JP5467005B2 - タッチ位置検出装置及び携帯電話機 - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネル操作、特に、ｎ点（ｎは２以上の整数）のタッチ位置を検出する技術に関する。

近年、タッチパネル機能を有する端末装置が多く出現している。
例えば、特許文献１では、互いに直交するｘ方向及びｙ方向それぞれに、複数の電極線を配したタッチパネルが開示されている。このタッチパネルにおいては、ある一点がタッチされると、タッチされた電極線の電圧変化がタッチされていない電圧変化とは異なることを利用して、タッチされたｘ方向の一の電極線とｙ軸方向の一の電極線とを特定している。そして、その組み合わせでタッチされた一点が決定されることとなる。

このような技術により、タッチパネル上で一点のタッチを検出することができる。

特開平７−１３６８０号公報

一方、タッチパネル上で、例えば、２点同時にタッチされることがある。
しかしながら、上記の特許文献１では、同時に２点がタッチされるとその２点を同時に検出することができない。なぜなら、２点が同時にタッチされると、ｘ方向及びｙ方向それぞれから２つの電極線が特定されることなる。そうすると、ｘ方向の電極線とｙ方向の電極線との組み合わせパターンは４つになり、２点を特定することができない。

そのため、複数点を同時に検出するためには、ｘ方向の電極線とｙ方向の電極線との交点にタッチを検知するセンサーを設けることが考えられるが、これはタッチパネルの構成が複雑になり、得策とは言えない。
そこで、本発明は、タッチパネル上で複数タッチされた位置を適切に検出するタッチ位置検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、タッチ位置検出装置であって、互いに平行に配された複数の透明電極の組を（ｎ＋１）個含み（ｎは２以上の整数）、それらの組同士が互いに交差する所定の角度関係を持たせて配されたタッチパネルと、前記タッチパネル上でｎ点がタッチされると、タッチされた当該ｎ個の箇所に対応する、前記電極の組毎の位置情報を検出する検出部と、前記検出された位置情報と前記所定の角度関係とに基づいて、前記タッチパネル上においてタッチされた前記ｎ個の位置を特定する特定部とを備えることを特徴とする。

この構成によると、タッチ位置検出装置は、所定の角度関係を持つｎ＋１個の電極の組を有するタッチパネルから検出された位置情報に基づいて、当該所定の角度関係からタッチされたｎ個の組み合わせを特定するので、タッチされたｎ個の位置を適切に検出することができる。

（ａ）は携帯電話機（タッチ位置検出装置）１の外観を示す図であり、（ｂ）は携帯電話機（タッチ位置検出装置）１の内部構成を示すブロック図である。 携帯電話機１におけるタッチ検出機能についての構成を示す図である。 透明電極の配置を示す図である。 タッチパネル１０の模式的な構造を示す図である。 ｘ軸成分とｙ軸成分の組に応じたｚ軸成分の関係を示す図である。 携帯電話機１における２点同時検出に係る処理の動作を示す流れ図である。 ｘ軸とｚ軸とがなす角度がθである場合におけるｘ軸成分とｙ軸成分の組に応じたｚ軸成分の関係を示す図である。 （ａ）は２点同時検出時の具体例を、（ｂ）は３点同時検出時の具体例を、それぞれ示す図である。

１．第１の実施の形態
本発明に係る第１の実施の形態としてのタッチ位置検出装置１について説明する。
１．１ 概要
タッチ位置検出装置１は、例えば、携帯電話機に適用され、その外観について図１の（ａ）を参照しつつ説明する。

タッチ位置検出装置１は筐体２、３を備えており、筐体２を筐体３に対してスライドさせることで相互に開閉できるように構成されている。
筐体２には、タッチパネル機能を有した液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｍｏｎｉｔｏｒ））などで構成された表示部４と、スピーカ部６とが配置されている。

筐体３には、キー操作部５とマイクロフォン７とが配置されている。
次に、図１の（ａ）に示されるタッチ位置検出装置としての携帯電話機１の内部構成について、図１の（ｂ）を参照して説明する。図１の（ｂ）に示されるように、携帯電話機１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とも呼ばれるプロセッサ３０１を有する。

そして、プロセッサ３０１に、図１の（ａ）に示される表示部４、キー操作部５、スピーカ６、マイク７が接続され、さらに、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３０２、フラッシュメモリ３０３、外部メモリ３０４が接続されている。なお、図１の（ｂ）に示される内部の構成部材は、タッチ位置検出装置としての携帯電話機１のうちの主要なものを図示したものであって、本実施の形態のタッチ位置検出装置としての携帯電話機１には、図１の（ｂ）に示される部材以外のものも含まれてもよい。

表示部４は、後述するタッチパネルを構成し、画像を表示するとともに、タッチ入力を受け付ける。
キー操作部５は、テンキーなどを含んで構成され、キー入力を受け付ける。
スピーカ部６は、外部に対して音を発する。
マイク７は、外部からの音を取得する。

