JP5197457B2

JP5197457B2 - 座標入力表示装置

Info

Publication number: JP5197457B2
Application number: JP2009073590A
Authority: JP
Inventors: 直之樋原; 吉秋小泉
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2029-03-25
Also published as: WO2010109756A1; US8780062B2; ES2746503T3; JP2010225031A; CN102341773A; CN102341773B; EP2413221A4; EP2413221B1; US20110273389A1; EP2413221A1

Description

本発明は、タッチパネル上で押下された座標位置を特定することによりデータを入力する座標入力表示装置に関する。

コンピュータまたはデータ処理装置においては、簡単かつ直感的な操作を実現するために、タッチパネルにより押下された座標位置を特定してデータを入力する入力装置が用いられている。ユーザーは、画面に表示されたボタンやアイコンの箇所を押下して、操作情報を入力することにより、直感的な操作が可能となる。また機器の設計者は、ボタンやアイコンを画面上に自由に配置することができる。

タッチパネル上の押下位置を特定するために、抵抗膜による抵抗の変化や、静電容量の変化などにより押下位置を検出するものが使われている。しかしこれらの方式では、押下位置を検知するために抵抗膜などの導電性材料を画面の前面に配置する必要があり、このため、光の透過が遮られ視認性が悪くなるという課題がある。
一方、画面上には特殊な材料を配置せず、歪ゲージなどの圧力検知センサを設置して、押下した圧力を直接検知する方式があり、光の透過を遮る材料を配置しないため、視認性が低下しないという特徴がある。

このような圧力を検知して押下位置を検出する方式では、押下のない状態において圧力検知センサから出力される検出値（基準出力）を基準レベルとして記憶させ、該基準レベルと押下時の検出値との差から、実際に押下された圧力を求める。したがって、機械的なひずみや圧力センサの経時変化などにより、基準出力が変化すると、正しく押下位置を求めることができないという課題がある。そのため、例えば「…力応答タッチ信号に対する複数の基準レベルを取得するステップと、前記タッチ信号から取得した情報に基づいて前記複数の基準レベルから１個以上を選択するステップと、前記選択した１個以上の基準レベルを用いてタッチ位置を特定するステップとを含むタッチスクリーン上のタッチのタッチ位置を特定するタッチ位置特定方法。」が提案されている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１では、タッチ信号に影響を及ぼす状態を補償すべく、１個以上の基準レベルを用いている。

特表２００５−５２４９１４号公報（特許請求の範囲）

圧力を検知して押下位置を検出する方式では、前述したように押下のない状態における基準出力が変化すると、正しく押下位置を求めることができない。

特に座標入力表示装置の設置状態によって基準出力が大きく変化するため、設置状態を変更すると、検出される押下位置も大きく変化してしまう。例えば画面を水平にして設置した場合と、画面を垂直にして設置した場合とでは、自重等により基準出力が大きく変化する。

上記の特許文献１の方法では、１個以上の基準レベルを用いることで、タッチ位置の精度を向上させることができるが、すべての設置状態に対応するためにはＡ／Ｄ変換器で検出できる検出範囲が広くなるように設定しておく必要がある。
一方、Ａ／Ｄ変換器の検出範囲が広く設定すると、分解能が低くなるため、細かい圧力変化を検出できなくなる。また、一般に圧力検知センサの出力は非線形であり、基準レベルが異なると実際の圧力の差に対して、検出される値が変化するという課題がある。特許文献１の方法においても、基準検出値が変化に対応するため分解能を低くした場合や、基準レベルの変化により出力が非線形になった場合には、位置検出精度を向上できなかった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、押下のない状態における圧力検知センサの基準出力が所定の範囲内に収まるように調節し、押下位置検出精度を高めることができるようにした座標入力表示装置を提供することを目的とする。

