TW202111501A - 觸控面板裝置、觸控操作判定方法、以及儲存觸控操作判定程式的儲存媒體 - Google Patents

Abstract

觸控面板裝置（1），包括：觸控面板部（10），具有進行觸控操作的操作面（11），輸出對應觸控操作的觸控感測器訊號；複數的壓下力感測器（60），將施加於操作面（11）的壓下力所對應的複數的壓下力感測器訊號分別輸出；觸控座標檢出部（101），根據觸控感測器訊號，檢測出顯示觸控操作的位置之觸控座標；壓下力檢出部（102），根據複數的壓下力感測器訊號，輸出壓下力所對應的複數的壓下力檢出值；以及操作判定部（103），根據觸控座標及複數的壓下力檢出值來進行操作判定處理，判定觸控操作是滿足預先決定的壓入條件的有效的觸控操作，還是不滿足壓入條件的無效的觸控操作。

Description

觸控面板裝置、觸控操作判定方法、以及儲存觸控操作判定程式的儲存媒體

本發明係有關於觸控面板裝置、觸控操作判定方法、以及儲存觸控操作判定程式的儲存媒體。

有一種資訊處理裝置，包括接觸檢出部、負重檢出部、座標推估部。接觸檢出部輸出接觸檢出訊號，接觸檢出訊號顯示對應到觸控面板的操作面上的觸控操作的位置之接觸座標。負重檢出部檢測出對操作面的負重。座標推估部在負重的檢出結果滿足推壓座標的取得條件時，根據接觸檢出訊號來推估操作面上的推壓部位的座標（例如參照專利文獻1）。這個裝置會將複數的接觸檢出訊號當中接觸檢出訊號的時間變化與負重的檢出值的時間變化之間的相關最高的接觸檢出訊號所對應的接觸座標，推估為壓入操作的位置。

專利文獻1：日本特開2011-258043號公報

然而，上述裝置會有將不伴隨著壓入的無效觸控操作錯誤判定成有伴隨著壓入的有效觸控操作的情況。例如，在觸控面板裝置的顯示面板部上以GUI（Graphical User Interface）所顯示的按鈕上，不伴隨著壓入使右手的手指接觸過後一段時間後，以左手錯誤壓下操作面的外側的情況下，會將不伴隨著右手手指的壓入的接觸，錯誤判定成有伴隨壓入的有效觸控操作。

本發明的目的是為了解決上述習知的問題，而提供一種能夠以高精確度判定觸控操作是否是滿足壓入條件的有效觸控操作的觸控面板裝置、觸控操作判定方法、以及儲存觸控操作判定程式的儲存媒體。

本發明的一態樣的觸控面板裝置，包括：觸控面板部，具有進行觸控操作的操作面，輸出對應該觸控操作的觸控感測器訊號；複數的壓下力感測器，將施加於該操作面的壓下力所對應的複數的壓下力感測器訊號分別輸出；觸控座標檢出部，根據該觸控感測器訊號，檢測出顯示該觸控操作的位置之觸控座標；壓下力檢出部，根據該複數的壓下力感測器訊號，輸出該壓下力所對應的複數的壓下力檢出值；以及操作判定部，根據該觸控座標及該複數的壓下力檢出值來進行操作判定處理，判定該觸控操作是滿足預先決定的壓入條件的有效的觸控操作，還是不滿足該壓入條件的無效的觸控操作。

本發明的其他態樣的觸控操作判定方法，由觸控面板裝置來執行，該觸控面板裝置包括：觸控面板部，具有進行觸控操作的操作面，輸出對應該觸控操作的觸控感測器訊號；複數的壓下力感測器，將施加於該操作面的壓下力所對應的複數的壓下力感測器訊號分別輸出，其中該觸控操作判定方法包括：根據該觸控感測器訊號，檢測出顯示該觸控操作的位置之觸控座標的步驟；根據該複數的壓下力感測器訊號，輸出該壓下力所對應的複數的壓下力檢出值的步驟；以及根據該觸控座標及該複數的壓下力檢出值來進行操作判定處理，判定該觸控操作是滿足預先決定的壓入條件的有效的觸控操作，還是不滿足該壓入條件的無效的觸控操作的步驟。

根據本發明，能夠以高精確度判定觸控操作是否是滿足壓入條件的有效觸控操作。

以下，參照圖式來說明本發明實施型態的觸控面板裝置、觸控操作判定方法、以及觸控操作判定程式。實施型態的觸控面板裝置是能夠高精確度判定在觸控面板部的操作面進行的觸控操作是滿足預先決定的壓入條件的有效觸控操作還是不滿足該壓入條件的無效的觸控操作的裝置。以下的實施型態只是例子，在本發明的範圍內能夠做各種變更。

《1》實施型態1 第1圖係概略顯示實施型態1的觸控面板裝置1的構造的剖面圖。第2圖概略顯示壓入觸控面板裝置1的觸控面板部10的操作面11的中心附近時的狀態的剖面圖。第3圖概略顯示壓入觸控面板裝置1的觸控面板部10的操作面11的端部附近時的狀態的剖面圖。

如第1圖所示，觸控面板裝置1具有觸控面板部10、支持觸控面板部10的彈性構件50、用以檢測出施加於操作面11的壓下力之複數的第1位移檢出電極61a、61b、61c、61d、連接至框架GND之第2位移檢出電極70、顯示GUI等的影像之顯示面板部80、框體90。第1位移檢出電極61a～61d、第2位移檢出電極70構成複數的壓下力感測器60。也就是，第1位移檢出電極61a～61d中的一者與第2位移檢出電極70構成1個壓下力感測器60。觸控面板部10具有保護玻璃等的蓋面板20、觸控感測器40、將蓋面板20及觸控感測器40接合的接著劑30。

