WO2020079729A1 - タッチパネル入力装置、タッチパネル入力方法、及びプログラム - Google Patents

タッチパネル入力装置、タッチパネル入力方法、及びプログラム Download PDF

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detection
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touch panel
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佐々木 雄一
友紀 古本
季美果 池上
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三菱電機株式会社
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    • G06F3/0446Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a touch panel input device, a touch panel input method, and a program.
  • a device that not only performs an input operation with a finger on a touch panel (touch screen) but also arranges a dial-shaped member (knob) on the touch panel, and a user grips the knob to rotate or slide the input operation.
  • a (touch panel input device) has been proposed (Patent Document 1).
  • Input operation with a knob or finger on the touch panel is detected based on, for example, a change in the capacitance of the touch panel.
  • JP-A-2013-178678 (paragraphs 0013 to 0020, FIGS. 1 to 3)
  • the touch panel input device it is determined whether the touch panel is in contact with a knob or something other than the knob (for example, a finger), and whether the finger is in contact with the knob in contact with the touch panel. There is a problem that it cannot be surely determined whether or not it is.
  • the present invention determines whether the touch panel is in contact with a knob or something other than the knob (for example, a finger), and whether the finger is in contact with the knob in contact with the touch panel.
  • the purpose is to ensure that the judgment can be made.
  • the touch panel input device of the present invention is A touch panel on which a knob for input operation can be placed, and a touch operation is performed by the knob or another operation object, A touch detection unit that detects a touch operation on the touch panel using a first detection method and a second detection method that are different from each other; A knob touch point determination unit that specifies a position where a touch operation is performed by the knob as a knob touch point based on a result of the detection by the first detection method, and outputs touch information regarding the knob touch point; A knob finger contact determination unit that determines whether or not a finger is in contact with the knob based on the touch information and the result of detection by the second detection method.
  • the touch panel is in contact with a knob or something other than the knob (for example, a finger), and whether the finger is in contact with the knob in contact with the touch panel. Whether or not it can be reliably determined.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a display device with a touch detection function including the touch input device shown in FIG. 1. It is a figure which shows the specific example of the shape of the electrode of the touch panel shown in FIG. 3 is a perspective view of an example of the knob shown in FIG. 2.
  • FIG. 4A is a perspective view of the knob shown in FIG. 4 with the top plate removed
  • FIG. 4B is a plan view of the knob shown in FIG. 4 with the top plate removed.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the chain line VI-VI of FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of an operation input processing section shown in FIG. 1.
  • 3 is a flowchart showing a procedure of processing corresponding to an input operation by a knob of the control device shown in FIG. 2.
  • (A) And (b) is a figure which shows the method of performing determination based on the capacitance change amount about several continuous electrodes.
  • (A)-(o) is a figure which shows the change in electrostatic capacitance by the adhesion of water to a touch panel, and the influence on the detection of a knob.
  • (A) And (b) is a figure which shows the example where a detection system differs. It is a block diagram which shows the modification of a 1st detection part.
  • (A)-(d) is a figure which shows the change of an applied voltage at the time of detecting by an intersection grounding method, and the change of a detection signal by it.
  • (A)-(c) is an equivalent circuit diagram for demonstrating the detection by an intersection grounding system.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a modified example of the operation input processing unit used in the touch input device according to the second embodiment. It is a schematic diagram showing a touch input device of Embodiment 3 of the present invention. It is the schematic which shows the touch input device of Embodiment 4 of this invention.
  • FIG. 23 is a block diagram showing a configuration example of an operation input processing section shown in FIG. 22. A specific example of the shape of the electrodes of the touch panel used in the fourth embodiment will be shown. (A) And (b) is a figure which shows the electric field which arises when the voltage is applied to the electrode shown in FIG.
  • FIG. 27 is a block diagram showing a configuration example of an operation input processing section shown in FIG. 26.
  • FIG. 28 is a diagram showing an example of frequency characteristics of a detection signal obtained by the third detection unit shown in FIG. 27.
  • FIG. 30 is a block diagram showing a configuration example of an operation input processing section shown in FIG. 29.
  • 30 is a flowchart showing a procedure of processing in the operation input processing section shown in FIG. 29.
  • FIG. 31 is a diagram showing an example of data stored in the memory shown in FIG. 30, which shows a detection method for each detection target, an optimum detection method, and the like.
  • FIG. 31 is a diagram showing the structural example of the computer which comprises a control apparatus.
  • Embodiment 1. 1 shows a touch input device 10 according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a display device 12 with a touch detection function including the touch input device 10 shown in FIG.
  • the display device 12 with a touch detection function has an operation input function and a display function, and includes a touch panel 15, a display device 17, and a control device 20.
  • the control device 20 includes an input operation detection device 22, an event processing unit 24, and a display control unit 26.
  • the touch input device 10 is composed of the touch panel 15 and the input operation detection device 22.
  • the touch panel 15 is provided on the display surface 17a of the display 17 so as to cover at least a part of the display surface 17a.
  • the display 17 is composed of, for example, a liquid crystal display or an EL (Electroluminescence) display.
  • the display unit 17 is controlled by the display control unit 26 to display an image.
  • the display device 17 displays an image for supporting the input operation.
  • the touch input device 10 allows the user to perform an input operation by placing the knob 30 for input operation on the touch panel 15 and holding the knob 30 and rotating and sliding the knob 30.
  • the touch input device 10 also enables an input operation to the touch panel 15 by an operation object other than the knob 30.
  • a finger, a pen, or the like is used as an operation object other than the knob 30.
  • the input operation detection device 22 detects an input operation on the touch panel 15.
  • the input operation includes a touch operation.
  • the input operation detection device 22 identifies the position where the touch operation is performed on the touch panel 15 by the operation object.
  • the touch operation is performed by bringing an operation object into contact with or approaching the touch panel 15.
  • description will be made assuming a case of "contacting”.
  • the input operation detection device 22 determines whether or not a finger is in contact with the knob 30.
  • the input operation detection device 22 may determine whether the finger makes at least one of contact and approach with the knob 30.
  • the position on the touch panel 15 is represented by XY coordinates. That is, the first direction on the touch panel 15 is the X direction, the second direction orthogonal to the first direction is the Y direction, the X direction position is the X coordinate, and the Y direction position is the Y coordinate.
  • the touch panel 15 includes a first group of electrodes 52 and a second group of electrodes 54 extending along the display surface 17 a of the display unit 17.
  • the number of electrodes 52 in the first group and the number of electrodes 54 in the second group are both four.
  • the first group of electrodes 52 extends in the second direction (Y direction) at different positions in the first direction (X direction), and is also called an X coordinate detection electrode, or simply an X electrode.
  • the second group of electrodes 54 extends in the first direction (X direction) at different positions in the second direction (Y direction), and is also called a Y coordinate detection electrode or simply a Y electrode.
  • the input operation detection device 22 projects the amount of change in electrostatic capacitance (capacity change amount) due to the touch of the operation object on the touch panel 15 onto the X axis and the Y axis, so that the touch position of the operation object on the touch panel 15, that is, the touch position.
  • the touch position is specified.
  • the input operation detection device 22 includes a drive unit 56 and an operation input processing unit 58.
  • the drive unit 56 applies a drive signal to the electrodes 52 and 54 of the touch panel 15.
  • the electrodes 52 and 54 of the touch panel 15 provide detection signals corresponding to the capacitance change amount at each position or each portion of the touch panel 15.
  • the operation input processing unit 58 detects the capacitance change amount at each position or each portion of the touch panel 15 based on the detection signal, and specifies the touch position and the operation object on which the touch operation is performed based on the detection result. Specifies the state of the operation object.
  • Detecting the amount of change in capacity is performed by two different methods, that is, a first detection method and a second detection method.
  • the first detection method is the mutual capacitance method
  • the second detection method is the self-capacitance method.
  • one electrode for example, the X electrode is used as a transmission electrode
  • the other electrode for example, the Y electrode is used as a reception electrode
  • the amount of capacitance change at the intersection (intersection) of the X electrode and the Y electrode is detected.
  • the drive unit 56 sequentially selects one of the first group and the second group, for example, the electrode (X electrode) of the first group, applies a drive signal to the selected electrode, and outputs the operation input processing unit.
  • Reference numeral 58 denotes each position (X electrode and Y electrode) of the touch panel 15 from the detection signal appearing in the other group, for example, the second group electrode (Y electrode) and the information specifying the selected one group electrode. Calculate the amount of change in capacity at the intersection).
  • -A two-dimensional profile of the capacity change amount is formed by arranging the capacity change amounts at all intersections on a two-dimensional plane.
  • the electrodes of the first group and the second group are selected in order, and the capacitance change amount of the selected electrode is detected.
  • the drive unit 56 sequentially selects the X electrode and the Y electrode, applies a drive signal to the selected electrode, and the operation input processing unit 58 detects the amount of capacitance change in the electrode from the detection signal appearing in the electrode. .
  • the drive unit 56 performs control for keeping the potential of the electrodes around the selected electrode at the same potential as the selected electrode while applying the drive signal to the selected electrode. This control is performed, for example, by applying the same drive signal as that applied to the selected electrode to the electrodes around the selected electrode.
  • the operation input processing unit 58 acquires the capacitance change amount for each electrode.
  • a one-dimensional profile of the amount of capacitance change in the X direction is obtained from the amount of capacitance change for all X electrodes, and a one-dimensional profile of the amount of capacitance change in the Y direction is obtained from all the Y electrodes.
  • the capacitance change in each electrode when the capacitance change in each electrode is detected, it can be determined that the capacitance change has occurred at any position in the longitudinal direction (extending direction) of the electrode, but It is not always possible to identify at which position the capacity change has occurred.
  • the position (X coordinate and Y coordinate) where the capacitance change occurs is uniquely determined by combining the detection results of the plurality of X electrodes and the detection results of the plurality of Y electrodes. It is possible to specify. On the other hand, if the capacitance change occurs at two or more locations on the touch panel at the same time, the position where the capacitance change occurs cannot be uniquely specified.
  • each of the electrodes 52 and 54 may be composed of a plurality of pads Px and Py and connecting portions Lx and Ly that connect the pads Px and Py to each other, as shown in FIG. 3, for example.
  • the pads Px and Py may have a relatively large width, and the connecting portions Lx and Ly may have a width smaller than the pads Px and Py.
  • the pads Px and Py may have a diamond shape as shown in the drawing.
  • the pad Px of the X electrode 52 and the pad Py of the Y electrode 54 are arranged so as not to overlap each other, and the connecting portion Lx of the X electrode 52 and the connecting portion Ly of the Y electrode 54 intersect each other. It may be formed in.
  • the knob 30 is placed on the touch panel 15, and is provided so as to be rotatable and slidable (movable).
  • FIG. 4 is a perspective view of the knob 30 placed on the touch panel 15.
  • the illustrated knob 30 has a case 31 and operation members 32 a, 32 b, 32 c arranged inside the case 31.
  • the case 31 has, for example, a cylindrical side wall portion 35, an annular top plate 36, and an annular bottom plate 37.
  • FIG. 5A is a perspective view of the knob 30 of FIG. 4 with the top plate 36 removed
  • FIG. 5B is a plan view of the knob 30 of FIG. 4 with the top plate 36 removed
  • FIG. 6 is a sectional view taken along the chain line VI-VI in FIG. 4A, 5 ⁇ / b> A, and 5 ⁇ / b> B, the side walls 35, the top plate 36, and the bottom plate 37 are illustrated as having no thickness, but in FIG. 6, the side walls 35, the top plate 36. Also, the bottom plate 37 is illustrated as having a thickness.
  • the top plate 36 is attached to the upper end of the side wall portion 35, and the bottom plate 37 is attached to the lower end of the side wall portion 35.
  • the case 31 is formed in a shape suitable for a user to grip, and the case 31 constitutes a grip portion.
  • the case 31 is made of an insulating material.
  • a conductive layer or film is formed on at least a part of the side wall portion 35 and the top plate 36 of the case 31, so that when the user holds the case 31, one or more fingers touch the conductive layer or film. It has become.
  • the operation members 32a, 32b, 32c are cylindrical and are provided so as to extend in a direction perpendicular to the top plate 36 and the bottom plate 37.
  • the operation members 32a, 32b, 32c are fixed to the case 31 and are electrically connected to the conductor of the case 31.
  • the bottom plate 37 has an opening 37o through which the operating members 32a, 32b, 32c penetrate, and the operating members 32a, 32b, 32c penetrate through the opening 37o and are exposed on the lower surface of the case 31.
  • An elastically deformable member may be fixed to the lower ends of the operation members 32a, 32b, 32c.
  • the elastically deformable member may be a conductor or an insulator. In any case, when the user presses the knob 30 on the touch panel 15, by changing the pressing force, the capacitance formed by the operation member and the electrode of the touch panel can be changed.
  • the bottom plate 37 may have no opening, and the lower ends of the operation members 32a, 32b, 32c may be separated from the touch panel 15 by the bottom plate 37.
  • the bottom plate 37 is formed thin, and when the lower surface of the bottom plate 37 contacts the touch panel 15, the lower ends of the operation members 32a, 32b, and 32c approach the touch panel 15, whereby a touch operation is performed.
  • the bottom plate 37 is elastically deformable, and when the user presses the knob 30 on the touch panel 15, the electrostatic force formed by the operation members 32a, 32b, 32c and the electrodes of the touch panel 15 is changed by changing the pressing force. It may be changed.
  • the operation members 32a, 32b, 32c may be entirely formed of a conductor, or may be formed of an insulating material inside and a conductor layer or film formed on the surface.
  • the distances between the three operation members 32a, 32b, 32c are equal to each other. In other words, the three operation members 32a, 32b, 32c are respectively arranged at the three vertex positions of the equilateral triangle.
  • the number of operating members is not limited to 3, and may be 2 or less or 4 or more.
  • the number of operating members is four, it is desirable that the four operating members are arranged at four vertex positions of a square.
  • the arrangement of the plurality of operation members is not limited to the above example, and may be any arrangement having a predetermined positional relationship.
  • the operation member is not limited to the cylindrical shape as in the illustrated example, and may be a prismatic shape or a spherical shape. Further, for example, the conductive pattern may be formed on the lower portion of the case (for example, the lower surface or the upper surface of the bottom plate).
  • the shape of the case 31 is not limited to the illustrated shape, and may be any other shape as long as it can be gripped by the user.
  • the input operation detection device 22 detects an input operation by the knob 30 and an input operation by an operation object other than the knob. In the description below, a finger is assumed as the operation object other than the knob 30.
  • FIGS. 7 (a) and 7 (b) show changes in the mutual capacity method
  • FIGS. 7 (c) and 7 (d) show changes in the self capacity method
  • 7A and 7C show a state where a finger is not in contact with the knob 30, and in FIGS. 7B and 7D, a finger Hf is in contact with the knob 30 (specifically, its case portion 31). It shows the state.
  • FIGS. 7A to 7D some of the X electrodes are denoted by reference numerals 52i and 52j, and one of the Y electrodes is denoted by reference numeral 54k. It is assumed that the X electrode 52i is selected and the X electrode 52j is not selected. The drive signal Sd is applied to the selected X electrode 52i.
  • the operation members 32a and 32b are close to the selected electrode 52i, and the operation member 32c is close to the unselected electrode 52j. As described above, the operation members 32a, 32b, 32c are electrically connected to the case portion 31 of the knob 30.
  • the capacitance Ckj is formed by the knob 30 and the electrode 52j (FIGS. 7A to 7D).
  • FIGS. 9A to 9C are equivalent circuit diagrams for explaining the detection by the self-capacitance method, and show the X-electrode 52i selected in the detection and the main capacitance formed in the periphery thereof. Show.
  • 8A and 9A are equivalent circuits when neither the knob 30 nor the finger Hf is in contact with the touch panel 15 (both the knob 30 and the finger Hf in the touch panel 15 are in contact with the touch panel 15).
  • 8 (b) and 9 (b) show the case where the knob 30 not touched by the finger is in contact with the touch panel 15 (FIG. 7 (a) and FIG. 7).
  • FIG. 8C and FIG. 9C show an equivalent circuit (in the case of (c)) (equivalent circuit of a portion of the touch panel 15 where the knob 30 is not in contact with the finger). 7 is in contact with the touch panel 15 (FIGS. 7B and 7D), an equivalent circuit (of the touch panel 15, the finger 30 is in contact with the knob 30) Shows the equivalent circuit).
  • Ciy is a capacitance formed between the electrode 52i and the electrode 54k
  • Cik is a capacitance between the electrode 52i and the knob 30.
  • the capacitance formed between Ckj and Ckj is the capacitance formed between the knob 30 and the electrode 52j
  • Cky is the capacitance formed between the knob 30 and the electrode 54k.
  • the capacitance, Ckf is the capacitance formed between the knob 30 and the finger Hf, as described above.
  • the drive signal Sd is applied to the selected X electrode 52i and the unselected X electrode is applied.
  • the drive signal Sd is not applied to 52j and is maintained at the ground potential Vg, for example.
  • the Y electrode 54k acts as a receiving electrode, and the detection signal Sr is obtained from the Y electrode 54k.
  • the drive signal Sd is, for example, a voltage pulse, and the detection signal Sr is, for example, a signal generated by a current flowing through the Y electrode 54k.
  • the drive signal Sd is not applied to the non-selected X electrodes 52j, and the non-selected X electrodes 52j are maintained at the ground potential Vg. Therefore, when the knob 30 is grounded via the electrostatic capacitance Ckj. You can see.
  • the detection signal Sr differs depending on whether or not the knob 30 is in contact with the touch panel 15. That is, when the knob 30 is in contact with the touch panel 15 (FIGS. 8B and 8C), when the drive signal Sd is applied, the charging current flows through the electrostatic capacitance Ckj, but the knob 30 When the touch panel 15 is not touched (FIG. 8A), such a charging current does not flow even if the drive signal Sd is applied. This difference causes a difference in the detection signal Sr. Based on this difference, it can be determined whether the knob 30 is in contact with the touch panel 15.
  • the drive signal Sd is applied to the selected X electrode 52i, and the detection signal is output from the electrode 52i. Is obtained.
  • the drive signal Sd is, for example, a voltage pulse
  • the detection signal Sr is, for example, a signal based on a current flowing through the electrode 52i.
  • the signal Sc similar to the drive signal Sd is applied to the electrode 52j around the selected X electrode 52i, so that the surrounding electrode 52j is the same as the selected electrode 52i. It is kept at the electric potential.
  • the unselected electrode 52j is kept at the same potential as the selected electrode 52i, even if the knob 30 is in contact with the touch panel 15 as shown in FIGS. 7 (c) and 9 (b),
  • the capacitance Ckj has almost no influence on the detection signal Sr. Therefore, the detection signal Sr obtained when the drive signal Sd is applied to the selected electrode 52i is significantly different from the detection signal Sr when the knob 30 is not in contact with the touch panel 15 (FIG. 9A). There is no.