プロセッサ３０１は、タッチ位置検出装置としての携帯電話機１の全体の動作を制御する。
ＲＡＭ３０２は、プロセッサ３０１の作業領域として用いられる。
フラッシュメモリ３０３には、タッチ位置検出装置としての携帯電話機１に使用される文字データ、画像データその他の各種データ、及びプロセッサ３０１と協働して処理を行うプログラムデータなどが格納される。

なお、携帯電話機１のメモリとしてフラッシュメモリ３０３に限定されず、その他の媒体であってもよい。
外部メモリ３０４は、記録媒体を着脱自在に装着する。この着脱自在な記録媒体としては、ＳＤカード（登録商標）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリなどその他の適宜な記録媒体である。この記録媒体には、タッチ位置検出装置としての携帯電話機１に使用される文字データ、画像データその他の各種データ、及びプロセッサ３０１と協働して処理を行うプログラムデータなどが格納される。

外部メモリ３０４は、ＳＤカード（登録商標）やＵＳＢメモリなどに限定されず、その他の媒体であってもよい。
表示部４において２点がタッチされると、タッチ位置検出装置１は、タッチパネル機能によりタッチされた２点を検出する。なお、本実施の形態のタッチパネル機能は、静電容量方式により動作するものとする。

また、以下にいう同時のタッチとは、タッチパネル上の複数の点のタッチ期間が、タッチ開始から終了までに完全に一致する場合のみならず、複数のタッチのそのタッチ期間の少なくとも一部が同時であればよい。
また、以下にいう同時検出とは、タッチパネル上の複数のタッチが同時である期間において、その同時期間における複数のタッチ位置を検出することを含む。

１．２ 構成
ここでは、タッチ位置検出装置１における２点同時検出機能の構成について説明する。
タッチ位置検出装置１の２点同時検出機能は、図２に示すように、表示部４、検出処理部２０から構成されている。
なお、タッチ位置検出装置１は、図２においては２点同時検出機能に係る構成要素だけを示しているが、その他キー操作部５、及び通信機能に係る構成要素など、携帯電話機としての機能を備えている。

以下においては、表示部４上において、２点が同時にタッチされた場合におけるタッチ位置の検出について説明する。
（１）表示部４
表示部４は、指でタッチされた２点を同時検出する機能を備えたタッチパネル１０を備える。

ここで、タッチパネルのタッチ位置の検出方法は、自己キャパシタ型の静電容量方式である。
タッチパネル１０は、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸それぞれに応じた複数の透明電極を有している。図３（ａ）は、各軸に対する透明電極の配置の一例を示す。
ｘ軸と直交する透明電極１０１ａ、１０１ｂ、・・・、１０１ｃは、ｘ軸の成分を特定するためのものであり、ｙ軸と直交する透明電極１０２ａ、１０２ｂ、・・・、１０２ｃは、ｙ軸の成分を特定するためのものである。ここで、ｘ軸とは画像等の表示する際の横軸方向であり、ｙ軸とは縦軸方向である。ｘ軸とｙ軸とは、直交しているので、透明電極１０１ａ、１０１ｂ、・・・、１０１ｃは透明電極１０２ａ、１０２ｂ、・・・、１０２ｃと直交していることが分かる。

また、ｚ軸は、図３（ｂ）で示すように、ｘ軸とｙ軸とから形成される平面上において、ｘ軸と４５°で交差しており、このｚ軸と直交する透明電極１０３ａ、１０３ｂ、・・・、１０３ｃは、ｚ軸の成分を特定するためのものである。ここで、電極の組毎の位置情報とは、３軸が交差するＯからの距離（長さ）である。この距離は、各軸の成分となる。
図４（ａ）は、タッチパネル１０の構造を模式的に示すものである。

タッチパネル１０は、図４（ａ）で示すように、誘電体１１０、１１１、１１２、ｘ軸用透明電極１２０ａ、１２０ｂ、ｙ軸用透明電極１２１ａ、１２１ｂ、ｚ軸用透明電極１２２ａ、１２２ｂ、パルス駆動バッファ１３０、電圧比較器１３１及びタイマキャプチャレジスタ１３２を含んでいる。
ｘ軸用透明電極１２０ａ、１２０ｂは図３の透明電極１０１ａ、１０１ｂ、・・・、１０１ｃに、ｙ軸用透明電極１２１ａ、１２１ｂは図３の透明電極１０２ａ、１０２ｂ、・・・、１０２ｃに、ｚ軸用透明電極１２２ａ、１２２ｂは図３の透明電極１０３ａ、１０３ｂ、・・・、１０３ｃに、それぞれ相当するものである。