蓋面板20例如硬質的玻璃面板。如第2圖及第3圖所示，蓋面板20因為壓下力的施加使蓋面板20的全體彎曲。蓋面板20也可以用玻璃以外的透明的材料形成。

接著劑30藉由薄片狀的接著劑、液狀的接著劑、或者是它們的組合而形成。接著劑30具有硬化後可變形的性質為佳。

觸控感測器40例如是具有複數的觸控感測器電極之靜電電容型的觸控感測器。當以導電體之指示體（例如手指700）觸控操作蓋面板20的表面之操作面11時，複數的觸控感測器電極當中的被觸控操作的觸控位置的觸控感測器電極之間的靜電電容變化。

壓下力感測器60是用以檢測出施加至操作面11的壓下力之壓力感測器。如第2圖及第3圖所示，施加壓下力至蓋面板20的操作面11的情況下，蓋面板20的壓入部位朝向接著劑30下降，觸控面板部10的全體彎曲。此時，第1位移檢出電極61a～61d與第2位移檢出電極70之間的各距離變化（例如減少），第1位移檢出電極61a～61d與第2位移檢出電極70之間的各靜電電容變化（例如增加）。例如，第1位移檢出電極61a～61d與第2位移檢出電極70之間的各距離減少的情況下，第1位移檢出電極61a～61d與第2位移檢出電極70之間的各靜電電容增加。

顯示面板部80通過觸控面板部10顯示可觀看的影像。顯示面板部80是例如包括液晶顯示器及背光源的液晶面板部。

第4圖係概略顯示實施型態1的觸控面板裝置100的架構的功能方塊圖。觸控面板裝置1的控制部100是能夠執行實施型態1的觸控操作判定方法的控制裝置。控制部100也可以是電腦等的資訊處理裝置。

如第4圖所示，控制部100具有觸控座標檢出部101、壓下力檢出部102、操作判定部103。觸控座標檢出部101根據觸控面板部10所輸出的觸控感測器訊號來檢測出顯示觸控操作的位置之觸控座標。壓下力檢出部102根據從複數的壓下力感測器60所輸出的複數的壓下力感測器訊號來輸出對應壓下力的複數的壓下力檢出值。操作判定部103根據觸控座標及複數的壓下力檢出值來進行操作判定處理，判定觸控操作是否是滿足預先決定的壓入條件的有效的觸控操作、還是不滿足該壓入條件的無效觸控操作。預先決定的壓入條件的例子顯示於後述的第10圖。

第5圖係顯示觸控面板裝置1硬體架構的例子。觸控面板裝置1具有能夠儲存程式的記憶體602、做為執行這個程式的資訊處理部之處理器601。程式包括實施型態1的觸控操作判定程式。又，如已說明地，觸控面板裝置1包括具有複數的觸控感測器電極之觸控感測器40、複數的壓下力感測器60、顯示面板部80。第4圖所示的控制部100能夠使用做為儲存軟體的程式之記憶裝置的記憶體602、做為執行儲存於記憶體602的程式的資訊處理部之處理器601（例如藉由電腦等的資訊處理裝置）來實現。另外，第4圖所示的控制部100的一部分也可以以電路構成，剩餘的部份藉由第5圖所示記憶體602及執行程式的處理器601來實現。另外，第5圖的硬體架構也能夠適用於後述的實施型態2至5的觸控面板裝置2至5。

觸控感測器40具有複數的觸控感測器電極，檢測出導電體對操作面11接觸的觸控操作。觸控感測器電極例如後述的第15圖（a）及（b）所示。又，觸控感測器40也可以是能夠檢測出導電體對操作面11的接觸強度、也就是能夠檢測出壓入造成的觸控感測器40的變形分布的感測器。這個變形的分布例如後述的第15圖（a）所示。利用觸控感測器40的變形分布的型態的細節會在實施型態2說明。觸控感測器40例如將顯示出做為觸控操作的位置的觸控位置之觸控感測訊號發送到處理器601。觸控感測器訊號例如是根據觸控感測器電極間的靜電電容之訊號。

複數的壓下力感測器60檢測出施加到操作面11的壓下力，將壓下力感測器訊號發送到處理器601。壓下力感測器訊號是根據第1位移檢出電極61a～61h與第2位移檢出電極70之間的各靜電電容的訊號。處理器601例如根據觸控面板部10的操作面11被壓入時所產生的觸控面板部10的撓曲以及彈性構件50的沉入的特徵來算出壓下力。處理器601將壓下力的算出結果之壓下力檢出值儲存到記憶體602。又，也可以基於觸控感測器40所檢測出的觸控座標來讀出儲存於記憶體602的複數的壓下力算出方式的一者，使用讀出的算出方式以及壓下力感測器60所檢測出的壓下力感測值來算出壓下力檢出值。

第6圖係概略顯示觸控面板裝置1的觸控面板部10以及壓下力感測器的平面圖。第7圖係概略顯示觸控面板裝置1的主要部位的構造的剖面圖。第8圖係概略顯示壓入觸控面板裝置1的操作面11時的狀態的剖面圖。

如第6圖至第8圖所示，觸控面板部10具有做為保護玻璃之蓋玻璃20、接著劑30、觸控感測器40、彈性構件50、複數的第1位移檢出電極61a～61d、做為框架GND的一部分或者是電性連接到框架GND的第2位移檢出電極70、以及顯示面板部80。蓋面板20及觸控感測器40會藉由接著劑30貼合。

