特許 7062737 タッチパネル装置、検出方法

(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】

(24)【登録日】2022-04-22

(45)【発行日】2022-05-06

(54)【発明の名称】タッチパネル装置、検出方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20220425BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20220425BHJP

【ＦＩ】

G06F3/041 422

G06F3/044 120

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020171383

(22)【出願日】2020-10-09

(65)【公開番号】P2022063059

(43)【公開日】2022-04-21

【審査請求日】2020-11-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000201814

【氏名又は名称】双葉電子工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100116942

【弁理士】

【氏名又は名称】岩田 雅信

(74)【代理人】

【識別番号】100167704

【弁理士】

【氏名又は名称】中川 裕人

(72)【発明者】

【氏名】冬木 敏光

(72)【発明者】

【氏名】田畑 裕一

(72)【発明者】

【氏名】宮島 晶生

【審査官】木村 慎太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１２４８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０６９０６１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上のセンシング領域に複数の送信電極と複数の受信電極が配設され、送信電極と受信電極によりセンサセルが形成されるタッチパネル装置であって、
前記センシング領域は非長方形とされ、
前記センシング領域には複数のセンサセルが行方向及び列方向に配列されており、
各センサセルは、各行のセンサセル数が同一で、かつ各列のセンサセル数が同一となるように、前記センシング領域の形状に応じた領域形状とされており、
前記非長方形への変形の基準となる前記センシング領域の基準長方形を想定したときに、該基準長方形の領域内に配列される長方形のセンサセルの領域形状が、該基準長方形の頂点座標と前記センシング領域の頂点座標とから求められた変換係数を用いて前記センシング領域にマッピングされることで、非長方形に変形された状態となるように複数の送信電極と複数の受信電極が配設されている
タッチパネル装置。

【請求項2】

前記変換係数は、前記基準長方形の頂点座標と前記センシング領域の頂点座標を用いた双一次変換に基づいて算出される
請求項１に記載のタッチパネル装置。

【請求項3】

基板上のセンシング領域に複数の送信電極と複数の受信電極が配設され、送信電極と受信電極によりセンサセルが形成されるタッチパネル装置であって、
前記センシング領域は非長方形とされ、
前記センシング領域には複数のセンサセルが行方向及び列方向に配列されており、
各センサセルは、各行のセンサセル数が同一で、かつ各列のセンサセル数が同一となるように、前記センシング領域の形状に応じた領域形状とされており、
前記非長方形への変形の基準となる前記センシング領域の基準長方形を想定したときに、該基準長方形の領域内に配列される長方形のセンサセルの領域形状が、該基準長方形の領域内に配列される長方形のセンサセルの頂点座標と、該基準長方形の領域内に配列される長方形のセンサセルと対応する前記センシング領域に配列されたセンサセルの頂点座標とから求められた変換係数を用いて前記センシング領域にマッピングされることで、非長方形に変形された状態となるように複数の送信電極と複数の受信電極が配設されている
タッチパネル装置。

【請求項4】

前記変換係数は、該基準長方形の領域内に配列される長方形のセンサセルの頂点座標と、該基準長方形の領域内に配列される長方形のセンサセルと対応する前記センシング領域に配列されたセンサセルの頂点座標とを用いた双一次変換に基づいて算出される
請求項３に記載のタッチパネル装置。

【請求項5】

前記基板上に複数の前記センシング領域が形成される
請求項１から請求項４の何れかに記載のタッチパネル装置。

【請求項6】

請求項１から請求項５の何れかに記載のタッチパネル装置が実行する検出方法であって、
送信電極に入力した送信信号に基づく受信信号を受信電極から受信するステップと、
前記受信した受信信号から求められる各センサセルの容量値を用いて重心値を算出するステップと、
前記算出した重心値に基づいて前記センシング領域におけるタッチ位置座標を検出するステップと、をタッチパネル装置が実行する
検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はタッチパネル装置、及び当該タッチパネル装置が実行する検出手法に関する。

【背景技術】

【0002】

タッチパネル装置に関して各種の技術が知られている。
下記特許文献１には、第１の方向に延設された送信電極と、第１の方向と交差する第２の方向に延設された受信電極とが形成され、送信電極と受信電極の対により構成される検出領域から生じる容量の変化に基づいてユーザのタッチ位置を検出する静電容量方式のタッチパネル装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１１－９０４４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したタッチパネル装置を機器製品に実装するにあたり、実装するタッチパネルの外縁の形状は必ずしも長方形になるとは限らず、機器製品のデザインに応じて非長方形状に設計されることが多々見受けられる。
このような非長方形状のタッチパネルにおいては当該形状に収まるように送信電極と受信電極を配設することになるが、この場合、タッチパネルの外縁部分において送信電極と受信電極の配設スペースを十分に確保できないことがある。
そうなると、タッチパネル外縁部分においてタッチ位置検出に必要とされる容量変化を適切に取得することができず、タッチ位置検出精度の低下を招いてしまう。