タッチパネル１０は、上位から順に、誘電体１１０、ｘ軸用透明電極１２０ａ、１２０ｂ、誘電体１１１、ｙ軸用透明電極１２１ａ、１２１ｂ、誘電体１１２、ｚ軸用透明電極１２２ａ、１２２ｂと配置されている。
また、パルス駆動バッファ１３０は、ｘ軸用透明電極１２０ａと接続されており、図４（ｂ）に示すようなＬｏｗを０Ｖ、Ｈｉｇｈを５Ｖとするパルス信号を、周期１／１００ｓでｘ軸用透明電極１２０ａへ送信するものである。なお、図示はしてないが、例えば、ｙ軸用透明電極１２１ａ及びｚ軸用透明電極１２２ａのそれぞれにおいても、個別にパルス駆動バッファが接続されている。

電圧比較器１３１は、ｘ軸用透明電極１２０ｂと接続されており、ｘ軸用透明電極１２０ｂの電圧が５Ｖであるか０Ｖであるかを比較している。タイマキャプチャレジスタ１３２は、電圧比較器１３１の比較結果に基づいて、周期１／１００ｓで、パルス信号による電圧の変化がなされているか否かを特定するものである。なお、図示はしてないが、例えば、ｙ軸用透明電極１２１ｂ及びｚ軸用透明電極１２２ｂのそれぞれにおいても、個別に電圧比較器及びタイマキャプチャレジスタが接続されている。

具体的には、ｘ軸用透明電極１２０ａはパルス駆動バッファ１３０からパルス信号を受け取ると、電界結合によりｘ軸用透明電極１２０ｂにおいても、ｘ軸用透明電極１２０ａと同様の電圧が印加される。静電容量方式によるタッチパネルでは、ある点がタッチされると、その直下にある透明電極に電荷が蓄積され、パルス駆動バッファ１３０から入力されるパルス信号の立ち上がり（０Ｖから５Ｖへの立ち上がり）が、鈍くなる。つまり、周期１／１００Ｓで電圧の定期的な変化に乱れが生じる。タイマキャプチャレジスタがこれの変化を特定することで、ｘ軸用透明電極１２０ａ及びｘ軸用透明電極１２０ｂのうち少なく１つがタッチされたことが分かる。

また、ｙ軸用透明電極１２１ａ、１２１ｂ及びｚ軸用透明電極１２２ａ、１２２ｂそれぞれにおいても、同様の原理でタッチされたか否かが分かる。
（２）検出処理部２０
検出処理部２０は、図２で示すように、軸成分検出部２０１及び特定部２０２を有している。

（２−１）軸成分検出部２０１
軸成分検出部２０１は、ｘ、ｙ、ｚ軸それぞれについて、タッチされた軸成分を検出するものである。この軸成分が、電極の組毎の位置情報となる。
具体的には、軸成分検出部２０１は、ｘ軸の成分を検出する際には、ｘ軸用透明電極毎に接続されたタイマキャプチャレジスタそれぞれの機能により、定期的な変化に乱れが生じている２つの成分を検出する。

なお、ｙ軸、ｚ軸についても、同様に、各軸用の透明電極毎に接続されたタイマキャプチャレジスタそれぞれの機能により、定期的な変化に乱れが生じている２つの成分を検出する。
軸成分検出部２０１の機能により、ｘ軸の成分としてＸ１、Ｘ２が、ｙ軸の成分としてＹ１、Ｙ２が、ｚ軸の成分としてＺ１、Ｚ２が検出されることになる。

（２−２）特定部２０２
特定部２０２は、軸成分検出部２０１で検出された各軸の成分から、タッチされた２点を特定するものである。
具体的には、以下のようにしてタッチされた２点を特定する。
特定部２０２は、軸成分検出部２０１で検出されたｘ軸及びｙ軸からなる一の組み合わせ（Ｘ１、Ｙ１）を選択する。特定部２０２は、選択した（Ｘ１、Ｙ１）に応じたｚ軸成分Ｚ３を下記の数式１を用いて算出する。

特定部２０２は、算出したＺ３が、軸成分検出部２０１で検出されたＺ１及びＺ２の何れかと等しいか否かを判断する。何れかと等しいと判断する場合には、特定部２０２は、選択した一の組み合わせ（Ｘ１、Ｙ１）と残りの組み合わせ（Ｘ２、Ｙ２）とがタッチされた正しい位置を示すものとして特定する。Ｚ３が何れかとも等しくないと判断する場合には、特定部２０２は、選択した一の組み合わせ（Ｘ１、Ｙ１）は誤りであると判断し、他の組み合わせ（Ｘ１、Ｙ２）と（Ｘ２、Ｙ１）がタッチされた正しい位置を示すものとして特定する。

以下、上記数式１で、選択した（Ｘ１、Ｙ１）に応じたｚ軸成分Ｚ３が求まることを説明する。
ｚ軸は、上述したように、ｘ軸と４５°の角度をなしているので、ｚ軸は、一次関数“ｙ＝ｘ”と表される。（Ｘ１、Ｙ１）を通るｚ軸用透明電極は、ｚ軸と直交しているので、一次関数“ｙ＝−ｘ＋ｂ”と表される。また、（Ｘ１、Ｙ１）は、一次関数“ｙ＝−ｘ＋ｂ”を通ることにより、“ｂ＝Ｘ１＋Ｙ１”となり、一次関数“ｙ＝−ｘ＋ｂ”は、“ｙ＝−ｘ＋（Ｘ１＋Ｙ１）”と変換できる。