觸控感測器40的下側安裝了做為壓下力感測器60的一部分之第1位移檢出電極61a～61d。第1位移檢出電極61a～61d的外側配置了彈性構件50。觸控感測器40與框架GND會藉由彈性構件50貼合。框架GND的下方安裝了顯示面板部80。彈性構件50具有彈性。如第8圖所示，蓋面板20被壓入時，彈性構件50被壓縮，觸控面板部10沉入。此時，例如第1位移檢出電極61a及第2位移檢出電極70之間的距離變短，第1位移檢出電極61a及第2位移檢出電極70之間的靜電電容變大。另外，壓下力感測器60並不限定於靜電電容。壓下力感測器60也可以是感測出施加壓下力所造成的微小形變之形變感測器，或者是因應壓下力產生電壓的壓電感測器等。

第9圖（a）至（c）顯示觸控面板部10的操作面11中的觸控操作的位置、壓下力檢出值的合計的時間變化、複數的壓下力感測器所輸出的壓下力檢出值的例子。第9圖（a）至（c）中，根據第1位移檢出電極61a～61d所檢測出的靜電電容之壓下力檢出值，分別標記為通道ch1至ch4的壓下力檢出值。

第9圖（a）顯示使手指700接觸觸控面板部10的操作面11之後立刻進行壓入操作的情況。第9圖（b）顯示使手指700接觸觸控面板部10的操作面11之後經過一段時間的時間點進行壓入操作的情況。從第9圖（a）及第9圖（b）中的ch1至ch4的壓下力檢出值的比較可知，觸控面板部10的操作面11中的觸控操作的開始時間點與壓入的開始時間點之間的時間差，不影響從複數的壓下力感測器所輸出的壓下力檢出值的ch1至ch4的壓下力檢出值。第9圖（a）及（b）顯示進行觸控操作的手指700與進行壓入的手指700相同，應該判定為有效的觸控操作。

然而，從第9圖（a）及第9圖（c）中的ch1至ch4的壓下力檢出值的比較可知，在觸控面板部10的操作面11上的觸控操作的位置進行壓入的情況，在與觸控面板部10的操作面11上的觸控操作的位置不同的位置進行壓入的情況，從複數的壓下力感測器輸出的壓下力檢出值中的ch1至ch4的壓下力檢出值會產生差異。因此，控制部100的操作判定部103根據ch1至ch4的壓下力檢出值，能夠將第9圖（a）及（b）所示的正常的觸控操作判定為有效的觸控操作，將第9圖（c）所示的異常觸控操作（也就是手指700的觸控操作與其他手指701的壓入操作）判定為無效觸控操作。

第10圖係顯示觸控面板裝置1的控制部100的操作判定部103所執行的操作判定處理的流程圖。在步驟ST11，操作判定部103根據複數的壓下力檢出值，算出顯示施加壓下力的位置（也就是，進行壓入的位置）之壓入座標。

在步驟ST11，操作判定部103判定壓下力檢出值的合計是否超過預先決定的壓入閾值。壓下力檢出值的合計在壓入閾值以下的情況，觸控操作非有效觸控操作，因此結束操作判定處理。壓下力檢出值的合計超過壓入閾值的情況下，處理進入步驟ST13。

在步驟ST13，操作判定部103判定算出的壓入座標是否在根據觸控感測器40所輸出的觸控感測器訊號之觸控座標的領域內。操作判定部103在例如從算出的壓入座標的觸控座標算起的距離在預定的距離閾值以內時，判定算出的壓入座標是根據觸控座標的領域內。

在步驟ST13，在算出的壓入座標被判定為在基於觸控座標的領域內的情況下，處理前進到步驟ST14，操作判定部103判定觸控操作是滿足壓入條件的有效的觸控操作。

在步驟ST13，判定算出的壓入座標在基於觸控座標的領域外的情況下，處理前進到步驟ST15，操作判定部103判定觸控操作是不滿壓入條件的無效觸控操作。因此，如第9圖（c）所示，不會將伴隨異常壓入的觸控操作錯誤判定成伴隨正常壓入的有效觸控操作。

第11圖係顯示觸控面板裝置1所進行的壓入座標的算出方法。壓入座標例如第11圖所示，能夠根據剛體的平衡式來算出。第11圖中，檢討觸控面板部10上對壓入座標（X,Y）施加集中負重P的情況。此時，假設在觸控面板部10的4個角落，也就是座標（W,H）、（0,H）、（W,0）、（0,0）所得的反作用力為R1、R2、R3、R4。假設觸控面板部10為剛體，從X軸及Y軸各自的力平衡，可得到以下式1及式2的關係成立。

算式1

…式1

…式2

將式1及式2變形，獲得以下的式3及式4。

算式2

…式3

…式4

如式3及式4可知，座標（X,Y）的X座標及Y座標是將反作用力R1～R4的合計值（R1+R2+R3+R4）為分母的式子表示。也就是，壓下力感測器60所得到的壓下力檢出值是非常小的值（例如第10圖所示的壓入閾值以下）時，X與Y的值的誤差大，算出的壓入座標（X,Y）與實際的壓入位置之間容易發生位置偏差。根據這樣的理由，操作判定部103只會在第10圖的步驟ST12中壓下力檢出值的合計超過壓入閾值的情況下，進行根據基於壓下力的壓入座標的判定處理（例如第10圖的步驟ST13）。

又，此時，操作判定部103也可以在進行觸控操作時或者是沒有進行觸控操作時，事前測量並儲存壓下力感測器60的檢出值的變動。假設根據各壓下力感測器的壓下力感測器值之壓下力檢出值的變動量為N1、N2、N3、N4，也可對式1的各項的R1、R2、R3、R4分別加上±N1、±N2、±N3、±N4來求出座標位置的變動量，並設定在步驟ST12中的壓入的閾值及在步驟ST13中使用的距離閾值，來收斂到這個變動量內。

