JP4670970B2

JP4670970B2 - 表示入力装置

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Publication number: JP4670970B2
Application number: JP2009017191A
Authority: JP
Inventors: 哲男池田; 龍青山; 武彦鶴見; 文規本間; 松一郎守屋
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2009-01-28
Filing date: 2009-01-28
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2029-01-28
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Description

本発明は、表示入力装置に関する。

近年、小型の電子機器には、情報を入力したり、グラフィカルユーザインターフェース（以下、ＧＵＩ）の操作を行ったりするための入力デバイスとしてタッチパネルが多く用いられている。タッチパネルを用いることで、キーボード等の入力手段を別途設ける必要が無くなる分だけ電子機器を小型化することができる。また、タッチパネルは、画像やＧＵＩ等が表示される表示デバイスでもある。そのため、タッチパネルを用いることで、タッチパネル上に表示された画像やＧＵＩ等を直接触って操作するような直感的な操作体系を実現することができる。これらの特徴を有することから、タッチパネルは、例えば、携帯情報端末、携帯電話、カーナビゲーションシステム、ノート型のパーソナルコンピュータ、情報家電等、様々な電子機器に搭載されている。

上記の通り、タッチパネルは、入力デバイスの機能と、表示デバイスの機能とを有する。表示デバイスの機能は、例えば、液晶表示ディスプレイパネル（以下、ＬＣＤパネル）や有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネル（以下、ＯＥＬＤパネル）等の表示パネルを用いることで実現される。一方、入力デバイスの機能は、表示パネル上に静電センサを設けたり、表示パネルの表面に近接又は接触された操作体を光学的に走査する光学センサを設けたりすることで実現される。静電センサ又は光学センサによりセンシング可能なセンサ領域は、表示パネルの画素領域（表示可能領域）に設定されることが多い。また、下記の特許文献１には、表示パネルの枠部分にセンサ領域を拡張し、拡張したセンサ領域を用いて利便性の高い操作体系を実現する技術が開示されている。

特許第４１６１８１４号公報

しかしながら、表示パネルの枠部分にセンサ領域を拡張した場合、拡張したセンサ領域の境界がユーザに分かりにくくなってしまう。また、格子状の電極パターンを有する静電センサで形成されるタッチパネルの場合、センサ領域の拡張部分まで含むように電極パターンを配置する必要がある。電極パターンを形成する各格子の大きさは、静電センサの解像度に対応する。従って、同じ解像度の電極パターンを用いる場合、表示パネルの枠部分までセンサ領域を拡張させると、静電センサの解像度が低下してしまう。そのため、静電センサの解像度を極力低下させないようにしつつ、表示パネルの枠部分までセンサ領域を拡張する技術が求められている。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、静電センサの解像度をあまり低下させずに表示パネルの枠部分までセンサ領域が拡張され、拡張されたセンサ領域の境界がユーザに分かりやすい、新規かつ改良された表示入力装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、格子状に電極パターンが配線され、当該電極パターンに操作体が接触又は近接された際に接触部分又は近接部分で変化する静電容量を検知して前記操作体の位置を特定する位置センサと、前記位置センサが設けられた表示画面の外枠を構成する外枠部と、を備え、前記外枠部には、前記電極パターンが配線されていないが前記位置センサにより前記操作体の位置を特定可能な領域の境界が視覚的又は触覚的に示されている、表示入力装置が提供される。

また、前記外枠部に含まれる領域のうち、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定可能な領域と、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定不可能な領域とは、互いに触感の異なる材質で形成されていてもよい。

また、前記外枠部に含まれる領域のうち、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定可能な領域と、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定不可能な領域との境界部分に段差が設けられていてもよい。

また、前記外枠部に含まれる領域のうち、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定可能な領域と、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定不可能な領域との境界部分に境界線が表示されていてもよい。

また、前記外枠部に含まれる領域のうち、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定可能な領域と、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定不可能な領域とは、互いに異なる色彩を有するように構成されていてもよい。

以上説明したように本発明によれば、静電センサの解像度をあまり低下させずに表示パネルの枠部分までセンサ領域が拡張され、拡張されたセンサ領域の境界がユーザに分かりやすい、新規かつ改良された表示入力装置が提供される。

