特許 6013623 タッチセンサ制御装置、タッチパネルシステム、電子情報機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6013623

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】タッチセンサ制御装置、タッチパネルシステム、電子情報機器

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20161011BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 520

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2015-552358(P2015-552358)

(86)(22)【出願日】2014年10月21日

(86)【国際出願番号】JP2014077933

(87)【国際公開番号】WO2015087621

(87)【国際公開日】20150618

【審査請求日】2016年4月21日

(31)【優先権主張番号】特願2013-256373(P2013-256373)

(32)【優先日】2013年12月11日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】澤幡 純一

(72)【発明者】

【氏名】石川 卓

【審査官】 円子 英紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０６１５９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タッチセンサの制御を行うタッチセンサ制御装置であって、
上記タッチセンサの検出面におけるタッチ位置を特定するタッチ位置特定部と、
上記タッチ位置に応じてマスク領域を設定するマスク設定部と、
上記検出面における上記マスク領域を除いた領域について、タッチの検出感度のキャリブレーションを行うキャリブレーション部と、
上記タッチセンサからセンス信号を取得する信号取得部とを備え、
上記マスク領域は、上記タッチ位置を含む、基準値に対する上記センス信号の値の変化が所定の閾値以上である領域である
ことを特徴とするタッチセンサ制御装置。

【請求項2】

上記キャリブレーション部は、検出感度のキャリブレーションデータの生成において、上記マスク領域を除いた領域については、取得された上記センス信号を使用し、上記マスク領域については、過去のキャリブレーションデータを使用する
ことを特徴とする請求項１に記載のタッチセンサ制御装置。

【請求項3】

上記マスク領域は、上記タッチ位置を中心とする矩形領域を含み、
上記矩形領域は、上記検出面における３ｃｍ×３ｃｍの正方形に対応する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のタッチセンサ制御装置。

【請求項4】

タッチセンサの制御を行うタッチセンサ制御装置であって、
上記タッチセンサの検出面におけるタッチ位置を特定するタッチ位置特定部と、
上記タッチ位置に応じてマスク領域を設定するマスク設定部と、
上記検出面における上記マスク領域を除いた領域について、タッチの検出感度のキャリブレーションを行うキャリブレーション部と、
上記タッチセンサからセンス信号を取得する信号取得部とを備え、
上記マスク設定部は、上記タッチ位置がある時刻に到達する到達位置を予測し、上記到達位置を含む上記マスク領域を設定し、
上記キャリブレーション部は、検出感度のキャリブレーションデータの生成において、上記マスク領域を除いた領域については、取得された該時刻の上記センス信号を使用することにより、検出感度のキャリブレーションデータを生成し、上記マスク領域については、過去のキャリブレーションデータを使用する
ことを特徴とするタッチセンサ制御装置。

【請求項5】

調整されたセンスデータが上記検出面に接触または近接する指示体の有無に対応した値を有するように、上記キャリブレーションデータを用いて上記センス信号の値を調整することにより、上記調整されたセンスデータを生成する信号値調整部を備え、
上記タッチ位置特定部は、上記調整されたセンスデータから、タッチ位置を特定する
ことを特徴とする請求項２に記載のタッチセンサ制御装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載のタッチセンサ制御装置を備えるタッチパネルシステムであって、
上記タッチセンサを備えるタッチパネルを備えることを特徴とするタッチパネルシステム。

【請求項7】

請求項１から５のいずれか一項に記載のタッチセンサ制御装置を備える電子情報機器であって、
上記タッチセンサを備えるタッチパネルと、
上記タッチ位置に基づいて上記電子情報機器の制御を行うホスト制御部とを備えることを特徴とする電子情報機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タッチセンサ制御装置、およびそれを備えるタッチパネルシステム等に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、タッチパネルの検出面に接触または近接する指示体（例えば、ユーザの指やスタイラスペン等、以下同じ）の位置を検出することによって、ユーザの指示を受け付けるタッチパネルシステムが、携帯電話およびパソコンなどの電子情報機器に搭載されることが多くなってきている。特に、マルチタッチが可能な投影型の静電容量方式のタッチパネルが、電子情報機器に搭載されることが多くなってきている。

【0003】

このようなタッチパネルシステムでは、タッチパネルが生成する信号の処理結果に基づいて、検出面に接触または近接する指示体の検出が行われる。ただし、タッチパネルが生成する信号は、タッチパネルの構造上の不均一性の他、検出面に付着した汚れ、または経年劣化等の様々な影響を受ける。そのため、タッチパネルが生成する信号の処理結果を直接的に利用して指示体の検出を行った場合、検出面内における指示体の検出感度が不均一になってしまう。

【0004】

このように、検出面内における指示体の検出感度が不均一になると、例えば、検出面内のある位置では指示体が検出され易いが、他の位置では指示体が検出され難いという事態が生じ得る。

【0005】

そこで、検出面に接触または近接する指示体が存在しない状態（以下、「無指示状態」という）でタッチパネルが生成した信号の処理結果に基づいて、キャリブレーション（校正）を実行することが考えられる。キャリブレーションを実行すると、その後に得られるタッチパネルが生成した信号の処理結果において、上記の様々な影響に起因する検出感度のばらつきが抑制される。そのため、検出面内における指示体の検出感度をより均一にすることが可能になる。