本発明は係る座標入力表示装置は、複数の圧力検知センサを備え、該圧力検知センサにかかる圧力によって、装置前面における押下位置を検出する座標入力表示装置であって、前記圧力検知センサが設置されたセンサ支持部材と、前記圧力検知センサと接触する押力伝達部と、前記センサ支持部材と前記押力伝達部との間にかかる圧力を調節する調節ねじとを備えたものである。

本発明によれば、センサ支持部材と押力伝達部との間にかかる圧力を調節する調節ねじを備えており、座標入力表示装置が設置された状態で、押下のない状態における圧力検知センサの基準出力が所定の範囲内におさまるように調節することにより、Ａ／Ｄ変換器の検出範囲が広くなるように設定することができ、押下位置検出精度を高めることができる。

実施の形態１における座標入力表示装置の構成を示す構成図である。実施の形態１における座標入力表示装置の構成を示す断面図である。実施の形態１における制御装置の構成を示す構成図である。実施の形態１における圧力検知センサの配置の一例を示す図解図である。実施の形態１における制御装置の他の構成例を示す構成図である。実施の形態１における座標入力表示装置の他の構成例を示す断面図である。実施の形態１における座標入力表示装置の他の構成例を示す断面図である。実施の形態１における座標入力表示装置の他の構成例を示す断面図である。実施の形態１における座標入力表示装置の他の構成例を示す断面図である。実施の形態２における座標入力表示装置の構成を示す構成図である。実施の形態２における基準レベル調節手順を示すフローチャートである。実施の形態３における座標入力表示装置の構成を示す構成図である。実施の形態３における制御装置の構成を示す構成図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る座標入力表示装置の構成の一例を示す構成図である。図１に示されるように、本実施の形態１に係る座標入力表示装置は、前面フレーム１０１、背面フレーム１０２、表示装置１０３、制御装置１０４、圧力検知センサ１０５、圧力検知パネル１０６及び調節ねじ１０７を備えている。なお、圧力検知パネル１０６は本発明のセンサ支持部材を構成している。

前面フレーム１０１及び背面フレーム１０２は、それぞれ本座標入力表示装置の筐体を構成するフレームである。表示装置１０３は、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置などにより、画面を表示するものである。さらに表示装置１０３は、凸形状の押力伝達部１０８を有し、押力伝達部１０８を介して圧力検知センサ１０５と接触する。制御装置１０４は、本座標入力表示装置の制御を行うものであり、表示データを作成し、表示装置１０３に表示させるよう指示したり、圧力検知センサ１０５の検出値から押下された位置を検出し、押下位置に応じて適当な処理を行ったりするものである。

圧力検知パネル１０６は、圧力検知センサ１０５を保持する枠状の構造体である。圧力検知センサ１０５は、圧力検知パネル１０６上に設置され押力伝達部１０８と接触し、圧力検知パネル１０６と押力伝達部１０８との間の圧力を検知するものである。調節ねじ１０７は、背面フレーム１０２によって支持され、先端が圧力検知パネル１０６と接触し、調節ねじ１０７を締める又はゆるめることにより、圧力検知パネル１０６と押力伝達部１０８との間の圧力を変化させるものである。

図２は、本実施の形態１に係る座標入力表示装置の一部縦断面図であり、前面フレーム１０１、表示装置１０３、圧力検知センサ１０５、圧力検知パネル１０６及び調節ねじ１０７の相互の構成が詳細に図示されている。
図２に示されるように、圧力検知パネル１０６はその下部に傾斜部１０９を有し、調節ねじ１０７の先端は、圧力検知パネル１０６の傾斜部１０９と接触する。調節ねじ１０７は、背面フレーム１０２により支持されているため、調節ねじ１０７を締めることにより、調節ねじ１０７が前進して圧力検知パネル１０６の傾斜部１０９を押圧し、その分力が押力伝達部１０８を押し上げ、圧力検知パネル１０６と押力伝達部１０８との間の圧力が増加する。また同様に、調節ねじ１０７をゆるめることにより、調節ねじ１０７が後退し、圧力検知パネル１０６と押力伝達部１０８との間の圧力が減少する。

