DE112018006617B4

DE112018006617B4 - Berührungsfeldvorrichtung

Info

Publication number: DE112018006617B4
Application number: DE112018006617.7T
Authority: DE
Inventors: Takuya Maekawa; Yuichi Sasaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-01-31
Filing date: 2018-01-31
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2038-02-01
Also published as: CN111630480B; WO2019150468A1; JPWO2019150468A1; JP6710345B2; DE112018006617T5; US11079873B2; CN111630480A; US20200371634A1

Abstract

Berührungsfeldvorrichtung (1), die Folgendes umfasst:ein Berührungsfeld (10) mit einer Bedienungsoberfläche (11), auf der eine Berührungsbedienung durchgeführt wird und die Kapazität eines Leiterkontaktbereichs der Bedienungsoberfläche (11) sich ändert;eine Drucksensoreinheit (20), die ein Druckdetektionssignal gemäß einer Druckkraft (Fp), die auf die Bedienungsoberfläche (11) aufgebracht wird, und einer Druckposition ausgibt; undeine Steuereinheit (30), die erste Koordinaten auf der Bedienungsoberfläche (11) auf Grundlage der Kapazität berechnet und zweite Koordinaten auf der Bedienungsoberfläche (11) auf Grundlage eines Druckwerts berechnet, der durch das Druckdetektionssignal angegeben wird, wobeidie Steuereinheit (30) ein Bedienungssignal auf Grundlage der ersten Koordinaten ausgibt, wenn ein erster Bereich (101) als Bereich, in dem die Kapazität höher ist als eine vorbestimmte Schwellenkapazität (ThC), detektiert wird, die Größe des ersten Bereichs (101) geringer als oder gleich einem vorbestimmten bestimmten Wert ist und die Druckkraft (Fp) größer ist als die vorbestimmte Schwellendruckkraft (ThF).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Berührungsfeldvorrichtung mit einem Berührungsfeld eines Typs mit elektrostatischer Kapazität.
Stand der Technik
Um unter verschiedenen Typen von Berührungsbedienungen (auch als „Berührungsgestenbedienungen“ oder „Berührungseingabebedienungen“ bezeichnet) zu unterscheiden, wurde eine Berührungsfeldvorrichtung mit einem ersten Berührungsfeld eines Typs mit elektrostatischer Kapazität und einem zweiten Berührungsfeld eines Widerstandsfilmtyps, das in Überlagerung mit dem ersten Berührungsfeld angeordnet ist, vorgeschlagen (beispielsweise Patentreferenz 1).
Es wurde auch eine Vorrichtung vorgeschlagen, die ein Berührungsfeld eines Typs mit elektrostatischer Kapazität, ein transparentes Element, das in Überlagerung mit dem Berührungsfeld angeordnet ist, und eine Druckdetektionseinheit zum Detektieren einer Verzerrung des transparenten Elements umfasst und beurteilt, dass zweidimensionale Koordinaten, die durch das Berührungsfeld detektiert werden, gültig sind, wenn die Verzerrung größer ist als ein Schwellenwert (beispielsweise Patentreferenz 2).
Die US 2016/0253041 A1 offenbart eine elektronische Vorrichtung mit einem Berührungsmodul. Mittels verschiedenartiger erster und zweiter Sensoren werden Berührungen erfasst und die jeweils erfassten Berührungssignale miteinander verglichen, um eine Fremdobjekterkennung durchzuführen.
Die US 2014/0368260 A1 offenbart eine berührungsempfindliche Vorrichtung, bei der eine Mehrzahl von Kontaktpositionen samt an den Kontaktpositionen ausgeübten Druckkräften erfassbar sind. Die Druckgrößen werden miteinander verglichen, um die Zulässigkeit der Berührungseingaben an den unterschiedlichen Positionen zu bewerten.
Referenz des Standes der Technik
Patentreferenz

Patentreferenz 1: Japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2014-056421 (beispielsweise Absätze 0011 und 0016 bis 0019)
Patentreferenz 2: Japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2016-006609 (beispielsweise Absätze 0012 bis 0013)

Zusammenfassung der Erfindung
Von der Erfindung zu lösendes Problem
Ein Berührungsfeld vom Widerstandsfilmtyp ist jedoch außerstande, eine Mehrfachberührungsbedienung, die mit mehreren Fingern durchgeführt wird, die das Berührungsfeld kontaktieren, korrekt zu beurteilen. Folglich weist die in der Patentreferenz 1 beschriebene Vorrichtung insofern ein Problem auf, als es Fälle gibt, in denen die Vorrichtung außerstande ist, die Mehrfachberührungsbedienung korrekt zu beurteilen, und eine fehlerhafte Eingabe wahrscheinlich auftritt, wenn ein Wassertröpfchen auf dem ersten Berührungsfeld existiert und das erste Berührungsfeld einen Wassertröpfchenexistenzbereich aufweist, der nicht normal funktioniert.
Die in der Patentreferenz 2 beschriebene Vorrichtung weist insofern ein Problem auf, als die Berührungsbedienung im Wassertröpfchenexistenzbereich nicht korrekt beurteilt werden kann und eine fehlerhafte Eingabe wahrscheinlich auftritt, wenn das Berührungsfeld einen Bereich aufweist, der nicht normal funktioniert, da ein Wassertröpfchen daran anhaftet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die durchgeführt wurde, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, besteht darin, eine Berührungsfeldvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, die Berührungsbedienung korrekt zu beurteilen, selbst wenn ein Wassertröpfchen auf dem Berührungsfeld existiert.
Mittel zum Lösen des Problems
Eine Berührungsfeldvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Berührungsfeld mit einer Bedienungsoberfläche, auf der eine Berührungsbedienung durchgeführt wird und die Kapazität eines Leiterkontaktbereichs der Bedienungsoberfläche sich ändert, eine Drucksensoreinheit, die ein Druckdetektionssignal gemäß einer Druckkraft, die auf die Bedienungsoberfläche aufgebracht wird, und einer Druckposition ausgibt, und eine Steuereinheit, die erste Koordinaten auf der Bedienungsoberfläche auf der Basis der Kapazität berechnet und zweite Koordinaten auf der Bedienungsoberfläche auf der Basis von Druckwerten, die durch das Druckdetektionssignal angegeben werden, berechnet. Die Steuereinheit gibt ein Bedienungssignal auf der Basis der ersten Koordinaten aus, wenn ein erster Bereich als Bereich, in dem die Kapazität höher ist als eine vorbestimmte Schwellenkapazität, detektiert wird, die Größe des ersten Bereichs geringer als oder gleich einem vorbestimmten bestimmten Wert ist und die Druckkraft größer ist als eine vorbestimmte Schwellendruckkraft.
Effekt der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Berührungsbedienung korrekt beurteilt werden, selbst wenn ein Wassertröpfchen auf dem Berührungsfeld existiert.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Hardware-Konfiguration einer Berührungsfeldvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein Beispiel einer Struktur der Berührungsfeldvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist ein Funktionsblockdiagramm, das schematisch die Berührungsfeldvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
4(a) bis 4(d) sind Diagramme, die ein Beispiel von Leiterkontaktbereichen (Schraffurbereiche) und ein Beispiel von Druckkraftdetektionspositionen (Positionen von offenen Kreisen) zeigen, wenn eine Einzelberührungsbedienung auf einer Bedienungsoberfläche eines Berührungsfeldes durchgeführt wird.
5(a) und 5(b) sind Diagramme, die ein Beispiel von Leiterkontaktbereichen (Schraffurbereiche) zeigen, wenn eine Mehrfachberührungsbedienung auf der Bedienungsoberfläche des Berührungsfeldes durchgeführt wird.
6 ist ein Diagramm, das Bedienungsbeispiele der Berührungsfeldvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform in einem Tabellenformat zeigt.
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Berechnen von Druckkoordinaten (x, y), die eine Detektionsposition einer Druckkraft angeben, wenn eine Einzelberührungsbedienung auf der Bedienungsoberfläche des Berührungsfeldes durchgeführt wird, zeigt.
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Verfahrens zum Korrigieren der Druckkoordinaten (x, y) zeigt, die die Detektionsposition der Druckkraft angeben, wenn eine Einzelberührungsbedienung auf der Bedienungsoberfläche des Berührungsfeldes durchgeführt wird.
9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Korrigieren der Druckkoordinaten zeigt, die die Detektionsposition der Druckkraft angeben, wenn eine Einzelberührungsbedienung auf der Bedienungsoberfläche des Berührungsfeldes durchgeführt wird.
10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Berechnen der Druckkoordinaten zeigt, die die Detektionsposition der Druckkraft angeben, wenn eine Mehrfachberührungsbedienung auf der Bedienungsoberfläche des Berührungsfeldes durchgeführt wird.
11 ist ein Ablaufplan, der ein Bedienungsbeispiel der Berührungsfeldvorrichtung gemäß der erste Ausführungsform zeigt.
12 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel eines Einzelberührungsprozesses in 11 zeigt.