選択した（Ｘ１、Ｙ１）に応じたｚ軸成分Ｚ３は、一次関数“ｙ＝ｘ”と一次関数“ｙ＝−ｘ＋（Ｘ１＋Ｙ１）”との交点から算出することできる。
一次関数“ｙ＝ｘ”と一次関数“ｙ＝−ｘ＋（Ｘ１＋Ｙ１）”との交点を算出すると、交点のｘ軸成分は“（Ｘ１＋Ｙ１）／２”となり、交点のｙ軸成分は“（Ｘ１＋Ｙ１）／２”となる。

ここで、ｚ軸成分のＺ３は、図５で示すように、ｘ軸成分“（Ｘ１＋Ｙ１）／２”とｙ軸成分“（Ｘ１＋Ｙ１）／２”とが直交する直角二等辺三角形の斜辺であるので、三平方の定理により上記の数式１が導かれる。
１．３ 動作
ここでは、２点同時検出に係る処理について、図６に示す流れ図を用いて説明する。

ユーザは、タッチパネル１０上の２点をタッチする（ステップＳ５）。
軸成分検出部２０１は、軸毎に備えられた複数のタイマキャプチャレジスタそれぞれの機能により、ｘ軸の成分としてＸ１、Ｘ２を、ｙ軸の成分としてＹ１、Ｙ２を、ｚ軸の成分としてＺ１、Ｚ２を検出する（ステップＳ１０）。
特定部２０２は、軸成分検出部２０１で検出されたｘ軸及びｙ軸からなる一の組み合わせ（Ｘ１、Ｙ１）を選択する（ステップＳ１５）。

特定部２０２は、上述した数式１を用いて、選択した（Ｘ１、Ｙ１）に応じたｚ軸成分Ｚ３を算出し（ステップＳ２０）、算出したＺ３が軸成分検出部２０１で検出されたｚ軸成分Ｚ１及びＺ２の少なくとも何れかと等しいか否かを判断する（ステップＳ２５）。
Ｚ３がＺ１及びＺ２の少なくとも何れかと等しいと判断する場合（ステップＳ２５における「Ｙｅｓ」）、特定部２０２は、選択した一の組み合わせ（Ｘ１、Ｙ１）と残りの組み合わせ（Ｘ２、Ｙ２）とがタッチされた正しい位置を示すものとして特定する（ステップＳ３０）。

Ｚ３がＺ１及びＺ２の何れかとも等しくないと判断する場合（ステップＳ２５における「Ｎｏ」）、特定部２０２は、他の組み合わせ（Ｘ１、Ｙ２）と（Ｘ２、Ｙ１）とがタッチされた正しい位置を示すものとして特定する（ステップＳ３５）。
１．４ 変形例
（１）２点同時検出の変形例
上記第１の実施の形態において、ｚ軸は、ｘ軸と４５°の角度をなす、すなわち透明電極１０３ａ、１０３ｂ、・・・、１０３ｃは透明電極１０１ａ、１０１ｂ、・・・、１０１ｃと４５°の角度をなすとしたが、これに限定されない。

ｘ軸とｚ軸は交差していればよく、交差する角度は、θ（０°＜θ＜９０°）であればよい。つまりは、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は互いに交差していればよい。この場合、ｘ軸と垂直な透明電極１０１ａ、１０１ｂ、・・・、１０１ｃと、ｚ軸と垂直な透明電極１０３ａ、１０３ｂ、・・・、１０３ｃとなす角度もθとなる。
この場合、特定部２０２が用いる数式が、上記実施の形態とは異なる。

特定部２０２は、下記の数式２を用いて、選択した（Ｘ１、Ｙ１）が検出されたＺ１及びＺ２の少なくとも何れかと等しいか否かを判断する。

算出したＺ３がＺ１及びＺ２の何れかと等しいと判断する場合、特定部２０２は、選択した一の組み合わせ（Ｘ１、Ｙ１）と残りの組み合わせ（Ｘ２、Ｙ２）とがタッチされた正しい位置を示すものとして特定する。算出したＺ３がＺ１及びＺ２の何れかとも等しくないと判断する場合、特定部２０２は、他の組み合わせ（Ｘ１、Ｙ２）と（Ｘ２、Ｙ１）とがタッチされた正しい位置を示すものとして特定する。

以下、ｚ軸とｘ軸とがなす角度がθである場合、上記の数式２で、選択した（Ｘ１、Ｙ１）に応じたｚ軸成分Ｚ３が求まることを説明する。
ｚ軸とｘ軸とがなす角度がθであるので、ｚ軸は、一次関数“ｙ＝ｔａｎθ・ｘ”と表される。（Ｘ１、Ｙ１）を通るｚ軸用透明電極は、ｚ軸と直交しているので、一次関数“ｙ＝（−１／ｔａｎθ）・ｘ＋ｂ”と表される。また、（Ｘ１、Ｙ１）は、一次関数“ｙ＝（−１／ｔａｎθ）・ｘ＋ｂ”を通ることにより、“ｂ＝（１／ｔａｎθ）・Ｘ１＋Ｙ１”となり、一次関数“ｙ＝−ｘ＋ｂ”は、“ｙ＝−ｘ＋（（１／ｔａｎθ）・Ｘ１＋Ｙ１）”と変換できる。

