タッチパネルの制御回路、制御方法およびそれらを用いたタッチパネル入力装置、電子機器
【課題】抵抗膜方式タッチパネルにおいて、フリック入力を検出する。
【解決手段】座標検出部１１０は、第１端子Ｐ１から第４端子Ｐ４の状態にもとづき、ユーザが接触した座標を検出する。第１容量検出回路３０ｘは、第１端子Ｐ１および第２端子Ｐ２のひとつである第１検出端子と接続され、第１検出端子からみたパネルの容量を検出する。フリック入力判定部１２０は、第１検出端子の容量の時間波形にもとづき、第２方向に対するフリック入力の有無を判定する。
【解決手段】座標検出部１１０は、第１端子Ｐ１から第４端子Ｐ４の状態にもとづき、ユーザが接触した座標を検出する。第１容量検出回路３０ｘは、第１端子Ｐ１および第２端子Ｐ２のひとつである第１検出端子と接続され、第１検出端子からみたパネルの容量を検出する。フリック入力判定部１２０は、第１検出端子の容量の時間波形にもとづき、第２方向に対するフリック入力の有無を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗膜方式タッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のコンピュータや携帯電話端末、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの電子機器は、指で接触することによって電子機器を操作するための入力装置を備えるものが主流となっている。こうした入力装置として、抵抗膜式（抵抗式ともいう）のタッチパネル（タッチセンサ）などが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４８２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
タッチパネルに対する入力操作として、「フリック入力」と呼ばれる操作がある。フリック入力とは、ユーザの指がパネルのある一点からある方向に向けて素早くスライドする動作である。フリック入力は、ウェブブラウザにおけるページのスライド、電子書籍におけるページめくり、あるいは文字入力に利用される。
【０００５】
本発明は係る状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、抵抗膜方式タッチパネルにおいて、フリック入力を検出可能な制御回路の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、タッチパネルの制御回路に関する。タッチパネルは、第１、第２、第３、第４端子と、第１方向に延びる一辺が第１端子と接続され、それと対向する辺が第２端子と接続される第１抵抗膜と、第１抵抗膜とギャップを隔てて配置され、第１方向と垂直な第２方向に延びる一辺が第３端子と接続され、それと対向する辺が第４端子と接続される第２抵抗膜と、を有する。制御回路は、第１端子から第４端子の状態にもとづき、ユーザが接触した座標を検出する座標検出部と、第１端子および第２端子のひとつである第１検出端子と接続され、第１検出端子の容量を検出する第１容量検出回路と、第１検出端子の容量の時間波形にもとづき、第２方向に対するフリック入力の有無を判定するフリック入力判定部と、を備える。
【０００７】
抵抗式タッチパネルに対してフリック入力を行うと、ある検出端子から見たパネルの容量があるパターンに従って変化する。この態様によれば、容量の時間波形にもとづいて、フリック入力を検出できる。
【０００８】
フリック入力判定部は、第１検出端子の容量の時間波形が、判定期間にわたり増大するときに、第１検出端子に近づく方向のフリック入力と判定し、第１検出端子の容量の時間波形が、判定期間にわたり減少するときに、第１検出端子から遠ざかる方向のフリック入力と判定してもよい。
【０００９】
ある態様の制御回路は、第３端子および第４端子のひとつである第２検出端子と接続され、第２検出端子の容量を検出する第２容量検出回路をさらに備えてもよい。フリック入力判定部は、第２検出端子の容量の時間波形にもとづき、第１方向に対するフリック入力の有無を判定してもよい。
【００１０】
第１容量検出回路と、第２容量検出回路は、単一の容量検出回路を時分割で共有してもよい。
【００１１】
フリック入力判定部は、第２検出端子の容量の時間波形が、判定期間にわたり増大するときに、第２検出端子に近づく方向のフリック入力と判定し、第２検出端子の容量の時間波形が、判定期間にわたり減少するときに、第２検出端子から遠ざかる方向のフリック入力と判定してもよい。
【００１２】
フリック入力判定部は、判定期間における容量の時間波形の傾きが所定の範囲に含まれるとき、フリック入力と判定してもよい。
【００１３】
ある態様の制御回路は、測定された容量をフィルタリングするフィルタをさらに備えてもよい。
【００１４】
座標検出部は、第１状態において第１、第２端子それぞれに所定の第１、第２バイアス電圧を印加し、第３、第４端子をハイインピーダンス状態とし、第２状態において第３、第４端子それぞれに所定の第１、第２バイアス電圧を印加し、第１、第２端子をハイインピーダンス状態とする電圧生成部と、第１状態において、第３、第４端子の少なくとも一方に生ずる第１パネル電圧を検出し、第２状態において、第１、第２端子の少なくとも一方に生ずる第２パネル電圧を検出する電圧検出部と、第１パネル電圧にもとづき、ユーザが接触した第２方向の座標を、第２パネル電圧にもとづき、ユーザが接触した第１方向の座標を演算する座標演算部と、を含んでもよい。
【００１５】
本発明の別の態様はタッチパネル入力装置に関する。タッチパネル入力装置は、第１、第２、第３、第４端子と、第１方向に延びる一辺が第１端子と接続され、それと対向する辺が第２端子と接続される第１抵抗膜と、第１抵抗膜とギャップを隔てて配置され、第１方向と垂直な第２方向に延びる一辺が第３端子と接続され、それと対向する辺が第４端子と接続される第２抵抗膜と、を有するタッチパネルと、タッチパネルを制御する上述のいずれかの制御回路と、を備えてもよい。
【００１６】
本発明の別の態様は、電子機器に関する。電子機器は、上述のタッチパネル入力装置を備えてもよい。
【００１７】
なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、あるいは本発明の表現を、方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のある態様によれば、抵抗膜方式タッチパネルにおいて、フリック入力を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態に係るタッチパネル入力装置を備える電子機器の構成を示すブロック図である。
【図２】シングルタッチ時のタッチパネルの等価回路図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、ユーザがＸ軸方向にフリック入力したときの第１端子の容量の波形図である。
【図４】図４（ａ）はフリック入力時のパネルの等価回路図であり、図４（ｂ）は、容量のセンシングの波形図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、制御回路の動作を示すタイムチャートである。
【図６】タッチパネルを近接センサとして利用可能な制御回路の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２１】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００２２】
