JP4346572B2 - タッチパネル装置におけるノイズ除去のための制御方法および装置並びにタッチパネル装置 - Google Patents

Description

本発明は、指などの物体の接触による表面弾性波の減衰位置を検知して物体の接触位置を検出するタッチパネル装置、およびその検出におけるノイズ除去のための制御方法および装置に関する。

パーソナルコンピュータやモバイルコンピュータまたは携帯情報端末装置（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの入力装置として、表示装置の表示面上に指やペンを接触することにより情報の入力を行うタッチパネル装置がしばしば用いられる。

そのようなタッチパネル装置として、表面弾性波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）を利用したものがある。これは、表面弾性波を励振しまたは受信するトランスデューサをタッチ領域の左右上下に配置し、タッチ領域に指などが接触したときにその接触位置を表面弾性波の減衰位置に基づいて検出する。そのようなタッチパネル装置として、圧電薄膜を櫛形電極と平板電極とで挟み込むことによって１つの面に１つの電極のみを配置する電極構造のトランスデューサ（ＳＰＴ：Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｈａｓｅ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）を用い、且つ、くの字形の櫛形電極を連続して配置するシェブロン形電極構成としたタッチパネル装置を、本出願人は先に提案した（特許文献１）。

そのタッチパネル装置は、矩形状の透明な基板の上縁部および下縁部に励振用のトランスデューサが、左縁部および右縁部に受信用のトランスデューサが、それぞれ合計４つ配置されて構成される。４つのトランスデューサで囲まれた部分がタッチ領域である。

上下に配置されたトランスデューサにバースト波による励振電圧を交互に印加して表面弾性波を発生させる。発生した表面弾性波を基板によって対角線の方向に沿って伝播させ、左右に配置されたトランスデューサで受信する。表面弾性波は、対角線と平行に伝播するので、対角線に近いほど伝播距離が長くなり、到達までの時間が長くなる。したがって、受信用のトランスデューサからは１回のバースト波に基づく時系列の受信信号（タイムドメイン波形）が得られる。

タッチ領域の１ヵ所に指やペンなどを接触させると、接触した部分の表面弾性波が減衰する。それに対応して受信信号のレベルが低下し、レベルの低下した位置に基づいて指などの接触位置を検出することができる。

受信信号（タイムドメイン波形）のレベルの低下を検出するために、メモリに予め記憶したタイムドメイン波形（スライスデータ）との差を求める。指などの接触によるレベルの低下があれば、両者の差が広がる。この差がしきい値（スライスレベル）を越えた場合に指などが接触したと判断する。スライスレベルを小さく設定すれば、僅かな差で検出が可能となる。すなわち検出感度（タッチ感度）が増す。

指などの接触による筆圧（荷重）と表面弾性波の減衰量とはほぼ比例するが、小さな筆圧で指などの接触を検出するためには、できるだけ小さいスライスレベルを用いて検出を行うことが好ましい。
特開２００４−１７１２１３

上に述べたように、検出感度を向上させるにはスライスレベルを小さく設定すればよい。ところが、タッチ領域の表面の汚れや外来電波などのノイズにより、受信したタイムドメイン波形に検出感度に対して無視できない揺らぎの生じる可能性のあることが分かった。つまり、検出感度を高くした場合に、ノイズなどによる揺らぎによって生じた差がしきい値を越えてしまい、誤って接触を検出してしまうことがある。

この問題に対しては、受信したタイムドメイン波形に平滑化処理を加えて揺らぎを低減することができ、これによってノイズなどの影響をかなり軽減することができる。しかし、スパイクノイズなどのような変化量の大きいノイズを拾ってしまうと、そのようなノイズまでも除去することは極めて困難であり、これによって誤検出となる可能性がある。

特に近年における携帯電話の普及によって、携帯電話から発射される極超短波帯の電波によるノイズの影響を無視することができなくなっている。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、タッチパネル装置の検出感度を高めるとともに、携帯電話などによるノイズの影響によって誤検出となることを防止することを目的とする。

本発明に係る制御方法は、バースト波の印加によって表面弾性波を励振する励振トランスデューサおよび表面弾性波を受信して受信信号に変換する受信トランスデューサが検出領域の周辺部に配置され、前記受信信号の変化によって検出領域に接触する物体の位置を検出するタッチパネル装置における物体の位置検出のための制御方法であって、複数回連続して前記バースト波を印加し、前記複数回のうちの１回の前記バースト波に基づく前記受信信号について、前記複数回のうちの他の１回の前記バースト波に基づく受信信号との差分を検出し、検出された前記差分が設定された第１のしきい値を越えるときに、第１のノイズが存在すると判断し、前記複数回の前記バースト波に基づく前記受信信号が得られる期間以外の期間においてノイズフロアのレベルが設定された第２のしきい値を越えるときに、第２のノイズが存在すると判断し、前記第１のノイズおよび前記第２のノイズのいずれもが存在しないと判断されたときに、前記複数回の前記バースト波に基づく前記受信信号を平滑して得られる平均的な受信信号に基づいて物体の位置を検出する、ように制御する。

