JP6710345B2 - タッチパネル装置 - Google Patents
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Description
《1−1》構成
図1は、実施の形態1に係るタッチパネル装置1のハードウェア構成の例を示す図である。図1に示されるように、タッチパネル装置1は、静電容量方式のタッチパネル10と、タッチパネル10の操作面に上から加えられた押圧力を検出する圧力センサ部20と、制御部30とを備える。タッチパネル10は、タッチ操作が行われる操作面に重ねて配置され、操作部品(例えば、アイコン)などを含むユーザインタフェース(UI)画像を表示するディスプレイを有する。タッチパネル装置1は、タッチ操作の結果に基づく情報を表示する表示器40を備えてもよい。
制御部30は、タッチパネル10から提供される操作面11の各位置における静電容量と、圧力センサ20a,20b,20c,20dから提供される圧力検出信号が示す圧力値Fa,Fb,Fc,Fdとに基づいて、以下のように動作する。
動作例1は、
(条件1A)操作面11において導体接触領域が検出されず、且つ
(条件1B)操作面11を押圧する押圧力が検出されない、場合である。
「押圧力が検出されない」とは、圧力値Fa,Fb,Fc,Fdに基づく値(例えば、合計値)である押圧力Fpが予め定められた閾値押圧力ThF以下であることである。「押圧力が検出される」とは、押圧力Fpが閾値押圧力ThFより大きいことである。ただし、押圧力の検出の有無の判定は、他の方法で行われてもよい。
この場合には、制御部30は、操作面11に導体によるタッチ操作及び絶縁体によるタッチ操作のいずれも行われておらず、水滴付着領域も無いと判定する。
このとき、制御部30は、外部機器に操作信号を出力しない。
動作例2は、
(条件2A)操作面11において導体接触領域が検出されず、且つ
(条件2B)操作面11を押圧する押圧力が検出された、場合である。
この場合には、制御部30は、操作面11に導体によるタッチ操作は行われていないが操作面11に絶縁体によるタッチ操作が行われたと判定する。
このとき、制御部30は、外部機器に操作信号を出力しない。ただし、このとき、制御部30は、圧力値Fa,Fb,Fc,Fdから算出された圧力座標である第2の座標に基づく操作信号を外部機器に出力してもよい。
動作例3は、
(条件3A)操作面11において導体接触領域が検出され、且つ
(条件3B)操作面11を押圧する押圧力が検出されない、場合である。
この場合には、制御部30は、操作面11に水滴付着領域が有り、操作面11に導体によるタッチ操作は行われていないと判定する。
このとき、制御部30は、外部機器に操作信号を出力しない。
動作例4.1は、図4(a)に示されるように、
(条件4.1A)操作面11において導体接触領域(第1の領域)101が1つ検出され、且つ
(条件4.1B)操作面11の押圧位置201を押圧する押圧力が検出され、且つ
(条件4.1C)検出された導体接触領域101の大きさ(例えば、面積又は長さなど)が予め定められた閾値である一定値ThA以下である、場合である。
この場合には、制御部30は、操作面11に水滴付着領域は無く、操作面11において導体による正常なシングルタッチ操作が行われたと判定する。
このとき、制御部30は、導体接触領域101の位置座標から算出された静電容量座標である第1の座標に基づく操作信号を外部機器に出力する。ただし、このとき、制御部30は、圧力値Fa,Fb,Fc,Fdから算出された圧力座標である第2の座標に基づく操作信号を外部機器に出力してもよい。
動作例4.2は、図4(b)に示されるように、
(条件4.2A)操作面11において導体接触領域102が1つ検出され、且つ
(条件4.2B)操作面11の押圧位置202を押圧する押圧力が検出され、且つ
(条件4.2C)導体接触領域102の大きさ(例えば、面積又は長さなど)が一定値ThAより大きく、且つ
(条件4.2D)圧力値Fa,Fb,Fc,Fdから算出された押圧位置202の圧力座標である第2の座標が導体接触領域(第2の領域)102内に存在する、場合である。
この場合には、制御部30は、操作面11に導体接触領域102に対応する水滴付着領域が有り、シングルタッチ操作が水滴付着領域内で行われたと判定する。
このとき、制御部30は、圧力座標である第2の座標に基づく操作信号を外部機器に出力する。
動作例4.3は、図4(c)に示されるように、
(条件4.3A)操作面11において導体接触領域103が1つ検出され、且つ
(条件4.3B)操作面11の押圧位置203を押圧する押圧力が検出され、且つ
(条件4.3C)導体接触領域103の大きさ(例えば、面積又は長さなど)が一定値ThAより大きく、且つ
(条件4.3D)圧力値Fa,Fb,Fc,Fdから算出された押圧位置203の圧力座標である第2の座標が導体接触領域(第3の領域)103外であって、導体接触領域103から一定距離以内で導体接触領域103を囲う近傍領域105内に存在する、場合である。
この場合は、制御部30は、操作面11に導体接触領域103に対応する水滴付着領域が有り、導体によるシングルタッチ操作は実際には水滴付着領域内で行われたが、圧力座標の算出誤差によって圧力座標が水滴付着領域の少し外側にあると判定した場合である。
このとき、制御部30は、圧力座標である第2の座標を導体接触領域103に向けて移動させる補正を行い、補正後の座標に基づく操作信号を外部機器に出力する。
