(57)【要約】【課題】電磁波ノイズや静電気ノイズ等のノイズに起因する誤検出と、操作子による実際のタッチとを極力正確に判別できるようにした静電容量式タッチパネルの制御装置を提供する。【解決手段】タッチパネルコントローラは、セルに生じる静電容量変化に応じた値を取得し当該取得された値が所定値に到達したことを条件として時間を計測開始する（Ｓ３）。そして、この計測時間が所定時間以降に静電容量閾値Ｃ１とは異なる予め定められた静電容量閾値Ｃ２に到達したことを条件として正規タッチと見做す（Ｓ５）。さらに、計測時間が所定時間に達する前に静電容量閾値Ｃ２に達したことを条件として誤タッチと見做す（Ｓ６）。【選択図】図７
2018077755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セル（２１）の静電容量変化を検出する静電容量式タッチパネルの制御装置（１７、１９）であって、
前記セルに生じる静電容量変化に応じた値を取得し当該取得された値が所定の第１値に到達したことを条件として時間を計測開始する計測部（Ｓ３）と、
前記計測部による計測時間が所定時間以降に前記第１値とは異なる予め定められた所定の第２値に到達したことを条件として操作子による実際のタッチ（以下、正規タッチと称す）と見做し、前記計測時間が前記所定時間に達する前に前記第２値に達したことを条件としてノイズに起因する誤検出（以下、誤タッチと称す）と見做す判定部（Ｓ４〜Ｓ６）と、
を備える静電容量式タッチパネルの制御装置。
【請求項２】
複数のラインセンサ（１２、１３）が交差する格子点にセル（２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、１２１ａ、１２１ｂ、２２１ａ、２２１ｂ、３２１ａ、３２１ｂ）を備え当該セルの静電容量変化を検出する静電容量式タッチパネルの制御装置（１７、１９）であって、
前記セルに生じる静電容量変化に応じた値を取得し、前記ラインセンサ毎に取得された値を合計しライン合計値として算出する合計算出部（Ｓ１４）と、
前記合計算出部によるライン合計値に応じて正規タッチであるか誤タッチであるかを判定する判定部（Ｓ１６〜Ｓ２４）と、
を備える静電容量式タッチパネルの制御装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記合計算出部によるライン合計値が最大値、最小値となる条件を満たす２つのライン合計値（Ｌmax、Ｌmin）の差が所定値（α）を超えないことを条件として正規タッチと見做す（Ｓ１７）請求項２記載の静電容量式タッチパネルの制御装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記合計算出部によるライン合計値が最大値、最小値となる条件を満たす２つのライン合計値（Ｌmax、Ｌmin）の差が所定値（α）を超えることを条件として前記ライン合計値が最大値となる条件を満たす前記ラインセンサの中のセルの値の最大値（Ｓmax）を確認し、この最大値を満たすセルから前記ラインセンサの方向に沿う所定個のセルの値の平均をライン平均値（Ａve）として算出し、当該ライン平均値が所定の静電容量閾値（Ｃ２）を超えることを条件として誤タッチと見做す（Ｓ１９〜Ｓ２１、Ｓ２４）請求項２記載の静電容量式タッチパネルの制御装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記合計算出部によるライン合計値が最大値、最小値となる条件を満たす２つのライン合計値（Ｌmax、Ｌmin）の差が所定値（α）を超えることを条件として前記ライン合計値が最大値となる条件を満たす前記ラインセンサの中のセルの値の最大値（Ｓmax）を確認し、この最大値を満たすセルから前記ラインセンサの方向に沿う所定個のセルの値の平均をライン平均値（Ａve）として算出し、当該ライン平均値が所定の静電容量閾値（Ｃ２）以下となることを条件として正規タッチと見做す（Ｓ１９〜Ｓ２２）請求項２記載の静電容量式タッチパネルの制御装置。
【請求項６】
複数のラインセンサ（１２、１３）が交差する格子点にセル（２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、１２１ａ、１２１ｂ、２２１ａ、２２１ｂ、３２１ａ、３２１ｂ）を備え当該セルの静電容量変化を検出する静電容量式タッチパネルの制御装置（１７、１９）であって、
前記セルに生じる静電容量変化に応じた値を取得し当該取得された値が所定の第１値に到達したことを条件として時間を計測開始する計測部（Ｓ３）と、
前記計測部による計測時間が前記所定時間に達する前に前記第１値とは異なる予め定められた所定の第２値に達したことを条件として誤タッチと見做す第１判定部（Ｓ６）と、
前記第１判定部により前記所定時間以降に前記第１値とは異なる予め定められた所定の第２値に到達したことが判定されたことを条件として、前記ラインセンサ毎に取得された値を合計しライン合計値として算出する合計算出部（Ｓ１４）と、