13 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel eines Mehrfachberührungsprozesses in 11 zeigt.
14 ist ein Ablaufplan, der ein Bedienungsbeispiel einer Berührungsfeldvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
15(a) bis 15(c) sind Diagramme, die ein Beispiel eines Verfahrens zum Berechnen der Druckkoordinaten zeigen, die die Detektionsposition der Druckkraft angeben, wenn eine Einzelberührungsbedienung auf einer Bedienungsoberfläche eines Berührungsfeldes an einer Berührungsfeldvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
16 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel eines Einzelberührungsprozesses in der Berührungsfeldvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.

Weise zur Ausführung der Erfindung
Berührungsfeldvorrichtungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Die folgenden Ausführungsformen sind nur Beispiele und eine Vielfalt von Modifikationen sind innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung möglich.
(1) Erste Ausführungsform
(1-1) Konfiguration
1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Hardware-Konfiguration einer Berührungsfeldvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. Wie in 1 gezeigt, umfasst die Berührungsfeldvorrichtung 1 ein Berührungsfeld 10 des Typs mit elektrostatischer Kapazität, eine Drucksensoreinheit 20, die eine Druckkraft detektiert, die auf eine Bedienungsoberfläche des Berührungsfeldes 10 von oben aufgebracht wird, und eine Steuereinheit 30. Das Berührungsfeld 10 ist in Überlagerung mit der Bedienungsoberfläche angeordnet, auf der eine Berührungsbedienung durchgeführt wird, und umfasst einen Bildschirm, der ein Bild einer Benutzerschnittstelle (UI) mit einer Bedienungskomponente (z. B. Bildsymbol) oder dergleichen anzeigt. Die Berührungsfeldvorrichtung 1 kann einen Indikator 40 umfassen, der Informationen auf der Basis des Ergebnisses der Berührungsbedienung anzeigt.
Die Steuereinheit 30 umfasst beispielsweise einen Prozessor 31 als Informationsverarbeitungseinheit und einen Arbeitsspeicher 32 als Speichereinheit zum Speichern von Informationen. Der Prozessor 31 steuert den Betrieb der ganzen Berührungsfeldvorrichtung 1 durch Ausführen eines im Arbeitsspeicher 32 gespeicherten Programms. Die ganze oder ein Teil der Steuereinheit 30 kann mit einer Steuerschaltung ausgebildet sein, die aus integrierten Halbleiterschaltungen hergestellt ist. Der Arbeitsspeicher 32 kann verschiedene Typen von Speichervorrichtungen wie z. B. eine Halbleiterspeichervorrichtung, ein Festplattenlautwerk und eine Vorrichtung, die Informationen in einem entnehmbaren Aufzeichnungsmedium aufzeichnet, umfassen. Der Arbeitsspeicher 32 kann Leiterkontaktinformationen, die vom Berührungsfeld 10 erfasst werden, und Druckinformationen, die von der Drucksensoreinheit 20 erfasst werden, speichern.
Die Steuereinheit 30 führt einen Prozess aus, der der Berührungsbedienung entspricht, die auf der Bedienungsoberfläche des Berührungsfeldes 10 durchgeführt wird. Insbesondere führt die Steuereinheit 30 einen Prozess auf der Basis einer Änderung der elektrostatischen Kapazität, die der Berührungsbedienung entspricht, die auf der Bedienungsoberfläche des Berührungsfeldes 10 durchgeführt wird, und eines Druckdetektionssignals, das aus der Drucksensoreinheit 20 ausgegeben wird, das der auf die Bedienungsoberfläche aufgebrachten Druckkraft entspricht, aus. Die Steuereinheit 30 überträgt beispielsweise ein Bedienungssignal, das der auf der Bedienungsoberfläche des Berührungsfeldes 10 durchgeführten Berührungsbedienung entspricht, zu einer anderen Ausrüstung, die mit der Berührungsfeldvorrichtung 1 verbunden ist, oder einer anderen Ausrüstung, die in der Lage ist, mit der Berührungsfeldvorrichtung 1 zu kommunizieren. Die andere Ausrüstung ist beispielsweise eine externe Ausrüstung wie z. B. eine Produktionseinrichtung, ein Fahrzeug oder ein elektrisches Haushaltgerät.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein Beispiel einer Struktur der Berührungsfeldvorrichtung 1 zeigt. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Berührungsfeldvorrichtung 1 ein Substrat 60 und vier Drucksensoren 20a, 20b, 20c und 20d, die das Berührungsfeld 10 auf dem Substrat 60 abstützen. Das Substrat 60 kann ein Teil eines Gehäuses der Berührungsfeldvorrichtung 1 sein. Obwohl die Steuereinheit 30 in 2 außerhalb des Berührungsfeldes 10 gezeichnet ist, kann ferner die Steuereinheit 30 ein Teil des Substrats 60 oder ein Teil einer Leiterplatte sein, die auf dem Substrat 60 montiert ist. In 2 stützen die Drucksensoren 20a, 20b, 20c und 20d jeweils vier Eckenteile des Berührungsfeldes 10 mit einer viereckigen Form in Draufsicht ab. Die Drucksensoren 20a, 20b, 20c und 20d in 2 bilden die Drucksensoreinheit 20 in 1. Im Übrigen können die Drucksensoren 20a, 20b, 20c und 20d auch angeordnet sein, um das Berührungsfeld 10 in anderen Positionen als den Eckenteilen abzustützen. Ferner kann die Draufsichtsform des Berührungsfeldes 10 eine andere Form als ein Viereck sein. Ferner kann die Anzahl der Drucksensoren, die das Berührungsfeld 10 abstützen, auch drei oder weniger oder fünf oder mehr sein. Die Anzahl der Drucksensoren ist jedoch als vier oder mehr erwünscht, da die Genauigkeit des Ergebnisses der Berechnung von Druckkoordinaten, die eine Druckposition angeben, mit der Abnahme der Anzahl der Drucksensoren abnimmt.
Wie in 2 gezeigt, weist das Berührungsfeld 10 eine Bedienungsoberfläche 11 auf, auf der die Berührungsbedienung mit einem Finger 80 einer Bedienperson durchgeführt wird. Wenn ein Leiter (d. h. elektrisch leitfähiges Objekt) mit der Bedienungsoberfläche 11 in Kontakt steht, ändert sich die Kapazität des Leiterkontaktbereichs. Der Leiter ist beispielsweise der Finger 80 der Bedienperson oder ein Bedienungshilfswerkzeug wie z. B. ein Taststift, der mit elektrisch leitfähigem Material hergestellt ist. Ein Wassertröpfchen, das mit der Bedienungsoberfläche 11 in Kontakt stehen kann, ist auch ein Leiter. Die Steuereinheit 30 detektiert die Kapazität in jeder Position auf der Bedienungsoberfläche 11 und erfasst dadurch die Position (d. h. zweidimensionale Koordinaten auf der Bedienungsoberfläche 11) des Leiterkontaktbereichs. Die Steuereinheit 30 berechnet nämlich erste Koordinaten, die die Position des Leiterkontaktbereichs auf der Bedienungsoberfläche 11 angeben, auf der Basis der Kapazität in jeder Position auf der Bedienungsoberfläche 11 des Berührungsfeldes 10. Der Leiterkontaktbereich ist beispielsweise ein Bereich, in dem die Kapazität höher ist als eine vorbestimmte Schwellenkapazität (ThC). Der Leiterkontaktbereich ist ein „Kapazitätsänderungsbereich“. Die ersten Koordinaten werden auch als „Kapazitätskoordinaten“ bezeichnet.
Ein Druck, der der Druckkraft Fp entspricht, die auf die Bedienungsoberfläche 11 des Berührungsfeldes 10 aufgebracht wird, wird durch die Drucksensoren 20a, 20b, 20c und 20d detektiert. Die Drucksensoren 20a, 20b, 20c und 20d geben Druckdetektionssignale aus, die Druckwerte Fa, Fb, Fc und Fd, die dem Betrag (d. h. Stärke) der Druckkraft Fp entsprechen, die auf die Bedienungsoberfläche 11 aufgebracht wird, und die Druckposition angeben. Die Steuereinheit 30 ist in der Lage, die Druckkraft Fp und zweite Koordinaten als Koordinaten, die die Druckposition auf der Bedienungsoberfläche 11 angeben, auf der Basis der Druckwerte Fa, Fb, Fc und Fd, die durch die Druckdetektionssignale angegeben werden, die aus den Drucksensoren 20a, 20b, 20c und 20d ausgegeben werden, zu berechnen. Die zweiten Koordinaten werden auch als „Druckkoordinaten“ bezeichnet.
3 ist ein Funktionsblockdiagramm, das schematisch die Berührungsfeldvorrichtung 1 gemäß der erstem Ausführungsform zeigt. In 3 ist jeder Komponente, die zu einer in 1 gezeigten Komponente identisch ist oder dieser entspricht, dasselbe Bezugszeichen wie in 1 zugewiesen. Wie in 3 gezeigt, umfasst die Steuereinheit 30 eine Kapazitätsdetektionseinheit 51, eine Kapazitätskoordinatenberechnungseinheit 52, eine Druckdetektionseinheit 53, eine Druckkoordinatenberechnungseinheit 54, eine Wassertröpfchenexistenzbeurteilungseinheit 55 und eine Berührungsgültigkeitsbeurteilungseinheit 56.
