JP6038202B2 - 入力装置および電子機器 - Google Patents

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    • G06F2203/041Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04105Pressure sensors for measuring the pressure or force exerted on the touch surface without providing the touch position

Description

本発明は、入力装置および電子機器に関する。
従来、画像形成装置(例えば、プリンターまたは複合機)には、タッチパネルを備えた入力装置が搭載されている。ユーザーはタッチパネルを押圧することによって画像形成装置に関する設定または画像形成装置を実行する項目を指定することができる。
タッチパネルにおいて、押圧位置の検知方式の一方式として、抵抗膜検知方式が知られている(例えば、特許文献1)。抵抗膜検知方式では、対向する2枚の抵抗膜のうちの一方の抵抗膜に対して電圧を印加し、押圧位置で2枚の抵抗膜が接触することによって発生した電圧に基づいて押圧位置を検知している。特許文献1に記載のタッチパネルでは、コントローラーが検出する電流の大きさからユーザーによるタッチパネルが押圧されたことを判定し、その後、押圧位置を検出している。
特開2009−252206号公報
しかしながら、特許文献1に記載のタッチパネルでは、タッチパネル上の場所によってタッチパネルが押圧されたと判定されるために必要な押圧力にばらつきが生じることがある。特に、タッチパネルの周囲には電極回路が配置されるため、タッチパネルの内側の領域に比べてタッチパネルの外側ほどタッチパネルが押圧されたと判定されるために大きな押圧力が必要となる可能性がある。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、押圧の判定に必要な押圧力の場所によるばらつきを抑制することができる入力装置および電子機器を提供することにある。
本発明に係る入力装置は、表示部と、タッチパネルと、押圧位置検出部と、押圧力検出部と、記憶部と、制御部とを備える。前記表示部は、画面を表示する。前記タッチパネルは、前記表示部に設けられる。前記タッチパネルは、複数の電極を有する。前記タッチパネルは、前記複数の電極に含まれる2つの電極間の抵抗値を検出する。前記押圧位置検出部は、前記2つの電極間の前記抵抗値と押圧判定閾値とに基づいて、前記タッチパネルが押圧されたか否かを判定する。前記押圧位置検出部は、前記タッチパネルの押圧された押圧位置を検出する。前記押圧力検出部は、前記押圧位置検出部によって押圧されたと判定されたときの判定押圧力を検出する。前記記憶部は、前記押圧位置と前記判定押圧力とを対応付けて記憶する。前記制御部は、前記記憶部に記憶されている前記押圧位置と前記判定押圧力とに基づいて、前記押圧位置に対応した前記押圧判定閾値を変更する。
本発明に係る電子機器は、上記に記載の入力装置を備える。
本発明によれば、押圧の判定に必要な押圧力の場所によるばらつきを抑制することができる。
本発明の実施形態に係る入力装置のブロック図である。 (a)は、本発明の実施形態に係る入力装置のタッチパネルおよび表示部を示す断面図である。(b)は、接触抵抗を示す模式図である。 (a)は、タッチパネルの領域を示す模式図である。(b)は、記憶部に記憶された押圧力データを示す表である。 (a)および(b)は、押圧判定閾値と接触抵抗との関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る入力装置のブロック図である。 本発明の実施形態に係る入力装置の押圧判定閾値の変更方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す模式図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