選択した（Ｘ１、Ｙ１）に応じたｚ軸成分Ｚ３は、一次関数“ｙ＝ｔａｎθ・ｘ”と一次関数“ｙ＝（−１／ｔａｎθ）・ｘ＋（（１／ｔａｎθ）・Ｘ１＋Ｙ１）”との交点から算出することできる。
そこで、一次関数“ｙ＝ｔａｎθ・ｘ”と一次関数“ｙ＝（−１／ｔａｎθ）・ｘ＋（（１／ｔａｎθ）・Ｘ１＋Ｙ１）”との交点を算出すると、交点のｘ軸成分は“（Ｘ１＋ｔａｎθ・Ｙ１）／（ｔａｎ^２θ＋１）”となり、交点のｙ軸成分は“ｔａｎθ・（Ｘ１＋ｔａｎθ・Ｙ１）／（ｔａｎ^２θ＋１）”となる。

ここで、ｚ軸成分のＺ３は、図７に示すように、ｘ軸成分“（Ｘ１＋Ｙ１）／２”とｙ軸成分“（Ｘ１＋Ｙ１）／２”とが直交する直角三角形の斜辺である。そして、三平方の定理により、“（Ｚ３）^２＝（ｔａｎθ・Ｙ１＋Ｘ１）^２／（ｔａｎ^２θ＋１）となる。ここで、”ｔａｎ^２θ＋１＝１／ｃｏｓ^２θ“、”ｔａｎθ＝ｓｉｎθ／ｃｏｓθ“の関係式により、“（Ｚ３）^２＝（Ｘ１＋ｔａｎθ・Ｙ１）^２／（ｔａｎ^２θ＋１）＝（Ｘ１＋（ｓｉｎθ／ｃｏｓθ）・Ｙ１）^２・ｃｏｓ^２θ”となる。そうすると、“Ｚ３＝（Ｘ１＋（ｓｉｎθ／ｃｏｓθ）・Ｙ１）・ｃｏｓθ＝Ｘ１・ｃｏｓθ＋ｓｉｎθ・Ｙ１”が導かれる。

（２）３点同時検出
上記第１の実施の形態では、タッチ位置検出装置が２点同時検出することについて説明したが、これに限定されない。タッチ位置検出装置は３点同時検出してもよい。
この場合、ｚ軸は、上記の変形例と同様に、ｘ軸とθの角度をなす。さらに、ｚ軸と９０°の角度をなすｗ軸を設ける。また、タッチパネルでは、上記第１の実施の形態及び上記変形例と同様に、ｘ軸用透明電極、ｙ軸用透明電極及びｚ軸用透明電極をそれぞれ複数備え、さらに、ｗ軸と直交するｗ軸用透明電極を複数個有する。構造としては、図３にて示す構造に、さらに、ｚ軸用透明電極の下面に、さらに誘電体と、ｗ軸用透明電極とを設ける。また、複数のｗ軸用透明電極において、他の軸の透明電極と同様に、パルス駆動バッファと、電圧比較器及びタイマキャプチャレジスタとが、交互に接続されているものとする。

この場合、軸成分検出部２０１は、ｘ、ｙ、ｚ、ｗ軸それぞれについて、タッチされた軸成分（位置情報）を検出する。例えば、軸成分検出部２０１は、ｘ軸成分としてＸ１、Ｘ２、Ｘ３を、ｙ軸成分としてＹ１、Ｙ２、Ｙ３を、ｚ軸成分としてＺ１、Ｚ２、Ｚ３を、ｗ軸成分としてＷ１、Ｗ２、Ｗ３をそれぞれ検出する。
特定部２０２は、下記の数式３を用いて、ｘ軸成分（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３）、ｙ軸成分（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３）、ｚ軸成分（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３）、ｗ軸成分（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）のうち、当該数式３を満たすｘ軸成分、ｙ軸成分、ｚ軸成分、ｗ軸成分の組を３つ特定する。

特定部２０２は、特定した各組のｘ軸成分及びｙ軸成分がタッチされた正しい位置を示すものとして特定する。

数式３を用いることで、ｚ−ｗ軸を回転させて、ｘ−ｙ軸と一致させて、検出されたｘ−ｙ軸で定まる位置と、ｚ−ｗ軸で定まる位置とが一致するか否かを判断することができる。このとき、一致する場合が、実際にタッチされた位置と特定することができる。
１．５ 具体例
図８（ａ）は、２点同時検出時における具体例を示すものである。

