(57)【要約】【課題】平均回数の変更が頻繁に発生せず、さらに描画速度が急激に変化する場合でも、平均回数が一度に大きく変化しないようにする。【解決手段】タッチ面の全面についてスキャンを実施して、タッチ面上の位置に応じたレベル信号を取得し、そのレベル信号に基づいてタッチ位置を検出する制御部７を備え、この制御部は、レベル信号に基づいてタッチ位置を算出するタッチ位置算出部４２と、タッチ面上で指示物を動かす描画速度に応じて平均回数を設定する平均回数設定部４３と、ここで設定された平均回数に基づいてタッチ位置を平均化する平均位置算出部４４と、を備え、平均回数設定部は、タッチ位置の変化状況から各回の速度特性値を求めるとともに、現在までの複数回の速度特性値から速度評価値を求めて、その速度評価値を所定のしきい値と比較して、その比較結果に基づいて新たな平均回数を設定する。【選択図】図４
2013080361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指示物によるタッチ操作が行われるタッチ面およびこのタッチ面上のタッチ操作を検出するタッチ検出手段を有するパネル本体と、
前記タッチ面の全面についてスキャンを実施して、前記タッチ面上の位置に応じたタッチ検出信号を取得し、そのタッチ検出信号に基づいてタッチ位置を検出する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記タッチ検出信号に基づいてタッチ位置を算出するタッチ位置算出部と、
前記タッチ面上で前記指示物を動かす描画速度に応じて平均回数を設定する平均回数設定部と、
この平均回数設定部で設定された平均回数に基づいて前記タッチ位置を平均化する平均位置算出部と、を備え、
前記平均回数設定部は、前記タッチ位置の変化状況から各回の速度特性値を求めるとともに、現在までの複数回の前記速度特性値から速度評価値を求めて、その速度評価値を所定のしきい値と比較して、その比較結果に基づいて新たな平均回数を設定することを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
前記速度評価値は、現在の平均回数に基づく積算回数分だけ前記速度特性値を積算した積算値であ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】
前記平均回数設定部は、前記速度評価値と前記しきい値との比較結果から、平均回数を変更するか否かを判定し、平均回数を変更する場合には、現在の平均回数を所定の変更幅だけ増減することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
前記平均回数設定部は、平均回数を所定の上限値および下限値の範囲に制限することを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
前記平均回数設定部は、前記速度評価値を高速しきい値および低速しきい値と比較して、描画速度が高速側および低速側のいずれに変化したかを判定し、描画速度が高速側に変化した場合には平均回数を減らし、描画速度が低速側に変化した場合には平均回数を増やすことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【請求項６】
前記平均回数設定部は、描画速度が低速側に変化したものと判定すると、平均回数を１回だけ増やすことを特徴とする請求項５に記載のタッチパネル装置。
【請求項７】
前記平均回数設定部は、描画速度が低速側に変化したものと判定すると、その回の平均回数は変更せず、次回の平均回数を増やすことを特徴とする請求項５または請求項６に記載のタッチパネル装置。
【請求項８】
前記速度特性値は、前回からタッチ位置が移動した移動距離であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか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、検出したタッチ位置を平均化して出力するタッチパネル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネル装置は、画面上の位置を入力する位置入力デバイスとして広く普及しており、画面上のボタンを選択する操作などの画面操作に用いられる他、ユーザが指示物（ユーザの指やスタイラス）を動かした際の指示物の軌跡に沿って線を描画する手書き入力にも用いられ、この場合、タッチ面にマーカーで直接描画をするのと同様の感覚で線を描画することができることから、ユーザの利便性を高めることができる。
【０００３】
このようなタッチパネル装置では、ノイズの影響などで、検出したタッチ位置が不規則に変動する現象、いわゆるジッタが発生する。このジッタは、タッチ位置の検出誤差となり、これが顕著になると、指示物による実際のタッチ位置から大きくずれた座標値が出力される。
【０００４】
そこで、このジッタによる問題を解消するため、タッチ位置を平均化して出力する技術が知られている（特許文献１参照）。ここでは、入力操作がトレースやポインティングであれば平均回数、すなわちタッチ位置を平均化する際のデータ数を増やし、入力操作がグラフィックであれば平均回数を減らすようにしている。また、座標指示器がカーソルであれば平均回数を増やし、座標指示器がスタイラスペンであれば平均回数を減らすようにしている。
【０００５】
また、ジッタは、特に手書き入力で、描画速度、すなわちタッチ面上で指示物を動かす速度が低い場合に問題となり、滑らかな線を描画することができなくなる。この問題は、平均回数を増やすことで解決することができるが、単純に平均回数を増やすと、描画速度が高い場合に、指示物の動きにあまり遅れずに線を表示させる描画の追随性が低下して、ユーザの操作感が悪化する。
