(57)【要約】【課題】接触位置周辺の静電容量を補正した場合であって、指等の接触の有無にかかわらずキャリブレーションを行うことができるタッチパネル装置を提供すること。【解決手段】タッチパネル装置は、タッチパネル３０と、タッチパネル３０上で交差する一対の電極間の静電容量を検出する静電容量検出部１００と、タッチパネル３０の一部を利用者が指で触れたときにその周辺領域において増加する静電容量を減じるフィルタ処理を行うフィルタ処理部１０２と、利用者が指で触れたタッチパネル３０上の位置を検出する位置検出部１０６と、位置検出部１０６による位置検出動作に先立ってキャリブレーションを実行するキャリブレーション処理部１０４とを備える。キャリブレーション処理部１０４は、フィルタ処理を行った場合と行わなかった場合における静電容量の変動の有無を判定し、変動有の場合に再度キャリブレーションを実行する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置の表示画面の表面に静電容量方式のタッチパネルを配置したタッチパネル装置であって、
互いに交差する向きに配置された複数の電極を有する前記タッチパネルと、
前記タッチパネル上で交差する一対の電極間の静電容量を、各交差位置に対応させて検出する静電容量検出手段と、
前記タッチパネルの一部を利用者が指で触れたときにその周辺領域において増加する静電容量を減じるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、
前記静電容量検出手段によって検出されて前記フィルタ処理が行われた後の静電容量に基づいて、利用者が指で触れた前記タッチパネル上の位置を検出する位置検出手段と、
前記静電容量検出手段による検出動作の基準となる静電容量を、前記位置検出手段による位置検出動作に先立って、実際に前記静電容量検出手段によって静電容量を検出することにより設定するキャリブレーションを実行するキャリブレーション手段と、
を備え、前記キャリブレーション手段は、前記フィルタ処理を行った場合と行わなかった場合とにおける静電容量の変動の有無を判定し、変動有りの場合に再度キャリブレーションを実行することを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
前記キャリブレーション手段は、前記静電容量検出手段によって検出された静電容量に対して、前記フィルタ処理の有無に応じた２種類の静電容量を取得し、これら２種類の静電容量に基づいて静電容量の変動の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
【請求項３】
前記タッチパネルの一部を利用者が指で触れたときに前記静電容量検出手段によって検出される静電容量に対して前記フィルタ処理を行うことにより、前記周辺領域において、利用者が指で触れた位置に対応する静電容量と反対極性の静電容量が現れることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
前記フィルタ処理手段は、前記周辺領域において増減する静電容量を減じる程度の強弱が設定可能であり、前記キャリブレーション手段によって、前記フィルタ処理を行った場合と行わなかった場合とにおける静電容量の変動の有無を判定する際には、この減じる程度を強に設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のタッチパネル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示画面と組み合わされて利用者の指などの操作位置を検出するタッチパネル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、指の検出の有無に応じてキャリブレーションの仕方を変更するようにした携帯端末装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この携帯端末装置では、起動直後に指の検出の有無を判定し、指の検出ありの場合には１回キャリブレーションを実行した後、逆方向の容量変化検出があった場合には指の検出の有無判定以降を繰り返し、逆方向の容量変化検出がなくなった場合には通常のタッチ検出動作に移行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１１４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実際の静電容量方式のタッチパネル装置では、指で触れた位置の周囲に静電容量が増加する周辺領域が存在し、この周辺領域における静電容量を補正する（打ち消す）フィルタを用いる場合がある。
【０００５】
図４は、周辺領域における静電容量を打ち消すフィルタを用いた場合の説明図である。図４に示す例は、タッチパネルの一点を指で触れた場合の静電容量の測定値を示しており、図４（Ａ）にはフィルタを用いない場合の測定値が、図４（Ｂ）にはフィルタ特性が、図４（Ｃ）には図４（Ａ）に示す静電容量に対して図４（Ｂ）に示すフィルタ特性のフィルタを通した後の静電容量がそれぞれ示されている。
【０００６】