好ましくは、前記差分の検出に際し、前記複数回のうちの１回の前記バースト波に基づく前記受信信号とその１回前の前記バースト波に基づく前記受信信号との差分を検出する。また、検出された前記差分が設定されたしきい値を越えるときに、設定されたウエイト時間が経過するまで前記バースト波の印加を停止し、前記ウエイト時間が経過した後に、前記バースト波の印加を再開する。

また、ノイズフロアのレベルが設定された第２のしきい値を越えるときに、設定されたウエイト時間が経過するまで前記バースト波の印加を停止し、前記ウエイト時間が経過した後に、前記バースト波の印加を再開する。

本発明に係る装置は、複数回連続して前記バースト波を印加する発振手段と、前記複数回のうちの１回の前記バースト波に基づく前記受信信号について、前記複数回のうちの他の１回の前記バースト波に基づく受信信号との差分を検出する差分検出手段と、検出された前記差分が第１の設定されたしきい値を越えたことによって第１のノイズを検出する第１のノイズ検出手段と、前記複数回の前記バースト波に基づく前記受信信号が得られる期間以外の期間においてノイズフロアのレベルが設定された第２のしきい値を越えたことによって第２のノイズを検出する第２のノイズ検出手段と、前記第１のノイズおよび前記第２のノイズのいずれもが検出されなかったときに、前記複数回の前記バースト波に基づく前記受信信号を平滑して得られる平均的な受信信号に基づいて物体の位置を検出するように制御する制御手段とを有する。

また、検出された前記差分が設定されたしきい値を越えた回数をカウントするカウント手段と、前記カウント手段のカウント値が所定値を越えたときに前記しきい値を変更するしきい値変更手段とを有する。

本発明のタッチパネル装置は、複数回連続して前記バースト波を出力する発振手段と、前記受信信号をＡＤ変換してデジタルの受信データに変換するＡＤ変換器と、前記複数回の前記バースト波に基づく前記受信データを平滑して平均的な受信データを得る平滑化手段と、前記平均的な受信データを予め記憶された基準データと比較して前記検出領域に接触する物体の位置を検出する物体検出手段と、前記複数回のうちの１回の前記バースト波に基づく前記受信データについて、前記複数回のうちの他の１回の前記バースト波に基づく受信データとの差分を検出する差分検出手段と、検出された前記差分が設定された第１のしきい値を越えたことによって第１のノイズを検出する第１のノイズ検出手段と、前記複数回の前記バースト波に基づく前記受信データが得られる期間以外の期間においてノイズフロアのレベルが設定された第２のしきい値を越えたことによって第２のノイズを検出する第２のノイズ検出手段と、前記第１のノイズおよび前記第２のノイズのいずれもが検出されなかったときに、前記物体検出手段によって物体の位置を検出するように制御する制御手段とを有して構成される。

本発明によると、タッチパネル装置の検出感度が高められるとともに、携帯電話などによるノイズの影響によって誤検出となることが防止される。

図１は本発明の実施形態に係るタッチパネル装置１の正面図である。

図１において、タッチパネル装置１は、矩形状の透明なガラス基板１１の周辺部に４つのトランスデューサ２０ａ〜ｄが設けられ、さらにその外周に沿って配線電極３０ａ〜ｄ、３１ａ〜ｄが設けられることによって構成されている。タッチパネル装置１の中央部、つまりトランスデューサ２０ａ〜ｄで囲まれた矩形状の部分は、タッチ領域ＴＥとなっている。

上辺部および下辺部に設けられた２つのトランスデューサ２０ａ，ｂは励振用であり、左辺部および右辺部に設けられた２つのトランスデューサ２０ｃ，ｄは受信用である。励振用のトランスデューサ２０ａ，ｂにバースト波による励振電圧（励振信号、図４参照）を印加して表面弾性波を発生させ、発生した表面弾性波をガラス基板１１によって対角線の方向に沿って伝播させ、受信用のトランスデューサ２０ｃ，ｄで受信する。

具体的には、上辺部のトランスデューサ２０ａからの表面弾性波は右下斜め方向（チャンネル１）および左下斜め方向（チャンネル２）に伝播されて右辺部および左辺部のトランスデューサ２０ｃ，ｄでそれぞれ受信され、下辺部のトランスデューサ２０ｂからの表面弾性波は右上斜め方向（チャンネル３）および左上斜め方向（チャンネル４）に伝播されて右辺部および左辺部のトランスデューサ２０ｃ，ｄでそれぞれ受信される。なお、励振用の２つのトランスデューサ２０ａ，ｂへの励振電圧の印加は、互いに時間をずらせて交互に行われる。

表面弾性波の伝播に要する時間はその距離に比例するので、表面弾性波が受信用のトランスデューサ２０ｃ，ｄに到達するのに、送信用のトランスデューサ２０ａ，ｂからそれぞれ遠い方の端部にいく程遅延する。したがって、受信用の各トランスデューサ２０ｃ，ｄでの受信信号は、表面弾性波が最初に到達したときから最後に到達するまでの間において若干減衰しながら持続する（図４および図６参照）。タッチ領域ＴＥの１ヵ所に指やペンなどを接触させると、接触した部分の表面弾性波が減衰する。それに対応して受信信号のレベルが低下する。受信信号のレベルが減衰した位置に基づいて、接触位置を検出する。

