特開 2024-165174 座標推定装置、タッチパネル、および座標推定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024165174

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】座標推定装置、タッチパネル、および座標推定方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20241121BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

G06F3/041 512

G06F3/044 120

G06F3/041 590

G06F3/041 522

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023081095

(22)【出願日】2023-05-16

(71)【出願人】

【識別番号】512093491

【氏名又は名称】株式会社アスコ

(71)【出願人】

【識別番号】393019436

【氏名又は名称】株式会社デイ・エム・シー

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】市瀬 浩

(57)【要約】

【課題】水滴等が付着していても、複数のタッチ位置を推定できる。
【解決手段】座標推定装置（１００）は、タッチパネル（１０）のタッチ領域を複数の区域に分けた該区域ごとの静電容量の変化量を取得する取得部（１１０）と、前記変化量が第１閾値を超えた区域であって隣接する区域を統合して一つの統合区域とする統合部（１２０）と、前記統合区域ごとに、該統合区域における前記区域ごとの静電容量の変化量を用いてタッチ位置を示す座標を推定する第１推定部（１３０）とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

相互容量方式によるタッチ検出が可能なタッチパネルにおけるタッチ位置を示す座標を推定する座標推定装置であって、
前記タッチパネルのタッチ領域を複数の区域に分けた該区域ごとの受信電極と送信電極との間の静電容量の変化量を取得する取得部と、
前記区域のうち、前記変化量が第１閾値を超えた区域であって隣接する区域を統合して一つの統合区域とする統合部と、
前記統合区域ごとに、該統合区域における前記区域ごとの静電容量の変化量を用いてタッチ位置を示す座標を推定する第１推定部と、
前記第１推定部が推定した座標を出力する出力部と、を備える座標推定装置。

【請求項2】

前記第１推定部は、前記統合区域における静電容量の変化量が最大の区域を示す座標をタッチ位置の座標と推定する、請求項１に記載の座標推定装置。

【請求項3】

前記複数の区域は、送信電極および受信電極の電極パターンに合わせて設定される、請求項１に記載の座標推定装置。

【請求項4】

前記区域は矩形であり、
前記統合部は、前記矩形の辺または頂点を共通とする矩形同士を隣接する矩形として統合する、請求項１に記載の座標推定装置。

【請求項5】

前記統合区域ごとに、静電容量の変化量が第２閾値を超える区域を特定する特定部と、
前記受信電極ごとに、各送信電極を駆動したときの前記静電容量の変化量の総和を算出する算出部と、
前記変化量の総和を用いて、送信電極に沿った方向におけるタッチ位置を示す送信方向タッチ位置を導出する導出部と、を備え、
前記第１推定部は、前記特定部が特定した区域のうち、送信電極に沿った方向における座標が、前記導出部が導出した送信方向タッチ位置と一致する区域を、タッチ位置を示す座標として推定する、請求項１に記載の座標推定装置。

【請求項6】

前記タッチパネルに水滴が付着していることを検知する検知部と、
前記静電容量の変化量が第３閾値を超えたか否かによりタッチ位置の座標を推定する第２推定部と、を備え、
前記検知部が水滴の付着を検知した場合、前記第１推定部がタッチ位置を示す座標の推定を行い、
前記検知部が水滴の付着を検知しない場合、前記第２推定部がタッチ位置を示す座標を推定する、請求項１に記載の座標推定装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載の座標推定装置と、
タッチパネルと、を含み、
前記座標推定装置は、前記タッチパネルからの信号を用いて、該タッチパネルにおけるタッチ位置を推定する、タッチパネルシステム。

【請求項8】

相互容量方式によるタッチ検出が可能なタッチパネルにおけるタッチ位置を示す座標を推定する座標推定方法であって、
前記タッチパネルのタッチ領域を複数の区域に分けた該区域ごとの受信電極と送信電極との間の静電容量の変化量を取得する取得ステップと、
前記区域のうち、前記変化量が第１閾値を超えた区域であって隣接する区域を統合して一つの統合区域とする統合ステップと、
前記統合区域ごとに、該統合区域における前記区域ごとの静電容量の変化量を用いてタッチ位置を示す座標を推定する推定ステップと、
前記推定ステップで推定した座標を出力する出力ステップと、を含む座標推定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ユーザがタッチした位置を推定する座標推定装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

スマートフォン等の携帯端末、ＰＤＡ等の電子機器は、ユーザが入力操作するための手段としてタッチパネルが用いられている。タッチパネルは、ユーザの指等が接触することにより、接触位置（タッチ位置）に応じた信号を出力する入力デバイスである。