前記合計算出部によるライン合計値に応じて正規タッチであるか誤タッチであるかを判定する第２判定部（Ｓ１６〜Ｓ２４）と、を備える静電容量式タッチパネルの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量式タッチパネルを制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、静電容量式タッチパネルは、例えば静電気ノイズなどの外来ノイズの影響を受けやすい。このため外来ノイズによる誤動作を防ぐため、筐体を金属シールドを用いて構成する場合がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２２０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の技術を採用し、所望の特性を満たすように構成しようとすると強固なシールド構造を追加しなければならなくなる。また、発明者は静電容量値を検出するときにディジタルフィルタを通じて入力し、当該静電容量値を平均化した値をフィードバック制御することで誤検出を極力防ぐことも考えている。しかし、平均化処理を行うと、逆に接触子が非近接したときの値の変化幅が大きくなり、タッチパネルの感度が悪化してしまう。また、フィードバック制御を行うと、タッチしたときの値の変化の検出に遅延を生じ、応答性が悪化してしまうという欠点がある。
【０００５】
その他、スキャンする電極を監視し液晶モニタ（ＬＣＤ）の走査タイミングとスキャンタイミングが被らないようにスキャンタイミングを制御する方法も開発されている。この手法を用いたとしても、液晶モニタのノイズから保護できる可能性はあるものの不十分であり、しかも、例えば規則性のない電波や蛍光灯から発生される電磁波ノイズや静電気ノイズ、また例えば自動車のモータや電車のインバータにより生じる低周波磁界ノイズ、等には有効に機能しない。この種の低周波磁界ノイズは周波数が低いことから、例えば電磁シールドで防ぐためには当該シールド厚さを比較的厚く施さなければならない。これは電波の減衰損が表皮効果の影響により低周波になるほど小さくなるためである。例えば、自動車内に低周波を防ぐための電磁シールドを設けることは重くなりやすく実用的に困難となる。
【０００６】
本発明の目的は、電磁波ノイズ、静電気ノイズ、低周波磁界ノイズ等のノイズに起因する誤検出（以下、誤タッチと称す）と、操作子による実際のタッチ（以下、正規タッチと称す）とを極力正確に判別できるようにした静電容量式タッチパネルの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、セルの静電容量変化を検出する静電容量式タッチパネルの制御装置を対象としている。電磁波ノイズ、静電気ノイズ、低周波磁界ノイズ等のノイズを生じると、通常タッチによる静電容量の時間的変化に比較して静電容量の時間的変化が大きくなる。請求項１記載の発明によれば、計測時間が所定時間以降に第２値に到達したことを条件として正規タッチと見做し、計測時間が所定時間に達する前に第２値に達したことを条件として誤タッチと見做すため、誤タッチと正規タッチとを極力正確に判別でき、これによりイミュニティの性能を高めることができる。
【０００８】
また、特にノイズを生じると、スキャン方向であるラインセンサの方向に沿って静電容量の変化に応じた取得値が大きく得られる。このため、請求項２記載の発明のように、判定部は、合計算出部によるラインセンサ毎に取得されたライン合計値に応じて誤タッチと正規タッチとを判定することで、誤タッチと正規タッチとを極力正確に判別でき、これによりイミュニティの性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態において、表示ユニットのタッチパネル周辺の断面構造を模式的に表す図
【図２】ラインセンサの構成例を概略的に示す平面図
【図３】表示ユニット内の電気的構成を概略的に示す図
【図４】静電容量の時間的変化を示す図（その１）
【図５】静電容量の時間的変化を示す図（その２）
【図６】静電容量の時間的変化を示す図（その３）
【図７】処理の流れを概略的に示すフローチャート
【図８】第２実施形態においてノイズに起因して生じるラインセンサの検出値を指標として示す図
【図９】タッチ時に生じるラインセンサの検出値を指標として示す図（その１）
【図１０】タッチ時に生じるラインセンサの検出値を指標として示す図（その２）
【図１１】タッチ時に生じるラインセンサの検出値を指標として示す図（その３）
【図１２】処理の流れを概略的に示すフローチャート
【図１３】第３実施形態において処理の流れを概略的に示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、静電容量式タッチパネルの制御装置の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する各実施形態において、同一又は類似の動作を行う構成については、同一又は類似の符号、ステップ番号を付して必要に応じて説明を省略する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１から図７は、第１実施形態の説明図を示している。図１は静電容量式タッチパネル付きの表示ユニット１について、タッチパネル周辺を中心とした断面構造例を模式的に表している。また図２はラインセンサの構成例を概略的に示す平面図である。
【００１２】