又，做為第1點的觸控操作，第1手指接觸到操作面11的狀態下，以第2手指對操作面11的端部附近進行壓入時，根據壓下力檢出值所算出的觸控座標會移動到端部側。利用這種特徵，在步驟ST13，操作判定部103在壓入座標比觸控座標檢出部101所求的座標更靠近端部的情況下，也可以判定觸控操作是無效的觸控操作。

又，第1手指接觸操作面11的狀態下，在第1手指不伴隨壓入的情況下，對端部附近有異常壓入時，操作判定部103算出只有施加於端部附近的壓下力的壓入座標。在這個情況下，因為第1手指所做的觸控座標及壓入座標不同，操作判定部103能夠判定觸控操作是無效的觸控操作。

又，操作判定部103在顯示出壓入座標在根據觸控座標的基準的領域外的情況下，也可以判定觸控操作是無效的觸控操作。例如，第1手指進行的觸控操作伴隨著一定的壓下力的情況下，會有隨著操作面11的端部附近的異常壓入，壓入座標朝向觸控面板部10的操作面的外側移動的情況。操作判定部103在有這種壓入座標移動的情況下，能夠將觸控操作判定為無效的觸控操作。

例如，操作判定部103假設觸控面板部10為剛體，根據壓下力檢出值，使用式1及式2來算出壓入座標。然而，操作判定部103將觸控面板部10的彎曲剛性假設為D，可以考慮觸控面板10的撓曲來算出壓入座標。然而，使用彎曲剛性D的情況下，觸控面板部10的沉入量w如以下的式5。另外，式5中，（x,y）是壓下力感測器的位置。

算式3

…式5

式5中，當知道壓入座標就知道撓曲量，如第8圖所示，從伴隨著撓曲量的位移獲得壓下力檢出值。也就是，在步驟ST13，操作判定部103無法根據壓下力獲得壓入座標，因此，根據觸控座標檢出部101所求出的觸控座標，從式5算出施加於設置在4個角落部的壓下力感測器60的壓下力。然後，操作判定部103比較壓下力檢出部102所得的壓下力檢出值的分布、根據式5所算出的壓下力的分布，在認定出一定程度以上的相關性的情況下，觸控操作也可以判定為伴隨著正常的壓入操作的有效的觸控操作。

上述的相關性也可以用w的比率（也就是餘弦相似度）求出，也可以根據關於各壓下力感測器60的壓下力檢出值的歐幾里得距離來求出。又，上述的相關性也可以根據壓下力檢出值的大小關係的重合度來求出。又，操作判定部103也可以根據最大的壓下力檢出值與最小的壓下力檢出值是否一致的判定結果，判定觸控操作是否有效。

第12圖係以表格形式顯示壓下力檢出值及座標（X,Y）的關係的例子。式1～式5是用以判定是否正確地獲得了伴隨著觸控操作之物理模型中的關係式。然而，藉由第8圖的彈性構件50壓入，會有只有式1～式5無法求出壓下力的可能性。做為這個對策，操作判定部103也可以事前進行模擬，事前取得並儲存針對壓下力感測器（例如ch1～ch4）的壓下力檢出值的反應值、壓入座標能夠存在的範圍之間的關係。在這個情況下，操作判定部103也可以根據實際獲得的壓下力檢出值、基於第12圖的資料而獲得的壓入座標的範圍，判定觸控座標是否是有效的觸控操作。

例如，將觸控面板部10的操作面11的領域分隔成複數的小領域，如第12圖所示具有對於各小領域的壓下力，藉此能夠求出與實際獲得的壓下力檢出值的一致度。在相同的領域獲得複數的壓下力的情況下，也可以使用複數的資料的平均值，也可以將複數的壓下力全部保持於記憶體，探索任一者有無一致度高的壓力值。

如以上說明，使用實施型態1的觸控面板裝置、觸控操作判定方法、或者是觸控操作判定程式，能夠將壓下力檢出值得分布列入考慮，能夠以高精度判定觸控操作是否是滿足壓入條件的有效的觸控操作。

《2》實施型態2 實施型態1中，操作判定部103根據式1及2、或者是式1、2及5來算出壓入座標（X,Y），使用算出的壓入座標，判定在操作面11進行的觸控操作是否是滿足預先決定的壓入條件的有效的觸控操作，或者是不滿足該壓入條件的無效的觸控操作。然而，實際製造的觸控面板裝置會有顯示出與設計的物理的模型不同的舉動的情況。因此，實施型態2的觸控面板裝置2將觸控座標檢出部101所求出的觸控座標、根據壓下力感測器60所輸出的壓下力感測器值之壓下力檢出值的分布儲存到記憶部，從壓下力檢出值的工作日誌資訊中回歸來求出觸控位置，創建出使用於動態異常判定的物理模型（也就是動態模型）。換言之，實施型態2中，操作判定部103學習複數的壓下力檢出值及觸控座標的對應關係，事前構築動態的模型，使用這個動態的模型來進行操作判定處理。

第13圖係概略顯示實施型態2的觸控面板裝置2的架構的功能方塊圖。第13圖中，與第4圖所示的構成要素相同或對應的構成要素會標示與第4圖所示的符號相同的符號。實施型態2的觸控面板裝置2在控制部200具有動態模型構築部104這點，會與實施型態1的觸控面板裝置1不同。壓下力檢出部102從複數的壓下力感測器60取得壓下力感測器值，進行將觸控座標檢出部101檢出的觸控位置輸出的回歸處理。例如，壓下力感測器60所輸出的壓下力感測器值及觸控位置之間，具有如式6及式7所示的線性關係的情況下，藉由線性回歸將式6及式7的各權重的值W_x 、W_y 最佳化。