この図では、Ｐ１（Ｘ１、Ｙ１）とＰ２（Ｘ２、Ｙ２）とが実際にタッチされた位置であるとする。この場合、ｘ軸用の透明電極、ｙ軸用の透明電極及びｚ軸用の透明電極を用いることで、Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２、Ｚ１、Ｚ２が検出されることになる。そうすると、ｘ軸成分とｙ軸成分との組み合わせとして、上記のＰ１及びＰ２以外に、図８（ａ）に示すＰ３（Ｘ２、Ｙ１）及びＰ４（Ｘ１、Ｙ２）が存在する。そこで、特定部２０２は、これら組み合わせのうち一の組み合わせを選択する。もし仮に、選択した組み合わせが正しいもの、つまり実際にタッチされた位置を示すものであれば、選択した組み合わせに応じたｚ軸成分は、検出されたＺ１、Ｚ２の何れかと一致する。

図８（ａ）から分かるように、特定部２０２がＰ１を選択した場合にはＰ１に応じたｚ軸成分は、Ｚ１となり、実際に検出されたＺ１であるので、選択したＰ１は正しいものとなる。そうすると、ｘ軸成分とｙ軸成分とからなる残りの組み合わせは必然的に、Ｐ２となり、これも実際にタッチされた位置である。
特定部２０２が、例えば、Ｐ３を選択した場合には、Ｐ３に応じたｚ軸成分は、実際に検出されたＺ１及びＺ２の何れとも一致しないことが図８（ａ）より分かる。その結果、選択したＰ３は誤ったものである、つまりタッチされていない位置であることが分かる。また、Ｐ３を選択した場合におけるｘ軸成分とｙ軸成分とからなる残りの組み合わせ（ここでは、Ｐ４）もタッチされていない位置であることが分かる。つまり、特定部２０２は、Ｐ３、Ｐ４とは異なる組み合わせ、つまりＰ１、Ｐ２が正しいものであると特定することができる。

図８（ｂ）は３点同時検出時における具体例を示すものである。
この図では、Ｐ１（Ｘ１、Ｙ１）とＰ２（Ｘ２、Ｙ２）とＰ３（Ｘ３、Ｙ３）が実際にタッチされた位置であるとする。この場合、ｘ軸用の透明電極、ｙ軸用の透明電極及びｚ軸用の透明電極を用いることで、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が検出されることになる。そうすると、ｘ軸成分とｙ軸成分との組み合わせとして、上記のＰ１及びＰ２以外に、図８（ｂ）に示すＰ４からＰ９が存在する。

そして、特定部２０２は、数式３を用いて、当該数式が成立する組み合わせを特定する。例えば、ここでは、（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１、Ｗ１）、（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２、Ｗ２）、（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３、Ｗ３）が特定される。
特定部２０２は、特定した３つの組み合わせそれぞれから、当該組み合わせを構成するｘ軸成分とｙ軸成分とから定まる位置を、タッチされた位置として特定する。例えば、ここでは、（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）、（Ｘ３、Ｙ３）が、タッチされた位置として特定される。

１．６ その他の変形例
以上、実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態及び変形例に限られない。例えば、以下のような変形例が考えられる。
（１）上記第１の実施の形態においては、タッチ位置検出装置１の適用される一例として、スライド式の携帯電話機を用いたがこれに限定されない。

タッチ位置検出装置１は、折り畳み型の携帯電話機であってもよいし、ストレートタイプの携帯電話機であってもよいし、その他の適宜な形態の携帯電話機であってもよい。
また、タッチ位置検出装置１の適用される機器は、携帯電話機に限るものではなく、タッチパネル機構を有する装置であれば、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、音楽プレーヤ、電子ブック、ゲーム機、パーソナルコンピュータ等であってもよい。

（２）上記の実施の形態及び変形例では、２点、３点の同時検出について、説明したが、これに限定されない。
タッチ位置検出装置は、ｎ＋１本の軸を設けて、ｎ点を同時検出してもよい。
（３）上記の実施の形態及び変形例で説明した手法の手順を記述したプログラムをメモリに記憶しておき、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などがメモリからプログラムを読み出して、読み出したプログラムを実行することによって、上記の手法が実現されるようにしてもよい。

また、当該手法の手順を記述したプログラムを記録媒体に格納して、頒布するようにしてもよい。
なお、上記プログラムを記憶する媒体としては、例えば、図１の（ｂ）に示されるような、一時的ではない記録媒体、つまり、フラッシュメモリ３０３や、ＵＳＢメモリやＳＤカード（登録商標）などの外部メモリ３０４を一例として挙げることができる。

（４）上記実施の形態及び変形例では、タッチされた位置に対応する各軸の軸成分をｎ個検出するものとしたが、これに限定されない。各軸毎に、ｎ個以下の軸成分を検出した場合においても、上記の検出方法が適用できる。
例えば、２点同時検出の場合においては、検出されたｘ軸の軸成分とｙ軸の軸成分の組み合わせ毎に、対応するｚ軸の軸成分を数式１を用いて算出し、算出した軸成分と等しい軸成分が検出されているかどうかを検証することで、２点同時検出を行うことができる。

