JP5884948B2 - タッチ式入力装置およびタッチ式入力検出方法 - Google Patents
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Description
本発明は、操作面へのタッチ位置の検出と操作面への押圧量を検出することで、操作入力を検出するタッチ式入力装置に関する。
従来、操作者が操作面に触れたことで操作入力を検出するタッチ式入力装置が各種考案されている。タッチ式入力装置としては、タッチ位置を検出し、検出したタッチ位置に基づいて操作入力を検出する装置や、操作面の押圧や押圧量を検出して、当該押圧の有無や押圧量に基づいて操作入力を検出する装置がある。
その中で、タッチ位置の検出と、押圧や押圧量の検出とが可能なタッチ式入力装置も各種考案されており、例えば、特許文献1に記載の構成からなる。
特許文献1に記載のタッチ式入力装置は、平板状の感圧センサと平板状のタッチパネルを重ねた構造である。感圧センサは押圧量を検出し、タッチパネルは操作位置を検出する。
しかしながら、このようなタッチ位置と押圧量を検出するタッチ式入力装置では、次に示すような問題が生じる。
図7は操作者の指がタッチ式入力装置の操作面に接触する前から、接触して押圧力が加わるまでの工程を示す側面図であり、タッチ式入力装置は、タッチ位置を検出するタッチセンサ11Dの一つの検出軸に関する部分のみを概略的に示している。
図7は、1:接触前、2:接触、3:接触(軽荷重)、4:接触(重荷重)を示しており、2:接触は、操作者の指が操作面に触れ、荷重が殆ど掛かっていない状態を示す。3:接触(軽荷重)は、操作者の指が操作面に触れ、押圧を軽く掛けた状態を示す。4:接触(重荷重)は、操作者の指が操作面に触れ、押圧を強く掛けた状態を示す。
1:接触前
接触前は、指が操作面から離れていれば、操作位置検出信号Sdの信号レベルDSdは0である。ただし、図7に示すように、指が操作面に接触していなくても、静電容量を発する程度に近接していれば、操作位置検出信号Sdの信号レベルDSdとしては微弱ながら0ではない値が検出される。この際、信号レベルDSdは、操作面上の指が最も近い位置をピークとして、当該ピーク位置から離れるほどレベルが低くなるように分布する。なお、操作面が押圧されていないので、押圧検出信号Spの信号レベルDSpは0となる。
接触前は、指が操作面から離れていれば、操作位置検出信号Sdの信号レベルDSdは0である。ただし、図7に示すように、指が操作面に接触していなくても、静電容量を発する程度に近接していれば、操作位置検出信号Sdの信号レベルDSdとしては微弱ながら0ではない値が検出される。この際、信号レベルDSdは、操作面上の指が最も近い位置をピークとして、当該ピーク位置から離れるほどレベルが低くなるように分布する。なお、操作面が押圧されていないので、押圧検出信号Spの信号レベルDSpは0となる。
2:接触(ほぼ無荷重)
指が操作面に接触している場合、操作位置検出信号Sdの信号レベルDSdは0でない値となる。この際、信号レベルDSdは、操作面上の指が接触する位置の中央位置をピークとして、当該ピーク位置から離れるほどレベルが低くなるように分布する。なお、指は操作面に接触しており、押圧力は殆ど係っていないので、押圧検出信号Spの信号レベルDSpは0に近いA1となる。
指が操作面に接触している場合、操作位置検出信号Sdの信号レベルDSdは0でない値となる。この際、信号レベルDSdは、操作面上の指が接触する位置の中央位置をピークとして、当該ピーク位置から離れるほどレベルが低くなるように分布する。なお、指は操作面に接触しており、押圧力は殆ど係っていないので、押圧検出信号Spの信号レベルDSpは0に近いA1となる。
3:接触(軽荷重)
指が操作面に接触して、軽い押圧力が加わっている場合、2:接触の場合と同様に、操作位置検出信号Sdの信号レベルDSdは0でない値となる。この際、信号レベルDSdは、操作面上の指が接触する位置の中央位置をピークとして、当該ピーク位置から離れるほどレベルが低くなるように分布する。なお、指によって操作面が押圧されているので、押圧検出信号Spの信号レベルDSpはA1よりも高いA2となる。
