(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイと、当該ディスプレイの表示面上に配置された、投影型静電容量式のタッチパネルとを備えた電子機器であって、
前記タッチパネルの静電容量値の分布を計測分布として取得する計測分布取得部と、
前記タッチパネルが前記ディスプレイの表示面上の所定の正規位置に配置されているときに前記ディスプレイに対して固定された導電体によって現れる前記タッチパネルの静電容量値の分布上の特徴パターンと、前記導電体によって前記計測分布上に現れる前記特徴パターンに対応するパターンとのずれが解消されるように前記タッチパネルの座標を校正する座標校正部とを有することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
請求項１記載の電子機器であって、
前記導電体は、前記ディスプレイの筐体であることを特徴とする電子機器。
【請求項３】
請求項２記載の電子機器であって、
前記筐体は、前記タッチパネルに遠近する方向の凹凸を有することを特徴とする電子機器。
【請求項４】
請求項１記載の電子機器であって、
前記導電体は、前記ディスプレイの非導電性の筐体に固定されていることを特徴とする電子機器。
【請求項５】
請求項４記載の電子機器であって、
前記導電体は、前記筐体と前記ディスプレイとを固定するためのネジであることを特徴とする電子機器。
【請求項６】
請求項１記載の電子機器であって、
前記導電体は、前記ディスプレイの表示面に重ねて設けた透明電極であることを特徴とする電子機器。
【請求項７】
請求項１記載の電子機器であって、
前記ディスプレイのカバーとして用いられる部材を備え、
前記導電体は、前記部材が前記カバーとして用いられたときに、前記ディスプレイの表示面と対向する位置に設けられていることを特徴とする電子機器。
【請求項８】
請求項７記載の電子機器であって、
前記部材が前記カバーとして用いられているときに、前記計測分布取得部における計測分布の取得と、前記座標校正部における前記校正とを行わせる校正制御部を有することを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項１記載の電子機器であって、
前記ずれの大きさが所定レベル以上大きいときに前記座標校正部による校正を抑止する校正抑止部を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
請求項２記載の電子機器であって、
前記ずれの大きさが所定レベル以上大きいときに前記座標校正部による校正を抑止する校正抑止部を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
請求項３記載の電子機器であって、
前記ずれの大きさが所定レベル以上大きいときに前記座標校正部による校正を抑止する校正抑止部を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
請求項４記載の電子機器であって、
前記ずれの大きさが所定レベル以上大きいときに前記座標校正部による校正を抑止する校正抑止部を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１３】
請求項５記載の電子機器であって、
前記ずれの大きさが所定レベル以上大きいときに前記座標校正部による校正を抑止する校正抑止部を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１４】
請求項６記載の電子機器であって、
前記ずれの大きさが所定レベル以上大きいときに前記座標校正部による校正を抑止する校正抑止部を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１５】
請求項７記載の電子機器であって、
前記ずれの大きさが所定レベル以上大きいときに前記座標校正部による校正を抑止する校正抑止部を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１６】
請求項８記載の電子機器であって、
前記ずれの大きさが所定レベル以上大きいときに前記座標校正部による校正を抑止する校正抑止部を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１７】
ディスプレイと、当該ディスプレイの表示面上に配置された、投影型静電容量式のタッチパネルとを備えた電子機器において、前記タッチパネルを校正する方法であって、
前記タッチパネルの静電容量値の分布を計測分布として取得する計測分布取得ステップと、
