タッチパネル装置、表示装置、タッチパネル装置のキャリブレーション方法、プログラムおよび記録媒体
【課題】タッチパネル入力受付領域外の状態にかかわらず、正確に入力操作を検出できるタッチパネル装置を実現する。
【解決手段】本発明に係るタッチパネル装置５０は、タッチパネル４０の静電容量値の変化に基づいて、タッチパネル４０に対する入力操作を検出する検出部５１と、タッチパネル４０の静電容量値のキャリブレーションを実行するキャリブレーション部５３と、タッチパネル４０の入力受付領域外における静電容量値の変化が所定以上であるか否かを判定する判定部５４とを備える。キャリブレーション部５３は、判定部５４が、入力受付領域外における静電容量値の変化が所定以上であると判定した場合に、キャリブレーションを実行する。
【解決手段】本発明に係るタッチパネル装置５０は、タッチパネル４０の静電容量値の変化に基づいて、タッチパネル４０に対する入力操作を検出する検出部５１と、タッチパネル４０の静電容量値のキャリブレーションを実行するキャリブレーション部５３と、タッチパネル４０の入力受付領域外における静電容量値の変化が所定以上であるか否かを判定する判定部５４とを備える。キャリブレーション部５３は、判定部５４が、入力受付領域外における静電容量値の変化が所定以上であると判定した場合に、キャリブレーションを実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルに対する入力操作を検出するタッチパネル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯端末やＰＤＡなどの電子機器は、ユーザが操作するための入力手段として、タッチパネルを用いる機器が主流となりつつある。タッチパネルは、ユーザの指が接触することにより、タッチ位置に応じた信号を出力する入力デバイスであり、タッチ位置を検出する方式として、抵抗膜方式や静電容量方式などがある。
【０００３】
図６は、一般的な静電容量方式のタッチパネル１００の概略構成を示している。タッチパネル１００は、ｍ行のセンスラインＳＬ１〜ＳＬｍ、ｎ列のドライブラインＤＬ１〜ＤＬｎ、ｍ×ｎ個の静電容量Ｃ１１〜Ｃｍｎ、ｎ個のアンプＡＭＰ１〜ＡＭＰｎ、ｎ個の帰還容量Ｃｆ１〜Ｃｆｎを備えている。帰還容量Ｃｆ１〜Ｃｆｎはそれぞれ、アンプＡＭＰ１〜ＡＭＰｎの負帰還回路に設けられている。ドライブラインＤＬ１〜ＤＬｎとセンスラインＳＬ１〜ＳＬｍとは、格子状に配置されており、静電容量Ｃ１１〜Ｃｍｎはそれぞれ、センスラインＳＬ１〜ＳＬｍとドライブラインＤＬ１〜ＤＬｎとの各交点に形成されている。センスラインＳＬ１〜ＳＬｍはそれぞれ、アンプＡＭＰ１〜ＡＭＰｎの反転入力端子に接続されている。アンプＡＭＰ１〜ＡＭＰｎの非反転入力端子は、接地されている。
【０００４】
ドライブラインＤＬ１〜ＤＬｎに、電圧ｈｉ１（Ｖ）〜ｈｉｍ（Ｖ）が順次印加されると、静電容量Ｃ１１〜Ｃｍｎに電荷が蓄えられる。タッチパネル１００に指が接近すると、対応する静電容量の容量値が変化し、その静電容量が接続されているセンスラインの電流値が変化する。これにより、アンプＡＭＰ１〜ＡＭＰｎの出力を読み取ることで、各静電容量Ｃ１１〜Ｃｍｎの容量値の変化を検出することができる。
【０００５】
図７は、タッチパネルの出力に基づいて検出された、静電容量の容量値（以下「静電容量値」とする）の分布を示している。指が接近すると、静電容量値の変化が生じるため、静電容量値の変化のピークを示す座標に基づいて、タッチ位置を検出することができる。
【０００６】
図７では、タッチされていない領域において、静電容量値の分布が平坦になっている。しかしながら、実際のタッチパネルでは、パネル形状のバラツキ、静電容量のバラツキなどによって、図８に示すように、タッチパネルに何も接触していない非接触状態であっても、静電容量値の分布が不均一となる。この場合、タッチパネルの感度が不均一であるため、タッチパネルに指が接近しても、静電容量値の変化のピークを読み取ることが困難である。
【０００７】
これに対し、タッチ位置を正確に検出するために、感度キャリブレーションを行う技術が提案されている（例えば、特許文献１）。具体的には、タッチパネルの出力値から、非接触状態における静電容量値の分布を差し引いた補正出力に基づいて、タッチ位置を検出する。
【０００８】
例えば、図８の分布を示す出力から、同一の分布を示す値を差し引くと、図９（ａ）に示すように、非接触状態において、平坦な分布を示す補正出力を得ることができる。キャリブレーション実行後にタッチ操作を行うと、図９（ｂ）に示すように、タッチ位置以外における静電容量値の分布が平坦であるので、タッチ位置を正確に検出することができる。
【０００９】
タッチパネルの静電容量値の分布は、温度変化、環境変動などにより変化するため、上記の感度キャリブレーションは、製造時の他、電源投入時などに定期的に行う必要がある。また、指が近接すると静電容量値の分布が変化するため、特許文献１には、指が近接していない状態で感度キャリブレーションを行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−２５７０４６号公報（２０１０年１１月１１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記の従来構成では、入力受付領域以外の領域に指などが接触した状態で、タッチ操作を行うことができないという問題が生ずる。
【００１２】
例えば、図１０に示す携帯端末の操作画面では、破線枠内の入力受付領域ＲＥにタッチ操作することにより、タッチ操作された入力受付領域ＲＥ内にアイコンで表示されているオブジェクトの選択を行うことができる。しかしながら、入力受付領域ＲＥ外の領域、例えば、操作画面左端の領域ＲＮに指などが接触した状態では、入力受付領域ＲＥにタッチ操作しても、オブジェクトの選択を行うことができない場合がある。
【００１３】
図１１は、図１０に示す操作画面の領域ＲＮに指が接触した状態における、タッチパネルの各静電容量値の分布を示している。この状態では、静電容量値の分布が不均一であるため、図１０に示す操作画面の入力受付領域ＲＥにタッチ操作をしても、静電容量値の変化のピークを検出することは難しい。
【００１４】
特に携帯端末を操作する場合、図１０に示す領域ＲＮは、携帯端末を保持する指が意図せずに接触することが多い領域である。このため、使用状態によっては、機器が故障していないにもかかわらず、入力受付領域ＲＥへのタッチ操作が検出されないという事態が頻繁に発生してしまう。
【００１５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、タッチパネル入力受付領域外の状態にかかわらず、正確に入力操作を検出できるタッチパネル装置およびタッチパネル装置のキャリブレーション方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために、本発明に係るタッチパネル装置は、タッチパネルの状態の変化に基づいて、前記タッチパネルに対する入力操作を検出する検出手段と、前記タッチパネルの状態のキャリブレーションを実行するキャリブレーション手段と、前記タッチパネルの入力受付領域外における状態の変化が所定以上であるか否かを判定する判定手段とを備え、前記キャリブレーション手段は、前記判定手段が、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定した場合に、前記キャリブレーションを実行することを特徴としている。
【００１７】
上記の構成によれば、タッチパネルの入力受付領域外への指の接触等により、入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定された場合に、キャリブレーション手段がタッチパネルの状態のキャリブレーションを実行する。これにより、検出手段は、入力受付領域に対する入力操作を正確に検出できるようになる。したがって、タッチパネルの入力受付領域外の状態にかかわらず、正確に入力操作を検出できるタッチパネル装置を実現することができる。
【００１８】
本発明に係るタッチパネル装置では、前記判定手段は、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出された範囲が所定範囲以上である場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することが好ましい。
【００１９】
本発明に係るタッチパネル装置では、前記判定手段は、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出され変化した状態が所定時間継続した場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することが好ましい。
【００２０】
本発明に係るタッチパネル装置では、前記判定手段は、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出された箇所が所定数以上である場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することが好ましい。
【００２１】