図３は、図１の制御装置１０４のデータ処理の構成図である。
制御装置１０４は、圧力検出部２０１、データ処理部２０２及び表示処理部２０３を備えており、データ処理部２０２は、押下判定手段２０４、入力データ処理手段２０５及び基準レベル調節手段２０６を備えている。

圧力検出部２０１は、Ａ／Ｄ変換器（図示せず）を備え、圧力検知センサ１０５から出力される電圧値をデジタル信号に変換するものである。データ処理部２０２は、圧力検出部２０１から入力された圧力に応じて、押下位置を判定し、該押下位置に対応する処理を行うものである。データ処理部２０２の基準レベル調節手段２０６は、圧力検出部２０１で検出した出力から、圧力検出の基準レベルを決定して記憶する。表示処理部２０３は、データ処理部２０２における処理結果にしたがって表示装置１０３による画面表示を制御するものである。

次に、本実施の形態１に係る座標入力表示装置の動作について説明する。

圧力検知センサ１０５による押下位置の検出は次のように行う。
まず、基準レベル調節手段２０６は、押下のない状態における圧力検知センサ１０５の出力値（圧力検出部２０１の出力値）を基準出力とし、その基準出力を基準レベルとして予め記憶する（この詳細は後述する）。
押下判定手段２０４は、圧力検知センサ１０５の検出値と前記基準レベルとの差から該圧力検知センサ１０５にかかる圧力を検出する。さらに、押下判定手段２０４は、複数の圧力検知センサ１０５によって検出された圧力から押下位置を計算する。押下位置の計算は、例えば図４に示されるように、幅Ｗ高さＨの長方形状に設置された４個の圧力検知センサ１０５ａ〜１０５ｄから圧力Ｆ_a，Ｆ_b，Ｆ_c，Ｆ_dが検出された場合には、押下位置Ｘ，Ｙは次の計算式によって、求めることができる。

圧力検知センサ１０５には、例えば歪ゲージによる抵抗値の変化を検出するものや、静電容量の変化を電圧に変換するもの、圧力を電圧に変換する圧電素子などを利用することができる。これらの圧力検知センサ１０５の出力電圧を、圧力検出部２０１に備えられたＡ／Ｄ変換器（図示せず）に入力することにより、制御装置１０４において圧力検知センサ１０５の検出値を得ることができる。

また、前記Ａ／Ｄ変換器の入力仕様に合わせて、圧力検知センサ１０５の出力値を増幅したり、バイアスをかけたりすることにより調節したあとで、Ａ／Ｄ変換器に入力するようにしてもよい。

次に、上記の基準レベルの設定方法を詳細に説明する。

本実施の形態１では、実際に使用する場所に座標入力表示装置を設置した状態で、調節ねじ１０７により、上記の基準出力が所定の範囲内に収まるように調節する。調節が完了したら、基準レベル調節手段２０６は、調節完了時の基準出力を基準レベルとして記憶する。

一般に、Ａ／Ｄ変換器で検出できる圧力検知センサ１０５からの出力の上限値、下限値、上限値と下限値との幅（検出範囲）及び分解能は、前記増幅やバイアスによる調節とＡ／Ｄ変換器の性能とによって決定される。また検出範囲と分解能とはトレードオフの関係にあり、検出範囲が広くなるようにすると、分解能が低下し、分解能を向上させると検出範囲が狭くなる。

座標入力表示装置においては、押下のない状態における圧力検知センサ１０５の出力を下限値とし、想定される最大の押下圧力における圧力検知センサ１０５の出力を上限値とすることが望ましい。このように上限値と下限値を設定してＡ／Ｄ変換器に入力することで、座標入力表示装置に必要な検出範囲で、高い分解能を得ることができる。

しかし、実際の座標入力表示装置では、水平方向や鉛直方向等、設置する向きが変わると、自重などによって基準出力が変化するため、圧力検知センサ１０５からの出力の検出範囲を広くする必要があり、分解能を高くできないという課題があった。