表示パネルの枠部分にセンサ領域が拡張された表示入力装置において実現される操作体系（アプリケーション）の一例を示す説明図である。センサ領域を表示パネルの枠部分に拡張する場合に表示入力装置に設けられるセンサの大きさを示す説明図である。表示パネルの枠部分にセンサ領域を拡張する場合に表示入力装置に設けられる表示パネルとセンサとの間の位置関係、及びそれらの構成例を示す説明図である。表示パネルの枠部分にセンサ領域を拡張する場合に表示入力装置に設けられるセンサの電極パターンの一例を示す説明図である。表示パネルの枠部分にセンサ領域を拡張する場合において表示入力装置に設けられるセンサの検知解像度を非拡張の場合のものと比較した説明図である。本発明の一実施形態に係る表示入力装置に設けられたセンサの電極パターンの一例を示す説明図である。同実施形態に係る表示入力装置においてユーザ入力を検知可能なセンサ領域の境界を視覚的に明示する方法の一例を示す説明図である。同実施形態に係る表示入力装置においてユーザ入力を検知可能なセンサ領域の境界を触覚的に明示する方法の一例を示す説明図である。同実施形態に係る表示入力装置においてユーザ入力を検知可能なセンサ領域の境界を触覚的に明示する方法の一例を示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

［説明の流れについて］
ここで、以下に記載する本発明の実施形態に関する説明の流れについて簡単に述べる。まず、図１を参照しながら、表示パネルの枠部分にセンサ領域が拡張された表示入力装置において実現される操作体系（アプリケーション）について説明する。次いで、図２を参照しながら、センサ領域を表示パネルの枠部分に拡張する場合に表示入力装置に設けられるセンサの大きさについて考察する。

次いで、図３を参照しながら、表示パネルの枠部分にセンサ領域を拡張する場合に表示入力装置に設けられる表示パネルとセンサとの間の位置関係、及びそれらの構成例について説明する。次いで、図４を参照しながら、表示パネルの枠部分にセンサ領域を拡張する場合に表示入力装置に設けられるセンサの電極パターンについて考察する。

次いで、図５を参照しながら、表示パネルの枠部分にセンサ領域を拡張する場合において表示入力装置に設けられるセンサの検知解像度と、非拡張の場合において表示入力装置に設けられるセンサの検知解像度との関係について対比説明する。次いで、図６を参照しながら、本発明の一実施形態に係る表示入力装置に設けられたセンサの電極パターンについて説明する。

次いで、図７を参照しながら、本発明の一実施形態に係る表示入力装置においてユーザ入力を検知可能なセンサ領域の境界を視覚的に明示する方法の一例について説明する。次いで、図８、図９を参照しながら、本発明の一実施形態に係る表示入力装置においてユーザ入力を検知可能なセンサ領域の境界を触覚的に明示する方法の一例について説明する。最後に、同実施形態の技術的思想について纏め、当該技術的思想から得られる作用効果について簡単に説明する。

（説明項目）
１：実施形態
１−１：静電容量式タッチパネルについて
１−２：センサ領域の拡張方法について
１−３：センサ領域の明示方法について
１−３−１：シルク印刷によりセンサ領域の境界を明示する方法
１−３−２：材質の変化によりセンサ領域の境界を明示する方法
１−３−３：段差によりセンサ領域の境界を明示する方法
２：まとめ

＜１：実施形態＞
本発明の一実施形態について説明する。本実施形態は、表示画面の外枠にセンサ領域を拡張する場合に生じる静電センサの解像度低下を低減させる技術を提案するものである。また、当該技術と併せて、本実施形態は、ユーザにセンサ領域の境界が明確に認識できるようにする技術を提案するものである。

［１−１：静電容量式タッチパネルについて］
まず、静電容量式タッチパネルの構造、及びその動作原理について簡単に説明する。静電容量式タッチパネルは、主に、画像やＧＵＩが表示される表示パネル、及び表示パネル上に設けられる静電センサで構成される。静電センサは、ユーザがタッチパネルに接触又は近接（以下、タッチ）した際に、ユーザがタッチした位置を検知するものである。このような検知機能を実現するため、静電センサには、格子状のパターンを持つ電極（以下、電極パターン）が配線されている。

電極パターンは、例えば、表示パネルの長手方向（以下、Ｘ方向）に伸びた複数の列電極と、Ｘ方向に直交するＹ方向に伸びた複数の行電極とで構成される。また、列電極と行電極とは、誘電体を挟んで空間的に隔てられた位置に配線される。そのため、列電極及び行電極により等価的にコンデンサが形成される。さらに、各列電極がグランドに接続され、各行電極が静電容量を検出する検出器に接続される。そして、列電極と行電極との間で静電容量が変化すると、この検出器により静電容量が変化した位置が特定される。

静電容量の変化は、ユーザの指等が静電センサに近接又は接触することで発生する。例えば、ユーザの指が静電センサに近づくと、行電極及び列電極で発生した電界の一部が一種の導体である指の影響を受けて変化し、行電極と列電極とで等価的に形成されるコンデンサの静電容量が減少する。なお、指以外にも生体の一部や導体で形成されるタッチペン等を用いて静電容量の変化を誘起することができる。以上、タッチパネルの一例として、静電容量式タッチパネルの構造、及びその動作原理について簡単に説明した。以下では、このような静電容量式タッチパネルの利用を念頭に置いて説明を行う。

