(57)【要約】      （修正有）【課題】掌の接近に伴う影響によってドラッグ操作時を含めた位置精度を改善した静電容量方式タッチパネルを提供する。【解決手段】タッチオン判定された直後に、掌の影響を受けた第１の検出位置と掌の影響を除去した正確な第２の検出位置を算出し、前記第１の検出位置と前記第２の検出位置を基に補正値を計算する。前記タッチオン判定された時点からタッチオフ判定される時点までは逐次、掌の影響を受けた第１の検出位置を一旦算出し、前記補正値により補正して、第３の検出位置を算出することによって、ドラッグ操作時の位置精度を改善する。【選択図】図１３
2015053024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
付随部分を有する指示体のタッチの有無及び当該指示体のタッチ位置に応じてインピーダンスが変化するタッチパネルと、
このタッチパネルにおける前記インピーダンスに基づく検出信号を一定時間ごとに出力する検出回路と、
この検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記指示体が前記タッチパネルに触れたことを示すタッチオンを判定するタッチオン判定部と、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記指示体が前記タッチパネルから離れたことを示すタッチオフを判定するタッチオフ判定部と、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記付随部分の影響を受けた前記タッチ位置である第１の検出位置を算出する第１の位置算出部と、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記付随部分の影響を除いた前記タッチ位置である第２の検出位置を算出する第２の位置算出部と、
前記第１及び第２の位置算出部で算出された前記第１及び第２の検出位置に基づき、前記付随部分の影響を除いた前記タッチ位置を得るための補正値を算出する補正値算出部と、
前記タッチオン判定部で前記タッチオンが判定されてから前記タッチオフ判定部で前記タッチオフが判定されるまでの間、前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき前記第１の検出位置を算出しつつ、前記補正値算出部で算出された前記補正値を用いて当該第１の検出位置を補正することにより第３の検出位置を算出する第３の位置算出部と、
を備えたタッチセンサ装置。
【請求項２】
前記第１及び第３の位置算出部は、
前記指示体が前記タッチパネルから十分に離れた状態における前記検出信号をベースラインとし、
前記タッチオン判定部で前記タッチオンが判定された後の前記検出信号から前記ベースラインを減算した第１の信号を算出し、
この第１の信号に基づき前記第１の検出位置を算出する、
請求項１記載のタッチセンサ装置。
【請求項３】
前記第２の位置算出部は、
前記タッチオン判定部で前記タッチオンが判定される直前に前記インピーダンスに含まれる静電容量が緩やかに増加することに伴う前記検出信号の変化に基づき、前記付随部分の接近に伴う信号を算出し、
前記タッチオン判定部で前記タッチオンが判定された直後の前記検出信号から前記付随部分の接近に伴う信号を減算して第２の信号を算出し、
この第２の信号に基づき前記第２の検出位置を算出する、
請求項１又は２記載のタッチセンサ装置。
【請求項４】
前記補正値算出部が前記補正値を算出する際に用いる、前記第１及び第２の検出位置は、前記検出回路から同一時刻に出力された前記検出信号に基づき算出される、
請求項１乃至３のいずれか一つに記載のタッチセンサ装置。
【請求項５】
前記補正値算出部が前記補正値を算出する際に用いる、前記第１及び第２の検出位置は、前記検出回路から同一時刻に出力された前記検出信号乃至当該同一時刻から６番目の検出期間で出力された前記検出信号に基づき算出される、
請求項１乃至３のいずれか一つに記載のタッチセンサ装置。
【請求項６】
前記補正値算出部が前記補正値を算出する際に用いる、前記第１の検出位置は、前記検出回路から同一時刻に出力された前記検出信号乃至当該同一時刻から６番目の検出期間で出力された前記検出信号に基づき、前記第１の信号の平均値を算出し、
この平均値に基づき算出される、
請求項２記載のタッチセンサ装置。
【請求項７】
前記補正値算出部が前記補正値を算出する際に用いる、前記第２の検出位置は、前記検出回路から同一時刻に出力された前記検出信号乃至当該同一時刻から６番目の検出期間で出力された前記検出信号に基づき、前記第２の信号の平均値を算出し、
この平均値に基づき算出される、
請求項３記載のタッチセンサ装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の位置算出部は、前記検出信号に基づき、前記第１の検出位置（Ｘ１［ｎＴ］，Ｙ１［ｎＴ］）及び前記第２の検出位置（Ｘ２［ｎＴ］，Ｙ２［ｎＴ］）を算出し、
前記ｎＴはタッチオン判定直後の時刻であり、
前記補正値算出部は、前記第１の検出位置（Ｘ１［ｎＴ］，Ｙ１［ｎＴ］）及び前記第２の検出位置（Ｘ２［ｎＴ］，Ｙ２［ｎＴ］）に基づき、前記補正値（Ｘ２［ｎＴ］−Ｘ１［ｎＴ］，Ｙ２［ｎＴ］−Ｙ１［ｎＴ］）を算出し、
前記第３の位置算出部は、前記タッチオン判定部で前記タッチオンが判定されてからｉ番目の前記検出信号に基づき前記第１の検出位置（Ｘ１［ｉＴ］，Ｙ１［ｉＴ］）を算出しつつ、前記補正値（Ｘ２［ｎＴ］−Ｘ１［ｎＴ］，Ｙ２［ｎＴ］−Ｙ１［ｎＴ］）を用いて当該第１の検出位置（Ｘ１［ｉＴ］，Ｙ１［ｉＴ］）を補正する次式により前記第３の検出位置（Ｘ３［ｉＴ］，Ｙ３［ｉＴ］）を算出する、
Ｘ３［ｉＴ］＝Ｘ１［ｉＴ］＋（Ｘ２［ｎＴ］−Ｘ１［ｎＴ］）
Ｙ３［ｉＴ］＝Ｙ１［ｉＴ］＋（Ｙ２［ｎＴ］−Ｙ１［ｎＴ］）
請求項１乃至７のいずれか一つに記載のタッチセンサ装置。
【請求項９】
前記補正値算出部は、前記第１の検出位置に対応する予め定められた調整値ＡＶを用いて、前記補正値を調整し、
前記第３の位置算出部は、この調整された前記補正値を用いて、当該第３の位置算出部で算出された前記第１の検出位置を補正することにより、前記第３の検出位置を算出する、
請求項１乃至８のいずれか一つに記載のタッチセンサ装置。
【請求項１０】
前記調整値ＡＶがＡＶ≧０．７８である、
請求項９記載のタッチセンサ装置。
【請求項１１】
前記指示体が前記付随部分の無い理想的な指示体である場合の一組の第１の定数と、前記指示体が人の指である場合の複数組の第２の定数とが予め定められ、
前記第１及び第２の位置算出部は、前記一組の第１の定数を用いて、前記検出信号に基づき前記第１及び前記第２の検出位置を算出し、
前記第３の位置算出部は、前記第１及び第２の位置算出部で算出された前記第１及び前記第２の検出位置の大小関係に応じて前記複数組の第２の定数のうちから一組の第２の定数を選択し、当該一組の第２の定数を用いて、前記検出信号に基づき前記第１の検出位置を算出する、
請求項１乃至１０のいずれか一つに記載のタッチセンサ装置。
【請求項１２】
前記タッチパネルは
前記インピーダンスが変化するインピーダンス面と、
このインピーダンス面の外周に形成した複数の電極と、
これらの電極に流れる電流を検出する検出回路と、
を有する、
請求項１乃至１１のいずれか一つに記載のタッチセンサ装置。
【請求項１３】
前記タッチパネルは
支持基板と、
この支持基板に配列された、第１の方向に延在する形状の複数のＸ電極及び第２の方向に延在する形状の複数のＹ電極と、
前記Ｘ電極と前記Ｙ電極とが絶縁体を介して交差する交差部と、
を有する、
請求項１乃至１１のいずれか一つに記載のタッチセンサ装置。
【請求項１４】
前記指示体として指先を模擬した第１の導電体を用い、前記付随部分として掌を模擬した第２の導電体を用い、
前記第１の導電体を前記タッチパネルの表面に接触させると同時に、前記第２の導電体を前記タッチパネルの表面に接近させ、前記第１の導電体を前記タッチパネルの表面でドラッグ操作することにより当該第１の導電体の位置を変更し、この状態で算出した前記第３の検出位置を推測値とし、
この状態から前記第２の導電体を前記タッチパネルの表面から十分に離すことにより算出した前記第３の検出位置の変化をシフト値としたとき、
当該第３の検出位置の実測値と、前記推測値と、前記シフト値との間には、次の不等式が成り立つ、
｜（実測値―推測値）／シフト値｜＜０．５
請求項１乃至１３のいずれか一つに記載のタッチセンサ装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか一つに記載のタッチセンサ装置を備えた電子機器。
【請求項１６】
付随部分を有する指示体のタッチの有無及び当該指示体のタッチ位置に応じてインピーダンスが変化するタッチパネルと、このタッチパネルにおける前記インピーダンスに基づく検出信号を一定時間ごとに出力する検出回路と、を備えるタッチセンサ装置に用いられる位置算出方法であって、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記指示体が前記タッチパネルに触れたことを示すタッチオンを判定するタッチオン判定ステップと、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記指示体が前記タッチパネルから離れたことを示すタッチオフを判定するタッチオフ判定ステップと、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記付随部分の影響を受けた前記タッチ位置である第１の検出位置を算出する第１の位置算出ステップと、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記付随部分の影響を除いた前記タッチ位置である第２の検出位置を算出する第２の位置算出ステップと、
前記タッチオン判定ステップで前記タッチオンが判定された直後に、前記第１及び第２の位置算出ステップで算出された前記第１及び第２の検出位置に基づき、前記付随部分の影響を除いた前記タッチ位置を得るための補正値を算出する補正値算出ステップと、
前記タッチオン判定ステップで前記タッチオンが判定されてから前記タッチオフ判定ステップで前記タッチオフが判定されるまでの間、前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき前記第１の検出位置を算出しつつ、前記補正値算出ステップで算出された前記補正値を用いて当該第１の検出位置を補正することにより第３の検出位置を算出する第３の位置算出ステップと、
を含む位置算出方法。
【請求項１７】
付随部分を有する指示体のタッチの有無及び当該指示体のタッチ位置に応じてインピーダンスが変化するタッチパネルと、このタッチパネルにおける前記インピーダンスに基づく検出信号を一定時間ごとに出力する検出回路と、コンピュータと、を備えるタッチセンサ装置に用いられる位置算出プログラムであって、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記指示体が前記タッチパネルに触れたことを示すタッチオンを判定するタッチオン判定ステップと、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記指示体が前記タッチパネルから離れたことを示すタッチオフを判定するタッチオフ判定ステップと、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記付随部分の影響を受けた前記タッチ位置である第１の検出位置を算出する第１の位置算出ステップと、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記付随部分の影響を除いた前記タッチ位置である第２の検出位置を算出する第２の位置算出ステップと、
前記タッチオン判定ステップで前記タッチオンが判定された直後に、前記第１及び第２の位置算出ステップで算出された前記第１及び第２の検出位置に基づき、前記付随部分の影響を除いた前記タッチ位置を得るための補正値を算出する補正値算出ステップと、
前記タッチオン判定ステップで前記タッチオンが判定されてから前記タッチオフ判定ステップで前記タッチオフが判定されるまでの間、前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき前記第１の検出位置を算出しつつ、前記補正値算出ステップで算出された前記補正値を用いて当該第１の検出位置を補正することにより第３の検出位置を算出する第３の位置算出ステップと、
を前記コンピュータに実行させるための位置算出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量方式のタッチセンサ装置に関する。また、本発明は、そのタッチセンサ装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチセンサ装置は、指先やペンなどの指示体を用いて指し示された位置座標、又は指し示す動作の有無を検出する装置であり、通常、液晶ディスプレイ（以下「ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）」という。）やプラズマディスプレイ（以下「ＰＤＰ（Plasma Display panel）」という。）や有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ（以下「有機ＥＬディスプレイ」という。）等の面表示装置と組み合わせて用いられる。
【０００３】
タッチセンサ装置の出力をコンピュータに入力し、コンピュータによって表示装置の表示内容を制御したり機器を制御したりすることにより、使い勝手の良いマンマシン・インターフェイスが実現される。現在はゲーム機、携帯情報端末、券売機、ＡＴＭ（Automated Teller Machine）、カーナビゲーションなど、日常生活において広く利用されている。また、コンピュータの高性能化やネットワーク接続環境の普及とともに、電子機器で供給されるサービスが多様化し、これに伴いタッチセンサ装置を備えた表示装置のニーズが拡大し続けている。
【０００４】
タッチセンサ装置の方式として、静電容量方式、抵抗膜方式、赤外線方式、超音波方式、電磁誘導方式などが知られている。タッチセンサ装置の中でも、静電容量方式のタッチセンサ装置は、薄いガラスやプラスチックなどを通して指示体の接触を感知することが可能であり、接触の際に強く押さなくても感知するので、繰り返し入力（接触）に対する耐久性に優れている。このような特徴から、静電容量方式のタッチセンサ装置は、工業用製品や白物家電などの多くのアプリケーション領域において広く使用されている。
【０００５】
静電容量方式のタッチセンサ装置は、投影容量方式（Projected capacitive type）と表面容量方式（Surface capacitive type）に分類される。
【０００６】
投影容量方式は、Ｘ−Ｙ透明電極をマトリクス形状で形成した方式である。Ｘ透明電極とＹ透明電極とはガラスや絶縁層を介して形成されており、Ｘ−Ｙ透明電極に指示体が近づくと、電極間の静電容量が増加し、Ｘ−Ｙのラインの静電容量の変化をコントローラが検知し、指示体の位置を検出する。
【０００７】
一方、表面容量方式は、絶縁性透明基板と、その表面に形成された均一な透明導電層と、その上面に形成された薄い絶縁層（保護層）とで構成する。このタッチセンサ装置を駆動する際は、その透明導電層の四隅に交流電圧を印加する。指示体でタッチセンサ装置の表面を触れると、透明導電層と指示体とによって形成される静電容量を介して、指示体に微小電流が流れる。この微小電流は、透明導電層の四隅のそれぞれから指示体が接触した点へ流れる。そして、信号処理回路によって、これらの電流の和から接触の存在の有無を検出する。また、これらの電流の比から、タッチ位置の座標を計算する。ここで、透明導電層の各隅に流れる電流は、信号処理回路によって電流に比例する信号に変換される。このような表面容量方式に関する技術については、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００８】
しかし、タッチセンサ装置の表面と指先が接触すると、実際には指先以外の人体の一部である、手全体や腕（以下「掌」という。）もタッチセンサ装置の表面に接近するので、透明導電層と掌との間にも容量が形成される。このように、透明導電層と掌との間にも容量が形成されると、掌の接近に伴う電流が流れて信号処理回路で検出される電流に重畳するので、そのまま検出位置を求めると指先が指した位置座標に対して、検出位置がずれるという問題がある。例えば特許文献２、３には、タッチスクリーン上のタッチ位置の精度を改善する技術が開示されている。
【０００９】
特許文献２には、指先の接触前後の信号の時間的な特徴によって、位置を補正する技術が開示されている。
【００１０】
特許文献３には、タッチセンサ装置の表面に指先が接触する直前の信号変化の傾向を基にして、掌の接近に伴う信号を推定し、取得した全体の信号から、推定した掌の接近に伴う信号を減算して、位置を算出する、という技術が開示されている。
【００１１】
特許文献４には、投影容量方式のタッチパネルが開示されており、そこでは掌、具体的には非タッチ部位である指の第二関節から付け根部分の近接により発生する静電容量の影響により、検出されるタッチ位置がずれることが記載されている。このような不都合を解決するために、最も発生容量の大きいセンサの発生容量と、その周囲のセンサの発生容量との大きさから、指示体の傾斜方向、傾斜角度を推定し、センサの発生容量を補正する。ただし、特許文献４に記載の技術を適用するには、投影容量方式のようにセンサが複数必要であり、すなわち、透明導電体で形成される複数のセンサが互いに分離されている必要がある。したがって、特許文献４に記載の技術は、センサが単一である表面容量方式に適用できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特公平０１−０１９１７６号公報
【特許文献２】特表２００８−５４３２２６号公報
【特許文献３】特開２０１２−１０４１０２号公報
【特許文献４】特開２０１２−１４６０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