図１に示すように、表示ユニット１は筐体２に保持されることで構成される。筐体２は、例えばガラス又は樹脂等の材料により構成されていても良いし、導電性の材料を用いて構成されていても良い。筐体２が導電性の材用を用いて構成されていれば静電ノイズ、電磁ノイズ等の各種外来ノイズによる影響を極力抑制できるため望ましい。
【００１３】
表示ユニット１は、筐体２の内部に位置して、例えば背面側からＺ方向に、バックライト３、接着層４、液晶ディスプレイ５、タッチパネル６、接着層７、及び、オーバーレイ８をそれぞれ平板状に積層した構造を備える。オーバーレイ８の露出面が操作者による操作指（操作子相当）の操作面になる。操作子は操作者による操作指に限られるものではない。
【００１４】
ここで、図示しない保持部材となる治具などを用いて、液晶ディスプレイ５とタッチパネル６との間の空間９は中空状態に保持される。この中空状態の空間９には、視認性を向上させるためのオプティカルボンディング樹脂が充填されていても良く、これにより、液晶ディスプレイ５とタッチパネル６との間の隙間を埋めて張り合わせて構成しても良い。
【００１５】
バックライト３は、液晶ディスプレイ５の輝度を向上させるために設けられる。接着層４は、例えばオプティカルボンディング用ＯＣＲ（Optical Clear Resin）ゲルなど視認性を向上する接着剤を用いて構成される。
【００１６】
液晶ディスプレイ５は、液晶組成物を利用した平面薄型の視覚表示装置を基板（図示せず）に搭載して構成される。液晶ディスプレイ５の搭載基板にはＦＰＣ(Flexible Printed Circuit)９が接続されている。このＦＰＣ９は銅等による配線を絶縁材料で挟んで構成され可撓性を有する。このＦＰＣ９の上には、半導体チップによる液晶ディスプレイコントローラ１０が所謂ＣＯＦ（Chip On Flexible)技術により搭載されており、これにより、液晶ディスプレイコントローラ１０と液晶ディスプレイ５とがＦＰＣ９の配線を介して電気的に接続されている。
【００１７】
タッチパネル６はタッチセンサ１１を備える。このタッチセンサ１１は、図２に示すように、Ｘ方向に沿うＸ側ラインセンサ１２、及び、Ｘ方向に交差するＹ方向に沿うＹ側ラインセンサ１３、を備える。なお、必要に応じて、各Ｘ側ラインセンサ１２及びＹ側ラインセンサ１３の間、又は、その上層又は下層にガラス又はフィルム（図示せず）等を積層して構成しても良い。Ｘ側ラインセンサ１２は、Ｘ方向に沿う電極１４をＹ方向に並列に複数離間して配置されている。またＹ側ラインセンサ１３は、Ｙ方向に沿う電極１５をＸ方向に並列に複数離間して配置されている。タッチパネル６は例えば自己容量方式又は相互容量方式に基づいて動作する。
【００１８】
相互容量方式は、タッチセンサ１１のＸ側ラインセンサ１２及びＹ側ラインセンサ１３の電極１４及び１５間でＸＹ方向に交差するＺ方向に電界を形成する箇所に対して、操作指等の導体の操作子が近接することにより電界の一部が減少して生じる容量差を検知する方式である。以下では、相互容量方式を用いた説明を行う。
【００１９】
図１に示すように、このタッチパネル６にはＦＰＣ１６が接続されている。このＦＰＣ１６は、タッチセンサ１１の各電極１４及び１５を電気的に通電するために設けられている。このＦＰＣ１６には半導体チップによるタッチパネルコントローラ１７がＣＯＦ技術により搭載されている。これによりタッチパネルコントローラ１７とタッチパネル６のタッチセンサ１１との間がＦＰＣ１６の配線により電気的に接続されている。接着層７は、例えばオプティカルボンディング用ＯＣＲゲルなど視認性を向上する接着剤を用いて構成される。オーバーレイ８は、エポキシ又はポリカーボネートなどの樹脂材料により例えば数［ｍｍ］の厚みで構成される。
【００２０】
また、表示ユニット１にはプリント配線基板(ＰＣＢ：Printed CircuitBoard)１８が搭載されており、このプリント配線基板１８にホストコントローラ１９が搭載されている。プリント配線基板１８には図示していないが配線パターンが構成されており、ＦＰＣ９及び１６の接続コネクタ１８ａ、１８ｂなどが搭載されている。そして、タッチパネルコントローラ１７は、ホストコントローラ１９との間でＦＰＣ１６の配線及びプリント配線基板１８上の配線パターンにより電気的に接続されている。また液晶ディスプレイコントローラ１０は、ホストコントローラ１９との間でＦＰＣ９の配線及びプリント配線基板１８上の配線パターンにより電気的に接続されている。なお、タッチパネルコントローラ１７及び液晶ディスプレイコントローラ１０が各ＦＰＣ１６及び９に搭載されている形態を示すが、プリント配線基板１８に搭載されていても良い。
【００２１】
図３に電気的構成ブロックを概略的に示す。表示ユニット１は、タッチパネル６と、タッチパネル６を制御するタッチパネルコントローラ１７と、液晶ディスプレイ５と、当該液晶ディスプレイ５を制御する液晶ディスプレイコントローラ１０と、タッチパネルコントローラ１７及び液晶ディスプレイコントローラ１０を制御するホストコントローラ１９と、を電気的構成として備える。
【００２２】
タッチパネルコントローラ１７は、例えばマイコン等により構成されタイマ２０を内蔵し時間を計測する計測部として機能する。第１〜第３実施形態では、タッチパネルコントローラ１７が処理を主体的に実行するように構成した形態を示す。タッチパネルコントローラ１７は、本開示における計測部、判定部、第１判定部、第２判定部、合計算出部等の各種機能を実現するように構成される。
