は、4つのパラメータKu、Kd、Kl、Krを用いて、以下の計算を行う。なお、Ku、Kd、Kl、Krの値は、タッチセンサシステム500の製造時点において、あらかじめ定められた固定の値であってもよいが、ホスト装置110によって変更可能な値であることが好ましい。
 すなわち、平均値算出部562は、(i)領域Aの最上辺(最上行)からKu行における静電容量の平均値Cu、(ii)領域Aの最下辺(最下行)からKd行における静電容量の平均値Cd、(iii)領域Aの最左辺(最左行)からKl行における静電容量の平均値Cl、(iv)領域Aの最右辺(最右行)からKr行における静電容量の平均値Crを、以下の式(16)~(19)により、それぞれ計算する。
  Cu=(行列C1の最上辺からKu行の成分の和)/(行列C1の最上辺からKu行の成分数)  …(16)
  Cd=(行列C1の最下辺からKd行の成分の和)/(行列C1の最下辺からKd行の成分数)  …(17)
  Cl=(行列C1の最左辺からKl行の成分の和)/(行列C1の最左辺からKl行の成分数)  …(18)
  Cr=(行列C1の最右辺からKr行の成分の和)/(行列C1の最右辺からKr行の成分数)  …(19)
なお、実施形態1の式(2)~(5)は、式(16)~(19)において、Ku=1、Kd=1、Kl=1、Kr=1と設定されている場合に相当する。
 図40は、平均値算出部562および傾斜算出部の処理を例示する図である。図40には、図6と同様の領域Aが示されている。
 図40では、Ku=2、Kd=2、Kl=1、Kr=1の場合が示されている。この場合、平均値算出部562は、式(2)~(5)をそれぞれ適用することにより、Cu=1786、Cd=4368、Cl=1064、Cr=4513を算出する。
 (傾斜算出部563)
 傾斜算出部563は、Cm、Cu、Cd、Cl、Crの値に加えて、4つのパラメータKu、Kd、Kl、Krを用いて、上下傾斜αおよび左右傾斜βを、以下の式(20)および(21)により、それぞれ計算する。
  α=(Cu-Cd)/{(U-(Ku-1))+(D-(Kd-1))}  …(20)
  β=(Cl-Cr)/{(L-(Kl-1))+(R-(Kr-1))}  …(21)
なお、実施形態1の式(6)および(7)は、式(20)~(21)において、Ku=1、Kd=1、Kl=1、Kr=1と設定されている場合に相当する。
 図40の場合、Ku=2、Kd=2、Kl=1、Kr=1であるから、傾斜算出部163は、式(20)および(21)をそれぞれ適用することにより、α=-645、β=-574を算出する。
 (タッチセンサシステム500の効果)
 本実施形態のタッチセンサシステム500は、領域Aの静電容量分布を示す行列C1の最外周の成分のみならず、最外周を含んだ複数周の成分を用いて、上下傾斜αおよび左右傾斜βを算出する。
 従って、第1静電容量マップにおける静電容量値のSN比が低い場合等の、行列C1の最外周の成分の値の信頼性が低い場合にも、補正計算の精度の低下を抑制することができるという効果を奏する。
 〔実施形態6〕
 本発明の他の実施形態について、図41~図47に基づいて説明すれば、以下の通りである。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。
 (タッチセンサシステム600の構成)
 図41は、本実施形態のタッチセンサシステム600の構成を示す機能ブロック図である。本実施形態のタッチセンサシステム600は、(i)実施形態1のタッチセンサシステム100が備えるタッチパネルコントローラ1を、タッチパネルコントローラ6によって置き換え、かつ、(ii)実施形態1のタッチパネルコントローラ1が備える第1容量分布補正部16を、第1容量分布補正部66(第2信号値マップ生成部)によって置き換えることにより得られる構成である。
 なお、本実施形態のタッチセンサシステム600が有するその他の部材は、実施形態1のタッチセンサシステム100が有する各部材と同様であるため、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
 (第1容量分布補正部66の構成)
 図42は、第1容量分布補正部66の詳細な構成を示す機能ブロック図である。第1容量分布補正部66は、領域設定部161、平均値算出部162、傾斜算出部163、補正計算部164に加えて、差分計算部665および積分計算部666を備えている。従って、本実施形態の第1容量分布補正部66は、実施形態1の第1容量分布補正部16に、差分計算部665および積分計算部666を付加することにより得られる構成である。
 (差分計算および積分計算について)
 差分計算部665は、静電容量分布を示す行列に対して、差分計算を行う。他方、積分計算部666は、静電容量分布を示す行列に対して、積分計算を行う。はじめに、差分計算部665および積分計算部666の動作の説明に先立ち、差分計算および積分計算について、図43を参照して説明する。