図２はタッチパネル装置１の駆動制御部３の機能的な構成の例を示すブロック図、図３は駆動制御部３の回路の例を示す図、図４は励振信号および受信信号の例を示す図、図５はバースト波の１回分の励振信号を示す図、図６は受信信号の例を示す図、図７は受信信号を受信データにＡＤ変換する様子を示す図、図８は携帯電話によるノイズを含んだ受信信号の例を示す図、図９はノイズを含んだ受信信号の差分の例を示す図、図１０は受信信号の差分によってノイズ検出が行われる原理を説明する図、図１１はノイズフロアのノイズ検出の様子を示す図である。

図２において、駆動制御部３は、発振部４１、受信部４２、平滑化部４３、ノイズ検出部４４、および制御部４５を有する。

発振部４１は、励振用のトランスデューサ２０ａ，ｂにバースト波ＢＷを印加するためのものである。発振部４１は、周波数制御器５１、発振器５２、周波数カウンタ５３などからなる。発振器５２はＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator ）であり、発振器５２および水晶振動子を用いた周波数制御器５１によってＰＬＬ（Phase lock loop)が構成されている。これによって、発振器５２から、図５に示すようなパルス列からなる励振信号Ｓ１が出力される。なお、本実施形態においては方形波のパルス列を用いたが、正弦波、その他の波形の信号でもよい。

周波数カウンタ５３には、制御部４５からの指示による値が設定される。設定値によって、発振器５２が出力する励振信号Ｓ１のパルスの数が決定される。つまり、基準信号Ｓ０によってゲートが開くと、発振器５２からの励振信号Ｓ１のパルスがトランスデューサ２０ａ，ｂに出力される。周波数カウンタ５３は、励振信号Ｓ１のパルス数をカウントし、設定値に達したときにそのゲートを閉じる。連続して出力されるパルス列からなる励振信号Ｓ１によって、１回分のバースト波ＢＷが構成される。図４に示すように、１回の検出動作において、バースト波ＢＷが適当な間隔をおいて複数回連続して出力される。

なお、励振信号Ｓ１のパルスの周波数は、例えば２０ＭＨｚ、周期は５０ｎｓ、電圧は数ボルト程度、バースト波の１回分のパルス数は１０〜２０程度である。表面弾性波を受信してトランスデューサ２０ｃ，ｄから出力される受信信号Ｓ２の検出時間Ｔ２は５０μｓ程度である。１回の検出動作におけるバースト波ＢＷの回数は、３０〜４０回程度である。

受信部４２には、トランスデューサ２０ｃ，ｄから出力される受信信号Ｓ２が入力される。受信信号Ｓ２の例が図６に示されている。図６に示す受信信号Ｓ２は、指などがタッチ領域ＴＥに接触したことによって、時刻ｔ１とｔ２との間においてレベルが低下している。

受信部４２は、増幅器６１およびＡＤ変換器６２を有する。増幅器６１は受信信号Ｓ２を増幅し、ＡＤ変換器６２はそれを適当な周期でサンプリングし、デジタルの受信データＳ３に変換する。ＡＤ変換器６２からは、図７に示すように、タイムドメイン波形を含む受信信号Ｓ２をサンプリングした受信データＳ３が出力される。なお、ＡＤ変換器６２のサンプリング周波数は例えば１０ＭＨｚである。

平滑化部４３は、１回の検出動作にわたって出力される複数回のバースト波ＢＷについて、各回ごとのタイムドメイン波形に対応する期間Ｔ３（図７、図１０、図１１を参照）における受信データＳ３を平滑し、平均的なタイムドメイン波形に対応する受信データＳ４を出力する。

図３において、平滑化部４３は、加算部７１、メモリ７２、除算部７３、およびゲートＧＴ３を有する。ゲートＧＴ３は、期間Ｔ３のみ開くように制御され、この期間Ｔ３において受信データＳ３を通過させる。なお、期間Ｔ３は、タイムドメイン波形に対応する期間であって、かつその両端部をカットした期間である。

加算部７１は、１回の検出動作において得られる複数のタイムドメイン波形に対応する受信データＳ３について、各サンプリング位置ごとにそれぞれのデータ値を加算する。

つまり、例えば、１回の検出動作において３２回のタイムドメイン波形に対応する受信データＳ３を得たとする。１回目、２回目、３回目、ｍ回目、…３２回目の受信データＳ３を、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３、Ｄｍ、…Ｄ３２とすると、
Ｄ１ ＝Ｒ１（０）＋Ｒ１（１）＋Ｒ１（２）…＋Ｒ１（２５５）
Ｄ２ ＝Ｒ２（０）＋Ｒ２（１）＋Ｒ２（２）…＋Ｒ２（２５５）
……
Ｄｍ ＝Ｒｍ（０）＋Ｒｍ（１）＋Ｒｍ（２）…＋Ｒｍ（２５５）
……
Ｄ３２＝Ｒ３２（０）＋Ｒ３２（１）＋Ｒ３２（２）…＋Ｒ３２（２５５）
ここで、Ｒｍ（ｎ）は、ｍ回目の受信データＳ３における第ｎ番目のサンプリングデータを示す。ここの例では、１回の受信信号Ｓ２から２５６個のサンプリングデータを得たとした。