指が操作面に接触して、軽い押圧力が加わっている場合、2:接触の場合と同様に、操作位置検出信号Sdの信号レベルDSdは0でない値となる。この際、信号レベルDSdは、操作面上の指が接触する位置の中央位置をピークとして、当該ピーク位置から離れるほどレベルが低くなるように分布する。なお、指によって操作面が押圧されているので、押圧検出信号Spの信号レベルDSpはA1よりも高いA2となる。
この際、指の構造から、押圧力を強くしたこと(押圧量を増加させたこと)により、押圧位置すなわち操作位置が指の付け根側に移動してしまう。すなわち、図7に示すように、3:接触(軽荷重)で検出した操作位置と、2:接触(ほぼ無荷重)で検出した操作位置とは異なり、3:接触(軽荷重)で検出した操作位置は、2:接触(ほぼ無荷重)で検出した操作位置に対して移動量δPOS1移動した位置となる。
4:接触(重荷重)
指が操作面に接触して、強い押圧力が加わっている場合、2:接触(ほぼ無荷重)の場合および3:接触(軽荷重)と同様に、操作位置検出信号Sdの信号レベルDSdは0でない値となる。この際、信号レベルDSdは、操作面上の指が接触する位置の中央位置をピークとして、当該ピーク位置から離れるほどレベルが低くなるように分布する。なお、指によって操作面がより強く押圧されているので、押圧検出信号Spの信号レベルDSpはA2よりも高いA3となる。
指が操作面に接触して、強い押圧力が加わっている場合、2:接触(ほぼ無荷重)の場合および3:接触(軽荷重)と同様に、操作位置検出信号Sdの信号レベルDSdは0でない値となる。この際、信号レベルDSdは、操作面上の指が接触する位置の中央位置をピークとして、当該ピーク位置から離れるほどレベルが低くなるように分布する。なお、指によって操作面がより強く押圧されているので、押圧検出信号Spの信号レベルDSpはA2よりも高いA3となる。
この際、指の構造から、押圧力をさらに強くしたこと(押圧量をさらに増加させたこと)により、押圧位置すなわち操作位置がさらに指の付け根側に移動してしまう。すなわち、図7に示すように、4:接触(重荷重)で検出した操作位置と、3:接触(軽荷重)で検出した操作位置とは異なり、4:接触(重荷重)で検出した操作位置は、3:接触(軽荷重)で検出した操作位置に対してさらに移動量δPOS2移動した位置となる。すなわち、4:接触(重荷重)で検出した操作位置は、2:接触(ほぼ無荷重)で検出した操作位置に対して移動量δPOS12(=δPOS1+δPOS2)移動した位置となる。
このように、指で操作面を押圧して押圧量を変化させた場合、押圧量に応じて、検出される操作位置が変化してしまうことがある。特に押圧量が大きい場合には、検出される操作位置が、最初に接触した位置から大きく変化してしまう。
このような現象が生じると、操作位置と押圧量によって操作入力内容を判別する際に問題が生じる。例えば、操作面に画像を表示し、操作位置の画像を拡大縮小処理する場合に、押圧によって拡大縮小の開始のトリガや、押圧量によって拡大率、縮小率の変更を行う場合、操作位置が変化してしまって、画像上の拡大される位置が変化してしまう。これにより、意図しない位置を拡大縮小してしまうことになる。
したがって、本発明の目的は、検出される操作位置が押圧によって変化することを抑制するタッチ式入力装置を提供することにある。
この発明のタッチ式入力装置は、タッチセンサ、押圧センサ、及び制御部を備える。タッチセンサは、操作面への操作位置を検出して操作検出信号を出力する。押圧センサは、操作面への押圧を検出して押圧検出信号を出力する。制御部は、操作検出信号と押圧検出信号を用いて操作入力内容を判断する。さらに、制御部は、操作検出信号によって操作位置を検出した後に、押圧検出信号の信号レベルが第1閾値よりも大きくなったことを検出すると、押圧検出信号の信号レベルが第1よりも大きくなる前に取得した操作位置と、押圧検出信号の信号レベルとを用いて操作入力内容を決定する。