【０００６】
そこで、この描画の追随性の問題を解消するため、描画速度が高い場合には平均回数（平均化の母数）を減らし、描画速度が低い場合には平均回数を増やす技術が知られている（特許文献２参照）。ここでは、描画速度（単位時間当りにタッチ位置が進む移動距離）をしきい値（基準値）と比較して、しきい値に対する描画速度の大小に応じて平均回数を切り替えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２１４７０８号公報
【特許文献２】特開平６−１７５７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
さて、前記特許文献１に開示された従来の技術は、入力操作の形態や座標指示器の種類に応じて平均回数を変更するようにしたものであり、手書き入力において描画速度が途中で変化する場合の問題は解決することができない。
【０００９】
一方、前記特許文献２に開示された従来の技術では、手書き入力において、描画速度が変化するのに応じて平均回数を変更することから、描画速度が途中で変化する場合に有効であり、描画の追随性と滑らかさの両立を図ることができる。しかしながら、単に描画速度に応じて平均回数を切り替えるだけであるため、描画速度がしきい値の近傍で変化する場合には、平均回数の変更が頻繁に生じるという問題があった。
【００１０】
また、単に描画速度に対応した大小２つの平均回数を用いるため、平均回数変更の効果を上げるため、２つの平均回数が大きく異なるように設定すると、平均回数を変更した際の変化量が大きくなるため、表示された線が実際の指示物の軌跡とは大きく異なったものになり、適切な描画が行われないという問題があった。また、平均回数の変化量が大きくなると、描画感覚、すなわち指示物の動きに応じて線が描かれる際にユーザが受ける印象が変化して、ユーザに違和感を与えるという問題があった。
【００１１】
一方、前記特許文献２にも開示されているように、しきい値とこれに対応する平均回数を複数用意して、描画速度に応じて平均回数を段階的に設定する構成も考えられるが、このように構成しても、描画速度が急激に変化する場合には、平均回数が一度に大きく変化するため、前記の問題を解決することはできない。
【００１２】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、平均回数の変更が頻繁に発生せず、さらに描画速度が急激に変化する場合でも、平均回数が一度に大きく変化しないように構成された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】
【００１３】
本発明のタッチパネル装置は、指示物によるタッチ操作が行われるタッチ面およびこのタッチ面上のタッチ操作を検出するタッチ検出手段を有するパネル本体と、前記タッチ面の全面についてスキャンを実施して、前記タッチ面上の位置に応じたタッチ検出信号を取得し、そのタッチ検出信号に基づいてタッチ位置を検出する制御部とを備え、前記制御部は、前記タッチ検出信号に基づいてタッチ位置を算出するタッチ位置算出部と、前記タッチ面上で前記指示物を動かす描画速度に応じて平均回数を設定する平均回数設定部と、この平均回数設定部で設定された平均回数に基づいて前記タッチ位置を平均化する平均位置算出部と、を備え、前記平均回数設定部は、前記タッチ位置の変化状況から各回の速度特性値を求めるとともに、現在までの複数回の前記速度特性値から速度評価値を求めて、その速度評価値を所定のしきい値と比較して、その比較結果に基づいて新たな平均回数を設定する構成とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、現在までの複数回の速度特性値から求められた速度評価値は、描画速度の変化状況を示すものであり、この速度評価値に基づいて平均回数が設定されるため、描画速度の変化状況に応じた適切な平均回数に設定することができる。そして、描画速度が変化してもすぐには速度評価値に大きな変化が現れず、描画速度が高い状態または低い状態が継続することで、速度評価値が徐々に変化して、速度評価値がしきい値に到達したところで平均回数が変化し、描画速度が変化するタイミングに遅れて平均回数が変化するため、平均回数が頻繁に変化することを避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係るタッチパネル装置１を示す全体構成図
【図２】受信電極４および受信部７の概略構成図
【図３】受信信号処理部２１の概略構成図
【図４】制御部８の概略構成図
【図５】描画速度が高速側に変化する場合の各パラメータの変化状況の一例を示す図
【図６】図５に示した各パラメータの変化状況をグラフ化して示す図
【図７】描画速度が低速側に変化する場合の各パラメータの変化状況の一例を示す図
【図８】図７に示した各パラメータの変化状況をグラフ化して示す図
【図９】図７に示した例による平均回数の変更に伴う平均位置の状況を示す図
【図１０】制御部８での処理の手順を示すフロー図
【図１１】図１０に示した平均回数算出（ＳＴ１１０）の手順を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