 図43は、差分計算および積分計算を例示する図である。図43の(a)には、図5と同様の第1静電容量マップMAP1の静電容量分布を表す行列Cが示されている。
 図43の(b)には、行列Cに対して差分計算を行うことによって生成された行列Cdifが示されている。以降、行列Cdifを、差分行列と呼称する。ここで、行列Cから差分行列Cdifを生成するための差分計算は、以下の式(22)によって行われる。
  Cdif[i][j]=C[i][j]-C[i-1][j]  …(22)
なお、式(22)の差分計算は、微分計算と称されてもよい。
 図43の(c)には、行列Cdifに対して積分計算を行うことによって生成された行列Cintが示されている。以降、行列Cintを、積分行列と呼称する。ここで、行列Cdifから積分行列Cintを生成するための差分計算は、以下の式(23)によって行われる。
  Cint[i][j]=Cint[i-1][j]-Cdif[i][j]  …(23)
図43の(a)および(c)により、積分行列Cintは、行列Cと同一の行列であることが示されている。従って、式(22)の差分計算と、式(23)の積分計算とは、互いに逆演算の関係にあると言える。それゆえ、式(23)の積分計算は、式(22)による差分計算の結果として得られた差分行列Cdifを、元の行列Cに復元するための処理であると考えてもよい。
 (差分計算部665)
 差分計算部665は、第1容量分布計算部15から、第1静電容量マップMAP1を取得する。そして、差分計算部665は、第1静電容量マップにおける静電容量の分布を表す行列C1の各成分C1[i][j]に対して、差分計算を施す。すなわち、差分計算部665は、式(22)によって、行列C1から、差分行列C1difを生成する。
 差分計算部665は、差分行列C1difを領域設定部161に与える。以降、領域設定部161から補正計算部164までを通じて、差分行列C1difに対する補正計算が行われる。以降、差分行列C1difに対して、式(8)による補正計算によって生成される行列を、行列C2difと呼称する。そして、行列C2difに対応する静電容量マップを、第2静電容量マップMAP2difと呼称する。
 図44には、図5の領域Aにおける静電容量の分布を表す行列C1に対して、第1容量分布補正部66による処理が行われる場合が例示されている。
 図44の(a)には、領域Aにおける差分行列C1difが、図44の(b)には、第2静電容量マップMAP2difにおける行列C2difが、それぞれ例示されている。なお、図44の(a)に示された差分行列C1difにおいて、Cu=542、Cd=-300、Cl=279、Cr=716、Cm=489、α=140、β=-72である。
 (積分計算部666)
 積分計算部666は、差分計算部665において差分計算が施された静電容量の分布を、復元するために設けられている。
 積分計算部666は、補正計算部164から、行列C2difおよび第2静電容量マップMAP2difを与えられる。そして、積分計算部666は、式(23)によって、行列C2difから、積分行列C2Iを生成する。ここで、積分行列C2Iに対応する静電容量マップを、第2静電容量マップMAP2Iと呼称する。
 図44の(c)には、第2静電容量マップMAP2Iにおける積分行列C2Iが、図44の(d)には、第2静電容量マップMAP2Iにおける静電容量分布を表す三次元のグラフが、それぞれ例示されている。図44の(d)によれば、上述の実施形態1~5と同様に、静電容量が有効に補正されていることが示されている。
 (タッチセンサシステム600における入力位置の座標を算出する処理の流れ)
 本実施形態のタッチセンサシステム600の処理の全体的な流れは、図45によって表される。図45は、タッチセンサシステム600における入力位置の座標を算出する処理の流れを例示するフローチャートである。図43には、処理S101~S113が示されている。
 なお、図45の処理S101~S105、処理S107~S108、および、処理S110~S113は、図9の処理S1~S5、処理S6~S7、および処理S8~S11とそれぞれ同様である。従って、図45の処理は、図9の処理に、処理S106およびS109を付加した処理であると言える。以下、処理S106およびS107、ならびに、その周辺の処理についてのみ説明する。
 差分計算部665は、式(22)によって、第1静電容量マップにおける静電容量の分布を表す行列C1から、差分行列C1difを生成する(処理S106)。
 続いて、処理S107およびS108を通じて、式(8)による、差分行列C1difに対する補正計算が行われ、行列C2difが生成される。
 積分計算部666は、式(23)によって、行列C2difから、積分行列C2Iを生成する(処理S109)。
 そして、第1容量分布補正部66は、第1静電容量マップ内の全ての静電容量に対して、処理S106~S109が行われたか否かを確認する(処理S110)。第1静電容量マップ内の全ての静電容量に対して、処理S106~S109が行われていない場合には(処理S110においてNO)、処理S106に戻り、第1容量分布補正部66における処理S106~S109が繰り返される。