この構成では、操作面の押圧力が増加して、操作検出信号で検出される操作位置が変化しても、出力される操作位置が、押圧力が加わる前の操作位置に固定される。これにより、操作者が意図した操作位置と押圧量で、操作入力内容を決定することができる。
また、この発明のタッチ式入力装置では、次の構成であることが好ましい。制御部は、押圧検出信号の信号レベルが第1閾値よりも大きくなったことを検出した後に、検出した操作位置の変化量が第2閾値よりも大きくなったことを検出すると、変化後に検出した操作位置と、当該操作位置を検出した時点での押圧検出信号の信号レベルとを用いて、操作入力内容を決定する。
この構成では、操作面が高い押圧力で押された状態のまま、操作位置を意図的に移動させた場合に、当該操作位置の移動を検出することができる。
また、この発明のタッチ式入力装置では、次の構成であることが好ましい。制御部は、操作検出信号の信号レベルが第3閾値以下であることを検出すると、押圧検出信号の信号レベルと第1閾値との比較処理を省略して、検出した操作位置と押圧検出信号の信号レベルとを用いて操作入力内容を決定する。
この構成では、押圧が所定閾値を超えた場合でも操作位置は固定されず、指先やスタイラスの移動に応じて検出操作位置を移動させることができる。すなわち、指以外の押圧量に応じて重心位置が変化しない媒体を使って操作入力を行う場合にも、正確に操作入力内容を検出することができる。
また、この発明のタッチ式入力装置では、次の構成であることが好ましい。制御部は、操作入力内容を判断するための操作位置と押圧検出信号の信号レベルとを取得した後に、押圧検出信号の信号レベルが第4閾値未満になったことを検出すると、操作入力の終了を検出する。
この構成では、操作入力の一連の動作が終了したことを、確実に検出することができる。
また、この発明のタッチ式入力装置では、押圧センサは、一軸延伸されたポリ乳酸からなる圧電フィルムを備えることが好ましい。
この構成では、押圧検出信号の信号レベルを、確実且つ高感度に検出することができる。
この発明によれば、操作面への押圧量が変化しても、検出される操作位置が変化することによる操作位置の誤検出を抑制できる。これにより、操作者が操作面に指を接触させた後、押圧力を加えた場合にも、操作者が意図する操作位置で押圧したものと判断することができる。
本発明の第1の実施形態に係るタッチ式入力装置について、図を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係るタッチ式入力装置のブロック図である。
図1に示すように、本発明のタッチ式入力装置1は、タッチパネルからなる操作入力部10、制御部20、記憶部21、および表示部30を備える。操作入力部10は、押圧センサ11P、タッチセンサ11Dを備える。
押圧センサ11Pは、タッチパネルの操作面が押圧されると、押圧量(押圧力)に応じた信号レベルDSpの押圧検出信号を生成する。押圧センサ11Pは、押圧検出信号を制御部20へ出力する。
タッチセンサ11Dは、タッチパネルの操作面の操作位置に応じた操作検出信号を生成する。なお、操作検出信号の信号レベルDSdは、操作者の指がタッチセンサ11Dに近接もしくは接触した際に生じる静電容量の変化量に依存している。タッチセンサ11Dは、操作検出信号を制御部20へ出力する。
制御部20は、押圧検出信号と操作検出信号とに基づいて、操作入力内容を決定する。この際、制御部20は、記憶部21を操作入力内容の判断処理用の記憶領域として用いる。制御部20は、決定した操作入力内容に基づく画像データを生成し、表示部30へ出力する。表示部30は、画像データに基づいて画面に画像を表示する。
次に、制御部20の具体的な操作入力内容の決定処理について、図2を参照して説明する。図2は、本発明の第1の実施形態に係るタッチ式入力装置の制御部が実行する処理を示すフローチャートである。なお、図2では、押圧力検出信号の信号レベルDSpを、押圧量DSpと記載している。これは、押圧力検出信号の信号レベルが押圧量に依存して決まることに基づいており、操作入力内容の検出上において同意に捉えることができるからである。
