JP5986685B2 - タッチパネルシステム及び電子情報機器 - Google Patents

Description

本発明は、投影型の静電容量方式等のタッチパネルを備えたタッチパネルシステムや、当該タッチパネルシステムを備えた電子情報機器、タッチパネルシステムの動作方法に関する。

近年、タッチパネルの検出面に接触または近接する指示体（例えば、ユーザの指やスタイラスペンなど、以下同じ）の位置を検出することによって、ユーザの指示を受け付けるタッチパネルシステムが、携帯電話やパソコンなどの電子情報機器に搭載されることが多くなってきている。特に、マルチタッチが可能な投影型の静電容量方式のタッチパネルが、電子情報機器に搭載されることが多くなってきている。

投影型の静電容量方式のタッチパネルシステムは、検出面に沿って設けられた電極間または配線間の静電容量（以下、単に「容量」と称する）を電気信号として出力するタッチパネルを備え、当該電気信号の処理により容量の変化を認識することで、検出面上に接触または近接する指示体の有無及び位置を検出する。そのため、容量を変化させ得る指示体以外の物体（例えば、水）が検出面上に存在したり、電磁波を生じるノイズ源（例えば、電子情報機器が備える表示装置や電源）がタッチパネルの付近に存在したりすることで、タッチパネルが出力する電気信号にノイズが混入すると、指示体を精度良く検出することができなくなってしまう。

特に、タッチパネルシステムが、電気信号のノイズによる変動を、指示体による容量の変化であると誤認識すると、ユーザが意図しない指示がタッチパネルシステムを介して電子情報機器に入力され、電子情報機器が意図せずＯＮ／ＯＦＦするなど、暴走することがあり得る。そして、この電子情報機器の暴走は、雨や霧の中で電子情報機器が使用されたり、電子情報機器の操作中にユーザがくしゃみや咳をしたりするなど、日常的な場面でも発生し得る。

そこで、特許文献１では、予め設定した数よりも多い指示体が検出される場合や、予め設定した大きさよりも大きい領域内で指示体の接触が検出される場合に、タッチパネルが水濡れしていると判定して、タッチパネルを無効化するタッチパネルシステムが提案されている。

特開２０１２−２１６０５３号公報

しかしながら、特許文献１で提案されているタッチパネルシステムでは、タッチパネルの検出面に対して多量の水が付着しない限り、水濡れした状態であることを検出することができない。そのため、このタッチパネルシステムでは、例えば１個または少数の水滴がタッチパネルの検出面に付着するなど、日常的に生じる蓋然性が高い状況におけるノイズについては、検出することができない。

さらに、このタッチパネルシステムでは、タッチパネルが水濡れした状態であることが検出されると、その後はタッチパネルからの入力を受け付けない。そのため、ユーザは、タッチパネル以外の操作手段によって電子機器を操作しなければならず、タッチパネルシステム及び当該タッチパネルシステムを備えた電子機器の使い勝手が悪いものとなる。

そこで、本発明は、液体の付着等に起因したノイズによって誤って検出される位置と、指示体の位置と、を精度良く区別することで、当該ノイズが発生する状況であってもユーザによるタッチパネルの操作を受け付けることが可能なタッチパネルシステムと、当該タッチパネルシステムを備えた電子情報機器と、液体の付着等に起因したノイズによって誤って検出される位置と、指示体の位置と、を精度良く区別することで、当該ノイズが発生する状況であってもユーザによるタッチパネルの操作を受け付けることが可能なタッチパネルシステムの動作方法と、を提供する。

上記目的を達成するため、本発明は、検出面に沿って互いに平行に設けられる複数のドライブラインと、前記検出面に沿って互いに平行に設けられるとともに前記ドライブラインと立体交差する複数のセンスラインと、を備えるタッチパネルと、前記ドライブラインにドライブ信号を与えて駆動するドライブライン駆動部と、前記ドライブラインの駆動により前記センスラインに表れる、前記検出面の各位置に接触または近接する指示体の有無に対応した強度のセンス信号を取得して処理することで、前記検出面の各位置に接触または近接する前記指示体の有無を、前記検出面の各位置に対応する各信号値の大きさでそれぞれ表した検出対象信号を生成するセンス信号処理部と、前記検出対象信号の前記各信号値に基づいて、前記検出面に接触または近接する指示体の位置である指示***置を検出する指示***置検出部と、を備え、前記指示***置検出部は、第１閾値を超える前記検出対象信号の信号値に対応する前記検出面の位置である選択候補位置の中から、前記第１閾値を超えるが第２閾値は超えない前記検出対象信号の信号値に対応する前記検出面の位置である除外候補位置であって周囲の第１範囲内に他の前記除外候補位置が存在する位置である非指示***置を、除外して、前記指示***置を検出することを特徴とするタッチパネルシステムを提供する。

さらに、上記特徴のタッチパネルシステムにおいて、前記検出面に液体が付着したとき、当該液体の周縁部となる前記検出面の位置の少なくとも一部に対応する前記検出対象信号の信号値が、前記第１閾値を超えるが前記第２閾値を超えないように、前記第１閾値及び前記第２閾値がそれぞれ設定されていると、好ましい。

さらに、上記特徴のタッチパネルシステムにおいて、前記検出面に指が接触したとき、当該指が接触した前記検出面の位置に対応する前記検出対象信号の信号値が、前記第２閾値を超えるように、前記第２閾値が設定されていると、好ましい。

さらに、上記特徴のタッチパネルシステムにおいて、前記検出面にスタイラスペンが接触したとき、当該スタイラスペンが接触した前記検出面の位置に対応する前記検出対象信号の信号値が、前記第１閾値を超えるが前記第２閾値を超えなくてもよい。

さらに、上記特徴のタッチパネルシステムにおいて、前記第１範囲が、前記除外候補位置から第１距離以内となる範囲であると、好ましい。

さらに、上記特徴のタッチパネルシステムにおいて、前記ドライブラインがＸ方向に沿って延びるとともに、前記センスラインがＹ方向に沿って延び、前記第１範囲が、前記除外候補位置から前記Ｘ方向について第１Ｘ距離以内かつ前記Ｙ方向について第１Ｙ距離以内となる範囲であり、前記第１Ｘ距離が前記第１Ｙ距離よりも短くてもよい。

さらに、上記特徴のタッチパネルシステムにおいて、前記センス信号処理部が、前記検出面の各位置に対応する前記各信号値を一通り含む前記検出対象信号を生成する期間を、１フレームとするとき、前記指示***置検出部は、前記指示***置の中で、連続する前後の２フレームで第２距離以内に収まる状態が所定数のフレーム以上継続している位置を残し、それ以外の位置を前記指示***置から除外すると、好ましい。

また、本発明は、上記のタッチパネルシステムを備えたことを特徴とする電子情報機器を提供する。

また、本発明は、検出面に沿って互いに平行に設けられる複数のドライブラインと、前記検出面に沿って互いに平行に設けられるとともに前記ドライブラインと立体交差する複数のセンスラインと、を備えるタッチパネルを有するタッチパネルシステムの動作方法であって、前記ドライブラインにドライブ信号を与えて駆動することで前記センスラインに表れる、前記検出面の各位置に接触または近接する指示体の有無に対応した強度のセンス信号を取得して処理することで、前記検出面の各位置に接触または近接する前記指示体の有無を、前記検出面の各位置に対応する各信号値の大きさでそれぞれ表した検出対象信号を生成する検出対象信号生成動作と、第１閾値を超える前記検出対象信号の信号値に対応する前記検出面の位置である選択候補位置を検出する選択候補位置検出動作と、前記第１閾値を超えるが第２閾値は超えない前記検出対象信号の信号値に対応する前記検出面の位置である除外候補位置を検出する除外候補位置検出動作と、前記除外候補位置であって周囲の第１範囲内に他の前記除外候補位置が存在する位置である非指示***置を検出する非指示***置検出動作と、前記選択候補位置の中から前記非指示***置を除外して、前記検出面に接触または近接する指示体の位置である指示***置を検出する指示***置検出動作と、が実行されることを特徴とするタッチパネルシステムの動作方法を提供する。

上記特徴のタッチパネルシステムによれば、非指示***置と指示***置とを精度良く区別することが可能であるため、液体の付着等に起因したノイズが発生する状況であっても、ユーザによるタッチパネルの操作を受け付けることが可能となる。

本発明の実施形態に係るタッチパネルシステムの全体的な構造の一例を示すブロック図。 図１のタッチパネルが備えるドライブライン及びセンスラインの構造の一例について示す平面図及び回路図。 タッチパネルの電界の状態を示す模式図。 タッチパネルの直交並列駆動について説明する図。 タッチパネルを直交並列駆動する場合における容量分布信号の復号方法について説明する図。 容量分布信号とキャリブレーションデータと検出対象信号とのそれぞれについて示すグラフ。 検出面に指示体が接触した場合に生成される検出対象信号を示すグラフ。 検出面に水滴が付着した場合におけるタッチパネルの電界の状態を示す模式図。 検出面に水滴が付着した場合に生成される検出対象信号を示すグラフ。 水滴と偽検出位置との位置関係について示した模式図。 水滴と偽検出位置との位置関係について示した模式図。 指示***置検出部の動作例について示すフローチャート。 指示***置を検出するために用いられる閾値を示すグラフ。 非指示***置の検出方法の一例を示す模式図。 非指示***置の検出方法の一例を示す模式図。 指示***置の関連付け方法の一例について示す模式図。 図１６に示す指示***置の関連付け方法を利用した突発ノイズ発生位置の除外方法の一例について示す模式図。 本発明の実施形態に係る電子情報機器の構成例を示すブロック図。

