WO2012023273A1 - 入力装置 - Google Patents

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WO2012023273A1
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contact area
input device
input
pressing
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誠 千嶋
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京セラ株式会社
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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
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    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04105—Pressure sensors for measuring the pressure or force exerted on the touch surface without providing the touch position

Definitions

  • the present invention relates to an input device including a touch sensor.
  • an operation unit that accepts an input operation by a user in a portable terminal such as a mobile phone, information equipment such as a calculator and a ticket vending machine, home appliances such as a microwave oven, a television, and a lighting fixture, and an industrial device (FA device)
  • input devices such as switches and switches
  • input devices including touch sensors such as touch panels and touch switches are widely used.
  • Such an input operation to the touch sensor is performed by a finger or an input operation tool.
  • a stylus pen attached to the touch sensor is generally assumed, but it is possible to perform an input operation using an unexpected tool such as a ballpoint pen.
  • the pressing load (pressure) per unit area with respect to the touch sensor changes depending on the contact area with the touch sensor and the pressing load. In the case of the same pressing load, the pressure increases as the contact area with the touch sensor decreases.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a damage area due to a pressing load in a conventional touch sensor, where the horizontal axis indicates the contact area and the vertical axis indicates the pressing load.
  • the damaged area C is a pressed load area where an excessive pressing load is applied to the touch sensor and the touch sensor is damaged.
  • the damage includes general problems such as a touch sensor being cracked, a touch sensor joint part being peeled off, or failure due to excessive pressure.
  • the touch sensor is pressed with a finger, since the contact area is large, the pressing load is dispersed and the pressure decreases, so that the pressing load value reaching the damaged region C is high.
  • the touch sensor when the touch sensor is pressed with the tip of the ballpoint pen or the like, the pressing load is concentrated at one point, and the pressing load value reaching the damaged area C is a low value.
  • the damaged area C when the touch sensor is pressed with the same pressing load P, the damaged area C is not reached when a finger or a stylus pen attached to the touch sensor (a somewhat wide stylus pen) is used. When is used, the damage area C is reached and the touch sensor is damaged.
  • An object of the present invention is to provide an input device capable of preventing the touch sensor from being damaged in order to solve the above problem.
  • an input device is an input device having a touch sensor, a pressing load detection unit that detects a pressing load due to a pressing object that presses the touch sensor, and the pressing object and the touch sensor.
  • a contact area detection unit that detects a contact area with, a pressing load threshold that receives an input, a threshold that is higher than the pressing load threshold, and stores a damage threshold that is different depending on the contact area; and When the pressing load threshold and the damage threshold corresponding to the contact area detected by the contact area detection unit are acquired from the storage unit, and the pressing load detected by the contact area detection unit reaches the acquired pressing load threshold
  • a controller that receives an input and generates a warning notification signal when the pressing load detected by the contact area detector reaches the acquired damage threshold; and the warning from the controller Characterized by comprising a notification unit that notifies a warning to receive the knowledge signal.
  • the storage unit stores a plurality of stages of pressing load threshold values
  • the control unit acquires the plurality of stages of pressing load threshold values from the storage unit
  • the contact area detection unit When the pressing load detected in (1) reaches the acquired pressing load threshold value for each step, an input for each step is accepted.
  • the pressing load threshold value is set so as to increase as the contact area increases.
  • At least the pressing load threshold at the stage where the pressing load is maximum among the plurality of pressing load thresholds of the plurality of stages is set to increase as the contact area increases. It is characterized by.
  • the control unit obtains a pressing load threshold with reference to the storage unit, and generates an input acceptance notification signal when the pressing load detected by the contact area detection unit reaches the acquired pressing load threshold.
  • the notification unit receives the input reception notification signal from the control unit and notifies the input reception.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an input device according to a first embodiment of the present invention.
  • the input device of this embodiment includes a touch sensor 101, a pressing load detection unit 102, a contact area detection unit 103, a control unit 104, a storage unit 105, and a notification unit 106.
  • the control unit 104 and the storage unit 105 are shown separately as separate blocks, the control unit 104 can of course be configured to include the storage unit 105.
  • the touch sensor 101 accepts pressing with a pressing object such as a finger or an input operation tool, and outputs position information to the control unit 104.
  • the touch sensor 101 is configured using a known sensor such as a resistance film method or a capacitance method, for example.
  • the pressing load detection unit 102 detects the pressing load when the touch sensor 101 is pressed by a pressed object, and outputs the detected pressing load to the control unit 104.
  • the pressing load detection unit 102 is configured by an element that reacts linearly with a load such as a piezoelectric element, for example.
  • the contact area detection unit 103 detects the contact area between the pressed object and the touch sensor 101 when the touch sensor 101 is pressed by the pressed object, and outputs the detected contact area to the control unit 104.
  • the contact area detection unit 103 detects the contact area based on the magnitude of voltage change.
  • the storage unit 105 stores a pressing load threshold value and a threshold value that is higher than the pressing load threshold value and corresponds to the contact area.
  • the pressing load threshold refers to a pressing load value threshold at which the touch sensor 101 receives an input from the user.
  • the damage threshold is a threshold obtained by subtracting a certain margin from the pressing load value at which the touch sensor 101 reaches the damaged area.
  • the control unit 104 acquires the pressing load threshold value from the storage unit 105. When the pressing load detected by the pressing load detection unit 102 reaches the pressing load threshold value, the control unit 104 generates an input reception notification signal. Output to the notification unit 106.
  • “when the threshold is reached” includes a case where the threshold is exceeded.