上記の構成によれば、入力受付領域外において、タッチパネルの状態の変化が検出された範囲が所定範囲以上である場合、タッチパネルの状態の変化が検出され変化した状態が所定時間継続した場合、および、タッチパネル状態の変化が検出された箇所が所定数以上である場合のいずれかの場合に、キャリブレーションが実行される。したがって、入力受付領域外に指が意図せずに接触した場合などに、入力操作が検出できなくなるといった不都合を回避することができる。
【００２２】
本発明に係るタッチパネル装置では、前記判定手段が前記判定を行うための基準値を変更可能に設定する設定手段を備えることが好ましい。
【００２３】
上記の構成によれば、ユーザの指の大きさや、タッチパネル装置を備える携帯端末の形状に応じて、キャリブレーションを実行する条件を適宜設定することができる。
【００２４】
本発明に係る表示装置は、画像を表示するディスプレイと、前記ディスプレイ上に設けられるタッチパネルと、前記タッチパネルに対する入力操作を検出するタッチパネル装置とを備える表示装置であって、前記タッチパネル装置として、上記いずれかのタッチパネル装置を備えることを特徴としている。
【００２５】
上記の課題を解決するために、本発明に係るタッチパネル装置のキャリブレーション方法は、タッチパネルの状態の変化に基づいて、前記タッチパネルに対する入力操作を検出する検出ステップと、前記タッチパネルの入力受付領域外における状態の変化が所定以上であるか否かを判定する判定ステップと、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定された場合に、前記タッチパネルの状態のキャリブレーションを実行するキャリブレーション実行ステップとを有することを特徴としている。
【００２６】
上記の構成によれば、タッチパネルの入力受付領域外への指の接触等により、入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定された場合に、キャリブレーション実行ステップにおいて、タッチパネルの状態のキャリブレーションが実行される。これにより、検出ステップでは、入力受付領域に対する入力操作を正確に検出できるようになる。したがって、タッチパネルの入力受付領域外の状態にかかわらず、正確に入力操作を検出できるタッチパネル装置のキャリブレーション方法を実現することができる。
【００２７】
本発明に係るタッチパネル装置のキャリブレーション方法では、前記判定ステップでは、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出された範囲が所定範囲以上である場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することが好ましい。
【００２８】
本発明に係るタッチパネル装置のキャリブレーション方法では、前記判定ステップでは、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出され変化した状態が所定時間継続した場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することが好ましい。
【００２９】
本発明に係るタッチパネル装置のキャリブレーション方法では、前記判定ステップでは、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出された箇所が所定数以上である場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することが好ましい。
【００３０】
上記の構成によれば、入力受付領域外において、タッチパネルの状態の変化が検出された範囲が所定範囲以上である場合、タッチパネルの状態の変化が検出され変化した状態が所定時間継続した場合、および、タッチパネル状態の変化が検出された箇所が所定数以上である場合のいずれかの場合に、キャリブレーションが実行される。したがって、入力受付領域外に指が意図せずに接触した場合などに、入力操作が検出できなくなるといった不都合を回避することができる。
【００３１】
本発明に係るタッチパネル装置およびタッチパネル装置のキャリブレーション方法では、前記タッチパネルは、静電容量を備えた静電容量方式のタッチパネルであり、前記状態は、各静電容量の容量値であってもよい。
【００３２】
上記の構成によれば、各静電容量の容量値の変化に基づいて、タッチパネルに対する入力操作が検出され、入力受付領域外において、前記容量値の変化が所定以上である場合に、キャリブレーションが実行される。
【００３３】
本発明に係るプログラムは、上記タッチパネル装置を動作させるためのプログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させる。
【００３４】
上記プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録される。
【発明の効果】
【００３５】
以上のように、本発明に係るタッチパネル装置は、タッチパネルの状態の変化に基づいて、前記タッチパネルに対する入力操作を検出する検出手段と、前記タッチパネルの状態のキャリブレーションを実行するキャリブレーション手段と、前記タッチパネルの入力受付領域外における状態の変化が所定以上であるか否かを判定する判定手段とを備え、前記キャリブレーション手段は、前記判定手段が、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定した場合に、前記キャリブレーションを実行する。また、本発明に係るタッチパネル装置のキャリブレーション方法は、タッチパネルの状態の変化に基づいて、前記タッチパネルに対する入力操作を検出する検出ステップと、前記タッチパネルの入力受付領域外における状態の変化が所定以上であるか否かを判定する判定ステップと、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定された場合に、前記タッチパネルの状態のキャリブレーションを実行するキャリブレーション実行ステップとを有する。したがって、タッチパネル入力受付領域外の状態にかかわらず、正確に入力操作を検出できるタッチパネル装置およびタッチパネル装置のキャリブレーション方法を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係る携帯端末の概略構成を示すブロック図である。
【図２】上記携帯端末のタッチパネル装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態におけるキャリブレーションの実行手順を示すフローチャートである。
【図４】タッチパネル装置の検出部によって検出された、タッチパネルの各静電容量値の分布を示す図であり、（ａ）は、電源投入時の状態を示しており、（ｂ）は、キャリブレーション実行後の状態を示している。
【図５】タッチパネル装置の検出部によって検出された、タッチパネルの各静電容量値の分布を示す図であり、（ａ）は、入力受付領域外に指などが接触した状態を示しており、（ｂ）は、キャリブレーション実行後の状態を示している。
【図６】一般的な静電容量方式のタッチパネルの概略構成を示す図である。
【図７】タッチ操作が行われた状態における、タッチパネルの静電容量値の分布を示す図である。
【図８】キャリブレーション実行前における、タッチパネルの静電容量値の分布を示す図である。
【図９】（ａ）は、キャリブレーション実行後における、タッチパネルの静電容量値の分布を示す図であり、（ｂ）は、図９（ａ）に示す状態からタッチ操作が行われた場合の、タッチパネルの静電容量値の分布を示す図である。
【図１０】携帯端末の操作画面の一例を示す図である。
【図１１】入力受付領域外になどが接触した状態における、タッチパネルの静電容量値の分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明の実施の一形態について図１〜図５に基づいて説明すれば以下のとおりである。
【００３８】
（携帯端末の構成）
図１は、本実施形態に係る携帯端末１の概略構成を示すブロック図である。携帯端末１は、制御部１０、無線通信部２０、ディスプレイ３０、タッチパネル４０およびタッチパネル装置５０を備えている。
【００３９】
制御部１０は、携帯端末１の各種機能を制御するものである。例えば、制御部１０は、アプリケーションの実行制御、無線通信部２０によるデータの送受信制御、ディスプレイ３０における画像の表示制御などを行う。
【００４０】
無線通信部２０は、無線によって外部機器とのデータを送受信する機能を有している。
【００４１】
ディスプレイ３０は、携帯端末１を薄型に構成するために、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイのような平板型ディスプレイが好適に用いられる。
【００４２】
タッチパネル４０は、ディスプレイ３０の表示画面上でタッチ操作を行うために設けられる入力機器である。タッチパネル４０に対してタッチ操作が行われると、タッチパネル４０は、タッチ位置に応じた信号をタッチパネル装置５０に出力する。本実施形態では、タッチパネル４０として、静電容量方式のタッチパネルを用いており、タッチパネル４０の構成は、図６に示すタッチパネル１００と略同一であってもよい。