＜＜タッチパネルシステム＞＞
＜全体構造例及び全体動作例＞
以下、本発明の実施形態に係るタッチパネルシステムについて、図面を参照して説明する。最初に、本発明の実施形態に係るタッチパネルシステムの全体的な構造及び動作の一例について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るタッチパネルシステムの全体的な構造の一例を示すブロック図である。

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、ドライブライン駆動部２０と、センス信号処理部３０と、指示***置検出部４０と、制御部５０と、記憶部６０と、を備える。

タッチパネル１０は、検出面Ｐに沿って互いに平行に設けられる複数のドライブラインＤＬと、検出面Ｐに沿って互いに平行に設けられるとともにドライブラインＤＬと交差する複数のセンスラインＳＬと、を備える。ドライブラインＤＬは、Ｘ方向（図中上下方向）に沿って延びるように設けられている。一方、センスラインＳＬは、Ｘ方向に対して垂直なＹ方向（図中左右方向）に沿って延びるように設けられている。即ち、図１に示すタッチパネルシステム１では、ドライブラインＤＬ及びセンスラインＳＬが、垂直に交差する。なお、ドライブラインＤＬ及びセンスラインＳＬは、垂直以外の角度で交差してもよい。

図２は、図１のタッチパネルが備えるドライブライン及びセンスラインの構造の一例について示す平面図及び回路図である。図２（ａ）は、タッチパネル１０が備えるドライブラインＤＬ及びセンスラインＳＬの構造について示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の等価回路を示す回路図である。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ドライブラインＤＬは、センスラインＳＬと交差する部分を除いて局所的に面積が大きくなるドライブラインパッド部ＤＬＰを備える。同様に、センスラインＳＬは、ドライブラインＤＬと交差する部分を除いて局所的に面積が大きくなるセンスラインパッド部ＳＬＰを備える。

ドライブラインＤＬ及びセンスラインＳＬが交差する部分では、ドライブラインＤＬとセンスラインＳＬとの間に容量Ｃが形成される。なお、図２（ａ）に例示する構造では、主として隣接するドライブラインパッド部ＤＬＰ及びセンスラインパッド部ＳＬＰの間（即ち、交差するドライブラインＤＬ及びセンスラインＳＬの間）で、容量Ｃが形成される。なお、ドライブラインＤＬにドライブラインパッド部ＤＬＰが設けられず、センスラインＳＬにセンスラインパッド部ＳＬＰが設けられなくてもよい。この場合でも、ドライブラインＤＬ及びセンスラインＳＬの交差部分において、容量Ｃが形成される。

図３は、タッチパネルの電界の状態を示す模式図である。図３（ａ）は、検出面Ｐ上に指示体が存在しない場合の模式図であり、図３（ｂ）は、検出面Ｐ上に指示体（指Ｆ）が存在する場合の模式図である。なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）のそれぞれにおいて、電気力線（静電力線）を矢印で示している。また、図３（ａ）及び図３（ｂ）では、図示の簡略化のため、ドライブラインパッド部ＤＬＰ及びセンスラインパッド部ＳＬＰが、同一平面に存在するように図示しているが、これらは異なる平面に存在していてもよい。

図３（ｂ）に示すように、検出面Ｐに指Ｆを接触または近接させると、指Ｆを含む人体は、接地された物体（即ち、シールド）として振る舞う。そのため、図３（ｂ）に示すように、検出面Ｐ上に指Ｆを接触または近接させると、図３（ａ）に示すような検出面Ｐ上に指Ｆが存在しない場合と比較して、ドライブラインＤＬ及びセンスラインＳＬが形成する容量が小さくなる。なお、ドライブラインＤＬにドライブラインパッド部ＤＬＰが設けられず、センスラインＳＬにセンスラインパッド部ＳＬＰが設けられない場合であっても、容量Ｃは同様に変化する。

ドライブライン駆動部２０は、複数のドライブラインＤＬに対して、信号電圧の組み合わせが所定の順番で変動するドライブ信号Ｄｉを、繰り返し与えて駆動する。これにより、センスラインＳＬに、ドライブラインＤＬ及びセンスラインＳＬが形成する容量に対応した強度のセンス信号Ｓｉが表れる。

センス信号処理部３０は、センスラインＳＬに表れるセンス信号Ｓｉを取得して処理することで、検出対象信号Ｂｉを生成する。検出対象信号Ｂｉは、検出面Ｐの各位置に接触または近接する指示体の有無を、検出面Ｐの各位置に対応する各信号値の大きさでそれぞれ表した信号である。具体的に、図１に例示するタッチパネルシステム１において生成される検出対象信号Ｂｉは、ドライブラインＤＬとセンスラインＳＬとが形成する容量の面内分布を示す信号となる。

指示***置検出部４０は、検出対象信号Ｂｉに基づいて、検出面Ｐに接触または近接する指示体の位置（以下、「指示***置」という）を検出し、その検出結果を示す検出結果信号Ｔｉを生成する。具体的に、指示***置検出部４０は、検出対象信号Ｂｉの各信号値によって表される容量の面内分布について、容量が変動している検出面Ｐ内の位置を検出することによって、指示***置を検出する。

検出結果信号Ｔｉには、検出された指示体の数や、それぞれの指示***置、それぞれの指示体の検出面Ｐに対する接触または近接の程度を示すデータ、指示***置の動き（前に検出された指示***置との関連性）を示すデータなどが含まれ得る。そして、この検出結果信号Ｔｉは、例えばタッチパネルシステム１を備える電子情報機器において、ユーザの指示を示す信号として利用される。

制御部５０は、ドライブライン駆動部２０と、センス信号処理部３０と、指示***置検出部４０と、の動作をそれぞれ制御する。なお、図１において、指示***置検出部４０と制御部５０とを別体として表しているが、指示***置検出部４０は、制御部５０の一部を成すものであってもよい。

記憶部６０は、センス信号処理部３０、指示***置検出部４０及び制御部５０が演算処理をする際に必要となるデータを、一時的に記憶する。例えば、指示***置検出部４０が、検出対象信号Ｂｉの他に過去の指示***置を利用して現在の指示体の位置を検出する場合や、指示***置の動き（前に検出された指示***置との関連性）を示すデータを検出結果信号Ｔｉに含める場合、記憶部６０が、過去（例えば、直近）に指示***置検出部４０が検出した指示体の位置を示すデータを一時的に記憶するとともに、当該データを指示***置検出部４０に対して与えてもよい。なお、図１において、１つの記憶部６０が、センス信号処理部３０、指示***置検出部４０及び制御部５０のそれぞれのデータを記憶するものとして表しているが、センス信号処理部３０、指示***置検出部４０及び制御部５０の少なくとも１つが、独立した記憶部を備えてもよい。

＜タッチパネルの駆動方法とセンス信号の処理方法＞
次に、上述したタッチパネルシステム１の各部の具体的な動作例について、図面を参照して説明する。最初に、ドライブライン駆動部２０によるタッチパネル１０の駆動方法のと、センス信号処理部３０によるセンス信号の処理方法について、図面を参照して説明する。なお、以下では説明の具体化のため、ドライブライン駆動部２０が、タッチパネル１０を直交並列駆動する場合について例示する。

図４及び図５を参照して、タッチパネル１０の直交並列駆動について説明する。図４は、タッチパネルの直交並列駆動について説明する図である。また、図５は、タッチパネルを直交並列駆動する場合における容量分布信号の復号方法について説明する図である。なお、図４では説明の簡略化のために、１本のセンスラインＳＬ１と、４本のドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４のみを示している。また、センスラインＳＬ１とドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４のそれぞれとが成すそれぞれの容量を、Ｃ１１〜Ｃ４１とする。

図４の上側のブロック図に示すように、センス信号処理部３０は、増幅部３１と、容量信号生成部３２と、検出対象信号生成部３３と、を備える。増幅部３１は、センスラインＳＬ１が接続される反転入力端子（−）と出力端子とが増幅容量Ｃｉｎｔを介して接続されるとともに、非反転入力端子（＋）が接地電圧（ＧＮＤ）となるオペアンプによって構成されている。また、容量信号生成部３２は、増幅部３１の出力端子の電圧値ＶｏｕｔをＡＤ（Analog to Digital）変換した上で所定の演算を行うことにより容量Ｃ１１〜Ｃ４１に対応した変換値Ｃｔを得て、当該変換値Ｃｔを復号して容量分布信号Ａｉを生成するように構成されている。