前記タッチパネルが前記ディスプレイの表示面上の所定の正規位置に配置されているときに前記ディスプレイに対して固定された導電体によって現れる前記タッチパネルの静電容量値の分布上の特徴パターンと、前記導電体によって前記計測分布上に現れる前記特徴パターンに対応するパターンとのずれが解消されるように前記タッチパネルの座標を校正する座標校正ステップとを有することを特徴とするタッチパネルの校正方法。
【請求項１８】
請求項１７記載のタッチパネルの校正方法であって、
前記導電体は、前記ディスプレイの筐体であることを特徴とするタッチパネルの校正方法。
【請求項１９】
請求項１７記載のタッチパネルの校正方法であって、
前記座標校正ステップにおいて、前記ずれの大きさが所定レベル以上大きいときには、前記校正を行わないことを特徴とするタッチパネルの校正方法。
【請求項２０】
請求項１８記載のタッチパネルの校正方法であって、
前記座標校正ステップにおいて、前記ずれの大きさが所定レベル以上大きいときには、前記校正を行わないことを特徴とするタッチパネルの校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルの校正（キャリブレーション）を行う技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネルの校正の技術としては、表示画面上の特定の座標に重なるタッチパネル上の位置へのタッチを受け入れて、当該タッチに対するタッチパネルの出力と、前記特定の座標との関係よりタッチパネルの出力と表示装置の表示画面上の座標との対応関係を校正する技術が知られている（たとえば、特許文献１）。また、このような校正を行う場合に、タッチすべき位置を容易に識別できるようにするために、表示装置の表示面上の当該特定の座標にマークを表示する技術も知られている（たとえば、特許文献２）。
【０００３】
また、表示装置の表示画面の特定の座標に重なるタッチパネル上の位置を自動的に押圧する機構を設け、当該機構による押圧に対するタッチパネルの出力と、前記特定の座標との関係よりタッチパネルの出力と表示装置の表示画面上の座標との対応関係を校正する技術も知られている（たとえば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２-１４９３４７号公報
【特許文献２】特開平０９-０４４３０７号公報
【特許文献３】特開２００５-１５７６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、従来、タッチパネルの校正には、表示画面上の特定の座標に重なるタッチパネル上の位置へのタッチや押圧が必要であり、これらタッチや押圧のための特段の作業や、特段の機構が必要となっていた。
そこで、本発明は、タッチや押圧のための特段の作業や、特段の機構を必要とすることなくタッチパネルの校正を行えるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題達成のために、本発明は、ディスプレイと、当該ディスプレイの表示面上に配置された、投影型静電容量式のタッチパネルとを備えた電子機器に、前記タッチパネルの静電容量値の分布を計測分布として取得する計測分布取得部と、前記タッチパネルが前記ディスプレイの表示面上の所定の正規位置に配置されているときに前記ディスプレイに対して固定された導電体によって現れる前記タッチパネルの静電容量値の分布上の特徴パターンと、前記導電体によって前記計測分布上に現れる前記特徴パターンに対応するパターンとのずれが解消されるように前記タッチパネルの座標を校正する座標校正部とを設けたものである。
【０００７】
このような電子機器によれば、ディスプレイに対して固定された導電体によって現れる前記タッチパネルの静電容量値の分布上の特徴パターンを利用してタッチパネルの校正を行うので、タッチや押圧のための特段の作業や、特段の機構を必要とせずに、タッチパネルの校正を行うことができる。
【０００８】
ここで、前記導電体は、前記ディスプレイの筐体であってもよく、この場合には、前記特徴パターンをより顕著なものとするために、前記筐体に、前記タッチパネルに遠近する方向の凹凸を設けることも好ましい。
または、前記導電体は、前記ディスプレイの非導電性の筐体に固定したものとしてもよく、この場合、導電体は、前記筐体と前記ディスプレイとを固定するためのネジとしてもよい。
または、前記導電体は、前記ディスプレイの表示面に重ねて設けた透明電極としてもよい。
または、電子機器が、前記ディスプレイのカバーとして用いられる部材を備えたものである場合には、前記導電体は、前記部材が前記カバーとして用いられたときに、前記ディスプレイの表示面と対向する位置に設けられたものとしてもよい。また、この場合には、電子機器に、前記部材が前記カバーとして用いられているときに、前記計測分布取得部における計測分布の取得と、前記座標校正部における前記校正とを行わせる校正制御部を設けることも好ましい。
【０００９】
