JP7842651B2 - タッチ操作検出装置及びタッチ操作検出方法 - Google Patents

Description

本開示は、表示パネルに対するタッチ操作を検出するタッチ操作検出装置及びタッチ操作検出方法に関する。

従来、表示パネルの表示画面に対して接触操作及び非接触操作などのタッチ操作（画面操作）を行なうことが可能なタッチ操作装置が知られている。例えば、ホバー操作の検出感度を向上させるために、複数の電極の各々を互いに接続させて電極ブロックを形成し、電極ブロックごとに駆動信号を入力して入力位置を検出するタッチ操作装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１８－２０６０８３号公報

しかし、従来の技術では、複数の電極の各々を互いに接続させた電極ブロックごとに入力位置を検出するため、電極ごとに入力位置を検出する場合と比較して空間分解能が低下し、タッチ操作の位置検出精度が低くなる。このため、表示パネルに対してユーザーがタッチ操作を行った場合に、ユーザーが意図したタッチ操作位置とタッチ操作装置が検出したタッチ操作位置との間の誤差が大きくなり、表示パネルに対するタッチ操作の操作性が低下する問題がある。

本開示の目的は、表示パネルに対するタッチ操作の操作性を向上させることが可能なタッチ操作検出装置及びタッチ操作検出方法を提供することにある。

本開示の一の態様に係るタッチ操作検出装置は、表示パネルに並列に配置された複数本のドライブラインに対して入力信号を入力して、前記表示パネルに前記複数本のドライブラインに交差して並列に配置された複数本のセンスラインから検出された出力信号に基づいて前記表示パネルに表示された表示画面に対するタッチ操作の位置を検出するタッチ操作検出装置である。前記タッチ操作検出装置は、グループ化処理部と駆動処理部と検出処理部と設定処理部と表示処理部と判定処理部とを備える。前記グループ化処理部は、前記複数本のドライブラインを、隣接する設定されたグループ化数のドライブラインごとに複数のグループにグループ化する。前記駆動処理部は、前記グループ化処理部によりグループ化された前記グループ化数のドライブラインごとに前記入力信号を入力する。前記検出処理部は、前記複数本のセンスラインから出力される前記出力信号を検出する。前記設定処理部は、前記グループ化数に応じて前記表示画面の表示倍率を設定する。前記表示処理部は、前記表示パネルに前記表示画面を前記表示倍率で表示させる。前記判定処理部は、前記表示処理部により前記表示パネルに前記表示画面が前記表示倍率で表示された状態において、前記グループ化数のドライブラインごとに入力される前記入力信号に対応して前記複数本のセンスラインから出力される前記出力信号に基づいて、前記表示倍率で表示された前記表示画面上における前記タッチ操作の位置を判定する。

本開示の他の態様に係るタッチ操作検出方法は、表示パネルに並列に配置された複数本のドライブラインに対して入力信号を入力して、前記表示パネルに前記複数本のドライブラインに交差して並列に配置された複数本のセンスラインから検出された出力信号に基づいて前記表示パネルに表示された表示画面に対するタッチ操作の位置を検出するタッチ操作検出方法である。前記タッチ操作検出方法において、一又は複数のプロセッサーは、前記複数本のドライブラインを隣接する設定されたグループ化数のドライブラインごとに複数のグループにグループ化することと、グループ化された前記グループ化数のドライブラインごとに前記入力信号を入力することと、前記複数本のセンスラインから出力される前記出力信号を検出することと、前記グループ化数に応じて前記表示画面の表示倍率を設定することと、前記表示パネルに前記表示画面を前記表示倍率で表示させることと、前記表示パネルに前記表示画面が前記表示倍率で表示された状態において、前記グループ化数のドライブラインごとに入力される前記入力信号に対応して前記複数本のセンスラインから出力される前記出力信号に基づいて、前記表示倍率で表示された前記表示画面上における前記タッチ操作の位置を判定することと、を実行する。

本開示によれば、表示パネルに対するタッチ操作の操作性を向上させることが可能なタッチ操作検出装置及びタッチ操作検出方法を提供することができる。

図１は、本開示の実施形態に係る表示装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本開示の実施形態に係る表示装置におけるホバー操作の一例を示す模式図である。 図３は、本開示の実施形態に係る表示装置におけるホバー操作の一例を示す模式図である。 図４は、本開示の実施形態に係るタッチセンサの構成を示す図である。 図５は、本開示の実施形態に係る表示装置における行列演算の一例を示す模式図である。 図６は、本開示の実施形態に係る表示装置における入力信号の一例を示す模式図である。 図７は、本開示の実施形態に係る表示装置における入力信号の一例を示す模式図である。 図８は、本開示の実施形態に係る表示装置における行列演算の一例を示す模式図である。 図９は、本開示の実施形態に係る表示装置の表示画面の一例を示す図である。 図１０は、本開示の実施形態に係る表示装置の表示画面の一例を示す図である。 図１１は、本開示の実施形態に係る表示装置で実行されるタッチ操作検出処理の手順の一例を説明するためのフローチャートである。 図１２は、本開示の実施形態に係る表示装置の表示画面の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本開示を具体化した一例であって、本開示の技術的範囲を限定する性格を有さない。

図１に示すように、本開示の実施形態に係る表示装置１は、制御部１１と、記憶部１２と、表示パネル１３と、操作部１４と、タッチセンサ１５とを備えている。表示装置１は、本開示のタッチ操作検出装置の一例である。