また、図４の下側の表に示すように、タッチパネル１０の直交並列駆動では、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４に対して、信号電圧「１」（正の電圧、＋Ｖ）及び「−１」（負の電圧、−Ｖ）を成分として有するドライブ信号Ｄｉが与えられる。本例では、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４に対して与えられるドライブ信号Ｄｉは、「１」及び「−１」の組み合わせが、図４の下側の表に示す順番で変動するとともに、繰り返されるものとなる（例えば、１回目、２回目、３回目、４回目、１回目、２回目、・・・）。

直交並列駆動では、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４の駆動によって、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４のそれぞれに正または負の電荷が蓄積される。そのため、センスラインＳＬ１には、全ての容量Ｃ１１〜Ｃ４１を加算または減算して組み合わせた値に対応した電圧値のセンス信号Ｓｉが表れ、増幅部３１の出力端子の電圧値Ｖｏｕｔも、容量Ｃ１１〜Ｃ４１を加算または減算して組み合わせた値に対応した値となる。

具体的に、１回目の駆動では、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４の全てに対して「１」が与えられるため、増幅部３１の出力端子の電圧値Ｖｏｕｔは、Ｖｏｕｔ＝（Ｃ１１＋Ｃ２１＋Ｃ３１＋Ｃ４１）・Ｖ／Ｃｉｎｔとなる。このとき、電圧Ｖ及び増幅容量Ｃｉｎｔが既知であるため、容量信号生成部３２は、電圧値Ｖｏｕｔに対して簡単な演算を行う（Ｃｉｎｔ／Ｖを乗じる）だけで、容量Ｃ１１〜Ｃ４１を加算または減算して組み合わせた変換値Ｃｔを得ることができる。この１回目の駆動では、容量信号生成部３２が演算を行うと、Ｃ１１＋Ｃ２１＋Ｃ３１＋Ｃ４１を示す変換値Ｃｔが得られる。

また、２回目の駆動では、ドライブラインＤＬ１，ＤＬ３に対して「１」が与えられ、ドライブラインＤＬ２，ＤＬ４に対しては「−１」が与えられるため、増幅部３１の出力端子の電圧値Ｖｏｕｔは、Ｖｏｕｔ＝（Ｃ１１−Ｃ２１＋Ｃ３１−Ｃ４１）・Ｖ／Ｃｉｎｔとなる。そして、容量信号生成部３２の演算によって、Ｃ１１−Ｃ２１＋Ｃ３１−Ｃ４１を示す変換値Ｃｔが得られる。

また、３回目の駆動では、ドライブラインＤＬ１，ＤＬ２に対して「１」が与えられ、ドライブラインＤＬ３，ＤＬ４に対しては「−１」が与えられるため、増幅部３１の出力端子の電圧値Ｖｏｕｔは、Ｖｏｕｔ＝（Ｃ１１＋Ｃ２１−Ｃ３１−Ｃ４１）・Ｖ／Ｃｉｎｔとなる。そして、容量信号生成部３２の演算によって、Ｃ１１＋Ｃ２１−Ｃ３１−Ｃ４１を示す変換値Ｃｔが得られる。

また、４回目の駆動では、ドライブラインＤＬ１，ＤＬ４に対して「１」が与えられ、ドライブラインＤＬ２，ＤＬ３に対しては「−１」が与えられるため、増幅部３１の出力端子の電圧値Ｖｏｕｔは、Ｖｏｕｔ＝（Ｃ１１−Ｃ２１−Ｃ３１＋Ｃ４１）・Ｖ／Ｃｉｎｔとなる。そして、容量信号生成部３２の演算によって、Ｃ１１−Ｃ２１−Ｃ３１＋Ｃ４１を示す変換値Ｃｔが得られる。

上記のようにして得られた変換値Ｃｔから、それぞれの容量Ｃ１１〜Ｃ４１を求めるためには、図５に示すような変換値Ｃｔの復号が必要となる。なお、図５では、４本のセンスラインＳＬ１〜ＳＬ４と、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４と、が形成する容量Ｃ１１〜Ｃ４４をそれぞれ求める場合について説明するが、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４に与えられるドライブ信号Ｄｉは、図４と同様である。

また、図５（ａ）に示すように、センスラインＳＬ１とドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４とが形成する容量をＣ１１〜Ｃ４１、センスラインＳＬ２とドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４とが形成する容量をＣ１２〜Ｃ４２、センスラインＳＬ３とドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４とが形成する容量をＣ１３〜Ｃ４３、センスラインＳＬ４とドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４とが形成する容量をＣ１４〜Ｃ４４とする。さらに、１回目〜４回目の駆動時におけるセンスラインＳＬ１の変換値をＣｔ１１〜Ｃｔ４１、１回目〜４回目の駆動時におけるセンスラインＳＬ２の変換値をＣｔ１２〜Ｃｔ４２、１回目〜４回目の駆動時におけるセンスラインＳＬ３の変換値をＣｔ１３〜Ｃｔ４３、１回目〜４回目の駆動時におけるセンスラインＳＬ４の変換値をＣｔ１４〜Ｃｔ４４とする。

この場合、図５（ｂ）に示すように、変換値Ｃｔ１１〜Ｃｔ４４の行列「Ｃｔ」は、ドライブ信号Ｄｉの行列「Ｈ」と容量Ｃ１１〜Ｃ４４の行列「Ｃ」との内積になる。なお、行列「Ｃｔ」は、変換値が得られるセンスラインＳＬ１〜ＳＬ４を行、変換値が得られる順番を列としたものである。また、行列「Ｈ」は、ドライブ信号Ｄｉの成分（信号電圧）を与えるドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４を行、ドライブ信号Ｄｉの成分を与える順番を列としたものである。また、行列「Ｃ」は、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４が延びる方向（Ｘ方向）に沿った容量を行、センスラインＳＬ１〜ＳＬ４が延びる方向（Ｙ方向）に沿った容量を列としたものである。

ここで、説明の具体化のために、図４に示したセンスラインＳＬ１及び容量Ｃ１１〜Ｃ４１に着目する。なお、以下の説明は、これ以外のセンスラインＳＬ２〜ＳＬ４及び容量Ｃ１２〜Ｃ４２，Ｃ１３〜Ｃ４３，Ｃ１４〜Ｃ４４についても、同様に妥当するものである。

図５（ｂ）における内積「Ｈ」・「Ｃ」の第１行第１列の成分であるＣｔ１１は、下記式（１）となる。同様に、内積「Ｈ」・「Ｃ」の第２行第１列の成分であるＣｔ２１は下記式（２）、内積「Ｈ」・「Ｃ」の第３行第１列の成分であるＣｔ３１は下記式（３）、内積「Ｈ」・「Ｃ」の第４行第１列の成分であるＣｔ４１は下記式（４）となる。

Ｃｔ１１＝Ｃ１１＋Ｃ２１＋Ｃ３１＋Ｃ４１ ・・・（１）
Ｃｔ２１＝Ｃ１１−Ｃ２１＋Ｃ３１−Ｃ４１ ・・・（２）
Ｃｔ３１＝Ｃ１１＋Ｃ２１−Ｃ３１−Ｃ４１ ・・・（３）
Ｃｔ４１＝Ｃ１１−Ｃ２１−Ｃ３１＋Ｃ４１ ・・・（４）

直交並列駆動では、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬ４に対して与えられるドライブ信号Ｄｉの成分「１」及び「−１」が直交系列となるため、行列「Ｈ」が直交行列になる。そのため、図５（ｃ）に示すように、ドライブ信号の行列「Ｈ」の転置行列（行の成分と列の成分を入れ替えた行列）「Ｈ^Ｔ」と行列「Ｃｔ」との内積を求めるのみで、行列「Ｃ」（即ち、容量の面内分布）を求めることができる。なお、本例では、行列「Ｈ^Ｔ」が行列「Ｈ」と等しくなる。

具体的に、内積「Ｈ^Ｔ」・「Ｃｔ」の第１行第１列の演算結果は、下記式（５）となる。同様に、内積「Ｈ^Ｔ」・「Ｃｔ」の第２行第１列の演算結果は下記式（６）となり、内積「Ｈ^Ｔ」・「Ｃｔ」の第３行第１列の演算結果は下記式（７）となり、内積「Ｈ^Ｔ」・「Ｃｔ」の第４行第１列の演算結果は下記式（８）となる。なお、下記式（５）〜（８）の右辺は、下記式（５）〜（８）の左辺に対して上記式（１）〜（４）をそれぞれ代入することで求められる。

Ｃｔ１１＋Ｃｔ２１＋Ｃｔ３１＋Ｃｔ４１＝４・Ｃ１１ ・・・（５）
Ｃｔ１１−Ｃｔ２１＋Ｃｔ３１−Ｃｔ４１＝４・Ｃ２１ ・・・（６）
Ｃｔ１１＋Ｃｔ２１−Ｃｔ３１−Ｃｔ４１＝４・Ｃ３１ ・・・（７）
Ｃｔ１１−Ｃｔ２１−Ｃｔ３１＋Ｃｔ４１＝４・Ｃ４１ ・・・（８）

直交並列駆動では、容量信号生成部３２における復号処理（行列の演算）によって、ｔ倍（図５の例では４）の容量Ｃ１１〜Ｃ４１が求められるため、ノイズの影響がｔ^１／２倍に低減される。

