WO2012153555A1 - 入力装置及び前記入力装置を用いた複数点の荷重検出方法 - Google Patents

入力装置及び前記入力装置を用いた複数点の荷重検出方法 Download PDF

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昌彦 石曽根
雅史 金子
志浩 牛来
佐藤　崇
梅津　英治
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アルプス電気株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an input device that is mounted on a portable device or other electronic device and operates by bringing a finger or the like into contact with an operation panel.
  • Patent Document 1 shown below describes an input device that can detect the position coordinates and load of a pressing point when an operation surface is operated with a finger or the like.
  • the present invention solves the above-described conventional problems, and provides an input device capable of obtaining loads of a plurality of simultaneously pressed points, and a method for detecting a load at a plurality of points using the input device. It is aimed.
  • An input device includes a position detection sensor capable of detecting each pressing position of a plurality of pressing points simultaneously pressed on the operation surface, a load detection sensor capable of detecting a gravity center position and a gravity load of each pressing point, And a control unit capable of calculating each load at each pressing point based on each data of position coordinates, barycentric coordinates, and barycentric load of each pressing point.
  • the load detection method for a plurality of points is capable of detecting a position detection sensor capable of detecting each pressing position of a plurality of pressing points simultaneously pressed on the operation surface, and capable of detecting a center of gravity position and a center of gravity load of each pressing point.
  • each patent document does not disclose a control unit similar to that of the present invention, and has a configuration in which each load at each pressing point cannot be known when a plurality of points are simultaneously pressed.
  • each load at each pressing point when simultaneously pressing a plurality of points without complicating the configuration of the input device. Can be calculated appropriately and easily.
  • a plurality of the load detection sensors are provided on the back surface side of the peripheral portion of the panel whose surface is the operation surface side. Thereby, a gravity center coordinate and a gravity center load can be detected appropriately and easily.
  • the position detection sensor is preferably a capacitive touch panel sensor. Thereby, it is possible to detect each position coordinate of a plurality of pressing points when simultaneously pressed with higher accuracy.
  • control unit corrects the position coordinates and the barycentric coordinates of any of the pressed points when it is detected that all of the three pressed points simultaneously pressed are on the same straight line. It is preferable to calculate each load at each pressing point.
  • the process proceeds to the next correction step, When not detected, a pressing point determination step that shifts to the load calculation step; A correction step of correcting the position coordinates and the barycentric coordinates of any of the pressing points when detecting that all the pressing points are on the same straight line, When shifting from the correction step to the load calculation step, the load calculation is preferably performed using the corrected position coordinates and barycentric coordinates.
  • a load determination step for determining whether or not each load at each pressing point calculated by shifting from the correction step to the load calculation step is larger than 0 and smaller than the gravity center load (Z),
  • Z gravity center load
  • each load at each pressing point when simultaneously pressing a plurality of points can be calculated appropriately and easily without complicating the configuration of the input device.
  • FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view of an input device (touch panel) in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of the input device of this embodiment.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a capacitive touch panel sensor.
  • 4A and 4B are explanatory diagrams of the load detection sensor, in which FIG. 4A is a partial longitudinal sectional view, and FIG. 4B is a rear perspective view of a sensor substrate constituting the load detection sensor.
  • FIG. 5 is a plan view of the input device according to the present embodiment. In particular, FIG. 5 is an operation state diagram for explaining that each load at each pressing point can be obtained when two points are simultaneously pressed.
  • FIG. 5 is an operation state diagram for explaining that each load at each pressing point can be obtained when two points are simultaneously pressed.
  • FIG. 6 is a flowchart when a plurality of points are pressed simultaneously using the input device of the present embodiment.
  • FIG. 7 is an operation state diagram for explaining that each load of each pressing point cannot be obtained when two points are simultaneously pressed in the input device of the comparative example.
  • FIG. 8 is an operation state diagram for explaining that each load at each pressing point can be obtained when the three points are simultaneously pressed using the input device of the present embodiment.
  • FIG. 9 is a plan view for explaining a configuration of an input device according to another embodiment.
  • FIG. 10 is a plan view showing a state in which all the pressing points are aligned on the same straight line when the three points are simultaneously pressed using the input device of the present embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart for enabling load calculation when three pressing points are aligned on the same straight line as shown in FIG.
  • FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view of an input device (touch panel) in an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram of the input device of the present embodiment
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a capacitive touch panel sensor.
  • 4 is an explanatory view of the load detection sensor
  • FIG. 4A is a partial longitudinal sectional view
  • FIG. 4B is a rear perspective view of a sensor substrate constituting the load detection sensor.
  • the input device (touch panel) 1 in the present embodiment is configured to include a plurality of load detection sensors 3 on the back side of the capacitive touch panel sensor (position detection sensor) 2.
  • the capacitive touch panel sensor 2 includes a transparent operation panel 4 and a sensor layer 5 provided on the back surface 4b of the operation panel 4.
  • the operation panel 4 is made of glass or plastic.
  • the surface of the operation panel 4 is an operation surface 4a.
  • the sensor layer 5 includes an X electrode 27 and a Y electrode 28 formed of ITO or the like, for example, as shown in FIG.
  • the X electrode 27 and the Y electrode 28 are insulated. Further, the X electrode 27 and the Y electrode 28 are orthogonal to each other.
  • the capacitance between the finger and the electrodes 27 and 28 changes. It is possible to detect the operation position of the finger based on this capacitance change.
  • the capacitive touch panel sensor 2 it is possible to detect the X coordinate and the Y coordinate of each pressing point even if the operation surface 4a is simultaneously pressed at a plurality of points based on the above-described capacitance change. .
  • the configuration of the sensor layer 5 is not limited to that shown in FIG. As shown in FIG. 3, the electrode may have a two-layer structure of an X electrode 27 and a Y electrode 28, or a single-layer structure. It is also possible to use a resistance film type instead of the capacitance type. In the case of the resistance film type, when a plurality of points are pressed at the same time by separating a plurality of resistance layers on the same plane, the position coordinates of each pressing point can be detected simultaneously. However, by using the capacitance type, when a plurality of points are simultaneously pressed, the position coordinates of the plurality of pressed points can be detected with higher accuracy.
  • the operation area can be divided into an opaque decoration area that borders the periphery of the operation area.
  • the metal wiring provided in the sensor layer 5 is routed so that the metal wiring cannot be seen from the operation surface 4a side.
