(57)【要約】【課題】タッチ検出と加速度検出とを同時におこなうパネルシステムを提供する。【解決手段】本発明の一形態のパネルシステム（１００）は、複数の電極が配されたセンサシート（３２）と、当該電極との間に静電容量を形成する導電性部材（４１）を有する加速度検出体（４）とを備え、センサシートから静電容量の変化を取得することによって加速度検出と同時にタッチ検出を実現する測定部（５）を更に備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極が配されたセンサシートを備え、指示体のタッチを当該電極によって形成される静電容量の変化により検知するパネルシステムであって、
少なくとも１つの上記電極との間に静電容量を形成する導電性部材を有し、加速度がかかると当該導電性部材の位置を変化させる一方、加速度が無くなると当該導電性部材の位置を初期位置に戻す加速度検出体と、
上記電極を介して上記静電容量を測定する測定部とを備えていることを特徴とするパネルシステム。
【請求項２】
上記測定部は、上記導電性部材と上記少なくとも１つの電極との間に形成される上記静電容量を一定の間隔でセンシングし、
上記指示体のタッチによる上記静電容量の変化は、上記センシングの或るタイミングにおいて検知されることを特徴とする請求項１に記載のパネルシステム。
【請求項３】
上記加速度検出体は、
上記導電性部材と、
上記導電性部材を内包し、弾性変形を伴って、加速度がかかると当該導電性部材の位置を変化させる一方、加速度が無くなると当該位置を初期位置に戻す包囲部材と
を有することを特徴とする請求項１または２に記載のパネルシステム。
【請求項４】
上記加速度検出体は、上記センサシートの片面側に設けた、光学的透明樹脂（ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  ｃｌｅａｒ  ｒｅｓｉｎ：ＯＣＲ）からなる層に内蔵して配されていることを特徴とする請求項１から３までの何れか１項に記載のパネルシステム。
【請求項５】
上記複数の電極は、所定のピッチで配列する線状電極であり、
上記導電性部材は、円盤形状を有しており、その直径は、上記ピッチの１つの間隔と等しいことを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載のパネルシステム。
【請求項６】
上記導電性部材は、導電性シリコンによって構成されていることを特徴とする請求項１から５までの何れか１項に記載のパネルシステム。
【請求項７】
上記導電性部材は、ＧＮＤに接続されていることを特徴とする請求項１から６までの何れか１項に記載のパネルシステム。
【請求項８】
上記センサシートの片面は、上記指示体のタッチ面側に構成されており、
上記センサシートの裏面側に、上記加速度検出体が配されている、ことを特徴とする請求項１から７までの何れか１項に記載のパネルシステム。
【請求項９】
表示モジュールを更に備えており、
上記加速度検出体は、上記表示モジュールの表示面側において、上記センサシートと上記表示モジュールとの間に配されていることを特徴とする請求項１から８までの何れか１項に記載のパネルシステム。
【請求項１０】
表示モジュールを更に備えており、
上記センサシートは、上記表示モジュールの一部として構成されており、
上記加速度検出体は、上記表示モジュールの表示面側に配されている、ことを特徴とする請求項１から８までの何れか１項に記載のパネルシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パネルシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンをはじめとする情報処理装置の開発が進められている。このような情報処理装置は、ユーザの入力を受け付けるタッチパネルを搭載する。また、情報処理装置は、情報処理装置自体の回転や落下等を検知するため、加速度センサも搭載する。上記の背景を踏まえ、タッチパネルと、加速度センサと、を組み合わせる情報処理装置が特許文献１、特許文献２および特許文献３において開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−０９７５２１号公報（２０１８年６月２１日公開）
【特許文献２】特開２０１４−０８５７１７号公報（２０１４年５月１２日公開）
【特許文献３】特開２０１３−２１０９３４号公報（２０１３年１０月１０日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１〜３では、タッチパネルによる指示体の座標を測定するタイミングと、加速度センサによる加速度を測定するタイミングが同時に行われることが前提である。
【０００５】
しかしながら、タッチパネルが指示体の座標をレポートしたタイミングと、加速度センサが加速度をレポートしたタイミングが同じであっても、測定したタイミングが同じとは限らない。
【０００６】
例えば、静電容量式のタッチパネルの場合、静電容量を測定し、測定結果から制御回路で指示体の座標を算出し、指示体の座標を制御回路がレポートする。つまり、静電容量測定タイミングと、指示体の座標のレポートタイミングにはタイムラグがある。加速度センサも同様で、静電容量方式加速度センサの場合、固定電極と可動電極との間の静電容量を測定し、測定結果から制御回路で加速度を算出し、加速度を制御回路がレポートする。
【０００７】
つまり、静電容量測定タイミングと加速度のレポートタイミングにはタイムラグがある。
【０００８】
上述の通り、タッチパネルおよび加速度センサには、静電容量の測定とその処理結果のレポートにはタイムラグがあるため、同じタイミングのレポートを取得しても測定が同じタイミングであるとは限らない。そのため、タッチパネルの誤動作が生じる恐れがある。