そして、以上のようにして生成される容量分布信号Ａｉは、検出面Ｐの各位置における容量の大きさを、各信号値の大きさで表したものとなる。特に、上記の方法で生成される容量分布信号Ａｉは、検出面Ｐに形成される容量が大きくなるほど、対応する信号値が小さくなる。これは、容量分布信号Ａｉを調整して生成される検出対象信号Ｂｉにおいても同様である。

ところで、タッチパネル１０が生成するセンス信号Ｓｉは、タッチパネル１０の構造上のばらつきや、検出面Ｐに付着した汚れ、経年劣化、使用環境（特に、温度）などの様々な影響を受ける。センス信号Ｓｉを処理して得られる容量分布信号Ａｉも同様であり、これらの影響を受ける。そのため、容量分布信号Ａｉの各信号値は、検出面Ｐに接触または近接する指示体が存在しない状態（以下、「無指示状態」という）であってもばらついてしまい、不均一となる。

そこで、本発明の実施形態に係るタッチパネルシステム１では、検出対象信号生成部３３が、以下において説明するキャリブレーションを実行することで、容量分布信号Ａｉの信号値の調整方法を決定する。そして、検出対象信号生成部３３は、この決定した整方法に基づいて容量分布信号Ａｉの信号値を調整することで、検出対象信号Ｂｉを生成する。

検出対象信号生成部３３によるキャリブレーションについて、図面を参照して説明する。図６は、容量分布信号とキャリブレーションデータと検出対象信号とのそれぞれについて示すグラフである。図６（ａ）は、容量分布信号Ａｉについて示すグラフである。図６（ｂ）は、キャリブレーションデータについて示すグラフである。図６（ｃ）は、検出対象信号Ｂｉについて示すグラフである。また、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示す容量分布信号Ａｉ、キャリブレーションデータ及び検出対象信号Ｂｉは、それぞれ無指示状態で生成されたものである。

図６（ａ）に示すように、容量分布信号Ａｉの各信号値は、上述したように無指示状態であってもばらつくため、不均一となる。そこで、検出対象信号生成部３３は、無指示状態において生成する検出対象信号Ｂｉの各信号値が、所定の値である基準値となるような、容量分布信号Ａｉの信号値の調整方法（キャリブレーションデータ）を決定する。なお、以下では説明の具体化のため、基準値が「０」である場合について例示する。

例えば、検出対象信号生成部３３は、図６（ｂ）に示すように、図６（ａ）の容量分布信号Ａｉの各信号値を基準値について反転させた値（即ち、基準値−信号値）を有するキャリブレーションデータを生成して、記憶部６０に記憶させる。そして、検出対象信号生成部３３は、容量分布信号Ａｉの各信号値に対して、記憶部６０から読み出したキャリブレーションデータの対応する各値を加算することで、検出対象信号Ｂｉの各信号値を算出する。このようにして算出される検出対象信号Ｂｉの各信号値は、無指示状態において、図６（ｃ）に示すように基準値（または、基準値に近似した値）となるため、均一となる。

ここで、検出面Ｐに指示体が接触した場合に生成される検出対象信号Ｂｉについて、図面を参照して説明する。図７は、検出面に指示体が接触した場合に生成される検出対象信号を示すグラフである。図７（ａ）は、検出面Ｐに指が接触した場合に生成される検出対象信号Ｂｉを示すグラフである。図７（ｂ）は、検出面Ｐにスタイラスペンが接触した場合に生成される検出対象信号Ｂｉを示すグラフである。

図７（ａ）に示すように、検出面Ｐに指が接触すると、その接触位置Ｑ_Ｆに対応する検出対象信号Ｂｉの信号値が、基準値と比較して著しく大きくなる。同様に、図７（ｂ）に示すように、検出面Ｐにスタイラスペンが接触すると、その接触位置Ｑ_Ｕに対応する検出対象信号Ｂｉの信号値が、基準値と比較して著しく大きくなる。これに対して、検出面Ｐの他の位置に対応する検出対象信号Ｂｉの信号値は、基準値（または、基準値に近似した値）のままである。

このように、キャリブレーションを実行すると、検出面Ｐに指示体が接触または近接した場合において、その接触位置Ｑ_Ｆ，Ｑ_Ｕまたは近接位置に対応する信号値が、他の位置に対応する信号値とは顕著に異なる検出対象信号Ｂｉを、生成することが可能となる。そのため、指示***置検出部４０が、この検出対象信号Ｂｉを利用して指示***置の検出を行うことで、指示***置を精度良く検出することが可能になる。

ところで、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、検出面Ｐにスタイラスペンが接触した場合における検出対象信号Ｂｉの信号値の増大量（容量の減少量）は、検出面Ｐに指が接触した場合における検出対象信号Ｂｉの信号値の増大量（容量の減少量）よりも、小さくなる。具体的に、検出面Ｐにスタイラスペンが接触した場合における検出対象信号Ｂｉの信号値の増大量（容量の減少量）は、検出面Ｐに指が接触した場合における検出対象信号Ｂｉの信号値の増大量（容量の減少量）の、３分の１から１０分の１程度まで小さくなる。

これは、スタイラスペンが、一般的に細かい作業をする際に使用されるものであり、その先端が指よりも十分に細くなる（接触面積が小さくなる）ように設計されているため、スタイラスペンが検出面Ｐに接触した場合における容量Ｃの変化量（減少量）が、指が検出面Ｐに接触した場合における変化量（減少量）と比較して、小さくなるからである。

＜液体の付着＞
以下、検出面Ｐに液体が付着した場合について説明する。なお、本願における「液体」は、必ずしも水（純水）に限定されるものではなく、お茶、ジュース、化粧水、唾液、汗なども当然に含まれ得る。特に、本願における「液体」には、比誘電率が高い液体が含まれ得る。ただし、以下では説明の具体化のため、「液体」が水（純水）である場合を例に挙げて説明する。

検出面Ｐに水滴が付着した場合におけるタッチパネルの電界の状態について、図面を参照して説明する。図８は、検出面に水滴が付着した場合におけるタッチパネルの電界の状態を示す模式図である。

図８に示すように、検出面Ｐに水滴Ｗが付着すると、指やスタイラスペンなどの指示体が検出面Ｐに近接または接触した場合（図３（ｂ）参照）とは反対の現象が生じる。即ち、検出面Ｐに水滴Ｗが付着した場合、水滴Ｗは接地されておらず比誘電率が高いため、検出面Ｐ上に物体が存在しない場合（図３（ａ）参照）と比較して、電界及び容量が大きくなる。

ここで、検出面Ｐに水滴Ｗが付着した場合に生成される検出対象信号Ｂｉについて、図面を参照して説明する。図９は、検出面に水滴が付着した場合に生成される検出対象信号を示すグラフである。

図９に示すように、検出面Ｐに水滴Ｗが付着すると、上述のように電界及び容量が大きくなる。そのため、検出面Ｐにおける水滴Ｗの付着位置Ｒ_Ｗ（図中、白塗りの矢印で示した位置）に対応する検出対象信号Ｂｉの信号値は、基準値よりも小さくなる。

ただし、検出面Ｐに水滴Ｗが付着する場合において、水滴Ｗの周縁部の一部の位置（図中、黒塗りの矢印で示した位置、以下、「偽検出位置Ｑ_Ｗ」とする）に対応する検出対象信号Ｂｉの信号値は、基準値よりも大きくなり得る。即ち、偽検出位置Ｑ_Ｗでは、指示体が検出面Ｐに接触または近接する場合と、同様の信号値の変化が生じる。

さらに、この偽検出位置Ｑ_Ｗに対応する検出対象信号Ｂｉの信号値は、検出面Ｐにスタイラスペンが接触した場合における接触位置Ｑ_Ｕに対応する検出対象信号Ｂｉの信号値（図７（ｂ）参照）と、同程度の大きさとなる。また、検出面Ｐに指が接触せずに近接した場合における、指の接触時よりも変動量が小さい状態検出対象信号Ｂｉの信号値と、同程度の大きさとなることも想定される。そのため、指示***置検出部４０が、単に検出対象信号Ｂｉの信号値に基づいて指示***置を検出すると、偽検出位置Ｑ_Ｗを指示***置として誤検出する可能性がある。

そこで、本発明の実施形態に係るタッチパネルシステム１では、以下に説明するように、指示***置検出部４０が、このような偽検出位置Ｑ_Ｗを除外して指示***置を検出する。

＜指示***置の検出方法＞
最初に、偽検出位置Ｑ_Ｗの検出原理について、図面を参照して説明する。図１０及び図１１は、水滴と偽検出位置との位置関係について示した模式図である。なお、図１０（ａ）は、大粒の水滴Ｗ（本例では０．６ｃｍ^３）が検出面Ｐに付着した場合について示す図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す場合における付着位置Ｒ_Ｗ及び偽検出位置Ｑ_Ｗを示す図である。一方、図１１（ａ）は、霧吹き状に複数の小粒の水滴が検出面Ｐに付着した場合について示す図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示す場合における付着位置Ｒ_Ｗ及び偽検出位置Ｑ_Ｗを示す図である。また、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）では、付着位置Ｒ_Ｗを白塗りの丸印で示し、偽検出位置Ｑ_Ｗを黒塗りの丸印で示している。

