JP6037046B2 - タッチ式入力装置及び携帯型表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、ユーザのタッチ操作を検出するセンサと枠体とからなるタッチパネルと、該タッチパネルに対する押圧操作を検出する押圧操作検出手段と、該タッチパネルで受け付けたユーザのタッチ操作及び押圧操作に応じて処理を行う制御回路とを備えるタッチ式入力装置に関するものである。

従来、ユーザのタッチ操作を検出するタッチパネルと、該タッチパネルに対する押圧操作を検出する押圧操作検出手段と、該タッチパネルで受け付けたユーザのタッチ操作及び押圧操作に応じて処理を行う制御回路と、を備えるタッチ式入力装置が知られている。

例えば、特許文献１に示す携帯型情報機器は、タッチ式入力装置と、ディスプレイとを備える。特許文献１に示す携帯型情報機器は、ユーザがタッチパネルに指を接触させたまま指を移動させ、移動後のタッチ位置でタッチパネルを押圧する一連の操作を行うと、制御部（制御回路）がディスプレイに表示される画像のスクロールスピードを変化させる。

このように、タッチ式入力装置は、受付けることができる操作を増やすために、タッチパネルに対するタッチ操作だけでなく、押圧操作も検出する。

タッチ式入力装置は、特許文献１に示す例に限らず、押圧検出操作手段を備えることにより、押圧しながらタッチした指を移動させる操作も受付けることができるようになる。

特開２０１３−２５５９４号公報

しかしながら、タッチパネルに対して押圧しながら指を移動させる操作を行うことは難しい場合がある。特に、固定して使用されない携帯型のタッチ式入力装置では、タッチパネル上で押圧したまま指を移動させることは難しい。また、タッチパネル上で押圧しながら複数の指を同時に移動させることはさらに難しい。タッチ式入力装置は、タッチパネル上での指の移動中に押圧力が弱まり、押圧操作検出手段が押圧操作を検出しなくなると、押圧しながら指を移動させる操作を受付けることができない。

そこで、本発明は、ユーザが押圧しながら指を移動させる操作を簡単にすることができるタッチ式入力装置、及びタッチ式入力装置を組み込んだ携帯型表示装置を提供することを目的とする。

本発明のタッチ式入力装置は、操作面に対するタッチ操作がなされた複数のタッチ位置を検出する位置検出手段と、前記操作面に対する押圧操作を検出する押圧操作検出手段と、前記位置検出手段が検出したタッチ位置に対応した処理を行う制御部と、を備える。

そして、前記制御部は、前記押圧操作検出手段が押圧操作を検出し、かつ前記位置検出手段が検出した前記複数のタッチ位置のうち少なくとも１つのタッチ位置が変化した場合、前記操作面のうち所定の領域内で検出されたタッチ位置以外のタッチ位置の変化に対応した処理を行う。

所定の領域は、例えば、操作面のうちユーザが押圧し易い領域に設定される。押圧し易い領域とは、例えば、タッチ式入力装置が携帯型の装置である場合、操作面のうちユーザの把持手に近い領域である（操作面の左下又は右下）。

制御部は、押圧操作検出手段が押圧操作を検出すると、操作面のうち所定の領域内で検出されたタッチ位置以外のタッチ位置の変化に対応した処理を行う。すなわち、操作面のうち所定の領域内のタッチ位置は、押圧操作が検出された後、変化しても無視されて、制御部の処理に影響を与えない。

したがって、本発明のタッチ式入力装置は、ユーザが操作面の所定の領域外の領域で押圧しつつ指を移動させる操作を行う際、操作面の所定の領域内がタッチされても、当該操作をそのまま受け付ける。これにより、ユーザは、操作面の所定の領域外で押圧しつつ指を移動させる操作の最中に押圧力が弱まっても、操作面の所定の領域内で補助の押圧力をかけることにより、操作面の所定の領域外で押圧しつつ指を移動させる操作の入力を確実に行うことができる。

例えば、ユーザは、タッチ式入力装置の把持手の親指で操作面を強く握り、かつ把持手と異なる手の指で軽く押圧力をかけつつピンチ操作を行っても、押圧しながらのピンチ操作の入力を確実に行うことができる。

また、前記制御部は、前記押圧操作検出手段が押圧操作を検出し、かつ前記位置検出手段が検出した前記複数のタッチ位置のうち少なくとも１つのタッチ位置が変化した場合、前記押圧操作検出手段が押圧操作を検出したタイミングに最も近いタイミングで検出されたタッチ位置以外の前記タッチ位置の変化に対応した処理を行ってもよい。

例えば、ユーザがタッチした指でそのまま操作面を押圧すると、そのタッチ位置は、変化しても無視されて処理に影響を与えない。したがって、ユーザは、そのタッチ位置で操作面を押圧しながら、他の指で操作を行うことにより、押圧しつつ指を移動させる操作の入力を確実にタッチ式入力装置に与えることができる。

このようにタッチ式入力装置は、押圧している指の移動にかかわらず、その他の指の移動のみを用いて処理を行う。押圧している指の位置は、以下のように推定してもよい。

前記制御部は、前記押圧操作検出手段が押圧操作を検出し、かつ前記位置検出手段が検出した前記複数のタッチ位置のうち少なくとも１つのタッチ位置が変化した場合、各タッチ位置の変化量に基づいて前記押圧操作がなされている位置を推定し、推定した押圧操作がなされている位置以外の前記タッチ位置の変化に対応した処理を行ってもよい。