前記課題を解決するためになされた第１の発明は、指示物によるタッチ操作が行われるタッチ面およびこのタッチ面上のタッチ操作を検出するタッチ検出手段を有するパネル本体と、前記タッチ面の全面についてスキャンを実施して、前記タッチ面上の位置に応じたタッチ検出信号を取得し、そのタッチ検出信号に基づいてタッチ位置を検出する制御部とを備え、前記制御部は、前記タッチ検出信号に基づいてタッチ位置を算出するタッチ位置算出部と、前記タッチ面上で前記指示物を動かす描画速度に応じて平均回数を設定する平均回数設定部と、この平均回数設定部で設定された平均回数に基づいて前記タッチ位置を平均化する平均位置算出部と、を備え、前記平均回数設定部は、前記タッチ位置の変化状況から各回の速度特性値を求めるとともに、現在までの複数回の前記速度特性値から速度評価値を求めて、その速度評価値を所定のしきい値と比較して、その比較結果に基づいて新たな平均回数を設定する構成とする。
【００１７】
これによると、現在までの複数回の速度特性値から求められた速度評価値は、描画速度の変化状況を示すものであり、この速度評価値に基づいて平均回数が設定されるため、描画速度の変化状況に応じた適切な平均回数に設定することができる。そして、描画速度が変化してもすぐには速度評価値に大きな変化が現れず、描画速度が高い状態または低い状態が継続することで、速度評価値が徐々に変化して、速度評価値がしきい値に到達したところで平均回数が変化し、描画速度が変化するタイミングに遅れて平均回数が変化するため、平均回数が頻繁に変化することを避けることができる。
【００１８】
また、第２の発明は、前記速度評価値は、現在の平均回数に基づく積算回数分だけ前記速度特性値を積算した積算値である構成とする。
【００１９】
これによると、速度評価値を求めるために速度特性値を積算するだけで済むため、制御部の演算負担を軽減することができる。
【００２０】
また、第３の発明は、前記平均回数設定部は、前記速度評価値と前記しきい値との比較結果から、平均回数を変更するか否かを判定し、平均回数を変更する場合には、現在の平均回数を所定の変更幅だけ増減する構成とする。
【００２１】
これによると、平均回数が所定の変更幅ずつ段階的に増減するため、描画速度が急激に変化する場合でも、平均回数が一度に大きく変化することを避けることができる。
【００２２】
特に、現在の平均回数に基づく積算回数分だけ速度特性値を積算して速度評価値を求める構成では、前回の設定で平均回数が変更されると、描画速度に変化がなくても速度評価値が増減してしきい値から遠ざかるため、すぐには平均回数が変更されず、平均回数が頻繁に変化することを避けることができる。
【００２３】
また、第４の発明は、前記平均回数設定部は、平均回数を所定の上限値および下限値の範囲に制限する構成とする。
【００２４】
これによると、平均回数を所定の変更幅だけ増減することで、平均回数が上限値および下限値の範囲から逸脱する場合には、平均回数が上限値または下限値に設定される。これにより、平均回数が必要以上に大きくなったり小さくなったりすることを避けることができる。
【００２５】
また、第５の発明は、前記平均回数設定部は、前記速度評価値を高速しきい値および低速しきい値と比較して、描画速度が高速側および低速側のいずれに変化したかを判定し、描画速度が高速側に変化した場合には平均回数を減らし、描画速度が低速側に変化した場合には平均回数を増やす構成とする。
【００２６】
これによると、描画速度が高速側に変化した場合には平均回数を減らすため、描画の追随性を確保することができ、このとき、平均回数を減らすことで描画の滑らかさが低下するおそれがあるが、描画速度が高い場合には各回のタッチ位置が離れているため、描画の滑らかさは問題とならない。一方、描画速度が低速側に変化した場合には平均回数を増やすため、描画の滑らかさを確保することができ、このとき、平均回数を増やすことで描画の追随性が低下するおそれがあるが、描画速度が低いため、描画の追随性は問題とならない。  
【００２７】
また、第６の発明は、前記平均回数設定部は、描画速度が低速側に変化したものと判定すると、平均回数を１回だけ増やす構成とする。
【００２８】
これによると、描画位置が不適切なものになることを避けることができる。
【００２９】
また、第７の発明は、前記平均回数設定部は、描画速度が低速側に変化したものと判定すると、その回の平均回数は変更せず、次回の平均回数を増やす構成とする。
【００３０】
これによると、描画位置が不適切なものになることを避けることができる。
【００３１】
また、第８の発明は、前記速度特性値は、前回からタッチ位置が移動した移動距離である構成とする。
【００３２】
これによると、各回のタッチ位置は一定の時間間隔で求められるため、移動距離を速度とみなすことができる。そして、単にタッチ位置の座標値を減算するだけで、速度特性値として移動距離を求めることができるため、制御部の演算負担を軽減することができる。この場合、速度特性値を積算して速度評価値を求める構成では、移動距離を積算した総移動距離が速度評価値となる。
【００３３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３４】
図１は、本実施形態に係るタッチパネル装置１を示す全体構成図である。このタッチパネル装置１は、指示物（ユーザの指やスタイラス）によるタッチ操作が行われるタッチ面２を有するとともに互いに並走する複数の送信電極（タッチ検出手段）３と互いに並走する複数の受信電極（タッチ検出手段）４とが格子状に配置されたパネル本体５と、送信電極３に対して駆動信号（パルス信号）を印加する送信部６と、送信電極３に印加された駆動信号に応答した受信電極４の応答信号を受信して、送信電極３と受信電極４とが交差する電極交点ごとのレベル信号（タッチ検出信号）を出力する受信部７と、この受信部７から出力されるレベル信号に基づいてタッチ位置を検出すると共に送信部６および受信部７の動作を制御する制御部８とを備えている。