３点同時検出も同様に、検出されたｘ軸の軸成分とｙ軸の軸成分の組み合わせ毎に、数式２を用いて検証すればよい。
（５）上記実施の形態において、各電極は透明電極としたが、これに限定されない。タッチパネルに用いられる電極であれば、その種類は問わない。
（６）上記実施の形態において、透明電極１０１ａ、１０１ｂ、・・・、１０１ｃと、透明電極１０２ａ、１０２ｂ、・・・、１０２ｃとがなす角度を９０°としたが、これに限定されない。

透明電極１０１ａ、１０１ｂ、・・・、１０１ｃと、透明電極１０２ａ、１０２ｂ、・・・、１０２ｃとがなす角度は、厳密に９０°でなくてもよい。おおよそ９０°であればよい。
また、３点同時検出の場合でも同様に、ｚ軸とｗ軸とが厳密に直交していなくてもよい。ｚ軸とｗ軸とがなす角度がおおよそ９０°であればよい。つまり、ｚ軸用の透明電極とｗ軸用の透明電極とがなす角度が、おおよそ９０°であればよい。

（７）上記実施の形態及び変形例を組み合わせるとしてもよい。
２．まとめ
（１）本発明の一態様である、タッチ位置検出装置は、互いに平行に配された複数の透明電極の組を（ｎ＋１）個含み（ｎは２以上の整数）、それらの組同士が互いに交差する所定の角度関係を持たせて配されたタッチパネルと、前記タッチパネル上でｎ点がタッチされると、タッチされた当該ｎ個の箇所に対応する、前記電極の組毎の位置情報を検出する検出部と、前記検出された位置情報と前記所定の角度関係とに基づいて、前記タッチパネル上においてタッチされた前記ｎ個の位置を特定する特定部とを備えることを特徴とする。

この構成によると、タッチ位置検出装置は、所定の角度関係を持つｎ＋１個の電極の組を有するタッチパネルから検出された位置情報に基づいて、当該所定の角度関係からタッチされたｎ個の組み合わせを特定するので、タッチされたｎ個の位置を適切に検出することができる。
（２）ここで、前記ｎの値は、２であり、３つの電極の組のうち第１の電極の組に含まれる電極と第２の電極の組に含まれる電極とは略９０度で交差するように配され、前記所定の角度関係とは、３つの電極の組のうち第１の電極の組に含まれる電極と第３の電極の組に含まれる電極とが、角度θをなす関係であり、前記検出部は、第１の電極の組における位置情報Ｘ１、Ｘ２、第２の電極の組における位置情報Ｙ１、Ｙ２、及び第３の電極の組における位置情報Ｚ１、Ｚ２を検出し、前記特定部は、検出されたＸ１とＹ１とからなる座標（Ｘ１、Ｙ１）から定まる位置情報Ｚ３を算出し、算出したＺ３が、検出されたＺ１及びＺ２の少なくとも何れかと等しい場合には座標（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）がタッチされた位置と特定し、何れとも等しくない場合には座標（Ｘ１、Ｙ２）、（Ｘ２、Ｙ１）がタッチされた位置と特定するとしてもよい。

この構成によると、タッチ位置検出装置は、座標（Ｘ１、Ｙ１）から定まる位置情報Ｚ３が、検出されたＺ１及びＺ２の少なくとも何れかと等しいか否かにより、タッチされた２点を特定している。これにより、タッチ位置検出装置は、適切にタッチされた２点を特定することができる。
（３）ここで、 前記Ｚ３は、

で求められるとしてもよい。
この構成によると、タッチ位置検出装置は、所定の角度関係を有していることにより、Ｚ３は上記の式を用いて求めることができる。

（４）ここで、 前記ｎの値は、３であり、４つの電極の組のうち第１の電極の組に含まれる電極と第２の電極の組に含まれる電極とは略９０度で交差するように配され、第３の電極の組に含まれる電極と第４の電極の組に含まれる電極とは略９０度で交差するように配され、前記所定の角度関係とは、前記第１の電極の組に含まれる電極と前記第３の電極の組に含まれる電極とが、角度θをなす関係であり、前記検出部は、タッチされた３点に基づいて、前記第１の電極の組における位置情報Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、前記第２の電極の組における位置情報Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、前記第３の電極の組における位置情報Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、及び前記第４の電極の組における位置情報Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を検出し、前記特定部は、検出された前記第３の電極の組における位置情報と前記第４の電極の組における位置情報との組み合わせが、

を満たす前記第１の電極の組における位置情報と前記第２の電極の組における位置情報とからなる３つの組み合わせを、タッチされた３点として特定するとしてもよい。ただし、ｘは前記第１の電極の組における位置情報、ｙは前記第２の電極の組における位置情報、ｚは前記第３の電極の組における位置情報及びｗは前記第４の電極の組における位置情報の値である。

