JP2014109883A - 電子機器及びその制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】指の接近状態での誤検出をすることなく、手袋装着などによる発生容量変化量の低下時にも、確実なタッチ検出を行うタッチパネル装置の提供。
【解決手段】静電容量方式のタッチ検出手段106と、振動を検出する振動検出手段107と、前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が第1の容量閾値以上である場合と、前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が前記第1の容量閾値よりも低い第2の容量閾値以上で、かつ前記振動検出手段で所定の振動を検出した場合に、タッチ操作に応じた処理を行うように制御する制御手段101とを有する。
【選択図】図1

Description

本発明は、タッチセンサを備えた電子機器に関するものである。
近年、注目されている入力装置の一つにタッチセンサよりなるタッチパッドや、ディスプレイと一体的に構成されたタッチセンサであるタッチパネルがある。タッチパネルによれば、入力対象と操作対象の一致による直感的な操作が可能となり、ユーザーがより簡単に操作を行うことができる。
従来から、タッチパネル検出方式の一つとして静電容量方式が知られている。静電容量方式は、指などの電導物体による入力操作に対して静電容量の変化を検知し、タッチ検出を行う方式である。タッチにより複数のセンサ上で容量が発生する。その容量変化が所定の閾値を越えた場合に、領域の重心を算出して、算出された重心位置をタッチ位置として判定している。
しかしながら、ユーザーが手袋を装着している状態では、発生する容量変化が小さくなるため、設定した閾値を越えない場合がある。この時、タッチしているにも関らず、タッチが検出されないという問題が起こる。
この問題に対して、特許文献1ではタッチ時の発生容量変化が閾値を越えなかった場合は閾値を下げることで、手袋装着時にもタッチ検出を行うことを可能とする制御方法が開示されている。
特開2007−27034号公報
しかしながら、静電容量方式タッチパネルは、指が接触しない程度にタッチパネルに接近した状態においても容量変化が発生する。そのため、上述の特許文献1に開示された従来技術では、指の接近による容量変化が閾値を越えてしまい、タッチしていないのにタッチ有りと検出する誤検出が起こる可能性がある。
本発明は上記課題に鑑み、指の接近状態での誤検出をすることなく、手袋装着などによる発生容量変化量の低下時にも、確実なタッチ検出を行うことを可能にした静電容量方式のタッチセンサを備えた電子機器を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の電子機器は、
静電容量方式のタッチ検出手段と、
振動を検出する振動検出手段と、
前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が第1の容量閾値以上である場合と、前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が前記第1の容量閾値よりも低い第2の容量閾値以上で、かつ前記振動検出手段で所定の振動を検出した場合に、タッチ操作に応じた処理を行うように制御する制御手段と
を有することを特徴とする。
本発明によれば、指の接近状態での誤検出をすることなく、手袋装着などによる発生容量変化量の低下時にも、確実なタッチ検出を行うことができる。
本発明の入力装置の概略構成ブロック図である。 実施例1におけるタッチ検出処理のフローチャートである。 実施例1におけるタッチパネルの静電容量出力、及び加速度センサの出力変化の例である。 実施例2におけるタッチ検出処理のフローチャートである。 実施例2におけるタッチパネルの静電容量出力、及び加速度センサの出力変化の例である。
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の電子機器の一実施形態としての表示装置100の構成の一例を示す。
図1において、内部バス109に対してCPU101、ハードディスク(HD)102、メモリ103、表示制御部104、入力部105,加速度センサ107が接続される。内部バス109に接続される各部は、内部バス109を介して互いにデータのやりとりを行うことができるようにされている。
ハードディスク102は、画像データやその他のデータ、CPU101が動作するための各種プログラムなどが格納される。メモリ103は、例えばRAMからなる。CPU101は、例えばハードディスク102に格納されるプログラムに従い、メモリ103をワークメモリとして用いて、この表示装置100の各部を制御する。なお、CPU101が動作するためのプログラムは、ハードディスク102に格納されるのに限られず、例えば図示されないROMに予め記憶しておいてもよい。
表示制御部104は、ディスプレイ108に対して画像を表示させるための表示信号を出力する。例えば、表示制御部104に対して、CPU101がプログラムに従い生成した表示制御信号が供給される。表示制御部104は、この表示制御信号に基づき表示信号を生成してディスプレイ108に対して出力する。
