JP2014203211A

JP2014203211A - タッチセンサシステム、集積回路、および電子機器

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Publication number: JP2014203211A
Application number: JP2013077902A
Authority: JP
Inventors: 昌生横山; Masao Yokoyama
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2013-04-03
Filing date: 2013-04-03
Publication date: 2014-10-27

Abstract

【課題】お手付きによるタッチパネルへの入力を除外することが可能なタッチセンサシステムを提供する。
【解決手段】タッチセンサシステム（１）のお手付き除去処理部（２）は、圧力センサ（６）が検知した圧力が圧力閾値よりも大きいと判定した場合に、容量分布計算部（３）が算出したタッチパネル（５）の静電容量の分布を示す第１静電容量マップにおいて、お手付きによって生じた静電容量が分布している第２領域を特定し、第２領域における静電容量の値をタッチ入力が無い状態を示す零値に置換することにより生成した第２静電容量マップをタッチ認識部（４）へ与える。
【選択図】図１

Description

本発明は、タッチセンサシステム、およびタッチセンサシステムを備えた電子機器に関する。

タッチセンサシステムは、静電容量方式のタッチパネルにおける静電容量の変化を検出することにより、タッチペンまたは指によるタッチパネルへの入力を判定する。すなわち、タッチセンサシステムは、タッチペンまたは指がタッチパネルに接触することにより生じた静電容量の変化を検出し、タッチパネルにおいて静電容量の変化が生じた位置を、タッチパネルに対する入力位置として判定する。

従って、タッチパネルに対して、ユーザが意図しない入力が与えられる場合がある。例えば、ユーザがタッチペンを用いて、タッチパネルへの入力を行う時、タッチペンを持つユーザの手の一部（例えば、掌の一部）が、タッチパネルに接触する状況が想定される。

このとき、タッチセンサシステムは、ユーザの手の一部がタッチパネルに接触したことによって生じる静電容量の変化を検知し、静電容量の変化が生じた位置においてタッチパネルへの入力が与えられたと判定する。

すなわち、ユーザが意図していたタッチペンによる入力とは異なる、ユーザの手の一部によるタッチパネルへの入力をも、タッチセンサシステムはさらに受け付ける。この事象は、「お手付き」によるタッチセンサシステムの誤動作として知られている。

近年では、お手付きによるタッチセンサシステムの誤動作を抑制する技術として、パームリジェクション（Palm Rejection）機能を有するタッチセンサシステムが提案されている。パームリジェクション機能を有するタッチセンサシステムは、タッチペンと掌とを区別することにより、掌によるお手付きに起因する入力を除外し、ユーザが意図した入力であるタッチペンによる入力のみを、タッチパネルに対する入力として受け付けることが可能である。

特許文献１には、お手付きによるタッチパネルへの入力を除外するタッチパネル装置が開示されている。

特開２００６−３９６８６号公報（２００６年２月９日公開）

しかしながら、特許文献１に開示されているタッチパネル装置においては、タッチパネルに対しての、（ｉ）タッチペンによる入力と、（ｉｉ）お手付きによる入力とが、ほぼ同時の時間範囲内に発生することが必要とされている。

このため、タッチパネルに対して、（ｉ）タッチペンによる入力と、（ｉｉ）お手付きによる入力とが、一定以上の時間差のもとで個別に与えられる場合（例えば、お手付きによる入力が、タッチペンによる入力に先立って与えられる場合）において、お手付きによるタッチパネルへの入力を除外することができないという問題がある。

また、タッチパネル装置において、指と掌とを区別することは容易ではないため、ユーザが複数の指を揃えて、指による入力をタッチパネルに与える場合において、お手付きによるタッチパネルへの入力を除外することは難しいという問題がある。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、お手付きによるタッチパネルへの入力を除外することが可能なタッチセンサシステムを提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るタッチセンサシステムは、複数の静電容量（Ｃ１１〜Ｃｎｍ）がマトリクス状に分布したタッチパネルと、上記タッチパネルにおける上記静電容量の値の分布を示す第１静電容量マップを算出する第１静電容量マップ生成部と、上記第１静電容量マップに基づき算出した、上記タッチパネルにおけるタッチ入力の座標値を、上記タッチセンサシステムの外部に設けられたホスト装置に出力するタッチ認識部と、を備えたタッチセンサシステムであって、上記タッチセンサシステムは、上記タッチパネルに印加された圧力の値を検知する圧力センサと、上記圧力センサによって検知された上記圧力の値が、圧力閾値の値よりも大きいか否かを判定する圧力条件判定部と、上記圧力条件判定部が、上記圧力の値が上記圧力閾値の値よりも大きいと判定した場合に、上記第１静電容量マップにおいて、タッチペンまたは指による入力によって生じた静電容量が分布している第１領域と、お手付きによる入力によって生じた静電容量が分布している第２領域と、を特定する領域特定部と、上記第１静電容量マップの上記第２領域における静電容量の値を、タッチ入力が無い状態を示す零値に置換することによって生成した第２静電容量マップを、上記タッチ認識部へ与える第２静電容量マップ生成部と、をさらに備えていることを特徴としている。

本発明の一態様に係るタッチセンサシステムによれば、お手付きによるタッチパネルへの入力を除外することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係るタッチセンサシステムの概略構成を表す機能ブロック図である。本発明の実施の形態１に係るタッチセンサシステムにおけるお手付きの様子を模式的に示す図である。本発明の実施の形態１に係るタッチセンサシステムにおける圧力センサの配置例を示す斜視図であり、（ａ）は、４つの圧力センサが配置されている例を示しており、（ｂ）は、５つの圧力センサが配置されている例を示している。本発明の実施の形態１に係るタッチセンサシステムにおけるお手付き除去処理部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。本発明の実施の形態１に係るタッチパネルにおける静電容量マップを概略的に示すグラフであり、（ａ）は、第１静電容量マップを示しており、図５の（ｂ）は、第２静電容量マップを示している。本発明の実施の形態１に係るタッチセンサシステムにおける入力検知の処理の流れを示すフローチャートである。本発明の実施の形態２に係る、タッチセンサシステムを備えた電子機器の構成を表す機能ブロック図である。