［１−２：センサ領域の拡張方法について］
ここでは、センサ領域の拡張方法について説明する。具体的には、本実施形態に係る表示入力装置１００のセンサ領域を拡張した場合に実現可能なアプリケーションの一例、及び表示入力装置１００が有するセンサ１０６の電極構造等について説明する。なお、タッチパネルは、表示入力装置１００の一例である。また、センサ１０６は、位置センサの一例である。

（外枠を利用したアプリケーション）
まず、図１を参照しながら、本実施形態に係る表示入力装置１００において実現可能なアプリケーションについて説明する。図１は、本実施形態に係る表示入力装置１００において実現可能なアプリケーションの一例を示す説明図である。

図１に示すように、表示入力装置１００は、表示画面１０２、及び外枠１０４を有する。表示画面１０２には画像やＧＵＩ等が表示される。一方、外枠１０４には画素が配置されておらず、画像やＧＵＩ等は表示されない。また、表示入力装置１００のセンサ領域は、表示画面１０２の外枠１０４にまで拡張されている。そのため、指１０により外枠１０４が操作されると、例えば、操作に応じて表示画面１０２に表示されたボタンオブジェクトＧ１０が選択される。なお、ボタンオブジェクトＧ１０はＧＵＩの一例である。また、外枠１０４は、外枠部の一例である。

通常、表示画面１０２に表示されるＧＵＩの操作は、表示画面１０２の表面を指１０でタップしたり、ドラッグしたりすることで行われる。例えば、機能を選択するためのボタンオブジェクトＧ１０が表示された場合、ユーザは、所望の機能に対応付けられたボタンオブジェクトＧ１０の上を指１０でタップする。このとき、表示入力装置１００は、タップされた位置を検知し、検知位置とボタンオブジェクトＧ１０の表示位置とを照合する。さらに、表示入力装置１００は、照合結果に応じてタップされたボタンオブジェクトＧ１０を特定する。特定されたボタンオブジェクトＧ１０は、例えば、表示入力装置１００に接続された情報処理装置（非図示）に伝送される。

このような構成にすることで、ＧＵＩを用いた機能の選択操作が実現される。上記の通り、ユーザは、表示画面１０２に表示されたＧＵＩを指１０で直接操作することができる。そのため、直感的な操作体系が実現され、操作性が格段に向上する。このような操作性の向上効果は、指１０の動きに追従してＧＵＩが変化したり、ＧＵＩに対応付けられた機能が実行されたりすることで得られるものである。

例えば、図１のように並んで配置された複数のボタンオブジェクトＧ１０を上下に指１０でなぞった場合に、なぞった指１０の位置に追従して選択状態のボタンオブジェクトＧ１０が変化するものとしよう。この場合、ある機能を選択したいユーザは、所望の機能が対応付けられたボタンオブジェクトＧ１０の上で指１０の動きを止めればよいのである。マウス等を用いて間接的に表示画面１０２に表示されるカーソルを動かして所望の機能が対応付けられたボタンオブジェクトＧ１０を選択するよりも、指１０で表示画面１０２に直接触れて操作する方が直感的であり、操作が容易である。

図１のように、表示画面１０２に全てのボタンオブジェクトＧ１０が表示されている場合、上記の操作体系は直感的で非常に利便性の高いものである。しかし、表示画面１０２に収まらない数のボタンオブジェクトＧ１０が存在する場合、ユーザは、画面をスクロールさせながら所望の機能に対応するボタンオブジェクトＧ１０を探す必要がある。こうした場合、ユーザは、高速でボタンオブジェクトＧ１０の表示をスクロールさせたいと考えるであろう。しかし、指１０によるスクロール操作は、通常速度によるボタンオブジェクトＧ１０のスクロール操作に割り当てられている。

そのため、ユーザには、高速スクロールモードに切り替えるために、特定のボタンを選択したり、他の特殊なジェスチャー入力を行ったりすることが求められる。そこで、こうした操作負担を低減させるため、外枠１０４を利用する方法が考案された。例えば、外枠１０４を上下になぞる動作にボタンオブジェクトＧ１０の高速スクロール機能を割り当てることで、ユーザの操作負担を軽減させることができる。また、特定のボタン操作やジェスチャー入力に比べて操作が直感的になり、操作性が向上する。特に、通常速度のスクロール操作と高速スクロール操作とは、なぞる位置が異なるだけで指１０の動きに共通性があり、ユーザは、自然に操作を切り替えることができる。