押圧操作入力を補助する指は、移動しないことがある。したがって、前記制御部は、前記変化量が最も少ないタッチ位置を前記押圧操作がなされている位置と推定してもよい。

最も変化量が少ないタッチ位置を押圧操作がなされている位置として推定する方法以外に、予め記憶しておいた操作入力条件を用いる方法が考えられる。操作入力条件は、例えば操作に対応するタッチ位置の変化（例えば直線移動）及び押圧操作の有無からなる。そして、制御部は、押圧操作の有無と、Ｎ個のタッチ位置から１つのタッチ位置を除外したＮ−１個のタッチ位置のそれぞれの変化と、が操作入力条件に適合すれば、除外された１つのタッチ位置を押圧操作がなされている位置であると推定する。

また、前記押圧操作検出手段は、キラル高分子によって形成された圧電フィルムを備えてもよい。

キラル高分子は、主鎖が螺旋構造を有する。キラル高分子は、圧電フィルムが押圧されると電荷を発生する。キラル高分子の圧電特性は、分子の構造に起因するため、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等の強誘電体のポリマーに比べて、ポーリングを不要とする。

前記キラル高分子は、一軸方向に延伸されているポリ乳酸であってもよい。

ポリ乳酸（ＰＬＡ）は、キラル高分子の中でも圧電出力定数が高い。特に一軸方向に延伸されたＬ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）は、ポリ乳酸の中でも圧電出力定数が高い。圧電出力定数が高い材料を用いることにより、押圧操作検出手段は、感度よく押圧操作を受け付けることができる。また、ポリ乳酸は、ＰＶＤＦ等と異なり、焦電性が極小さい。したがって、ポリ乳酸によって形成された圧電フィルムは、指の温度が伝わってしまう押圧操作検出手段の構成として好適である。

また、本発明は、タッチ式入力装置と、表示部とを備えた携帯型表示装置であってもよく、前記表示部の表示面は、前記操作面と重なって配置され、前記制御部は、前記タッチ位置の変化に基づいて前記表示部の表示内容を変更してもよい。

ユーザは、固定して使用されない装置に対して、押圧力をかけ続けることが難しいが、携帯型表示装置が補助の押圧操作を受け付けるため、押圧しつつ指を移動させる操作の入力を確実に行うことができる。

この発明によれば、タッチ式入力装置は、押圧しているタッチ位置を無視して、該タッチ位置を押圧操作の入力専用とするため、ユーザは、押圧しながら指を移動させる操作を簡単にすることができる。

実施形態１に係る操作端末１の外観斜視図である。 実施形態１に係る操作端末１のＡ−Ａ断面図である。 静電センサ１２の平面図である。 実施形態１に係る操作端末１の構成の一部を示すブロック図である。 実施形態１に係る操作端末１の使用例を示す図である。 実施形態１に係る操作端末１が３箇所のタッチ位置を検出する例を示す図である。 実施形態１に係る操作端末１の制御部１４の動作を示すフローチャートである。 データベース１４０に記憶される内容を示す図である。 実施形態１に係る操作端末１に対する操作入力の例を示す図である。 実施形態１に係る操作端末１に対する操作入力の例を示す図である。 実施形態２に係る操作端末１Ａの制御部１４Ａの動作を示すフローチャートである。 実施形態２に係る操作端末１Ａの制御部１４Ａの動作を示すフローチャートである。 実施形態２に係る操作端末１Ａの制御部１４Ａの動作を示すフローチャートである。 実施形態３に係る操作端末１Ｂの制御部１４Ｂの動作を示すフローチャートである。

本発明の実施形態１に係る操作端末１について、図１乃至図４を用いて説明する。図１は、操作端末１の外観斜視図である。図２は、操作端末１のＡ−Ａ断面図である。図３は、静電センサ１２の平面図である。図４は、操作端末１の構成の一部を示すブロック図である。

操作端末１は、図１に示すように、略直方体形状の筐体３０を備える。筐体３０の表面は開口している。なお、以下では、図１に示すＸ方向を筐体３０の幅方向とし、Ｙ方向を高さ方向とし、Ｚ方向を厚み方向として説明する。また、本実施形態では、筐体３０の幅が、筐体３０の高さよりも短い場合を示している。しかしながら、筐体３０は、幅と高さが同じ長さであっても、幅が高さより長くてもよい。また、操作端末１は、携帯可能でなくてもよく、例えば据え置き型の装置であってもよい。

表示入力部１０は、筐体３０の開口部分を介して外部に露出している。これにより、表示入力部１０のＺ側の面は操作面かつ表示面となる。

筐体３０は、図２に示すように、内部に表示入力部１０及び演算回路モジュール４０を配置する。演算回路モジュール４０と表示入力部１０とは、厚み方向に順に配置される。

表示入力部１０は、図２に示すように、表示部１１、静電センサ１２、圧電センサ２０及び絶縁フィルム１２４を備える。表示部１１、静電センサ１２、及び圧電センサ２０は、筐体３０の表面側から視て、それぞれ略同じ形状である。ただし、表示部１１は、本実施形態において必須の構成ではない。

表示部１１は、図２に示すように、液晶パネル１１１、表面偏光板１１２、背面偏光板１１３、及びバックライト１１４を備える。

バックライト１１４、背面偏光板１１３、液晶パネル１１１、圧電センサ２０、絶縁フィルム１２４、静電センサ１２、及び表面偏光板１１２は、厚み方向に順に配置される。ただし、圧電センサ２０と静電センサ１２とは逆の配置であっても構わない。

静電センサ１２は、図２及び図３に示すように、ベースフィルム１２１、複数の静電容量検出電極１２２、及び複数の静電容量検出電極１２３を備える。

ベースフィルム１２１は、透光性及び所定の誘電率を有する材質からなる。複数の静電容量検出電極１２２、及び複数の静電容量検出電極１２３は、それぞれ長尺状であり、透光性を有する導電性材料からなる。複数の静電容量検出電極１２２は、ベースフィルム１２１の第１主面（＋Ｚ側の面）に、所定の間隔で配列形成されている。複数の静電容量検出電極１２３は、ベースフィルム１２１の第２主面（−Ｚ側の面）に、所定の間隔で配列形成されている。複数の静電容量検出電極１２２の配列方向と、複数の静電容量検出電極１２３の配列方向とは、ベースフィルム１２１の第１主面又は第２主面の法線方向から視ると、略直交するように設定される。