制御部20は、操作入力内容の決定処理の開始に当たり、初期検出操作位置(xp,yp)を決定する(S101)。初期検出操作位置(xp,yp)は、操作位置の検出可能範囲内であればどの位置であってもよく、例えば、検出可能範囲の中央や角部であってもよい。
制御部20は、操作検出信号の信号レベルDSdを取得する。制御部20は、信号レベルDSdが接触検出用閾値THSd以下である期間は、初期検出操作位置(xp,yp)を維持して、接触検出を継続する(S102:NO)。接触検出用閾値THSdは、例えば、指が操作面に近接して接触していない時の信号レベルDSdと、指が操作面に確実に接触している時の信号レベルDSdとの間の信号レベルに設定すればよい。なお、信号レベルDSdは、ピーク値であってもよいし、積分値であってもよい。
制御部20は、信号レベルDSdが接触検出用閾値THSdよりも大きくなったことを検出すると(S102:YES)、検出したタイミングの操作検出信号から検出操作位置(x,y)を取得する(S103)。
制御部20は、検出操作位置(x,y)を取得すると、押圧力検出信号の信号レベル(押圧量)DSpを検出する(S104)。なお、以下では、押圧力検出信号の信号レベル(押圧量)DSpを、単に押圧量DSpと称する。
制御部20は、押圧量DSpが第1閾値THSpよりも大きいかどうかを判断する。第1閾値THSpは、検出操作位置(x,y)を固定するかどうかを判断するための閾値である。したがって、第1閾値THSpは、指が操作面に確実に接触しており、軽く押圧されている時の信号レベルDSpに設定すればよい。例えば、図7に示す、A1とA2の間の値にすればよい。
制御部20は、押圧量DSpが第1閾値THSp以下であると判断すると(S105:NO)、その時点での検出操作位置(x,y)と押圧量DSpに基づいて操作入力内容を決定する(S106)。
制御部20は、検出操作位置(x、y)と押圧量DSpとを用いて操作入力内容を決定している期間中、押圧力DSpと第3閾値THrとを比較する。制御部20は、押圧力DSpが第4閾値THr以上であると判断すると(S107:NO)、検出操作位置(x,y)の処理に戻る(S103)。一方、制御部20は、押圧力DSpが第4閾値THr未満であると判断すると(S107:YES)、操作入力内容の検出処理を停止する(S108)。
制御部20は、押圧量DSpが第1閾値THSpよりも大きいと判断すると(S105:YES)、当該判断の直前に取得した検出操作位置(x,y)を読み出し、検出操作位置(x,y)を固定する(S111)。この処理は、制御部20が各サンプリングタイミングでの検出操作位置(x、y)を、記憶部21に順次記憶しておくことにより、実現可能である。制御部20は、押圧量DSpが第1閾値THSpよりも大きいと判断すると、そのタイミングにおいて記憶部21に記憶されている最も新しい検出操作位置を読み出す。なお、記憶部21に記憶する検出操作位置を順次更新しながら記憶する場合には、単に記憶部21に記憶されている検出操作位置を読み出せばよい。
制御部20は、固定した検出操作位置(x,y)と検出した押圧量DSpに基づいて操作入力内容を決定する(S112)。すなわち、押圧量DSpが第1閾値THSpよりも大きいと判断した後には、押圧量DSpはその変化に伴った値で出力され、検出操作位置(x,y)は常に固定値が出力される。したがって、制御部20は、固定された検出操作位置(x,y)と、順次その時点での押圧量DSpに応じて操作入力内容を決定する。例えば、押圧量DSpが増加した場合は、検出操作位置(x,y)を変化させることなく、増加した押圧量DSpに応じた操作入力内容を決定する。
このような処理を行うことで、操作面への指の接触後に、押圧力が増加して、指の接触面の中心が操作者の意図によらず移動しても、押圧力が増加する前の操作検出位置、すなわち接触位置が、検出操作位置(x、y)として出力される。
これにより、操作位置と押圧量によって操作入力内容を決定するに際して、操作者の意図する操作位置と押圧量を正確に反映した操作入力内容を決定することができる。