【0003】

相互容量方式のタッチパネルは、タッチパネル上に水滴が付着すると、タッチ位置を正確に検出できないことがあった。そこで、特許文献１には、相互容量方式において、水の付着があっても適切に座標を算出できる座標算出装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２３－３０６５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上述した従来技術では、１点のタッチ位置しか検出できないという問題があった。本発明の一態様は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、水滴等が付着していても、複数のタッチ位置を推定できる座標推定装置等を実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る座標推定装置は、相互容量方式によるタッチ検出が可能なタッチパネルにおけるタッチ位置を示す座標を推定する座標推定装置であって、前記タッチパネルのタッチ領域を複数の区域に分けた該区域ごとの受信電極と送信電極との間の静電容量の変化量を取得する取得部と、前記区域のうち、前記変化量が第１閾値を超えた区域であって隣接する区域を統合して一つの統合区域とする統合部と、前記統合区域ごとに、該統合区域における前記区域ごとの静電容量の変化量を用いてタッチ位置を示す座標を推定する第１推定部と、前記第１推定部が推定した座標を出力する出力部と、を備える。

【0007】

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る座標推定方法は、相互容量方式によるタッチ検出が可能なタッチパネルにおけるタッチ位置を示す座標を推定する座標推定方法であって、前記タッチパネルのタッチ領域を複数の区域に分けた該区域ごとの受信電極と送信電極との間の静電容量の変化量を取得する取得ステップと、前記区域のうち、前記変化量が第１閾値を超えた区域であって隣接する区域を統合して一つの統合区域とする統合ステップと、前記統合区域ごとに、該統合区域における前記区域ごとの静電容量の変化量を用いてタッチ位置を示す座標を推定する推定ステップと、前記推定ステップで推定した座標を出力する出力ステップと、を含む。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一態様によれば、静電容量の変化量が第１閾値を超えた区域を統合した統合区域ごとに、タッチ位置の座標を推定するので、水滴が付着している箇所と水滴が付着していない箇所とで別々にタッチ位置の推定を行うことができる。これにより、タッチパネルに水滴等が付着している場合でも、複数のタッチ位置の座標を推定できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態１に係るタッチパネルシステムの概要を示す機能ブロック図である。

【図2】タッチパネルの一部を示す図であって、送信電極および受信電極と区域との関係を示す図である。

【図3】統合区域を説明するための図である。

【図4】座標推定装置の処理の流れを示すフローチャートである。

【図5】本発明の実施形態２に係るタッチパネルコントローラの概要を示す機能ブロック図である。

【図6】本発明の実施形態３に係る座標推定装置の要部構成を示す機能ブロック図である。

【図7】静電容量の変化量の総和を説明するための図である。

【図8】座標推定装置の処理の流れを示すフローチャートである。

【図9】従来技術の課題を説明するための図であり、タッチパネルに水滴が付着し、その水滴がある位置を指でタッチしている状態を示す図である。

【図10】従来技術の課題を説明するための図であり、水滴がある位置を指でタッチしたときにおける静電容量の変化量の例を示す図である。

【図11】従来技術の課題を説明するための図であり、水滴がある位置と、水滴がない位置とを指でタッチしたときにおける静電容量の変化量の例を示す図である。

【図12】従来技術の課題を説明するための図であり、タッチパネルに水滴が付着しているときの静電容量の変化量の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。本実施形態に係るタッチパネルシステム１は、相互容量方式によりタッチ検出を行うタッチパネルにおいて、水滴等が付着している場合であっても複数のタッチ位置の検出を可能とするものである。

【0011】

まず、図９～図１２を参照して、従来、相互容量方式のタッチパネルにおいて水滴等が付着した場合に、複数のタッチ位置の検出が困難であった理由について説明する。図９は、タッチパネルに水滴が付着し、その水滴がある位置を指でタッチしている状態を示す。図９の９０１は、タッチパネルの断面を示す。図９に示すように、相互容量方式のタッチパネルは、送信電極と受信電極とが絶縁層を挟んで重ねて配置されており、タッチされる側にフロントカバーが配されている。指等によりタッチされると、送信電極と受信電極との間の静電容量に変化が起こり、この静電容量の変化量を測定することで、タッチ位置を検出する。