【０００９】
本発明の一態様は、タッチ座標の検知と、加速度の測定とを同時に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るパネルシステムは、複数の電極が配されたセンサシートを備え、指示体のタッチを当該電極によって形成される静電容量の変化により検知するパネルシステムであって、少なくとも１つの上記電極との間に静電容量を形成する導電性部材を有し、加速度がかかると当該導電性部材の位置を変化させる一方、加速度が無くなると当該導電性部材の位置を初期位置に戻す加速度検出体と、上記電極を介して上記静電容量を測定する測定部とを備えている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様によれば、タッチ座標の検知と、加速度の測定と、を同時に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るパネルシステムの構造を示す構成図である。
【図２】（ａ）は本発明の一実施形態に係るパネルシステムの断面構成を示す断面図である。（ｂ）は（ａ）のパネルシステムの加速度検出体の断面構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るパネルシステムの構造を示すブロック図である。
【図４】（ａ）は本発明の一実施形態に係るパネルシステムの断面構成を示す断面図である。（ｂ）は本発明の一実施形態に係るパネルシステムの測定部で算出された静電容量マップを示す図である。
【図５】（ａ）は加速前後の導電性部材のｚ方向における位置の変化を示す断面図である。（ｂ）は加速前後の導電性部材に関する静電容量の変化を示す図である。
【図６】（ａ）は加速前後の導電性部材のｘ方向における位置の変化を示す断面図である。（ｂ）は加速前後の導電性部材に関する静電容量の変化を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るパネルシステムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】は本発明の他の実施形態に係るパネルシステムのパネル部の矢視断面図である。
【図９】は本発明の他の実施形態に係るパネルシステムのパネル部の矢視断面図である。
【図１０】参考例のパネルシステムの構造を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
〔実施形態１〕
以下、図１〜図３に基づいて、本発明の一実施形態（以下、本実施形態１と記載する）に係るパネルシステム１００について説明する。
【００１４】
図１は本実施形態１に係るパネルシステム１００の構成を示す図である。図２の（ａ）は本実施形態１に係るパネルシステム１００の要部の構成を示す部分矢視断面図であり、図２の（ｂ）は、当該要部の構成の上面透視図である。図３は本実施形態１に係るパネルシステム１００の要部の構成を示すブロック図である。
【００１５】
タッチパネルによるタッチ座標の検出と、加速度センサによる加速度の検出とは、従前の構成において同時におこなわれることが前提となっている。しかしながら、本発明者らは、従前の構成では、検出を同時におこなうとタッチパネルの誤動作を招く恐れがあり、実際には同時検出は困難であることを見出した。本発明者らはこの課題に着目し、本発明に至った。
【００１６】
具体的には、本実施形態１のパネルシステム１００は、後述するセンサシートに配された電極によって形成される静電容量の変化によりユーザの指ｆ１（指示体）のタッチを検知すると同時に、当該センサシートの少なくとも１つの電極との間に静電容量を形成する導電性部材を有した加速度検出体を用いて、当該静電容量を計測することによって加速度を検出する。以下、本実施形態１のパネルシステム１００の構成について説明する。
【００１７】
（１）パネルシステム１００の構成
本実施形態１のパネルシステム１００は、図１に示すように、パネル装置１と、外部制御部２と、測定部５とを備えている。
【００１８】
（１−１）パネル装置１
パネル装置１には、パネル部５０と、ドライブライン選択回路４０と、センスライン選択回路３０とを備えている。
【００１９】
パネル部５０は、図１に示すように、センサシート３２を有している。
【００２０】
センサシート３２は、複数のセンスライン（センス電極）Ｘ０〜Ｘｍ−１と、複数のセンスラインＸ０〜Ｘｍ−１に対して交差して設けられている複数のドライブラインＹ０〜Ｙｎ−１を備えている。なお、センスラインＸ０〜Ｘｍ−１およびドライブラインＹ０〜Ｙｎ−１は、所定のピッチ（間隔）で配列されている。各ピッチの長さは同じであっても異なっていてもよい。センスラインＸ０〜Ｘｍ−１のそれぞれは、線状電極からなるものであり、センスライン選択回路３０を介して、処理回路２０の増幅回路３２０（図３）と接続されている。ドライブラインＹ０〜Ｙｎ−１も、線状電極からなるものであり、ドライブライン選択回路４０を介して、処理回路２０のドライブライン駆動部３１０によって駆動される。具体的には、ドライブラインＹ０〜Ｙｎ−１は、パネルシステム１００が起動されると、ドライブライン駆動部３１０から一定周期で電位が印加される。ドライブラインＹ０〜Ｙｎ−１に電位（駆動信号）が印加されることで、センスラインＸ０〜Ｘｍ−１からセンス信号が出力される。センスラインとドライブラインとの各々の交差部分には静電容量が形成されており、形成されている静電容量の大きさが、出力されるセンス信号に反映されている。
【００２１】