以下の分析は、本発明の観点から与えられる。特許文献３に記載されている検出位置の算出方法においては、指先で軽くタッチセンサ装置表面をたたくタップと呼ばれる操作や、画面上をしばらく指先で押さえて静止する操作については、位置精度が改善される。しかしながら、指先の接触に引き続いて接触させながら指をスライドする、すなわちドラッグ操作をすると、タッチダウンしたタッチ位置から指の位置が遠ざかるにつれて検出位置のずれが大きくなるので、ドラッグ操作については特許文献３に記載の技術を非適用とした場合と比べてかえって位置精度が悪化する。
【００１４】
特許文献３の技術を適用した場合に、ドラッグ操作で位置精度が悪い原因を次のように分析した。タッチに引き続きドラッグ操作をすると、タッチスクリーン上で指先の位置座標が変化する。指先の位置座標の変化に応じて、信号処理回路で取得される４つのタッチ信号がそれぞれ変化する。しかし、掌の位置も変化するので、タッチスクリーン上でタッチセンサ（透明導電層）と掌の間に形成される容量の位置が変わり、信号処理回路で取得される４つの信号に重畳する掌の接近に伴う信号もそれぞれ変化する。つまり、ドラッグ操作中は、指先の接触に伴う信号と掌の接近に伴う信号との両方が変化するため、これらの内訳が不明である。
【００１５】
しかし、特許文献３においては、信号処理回路で取得する変化する信号と一定値である推定した掌の接近に伴う信号とを使用して検出位置を求める。したがって、“タッチオン判定の直前に推測した掌の接近に伴う信号”と“ドラッグ操作し位置が変化した後の掌の接近に伴う信号”との差異が位置精度を悪化させる。
【００１６】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、掌の接近に伴う影響によって、ドラッグ操作時に位置精度が悪いことである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係るタッチセンサ装置は、
付随部分を有する指示体のタッチの有無及び当該指示体のタッチ位置に応じてインピーダンスが変化するタッチパネルと、
このタッチパネルにおける前記インピーダンスに基づく検出信号を一定時間ごとに出力する検出回路と、
この検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記指示体が前記タッチパネルに触れたことを示すタッチオンを判定するタッチオン判定部と、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記指示体が前記タッチパネルから離れたことを示すタッチオフを判定するタッチオフ判定部と、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記付随部分の影響を受けた前記タッチ位置である第１の検出位置を算出する第１の位置算出部と、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記付随部分の影響を除いた前記タッチ位置である第２の検出位置を算出する第２の位置算出部と、
前記第１及び第２の位置算出部で算出された前記第１及び第２の検出位置に基づき、前記付随部分の影響を除いた前記タッチ位置を得るための補正値を算出する補正値算出部と、
前記タッチオン判定部で前記タッチオンが判定されてから前記タッチオフ判定部で前記タッチオフが判定されるまでの間、前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき前記第１の検出位置を算出しつつ、前記補正値算出部で算出された前記補正値を用いて当該第１の検出位置を補正することにより第３の検出位置を算出する第３の位置算出部と、
を備えたものである。
【００１８】
本発明に係る電子機器は、本発明に係るタッチセンサ装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、指示体の付随部分の接近に伴う影響に対して、指示体のドラッグ操作中も位置精度を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１のタッチセンサ装置を示す機能ブロック図である。
【図２】実施形態１の位置算出方法及び位置算出プログラムを示すフローチャートである。
【図３】実施形態１の電子機器を示す概略斜視図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ”線における概略断面図である。
【図５】実施形態１の電子機器におけるタッチセンサ機能の等価回路図である。
【図６】実施形態１における電流検出回路及びその周辺機能の概略ブロック図である。
【図７】実施形態１のタッチセンサ装置における電圧波形の一例を示すグラフである。
【図８】実施形態１におけるベースライン補正を説明する模式図である。
【図９】実施形態１おけるｆａ（ｉＴ）〜ｆｄ（ｉＴ）及びｆ（ｉＴ）の関係を説明する模式図である。
【図１０】実施形態１のタッチセンサ装置の動作及び制御方法並びにタッチセンサ装置を動作させるためのプログラムを説明するためのフローチャート（その１）である。
【図１１】実施形態１のタッチセンサ装置の動作及び制御方法並びにタッチセンサ装置を動作させるためのプログラムを説明するためのフローチャート（その２）である。
【図１２】実施形態１におけるタッチ前後のｆ［ｉＴ］の時間変化を示すグラフである。
【図１３】実施形態１における図１０及び図１１のアルゴリズムを説明するための概念図である。
【図１４】実施形態１においてタッチに引き続きドラッグしたときの位置Ｘの時間経過を示すグラフである。
【図１５】実施形態１においてタッチに引き続きドラッグしたときの電流の時間経過を示すグラフである。
【図１６】実施形態２のタッチセンサ装置を動作させるためのプログラムを説明するための概念図である。
【図１７】実施形態２のタッチセンサ装置を動作させるためのプログラムを示すフローチャートである。
【図１８】実施形態３のタッチセンサ装置を動作させるためのプログラムを示すフローチャートである。
【図１９】実施例１において指示体に導電体を使用した場合の１次元の位置検出を示す模式図である。
【図２０】実施例１における１次元の位置検出の等価回路図である。
【図２１】実施例１におけるタッチパネルを指で接触した場合の１次元の位置検出を示す模式図である。
【図２２】実施例１において指先の接触に伴う電流成分を計算する模式図である。
【図２３】実施例１において掌の接近に伴う電流成分を計算する模式図である。
【図２４】実施例１においてタッチ直後の位置を算出する模式図である。
【図２５】実施例１においてドラッグ後の位置を算出する模式図である。
【図２６】実施例１における設定した位置と計算した位置との関係を示すグラフである。
【図２７】実施例２における検査装置を示す斜視図である。
【図２８】実施例２において指示体毎に検出回路を使用して静電容量測定する時の検査装置を示す斜視図である。
【図２９】実施例２における指示体からタッチパネル表面までの距離と静電容量との関係を示すグラフである。
【図３０】実施例２における検査装置を使用してタッチ（Ｘｏ＝０．６）する状態を示す斜視図である。
【図３１】実施例２における検査装置を使用してドラッグ（Ｘｃ＝０．３）する状態を示す斜視図である。
【図３２】実施例２において掌の接近に伴う影響を消去した時の検査装置を示す斜視図である。
【図３３】実施例２における検査装置を使用した検出位置の結果一覧表である。
【図３４】実施形態４における、図３５のXXXIV-XXXIV線に沿った投影容量式タッチパネル付ＬＣＤを示す断面模式図である。
【図３５】実施形態４の電子機器を構成する投影容量式タッチセンサ装置付ＬＣＤにおける、投影容量式タッチセンサ装置を示す平面模式図である。
【図３６】実施形態４の投影容量式タッチセンサ装置による位置座標の補正の概要を示す平面模式図であり、図３６（ａ）はタッチオン判定直後の状態を示し、図３６（ｂ）はタッチオン判定からタッチオフ判定までの状態を示す。
【図３７】実施形態４における、図３８のXXXVII-XXXVII線に沿ったカバーガラス一体型投影容量式タッチパネル付ＬＣＤを示す断面模式図である。
【図３８】実施形態４の電子機器を構成するカバーガラス一体型投影容量式タッチセンサ装置付ＬＣＤにおける、カバーガラス一体型投影容量式タッチセンサ装置を示す平面模式図である。
【図３９】実施形態１による位置精度Ｐａを示すグラフ（一覧表）である。
【図４０】実施形態２によるドラッグ操作時の位置精度Ｐａと調整値ＡＶとの関係を示すグラフである。
【図４１】実施形態２による位置精度Ｐａを示すグラフ（一覧表）である。
【図４２】実施形態３によるタッチした手の判定結果を示すグラフである。
【図４３】実施形態３による位置精度Ｐａを示すグラフ（一覧表）である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜実施形態１＞
図１は、実施形態１のタッチセンサ装置を示す機能ブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００２２】
本実施形態１のタッチセンサ装置１００は、付随部分１０ａを有する指示体１０のタッチの有無及び指示体１０のタッチ位置Ｘ，Ｙに応じてインピーダンス１１が変化するタッチパネル１０１と、タッチパネル１０１におけるインピーダンス１１に基づく検出信号１２を一定時間ごとに出力する検出回路１０２と、検出回路１０２から出力された検出信号１２に基づき、指示体１０がタッチパネル１０１に触れたことを示すタッチオン１３を判定するタッチオン判定部１０３と、検出回路１０２から出力された検出信号１２に基づき、指示体１０がタッチパネル１０１から離れたことを示すタッチオフ１４を判定するタッチオフ判定部１０４と、検出回路１０２から出力された検出信号１２に基づき、付随部分１０ａの影響を受けたタッチ位置Ｘ，Ｙである第１の検出位置１５を算出する第１の位置算出部１０５と、検出回路１０２から出力された検出信号１２に基づき、付随部分１０ａの影響を除いたタッチ位置Ｘ，Ｙである第２の検出位置１６を算出する第２の位置算出部１０６と、タッチオン判定部１０３でタッチオン１３が判定された直後に、第１及び第２の位置算出部１０５，１０６で算出された第１及び第２の検出位置１５，１６に基づき、付随部分１０ａの影響を除いたタッチ位置Ｘ，Ｙを得るための補正値１７を算出する補正値算出部１０７と、タッチオン判定部１０３でタッチオン１３が判定されてからタッチオフ判定部１０４でタッチオフ１４が判定されるまでの間、検出回路１０２から出力された検出信号１２に基づき第１の検出位置１５を算出しつつ、補正値算出部１０７で算出された補正値１７を用いて第１の検出位置１５を補正することにより第３の検出位置１８を算出する第３の位置算出部１０８と、を備えている。ここで、インピーダンス１１は、図５に示すインピーダンス面３９において、タッチ位置座標に対応する箇所から各電極３８までのインピーダンスを示す。
【００２３】
第１及び第３の位置算出部１０５，１０８は、指示体１０がタッチパネル１０１から十分に離れた状態における検出信号１２をベースラインとし、タッチオン判定部１０３でタッチオン１３が判定された後の検出信号１２から前記ベースラインを減算した第１の信号を算出し、この第１の信号に基づき第１の検出位置１５を算出する、としてもよい。
【００２４】
第２の位置算出部１０６は、タッチオン判定部１０３でタッチオン１３が判定される直前にインピーダンス１１に含まれる静電容量が緩やかに増加することに伴う検出信号１２の変化に基づき、付随部分１０ａの接近に伴う信号を算出し、タッチオン判定部１０３でタッチオン１３が判定された直後の検出信号１２から付随部分１０ａの接近に伴う信号を減算して第２の信号を算出し、この第２の信号に基づき第２の検出位置１６を算出する、としてもよい。
【００２５】
補正値算出部１０７が補正値１７を算出する際に用いる、第１の検出位置１５及び第２の検出位置１６は、検出回路１０２から同一時刻に出力された検出信号１２に基づき算出される、としてもよい。
【００２６】
補正値算出部１０７が補正値１７を算出する際に用いる、第１の検出位置１５及び第２の検出位置１６は、検出回路１０２から同一時刻に出力された検出信号１２乃至当該同一時刻から６番目に出力された検出信号１２に基づき算出される、としてもよい。
【００２７】
補正値算出部１０７が補正値１７を算出する際に用いる、第１の検出位置１５は、検出回路１０２から同一時刻に出力された検出信号１２乃至当該同一時刻から６番目に出力された検出信号１２に基づき、前記第１の信号の平均値を算出し、この平均値に基づき算出される、としてもよい。
【００２８】
補正値算出部１０７が補正値１７を算出する際に用いる、第２の検出位置１６は、検出回路１０２から同一時刻に出力された検出信号１２乃至当該同一時刻から６番目に出力された検出信号１２に基づき、前記第２の信号の平均値を算出し、この平均値に基づき算出される、としてもよい。
【００２９】
第１及び第２の位置算出部１０５，１０６は、検出信号１２に基づき、第１の検出位置（Ｘ１［ｎＴ］，Ｙ１［ｎＴ］）及び第２の検出位置（Ｘ２［ｎＴ］，Ｙ２［ｎＴ］）を算出し、補正値算出部１０７は、第１の検出位置（Ｘ１［ｎＴ］，Ｙ１［ｎＴ］）及び第２の検出位置（Ｘ２［ｎＴ］，Ｙ２［ｎＴ］）に基づき、補正値（Ｘ２［ｎＴ］−Ｘ１［ｎＴ］，Ｙ２［ｎＴ］−Ｙ１［ｎＴ］）を算出し、第３の位置算出部１０８は、タッチオン判定部１０３でタッチオン１３が判定されてからｉ番目の検出信号１２に基づき第１の検出位置（Ｘ１［ｉＴ］，Ｙ１［ｉＴ］）を算出しつつ、補正値（Ｘ２［ｎＴ］−Ｘ１［ｎＴ］，Ｙ２［ｎＴ］−Ｙ１［ｎＴ］）を用いて当該第１の検出位置（Ｘ１［ｉＴ］，Ｙ１［ｉＴ］）を補正する次式により第３の検出位置（Ｘ３［ｉＴ］，Ｙ３［ｉＴ］）を算出する、
Ｘ３［ｉＴ］＝Ｘ１［ｉＴ］＋（Ｘ２［ｎＴ］−Ｘ１［ｎＴ］）
Ｙ３［ｉＴ］＝Ｙ１［ｉＴ］＋（Ｙ２［ｎＴ］−Ｙ１［ｎＴ］）
としてもよい。
【００３０】
図２は、実施形態１の位置算出方法及び位置算出プログラムを示すフローチャートである。以下、図１及び図２に基づき説明する。
【００３１】
本実施形態１の位置算出方法は、本実施形態１のタッチセンサ装置１００の動作を方法の発明として捉えたものである。すなわち、本実施形態１の位置算出方法は、検出回路１０２から出力された検出信号１２に基づき、指示体１０がタッチパネル１０１に触れたことを示すタッチオン１３を判定するタッチオン判定ステップＳ０１と、検出回路１０２から出力された検出信号１２に基づき、指示体１０がタッチパネル１０１から離れたことを示すタッチオフ１４を判定するタッチオフ判定ステップＳ０６と、検出回路１０２から出力された検出信号１２に基づき、付随部分１０ａの影響を受けたタッチ位置Ｘ，Ｙである第１の検出位置１５を算出する第１の位置算出ステップＳ０２と、検出回路１０２から出力された検出信号１２に基づき、付随部分１０ａの影響を除いたタッチ位置Ｘ，Ｙである第２の検出位置１６を算出する第２の位置算出ステップＳ０３と、タッチオン判定ステップＳ０１でタッチオン１３が判定され直後に、第１及び第２の位置算出ステップＳ０２，Ｓ０３で算出された第１及び第２の検出位置１５，１６に基づき、付随部分１０ａの影響を除いたタッチ位置Ｘ，Ｙを得るための補正値１７を算出する補正値算出ステップＳ０４と、タッチオン判定ステップＳ０１でタッチオン１３が判定されてからタッチオフ判定ステップＳ０６でタッチオフ１４が判定されるまでの間、検出回路１０２から出力された検出信号１２に基づき第１の検出位置１５を算出しつつ、補正値算出ステップＳ０４で算出された補正値１７を用いて第１の検出位置１５を補正することにより第３の検出位置１８を算出する第３の位置算出ステップＳ０５と、を備えている。
【００３２】
本実施形態１の位置算出プログラムは、本実施形態１の位置算出方法の各ステップをコンピュータ１１０に実行させるためのものであり、言い換えると、本実施形態１のタッチセンサ装置１００の各部としてコンピュータ１１０を機能させるためのものである。本プログラムは、非一時的な記録媒体（non-transitory storage medium）、例えば半導体メモリなどに記録されてもよい。その場合、本プログラムは、記録媒体からコンピュータによって読み出され、実行される。
【００３３】
本実施形態１の位置算出方法及び位置算出プログラムは、前述したタッチセンサ装置１００の多様な形態と実質的に同じ形態を採ることができる。また、後述する他の実施形態及び実施例における位置算出方法及び位置算出プログラムも、タッチセンサ装置の形態と実質的に同じ形態を採ることができる。
【００３４】
以下、本実施形態１について詳細かつ具体的に説明する。
【００３５】
［構成］
実施形態１のタッチセンサ装置及び電子機器について説明する。以下においては、実施形態１の電子機器についてモニタを例にして説明する。図３に、実施形態１の電子機器の概略斜視図を示す。図４に、図３のＩＶ−ＩＶ″線に沿った実施形態１の電子機器の概略断面図を示す。図５に、実施形態１の電子機器におけるタッチセンサ機能の等価回路図を示す。図６に、電流検出回路及びその周辺機能の概略ブロック図を示す。
【００３６】
図４に示す概略断面図においては、本実施形態１の電子機器１は、本実施形態１のタッチセンサ装置１００を備える。タッチセンサ装置１００は、タッチパネル１０１とＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）７と電源装置２０とメイン基板１９とコントローラ２１とからなる。
【００３７】
図５のタッチセンサ機能の等価回路図においては、タッチパネル１０１は、絶縁性透明基板４１上に、透明導電層などのインピーダンス面３９と、インピーダンス面３９の四隅に設けられる複数の電極３８と、インピーダンス面３９の表面を覆う保護層３７と、を有する。交流電圧源である発振器２７が出力する交流電圧は、複数の電極３８を介してインピーダンス面３９に印加される。指示体２３がタッチパネル１０１の表面に接触（近接）すると、指示体２３とインピーダンス面３９との間に静電容量２５が形成される。タッチセンサ装置１００の電流検出部は、複数の電極３８に流れる電流をそれぞれ検出する複数の電流検出回路２９ａ〜２９ｄを有する。複数の電極３８に流れる電流の総和は、指示体２３とインピーダンス面３９との間に形成される静電容量２５に比例する。複数の電流検出回路２９ａ〜２９ｄの各出力は、標本化（サンプリング）と量子化によって、非連続な数値（デジタル信号）に変換される。これらの数値を基に静電容量２５に比例する信号（以下「信号」とする。）が計算される。この信号は一定の周波数３０〜１２０Ｈｚで出力される。なお、本実施形態１にいうインピーダンス面３９とは、三次元的構造をも含み、例えば、表示部に対応する領域においてパターニングしていない透明導電層のことをいう。以下、インピーダンス面３９を透明導電層３９と言い換える。電流検出回路２９ａ〜２９ｄをまとめて電流検出回路２９という。