  • the load detection sensor 3 has a sensor substrate 12 and a base substrate 13 as shown in FIG.
  • the sensor substrate 12 is provided with a displacement portion 14 and a protruding pressure receiving portion 17 protruding upward on the upper surface of the displacement portion 14.
  • a predetermined space portion 15 is formed between the sensor substrate 12 and the base substrate 13 so that the displacement portion 14 can be displaced in the height direction when receiving a load.
  • a plurality of piezoresistive elements 16 are provided on the back surface of the sensor substrate 12 as strain detecting elements.
  • each piezoresistive element 16 When the displacement portion 14 is displaced in the height direction by the load received by the pressure receiving portion 17, the electric resistance of each piezoresistive element 16 changes according to the amount of displacement, and the bridge circuit configured by each piezoresistive element 16 The sensor output can be obtained by changing the point potential. As shown in FIG. 4B, the wiring portion 18 routed from each piezoresistive element 16 is electrically connected to a pad portion (not shown).
  • the load detection sensor 3 in the present embodiment may have a configuration other than that shown in FIG.
  • the capacitance can be changed based on a change in the distance between the two electrodes when the operation surface 4a is pressed, and the load can be detected by the change in the capacitance.
  • the load detection sensor 3 is disposed on the back side of the capacitive touch panel sensor 2.
  • the load detection sensors 3 are arranged at the four corners of the peripheral portion of the operation surface 4a.
  • the support part 9 which supports the load detection sensor 3 is provided, and this support part 9 and the electrostatic capacitance type touch panel sensor 2 are connected by the connection part 11 which can deform
  • the connection part 11 is a double-sided tape, for example.
  • the support structure of the load detection sensor 3 in the touch panel 1 is not limited to that shown in FIG. Further, the position of the load detection sensor 3 on the touch panel 1 is not limited to that shown in FIG. 5A, and for example, the load detection sensor 3 may be arranged at the center of each side in the peripheral part of the touch panel 1. It can be appropriately arranged where the load can be detected appropriately.
  • the touch panel 1 of the present embodiment includes a control unit (IC) 20 connected to the capacitive touch panel sensor 2 and the load detection sensor 3. Further, data from the control unit 20 can be transmitted to the image processing unit 21 of the device main body unit. The control unit 20 can calculate each load at each pressing point when a plurality of points on the operation surface 4a are simultaneously pressed.
  • IC control unit
  • FIG. 5A shows a plan view when a plurality of different locations on the operation surface 4a of the input device 1 in the present embodiment are simultaneously pressed (step ST1 in FIG. 6).
  • Step ST2 coordinate detection step
  • Step ST3 centroid detection step
  • the barycentric coordinates (X, Y) and the barycentric load (Z) can be calculated by the following mathematical formula 1 based on each sensor output from the load detection sensor 3 and the like.
  • s1, s2, s3, and s4 indicate sensor outputs from the load detection sensors 3 shown in FIG. 5B, for example, the unit is mV.
  • S shows the sensor sensitivity of each load detection sensor 3, for example, a unit is mV / N.
  • W represents the width dimension between the centers of the load detection sensors 3 arranged in the X direction
  • H represents the length dimension between the centers of the load detection sensors 3 arranged in the Y direction.
  • Equation 1 is an example for obtaining the center of gravity coordinates (X, Y) and the center of gravity load (Z), and the method of obtaining using this equation is not limited.
  • the position coordinates (x1, y1) and (x2, y2) at the respective pressing points A and B are known based on the output from the capacitive touch panel sensor 2, and the output of the load detection sensor 3 is known. Based on the centroid coordinates (X, Y) and the centroid load (Z) are known.
  • each load (z1, z2) of each of the pressing points A and B can be calculated by the following formula 3 based on the formula 2 (step ST4 (load calculation step) in FIG. 6).
  • each data of each load (z1, z2) and position coordinates (x1, y1, x2, y2) at each pressing point A, B is transmitted to the image processing unit 21 shown in FIG.
  • An image display process of the liquid crystal display 10 is performed based on the data (step ST5 in FIG. 6).
  • the screen display can be changed according to the magnitude of the load at each of the pressing points A and B.
  • the algorithm for calculating the load (z1, z2) at each of the pressing points A, B described above may be always performed if the operation surface 4a is simultaneously pressed at a plurality of points after the power supply is turned on.
  • control can be performed only in a certain mode, and can be terminated when a mode other than the above mode is started (step ST6 in FIG. 6).
  • step ST2 and step ST3 in FIG. 6 does not indicate the temporal order, but the steps performed between step ST1 and step ST4 are arranged in the order of description.
  • 7 (a) and 7 (b) show an input device of a comparative example.
  • 7A includes the load detection sensor 3 but does not include the sensor layer 5 illustrated in FIG. That is, the load detection sensor 3 is provided without the sensor layer 5 on the back surface of the operation panel 4.
  • FIG. 7A illustrates the pressing point C and the pressing points D and E, but the pressing point C and the pressing points D and E are separate operations.
  • the pressing point C is one point, it is possible to obtain both the position coordinates and the load only by the load detection sensor 3.
  • the center-of-gravity coordinates (X, Y) and the center-of-gravity load (Z) of the pressing points D and E can be obtained. Both the position coordinates of D and E and the load cannot be obtained.
  • the input device of the comparative example shown in FIG. 7B includes the sensor layer 5 but does not include the load detection sensor 3. In other words, only the capacitive touch panel sensor 2 shown in FIG. 1 is provided.
  • the input device 1 of the present embodiment includes a capacitive touch panel sensor (position detection sensor) 2 and a load detection sensor 3, and further, the position coordinates (x1, y1) of the pressing points A and B, A control unit 20 capable of calculating each load (z1, z2) at each pressing point A, B based on each data of (x2, y2), barycentric coordinates (X, Y), and barycentric load (Z) is provided.
  • the control unit 20 that can calculate each load at each pressing point when a plurality of points are pressed simultaneously is not simply combined with the capacitive touch panel sensor 2 and the load detection sensor 3. There is a characteristic part in the provided point.
  • the control unit 20 that can calculate each load at each of the pressing points A and B is not described in each patent document cited above.
  • the load at each pressing point cannot be known.
  • the configuration of the input device 1 is not complicated, and at each pressing point when a plurality of points are simultaneously pressed. Each load can be calculated appropriately and easily.
  • FIG. 8 (a) shows an embodiment when three points are pressed simultaneously.