図1を参照して本発明に係る入力装置10の実施形態を説明する。図1は、本発明の実施形態に係る入力装置10のブロック図である。
入力装置10は、制御部20と、記憶部30と、表示部40と、タッチパネル50と、押圧位置検出部60と、押圧力検出部70とを備える。
表示部40は、画面を表示する。表示部40は、例えば、液晶パネルである。
タッチパネル50は、表示部40に設けられる。タッチパネル50は、複数の電極を有する。タッチパネル50は、複数の電極に含まれる2つの電極間の抵抗値を検出する。
押圧位置検出部60は、2つの電極間の抵抗値と押圧判定閾値Thとに基づいて、タッチパネル50が押圧されたか否かを判定する。押圧判定閾値Thは、タッチパネル50が押圧されたか否かを判定するための閾値である。タッチパネル50の押圧位置Pの検知方式は、アナログ抵抗膜検知方式である。具体的には、2つの電極間の抵抗値が、押圧判定閾値Th以下である場合に、押圧位置検出部60は、タッチパネル50が押圧されたと判定する。一方、2つの電極間の抵抗値が、押圧判定閾値Thよりも大きい場合に、押圧位置検出部60は、タッチパネル50が押圧されていないと判定する。また、押圧位置検出部60は、押圧位置Pで2つの電極が接触することによって発生した電圧に基づいて押圧位置Pを検知している。
押圧力検出部70は、押圧位置検出部60によって押圧されたと判定されたときの判定押圧力Nを検出する。すなわち、押圧力検出部70は、押圧の判定に必要な押圧力を検出する。押圧力検出部70は、圧力センサーである。あるいは、押圧力検出部70は、表面弾性波に基づいて、判定押圧力Nを検出してもよい。表面弾性波に基づいて、判定押圧力Nを検出する形態については、図5を参照して後述する。
記憶部30は、押圧位置Pと判定押圧力Nとを対応付けて記憶する。記憶部30は、ROM(Read Only Memory)と、RAM(Random Access Memory)と、二次記憶装置とを含む。二次記憶装置は、例えば、ハードディスクまたはフラッシュメモリーのような不揮発性の記憶装置である。記憶部30のROMには、制御部20によって実行される種々のコンピュータープログラムが記憶される。
制御部20は、記憶部30に記憶されている押圧位置Pと判定押圧力Nとに基づいて、押圧位置Pに対応した押圧判定閾値Thを変更する。制御部20は、例えばCPU(Central Processing Unit)である。
図1および図2を参照して本発明に係る入力装置10の実施形態を説明する。図2(a)は、本発明の実施形態に係る入力装置10のタッチパネル50および表示部40を示す断面図である。図2(b)は、接触抵抗Rcを示す模式図である。
図2(a)に示すように、タッチパネル50は、上部電極52a、下部電極52b、絶縁体54、スペーサー56およびフィルム58を有する。
上部電極52aおよび下部電極52bは、透明電極膜である。上部電極52aおよび下部電極52bは、透光性を有する。上部電極52aおよび下部電極52bは、インジウムスズ酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)によって構成される。
上部電極52aと下部電極52bとは絶縁体54およびスペーサー56を介して、所定間隔を隔てて上下に重ねて配置される。上部電極52aの上部には、透光性を有するフィルム58が配置される。下部電極52bの下部には、表示部40が配置される。
フィルム58がユーザーによって押下されると、押圧位置Pにおいて上部電極52aと下部電極52bとが接触する。上部電極52aと下部電極52bとが接触すると、図2(b)に示すように、上部電極52aと下部電極52bとの間には接触抵抗Rcが生じる。