【0006】

タッチパネルの静電容量値の分布は、温度変化または経時変化等により変化するため、キャリブレーションは、製造時の他、電源投入時等に定期的に行われることが好ましい。

【0007】

しかしながら、キャリブレーションを実行するタイミングにおいて、必ずしも無指示状態であるとは限らない。例えば、検出面内のある位置に指示体が接触または近接していた状態で、キャリブレーションを実行してしまうと、その後に生成される処理結果において、当該ある位置については検出面に接触または近接する指示体の影響が抑制されてしまう。そのため、当該ある位置については、指示体の検出感度が著しく低下し、場合によっては指示体を検出することが不可能となる。

【0008】

特許文献１には、自動キャリブレーション中に人感センサが接近物の存在を感知した場合、タッチパネルの自動キャリブレーションを中止することが記載されている。これにより、正しくないキャリブレーションが行われることを防いでいる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】日本国公開特許公報「特開２０１２−１１８８５０号公報（２０１２年６月２１日公開）」

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

適切なキャリブレーションを行うためには、無指示状態においてキャリブレーションを行うことが望ましい。

【0011】

しかしながら、特許文献１の構成では、長期間タッチパネルに人が近接していると、その期間の間キャリブレーションを行うことができない。そのため、キャリブレーションが行われていない期間が長く続く可能性がある。これにより、タッチ位置の誤検出が発生しうる。

【0012】

本発明の一態様によれば、適切なキャリブレーションを行うタッチセンサ制御装置を実現することができる。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の一態様に係るタッチセンサ制御装置は、タッチセンサの制御を行うタッチセンサ制御装置であって、上記タッチセンサの検出面におけるタッチ位置を特定するタッチ位置特定部と、上記タッチ位置に応じてマスク領域を設定するマスク設定部と、上記検出面における上記マスク領域を除いた領域について、タッチの検出感度のキャリブレーションを行うキャリブレーション部と、上記タッチセンサからセンス信号を取得する信号取得部とを備え、上記マスク領域は、上記タッチ位置を含む、基準値に対する上記センス信号の値の変化が所定の閾値以上である領域である。
本発明の一態様に係るタッチセンサ制御装置は、タッチセンサの制御を行うタッチセンサ制御装置であって、上記タッチセンサの検出面におけるタッチ位置を特定するタッチ位置特定部と、上記タッチ位置に応じてマスク領域を設定するマスク設定部と、上記検出面における上記マスク領域を除いた領域について、タッチの検出感度のキャリブレーションを行うキャリブレーション部とを備えることを特徴とする。

【0014】

本発明の一態様に係るタッチセンサの制御方法は、上記タッチセンサの検出面におけるタッチ位置を特定するタッチ位置特定ステップと、上記タッチ位置に応じてマスク領域を設定するマスク設定ステップと、上記検出面における上記マスク領域を除いた領域について、タッチの検出感度のキャリブレーションを行うキャリブレーションステップとを含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明の一態様によれば、所望のタイミングで適切なキャリブレーションを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係る電子情報機器の概略構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の一実施形態におけるキャリブレーションデータの生成方法の概要を説明する図である。

【図3】図２のマスク領域に対応するタッチセンサの領域を拡大して示す平面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るキャリブレーション動作のフローを示す図である。

【図5】無指示状態における調整前のセンスデータの一例を示すグラフである。

【図6】キャリブレーションデータを用いて調整されたセンスデータの一例を示すグラフである。

【図7】本発明の他の実施形態におけるキャリブレーションデータの生成方法の概要を説明する図である。

【図8】本発明の他の実施形態に係るキャリブレーション動作のフローを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。以下の特定の項目（実施形態）における構成について、それが他の項目で説明されている構成と同じである場合は、説明を省略する場合がある。また、説明の便宜上、各項目に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。

【0018】

〔実施形態１〕
（電子情報機器の構成）
図１は、本実施形態に係る電子情報機器１の概略構成を示すブロック図である。電子情報機器１は、タッチパネル２、タッチセンサ制御部３（タッチセンサ制御装置）、およびホスト制御部４を備える。タッチパネル２およびタッチセンサ制御部３は、タッチパネルシステムを構成する。タッチパネルを備える電子情報機器１の具体例として、携帯電話機、スマートフォン、ノート型ＰＣ（personal computer）、タブレット端末、電子書籍リーダー、またはＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、大型タッチディスプレイ、現金自動預け払い機（cash machine）等を挙げることができる。

【0019】

（タッチパネルの構成）
タッチパネル２は、タッチセンサ５および表示部６を備える。本実施形態では、タッチパネル２は、静電容量方式のタッチパネルであるが、方式はこれに限定されない。

【0020】

タッチセンサ５は、表示部６に重なって配置される位置入力装置である。タッチセンサ５は、水平方向に沿って延びる複数の検出信号線ＳＬと、垂直方向に沿って延びる複数の駆動信号線ＤＬとを備える。互いに重なる検出信号線ＳＬと駆動信号線ＤＬとの交点には、静電容量が形成される。なお、検出信号線ＳＬおよび駆動信号線ＤＬは、それぞれ水平方向、垂直方向に沿っていなくてもよい。

【0021】

表示部６は、液晶表示装置または有機ＥＬディスプレイ等の表示装置であるが、これらに限定されない。

【0022】

（ホスト制御部の構成）
ホスト制御部４は、ホストである電子情報機器１の制御を主として行う。ホスト制御部４は、タッチセンサ制御部３が検出したタッチ位置の情報を受け取り、タッチ位置に基づいた処理を行う。また、ホスト制御部４は、表示部６に表示させる表示データを供給し、表示部６の表示制御を行う。