図１は、実施の形態に係るタッチパネル入力装置（単に入力装置という）２を備える電子機器１の構成を示すブロック図である。入力装置２は、たとえばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）８の表層に配置され、タッチパネルとして機能する。入力装置２は、ユーザが指やペンなど（以下、指６）でタッチしたポイント（接触点という）のＸ座標およびＹ座標を判定する。
【００２３】
入力装置２は、タッチパネル４および制御回路１００を備える。タッチパネル４は４線式（４端子）の抵抗膜方式タッチパネルである。タッチパネル４の構成は一般的なものであるためここでは簡単に説明する。
【００２４】
タッチパネル４は、第１端子Ｐ１〜第４端子Ｐ４、第１抵抗膜ＲＦ１、第２抵抗膜ＲＦ２を備える。第１抵抗膜ＲＦ１および第２抵抗膜ＲＦ２は、Ｘ軸およびＹ軸に対して垂直なＺ軸方向にギャップを隔ててオーバーラップして配置される。第１抵抗膜ＲＦ１のＹ軸（第１方向）に延びる一辺Ｅ１は、第１端子Ｐ１と接続される。辺Ｅ１と対向する辺Ｅ２は、第２端子Ｐ２と接続される。第３端子Ｐ３は、第２抵抗膜ＲＦ２のＸ軸（第２方向）に延びる一辺Ｅ３と接続され、第４端子Ｐ４は、第２抵抗膜ＲＦ２の辺Ｅ３と対向する一辺Ｅ４と接続される。以上がタッチパネル４の構成である。
【００２５】
制御回路１００は、Ｘ方向の座標を検出する第１状態φ１と、Ｙ方向の座標を検出する第２状態φ２と、Ｘ方向に対するフリック入力を検出する第３状態φ３と、Ｙ方向に対するフリック入力を検出する第４状態φ４と、を時分割的にスイッチしながら、ユーザの入力を判定する。
【００２６】
制御回路１００は、第１端子Ｐｃ１〜第４端子Ｐｃ４、座標検出部１１０、フリック入力検出部１２０を備える。第１端子Ｐｃ１〜第４端子Ｐｃ４はそれぞれ、タッチパネル４側の対応する第１端子Ｐ１〜第４端子Ｐ４と接続される。
【００２７】
はじめに、座標検出部１１０の構成を説明する。座標検出部１１０は、電圧生成部１０、電圧検出部２０、座標演算部２６を備える。
【００２８】
座標検出部１１０は、第１端子Ｐ１から第４端子Ｐ４の状態にもとづき、ユーザが接触した座標を検出する。座標検出部１１０の構成および動作は特に限定されず、公知の、あるいは将来利用可能な、抵抗式パネルの検出回路を用いることができる。
【００２９】
図１の座標検出部１１０は、電圧生成部１０、電圧検出部２０、座標演算部２６を備える。はじめにＸ方向の座標（Ｘ座標）を検出するための構成を説明する。
電圧生成部１０は、第１状態φ１において、第１端子Ｐ１、第２端子Ｐ２それぞれに所定の第１バイアス電圧Ｖｂ１、第２バイアス電圧Ｖｂ２を印加する。ここではＶｂ１＞Ｖｂ２とする。好ましくは第２バイアス電圧Ｖｂ２は接地電圧（０Ｖ）である。また第１状態において、電圧生成部１０は第３端子Ｐ３、第４端子Ｐ４をハイインピーダンス状態とする。
【００３０】
電圧検出部２０は、第１状態φ１において、第３端子Ｐ３および第４端子Ｐ４の少なくとも一方に生ずる電圧（以下、第１パネル電圧という）Ｖｘを検出する。電圧検出部２０は、セレクタ２２と、Ａ／Ｄコンバータ２４を含む。たとえばセレクタ２２は、第１状態φ１において、第３端子Ｐ３の電圧を選択する。Ａ／Ｄコンバータ２４は、第３端子Ｐ３に生ずる第１パネル電圧Ｖｘをデジタル値Ｄｘに変換する。
【００３１】
座標演算部２６は、デジタル値Ｄｘに基づいて、ユーザが接触したＸ座標を判定する。
図２は、シングルタッチ時のタッチパネル４の等価回路図である。ユーザが接触点ＰＵで接触すると、第１抵抗膜ＲＦ１は、第１端子Ｐ１と接触点ＰＵ間の抵抗Ｒ１１と、接触点ＰＵと第２端子Ｐ２間の抵抗Ｒ１２に分割される。第１抵抗膜ＲＦ１と第２抵抗膜ＲＦ２は、接触点ＰＵにおいて接触し、その接触抵抗はＲｃである。第２抵抗膜ＲＦ２の接触点ＰＵから第３端子Ｐ３に至る経路の抵抗はＲ２である。
【００３２】
接触点ＰＵの電位は、バイアス電圧Ｖｂ１とＶｂ２を抵抗Ｒ１１、Ｒ１２で分圧したものであるから、接触点ＰＵのＸ座標を示す。そして第３端子Ｐ３はハイインピーダンスであるため、第３端子Ｐ３の電圧は、接触点ＰＵの電位とほぼ等しくなる。つまり、第３端子Ｐ３に生ずるパネル電圧Ｖｘは、接触点ＰＵのＸ座標を示す。
【００３３】
パネル電圧ＶｘからＸ座標を導出するアルゴリズムは、公知の技術を利用すればよく、本発明において特に限定されるものではない。
【００３４】
続いてＹ方向の座標（Ｙ座標）を検出するための構成を説明する。
電圧生成部１０は、第２状態φ２において、第３端子Ｐ３、第４端子Ｐ４それぞれに所定の第１バイアス電圧Ｖｂ１、第２バイアス電圧Ｖｂ２を印加する。また第２状態φ２において、電圧生成部１０は第１端子Ｐ１、第２端子Ｐ２をハイインピーダンス状態とする。第１状態および第２状態それぞれにおける第１バイアス電圧Ｖｂ１は同じ値であってもよいし、異なっていてもよい。以下では、同じ値の場合を説明する。第２バイアス電圧Ｖｂ２も同様である。
【００３５】
電圧検出部２０は、第２状態φ２において第１端子Ｐ１および第２端子Ｐ２の少なくとも一方に生ずる電圧（以下、第２パネル電圧という）Ｖｙを検出する。たとえばセレクタ２２は、第２状態φ２において、第１端子Ｐ１の電圧を選択する。Ａ／Ｄコンバータ２４は、第１端子Ｐ１に生ずる第２パネル電圧Ｖｙをデジタル値Ｄｙに変換する。座標演算部２６は、デジタル値Ｄｙに基づいて、ユーザが接触したＹ座標を演算する。
【００３６】
なお、電圧検出部２０は、第１状態φ１において、第３端子Ｐ３に代えて、あるいはそれに加えて、第４端子Ｐ４に生ずる電圧をパネル電圧Ｖｘとして測定してもよい。同様に電圧検出部２０は、第２状態φ２において、第１端子Ｐ１に代えて、あるいはそれに加えて、第２端子Ｐ２に生ずる電圧をパネル電圧Ｖｙとして測定してもよい。
【００３７】
以上が座標検出部１１０の構成である。続いて、フリック入力検出部１２０の構成を説明する。
【００３８】
フリック入力検出部１２０は、第１容量検出回路３０ｘ、第１Ａ／Ｄコンバータ３２ｘ、第１フィルタ３４ｘ、第２容量検出回路３０ｙ、第２Ａ／Ｄコンバータ３２ｙ、第２フィルタ３４ｙ、フリック入力判定部３６を備える。
【００３９】
第１容量検出回路３０ｘ、第１Ａ／Ｄコンバータ３２ｘ、第１フィルタ３４ｘ、およびフリック入力判定部４２は、第３状態φ３において、第２方向（Ｘ軸方向）に対するフリック入力の有無を検出する。
【００４０】
第１容量検出回路３０ｘは、第１検出端子である第１端子Ｐ１と接続され、第１端子Ｐ１からタッチパネル４を見た容量を検出し、容量を示す検出信号Ｃ１を生成する。第１容量検出回路３０ｘは、第１端子Ｐ１に代えて第２端子Ｐ２の容量を検出してもよい。第１容量検出回路３０ｘの構成は特に限定されず、公知の回路を用いればよい。たとえば第１容量検出回路３０ｘは、容量／電圧変換回路であってもよい。
【００４１】
第１フィルタ３４ｘは、ノイズ除去を目的として設けられる。たとえば第１フィルタ３４ｘは、アナログの移動平均フィルタである。なお、第１フィルタ３４ｘを第１Ａ／Ｄコンバータ３２ｘの後段に配置し、デジタルフィルタで構成してもよい。
第１Ａ／Ｄコンバータ３２ｘは、第１容量検出回路３０ｘから出力される検出信号Ｃ１をデジタル値に変換する。
【００４２】
フリック入力判定部３６は、第１端子Ｐ１の容量の時間波形にもとづき、Ｘ軸方向に対するフリック入力の有無を判定する。
【００４３】
本発明者らは、抵抗式タッチパネルに対するフリック入力について検討を行った結果、フリック入力時には、端子の容量があるパターンに従って変化することを見いだした。図３（ａ）、（ｂ）は、ユーザがＸ軸方向にフリック入力したときの第１端子Ｐ１の容量Ｃ１の波形図である。なお、図３（ａ）、（ｂ）に示す容量の時間波形に関する知見を、当業者の一般的な技術常識ととらえてはならず、本発明者らが初めて見いだしたものである。
