JP2015035206A - 電子機器および座標検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパネルに導電体が付着した場合において、素手での操作はもちろん手袋での操作でも、誤検出なく実行できる電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器１は、情報を表示する表示部４と、表示部４の表示を透過し、かつ、導電性を有する指示体によって指示された二次元座標を判定する、静電容量方式のタッチパネル層２と、タッチパネル層２を保護し、かつ、表示部４の表示を透過するガラスと、ガラスの歪みを検出する押圧センサ３と、タッチパネル層２により複数の二次元座標が判定され、かつ、押圧センサ３により歪みが検出された場合、複数の二次元座標のうち、最後に判定された二次元座標を有効化する制御部６と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、タッチパネルを搭載した電子機器および座標検出方法に関する。

スマートフォンやタブレットなど、タッチパネルを搭載した電子機器が普及しているが、このような電子機器には、静電容量方式のタッチパネルを備えるものがある。この静電容量方式のタッチパネルは、その表面に素手の指が直接接触して行われる「タッチ操作」だけでなく、タッチパネル表面に素手の指が接触することなくその表面から所定の高さにある指で行われる「ホバー操作」も受け付けることができる。これにより、ユーザは、素手だけでなく、手袋をした指でも操作を行うことができる。

図１９は、静電容量方式のタッチパネルの概略構成の一例を示す図である。図１９において、板状の誘電体１００の下面に離間して送信電極１０１と受信電極１０２が配置されており、送信電極１０１には、駆動バッファ１０３から駆動パルスが印加される。駆動パルスが印加されたときに電界が発生し、この電界中に指を入れると、送信電極１０１と受信電極１０２の間の電気力線の数が減少する。この電気力線の変化が受信電極１０２における電荷の変化として現れる。受信電極１０２における電荷の変化から指のタッチパネルへの接近を検出する。

図２０は、静電容量方式のタッチパネルに指を徐々に近づけたときの検出状態を示す図である。図２０において、（ａ）は、指が電界内に入っていない状態、すなわち、指が検出されていない状態である。（ｂ）は、指が電界内に入っているがタッチパネルに触れていない状態、すなわち、ホバー操作が検出された状態である。（ｃ）は、指が電界内に入ってタッチパネルに触れている状態、すなわち、タッチ操作が検出された状態である。なお、手袋をした指でタッチパネルに触れる操作の場合、指は直にタッチパネルに触れないため、図２０における（ｂ）の状態となる。

このような静電容量方式のタッチパネルに係る先行技術として、例えば、特許文献１に記載されている情報処理装置（以下、「先行技術１」という）がある。この先行技術１は、タッチパネルに対する指の近接量と、タッチパネルに加えられる圧力値とをそれぞれ検出し、それらが所定の条件を満たすか否かに応じてタッチ操作とホバー操作を区別するものである。

また、別の静電容量方式のタッチパネルに係る先行技術として、例えば、特許文献２に記載されているタッチスイッチ（以下、「先行技術２」という）がある。この先行技術２は、タッチパネルにおける検出値が第１閾値を超えた場合に「タッチ操作有り」と判定し、タッチパネルにおける検出値が第１閾値以下かつ第２閾値を超えた状態で一定時間が経過した場合に「ホバー操作有り」と判定するものである。

特開２０１１−５３９７１号公報 特開２００９−１８１２３２号公報

ところで、静電容量方式のタッチパネルでは、ホバー操作を検出するために、非常に微弱な容量値の変化を検出する。しかしながら、水滴（導電体の一例）がタッチパネルに付着した場合と、タッチパネルに対して実際にホバー操作が行われた場合とでは、検出される容量値の変化が近似しているため、降雨などで水滴がタッチパネルに付着した場合、その付着をホバー操作の実行であると誤検出するおそれがある。

上記先行技術１では、タッチパネルへ近接した指による圧力値が一定以上ではない操作を一律にホバー操作と判定するため、水滴の付着とホバー操作の区別はできない。よって、上記先行技術１では、タッチパネルに水滴が付着した場合、その位置の座標を有効にしてしまい、誤検出が起こるおそれがある。

一方、上記先行技術２では、タッチ操作であるかまたはホバー操作であるかを判定するだけでなく、実際のホバー操作であるか、または、水滴の付着であるかも判定するが、一定時間の間ホバー操作が行われないと、実際のホバー操作であると判定されない。よって、上記先行技術２では、ホバー操作が十分な時間行われなかった場合、水滴の付着であると誤検出されるおそれがある。

本発明の目的は、タッチパネルに導電体が付着した場合において、素手での操作はもちろん手袋での操作でも、誤検出なく実行できる電子機器および座標検出方法を提供することである。