【００４３】
タッチパネル装置５０は、タッチパネル４０の出力信号に基づいて、タッチパネル４０に対する入力操作を検出し、検出した操作内容を制御部１０に出力するものである。また、使用環境の変動によって、タッチパネル４０の状態が変化しタッチパネル４０の出力にばらつきが生じるため、タッチパネル装置５０は、タッチ位置を正確に検出するために、タッチパネル４０の状態のキャリブレーション（感度キャリブレーション）を行う機能を有している。
【００４４】
（タッチパネル装置の構成）
図２は、タッチパネル装置５０の構成を示すブロック図である。タッチパネル装置５０は、検出部５１、校正値記憶部５２、キャリブレーション部５３、判定部５４、パラメータ記憶部５５およびパラメータ設定部５６を備えている。
【００４５】
検出部５１は、タッチパネル４０からの出力に基づいて、タッチパネル４０に対する入力操作を検出する機能を有している。より具体的には、検出部５１は、タッチパネル４０の静電容量値の変化がピークを示す位置をタッチ位置として検出し、当該タッチ位置を示す値を制御部１０および判定部５４に出力する。
【００４６】
校正値記憶部５２は、タッチパネル４０の状態（静電容量値のばらつき）にかかわらず、検出部５１が正確なタッチ位置を検出するための校正値を記憶するメモリである。検出部５１は、タッチパネル４０の出力から校正値記憶部５２に記憶された校正値を差し引いた値を出力する。
【００４７】
キャリブレーション部５３は、タッチパネル４０の状態のキャリブレーションを実行する機能を有している。具体的には、キャリブレーション部５３は、キャリブレーション実行時における各静電容量値を新たな校正値として校正値記憶部５２に記憶させる。例えば、タッチパネル４０に何も接触していない状態でキャリブレーションを実行することにより、校正値記憶部５２には、非接触状態における各静電容量値が校正値として記憶される。これにより、タッチパネル４０の出力から校正値を差し引いた値が、非接触状態からの各静電容量値の変化を示す値となるため、検出部５１は、正確にタッチ位置を検出することができる。
【００４８】
判定部５４は、キャリブレーション部５３によるキャリブレーションの実行要否を判定するものである。具体的には、判定部５４は、パラメータ記憶部５５に記憶された各種基準値（パラメータ）を参照して、タッチパネル４０の入力受付領域外における状態の変化すなわち、静電容量値の変化が所定以上であるか否かに基づいて、キャリブレーションの実行要否を判定している。本明細書において、入力受付領域とは、タッチパネル４０を備える機器に対する入力操作を有効に受け付けることができる領域を意味しており、例えば、アイコンの選択、画面の拡大・縮小、画面のスクロールなどの操作を受け付ける領域が挙げられる。
【００４９】
パラメータ記憶部５５は、判定部５４がキャリブレーションの実行要否の判定を行うためのパラメータを格納するメモリである。前記パラメータとして、パラメータ記憶部５５は、入力受付領域情報、タッチ範囲情報およびタッチ継続時間情報を記憶している。
【００５０】
後述するように、判定部５４は、タッチパネル４０の入力受付領域外において、静電容量値が変化したタッチ範囲がタッチ範囲情報の示す値以上であり、かつ、タッチ継続時間がタッチ継続時間情報の示す値以上である場合に、キャリブレーション部５３にキャリブレーションの実行を指示する。
【００５１】
パラメータ設定部５６は、パラメータ記憶部５５に記憶された各パラメータを変更可能に設定する機能を有している。例えば、ディスプレイ３０にパラメータの設定画面を表示させ、当該設定画面においてパラメータの変更を受け付けた場合に、パラメータ設定部５６は、タッチ範囲情報およびタッチ継続時間情報の各パラメータを変更する。また、入力受付領域は画面毎に異なるため、パラメータ設定部５６は、ディスプレイ３０に表示される画面が切り替わる毎に、制御部１０から入力される情報に基づき、切り替え後の画面の入力受付領域を示す入力受付領域情報を設定し、パラメータ記憶部５５に記憶させる。これにより、パラメータ記憶部５５が記憶する入力受付領域情報は、ディスプレイ３０に表示される画面に応じた入力受付領域を示す値に自動的に更新される。
【００５２】
本実施形態では、タッチ範囲情報が１ｃｍ２、タッチ継続時間情報が２秒に設定されている。これにより、判定部５４は、タッチパネル４０の入力受付領域外においてタッチ操作が検出され、タッチ範囲が所定範囲（１ｃｍ２）以上、かつ、タッチ継続時間が所定時間（２秒）以上である場合に、キャリブレーション部５３にキャリブレーションの実行を指示する。
【００５３】
なお、パラメータ記憶部５５に記憶された各パラメータは、携帯端末１のユーザによって書き換え可能であってもよく、あるいは、携帯端末１の製造時に設定され、その後、書き換え不可としてもよい。
【００５４】
例えば図１０に示すように、入力受付領域ＲＥ外の領域ＲＮに指などが接触し、その状態が所定時間継続した場合、キャリブレーションが実行され、当該状態における各静電容量値が校正値として校正値記憶部５２に記憶される。検出部５１の出力は、タッチパネル４０の出力から前記校正値を差し引いた値であるので、領域ＲＮに指などが接触した状態であっても、検出部５１からは、均一な静電容量値の分布を示す信号が出力される。したがって、領域ＲＮに指などが接触した状態のまま入力受付領域ＲＥに対してタッチ操作を行った場合、検出部５１は、ユーザのタッチ操作を正確に検出することができる。
【００５５】
（キャリブレーションの実行手順）
続いて、図３〜図５に基づいて、キャリブレーション部５３によるキャリブレーションの実行手順について説明する。
【００５６】
図３は、本実施形態におけるキャリブレーションの実行手順を示すフローチャートである。また、図４および図５は、検出部５１によって検出された、タッチパネル４０の各静電容量値の分布を示す図である。
【００５７】
図３において、まず携帯端末１に電源が投入されると（ステップＳ１）、キャリブレーション部５３は、キャリブレーションを実行する（ステップＳ２）。これにより、検出部５１が検出する各静電容量値の分布は、例えば、図４（ａ）に示す分布から図４（ｂ）に示す分布に校正される。
【００５８】
その後、タッチ操作が検出されると（ステップＳ３において「ＹＥＳ」）、判定部５４は、パラメータ記憶部５５に記憶された入力受付領域情報を参照して、タッチ位置が、タッチパネル４０の入力受付領域内であるか判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４において、タッチ位置が、タッチパネル４０の入力受付領域外である場合（ステップＳ４において「ＮＯ」）、判定部５４は、パラメータ記憶部５５に記憶されたタッチ範囲情報を参照して、タッチ範囲が所定範囲以上であるかを判定する（ステップＳ５）。ステップＳ５において、タッチ範囲が所定範囲以上である場合（ステップＳ５において「ＹＥＳ」）、判定部５４は、パラメータ記憶部５５に記憶されたタッチ継続時間情報を参照して、タッチされた状態のまま所定時間が経過したかを判定する（ステップＳ６）。ステップＳ６において、タッチされた状態のまま所定時間が経過した場合（ステップＳ６において「ＹＥＳ」）、判定部５４は、キャリブレーション部５３にキャリブレーションの実行を指示し、キャリブレーション部５３は、キャリブレーションを実行する（ステップＳ７）。
【００５９】
これにより、検出部５１が検出する各静電容量値の分布は、例えば、図５（ａ）に示す分布から図５（ｂ）に示す分布に校正される。したがって、入力受付領域外に指などが接触した状態であっても、入力受付領域に対する入力操作を支障なく行なうことができる。
【００６０】
なお、上記のステップＳ３は、特許請求の範囲に記載の検出ステップに対応する。また、ステップＳ４〜Ｓ６は、特許請求の範囲に記載の判定ステップの対応し、ステップＳ７は、特許請求の範囲に記載のキャリブレーション実行ステップに対応する。
【００６１】
その後、入力受付領域外において、接触していた指などが離れて、検出部５１がタッチを検出しなくなった場合、（ステップＳ８において「ＹＥＳ」）、検出部５１が検出する各静電容量値の分布は、図５（ａ）に示す分布を反転した分布となる。この状態では、入力受付領域に対するタッチ操作が行われても、静電容量値の変化のピークを読み取ることが困難となる。
【００６２】
この場合も、判定部５４は、入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定し、キャリブレーション部５３にキャリブレーションの実行を指示する。これにより、キャリブレーション部５３は、キャリブレーションを実行し（ステップＳ２）、検出部５１が検出する各静電容量値の分布は、再び図５（ｂ）に示すように均一な分布となる。
【００６３】
（パラメータの具体例）
上記において、判定部５４がキャリブレーションの実行可否を判定するためのパラメータについて、タッチ範囲が１ｃｍ２、タッチ継続時間が２秒に設定されていたが、パラメータの値はこれらに限定されない。上記のタッチ範囲は、指などが意図せずに入力受付領域外に触れた場合に想定される接触範囲の最小値に設定することが望ましい。同様に、上記のタッチ継続時間は、指などが意図せずに入力受付領域外に触れた場合に想定されるタッチ継続時間の最小値に設定することが望ましい。これらのパラメータは、例えば、ユーザの指の大きさや、携帯端末１の形状に応じて、適宜設定してもよい。