【００４４】
図３（ａ）は、ユーザの指が、第１端子Ｐ１に近づく方向、すなわちＸ軸負方向にフリック入力したときの波形を示す。このフリック入力は、初期状態においてユーザの指がパネルから離れており、ユーザの指がある点に接触し、ユーザの指がスライドし、パネルから再び離れる一連の動作である。
【００４５】
このとき、第１端子Ｐ１の容量Ｃ１の時間波形は、指が接触する時刻ｔ１より前においてある初期値をとり、指が接触する時刻ｔ１に急増し、指がスライドする期間（スライド期間ともいう）τにおいて増大し、時刻ｔ２にユーザの指が離れると初期値まで急減する。一般的なフリック入力では、スライド期間τは、数十ｍｓ〜数百ｍｓ、より具体的には２００〜３００ｍｓである。
【００４６】
図３（ｂ）は、ユーザの指が、第１端子Ｐ１から離れる方向、すなわちＸ軸正方向にフリック入力したときの波形を示す。
【００４７】
このとき、第１端子Ｐ１の容量Ｃ１の時間波形は、指が接触する時刻ｔ１より前において初期値をとり、指が接触する時刻ｔ１に急増し、スライド期間τにおいて減少し、時刻ｔ２にユーザの指が離れると初期値まで急減する。
【００４８】
フリック入力判定部３６は、スライド期間τにおいて、容量Ｃ１がほぼ一定の傾きで変化することを利用して、フリック入力の有無を判定する。具体的には、フリック入力判定部３６は、所定のフリック判定期間（単に判定期間ともいう）ＴＦにわたり容量Ｃ１の時間波形が所定の傾きで増大するときに、Ｘ軸負方向のフリック入力と判定する。反対に、判定期間ＴＦにわたり測定される容量Ｃ１の時間波形が所定の傾きで減少するときに、Ｘ軸正方向のフリック入力と判定する。判定期間ＴＦはスライド期間τよりも短く設定され、たとえば数十ｍｓ〜１００ｍｓ程度としてもよい。
【００４９】
指がスライドする際の、容量Ｃ１の傾きは、タッチパネル４の仕様や、指をスライドさせるスピードに応じて定まる。そこでフリック入力判定部３６は、判定期間ＴＦにおける容量Ｃ１の傾きが所定の範囲に含まれるときに、フリック入力と判定してもよい。言い換えれば、容量Ｃ１の傾きが、判定期間ＴＦにわたって連続して所定の範囲に含まれるときに、フリック入力と判定してもよい。所定の範囲は、タッチパネル４の仕様などにもとづいて予め定めればよい。
【００５０】
なお、図３（ａ）、（ｂ）の波形は、指がパネルから離れた初期状態からのフリック入力を示す。指がパネルに接触した初期状態からのフリック入力の場合、一点鎖線で示すように、時刻ｔ１以前に容量値Ｃ１は別の初期値をとることが理解される。
【００５１】
図４（ａ）は、フリック入力時のパネルの等価回路図である。容量検出回路３０は、ＣＲ時定数を有するパネルの容量を測定するように構成され、容量の測定には非ゼロのセンシング時間ＴＳを有する。センシング時間ＴＳは数ｍｓ程度、たとえば１ｍｓである。容量検出の手段としては、セルフキャパシタンス方式と相互キャパシタ方式などが知られているが、いずれの方式においても１回のセンシングで測定される検出信号Ｃｓは、ＣＲ時定数に応じた波形を有し、センシング期間ＴＳの終了のタイミング（センシングタイミングという）Ｔｅにおける検出信号Ｃｓが、容量値として取り込まれる。
【００５２】
図４（ｂ）は、容量検出回路３０により測定される検出信号Ｃｓの波形図である。図４（ａ）に示すようにフリック入力によって、接触点ＰＵの位置がスライドすると、検出端子Ｐ１と接触点ＰＵまでの距離、すなわち抵抗成分が変化する。ＣＲ時定数が大きければ、検出信号Ｃｓの変化速度が遅くなるため、センシングタイミングＴｅにおける検出信号Ｃｓの値は小さくなり、反対にＣＲ時定数が小さければ、検出信号Ｃｓの値は大きくなる。したがって、図４（ａ）に示すように、抵抗Ｒｓが大きい状態から小さい状態に指をスライドさせると、センシングタイミングＴｅにおける検出信号Ｃｓの値は、時間とともに増大する。容量検出回路によって測定されるセンシングタイミングＴｅにおける検出信号Ｃｓは、フリック入力判定部３６が測定する容量Ｃ１の時間波形をサンプリングしたデータとなる。
【００５３】
第２容量検出回路３０ｙ、第２Ａ／Ｄコンバータ３２ｙ、第２フィルタ３４ｙおよびフリック入力判定部３６は、第４状態φ４において、第１方向（Ｙ軸方向）に対するフリック入力の有無を検出するために設けられる。
【００５４】
第２容量検出回路３０ｙは、第２検出端子である第３端子Ｐ３と接続され、第３端子Ｐ３の容量を検出し、容量を示す検出信号Ｃ３を生成する。第２容量検出回路３０ｙは、第３端子Ｐ３に代えて第４端子Ｐ４の容量を検出してもよい。第２Ａ／Ｄコンバータ３２ｙ、第２フィルタ３４ｙ、フリック入力判定部４２の構成、動作は、すでに説明した第１Ａ／Ｄコンバータ３２ｘ、第１フィルタ３４ｘ、フリック入力判定部３６と同様である。
【００５５】
フリック入力判定部３６は、第２検出端子である第３端子Ｐ３の容量Ｃ３の時間波形が、スライド期間τにおいて増大するときに、第３端子Ｐ３に近づく方向のフリック入力と判定する。反対に、第３端子Ｐ３の容量Ｃ３の時間波形が、スライド期間において減少するときに、第３端子Ｐ３から遠ざかる方向のフリック入力と判定する。
【００５６】
以上が制御回路１００の構成である。続いてその動作を説明する。図５（ａ）、（ｂ）は、制御回路１００の動作を示すタイムチャートである。
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、第１状態φ１〜第４状態φ４は、所定の順序で時分割で切りかえられる。図５（ａ）のシーケンスでは、第１状態φ１において、Ｘ座標が判定され、第２状態φ２においてＹ座標が判定される。続いて、第３状態φ３におけるＸ方向のフリック検出と、第４状態φ４におけるＹ方向のフリック検出が同時に行われる。具体的にはセンシング期間ＴＳごとに、第１容量検出回路３０ｘおよび第１Ａ／Ｄコンバータ３２ｘによって、第１端子Ｐ１からパネルを見た容量Ｃ１の時間波形がサンプリングされる。順次サンプリングされる容量Ｃ１の時間波形が、フリック入力のパターンと一致するか否かを判定する。
【００５７】
図５（ｂ）のシーケンスでは、第３状態φ３におけるＸ方向のフリック検出と、第４状態φ４におけるＹ方向のフリック検出が、別々のタイムスロットで時分割で実行される。
【００５８】
ユーザの指の動きを検出する場合、座標の検出には、１００Ｈｚ程度の周波数が必要とされる。この場合、つまり１周期は１０ｍｓとなる。一般的な抵抗式タッチパネルの制御回路において、Ｘ座標およびＹ座標の検出に要する時間は、１０ｍｓよりも十分に短い。また、容量検出回路による容量検出に要するセンシング時間ＴＳも、数ｍｓ、たとえば１ｍｓ程度である。したがって、１０ｍｓの繰り返し周期の内に、座標検出に加えて、パネルの容量を検出することは、可能である。
【００５９】
図５（ａ）、（ｂ）のシーケンスでは、１０ｍｓごとに容量Ｃ１の波形がサンプリングされるため、１０サンプリング分の連続するデータが、判定期間ＴＦの波形に対応する。フリック入力判定部３６は、順次入力される容量Ｃ１のデータをストアし、フリック判定期間ＴＦにわたって、つまり連続する１０個のデータが所定の傾きで増加、もしくは減少するときにフリック入力と判定する。データのストアにはＦＩＦＯなどが利用できる。容量Ｃ３についても同様である。
【００６０】
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。
【００６１】
