特開 2024-176740 タッチセンサー装置

(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】P2024176740

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】タッチセンサー装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20241212BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20241212BHJP

   G06F 3/0488 20220101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

G06F3/041 500

G06F3/044 120

G06F3/0488

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023095517

(22)【出願日】2023-06-09

(71)【出願人】

【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】100147304

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 知哉

(74)【代理人】

【識別番号】100148493

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 浩二

(74)【代理人】

【識別番号】100168583

【弁理士】

【氏名又は名称】前井 宏之

(72)【発明者】

【氏名】岩井 嘉男

【テーマコード（参考）】

5E555

【Ｆターム（参考）】

5E555AA54

5E555AA71

5E555BA02

5E555BB02

5E555BC13

5E555CA12

5E555CB12

5E555EA05

5E555FA00

(57)【要約】

【課題】使用者の特性に合わせた最適なパラメーターをタッチパネルに自動的に設定可能なタッチセンサー装置を提供する。
【解決手段】タッチセンサー装置１は、タッチセンサー１１と、タッチセンサー１１に対する使用者のタッチ操作を検出するタッチ操作検出部１２１ａと、予め定められた検出感度に基づいて、タッチ操作検出部１２１ａが検出した使用者のタッチ操作を有効操作又は無効操作として判定する操作判定部１２１ｂと、使用者の特性である使用者特性を検出する特性検出部１２５と、特性検出部１２５が検出した使用者特性に応じて検出感度を調整する検出感度調整部１２１ｃとを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

タッチセンサーと、
前記タッチセンサーに対する使用者のタッチ操作を検出するタッチ操作検出部と、
予め定められた検出感度に基づいて、前記タッチ操作検出部が検出した前記使用者のタッチ操作を有効操作又は無効操作として判定する操作判定部と、
前記使用者の特性である使用者特性を検出する特性検出部と、
前記特性検出部が検出した前記使用者特性に応じて前記検出感度を調整する検出感度調整部と
を備える、タッチセンサー装置。

【請求項2】

前記検出感度に対応する判定基準が設定され、
前記操作判定部は、前記タッチ操作検出部が検出した検出信号の強度が前記判定基準以上のときに、前記使用者のタッチ操作を前記有効操作として判定する、請求項１に記載のタッチセンサー装置。

【請求項3】

前記タッチセンサーは静電容量方式センサーである、請求項１又は請求項２に記載のタッチセンサー装置。

【請求項4】

前記使用者特性は前記使用者の性別、年齢、体温、肌の水分量又は皮脂量のうち少なくとも１つを含む、請求項１又は請求項２に記載のタッチセンサー装置。

【請求項5】

前記検出感度調整部は、前記使用者の年齢が大きいほど前記検出感度が高くなるように前記検出感度を調整する、請求項４に記載のタッチセンサー装置。

【請求項6】

前記検出感度調整部は、前記水分量が小さいほど前記検出感度が高くなるように前記検出感度を調整する、請求項４に記載のタッチセンサー装置。

【請求項7】

前記特性検出部は撮像装置である、請求項１又は請求項２に記載のタッチセンサー装置。

【請求項8】

前記特性検出部は赤外線センサーである、請求項１又は請求項２に記載のタッチセンサー装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、タッチセンサー装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、タッチ入力された位置データに基づいてタッチパネル面の入力許容領域を変化させることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８－６３２８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

静電容量方式のタッチパネル操作において、例えば乾燥肌の人が操作する際にタッチパネルの反応が鈍くなり得るという課題があった。その対策として、使用者の実際の操作から最適なパラメーターを設定する作業はいささか面倒であった。

【0005】

本開示は、使用者の特性に合わせた最適なパラメーターをタッチパネルに自動的に設定可能なタッチセンサー装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のタッチセンサー装置は、タッチセンサーと、前記タッチセンサーに対する使用者のタッチ操作を検出するタッチ操作検出部と、予め定められた検出感度に基づいて、前記タッチ操作検出部が検出した前記使用者のタッチ操作を有効操作又は無効操作として判定する操作判定部と、前記使用者の特性である使用者特性を検出する特性検出部と、前記特性検出部が検出した前記使用者特性に応じて前記検出感度を調整する検出感度調整部とを備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、使用者の特性に合わせた最適なパラメーターがタッチパネルに自動的に設定可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の一実施形態に係るタッチセンサー装置１を備えるタッチパネル装置１０の全体構成を示すブロック図である。