本実施形態１では、センサシート３２に配されたセンスラインＸ０〜Ｘｍ−１のセンス信号を取得することによって、ユーザの指ｆ１によるタッチ操作を検出すると同時に、パネルシステム１００（特にパネル部５０）の加速度も検出する。詳細は後述する。
【００２２】
次に、パネル部５０の詳細な構成について、図２に基づいて説明する。
【００２３】
図２の（ａ）は、図１に示す切断線Ａ−Ａ´においてパネル部５０の一部分を切断した状態を示した矢視断面図である。
【００２４】
パネル部５０は、図２の（ａ）に示すように、先述のセンサシート３２に加えて、カバーガラス３１と、光学的透明樹脂層３３（以下、ＯＣＲ層３３と記載する。ＯＣＲ：ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  ｃｌｅａｒ  ｒｅｓｉｎ）と、表示モジュール３４とを有している。
【００２５】
カバーガラス３１は、ガラスまたは樹脂などの透光性部材であり、パネル部５０のタッチ面側に構成されており、指ｆ１は、このカバーガラス３１の表面をタッチする。
【００２６】
先述のセンサシート３２は、このカバーガラス３１の背面に設けられている。
【００２７】
表示モジュール３４は、パネル部５０の最背面に位置しており、パネルに画面を表示させるための液晶表示装置である。なお、表示モジュール３４については、周知の構成を採用することができるため、ここでは説明を省略する。
【００２８】
ＯＣＲ層３３は、例えばシリコン樹脂のような透明材料からなる接着層であると言え、表示モジュール３４と、センサシート３２との間に配設されて、表示モジュール３４にセンサシート３２を接着する役目を担う。
【００２９】
更に、特徴的なのは、このＯＣＲ層３３には、加速度検出体４が内蔵されている点にある。
【００３０】
加速度検出体４は、導電性部材４１と、この導電性部材４１を包囲する包囲部材４２とを有している。
【００３１】
導電性部材４１は、センサシート３２に配される電極との間に静電容量を形成する。
【００３２】
導電性部材４１の構成材料は、センサシート３２に配される電極との間に静電容量が形成することができれば、特に限定されない。導電性部材４１の構成材料の例として、導電性シリコンおよび真鍮が挙げられる。視認性および加速度による変位量の測定し易さの点から、導電性部材４１の構成材料は透明であり弾力性を有する導電性シリコンであることが好ましい。
【００３３】
包囲部材４２は、導電性部材４１を内包し、弾性変形を伴って、加速度がかかると導電性部材４１の位置を変化させることができる。加速度が無くなれば、包囲部材４２によって、導電性部材４１の位置は初期位置に戻る構成となっている。先述のように、導電性部材４１によって、センサシート３２に配された電極に形成されている静電容量が変化することから、この変化に伴う情報を取得することによって、加速度を検出（測定）することができる。
【００３４】
包囲部材４２の構成材料の例として、シリコンゴムが挙げられる。
【００３５】
導電性部材４１および包囲部材４２を共に透明材料から構成すれば、表示モジュール３４に表示されている内容に対する視認性を損なうことなく、表示エリアに加速度検出体４を配設することができる。また、ＯＣＲ層３３および加速度検出体４を共に透明材料から構成することにより、表示モジュール３４の表示面側への配設を可能にしている。また、導電性部材４１が導電性シリコンから構成され、包囲部材４２がシリコンゴムから構成され、ＯＣＲ層３３がシリコン樹脂から構成されていると、界面屈折が発生せず、視認性の低下が生じ難くなるため、好ましい。
【００３６】
導電性部材４１の形状および大きさは、加速度がかかることに伴い、静電容量の変化による導電性部材４１の変位量を測定することができれば、特に限定されない。導電性部材４１の形状の例として、図２の（ｂ）に示すように、平面視（パネル部５０のパネル表面を見る方向と同じ方向から見て）が円形であり、パネル部５０の厚さ方向に所定の厚さを有する円盤形状が挙げられる。
【００３７】
また、このように円盤形状であるとき、導電性部材４１の直径は、センサシート３２の線状電極のピッチの１つの間隔と同等であってもよい。例えば、線状電極のピッチの１つの間隔が５ｍｍの場合、導電性部材４１の直径も５ｍｍまたはそれに近い大きさとする。これにより、隣り合った２本の線状電極の間に相当する位置に導電性部材４１の位置がある場合、導電性部材４１の位置が少しでも動けば、当該２本の線状電極のうちの１つの更に隣の線状電極と導電性部材４１との間に静電容量が新たに形成される。このような小さな動きであっても、捉える易いため、直径をピッチに合せることにより、精度のよい加速度測定に寄与することができる。
【００３８】
また、導電性部材４１は、基準電位（ＧＮＤ）に接続されていることが好ましい。これにより、導電性部材の位置の変化に伴う静電容量の変化が大きくなり、加速度の測定精度が向上する。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、導電性部材４１はフローティング状態であってもよい。
【００３９】
加速度検出体４は、少なくとも１つ設けられていればよいが、図１に示すように複数あると、指示体のタッチと重なる加速度検出体４があっても、指示体のタッチと重ならない加速度検出体４によって加速度を検出することができるため好ましい。例えば、図１に示すように加速度検出体４をセンサシート３２の四隅に配置されるようにセンサシステムに備えてもよいし。センサシート３２の全面に亘って、複数の加速度検出体４を配置させてもよい。
【００４０】
（１−２）外部制御部２