【００６４】
これにより、入力受付領域外において静電容量値の変化が検出されても、例えば、入力受付領域におけるタッチ操作の検出に影響のない程度の小さな物体（埃など）が接触した場合や、指などが瞬間的に触れた場合には、キャリブレーションは実行されない。したがって、不要なキャリブレーションの実行を防止することができる。
【００６５】
また、キャリブレーションの実行可否を判定するためのパラメータとして、入力受付領域外において状態の変化が検出された箇所の個数を示すタッチ数情報を含めてもよく、タッチ数が所定数以上である場合に、キャリブレーションを実行してもよい。当該所定数としては、通常の入力操作では検出されることのないタッチ数（例えば３）が設定される。
【００６６】
（ソフトウェアによる本発明の実施）
本実施形態に係るタッチパネル装置５０は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、タッチパネル装置５０の少なくとも一部の機能を、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【００６７】
すなわち、タッチパネル装置５０は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアであるタッチパネル装置５０のプログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、タッチパネル装置５０に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出して実行することによっても、達成可能である。
【００６８】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＣＤ−Ｒ／ＭＯ／ＭＤ／ＢＤ／ＤＶＤ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【００６９】
また、タッチパネル装置５０を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（ｖｉｒｔｕａｌ ｐｒｉｖａｔｅ ｎｅｔｗｏｒｋ）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【００７０】
（実施形態の総括）
上述した実施形態では、タッチパネルの入力受付領域外において、タッチ操作が検出され、タッチ範囲およびタッチ継続時間が所定以上である場合、および電源投入時に、キャリブレーションを実行する構成であったが、キャリブレーションが実行される条件はこれに限定されない。例えば、入力受付領域外におけるタッチ範囲が所定範囲以上である場合、入力受付領域外におけるタッチ継続時間が所定時間以上である場合、入力受付領域外におけるタッチ数が所定数以上である場合の少なくともいずれかの場合に、キャリブレーションを実行してもよい。さらに、タッチパネルが非接触状態であるときに、所定の周期でキャリブレーションを実行してもよい。
【００７１】
また、上述した実施形態では、タッチパネルに対する入力操作として、指などをタッチパネルに接触させるタッチ操作を想定したが、これに限定されない。タッチパネルに対する操作は、例えば、指などをタッチパネルに接近させることにより入力操作するホバー操作も含む。
【００７２】
また、上述した実施形態では、タッチパネルが静電容量方式のタッチパネルである場合について説明したが、これに限定されない。タッチパネルとして、抵抗膜方式、超音波方式、赤外線方式、電磁誘導方式のタッチパネルなど、他の方式のタッチパネルを用いることができる。
【００７３】
本発明は上述した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る。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を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。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、携帯端末だけでなく、タッチパネルを備えるあらゆる表示装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１ 携帯端末（表示装置）
１０ 制御部
２０ 無線通信部
３０ ディスプレイ
４０ タッチパネル
５０ タッチパネル装置
５１ 検出部（検出手段）
５２ 校正値記憶部
５３ キャリブレーション部（キャリブレーション手段）
５４ 判定部（判定手段）
５５ パラメータ記憶部
５６ パラメータ設定部（設定手段）
１００ タッチパネル
ＡＭＰ１〜ＡＭＰｎ アンプ
Ｃ１１〜Ｃｍｎ 静電容量
Ｃｆ１〜Ｃｆｎ 帰還容量
ＤＬ１〜ＤＬｎ ドライブライン
ＳＬ１〜ＳＬｍ センスライン
ＲＥ 入力受付領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルに対する入力操作を検出するタッチパネル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯端末やＰＤＡなどの電子機器は、ユーザが操作するための入力手段として、タッチパネルを用いる機器が主流となりつつある。タッチパネルは、ユーザの指が接触することにより、タッチ位置に応じた信号を出力する入力デバイスであり、タッチ位置を検出する方式として、抵抗膜方式や静電容量方式などがある。
【０００３】
図６は、一般的な静電容量方式のタッチパネル１００の概略構成を示している。タッチパネル１００は、ｍ行のセンスラインＳＬ１〜ＳＬｍ、ｎ列のドライブラインＤＬ１〜ＤＬｎ、ｍ×ｎ個の静電容量Ｃ１１〜Ｃｍｎ、ｎ個のアンプＡＭＰ１〜ＡＭＰｎ、ｎ個の帰還容量Ｃｆ１〜Ｃｆｎを備えている。帰還容量Ｃｆ１〜Ｃｆｎはそれぞれ、アンプＡＭＰ１〜ＡＭＰｎの負帰還回路に設けられている。ドライブラインＤＬ１〜ＤＬｎとセンスラインＳＬ１〜ＳＬｍとは、格子状に配置されており、静電容量Ｃ１１〜Ｃｍｎはそれぞれ、センスラインＳＬ１〜ＳＬｍとドライブラインＤＬ１〜ＤＬｎとの各交点に形成されている。センスラインＳＬ１〜ＳＬｍはそれぞれ、アンプＡＭＰ１〜ＡＭＰｎの反転入力端子に接続されている。アンプＡＭＰ１〜ＡＭＰｎの非反転入力端子は、接地されている。
【０００４】
ドライブラインＤＬ１〜ＤＬｎに、電圧ｈｉ１（Ｖ）〜ｈｉｍ（Ｖ）が順次印加されると、静電容量Ｃ１１〜Ｃｍｎに電荷が蓄えられる。タッチパネル１００に指が接近すると、対応する静電容量の容量値が変化し、その静電容量が接続されているセンスラインの電流値が変化する。これにより、アンプＡＭＰ１〜ＡＭＰｎの出力を読み取ることで、各静電容量Ｃ１１〜Ｃｍｎの容量値の変化を検出することができる。
【０００５】
図７は、タッチパネルの出力に基づいて検出された、静電容量の容量値（以下「静電容量値」とする）の分布を示している。指が接近すると、静電容量値の変化が生じるため、静電容量値の変化のピークを示す座標に基づいて、タッチ位置を検出することができる。
【０００６】
図７では、タッチされていない領域において、静電容量値の分布が平坦になっている。しかしながら、実際のタッチパネルでは、パネル形状のバラツキ、静電容量のバラツキなどによって、図８に示すように、タッチパネルに何も接触していない非接触状態であっても、静電容量値の分布が不均一となる。この場合、タッチパネルの感度が不均一であるため、タッチパネルに指が接近しても、静電容量値の変化のピークを読み取ることが困難である。
【０００７】
これに対し、タッチ位置を正確に検出するために、感度キャリブレーションを行う技術が提案されている（例えば、特許文献１）。具体的には、タッチパネルの出力値から、非接触状態における静電容量値の分布を差し引いた補正出力に基づいて、タッチ位置を検出する。
【０００８】
例えば、図８の分布を示す出力から、同一の分布を示す値を差し引くと、図９（ａ）に示すように、非接触状態において、平坦な分布を示す補正出力を得ることができる。キャリブレーション実行後にタッチ操作を行うと、図９（ｂ）に示すように、タッチ位置以外における静電容量値の分布が平坦であるので、タッチ位置を正確に検出することができる。
【０００９】
タッチパネルの静電容量値の分布は、温度変化、環境変動などにより変化するため、上記の感度キャリブレーションは、製造時の他、電源投入時などに定期的に行う必要がある。また、指が近接すると静電容量値の分布が変化するため、特許文献１には、指が近接していない状態で感度キャリブレーションを行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−２５７０４６号公報（２０１０年１１月１１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記の従来構成では、入力受付領域以外の領域に指などが接触した状態で、タッチ操作を行うことができないという問題が生ずる。