【図2】タッチセンサー装置１の構成を示すブロック図である。

【図3】タッチセンサー装置１が有するタッチセンサー１１の検出信号Ｖ０の変化とサンプリング値ＳＶ０との関係を例示する説明図である。

【図4】タッチセンサー装置１による検出感度調整処理を例示するフローチャートである。

【図5】タッチセンサー装置１によるタッチ操作判定処理を例示するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

【0010】

（１）タッチパネル装置１０の全体構成
図１は、本開示の一実施形態に係るタッチセンサー装置１を備えるタッチパネル装置１０の全体構成を示すブロック図である。図２は、タッチセンサー装置１の構成を示すブロック図である。図３は、タッチセンサー装置１が有するタッチセンサー１１の検出信号Ｖ０の変化とサンプリング値ＳＶ０との関係を例示する説明図である。

【0011】

図１に示すように、タッチパネル装置１０は、タッチセンサー装置１と、表示装置２と、主制御装置３とを備える。タッチセンサー装置１は、タッチセンサー１１及びタッチ検出装置１２を有する。表示装置２は、表示パネル２１及び表示制御装置２２を有する。なお、タッチ検出装置１２、表示制御装置２２及び主制御装置３は、バスなどの信号伝送媒体９を通じて相互にデータの受け渡しが可能である。

【0012】

主制御装置３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３ａと、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３ｂと、二次記憶装置３ｃとを備える。

【0013】

ＣＰＵ３ａは、二次記憶装置３ｃに予め記憶されている各種のコンピュータープログラムを実行する。これにより、ＣＰＵ３ａは、各種のデータ処理と、タッチセンサー装置１及び表示装置２の制御とを実行する。

【0014】

ＲＡＭ３ｂは、コンピューター読み取り可能な揮発性の記憶装置である。ＲＡＭ３ｂは、ＣＰＵ３ａにより実行されるコンピュータープログラム及びデータ処理の対象となるデータを一次記憶する。

【0015】

二次記憶装置３ｃは、コンピューター読み取り可能な不揮発性の記憶装置である。例えば、フラッシュメモリー、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ／登録商標／以下の出現箇所では注記を省略）又はハードディスクドライブなどが二次記憶装置３ｃとして採用される。

【0016】

表示パネル２１は、画像を表示可能な装置である。表示パネル２１は、例えば、液晶表示パネル又は有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネルなどである。液晶表示パネルは、液晶パネル及びバックライトを含む。

【0017】

表示制御装置２２は、表示パネル２１を駆動させる。表示制御装置２２は、表示パネル２１が画像及び文字などを表示するように、表示パネル２１を制御する。表示制御装置２２は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２２ａと、ＲＡＭ２２ｂと、二次記憶装置２２ｃとを備える。

【0018】

なお、表示制御装置２２が備えるＲＡＭ２２ｂ及び二次記憶装置２２ｃは、それぞれ主制御装置３が備えるＲＡＭ３ｂ及び二次記憶装置３ｃと同様の装置である。表示制御装置２２が、ＭＰＵ２２ａの代わりにＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などの他のプロセッサーを備えることも考えられる。

【0019】

（２）タッチセンサー装置１の構成
タッチセンサー装置１のタッチセンサー１１は、表示パネル２１の複数の座標位置においてタッチ操作を検出するセンサーである。タッチセンサー１１は、複数の座標位置において、指示部による接触の程度を検出する。なお、この指示部は、使用者（ユーザー）の指又は使用者が持つスタイラスペンなどである。

【0020】

図２に示すように、タッチセンサー１１は、透明な複数の電極１１１、透明な保護カバー１１２及び駆動回路１１３などを備える。

【0021】

複数の電極１１１は、保護カバー１１２の裏面における複数の座標位置に配置されている。保護カバー１１２は、表示パネル２１に重畳されている。そのため、複数の電極１１１は、表示パネル２１の表面における複数の座標位置に配置されている。

【0022】

駆動回路１１３は、複数の電極１１１に駆動信号を供給する。この駆動信号が供給される複数の電極１１１は、保護カバー１１２における座標位置ごとの指示部の密着度合いを表す検出信号Ｖ０を出力する。