静電センサ１２に指が近づくと、静電容量は変化する。そこで、位置検出部１３は、静電容量が変化した静電容量検出電極１２２と静電容量検出電極１２３との組を特定することにより、タッチ位置を検出する。また、位置検出部１３は、静電容量が変化した静電容量検出電極１２２と静電容量検出電極１２３との組を複数特定することにより、タッチ位置を複数検出する。ただし、静電容量の変化は、指が表面偏光板１１２に実際に接触していなくても、検出可能である。また、タッチ位置の検出は、静電センサ１２の代わりに、指の表面偏光板１１２への接近を検出する光センサを用いても可能である。

位置検出部１３は、タッチ位置を検出すると、該タッチ位置の情報を制御部１４に出力する。

圧電センサ２０は、図２に示すように、圧電フィルム２０１、圧電検出電極２０２、及び圧電検出電極２０３を備える。

圧電フィルム２０１、圧電検出電極２０２、及び圧電検出電極２０３は、それぞれ平膜形状である。

圧電検出電極２０２は、圧電フィルム２０１の第１主面（＋Ｚ側の面）に、形成されている。圧電検出電極２０３は、圧電フィルム２０１の第２主面（−Ｚ側の面）に、形成されている。圧電検出電極２０２及び圧電検出電極２０３は、それぞれＩＴＯ、ＺｎＯ、ポリチオフェンを主成分とする有機電極、ポリアニリンを主成分とする有機電極、銀ナノワイヤ電極、カーボンナノチューブ電極のいずれかで形成されているため、透光性を有する。

圧電フィルム２０１は、例えば一軸延伸されたポリ乳酸からなり、透光性を有する。また、圧電フィルム２０１は、−Ｚ方向に押圧されると、第１主面及び第２主面に電荷を発生させる。圧電検出電極２０２と圧電検出電極２０３との間の電位差は、圧電フィルム２０１の第１主面及び第２主面に電荷が発生することにより、生じる。また、この電位差のレベル（例えばｍＶ）は、圧電フィルム２０１の押圧量（又は押込量。例えば数十μｍ）に対応する。したがって、圧電検出電極２０２と圧電検出電極２０３との間の電位差のレベル（ｍＶ）を求めることにより、圧電センサ２０に対する押圧操作の有無及び押圧量（μｍ）を求めることが可能となる。

圧電フィルム２０１は、キラル高分子から形成されるフィルムである。キラル高分子として、本実施形態では、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、特にＬ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）を用いている。ＰＬＬＡは、一軸延伸されている。

ＰＬＬＡは、圧電定数が高分子の中で非常に高い部類に属するため、圧電センサ２０に適している。

また、ＰＬＬＡには、他の強誘電性の圧電体（ＰＶＤＦ等）と異なり、焦電性がない。したがって、ＰＬＬＡは、表示入力部１０の圧電センサ２０のように、タッチ操作により指の温度が伝わってしまう構成に適している。

また、ＰＬＬＡは、キラル高分子からなるため、ＰＶＤＦ等より高い透光性を有する。したがって、ＰＬＬＡは、表示入力部１０の圧電センサ２０のように、バックライト１１４より＋Ｚ側に配置される構成に適している。

ただし、本実施形態において圧電フィルム２０１としてＰＬＬＡを用いることは必須ではない。圧電センサ２０は、例えばＰＶＤＦからなる圧電フィルム２０１を用いてもよい。

圧電センサ２０は、圧電検出電極２０２と圧電検出電極２０３との間の電位差をセンサ信号として出力する。圧電センサ２０から出力されたセンサ信号は、図４に示すように、圧電センサ結果検出部２１に入力される。圧電センサ結果検出部２１は、入力されたセンサ信号のレベルＬＳＳ（ｍＶ）を求める。圧電センサ結果検出部２１は、求めたレベルＬＳＳに応じて圧電センサ２０に対する押圧操作の有無を判断する。例えば、圧電センサ結果検出部２１は、レベルＬＳＳが２０ｍＶ未満であれば、表示入力部１０の圧電センサ２０に対して押圧操作がされていないと判断する。圧電センサ結果検出部２１は、レベルＬＳＳが２０ｍＶ以上であれば、表示入力部１０の圧電センサ２０に対して押圧操作がされていると判断する。圧電センサ結果検出部２１が閾値により押圧操作の有無を判断するため、表示入力部１０に対するタッチ操作と押圧操作とを区別しやすくなる。圧電センサ結果検出部２１は、押圧操作の有無の情報を制御部１４に出力する。

表示部１１の説明に戻り、バックライト１１４から出力された光は、背面偏光板１１３、液晶パネル１１１、圧電センサ２０、絶縁フィルム１２４、静電センサ１２、及び表面偏光板１１２を順に通過する。液晶パネル１１１は、表示制御部１５の制御により、届いた光をそのまま、又は、振動方向を変えて（偏光させて）透過させる。このように、表示部１１の表示内容は、バックライト１１４及び液晶パネル１１１を制御することにより、変更される。

圧電センサ２０は、透光性を有するため、バックライト１１４より＋Ｚ側に配置されても、バックライト１１４からの光の透過を阻害しない。ただし、表示部１１が本実施形態において必須の構成ではないため、圧電センサ２０が透光性を有することも本実施形態において必須ではない。