Die Kapazitätsdetektionseinheit 51 detektiert den Kontaktzustand eines Leiters auf der Bedienungsoberfläche 11 des Berührungsfeldes 10 durch Detektieren der Kapazität in jeder Position auf der Bedienungsoberfläche 11. Die Kapazitätsdetektionseinheit 51 liefert einen Detektionswert der Kapazität zur Kapazitätskoordinatenberechnungseinheit 52.
Die Kapazitätskoordinatenberechnungseinheit 52 berechnet die ersten Koordinaten als Koordinaten des Leiterkontaktbereichs als Bereich, in dem der Detektionswert der Kapazität höher ist als die vorbestimmte Schwellenkapazität ThC, auf der Basis des Detektionswerts der Kapazität, der von der Kapazitätsdetektionseinheit 51 zugeführt wird.
Die Druckdetektionseinheit 53 empfängt die Druckdetektionssignale, die aus den Drucksensoren 20a, 20b, 20c und 20d ausgegeben werden, die die Drucksensoreinheit 20 bilden, und liefert die Druckwerte Fa, Fb, Fc und Fd, die durch die Druckdetektionssignale angegeben werden, zur Druckkoordinatenberechnungseinheit 54 und zur Wassertröpfchenexistenzbeurteilungseinheit 55.
Die Druckkoordinatenberechnungseinheit 54 berechnet die zweiten Koordinaten, die die Druckposition auf der Bedienungsoberfläche 11 angeben, auf der Basis von Koordinaten von Installationspositionen der Drucksensoren 20a, 20b, 20c und 20d und der Druckwerte Fa, Fb, Fc und Fd, die von der Druckdetektionseinheit 53 erfasst werden. Die Druckkoordinatenberechnungseinheit 54 kann sich auf die ersten Koordinaten als Kapazitätskoordinaten beziehen, die durch die Kapazitätskoordinatenberechnungseinheit 52 berechnet werden, um mehrere Sätze von zweiten Koordinaten auf der Basis der Druckwerte Fa, Fb, Fc und Fd zu berechnen.
Die Wassertröpfchenexistenzbeurteilungseinheit 55 beurteilt, ob der Leiterkontaktbereich ein Wassertröpfchenexistenzbereich ist oder nicht, auf der Basis des Detektionswerts der Kapazität, der von der Kapazitätsdetektionseinheit 51 geliefert wird, und der Druckwerte Fa, Fb, Fc und Fd, die von der Druckdetektionseinheit 53 geliefert werden. Wenn beispielsweise die Druckkraft Fp auf der Bedienungsoberfläche 11 geringer als oder gleich einer vorbestimmten Schwellendruckkraft ThF ist, selbst wenn ein Leiterkontaktbereich existiert, beurteilt die Wassertröpfchenexistenzbeurteilungseinheit 55, dass der Leiterkontaktbereich ein Wassertröpfchenexistenzbereich ist, in dem ein Wassertröpfchen auf der Bedienungsoberfläche 11 existiert. Im Übrigen gibt es Fälle, in denen ein Wassertröpfchenexistenzbereich auf Masse (d. h. Punkt des elektrischen Referenzpotentials wie z. B. ein Mensch oder ein Gehäuse einer Vorrichtung) geerdet ist.
Die Berührungsgültigkeitsbeurteilungseinheit 56 beurteilt, ob eine Berührungsbedienung gültig oder ungültig ist, auf der Basis von Informationen, die den Wassertröpfchenexistenzbereich angeben, die von der Wassertröpfchenexistenzbeurteilungseinheit 55 erfasst werden, der ersten Koordinaten als Koordinaten des Leiterkontaktbereichs, die von der Kapazitätskoordinatenberechnungseinheit 52 erfasst werden, und der zweiten Koordinaten, die von der Druckkoordinatenberechnungseinheit 54 erfasst werden. Ferner kann in Anbetracht eines Rechenfehlers der Druckkoordinatenberechnungseinheit 54 die Berührungsgültigkeitsbeurteilungseinheit 56 einen Prozess zum Korrigieren der zweiten Koordinaten auf der Basis der Koordinaten des Leiterkontaktbereichs, die von der Kapazitätskoordinatenberechnungseinheit 52 erfasst werden, und der Informationen, die den Wassertröpfchenexistenzbereich angeben, die von der Wassertröpfchenexistenzbeurteilungseinheit 55 erfasst werden, ausführen. Dieser Korrekturprozess wird später mit Bezug auf 9 beschrieben.
(1-2) Betrieb
Die Steuereinheit 30 arbeitet wie folgt auf der Basis der Kapazität in jeder Position auf der Bedienungsoberfläche 11, die vom Berührungsfeld 10 geliefert wird, und der Druckwerte Fa, Fb, Fc und Fd, die durch die Druckdetektionssignale angegeben werden, die von den Drucksensoren 20a, 20b, 20c und 20d geliefert werden:
4(a) bis 4(d) sind Diagramme, die ein Beispiel von Leiterkontaktbereichen 101 bis 104 und Druckkraftdetektionspositionen 201 bis 204 zeigen, wenn eine Einzelberührungsbedienung auf der Bedienungsoberfläche 11 des Berührungsfeldes 10 durchgeführt wird. 5(a) und 5(b) sind Diagramme, die ein Beispiel von Leiterkontaktbereichen 111 bis 114 zeigen, wenn eine Doppelberührungsbedienung als eine Mehrfachberührungsbedienung auf der Bedienungsoberfläche 11 des Berührungsfeldes 10 durchgeführt wird.
[Bedienungsbeispiel 1]
Ein Bedienungsbeispiel 1 ist ein Fall, in dem (Bedingung 1A) kein Leiterkontaktbereich auf der Bedienungsoberfläche 11 detektiert wird und
(Bedingung 1B) keine Druckkraft, die die Bedienungsoberfläche 11 drückt, detektiert wird.
„Keine Druckkraft wird detektiert“ bedeutet, dass die Druckkraft Fp als Wert (z. B. Gesamtwert) auf der Basis der Druckwerte Fa, Fb, Fc und Fd geringer als oder gleich der vorbestimmten Schwellendruckkraft ThF ist. „Eine Druckkraft wird detektiert“ bedeutet, dass die Druckkraft Fp größer ist als die Schwellendruckkraft ThF. Die Beurteilung, ob die Druckkraft detektiert wird oder nicht, kann jedoch durch ein anderes Verfahren durchgeführt werden.
In diesem Fall beurteilt die Steuereinheit 30, dass weder eine Berührungsbedienung mit einem Leiter noch eine Berührungsbedienung mit einem Isolator auf der Bedienungsoberfläche 11 durchgeführt wurde, und auch kein Wassertröpfchenexistenzbereich vorhanden ist.
In diesem Fall gibt die Steuereinheit 30 kein Bedienungssignal an die externe Ausrüstung aus.
[Bedienungsbeispiel 2]
Ein Bedienungsbeispiel 2 ist ein Fall, in dem (Bedingung 2A) kein Leiterkontaktbereich auf der Bedienungsoberfläche 11 detektiert wird, und
(Bedingung 2B) eine Druckkraft, die die Bedienungsoberfläche 11 drückt, detektiert wird.
In diesem Fall beurteilt die Steuereinheit 30, dass eine Berührungsbedienung mit einem Isolator auf der Bedienungsoberfläche 11 durchgeführt wurde, während keine Berührungsbedienung mit einem Leiter auf der Bedienungsoberfläche 11 durchgeführt wurde.
In diesem Fall gibt die Steuereinheit 30 kein Bedienungssignal an die externe Ausrüstung aus. In diesem Fall kann jedoch die Steuereinheit 30 ein Bedienungssignal auf der Basis der zweiten Koordinaten als Druckkoordinaten, die aus den Druckwerten Fa, Fb, Fc und Fd berechnet werden, an die externe Ausrüstung ausgeben.
[Bedienungsbeispiel 3]
Ein Bedienungsbeispiel 3 ist ein Fall, in dem
(Bedingung 3A) ein Leiterkontaktbereich auf der Bedienungsoberfläche 11 detektiert wird, und
(Bedingung 3B) keine Druckkraft, die die Bedienungsoberfläche 11 drückt, detektiert wird.
In diesem Fall beurteilt die Steuereinheit 30, dass ein Wassertröpfchenexistenzbereich auf der Bedienungsoberfläche 11 vorhanden ist und keine Berührungsbedienung mit einem Leiter auf der Bedienungsoberfläche 11 durchgeführt wurde.
In diesem Fall gibt die Steuereinheit 30 kein Bedienungssignal an die externe Ausrüstung aus.