表示装置１は、表示画面１３Ａに対するユーザーの接触によるタッチ操作（以下、接触操作という。）と、非接触によるタッチ操作（以下、ホバー操作という。）とを受け付け可能な静電容量方式の表示装置である。例えばホバー操作では、図２及び図３に示すように、表示装置１は、ユーザーの指が表示画面１３Ａに近付いて指と表示画面１３Ａとの距離Ｌが所定距離以下になると指を検出し、当該指の位置に応じたタッチ操作を検出する。そして、表示装置１は、表示画面１３Ａに対するユーザーの前記タッチ操作に応じた入力処理を実行する。例えば、ユーザーが表示画面１３Ａの所定の位置をタッチ操作した場合に、表示装置１は、当該タッチ操作の位置に対応する表示画面１３Ａ上の位置を検出して、表示画面１３Ａに表示される入力操作用アイコンＰ１により選択対象を選択させる選択操作を受け付ける。

前記ホバー操作とは、表示画面１３Ａに対する入力手段（ユーザーの手、指先、スタイラスペン、支持棒など）により入力操作用アイコンＰ１（カーソルなど）を特定要素（選択対象のオブジェクト画像など）に合わせる操作に対応する操作を指し、表示画面１３Ａに接触する手前の状態（入力手段を浮かせたホバー状態）の操作を指す。ホバー状態とは、入力手段が表示画面１３Ａと所定距離以下にあり且つ入力手段と表示画面１３Ａとが接触していない状態、つまり入力手段を近接させた状態を指す。

表示装置１は、前記タッチ操作及び前記ホバー操作の両方を受け付け可能な構成であってもよいし、前記タッチ操作及び前記ホバー操作のいずれか一方を受け付け可能な構成であってもよい。

表示パネル１３は、画像を表示するディスプレイであり、例えば液晶ディスプレイである。操作部１４は、マウス、キーボードなどの操作機器である。なお、操作部１４は、タッチパネルで構成されてもよい。

タッチセンサ１５は、例えば表面型又は投射型の静電容量方式のセンサである。なお、タッチセンサ１５は、表示パネル１３の表面に重ね合わせたタッチパネルで構成されてもよい。図４には、タッチセンサ１５の構成を示している。タッチセンサ１５には、Ｙ方向に複数配列された複数のドライブ電極と、Ｘ方向に複数配列された複数のセンス電極とが交差するように配置されている。また、タッチセンサ１５は、複数のドライブ電極を含みＸ方向に並列に配置された複数本のドライブラインＤＬと、複数のセンス電極を含みＹ方向に並列に配置された複数本のセンスラインＳＬとを備えている。

制御部１１は、複数本のドライブラインＤＬに対して行列（１，－１）で表される入力信号を並列に入力して駆動（並列駆動）し（図４参照）、複数本のセンスラインＳＬからの出力信号を並列に検出し、前記入力信号の大きさに対応する入力系列と前記出力信号の大きさに対応する出力系列との行列演算に基づいて算出される複数本のドライブラインＤＬと複数本のセンスラインＳＬとの各交点における静電容量の大きさに対応する線形素子系列に基づいて、表示画面１３Ａに対するタッチ操作（入力位置）を検出する。前記線形素子系列に基づいて前記タッチ操作を検出する具体的方法については後述する。

記憶部１２は、各種の情報を記憶するＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの不揮発性の記憶部である。記憶部１２には、制御部１１に後述のタッチ操作検出処理（図１１参照）を実行させるためのタッチ操作検出プログラムなどの制御プログラムが記憶されている。例えば、前記タッチ操作検出プログラムは、ＣＤ又はＤＶＤなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に非一時的に記録され、表示装置１が備えるＣＤドライブ又はＤＶＤドライブなどの読取装置（不図示）で読み取られて記憶部１２に記憶される。なお、前記タッチ操作検出プログラムは、クラウドサーバーから配信されて記憶部１２に記憶されてもよい。

制御部１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどの制御機器を有する。前記ＣＰＵは、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。前記ＲＯＭは、前記ＣＰＵに各種の演算処理を実行させるためのＢＩＯＳ及びＯＳなどの制御プログラムが予め記憶される不揮発性の記憶部である。前記ＲＡＭは、各種の情報を記憶する揮発性又は不揮発性の記憶部であり、前記ＣＰＵが実行する各種の処理の一時記憶メモリー（作業領域）として使用される。そして、制御部１１は、前記ＲＯＭ又は記憶部１２に予め記憶された各種の制御プログラムを前記ＣＰＵで実行することにより表示装置１を制御する。

具体的に、制御部１１は、図１に示すように、駆動処理部１１１、検出処理部１１２、判定処理部１１３、グループ化処理部１１４、設定処理部１１５、表示処理部１１６などの各種の処理部を含む。なお、制御部１１は、前記ＣＰＵで前記タッチ操作検出プログラム及びに従った各種の処理を実行することによって、駆動処理部１１１、検出処理部１１２、判定処理部１１３、グループ化処理部１１４、設定処理部１１５、表示処理部１１６として機能する。また、制御部１１に含まれる一部又は全部の処理部が電子回路で構成されていてもよい。なお、前記タッチ操作検出プログラムは、複数のプロセッサーを前記各種の処理部として機能させるためのプログラムであってもよい。

駆動処理部１１１は、複数本のドライブラインＤＬに対して入力信号（ドライブ信号）を入力する。具体的には、駆動処理部１１１は、前記入力信号の大きさに対応する入力系列の行列を用いて全てのドライブラインＤＬを並列に駆動する。例えば、駆動処理部１１１は、アダマール行列からなる符号系列を、前記入力信号の大きさに対応する前記入力系列として全てのドライブラインＤＬを並列に駆動する。

検出処理部１１２は、複数本のセンスラインＳＬから出力される出力信号（検出信号）を検出する。具体的には、検出処理部１１２は、複数本のセンスラインＳＬからの出力信号を並列に検出する。