入力部105は、ユーザ操作を受け付け、操作に応じた制御信号を生成し、CPU101に供給する。例えば、入力部105は、ユーザ操作を受け付ける入力デバイスとして、キーボードといった文字情報入力デバイスや、マウスやタッチパネル106といったポインティングデバイスなどを有する。なお、タッチパネルは、例えば平面的に構成された入力部に対して接触された位置に応じた座標情報が出力されるようにした入力デバイスである。CPU101は、入力デバイスに対してなされたユーザ操作に応じて入力部105で生成され供給される制御信号に基づき、プログラムに従いこの表示装置100の各部を制御する。これにより、表示装置100に対し、ユーザ操作に応じた動作を行わせることができる。
タッチパネル106として、本実施例では静電容量方式タッチパネルを用いる。静電容量方式のタッチパネル106は、操作入力を行うパネル部と、タッチに対し指などの電導物体との間に容量を発生させるタッチセンサ部分よりなる。CPU101はタッチセンサ部にて発生した静電容量値(発生容量値)の大きさによってタッチ判定を行う。
なお、CPU101はタッチパネル106への以下の操作・状態を検出できる。
・タッチパネル106を指やペンで触れたこと(以下、タッチダウンと称する)。なお、どのような場合にタッチダウンと判定するかを、後述する実施例で詳細に説明する。
・タッチパネル106を指やペンで触れている状態であること(以下、タッチオンと称する)。
・タッチパネル106を指やペンで触れたまま移動していること(以下、ムーブと称する)。
・タッチパネル106へ触れていた指やペンを離したこと(以下、タッチアップと称する)。
・タッチパネル106に何も触れていない状態(以下、タッチオフと称する)。
これらの操作や、タッチパネル106上に指やペンが触れている位置座標は内部バス109を通じてCPU101に通知され、CPU101は通知された情報に基づいてタッチパネル106上にどのような操作が行なわれたかを判定する。ムーブについてはタッチパネル106上で移動する指やペンの移動方向についても、位置座標の変化に基づいて、タッチパネル106上の垂直成分・水平成分毎に判定できる。またタッチパネル106上をタッチダウンから一定のムーブを経てタッチアップをしたとき、ストロークを描いたこととする。素早くストロークを描く操作をフリックと呼ぶ。フリックは、タッチパネル106上に指を触れたままある程度の距離だけ素早く動かして、そのまま離すといった操作であり、言い換えればタッチパネル上を指ではじくように素早くなぞる操作である。所定距離以上を、所定速度以上でムーブしたことが検出され、そのままタッチアップが検出されるとフリックが行なわれたと判定できる。また、所定距離以上を、所定速度未満でムーブしたことが検出された場合はドラッグが行なわれたと判定するものとする。
加速度センサ107は、表示装置100に発生した振動を検出する手段として用いる。加速度センサ107は、少なくとも表示装置100の表示面に対して垂直な方向(Z軸)の加速度が検出できるように設置されているものとする。例えば2軸方向以上である3軸方向の加速度が検出可能な場合、表示装置100の横、縦に沿った方向(X軸、Y軸)と、表示装置100の表示面に対して垂直な方向(Z軸)の加速度が検出できるように設置される。なお、加速度センサに限らず、他の振動検出デバイスでもよい。
(実施例1)
以下、実施例1のタッチ検出処理について説明する。実施例1では、タッチパネル106から出力される静電容量が通常タッチダウンと判定される第1の容量閾値よりも低い場合でも、所定の加速度と、第2の容量閾値以上の静電容量を検出した場合にはタッチダウンと判定する例を説明する。
図2に、実施例1におけるタッチ検出処理のフローチャートを示す。この処理は、ハードディスク102に記録されたプログラムをメモリ103に展開してCPU101が実行することで実現する。
S201では、CPU101が所定のサンプリング間隔でタッチパネル106のタッチセンサ部にて発生した静電容量値(発生容量値)と加速度センサ107のZ軸の出力値を取得する。取得した静電容量値と加速度センサの出力値は所定期間分だけメモリ103に保存しておく。
S202では、CPU101がS201にて取得したタッチセンサ部で発生した静電容量値を用いて、タッチダウンが行われたかどうかの判定を行う。静電容量値が図3(a)に示すように、予め設定された第1の容量閾値以上である場合、CPU101はタッチダウンが行われたと判定し、入力座標位置の算出を行う。第1の容量閾値を越えなかった場合はS204へ進む。
S204では、CPU101が、S201にて取得した静電容量が、第1の容量閾値よりも小さい値に設定してある第2の容量閾値以上であるかを判定する。ここで、図3(b)に示すように、発生した静電容量が第2の容量閾値以上(かつ第1の容量閾値未満)である場合はS205へ進む。第2の容量閾値を越えなかった場合(第2の容量閾値未満である場合)は、CPU101により、タッチダウンは行われていないと判定され、S207へ進む。
S205では、第2の容量閾値を越える静電容量がタッチパネルにて発生した時間を含む所定区間T1における加速度センサ107の出力変化を算出する。T1における加速度センサ107のZ軸出力の最大値ZMAXと最小値ZMINをメモリ103から読み込み、T1における加速度センサ107の出力変化ΔZを以下の式で算出する。
ΔZ=ZMAX−ZMIN
S206では、S205にて算出した、所定区間T1における加速度センサ107の出力変化ΔZを用いて、表示装置100にタッチダウンによる振動が発生したかどうかの判定を行う。
