JP2014235477A - Touch input device, input detection method, and computer program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タッチ入力装置、入力検出方法、およびコンピュータプログラムに関する。 The present invention relates to a touch input device, an input detection method, and a computer program.
ディスプレイ表面をタッチすることによる入力を受け付けるタッチパネル等のタッチ入力装置が知られている。タッチパネルにおいてタッチされた位置のXY座標を検出する方式として、抵抗膜方式、静電容量方式、力センサ方式等が知られている。力センサ方式のタッチパネルは、XY座標に加えて押し圧力を検出することができる。 There is known a touch input device such as a touch panel that receives an input by touching a display surface. As a method for detecting the XY coordinates of the touched position on the touch panel, a resistance film method, a capacitance method, a force sensor method, and the like are known. The force sensor type touch panel can detect the pressing pressure in addition to the XY coordinates.
特許文献1には、操作パネルであるガラス板と力センサとを用いてタッチパネルを実現することにより、抵抗膜方式や静電容量方式のように光損失を有する膜を必要としないため、光の透過率が高くなることが記載されている。 In Patent Document 1, since a touch panel is realized by using a glass plate and a force sensor as an operation panel, a film having light loss as in a resistive film type or a capacitance type is not required. It is described that the transmittance increases.
特許文献2には、機械歪がタッチ位置特定に及ぼす影響を較正パラメータにより除く技術が記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228688 describes a technique for removing the influence of mechanical distortion on touch position specification using a calibration parameter.
特許文献3には、押圧荷重の変化を操作者に通知することにより、ユーザの意図しない入力を防止する技術が記載されている。 Patent Document 3 describes a technique for preventing an input unintended by a user by notifying an operator of a change in pressing load.
力センサ方式のタッチ入力装置において、ユーザが筐体を握ること等で生じる機械歪により、力センサの出力が変動することがある。このような機械歪が生じている状態で、タッチ面がタッチされても、タッチの座標を正確に算出することができないという問題があった。 In a force sensor type touch input device, the output of the force sensor may fluctuate due to mechanical distortion caused by the user holding the housing. Even when the touch surface is touched in a state where such mechanical distortion occurs, there has been a problem that the coordinates of the touch cannot be calculated accurately.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、力センサによる検出結果の原因がタッチ面の押圧であるか否かを判定する技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique for determining whether or not the cause of the detection result by the force sensor is a pressure on the touch surface.
本発明の一つの観点に係るタッチ入力装置は、平板部と、平板部の複数の位置に夫々配置されており、平板部から受ける力を検出する複数の力センサと、複数の力センサの出力に基づいて力を示す複数の測定値を夫々算出し、複数の力センサが受ける力の原因が平板部の表面の押圧であるとの仮定の下、複数の測定値に基づいて押圧の力を示す押圧力を算出し、複数の測定値及び複数の位置に基づいて平板部の表面における押圧の位置を示す押圧座標を算出し、押圧力が押圧座標に加わるとの仮定の下での複数の測定値の期待値である複数の測定期待値を推定し、複数の測定値及び複数の測定期待値を比較することにより、押圧力の原因が押圧であるか否かを判定する演算部と、を備える。 A touch input device according to an aspect of the present invention includes a flat plate portion, a plurality of force sensors that are arranged at a plurality of positions of the flat plate portion, detect a force received from the flat plate portion, and outputs of the plurality of force sensors. A plurality of measured values indicating the force are calculated based on the pressure, and the pressing force is calculated based on the plurality of measured values under the assumption that the cause of the force received by the plurality of force sensors is the pressing of the surface of the flat plate portion. A pressing coordinate indicating a pressing position on the surface of the flat plate portion based on a plurality of measured values and a plurality of positions, and calculating a plurality of pressures under the assumption that the pressing force is applied to the pressing coordinates. A calculation unit that estimates a plurality of measurement expected values that are expected values of the measurement value, and compares the plurality of measurement values and the plurality of measurement expected values to determine whether the cause of the pressing force is a pressure, and Is provided.
演算部は、押圧座標に基づいて複数の位置へ押圧力を配分することにより、複数の測定期待値を算出しても良い。 The calculation unit may calculate a plurality of expected measurement values by allocating the pressing force to a plurality of positions based on the pressing coordinates.
演算部は、複数の測定値と複数の測定期待値との差分を算出し、差分の大きさが所定の差分閾値より小さい場合、押圧力の原因が押圧であると判定しても良い。 The calculation unit may calculate a difference between the plurality of measured values and the plurality of expected measurement values, and may determine that the cause of the pressing force is a pressure when the magnitude of the difference is smaller than a predetermined difference threshold value.
演算部は、押圧力の原因が押圧でないと判定された場合、予め定められた処理の指示を出力しても良い。 When it is determined that the cause of the pressing force is not pressing, the calculation unit may output a predetermined processing instruction.
演算部は、所定の状態における複数の力センサの出力を夫々示す複数の初期荷重を記憶し、複数の力センサの出力から複数の初期荷重を減ずることにより複数の測定値を算出し、押圧力の原因が押圧でないと判定された場合、複数の測定値に基づいて複数の初期荷重を変更しても良い。 The calculation unit stores a plurality of initial loads respectively indicating outputs of the plurality of force sensors in a predetermined state, calculates a plurality of measured values by subtracting the plurality of initial loads from the outputs of the plurality of force sensors, When it is determined that the cause is not pressing, a plurality of initial loads may be changed based on a plurality of measured values.
本実施形態のタッチ入力装置は、力センサの出力に基づく測定値を検出した場合、タッチ面の押圧が行われたと仮定して、タッチ面上で押圧が行われた座標を算出し、その座標を得るための測定値の期待値を算出し、検出された測定値と算出された期待値とを比較することにより、検出された測定値の原因がタッチ面の押圧であるか否かを判定する。これにより、押圧の誤検出を低減することができる。 When the touch input device of the present embodiment detects a measurement value based on the output of the force sensor, the touch input device assumes that the touch surface has been pressed, calculates the coordinates on the touch surface, and the coordinates By calculating the expected value of the measured value to obtain the result and comparing the detected measured value with the calculated expected value, it is determined whether or not the cause of the detected measured value is the touch surface pressing To do. Thereby, erroneous detection of pressing can be reduced.
本実施形態のタッチ入力装置は、タッチパネル、タッチパッド、携帯情報端末(携帯電話、スマートフォン、カメラ、パーソナルコンピュータ等を含む)、車両(カーナビゲーション装置等を含む)、キオスク端末、ATM(Automated Teller Machine)、自動販売機(自動券売機等を含む)等、タッチ面の押圧による操作を受け付けるシステムに適用されても良い。また、本実施形態のタッチ入力装置は、コンピュータに接続されて入出力を行うHMI(Human Machine Interface)装置に適用されても良い。 The touch input device of the present embodiment includes a touch panel, a touch pad, a portable information terminal (including a mobile phone, a smartphone, a camera, a personal computer, etc.), a vehicle (including a car navigation device), a kiosk terminal, an ATM (Automated Teller Machine). ), A vending machine (including an automatic ticket vending machine, etc.) and the like may be applied to a system that accepts an operation by pressing the touch surface. The touch input device according to the present embodiment may be applied to an HMI (Human Machine Interface) device that is connected to a computer and performs input / output.
以下、本発明を適用したタッチパネルの実施例について説明する。 Hereinafter, examples of the touch panel to which the present invention is applied will be described.
本実施例のタッチパネルは、力センサにより検出された力の原因がタッチ面の押圧(タッチ)であるか否かを判定し、原因がタッチ面の押圧であると判定した場合、その押圧に基づいて算出された座標を出力し、原因がタッチ面の押圧でないと判定した場合、算出された座標を出力しない。 The touch panel of the present embodiment determines whether or not the cause of the force detected by the force sensor is a press (touch) on the touch surface, and determines that the cause is a press on the touch surface, based on the press. The calculated coordinates are output, and when it is determined that the cause is not the touch surface pressing, the calculated coordinates are not output.