 そして、第1静電容量マップ内の全ての静電容量に対して、処理S106~S109が行われた場合(処理S110においてYES)、第1容量分布補正部66において、第2静電容量マップが生成される(処理S111)。
 以降、処理S111~S113が、図9の処理S9~S11と同様に行われ、タッチセンサシステム600における入力位置の座標が算出され、ホスト装置110に与えられる。そして、処理S113の終了後は、処理S103に戻り、タッチセンサシステム600の電源が投入されている期間に亘り、処理S103~処理S113が繰り返される。
 (タッチセンサシステム600の効果)
 以下、図46および図47を用いて、本実施形態のタッチセンサシステム600の効果について説明する。
 図46は、領域Aにおける補正前の静電容量の分布(すなわち、行列C1を表す分布)、実施形態1の補正計算によって得られた補正後の静電容量の分布(すなわち、行列C2を表す分布)、および、本実施形態の補正計算によって得られた補正後の静電容量の分布(すなわち、行列C2Iを表す分布)が、一次元のグラフとして例示されている。図44には、本実施形態の補正計算によって、実施形態1の補正計算よりも、さらに静電容量分布のばらつきが有効に抑制されていることが示されている。
 図47は、本実施形態の補正計算である、差分行列を用いた補正計算の有効性を説明するための図である。図45の(a)には、静電容量の分布を示す行列としての行列Cが例示されている。また、図45の(b)には、行列Cから生成された差分行列Cdifが例示されている。
 図47によれば、差分行列Cdifは、行列Cに比べて、静電容量分布における静電容量値の変化の度合いを、さらに詳細に表していることが理解される。従って、差分行列Cdifによれば、行列Cに比べて、(i)負の値が存在する領域、(ii)0付近の値が存在する領域、および、(iii)正の値が存在する領域を、より明確に区分することができる。
 それゆえ、差分行列Cdifによれば、(i)負の値が存在する領域、(ii)0付近の値が存在する領域、および、(iii)正の値が存在する領域において、それぞれ個別に補正計算を施すことができるため、行列Cに対して補正計算を施す場合よりも、さらに高精度な補正計算が行われる。
 また、差分行列Cdifの各成分の大きさ(絶対値)は、行列Cの各成分の大きさ(絶対値)に比べて、より小さいことが一般的である。従って、差分行列Cdifに対する補正計算を行うことにより、行列Cに対する補正計算を行う場合に比べて、補正計算において生じる誤差が、より小さくなることが期待される。
 それゆえ、本実施形態の補正計算が、実施形態1の補正計算に比べて、さらに有効な補正計算であることは、一般的な傾向であるとして考えることができる。
 また、本実施形態のタッチセンサシステム600によれば、キャリブレーション(校正)が施された静電容量値についても、補正計算を行うことができる。ここで、キャリブレーションとは、静的な状態(例えば、タッチパネルが筐体に組み込まれた状態)における静電容量の値を基準値として、(i)タッチセンサシステムにおいて検出された静電容量と、(ii)基準値との差の値を、算出する処理を意味する。
 〔変形例〕
 なお、実施形態1~6では、静電容量方式のタッチパネルとしてのタッチパネル10を想定して説明を行っているが、本発明は、静電容量方式のタッチパネルに限定されない。本発明は、タッチパネルに設けられたセンサ(例えば、センスラインVL1~VLm)からの信号値をマトリクス状に読み取ることが可能な他の方式のタッチパネル(例えば、マトリクス状に分布した複数の電気抵抗値を読み取ることが可能な抵抗膜式のタッチパネル)に適用してもよい。
 なお、実施形態6において、本発明の一態様に係るタッチセンサシステムは、キャリブレーションが施された静電容量値に対する補正計算を行うことが可能であることが示されている。本発明の一態様に係るタッチセンサシステムは、キャリブレーションに限らず、その他の信号処理(例えば、静電容量値に一定のオフセット値を加算する処理)が施された静電容量値に対する補正計算を行うことも可能である。
 〔実施形態7〕
 本発明の他の実施形態について、図48に基づいて説明すれば、以下の通りである。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。図48は、実施形態1に記載のタッチセンサシステム100を備えた電子機器の一例としての携帯電話機3000(電子機器)の構成を示す機能ブロック図である。
 携帯電話機3000は、CPU(Central Processing Unit)310、カメラ313、マイクロフォン314、スピーカ315、操作部316、表示パネル318、表示制御回路309、ROM(Read Only Memory)311、RAM(Random Access Memory)312、およびタッチセンサシステム100を備えている。