図3(c)に示すように所定区間T1における加速度センサ107の出力変化ΔZが任意に設定した第1の振動閾値と第2の振動閾値の間である場合、CPU101は指とタッチパネル106への接触による小さな振動が表示装置100に発生したと判定する。この場合、CPU101はタッチダウンが行われたと判定し、S203へ進み、入力座標位置の算出を行う。これによってタッチダウンがあった旨を示す制御信号が発行されるとともに、タッチダウン位置が通知される。これに基づいてCPU101は、タッチ操作に応じた処理を行う。例えば、タッチボタンが表示された位置に対するタッチダウンであると判定すると、タッチダウン位置のタッチボタンに割り当てられた機能を実行する。あるいは、タッチダウンから続くタッチオン中のタッチ位置移動軌跡に応じた上述のフリック、ドラッグなどの操作に応じた処理を行う。なお、S206を経てタッチダウンと検出された後(すなわち第1の容量閾値以上をなることなく加速度の検出によってタッチダウンと判定された場合)は静電容量値が第2の容量閾値以下となるまではタッチオンであると判定するものとする。一方、静電容量値が第1の容量閾値以上となったことに応じてタッチダウンと判定された場合(S201でYesとなった場合)は、その後のタッチアップ判定は第2の容量閾値に関わらず、第1の容量閾値を下回ったかどうかに基づく判定となる。
一方、S206で、T1における加速度センサ107の出力変化ΔZが前記第1の振動閾値以上である場合、CPU101は、表示装置100に発生した振動がタッチダウンによる小さな振動ではなく、移動などによって発生した大きな振動であると判定する。この場合、CPU101は、タッチダウンは行われなかったと判定する。また、T1における加速度センサ107の出力変化ΔZが第2の振動閾値を越えなかった場合は、表示装置に振動が発生しなかったとの判定を行う。このように、大きな振動の発生や振動なしと判定された場合はS207に進み、タッチダウンなしとの判定を行う。
S208では、CPU101は1回分のサンプリング期間が経過したか否かを判定し、サンプリング期間が経過していなければサンプリング期間が経過するのを待ち、サンプリング期間が経過していればS101に進んで処理を繰り返す。
以上、タッチパネル106における静電容量と加速度センサ107の出力より検出した振動情報を用いたタッチダウン判定手法を説明した。
静電容量方式のタッチパネルでは、ユーザーが手袋を装着している場合、タッチダウン時にタッチセンサ部で発生する静電容量が小さくなり、閾値を越えない場合がある。そのため、静電容量値のみを用いたタッチ判定では、タッチしたにも関らず、タッチを認識されない場合がある。しかし、タッチダウン時には指とタッチパネルの接触による振動が表示装置100に発生する。そのため、タッチ判定のパラメータとしてタッチパネル106のタッチセンサ部で発生した静電容量に加えて加速度センサ107の出力から得られる振動情報を用いることで、発生静電容量が小さくても、正確なタッチ判定が可能となる。
また、静電容量方式タッチパネルにおいては、接近状態でも静電容量は発生する。タッチ判定のための閾値を下げるだけでは、接近時に発生する容量でタッチ有りと誤判断してしまう可能性がある。しかし、接近では容量が発生していても振動は発生しないため、振動情報を用いことで、そのような誤検出を防止することが可能となる。
(実施例2)
以下、実施例2のタッチ検出処理について説明する。実施例2では、タッチパネル106から出力される静電容量が通常タッチダウンと判定される第1の容量閾値よりも低い場合でも、Z軸方向だけの所定の加速度と、第2の容量閾値以上の静電容量を検出した場合にはタッチダウンと判定する例を説明する。
図4に、実施例2におけるタッチ検出処理のフローチャートを示す。この処理は、ハードディスク102に記録されたプログラムをメモリ103に展開してCPU101が実行することで実現する。
S401では、CPU101が所定間隔でタッチセンサ部にて発生した静電容量値と加速度センサ107のX軸、Y軸、Z軸の出力値を取得する。取得した静電容量値と加速度センサ107の出力値はある所定期間分だけメモリ103に保存しておく。
S402〜S404のタッチ判定処理については、実施例1のS202〜S204と同様であるため、説明を省略する。
S405では、第2の容量閾値を越える静電容量がタッチセンサ部にて発生した時間を含む所定区間T1における加速度センサ107の各軸の出力最大値XMAX、YMAX、ZMAXと最小値XMIN、YMIN、ZMINをメモリ103から読み込む。そしてT1における加速度センサ107の各軸の出力変化ΔX、ΔY、ΔZを以下の式で算出する。
ΔX=XMAX−XMIN
ΔY=YMAX−YMIN
ΔZ=ZMAX−ZMIN
S406では、S405で算出した、所定区間T1における加速度センサ107の出力変化ΔX、ΔY、ΔZを用いて、表示装置100にタッチダウンによる振動が発生したかどうかの判定を行う。図5に示すように、ΔX、ΔYが振動閾値を越えず、ΔZが振動閾値を越えた場合、CPU101はタッチダウンが行われたと判定し、S403に進んで入力座標位置の算出を行う。ΔX、ΔYが振動閾値を越えず、ΔZが振動閾値を越えた場合とはすなわち、タッチ面に対して垂直な方向の所定変化量以上の振動で、かつ他の軸方向で所定変化量未満の振動があった場合である。また、ΔZが振動閾値を越えなかった場合や、ΔX、ΔYのいずれか、または両方が振動閾値を越えた場合は、CPU101はタッチダウンが行われなかったと判定してS407に進む。