加算部７１は、各サンプリング位置ごとに、つまりｎ＝０，１，２…のそれぞれについて、１回目から３２回目まで（ｍ＝１〜３２）のサンプリングデータの加算値ΣＲ（ｎ）を求める。メモリ７２には、サンプリング位置ごとにサンプリングデータが記憶される。その結果、加算部７１により加算された３２回分の各サンプリング位置ごとの加算値ΣＲ（ｎ）がメモリ７２に記憶される。

除算部７３は、メモリ７２に記憶された各サンプリング位置ごとの加算値ΣＲ（ｎ）を、それぞれ、全回数である３２で除す。除算部７３からは、１回の検出動作における３２個の受信データＳ３の平均値である受信データＳ４が出力される。

したがって、３２個の受信データＳ３の中に多少のノイズが入っていても、受信データＳ４ではノイズが平均化されて目立たなくなる。これによって、瞬間的に発生する単発のノイズは効果的に除去される。なお、サンプリング位置のタイミングは、例えば上に述べた基準信号Ｓ０のタイミングを基にして決定すればよい。

平滑化部４３から出力された受信データＳ４に基づいて、制御部４５において接触位置が検出される。つまり、制御部４５は、メモリ６５、演算部６６、カウンタ６７などを有する。また、必要に応じて、操作入力部、表示部などを備える。

メモリ６５には、物体がパネルに接触していないときに得られる基準タイムドメイン波形ＤＲ、基準タイムドメイン波形ＤＲから所定のスライス値（しきい値）ｔｈｄを差し引いたスライスタイムドメイン波形ＤＳ、および、そのスライス値ｔｈｄなどが記憶される。基準タイムドメイン波形ＤＲは、例えば受信データＳ３と同じサンプリング周期のデジタルデータであり、タッチパネル装置１の電源をオンにしたときの初期化によって取得される。その後においては定期的に更新される。スライス値ｔｈｄも変更可能である。

演算部６６は、ハードロジックによって構成されるが、ＭＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを用いてプログラムの実行によって機能を実現するように構成し、またはこれらハードウエアとソフトウエアとの組み合わせで構成することも可能である。

演算部６６において、受信データＳ４のタイムドメイン波形と、メモリ６５から読み出したスライスタイムドメイン波形ＤＳとが比較される。つまり、図６に示すように、受信データＳ４とスライスタイムドメイン波形ＤＳとの交点の時刻ｔ１，ｔ２が検出される。検出された時刻ｔ１，ｔ２、およびスライス値ｔｈｄなどに基づいて、タッチ領域ＴＥにおける接触位置が演算により求められる。なお、接触位置の詳しい求め方については、上に述べた特許文献１を参照することができる。

次に、ノイズ検出部４４は、受信データＳ２（受信信号Ｓ３）に含まれるノイズを検出する。従来の技術の項で述べたように、受信信号Ｓ２には、例えば携帯電話から発射される電波によるノイズが含まれることがしばしばある。タッチパネル装置１の周辺で携帯電話が使用されると、タッチパネル装置１と携帯電話との距離などに応じて種々の大きさのノイズが入ってくる。受信信号Ｓ２に大きなノイズが入ると、受信信号Ｓ４が歪み、接触位置を正確に検出できなくなる。

図２において、ノイズ検出部４４は、第１ノイズ検出部６３および第２ノイズ検出部６４を有する。図３において、第１ノイズ検出部６３は、ディレイ部７４、差分演算部７５、比較部７６、判断部７７、しきい値格納部７８、およびゲートＧＴ１を有する。第２ノイズ検出部６４は、しきい値格納部７９、比較部８０、判断部８１、およびゲートＧＴ２を有する。

第１ノイズ検出部６３において、ゲートＧＴ１は、所定の期間Ｔ３のみ開くように制御され、この期間Ｔ３において受信データＳ３を通過させる。ディレイ部７４は、ＡＤ変換器６２から出力される１回分の受信タイムドメイン波形に対応する受信データＳ３を記憶する。これによって、受信データＳ３をタイムドメイン波形の１回分だけ遅延させる。差分演算部７５は、ＡＤ変換器６２から出力される今回の受信タイムドメイン波形に対応する受信データＳ３と、ディレイ部７４に記憶された前回の受信タイムドメイン波形に対応する受信データＳ３との差分ＳＢｍを演算する。比較部７６は、差分演算部７５から出力される差分ＳＢｍとしきい値格納部７８のしきい値ｔｈ１とを比較し、比較結果を出力する。比較部７６からは、各サンプリングデータごとに比較結果が出力される。判断部７７は、比較部７６での比較結果に基づいて、ノイズの有無を判断する。

第２ノイズ検出部６４において、ゲートＧＴ２は、所定の期間Ｔ４（図１１を参照）のみ開くように制御され、この期間Ｔ４においてノイズフロアＮＦを通過させる。比較部８０は、ノイズフロアＮＦのレベルとしきい値格納部７９のしきい値ｔｈ２とを比較し、比較結果を出力する。判断部８１は、比較部８０での比較結果に基づいて、ノイズの有無を判断する。

なお、期間Ｔ３，４を決めるためにゲートＧＴ１〜３に与える信号は、例えば制御部４５から出力される。

以下、ノイズ検出部４４の動作をさらに詳しく説明する。

図８に示すように、携帯電話からのノイズによって受信信号が乱れる。図８に示す例では、タイムドメイン波形がノイズで乱れ、かつ、タイムドメイン波形とタイムドメイン波形との間においてノイズフロアが上昇している。図８に示す程度にタイムドメイン波形が乱れると、接触位置の正常な検出ができない。