例えば、上述の画像の拡大縮小処理の場合、操作者が拡大縮小したい位置を、正確に拡大縮小することができる。また、押圧量に応じて正確に画像の拡大縮小を行うことができる。
制御部20は、固定の検出操作位置(x、y)と押圧量DSpとを用いて操作入力内容を決定している期間中、押圧力DSpと第3閾値THrとを比較する。制御部20は、押圧力DSpが第4閾値THr以上であると判断すると(S113:NO)、押圧量DSpの検出処理に戻る(S104)。一方、制御部20は、押圧力DSpが第4閾値THr未満であると判断すると(S113:YES)、操作入力内容の検出処理を停止する(S108)。
このように、操作入力検出の停止処理を行うことで、操作者によって意図的に操作入力が行われている期間では、上述の正確な操作入力内容の検出処理を実行することができ、操作者が意図的に操作入力を停止させれば、操作入力検出を確実に停止することができる。
なお、上述のタッチ式入力装置1は、具体的に次のような構成によって実現できる。図3は、本実施形態に係るタッチ式入力装置の構成を示す側面断面図である。図4は、本実施形態に係るタッチセンサおよび押圧センサの平面図である。図4(A)がタッチセンサの平面図であり、図4(B)が押圧センサの平面図である。
図3に示すように、タッチ式入力装置1は、筐体50を備える。筐体50は、直方体形状であり、天面が開口する形状からなる。筐体50内には、タッチセンサ11D、押圧センサ11P、表示部30、制御回路モジュール52が配置されている。タッチセンサ11D、押圧センサ11P、および表示部30は平板状であり、それぞれの平板面が筐体50の開口面に平行になるように、筐体50に配置されている。この際、開口面側から、タッチセンサ11D、押圧センサ11P、表示部30の順に配置される。筐体50の底面と表示部30との間には、回路基板(図示せず)が配置されており、当該回路基板に制御回路モジュール52が実装されている。制御回路モジュール52は、上述の制御部20および記憶部21を実現するモジュールであり、タッチセンサ11D、押圧センサ11P、表示部30に接続されている。
タッチセンサ11Dは、平板状の絶縁性基板11D1を備える。絶縁性基板11D1は、透光性を有する材料からなる。図4(A)に示すように、絶縁性基板11D1の一方の平板面には、複数の静電容量検出用電極11D2が形成されている。複数の静電容量検出用電極11D2は長尺状であり、長尺方向が第1の方向に沿う形状からなる。複数の静電容量検出用電極11D2は、第1の方向に直交する第2の方向に沿って間隔を空けて配置されている。絶縁性基板11D1の他方の平板面には、複数の静電容量検出用電極11D3が形成されている。複数の静電容量検出用電極11D3は長尺状であり、長尺方向が第2の方向に沿う形状からなる。複数の静電容量検出用電極11D3は、第1の方向に沿って間隔を空けて配置されている。複数の静電容量検出用電極11D2,11D3は透光性を有する材料からなる。
タッチセンサ11Dは、操作者の指が近接したり、接触した際に生じる静電容量変化を、静電容量検出用電極11D2,11D3で検出し、この検出に基づく信号を操作検出信号として制御回路モジュール52へ出力する。
押圧センサ11Pは、平膜状の圧電フィルム11P1を備える。圧電フィルム11P1の対向する各平膜面には、押圧検出電極11P2,11P3が形成されている。押圧検出電極11P2,11P3は、圧電フィルム11P1の平膜面の略全面に形成されている。
押圧センサ11Pは、操作者が平膜面を押圧することで、圧電フィルム11P1が撓んで発生する電荷を、押圧検出電極11P2,11P3で検出し、この検出に基づく信号を押圧検出信号として制御回路モジュール52へ出力する。
なお、圧電フィルム11P1は、圧電性を有するフィルムであればよいが、好ましくは、一軸延伸されたポリ乳酸(PLA)、さらにはL型ポリ乳酸(PLLA)によって形成されていることが好ましい。
PLLAは、キラル高分子であり、主鎖が螺旋構造を有する。PLLAは、一軸延伸され、分子が配向すると、圧電性を有する。そして、一軸延伸されたPLLAは、圧電フィルムの平膜面が押圧されることにより、電荷を発生する。この際、発生する電荷量は、押圧により平膜面が、当該平膜面に直交する方向へ変位する変位量によって一意的に決定される。一軸延伸されたPLLAの圧電定数は、高分子中で非常に高い部類に属する。