S403、S407、S408の処理はそれぞれS203、S207、S208と同様なので説明を省略する。
以上、加速度センサ107の出力から検出した複数軸の振動情報を用いたタッチダウン判定手法を説明した。
表示装置100に加わった振動がタッチダウンによる振動であれば、Z軸方向にしか発生しない。そのため、各軸の振動情報を検出しておけば、実施例1のような、振動のレベルで判定ではなく、各軸の振動の有無による判定が可能となる。
以上説明した各実施例によれば、指の接近状態での誤検出をすることなく、手袋装着などによる発生容量変化量の低下時にも、確実なタッチ検出を行うことができる。
なお、上述の各実施例ではディスプレイ108と一体的に構成されたタッチパネル106の例を説明したが、ディスプレイ108とは異なる位置に配置されたタッチパッドなどのタッチセンサについても、静電容量方式のものであれば本発明を適用可能である。
また、加速度センサ107の代わりに、あるいは加速度センサ107に加えて、タッチパネル106のタッチ操作可能なタッチ面へのタッチ圧力を検出可能な圧力検出センサを設けて、上述の実施例1、2における加速度の判定の代わりに、圧力の判定としても良い。圧力センサとしては、タッチパネル106のタッチ面(ディスプレイ108の表面)の歪みを検出可能な歪みゲージセンサや、圧電素子等が考えられる。この圧力センサの出力を利用して、第1の容量閾値に達しなかった場合でも、第2の容量閾値にタッチしていて、かつ圧力センサで閾値以上の圧力を検知した場合にはタッチダウンがあったと判定することができる。静電容量方式のタッチパネルでは、ユーザーが手袋を装着している場合、タッチダウン時にタッチセンサ部で発生する静電容量が小さくなり、第1の容量閾値を越えない場合がある。そのため、静電容量値のみを用いたタッチ判定では、タッチしたにも関らず、タッチを認識されない場合がある。しかし、タッチダウン時には指がタッチパネル106にタッチしたことによる圧力がタッチ面に発生する。そのため、タッチ判定のパラメータとしてタッチパネル106のタッチセンサ部で発生した静電容量に加えて圧力センサの出力から得られる圧力情報を用いることで、発生静電容量が小さくても、正確なタッチ判定が可能となる。
なお、CPU101が行うものとして説明した上述の制御は1つのハードウェアが行ってもよいし、複数のハードウェアが処理を分担することで、装置全体の制御を行ってもよい。
また、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。さらに、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
また、上述した実施形態においては、本発明を表示装置100に適用した場合を例にして説明したが、これはこの例に限定されず静電容量方式のタッチセンサを有する電子機器であれば適用可能である。すなわち、デジタルカメラやパーソナルコンピュータ、PDA、携帯電話端末や携帯型の画像ビューワ、ディスプレイを備えるプリンタ装置、デジタルフォトフレーム、音楽プレーヤー、ゲーム機、電子ブックリーダー、タブレットPCなどに適用可能である。
(他の実施形態)
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)をネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムコードを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

Claims (14)

  1. 静電容量方式のタッチ検出手段と、
    振動を検出する振動検出手段と、
    前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が第1の容量閾値以上である場合と、前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が前記第1の容量閾値よりも低い第2の容量閾値以上で、かつ前記振動検出手段で所定の振動を検出した場合に、タッチ操作に応じた処理を行うように制御する制御手段と
    を有することを特徴とする電子機器。
  2. 前記制御手段は、前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が前記第2の容量閾値未満である場合と、前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が前記第1の容量閾値未満でかつ前記第2の容量閾値以上で、かつ前記振動検出手段で前記所定の振動を検出していない場合に、タッチ操作に応じた前記処理を行わないことを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
  3. 前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が第1の容量閾値以上である場合と、前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が前記第1の容量閾値よりも低い第2の容量閾値以上で、かつ前記振動検出手段で所定の振動を検出した場合にタッチ操作があったと判定し、