【００１２】
例えば、図１０に示す携帯端末の操作画面では、破線枠内の入力受付領域ＲＥにタッチ操作することにより、タッチ操作された入力受付領域ＲＥ内にアイコンで表示されているオブジェクトの選択を行うことができる。しかしながら、入力受付領域ＲＥ外の領域、例えば、操作画面左端の領域ＲＮに指などが接触した状態では、入力受付領域ＲＥにタッチ操作しても、オブジェクトの選択を行うことができない場合がある。
【００１３】
図１１は、図１０に示す操作画面の領域ＲＮに指が接触した状態における、タッチパネルの各静電容量値の分布を示している。この状態では、静電容量値の分布が不均一であるため、図１０に示す操作画面の入力受付領域ＲＥにタッチ操作をしても、静電容量値の変化のピークを検出することは難しい。
【００１４】
特に携帯端末を操作する場合、図１０に示す領域ＲＮは、携帯端末を保持する指が意図せずに接触することが多い領域である。このため、使用状態によっては、機器が故障していないにもかかわらず、入力受付領域ＲＥへのタッチ操作が検出されないという事態が頻繁に発生してしまう。
【００１５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、タッチパネル入力受付領域外の状態にかかわらず、正確に入力操作を検出できるタッチパネル装置およびタッチパネル装置のキャリブレーション方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために、本発明に係るタッチパネル装置は、タッチパネルの状態の変化に基づいて、前記タッチパネルに対する入力操作を検出する検出手段と、前記タッチパネルの状態のキャリブレーションを実行するキャリブレーション手段と、前記タッチパネルの入力受付領域外における状態の変化が所定以上であるか否かを判定する判定手段とを備え、前記キャリブレーション手段は、前記判定手段が、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定した場合に、前記キャリブレーションを実行することを特徴としている。
【００１７】
上記の構成によれば、タッチパネルの入力受付領域外への指の接触等により、入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定された場合に、キャリブレーション手段がタッチパネルの状態のキャリブレーションを実行する。これにより、検出手段は、入力受付領域に対する入力操作を正確に検出できるようになる。したがって、タッチパネルの入力受付領域外の状態にかかわらず、正確に入力操作を検出できるタッチパネル装置を実現することができる。
【００１８】
本発明に係るタッチパネル装置では、前記判定手段は、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出された範囲が所定範囲以上である場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することが好ましい。
【００１９】
本発明に係るタッチパネル装置では、前記判定手段は、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出され変化した状態が所定時間継続した場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することが好ましい。
【００２０】
本発明に係るタッチパネル装置では、前記判定手段は、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出された箇所が所定数以上である場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することが好ましい。
【００２１】
上記の構成によれば、入力受付領域外において、タッチパネルの状態の変化が検出された範囲が所定範囲以上である場合、タッチパネルの状態の変化が検出され変化した状態が所定時間継続した場合、および、タッチパネル状態の変化が検出された箇所が所定数以上である場合のいずれかの場合に、キャリブレーションが実行される。したがって、入力受付領域外に指が意図せずに接触した場合などに、入力操作が検出できなくなるといった不都合を回避することができる。
【００２２】
本発明に係るタッチパネル装置では、前記判定手段が前記判定を行うための基準値を変更可能に設定する設定手段を備えることが好ましい。
【００２３】
上記の構成によれば、ユーザの指の大きさや、タッチパネル装置を備える携帯端末の形状に応じて、キャリブレーションを実行する条件を適宜設定することができる。
【００２４】
本発明に係る表示装置は、画像を表示するディスプレイと、前記ディスプレイ上に設けられるタッチパネルと、前記タッチパネルに対する入力操作を検出するタッチパネル装置とを備える表示装置であって、前記タッチパネル装置として、上記いずれかのタッチパネル装置を備えることを特徴としている。
【００２５】
上記の課題を解決するために、本発明に係るタッチパネル装置のキャリブレーション方法は、タッチパネルの状態の変化に基づいて、前記タッチパネルに対する入力操作を検出する検出ステップと、前記タッチパネルの入力受付領域外における状態の変化が所定以上であるか否かを判定する判定ステップと、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定された場合に、前記タッチパネルの状態のキャリブレーションを実行するキャリブレーション実行ステップとを有することを特徴としている。
【００２６】
上記の構成によれば、タッチパネルの入力受付領域外への指の接触等により、入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定された場合に、キャリブレーション実行ステップにおいて、タッチパネルの状態のキャリブレーションが実行される。これにより、検出ステップでは、入力受付領域に対する入力操作を正確に検出できるようになる。したがって、タッチパネルの入力受付領域外の状態にかかわらず、正確に入力操作を検出できるタッチパネル装置のキャリブレーション方法を実現することができる。
【００２７】
本発明に係るタッチパネル装置のキャリブレーション方法では、前記判定ステップでは、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出された範囲が所定範囲以上である場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することが好ましい。
【００２８】
本発明に係るタッチパネル装置のキャリブレーション方法では、前記判定ステップでは、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出され変化した状態が所定時間継続した場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することが好ましい。
【００２９】
本発明に係るタッチパネル装置のキャリブレーション方法では、前記判定ステップでは、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出された箇所が所定数以上である場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することが好ましい。
【００３０】
上記の構成によれば、入力受付領域外において、タッチパネルの状態の変化が検出された範囲が所定範囲以上である場合、タッチパネルの状態の変化が検出され変化した状態が所定時間継続した場合、および、タッチパネル状態の変化が検出された箇所が所定数以上である場合のいずれかの場合に、キャリブレーションが実行される。したがって、入力受付領域外に指が意図せずに接触した場合などに、入力操作が検出できなくなるといった不都合を回避することができる。
【００３１】
本発明に係るタッチパネル装置およびタッチパネル装置のキャリブレーション方法では、前記タッチパネルは、静電容量を備えた静電容量方式のタッチパネルであり、前記状態は、各静電容量の容量値であってもよい。
【００３２】
上記の構成によれば、各静電容量の容量値の変化に基づいて、タッチパネルに対する入力操作が検出され、入力受付領域外において、前記容量値の変化が所定以上である場合に、キャリブレーションが実行される。
【００３３】
本発明に係るプログラムは、上記タッチパネル装置を動作させるためのプログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させる。
【００３４】
上記プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録される。
【発明の効果】
【００３５】