図1は、実施例1のタッチパネルの構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of the touch panel according to the first embodiment.
本実施例のタッチパネルは、パネル部100と、信号変換部500と、演算部200と、アプリケーション実行部300と、表示制御部410とを有する。 The touch panel of the present embodiment includes a panel unit 100, a signal conversion unit 500, a calculation unit 200, an application execution unit 300, and a display control unit 410.
パネル部100は、パネル部100の4箇所に加わる力を夫々示す4個の出力信号を信号変換部500へ出力する。信号変換部500は、パネル部100から出力される4個の出力信号に夫々対応する4個のA/D変換部510を有する。A/D変換部510は、A/D変換により所定のサンプル周期でアナログの出力信号をデジタルの出力値に変換する。演算部200は、出力値に基づいてパネル部100への入力を検出し、検出された入力をアプリケーション実行部300へ出力する。アプリケーション実行部300は、検出された入力に基づいてアプリケーションを実行し、実行結果に基づいて画面情報を生成し、画面情報を表示制御部410へ出力する。表示制御部410は更に、画面情報に基づいてパネル部100を制御するための表示信号を生成し、表示信号をパネル部100へ出力する。パネル部100は、表示信号に基づいて画面を表示する。 The panel unit 100 outputs four output signals indicating the forces applied to the four locations of the panel unit 100 to the signal conversion unit 500. The signal conversion unit 500 includes four A / D conversion units 510 corresponding to the four output signals output from the panel unit 100, respectively. The A / D converter 510 converts an analog output signal into a digital output value at a predetermined sample period by A / D conversion. The calculation unit 200 detects an input to the panel unit 100 based on the output value, and outputs the detected input to the application execution unit 300. The application execution unit 300 executes the application based on the detected input, generates screen information based on the execution result, and outputs the screen information to the display control unit 410. The display control unit 410 further generates a display signal for controlling the panel unit 100 based on the screen information, and outputs the display signal to the panel unit 100. Panel unit 100 displays a screen based on the display signal.
演算部200は、入力算出部310と、測定期待値算出部330とを有する。入力算出部310は、所定の測定周期で信号変換部500から出力値を取得し、出力値の変動を夫々示す測定値を算出する。更に入力算出部310は、測定値の原因がパネル部100の表面の押圧であると仮定し、測定値に基づいて、押圧の力を示す押圧力を算出する。更に入力算出部310は、測定値の原因がパネル部100の表面の押圧であると仮定し、測定値及び押圧力に基づいて、その押圧の座標である押圧座標を算出する。測定期待値算出部330は、押圧力の原因がパネル部100の表面の押圧であると仮定し、押圧力及び押圧座標に基づいて測定値を推定することにより、測定値の期待値である測定期待値を算出する。判定部340は、測定値と測定期待値に基づいて、押圧力の原因がパネル部100の表面の押圧であるか否かを判定する。 The calculation unit 200 includes an input calculation unit 310 and a measurement expected value calculation unit 330. The input calculation unit 310 acquires an output value from the signal conversion unit 500 at a predetermined measurement cycle, and calculates a measurement value that indicates each variation in the output value. Further, the input calculation unit 310 assumes that the cause of the measurement value is a pressure on the surface of the panel unit 100, and calculates a pressing force indicating a pressing force based on the measurement value. Further, the input calculation unit 310 assumes that the cause of the measurement value is a pressure on the surface of the panel unit 100, and calculates the press coordinates that are the coordinates of the press based on the measurement value and the pressing force. The measurement expectation value calculation unit 330 assumes that the cause of the pressing force is a pressure on the surface of the panel unit 100, and estimates the measurement value based on the pressing force and the pressing coordinates, thereby measuring the expected value of the measurement value. Calculate the expected value. The determination unit 340 determines whether the cause of the pressing force is a pressure on the surface of the panel unit 100 based on the measured value and the expected measurement value.
表示制御部410は、アプリケーション実行部300からの画面情報に基づいてパネル部100の表示を制御するための表示信号を生成し、表示信号をパネル部100へ出力する。 The display control unit 410 generates a display signal for controlling the display of the panel unit 100 based on the screen information from the application execution unit 300, and outputs the display signal to the panel unit 100.
演算部200とアプリケーション実行部300と表示制御部410とは、例えばコンピュータにより実現される。このコンピュータは、プログラム及びデータを格納するメモリと、そのプログラムに従って演算部200とアプリケーション実行部300と表示制御部410との処理を実行するCPU(Central Processing Unit)等のマイクロプロセッサとを有する。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体に格納され、その媒体からコンピュータへ読み出されても良い。なお、演算部200とアプリケーション実行部300と表示制御部410が、互いに異なるマイクロプロセッサにより実現されても良い。また、アプリケーション実行部300及び表示制御部410が一つのマイクロプロセッサにより実現されても良い。また、演算部200とアプリケーション実行部300と表示制御部410との夫々に対応するプログラムが用意されても良い。なお、演算部200とアプリケーション実行部300と表示制御部410との何れかが、専用の電子回路により実現されてもよい。また、アプリケーション実行部300及び表示制御部410の何れかが、タッチパネルの外部に設けられていても良い。この場合、演算部200は、通信インターフェースを有し、タッチパネルの外部との通信を行う。なお、演算部200は、信号変換部500を含んでも良い。 The calculation unit 200, the application execution unit 300, and the display control unit 410 are realized by a computer, for example. This computer has a memory for storing programs and data, and a microprocessor such as a CPU (Central Processing Unit) that executes processing of the arithmetic unit 200, the application execution unit 300, and the display control unit 410 according to the program. This program may be stored in a computer-readable medium and read from the medium to the computer. Note that the arithmetic unit 200, the application execution unit 300, and the display control unit 410 may be realized by different microprocessors. Further, the application execution unit 300 and the display control unit 410 may be realized by a single microprocessor. In addition, programs corresponding to each of the calculation unit 200, the application execution unit 300, and the display control unit 410 may be prepared. Note that any of the calculation unit 200, the application execution unit 300, and the display control unit 410 may be realized by a dedicated electronic circuit. In addition, either the application execution unit 300 or the display control unit 410 may be provided outside the touch panel. In this case, the arithmetic unit 200 has a communication interface and performs communication with the outside of the touch panel. Note that the arithmetic unit 200 may include a signal conversion unit 500.
図2は、パネル部100の構成を示す斜視図であり、図3は、パネル部100の構成を示す分解斜視図である。 FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the panel unit 100, and FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of the panel unit 100.
本実施例のパネル部100は、表示パネル110と、カバーパネル120と、4個の力センサ130と、基盤部150とを有する。基盤部150上には、表示パネル110が配置されている。本実施例の表示パネル110は、LCD(Liquid Crystal Display)であるが、有機EL(Electro−Luminescence)ディスプレイ等であってもよい。本実施例の表示パネル110の表示領域の形状は、長方形である。 The panel unit 100 according to this embodiment includes a display panel 110, a cover panel 120, four force sensors 130, and a base unit 150. A display panel 110 is disposed on the base unit 150. The display panel 110 of this embodiment is an LCD (Liquid Crystal Display), but may be an organic EL (Electro-Luminescence) display or the like. The shape of the display area of the display panel 110 of this embodiment is a rectangle.
基盤部150上には更に、表示パネル110の周囲に複数の力センサ130が配置されている。本実施例では4個の力センサ130が、表示パネル110の4個の頂点に夫々対応して配置されている。本実施例の力センサ130は、圧電素子である。 Further, a plurality of force sensors 130 are arranged around the display panel 110 on the base part 150. In this embodiment, four force sensors 130 are arranged corresponding to the four vertices of the display panel 110, respectively. The force sensor 130 of this embodiment is a piezoelectric element.