  • the detection signal Sr when the finger Hf is in contact with the knob 30 is not (when the knob 30 is the touch panel). It is significantly different from the detection signal Sr when it is not in contact with 15 (FIG. 9A) and when the finger is not in contact with the knob 30 (FIGS. 7C and 9B). Become. This is because when the finger Hf is in contact with the knob 30, a charging current flows through the electrostatic capacitance Ckf when the drive signal Sd is applied, while when the drive signal Sd is not applied, the drive signal Sd is applied. This is because such a charging current sometimes does not flow. Based on such a difference in the detection signal Sr, it is possible to determine whether or not the finger Hf is in contact with the knob 30.
  • the operation member 32a is close to the electrodes 52i and 54k
  • the operation member 32b is close to the electrode 52i
  • the operation member 32c is close to the electrode 52j.
  • 32c approaching the electrode 52i one of the operating members 32a, 32b, 32c approaching the electrode 52j
  • one of the operating members 32a, 32b, 32c approaching the electrode 54k the change of the detection signal Sr with respect to the drive signal Sd becomes similar to the above.
  • the signal Sc applied to the non-selected X electrodes need not be the same as the signal Sd applied to the selected X electrodes, but may be a sufficiently close value.
  • “close enough” means within the range in which the same detection result as above can be obtained.
  • 10 (a) to 10 (r) show capacitance changes detected when various conductors including the knob 30 contact the touch panel.
  • 10 (a) to 10 (f) show different states regarding contact of the conductor with the touch panel
  • FIGS. 10 (g) to 10 (l) show detection results by the mutual capacitance method
  • FIGS. (R) shows the detection result by the self-capacitance method.
  • FIG. 10D when water Wt is attached to the touch panel and the water is grounded (for example, when a human finger Hf is in contact with water Wt), FIG. As shown in (p) and (p), there is a reaction in the mutual capacitance method or the self-capacity method.
  • FIG. 10 (f) when the knob 30 is in contact with the touch panel and the knob 30 is grounded (for example, when a human finger Hf is in contact), FIGS. As shown in r), there is a reaction both in the mutual capacitance system and the self-capacity system. This is as described with reference to FIGS. 7B and 7D.
  • a state in which the knob 30 in contact with the human finger Hf is in contact with the touch panel (FIG. 10 (r)), and a state in which water Wt in contact with the human finger Hf is attached to the touch panel (FIG. 10). 10 (p)) and the state where the human finger Hf is in contact with the touch panel (FIG. 10 (n)) cannot be determined.
  • a state in which the ungrounded knob 30 is in contact with the touch panel (FIG. 10 (q)), and a state in which ungrounded water is attached to the touch panel (FIG. 10 (o)) include no conductor. It cannot be distinguished from the state where they are not in contact with or attached to each other (FIG. 10 (m)).
  • FIG. 11 shows a configuration example of the operation input processing unit 58.
  • the operation input processing unit 58 includes a first detection unit 201, a second detection unit 202, a memory control unit 209, a memory 210, a knob touch point determination unit 211, a knob finger contact determination unit 212, a finger touch determination unit 213, and a movement. It has a determination unit 214.
  • a touch detection unit 205 is configured by the first detection unit 201 and the second detection unit 202.
  • the first detection unit 201 cooperates with the drive unit 56 to detect the amount of capacitance change by the mutual capacitance method.
  • the first detection unit 201 when detecting the capacitance change amount by the mutual capacitance method, based on the detection signal obtained from the reception electrode (X electrode) and the information indicating the driven electrode, the X electrode.
  • the amount of capacitance change at each intersection of 52 and the Y electrode 54 is detected, a detection value corresponding to the amount of capacitance change is acquired, and data representing the acquired detection value is output.
  • the first detection unit 201 detects one or more touch points from the detection values acquired for a plurality of intersections. An intersection point where the amount of change in capacity is greater than or equal to a threshold value (threshold value for mutual change amount of capacity) is called a reaction point.
  • the area consisting of continuous reaction points is recognized as one touch point.
  • the capacitance change amount at the reaction point is distributed in a mountain shape, that is, there is a peak (maximum value) of the capacitance change amount near the center and the distance from the peak position is increased.
  • the touch point may be recognized only when the amount of change in capacity gradually decreases.
  • the additional condition may be that the peak is equal to or more than the threshold value.
  • the area may be an additional condition that the area (the number of reaction points forming the area) is equal to or larger than a predetermined value.
  • the first detection unit 201 outputs data representing the position of the detected touch point.
  • the position of the touch point is represented by a combination of X coordinate and Y coordinate.
  • the position of a representative point in such an area may be recognized as the position of the touch point.
  • the position where the amount of capacitance change is the largest may be recognized as the position of the touch point, and the position of the graphical center of gravity in such a region may be recognized as the position of the touch point. .
  • the first detection unit 201 also outputs data indicating the touch strength for the detected touch point.
  • the touch strength is represented by, for example, the average value, the maximum value, or the total value of the capacitance change amounts at the one or more intersections forming the touch point.
  • the first detection unit 201 may also output data indicating the area (number of intersections) of the touch area for the detected touch point.
  • the data representing the position of the touch point, the data representing the touch strength of the touch point, and the data representing the area of the touch area are stored in the memory 210 as touch information about the touch point.
  • the second detection unit 202 cooperates with the drive unit 56 to detect the amount of capacitance change by the self-capacitance method.
  • the second detection unit 202 acquires and acquires a detection value corresponding to the capacitance change amount for each electrode based on the detection signal obtained from the receiving electrode when detecting the capacitance change amount by the self-capacitance method. Outputs the data that represents the detected value.
  • a collection of the capacitance change amounts of the X electrodes is data obtained by projecting the capacitance change amounts on the X axis, or a profile of the capacitance change amounts in the X direction.
  • a collection of the capacitance change amounts of the Y electrodes is data obtained by projecting the capacitance change amounts on the Y axis, or a profile of the capacitance change amounts in the Y direction.
  • the data obtained by the detection by the second detection unit 202 is also stored in the memory 210.
  • the data obtained by each functional unit in the operation input processing unit 58 and stored in the memory 210 is later read and used by the functional unit or another functional unit.
  • Writing and reading to and from the memory 210 are performed by the memory control unit 209. Note that, in FIG. 3, signal lines showing a flow of data for writing and reading to and from the memory 210 are omitted. The same applies to the following similar drawings.
  • the knob touch point determination unit 211 determines whether or not the touch points detected by the first detection unit 201 include touch points by the operation members 32a, 32b, 32c of the knob 30. Below, the touch point by the operating member of the knob 30 is called a knob touch point.
  • the knob touch point determination unit 211 satisfies a predetermined condition from the detection results of all the detected touch points.
  • a combination of three touch points is extracted and certified as a knob touch point.
  • the predetermined condition is, for example, that the distances between the three touch points are equal to each other and are within a predetermined value range.
  • the predetermined range is a range from a value obtained by subtracting a predetermined allowable error from the standard distance between the operation members to a value obtained by adding the allowable error.
  • the additional condition may be that the touch strength at each of the three touch points is equal to or higher than a threshold value (touch strength threshold value).
  • the knob finger contact determination unit 212 includes data representing the position of each knob touch point recognized by the knob touch point determination unit 211, and the detection result by the second detection unit 202 (a profile of a capacitance change amount in the X direction and a capacitance change in the Y direction. (Amount profile), it is determined whether the finger is in contact with or away from the knob (knob finger contact determination).
  • a capacitance change by the self-capacitance method at at least one of the same X direction position and the same Y direction position as the knob touch point.
  • the threshold value knob finger contact determination threshold value
  • the position of the plurality of electrodes may be included in the same X direction position as the knob touch point, and the same Y direction position as the knob touch point may be included. Multiple electrode locations may be included.
  • the above-mentioned “average or sum of detected values of capacitance change amount” means the average or total of such a plurality of electrodes.
  • the knob finger contact determination unit 212 stores the result of the determination at each processing timing in the memory 210.
  • the determination result for each knob touch point is stored in association with the touch information for the knob touch point. By accumulating the determination results at different processing timings, a time series (history) of the knob finger contact determination results is formed.
  • the knob finger contact determination unit 212 determines from the time series of the determination result (for example, the latest determination result and the determination result in the past immediately before) that the knob finger contact state has changed, it indicates that. Output the data.
  • the change in the knob finger contact state means a change (transition) from one of the state where the finger is in contact with the knob and the state where the finger is not in contact with the knob to the other.
  • the finger touch determination unit 213 receives the determination result of the knob touch point determination unit 211 and the detection result of the first detection unit 201, and detects one or more touch points that are not determined to be knob touch points by the knob touch point determination unit 211. Each determines whether or not it is a touch point where a touch operation is performed with a finger, and outputs the determination result.
  • the finger touch determination unit 213 stores the result of the determination at each processing timing in the memory 210.
  • the result of the determination for each touch point is stored in association with the touch information for the touch point. By accumulating the determination results at different processing timings, a time series (history) of the finger touch determination results is formed.
  • the movement determination unit 214 detects that the knob is rotating based on the history of the positions of the knob touch points identified by the knob touch point determination unit 211 (recorded in the memory 210), and the knob is sliding. Detect things.
  • the movement determination unit 214 also makes a gesture for an input operation by the movement of the finger based on the history of the position of the finger touch point identified by the finger touch determination unit 213 (recorded in the memory 210). Detects the fact.
  • the event processing unit 24 shown in FIG. 2 performs event processing based on the detection result by the knob finger contact determination unit 212, the determination result by the finger touch determination unit 213, and the determination result by the movement determination unit 214.
  • the event processing unit 24 performs control associated with each event in advance.
  • This control includes control of each function unit of each function unit (display control unit 26 and the like) in the control device 20.
  • the knob finger contact determination unit 212 detects that the finger has contacted the knob 30 (transition from a non-contact state to a contact state).
  • the knob finger contact determination unit 212 detects that the finger has moved away from the knob 30 (transition from a contact state to a non-contact state).
  • the finger touch determination unit 213 detects that the finger has touched the touch panel 15 (transition from a non-contact state to a touch state).
  • the finger touch determination unit 213 detects that the finger has moved away from the touch panel 15 (transition from a contact state to a non-contact state).
  • the motion determination unit 214 detects that the knob is rotating or that the knob is sliding.
  • the motion determination unit 214 detects that the gesture for the input operation is performed by the finger.
  • the display control unit 26 shown in FIG. 2 causes the display 17 to display an image or the like for supporting the input operation.
  • the input operation on the touch input device 10 is executed, for example, in a state in which an image for supporting the input operation is displayed on the display device 17.
  • the display control unit 26 displays an image by the HUD (Head-up Display) (not shown) provided in the vehicle in addition to the image display by the display unit 17. May be controlled. More specifically, the display control unit 26 may have a function of causing the HUD to display an image indicating the type, content, etc. of control executed in response to an input operation by the knob 30 or a finger.
  • HUD Head-up Display
  • the event processing unit 24 may instruct the display control unit 26 to perform control to display the above image on the HUD when an input operation is detected.
  • the user can confirm the type or content of control executed according to the input operation while keeping the line of sight in front of the vehicle. As a result, it is possible to reduce the movement of the user's line of sight.
  • the first detection unit 201 in cooperation with the driving unit 56, detects the capacitance change amount by the first detection method (mutual capacitance method), and the intersection point of the X electrode 52 and the Y electrode 54 is detected. The amount of capacitance change in each is detected, and one or more touch points are detected from the detection result.
  • the first detection unit 201 further outputs data representing the position of the detected touch point, data representing the touch strength, and data representing the area of the touch region for the detected touch point.
  • step ST12 the second detection unit 202, in cooperation with the drive unit 56, detects the amount of capacitance change by the second detection method (self-capacitance method), and detects the profile of the amount of capacitance change in the X direction. A profile of the amount of change in capacity in the Y direction is generated, and data representing the profile is output.
  • the second detection method self-capacitance method
  • step ST13 when the number of touch points detected by the first detection unit 201 is three or more, the knob touch point determination unit 211 obtains all combinations of three touch points from all detected touch points. .
  • step ST14 the knob touch point determination unit 211 repeats the processing of steps ST15 to ST16 for all combinations of three touch points.
  • step ST15 the knob touch point determination unit 211 determines whether the three touch points forming each of the above combinations are knob touch points. This determination is made by predefining conditions to be satisfied when the three touch points are knob touch points, and determining whether or not the three touch points that make up each combination satisfy the above-mentioned predetermined points. Be seen.
  • step ST16 the knob touch point determination unit 211 determines whether a knob touch point has been found. If it is not found, step ST15 is repeated, and if it is not determined that it is the knob touch point in any of all the combinations, it is determined that the knob 30 is not on the touch panel 15.
  • the knob touch point determination unit 211 stops the search for the knob touch point and proceeds to step ST17.
  • step ST17 the knob finger contact determination unit 212 touches the knob (the knob touched at the knob touch point certified in step ST16) based on the detection result of the second detection unit 202. It is determined whether or not (knob finger contact determination).
  • step ST18 the knob finger contact determination unit 212 uses the history of the knob finger contact determination results in step ST17 performed before that (for example, the knob finger contact determination result in step ST17 performed immediately before and the previous results). It is determined whether there is a change in the knob finger contact state), and if there is a change in the knob finger contact state, the process proceeds to step ST19. If not (no change in the knob finger contact state), the process proceeds to step ST20.
  • step ST19 the event processing unit 24 executes event processing corresponding to the contact state change.
  • the display control unit 26 notifies the user that the contact state has changed.
  • step ST20 the movement determination unit 214 detects that the knob is rotating or detects that the knob is sliding based on the history of the position of the knob touch point identified by the knob touch point determination unit 211.
  • the event processing unit 24 executes event processing corresponding to the rotation or slide of the knob detected by the movement determination unit 214.
  • step ST15 classification of the knob touch point
  • the knob touch point determination unit 211 obtains the distance between the three touch points of each combination. Next, it is determined whether all the calculated distances are within the predetermined range.
  • an additional condition may be that the touch strength at each touch point is equal to or higher than a threshold value (touch strength threshold value).
  • knob finger contact determination in step ST17 For example, for at least one knob touch point among the three knob touch points certified in step ST16, detection of a capacitance change amount by the self-capacitance method at at least one of the same X direction position and the same Y direction position as the knob touch point. When the average or total of the values is equal to or greater than the threshold value (knob finger contact determination threshold value), it is determined that the finger is in contact with the knob.
  • the threshold value knob finger contact determination threshold value
  • knob touch points instead of "at least 1 knob touch point”. That is, for each of the three knob touch points certified in step ST16, if the detected value of the capacitance change amount at the same X-direction position or the same Y-direction position as the knob touch point is equal to or more than a threshold value (self-capacity change amount threshold value), It may be determined that the finger is touching.
  • a threshold value self-capacity change amount threshold value
  • a threshold value X direction total threshold value
  • Y-direction total threshold value the threshold value
  • step ST17 knob finger contact determination
  • the amount of capacitance change detected by the self-capacitance method is used, but the change in the detected value of the amount of capacitance change detected by the mutual capacitance method over time
  • the knob finger contact determination may be performed using both the change in the detected value of the capacitance change amount detected by the self-capacitance method with the passage of time.
  • the detection value of the past capacity change amount (that is, the history of the detection result) may be used for the knob finger contact determination.
  • reference numerals 52a to 52h denote some of the X electrodes 52 shown in FIG. Although the number of X electrodes 52 is four in FIG. 1, it is assumed in FIG. 13A that the number of X electrodes 52 is eight or more.
  • Each of 32i and 32j indicates one of the operation members 32a, 32b, and 32c.
  • the number of electrodes facing each operating member changes depending on the relative positions of the operating members 32i, 32j with respect to the electrodes 52a to 52h, and the portion of each operating member facing each electrode. Area changes.
  • the operating member 32i faces the three electrodes 52a to 52c, and the operating member 32j faces the two electrodes 52f and 52g.
  • the area of the operation member 32i facing the electrode 52b is large, and the area of the operation member 32i facing the electrodes 52a and 52c is small. Therefore, the capacitance change amount detected by the electrode facing the operation member is different for each electrode as shown in FIG. 13 (b).
  • knob finger contact determination using such a total or average value, it is possible to improve the robustness against the difference in the positional relationship between the electrode and the operating member.
  • a capacitance change of a threshold self-capacitance change amount threshold
  • an average value or a total value of those capacitance change amounts is obtained, and the average value or Based on the total value, it may be determined whether or not the operating member is in contact.
  • FIGS. 14 (f) to 14 (j) show the detection results by the mutual capacitance method
  • FIG. )-(O) show the detection results by the self-capacitance method.
  • FIGS. 14 (d) and 14 (e) are touch panels.
  • the case where water Wt is attached to the end of 15 and is in contact with the end case (frame) 15f is shown.
  • the finger Hf is not in contact with the knob 30 in contact with the touch panel 15, and the water Wt attached to the touch panel 15 is grounded (the finger Hf is (In contact), in the X-direction profile of the self-capacitance method, there is no reaction at the position corresponding to the knob 30, and there is a reaction at the water adhesion part (FIG. 14 (m)).
  • step ST17 if the knob touch point is detected in steps ST15 and ST16, and if there is one or more reaction points at a position different from the knob touch point, the knob finger is moved according to the position of such reaction point.
  • the contact determination method determination standard
  • the knob touch point is detected in step ST15 and there is one or more reaction points at positions different from the knob touch point (FIGS. 14 (f), (g), and (h))
  • the above-mentioned knob touch point is set.
  • the detection value obtained by the detection with the X electrode (the portion surrounded by the dotted line frame Nsr in FIGS. 14 (l) and (m)) is not used for the knob finger contact determination.
  • the knob finger contact determination may be performed using the detection value obtained by the X electrode detection at the same X direction position as the knob touch point.
  • the knob finger contact determination unit 212 uses the detection value acquired by the electrode having the same position in the X direction as the knob touch point among the X electrodes in the detection by the second detection method. It is used to determine whether or not the finger is in contact with, and the detection value acquired by the electrode having the same position in the Y direction as the knob touch point among the Y electrodes is used to determine whether or not the finger is in contact with the knob. It may be used for determination.
  • the knob finger contact determination unit 212 determines that In the second detection method, the detection value acquired by the electrode of the X electrode having a position different from the knob touch point in the X direction is not used for determining whether the finger is in contact with the knob, but the knob touch point determining unit.
  • the knob finger contact determination unit 212 uses the second detection method. Of the Y electrodes, the detection value acquired by the electrode at a position different from the knob touch point in the Y direction may not be used for determining whether the finger is in contact with the knob.
  • the first detection unit 201 When one or more reaction points at positions different from the knob touch point are located in the X direction with respect to the knob touch point or in the Y direction with respect to the knob touch point, the first detection unit 201.
  • the knob finger contact determination may be performed by using the detected value of the capacitance change amount according to, for example, the change of the detected value over time.