タッチパネル50を押圧する力が大きい場合は、上部電極52aと下部電極52bとの接触面積が大きくなるため、接触抵抗Rcは小さくなる。一方、タッチパネル50を押圧する力が小さい場合は、上部電極52aと下部電極52bとの接触面積が小さくなるため、接触抵抗Rcは大きくなる。接触抵抗Rcの値が、押圧判定閾値Th以下になると、押圧位置検出部60は、タッチパネル50が押圧されたと判定する。押圧位置検出部60は、タッチパネル50が押圧されたと判定した際の接触位置を押圧位置Pとして検出する。
図1〜図4を参照して本発明に係る入力装置10の押圧判定閾値Thの変更について説明する。図3(a)は、タッチパネル50の領域を示す模式図である。図3(b)は、記憶部30に記憶された押圧力データを示す表である。図4(a)および図4(b)は、押圧判定閾値Thと接触抵抗Rcとの関係を示す図である。
図3(a)に示すように、タッチパネル50は、複数の領域を有する。複数の領域は、領域A、領域B、領域C、領域D、領域E、領域F、領域G、領域Hおよび領域Iを含む。本実施形態では、タッチパネル50は、X軸方向に3分割されており、Y方向に3分割されている。タッチパネル50は、合計9つの領域に分割されている。領域A〜領域Iのそれぞれの大きさは等しい。領域A、領域B、領域C、領域D、領域F、領域G、領域Hおよび領域Iはタッチパネル50の外側に位置する。領域Eは、タッチパネル50の中央に位置する。
記憶部30は、図3(b)に示すように、押圧位置Pと判定押圧力Nとを対応付けて記憶する。具体的には、押圧位置検出部60によってタッチパネル50の押圧位置P1が押圧されたと判定したときの、検出された押圧位置P1(X1,Y1)と、判定押圧力N(0.31N)とを検出する。記憶部30は、さらに、押圧位置P1(X1,Y1)が位置する領域Aを記憶する。
記憶部30は、押圧位置Pおよび判定押圧力Nをそれぞれ複数記憶している。押圧位置Pおよび判定押圧力Nは、データを工場出荷前に取得し、記憶部30に記憶させてもよい。あるいは、押圧位置Pおよび判定押圧力Nは、データを定期的に取得し記憶部30に記憶させてもよい。
一般的に、抵抗膜検知方式のタッチパネルにおいて、タッチパネルの構造上タッチパネルの外側ほどタッチパネルが押圧されたと判定されるために大きな押圧力が必要となる傾向がある。具体的には、タッチパネル50の外側のA領域に位置する押圧位置P1(X1,Y1)では、判定押圧力Nが0.31Nであるのに対し、タッチパネル50の中央のE領域に位置する押圧位置P2(X6,Y6)では、判定押圧力Nが0.05Nである。
このように、判定押圧力N、すなわち押圧の判定に必要な押圧力は、押圧位置Pによって異なる。制御部20は、異なる押圧位置Pに対応付けられた判定押圧力Nが互いに等しくなるように、押圧判定閾値Thを変更する。
図4(a)および図4(b)を参照して、押圧判定閾値Thの変更方法について説明する。図4(a)は、図3(a)に示したタッチパネル50の領域Aにおける押圧判定閾値Thの変更を示す図である。図4(b)は、図3(a)に示したタッチパネル50の領域Eにおける押圧判定閾値Thの変更を示す図である。
図4(a)および図4(b)において、縦軸は接触抵抗Rcを示し、接触抵抗値Rc1、接触抵抗値Rc2は、タッチパネル50を押圧していない状態での接触抵抗Rcの値を示す。また、図4(a)および図4(b)において、変更前押圧判定閾値Thaは、変更する前の押圧判定閾値を示し、変更後押圧判定閾値Thbは、変更した後の押圧判定閾値を示す。押圧判定閾値Thの変更前において、図4(a)に示した変更前押圧判定閾値Thaと、図4(b)に示した変更前押圧判定閾値Thaとは等しい。
図4(a)に示すように、タッチパネル50の領域Aにおいて、押圧していない状態での接触抵抗値Rc1は、比較的大きい。したがって、押圧の判定に必要な押圧力N1、すなわち、接触抵抗Rcを接触抵抗値Rc1から変更前押圧判定閾値Thaに変更させるまでに必要な押圧力N1は、比較的大きい。
一方、図4(b)に示すように、タッチパネル50の領域Eにおいて、押圧していない状態での接触抵抗値Rc2は、比較的小さい。したがって、押圧の判定に必要な押圧力N2、すなわち、接触抵抗Rcを接触抵抗値Rc2から変更前押圧判定閾値Thaに変更させるまでに必要な押圧力N2は、比較的小さい。