したがって、PLLAを用いることで、押圧による変位を確実且つ高感度に検出することができる。すなわち、押圧を確実に検出し、押圧量を高感度に検出することができる。
なお、延伸倍率は3〜8倍程度が好適である。延伸後に熱処理を施すことにより、ポリ乳酸の延びきり鎖結晶の結晶化が促進され圧電定数が向上する。尚、二軸延伸した場合はそれぞれの軸の延伸倍率を異ならせることによって一軸延伸と同様の効果を得ることが出来る。例えばある方向をX軸としてX軸方向に8倍、X軸に直交するY軸方向に2倍の延伸を施した場合、圧電定数に関してはおよそX軸方向に4倍の一軸延伸を施した場合とほぼ同等の効果が得られる。単純に一軸延伸したフィルムは延伸軸方向に沿って裂け易いため、前述したような二軸延伸を行うことにより幾分強度を増すことができる。
また、PLLAは、延伸等による分子の配向処理で圧電性を生じ、PVDF等の他のポリマーや圧電セラミックスのように、ポーリング処理を行う必要がない。すなわち、強誘電体に属さないPLLAの圧電性は、PVDFやPZT等の強誘電体のようにイオンの分極によって発現するものではなく、分子の特徴的な構造である螺旋構造に由来するものである。このため、PLLAには、他の強誘電性の圧電体で生じる焦電性が生じない。さらに、PVDF等は経時的に圧電定数の変動が見られ、場合によっては圧電定数が著しく低下する場合があるが、PLLAの圧電定数は経時的に極めて安定している。したがって、周囲環境に影響されることなく、押圧による変位を高感度に検出することができる。
このような一軸延伸処理された圧電フィルム11P1は、図4(B)に示すように、筐体50の側面に沿った直交二方向に対して、一軸延伸方向900が略45°の角度を成すように、筐体50に配置されることが好ましい。このような配置を行うことで、より高感度に変位を検出できる。したがって、押圧および押圧量をより高感度に検出することができる。
押圧検出電極11P2,11P3は、ポリチオフェンやポリアニリンを主成分とする有機電極、ITO、ZnO、銀ナノワイヤ、カーボンナノチューブ、グラフェン等の無機電極のいずれかを用いるのが好適である。これらの材料を用いることで、透光性の高い導体パターンを形成できる。
表示部30は、所謂フラットディスプレイからなり、ここでは、具体的に液晶表示素子からなる。表示部30は、液晶パネル301、表面偏光板302、裏面偏光板303、バックライト304を備える。表面偏光板302と裏面偏光板303は、液晶パネル301を挟むように配置されている。バックライト304は、裏面偏光板303を挟んで、液晶パネル301と反対側に配置されている。
以上のような構成により、上述の回路構成からなるタッチ式入力装置1を実現することができる。なお、本実施形態では、タッチセンサ11D、押圧センサ11P等の操作入力部と同じ筐体50内に、表示部30を配置する態様を示した。しかしながら、表示部30は、筐体50と別体に形成してもよい。
次に、本発明の第2の実施形態に係るタッチ式入力装置について、図を参照して説明する。図5は、本発明の第2の実施形態に係るタッチ式入力装置の制御部が実行する処理を示すフローチャートである。なお、図5でも、押圧力検出信号の信号レベルDSpを、押圧量DSpと記載している。これは、押圧力検出信号の信号レベルが押圧量に依存して決まることに基づいており、操作入力内容の検出上において同意に捉えることができるからである。
本実施形態のタッチ式入力装置は、第1の実施形態に示したタッチ式入力装置に対して、制御部の処理が異なるものであり、他の構成は第1の実施形態に示したタッチ式入力装置と同じである。また、制御部の基本的な処理は、第1の実施形態と同じであり、以下では異なる箇所のみを具体的に説明する。