算式4

…式6

…式7

為了將權重的值W_x 、W_y 最佳化，為了將從壓力值P推估的壓入座標 算式5 （

,

） 以及觸控座標檢出部101所求出的觸控座標（X,Y）的損失函數L_x , L_y （式8及式9所示）最小化，能夠藉由求出權重的值W_x 、W_y ，從壓下力感測器值求出壓入座標。另外，式8及式9中的E是調整誤差的權重的係數。

算式6

…式8

…式9

式8及式9的最小化也可以例如SVR（Support Vector Regression）這種最佳化演算式來進行。

在這個例子中，如式8及式9所示，以壓下力感測器60所輸出的壓下力感測器值及觸控座標為線性關係為前提來說明，但這些關係即使是非線性，也能夠藉由再定義核技巧等的距離空間來進行回歸處理。

如以上說明，使用實施型態2的觸控面板裝置2、觸控操作判定方法、或者是觸控操作判定程式的話，即使是不符合式1～式5這種模型的情況下，觸控操作能夠以高精確度來判定滿足壓入條件的有效的觸控操作。

關於上述以外的點，實施型態2與實施型態1相同。

《3》實施型態3 實施型態1及2中，使用設置於觸控面板部10的端部附近或角落部附近的壓下力感測器60的檢出值，針對判定壓入是異常還是正常這點進行描述。然而，觸控面板部10的操作面11的尺寸大的情況下，會有端部附近或角落部附近的壓下力難以檢出的情況，在這個情況下，壓入的異常判定精確度降低。實施型態3中，描述以觸控面板端部附近或角落部附近以外的感測器判定壓入異常的方法。

第14圖係顯示實施型態3的觸控面板裝置3的架構的功能方塊圖。第14圖中，與第4圖所示的構成要素相同或對應的構成要素會標示與第4圖所示的符號相同的符號。實施型態3的觸控面板裝置3在控制部300具有觸控感測器檢出部105這點與實施型態1的觸控面板裝置1不同。觸控感測器檢出部105藉由感測來取得觸控感測器檢出值，使得觸控座標檢出部101檢出觸控座標。操作判定部103基於觸控座標檢出部101求出的觸控座標、壓下力檢出部102求出的壓下力感測器60的檢出值、以觸控感測器檢出部105獲得的觸控的檢出值，判定壓入的異常。

第15圖（a）及（b）係顯示操作面11上的觸控操作位置及其附近的觸控感測器電極所輸出的觸控感測器檢出值的例子。觸控面板裝置3的觸控感測器40具有對應觸控操作而靜電電容變化的複數的觸控感測器電極＃1～＃6。第15圖（a）及（b）為了簡略化而顯示了6個觸控感測器電極，但觸控感測器電極的數目並沒有限定於6個。又，觸控座標檢出部101根據複數的觸控感測器電極＃1～＃6的靜電電容來檢出觸控座標。

又，觸控面板裝置3更具有觸控感測器檢出部105，將複數的觸控感測器電極＃1～＃6的靜電電容的分布，做為觸控感測器檢出值的分布檢測出來。操作判定部103根據觸控座標、複數的壓下力檢出值、以及靜電電容的分布，進行操作判定處理。第15圖（a）及（b）中，觸控座標對應觸控感測器電極的編號＃1～＃6。壓下力檢出值是由壓下力檢出部102提供。第15圖（a）及（b）中，靜電電容的分布會以顯示觸控感測器檢出值的長條圖顯示。操作判定部103在觸控座標的周邊的靜電電容的分布滿足預先決定的分布條件的情況下，判定觸控操作是有效的觸控操作。

例如，觸控面板部10越大，如第15圖（a）所示，壓下中心部時壓入座標附近的觸控感測器電極的撓曲量變大，因為相鄰的觸控感測器電極會彼此干涉，所以觸控感測器檢出值的分布會橫向展開。另一方面，如第15圖（b）所示，雖沒有實際以手指700來壓入但以其他的手指701壓入端部附近的情況下，因為觸控感測器40不撓曲，只有觸控感測器40的複數的觸控感測器電極的一部分（例如編號＃4）的檢出值變高。操作判定部103如第15圖（a）所示，根據壓入座標附近的觸控感測器檢出值的增加量是否如第15圖（b）所示地大，藉此能夠判定是否進行了正常的壓入。

實施型態3中，第10圖的步驟ST13中，操作判定部103確認觸控感測器檢出部105所檢測出的觸控感測器檢出值是否有展開，如第15圖（b）所示，與壓入前相比沒有展開的情況下，會判定壓入異常。

如以上說明，使用實施型態3的觸控面板裝置3、觸控操作判定方法、或者是觸控操作判定程式的話，不只是壓下力檢出值的分布，也能夠將觸控感測器檢出值的分布列入考慮，藉此以高精確度判定是否是滿足壓入條件的有效的觸控操作。

又，使用實施型態3的觸控面板裝置3、觸控操作判定方法、或者是觸控操作判定程式，即使是觸控面板部10較大等，難以獲得外周感測器的感度值的狀況，也能夠做適當的壓入判定。

關於上述以外的點，實施型態3與實施型態1或2相同。

《4》實施型態4 實施型態3的觸控面板裝置3中，會利用觸控感測器40中的複數的觸控感測器電極的觸控感測器檢出值的分布，但在觸控面板部10的端部附近壓入時，會有觸控面板部10撓曲困難的傾向。實施型態4的觸控面板裝置4中，利用伴隨壓下力的增加使得手指700的接觸面積增加的特性，判定觸控操作是有效的觸控操作還是無效的觸控操作。