図１に戻って、外部制御部２は、例えば、ＵＳＢ（登録商標）（Universal Serial Bus）ケーブルまたはＩ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）を介して制御回路１０に、設定情報を供給する。この設定情報とは、ユーザにより外部制御部２で設定された情報である。外部制御部２は、ユーザにより設定情報を設定することが可能であるものであれば、特に限定されないが、外部制御部２として、例えば、パソコン及び携帯情報端末が挙げられる。
【００４１】
（１−３）測定部５
図１に示す測定部５は、先述の静電容量を測定する。測定した静電容量により、ユーザの指ｆ１によるタッチ操作（タッチ座標）および導電性部材４１の座標を検知することができる。そして、導電性部材４１の座標から、導電性部材４１の変位量を算出し、算出された変位量から加速度を算出することができる。
【００４２】
測定部５は、制御回路１０と、処理回路２０とを備えている。以下、図３のブロック図に基づいて、測定部５の具体的な構成について説明する。
【００４３】
処理回路２０は、ドライブライン駆動部３１０と、増幅回路３２０と、信号選択部３３０と、ＡＤ変換部３４０と、復号処理部３５０と、容量検出部３６０と、を備えている。
【００４４】
ドライブライン駆動部３１０は、ドライブライン選択回路４０を介してセンサシート３２の複数のドライブライン（ドライブ電極）Ｙ０〜Ｙｎ−１に接続されており、複数のドライブラインＹ０〜Ｙｎ−１を並列に駆動する。具体的には、パネルシステム１００を起動すると、ドライブライン駆動部３１０は、ドライブラインＹ０〜Ｙｎ−１に一定周期で電位を印加する。
【００４５】
増幅回路３２０は、センスライン選択回路３０を介して複数のセンスラインＸ０〜Ｘｍ−１と接続されており、センスラインＸ０〜Ｘｍ−１からセンス信号が供給される。増幅回路３２０は、供給されたセンス信号を増幅させて、増幅させたセンス信号を信号選択部３３０に供給する。
【００４６】
信号選択部３３０は、増幅回路３２０と接続されており、増幅回路３２０から増幅されたセンス信号が供給される。信号選択部３３０は、センスライン毎に読み出された複数のセンス信号の１つを選択し、ＡＤ変換部３４０に供給する。
【００４７】
ＡＤ変換部３４０は、信号選択部３３０と接続されており、信号選択部３３０からセンス信号が供給される。ＡＤ変換部３４０は、供給された、アナログ信号であるセンス信号をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換部３４０は、変換したセンス信号を復号処理部３５０に供給する。
【００４８】
復号処理部３５０は、ＡＤ変換部３４０と接続されており、ＡＤ変換部３４０からセンス信号が供給される。復号処理部３５０は、供給されたセンス信号を復号する。復号処理部３５０は、復号したセンス信号を容量検出部３６０に供給する。
【００４９】
容量検出部３６０は、復号処理部３５０と接続されており、復号処理部３５０からセンス信号が供給される。容量検出部３６０は、供給されたセンス信号から、静電容量の変化量を検出して、静電容量マップを作成する。静電容量マップについては後述する。
【００５０】
制御回路１０は、処理回路２０と電気的に接続されていており、外部制御部２から供給された設定情報を処理回路２０に供給する。
【００５１】
より具体的には、制御回路１０は、マップ分析部３７０と、加速度算出部３９０とを備える。
【００５２】
マップ分析部３７０は、容量検出部３６０が作成した静電容量マップを取得して、マップ上の静電容量の変化を分析する。具体的には、マップ分析部３７０は、静電容量マップを用いて、指ｆ１によるタッチの有無を検知し、タッチが有る場合には、タッチの位置座標を特定する。また、マップ分析部３７０は、静電容量マップを用いて、導電性部材４１の位置座標を特定する。
【００５３】
加速度算出部３９０は、マップ分析部３７０から取得した分析結果から、導電性部材４１の位置の変化に応じた静電容量の変化量を算出し、加速度を算出する。加速の例として、振動、回転または落下により生じる加速等が挙げられる。加速度の算出処理の流れの詳細については後述する。
【００５４】
なお、加速度算出部３９０は、例えば、導電性部材４１の変位量（移動量）と、導電性部材４１が移動した距離に対する加速度を予め設定した加速度テーブルと、を参照して加速度を算出してもよい。また、後述する算出処理により加速度を算出してもよい。
【００５５】
（従来技術に係るパネルシステムとの比較）
ここで、従前のパネルシステムとして、図１０に示す構成を挙げ、問題点について説明する。図１０は、従前のパネルシステムである比較構成用パネルシステム５００であり、本実施形態１の図１に対する比較構成である。比較構成用パネルシステム５００には、本実施形態にある加速度検出体は存在せず、タッチパネルとは別体としての加速度検出装置１０４を備えている。加速度検出装置１０４を備える場合、比較構成用パネルシステム５００はタッチパネルを制御するタッチパネル制御回路１１０とは別個に加速度検出装置１０４を制御する加速度検出制御回路を備える必要がある。そして、先述したように、比較構成用パネルシステム５００の場合、タッチ座標の検知と加速度の測定を同時に行うことができない。
【００５６】
一方、図１に示すように、本実施形態１のパネルシステム１００は、パネル部５０に加速度検出体４を備える。すなわち、比較構成用パネルシステム５００との比較で言えば、本実施形態１では、タッチパネルに加速度検出体を内蔵していると換言できる。本実施形態１のパネルシステム１００は、センサシート３２を介して、静電容量による指示体のタッチ操作の検知および静電容量による加速度検出体４の導電性部材４１の変位の検知を行うことによって、タッチ座標の算出と、加速度の測定と、を同時に行うことができる。また、センサシート３２を用いて、タッチ座標の検知と、加速度の測定と、を同時に行うことにより、タッチ座標の検知用の制御回路と加速度の測定用の制御回路をそれぞれ設ける必要はない。