本発明の電子機器は、筐体と、前記筐体内に配置され、所定の情報を表示する表示部と、前記表示部の表示を透過するとともに、所定の導電性を有する指示体によって指示された二次元座標を判定可能である、静電容量方式のタッチパネル部と、前記タッチパネル部を保護するとともに、前記表示部の表示を透過する透明部材と、前記透明部材の歪みを検出する押圧検出部と、を有し、前記タッチパネル部により複数の二次元座標が順番に判定され、かつ、前記押圧検出部により所定量の歪みが検出された場合、前記複数の二次元座標のうち、最後に判定された二次元座標を有効化するとともに、前記複数の二次元座標のうち、最後に判定された二次元座標以外の二次元座標は有効化しない。

本発明の座標検出方法は、筐体と、前記筐体内に配置され、所定の情報を表示する表示部と、前記表示部の表示を透過するとともに、所定の導電性を有する指示体によって指示された二次元座標を判定可能である、静電容量方式のタッチパネル部と、前記タッチパネル部を保護するとともに、前記表示部の表示を透過する透明部材と、前記透明部材の歪みを検出する押圧検出部と、を有する電子機器で利用可能な座標検出方法であって、前記タッチパネル部により複数の二次元座標が順番に判定され、かつ、前記押圧検出部により所定量の歪みが検出された場合、前記複数の二次元座標のうち、最後に判定された二次元座標を有効化するとともに、前記複数の二次元座標のうち、最後に判定された二次元座標以外の二次元座標は有効化しない。

本発明によれば、タッチパネルに導電体が付着した状態において、素手での操作はもちろん手袋での操作でも、誤検出なく実行できる。

本発明の一実施の形態に係る電子機器の概略構成の一例を示すブロック図 本発明の一実施の形態に係る電子機器におけるタッチパネル層と指との位置関係の一例を示す図 本発明の一実施の形態に係る電子機器の前面の外観の一例を示す斜視図 本発明の一実施の形態に係る電子機器におけるアイコン表示の一例を示す図 本発明の一実施の形態に係る電子機器におけるガラス、タッチパネル層、押圧センサおよび表示部の配置例１を示す側断面図 本発明の一実施の形態に係る電子機器においてタッチパネル層が水および／または指を検出したときの座標判定の一例を示す図 本発明の一実施の形態に係る電子機器の座標判定処理の第１例を示すフローチャート 本発明の一実施の形態に係る電子機器の座標判定処理の第２例を示すフローチャート 本発明の一実施の形態に係る電子機器におけるガラス、タッチパネル層、押圧センサおよび表示部の配置例２を示す図 本発明の一実施の形態に係る電子機器における押圧センサの配置例を示す図 本発明の一実施の形態に係る電子機器におけるガラス、タッチパネル層、押圧センサおよび表示部の配置例３を示す図 本発明の一実施の形態に係る電子機器におけるガラス、タッチパネル層、押圧センサおよび表示部の配置例４を示す図 本発明の一実施の形態に係る電子機器におけるガラス、タッチパネル層、押圧センサおよび表示部の配置例５を示す図 本発明の一実施の形態に係る電子機器におけるガラス、タッチパネル層、押圧センサおよび表示部の配置例６を示す図 本発明の一実施の形態に係る電子機器におけるガラス、タッチパネル層、押圧センサおよび表示部の配置例７を示す図 本発明の一実施の形態に係る電子機器におけるガラス、タッチパネル層、押圧センサおよび表示部の配置例８を示す図 本発明の一実施の形態に係る電子機器におけるガラス、タッチパネル層、押圧センサおよび表示部の配置例９を示す図 本発明の一実施の形態に係る電子機器におけるガラス、タッチパネル層、押圧センサおよび表示部の配置例１０を示す図 従来における静電容量方式のタッチパネルの概略構成を示す図 タッチパネルに指を徐々に近づけたときの検出状態を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係る電子機器１の概略構成の一例を示すブロック図である。

図１において、電子機器１は、タッチパネル層２、押圧センサ３、表示部４、記憶部５、および制御部６を備える。電子機器１としては、例えば、スマートフォンまたはタブレットなどが挙げられる。

タッチパネル層２は、静電容量方式を採用したものであり、タッチ操作だけでなく、ホバー操作も受付可能とする。タッチ操作とは、上述したとおり、指示体がタッチパネル表面に直に触れて行われる操作をいう。一方、ホバー操作とは、上述したとおり、指示体がタッチパネル表面に直に触れずにその表面から所定の高さで行われる操作をいう。ホバー操作の一例は、手袋をした指でタッチパネル表面を触れる操作が挙げられる。指示体とは、人間の指または導電率を有する物体（例えばスタイラスペン等）である。以下の説明では、指示体を指として説明する。また、タッチパネル表面とは、タッチパネル層２においてユーザの操作を受け付ける面をいう。