  • the touch point is an area composed of continuous reaction points as described above.
  • the intersection point where the amount of capacitance change is the maximum in the area forming the knob touch point is determined.
  • the touch points other than the knob touch points is larger than the area of the knob touch points (the area of the lower end of the operation member), it may be determined that the touch points are the parts to which water is attached.
  • the knob finger contact determination may be performed based on the change over time in the detection value obtained by the detection by the self-capacitance method. For example, if the detection value obtained by the self-capacitance method suddenly increases significantly, it is determined that a finger has come into contact with the knob, and the detection value obtained by the self-capacitance method suddenly increases.
  • the state where the finger is in contact with the knob and the state where the finger is separated from the knob based on the temporal change in the detected value in the portion indicated by the dotted frame Ksr in FIGS. A change from one state to the other can be detected.
  • the knob finger contact determination unit 212 performs the knob finger contact. The determination may not be performed temporarily. In that case, it may be assumed that the state that has been certified by the determination of the previous knob finger contact in the immediate past continues.
  • the knob finger contact determination unit 212 causes the knob finger At least one of the output of the result of the contact determination and the output of the information regarding the knob touch point by the knob touch point determination unit 211 may not be performed.
  • the amount of capacitance change detected by the first detection unit 201 is proportional to the area of the portion of the operating member of the knob 30 that is in contact with the touch panel, and the case portion 31 of the knob 30 bends to cause the operating member to bend. Is partially separated from the surface of the touch panel 15, the amount of capacitance change detected for some or all of the operation members 32a, 32b, 32c becomes insufficient, and as a result, the knob touch point determination unit 211 detects the knob touch point. In some cases, the result cannot be specified, or the reliability of the result of specifying the knob touch point by the knob touch point determination unit 211 may be low.
  • the knob touch point determination unit 211 specifies the knob touch point until the knob finger contact determination unit 212 determines that “the finger is in contact with the knob” based on the output of the second detection unit 202. If the knob finger contact determination unit 212 determines that the finger is in contact with the knob without outputting the touch information about the knob touch point, then the knob touch point determination unit 211 specifies the knob touch point and the knob touch point. You may make it output the touch information about.
  • the knob touch point determination unit 211 cannot sufficiently generate touch information regarding each knob touch point, and cannot specify the knob touch point. is there.
  • the position information of the knob touch point when the knob finger contact determination unit 212 determines that the finger is in contact with the knob (this includes information indicating the positional relationship between the three knob touch points).
  • the knob finger contact determination unit 212 uses the stored information to cause the finger to contact the knob based on the detection result of the second detection unit 202. You may make it determine whether it is doing.
  • the remaining points are stored in the memory 210 together with the information on one or two points.
  • the position may be estimated based on the position information of the existing knob touch point.
  • the movement speed of the knob touch point may be detected by, for example, the movement determination unit 214, and the detected movement speed may be taken into consideration.
  • the mutual capacitance method is used in the first detection unit, and the self-capacitance method is used in the second detection unit.
  • other detection methods can be used.
  • the first detection method can specify the position of the knob touch point, and the second detection method can more reliably determine whether or not the finger is in contact with the knob than the first detection method. If possible.
  • the knob for the input operation for example, in the application to the in-vehicle device, even when the line of sight cannot be directed to the display device 17 during driving, when the hand is put on the knob, the input is performed by the knob.
  • the functions assigned to the operation are displayed on the HUD, and the operation can be performed while confirming the operation, thus improving driving safety. You can
  • knob you can perform the same input operation as dial operation without a dedicated sensor device, so you can improve operability and reduce costs.
  • one or more touch points are obtained by the first detection method, and the knob touch point is specified based on the positional relationship between the detected touch points, and conductors other than the knob (for example, water) It is possible to correctly recognize the position of the knob touch point while suppressing an erroneous reaction caused by. Furthermore, by using the detection result of the second detection method, it is possible to reliably determine whether or not the finger is in contact with the knob.
  • the detection result of the first detection method and the detection result of the second detection method described above it is possible to detect an erroneous detection due to water adhesion. Further, when applied to an in-vehicle device, it is possible to suppress an erroneous operation when a knob that is not gripped moves due to vibration of the vehicle.
  • the first detector can mainly select the optimum one for specifying the touch position by the knob, and can improve the accuracy of detecting the touch position (coordinate accuracy).
  • the detection by the first detection method can be performed by a method other than the above.
  • a self-capacitance method that detects the capacitance change amount while the peripheral electrodes are controlled to the ground potential as shown in FIGS. 15A and 15B is used. Is also good.
  • the drive unit 56 selects the X electrode and the Y electrode in order, applies the drive signal Sd to the selected electrode, for example, the selected X electrode 52i, and is selected.
  • the drive signal Sd is not applied to the X electrode 52j that does not exist, and is maintained at the ground potential.
  • the first detection unit 201a shown in FIG. 16 is used instead of the first detection unit 201 shown in FIG. To be
  • the first detection unit 201a shown in FIG. 16 is connected to the X electrode 52 and also to the Y electrode 54.
  • the first detection unit 201a cooperates with the drive unit 56 to detect the amount of capacitance change by the self-capacitance method.
  • the first detection unit 201a acquires a detection value corresponding to the capacitance change amount of the electrode based on the detection signal obtained from the selected electrode when the capacitance change amount is detected by the self-capacitance method. .
  • the set of capacitance changes of the X electrodes constitutes a profile of the capacitance changes in the X direction
  • the set of capacitance changes of the Y electrodes constitutes a profile of the capacitance changes in the Y direction.
  • the capacitance change due to the capacitance Ckj is detected based on the detection signal Sr. That is, when the knob 30 is in contact with the touch panel 15, a charging current flows through the electrostatic capacitance Ckj when the drive signal Sd is applied, but when the knob 30 is not in contact with the touch panel 15, Even if the drive signal Sd is applied, such a charging current does not flow. Due to this difference, a difference occurs in the detection signal Sr when the drive signal Sd is applied. Therefore, the amount of capacitance change for each electrode is detected based on such a difference in the detection signal Sr. Further, based on the detection result, it is determined whether or not the knob 30 is in contact with the touch panel 15 and the touch point is specified.
  • peripheral electrodes may be placed in a floating state instead of being controlled to the ground potential.
  • the position (X coordinate and Y coordinate) where the capacitance change occurs is uniquely determined by combining the detection results of the plurality of X electrodes and the detection results of the plurality of Y electrodes. It is possible to specify.
  • the capacitance change occurs at two or more locations on the touch panel at the same time the position where the capacitance change occurs cannot be uniquely specified. As a result, even when the touch point is specified based on the X-direction profile of the capacitance change amount and the Y-direction profile of the capacitance change amount, the true touch point and the ghost point cannot be distinguished.
  • both the true touch point and the ghost point may be temporarily accepted as touch point candidates, and the touch point candidates that satisfy the condition based on known information may be determined as the knob touch points.
  • the touch point candidates are arranged at the three vertex positions of the equilateral triangle. It can be used as a condition based on information.
  • Embodiment 2 In the configuration described with reference to FIGS. 7A to 7D in the first embodiment, the mutual capacitance detection method is used as the first detection method, and the self capacitance detection is used as the second detection method. The method is used.
  • the second embodiment as the second detection method, instead of the self-capacitance method, as shown in FIGS. 17A to 17D, after driving all the electrodes at the same time, the intersection (intersection) is grounded.
  • a method of controlling the potential hereinafter referred to as "intersection grounding method" is used.
  • the cross point grounding method detects the amount of capacitance change at the intersection (intersection) of one electrode, for example the X electrode, and the other electrode, for example the Y electrode.
  • the electrode to which the drive signal is applied and the electrode from which the detection signal is obtained are the same.
  • the driving unit 56 sequentially selects one of the first group and the second group, for example, the electrode (X electrode) of the first group, and at the same time, selects the other of the first group and the second group.
  • Group of electrodes for example, the second group of electrodes (Y electrodes) are sequentially selected, the drive signal Sd is applied to the selected X electrode, and the potential of the selected Y electrode is rapidly changed, for example, in a stepwise manner to select the selected X electrode. From the detection signal Sr appearing on the electrode and the information specifying the selected Y electrode, the capacitance change amount at each position of the touch panel 15 (the intersection of the X electrode and the Y electrode) is obtained.
  • the drive signal Sd a signal that maintains a relatively high voltage value for a predetermined period is applied, and the selected Y electrode rapidly changes from a relatively high potential Vh to a relatively low potential Vg. That is, the switching signal Sb is applied.
  • the detection signal Sr a signal representing the current flowing through the selected X electrode when the voltage of the selected Y electrode is switched is obtained.
  • a relatively high potential hereinafter simply referred to as “high potential”
  • Vh is the same potential as the drive signal Sd.
  • the relatively low potential Vl is the ground potential Vg. In the following description, it is assumed that the relatively low potential is the ground potential Vg.
  • the X electrodes are sequentially selected and the drive signal Sd is applied, and the Y electrodes are sequentially selected while each X electrode is selected, and the signal Sb applied to the selected Y electrodes is selected. Description will be made assuming that the potential is switched.
  • FIGS. 17 (a) and 17 (c) show the state when the signal Sb applied to the selected Y electrode 54k is at the high potential Vh, and FIGS. 17 (b) and 17 (d) are selected. The state when the signal Sb applied to the Y electrode 54k is at the ground potential Vg is shown.
  • the drive signal Sd that maintains a relatively high voltage value is applied to all the X electrodes including the selected electrode 52i and the non-selected electrode 52j.
  • the signal Sb applied to the selected Y electrode 54k is switched from the high potential Vh to the ground potential Vg while the drive signal Sd is applied to all the X electrodes.
  • the intersection of the selected X electrode 52i and the selected Y electrode 54k is controlled to the ground potential.
  • the signal Sr appearing at the X electrode 52i selected at that time is detected.
  • FIGS. 18A to 18C are equivalent circuit diagrams for explaining the detection in the intersection grounding method, which is formed around the intersection of the selected X electrode 52i and the selected Y electrode 54k. The main capacitance is shown.
  • FIG. 18A shows an equivalent circuit when neither the knob 30 nor the finger Hf is in contact with the touch panel 15 (the equivalent circuit in the touch panel 15 where neither the knob 30 nor the finger Hf is in contact).
  • 18B shows an equivalent circuit when the knob 30 which is not in contact with the finger Hf is in contact with the touch panel 15 as shown in FIGS. 17A and 17C (in the touch panel 15).
  • 18C shows an equivalent circuit of a portion where the knob 30 is not in contact with the finger, and FIG. 18C shows that the finger Hf is in contact as shown in FIGS.
  • Ciy is a capacitance formed between the electrode 52i and the electrode 54k
  • Cik is a capacitance formed between the electrode 52i and the knob 30, and Ckj.
  • Cky is a capacitance formed between the knob 30 and the electrode 54k
  • Ckf is formed between the knob 30 and the finger Hf. It is the electrostatic capacity.
  • the signal Sb applied to the selected Y electrode 54k is switched from the high potential Vh to the ground potential Vg.
  • the operation when the intersection with the electrode 54k is switched from the high potential Vh to the ground potential Vg will be described.
  • the charged charge of the electrostatic capacitance Ckf is static. Since it contributes to the charging of the capacitance Cky, less current is supplied from the drive signal Sd, the change in the current flowing through the electrode 52i becomes smaller, and therefore a detection signal Sr corresponding to a smaller current change can be obtained. . From such a difference in the detection signal Sr, it is possible to determine whether or not the finger is in contact with the knob that is in contact with the intersection area (the area around the intersection) (knob finger contact determination).
  • the current is supplied from the drive signal Sd for charging the electrostatic capacitance Cky, while the knob and the finger come into contact with each other. If not (FIG. 18A), the electrostatic capacitance Cky is not formed, and therefore, the current for charging the electrostatic capacitance Cky is not supplied, so that the change of the detection signal Sr is extremely small. . Based on the difference in the detection signal Sr, it can be determined whether or not the knob is in contact with the intersection area.
  • FIG. 19 shows a configuration example of the operation input processing unit 58a used in the second embodiment.
  • the operation input processing unit 58a includes a first detection unit 201, a second detection unit 202a, a memory control unit 209, a memory 210, a knob touch point determination unit 211a, a knob finger contact determination unit 212a, a finger touch determination unit 213, and a movement. It has a determination unit 214.
  • the first detection unit 201 and the second detection unit 202a form a touch detection unit 205a.
  • FIG. 19 the same symbols as those in FIG. 11 indicate the same functional parts.
  • the operation of the first detection unit 201 is the same as that of the first embodiment.
  • the second detection unit 202a cooperates with the drive unit 56 to detect the amount of capacitance change by the cross point grounding method.
  • the second detection unit 202a makes selection based on a detection signal obtained from the selected X electrode and information indicating the selected Y electrode when detecting the capacitance change amount in the cross point grounding method.
  • the capacitance change amount at the intersection of the selected X electrode 52 and the selected Y electrode 54 is detected, a detection value corresponding to the capacitance change amount is acquired, and data representing the acquired detection value is output.
  • the second detection unit 202a also detects one or more touch points from the detection values acquired for the plurality of intersections.
  • the second detection unit 202a outputs data representing the position of the detected touch point.
  • the data obtained by the detection by the second detection unit 202a is also stored in the memory 210.
  • the knob touch point determination unit 211a determines the total touch point position based on the detection result of the touch point by the first detection unit 201 and the detection result by the second detection unit 202a, for example, the detection result of the touch point. It is determined whether or not the touch point identified as a result of the comprehensive determination includes the knob touch point.
  • the second The information indicating the position of the touch point obtained from the detection unit 202a may be used as the result of the comprehensive determination. Instead, only when the information indicating the position of the touch point from the first detection unit 201 and the information indicating the touch point from the second detection unit 202a match, the information is used as the result of the comprehensive judgment. Is also good.
  • the knob touch point determination unit 211a further satisfies a predetermined condition 3 from the detection results of all the detected touch points.
  • the combination of two touch points is extracted and certified as a knob touch point.
  • the knob finger contact determination unit 212a is the same as the knob finger contact determination unit 212 of the first embodiment, but the output of the second detection unit 202 and the knob touch point determination unit 211 used in the first embodiment. Instead of the output, the knob finger contact determination is performed using the output of the second detection unit 202a and the output of the knob touch point determination unit 211a.
  • the detected value of the capacitance change amount in the intersection grounding method for the area at the same position as the knob touch point (second If the average or the sum of the outputs of the detection units 202a) is not less than a threshold value (knob finger contact determination threshold value), it is determined that the finger is in contact with the knob.
  • a threshold value knob finger contact determination threshold value
  • each of the knob touch points may extend over a plurality of intersections, a region at the same position as the knob touch points may include a plurality of intersections.
  • the above-mentioned “average or sum of detected values of capacitance change amount” means an average or total of such a plurality of intersections.
  • the position of the touch point can be detected with high reliability, while the finger on the knob is detected based on the detection result of the mutual capacitance method.
  • the reliability of the result of the determination as to whether or not is in contact is relatively low.
  • the information of the position of the touch point obtained from the detection result of the intersection grounding method is generally less reliable than the information of the position of the touch point obtained from the detection result of the mutual capacitance method
  • the detection by the mutual capacitance method there may be a case where only relatively low reliability information can be obtained, and in that case, by using the information of the position of the touch point obtained from the detection by the intersection grounding method together, It is possible to obtain more reliable information regarding the position of the touch point.
  • the knob touch point determination unit 211a uses both the detection result of the touch point by the first detection unit 201 and the detection result of the touch point by the second detection unit 202a, Since the touch point is specified, the reliability of the result of specifying the touch point is further improved.
  • FIG. 20 shows a modification of the operation input processing unit 58a used in the second embodiment.
  • the knob finger contact determination unit 212a causes the knob touch point determination unit 211a to recognize the data indicating the position of each knob touch point, and the detection result by the second detection unit 202a (each The knob finger contact determination is performed based on not only the capacitance change amount at the intersection point) but also the detection result (capacity change amount at each intersection point) by the first detection unit 201.
  • the weighted average of the capacitance change amount for each intersection obtained by the second detector 202a and the capacitance change amount for the intersection (same intersection) obtained by the first detector 201 is calculated as above.
  • the knob finger contact determination may be performed using the capacitance change amount at the intersection (same intersection) obtained by the second detector 202a. In the weighted averaging, the detection result with higher reliability may be given more weight.
  • the knob finger contact determination unit 212a determines the knob finger contact determination by using both the detection result of the first detection unit 201 and the detection result of the second detection unit 202a. Therefore, the reliability of the result of the knob finger contact determination is further improved.
  • the second detection unit 202a described in the second embodiment is combined with the first detection unit 201a that performs the detection by the detection method described in the first embodiment with reference to FIGS. 15A and 15B. It is also possible to use. In that case, the detection result of the second detection unit 202a can be used to identify the knob touch point in the first detection unit 201a.
  • Embodiment 3 In the first and second embodiments, by using the first detection method and the second detection method, it is possible to improve the accuracy of determining whether the finger is in contact with the knob and the knob is mounted on the touch panel 15. Therefore, the position of the knob touch point can be specified (coordinates can be acquired) even when the finger is not in contact with the knob.
  • the detection signal obtained by the first detection method is relatively small (the SN ratio is small), so that the accuracy of detecting the position of the knob touch point may not be sufficient when affected by disturbance noise.
  • the third embodiment is intended to solve this problem. Specifically, the sensitivity of the detection in the first detection method can be increased if necessary.
  • FIG. 21 shows the touch input device 10b used in the third embodiment.
  • the illustrated touch input device 10b includes a touch panel 15 and an input operation detection device 22b.
  • the touch panel 15 used in the third embodiment is the same as the touch panel used in the first embodiment, for example.
  • the input operation detection device 22b is generally the same as the input operation detection device 22 of FIG. 1, but has a drive unit 56b and an operation input processing unit 58b instead of the drive unit 56 and the operation input processing unit 58.
  • the operation input processing unit 58b is generally the same as the operation input processing unit 58, but includes a first detection unit 201b instead of the first detection unit 201.
  • the touch detection unit 205b is configured by the first detection unit 201b and the second detection unit 202. Note that, in FIG. 21, components other than the first detection unit 201b and the second detection unit 202 are not shown.
  • the drive unit 56b is generally the same as the drive unit 56, but the input method of the drive method when performing detection by the first detection method is different. That is, in the case of increasing the sensitivity when performing the detection by the first detection method, as shown by the dotted line EJ in FIG. 21, the drive unit 56b includes a plurality of consecutive electrodes, for example, a pair of electrodes adjacent to each other. Combine and apply a common drive signal. When the sensitivity is not increased, the driving unit 56b releases the coupling between the plurality of electrodes that are continuous to each other, and individually drives each electrode. The operation in that case is the same as that of the drive unit 56 of the first embodiment.