【0023】

タッチ検出装置１２は、ＭＰＵ１２１と、ＲＡＭ１２２と、二次記憶装置１２３と、サンプリング回路１２４と、特性検出部１２５とを備える。

【0024】

ＭＰＵ１２１は、二次記憶装置１２３に予め記憶されている各種のコンピュータープログラムを実行する。これにより、ＭＰＵ１２１は、タッチセンサー１１への有効なタッチ操作を検出する処理を実行する。

【0025】

ＲＡＭ１２２は、コンピューター読み取り可能な揮発性の記憶装置である。ＲＡＭ１２２は、ＭＰＵ１２１により実行されるコンピュータープログラム及びデータ処理の対象となるデータを一次記憶する。

【0026】

二次記憶装置１２３は、コンピューター読み取り可能な不揮発性の記憶装置である。例えば、二次記憶装置１２３が、フラッシュメモリー又はＥＥＰＲＯＭであることが考えられる。

【0027】

サンプリング回路１２４は、タッチセンサー１１の検出信号Ｖ０を予め定められたサンプリング周波数でサンプリングすることによって複数のサンプリング値ＳＶ０を順次出力する。図３は、検出信号Ｖ０とサンプリング値ＳＶ０との関係を示す。

【0028】

サンプリング回路１２４は、いわゆるＡＤ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路である。すなわち、サンプリング値ＳＶ０はデジタルデータの値である。

【0029】

ＭＰＵ１２１は、検出信号Ｖ０のサンプリング値ＳＶ０と予め設定される閾値ＳＬ０とを比較することにより、タッチセンサー１１への有効なタッチ操作を検出する（図３参照）。以下の説明において、有効なタッチ操作が「有効操作」と称され、有効でないタッチ操作は「無効操作」と称される。

【0030】

さらに、ＭＰＵ１２１は、有効操作が検出された座標位置のデータを表示制御装置２２及び主制御装置３へ出力する。

【0031】

表示制御装置２２は、タッチ描画処理を実行可能である。タッチ描画処理とは、表示パネル２１における有効操作が検出された座標位置の軌跡を表す軌跡画像を表示パネル２１に表示させる処理である。このような表示制御装置２２を備えるタッチパネル装置１０は、電子ホワイトボードと称される場合がある。

【0032】

タッチセンサー装置１において、ＭＰＵ１２１は、後述する検出感度調整処理（図４参照）を実行する。これにより、タッチセンサー装置１は、タッチセンサー１１の検出感度を使用者の特性に応じて適切に設定し、タッチ操作の誤検出及び検出漏れを防ぐことができる。

【0033】

ＭＰＵ１２１は、二次記憶装置１２３に予め記憶されたコンピュータープログラムを実行することにより、タッチ操作検出部１２１ａ、操作判定部１２１ｂ、及び検出感度調整部１２１ｃとして動作する。

【0034】

タッチ操作検出部１２１ａ及び操作判定部１２１ｂが、タッチ操作判定処理（図５参照）を実行する。具体的には、タッチ操作検出部１２１ａが、タッチセンサー１１に対する使用者のタッチ操作を検出する。操作判定部１２１ｂが、予め定められた検出感度に基づいて、タッチ操作検出部１２１ａが検出した使用者のタッチ操作を有効操作又は無効操作として判定する。

【0035】

また、特性検出部１２５は、使用者の特性である使用者特性を検出する。検出感度調整部１２１ｃは、特性検出部１２５が検出した使用者特性に応じて検出感度を調整する。

【0036】

したがって、使用者の特性に合わせた最適なパラメーターがタッチパネルに自動的に設定可能となる。この結果、たとえその使用者が初めて使用する場合であっても、タッチセンサー装置１における快適なタッチ操作が実現される。

【0037】

なお、検出感度に対応する判定基準が操作判定部１２１ｂに設定される。この判定基準は、具体的には、図３に示した閾値ＳＬ０が該当する。操作判定部１２１ｂは、タッチ操作検出部１２１ａが検出した検出信号の強度が判定基準以上のときに、使用者のタッチ操作を有効操作として判定する。すなわち、操作判定部１２１ｂは、検出信号Ｖ０のサンプリング値ＳＶ０が閾値ＳＬ０以上のときに、使用者のタッチ操作を有効操作として判定する。したがって、使用者特性に応じて閾値ＳＬ０を変更することで検出感度を変更することができる。この結果、使用者特性に応じて快適なタッチ操作が実現される。