  • position coordinates (x6, y6), (x7, y7), (x8, y8) at the respective pressing points I, J, and K can be obtained.
  • step ST3 of FIG. 6 the barycentric coordinates (X, Y) and barycentric load (Z) of the respective pressing points I, J, K can be obtained.
  • each load (z6, z7, z8) of each pressing point I, J, K can be calculated by the following mathematical formula 4 (step ST4 in FIG. 6).
  • the load detection sensors 3 are provided at the four corners of the operation surface 4a.
  • two load detection sensors 3 are provided on both sides in the X direction. But you can.
  • the length H in the Y direction of the operation surface 4a is short, the Y coordinate of each pressing point L, M is not required, the X coordinate (x9, x10) and the load of each pressing point L, M. It is suitable for a configuration for knowing (z9, z10).
  • control unit 20 has a function of detecting whether or not all the three pressing points N, O, and P are on the same straight line Q, and further on the same straight line Q. When it is determined that there is, control is performed so that the load is calculated after correcting the coordinate data.
  • FIG. 11 shows whether or not all of the three pressed points N, O, and P that are pressed at the same time are on the same straight line Q. It is a flowchart figure provided with a routine.
  • step ST10 of FIG. 11 three different points on the operation surface 10a shown in FIG. 10 are simultaneously pressed. At this time, all the pressing points N, O, and P are aligned on the same straight line Q.
  • Step ST11 (coordinate detection step) in FIG. 11 is performed by the control unit 20 shown in FIG. 2 based on the output from the capacitive touch panel sensor 2, and the position coordinates (x11, y11) of the pressing points N, O, and P. ), (X12, y12), (x13, y13).
  • control unit 20 shown in FIG. 2 obtains the barycentric coordinates (X, Y) and barycentric load (Z) of each pressing point N, O, P based on the output of each load detection sensor 3 (step of FIG. 6). ST12 (load detection step)).
  • the barycentric coordinates (X, Y) and the barycentric load (Z) can be obtained by Equation 1 already described.
  • step ST13 of FIG. 11 the control unit 2 determines whether or not the pressing points N, O, and P are on the same straight line Q.
  • Equation 8 The left matrix that forms the right side of the equation in Equation 7 is set to A as shown in Equation 8 below.
  • each load (z11, z12, z13) can be obtained.
  • the condition that the inverse matrix A ⁇ 1 does not exist is a case where the determinant of the matrix A becomes zero. That is, when the following formula 11 holds, the inverse matrix A ⁇ 1 does not exist.
  • Equation 12 The condition for satisfying Equation 12 is when the position coordinates (x11, y11), (x12, y12), (x13, y13) of the three pressing points N, O, and P are on the same straight line. Therefore, when all the pressing points N, O, and P pressed at the same time are on the same straight line Q as shown in FIG. 10, for example, the inverse matrix A -1 does not exist, so each load at each pressing point N, O, P (Z11, z12, z13) cannot be obtained.
  • step ST13 pressing point determination step in FIG. 11, it is determined whether or not each of the pressing points N, O, and P is on the same straight line, depending on whether or not Expression 12 holds.
  • Step ST13 of FIG. 11 When it is determined in Step ST13 of FIG. 11 that Formula 12 is satisfied and all the press points N, O, and P are on the same straight line, the process proceeds to Step ST15.
  • step ST15 the position coordinates of any one of the press points N, O, and P are corrected.
  • “correction” refers to slightly moving the position coordinates.
  • x11 of the position coordinates (x11, y11) of the pressing point N is slightly moved.
  • the x coordinates are shifted if the x coordinates of the pressing points N, O, and P coincide with each other.
  • the y coordinates of the pressing points N, O, and P coincide with each other, the y coordinate is shifted.
  • the same straight line direction in which the pressing points N, O, and P are aligned is inclined with respect to the x coordinate direction and the Y coordinate direction, either the x coordinate or the y coordinate is shifted.
  • step ST15 By correcting the position coordinates in step ST15, the pressing points N, O, and P are apparently not on the same straight line.
  • step ST15 the coordinate positions of two or more pressing points can be shifted.
  • the actual load acting at the pressing points N, O, and P tends to deviate greatly. Therefore, in step ST15, it is preferable to slightly shift the coordinate position of one pressing point.
  • a is set to 0.1, for example. Although there is no particular limitation on the value of a, it is preferable that the value be 10% or less with respect to the coordinate value.
  • the position coordinates of the pressing point N are corrected, and X of the center of gravity coordinates (X, Y) is also corrected.
  • b since z11 is 0 ⁇ z11 ⁇ Z, b is 0 ⁇ b ⁇ 1. For example, b is set to 0.5.
  • all the x coordinates of the pressing points are 1, and the pressing points N, O, and P are on the same straight line.
  • step ST17 load determination step.
  • step ST17 it is determined whether or not each load (z11, z12, z13) at each pressing point N, O, P calculated in step ST16 is larger than 0 and smaller than the center of gravity load Z. Since the load at the pressing point cannot be 0 or less or the center-of-gravity load Z or more, any of the loads (z11, z12, z13) at the pressing points N, O, and P is 0 or less or If it is equal to or greater than the gravity center load Z, the process returns to step ST15, and the load calculation is performed again by moving the value of b, which is the correction value of the gravity center coordinates.
  • the correction value b is indicated by z11 / Z as described above, and it is unknown at what time ratio ST11 is the ratio of z11 to Z at the time of step ST15. Therefore, in the above calculation, b is set to 0.2. However, if the numerical value of 0.2 is significantly deviated from the actually measured value of z11 / Z, one of the loads is an error value of 0 or less or Z or more. Easy to calculate. Therefore, when any load becomes 0 or less or Z or more in step ST17, the process returns to step ST15, the correction value b is changed, and the load calculation is performed again.
  • step ST18 the image display processing of the liquid crystal display 10 is performed based on each load and each position coordinate data at each pressing point.
  • the input device (touch panel) 1 in this embodiment can be applied to a mobile phone, a portable information processing device, a portable storage device, a portable game device, and the like.