  • the first detection unit 201b in order to increase the sensitivity, a plurality of consecutive electrodes, for example, a pair of adjacent electrodes are coupled to each other as shown by a dotted line EJ in FIG.
  • the detection processing is performed by using a composite of.
  • the first detection unit 201b releases the coupling between the continuous electrodes and performs the detection process using the signal from each electrode. The operation in that case is the same as that of the first detection unit 201 of the first embodiment.
  • the driving method of the driving unit 56b and the detection process of the second detecting unit 202 when the detection is performed by the second detecting method are the same as those of the driving unit 56 and the second detecting unit 202 described in the first embodiment. Is the same.
  • Whether to increase the sensitivity in the drive by the drive unit 56b and the detection by the first detection unit 201b is determined by, for example, the result of the determination whether the knob touch point is detected by the knob touch point determination unit 211 or the knob finger. It may be determined based on the result of the determination by the contact determination unit 212 whether or not the finger is in contact with the knob.
  • the following method can be used instead of the above method.
  • (A) Increase the drive signal.
  • (B) Make the coordinate filter stronger.
  • (C) Sum the detection values obtained by multiple detections.
  • (D) Increase the amplification factor of the detection signal.
  • the accuracy of detecting the position of the knob touch point based on the detection result of the first detection unit 201b is improved, and the second detection unit 202 is operated similarly to the first embodiment.
  • the sensitivity of the second detection unit may be increased.
  • sufficient capacitance change occurs only by bringing the case unit 31 of the knob 30 close to the hand, and the knob finger contact determination unit 212 detects the approach of the hand to the knob 30. It may be configured to do so.
  • the first detection units 201 and 201b detect the amount of capacitance change by the mutual capacitance method
  • the knob touch point determination unit 211 uses the detection results of the first detection units 201 and 201b as the basis.
  • the knob touch point is specified
  • the second detection unit 202 detects the amount of capacitance change by the self-capacitance method
  • the knob finger contact determination unit 212 contacts the knob with the finger based on the detection result of the second detection unit 202. It is configured to determine whether or not there is.
  • the second detection unit 202a detects the capacitance change amount by the intersection grounding method instead of the self-capacitance method, and the knob touch point determination unit 211a determines the detection result by the first detection unit 201. And the knob touch point is identified based on the detection result of the second detection unit 202a, and the knob finger contact determination unit 212a uses the detection result of the second detection unit 202 or the first detection unit 201. It is configured to determine whether the finger is in contact with the knob based on the detection result of 1) and the detection result of the second detection unit 202a.
  • a third detection unit 203 that performs detection by the third detection method is provided, and the result of the detection by the third detection unit 203 is used for specifying the knob touch point or determining the knob finger contact.
  • the detection result of the third detection unit 203 is also temporarily stored in the memory 210 and then used in other functional blocks.
  • FIG. 22 shows a touch input device 10c used in the fourth embodiment.
  • the illustrated touch input device 10c has a touch panel 15c and an input operation detection device 22c.
  • the input operation detection device 22c has a drive unit 56c and an operation input processing unit 58c.
  • FIG. 23 shows a configuration example of the operation input processing unit 58c of FIG.
  • the operation input processing unit 58c shown in FIGS. 22 and 23 is generally the same as the operation input processing unit 58 shown in FIG. 11, except that the first detection unit 201, the second detection unit 202, and the knob touch point determination unit. Instead of 211 and the knob finger contact determination unit 212, a first detection unit 201c, a second detection unit 202c, a knob touch point determination unit 211c, and a knob finger contact determination unit 212c are provided, and a third detection unit 203. Also, a type determination unit 215 is added.
  • a touch detection unit 205c is configured by the first detection unit 201c, the second detection unit 202c, and the third detection unit 203. Note that, in FIG. 22, only the first detection unit 201c, the second detection unit 202c, and the third detection unit 203 of the operation input processing unit 58c are shown, and the other components are not shown.
  • FIG. 24 shows a specific example of the shape of the electrodes of the touch panel 15c used in the fourth embodiment.
  • the touch panel 15c shown in FIG. 24 has a first group of electrodes (X electrodes) 52 and a second group of electrodes (Y electrodes) 55.
  • the X electrode 52 is the same as the first group of electrodes 52 shown in FIG.
  • Each of the Y electrodes 55 is divided into two portions 55a and 55b.
  • Each pad Py of the Y electrode 55 is divided into two parts Pya and Pyb.
  • the part Pya In the pad Py located to the right of the odd-numbered X electrodes 52 counted from the left and to the left of the even-numbered X electrodes 52, the part Pya is located on the left and the part Pyb is located on the right.
  • the part Pya In the pad Py located to the left of the odd-numbered X electrodes 52 counting from the left and to the right of the even-numbered X electrodes 52, the part Pya is located on the right and the part Pyb is located on the left.
  • the portion Pya is located closer to the odd-numbered X electrodes 52 counted from the left than the portion Pyb, and the portion Pyb is located closer to the even-numbered X electrodes 52 counted from the left than the portion Pya. Also located near.
  • the portions Pya of the plurality of pads Py of the Y electrode 55 are connected by the connecting portion Lya, and the portions Pyb of the plurality of pads Py of the Y electrode 55 are connected by the connecting portion Lyb.
  • Pad portions Pya sandwiching the odd-numbered X electrodes 52 counted from the left are connected by a linearly extending coupling portion Lya-c, and pad portions Pya sandwiching the even-numbered X electrodes 52 counted from the left are pad portions. They are connected by a connecting portion Lya-d extending so as to bypass Pyb.
  • the pad portions Pyb sandwiching the even-numbered X electrodes 52 counted from the left are connected by a linearly extending coupling portion Lyb-c, and the pad portions Pyb sandwiching the odd-numbered X electrodes 52 counted from the left are pad portions. They are connected by a connecting portion Lyb-d extending so as to bypass Pya.
  • connecting portion Lya-d is formed so as to pass under the pad portion Pyb, and instead of forming the connecting portion Lyb-d so as to bypass the pad portion Pya. Alternatively, it may be formed so as to pass under the pad portion Pya.
  • the two electrode portions 55a and 55b forming each of the electrodes 55 are joined as shown by a dotted line EJ in FIG.
  • the combination acts as one electrode.
  • the drive unit 56c couples the two electrode portions 55a and 55b and applies a drive signal to them.
  • the first detection unit 201c and the second detection unit 202c combine the two electrode portions 55a and 55b and receive a detection signal from them.
  • the drive unit 56c sequentially applies the drive signal to the X electrode 52, and the third detection unit 203 causes the above-mentioned two portions 55a and 55b of each of the Y electrodes 55 to start. A separate detection signal is received.
  • FIGS. 25A and 25B show an electric field generated around the electrode 52 when a voltage is applied to the electrode 52.
  • 25A shows a case where the conductor Oc is in contact with the touch panel 15c
  • FIG. 25B shows a case where the non-conductor Od is in contact with the touch panel 15c.
  • Px is any pad of the odd-numbered electrode 52 counted from the left in FIG. Pya and Pyb are pad portions located on the right side of such pad Px.
  • Capacitances Ca and Cb are formed between the pad Px and the pad portions Pya and Pyb, and the higher the voltage applied to the electrode 52, and thus the stronger the electric field, the signal generated in the pad portions Pya and Pyb. Grows.
  • the electrostatic capacitance Cb when the non-conductor Od contacts is larger than the electrostatic capacitance Cb when the conductor Oc contacts as shown in FIG. 25 (a).
  • the capacitance Ca is not so different between when the conductor Oc contacts and when the nonconductor Od contacts.
  • the detection signals generated in the pad portions Pya and Pyb vary depending on the magnitudes of the electrostatic capacitances Ca and Cb.
  • the touch panel is contacted at the intersection of each electrode 52 and a pair of electrode portions 55a and 55b forming each electrode 55. It is possible to judge whether it is a conductor or a non-conductor.
  • the touch panel 15c is formed at the intersection of each electrode 52 and the pair of electrode portions 55a and 55b forming each electrode 55. It may be determined whether it is a conductor or a non-conductor that is in contact with.
  • a plurality of electrodes 52 are sequentially selected, and it is a conductor or a non-conductor that is in contact with the touch panel at the intersection of the selected electrode 52 and the pair of electrode portions 55a and 55b of each of the electrodes 55.
  • the contour of the portion configured by the conductor and the contour of the portion configured by the non-conductor can be specified. It is also possible to specify the type of knob from the information on the contour.
  • the type determination unit 215 shown in FIG. 23 identifies the type of knob from the information on the above contour from the third detection unit 203.
  • the knob touch point determination unit 211c uses the information (the contour of the conductor portion, the contour of the non-conductor portion, and the type of knob) obtained as described above to identify the position of the knob touch point more accurately or more accurately. It can be done reliably (more reliably).
  • the knob finger contact determination unit 212c determines whether or not the finger is in contact with the knob by using the information (the contour of the conductor portion, the contour of the non-conductor portion, the kind of the knob) obtained as described above. Can be performed more accurately or more reliably (with higher reliability).
  • the third detection unit 203 performs detection by the method described with reference to FIGS. 22 to 25, the electric field strength changes when a human finger touches the knob.
  • the reliability of the determination as to whether the touch panel is a conductor or a non-conductor is reduced, and accordingly, a portion that is formed of a conductor
  • the accuracy of detecting the position of the contour of the contour and the position of the contour of the portion formed of the non-conductor may be reduced. For example, the accuracy of detecting the position of the knob touch point may decrease.
  • the knob finger contact determination unit 212c determines that the finger is not in contact with the knob
  • the detection result obtained by the detection by the third detection unit 203 is used as the contour of the portion formed of the conductor. Also, it may be used to specify the position of the contour of the portion constituted by the non-conductor.
  • the information obtained by the detection by the third detection unit 203 is stored in the memory 210 and stored. The information may be used to identify the position of the knob touch point in the knob touch point determination unit 211c.
  • the position (coordinates) of the touch point (knob touch point) by the operation member specified by the knob touch point determination unit 211c, and the position detected by the third detection unit 203 are stored in the memory 210, and when these positions change with the passage of time, it is estimated that the positions of the operating members of the knob have changed, and the second detecting unit 202 detects and The knob finger contact determination unit 212 may determine the knob finger contact. By doing so, the frequency of detection by the second detection unit 202 and determination by the knob finger contact determination unit 212 can be reduced .
  • Embodiment 5 As the third detection method, a combination of the electrode 52 and the electrode portions 55a and 55b is used, and a pair of each electrode 52 and each of the electrode portions 55a and 55b is detected from the detection signal generated with respect to the drive signal. At the intersection with the, it is determined whether the touch panel is in contact with a conductor or a non-conductor.
  • the frequency of the drive signal (voltage signal) applied to the electrodes is changed (swept) over a wide range, and the touch panel is touched based on the detection signal (current signal) obtained from the same electrode. Measure the frequency characteristic of impedance of the knob that is in contact with.
  • FIG. 26 shows a touch input device 10d used in the fifth embodiment.
  • the touch input device 10d includes a touch panel 15d and an input operation detection device 22d.
  • the input operation detection device 22d includes a drive unit 56d and an operation input processing unit 58d.
  • FIG. 27 shows a configuration example of the operation input processing unit 58d of FIG.
  • the operation input processing unit 58d shown in FIGS. 26 and 27 is generally the same as the operation input processing unit 58c shown in FIGS. 22 and 23, but instead of the first detection unit 201c and the second detection unit 202c.
  • a first detection unit 201 and a second detection unit 202 are provided, and a third detection unit 203d is provided instead of the third detection unit 203.
  • the first detection unit 201 and the second detection unit 202 may be the same as those described in the first embodiment, for example.
  • a touch detection unit 205d is configured by the first detection unit 201, the second detection unit 202, and the third detection unit 203d. 26, the components of the operation input processing unit 58d other than the first detection unit 201, the second detection unit 202, and the third detection unit 203d are omitted.
  • the touch panel 15d used in the fifth embodiment may be, for example, the same as that described in the first embodiment with reference to FIGS. 1 and 3, and in the fourth embodiment, FIG. 22, FIG. 24, and FIG. It may be the same as that described with reference to. In the following, description will be given assuming that it is the same as that described in the first embodiment with reference to FIGS. 1 and 3.
  • the drive unit 56d When performing detection by the third detection method, the drive unit 56d applies a drive signal (voltage signal) to all the X electrodes 52, and changes (sweeps) the frequency of the drive signal over time.
  • a drive signal voltage signal
  • the third detection unit 203d receives the detection signal (current signal) appearing at the X electrode 52, stores the amplitude of the detection signal for each frequency, and obtains the frequency characteristic of the detection signal.
  • the frequency characteristic thus obtained reflects the frequency characteristic of the impedance of the object in contact with the touch panel 15d, and the process of obtaining the frequency characteristic of the detection signal is in contact with the touch panel 15d. It can be said that this is a process for obtaining the frequency characteristic of the impedance of the object.
  • Non-Patent Document 1 The frequency characteristics of the impedance thus obtained differ depending on the type of object and the state of the object.
  • the frequency characteristic of the impedance of the knob in contact with the touch panel 15d is measured, the type determination unit 215d identifies the type of the knob from the measurement result, and the knob finger contact determination unit 212d determines the state of the knob. Can be estimated.
  • knob 30 on the touch panel 15d (knob of a certain type or configuration)
  • A When the finger is not touching the knob
  • B When one finger is in contact with the knob
  • C Different frequency characteristics are obtained when the knob is held.
  • curves Za, Zb, and Zc show examples of frequency characteristics of the detection signal obtained in the cases (a), (b), and (c), respectively.
  • the state of the knob 30 is determined from the frequency characteristic obtained by the measurement by the third detection unit 203d, that is, (a) ), (B), (c) can be determined. That is, the knob finger contact determination unit 212d determines the knob touch point from the frequency characteristic obtained by the measurement by the third detection unit 203d, the detection result by the knob touch point determination unit 211, and the detection result by the second detection unit 202. The determination unit 211 determines which of the states (a), (b) and (c) the knob 30 in which the knob touch point is detected is in the above state.
  • the type determination unit 215d determines from the frequency characteristics obtained by the measurement by the third detection unit 203d: The type of the knob 30 that is placed may be specified.
  • the determination unit 211c may read information indicating the number and arrangement of the operation members of the type identified by the type determination unit 215d from the memory 210 and use the information to identify the position of the touch point by the operation member.
  • the frequency characteristic of the impedance obtained by the measurement by the third detection unit 203d can be changed depending on the constitution of the user who uses the knob 30, the clothes worn, the amount of sweating, and so on, for example.
  • the relationship between the frequency characteristic and the state of the knob 30 may change.
  • the knob 30 when the knob 30 is being rotated, the knob is likely to be gripped, and when the knob 30 is the only contact, it is likely to be operated with one finger. . Therefore, it is possible to estimate the relationship between the frequency characteristic and the state of the knob 30 by periodically measuring the frequency characteristic, acquiring information indicating the state of the knob 30 at that time, and accumulating this information. .
  • the frequency characteristic obtained by the third detection unit 203d when the movement determination unit 214 detects that the knob is rotating is stored in the memory 210 as the frequency characteristic when the knob is gripped. deep. Then, when the frequency characteristic that is the same as or similar to the frequency characteristic stored in the memory 210 is obtained in the subsequent frequency characteristic measurement, it may be determined that the knob is held.
  • the detection of the rotation of the knob by the motion determination unit 214 is based on the history of the position of the knob touch point specified by the knob touch point determination unit 211d, for example, as described in the first embodiment. Can be done.
  • a third detection unit 203d and a type determination unit 215d are added to determine whether the knob is in contact with one finger or the knob is grasped as a knob finger contact determination unit 212d.
  • detection is performed by the first and second detection methods, and in the fourth and fifth embodiments, detection is performed by the third detection method in addition to them.
  • the type of knob used for input operation on the touch panel is not limited to one type, and there are cases where it is required to be able to handle input operation with various knobs. is there. Further, in addition to the currently known type or configuration of the knob, a new type or configuration of the knob may be developed and used in the future. For example, the number, shape, and material of the knob operating member may be changed. The same is true for pens.
  • the sixth embodiment is prepared for such a situation.
  • FIG. 29 shows a touch input device 10e according to the sixth embodiment.
  • the touch input device 10d includes a touch panel 15e and an input operation detection device 22e.
  • the input operation detection device 22e has a drive unit 56e and an operation input processing unit 58e.
  • FIG. 30 shows a configuration example of the operation input processing unit 58e of FIG.
  • the operation input processing unit 58e illustrated in FIG. 30 includes a touch detection unit 205e, a memory control unit 209, a memory 210, a knob touch point determination unit 211e, a knob finger contact determination unit 212e, and a detection target setting unit 221,
  • the detection method selection unit 222, the remaining touch determination unit 223, the motion determination unit 214, and the evaluation unit 225 are included.
  • Touch panel 15 may be the same as touch panel 15 used in Embodiments 1 to 3 and 5, or may be the same as touch panel 15c used in Embodiment 4, and these touch panels It may be one to which a further function is added.
  • the touch detection unit 205e can detect by a plurality of detection methods in cooperation with the drive unit 56e.
  • the plurality of detection methods include the first detection method and the second detection method described in the first to third embodiments.
  • the plurality of detection methods may further include at least one of the third detection method described in the fourth embodiment and the third detection method described in the fifth embodiment.
  • the detection target setting unit 221 sequentially selects a plurality of detection targets included in the detection target list created in advance and sets the selected detection target.
  • the detection target includes, for example, a knob operation member, a pen, a finger, and water.
  • the detection method selection unit 222 selects one or more detection methods among a plurality of detection methods that can be detected by the touch detection unit 205e. In this selection, all the detection methods that may be effective in detecting the detection target set by the detection target setting unit 221 may be selected, and it is determined that the detection method is optimum for the detection of each detection target. Only the detection method may be selected.
  • the touch detection unit 205e performs detection by one or more detection methods selected by the detection method selection unit 222.
  • the knob touch point determination unit 211e identifies the position of the knob touch point based on the detection result of the touch detection unit 205e when the knob is selected as the detection target.
  • the knob finger contact determination unit 212e determines the knob touch point based on the information on the position of the knob touch point specified by the knob touch point determination unit 211e and the detection result by the touch detection unit 205e. It is determined whether or not the finger is in contact.
  • the remaining touch determination unit 223 receives the determination result of the knob touch point determination unit 211e and the detection result of the touch detection unit 205e, and when a detection target other than the knob is selected, the selected detection target is It is determined whether or not the touch panel is in contact (or attached).
  • a detection target other than the knob for example, whether the touch point other than the knob touch point is due to the touch of the pen on the touch panel, the touch of the finger on the touch panel, or the touch panel It is possible to determine whether it is due to the adhesion of
  • the evaluation unit 225 includes the detection result of the touch detection unit 205e, the determination result of the knob touch point determination unit 211e, the determination result of the knob finger contact determination unit 212e, the determination result of the remaining touch determination unit 223, and the motion determination. The result of the determination made by the unit 214 is evaluated and the evaluation result is output.