【0023】

（タッチセンサ制御部の構成）
タッチセンサ制御部３は、タッチセンサ５を駆動し、タッチセンサ５に対する指示体のタッチ位置を検出する。タッチセンサ制御部３は、駆動部１１、信号取得部１２（信号取得部）、信号値調整部１３（信号値調整部）、タッチ位置検出部１４（タッチ位置特定部）、マスク生成部１５（マスク設定部）、キャリブレーション値生成部１６（キャリブレーション部）、および記憶部１７を備える。

【0024】

駆動部１１は、指示体（例えば、ユーザの指やスタイラスペン等）の検出を行う所定のタイミングで、タッチセンサ５の複数の駆動信号線ＤＬに駆動信号を供給する。また、駆動部１１は、検出感度のキャリブレーション動作を行う所定のタイミングで、タッチセンサ５の複数の駆動信号線ＤＬに駆動信号を供給する。

【0025】

信号取得部１２は、駆動信号に応じて複数の検出信号線ＳＬから出力されるセンス信号を取得（検出）する。指示体がタッチセンサ５の検出面（表面）に接触または近接すると、検出信号線ＳＬと駆動信号線ＤＬとの交点（検出点）に形成される静電容量の容量値が変化する。そのため、検出信号線ＳＬから得られるセンス信号の値は、検出点の静電容量の容量値に応じて変化する。信号取得部１２は、複数の駆動信号線ＤＬと複数の検出信号線ＳＬの組み合わせに応じて、複数の検出点に対応するセンス信号を取得する。信号取得部１２は、タッチセンサ５の検出面に対応する、センス信号の値を表す２次元のセンスデータを生成する。

【0026】

信号取得部１２は、センスデータを信号値調整部１３に出力する。キャリブレーション動作中においては、信号取得部１２は、信号値調整部１３に加えて、キャリブレーション値生成部１６にもセンスデータを出力する。出力されるセンスデータは、センス信号の値に対応して変換されたデジタル値であってもよい。２次元のセンスデータの各要素は、センス信号値を表し、かつ、対応する検出点の静電容量の容量値に対応している。すなわち、２次元のセンスデータの各要素は、各検出点に接触または近接する指示体の有無に対応した値を有する。

【0027】

信号値調整部１３は、記憶している検出感度のキャリブレーションデータに基づいて、センスデータの値を調整する。キャリブレーションデータは、各検出点について、無指示状態において取得されるセンス信号値の基準値（例えば平均値）を有する。キャリブレーションデータは、各検出点の基準値を含む２次元データである。無指示状態とは、検出面に接触または近接する指示体が存在しない状態である。例えば、信号値調整部１３は、各検出点について、センスデータのセンス信号値から、キャリブレーションデータが示す基準値を減じることにより、調整された信号値を生成する。キャリブレーションデータが適正である場合、無指示状態における調整された信号値は、複数の検出点において一定範囲内（ここでは−１０から＋１０）となる。例えば、指示体が接触および近接していない検出点における調整された信号値は−１０〜＋１０となり、指示体が接触または近接している検出点における調整された信号値は＋１０より大きな値となる。これにより、複数の検出点における検出感度を均一にすることができる。信号値調整部１３は、２次元の調整されたセンスデータをタッチ位置検出部１４に出力する。２次元の調整されたセンスデータは、要素として、複数の検出点に対応する調整された信号値を有する。

【0028】

タッチ位置検出部１４は、調整されたセンスデータに基づいて、検出面において指示体７が接触または近接しているタッチ位置を特定する。例えば、タッチ位置検出部１４は、調整された信号値が極大（ピーク）かつ所定の閾値以上になる検出点に対応する位置を、タッチ位置として特定してもよい。また、タッチ位置検出部１４は、調整された信号値が所定の閾値以上になる検出点に対応する位置を、タッチ位置として特定してもよい。タッチ位置検出部１４は、調整された信号値のピークに応じて、複数の位置をタッチ位置として特定してもよい。

【0029】

通常のタッチ位置の検出動作中においては、タッチ位置検出部１４は、特定されたタッチ位置を示す情報をホスト制御部４に出力する。一方、キャリブレーション動作中においては、タッチ位置検出部１４は、特定されたタッチ位置を示す情報をホスト制御部４に加えてマスク生成部１５にも出力する。タッチ位置検出部１４は、指示体７の接触および近接を検出できない場合、タッチがないことをホスト制御部４またはマスク生成部１５に出力する。

【0030】

マスク生成部１５は、特定されたタッチ位置に応じて、マスク領域を設定する。ここでは、マスク領域は、タッチ位置とタッチ位置の周辺領域を含む。例えば、マスク領域は、タッチ位置を中心とする所定の範囲である。複数のタッチ位置が特定された場合、マスク生成部１５は、複数のタッチ位置に対応する複数のマスク領域を設定する。マスク生成部１５は、特定したマスク領域を示す情報をキャリブレーション値生成部１６に出力する。

【0031】

キャリブレーション値生成部１６は、信号取得部１２から受け取った調整されていないセンスデータ、マスク領域、および以前のキャリブレーションデータに基づいて、新たなキャリブレーションデータを生成する。キャリブレーション値生成部１６は、生成したキャリブレーションデータを記憶部１７に記憶させ、また、生成したキャリブレーションデータを信号値調整部１３に出力する。キャリブレーション値生成部１６は、キャリブレーションデータを生成する過程において生成する仮キャリブレーションデータも、記憶部１７に記憶させる。キャリブレーション値生成部１６は、記憶部１７に記憶させたこれらのデータを必要に応じて読み出す。キャリブレーション値生成部１６は、キャリブレーションデータを生成する方法については、後に詳述する。