以上のように、本発明に係るタッチパネル装置は、タッチパネルの状態の変化に基づいて、前記タッチパネルに対する入力操作を検出する検出手段と、前記タッチパネルの状態のキャリブレーションを実行するキャリブレーション手段と、前記タッチパネルの入力受付領域外における状態の変化が所定以上であるか否かを判定する判定手段とを備え、前記キャリブレーション手段は、前記判定手段が、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定した場合に、前記キャリブレーションを実行する。また、本発明に係るタッチパネル装置のキャリブレーション方法は、タッチパネルの状態の変化に基づいて、前記タッチパネルに対する入力操作を検出する検出ステップと、前記タッチパネルの入力受付領域外における状態の変化が所定以上であるか否かを判定する判定ステップと、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定された場合に、前記タッチパネルの状態のキャリブレーションを実行するキャリブレーション実行ステップとを有する。したがって、タッチパネル入力受付領域外の状態にかかわらず、正確に入力操作を検出できるタッチパネル装置およびタッチパネル装置のキャリブレーション方法を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係る携帯端末の概略構成を示すブロック図である。
【図２】上記携帯端末のタッチパネル装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態におけるキャリブレーションの実行手順を示すフローチャートである。
【図４】タッチパネル装置の検出部によって検出された、タッチパネルの各静電容量値の分布を示す図であり、（ａ）は、電源投入時の状態を示しており、（ｂ）は、キャリブレーション実行後の状態を示している。
【図５】タッチパネル装置の検出部によって検出された、タッチパネルの各静電容量値の分布を示す図であり、（ａ）は、入力受付領域外に指などが接触した状態を示しており、（ｂ）は、キャリブレーション実行後の状態を示している。
【図６】一般的な静電容量方式のタッチパネルの概略構成を示す図である。
【図７】タッチ操作が行われた状態における、タッチパネルの静電容量値の分布を示す図である。
【図８】キャリブレーション実行前における、タッチパネルの静電容量値の分布を示す図である。
【図９】（ａ）は、キャリブレーション実行後における、タッチパネルの静電容量値の分布を示す図であり、（ｂ）は、図９（ａ）に示す状態からタッチ操作が行われた場合の、タッチパネルの静電容量値の分布を示す図である。
【図１０】携帯端末の操作画面の一例を示す図である。
【図１１】入力受付領域外になどが接触した状態における、タッチパネルの静電容量値の分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明の実施の一形態について図１〜図５に基づいて説明すれば以下のとおりである。
【００３８】
（携帯端末の構成）
図１は、本実施形態に係る携帯端末１の概略構成を示すブロック図である。携帯端末１は、制御部１０、無線通信部２０、ディスプレイ３０、タッチパネル４０およびタッチパネル装置５０を備えている。
【００３９】
制御部１０は、携帯端末１の各種機能を制御するものである。例えば、制御部１０は、アプリケーションの実行制御、無線通信部２０によるデータの送受信制御、ディスプレイ３０における画像の表示制御などを行う。
【００４０】
無線通信部２０は、無線によって外部機器とのデータを送受信する機能を有している。
【００４１】
ディスプレイ３０は、携帯端末１を薄型に構成するために、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイのような平板型ディスプレイが好適に用いられる。
【００４２】
タッチパネル４０は、ディスプレイ３０の表示画面上でタッチ操作を行うために設けられる入力機器である。タッチパネル４０に対してタッチ操作が行われると、タッチパネル４０は、タッチ位置に応じた信号をタッチパネル装置５０に出力する。本実施形態では、タッチパネル４０として、静電容量方式のタッチパネルを用いており、タッチパネル４０の構成は、図６に示すタッチパネル１００と略同一であってもよい。
【００４３】
タッチパネル装置５０は、タッチパネル４０の出力信号に基づいて、タッチパネル４０に対する入力操作を検出し、検出した操作内容を制御部１０に出力するものである。また、使用環境の変動によって、タッチパネル４０の状態が変化しタッチパネル４０の出力にばらつきが生じるため、タッチパネル装置５０は、タッチ位置を正確に検出するために、タッチパネル４０の状態のキャリブレーション（感度キャリブレーション）を行う機能を有している。
【００４４】
（タッチパネル装置の構成）
図２は、タッチパネル装置５０の構成を示すブロック図である。タッチパネル装置５０は、検出部５１、校正値記憶部５２、キャリブレーション部５３、判定部５４、パラメータ記憶部５５およびパラメータ設定部５６を備えている。
【００４５】
検出部５１は、タッチパネル４０からの出力に基づいて、タッチパネル４０に対する入力操作を検出する機能を有している。より具体的には、検出部５１は、タッチパネル４０の静電容量値の変化がピークを示す位置をタッチ位置として検出し、当該タッチ位置を示す値を制御部１０および判定部５４に出力する。
【００４６】
校正値記憶部５２は、タッチパネル４０の状態（静電容量値のばらつき）にかかわらず、検出部５１が正確なタッチ位置を検出するための校正値を記憶するメモリである。検出部５１は、タッチパネル４０の出力から校正値記憶部５２に記憶された校正値を差し引いた値を出力する。
【００４７】
キャリブレーション部５３は、タッチパネル４０の状態のキャリブレーションを実行する機能を有している。具体的には、キャリブレーション部５３は、キャリブレーション実行時における各静電容量値を新たな校正値として校正値記憶部５２に記憶させる。例えば、タッチパネル４０に何も接触していない状態でキャリブレーションを実行することにより、校正値記憶部５２には、非接触状態における各静電容量値が校正値として記憶される。これにより、タッチパネル４０の出力から校正値を差し引いた値が、非接触状態からの各静電容量値の変化を示す値となるため、検出部５１は、正確にタッチ位置を検出することができる。
【００４８】
判定部５４は、キャリブレーション部５３によるキャリブレーションの実行要否を判定するものである。具体的には、判定部５４は、パラメータ記憶部５５に記憶された各種基準値（パラメータ）を参照して、タッチパネル４０の入力受付領域外における状態の変化すなわち、静電容量値の変化が所定以上であるか否かに基づいて、キャリブレーションの実行要否を判定している。本明細書において、入力受付領域とは、タッチパネル４０を備える機器に対する入力操作を有効に受け付けることができる領域を意味しており、例えば、アイコンの選択、画面の拡大・縮小、画面のスクロールなどの操作を受け付ける領域が挙げられる。
【００４９】
パラメータ記憶部５５は、判定部５４がキャリブレーションの実行要否の判定を行うためのパラメータを格納するメモリである。前記パラメータとして、パラメータ記憶部５５は、入力受付領域情報、タッチ範囲情報およびタッチ継続時間情報を記憶している。
【００５０】
後述するように、判定部５４は、タッチパネル４０の入力受付領域外において、静電容量値が変化したタッチ範囲がタッチ範囲情報の示す値以上であり、かつ、タッチ継続時間がタッチ継続時間情報の示す値以上である場合に、キャリブレーション部５３にキャリブレーションの実行を指示する。
【００５１】
パラメータ設定部５６は、パラメータ記憶部５５に記憶された各パラメータを変更可能に設定する機能を有している。例えば、ディスプレイ３０にパラメータの設定画面を表示させ、当該設定画面においてパラメータの変更を受け付けた場合に、パラメータ設定部５６は、タッチ範囲情報およびタッチ継続時間情報の各パラメータを変更する。また、入力受付領域は画面毎に異なるため、パラメータ設定部５６は、ディスプレイ３０に表示される画面が切り替わる毎に、制御部１０から入力される情報に基づき、切り替え後の画面の入力受付領域を示す入力受付領域情報を設定し、パラメータ記憶部５５に記憶させる。これにより、パラメータ記憶部５５が記憶する入力受付領域情報は、ディスプレイ３０に表示される画面に応じた入力受付領域を示す値に自動的に更新される。
【００５２】
本実施形態では、タッチ範囲情報が１ｃｍ２、タッチ継続時間情報が２秒に設定されている。これにより、判定部５４は、タッチパネル４０の入力受付領域外においてタッチ操作が検出され、タッチ範囲が所定範囲（１ｃｍ２）以上、かつ、タッチ継続時間が所定時間（２秒）以上である場合に、キャリブレーション部５３にキャリブレーションの実行を指示する。
【００５３】
なお、パラメータ記憶部５５に記憶された各パラメータは、携帯端末１のユーザによって書き換え可能であってもよく、あるいは、携帯端末１の製造時に設定され、その後、書き換え不可としてもよい。
【００５４】
例えば図１０に示すように、入力受付領域ＲＥ外の領域ＲＮに指などが接触し、その状態が所定時間継続した場合、キャリブレーションが実行され、当該状態における各静電容量値が校正値として校正値記憶部５２に記憶される。検出部５１の出力は、タッチパネル４０の出力から前記校正値を差し引いた値であるので、領域ＲＮに指などが接触した状態であっても、検出部５１からは、均一な静電容量値の分布を示す信号が出力される。したがって、領域ＲＮに指などが接触した状態のまま入力受付領域ＲＥに対してタッチ操作を行った場合、検出部５１は、ユーザのタッチ操作を正確に検出することができる。