図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）に示すように、偽検出位置Ｑ_Ｗは、水滴Ｗの周縁部に複数（例えば、２つ）現れる。特に、偽検出位置Ｑ_Ｗは、Ｙ方向（センスラインＳＬが延びる方向）に沿って並ぶように、複数現れる。即ち、偽検出位置Ｑ_Ｗは、検出面Ｐ内の比較的狭い範囲内で、複数現れるという特徴を有していると言える。

そこで、指示***置検出部４０は、上記の特徴に基づいて偽検出位置Ｑ_Ｗを選択的に除外して、指示***置を検出する。

指示***置検出部４０による指示***置を検出する一連の動作について、図面を参照して説明する。図１２は、指示***置検出部の動作例について示すフローチャートである。図１３は、指示***置を検出するために用いられる閾値を示すグラフである。なお、図１２に示すフローチャートは、あるタイミング（例えば、検出面Ｐの各位置に対応する各信号値を一通り含む検出対象信号Ｂｉが生成される期間、以下「フレーム」という）における指示体の位置を検出するものであり、指示***置検出部４０によって繰り返し行われるものである。

図１２に示すように、指示***置検出部４０は、最初に、１フレーム分の検出対象信号Ｂｉ（検出面Ｐの各位置に対応する各信号値を一通り含む検出対象信号Ｂｉ）を取得する（ステップ＃１）。

次に、指示***置検出部４０は、図１３に示す第１閾値Ｔｈ１を上回った（第１閾値Ｔｈ１を超えた）検出対象信号Ｂｉの信号値に対応する位置を、「選択候補位置」として検出する（ステップ＃２）。このとき、第１閾値Ｔｈ１は、上述した指の接触位置Ｑ_Fやスタイラスペンの接触位置Ｑ_Ｕの他、偽検出位置Ｑ_Ｗが選択候補位置に含まれるように、設定される。

ところで、指が検出面Ｐに対して広範囲に接触する場合など、検出面Ｐ内のある領域を形成する連続した複数の位置に対応する検出対象信号Ｂｉの複数の信号値が、それぞれ第１閾値Ｔｈ１を上回っている場合がある。例えばこの場合、指示***置検出部４０は、当該領域の重心位置や、当該領域の中で対応する検出対象信号Ｂｉの信号値が最大となる位置を、当該ある領域を代表させて選択候補位置として選択する。

次に、指示***置検出部４０は、図１３に示す第１閾値Ｔｈ１を上回るが第２閾値Ｔｈ２を下回る（第１閾値Ｔｈ１を超えるが第２閾値Ｔｈ２は超えない）検出対象信号Ｂｉの信号値に対応する位置を、「除外候補位置」として検出する（ステップ＃３）。このとき、第２閾値Ｔｈ２は、上述した偽検出位置Ｑ_Ｗが含まれるように、設定される。なお、除外候補位置は、選択候補位置の条件に対して「第２閾値Ｔｈ２を下回る（第２閾値Ｔｈ２は超えない）」という条件を加重したものであるため、選択候補位置の一部（または全部）となる。

ただし、上述のように、偽検出位置Ｑ_Ｗに対応する検出対象信号Ｂｉの信号値は、例えば検出面Ｐにスタイラスペンが接触した場合における接触位置Ｑ_Ｕに対応する検出対象信号Ｂｉの信号値（図７（ｂ）参照）と同程度の大きさとなる。そこで、指示***置検出部４０は、除外候補位置の中から、偽検出位置Ｑ_Ｗを非指示***置として選択的に検出する（ステップ＃４）。なお、偽検出位置Ｑ_Ｗを非指示***置として検出する具体的な方法については、後述する。

次に、指示***置検出部４０は、ステップ＃２で検出した選択候補位置から、ステップ＃４で検出した非指示***置を除外して、指示***置を検出する（ステップ＃５）。そして、指示***置検出部４０が、指示***置の検出結果を示す検出結果信号Ｔｉを生成して出力することで（ステップ＃６）、１フレーム分の動作が終了する。

ここで、非指示***置の具体的な検出方法（図１２のステップ＃４）について、図面を参照して説明する。図１４及び図１５は、非指示***置の検出方法の一例を示す模式図である。なお、図１４（ａ）は、水滴Ｗが検出面Ｐに付着するとともに指Ｆが検出面Ｐに接触する場合について示す図であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示す場合における非指示***置の検出方法の一例を示す図である。一方、図１５（ａ）は、水滴Ｗが検出面Ｐに付着するとともにスタイラスペンＵが検出面Ｐに接触する場合について示す図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示す場合における非指示***置の検出方法の一例を示す図である。また、図１４（ｂ）では、指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆを黒塗りの三角形で示し、図１５（ｂ）では、スタイラスペンＵの接触位置Ｑ_Ｕを黒塗りの四角形で示している。また、図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）では、付着位置Ｒ_Ｗを白塗りの丸印で示し、偽検出位置Ｑ_Ｗを黒塗りの丸印で示している。

図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示す例の場合、選択候補位置として、指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆ及び偽検出位置Ｑ_Ｗが検出される（図１２のステップ＃２及び図１３参照）。また、除外候補位置として、偽検出位置Ｑ_Ｗが検出される（図１２のステップ＃３及び図１３参照）。

ここで、指示***置検出部４０は、除外候補位置（本例では偽検出位置Ｑ_Ｗ）の周囲に、第１範囲（図１４（ｂ）中の破線で示す範囲）を設定する。上述のように、偽検出位置Ｑ_Ｗは、水滴Ｗの周縁部に複数現れるため、比較的狭い範囲内に複数現れるものと言える（図９、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）参照）。そこで、指示***置検出部４０は、ある除外候補位置の周囲に設定した第１範囲内に、他の除外候補位置が存在する場合、当該ある除外候補位置を偽検出位置Ｑ_Ｗであると判断し、非指示***置として検出する。例えばこのとき、指示***置検出部４０は、非指示***置として検出した選択候補位置（除外候補位置）について、データ処理の過程でフラグを付けるなどの処理を行う。

本例では、第１範囲を、除外候補位置を中心とした半径が第１距離Ｌ１である円としている。このように、第１範囲を、除外候補位置から第１距離Ｌ１以内となる範囲とすると、ある除外候補位置に対して設定した第１範囲内に他の除外候補位置が存在する場合、当該ある除外候補位置だけでなく他の除外候補位置も同時に偽検出位置Ｑ_Ｗであると判断して、非指示***置として検出することが可能である。また、本例における非指示***置の検出方法は、第１距離Ｌ１以内に収まる除外候補位置を非指示***置として検出する検出方法、としても解釈され得る。

本例では、２つの偽検出位置Ｑ_Ｗのうち、一方の第１範囲内に他方が存在している（両者の距離が第１距離Ｌ１以内である）。したがって、指示***置検出部４０は、この２つの偽検出位置Ｑ_Ｗを、非指示***置として検出する（図１２のステップ＃４参照）。よって、本例では、選択候補位置である指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆ及び偽検出位置Ｑ_Ｗから、非指示***置である偽検出位置Ｑ_Ｗを除外して得られる指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆが、指示***置として検出される（図１２のステップ＃５参照）。

図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示す例も、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示す例と同様の方法で、非指示***置を検出するものである。ただし、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示す例の場合、選択候補位置として、指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆ及び偽検出位置Ｑ_Ｗが検出されるが（図１２のステップ＃２及び図１３参照）、除外候補位置として、偽検出位置Ｑ_Ｗに加えてスタイラスペンＵの接触位置Ｑ_Ｕも検出される（図１２のステップ＃３及び図１３参照）。

本例でも、指示***置検出部４０は、除外候補位置（本例では偽検出位置Ｑ_Ｗ及びスタイラスペンＵの接触位置Ｑ_Ｕ）の周囲に、第１範囲（図１５（ｂ）中の破線で示す範囲）を設定する。さらに、本例でも、２つの偽検出位置Ｑ_Ｗのうち、一方の第１範囲内に他方が存在している（両者の距離が第１距離Ｌ１以内である）。したがって、指示***置検出部４０は、この２つの偽検出位置Ｑ_Ｗを、非指示***置として検出する（図１２のステップ＃４参照）。

一方、本例では、除外候補位置であるスタイラスペンＵの接触位置Ｑ_Ｕの周囲の第１範囲内に、他の除外候補位置が存在しない。したがって、指示***置検出部４０は、スタイラスペンＵの接触位置Ｑ_Ｕについては、非指示***置として検出しない（図１２のステップ＃４参照）。よって、本例では、選択候補位置であるスタイラスペンＵの接触位置Ｑ_Ｕ及び偽検出位置Ｑ_Ｗから、非指示***置である偽検出位置Ｑ_Ｗを除外して得られるスタイラスペンＵの接触位置Ｑ_Ｕが、指示***置として検出される（図１２のステップ＃５参照）。