本実施の形態１では、上記のように、押力伝達部１０８と圧力検知パネル１０６との間の圧力を調節する調節ねじ１０７を設け、実際に使用する場所に座標入力表示装置を設置した後で、調節ねじ１０７によって基準出力が所定の範囲になるように調節して、基準レベルを設定するようにしたので、圧力検知センサ１０５からの出力の検出範囲を、該基準出力に合わせて設定することができ、検出する分解能を高めることができる。

このように、圧力検出部２０１の検出範囲と分解能を適切に設定することで、押下位置検出精度を高めることができる。さらに検出分解能が高くなることにより、細かい押力の違いを検出することができ、圧力の違いに応じて操作内容を変えるといったことにより、より使いやすいインタフェースを構成することが可能なる。

また、一般に圧力検知センサ１０５の出力は非線形であり、基準出力が大きく異なる場合、押下による圧力が同じであっても、基準出力と圧力検知センサ１０５からの出力値との差が異なる。したがって、基準出力の値が異なると、検出される位置も異なってしまう。しかし、本実施の形態１では、調節ねじ１０７を設け、調節ねじ１０７によって調節することで、基準出力が所定の範囲になるようにしたので、設置の状態によらず常に同じ出力を得ることができる。

なお、調節ねじ１０７による調整については、各圧力検知センサ１０５に一つの調節ねじ１０７を設け、各圧力検知センサ１０５個別に圧力を調節するようにしてもよいし、一つの調節ねじ１０７で複数の圧力検知センサ１０５の圧力を調節するようにしてもよい。また複数の圧力検知センサ１０５の圧力を同時に変更する調節ねじ１０７と、個別に調節する調節ねじ１０７とを両方備えるようにしてもよい。

ところで、座標入力表示装置に設置された複数の圧力検知センサ１０５における基準出力が異なると、前述の非線形性により、検出される位置が変化してしまうが、各圧力検知センサ１０５に調節ねじ１０７を設け、個別に圧力を調節することで、複数の圧力検知センサ１０５の基準圧力を同一にすることができ、位置検出精度を高めることができる。

また、本実施の形態１において、調節ねじ１０７により各圧力検知センサ１０５の基準出力を調節する際に、現在の調節の度合いを示す情報を表示装置１０３の画面上に表示するようにしてもよい。例えば基準レベル調節手段２０６が、画面上に現在の検出値と、基準出力の設定目標値とを表示装置１０３に表示させることで、設定作業者は画面表示を見ながら、押下のない状態で調節ねじ１０７を調節して、所定の基準出力に調節することができる。同様に表示装置１０３の画面上の色を変化させて、現在の検出値と基準出力の設定目標値との差を表示するようにしてもよい。

また、図５に示すように座標入力表示装置がスピーカ１１０を備え、調節ねじ１０７により各圧力検知センサ１０５の基準出力を調節する際に、基準レベル調節手段２０６が現在の検出値と基準出力の設定目標値との差により、音を発生させる間隔や音の高さなどを変化させるようにしてもよい。例えば、現在の検出値と基準出力の設定目標値との差が大きい場合には広い間隔でビープ音を鳴らし、調節して値が近づくにつれて、ビープ音の間隔が小さくなるようにすれば、設定作業者は音を聞いて、所望の設定値に近づいているかどうかを判断して調節することができる。また音声を出力するようにしてもよい。

このように画面表示や音によって、現在の検出値と基準出力値との差を提示することによって、基準出力の調節を容易に行うことができる。

また、本実施の形態１では、調節ねじ１０７は圧力検知パネル１０６の傾斜部１０９と接触するようにしたが、表示装置１０３が傾斜部１０９を有し、調節ねじ１０７と表示装置１０３の傾斜部１０９とが接触するように構成し、調節ねじ１０７により、圧力検知センサパネルと表示装置１０３との間の圧力が変化するようにしてもよい。