ここではボタンオブジェクトＧ１０のスクロール操作を例に挙げて説明したが、この例以外にも、表示画面１０２に表示されたオブジェクトに直接的に触れて行う操作に関連した操作を外枠１０４で行うユーザ入力に割り当てる方法が非常に有効である。このように操作体系を拡張して操作性の向上を図るために、外枠１０４にまでセンサ領域を拡張する技術が求められているのである。以下、センサ領域を外枠１０４にまで拡張するために表示入力装置１００に対して施される工夫について述べる。

（センサ領域の拡張方法１）
図２に示すように、表示入力装置１００には、指１０でタッチされた位置を検知するためのセンサ１０６が設けられている。上記のような操作体系を実現するために、センサ領域を外枠１０４まで拡張するには、このセンサ１０６を外枠１０４まで延伸する必要がある。センサ１０６を外枠１０４まで延伸すると、外枠１０４にはみ出したセンサ１０６の部分（以下、拡張部分）までセンサ領域が拡張され、外枠１０４をなぞった指１０の動きをセンサ１０６で検知できるようになる。

センサ１０６を外枠１０４まで延伸する方法としては、例えば、図３に示すような方法がある。図３は、拡張部分における表示入力装置１００の断面構造を示す説明図である。図３には、３通りの断面構造（断面Ａ、断面Ｂ、断面Ｃ）が示されている。これらの断面図は、表示入力装置１００をＩ−Ｉ線に沿って切断した場合に得られるものである。なお、表示入力装置１００は、センサ１０６、基板１０８、及び表示パネル１１０を有する。表示パネル１１０は、例えば、ＬＣＤパネルやＯＥＬＤパネル等である。

（断面Ａについて）
断面Ａの構造は、センサ１０６、及び表示パネル１１０のサイズに特徴がある。センサ領域が表示画面１０２の内部に限定されている場合、外枠１０４の部分には、表示パネル１１０やセンサ１０６が設けられないことが多い。しかし、断面Ａの場合、表示画面１０２の部分と同様に、下層から順に基板１０８、表示パネル１１０、センサ１０６、基板１０８の順番で、積層構造が形成されている。つまり、断面Ａの場合、表示画面１０２の部分に設けられるセンサ１０６及び表示パネル１１０の層が単純に外枠１０４まで延伸されている。また、画像やＧＵＩ等の表示に用いない外枠１０４の部分は、基板１０８の一部で覆われている。言い換えると、通常の表示入力装置１００（タッチパネル）において、表示画面１０２の一部を基板１０８の一部で覆った形状が断面Ａの構造に相当する。

（断面Ｂについて）
断面Ｂの構造は、センサ１０６のサイズに特徴がある。断面Ａの場合、センサ１０６の他に、表示パネル１１０も外枠１０４の部分まで延伸されていた。しかし、外枠１０４においては、表示パネル１１０に画像やＧＵＩ等が表示されない。そのため、外枠１０４の部分には表示パネル１１０を設ける必要がない。そこで、断面Ｂの構造は、外枠１０４の部分にセンサ１０６だけを延伸して配置したものである。また、外枠１０４の部分に表示パネル１１０が含まれないため、センサ１０６の上面を基板１０８の一部で覆う必要がない。そのため、センサ１０６の上層に基板１０８の一部が設けられていない。つまり、通常の表示入力装置１００（タッチパネル）において、センサ１０６を外枠１０４まで延伸した形状が断面Ｂの構造に相当する。

（断面Ｃについて）
断面Ｃの構造は、センサ１０６Ａ、１０６Ｂの構造に特徴がある。センサ１０６Ａ、１０６Ｂは、別体として形成されるが、いずれもセンサ１０６と同じ機能を有する。上記の通り、断面Ａ、Ｂの構造は、センサ１０６、表示パネル１１０のいずれか又は両方を外枠１０４まで延伸した形状に相当する。しかし、断面Ｃの構造は、センサ１０６を外枠１０４まで延伸させず、表示画面１０２の部分にはセンサ１０６Ａを設け、外枠１０４の部分にはセンサ１０６Ｂを設けるものである。また、上記の断面Ｂと同様、外枠１０４の部分には表示パネル１１０が存在しないため、センサ１０６Ｂの上面を基板１０８の一部で覆われていない。

上記の断面Ａ、断面Ｂ、断面Ｃのいずれかの構造を適用することで、外枠１０４にまでセンサ領域を拡張することができる。そして、このようにして構成された表示入力装置１００を用いると、上記の通り、操作性の高いユーザインターフェースが実現される。ここで、センサ１０６（以下、センサ１０６Ａ、１０６Ｂを含む。）に上記の静電センサを用いる場合について、図４、図５を参照しながら、より詳細に考察してみたい。