Abstract

【課題】　同時押しした複数の押圧点の各荷重を得ることが可能な入力装置及び複数点の荷重検出方法を提供することを目的としている。 【解決手段】　本発明の入力装置１は、操作面４ａ上に同時に押圧された複数の押圧点Ａ，Ｂの各押圧位置を検出可能な静電容量式タッチパネルセンサと、各押圧点Ａ，Ｂの重心位置及び重心荷重を検出可能な荷重検出センサと、各押圧点の位置座標（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、重心座標（Ｘ，Ｙ）及び重心荷重（Ｚ）に基づいて各押圧点Ａ，Ｂでの各荷重（ｚ１，ｚ２）を算出可能な制御部と、を有することを特徴とする。

Description

入力装置及び前記入力装置を用いた複数点の荷重検出方法
　本発明は、携帯機器やその他の電子機器に搭載されて、指などを操作パネルに接触させて操作する入力装置に関する。
　以下に示す各特許文献１には、操作面上を指等で操作した際の押圧点の位置座標と荷重とを検出できる入力装置が記載されている。
　これら特許文献にて、位置座標と荷重との双方の検出を可能とする押圧点は一点であり、同時に複数箇所を押圧したときの各押圧点での位置座標及び荷重の検出については何も記載されていない。
特開２００９－８７３１１号公報 特開２０１０－１４６２０６号公報 特開２０１０－２１１３９９号公報 特開２０１０－２４４５１４号公報
　本発明は上記従来の課題を解決するものであり、同時押しした複数の押圧点の各荷重を得ることが可能な入力装置及び前記入力装置を用いた複数点の荷重検出方法を提供することを目的としている。
　本発明における入力装置は、操作面上に同時に押圧された複数の押圧点の各押圧位置を検出可能な位置検出センサと、各押圧点の重心位置及び重心荷重を検出可能な荷重検出センサと、各押圧点の位置座標、重心座標及び重心荷重の各データに基づいて各押圧点での各荷重を算出可能な制御部と、を有することを特徴とするものである。
　また本発明における複数点の荷重検出方法は、操作面上に同時に押圧された複数の押圧点の各押圧位置を検出可能な位置検出センサと、各押圧点の重心位置及び重心荷重を検出可能な荷重検出センサとを用い、前記操作面上の異なる複数箇所を同時に押圧したときに、各押圧点の各荷重を制御部にて以下のステップにより求めることを特徴とするものである。
　前記位置検出センサにより、各押圧点の位置座標を求めるステップ、
　前記荷重検出センサにより、各押圧点の重心座標及び重心荷重を求めるステップ、
　各押圧点の位置座標、前記重心座標及び前記重心荷重に基づいて、各押圧点の各荷重を算出するステップ。
　このように本発明では、操作面上にて複数点を同時押しした際、位置検出センサの出力から得られる各押圧点での位置座標、荷重検出センサの出力から得られる各押圧点の重心座標及び重心荷重の各データに基づき、各押圧点での各荷重を算出可能な制御部を設けた。前記制御部では、上記のステップを経ることで、各押圧点の各荷重を算出することができる。これに対して各特許文献には、本発明と同様の制御部については開示されておらず、複数点を同時押しすると、各押圧点の各荷重を知ることができない構成となっている。
　以上のように本発明では、各特許文献に記載された入力装置の構成と対比すると、前記入力装置の構成を複雑にすることなく、複数点を同時押しした際の各押圧点での各荷重を適切且つ容易に算出することができる。
　本発明では、前記荷重検出センサは、表面が前記操作面側であるパネル周辺部の裏面側に複数、設けられていることが好ましい。これにより、重心座標及び重心荷重を適切且つ容易に検出することができる。
　また本発明では、前記位置検出センサは静電容量式タッチパネルセンサであることが好ましい。これにより、同時押ししたときの複数の押圧点の各位置座標をより精度良く検出することが可能である。
　また本発明では、前記制御部では、同時に押圧された３点の各押圧点全てが同一直線上にあることを検知したときに、いずれかの前記押圧点の前記位置座標及び前記重心座標を補正して各押圧点での各荷重を算出することが好ましい。
　また本発明では、前記座標検出ステップ及び前記重心検出ステップと、前記荷重算出ステップとの間に、
　同時に押圧された３点の各押圧点全てが同一直線上にあるか否かを検知し、全ての前気押圧点が同一直線上にあることを検知したときは次の補正ステップに移行し、検知しないときは前記荷重算出ステップに移行する押圧点判断ステップと、
　全ての前記押圧点が同一直線上にあることを検知したとき、いずれかの前記押圧点の前記位置座標及び前記重心座標を補正する補正ステップと、を有し、
　前記補正ステップから前記荷重算出ステップに移行したとき、前記荷重算出を、補正した前記位置座標及び前記重心座標を用いて行うことが好ましい。
　さらに、前記補正ステップから前記荷重算出ステップに移行して算出された各押圧点の各荷重が０より大きく重心荷重（Ｚ）より小さいか否かを判断する荷重判断ステップを有し、
　いずれかの前記押圧点の荷重が０以下あるいは重心荷重以上のときは、再度、補正ステップに戻し前記重心座標に対する補正値を変更して、再荷重算出を行うことが好ましい。
　これにより、３点の各押圧点が同一線上に並んだときでも、各押圧点での荷重算出が可能になる。
　本発明では、入力装置の構成を複雑にすることなく、複数点を同時押しした際の各押圧点での各荷重を適切且つ容易に算出することができる。
図１は、本発明の実施形態における入力装置（タッチパネル）の部分縦断面図である。 図２は、本実施形態の入力装置のブロック図である。 図３は、静電容量式タッチパネルセンサの説明図である。 図４は、荷重検出センサの説明図であり、図４（ａ）は部分縦断面図、図４（ｂ）は、荷重検出センサを構成するセンサ基板の裏面透視図である。 図５は、本実施形態の入力装置の平面図を示し、特に、２点を同時押ししたときに各押圧点の各荷重を得ることが可能なことを説明するための操作状態図である。 図６は、本実施形態の入力装置を用いて、複数点を同時押しした際のフローチャート図である。 図７は、比較例の入力装置では、２点を同時押ししたときに各押圧点の各荷重を得ることができないことを説明するための操作状態図である。 図８は、本実施形態の入力装置を用いて、３点を同時押ししたときに各押圧点の各荷重を得ることが可能なことを説明するための操作状態図である。 図９は、別の実施形態における入力装置の構成を説明するための平面図である。 図１０は、本実施形態の入力装置を用いて、３点を同時押ししたときに全ての押圧点が同一直線上に並んだ状態を示す平面図である。 図１１は、図１０に示すように３点の押圧点が同一直線上に並んだとき、荷重算出を可能とするためのフローチャート図である。
　図１は、本発明の実施形態における入力装置（タッチパネル）の部分縦断面図、図２は、本実施形態の入力装置のブロック図、図３は、静電容量式タッチパネルセンサの説明図、図４は、荷重検出センサの説明図であり、図４（ａ）は部分縦断面図、図４（ｂ）は、荷重検出センサを構成するセンサ基板の裏面透視図である。