表示パネル110の表面に対向して、カバーパネル120が設けられている。タッチ面は、カバーパネル120の表面である。本実施例のカバーパネル120の表面の形状は、長方形である。4個の力センサ130は、カバーパネル120の裏面の4個の頂点の付近を夫々支持している。これにより、カバーパネル120の裏面と表示パネル110の表面の間は、所定の間隔を有する。また、カバーパネル120は、表示パネル110による表示を透過させる。カバーパネル120は例えば、ガラスやプラスチックにより実現される。 A cover panel 120 is provided to face the surface of the display panel 110. The touch surface is the surface of the cover panel 120. The shape of the surface of the cover panel 120 of the present embodiment is a rectangle. The four force sensors 130 respectively support the vicinity of the four vertices on the back surface of the cover panel 120. Thereby, there is a predetermined interval between the back surface of the cover panel 120 and the front surface of the display panel 110. The cover panel 120 transmits the display on the display panel 110. The cover panel 120 is realized by glass or plastic, for example.
基盤部150上には更に、信号変換部500が設けられている。信号変換部500は、4個の力センサ130と信号線を介して接続されている。なお、信号変換部500は、力センサ130と接続されていれば、基盤部150上に配置されていなくても良い。基盤部150上には更に、演算部200やアプリケーション実行部300等が設けられていても良い。 A signal conversion unit 500 is further provided on the base unit 150. The signal conversion unit 500 is connected to the four force sensors 130 via signal lines. Note that the signal conversion unit 500 may not be disposed on the base unit 150 as long as it is connected to the force sensor 130. On the base unit 150, a calculation unit 200, an application execution unit 300, and the like may be further provided.
平板部は、カバーパネル120等に対応する。 The flat plate portion corresponds to the cover panel 120 or the like.
なお、4個の力センサ130が、表示パネル110の裏面の4個の頂点付近を支持し、表示パネル110の表面が、カバーパネル120の裏面に接していても良い。 The four force sensors 130 may support the vicinity of the four vertices on the back surface of the display panel 110, and the front surface of the display panel 110 may be in contact with the back surface of the cover panel 120.
また、表示パネル110の表示領域の形状は、長方形以外であっても良い。また、力センサ130の数は、4以外であっても良い。また、力センサ130は、コンデンサやひずみゲージ等であっても良い。 Further, the shape of the display area of the display panel 110 may be other than a rectangle. Further, the number of force sensors 130 may be other than four. The force sensor 130 may be a capacitor, a strain gauge, or the like.
微小な圧力による不安定な動作領域を除くため、カバーパネル120には、初期荷重として、基盤部150の方向へ若干の圧力が加えられている。初期荷重を加えるために、カバーパネル120と基盤部150の間に、ばね等の弾性体が設けられていても良い。カバーパネル120の設置時等、カバーパネル120表面がタッチされていない状態での出力値が測定され、初期荷重として入力算出部310に格納される。 In order to remove an unstable operation region due to a minute pressure, a slight pressure is applied to the cover panel 120 in the direction of the base portion 150 as an initial load. In order to apply an initial load, an elastic body such as a spring may be provided between the cover panel 120 and the base portion 150. When the cover panel 120 is installed, the output value when the surface of the cover panel 120 is not touched is measured and stored in the input calculation unit 310 as an initial load.
カバーパネル120は、表示パネル110の表面を覆い、表示パネル110の表面を保護する。更にカバーパネル120の表面は、ユーザによる押圧(タッチ)を受ける。4個の力センサ130は、カバーパネル120から受ける力に応じた電気信号である出力信号を信号変換部500へ出力することにより、その力を連続して測定する。 The cover panel 120 covers the surface of the display panel 110 and protects the surface of the display panel 110. Furthermore, the surface of the cover panel 120 receives a press (touch) by the user. The four force sensors 130 output an output signal, which is an electrical signal corresponding to the force received from the cover panel 120, to the signal conversion unit 500, thereby continuously measuring the force.
演算部200は、所定の入力検出周期毎に、力センサ130からの出力に基づいて入力を検出する入力検出処理を行う。 The arithmetic unit 200 performs an input detection process for detecting an input based on an output from the force sensor 130 at every predetermined input detection cycle.
図4は、実施例1の入力検出処理を示すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart illustrating the input detection process according to the first embodiment.
入力算出部310は、4個の力センサ130に夫々対応する初期荷重Fw1、Fw2、Fw3、Fw4を予め記憶する。入力検出処理が開始されると、入力算出部310は、4個の力センサ130に夫々対応する出力値G1、G2、G3、G4を信号変換部500から取得し(S110)、G1、G2、G3、G4からFw1、Fw2、Fw3、Fw4を夫々減ずることにより、測定値F1、F2、F3、F4を算出する(S120)。これにより、出力値から初期荷重の影響を除去することができる。その後、入力算出部310は、測定値F1、F2、F3、F4の合計である押圧力Fsを算出する(S130)。測定値の原因がカバーパネル120表面の押圧であると仮定したとき、押圧力Fsは、カバーパネル120表面を押圧する力を示す。その後、入力算出部310は、押圧力が所定の押圧力閾値Fth以上であるか否かを判定する(S140)。これにより、入力算出部310は、押圧力閾値より小さい押圧力を検出しても、押圧が行われたと判定せず、誤検出を低減することができる。 The input calculation unit 310 stores in advance initial loads Fw1, Fw2, Fw3, and Fw4 corresponding to the four force sensors 130, respectively. When the input detection process is started, the input calculation unit 310 acquires output values G1, G2, G3, and G4 corresponding to the four force sensors 130 from the signal conversion unit 500 (S110), and G1, G2, The measured values F1, F2, F3, and F4 are calculated by subtracting Fw1, Fw2, Fw3, and Fw4 from G3 and G4, respectively (S120). Thereby, the influence of the initial load can be removed from the output value. Thereafter, the input calculation unit 310 calculates a pressing force Fs that is the sum of the measured values F1, F2, F3, and F4 (S130). When it is assumed that the cause of the measured value is the pressure on the surface of the cover panel 120, the pressing force Fs indicates a force that presses the surface of the cover panel 120. Thereafter, the input calculation unit 310 determines whether or not the pressing force is equal to or greater than a predetermined pressing force threshold Fth (S140). Thereby, even if the input calculation part 310 detects the pressing force smaller than a pressing force threshold value, it does not determine with the press having been performed but can reduce misdetection.
押圧力が押圧力閾値以上でないと判定された場合(S140:NO)、入力算出部310は、処理をS110へ移行させる。押圧力が押圧力閾値以上であると判定された場合(S140:YES)、入力算出部310は、測定値の原因がカバーパネル120表面の押圧であると仮定して、タッチされた点の座標である押圧座標を算出する(S150)。押圧座標の算出方法については後述する。 When it is determined that the pressing force is not equal to or greater than the pressing force threshold (S140: NO), the input calculation unit 310 shifts the process to S110. When it is determined that the pressing force is equal to or greater than the pressing force threshold (S140: YES), the input calculation unit 310 assumes that the cause of the measured value is the pressing on the surface of the cover panel 120, and the coordinates of the touched point. The pressed coordinates are calculated (S150). A method for calculating the press coordinates will be described later.
その後、測定期待値算出部330は、押圧力が押圧座標に加わったと仮定して、測定値の期待値である測定期待値を算出する(S210)。測定期待値の算出方法については後述する。判定部340は、測定値と測定期待値の差分値を算出し、差分値が所定の差分条件を満たすか否かを判定する(S220)。差分値の判定方法については後述する。 Thereafter, the expected measurement value calculation unit 330 calculates the expected measurement value, which is the expected value of the measurement value, assuming that the pressing force is applied to the pressed coordinate (S210). A method for calculating the expected measurement value will be described later. The determination unit 340 calculates a difference value between the measurement value and the measurement expected value, and determines whether or not the difference value satisfies a predetermined difference condition (S220). A method for determining the difference value will be described later.