タッチパネル層２は、図１９に示すように、送信電極１０１と受信電極１０２を備え、これらが板状の誘電体１００の下面に離間して配置される。送信電極１０１には、送信信号に基づく駆動パルスが印加される。送信電極１０１に駆動パルスが印加されることで送信電極１０１から電界が発生し、この電界中に指が入った場合に、送信電極１０１と受信電極１０２の間の電気力線の数が減少し、その数の変化が受信電極１０２における電荷の変化として現れる。

そして、タッチパネル層２（タッチパネル部の一例）は、受信電極１０２における電荷の変化に応じた受信信号に基づいて、指の本数、指により指示された表示部４における二次元座標（ｘ，ｙ）、タッチパネル層２の表面と指との間の垂直距離（ｚ）を判定し、それらを示す情報を制御部６へ出力する。なお、ここで説明した判定は、タッチパネル層２に含まれるタッチパネル用制御部（図示せず）において行われる。

垂直距離（ｚ）は、図２に示すように、タッチパネル層２のタッチパネル表面と指７０との間の距離をいう。指７０は、素手の指である。この垂直距離（ｚ）が所定値以下の場合、タッチパネル層２は、二次元座標（ｘ，ｙ）座標を判定することができる。なお、図２では図示を省略しているが、タッチパネル表面には、タッチパネル層２を保護するためのガラス（透明部材の一例。後述するガラス１１）が備えられている。

押圧センサ３（押圧検出部の一例）は、タッチパネル層２を保護するためのガラスの歪み（所定の歪み量）を検出し、歪みの有無を示す信号を制御部６へ出力する。ガラスの歪みは、指示体の押圧によって発生し、水滴等の付着では発生しないとする。なお、必ずしも歪みの有無(有り及び無し)を示す信号である必要はなく、歪み有り、もしくは歪み無しのどちらか一方を示す信号でもよい。また、押圧センサ３自体が歪みの有無を判断するのではなく、ガラスの歪みの程度を示す信号を制御部６に出力し、制御部６が歪みの有無を判断してもよい。

ここで、タッチパネル層２と押圧センサ３の配置を説明する。図３に示すように、電子機器１は、直方体状の筐体１０を有する。図３において、この筐体１０の前面（正面）側には、タッチパネル層２および押圧センサ３が配置されている。タッチパネル層２と押圧センサ３は、平面視すると縦長長方形状（矩形状）に形成されており、筐体１０の前面の面積より小さい面積である。図３では、押圧センサ３の面積は、タッチパネル層２の面積よりも僅かに大きく形成されているが、後述するように、押圧センサ３の面積は、小さい面積でもよい。そして、タッチパネル層２は、押圧センサ３より前面側になるように、押圧センサ３に重ねて配置されている。

なお、図３では図示を省略しているが、タッチパネル層２の前面側（すなわち、タッチパネル表面）には、上述したように、タッチパネル層２を保護するためのガラスが備えられている。また、押圧センサ３において、タッチパネル層２が重ねられた面の裏面には、平面視したときに縦長長方形状である表示部４が配置されている。

表示部４は、筐体１０の内部に配置され、制御部６の指示に基づいて所定の情報を表示する装置であり、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）４１およびバックライト４２を有する。なお、表示部４は、ＬＣＤ４１の代わりとして、有機ＥＬ（Electro Luminescence）または電子ペーパ等のデバイスを有する構成であってもよい。

表示部４は、タッチパネル層２で判定された二次元座標（ｘ，ｙ）に対応する表示として、所定の画像（例えばポインタまたはアイコン等）を表示する。例えば、図４Ａに示すように二次元座標（ｘ_１，ｙ_１）が有効な座標の場合、図４Ｂに示すようにアイコン３０が表示される。なお、図４Ｂにおいて、二次元座標（ｘ，ｙ）に対応してポインタを表示させるようにしてもよい。この場合において、ポインタがアイコンと重なるときは、アイコンが選択可能状態となるようにしてもよい。さらに、指７０が所定の垂直距離（ｚ）以下（ゼロも含む）にタッチパネル層２に近づいたときは、アイコンに対応する機能を起動させるようにしてもよい。このようなポインタやアイコンの表示、および、アイコンに対応する機能の起動は、制御部６の指示によって行われる。