【００２３】
また、タッチパネルコントローラ１７はタッチセンサ１１の配線１４及び１５間に生じる静電容量を検知する。タッチパネルコントローラ１７は、タイマ２０を内蔵しているため、このタイマ２０による時間計測結果に応じて静電容量変化を検知でき、この静電容量変化を検知することでタッチの正誤判定を行うが、この詳細説明は後に行う。
【００２４】
タッチパネルコントローラ１７は、タッチの正誤判定を行った結果、操作指による実際のタッチ（以下、正規タッチと称す）であると判定すると、ホストコントローラ１９にこのタッチ操作情報を出力する。ホストコントローラ１９は、このタッチ操作情報に応じて液晶ディスプレイコントローラ１０に表示画面を変化させる指令を行い、液晶ディスプレイコントローラ１０は、液晶ディスプレイ５の表示画面を変化させる。例えば、液晶ディスプレイコントローラ１０は、タッチ操作情報の示すタッチ操作位置にポインタを表示させたり移動させるように表示画面を変更する。
【００２５】
以下、タッチパネルコントローラ１７によって行われるタッチの正誤判定処理について説明する。図１に示したように、タッチパネル６と液晶ディスプレイ５との間は、その距離が例えば数ｍｍ程度と非常に近接しており、タッチパネル６の電極１４及び１５は液晶ディスプレイ５により発生されるノイズの影響を受けやすい。
【００２６】
また、例えば規則性のない電波や蛍光灯から発生される電磁波ノイズや静電気ノイズ、また、自動車のモータや電車のインバータが駆動されることにより生じる低周波磁界ノイズ、にも影響を受けやすい。特に、低周波磁界ノイズは、一般に１５Ｈｚ〜１５０ｋＨｚ程度の低周波数帯に生じる磁界ノイズであり、特にハイブリッド自動車や、一般的に電車に採用されているＶＶＶＦインバータ等から発せられることが多い。タッチパネルの駆動周波数はこの低周波数帯に設定されるケースが多いため、この低周波磁界ノイズによる妨害を受けやすくなる。
【００２７】
このため、タッチパネルコントローラ１７は、これらの各種のノイズの影響を避けるようにタッチの正誤判定処理を行った上で、ホストコントローラ１９にタッチ操作情報を出力し、タッチの誤検出があったときには、ホストコントローラ１９にタッチ操作情報を出力することなく当該検出結果を破棄する。
【００２８】
ここでまず、発明者らが検討した結果を説明する。図４は、操作者の操作指がタッチパネル６に近接してオーバーレイ８に接触し、その後、離間したときのタッチパネル６に生じる容量変化の例を示す。タッチパネルコントローラ１７が、相互容量方式を用いて各電極間の容量を検知するときには、Ｘ側ラインセンサ１２又はＹ側ラインセンサ１３の一方の電極（例えば、Ｘ側ラインセンサ１２の電極１４）でスキャンし、他方のラインセンサの電極（例えば、Ｙ側ラインセンサ１３の電極１５）でセンシングし、このとき、各Ｘ側ラインセンサ１２及びＹ側ラインセンサ１３の各電極１４及び１５が交差する格子点に位置する領域（以下、セル２１と称する）で生じる容量値を検知する。以下、スキャンする側をＸ側ラインセンサ１２とし、センシングする側をＹ側ラインセンサ１３として説明を行う。なお逆でも同様の作用効果が得られるものである。
【００２９】
タッチパネルコントローラ１７によるＸ側ラインセンサ１２のスキャン速度は、通常、操作指が近接する速度に比較して数〜十数倍（例えば、１０倍）程度に設定されている。このため、操作者の操作指が如何なる速度でタッチパネル６に近接／離間したとしても各電極１４及び１５間の容量を精度良く検知できる。
【００３０】
このとき、操作指がタッチパネル６に近接したときの静電容量の時間変化は、標準勾配値から所定範囲の勾配となるように設定されており比較的緩やかな勾配となる。この場合、図４の波形ＴｏＡに示すように、微弱ノイズを無視すれば、操作指が所定の近接状態に対応した所定の静電容量閾値（第１値相当）をＣ１とすると共に、例えばこの状態よりもさらに静電容量が高くなる状態に対応して予め定められた所定の静電容量閾値をＣ２（＞Ｃ１：第２値相当）とし、さらに静電容量閾値Ｃ１に達するタイミングをｔ１とすると共に静電容量閾値Ｃ２に達するタイミングをｔ２とすれば、立上り時間｜ｔ１−ｔ２｜は比較的長い時間となる。
【００３１】
図５の波形ＴｏＢ、ＴｏＣは、タッチパネル６に静電ノイズが印加されたときのタッチパネル６の電極１４及び１５間に生じる容量変化の例を示す。静電ノイズが印加されたときに図４と同様の静電容量閾値Ｃ１、Ｃ２を定め、それぞれの静電容量閾値Ｃ１、Ｃ２に達するタイミングｔ３、ｔ４を求めると、立上り時間｜ｔ１−ｔ２｜と比較して明らかに立上り時間｜ｔ３−ｔ４｜が短い時間となる。また、波形ＴｏＣに示すように、パルス状にノイズが現れる場合もある。
【００３２】
図６は、通常のタッチがなされたときの容量変化、静電ノイズが印加されたときの容量変化を同じ時間軸で示している。それぞれ容量値が静電容量閾値Ｃ１、Ｃ２に達するまでの時間を考慮すると、図６の通常タッチ時の波形Ｔｏ１においては、立上り時間｜ｔ５−ｔ６｜となる。このため立上り時間は比較的緩やかとなる。しかし、図６の静電ノイズ印加時の波形Ｔｏ２、Ｔｏ３では、静電容量が急峻に変化する。特に、図６の波形Ｔｏ３は立上り時間｜ｔ７−ｔ８｜となり、静電容量が急峻に変化する。すなわち、静電ノイズが印加されると静電容量の増加度は通常時に比較して大幅に大きくなることが確認された。