  • the detection sensitivity of each detection target the accuracy of detecting the position of the knob touch point (coordinate accuracy), the accuracy of determining whether the finger is in contact with the knob, the accuracy of determining the pen, finger, and water. Etc. are required.
  • the memory control unit 209 records the detection result of the touch detection unit 205e and the evaluation result obtained by the evaluation unit 225 for each detection result in the memory 210.
  • the memory control unit 209 records the detection method used for the detection in the memory 210 together with the detection result and the evaluation result.
  • the above-described detection method selection in the detection method selection unit 222 may be performed based on the detection result accumulated in the memory 210 and the evaluation result of each detection result.
  • the characteristics of each of the detection targets are stored in the memory 210 in advance.
  • the impedance, the dielectric constant, the number of contact points, and the contact area are stored in a table format.
  • the memory 210 also stores the detection result and the evaluation result for each of the detection targets. For example, as shown in FIG. 33, the detection method, the optimum detection method, the sensitivity value, the finger touch sensitivity value, and the coordinate accuracy are stored in a table format.
  • the detection method all the detection methods that may be effective in detecting the detection target are stored.
  • the optimum detection method a detection method determined to be optimum for detecting the detection target is stored.
  • the optimum detection method may be a predetermined one, or may be one that has been determined to be optimum because a good result was obtained as a result of the detection.
  • the sensitivity value the ratio of the magnitude of the received signal when the detection target is in contact with the touch panel and when it is not in contact is stored.
  • the finger touch sensitivity value the ratio of the magnitude of the received signal when the finger touches the knob that is touching the touch panel and when the finger is not touching is stored.
  • the coordinate accuracy the accuracy of detection of the position where the detection target touches is stored.
  • the detection target setting unit 221 selects one detection target from the detection target list.
  • the detection target includes a knob, a finger, a pen, and water.
  • step ST32 the detection method selection unit 222 selects one of a plurality of detection methods based on the past detection result and evaluation result (detection result and evaluation result history) recorded in the memory 210. .
  • step ST33 the touch detection unit 205e cooperates with the drive unit 56e to perform detection by the detection method selected in step ST32, and the memory control unit 209 saves the obtained detection result in the memory 210.
  • Steps ST31 to ST33 are repeated by sequentially selecting the detection targets and then sequentially selecting all the detection methods that may be effective in detecting the selected detection target. Alternatively, only the detection method that is determined to be optimum for each detection target may be performed.
  • the memory 210 can be referred to by referring to the memory 210.
  • Select the detection method The optimum detection method may be a predetermined one, or a good one may be obtained as a result of the detection. In the latter case, the optimal detection method column may be blank before the processing of FIG. 31 is performed, and when the processing of FIG. All are selected in order.
  • step ST34 the knob touch point determination unit 211d identifies the knob touch point from the recorded detection value. This processing can be performed, for example, in the same manner as in the first embodiment.
  • the knob touch point may be identified using the detection results of multiple detection methods.
  • the detection result of the first detection method (mutual capacitance method) described in the first embodiment and the detection result of the method of detecting the non-conductor described with reference to FIG. May be.
  • step ST35 the knob finger contact determination unit 212e outputs the detection value obtained by the touch detection unit 205e (for example, the detection value obtained by the second detection method of the first embodiment) and the knob touch point determination unit 211e. According to the information indicating the knob touch point, it is determined whether or not the finger is in contact with the knob as in the first embodiment.
  • step ST36 the remaining touch determination unit 223 touches the touch panel with the finger using the detection values obtained by the detection by the touch detection unit 205e for the remaining touch points that are not determined to be the knob touch points by the knob touch point determination unit 211e. It is determined whether the touch panel is touched by the pen or the touch panel has water.
  • a capacitance value according to the area of the part to which water adheres is obtained from the detection result of the first detection method (mutual capacitance method) described in the first embodiment.
  • the second detection method self-capacitance method that makes the peripheral electrode the same potential as the drive electrode
  • the adhesion of ungrounded water was hardly detected, and the adhesion of grounded water or finger
  • a touch on the touch panel with a pen is detected.
  • the evaluation unit 225 calculates the detection sensitivity of the detection target set by the detection target setting unit 221.
  • the detection sensitivity the ratio (S / N) of the magnitudes of the received signals when the detection target is in contact and when it is not in contact may be used. Further, for detection targets other than the finger, the ratio of the magnitude of the received signal when the finger is in contact with the detection target and when the finger is not in contact may be calculated.
  • the position detection accuracy (deviation of detected coordinate values) obtained when using a specific detection method may also be calculated.
  • a touch operation may be performed at a position designated by the robot arm, and an error of the touch position detected by the touch input device 10e with respect to the designated position may be calculated.
  • the above processing may be performed for a plurality of designated positions to obtain the average and variance of the errors. Such processing may be performed before shipment of the touch input device and the measurement result may be stored in the memory 210.
  • the evaluation unit 225 comprehensively evaluates the detection results of a plurality of detection methods and the determination results based on the detection results, determines which combination of detection methods gives the best result, and determines the best result.
  • a combination of detection methods that is, an optimum detection method for each detection target is stored in the memory 210. For example, it is recorded in the item of the optimum detection method in the table shown in FIG.
  • the evaluation unit 225 uses the evaluation result, the evaluation criteria used in the knob touch point determination unit 211d, the knob finger contact determination unit 212c, and the remaining touch determination unit 223, the evaluation threshold (the threshold used in the evaluation. ) Adjust one or more of the like.
  • the evaluation unit 225 sets the detection result obtained by the detection method selected by the detection method selection unit 222 as the input value, determines the determination result of the knob touch point of the knob touch point determination unit 211d, and the knob finger of the knob finger contact determination unit 212d.
  • the contact determination result and the touch determination result of the remaining touch determination unit 223 may be used as output values, and the above detection result and determination result when the object actually in contact with the touch panel 15 is known may be used as the teacher signal.
  • CNN Convolution Neural Network
  • LSTM Long Short-Term Memory
  • a weak learning device such as a random forest using the detection method selected by the detection method selection unit 222 and the magnitude and frequency of the drive signal used for detection as characteristic values. May be created and a detection method with a high contribution rate may be searched for in improving the performance of the detection result. Further, it is also possible to search for a method that correctly determines the detection target with a small number of combinations of detection methods.
  • the optimization of the combination of the methods for detecting capacitance, impedance, etc. on the touch panel 15 has been described.
  • the knob operation members and detection methods suitable for detecting non-knob objects we evaluated the knob operation members and detection methods suitable for detecting non-knob objects.
  • the detection accuracy of the knob can be improved by adjusting the detection method based on the evaluation result.
  • the detection result obtained by the detection method selected by the detection method selection unit 222 is used as an input value, the knob touch point determination result of the knob touch point determination unit 211d, and the knob finger contact determination result of the knob finger contact determination unit 212d.
  • the touch determination result of the remaining touch determination unit 223 is used as an output value, and the above detection result and determination result when the object actually in contact with the touch panel 15 is known may be used as a teacher signal.
  • the control device 20 described in the first to sixth embodiments may be partially or wholly configured with a processing circuit.
  • the processing circuit may be composed of hardware or software, that is, a programmed computer.
  • the configuration of the processing circuit 290 when the control device 20 is composed of a programmed computer is as shown in FIG. 34, for example.
  • the processing circuit 290 includes a processor 291 and a memory 292.
  • the memory 292 stores programs for realizing the functions of the respective units of the control device 20.
  • the memory 292 also serves as the memory 210 in the controller 20.
  • the processor 291 is, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), a microprocessor, a microcontroller, a DSP (Digital Signal Processor), or the like.
  • the memory 292 is, for example, a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an EPROM (Erasable Programmable Memory) or an EEPROM (Electrically Erasable Memory), or an EEPROM (Electrically Erasable Memory). Alternatively, a magneto-optical disk or the like is used.
  • the processor 291 realizes the function of the control device 20 by reading and executing the program stored in the memory 292.
  • the processor 291 includes the control device 20 (a control device including the input operation detection device 22 according to the first embodiment, the operation input processing unit 58 in the control device according to the first embodiment in the operation input processing unit 58 a according to the second embodiment).
  • control device 20 a control device including the input operation detection device 22 according to the first embodiment, the operation input processing unit 58 in the control device according to the first embodiment in the operation input processing unit 58 a according to the second embodiment.
  • Replaced control device control device including drive unit 56b and operation input processing unit 58b of the third embodiment, control device including drive unit 56c and operation input processing unit 58c of the fourth embodiment, and fifth embodiment
  • the present invention has been described as the touch input device.
  • the touch input method implemented by the touch input device described above also forms part of the present invention.
  • a program that causes a computer to execute the process in the touch input device or the touch input method and a computer-readable recording medium that records the program also form part of the present invention.

Abstract

入力操作用のノブ(30)を載置可能で、ノブ又は他の操作オブジェクトによりタッチ操作が行われるタッチパネル(15)と、タッチ操作を、互いに異なる第1の検出方式及び第2の検出方式で検出するタッチ検出部(205)と、第1の検出方式での検出の結果に基づき、ノブによりタッチ操作が行われた位置をノブタッチ点として特定し、タッチ情報を出力するノブタッチ点判定部(211)と、タッチ情報と、第2の検出方式での検出の結果とに基づき、ノブに指が接触しているか否かを判定するノブ指接触判定部(212)とを有する。タッチパネルに接触しているのが、ノブであるのかノブ以外のものであるかの判定、及びタッチパネルに接触しているノブに指が接触しているのか否かの判定を確実に行うことができる。

Description

タッチパネル入力装置、タッチパネル入力方法、及びプログラム
 本発明は、タッチパネル入力装置、タッチパネル入力方法、及びプログラムに関する。
 タッチパネル(タッチスクリーン)に対し指で入力操作を行うのみならず、タッチパネル上にダイヤル状の部材(ノブ)を配置し、該ノブをユーザが把持して回転又はスライドさせることで入力操作を行う装置(タッチパネル入力装置)が提案されている(特許文献1)。
 タッチパネルに対するノブ、指等による入力操作は、例えばタッチパネルの静電容量の変化に基づいて検出される。
特開2013-178678号公報(段落0013~0020、図1~図3)
Sato, M. et al. 2012. Touchie: enhancing touch interaction on humans, screens, liquids, and everyday objects. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems (2012), 483-492.
 従来のタッチパネル入力装置では、タッチパネルに接触しているのが、ノブであるのかノブ以外のもの(例えば指)であるのかの判定、及びタッチパネルに接触しているノブに指が接触しているのか否かの判定を確実に行うことができないという問題があった。
 本発明は、タッチパネルに接触しているのが、ノブであるのかノブ以外のもの(例えば指であるのか)の判定、及びタッチパネルに接触しているノブに指が接触しているのか否かの判定を確実に行うことができるようにすることを目的とする。
 本発明のタッチパネル入力装置は、
 入力操作用のノブを載置可能で、前記ノブ又は他の操作オブジェクトによりタッチ操作が行われるタッチパネルと、
 前記タッチパネルに対するタッチ操作を、互いに異なる第1の検出方式及び第2の検出方式で検出するタッチ検出部と、
 前記第1の検出方式での検出の結果に基づき、前記ノブによりタッチ操作が行われた位置をノブタッチ点として特定して、該ノブタッチ点に関するタッチ情報を出力するノブタッチ点判定部と、
 前記タッチ情報と、前記第2の検出方式での検出の結果とに基づき、前記ノブに指が接触しているか否かを判定するノブ指接触判定部と
 を有することを特徴とする。
 本発明によれば、タッチパネルに接触しているのが、ノブであるのかノブ以外のもの(例えば指であるのか)の判定、及びタッチパネルに接触しているノブに指が接触しているのか否かの判定を確実に行うことができる。
本発明の実施の形態1のタッチ入力装置を示す概略図である。 図1に示されるタッチ入力装置を備えたタッチ検出機能付き表示装置を示す概略図である。 図1に示されるタッチパネルの電極の形状の具体例を示す図である。 図2に示されるノブの一例の斜視図である。 (a)は、図4に示されるノブの、天板を除去した斜視図であり、(b)は、図4のノブの、天板を除去した平面図である。 図5(b)の鎖線VI-VIに沿う断面図である。 (a)~(d)は、ノブでタッチ操作をしたときに発生する容量変化およびそれによる検出信号の変化を示す図である。 (a)~(c)は、相互容量方式での検出を説明するための等価回路図である。 (a)~(c)は、自己容量方式での検出を説明するための等価回路図である。 (a)~(r)は、ノブ及びノブ以外の導体がタッチパネルに接触したときに検出される容量変化を示す図である。 図1に示される操作入力処理部の構成例を示すブロック図である。 図2に示される制御装置の、ノブによる入力操作に対応する処理の手順を示すフローチャートである。 (a)及び(b)は、相連続する複数の電極についての容量変化量に基づいて判定を行う方法を示す図である。 (a)~(o)は、タッチパネルへの水の付着による静電容量の変化及びノブの検出への影響を示す図である。 (a)及び(b)は、検出方式の異なる例を示す図である。 第1の検出部の変形例を示すブロック図である。 (a)~(d)は、交点接地方式で検出をするときの印加電圧の切替え及びそれによる検出信号の変化を示す図である。 (a)~(c)は、交点接地方式での検出を説明するための等価回路図である。 本発明の実施の形態2のタッチ入力装置で用いられる操作入力処理部の構成例を示すブロック図である。 実施の形態2のタッチ入力装置で用いられる操作入力処理部の変形例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態3のタッチ入力装置を示す概略図である。 本発明の実施の形態4のタッチ入力装置を示す概略図である。 図22に示される操作入力処理部の構成例を示すブロック図である。 実施の形態4で用いられるタッチパネルの電極の形状の具体例を示す。 (a)及び(b)は、図24に示される電極に電圧を印加したときにその周囲に発生する電界を示す図である。 本発明の実施の形態5のタッチ入力装置を示す概略図である。 図26に示される操作入力処理部の構成例を示すブロック図である。 図27に示される第3の検出部で得られる検出信号の周波数特性の例を示す図である。 本発明の実施の形態6のタッチ入力装置を示す概略図である。 図29に示される操作入力処理部の構成例を示すブロック図である。 図29に示される操作入力処理部における処理の手順を示すフローチャートである。 図30に示されるメモリに記憶されている、検出対象毎の特徴を示すデータの一例を示す図である。 図30に示されるメモリに記憶されている、検出対象毎の検出方式、最適検出方式等を示すデータの一例を示す図である。 制御装置を構成するコンピュータの構成例を示す図である。
実施の形態1.