ここで、電子機器１における、タッチパネル層２、押圧センサ３、および表示部４の配置例１について説明する。図５において、タッチパネル層２の前面側には、上述したとおり、タッチパネル層２を保護するためのガラス１１が重ねて配置されている。ガラス１１およびタッチパネル層２は、面状であり、かつ、可視光線において所定の透過率を有し、表示部４の表示を透過する。また、ガラス１１の少なくとも一部は、筺体１０より露出するように配置され、その他の部分は筺体１０の内側に配置される。なお、ガラス１１は、タッチパネル層２と一体化した構成であってもよい。

また、図５において、タッチパネル層２において、ガラス１１が重ねられた面の裏面には、上述したとおり、押圧センサ３が配置されている。また、上述したとおり、押圧センサ３において、タッチパネル層２が重ねられた面の裏面には、表示部４を構成するＬＣＤ４１およびバックライト４２が順に配置されている。このように、表示部４の前面側に押圧センサ３が重ねて配置されるため、押圧センサ３は、ガラス１１およびタッチパネル層２と同様に、透明かつ可視光線を透過する透過性を有する必要がある。なお、押圧センサ３は、タッチパネル層２と一体化した構成でもよい。

図１の説明に戻る。記憶部５は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性メモリを有し、ユーザが電子機器１に対して各種設定を行った際、その設定を記憶する。

制御部６は、電子機器１の各部を制御するものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、およびインタフェース回路で構成される。ＲＯＭにはＣＰＵを制御するためのプログラムが記憶されており、ＲＡＭはＣＰＵの動作時に演算領域として使用される。

本実施の形態では、制御部６が、押圧センサ３およびタッチパネル層２からの入力情報に基づいて、座標判定処理を行うことを特徴とする。この座標判定処理については、図６、図７、図８を用いて後述する。

以下、本実施の形態に係る電子機器１の動作例として、制御部６が行う座標判定処理について説明する。

まず、図６を参照して、座標判定処理の具体例について説明する。

図６Ａに示すように、降雨などにより水滴８０がガラス１１に付着したとする。このとき、タッチパネル層２は、水滴８０が付着した箇所の二次元座標（ｘ₀，ｙ₀）を制御部６へ出力する。また、押圧センサ３は、ガラス１１が歪んでいない旨を示す信号（以下、「歪み無し信号」という）を制御部６へ出力する。制御部６は、歪み無し信号を受け取ったことで、二次元座標（ｘ₀，ｙ₀）を有効化しない。有効化とは、有効な座標として扱うことである。よって、二次元座標（ｘ₀，ｙ₀）に対応する処理（例えば、表示部４における情報の表示等）は行われない。

図６Ａの後、図６Ｂに示すように、ガラス１１に水滴８０が付着した状態において、ユーザが手袋７１をした指７０でガラス１１に触れてホバー操作を行ったとする。このとき、タッチパネル層２は、出力中の二次元座標（ｘ₀，ｙ₀）に加えて、手袋７１が接触した箇所の二次元座標（ｘ₁，ｙ₁）を制御部６へ出力する。また、押圧センサ３は、手袋７１での押圧によりガラス１１が歪んだ旨を示す信号（以下、「歪み有信号」という）を制御部６へ出力する。制御部６は、歪み有り信号を受け取ったことで、時間的に後に受け取った二次元座標（ｘ₁，ｙ₁）だけを有効化する。よって、二次元座標（ｘ_１，ｙ_１）に対応する処理が行われる。

図６Ｂの後、図６Ｃに示すように、ガラス１１に水滴８０が付着しており、かつ、ユーザが手袋７１をした指７０でガラス１１に触れてホバー操作を行った状態において、水滴８１がガラス１１に付着したとする。このとき、タッチパネル層２は、出力中の二次元座標（ｘ₀，ｙ₀）および（ｘ₁，ｙ₁）、に加えて、水滴８０が付着した箇所の二次元座標（ｘ_２，ｙ_２）を制御部６へ出力する。また、押圧センサ３は、ホバー操作の押圧により、歪み有り信号を制御部６へ出力中である。制御部６は、歪み有り信号を受け取ってはいるものの、既に二次元座標（ｘ₁，ｙ₁）を有効化しているため、時間的に後に受け取った二次元座標（ｘ₂，ｙ₂）を有効化しない。よって、二次元座標（ｘ_１，ｙ_１）に対応する処理は行われるが、二次元座標（ｘ₂，ｙ₂）に対応する処理は行われない。このように、有効化済みの二次元座標が既に存在している場合、制御部６は、押圧センサ３が歪み有りを検出したとしても、新たな二次元座標の有効化を行わない。