【００３３】
ところで、表示ユニット１に発生するノイズは、液晶ディスプレイ５が映像を走査する際に発するノイズ、バックライト３によるノイズ、外部の電波塔が発する強電界ノイズ、自動車のモータや電車のインバータにより生じる低周波磁界ノイズ、などが想定される。これらの電磁波ノイズ、静電ノイズ、低周波磁界ノイズは、その発生電力が周波数スペクトル解析したとしても安定した強度とはならないことが多い。
【００３４】
タッチパネル６が、特に受信しやすい周波数スペクトルを有する強電界ノイズを受けたときには、特に前述したような急峻に静電容量変化を生じるノイズを受信することになる。このようなことを想定すると、タッチパネルコントローラ１７が、図７に示すように処理を行うことが望ましい。
【００３５】
図７に示すように、表示ユニット１が起動され電源供給されると、タッチパネルコントローラ１７はＳ１においてタッチセンサ１１によるタッチ受付可能状態になる。タッチパネルコントローラ１７は、Ｓ２においてタッチセンサ１１により静電容量閾値Ｃ１に到達したセル２１が存在するか否かを判定する。タッチパネルコントローラ１７は、Ｓ２において静電容量閾値Ｃ１への到達を検出すると、Ｓ３においてタイマ２０を始動する。その後、タッチパネルコントローラ１７はそのセル２１の静電容量が静電容量閾値Ｃ２に到達したか否かを判定する。ここで、静電容量閾値Ｃ１は、微弱ノイズでは達しえない容量値を設定することが望ましく、静電容量閾値Ｃ２は操作指がタッチしたときの判定閾値を設定することが望ましい。
【００３６】
タッチパネルコントローラ１７は、セル２１の静電容量が静電容量閾値Ｃ２へ到達したことを検出するとタイマ２０による時間計測を停止し、タイマ２０の時間計測結果に応じて、Ｓ４において静電容量閾値Ｃ２を所定時間（数十〜数百ｍｓｅｃ：例えば１００［ｍｓｅｃ］）以降に検出したか、所定時間前に検出したか、を判定する。タッチパネルコントローラ１７は、所定時間以降に検出したと判定すれば、Ｓ５において正規タッチと見做し、所定時間前に検出したと判定すれば、Ｓ６においてノイズに起因する誤検出（以下、誤タッチと称す）と見做す。一般に、操作指によるタッチは意図的に素早く実行したとしても１００［ｍｓｅｃ］程度かかることになる。このため、前述の「所定時間」を１００［ｍｓｅｃ］以下に設定することが望ましい。
【００３７】
タッチパネルコントローラ１７は、Ｓ５において正規タッチと見做したときには、Ｓ７においてホストコントローラ１９にタッチ操作情報を送信しＳ１へ戻りタッチ受付可能状態に戻る。ホストコントローラ１９は、タッチ操作情報を受け付けると当該タッチ操作情報に基づいて液晶ディスプレイコントローラ１０に表示画面を変化させる指令を行い、液晶ディスプレイコントローラ１０は、液晶ディスプレイ５の表示画面を変化させる。タッチパネルコントローラ１７は、Ｓ６において誤タッチと見做したときにはタッチ操作情報を送信することなくこの情報を破棄し、Ｓ１へ戻りタッチ受付可能状態に戻る。
【００３８】
これにより、例えば図６に示した波形Ｔｏ１〜Ｔｏ３の特性が得られたときには、波形Ｔｏ１の特性だけを正規タッチとして見做すことができ、波形Ｔｏ２及びＴｏ３の特性を誤タッチと見做すことができる。すなわち、静電容量閾値Ｃ１、Ｃ２を２種類用意することで、タッチ判定処理が適切な速度で行われているか否かを判定し、この結果、正規タッチと誤タッチとを判別できるようになる。
【００３９】
本実施形態の特徴を概念的にまとめる。タッチパネルコントローラ１７は、セル２１に生じる静電容量変化に応じた値を取得し当該取得された値が所定の静電容量閾値Ｃ１に到達したことを条件としてタイマ２０により時間を計測開始し、この計測時間が所定時間以降に所定の静電容量閾値Ｃ２に到達したことを条件として正規タッチと見做し、計測時間が所定時間に達する前に静電容量閾値Ｃ２に到達したことを条件として誤タッチと見做している。このため、電磁波ノイズや静電気ノイズ等のノイズに起因する誤タッチと正規タッチとを極力正確に判別できるようになる。これにより、イミュニティの性能を高めることができる。
【００４０】
さらに、タッチパネル６やその周辺の層構造３〜８を囲うようにシールド筐体や各種センサを用いることなく、誤タッチと正規タッチとを極力正確に判別できる。
図４から図６に示したように、タッチ時における静電容量値の変動範囲を増加させる必要なく、イミュニティの性能を高めることができる。
【００４１】
（第２実施形態）
図８〜図１２は第２実施形態の追加説明図を示す。第２実施形態では別の判別方法について説明する。まず発明者らにより行われた実験結果を説明する。図８は、静電ノイズ印加時における各セル２１の静電容量変化を示している。なお、この各セル２１の静電容量変化の例は、タッチパネルコントローラ１７等が数値処理を施した後の相対的な指標を表すもので絶対的な静電容量変化の値を示していないが、一義的に対応づけられる値であることに留意する。この静電容量変化の結果は、オーバーレイ８の表面に接触放電処理を施した静電気試験により得られた結果を示しており、＋１５ｋＶの電圧を１０回印加した際の結果を示している。静電ノイズによる強電界がタッチセンサ１１に印加されると、図８のセル２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及びそのＸ側ラインセンサ１２に沿うセルの指標に示すように、一本のＸ側ラインセンサ１２に沿って大きなオフセットを生じることになり、検出される静電容量変化の指標は大幅に大きくなる。図８にハッチングを付したセルを参照。