　本実施形態における入力装置（タッチパネル）１は、静電容量式タッチパネルセンサ（位置検出センサ）２の裏面側に複数の荷重検出センサ３を備えた構成である。
　静電容量式タッチパネルセンサ２は、透明な操作パネル４と、操作パネル４の裏面４ｂに設けられたセンサ層５とを有して構成される。操作パネル４はガラスやプラスチック等で構成される。操作パネル４の表面が操作面４ａである。
　センサ層５は、例えば図３に示すようにＩＴＯ等で形成されたＸ電極２７とＹ電極２８とを有して構成される。Ｘ電極２７とＹ電極２８との間は絶縁されている。また、Ｘ電極２７とＹ電極２８とは直交している。指で操作面４ａ上を押圧すると、指と各電極２７，２８との間の静電容量が変化する。この静電容量変化に基づき指の操作位置を検出することが可能である。静電容量式タッチパネルセンサ２では、上記した静電容量変化に基づき、操作面４ａ上を複数点にて同時押ししても、各押圧点のＸ座標及びＹ座標を検出することが可能である。センサ層５の構成は図３のものに限定されない。図３のように電極がＸ電極２７とＹ電極２８との２層構造とされていてもよいし、１層構造で構成することも可能である。また静電容量式でなく抵抗膜式等とすることも可能である。抵抗膜式の場合、同じ平面の抵抗層を複数に分離する等で、複数点を同時に押圧した時、各押圧点の位置座標の同時検出を可能とする。ただし静電容量式とすることで、複数点を同時に押圧した場合において複数の押圧点の各位置座標をより精度良く検出することができる。
　図１では図示しないが操作パネル４の裏面４ｂの周囲に加飾層を設けることで、操作パネル４を通して液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）１０の表示がされ操作面４ａでの操作を可能とする操作領域と、操作領域の周囲を縁取る不透明な加飾領域とに区分けできる。加飾領域では、センサ層５に設けられた金属配線が引き回されており前記金属配線は、操作面４ａ側から見えないようになっている。また加飾領域には、次に説明する荷重検出センサ３を配置することが可能である。
　荷重検出センサ３は、図４に示すように、センサ基板１２と、ベース基板１３とを有する。センサ基板１２には、変位部１４と、変位部１４の上面に上方に向けて突出する突起状の受圧部１７が設けられる。センサ基板１２とベース基板１３との間には所定の空間部１５が形成されており、これにより変位部１４が荷重を受けると高さ方向に変位できるようになっている。図４（ａ）（ｂ）に示すように、センサ基板１２の裏面には、歪検出素子として複数のピエゾ抵抗素子１６が設けられる。受圧部１７で受けた荷重により変位部１４が高さ方向に変位すると、その変位量に応じて各ピエゾ抵抗素子１６の電気抵抗が変化し、各ピエゾ抵抗素子１６によって構成されたブリッジ回路の中点電位が変化することで、センサ出力を得ることが出来る。図４（ｂ）に示すように各ピエゾ抵抗素子１６から引き回された配線部１８が図示しないパッド部と電気的に接続されている。
　本実施形態における荷重検出センサ３は図４に示した構成以外のものであってもよい。例えば操作面４ａを押圧したときに２つの電極間の距離の変化に基づいて静電容量が変化し、この静電容量変化により荷重を検出することが可能な構成にすることも可能である。
　図１に示すように、荷重検出センサ３は、静電容量式タッチパネルセンサ２の裏面側に配置される。荷重検出センサ３は、例えば、図５（ａ）に示すように、操作面４ａの周辺部の４隅に配置される。また図１に示すように、荷重検出センサ３を支える支持部９を備え、この支持部９と静電容量式タッチパネルセンサ２間が高さ方向に変形可能な接続部１１により接続されている。これにより操作面４ａを押圧したときに操作パネル４が下方に移動し、荷重検出センサ３に荷重を加えることができる。接続部１１は例えば両面テープである。
　なおタッチパネル１における荷重検出センサ３の支持構造は図１に示すものに限定されない。また、タッチパネル１における荷重検出センサ３の位置は図５（ａ）に示すものに限定されず、例えば、タッチパネル１の周辺部における各辺の中央部に夫々、配置しても良く、押圧力の荷重を適切に検知できるところに適宜配置できるものである。
　図２に示すように本実施形態のタッチパネル１は、静電容量式タッチパネルセンサ２と荷重検出センサ３とに接続される制御部（ＩＣ）２０を備える。また制御部２０からのデータを機器本体部の画像処理部２１に送信できるようになっている。前記制御部２０では、操作面４ａ上の複数点を同時押ししたときに各押圧点の各荷重を算出することが可能とされている。
　以下では、図５，図６を用いて、同時押しした各押圧点の各荷重を求めるアルゴリズムについて説明する。
　図５（ａ）は、本実施形態における入力装置１の操作面４ａ上の異なる複数箇所を同時に押圧したときの平面図を示している（図６のステップＳＴ１）。
　このとき、静電容量式タッチパネルセンサ２からの出力に基づいて図２に示す制御部２０では、押圧点Ａの位置座標（ｘ１，ｙ１）と、押圧点Ｂの位置座標（ｘ２，ｙ２）を求めることができる（図６のステップＳＴ２（座標検出ステップ））。
　さらに図５（ｂ）に示すように、各荷重検出センサ３の出力に基づいて図２に示す制御部２０では、各押圧点Ａ，Ｂの重心座標（Ｘ，Ｙ）と重心荷重（Ｚ）を求めることができる（図６のステップＳＴ３（重心検出ステップ））。
　ここで重心座標（Ｘ、Ｙ）及び重心荷重（Ｚ）は、荷重検出センサ３からの各センサ出力等により以下の数式１にて算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　　ここでｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４は、図５（ｂ）に示す各荷重検出センサ３からのセンサ出力を指し例えば単位はｍＶである。またＳは、各荷重検出センサ３のセンサ感度を示し例えば単位はｍＶ／Ｎである。またＷは、Ｘ方向に配列された各荷重検出センサ３の中心間の幅寸法を示し、Ｈは、Ｙ方向に配列された各荷重検出センサ３の中心間の長さ寸法を示す。なお、上記（数式１）は重心座標（Ｘ、Ｙ）及び重心荷重（Ｚ）を求める一例であり、この数式を用いて求める方法に限定はされない。
　また、重心座標（Ｘ、Ｙ）及び重心荷重（Ｚ）と、各押圧点Ａ，Ｂでの位置座標（ｘ１，ｙ１，ｘ２，ｙ２）及び各押圧点Ａ，Ｂの夫々に作用する荷重（ｚ１，ｚ２）との間には以下の数式２が成り立っている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　このように、静電容量式タッチパネルセンサ２からの出力に基づいて各押圧点Ａ，Ｂでの位置座標（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２）は既知であり、また荷重検出センサ３の出力に基づいて重心座標（Ｘ，Ｙ）及び重心荷重（Ｚ）は既知である。