【００５５】
（キャリブレーションの実行手順）
続いて、図３〜図５に基づいて、キャリブレーション部５３によるキャリブレーションの実行手順について説明する。
【００５６】
図３は、本実施形態におけるキャリブレーションの実行手順を示すフローチャートである。また、図４および図５は、検出部５１によって検出された、タッチパネル４０の各静電容量値の分布を示す図である。
【００５７】
図３において、まず携帯端末１に電源が投入されると（ステップＳ１）、キャリブレーション部５３は、キャリブレーションを実行する（ステップＳ２）。これにより、検出部５１が検出する各静電容量値の分布は、例えば、図４（ａ）に示す分布から図４（ｂ）に示す分布に校正される。
【００５８】
その後、タッチ操作が検出されると（ステップＳ３において「ＹＥＳ」）、判定部５４は、パラメータ記憶部５５に記憶された入力受付領域情報を参照して、タッチ位置が、タッチパネル４０の入力受付領域内であるか判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４において、タッチ位置が、タッチパネル４０の入力受付領域外である場合（ステップＳ４において「ＮＯ」）、判定部５４は、パラメータ記憶部５５に記憶されたタッチ範囲情報を参照して、タッチ範囲が所定範囲以上であるかを判定する（ステップＳ５）。ステップＳ５において、タッチ範囲が所定範囲以上である場合（ステップＳ５において「ＹＥＳ」）、判定部５４は、パラメータ記憶部５５に記憶されたタッチ継続時間情報を参照して、タッチされた状態のまま所定時間が経過したかを判定する（ステップＳ６）。ステップＳ６において、タッチされた状態のまま所定時間が経過した場合（ステップＳ６において「ＹＥＳ」）、判定部５４は、キャリブレーション部５３にキャリブレーションの実行を指示し、キャリブレーション部５３は、キャリブレーションを実行する（ステップＳ７）。
【００５９】
これにより、検出部５１が検出する各静電容量値の分布は、例えば、図５（ａ）に示す分布から図５（ｂ）に示す分布に校正される。したがって、入力受付領域外に指などが接触した状態であっても、入力受付領域に対する入力操作を支障なく行なうことができる。
【００６０】
なお、上記のステップＳ３は、特許請求の範囲に記載の検出ステップに対応する。また、ステップＳ４〜Ｓ６は、特許請求の範囲に記載の判定ステップの対応し、ステップＳ７は、特許請求の範囲に記載のキャリブレーション実行ステップに対応する。
【００６１】
その後、入力受付領域外において、接触していた指などが離れて、検出部５１がタッチを検出しなくなった場合、（ステップＳ８において「ＹＥＳ」）、検出部５１が検出する各静電容量値の分布は、図５（ａ）に示す分布を反転した分布となる。この状態では、入力受付領域に対するタッチ操作が行われても、静電容量値の変化のピークを読み取ることが困難となる。
【００６２】
この場合も、判定部５４は、入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定し、キャリブレーション部５３にキャリブレーションの実行を指示する。これにより、キャリブレーション部５３は、キャリブレーションを実行し（ステップＳ２）、検出部５１が検出する各静電容量値の分布は、再び図５（ｂ）に示すように均一な分布となる。
【００６３】
（パラメータの具体例）
上記において、判定部５４がキャリブレーションの実行可否を判定するためのパラメータについて、タッチ範囲が１ｃｍ２、タッチ継続時間が２秒に設定されていたが、パラメータの値はこれらに限定されない。上記のタッチ範囲は、指などが意図せずに入力受付領域外に触れた場合に想定される接触範囲の最小値に設定することが望ましい。同様に、上記のタッチ継続時間は、指などが意図せずに入力受付領域外に触れた場合に想定されるタッチ継続時間の最小値に設定することが望ましい。これらのパラメータは、例えば、ユーザの指の大きさや、携帯端末１の形状に応じて、適宜設定してもよい。
【００６４】
これにより、入力受付領域外において静電容量値の変化が検出されても、例えば、入力受付領域におけるタッチ操作の検出に影響のない程度の小さな物体（埃など）が接触した場合や、指などが瞬間的に触れた場合には、キャリブレーションは実行されない。したがって、不要なキャリブレーションの実行を防止することができる。
【００６５】
また、キャリブレーションの実行可否を判定するためのパラメータとして、入力受付領域外において状態の変化が検出された箇所の個数を示すタッチ数情報を含めてもよく、タッチ数が所定数以上である場合に、キャリブレーションを実行してもよい。当該所定数としては、通常の入力操作では検出されることのないタッチ数（例えば３）が設定される。
【００６６】
（ソフトウェアによる本発明の実施）
本実施形態に係るタッチパネル装置５０は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、タッチパネル装置５０の少なくとも一部の機能を、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【００６７】
すなわち、タッチパネル装置５０は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアであるタッチパネル装置５０のプログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、タッチパネル装置５０に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出して実行することによっても、達成可能である。
【００６８】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＣＤ−Ｒ／ＭＯ／ＭＤ／ＢＤ／ＤＶＤ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【００６９】
また、タッチパネル装置５０を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（ｖｉｒｔｕａｌ ｐｒｉｖａｔｅ ｎｅｔｗｏｒｋ）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【００７０】
（実施形態の総括）
上述した実施形態では、タッチパネルの入力受付領域外において、タッチ操作が検出され、タッチ範囲およびタッチ継続時間が所定以上である場合、および電源投入時に、キャリブレーションを実行する構成であったが、キャリブレーションが実行される条件はこれに限定されない。例えば、入力受付領域外におけるタッチ範囲が所定範囲以上である場合、入力受付領域外におけるタッチ継続時間が所定時間以上である場合、入力受付領域外におけるタッチ数が所定数以上である場合の少なくともいずれかの場合に、キャリブレーションを実行してもよい。さらに、タッチパネルが非接触状態であるときに、所定の周期でキャリブレーションを実行してもよい。
【００７１】
また、上述した実施形態では、タッチパネルに対する入力操作として、指などをタッチパネルに接触させるタッチ操作を想定したが、これに限定されない。タッチパネルに対する操作は、例えば、指などをタッチパネルに接近させることにより入力操作するホバー操作も含む。
【００７２】
また、上述した実施形態では、タッチパネルが静電容量方式のタッチパネルである場合について説明したが、これに限定されない。タッチパネルとして、抵抗膜方式、超音波方式、赤外線方式、電磁誘導方式のタッチパネルなど、他の方式のタッチパネルを用いることができる。
【００７３】
本発明は上述した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る。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を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。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、携帯端末だけでなく、タッチパネルを備えるあらゆる表示装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１ 携帯端末（表示装置）
１０ 制御部
２０ 無線通信部
３０ ディスプレイ
４０ タッチパネル
５０ タッチパネル装置
５１ 検出部（検出手段）
５２ 校正値記憶部
５３ キャリブレーション部（キャリブレーション手段）
５４ 判定部（判定手段）
５５ パラメータ記憶部
５６ パラメータ設定部（設定手段）
１００ タッチパネル
ＡＭＰ１〜ＡＭＰｎ アンプ
Ｃ１１〜Ｃｍｎ 静電容量
Ｃｆ１〜Ｃｆｎ 帰還容量
ＤＬ１〜ＤＬｎ ドライブライン
ＳＬ１〜ＳＬｍ センスライン
ＲＥ 入力受付領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチパネルの状態の変化に基づいて、前記タッチパネルに対する入力操作を検出する検出手段と、