そこで、本実施形態においては、第１ノイズ検出部６３および第２ノイズ検出部６４によって、次の２種類のノイズ検出を行う。
（１） バースト波ＢＷにおける今回のタイムドメイン波形と前回のタイムドメイン波形との差分ＳＢｍを検出し、差分ＳＢｍが第１のしきい値ｔｈ１を越えたときに、ノイズが存在すると判断する。
（２） ノイズフロアを監視し、ノイズフロアのレベルが第２のしきい値ｔｈ２を越えたときに、ノイズが存在すると判断する。

図９において、ある時点のタイムドメイン波形と前回のタイムドメイン波形との差分が、ノイズ１、ノイズ２として示されている。ノイズ１は、携帯電話がタッチパネル装置１に極接近した場合であり、ノイズ２は１ｍ程度離れている場合である。なお、ノイズがない場合であっても、図９に「揺らぎ」として示されるような差分が存在する。したがって、しきい値ｔｈ１を、通常の揺らぎ成分よりも大きく、つまり揺らぎ成分を検出しないようにして、それよりも大きいノイズ１，２を検出するような値に設定する。

すなわち、図１０に示すように、今回の受信データＳ４であるＤｍから前回の受信データＳ４であるＤｍ−１を差し引くと、差分ＳＢｍが得られる。差分ＳＢｍは、タイムドメイン波形の各サンプリングデータについて得られる。図１０（Ａ）に示すようにノイズのない正常な状態では、差分ＳＢｍは小さく、図１０（Ｂ）に示すようにノイズがある状態では差分ＳＢｍは大きい。これらを判別可能なようにしきい値ｔｈ１を設定する。

また、図１１に示すように、ノイズフロアＮＦが上昇しているときに、これとノイズがないときのレベルとを判別可能なようにしきい値ｔｈ２設定する。なお、ノイズフロアＮＦの検出の期間Ｔ４は、バースト波ＢＷによる受信信号が得られる期間以外の期間である。

このようなしきい値ｔｈ１，２は、タッチパネル装置１の設計値に基づいて設定してもよく、また、工場で実機を動作させて設定したり、設置された現場の状況に応じて設定してもよい。駆動制御部３を立ち上げるごとに設定するようにしてもよい。また、現場の状況の変化や経年変化に応じて設定を適時更新してもよい。

例えば、差分ＳＢｍがしきい値ｔｈ１を越えた回数をカウントするカウンタを設けておき、そのカウント値が所定値に達したときにしきい値ｔｈ１を変更するようにしてもよい。しきい値ｔｈ２についても同様である。このようなしきい値の更新処理は、例えば制御部４５の制御の下で行うことが可能である。

なお、判断部７７，８１においてノイズ有りと判断するに当たって、例えば、サンプリングデータが１個でもしきい値ｔｈ１，２を越えた場合にはノイズ有りと判断する。または、１回分のバースト波ＢＷに対して、ある設定された個数のサンプリングデータがしきい値ｔｈ１，２を越えた場合にノイズ有りと判断する。または、ある設定された個数のサンプリングデータが連続してしきい値ｔｈ１，２を越えた場合にノイズ有りと判断する。いずれの手法を採用するかは、現場でのノイズの状況などに応じて決定すればよい。

さて、上に述べた方法でノイズが検出された場合には、当該受信信号Ｓ２に基づく物体の検出処理（接触位置の検出処理）を行わないように制御する。つまり、判断部７７，８１から出力される判定信号Ｓ５，Ｓ６が制御部４５に入力される。制御部４５は、判定信号Ｓ５，Ｓ６に基づいて、制御部４５における接触位置の検出処理、および発振部４１などの動作を制御する。

つまり、ノイズが検出されたときには、例えば、ノイズの検出された受信データＳ４を破棄し、所定の時間（ウエイト時間ＴＷ１）を経過した後に検出動作を再開する。ノイズフロアＮＦのノイズが検出された場合には、検出された時点において、検出処理および検出動作を中止する。発振部４１においては、この間、バースト波ＢＷの励振が停止される。そして、所定の時間（ウエイト時間ＴＷ２）を経過した後に検出動作を再開する。

ウエイト時間ＴＷ１，２として、ノイズの発生状況などに応じて適当な時間が設定される。例えば、数ｍｓ〜数十ｍｓに設定される。携帯電話によるノイズの場合には、携帯電話は例えば２０〜３０ｍｓごとにオンオフする断続的な電波を発射することが多い。この場合に、ウエイト時間ＴＷ１，２として例えば１０〜２０ｍｓを設定する。そうすると、次回の検出動作がノイズのない状態で行われる可能性が高い。なお、ウエイト時間ＴＷ１とＴＷ２とに同じ時間を設定してもよく、異なった時間を設定してもよい。