【００３８】
図４に示す電子機器１の概略断面図においては、タッチパネル１０１の外周の上面と、電子機器１の筐体３の内部とが接着されることで、タッチパネル１０１が支持されている。ここで、筐体３の材質は例えばプラスチックとすることができる。プラスチックは、高分子化合物から成り、絶縁体である。また、タッチパネル１０１の下側に、表示装置としてＬＣＤ５が設けられている。図４においては、タッチパネル１０１とＬＣＤ５との間を離しているが、タッチパネル１０１とＬＣＤ５との間に接着フィルムを使って、これらをラミネート加工などで貼り合わせてもよい。その場合は、タッチパネル１０１とＬＣＤ５との間に空気層が入らないので、ＬＣＤ５からタッチパネル１０１への光の透過率を高められるという利点がある。ＬＣＤ５は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＰＤＰなど他の表示装置に比べて薄くて軽いので、電子機器１に搭載するのに適している。ＬＣＤ５に用いる液晶パネルは、二枚のガラス板の間に液晶を封入し、電圧をかけることによって液晶分子の向きを変え、光の透過率を増減させることで画像を表示する構造になっている。液晶を照明するために、液晶パネルの背面にバックライトが設けられている。二枚のガラス基板は、一般にＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板と対向基板とからなる。このように、背面からの面状のバックライト光を液晶パネルで変調し画像を表示する透過型のＬＣＤを例にとって説明したが、前述のＴＦＴ基板上に反射板となる金属電極を形成し、周囲光を表示に利用する反射型ＬＣＤとしてもよい。また、その反射板に網点状に微細な穴を開けることにより、透過・反射兼用とした半透過型ＬＣＤとしてもよい。
【００３９】
タッチパネル１０１としては、絶縁性透明基板４１上にスパッタ法などにより透明導電層３９が形成されたものを用いることができる。ここで、透明導電層３９の材料は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）とすることができる。透明導電層３９の厚みは１０ｎｍ〜３００ｎｍとすることができ、そのシート抵抗は１００Ω〜１０００Ωとすることができる。透明導電層３９の四隅には、それぞれ異方性導電性フィルム（ＡＣＦ；Anisotropic Conductive Film）などの導電性の接着材料を介して、ＦＰＣ７の端子部（電極３８）が接続されている。あるいは、透明導電層３９の四隅に、金属から成る電極を形成してもよい。この場合の金属は、銀やチタンなどの、ＩＴＯに対して接触抵抗が低い材料が好ましい。また、金属から成る配線を形成し、透明導電層３９の外周を引き廻してもよい。その場合、配線とＩＴＯとを絶縁するために、配線下のＩＴＯがパターニングされるか、配線とＩＴＯの間に絶縁層が設けられる。
【００４０】
更に、透明導電層３９を被覆する保護層３７を形成する。保護層３７にはガラス、プラスチック、樹脂などを用いることができる。ここで、保護層３７の厚さは２．０ｍｍ以下が好ましい。また、保護層３７を省き、透明導電層３９を表面に露出させてもよい。更に、保護層３７の厚さを薄くするほど、接触した指示体２３と透明導電層３９との間に形成される静電容量２５が増加するので、タッチセンサ機能の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）を高めることができる。一方、保護層３７の厚さを厚くするほど、指示体２３による繰り返し入力に対する耐久性を高めることができる。
【００４１】
図４に示す形態においては、ＦＰＣ７は、タッチパネル１０１とメイン基板１９とが離れているために、電気信号を伝達する配線として形成されている。ここでは、空間的制約のために配線や基板を曲げる必要がある箇所があるために、ＦＰＣ７を用いると好ましい。ＦＰＣ７は、一般的には、柔軟性があり大きく変形させることが可能なプリント基板であり、厚みが１２μ〜５０μｍのフィルム状の絶縁性透明基板の上に接着層を形成し、更にその上に導体箔を形成した構造である。ＦＰＣ７の端子部やハンダ部以外の部分は、絶縁体を被せて保護されている。
【００４２】
透明導電層３９から電極３８を介して引き出されたＦＰＣ７のもう一方の端子部は、メイン基板１９上のコネクタを介して、タッチセンサ装置１００用のコントローラ２１の入力側に接続されている。メイン基板１９は、液晶パネル、バックライトなどから成るＬＣＤモジュールと、コネクタを介して接続されている（不図示）。電源装置２０は、コネクタを使わずにメイン基板１９と接続されている。電源装置２０とメイン基板１９との間には、正電源電圧＋３Ｖ〜＋１５Ｖ、負電源電圧−１５Ｖ〜−３Ｖ及び、基準電圧０Ｖの配線を接続することができる。
【００４３】
また、メイン基板１９は、表面実装基板から成り、図６に示す形態のマイクロコントローラ５８やフラッシュメモリを内蔵したＩＣチップ、ディスプレイのインターフェース用ＩＣ、電源制御ＩＣ、タッチセンサ装置１００用のコントローラ２１、発振回路ＩＣの主要な機能を持つチップなどを実装している。あるいは、コントローラ２１をＦＰＣ７上などに設けた薄型プリント配線基板上に、メイン基板１９を実装してもよい。
【００４４】
図５に示す形態においては、４つの電流検出回路２９ａ〜２９ｄが透明導電層３９の四隅の夫々に電極３８を介して電気的に接続されている。また、発振回路ＩＣの出力端子（発振器２７）が電流検出回路２９を介して透明導電層３９の四隅に電気的に接続されている。ここで、交流電圧は、正弦波電圧とし、その振幅を０．５Ｖ〜２Ｖ、その周波数を２０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの間で設定することができる。
【００４５】
図６に示す形態においては、電流検出回路２９ｃは、前段である電流−電圧変換回路２８ｃと、後段であるＡＣ−ＤＣ変換回路５４ｃとを有する。また、ＡＣ−ＤＣ変換回路５４ｃの出力端子は、マイクロコントローラ５８に内蔵されたアナログ−デジタル変換回路５６に入力されている。ここで、アナログ−デジタル変換回路５６はマルチチャンネル入力可能であり、ＡＣ−ＤＣ変換回路５４ａ〜５４ｄの４つの出力が入力されている。
【００４６】
また、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）６０は、マイクロコントローラ５８の中心的な処理装置であり、アナログ−デジタル変換回路５６及びフラッシュメモリ６２などと接続されている。フラッシュメモリ６２には、タッチセンサ装置１００の本実施形態１の位置検出プログラムを含むプログラムが保存されている。そのプログラムの保存にはフラッシュメモリ６２のように、電源をオフしても、データを保持できる不揮発性のメモリが使用される。
【００４７】
なお、発振器２７及び電流検出回路２９（２９ａ〜２９ｄ）は図１における検出回路１０２の一例であり、マイクロコントローラ５８は図１におけるコンピュータ１１０の一例であり、指示体（指）２３は図１における指示体１０の一例であり、「掌」は図１における付随部分１０ａの一例である。
【００４８】
次に、タッチセンサ装置１００を含む電子機器１の動作について、主に図５に示す形態を参照して詳細に説明する。
【００４９】
発振器２７から透明導電層３９に正弦波電圧が印加され、透明導電層３９が均一な電圧に保たれる。指示体２３が保護層３７の表面に接触すると、保護層３７を介して、指示体２３と透明導電層３９との間に５ｐＦ〜５０ｐＦの静電容量２５が形成される。また、指示体２３が指先である場合、人体は水分を多く含み、導電性であるため、指示体２３の接触により形成された静電容量２５が人体の電位に接続される。また、人体は接地効果があるので静電容量２５の一端が接地される。ここで、発振器２７から出力される正弦波電圧の周波数が１００ｋＨｚの場合、人体のインピーダンスは数ｋΩである。一方、静電容量２５が５ｐＦ〜５０ｐＦの場合、静電容量２５のインピーダンスは３０ｋ〜３００ｋΩとなる。したがって、静電容量２５のインピーダンスは人体のインピーダンスよりも１桁から２桁程度高いので、人体のインピーダンスの影響は無視される。
【００５０】
タッチに伴う電流は、透明導電層３９を介して電流検出回路２９ａ〜２９ｄに夫々電流ｉａ〜ｉｄとして分流する。電流ｉａ〜ｉｄは、図５に示す形態の電流検出回路２９ａ〜２９ｄで検出される電流である。すなわち、電流ｉａは電流検出回路２９ａ、電流ｉｂは電流検出回路２９ｂ、電流ｉｃは電流検出回路２９ｃ、電流ｉｄは電流検出回路２９ｄで、それぞれ検出された電流である。電流ｉａ〜ｉｄの比率は透明導電層３９の抵抗Ｒａ〜Ｒｄに応じて変化し、抵抗Ｒａ〜Ｒｄはタッチパネル１０１上に接触した指示体２３の位置に応じて変化する。タッチ位置に関する演算の一例は次の式Ａ１、式Ａ２となる。
【００５１】
Ｘ＝ｋ１＋ｋ２・（ｉｂ＋ｉｃ）／（ｉａ＋ｉｂ＋ｉｃ＋ｉｄ）  （式Ａ１）
Ｙ＝ｋ３＋ｋ４・（ｉａ＋ｉｂ）／（ｉａ＋ｉｂ＋ｉｃ＋ｉｄ）  （式Ａ２）
【００５２】
ここで、Ｘはタッチ位置のＸ座標、ＹはＹ座標であり、ｋ１〜ｋ４は定数である。定数ｋ１〜ｋ４は次に示すキャリブレーションによって求められる。タッチパネル１０１上の測定点（Ｘ，Ｙ）をタッチし、その時の電流ｉａ〜ｉｄを測定する。Ｘ，Ｙ，ｉａ〜ｉｄを式Ａ１、式Ａ２に代入すると、定数ｋ１〜ｋ４の関係式が求められる。測定点数を２点とすれば、定数ｋ１〜ｋ４を求められる。また、測定点数が２点より多い場合は、最小二乗法を使用して定数ｋ１〜ｋ４を求めるが、測定点数が多くなるにつれて、測定誤差の影響が低減されて、定数ｋ１〜ｋ４を算出する精度を高めることができる。ここで、電流ｉａ〜ｉｄは、後述する、マイクロコントローラ５８で取得される検出信号ｈａ［ｉＴ］〜ｈｄ［ｉＴ］に比例する。
【００５３】
タッチセンサ装置１００における電圧波形の一例を図７に示す。図７に示す例においては、タッチの検出期間を３ミリ秒とし、タッチの検出期間の周期を１６ミリ秒とした、タッチの検出期間は３ミリ秒であるので、タッチの検出を行わない休止期間は残りの１３ミリ秒となる。
【００５４】
図７に示す例のＶｉｎは発振器２７の出力波形であり、Ｖｏｕｔは、電流検出回路２９に含まれる電流−電圧変換回路２８の出力波形である。ここでは、Ｖｉｎの周波数を１００ｋＨｚとし、振幅を１Ｖとした。このとき、タッチの存在無しの場合は、例えば、Ｖｏｕｔの振幅は３Ｖであり、タッチの存在有りの場合は、Ｖｏｕｔの振幅は６Ｖとなる。すなわち、タッチに伴って振幅が３Ｖ増加する。ここで、タッチの存在無しの場合に生じるＶｏｕｔの振幅３Ｖは、透明導電層３９から見た人体以外の容量、すなわち浮遊容量が存在するため、及び、電流−電圧変換回路２８のＶｏｕｔにＶｉｎが出力されるためである。このように実際は、指示体２３、及び掌などの人体の接近が無くても、アナログ−デジタル変換回路５６の出力にある程度の電圧が生じる。
【００５５】
図６に示す形態においては、電流−電圧変換回路２８ｃの出力は交流電圧であるので、その後段のＡＣ−ＤＣ変換回路５４ａ〜５４ｄによって交流電圧を直流電圧に変換する。更に、ＡＣ−ＤＣ変換回路５４ａ〜５４ｄの直流電圧出力はアナログ信号であるので、その後段のアナログ−デジタル変換回路５６によってアナログ信号をデジタル信号に変換する。次に、変換されたデジタル信号を基にしてＣＰＵ６０で演算処理する。これらの電流検出回路２９からＣＰＵ６０までの信号処理によって、タッチを判定する１周期において、電流検出回路２９に流れる電流ｉａ〜ｉｄの各々が、その電流の大きさに比例する数値（検出信号）に変換される。
【００５６】
ＣＰＵ６０は、各々の検出信号を基に、タッチの存在の感知、タッチ位置に関する演算を実行する。電子機器１の電源が投入された後、ＣＰＵ６０によってフラッシュメモリ６２からプログラム（本実施形態１の位置算出プログラムを含む。）が読み出され、これらのマイクロコントローラ５８による動作（本実施形態１の位置算出方法を含む。）が繰り返し実行される。フラッシュメモリ６２内にＯＳ（Operating System）が保存されており、これが読み出される場合は、ＣＰＵ６０がＯＳを介してマウスイベント等の指示を出す。マウスイベントとは、タッチして算出した検出位置を基にマウス（マウスカーソル）の移動、タップ操作によるマウスクリックダウン、マウスクリックアップ等である。このようにして、マイクロコントローラ５８によって、アナログ−デジタル変換からマウスイベントまでの処理が、所定の周波数６０Ｈｚで自動運転される。
【００５７】
次に、図６に示す形態を参照して、透明導電層３９から見た浮遊容量（寄生容量）の存在について説明する。電流−電圧変換回路２８ｃは、オペアンプ５０と抵抗素子５２で構成されており、オペアンプ５０の反転入力端子と透明導電層３９とが電気的に接続されている。オペアンプ５０の反転入力端子と透明導電層３９とは、ＦＰＣ７などの配線を介して接続されているが、配線間やグランド３５との間で寄生容量２６を形成する。ＦＰＣ７から寄生容量２６を介してグランド３５に電流が流れるので、電流−電圧変換回路２８ｃに流れる電流に、寄生容量２６に伴う電流が含まれる。
【００５８】
電流−電圧変換回路２８に流れる電流は、ＣＰＵ６０で扱う検出信号に比例するので、検出信号は寄生容量２６に伴う信号を含む。寄生容量２６に伴う信号はタッチされた位置座標に無関係であるので、各検出信号を使用して、そのまま検出位置を求めると、位置がずれるという問題がある。
【００５９】
この対策として寄生容量２６に伴う信号をベースラインとして保持して、新たに取得した検出信号から差し引く、ベースライン補正を実行する。ここでは、電流検出回路２９ａ〜２９ｄに対応するアナログ−デジタル変換回路５６の出力を検出信号ｈａ（ｉＴ）〜ｈｄ（ｉＴ）と表記する。ｈａ（ｉＴ）〜ｈｄ（ｉＴ）を一般化してｈｃｈ（ｉＴ）とする（ｃｈ＝ａ，ｂ，ｃ，ｄ）。検出信号ｈａ（ｉＴ）〜ｈｄ（ｉＴ）の総和をｈ（ｉＴ）とする（式Ａ３）。
【００６０】
d
ｈ（ｉＴ）＝Σｈｃｈ［ｉＴ］  （式Ａ３）
ch=a
【００６１】
また、タッチセンサ装置１００が、指示体２３、及び掌などの人体の接近が無いと判断した場合に取得した検出信号ｈａ（ｉＴ）〜ｈｄ（ｉＴ）を、ベースラインＢａ（ｉＴ）〜Ｂｄ（ｉＴ）と表記する。ベースラインＢａ（ｉＴ）〜Ｂｄ（ｉＴ）の総和をＢ（ｉＴ）とする（式Ａ４）。Ｂａ（ｉＴ）〜Ｂｄ（ｉＴ）を一般化して、Ｂｃｈ（ｉＴ）とする（ｃｈ＝ａ，ｂ，ｃ，ｄ）。
【００６２】
d
Ｂ（ｉＴ）＝ΣＢｃｈ［ｉＴ］  （式Ａ４）
ch=a
【００６３】
検出信号ｈｃｈ（ｉＴ）からベースラインＢｃｈ（ｉＴ）を減算した結果を第１の信号ｆｃｈ（ｉＴ）とする（式Ａ５）。ｆｃｈ（ｉＴ）、ｈｃｈ（ｉＴ）、Ｂｃｈ（ｉＴ）の関係を説明するグラフを図８に示す。
【００６４】
ｈｃｈ（ｉＴ）＝ｆｃｈ（ｉＴ）＋Ｂｃｈ（ｉＴ）  （式Ａ５）
【００６５】
ここで、第１の信号ｆｃｈ（ｉＴ）はｆａ（ｉＴ）〜ｆｄ（ｉＴ）を一般化した変数であり（ｃｈ＝ａ，ｂ，ｃ，ｄ）、ｆａ（ｉＴ）〜ｆｄ（ｉＴ）の総和をｆ（ｉＴ）とする（式Ａ６）。ｆａ（ｉＴ）〜ｆｄ（ｉＴ）、ｆ（ｉＴ）の関係を説明するグラフを図９に示す。
【００６６】
d
ｆ（ｉＴ）＝Σｆｃｈ［ｉＴ］  （式Ａ６）
ch=a
【００６７】
次に、本実施形態１の位置算出方法の一例としてタッチセンサ装置１００の動作及び制御方法、並びに、本実施形態１の位置算出プログラムの一例としてタッチセンサ装置１００を動作させるためのプログラムについて説明する。本実施形態１のタッチセンサ装置の動作及び制御方法並びにタッチセンサ装置を動作させるためのプログラムを説明するためのフローチャートを図１０及び図１１に示す。
【００６８】
本実施形態１においては、位置算出に関するステップのみに第１の信号ｆｃｈ［ｉＴ］を使用し、フローチャートの各ステップの説明では、極力、４チャンネル信号の合計値ｆ［ｉＴ］を使用する。タッチ前後のｆ［ｉＴ］の時間変化を図１２に示す。ここで、デジタル化された信号であるｆ［ｉＴ］を次に示す手順で静電容量に換算した。まず、図５に示す形態において、指示体２３の代わりにコンデンサを接続し、デジタル信号ｆ［ｉＴ］を測定する。このとき、コンデンサの静電容量を変えてデジタル信号ｆ［ｉＴ］を測定すると、コンデンサの静電容量の表示値とデジタル信号ｆ［ｉＴ］とは比例関係にあった。このデジタル信号ｆ［ｉＴ］と静電容量との関係を示す傾きを基に換算係数を求め、デジタル信号ｆ［ｉＴ］を静電容量に換算した。
【００６９】
図１０乃至図１２に示す形態を参照して、プログラムの各ステップを説明する。
【００７０】
まず、タッチパネルのプログラムを開始後、タッチオフ判定する（ＳＡ０１）。続いて、ｉ回目のタッチ判定の判断において、信号を取得し、信号の出力値ｆ［ｉＴ］を算出する（ＳＡ０２）。続いて、１サイクル（Ｔ＝１６ミリ秒）当たりの信号ｆ［ｉＴ］の差分値ｇ１［ｉＴ］を算出する（ＳＡ０３）。ここで、信号の差分値ｇ１［ｉＴ］は、ｇ１［ｉＴ］＝ｆ［ｉＴ］−ｆ［（ｉ−１）Ｔ］で算出される。続いて、差分値ｇ１［ｉＴ］と第４閾値ｔｈ４とを比較する（ＳＡ０４）。ここで、第４閾値ｔｈ４は、ｆ［ｉＴ］が緩やかに変化しているか否か、すなわち掌の接近に伴い信号が変化しているか否かを判断する閾値である。
【００７１】
ステップＳＡ０４において、差分値ｇ１［ｉＴ］が第４閾値ｔｈ４以下である場合、ステップＳＡ０５でｉを１つカウントアップしてから、ステップＳＡ０２に戻る。一方、差分値ｇ１［ｉＴ］が第４閾値ｔｈ４より大きい場合、ｉをｍに代入し、ｆ［ｉＴ］が急上昇し始める第１変化点をｍＴより１Ｔ前である時刻（ｍ−１）Ｔにおけるｆ［（ｍ−１）Ｔ］とする（ＳＡ０６、図１２）。本実施形態１では、第１変化点ｆ［（ｍ−１）Ｔ］を掌の接近に伴う信号とする。
【００７２】
又は、信号の出力値ｆ［ｉＴ］が第１変化点を過ぎて急上昇してからも、第１変化点以前の緩やかな上昇の傾向をもとに第１変化点から時刻ｉＴまで外挿する外挿値を求めて、掌の接近に伴う信号としてもよい。ここでは、単位時間（ｉ−ｍ＋１）Ｔ、及び第１変化点の信号の出力値ｆ［（ｍ−１）Ｔ］をもとに、外挿値を２＊ｆ［（ｍ−１）Ｔ］］−ｆ［（２ｍ−ｉ−２）Ｔ］とする。外挿値を求めることで、指先とパネル表面との接触に伴って、信号が急上昇している間も、指だけでなく掌もパネル表面に対して接近するので、この区間における掌の信号成分の増加を見込むことにより、より正確に掌の接近に伴う信号を推測することができる。なお、本明細書において「＊」は乗算を意味する記号である。