【0005】

そこで本発明では、非長方形状のタッチパネルにおいてタッチ位置検出精度を維持することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係るタッチパネル装置は、基板上のセンシング領域に複数の送信電極と複数の受信電極が配設され、送信電極と受信電極によりセンサセルが形成されるタッチパネル装置であって、前記センシング領域は非長方形とされ、前記センシング領域には複数のセンサセルが行方向及び列方向に配列されており、各センサセルは、各行のセンサセル数が同一で、かつ各列のセンサセル数が同一となるように、前記センシング領域の形状に応じた領域形状とされているものである。

【0007】

センシング領域に各行のセンサセル数が同一、かつ各列のセンサセル数が同一となるように各センサセルを配列することで、センシング領域の形状に関わらずセンサセルが欠損しない。

【0008】

上記した本発明に係るタッチパネル装置は、前記非長方形への変形の基準となる前記センシング領域の基準長方形を想定したときに、該基準長方形の領域内に配列される長方形のセンサセルの領域形状が、該基準長方形の頂点座標と前記センシング領域の頂点座標とから求められた変換係数を用いて前記センシング領域にマッピングされることで、非長方形に変形された状態となるように複数の送信電極と複数の受信電極が配設されているものである。

【0009】

これにより、非長方形のセンシング領域の形状に合わせて各センサセルの領域形状が規則的に変形される。よって、センシング領域の外縁部分のセンサセルの配設スペースを十分に確保することができる。
ここで基準長方形とは、センシング領域を非長方形に変形するにあたり基準となる長方形のセンシング領域をいう。当該基準長方形のセンシング領域には、複数の長方形のセンサセルがそれぞれの形状を変えることなく行方向及び列方向に規則的に配設される。

【0010】

上記した本発明に係るタッチパネル装置は、前記非長方形への変形の基準となる前記センシング領域の基準長方形を想定したときに、該基準長方形の領域内に配列される長方形のセンサセルの領域形状が、該基準長方形の領域内に配列される長方形のセンサセルの頂点座標と、該基準長方形の領域内に配列される長方形のセンサセルと対応する前記センシング領域に配列されたセンサセルの頂点座標とから求められた変換係数を用いて前記センシング領域にマッピングされることで、非長方形に変形された状態となるように複数の送信電極と複数の受信電極が配設されている。

【0011】

これにより、基準長方形の頂点座標に対応する頂点座標が特定できない形状にセンシング領域を変形する場合においても、非長方形のセンシング領域の形状に合わせて各センサセルの領域形状を変形することができる。

【0012】

上記した本発明に係るタッチパネル装置において、前記変換係数は、前記基準長方形の頂点座標と前記センシング領域の頂点座標を用いた双一次変換に基づいて算出されることが考えられる。
また、前記変換係数は、該基準長方形の領域内に配列される長方形のセンサセルの頂点座標と、該基準長方形の領域内に配列される長方形のセンサセルと対応する前記センシング領域に配列されたセンサセルの頂点座標とを用いた双一次変換に基づいて算出されることも考えられる。

【0013】

双一次変換を用いて算出された変換係数に基づいてセンシング領域を変形することで、領域内で数学的規則性を有するセンサセルの配設が可能とされる。

【0014】

上記した本発明に係るタッチパネル装置において、前記基板上に複数の前記センシング領域が形成されることが考えられる。

【0015】

これにより、センシング領域ごとに、それぞれのセンシング領域の形状に合わせて変形したセンサセルが配設される。

【0016】

本発明に係るタッチパネル装置は、送信電極に入力した送信信号に基づく受信信号を受信電極から受信するステップと、前記受信した受信信号から求められる各センサセルの容量値を用いて重心値を算出するステップと、前記算出した重心値に基づいて前記センシング領域におけるタッチ位置座標を検出するステップと、を実行する。

【0017】

これにより、センシング領域の形状に関わらずセンサセルが欠損しない状態で、タッチ位置座標を検出することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、非長方形状のタッチパネルにおいてタッチ位置の検出精度を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施の形態のタッチパネル装置のブロック図である。

【図2】本実施の形態のタッチパネルの電極配置構造を示す図である。

【図3】本実施の形態の基準長方形におけるセンシング領域を示す図である。

【図4】本実施の形態の基準長方形におけるセンサセル構造を示す図である。

【図5】本実施の形態の基準長方形におけるセンサ群領域を模式的に示す図である。

【図6】本実施の形態の比較例におけるセンシング領域を示す図である。

【図7】本実施の形態の比較例におけるセンサ群領域を模式的に示す図である。

【図8】本実施の形態の非長方形におけるセンシング領域を示す図である。

【図9】本実施の形態の非長方形におけるセンサセル構造を示す図である。

【図10】本実施の形態の非長方形におけるセンサ群領域を模式的に示す図である。

【図11】本実施の形態の基板上におけるセンシング領域の配置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明の実施の形態について図１から図１１を参照して説明する。各図面に記載された構成は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲であれば設計などに応じて種々な変更が可能である。また一度説明した構成は、それ以降同一の符号を付して説明を省略することがある。