差分値が差分条件を満たすと判定された場合(S220:YES)、判定部340は、押圧力の原因がカバーパネル120表面の押圧であると認識し、押圧座標及び押圧力をアプリケーション実行部300へ出力し(S230)、このフローを終了する。差分値が差分条件を満たさないと判定された場合(S220:NO)、判定部340は、押圧力の原因がカバーパネル120表面の押圧でないと認識し、押圧座標及び押圧力を出力せずにこのフローを終了する。 When it is determined that the difference value satisfies the difference condition (S220: YES), the determination unit 340 recognizes that the cause of the pressing force is the pressure on the surface of the cover panel 120, and the application execution unit 300 determines the pressing coordinates and the pressing force. (S230), and this flow ends. When it is determined that the difference value does not satisfy the difference condition (S220: NO), the determination unit 340 recognizes that the cause of the pressing force is not pressing on the surface of the cover panel 120, and outputs the pressing coordinates and the pressing force. This flow is finished.
以上が入力検出処理である。この入力検出処理によれば、力センサ130で測定された入力が、カバーパネル120表面の押圧を原因とする正常入力であるか、カバーパネル120表面の押圧以外を原因とする異常入力であるかを区別することができる。 The above is the input detection process. According to this input detection process, is the input measured by the force sensor 130 a normal input due to the pressure on the surface of the cover panel 120 or an abnormal input due to something other than a pressure on the surface of the cover panel 120? Can be distinguished.
以下、押圧座標の算出方法について説明する。 Hereinafter, the calculation method of a press coordinate is demonstrated.
図5は、パネル部100表面の座標系を示す平面図である。 FIG. 5 is a plan view showing a coordinate system on the surface of the panel unit 100.
本実施例においては、表示パネル110の表示領域の中心を原点として表示パネル110の表面をXY平面とする。4個の力センサ130のうち、XY平面の第一象限に配置された力センサ130をS1とし、第二象限に配置された力センサ130をS2とし、第三象限に配置された力センサ130をS3とし、第四象限に配置された力センサ130をS4とする。また、力センサS1、S2、S3、S4から夫々得られる測定値をF1、F2、F3、F4とする。 In this embodiment, the center of the display area of the display panel 110 is the origin, and the surface of the display panel 110 is the XY plane. Of the four force sensors 130, the force sensor 130 arranged in the first quadrant of the XY plane is set as S1, the force sensor 130 arranged in the second quadrant is set as S2, and the force sensor 130 arranged in the third quadrant. Is S3, and the force sensor 130 arranged in the fourth quadrant is S4. In addition, measurement values obtained from the force sensors S1, S2, S3, and S4 are F1, F2, F3, and F4, respectively.
ここで、表示パネル110内のピクセルを単位とし、パネル部100表面上の距離を定義する。表示パネル110の表示領域のX方向の大きさをWdとし、表示領域のY方向の大きさをHdとする。本実施例において、Wdは320であり、Hdは240である。更に、X方向に隣接する二つの力センサ130の間の距離(S1及びS2の間の距離、S3及びS4の間の距離)をWsとし、Y方向に隣接する二つの力センサ130の間の距離(S1及びS4の間の距離、S2及びS3の間の距離)をHsとする。本実施例において、Wsは422であり、Hsは266である。更に、原点から力センサ130までのX方向の距離をXsとするとXsはWs/2であり、原点から力センサ130までのY方向の距離をYsとするとYsはHs/2である。本実施例において、Xsは211であり、Ysは133である。 Here, the distance on the surface of the panel unit 100 is defined in units of pixels in the display panel 110. The size of the display area of the display panel 110 in the X direction is Wd, and the size of the display area in the Y direction is Hd. In this embodiment, Wd is 320 and Hd is 240. Further, the distance between the two force sensors 130 adjacent in the X direction (the distance between S1 and S2, the distance between S3 and S4) is Ws, and the distance between the two force sensors 130 adjacent in the Y direction. Let Hs be the distance (distance between S1 and S4, distance between S2 and S3). In this example, Ws is 422 and Hs is 266. Furthermore, if the distance in the X direction from the origin to the force sensor 130 is Xs, Xs is Ws / 2, and if the distance in the Y direction from the origin to the force sensor 130 is Ys, Ys is Hs / 2. In this embodiment, Xs is 211 and Ys is 133.
押圧座標の算出方法において、入力算出部310は、Xs及びYsにより表される力センサS1、S2、S3、S4の座標と、測定値F1、F2、F3、F4と、押圧力Fsとから、次式を用いて押圧座標PX、PYを算出する。 In the calculation method of the pressing coordinates, the input calculation unit 310 is based on the coordinates of the force sensors S1, S2, S3, S4 represented by Xs and Ys, the measured values F1, F2, F3, F4, and the pressing force Fs. The press coordinates PX and PY are calculated using the following formula.
以下、測定期待値の算出方法について説明する。 Hereinafter, a method for calculating the expected measurement value will be described.
測定期待値算出部330は、Xs及びYsにより表される力センサS1、S2、S3、S4の座標へ押圧力Fsを配分することにより、力センサS1、S2、S3、S4に夫々対応する測定期待値E1、E2、E3、E4を算出する。ここでは、測定値(F1、F2、F3、F4)として(35.000、52.100、30.650、2.250)が得られた場合の具体例を用いて説明する。この場合、押圧力Fsは120になり、前述の押圧座標の算出方法により押圧座標(PX、PY)は(−80、60)になる。 The expected measurement value calculation unit 330 distributes the pressing force Fs to the coordinates of the force sensors S1, S2, S3, and S4 represented by Xs and Ys, thereby measuring corresponding to the force sensors S1, S2, S3, and S4, respectively. Expected values E1, E2, E3, and E4 are calculated. Here, a description will be given using a specific example when (35.000, 52.100, 30.650, 2.250) is obtained as the measurement values (F1, F2, F3, F4). In this case, the pressing force Fs is 120, and the pressing coordinates (PX, PY) are (−80, 60) by the above-described calculating method of the pressing coordinates.
測定期待値算出部330は、押圧力で原点を押下した場合の測定値の期待値である原点測定期待値を算出する。ここで、力センサS1、S2、S3、S4に夫々対応する原点測定期待値をO1、O2、O3、O4とする。原点測定期待値は、次式で表される。 The expected measurement value calculation unit 330 calculates an expected origin measurement value that is an expected value of the measured value when the origin is pressed with a pressing force. Here, the origin measurement expected values corresponding to the force sensors S1, S2, S3, and S4 are O1, O2, O3, and O4, respectively. The origin measurement expected value is expressed by the following equation.
O1 = O2 =O3 = O4 = Fs/4
= 120/4 = 30
O1 = O2 = O3 = O4 = Fs / 4
= 120/4 = 30
その後、測定期待値算出部330は、次式を用いて、押圧座標のX座標による影響TempXを算出する。 Thereafter, the expected measurement value calculation unit 330 calculates the influence TempX by the X coordinate of the pressed coordinate using the following equation.
TempX = PX×O1/Xs
= −80×30/211 = −11.374
TempX = PX x O1 / Xs
= -80 x 30/211 = -11.374
その後、測定期待値算出部330は、次式を用いて、原点測定期待値にTempXを反映することにより、力センサS1、S2、S3、S4に夫々対応する暫定測定期待値PreE1、PreE2、PreE3、PreE4を算出する。 Thereafter, the expected measurement value calculation unit 330 uses the following formula to reflect TempX in the origin measurement expected value, so that the temporary measurement expected values PreE1, PreE2, and PreE3 corresponding to the force sensors S1, S2, S3, and S4, respectively. , PreE4 is calculated.
PreE1 = O1+TempX
= 30+(−11.374) = 18.726
PreE2 = O2−TempX
= 30−(−11.374) = 40.374
PreE3 = O3−TempX
= 30−(−11.374) = 40.374
PreE4 = O4+TempX
= 30+(−11.374) = 18.726
PreE1 = O1 + TempX
= 30 + (-11.374) = 18.726
PreE2 = O2-TempX
= 30-(-11.374) = 40.374
PreE3 = O3-TempX
= 30-(-11.374) = 40.374
PreE4 = O4 + TempX
= 30 + (-11.374) = 18.726
その後、測定期待値算出部330は、次式を用いて、押圧座標のY座標による影響TempY1及びTempY2を算出する。 Thereafter, the measurement expected value calculation unit 330 calculates the influences TempY1 and TempY2 due to the Y coordinate of the pressed coordinates using the following equation.