〔実施形態１〕
本発明の実施の一形態について図１〜図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。

（タッチセンサシステム１の構成）
図１は、本実施形態のタッチセンサシステム１の概略構成を示す機能ブロック図である。タッチセンサシステム１は、タッチパネル５、圧力センサ６、および静電容量値分布検出回路１２を備えている。また、タッチセンサシステム１の外部には、ホスト装置１１が設けられている。

（タッチパネル５）
タッチパネル５は、水平方向に沿って互いに平行に配置された、ｎ（ｎは自然数）本のドライブラインＨＬ１〜ＨＬｎを備えている。また、タッチパネル５は、垂直方向に沿って互いに平行に配置された、ｍ（ｍは自然数）本のセンスラインＶＬ１〜ＶＬｍを備えている。

図２は、タッチパネル５における、ドライブラインＨＬ１〜ＨＬｎとセンスラインＶＬ１〜ＶＬｍとの間の位置関係を示す図である。タッチパネル５において、ｘ（１≦ｘ≦ｎ）本目のドライブラインＨＬｘと、ｙ（１≦ｙ≦ｍ）本目のセンスラインＶＬｙとの交点には、静電容量Ｃｘｙが形成される。

従って、タッチパネル５においては、ドライブラインＨＬ１〜ＨＬｎと、センスラインセンスラインＶＬ１〜ＶＬｍとの各交点に対して、それぞれ静電容量が形成される。その結果、タッチパネル５には、静電容量Ｃ１１〜Ｃｎｍという、（ｎ×ｍ）個の静電容量がマトリクス状に分布している。

また、図２には、ユーザが、手８１をタッチパネル５にお手付きしながら、タッチペン８０によってタッチパネル５に入力を与える様子が模式的に示されている。

（圧力センサ６）
ここで、図３を参照して、本実施形態の圧力センサ６について説明する。図３の（ａ）および（ｂ）は、本実施形態のタッチセンサシステム１における、タッチパネル５に対する圧力センサ６の配置例をそれぞれ示す斜視図であり、圧力センサ６は、タッチパネル５に印加される圧力を検知するために設けられている。

図３の（ａ）においては、圧力センサ６として、４つの圧力センサが、タッチパネル５に対して配置されている。ここでは、タッチパネル５を保持する筐体５１が、タッチパネル５の背面（下面）に設けられている。さらに、筐体５１の四隅（コーナー部）付近には、円形の圧力センサが１つずつ設けられている。筐体５１の四隅付近に設けられた合計４つの圧力センサを、圧力センサ６として総称する。このようにして、圧力センサ６は、タッチパネル５に対して配置されており、タッチパネル５に印加される圧力を、タッチパネル５の全範囲において検知することができる。

また、図３の（ｂ）においては、タッチパネル５と筐体５１との間に、ディスプレイ装置５２が配置されている。さらに、筐体５１の四隅（コーナー部）付近および中央付近には、四角形の圧力センサが１つずつ設けられている。筐体５１の四隅付近および中央付近に設けられた合計５つの圧力センサを、圧力センサ６として総称する。このようにして、圧力センサ６は、タッチパネル５に対して配置されており、タッチパネル５に印加される圧力を、タッチパネル５の全範囲において検知することができる。

なお、圧力センサ６の形状、個数、および配置場所は、図３の（ａ）および（ｂ）に示された配置例に限定されるものではなく、圧力センサ６が、タッチパネル５に印加される圧力を、タッチパネル５の全範囲において検知することができる構成であればよい。

例えば、図３の（ａ）において、４つの圧力センサを、四角形のタッチパネル５の各辺の中点に対応する位置に、それぞれ配置してもよい。また、タッチパネル５の形状は、四角形に限定されず、例えば、円形であってもよい。この場合、４つの圧力センサのそれぞれを、円形のタッチパネルの円弧上において等間隔に位置する各点（例えば、θ＝０°，９０°，１８０°，２７０°として、円の中心角θによって示される円弧上の各点）に配置してもよい。

また、圧力センサ６によって検知された、タッチパネル５に対して印可されている圧力Ｐの値は、後述のお手付き除去処理部２へ与えられる。

（静電容量値分布検出回路１２）
静電容量値分布検出回路１２は、お手付き除去処理部２、容量分布計算部３（第１静電容量マップ生成部）、タッチ認識部４、ドライバ７、センスアンプ８、ＡＤ変換器９、タイミングジェネレータ１０を備えている。

お手付き除去処理部２の詳細な動作については、図４を用いて後述する。ここでは、容量分布計算部３以降の部材の動作について、それぞれ説明する。

（容量分布計算部３）
容量分布計算部３は、ＡＤ変換器９から与えられた、各静電容量Ｃｘｙ（１≦ｘ≦ｎ，１≦ｙ≦ｍ）の値に対応する、デジタル信号としての線形和に基づき、タッチパネル５における静電容量の分布を計算する。容量分布計算部３は、タッチパネル５における静電容量の分布を示す第１静電容量マップを、お手付き除去処理部２へ与える。

（タッチ認識部４）
タッチ認識部４は、お手付き除去処理部２から、お手付き除去処理部２において第１静電容量マップに基づき生成された、第２静電容量マップを取得する。

タッチ認識部４は、第２静電容量マップに基づき、タッチペン８０またはユーザの指によって、タッチパネル５へ与えられた入力の位置を示す入力座標を算出し、算出した入力座標をタッチセンサシステム１の外部に設けられたホスト装置１１へ出力する。