【００３５】
このタッチパネル装置１は、大画面の表示装置と組み合わせることで、プレゼンテーションや講義に用いることができるようにした、いわゆるインタラクティブホワイトボードとして用いられ、特にここでは、プロジェクタ装置１０と組み合わせて用いられ、パネル本体５のタッチ面２が、プロジェクタ装置１０の投影画面を表示するスクリーンとなる。
【００３６】
制御部８から出力されるタッチ位置情報は、パソコンなどの外部機器９に入力され、ここで生成した表示画面データがプロジェクタ装置１０に出力される。これにより、タッチ面２上に表示された画面上のボタンを選択する操作などの画面操作を行うことができ、また、手書き入力モードとすると、ユーザがタッチ面２上で指示物を動かした際の指示物の軌跡に沿って線が表示され、タッチ面２にマーカーで直接描画をするのと同様の感覚で線を描くことができる。さらに、タッチ操作で描かれた画像を消去するイレーサを用いることもできる。
【００３７】
送信電極３は、Ｘ方向に延在し、Ｙ方向に所定の間隔をおいて配列されている。受信電極４は、Ｙ方向に延在し、Ｘ方向に所定の間隔をおいて配列されている。この送信電極３および受信電極４は同一の配置間隔（例えば２０ｍｍ）で配置されており、その本数はパネル本体５のアスペクト比に応じて異なり、例えば送信電極３が６０本、受信電極４が９６本配置される。
【００３８】
送信電極３と受信電極４とは、絶縁層を挟んで重なり合う態様で交差しており、この送信電極３と受信電極４とが交差する電極交点にはコンデンサが形成され、ユーザが指示物でタッチ操作を行う際に、指示物がタッチ面２に接近あるいは接触すると、これに応じて電極交点の静電容量が実質的に減少することで、タッチ操作の有無を検出することができる。
【００３９】
ここでは、相互容量方式が採用されており、送信電極３に駆動信号を印加すると、これに応答して受信電極４に充放電電流が流れ、この充放電電流が応答信号として受信電極４から出力され、このとき、ユーザのタッチ操作に応じて電極交点の静電容量が変化すると、受信電極４の応答信号が変化し、この変化量に基づいてタッチ位置が算出される。この相互容量方式では、受信部７で応答信号を信号処理して得られるレベル信号が、送信電極３と受信電極４とによる電極交点ごとに出力されるため、同時に複数のタッチ位置を検出する、いわゆるマルチタッチ（多点検出）が可能である。
【００４０】
送信部６および受信部７は、制御部８から出力される同期信号に応じて動作し、送信部６において１本の送信電極３に駆動信号を印加する間に、受信部７において受信電極４を１本ずつ選択して受信電極４からの応答信号を順次処理し、この１ライン分のスキャンを全ての送信電極３について順次繰り返すことで、タッチ面２の全面に渡る１フレーム分のスキャンが行われ、これにより１フレーム分のレベル信号、すなわち全ての電極交点ごとのレベル信号を取得することができる。この１フレーム分のスキャンに要する時間（フレーム周期）は例えば１０ｍｓとする。
【００４１】
制御部８は、受信部７から出力される電極交点ごとのレベル信号から所定の演算処理によってタッチ位置（タッチ領域の中心座標）を求める。このタッチ位置の演算では、Ｘ方向（受信電極４の配列方向）とＹ方向（送信電極３の配列方向）とでそれぞれ隣接する複数（例えば４×４）の電極交点ごとのレベル信号から所要の補間法（例えば重心法）を用いてタッチ位置を求める。これにより、送信電極３及び受信電極４の配置ピッチ（例えば２０ｍｍ）より高い分解能（例えば１ｍｍ以下）でタッチ位置を検出することができる。
【００４２】
また、制御部８では、タッチ面２の全面に渡って電極交点ごとのレベル信号の受信が終了する１フレーム周期ごとにタッチ位置を求める処理が行われ、タッチ位置情報がフレーム単位で外部機器９に出力される。外部機器９では、時間的に連続する複数のフレームのタッチ位置情報に基づいて、各タッチ位置を時系列に連結する表示画面データを生成して、プロジェクタ装置１０に出力する。なお、マルチタッチの場合には、複数の指示物によるタッチ位置を含むタッチ位置情報がフレーム単位で出力される。
【００４３】
図２は、受信電極４および受信部７の概略構成図である。各受信電極４には、受信電極４の応答信号の受信部７への入力を断続するスイッチング素子ＳＷが接続されている。受信部７は、スイッチング素子ＳＷを介して受信電極４から入力される応答信号に対して所要の信号処理を行う受信信号処理部２１を備えている。各スイッチング素子ＳＷは制御部８からの駆動信号に応じて個別にオン／オフ制御される。
【００４４】
受信電極４およびスイッチング素子ＳＷは、所定数（例えば２４本）ごとにグループ化され、各グループに属するスイッチング素子ＳＷの互いに対応するもの同士が並行してオン／オフ制御される。また、各グループごとに受信信号処理部２１が設けられている。各グループではスイッチング素子ＳＷが１つずつ順にオンとなるように制御され、残りのスイッチング素子ＳＷはオフに制御されており、スイッチング素子ＳＷをオンとすることで選択された１本の受信電極４の応答信号が受信信号処理部２１に入力される。
【００４５】
このように、スイッチング素子ＳＷのスイッチング動作が複数のグループ間で並行して行われるため、全ての受信電極４の応答信号を受信するのに要する時間を短縮することができる。また、受信部７での応答信号の処理をグループごとに分割して行うことができるため、ハードウエア構成の大型化を抑えることができる。
【００４６】
図３は、受信信号処理部２１の概略構成図である。この受信信号処理部２１は、ＩＶ変換部３１と、バンドパスフィルタ３２と、絶対値検出部３３と、積分部３４と、サンプルホールド部３５と、ＡＤ変換部３６とを備えている。