  • control unit 104 acquires from the storage unit 105 the damage threshold value that is different depending on the contact area detected by the contact area detection unit 103.
  • the control unit 104 acquires from the storage unit 105 the damage threshold value that is different depending on the contact area detected by the contact area detection unit 103.
  • a warning notification signal is generated and the warning notification signal is output to the notification unit 106.
  • the notification unit 106 notifies the user of input reception according to the input reception notification signal received from the control unit 104.
  • notification of input acceptance is made by a method such as sounding a click sound or, when the touch sensor 101 has a tactile sensation providing unit, vibrating the touch sensor 101 to present a tactile sensation such as a click feeling.
  • the notification unit 106 notifies the user of a warning according to the warning notification signal received from the control unit 104. For example, a warning sound is emitted, the backlight is blinked when the touch sensor 101 has a liquid crystal panel, the LED is blinked when the touch sensor 101 has a warning LED, and the touch sensor 101 has a display unit. If there is a warning, a warning message is displayed to notify the warning.
  • FIG. 2 is a diagram showing a pressing load threshold value A1, a damage threshold value B, and a damaged region C in the input device according to the present embodiment.
  • the input device corresponds to only normal one-step pressing and has one pressing load threshold value set as shown in FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the input device according to the first embodiment.
  • the input device detects presence / absence of input by the touch sensor 101 (step S101).
  • the input device detects the pressing load by the pressing load detection unit 102 (step S102).
  • the input device determines, by the control unit 104, whether or not the input pressing load has reached the pressing load threshold A1 acquired with reference to the storage unit 105 (step S103).
  • step S105 the pressing load detection unit 102 monitors the change in the pressing load (step S105), that is, there is no contact.
  • step S105 the change in the pressing load
  • step S104 the notification unit 106 notifies the user that the input has been accepted (step S104).
  • the contact area detection unit 103 detects the contact area between the pressed object and the touch sensor 101 (step S106). Then, the input device refers to the storage unit 105 by the control unit 104, acquires the damage threshold value B- ⁇ corresponding to the detected contact area, and sets it as the damage threshold value (step S107). For example, as shown in FIG. 2, when a large contact area S1 such as a finger is detected, a damage threshold B-1 is set, and when a narrow contact area S2 such as a ballpoint pen is detected, the damage threshold B- 2 is set.
  • the input device determines whether or not the pressing load detected in step 102 has reached the damage threshold value B- ⁇ set in step S107 by the control unit 104 (step S108).
  • the notification unit 106 gives a warning to the user that an excessive load is applied in a method different from the notification in step S104. Notification is made (step S109).
  • the input device of the first embodiment even when a tool having a thin tip such as a ballpoint pen is used, a warning is notified to the user, thereby preventing the touch sensor from being damaged. Can do.
  • the schematic configuration of the input device of the second embodiment is the same as the schematic configuration of the input device of the first embodiment shown in FIG.
  • the input device of the second embodiment is different from the input device of the first embodiment in that the input device also supports multi-stage pressing.
  • the description of the same points as the input device of the first embodiment will be omitted as appropriate.
  • the touch sensor 101 changes the display of the menu screen and the like in accordance with the number of steps when the touch sensor 101 is pressed in multiple stages.
  • the storage unit 105 stores a damage threshold value and a multi-stage pressing load threshold value to cope with multi-stage pressing.
  • the control unit 104 acquires a plurality of stages of pressing load threshold values from the storage unit 105. When the pressing load detected by the pressing load detection unit 102 reaches the pressing load threshold value of each stage, the control unit 104 outputs an acceptance notification signal for each stage. It generates and outputs an acceptance notification signal to the notification unit 106. The notification unit 106 notifies input acceptance in accordance with the notification signal at each stage received from the control unit 104.
  • the notification method may be the same or different at each stage.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a first-stage pressing load threshold A1, a second-stage pressing load threshold A2, a damage threshold B, and a damaged region C in the input device according to the second embodiment.
  • the pressing load threshold is a constant value regardless of the contact area.
  • two-stage pressing will be described as an example.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the input device according to the second embodiment.
  • the input device detects presence / absence of input by the touch sensor 101 (step S201).
  • the input device detects the pressing load by the pressing load detection unit 102 (step S202).
  • the input device determines, by the control unit 104, whether or not the input pressing load has reached the first pressing load threshold A1 acquired with reference to the storage unit 105 (step S203).
  • step S203 determines in step S203 that the pressing load has not reached the pressing load threshold A1
  • the pressing load detection unit 102 monitors the change in the pressing load (step S205), that is, there is no contact.
  • the pressing load becomes 0, it is determined that the input to the touch sensor 101 from the user has been stopped, and the process ends.
  • step S203 determines in step S203 that the pressing load has reached the pressing load threshold A1
  • the notification unit 106 notifies the user that the input by the first pressing has been received (step S203). S204).
  • the input device determines whether or not the pressing load detected in step S202 has reached the second pressing load threshold A2 acquired with reference to the storage unit 105 by the control unit 104 (step S206).
  • step S206 when the input device determines in step S206 that the pressing load has reached the pressing load threshold A2, the notification unit 106 notifies the user that the input by the second step pressing has been received (step S206). S207).
  • the input device detects the contact area between the finger or the input operation tool and the touch sensor 101 by the contact area detection unit 103 (step S209). Then, the input device refers to the storage unit 105 by the control unit 104 and sets the damage threshold value B- ⁇ corresponding to the detected contact area as the damage threshold value (step S210). For example, as shown in FIG. 3, the input device sets the damage threshold B-1 when detecting a large contact area S1 such as a finger, and sets the damage threshold when detecting a small contact area S2 such as a ballpoint pen. Set B-2.