ホスト装置１１は、タッチセンサシステム１の外部に設けられたプロセッサであり、タッチ認識部４から与えられた入力座標に基づき、アプリケーションソフトの処理を実行する。

（ドライバ７）
ドライバ７は、タッチパネル５の備えるｎ本のドライブラインＨＬ１〜ＨＬｎに、符号系列に基づいた電圧信号をそれぞれ与え、ドライブラインＨＬ１〜ＨＬｎを駆動する。ドライバ７が、ドライブラインＨＬ１〜ＨＬｎを駆動することによって、タッチパネル５における静電容量Ｃ１１〜Ｃｎｍが形成される。

なお、ドライバ７が、ドライブラインＨＬ１〜ＨＬｎを駆動するタイミングは、タイミングジェネレータ１０によって規定される。

（センスアンプ８）
センスアンプ８は、タッチパネル５において形成された、（ｎ×ｍ）個の静電容量Ｃ１１〜Ｃｎｍに対応する線形和として、ｍ個の線形和Ｙ１〜Ｙｍを、センスラインＶＬ１〜ＶＬｍからそれぞれ読み出す。

すなわち、
Ｙ１は、静電容量Ｃ１１、Ｃ２１、…、Ｃｎ１の線形和であり、センスラインＶＬ１から読み出され、
Ｙ２は、静電容量Ｃ１２、Ｃ２２、…、Ｃｎ２の線形和であり、センスラインＶＬ２から読み出され、
（…中略…）
Ｙｍは、静電容量Ｃ１ｍ、Ｃ２ｍ、…、Ｃｎｍの線形和であり、センスラインＶＬｍから読み出される。

線形和Ｙ１〜Ｙｍは、（ｎ×ｍ）個の静電容量Ｃ１１〜Ｃｎｍに対応する線形和を示す電圧信号である。センスアンプ８は、センスラインＶＬ１〜ＶＬｍからそれぞれ読み出した、アナログ信号としての線形和Ｙ１〜Ｙｍを、ＡＤ変換器９へ与える。

なお、センスアンプ８が、センスラインＶＬ１〜ＶＬｍから線形和Ｙ１〜Ｙｍを読み出すタイミングは、タイミングジェネレータ１０によって規定される。

（ＡＤ変換器９）
ＡＤ（Analog-Digital）変換器９は、センスアンプ８から与えられた、アナログ信号としての線形和Ｙ１〜Ｙｍを、デジタル信号に変換する。すなわち、ＡＤ変換器９は、線形和Ｙ１〜Ｙｍに対して、ＡＤ変換を行う。

ＡＤ変換器９によってデジタル化された線形和Ｙ１〜Ｙｍは、容量分布計算部３へ与えられる。線形和Ｙ１〜Ｙｍが、デジタル信号として容量分布計算部３へ与えられることにより、容量分布計算部３による、タッチパネル５における静電容量の分布を計算するための、線形和Ｙ１〜Ｙｍに対する各種演算が容易化される。

なお、ＡＤ変換器９が、線形和Ｙ１〜Ｙｍに対してＡＤ変換を行うタイミングは、タイミングジェネレータ１０によって規定される。

（タイミングジェネレータ１０）
タイミングジェネレータ１０は、ドライバ７、センスアンプ８、およびＡＤ変換器９の動作のタイミングをそれぞれ規定するために設けられている。

タイミングジェネレータ１０は、ドライバ７、センスアンプ８、およびＡＤ変換器９のそれぞれの動作のタイミングを規定する信号として、ドライバ動作信号、センスアンプ動作信号、およびＡＤ変換器動作信号を生成し、ドライバ７、センスアンプ８、およびＡＤ変換器９へそれぞれ与える。

（お手付き除去処理部２の構成）
以下、図４を参照して、お手付き除去処理部２の構成について説明する。図４は、お手付き除去処理部２の詳細な構成を示す機能ブロック図である。お手付き除去処理部２は、判定部２１（圧力条件判定部）、特定部２２（領域特定部）および置換部２３（第２静電容量マップ生成部）を有している。

判定部２１は、圧力センサ６から、タッチパネル５に対して印可されている圧力Ｐの値を取得する。そして、判定部２１は、タッチパネル５に対して印可されている圧力Ｐの値が、所定の圧力閾値Ｐ_Ｔの値よりも大きいか、すなわち、
Ｐ＞Ｐ_Ｔ …（圧力判定条件）
が満たされているかどうかを判定する。

ここで、圧力閾値Ｐ_Ｔは、タッチセンサシステム１においてあらかじめ定められた、固有の値（例えば、１ＭＰａ）であってよいが、圧力閾値Ｐ_Ｔは、タッチセンサシステム１の外部に設けられたホスト装置１１によって変更可能な値であることが、より好ましい。

判定部２１は、圧力判定条件が満たされているか否かを判定した結果を示す圧力判定結果情報を、特定部２２へ与える。また、判定部２１は、容量分布計算部３から、第１静電容量マップを取得し、特定部２２へ与える。

特定部２２は、判定部２１から、圧力判定結果情報および第１静電容量マップを取得する。圧力判定結果情報によって、圧力判定条件が満たされていることが示されている場合、特定部２２は、第１静電容量マップにおいて、
（ｉ）タッチペン入力（またはユーザの指による入力）による静電容量が得られた第１領域Ｒ_ＰＥＮと、
（ｉｉ）お手付きによる静電容量が得られた第２領域Ｒ_ＰＡＬＭと、
をそれぞれ特定する。そして、特定部２２は、領域を特定した結果を示す入力領域特定情報を、第１静電容量マップとともに置換部２３へ与える。