以上のように、本発明の実施形態に係るタッチパネルシステム１は、検出対象信号Ｂｉの各信号値と、検出面Ｐ上における位置関係と、の双方に基づいて、検出した選択候補位置が非指示***置であるか指示***置であるかを区別する。これにより、非指示***置と指示***置とを精度良く区別することが可能となるため、液体の付着等に起因したノイズが発生する状況であっても、ユーザによるタッチパネル１０の操作を受け付けることが可能となる。

なお、第１距離Ｌ１を大きくするほど、偽検出位置Ｑ_Ｗが除外される可能性を高めることができるが、近接した指示体の接触位置（特に、容量の変動が小さいスタイラスペンＵなどの接触位置Ｑ_Ｕ）が誤って除外される可能性が高くなってしまう。反対に、第１距離Ｌ１を小さくするほど、近接した指示体の接触位置が誤って除外される可能性を低くすることができるが、偽検出位置Ｑ_Ｗが除外される確率も低くなってしまう。そこで、これらの点を踏まえて、第１距離Ｌ１を設定すると、好ましい。

具体的には、複数の指示体（特に、容量の変動が小さいスタイラスペンＵなど）が使用される場合に想定され得る、接触位置の距離の最小値を、第１距離Ｌ１として設定すると、好ましい。例えば、１人のユーザが２つのスタイラスペンＵを使用する場合や、大型の検出面Ｐに対して複数のユーザのそれぞれがスタイラスペンＵを使用する場合において、複数のスタイラスペンＵの接触位置Ｑ_Ｕの距離が１ｃｍ以下になることは、想定され難い。そこで、例えば第１距離Ｌ１を１ｃｍ程度に設定すると、好ましい。

また、ユーザの指示に応じて第１距離Ｌ１の大きさが設定されるように構成してもよいし、ユーザによるタッチパネルシステム１の操作態様（特に、どの指示体を使用するか）に応じた第１距離Ｌ１が設定されるように構成してもよい。例えば、ユーザが、容量の変動が大きい指Ｆを検出面Ｐに接触させて操作することが多い場合は、第１距離Ｌ１を大きくしても、指示体の接触位置が非指示対位置として検出されて指示対位置から除外されることは、生じ難い（図１４（ｂ）参照）。そこで、例えば、ユーザが指Ｆを指示対として使用することをタッチパネルシステム１に対して入力した場合や、検出対称信号Ｂｉの各信号値の中に第２閾値Ｔｈ２を上回る信号値が含まれていることを指示体検出部４０が検出した場合は、これ以外の場合と比較して大きい第１距離Ｌ１が設定されるように構成してもよい。

また、第１範囲は、必ずしも除外候補位置から第１距離Ｌ１以内の範囲とする必要はない。例えば、偽検出位置Ｑ_Ｗが、Ｙ方向（センスラインＳＬが延びる方向）に沿って並ぶように複数現れることを考慮して、Ｘ方向の長さよりもＹ方向の長さが長くなる第１範囲（即ち、Ｘ方向については非指示***置の検出感度が低いが、Ｙ方向については非指示***置の検出感度が高い第１範囲）を設定してもよい。このような第１範囲を設定すると、非指示位置及び指示***置の検出精度を高くすることが可能となるため、好ましい。

具体的に、例えば、除外候補位置からＸ方向について第１Ｘ距離以内かつＹ方向について第１Ｙ距離以内となる範囲となるような第１範囲を設定して、第１Ｙ距離が第１Ｘ距離よりも長くなるようにすると、好ましい。

＜突発的に発生するノイズの除去＞
次に、上述のようにして検出された指示***置から、突発的に発生したノイズに起因する位置（以下、「突発ノイズ発生位置」という）を除外する方法について、図面を参照して説明する。図１６は、指示***置の関連付け方法の一例について示す模式図である。また、図１７は、図１６に示す指示***置の関連付け方法を利用した突発ノイズ発生位置の除外方法の一例について示す模式図である。なお、図１６（ａ）は、４つの連続するフレーム１〜４の間に指Ｆが検出面Ｐに接触する場合について示す図であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）に示す場合における指示***置の関連付け方法の一例を示す図である。一方、図１７（ａ）は、４つの連続するフレーム１〜４の間に指Ｆが検出面Ｐに接触するとともに突発的なノイズが発生する場合について示す図であり、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）に示す場合における突発ノイズ発生位置の除外方法の一例を示す図である。また、図１６（ｂ）及び図１７（ｂ）では、指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆを黒塗りの三角形で示し、１つ前のフレームにおける指Ｆの接触位置ＱＢ_Ｆを破線の白塗りの三角形で示している。さらに図１７（ｂ）では、突発的なノイズによって変動した検出対象信号Ｂｉの信号値に対応する検出面Ｐ内の位置（突発ノイズ発生位置）Ｑ_Ｎを実線のバツ印で示し、１つ前のフレームにおける突発ノイズ発生位置ＱＢ_Ｎを破線のバツ印で示している。また、図１６（ｂ）及び図１７（ｂ）に示す指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆ，ＱＢ_Ｆ及び突発ノイズ発生位置Ｑ_Ｎは、いずれも上述した検出方法（図１２〜１５参照）によって検出された指示***置であるものとする。

図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示す例では、指示***置検出部４０が、上述のように検出した指示***置の中で、連続する前後の２フレームで第２距離Ｌ２以内に収まる状態が所定数（本例では、２つ）のフレーム以上継続する位置を関連付ける関連付け方法について示している。

このようにして関連付けられた指示***置は、共通した１つの指示体の指示***置を示すものとなる。そのため、例えば、検出結果信号Ｔｉを利用する電子情報機器において、関連付けられた指示***置の動きが小さければ、ユーザが通常のタップを行ったものと判断し、関連付けられた指示***置の動きが大きければ、ユーザがフリックやスワイプを行ったものと判断することができる。なお、指示***置検出部４０が、このようなユーザが行ったアクション（タップ、フリック、スワイプなど）の種類を判断して、その判断結果を示すデータを検出結果信号Ｔｉに含めてもよい。また、例えば、第２距離Ｌ２は、通常想定され得る指示体の移動速度（連続するフレーム間における指示体の移動可能距離）を考慮して設定すると、好ましい。

本例のフレーム２では、１フレーム前の指Ｆの接触位置ＱＢ_Ｆから第２距離Ｌ２以内に、指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆが存在する。この場合、指示***置検出部４０は、フレーム１及びフレーム２におけるそれぞれの指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆを関連付ける。また、指示***置検出部４０は、フレーム２と同様の処理をフレーム４でも行うことで、フレーム３及びフレーム４における指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆを関連付ける（即ち、これらの接触位置Ｑ_Ｆが、同一のアクションを示すものとなる）。

一方、本例のフレーム３では、１フレーム前の指Ｆの接触位置ＱＢ_Ｆから第２距離Ｌ２以内に、指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆが存在しない。この場合、指示***置検出部４０は、フレーム２及びフレーム３におけるそれぞれの指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆを関連付けない（即ち、これらの接触位置Ｑ_Ｆが、異なるアクションを示すものとなる）。

次に、指示***置検出部４０が、上述した指示***置の関連付け方法を利用して、突発ノイズ発生位置を指示***置から除外する方法について説明する。

図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示す例では、指示***置検出部４０が、上述のように検出した指示***置の中で、連続する前後の２フレームで第２距離Ｌ２以内に収まる状態が所定数（本例では、２つ）のフレーム以上継続する位置を指示***置に残し、それ以外の位置を指示***置から除外することで、突発ノイズ発生位置を除外する方法について示している。

図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示す例において、フレーム１では、指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆの他に、突発ノイズ発生位置Ｑ_Ｎが存在している。しかし、フレーム２では、指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆは依然として存在するが、突発的に発生したノイズＮに起因する突発ノイズ発生位置Ｑ_Ｎは存在しない。

本例のフレーム２では、１フレーム前の指Ｆの接触位置ＱＢ_Ｆから第２距離Ｌ２以内に、指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆが存在する。この場合、指示***置検出部４０は、フレーム１及びフレーム２におけるそれぞれの指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆを、指示***置として残すことを決定する。また、指示***置検出部４０は、このフレーム２と同様の処理をフレーム３でも行うことで、指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆを指示***置として残すことを決定する。なお、フレーム４では、１フレーム前の指Ｆの接触位置ＱＢ_Ｆから第２距離Ｌ２以内に、指示***置が何ら存在しない。しかし、フレーム３における指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆは、フレーム３の段階で指示***置として残すことが決定されている。そのため、フレーム４の段階で、フレーム３における指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆが指示***置から除外されることはない。

一方、本例のフレーム２では、１フレーム前の突発ノイズ発生位置ＱＢ_Ｎから第２距離Ｌ２以内に、指示***置が何ら存在しない。この場合、指示***置検出部４０は、フレーム１における突発ノイズ発生位置Ｑ_Ｎを、指示***置から除外することを決定する。また、指示***置検出部４０は、このフレーム２と同様の処理をフレーム４でも行うことで、フレーム３における突発ノイズ発生位置Ｑ_Ｎを指示***置から除外することを決定する。