　このため、上記数式２に基づいて各押圧点Ａ，Ｂの各荷重（ｚ１，ｚ２）を以下の数式３により算出することができる（図６のステップＳＴ４（荷重算出ステップ））。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　そして各押圧点Ａ，Ｂでの各荷重（ｚ１，ｚ２）や位置座標（ｘ１，ｙ１，ｘ２，ｙ２）の各データが図２に示す画像処理部２１に送信され、画像処理部２１では送信データに基づいて液晶ディスプレイ１０の画像表示処理を行う（図６のステップＳＴ５）。例えば、各押圧点Ａ，Ｂでの荷重の大きさに応じて画面表示を変化させることができる。
　上記した各押圧点Ａ，Ｂでの荷重（ｚ１，ｚ２）を算出するアルゴリズムは、電源を立ち上げた後、操作面４ａ上を複数点にて同時押しすれば、常に行われるようにしてもよいし、あるいは、あるモード時のみに行われるように制御し、前記モード以外のモードが立ち上がったら終了させることができる（図６のステップＳＴ６）。
　なお図６のステップＳＴ２とステップＳＴ３の順は時間的な順番を示したものでなく、ステップＳＴ１とステップＳＴ４との間で行われる各工程を説明の順番に並べたものである。
　図７（ａ）（ｂ）は、比較例の入力装置を示す。図７（ａ）では、荷重検出センサ３を備えるが、図１に示すセンサ層５を備えない。すなわち操作パネル４の裏面にセンサ層５を備えることなく荷重検出センサ３が設けられた構成である。
　図７（ａ）のように操作面４ａ上を押圧点Ｃにて押圧したとき、押圧点Ｃが一点であれば、押圧点Ｃでの位置座標（ｘ３，ｙ３）及び荷重（ｚ３）を、上記の数式１により求めることができる。なお図７（ａ）には、押圧点Ｃと、押圧点Ｄ，Ｅが図示されているが、押圧点Ｃと、押圧点Ｄ，Ｅとは別々の操作である。
　このように押圧点Ｃが一点であれば、荷重検出センサ３のみでも位置座標と荷重の双方を求めることが可能である。しかしながら操作面４ａ上を押圧点Ｄ，Ｅにより２点、同時に押圧したとき、各押圧点Ｄ，Ｅの重心座標（Ｘ，Ｙ）と重心荷重（Ｚ）を得ることができるが、各押圧点Ｄ，Ｅの位置座標及び荷重の双方を得ることができない。
　一方、図７（ｂ）に示す比較例の入力装置では、センサ層５を備えるが、荷重検出センサ３を備えない。すなわち図１に示す静電容量式タッチパネルセンサ２のみ備えた構成である。
　図７（ｂ）では、操作面４ａ上を２点、同時に押圧すると、各押圧点Ｆ，Ｇの各位置座標（ｘ４，ｙ４）、（ｘ５，ｙ５）を得ることができるが、各押圧点Ｆ，Ｇの各荷重を知ることができない。
　これに対して本実施形態の入力装置１は、静電容量式タッチパネルセンサ（位置検出センサ）２と荷重検出センサ３とを備え、さらに各押圧点Ａ，Ｂの位置座標（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、重心座標（Ｘ，Ｙ）及び重心荷重（Ｚ）の各データに基づいて各押圧点Ａ，Ｂでの各荷重（ｚ１，ｚ２）を算出可能な制御部２０を備えている。このように本実施形態では、単に静電容量式タッチパネルセンサ２と荷重検出センサ３とを組み合わせたのでなく、複数点を同時に押圧した時の各押圧点の各荷重を算出可能な制御部２０を設けた点に特徴的部分がある。
　各押圧点Ａ，Ｂでの各荷重を算出できる制御部２０は、上記に挙げた各特許文献に記載されていない。各特許文献では複数点を同時押しすると、各押圧点の荷重を知ることができない構成となっている。このように、本実施形態では、各特許文献に記載された入力装置の構成と対比すると、前記入力装置１の構成を複雑にすることなく、複数点を同時押しした際の各押圧点での各荷重を適切且つ容易に算出することができる。
　図８（ａ）では、３点を同時押ししたときの実施例を示す。まず図６のステップＳＴ２にて、各押圧点Ｉ，Ｊ，Ｋでの位置座標（ｘ６，ｙ６）、（ｘ７，ｙ７）、（ｘ８，ｙ８）を得ることができる。続いて図６のステップＳＴ３にて、各押圧点Ｉ，Ｊ，Ｋの重心座標（Ｘ，Ｙ）及び重心荷重（Ｚ）を得ることができる。
　そして、各押圧点Ｉ，Ｊ，Ｋの各荷重（ｚ６，ｚ７，ｚ８）を以下の数式４により算出することができる（図６のステップＳＴ４）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　また、図５，図８の実施形態では、荷重検出センサ３を操作面４ａの四隅に設けたが、例えば図９に示すように、２個の荷重検出センサ３をＸ方向の両側に設ける構成でもよい。図９では、操作面４ａのＹ方向への長さ寸法Ｈが短くて、各押圧点Ｌ，ＭのＹ座標が要求されず、各押圧点Ｌ，ＭのＸ座標（ｘ９，ｘ１０）と荷重（ｚ９，ｚ１０）を知るための構成に適している。
　図１０の実施形態では、３点を同時押ししたときに、各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐ全てが同一直線Ｑ上に並んだ状態となっている。しかしながら、このとき上記した数式４を用いて各押圧点の各荷重を求めようとすると、数式４における分母が０となり、荷重を求めることができないとわかった。
　そこで本実施形態では、３点の各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐ全てが同一直線Ｑ上にあるか否かを検知する機能を制御部２０（図２参照）が備え、さらに同一直線Ｑ上にあると判断したときには座標データの補正を行った後、荷重算出を行うように制御している。
　図１１は、同時に押圧された３点の各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐ全てが同一直線Ｑ上にあるか否かを判断し、同一直線Ｑ上にあると判断したときには荷重算出に対して別ルーチンを備えるフローチャート図である。
　図１１のステップＳＴ１０では、図１０に示す操作面１０ａ上の異なる３点を同時押しする。このとき各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐ全てが同一直線Ｑ上に並んだ状態となっている。
　図１１のステップＳＴ１１（座標検出ステップ）は、静電容量式タッチパネルセンサ２からの出力に基づいて図２に示す制御部２０にて、各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐの位置座標（ｘ１１，ｙ１１），（ｘ１２，ｙ１２），（ｘ１３，ｙ１３）を求める。
　さらに、各荷重検出センサ３の出力に基づいて図２に示す制御部２０では、各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐの重心座標（Ｘ，Ｙ）と重心荷重（Ｚ）を求める（図６のステップＳＴ１２（荷重検出ステップ））。重心座標（Ｘ、Ｙ）及び重心荷重（Ｚ）は、既に記載した数式１により求めることが出来る。