 携帯電話機3000が備える各構成要素は、相互にデータバスによって接続されている。なお、図11には示されていないが、携帯電話機3000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ースを備える構成としてもよい。
 CPU310は、携帯電話機3000の動作を制御する。CPU310は、たとえばROM311に格納されたプログラムを実行する。操作部316は、携帯電話機3000のユーザによる指示の入力を受け付ける入力デバイスであり、例えば各種の操作キーまたはボタンである。
 ROM311は、EPROM(Erasable Programmable ROM)またはフラッシュメモリ等の書込みおよび消去が可能なROMであり、データを不揮発的に格納する。RAM312は、CPU310によるプログラムの実行により生成されたデータ、または操作部316を介して入力されたデータを揮発的に格納する。
 カメラ313は、ユーザによる操作部316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、RAM312または外部メモリ(例えば、メモリカード)に格納される。
 マイクロフォン314は、ユーザの音声の入力を受付ける。携帯電話機3000は、当該入力されたアナログデータとしての音声信号をデジタル化する。そして、携帯電話機3000は、通信対象(例えば、他の携帯電話機)に、デジタル化信号としての音声信号を送る。スピーカ315は、例えば、RAM312に記憶された音楽データ等に基づき、アナログ信号としての音声信号を出力する。
 表示パネル318は、表示制御回路309により、ROM311、RAM312に格納されている画像を表示する。表示パネル318は、タッチパネル10に重ねられていてもよいし、または、タッチパネル10を内蔵していてもよい。なお、タッチパネルコントローラ1において生成されたタッチパネル10上のタッチ位置を示すタッチ認識信号に、操作部316が操作されたことを示す信号と同じ役割を持たせることもできる。
 タッチセンサシステム100は、タッチパネルコントローラ1およびタッチパネル10を有している。タッチセンサシステム100の動作は、CPU310によって制御されている。
 実施形態1のホスト装置110は、CPU310によって実現されてもよい。また、デジタル化された線形和信号に基づき、タッチパネル10に対する入力操作が行われた位置を検出する処理は、タッチパネルコントローラ1の外部に設けられたCPU310によって実行されてもよい。
 すなわち、実施形態1においてタッチパネルコントローラ1が備えていた、第1容量分布計算部15、第1容量分布補正部16、第2容量分布記憶部17、タッチ認識部18、および入力位置計算部19は、CPU310に設けられてもよい。
 この場合、タッチパネルコントローラ1は、デジタル化された線形和信号を、AD変換器13から、CPU310に設けられた第1容量分布計算部15に与える。
 そして、CPU310は、第1容量分布計算部15、第1容量分布補正部16、第2容量分布記憶部17、タッチ認識部18、および入力位置計算部19のそれぞれにおいて、実施形態1と同様の処理を行う。
 なお、実施形態1のタッチセンサシステム100に替えて、実施形態2~6のタッチセンサシステム200~600のいずれか1つを、携帯電話機3000に備えてもよい。
 本実施形態において、タッチセンサシステム100を備えた電子機器の一例としての携帯電話機3000は、カメラ付き携帯電話機またはスマートフォン等であるが、タッチセンサシステム100を備えた電子機器はこれらに限定されない。例えば、タブレット等の携帯端末装置、または、PCモニタ、サイネージ、電子黒板、インフォメーションディスプレイ等の情報処理装置もまた、タッチセンサシステム100を備えた電子機器に含まれる。
 〔実施形態8〕
 携帯電話機3000の制御ブロック(特にCPU310)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPUを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
 後者の場合、携帯電話機3000は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するCPU、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ(またはCPU)で読み取り可能に記録されたROMまたは記憶装置(これらを「記録媒体」と称する)、上記プログラムを展開するRAM等を備えている。そして、コンピュータ(またはCPU)が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路等を用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークまたは放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
 〔まとめ〕