【００５７】
（静電容量マップ）
図４の（ａ）は、指示体である指ｆ１が本実施形態１のパネルシステム１００のパネル部５０にタッチしている様子を示す図である。図４の（ｂ）は、指ｆ１がパネル部５０にタッチした場合の測定部５により算出される静電容量マップの一例を示す。図４の（ｂ）に示すように、静電容量マップには、指ｆ１のタッチに由来して生じる静電容量（図のグラフにおける左側にある山状のピークＰ１）と、加速度検出体４の導電性部材４１の移動に由来して生じる静電容量（図のグラフにおける右側にある山状のピークＰ２）が検出される。図４の（ｂ）に示すように、タッチにより発生する静電容量は、加速度検出体４の導電性部材４１の移動により発生する静電容量よりも大きい傾向にある。そこで、本実施形態１では、２つの閾値（第１の閾値および第２の閾値）を設け、静電容量マップに示すように、大きいほうの閾値を指ｆ１（のタッチ位置）であると判定するための第１の閾値（Finger Th）とし、小さいほうの閾値を加速度検出体４の導電性部材４１であると判定するための第２の閾値（Mass Th）とする。すなわち、第１の閾値Finger Thを超えているピークを指ｆ１と判定し、閾値Finger Th以下で、且つ、第２の閾値Mass Thを超えているピークを導電性部材４１と判定する。図４の（ｂ）に示すグラフでは、ピークＰ１の最大値（頂点）は、第１の閾値Finger Thより大きいため、指のタッチに由来するものであると判定でき、ピークＰ２の最大値（頂点）は、第１の閾値Finger Th以下で、且つ、第２の閾値Mass Thを超えていることから、加速度検出体４の導電性部材４１の移動に由来するものであると判定できる。
【００５８】
測定部５は、導電性部材４１とセンサシート３２に配された電極との間に形成される静電容量を一定の間隔でセンシングする構成とする。一定の間隔でセンシングすることによって、加速度検出を常時行うことができる。加速度検出を常時行うことによって、測定部５は静電容量の変化から導電性部材４１の変位量（移動量）を測定することができる。そして、導電性部材４１の変位量から加速度を算出することができる。本実施形態１では、一定の間隔で静電容量をセンシングすることによって、指示体のタッチによる静電容量の変化を或るタイミングにおいて併せて検知することになる。要するに、本実施形態１では、タッチの有無にかかわらず、加速度の測定を行う。
【００５９】
（加速度測定のメカニズム）
以下、加速度検出体４を用いた本実施形態１の加速度測定のメカニズムについて説明する。なお、以下に説明する静電容量マップ上の静電容量（のピーク）は、先述した、閾値Finger Th以下で、且つ、第２の閾値Mass Thを超えていることを前提とする。
【００６０】
（ｚ方向の加速度の算出）
図５に基づいて、ｚ方向の加速度の算出方法の一例について説明する。なお、ｚ方向とは、パネル部５０の表面に対して垂直な方向（パネル部５０の表面に対する法線方向ともいえる）にあたり、カバーガラス３１と、センサシート３２と、ＯＣＲ層３３と表示モジュール３４とが積層する方向である。
【００６１】
図５の（ａ）の左は加速度が加わる前のパネルシステムの模式図、図５の（ａ）の右はｚ方向に加速度が加わった後のパネルシステムの模式図を示す。加速度が加わることにより、導電性部材４１がｚ方向に変位（移動）する。図５の（ｂ）のグラフは、測定部５で算出された加速度が加わる前後の静電容量マップを示す図である。実線部分は加速度が加わる前の静電容量の分布を示し、破線部分は加速度が加わった後の静電容量の分布を示す。ｚ方向は、図５に示すように、カバーガラス３１と、センサシート３２と、ＯＣＲ層３３と表示モジュール３４とが積層する方向を示す。
【００６２】
導電性部材４１の質量をＭ、加速度をａ、加速度による導電性部材４１のｚ方向の変位量（移動距離）をｚとする。そして、変位量ｚを変数とする関数Ｋ（ｚ）＝慣性力Ｍａより、以下の式（１）；
ａ＝Ｋ（ｚ）／Ｍ・・・（１）
が成立する。
【００６３】
また、導電性部材４１のｚ方向の座標は静電容量から算出することができる。よって、導電性部材４１のｚ方向の座標を関数Ｚ（Ｃ）と置くことができる。Ｃは静電容量を示す。加速度による導電性部材４１の変位量ｚは以下の式（２）；
ｚ＝Ｚ（ＣＺ）−Ｚ（Ｃ０）・・・（２）
により求めることができる。
【００６４】
なお、式（２）中、Ｃ０は加速度が加わる前の導電性部材４１の静電容量を、ＣＺはｚ方向に加速度が加わった後の導電性部材４１の静電容量を示す。
【００６５】
そして、式（２）を式（１）に代入した以下の式（３）；
ａ＝｛Ｋ（Ｚ（ＣＺ）−Ｚ（Ｃ０））｝／Ｍ・・・（３）
によって、加速度ａを求めることができる。
【００６６】
（ｘ方向またはｙ方向の加速度の算出）
図６に基づいて、ｘ方向またはｙ方向の加速度の算出方法の一例について説明する。なお、ｘ方向およびｙ方向は、ｘｙ平面がパネル部５０の表面に平行である面を規定し、ｘ方向は、図６に示すように、ｚ方向と直交する方向を示す。ｙ方向は、ｘ方向とｚ方向それぞれに直交する方向を示す。ｘ方向はセンスラインＸ０〜Ｘｍ−１に沿って平行な方向であり、ｙ方向はドライブラインＹ０〜Ｙｎ−１に沿って平行な方向である。
【００６７】
図６はｘ方向の加速度の算出についての一例であるが、ｙ方向の加速度も後述するｘ方向の加速度の算出と同様の手順で算出することができる。
【００６８】