TempY1 = PY×PreE1/Ys
= (60×18.726)/133 = 8.448
TempY2 = PY×PreE2/Ys
= (60×40.374)/133 = 18.214
TempY1 = PY × PreE1 / Ys
= (60 × 18.726) / 133 = 8.448
TempY2 = PY × PreE2 / Ys
= (60 x 40.374) / 133 = 18.214
その後、測定期待値算出部330は、次式を用いて、原点測定期待値にTempY1及びTempY2を反映することにより、測定期待値E1、E2、E3、E4を算出する。 Thereafter, the expected measurement value calculation unit 330 calculates expected measurement values E1, E2, E3, and E4 by reflecting TempY1 and TempY2 in the origin measurement expected value using the following equation.
E1 = PreE1+TempY1
= 18.726+(8.448) = 27.174
E2 = PreE2+TempY2
= 40.374+(18.214) = 58.588
E3 = PreE3−TempY2
= 40.374−(18.214) = 22.160
E4 = PreE4−TempY1
= 18.726−(8.448) = 10.278
E1 = PreE1 + TempY1
= 18.726+ (8.448) = 27.174
E2 = PreE2 + TempY2
= 40.374+ (18.214) = 58.588
E3 = PreE3-TempY2
= 40.374-(18.214) = 22.160
E4 = PreE4-TempY1
= 18.726- (8.448) = 10.278
以上の測定期待値の算出方法によれば、押圧座標に基づいて、押圧力Fsを4個の力センサ130の座標へ配分することにより、押圧力が押圧座標に加わった場合の測定値を推定することができる。 According to the above calculation method of the expected measurement value, the measured value when the pressing force is applied to the pressing coordinate is estimated by allocating the pressing force Fs to the coordinates of the four force sensors 130 based on the pressing coordinate. can do.
以下、測定期待値の判定方法について説明する。 Hereinafter, a method for determining the expected measurement value will be described.
判定部340は、測定値と測定期待値を夫々比較する。例えば、判定部340は、測定期待値E1、E2、E3、E4から対応する測定値F1、F2、F3、F4を夫々減ずることにより、差分値D1、D2、D3、D4を算出する。その後、判定部340は、差分値D1、D2、D3、D4の合計である合計差分値Dsを算出する。押圧力の原因が押圧座標の押圧であれば、D1、D2、D3、D4、及びDsの夫々は、0に近づく。 The determination unit 340 compares the measured value with the expected measurement value. For example, the determination unit 340 calculates the difference values D1, D2, D3, and D4 by subtracting the corresponding measurement values F1, F2, F3, and F4 from the expected measurement values E1, E2, E3, and E4, respectively. Thereafter, the determination unit 340 calculates a total difference value Ds that is the sum of the difference values D1, D2, D3, and D4. If the cause of the pressing force is a pressing coordinate, each of D1, D2, D3, D4, and Ds approaches zero.
このとき、差分条件は、全ての差分値の絶対値が所定の差分閾値以下であり、且つ合計差分値の絶対値が所定の合計差分閾値以下であることである。差分閾値及び合計差分閾値は、押圧力の大きさに比べて十分小さく、例えば押圧力の大きさの2%である。この具体例において、(D1、D2、D3、D4)は(−7.826、6.488、−8.49、8.028)になり、Dsは−1.8になる。差分閾値及び合計差分閾値が2.4であるとすると、差分値の絶対値が差分閾値を上回るため、判定部340は、差分値が差分条件を満たさないと判定する。なお、差分条件は、全ての差分値の絶対値が所定の差分閾値以下であることであっても良いし、合計差分値の絶対値が所定の合計差分閾値以下であることであっても良い。 At this time, the difference condition is that the absolute value of all the difference values is equal to or less than a predetermined difference threshold value, and the absolute value of the total difference value is equal to or less than the predetermined total difference threshold value. The difference threshold and the total difference threshold are sufficiently smaller than the magnitude of the pressing force, for example, 2% of the magnitude of the pressing force. In this specific example, (D1, D2, D3, D4) becomes (−7.826, 6.488, −8.49, 8.028), and Ds becomes −1.8. If the difference threshold value and the total difference threshold value are 2.4, the absolute value of the difference value exceeds the difference threshold value, so the determination unit 340 determines that the difference value does not satisfy the difference condition. The difference condition may be that the absolute values of all the difference values are less than or equal to a predetermined difference threshold value, or that the absolute values of the total difference values are less than or equal to a predetermined total difference threshold value. .
タッチパネルに高精度の力センサ130を用いるだけでは、人がタッチパネルのそばを歩くことや、タッチパネルが置かれた机に触れること等により、力センサ130に振動が伝わり、押圧座標や押圧力の誤検出が生じる場合がある。本実施例によれば、特別なハードウェアを設けることなく、測定期待値に基づいて、力センサ130の出力の原因がカバーパネル120表面の押圧であるか、カバーパネル120表面の押圧以外であるかを判定することにより、誤検出を防止できる。 If only the high-precision force sensor 130 is used for the touch panel, vibrations are transmitted to the force sensor 130 when a person walks near the touch panel or touches a desk on which the touch panel is placed. Detection may occur. According to the present embodiment, the cause of the output of the force sensor 130 is the pressure on the surface of the cover panel 120 or other than the pressure on the surface of the cover panel 120 based on the expected measurement value without providing any special hardware. By determining whether or not, erroneous detection can be prevented.
タッチパネルの筐体の歪みにより初期荷重が変化し、正しい押圧座標が得られないことがある。例えば、タッチパネルを立てかけて使っている状態や、カバーパネル120の表面上に本や手のひらなどが載っている状態では、その状態が続く間、予め設定された値と異なる初期荷重が力センサ130に加わる。そのため、カバーパネル120表面への押圧を正しく測定することができない場合がある。 The initial load may change due to distortion of the touch panel housing, and correct pressing coordinates may not be obtained. For example, in a state where the touch panel is used while standing or a book or palm is placed on the surface of the cover panel 120, an initial load different from a preset value is applied to the force sensor 130 while the state continues. . Therefore, the pressure on the cover panel 120 surface may not be measured correctly.
本実施例のタッチパネルは、カバーパネル120表面の押圧以外の力を検出し、且つ、検出された力が一定期間の間安定していると判定した場合、検出された力に基づいて初期荷重を更新する。 When the touch panel of the present embodiment detects a force other than pressing on the surface of the cover panel 120 and determines that the detected force is stable for a certain period of time, an initial load is calculated based on the detected force. Update.
本実施例では、実施例1との相違を中心に説明する。 In the present embodiment, the difference from the first embodiment will be mainly described.
図6は、実施例2のタッチパネルの構成を示すブロック図である。 FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the touch panel according to the second embodiment.
実施例1のタッチパネルと比較すると、実施例2のタッチパネルは、演算部200の代わりに演算部200bを有する。演算部200と比較すると、演算部200bは、新たに初期荷重更新部420を有する。初期荷重更新部420は、カバーパネル120表面の押圧以外の力が検出された場合に、その力に基づいて初期荷重を更新する。 Compared to the touch panel of the first embodiment, the touch panel of the second embodiment includes a calculation unit 200b instead of the calculation unit 200. Compared with the calculation unit 200, the calculation unit 200 b newly includes an initial load update unit 420. When a force other than pressing on the surface of the cover panel 120 is detected, the initial load update unit 420 updates the initial load based on the force.
初期荷重更新部420は、パネル部100の設置時や定期的な測定時で、カバーパネル120がタッチされていない状態において、信号変換部500からの出力値を初期荷重として入力算出部310へ出力する。入力算出部310は、初期荷重を記憶する。その後、入力算出部310は、初期荷重を用いて、信号変換部500の出力値から測定値を算出する。 The initial load update unit 420 outputs the output value from the signal conversion unit 500 to the input calculation unit 310 as an initial load when the panel unit 100 is installed or periodically measured and the cover panel 120 is not touched. To do. The input calculation unit 310 stores the initial load. Thereafter, the input calculation unit 310 calculates a measurement value from the output value of the signal conversion unit 500 using the initial load.