　続いて図１１のステップＳＴ１３では、各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐが同一直線Ｑ上にあるか否かを制御部２にて判断する。
　判断方法について以下の数式を用いて説明する。
　上記の数式２を図１０の各押圧点の位置座標（ｘ１１，ｙ１１），（ｘ１２，ｙ１２），（ｘ１３，ｙ１３）及び各荷重（ｚ１１，ｚ１２，ｚ１３）に当てはめると、以下の数式５となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　次に数式５を求めたい荷重（ｚ１１，ｚ１２，ｚ１３）について整理すると以下の数式６となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　更に数式６を変形して行列表示すると以下の数式７となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　数式７における等式の右辺を構成する左側の行列を以下の数式８に示すようにＡと置く。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　これにより、以下の数式９に示すように行列表示を簡素化できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　続いて、以下の数式１０に示すように、行列Ａの逆行列をＡ-1とし、等式の左辺及び右辺に逆行列Ａ-1をかけると、以下の数式１０となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　数式１０に示すように、逆行列Ａ-1が存在すれば、各荷重（ｚ１１，ｚ１２，ｚ１３）を求めることができる。
　ここで逆行列Ａ-1が存在しない条件は、行列Ａの行列式が０になる場合である。すなわち以下の数式１１が成り立つ場合、逆行列Ａ-1が存在しない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　数式１１を整理すると以下の数式１２が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　上記数式１２が成り立つ条件とは、３点の押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐの位置座標（ｘ１１，ｙ１１），（ｘ１２，ｙ１２），（ｘ１３，ｙ１３）が同一直線上にある場合である。よって同時に押圧した各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐ全てが例えば図１０のように同一直線Ｑ上にあるとき、逆行列Ａ-1が存在せず、したがって各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐの各荷重（ｚ１１，ｚ１２，ｚ１３）を求めることができない。
　図１１のステップＳＴ１３（押圧点判断ステップ）では、各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐが同一直線上にあるか否かを数式１２が成り立つか否かで判断する。
　数式１２が成り立たず、各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐが同一直線上にないと判断されたときは、ステップＳＴ１４により各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐでの荷重算出を数式４により行う。
　図１１のステップＳＴ１３で、数式１２が成り立ち、各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐ全てが同一直線上にあると判断されたときは、ステップＳＴ１５に移行する。
　ステップＳＴ１５（補正ステップ）では、各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐのいずれか一つの位置座標を補正する。ここでいう「補正」とは、位置座標をわずかに移動させることを指す。例えば押圧点Ｎの位置座標（ｘ１１，ｙ１１）のｘ１１をわずかに移動させる。移動させる座標は、各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐのｘ座標が一致していればｘ座標をずらす。また、各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐのｙ座標が一致していればｙ座標をずらす。また、各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐが並ぶ同一直線方向がｘ座標方向及びＹ座標方向に対して斜めに傾いている場合には、ｘ座標あるいはｙ座標のいずれか一方をずらす。
　ステップＳＴ１５における位置座標の補正により、各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐは見かけ上、同一直線上にない状態となる。
　なおステップＳＴ１５において、２点以上の押圧点の座標位置をずらすことも出来るが、その場合、後述するステップＳＴ１６にて算出された各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐでの荷重（ｚ１１，ｚ１２，ｚ１３）が、各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐにて作用する実際の荷重から大きくずれやすい。よって、ステップＳＴ１５では、１点の押圧点の座標位置をわずかにずらすのがよい。
　ここで本実施形態では、押圧点Ｎのｘ座標（ｘ１１）を、わずかにずらすこととする。
　すなわちｘ１１＝ｘ１１＋ａとする。ａが補正値である。ここでａを例えば０．１とする。ａの値に対し特に制限を設けないが、座標値に対して１０％以下とすることがよい。
　また押圧点Ｎの位置座標を補正するとともに、重心座標（Ｘ，Ｙ）のＸについても補正を行う。
　すなわち数式６におけるＸの式にてｘ１１をｘ１１＋ａに置き換えると、以下の数式１３を得ることが出来る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
　ここで数式１３のｚ１１／Ｚをｂと置くと、Ｘ＝Ｘ＋ａｂとなる。このように位置座標ｘ１１をｘ１１＋ａと補正するとともに、重心座標ＸもＸ＋ａｂと補正する。ここでｂの値については、ｚ１１は０＜ｚ１１＜Ｚであるため、ｂは０＜ｂ＜１である。例えばｂを０．５とする。
　そして上記した数式４にて、補正した位置座標（ｘ１１＋ａ）、及び重心座標（Ｘ＋ａｂ）を用いて、図１１のステップＳＴ１６により各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐの各荷重（ｚ１１，ｚ１２，ｚ１３）を求める。