【００４７】
ＩＶ変換部３１では、スイッチング素子ＳＷを介して入力される受信電極４の応答信号（充放電電流信号）が電圧信号に変換される。バンドパスフィルタ３２では、ＩＶ変換部３１の出力信号に対して、送信電極３に印加される駆動信号の周波数以外の周波数成分を有する信号を除去する処理が行われる。絶対値検出部（整流部）３３では、バンドパスフィルタ３２の出力信号に対して全波整流が行われる。積分部３４では、絶対値検出部３３の出力信号を時間軸方向に積分する処理が行われる。サンプルホールド部３５では、積分部３４の出力信号を所定のタイミングでサンプリングする処理が行われる。ＡＤ変換部３６では、サンプルホールド部３５の出力信号をＡＤ変換してレベル信号（ディジタル信号）を出力する。
【００４８】
図４は、制御部８の概略構成図である。制御部８は、前記のように、タッチ面２の全面についてスキャンを実施して、タッチ面２上の位置（ここでは電極交点の位置）に応じたレベル信号（タッチ検出信号）を取得し、そのレベル信号に基づいてタッチ位置を検出するものであり、その主制御部４１は、タッチ位置算出部４２と、平均回数設定部４３と、平均位置算出部４４と、を備えている。
【００４９】
タッチ位置算出部４２は、受信部７から出力されるレベル信号に基づいてタッチ位置を算出する。平均回数設定部４３は、描画速度、すなわちユーザが指示物を動かす速度に基づいて、平均回数、すなわち平均位置算出部４４でタッチ位置を平均化する際のデータ数を設定する。平均位置算出部４４は、平均回数設定部４３で設定された平均回数に基づいて、タッチ位置算出部４２で求めたタッチ位置を平均化して平均位置を求める。この平均回数設定部４３および平均位置算出部４４の各処理は手書き入力モードで実行される。
【００５０】
タッチ位置算出部４２で求めたタッチ位置は位置情報保存部４５に保存され、この位置情報保存部４５を参照して、平均回数設定部４３および平均位置算出部４４の各処理が行われる。
【００５１】
なお、主制御部４１のタッチ位置算出部４２、平均回数設定部４３および平均位置算出部４４は、ＣＰＵで所定のプログラムを実行することで実現される。位置情報保存部４５はＲＡＭで実現される。位置情報保存部４５は、後に詳しく説明するが、少なくとも平均回数の上限値（例えば３１）に対応するデータ量を保存可能なものとする。
【００５２】
図５は、描画速度が高速側に変化する場合の各パラメータの変化状況の一例を示す図である。図６は、図５に示した各パラメータの変化状況をグラフ化して示す図である。図７描画速度が低速側に変化する場合の各パラメータの変化状況の一例を示す図である。図８は、図７に示した各パラメータの変化状況をグラフ化して示す図である。ここで、サンプル数は、位置情報保存部４５に保存された有効なタッチ位置のデータ数であり、スキャン回数と一致する。
【００５３】
以下、図５〜図８に示した具体例を適宜に参照しながら、図４に示した平均回数設定部４３で行われる処理について詳しく説明する。
【００５４】
平均回数設定部４３では、タッチ位置の変化状況から各回の速度特性値を求めるとともに、現在までの複数回の速度特性値から速度評価値を求めて、その速度評価値を所定のしきい値と比較して、その比較結果に基づいて新たな平均回数を設定する。
【００５５】
特に、本実施形態では、速度特性値を、前回からタッチ位置が移動した移動距離とする。タッチ位置は１回のスキャンの度に求められ、各回のタッチ位置の時間間隔は、フレーム周期に対応した一定値となるため、前回のタッチ位置と今回のタッチ位置との２点間の距離である移動距離は描画速度とみなすことができる。このように速度特性値を移動距離とすると、単にタッチ位置の座標値を減算するだけで、速度特性値として移動距離を求めることができるため、制御部８の演算負担を軽減することができる。
【００５６】
また、本実施形態では、速度評価値を、現在の平均回数に基づく積算回数分だけ移動距離（速度特性値）を積算した積算値、すなわち積算回数分だけ過去に遡った回から今回までの移動距離を積算した積算値である総移動距離とする。このように速度評価値を、移動距離（速度特性値）を積算した総移動距離とすると、速度評価値として総移動距離を求めるために移動距離を積算するだけで済むため、制御部８の演算負担を軽減することができる。
【００５７】
このように現在までの複数回の移動距離を積算した総移動距離は、積算期間における描画速度の変化状況を示すものであり、この総移動距離に基づいて平均回数が設定されるため、描画速度の変化状況に応じた適切な平均回数に設定することができる。
【００５８】
特に、総移動距離は、描画速度が変化してもすぐには大きく変化せず、描画速度が高い状態または低い状態が継続することで徐々に変化する。このため、描画速度が変化するタイミングに遅れて平均回数が変化するようになり、描画速度が一時的に変化して元に戻るような場合には平均回数が変化せず、平均回数が頻繁に変化することを避けることができる。
【００５９】
図５，図６に示す例では、サンプル数が１５となるときに移動距離が２mmから４mmに変化するが、この移動距離が変化するタイミングから１回遅れてサンプル数が１６となるときに平均回数が１３回から１０回に変更される。また、図７，図８に示す例では、サンプル数が１５となるときに移動距離が４mmから２mmに変化するが、この移動距離が変化するタイミングから４回遅れてサンプル数が１９となるときに平均回数が７回から８回に変更される。
【００６０】