（静電センサの電極構造とセンサ領域の拡張）
上記の通り、センサ領域を外枠１０４まで拡張するには、少なくともセンサ１０６が配置される位置を外枠１０４まで拡張する必要がある。上記の断面Ａ、断面Ｂのように、表示画面１０２に配置されたセンサ１０６を外枠１０４まで延伸させる場合、センサ１０６が静電センサならば、センサ１０６の電極パターン１１２は、図４のようになる。

通常、センサ領域を外枠１０４まで拡張する場合、センサ１０６を形成する電極パターン１１２は、図４に示すように、拡張したセンサ領域を全て含むように配線される。そのため、指１０により外枠１０４がタッチされると、外枠１０４に張り出した電極パターン１１２の一部に静電容量の変化が発生し、タッチ位置が検知される。しかし、外枠１０４まで電極パターン１１２が拡張されたことにより、拡張前に比べてセンサ１０６の解像度が低下してしまう。この点について、図５を参照しながら、より詳細に説明する。

図５には、外枠１０４まで拡張した電極パターン１１２と、拡張前の電極パターン１１２とが模式的に示されている。既に述べた通り、静電センサは、列電極と行電極との間に等価的に形成されるコンデンサの静電容量の変化を検知してタッチ位置を特定する。つまり、１本の列電極と１本の行電極とが交差する点の間隔が静電センサの解像限界に相当する。言い換えると、静電センサの解像度は、行電極と列電極とで囲まれた単位格子の大きさに依存して決定される。

そこで、外枠１０４まで拡張した電極パターン１１２に含まれる単位領域ＳＡ１の大きさと、拡張前の電極パターン１１２に含まれる単位領域ＳＡ２の大きさとを比較してみる。すると、単位領域ＳＡ１の大きさは、単位領域ＳＡ２の大きさよりも拡張分だけ大きくなっている。つまり、外枠１０４まで電極パターン１１２を拡張することで、センサ１０６の解像度が低下してしまうことが分かる。このような解像度の低下は好ましくない。また、外枠１０４までセンサ領域を拡張する利点も享受したいという要求もある。そこで、センサ１０６の解像度を低下させずにセンサ領域を拡張する工夫が求められる。

（提案方式に係る電極構造）
まず、静電センサの動作原理について振り返ってみたい。既に述べた通り、静電センサは、誘電体を挟んで配置された行電極と列電極との間に生じる静電容量の変化を検知するセンサ手段である。また、静電容量の変化は、ユーザの指１０等が静電センサに近接又は接触された際に、導電体の一種である指１０により行電極又は列電極で形成された電界が影響を受けることにより発生する。つまり、電極パターン１１２をユーザが指１０により直接的に押圧しなくても、実際には静電容量の変化が発生してユーザのタッチ操作を検知することができるのである。そこで、本実施形態においては、図６のように、外枠１０４に大きくはみ出さずに電極パターン１１２を配置する方法が提案される。

図６に示すように、本実施形態に係る表示入力装置１００は、表示画面１０２から外枠１０４に大きくはみ出すことなく配置された電極パターン１１２を有する。特に、ユーザの指１０等が外枠１０４に近接又は接触された際に、最も外枠１０４に近い電極パターン１１２の一部において静電容量の変化が発生するように電極パターン１１２が配置される。このような構成にすることで、本実施形態において電極パターン１１２が配線される領域（以下、電極配線領域）は、図４に示した電極配線領域に比べて小さくなる。つまり、センサ領域の拡張に伴うセンサ１０６の解像度低下を抑制することが可能になる。

［１−３：センサ領域の明示方法について］
上記の通り、本実施形態においては、表示画面１０２から外枠１０４に電極パターン１１２を大きく伸張せずにセンサ領域が外枠１０４まで拡張される。そのため、センサ領域は、外枠１０４の全体を含むものではなく、その一部に限定される。従って、ユーザは、外枠１０４におけるセンサ領域の境界を十分に認識した上で操作を行う必要がある。もし、センサ領域の境界を意識せずに操作を行うと、操作を行ったのに処理が実行されないことが頻繁に起きてしまう。そこで、本実施形態においては、ユーザにセンサ領域の境界を明示し、ユーザが安心して操作できるようにする方法を提案する。

（１−３−１：シルク印刷によりセンサ領域の境界を明示する方法）
まず、図７を参照しながら、シルク印刷によりセンサ領域の境界を明示する方法について説明する。図７は、本実施形態に係るセンサ領域の明示方法に関し、シルク印刷によりセンサ領域の境界を明示する方法の一例を示す説明図である。