第16圖係概略實施型態4的觸控面板裝置4的架構的功能方塊圖。第16圖中，與第14圖所示的構成要素相同或對應的構成要素會標示與第14圖所示的符號相同的符號。實施型態4的觸控面板裝置4在控制部400具有觸控移動檢出部106這點，會與實施型態3的觸控面板裝置3不同。觸控移動檢出部106基於由觸控座標檢出部101所檢測到的座標是否伴隨著壓下力檢出部102所檢測到的壓下力感測器60的檢出值的增加而移動，來檢測出手指偏移。

第17圖（a）及（b）係顯示進行觸控操作時從觸控感測器40所輸出的觸控感測器檢出值的例子。第17圖（a）顯示進行觸控操作時從觸控感測器40的複數的觸控感測器電極（例如觸控感測器電極的編號＃1～＃5）輸出的觸控感測器檢出值的例子。第17圖（b）顯示出第17圖（a）之後觸控位置附近的觸控感測器檢出值的增加及壓下力檢出部102的檢出值的增加，或者是觸控移動檢出部106造成手指偏移的情況下的觸控感測器檢出值。如第17圖（b）所示，操作判定部103在觸控感測器檢出部105造成觸控位置附近的觸控感測器檢出值的增加以及壓下力檢出部102的檢出值的增加、或者是觸控移動檢出部106造成手指偏移的情況下，判定為有效的觸控操作。

如以上的說明，使用實施型態4的觸控面板裝置4、觸控操作判定方法、或者是觸控操作判定程式的話，不只是壓下力檢出值的分布，也能夠將觸控感測器檢出值的分布列入考慮，藉此以高精確度判定是否是滿足壓入條件的有效的觸控操作。

又，使用實施型態4的觸控面板裝置4、觸控操作判定方法、或者是觸控操作判定程式的話，藉由使用伴隨著壓入的接觸面積變化或座標位置變動，觸控面板部10能夠將手指700在難以撓曲的領域接觸時的觸控操作，以高精確度判定為有效的觸控操作或無效的觸控操作。

關於上述以外的點，實施型態4與實施型態1至3任一者相同。

《5》實施型態5 實施型態1至4的觸控面板裝置1至4中，手指等的導電體接觸操作面11上的壓下力感測器60的附近時，恐怕會有使第1位移檢出電極61a～61d與第2位移檢出電極70之間的靜電電容C變化之虞。也就是說，實施型態1至4的觸控面板裝置1至4中的壓下力感測器60容易受到干擾雜訊以及觸控操作造成的影響。例如，觸控壓下力感測器60的上部的情況下，第1位移檢出電極61a～61d上，除了與第2位移檢出電極70之間的靜電電容C，第1位移檢出電極61a～61d與手指之間也產生靜電電容。結果，儘管沒有施加壓下力於操作面11，也有可能感測到壓下力。因此，實施型態5的觸控面板裝置5中，為了要不容易受到干擾雜訊以及觸控操作造成的影響，會具備遮蔽電極63。

第18圖係概略顯示實施型態5的觸控面板裝置5的主要部位的構造的剖面圖。第18圖中，與第7圖所示的構成要素相同或對應的構成要素會標示與第7圖所示的符號相同的符號。觸控面板裝置5為了包覆第1位移檢出電極61a～61d而配置了遮蔽電極63這點，與第7圖所示的觸控面板裝置1不同。又，使與施加於壓下力感測器60的驅動訊號相同的訊號流過遮蔽電極63，藉此能夠抑制觸控操作對壓下力感測器60的上部所造成的影響。

換言之，觸控面板裝置5更具有在壓下力感測器60與操作面11之間包覆壓下力感測器60的第1位移檢出電極60a～60d之遮蔽電極63、檢測出遮蔽電極63的靜電電容之遮蔽電極觸控檢出部107、將與施加至壓下力感測器60的驅動訊號相同的第1驅動訊號以及預先決定的第2驅動訊號中的任一者施加到遮蔽電極63之驅動訊號切換部108。第2驅動訊號是例如與施加於觸控感測器40的觸控感測器電極的驅動訊號不同的頻率的訊號。然而，第2驅動訊號也能夠設定成與施加於觸控感測器40的觸控感測器電極的驅動訊號相同的頻率的訊號。操作判定部103根據施加第2驅動訊號於遮蔽電極63時的靜電電容的變化，進行對遮蔽電極63的觸控操作是有效的觸控操作或是無效的觸控操作的操作判定處理。

又，對遮蔽電極63施加第2驅動訊號的情況下，能夠感測有無對壓下力感測器60的上部的觸控操作。也就是，藉由具備遮蔽電極63，遮蔽電極63能夠一邊具有做為壓下力感測器60的遮蔽的功能，一邊具有判定有無觸控操作的功能。

第19圖係概略顯示實施型態5的觸控面板裝置5的架構的方塊圖。第19圖，與第4圖所示的構成要素相同或對應的構成要素會標示與第4圖所示的符號相同的符號。如第19圖所示，觸控面板裝置5的控制部500具有遮蔽電極觸控檢出部107、驅動訊號切換部108。

驅動訊號切換部108對於包覆觸控面板部10的端部附近的壓下力感測器60之遮蔽電極63，施加與施加到壓下力感測器60的驅動訊號相同的驅動訊號，抑制觸控操作所造成的壓下力的錯誤檢出。或者是，為了檢測出壓下力感測器60的上部的觸控，驅動訊號切換部108施加預先決定的第2驅動訊號。第2驅動訊號是與第1驅動訊號不同的預先決定的頻率的訊號。遮蔽電極觸控檢出部107根據第2驅動訊號施加至遮蔽電極63時的靜電電容的變化，能夠檢測出對壓下力感測器60的上部的觸控。操作判定部103能夠將有導電體接觸遮蔽電極63的上部的情況下的伴隨著壓入的觸控訊號判定為無效的觸控操作。