置換部２３は、特定部２２から第１静電容量マップおよび入力領域特定情報を取得する。置換部２３は、第１静電容量マップにおける第２領域Ｒ_ＰＡＬＭに形成された静電容量の値を、タッチ入力が無い状態を示す零値に置換し、第２静電容量マップを生成する。置換部２３は、第２静電容量マップをタッチ認識部４へ与える。

なお、圧力判定結果情報によって、圧力判定条件が満たされていないことが示されている場合、特定部２２は、第１静電容量マップにおける領域を特定する処理を行うことなく、第１静電容量マップを置換部２３へ与える。また、置換部２３は、第２静電容量マップを生成することなく、第１静電容量マップをタッチ認識部４へ与える。

続いて、特定部２２および置換部２３の具体的な動作について、図５を用いて以下にて詳細に説明する。

（特定部２２および置換部２３の動作）
図５は、タッチパネル５における静電容量マップを概略的に示したグラフであり、簡単化のために、タッチパネル５における一次元的な静電容量マップを示している。ここで、図５の（ａ）は、特定部２２によって第１領域Ｒ_ＰＥＮおよび第２領域Ｒ_ＰＡＬＭが特定された後の第１静電容量マップを示しており、図５の（ｂ）は、置換部２３によって第２領域Ｒ_ＰＡＬＭに含まれる静電容量の値が零値に置換された後の第２静電容量マップを示している。

いま、２４本のセンスラインとしてセンスラインＶＬ１〜ＶＬ２４を考える。このとき、センスラインＶＬ１〜ＶＬ２４に交差する１本のドライブラインＨＬ１に着目し、センスラインＶＬ１〜ＶＬ２４のそれぞれとドライブラインＨＬ１との交点において形成される、合計２４個の静電容量を考える。

ここで、２４個の静電容量について、
センスラインＶＬ１とドライブラインＨＬ１との交点における静電容量をＣ１、
センスラインＶＬ２とドライブラインＨＬ１との交点における静電容量をＣ２、
（…中略…）
センスラインＶＬ２４とドライブラインＨＬ１との交点における静電容量をＣ２４、
として呼称する。

容量分布計算部３からお手付き除去処理部２に与えられた第１静電容量マップによれば、静電容量Ｃ１〜Ｃ２４は、図５の（ａ）に示される通りに分布している。なお、図５の（ａ）において、横軸は、１番目のセンスラインＶＬ１から２４番目のセンスラインＶＬ２４までのそれぞれのセンスラインの番号を表しており、縦軸は、各センスライン番号に対応する静電容量Ｃ１〜Ｃ２４の値を示している。また、縦軸における静電容量の値は、静電容量Ｃ１〜Ｃ２４のうち、最大の静電容量の値を１として規格化されており、無単位値として示されている。

なお、図５の（ａ）に示された第１静電容量マップは、タッチパネル５において、センスラインＶＬ４〜ＶＬ６に対応する位置にタッチペン入力が与えられ、センスラインＶＬ１２〜ＶＬ２２に対応する位置にお手付きによる入力が与えられた場合に得られる第１静電容量マップを例示している。

特定部２２は、タッチパネル５における各センスラインＶＬ１〜ＶＬ２４に対応する静電容量Ｃ１〜Ｃ２４の値が、所定の静電容量閾値Ｃ_Ｔの値よりも大きいか、すなわち、
Ｃ_ｋ＞Ｃ_Ｔ（１≦ｋ≦２４） …（静電容量判定条件）
が満たされているかどうかを、それぞれ判定する。

ここでは、静電容量閾値Ｃ_Ｔの値は、Ｃ_Ｔ＝０．１５として定められている。なお、静電容量閾値Ｃ_Ｔは、タッチセンサシステム１においてあらかじめ定められた、固有の値であってよいが、静電容量閾値Ｃ_Ｔは、タッチセンサシステム１の外部に設けられたホスト装置１１によって変更可能な値であることが、より好ましい。

図５の（ａ）に示された第１静電容量マップの場合、特定部２２は、（ｉ）Ｃ４〜Ｃ６、および、（ｉｉ）Ｃ１２〜Ｃ２２を、静電容量閾値Ｃ_Ｔより大きい、静電容量判定条件を満たす静電容量として判定する。

そして、特定部２２は、
（ｉ）静電容量Ｃ４〜Ｃ６を、第１静電容量グループＧ１として、
（ｉｉ）静電容量Ｃ１２〜Ｃ２２を、第２静電容量グループＧ２として、
静電容量判定条件を満たす一連の隣接した静電容量のグループを、それぞれ区分する。

すなわち、静電容量Ｃ４、Ｃ５、およびＣ６はそれぞれ、互いに隣接した静電容量判定条件を満たす静電容量であるので、同一のグループとして第１静電容量グループＧ１に区分されている。

他方、静電容量Ｃ６および静電容量Ｃ１２は、いずれも静電容量判定条件を満たす静電容量であるが、隣接した静電容量ではないため、同一のグループとしては区分されない。従って、静電容量Ｃ１２〜Ｃ２２は、第１静電容量グループＧ１とは異なるグループとして、第２静電容量グループＧ２に区分されている。

続いて、特定部２２は、
（ｉ）第１静電容量グループＧ１に含まれている静電容量の数Ｎ１と、
（ｉｉ）第２静電容量グループＧ２に含まれている静電容量の数Ｎ２と、
をそれぞれ算出し、続いて、数Ｎ１および数Ｎ２のうち、より小さい方を特定する。すなわち、特定部２２は、数Ｎ１および数Ｎ２に対して、
Ｎ＝ｍｉｎ（Ｎ１，Ｎ２）
を、算出することにより、数Ｎ１および数Ｎ２のうち、より小さい方を、数Ｎとして特定する。