【００７３】
続いて、ｉを１つカウントアップし（ＳＡ０７）、ステップＳＡ０２と同様にして信号を取得し、信号の出力値ｆ［ｉＴ］を算出する（ＳＡ０８）。続いて、ステップＳＡ０３と同様にして、差分値ｇ１［ｉＴ］を算出する（ＳＡ０９）。続いて、差分値ｇ１［ｉＴ］と第４閾値ｔｈ４とを比較する（ＳＡ１０）。ここでは、差分値ｇ１［ｉＴ］が第４閾値ｔｈ４以上である場合、ｉを１つカウントアップしてから（ＳＡ１１）、ＳＡ０８に戻る。
【００７４】
一方、差分値ｇ１［ｉＴ］が第４閾値ｔｈ４より小さい場合、信号の出力値ｆ［ｉＴ］と第１変化点ｆ［（ｍ−１）Ｔ］との差を求める。続いて、差（ｆ［ｉＴ］−ｆ［（ｍ−１）Ｔ］）と第３閾値ｔｈ３と比較する（ＳＡ１２）。差（ｆ［ｉＴ］−ｆ［（ｍ−１）Ｔ］）が第３閾値ｔｈ３以下である場合、ｉを１つカウントアップしてから（ＳＡ１３）、ＳＡ０２に戻る。これは、タッチオン判定の閾値に達しないため、タッチオン判定を始めからやり直すことに相当する。
【００７５】
一方、差（ｆ［ｉＴ］−ｆ［（ｍ−１）Ｔ］）が第３閾値ｔｈ３より大きい場合、ｉをｎに代入し、タッチオン判定する（ＳＡ１５）。ここで、タッチオン判定か否かを判断する時間は（ｎ−ｍ）Ｔとなる。また、第３閾値ｔｈ３は第４閾値ｔｈ４を使用して次の式Ａ７で与えられる。
【００７６】
ｔｈ３＝ｔｈ４＊ｍａｘ（ｎ−ｍ）  （式Ａ７）
【００７７】
ここで、ｍａｘ（ｎ−ｍ）は（ｎ−ｍ）の上限値であり、（ｎ−ｍ）Ｔの上限値をｍａｘ｛（ｎ−ｍ）Ｔ｝とする。例えば、Ｔ＝１６ミリ秒とし、ｍａｘ（ｎ−ｍ）＝５と設定した場合、ｍａｘ｛（ｎ−ｍ）Ｔ｝＝５＊１６ミリ秒＝８０ミリ秒となる。第３閾値ｔｈ３を１．５ｐＦと設定した場合、第４閾値ｔｈ４は、０．３ｐＦ（＝ｔｈ３／ｍａｘ（ｎ−ｍ）＝１．５ｐＦ／５）となる。
【００７８】
続いて、第１の信号ｆｃｈ［ｎＴ］を基に第１の検出位置Ｘ１［ｎＴ］，Ｙ１［ｎＴ］を算出する（ＳＡ１６）。ここで、検出位置の算出に式Ａ１及び式Ａ２を使用する。以降においても信号を基に検出位置を求めるときに、式Ａ１及び式Ａ２を使用するが、便宜上記載を省略する。また、サイクルｉにおける第１の信号ｆｃｈ［ｉＴ］を基に算出される位置座標を第１の検出位置Ｘ１［ｉＴ］，Ｙ１［ｉＴ］と定義する。
【００７９】
続いて、第２の信号（ｆｃｈ［ｎＴ］−ｆｃｈ［（ｍ−１）Ｔ］）を基に第２の検出位置Ｘ２［ｎＴ］，Ｙ２［ｎＴ］を算出する（ＳＡ１７）。ここで、サイクルｉにおける第２の信号（ｆｃｈ［ｉＴ］−ｆｃｈ［（ｍ−１）Ｔ］）を基に算出される位置座標を第２の検出位置Ｘ２［ｉＴ］，Ｙ２［ｉＴ］と定義する。
【００８０】
第１の検出位置Ｘ１［ｎＴ］，Ｙ１［ｎＴ］及び第２の検出位置Ｘ２［ｎＴ］，Ｙ２［ｎＴ］は、後述するステップＳＡ３１で位置補正に使用する。ここで、位置補正に使用する第１の検出位置Ｘ１［ｎＴ］，Ｙ１［ｎＴ］及び第２の検出位置Ｘ２［ｎＴ］，Ｙ２［ｎＴ］がタッチオン判定されたサイクルｉ＝ｎで算出されたように、同一サイクルｉ内で算出されることが好ましい。この理由は、サイクルｉを揃えると、第１の検出位置及び第２の検出位置を求める際に使う、第１の信号に共通の値ｆｃｈ［ｉＴ］が使用されるために、使用する第１の信号の間に誤差が生じず、より正確な補正値を算出できるからである。
【００８１】
また、位置補正に使用する第１の検出位置及び第２の検出位置は、タッチオン判定されたサイクルｉ＝ｎ−１乃至ｎ＋６のいずれかで算出されるのが好ましい。まず、サイクルｉの下限がｎ−１である根拠について述べる。サイクルｉ＝ｎ−１において、ステップＳＡ１０のｇ１［ｉＴ］＜ｔｈ４がＦＡＬＳＥとなるが、サイクルｉ＝ｎにおいては、ステップＳＡ１０のｇ１［ｉＴ］＜ｔｈ４がＴＲＵＥとなるので、サイクルｉ≧ｎ−１で第１の信号ｆｃｈ［ｉＴ］が急上昇後、ほぼ一定となるとともに、第１の信号ｆｃｈ［（ｎ−１）Ｔ］からｆｃｈ［ｎＴ］への変化がｔｈ４以下と小さい。タッチに伴い、第１の信号ｆｃｈ［ｉＴ］が急上昇後、ほぼ一定となると、掌の接近に伴う信号ｆｃｈ［（ｍ−１）Ｔ］に対する、第２の信号（ｆｃｈ［ｎＴ］−ｆｃｈ［（ｍ−１）Ｔ］）の比（ｆｃｈ［ｎＴ］−ｆｃｈ［（ｍ−１）Ｔ］）／ｆｃｈ［（ｍ−１）Ｔ］がほぼ極大となる。いわゆる信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）が高くなるので、掌の接近に伴う影響を排除した第２の信号をもとに算出される、第２の検出位置がより正確になる。そして、タッチオン判定後の第２の検出位置が正しいほど、補正値がより正確になる。
【００８２】
一方ここで、サイクルｉの上限がｎ＋６である根拠を説明する。タッチに引き続きドラッグ操作する可能性があり、ドラッグ操作するとタッチオン判定直後から検出位置が変わる。人はタッチ後ドラッグ操作に移行するのに一般に０．１秒はかかるため、ドラッグ操作に移行するまでのサイクル数が上限値＝ｎ＋０．１秒／Ｔ（１６ｍ秒）≒ｎ＋６となる。
【００８３】
また、第１の信号ｆｃｈ［ｉＴ］は、交流電源ラインから混入する雑音が重畳し、変動する。サイクル数ｉ＝ｎ−１〜ｎ＋６に対応する第１の信号ｆｃｈ［（ｎ−１）Ｔ］〜ｆｃｈ［（ｎ＋６）Ｔ］をいずれかの範囲で平均化することによって、ランダムな雑音を相殺することができる。したがって、平均化した第１の信号を使用して、第１の検出位置を求める、又は、平均化した第２の信号を使用して、第２の検出位置を求める、ことが好ましい。
【００８４】
続いて、ｆ［ｎＴ］＊αをタッチオフ判定の第１閾値ｔｈ１とし記憶する（ＳＡ１８）。ここで、αは、タッチオフ判定の第１閾値ｔｈ１を計算するための定数である。例えば、αは予め０．６に設定する。続いて、ｉを１つカウントアップする（ＳＡ１９）。ここまでで、タッチオン判定が確定したので、続いてタッチオフ判定に入る。続いて、ステップＳＡ０２と同様にして、信号の出力値ｆ［ｉＴ］を取得する（ＳＡ２０）。続いて、ステップＳＡ０３と同様にして、差分値ｇ１［ｉＴ］を算出する（ＳＡ２１）。
【００８５】
続いて、信号の出力値ｆ［ｉＴ］と第１閾値ｔｈ１とを比較する（ＳＡ２２）。信号の出力値ｆ［ｉＴ］が第１閾値ｔｈ１より小さい場合、ｉを１つカウントアップ（ＳＡ２３）してから、ステップＳＡ０１に戻る。すなわち、タッチオフ判定され、次のタッチオン待ちとなる。
【００８６】
一方、信号の出力値ｆ［ｉＴ］が第１閾値ｔｈ１以上である場合、タッチオフ判定せずに位置を算出する（ＳＡ３０〜ＳＡ３５）。ステップＳＡ３０では、第１の信号ｆｃｈ［ｉＴ］を基に第１の検出位置Ｘ１［ｉＴ］，Ｙ１［ｉＴ］を算出する。
【００８７】
続いて、第１の検出位置Ｘ１［ｉＴ］，Ｙ１［ｉＴ］をベースにして、ステップＳＡ１６で算出した第１の検出位置Ｘ１［ｎＴ］，Ｙ１［ｎＴ］、ステップＳＡ１７で算出した第２の検出位置Ｘ２［ｎＴ］，Ｙ２［ｎＴ］を使用して補正する。第３の検出位置Ｘ３［ｉＴ］＝Ｘ１［ｉＴ］＋（Ｘ２［ｎＴ］−Ｘ１［ｎＴ］）、及び、Ｙ３［ｉＴ］＝Ｙ１［ｉＴ］＋（Ｙ２［ｎＴ］−Ｙ１［ｎＴ］）と計算される（ＳＡ３１）。ここで、本実施形態１の補正をした位置座標を第３の検出位置と定義する。
【００８８】
続いて、第３の検出位置Ｘ３［ｉＴ］，Ｙ３［ｉＴ］にポインタの位置を決定する（ＳＡ３２）。続いて、ＳＡ２１で算出した差分値ｇ１［ｉＴ］と０とを比較する（ＳＡ３３）。差分値ｇ１［ｉＴ］が０以下である場合、ステップＳＡ３４を経由せずに、ステップＳＡ３５に進む。一方、差分値ｇ１［ｉＴ］が０より大きい場合、ｆ［ｉＴ］＊αを新たなタッチオフ判定の第１閾値ｔｈ１とする（ＳＡ３４）。続いて、ステップＳＡ３５でｉを１つカウントアップしてから、ステップＳＡ２０に戻る。
【００８９】
次に、本実施形態１の図１０及び図１１のアルゴリズムの概念図を図１３に示す。図１０及び図１１のアルゴリズムの作用を図１３示す概念図を使用して説明する。右人指し指でタッチする場合、右人指し指の指先に対して、右手の掌は右手前にあるので、掌の影響を受けて、算出される第１の検出位置が右手前にずれる。タッチしてからドラッグ操作している間で、タッチする手が右手から左手に変わることや、右人指し指が右手の他の指に変わることがない。すなわち、ドラッグに伴って掌も移動するものの、指先と掌との相対的な位置関係が概ね一定に保たれる。本アルゴリズムは、タッチしてからドラッグしている間で掌の位置への影響が一定であるという考えに基づいており、タッチオン判定された直後に補正値を算出し、タッチオフ判定されるまでの位置算出の補正に使用する。
【００９０】
［動作］
図１０及び図１１に示すアルゴリズムを使用し、動作をシミュレーションした。アナログ（表面）容量方式の１次元（Ｘ方向）の位置算出の原理を使用し、後述する実施例１で導出する式又は定義する変数を使用する。タッチに引き続きドラッグしたときの検出位置の時間経過を図１４に示す。このときの各電流の時間経過を図１５に示す。
【００９１】
図１４に示す検出位置の時間経過を参照すると、時間経過が０〜１．０５秒は非タッチの区間であるので、検出位置は算出されないが、タッチの区間である時間経過が１．０５〜２．５秒の区間で検出位置が算出される。図１４に示すグラフ中の“設定位置Ｘｃ”は、実際に指先が接触した正確な位置座標を示す。
【００９２】
図１５に示す各電流の時間経過を参照すると、時間経過が０〜０．５秒の区間ではタッチパネルから人体が十分に離れており、電流ｉａ，ｉｂはともに０μＡであった。ここで、透明導電層３９から見た人体以外の容量、すなわち浮遊容量（電流）はベースライン補正によってキャンセルされている。
【００９３】
時間経過が０．５〜１．０秒の区間では、タッチパネルに掌が接近し、電流ｉａ，ｉｂが増加した。この区間では指先が接触しておらず、指先の接触に伴う電流成分ｉｆａ＝ｉｆｂ＝０である。ここで、後述する実施例１に示す式Ｋ２４より、電流ｉａは指先の接触に伴う電流ｉｆａと掌の接近に伴う電流ｉｈａとからなるので、ｉａ＝ｉｈａとなる。電流ｉｂも同様にｉｂ＝ｉｈｂとなる。時間経過が１．０秒では、ｉａ＝ｉｈａ＝０．３９μＡ、ｉｂ＝ｉｈｂ＝０．９１μＡとなった。
【００９４】
時間経過が１．０〜１．０５秒間の５０ミリ秒という比較的短い区間で、指先の接触に伴い電流ｉａ，ｉｂが急増し、時間経過が１．０５秒でｉａ＝１．９μＡ、ｉｂ＝３．１７μＡとなり、電流ｉａ，ｉｂが時間経過に対して一定となった。１６ミリ秒後、時間経過が１．０６６秒となった時にタッチオン判定された。このときの図１０及び図１１に示すアルゴリズムで算出した第３の検出位置は、図１４に示す検出位置の時間経過を参照すると０．６となり、設定位置Ｘｃと一致した。
【００９５】
時間経過が１．０５〜１．５５秒の区間で、指先がタッチパネルの表面に触れて静止しており、電流ｉａ，ｉｂ並びに図１０及び図１１に示すアルゴリズムで算出した第３の検出位置が変化しない。
【００９６】
時間経過が１．５５〜２．０５秒の区間で、ドラッグ操作し指先はＸｃ＝０．６から０．３に移動し、この間で図１０及び図１１に示すアルゴリズムで算出した第３の検出位置も設定位置Ｘｃと一致した。この区間では、図１５の電流の時間経過を参照すると、電流ｉａが１．９μＡから３．４２μＡ、ｉｈａが０．３９μＡから０．７８μＡ、ｉｂが３．１７μＡから１．６５μＡ、ｉｈｂが０．９１μＡから０．５２μＡ、と大きく変化する。電流ｉｈａ，ｉｈｂも変化する原因は、ドラッグに伴って掌の位置（容量）も移動するためである。
【００９７】
次に、特許文献３の段落０１６３〜０１８８に記載されている対策で、ドラッグ操作した後の位置座標である第２の検出位置がずれる原因を分析した。図１５に示す電流の時間経過に、掌の接近に伴う電流を加えた目的は、ドラッグ操作の際に、掌の接近に伴う電流も変化することを説明するためである。
【００９８】
図１５に示す電流の時間経過においては、ドラッグ操作後の設定位置Ｘｃを既知として、Ｘｃを基にして掌の接近に伴う電流ｉｈａ，ｉｈｂを計算している。しかし、実際には、電流検出回路２９及びこれに続く信号処理では、電流ｉａ，ｉｂのみが求められ、ｉｈａ，ｉｈｂは求めることができない。すなわち、検出位置を求めるのに電流ｉａ、ｉｂのみしか使えない。時間経過が１．５５〜２．０５秒の区間のように、ドラッグ操作によって、“指先の接触に伴う電流”と“掌の接近に伴う電流”の両方が変化すると、これらの内訳を算出することは不可能である。したがって、“指先の接触に伴う電流”を抽出する、特許文献３に記載されている対策では、ドラッグ操作した位置座標を変更した場合に、正確に検出位置を求めることできない。
【００９９】
次に、時間経過が２．０５〜２．５秒でドラッグ操作し、指先は０．３から０．５と反対方向に戻した場合、本実施形態１のアルゴリズムで算出した第３の検出位置も設定位置Ｘｃと一致した。時間経過が１．５５〜２．０５秒の区間と同様に、電流ｉａ，ｉｈａ，ｉｂ，ｉｈｂが大きく変化する。図１０及び図１１に示す、位置を補正するアルゴリズムを使用して、ドラッグ操作時の検出位置を正確に求められることを示した。
【０１００】
次に、１２．１インチタッチパネルを使用して、ドラッグ操作時の位置精度を測定した。右手の人指し指を使用して、タッチパネルの中央をタッチし、タッチパネル上の等間隔の点（基準点４８点）に向けて順次ドラッグした後に、検出位置を取得した。４８点の基準点から検出位置の差（ずれ）の平均値を算出した。本実施形態１の図１０及び図１１に示すアルゴリズムを非適用の場合、ずれの平均値はＸ方向で＋７．２ｍｍ、Ｙ方向で−１０．７ｍｍと大きい。ここで、タッチパネルの中央を原点（Ｘ，Ｙ）＝（０ｍｍ，０ｍｍ）として、タッチパネルの上方向をＹの正（＋）方向とし、タッチパネルの右方向をＸの正（＋）方向とした。一方、本実施形態１の図１０及び図１１に示すアルゴリズムを適用する場合、Ｘ方向で＋３．０ｍｍ、Ｙ方向で−１．０ｍｍと大幅にずれが低減した。また、特許文献３に示すアルゴリズムを適用した場合のずれの平均値は、Ｘ方向で＋３３．４ｍｍ、Ｙ方向で＋１１．５ｍｍであり、本実施形態１の図１０及び図１１に示すアルゴリズムを非適用とした場合よりもかえって悪化した。
【０１０１】
以上より本実施形態１の図１０及び図１１に示すアルゴリズムを使用することによって、掌の接近に伴う影響に対して、ドラッグ操作中も位置精度を改善できる。
【０１０２】
＜実施形態２＞
次に、実施形態２のタッチセンサ装置について説明する。まず、図１を用いて、本実施形態２の概要を説明する。補正値算出部１０７は、第１の検出位置１５に対応する予め定められた調整値を用いて、補正値１７を調整する。第３の位置算出部１０８は、この調整された補正値１７を用いて、当該第３の位置算出部１０８で算出された第１の検出位置１５を補正することにより、第３の検出位置１８を算出する。以下、本実施形態２について詳しく説明する。
【０１０３】
本実施形態２のタッチセンサ装置の動作及び制御方法並びにタッチセンサ装置を動作させるためのプログラムの概念図を図１６に示す。図１６に係わるプログラムのフローチャートを図１７に示す。以下、実施形態１と実質的に同様の構成に関しては実施形態１と同じ符号を使用し、実施形態１と異なる部分について主に述べる。
【０１０４】
実施形態１の図１０及び図１１に示すプログラムを実施した場合、タッチに引き続きドラッグ操作したとき、タッチパネルの中央付近での位置精度に比べて、タッチパネルの周辺部での位置精度が低下する。この原因は、ドラッグに伴って掌も移動し、タッチパネル内のタッチする箇所によって掌の影響が異なるためである。具体的には、タッチパネルの下端にタッチする場合は、タッチする指に連なる掌や腕が額縁に隠れるので、掌の影響が小さい。一方、タッチパネルの上端にタッチする場合は、タッチする指に連なる掌や腕がタッチパネル上のより大きな領域を覆うので、掌や腕の接近に伴う影響が大きい。
【０１０５】
これに対して、本実施形態２では、実施形態１と同様に、タッチオン判定直後に掌の影響を受けた第１の検出位置と掌の影響を除去した第２の検出位置を算出し、補正値を求める。そして、前記タッチオン判定からタッチオフ判定されるまでに、逐次計算される掌の影響を受けた第１の検出位置のタッチパネル内の位置座標によって、前記補正値を調整する。
【０１０６】
具体的には図１７に示すフローチャートを参照して説明する。実施形態１の図１０及び図１１に示すフローチャートＳＡ００〜ＳＡ３０及びＳＡ３２〜Ｓ３５は同様であるので、図１７のフローチャートではそれらの共通部分を省く。
【０１０７】
図１７に示すフローチャートを参照して、まず、ステップＳＡ３０でｆｃｈ［ｉＴ］を基に、第１の検出位置Ｘ１［ｉＴ］，Ｙ１［ｉＴ］を算出する。続いて、ステップＳＢ０１において、第２の検出位置Ｘ２［ｎＴ］＜第１の検出位置Ｘ１［ｎＴ］の場合、掌の接近に伴い第１の検出位置が右方向にずれるとして、ステップＳＢ０２に進む。ステップＳＢ０２において、第３の検出位置Ｘ３［ｉＴ］を次の式Ｂ１で求める。
【０１０８】
Ｘ３［ｉＴ］＝Ｘｗ−（Ｘｗ−Ｘ２［ｎＴ］）／（Ｘｗ―Ｘ１［ｎＴ］）＊（Ｘｗ−Ｘ１［ｉＴ］）  （式Ｂ１）
【０１０９】
ここで、図１６に示す概念図において、Ｘｗを１２３（ｍｍ）とした。１２３（ｍｍ）はＸ方向の表示部のサイズＨ＝２６４（ｍｍ）の半分の長さであり、図１６に示す概念図の場合、表示部の右端で補正値がゼロとなり、表示部の左端で補正値が極大となる。また、ＸｗはＨ／２乃至２＊Ｈで設定されるのが好ましい。図１６に示す概念図において、Ｘｗ＝１２３（ｍｍ）では、補正値が小さな表示部の右端のエリアをタッチしてから、補正値が大きな表示部の左端に向けてドラッグ操作すると、表示部の左端で補正が過剰になる場合がある。この場合は、Ｘｗを大きくすることによって、過剰な補正を緩和できる。
【０１１０】
一方、ステップＳＢ０１において、ＦＡＬＳＥの場合、ステップＳＢ０３に進み、第３の検出位置Ｘ３［ｉＴ］を次の式Ｂ２で算出する。
【０１１１】
Ｘ３［ｉＴ］＝−Ｘｗ＋（Ｘｗ＋Ｘ２［ｎＴ］）／（Ｘｗ＋Ｘ１［ｎＴ］）＊（Ｘｗ＋Ｘ１［ｉＴ］）  （式Ｂ２）
【０１１２】
ステップＳＢ０２又はＳＢ０３において、第３の検出位置Ｘ３［ｉＴ］を算出後、ステップＳＢ０４に進む。ステップＳＢ０４において、第２の検出位置Ｙ２［ｎＴ］＞第１の検出位置Ｙ１［ｎＴ］の場合、掌の接近に伴い第１の検出位置が下方向にずれるとして、ステップＳＢ０５に進む。ステップＳＢ０５において、第３の検出位置を次の式Ｂ３で算出する。
【０１１３】
Ｙ３［ｉＴ］＝―Ｙｗ＋（Ｙｗ＋Ｙ２［ｎＴ］）／（Ｙｗ＋Ｙ１［ｎＴ］）＊（Ｙｗ＋Ｙ１［ｉＴ］）  （式Ｂ３）
【０１１４】
ここで、図１６に示す概念図において、Ｙｗを９２（ｍｍ）とした。９２（ｍｍ）はＹ方向の表示部のサイズＶ＝１８４（ｍｍ）の半分の長さであり、図１６の概念図を参照すると、Ｘ方向と同様に表示部の下端で補正値がゼロとなり、表示部の上端で補正値が極大となる。Ｘｗと同様にＹｗもＶ／２乃至２＊Ｖで設定されることが好ましい。