この変形例では、タッチパネル４を近接センサとして利用する。図６は、タッチパネル４を近接センサとして利用可能な制御回路１００ａの構成を示す回路図である。図６には、図１の座標検出部１１０およびフリック入力検出部１２０は省略している。容量検出回路３０は、図１の第１容量検出回路３０ｘ、第２容量検出回路３０ｙを流用してもよいし、別に設けてもよい。容量検出回路３０の前段には、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４が設けられる。たとえばすべてのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４をオンすると、タッチパネル４が巨大な静電容量センサとなる。そして容量検出回路３０は、タッチパネル４の静電容量を測定する。近接判定部４０は、測定された静電容量にもとづいて、パネルに物体が近接しているか否かを判定する。
【００６２】
携帯電話端末では、ユーザが通話時に端末を耳に近づけると、消費電力の低減のためディスプレイをオフするなどの処理が行われ、タッチパネル４に対する物体の近接を検出できれば便宜である。制御回路１００ａによれば、別途近接センサを設けなくても、パネルに対する物体の近接を検出することができる。
【００６３】
第１容量検出回路３０ｘと第２容量検出回路３０ｙは、単一のＡ／Ｄコンバータを時分割で共有してもよい。第１Ａ／Ｄコンバータ３２ｘと第２Ａ／Ｄコンバータ３２ｙ、第１フィルタ３４ｘと第２フィルタ３４ｙも同様である。
【００６４】
実施の形態では、第１状態φ１と第２状態φ２において、図１の制御回路１００の一部を共有する構成としたが、完全に別個に設けてもよい。また、Ｘ方向、Ｙ方向のみのいずれか一方のみに本発明を適用してもよい。
【００６５】
実施の形態では、４端子のタッチパネル４を制御する場合を説明したが、本発明はそれに限定されず、その他のタッチパネル４にも適用することが可能である。
【００６６】
実施の形態にもとづき、具体的な用語を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
【符号の説明】
【００６７】
１…電子機器、２…入力装置、４…タッチパネル、６…指、８…ＬＣＤ、１００…制御回路、１１０…座標検出部、１２０…フリック入力検出部、Ｐ１…第１端子、Ｐ２…第２端子、Ｐ３…第３端子、Ｐ４…第４端子、ＲＦ１…第１抵抗膜、ＲＦ２…第２抵抗膜、１０…電圧生成部、２０…電圧検出部、２２…セレクタ、２４…Ａ／Ｄコンバータ、２６…座標演算部、３０ｘ…第１容量検出回路、３２ｘ…第１Ａ／Ｄコンバータ、３４ｘ…第１フィルタ、３０ｙ…第２容量検出回路、３２ｙ…第２Ａ／Ｄコンバータ、３４ｙ…第２フィルタ、３６…フリック入力判定部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗膜方式タッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のコンピュータや携帯電話端末、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの電子機器は、指で接触することによって電子機器を操作するための入力装置を備えるものが主流となっている。こうした入力装置として、抵抗膜式（抵抗式ともいう）のタッチパネル（タッチセンサ）などが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４８２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
タッチパネルに対する入力操作として、「フリック入力」と呼ばれる操作がある。フリック入力とは、ユーザの指がパネルのある一点からある方向に向けて素早くスライドする動作である。フリック入力は、ウェブブラウザにおけるページのスライド、電子書籍におけるページめくり、あるいは文字入力に利用される。
【０００５】
本発明は係る状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、抵抗膜方式タッチパネルにおいて、フリック入力を検出可能な制御回路の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、タッチパネルの制御回路に関する。タッチパネルは、第１、第２、第３、第４端子と、第１方向に延びる一辺が第１端子と接続され、それと対向する辺が第２端子と接続される第１抵抗膜と、第１抵抗膜とギャップを隔てて配置され、第１方向と垂直な第２方向に延びる一辺が第３端子と接続され、それと対向する辺が第４端子と接続される第２抵抗膜と、を有する。制御回路は、第１端子から第４端子の状態にもとづき、ユーザが接触した座標を検出する座標検出部と、第１端子および第２端子のひとつである第１検出端子と接続され、第１検出端子の容量を検出する第１容量検出回路と、第１検出端子の容量の時間波形にもとづき、第２方向に対するフリック入力の有無を判定するフリック入力判定部と、を備える。
【０００７】
抵抗式タッチパネルに対してフリック入力を行うと、ある検出端子から見たパネルの容量があるパターンに従って変化する。この態様によれば、容量の時間波形にもとづいて、フリック入力を検出できる。
【０００８】
フリック入力判定部は、第１検出端子の容量の時間波形が、判定期間にわたり増大するときに、第１検出端子に近づく方向のフリック入力と判定し、第１検出端子の容量の時間波形が、判定期間にわたり減少するときに、第１検出端子から遠ざかる方向のフリック入力と判定してもよい。
【０００９】
ある態様の制御回路は、第３端子および第４端子のひとつである第２検出端子と接続され、第２検出端子の容量を検出する第２容量検出回路をさらに備えてもよい。フリック入力判定部は、第２検出端子の容量の時間波形にもとづき、第１方向に対するフリック入力の有無を判定してもよい。
【００１０】
第１容量検出回路と、第２容量検出回路は、単一の容量検出回路を時分割で共有してもよい。
【００１１】
フリック入力判定部は、第２検出端子の容量の時間波形が、判定期間にわたり増大するときに、第２検出端子に近づく方向のフリック入力と判定し、第２検出端子の容量の時間波形が、判定期間にわたり減少するときに、第２検出端子から遠ざかる方向のフリック入力と判定してもよい。
【００１２】
フリック入力判定部は、判定期間における容量の時間波形の傾きが所定の範囲に含まれるとき、フリック入力と判定してもよい。
【００１３】
ある態様の制御回路は、測定された容量をフィルタリングするフィルタをさらに備えてもよい。
【００１４】
座標検出部は、第１状態において第１、第２端子それぞれに所定の第１、第２バイアス電圧を印加し、第３、第４端子をハイインピーダンス状態とし、第２状態において第３、第４端子それぞれに所定の第１、第２バイアス電圧を印加し、第１、第２端子をハイインピーダンス状態とする電圧生成部と、第１状態において、第３、第４端子の少なくとも一方に生ずる第１パネル電圧を検出し、第２状態において、第１、第２端子の少なくとも一方に生ずる第２パネル電圧を検出する電圧検出部と、第１パネル電圧にもとづき、ユーザが接触した第２方向の座標を、第２パネル電圧にもとづき、ユーザが接触した第１方向の座標を演算する座標演算部と、を含んでもよい。
【００１５】
本発明の別の態様はタッチパネル入力装置に関する。タッチパネル入力装置は、第１、第２、第３、第４端子と、第１方向に延びる一辺が第１端子と接続され、それと対向する辺が第２端子と接続される第１抵抗膜と、第１抵抗膜とギャップを隔てて配置され、第１方向と垂直な第２方向に延びる一辺が第３端子と接続され、それと対向する辺が第４端子と接続される第２抵抗膜と、を有するタッチパネルと、タッチパネルを制御する上述のいずれかの制御回路と、を備えてもよい。
【００１６】