また、本実施の形態１では、押力伝達部１０８を表示装置１０３に設けたが、図６に示されるように、押力伝達部１０８を前面フレーム１０１など、画面上の押力を伝えられる部分に設けた場合でも同様の効果が得られる。

また、本実施の形態１では、調節ねじ１０７が背面フレーム１０２によって支持され、調節ねじ１０７の先端が、傾斜部１０９を設けた圧力検知パネル１０６に接触するようにして、側面から調節されるように配置したが、図７、図８及び図９にそれぞれ示すようにしてもよい。例えば、図７の例では、傾斜部１０９を設けた押力伝達部１０８と調節ねじ１０７とを接触させる。図８の例では、前面フレーム１０１で調節ねじ１０７を支持し、該調節ねじ１０７の先端を押力伝達部１０８に設けた平面部と接触させる。或いは、図９の例では、圧力検知センサ１０５を背面フレーム（センサ支持部材）１０２に配置する。このような構成によって、調節ねじ１０７により圧力検知センサ１０５にかかる圧力を変化するようにしてもよい。

また、押下判定手段２０４によって、あらかじめ定められた所定の時間、押下されていないかどうかを判断し、所定の時間押下されていないと判断したら、基準レベル調節手段２０６が、該時点の圧力検知センサ１０５の出力を基準出力として、再度基準レベルに記憶しなおすようにしてもよい。

圧力検知センサ１０５の出力は、圧力検知センサ１０５の劣化や筐体の機械的なひずみ、その他の経時変化によって、徐々に出力が変化し、押下位置の検出精度が低下する。予め定められた所定の時間、押下されていないと判断したら、基準レベル調節手段２０６が、該時点の圧力検知センサ１０５の出力を基準出力として、再度基準レベルに記憶しなおすようにすることで、このような経時変化による押下位置の検出精度の低下を防ぐことができる。

また、押下判定手段２０４が、検知された圧力が想定される押下圧力に比べて著しく変化した場合や、基準レベルと所定の値以上の差がある状態が一定時間続いた場合、及び検知した圧力が負になった場合などを異常として判断し、異常を判断した場合には、表示装置１０３やスピーカ１１０によって使用者に警報を提示するようにしてもよい。

このように異常を判断した場合に、警報を提示することにより、使用者に迅速に異常を伝えることができる。また警報の提示により、調節ねじによる基準出力の調節が行われるよう使用者に促すことができる。また、設置場所等を移動した場合にも、同様の異常が判断されるため、同様に、再度調節ねじによる基準出力の調節が行われるよう、使用者に促すことができる。

実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２に係る座標入力表示装置の構成の一例を示す構成図である。
図２に示されるように、本実施の形態２に係る座標入力表示装置は、前面フレーム１０１、背面フレーム１０２、表示装置１０３、制御装置１０４、圧力検知センサ１０５、圧力検知パネル１０６及び基準レベル設定ボタン１１１を備えている。

前面フレーム１０１及び背面フレーム１０２は、それぞれ本座標入力表示装置の筐体を構成するフレームである。表示装置１０３は、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置などにより、画面を表示するものである。さらに表示装置１０３は凸形状の押力伝達部１０８を有し、押力伝達部１０８を介して圧力検知センサ１０５と接触する。制御装置１０４は、本座標入力表示装置の制御を行うものであり、表示データを作成し、表示装置１０３に表示させるよう指示したり、圧力検知センサ１０５の検出値から押下された位置を検出し、押下位置に応じて適当な処理を行ったりするものである。

圧力検知パネル１０６は、圧力検知センサ１０５を保持する構造体である。圧力検知センサ１０５は、圧力検知パネル１０６上に設置され押力伝達部１０８と接触し、圧力検知パネル１０６と押力伝達部１０８との間の圧力を検知するものである。基準レベル設定ボタン１１１は、基準レベル調節において使用者により操作されるものである。制御装置１０４のデータ処理の構成は実施の形態１と同様である。