以上のように、制御部１４は、表示入力部１０に対するタッチ位置の情報、及び押圧操作の有無の情報が入力される。制御部１４は、これら入力された情報に基づいて様々な処理を行う。例えば、表示制御部１５は、制御部１４から出力された表示に関する処理の情報に基づいて、表示部１１の表示内容を変更する。すなわち、操作端末１は、所謂、ＧＵＩ（；Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を実現する。ただし、表示部１１が本実施形態において必須の構成ではないため、本実施形態において操作端末１がＧＵＩを実現する必要はない。

このような操作端末１によって、以下のような操作入力が実現可能となる。

図５は、操作端末１の使用例を示す図である。図６は、操作端末１が３箇所のタッチ位置を検出する例を示す図である。図７は、操作端末１の制御部１４の動作を示すフローチャートである。以下、図５及び図６のそれぞれに示す例を用いて、制御部１４の動作について説明する。

まず、制御部１４は、複数のタッチ位置の情報を位置検出部１３から取得する（Ｓ１）。

ユーザは、図５に示すように、例えば左手の親指ＴＢＬＨによりタッチ位置ＰＰで表示入力部１０をタッチし、かつ右手の親指ＴＢＲＨによりタッチ位置ＴＰ１で表示入力部１０をタッチし、かつ右手の人差し指ＦＦＲＨによりタッチ位置ＴＰ２で表示入力部１０をタッチしたとする。

制御部１４は、図５及び図６のそれぞれに示す例では、３箇所のタッチ位置の情報を取得する。位置検出部１３は、タッチ位置ＰＰの情報を、座標（ＰＰｘ、ＰＰｙ）の情報として出力する。位置検出部１３は、タッチ位置ＴＰ１の情報を、座標（ＴＰ１ｘ、ＴＰ１ｙ）の情報として出力する。位置検出部１３は、タッチ位置ＴＰ２の情報を、座標（ＴＰ２ｘ、ＴＰ２ｙ）の情報として出力する。ただし、位置検出部１３は、座標（ＰＰｘ、ＰＰｙ）、座標（ＴＰ１ｘ、ＴＰ１ｙ）及び座標（ＴＰ２ｘ、ＴＰ２ｙ）の基準位置Ｓ（０、０）を、例えば表示入力部１０の表示領域のうち、−Ｘ方向及び−Ｙ方向の隅の位置としている。また、位置検出部１３は、座標（ＰＰｘ、ＰＰｙ）、座標（ＴＰ１ｘ、ＴＰ１ｙ）及び座標（ＴＰ２ｘ、ＴＰ２ｙ）のそれぞれの単位を、ミリメートル（ｍｍ）としている。ただし、基準位置Ｓは表示入力部１０の表示領域のどこの位置であってもよく、座標の単位もミリメートル（ｍｍ）に限らず画素数であっても構わない。

次に、制御部１４は、押圧操作があり、かつタッチ位置が変化したか否かを判断する（Ｓ２）。押圧操作の有無の情報は、圧電センサ結果検出部２１から取得される。制御部１４は、押圧操作があり、かつタッチ位置が変化したと判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、ステップＳ３に進む。制御部１４は、押圧操作があり、かつタッチ位置が変化しなかったと判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）、待機する。なお、制御部１４は、ステップＳ２において、押圧操作がなく、かつタッチ位置が変化した場合、タッチ位置の変化に応じた処理（例えば画像の拡大表示）を実行してもよい。

図５及び図６のそれぞれに示す例において、ユーザが、左手の親指ＴＢＬＨ、右手の親指ＴＢＲＨ、又は右手の人差し指ＦＦＲＨのいずれかの指で、表示入力部１０を押圧し、かついずれかの指を移動させたとする。すると、圧電センサ結果検出部２１は、押圧操作がある旨の情報を出力する。位置検出部１３が出力する座標（ＰＰｘ、ＰＰｙ）、座標（ＴＰ１ｘ、ＴＰ１ｙ）及び座標（ＴＰ２ｘ、ＴＰ２ｙ）のいずれかの座標は変化する。したがって、制御部１４は、表示入力部１０に対する押圧操作があり、かつタッチ位置が変化したと判断するため（Ｓ２：ＹＥＳ）、ステップＳ３に進む。

制御部１４は、押圧操作があり、かつタッチ位置が変化したと判断すると（Ｓ２：ＹＥＳ）、エリア９０１内に属するタッチ位置をサポート位置とし、エリア９０１外に属するタッチ位置を有効タッチ位置と区別する（Ｓ３）。エリア９０１は、操作面（表示入力部１０の表示領域）の所定領域である。エリア９０１は、例えば操作面のうち、押圧しやすい領域が設定される。押圧しやすい領域とは、図６に示すように、例えば操作端末１を把持する手に近い左下部（−Ｘ側かつ−Ｙ側の部分）である。

制御部１４は、サポート位置が変化してもステップＳ３以降の処理に用いない。すなわち、制御部１４は、サポート位置を無視して、押圧操作入力専用のタッチ位置として扱う。なお、制御部１４は、複数のタッチ位置を取得していなくても、少なくとも１つのタッチ位置の情報を位置検出部１３から取得すれば、タッチ位置がエリア９０１内に属するか否かを判断して予め有効タッチ位置又はサポート位置に区別しておいてもよい。

次に、制御部１４は、有効タッチ位置の数を条件としてデータベース１４０を参照して、操作入力条件を１つ読み出す（Ｓ４）。図８は、データベース１４０が記憶する操作入力条件を示す例である。操作入力条件は、図８に示すように、操作と、有効タッチ位置の数とに、対応付けられて記憶されている。制御部１４は、データベース１４０を参照し、有効タッチ位置の数に適合する操作入力条件を１つ読み出す。

そして、制御部１４は、読み出した操作入力条件に有効タッチ位置の変化が適合するか否かを判断する（Ｓ５）。制御部１４は、読み出した操作入力条件に有効タッチ位置の変化が適合する場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、ステップＳ６に進む。