図４（Ａ）に示すように、タッチパネルの一点を指で触れると、その周辺領域において静電容量が増加する現象が観察される（ａで示される部分）。これに対し、この周辺領域において増加した静電容量をフィルタで打ち消す場合に、図４（Ｂ）に示すようにフィルタ特性を強めに設定しすぎると、図４（Ｃ）に示すように、周辺領域（正確にはさらにその周囲）において逆方向に静電容量が凸に変化する場合がある。
【０００７】
このようなフィルタを用いた場合には、利用者がタッチパネルに触れた状態でキャリブレーションを行うと、逆方向に凸に変化した静電容量がさらに反転することになるため、検出感度を上げた状態でタッチパネルを使用する場合などにおいては、実際には利用者がタッチパネルに触れていないにもかかわらず、この凸部分を誤検出してしまうという問題があった。このような凸部分の誤検出は、上述した特許文献１の手法では解決することはできない。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、接触位置周辺の静電容量を補正した場合であって、指等の接触の有無にかかわらずキャリブレーションを行うことができるタッチパネル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明のタッチパネル装置は、表示装置の表示画面の表面に静電容量方式のタッチパネルを配置したタッチパネル装置であって、互いに交差する向きに配置された複数の電極を有するタッチパネルと、タッチパネル上で交差する一対の電極間の静電容量を、各交差位置に対応させて検出する静電容量検出手段と、タッチパネルの一部を利用者が指で触れたときにその周辺領域において増加する静電容量を減じるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、静電容量検出手段によって検出されてフィルタ処理が行われた後の静電容量に基づいて、利用者が指で触れたタッチパネル上の位置を検出する位置検出手段と、静電容量検出手段による検出動作の基準となる静電容量を、位置検出手段による位置検出動作に先立って、実際に静電容量検出手段によって静電容量を検出することにより設定するキャリブレーションを実行するキャリブレーション手段とを備え、キャリブレーション手段は、フィルタ処理を行った場合と行わなかった場合とにおける静電容量の変動の有無を判定し、変動有りの場合に再度キャリブレーションを実行する。
【００１０】
特に、上述したキャリブレーション手段は、静電容量検出手段によって検出された静電容量に対して、フィルタ処理の有無に応じた２種類の静電容量を取得し、これら２種類の静電容量に基づいて静電容量の変動の有無を判定している。また、タッチパネルの一部を利用者が指で触れたときに静電容量検出手段によって検出される静電容量に対してフィルタ処理を行うことにより、周辺領域において、利用者が指で触れた位置に対応する静電容量と反対極性の静電容量が現れる。
【００１１】
タッチパネルの一部を指で触ると、指の接触位置の周辺領域において静電容量が増加する。この増加する静電容量を減じる（打ち消す）ためにフィルタ処理を行うと、この周辺領域近傍の特定領域においてこの増加した静電容量とは反対極性の静電容量が発生する。タッチパネルの一部を触った状態でキャリブレーションを実施すると、この反対極性の静電容量が基準となってそれ以後の静電容量が検出されることになるため、フィルタ処理のオン／オフを切り替えてこの反対極性の静電容量を基準とした静電容量の変動を観察することにより、タッチパネルの一部を触った状態でキャリブレーションを実施したことを知ることができ、キャリブレーションをやり直すことができる。したがって、接触位置周辺の静電容量をフィルタ処理によって補正した場合であっても、指等の接触の有無にかかわらず正しいキャリブレーションを行うことができる。
【００１２】
また、上述したフィルタ処理手段は、周辺領域において増減する静電容量を減じる程度の強弱が設定可能であり、キャリブレーション手段によって、フィルタ処理を行った場合と行わなかった場合とにおける静電容量の変動の有無を判定する際には、この減じる程度を強に設定することが望ましい。フィルタ処理によって特定領域において発生する反対極性の静電容量はフィルタ処理の設定の程度が強いほど多くなるため、設定の程度を強くすることにより、より確実にキャリブレーション実施時における指の接触を判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態の車載装置の構成を示す図である。
【図２】タッチパネルとタッチパネル制御部によって構成されるタッチパネル装置の構成を示す図である。
【図３】タッチパネル装置において行われるキャリブレーションの動作手順を示す流れ図である。
【図４】周辺領域における静電容量を打ち消すフィルタを用いた場合の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のタッチパネル装置を適用した一実施形態の車載装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、一実施形態の車載装置の構成を示す図である。図１に示すように、車載装置１は、ナビゲーション処理部１０、ＡＭラジオチューナ１４、ＦＭラジオチューナ１６、ＡＶ処理部１８、表示処理部２０、表示装置２２、タッチパネル３０、タッチパネル制御部３２、操作部３４、入力処理部３６、デジタル−アナログ変換器（Ｄ／Ａ）４０、スピーカ４２、制御部５０を備えている。
【００１６】