本実施の形態２では、基準レベル調節手段２０６による基準レベルの調節において、押下のない状態における圧力検知センサ１０５の出力を第一の基準レベルとして記憶し、設定者が装置前面の所定の押下点を押しながら基準レベル設定ボタン１１１を押下した際の圧力検知センサ１０５の出力を第二の基準レベルとして記憶し、前記第一の基準レベルと第二の基準レベルとから、押下検知レベル及び圧力変換係数を計算して記憶する。

押下判定手段２０４は、圧力検知センサからの出力が前記押下検知レベルを超えたら、装置前面が押下されたと判定し、さらに前記圧力変換係数にしたがって、圧力検知センサ１０５の出力値から各圧力検知センサ１０５にかかる圧力及び押下位置を検出する。

さらに具体的には、図１１に示す手順で基準レベルの調節を行う。
基準レベル調節手段２０６は、まず押下のない状態において、圧力検知センサ１０５の出力を第一の基準レベルとして記憶する（Ｓ１００１）。
次に、基準レベル調節手段２０６は押下点を設定し、該押下点を表示装置１０３に表示させる（Ｓ１００２）。
設定者は、画面上に表示された押下点に従って該位置を押下しながら、基準レベル設定ボタン１１１を押す（Ｓ１００３）。
基準レベル調節手段２０６は、このときの圧力検知センサ１０５の出力を第二の基準レベルとして記憶する（Ｓ１００４）。
押下点の表示及び、設定者による押下点と基準レベル設定ボタン１１１との押下を所定の回数繰り返す（Ｓ１００５）。
基準レベル調節手段２０６は、押下検知レベル及び圧力変換係数を計算して記憶する（Ｓ１００６）。

前記押下検知レベル（Ｆ_p）は例えば次の（２）式に示すように、前記第一の基準レベルＦ₁と第二の基準レベルＦ_pとの差に所定の割合Ｋを乗じた値として算出する。

また、前記圧力変換係数は例えば次のように算出する。
押下点として（Ｘ，Ｙ）が設定された場合には、該押下点が押下された場合の理論上の圧力と該押下点（Ｘ，Ｙ）との関係は、上記の（２）式と同様の関係として表される。このため、基準レベル調節手段２０６は、該理論上の圧力と、第二の基準レベルとして記憶された検出値とから、回帰係数を計算することにより、各圧力検知センサ１０５の出力を、実際にかかる圧力に変換する圧力変換係数を求めることができる。
押下判定手段２０４は、圧力検知センサ１０５の出力と前記圧力変換係数とにより、実際にかかる圧力を算出して、圧力押下位置を算出する。

なお、上記の回帰係数の計算は例えば直線として計算してもよいし、非線形関数によって計算してもよい。

このように、基準レベル調節手段２０６による基準レベルの調節において、設定者が押下点を押しながら基準レベル設定ボタン１１１を押下した状態における圧力検知センサ１０５からの出力に基づいて、押下検知レベルまたは圧力変換係数を算出して記憶するようにしたので、設置された場所及び使用者が押下する圧力に合わせて、適切に実際の圧力を算出することができ、位置検出精度を向上させることができる。また誤検知の発生を低下させることができる。

また本実施の形態２における基準レベルの調節は、上記の実施の形態１における調節ねじの調節と組み合わせて実施してもよい。調節ねじにより調節した上で、押下検知レベル及び圧力変換係数を設定することにより、さらに位置検出精度を向上させることができる。

実施の形態３．
図１２は、本発明の実施の形態３に係る座標入力表示装置の構成の一例を示す構成図である。図１２に示されるように、本実施の形態３に係る座標入力表示装置は、前面フレーム１０１、背面フレーム１０２、表示装置１０３、制御装置１０４、圧力検知センサ１０５、及び圧力検知パネル１０６を備えており、前面フレーム１０１には操作ボタン１１２が設けられている。