【００４２】
特に、相互容量方式を適用した場合、Ｘ側ラインセンサ１２がスキャンするときには、Ｘ方向の一方向の静電容量変化が大きくなる。なお、相互容量方式を適用した場合であっても、Ｙ側ラインセンサ１３によりスキャンするときにはＹ方向の一方向の静電容量の指標が大きくなる。タッチパネルコントローラ１７が、Ｘ側ラインセンサ１２をスキャンするときに例えば静電ノイズ等による強電界が印加されると、スキャンを行う間だけ値が大きくなる。この検出値は一瞬だけ大きくなり、その後、放電されることで減少する。
【００４３】
他方、図９〜図１１はタッチ時における各セルの静電容量の相対指標の例を示している。タッチパネルコントローラ１７は、スキャンするときにＸ側ラインセンサ１２の電極１４に電圧を印加することでＸ側ラインセンサ１２の電極１４とＹ側ラインセンサ１３の電極１５との間に電界を形成する。
【００４４】
図９に通常の操作指によりタッチしたときの各セル２１の静電容量の相対指標の例を示している。通常はタッチ位置に対応するセル１２１ａの位置と、当該セル１２１ａの位置の周囲に位置する８つのセル１２１ｂの位置とがノイズレベルよりも大きな指標となるように分布する。また図１０に示すように、タッチされたセル２２１ａの位置が、２つの隣接セル２２１ａに跨っている場合には、これらの２つの隣接セル２２１ａとその周囲に隣接する例えば６つのセル２２１ｂとがノイズレベルよりも大きな指標となるように分布することもある。さらに図１１に示すように、タッチされたセル３２１ａの位置が４つの正方位置に跨っている場合には、これらの４つの正方位置セル３２１ａとその周囲に隣接する例えば８つのセル３２１ｂがノイズレベルよりも大きな指標となるように分布することもある。
【００４５】
これらの図９〜図１１に示すように、操作指によりタッチされたときにも様々な態様でタッチセンサ１１の指標の検出差を生じるものの、図８に示すノイズ印加時の指標分布と、図９〜図１１に示す正常タッチ操作時の指標分布と、は大きく異なるため、この差に基づいて正規タッチであるか誤タッチであるか、を判別することが可能である。本実施形態ではこの判別方法の例を示す。
【００４６】
ノイズが印加されたときには、図８等に示したように、スキャンしているＸ側ラインセンサ１２の指標だけ大きくなる。このため、ライン合計値Ｌを算出し、このライン合計値Ｌが所定の閾値以上となるか否かを判定することで、ノイズが印加されているか否かを判別できる。
【００４７】
図１２は処理をフローチャートで概略的に示している。以下では、相互容量方式を適用した例を示すが、Ｘ側ラインセンサ１２の指標のライン合計値Ｌのうち最も大きいライン合計値Ｌをライン最大値Ｌmaxとし、Ｘ側ラインセンサ１２の指標のライン合計値Ｌのうち最も小さいライン合計値Ｌをライン最小値Ｌminとして説明する。
【００４８】
図１２に示すように、表示ユニット１が起動されると当該表示ユニット１には電源供給されるようになり、タッチパネルコントローラ１７は、Ｓ１１においてタッチ受付可能状態になる。タッチパネルコントローラ１７は、Ｓ１２においてタッチセンサ１１により静電容量閾値Ｃ２に到達したセル２１が存在するか否かを判定する。ここで、タッチパネルコントローラ１７は、Ｓ１３において静電容量値のマッピングデータを確認し、Ｓ１４においてＸ側ラインセンサ１２のライン合計値Ｌを一行ずつそれぞれ算出する。
【００４９】
タッチパネルコントローラ１７は、Ｓ１４においてライン合計値Ｌを算出した後、Ｓ１５においてライン最大値Ｌmax及びライン最小値Ｌminを特定し、Ｓ１６においてＬmax＞Ｌmin＋αであるか否かを判定する。αは重み付け値を示している。ライン最大値Ｌmaxとライン最小値Ｌminとの差が重み付け値α以下となるときには、ライン毎のライン合計値Ｌに大きな差は見られないことからノイズを生じた可能性は低いと判断し、Ｓ１７において正規タッチと見做し、Ｓ１８においてホストコントローラ１９にタッチ操作情報を送信する。
【００５０】
また、タッチパネルコントローラ１７は、Ｓ１６においてライン最大値Ｌmaxがライン最小値Ｌminに所定の重み付け値αを加入しても大きくなるときには、ノイズ印加による誤タッチの可能性があることを判断し、ステップＳ１９以降の処理を行う。
【００５１】
タッチパネルコントローラ１７は、Ｓ１９においてライン最大値Ｌmaxを満たすＸ側ラインセンサ１２の中でセル２１の指標の最大値Ｓmaxを確認する。指標が最大値Ｓmaxとなる条件を満たすセル２１がノイズ印加セルと考えられるため、Ｓ２０においてセル２１からスキャン方向に沿って例えば中央方向に向かう所定個（例えば５個）のセル２１のライン平均値Ａveを算出する。
【００５２】