如以上說明，使用實施型態5的觸控面板裝置5、觸控操作判定方法、或者是觸控操作判定程式的話，能夠將壓下力檢出值的分布列入考慮，藉此以高精確度判定是否是滿足壓入條件的有效的觸控操作。

又，使用實施型態5的觸控面板裝置5、觸控操作判定方法、或者是觸控操作判定程式的話，能夠將有導電體接觸壓下力感測器60的上部的情況下的觸控操作判定為無效的觸控操作。

關於上述以外的點，實施型態5與實施型態1至4任一者相同。

《6》變形例 第20圖係概略顯示實施型態1至5的變形例的觸控面板裝置6的構造的剖面圖。第20圖，與第1圖所示的構成要素相同或對應的構成要素會標示與第1圖所示的符號相同的符號。第20圖所是的觸控面板裝置6在彈性構件50的外側（也就是觸控面板部10的端部側）配置由第1位移檢出電極61a～61d與第2位移檢出電極70所構成的壓下力感測器60這點，與第1圖所示的觸控面板裝置1不同。觸控面板裝置6中，觸控面板部10的操作面11被壓入時，觸控面板部10撓曲使得觸控面板部10的端部附近翹起，藉此第1位移檢出電極61a～61d與第2位移檢出電極70之間的距離變長。因此，藉由操作面11的壓入，壓下力感測器60的靜電電容變小。關於這點以外，觸控面板裝置6與實施型態1至5的觸控面板裝置1至5的任一者相同。

第21圖係概略顯示實施型態1至5的變形例的觸控面板裝置7的構造的剖面圖。第21圖，與第20圖所示的構成要素相同或對應的構成要素會標示與第20圖所示的符號相同的符號。第21圖所示的觸控面板裝置7在框體91支持著蓋面板20的端部這點與第20圖的觸控面板裝置6不同。觸控面板裝置7中，觸控面板部10的操作面11被壓入時，觸控面板部10撓曲使得觸控面板部10的端部附近翹起，藉此第1位移檢出電極61a～61d與第2位移檢出電極70之間的距離變長。如此一來，操作面11的壓入造成壓下力感測器60的靜電電容變小，且蓋面板20的端部被框體91所支持，因此操作面11的壓入造成的觸控面板部10的撓曲量大。這樣一來，因為操作面11的壓入會使得壓下力感測器60的靜電電容大幅降低。關於這點以外，觸控面板裝置7與實施型態1至5的觸控面板裝置1至5的任一者相同。

1～7:觸控面板裝置 10:觸控面板部 11:操作面 20:蓋面板 30:接著劑 40:觸控感測器 50:彈性構件 60:壓下力感測器 61a～61d、61e～61h:第1位移檢出電極 63:遮蔽電極 70:第2位移檢出電極 80:顯示面板部 90、91:框體 100、200、300、400、500:控制部 101:觸控座標檢出部 102:壓下力檢出部 103:操作判定部 104:動態模型構築部 105:觸控感測器檢出部 106:觸控移動檢出部 107:遮蔽電極觸控檢出部 108:驅動訊號切換部 601:處理器 602:記憶體 700:手指 701:其他的手指

第1圖係概略顯示本發明的實施型態1的觸控面板裝置的構造的剖面圖。 第2圖概略顯示壓入實施型態1的觸控面板裝置的觸控面板部的操作面的中心附近時的狀態的剖面圖。 第3圖概略顯示壓入實施型態1的觸控面板裝置的觸控面板部的操作面的端部附近時的狀態的剖面圖。 第4圖係概略顯示實施型態1的觸控面板裝置的架構的功能方塊圖。 第5圖係顯示實施型態1至5的觸控面板裝置的硬體架構的例子。 第6圖係概略顯示實施型態1的觸控面板裝置的觸控面板部以及壓下力感測器的平面圖。 第7圖係概略顯示實施型態1的觸控面板裝置的主要部位的構造的剖面圖。 第8圖係概略顯示壓入實施型態1的觸控面板裝置的操作面時的狀態的剖面圖。 第9圖（a）至（c）顯示觸控面板裝置的操作面中的觸控操作的位置、壓下力檢出值的合計的時間變化、複數的壓下力感測器所輸出的壓下力檢出值的例子。 第10圖係顯示實施型態1的觸控面板裝置的控制部的操作判定部所執行的操作判定處理的流程圖。 第11圖係顯示實施型態1的觸控面板裝置所進行的壓入座標的算出方法。 第12圖係以表格形式顯示複數的壓下力檢出值及壓入座標能夠存在的範圍的關係。 第13圖係概略顯示本發明的實施型態2的觸控面板裝置的架構的功能方塊圖。 第14圖係概略顯示本發明的實施型態3的觸控面板裝置的架構的功能方塊圖。 第15圖（a）及（b）係顯示實施型態3的觸控面板裝置的操作面上的觸控操作位置、觸控操作的位置及其附近的複數的觸控感測器電極所輸出的觸控感測器檢出值的例子。 第16圖係概略顯示本發明的實施型態4的觸控面板裝置的架構的功能方塊圖。 第17圖（a）及（b）係顯示在實施型態4的觸控面板裝置的操作面上進行觸控操作時從複數的觸控感測器電極所輸出的觸控感測器檢出值的例子。 第18圖係概略顯示本發明的實施型態5的觸控面板裝置的主要部位的構造的剖面圖。 第19圖係概略顯示實施型態5的觸控面板裝置的架構的方塊圖。 第20圖係概略顯示實施型態1至5的變形例的觸控面板裝置的構造的剖面圖。 第21圖係概略顯示實施型態1至5的其他的變形例的觸控面板裝置的構造的剖面圖。