 本発明の態様1に係るタッチパネルコントローラ(1)は、m本のセンスライン(VL1~VLm)とn本のドライブライン(HL1~HLn)との交点に(mおよびnは、いずれも3以上の整数)、複数の信号値がマトリクス状に形成されたタッチパネル(10)における、上記信号値の分布を示す第1信号値マップ(例えば、第1静電容量マップMAP1)を出力する第1信号値マップ生成部(第1容量分布計算部15)と、上記信号値(18)に基づき、上記タッチパネルへの入力を検出するタッチ認識部と、を備えたタッチパネルコントローラであって、上記タッチパネルコントローラは、上記第1信号値マップ内において、タッチパネルへの入力操作に起因する信号値の変化が生じる範囲よりも、さらに広い範囲である領域(A)を設定し、上記領域において、タッチパネルへの入力操作とは異なる外的要因に起因する信号値の変化を相殺する補正計算を行うことによって生成した第2信号値マップ(例えば、第2静電容量マップMAP2)を、上記タッチ認識部へ与える第2信号値マップ生成部(第1容量分布補正部)を、さらに備えている。
 上記の構成によれば、タッチパネルコントローラにおいて、第2信号値マップ生成部は、第1静電容量マップにおいて生成された第1信号値マップに対する補正計算を行う。
 すなわち、第2信号値マップ生成部は、第1信号値マップ内における補正計算を行うべき領域Aとして、タッチパネルへの入力操作に起因する信号値の変化が生じる範囲よりも、さらに広い範囲を設定する。そして、領域Aにおいて、タッチパネルへの入力操作とは異なる外的要因に起因する信号値の変化を相殺する補正計算を行うことによって、第2信号値マップを生成する。
 そして、タッチ認識部には、第2信号値マップ生成部から、第2信号値マップが与えられる。従って、タッチ認識部は、信号値の分布を示す第2信号値マップを用いて、タッチパネルへの入力を検出することができる。
 従って、タッチパネルの撓み等による外的要因により、第1信号値マップが影響を受けている場合であっても、補正計算が施された第2信号値マップを用いることによって、外的要因の影響を排除し、タッチパネルへの入力を検出することが可能となる。
 また、本発明の態様2に係るタッチパネルコントローラは、上記態様1において、上記領域は、矩形として表され、上記センスラインが配置された方向を上下方向とし、かつ、上記ドライブラインが配置された方向を左右方向として、上記第2信号値マップ生成部は、上記領域における上記信号値の平均値Cmと、上記領域における上下方向の上記信号値の変化量を表す上下傾斜αと、上記領域における左右方向の上記信号値の変化量を表す左右傾斜βと、を用いて補正計算を行ってもよい。
 上記の構成によれば、第2信号値マップ生成部における補正計算は、矩形上の領域Aにおける信号値の平均値Cmに加え、上下傾斜αと、左右傾斜βとを用いて行われる。
 従って、図20の(d)に示されるように、タッチパネルへの入力操作に起因する信号値の変化が生じる位置の近傍では、信号値が大きい値として保持される一方で、タッチパネルへの入力操作に起因する信号値の変化が生じる位置から離れた位置では、信号値が小さい値となるように、補正計算が行われる。それゆえ、外的要因の影響を有効に排除する補正計算が可能となる。
 また、本発明の態様3に係るタッチパネルコントローラは、上記態様1または2において、上記第1信号値マップは、m行n列の行列Cによって表され、上記第2信号値マップ生成部は、領域設定部(161)と、平均値算出部(162)と、傾斜算出部(163)と、補正計算部(164)と、を備え、上記領域設定部は、上記行列CのX行Y列目(1<X<m、1<Y<n)の成分C[X][Y]に対応する上記第1信号値マップ上の点(X,Y)に対して、4つの点(X-L,Y-D)、(X-L,Y+U)、(X+R,Y-D)、(X+R,Y+U)を頂点とする矩形によって、上記領域を設定し(L、R、U、およびDは、いずれも1以上の整数)、上記平均値算出部は、上記領域における上記信号値の分布を示す(L+R+1)行(D+U+1)行の行列C1における、(i)全成分の平均値Cm、(ii)最上行からKu行の行方向の各成分の平均値Cu、(iii)最下行からKd行の行方向の各成分の平均値Cd、(iv)最左行からKl行の列方向の各成分の平均値Cl、(v)最右行からKr行の列方向の各成分の平均値Crを算出し(Ku、Kd、Kl、およびKrは、いずれも1以上の整数)、上記傾斜算出部は、
  α=(Cu-Cd)/{(U-(Ku-1))+(D-(Kd-1))}
  β=(Cl-Cr)/{(L-(Kl-1))+(R-(Kr-1))}
によって、上下傾斜αおよび左右傾斜βを算出し、
  上記補正計算部は、
  C2[i][j]=C1[i][j]-Cm+j×α+i×β
                (但し、-L≦i≦R、-U≦j≦D)
によって、上記第2信号値マップを表す行列C2を算出してもよい。