この構成によると、タッチ位置検出装置は、所定の角度関係を有していることにより、タッチされた３点を上記の式を用いて求めることができる。
（５）ここで、前記電極の組毎の位置情報は、当該電極に垂直な方向に設定された軸の軸成分であるとしてもよい。
この構成によると、タッチ位置検出装置は、電極に垂直な方向に設定された軸を用いることで、電極の組毎の位置情報を特定することができる。

（６）また、本発明の一態様である、携帯電話機は、上記（１）から（５）の何れか１つに記載のタッチ位置検出装置を備えることを特徴とする。
この構成によると、携帯電話機は、上記（１）から（５）の何れか１つに記載のタッチ位置検出装置を備えるので、タッチされたｎ個の位置を適切に検出することができる。

本発明は、タッチパネル機構を有するタッチ位置検出装置において、タッチされたｎ個（ｎは２以上の整数）の位置を検出するために有用である。

１ タッチ位置検出装置
２、３ 筐体
４ 表示部
５ キー操作部
６ スピーカ部
７ マイクロフォン
１０ タッチパネル
２０ 検出処理部
１３０ パルス駆動バッファ
１３１ 電圧比較器
１３２ タイマキャプチャレジスタ
２０１ 軸成分検出部
２０２ 特定部
３０１ プロセッサ
３０２ ＲＡＭ
３０３ フラッシュメモリ
３０４ 外部メモリ

Claims (5)

1. 互いに平行に配された複数の透明電極の組を３個含み、それらの組同士が互いに交差する所定の角度関係を持たせて配されたタッチパネルと、
   前記タッチパネル上で２点がタッチされると、タッチされた当該２個の箇所に対応する、前記電極の組毎の位置情報を検出する検出部と、
   前記検出された位置情報と前記所定の角度関係とに基づいて、前記タッチパネル上においてタッチされた前記２個の位置を特定する特定部とを備え、
   ３つの電極の組のうち第１の電極の組に含まれる電極と第２の電極の組に含まれる電極とは略９０度で交差するように配され、
   前記所定の角度関係とは、３つの電極の組のうち第１の電極の組に含まれる電極と第３の電極の組に含まれる電極とが、角度θをなす関係であり、
   前記検出部は、第１の電極の組における位置情報Ｘ１、Ｘ２、第２の電極の組における位置情報Ｙ１、Ｙ２、及び第３の電極の組における位置情報Ｚ１、Ｚ２を検出し、
   前記特定部は、
   検出されたＸ１とＹ１とからなる座標（Ｘ１、Ｙ１）から定まる位置情報Ｚ３を算出し、算出したＺ３が、検出されたＺ１及びＺ２の少なくとも何れかと等しい場合には座標（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）がタッチされた位置と特定し、何れとも等しくない場合には座標（Ｘ１、Ｙ２）、（Ｘ２、Ｙ１）がタッチされた位置と特定する
   ことを特徴とするタッチ位置検出装置。
2. 前記Ｚ３は、
   

   

   で求められる
   ことを特徴とする請求項１に記載のタッチ位置検出装置。
3. 前記電極の組毎の位置情報は、
   当該電極に垂直な方向に設定された軸の軸成分である
   ことを特徴とする請求項１に記載のタッチ位置検出装置。
4. 上記請求項１から３の何れか１項に記載のタッチ位置検出装置を備えることを特徴とする携帯電話機。
5. 互いに平行に配された複数の透明電極の組を４個含み、それらの組同士が互いに交差する所定の角度関係を持たせて配されたタッチパネルと、
   前記タッチパネル上で３点がタッチされると、タッチされた当該３個の箇所に対応する、前記電極の組毎の位置情報を検出する検出部と、
   前記検出された位置情報と前記所定の角度関係とに基づいて、前記タッチパネル上においてタッチされた前記３個の位置を特定する特定部とを備え、
   ４つの電極の組のうち第１の電極の組に含まれる電極と第２の電極の組に含まれる電極とは略９０度で交差するように配され、第３の電極の組に含まれる電極と第４の電極の組に含まれる電極とは略９０度で交差するように配され、
   前記所定の角度関係とは、前記第１の電極の組に含まれる電極と前記第３の電極の組に含まれる電極とが、角度θをなす関係であり、
   前記検出部は、タッチされた３点に基づいて、前記第１の電極の組における位置情報Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、前記第２の電極の組における位置情報Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、前記第３の電極の組における位置情報Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、及び前記第４の電極の組における位置情報Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を検出し、
   前記特定部は、
   検出された前記第３の電極の組における位置情報と前記第４の電極の組における位置情報との組み合わせが、
   

   

   を満たす前記第１の電極の組における位置情報と前記第２の電極の組における位置情報とからなる３つの組み合わせを、タッチされた３点として特定する
   ことを特徴とするタッチ位置検出装置。ただし、ｘは前記第１の電極の組における位置情報、ｙは前記第２の電極の組における位置情報、ｚは前記第３の電極の組における位置情報及びｗは前記第４の電極の組における位置情報の値である。

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