[Bedienungsbeispiel 4.1]
Wie in 4(a) gezeigt, ist ein Bedienungsbeispiel 4.1 ein Fall, in dem (Bedingung 4.1A) ein Leiterkontaktbereich (erster Bereich) 101 auf der Bedienungsoberfläche 11 detektiert wird,
(Bedingung 4.1B) eine Druckkraft, die die Bedienungsoberfläche 11 in einer Druckposition 201 drückt, detektiert wird, und
(Bedingung 4.1C) die Größe (z. B. Fläche, Länge oder dergleichen) des detektierten Leiterkontaktbereichs 101 geringer als oder gleich einem bestimmten Wert ThA als vorbestimmter Schwellenwert ist.
In diesem Fall beurteilt die Steuereinheit 30, dass kein Wassertröpfchenexistenzbereich auf der Bedienungsoberfläche 11 vorhanden ist und eine normale Einzelberührungsbedienung mit einem Leiter auf der Bedienungsoberfläche 11 durchgeführt wurde.
In diesem Fall gibt die Steuereinheit 30 ein Bedienungssignal auf der Basis der ersten Koordinaten als Kapazitätskoordinaten, die aus Positionskoordinaten des Leiterkontaktbereichs 101 berechnet werden, an die externe Ausrüstung aus. In diesem Fall kann jedoch die Steuereinheit 30 ein Bedienungssignal auf der Basis der zweiten Koordinaten als Druckkoordinaten, die aus den Druckwerten Fa, Fb, Fc und Fd berechnet werden, an die externe Ausrüstung ausgeben.
[Bedienungsbeispiel 4.2]
Wie in 4(b) gezeigt, ist ein Bedienungsbeispiel 4.2 ein Fall, in dem (Bedingung 4.2A) ein Leiterkontaktbereich 102 auf der Bedienungsoberfläche 11 detektiert wird,
(Bedingung 4.2B) eine Druckkraft, die die Bedienungsoberfläche 11 in einer Druckposition 202 drückt, detektiert wird,
(Bedingung 4.2C) die Größe (z. B. Fläche, Länge oder dergleichen) des Leiterkontaktbereichs 102 größer ist als der bestimmte Wert ThA, und (Bedingung 4.2D) die zweiten Koordinaten als Druckkoordinaten der Druckposition 202, die aus den Druckwerten Fa, Fb, Fc und Fd berechnet werden, im Leiterkontaktbereich (zweiter Bereich) 102 existieren.
In diesem Fall beurteilt die Steuereinheit 30, dass ein Wassertröpfchenexistenzbereich, der dem Leiterkontaktbereich 102 entspricht, auf der Bedienungsoberfläche 11 existiert und eine Einzelberührungsbedienung im Wassertröpfchenexistenzbereich durchgeführt wurde.
In diesem Fall gibt die Steuereinheit 30 ein Bedienungssignal auf der Basis der zweiten Koordinaten als Druckkoordinaten an die externe Ausrüstung aus.
[Bedienungsbeispiel 4.3]
Wie in 4(c) gezeigt, ist ein Bedienungsbeispiel 4.3 ein Fall, in dem (Bedingung 4.3A) ein Leiterkontaktbereich 103 auf der Bedienungsoberfläche 11 detektiert wird,
(Bedingung 4.3B) eine Druckkraft, die die Bedienungsoberfläche 11 in einer Druckposition 203 drückt, detektiert wird,
(Bedingung 4.3C) die Größe (z. B. Fläche, Länge oder dergleichen) des Leiterkontaktbereichs 103 größer ist als der bestimmte Wert ThA, und (Bedingung 4.3D) die zweiten Koordinaten als Druckkoordinaten der Druckposition 203, die aus den Druckwerten Fa, Fb, Fc und Fd berechnet werden, in einem benachbarten Bereich 105 außerhalb des Leiterkontaktbereichs (dritter Bereich) 103 existieren und den Leiterkontaktbereich 103 innerhalb eines bestimmten Abstandes vom Leiterkontaktbereich 103 umgeben.
Dieser Fall ist ein Fall, in dem die Steuereinheit 30 beurteilt, dass ein Wassertröpfchenexistenzbereich, der dem Leiterkontaktbereich 103 entspricht, auf der Bedienungsoberfläche 11 existiert und die Druckkoordinaten aufgrund eines Fehlers in der Berechnung der Druckkoordinaten geringfügig außerhalb des Wassertröpfchenexistenzbereichs gelegen sind, selbst wenn eine Einzelberührungsbedienung mit einem Leiter tatsächlich im Wassertröpfchenexistenzbereich durchgeführt wurde.
In diesem Fall führt die Steuereinheit 30 eine Korrektur der Bewegung der zweiten Koordinaten als Druckkoordinaten in Richtung des Leiterkontaktbereichs 103 durch und gibt ein Bedienungssignal auf der Basis der korrigierten Koordinaten an die externe Ausrüstung aus.
Ein Beispiel des Korrekturverfahrens in diesem Fall wird hier beschrieben. Obwohl es ein Berechnungsverfahren auf der Basis des Gleichgewichts der Kraftmomente als Berechnungsverfahren der Druckkoordinaten gibt, kann ein Problem bei den Druckkoordinaten darin aufgezeigt werden, dass die Genauigkeit (Detektionsgenauigkeit) der Druckkoordinaten im Vergleich zu den Kapazitätskoordinaten gering ist. Wenn die Druckposition sich in einem Kantenteil des Leiterkontaktbereichs 103 befindet, können folglich die berechneten Druckkoordinaten jenseits des Leiterkontaktbereichs 103 liegen. In diesem Fall werden auch die tatsächlichen Berührungsbedienungskoordinaten als im Leiterkontaktbereich 103 existierend betrachtet, der durch das Verfahren mit elektrostatischer Kapazität bestimmt wird. Daher können die Druckkoordinaten durch Bewegen der berechneten Druckkoordinaten in das Innere des Leiterkontaktbereichs 103 (z. B. auf eine Grenzlinie des Leiterkontaktbereichs 103) korrigiert werden. Ein konkretes Beispiel des Korrekturverfahrens wird später mit Bezug auf 9 beschrieben.
[Bedienungsbeispiel 4.4]
Wie in 4(d) gezeigt, ist ein Bedienungsbeispiel 4.4 ein Fall, in dem (Bedingung 4.4A) ein Leiterkontaktbereich (vierter Bereich) 104 auf der Bedienungsoberfläche 11 detektiert wird,
(Bedingung 4.4B) eine Druckkraft, die die Bedienungsoberfläche 11 in einer Druckposition 204 drückt, detektiert wird,
(Bedingung 4.4C) die Größe (z. B. Fläche, Länge oder dergleichen) des Leiterkontaktbereichs 104 größer ist als der bestimmte Wert ThA, und (Bedingung 4.4D) die zweiten Koordinaten als Druckkoordinaten, die aus den Druckwerten Fa, Fb, Fc und Fd berechnet werden, außerhalb des Leiterkontaktbereichs 104 existieren und außerhalb des benachbarten Bereichs 105 existieren.
In diesem Fall beurteilt die Steuereinheit 30, dass ein Wassertröpfchenexistenzbereich, der dem Leiterkontaktbereich 104 entspricht, auf der Bedienungsoberfläche 11 existiert und eine Berührungsbedienung mit einem Isolator auf der Bedienungsoberfläche 11 durchgeführt wurde, während keine Berührungsbedienung mit einem Leiter auf der Bedienungsoberfläche 11 durchgeführt wurde.
In diesem Fall gibt die Steuereinheit 30 kein Bedienungssignal an die externe Ausrüstung aus. Im Übrigen kann in diesem Fall die Steuereinheit 30 ein Bedienungssignal auf der Basis der zweiten Koordinaten als Druckkoordinaten, die aus den Druckwerten Fa, Fb, Fc und Fd berechnet werden, an die externe Ausrüstung ausgeben.
[Bedienungsbeispiel 5.1]
Wie in 5(a) gezeigt, ist ein Bedienungsbeispiel 5.1 ein Fall, in dem (Bedingung 5.1A) mehrere Leiterkontaktbereiche (fünfte und sechste Bereiche) 111, 112 auf der Bedienungsoberfläche 11 detektiert werden, (Bedingung 5.1B) eine Druckkraft, die die Bedienungsoberfläche 11 in jeder Druckposition drückt, detektiert wird, und
(Bedingung 5.1C) die Größe von jedem der Leiterkontaktbereiche 111, 112 geringer als oder gleich dem bestimmten Wert ThA ist.
In diesem Fall beurteilt die Steuereinheit 30, dass kein Wassertröpfchenexistenzbereich auf der Bedienungsoberfläche 11 vorliegt und eine Mehrfachberührungsbedienung als normale Berührungsbedienung in mehreren Positionen mit Leitern durchgeführt wurde.
In diesem Fall gibt die Steuereinheit 30 ein Bedienungssignal auf der Basis von mehreren Sätzen von ersten Koordinaten als mehrere Sätze von Kapazitätskoordinaten, die aus den mehreren Leiterkontaktbereichen 111, 112 berechnet werden, an die externe Ausrüstung aus.