次に、タッチパネル装置１の概略の動作について、フローチャートを参照して説明する。

図１２はタッチパネル装置１の概略の処理動作を示すフローチャートである。

図１２において、ノイズフロアＮＦのチェックが行われ（＃１１）、ノイズフロアＮＦのレベルがしきい値ｔｈ２を越えるか否かが判断される（＃１２）。ノイズフロアＮＦがしきい値ｔｈ２を越えている場合には（＃１２でイエス）、所定のウエイト時間ＴＷだけ処理を停止する（＃１３）。つまり、例えば、この間において発振部４１からバースト波ＢＷを出力しないようにする。ウエイト時間ＴＷが経過するとフローチャートの最初に戻って処理を再開する。

ノイズフロアＮＦがしきい値ｔｈ２以下であれば、例えば基準信号Ｓ０を出力してバースト波ＢＷを出力し、受信信号Ｓ２に基づいてタイムドメイン波形を取得する（＃１４）。そして、タイムドメイン波形について回ごとの差分ＳＢｍを求める（＃１５）。差分ＳＢｍがしきい値ｔｈ１を越えている場合には（＃１６でイエス）、所定のウエイト時間ＴＷだけ処理を停止し（＃１７）、その後にフローチャートの最初に戻って処理を再開する。

差分ＳＢｍがしきい値ｔｈ１以下であれば（＃１６でノー）、平滑化部４３で平滑処理を行った受信データＳ４を用いて接触位置の検出処理を実行する（＃１８，１９）。

なお、ノイズが検出されたときに、例えばそれを示すためのフラグを立てておき、フラグが立ったことによって検出処理を最初からやり直すようにすればよい。

このように、本実施形態のタッチパネル装置１では、ノイズ検出部４４として、受信データＳ３についてノイズチェックを行うための２つのノイズ検出部６３，６４を設け、検出結果を制御部４５にフィードバックする。これによって、ノイズが発生している間においては接触位置の検出処理が中断される。したがって、ノイズのない受信データＳ３に対してのみ、接触位置の検出処理が行われることとなり、ノイズの影響によって誤検出となることが防止される。また、ノイズによる影響が低減されることから、スライス値ｔｈｄを小さくして接触位置の検出感度を高めることができ、軽いタッチでパネルに指を触れてもそれを検出することが可能となる。

本実施形態では、駆動制御部３にノイズ検出部４４を追加し、制御部４５で簡単な制御を行うという簡単な構成によって、ノイズを効果的に除去することができる。また、ノイズが検出されてウエイトがかかっている間においては表面弾性波が出力されないので、その間において電力消費が抑えられる。

上に述べた実施形態において、バースト波ＢＷとして、３２回の励振信号Ｓ１を出力したが、これ以外の回数でもよい。回数を変更可能としてもよい。１回の励振信号Ｓ１におけるパルスの数を、制御部４５によって適宜変更可能としてもよい。期間Ｔ１〜４は、上に述べた以外の適当な時間としてよい。受信データＳ３のサンプリング周期およびサンプリングデータの個数は、上に述べた以外に種々変更することができる。

上に述べた実施形態においては、今回の受信データＳ３と前回の受信データＳ３とから差分ＳＢｍを求めた。これに代えて、受信データＳ３と基準波形とから差分ＳＢｍを求めてもよい。例えば１回目のタイムドメイン波形に対応する受信データＳ３を基準波形としておき、各回のタイムドメイン波形に対応する受信データＳ３を基準波形と比較して差分ＳＢｍを求めてもよい。

上に述べた実施形態においては、ノイズ検出部６３，６４からの判定信号Ｓ５，Ｓ６を制御部４５に出力し、制御部４５によって発振部４１などの動作を制御した。これに代えて、判定信号Ｓ５，Ｓ６を直接に発振部４１に出力し、発振部４１の動作を直接的に制御してもよい。このようにすると、駆動制御部３の回路構成がより一層簡単となる。つまり、例えば、制御部４５にＭＰＵやＣＰＵなどを用いることなく、簡単なロジック構成でノイズによる誤検出を防止することが可能である。また、上に述べた実施形態においては、２つのノイズ検出部６３，６４を設けたが、いずれかを省略して一方のみによってノイズの検出を行うことも可能である。

その他、２つのノイズ検出部６３，６４、平滑化部４３、制御部４５、駆動制御部３、およびタッチパネル装置１の全体または各部の構造、構成、回路、形状、寸法、個数、材質、数値、処理の内容およびタイミングなどは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