【0012】

（理由１）
図９の９０２に、タッチパネルの水滴のあるところに指でタッチした場合の静電容量の変化量を示す。図９の９０２に示すように、水滴のあるところにタッチした場合、水の電気伝導性のため、タッチした指が大きな指であるかのように、水滴がある範囲に、指でタッチしたときと同程度の大きさの変化量を示す。実際に指でタッチしている位置は、近傍よりわずかに大きな変化量が現れる。しかし、変化量の差異は微小であるため、他の要因によって、タッチ位置以外にも近傍よりも変化量が突出する箇所が生じる可能性がある。例えば、図１０に示すように、タッチ位置である点Ｔ１の他に、タッチ位置ではない点Ｔ２も生じる可能性がある。よって、静電容量の変化量からだけでは、適切なタッチ位置を検出することは難しい。

【0013】

（理由２）
また、静電容量の変化量が閾値を超えるか否かにより、タッチ位置を検出する場合、水滴が付着していない位置をタッチしているにもかかわらず、タッチを検出できない場合がある。図１１を参照して説明する。図１１のＴ１１は、水滴中のタッチ位置における静電容量の変化量であり、Ｔ１２は、水滴が付着していない箇所のタッチ位置における静電容量の変化量である。Ｔ１２は、静電容量が大きく変化していることが明白であるが、閾値を超えていないため、タッチとは判定されないことになる。例えば、水滴が付着していない箇所で、受信電極の中間をタッチされた場合、静電容量の変化量は小さくなるため、タッチと判定されない可能性が高くなる。一方、Ｔ１２をタッチ位置として検出できるように、閾値を下げると、Ｔ１１の判定が困難となる。

【0014】

（理由３）
単に水滴が付着している場合であっても、形状等により問題が発生する可能性がある。図１２を参照して説明する。図１２は、タッチパネルに水滴が付着している状態を示す。図１２の１２０１は、タッチパネルをタッチする側から見た状態を示す。１２０１に示すように、タッチパネルに水滴が付着しているとする。この場合、送信電極に沿った静電容量の変化量は、図１２の１２０２に示すようになる。１２０２に示すように、水滴の影響による静電容量の変化は、マイナス側、すなわち指でタッチしたときの静電容量の変化とは反対側に変化する。しかし、水滴の境界において、指でタッチしたときと同じ側に変化する（Ｔ２１、Ｔ２２）。この変化の変化量は、水滴の形状等により増加する可能性があり、この境界位置を指によるタッチを誤検出してしまう可能性がある。

【0015】

〔タッチパネルシステム１の構成〕
本実施形態に係るタッチパネルシステム１は、上述した理由により、従来であれば困難であった、水滴等が付着したタッチパネルにおける複数のタッチ位置の検出を可能とするものである。以下、タッチパネルシステム１について説明する。

【0016】

図１に、本実施形態に係るタッチパネルシステム１の要部構成を示す。図１は、タッチパネルシステム１の要部構成を示す機能ブロック図である。

【0017】

図１に示すように、タッチパネルシステム１は、タッチパネル１０とタッチパネルコントローラ２０とを含む。

【0018】

タッチパネル１０は、相互容量方式によりタッチ位置を検出するものであり、駆動部１１、測定部１２、複数の受信電極１３、および複数の送信電極１４を含む。

【0019】

駆動部１１は、タッチパネルコントローラ２０の制御部２００からの指示に従い、電圧を印加する送信電極１４に方形波パルス状の電圧を印加する。このとき、駆動部１１は、その他の送信電極１４を固定電位へ接続した状態とする。

【0020】

測定部１２は、制御部２００からの指示に従い、受信電極１３に生じる電位の変化に基づき、当該受信電極１３と、そのとき電圧を印加されている送信電極１４との間の静電容量の変化量を測定する。

【0021】

タッチパネルコントローラ２０は、タッチパネル１０におけるタッチ位置を推定するものであり、座標推定装置１００および制御部２００を含む。

【0022】

座標推定装置１００は、取得部１１０、統合部１２０、第１推定部１３０、および出力部１４０を含む。

【0023】

取得部１１０は、測定部１２が測定した、受信電極１３と送信電極１４との間の静電容量の変化量を取得する。より詳細には、取得部１１０は、受信電極１３と、そのとき電圧を印加されている送信電極１４との間の静電容量の変化量を取得する。換言すれば、取得部１１０は、タッチパネル１０を複数の区域に分けた区域ごとの静電容量の変化量を取得する。

【0024】

静電容量の変化量とは、タッチパネル１０にタッチがなく、かつ水滴も付着していない状態における送信電極１４と受信電極１３との間の静電容量を基準とし、その基準からの変化量である。なお、タッチパネル１０にタッチすることにより、静電容量は基準よりも減少するため、基準から減少した量をプラスの変化量とし、逆に基準から増加した量をマイナスの変化量とする。