ナビゲーション処理部１０は、自車位置を検出するＧＰＳ装置１２とともに用いられ、地図データを用いて車載装置１が搭載された車両の走行を案内するナビゲーション動作を行う。ＡＭラジオチューナ１４は、ＡＭ放送の番組を受信し、番組内容に対応する音声を再生する処理を行う。ＦＭラジオチューナ１６は、ＦＭ放送の番組を受信し、番組内容に対応する音声を再生する処理を行う。ＡＶ処理部１８は、圧縮されてハードディスク装置等（図示せず）に記憶されている音楽データや映像データを読み出して再生する処理を行う。
【００１７】
表示処理部２０は、各種の操作画面や入力画面等を表示する映像信号を出力して表示装置２２にこれらの画面を表示するとともに、ＡＶ処理部１８によって再生した映像画面等を表示する映像信号を出力して表示装置２２にこの画面を表示する。表示装置２２は、運転席と助手席の中央前方に配置されており、液晶表示装置（ＬＣＤ）を用いて構成されている。
【００１８】
タッチパネル３０は、表示装置２２の表示画面の表面に配置されている。タッチパネル制御部３２は、タッチパネル３０を用いて位置検出を行うために必要な制御を行う。タッチパネル３０とタッチパネル制御部３２によって、静電容量方式で位置検出を行うタッチパネル装置が構成されている。表示装置２２に各種の操作画面や入力画面が表示された時点で、これらの操作画面や入力画面の一部を利用者が指などで直接指し示すことにより、操作画面や入力画面の表示項目を選択することができるようになっており、このような操作画面や入力画面を用いた操作を可能とするために、指し示された指などの位置を検出するタッチパネル３０が備わっている。タッチパネル制御部３２の詳細については後述する。
【００１９】
操作部３４は、車載装置１に対する利用者による操作を受け付けるためのものであり、表示装置２２の周囲に配置された各種の操作キー、操作スイッチ、操作つまみ等を含んで構成されている。入力処理部３６は、操作部３４を監視しており、その操作内容を決定する。
【００２０】
デジタル−アナログ変換器４０は、ナビゲーション処理部１０、ＡＭラジオチューナ１４、ＦＭラジオチューナ１６、ＡＶ処理部１８のそれぞれの処理によって生成される音声データや音楽データをアナログの音声信号に変換してスピーカ４２から出力する。制御部５０は、車載装置１の全体を制御するためのものであり、ＲＯＭやＲＡＭなどに格納された所定のプログラムをＣＰＵで実行することにより実現される。上述した車載装置１の各構成は、スピーカ４２を除いて同じ筐体に収容されている。
【００２１】
図２は、タッチパネル３０とタッチパネル制御部３２によって構成されるタッチパネル装置の構成を示す図である。
【００２２】
タッチパネル３０は、表示装置２２の表示画面の全体を覆う検出領域を有しており、この検出領域のＸ軸方向（水平方向）に沿って延在する複数の第１の電極３０Ａと、Ｙ軸方向（垂直方向）に沿って延在する複数の第２の電極３０Ｂとを有する。
【００２３】
タッチパネル制御部３２は、静電容量検出部１００、フィルタ処理部１０２、キャリブレーション処理部１０４、位置検出部１０６を含んで構成されている。
【００２４】
静電容量検出部１００は、タッチパネル３０に含まれる第１の電極３０Ａのそれぞれと第２の電極３０Ｂのそれぞれとの間の静電容量を検出（測定）する。具体的には、静電容量検出部１００は、タッチパネル３０上で交差する一対の電極間３０Ａ、３０Ｂの静電容量を、各交差位置に対応させて検出する。
【００２５】
フィルタ処理部１０２は、指で触れた位置を中心とした周辺領域において増加する静電容量を減じる（打ち消す）フィルタ処理を行う。例えば、図４（Ｂ）に示すフィルタ特性を用いたフィルタ処理を行って、指で触れた位置を中心としてその周辺領域の静電容量を減じるフィルタ処理が実施される。このフィルタ処理は、指で触れることによりプラス側の静電容量が増加するものとすると、マイナス側の静電容量を加算（重畳）することに相当しており、このマイナス側の静電容量が多すぎると、図４（Ｃ）に示すように部分的にマイナス側に反対極性の静電容量が突出してしまう。
【００２６】
位置検出部１０６は、静電容量検出部１００によって検出されてフィルタ処理部１０２によるフィルタ処理が行われた後の静電容量に基づいて、利用者が指で触れたタッチパネル上の位置を検出する。タッチパネル３０の第１の電極３０Ａと第２の電極３０Ｂの各交差位置における静電容量は、図４（Ｃ）に示すように、利用者が触れた位置において増加するため、この増加した静電容量を所定のしきい値を用いて判定することにより、利用者の指が触れた位置を特定することが可能となる。
【００２７】
キャリブレーション処理部１０４は、静電容量検出部１００による検出動作の基準となる静電容量を、位置検出部１０６による位置検出動作に先立って、実際に静電容量検出部１００によって検出した静電容量とするキャリブレーションを実行する。本実施形態では、利用者の指がタッチパネル３０の一部に触れた状態で行われたキャリブレーションは無効であって、指の接触がなくなるまでキャリブレーションが繰り返される。
【００２８】
上述した静電容量検出部１００が静電容量検出手段に、フィルタ処理部１０２がフィルタ処理手段に、位置検出部１０６が位置検出手段に、キャリブレーション処理部１０４がキャリブレーション手段にそれぞれ対応する。
【００２９】