演算部200bは、所定の入力検出周期毎に、力センサ130からの出力に基づいて入力を検出する入力検出処理を行う。 The computing unit 200b performs an input detection process for detecting an input based on an output from the force sensor 130 at every predetermined input detection cycle.
図7は、実施例2の入力検出処理を示すフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart illustrating input detection processing according to the second embodiment.
演算部200bは、実施例1の入力検出処理と同様、S110〜S140の処理を実行する。 The calculation unit 200b performs the processes of S110 to S140, as in the input detection process of the first embodiment.
押圧力が押圧力閾値以上でないと判定された場合(S140:NO)、入力算出部310は、初期荷重を更新する初期荷重更新処理(1)を実行し(S160)、処理をS110へ移行させる。初期荷重更新処理(1)については後述する。押圧力が押圧力閾値以上であると判定された場合(S140:YES)、入力算出部310は、実施例1の入力検出処理と同様、S150〜S220の処理を実行する。 When it is determined that the pressing force is not equal to or greater than the pressing force threshold (S140: NO), the input calculation unit 310 executes an initial load update process (1) for updating the initial load (S160), and the process proceeds to S110. . The initial load update process (1) will be described later. When it is determined that the pressing force is equal to or greater than the pressing force threshold value (S140: YES), the input calculation unit 310 executes the processing of S150 to S220 as in the input detection processing of the first embodiment.
差分値が差分条件を満たすと判定された場合(S220:YES)、判定部340は、実施例1と同様のS230を実行し、このフローを終了する。差分値が差分条件を満たさないと判定された場合(S220:NO)、初期荷重更新部420は、初期荷重更新処理(1)と同様の初期荷重更新処理(2)を実行し(S310)、このフローを終了する。初期荷重更新処理(2)については後述する。 When it is determined that the difference value satisfies the difference condition (S220: YES), the determination unit 340 executes the same S230 as in the first embodiment and ends this flow. When it is determined that the difference value does not satisfy the difference condition (S220: NO), the initial load update unit 420 executes an initial load update process (2) similar to the initial load update process (1) (S310), This flow is finished. The initial load update process (2) will be described later.
図8は、初期荷重更新処理を示すフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart showing the initial load update process.
初期荷重更新処理は、前述のS160の初期荷重更新処理(1)と、前述のS310の初期荷重更新処理(2)との夫々である。初期荷重更新部420は、測定周期×Nの長さの監視期間を示すために、Nの二つの値を記憶している。初期荷重更新処理(2)に用いられるNは、初期荷重更新処理(1)に用いられるNより大きい。即ち、初期荷重更新処理(2)の監視期間は、初期荷重更新処理(1)の監視期間より長い。初期荷重更新処理(1)の監視期間は、例えば0.5秒以下である。初期荷重更新処理(2)の監視期間は、例えば1分である。入力算出部310は、初期荷重Fwi(i=1、2、3、4)を記憶している。 The initial load update process is an initial load update process (1) of S160 described above and an initial load update process (2) of S310 described above. The initial load update unit 420 stores two values of N in order to indicate a monitoring period of length of measurement period × N. N used for the initial load update process (2) is larger than N used for the initial load update process (1). That is, the monitoring period of the initial load update process (2) is longer than the monitoring period of the initial load update process (1). The monitoring period of the initial load update process (1) is, for example, 0.5 seconds or less. The monitoring period of the initial load update process (2) is, for example, 1 minute. The input calculation unit 310 stores an initial load Fwi (i = 1, 2, 3, 4).
初期荷重更新部420は、カウンタ値nを1に設定し、測定値Fiの監視期間を開始する(S410)。その後、入力算出部310は、入力算出部310からFiを取得する(S420)。ここでFiは、前述のように出力値Giから初期荷重Fwiを減じた値である。その後、初期荷重更新部420は、Fiが所定の変化条件を満たすか否かを判定する(S440)。変化条件は、Fiが安定していることである。例えば、変化条件は、Fiの何れかの大きさが所定の偏差閾値以上であり、且つ監視期間中のFiの変動の大きさが所定の変動量閾値以下であることである。 The initial load updating unit 420 sets the counter value n to 1 and starts the monitoring period of the measured value Fi (S410). Thereafter, the input calculation unit 310 acquires Fi from the input calculation unit 310 (S420). Here, Fi is a value obtained by subtracting the initial load Fwi from the output value Gi as described above. Thereafter, the initial load update unit 420 determines whether or not Fi satisfies a predetermined change condition (S440). The changing condition is that Fi is stable. For example, the change condition is that any magnitude of Fi is equal to or greater than a predetermined deviation threshold, and the magnitude of fluctuation of Fi during the monitoring period is equal to or less than a predetermined fluctuation amount threshold.
例えば、S440において初期荷重更新部420は、Fiの何れかの絶対値が偏差閾値以上であるか否かを判定する。全てのFiの絶対値が偏差閾値以上でないと判定された場合、初期荷重更新部420は、Fiが変化条件を満たさないと判定する。Fiの何れかの絶対値が偏差閾値以上である場合、初期荷重更新部420は、nが1であるか否かを判定する。nが1であると判定された場合、初期荷重更新部420は、Fiを基準値として記憶する。nが1でないと判定された場合、初期荷重更新部420は、Fiから基準値を減ずることにより、基準値からのFiの変動量を算出し、変動量の絶対値が変動量閾値以下であるか否かを判定する。変動量の絶対値が変動量閾値以下でないと判定された場合、初期荷重更新部420は、Fiが変化条件を満たさないと判定する。また、初期荷重変動量の絶対値が初期荷重変動閾値以下であると判定された場合、初期荷重更新部420は、Fiが変化条件を満たすと判定する。 For example, in S440, the initial load update unit 420 determines whether any absolute value of Fi is greater than or equal to the deviation threshold. When it is determined that the absolute values of all Fi are not greater than or equal to the deviation threshold, the initial load update unit 420 determines that Fi does not satisfy the change condition. When any absolute value of Fi is greater than or equal to the deviation threshold, the initial load update unit 420 determines whether n is 1. When it is determined that n is 1, the initial load update unit 420 stores Fi as a reference value. When it is determined that n is not 1, the initial load update unit 420 calculates the fluctuation amount of Fi from the reference value by subtracting the reference value from Fi, and the absolute value of the fluctuation amount is equal to or less than the fluctuation amount threshold value. It is determined whether or not. When it is determined that the absolute value of the fluctuation amount is not equal to or less than the fluctuation amount threshold value, the initial load update unit 420 determines that Fi does not satisfy the change condition. In addition, when it is determined that the absolute value of the initial load fluctuation amount is equal to or less than the initial load fluctuation threshold, the initial load update unit 420 determines that Fi satisfies the change condition.
Fiが変化条件を満たさないと判定された場合(S440:NO)、初期荷重更新部420は、初期荷重を更新せず、このフローを終了する。Fiが変化条件を満たすと判定された場合(S440:YES)、初期荷重更新部420は、nに1を加え(S450)、nがN以下であるか否かを判定する(S460)。これにより、初期荷重更新部420は、監視期間においてFiが安定していることを検出することができる。 When it is determined that Fi does not satisfy the change condition (S440: NO), the initial load updating unit 420 does not update the initial load and ends this flow. When it is determined that Fi satisfies the change condition (S440: YES), the initial load update unit 420 adds 1 to n (S450), and determines whether n is N or less (S460). Thereby, the initial load update unit 420 can detect that Fi is stable in the monitoring period.
nがN以下であると判定された場合(S460:YES)、初期荷重更新部420は、処理をS420へ移行させる。nがN以下でないと判定された場合(S460:NO)、初期荷重更新部420は、Fiに基づいてFwiの補正量ΔFaiを算出する(S510)。例えば、初期荷重更新部420は、監視期間中に取得されたN個のFiの平均をΔFaiとして算出する。 When it is determined that n is equal to or less than N (S460: YES), the initial load update unit 420 shifts the process to S420. When it is determined that n is not N or less (S460: NO), the initial load update unit 420 calculates the Fwi correction amount ΔFai based on Fi (S510). For example, the initial load updating unit 420 calculates the average of N Fi acquired during the monitoring period as ΔFai.