【0032】

（キャリブレーション動作の概要）
図２は、本実施形態におけるキャリブレーションデータの生成方法の概要を説明する図である。図２の（ａ）は、電子情報機器１のタッチパネル２の画面（検出面）に指示体７（ユーザの指）が接触している状態を示す。

【0033】

図２の（ｂ）は、指示体７が接触している状態で得られる２次元のセンスデータ２１を示す。指示体７が接触している点が、タッチ位置２２である。タッチ位置２２では、センスデータの値（調整されていないセンス信号値）は大きくなる。また、タッチ位置２２の周辺領域でも、センスデータの値はある程度大きくなる。タッチ位置２２を中心とする所定の領域をマスク領域２３とする。マスク領域２３は、指示体７の接触または近接によってセンスデータの値が変化している領域を含む。

【0034】

図２の（ｃ）は、マスクされた２次元のセンスデータ２１を示す。２次元のセンスデータ２１のうち、マスク領域２３のデータは除去（マスク）される。一方、過去（例えば前回）に生成されたキャリブレーションデータ２６から、マスク領域２３に対応するデータが抽出される。

【0035】

マスクされたセンスデータ２１と、過去のキャリブレーションデータ２６から抽出されたデータとが合成されることにより、２次元の仮キャリブレーションデータ２７が生成される（図２の（ｄ））。仮キャリブレーションデータ２７のうち、マスク領域２３を除く領域については、今回のキャリブレーションにおいて生成されたセンスデータ２１のデータが使用される。仮キャリブレーションデータ２７のうち、マスク領域２３については、過去のキャリブレーションにおいて生成されたキャリブレーションデータ２６のデータが用いられる。なお、マスク領域２３が複数設定された場合も、各マスク領域２３について同様の処理を行う。

【0036】

このようにして得られた仮キャリブレーションデータ２７からは、マスク領域２３における指示体７の接触または近接による影響が排除されている。また、仮キャリブレーションデータ２７のマスク領域２３以外の領域については、最新のセンス信号が反映されている、すなわち、タッチセンサ５の最新の静電容量値が反映されている。

【0037】

図３は、図２のマスク領域２３に対応するタッチセンサ５の領域を拡大して示す平面図である。駆動信号線ＤＬは、垂直方向に連なった複数の正方形の電極２４を備える。検出信号線ＳＬは、水平方向に連なった複数の正方形の電極２５を備える。電極２４・２５は、透明電極で形成されてもよく、格子状の金属配線で形成されてもよい。図３において、駆動信号線ＤＬと検出信号線ＳＬとの交点（検出点）を丸印で示す。なお、丸印の濃さは指示体７の接触による影響（センス信号値の変化）の大きさを示す。タッチ位置２２に近い検出点ほど、センス信号値の変化が大きい。

【0038】

タッチ位置２２を中心として、例えば、垂直方向および水平方向において３ピッチ以内の検出点の矩形領域を、マスク領域とする。信号線のピッチが５ｍｍの場合、検出面における３ｃｍ×３ｃｍの正方形の領域がマスク領域に含まれる。少なくとも縦３ｃｍ×横３ｃｍの領域をマスク領域とすれば、指示体７が指である場合にセンス信号値が変化する領域をマスクすることができる。

【0039】

なお、マスク領域の面積の上限は、検出面の面積に対する所定の割合以下であるとすることもできる。タッチ位置を含む、センス信号値の変化が所定以上の領域をマスク領域としてもよい。このとき、例えば、マスク領域の面積の上限を検出面の面積の１／５としてもよい。検出面に対するマスク領域の面積の割合が１／５を越えるような場合、クロストークによる非タッチ領域（指示体が接触していない領域）のノイズが顕著になることにより、タッチセンサを正しく校正することができなくなる。そのため、センス信号値の変化が所定以上の領域（またはマスク領域）の割合が上限（１／５）を越える場合、タッチセンサ制御部３は、キャリブレーション動作を中止することもできる。

【0040】

（キャリブレーション動作のフロー）
図４は、本実施形態に係るキャリブレーション動作のフローを示す図である。キャリブレーション動作は、例えば電子情報機器１の起動時およびスリープ状態からの復帰時等に自動的に開始される。また、電子情報機器１の動作中の一定期間毎に自動的にキャリブレーション動作が開始されてもよい。

【0041】

所定のタイミングでキャリブレーション動作が開始されると、駆動部１１は、タッチセンサ５の複数の駆動信号線ＤＬに駆動信号を供給する。信号取得部１２は、駆動信号に応じて複数の検出信号線ＳＬから出力されるセンス信号を取得する（ステップＳ１）。信号取得部１２は、センス信号に応じたセンスデータを生成する。

【0042】

信号値調整部１３は、記憶しているキャリブレーションデータ（前回のキャリブレーションにおいて生成されたキャリブレーションデータ）に基づいて、センスデータの値を調整する。タッチ位置検出部１４は、調整されたセンスデータに基づいて、タッチ位置を特定する。

【0043】

タッチが検出されていない場合（Ｓ２でＮｏ）、マスク生成部１５は、マスク領域を設定しない。また、キャリブレーション値生成部１６は、信号取得部１２が生成した（調整されていない）センスデータをＭ回目の仮キャリブレーションデータとして記憶部１７に記憶させる（Ｓ３）。