【0021】

以下、実施の形態を次の順序で説明する。
＜１．タッチパネル装置の構成＞
＜２．タッチパネルの電極配置構造＞
＜３．タッチパネルのタッチ位置検出手法＞
＜４．比較例＞
＜５．第１の実施の形態＞
＜６．変形例＞
＜７．第２の実施の形態＞
＜８．まとめ＞

【0022】

＜１．タッチパネル装置の構成＞
実施の形態におけるタッチパネル装置１の構成例について図１及び図２を参照して説明する。
タッチパネル装置１は、各種機器においてユーザインターフェース装置として装着される。ここで各種機器とは、例えば電子機器、通信機器、情報処理装置、製造設備機器、工作機械、車両、航空機、建物設備機器、その他非常に多様な分野の機器が想定される。
タッチパネル装置１は、これらの多様な機器製品においてユーザの指などの導電体によるタッチパネル操作の情報を供給する動作を行うことになる。

【0023】

図１に示すように、タッチパネル装置１は、製品側ＭＣＵ６に対してユーザのタッチパネル操作に関する情報を供給する動作を行う。製品側ＭＣＵ６は、タッチパネル装置１が装着される機器における制御装置である。

【0024】

タッチパネル装置１は、タッチパネル２及びタッチパネル駆動装置３を有する。
タッチパネル駆動装置３は、センサ回路４及びＭＣＵ５を有する。
タッチパネル駆動装置３は、タッチパネル２と電気的に接続されており、タッチパネル２の駆動（センシング）を行う。

【0025】

また操作入力デバイスとして機器に搭載される際には、タッチパネル駆動装置３は、製品側ＭＣＵ６と電気的に接続される。この接続によりタッチパネル駆動装置３は製品側ＭＣＵ６にセンシングした操作情報を送信する。

【0026】

センサ回路４は、タッチパネル２に対して送信信号を入力するとともに、タッチパネル２から受信信号を受信する。

【0027】

図２は、センサ回路４とタッチパネル２の接続状態を模式的に示している。
タッチパネル２は、タッチ面を形成するパネル平面に、送信側の電極としてのｎ本の送信電極２１－１から２１－ｎが配設される。
また同じくパネル平面に、受信側の電極としてのｍ本の受信電極２２－１から２２－ｍが配設される。
なお、以下の説明において、送信電極２１－１・・・２１－ｎ、受信電極２２－１・・・２２－ｍを特に区別しない場合は、総称して送信電極２１、受信電極２２と表記する。

【0028】

送信電極２１－１・・・２１－ｎと、受信電極２２－１・・・２２－ｍとは、図示するように交差して配設される場合もあれば、いわゆるシングルレイヤ構造として、以下の実施の形態で述べるように交差が生じないように配設される場合もある。
いずれにしても送信電極２１と受信電極２２が配設される範囲内でタッチ操作面が形成され、タッチ操作時の容量変化により操作位置が検出される構造となる。

【0029】

図２では、送信電極２１と受信電極２２の間で生じる容量の一部を容量Ｃとして例示している。タッチ操作面の全体に、送信電極２１と受信電極２２の間で生じる容量Ｃ（例えば交差位置における容量）が存在し、タッチ操作により容量変化が生じた位置がセンサ回路４により検出される。
なお、以下の説明において送信電極２１と受信電極２２の間で生じる容量Ｃを区別する場合は、容量Ｃ１，Ｃ２・・・のように符号末尾に数字を付して表記するものとする。

【0030】

センサ回路４は、選択した送信電極２１－１・・・２１－ｎに対して送信信号を出力する。またセンサ回路４は、選択した受信電極２２－１・・・２２－ｍからの受信信号を受信する。
センサ回路４では、受信電極２２から受信した受信信号に基づく検出値（以下、容量検出値とも表記する。）が記憶され、ＭＣＵ５が取得できるようにされている。

【0031】

図１に戻り、ＭＣＵ５は、センサ回路４の設定、制御を行う。
またＭＣＵ５は、容量検出値をセンサ回路４から読み出すことで取得する。
そしてＭＣＵ５は、容量検出値を用いて重心値を算出し、算出した重心値に基づいた座標計算を行い、ユーザのタッチ操作位置情報としての座標値を製品側ＭＣＵ６に送信する処理を行う。

【0032】

＜２．タッチパネルの電極配置構造＞
タッチパネル２の電極配置構造について、図３及び図４を参照して説明する。ここでは電極配置構造の一例としてシングルレイヤ電極構造の例について説明する。
なお、タッチパネル２の電極配置構造は、シングルレイヤ電極構造に限られず、例えば送信電極２１と受信電極２２を絶縁層を介して交差させた積層構造であってもよい。