  • the input device determines whether or not the pressing load detected in step 202 has reached the damage threshold value B- ⁇ set in step S210 by the control unit 104 (step S211).
  • the notification unit 106 warns that an excessive load is applied in a method different from the notification in step S204 and step S207. Is notified to the user (step S212).
  • the input device sets the threshold value An (where n is the number of multi-stage pressing steps) to be equal to or less than the threshold value B when repeating multiple steps of three or more steps, and repeats steps S206 to S208 as many times as necessary. Step S209 and subsequent steps are performed.
  • the input device of the third embodiment supports multi-stage pressing, but the pressing load threshold is set to increase as the contact area increases. Is different.
  • the description of the same points as those of the input device of the second embodiment will be omitted as appropriate.
  • the case of two-stage pressing will be described as an example.
  • FIG. 6 is a diagram showing two-stage pressing load threshold values A1 and A2, a damage threshold value B, and a damaged region C in the input device of the present embodiment.
  • the pressing load threshold value is set to increase stepwise.
  • the change of the pressing load threshold value with respect to the contact area is not limited to the stepped shape. For example, it may change linearly with a certain inclination.
  • the pressing load threshold A1 may be set to be different depending on the contact area, similarly to the pressing load threshold A2.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the input device according to the third embodiment.
  • the input device detects presence / absence of input by the touch sensor 101 (step S301).
  • the input device detects the pressing load by the pressing load detection unit 102 (step S302).
  • the input device determines whether or not the input pressing load has reached the first pressing load threshold A1 acquired with reference to the storage unit 105 by the control unit 104 (step S303).
  • step S303 determines in step S303 that the pressing load has not reached the pressing load threshold A1
  • the pressing load detection unit 102 monitors the change in the pressing load (step S305), and the contact is lost.
  • the pressing load becomes 0, it is determined that the input to the touch sensor 101 from the user has been stopped, and the process ends.
  • step S303 determines in step S303 that the pressing load has reached the pressing load threshold A1
  • the notification unit 106 notifies the user that the input by the first pressing has been received (step S303). S304).
  • the input device detects the contact area between the finger or the input operation tool and the touch sensor 101 by the contact area detection unit 103 (step S306). Then, the input device refers to the storage unit 105 by the control unit 104, sets the pressing load threshold A2- ⁇ corresponding to the detected contact area as the pressing load threshold (step S307), and corresponds to the detected contact area.
  • the damage threshold B- ⁇ to be set is set as the damage threshold (step S308). For example, as shown in FIG. 6, when the input device detects a large contact area S1 such as a finger, the input device sets a pressing load threshold A2-1 and a damage threshold B-1, and sets a narrow contact area S2 such as a ballpoint pen. If detected, a pressing load threshold A2-2 and a damage threshold B-2 are set.
  • the input device determines whether or not the pressing load detected in step S302 has reached the second pressing load threshold A2- ⁇ by the control unit 104 (step S309).
  • step S309 when the input device determines in step S309 that the pressing load has reached the pressing load threshold A2- ⁇ , the input device notifies the user that the input by the second step pressing has been accepted. (Step S310).
  • the input device determines whether or not the pressing load detected in step 302 has reached the damage threshold value B- ⁇ set in step S307 by the control unit 104 (step S312).
  • the notification unit 106 warns that an excessive load is applied in a method different from the notification in step S304 and step S310. Is notified to the user (step S313).
  • the input device sets the threshold value An (n is the number of multi-stage pressing stages) to be equal to or less than the threshold value B, and after repeating steps S309 to S311 as many times as necessary. Step S312 and subsequent steps are performed.
  • the pressing load threshold variable by making the pressing load threshold variable according to the contact area, a margin for the damaged region can be secured even when a tool with a thin tip is used. Pushing is possible, and damage can be prevented more reliably.
  • the pressing load threshold value may be set to increase as the contact area increases. Further, when the pressing load reaches the pressing load threshold value, the notification need not be issued.
  • the contact area detection unit 103 and the control unit 104 are separately illustrated as separate blocks.
  • the control unit 104 may perform the process of the contact area detection unit 103.
  • the pressing load threshold is set according to the contact area between the finger or the input operation tool and the touch sensor 101 .
  • the present invention is not limited to the example described in the third embodiment.
  • the damage threshold value set according to the contact area is divided into two equal parts when the input device is a one-stage push (a damage threshold value of 2 (A value of one-third) is set as the pressing load threshold A1, and in the case of an input device with two-stage pressing, a small value (a value that is one third of the damage threshold) among the values divided into three equal parts is pressed pressing threshold A1.
  • a large value (a value that is two-thirds of the damage threshold value) may be set as the pressing load threshold value A2.
  • a plurality of threshold values (damage threshold value, pressing load threshold value A1, A2, A3,...) May be set at equal intervals.
  • the damage threshold is lowered, and the pressing load threshold A1 is also set lower than when the contact area is large. Therefore, if it is set so that the user is notified when the pressing load reaches the pressing load threshold A1, when the notification based on the pressing load threshold A1 is received, the user can add how much pressing load. For example, it is possible to predict the damage threshold and whether the damage area is reached. Therefore, according to said structure, the possibility that a touch sensor may be damaged can be prevented more effectively.