初期荷重更新部420は、FwiにΔFaiを加えることによりFwiを更新し、更新されたFwiを入力算出部310へ出力し(S520)、このフローを終了する。 The initial load update unit 420 updates Fwi by adding ΔFai to Fwi, outputs the updated Fwi to the input calculation unit 310 (S520), and ends this flow.
なお、S440において初期荷重更新部420は、Fiが変化条件を満たさないと判定された場合に直ちに初期荷重更新処理を終了しなくても良い。例えば、S440において初期荷重更新部420は、監視期間中にFiが変化条件を満たさないと判定された回数である不適合回数をカウントし、不適合回数が所定の不適合回数閾値を上回る場合に初期荷重更新処理を終了し、不適合回数が不適合回数閾値以下である場合にS460へ移行しても良い。不適合回数閾値はNより十分小さく、例えばN/10である。これにより、監視期間中にFiがわずかに変動してもFiが安定していると判定することができる。 In S440, the initial load update unit 420 may not immediately end the initial load update process when it is determined that Fi does not satisfy the change condition. For example, in S440, the initial load update unit 420 counts the number of nonconformities, which is the number of times that Fi is determined not to satisfy the change condition during the monitoring period, and updates the initial load when the number of nonconformities exceeds a predetermined nonconformity count threshold. The process may be terminated, and the process may proceed to S460 when the number of nonconformities is equal to or less than the nonconformance count threshold. The nonconformity frequency threshold is sufficiently smaller than N, for example, N / 10. Thereby, even if Fi slightly fluctuates during the monitoring period, it can be determined that Fi is stable.
以上が初期荷重更新処理である。 The above is the initial load update process.
初期荷重更新処理(1)は、押圧力が押圧力閾値より小さい状態で実行されるため、タッチパネルの筐体の自然な歪みなどにより生じる測定値の変化に基づいて初期荷重を更新する。初期荷重更新処理(2)は、押圧力が押圧力閾値以上になった状態で実行されるため、タッチパネルの筺体に何らかの力が加わることによる測定値の変化に基づいて初期荷重を更新する。なお、初期荷重更新処理(2)において、初期荷重更新部420がユーザからの入力に応じて監視期間を終了することにより、監視期間を短縮しても良い。 Since the initial load update process (1) is executed in a state where the pressing force is smaller than the pressing force threshold value, the initial load is updated based on a change in measured value caused by natural distortion of the touch panel housing. Since the initial load update process (2) is executed in a state where the pressing force is equal to or greater than the pressing force threshold value, the initial load is updated based on a change in the measured value due to some force applied to the casing of the touch panel. In the initial load update process (2), the initial load update unit 420 may shorten the monitoring period by ending the monitoring period in response to an input from the user.
本実施例によれば、測定値の偏りが安定していることを検出し、その測定値に基づいて初期荷重を補正することができる。例えば、本実施例のタッチパネルがタブレット端末に適用され、タブレット端末が他の物体に立て掛けられ、タブレット端末の背面がその物体により支持されている場合がある。この場合、カバーパネル120が歪んだ状態になる。本実施例のタッチパネルは、カバーパネル120が歪んだ状態で安定すると、新たな初期荷重を算出することにより、押圧力及び押圧座標の精度を向上させることができる。また、タッチパネルの支持方法が変化して安定する度に、初期荷重を更新することができる。 According to the present embodiment, it is possible to detect that the deviation of the measured value is stable and correct the initial load based on the measured value. For example, the touch panel of the present embodiment may be applied to a tablet terminal, the tablet terminal may be leaned against another object, and the back surface of the tablet terminal may be supported by the object. In this case, the cover panel 120 is distorted. When the touch panel of this embodiment is stabilized in a state where the cover panel 120 is distorted, the accuracy of the pressing force and the pressing coordinates can be improved by calculating a new initial load. In addition, the initial load can be updated each time the touch panel support method is changed and stabilized.
本実施例のタッチパネルは、カバーパネル120表面の押圧以外の力を検出した場合に予め定められた処理を実行する。 The touch panel of the present embodiment executes a predetermined process when a force other than pressing on the surface of the cover panel 120 is detected.
本実施例では、実施例1との相違を中心に説明する。 In the present embodiment, the difference from the first embodiment will be mainly described.
演算部200は、所定の入力検出周期毎に、力センサ130からの出力に基づいて入力を検出する入力検出処理を行う。 The arithmetic unit 200 performs an input detection process for detecting an input based on an output from the force sensor 130 at every predetermined input detection cycle.
図9は、実施例3の入力検出処理を示すフローチャートである。 FIG. 9 is a flowchart illustrating input detection processing according to the third embodiment.
演算部200は、実施例1の入力検出処理と同様、S110〜S220の処理を実行する。 The arithmetic unit 200 executes the processes of S110 to S220 as in the input detection process of the first embodiment.
差分値が差分条件を満たす判定された場合(S220:YES)、判定部340は、実施例1と同様のS230を実行し、このフローを終了する。差分値が差分条件を満たさないと判定された場合(S220:NO)、判定部340は、予め定義された特定処理の指示をアプリケーション実行部300へ出力し(S320)、このフローを終了する。 When it is determined that the difference value satisfies the difference condition (S220: YES), the determination unit 340 executes the same S230 as in the first embodiment and ends this flow. When it is determined that the difference value does not satisfy the difference condition (S220: NO), the determination unit 340 outputs a predetermined specific processing instruction to the application execution unit 300 (S320), and ends this flow.
通知を受けたアプリケーション実行部300は、その指示に割り当てられた特定処理を実行する。タッチパネルがスマートフォンやタブレット端末等の情報通信端末である場合、特定処理は例えば、スリープ解除、画面スクロール、ページ送り、ロックなどである。例えば、情報通信端末を握るだけでスリープ解除、画面スクロール、ページ送りなどの機能を実行することができる。また、情報通信端末が落下による衝撃を受けた時等にロックなどの機能を実行することができる。 Upon receiving the notification, the application execution unit 300 executes the specific process assigned to the instruction. When the touch panel is an information communication terminal such as a smartphone or a tablet terminal, the specific process is, for example, sleep release, screen scrolling, page turning, and locking. For example, functions such as sleep release, screen scrolling, and page turning can be executed simply by grasping the information communication terminal. Further, when the information communication terminal receives an impact due to dropping, a function such as locking can be executed.
本実施例によれば、タッチパネルに特別なスイッチを設けることなく、ユーザがカバーパネル120表面の押圧以外の力をタッチパネルへ加えることにより、予め定められた処理をアプリケーション実行部300に実行させることができる。 According to the present embodiment, the user can cause the application execution unit 300 to execute a predetermined process by applying a force other than pressing on the surface of the cover panel 120 to the touch panel without providing a special switch on the touch panel. it can.
本発明をタッチパッドに適用する場合、このタッチパッドは、前述の実施例のタッチパネルの要素のうち、表示パネル110及び表示制御部410を必要としない。このような構成を有するタッチパッドは、前述の実施例のタッチパネルと同様の効果を得ることができる。 When the present invention is applied to a touch pad, the touch pad does not require the display panel 110 and the display control unit 410 among the elements of the touch panel of the above-described embodiment. The touch pad having such a configuration can obtain the same effect as the touch panel of the above-described embodiment.
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. A person skilled in the art can make various additions and changes within the scope of the present invention.