制御部20は、異なる押圧位置Pに対応付けられた判定押圧力Nが互いに等しくなるように、押圧判定閾値Thを変更する。具体的には、図4(a)に示すように、押圧の判定に必要な押圧力N1が比較的大きい場合、押圧判定閾値Thを変更前押圧判定閾値Thaから変更量d1だけ大きくし、押圧判定閾値Thを変更後押圧判定閾値Thbに変更する。したがって、押圧の判定に必要な押圧力N3は、変更前における押圧の判定に必要な押圧力N1よりも小さくなる。制御部20は、判定押圧力Nの大きさに基づいて変更量d1を決定し、押圧判定閾値Thを変更する。
一方、図4(b)に示すように、押圧の判定に必要な押圧力N2が比較的小さい場合、押圧判定閾値Thを変更前押圧判定閾値Thaから変更量d2だけ小さくし、押圧判定閾値Thを変更後押圧判定閾値Thbに変更する。したがって、押圧の判定に必要な押圧力N4は、変更前における押圧の判定に必要な押圧力N2よりも大きくなる。制御部20は、判定押圧力Nの大きさに基づいて変更量d2を決定し、押圧判定閾値Thを変更する。
このように領域A〜領域Iのそれぞれに対して、押圧判定閾値Thが調整されることによって、異なる押圧位置Pに対応付けられた判定押圧力Nが互いに等しくなる。本実施形態では、押圧力N3と押圧力N4とは等しい。
なお、制御部20は、記憶部30に記憶されている複数の判定押圧力Nの平均を示す平均押圧力を算出することが好ましい。制御部20は、この平均押圧力に基づいて押圧判定閾値Thを変更することが好ましい。制御部20が平均押圧力に基づいて押圧判定閾値Thを変更することによって、押圧位置Pに対応して適切に押圧判定閾値Thを変更することができる。
以上、図1〜図4を参照して説明したように、入力装置10において、制御部20は、記憶部30に記憶されている押圧位置Pと判定押圧力Nとに基づいて、押圧位置Pに対応した押圧判定閾値Thを変更する。その結果、押圧の判定に必要な押圧力の場所によるばらつきを抑制することができる。
また、入力装置10において、制御部20は、異なる押圧位置Pに対応付けられた判定押圧力Nが互いに等しくなるように、押圧判定閾値Thを変更する。したがって、ユーザーは入力装置10を押圧する際、タッチパネル50のいずれの場所においても均一な力で押圧が認識されるため、ユーザーの操作における違和感を抑制することができる。
さらに、図5を参照して本発明に係る入力装置10の実施形態を説明する。図5は、本発明の実施形態に係る入力装置10のブロック図である。
入力装置10は、制御部20と、記憶部30と、表示部40と、タッチパネル50と、押圧位置検出部60と、押圧力検出部70とを備える。押圧位置検出部60は、例えば、タッチパネルコントローラーである。
本実施形態では、押圧力検出部70は、表面弾性波に基づいて、判定押圧力Nを検出する。押圧力検出部70は、X発信子72aと、Y発信子72bと、X受信子74aと、Y受信子74bとを有する。
X発信子72aは、タッチパネル50の右下隅に配置され、Y発信子72bは、タッチパネル50の左上隅に配置され、X受信子74aは、タッチパネル50の右上隅に配置され、Y受信子74bは、タッチパネル50の右上隅に配置される。
X発信子72aは、X軸方向に向けて超音波を表面弾性波として発信する。X発信子72aから発信された表面弾性波は、反射アレイ(図示せず)で反射してタッチパネル50上に伝搬する。X受信子74aは、反射アレイで反射した表面弾性波を受信する。押圧位置Pを通る表面弾性波は強度が低下する。強度の低下量は押圧位置Pの押圧力によって定まる値であるため、この強度の低下量から押圧力を検出することができる。
同様に、Y発信子72bは、Y軸方向に向けて超音波を表面弾性波として発信する。Y発信子72bから発信された表面弾性波は、反射アレイ(図示せず)で反射してタッチパネル50上に伝搬する。Y受信子74bは、反射アレイで反射した表面弾性波を受信する。押圧位置Pを通る表面弾性波は強度が低下する。強度の低下量は押圧位置Pの押圧力によって定まる値であるため、この強度の低下量から押圧力を検出することができる。