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Abstract

　タッチセンサの損傷を防止する。　タッチセンサを押下する押下物による押下荷重を検出する押下荷重検出部１０２と、前記押下物とタッチセンサとの接触面積を検出する接触面積検出部１０３と、入力を受け付ける押下荷重閾値、及び該押下荷重閾値よりも高い閾値であって前記接触面積により相違させた損傷閾値を記憶する記憶部１０５と、前記記憶部から前記押下荷重閾値及び前記接触面積検出部で検出した接触面積に対応する損傷閾値を取得し、前記接触面積検出部で検出した押下荷重が該取得した押下荷重閾値に達した場合には入力を受け付け、前記接触面積検出部で検出した押下荷重が該取得した損傷閾値に達した場合には警告通知信号を生成する制御部１０４と、前記制御部から前記警告通知信号を受信して警告を通知する通知部１０６と、を備える。

Description

入力装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１０年８月１９日に出願された日本国特許出願２０１０－１８３９５５号の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
　本発明は、タッチセンサを備える入力装置に関するものである。
　従来、携帯電話などの携帯端末、電卓、券売機などの情報機器、電子レンジ、テレビ、照明器具などの家電製品、及び産業用機器（ＦＡ機器）などには、ユーザによる入力操作を受け付ける操作部やスイッチなどの入力装置として、タッチパネルやタッチスイッチ等のタッチセンサを備える入力装置が広く使用されている。
　近年では、タッチセンサに対する押下荷重に複数の閾値を設定し、ユーザがタッチセンサを異なる押下荷重で押下すると、押下荷重の違いを検出し、異なる処理を行う入力装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。本明細書では、同一の押下箇所に対して、１段階押し込んだ後にさらに押し込むことを２段押しと称し、２段押しを含み複数段階押し込むことを多段押しと称する。
　このようなタッチセンサへの入力操作は、指又は入力操作道具によって行われる。入力操作道具としては、一般にはタッチセンサに付属のスタイラスペンなどが想定されているが、ボールペンのような想定外の道具を用いても、入力操作を行うことは可能である。
特開２０１０－１４０１０２号公報
　タッチセンサに対する単位面積当たりの押下荷重（圧力）は、タッチセンサとの接触面積及び押下荷重によって変化し、同一の押下荷重の場合、タッチセンサとの接触面積が小さいほど圧力は大きくなる。
　図８は、従来のタッチセンサにおける、押下荷重による損傷領域を説明する図であり、横軸に接触面積、縦軸に押下荷重を示す。損傷領域Ｃは、タッチセンサに過度な押下荷重が印加され、タッチセンサが損傷する押下荷重領域である。ここで、損傷とは、タッチセンサが割れたり、タッチセンサ接合部分が剥がれたり、過度の圧力により故障するといった、不具合全般を包含する。指でタッチセンサを押下した場合には、接触面積が大きいので押下荷重は分散され圧力が低下するため、損傷領域Ｃに達する押下荷重値は高い値となる。一方、ボールペンの先端などでタッチセンサを押下した場合には、押下荷重は一点に集中するため、損傷領域Ｃに達する押下荷重値は低い値となる。つまり、同一の押下荷重Ｐでタッチセンサを押下した場合、指やタッチセンサ付属の（ある程度幅広の）スタイラスペンを用いたときには損傷領域Ｃに達しないのに対し、ボールペンのような先端が細い道具を用いたときには損傷領域Ｃに達してしまい、タッチセンサが損傷する。
　特に、多段押しをする場合には、通常の押下である１段押しの場合と比べて過度の荷重が印加されることが考えられるため、想定外の接触面積が小さい道具を用いてタッチセンサを押下すると、タッチセンサが損傷するおそれが高くなる。図９に示すように、指又はスタイラスペンによる使用を想定して１段階目の押下荷重閾値Ａ１及び２段階目の押下荷重閾値Ａ２が設定されている場合に、想定外の接触面積が小さいボールペン等の道具を用いて多段押しをすると、２段階目の押下荷重閾値Ａ２が損傷領域Ｃに到達してしまう。よって、想定外の接触面積が小さい道具を用いて多段入力をすることができない。
　本発明の目的は、上記問題を解決するため、タッチセンサの損傷を防止することができる入力装置を提供することにある。
　上記課題を解決するため、本発明に係る入力装置は、タッチセンサを有する入力装置であって、タッチセンサを押下する押下物による押下荷重を検出する押下荷重検出部と、前記押下物とタッチセンサとの接触面積を検出する接触面積検出部と、入力を受け付ける押下荷重閾値、及び該押下荷重閾値よりも高い閾値であって、前記接触面積により相違させた損傷閾値を記憶する記憶部と、前記記憶部から前記押下荷重閾値及び前記接触面積検出部で検出した接触面積に対応する損傷閾値を取得し、前記接触面積検出部で検出した押下荷重が該取得した押下荷重閾値に達した場合には入力を受け付け、前記接触面積検出部で検出した押下荷重が該取得した損傷閾値に達した場合には警告通知信号を生成する制御部と、前記制御部から前記警告通知信号を受信して警告を通知する通知部と、を備えることを特徴とする。
　また、本発明に係る入力装置において、前記記憶部は、複数段階の押下荷重閾値を記憶し、前記制御部は、前記記憶部から前記複数段階の押下荷重閾値を取得し、前記接触面積検出部で検出した押下荷重が該取得した各段階の押下荷重閾値に達した場合には各段階の入力を受け付けることを特徴とする。