　ここで具体例を示す。各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐの位置座標及び荷重を、（ｘ１１，ｙ１１，ｚ１１）＝（１，１，１）、（ｘ１２，ｙ１２，ｚ１２）＝（１，４，２）、（ｘ１３，ｙ１３，ｚ１３）＝（１，１０，１）とする。重心座標（Ｘ、Ｙ）及び重心荷重（Ｚ）は、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（１，４．７５，４）と計算できる。
　上記の具体例では、各押圧点のｘ座標が全て１となっており、各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐが同一直線上にある状態である。
　したがって、例えばｘ１１に補正値ａとして０．１を加える。すると、ｘ１１＝１．１となる。また重心座標Ｘに補正値ａｂとして０．１×０．２を加える。これにより重心座標Ｘは１．０２となる。
　これにより数式８に示す行列Ａの各成分に具体的数値を当てはめると、以下の数式１４に示す行列Ａを得ることが出来る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
　さらに数式１４に示すように、逆行列Ａ-1を得ることが出来る。
　したがって数式１０に示す関係式が成り立ち、図１１のステップＳＴ１６（荷重算出ステップ）にて各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐでの各荷重（ｚ１１，ｚ１２，ｚ１３）を求めることができる。計算の結果、ｚ１１は０．８、ｚ１２は２．３、ｚ１３は０．９であった。本来、各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐにて作用する実際の各荷重はｚ１１＝１，ｚ１２＝２，ｚ１３＝１であり近似値を得ることが出来た。なお、補正値ａ，ａｂの調整により、より実際の荷重に近い荷重値を得ることが出来る。
　続いて図１１に示すようにステップＳＴ１７（荷重判断ステップ）に移行する。ステップＳＴ１７では、ステップＳＴ１６にて算出された各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐでの各荷重（ｚ１１，ｚ１２，ｚ１３）が０より大きく重心荷重Ｚより小さいか否か判断される。押圧点での荷重が、０以下あるいは重心荷重Ｚ以上となることはあり得ないため、各押圧点Ｎ，Ｏ，Ｐでの各荷重（ｚ１１，ｚ１２，ｚ１３）のいずれかが、０以下あるいは重心荷重Ｚ以上となった場合、ステップＳＴ１５に戻して、重心座標の補正値であるｂの値を動かして再度、荷重算出を行う。このとき、位置座標に対する補正値ａについては動かさなくてもよい。補正値ａの値によって、荷重算出エラーは生じない。一方、補正値ｂは、上記したようにｚ１１／Ｚで示され、ｚ１１がＺに対してどの程度の比率であるのかステップＳＴ１５の時点では不明である。よって上記ではｂを０．２として計算したが、０．２という数値が、ｚ１１／Ｚの実測値から大幅にずれてしまっていると、いずれかの荷重が０以下あるいはＺ以上のエラー値として算出されやすい。したがって、ステップＳＴ１７でいずれかの荷重が０以下あるいはＺ以上となったらステップＳＴ１５に戻り、補正値ｂを変更して再度、荷重算出を行う。
　全ての荷重が０より大きく重心荷重Ｚより小さい値に収まったら、ステップＳＴ１８に移行し、各押圧点での各荷重や位置座標の各データに基づいて液晶ディスプレイ１０の画像表示処理を行う。
　本実施形態における入力装置（タッチパネル）１は、携帯電話、携帯用の情報処理装置、携帯用の記憶装置、携帯用のゲーム装置などに適用できる。
Ａ～Ｇ，Ｉ～Ｍ　押圧点
１　入力装置
２　静電容量式タッチパネルセンサ
３　荷重検出センサ
４　操作パネル
４ａ　操作面
５　センサ層
１０　液晶ディスプレイ
１２　センサ基板
１４　変位部
１６　ピエゾ抵抗素子
２０　制御部
２１　画像処理部
２７　Ｘ電極
２８　Ｙ電極

Claims (7)

  1. 　操作面上に同時に押圧された複数の押圧点の各押圧位置を検出可能な位置検出センサと、各押圧点の重心位置及び重心荷重を検出可能な荷重検出センサと、各押圧点の位置座標、重心座標及び重心荷重に基づいて各押圧点での各荷重を算出可能な制御部と、を有することを特徴とする入力装置。
  2. 　前記荷重検出センサは、表面が前記操作面側であるパネル周辺部の裏面側に複数、設けられている請求項１又は２に記載の入力装置。
  3. 　前記位置検出センサは静電容量式タッチパネルセンサである請求項１又は２に記載の入力装置。
  4. 　前記制御部では、同時に押圧された３点の各押圧点全てが同一直線上にあることを検知したときに、いずれかの前記押圧点の前記位置座標及び前記重心座標を補正して各押圧点での各荷重を算出する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の入力装置。
  5. 　操作面上に同時に押圧された複数の押圧点の各押圧位置を検出可能な位置検出センサと、各押圧点の重心位置及び重心荷重を検出可能な荷重検出センサとを用い、前記操作面上の異なる複数箇所を同時に押圧したときに、各押圧点の各荷重を制御部にて以下のステップにより求めることを特徴とする複数点の荷重検出方法。
    　前記位置検出センサの出力に基づき、各押圧点の位置座標を求める座標検出ステップ、
    　前記荷重検出センサの出力に基づき、各押圧点の重心座標及び重心荷重を求める重心検出ステップ、
    　各押圧点の位置座標、前記重心座標及び前記重心荷重に基づいて、各押圧点の各荷重を算出する荷重算出ステップ。
  6. 　前記座標検出ステップ及び前記重心検出ステップと、前記荷重算出ステップとの間に、
    　同時に押圧された３点の各押圧点全てが同一直線上にあるか否かを検知し、全ての前記押圧点が同一直線上にあることを検知したときは次の補正ステップに移行し、検知しないときは前記荷重算出ステップに移行する押圧点判断ステップと、
    　全ての前記押圧点が同一直線上にあることを検知したとき、いずれかの前記押圧点の前記位置座標及び前記重心座標を補正する補正ステップと、を有し、
    　前記補正ステップから前記荷重算出ステップに移行したとき、前記荷重算出を、補正した前記位置座標及び前記重心座標を用いて行う請求項５記載の複数点の荷重検出方法。
  7. 　前記補正ステップから前記荷重算出ステップに移行して算出された各押圧点の各荷重が０より大きく重心荷重（Ｚ）より小さいか否かを判断する荷重判断ステップを有し、
    　いずれかの前記押圧点の荷重が０以下あるいは重心荷重以上のときは、再度、補正ステップに戻し前記重心座標に対する補正値を変更して、再荷重算出を行う請求項６記載の複数点の荷重検出方法。
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