図７に示すように、表示画面１０２の大きさと同程度の大きさを有する電極パターン１１２が設けられ、センサ領域が外枠１０４の一部まで拡張されているものとする。図７の例から分かるように、センサ領域は、外枠１０４の全面を含むものではない。つまり、表示画面１０２から遠い外枠１０４の端部分にユーザの指１０が近接又は接触しても、電極パターン１１２には、センサ１０６で検知できる程度に静電容量の変化が誘起されないのである。そのため、外枠１０４の端部分をユーザが指１０でタッチしたとしても、センサ１０６によりタッチ位置が検知されない。

そこで、本件発明者は、センサ領域の明示方法の一例として、図７に示すように境界ライン１１４をシルク印刷で表示する方法を考案した。この方法は、視覚的にセンサ領域を明示する方法の一例である。このように、境界ライン１１４を表示することにより、ユーザは、境界ライン１１４の内側（表示画面１０２寄りの部分）を操作すればよいことを容易に理解することができる。そして、ユーザは、外枠１０４を操作する場面においても、間違いなくセンサ領域の内側を操作することができるようになる。その結果、センサ領域の外側を操作してしまうことで処理が実行されなくなる機会が低減され、操作性を格段に向上させることができる。

（１−３−２：材質の変化によりセンサ領域の境界を明示する方法）
次に、図８を参照しながら、材質の変化によりセンサ領域の境界を明示する方法について説明する。図８は、本実施形態に係るセンサ領域の明示方法に関し、材質の変化によりセンサ領域の境界を明示する方法の一例を示す説明図である。

図８に例示した方法は、触覚的にセンサ領域を明示する方法の一例である。これまで外枠１０４の材質については任意のものを想定していた。しかし、図８の例においては、センサ領域に含まれる外枠１０４Ａが材質Ａで形成され、センサ領域に含まれない外枠１０４Ｂが材質Ｂで形成されるものとする。但し、材質Ａと材質Ｂとは互いに異なる材質であり、材質Ａの触感と材質Ｂの触感とが異なるものとする。このような構成にすることで、ユーザは、材質Ａと材質Ｂとの間の触感の違いを触覚的に認知し、センサ領域の境界を確実に認識することができる。

上記のように、境界を明示することにより、ユーザは、境界の内側（外枠１０４Ａ）を操作すればよいことを容易に理解することができる。そして、ユーザは、外枠１０４を操作する場面においても、間違いなくセンサ領域の内側を操作することができるようになる。その結果、センサ領域の外側を操作してしまうことで処理が実行されなくなる機会が低減され、操作性を格段に向上させることができる。

（１−３−３：段差によりセンサ領域の境界を明示する方法）
次に、図９を参照しながら、段差によりセンサ領域の境界を明示する方法について説明する。図９は、本実施形態に係るセンサ領域の明示方法に関し、段差によりセンサ領域の境界を明示する方法の一例を示す説明図である。

図９に例示した方法は、触覚的にセンサ領域を明示する方法の一例である。これまで外枠１０４の形状については任意のものを想定していた。しかし、図９の例においては、センサ領域が非センサ領域よりも１段低くなるように外枠１０４に段差が設けられている。図３を参照しながら説明したように、センサ領域を外枠１０４に拡張するためのセンサ１０６、表示パネル１１０、基板１０８の構成は複数通り存在する。そこで、図９には、図３の各例に対応する断面図を示した。但し、図９の各断面図は、外枠１０４にセンサ領域を明示するための段差を設けた構成のものである。

（断面Ａについて）
断面Ａの構造は、センサ１０６、及び表示パネル１１０のサイズに特徴がある。断面Ａの場合、表示画面１０２の部分と同様に、下層から順に基板１０８、表示パネル１１０、センサ１０６、基板１０８の順番で、積層構造が形成されている。つまり、断面Ａの場合、表示画面１０２の部分に設けられるセンサ１０６及び表示パネル１１０の層が単純に外枠１０４まで延伸されている。また、画像やＧＵＩ等の表示に用いない外枠１０４の部分は、基板１０８の一部で覆われている。言い換えると、通常の表示入力装置１００（タッチパネル）において、表示画面１０２の一部を基板１０８の一部で覆った形状が断面Ａの構造に相当する。但し、図９に示す構成の場合、外枠１０４の非センサ領域の高さが１段高く構成され、センサ領域と非センサ領域との境界部分に段差が設けられている。