次に、図1および図6を参照して本発明に係る入力装置10の押圧判定閾値Thの変更方法について説明する。図6は、本発明の実施形態に係る入力装置10の押圧判定閾値Thの変更方法を示すフローチャートである。
ステップS100:制御部20は、押圧検知Ready状態であるか否かを判定する。押圧検知Ready状態とは、制御部(CPU)20のイニシャライズが完了し、タッチパネル50が押圧を認識可能な状態になったことを示す。押圧検知Ready状態になると(ステップS100:Yes)、処理はステップS102に進む。押圧検知Ready状態でない場合(ステップS100:No)、処理は再びステップS100に戻り、押圧検知Ready状態になるまでステップS100の処理を繰り返す。
ステップS102:ユーザーがタッチパネル50を押圧することによって、押圧位置検出部60が押圧位置Pを検出する。処理はステップS104に進む。
ステップS104:制御部20は、押圧位置検出部60が検出した押圧位置Pを示す情報を記憶部30に格納する。処理はステップS106に進む。
ステップS106:押圧力検出部70は、押圧位置検出部60によって押圧されたと判定されたときの判定押圧力Nを検出する。処理はステップS108に進む。
ステップS108:制御部20は、ステップS104で押圧位置検出部60が検出した押圧位置Pに対応付けて判定押圧力Nを示す情報を記憶部30に格納する。処理はステップS110に進む。
ステップS110:制御部20は、押圧判定閾値Thを変更するか否かを判定する。制御部20が、押圧判定閾値Thを変更すると判定した場合(ステップS110:Yes)、処理はステップS112に進む。制御部20が、押圧判定閾値Thを変更しないと判定した場合(ステップS110:No)、処理はステップS114に進む。
ステップS112:制御部20は、記憶部30に記憶されている押圧位置Pと判定押圧力Nとに基づいて、押圧位置Pに対応した押圧判定閾値Thを変更する。
ステップS114:制御部20は、押圧待ちか否かを判定する。押圧待ちである場合(ステップS114;Yes)、処理はステップS100に戻る。押圧待ちでない場合(ステップS114;No)、処理は終了する。
図1および図7を参照して、本発明に係る電子機器の一例として画像形成装置100を説明する。図7は、本発明の実施形態に係る画像形成装置100を示す模式図である。画像形成装置100は、複写機、プリンター、ファクシミリまたはこれらの機能を兼ね備えた複合機であり得る。
画像形成装置100は、入力装置10と画像読取部80と画像形成部90とを備える。画像形成部90は、定着装置110、給紙カセット120、作像部130、トナー補給装置140、用紙排出部150および用紙搬送部160を有している。画像形成装置100は、入力装置10の入力された情報に基づいて動作する。入力装置10は、図1を参照して説明した入力装置10に対応している。入力装置10の表示部40は、操作メニューを表示し、入力装置10のタッチパネル50が押圧されることによって、ユーザーの指による操作を受け付ける。ユーザーは入力装置10を押圧する際、タッチパネル50のいずれの場所においても均一な力で押圧が認識されるため、ユーザーの操作における違和感を抑制することができる。
給紙カセット120には、印刷用の用紙Sが収容されている。印刷を行う際、給紙カセット120内の用紙Sは、作像部130と定着装置110とを経由して用紙排出部150から排出されるように、用紙搬送部160によって搬送される。
作像部130は、トナー像を用紙Sに形成する。作像部130には、感光体131と現像装置132と転写装置133とが含まれている。
感光体131には、例えば、レーザーによって静電潜像が形成される。このレーザーは、画像読取部80で生成された原稿画像の電子信号に基づいて照射される。現像装置132は現像ローラー121を有している。現像ローラー121は、感光体131にトナーを供給して静電潜像を現像させることで、感光体131にトナー像を形成する。トナーは、トナー補給装置140から現像装置132へ補給される。