　また、本発明に係る入力装置において、前記押下荷重閾値は、前記接触面積が大きくなるにつれて大きくなるように設定されていることを特徴とする。
　また、本発明に係る入力装置において、前記複数段階の押下荷重閾値のうちの少なくとも押下荷重が最大である段階の押下荷重閾値は、前記接触面積が大きくなるにつれて大きくなるように設定されていることを特徴とする。
　前記制御部は、前記記憶部を参照して押下荷重閾値を取得し、前記接触面積検出部で検出した押下荷重が該取得した押下荷重閾値に達した場合には入力受付通知信号を生成する手段を有し、前記通知部は、前記制御部から前記入力受付通知信号を受信して入力受付を通知することを特徴とする。
　本発明によれば、ボールペンのような先端が細い道具を使用した場合であっても、ユーザに警告を通知することにより、タッチセンサの損傷を防止することができる。
本発明による実施形態の入力装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明による第１の実施形態の入力装置の押下荷重閾値及び損傷閾値を示す図である。 本発明による第１の実施形態の入力装置の動作を示すフローチャートである。 本発明による第２の実施形態の入力装置の押下荷重閾値及び損傷閾値を示す図である。 本発明による第２の実施形態の入力装置の動作を示すフローチャートである。 本発明による第３の実施形態の入力装置の押下荷重閾値及び損傷閾値を示す図である。 本発明による第３の実施形態の入力装置の動作を示すフローチャートである。 押下荷重によるタッチセンサの損傷を説明する図である。 多段押し時の押下荷重によるタッチセンサの損傷を説明する図である。
　以下、本発明による入力装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
　図１は、本発明による第１の実施形態の入力装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の入力装置は、タッチセンサ１０１と、押下荷重検出部１０２と、接触面積検出部１０３と、制御部１０４と、記憶部１０５と、通知部１０６とを備える。なお、制御部１０４及び記憶部１０５を別のブロックとして分離して示しているが、制御部１０４が記憶部１０５を有する構成とすることもできるのは勿論である。
　タッチセンサ１０１は、指又は入力操作道具などの押下物による押下を受け付け、位置情報を制御部１０４に出力する。タッチセンサ１０１は、例えば、抵抗膜方式や静電容量方式等の公知のものを用いて構成される。
　押下荷重検出部１０２は、押下物によりタッチセンサ１０１が押下されたときに、押下荷重を検出し、検出した押下荷重を制御部１０４に出力する。押下荷重検出部１０２は、例えば、圧電素子などの荷重に対してリニアに反応する素子によって構成される。
　接触面積検出部１０３は、押下物によりタッチセンサ１０１が押下されたときに、押下物とタッチセンサ１０１との接触面積を検出し、検出した接触面積を制御部１０４に出力する。接触面積検出部１０３は、例えば、タッチセンサ１０１が抵抗膜方式で、マトリックス上に電極面を張り巡らして構成されている場合、電圧変化の大小によって接触面積を検知する。
　記憶部１０５は、押下荷重閾値、及び押下荷重閾値よりも高い閾値であって前記接触面積に対応する損傷領域閾値を記憶する。ここで、押下荷重閾値とは、タッチセンサ１０１がユーザからの入力を受け付ける押下荷重値の閾値のことをいう。また、損傷閾値とは、タッチセンサ１０１が損傷領域に到達する押下荷重値に一定のマージンを差し引いた閾値のことをいう。
　制御部１０４は、記憶部１０５から押下荷重閾値を取得し、押下荷重検出部１０２が検出した押下荷重が押下荷重閾値に達した場合には、入力受付通知信号を生成し、入力受付通知信号を通知部１０６に出力する。なお、本明細書において、「閾値に達した場合」とは、閾値を越えた場合も含むものとする。
　また、制御部１０４は、記憶部１０５から、接触面積検出部１０３が検出した接触面積により相違させた損傷閾値を取得する。そして、押下荷重検出部１０２が検出した押下荷重が損傷閾値に達した場合には、警告通知信号を生成し、警告通知信号を通知部１０６に出力する。
　通知部１０６は、制御部１０４から受信した入力受付通知信号に従って、入力の受け付けをユーザに通知する。例えば、クリック音などを鳴らす、タッチセンサ１０１が触感呈示部を有する場合にはタッチセンサ１０１を振動させてクリック感などの触感を呈示する、などの方法により入力の受け付けを通知する。
　また、通知部１０６は、制御部１０４から受信した警告通知信号に従って、警告をユーザに通知する。例えば、警告音などを鳴らす、タッチセンサ１０１が液晶パネルを有する場合にはバックライトを点滅させる、タッチセンサ１０１が警告用のＬＥＤを有する場合にはＬＥＤを点滅させる、タッチセンサ１０１が表示部を有する場合には警告メッセージを表示する、などの方法により警告を通知する。
　図２は、本実施形態の入力装置における、押下荷重閾値Ａ１と、損傷閾値Ｂと、損傷領域Ｃとを示す図である。第１の実施形態では、通常の１段押しのみに対応し、図２に示すように、設定される押下荷重閾値が１つである入力装置を想定する。