[Bedienungsbeispiel 5.2]
Wie in 5(b) gezeigt, ist ein Bedienungsbeispiel 5.2 ein Fall, in dem (Bedingung 5.2A) mehrere Leiterkontaktbereiche (siebte und achte Bereiche) 113, 114 auf der Bedienungsoberfläche 11 detektiert werden,
(Bedingung 5.2B) eine Druckkraft, die die Bedienungsoberfläche 11 in jeder Druckposition drückt, detektiert wird,
(Bedingung 5.2C) die Größe des Leiterkontaktbereichs 114 als einer der Leiterkontaktbereiche 113, 114 größer ist als der bestimmte Wert ThA, und (Bedingung 5.2D) die zweiten Koordinaten als Druckkoordinaten, die aus den Druckwerten Fa, Fb, Fc und Fd berechnet werden, im Leiterkontaktbereich 114 existieren.
In diesem Fall beurteilt die Steuereinheit 30, dass ein Wassertröpfchenexistenzbereich, der dem Leiterkontaktbereich 114 entspricht, auf der Bedienungsoberfläche 11 existiert und eine Berührungsbedienung, die in einer Mehrfachberührungsbedienung enthalten ist, im Leiterkontaktbereich 114 durchgeführt wurde.
In diesem Fall gibt die Steuereinheit 30 ein Bedienungssignal auf der Basis der ersten Koordinaten als Kapazitätskoordinaten im Hinblick auf Koordinaten einer Berührungsbedienung, die im Leiterkontaktbereich 113 bestimmt werden können, aus und gibt ein Bedienungssignal auf der Basis der zweiten Koordinaten als Druckkoordinaten im Hinblick auf eine Bedienungsposition, für die die Kapazitätskoordinaten auf der Basis des Leiterkontaktbereichs 114 nicht bestimmt werden können, aus.
Die Inhalte des „Bedienungsbeispiels 1“ bis zum „Bedienungsbeispiel 5.2“, die vorstehend beschrieben sind, sind einfach in einem Tabellenformat in 6 gezeigt.
7 und 8 sind Diagramme, die Beispiele des Verfahrens zum Berechnen der Druckkoordinaten (x, y) zeigen, die die Druckposition angeben, wenn eine Einzelberührungsbedienung auf der Bedienungsoberfläche 11 des Berührungsfeldes 10 durchgeführt wird.
7 zeigt ein Beispiel der Berechnung unter Verwendung einer Beziehung zwischen den Kraftmomenten. In diesem Beispiel sind vier Eckenteile des Berührungsfeldes 10 mit einer horizontalen Richtungsgröße W und einer vertikalen Richtungsgröße H durch die Drucksensoren 20a, 20b, 20c und 20d abgestützt. Die Koordinaten der vier Eckenteile sind (H, 0), (0, 0), (0, H) und (W, H). Die Druckkoordinaten (x, y) werden auf der Basis von Gleichgewichtsgleichungen der Kraftmomente in der x-Achsen-Richtung und der y-Achsen-Richtung berechnet. Insbesondere wenn die Druckwerte, die durch die Drucksensoren 20a, 20b, 20c und 20d detektiert werden, Fa, Fb, Fc und Fd sind, wie in 7 gezeigt, sind die Gleichgewichtsgleichungen der Kraftmomente in der x-Achsen-Richtung und der y-Achsen-Richtung die folgenden Gleichungen (1) und (2): Die Druckkoordinaten (x, y) können aus den Gleichungen (1) und (2) berechnet werden.
$(Fa + Fb) x = (Fc + Fd) (W - x)$
$(Fb + Fc) y = (Fa + Fd) (H - y)$
Wenn ein Drucksensor (z. B. 20a), dessen Druckwert unter den Drucksensoren 20a, 20b, 20c und 20d am niedrigsten ist, sich in einer Position befindet, die am weitesten von Eingabekoordinaten entfernt ist, und der Druckwert (z. B. Fa) extrem niedriger ist als die Druckwerte (z. B. Fb, Fc und Fd) der anderen Drucksensoren (z. B. 20b, 20c und 20d), wie in 8 gezeigt, ist es möglich, den Einfluss des Drucksensors 20a zu vernachlässigen und die Berechnung als Gleichgewicht der Kraftmomente in einem Dreieck durchzuführen, das durch Verbinden der Drucksensoren 20b, 20c und 20d gebildet wird.
Die Beispiele von 7 und 8 sind Rechenbeispiele der Druckkoordinaten, wenn die vier Eckenteile des Berührungsfeldes 10 durch die Drucksensoren 20a, 20b, 20c und 20d abgestützt sind. Wenn die Anzahl von Drucksensoren 20a, 20b, 20c, 20d erhöht wird oder die Anordnung der Drucksensoren 20a, 20b, 20c, 20d geändert wird, können die Rechengleichungen in Abhängigkeit von der Anzahl und den Positionen von Drucksensoren 20a, 20b, 20c, 20d geändert werden.
Anstelle der vorstehend beschriebenen Berechnungsverfahren der Druckkoordinaten ist es auch möglich, ein Verfahren zum Berechnen der Druckkoordinaten als Regressionsproblem oder ein Verfahren, das eine Bewertungsfunktion verwendet, in die beliebige Koordinatenwerte auf der Bedienungsoberfläche 11 des Berührungsfeldes 10 eingegeben werden, und Koordinaten, die einen Zahlenwert minimieren, der als Bewertungsergebnis mit der Bewertungsfunktion erhalten wird, als Druckkoordinaten ausgibt, zu verwenden.
9 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zum Korrigieren der Druckkoordinaten in dem vorstehend erwähnten „Bedienungsbeispiel „4.3“ zeigt. In 9 existieren die Druckkoordinaten der Druckposition 203, die durch Berechnung erhalten werden, außerhalb des Leiterkontaktbereichs 103, der ein Wassertröpfchenexistenzbereich ist, und innerhalb des benachbarten Bereichs 105. Die Eingabekoordinaten auf der Bedienungsoberfläche 11 des Berührungsfeldes 10 werden jedoch als tatsächlich innerhalb des Bereichs des Leiterkontaktbereichs 103 existierend betrachtet, da die Genauigkeit der ersten Koordinaten, die aus der Kapazität erhalten werden, höher ist als die Genauigkeit der zweiten Koordinaten als Druckkoordinaten. Daher ist es erwünscht, die Druckkoordinaten der Druckposition 203 unter Verwendung des Leiterkontaktbereichs 103 zu korrigieren. Insbesondere werden ein Punkt an den Druckkoordinaten der Druckposition 203 und ein zentraler Punkt 103a als repräsentativer Punkt des Leiterkontaktbereichs 103 durch eine gerade Linie 300 miteinander verbunden und die Koordinaten eines Schnittpunkts der Grenzlinie des Leiterkontaktbereichs 103 und der geraden Linie 300 werden als korrigierte Druckkoordinaten 203a bestimmt. Hier ist der zentrale Punkt 103a ein Beispiel des repräsentativen Punkts des Leiterkontaktbereichs 103. Der zentrale Punkt 103a ist beispielsweise eine Schwerpunktposition, der Mittelpunkt der längsten Achse des Leiterkontaktbereichs 103 oder dergleichen. Es ist jedoch auch möglich, die gerade Linie 300 unter Verwendung eines anderen repräsentativen Punkts als des zentralen Punkts 103a zu bestimmen. Im Übrigen zeigt 9 nur ein Beispiel des Korrekturverfahrens; die Druckkoordinaten können unter Verwendung eines anderen Verfahrens korrigiert werden.
10 ist ein Diagramm, das ein Berechnungsbeispiel der Druckkoordinaten zeigt, wenn eine Mehrfachberührungsbedienung durchgeführt wird. In diesem Beispiel wird die Berührungsbedienung an zwei Punkten durchgeführt, ein Punkt existiert innerhalb des Leiterkontaktbereichs 113 und der andere Punkt existiert innerhalb des Leiterkontaktbereichs 114. Ähnlich zu dem Fall von 7 sind die vier Eckenteile des Berührungsfeldes 10 durch die Drucksensoren 20a, 20b, 20c und 20d abgestützt und die Druckkoordinaten einer Druckposition 205 können unter Verwendung der Gleichgewichtsgleichungen der Kraftmomente berechnet werden.
In diesem Verwendungsfall wird als Vorbedingung angenommen, dass die Koordinaten des Leiterkontaktbereichs 113 erfolgreich durch das Verfahren mit elektrostatischer Kapazität bestimmt wurden. Da es schwierig ist, die Druckkraft in jeder Druckposition unter mehreren Punkten unter Verwendung der vier Drucksensoren 20a, 20b, 20c und 20d zu bestimmen, wird ferner angenommen, dass die zwei Berührungsbedienungen mit einer Druckkraft derselben Stärke durchgeführt wurden. Im Übrigen ist es auch möglich, die Anzahl von Drucksensoren zu erhöhen und eine Berechnung unter der Annahme durchzuführen, dass die Druckkraft von jeder von mehreren Berührungsbedienungen sich voneinander unterscheidet.