【0033】

図３は、本実施の形態のタッチパネル２の電極配置構造を模式的に示している。
なお、以降の説明では、図３に示す方向を上下左右方向として表記するものとし、図３に示すＸ軸，Ｙ軸に基づき各センサセルＬの座標を表記するものとする。これは以降の図４から図１１においても同様である。

【0034】

図３に示すように、タッチパネル２における基板上のセンシング領域１０には、同一の長方形に形成された複数のセンサセルＬが上下左右方向（行方向及び列方向）に規則的に配設され、集合マトリクスとしてのセンサパターンが構成される。各行のセンサセルＬの数は同一であり、かつ各列のセンサセルＬの数も同一となる。

【0035】

ここでセンシング領域１０は長方形に形成されている。本実施の形態では、この長方形状のセンシング領域１０を、後述するセンシング領域１０を変形させるときの基準形状（以下、基準長方形とも表記する。）とする。

【0036】

センシング領域１０に配置された各センサセルＬから生じる容量検出値に基づいてユーザのタッチ位置が検出される。ここでの各センサセルＬは、図２における送信電極２１と受信電極２２が交差する部分に相当する。

【0037】

センシング領域１０に配設されたセンサセルＬの構造について図４を参照して説明する。ここではセンサセルＬの構造の例として図３のセンサセルＬ４を挙げて説明する。図４は、センサセルＬ４の領域形状を拡大して模式的に示したものである。なお、説明の便宜上、図４では各部材の大きさ及び間隔を図３よりも強調して示している。
センサセルＬ４は、送信電極２１、受信電極２２、及び余剰領域２３を有している。

【0038】

送信電極２１は、第１のコ字状部２１１、第１突出部２１２、第２突出部２１３、配線隣接部２１４、及び送信配線部２１５を有している。
第１のコ字状部２１１は右側に開口するコ字状に形成され、第１突出部２１２が第１のコ字状部２１１の上端部２１６から下方向に突出して形成されている。第２突出部２１３は第１突出部２１２の左側に離間して設けられ、第１のコ字状部２１１から下方向に突出して形成される。配線隣接部２１４は、第１のコ字状部２１１の下端部２１７から上方向に突出して形成される。配線隣接部２１４の反対側には送信配線部２１５が延設されている。

【0039】

受信電極２２は、第２のコ字状部２２１、第３突出部２２２、第４突出部２２３、及び受信配線部２２４を有している。
第２のコ字状部２２１は左側に開口するコ字状に形成され、第３突出部２２２が第２のコ字状部２２１の下端部２２５から上方向に突出して形成されている。第４突出部２２３は第３突出部２２２の右側に離間して設けられ、第２のコ字状部２２１から上方向に突出して形成される。
受信配線部２２４は、第２のコ字状部２２１の上端部２２６と結線されている。受信配線部２２４は第１のコ字状部２１１の左端と離間して配設される。

【0040】

送信電極２１と受信電極２２は、第３突出部２２２から右方向に第２突出部２１３、第４突出部２２３、第１突出部２１２の順に並列配置される。このように、送信電極２１と受信電極２２は平面上に一層かつ櫛形形状に隣接して形成される。
また、送信電極２１と受信電極２２の隣接部分にはそれぞれ隙間が設けられている。その結果、送信電極２１と受信電極２２の間で容量Ｃが発生する。

【0041】

送信配線部２１５（送信電極２１）は、図３に示すような基板上のセンシング領域１０の各列において、上下方向に配設されたセンサセルＬごとに引き出される。各送信配線部２１５は下方向に向かって延設され、互いに離間して並列配置されている。

【0042】

各列における下端部のセンサセルＬには、上方向に配設されたセンサセルＬの数だけ送信配線部２１５が並列配設されており、上方向のセンサセルＬに進むに従って、センサセルＬに配置する送信配線部２１５の数は１つずつ少なくなる。

【0043】

上方向のセンサセルＬに進むに従って送信配線部２１５の数が少なくなることで、上方向のセンサセルＬには余剰領域２３が形成される。余剰領域２３には、例えば光学的な見栄えを考慮してダミー電極が配設される。

【0044】

各列で上下方向のセンサセルＬごとに引き出され下方向に延設された複数の送信配線部２１５は、基板上の集合マトリクスにおける同じ行のセンサセルＬごとに結線され、図２に示すセンサ回路４に接続される。
センサ回路４は、選択した送信電極２１（送信配線部２１５）に対してセンシング動作のための送信信号を出力する。

【0045】

受信配線部２２４（受信電極２２）は、上下方向のセンサセルＬごとの上端部２２６と共通に結線された一本の電極として下方向に引き出される。下方向に引き出された受信配線部２２４は、図２に示すセンサ回路４に接続される。
センサ回路４は、選択した受信電極２２（受信配線部２２４）からのセンシング動作のための受信信号を受信する。