　図３は、第１の実施形態の入力装置の動作を示すフローチャートである。まず、入力装置は、タッチセンサ１０１により、入力の有無を検知する（ステップＳ１０１）。入力装置は、ユーザからの入力があった場合、押下荷重検出部１０２により押下荷重を検出する（ステップＳ１０２）。そして、入力装置は、制御部１０４により、該入力の押下荷重が、記憶部１０５を参照して取得した押下荷重閾値Ａ１に達したか否かを判断する（ステップＳ１０３）。
　入力装置は、ステップＳ１０３において、押下荷重が押下荷重閾値Ａ１に達していないと判断した場合には、押下荷重検出部１０２により、押下荷重の変化を監視し（ステップＳ１０５）、接触が無くなる、すなわち押下荷重＝０となった場合に、ユーザからのタッチセンサ１０１への入力が中止されたと判断して、処理を終了する。
　一方、入力装置は、ステップＳ１０３において、押下荷重が押下荷重閾値Ａ１に達したと判断した場合には、通知部１０６により、入力を受け付けたことをユーザに通知する（ステップＳ１０４）。
　続いて、入力装置は、接触面積検出部１０３により、押下物とタッチセンサ１０１との接触面積を検出する（ステップＳ１０６）。そして、入力装置は、制御部１０４により、記憶部１０５を参照し、検出した接触面積に対応する損傷閾値Ｂ－αを取得し、損傷閾値として設定する（ステップＳ１０７）。例えば、図２に示すように、指などの広い接触面積Ｓ１を検出した場合には、損傷閾値Ｂ－１を設定し、ボールペンなどの狭い接触面積Ｓ２を検出した場合には、損傷閾値Ｂ－２を設定する。
　次に、入力装置は、制御部１０４により、ステップ１０２において検出した押下荷重が、ステップＳ１０７において設定した損傷閾値Ｂ－αに達したか否かを判断する（ステップＳ１０８）。入力装置は、押下荷重が閾値Ｂ－αに達したと判断した場合には、通知部１０６により、ステップＳ１０４における通知とは異なる方法で、過剰な荷重が印加されていることの警告をユーザに通知する（ステップＳ１０９）。一方、入力装置は、押下荷重が閾値Ｂ－αに達していないと判断した場合には、押下荷重検出部１０２により、押下荷重の変化を監視し（ステップＳ１１０）、ユーザのタッチセンサ１０１への接触が無くなる、すなわち押下荷重＝０となった場合に、ユーザからのタッチセンサ１０１への入力が終了したと判断して処理を終了する。
　このように、第１の実施形態の入力装置によれば、ボールペンのような先端が細い道具を使用した場合であっても、警告をユーザに通知することにより、タッチセンサの損傷を防止することができる。
（第２の実施形態）
　次に、本発明による第２の実施形態の入力装置について説明する。第２の実施形態の入力装置の概略構成は、図１に示す第１の実施形態の入力装置の概略構成と同一である。ただし、第２の実施形態の入力装置は多段押しにも対応している点が、第１の実施形態の入力装置と相違する。第１の実施形態の入力装置と同一の点については、適宜説明を省略する。
　タッチセンサ１０１は、多段押しがなされた場合には、押し込みの段数に応じてメニュー画面などの表示を種々変更する。
　記憶部１０５は、損傷閾値、及び多段押しに対応するための複数段階の押下荷重閾値を記憶する。
　制御部１０４は、記憶部１０５から複数段階の押下荷重閾値を取得し、押下荷重検出部１０２が検出した押下荷重が各段階の押下荷重閾値に達した場合には、各段階の受付通知信号を生成し、受付通知信号を通知部１０６に出力する。通知部１０６は、制御部１０４から受信した各段階の通知信号に従って、入力受け付けを通知する。通知の方法は、各段階によって同一でもよいし、異なるものでもよい。
　図４は、第２の実施形態の入力装置における、１段階目の押下荷重閾値Ａ１と、２段階目の押下荷重閾値Ａ２と、損傷閾値Ｂと、損傷領域Ｃとを示す図である。本実施形態では、多段押しに対応しており、押下荷重閾値は、それぞれ接触面積によらず一定の値である。以下では、２段押しの場合を例に説明する。
　図５は、第２の実施形態の入力装置の動作を示すフローチャートである。まず、入力装置は、タッチセンサ１０１により、入力の有無を検知する（ステップＳ２０１）。入力装置は、ユーザからの入力があった場合、押下荷重検出部１０２により押下荷重を検出する（ステップＳ２０２）。そして、入力装置は、制御部１０４により、該入力の押下荷重が記憶部１０５を参照して取得した第１の押下荷重閾値Ａ１に達したか否かを判断する（ステップＳ２０３）。
　入力装置は、ステップＳ２０３において、押下荷重が押下荷重閾値Ａ１に達していないと判断した場合には、押下荷重検出部１０２により、押下荷重の変化を監視し（ステップＳ２０５）、接触が無くなる、すなわち押下荷重＝０となった場合に、ユーザからのタッチセンサ１０１への入力が中止されたと判断して、処理を終了する。
　一方、入力装置は、ステップＳ２０３において、押下荷重が押下荷重閾値Ａ１に達したと判断した場合には、通知部１０６により、１段目の押下による入力を受け付けたことをユーザに通知する（ステップＳ２０４）。
　さらに、入力装置は、制御部１０４により、ステップＳ２０２で検出した押下荷重が記憶部１０５を参照して取得した第２の押下荷重閾値Ａ２に達したか否かを判断する（ステップＳ２０６）。入力装置は、押下荷重が押下荷重閾値Ａ２に達していないと判断した場合には、押下荷重の変化を監視し（ステップＳ２０８）、接触が無くなる、すなわち押下荷重＝０となった場合に、ユーザからのタッチセンサ１０１への入力が終了したと判断して、処理を終了する。
　一方、入力装置は、ステップＳ２０６において、押下荷重が押下荷重閾値Ａ２に達したと判断した場合には、通知部１０６により、２段目の押下による入力を受け付けたことをユーザに通知する（ステップＳ２０７）。