図６の（ａ）の上は加速度が加わる前のパネルシステムの模式図、図６の（ａ）の下はｘ方向に加速度が加わった後のパネルシステムの模式図を示す。加速度が加わることにより、導電性部材４１がｘ方向に変位（移動）する。図６の（ｂ）のグラフは、測定部５で算出された加速度が加わる前後の静電容量マップを示す図である。実線部分は加速度が加わる前の静電容量の分布を示し、破線部分は加速度が加わった後の静電容量の分布を示す。
【００６９】
導電性部材４１の質量をＭ、加速度をａ、加速度による導電性部材４１のｘ方向の変位量（移動距離）をｘとする。そして、変位量ｘを変数とする関数Ｋ（ｚ）＝慣性力Ｍａより、以下の式（４）；
ａ＝Ｋ（ｘ）／Ｍ・・・（４）
が成立する。
【００７０】
また、導電性部材４１のｘ方向の座標は静電容量から算出することができる。よって、導電性部材４１のｘ方向の座標を関数Ｘ（Ｃ）と置くことができる。Ｃは静電容量を示す。加速度による導電性部材４１の変位量ｘは以下の式（５）；
ｚ＝Ｚ（ＣＺ）−Ｚ（Ｃ０）・・・（５）
により求めることができる。
【００７１】
式（５）中、Ｃ０は加速度が加わる前の導電性部材４１の静電容量を、Ｃｘはｘ方向に加速度が加わった後の導電性部材４１の静電容量を示す。
【００７２】
そして、式（５）を式（４）に代入した以下の式（６）；
ａ＝｛Ｋ（Ｚ（Ｃｘ）−Ｚ（Ｃ０））｝／Ｍ・・・（６）
によって、加速度ａを求めることができる。
【００７３】
以上が、加速度検出体４を用いた本実施形態１の加速度測定のメカニズムである。
【００７４】
なお、本実施形態１では、加速度検出体４と、センサシート３２とを加速度測定ユニットとみなしても良い。また、この加速度測定ユニットには、加速度検出体４を内蔵するＯＣＲ層３３を含んでも良い。
【００７５】
（２）パネルシステム１００の加速度およびタッチ検出動作
図７に基づいて、パネルシステム１００の加速度およびタッチ検出動作処理の流れを説明する。図７は、パネルシステム１００の加速度およびタッチ検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００７６】
まず、パネルシステム１００の測定部５は、復号処理部３５０から容量検出部３６０に供給されたセンスラインＸ０〜Ｘｍ−１からのセンス信号に基づいて、容量検出部３６０が、静電容量を算出し、図４の（ｂ）に示す静電容量マップを作成する（ステップＳ１０１）。
【００７７】
続いて、容量検出部３６０が、作成した静電容量マップにおいて、第２の閾値Mass Th（導電性部材４１の静電容量の閾値）を超えているピークの検出と、その位置座標を特定する（ステップＳ１０２）。
【００７８】
続いて、容量検出部３６０が、ステップＳ１０２において検出したピークについて、更に、第１の閾値Finger Th（指ｆ１のタッチに由来して生じる静電容量の閾値）を超えているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。第１の閾値Finger Thを超えているピーク（ステップＳ１０３でＹＥＳ）は、指ｆ１のタッチに由来するピークとし、ステップＳ１０４に続く。一方、第１の閾値Finger Thを超えていないピーク（ステップＳ１０３でＮＯ）は、導電性部材４１に由来するピークとし、ステップＳ１０６に続く。なお、先述のように、加速度検出体４の導電性部材４１の位置に対応する座標には、静電容量マップ上において常にピークが形成されているので、ピークの有無の検出というのは、第１の閾値Finger Thを超えているピークが有るか無いかを検出するということである。
【００７９】
このステップＳ１０３において、ステップＳ１０２で検出されたピークが第１の閾値Finger Thを超えているピークであると判定されると、制御回路１０のマップ分析部３７０において、そのピーク位置の座標情報を取得（特定）し（ステップＳ１０４）、マップ分析部３７０によって取得されたピーク位置の座標情報から、タッチ座標を算出（検出）する（ステップＳ１０５）。
【００８０】
一方、静電容量マップにおける加速度検出体４の導電性部材４１の位置に対応するピーク位置の座標情報は、制御回路１０の加速度算出部３９０に出力される（ステップＳ１０６）。なお、ステップＳ１０３において、第１の閾値Finger Thを超えていない（第２の閾値Mass Thは超えている）ピークであると判定されたピークについても、加速度検出体４の導電性部材４１の位置に対応するピーク位置の座標情報は、加速度算出部３９０に出力される（ステップＳ１０６）。
【００８１】
ステップＳ１０６に続くステップとして、取得した座標情報から、導電性部材４１の変位量（移動距離）を算出する（ステップＳ１０７）。具体的には、ステップＳ１０７では、静電容量マップにある、加速度検出体４の導電性部材４１の位置に対応する座標のピークの位置座標と、直前のセンシングにおいて作成された静電容量マップの中に得られる、導電性部材４１の位置に対応するピークの位置座標とに基づいて、導電性部材４１の変位量（移動距離）を算出する。
【００８２】
続いて、ステップＳ１０７において算出された変位量から、加速度が算出される（ステップＳ１０８）。例えば、直前まで加速度が加わっていない状態（定常状態）から、次のタイミングで加速度がかかったと仮定すると、測定部５は、静電容量マップ上における導電性部材４１の位置座標と、定常状態（加速度が加わる前）の静電容量マップ上における導電性部材４１の位置座標とから、導電性部材４１の変位量（移動距離）を算出する。定常状態（加速度が加わる前）の導電性部材４１の座標は、パネルシステム１００の測定部５で事前に測定し記憶しておくことができる。そして、得られた導電性部材４１の変位量から測定部５の制御回路１０は加速度を算出する。