Fa, Fb, Fc und Fd sollen die Druckwerte darstellen, die durch die Drucksensoren 20a, 20b, 20c und 20d detektiert werden, Fn soll die Druckkraft in der Berührungsbedienungsposition (205 in 10) darstellen und (x1, y1) sollen die Koordinaten des Berührungspunkts darstellen, die durch das Verfahren mit elektrostatischer Kapazität (113 in 10) bestimmt werden, die Gleichgewichtsgleichungen der Kraftmomente in der x-Achsen-Richtung sind die folgenden Gleichungen (3) und (4) und die Gleichgewichtsgleichungen der Kraftmomente in der y-Achsen-Richtung sind die folgenden Gleichungen (5) und (6):
$(Fa + Fb) x + Fn (x 1 - x) = (Fc + Fd) (W - x)$
$(Fa + Fb) x1 + Fn (x - x 1) = (Fc + Fd) (W - x1)$
$(Fb + Fc) y + Fn (y 1 - y) = (Fa + Fd) (H - y)$
$(Fb + Fc) y1 + Fn (y - y 1) = (Fa + Fd) (H - y1)$
Die x-Koordinate der Koordinaten (x, y) wird aus den simultanen Gleichungen (3) und (4) erhalten und die y-Koordinate der Koordinaten (x, y) wird aus den simultanen Gleichungen (5) und (6) erhalten.
11 ist ein Ablaufplan, der den Betrieb der Berührungsfeldvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. In Schritt S101 detektiert die Steuereinheit 30 die Eingabe der Kapazität und der Druckwerte auf dem Berührungsfeld 10.
In Schritt S102 prüft die Steuereinheit 30, ob sowohl die Kapazität als auch die Druckwerte detektiert werden. Die Steuereinheit 30 erkennt den aktuellen Zustand als Zustand, in dem ein Isolator die Bedienungsoberfläche 11 berührt, wenn nur die Druckkraft detektiert wird (der Fall des „Bedienungsbeispiels 2“), erkennt den aktuellen Zustand als Zustand, in dem ein Leiter wie z. B. ein Wassertröpfchen mit dem Berührungsfeld in Kontakt steht, wenn nur die Kapazität detektiert wird (der Fall des ,,Bedienungsbeispiels 3"). In beiden Zuständen setzt die Steuereinheit 30 die Eingabe in Schritt S110 auf ungültig.
In Schritt S103 berechnet die Steuereinheit 30 die Druckkoordinaten aus den Informationen über die Druckwerte unter Verwendung der Gleichungen (1) und (2).
In Schritt S104 berechnet die Steuereinheit 30 die Kapazitätskoordinaten aus dem Ergebnis der Detektion der Kapazität. In einem Zustand, in dem eine Flüssigkeit wie z. B. ein Wassertröpfchen mit dem Berührungsfeld in Kontakt steht und das Wassertröpfchen auf Masse geerdet ist, wie ein Fall, in dem ein Finger mit dem Bereich in Kontakt steht, wird der Leiterkontaktbereich, der größer ist als ein bestimmter Wert ThA, detektiert, keine Punktkoordinaten. In diesem Fall werden Informationen über den Leiterkontaktbereich in der Speichereinheit gespeichert, da es schwierig ist, die Eingabekoordinaten zu bestimmen.
In Schritt S105 beurteilt die Steuereinheit 30, ob ein Leiterkontaktbereich, der größer ist als der bestimmte Wert ThA, detektiert wird oder nicht. Wenn der Leiterkontaktbereich, der größer ist als der bestimmte Wert ThA, detektiert wird, beurteilt die Steuereinheit 30, ob der Leiterkontaktbereich ein Wassertröpfchenexistenzbereich ist oder nicht, in Schritt S106. In einem Fall, in dem ein Wassertröpfchen mit einem Kantenteil des Berührungsfeldes 10 in Kontakt steht und eine Berührungsbedienung in einer Position durchgeführt wird, die vom Leiterkontaktbereich vollständig getrennt ist, überlappen die Druckkoordinaten und die Position des Wassertröpfchenexistenzbereichs überhaupt nicht. In einem Fall, in dem bestätigt werden kann, dass keine Eingabe mit einem Leiter in einem Wassertröpfchenexistenzbereich stattfindet, führt die Steuereinheit 30 die Verarbeitung des Schritts S106 nicht aus.
In Schritt S107 führt die Steuereinheit 30 einen Einzelberührungsprozess von Schritt S108 oder einen Mehrfachberührungsprozess von Schritt S109 in Abhängigkeit von der Anzahl von Leiterkontaktbereichen nach dem Ausschließen von Wassertröpfchenexistenzbereichen in Schritt S106 aus. Details dieser Prozesse sind in 12 und 13 gezeigt.
12 ist ein Ablaufplan, der den Einzelberührungsprozess in der Berührungsfeldvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Zuerst beurteilt in Schritt S201 die Steuereinheit 30, ob es möglich ist, die Koordinaten des Leiterkontaktbereichs aus der Kapazität zu bestimmen oder nicht. Wenn es möglich ist, gibt die Steuereinheit 30 die Kapazitätskoordinaten in Schritt S202 aus. Diese Verarbeitung ist die Verarbeitung in dem vorstehend erwähnten „Bedienungsbeispiel 4.1“.
Wenn es schwierig ist, die Kapazitätskoordinaten in Schritt S201 zu bestimmen, beurteilt die Steuereinheit 30 in Schritt S203, ob die Druckkoordinaten im Leiterkontaktbereich existieren oder nicht. Wenn die Druckkoordinaten existieren, gibt die Steuereinheit 30 die Druckkoordinaten in Schritt S204 aus. Diese Verarbeitung ist die Verarbeitung im vorstehend erwähnten „Bedienungsbeispiel 4.2“.
Wenn die Druckkoordinaten außerhalb des Leiterkontaktbereichs liegen, betrachtet die Steuereinheit 30 in Schritt S205 den Fehler in der Berechnung der Druckkoordinaten und beurteilt, ob die Druckkoordinaten im benachbarten Bereich innerhalb eines bestimmten Abstandes vom Leiterkontaktbereich existieren. Wenn die Druckkoordinaten im benachbarten Bereich existieren, gibt die Steuereinheit 30 die Druckkoordinaten, die beispielsweise durch das mit Bezug auf 9 erläuterte Korrekturverfahren korrigiert werden, in Schritt S206 aus. Diese Verarbeitung ist die Verarbeitung im vorstehend erwähnten „Bedienungsbeispiel 4.3“.
Wenn der Abstand zwischen den Druckkoordinaten und dem Leiterkontaktbereich ein bestimmter Abstand oder mehr ist, kann in Betracht gezogen werden, dass eine Berührungsbedienung mit einem Isolator oder dergleichen durchgeführt wurde, und folglich setzt die Steuereinheit 30 die Eingabe in Schritt S207 auf ungültig. Diese Verarbeitung ist die Verarbeitung im vorstehend erwähnten „Bedienungsbeispiel 4.4‟.
13 ist ein Ablaufplan, der den Mehrfachberührungsprozess in der Berührungsfeldvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. In Schritt S301 beurteilt die Steuereinheit 30, ob es möglich ist, die Kapazitätskoordinaten hinsichtlich aller Berührungsbedienungspunkte anzugeben oder nicht. Wenn es möglich ist, gibt die Steuereinheit 30 in Schritt S302 die Kapazitätskoordinaten aus.
Wenn es schwierig ist, die Koordinaten durch das Verfahren mit elektrostatischer Kapazität anzugeben, benachrichtigt die Steuereinheit 30 in Schritt S303 die Druckkoordinatenberechnungseinheit 54 über mehrere Sätze von Kapazitätskoordinaten, die erfolgreich angegeben wurden, und die Anzahl ihrer Eingabepunkte. Diese Verarbeitung ist die Verarbeitung im vorstehend erwähnten „Bedienungsbeispiel 5.1“.
In Schritt S304 bestimmt die Steuereinheit 30 die Druckkoordinaten in Anbetracht der Tatsache, dass mehrere Berührungsbedienungspunkte jeden Drucksensor 20a, 20b, 20c, 20d in Form der resultierenden Kraft beeinflussen. In Schritt S305 gibt die Steuereinheit 30 die Kapazitätskoordinaten und die Druckkoordinaten aus. Diese Verarbeitung ist die Verarbeitung im vorstehend erwähnten „Bedienungsbeispiel 5.2“.
(1-3) Effekt
Wie vorstehend beschrieben, kann mit der Berührungsfeldvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform die Berührungsbedienung korrekt beurteilt werden, selbst wenn ein Wassertröpfchen auf der Bedienungsoberfläche 11 des Berührungsfeldes 10 existiert. Folglich können fehlerhafte Eingaben verringert werden.