以上、本発明の実施形態をいくつかの実施例とともに説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の形態で実施することが可能である。
（付記１） バースト波の印加によって表面弾性波を励振する励振トランスデューサおよび表面弾性波を受信して受信信号に変換する受信トランスデューサが検出領域の周辺部に配置され、前記受信信号の変化によって検出領域に接触する物体の位置を検出するタッチパネル装置におけるノイズ除去のための制御方法であって、
１回の前記バースト波に基づく前記受信信号について、他の回の前記バースト波に基づく受信信号との差分を検出し、検出された前記差分が設定されたしきい値を越えるときに、ノイズが存在すると判断し、当該受信信号に基づく物体の検出を行わないように制御する、
ことを特徴とするタッチパネル装置におけるノイズ除去のための制御方法。
（付記２） 前記差分の検出に際し、当該回の受信信号とその１回前の受信信号との差分を検出する、
付記１記載のタッチパネル装置におけるノイズ除去のための制御方法。
（付記３） 検出された前記差分が設定されたしきい値を越えるときに、設定されたウエイト時間が経過するまで前記バースト波の印加を停止し、前記ウエイト時間が経過した後に、前記バースト波の印加を再開する、
付記１または２記載のタッチパネル装置におけるノイズ除去のための制御方法。
（付記４） 前記バースト波による受信信号が得られる期間以外の期間において、ノイズフロアのレベルが設定された第２のしきい値を越えるときに、ノイズが存在すると判断し、前記受信信号に基づく物体の検出を行わないように制御する、
付記１ないし３のいずれかに記載のタッチパネル装置におけるノイズ除去のための制御方法。
（付記５） ノイズフロアのレベルが設定された第２のしきい値を越えるときに、設定されたウエイト時間が経過するまで前記バースト波の印加を停止し、前記ウエイト時間が経過した後に、前記バースト波の印加を再開する、
付記１または２記載のタッチパネル装置におけるノイズ除去のための制御方法。
（付記６） バースト波の印加によって表面弾性波を励振する励振トランスデューサおよび表面弾性波を受信して受信信号に変換する受信トランスデューサが検出領域の周辺部に配置され、前記受信信号の変化によって検出領域に接触する物体の位置を検出するタッチパネル装置におけるノイズ除去のための制御装置であって、
１回の前記バースト波に基づく前記受信信号について、他の回の前記バースト波に基づく受信信号との差分を検出する差分検出手段と、
検出された前記差分が設定されたしきい値を越えたことによってノイズを検出するノイズ検出手段と、
ノイズを検出したときに前記受信信号に基づく物体の検出を行わないように制御する制御手段と、
を有することを特徴とするタッチパネル装置におけるノイズ除去のための制御装置。
（付記７） 前記差分検出手段は、当該回の受信信号とその１回前の受信信号との差分を検出する、
付記６記載のタッチパネル装置におけるノイズ除去のための制御装置。
（付記８） 前記制御手段は、前記ノイズ検出手段がノイズを検出したときに、設定されたウエイト時間が経過するまで前記バースト波の印加を停止し、前記ウエイト時間が経過した後に、前記バースト波の印加を再開するように制御する、
付記６または７記載のタッチパネル装置におけるノイズ除去のための制御装置。
（付記９） 前記バースト波による受信信号が得られる期間以外の期間において、ノイズフロアのレベルが設定された第２のしきい値を越えたことによってノイズを検出する第２のノイズ検出手段を有し、
前記制御手段は、前記第２のノイズ検出手段がノイズを検出したときに、前記受信信号に基づく物体の検出を行わないように制御する、
付記６ないし８のいずれかに記載のタッチパネル装置におけるノイズ除去のための制御装置。
（付記１０） 検出された前記差分が設定されたしきい値を越えた回数をカウントするカウント手段と、
前記カウント手段のカウント値が所定値を越えたときに前記しきい値を変更するしきい値変更手段と、を有する、
付記６ないし９のいずれかに記載のタッチパネル装置におけるノイズ除去のための制御装置。
（付記１１） バースト波の印加によって表面弾性波を励振する励振トランスデューサおよび表面弾性波を受信して受信信号に変換する受信トランスデューサが検出領域の周辺部に配置されたタッチパネル装置であって、
複数回にわたる前記バースト波を出力する発振手段と、
前記受信信号をＡＤ変換してデジタルの受信データに変換するＡＤ変換器と、
前記受信データを予め記憶された基準データと比較して前記検出領域に接触する物体の位置を検出する物体検出手段と、
１回の前記バースト波に基づく前記受信データについて、他の回の前記バースト波に基づく受信データとの差分を検出する差分検出手段と、
検出された前記差分が設定されたしきい値を越えたことによってノイズを検出するノイズ検出手段と、
ノイズを検出したときに前記受信データに基づく物体の検出を行わないように制御する制御手段と、
を有することを特徴とするタッチパネル装置。
（付記１２） 前記制御手段は、前記ノイズ検出手段がノイズを検出したときに、設定されたウエイト時間が経過するまで前記発振手段による前記バースト波の印加を停止し、前記ウエイト時間が経過した後に、前記バースト波の印加を再開するように制御する、
付記１１記載のタッチパネル装置。
（付記１３） 複数回の前記バースト波に基づく前記受信データを平滑して平均的な受信データを得る平滑化手段を有してなる、
付記１１または１２記載のタッチパネル装置。