【0025】

ここで、区域について、図２を参照して説明する。図２は、タッチパネル１０の一部を示す図である。図２に示すタッチパネル１０には、受信電極１３および送信電極１４と、区域ＡＲが示されている。

【0026】

受信電極１３および送信電極１４は、一例としてダイヤモンドパターンと呼ばれる電極構造を有している。電極はＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜を成形することにより作製されている。受信電極１３は、四角形状の受信電極パターン１３Ｐが縦一列に配置されており、送信電極１４は、四角形状の送信電極パターン１４Ｐが横一列に配置されている。タッチパネル１０は、受信電極１３と送信電極１４とが絶縁層を挟んで重ね合わされており、タッチする側から見て、送信電極１４と受信電極１３とが交差するように配置されている。

【0027】

取得部１１０が取得する静電容量の変化量は、送信電極１４に電圧を印加したときの当該送信電極１４と受信電極１３との間の静電容量なので、送信電極１４と受信電極１３とが交差している点における静電容量の変化量ということができる。区域ＡＲは、各区域に１つずつ送信電極１４と受信電極１３とが交差している点を含み、かつ、区域同士が接するように仮想的に設定される。そして、仮想的に設定された区域ＡＲにおける静電容量の変化量とは、当該区域ＡＲに含まれる送信電極１４に電圧が印加されたときに、当該送信電極１４と同じ区域ＡＲに含まれる受信電極１３との間における静電容量の変化量のことをいう。

【0028】

統合部１２０は、区域ＡＲのうち、静電容量の変化量が第１閾値を超えた区域ＡＲであって隣接する区域ＡＲを統合して一つの仮想的な統合区域ＩＡＲとする。隣接する区域とは、例えば、区域ＡＲが矩形の場合、一辺または頂点が共通している区域のことをいう。頂点が共通しているとは、換言すれば斜め方向に隣接しているということもできる。なお、一辺のみが共通する区域を隣接する区域としてもよい。

【0029】

図３を参照して、統合区域ＩＡＲについて説明する。図３は、統合区域ＩＡＲを説明するための図である。図３に示すように、例えば、区域ＡＲのうち、区域ＡＲ（１１、１２、１３、２１、２２、３１、３２、３３、３４）が静電容量の変化が第１閾値を超えた区域であるとする。図３では、灰色で示す。このうち、区域ＡＲ１１と区域ＡＲ１２とは一辺が共通し、区域ＡＲ１１と区域ＡＲ１３とも一辺が共通している。そこで、統合部１２０は、区域ＡＲ１１、１２、１３を統合して統合区域ＩＡＲ１とする。

【0030】

また、区域ＡＲ２１と区域ＡＲ２２とは、１つの頂点が共通している。そこで、統合部１２０は、区域ＡＲ２１と区域ＡＲ２２とを統合して統合区域ＩＡＲ２とする。

【0031】

また、区域ＡＲ３１と区域ＡＲ３３とは一辺が共通し、区域ＡＲ３２と区域ＡＲ３３とも一辺が共通している。さらに、区域ＡＲ３３と区域ＡＲ３４とは頂点が共通している。そこで、統合部１２０は、区域ＡＲ３１～区域ＡＲ３４を統合して統合区域ＩＡＲ３とする。

【0032】

第１閾値は、水滴が付着していない状態で、タッチパネル１０に対するタッチがあると考えられる静電容量の変化量よりも小さい値（例えば、マイナス１０％）に設定されてよい。水滴部分をタッチした場合の静電容量の変化量は、水滴がない箇所をタッチした場合の静電容量の変化量よりも大きいため、水滴がない箇所をタッチした場合よりも小さい値を基準とすることにより、確実にタッチ位置の座標を推定することができる。

【0033】

第１推定部１３０は、統合区域ＩＡＲごとに、該統合区域ＩＡＲにおける区域ＡＲごとの静電容量の変化量を用いてタッチ位置を示す座標を推定する。具体的には、第１推定部１３０は、統合区域ＩＡＲにおいて、最も静電容量の変化量が大きい区域ＡＲの座標をタッチ位置の座標として推定する。なお、第１推定部１３０は、区域ＡＲの中心の座標をタッチ位置の座標と推定してもよい。

【0034】

水滴が付着している箇所をタッチした場合、水滴が付着している箇所全体で静電容量の変化量が大きくなるが、タッチされている箇所は、その中でも最も変化量が大きくなる。第１推定部１３０は、統合区域ＩＡＲにおける静電容量の変化量が最大の区域ＡＲの座標をタッチ位置の座標と推定するので、水滴が付着されている箇所をタッチされた場合に、タッチ位置の座標を正確に推定することができる。