ここで、以上のような電子機器には、校正実行時のタッチパネルへのユーザのタッチ等により、誤校正が発生しないように、前記ずれの大きさが所定レベル以上大きいときに前記座標校正部による校正を抑止する校正抑止部を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明によれば、タッチや押圧のための特段の作業や、特段の機構を必要とすることなくタッチパネルの校正を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る電子機器の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るタッチパネルの校正動作を示す図である。
【図３】発明の実施形態に係るタッチパネル校正処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係る電子機器の構成を示す。
図示するように、本実施形態に係る電子機器は、タッチパネル１、タッチパネルコントローラ２、ディスプレイ３、ディスプレイ３の表示を制御するディスプレイコントローラ４、ＣＰＵ５、メモリ６、記憶装置７、その他の周辺装置８等を備えている。
ここで、タッチパネル１は、ディスプレイ３の表示面上に重ねて配置されている。また、タッチパネル１は、投影型の静電容量方式のタッチパネル１であり、タッチパネル１のタッチ面上に設定した座標系を「タッチパネル座標系」として、各タッチパネル座標系上の各座標位置の静電容量値を表すタッチパネル出力を、電圧信号等として出力することができる。
【００１３】
次に、タッチパネルコントローラ２はタッチパネル１を制御する装置であり、タッチパネル出力が表す静電容量値が所定レベル以上低いタッチパネル座標系の座標をタッチパネル入力座標として出力する。すなわち、投影型の静電容量方式のタッチパネル１では、タッチパネル座標系の座標のうち、人間の指や導電体が接近した座標の静電容量値が低下することを利用して、タッチパネルコントローラ２は、ユーザがタッチしたタッチパネル座標系の座標をタッチパネル入力座標として検出する。
【００１４】
また、タッチパネルコントローラ２は、タッチパネル座標系上の各座標位置の静電容量値を表すデータをタッチパネルスキャンデータとして出力することもできるように構成されている。
そして、ＣＰＵ５は、ディスプレイ３の表示面上に設定した座標系を「表示座標系」として、記憶装置７に記憶されているドライバプログラムに従って、予め用意されたタッチパネル座標系-表示座標系変換関数を用いて、タッチパネルコントローラ２から通知されたタッチパネル座標系のタッチパネル入力座標を、表示座標系の座標に変換し、変換した表示座標系の入力座標として出力する処理を行う。但し、タッチパネル座標系-表示座標系変換関数は、タッチパネル座標系の座標を、表示座標系の座標に変換する座標変換テーブルの形態で用意されるものであって良い。
【００１５】
また、ＣＰＵ５は、メモリ６や周辺装置８を用いつつ、記憶装置７に記憶されているプログラムを実行し、プログラムに記述された各種処理を行う。ここで、このＣＰＵ５が行う処理には、ディスプレイコントローラ４を介したディスプレイ３の表示や、ドライバプログラムが出力する入力座標に応じた処理が含まれる。
【００１６】
さて、ここで、図２ａにディスプレイ３とタッチパネル１を正面から見たようすを、図２ｂに模式的な組立図を示すように、ディスプレイ３は、金属などの導電体を用いて構成した筐体９に４側面を覆われた形態で実装され、タッチパネル１はディスプレイ３の表示面上に貼り付けられている。
【００１７】
以下、このような電子機器におけるタッチパネル１の校正動作について説明する。
まず、メモリ６には、予め、タッチパネル１の静電容量分布上の特徴の正規のパターンが正規パターンとして記憶されている。
静電容量分布上の特徴の正規のパターンとは、タッチパネル１の正規配置時、すなわち、ディスプレイ３の表示面の正規の位置に正規の姿勢（角度）でタッチパネル１が貼り付けられているときに、タッチパネル１へのタッチや、電子機器に対して固定されていない外部の導電体の接近が発生していない状態で、タッチパネル１で検出されるタッチパネル座標系上の静電容量の空間的分布上の特徴のパターンである。
【００１８】
ここで、図２ａに示したような筐体９を用いた場合、タッチパネル１は周縁部において筐体９と容量結合するため、その静電容量の分布は、非均一なパターンとなり、図２ａのようにタッチパネル１の正規配置時のタッチパネル座標系（Ｘｓｔ、Ｙｓｔ）が定義されるものとして、タッチパネル座標系（Ｘｓｔ、Ｙｓｔ）で観測した場合、図２ｃに示すように、静電容量の分布２００は、タッチパネル１の周縁部に対応する座標において静電容量値Ｃが落ち込むものとなる。そして、正規配置時のタッチパネル座標系（Ｘｓｔ、Ｙｓｔ）で観測される静電容量の分布２００の特徴のパターンが、メモリ６に記憶される正規パターンとなる。ここでは、たとえば、静電容量の分布２００の特徴のパターンとしては、静電容量の分布２００に現れるエッジを静電容量の分布２００の特徴として、そのエッジのパターンを正規パターンとする。なお、静電容量の分布２００に現れるエッジとは、静電容量値が所定レベル以上大きく変化する箇所を言う。