本実施形態の車載装置１はこのような構成を有しており、次に、タッチパネル装置においてキャリブレーションを実施する動作を説明する。
【００３０】
図３は、タッチパネル装置において行われるキャリブレーションの動作手順を示す流れ図である。イグニッションキーがオンされて車載装置１が起動されると、静電容量検出部１００は起動直後のタッチパネル３０の静電容量を検出し（ステップ１００）、キャリブレーション処理部１０４はキャリブレーションを実施する（ステップ１０２）。
【００３１】
次に、フィルタ処理部１０２はフィルタ処理をオフ（フィルタ処理を無効にする）に設定し（ステップ１０４）、キャリブレーション処理部１０４はこのフィルタ処理をオフにした状態に対応するタッチパネル３０のプラス側の静電容量を取得する（ステップ１０６）。なお、「プラス側の静電容量」とは、利用者がタッチパネル３０を指で触れたときに増加する側の静電容量の意味であり、減少する側の静電容量を処理対象から排除する意図である。
【００３２】
また、フィルタ処理部１０２はフィルタ処理をオン（フィルタ処理を有効にする）に設定し（ステップ１０８）、キャリブレーション処理部１０４はこのフィルタ処理をオンにした状態に対応するタッチパネル３０のプラス側の静電容量を取得する（ステップ１１０）。
【００３３】
次に、キャリブレーション処理部１０４は、ステップ１０６、１１０で取得した各静電容量を比較することにより、プラス側の特性（静電容量）がフィルタ処理のオン／オフに同期して変動したか否かを判定する（ステップ１１２）。同期して変動する場合とは、利用者の指がタッチパネル３０に触れていた状態でキャリブレーションが行われ、図４（Ｃ）に示した下側に凸の部分がキャリブレーションによって反転したプラス側の静電容量として測定された場合であって、このプラス側の静電容量がフィルタ処理のオン／オフに同期して現れたり、消えたりする場合である。このような場合には、利用者の指が触れていたことにより正常にキャリブレーションが行われなかった場合であって、ステップ１１２の判定において肯定判断が行われ、ステップ１０２に戻ってキャリブレーション以降の各動作が繰り返される。
【００３４】
一方、プラス側の特性がフィルタ処理のオン／オフに同期して変動しない場合とは、利用者の指がタッチパネル３０に触れていないため、図４（Ｃ）に示した特性全体が現れない場合であって、フィルタ処理のオン／オフのいずれにおいても、プラス側の静電容量が測定されなかった場合である。このような場合には、ステップ１１２の判定において否定判断が行われ、一連のキャリブレーション動作が終了する。
【００３５】
このように、本実施形態のタッチパネル装置では、タッチパネル３０の一部を指で触ると、指の接触位置の周辺領域において静電容量が増加するが、この増加する静電容量を減じる（打ち消す）ためにフィルタ処理部１０２によるフィルタ処理を行うと、この周辺領域近傍の特定領域においてこの増加した静電容量とは反対極性の静電容量が発生する。そして、タッチパネル３０の一部を触った状態でキャリブレーションを実施すると、この反対極性の静電容量が基準となってそれ以後の静電容量が検出されることになるため、フィルタ処理のオン／オフを切り替えてこの反対極性の静電容量を基準とした静電容量の変動を観察することにより、タッチパネル３０の一部を触った状態でキャリブレーションを実施したことを知ることができ、キャリブレーションをやり直すことができる。したがって、接触位置周辺の静電容量をフィルタ処理によって補正した場合であっても、指等の接触の有無にかかわらず正しいキャリブレーションを行うことができる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、車載装置１に含まれるタッチパネル装置について説明したが、携帯端末装置や屋内で使用される機器などに含まれるタッチパネル装置についても本発明を適用することができる。
【００３７】
また、上述した実施形態において、フィルタ処理部１０２が周辺領域において増減する静電容量を減じる程度の強弱を設定可能（変更可能）としてもよい。この場合は、キャリブレーション処理部１０４によって、フィルタ処理を行った場合と行わなかった場合とにおける静電容量の変動の有無を判定する際には、この減じる程度を強に設定することが望ましい。フィルタ処理によって特定領域において発生する反対極性の静電容量はフィルタ処理の設定の程度が強いほど多くなるため、設定の程度を強くすることにより、より確実にキャリブレーション実施時における指の接触を判定することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
上述したように、本発明によれば、接触位置周辺の静電容量をフィルタ処理によって補正した場合であっても、指等の接触の有無にかかわらず正しいキャリブレーションを行うことができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  車載装置
２０  表示処理部
２２  表示装置
３０  タッチパネル
３２  タッチパネル制御部
１００  静電容量検出部
１０２  フィルタ処理部
１０４  キャリブレーション処理部
１０６  位置検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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