本発明の別の態様は、電子機器に関する。電子機器は、上述のタッチパネル入力装置を備えてもよい。
【００１７】
なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、あるいは本発明の表現を、方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のある態様によれば、抵抗膜方式タッチパネルにおいて、フリック入力を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態に係るタッチパネル入力装置を備える電子機器の構成を示すブロック図である。
【図２】シングルタッチ時のタッチパネルの等価回路図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、ユーザがＸ軸方向にフリック入力したときの第１端子の容量の波形図である。
【図４】図４（ａ）はフリック入力時のパネルの等価回路図であり、図４（ｂ）は、容量のセンシングの波形図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、制御回路の動作を示すタイムチャートである。
【図６】タッチパネルを近接センサとして利用可能な制御回路の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２１】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００２２】
図１は、実施の形態に係るタッチパネル入力装置（単に入力装置という）２を備える電子機器１の構成を示すブロック図である。入力装置２は、たとえばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）８の表層に配置され、タッチパネルとして機能する。入力装置２は、ユーザが指やペンなど（以下、指６）でタッチしたポイント（接触点という）のＸ座標およびＹ座標を判定する。
【００２３】
入力装置２は、タッチパネル４および制御回路１００を備える。タッチパネル４は４線式（４端子）の抵抗膜方式タッチパネルである。タッチパネル４の構成は一般的なものであるためここでは簡単に説明する。
【００２４】
タッチパネル４は、第１端子Ｐ１〜第４端子Ｐ４、第１抵抗膜ＲＦ１、第２抵抗膜ＲＦ２を備える。第１抵抗膜ＲＦ１および第２抵抗膜ＲＦ２は、Ｘ軸およびＹ軸に対して垂直なＺ軸方向にギャップを隔ててオーバーラップして配置される。第１抵抗膜ＲＦ１のＹ軸（第１方向）に延びる一辺Ｅ１は、第１端子Ｐ１と接続される。辺Ｅ１と対向する辺Ｅ２は、第２端子Ｐ２と接続される。第３端子Ｐ３は、第２抵抗膜ＲＦ２のＸ軸（第２方向）に延びる一辺Ｅ３と接続され、第４端子Ｐ４は、第２抵抗膜ＲＦ２の辺Ｅ３と対向する一辺Ｅ４と接続される。以上がタッチパネル４の構成である。
【００２５】
制御回路１００は、Ｘ方向の座標を検出する第１状態φ１と、Ｙ方向の座標を検出する第２状態φ２と、Ｘ方向に対するフリック入力を検出する第３状態φ３と、Ｙ方向に対するフリック入力を検出する第４状態φ４と、を時分割的にスイッチしながら、ユーザの入力を判定する。
【００２６】
制御回路１００は、第１端子Ｐｃ１〜第４端子Ｐｃ４、座標検出部１１０、フリック入力検出部１２０を備える。第１端子Ｐｃ１〜第４端子Ｐｃ４はそれぞれ、タッチパネル４側の対応する第１端子Ｐ１〜第４端子Ｐ４と接続される。
【００２７】
はじめに、座標検出部１１０の構成を説明する。座標検出部１１０は、電圧生成部１０、電圧検出部２０、座標演算部２６を備える。
【００２８】
座標検出部１１０は、第１端子Ｐ１から第４端子Ｐ４の状態にもとづき、ユーザが接触した座標を検出する。座標検出部１１０の構成および動作は特に限定されず、公知の、あるいは将来利用可能な、抵抗式パネルの検出回路を用いることができる。
【００２９】
図１の座標検出部１１０は、電圧生成部１０、電圧検出部２０、座標演算部２６を備える。はじめにＸ方向の座標（Ｘ座標）を検出するための構成を説明する。
電圧生成部１０は、第１状態φ１において、第１端子Ｐ１、第２端子Ｐ２それぞれに所定の第１バイアス電圧Ｖｂ１、第２バイアス電圧Ｖｂ２を印加する。ここではＶｂ１＞Ｖｂ２とする。好ましくは第２バイアス電圧Ｖｂ２は接地電圧（０Ｖ）である。また第１状態において、電圧生成部１０は第３端子Ｐ３、第４端子Ｐ４をハイインピーダンス状態とする。
【００３０】
電圧検出部２０は、第１状態φ１において、第３端子Ｐ３および第４端子Ｐ４の少なくとも一方に生ずる電圧（以下、第１パネル電圧という）Ｖｘを検出する。電圧検出部２０は、セレクタ２２と、Ａ／Ｄコンバータ２４を含む。たとえばセレクタ２２は、第１状態φ１において、第３端子Ｐ３の電圧を選択する。Ａ／Ｄコンバータ２４は、第３端子Ｐ３に生ずる第１パネル電圧Ｖｘをデジタル値Ｄｘに変換する。
【００３１】
座標演算部２６は、デジタル値Ｄｘに基づいて、ユーザが接触したＸ座標を判定する。
図２は、シングルタッチ時のタッチパネル４の等価回路図である。ユーザが接触点ＰＵで接触すると、第１抵抗膜ＲＦ１は、第１端子Ｐ１と接触点ＰＵ間の抵抗Ｒ１１と、接触点ＰＵと第２端子Ｐ２間の抵抗Ｒ１２に分割される。第１抵抗膜ＲＦ１と第２抵抗膜ＲＦ２は、接触点ＰＵにおいて接触し、その接触抵抗はＲｃである。第２抵抗膜ＲＦ２の接触点ＰＵから第３端子Ｐ３に至る経路の抵抗はＲ２である。
【００３２】
接触点ＰＵの電位は、バイアス電圧Ｖｂ１とＶｂ２を抵抗Ｒ１１、Ｒ１２で分圧したものであるから、接触点ＰＵのＸ座標を示す。そして第３端子Ｐ３はハイインピーダンスであるため、第３端子Ｐ３の電圧は、接触点ＰＵの電位とほぼ等しくなる。つまり、第３端子Ｐ３に生ずるパネル電圧Ｖｘは、接触点ＰＵのＸ座標を示す。
【００３３】
パネル電圧ＶｘからＸ座標を導出するアルゴリズムは、公知の技術を利用すればよく、本発明において特に限定されるものではない。
【００３４】
続いてＹ方向の座標（Ｙ座標）を検出するための構成を説明する。
電圧生成部１０は、第２状態φ２において、第３端子Ｐ３、第４端子Ｐ４それぞれに所定の第１バイアス電圧Ｖｂ１、第２バイアス電圧Ｖｂ２を印加する。また第２状態φ２において、電圧生成部１０は第１端子Ｐ１、第２端子Ｐ２をハイインピーダンス状態とする。第１状態および第２状態それぞれにおける第１バイアス電圧Ｖｂ１は同じ値であってもよいし、異なっていてもよい。以下では、同じ値の場合を説明する。第２バイアス電圧Ｖｂ２も同様である。
【００３５】
電圧検出部２０は、第２状態φ２において第１端子Ｐ１および第２端子Ｐ２の少なくとも一方に生ずる電圧（以下、第２パネル電圧という）Ｖｙを検出する。たとえばセレクタ２２は、第２状態φ２において、第１端子Ｐ１の電圧を選択する。Ａ／Ｄコンバータ２４は、第１端子Ｐ１に生ずる第２パネル電圧Ｖｙをデジタル値Ｄｙに変換する。座標演算部２６は、デジタル値Ｄｙに基づいて、ユーザが接触したＹ座標を演算する。
【００３６】
なお、電圧検出部２０は、第１状態φ１において、第３端子Ｐ３に代えて、あるいはそれに加えて、第４端子Ｐ４に生ずる電圧をパネル電圧Ｖｘとして測定してもよい。同様に電圧検出部２０は、第２状態φ２において、第１端子Ｐ１に代えて、あるいはそれに加えて、第２端子Ｐ２に生ずる電圧をパネル電圧Ｖｙとして測定してもよい。
【００３７】
以上が座標検出部１１０の構成である。続いて、フリック入力検出部１２０の構成を説明する。
【００３８】
フリック入力検出部１２０は、第１容量検出回路３０ｘ、第１Ａ／Ｄコンバータ３２ｘ、第１フィルタ３４ｘ、第２容量検出回路３０ｙ、第２Ａ／Ｄコンバータ３２ｙ、第２フィルタ３４ｙ、フリック入力判定部３６を備える。
【００３９】