【００１９】
なお、このような静電容量分布上の特徴の正規のパターンは、機種毎に予め実測するなどして予め求めてメモリ６に正規パターンとして設定しておく。
次に、ＣＰＵ５が行うタッチパネル校正処理について説明する。
ここで、タッチパネル校正処理は、電子機器出荷前の検査時におけるオペレータの校正開始の指示や、電子機器の使用中におけるユーザからの校正開始の指示等に応じて、記憶装置７に記憶されたタッチパネル校正処理用のプログラムに従って行うものである。
図３に、このタッチパネル校正処理の手順を示す。
図示するように、この処理では、まず、タッチパネルコントローラ２から、タッチパネル座標系上の各座標位置の静電容量値を表すタッチパネルスキャンデータを読み出して、タッチパネルスキャンデータが表す分布、すなわち、現在の現実のタッチパネル座標系上の静電容量の分布を計測分布として取得し、計測分布に現れる前記分布上の特徴のパターンを計測パターンとする（ステップ３０２）。
【００２０】
そして、メモリ６に記憶されている正規パターンと、計測パターンとの誤差が、所定のしきい値Ｔｈを越えているかどうかを調べ（ステップ３０４）、越えていれば所定のエラー表示をディスプレイ３に対して行い（ステップ３０８）、タッチパネル校正処理を終了する。
【００２１】
一方、誤差がしきい値Ｔｈを越えていなければ、計測パターンを、正規パターンに一致させる平行移動、回転を行う座標変換行列、すなわち、タッチパネル座標系上の座標を正規配置時のタッチパネル１の座標系上の座標に変換する座標変換行列を求め、求めた座標変換行列による座標変換が反映されるように上述したタッチパネル座標系-表示座標系変換関数を更新し（ステップ３０６）、タッチパネル校正処理を終了する。
【００２２】
ここで、ステップ３０６では、タッチパネル１の正規配置時の座標系タッチパネル-表示座標変換関数をＦ（ｘ、ｙ）、計測パターンを正規パターンに一致させる平行移動、回転を行う座標変換行列をＡとして、Ｆ｛Ａ（ｘ、ｙ）｝を、タッチパネル座標系-表示座標系変換関数とする。なお、タッチパネル座標系-表示座標系変換関数を座標変換テーブルの形態で設ける場合には、ステップ３０６のタッチパネル座標系-表示座標系変換関数の更新では、タッチパネル１の正規配置時の座標変換テーブルにおいて、タッチパネル座標系の座標Ａ（ｘ、ｙ）に対応づけられている表示座標系の座標を、タッチパネル座標系の座標（ｘ、ｙ）に対応づける座標変換テーブルを、以降用いる座標テーブルとする。
【００２３】
ここで、タッチパネル１の配置の正規配置からのずれにより、図２ｃに示すように、現実のタッチパネル座標系（Ｘｃｒ、Ｙｃｒ）には、正規配置時のタッチパネル座標系（Ｘｓｔ、Ｙｓｔ）からの位置、向きのずれが生じる。そして、計測分布は、この現実のタッチパネル座標系（Ｘｃｒ、Ｙｃｒ）で分布パターン２００を観測したものとなる。したがって、計測分布上の特徴を表す計測パターンを正規パターンに座標変換する座標変換行列をタッチパネル座標系-表示座標系変換関数に組み込むことにより、タッチパネル１の校正を行うことができる。すなわち、現実のタッチパネル１のタッチパネル座標系で表されるタッチパネル入力座標を、正規配置時のタッチパネル座標系で表したタッチパネル入力座標に変換した上で、言い換えれば、タッチパネル１の配置の正規配置からのずれを補正した上で、表示座標系の座標に変換することができるようになる。
【００２４】
ここで、計測パターンを正規パターンに座標変換する座標変換行列の求め方としては、種々の手法を用いることができる。
ここでは、一例として、前述のように、静電容量の分布に現れるエッジを特徴とし、エッジのパターンを正規パターンや計測パターンとして、座標変換行列を求める場合について示す。
いま、図２ｃに示すように分布パターン２００が得られる場合、図２ｄに示すように、正規パターンは四角形Ｐｓｔとなり、計測パターンは四角形Ｐｃｒとなる。そして、計測分布パターンを正規パターンに座標変換する座標変換行列は、四角形Ｐｃｒを平行移動、回転して、四角形Ｐｓｔに一致させる座標変換行列として求めることができる。ここで、この例では、平行移動量は、四角形Ｐｃｒの中心と四角形Ｐｓｔの中心との差分ｄＰとして、回転量は、四角形Ｐｃｒのおおよそ垂直/水平方向の辺と、四角形Ｐｓｔの垂直/水平方向の辺との角度の差分ｄθなどとして求めることができる。
【００２５】
以上、タッチパネル校正処理について説明した。