【００８３】
ステップＳ１０５およびステップＳ１０８に続くステップとして、ステップＳ１０２で検出された全てのピークについて処理が完了したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０２で検出された全てのピークについてタッチ座標または加速度が算出（検出）された場合（ステップＳ１０９でＹＥＳ）、パネルシステム１００の加速度およびタッチ検出処理する。ステップＳ１０２で検出された全てのピークについてタッチ座標または加速度が算出（検出）されていない場合（ステップＳ１０９でＮＯ）、再度、ステップＳ１０３〜Ｓ１０８の処理が順に行われる。
【００８４】
このように、パネルシステム１００は、或るタイミングで作成された静電容量マップに基づいて、タッチ検出と加速度検出とをおこなうことができる。すなわち、タッチ検出と加速度検出と同じタイミングでおこなうことができる。
【００８５】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上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、その説明を繰り返さない。
【００８６】
図８は、本実施形態２のパネルシステムの構成を示す。なお、図８は、上述の実施形態１のパネル部５０を示す図２の（ａ）に対応している。
【００８７】
図８に示す本実施形態２のパネルシステムに設けられたパネル部５０ａは、表示モジュール３４を備えていない点が、実施形態１のパネル部５０と異なる。
【００８８】
本実施形態２に示すパネル部５０ａは、外付けで、表示モジュールに取付けることができる。
【００８９】
〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上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、その説明を繰り返さない。
【００９０】
図９は、本実施形態３のパネルシステムの構成を示す。なお、図９は、上述の実施形態１のパネル部５０を示す図２の（ａ）に対応している。
【００９１】
本実施形態３と上述の実施形態１との相違点は、パネル部を構成する構成部材の配置（積層順）にある。
【００９２】
すなわち、図９に示す本実施形態３のパネルシステムに設けられたパネル部５０ｂは、表示モジュール３４内にセンサシート３２が配されており、センサシート３２が表示モジュール３４´の一部として構成されている。要するに、図９に示す本実施形態３のパネルシステムに設けられたパネル部５０ｂは、センサシート３２を具備する表示モジュール３４´と、カバーガラス３１との間に、加速度検出体４を内蔵したＯＣＲ層３３が配されている。
【００９３】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係るパネルシステム（１００）は、複数の電極が配されたセンサシート（３２）を備え、指示体のタッチを当該電極によって形成される静電容量の変化により検知するパネルシステムであって、少なくとも１つの上記電極との間に静電容量を形成する導電性部材（４１）を有し、加速度がかかると当該導電性部材（４１）の位置を変化させる一方、加速度が無くなると当該導電性部材（４１）の位置を初期位置に戻す加速度検出体（４）と、上記電極を介して上記静電容量を測定する測定部（５）とを備えていることを特徴とする。
【００９４】
上記の構成によれば、センサシート３２を介して、静電容量による指示体（指ｆ１）のタッチ操作の検知および静電容量による加速度検出体４の導電性部材４１の変位の検知を行うことによって、タッチ座標の算出と、加速度の測定と、を同時に行うことができる。
【００９５】
本発明の態様２に係るパネルシステム（１００）は、上記態様１において、上記測定部（５）が、上記導電性部材（４１）と上記少なくとも１つの電極との間に形成される上記静電容量を一定の間隔でセンシングし、上記指示体のタッチによる上記静電容量の変化は、上記センシングの或るタイミングにおいて検知される。
【００９６】
上記の構成によれば、一定の間隔でセンシングすることによって、加速度検出を常時行うことができる。加速度検出を常時行うことによって、測定部５は導電性部材４１の変位量（移動量）から加速度を算出することができる。また、一定の間隔で静電容量をセンシングすることによって、指示体（指ｆ１）のタッチによる静電容量の変化は、センシングの或るタイミングにおいて検知されるので、指示体のタッチの有無にかかわらず、加速度の測定を行うことができる。
【００９７】
本発明の態様３に係るパネルシステム（１００）は、上記態様１または２において、上記加速度検出体（４）が、上記導電性部材（４１）と、上記導電性部材（４１）を内包し、弾性変形を伴って、加速度がかかると当該導電性部材（４１）の位置を変化させる一方、加速度が無くなると当該位置を初期位置に戻す包囲部材（４２）とを有する。
【００９８】
上記の構成によれば、加速度検出体４は、簡素な構成でありながら、タッチ検出をおこなうセンサシート３２の近傍への配置を可能にし、それに伴ってタッチ検出と同時の加速度検出を可能にしている。
【００９９】
本発明の態様４に係るパネルシステム（１００）は、上記態様１から３の何れかにおいて、上記加速度検出体（４）が、上記センサシート（３２）の片面側に設けた、光学的透明樹脂（ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  ｃｌｅａｒ  ｒｅｓｉｎ：ＯＣＲ）（３３）からなる層に内蔵して配されている。
【０１００】