【0038】

なお、タッチセンサー１１は、具体的には、静電容量方式センサーである。特に使用者特性の違いによる影響が出やすいからである。検出された使用者特性に合わせて最適なパラメーターが設定される結果、タッチセンサー装置１における快適なタッチ操作が実現される。静電容量方式センサーは、より具体的には、表面型静電容量方式センサーが挙げられる。ただし、タッチセンサー１１は、抵抗膜方式センサーであってもよい。

【0039】

ところで、タッチセンサー１１の検出信号Ｖ０は、使用者の特性に応じて異なるレベルで変化する。ここで、使用者の特性とは、例えば、性別、年齢、体温、肌の水分量又は皮脂量（肌の乾燥の度合い）であるが、これらに限らない。さらに、図３に示すように、タッチセンサー１１の検出信号Ｖ０は、使用者の操作の有無に関わらず、定常的なベースノイズによっても変動する。

【0040】

したがって、タッチセンサー装置１において、タッチセンサー１１に対するタッチ操作の誤検出及び検出漏れを防ぐために、タッチセンサー１１の検出感度が使用者の特性に応じて適切に設定される必要がある。
そのために、タッチ検出装置１２は特性検出部１２５を備えている。

【0041】

検出感度調整部１２１ｃは、タッチ操作判定処理が実行される前に、有効操作の検出に用いられる閾値ＳＬ０を設定する検出感度調整処理を実行する。この検出感度調整部１２１ｃは、検出感度だけでなく、タッチセンサー操作に関する他のパラメーターも合わせて調整してもよい。

【0042】

特性検出部１２５が検出する使用者特性には、例えば、使用者の性別、年齢、体温、肌の水分量又は皮脂量のうち少なくとも１つが含まれる。したがって、タッチ操作の前に使用者の性別、年齢、体温、肌の水分量又は皮脂量のうち少なくとも１つが検出可能となり、その使用者に適したタッチセンサー１１の検出感度や他のパラメーターなどが事前設定可能となる。この結果、タッチセンサー装置１における快適なタッチ操作が実現される。

【0043】

年齢が高くなると肌の水分量や皮脂量が不足する傾向があり、タッチセンサー１１による検出が鈍くなることがある。そこで、特性検出部１２５によって使用者の年齢が検出された場合、検出感度調整部１２１ｃは、使用者の年齢が大きいほど検出感度が高くなるように検出感度を調整してもよい。したがって、肌の水分量や皮脂量が不足することによって検出が鈍くなることを、検出感度を高めることで補うことができる。この結果、使用者の年齢が高くても、タッチセンサー装置１における快適なタッチ操作が実現される。

【0044】

また、年齢や性別によらず、肌の水分量が不足すると、タッチセンサー１１による検出が鈍くなることがある。そこで、肌の水分量が検出された場合、検出感度調整部１２１ｃは、その水分量が小さいほど検出感度が高くなるように検出感度を調整してもよい。したがって、肌の水分量が不足することによって検出が鈍くなることを、検出感度を高めることで補うことができる。この結果、肌の水分量が小さくても、タッチセンサー装置１における快適なタッチ操作が実現される。

【0045】

特性検出部１２５としては、例えば、撮像装置が挙げられる。具体的には、赤外線カメラを用いることで、使用者の体温や周囲の気温情報などが検出できる。可視光カメラによって撮像された使用者の顔や身体の画像を解析することで、使用者の年齢や性別などが検出できる。これらのカメラが組み合わされてもよい。また、高精度なＡＩ（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ：人工知能）カメラを用いることで、使用者のより詳細な情報が検出できるようになる。例えば、年齢及び性別に他の情報を加味することで、タッチ操作への影響が大きい使用者の肌の水分量や皮脂量などが推定可能となる。したがって、タッチ操作の前に使用者の特性が検出可能となり、その使用者に適したタッチセンサー１１の検出感度や他のパラメーターなどが事前設定可能となる。この結果、タッチセンサー装置１における快適なタッチ操作が実現される。