制御部20は、押圧量DSpが第1閾値THSpよりも大きいと判断すると(S105:YES)、連続するサンプリングタイミングの検出操作位置間での変化量(Δx,Δy)を算出する(S121)。具体的には、あるサンプリングタイミングT1で取得した検出操作位置を(xT1,yT1)とし、その直前のサンプリングタイミングT0で取得した検出操作位置を(xT2,yT2)とすると、変化量は、(Δx=ABS(xT2−xT1),Δy=ABS(yT2−yT1))となる。なお、ABS()は絶対値演算を表す。
制御部20は、変化量Δx,Δyと第2閾値THshとを比較する。第2閾値THshは、操作者の指の意図的な移動を検出するための閾値であり、例えば、上述の押圧による移動量に対して十分なマージンを有する値に設定されている。
制御部20は、変化量Δxが第2閾値THshよりも大きいか、変化量Δyが第2閾値THshよりも大きいことを検出すると(S122:YES)、検出操作位置(x,y)を固定せず、その時点で検出した検出操作位置(x,y)および押圧量DSpに基づいて操作入力内容を決定する(S106)。
制御部20は、変化量Δx,Δyの両方が第2閾値THsh以下であることを検出すると(S122:NO)、移動検出前の検出操作位置(x,y)に固定する(S111)。
このような処理を行うことで、押圧を強めた状態で指を移動するように操作者が操作した場合(例えば、所謂スライドやフリックが行われた場合)に、検出操作位置が固定されず、指の移動に応じて検出操作位置も移動させることができる。これにより、押圧を強くした状態で操作入力を行う場合であっても、操作者の意図する操作入力内容を正確に検出することができる。
次に、本発明の第3の実施形態に係るタッチ式入力装置について、図を参照して説明する。図6は、本発明の第3の実施形態に係るタッチ式入力装置の制御部が実行する処理を示すフローチャートである。なお、図6でも、押圧力検出信号の信号レベルDSpを、押圧量DSpと記載している。これは、押圧力検出信号の信号レベルが押圧量に依存して決まることに基づいており、操作入力内容の検出上において同意に捉えることができるからである。
本実施形態のタッチ式入力装置は、第1、第2の実施形態に示したタッチ式入力装置に対して、制御部の処理が異なるものであり、他の構成は第1、第2の実施形態に示したタッチ式入力装置と同じである。また、制御部の基本的な処理は、第1の実施形態と同じであり、以下では異なる箇所のみを具体的に説明する。
制御部20は、信号レベルDSdが接触検出用閾値THSdよりも大きくなったことを検出すると(S102:YES)、検出したタイミングの操作検出信号から検出操作位置(x,y)を取得する(103S)。続いて制御部20は、押圧量DSpを取得する(S104)。
制御部20は、操作検出信号の信号レベルDSdが接触物判定閾値THSd2より大きい場合(S131:YES)、押圧量DSpが第1閾値THSpよりも大きいかどうかを判断する。
制御部20は、操作検出信号の信号レベルDSdが接触物判定閾値(第3閾値)THSd2以下の場合は(S131:NO)、押圧量DSpに対する判定を行わず、その時点での検出操作位置(x,y)と押圧量DSpに基づいて操作入力内容を決定する(S106)。
接触物判定閾値THSd2は、接触検出用閾値THSdより大きく、指の腹とスタイラスのように先端が指より細いものが区別できる間に設定するのが望ましい。
このような処理を行うことで、指先やスタイラスで操作した場合は、押圧が所定の閾値を超えた場合でも操作位置は固定されず、指先やスタイラスの移動に応じて検出操作位置を移動させることができる。これにより、指の腹で操作をした場合は定位置で押圧を強くした状態では意図しない検出位置のずれを防ぐとともに、先端の細いスタイラスで操作した場合は押圧にかかわらず操作位置を検出でき、細かい文字入力等の操作も正確に可能となる。
なお、第3の実施形態に示す処理と、第2の実施形態に示す処理を組み合わせてもよい。
1:タッチ式入力装置
10:操作入力部
11P:押圧センサ
11P1:圧電フィルム
11P2,11P3:押圧検出電極
11D:タッチセンサ
11D1:絶縁性基板
11D2,11D3:静電容量検出用電極
20:制御部
21:記憶部
30:表示部
301:液晶パネル