 上記の構成によれば、タッチパネルコントローラにおいて、領域設定部は、第1信号値マップMAP1を表す行列CのX行Y列目(1<X<m、1<Y<m)の成分C[X][Y]に対応する上記第1信号値マップMAP1上の点(X,Y)に対して、原点(0,0)とは異なる4つの点(X-L,Y-D)、(X-L,X+U)、(X+R,Y-D)、(X+R,Y+U)を頂点とする矩形によって、領域Aを設定する。
 ここで、L、R、U、およびDは、外的要因パラメータと呼称され、いずれも1以上の整数である。これらの外的要因パラメータは、領域Aが、タッチパネルに対する入力操作によって信号値の変化が生じる範囲よりも、さらに広い範囲となるように、適宜設定されることが好ましい。
 平均値算出部は、領域Aにおける上記信号値の分布を示す(L+R+1)行(D+U+1)行の行列C1において、上述の式(1)によって、平均値Cmを算出する。そして、平均値算出部は、上述の式(16)~(19)によって、平均値Cu、Cd、Cl、およびCrを算出する。なお、特にKu=Kd=Kl=Kr=1の場合には、上述の式(2)~(5)によって、平均値Cu、Cd、Cl、およびCrが算出される。
 傾斜算出部は、上述の式(20)および式(21)によって、Cm、Cu、Cd、Cl、およびCrの値を用いて、上下傾斜αおよび左右傾斜βを算出する。なお、特にKu=Kd=Kl=Kr=1の場合には、上述の式(6)および(7)によって、上下傾斜αおよび左右傾斜βが算出される。
 補正計算部は、上述の式(8)によって、第2信号値マップMAP2を表す行列C2を算出する。すなわち、補正計算部によって行列C1が補正された結果として、行列C2が得られる。
 従って、タッチパネルの撓み等による外的要因により、第1信号値マップが影響を受けている場合であっても、補正計算が施された第2信号値マップを用いることによって、外的要因の影響を排除し、タッチパネルへの入力を検出することが可能となる。
 また、本発明の態様4に係るタッチパネルコントローラは、上記態様3において、上記領域設定部は、上記第1信号値マップにおける極大値が存在する点の付近に、上記第1信号値マップ上の点(X,Y)を設定してもよい。
 一般的に、タッチパネルへの入力が行われた位置の付近に、タッチパネルに分布している信号値の極大値が生じることが期待される。従って、上記の構成によれば、タッチパネルへの入力が行われた位置の付近における補正計算を行うことが可能となる。
 また、本発明の態様5に係るタッチパネルコントローラは、上記態様4において、上記第2信号値マップ生成部は、上記行列Cの各成分に対応する、(m×n)個の上記第2信号値マップをそれぞれ生成してもよい。
 上記の構成によれば、第2信号値マップ生成部により、タッチパネルに分布している(m×n)個の信号値のそれぞれに対応する第2信号値マップが生成される。従って、タッチパネルにおける複数の位置に、それぞれ入力が与えられた場合においても、各入力位置の付近において、個別に補正計算を行うことが可能となる。
 また、本発明の態様6に係るタッチパネルコントローラは、上記態様3から5のいずれか1つにおいて、上記第2信号値マップ生成部は、倍率設定部(265)をさらに備え、上記倍率設定部は、上記平均値Cm、上記上下傾斜α、および上記左右傾斜βのそれぞれを、所定の補正倍率(K)を乗算した値に更新してもよい。
 上記の構成によれば、補正計算部は、上述の式(15)によって、第2信号値マップMAP2を表す行列C2を算出する。従って、倍率設定部を設けることによって、補正倍率Kを用いて、信号値の補正量を調整することが可能となる。
 また、本発明の態様7に係るタッチパネルコントローラは、上記態様3から6のいずれか1つにおいて、上記第2信号値マップ生成部は、補正要否判定部(365)をさらに備え、上記補正要否判定部は、上記行列C1において、所定の判定値(V)よりも大きい信号値を有する成分C1[i][j]を特定し、上記補正計算部は、上記補正要否判定部において特定された成分C1[i][j]に対して、上記行列C2の成分C2[i][j]を算出してもよい。
 上記の構成によれば、補正計算部は、判定値Vよりも大きい信号値を有する成分C1[i][j]に対してのみ、上述の式(8)または式(15)による補正計算を行うことができる。
 従って、タッチパネルへの入力が行われた場合に生じる信号値の大きさに比べて、十分小さい量を除外できる程度の値として、判定値Vの値を設定することにより、補正計算部における処理に必要とされるメモリ容量を低減することができる。
 また、本発明の態様8に係るタッチパネルコントローラは、上記態様3から7のいずれか1つにおいて、上記第2信号値マップ生成部は、差分計算部(665)をさらに備え、上記差分計算部は、上記第1信号値マップを表す上記行列Cに差分計算を施すことによって生成した差分行列(Cdif)を、上記領域設定部に与えてもよい。
 上記の構成によれば、第2信号値マップ生成部は、第1信号値マップMAP1を表す行列Cから生成された差分行列Cdifに対する、補正計算を行うことができる。なお、差分計算部は、上述の式(22)に示された差分計算によって、行列Cから差分行列Cdifを生成する。