【0044】

タッチが検出された場合（Ｓ２でＹｅｓ）、マスク生成部１５は、特定されたタッチ位置に応じて、マスク領域を設定する（Ｓ４）。キャリブレーション値生成部１６は、信号取得部１２が生成したセンスデータからマスク領域のデータを除去する（Ｓ５）。また、キャリブレーション値生成部１６は、記憶部１７から前回に生成されたキャリブレーションデータを取得し、前回に生成されたキャリブレーションデータからマスク領域に対応するデータを抽出する（Ｓ６）。ここで、キャリブレーション値生成部１６は、前回ではなく、それより前のキャリブレーションデータを使用してもよい。キャリブレーション値生成部１６は、マスクされたセンスデータと、前回に生成されたキャリブレーションデータから抽出されたデータとを合成する（和をとる）ことにより、仮キャリブレーションデータを生成する（Ｓ７）。キャリブレーション値生成部１６は、生成した仮キャリブレーションデータをＭ回目（１≦Ｍ≦Ｎ、ＭおよびＮは整数）の仮キャリブレーションデータとして記憶部１７に記憶させる（Ｓ３）。

【0045】

タッチセンサ制御部３は、Ｓ１からＳ７の処理をＮ回繰り返す（Ｓ８）。すなわち、異なるタイミングでＮ回センスデータを生成し、Ｎ個のセンスデータに対応するＮ個の仮キャリブレーションデータを生成する。

【0046】

Ｎ個の仮キャリブレーションデータの生成処理が完了すると（Ｓ８でＹｅｓ）、キャリブレーション値生成部１６は、記憶部１７からＮ個の仮キャリブレーションデータを読み出す。キャリブレーション値生成部１６は、Ｎ個の仮キャリブレーションデータの代表データを生成する。具体的には、キャリブレーション値生成部１６は、各要素（検出点）について、Ｎ個の仮キャリブレーションデータを平均することにより、新たなキャリブレーションデータを生成する（Ｓ９）。このようにしてキャリブレーションデータが更新され、更新されたキャリブレーションデータが、信号値調整部１３によるセンスデータの調整に用いられる。

【0047】

複数の仮キャリブレーションデータを平均化したものをキャリブレーションデータとすることで、ノイズの影響を低減することができる。ただし、複数には限らず、１個の仮キャリブレーションデータをそのままキャリブレーションデータとして用いてもよい（Ｎ＝１の場合）。

【0048】

なお、Ｎ回のセンス信号の検出毎に、タッチ位置検出部１４は、指示体７のタッチ位置を特定する。指示体７が移動している場合、複数（Ｎ個）のセンスデータに対するマスク領域はそれぞれ異なり得る。

【0049】

また、代表データの生成は、平均値に限らず、各要素について任意の代表値（例えば中間値等）を求めることで行うこともできる。

【0050】

（効果）
図５は、無指示状態における調整前のセンスデータの一例を示すグラフである。図５において、ｘ軸は水平方向における座標を示し、ｙ軸は垂直方向における座標を示し、ｚ軸はセンス信号の値を示す。指示体７が接触および近接していない場合であっても、調整されていないセンスデータの値は、一般に均一ではない。この不均一性は、例えば、駆動信号線ＤＬまたは検出信号線ＳＬの付近に金属等の導電体が存在すること、タッチパネル２の構造上の不均一さ、または、温度分布等に起因する。図５の例では、左端の駆動信号線ＤＬに沿った位置では、他の位置より静電容量値（すなわちセンス信号値）が大きくなっている。キャリブレーションデータを用いてセンスデータの調整を行わなければ、タッチ位置を誤認識してしまうおそれがある。

【0051】

図６は、キャリブレーションデータを用いて調整されたセンスデータの一例を示すグラフである。なお、図６に示す例では、検出面の右上の辺りに指示体７が接触している。図６の（ａ）は、長期間更新されていないキャリブレーションデータを用いて調整されたセンスデータを示す。図６の（ｂ）は、適切に更新されたキャリブレーションデータを用いて調整されたセンスデータを示す。図６において、各軸は図５と同じものを示す。なお、図６において、線の色がグレーであるセンスデータの値は、−１０から＋１０の範囲内であり、線の色が黒であるセンスデータの値は、上記範囲外である。

【0052】

図６の（ｂ）に示すように、適切に更新されたキャリブレーションデータを用いて調整されたセンスデータでは、指示体７が接触および近接していない位置でのセンスデータの値は、均一である。例えば、指示体７が接触および近接していない位置では、センスデータの値は、−１０から１０の間に収まっている。そのため、調整されたセンスデータの値を閾値と比較することにより、タッチ位置を正確に特定することができる。

【0053】

しかしながら、長期間キャリブレーション（キャリブレーションデータの更新）が行われていない場合、図６の（ａ）に示すように、指示体７が接触および近接していない位置でも、調整されたセンスデータの値は均一ではない。無指示状態における調整されたセンスデータの値が低い位置では、タッチの感度が低くなる。逆に、無指示状態における調整されたセンスデータの値が高い位置では、タッチの感度が高くなる。検出点の静電容量値は、温度変化または経時変化等により変化する。それゆえ、長期間キャリブレーションが行われていないと、キャリブレーションデータが適正なものではなくなり、無指示状態における調整されたセンスデータの値が不均一になる。