 図1は、本発明の実施の形態1のタッチ入力装置10を示し、図2は、図1に示されるタッチ入力装置10を備えたタッチ検出機能付き表示装置12を示す。
 タッチ検出機能付き表示装置12は操作入力機能と表示機能とを備えたものであり、タッチパネル15と、表示器17と、制御装置20とを有する。
 制御装置20は、入力操作検出装置22と、イベント処理部24と、表示制御部26とを有する。
 タッチパネル15と入力操作検出装置22とで、タッチ入力装置10が構成されている。
 タッチパネル15は、表示器17の表示面17a上に、表示面17aの少なくとも一部を覆うように設けられている。
 表示器17は例えば液晶表示器又はEL(Electroluminescence)表示器により構成されている。表示器17は、表示制御部26により制御されて画像を表示する。タッチ入力装置10を用いた入力操作の際には、表示器17は、入力操作を支援するための画像を表示する。
 タッチ入力装置10は、入力操作用のノブ30をタッチパネル15上に載置して、ユーザがノブ30を把持して回転、スライドさせることで入力操作を行うことを可能にするものである。
 タッチ入力装置10はまた、ノブ30以外の操作オブジェクトによりタッチパネル15に対して入力操作をすることを可能にする。ノブ30以外の操作オブジェクトとしては、指、ペン等が用いられる。
 入力操作検出装置22は、タッチパネル15に対する入力操作を検出する。入力操作にはタッチ操作が含まれる。
 入力操作検出装置22は、タッチパネル15に対し操作オブジェクトによりタッチ操作が行われた位置を特定する。
 タッチ操作は、操作オブジェクトをタッチパネル15に接触又は接近させることで行われる。以下では、「接触」させる場合を想定して説明する。
 また、以下では、入力操作検出装置22は、ノブ30に指が接触しているか否かの判定を行う場合について説明する。しかしながら、入力操作検出装置22は、ノブ30に対し指が接触及び接近の少なくとも一方を行っているか否かの判定を行うものであっても良い。
 タッチパネル15上の位置は、XY座標で表される。即ち、タッチパネル15上の第1の方向をX方向とし、第1の方向に直交する第2の方向をY方向として、X方向の位置をX座標で、Y方向の位置をY座標で表す。
 図1に示されるように、タッチパネル15は、表示器17の表示面17aに沿って延在する第1群の電極52及び第2群の電極54を含む。図1では簡略化のため、第1群の電極52の数及び第2群の電極54の数がともに4であるものとしている。
 第1群の電極52は、第1の方向(X方向)の異なる位置において、第2の方向(Y方向)に延在するものであり、X座標検出用電極、或いは単にX電極とも呼ばれる。
 第2群の電極54は、第2の方向(Y方向)の異なる位置において、第1の方向(X方向)に延在するものであり、Y座標検出用電極、或いは単にY電極とも呼ばれる。
 入力操作検出装置22は、タッチパネル15への操作オブジェクトの接触による静電容量の変化量(容量変化量)をX軸及びY軸に投影することで、タッチパネル15上の操作オブジェクトの接触位置、即ちタッチ位置の特定等を行う。
 入力操作検出装置22は、駆動部56と操作入力処理部58とを有する。
 駆動部56は、タッチパネル15の電極52、54に駆動信号を印加する。上記駆動信号に応じて、タッチパネル15の電極52、54からはタッチパネル15の各位置或いは各部分における容量変化量に応じた検出信号が得られる。
 操作入力処理部58は、検出信号に基づいて、タッチパネル15の各位置或いは各部分における容量変化量を検出し、検出結果に基づいて、タッチ位置の特定、タッチ操作が行われた操作オブジェクトの特定、該操作オブジェクトの状態等の特定等を行う。
 容量変化量の検出は、2つの異なる方式、即ち第1の検出方式及び第2の検出方式で行われる。以下では、第1の検出方式が相互容量方式であり、第2の検出方式が自己容量方式であるものとする。
 相互容量方式では、一方の電極、例えばX電極を送信電極、他方の電極、例えばY電極を受信電極として、X電極とY電極の交点(交差部分)における容量変化量を検出する。
 例えば、駆動部56は、第1群及び第2群のうちの一方の群、例えば第1群の電極(X電極)を順に選択し、選択した電極に駆動信号を印加し、操作入力処理部58は、他方の群、例えば第2群の電極(Y電極)に現れる検出信号と、選択されている一方の群の電極を特定する情報とから、タッチパネル15の各位置(X電極とY電極との交点)における容量変化量を求める。
 すべての交点についての容量変化量を2次元平面上に並べることで容量変化量の二次元プロファイルが形成される。
 相互容量方式では、X電極とY電極との複数の交点における容量変化量を独立して検出することが可能であるので、同時に複数の位置で容量変化が起きた場合にもそれらの位置を一時的に特定することができる。
 自己容量方式では、第1群及び第2群の電極(X電極及びY電極)を順に選択し、選択されている電極における容量変化量を検出する。
 例えば、駆動部56は、X電極及びY電極を順に選択し、選択した電極に駆動信号を印加し、操作入力処理部58は、当該電極に現れる検出信号から当該電極における容量変化量を検出する。駆動部56は、選択した電極に駆動信号を印加しているとき、上記選択した電極の周囲の電極の電位を上記選択した電極と同じ電位に保つための制御を行なう。この制御は例えば、選択した電極に印加するのと同じ駆動信号を、上記選択した電極の周囲の電極に印加することで行われる。
 操作入力処理部58は、電極毎の容量変化量を取得する。すべてのX電極について容量変化量からX方向の容量変化量の一次元プロファイルが得られ、すべてのY電極について容量変化量からY方向の容量変化量の一次元プロファイルが得られる。
 自己容量方式では、各電極における容量変化が検出されると、当該電極の長手方向(延在方向)のいずれかの位置で容量変化が生じたと判断することができるものの、当該電極の長手方向のどの位置で容量変化が起きたのかを特定できるとは限らない。
 容量変化がタッチパネル上の1箇所で起きた場合、複数のX電極における検出結果と複数のY電極における検出結果とを組み合わせることで、容量変化が起きた位置(X座標及びY座標)を一義的に特定することが可能である。
 一方、容量変化がタッチパネル上の2箇所以上で同時に起きると、容量変化が起きた位置を一義的に特定することができない。
 以下では、電極52、54の各々は、一定の幅を持つものであるものとして説明する。しかしながら、電極52、54の各々は、例えば図3に示すように、複数のパッドPx、Pyと、パッドPx、Pyを互いに連結する連結部Lx、Lyとで構成されるものであっても良い。パッドPx、Pyは例えば幅が比較的大きく、連結部Lx、Lyは、パッドPx、Pyよりも幅が小さいものであっても良い。パッドPx、Pyは例えば図示のように菱形であっても良い。
 上方から見たとき、X電極52のパッドPxとY電極54のパッドPyとが互いに重ならないように配置され、X電極52の連結部LxとY電極54の連結部Lyとが互いに交差するように形成されていても良い。
 ノブ30は、タッチパネル15上に載置され、回動自在に、且つスライド(移動)自在に設けられている。
 ノブ30の一例を図4、図5(a)及び(b)、並びに図6を参照して説明する。
 図4はタッチパネル15上に載置されたノブ30の斜視図である。図示のノブ30は、ケース31と、ケース31の内部に配置された操作部材32a、32b、32cとを有する。
 ケース31は、例えば、円筒状の側壁部35と、円環状の天板36と、円環状の底板37とを有する。
 図5(a)は、図4のノブ30の、天板36を除去した斜視図であり、図5(b)は、図4のノブ30の、天板36を除去した平面図であり、図6は、図5(b)の鎖線VI-VIに沿う断面図である。なお、図4、図5(a)及び(b)では、側壁部35、天板36及び底板37に厚さが無いものとして図示しているが、図6では、側壁部35、天板36及び底板37に厚さがあるものとして図示している。
 天板36は、側壁部35の上側の端部に取り付けられており、底板37は、側壁部35の下側の端部に取り付けられている。
 ケース31は、ユーザが把持するのに適した形状に形成されており、ケース31は把持部を構成する。
 ケース31は絶縁材料で形成されている。
 ケース31の側壁部35及び天板36の少なくとも一部には導体の層乃至膜が形成されており、ユーザがケース31を把持したとき1つ以上の指が該導体の層又は膜に触れるようになっている。
 操作部材32a、32b、32cは、円柱状であり、天板36及び底板37に対して垂直な方向に延在するように設けられている。
 操作部材32a、32b、32cは、ケース31に固定されるとともに、ケース31の上記導体に電気的に接続されている。
 底板37は、操作部材32a、32b、32cを貫通させる開口37oを有し、操作部材32a、32b、32cは上記開口37oを貫通して、ケース31の下面に露出されている。
 ノブ30がタッチパネル15上に載置されたとき、操作部材32a、32b、32cの下端がタッチパネル15に接触する。
 ユーザがノブ30をタッチパネル15に押し付けると、操作部材32a、32b、32cの下端がタッチパネル15に押し付けられる。
 操作部材32a、32b、32cの下端に弾性変形可能な部材が固着された構成であっても良い。該弾性変形可能な部材は導体であっても良く、絶縁体であっても良い。
 いずれであっても、ユーザがノブ30をタッチパネル15に押し付ける際、押し付ける力を変えることで、操作部材とタッチパネルの電極とで形成される静電容量を変化させることができる。
 また、底板37が開口を持たず、操作部材32a、32b、32cの下端が底板37によってタッチパネル15から隔てられる構成であっても良い。その場合底板37は薄く形成され、底板37の下面がタッチパネル15に接触したとき、操作部材32a、32b、32cの下端がタッチパネル15に接近し、それによりタッチ操作が行われる。
 また、底板37が弾性変形可能であり、ユーザがノブ30をタッチパネル15に押し付ける際、押し付ける力を変えることで、操作部材32a、32b、32cとタッチパネル15の電極とで形成される静電容量が変わる構成であっても良い。
 操作部材32a、32b、32cはその全体が導体で構成されていても良く、内部が絶縁材料で形成され、表面に導体の層又は膜が形成されたものであっても良い。
 3つの操作部材32a、32b、32c相互間の距離は互いに等しい。言い換えれば、3つの操作部材32a、32b、32cは、正三角形の3つの頂点位置にそれぞれ配置されている。
 尚、操作部材の数は、3に限定されず、2以下又は4以上であってもよい。例えば、操作部材の数が4の場合には、4個の操作部材は、正方形の4個の頂点位置にそれぞれ配置されることが望ましい。
 複数の操作部材の配置は、上記の例に限定されず、予め決められた位置関係を持つものであればよい。
 以上のように、操作部材は、その下端がタッチパネルに接触乃至接近することで、容量変化を生じさせ、それによって操作位置の検出を可能にするものである。
 操作部材は、図示の例のように、円柱状のものに限定されず、角柱状であっても良く、球状のものであっても良い。また、例えば、ケースの下部(例えば、底板の下面又は上面)に形成された導電パターンで構成されていても良い。
 ケース31の形状は、図示の形状に限定されず、ユーザが把持できる形状であれば、他の形状であってもよい。
 入力操作検出装置22は、上記のノブ30による入力操作及びノブ以外の操作オブジェクトによる入力操作を検出する。
 以下では、ノブ30以外の操作オブジェクトとしては指を想定して説明をする。
 以下、ノブ30がタッチパネル15に接触したときに発生する容量変化およびそれによる検出信号の変化について、図7(a)~(d)を参照して説明する。
 図7(a)及び(b)は相互容量方式での変化を示し、図7(c)及び(d)は自己容量方式での変化を示す。図7(a)及び(c)はノブ30に指が接触していない状態を示し、図7(b)及び(d)はノブ30(具体的にはそのケース部31)に指Hfが接触している状態を示す。
 図7(a)~(d)で、X電極のうちの幾つかを符号52i、52jで示し、Y電極の一つを符号54kで示す。X電極52iは選択されており、X電極52jは選択されていないものとする。選択されているX電極52iには駆動信号Sdが印加される。
 図示の例では、操作部材32a、32bは選択されている電極52iに接近しており、操作部材32cは、選択されていない電極52jに接近している。
 上記のように、操作部材32a、32b、32cは、ノブ30のケース部31と導通している。
 操作部材32cが電極52jに接近しているため、ノブ30と電極52jとにより静電容量Ckjが形成されている(図7(a)~(d))。
 図7(b)、(d)に示すように、ノブ30に指Hfが接触している場合は、ノブ30と指Hfにより静電容量Ckfが形成され、この静電容量Ckfを介してノブ30が接地されていると見ることができる。これは、人は接地されていると見ることができるからである。
 図8(a)~(c)は、相互容量方式での検出を説明するための等価回路図であり、検出において選択されているX電極52iと選択されているY電極54kの交点の周辺に形成される主な静電容量を示す。
 図9(a)~(c)は、自己容量方式での検出を説明するための等価回路図であり、検出において選択されているX電極52iとその周辺に形成される主な静電容量を示す。
 図8(a)及び図9(a)は、ノブ30及び指Hfのいずれもタッチパネル15に接触していない場合の等価回路(タッチパネル15のうち、ノブ30及び指Hfのいずれもタッチパネル15に接触していない箇所の等価回路)を示し、図8(b)及び図9(b)は、指が接触していないノブ30がタッチパネル15に接触している場合(図7(a)及び図7(c)の場合)の等価回路(タッチパネル15のうち、指が接触していないノブ30が接触している箇所の等価回路)を示し、図8(c)及び図9(c)は、指が接触しているノブ30がタッチパネル15に接触している場合(図7(b)及び図7(d)の場合)の等価回路(タッチパネル15のうち、指が接触しているノブ30が接触している箇所の等価回路)を示す。
 図8(a)~(c)、及び図9(a)~(c)において、Ciyは、電極52iと電極54kと間に形成される静電容量、Cikは、電極52iとノブ30との間に形成される静電容量、Ckjは、上記のように、ノブ30と電極52jとの間に形成される静電容量、Ckyは、ノブ30と電極54kとの間に形成される静電容量、Ckfは、上記のように、ノブ30と指Hfとの間に形成される静電容量である。
 図7(a)及び(b)及び図8(a)~(c)に示すように、相互容量方式では、選択されているX電極52iに駆動信号Sdが印加され、選択されていないX電極52jには駆動信号Sdが印加されず、例えば接地電位Vgに維持される。Y電極54kは、受信電極として作用しており、Y電極54kから検出信号Srが得られる。駆動信号Sdは例えば電圧パルスであり、検出信号Srは例えばY電極54kに流れる電流による信号である。
 選択されていないX電極52jには駆動信号Sdが印加されず、選択されていないX電極52jは、接地電位Vgに維持されるので、静電容量Ckjを介してノブ30が接地されていると見ることができる。
 このため、ノブ30がタッチパネル15に接触しているか否かによって、検出信号Srに違いが生じる。
 即ち、ノブ30がタッチパネル15に接触している場合(図8(b)、(c))には、駆動信号Sdが印加されたとき、静電容量Ckjに充電電流が流れるが、ノブ30がタッチパネル15に接触していない場合(図8(a))には、駆動信号Sdが印加されても、そのような充電電流が流れない。この違いにより、検出信号Srに違いが生じる。この違いに基づいて、ノブ30がタッチパネル15に接触しているか否かの判定を行うことができる。
 このように、相互容量方式では、静電容量Ckjによる容量変化を利用して、ノブ30がタッチパネル15に接触しているか否かの判定を行うことができる。
 図7(c)及び(d)及び図9(a)~(c)に示すように、自己容量方式では、選択されているX電極52iに駆動信号Sdが印加され、当該電極52iから検出信号が得られる。駆動信号Sdは例えば電圧パルスであり、検出信号Srは例えば当該電極52iに流れる電流による信号である。
 自己容量方式では、選択されているX電極52iの周囲の電極52jにも、駆動信号Sdと同様の信号Scが印加され、これにより、上記周囲の電極52jは、選択されている電極52iと同じ電位に保たれる。
 選択されていない電極52jが選択されている電極52iと同じ電位に保たれるので、図7(c)及び図9(b)に示すように、ノブ30がタッチパネル15に接触していても、静電容量Ckjは検出信号Srには殆ど影響を与えない。
 そのため、選択されている電極52iに駆動信号Sdを印加した時に得られる検出信号Srは、ノブ30がタッチパネル15に接触していないとき(図9(a))の検出信号Srと比べて大きな違いがない。
 一方、静電容量Ckfのため、図7(d)及び図9(c)に示すように、ノブ30に指Hfが接触しているときの検出信号Srは、そうでないとき(ノブ30がタッチパネル15に接触していないとき(図9(a))及びノブ30に指が接触していないとき(図7(c)及び図9(b)))の検出信号Srと比べて大きく異なるものとなる。
 これは、ノブ30に指Hfが接触しているときは、駆動信号Sdが印加されたときに静電容量Ckfに充電電流が流れるのに対し、そうでないときは、駆動信号Sdが印加されたときにそのような充電電流が流れないためである。
 このような検出信号Srの違いに基づいてノブ30に指Hfが接触しているか否かの判定を行うことができる。
 上記のように、相互容量方式では、ノブ30に指Hfが接触していない場合にも、ノブ30のタッチパネル15への接触を検出することが可能である一方、ノブ30に指Hfが接触しているか否かの判定をすることができない。
 これに対し、自己容量方式では、ノブ30に指Hfが接触しているか否かの判定をすることができる。
 以下では、静電容量の変化量が閾値(容量変化量閾値)以上であることを、「反応がある」と言う。
 以上、操作部材32aが電極52i及び54kに接近しており、操作部材32bが電極52iに接近しており、操作部材32cが電極52jに接近している場合について説明したが、操作部材32a、32b、32cのいずれかが電極52iに接近しており、操作部材32a、32b、32cのいずれかが電極52jに接近しており、操作部材32a、32b、32cのいずれかが電極54kに接近していれば、駆動信号Sdに対する検出信号Srの変化が上記と同様となる。
 選択されていないX電極に印加される信号Scは、選択されているX電極に印加される信号Sdと同じでなくても、十分に近い値であれば良い。ここで十分に近いとは、上記と同様の検出結果が得られる範囲内にあることを意味する。
 ノブ30を含む種々導体がタッチパネルに接触したときに検出される容量変化を図10(a)~(r)に示す。図10(a)~(f)は、タッチパネルへの導体の接触に関する異なる状態を示し、図10(g)~(l)は、相互容量方式での検出結果を示し、図10(m)~(r)は、自己容量方式での検出結果を示す。
 図10(a)に示すようにタッチパネルに導体が接触していないときは、図10(g)及び(m)に示す如く、相互容量方式及び自己容量方式のいずれでも反応がない。
 図10(b)に示すように、タッチパネルに人の指Hfが接触している場合には、図10(h)及び(n)に示すように、相互容量方式でも、自己容量方式でも反応がある。
 図10(d)に示すように、タッチパネルに水Wtが付着し、該水が接地されている場合(例えば人の指Hfが水Wtに接触している場合)には、図10(j)及び(p)に示すように、相互容量方式でも、自己容量方式でも反応がある。
 図10(c)に示すように、タッチパネルに水Wtが付着し、該水が接地されていない場合(人の指による接触もない場合)には、相互容量方式では図10(i)に示すように反応があるが、自己容量方式では図10(o)に示すように、反応がない。
 図10(f)に示すように、タッチパネルにノブ30が接触し、該ノブ30が接地されている場合(例えば人の指Hfが接触している場合)には、図10(l)及び(r)に示すように、相互容量方式でも、自己容量方式でも反応がある。これについては、図7(b)及び(d)を参照して説明した通りである。
 図10(e)に示すように、タッチパネルにノブ30が接触し、該ノブ30が接地されていない場合(人の指による接触もない場合)には、図10(k)に示すように、相互容量方式では検出されるが、図10(q)に示すように、自己容量方式では反応がない。これについては、図7(a)及び(c)を参照して説明した通りである。
 以上のように、相互容量方式では、タッチパネルに接触しているノブ30に人の指が接触しているか否かの判別ができない(図10(k)及び(l))。