このときの補正方法の一例を説明する。圧力座標の算出方法として、力のモーメントのつり合いに基づく計算方法があるが、圧力座標は、静電容量座標に比べて精度(検出解像度)が低いことが課題として挙げられる。そのため、押圧位置が導体接触領域103の端部である場合、算出された圧力座標が導体接触領域103の外側に外れることがあり得る。この場合にも、静電容量方式により求めた導体接触領域103内に実際のタッチ操作の座標があると考えられる。このため、算出された圧力座標を導体接触領域103内(例えば、導体接触領域103の境界線上)に移動させることで、圧力座標を補正することができる。補正方法の具体例は、図9を用いて後述する。
動作例4.4は、図4(d)に示されるように、
(条件4.4A)操作面11において導体接触領域(第4の領域)104が1つ検出され、且つ
(条件4.4B)操作面11の押圧位置204を押圧する押圧力が検出され、且つ
(条件4.4C)導体接触領域104の大きさ(例えば、面積又は長さなど)が一定値ThAより大きく、且つ
(条件4.4D)圧力値Fa,Fb,Fc,Fdから算出された圧力座標である第2の座標が導体接触領域104外であって、近傍領域105外に存在する、場合である。
この場合には、制御部30は、操作面11に導体接触領域104に対応する水滴付着領域が有り、操作面11に導体によるタッチ操作は行われていないが絶縁体により操作面11がタッチ操作されていると判定する。
このとき、制御部30は、外部機器に操作信号を出力しない。なお、このとき、制御部30は、圧力値Fa,Fb,Fc,Fdから算出された圧力座標である第2の座標に基づく操作信号を外部機器に出力してもよい。
動作例5.1は、図5(a)に示されるように、
(条件5.1A)操作面11において複数の導体接触領域(第5及び第6の領域)111,112が検出され、且つ
(条件5.1B)操作面11の押圧位置を押圧する押圧力が検出され、且つ
(条件5.1C)導体接触領域111,112の各々の大きさが一定値ThA以下である、場合である。
この場合には、制御部30は、操作面11に水滴付着領域は無く、導体による複数位置の正常なタッチ操作であるマルチタッチ操作が行われたと判定する。
このとき、制御部30は、複数の導体接触領域111,112から算出された複数の静電容量座標である複数の第1の座標に基づく操作信号を外部機器に出力する。
動作例5.2は、図5(b)に示されるように、
(条件5.2A)操作面11において複数の導体接触領域(第7及び第8の領域)113,114が検出され、且つ
(条件5.2B)操作面11の押圧位置を押圧する押圧力が検出され、且つ
(条件5.2C)導体接触領域113,114の一方である導体接触領域114の大きさが一定値ThAより大きく、且つ
(条件5.2D)圧力値Fa,Fb,Fc,Fdから算出された圧力座標である第2の座標が導体接触領域114内に存在する、場合である。
この場合には、制御部30は、操作面11に導体接触領域114に対応する水滴付着領域が有り、マルチタッチ操作の内の1つのタッチ操作は導体接触領域114内で行われたと判定する。
このとき、制御部30は、導体接触領域113で特定できるタッチ操作の座標については、静電容量座標である第1の座標に基づく操作信号を出力し、導体接触領域114によって静電容量座標を特定できない操作位置についてのみ圧力座標である第2の座標に基づく操作信号を出力する。
以上に説明したように、実施の形態1に係るタッチパネル装置1によれば、タッチパネル10の操作面11に水滴が存在する場合であっても、タッチ操作を正確に判定することができる。よって、誤入力を減らすことができる。
実施の形態1においては、閾値容量ThCより大きい静電容量と閾値押圧力ThFより大きい押圧力Fpの両方が検出された場合以外では、入力を無効にした。しかし、タッチパネルの操作面を絶縁体のデバイスでタッチ操作する場合がある。つまり、静電容量を変化させず、押圧力Fpのみが検出される場合である。この場合に、タッチパネル装置は、上記式(1)及び(2)を用いて算出される圧力座標を出力してもよい。これは、図6における「動作例2」に対応する。
実施の形態1及び2においては、圧力値Fa〜Fdから押圧位置の圧力座標である絶対座標を求める方法を説明した。実施の形態3においては、圧力値Fa〜Fdの時間軸における変化情報を用いて、タッチ操作による押圧位置の圧力座標を、圧力座標の相対移動量に変換する方法を説明する。つまり、実施の形態3においては、制御部30は、時間的に先に検出された圧力座標(第2の座標)である第1の時点の座標と、時間的に後に検出された圧力座標(第2の座標)である第2の時点の座標との差分に基づく相対移動量(Δx,Δy)を求め、相対移動量(Δx,Δy)を、第2の座標とみなす方法である。
実施の形態1から3においては、ある条件に基づいて静電容量座標である第2の座標又は圧力座標である第1の座標のいずれかに基づく操作信号を出力する例を示した。しかし、静電容量方式では、水滴付着領域にタッチ操作が行われた場合に、水滴付着領域の中心座標又は最も静電容量の変化量が高い点をタッチ操作の位置とみなすことも可能である。このとき、静電容量座標と圧力座標との間には差異が生じる。この差異が小さいほど、静電容量座標及び圧力座標は、精度が高く、信頼性の高い座標であると考えられる。
Claims (12)