【0054】

本実施形態によれば、指示体７が接触または近接しているタッチ位置を除いた領域について、最新のセンス信号に基づいてキャリブレーションデータを更新することができる。また、タッチ位置については、過去（前回）のキャリブレーションデータを用いることで、指示体７の接触および近接の影響を排除することができる。そのため、タッチパネル２に指示体７が接触または近接している場合であっても、タッチセンサ制御部３は、適切にキャリブレーションを行うことができる。それゆえ、タッチセンサ制御部３は、所望のタイミングで適切にキャリブレーションを行うことができる。その結果、図６の（ｂ）のように、適切なキャリブレーションデータを用いて、指示体７が接触および近接していない位置での値が均一な調整されたセンスデータを得ることができる。また、タッチセンサ制御部３は、指示体７による位置入力を受け付けている間に、キャリブレーションを実行することができる。また、特許文献１に記載の構成では、タッチセンサとは別の人感センサが必要になるが、本実施形態のタッチセンサ制御部３は他のセンサを必要としない。

【0055】

〔実施形態２〕
実施形態１では、Ｎ回のセンス信号の検出毎に、第Ｍ回目のセンスデータに基づいてタッチ位置およびマスク領域が特定され、第Ｍ回目のセンスデータに該マスク領域が適用される。しかしながら、タッチ位置の特定およびマスク領域の特定に時間がかかる場合、マスク領域の特定が間に合わない場合がある。すなわち、第Ｍ回目のセンスデータに基づいてマスク領域を特定したとき、次の第（Ｍ＋１）回目のセンスデータの生成が行われている場合がある。そして古い（第Ｍ回目の）センスデータは、メモリの制限から消去される場合がある。指示体が移動していない場合、第Ｍ回目のセンスデータに基づいてマスク領域を第（Ｍ＋１）回目のセンスデータに適用しても問題ない。しかしながら、指示体が移動している場合、該マスク領域は、第（Ｍ＋１）回目のセンスデータにおけるタッチ位置をマスクできない可能性がある。

【0056】

そこで、本実施形態では、タッチセンサ制御部は、指示体の動きを予測してマスク領域を設定する。電子情報機器１の構成は実施形態１と同様であるので、詳細な説明を省略する。

【0057】

（キャリブレーション動作の概要）
図７は、本実施形態におけるキャリブレーションデータの生成方法の概要を説明する図である。図７の（ａ）は、電子情報機器１のタッチパネル２の画面（検出面）に指示体７（ユーザの指）が接触している状態を示す。ここで、指示体７は、図示する矢印の方向に移動している。センス信号の検出は一定間隔（例えば１／１２０秒毎または１／２００秒毎）で行われ、例えば時刻ｔ０、ｔ１、ｔ２においてセンス信号の検出が行われる。

【0058】

図７の（ｂ）は、時刻ｔ１の２次元のセンスデータ２１ａを示す。時刻ｔ１におけるタッチ位置は、タッチ位置２２である。マスク生成部１５は、時刻ｔ０および時刻ｔ１のタッチ位置に基づいて、タッチ位置の動きを表す動きベクトル３１を求める。マスク生成部１５は、時刻ｔ１におけるタッチ位置２２と、動きベクトル３１とから、時刻ｔ１より後の時刻ｔ２におけるタッチ位置３２を予測することができる。タッチ位置３２は、時刻ｔ２において指示体が到達すると予測される到達位置を表す。マスク領域２３は、予測された時刻ｔ２におけるタッチ位置３２およびその周辺領域を含むように設定される。ここでは、マスク領域２３は、時刻ｔ１におけるタッチ位置２２およびその周辺領域と、時刻ｔ２におけるタッチ位置３２およびその周辺領域とを含む矩形の領域である。図７の（ｂ）では、周辺領域を点線で囲んで示す。時刻ｔ１のセンスデータに基づいて生成されたマスク領域２３は、時刻ｔ２において指示体７が接触または近接していると予測される領域を含む。

【0059】

マスク領域２３は、時刻ｔ１のタッチ位置２２から、動きベクトル３１で予測される時刻ｔ２のタッチ位置３２までを含む。そのため、時刻ｔ１の後に指示体７の動きが変化した場合（止まった場合）であっても、マスク領域２３は、時刻ｔ２における指示体７の位置を含むことができる。

【0060】

図７の（ｃ）は、マスクされた時刻ｔ２の２次元のセンスデータ２１ｂを示す。２次元のセンスデータ２１ｂのうち、マスク領域２３のデータは除去（マスク）される。一方、過去（前回）に生成されたキャリブレーションデータ２６から、マスク領域２３に対応するデータが抽出される。

【0061】

マスクされたセンスデータ２１ｂと、過去のキャリブレーションデータ２６から抽出されたデータとが合成されることにより、２次元の仮キャリブレーションデータ２７が生成される（図７の（ｄ））。仮キャリブレーションデータ２７のうち、マスク領域２３を除く領域については、今回のキャリブレーションにおいて生成されたセンスデータ２１ｂのデータが用いられる。仮キャリブレーションデータ２７のうち、マスク領域２３については、過去のキャリブレーションにおいて生成されたキャリブレーションデータ２６のデータが用いられる。なお、マスク領域２３が複数設定された場合も、各マスク領域２３について同様の処理を行う。

【0062】

（キャリブレーション動作のフロー）
図８は、本実施形態に係るキャリブレーション動作のフローを示す図である。なお、時刻ｔ１は時刻ｔ０より後であり、時刻ｔ２は時刻ｔ１より後であるとする。Ｓ２、Ｓ７〜Ｓ９の処理は実施形態１と同様であるので、適宜説明を省略する。