100:パネル部、 110:表示パネル、 120:カバーパネル、 130:力センサ、 150:基盤部、 200、200b:演算部、 300:アプリケーション実行部、 310:入力算出部、 330:測定期待値算出部、 340:判定部、 410:表示制御部、 420:初期荷重更新部、 500:信号変換部、 510:A/D変換部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Panel part 110: Display panel 120: Cover panel 130: Force sensor 150: Base part 200, 200b: Operation part 300: Application execution part 310: Input calculation part 330: Expected measurement value calculation 340: Determination unit 410: Display control unit 420: Initial load update unit 500: Signal conversion unit 510: A / D conversion unit
Claims (13)
前記平板部の複数の位置に夫々配置されており、前記平板部から受ける力を検出する複数の力センサと、
前記複数の力センサの出力に基づいて前記力を示す複数の測定値を夫々算出し、前記複数の測定値の原因が前記平板部の表面の押圧であるとの仮定の下、前記複数の測定値に基づいて前記押圧の力を示す押圧力を算出し、前記複数の測定値及び前記複数の位置に基づいて前記平板部の表面における前記押圧の位置を示す押圧座標を算出し、前記押圧力が前記押圧座標に加わるとの仮定の下での前記複数の測定値の期待値である複数の測定期待値を算出し、前記複数の測定値及び前記複数の測定期待値を比較することにより、前記押圧力の原因が前記押圧であるか否かを判定する演算部と、
を備える
タッチ入力装置。 A flat plate part;
A plurality of force sensors that are respectively disposed at a plurality of positions of the flat plate portion, and detect a force received from the flat plate portion;
A plurality of measurement values indicating the force are calculated based on outputs of the plurality of force sensors, respectively, and the plurality of measurements are performed under the assumption that the cause of the plurality of measurement values is a pressure on the surface of the flat plate portion. A pressing force indicating the pressing force is calculated based on the value, a pressing coordinate indicating the pressing position on the surface of the flat plate portion is calculated based on the plurality of measured values and the plurality of positions, and the pressing force is calculated. Calculating a plurality of measurement expectation values that are expected values of the plurality of measurement values under the assumption that is added to the pressed coordinates, and comparing the plurality of measurement values and the plurality of measurement expectation values, A calculation unit that determines whether the cause of the pressing force is the pressing;
A touch input device comprising:
請求項1に記載のタッチ入力装置。 The calculation unit calculates the plurality of expected measurement values by allocating the pressing force to the plurality of positions based on the pressing coordinates.
The touch input device according to claim 1.
請求項2に記載のタッチ入力装置。 The calculation unit calculates a difference between the plurality of measurement values and the plurality of measurement expected values, and determines that the cause of the pressing force is the pressure when the magnitude of the difference is smaller than a predetermined difference threshold value. To
The touch input device according to claim 2.
請求項1〜3のいずれかに記載のタッチ入力装置。 The calculation unit outputs a predetermined processing instruction when it is determined that the cause of the pressing force is not the pressing,
The touch input device according to claim 1.
請求項1〜3のいずれかに記載のタッチ入力装置。 The arithmetic unit stores a plurality of initial loads respectively indicating outputs of the plurality of force sensors in a predetermined state, and subtracts the plurality of initial loads from the outputs of the plurality of force sensors to obtain the plurality of measured values. Calculating, if it is determined that the cause of the pressing force is not the pressing, changing the plurality of initial loads based on the plurality of measured values,
The touch input device according to claim 1.
請求項5に記載のタッチ入力装置。 When it is determined that the cause of the pressing force is not the pressing, the calculation unit determines whether or not the measurement value continuously calculated during the first period of a predetermined length is stable, When it is determined that the measurement values continuously calculated during the first period are stable, the plurality of initial loads are changed based on the measurement values continuously calculated during the first period.
The touch input device according to claim 5.
請求項6に記載のタッチ入力装置。 When the pressing force is smaller than a predetermined threshold, the calculation unit determines whether the measurement value continuously calculated during the second period shorter than the first period is stable, and the second period When it is determined that the measurement values continuously calculated during are stable, the plurality of initial loads are changed based on the measurement values continuously calculated during the second period.
The touch input device according to claim 6.
請求項5に記載のタッチ入力装置。 When the pressing force is smaller than a predetermined threshold, the calculation unit determines whether or not the measurement value continuously calculated during the third period of a predetermined length is stable, and during the third period When it is determined that the measurement values continuously calculated are stable, the plurality of initial loads are changed based on the measurement values continuously calculated during the third period.
The touch input device according to claim 5.
請求項1〜8のいずれかに記載のタッチ入力装置。 The calculation unit calculates a total of the plurality of measured values as the pressing force, and when the magnitude of the pressing force is larger than a predetermined pressing force threshold, the coordinates of the plurality of force sensors in the flat plate portion and the plurality Based on the measured value of the, to calculate the pressing coordinates,
The touch input device according to claim 1.
前記複数の力センサは、4個の力センサであり、
前記4個の力センサは、前記平板部の裏面の4個の頂点に夫々対応して配置されている、
請求項1〜9のいずれかに記載のタッチ入力装置。 The surface of the flat plate portion is rectangular,
The plurality of force sensors are four force sensors,
The four force sensors are arranged corresponding to the four vertices on the back surface of the flat plate part,
The touch input device according to claim 1.
前記平板部は、前記表示を透過させ、
前記押圧座標は、前記表示領域上の座標で表される、
請求項1〜10のいずれかに記載のタッチ入力装置。 Including a display area for displaying a screen based on an instruction from the calculation unit, and further comprising a display unit covered with the flat plate part,
The flat plate portion transmits the display,
The pressing coordinates are represented by coordinates on the display area.
The touch input device according to claim 1.
前記複数の測定値の原因が前記平板部の表面の押圧であるとの仮定の下、前記複数の測定値に基づいて前記押圧の力を示す押圧力を算出し、前記複数の測定値及び前記複数の位置に基づいて前記平板部の表面における前記押圧の位置を示す押圧座標を算出し、
前記押圧力が前記押圧座標に加わるとの仮定の下での前記複数の測定値の期待値である複数の測定期待値を算出し、
前記複数の測定値及び前記複数の測定期待値を比較することにより、前記押圧力の原因が前記押圧であるか否かを判定する、
ことを備える
入力検出方法。 A plurality of force sensors, which are arranged at a plurality of positions of the flat plate portion, respectively, detect a force received from the flat plate portion, and calculate a plurality of measured values indicating the force based on outputs of the plurality of force sensors, respectively. And
Under the assumption that the cause of the plurality of measured values is a pressure on the surface of the flat plate portion, a pressing force indicating the pressing force is calculated based on the plurality of measured values, and the plurality of measured values and the Calculate the pressing coordinates indicating the position of the pressing on the surface of the flat plate portion based on a plurality of positions,
Calculating a plurality of expected measurement values that are expected values of the plurality of measured values under the assumption that the pressing force is applied to the pressing coordinates;
By comparing the plurality of measured values and the plurality of expected measurement values, it is determined whether or not the cause of the pressing force is the pressing.
An input detection method comprising:
前記複数の測定値の原因が前記平板部の表面の押圧であるとの仮定の下、前記複数の測定値に基づいて前記押圧の力を示す押圧力を算出し、前記複数の測定値及び前記複数の位置に基づいて前記平板部の表面における前記押圧の位置を示す押圧座標を算出し、
前記押圧力が前記押圧座標に加わるとの仮定の下での前記複数の測定値の期待値である複数の測定期待値を算出し、
前記複数の測定値及び前記複数の測定期待値を比較することにより、前記押圧力の原因が前記押圧であるか否かを判定する、
ことをコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。 A plurality of force sensors, which are arranged at a plurality of positions of the flat plate portion, respectively, detect a force received from the flat plate portion, and calculate a plurality of measured values indicating the force based on outputs of the plurality of force sensors, respectively. And
Under the assumption that the cause of the plurality of measured values is a pressure on the surface of the flat plate portion, a pressing force indicating the pressing force is calculated based on the plurality of measured values, and the plurality of measured values and the Calculate the pressing coordinates indicating the position of the pressing on the surface of the flat plate portion based on a plurality of positions,
Calculating a plurality of expected measurement values that are expected values of the plurality of measured values under the assumption that the pressing force is applied to the pressing coordinates;
By comparing the plurality of measured values and the plurality of expected measurement values, it is determined whether or not the cause of the pressing force is the pressing.
A computer program that causes a computer to execute.
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