【０１１５】
一方、ステップＳＢ０４において、ＦＡＬＳＥの場合、ステップＳＢ０６に進み、第３の検出位置Ｙ３［ｉＴ］を次の式Ｂ４で算出する。
【０１１６】
Ｙ３［ｉＴ］＝Ｙｗ−（Ｙｗ−Ｙ２［ｎＴ］）／（Ｙｗ―Ｙ１［ｎＴ］）＊（Ｙｗ−Ｙ１［ｉＴ］）  （式Ｂ４）
【０１１７】
ステップＳＢ０５又はＳＢ０６において、第３の検出位置Ｙ３［ｉＴ］を算出後、ステップＳＡ３２に進む。
【０１１８】
本実施形態２の作用は、パネルの手前側では掌や腕が額縁に隠れて掌の影響が小さくなり、タッチパネルの上方では掌の影響が大きくなる現象を見込んで、タッチパネル内で補正値を調整するということである。本実施形態２を使用することによって、タッチパネル面内の掌の影響の差異を補正し、より正確に位置を検出できる。
【０１１９】
＜実施形態３＞
次に、実施形態３のタッチセンサ装置について説明する。まず、図１を用いて本実施形態３の概要を説明する。指示体１０が付随部分１０ａの無い理想的な指示体である場合の一組の第１の定数と、指示体１０が人の指である場合の複数組の第２の定数とが，予め定められている。第１及び第２の位置算出部１０５，１０６は、前記一組の第１の定数を用いて、検出信号１２に基づき第１及び第２の検出位置１５，１６を算出する。第３の位置算出部１０８は、第１及び第２の位置算出部１０５，１０６で算出された第１及び第２の検出位置１５，１６の大小関係に応じて前記複数組の第２の定数のうちから一組の第２の定数を選択し、当該一組の第２の定数を用いて、検出信号１２に基づき第１の検出位置１５を算出する。以下、本実施形態３について詳しく説明する。
【０１２０】
本実施形態３のタッチセンサ装置の動作及び制御方法並びにタッチセンサ装置を動作させるためのプログラムのフローチャートを図１８に示す。以下、実施形態１と実質的に同様の構成に関しては実施形態１と同じ符号を使用し、実施形態１と異なる部分について主に述べる。
【０１２１】
実施形態２の説明で述べたように、実施形態１の図１０及び図１１に示すプログラムを実施すると、タッチする箇所によって掌の影響が異なる。これに対して、本実施形態３では、指示体に実際に指を使用してキャリブレーションを実施し、式Ａ１及びＡ２の定数を求める。ここで求めた定数を第２の定数とし、これをドラッグ操作時の位置算出に使用する。
【０１２２】
ただし、タッチする手が右手か左手かによって掌の接近に伴う影響が異なるので、タッチオン判定直後に、タッチする手が右手か左手かを自動判定する。自動判定する際には、導電体のような掌の影響を含まない理想的な指示体を使って、予め求めた定数を使用する。ここで求めた定数を第１の定数とする。そして、タッチする手が右手か左手かを自動判定した後からタッチオフ判定するまでは、判定された手によって求めた第２の定数を使用する。
【０１２３】
まず、実施形態１に示すキャリブレーションと同様に、タッチパネル１０１上の測定点（Ｘ、Ｙ）に、導電体のように掌の影響を含まない理想的な指示体を配置して、電流ｉａ〜ｉｄを測定する。測定したＸ，Ｙ及びｉａ〜ｉｄを、式Ａ１及び式Ａ２に代入して、定数ｋ１〜ｋ４を求める。理想的な指示体を使用し、求めた定数ｋ１〜ｋ４をｋ１導〜ｋ４導とする。
【０１２４】
また、タッチパネル１０１上の測定点（Ｘ，Ｙ）を実際に右手の人差指でタッチし、測定した電流ｉａ〜ｉｄをｉａ右〜ｉｄ右とする。測定したｉａ右〜ｉｄ右及びＸ，Ｙを、式Ａ１及び式Ａ２に代入して、求めた定数ｋ１〜ｋ４をｋ１右〜ｋ４右とする。また、左手についても同様に、測定した電流ｉａ〜ｉｄをｉａ左〜ｉｄ左とし、求めた定数ｋ１〜ｋ４をｋ１左〜ｋ４左とする。
【０１２５】
ここで、キャリブレーションの際に、実際に指を指示体として使用するか、又は指と掌を模擬した指示体を製作して使用してもよい。また、タッチする手が左手か右手の判定が難しい場合に、定数ｋ１平〜ｋ４平を使用する。ｋ１平〜ｋ４平は次のように算出される。式Ａ１に示すＸ＝ｋ１＋ｋ２・（ｉｂ＋ｉｃ）／（ｉａ＋ｉｂ＋ｉｃ＋ｉｄ）について、規格値Ｕ＝（ｉｂ＋ｉｃ）／（ｉａ＋ｉｂ＋ｉｃ＋ｉｄ）とおくと、式Ａ１は次の式Ｃ１となる。
【０１２６】
Ｘ＝ｋ１＋ｋ２・Ｕ  （式Ｃ１）
【０１２７】
規格値Ｕに示す電流ｉａ〜ｉｄに、右手で測定した電流値ｉａ右〜ｉｄ右を代入して、規格値Ｕ右＝（ｉｂ右＋ｉｃ右）／（ｉａ右＋ｉｂ右＋ｉｃ右＋ｉｄ右）とする。同様に、左手で測定した電流値ｉａ左〜ｉｄ左を代入して、規格値Ｕ左＝（ｉｂ左＋ｉｃ左）／（ｉａ左＋ｉｂ左＋ｉｃ左＋ｉｄ左）とする。次に、Ｕ右とＵ左を平均化して、規格値Ｕ平は次の式Ｃ２となる。
【０１２８】
規格値Ｕ平＝（Ｕ右＋Ｕ左）／２  （式Ｃ２）
【０１２９】
式Ｃ２に示す規格値Ｕ平を式Ｃ１の規格値Ｕに代入すると、Ｘ＝ｋ１平＋ｋ２平＊（Ｕ右＋Ｕ左）／２となる。
【０１３０】
ここで、Ｕ右にｉａ右〜ｉｄ右、Ｕ左にｉａ左〜ｉｄ左を代入すると、定数ｋ１平、ｋ２平の関係式が求まる。そして、タッチパネル上を２点以上で測定することによって、定数ｋ１平、ｋ２平が求まる。
【０１３１】
また、式Ａ２に示すＹ＝ｋ３＋ｋ４・（ｉａ＋ｉｂ）／（ｉａ＋ｉｂ＋ｉｃ＋ｉｄ）についても、規格値Ｖ＝（ｉａ＋ｉｂ）／（ｉａ＋ｉｂ＋ｉｃ＋ｉｄ）とおくと、式Ａ２は次の式Ｃ３となる。
【０１３２】
Ｙ＝ｋ３＋ｋ４・Ｖ  （式Ｃ３）
【０１３３】
規格値Ｕ平と同様に、規格値Ｖ平は次の式Ｃ４となる。
【０１３４】
規格値Ｖ平＝（Ｖ右＋Ｖ左）／２  （式Ｃ４）
【０１３５】
式Ｃ４に示す規格値Ｖ平を式Ｃ３のＶに代入すると、Ｙ＝ｋ３平＋ｋ４平＊（Ｖ右＋Ｖ左）／２となる。
【０１３６】
ここで、Ｖ右にｉａ右〜ｉｄ右、Ｖ左にｉａ左〜ｉｄ左を代入すると、定数ｋ３平、ｋ４平の関係式が求まる。そして、タッチパネル上を２点以上で測定することによって、定数ｋ３平、ｋ４平が求める。
【０１３７】
次に、図１８の実施形態３のプログラムのフローチャートを参照して、説明する。ステップＳＡ００〜ＳＡ１２及びタッチオフ判定に関するフロー（ＳＡ３３等）は実施形態１に示す図１０及び図１１と同様であるので、図１８に示すフローチャートでは記載を省く。
【０１３８】
まず、ステップＳＡ１５でタッチオン判定された後、第１の信号ｆｃｈ［ｎＴ］を基に、第１の検出位置Ｘ１［ｎＴ］，Ｙ１［ｎＴ］を算出する（ＳＡ１６）。続いて、第２の信号（ｆｃｈ［ｎＴ］―ｆ［（ｍ−１）Ｔ］）を基に、第２の検出位置Ｘ２［ｎＴ］，Ｙ２［ｎＴ］を算出する（ＳＡ１７）。ここで、ステップＳＡ１６，ＳＡ１７において、それぞれ検出位置を算出する際に、指示体に導電体のような掌の影響を含まない理想的な指示体を使用して算出したｋ１導〜ｋ４導を使用する。
【０１３９】
ステップＳＣ０１では、ステップＳＡ１６，ＳＡ１７で算出した第１の検出位置Ｘ１［ｎＴ］及び第２の検出位置Ｘ２［ｎＴ］を使用してＸｔｈと比較し、｜Ｘ２［ｎＴ］−Ｘ１［ｎＴ］｜＜Ｘｔｈを判断する。ここで、Ｘｔｈは、表示部のＸ方向のサイズＨ×３％とした。ここでサイズＨ×３％とした場合はタッチする手が左手か右手を判定する精度が１〜５％であったので、所望の精度に応じてサイズＨ×１〜５％の間の値を使用することが好ましい。
【０１４０】
ステップＳＣ０１がＴＲＵＥの場合、ステップＳＣ０３に進み、定数ｋ１〜ｋ４にｋ１平〜ｋ４平を代入する。ステップＳＣ０１，ＳＣ０３を実施する目的は、タッチする手が左手か右手か誤判定した場合の影響を軽減するためである。
【０１４１】
ステップＳＣ０１での比較がＦＡＬＳＥの場合、ステップＳＣ０２に進む。Ｘ２［ｎＴ］＜Ｘ１［ｎＴ］の場合、ステップＳＣ０４に進み、定数ｋ１〜ｋ４にｋ１右〜ｋ４右を代入する。一方、ステップＳＣ０２の比較がＦＡＬＳＥの場合、ステップＳＣ０５に進み、定数ｋ１〜ｋ４にｋ１左〜ｋ４左を代入する。
【０１４２】
このように、ステップＳＣ０３乃至ＳＣ０５で定数ｋ１〜ｋ４に代入する値を選択した後に、サイクルｉをカウントアップする（ＳＣ０６）。
【０１４３】
続いて、信号ｆ［ｉＴ］を取得する（ＳＣ０７）。ステップＳＣ０８では、第１の信号ｆｃｈ［ｉＴ］を基に、第１の検出位置Ｘ１［ｉＴ］，Ｙ１［ｉＴ］を算出する。ここで、ステップＳＣ０３乃至ＳＣ０５で数値を代入した定数ｋ１〜ｋ４を使用して、位置を算出する。続いて、ステップＳＣ０８で算出した第１の検出位置Ｘ１［ｉＴ］，Ｙ１［ｉＴ］を、次の第３の検出位置に代入する。Ｘ３［ｉＴ］＝Ｘ１［ｉＴ］，Ｙ３［ｉＴ］＝Ｙ１［ｉＴ］（ＳＣ０９）。
【０１４４】
また、実施形態１のステップＳＡ３１と同様に、第３の検出位置を求めてもよい。Ｘ３［ｉＴ］＝Ｘ１［ｉＴ］＋Ｘ２［ｎＴ］−Ｘ１［ｎＴ］（ＳＡ３１）。ここで、Ｙ３［ｉＴ］についても同様であるので記載を省く。また、ステップＳＡ１６ではｋ１導〜ｋ４導を使用して、Ｘ１［ｎＴ］を算出したが、ステップＳＣ０３乃至ＳＣ０５で数値を代入した定数ｋ１〜ｋ４を使用してＸ１［ｎＴ］を求め、これをステップＳＡ３１の式に代入してＸ３［ｉＴ］を算出すると、タッチ判定直後の検出位置の誤差を補正できる。続いて、ステップＳＣ１０ではサイクルｉをカウントアップし、ステップＳＣ０７に戻る。
【０１４５】
本実施形態３に係わるプログラムを使用することによって、予め指示体に指を使用し掌の影響を見込んだ補正を行えるので、ドラッグ操作した後でも、正確な位置を検出できるという効果がある。
【０１４６】
＜実施例１＞
本実施例１では、透明導電層に流れる電流と位置座標との関係を示す数式を導出する。ここで、アナログ（表面）容量方式の１次元の位置算出の原理を使用する。なお、便宜上Ｘ座標を使用して位置座標を記載するが、Ｘ座標と同様の計算方法でＹ座標も算出することができる。図１９は１次元の原理を示す側面図である。図１９では指示体２４に、掌の接近の影響が無い理想的な指示体（導電体）を使用した。
【０１４７】
［理想的な指示体を使用した場合の位置の算出］
図１９を参照すると、絶縁性透明基板４１上に透明導電層３９が形成され、透明導電層３９の左端の座標をＸ＝０とし、右端の座標をＸ＝１とする。透明導電層３９の両端のインピーダンスをＲとする。透明導電層３９の両端はそれぞれ、電流検出回路２９と発振器２７が直列に接続される。
【０１４８】
透明導電層３９上に保護層３７があり、指示体２４が保護層３７の表面に接触すると保護層３７を介して指示体２４と透明導電層３９の間に静電容量Ｃｆが形成される。図１９の指示体２４に直方体形状の導電体が使用され、この導電体には銅などの低インピーダンスの材料が使用される。指示体２４の上端は電流検出回路２９の基準電位（ＧＮＤ）３５に接続される。
【０１４９】
表示部の領域をＸ＝０．１〜０．９とし、指示体２４が接触する座標をＸとすると、Ｘの範囲はＸ＝０．１〜０．９となる。表示領域外のＸ＝０〜０．１及び０．９〜１．０の領域も、表示部の領域と同様に、透明導電層３９上に保護層３７が形成され、保護層３７の表面は外部に露出している。
【０１５０】
透明導電層３９の左端（Ｘ＝０）から指示体２４が接触している座標（Ｘｃ）までの距離はＸｃであり、この間の透明導電層３９のインピーダンスＲａはＲａ＝Ｒ＊Ｘｃとなる。一方、透明導電層３９の右端（Ｘ＝１）から指示体２４が接触している座標（Ｘｃ）までの距離は（１−Ｘｃ）であり、この間の透明導電層３９のインピーダンスＲｂはＲｂ＝（１−Ｘｃ）＊Ｒとなる。
【０１５１】
図１９に対応する等価回路図を図２０に示す。発振器２７の出力の振幅をｖとし、周波数をｆとし、それぞれの電流検出回路２９で検出される電流の振幅をｉａ，ｉｂとする。ここで、Ｒａ，Ｒｂは並列接続されて、Ｒａに電流ｉａ、Ｒｂに電流ｉｂがそれぞれ流れる。
【０１５２】
次に、検出するｉａ，ｉｂを基に検出位置を求める数式を導出する。タッチに伴う容量Ｃｆのインピーダンスは１／（ｊ＊ω＊Ｃｆ）である。ここで、ωは角周波数であり、ω＝２＊π＊ｆである。ここで、ｊは虚数である。ＲａとＲｂの並列回路の合成抵抗はＲａ//Ｒｂである。つまり、Ｒａ//Ｒｂ＝（Ｒａ＊Ｒｂ）／（Ｒ＋Ｒｂ）である。次に、Ｒａ、Ｒｂのそれぞれに直列接続される電流検出回路２９のインピーダンスを０と近似する。１／（ｊ＊ω＊Ｃｆ）とＲａ//Ｒｂは直列接続されるので、これらの直列インピーダンスは１／（ｊ＊ω＊Ｃｆ）＋Ｒａ//Ｒｂとなる。１／（ｊ＊ω＊Ｃｆ）＋Ｒａ//Ｒｂは等価回路図の全体のインピーダンスであり、発振器２７の出力ｖが印加されるのでｖ＝ｉｆ｛１／（ｊ＊ω＊Ｃｆ）＋Ｒａ//Ｒｂ｝が成り立つ。ここで、ｉｆは等価回路図の全体に流れる電流であり、ｉｆ＝ｉａ＋ｉｂである。ｉｆについてまとめると、次の式Ｋ１が成り立つ。
【０１５３】
ｉｆ＝ｖ／｛１／（ｊ＊ω＊Ｃｆ）＋Ｒａ//Ｒｂ｝  （式Ｋ１）
【０１５４】
次に、１／（ｊ＊ω＊Ｃｆ）に印加される電圧をｖｆとおくと、Ｒａ//Ｒｂに印加される電圧は（ｖ−ｖｆ）であり、流れる電流ｉｆとの関係より、次の式Ｋ２がなりたつ。
【０１５５】
ｖ−ｖｆ＝ｉｆ＊Ｒａ//Ｒｂ  （式Ｋ２）
【０１５６】
また、ｖ−ｖｆはＲａ，Ｒｂそれぞれに印加されるので、次の式Ｋ３，式Ｋ４が成り立つ。
【０１５７】
ｖ−ｖｆ＝ｉａ＊Ｒａ  （式Ｋ３）
ｖ−ｖｆ＝ｉｂ＊Ｒｂ  （式Ｋ４）
【０１５８】
式Ｋ１〜式Ｋ３より、ｉｆ及びｖｆを消去すると、次の式Ｋ５となる。
【０１５９】
ｉａ＝ｖ／｛１／（ｊ＊ω＊Ｃｆ）＋Ｒａ//Ｒｂ｝＊｛Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ）｝  （式Ｋ５）
【０１６０】
ここで、例えばＲａ＝Ｒｂ＝５００Ω、ｆ＝１００ｋＨｚ、Ｃｆ＝６ｐＦとすると、
Ｒａ//Ｒｂ＝２５０Ω、｜１／（ｊ＊ω＊Ｃｆ）｜≒２６５Ωと、Ｒａ//Ｒｂ＜＜１／（ｊ＊ω＊Ｃｆ）である。式Ｋ５より、１／（ω＊Ｃｆ）＋Ｒａ//Ｒｂ≒１／（ω＊Ｃｆ）と近似し、Ｒａ＝Ｒ＊Ｘｃ，Ｒｂ＝Ｒ＊（１−Ｘｃ）を代入するとｉａの式Ｋ６が導出される。
【０１６１】
ｉａ＝ω＊Ｃｆ＊ｖ＊｛Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ）｝＝ω＊Ｃｆ＊ｖ＊（１−Ｘｃ）  （式Ｋ６）
【０１６２】
ｉｂについても同様に、ｉｂの式Ｋ７が導出される。
【０１６３】
ｉｂ＝ω＊Ｃｆ＊ｖ＊｛Ｒａ／（Ｒａ＋Ｒｂ）｝＝ω＊Ｃｆ＊ｖ＊Ｘｃ  （式Ｋ７）
【０１６４】
次に、式Ｋ６、式Ｋ７をｉｂ／（ｉａ＋ｉｂ）に代入すると、次の式Ｋ８となる。
【０１６５】
ｉｂ／（ｉａ＋ｉｂ）  （式Ｋ８）
【０１６６】
式Ｋ８より、電流検出回路２９で検出したｉａ，ｉｂを基に位置座標Ｘｃを算出可能である。式Ｋ８にはタッチに伴う容量Ｃｆが含まれず、タッチに伴う容量Ｃｆの差異が位置座標Ｘｃに影響しない。
【０１６７】
［第１の検出位置の数式の導出］
次に、指でタッチし掌の影響を受ける第１の検出位置の数式を導出する。図２１は指で接触した場合の１次元の位置検出を示す側面図である。指先が保護層３７の表面に接触している位置をＸとする。指先以外の人体の接近に伴う影響から、問題解決に必要な部分だけを抜き出して次のように抽象化（モデル化）する。指先の接触に伴う容量をＣｆとし、掌の接近に伴う容量Ｃｈは次の式Ｋ１１で与えられる値とする。
【０１６８】
Ｃｈ＝Ｃｆ＊β  （式Ｋ１１）
【０１６９】
ここで、βはＣｆの係数である。指先の位置をＸｃとしたとき、指先から掌がｈだけ離れていると定義すると、掌の位置がＸｃ＋ｈとなる。具体的には、図２１のように、タッチする手が右手の場合はｈが正の値となり、タッチする手が左手の場合はｈが負の値となる。また、ｈの値はタッチする人の掌の大きさなどにも依存する。
【０１７０】
検出されるｉａ，ｉｂには、指先の接触に伴う電流と掌の接近に伴う電流とが含まれる。まず、図２１から掌の接近に伴う容量Ｃｈを消去して、指先の接触に伴う電流ｉｆａ，ｉｆｂを計算する（図２２）。ｉａの式Ｋ６と同様に、ｉｆａは次の式Ｋ２０となる。
【０１７１】
ｉｆａ＝ω＊Ｃｆ＊ｖ＊（１−Ｘｃ）  （式Ｋ２０）
【０１７２】
同様に、ｉｂの式Ｋ７と同様に、ｉｆｂは次の式Ｋ２１となる。
【０１７３】
ｉｆｂ＝ω＊Ｃｆ＊ｖ＊Ｘｃ  （式Ｋ２１）
【０１７４】
次に、図２１に示す指先の接触に伴う容量Ｃｆを削除して、掌の接近に伴う電流ｉｈａ，ｉｈｂを計算する（図２３）。ＣｆをＣｈに、Ｘｃを（Ｘｃ＋ｈ）に置き換えると、式Ｋ６より、ｉｈａは次の式Ｋ２２となる。
【０１７５】
ｉｈａ＝ω＊β＊Ｃｆ＊ｖ＊（１−Ｘｃ−ｈ）  （式Ｋ２２）
【０１７６】
式Ｋ７より、ｉｈｂは次の式Ｋ２３となる。
ｉｈｂ＝ω＊β＊Ｃｆ＊ｖ＊（Ｘｃ＋ｈ）  （式Ｋ２３）
【０１７７】
検出される電流は、指先の接触伴う電流と掌の接近に伴う電流との合計であるから、次の式Ｋ２４、式Ｋ２５が成り立つ。
【０１７８】
ｉａ＝ｉｆａ＋ｉｈａ  （式Ｋ２４）
ｉｂ＝ｉｆｂ＋ｉｈｂ  （式Ｋ２５）
【０１７９】
式Ｋ２４に式Ｋ２０及び式Ｋ２２を代入すると、ｉａが次の式Ｋ２６となる。
【０１８０】
ｉａ＝ω＊Ｃｆ＊ｖ＊｛１＋β−β＊ｈ−Ｘｃ（１＋β）｝  （式Ｋ２６）
【０１８１】
式Ｋ２５に、式Ｋ２１及び式Ｋ２３を代入すると、ｉｂが次の式Ｋ２７となる。
【０１８２】
ｉｂ＝ω＊Ｃｆ＊ｖ＊｛Ｘｃ＋β（ｘ＋ｈ）｝  （式Ｋ２７）
【０１８３】
次に、式Ｋ２６及び式Ｋ２７をｉｂ／（ｉａ＋ｉｂ）に代入すると、次の掌の影響を受ける第１の検出位置Ｘ１の式Ｋ２８が求まる。
【０１８４】
ｉｂ／（ｉａ＋ｉｂ）＝Ｘｃ＋（β＊ｈ）／（１＋β）＝Ｘ１  （式Ｋ２８）
【０１８５】
式Ｋ２８を参照すると、指先の位置はＸｃであるから、Ｘｃに対して掌の接近に伴い（β＊ｈ）／（１＋β）だけ位置がずれることがわかる。（β＊ｈ）／（１＋β）に使用されているβ，ｈは掌の接近に伴う影響を示す要素であるので、位置ずれは掌の接近に伴う影響を示す要素β，ｈに依存することがわかる。
【０１８６】
［特許文献３を使用した検出位置の導出］
次に、掌の接近に伴う位置ずれに対して、特許文献３の段落０１６３〜０１８８に記載されている技術を適用した、第２の検出位置の数式を導出する。特許文献３の対策は、指先が接触する前に、信号が緩やかに変化する傾向を基に掌の接近に伴う信号を推定する。具体的には、指先が接触後に、取得した信号から掌の接近に伴う信号を減算した数値を基に、位置を算出する。
【０１８７】
なお、指先の接触する位置座標はＸｃとしたが、タッチオン判定後の位置をＸｏとおく。ここで、Ｘｃ＝Ｘｏとなる場合は、タッチオン判定直後、及び、ドラッグ操作後に一旦位置座標が変更しても元の位置座標に戻る時である。このように位置の変数を、ＸｃとＸｏと別々に定義した目的は、指先の位置座標Ｘｃはドラッグ操作後に任意の位置座標に変更可能であるのに対し、掌の接近に伴う信号を推定した時の指先の位置は、必ずタッチ直後の位置Ｘｏとなり、ドラッグ操作後に変更は不可能であり、ＸｃとＸｏは必ずしも一致しないためである。