転写装置133は、感光体131に形成されたトナー像を用紙Sに転写する。
定着装置110では、定着部材111と加圧部材112とによって用紙Sを加熱および加圧することで、作像部130において形成された未定着のトナー像を溶融させて用紙Sに定着させる。
以上、図面(図1〜図7)を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である(例えば、下記に示す(1)〜(4))。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質や形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(1)図1〜図6を参照して説明した入力装置10では、タッチパネル50は、9つの領域に分割されていたが、これに限定されない。例えば、タッチパネル50は、4つの領域または16個の領域に分割されてもよい。
(2)図1〜図6を参照して説明した入力装置10では、タッチパネル50の分割された領域のそれぞれの大きさは等しかったが、これに限定されない。タッチパネル50の分割された領域のそれぞれの大きさは異なってもよい。
(3)図1〜図6を参照して説明した入力装置10では、タッチパネル50の押圧位置Pの検知方式は、アナログ抵抗膜検知方式であったが、これに限定されない。例えば、マトリックスタイプの抵抗膜検知方式であってもよい。
(4)図7を参照して、入力装置10を備える電子機器として画像形成装置を一例として説明したが、入力装置10を備える電子機器は画像形成装置に限定されない。例えば、入力装置10を備える電子機器は、スマートフォン、タブレットまたはタッチパネル搭載のパーソナルコンピューターで有りえる。
10 入力装置
20 制御部
30 記憶部
40 表示部
50 タッチパネル
52a 上部電極(電極)
52b 下部電極(電極)
60 押圧位置検出部
70 押圧力検出部
100 画像形成装置(電子機器)
A、B、C、D、E、F、G、H、I 領域
N 判定押圧力
P 押圧位置
Th 押圧判定閾値
d1、d2 変更量

Claims (5)

  1. 画面を表示する表示部と、
    前記表示部に設けられ、複数の電極を有し、前記複数の電極に含まれる2つの電極間の抵抗値を検出するタッチパネルと、
    前記2つの電極間の前記抵抗値と押圧判定閾値とに基づいて、前記タッチパネルが押圧されたか否かを判定し、前記タッチパネルの押圧された押圧位置を検出する押圧位置検出部と、
    前記押圧位置検出部によって押圧されたと判定されたときの判定押圧力を検出する押圧力検出部と、
    前記押圧位置と前記判定押圧力とを対応付けて記憶する記憶部と、
    前記記憶部に記憶されている前記押圧位置と前記判定押圧力とに基づいて、前記押圧位置に対応した前記押圧判定閾値を変更する制御部と
    を備
    前記制御部は、異なる押圧位置それぞれに対応した押圧判定閾値に基づいて前記タッチパネルが押圧されたと判定されたときの、前記異なる押圧位置それぞれに対応付けられた判定押圧力が互いに等しくなるように、前記押圧判定閾値を変更する、入力装置。
  2. 前記記憶部は、前記押圧位置および前記判定押圧力をそれぞれ複数記憶しており、
    前記制御部は、前記記憶部に記憶されている前記複数の判定押圧力の平均を示す平均押圧力を算出し、前記平均押圧力に基づいて前記押圧判定閾値を変更する、請求項に記載の入力装置。
  3. 前記制御部は、前記判定押圧力の大きさに基づいて前記押圧判定閾値の変更量を決定する、請求項1または請求項2に記載の入力装置。
  4. 前記タッチパネルは、複数の領域を有しており、
    前記制御部は、前記領域に対応した前記押圧判定閾値を変更する、請求項1から請求項のいずれか1項に記載の入力装置。
  5. 請求項1から請求項のいずれか1項に記載の入力装置を備える、電子機器。
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