　続いて、入力装置は、接触面積検出部１０３により、指又は入力操作道具とタッチセンサ１０１との接触面積を検出する（ステップＳ２０９）。そして、入力装置は、制御部１０４により、記憶部１０５を参照し、検出した接触面積に対応する損傷閾値Ｂ－αを損傷閾値として設定する（ステップＳ２１０）。例えば、入力装置は、図３に示すように、指などの広い接触面積Ｓ１を検出した場合には損傷閾値Ｂ－１を設定し、ボールペンなどの小さい接触面積Ｓ２を検出した場合には損傷閾値Ｂ－２を設定する。
　次に、入力装置は、制御部１０４により、ステップ２０２において検出した押下荷重が、ステップＳ２１０において設定した損傷閾値Ｂ－αに達した否かを判断する（ステップＳ２１１）。入力装置は、押下荷重が閾値Ｂ－αに達したと判断した場合には、通知部１０６により、ステップＳ２０４及びステップＳ２０７における通知とは異なる方法で、過剰な荷重が印加されていることの警告をユーザに通知する（ステップＳ２１２）。一方、入力装置は、押下荷重が閾値Ｂ－αに達していないと判断した場合には、押下荷重検出部１０２により、押下荷重の変化を監視し（ステップＳ２１３）、ユーザのタッチセンサ１０１への接触が無くなる、すなわち押下荷重＝０となった場合に、ユーザからのタッチセンサ１０１への入力が終了したと判断して処理を終了する。
　なお、入力装置は、３段以上の多段押しとなる場合には、閾値Ａｎ（ｎは多段押しの段数）を閾値Ｂ以下になるように設定し、ステップＳ２０６～ステップＳ２０８を必要回数繰り返したのち、ステップＳ２０９以下の処理を行う。
　このように、第２の実施形態の入力装置によれば、多段押しがなされた場合でも、タッチセンサの損傷を防止することができる。
（第３の実施形態）
　次に、本発明による第３の実施形態の入力装置について説明する。第３の実施形態の入力装置は、第２の実施形態の入力装置と同様に、多段押しにも対応するものであるが、押下荷重閾値が、接触面積が大きくなるにつれて大きくなるように設定されている点が相違する。第２の実施形態の入力装置と同一の点については、適宜説明を省略する。以下では、２段押しの場合を例に説明する。
　図６は、本実施形態の入力装置における、２段階の押下荷重閾値Ａ１及びＡ２と、損傷閾値Ｂと、損傷領域Ｃとを示す図である。ここでは、押下荷重閾値が、接触面積が大きくなるにつれて大きくなる例として、階段状に大きくなるように設定しているが、接触面積に対する押下荷重閾値の変化は、階段状に限られるものではなく、例えば、一定の傾きで直線的に変化するものでもよい。また、押下荷重閾値Ａ１も押下荷重閾値Ａ２と同様に、接触面積に応じて異なる値となるように設定してもよい。
　図７は、第３の実施形態の入力装置の動作を示すフローチャートである。まず、入力装置は、タッチセンサ１０１により、入力の有無を検知する（ステップＳ３０１）。入力装置は、ユーザからの入力があった場合、押下荷重検出部１０２により押下荷重を検出する（ステップＳ３０２）。そして、入力装置は、制御部１０４により、該入力の押下荷重が記憶部１０５を参照して取得した第１の押下荷重閾値Ａ１に達したか否かを判断する（ステップＳ３０３）。
　入力装置は、ステップＳ３０３において、押下荷重が押下荷重閾値Ａ１に達していないと判断した場合には、押下荷重検出部１０２により、押下荷重の変化を監視し（ステップＳ３０５）、接触が無くなる、すなわち押下荷重＝０となった場合に、ユーザからのタッチセンサ１０１への入力が中止されたと判断して、処理を終了する。
　一方、入力装置は、ステップＳ３０３において、押下荷重が押下荷重閾値Ａ１に達したと判断した場合には、通知部１０６により、１段目の押下による入力を受け付けたことをユーザに通知する（ステップＳ３０４）。
　続いて、入力装置は、接触面積検出部１０３により、指又は入力操作道具とタッチセンサ１０１との接触面積を検出する（ステップＳ３０６）。そして、入力装置は、制御部１０４により、記憶部１０５を参照し、検出した接触面積に対応する押下荷重閾値Ａ２－αを押下荷重閾値として設定する（ステップＳ３０７）とともに、検出した接触面積に対応する損傷閾値Ｂ－αを損傷閾値として設定する（ステップＳ３０８）。例えば、入力装置は、図６に示すように、指などの広い接触面積Ｓ１を検出した場合には押下荷重閾値Ａ２－１及び損傷閾値Ｂ－１を設定し、ボールペンなどの狭い接触面積Ｓ２を検出した場合には押下荷重閾値Ａ２－２及び損傷閾値Ｂ－２を設定する。
　そして、入力装置は、制御部１０４により、ステップＳ３０２で検出した押下荷重が第２の押下荷重閾値Ａ２－α達したか否かを判断する（ステップＳ３０９）。入力装置は、押下荷重が押下荷重閾値Ａ２－α未に達していないと判断した場合には、押下荷重の変化を監視し（ステップＳ３１１）、接触が無くなる、すなわち押下荷重＝０となった場合に、ユーザからのタッチセンサ１０１への入力が終了したと判断して、処理を終了する。
　一方、入力装置は、ステップＳ３０９において、押下荷重が押下荷重閾値Ａ２－αに達したと判断した場合には、通知部１０６により、２段目の押下による入力を受け付けたことをユーザに通知する（ステップＳ３１０）。