 一般的に、差分行列Cdifは、行列Cに比べて、差分行列Cdifは、行列Cに比べて、静電容量分布における静電容量値の変化の度合いを、さらに詳細に表していると理解される。従って、差分行列Cdifに対する補正計算を行うことによって、行列Cに対する補正計算に比べて、さらに高精度な補正計算を行うことが可能となる。
 また、本発明の態様9に係るタッチパネルコントローラは、上記態様8において、上記第2信号値マップ生成部は、積分計算部(666)をさらに備え、上記積分計算部は、上記差分行列を上記行列Cに復元するための積分計算を行ってもよい。
 上記の構成によれば、積分計算部は、上記差分行列Cdifを上記行列Cに復元するための積分計算、すなわち、上述の式(23)に示された積分計算を行う。
 従って、積分計算部を設けることによって、差分行列Cdifに対する補正計算の結果として得られた行列を、差分計算が施されていない行列Cと同様の補正後の行列として、復元することが可能となる。
 また、本発明の態様10に係るタッチパネルコントローラは、上記態様1から9のいずれか1つにおいて、上記信号値が、静電容量値であってもよい。
 上記の構成によれば、本発明を静電容量方式のタッチパネルに適用することが可能となる。
 また、本発明の態様11に係るタッチセンサシステムは、上記態様1から10のいずれか1つに係るタッチパネルコントローラと、複数の信号値がマトリクス状に分布したタッチパネルと、を備えていてもよい。
 また、本発明の態様12に係る電子機器は、上記態様11に係るタッチセンサシステムを含んでいてもよい。
 また、上記態様12に係る電子機器は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記電子機器が備える各部として動作させることにより上記電子機器をコンピュータにて実現させる電子機器の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
 〔付記事項〕
 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。
 なお、本発明は、以下のようにも表現できる。
 すなわち、本発明の一態様に係るタッチセンサシステムは、マトリクス状に配置された複数のセンサからなるタッチパネルと、上記タッチパネルで検出した信号により、第1の容量分布を作成する容量分布計算部と、第1の容量分布から、上記タッチパネルに接触する物体の応力により発生する容量変化を補正して、第2の容量分布を作成する、容量分布補正部と、第2の容量分布を使用して、タッチ認識を行う、タッチ認識部と、を備えている。
 また、本発明の一態様に係るタッチセンサシステムは、マトリクス状に配置された複数のセンサからなるタッチパネルと、上記タッチパネルで検出した信号により、(m×n)の第1の容量分布を作成する容量分布計算部(m、nは、3以上の整数)と、第1の容量分布から着目点座標(X,Y)を選択し(X、Yは、1<X<m、かつ、1<Y<nの整数)、座標LD(X-L,Y-D)、LU(X-L,Y+U)、RU(X+R,Y+U)、RD(X+R,Y-U)により、外的要因エリアを選択し(U,D,L,Rは、1以上の整数)、上記外的要因エリアに含まれる全センサが計測する容量値の平均である領域平均値を算出し、上記外的要因エリアの最上行から上辺平均値を算出し、上記外的要因エリアの最下行から下辺平均値を算出し、上記外的要因エリアの最左列から左辺平均値を算出し、上記外的要因エリアの最右列から右辺平均値を算出し、
 (上辺平均-下辺平均)/(U+D)により上下傾斜を算出し、
 (左辺平均-右辺平均)/(L+R)により左右傾斜を算出し、
上記着目点を0とし、着目点からy方向に1つ離れると+1され、-y方向に1つ離れると-1される上下位置補正係数を設定し、上記着目点を0とし、着目点からx方向に1つ離れると+1され、-x方向に1つ離れると-1される左右位置補正係数を設定し、上記外的要因エリアの各座標点のセンサで測定された元の容量値に対して、
 元の容量値+(上下傾斜×上下位置補正係数)+(左右傾斜×左右位置補正係数)-(領域全体の平均値)
により補正後の容量値を算出し、上記着目点に対する第2の容量分布を作成する、容量分布補正部と、第2の容量分布を使用して、タッチ認識を行う、タッチ認識部と、を備えている。
 また、本発明の一態様に係るタッチセンサシステムにおいて、上記容量分布補正部は、上記左右位置補正係数および上下位置補正係数に一定係数を乗算して、補正後の容量値を算出する。
 また、本発明の一態様に係るタッチセンサシステムにおいて、上記容量分布補正部は、上記外的要因エリアの最上行からK行にて上辺平均値を算出し、上記外的要因エリアの最下行からK行にて下辺平均値を算出し、上記外的要因エリアの最左列からK列にて左辺平均値を算出し、上記外的要因エリアの最右列からK列にて右辺平均値を算出し(Kは1以上の整数)、
 (上辺平均-下辺平均)/{(U-(K-1))+(D-(K-1))}により上下傾斜を算出し、
 (左辺平均-右辺平均)/{(L-(K-1))+(R-(K-1))}により左右傾斜を算出する。