第１容量検出回路３０ｘ、第１Ａ／Ｄコンバータ３２ｘ、第１フィルタ３４ｘ、およびフリック入力判定部４２は、第３状態φ３において、第２方向（Ｘ軸方向）に対するフリック入力の有無を検出する。
【００４０】
第１容量検出回路３０ｘは、第１検出端子である第１端子Ｐ１と接続され、第１端子Ｐ１からタッチパネル４を見た容量を検出し、容量を示す検出信号Ｃ１を生成する。第１容量検出回路３０ｘは、第１端子Ｐ１に代えて第２端子Ｐ２の容量を検出してもよい。第１容量検出回路３０ｘの構成は特に限定されず、公知の回路を用いればよい。たとえば第１容量検出回路３０ｘは、容量／電圧変換回路であってもよい。
【００４１】
第１フィルタ３４ｘは、ノイズ除去を目的として設けられる。たとえば第１フィルタ３４ｘは、アナログの移動平均フィルタである。なお、第１フィルタ３４ｘを第１Ａ／Ｄコンバータ３２ｘの後段に配置し、デジタルフィルタで構成してもよい。
第１Ａ／Ｄコンバータ３２ｘは、第１容量検出回路３０ｘから出力される検出信号Ｃ１をデジタル値に変換する。
【００４２】
フリック入力判定部３６は、第１端子Ｐ１の容量の時間波形にもとづき、Ｘ軸方向に対するフリック入力の有無を判定する。
【００４３】
本発明者らは、抵抗式タッチパネルに対するフリック入力について検討を行った結果、フリック入力時には、端子の容量があるパターンに従って変化することを見いだした。図３（ａ）、（ｂ）は、ユーザがＸ軸方向にフリック入力したときの第１端子Ｐ１の容量Ｃ１の波形図である。なお、図３（ａ）、（ｂ）に示す容量の時間波形に関する知見を、当業者の一般的な技術常識ととらえてはならず、本発明者らが初めて見いだしたものである。
【００４４】
図３（ａ）は、ユーザの指が、第１端子Ｐ１に近づく方向、すなわちＸ軸負方向にフリック入力したときの波形を示す。このフリック入力は、初期状態においてユーザの指がパネルから離れており、ユーザの指がある点に接触し、ユーザの指がスライドし、パネルから再び離れる一連の動作である。
【００４５】
このとき、第１端子Ｐ１の容量Ｃ１の時間波形は、指が接触する時刻ｔ１より前においてある初期値をとり、指が接触する時刻ｔ１に急増し、指がスライドする期間（スライド期間ともいう）τにおいて増大し、時刻ｔ２にユーザの指が離れると初期値まで急減する。一般的なフリック入力では、スライド期間τは、数十ｍｓ〜数百ｍｓ、より具体的には２００〜３００ｍｓである。
【００４６】
図３（ｂ）は、ユーザの指が、第１端子Ｐ１から離れる方向、すなわちＸ軸正方向にフリック入力したときの波形を示す。
【００４７】
このとき、第１端子Ｐ１の容量Ｃ１の時間波形は、指が接触する時刻ｔ１より前において初期値をとり、指が接触する時刻ｔ１に急増し、スライド期間τにおいて減少し、時刻ｔ２にユーザの指が離れると初期値まで急減する。
【００４８】
フリック入力判定部３６は、スライド期間τにおいて、容量Ｃ１がほぼ一定の傾きで変化することを利用して、フリック入力の有無を判定する。具体的には、フリック入力判定部３６は、所定のフリック判定期間（単に判定期間ともいう）ＴＦにわたり容量Ｃ１の時間波形が所定の傾きで増大するときに、Ｘ軸負方向のフリック入力と判定する。反対に、判定期間ＴＦにわたり測定される容量Ｃ１の時間波形が所定の傾きで減少するときに、Ｘ軸正方向のフリック入力と判定する。判定期間ＴＦはスライド期間τよりも短く設定され、たとえば数十ｍｓ〜１００ｍｓ程度としてもよい。
【００４９】
指がスライドする際の、容量Ｃ１の傾きは、タッチパネル４の仕様や、指をスライドさせるスピードに応じて定まる。そこでフリック入力判定部３６は、判定期間ＴＦにおける容量Ｃ１の傾きが所定の範囲に含まれるときに、フリック入力と判定してもよい。言い換えれば、容量Ｃ１の傾きが、判定期間ＴＦにわたって連続して所定の範囲に含まれるときに、フリック入力と判定してもよい。所定の範囲は、タッチパネル４の仕様などにもとづいて予め定めればよい。
【００５０】
なお、図３（ａ）、（ｂ）の波形は、指がパネルから離れた初期状態からのフリック入力を示す。指がパネルに接触した初期状態からのフリック入力の場合、一点鎖線で示すように、時刻ｔ１以前に容量値Ｃ１は別の初期値をとることが理解される。
【００５１】
図４（ａ）は、フリック入力時のパネルの等価回路図である。容量検出回路３０は、ＣＲ時定数を有するパネルの容量を測定するように構成され、容量の測定には非ゼロのセンシング時間ＴＳを有する。センシング時間ＴＳは数ｍｓ程度、たとえば１ｍｓである。容量検出の手段としては、セルフキャパシタンス方式と相互キャパシタ方式などが知られているが、いずれの方式においても１回のセンシングで測定される検出信号Ｃｓは、ＣＲ時定数に応じた波形を有し、センシング期間ＴＳの終了のタイミング（センシングタイミングという）Ｔｅにおける検出信号Ｃｓが、容量値として取り込まれる。
【００５２】
図４（ｂ）は、容量検出回路３０により測定される検出信号Ｃｓの波形図である。図４（ａ）に示すようにフリック入力によって、接触点ＰＵの位置がスライドすると、検出端子Ｐ１と接触点ＰＵまでの距離、すなわち抵抗成分が変化する。ＣＲ時定数が大きければ、検出信号Ｃｓの変化速度が遅くなるため、センシングタイミングＴｅにおける検出信号Ｃｓの値は小さくなり、反対にＣＲ時定数が小さければ、検出信号Ｃｓの値は大きくなる。したがって、図４（ａ）に示すように、抵抗Ｒｓが大きい状態から小さい状態に指をスライドさせると、センシングタイミングＴｅにおける検出信号Ｃｓの値は、時間とともに増大する。容量検出回路によって測定されるセンシングタイミングＴｅにおける検出信号Ｃｓは、フリック入力判定部３６が測定する容量Ｃ１の時間波形をサンプリングしたデータとなる。
【００５３】
第２容量検出回路３０ｙ、第２Ａ／Ｄコンバータ３２ｙ、第２フィルタ３４ｙおよびフリック入力判定部３６は、第４状態φ４において、第１方向（Ｙ軸方向）に対するフリック入力の有無を検出するために設けられる。
【００５４】
第２容量検出回路３０ｙは、第２検出端子である第３端子Ｐ３と接続され、第３端子Ｐ３の容量を検出し、容量を示す検出信号Ｃ３を生成する。第２容量検出回路３０ｙは、第３端子Ｐ３に代えて第４端子Ｐ４の容量を検出してもよい。第２Ａ／Ｄコンバータ３２ｙ、第２フィルタ３４ｙ、フリック入力判定部４２の構成、動作は、すでに説明した第１Ａ／Ｄコンバータ３２ｘ、第１フィルタ３４ｘ、フリック入力判定部３６と同様である。
【００５５】
フリック入力判定部３６は、第２検出端子である第３端子Ｐ３の容量Ｃ３の時間波形が、スライド期間τにおいて増大するときに、第３端子Ｐ３に近づく方向のフリック入力と判定する。反対に、第３端子Ｐ３の容量Ｃ３の時間波形が、スライド期間において減少するときに、第３端子Ｐ３から遠ざかる方向のフリック入力と判定する。
【００５６】
以上が制御回路１００の構成である。続いてその動作を説明する。図５（ａ）、（ｂ）は、制御回路１００の動作を示すタイムチャートである。
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、第１状態φ１〜第４状態φ４は、所定の順序で時分割で切りかえられる。図５（ａ）のシーケンスでは、第１状態φ１において、Ｘ座標が判定され、第２状態φ２においてＹ座標が判定される。続いて、第３状態φ３におけるＸ方向のフリック検出と、第４状態φ４におけるＹ方向のフリック検出が同時に行われる。具体的にはセンシング期間ＴＳごとに、第１容量検出回路３０ｘおよび第１Ａ／Ｄコンバータ３２ｘによって、第１端子Ｐ１からパネルを見た容量Ｃ１の時間波形がサンプリングされる。順次サンプリングされる容量Ｃ１の時間波形が、フリック入力のパターンと一致するか否かを判定する。
【００５７】