例えば、図８に示すようにノイズを生じたときには、原則的にラインＴＸ６の図中右端部の指標が「６０４」と大幅に大きくなり、中央方向に向かうにしたがって指標が小さくなる傾向にある。このため、例えばラインＴＸ６においては、最大値Ｓmaxを満たすＸ方向端部のセル２１ａからスキャン方向に沿って中央方向に向かう所定個（例えば、５個）のライン平均値Ａveを算出すると、このライン平均値Ａveはノイズの影響で指標が高い値を示した可能性の高いセル２１ａ等の平均値を表すことになる。
【００５３】
タッチパネルコントローラ１７は、Ｓ２１においてライン平均値Ａveが静電容量閾値Ｃ２以下であるか否かを判定し、この条件を満たしたときには、ノイズに起因した値ではないと判定し、Ｓ２１において正規タッチと見做す。この場合、タッチパネルコントローラ１７は、Ｓ２２においてホストコントローラ１９にタッチ操作情報を送信する。
【００５４】
逆に、タッチパネルコントローラ１７は、Ｓ２１においてライン平均値Ａveが静電容量閾値Ｃ２を超えると判定したときには、最大値Ｓmaxを満たすセル２１ａからスキャン方向に沿った所定個のセル２１ａ等がノイズに起因した静電容量の上昇を検知していると判定し、ノイズによる誤タッチと見做す。
【００５５】
再度、図８を例に挙げて図１２のフローチャートに沿って説明を行う。例えば、図８に示すようにノイズを生じたときには、タッチパネルコントローラ１７は、Ｓ１５においてライン最大値Ｌmaxを図８中のラインＴＸ６の合計値として特定する。このとき大幅に大きな値を算出することになる。また、タッチパネルコントローラ１７は、Ｓ１５においてライン最小値Ｌminを図８中のラインＴＸ２の合計値として特定する。このとき大幅に小さな値を算出することになる。このため、タッチパネルコントローラ１７は、Ｓ１６においてこれらの差が、重み付け値αを考慮しても大きいと判別する。
【００５６】
そしてタッチパネルコントローラ１７は、当該ライン最大値Ｌmaxを満たすラインＴＸ６を特定し、Ｓ１９において最大値Ｓmax＝６０４を確認し、Ｓ２０において最大値Ｓmaxを満たすセル２１ａから所定個のライン平均値Ａveを算出する。このとき、ラインＴＸ６のうち最大値Ｓmaxとなるセル２１ａからスキャン方向に沿った所定個のセル２１ａ等の指標が大きいためライン平均値Ａveも大きくなる。このため、図１２のＳ２１の条件を満たすことがなくなり、図１２のＳ２４において誤タッチと見做すことができる。
【００５７】
例えば、操作指がタッチセンサ１１に近接することで、図９に示すように指標が検出されたときには、タッチパネルコントローラ１７は、ライン最大値Ｌmaxを図９中のラインＴＸ５の指標の合計値として算出し、ライン最小値Ｌminを図９中のラインＴＸ１０の指標の合計値として算出する。これらの値の差は図８の条件に比較して少なくなる。このため、重み付け値αに関する図１２のＳ１６の条件を満たせば正規タッチと見做すことができる。
【００５８】
また、例えば、操作者が例えば自身の４本の指を平行に揃えてタッチしたときには、重み付け値αに関するＳ１６の条件を満たさない場合も想定される。このような場合であっても、ライン最大値Ｓmaxを満たすセル２１からスキャン方向に沿った所定個のセル１２１ａ，１２１ｂの指標の合計値は少なくなるためライン平均値Ａveが小さくなる。これは、あるスキャン方向に沿ったラインのうち一部（例えば４つ）のセル２１だけが大きな指標を示し、その他のラインに沿うセルは大幅に小さな指標を示すためである。
【００５９】
このため、図１２のＳ２１の条件を満たすことで正規タッチと見做すことができる。また、操作指がタッチセンサ１１に触れることにより、図１０又は図１１に示すようにタッチセンサ１１が検出したときも図９と同様に検出できるようになるが、この説明は省略する。
【００６０】
本実施形態の特徴を概念的にまとめる。
タッチパネルコントローラ１７は、セル２１に生じる静電容量変化に応じた値、すなわち指標を取得し、ラインセンサ毎に指標を合計してライン合計値Ｌとして算出し、このライン合計値Ｌに応じて正規タッチか誤タッチかを判定するようにした。このため、誤タッチと正規タッチとを極力正確に判別でき、これによりイミュニティの性能を高めることができる。
【００６１】
特に、ライン合計値Ｌが最大値、最小値となる条件を満たす２つのライン合計値Ｌmax、Ｌminの差が所定値αを超えないことを条件として正規タッチであると判定するようにした。このため正規タッチを極力正確に判定できる。
【００６２】
このとき特に、図８のように誤検出と判定すべき指標を取得した場合においては、２つのライン合計値Ｌmax、Ｌminの差が所定値αを超えることを条件としてライン合計値Ｌが最大値となる条件を満たすラインＴＸ６の中のセル２１ａの値の最大値Ｓmaxを確認し、この最大値Ｓmaxを満たすセル２１ａからラインＴＸ６の中央方向に向かう所定個（例えば５個）のセル２１ａ等の値の平均をライン平均値Ａveとして算出し、当該ライン平均値Ａveが所定の静電容量閾値Ｃ２を超えることを条件として誤タッチと見做すようにしている。このため、誤タッチを極力正確に判定できる。
【００６３】
また特に、図９のように正規タッチと判定すべき指標を取得した場合においては、２つのライン合計値Ｌmax、Ｌminの差が所定値αを超えることを条件としてライン合計値Ｌが最大値となる条件を満たすラインＴＸ５の中のセル１２１ａの値の最大値Ｓmaxを確認し、この最大値Ｓmaxを満たすセル２１ａからラインＴＸ５の中央方向に向かう所定個（例えば５個）のセル１２１ａ、１２１ｂ等の値の平均をライン平均値Ａveとして算出し、当該ライン平均値Ａveが所定の静電容量閾値以下となることを条件として正規タッチと見做すようにしている。このため、正規タッチを極力正確に判定できる。