判定処理部１１３は、表示画面１３Ａ上におけるタッチ操作の位置を判定する。具体的には、判定処理部１１３は、前記入力信号の大きさに対応する入力系列と前記出力信号の大きさに対応する出力系列との行列演算により算出した線形素子系列（静電容量列）に基づいて、タッチセンサ１５に対するタッチ操作を検出する。前記線形素子系列に基づいて前記タッチ操作を検出する方法は、例えば特許第４９２７２１６に開示された方法を適用することができる。前記タッチ操作の検出方法の一例について、図５を用いて説明する。

図５では、説明を簡略化するために、タッチセンサ１５が４本のドライブラインＤＬ１～ＤＬ４と４本のセンスラインＳＬ１～ＳＬ４とを備えているものとする。ドライブラインＤＬ１～ＤＬ４及びセンスラインＳＬ１～ＳＬ４の各交点には、容量Ｃ１１～Ｃ４４が形成される。また、ここでは、前記入力系列に対応する符号系列が、シルベスター法によって生成される４次のアダマール行列により構成される例を示す。

各センスラインＳＬにはアナログ積分器１６が接続されており、アナログ積分器１６は、一方の入力が基準電圧に結合されたオペアンプと、当該オペアンプの出力と他方の入力との間に配置された容量の積分容量と、当該積分容量に対してそれぞれ並列に接続された３個の他の積分容量と、３個の他の積分容量のそれぞれとオペアンプの出力との間にそれぞれ設けられた３個のスイッチとを有している。

例えば、１回目の駆動タイミングにおいて、駆動処理部１１１は、符号系列ｄ１～ｄ４（１，１，１，１）の入力信号をドライブラインＤＬ１～ＤＬ４のそれぞれに入力し、検出処理部１１２は、センスラインＳＬ１～ＳＬ４から出力される出力信号（ｓ１１，ｓ２１，ｓ３１，ｓ４１）を検出する。次に、２回目の駆動タイミングにおいて、駆動処理部１１１は、符号系列ｄ１～ｄ４（１，－１，１，－１）の入力信号をドライブラインＤＬ１～ＤＬ４のそれぞれに入力し、検出処理部１１２は、センスラインＳＬ１～ＳＬ４から出力される出力信号（ｓ１２，ｓ２２，ｓ３２，ｓ４２）を検出する。次に、３回目の駆動タイミングにおいて、駆動処理部１１１は、符号系列ｄ１～ｄ４（１，１，－１，－１）の入力信号をドライブラインＤＬ１～ＤＬ４のそれぞれに入力し、検出処理部１１２は、センスラインＳＬ１～ＳＬ４から出力される出力信号（ｓ１３，ｓ２３，ｓ３３，ｓ４３）を検出する。次に、４回目の駆動タイミングにおいて、駆動処理部１１１は、符号系列ｄ１～ｄ４（１，－１，－１，１）の入力信号をドライブラインＤＬ１～ＤＬ４のそれぞれに入力し、検出処理部１１２は、センスラインＳＬ１～ＳＬ４から出力される出力信号（ｓ１４，ｓ２４，ｓ３４，ｓ４４）を検出する。

判定処理部１１３は、静電容量列の出力Ｓと符号系列に対応するアダマール行列Ｈとの内積演算に基づいて容量値Ｃを算出し、容量値Ｃの変化に基づいてタッチ操作（入力位置）を検出する。例えば、判定処理部１１３は、「ＣＨ＝ＧＳ」（但し、Ｇは比例係数）の行列演算式により容量値Ｃを算出する。

図５に示す例では、判定処理部１１３は、ドライブラインＤＬ１～ＤＬ４とセンスラインＳＬ１の間の第１静電容量列Ｃ１からの出力ｓ１＝（ｓ１１，ｓ１２，ｓ１３，ｓ１４）、ドライブラインＤＬ１～ＤＬ４とセンスラインＳＬ２の間の第２静電容量列Ｃ２からの出力ｓ２＝（ｓ２１，ｓ２２，ｓ２３，ｓ２４）、ドライブラインＤＬ１～ＤＬ４とセンスラインＳＬ３の間の第３静電容量列Ｃ３からの出力ｓ３＝（ｓ３１，ｓ３２，ｓ３３，ｓ３４）、及び、ドライブラインＤＬ１～ＤＬ４とセンスラインＳＬ４の間の第４静電容量列Ｃ４からの出力ｓ４＝（ｓ４１，ｓ４２，ｓ４３，ｓ４４）からなる出力Ｓと、ドライブラインＤＬ１に入力される符号系列ｄ１（１，１，１，１）、ドライブラインＤＬ２に入力される符号系列ｄ２（１，－１，１，－１）、ドライブラインＤＬ３に入力される符号系列ｄ３（１，１，－１，－１）、及び、ドライブラインＤＬ４に入力される符号系列ｄ４（１，－１，－１，１）からなるアダマール行列Ｈとの内積演算に基づいて、各容量値を算出する。例えば、行列演算式は、以下の式（１）のように表される。

このように、制御部１１は、全てのドライブラインＤＬを行列（１，－１）を用いて並列に駆動し、行列演算処理を行うことによって、タッチ操作（入力位置）を検出する。ｎ次のアダマール行列を用いて複数本のドライブラインＤＬを並列駆動する場合、１本ずつドライブラインＤＬ１を順次駆動する場合（単位行列に相当）と比較してｎ倍の信号強度を得ることができる。

ここで、表示装置１において、前記タッチ操作による静電容量値の微弱な変化を精度よく検出するためには、検出信号の信号強度を一層高めることが求められる。そこで、本実施形態に係る表示装置１は、さらに、グループ化処理部１１４を備えている。