【0046】

図３に示す基準長方形のセンシング領域１０に配設された各センサセルＬは、送信配線部２１５の数や余剰領域２３の占める割合など、多少の相違点はあるにしても、おおむね上述したセンサセルＬ４と共通の構成を有している。

【0047】

＜３．タッチパネルのタッチ位置検出手法＞
センシング領域１０におけるタッチ位置情報の検出手法について、図５を参照して説明する。ここでは一例として、図３に示すセンサセルＬ１からＬ９により形成されるセンサ群領域１１においてタッチ位置座標を検出する場合について説明する。
図５では、センサ群領域１１におけるセンサセルＬ１からＬ９の位置関係と、センサセルＬ１からＬ９に対応するそれぞれの容量（Ｃ１からＣ９）とが模式的に示されている。

【0048】

タッチパネル２のタッチ位置座標は、図１のＭＣＵ５により演算される。
具体的にＭＣＵ５は、センサセルＬ１からＬ９のそれぞれに対応する容量Ｃ１からＣ９の容量検出値をセンサ回路４から読み出すことで取得する。

【0049】

そしてＭＣＵ５は、各容量Ｃの容量検出値を用いて重心値を算出し、算出した重心値に基づいた座標計算を行いうことでタッチ位置座標を演算する。
具体的にＭＣＵ５は、下記［式１］において、センサセルＬ１からＬ９のうちセンサセルＬ_iのＸ座標を「ｘ_i」に、センサセルＬ_iに対応する容量（Ｃ１からＣ９の何れか）の値を「ｃ_i」に代入することで、タッチ位置のＸ座標情報である座標Ｘtouchを演算する。

【0050】

【数1】

【0051】

またＭＣＵ５は、下記［式２］において、センサセルＬ１からＬ９のうちセンサセルＬ_iのＹ座標を「ｙ_i」に、センサセルＬ_iに対応する容量（Ｃ１からＣ９の何れか）の値を「Ｃ_i」に代入することで、タッチ位置のＹ座標情報である座標Ｙtouchを演算する。

【0052】

【数2】

【0053】

上述の演算により、ＭＣＵ５は、タッチパネル２のセンシング領域１０におけるタッチ位置座標を演算することができる。

【0054】

＜４．比較例＞
センシング領域１０を基準長方形から非長方形に変形した場合におけるセンサセルＬの配設手法の比較例について、図６及び図７を参照して説明する。
ここでは一例として、センシング領域１０を図３に示す基準長方形から図６に示す台形（非長方形状）に変形させた例について説明する。

【0055】

図６は、比較例におけるタッチパネル２の電極配置構造を模式的に示している。また図７は、比較例におけるセンサ群領域１１を構成するセンサセルＬと、各センサセルＬに対応する容量Ｃとを模式的に示している。なお、図７における一点鎖線はセンシング領域１０の外縁を示しており、破線はセンサセルＬにおける欠損部分を示している。

【0056】

図６に示すような台形のセンシング領域１０における左右の外縁部では、傾斜によりセンサセルＬの配設スペースが圧迫され、通常の形状で配設することが難しくなる。
例えばセンサ群領域１１についてみると、傾斜に伴いセンサセルＬ１及びＬ４の送信電極２１及び受信電極２２が欠損している。

【0057】

センサ群領域１１におけるタッチ位置座標を検出するには、図７に示すセンサセルＬ１からＬ９のそれぞれに対応する容量Ｃ１からＣ９の値を上述の［式１］及び［式２］に代入する必要がある。

【0058】

しかしながら比較例ではセンサセルＬ１及びＬ４の電極部分が欠損してしまっているため、センサセルＬ１の容量Ｃ１、及びセンサセルＬ４の容量Ｃ４の容量検出値が変化してしまい（又は検出することができず）、［式１］及び［式２］を用いて検出されるタッチ位置座標の精度が低下してしまう。

【0059】

＜５．第１の実施の形態＞
センシング領域１０におけるセンサセルＬの配設手法の第１の実施の形態について、図８から図１０を参照して説明する。
ここでは比較例と同様に、センシング領域１０を図３で示す基準長方形から図８に示す台形（非長方形状）に変形させた例について説明する。
図８は、センシング領域１０を台形に変形したときの電極配置構造を模式的に示している。図９は、当該センシング領域１０のセンサ群領域１１におけるセンサセルＬ４を拡大して示している。図１０は、センサ群領域１１を構成するセンサセルＬと、各センサセルＬに対応する容量Ｃとを模式的に示している。なお、説明の便宜上、図９では各部材の大きさ及び間隔を図８よりも強調して示している。

【0060】

本実施の形態では、センシング領域１０の基準となる図３に示すような基準長方形を想定したときに、該基準長方形の領域内に形成されるセンサセルＬの各座標を、該基準長方形の頂点座標と、台形のセンシング領域１０の頂点座標とから求められた変換係数を用いて、台形の領域内に形成されるセンサセルＬの各座標に変換する。そして、変換した各座標を台形のセンシング領域１０にマッピングし、当該マッピングに基づき複数の送信電極２１と複数の受信電極２２を配設する。