【００６４】
（第３実施形態）
図１３は第３実施形態の追加説明図を示している。第３実施形態は第１実施形態と第２実施形態の特徴を組み合わせた形態を示す。図１３は処理をフローチャートで示している。第１及び第２実施形態と同一のステップ番号を付している。すなわち、第１実施形態では、ステップＳ１〜Ｓ４の処理を行い、Ｓ４において所定時間以降に検出したときに正規タッチと見做したが、本実施形態では図１３に示すように、Ｓ４において所定時間以降に検出したときには、第２実施形態に示したように、Ｓ１３において静電容量値のマッピングを確認し、Ｓ１４以降の処理を行う。
【００６５】
本実施形態においては、正規タッチと見做す条件を第１実施形態よりも厳しくしている。これにより、さらに正確に正規タッチを判定できるようになる。また、誤タッチと見做す条件を第２実施形態よりも厳しくしている。これにより、より正確に誤タッチ及び正規タッチを判別できる。
【００６６】
例えば第１実施形態の方法を用いた場合には、静電ノイズ以外の例えば到来電波による電磁ノイズの周波数が低い場合には検出されにくくなり、
また、ノイズのピーク値が静電容量閾値Ｃ１、Ｃ２付近になる場合にも検出されにくくなる。このため、図１３に示すように処理を実行することで、高確率に電磁ノイズから保護できる。
【００６７】
（他の実施形態）
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができ、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。例えば以下に示す変形又は拡張が可能である。
【００６８】
第２実施形態では、重み付け値αをＬmaxとＬminとの差のマージンとして示しているが、Ｓ１６においてＬmax＞Ｌmin×αの判断条件を用いても良い。このαは乗算用重み付け値として表される値である。
【００６９】
第１〜第３実施形態では、主に相互容量方式のタッチパネル６を適用して説明を行ったが、自己容量方式のタッチパネルを適用しても良い。自己容量方式は、Ｘ側ラインセンサ１２とＹ側ラインセンサ１３とを交差させたタッチセンサ１１を用いた方式であり、タッチセンサ１１の電極（例えば１４）と操作指等の導体の操作子との間で容量結合を検知する方式である。第１〜第３の何れの実施形態においても、容量検知後の処理によりノイズに起因した誤タッチを検出するため、自己容量方式を適用しても良いことは明白である。すなわち投影型の何れの容量方式を適用してもノイズを検知できる。自己容量方式を採用したときには、Ｘ側ラインセンサ１２又はＹ側ラインセンサ１３の電極１４及び１５で交互にセンシングすることになる。第２又は第３実施形態において、ノイズを生じたときには当該ラインセンサの方向に沿って静電容量値が大きくなる。このため、センシング方向に沿ってＸ方向及びＹ方向を入れ替えて第２又は第３実施形態で説明した処理を実行すれば良い。
【００７０】
タッチパネルコントローラ１７の機能をホストコントローラ１９が実行しても良いし、タッチパネルコントローラ１７の機能をホストコントローラ１９に統合して構成しても良い。また、タッチパネルコントローラ１７の機能を分割し、タッチパネルコントローラ１７とホストコントローラ１９とが協働して処理するようにしても良い。第１〜第３実施形態のフローチャートに示した各処理は、実用的であれば処理順序を入れ替えて行っても良いし、その他、処理を適宜変更しても良い。
【００７１】
前述した複数の実施形態を組み合わせて構成しても良い。また、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、本発明の一つの態様として前述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。前述実施形態の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も実施形態と見做すことが可能である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において、考え得るあらゆる態様も実施形態と見做すことが可能である。
【００７２】
本開示は、前述した実施形態に準拠して記述したが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範畴や思想範囲に入るものである。
【符号の説明】
【００７３】
図面中、１２はＸ側ラインセンサ、１３はＹ側ラインセンサ、１７はタッチパネルコントローラ（静電容量式タッチパネルの制御装置、計測部、判定部、第１判定部、第２判定部、合計算出部）、１９はホストコントローラ（静電容量式タッチパネルの制御装置、計測部、判定部、第１判定部、第２判定部、合計算出部）、２１はセル、を示す。
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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