 同様に、タッチパネルに付着している水に人の指が接触しているか否かの判別ができない(図10(i)及び(j))。
 さらに、タッチパネルに水が付着しているのか、人の指が接触しているのか、ノブ30が接触しているのかの判別ができない(図10(h)~(l))。
 一方、何等かの導体が付着乃至接触している状態とそうでない状態との判別はできる(図10(g)~(l))。
 自己容量方式では、タッチパネルに接触しているノブ30に人の指が接触しているか否かの判別ができる(図10(q)及び(r))。
 同様に、タッチパネルに付着している水に人の指が接触しているか否かの判別ができる(図10(o)及び(p))。
 一方、人の指Hfが接しているノブ30がタッチパネルに接触している状態(図10(r))、と、人の指Hfが接している水Wtがタッチパネルに付着している状態(図10(p))と、人の指Hfがタッチパネルに接触している状態(図10(n))との判別を行うことができない。
 また、接地されていないノブ30がタッチパネルに接触している状態(図10(q))、及び接地されていない水がタッチパネルに付着している状態(図10(o))と、導体が一切接触或いは付着していない状態(図10(m))との判別を行うことができない。
 さらに、先に述べたように、相互容量方式では、複数の位置で容量変化が起きてもそれらの位置を一義的に特定することができる。
 これに対して、自己容量方式では、複数の位置で容量変化が起きると、それらの位置を一義的に特定することができない。
 本実施の形態では、両方式の上記の違いを考慮し、両方式を組み合わせることで、タッチパネルへの指の接触、タッチパネルへのノブ30の接触、ノブ30への指の接触等の検出及び判別を行う。
 図11は、操作入力処理部58の構成例を示す。
 操作入力処理部58は、第1の検出部201、第2の検出部202、メモリ制御部209、メモリ210、ノブタッチ点判定部211、ノブ指接触判定部212、指タッチ判定部213、及び動き判定部214を有する。
 第1の検出部201と第2の検出部202とでタッチ検出部205が構成されている。
 第1の検出部201は、駆動部56との協働により、相互容量方式での容量変化量の検出を行う。
 第1の検出部201は、相互容量方式での容量変化量の検出の際に、受信電極(X電極)から得られる検出信号と、駆動されている電極を示す情報とに基づいて、X電極52とY電極54の交点の各々における容量変化量を検出し、容量変化量に応じた検出値を取得し、取得した検出値を表すデータを出力する。第1の検出部201は、複数の交点について取得した検出値から1又は2以上のタッチ点を検出する。
 容量変化量が閾値(相互容量変化量閾値)以上である交点を反応点という。
 例えば、相連続する反応点から成る領域を一つのタッチ点と認定する。また、上記のような領域であって、反応点の容量変化量が山型に分布している場合、即ち、中央付近に容量変化量のピーク(極大値)があって、ピークの位置から遠ざかるにつれ容量変化量が次第に小さくなる場合に限りタッチ点と認定することとしても良い。ピークが閾値以上のものであることを付加条件としても良い。或いはまた、上記の領域の面積(領域を構成する反応点の数)が予め定められた値以上であることを付加条件としても良い。
 第1の検出部201は、検出したタッチ点の位置を表すデータを出力する。
 タッチ点の位置は、X座標とY座標の組み合わせで表される。
 タッチ点が1又は2以上の交点から成る領域で構成される場合、そのような領域の代表的な点の位置をタッチ点の位置と認定しても良い。例えば、そのような領域のうち、容量変化量が最大である位置をタッチ点の位置と認定しても良く、そのような領域の図形的重心の位置をタッチ点の位置と認定しても良い。
 第1の検出部201はまた、検出したタッチ点について、タッチ強度を表すデータを出力する。タッチ強度は例えば、タッチ点を構成する1又は2以上の交点についての容量変化量の平均値、最大値又は合計値で表される。
 第1の検出部201はまた、検出したタッチ点について、タッチ領域の面積(交点の数)を表すデータを出力しても良い。
 タッチ点の位置を表すデータ、タッチ点のタッチ強度を表すデータ及びタッチ領域の面積を表すデータは当該タッチ点についてのタッチ情報としてメモリ210に記憶される。
 第2の検出部202は、駆動部56との協働により、自己容量方式での容量変化量の検出を行う。
 第2の検出部202は、自己容量方式での容量変化量の検出の際に、受信電極から得られる検出信号に基づいて、電極毎の容量変化量に応じた検出値を取得し、取得した検出値を表すデータを出力する。
 X電極の容量変化量を集めたものは、容量変化量をX軸に投影したデータ、或いは、容量変化量のX方向のプロファイルであると言える。
 同様に、Y電極の容量変化量を集めたものは、容量変化量をY軸に投影したデータ、或いは、容量変化量のY方向のプロファイルであると言える。
 第2の検出部202での検出で得られたデータもメモリ210に記憶される。
 操作入力処理部58内の各機能部で得られ、メモリ210に記憶されたデータは、後に読み出されて当該機能部又は他の機能部で利用される。
 メモリ210への書き込み及び読み出しは、メモリ制御部209により行われる。
 なお、図3では、メモリ210への書き込み及び読み出しのためのデータの流れを示す信号線の図示を省略している。以下の同様の図でも同じである。
 ノブタッチ点判定部211は、第1の検出部201が検出したタッチ点に、ノブ30の操作部材32a、32b、32cによるタッチ点が含まれるか否かの判定を行う。以下では、ノブ30の操作部材によるタッチ点をノブタッチ点と呼ぶ。
 例えば、ノブタッチ点判定部211は、第1の検出部201で検出されたタッチ点の数が3以上である場合、検出された全てのタッチ点についての検出結果から、予め定められた条件を満たす3つのタッチ点の組み合わせを抽出して、ノブタッチ点と認定する。
 予め定められた条件は、例えば、3つのタッチ点の相互間の距離が互いに等しくかつ予め定められた値の範囲内にあることである。予め定められた範囲は、操作部材間の標準的距離に対して予め定められた許容誤差を減算した値から該許容誤差を加算した値までの範囲である。
 3つのタッチ点の各々におけるタッチ強度が閾値(タッチ強度閾値)以上であることを付加条件としても良い。
 ノブ指接触判定部212は、ノブタッチ点判定部211が認定した各ノブタッチ点の位置を表すデータ、及び第2の検出部202による検出結果(X方向の容量変化量のプロファイル及びY方向の容量変化量のプロファイル)から、ノブに指が接触している状態であるか離れた状態であるかの判定(ノブ指接触判定)を行う。
 例えば、ノブタッチ点判定部211で認定された3つのノブタッチ点のうちの少なくとも1つのノブタッチ点について、当該ノブタッチ点と同じX方向位置及び同じY方向位置の少なくとも一方における、自己容量方式での容量変化量の検出値の平均又は合計が閾値(ノブ指接触判定閾値)以上の場合、ノブに指が接触していると判定する。
 ここで、ノブタッチ点の各々は複数の電極に跨る可能性があるので、ノブタッチ点と同じX方向位置には複数の電極の位置が含まれる可能性があり、ノブタッチ点と同じY方向位置には複数の電極の位置が含まれる可能性がある。
 上記の「容量変化量の検出値の平均又は合計」は、そのような複数の電極についての平均又は合計を意味する。
 ノブ指接触判定部212は、各処理タイミングにおける上記判定の結果をメモリ210に記憶させる。各ノブタッチ点についての上記判定の結果は、当該ノブタッチ点についての上記のタッチ情報に関連付けて記憶される。異なる処理タイミングにおける判定結果を蓄積することで、ノブ指接触判定結果の時系列(履歴)が形成される。
 ノブ指接触判定部212は、判定結果の時系列から(例えば最新の判定結果及びその直近の過去における判定の結果から)、ノブ指接触状態に変化が生じたと判定したときは、そのことを示すデータを出力する。ノブ指接触状態における変化とは、ノブに指が接触している状態及びノブに指が接触していない状態の一方から他方への変化(遷移)を意味する。
 指タッチ判定部213は、ノブタッチ点判定部211での判定結果及び第1の検出部201での検出結果を受け、ノブタッチ点判定部211でノブタッチ点と判定されなかった1つ以上のタッチ点の各々が、指によりタッチ操作が行われたタッチ点であるか否かの判定を行い、判定結果を出力する。
 指タッチ判定部213は、各処理タイミングにおける上記判定の結果をメモリ210に記憶させる。各タッチ点についての上記判定の結果は、当該タッチ点についての上記のタッチ情報に関連付けて記憶される。異なる処理タイミングにおける判定結果を蓄積することで、指タッチ判定結果の時系列(履歴)が形成される。
 動き判定部214は、ノブタッチ点判定部211で特定されたノブタッチ点の位置の履歴(メモリ210に記録されている)に基づいて、ノブが回転していることの検知、ノブがスライドしていることの検知を行う。
 動き判定部214はまた、指タッチ判定部213で特定された指タッチ点の位置の履歴(メモリ210に記録されている)に基づいて、指の動きによる、入力操作のためのジェスチャが行われたことの検知を行う。
 図2に示されるイベント処理部24は、ノブ指接触判定部212による検出結果、指タッチ判定部213による判定結果、及び動き判定部214による判定結果に基づくイベント処理を行う。
 例えば、イベント処理部24は、以下の(a)~(f)のイベントが発生した場合に、各イベントに予め対応付けられている制御を行なう。この制御には、制御装置20内の各機能部(表示制御部26等)の各機能部に対する制御が含まれる。
(a) ノブ指接触判定部212により指がノブ30に接触した(接触していない状態から接触している状態に遷移した)ことが検出された。
(b) ノブ指接触判定部212により指がノブ30から離れた(接触している状態から接触していない状態に遷移した)ことが検出された。
(c) 指タッチ判定部213により指がタッチパネル15に接触した(接触していない状態から接触している状態に遷移した)ことが検出された。
(d) 指タッチ判定部213により指がタッチパネル15から離れた(接触している状態から接触していない状態に遷移した)ことが検出された。
(e) 動き判定部214で、ノブが回転していることの検知、又はノブがスライドしていることの検知が行われた。
(f) 動き判定部214で、指により入力操作のためのジェスチャが行われたとの検知が行われた。
 図2に示される表示制御部26は、入力操作を支援するための画像等を表示器17に表示させる。
 タッチ入力装置10における入力操作は、例えば、表示器17に入力操作を支援するための画像が表示された状態で実行される。
 タッチ入力装置10が車載情報機器に応用されるものである場合、表示制御部26は、表示器17による画像表示に加えて、車両に設けられた図示しないHUD(Head-up Display)による画像表示を制御するものであっても良い。
 より具体的には、表示制御部26は、ノブ30又は指による入力操作に応じて実行される制御の種類、内容等を示す画像をHUDに表示させる機能を有するものであっても良い。
 この場合、イベント処理部24は、入力操作が検出されたとき、上記の画像をHUDに表示させる制御を表示制御部26に指示するものであっても良い。
 ユーザは、ノブ30により入力操作をすることにより、車両前方に視線を向けたまま、入力操作に応じて実行される制御の種類又は内容等を確認することができる。
 この結果、ユーザの視線移動を少なくすることができる。
 以下、制御装置20の処理のうち、ノブによる入力操作に対応する処理の手順を図12を参照して説明する。
 ステップST11で、第1の検出部201は、駆動部56との協働により、第1の検出方式(相互容量方式)での容量変化量の検出を行い、X電極52とY電極54の交点の各々における容量変化量を検出し、検出結果から1又は2以上のタッチ点を検出する。第1の検出部201はさらに、検出したタッチ点の位置を表すデータ、及び検出したタッチ点について、タッチ強度を表すデータ及びタッチ領域の面積を表すデータを出力する。
 ステップST12で、第2の検出部202は、駆動部56との協働により、第2の検出方式(自己容量方式)での容量変化量の検出を行い、容量変化量のX方向のプロファイル及び容量変化量のY方向のプロファイルを生成し、該プロファイルを表すデータを出力する。
 ステップST13で、ノブタッチ点判定部211は、第1の検出部201で検出されたタッチ点の数が3以上である場合、検出された全てのタッチ点から、3つのタッチ点の組み合わせを全て求める。
 ステップST14において、ノブタッチ点判定部211は、全ての3つのタッチ点の組み合わせについて、ステップST15~ステップST16の処理を繰り返す。
 ステップST15において、ノブタッチ点判定部211は、上記の組合せの各々を構成する3つのタッチ点が、ノブタッチ点であるか否かの判定を行う。
 この判定は、3つのタッチ点がノブタッチ点である場合に満たされるべき条件を予め定めておき、各組み合わせを構成する3つのタッチ点が、上記の予め定められた条件を満たすか否かによって行われる。
 ステップST16において、ノブタッチ点判定部211は、ノブタッチ点が見つかったかの判定を行う。見つからない場合、ステップST15を繰り返し、全ての組み合わせのいずれについても、ノブタッチ点であるとの判定がなされなかった場合、タッチパネル15上にノブ30は無いものと判断する。
 ノブタッチ点であるとの判定がなされた場合、ノブタッチ点判定部211はノブタッチ点の探索を止めてステップST17に進む。
 ステップST17において、ノブ指接触判定部212は、第2の検出部202での検出結果を基に、ノブ(ステップST16で認定されたノブタッチ点でタッチ操作が行われたノブ)に指が接触しているか否かの判定(ノブ指接触判定)を行う。
 ステップST18において、ノブ指接触判定部212は、それ以前に行われたステップST17におけるノブ指接触判定結果の履歴から(例えば、直前に行われたステップST17におけるノブ指接触判定結果とそれよりも前に行われたステップST17におけるノブ指接触判定結果とから)、ノブ指接触状態に変化があったか判定し、ノブ指接触状態に変化があった場合には、ステップST19へ進む。そうでない(ノブ指接触状態に変化がなかった)場合、ステップST20へ進む。
 ステップST19において、イベント処理部24は、接触状態変化に対応するイベント処理を実行する。このイベント処理の一部として、表示制御部26は、接触状態に変化があったことをユーザに伝える。
 ステップST20において、動き判定部214は、ノブタッチ点判定部211で特定されたノブタッチ点の位置の履歴に基づいて、ノブが回転していることの検知、ノブがスライドしていることの検知を行い、イベント処理部24は、動き判定部214で検知されたノブの回転又はスライドに対応したイベント処理を実行する。
 以下、ステップST15の動作(ノブタッチ点の認定)の具体例を説明する。
 まず、ノブタッチ点判定部211は、各組合せの3つのタッチ点相互間の距離を求める。
 次に求めた距離が全て予め定められた範囲内に収まっているか否かを判断する。
 求めた距離が予め定められた範囲内に収まっている場合、3つのタッチ点はノブ30の操作部材によるタッチ点であると判定する。
 なお、上記の条件に加え、各タッチ点のタッチ強度が閾値(タッチ強度閾値)以上であることを付加条件としても良い。
 次に、ステップST17における、ノブ指接触判定の具体例を説明する。
 例えば、ステップST16で認定された3つのノブタッチ点のうちの少なくとも1つのノブタッチ点について、当該ノブタッチ点と同じX方向位置及び同じY方向位置の少なくとも一方における、自己容量方式での容量変化量の検出値の平均又は合計が閾値(ノブ指接触判定閾値)以上の場合、ノブに指が接触していると判定する。
 ここで、「少なくとも1つのノブタッチ点」ではなく、「3つのノブタッチ点」という制約を付けても良い。即ち、ステップST16で認定された3つのノブタッチ点の各々について、当該ノブタッチ点と同じX方向位置又は同じY方向位置における容量変化量の検出値が閾値(自己容量変化量閾値)以上の場合、ノブに指が接触していると判定することとしても良い。
 また、3つのノブタッチ点にそれぞれ対応するX方向位置の容量変化量の検出値の合計が閾値(X方向合計閾値)以上の場合、又は3つのノブタッチ点にそれぞれ対応するY方向位置の容量変化量の検出値の合計が閾値(Y方向合計閾値)以上の場合に、ノブに指が接触していると判定することとしても良い。
 ステップST17(ノブ指接触判定)の前述した一例では、自己容量方式で検出された容量変化量を用いているが、相互容量方式で検出された容量変化量の検出値の時間の経過に伴う変化及び自己容量方式で検出された容量変化量の検出値の時間の経過に伴う変化を双方とも用いてノブ指接触判定を行っても良い。
 また、過去の容量変化量の検出値(即ち、検出結果の履歴)をも、ノブ指接触判定に用いても良い。
 さらにまた、隣り合う或いは相連続する複数の電極について、自己容量方式で検出された容量変化量に基づいて判定を行うこととしても良い。以下、この点について図13(a)及び(b)を参照して説明する。
 図13(a)で、52a~52hは、図1のX電極52のうちの一部を示す。なお、図1では、X電極52の数が4であるとしているが、図13(a)では、X電極52の数が8以上である場合を想定している。32i、32jの各々は操作部材32a、32b、32cのいずれかを指す。
 図13(a)から分かるように、電極52a~52hに対する操作部材32i、32jの相対的位置によって、各操作部材が対向する電極の数が変わり、各操作部材のうち、各電極と対向する部分の面積が変わる。
 図13(a)に示す例では、操作部材32iは3本の電極52a~52cに対向し、操作部材32jは2本の電極52f及び52gに対向する。操作部材32iのうち、電極52bに対向する部分の面積は大きく、操作部材32iのうち、電極52a、52cに対向する部分の面積は小さい。
 このため、操作部材に対向する電極で検出される容量変化量は、図13(b)に示す如く、電極毎に異なるものとなる。
 一方、電極52a~52cについての容量変化量の検出値Cva~Cvcの合計又は平均値と、電極52f、52gについての容量変化量の検出値Cvf、Cvgの合計又は平均値とを用いれば、相互間の差がより小さくなる。
 そこで、そのような合計又は平均値を用いて、ノブ指接触判定を行うことで、電極と操作部材との位置関係の違いに対するロバスト性を向上することができる。
 具体的には、相連続する複数の電極で閾値(自己容量変化量閾値)以上の容量変化が検出された場合には、それらの容量変化量の平均値又は合計値を求め、該平均値又は合計値に基づいて、操作部材が接触したか否かの判定をすることとすれば良い。
 次に、タッチパネル15にノブが接触しており、かつ他の導体が接触している場合の問題について説明する。他の導体としては水を想定している。
 図14(a)~(g)は、タッチパネルへのノブ及び水の接触に関する異なる状態を示し、図14(f)~(j)は、相互容量方式での検出結果を示し、図14(k)~(o)は、自己容量方式での検出結果を示す。
 図14(a)、(b)、(c)は、ノブ30に対してX方向に並んだ位置に水Wtが付着している場合を示し、図14(d)、(e)は、タッチパネル15の端部に水Wtが付着し、端部筐体(枠体)15fに接触している場合を示す。
 図14(a)、(b)、(c)に示されるように、タッチパネル15に水Wtが付着している状態で相互容量方式で検出を行うと、水Wtが付着した位置とノブ30の操作部材の位置の双方で容量変化が検出される(図14(f)、(g)、(h))。
 一方、自己容量方式では、接地されている(例えば指Hfが触れている)水付着部では反応がある(図14(m))が、接地されていない(指による接触もない)水付着部では反応がない(図14(k)、(l))。
 従って、図14(b)に示すように、タッチパネル15に接しているノブ30に指Hfが接触しており、かつタッチパネル15に付着している水Wtが接地されていない(指による接触もない)場合には、自己容量方式でのX方向プロファイル(X電極での検出結果)においては、ノブ30に対応する位置では反応があるが、水付着部では反応がない(図14(l))。
 逆に、図14(c)に示すように、タッチパネル15に接しているノブ30に指Hfが接触しておらず、かつタッチパネル15に付着している水Wtが接地されている(指Hfが接触している)場合には、自己容量方式でのX方向プロファイルにおいては、ノブ30に対応する位置では反応がなく、水付着部では反応がある(図14(m))。
 一方で、図14(a)、(b)、(c)に示すようにノブ30に対してX方向に並んだ位置に水Wtが付着している場合、自己容量方式によるY方向プロファイル(Y電極での検出結果)からは、指Hfが接触している水Wtによる容量変化(図14(m))か、指Hfが接触しているノブ30による容量変化(図14(l))かの区別が付かない。