(2) Zweite Ausführungsform
In der ersten Ausführungsform wird eine Eingabe auf ungültig gesetzt, außer in einem Fall, in dem sowohl die Kapazität, die höher ist als die Schwellenkapazität ThC, als auch die Druckkraft Fp, die größer ist als die Schwellendruckkraft ThF, detektiert werden. Es gibt jedoch einen Fall, in dem eine Berührungsbedienung auf der Bedienungsoberfläche des Berührungsfeldes mit einer Vorrichtung durchgeführt wird, die mit einem Isolator hergestellt ist. Mit anderen Worten, es gibt einen Fall, in dem die Kapazität nicht geändert wird und nur die Druckkraft Fp detektiert wird. In einem solchen Fall kann die Berührungsfeldvorrichtung die Druckkoordinaten, die unter Verwendung der vorstehend erwähnten Gleichungen (1) und (2) berechnet werden, ausgeben. Dies entspricht dem „Bedienungsbeispiel 2“ in 6.
14 ist ein Ablaufplan, der eine Bedienung einer Berührungsfeldvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Die Schritte S401 bis 5409 in 14 sind dieselben wie die Schritte S101 bis 5109 in 11. Die Berührungsfeldvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ist ähnlich zur Berührungsfeldvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform, führt jedoch die Schritte S410 bis 5412 in 14 aus. Daher wird auf 1 bis 10, 12 und 13 auch in der zweiten Ausführungsform Bezug genommen.
In Schritt S410 beurteilt die Steuereinheit 30, ob die Kapazität, die höher ist als die Schwellenkapazität ThC, detektiert wird oder nicht. Wenn die Kapazität, die höher ist als die Schwellenkapazität ThC, detektiert wird, erkennt die Steuereinheit 30, dass der aktuelle Zustand ein Zustand ist, in dem ein Leiter wie z. B. ein Wassertröpfchen mit der Bedienungsoberfläche 11 des Berührungsfeldes 10 in Kontakt steht, und setzt die Eingabe in Schritt S411 auf ungültig. Wenn die Kapazität, die höher ist als die Schwellenkapazität ThC, nicht detektiert wird, das heißt, wenn die Druckkraft Fp, die größer ist als die Schwellendruckkraft ThF, detektiert wird, berechnet die Steuereinheit 30 die Druckkoordinaten in Schritt S412.
Wie vorstehend beschrieben, kann mit der Berührungsfeldvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform die Berührungsbedienung korrekt beurteilt werden, selbst wenn ein Wassertröpfchen auf der Bedienungsoberfläche 11 des Berührungsfeldes 10 existiert. Folglich können fehlerhafte Eingaben verringert werden.
Ferner ist es möglich, Bedienungsinformationen auf der Basis einer Eingabebedienung auszugeben, die unter Verwendung einer Vorrichtung durchgeführt wird, die mit einem Isolator hergestellt ist.
(3) Dritte Ausführungsform
In der ersten und der zweiten Ausführungsform ist die Beschreibung eines Verfahrens zum Bestimmen von absoluten Koordinaten als Druckkoordinaten der Druckposition von den Druckwerten Fa bis Fd gegeben. In einer dritten Ausführungsform wird eine Beschreibung eines Verfahrens zum Umwandeln der Druckkoordinaten der Druckposition einer Berührungsbedienung in relative Bewegungsabstände der Druckkoordinaten unter Verwendung von Änderungsinformationen an den Druckwerten Fa bis Fd auf einer Zeitachse gegeben. Insbesondere bestimmt in der dritten Ausführungsform die Steuereinheit 30 die relativen Bewegungsabstände (Δx, Δy) auf der Basis der Differenz zwischen Koordinaten zu einem ersten Zeitpunkt als Druckkoordinaten (zweite Koordinaten), die zeitlich früher detektiert werden, und Koordinaten zu einem zweiten Zeitpunkt als Druckkoordinaten (zweite Koordinaten), die zeitlich später detektiert werden, und betrachtet die relativen Bewegungsabstände (Δx, Δy) als zweite Koordinaten.
Die Berührungsfeldvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform ist dieselbe wie die Berührungsfeldvorrichtung gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform abgesehen von der Verwendung der relativen Bewegungsabstände der Druckkoordinaten. Daher wird auf 1 bis 14 auch in der dritten Ausführungsform Bezug genommen.
15(a) bis 15(c) sind Diagramme, die den Betrieb der Berührungsfeldvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform zeigen. 15(a) bis 15(c) zeigen ein ungefähres Berechnungsverfahren der relativen Bewegungsabstände unter Verwendung der Änderung der Druckkoordinaten. Das Berechnungsverfahren ist wie folgt: Druckdifferenzwerte ΔFx und ΔFy zwischen einem detektierten Druckwert und einem Druckwert, der zu einem zeitlich früheren Zeitpunkt detektiert wird (z. B. beim letzten Mal detektiert), werden in der x-Achsen-Richtung und der y-Achsen-Richtung berechnet und die relativen Bewegungsabstände Δx und Δy werden durch Multiplizieren der Druckdifferenzwerte in der x-Achsen-Richtung und der y-Achsen-Richtung mit einem Koeffizienten α für die Umwandlung in die relativen Bewegungsabstände der Druckkoordinaten erhalten. Insbesondere wenn Fa, Fb, Fc und Fd jeweils die Druckwerte darstellen, die von den Drucksensoren 20a, 20b, 20c und 20d erfasst werden, stellen Fa', Fb', Fc' und Fd' jeweils die Druckwerte dar, die beim letzten Mal von den Drucksensoren 20a, 20b, 20c und 20d erfasst wurden, und α stellt den Koeffizienten dar, der für die Umwandlung von den Druckwerten in die Bewegungsabstände verwendet wird, die relativen Bewegungsabstände Δx und Δy in der x-Achsen-Richtung und der y-Achsen-Richtung werden unter Verwendung der folgenden Ausdrücke (7) und (8) erhalten:
$Δ x = ((Fc + Fd - Fa - Fb) - (Fc' + Fd' - Fa' - Fb')) α$
$Δ y = ((Fa + Fd - Fb - Fc) - (Fa' + Fd' - Fb' - Fc')) α$
Da der Druckwert und der Abstand von den Druckkoordinaten zur Detektionsposition des Drucks invers zueinander proportional sind, ist der Umwandlungskoeffizient α ein Parameter, der in Abhängigkeit von der Position der Druckkoordinaten geändert werden sollte. Es ist nämlich erwünscht, den Wert des Umwandlungskoeffizienten α in Abhängigkeit vom Umfang des Wassertröpfchenexistenzbereichs und den Informationen über die Druckwerte zu ändern.
16 ist ein Ablaufplan, der den Betrieb der Berührungsfeldvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt. 16 zeigt einen Prozess, der in einem System durchgeführt wird, das die relativen Bewegungsabstände Δx und Δy unter Verwendung von Änderungsausmaßen des Drucks berechnet, wenn die Koordinaten einer Einzelberührungsbedienung detektiert werden.
In Schritt S501 beurteilt die Steuereinheit 30, ob es möglich ist, die Kapazitätskoordinaten aus der Kapazität zu bestimmen oder nicht. Wenn es möglich ist, gibt die Steuereinheit 30 in Schritt S502 die Koordinaten aus, die durch das Verfahren mit elektrostatischer Kapazität berechnet werden. Im nächsten Schritt S503 wird eine Benutzerschnittstellenbedienung (UI-Bedienung) im Hinblick auf die absoluten Koordinaten durchgeführt.
Wenn es schwierig ist, die Koordinaten durch das Verfahren mit elektrostatischer Kapazität zu bestimmen, gibt die Steuereinheit 30 in Schritt S504 die relativen Bewegungsabstände Δx und Δy hinsichtlich der x-Achsen-Richtung und der y-Achsen-Richtung unter Verwendung des Berechnungsverfahrens aus, das durch die Ausdrücke (7) und (8) angegeben ist.
Im nächsten Schritt S505 wird eine Ul-Bedienung für die relativen Koordinaten (Bewegungsabstände) durchgeführt.
Wie vorstehend beschrieben, kann mit der Berührungsfeldvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform die Berührungsbedienung korrekt beurteilt werden, selbst wenn ein Wassertröpfchen auf der Bedienungsoberfläche 11 des Berührungsfeldes 10 existiert. Folglich können fehlerhafte Eingaben verringert werden.
Ferner ist es möglich, Bedienungsinformationen auf der Basis einer Eingabebedienung auszugeben, die unter Verwendung einer Vorrichtung durchgeführt wird, die mit einem Isolator hergestellt ist.
(4) Modifikation
In der ersten bis dritten Ausführungsform ist die Beschreibung von Beispielen gegeben, in denen ein Bedienungssignal auf der Basis der ersten Koordinaten als Kapazitätskoordinaten oder auf der Basis der zweiten Koordinaten als Druckkoordinaten in Abhängigkeit von einer bestimmten Bedingung ausgegeben wird. Wenn in dem Verfahren mit elektrostatischer Kapazität eine Berührungsbedienung in einem Wassertröpfchenexistenzbereich durchgeführt wird, ist es jedoch auch möglich, die zentralen Koordinaten des Wassertröpfchenexistenzbereichs oder einen Punkt, an dem ein Änderungsausmaß der Kapazität am größten ist, als Position der Berührungsbedienung zu betrachten. In diesem Fall besteht eine Differenz zwischen den Kapazitätskoordinaten und den Druckkoordinaten. Mit der Abnahme dieser Differenz können die Kapazitätskoordinaten und die Druckkoordinaten als Koordinaten mit höherer Genauigkeit und höherer Zuverlässigkeit betrachtet werden.