グループ化処理部１１４は、複数本のドライブラインＤＬを、隣接する設定されたグループ化数のドライブラインＤＬごとに複数のグループにグループ化する。具体的には、グループ化処理部１１４は、検出処理部１１２が検出した前記出力信号の信号強度に基づいて前記グループ化数を設定する。例えば、グループ化処理部１１４は、前記出力信号の信号強度が閾値以上の場合に前記グループ化数をＭに設定し、前記出力信号の信号強度が前記閾値未満の場合に前記グループ化数をＮ（但し、Ｍ及びＮは自然数、かつＭ＜Ｎ）に設定する。

駆動処理部１１１は、グループ化処理部１１４によりグループ化された前記グループ化数のドライブラインＤＬごとに同一パターンの前記入力信号を入力する。例えば、グループ化処理部１１４が前記グループ化数をＭに設定した場合、駆動処理部１１１は、Ｍ本のドライブラインＤＬごとに同一の符号系列の入力信号を入力し、グループ化処理部１１４が前記グループ化数をＮに設定した場合、駆動処理部１１１は、Ｎ本のドライブラインＤＬごとに同一の符号系列の入力信号を入力する。

以下、具体例を挙げて説明する。例えば、ユーザーがタッチ操作（例えばホバー操作）を行う場合において、ユーザーの手がタッチパネル（タッチセンサ１５）に近い位置でタッチ操作を行う場合、検出処理部１１２が検出する前記出力信号の信号強度は高くなる。一方、ユーザーの手がタッチパネル（タッチセンサ１５）から遠い位置でタッチ操作を行う場合、検出処理部１１２が検出する前記出力信号の信号強度は低くなる。

グループ化処理部１１４は、ユーザーの手がタッチパネルに近く前記出力信号の信号強度が閾値以上の場合に、前記グループ化数を「２」（Ｍ＝２）に設定する。この場合、駆動処理部１１１は、図６に示すように、隣接する２本のドライブラインＤＬごとに同一の符号系列の入力信号を入力する。例えば、駆動処理部１１１は、各駆動タイミングにおいて、ドライブラインＤＬ１，ＤＬ２に同一の符号系列の入力信号を入力し、ドライブラインＤＬ３，ＤＬ４に同一の符号系列の入力信号を入力し、ドライブラインＤＬ５，ＤＬ６に同一の符号系列の入力信号を入力し、ドライブラインＤＬ７，ＤＬ８に同一の符号系列の入力信号を入力し、ドライブラインＤＬ９，ＤＬ１０に同一の符号系列の入力信号を入力する。この場合、制御部１１は、隣接する２本のドライブラインＤＬを１本のドライブラインＤＬと見做してタッチ操作を検出する。この駆動方法によれば、例えば、ユーザーが手をタッチパネルに近付けてタッチ操作を行う場合に、タッチ操作の位置検出精度を高めることができる。

これに対して、グループ化処理部１１４は、ユーザーの手がタッチパネルから遠く前記出力信号の信号強度が閾値未満の場合に、前記グループ化数を「３」（Ｎ＝３）に設定する。この場合、駆動処理部１１１は、図７に示すように、隣接する３本のドライブラインＤＬごとに同一の符号系列の入力信号を入力する。例えば、駆動処理部１１１は、各駆動タイミングにおいて、ドライブラインＤＬ１，ＤＬ２，ＤＬ３に同一の符号系列の入力信号を入力し、ドライブラインＤＬ４，ＤＬ５，ＤＬ６に同一の符号系列の入力信号を入力し、ドライブラインＤＬ７，ＤＬ８，ＤＬ９に同一の符号系列の入力信号を入力する。この場合、制御部１１は、隣接する３本のドライブラインＤＬを１本のドライブラインＤＬと見做してタッチ操作を検出する。この駆動方法によれば、３本のドライブラインＤＬを１つのドライブ電極として利用することができるため、ドライブ電極及びセンス電極間に形成される電気力線をタッチパネルから遠い位置まで延ばすことができる。このため、例えば、ユーザーが手をタッチパネルから遠ざけた場合にも、タッチ操作の位置を確実に検出することが可能となる。

他の実施形態として、駆動処理部１１１は、Ｍ本のドライブラインごとに同一パターンの前記入力信号を入力する第１駆動モードと、Ｎ本のドライブラインごとに同一パターンの前記入力信号を入力する第２駆動モードとを切り替えてもよい。例えば、駆動処理部１１１は、操作モードがタッチパネルに対する接触によるタッチ操作を受け付ける第１操作モード（接触操作モード）の場合に前記第１駆動モードに切り替え、前記操作モードがタッチパネルに対する非接触によるタッチ操作を受け付ける第２操作モード（ホバー操作モード）の場合に前記第２駆動モードに切り替えてもよい。例えば、操作モードが接触操作モードに設定されている場合、駆動処理部１１１は、１本のドライブラインごとに同一パターンの前記入力信号を入力し、操作モードがホバー操作モードに設定されている場合、駆動処理部１１１は、３本のドライブラインごとに同一パターンの前記入力信号を入力する。

また、他の実施形態として、グループ化処理部１１４は、ユーザーの手がタッチパネルに近付くほど前記グループ化数を小さい値に設定し、ユーザーの手がタッチパネルから遠ざかるほど前記グループ化数を大きい値に設定してもよい。

ここで、複数本のドライブラインＤＬをグループ化した場合の行列演算方法の一例を説明する。図８には、２本のドライブラインＤＬをグループ化した例（Ｍ＝２の例）を示している。制御部１１は、グループ化した２本のドライブラインＤＬを１本のドライブラインＤＬと見做して行列演算を行う。

図８に示すように、駆動処理部１１１は、１回目の駆動タイミングにおいて、ドライブラインＤＬ１，ＤＬ２に同一の符号系列ｄ１，ｄ２（１，１）を入力し、ドライブラインＤＬ３，ＤＬ４に同一の符号系列ｄ３，ｄ４（１，１）を入力する。この場合、入力信号は、２次のアダマール行列Ｈ（下記式（２）参照）として表される。