なお、以上のタッチパネル校正処理において、誤差がしきい値Ｔｈを越えている場合に（ステップ３０４）、エラーとして（ステップ３０８）、タッチパネル校正処理を終了するのは、このような場合には、ユーザの指などの筐体９以外の導電体がタッチパネル１に接近しているために、正規パターンに基づいて正しい校正を行えない状態にあると考えられるからである。
ここで、しきい値Ｔｈは、タッチパネル１のディスプレイ３との組み立て行程（タッチパネル１の貼り付け行程）に対して見積もられる、タッチパネル１の配置の正規配置からのずれの最大値に基づいて予め設定する。すなわち、たとえば、タッチパネル１の筐体９への組み付けの正規配置からのずれの最大値（たとえば、上下左右に±１mm)をＤとして、タッチパネル１の配置の正規配置からのずれがＤである場合の、正規パターンと計測パターンとの誤差ＤＰを求める。そして、誤差ＤＰもしくは誤差ＤＰに所定のマージンを加えた値をしきい値Ｔｈとして設定する。ここで、通常、誤差ＤＰは、タッチパネル１の配置を正規配置として、６-８mmのサイズの指をタッチパネル１に接近させたときの正規パターンと計測パターンとの誤差ＤＦより充分に小さな値となる。よって、このようにしきい値Ｔｈを設定することにより、ユーザの指などの筐体９以外の導電体がタッチパネル１に接近しているときに校正を行ってしまうことを排除することができる。
【００２６】
以上、本発明の実施形態について説明した。
ところで、以上の実施形態では、ディスプレイ３の４側面を覆う導電体の筐体９との容量結合によって生じる、予め知得可能な、タッチパネル１の静電容量の分布上の特徴を利用して、タッチパネル１の校正を行ったが、このようなタッチパネル１の校正に用いるタッチパネル１の静電容量の分布パターンの特徴は、種々の構成によって生じさせたものであってよい。
【００２７】
すなわち、たとえば、図４ａに示すように、金属製などの導電体の筐体９の形状にタッチパネル１と遠近する方向の凹凸４０１を設けてタッチパネル１の静電容量の分布に特徴を生じさせたりするようにしてもよい。
また、樹脂などの非導電体の筐体９を用いる場合には、図４ｂに示すように筐体９に金属などの導電体４０２を組み付けて、この導電体４０２によってタッチパネル１の静電容量の分布に特徴を生じさせたりするようにしてもよい。ここで、図４ｂでは、筐体９にディスプレイ３を固定するための金属製のネジを、タッチパネル１の静電容量の分布に特徴を生じさせる導電体として用いた例を示している。
【００２８】
または、図４ｃに示すように、ディスプレイ３としてＬＣＤを用いる場合などには、ＬＣＤを構成するガラス基盤上の所定の位置に、充分な大きさの透明電極４０３を配置し、この透明電極４０３によってタッチパネル１の静電容量の分布に特徴を生じさせたりするようにしてもよい。
【００２９】
または、電子機器が、図４ｄ１、ｄ２に示すように、ポータブルゲーム機や移動電話機やPDAやスマートフォンやラップトップコンピュータなどの、折りたたみ式の、折りたたみ時にディスプレイ３のカバーとなる部位４０４を備えた電子機器である場合には、当該部位４０４の、折りたたみ時にディスプレイ３の所定位置と近接して対向することとなる箇所に、金属などの導電体４０５を組み付けて、この導電体４０５によってタッチパネル１の静電容量の分布に特徴を生じさせたりするようにしてもよい。
【００３０】
また、電子機器が、折り畳み式以外の、可動式または脱着式のディスプレイ３のカバーとして機能する部位を備えたものである場合にも同様であり、当該部位をカバーとしてディスプレイ３を覆ったときに、当該部位のディスプレイ３の所定位置と近接して対向することとなる箇所に、金属などの導電体を組み付けて、この導電体によってタッチパネル１の静電容量の分布に特徴を生じさせるようにしてよい。
【００３１】
なお、以上のようにディスプレイ３のカバーとして機能する部位を備えた電子機器に適用する場合には、当該部位がカバーと使用されている状態を検出するセンサを設け、当該部位がカバーと使用されている期間中に、上述したタッチパネル校正処理を自動的に行うようにすることも好ましい。すなわち、たとえば、折りたたみ時にディスプレイ３のカバーとなる部位４０４を備えた電子機器である場合には、電子機器の折りたたみの有無を検出するセンサを設け、電子機器が折りたたまれている期間中に、上述したタッチパネル校正処理を自動的に行うようにする。
【符号の説明】
【００３２】
１…タッチパネル、２…タッチパネルコントローラ、３…ディスプレイ、４…ディスプレイコントローラ、５…ＣＰＵ、６…メモリ、７…記憶装置、８…周辺装置、９…筐体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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