Daher ist es möglich, Daten hinsichtlich der Differenz zwischen den Kapazitätskoordinaten und den Druckkoordinaten zu erfassen, Zuverlässigkeitsgrade der Kapazitätskoordinaten und der Druckkoordinaten zu definieren, Informationen über die definierten Zuverlässigkeitsgrade zu einer Anwendung (Anwendungs-Software) zurückzuführen, die in der Berührungsfeldvorrichtung installiert ist, und dadurch die Vielfalt der Wechselwirkung der Anwendung zu erhöhen. Beispielsweise ist es möglich, die Berührungsfeldvorrichtung zu steuern, um die Koordinaten der Bedienungsposition ohne Betrachten der Zuverlässigkeitsgrade im Hinblick auf Anwendungen, die keine hohe Eingabegenauigkeit erfordern, zu beurteilen und die Koordinaten der Bedienungsposition durch Berücksichtigen der Informationen über die Zuverlässigkeitsgrade im Hinblick auf Anwendungen, die eine hohe Eingabegenauigkeit erfordern, zu beurteilen.
Es ist auch möglich, Merkmale dieser Modifikation mit irgendeiner der ersten bis dritten Ausführungsformen zu kombinieren.
Bezugszeichenliste

1: Berührungsfeldvorrichtung,
10: Berührungsfeld,
11: Bedienungs-oberfläche,
20: Drucksensoreinheit,
20a, 20b, 20c, 20d: Drucksensor,
30: Steuereinheit,
31: Prozessor,
32: Arbeitsspeicher,
51: Kapazitätsdetektions-einheit,
52: Kapazitätskoordinatenberechnungseinheit,
53: Druckdetektions-einheit,
54: Druckkoordinatenberechnungseinheit,
55: Wassertröpfchenexis-tenzbeurteilungseinheit,
56: Berührungsgültigkeitsbeurteilungseinheit,
101 - 104, 111 - 114: Leiterkontaktbereich,
105:: benachbarter Bereich,
201 - 204: Druckposition,
ThC: Schwellenkapazität,
ThF: Schwellendruckkraft,
Fp: Druckkraft,
Fa - Fd: Druckwert.

Claims

Berührungsfeldvorrichtung (1), die Folgendes umfasst: ein Berührungsfeld (10) mit einer Bedienungsoberfläche (11), auf der eine Berührungsbedienung durchgeführt wird und die Kapazität eines Leiterkontaktbereichs der Bedienungsoberfläche (11) sich ändert; eine Drucksensoreinheit (20), die ein Druckdetektionssignal gemäß einer Druckkraft (Fp), die auf die Bedienungsoberfläche (11) aufgebracht wird, und einer Druckposition ausgibt; und eine Steuereinheit (30), die erste Koordinaten auf der Bedienungsoberfläche (11) auf Grundlage der Kapazität berechnet und zweite Koordinaten auf der Bedienungsoberfläche (11) auf Grundlage eines Druckwerts berechnet, der durch das Druckdetektionssignal angegeben wird, wobei die Steuereinheit (30) ein Bedienungssignal auf Grundlage der ersten Koordinaten ausgibt, wenn ein erster Bereich (101) als Bereich, in dem die Kapazität höher ist als eine vorbestimmte Schwellenkapazität (ThC), detektiert wird, die Größe des ersten Bereichs (101) geringer als oder gleich einem vorbestimmten bestimmten Wert ist und die Druckkraft (Fp) größer ist als die vorbestimmte Schwellendruckkraft (ThF).
Berührungsfeldvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (30) ein Bedienungssignal auf Grundlage der zweiten Koordinaten ausgibt, wenn ein zweiter Bereich (102) als Bereich, in dem die Kapazität höher ist als die Schwellenkapazität (ThC), detektiert wird, die Größe des zweiten Bereichs (102) größer ist als der bestimmte Wert und die Druckkraft (Fp) größer ist als die Schwellendruckkraft (ThF).
Berührungsfeldvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn ein dritter Bereich (103) als Bereich, in dem die Kapazität höher ist als die vorbestimmte Schwellenkapazität (ThC), detektiert wird, die Größe des dritten Bereichs (103) größer ist als der bestimmte Wert, die Druckkraft (Fp) größer ist als die Schwellendruckkraft (ThF), und die zweiten Koordinaten in einem benachbarten Bereich (105) außerhalb des dritten Bereichs (103) existieren und den dritten Bereich (103) innerhalb eines vorbestimmten bestimmten Abstandes vom dritten Bereich (103) umgeben, die Steuereinheit (30) ein Bedienungssignal auf Grundlage von korrigierten zweiten Koordinaten ausgibt, die durch Bewegen der zweiten Koordinaten in Richtung des dritten Bereichs (103) erhalten werden.
Berührungsfeldvorrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei die Steuereinheit (30) ein Bedienungssignal auf Grundlage der zweiten Koordinaten ausgibt, wenn ein vierter Bereich (104) als Bereich, in dem die Kapazität höher ist als die vorbestimmte Schwellenkapazität (ThC), detektiert wird, die Größe des vierten Bereichs (104) größer ist als der bestimmte Wert, die Druckkraft größer ist als die Schwellendruckkraft (ThF) und die zweiten Koordinaten außerhalb des dritten Bereichs (103) und benachbarten Bereichs (105) existieren.
Berührungsfeldvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuereinheit (30) ein Bedienungssignal auf Grundlage der ersten Koordinaten ausgibt, wenn fünfte und sechste Bereiche (111, 112) als Bereiche, in denen die Kapazität höher ist als die vorbestimmte Schwellenkapazität (ThC), detektiert werden, die Größe von jedem der fünften und sechsten Bereiche (111, 112) geringer als oder gleich dem bestimmten Wert ist und die Druckkraft (Fp) größer ist als die Schwellendruckkraft (ThF).
Berührungsfeldvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei, wenn siebte und achte Bereiche (113, 114) als Bereiche, in denen die Kapazität höher ist als die vorbestimmte Schwellenkapazität (ThC), detektiert werden, die Größe des siebten Bereichs (113) geringer als oder gleich dem bestimmten Wert ist, die Größe des achten Bereichs (114) größer ist als der bestimmte Wert und die Druckkraft (Fp) größer ist als die Schwellendruckkraft (ThF), die Steuereinheit (30) ein Bedienungssignal auf Grundlage der ersten Koordinaten im Hinblick auf den siebten Bereich (113) ausgibt und ein Bedienungssignal auf Grundlage der zweiten Koordinaten im Hinblick auf den achten Bereich (114) ausgibt.
Berührungsfeldvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuereinheit (30) kein Bedienungssignal ausgibt, wenn kein Bereich, in dem die Kapazität höher ist als die vorbestimmte Schwellenkapazität (ThC), detektiert wird, und keine Druckkraft, die größer ist als die Schwellendruckkraft (ThF), detektiert wird.
Berührungsfeldvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Steuereinheit (30) kein Bedienungssignal ausgibt, wenn kein Bereich, in dem die Kapazität höher ist als die vorbestimmte Schwellenkapazität (ThC) detektiert wird, und die Druckkraft (Fp), die größer ist als die Schwellendruckkraft (ThF), detektiert wird.
Berührungsfeldvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Steuereinheit (30) ein Bedienungssignal auf Grundlage der zweiten Koordinaten ausgibt, wenn kein Bereich, in dem die Kapazität höher ist als die vorbestimmte Schwellenkapazität (ThC), detektiert wird und die Druckkraft (Fp), die größer ist als die Schwellendruckkraft (ThF), detektiert wird.
Berührungsfeldvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuereinheit (30) kein Bedienungssignal ausgibt, wenn ein Bereich, in dem die Kapazität höher ist als die vorbestimmte Schwellenkapazität (ThC), detektiert wird und keine Druckraft, die größer ist als die Schwellendruckkraft (ThF), detektiert wird.
Berührungsfeldvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Steuereinheit (30) relative Bewegungsabstände auf Grundlage einer Differenz zwischen Koordinaten zu einem ersten Zeitpunkt als zweite Koordinaten, die zeitlich früher detektiert werden, und Koordinaten zu einem zweiten Zeitpunkt als zweite Koordinaten, die zeitlich später detektiert werden, bestimmt und die relativen Bewegungsabstände als zweite Koordinaten betrachtet.
Berührungsfeldvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Drucksensoreinheit (20) mehrere Drucksensoren (20a, 20b, 20c, 20d) umfasst, die das Berührungsfeld (10) abstützen.