判定処理部１１３は、線形素子系列（静電容量列）の行列について、容量Ｃ１１，Ｃ２１の合計（Ｃ１１＋Ｃ２１）を１つの容量と見做し、容量Ｃ３１，Ｃ４１の合計（Ｃ３１＋Ｃ４１）を１つの容量と見做し、容量Ｃ１２，Ｃ２２の合計（Ｃ１２＋Ｃ２２）を１つの容量と見做し、容量Ｃ３２，Ｃ４２の合計（Ｃ３２＋Ｃ４２）を１つの容量と見做す。判定処理部１１３は、ドライブラインＤＬ１～ＤＬ４とセンスラインＳＬ１の間の第１静電容量列Ｃ１からの出力ｓ１＝（ｓ１１，ｓ１２）、ドライブラインＤＬ１～ＤＬ４とセンスラインＳＬ２の間の第２静電容量列Ｃ２からの出力ｓ２＝（ｓ２１，ｓ２２）からなる出力Ｓと、２次のアダマール行列Ｈとの内積演算に基づいて、各容量値を算出する。例えば、行列演算式は、以下の式（２）のように表される。

また、図８に示すように、駆動処理部１１１は、２回目の駆動タイミングにおいて、ドライブラインＤＬ１，ＤＬ２に同一の符号系列ｄ１，ｄ２（１，１）を入力し、ドライブラインＤＬ３，ＤＬ４に同一の符号系列ｄ３，ｄ４（－１，－１）を入力する。この場合、入力信号は、２次のアダマール行列Ｈ（下記式（３）参照）として表される。

判定処理部１１３は、線形素子系列（静電容量列）の行列について、容量Ｃ１３，Ｃ２３の合計（Ｃ１３＋Ｃ２３）を１つの容量と見做し、容量Ｃ３３，Ｃ４３の合計（Ｃ３３＋Ｃ４３）を１つの容量と見做し、容量Ｃ１４，Ｃ２４の合計（Ｃ１４＋Ｃ２４）を１つの容量と見做し、容量Ｃ３４，Ｃ４４の合計（Ｃ３４＋Ｃ４４）を１つの容量と見做す。判定処理部１１３は、ドライブラインＤＬ１～ＤＬ４とセンスラインＳＬ３の間の第３静電容量列Ｃ３からの出力ｓ３＝（ｓ３１，ｓ３２）、ドライブラインＤＬ１～ＤＬ４とセンスラインＳＬ４の間の第４静電容量列Ｃ４からの出力ｓ４＝（ｓ４１，ｓ４２）からなる出力Ｓと、２次のアダマール行列Ｈとの内積演算に基づいて、各容量値を算出する。例えば、行列演算式は、以下の式（３）のように表される。

このように、判定処理部１１３は、前記入力系列と前記静電容量列とにおける各成分のうちグループ化数のドライブラインＤＬのそれぞれに対応する複数の成分を１つの成分とみなして、前記入力系列と前記出力系列との行列演算に基づいて前記静電容量列を算出する。上記構成によれば、ドライブラインＤＬを２本ずつグループ化して１本のドライブラインＤＬと見做すことができるため必要な行列サイズが半分になる。

また、本実施形態に係る表示装置１では、さらに、設定処理部１１５が前記グループ化数に応じて表示画面１３Ａの表示倍率を設定し、表示処理部１１６が表示パネル１３に表示画面１３Ａを前記表示倍率で表示させる。

図９には表示画面１３Ａの一例を示している。図９に示すように、第１操作モード（接触操作モード）では、設定処理部１１５は、表示画面１３Ａの表示倍率を１００％に設定し、表示処理部１１６は、表示画面１３Ａを１００％の表示倍率で表示させる。この場合、ユーザーは、表示画面１３Ａにおいて選択対象（図９に示すテンキーの「５」）を接触操作する。

これに対して、グループ化処理部１１４が前記グループ化数を「２」又は「３」に設定した場合、設定処理部１１５は、表示画面１３Ａの表示倍率を１００％を超える倍率（例えば２００％）に設定し、表示処理部１１６は、図１０に示すように、表示画面１３Ａを１００％を超える表示倍率（例えば２００％）で表示させる。この場合、ユーザーは、表示画面１３Ａにおいて選択対象（図１０に示すテンキーの「５」）をホバー操作する。

判定処理部１１３は、表示処理部１１６により表示パネル１３に表示画面１３Ａが前記表示倍率で表示された状態において、前記グループ化数のドライブラインＤＬごとに入力される前記入力信号に対応して複数本のセンスラインＳＬから出力される前記出力信号に基づいて、前記表示倍率で表示された表示画面１３Ａ上における前記タッチ操作の位置を判定する。

このように、グループ化処理部１１４が複数本のドライブラインＤＬを、隣接する設定されたグループ化数のドライブラインＤＬごとに複数のグループにグループ化した場合には、設定処理部１１５が前記グループ化数に応じて表示画面１３Ａの表示倍率を設定するとともに、表示処理部１１６が、表示パネル１３に表示画面１３Ａを前記表示倍率で表示させる。これにより、表示パネル１３に対してユーザーがタッチ操作を行った場合に、ユーザーが意図したタッチ操作位置と検出されたタッチ操作位置との間の誤差を小さくすることができる。よって、表示パネル１３に対するタッチ操作の操作性を向上させることができる。

ここで、設定処理部１１５は、前記第２駆動モードにおける前記表示倍率を前記第１駆動モードにおける前記表示倍率よりも大きい値に設定してもよい。例えば、設定処理部１１５は、第２操作モード（ホバー操作モード）における前記表示倍率を第１操作モード（接触操作モード）における前記表示倍率よりも大きい値に設定する。