【0035】

出力部１４０は、第１推定部１３０が推定した座標位置を、例えば外部装置に出力する。

【0036】

制御部２００は、電圧を印加する送信電極１４を駆動部１１に指示する。また、制御部２００は、送信電極１４と受信電極１３との間の静電容量の変化量の測定を測定部１２に指示する。

【0037】

〔座標推定装置１００における処理の流れ〕
次に、図４を参照して、座標推定装置１００における処理の流れについて説明する。図４は、座標推定装置１００の処理の流れを示すフローチャートである。

【0038】

図４に示すように、座標推定装置１００は、まず、測定部１２からタッチパネル１０の区域ＡＲごとの静電容量の変化量を取得する（Ｓ１０１、取得ステップ）。次に、統合部１２０は、静電容量の変化量が第１閾値を超える区域ＡＲがあれば（Ｓ１０２でＹＥＳ）、当該区域ＡＲ同士で隣接するものも統合して統合区域ＩＡＲとする（Ｓ１０３、統合ステップ）。そして、第１推定部１３０は、統合区域ＩＡＲごとに、当該統合区域ＩＡＲの中で最も静電容量の変化量が大きい区域ＡＲの座標をタッチ座標として推定する（Ｓ１０４、推定ステップ）。そして、出力部１４０は、推定した座標を出力する（出力ステップ）。

【0039】

以上のように、本実施形態に係る座標推定装置１００は、相互容量方式によるタッチ検出が可能なタッチパネル１０におけるタッチ位置を示す座標を推定するものである。そして、座標推定装置１００は、タッチパネル１０のタッチ領域を複数の区域ＡＲに分けた区域ＡＲごとの受信電極１３と送信電極１４との間の静電容量の変化量を取得する取得部１１０と、区域ＡＲのうち、変化量が第１閾値を超えた区域ＡＲであって隣接する区域ＡＲを統合して一つの統合区域ＩＡＲとする統合部１２０と、統合区域ＩＡＲごとに、統合区域ＩＡＲにおける区域ＡＲごとの静電容量の変化量を用いてタッチ位置を示す座標を推定する第１推定部１３０と、第１推定部１３０が推定した座標を出力する出力部１４０とを備える。

【0040】

本願発明者らは、相互容量方式のタッチパネルに水滴等が付着している場合、水滴が付着している箇所をタッチした場合と水滴が付着してない箇所をタッチした場合とで、静電容量の変化量が異なることを発見した。本実施形態に係る座標推定装置１００によれば、静電容量の変化量が第１閾値を超えた区域ＡＲを統合した統合区域ＩＡＲごとに、タッチ位置の座標を推定するので、水滴が付着している箇所と水滴が付着していない箇所とで別々にタッチ位置の推定を行うことができる。これにより、上述した理由２の弊害が生じることを回避でき、タッチパネル１０に水滴等が付着している場合でも、複数のタッチ位置の座標を推定できる。

【0041】

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0042】

図５に、本実施形態に係る座標推定装置１００Ａの概要を示す。図５は、座標推定装置１００Ａの機能ブロック図である。図５に示すように、座標推定装置１００Ａは、上述した座標推定装置１００の構成に加え、第２推定部１５０および検知部１６０を含む。

【0043】

検知部１６０は、タッチパネル１０に水滴が付着していることを検知する。そして、タッチパネル１０に水滴が付着していることを、取得部１１０に通知する。

【0044】

取得部１１０は、検知部１６０がタッチパネル１０への水滴の付着を検知しなかった場合、すなわち、タッチパネル１０に水滴が付着していない場合、取得した静電容量の変化量を第２推定部１５０に通知する。一方、検知部３００がタッチパネル１０への水滴の付着を検知した場合、取得した静電容量の変化量を統合部１２０に通知する。

【0045】

これにより、タッチパネル１０に水滴が付着していない場合、第２推定部１５０がタッチパネル１０へのタッチ位置の座標を推定し、タッチパネル１０に水滴が付着している場合、第１推定部１３０がタッチパネル１０へのタッチ位置の座標を推定することになる。

【0046】

第２推定部１５０は、測定部１２が測定した静電容量の変化量を用いて、タッチパネル１０へのタッチ位置の座標を推定するものである。静電容量の変化量を用いたタッチ位置の座標の推定は、公知の技術を用いて可能であるので、ここでの詳細な説明は割愛する。端的に言えば、静電容量の変化量が第３の閾値を超える位置、すなわち、静電容量の変化量が第３閾値を超えるときに駆動した送信電極１４と測定した受信電極１３とが交わる位置をタッチ位置として推定するものである。