図５の（ａ）に示された静電容量マップの場合、Ｎ１＝３、Ｎ２＝１１として算出され、さらに、
Ｎ＝ｍｉｎ（Ｎ１，Ｎ２）＝ｍｉｎ（３，１１）＝３＝Ｎ１
であるから、数Ｎ１が、数Ｎ２よりも小さい数Ｎとして特定される。

次に、特定部２２は、第１静電容量マップにおいて、より小さい静電容量の数であるＮ１個の静電容量を含んだ、第１静電容量グループＧ１に対応するセンスラインの集合、すなわち、センスラインＶＬ４〜ＶＬ６を、タッチペン入力による静電容量が得られた第１領域Ｒ_ＰＥＮとして特定する。

また、特定部２２は、第１静電容量マップにおいて、より大きい静電容量の数であるＮ２個の静電容量を含んだ、第２静電容量グループＧ２に対応するセンスラインの集合、すなわち、センスラインＶＬ１２〜ＶＬ２２を、お手付きによる静電容量が得られた第２領域Ｒ_ＰＡＬＭとして特定する。

なお、ここでは、静電容量のグループとして、第１静電容量グループＧ１と第２静電容量グループＧ２の２つが存在する場合について説明しているが、静電容量のグループの数が、３つ以上である場合についても、同様に考えることができる。

すなわち、３つ以上の静電容量のグループのうち、内包する静電容量の数が最も小さい静電容量のグループを、タッチペン入力による静電容量が得られた領域に対応するグループとし、かつ、それ以外の静電容量のグループを、お手付きによる静電容量が得られた第２領域Ｒ_ＰＡＬＭに対応するグループとすればよい。

特定部２２は、第１静電容量マップにおける第１領域Ｒ_ＰＥＮおよび第２領域Ｒ_ＰＡＬＭを特定した結果を示す入力領域特定情報を生成し、置換部２３へ与える。

置換部２３は、特定部２２から入力領域特定情報を取得する。置換部２３は、第１静電容量マップにおいて、第２領域Ｒ_ＰＡＬＭ、すなわちＶＬ１２〜ＶＬ２２に形成された静電容量Ｃ１２〜Ｃ２２の値を、タッチ入力が無い状態を示す零値に置換し、第２静電容量マップを生成する。そして、置換部２３は、第２静電容量マップをタッチ認識部４へ与える。

図５の（ｂ）に、本実施形態における第２静電容量マップを示す。なお、置換部２３は、第２領域Ｒ_ＰＡＬＭ以外の他の領域に形成された静電容量の値については、置換を行わない。従って、第２静電容量マップにおいて、第１領域Ｒ_ＰＥＮ、すなわちＶＬ４〜ＶＬ６に形成された静電容量Ｃ４〜Ｃ６の値は、第１静電容量マップにおける静電容量Ｃ４〜Ｃ６の値から変化していない。

なお、ここでは、タッチパネル５における一次元的な静電容量マップを用いて説明を行っているが、タッチパネル５における二次元的な静電容量マップに対しても、お手付き除去処理部２の備える判定部２１、特定部２２、および置換部２３が同様の動作を行うことによって、タッチパネル５におけるお手付きによる入力を除外することができる。

（タッチセンサシステム１における入力検知の処理の流れ）
以下、図６を参照して、タッチセンサシステム１における入力検知の処理の流れについて説明する。図６は、タッチセンサシステム１における入力検知の処理の流れを示すフローチャートである。

はじめに、タッチセンサシステム１を起動させるために、タッチセンサシステム１の電源をオンする（ステップＳ１）（タッチセンサシステム起動工程）。

そして、ドライバ７は、ドライブラインＨＬ１〜ＨＬｎを駆動する。センスアンプ８は、センスラインＶＬ１〜ＶＬｍから、タッチパネル５において形成された、（ｎ×ｍ）個の静電容量Ｃ１１〜Ｃｎｍに対応する線形和Ｙ１〜Ｙｍをアナログ信号として読み出し、ＡＤ変換器９に与える（ステップＳ２）（タッチパネル駆動工程）。

ＡＤ変換器９は、アナログ信号としての線形和Ｙ１〜Ｙｍに対して、ＡＤ変換を行い、デジタル化された線形和Ｙ１〜Ｙｍを、容量分布計算部３へ与える（ステップＳ３）（線形和ＡＤ変換工程）。

容量分布計算部３は、デジタル化された線形和Ｙ１〜Ｙｍに基づき、タッチパネル５における静電容量の分布を計算する。容量分布計算部３は、タッチパネル５における静電容量の分布を示す第１静電容量マップを、お手付き除去処理部２の備える判定部２１へ与える（ステップＳ４）（第１静電容量マップ生成工程）。

判定部２１は、容量分布計算部３から第１静電容量マップを取得し、また、圧力センサ６によって検知されている、タッチパネル５に対して印可されている圧力Ｐの値を、圧力センサ６から取得する。

そして、判定部２１は、圧力判定条件に基づき、タッチパネル５に対して印可されている圧力Ｐの値が、所定の圧力閾値Ｐ_Ｔを超えているか否かを判定する（ステップＳ５）（圧力条件判定工程）。

続いて、判定部２１は、圧力判定条件が満たされているか否かを判定した結果を示す圧力判定結果情報を、第１静電容量マップと合わせて特定部２２へ与える。

圧力判定条件が満たされているとき、すなわち、Ｐ＞Ｐ_Ｔであるとき、（ステップＳ５においてＹＥＳ）、特定部２２は、静電容量判定条件、および、静電容量判定条件を満たす静電容量の数に基づき、第１静電容量マップにおいて、タッチペン入力による静電容量が得られた第１領域Ｒ_ＰＥＮと、お手付きによる静電容量が得られた第２領域Ｒ_ＰＡＬＭとを特定する（ステップＳ６）（領域特定工程）。