【０１８８】
図２４はタッチ直後の側面図であり（Ｘｏ＝０．６）、図２５はドラッグ操作後の側面図である（Ｘｃ＝０．３）。タッチ直後における掌の接近に伴う電流ｉｈａ（Ｘｏ）を求める。ここで、ｉｈａ（Ｘｏ）はＸｏの関数である。式Ｋ２２にＸｃ＝Ｘｏを代入すると、次の式Ｋ３０となる。
【０１８９】
ｉｈａ（Ｘｏ）＝ω＊β＊Ｃｆ＊ｖ＊（１−Ｘｏ−ｈ）  （式Ｋ３０）
【０１９０】
式Ｋ２６に示すｉａ（Ｘ）から式Ｋ３０に示すｉｈａ（Ｘｏ）を減算すると、次の式Ｋ３１となる。
【０１９１】
ｉａ（Ｘｃ）＝｛ｉｆａ（Ｘｃ）＋ｉｈａ（Ｘｃ）｝−ｉｈａ（Ｘｏ）＝ω＊Ｃｆ＊ｖ＊（１−Ｘｃ−β＊Ｘｃ＋β＊Ｘｏ）  （式Ｋ３１）
【０１９２】
ｉｂ（Ｘ）についても同様に、次の式Ｋ３２が求まる。
【０１９３】
ｉｂ（Ｘｃ）＝ω＊Ｃｆ＊ｖ＊（Ｃ＋β＊Ｘｃ−β＊Ｘｏ）  （式Ｋ３２）
【０１９４】
式Ｋ３１及び式Ｋ３２をｉｂ（Ｘｃ）／｛ｉａ（Ｘｃ）＋ｉｂ（Ｘｃ）｝に代入すると、第２の検出位置Ｘ２の式Ｋ３３が求まる。
【０１９５】
ｉｂ（Ｘｃ）／｛ｉａ（Ｘｃ）＋ｉｂ（Ｘｃ）｝＝Ｘｃ＋β（Ｘｃ−Ｘｏ）＝Ｘ２  （式Ｋ３３）
【０１９６】
［位置の数式の比較］
次に、本実施例１において導出した数式をグラフに図示して、効果及び課題を説明する。図２６の横軸は設定した位置Ｘｃであり、縦軸は数式によって求めた検出位置である。
【０１９７】
図２６に式Ｋ８の指示体２４に導電体を使用し、位置が正確な算出式Ｘｃ、式Ｋ２８に示す掌の影響を受ける第１の検出位置Ｘｃ＋（β＊ｈ）／（１＋β）、式Ｋ３３に示す第２の検出位置Ｘｃ＋β（Ｘｃ−Ｘｏ）を示す。ここで、β＝０．５、ｈ＝０．１、初期位置をＸｏ＝０．６とした。式Ｋ３３を参照すると、第２の検出位置においてＸｃ＝Ｘｏの時は、ｉｂ（Ｘｏ）／｛ｉａ（Ｘｏ）＋ｉｂ（Ｘｏ）｝＝Ｘｏとなって、正確な位置と一致している。ただし、設定したＸｃがＸｏから遠ざかるにつれて正確な位置Ｘｃから第２の検出位置Ｘ２が大きくずれる。タッチ直後の位置ずれは解消するものの、タッチに引き続いてドラッグすると、式Ｋ２８の掌の影響を受けた位置Ｘｃ＋（β＊ｈ）／（１＋β）と比べて、かえって位置ずれが悪化する。
【０１９８】
［実施形態１に示す第３の検出位置の数式］
次に、図１０及び図１１のフローチャートに示すアルゴリズムを使用した場合の位置の数式を導出する。フローチャートの第３の検出位置Ｘ３［ｉＴ］はステップＳＡ３１に記載の次の式Ｋ３４で表される。
【０１９９】
Ｘ３［ｉＴ］＝Ｘ１［ｉＴ］＋Ｘ２［ｎＴ］−Ｘ１［ｎＴ］  （式Ｋ３４）
【０２００】
次に、式Ｋ３４にあるＸ１［ｉＴ］、Ｘ２［ｎＴ］、Ｘ１［ｎＴ］を個別に求める。タッチオン判定された時刻ｎＴにおいて、掌の影響を受けた第１の検出位置Ｘ１［ｎＴ］は、式Ｋ２８にＸｃ＝Ｘｏを代入してＸ１［ｎＴ］＝Ｘｏ＋（β＊ｈ）／（１＋β）となる。掌の接近に伴う信号を除去し算出した第２の検出位置は式Ｋ３３にＸｃ＝Ｘｏを代入してＸ２［ｎＴ］＝Ｘｏである。時刻ｉＴにおける掌の影響を受けた第１の検出位置は式Ｋ２８より、Ｘ１［ｉＴ］＝Ｘｃ＋（β＊ｈ）／（１＋β）である。Ｘ１［ｉＴ］、Ｘ２［ｎＴ］、Ｘ１［ｎＴ］を式Ｋ３４に代入すると、第３の検出位置Ｘ３［ｉＴ］が次の式Ｋ３５で求まる。
【０２０１】
Ｘ３［ｉＴ］＝｛Ｘｃ＋（β＊ｈ）／（１＋β）｝＋Ｘｏ−｛Ｘｏ＋（β＊ｈ）／（１＋β）｝＝Ｘｃ  （式Ｋ３５）
【０２０２】
式Ｋ３５より、掌の接近に伴う要素は除去されており、タッチに引き続きドラッグして設定される位置が変わっても、指先が接触している位置を正確に算出できることを証明した。
【０２０３】
＜実施例２＞
まず、図１を用いて本実施例２の概要を説明する。指示体１０として指先を模擬した第１の導電体を用い、付随部分１０ａとして掌を模擬した第２の導電体を用いる。そして、第１の導電体をタッチパネル１０１の表面に接触させると同時に、第２の導電体をタッチパネル１０１の表面に接近させ、第１の導電体をタッチパネル１０１の表面でドラッグ操作することにより当該第１の導電体の位置を変更し、この状態で算出した第３の検出位置１８を推測値とする。そして、この状態から第２の導電体をタッチパネル１０１の表面から十分に離すことにより算出した第３の検出位置１８の変化を、シフト値とする。このとき、第３の検出位置１８の実測値と、推測値と、シフト値との間には、次の不等式が成り立つ。
｜（実測値―推測値）／シフト値｜＜０．５
以下、本実施例２について詳しく説明する。
【０２０４】
本実施例２においては、実施形態１に記載した図１０及び図１１のアルゴリズムの位置補正の機能を検査した。検査に使用した検査装置の斜視図を図２７に示す。検査装置の動作を説明する斜視図をそれぞれ図２８、図３０乃至図３２に示す。なお、実施例１で定義した変数を本実施例２においても使用する。
【０２０５】
検査装置９０は、主にステージ８４及びアーム８８からなる。ステージ８４上に、タッチパネル１０１の表面側を上に向けて、タッチパネルディスプレイと呼ばれるタッチセンサ装置１００が配置される。タッチセンサ装置１００に搭載されるタッチパネル１０１には、実施形態１に記載した図１０及び図１１のアルゴリズムが搭載されている。
【０２０６】
アーム８８は指先を模擬した指示体７０ａを昇降させるＡＣモーター（不図示）を内蔵している。指示体７０ａの先端部７２ａと、検査装置９０における回路のグランド（基準電位ノード）とが、電気的に接続される。先端部７２ａの下面がタッチパネル１０１の表面と接触するまで、指示体７０ａは降下可能である。
【０２０７】
指先を模擬した指示体７０ａの本体部７４ａの表面は絶縁性である。本体部７４ａの側面に、距離センサ装置８２ａが取り付けられている。距離センサ装置８２ａは、タッチパネル１０１の表面から先端部７２ａの下面までの距離Ｌａを測定する。ステージ８４を平面方向に移動することによって、タッチパネル１０１の中の指示体７０ａの位置座標（Ｘｃ、Ｙｃ）を任意に指定可能である。
【０２０８】
検査装置９０にはマイクロコントローラ（不図示）が内蔵されており、マイクロコントローラに組み込まれたプログラムにより、ステージ８４の平面方向の移動の制御、指示体７０ａの昇降の制御、距離センサ装置８２ａによるタッチパネル１０１の表面から先端部７２ａの下面までの距離Ｌａの測定、及び、電流検出回路２９を使用した電流の測定を自動制御可能である。
【０２０９】
指先を模擬した指示体７０ａ（第１の導電体）の先端部７２ａの下面の寸法を６ｍｍ□とした。また、アーム８８は、掌を模擬した指示体７０ｂ（第２の導電体）も支持している。指先を模擬した指示体７０ａと同様に、掌を模擬した指示体７０ｂも先端部７２ｂ、本体部７４ｂ、距離センサ装置８２ｂを備える。掌を模擬した指示体７０ｂの下面の寸法を１００ｍｍ□とした。距離センサ装置８２ｂは、タッチパネル１０１の表面から先端部７２ｂの下面までの距離Ｌｂを測定する。
【０２１０】
始めに、タッチパネル１０１から指示体７０ａ（７０ｂ）までの距離Ｌａ（Ｌｂ）を変えながら静電容量を測定した。ここで、静電容量はタッチパネル１０１の透明導電層３９（図５）に流れる電流の合計値に比例する。タッチパネル１０１の透明導電層に流れる電流を測定するために、タッチパネル１０１がＦＰＣ７を介して、電流検出回路２９の入力と接続されている。電流検出回路２９を使用して、タッチパネル１０１の透明導電層に流れる電流を測定する。通常、タッチセンサ装置１００を使用する場合は、ＦＰＣ７はタッチセンサ装置１００内の電流検出回路２９に接続する。
【０２１１】
まず、図２８に示すように指示体７０ａの影響を無視するため、指示体７０ａをアーム８８から取り外し、タッチパネル１０１から十分に遠ざけて、指示体７０ｂについて評価した。指示体７０ｂを昇降させて距離Ｌｂ、電流検出回路２９で測定した電流を基に静電容量を算出した。指示体７０ａについても同様に指示体７０ｂを取り外して測定した。測定結果を図２９に示す。図２９の縦軸は静電容量、横軸は距離Ｌａ，Ｌｂである。指示体７０ａがタッチパネル１０１の表面と接触した時（Ｌａ＝０ｍｍ）、静電容量は６．４ｐＦであった。指示体７０ｂがタッチパネル１０１からＬｂ＝４０ｍｍまで接近した時、静電容量は２．２ｐＦであった。式Ｋ１１より、β＝Ｃｈ／Ｃｆ＝２．２ｐＦ／６．４ｐＦ＝０．３４と算出される。なお、図２９の静電容量の測定結果は、指示体７０ａ，７０ｂから透明導電層までの距離、すなわち保護層３７（図５）の厚さを始めとしてタッチパネル１０１の表面構造に依存する。
【０２１２】
なお、掌の接近に伴う影響は、掌を模擬した指示体７０ｂとタッチパネル１０１との間に形成される静電容量の大きさに依存する。この掌の接近に伴う静電容量は、掌を模擬した指示体７０ｂの接触面積、及び、指示体７０ｂとタッチパネル１０１との距離に依存する。したがって、掌の接近に伴う影響は、タッチパネル１０１と指先を模擬した指示体７０ｂとの押し圧力の変化に依存しない課題である。具体的には、押し圧力をゼロに保っても、タッチ直後に押し圧力が短期間で強くしても、掌の接近に伴う影響の課題は変わらない。
【０２１３】
次に、アーム８８に指示体７０ａと指示体７０ｂとの両方を取り付ける。ここで、指示体７０ａと指示体７０ｂとのＸ方向の配置関係をｈ＝０．１とした。指示体７０ａに対して、指示体７０ｂの高さを常に４０ｍｍ高くなる関係を維持する。
【０２１４】
図３０に示すように、指示体７０ａをタッチパネル１０１の表面へ接触（Ｌａ＝０ｍｍ）させ、これと連動して指示体７０ｂを下げてタッチパネル１０１に接近させた（Ｌｂ＝４０ｍｍ）。指示体７０ａの位置座標をＸｏ＝０．６とした（ステップ１）。指示体７０ａがタッチパネル１０１の表面に接触した直後に、指示体７０ａに対応する位置Ｘｏ＝０．６に、タッチパネル１０１のポインタ（第３の検出位置）が重なったので、タッチ直後で検出位置が正確であることを確認した。ここで、検査装置９０を使用した検出位置の結果一覧表を図３３に示す。
【０２１５】
次に、ステージ８４を移動し、指示体７０ａの位置座標をＸｃ＝０．３とした（図３１、ステップ２）。ここで、指示体７０ａの先端部７２ａをタッチパネル１０１の表面に接触させつつ、指示体７０ａをＸｏ＝０．６からＸｃ＝０．３にスライドする、すなわちドラッグ操作を模擬する。ドラッグ操作後の第３の検出位置Ｘ３は０．３であり、これは指示体７０ａの位置座標Ｘｃと一致した。
【０２１６】
次に、指示体７０ａの高さはＬａ＝０ｍｍのままで、Ｌｂ＝４０ｍｍの高さにあった指示体７０ｂを上げて、タッチパネル１０１から指示体７０ｂを十分に遠ざける（図３２、ステップ３）。この時、ポインタ（第３の検出位置）が、Ｘ方向に−０．０２６だけシフトし、０．２７４となった。
【０２１７】
続いて、図３２の状態での第３の検出位置の実測値と、次に求める推測値とを比較する。まず、検出位置を算出する各々のアルゴリズムに対して、図３２の状態での第３の検出位置の数式を導出する。図３２の状態では、指示体７０ｂを遠ざけて、掌の接近に伴う影響を消している。そのため、第３の検出位置は、式Ｋ２８の掌の接近に伴う位置のずれ（β＊ｈ）／（１＋β）の負の数である、−（β＊ｈ）／（１＋β）だけシフトする。
【０２１８】
図１０及び図１１のアルゴリズムを使用して算出した式Ｋ３５より、第３の検出位置の計算値（推測値）をＸｓとすると、Ｘｓは次の式Ｋ３６で求められる。
【０２１９】
Ｘｓ＝Ｘｃ−（β＊ｈ）／（１＋β）  （式Ｋ３６）
【０２２０】
ここで、Ｘｃ＝０．３、ｈ＝０．１、及び、図２９で算出したβ＝０．３４を代入すると、推測値はＸｓ＝０．２７４となり、これは第３の検出位置の実測値と一致した。すわなち、推測値と実測値が一致することによって、図１０及び図１１の機能を確認した。
【０２２１】
また、第２の導電体７０ｂを上げてタッチパネル１０１から離したときに第３の検出位置がシフトするシフト値、及び、実測値と推測値との差異を定量化する指標として、｜（実測値―推測値Ｘｓ）／シフト値｜を使用する。
【０２２２】
実施形態１に示す図１０及び図１１のアルゴリズムでは、｜（実測値―推測値Ｘｓ）／シフト値｜＝｜（０．２７４−０．２７４）／（−０．０２６）｜＝０であった。
【０２２３】
一方で、図１０及び図１１に示すアルゴリズムを非適用とした場合のポインタの位置（第１の検出位置）を測定した。図３０に示すように、指示体７０ａを位置Ｘｏ＝０．６にタッチしたとき、第１の検出位置は０．６２６となった。図３１に示すように、指示体７０ａを位置Ｘｃ＝０．３にドラッグしたとき、第１の検出位置は０．３２６であった。図３２に示すように、指示体７０ｂを上げて、タッチパネル１０１から指示体７０ｂを十分に遠ざけたとき、第１の検出位置は０．３となり、これは式Ｋ３６及び図２９の測定値から算出されるＸｓ＝０．２７４と一致しなかった。また、シフト値は−０．０２６であった。ここで、｜（実測値―推測値）／シフト値｜＝｜（０．３−０．２７４）／−０．０２６｜＝１であった。
【０２２４】
次に、特許文献３に示すアルゴリズムを使用した場合のポインタの位置（第２の検出位置）を測定した。図３０に示すように、指示体７０ａが位置Ｘｏ＝０．６にタッチしたとき、第２の検出位置は０．６となり、両者が一致した。図３１に示すように、指示体７０ａが位置Ｘｃ＝０．３にドラッグ操作したとき、第２の検出位置は０．１９７であった。図３２に示すように、指示体７０ｂを上げて、タッチパネル１０１から指示体７０ｂを十分に遠ざけたとき、第２の検出位置は０．１７１、シフト値は―０．０２６であり、これは式Ｋ３６及び図２９の測定値から算出されるＸｓ＝０．２７４と一致しなかった。ここで、｜（実測値―推測値Ｘｓ）／シフト値｜＝｜（０．１７１−０．２７４）／（−０．０２６）｜＝３．９６であった。
【０２２５】
｜（実測値―推測値Ｘｓ）／シフト値｜は、実施形態１の図１０及び図１１に示すアルゴリズムで０（ゼロ）であり、特許文献３の位置を算出するアルゴリズムで３．９６であり、これらの２つのアルゴリズムを非適用とすると１であった。検査装置９０を使用して実施形態１の図１０及び図１１に示すアルゴリズムを他のアルゴリズムと判別するためには、次の式Ｋ３７の不等式に示すように、一定の測定誤差を考慮すると、０と１の中間の値である０．５より小さいことが好ましい。
【０２２６】
｜（実測値―推測値Ｘｓ）／シフト値｜＜０．５  （式Ｋ３７）
【０２２７】
以上より、本実施例２において、検査装置９０を使用して、実施形態１の図１０及び図１１に記載したアルゴリズムを搭載したタッチセンサ装置１００の位置補正機能を確認した。
【０２２８】
＜実施形態４＞
次に、実施形態４のタッチセンサ装置及び電子機器について説明する。実施形態１〜３においては、表面型静電容量方式タッチセンサ装置を例にとって説明した。これに対し、本実施形態４においては、投影型静電容量方式タッチセンサ装置（以下、「投影容量式タッチセンサ装置」という。）に本発明のアルゴリズムを適用した形態について、図３４乃至図３８を参照して説明する。
【０２２９】
図３５は、本実施形態４の電子機器の一部をなす投影容量式タッチセンサ装置付ＬＣＤ１６２の平面模式図である。図３５のXXXIV-XXXIV線に沿った断面模式図であり、投影容量式タッチパネル付ＬＣＤ１６２の断面を示す図を図３４に示す。
【０２３０】
図３４の断面模式図を参照して、実施形態４における投影容量式タッチパネルの膜構成を説明する。投影容量式タッチパネルの基板であるタッチパネル基板１５７の表裏に透明導電膜を形成し、それぞれの透明導電膜をＸ透明電極１５６とＹ透明電極１５８とにパターニングして投影容量式タッチパネル１６４を構成した。ここで、タッチパネル基板１５７が投影容量式タッチパネル１６４を支持する支持基板となる。そして、Ｘ透明電極１５６の面にカバーガラス１５４を貼り付けるとともに、Ｙ透明電極１５８の面にＬＣＤ５を貼り付ける。ここで、貼り付ける面に光学粘着剤を使用した。タッチパネル基板１５７及びカバーガラス１５４は、それぞれ絶縁性基板の一例である。
【０２３１】
また、Ｘ透明電極１５６及びＹ透明電極１５８の材料は、例えばＩＴＯが使用される。ただし、これらの電極は必ずしも透明でなくてもよく、例えば銅を使用してもよい。また、カバーガラス１５４の素材は、必ずしもガラスでなくてもよく、例えばアクリルであってもよい。
【０２３２】
次に、本実施形態４における投影容量式タッチセンサ装置付ＬＣＤの平面模式図（図３５）を参照して説明する。図３５においては、投影容量式タッチセンサ装置の動作原理を簡潔に示すため、図３４に示したカバーガラス１５４及びＬＣＤ５を省略した。本実施形態４における投影容量式タッチセンサ装置は、Ｘ透明電極１５６及びＹ透明電極１５８を使用してマトリクス形状で形成されている。Ｘ透明電極１５６及びＹ透明電極１５８に指示体２３が近づくと、指示体２３付近のＸ透明電極１５６とＹ透明電極１５８との間の静電容量が変化する。そして、この静電容量の変化をコントローラ１６０が検知し、指示体２３の位置座標を検出する。ここで、Ｘ透明電極１５６によってＸ（横）座標方向の位置座標を検出し、Ｙ透明電極１５８によってＹ（縦）座標方向の位置座標を検出する。
【０２３３】
次に、各々のＸ透明電極１５６で検出した静電容量をＸ方向にプロットしたグラフを、図３５中の中央下に示す。Ｙ方向についても同様にグラフを作成し図３５の左に示す。Ｘ透明電極１５６及びＹ透明電極１５８どちらにおいても、指示体２３の接触点に最も近い透明導電極において、静電容量値が極大値となる。ただし、静電容量値が極大となる透明電極の座標に基づき、そのままタッチ座標を決定すると、位置座標の分解能は、平行に並ぶ透明電極間のピッチとなるので低くなり得る。これに対して、複数の透明電極において検出した静電容量に基づきタッチ座標を決定すると、位置座標の分解能を高めることができる。例えば、複数の透明電極の座標と静電容量値との関係を近似して、近似式からピーク位置を算出し、そのピーク位置を位置座標とすることによって、より細かく位置座標を決定することができる。
【０２３４】
ここで、Ｘ透明電極１５６及びＹ透明電極１５８をセンサ電極とし、個々の透明電極の静電容量値を検出する、投影容量式タッチパネルにおいて、自己容量方式と呼ばれる方式を説明したが、相互容量方式であってもよい。相互容量方式は、Ｘ透明電極及びＹ透明電極のうち、一方の透明電極を一本ずつ走査しながら電圧を印加し、他方の透明電極に流れる電流値を検出する方式である。
【０２３５】
また、図３５の平面模式図においては、Ｘ透明電極１５６又はＹ透明電極１５８の幅が一定である例を示したが、菱形（ダイヤモンド形）又はジグゾーパズル形などのパターンを使用してもよい。
【０２３６】
次に、本実施形態４の投影容量式タッチセンサ装置における位置座標の補正の説明を図３６に示す。図３６を参照して、投影容量式タッチセンサ装置における位置座標の補正の概要を説明する。図３６において、符号１５０はマウスポインタである。