前面フレーム１０１及び背面フレーム１０２は、それぞれ本座標入力表示装置の筐体を構成するフレームであり、前面フレーム１０１はさらに操作ボタン１１２を有する。また前面フレーム１０１は凸形状の押力伝達部１０８を有し、押力伝達部１０８を介して圧力検知センサ１０５と接触する。表示装置１０３は、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置などにより、画面を表示するものである。制御装置１０４は、本座標入力表示装置の制御を行うものであり、表示データを作成し、表示装置１０３に表示させるよう指示したり、圧力検知センサ１０５の検出値から押下された位置を検出し、押下位置に応じて適当な処理を行ったりするものである。

圧力検知パネル１０６は、圧力検知センサ１０５を保持する構造体である。圧力検知センサ１０５は、圧力検知パネル１０６上に設置され、押力伝達部１０８と接触し、圧力検知パネル１０６と押力伝達部１０８との間の圧力を検知するものである。

本実施の形態３では、前面フレーム１０１に備えられた操作ボタン１１２に対応するスイッチ等の操作ボタン１１２の操作検出手段を持たず、圧力検知センサ１０５によって、前面フレーム１０１上の押下位置を検出し、操作ボタン１１２の押下を判定する。

図１３は、制御装置１０４におけるデータ処理の構成を示す構成図である。
制御装置１０４は、圧力検出部２０１、データ処理部２０２及び表示処理部２０３を備え、データ処理部２０２は、押下判定手段２０４、操作媒体判定手段２０８及び入力データ処理手段２０５を備える。

操作媒体判定手段２０８は、押下判定手段２０４から押下された位置情報を受け取ると、該押下された位置から前面フレーム１０１上の画面部が押下されたのか、操作ボタン１１２が押下されたのかを判定する。そして、画面部が押下されたと判定した場合は、画面上の対応する押下位置に応じた処理を行い、操作ボタン１１２が押下されたと判定した場合は該操作ボタン１１２の押下に対応する処理を行う。

このように、圧力検知センサ１０５によって、前面フレーム１０１上の押下位置を検出し、該操作ボタン１１２の押下を判定することにより、使用者は画面上の押下操作だけでなく、操作ボタン１１２による操作を行うことが可能になる。

画面上に表示された操作画面のタッチパネルによる操作では、操作画面上で操作可能である部分とそうでない部分とが画面表示のみによって示されるため、どこが操作可能であるかを使用者が判断しにくいといった欠点があった。本発明によれば操作画面上の押下操作だけでなく物理的なボタンによる操作が可能であるため、例えばよく使う機能を操作ボタン１１２に割り当て、細かい操作を画面上に表示した操作部に割り当てたりすることで、使用者にとって、より使いやすいインタフェースを提供することができる。

また、操作ボタン１１２には、実際のスイッチ等の検出手段は必要がなく、部品点数を削減することができる。さらに、物理的なスイッチ等の検出手段によって構成された入力装置に比べて、故障しにくくなる。

さらに実施の形態１で示した調節ねじ１０７を備えるようにしてもよい。実施の形態１と同様に設置位置によらず、調節ねじ１０７により基準出力を調節することで、精度の高い押下位置の検出を行うことが可能になる。

本実施の形態３における、前面フレーム１０１に配置された操作ボタン１１２は、前面フレーム１０１上に操作ボタン１１２を示す図形を描いたものや、シールを貼り付けたものでもよいし、弾性体を備え、操作によって変位し、操作が終了すると戻るようにしてもよい。タッチパネルでは押下した場合に操作感がなく、実際に操作できているか分かりにくいという欠点があるが、このように弾性体を備えた物理ボタンを備えることで、使用者に操作感を与えることができる。

本発明に係る座標入力表示装置は、例えば空調機器、照明機器、給湯機器、セキュリティ監視装置、工場における操作装置などの設備機器の操作画面として利用することができる。また汎用計算機や携帯端末、カーナビゲーションシステム等の操作画面として利用することができる。特に、壁面などに設置され、一度設置された後の移動が少ない場合に有用である。