制御部１４は、読み出した操作入力条件に有効タッチ位置の変化が適合する場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、適合した操作入力条件に対応する操作の入力が操作端末１に与えられたとして、該操作に応じた処理（例えば画像の全画面表示等）を行う（Ｓ６）。

制御部１４は、読み出した操作入力条件に有効タッチ位置の変化が適合しない場合（Ｓ５：ＮＯ）、データベース１４０を参照して他の操作入力条件を１つ読み出す（Ｓ７）。制御部１４は、ステップＳ４と同じ条件（有効タッチ位置の数）でデータベース１４０を参照して、ステップＳ５で適合するか否か判断された操作入力条件と異なる他の操作入力条件を１つ読み出す。例えば、制御部１４は、ステップＳ５において、図８に示すデータベース１４０の操作１に対応する操作入力条件が適合するか否かが判断されたとすると、操作２に対応する操作入力条件を読み出す。

そして、制御部１４は、ステップＳ５に戻り、再度、読み出した操作入力条件に有効タッチ位置の変化が適合するか否かを判断する。なお、制御部１４は、ステップＳ４及びステップＳ７において、操作入力条件を読み出せなかった場合（有効タッチ位置の数に適合する操作入力条件が存在しない場合又は有効タッチ位置の数に適合する全ての操作入力条件を読み出し終わった場合）、処理を終える（エンド）。さらに、制御部１４は、ステップＳ４及びステップＳ７において、操作入力条件を読み出せなかった場合、処理を終えるのではなく、押圧操作が継続しつつ、かつ有効タッチ位置が再び変化したことをトリガとしてステップＳ４に戻ってもよい。これにより、ユーザは、いったん指を全て離さなくても、続けて操作入力を操作端末１に与えることが可能となる。

制御部１４は、ステップＳ１乃至ステップＳ７の処理を、いずれかの指がタッチアップ（表示入力部１０から指が離れる操作）するまで継続して実行する。ただし、タッチアップは、タッチ位置の数が減ることを検出することにより求められる。

ステップＳ３乃至ステップＳ７の処理例について、図９及び図１０を用いて詳細に説明する。図９は、操作端末１に対する操作の例を示す図である。図９の例は、ユーザが操作端末１に対して操作Ｂを行ったものである。操作Ｂとは、図８に示すように、表示入力部１０に対して、押圧を与えつつ、２箇所のタッチ位置間の距離が変化するように例えば右手の親指ＴＢＲＨと右手の人差し指ＦＦＲＨとを移動させるものである。

実施形態１に係る操作端末１は、３箇所でタッチされていても操作Ｂの入力を受付けて、操作Ｂに応じた処理を行うものである。

より具体的には、ユーザは、図９に示すように、左手親指ＴＢＬＨで押圧しつつ、右手の親指ＴＢＲＨと右手の人差し指ＦＦＲＨとを近づける操作を行ったとする。すると、タッチ位置ＴＰ１は、タッチ位置ＴＰ１’に変化し、タッチ位置ＴＰ２は、タッチ位置ＴＰ２’に変化する。

図９に示す例において、タッチ位置ＰＰは、エリア９０１内に属し、タッチ位置ＴＰ１及びタッチ位置ＴＰ２は、それぞれエリア９０１外に属する。したがって、制御部１４は、タッチ位置ＰＰをサポート位置ＳＰとし、タッチ位置ＴＰ１及びタッチ位置ＴＰ２を有効タッチ位置ＶＴＰ１及び有効タッチ位置ＶＴＰ２とする（Ｓ３）。また、変化後のタッチ位置ＴＰ１’及びタッチ位置ＴＰ２’を有効タッチ位置ＶＴＰ１’及び有効タッチ位置ＶＴＰ２’と称す。

そして、制御部１４は、有効タッチ位置の数が２つという条件でデータベース１４０を参照し、操作入力条件を１つ読み出す（Ｓ４）。例えば、制御部１４は、操作Ｂに対応する操作入力条件（有効タッチ位置間の距離の変化）を読み出す。ただし、制御部１４は、ステップＳ４において、操作Ｃに対応する操作入力条件（有効タッチ位置の中点を中心とした円弧移動）を読み出してもよい。

そして、制御部１４は、読み出した操作入力条件に、有効タッチ位置の変化が適合するか否かを判断する（Ｓ５）。図９に示す例では、有効タッチ位置ＶＴＰ１’と有効タッチ位置ＶＴＰ２’との距離Ｄｉｓ’（ｍｍ）は、有効タッチ位置ＶＴＰ１と有効タッチ位置ＶＴＰ２との距離Ｄｉｓ（ｍｍ）から短くなっている。したがって、制御部１４は、操作Ｂに対応する操作入力条件に、有効タッチ位置ＶＴＰ１及び有効タッチ位置ＶＴＰ２の変化が適合すると判断し（Ｓ５：ＹＥＳ）、操作Ｂに応じた処理（画像の全画面表示等）を実行する（Ｓ６）。なお、距離Ｄｉｓは、次の式によって算出される。

Ｄｉｓ ＝ Ｓｑｒｔ（（ＴＰ１ｘ−ＴＰ２ｘ）^２＋（ＴＰ１ｙ−ＴＰ２ｙ）^２）
Ｓｑｒｔは、平方根を取る関数である。同様に、距離Ｄｉｓ’も、上述の式によって算出される。

以上の例は、操作Ｂの入力が３本の指で与えられたが、操作Ｂの入力は、ユーザが右手親指ＴＢＲＨ及び右手人差し指ＦＦＲＨの２本の指だけを用いて、表示入力部１０を押圧しつつ、エリア９０１外のタッチ位置ＴＰ１及びタッチ位置ＴＰ２を近付けるように右手親指ＴＢＲＨと右手人差し指ＦＦＲＨとを移動させても、有効タッチ位置の数が２つであり、有効タッチ位置間の距離が短くなるため、実現可能である。