上記の構成によれば、加速度検出体４をＯＣＲ層３３に内蔵させることによってセンサシート３２近傍に加速度検出体４を配置することができるため、加速度検出体４の変位をセンサシート３２によって良好に捉えて、良好な加速度検出が可能となる。
【０１０１】
本発明の態様５に係るパネルシステム（１００）は、上記態様１から４の何れかにおいて、上記複数の電極が、所定のピッチで配列する線状電極であり、上記導電性部材（４１）が、円盤形状を有しており、その直径が、上記ピッチの１つの間隔と等しい。
【０１０２】
上記の構成によれば、導電性部材の直径をセンサシートに配された線状電極のピッチの１つと等しくすることにより、加速度に応じた導電性部材４１の位置の変化を詳細に捉えることができ、加速度を精度よく測定することができる。要するに、隣り合った２本の線状電極の間に相当する位置に導電性部材４１の位置がある場合、導電性部材４１の位置が少しでも動けば、当該２本の線状電極のうちの１つの更に隣の線状電極と導電性部材４１との間に静電容量が新たに形成される。このような小さな動きであっても、捉える易いため、精度のよい加速度測定に寄与することができる。
【０１０３】
本発明の態様６に係るパネルシステム（１００）は、上記態様１から５の何れかにおいて、上記導電性部材（４１）が、導電性シリコンによって構成されている。
【０１０４】
上記の構成によれば、上記態様１に記載の効果を得ることができる。
【０１０５】
本発明の態様７に係るパネルシステム（１００）は、上記態様１から６の何れかにおいて、上記導電性部材がＧＮＤに接続されている。
【０１０６】
上記の構成によれば、導電性部材の位置の変化に伴う静電容量の変化が大きくなり、加速度の測定精度が向上する。
【０１０７】
本発明の態様８に係るパネルシステム（１００）は、上記態様１から７の何れかにおいて、上記センサシート（３２）の片面が、上記指示体のタッチ面側に構成されており、上記センサシート（３２）の裏面側に、上記加速度検出体（４）が配されている。
【０１０８】
上記の構成によれば、上記態様１に記載の効果を得ることができる。
【０１０９】
本発明の態様９に係るパネルシステム（１００）は、上記態様１から８の何れかにおいて、表示モジュール（３４）を更に備えており、上記加速度検出体（４）が、上記表示モジュール（３４）の表示面側において、上記センサシート（３２）と上記表示モジュール（３４）との間に配されている。
【０１１０】
上記の構成によれば、上記態様１に記載の効果を得ることができる。
【０１１１】
本発明の態様１０に係るパネルシステム（１００）は、上記態様１から８の何れかにおいて、表示モジュール（３４）を更に備えており、上記センサシート（３２）が、上記表示モジュール（３４）の一部として構成されており、上記加速度検出体（４）が、上記表示モジュール（３４）の表示面側に配されている。
【０１１２】
上記の構成によれば、上記態様１に記載の効果を得ることができる。
【０１１３】
本発明の態様１１に係る加速度測定ユニットは、複数の電極が配されたセンサシート（３２）と、少なくとも１つの上記電極との間に静電容量を形成する導電性部材（４１）を有し、加速度がかかると当該導電性部材（４１）の位置を変化させる一方、加速度が無くなると当該導電性部材（４１）の位置を初期位置に戻す加速度検出体（４）と、を備えている。
【０１１４】
上記の構成によれば、センサシート３２を介して、静電容量による加速度検出体４の導電性部材４１の変位の検知を行うことによって、加速度の測定を行うことができる。
【０１１５】
本発明の態様１２に係る加速度測定ユニットは、上記態様１１において、上記加速度検出体は、上記導電性部材（４１）と、上記導電性部材（４１）を内包し、弾性変形を伴って、加速度がかかると当該導電性部材（４１）の位置を変化させる一方、加速度が無くなると当該位置を初期位置に戻す包囲部材（４２）とを有する。
【０１１６】
本発明の態様１３に係る加速度測定ユニットは、上記態様１１または１２において、上記加速度検出体は、上記センサシートの片面側に設けた、光学的透明樹脂（ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  ｃｌｅａｒ  ｒｅｓｉｎ：ＯＣＲ）からなる層に内蔵して配されている。
【０１１７】
本発明の態様１４に係る加速度測定ユニットは、上記態様１１から１３の何れかにおいて、上記導電性部材は、導電性シリコンによって構成されている。
【０１１８】
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。
【符号の説明】
【０１１９】
１  パネル装置
２  外部制御部
４  加速度検出体
５  測定部
１０  制御回路
２０  処理回路
３０  センスライン選択回路
３１  カバーガラス
３２  センサシート
３３  光学的透明樹脂層（ＯＣＲ層）
３４、３４´  表示モジュール
４０  ドライブライン選択回路
４１  導電性部材
４２  包囲部材
５０、５０ａ、５０ｂ  パネル部
１００  パネルシステム
３１０  ドライブライン駆動部
３２０  増幅回路
３３０  信号選択部
３４０  ＡＤ変換部
３５０  復号処理部
３６０  容量検出部
３７０  マップ分析部
３９０  加速度算出部
【図１】
2020194736.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020194736.tif 000009
【図８】
2020194736.tif 000010
【図９】
2020194736.tif 000011
【図１０】
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