また、他の実施形態として、設定処理部１１５は、前記グループ化数が大きいほど前記表示倍率を大きい値に設定し、前記グループ化数が小さいほど前記表示倍率を１００％に近付ける。

また、他の実施形態として、設定処理部１１５は、表示パネル１３から入力手段（ユーザーの手、指先、スタイラスペン、支持棒など）までの距離（操作距離）に応じて前記表示倍率を設定してもよい。前記操作距離は、例えばユーザーの過去のホバー操作の履歴情報に基づいて特定される。また、前記操作距離は、ユーザーが設定した距離であってもよい。設定処理部１１５は、前記操作距離が遠いほど前記表示倍率を大きい値に設定し、前記操作距離が近いほど前記表示倍率を１００％に近付ける。

なお、設定処理部１１５が前記表示倍率を変更して判定処理部１１３が前記タッチ操作の位置を判定した場合には設定処理部１１５は、前記表示倍率を元の倍率（例えば１００％）に戻してもよい。

［タッチ操作検出処理］
以下、図１１を参照しつつ、表示装置１の制御部１１によって実行されるタッチ操作検出処理について説明する。

なお、本開示は、前記タッチ操作検出処理に含まれる一又は複数のステップを実行するタッチ操作検出方法として捉えることができ、ここで説明するタッチ操作検出処理に含まれる一又は複数のステップが適宜省略されてもよい。なお、前記タッチ操作検出処理における各ステップは同様の作用効果を生じる範囲で実行順序が異なってもよい。さらに、ここでは制御部１１が前記タッチ操作検出処理における各ステップを実行する場合を例に挙げて説明するが、複数のプロセッサーが当該タッチ操作検出処理における各ステップを分散して実行するタッチ操作検出方法も他の実施形態として考えられる。

先ずステップＳ１１において、制御部１１は、出力信号を検出する。具体的には、制御部１１は、複数本のドライブラインＤＬに対して符号系列の入力信号を同時に入力（並列駆動）し、センスラインＳＬ１～ＳＬ４から出力される出力信号を検出する。

次にステップＳ１２において、制御部１１は、前記出力信号の信号強度が閾値以上であるか否かを判定する。前記信号強度は、例えば、線形素子系列（静電容量列）の容量に流れる電流の積分和の大きさである。制御部１１は、前記出力信号の信号強度が閾値以上であると判定すると（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１３に移行させる。一方、制御部１１は、前記出力信号の信号強度が閾値未満であると判定すると（Ｓ１２：Ｎｏ）、処理をステップＳ１２１に移行させる。

ステップＳ１３では、制御部１１は、ドライブラインＤＬのグループ化数をＭに設定する。例えば、制御部１１は、ドライブラインＤＬのグループ化数を「２本」に設定する。一方、ステップＳ１２１では、制御部１１は、ドライブラインＤＬのグループ化数をＮ（但し、Ｍ及びＮは自然数、かつＭ＜Ｎ）に設定する。例えば、制御部１１は、ドライブラインＤＬのグループ化数を「３本」に設定する。

次にステップＳ１４において、制御部１１は、設定したグループ化数に基づいて、表示画面１３Ａの表示倍率を設定する。例えば、制御部１１は、ドライブラインＤＬのグループ化数を「２本」に設定した場合に表示画面１３Ａの表示倍率を１５０％に設定し、ドライブラインＤＬのグループ化数を「３本」に設定した場合に表示画面１３Ａの表示倍率を２００％に設定する。

他の実施形態として、制御部１１は、例えば接触操作を受け付ける接触操作モードに対応する第１駆動モードにおける前記表示倍率を１００％に設定し（図９参照）、ホバー操作を受け付けるホバー操作モードに対応する第２駆動モードにおける前記表示倍率を２００％に設定する（図１０参照）。

また、制御部１１は、前記表示倍率を設定すると、表示画面１３Ａを、設定した前記表示倍率で表示させる。

次にステップＳ１５において、制御部１１は、設定したグループ化数に基づいて、入力信号を入力する。例えば、制御部１１は、ドライブラインＤＬのグループ化数を「２本」に設定した場合に、図６に示すように、隣接する２本のドライブラインＤＬごとに同一の符号系列の入力信号を入力する。また例えば、制御部１１は、ドライブラインＤＬのグループ化数を「３本」に設定した場合に、図７に示すように、隣接する３本のドライブラインＤＬごとに同一の符号系列の入力信号を入力する。

次にステップＳ１６において、制御部１１は、タッチ操作を検出する。具体的には、制御部１１は、静電容量列の出力Ｓと符号系列に対応するアダマール行列Ｈとの内積演算に基づいて容量値Ｃを算出し、容量値Ｃの変化に基づいてタッチ操作（入力位置）を検出する（図６、図７、式（２）及び（３）参照）。

次にステップＳ１７において、制御部１１は、タッチ操作が終了したか否かを判定する。ユーザーがタッチパネル（表示画面１３Ａ）に対するタッチ操作を終了すると、制御部１１は、タッチ操作が終了したと判定して（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、前記タッチ操作検出処理を終了する。一方、ユーザーがタッチパネルに対するタッチ操作を継続する場合、制御部１１は、タッチ操作が終了しないと判定して（Ｓ１７：Ｎｏ）、処理をステップＳ１１に移行させる。以上のようにして、制御部１１は、前記タッチ操作検出処理を実行する。