【0061】

基準長方形の領域内の各座標を台形のセンシング領域１０の領域内の各座標に変換する手法の具体例について説明する。ここでは一例として各座標を双一次変換により演算する例について説明する。

【0062】

基準長方形の領域内の或る座標を（ｘ，ｙ）、当該基準長方形領域内の座標に対応する変形後の台形領域内の座標を（ｘ’，ｙ’）とすると、（ｘ’，ｙ’）の各座標は下記［式３］及び［式４］により算出される。

ｘ’＝ａ₁ｘ＋ｂ₁ｙ＋ｃ₁ｘｙ＋ｄ₁ ・・・［式３］
ｙ’＝ａ₂ｘ＋ｂ₂ｙ＋ｃ₂ｘｙ＋ｄ₂ ・・・［式４］

このとき上記［式３］及び［式４］において変換係数ａ₁，ｂ₁，ｃ₁，ｄ₁，ａ₂，ｂ₂，ｃ₂，ｄ₂は未知である。

【0063】

そこで、まず図３のような基準長方形の各頂点座標である頂点Ｐ（ｘ₁，ｙ₁）、頂点Ｑ（ｘ₂，ｙ₂）、頂点Ｒ（ｘ₃，ｙ₃）、頂点Ｓ（ｘ₄，ｙ₄）、及び図８のような基準長方形の各頂点座標に対応する変形後の台形の各頂点座標である頂点Ｐ’（ｘ₁’，ｙ₁’）、頂点Ｑ’（ｘ₂’，ｙ₂’）、頂点Ｒ’（ｘ₃’，ｙ₃’）、頂点Ｓ’（ｘ₄’，ｙ₄’）を［式３］にそれぞれ代入する。これにより下記４つの式からなる連立方程式が導かれる。

ｘ₁’＝ａ₁ｘ₁＋ｂ₁ｙ₁＋ｃ₁ｘ₁ｙ₁＋ｄ₁
ｘ₂’＝ａ₁ｘ₂＋ｂ₁ｙ₂＋ｃ₁ｘ₂ｙ₂＋ｄ₁
ｘ₃’＝ａ₁ｘ₃＋ｂ₁ｙ₃＋ｃ₁ｘ₃ｙ₃＋ｄ₁
ｘ₄’＝ａ₁ｘ₄＋ｂ₁ｙ₄＋ｃ₁ｘ₄ｙ₄＋ｄ₁

上記連立方程式により［式３］における変換係数ａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１が算出される。

【0064】

また基準長方形の各頂点座標である頂点Ｐ（ｘ₁，ｙ₁）、頂点Ｑ（ｘ₂，ｙ₂）、頂点Ｒ（ｘ₃，ｙ₃）、頂点Ｓ（ｘ₄，ｙ₄）、及び基準長方形の各頂点座標に対応する変形後の台形の各頂点座標である頂点Ｐ’（ｘ₁’，ｙ₁’）、頂点Ｑ’（ｘ₂’，ｙ₂’）、頂点Ｒ’（ｘ₃’，ｙ₃’）、頂点Ｓ’（ｘ₄’，ｙ₄’）を［式４］にそれぞれ代入する。これにより下記４つの式からなる連立方程式が導かれる。

ｙ₁’＝ａ₂ｘ₁＋ｂ₂ｙ₁＋ｃ₂ｘ₁ｙ₁＋ｄ₂
ｙ₂’＝ａ₂ｘ₂＋ｂ₂ｙ₂＋ｃ₂ｘ₂ｙ₂＋ｄ₂
ｙ₃’＝ａ₂ｘ₃＋ｂ₂ｙ₃＋ｃ₂ｘ₃ｙ₃＋ｄ₂
ｙ₄’＝ａ₂ｘ₄＋ｂ₂ｙ₄＋ｃ₂ｘ₄ｙ₄＋ｄ₂

上記連立方程式により［式４］における変換係数ａ₂，ｂ₂，ｃ₂，ｄ₂が算出される。

【0065】

以上により、［式３］及び［式４］における各変換係数が既知となる。これにより、［式３］及び［式４］に変形前の基準長方形における座標を代入することで、変形後の台形領域内における座標を得ることができる。

【0066】

続いて、基準長方形を構成するセンサセルＬの各座標を［式３］及び［式４］に代入し、変形後の台形のセンシング領域１０における各座標に変換しマッピングを行う。
当該マッピングに基づき送信電極２１及び受信電極２２を配設することで、図８に示すような規則的に変換されたセンサセルＬにより構成されるセンシング領域１０が形成される。