なお、図６において、水滴８０、８１の付着および手袋７１の接触による二次元座標は、静止状態でもよいし、移動してもよい。また、制御部６は、一度有効化した二次元座標について、リリースを検出するまで有効化を継続する。リリースとは、指示体がタッチパネル層２から離れて垂直距離（ｚ）の値が所定値以上になることである。リリースは、二次元座標を受け取らなくなった場合に検出される。この有効化の継続中において、押圧センサ３の制御部６への出力は、歪み有りでも、歪み無しでもよい。また、制御部６は、タッチパネル層２から、二次元座標とともに、指示体の数および垂直距離も受け取る。以下、二次元座標、指示体の数、垂直距離を含む情報を「座標情報」という。

次に、座標判定処理の第１例について、図７を用いて説明する。

ステップＳ１０１において、制御部６は、押圧センサ３からの信号に基づいて押圧センサ３の歪み検出状態（すなわち、押圧センサ３がガラス１１について歪み有りまたは歪み無しのどちらを検出しているか）を確認する。

ここで、制御部６は、押圧センサ３から歪み無し信号を受け取った場合、ガラス１１に歪み無しと判定し（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ステップＳ１０１へ戻る。一方、制御部６は、押圧センサ３から歪み有り信号を受け取った場合、ガラス１１に歪み有りと判定し（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３において、制御部６は、タッチパネル層２からの情報に基づいてタッチパネル層２の二次元座標判定状態（すなわち、タッチパネル層２が二次元座標を判定中であるか）を確認する。

ここで、制御部６は、タッチパネル層２から座標情報を受け取っていない場合、二次元座標が判定中ではないと判定し（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ステップＳ１０１へ戻る。一方、制御部６は、タッチパネル層２から座標情報を受け取った場合、二次元座標が判定中であると判定し（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、ステップＳ１０５へ進む。

ステップＳ１０５において、制御部６は、最後に判定された二次元座標を有効化する。ここで有効化される二次元座標は、この時点で制御部６が受け取った最新の座標情報が示す二次元座標である。

ステップＳ１０６において、制御部６は、有効化した二次元座標を追跡する。

ステップＳ１０７において、制御部６は、有効化した二次元座標についてリリースが検出されたか否かを判定する。リリースとは、有効化された二次元座標を指示している指示体がタッチパネル表面から離れることで、垂直距離（ｚ）が所定値以上になることである。

ここで、制御部６は、タッチパネル層２から、有効化した二次元座標の座標情報を受け取っている場合、リリースが検出されていないと判定し（ステップＳ１０７：ＮＯ）、ステップＳ１０６へ戻る。一方、制御部６は、タッチパネル層２から、有効化した二次元座標の座標情報を受け取らなくなった場合、リリースが検出されたと判定し（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、ステップＳ１０１へ戻る。

すなわち、制御部６は、二次元座標を有効化した場合、その二次元座標が変化したとしても、リリースが検出されない限り、有効化を継続する。また、制御部６は、有効化の継続中に新たに受け取った座標情報が示す二次元座標については、歪みの検出結果によらず、全て有効化しない。

次に、座標判定処理の第２例について、図８を用いて説明する。上述した第１例は、１つの二次元座標のみを有効化する処理であるが、第２例は、複数の指示体での操作（例えばマルチタッチ等）に対応するために、複数の二次元座標を有効化する処理である。なお、図８のステップＳ２０１〜Ｓ２０４は、図７のステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同じであるので、それらの説明は省略する。

ステップＳ２０５において、制御部６は、所定時間内に判定された二次元座標を全て有効化する。よって、ここで有効化される二次元座標は、制御部６が所定時間内に受け取った全ての座標情報が示す二次元座標である。所定時間とは、最後に歪みが検出された（歪み有り信号を受け取った）時点を含む時間（例えば、数秒程度）である。この時間としては、例えば、以下の（１）〜（３）が上げられる。
（１）最後に歪みが検出された時点（以下、「歪み検出時点」という）を終点とし、歪み検出時点より前の時点を始点とする期間
（２）歪み検出時点を始点とし、歪み検出時点より後の時点を終点とする期間
（３）歪み検出時点を含み、歪み検出時点より前の始点から、歪み検出時点より後の終点までの期間

ステップＳ２０６において、制御部６は、有効化した全ての二次元座標を追跡する。

ステップＳ２０７において、制御部６は、有効化した全ての二次元座標についてリリースが検出されたか否かを判定する。

ここで、制御部６は、タッチパネル層２から、有効化した全ての二次元座標の座標情報を１つでも受け取っている場合、リリースが検出されていないと判定し（ステップＳ２０７：ＮＯ）、ステップＳ２０６へ戻る。一方、制御部６は、タッチパネル層２から、有効化した全ての二次元座標の座標情報を受け取らなくなった場合、リリースが検出されたと判定し（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）、ステップＳ２０１へ戻る。