以上説明したように、本実施形態に係る表示装置１は、表示パネル１３に並列に配置された複数本のドライブラインＤＬに対して入力信号を入力して、表示パネル１３に複数本のドライブラインＤＬに交差して並列に配置された複数本のセンスラインＳＬから検出された出力信号に基づいて表示パネル１３に表示された表示画面１３Ａに対するタッチ操作の位置を検出する。また、表示装置１は、複数本のドライブラインＤＬを、隣接する設定されたグループ化数のドライブラインＤＬごとに複数のグループにグループ化し、グループ化された前記グループ化数のドライブラインＤＬごとに前記入力信号を入力し、複数本のセンスラインＳＬから出力される前記出力信号を検出する。また、表示装置１は、前記グループ化数に応じて表示画面１３Ａの表示倍率を設定して、表示画面１３Ａを前記表示倍率で表示させる。また、表示装置１は、表示パネル１３に表示画面１３Ａが前記表示倍率で表示された状態において、前記グループ化数のドライブラインＤＬごとに入力される前記入力信号に対応して複数本のセンスラインＳＬから出力される前記出力信号に基づいて、前記表示倍率で表示された表示画面１３Ａ上における前記タッチ操作の位置を判定する。

上記構成によれば、ユーザーは拡大された表示画面１３Ａにおいてタッチ操作を行うことができる。よって、表示パネル１３に対してユーザーがタッチ操作を行った場合に、ユーザーが意図したタッチ操作位置と検出したタッチ操作位置との間の誤差を小さくすることができるため、表示パネル１３に対するタッチ操作の操作性を向上させることができる。

また、本実施形態に係る表示装置１は、並列に配置された複数本のドライブラインＤＬと、複数本のドライブラインＤＬに交差して並列に配置された複数本のセンスラインＳＬとを有するタッチパネルにおいて、複数本のドライブラインＤＬに対して入力信号を並列に入力して駆動し、複数本のセンスラインＳＬからの出力信号を並列に検出し、前記入力信号の大きさに対応する入力系列と前記出力信号の大きさに対応する出力系列との行列演算に基づいて算出される複数本のドライブラインＤＬと複数本のセンスラインＳＬとの各交点における静電容量の大きさに対応する線形素子系列に基づいて前記タッチパネルに対するタッチ操作を検出する。

また、表示装置１は、複数本のドライブラインＤＬに対して前記入力信号を入力し、複数本のセンスラインＳＬから出力される前記出力信号を検出する。また、表示装置１は、複数本のドライブラインＤＬを、隣接する設定されたグループ化数のドライブラインＤＬごとに複数のグループにグループ化し、グループ化した前記グループ化数のドライブラインＤＬごとに同一パターンの前記入力信号を入力する。そして、表示装置１は、前記入力系列と前記出力系列との行列演算により算出した線形素子系列に基づいて、前記タッチパネルに対するタッチ操作を検出する。

上記構成によれば、例えば、ユーザーが手をタッチパネルに近付けてタッチ操作を行う場合に、ドライブラインＤＬのグループ化数を少ない本数に設定することにより空間分解能を高めることができるため、タッチ操作の位置検出精度を高めることができる。また例えば、ユーザーが手をタッチパネルから遠ざけてタッチ操作を行う場合に、ドライブラインＤＬのグループ化数を多い本数に設定することにより、ドライブ電極及びセンス電極間に形成される電気力線をタッチパネルから遠い位置まで延ばすことができ、信号強度を高めることができるため、タッチパネルから離れた位置におけるタッチ操作を確実に検出することができる。すなわち、タッチ操作を検出可能なタッチパネルからの距離（ホバー距離）を長くすることができる。よって、ホバー距離の確保と位置検出精度の向上とを両立させることができる。

また、上記構成によれば、ハードウェアを追加することなく、前記グループ化数を調整してタッチ操作を検出することができるため、コストが増加することもない。

なお、制御部１１は、ユーザーがタッチ操作を行っているときに、前記出力信号の信号強度に基づいて、前記グループ化数を動的（リアルタイム）に変化させてもよい。また、制御部１１は、ユーザーから前記グループ化数を設定する操作を受け付け可能であってもよい。

また、他の実施形態として、制御部１１は、前記グループ化数に応じた表示倍率を設定した場合に、表示パネル１３に表示画面１３Ａの一部の領域を前記表示倍率で表示させ、その他の領域を元の表示倍率で表示させてもよい。例えば、図１２に示すように、制御部１１は、前記グループ化数を「２」又は「３」に設定して前記表示倍率を「２００％」に設定した場合に、表示パネル１３に表示画面１３Ａのうち選択対象の「５」を２００％で表示させ、その他の領域を１００％で表示させる。これにより、ユーザーは、選択対象のみを着目し易くなるためタッチ操作の操作性を向上させることができる。なお、制御部１１は、ユーザーの指先が表示画面１３Ａから離れるほど前記選択対象の表示倍率を大きくしてもよい。

また、他の実施形態として、制御部１１は、ユーザーの指と表示画面１３Ａとの距離Ｌ（操作距離）（図３参照）が所定距離未満の場合に前記グループ化数をＭに設定し、距離Ｌが所定距離以上の場合に前記グループ化数をＮ（但し、Ｍ及びＮは自然数、かつＭ＜Ｎ）に設定してもよい。

本開示のタッチ操作検出装置は、表示パネル１３に並列に配置された複数本のドライブラインのうち隣接する一部のドライブラインＤＬを含むドライブライン群に対して入力信号（駆動信号）を入力して、ドライブライン群に入力される前記入力信号に応じた出力信号（検出信号）に基づいて前記タッチ操作の位置を判定する表示装置に適用することもできる。前記表示装置では、例えば、制御部１１は、第１タイミングで複数のドライブラインＤＬを含む第１ドライブラインＤＬ群に対して第１入力信号を入力し、前記第１タイミングに続く第２タイミングで、前記第１ドライブライン群に含まれる一部の電極と前記第１ドライブラインＤＬ群に隣接する一又は複数のドライブラインＤＬとを含む第２ドライブラインＤＬ群に対して第２入力信号を入力し、前記第１入力信号に応じた第１出力信号と前記第２入力信号に応じた第２出力信号とに基づいて、タッチ操作の位置を検出する。このように、本開示のタッチ操作検出装置は、隣接する複数本のドライブラインＤＬに束ねて、複数本のドライブラインＤＬごとに順に駆動する束ね駆動方式に適用することもできる。