このように、ユーザは、２本の指（右手親指ＴＢＲＨと右手人差し指ＦＦＲＨ）だけでも操作Ｂの入力を操作端末１に与えることができるが、エリア９０１外において押圧しつつ、２本の指を移動させることが難しい場合がある。特に、操作端末１が携帯型端末であり、固定して使用されていない場合、エリア９０１外において押圧しながら２本の指を移動させることは難しい。この場合、操作端末１は、ユーザからの押圧力が弱まってしまうと、押圧操作を検出できなくなるため、操作Ｂの入力が与えられたと認識できない。

しかしながら、操作端末１は、上述のように、エリア９０１内のサポート位置ＳＰで表示入力部１０がタッチされていても、サポート位置ＳＰをタッチ位置として無視するため、エリア９０１外において押圧しつつ２本の指を移動させる操作Ｂをそのまま受け付ける。これにより、ユーザは、エリア９０１外において押圧しつつ２本の指を移動させる操作Ｂの最中に押圧力が弱まっても、エリア９０１内で左手親指ＴＢＬＨにより補助の押圧力をかけることによって、操作Ｂの入力を確実に行うことができる。

また、操作Ｂの入力は、図９に示すように、ユーザが把持手である左手の親指ＴＢＬＨと左手の掌とで操作端末１を挟むように把持しても、影響を受けない。したがって、ユーザは、操作端末１を安定した状態で把持しながら、操作Ｂの入力を行うことができる。

なお、操作入力条件は、データベース１４０に記憶されるものに限らない。また、操作入力条件は、表示入力部１０の圧電センサ２０に対する押圧量を用いて定義されてもよい。押圧量は、圧電センサ結果検出部２１からレベルＬＳＳ（ｍＶ）を取得することにより求められる。この場合でも、ユーザは、押圧し易いエリア９０１で押圧を与えるため、押圧力（押圧量に対応する。）を調整しやすい。

ただし、データベース１４０は、本実施形態に必須の構成ではない。制御部１４は、サポート位置ＳＰと、有効タッチ位置ＶＴＰ１及び有効タッチ位置ＶＴＰ２とを区別し、いずれかの有効タッチ位置ＶＴＰ１又は有効タッチ位置ＶＴＰ２が変化するだけで、所定の処理を実行してもよい。

次に、図１０は、操作端末１に対する操作の他の例を示す図である。図１０の例は、ユーザが操作端末１に対して操作Ｃを行ったものである。操作Ｃとは、図８に示すように、表示入力部１０に対して、押圧を与えつつ、２箇所のタッチ位置間の中点を中心ＣＴＲとした円周に沿って２箇所のタッチ位置を移動させる操作である。図１０に示す例は、ステップＳ３の処理が図９に示す例と同じである。したがって、ステップＳ３の説明は省略する。

制御部１４は、有効タッチ位置の数が２つという条件でデータベース１４０を参照し、操作入力条件を１つ読み出す（Ｓ４）。例えば、制御部１４は、操作Ｂに対応する操作入力条件（有効タッチ位置間の距離の変化）を読み出す。

そして、制御部１４は、読み出した操作Ｂに対応する操作入力条件に、有効タッチ位置の変化が適合するか否かを判断する（Ｓ５）。図１０に示す例では、有効タッチ位置ＶＴＰ１’と有効タッチ位置ＶＴＰ２’との距離Ｄｉｓ’は、有効タッチ位置ＶＴＰ１と有効タッチ位置ＶＴＰ２との距離Ｄｉｓと略同じ長さである。したがって、制御部１４は、操作Ｂに対応する操作入力条件に、有効タッチ位置ＶＴＰ１及び有効タッチ位置ＶＴＰ２の変化が適合しないと判断し（Ｓ５：ＮＯ）、有効タッチ位置の数が２つという条件でデータベース１４０を再度参照し、他の操作入力条件として操作Ｃに対応する操作入力条件（有効タッチ位置の中点を中心とした円弧移動）を読み出す（Ｓ７）。

図１０に示す例では、有効タッチ位置ＶＴＰ１から有効タッチ位置ＶＴＰ１’への軌跡と、有効タッチ位置ＶＴＰ２から有効タッチ位置ＶＴＰ２’への軌跡とは、それぞれ有効タッチ位置ＶＴＰ１と有効タッチ位置ＶＴＰ２との中点を中心ＣＴＲとした円周に沿っている。ただし、各軌跡が該円周に厳密に沿う必要はない。例えば、制御部１４は、軌跡を形成する各有効タッチ位置について、該円周までの最短距離（ｍｍ）を算出し、算出した各最短距離の和（ｍｍ）が所定の閾値より小さければ、操作Ｃに対応する操作入力条件に適合すると判断してもよい。なお、軌跡を形成する各有効タッチ位置は、制御部１４が所定の時間間隔で有効タッチ位置の情報を取得して記憶することにより求められる。

次に、実施形態２に係る操作端末１Ａの制御部１４Ａの動作について説明する。操作端末１Ａの制御部１４Ａの動作は、主に、サポート位置ＳＰと有効タッチ位置ＶＴＰとの区別の処理が異なる点において、操作端末１の制御部１４の動作に相違する。操作端末１Ａの構成は、操作端末１の構成と同じである。したがって、重複する構成及び動作の説明は省略する。

図１１、図１２、及び図１３は、それぞれ操作端末１Ａの制御部１４Ａの動作を示すフローチャートである。制御部１４Ａは、図１１、図１２、及び図１３のそれぞれに示すフローチャートの処理を、並列に実行する。