なお、サンプル数が平均回数（積算回数）に達するまでは、便宜的にサンプル数を平均回数として平均化が行われる。図５，図６に示す例では、当初の平均回数の１３回に達するまでは、サンプル数が増えるのに応じて平均回数が増える。また、図７，図８に示す例では、当初の平均回数の７回に達するまでは、サンプル数が増えるのに応じて平均回数が増える。
【００６１】
また、本実施形態では、総移動距離（速度評価値）としきい値との比較結果から、平均回数を変更するか否かを判定し、平均回数を変更する場合には、現在の平均回数を所定の変更幅だけ増減する。
【００６２】
特に、本実施形態では、総移動距離（速度評価値）を高速しきい値および低速しきい値と比較して、描画速度が高速側および低速側のいずれに変化したかを判定し、描画速度が高速側に変化した場合には平均回数を減らし、描画速度が低速側に変化した場合には平均回数を増やす。
【００６３】
すなわち、総移動距離が高速しきい値より大きくなると、描画速度が高速側に変化したものと判定して、平均回数を所定の変更幅ｎだけ減らし、一方、総移動距離が低速しきい値より小さくなると、描画速度が低速側に変化したものと判定して、平均回数を所定の変更幅ｍだけ増やす。総移動距離が高速しきい値と低速しきい値との間にある場合には、描画速度に大きな変化がないものと判断して、平均回数は変更しない。
【００６４】
これにより、描画速度が高い場合には平均回数を減らすため、描画の追随性を確保することができ、このとき、平均回数を減らすことで、描画の滑らかさが低下するおそれがあるが、描画速度が高い場合には各回のタッチ位置が離れているため、描画の滑らかさは問題とならない。一方、描画速度が低い場合には平均回数を増やすため、描画の滑らかさを確保することができ、このとき、平均回数を増やすことで、描画の追随性が低下するが、描画速度が低いため、描画の追随性は問題とならない。
【００６５】
図５〜図８に示した例では、低速しきい値が２０mmに、高速しきい値が３０mmにそれぞれ設定されている。この低速しきい値および高速しきい値は、特に限定されるものではなく、タッチパネル装置１の仕様に応じて最適な値に設定される。
【００６６】
また、図５〜図８に示した例では、描画速度が高速側に変化した場合の平均回数の変更幅ｎが３回に設定されている。この変更幅ｎは、特に限定されるものではなく、タッチパネル装置１の仕様に応じて最適な値に設定される。
【００６７】
一方、描画速度が低速側に変化した場合の平均回数の変更幅ｍは１回に設定されている。この変更幅ｍは、２回以上に設定することは不可能ではないが、その場合、求められた平均位置が逆戻りする状態が発生することがあるため、変更幅ｍは１回とすることが望ましい。この点については、後に具体例を用いて詳しく説明する。
【００６８】
このように総移動距離を高速しきい値および低速しきい値と比較して、平均回数を変更する場合には平均回数を所定の変更幅ｍ，ｎだけ増減するようにすると、平均回数が段階的に増減するため、描画速度が急激に変化する場合でも、平均回数が一度に大きく変化することを避けることができる。図５，図６に示す例では、平均回数は１３、１０、７と段階的に小さくなっている。また、図７，図８に示す例では、平均回数は７、８、９、１０、１１と段階的に大きくなっている。
【００６９】
また、本実施形態では、現在の平均回数に基づく積算回数分だけ移動距離を積算して総移動距離を求めるため、前回の設定で平均回数が変更されると、描画速度に変化がなくても総移動距離が増減するため、描画速度が特に大きく変化しなければ、すぐには平均回数が変更されず、平均回数が頻繁に変化することを避けることができる。
【００７０】
すなわち、図５，図６に示したように、描画速度が高速側に変化する場合には、総移動距離が高速しきい値に達すると、平均回数が減り、これに伴って総移動距離が小さくなるため、一旦、総移動距離が高速しきい値より小さくなるが、移動距離が大きな状態が継続しているため、再度、総移動距離が高速しきい値に達して、平均回数が減り、これに伴って総移動距離が小さくなる。その後、積算の範囲（スキャンの度に求められる移動距離の時系列上の範囲）の全体が、描画速度が高い（移動距離が大きな）期間に入ると、総移動距離が高速しきい値より小さい値に落ち着き、平均回数は変更されない。
【００７１】
また、図７，図８に示したように、描画速度が低速側に変化する場合には、総移動距離が低速しきい値に達すると、平均回数が増え、これに伴って総移動距離が大きくなるため、一旦、総移動距離が低速しきい値より大きくなるが、移動距離が小さな状態が継続しているため、再度、総移動距離が低速しきい値に達して、平均回数が増え、これに伴って総移動距離が大きくなり、以後、数回に渡って平均回数の変更が繰り返される。その後、積算の範囲の全体が、描画速度が低い（移動距離が小さな）期間に入ると、総移動距離が低速しきい値より大きな値に落ち着き、平均回数は変更されない。
【００７２】
このように、描画速度が高速側に変化すると、平均回数が段階的に小さくなり、また、描画速度が低速側に変化すると、平均回数が段階的に大きくなり、その後、描画速度に変化がないと、平均回数が一定の値に落ち着く。
【００７３】
また、本実施形態では、平均回数を所定の上限値および下限値の範囲に制限する。すなわち、描画速度が低速側に変化した場合に平均回数を変更幅ｍだけ増やすことで平均回数が上限値を超える場合には、平均回数が上限値に設定され、一方、描画速度が高速側に変化した場合に平均回数を変更幅ｎだけ減らすことで平均回数が下限値を下回る場合には、平均回数が下限値に設定される。
【００７４】
平均回数の上限値は、描画速度が想定される範囲で最も低くなる場合でも、描画の滑らかさを十分に確保することができる値に設定される。平均回数の下限値は、描画速度が想定される範囲で最も高くなる場合でも、十分な描画の追随性を確保することができる値に設定される。これにより、平均回数を所定の上限値および下限値の範囲に制限しても、描画の追随性および滑らかさを十分に確保することができる。