【0047】

このように、本実施形態によれば、水滴が付着していない場合は、負荷が軽い第２推定部１５０による処理によりタッチ位置の座標を算出できるとともに、水滴が付着していても第１推定部１３０により正確にタッチ位置の座標を推定できる。

【0048】

〔実施形態３〕
本発明のさらに、他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0049】

１つの統合区域ＩＡＲは、１つの水のかたまりを意味しているところ、タッチ位置は、１つの水のかたまりで１つになるとは限らない。そこで、本実施形態では、１つの統合区域ＩＡＲにおいて複数のタッチ位置を推定するものである。

【0050】

図６に、本実施形態に係る座標推定装置１００Ｂの概要を示す。図６は、座標推定装置１００Ｂの要部構成を示す機能ブロック図である。図６に示すように、座標推定装置１００Ｂは、上述した座標推定装置１００の第１推定部１３０に代えて第１推定部１３０Ａを備える。

【0051】

第１推定部１３０Ａは、候補特定部（特定部）１３１、算出部１３２、導出部１３３を含み、統合区域ＩＡＲごとに、該統合区域ＩＡＲにおける区域ＡＲごとの静電容量の変化量を用いてタッチ位置を示す座標を推定する。

【0052】

候補特定部１３１は、統合区域ＩＡＲにおいて、静電容量の変化量が第２閾値を超える区域ＡＲを特定する。第２閾値は、統合区域ＩＡＲにおいて、静電容量の変化量が大きい区域ＡＲを特定できる値であれば、どのような値であってもよく、例えば、当該統合区域ＩＡＲにおける静電容量の変化量の最大値のマイナス１０％であってよい。

【0053】

なお、候補特定部１３１は、統合区域ＩＡＲにおいて、静電容量の変化量が大きい区域ＡＲを大きい順に所定数選定するものであってもよい。この場合、所定数は予め定めらえた数であってよい。また、統計的な処理により、変化量の大きい区域ＡＲと小さい区域ＡＲとを有意に分割できる場合は、大きい側に分割された区域ＡＲを特定するものであってもよい。さらに、候補特定部１３１は、統合区域ＩＡＲにおいて、静電容量の変化量が突出して大きい区域ＡＲを特定するものであってもよい。

【0054】

算出部１３２は、受信電極１３ごとに、各送信電極１４から駆動電圧が印加されたときの静電容量の変化量の総和を算出する。具体的に、図７を参照して説明する。図７は、静電容量の変化量の総和を説明するための図である。図７に示す例では、送信電極１４としてＴ１～Ｔ８が、受信電極１３としてＲ１～Ｒ１４が示されている。なお、ここでの送信電極１４および受信電極１３の個数は一例であり、これに限られるものではない。

【0055】

算出部１３２は、まず、受信電極１３（Ｒ１）について、送信電極１４（Ｔ１）から駆動電圧が印加されたときの静電容量の変化量、送信電極１４（Ｔ２）から駆動電圧が印加されたときの静電容量の変化量、送信電極１４（Ｔ３）から駆動電圧が印加されたときの静電容量の変化量、…、送信電極１４（Ｔ８）から駆動電圧が印加されたときの静電容量の変化量、というように各送信電極１４からの駆動電圧が印加されたときの静電容量の変化量の総和を算出する。これを、受信電極１３（Ｒ２）、受信電極１３（Ｒ３）、…というように、全ての受信電極１３について行う。

【0056】

導出部１３３は、算出部１３２が算出した静電容量の変化量の総和に基づいて、送信電極１４が接続している方向（送信電極方向）におけるタッチ位置の座標を導出する。

【0057】

そして、第１推定部１３０Ａは、候補特定部１３１が特定した候補となる区域ＡＲのうち、導出部１３３が導出したタッチ位置の送信電極方向の座標が一致する区域ＡＲの座標をタッチ位置の座標として推定する。

【0058】

これにより、候補特定部１３１により特定された区域ＡＲのうち、導出部１３３により送信方向タッチ位置が一致する区域ＡＲをタッチパネル１０におけるタッチ位置と推定するので、１つの統合区域ＩＡＲで複数のタッチがある場合でも正確にタッチ位置の座標を推定できる。すなわち、上述した理由１、理由３による弊害を解消することができる。

【0059】

なお、第１推定部１３０Ａは、導出部１３３がタッチ位置の座標を導出しなかった場合、すなわち、タッチ無しの場合、第１推定部１３０Ａは、タッチなしと判断する構成であってもよい。