【0067】

このように双一次変換を用いてセンシング領域１０に配設するセンサセルＬの形状を変形させることで、変形後のセンシング領域１０の領域内に無理なくセンサセルＬを配設することができる。
例えば図９に示す台形の外縁付近のセンサセルＬ４をみると、比較例のような欠損は見られず、送信電極２１及び受信電極２２の配設領域が十分に確保されていることがわかる。

【0068】

従って、例えばセンサ群領域１１におけるタッチ位置座標の検出にあたり、図１０に示すようなセンサセルＬ１からＬ９に対応するそれぞれの容量（Ｃ１からＣ９）の容量検出値が十分に検出される。当該検出した各容量Ｃの容量検出値を上述の［式１］及び［式２］に代入することで、タッチ位置座標を精度良く検出することができる。
以上より、本実施の形態によれば、センシング領域１０が非長方形状に変形した場合であっても、タッチ位置座標の検出精度を維持したセンサパターンを生成することができる。

【0069】

＜６．変形例＞
第１の実施の形態では、変形前の基準形状の各頂点座標（図３）と、変形後のセンシング領域１０の各頂点座標（図８）とから求められた変換係数を用いて、変形後のセンシング領域１０の各センサセルＬの座標を演算する例について説明したが、各センサセルＬの座標の演算手法はこれに限られない。
例えば、変形前の基準長方形における長方形のセンサセルＬの各頂点座標（図３）と、これに対応する変形後のセンシング領域１０のセンサセルＬの各頂点座標（図８）とから求められた変換係数を用いて、変形後のセンシング領域１０の各センサセルＬを構成する送信電極２１及び受信電極２２の形状を特定することができる。

【0070】

具体的には、変形前の長方形のセンサセルＬの各頂点座標、及び変形後のセンサセルＬの各頂点座標を［式３］に代入することで変換係数ａ₁，ｂ₁，ｃ₁，ｄ₁を算出する。
また変形前の長方形のセンサセルＬの各頂点座標、及び変形後のセンサセルＬの各頂点座標を［式４］に代入することで変換係数ａ₂，ｂ₂，ｃ₂，ｄ₂を算出する。

【0071】

そして、変形前のセンサセルＬの領域内の送信電極２１及び受信電極２２を構成する領域の各点の座標を［式３］及び［式４］に代入することで、変形後のセンシング領域１０内における座標に変換しマッピングを行う。
このようなマッピングを基準長方形の全てのセンサセルＬについて行うことで、変形後のセンシング領域１０内に配列される各センサセルＬの領域形状を特定することができる。
当該マッピングに基づき送信電極２１及び受信電極２２を配設することで、本実施の形態の演算手法と同様に、規則的に変換されたセンサセルＬにより構成されるセンシング領域１０が形成される。
この演算手法は、センシング領域１０を４頂点が特定できないような複雑な形状に変形する場合に特に有効である。

【0072】

＜７．第２の実施の形態＞
センシング領域１０におけるセンサセルＬの配設手法における第２の実施の形態について、図１１を参照して説明する。
第２の実施の形態は、タッチパネル２の基板上に複数のセンシング領域１０を形成する例である。図１１は、基板上におけるセンシング領域１０の配置例を示している。
なお、本実施の形態では、複数のセンシング領域１０のそれぞれをセンシング領域１０ａ，１０ｂ，１０ｃのように区別して表記するものとする。また図１１では、説明の便宜上、各センサセルＬにおける送信電極２１や受信電極２２等の構成の図示を省略している。

【0073】

本実施の形態では、図１１に示すように基板上の送信電極２１及び受信電極２２の配設領域を、複数のセンシング領域１０ａ，１０ｂ，１０ｃに分割する。
そして、分割したセンシング領域１０ごとにセンサパターンを生成し、当該生成したセンサパターンに応じて送信電極２１及び受信電極２２を配設する。

【0074】

センシング領域１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、基準長方形に対応する頂点を特定することができない形状をしている。そのため、上述の変形例のように、変形前の基準長方形における長方形のセンサセルＬの各頂点座標と、これに対応する変形後のセンシング領域１０のセンサセルＬの各頂点座標とから求められた変換係数を用いて変形後のセンシング領域１０の領域形状をマッピングすることで、各センサセルＬの領域形状を変形する。
なお、センシング領域１０が基準長方形に対応する頂点を特定できる形状である場合は、上述した第１の実施の形態の手法を適用することも可能である。

【0075】

本実施の形態によれば、基板上の領域を分割した各センシング領域１０を別々に変形させることで各センシング領域１０のタッチ位置座標の検出精度を維持することができる。従って、センサセルＬを配設する基板の形状が複雑になった場合であっても基板全体のタッチ位置座標の検出精度を維持することができる。

【0076】

＜８．まとめ＞
以上の実施の形態のタッチパネル装置１は、基板上のセンシング領域１０に複数の送信電極２１と複数の受信電極２２が配設され、送信電極２１と受信電極２２によりセンサセルＬが形成されるタッチパネル装置１であって、センシング領域１０は非長方形とされ、センシング領域１０には複数のセンサセルＬが行方向及び列方向に配列されており、各センサセルＬは、各行のセンサセルＬの数が同一で、かつ各列のセンサセルＬの数が同一となるように、センシング領域１０の形状に応じた領域形状とされている（図３，図８等参照）。