すなわち、制御部６は、二次元座標を複数有効化した場合、各二次元座標が変化したとしても、有効化した全ての二次元座標のリリースが検出されない限り、有効化を継続する。また、制御部６は、有効化の継続中に新たに受け取った座標情報が示す二次元座標については、歪みの検出結果によらず、全て有効化しない。

このように本実施の形態に係る電子機器１によれば、タッチパネル層２が二次元座標を判定している場合において押圧センサ３が歪みを検出したとき、タッチパネル層２が最後に判定した二次元座標のみを有効化することを特徴とする。この特徴により、タッチパネル表面に水滴等の導電体が付着した状態において、素手での操作はもちろんのこと、手袋をした手での操作も、誤検出なく実行できる。

なお、本実施の形態に係る電子機器１において、タッチパネル層２が二次元座標を判定している場合において押圧センサ３が歪みを検出しない場合、タッチパネル表面に水滴等の導電体が付着したと判定することも可能である。この場合、電子機器１は、例えば、その判定結果を示す表示を表示部４に表示するようにしてもよい。

また、本実施の形態に係る電子機器１では、図７および／または図８のフローチャートに示す動作を電子機器１に実行させるプログラムを、例えば制御部６のＲＯＭ（図示せず）に記憶するが、当該プログラムは、電子機器１以外に保存されてもよい。例えば、プログラムの保存先としては、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等の記憶媒体、または、インターネット等のネットワーク上のサーバであってもよい。

また、本実施の形態に係る電子機器１は、スマートフォン、タブレットといった携帯端末に適用されるとしたが、携帯端末に限定されない。電子機器１は、例えば、家電（例えば、電子レンジ、冷蔵庫等）、カーナビゲーションシステム、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）、ＢＥＭＳ（Building Energy Management System）等にも適用可能である。

また、本実施の形態に係る電子機器１では、図５に示すように、ガラス１１の下に、タッチパネル層２、押圧センサ３、表示部４の順で配置したが、これに限定されない。以下、図５に示した配置例１以外の配置例について、それぞれ、図面を参照して説明する。

図９は、配置例２を示す電子機器１の側断面図である。図９に示すように、ガラス１１の下には、タッチパネル層２、表示部４（ＬＣＤ４１およびバックライト４２）、押子（プランジャ）２１、押圧センサ３、伸縮部材２２の順で配置されている。

図９において、押子２１は、バックライト４２と押圧センサ３の間に配置されている。押子２１の一端はバックライト４２の一面に接触しており、押子２１のもう一端は押圧センサ３の一面に固定されている。筐体１０の枠組み部分１２（筐体１０の一部分の例）には、窪み部２３が形成されている。窪み部２３には伸縮部材２２が立設しており、その一端は窪み部２３の底面に固定されており、もう一端は押圧センサ３の一面（押子２１が固定されている面の裏面）に固定されている。また、押圧センサ３の両端は、枠組み部分１２に固定されている。

図９の構成において、ユーザの指（素手または手袋をした手）の接触によってガラス１１に圧力が加えられると、押子２１が押圧センサ３を下方向（窪み部２３の方向）へ押し下げる。このとき、押圧センサ３に対する圧力を吸収するように、伸縮部材２２は縮む。ユーザの指がガラス１１から離れ、ガラス１１に対する圧力が無くなると、伸縮部材２２は伸びて元の長さに戻る。これにより、押圧センサ３は上方向（バックライト４２の方向）へ押し上げられる。

図９に示す押圧センサ３の電子機器１における配置位置の例を図１０に示す。図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃは、それそれ、電子機器１の筐体１０の前面（正面）において、押圧センサ３がどこに配置されているかを示している。なお、押圧センサ３は、矩形状ではあるが、図３、図４に示す押圧センサ３の面積よりもかなり小さいとする。

図１０Ａは、押圧センサ３が筐体１０の中央に配置された例である。図１０Ａにおいて、押圧センサ３は、その長辺が筐体１０の短辺と平行となるように配置されている。図１０Ｂは、押圧センサ３が筐体１０の中央に配置された例である。図１０Ｂにおいて、押圧センサ３は、その長辺が筐体１０の長辺と平行となるように配置されている。図１０Ｃは、２つの押圧センサ３がそれぞれ筐体１０の短辺近傍に配置された例である。図１０Ｃにおいて、２つの押圧センサ３は、それぞれ、その長辺が筐体１０の短辺と平行となるように配置されている。

図１０Ａ〜Ｃの３つの例のうち、図１０Ａに示す押圧センサ３の配置が、最も歪みを検出でき、かつ、低コストである。なお、押圧センサ３の配置位置および数は、図１０Ａ〜Ｃに示す例に限定されない。例えば、筐体１０の４辺全てに沿うように、４つの押圧センサ３を配置してもよい。