続いて、特定部２２は、第１領域Ｒ_ＰＥＮと第２領域Ｒ_ＰＡＬＭとを特定した結果を示す入力領域特定情報を、第１静電容量マップとともに置換部２３へ与える。

置換部２３は、第１静電容量マップにおける第２領域Ｒ_ＰＡＬＭに形成された静電容量の値を、タッチ入力が無い状態を示す零値に置換し、第２静電容量マップを生成する（ステップＳ７）（第２静電容量マップ生成工程）。

続いて、置換部２３は、第２静電容量マップを、タッチ認識部４へ与える。そして、タッチ認識部４は、第２静電容量マップに基づき、タッチペン８０またはユーザの指によって、タッチパネル５へ与えられた入力の位置を示す入力座標を算出する（ステップＳ８）（入力座標算出工程）。

続いて、タッチ認識部４は、算出した入力座標を、タッチセンサシステム１の外部に設けられたホスト装置１１へ出力する（ステップＳ９）（入力座標出力工程）。

他方、圧力判定条件が満たされていないとき、すなわち、Ｐ≦Ｐ_Ｔであるとき、（ステップＳ５においてＮＯ）、判定部２１は、第１静電容量マップにおける領域を特定する処理を行うことなく、第１静電容量マップを置換部２３へ与える。続いて、置換部２３は、第２静電容量マップを生成することなく、第１静電容量マップをタッチ認識部４へ与える。この場合、タッチ認識部４は、第１静電容量マップに基づき、上記のステップＳ８およびＳ９と同様の処理を行う。

〔実施形態２〕
本発明の実施の一形態について、図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施形態１と同様の部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図７は、実施形態１のタッチセンサシステム１を備えた電子機器の一例としての携帯電話１００（電子機器）の構成を示す機能ブロック図である。

携帯電話１００は、タッチセンサシステム１、操作部１０１、表示部１０２、スピーカ１０３、マイクロフォン１０４、カメラ１０５、主制御部１０６、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０７、およびＲＯＭ（Read Only Memory）１０８を備えている。上記の各部材は、データバスによって相互に接続されている。

タッチセンサシステム１は、タッチパネル５、圧力センサ６、および静電容量値分布検出回路１２を備えている。

操作部１０１は、携帯電話１００に対する各種の入力を受け付ける機器であり、例えばキーボードである。

表示部１０２は、表示制御部１０２ａおよび表示パネル１０２ｂをさらに備えている。表示制御部１０２ａは、主制御部１０６からの指令に応じて、表示パネル１０２ｂへ画像を表示させる。表示パネル１０２ｂは、表示制御部１０２ａからの指令に応じて、初期画面、選択画面、および処理画面といった各種画像を表示する。また、表示部１０２は、タッチパネル５に重ねられているか、タッチパネル５を内蔵している。なお、表示部１０２がタッチパネル５に重ねられている場合、表示部１０２は、実施形態１におけるディスプレイ装置５２に相当する（図３の（ｂ）を参照）。

スピーカ１０３は、マイクロフォン１０４に入力された音声データを出力し、また、ＲＡＭ１０７またはＲＯＭ１０８に保存された音楽データ等を出力する。マイクロフォン１０４は、ユーザによる音声データの入力を受け付ける。カメラ１０５は、操作部１０１からのユーザによる入力に応じて、被写体を撮影する。カメラ１０５において撮影された被写体のデータは、ＲＡＭ１０７またはＲＯＭ１０８に保存される。

主制御部１０６は、携帯電話１００の動作を全体的に制御する役割を担う。主制御部１０６は、コンピュータシステムにおけるＣＰＵ（Central Processing Unit，中央演算処理装置）に該当する。主制御部１０６は、実施形態１におけるホスト装置１１としての機能を有する。

ＲＡＭ１０７は、主制御部１０６等の動作によって生成された各種データを揮発的に保存し、主制御部１０６の起動時におけるワークメモリとして機能する一時記憶手段としての役割を担う。ＲＯＭ１０８は、データを不揮発的に保存し、主制御部１０６を動作させるための制御プログラム、および、これに用いる各種データが記録されたコンピュータ読み取り可能な可読記録媒体である。

本実施形態において、タッチセンサシステム１を備えた電子機器の一例としての携帯電話１００は、カメラ付き携帯電話またはスマートフォン等であるが、タッチセンサシステム１を備えた電子機器はこれらに限定されない。例えば、タブレットなどの携帯端末装置や、ＰＣモニタ、サイネージ、電子黒板、インフォメーションディスプレイ等の情報処理装置も、タッチセンサシステム１を備えた電子機器に含まれる。

〔実施形態３〕
携帯電話１００の制御ブロック（特に主制御部１０６）は、集積回路（Integrated Circuit，ＩＣ）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。