【００７５】
図５〜図８に示した例では、平均回数の上限値が３１回に、平均回数の下限値が７回にそれぞれ設定されている。なお、この平均回数の上限値および下限値は、特に限定されるものではなく、タッチパネル装置１の仕様に応じて最適な値に設定される。
【００７６】
また、本実施形態では、描画速度が低速側に変化した場合には、新たに設定された平均回数をその回の平均化処理に即反映させず、次回の平均化処理に反映させる、すなわち、次回の平均回数を増やして、今回の平均化処理には現在の平均回数を用いるようにしている。
【００７７】
このため、描画速度が低速側に変化した場合には、総移動距離を求める際の積算回数と、タッチ位置を平均化する際の平均回数とが、同じ回で一致する。図７，図８に示す例では、サンプル数が１８となるとき、積算回数は現在設定されている平均回数である７回となり、その回の平均化処理の平均回数も７回となっており、次回のサンプル数が１９となるときに、平均回数が８回に変更される。
【００７８】
一方、描画速度が高速側に変化した場合には、新たに設定された平均回数がその回の平均化処理に即反映される。このため、総移動距離を求める際の積算回数と、タッチ位置を平均化する際の平均回数とは、同じ回で異なるものになる。図５，図６に示す例では、サンプル数が１６となるとき、積算回数は現在設定されている平均回数である１３回となるが、その回の平均回数は１０回となっている。
【００７９】
次に、描画速度が低速側に変化した場合の平均回数の変更幅ｍについて説明する。図９は、図７に示した例による平均回数の変更に伴う平均位置の状況を示す図である。図９（Ａ）は、平均回数の変更幅ｍを１回に設定した場合を、図９（Ｂ）は、平均回数の変更幅ｍを２回に設定した場合を、それぞれ示す。
【００８０】
本実施形態では、フレームごとにタッチ位置が出力されるたびに、そのタッチ位置に基づく線を描画表示するリアルタイム処理を行っているが、ここで、平均回数を増やす場合に平均化に過去のデータを使用するようにすると、描画位置が不適切なものになるという問題がある。
【００８１】
すなわち、リアルタイム処理では、スキャンの度にサンプル数が１しか増えないため、描画速度が低速側に変化した場合の平均回数の変更幅ｍを２回以上にすると、平均化の範囲（スキャンの度に求められるタッチ位置の時系列上の範囲）を古い方に広げることになるため、平均位置が逆戻りする状態が発生することがある。
【００８２】
図９（Ｂ）に示す例では、サンプル数が１８のときに、総移動距離が低速しきい値に到達し、その次のサンプル数が１９のときに、平均回数を７回から９回に増やしている。このようにすると、サンプル数が１９のときの平均位置が、前回の平均位置と前々回の平均位置との間になり、実際のタッチ位置は一方向に進んでいるにも拘わらず平均位置が逆戻りした状態となる。
【００８３】
このように描画速度が低速側に変化した場合の平均回数の変更幅ｍを２回以上にすると、平均位置が逆戻りする状態が発生することがあるため、平均回数の変更幅ｍは１回とすることが望ましく、これにより描画位置が不適切なものになることを避けることができる。
【００８４】
また、本実施形態では、描画速度が低速側に変化したものと判定された回の平均回数は変更せず、次回の平均回数を増やすようにしているが、これも、前記の平均回数の変更幅ｍを１回に制限することと同様の理由によるものであり、これにより描画位置が不適切なものになることを避けることができる。
【００８５】
図１０は、制御部８での処理の手順を示すフロー図である。図１１は、図１０に示した平均回数算出（ＳＴ１１０）の手順を示すフロー図である。
【００８６】
本タッチパネル装置１を手書きモードに設定すると、図１０に示すように、まず、制御部８にて、サンプル数および平均回数が初期化される（ＳＴ１０１）。ここでは、サンプル数が０に、平均回数が下限値（７回）に設定される。
【００８７】
そして、送信電極３に対して駆動信号を印加しながら受信電極４から出力される信号を処理するスキャンがタッチ面２の全面について実施され（ＳＴ１０２）、制御部８にて、受信部７から出力されるレベル信号に基づいてタッチがあったものと判定されると（ＳＴ１０３でＹｅｓ）、タッチ位置算出部４２にてタッチ位置を算出して、その情報を位置情報保存部４５に保存する（ＳＴ１０４）。
【００８８】
ついで、サンプル数を１増やし（ＳＴ１０５）、また、次回平均回数を現在設定されている平均回数の値に設定する（ＳＴ１０６）。なお、ここでは、平均回数とは別に次回平均回数を設定しているが、これは、後に詳しく説明するように、描画速度が高速側に変化した場合と、描画速度が低速側に変化した場合とで、平均回数の取り扱いが異なるためである。
【００８９】
ついで、サンプル数が平均回数の下限値（７回）以上であるか否かが判定され（ＳＴ１０７）、サンプル数が平均回数の下限値に満たないと（ＳＴ１０７でＮｏ）、平均回数をサンプル数の値に設定する（ＳＴ１０８）。そして、その設定された平均回数にて平均位置を算出する（ＳＴ１１１）。
【００９０】
一方、サンプル数が平均回数の下限値以上であると（ＳＴ１０７でＹｅｓ）、平均回数分の移動距離を積算して総移動距離を求め（ＳＴ１０９）、その総移動距離に基づいて平均回数を算出する（ＳＴ１１０）。そして、その算出された平均回数にて平均位置を算出する（ＳＴ１１１）。
【００９１】
このようにして平均位置を算出すると（ＳＴ１１１）、次回平均回数を平均回数の値に設定して（ＳＴ１１２）、次回のスキャン（ＳＴ１０２）に進む。
【００９２】