302:表面偏光板
303:裏面偏光板
304:バックライト
50:筐体
52:制御回路モジュール
10:操作入力部
11P:押圧センサ
11P1:圧電フィルム
11P2,11P3:押圧検出電極
11D:タッチセンサ
11D1:絶縁性基板
11D2,11D3:静電容量検出用電極
20:制御部
21:記憶部
30:表示部
301:液晶パネル
302:表面偏光板
303:裏面偏光板
304:バックライト
50:筐体
52:制御回路モジュール
Claims (7)
- 操作面への操作位置を検出して操作検出信号を出力するタッチセンサと、
前記操作面への押圧を検出して押圧検出信号を出力する押圧センサと、
前記操作検出信号と前記押圧検出信号を用いて操作入力内容を決定する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記操作検出信号によって操作位置を検出した後に、
前記押圧検出信号の信号レベルが第1閾値よりも大きくなったことを検出すると、
前記押圧検出信号の信号レベルが前記第1閾値よりも大きくなる前に取得した操作位置と、前記押圧検出信号の信号レベルとを用いて、前記操作入力内容を決定し、
前記操作検出信号の信号レベルが第3閾値以下であることを検出すると、
前記押圧検出信号の信号レベルと前記第1閾値との比較処理を省略して、検出した操作位置と前記押圧検出信号の信号レベルとを用いて、前記操作入力内容を決定する、
タッチ式入力装置。 - 前記制御部は、
前記押圧検出信号の信号レベルが第1閾値よりも大きくなったことを検出した後に、
検出した操作位置の変化量が第2閾値よりも大きくなったことを検出すると、
前記変化後に検出した操作位置と、当該操作位置を検出した時点での押圧検出信号の信号レベルとを用いて、前記操作入力内容を決定する、
請求項1に記載のタッチ式入力装置。 - 前記制御部は、
前記操作入力内容を判断するための前記操作位置と前記押圧検出信号の信号レベルとを取得した後に、
前記押圧検出信号の信号レベルが第4閾値未満になったことを検出すると、
操作入力の終了を検出する、
請求項1または請求項2に記載のタッチ式入力装置。 - 前記押圧センサは、一軸延伸されたポリ乳酸からなる圧電フィルムを備える、
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のタッチ式入力装置。 - 操作面への操作位置を検出して操作検出信号を出力する操作位置検出工程と、
前記操作面への押圧を検出して押圧検出信号を出力する押圧検出工程と、
前記操作検出信号と前記押圧検出信号を用いて操作入力内容を判断する制御処理工程と、を有し、
前記制御処理工程は、
前記操作検出信号によって操作位置を検出した後に、
前記押圧検出信号の信号レベルが第1閾値よりも大きくなったことを検出すると、
前記押圧検出信号の信号レベルが前記第1閾値よりも大きくなる前に取得した操作位置と、前記押圧検出信号の信号レベルとを用いて、前記操作入力内容を決定し、
前記操作検出信号の信号レベルが第3閾値以下であることを検出すると、
前記押圧検出信号の信号レベルと前記第1閾値との比較処理を省略して、検出した操作位置と前記押圧検出信号の信号レベルとを用いて、前記操作入力内容を決定する、
タッチ式入力検出方法。 - 前記制御処理工程は、
前記押圧検出信号の信号レベルが第1閾値よりも大きくなったことを検出した後に、
検出した操作位置の変化量が第2閾値よりも大きくなったことを検出すると、
前記変化後に検出した操作位置と、当該操作位置を検出した時点での押圧検出信号の信号レベルとを用いて、前記操作入力内容を決定する、
請求項5に記載のタッチ式入力検出方法。 - 前記制御処理工程は、
前記操作入力内容を判断するための前記操作位置と前記押圧検出信号の信号レベルとを取得した後に、
前記押圧検出信号の信号レベルが第4閾値未満になったことを検出すると、
操作入力の終了を検出する、
請求項5または請求項6に記載のタッチ式入力検出方法。
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