本発明のタッチパネル装置は、パーソナルコンピュータ、モバイルコンピュータ、または携帯情報端末装置などの入力装置として利用される。

本発明の実施形態に係るタッチパネル装置の正面図である。 タッチパネル装置の駆動制御部の機能的な構成の例を示すブロック図である。 駆動制御部の回路の例を示す図である。 励振信号および受信信号の例を示す図である。 バースト波の１回分の励振信号を示す図である。 受信信号の例を示す図である。 受信信号を受信データにＡＤ変換する様子を示す図である。 携帯電話によるノイズを含んだ受信信号の例を示す図である。 ノイズを含んだ受信信号の差分の例を示す図である。 受信信号の差分によってノイズ検出が行われる原理を説明する図である。 ノイズフロアのノイズ検出の様子を示す図である。 タッチパネル装置の概略の処理動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ タッチパネル装置
３ 駆動制御部
２０ａ，ｂ トランスデューサ（励振トランスデューサ）
２０ｃ，ｄ トランスデューサ（受信トランスデューサ）
４１ 発振部（発振手段）
４２ 受信部
４３ 平滑化部（平滑化手段）
４４ ノイズ検出部（制御装置、ノイズ検出手段）
４５ 制御部（制御手段、制御装置、物体検出手段）
６２ ＡＤ変換器
６３ 第１ノイズ検出部（ノイズ検出手段）
６４ 第２ノイズ検出部（第２のノイズ検出手段）
７５ 差分演算部（差分検出手段）
７７ 判断部（ノイズ検出手段）
ＢＷ バースト波
ＴＥ タッチ領域（検出領域）
Ｓ２ 受信信号
Ｓ３，Ｓ４ 受信データ（受信信号）
ＳＢｍ 差分
ＮＦ ノイズフロア
ｔｈ１ しきい値（第１のしきい値）
ｔｈ２ しきい値（第２のしきい値）

Claims (5)

1. バースト波の印加によって表面弾性波を励振する励振トランスデューサおよび表面弾性波を受信して受信信号に変換する受信トランスデューサが検出領域の周辺部に配置されたタッチパネル装置における物体の位置検出のための制御方法であって、
   複数回連続して前記バースト波を印加し、
   前記複数回のうちの１回の前記バースト波に基づく前記受信信号について、前記複数回のうちの他の１回の前記バースト波に基づく受信信号との差分を検出し、検出された前記差分が設定された第１のしきい値を越えるときに、第１のノイズが存在すると判断し、
   前記複数回の前記バースト波に基づく前記受信信号が得られる期間以外の期間においてノイズフロアのレベルが設定された第２のしきい値を越えるときに、第２のノイズが存在すると判断し、
   前記第１のノイズおよび前記第２のノイズのいずれもが存在しないと判断されたときに、前記複数回の前記バースト波に基づく前記受信信号を平滑して得られる平均的な受信信号に基づいて物体の位置を検出する、
   ように制御することを特徴とするタッチパネル装置における物体の位置検出のための制御方法。
2. バースト波の印加によって表面弾性波を励振する励振トランスデューサおよび表面弾性波を受信して受信信号に変換する受信トランスデューサが検出領域の周辺部に配置されたタッチパネル装置における物体の位置検出のための制御装置であって、
   複数回連続して前記バースト波を印加する発振手段と、
   前記複数回のうちの１回の前記バースト波に基づく前記受信信号について、前記複数回のうちの他の１回の前記バースト波に基づく受信信号との差分を検出する差分検出手段と、
   検出された前記差分が設定された第１のしきい値を越えたことによって第１のノイズを検出する第１のノイズ検出手段と、
   前記複数回の前記バースト波に基づく前記受信信号が得られる期間以外の期間においてノイズフロアのレベルが設定された第２のしきい値を越えたことによって第２のノイズを検出する第２のノイズ検出手段と、
   前記第１のノイズおよび前記第２のノイズのいずれもが検出されなかったときに、前記複数回の前記バースト波に基づく前記受信信号を平滑して得られる平均的な受信信号に基づいて物体の位置を検出するように制御する制御手段と、
   を有することを特徴とするタッチパネル装置における物体の位置検出のための制御装置。
3. 前記差分検出手段は、前記複数回のうちの１回の前記バースト波に基づく前記受信信号とその１回前の前記バースト波に基づく前記受信信号との差分を検出する、
   請求項２記載のタッチパネル装置における物体の位置検出のための制御装置。
4. 前記制御手段は、前記第１のノイズおよび前記第２のノイズのいずれかが検出されたときに、設定されたウエイト時間が経過するまで前記バースト波の印加を停止し、前記ウエイト時間が経過した後に、前記バースト波の印加を再開するように制御する、
   請求項２または３記載のタッチパネル装置における物体の位置検出のための制御装置。
5. バースト波の印加によって表面弾性波を励振する励振トランスデューサおよび表面弾性波を受信して受信信号に変換する受信トランスデューサが検出領域の周辺部に配置されたタッチパネル装置であって、
   複数回連続して前記バースト波を出力する発振手段と、
   前記受信信号をＡＤ変換してデジタルの受信データに変換するＡＤ変換器と、
   前記複数回の前記バースト波に基づく前記受信データを平滑して平均的な受信データを得る平滑化手段と、
   前記平均的な受信データを予め記憶された基準データと比較して前記検出領域に接触する物体の位置を検出する物体検出手段と、
   前記複数回のうちの１回の前記バースト波に基づく前記受信データについて、前記複数回のうちの他の１回の前記バースト波に基づく受信データとの差分を検出する差分検出手段と、
   検出された前記差分が設定された第１のしきい値を越えたことによって第１のノイズを検出する第１のノイズ検出手段と、
   前記複数回の前記バースト波に基づく前記受信データが得られる期間以外の期間においてノイズフロアのレベルが設定された第２のしきい値を越えたことによって第２のノイズを検出する第２のノイズ検出手段と、
   前記第１のノイズおよび前記第２のノイズのいずれもが検出されなかったときに、前記物体検出手段によって物体の位置を検出するように制御する制御手段と、
   を有することを特徴とするタッチパネル装置。