【０２３７】
図３６（ａ）は、タッチオン判定直後の状態を示す。透明電極で検出される静電容量には、掌の接近に伴う成分が含まれる。それゆえ、実際のタッチ点に対して、検出位置座標がずれる（第１の検出位置）。そこで、タッチオン判定される直前、すなわち掌が接近し指先がタッチする前の状態の信号を使用して、測定した信号から減算する。その減算された信号に指先のタッチに伴う信号が抽出されており、正確な位置座標を算出できる（第２の検出位置）。このとき、タッチオン判定直後の第１の検出位置（Ｘ１［ｎＴ］，Ｙ１［ｎＴ］）と第２の検出位置（Ｘ２［ｎＴ］，Ｙ２［ｎＴ］）とを記憶しておいて、タッチオン判定されてからタッチオフ判定されるまでの検出位置座標の補正に使用する。ここで、添え字のｎはタッチ判定された検出期間の番号ｉである。また、Ｔは検出期間の周期を示す。すなわち、ｎＴはタッチオン判定直後の時刻を示す。
【０２３８】
図３６（ｂ）は、タッチオン判定からタッチオフ判定までの状態を示す。タッチに引き続き、指先をタッチパネルの表面でなぞる、ドラッグ操作をしたとき、検出期間毎に算出した第１の検出位置（Ｘ１［ｉＴ］，Ｙ１［ｉＴ］）を一旦算出して、タッチオン判定直後に算出し記憶した第１の検出位置（Ｘ１［ｎＴ］，Ｙ１［ｎＴ］）及び第２の検出位置（Ｘ２［ｎＴ］，Ｙ２［ｎＴ］）を検出位置の補正に使用する。そのようにして、補正した座標を第３の検出位置とする。ここで、第３の検出位置は、（Ｘ３［ｉＴ］＝Ｘ１［ｉＴ］＋（Ｘ２［ｎＴ］−Ｘ１［ｎＴ］），Ｙ３［ｉＴ］＝Ｙ１［ｉＴ］＋（Ｙ２［ｎＴ］−Ｙ１［ｎＴ］））である。
【０２３９】
なお、図３４乃至図３６においては、投影容量式タッチパネル１６４に、タッチパネル基板１５７及びカバーガラス１５４の二枚の基板を使用した。一方で、タッチパネル基板１５７を省略して、カバーガラス１５４の基板一枚とする、カバーガラス一体型としてもよい。カバーガラス一体型投影容量式タッチパネルを用いた投影容量式タッチセンサ装置付ＬＣＤの平面模式図を図３８に示す。また、図３８のXXXVII-XXXVII線に沿った断面模式図であり、カバーガラス一体型投影容量式タッチパネル付ＬＣＤの断面を示す図を図３７に示す。
【０２４０】
図３７を参照すると、カバーガラス１５４の片面に、図３７の下方向にＸ透明電極１５６、絶縁層１５９、Ｙ透明電極１５８の順序で積層する。ここで、カバーガラス１５４が投影容量式タッチパネル１６４を支持する支持基板となる。このように、カバーガラス一体型タッチパネルとすると、投影容量式タッチパネル付ＬＣＤ１６２の厚みが薄くなる利点がある。
【０２４１】
また、図３４に示した投影容量式タッチパネル付ＬＣＤ１６２は、投影容量式タッチパネル１６４とＬＣＤ５を貼り合わせた外付けの構成であるが、ＬＣＤ内に形成した透明導電層をタッチセンサに使用した内蔵型であってもよい。例えば、対向基板の表に形成した対向電極、又は対向基板の裏面に形成した裏面透明導電膜を、タッチセンサに利用する。又は、薄膜トランジスタ基板上に形成した透明導電層を使用する。
【０２４２】
本実施形態４によれば、投影容量方式タッチセンサ装置においてタップ操作又はドラッグ操作時に生じる、掌の接近に伴う検出位置座標のずれに対して、本発明のアルゴリズムを使用することによって、タッチ位置精度を高めることができる。
【０２４３】
＜実施例３＞
実施例３においては、実施形態１〜３で用いたアルゴリズムを搭載したタッチセンサ装置において、タッチパネルの表面を指先でタッチし、タッチセンサ装置が検出した位置座標を求めて、実施形態１〜３の発明の効果を定量的に説明する。
【０２４４】
［評価方法］
まず、タッチ位置精度の評価方法を説明する。実施形態１のタッチセンサ装置による位置精度の測定結果を図３９に示す。この図３９の一覧表の縦方向の各行に、実施形態１による位置精度（最下行）の他に、特許文献３の技術を搭載したタッチセンサ装置による位置精度（下から２行目）、及びこれらの掌の接近に伴う影響の対策を搭載しない場合の位置精度（下から３行目）を示す。また、図３９の一覧表の横方向の各列に、タッチしてから指先の位置を変えずに、指先をタッチパネルから離す、タップ操作時の位置精度（中央列）、及び、タッチに引き続き指先をタッチパネルの表面上をなぞりながら、指先の位置を変えるドラッグ操作時の位置精度（右列）を示す。
【０２４５】
次に、図３９の一覧表に示すグラフについて説明する。グラフの横軸はｘ位置座標、縦軸はｙ位置座標を示す。このグラフの（ｘ位置座標，ｙ位置座標）＝（０，０）を表示部の中央とし、グラフの横軸の範囲は−１２３ｍｍ〜＋１２３ｍｍ、縦軸の範囲は−９２ｍｍ〜＋９２ｍｍであり、このグラフの範囲が１２．１型の表示部に対応している。
【０２４６】
タッチするタッチ点を、基準座標Ｐ→［ｑ］＝（Ｘ［ｑ］，Ｙ［ｑ］）とし、ｘ座標とｙ座標の要素を持つ２元ベクトルで表す。ここで、添え字のｑは１，２・・・４８と基準座標Ｐ→［ｑ］の番号を示す。ここで、基準座標Ｐ→［ｑ］を等間隔に４８箇所設定した。グラフ中に、矩形の格子が横方向（ｘ位置座標方向）に８箇所、縦方向（ｙ位置座標方向）に６箇所、すなわち横８×縦６の合計４８箇所、点線で図示され、それぞれの格子の中央を基準座標Ｐ→［ｑ］とした。
【０２４７】
基準座標Ｐ→［ｑ］をタッチして、検出期間毎にタッチセンサ装置が（ｘ［ｉＴ］，ｙ［ｉＴ］）を出力する。ここで、Ｔを検出周期とし、ｉを整数とする。また、（ｘ［ｉＴ］，ｙ［ｉＴ］）は、ポインタの座標を決定する最終的な座標を示し、第１の検出位置（Ｘ１［ｉＴ］，Ｙ１［ｉＴ］）乃至第３の検出位置（Ｘ３［ｉＴ］，Ｙ３［ｉＴ］）が適宜代入される。
【０２４８】
検出周期Ｔ＝１／６０秒、測定時間ｔ＝１秒間、すなわち測定サンプル数を６０（＝測定時間／検出周期）として、（ｘ［（ｉ−５９）Ｔ］，ｙ［（ｉ−５９）Ｔ］）〜（ｘ［ｉＴ］，ｙ［ｉＴ］）を出力した。この６０サンプルの平均値を検出位置座標ｐ→＝（ｘ［ｑ］，ｙ［ｑ］）とする。ｐ→［ｑ］はｘ座標とｙ座標の要素を持つ２元ベクトルで表す。添え字のｑは基準座標Ｐ→［ｑ］に対応している。
【０２４９】
実施例３における指示体を、右手の人差し指の指先とした。タップ操作については、基準座標Ｐ→［ｑ］をタッチして、以下の式Ｆ１に基づき位置精度Ｐａを算出した。
qtotal
位置精度Ｐａ（％）＝（Σ｜ｐ→［ｑ］−Ｐ→［ｑ］｜）
q=1      ／（ｑtotal＊Ｌactive＊１００）  （式Ｆ１）
【０２５０】
ここで、基準座標Ｐ→［ｑ］の数をｑtotal（＝４８）とする。検出位置座標ｐ→［ｑ］と基準座標Ｐ→［ｑ］との差（ｐ→［ｑ］−Ｐ→［ｑ］）は、位置のずれを示すベクトルであり、ベクトルの大きさ｜ｐ→［ｑ］−Ｐ→［ｑ］｜に変換する。続いて、タッチ可能な範囲を示すアクティブエリアの対角線長Ｌactiveで除算した、｜ｐ→［ｑ］−Ｐ→［ｑ］｜／Ｌactiveは基準座標Ｐ→［ｑ］毎の位置精度を示す。すべての基準座標Ｐ→［ｑ］の位置精度を加算後、ｑtotalで除算し平均化する。なお、単位をパーセントとするため、１００で除算する。この式Ｆ１で計算される値を位置精度Ｐａとする。
【０２５１】
ドラッグ操作については、はじめのタッチ座標を表示部の中央（ｘ位置座標，ｙ位置座標）＝（０，０）として、このタッチに引き続きドラッグして、基準座標Ｐ→［ｑ］に指先を移動してから指を静止し、１秒間測定して、基準座標Ｐ→［ｑ］毎に位置精度Ｐａを算出した。
【０２５２】
［評価結果］
次に、評価結果を図面を交えて説明する。
［実施形態１に対応］
続いて、図３９を参照して位置精度Ｐａを比較する。対策方法が“掌の接近に伴う対策無し”の場合、タップ操作時とドラッグ操作のどちらも、検出位置座標ｐ→［ｑ］の計算方法が同じであるので、共通のグラフを示した（図３９の上段）。基準座標Ｐ→［ｑ］に対して検出位置座標ｐ→［ｑ］が概ね右下方向に大きくずれている。この原因は、タッチした、右手の人差し指の指先に対して、右手の手や腕が右下方向にあり、手や腕と透明導電層の間に形成される静電容量の影響を大きく受けるためである。このときの位置精度Ｐａは３．４％であった。
【０２５３】
次に、特許文献３の技術を搭載した場合の結果を参照する（図３９の中段）。タップ操作時の位置精度Ｐａは１．１％と改善した。また、“掌の接近に伴う対策無し”の検出位置座標ｐ→［ｑ］に見られた右下方向へのずれる傾向が見られない。ただし、ドラッグ操作時については、位置精度Ｐａが１１．６％と非常に高く、“掌の接近に伴う対策無し”の位置精度Ｐａ＝３．４％と比べてかえって悪化した。すなわち、特許文献３の技術では、タップ操作時の位置精度Ｐａは改善するものの、ドラッグ操作時の位置精度Ｐａが大幅に悪化するので、ドラッグ操作を使うタッチセンサ装置には不向きであるといえる。
【０２５４】
次に、実施形態１の技術を搭載した場合の結果を参照する（図３９の下段）。タップ操作時の位置精度Ｐａは１．１％、ドラッグ操作時の位置精度Ｐａ＝１．８％と、“掌の接近に伴う対策無し”の結果と比べて、タップ操作時及びドラック操作時のどちらの場合においても、位置精度Ｐａが改善している。また、特許文献３の技術に対しては、タップ操作時において同等の位置精度Ｐａ＝１．１％を維持しつつ、ドラッグ操作時においては、位置精度Ｐａが１１．６％から１．８％に改善したと言える。
【０２５５】
［実施形態２に対応］
次に、実施形態２におけるアルゴリズムを搭載したタッチセンサ装置の位置精度について、図４０及び図４１を参照して説明する。図４０は、実施形態２における、位置精度Ｐａと調整値ＡＶとの関係である。図４１は、実施形態２における、タッチセンサ装置の検出位置座標ｐ→［ｑ］のパネル面内分布と位置精度Ｐａを示す一覧表である。
【０２５６】
図４０のグラフの縦軸はドラッグ操作時の位置精度Ｐａを示し、横軸は調整値ＡＶを示す。この調整値ＡＶは式Ｆ２で示される。
調整値ＡＶ＝Ｘｗ／Ｄｗ  （式Ｆ２）
【０２５７】
ここで、Ｘｗは実施形態２の式Ｂ１における、Ｘ３［ｉＴ］＝Ｘｗ−（Ｘｗ−Ｘ２［ｎＴ］）／（Ｘｗ―Ｘ１［ｎＴ］）×（Ｘｗ−Ｘ１［ｉＴ］）で使用されるパラメータである。また、Ｄｗは表示部の幅を示し、ここでは、Ｄｗ＝２６４ｍｍである。
【０２５８】
また、調整値ＡＶは式Ｆ３でも示すことができる。
調整値ＡＶ＝Ｙｗ／Ｄｈ  （Ｆ３）
【０２５９】
ここで、Ｙｗは実施形態２の式Ｂ３における、Ｙ３［ｉＴ］＝―Ｙｗ＋（Ｙｗ＋Ｙ２［ｎＴ］）／（Ｙｗ＋Ｙ１［ｎＴ］）×（Ｙｗ＋Ｙ１［ｉＴ］）で使用されるパラメータである。また、Ｄｈは表示部の高さを示し、ここでは、Ｄｈ＝１８４ｍｍである。
【０２６０】
比較のために、図３９における実施形態１のアルゴリズムを搭載した場合のドラッグ操作時の位置精度Ｐａ＝１．８％を、点線を使用して図４０のグラフに示す。
【０２６１】
図４０のグラフを参照すると、調整値ＡＶ＝０．５付近で位置精度Ｐａが急降下し、調整値ＡＶ≧０．７８において、実施形態１による位置精度Ｐａ＝１．８％より優れている。また、位置精度Ｐａが極小値（１．４％）をとる、調整値ＡＶはＣＶ＝１．５であった。このときの検出位置座標ｐ→［ｑ］のパネル面分布を図４１に示す。図４１の中央列はタップ操作時、右列はドラッグ操作時である。
【０２６２】
［実施形態３に対応］
次に、実施形態３におけるアルゴリズムを搭載したタッチセンサ装置の位置精度について、図４２及び図４３を参照して説明する。図４２は、実施形態３における、タッチした手の判定結果を示す。図４３は、実施形態３における、検出位置座標ｐ→［ｑ］のパネル面内分布と位置精度Ｐａを示す一覧表である。ここでは、右手の人差し指の指先でタッチパネルの表面をタッチした。
【０２６３】
図４２に示す、タッチした手の判定結果のパネル面内分布を参照する。判定結果の記入欄は横方向に８箇所、縦方向に６箇所あり、横方向がＸ座標方向、縦方向がＹ座標方向とし、基準座標Ｐ→［ｑ］に対応している。
【０２６４】
次に、判定方法について説明する。実施形態３に記載の通り、図１８ステップＳＡ１６，ＳＡ１７において、第１の検出位置Ｘ１［ｎＴ］及び第２の検出位置Ｘ２［ｎＴ］を算出後、（Ｘ２［ｎＴ］−Ｘ１［ｎＴ］）というようにこれらの差を求めてから、この差をＸｔｈと比較する（図１８ステップＳＣ０１，ＳＣ０２）。ここで予め、Ｘｔｈ＝５ｍｍと設定した（表示部の幅Ｄｗと比較すると、これはＸｔｈ／Ｄｗ＝５ｍｍ／１２３ｍｍ≒１．９％に相当する）。
【０２６５】
図１８ステップＳＣ０１において、｜Ｘ２［ｎＴ］−Ｘ１［ｎＴ］｜＜Ｘｔｈを満たす場合、図４２に示す、タッチした基準座標Ｐ→［ｑ］に対応する記入欄に“平”と記入する。図１８ステップＳＣ０２において、Ｘ２［ｎＴ］＜Ｘ１［ｎＴ］の場合、タッチした手を右手と判定し、タッチした基準座標Ｐ→［ｑ］に対応する記入欄に“右”と記入する。さもなければ、タッチした手を左手と判定し“左”と記入する。判定結果については、４８箇所の基準座標Ｐ→［ｑ］の中で、“右”と判定した数は、２０箇所、“平”と判定した数は２８箇所、“左”と判定した数は、０箇所であった。すなわち、右手の人差し指でタッチしており、逆の判定である“左”は発生しなかった。
【０２６６】
タッチした手の判定結果に基づき、図１８ステップＳＣ０３，ＳＣ０４において、使用する信号と座標との関係（定数ｋ１〜ｋ４）を自動で選択して、位置座標ｐ→［ｑ］を検出した。
【０２６７】
このときの、検出位置座標ｐ→［ｑ］のパネル面内分布を、図４３に示す。ドラッグ操作時の位置精度Ｐａ（右列）は１．０％と、タップ操作時の位置精度Ｐａ＝１．１％（中央列）と同程度となった。この要因は、タッチした手を“右”と判定した箇所は、位置ずれが大きいものの、実施形態３による補正の効果が大きいためである。
【０２６８】
＜総括＞
本発明における課題を解決するための手段は、次のように表現することもできる。
【０２６９】
本発明の第１視点によれば、指示体との間に静電容量が形成されるタッチセンサと、
前記タッチセンサからサイクル毎に逐次取得される複数の検出信号と、を有し、
掌の影響を受けた第１の検出位置と掌の影響を除去した第２の検出位置を算出し、
タッチオン判定された直後に算出した、前記第１の検出位置と前記第２の検出位置を使用して補正値を計算し、
前記タッチオン判定されてからタッチオフ判定されるまでに、前記第１の検出位置を逐次算出し、
前記逐次算出される第１の検出位置は前記補正値で補正されて、第３の検出位置が算出される、タッチセンサ装置が提供される。
【０２７０】
本発明の第２視点によれば、指先を模擬した第１の導電体を前記タッチセンサ装置の表面に接触させると同時に、掌を模擬した第２の導電体を前記タッチセンサ装置の表面に接近させて、
前記第１の導電体を前記タッチセンサ装置の表面でドラッグ操作し位置を変更した後に、
前記第２の導電体を上昇し、前記タッチセンサ装置の表面から十分に離した時の検出位置の実測値を求め、
前記第１の導電体と前記タッチセンサ装置の表面を接触させて測定した第１の静電容量と、前記第２の導電体と前記タッチセンサ装置を接近させて測定した第２の静電容量と、を使用して前記第３の検出位置の推測値を求め、
前記実測値と前記推測値が一致する、タッチセンサ装置が提供される。
【０２７１】
本発明の第３視点によれば、上記第１視点に係るタッチセンサ装置を備える電子機器が提供される。
【０２７２】
以上、上記各実施形態及び実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態及び実施例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態及び実施例の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。
【０２７３】
上記の実施形態及び実施例の一部又は全部は以下の付記のようにも記載され得るが、本発明は以下の構成に限定されるものではない。
【０２７４】
［付記１］付随部分を有する指示体のタッチの有無及び当該指示体のタッチ位置に応じてインピーダンスが変化するタッチパネルと、
このタッチパネルにおける前記インピーダンスに基づく検出信号を一定時間ごとに出力する検出回路と、
この検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記指示体が前記タッチパネルに触れたことを示すタッチオンを判定するタッチオン判定部と、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記指示体が前記タッチパネルから離れたことを示すタッチオフを判定するタッチオフ判定部と、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記付随部分の影響を受けた前記タッチ位置である第１の検出位置を算出する第１の位置算出部と、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記付随部分の影響を除いた前記タッチ位置である第２の検出位置を算出する第２の位置算出部と、
前記第１及び第２の位置算出部で算出された前記第１及び第２の検出位置に基づき、前記付随部分の影響を除いた前記タッチ位置を得るための補正値を算出する補正値算出部と、
前記タッチオン判定部で前記タッチオンが判定されてから前記タッチオフ判定部で前記タッチオフが判定されるまでの間、前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき前記第１の検出位置を算出しつつ、前記補正値算出部で算出された前記補正値を用いて当該第１の検出位置を補正することにより第３の検出位置を算出する第３の位置算出部と、
を備えたタッチセンサ装置。
【０２７５】
［付記２］前記第１及び第３の位置算出部は、
前記指示体が前記タッチパネルから十分に離れた状態における前記検出信号をベースラインとし、
前記タッチオン判定部で前記タッチオンが判定された後の前記検出信号から前記ベースラインを減算した第１の信号を算出し、
この第１の信号に基づき前記第１の検出位置を算出する、
付記１記載のタッチセンサ装置。
【０２７６】
［付記３］前記第２の位置算出部は、
前記タッチオン判定部で前記タッチオンが判定される直前に前記インピーダンスに含まれる静電容量が緩やかに増加することに伴う前記検出信号の変化に基づき、前記付随部分の接近に伴う信号を算出し、
前記タッチオン判定部で前記タッチオンが判定された直後の前記検出信号から前記付随部分の接近に伴う信号を減算して第２の信号を算出し、
この第２の信号に基づき前記第２の検出位置を算出する、
付記１又は２記載のタッチセンサ装置。
【０２７７】