　次に、入力装置は、制御部１０４により、ステップ３０２において検出した押下荷重が、ステップＳ３０７において設定した損傷閾値Ｂ－αに達したか否かを判断する（ステップＳ３１２）。入力装置は、押下荷重が閾値Ｂ－αに達したと判断した場合には、通知部１０６により、ステップＳ３０４及びステップＳ３１０における通知とは異なる方法で、過剰な荷重が印加されていることの警告をユーザに通知する（ステップＳ３１３）。一方、入力装置は、押下荷重が閾値Ｂ－αに達していないと判断した場合には、押下荷重検出部１０２により、押下荷重の変化を監視し（ステップＳ３１４）、ユーザのタッチセンサ１０１への接触が無くなる、すなわち押下荷重＝０となった場合に、ユーザがタッチセンサ１０１への入力が終了したと判断して処理を終了する。
　なお、入力装置は、３段以上の多段押しとなる場合には、閾値Ａｎ（ｎは多段押しの段数）を閾値Ｂ以下になるように設定し、ステップＳ３０９～ステップＳ３１１を必要回数繰り返したのち、ステップＳ３１２以下の処理を行う。
　このように、第３の実施形態の入力装置によれば、押下荷重閾値を接触面積に応じて可変とすることにより、先端の細い道具を用いた場合でも損傷領域に対するマージンを確保できるので、多段押しが可能となり、損傷をより確実に防止することができる。
　上述の各実施例は、個々に代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。従って、本発明は、上述の実施例によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、第１の実施形態の入力装置において、押下荷重閾値を、接触面積が大きくなるにつれて大きくなるように設定してもよい。また、押下荷重が押下荷重閾値に達した際に、通知を発しなくてもよい。
　また、上述の各実施例では、接触面積検出部１０３及び制御部１０４を別のブロックとして分離して示しているが、制御部１０４が接触面積検出部１０３の処理を行ってもよい。
　また、上述の第３の実施形態では、指又は入力操作道具とタッチセンサ１０１との接触面積に応じて、押下荷重閾値を設定する場合の例を説明したが、押下荷重閾値の設定については、第３の実施形態で説明した例に限定されず、例えば、接触面積に応じて設定される損傷閾値の値を、１段押しの入力装置である場合は２等分した値（損傷閾値の２分の１の値）を押下荷重閾値Ａ１として、また、２段押しの入力装置である場合は３等分した値のうち小さい値（損傷閾値の３分の１の値）を押下荷重閾値Ａ１として、大きい値（損傷閾値の３分の２の値）を押下荷重閾値Ａ２として設定してもよい。つまり、複数ある閾値（損傷閾値、押下荷重閾値Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．）を等間隔で設定するようにしてもよい。このように設定すると、接触面積が小さい場合に、損傷閾値が低くなると共に、押下荷重閾値Ａ１も接触面積が大きい場合と比べて低く設定されることになる。したがって、押下荷重が押下荷重閾値Ａ１に達した際に、ユーザに通知を行うように設定しておけば、押下荷重閾値Ａ１に基づく通知を受けた際において、ユーザは、どの程度押下荷重を加えれば、損傷閾値および損傷領域に達するかを予測することができる。よって、上記の構成によれば、タッチセンサが損傷するおそれをより効果的に防止することができる。
　１０１　タッチセンサ
　１０２　押下荷重検出部
　１０３　接触面積検出部
　１０４　制御部
　１０５　記憶部
　１０６　通知部

Claims (5)

  1. 　タッチセンサを有する入力装置であって、
    　タッチセンサを押下する押下物による押下荷重を検出する押下荷重検出部と、
    　前記押下物とタッチセンサとの接触面積を検出する接触面積検出部と、
    　入力を受け付ける押下荷重閾値、及び該押下荷重閾値よりも高い閾値であって前記接触面積により相違させた損傷閾値を記憶する記憶部と、
    　前記記憶部から前記押下荷重閾値及び前記接触面積検出部で検出した接触面積に対応する損傷閾値を取得し、前記接触面積検出部で検出した押下荷重が該取得した押下荷重閾値に達した場合には入力を受け付け、前記接触面積検出部で検出した押下荷重が該取得した損傷閾値に達した場合には警告通知信号を生成する制御部と、
    　前記制御部から前記警告通知信号を受信して警告を通知する通知部と、
    を備えることを特徴とする入力装置。
  2. 　前記記憶部は、複数段階の押下荷重閾値を記憶し、
    　前記制御部は、前記記憶部から前記複数段階の押下荷重閾値を取得し、前記接触面積検出部で検出した押下荷重が該取得した各段階の押下荷重閾値に達した場合には各段階の入力を受け付ける
    ことを特徴とする、請求項１に記載の入力装置。
  3. 　前記押下荷重閾値は、前記接触面積が大きくなるにつれて大きくなるように設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の入力装置。
  4. 　前記複数段階の押下荷重閾値のうちの少なくとも押下荷重が最大である段階の押下荷重閾値は、前記接触面積が大きくなるにつれて大きくなるように設定されていることを特徴とする、請求項２に記載の入力装置。
  5. 　前記制御部は、前記記憶部を参照して押下荷重閾値を取得し、前記接触面積検出部で検出した押下荷重が該取得した押下荷重閾値に達した場合には入力受付通知信号を生成する手段を有し、
    　前記通知部は、前記制御部から前記入力受付通知信号を受信して入力受付を通知する
    ことを特徴とする、請求項１に記載の入力装置。
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