【0077】

センシング領域１０に各行のセンサセルＬの数が同一で、かつ各列のセンサセルＬの数が同一となるように各センサセルＬを配列することで、図６に示すようなセンサセルＬの欠損が生じない。
従って、図１０に示すように各センサセルＬの容量検出値に基づく重心値の計算を精度を損なわずに行うことができる。これにより、非長方形状のセンシング領域１０を有するタッチパネル２のタッチ位置検出精度を維持することができる。

【0078】

実施の形態のタッチパネル装置１は、非長方形への変形の基準となるセンシング領域１０の基準長方形を想定したときに、該基準長方形の領域内に配列される長方形のセンサセルＬの領域形状が、該基準長方形の頂点座標（Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ）とセンシング領域１０の頂点座標（Ｐ’，Ｑ’，Ｒ’，Ｓ’）とから求められた変換係数を用いてセンシング領域１０にマッピングされることで、非長方形に変形された状態となるように複数の送信電極２１と複数の受信電極２２が配設されている（図３，図８等参照）。

【0079】

これにより、非長方形のセンシング領域１０の形状に合わせて各センサセルＬの形状が規則的に変形される。よって、図８に示すようなセンシング領域１０の外縁部分のセンサセルＬの配設スペースを十分に確保することができる。
これにより、当該外縁部分のセンサセルＬの容量変化の検出不良によるタッチ位置座標の検出精度の低下を解消し、非長方形状のセンシング領域１０を有するタッチパネル２のタッチ位置の検出精度を維持することができる。

【0080】

実施の形態においては、上述の変形例で説明したように、非長方形への変形の基準となるセンシング領域１０の基準長方形を想定したときに、該基準長方形の領域内に配列される長方形のセンサセルＬの領域形状が、該長方形のセンサセルＬの頂点座標とセンシング領域１０に配列された該長方形のセンサセルＬと対応するセンサセルＬの頂点座標とから求められた変換係数を用いてセンシング領域１０にマッピングされることで、非長方形に変形された状態となるように複数の送信電極２１と複数の受信電極２２を配設することもできる。

【0081】

これにより、例えば図１１のセンシング領域１０ａ，１０ｂ、１０ｃのような、基準長方形の頂点座標に対応する頂点座標が特定できない形状にセンシング領域１０を変形する場合においても、非長方形のセンシング領域１０の形状に合わせて各センサセルＬの領域形状を変形することができる。従って、非長方形状のセンシング領域１０を有するタッチパネル２のタッチ位置の検出精度を維持することができる。

【0082】

実施の形態におけるタッチパネル装置１において、上記変換係数は、基準長方形の頂点座標（Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ）とセンシング領域１０の頂点座標（Ｐ’，Ｑ’，Ｒ’，Ｓ’）を用いた双一次変換に基づいて算出される（図５，図９，式３，式４等参照）。

【0083】

双一次変換を用いて算出された変換係数に基づいてセンシング領域１０を変形することで、領域内で数学的規則性を有するセンサセルＬの配設が可能とされ、非長方形のセンシング領域１０を有するタッチパネル２におけるタッチ位置検出精度を維持することができる。

【0084】

第２の実施の形態におけるタッチパネル装置１には、基板上に複数のセンシング領域１０ａ、１０ｂ、１０ｃが形成される（図１１等参照）

【0085】

これにより、センシング領域１０ごとに、それぞれのセンシング領域１０の形状に合わせて変形したセンサセルＬが配設される。
従って、複数のセンシング領域１０を組み合わせることで、複雑な基板形状をしたタッチパネル２においてもタッチ位置検出精度を維持することができる。

【0086】

実施の形態におけるタッチパネル装置１は、送信電極に入力した送信信号に基づく受信信号を受信電極から受信するステップと、前記受信した受信信号から求められる各センサセルの容量値を用いて重心値を算出するステップと、前記算出した重心値に基づいて前記センシング領域におけるタッチ位置座標を検出するステップと、を実行する（図３，図８，式１，式２等参照）。

【0087】

これにより、センシング領域１０の形状に関わらずセンサセルＬが欠損しない状態で、タッチ位置座標を検出することができる。従って、非長方形のセンシング領域１０を有するタッチパネル２におけるタッチ位置検出精度を維持することができる。

【0088】

最後に、上述した各実施の形態の説明は本発明の一例であり、本発明が上述の実施の形態に限定されるものではない。従って、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。また、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であり、その効果に限定されるものではなく他の効果を生じるものであってもよい。

【符号の説明】

【0089】

１ タッチパネル装置
２ タッチパネル
１０ センシング領域
２１ 送電電極
２２ 受信電極
Ｌ センサセル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】