［付記４］前記補正値算出部が前記補正値を算出する際に用いる、前記第１及び第２の検出位置は、前記検出回路から同一時刻に出力された前記検出信号に基づき算出される、
付記１乃至３のいずれか一つに記載のタッチセンサ装置。
【０２７８】
［付記５］前記補正値算出部が前記補正値を算出する際に用いる、前記第１及び第２の検出位置は、前記検出回路から同一時刻に出力された前記検出信号乃至当該同一時刻から６番目に出力された前記検出信号に基づき算出される、
付記１乃至３のいずれか一つに記載のタッチセンサ装置。
【０２７９】
［付記６］前記補正値算出部が前記補正値を算出する際に用いる、前記第１の検出位置は、前記検出回路から同一時刻に出力された前記検出信号乃至当該同一時刻から６番目に出力された前記検出信号に基づき、前記第１の信号の平均値を算出し、
この平均値に基づき算出される、
付記２記載のタッチセンサ装置。
【０２８０】
［付記７］前記補正値算出部が前記補正値を算出する際に用いる、前記第２の検出位置は、前記検出回路から同一時刻に出力された前記検出信号乃至当該同一時刻から６番目に出力された前記検出信号に基づき、前記第２の信号の平均値を算出し、
この平均値に基づき算出される、
付記３記載のタッチセンサ装置。
【０２８１】
［付記８］前記第１及び第２の位置算出部は、前記検出信号に基づき、前記第１の検出位置（Ｘ１［ｎＴ］，Ｙ１［ｎＴ］）及び前記第２の検出位置（Ｘ２［ｎＴ］，Ｙ２［ｎＴ］）を算出し、
前記補正値算出部は、前記第１の検出位置（Ｘ１［ｎＴ］，Ｙ１［ｎＴ］）及び前記第２の検出位置（Ｘ２［ｎＴ］，Ｙ２［ｎＴ］）に基づき、前記補正値（Ｘ２［ｎＴ］−Ｘ１［ｎＴ］，Ｙ２［ｎＴ］−Ｙ１［ｎＴ］）を算出し、
前記第３の位置算出部は、前記タッチオン判定部で前記タッチオンが判定されてからｉ番目の前記検出信号に基づき前記第１の検出位置（Ｘ１［ｉＴ］，Ｙ１［ｉＴ］）を算出しつつ、前記補正値（Ｘ２［ｎＴ］−Ｘ１［ｎＴ］，Ｙ２［ｎＴ］−Ｙ１［ｎＴ］）を用いて当該第１の検出位置（Ｘ１［ｉＴ］，Ｙ１［ｉＴ］）を補正する次式により前記第３の検出位置（Ｘ３［ｉＴ］，Ｙ３［ｉＴ］）を算出する、
Ｘ３［ｉＴ］＝Ｘ１［ｉＴ］＋（Ｘ２［ｎＴ］−Ｘ１［ｎＴ］）
Ｙ３［ｉＴ］＝Ｙ１［ｉＴ］＋（Ｙ２［ｎＴ］−Ｙ１［ｎＴ］）
付記１乃至７のいずれか一つに記載のタッチセンサ装置。
【０２８２】
［付記９］（実施形態２）前記補正値算出部は、前記第１の検出位置に対応する予め定められた調整値を用いて、前記補正値を調整し、
前記第３の位置算出部は、この調整された前記補正値を用いて、当該第３の位置算出部で算出された前記第１の検出位置を補正することにより、前記第３の検出位置を算出する、
付記１乃至８のいずれか一つに記載のタッチセンサ装置。
【０２８３】
［付記１０］（実施形態３）前記指示体が前記付随部分の無い理想的な指示体である場合の一組の第１の定数と、前記指示体が人の指である場合の複数組の第２の定数とが予め定められ、
前記第１及び第２の位置算出部は、前記一組の第１の定数を用いて、前記検出信号に基づき前記第１及び前記第２の検出位置を算出し、
前記第３の位置算出部は、前記第１及び第２の位置算出部で算出された前記第１及び前記第２の検出位置の大小関係に応じて前記複数組の第２の定数のうちから一組の第２の定数を選択し、当該一組の第２の定数を用いて、前記検出信号に基づき前記第１の検出位置を算出する、
付記１乃至９のいずれか一つに記載のタッチセンサ装置。
【０２８４】
［付記１１］（実施例２）前記指示体として指先を模擬した第１の導電体を用い、前記付随部分として掌を模擬した第２の導電体を用い、
前記第１の導電体を前記タッチパネルの表面に接触させると同時に、前記第２の導電体を前記タッチパネルの表面に接近させ、前記第１の導電体を前記タッチパネルの表面でドラッグ操作することにより当該第１の導電体の位置を変更し、この状態で算出した前記第３の検出位置を推測値とし、
この状態から前記第２の導電体を前記タッチパネルの表面から十分に離すことにより算出した前記第３の検出位置の変化をシフト値としたとき、
当該第３の検出位置の実測値と、前記推測値と、前記シフト値との間には、次の不等式が成り立つ、
｜（実測値―推測値）／シフト値｜＜０．５
付記１乃至１０のいずれか一つに記載のタッチセンサ装置。
【０２８５】
［付記１２］付記１乃至１１のいずれか一つに記載のタッチセンサ装置を備えた電子機器。
【０２８６】
［付記１３］付随部分を有する指示体のタッチの有無及び当該指示体のタッチ位置に応じてインピーダンスが変化するタッチパネルと、このタッチパネルにおける前記インピーダンスに基づく検出信号を一定時間ごとに出力する検出回路と、を備えるタッチセンサ装置に用いられる位置算出方法であって、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記指示体が前記タッチパネルに触れたことを示すタッチオンを判定するタッチオン判定ステップと、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記指示体が前記タッチパネルから離れたことを示すタッチオフを判定するタッチオフ判定ステップと、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記付随部分の影響を受けた前記タッチ位置である第１の検出位置を算出する第１の位置算出ステップと、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記付随部分の影響を除いた前記タッチ位置である第２の検出位置を算出する第２の位置算出ステップと、
前記タッチオン判定ステップで前記タッチオンが判定され直後に、前記第１及び第２の位置算出ステップで算出された前記第１及び第２の検出位置に基づき、前記付随部分の影響を除いた前記タッチ位置を得るための補正値を算出する補正値算出ステップと、
前記タッチオン判定ステップで前記タッチオンが判定されてから前記タッチオフ判定ステップで前記タッチオフが判定されるまでの間、前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき前記第１の検出位置を算出しつつ、前記補正値算出ステップで算出された前記補正値を用いて当該第１の検出位置を補正することにより第３の検出位置を算出する第３の位置算出ステップと、
を含む位置算出方法。
【０２８７】
［付記１４］付随部分を有する指示体のタッチの有無及び当該指示体のタッチ位置に応じてインピーダンスが変化するタッチパネルと、このタッチパネルにおける前記インピーダンスに基づく検出信号を一定時間ごとに出力する検出回路と、コンピュータと、を備えるタッチセンサ装置に用いられる位置算出プログラムであって、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記指示体が前記タッチパネルに触れたことを示すタッチオンを判定するタッチオン判定ステップと、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記指示体が前記タッチパネルから離れたことを示すタッチオフを判定するタッチオフ判定ステップと、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記付随部分の影響を受けた前記タッチ位置である第１の検出位置を算出する第１の位置算出ステップと、
前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき、前記付随部分の影響を除いた前記タッチ位置である第２の検出位置を算出する第２の位置算出ステップと、
前記タッチオン判定ステップで前記タッチオンが判定され直後に、前記第１及び第２の位置算出ステップで算出された前記第１及び第２の検出位置に基づき、前記付随部分の影響を除いた前記タッチ位置を得るための補正値を算出する補正値算出ステップと、
前記タッチオン判定ステップで前記タッチオンが判定されてから前記タッチオフ判定ステップで前記タッチオフが判定されるまでの間、前記検出回路から出力された前記検出信号に基づき前記第１の検出位置を算出しつつ、前記補正値算出ステップで算出された前記補正値を用いて当該第１の検出位置を補正することにより第３の検出位置を算出する第３の位置算出ステップと、
を前記コンピュータに実行させるための位置算出プログラム。
【０２８８】
［付記２１］指示体との間に静電容量が形成されるタッチセンサと、
前記タッチセンサから一定のサイクル毎に逐次取得される複数の検出信号と、を有し、
掌の影響を受けた第１の検出位置と掌の影響を除去した第２の検出位置とを算出し、
タッチオン判定された直後に算出した、前記第１の検出位置と前記第２の検出位置とを使用して補正値を計算し、
前記タッチオン判定されてからタッチオフ判定されるまでに、前記第１の検出位置を逐次算出し、
前記逐次算出される第１の検出位置は前記補正値で補正されて、第３の検出位置が算出される、
ことを特徴とするタッチセンサ装置。
【０２８９】
［付記２２］前記タッチセンサから人体が十分に離れている時点で取得される前記検出信号をベースラインとし、前記タッチオン判定時点の前記検出信号から前記ベースラインを減算した第１の信号を算出し、
前記第１の信号を基に、前記第１の検出位置が算出される、
ことを特徴とする付記２１記載のタッチセンサ装置。
【０２９０】
［付記２３］前記タッチオン判定される直前の時点で緩やかに上昇する前記検出信号を基に、掌の接近に伴う信号を計算し、
前記タッチオン判定時点の前記検出信号から前記掌の接近に伴う信号を減算した第２の信号を算出し、
前記第２の信号を基に、第２の検出位置が計算される、
ことを特徴とする付記２１記載のタッチセンサ装置。
【０２９１】
［付記２４］前記第１の検出位置と前記第２の検出位置が同一のサイクルｉで算出される、
ことを特徴とする付記２１記載のタッチセンサ装置。
【０２９２】
［付記２５］前記第１の検出位置と前記第２の検出位置が、同一のサイクルｉ＝ｎ−１乃至ｎ＋６の時点で算出される、
ことを特徴とする付記２４記載のタッチセンサ装置。
【０２９３】
［付記２６］前記第１の検出位置又は前記第２の検出位置が、サイクルｉ＝ｎ−１乃至ｎ＋６のいずれかの範囲で計算された前記第１の信号又は前記第２の信号の平均値を基に、算出される、
ことを特徴とする付記２５記載のタッチセンサ装置。
【０２９４】
［付記２７］前記第３の検出位置を（Ｘ３［ｉＴ］，Ｙ３［ｉＴ］）とするとき、前記第３の検出位置が下記の式を使用して算出される、
ことを特徴とする付記２４記載のタッチセンサ装置。
Ｘ３［ｉＴ］＝Ｘ１［ｉＴ］＋（Ｘ２［ｎＴ］−Ｘ１［ｎＴ］）
Ｙ３［ｉＴ］＝Ｙ１［ｉＴ］＋（Ｙ２［ｎＴ］−Ｙ１［ｎＴ］）
ここで、（Ｘ１［ｎＴ］，Ｙ１［ｎＴ］）は前記タッチオン判定直後に算出される掌の影響を受けた前記第１の検出位置、（Ｘ２［ｎＴ］，Ｙ２［ｎＴ］）は前記タッチオン判定直後の掌の影響を除去した前記第２の検出位置、（Ｘ１［ｉＴ］，Ｙ１［ｉＴ］）は前記タッチオン判定された時点からタッチオフ判定される時点までにサイクルｉ毎に算出される掌の影響を受けた前記第１の検出位置である。
【０２９５】
［付記２８］（実施形態２）前記タッチオン判定後に算出される前記第１の検出位置と前記第２の検出位置を基に算出された補正値を、前記タッチオン判定された時点から前記タッチオフ判定される時点までに逐次算出される前記第１の検出位置を基に調整し、この調整された補正値を使用して前記第３の検出位置が算出される、
ことを特徴とする付記２１記載のタッチセンサ装置。
【０２９６】
［付記２９］（実施形態３）理想指示体を使用した第１の定数と、
人の指を使用した第２の定数と、を有し
前記タッチオン判定直後に、前記第１の定数を使用して、前記第１の検出位置及び前記第２の検出位置を算出し、
前記第１の検出位置及び前記第２の検出位置を基に補正値を算出し、
前記タッチオン判定された時点から前期タッチオフ判定される時点までは、
前記第２の定数を使用して前記第１の検出位置を基にして、前記第３の検出位置が算出される、
ことを特徴とする付記２１記載のタッチセンサ装置。
【０２９７】
［付記３０］（実施例２）指先を模擬した第１の導電体をタッチセンサ装置の表面に接触させると同時に、掌を模擬した第２の導電体を前記タッチセンサ装置の表面に接近させる第１のステップと、
前記第１の導電体を前記タッチセンサ装置の表面でドラッグ操作し位置を変更する第２のステップと、
前記第２の導電体を上昇し、前記タッチセンサ装置の表面から十分に離す第３のステップと、
前記第１の導電体と前記タッチセンサ装置の表面を接触させて測定した第１の静電容量と、前記第２の導電体と前記タッチセンサ装置を接近させて測定した第２の静電容量と、を使用して、前記第１のステップから前記第３のステップの順序で実施された後の第３の検出位置の推測値を求める第４のステップと、を有し、
前記第１のステップから前記第３のステップの順序で実施された後に、検出位置である実測値を求め、前記第１の導電体の位置座標を基準とする前記実測値のシフト値を算出し、前記実測値と前記推測値の差分値を計算し、以下に示す不等式を満たす、
ことを特徴とするタッチセンサ装置。
｜（実測値―推測値）／シフト値｜＜０．５
【０２９８】
［付記３１］付記２１〜付記３０のいずれか一つに記載のタッチセンサ装置を備える、
ことを特徴とする電子機器。
【産業上の利用可能性】
【０２９９】
本発明は、表示面上において指示体を用いて指し示された位置座標を検出する面表示装置、又は指し示す動作の有無を検出する面表示装置に利用可能である。また、本発明の活用例として、ゲーム機、携帯情報端末、ＰＤＡ、カーナビゲーション、ノートパソコン、携帯ＤＶＤプレーヤ、飛行機やバスの客席に取り付けるテレビ・ゲーム機、ファクトリ・オートメーション（ＦＡ）機器に使用されるタッチセンサ機能が挙げられる。
【符号の説明】
【０３００】
１０  指示体
１０ａ  付随部分
１１  インピーダンス
１２  検出信号
１３  タッチオン
１４  タッチオフ
１５  第１の検出位置
１６  第２の検出位置
１７  補正値
１８  第３の検出位置
Ｘ，Ｙ  タッチ位置
１００  タッチセンサ装置
１０１  タッチパネル
１０２  検出回路
１０３  タッチオン判定部
１０４  タッチオフ判定部
１０５  第１の位置算出部
１０６  第２の位置算出部
１０７  補正値算出部
１０８  第３の位置算出部
１１０  コンピュータ
【０３０１】
１  電子機器
３  筐体
５  ＬＣＤ
７  ＦＰＣ
１９  メイン基板
２０  電源装置
２１  コントローラ
２３  指（指示体）
２４  導電体（指示体）
２５  タッチに伴う静電容量
２６  寄生容量
２７  発振器（交流電圧源）
２８ｃ  電流−電圧変換回路
２９，２９ａ〜２９ｄ  電流検出回路（電流検出部）
３５  グランド電位（アース電位）
３７  保護層（カバーガラス）
３８  電極
３９  透明導電層（インピーダンス面）
４１  絶縁性透明基板
５０  オペアンプ
５２  抵抗素子
５４ａ〜５４ｄ  ＡＣ−ＤＣ変換回路
５６  アナログ−デジタル変換回路
５８  マイクロコントローラ
６０  ＣＰＵ
６２  フラッシュメモリ
７０ａ  指先を模擬した指示体（第１の導電体）
７０ｂ  掌を模擬した指示体（第２の導電体）
７２ａ  指先を模擬した指示体７０ａの先端部
７２ｂ  掌を模擬した指示体７０ｂの先端部
７４ａ  指先を模擬した指示体７０ａの本体部
７４ｂ  掌を模擬した指示体７０ｂの本体部
８２ａ，８２ｂ  距離センサ装置
８４  ステージ
８８  アーム
９０  検査装置
【０３０２】
１５０  マウスポインタ
１５４  カバーガラス（絶縁性基板）
１５６  Ｘ透明電極
１５７  タッチパネル基板（絶縁性基板）
１５８  Ｙ透明電極
１５９  絶縁層
１６０  コントローラ
１６２  投影容量式タッチパネル付ＬＣＤ
１６３  投影容量式タッチセンサ装置付ＬＣＤ
１６４  投影容量式タッチパネル
【図１】
2015053024.tif 000003
【図２】
2015053024.tif 000004
【図３】
2015053024.tif 000005
【図４】
2015053024.tif 000006
【図５】
2015053024.tif 000007
【図６】
2015053024.tif 000008
【図７】
2015053024.tif 000009
【図８】
2015053024.tif 000010
【図９】
2015053024.tif 000011
【図１０】
2015053024.tif 000012
【図１１】
2015053024.tif 000013
【図１２】
2015053024.tif 000014
【図１３】
2015053024.tif 000015
【図１４】
2015053024.tif 000016
【図１５】
2015053024.tif 000017
【図１６】
2015053024.tif 000018
【図１７】
2015053024.tif 000019
【図１８】
2015053024.tif 000020
【図１９】
2015053024.tif 000021
【図２０】
2015053024.tif 000022
【図２１】
2015053024.tif 000023
【図２２】
2015053024.tif 000024
【図２３】
2015053024.tif 000025
【図２４】
2015053024.tif 000026
【図２５】
2015053024.tif 000027
【図２６】
2015053024.tif 000028
【図２７】
2015053024.tif 000029
【図２８】
2015053024.tif 000030
【図２９】
2015053024.tif 000031
【図３０】
2015053024.tif 000032
【図３１】
2015053024.tif 000033
【図３２】
2015053024.tif 000034
【図３３】
2015053024.tif 000035
【図３４】
2015053024.tif 000036
【図３５】
2015053024.tif 000037
【図３６】
2015053024.tif 000038
【図３７】
2015053024.tif 000039
【図３８】
2015053024.tif 000040
【図３９】
2015053024.tif 000041
【図４０】
2015053024.tif 000042
【図４１】
2015053024.tif 000043
【図４２】
2015053024.tif 000044
【図４３】
2015053024.tif 000045