    前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が前記第2の容量閾値未満である場合と、前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が前記第1の容量閾値未満でかつ前記第2の容量閾値以上で、かつ前記振動検出手段で前記所定の振動を検出していない場合にタッチ操作が無いと判定する判定手段を更に有することを特徴とする請求項1または2に記載の電子機器。
  4. 前記所定の振動は、所定期間における変化量が第1の振動閾値と、前記第1の振動閾値よりも小さい第2の振動閾値の間である振動であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の電子機器。
  5. 前記振動検出手段は、前記タッチ操作が可能なタッチ面に対して垂直な方向を含む、少なくとも2軸方向の振動を検出可能であり、前記所定の振動は、前記タッチ面に対して垂直な方向の所定変化量以上の振動で、かつ他の軸方向で所定変化量未満の振動であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の電子機器。
  6. 静電容量方式のタッチ検出手段と、
    タッチ操作による圧力を検出する圧力検出手段と、
    前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が第1の容量閾値以上である場合と、前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が前記第1の容量閾値よりも低い第2の容量閾値以上で、かつ前記圧力検出手段で所定の圧力を検出した場合に、タッチ操作に応じた処理を行うように制御する制御手段と
    を有することを特徴とする電子機器。
  7. 前記制御手段は、前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が前記第2の容量閾値未満である場合と、前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が前記第1の容量閾値未満でかつ前記第2の容量閾値以上で、かつ前記圧力検出手段で前記所定の圧力を検出していない場合に、タッチ操作に応じた前記処理を行わないことを特徴とする請求項6に記載の電子機器。
  8. 前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が第1の容量閾値以上である場合と、前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が前記第1の容量閾値よりも低い第2の容量閾値以上で、かつ前記圧力検出手段で所定の圧力を検出した場合にタッチ操作があったと判定し、
    前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が前記第2の容量閾値未満である場合と、前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が前記第1の容量閾値未満でかつ前記第2の容量閾値以上で、かつ前記圧力検出手段で前記所定の圧力を検出していない場合にタッチ操作が無いと判定する判定手段を更に有することを特徴とする請求項6または7に記載の電子機器。
  9. 前記タッチ検出手段は、表示手段と一体的に構成されたタッチパネルであることを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の電子機器。
  10. 前記タッチ検出手段は、表示手段とは異なる位置に配置されたタッチパッドであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の電子機器。
  11. 静電容量方式のタッチ検出手段と、振動を検出する振動検出手段とを有する電子機器の制御方法であって、
    前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が第1の容量閾値以上である場合と、前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が前記第1の容量閾値よりも低い第2の容量閾値以上で、かつ前記振動検出手段で所定の振動を検出した場合に、タッチ操作に応じた処理を行うように制御する制御ステップ
    とを有することを特徴とする電子機器の制御方法。
  12. 静電容量方式のタッチ検出手段と、タッチ操作による圧力を検出する圧力検出手段とを有する電子機器の制御方法であって、
    前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が第1の容量閾値以上である場合と、前記タッチ検出手段で検出した発生容量値が前記第1の容量閾値よりも低い第2の容量閾値以上で、かつ前記圧力検出手段で所定の圧力を検出した場合に、タッチ操作に応じた処理を行うように制御する制御ステップ
    とを有することを特徴とする電子機器の制御方法。
  13. コンピュータを、請求項1乃至10のいずれか1項に記載された電子機器の各手段として機能させるためのプログラム。
  14. コンピュータを、請求項1乃至10のいずれか1項に記載された電子機器装置の各手段として機能させるためのプログラムを格納したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
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