１０１前面フレーム、１０２背面フレーム、１０３表示装置、１０４制御装置、１０５，１０５ａ〜１０５ｃ圧力検知センサ、１０６圧力検知パネル、１０７調節ねじ、１０８押力伝達部、１０９傾斜部、１１０スピーカ、１１１基準レベル設定ボタン、１１２操作ボタン、２０１圧力検出部、２０２データ処理部、２０３表示処理部、２０４押下判定手段、２０５入力データ処理手段、２０６基準レベル調節手段、２０７音声処理部、２０８操作媒体判定手段。

Claims

複数の圧力検知センサを備え、該圧力検知センサにかかる圧力によって、装置前面における押下位置を検出する座標入力表示装置であって、
前記圧力検知センサが設置されたセンサ支持部材と、
前記圧力検知センサと接触し、装置前面における押圧力を伝達する押力伝達部と、
前記センサ支持部材と前記押力伝達部との間にかかる圧力を調節する調節ねじと、
を備えたことを特徴とする座標入力表示装置。
前記センサ支持部材又は前記押力伝達部は、傾斜部を備え、
前記調節ねじは、その先端が前記傾斜部と係合し、前記圧力を調整することを特徴とする請求項１記載の座標入力表示装置。
圧力検知の基準となる基準レベルを記憶する基準レベル調節手段と、
前記圧力検知センサの出力と、前記基準レベルとの差に基づいて前記圧力検知センサにかかる圧力を得る押下判定手段と
を更に備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の座標入力表示装置。
前記基準レベル調節手段は、
押下がない状態における前記圧力検知センサの出力が、所定の範囲内に収まるように調節ねじによって調節された時点の前記圧力検知センサの出力を基準レベルとして記憶することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の座標入力表示装置。
前記基準レベル調節手段は、
前記調節ねじにより調節される際に、前記所定の範囲と、現在の前記圧力検知センサの出力との差にしたがって、表示画面の表示を変化させることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の座標入力表示装置。
前記基準レベル調節手段は、
前記調節ねじにより調節される際に、前記所定の範囲と、現在の前記圧力検知センサの出力との差にしたがって、音の高さ、音の発生する間隔、又は音声を変化させることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の座標入力表示装置。
前記押下判定手段は、装置前面に、所定の時間、押下がないかどうかを判定し、
前記基準レベル調節手段は、前記押下判定手段が装置前面に、所定の時間、押下がないと判定すると、判定時点における前記圧力検知センサの出力を基準レベルとして再度記憶することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の座標入力表示装置。
前記押下判定手段は
前記圧力検知センサの出力が所定の範囲を超えた場合に異常と判定し、
異常と判定すると、表示、音、又は音声により異常の発生を提示させることを特徴とする請求項７に記載の座標入力表示装置。
複数の圧力検知センサを備え、該圧力検知センサにかかる圧力によって、装置前面における押下位置を検出する座標入力表示装置であって、
前記圧力検知センサの出力
に基づいて押下位置を判定する押下判定手段と、
基準レベルの調節を行う基準レベル設定ボタンと、
基準レベル調節手段と
を備え、
前記基準レベル調節手段は、
押下のない状態における圧力検知センサの出力を第一の基準レベルとして記憶し、
装置前面を押下しながら前記基準レベル設定ボタンを押下された状態における、前記圧力検知センサの出力を第二の基準レベルとして記憶することを特徴とする座標入力表示装置。
前記基準レベル調節手段は、
前記第一の基準レベルと第二の基準レベルとに基づいて、押下検知レベルを算出して記憶し、
前記押下判定手段は、
前記圧力検知センサの出力が前記押下検知レベルより大きくなった場合に、押下位置を算出することを特徴とする請求項９に記載の座標入力表示装置。
前記基準レベル調節手段は、
前記第一の基準レベルと第二の基準レベルに基づいて、圧力変換係数を算出して記憶し、
前記押下判定手段は、前記圧力変換係数に基づいて、押下位置を算出することを特徴とする請求項９に記載の座標入力表示装置。