 また、本発明の一態様に係るタッチセンサシステムにおいて、第1の容量分布の値は、センサからの信号を加工した値である。
 本発明は、タッチパネルコントローラ、ならびに、タッチパネルコントローラを備えたタッチセンサシステムおよび電子機器に利用することができる。
 1,2,3,4,5,6 タッチパネルコントローラ
 15 第1容量分布計算部(第1信号値マップ生成部)
 16,26,36,56,66 第1容量分布補正部(第2信号値マップ生成部)
 18 タッチ認識部
 100,200,300,400,500,600 タッチセンサシステム
 161 領域設定部
 162,562 平均値算出部
 163,563 傾斜算出部
 164 補正計算部
 265 倍率設定部
 365 補正要否判定部
 665 差分計算部
 666 積分計算部
 3000 携帯電話機(電子機器)
 C1,1~Cm,n 静電容量(信号値)
 C、C1、C2 行列(静電容量分布を表す行列)
 VL1~VLm センスライン
 n 整数(センスラインの本数を示す整数)
 HL1~HLn ドライブライン
 m 整数(ドライブラインの本数を示す整数)
 A 領域(補正計算を行うべき領域)
 MAP1 第1静電容量マップ(第1信号値マップ)
 MAP2 第2静電容量マップ(第2信号値マップ)
 K 補正倍率
 V 判定値
 L,R,U,D 外的要因エリアパラメータ
 α 上下傾斜
 β 左右傾斜

Claims (5)

  1.  m本のセンスラインとn本のドライブラインとの交点に(mおよびnは、いずれも3以上の整数)、複数の信号値がマトリクス状に形成されたタッチパネルにおける、上記信号値の分布を示す第1信号値マップを出力する第1信号値マップ生成部と、
     上記信号値に基づき、上記タッチパネルへの入力を検出するタッチ認識部と、を備えたタッチパネルコントローラであって、
     上記タッチパネルコントローラは、
     上記第1信号値マップ内において、タッチパネルへの入力操作に起因する信号値の変化が生じる範囲よりも、さらに広い範囲である領域を設定し、
     上記領域において、タッチパネルへの入力操作とは異なる外的要因に起因する信号値の変化を相殺する補正計算を行うことによって生成した第2信号値マップを、上記タッチ認識部へ与える第2信号値マップ生成部を、さらに備えていることを特徴とするタッチパネルコントローラ。
  2.  上記第1信号値マップは、m行n列の行列Cによって表され、
     上記第2信号値マップ生成部は、領域設定部と、平均値算出部と、傾斜算出部と、補正計算部と、を備え、
     上記領域設定部は、上記行列CのX行Y列目(1<X<m、1<Y<n)の成分C[X][Y]に対応する上記第1信号値マップ上の点(X,Y)に対して、4つの点(X-L,Y-D)、(X-L,Y+U)、(X+R,Y-D)、(X+R,Y+U)を頂点とする矩形によって、上記領域を設定し(L、R、U、およびDは、いずれも1以上の整数)、
     上記平均値算出部は、上記領域における上記信号値の分布を示す(L+R+1)行(D+U+1)行の行列C1における、(i)全成分の平均値Cm、(ii)最上行からKu行の行方向の各成分の平均値Cu、(iii)最下行からKd行の行方向の各成分の平均値Cd、(iv)最左行からKl行の列方向の各成分の平均値Cl、(v)最右行からKr行の列方向の各成分の平均値Crを算出し(Ku、Kd、Kl、およびKrは、いずれも1以上の整数)、
     上記傾斜算出部は、
      α=(Cu-Cd)/{(U-(Ku-1))+(D-(Kd-1))}
      β=(Cl-Cr)/{(L-(Kl-1))+(R-(Kr-1))}
    によって、上下傾斜αおよび左右傾斜βを算出し、
     上記補正計算部は、
      C2[i][j]=C1[i][j]-Cm+j×α+i×β
                    (但し、-L≦i≦R、-U≦j≦D)
    によって、上記第2信号値マップを表す行列C2を算出することを特徴とする請求項1に記載のタッチパネルコントローラ。
  3.  上記第2信号値マップ生成部は、差分計算部をさらに備え、
     上記差分計算部は、上記第1信号値マップを表す上記行列Cに差分計算を施すことによって生成した差分行列を、上記領域設定部に与えることを特徴とする請求項2に記載のタッチパネルコントローラ。
  4.  請求項1から3のいずれか1項に記載のタッチパネルコントローラと、
     複数の信号値がマトリクス状に分布したタッチパネルと、を備えていることを特徴とするタッチセンサシステム。
  5.  請求項4に記載のタッチセンサシステムを含んでいることを特徴とする電子機器。
PCT/JP2014/068055 2013-09-02 2014-07-07 タッチパネルコントローラ、タッチセンサシステム、および電子機器 WO2015029601A1 (ja)

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