後者の場合、携帯電話１００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。

〔変形例〕
実施形態１のタッチセンサシステム１が備える容量分布計算部３、タッチ認識部４、判定部２１、特定部２２、および置換部２３は、集積回路（ＩＣ）によって実装されてもよい。従って、タッチセンサシステム１における容量分布計算部３、タッチ認識部４、判定部２１、特定部２２、および置換部２３を含んだ集積回路（例えば、タッチパネルコントローラ）も、本発明の技術的範囲に含まれる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係るタッチセンサシステム（１）は、複数の静電容量（Ｃ１１〜Ｃｎｍ）がマトリクス状に分布したタッチパネル（５）と、上記タッチパネルにおける上記静電容量の値の分布を示す第１静電容量マップを算出する第１静電容量マップ生成部（容量分布計算部３）と、上記第１静電容量マップに基づき算出した、上記タッチパネルにおけるタッチ入力の座標値を、外部に設けられたホスト装置（１１）に出力するタッチ認識部（４）と、を備えたタッチセンサシステムであって、上記タッチセンサシステムは、上記タッチパネルに印加された圧力の値を検知する圧力センサ（６）と、上記圧力センサによって検知された上記圧力（Ｐ）の値が、圧力閾値（Ｐ_Ｔ）の値よりも大きいか否かを判定する圧力条件判定部（判定部２１）と、上記圧力条件判定部が、上記圧力の値が上記圧力閾値の値よりも大きいと判定した場合に、上記第１静電容量マップにおいて、タッチペン（８０）または指による入力によって生じた静電容量が分布している第１領域（Ｒ_ＰＥＮ）と、お手付きによる入力によって生じた静電容量が分布している第２領域（Ｒ_ＰＡＬＭ）と、を特定する領域特定部と、上記第１静電容量マップの上記第２領域における静電容量の値を、タッチ入力が無い状態を示す零値に置換することによって生成した第２静電容量マップを、上記タッチ認識部へ与える第２静電容量マップ生成部と、をさらに備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、タッチセンサシステムにおいて、タッチパネルにおけるマトリクス状に分布した複数の静電容量の値の分布を示す第１静電容量マップは、第１静電容量マップ生成部において算出される。そして、第１静電容量マップは、外部に設けられたホスト装置に対して、タッチパネルにおける入力の座標値を与えるための、タッチ認識部における計算に用いられる。

加えて、タッチセンサシステムは、タッチパネルに印加された圧力の値Ｐを検知する圧力センサ、圧力条件判定部、領域特定部、および第２静電容量マップ生成部を備えている。

圧力条件判定部は、圧力センサによって検知された圧力Ｐの値が、圧力閾値Ｐ_Ｔの値よりも大きいか否かを判定する。

領域特定部は、圧力条件判定部において、圧力の値Ｐが圧力閾値の値Ｐ_Ｔよりも大きいと判定された場合に、第１静電容量マップにおいて、タッチペンまたは指による入力によって生じた静電容量が分布している第１領域Ｒ_ＰＥＮと、お手付きによる入力によって生じた静電容量が分布している第２領域Ｒ_ＰＡＬＭと、を特定する。

第２静電容量マップ生成部は、領域特定部において特定された上記第１静電容量マップの第２領域における静電容量の値を、タッチ入力が無い状態を示す零値に置換し、第２静電容量マップを生成する。続いて、第２静電容量マップ生成部は、タッチ認識部へ第２静電容量マップを与える。

従って、タッチ認識部には、第１静電容量マップの第２領域における静電容量の値が、タッチ入力が無い状態を示す零値に置換された静電容量マップである、第２静電容量マップが与えられる。タッチ認識部は、第１静電容量マップに替わり、第２静電容量マップに基づき、タッチパネルにおけるタッチ入力の座標値を算出し、そのタッチ入力の座標値をホスト装置へ与える。

このため、タッチ認識部からホスト装置へ与えられるタッチ入力の座標値は、お手付きによる入力によって生じた静電容量による影響が除外された座標値として、タッチ認識部において算出される。

それゆえ、タッチセンサシステムにおいて、お手付きによるタッチパネルへの入力が除外され、タッチセンサシステムの誤動作が抑制される。

また、本発明の態様２に係るタッチセンサシステムは、上記態様１において、上記領域特定部が、上記第１静電容量マップにおいて、静電容量閾値（Ｃ_Ｔ）の値よりも大きい静電容量の値を有する、２つ以上の静電容量の集合（第１静電容量グループＧ１，第２静電容量グループＧ２）を特定し、さらに、上記静電容量の集合から、内包する静電容量の数が最も少ない集合（第１静電容量グループＧ１）を選択し、選択された上記静電容量の集合に対応する上記第１静電容量マップにおける領域を、上記第１領域として特定し、選択された上記静電容量の集合以外の静電容量の集合（第２静電容量グループＧ２）に対応する上記第１静電容量マップにおける領域を、上記第２領域として特定することが好ましい。

上記の構成によれば、タッチセンサシステムにおいて、領域特定部は、第１静電容量マップにおいて、静電容量閾値Ｃ_Ｔの値よりも大きい静電容量の値を有する、２つ以上の静電容量の集合を特定する。

続いて、領域特定部は、それらの２つ以上の静電容量の集合の内から、内包する静電容量の数が最も少ない集合を選択し、その静電容量の集合に対応する第１静電容量マップにおける領域を、第１領域として特定する。

また、領域特定部は、２つ以上の静電容量の集合の内、選択された静電容量の集合以外、すなわち、上述の第１領域に対応する静電容量の集合以外の、静電容量の集合に対応する第１静電容量マップにおける領域を、第２領域として特定する。

従って、領域特定部によって、タッチペンまたは指による入力によって生じた静電容量が分布している１つの領域としての第１領域が特定され、お手付きによる入力によって生じた静電容量が分布しているその他の複数の領域としての第２領域が特定される。

このため、複数の第２領域を特定することにより、お手付きによる入力によって生じた静電容量による影響を、タッチ認識部において算出されるタッチ入力の座標値から、効果的に除外することができる。

また、本発明の態様３に係るタッチセンサシステムは、上記態様１または２において、上記圧力センサは複数設けられており、上記複数の圧力センサのうちの少なくとも１つは、上記タッチパネルのコーナー部の近傍に対応する位置に配置されていることが好ましい。

上記の構成によれば、タッチセンサシステムにおいて、複数設けられた圧力センサのうちの少なくとも１つは、タッチパネルのコーナー部の近傍に対応する位置に配置されている。

従って、これらの圧力センサの配置により、タッチパネルの全範囲において、タッチパネルに印加された圧力を、圧力センサによって検知することができる。それゆえ、タッチセンサシステムにおいて、お手付きによるタッチパネルへの入力が効果的に除外され、タッチセンサシステムの誤動作が抑制される。