本例のように、指示***置検出部４０が処理を行うことで、突発的に現れるノイズＮに起因する検出面Ｐ内の突発ノイズ発生位置Ｑ_Ｎを、指示***置から除外することが可能になる。そのため、指示***置の検出精度を向上させることが可能となる。

なお、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示す例において、指示***置検出部４０が、突発ノイズ発生位置Ｑ_Ｎを指示***置から除外するだけでなく、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示したように指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆを関連付けてもよい。

また、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示す例では、指示***置検出部４０が、指示***置の中で、連続する前後の２フレームで第２距離Ｌ２以内に収まる状態が２フレーム以上継続する位置を指示***置に残し、他の位置を指示***置から除外するものとしたが、第２距離Ｌ２以内に収まる状態を監視するフレームの数は、３以上としてもよい。

図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示す例において、指示***置検出部４０が、指示***置の中で、連続する前後の２フレームで第２距離Ｌ２以内に収まる状態が３フレーム以上継続する位置を指示***置に残し、他の位置を指示***置から除外する場合、フレーム３の段階で、フレーム１〜３における指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆが指示***置として残ることが決定される。また、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示す例において、指示***置検出部４０が、指示***置の中で、連続する前後の２フレームで第２距離Ｌ２以内に収まる状態が４フレーム以上継続する位置を指示***置に残し、他の位置を指示***置から除外する場合は、フレーム４の段階で、フレーム１〜３における指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆが指示***置から除外されることが決定される。

このように、第２距離Ｌ２以内に収まる状態を監視するフレームの数を増大させるほど、指示***置に残す位置を決定するまでの遅れが大きくなる。即ち、指示***置検出部４０が、指示***置を出力するタイミングが遅れることになるため、ユーザの操作に対する反応が悪くなる。そのため、第２距離Ｌ２以内に収まる状態を監視するフレームの数については、２つまたは３つ程度に抑えると、好ましい。

＜＜電子情報機器＞＞
上述のタッチパネルシステム１を備えた、本発明の実施形態に係る電子情報機器の構成例について、図１８を参照して説明する。図１８は、本発明の実施形態に係る電子情報機器の構成例を示すブロック図である。

図１８に示すように、本発明の実施形態に係る電子情報機器１００は、表示装置１０１と、表示装置１０１を制御する表示装置制御部１０２と、上述のタッチパネル１０に相当するタッチパネル１０３と、上述のタッチパネルシステム１におけるタッチパネル１０を除いた各部（ドライブライン駆動部２０、センス信号処理部３０、指示***置検出部４０、制御部５０及び記憶部６０）に相当するタッチパネルコントローラ１０４と、ユーザに押下されることでユーザの指示を受け付けるボタンスイッチ部１０５と、撮像により画像データを生成する撮像部１０６と、入力される音声データを音声として出力する音声出力部１０７と、集音により音声データを生成する集音部１０８と、音声出力部１０７に与える音声データの処理や集音部１０８から与えられる音声データの処理を行う音声処理部１０９と、電子情報機器１００の外部の機器と無線により通信データを通信する無線通信部１１０と、無線通信部１１０が無線により通信する通信データを電磁波として放射するとともに電子情報機器１００の外部の機器から放射された電磁波を受信するアンテナ１１１と、電子情報機器１００の外部の機器と有線により通信データを通信する有線通信部１１２と、各種データを記憶するメモリ１１３と、電子情報機器１００の全体の動作を制御する本体制御部１１４と、を備える。

なお、上述の指示***置検出部４０及び制御部５０の一部または全部を、タッチパネルコントローラ１０４ではなく、本体制御部１１４の一部としてもよい。同様に、上述の記憶部６０を、タッチパネルコントローラ１０４ではなく、メモリ１１３の一部としてもよい。

また、図１８に示す電子情報機器１００は、タッチパネルシステム１の適用例の１つに過ぎない。上述タッチパネルシステム１は、図１８に示す電子情報機器１００とは異なる構成の電子情報機器に対しても、当然に適用可能である。

＜＜変形等＞＞
［１］ 上述の実施形態では、容量分布信号Ａｉ及び検出対象信号Ｂｉについて、検出面Ｐに形成される容量が大きくなるほど、対応する信号値が小さくなるものとして説明している。しかし、容量分布信号Ａｉ及び検出対象信号Ｂｉは、必ずしもこのような信号である必要はない。例えば、容量分布信号Ａｉ及び検出対象信号Ｂｉが、検出面Ｐに形成される容量が大きくなるほど、対応する信号値が大きくなるものであってもよい。

［２］ 例えば、携帯電話やタブレット型端末などに代表される携帯端末等（即ち、小型の電子情報機器１００）に、上述のタッチパネルシステム１が搭載される場合、複数のスタイラスペンＵが検出面Ｐに対して同時に接触することは、生じ難いと考えられる。

そこで、携帯端末等にタッチパネルシステム１を搭載する場合、指示***置検出部４０が、除外候補位置（第１閾値Ｔｈ１を超えるが第２閾値Ｔｈ２は超えない検出対象信号Ｂｉの信号値に対応する検出面Ｐの位置、例えば、図１５の偽検出位置Ｑ_Ｗ及びスタイラスペンＵの接触位置Ｑ_Ｕ）を複数検出した時点で、即座に全ての除外候補位置を非指示***置としてもよい（即ち、第２閾値を超える検出対象信号Ｂｉの信号値が対応する検出面Ｐの位置のみを、指示***置として検出してもよい。

なお、例えば、電子黒板やデジタルサイネージ等のような、複数人が同時に操作し得る電子情報機器１００にタッチパネルシステム１を搭載する場合は、検出面Ｐの複数の場所でスタイラスペンＵが接触することが生じ得るため、本変形例を適用せず、上述した実施形態に係るタッチパネルシステム１をそのまま適用した方が、好ましい。

［３］ また、上述の実施形態に係るタッチパネルシステム１では、主として液体の付着等に起因したノイズによって生じる偽検出位置Ｑ_Ｗと、スタイラスペンＵの接触位置Ｑ_Ｕと、を区別する指示***置の検出方法について説明した。しかし、区別する対象はこの例の限りではない。検出対象信号Ｂｉの信号値が同程度であり、非指示***置とすべき位置が検出面Ｐの比較的狭い範囲内に複数現れる全ての場合において、上述した実施形態に係るタッチパネルシステム１を好適に利用することが可能である。

［４］ また、上述の実施形態に係るタッチパネルシステム１では、容量分布信号Ａｉをキャリブレーションデータに基づいて調整することで、無指示状態における各信号値が基準値となる検出対象信号Ｂｉを生成するものとした。しかし、無指示状態における容量分布信号Ａｉの各信号値が過大にばらつかない場合は、キャリブレーション及び信号値の調整を行うことなく、容量分布信号Ａｉをそのまま検出対象信号Ｂｉとしてもよい。

［５］ 図４及び図５において、ドライブ信号Ｄｉの成分として直交系列を用いる場合について例示したが、擬似直交系列であるＭ系列を用いてもよい。即ち、ドライブ信号Ｄｉの成分である行列「Ｈ」を、１行目に符号長Ｎ（＝２ｎ−１）のＭ系列符号を当てはめ、２行目以降にはそれを順次１ｂｉｔ毎巡回シフトした符号を当てはめたものとしてもよい。この場合も、「Ｈ」の転置行列「Ｈ^Ｔ」と行列「Ｃｔ」との内積を求めるのみで、行列「Ｃ」（即ち、容量の面内分布）を求めることができる。但し直交系列を用いた場合と異なり、Ｍ系列を用いた場合は内積演算結果に誤差を含むが、Ｎ＝６３または１２７のように符号長Ｎを大きくすることで、ＳＮ比の劣化を抑制することが可能である。

＜＜まとめ＞＞
本発明の実施形態に係るタッチパネルシステム１及び電子情報機器１００、タッチパネルシステム１の動作方法は、例えば以下のように把握され得る。

本発明の実施形態に係るタッチパネルシステム１は、検出面Ｐに沿って互いに平行に設けられる複数のドライブラインＤＬと、前記検出面Ｐに沿って互いに平行に設けられるとともに前記ドライブラインＤＬと立体交差する複数のセンスラインＳＬと、を備えるタッチパネル１０と、前記ドライブラインＤＬにドライブ信号Ｄｉを与えて駆動するドライブライン駆動部２０と、前記ドライブラインＤＬの駆動により前記センスラインＳＬに表れる、前記検出面Ｐの各位置に接触または近接する指示体の有無に対応した強度のセンス信号Ｓｉを取得して処理することで、前記検出面Ｐの各位置に接触または近接する前記指示体の有無を、前記検出面Ｐの各位置に対応する各信号値の大きさでそれぞれ表した検出対象信号Ｂｉを生成するセンス信号処理部３０と、前記検出対象信号Ｂｉの前記各信号値に基づいて、前記検出面Ｐに接触または近接する指示体の位置である指示***置を検出する指示***置検出部と、を備え、前記指示***置検出部は、第１閾値Ｔｈ１を超える前記検出対象信号Ｂｉの信号値に対応する前記検出面Ｐの位置である選択候補位置の中から、前記第１閾値Ｔｈ１を超えるが第２閾値Ｔｈ２は超えない前記検出対象信号Ｂｉの信号値に対応する前記検出面Ｐの位置である除外候補位置であって周囲の第１範囲内に他の前記除外候補位置が存在する位置である非指示***置を、除外して、前記指示***置を検出する。