【0063】

駆動部１１は、タッチ位置の検出のために一定間隔で、タッチセンサ５の複数の駆動信号線ＤＬに駆動信号を供給する。信号取得部１２は、各時刻において、駆動信号に応じて複数の検出信号線ＳＬから出力されるセンス信号を取得する（ステップＳ１）。信号取得部１２は、センス信号に応じたセンスデータを生成する。

【0064】

信号値調整部１３は、記憶している前回のキャリブレーションデータに基づいて、センスデータの値を調整する。タッチ位置検出部１４は、調整されたセンスデータに基づいて、タッチ位置を特定する。

【0065】

タッチが検出されていない場合（Ｓ２でＮｏ）、マスク生成部１５は、マスク領域を設定しない。また、キャリブレーション値生成部１６は、信号取得部１２が生成した（調整されていない）センスデータをＭ回目の仮キャリブレーションデータとして記憶部１７に記憶させる（Ｓ３）。

【0066】

時刻ｔ０および時刻ｔ１の両方について、調整されたセンスデータにおいてタッチが検出された場合（Ｓ２でＹｅｓ）、マスク生成部１５は、タッチの動きを予測する（Ｓ１１）。具体的には、マスク生成部１５は、時刻ｔ０のタッチ位置および時刻ｔ１のタッチ位置に基づいて、タッチ位置（または指示体）の動きを表す動きベクトルを特定する。なお、マスク生成部１５は、動きベクトルの生成のために、過去（時刻ｔ０）のタッチ位置を記憶している。また、マスク生成部１５は、時刻ｔ１のタッチ位置と、動きベクトルとに応じて、時刻ｔ２の予測されるタッチ位置を含むようにマスク領域を設定する（Ｓ１２）。

【0067】

Ｓ１２の後、キャリブレーション値生成部１６は、時刻ｔ２のセンスデータから時刻ｔ１のタッチ位置に基づいて設定されたマスク領域のデータを除去する（Ｓ１３）。また、キャリブレーション値生成部１６は、記憶部１７から前回に生成されたキャリブレーションデータを取得し、前回に生成されたキャリブレーションデータから該マスク領域に対応するデータを抽出する（Ｓ１４）。キャリブレーション値生成部１６は、マスクされたセンスデータと、前回に生成されたキャリブレーションデータから抽出されたデータとを合成することにより、仮キャリブレーションデータを生成する（Ｓ７）。キャリブレーション値生成部１６は、生成した仮キャリブレーションデータをＭ回目（１≦Ｍ≦Ｎ、ＭおよびＮは整数）の仮キャリブレーションデータとして記憶部１７に記憶させる（Ｓ３）。

【0068】

（効果）
本実施形態によれば、タッチセンサ制御部３は、タッチ位置の動きを予測することで、最新のセンスデータについてのタッチ位置を予測する。タッチセンサ制御部３は、予測されたタッチ位置を含むようにマスク領域を設定する。タッチセンサ制御部３は、過去のセンスデータに基づいて決定したマスク領域を、最新のセンスデータに適用する。これにより、タッチ位置の特定およびマスク領域の特定に処理時間がかかる場合であっても、動く指示体による影響を排除して、適切にキャリブレーションを行うことができる。また、タッチ位置が移動する場合、センスデータの取得毎にマスク領域の位置が変化する。例えば、１回目の仮キャリブレーションデータにおけるマスク領域（過去のキャリブレーションデータが適用される領域）は、２回目の仮キャリブレーションデータでは、マスク領域ではなく、最新のセンスデータが適用される領域に対応する。そのため、複数の仮キャリブレーションデータを平均化することで、検出面の全体に渡って最新のセンスデータをキャリブレーションデータに反映することができる。

【0069】

なお、マスク生成部１５は、タッチ位置の動きを、２つの時刻のセンスデータからに限らず、３つ以上の時刻のセンスデータから予測してもよい。

【0070】

マスク領域は、予測された未来（時刻ｔ２）のタッチ位置を含む。マスク領域は、予測されたタッチ位置と、その周辺領域とを含むことが好ましい。マスク領域は、必ずしも現在（時刻ｔ１）のタッチ位置と、その周辺領域とを含まなくてもよい。マスク領域は矩形でなくてもよく、例えば楕円形または任意の多角形等、予測されたタッチ位置を含む任意の形状とすることができる。

【0071】

また、指示体７の動きが増減することを考慮し、予測された未来のタッチ位置（図７の３２）を中心とし、かつ少なくとも現在のタッチ位置（図７の２２）を含む領域を、マスク領域として設定してもよい。すなわち、予測された未来のタッチ位置（図７の３２）がマスク領域の中心になるように、図７の（ｂ）においてマスク領域２３がさらに右上方向（動きベクトルの方向）に拡張されてもよい。

【0072】

〔ソフトウェアによる実現例〕
タッチセンサ制御部３の制御ブロック（特に、信号取得部１２、信号値調整部１３、タッチ位置検出部１４、マスク生成部１５、およびキャリブレーション値生成部１６）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