- タッチ操作が行われる操作面を有し、前記操作面における導体の接触領域の静電容量が変化するタッチパネルと、
前記操作面に加えられた押圧力と押圧位置に応じた圧力検出信号を出力する圧力センサ部と、
前記静電容量に基づいて前記操作面における第1の座標を算出し、前記圧力検出信号が示す圧力値に基づいて前記操作面における第2の座標を算出する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記静電容量が予め定められた閾値容量より大きい領域である第1の領域が検出され、且つ前記第1の領域の大きさが予め定められた一定値以下であり、且つ前記押圧力が予め定められた閾値押圧力より大きい場合には、前記第1の座標に基づく操作信号を出力する
ことを特徴とするタッチパネル装置。 - 前記制御部は、
前記静電容量が前記閾値容量より大きい領域である第2の領域が検出され、且つ前記第2の領域の大きさが前記一定値より大きく、且つ前記押圧力が前記閾値押圧力より大きい場合には、前記第2の座標に基づく操作信号を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル装置。 - 前記制御部は、
前記静電容量が予め定められた閾値容量より大きい領域である第3の領域が検出され、且つ前記第3の領域の大きさが前記一定値より大きく、且つ前記押圧力が前記閾値押圧力より大きく、且つ前記第2の座標が前記第3の領域外であって前記第3の領域から予め定められた一定距離以内で前記第3の領域を囲う近傍領域内に存在する場合には、前記第2の座標を前記第3の領域に向けて移動させて得られた補正後の第2の座標に基づく操作信号を出力する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のタッチパネル装置。 - 前記制御部は、
前記静電容量が予め定められた閾値容量より大きい領域である第4の領域が検出され、且つ前記第4の領域の大きさが前記一定値より大きく、且つ前記押圧力が前記閾値押圧力より大きく、且つ前記第2の座標が前記第3の領域及び前記近傍領域の外側に存在する場合には、前記第2の座標に基づく操作信号を出力する
ことを特徴とする請求項3に記載のタッチパネル装置。 - 前記制御部は、
前記静電容量が予め定められた閾値容量より大きい領域である第5及び第6の領域が検出され、且つ前記第5及び第6の領域の各々の大きさが前記一定値以下であり、且つ前記押圧力が前記閾値押圧力より大きい場合には、前記第1の座標に基づく操作信号を出力する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のタッチパネル装置。 - 前記制御部は、
前記静電容量が予め定められた閾値容量より大きい領域である第7及び第8の領域が検出され、且つ前記第7の領域の大きさが前記一定値以下であり、且つ前記第8の領域の大きさが前記一定値より大きく、且つ
前記押圧力が前記閾値押圧力より大きい場合には、前記第7の領域については前記第1の座標に基づく操作信号を出力し、前記第8の領域については前記第2の座標に基づく操作信号を出力する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のタッチパネル装置。 - 前記制御部は、
前記静電容量が予め定められた閾値容量より大きい領域が検出されず、且つ前記閾値押圧力より大きい前記押圧力が検出されない場合には、操作信号を出力しない
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のタッチパネル装置。 - 前記制御部は、
前記静電容量が予め定められた閾値容量より大きい領域が検出されず、且つ前記閾値押圧力より大きい前記押圧力が検出された場合には、操作信号を出力しない
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のタッチパネル装置。 - 前記制御部は、
前記静電容量が予め定められた閾値容量より大きい領域が検出されず、且つ前記閾値押圧力より大きい前記押圧力が検出された場合には、前記第2の座標に基づく操作信号を出力する
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のタッチパネル装置。 - 前記制御部は、
前記静電容量が予め定められた閾値容量より大きい領域を検出し、且つ前記閾値押圧力より大きい前記押圧力が検出されない場合には、操作信号を出力しない
ことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載のタッチパネル装置。 - 前記制御部は、
時間的に先に検出された前記第2の座標である第1の時点の座標と、時間的に後に検出された前記第2の座標である第2の時点の座標との差分に基づく相対移動量を求め、
前記相対移動量を、前記第2の座標とみなす
ことを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載のタッチパネル装置。 - 前記圧力センサ部は、前記タッチパネルを支持する複数の圧力センサを有することを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載のタッチパネル装置。
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