（断面Ｂについて）
断面Ｂの構造は、センサ１０６のサイズに特徴がある。断面Ａの場合、センサ１０６の他に、表示パネル１１０も外枠１０４の部分まで延伸されていた。しかし、外枠１０４においては、表示パネル１１０に画像やＧＵＩ等が表示されない。そのため、外枠１０４の部分には表示パネル１１０を設ける必要がない。そこで、断面Ｂの構造は、外枠１０４の部分にセンサ１０６だけを延伸して配置したものである。また、外枠１０４の部分に表示パネル１１０が含まれないため、センサ１０６の上面を基板１０８の一部で覆う必要がない。そのため、センサ１０６の上層に基板１０８の一部が設けられていない。つまり、通常の表示入力装置１００（タッチパネル）において、センサ１０６を外枠１０４まで延伸した形状が断面Ｂの構造に相当する。但し、図９に示す構成の場合、外枠１０４の非センサ領域の高さが１段高く構成され、センサ領域と非センサ領域との境界部分に段差が設けられている。

（断面Ｃについて）
断面Ｃの構造は、センサ１０６Ａ、１０６Ｂの構造に特徴がある。センサ１０６Ａ、１０６Ｂは、別体として形成されるが、いずれもセンサ１０６と同じ機能を有する。上記の通り、断面Ａ、Ｂの構造は、センサ１０６、表示パネル１１０のいずれか又は両方を外枠１０４まで延伸した形状に相当する。しかし、断面Ｃの構造は、センサ１０６を外枠１０４まで延伸させず、表示画面１０２の部分にはセンサ１０６Ａを設け、外枠１０４の部分にはセンサ１０６Ｂを設けるものである。また、上記の断面Ｂと同様、外枠１０４の部分には表示パネル１１０が存在しないため、センサ１０６Ｂの上面を基板１０８の一部で覆われていない。なお、図９に示す構成の場合、外枠１０４の非センサ領域の高さが１段高く構成され、センサ領域と非センサ領域との境界部分に段差が設けられている。

上記の断面Ａ、断面Ｂ、断面Ｃのいずれかの構造を適用することで、外枠１０４にまでセンサ領域を拡張しつつ、センサ領域の境界が分かりやすい表示入力装置１００の構成が実現される。つまり、ユーザは、センサ領域と非センサ領域との間の境界を触覚的に認知し、センサ領域の範囲を確実に認識することができるようになる。そのため、このようにして構成された表示入力装置１００を用いると、非常に操作性の高いユーザインターフェースが実現される。

以上、本実施形態に係るセンサ領域の境界を明示する方法について説明した。このように、ユーザに対してセンサ領域の境界を視覚的又は触覚的に示すことで、タッチ位置の検知手段が外枠１０４の全体に配線されていなくても、その境界までタッチ位置の検知手段が存在するかのようにユーザに認識させることができる。

＜２：まとめ＞
最後に、本実施形態の表示入力装置が有する機能構成と、当該機能構成により得られる作用効果について簡単に纏める。

まず、本実施形態に係る表示入力装置の機能構成は次のように表現することができる。当該表示入力装置は、次のような位置センサと、外枠部とを有する。当該位置センサは、格子状に電極パターンが配線され、当該電極パターンに操作体が接触又は近接された際に接触部分又は近接部分で変化する静電容量を検知して前記操作体の位置を特定するものである。このように、操作体が接触又は近接された際に、電極パターンに発生する静電容量の変化を検知して操作体の位置を特定する静電センサを用いると、必ずしも電極パターンの内側に操作体を接触又は近接させずとも操作体の位置を検知できる。

例えば、表示画面に合わせて位置センサが設けられている場合、例えば、押圧検知センサでは、表示画面の内側を指やタッチペン等の操作体で押圧する必要がある。しかし、静電センサの動作原理は、操作体が電極パターンに接触又は近接することで電極パターンの近傍に誘起される磁界が変化を受け、その変化に応じて発生する静電容量の変化を検知するというものである。そのため、静電容量式の位置センサを用いると、位置センサが表示画面に合わせて設置されていても、表示画面の外側（外枠部）に接触又は近接された操作体の位置を検知することができるのである。

さて、上記の外枠部は、前記位置センサが設けられた表示画面の外枠を構成するものである。そして、前記外枠部には、前記電極パターンが配線されていないが前記位置センサにより前記操作体の位置を特定可能な領域の境界が視覚的又は触覚的に示されている。上記の通り、本実施形態に係る位置センサは、電極パターンが配線されていない領域に接触又は近接された操作体の位置を検知することができる。そのため、外枠部に接触又は近接された操作体の位置を位置センサにより検知することもできる。しかし、外枠部には、操作体が接触又は近接された際に位置センサにより操作体の位置を検知可能な領域（センサ領域）と、検知不可能な領域（非センサ領域）とが存在する。