【0073】

後者の場合、タッチセンサ制御部３は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

【0074】

〔まとめ〕
本発明の態様１に係るタッチセンサ制御装置（タッチセンサ制御部３）は、タッチセンサの制御を行うタッチセンサ制御装置であって、上記タッチセンサの検出面におけるタッチ位置を特定するタッチ位置特定部（タッチ位置検出部１４）と、上記タッチ位置に応じてマスク領域を設定するマスク設定部（マスク生成部１５）と、上記検出面における上記マスク領域を除いた領域について、タッチの検出感度のキャリブレーションを行うキャリブレーション部（キャリブレーション値生成部１６）とを備える。

【0075】

上記の構成によれば、タッチ位置に応じてマスク領域が設定され、マスク領域を除いた領域について、タッチの検出感度のキャリブレーションが行われる。そのため、タッチセンサ制御装置は、指示体の接触および近接の影響を排除して、所望のタイミングで適切なキャリブレーションを行うことができる。

【0076】

本発明の態様２に係るタッチセンサ制御装置は、上記態様１において、上記タッチセンサからセンス信号を取得する信号取得部（信号取得部１２）を備え、上記キャリブレーション部は、検出感度のキャリブレーションデータの生成において、上記マスク領域を除いた領域については、取得された上記センス信号を使用し、上記マスク領域については、過去のキャリブレーションデータを使用する構成であってもよい。

【0077】

上記の構成によれば、タッチセンサ制御装置は、マスク領域を除いた領域については、取得された上記センス信号を使用してキャリブレーションデータを更新することができる。また、タッチセンサ制御装置は、上記マスク領域については、過去のキャリブレーションデータを使用することで、指示体の接触および近接の影響を排除して、生成されたキャリブレーションデータを適切なものにすることができる。なお、タッチセンサが静電容量方式の場合、センス信号の値は、検出面の各位置における静電容量値に対応する。

【0078】

本発明の態様３に係るタッチセンサ制御装置では、上記態様１または２において、上記マスク領域は、上記タッチ位置を中心とする矩形領域を含み、上記矩形領域は、上記検出面における３ｃｍ×３ｃｍの正方形に対応する構成であってもよい。

【0079】

上記の構成によれば、マスク領域が、タッチ位置を中心とする少なくとも３ｃｍ×３ｃｍの正方形の領域を含む。そのため、タッチセンサ制御装置は、キャリブレーションにおいて、ユーザの指またはスタイラスペン等による接触および近接の影響を排除することができる。

【0080】

本発明の態様４に係るタッチセンサ制御装置では、上記態様２において、上記マスク設定部は、上記タッチ位置がある時刻に到達する到達位置を予測し、上記到達位置を含む上記マスク領域を設定し、上記キャリブレーション部は、上記マスク領域を除いた領域については、該時刻の上記センス信号を使用することにより、検出感度のキャリブレーションデータを生成する構成であってもよい。

【0081】

上記の構成によれば、タッチ位置の特定およびマスク領域の設定に処理時間がかかる場合であっても、動く指示体による影響を排除して、適切にキャリブレーションを行うことができる。

【0082】

本発明の態様５に係るタッチセンサ制御装置は、上記態様２において、調整されたセンスデータが上記検出面に接触または近接する指示体の有無に対応した値を有するように、上記キャリブレーションデータを用いて上記センス信号の値を調整することにより、上記調整されたセンスデータを生成する信号値調整部（信号値調整部１３）を備え、上記タッチ位置特定部は、上記調整されたセンスデータから、タッチ位置を特定する構成であってもよい。

【0083】

本発明の態様６に係るタッチセンサ制御装置では、上記態様１、２、４、５において、上記マスク領域は、上記タッチ位置を含む構成であってもよい。

【0084】

本発明の態様７に係るタッチセンサ制御装置では、上記態様２または５において、上記キャリブレーションデータは、上記検出面に接触または近接する指示体がない場合における上記センス信号の値に対応している構成であってもよい。

【0085】

本発明の態様８に係るタッチパネルシステムは、上記態様１から７のタッチセンサ制御装置と、上記タッチセンサを備えるタッチパネルとを備える構成であってもよい。

【0086】

本発明の態様９に係る電子情報機器は、上記態様１から７のタッチセンサ制御装置と、上記タッチセンサを備えるタッチパネルと、上記タッチ位置に基づいて上記電子情報機器の制御を行うホスト制御部とを備える構成であってもよい。

【0087】

本発明の態様１０に係るタッチセンサの制御方法は、上記タッチセンサの検出面におけるタッチ位置を特定するタッチ位置特定ステップと、上記タッチ位置に応じてマスク領域を設定するマスク設定ステップと、上記検出面における上記マスク領域を除いた領域について、タッチの検出感度のキャリブレーションを行うキャリブレーションステップとを含む。

【0088】

本発明の各態様に係るタッチセンサ制御装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記タッチセンサ制御装置が備える各部として動作させることにより上記タッチセンサ制御装置をコンピュータにて実現させるタッチセンサ制御装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

【0089】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

【産業上の利用可能性】

【0090】

本発明は、タッチセンサ制御装置、タッチパネルシステム、および電子情報機器に利用することができる。

【符号の説明】

【0091】

１ 電子情報機器
２ タッチパネル
３ タッチセンサ制御部
４ ホスト制御部
５ タッチセンサ
６ 表示部
７ 指示体
１１ 駆動部
１２ 信号取得部
１３ 信号値調整部
１４ タッチ位置検出部（タッチ位置特定部）
１５ マスク生成部（マスク設定部）
１６ キャリブレーション値生成部（キャリブレーション部）
１７ 記憶部
２２ タッチ位置
２３ マスク領域
ＤＬ 駆動信号線
ＳＬ 検出信号線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】