また、本発明の態様４に係るタッチセンサシステムは、上記態様３において、上記複数の圧力センサのうちの少なくとも１つは、上記タッチパネルの中央の近傍に対応する位置に配置されていることが好ましい。

上記の構成によれば、タッチセンサシステムにおいて、複数設けられた圧力センサのうちの少なくとも１つは、タッチパネルの中央の近傍に対応する位置に配置されている。

また、本発明の態様５に係るタッチセンサシステムの制御方法は、上記態様１から４のいずれか１つのタッチセンサシステムを制御する方法であって、上記圧力センサによって検知された上記圧力の値が、圧力閾値の値よりも大きいか否かを判定する圧力条件判定工程と、上記圧力条件判定工程において、上記圧力の値が上記圧力閾値の値よりも大きいと判定された場合に、上記第１静電容量マップにおいて、タッチペンまたは指による入力によって生じた静電容量が分布している第１領域と、お手付きによる入力によって生じた静電容量が分布している第２領域と、を特定する領域特定工程と、上記第２領域における静電容量の値を、タッチ入力が無い状態を示す零値に置換することによって生成した第２静電容量マップを、上記タッチ認識部へ与える第２静電容量マップ生成工程と、を含んでいることが好ましい。

上記の構成によれば、タッチセンサシステムの制御方法によって、上記の態様１から４のいずれか１つのタッチセンサシステムと同様に、お手付きによるタッチパネルへの入力が除外され、タッチセンサシステムの誤動作が抑制される。

また、本発明の態様６に係る集積回路は、上記態様１から４のいずれか１つに係るタッチセンサシステムが備える第１静電容量マップ生成部と、タッチ認識部と、圧力条件判定部と、領域特定部と、第２静電容量マップ生成部と、を含んでいることが好ましい。

また、本発明の態様６に係る電子機器（１００）は、上記態様１から４のいずれか１つに係るタッチセンサシステムを含んでいることが好ましい。

また、本発明の態様７に係る電子機器は、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電子機器が備える各部として動作させることにより上記電子機器をコンピュータにて実現させる電子機器の制御プログラム、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。

〔付記事項〕
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。

なお、本発明は、以下のようにも表現できる。

すなわち、本発明のタッチセンサシステムは、圧力センサと、静電容量方式タッチパネルと、静電容量分布検出回路とを備え、ペン入力ないしペン以外のタッチ入力に際し、パネルにかかった圧力が閾値以上であった場合には、ペン以外のタッチ入力を無効とし、パネルにかかった圧力が閾値未満であった場合には、全てのタッチ入力を有効とする。

本発明は、タッチセンサシステム、およびタッチセンサシステムを備えた電子機器に利用することができる。

１タッチセンサシステム
２お手付き除去処理部
３容量分布計算部（第１静電容量マップ生成部）
４タッチ認識部
５タッチパネル
６圧力センサ
２１判定部（圧力条件判定部）
２２特定部（領域特定部）
２３置換部（第２静電容量マップ生成部）
８０タッチペン
１００携帯電話（電子機器）
Ｃ１１〜Ｃｎｍ，Ｃｘｙ，Ｃ１〜Ｃ２４静電容量
Ｃ_Ｔ静電容量閾値
Ｐ圧力
Ｐ_Ｔ圧力閾値
Ｒ_ＰＥＮ第１領域
Ｒ_ＰＡＬＭ第２領域

Claims

複数の静電容量がマトリクス状に分布したタッチパネルと、
上記タッチパネルにおける上記静電容量の値の分布を示す第１静電容量マップを算出する第１静電容量マップ生成部と、
上記第１静電容量マップに基づき算出した、上記タッチパネルにおけるタッチ入力の座標値を、外部に設けられたホスト装置に出力するタッチ認識部と、を備えたタッチセンサシステムであって、
上記タッチセンサシステムは、
上記タッチパネルに印加された圧力の値を検知する圧力センサと、
上記圧力センサによって検知された上記圧力の値が、圧力閾値の値よりも大きいか否かを判定する圧力条件判定部と、
上記圧力条件判定部が、上記圧力の値が上記圧力閾値の値よりも大きいと判定した場合に、上記第１静電容量マップにおいて、タッチペンまたは指による入力によって生じた静電容量が分布している第１領域と、お手付きによる入力によって生じた静電容量が分布している第２領域と、を特定する領域特定部と、
上記第１静電容量マップの上記第２領域における静電容量の値を、タッチ入力が無い状態を示す零値に置換することによって生成した第２静電容量マップを、上記タッチ認識部へ与える第２静電容量マップ生成部と、をさらに備えていることを特徴とするタッチセンサシステム。
上記領域特定部は、上記第１静電容量マップにおいて、静電容量閾値の値よりも大きい静電容量の値を有する、２つ以上の静電容量の集合を特定し、
さらに、上記静電容量の集合の内から、内包する静電容量の数が最も少ない集合を選択し、選択された上記静電容量の集合に対応する上記第１静電容量マップにおける領域を、上記第１領域として特定し、
選択された上記静電容量の集合以外の静電容量の集合に対応する上記第１静電容量マップにおける領域を、上記第２領域として特定することを特徴とする請求項１に記載のタッチセンサシステム。
上記圧力センサは複数設けられており、上記複数の圧力センサのうちの少なくとも１つは、上記タッチパネルのコーナー部の近傍に対応する位置に配置されてい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システム。
請求項１から３のいずれか１項に記載のタッチセンサシステムが備える第１静電容量マップ生成部と、タッチ認識部と、圧力条件判定部と、領域特定部と、第２静電容量マップ生成部と、を含んでいることを特徴とする集積回路。
請求項１から３のいずれか１項に記載のタッチセンサシステムを含んでいることを特徴とする電子機器。