図１１は、配置例３を示す電子機器１の側断面図である。図１１に示すように、タッチパネル層２はガラス１１の下面側に配置され、タッチパネル層２の下面側の周部に押圧センサ３が配置される。また、タッチパネル層２の下面側かつ押圧センサ３から離間した位置に、表示部４としてＬＣＤ４１およびバックライト４２が配置される。ＬＣＤ４１は、タッチパネル層２に向けて配置される。

図１２は、配置例４を示す電子機器１の側断面図である。図１２に示すように、タッチパネル層２は、ガラス１１の下面側に嵌め込まれて配置される。すなわち、ガラス１１とタッチパネル層２が一体となっている。押圧センサ３は、ガラス１１とタッチパネル層２の下面側において、それらに跨って配置される。なお、表示部４は、図１１に示す配置例３と同様に配置される。

図１３は、配置例５を示す電子機器１の側断面図である。図１３に示す配置例５は、図１１に示す配置例３と基本的に同じである。異なる点は、タッチパネル層２と、表示部４のＬＣＤ４１とが一定距離をおいて配置されている点である。

図１４は、配置例６を示す電子機器１の側断面図である。図１４に示すように、押圧センサ３はガラス１１の下面側の周部に配置される。タッチパネル層２は、ガラス１１の下方かつガラス１１から一定距離おいた位置に配置される。なお、表示部４は、図１１に示す配置例３と同様に配置される。

図１３の配置例５、図１４の配置例６の場合、表示部４とガラス１１とを離す（例：５ｍｍ〜１５ｍｍ）ことができる。例えば、ガラス１１に若干の凹凸や、若干の曲率を有する場合で、表示部４が硬くガラス１１の凹凸等との接触を避けたい場合等に有効である。または、冷蔵庫の側面（例えば、扉など）の内部に表示部４を配置し、表示部４に対応した位置の側面に若干の曲率を有するガラス１１を配置することもできる。または、大画面（例えば、５０型）の表示部４を、ショーウインドウの中に配置し、ショーウインドウのガラス（建物に付属するガラス）を、ガラス１１とすることもできる。

図１５は、配置例７を示す電子機器１の側断面図である。図１５に示す配置例７は、図１４に示す配置例６と基本的に同じである。異なる点は、タッチパネル層２と、ガラス１１とが一定距離をおかずに配置されている点である。

図１６は、配置例８を示す電子機器１の側断面図である。図１６に示す配置例８は、図１１に示す配置例３と基本的に同じである。異なる点は、押圧センサ３が、タッチパネル層２の下面側ではなく、バックライト４２の下面側に配置されている点である。なお、押圧センサ３は、ＬＣＤ４１またはバックライト４２のいずれかの上面側、ＬＣＤ４１またはバックライト４２のいずれかの側面側、ＬＣＤ４１またはバックライト４２のいずれかの内部に配置されてもよい。

図１７は、配置例９を示す電子機器１の側断面図である。図１７に示すように、表示部４は、少なくとも面状の透明部材４１ａと、透明部材４１ａと重ねて配置された透明部材４１ｂとを含むものとし、透明部材４１ａと透明部材４１ｂの間に液晶が挟まれる。

また、図１７に示すように、透明部材４１ａはタッチパネル層２の下面側に配置され、透明部材４１ｂは透明部材４１ａの下面側に配置される。また、透明部材４１ｂの一部は、表示部４の端部４１ｂｂにおいて、透明部材４１ａより外側に突出している。押圧センサ３は、タッチパネル層２の下面側において、透明部材４１ｂの突出した端部４１ｂｂに対応した部分に配置される。

この配置例９によれば、押圧センサ３を透明部材４１ｂの突出した端部４１ｂｂに対応した部分に配置するので、押圧センサ３を配置するための新たなスペースが必要なく、電子機器１内のスペースを効率よく利用することができる。

図１８は、配置例１０を示す電子機器１の側断面図である。図１８に示す配置例１０は、図１７に示す配置例９と基本的に同じである。異なる点は、バックライト４２を備えない点である。よって、この場合、表示部４は、バックライトを必要とせずに画像表示を行うことができる構成（例えば、有機ＥＬ（electroluminescence））である。

この配置例１０は、上記配置例９と同様に、押圧センサ３を透明部材４１ｂの突出した端部４１ｂｂに対応した部分に配置するので、押圧センサ３を配置するための新たなスペースが必要なく、電子機器１内のスペースを効率よく利用することができる。

本発明は、静電容量方式のタッチパネルを用いた技術（例えば、装置、システム、方法、プログラムなど）に有用である。

１ 電子機器
２ タッチパネル層
３ 押圧センサ
４ 表示部
５ 記憶部
６ 制御部
１０ 筐体
１１ ガラス
１２ 枠組み部分
２３ 窪み部
３０ アイコン
４１ ＬＣＤ
４２ バックライト
７０ 指
７１ 手袋
８０、８１ 水滴