【0060】

〔処理の流れ〕
次に、図８を参照して、座標推定装置１００Ａにおける処理の流れを説明する。図８は、座標推定装置１００Ａの処理の流れを示すフローチャートである。

【0061】

図８に示すように、座標推定装置１００Ａは、まず、測定部１２からタッチパネル１０の区域ＡＲごとの静電容量の変化量を取得する（Ｓ２０１）。次に、統合部１２０は、静電容量の変化量が第１閾値を超える区域ＡＲがあれば（Ｓ２０２でＹＥＳ）、当該区域ＡＲ同士で隣接するものも統合して統合区域ＩＡＲとする（Ｓ２０３）。そして、候補特定部１３１は、統合区域ＩＡＲごとに、当該統合区域ＩＡＲにおける静電容量の変化量が大きい区域ＡＲを候補位置とする（Ｓ２０４）。

【0062】

次に、算出部１３２は、受信電極１３ごとに、各送信電極１４から駆動電圧が印加されたときの静電容量の変化量の総和を算出する（Ｓ２０５）。

【0063】

次に、導出部１３３は、静電容量の変化量の総和に基づいて、送信電極１４が接続している方向（送信電極方向）におけるタッチ位置の座標を導出する（Ｓ２０６）。そして、第１推定部１３０Ａは、特定された候補となる区域ＡＲのうち、導出されたタッチ位置の送信電極方向の座標が一致する区域ＡＲの座標をタッチ位置の座標として推定する（Ｓ２０７）。

【0064】

〔ソフトウェアによる実現例〕
座標推定装置１００（１００Ａ）（以下、「装置」と呼ぶ）の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の各制御ブロック（特に統合部１２０、第１推定部１３０（１３０Ａ））としてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。

【0065】

この場合、上記装置は、上記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも１つの制御装置（例えばプロセッサ）と少なくとも１つの記憶装置（例えばメモリ）を有するコンピュータを備えている。この制御装置と記憶装置により上記プログラムを実行することにより、上記各実施形態で説明した各機能が実現される。

【0066】

上記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、１または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、上記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記装置に供給されてもよい。

【0067】

また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。

【0068】

また、上記各実施形態で説明した各処理は、ＡＩ（Artificial Intelligence：人工知能）に実行させてもよい。この場合、ＡＩは上記制御装置で動作するものであってもよいし、他の装置（例えばエッジコンピュータまたはクラウドサーバ等）で動作するものであってもよい。

【0069】

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る座標推定装置は、相互容量方式によるタッチ検出が可能なタッチパネルにおけるタッチ位置を示す座標を推定する座標推定装置であって、前記タッチパネルのタッチ領域を複数の区域に分けた該区域ごとの受信電極と送信電極との間の静電容量の変化量を取得する取得部と、前記区域のうち、前記変化量が第１閾値を超えた区域であって隣接する区域を統合して一つの統合区域とする統合部と、前記統合区域ごとに、該統合区域における前記区域ごとの静電容量の変化量を用いてタッチ位置を示す座標を推定する第１推定部と、前記第１推定部が推定した座標を出力する出力部と、を備える。

【0070】

本願発明者らは、相互容量方式のタッチパネルに水滴等が付着している場合、水滴が付着している箇所をタッチした場合と水滴が付着してない箇所をタッチした場合とで、静電容量の変化量が異なることを発見した。前記の構成によれば、静電容量の変化量が第１閾値を超えた区域を統合した統合区域ごとに、タッチ位置の座標を推定するので、水滴が付着している箇所と水滴が付着していない箇所とで別々にタッチ位置の推定を行うことができる。これにより、タッチパネルに水滴等が付着している場合でも、複数のタッチ位置の座標を推定できる。

【0071】

本発明の態様２に係る座標推定装置は、前記態様１において、前記第１推定部は、前記統合区域における静電容量の変化量が最大の区域を示す座標をタッチ位置の座標と推定する。

【0072】

水滴が付着している箇所をタッチした場合、水滴が付着している箇所全体で静電容量の変化量が大きくなるが、タッチされている箇所は、その中でも最も変化量が大きくなる。前記の構成によれば、統合区域における静電容量の変化量が最大の区域の座標をタッチ位置の座標と推定するので、水滴が付着されている箇所をタッチされた場合に、タッチ位置の座標を正確に推定することができる。