図１１及び図１２に示すフローチャートは、それぞれ位置検出部１３が検出したタッチ位置をサポート位置ＳＰ又は有効タッチ位置ＶＴＰに区別する処理である。

図１１に示すフローチャートの処理は、位置検出部１３がタッチ位置を検出し、該タッチ位置の情報を制御部１４Ａに出力することにより始まる（スタート）。

まず、制御部１４Ａは、サポート位置検出フラグがオンであるか否かを判断する（Ｓ１１）。サポート位置検出フラグのオンは、押圧操作が検出済みでいずれかのタッチ位置がサポート位置ＳＰとして検出されていることを示し、サポート位置検出フラグのオフは、押圧操作がまだ検出されていないことを示す。初期状態（１箇所のタッチ位置も検出されていない状態）では、サポート位置検出フラグは、オフとなっている。制御部１４Ａは、サポート位置検出フラグがオンの場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２に進む。制御部１４Ａは、サポート位置検出フラグがオフの場合（Ｓ１１：ＮＯ）、ステップＳ１３に進む。

制御部１４Ａは、サポート位置検出フラグがオンの場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、図１１に示すフローチャートのスタート時に取得したタッチ位置を有効タッチ位置ＶＴＰｎ（自然数ｎは有効タッチ位置の数）として検出する（Ｓ１２）。すなわち、押圧操作後に新たにタッチされた位置は、有効タッチ位置ＶＴＰｎとして扱われる。制御部１４Ａは、サポート位置検出フラグがオフの場合（Ｓ１１：ＮＯ）、取得したタッチ位置と、取得したタイミングとを対応付けて記憶する（Ｓ１３）。制御部１４Ａは、ステップＳ１３の時点では、タッチ位置をサポート位置ＳＰ又は有効タッチ位置ＶＴＰｎのいずれにも区別しない。

図１２に示すフローチャートの処理は、圧電センサ結果検出部２１が押圧操作を検出し、押圧操作がある旨の情報を制御部１４Ａに出力することにより始まる。

まず、制御部１４Ａは、押圧操作がある旨の情報を取得したタイミングＴｐの直近のタイミングで検出されたタッチ位置をサポート位置ＳＰとし、該直近のタイミング以外のタイミングで検出されたタッチ位置を有効タッチ位置ＶＴＰｎと区別する（Ｓ２１）。

そして、制御部１４Ａは、サポート位置検出フラグをオンとする（Ｓ２２）。

例えば、表示入力部１０がタッチされていない状態において、ユーザが、表示入力部１０をタッチし、そのまま押圧すると、タッチされた位置がサポート位置ＳＰとなり、その後タッチされた位置は、有効タッチ位置ＶＴＰ１となる。

また、他の例では、表示入力部１０がタッチされていない状態において、ユーザが、表示入力部１０をタッチし、タッチしている指と異なる指で表示入力部１０を続けてタッチし、その後、表示入力部１０を押圧すると、最後にタッチした位置がサポート位置ＳＰとなり、最初にタッチした位置が有効タッチ位置ＶＴＰ１となる。

図１３に示すフローチャートは、操作入力の処理に関する。図１３に示すフローチャートは、ステップＳ１乃至ステップＳ３を実施しない点、及びステップＳ３１を最初に実施する点において、図７に示すフローチャートと相違する。

まず、制御部１４Ａは、押圧操作があり、かつ有効タッチ位置ＶＴＰｎが変化したか否かを判断する（Ｓ３１）。制御部１４Ａは、押圧操作があり、かつ有効タッチ位置ＶＴＰｎが変化したと判断した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、ステップＳ４に進む。制御部１４Ａは、押圧操作がなく、又は有効タッチ位置ＶＴＰｎが変化していないと判断した場合（Ｓ３１：ＮＯ）、待機する。

制御部１４は、ステップＳ４以降の処理において、有効タッチ位置ＶＴＰｎの変化に適合する操作入力条件を求め、該操作入力条件に対応する操作に応じた処理を行う。

以上のように、サポート位置ＳＰと、有効タッチ位置ＶＴＰｎとを、タッチ位置の属するエリアではなく、押圧操作が検出されたタイミングとタッチ位置が検出されたタイミングとを用いて区別しても、ユーザは、サポート位置ＳＰで押圧しつつ、有効タッチ位置ＶＴＰｎを移動させることにより、押圧しながらの操作入力を操作端末１Ａに確実に与えることができる。

次に、実施形態３に係る操作端末１Ｂの制御部１４Ｂの動作について説明する。操作端末１Ｂの制御部１４Ｂの動作は、主に、サポート位置ＳＰと有効タッチ位置ＶＴＰとの区別の処理が異なる点において、操作端末１の制御部１４及び操作端末１Ａの制御部１４Ａのそれぞれの動作と相違する。操作端末１Ｂの構成は、操作端末１の構成と同じである。したがって、重複する構成及び動作の説明は省略する。

実施形態３に係る操作端末１Ｂの制御部１４Ｂは、複数のタッチ位置のうち、押圧操作がなされている位置であるサポート位置を推定する点において、制御部１４及び制御部１４Ａのそれぞれの動作と異なる。

押圧操作入力を補助する指は、移動しないことがある。そこで、制御部１４Ｂは、変化量が最も少ないタッチ位置を押圧操作がなされている位置であるサポート位置ＳＰであると推定する。

また、制御部１４Ｂは、以下の方法で、サポート位置ＳＰを推定してもよい。

図１４は、操作端末１Ｂの制御部１４Ｂの動作を示すフローチャートである。図１４に示すフローチャートのステップＳ１及びステップＳ２のそれぞれの処理は、図７に示すフローチャートのステップＳ１及びステップＳ２のそれぞれの処理と同じである。ただし、図１４に示すフローチャートは、説明のためにタッチ位置の数を３つと限定している。