このタッチパネルシステム１によれば、検出対象信号Ｂｉの各信号値と、検出面Ｐ上における位置関係と、の双方に基づいて、検出した選択候補位置が非指示***置であるか指示***置であるかを区別する。そのため、非指示***置と指示***置とを精度良く区別することが可能となる。

さらに、上記のタッチパネルシステム１において、前記検出面Ｐに液体が付着したとき、当該液体の周縁部となる前記検出面Ｐの位置の少なくとも一部に対応する前記検出対象信号Ｂｉの信号値が、前記第１閾値Ｔｈ１を超えるが前記第２閾値Ｔｈ２を超えないように、前記第１閾値Ｔｈ１及び前記第２閾値Ｔｈ２がそれぞれ設定されている。

このタッチパネルシステム１によれば、検出面Ｐに液体（例えば、水滴Ｗ）が付着することによって生じる偽検出位置Ｑ_Ｗを、精度良く除外候補位置（さらには、非指示***置）として検出することが可能となる。

さらに、上記のタッチパネルシステム１において、前記検出面Ｐに指が接触したとき、当該指が接触した前記検出面Ｐの位置に対応する前記検出対象信号Ｂｉの信号値が、前記第２閾値Ｔｈ２を超えるように、前記第２閾値Ｔｈ２が設定されている。

このタッチパネルシステム１によれば、指Ｆの接触位置Ｑ_Ｆを、除外候補位置として検出されないようにすることで、精度良く指示***置として検出することが可能となる。

また、上記のタッチパネルシステム１において、前記検出面ＰにスタイラスペンＵが接触したとき、当該スタイラスペンＵが接触した前記検出面Ｐの位置に対応する前記検出対象信号Ｂｉの信号値が、前記第１閾値Ｔｈ１を超えるが前記第２閾値Ｔｈ２を超えなくてもよい。

この場合、上記のタッチパネルシステム１において、スタイラスペンＵの接触位置Ｑ_Ｕが、除外候補位置として検出され得る。しかし、スタイラスペンＵの接触位置Ｑ_Ｕは、検出面Ｐ上における位置関係からは、非指示***置として判定され難いため、最終的には指示***置として検出することが可能である。

さらに、上記のタッチパネルシステム１において、前記第１範囲が、前記除外候補位置から第１距離Ｌ１以内となる範囲である。

このタッチパネルシステム１によれば、ある除外候補位置に対して設定した第１範囲内に他の除外候補位置が存在する場合、当該ある除外候補位置だけでなく他の除外候補位置も同時に非指示***置として検出することが可能となる。

または、上記のタッチパネルシステム１において、前記ドライブラインＤＬがＸ方向に沿って延びるとともに、前記センスラインＳＬがＹ方向に沿って延び、前記第１範囲が、前記除外候補位置から前記Ｘ方向について第１Ｘ距離以内かつ前記Ｙ方向について第１Ｙ距離以内となる範囲であり、前記第１Ｙ距離が前記第１Ｘ距離よりも長い。

このタッチパネルシステム１によれば、非指示***置がＹ方向に沿って発生する特性を有する場合、非指示位置及び指示***置の検出精度を高くすることが可能となる。

さらに、上記のタッチパネルシステム１において、前記センス信号処理部３０が、前記検出面Ｐの各位置に対応する前記各信号値を一通り含む前記検出対象信号Ｂｉを生成する期間を、１フレームとするとき、前記指示***置検出部４０は、前記指示***置の中で、連続する前後の２フレームで第２距離以内に収まる状態が所定数のフレーム以上継続している位置を残し、それ以外の位置を前記指示***置から除外する。

このタッチパネルシステム１によれば、突発的に現れるノイズＮに起因する検出面Ｐ内の突発ノイズ発生位置Ｑ_Ｎを、指示***置から除外することが可能になる。そのため、指示***置の検出精度を向上させることが可能となる。

また、本発明の実施形態に係る電子情報機器１００は、上記のタッチパネルシステム１を備える。

また、本発明の実施形態に係るタッチパネルシステム１の動作方法は、検出面Ｐに沿って互いに平行に設けられる複数のドライブラインＤＬと、前記検出面Ｐに沿って互いに平行に設けられるとともに前記ドライブラインＤＬと立体交差する複数のセンスラインＳＬと、を備えるタッチパネル１０を有するタッチパネルシステムの動作方法であって、前記ドライブラインＤＬにドライブ信号Ｄｉを与えて駆動することで前記センスラインＳＬに表れる、前記検出面Ｐの各位置に接触または近接する指示体の有無に対応した強度のセンス信号Ｓｉを取得して処理することで、前記検出面Ｐの各位置に接触または近接する前記指示体の有無を、前記検出面Ｐの各位置に対応する各信号値の大きさでそれぞれ表した検出対象信号Ｂｉを生成する検出対象信号生成動作と、第１閾値Ｔｈ１を超える前記検出対象信号Ｂｉの信号値に対応する前記検出面Ｐの位置である選択候補位置を検出する選択候補位置検出動作と、前記第１閾値Ｔｈ１を超えるが第２閾値Ｔｈ２は超えない前記検出対象信号Ｂｉの信号値に対応する前記検出面Ｐの位置である除外候補位置を検出する除外候補位置検出動作と、前記除外候補位置であって周囲の第１範囲内に他の前記除外候補位置が存在する位置である非指示***置を検出する非指示***置検出動作と、前記選択候補位置の中から前記非指示***置を除外して、前記検出面Ｐに接触または近接する指示体の位置である指示***置を検出する指示***置検出動作と、が実行される。

本発明は、投影型のタッチパネルを備えたタッチパネルシステムや、当該タッチパネルシステムを備えた電子情報機器、当該タッチパネルシステムの動作方法に対して、好適に利用され得る。

１ ： タッチパネルシステム
１０ ： タッチパネル
２０ ： ドライブライン駆動部
３０ ： センス信号処理部
４０ ： 指示***置検出部
５０ ： 制御部
６０ ： 記憶部
１００ ： 電子情報機器
ＤＬ ： ドライブライン
ＳＬ ： センスライン
Ｐ ： 検出面
Ｆ ： 指
Ｕ ： スタイラスペン
Ｗ ： 水滴
Ｄｉ ： ドライブ信号
Ｓｉ ： センス信号
Ａｉ ： 容量分布信号
Ｂｉ ： 検出対象信号
Ｌ１ ： 第１距離
Ｌ２ ： 第２距離
Ｑ_Ｆ，Ｑ_Ｕ ： 接触位置
Ｑ_Ｗ ： 偽検出位置
Ｒ_Ｗ ： 付着位置

Claims (4)

1. 検出面に沿って互いに平行に設けられる複数のドライブラインと、前記検出面に沿って互いに平行に設けられるとともに前記ドライブラインと立体交差する複数のセンスラインと、を備えるタッチパネルと、
   前記ドライブラインにドライブ信号を与えて駆動するドライブライン駆動部と、
   前記ドライブラインの駆動により前記センスラインに表れる、前記検出面の各位置に接触または近接する指示体の有無に対応した強度のセンス信号を取得して処理することで、前記検出面の各位置に接触または近接する前記指示体の有無を、前記検出面の各位置に対応する各信号値の大きさでそれぞれ表した検出対象信号を生成するセンス信号処理部と、
   前記検出対象信号の前記各信号値に基づいて、前記検出面に接触または近接する指示体の位置である指示***置を検出する指示***置検出部と、を備え、
   前記指示***置検出部は、第１閾値を超える前記検出対象信号の信号値に対応する前記検出面の位置である選択候補位置の中から、前記第１閾値を超えるが第２閾値は超えない前記検出対象信号の信号値に対応する前記検出面の位置である除外候補位置であって周囲の第１範囲内に他の前記除外候補位置が存在する位置である非指示***置を、除外して、前記指示***置を検出し、
   前記検出面に液体が付着したとき、当該液体の周縁部となる前記検出面の位置の少なくとも一部に対応する前記検出対象信号の信号値が、前記第１閾値を超えるが前記第２閾値を超えないように、前記第１閾値及び前記第２閾値がそれぞれ設定されていることを特徴とするタッチパネルシステム。
2. 前記検出面に指が接触したとき、当該指が接触した前記検出面の位置に対応する前記検出対象信号の信号値が、前記第２閾値を超えるように、前記第２閾値が設定されていることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルシステム。
3. 前記センス信号処理部が、前記検出面の各位置に対応する前記各信号値を一通り含む前記検出対象信号を生成する期間を、１フレームとするとき、
   前記指示***置検出部は、前記指示***置の中で、連続する前後の２フレームで第２距離以内に収まる状態が所定数のフレーム以上継続している位置を残し、それ以外の位置を前記指示***置から除外することを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネルシステム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のタッチパネルシステムを備えることを特徴とする電子情報機器。
   

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