【0073】

本発明の態様３に係る座標推定装置は、前記態様１または２において、前記複数の区域は、送信電極および受信電極の電極パターンに合わせて設定される。

【0074】

前記の構成によれば、区域は送信電極および受信電極の電極パターンに合わせて設定されるので、区域ごとに正確に静電容量の変化量を取得することができる。

【0075】

本発明の態様４に係る座標推定装置は、前記態様１～３の何れかにおいて、前記区域は矩形であり、前記統合部は、前記矩形の辺または頂点を共通とする矩形同士を隣接する矩形として統合する。

【0076】

前記の構成によれば、１つの水たまりを１つの統合区域とすることができ、水たまりごとにタッチがあれば、そのタッチ位置を推定することができる。

【0077】

本発明の態様５に係る座標推定装置は、前記態様１～４の何れかにおいて、前記統合区域ごとに、静電容量の変化量が第２閾値を超える区域を特定する特定部と、前記受信電極ごとに、各送信電極を駆動したときの前記静電容量の変化量の総和を算出する算出部と、前記変化量の総和を用いて、送信電極に沿った方向におけるタッチ位置を示す送信方向タッチ位置を導出する導出部と、を備え、前記第１推定部は、前記特定部が特定した区域のうち、送信電極に沿った方向における座標が、前記導出部が導出した送信方向タッチ位置と一致する区域を、タッチ位置を示す座標として推定する。

【0078】

前記の構成によれば、統合区域内において複数のタッチがある場合、すなわち、１つの水たまりにおいて複数箇所のタッチがある場合でも、タッチ位置の座標を推定できる。

【0079】

本発明の態様６に係る座標推定装置は、前記態様１～５の何れかにおいて、前記タッチパネルに水滴が付着していることを検知する検知部と、前記静電容量の変化量が第３閾値を超えたか否かによりタッチ位置の座標を推定する第２推定部と、を備え、前記検知部が水滴の付着を検知した場合、前記第１推定部がタッチ位置を示す座標の推定を行い、前記検知部が水滴の付着を検知しない場合、前記第２推定部がタッチ位置を示す座標を推定する。

【0080】

前記の構成によれば、タッチパネルに水滴等が付着している場合、第１推定部を用いてタッチ位置の座標を推定し、水滴が付着していない場合、第２推定部を用いてタッチ位置の座標を推定する。第２推定部は単に静電容量の変化量が第３閾値を超えたか否かにより座標の推定処理を行うので、第１推定部と比較して、処理の負荷が軽い。よって、タッチパネルに水滴が付着していない場合、負荷の軽い処理でタッチ位置の座標を推定できる。

【0081】

本発明の態様７に係るタッチパネルシステムは、前記座標推定装置と、タッチパネルと、を含み、前記座標推定装置は、前記タッチパネルからの信号を用いて、該タッチパネルにおけるタッチ位置を推定する。

【0082】

前記の構成によれば、タッチパネルを含むタッチパネルシステムにおいて、タッチパネルに水滴が付着している場合であっても、正確にタッチ位置を推定することができる。

【0083】

本発明の態様８に係る座標推定方法は、相互容量方式によるタッチ検出が可能なタッチパネルにおけるタッチ位置を示す座標を推定する座標推定方法であって、前記タッチパネルのタッチ領域を複数の区域に分けた該区域ごとの受信電極と送信電極との間の静電容量の変化量を取得する取得ステップと、前記区域のうち、前記変化量が第１閾値を超えた区域であって隣接する区域を統合して一つの統合区域とする統合ステップと、前記統合区域ごとに、該統合区域における前記区域ごとの静電容量の変化量を用いてタッチ位置を示す座標を推定する推定ステップと、前記推定ステップで推定した座標を出力する出力ステップと、を含む。

【0084】

前記の方法によれば、静電容量の変化量が第１閾値を超えた区域を統合した統合区域ごとに、タッチ位置の座標を推定するので、水滴が付着している箇所と水滴が付着していない箇所とで別々にタッチ位置の推定を行うことができる。これにより、タッチパネルに水滴等が付着している場合でも、複数のタッチ位置の座標を推定できる。

【0085】

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。

【符号の説明】

【0086】

１ タッチパネルシステム
１２ 測定部
１１ 駆動部
１０ タッチパネル
１４ 送信電極
１３ 受信電極
２０、２０Ａ タッチパネルコントローラ
１００、１００Ａ、１００Ｂ 座標推定装置
１１０ 取得部
１２０ 統合部
１３０、１３０Ａ 第１推定部
１３１ 候補特定部（特定部）
１３２ 算出部
１３３ 導出部
１４０ 出力部
１５０ 第２推定部
１６０ 検知部
２００ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】