また本開示のタッチ操作検出装置は、表示装置１であってもよいし、表示装置１の一構成要素である制御部１１（制御装置）であってもよい。すなわち、本開示のタッチ操作検出装置は、制御部１１を備え、表示パネル１３及びタッチセンサ１５（タッチパネル）を備えていなくてもよい。

１ ：表示装置
１１ ：制御部
１２ ：記憶部
１３ ：表示パネル
１３Ａ ：表示画面
１４ ：操作部
１５ ：タッチセンサ
１６ ：アナログ積分器
１１１ ：駆動処理部
１１２ ：検出処理部
１１３ ：判定処理部
１１４ ：グループ化処理部
１１５ ：設定処理部
１１６ ：表示処理部
ＤＬ ：ドライブライン
ＳＬ ：センスライン
Ｃ１ ：第１静電容量列
Ｃ２ ：第２静電容量列
Ｃ３ ：第３静電容量列
Ｃ４ ：第４静電容量列
ｄ１ ：符号系列
ｄ２ ：符号系列
ｄ３ ：符号系列
ｄ４ ：符号系列

Claims (5)

1. 表示パネルに並列に配置された複数本のドライブラインに対して入力信号を入力して、前記表示パネルに前記複数本のドライブラインに交差して並列に配置された複数本のセンスラインから検出された出力信号に基づいて前記表示パネルに表示された表示画面に対するタッチ操作の位置を検出するタッチ操作検出装置であって、
   前記複数本のドライブラインを、隣接する設定されたグループ化数のドライブラインごとに複数のグループにグループ化するグループ化処理部と、
   前記グループ化処理部によりグループ化された前記グループ化数のドライブラインごとに前記入力信号を入力する駆動処理部と、
   前記複数本のセンスラインから出力される前記出力信号を検出する検出処理部と、
   前記グループ化数に応じて前記表示画面の表示倍率を設定する設定処理部と、
   前記表示パネルに前記表示画面を前記表示倍率で表示させる表示処理部と、
   前記表示処理部により前記表示パネルに前記表示画面が前記表示倍率で表示された状態において、前記グループ化数のドライブラインごとに入力される前記入力信号に対応して前記複数本のセンスラインから出力される前記出力信号に基づいて、前記表示倍率で表示された前記表示画面上における前記タッチ操作の位置を判定する判定処理部と、
   を備え、
   前記駆動処理部は、前記グループ化処理部により前記グループ化数がＭに設定された場合にＭ本のドライブラインごとに前記入力信号を入力する第１駆動モードと、前記グループ化処理部により前記グループ化数がＮ（但し、Ｍ及びＮは自然数、かつＭ＜Ｎ）に設定された場合にＮ本のドライブラインごとに前記入力信号を入力する第２駆動モードとを切り替え、
   前記設定処理部は、前記第２駆動モードにおける前記表示倍率を前記第１駆動モードにおける前記表示倍率よりも大きい値に設定する、タッチ操作検出装置。
2. 前記駆動処理部は、
   前記表示パネルに対する接触によるタッチ操作を受け付ける第１操作モードにおいて前記第１駆動モードに切り替え、
   前記表示パネルに対する非接触によるタッチ操作を受け付ける第２操作モードにおいて前記第２駆動モードに切り替える、
   請求項１に記載のタッチ操作検出装置。
3. 前記判定処理部は、前記複数本のドライブラインに並列に入力される前記入力信号の大きさに対応する入力系列と前記複数本のセンスラインから並列に出力される前記出力信号の大きさに対応する出力系列との行列演算に基づいて算出される前記複数本のドライブラインと前記複数本のセンスラインとの各交点における静電容量の大きさに対応する線形素子系列に基づいて、前記タッチ操作の位置を検出する、
   請求項１又は２に記載のタッチ操作検出装置。
4. 前記駆動処理部は、アダマール行列からなる符号系列を前記入力系列として前記複数本のドライブラインを並列に駆動する、
   請求項３に記載のタッチ操作検出装置。
5. 表示パネルに並列に配置された複数本のドライブラインに対して入力信号を入力して、前記表示パネルに前記複数本のドライブラインに交差して並列に配置された複数本のセンスラインから検出された出力信号に基づいて前記表示パネルに表示された表示画面に対するタッチ操作の位置を検出するタッチ操作検出方法であって、
   一又は複数のプロセッサーが、
   前記複数本のドライブラインを隣接する設定されたグループ化数のドライブラインごとに複数のグループにグループ化することと、
   グループ化された前記グループ化数のドライブラインごとに前記入力信号を入力することと、
   前記複数本のセンスラインから出力される前記出力信号を検出することと、
   前記グループ化数に応じて前記表示画面の表示倍率を設定することと、
   前記表示パネルに前記表示画面を前記表示倍率で表示させることと、
   前記表示パネルに前記表示画面が前記表示倍率で表示された状態において、前記グループ化数のドライブラインごとに入力される前記入力信号に対応して前記複数本のセンスラインから出力される前記出力信号に基づいて、前記表示倍率で表示された前記表示画面上における前記タッチ操作の位置を判定することと、
   前記グループ化数がＭに設定された場合にＭ本のドライブラインごとに前記入力信号を入力する第１駆動モードと、前記グループ化数がＮ（但し、Ｍ及びＮは自然数、かつＭ＜Ｎ）に設定された場合にＮ本のドライブラインごとに前記入力信号を入力する第２駆動モードとを切り替えることと、
   前記第２駆動モードにおける前記表示倍率を前記第１駆動モードにおける前記表示倍率よりも大きい値に設定することと、
   を実行するタッチ操作検出方法。