本発明の電子機器は、筐体と、前記筐体内に配置され、所定の情報を表示する表示部と、前記表示部の表示を透過するとともに、所定の導電性を有する指示体によって指示された二次元座標を判定可能である、静電容量方式のタッチパネル部と、前記タッチパネル部を保護するとともに、前記表示部の表示を透過する透明部材と、前記透明部材の歪みを検出する押圧検出部と、を有し、前記タッチパネル部により複数の二次元座標が順番に判定され、その後に前記押圧検出部により所定量の歪みが検出された場合、前記複数の二次元座標のうち、前記所定量の歪みが検出された時点を基準に最新の二次元座標を有効化するとともに、前記複数の二次元座標のうち、前記有効化された二次元座標以外の二次元座標は有効化しない。

本発明の座標検出方法は、筐体と、前記筐体内に配置され、所定の情報を表示する表示部と、前記表示部の表示を透過するとともに、所定の導電性を有する指示体によって指示された二次元座標を判定可能である、静電容量方式のタッチパネル部と、前記タッチパネル部を保護するとともに、前記表示部の表示を透過する透明部材と、前記透明部材の歪みを検出する押圧検出部と、を有する電子機器で利用可能な座標検出方法であって、前記タッチパネル部により複数の二次元座標が順番に判定され、その後に前記押圧検出部により所定量の歪みが検出された場合、前記複数の二次元座標のうち、前記所定量の歪みが検出された時点を基準に最新の二次元座標を有効化するとともに、前記複数の二次元座標のうち、前記有効化された二次元座標以外の二次元座標は有効化しない。

Claims (11)

1. 筐体と、
   前記筐体内に配置され、所定の情報を表示する表示部と、
   前記表示部の表示を透過するとともに、所定の導電性を有する指示体によって指示された二次元座標を判定可能である、静電容量方式のタッチパネル部と、
   前記タッチパネル部を保護するとともに、前記表示部の表示を透過する透明部材と、
   前記透明部材の歪みを検出する押圧検出部と、
   を有し、
   前記タッチパネル部により複数の二次元座標が順番に判定され、かつ、前記押圧検出部により所定量の歪みが検出された場合、
   前記複数の二次元座標のうち、最後に判定された二次元座標を有効化するとともに、
   前記複数の二次元座標のうち、最後に判定された二次元座標以外の二次元座標は有効化しない、
   電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器であって、
   前記有効化した二次元座標を指示した指示体が前記タッチパネル部から所定距離離れるまで、前記有効化を継続する、
   電子機器。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電子機器であって、
   前記有効化した二次元座標を指示した指示体が前記タッチパネル部から所定距離離れるまで、
   前記有効化を継続するとともに、
   前記有効化の後に判定された二次元座標は有効化しない、
   電子機器。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子機器であって、
   前記指示体と前記タッチパネル部との間の垂直距離が所定値以下となった場合、前記指示体によって指示された二次元座標を判定する、
   電子機器。
5. 請求項４に記載の電子機器であって、
   前記所定値は、ゼロより大きい値である、
   電子機器。
6. 請求項４に記載の電子機器であって、
   前記所定値は、ゼロある、
   電子機器。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電子機器であって、
   前記押圧検出部は、
   前記表示部と前記筐体の一部の間に配置される、
   電子機器。
8. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電子機器であって、
   前記透明部材は、
   前記タッチパネル部と一体である、
   電子機器。
9. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電子機器であって、
   前記押圧検出部の少なくとも一部は、
   前記表示部と重ねて配置された、
   電子機器。
10. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電子機器であって、
    前記押圧検出部は、
    前記タッチパネル部と一体である、
    電子機器。
11. 筐体と、
    前記筐体内に配置され、所定の情報を表示する表示部と、
    前記表示部の表示を透過するとともに、所定の導電性を有する指示体によって指示された二次元座標を判定可能である、静電容量方式のタッチパネル部と、
    前記タッチパネル部を保護するとともに、前記表示部の表示を透過する透明部材と、
    前記透明部材の歪みを検出する押圧検出部と、を有する電子機器で利用可能な座標検出方法であって、
    前記タッチパネル部により複数の二次元座標が順番に判定され、かつ、前記押圧検出部により所定量の歪みが検出された場合、
    前記複数の二次元座標のうち、最後に判定された二次元座標を有効化するとともに、
    前記複数の二次元座標のうち、最後に判定された二次元座標以外の二次元座標は有効化しない、
    座標検出方法。

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