次に、平均回数算出（ＳＴ１１０）の手順について詳しく説明する。
【００９３】
ここでは、図１１に示すように、まず、総移動距離を低速しきい値（２０mm）と比較して描画速度が低速側に変化したか否かを判定する（ＳＴ２０１）。ここで、総移動距離が低速しきい値以下となる場合には（ＳＴ２０１でＹｅｓ）、次回平均回数を１回（変更幅ｍ）だけ増やす（ＳＴ２０２）。そして、求められた次回平均回数が平均回数の上限値（３１回）より大きい場合には（ＳＴ２０３でＹｅｓ）、次回平均回数を平均回数の上限値に設定する（ＳＴ２０４）。
【００９４】
一方、低速判定（ＳＴ２０１）で、総移動距離が低速しきい値を超えている場合には（ＳＴ２０１でＮｏ）、次に、総移動距離を高速しきい値（３０mm）と比較して描画速度が高速側に変化したか否かを判定する（ＳＴ２０５）。ここで、総移動距離が高速しきい値以上となる場合には（ＳＴ２０５でＹｅｓ）、平均回数を３回（変更幅ｎ）だけ減らす（ＳＴ２０６）。そして、求められた平均回数が下限値（７回）より小さい場合には（ＳＴ２０７でＹｅｓ）、平均回数を下限値に設定する（ＳＴ２０８）。
【００９５】
また、高速判定（ＳＴ２０５）で、総移動距離が高速しきい値未満となる場合（ＳＴ２０５でＮｏ）、すなわち、総移動距離が低速しきい値と高速しきい値との間にある場合には、描画速度が変化していないものと判断して、平均回数の増減は行われない。
【００９６】
このように、描画速度が高速側に変化した場合には、平均回数を減らしてその回の平均位置算出に即反映するが、描画速度が低速側に変化した場合には、次回の平均回数を増やして、平均位置算出には現在の平均回数を用いる。また、平均回数を変化幅ｍ，ｎだけ増減することで、平均回数が上限値および下限値の範囲から逸脱する場合には、平均回数が上限値または下限値に設定される。
【００９７】
以上のように、本実施形態では、現在の平均回数に基づく積算回数分だけ速度特性値（移動距離）を積算した速度評価値（総移動距離）を求め、この速度評価値を所定のしきい値と比較して、速度評価値がしきい値で規定された適正領域から外れる場合には、平均回数の増減とこれに伴う速度評価値の増減が繰り返され、最終的に平均回数が描画速度に見合った値になると、速度評価値が適正領域内に収まるようになって、平均回数が一定となる。このように本実施形態では、平均回数が描画速度に見合った値になるまで段階的に増減されるため、平均回数が頻繁に変化することを避けることができ、また、描画速度が急激に変化する場合でも平均回数が一度に大きく変化しないようにすることができる。
【００９８】
なお、本実施形態では、インタラクティブホワイトボードとして用いられる大型のタッチパネル装置の例を示したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば携帯端末に設けられる小型のタッチパネル装置に適用することも可能である。
【００９９】
また、本実施形態では、静電容量方式、特に相互容量方式によるタッチパネル装置について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、タッチ位置を検出する原理が異なる種々の方式によるタッチパネル装置に適用することができる。
【０１００】
また、本実施形態では、速度評価値を、現在の平均回数分だけ速度特性値（移動距離）を積算した積算値（総移動距離）としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、速度特性値を積算する際の積算回数を、平均回数そのものではなく、これに所定の比率を乗じたものや、所定値だけ加算または減算したものとしてもよい。
【０１０１】
また、本実施形態では、しきい値を高速側と低速側に１つずつ設定したが、高速しきい値を複数設定して、高速の程度を数段階に分けて判定するようにしてもよい。この場合、高速しきい値ごとに平均回数の変更幅を設定し、高速しきい値が大きなものほど、平均回数の変更幅が大きくなるようにする。これにより、描画速度の変化の程度に応じて平均回数を細かく調整することができる。一方、描画速度が低速側に変化する場合の平均回数の変更幅は１とすることが望ましく、この場合、低速しきい値を複数設定することはできない。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明にかかるタッチパネル装置は、平均回数の変更が頻繁に発生せず、さらに描画速度が急激に変化する場合でも、平均回数が一度に大きく変化しないようになる効果を有し、検出したタッチ位置を平均化して出力するタッチパネル装置などとして有用である。
【符号の説明】
【０１０３】
１  タッチパネル装置
２  タッチ面
３  送信電極（タッチ検出手段）
４  受信電極（タッチ検出手段）
５  パネル本体
６  送信部
７  受信部
８  制御部
４１  主制御部
４２  タッチ位置算出部
４３  平均回数設定部
４４  平均位置算出部
４５  位置情報保存部
【図１】
2013080361.tif 000003
【図２】
2013080361.tif 000004
【図３】
2013080361.tif 000005
【図４】
2013080361.tif 000006
【図５】
2013080361.tif 000007
【図６】
2013080361.tif 000008
【図７】
2013080361.tif 000009
【図８】
2013080361.tif 000010
【図９】
2013080361.tif 000011
【図１０】
2013080361.tif 000012
【図１１】
2013080361.tif 000013