ところが、センサ領域と非センサ領域との間の境界をユーザが認識することは非常に困難である。そのため、ユーザは、センサ領域を操作しているつもりで非センサ領域を操作してしまい、位置センサが故障したものと誤認識したり、外枠部を用いた操作に大きなストレスを感じることになる。そこで、本実施形態においては、上記の通り、センサ領域と非センサ領域との境界が視覚的又は触覚的に分かるように、外枠部に境界を明示している。このように、境界を明示することで、ユーザは、センサ領域を操作するつもりで非センサ領域を誤って操作してしまうことが少なくなる。その結果、操作性が向上する。

さて、センサ領域を外枠部に拡張する方法としては、位置センサを外枠部にまで拡張する方法もある。つまり、電極パターンを外枠部のほぼ全体に配線し、外枠部の全体をセンサ領域にする方法が考えられる。この方法を用いると、センサ領域と非センサ領域との間の境界を外枠部に明示する必要もなくなる。しかしながら、この方法では、表示画面に電極パターンを配線する場合に比べ、電極パターンを形成する各単位格子の大きさが小さくなってしまう。つまり、列電極／行電極の本数が同じ場合、位置センサの解像度が低下してしまうのである。

このような解像度の低下を避けるためには、位置センサのサイズを必要以上に大きくせずにセンサ領域を拡張することが求められる。このような要求に対して１つの解決手段を与えるのが上記の本実施形態に係る構成なのである。

なお、外枠部にセンサ領域と非センサ領域との間の境界を明示する方法として、例えば、センサ領域と非センサ領域との間で材質を変化させる構成が考えられる。つまり、前記外枠部に含まれる領域のうち、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定可能な領域と、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定不可能な領域とは、互いに触感の異なる材質で形成されていてもよい。このような構成にすることで、ユーザは、触覚的にセンサ領域と非センサ領域とを識別することができるようになる。

また、外枠部にセンサ領域と非センサ領域との間の境界を明示する方法として、例えば、センサ領域と非センサ領域との間で厚みを変化させる構成が考えられる。つまり、前記外枠部に含まれる領域のうち、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定可能な領域と、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定不可能な領域との境界部分に段差が設けられていてもよい。このような構成にすることで、ユーザは、触覚的にセンサ領域と非センサ領域とを識別することができるようになる。

また、外枠部にセンサ領域と非センサ領域との間の境界を明示する方法として、例えば、センサ領域と非センサ領域との間の境界線をシルク印刷する構成が考えられる。つまり、前記外枠部に含まれる領域のうち、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定可能な領域と、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定不可能な領域との境界部分に境界線が表示されていてもよい。このような構成にすることで、ユーザは、視覚的にセンサ領域と非センサ領域とを識別することができるようになる。

また、外枠部にセンサ領域と非センサ領域との間の境界を明示する方法として、例えば、センサ領域と非センサ領域との間で色彩を変化させる構成が考えられる。つまり、前記外枠部に含まれる領域のうち、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定可能な領域と、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定不可能な領域とは、互いに異なる色彩を有する構成としてもよい。このような構成にすることで、ユーザは、視覚的にセンサ領域と非センサ領域とを識別することができるようになる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

上記実施形態の説明においては、静電センサを例に挙げて説明したが、例えば、電極パターンの外側でタッチ位置を検知できるようなセンサであれば、任意のセンサに本実施形態の技術を適用することができる。

１０指
１００表示入力装置
１０２表示画面
１０４、１０４Ａ、１０４Ｂ外枠
１０６、１０６Ａ、１０６Ｂセンサ
１０８基板
１１０表示パネル
１１２電極パターン
１１４境界ライン
Ｇ１０ボタンオブジェクト
ＳＡ１、ＳＡ２単位領域

Claims

格子状に電極パターンが配線され、当該電極パターンに操作体が接触又は近接された際に接触部分又は近接部分で変化する静電容量を検知して前記操作体の位置を特定する位置センサと、
前記位置センサが設けられた表示画面の外枠を構成する外枠部と、
を備え、
前記外枠部には、前記電極パターンが配線されていないが前記位置センサにより前記操作体の位置を特定可能な領域の境界が視覚的又は触覚的に示されている、表示入力装置。
前記外枠部に含まれる領域のうち、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定可能な領域と、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定不可能な領域とは、互いに触感の異なる材質で形成されている、請求項１に記載の表示入力装置。
前記外枠部に含まれる領域のうち、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定可能な領域と、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定不可能な領域との境界部分に段差が設けられている、請求項１に記載の表示入力装置。
前記外枠部に含まれる領域のうち、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定可能な領域と、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定不可能な領域との境界部分に境界線が表示されている、請求項１に記載の表示入力装置。
前記外枠部に含まれる領域のうち、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定可能な領域と、前記位置センサにより前記操作体の位置を特定不可能な領域とは、互いに異なる色彩を有する、請求項１に記載の表示入力装置。