前記タッチパネルの状態のキャリブレーションを実行するキャリブレーション手段と、
前記タッチパネルの入力受付領域外における状態の変化が所定以上であるか否かを判定する判定手段とを備え、
前記キャリブレーション手段は、前記判定手段が、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定した場合に、前記キャリブレーションを実行することを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出された範囲が所定範囲以上である場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出され変化した状態が所定時間継続した場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出された箇所が所定数以上である場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
前記判定手段が前記判定を行うための基準値を変更可能に設定する設定手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のタッチパネル装置。
【請求項６】
前記タッチパネルは、静電容量を備えた静電容量方式のタッチパネルであり、
前記状態は、各静電容量の容量値であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のタッチパネル装置。
【請求項７】
画像を表示するディスプレイと、前記ディスプレイ上に設けられるタッチパネルと、前記タッチパネルに対する入力操作を検出するタッチパネル装置とを備える表示装置であって、
前記タッチパネル装置として、請求項１〜６のいずれか１項に記載のタッチパネル装置を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
タッチパネルの状態の変化に基づいて、前記タッチパネルに対する入力操作を検出する検出ステップと、
前記タッチパネルの入力受付領域外における状態の変化が所定以上であるか否かを判定する判定ステップと、
前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定された場合に、前記タッチパネルの状態のキャリブレーションを実行するキャリブレーション実行ステップとを有することを特徴とするタッチパネル装置のキャリブレーション方法。
【請求項９】
前記判定ステップでは、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出された範囲が所定範囲以上である場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することを特徴とする請求項８に記載のキャリブレーション方法。
【請求項１０】
前記判定ステップでは、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出され変化した状態が所定時間継続した場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することを特徴とする請求項８に記載のキャリブレーション方法。
【請求項１１】
前記判定ステップでは、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出された箇所が所定数以上である場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することを特徴とする請求項８に記載のキャリブレーション方法。
【請求項１２】
前記タッチパネルは、静電容量を備えた静電容量方式のタッチパネルであり、
前記状態は、各静電容量の容量値であることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載のキャリブレーション方法。
【請求項１３】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のタッチパネル装置を動作させるためのプログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１】
タッチパネルの状態の変化に基づいて、前記タッチパネルに対する入力操作を検出する検出手段と、
前記タッチパネルの状態のキャリブレーションを実行するキャリブレーション手段と、
前記タッチパネルの入力受付領域外における状態の変化が所定以上であるか否かを判定する判定手段とを備え、
前記キャリブレーション手段は、前記判定手段が、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定した場合に、前記キャリブレーションを実行することを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出された範囲が所定範囲以上である場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出され変化した状態が所定時間継続した場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出された箇所が所定数以上である場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
前記判定手段が前記判定を行うための基準値を変更可能に設定する設定手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のタッチパネル装置。
【請求項６】
前記タッチパネルは、静電容量を備えた静電容量方式のタッチパネルであり、
前記状態は、各静電容量の容量値であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のタッチパネル装置。
【請求項７】
画像を表示するディスプレイと、前記ディスプレイ上に設けられるタッチパネルと、前記タッチパネルに対する入力操作を検出するタッチパネル装置とを備える表示装置であって、
前記タッチパネル装置として、請求項１〜６のいずれか１項に記載のタッチパネル装置を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
タッチパネルの状態の変化に基づいて、前記タッチパネルに対する入力操作を検出する検出ステップと、
前記タッチパネルの入力受付領域外における状態の変化が所定以上であるか否かを判定する判定ステップと、
前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定された場合に、前記タッチパネルの状態のキャリブレーションを実行するキャリブレーション実行ステップとを有することを特徴とするタッチパネル装置のキャリブレーション方法。
【請求項９】
前記判定ステップでは、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出された範囲が所定範囲以上である場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することを特徴とする請求項８に記載のキャリブレーション方法。
【請求項１０】
前記判定ステップでは、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出され変化した状態が所定時間継続した場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することを特徴とする請求項８に記載のキャリブレーション方法。
【請求項１１】
前記判定ステップでは、前記入力受付領域外において、前記状態の変化が検出された箇所が所定数以上である場合に、前記入力受付領域外における状態の変化が所定以上であると判定することを特徴とする請求項８に記載のキャリブレーション方法。
【請求項１２】
前記タッチパネルは、静電容量を備えた静電容量方式のタッチパネルであり、
前記状態は、各静電容量の容量値であることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載のキャリブレーション方法。
【請求項１３】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のタッチパネル装置を動作させるためのプログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図１０】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図１０】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２４２８６０（Ｐ２０１２−２４２８６０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０８７８７（Ｐ２０１１−１０８７８７）
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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