制御部１４Ｂは、表示入力部１０に対して押圧操作があり、かつタッチ位置が変化したと判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、３箇所のタッチ位置から任意の２箇所のタッチ位置を選択する（Ｓ３０１）。そして、制御部１４Ｂは、タッチ位置の数が２つという条件でデータベース１４０を参照して、操作入力条件を１つ読み出す（Ｓ３０２）。ただし、制御部１４Ｂは、データベース１４０が有効タッチ位置の数に対応して操作入力条件を記憶しているため、タッチ位置の数を有効タッチ位置ＶＴＰの数と読み替えてデータベース１４０を参照する。

制御部１４Ｂは、操作入力条件を読み出せた場合（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、読み出した操作入力条件に、任意に選択した２箇所のタッチ位置の変化が適合するか否かを判断する（Ｓ３０５）。ステップＳ３０５の処理は、有効タッチ位置ＶＴＰを用いず、任意に選択した２箇所のタッチ位置を用いる点で、図７に示すフローチャートのステップＳ５の処理と相違する。制御部１４Ｂは、読み出した操作入力条件に、任意に選択した２箇所のタッチ位置の変化が適合した場合（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、ステップＳ３０７に進む。制御部１４Ｂは、読み出した操作入力条件に、任意に選択した２箇所のタッチ位置の変化が適合しなかった場合（Ｓ３０５：ＮＯ）、ステップＳ３０６に進む。

制御部１４Ｂは、読み出した操作入力条件に、任意に選択した２箇所のタッチ位置の変化が適合しなかった場合（Ｓ３０５：ＮＯ）、タッチ位置の数が２つという条件で、データベース１４０を参照して、他の操作入力条件を１つ読み出す（Ｓ３０６）。ただし、制御部１４Ｂは、ステップＳ３０２と同様に、タッチ位置の数を有効タッチ位置ＶＴＰの数と読み替えてデータベース１４０を参照する。そして、制御部１４Ｂは、ステップＳ３０３に戻る。

制御部１４Ｂは、ステップＳ３０３及びステップＳ３０５の処理を繰り返しても、いずれの操作入力条件にも任意に選択したタッチ位置の変化が適合しなかった場合、読み出せる操作入力条件がなくなるため（Ｓ３０３：ＮＯ）、ステップＳ３０４に移動する。

制御部１４Ｂは、読み出せる操作入力条件がない場合（Ｓ３０３：ＮＯ）、任意に選択していた２つのタッチ位置と異なる組み合わせの２箇所のタッチ位置を選択し直す（Ｓ３０４）。そして、制御部１４Ｂは、ステップＳ３０２に戻り、選択し直した２箇所のタッチ位置を用いてステップＳ３０３乃至ステップＳ３０６の処理を繰り返す。

以上のように、制御部１４Ｂは、２箇所のタッチ位置の変化がいずれかの操作入力条件に適合するまで、３箇所のタッチ位置から２箇所のタッチ位置を選択し直す。

制御部１４Ｂは、読み出した操作入力条件に、選択した２箇所のタッチ位置の変化が適合した場合（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、適合した操作入力条件に対応する操作に応じた処理を行う（Ｓ３０７）。そして、制御部１４Ｂは、選択した２箇所のタッチ位置を有効タッチ位置ＶＴＰ１及び有効タッチ位置ＶＴＰ２とし、選択していない１箇所のタッチ位置をサポート位置であると推定して区別する（Ｓ３０８）。

以上の例は、３箇所のタッチ位置を検出する例であるが、制御部１４Ｂは、２箇所のタッチ位置を検出すると、一方のタッチ位置をサポート位置ＳＰであると推定し、他方のタッチ位置を有効タッチ位置ＶＴＰ１と区別してもよいし、４箇所以上のタッチ位置のうち、１箇所のタッチ位置をサポート位置ＳＰと推定し、残りのタッチ位置を有効タッチ位置ＶＴＰｎと区別してもよい。

１，１Ａ，１Ｂ…操作端末
１０…表示入力部
１１…表示部
１２…静電センサ
１３…位置検出部
１４，１４Ａ，１４Ｂ…制御部
１５…表示制御部
２０…圧電センサ
２１…圧電センサ結果検出部
３０…筐体
４０…演算回路モジュール
１１１…液晶パネル
１１２…表面偏光板
１１３…背面偏光板
１１４…バックライト
１２１…ベースフィルム
１２２，１２３…静電容量検出電極
１２４…絶縁フィルム
１４０…データベース
２０１…圧電フィルム
２０２，２０３…圧電検出電極
９０１…エリア

Claims (5)

1. 操作面に対するタッチ操作がなされた複数のタッチ位置を検出する位置検出手段と、
   前記操作面に対する押圧操作を検出する押圧操作検出手段と、
   前記位置検出手段が検出したタッチ位置に対応した処理を行う制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記押圧操作検出手段が所定の閾値以上の押圧量となる押圧操作を検出しつつ、かつ前記位置検出手段が検出した前記複数のタッチ位置のうち少なくとも１つのタッチ位置が変化した場合、各タッチ位置の変化量に基づいて前記押圧操作がなされている位置を推定し、推定した押圧操作がなされている位置以外の前記タッチ位置の変化に対応した処理を行う、
   タッチ式入力装置。
2. 前記制御部は、前記変化量が最も少ないタッチ位置を前記押圧操作がなされている位置であると推定する、
   請求項１に記載のタッチ式入力装置。
3. 前記押圧操作検出手段は、キラル高分子によって形成された圧電フィルムを備える、
   請求項１乃至２のいずれかに記載のタッチ式入力装置。
4. 前記キラル高分子は、一軸方向に延伸されているポリ乳酸である、
   請求項３に記載のタッチ式入力装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のタッチ式入力装置と、表示部とを備え、
   前記表示部の表示面は、前記操作面と重なって配置され、
   前記制御部は、前記タッチ位置の変化に基づいて前記表示部の表示内容を変更する、
   携帯型表示装置。

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