図５（ｂ）のシーケンスでは、第３状態φ３におけるＸ方向のフリック検出と、第４状態φ４におけるＹ方向のフリック検出が、別々のタイムスロットで時分割で実行される。
【００５８】
ユーザの指の動きを検出する場合、座標の検出には、１００Ｈｚ程度の周波数が必要とされる。この場合、つまり１周期は１０ｍｓとなる。一般的な抵抗式タッチパネルの制御回路において、Ｘ座標およびＹ座標の検出に要する時間は、１０ｍｓよりも十分に短い。また、容量検出回路による容量検出に要するセンシング時間ＴＳも、数ｍｓ、たとえば１ｍｓ程度である。したがって、１０ｍｓの繰り返し周期の内に、座標検出に加えて、パネルの容量を検出することは、可能である。
【００５９】
図５（ａ）、（ｂ）のシーケンスでは、１０ｍｓごとに容量Ｃ１の波形がサンプリングされるため、１０サンプリング分の連続するデータが、判定期間ＴＦの波形に対応する。フリック入力判定部３６は、順次入力される容量Ｃ１のデータをストアし、フリック判定期間ＴＦにわたって、つまり連続する１０個のデータが所定の傾きで増加、もしくは減少するときにフリック入力と判定する。データのストアにはＦＩＦＯなどが利用できる。容量Ｃ３についても同様である。
【００６０】
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。
【００６１】
この変形例では、タッチパネル４を近接センサとして利用する。図６は、タッチパネル４を近接センサとして利用可能な制御回路１００ａの構成を示す回路図である。図６には、図１の座標検出部１１０およびフリック入力検出部１２０は省略している。容量検出回路３０は、図１の第１容量検出回路３０ｘ、第２容量検出回路３０ｙを流用してもよいし、別に設けてもよい。容量検出回路３０の前段には、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４が設けられる。たとえばすべてのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４をオンすると、タッチパネル４が巨大な静電容量センサとなる。そして容量検出回路３０は、タッチパネル４の静電容量を測定する。近接判定部４０は、測定された静電容量にもとづいて、パネルに物体が近接しているか否かを判定する。
【００６２】
携帯電話端末では、ユーザが通話時に端末を耳に近づけると、消費電力の低減のためディスプレイをオフするなどの処理が行われ、タッチパネル４に対する物体の近接を検出できれば便宜である。制御回路１００ａによれば、別途近接センサを設けなくても、パネルに対する物体の近接を検出することができる。
【００６３】
第１容量検出回路３０ｘと第２容量検出回路３０ｙは、単一のＡ／Ｄコンバータを時分割で共有してもよい。第１Ａ／Ｄコンバータ３２ｘと第２Ａ／Ｄコンバータ３２ｙ、第１フィルタ３４ｘと第２フィルタ３４ｙも同様である。
【００６４】
実施の形態では、第１状態φ１と第２状態φ２において、図１の制御回路１００の一部を共有する構成としたが、完全に別個に設けてもよい。また、Ｘ方向、Ｙ方向のみのいずれか一方のみに本発明を適用してもよい。
【００６５】
実施の形態では、４端子のタッチパネル４を制御する場合を説明したが、本発明はそれに限定されず、その他のタッチパネル４にも適用することが可能である。
【００６６】
実施の形態にもとづき、具体的な用語を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
【符号の説明】
【００６７】
１…電子機器、２…入力装置、４…タッチパネル、６…指、８…ＬＣＤ、１００…制御回路、１１０…座標検出部、１２０…フリック入力検出部、Ｐ１…第１端子、Ｐ２…第２端子、Ｐ３…第３端子、Ｐ４…第４端子、ＲＦ１…第１抵抗膜、ＲＦ２…第２抵抗膜、１０…電圧生成部、２０…電圧検出部、２２…セレクタ、２４…Ａ／Ｄコンバータ、２６…座標演算部、３０ｘ…第１容量検出回路、３２ｘ…第１Ａ／Ｄコンバータ、３４ｘ…第１フィルタ、３０ｙ…第２容量検出回路、３２ｙ…第２Ａ／Ｄコンバータ、３４ｙ…第２フィルタ、３６…フリック入力判定部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１、第２、第３、第４端子と、第１方向に延びる一辺が前記第１端子と接続され、それと対向する辺が前記第２端子と接続される第１抵抗膜と、前記第１抵抗膜とギャップを隔てて配置され、前記第１方向と垂直な第２方向に延びる一辺が前記第３端子と接続され、それと対向する辺が前記第４端子と接続される第２抵抗膜と、を有するタッチパネルの制御回路であって、
前記第１端子から前記第４端子の状態にもとづき、ユーザが接触した座標を検出する座標検出部と、
前記第１端子および前記第２端子のひとつである第１検出端子と接続され、前記第１検出端子の容量を検出する第１容量検出回路と、
前記第１検出端子の容量の時間波形にもとづき、前記第２方向に対するフリック入力の有無を判定するフリック入力判定部と、
を備えることを特徴とする制御回路。
【請求項２】
前記フリック入力判定部は、
前記第１検出端子の容量の時間波形が、判定期間にわたり増大するときに、前記第１検出端子に近づく方向のフリック入力と判定し、
前記第１検出端子の容量の時間波形が、判定期間にわたり減少するときに、前記第１検出端子から遠ざかる方向のフリック入力と判定することを特徴とする請求項１に記載の制御回路。
【請求項３】
前記第３端子および前記第４端子のひとつである第２検出端子と接続され、前記第２検出端子の容量を検出する第２容量検出回路をさらに備え、
前記フリック入力判定部は、前記第２検出端子の容量の時間波形にもとづき、前記第１方向に対するフリック入力の有無を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の制御回路。
【請求項４】
前記フリック入力判定部は、
前記第２検出端子の容量の時間波形が、判定期間にわたり増大するときに、前記第２検出端子に近づく方向のフリック入力と判定し、
前記第２検出端子の容量の時間波形が、判定期間にわたり減少するときに、前記第２検出端子から遠ざかる方向のフリック入力と判定することを特徴とする請求項３に記載の制御回路。
【請求項５】
前記フリック入力判定部は、
測定された前記容量の時間波形の傾きが所定の範囲に含まれるとき、フリック入力と判定することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の制御回路。
【請求項６】
測定された前記容量をフィルタリングするフィルタをさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の制御回路。
【請求項７】
前記座標検出部は、
第１状態において前記第１、第２端子それぞれに所定の第１、第２バイアス電圧を印加し、前記第３、第４端子をハイインピーダンス状態とし、第２状態において前記第３、第４端子それぞれに所定の第１、第２バイアス電圧を印加し、前記第１、第２端子をハイインピーダンス状態とする電圧生成部と、
前記第１状態において、前記第３、第４端子の少なくとも一方に生ずる第１パネル電圧を検出し、前記第２状態において、前記第１、第２端子の少なくとも一方に生ずる第２パネル電圧を検出する電圧検出部と、
前記第１パネル電圧にもとづき、ユーザが接触した前記第２方向の座標を、前記第２パネル電圧にもとづき、ユーザが接触した前記第１方向の座標を演算する座標演算部と、
を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の制御回路。
【請求項８】