1:觸控面板裝置

40:觸控感測器

60:壓下力感測器

100:控制部

101:觸控座標檢出部

102:壓下力檢出部

103:操作判定部

Claims (14)

1. 一種觸控面板裝置，包括： 觸控面板部，具有進行觸控操作的操作面，輸出對應該觸控操作的觸控感測器訊號； 複數的壓下力感測器，將施加於該操作面的壓下力所對應的複數的壓下力感測器訊號分別輸出； 觸控座標檢出部，根據該觸控感測器訊號，檢測出顯示該觸控操作的位置之觸控座標； 壓下力檢出部，根據該複數的壓下力感測器訊號，輸出該壓下力所對應的複數的壓下力檢出值；以及 操作判定部，根據該觸控座標及該複數的壓下力檢出值來進行操作判定處理，判定該觸控操作是滿足預先決定的壓入條件的有效的觸控操作，還是不滿足該壓入條件的無效的觸控操作。
2. 如請求項1之觸控面板裝置，其中該操作判定部在該複數的壓下力檢出值的合計超過預先決定的閾值的情況下，進行該操作判定處理。
3. 如請求項1或2之觸控面板裝置，其中該操作判定部根據該複數的壓下力檢出值算出顯示該壓下力施加的位置之壓入座標，根據該觸控座標及該壓入座標的差異進行該操作判定處理。
4. 如請求項1或2之觸控面板裝置，其中該觸控座標檢出部檢測出複數的該觸控座標時，該操作判定部根據該複數的壓下力檢出值算出顯示該壓下力施加的位置的壓入座標，算出該複數的觸控座標及該壓入座標的差異，判定該差異當中最小的差異的觸控座標的觸控操作是有效的觸控操作。
5. 如請求項1或2之觸控面板裝置，其中該操作判定部學習該複數的壓下力檢出值及該觸控座標的對應關係，藉此事前構築動態模型，並使用該動態模型來進行該操作判定處理。
6. 如請求項1或2之觸控面板裝置，其中該觸控面板部具有觸控感測器， 該觸控感測器具有靜電電容對應該觸控操作而變化的複數的觸控感測器電極， 該觸控座標檢出部根據該複數的觸控感測器電極的靜電電容來檢測出該觸控座標。
7. 如請求項6之觸控面板裝置，更包括： 觸控感測器檢出部，檢測出該複數的觸控感測器電極的靜電電容的分布， 其中該操作判定部根據該觸控座標、該複數的壓下力檢出值以及該靜電電容的分布，進行該操作判定處理。
8. 如請求項7之觸控面板裝置，其中該操作判定部在該觸控座標的周邊的靜電電容的分布滿足預先決定的分布條件的情況下，判定該觸控操作是有效的觸控操作。
9. 如請求項1或2之觸控面板裝置，更包括： 觸控移動檢出部，檢測出該觸控座標的移動， 該操作判定部判定該觸控移動檢出部所檢出的觸控座標沒有移動的情況下的觸控操作是無效的觸控操作。
10. 如請求項6之觸控面板裝置，更包括： 遮蔽電極，在該壓下力感測器及該操作面之間覆蓋該壓下力； 遮蔽電極觸控檢出部，檢測出該遮蔽電極的靜電電容；以及 驅動訊號切換部，對該遮蔽電極施加與施加於該壓下力感測器的驅動訊號相同的第1驅動訊號，以及預先決定的第2驅動訊號的任一者， 其中該操作判定部根據施加該第2驅動訊號於該遮蔽電極時的靜電電容的變化，進行操作判定處理來判定對該遮蔽電極的觸控操作是有效的觸控操作還是無效的觸控操作。
11. 如請求項10之觸控面板裝置，其中該第2驅動訊號是與施加於該觸控感測器的驅動訊號不同的頻率的訊號。
12. 如請求項10之觸控面板裝置，其中該第2驅動訊號是與施加於該觸控感測器的驅動訊號相同的頻率的訊號。
13. 一種觸控操作判定方法，由觸控面板裝置來執行，該觸控面板裝置包括： 觸控面板部，具有進行觸控操作的操作面，輸出對應該觸控操作的觸控感測器訊號； 複數的壓下力感測器，將施加於該操作面的壓下力所對應的複數的壓下力感測器訊號分別輸出， 其中該觸控操作判定方法包括： 根據該觸控感測器訊號，檢測出顯示該觸控操作的位置之觸控座標的步驟； 根據該複數的壓下力感測器訊號，輸出該壓下力所對應的複數的壓下力檢出值的步驟；以及 根據該觸控座標及該複數的壓下力檢出值來進行操作判定處理，判定該觸控操作是滿足預先決定的壓入條件的有效的觸控操作，還是不滿足該壓入條件的無效的觸控操作的步驟。
14. 一種儲存觸控操作判定程式的儲存媒體，該觸控操作判定程式讓資訊處理裝置執行觸控面板裝置中的觸控操作判定處理，該觸控面板裝置包括： 觸控面板部，具有進行觸控操作的操作面，輸出對應該觸控操作的觸控感測器訊號； 複數的壓下力感測器，將施加於該操作面的壓下力所對應的複數的壓下力感測器訊號分別輸出， 其中該觸控操作判定處理包括： 根據該觸控感測器訊號，檢測出顯示該觸控操作的位置之觸控座標的處理； 根據該複數的壓下力感測器訊號，輸出該壓下力所對應的複數的壓下力檢出值的處理；以及 根據該觸控座標及該複數的壓下力檢出值來進行操作判定處理，判定該觸控操作是滿足預先決定的壓入條件的有效的觸控操作，還是不滿足該壓入條件的無效的觸控操作。

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