【0046】

特性検出部１２５としては、他にも、赤外線センサーが挙げられる。例えば、赤外線によって人体の有無を検出する人感センサーが用いられることで、使用者のある程度の身長などから大人か子供かが判別可能となる。したがって、タッチパネル操作の設定が、大人用又は子供用で事前変更可能となる。例えば、子供であれば掌も小さいので、掌タッチ操作の閾値（例えば手の大きさに対応するパラメーター）も事前変更可能である。この結果、タッチセンサー装置１における快適なタッチ操作とともに誤動作防止が実現可能される。

【0047】

なお、特性検出部１２５は、使用者がタッチ操作をする際にその使用者を確実に検出できるような位置及び向きに配置されることが好ましい。例えば、タッチパネル装置１０が電子ホワイトボードである場合、その上部中央付近から見下ろすように特性検出部１２５が配置されてもよい。タッチパネル装置１０がスマートフォンやタブレットである場合、手前方向を撮影するインカメラが特性検出部１２５として利用されてもよい。

【0048】

（３）タッチセンサー装置１による検出感度調整処理及びタッチ操作判定処理
図４は、タッチセンサー装置１による検出感度調整処理を例示するフローチャートである。図５は、タッチセンサー装置１によるタッチ操作判定処理を例示するフローチャートである。

【0049】

使用者がタッチセンサー装置１に対するタッチ操作を行おうとすると、その使用者の存在又は接近を特性検出部１２５が検出する。このように、特性検出部１２５が使用者を検出したとき、図５に示されたタッチ操作判定処理に先立って、図４に示された検出感度調整処理が開始される。

【0050】

ステップＳ４１では、特性検出部１２５が、使用者の特性である使用者特性を検出して次のステップＳ４２へ進む。

【0051】

ステップＳ４２では、検出感度調整部１２１ｃが、検出された使用者特性に応じて検出感度を調整する。検出感度調整部１２１ｃが、検出感度以外の他のパラメーターも併せて調整してもよい。これにより、使用者の特性に合わせた最適なパラメーターがタッチセンサー装置１に設定される。

【0052】

なお、この検出感度調整処理の実行は、使用者の存在又は接近を特性検出部１２５が最初に検出したときだけに限らない。例えば、使用者によるタッチセンサー装置１に対するタッチ操作の継続中は、一定時間毎に検出感度調整処理が実行されてもよい。あるいは、一操作が不自然に繰り返されるなど、タッチ操作の誤認識の可能性が想定される場合に、検出感度調整処理が実行されてもよい。ただし、検出感度調整処理の実行はこのようなタイミングに限らない。

【0053】

このようにして検出感度などが使用者特性に応じて適切に調整されたタッチセンサー装置１に対してタッチ操作が行われたとき、図５に示されたタッチ操作判定処理が開始される。

【0054】

ステップＳ５１では、タッチ操作検出部１２１ａが、タッチセンサー１１に対する使用者のタッチ操作を検出して次のステップＳ５２へ進む。

【0055】

ステップＳ５２では、操作判定部１２１ｂが、予め定められた検出感度に基づいて、検出された使用者のタッチ操作を有効操作又は無効操作として判定する。

【0056】

図４に示された検出感度調整処理が事前に実行されているので、様々な使用者に、タッチセンサー装置１における快適なタッチ操作が実現されており、タッチ操作の誤検出及び検出漏れが防止可能となる。

【0057】

本発明は、その主旨又は主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

【産業上の利用可能性】

【0058】

本開示は、タッチセンサー装置などに利用可能である。

【符号の説明】

【0059】

１ タッチセンサー装置
１０ タッチパネル装置
１１ タッチセンサー
１１１ 電極
１１２ 保護カバー
１１３ 駆動回路
１２ タッチ検出装置
１２１ ＭＰＵ
１２１ａ タッチ操作検出部
１２１ｂ 操作判定部
１２１ｃ 検出感度調整部
１２２ ＲＡＭ
１２３ 二次記憶装置
１２４ サンプリング回路
１２５ 特性検出部
２ 表示装置
２１ 表示パネル
２２ 表示制御装置
３ 主制御装置
９ 信号伝送媒体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】