第１、第２、第３、第４端子と、第１方向に延びる一辺が前記第１端子と接続され、それと対向する辺が前記第２端子と接続される第１抵抗膜と、前記第１抵抗膜とギャップを隔てて配置され、前記第１方向と垂直な第２方向に延びる一辺が前記第３端子と接続され、それと対向する辺が前記第４端子と接続される第２抵抗膜と、を有するタッチパネルと、
前記タッチパネルを制御する請求項１から７のいずれかに記載の制御回路と、
を備えることを特徴とするタッチパネル入力装置。
【請求項９】
請求項８に記載のタッチパネル入力装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
第１、第２、第３、第４端子と、第１方向に延びる一辺が前記第１端子と接続され、それと対向する辺が前記第２端子と接続される第１抵抗膜と、前記第１抵抗膜とギャップを隔てて配置され、前記第１方向と垂直な第２方向に延びる一辺が前記第３端子と接続され、それと対向する辺が前記第４端子と接続される第２抵抗膜と、を有するタッチパネルの制御方法であって、
前記第１端子から前記第４端子の状態にもとづき、ユーザが接触した座標を検出するステップと、
前記第１端子および前記第２端子のひとつである第１検出端子の容量を検出するステップと、
前記第１検出端子の容量の時間波形にもとづき、前記第２方向に対するフリック入力の有無を判定するステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記判定するステップは、
前記第１検出端子の容量の時間波形が、判定期間にわたり増大するときに、前記第１検出端子に近づく方向のフリック入力と判定し、
前記第１検出端子の容量の時間波形が、判定期間にわたり減少するときに、前記第１検出端子から遠ざかる方向のフリック入力と判定することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１】
第１、第２、第３、第４端子と、第１方向に延びる一辺が前記第１端子と接続され、それと対向する辺が前記第２端子と接続される第１抵抗膜と、前記第１抵抗膜とギャップを隔てて配置され、前記第１方向と垂直な第２方向に延びる一辺が前記第３端子と接続され、それと対向する辺が前記第４端子と接続される第２抵抗膜と、を有するタッチパネルの制御回路であって、
前記第１端子から前記第４端子の状態にもとづき、ユーザが接触した座標を検出する座標検出部と、
前記第１端子および前記第２端子のひとつである第１検出端子と接続され、前記第１検出端子の容量を検出する第１容量検出回路と、
前記第１検出端子の容量の時間波形にもとづき、前記第２方向に対するフリック入力の有無を判定するフリック入力判定部と、
を備えることを特徴とする制御回路。
【請求項２】
前記フリック入力判定部は、
前記第１検出端子の容量の時間波形が、判定期間にわたり増大するときに、前記第１検出端子に近づく方向のフリック入力と判定し、
前記第１検出端子の容量の時間波形が、判定期間にわたり減少するときに、前記第１検出端子から遠ざかる方向のフリック入力と判定することを特徴とする請求項１に記載の制御回路。
【請求項３】
前記第３端子および前記第４端子のひとつである第２検出端子と接続され、前記第２検出端子の容量を検出する第２容量検出回路をさらに備え、
前記フリック入力判定部は、前記第２検出端子の容量の時間波形にもとづき、前記第１方向に対するフリック入力の有無を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の制御回路。
【請求項４】
前記フリック入力判定部は、
前記第２検出端子の容量の時間波形が、判定期間にわたり増大するときに、前記第２検出端子に近づく方向のフリック入力と判定し、
前記第２検出端子の容量の時間波形が、判定期間にわたり減少するときに、前記第２検出端子から遠ざかる方向のフリック入力と判定することを特徴とする請求項３に記載の制御回路。
【請求項５】
前記フリック入力判定部は、
測定された前記容量の時間波形の傾きが所定の範囲に含まれるとき、フリック入力と判定することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の制御回路。
【請求項６】
測定された前記容量をフィルタリングするフィルタをさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の制御回路。
【請求項７】
前記座標検出部は、
第１状態において前記第１、第２端子それぞれに所定の第１、第２バイアス電圧を印加し、前記第３、第４端子をハイインピーダンス状態とし、第２状態において前記第３、第４端子それぞれに所定の第１、第２バイアス電圧を印加し、前記第１、第２端子をハイインピーダンス状態とする電圧生成部と、
前記第１状態において、前記第３、第４端子の少なくとも一方に生ずる第１パネル電圧を検出し、前記第２状態において、前記第１、第２端子の少なくとも一方に生ずる第２パネル電圧を検出する電圧検出部と、
前記第１パネル電圧にもとづき、ユーザが接触した前記第２方向の座標を、前記第２パネル電圧にもとづき、ユーザが接触した前記第１方向の座標を演算する座標演算部と、
を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の制御回路。
【請求項８】
第１、第２、第３、第４端子と、第１方向に延びる一辺が前記第１端子と接続され、それと対向する辺が前記第２端子と接続される第１抵抗膜と、前記第１抵抗膜とギャップを隔てて配置され、前記第１方向と垂直な第２方向に延びる一辺が前記第３端子と接続され、それと対向する辺が前記第４端子と接続される第２抵抗膜と、を有するタッチパネルと、
前記タッチパネルを制御する請求項１から７のいずれかに記載の制御回路と、
を備えることを特徴とするタッチパネル入力装置。
【請求項９】
請求項８に記載のタッチパネル入力装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
第１、第２、第３、第４端子と、第１方向に延びる一辺が前記第１端子と接続され、それと対向する辺が前記第２端子と接続される第１抵抗膜と、前記第１抵抗膜とギャップを隔てて配置され、前記第１方向と垂直な第２方向に延びる一辺が前記第３端子と接続され、それと対向する辺が前記第４端子と接続される第２抵抗膜と、を有するタッチパネルの制御方法であって、
前記第１端子から前記第４端子の状態にもとづき、ユーザが接触した座標を検出するステップと、
前記第１端子および前記第２端子のひとつである第１検出端子の容量を検出するステップと、
前記第１検出端子の容量の時間波形にもとづき、前記第２方向に対するフリック入力の有無を判定するステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記判定するステップは、
前記第１検出端子の容量の時間波形が、判定期間にわたり増大するときに、前記第１検出端子に近づく方向のフリック入力と判定し、
前記第１検出端子の容量の時間波形が、判定期間にわたり減少するときに、前記第１検出端子から遠ざかる方向のフリック入力と判定することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１０５４１３（Ｐ２０１３−１０５４１３Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５０５１２（Ｐ２０１１−２５０５１２）
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
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