 そこで、ステップST17では、ステップST15、ST16でノブタッチ点が検出され、かつノブタッチ点と異なる位置に1又は2以上の反応点がある場合には、そのような反応点の位置に応じて、ノブ指接触判定の方法(判定基準)を変えることとしても良い。
 例えば、ステップST15によりノブタッチ点が検出され、且つノブタッチ点とは異なる位置に1又は2以上の反応点がある(図14(f)、(g)、(h))場合、上記のノブタッチ点とは異なる位置の反応点について、X電極での検出で得られた検出値(図14(l)、(m)の点線の枠Nsrで囲まれた部分)は、ノブ指接触判定には用いず、X電極での検出で得られた検出値のうち、ノブタッチ点と同じX方向位置にあるX電極での検出で得られた検出値を用いて、ノブ指接触判定を行なうこととしても良い。
 一般化して言えば、ノブ指接触判定部212は、第2の検出方式での検出において、X電極のうち、ノブタッチ点とX方向の位置が同じである電極で取得された検出値を、ノブに指が接触しているか否かの判定に用い、Y電極のうち、ノブタッチ点とY方向の位置が同じである電極で取得された検出値を、ノブに指が接触しているか否かの判定に用いることとしても良い。
 さらに、ノブタッチ点判定部211により認定されたノブタッチ点とは異なる位置の1又は2以上の反応点が、ノブタッチ点に対しX方向に並んだ位置にある場合、ノブ指接触判定部212は、第2の検出方式において、X電極のうち、ノブタッチ点とはX方向の位置が異なる電極で取得された検出値を、ノブに指が接触しているか否かの判定に用いず、ノブタッチ点判定部211により認定されたノブタッチ点とは異なる位置の1又は2以上の反応点が、ノブタッチ点に対しY方向に並んだ位置にある場合、ノブ指接触判定部212は、第2の検出方式において、Y電極のうち、ノブタッチ点とはY方向の位置が異なる電極で取得された検出値を、ノブに指が接触しているか否かの判定に用いないこととしても良い。
 また、ノブタッチ点とは異なる位置の1又は2以上の反応点がノブタッチ点に対してX方向に並んだ位置又はノブタッチ点に対してY方向に並んだ位置にある場合、第1の検出部201による容量変化量の検出値を用いて、例えば該検出値の時間の経過に伴う変化を用いてノブ指接触判定を行っても良い。
 上記の種々の処理において、「ノブタッチ点とは異なる位置に1又は2以上の反応点がある」ことを条件とする代わりに、「ノブタッチ点以外のタッチ点がある」ことを条件としても良い。以下で説明する具体例、変形例等でも同様である。タッチ点は上記の通り相連続する反応点から成る領域である。
 この場合、「ノブタッチ点に対してX方向に並んだ位置にノブタッチ点以外のタッチ点がある」と認められるための条件として、「ノブタッチ点を構成する領域内で容量変化量が最大である交点を形成するX電極とその周辺のN本(Nは予め定められた整数)のX電極と、ノブタッチ点以外のタッチ点を構成する領域内で容量変化量が最大である交点を形成するX電極とその周辺のM本(Mは予め定められた整数)のX電極とが重ならない」ことを規定しても良い。
 同様に、「ノブタッチ点に対してY方向に並んだ位置にノブタッチ点以外のタッチ点がある」と認められるための条件として、ノブタッチ点を構成する領域内で容量変化量が最大である交点を形成するY電極とその周辺のN本(Nは予め定められた整数)のY電極と、ノブタッチ点以外のタッチ点を構成する領域内で容量変化量が最大である交点を形成するY電極とその周辺のM本(Mは予め定められた整数)のY電極とが重ならないことを規定しても良い。
 また、ノブタッチ点以外のタッチ点の面積がノブタッチ点の面積(操作部材の下端の面積)よりも大きい場合、該タッチ点は、水が付着した部分であると判断しても良い。
 さらに、図14(d)、(e)のように、タッチパネル15の端部に水Wtが付着し、端部筐体(枠体)15fに接触している場合は、電極と水との間に静電容量が発生し、自己容量方式での検出に反応が出てしまう(図14(n)、(o))という問題がある。
 この場合、自己容量方式での検出で得られた検出値の時間の経過に伴う変化に基づいてノブ指接触判定を行うこととしても良い。例えば、自己容量方式での検出で得られた検出値が急激に大幅に増加した場合には、ノブに指が接触したと判定し、自己容量方式での検出で得られた検出値が急激に大幅に減少した場合には、ノブから指が離れたと判定しても良い。このようにすれば、図14(n)、(o)の点線の枠Ksrで示す部分における検出値の時間的変化に基づいて指がノブに接触している状態と指がノブから離れている状態の一方から他方への変化を検出することができる。
 また、ノブタッチ点とは異なる位置の1又は2以上の反応点が、ノブタッチ点に対してX方向に並んだ位置又はY方向に並んだ位置にある場合、ノブ指接触判定部212によるノブ指接触判定を一時的に行わないこととしても良い。その場合、その直近の過去のノブ指接触判定で認定した状態が続いているものとしても良い。
 また、ノブタッチ点とは異なる位置の1又は2以上の反応点が、ノブタッチ点に対してX方向に並んだ位置又はY方向に並んだ位置にある場合、ノブ指接触判定部212による、ノブ指接触判定の結果の出力、及びノブタッチ点判定部211によるノブタッチ点に関する情報の出力の少なくとも一方を行わないようにしても良い。
 また、第1の検出部201で検出される容量変化量はノブ30の操作部材のうち、タッチパネルに接触している部分の面積に比例し、ノブ30のケース部31が撓むことで操作部材が部分的にタッチパネル15の表面から離れたりするために、操作部材32a、32b、32cの一部又は全部について検出される容量変化量が不十分となり、その結果ノブタッチ点判定部211によるノブタッチ点の特定ができず、或いはノブタッチ点判定部211によるノブタッチ点の特定の結果の信頼度が低くなる場合がある。
 その場合、ノブ指接触判定部212が、第2の検出部202の出力に基づき、「ノブに指が接触している」と判定するまで、ノブタッチ点判定部211が、ノブタッチ点の特定を行わず、或いはノブタッチ点についてのタッチ情報の出力を行わず、ノブ指接触判定部212がノブに指が接触していると判定したら、その後、ノブタッチ点判定部211がノブタッチ点の特定、及びノブタッチ点についてのタッチ情報の出力を行うようにしても良い。
 さらに、第1の検出部201の感度が不足している場合、ノブタッチ点判定部211は、各ノブタッチ点に関するタッチ情報を十分に生成することができず、ノブタッチ点を特定することができないことがある。この場合、ノブ指接触判定部212がノブに指が接触していると判定しているときのノブタッチ点の位置情報(これには3つのノブタッチ点相互の位置関係を示す情報が含まれる)をメモリ210に記憶しておき、上記の記憶がなされた後は、記憶された情報を利用して、ノブ指接触判定部212が第2の検出部202による検出結果に基づいてノブに指が接触しているか否かを判定するようにしても良い。
 また、ノブ30の3つのノブタッチ点のうちの1点又は2点の情報が得られた場合には、残りの点については、上記1点又は2点の情報と、メモリ210に記憶しておいたノブタッチ点の位置情報に基づき位置を推測しても良い。この場合、ノブタッチ点の移動の速度を例えば動き判定部214で検出し、検出した移動の速度をも考慮に入れても良い。
 上記の例では、第1の検出部では相互容量方式を用い、第2の検出部では自己容量方式を用いる構成について説明したが、他の検出方式を用いることも可能である。
 要するに、第1の検出方式は、ノブタッチ点の位置の特定が可能であり、第2の検出方式はノブに指が接触しているか否かを第1の検出方式よりも確実に判定することが可能であれば良い。
 以上のように、入力操作にノブを用いることで、例えば、車載用機器への応用において、運転中で表示器17に視線を向けることができない場合でも、ノブに手を当てると、ノブにより入力操作に割り当てられている機能(当該入力操作に応じて実行される制御の種類、内容等)をHUDに表示し、これを確認しながらの操作を可能となるので、運転の安全性を高めることができる。
 また、ノブを用いることで、専用のセンサデバイスがなくてもダイヤル操作と同様の入力操作が可能となるので、操作性を高めるとともに、コストを削減できる。
 さらに上記の実施の形態では、第1の検出方式により1以上のタッチ点を求め、検出されたタッチ点の位置関係を基にノブタッチ点を特定することとしており、ノブ以外の導体(例えば水)による誤反応を抑制しつつ、ノブタッチ点の位置を正しく認識することができる。さらに、第2の検出方式での検出の結果を用いることで、ノブに指が接触しているか否かの判定を確実に行うことができる。
 また、上記の第1の検出方式での検出の結果と第2の検出方式での検出の結果を利用することで、水の付着による誤検知を検知することができる。また、車載用機器へ応用した場合に、車両の振動により把持されていないノブが移動した場合の誤操作を抑制できる。
 さらにまた、ノブに指が接触しているか否かの判定が可能な第2の検出部での結果を用いてノブに指が接触しているか否かの判定を行うので、第1の検出部は主にノブによるタッチ位置の特定に最適なものを選択することができ、タッチ位置の検出の精度(座標精度)を高くすることができる。
 第1の検出方式での検出を、上記以外の方法で行うことも可能である。
 例えば、第1の検出方式として相互容量方式の代わりに、図15(a)及び(b)に示すように周辺電極を接地電位に制御した状態で容量変化量を検出する自己容量方式を用いても良い。
 図15(a)及び(b)に示す方式では、駆動部56は、X電極及びY電極を順に選択し、選択した電極、例えば選択したX電極52iに駆動信号Sdを印加し、選択されていないX電極52jには駆動信号Sdを印加せず、接地電位に維持する。
 図15(a)及び(b)の方式で容量変化量の検出を行う場合、図11に示される第1の検出部201の代わりに、図16に示される、第1の検出部201aが用いられる。図16に示される第1の検出部201aは、X電極52に接続されるとともに、Y電極54にも接続されている。
 第1の検出部201aは、駆動部56との協働により、自己容量方式での容量変化量の検出を行う。
 第1の検出部201aは、自己容量方式での容量変化量の検出の際に、選択されている電極から得られる検出信号に基づいて、当該電極の容量変化量に応じた検出値を取得する。
 X電極の容量変化量の集合は、容量変化量のX方向のプロファイルを構成し、Y電極の容量変化量の集合は、容量変化量のY方向のプロファイルを構成する。
 図15(a)及び(b)に示すように、ノブ30がタッチパネル15に接触しているときは、ノブ30と電極52jとの間に静電容量Ckjが形成される。
 図15(b)に示すようにノブ30に指Hfが接触しているときは、ノブ30と指Hfにより静電容量Ckfが形成され、図15(a)に示すように、ノブ30に指Hfが接触していないときは、そのような静電容量Ckfが形成されない。
 ノブ30がタッチパネル15に接触していないときは、静電容量Ckf、Ckjのいずれもが形成されない。
 以上の静電容量Ckj、Ckfのうち、静電容量Ckjによる容量変化を、検出信号Srに基づいて検出する。
 即ち、ノブ30がタッチパネル15に接触している場合には、駆動信号Sdが印加されたとき、静電容量Ckjに充電電流が流れるが、ノブ30がタッチパネル15に接触していない場合には、駆動信号Sdが印加されても、そのような充電電流が流れない。
 この違いのため、駆動信号Sdが印加されたときの検出信号Srに違いが生じる。
 そこで、そのような検出信号Srの違いに基づいて、各電極についての容量変化量を検出する。さらに、該検出結果に基づいて、ノブ30がタッチパネル15に接触しているか否かの判定及び該タッチ点の特定を行う。
 なお、周辺電極を接地電位に制御する代わりに、フローティング状態にしても良い。
 図15(a)及び(b)に示される自己容量方式では、各電極における容量変化が検出されると、当該電極の長手方向(延在方向)のいずれかの位置で容量変化が生じたと判断することができるものの、当該電極の長手方向のどの位置で容量変化が起きたのかを特定できるとは限らない。
 容量変化がタッチパネル上の1箇所で起きた場合、複数のX電極における検出結果と複数のY電極における検出結果とを組み合わせることで、容量変化が起きた位置(X座標及びY座標)を一義的に特定することが可能である。
 一方、容量変化がタッチパネル上の2箇所以上で同時に起きると、容量変化が起きた位置を一義的に特定することができない。その結果、容量変化量のX方向のプロファイル及び容量変化量のY方向のプロファイルに基づいてタッチ点を特定する際にも、真のタッチ点とゴースト点との区別ができない。
 しかしながら、他の検出方式での検出の結果、及び既知の情報に基づいて、真のタッチ点とゴースト点との区別をすることが可能である。例えば、真のタッチ点とゴースト点の双方を一旦タッチ点候補として受け入れ、既知の情報に基づく条件を満たすタッチ点候補を、ノブタッチ点と判定することとしても良い。例えば、ノブの操作部材が正三角形の3つの頂点位置に配置されていることが分かっている場合には、タッチ点候補が正三角形の3つの頂点位置に配置されていることを上記の既知の情報に基づく条件として用いることができる。
実施の形態2.
 実施の形態1で、図7(a)~(d)~図14を参照して説明した構成では、第1の検出方式として相互容量検出方式を用い、第2の検出方式として、自己容量検出方式を用いている。
 実施の形態2では、第2の検出方式として、自己容量方式の代わりに、図17(a)~(d)に示すように、全ての電極を同時に駆動した後、交点(交差部分)を接地電位に制御する方式(以下「交点接地方式」という)を用いる。
 交点接地方式では、相互容量方式と同様に、一方の電極、例えばX電極と、他方の電極、例えばY電極との交点(交差部分)における容量変化量を検出する。但し、相互容量方式とは異なり、駆動信号が印加される電極と、検出信号が得られる電極とが同じである。
 例えば、駆動部56は、第1群及び第2群のうちの一方の群、例えば第1群の電極(X電極)を順に選択し、これとともに、第1群及び第2群のうちの他方の群、例えば第2群の電極(Y電極)を順に選択し、選択したX電極に駆動信号Sdを印加し、選択したY電極の電位を急激に、例えばステップ状に変化させ、選択したX電極に現れる検出信号Srと、選択されているY電極を特定する情報とから、タッチパネル15の各位置(X電極とY電極との交点)における容量変化量を求める。駆動信号Sdとしては、予め定められた期間比較的高い電圧値を維持する信号が印加され、選択されているY電極には、比較的高い電位Vhから比較的低い電位Vgに急激に変化する、即ち切替わる信号Sbが印加される。検出信号Srとしては、選択されているY電極の電圧が切替わったときに、選択されているX電極に流れる電流を表す信号が得られる。例えば、比較的高い電位(以下単に「高電位」と言う)Vhは、駆動信号Sdと同じ電位である。例えば、比較的低い電位Vlは、接地電位Vgである。以下では、比較的低い電位が接地電位Vgであるものとして説明する。
 また、以下では、X電極が順に選択されて駆動信号Sdが印加され、各X電極が選択されている間にY電極が順に選択されて、選択されているY電極に印加される信号Sbの電位の切替えが行われる場合を想定して説明する。
 図17(a)及び(c)は、選択されているY電極54kに印加される信号Sbが高電位Vhにあるときの状態を示し、図17(b)及び(d)は、選択されているY電極54kに印加される信号Sbが接地電位Vgにあるときの状態を示す。
 図17(a)~(d)に示すように、選択されている電極52iと、選択されていない電極52jを含む全てのX電極に、比較的高い電圧値を維持する駆動信号Sdを印加し、全てのX電極に駆動信号Sdが印加されている期間中に、選択されているY電極54kに印加される信号Sbを、高電位Vhから接地電位Vgに切替える。
 このように、選択されているY電極54kに印加される電位を、接地電位Vgに切替えることで、選択されているX電極52iと選択されているY電極54kとの交点を接地電位に制御し、そのときに選択されているX電極52iに現れる信号Srを検出する。
 図18(a)~(c)は、交点接地方式での検出を説明するための等価回路図であり、選択されているX電極52iと選択されたY電極54kの交点の周辺に形成される主な静電容量を示す。
 図18(a)は、ノブ30及び指Hfのいずれもタッチパネル15に接触していない場合の等価回路(タッチパネル15のうち、ノブ30及び指Hfのいずれも接触していない箇所の等価回路)を示し、図18(b)は、図17(a)及び図17(c)に示すように、指Hfが接触していないノブ30がタッチパネル15に接触している場合の等価回路(タッチパネル15のうち、指が接触していないノブ30が接触している箇所の等価回路)を示し、図18(c)は、図17(c)及び図17(d)に示すように、指Hfが接触しているノブ30がタッチパネル15に接触している場合の等価回路(図7(b)及び図7(d)の場合)の等価回路(タッチパネル15のうち、指が接触しているノブ30が接触している箇所の等価回路)を示す。
 図18(a)~(c)において、Ciyは、電極52iと電極54kとの間に形成される静電容量、Cikは、電極52iとノブ30との間に形成される静電容量、Ckjは、ノブ30と電極52jとの間に形成される静電容量、Ckyは、ノブ30と電極54kとの間に形成される静電容量、Ckfは、ノブ30と指Hfとの間に形成される静電容量である。
 以下、全てのX電極に駆動信号Sdが印加されている間に、選択されているY電極54kに印加される信号Sbが高電位Vhから接地電位Vgに切替えられ、これにより、X電極とY電極54kとの交点が高電位Vhから接地電位Vgに切替えられたときの動作を説明する。
 図18(a)~(c)に示すように、Y電極54kが接地電位Vgに切替わったときに静電容量Ciyに充電電流が流れる。
 図18(b)及び(c)に示すように、ノブ30がタッチパネル15に接触している場合には、信号Sbが接地電位Vgに切替わったとき、駆動信号Sdによる静電容量Ckyへの充電が行われる。一方、図18(a)に示すように、ノブ30も指Hfもタッチパネル15に接触していない場合には、静電容量Ckyが形成されず、静電容量Ckyへの充電電流が流れない。
 また、図18(c)に示すように、ノブ30に指Hfが接触している場合には、信号Sbが高電位Vhである期間中に、静電容量Ckfが充電され、信号Sbの接地電位Vgへの切替わりの際の静電容量Ckyの充電のための電流の一部が、静電容量Ckfに充電された電荷からの放電で賄われる。
 このように、図18(b)(及び図17(b))の場合に比べ、図18(c)(及び図17(d))の場合には、静電容量Ckfの充電電荷が、静電容量Ckyの充電に寄与するため、駆動信号Sdからの電流の供給がより少なくて済み、電極52iに流れる電流の変化がより小さくなり、従ってより小さい電流変化に応じた検出信号Srが得られる。
 このような検出信号Srの違いから、交点領域(交点を中心とする領域)に接触しているノブに指が接触しているか否かの判定(ノブ指接触判定)を行うことができる。
 また、図18(b)の場合及び図18(c)の場合のいずれでも、静電容量Ckyの充電のため、駆動信号Sdからの電流の供給が行われ、一方、ノブも指も接触していない場合(図18(a))には、静電容量Ckyが形成されず、従って、静電容量Ckyの充電のための電流の供給も行われないので、検出信号Srの変化は極めて小さい。この検出信号Srの違いに基づいて、ノブが交点領域に接触しているか否かの判定を行うことができる。
 図19は、実施の形態2で用いられる操作入力処理部58aの構成例を示す。
 操作入力処理部58aは、第1の検出部201、第2の検出部202a、メモリ制御部209、メモリ210、ノブタッチ点判定部211a、ノブ指接触判定部212a、指タッチ判定部213、及び動き判定部214を有する。
 第1の検出部201と第2の検出部202aとでタッチ検出部205aが構成されている。
 図19で、図11と同じ符号は同様の機能部分を示す。
 例えば、第1の検出部201の動作は、実施の形態1と同じである。
 第2の検出部202aは、駆動部56との協働により、交点接地方式での容量変化量の検出を行う。
 第2の検出部202aは、交点接地方式での容量変化量の検出の際に、選択されているX電極から得られる検出信号と、選択されているY電極を示す情報とに基づいて、選択されているX電極52と選択されているY電極54との交点における容量変化量を検出し、容量変化量に応じた検出値を取得し、取得した検出値を表すデータを出力する。
 第2の検出部202aはまた、複数の交点について取得した検出値から1又は2以上のタッチ点を検出する。
 第2の検出部202aは、検出したタッチ点の位置を表すデータを出力する。
 第2の検出部202aでの検出で得られたデータもメモリ210に記憶される。
 ノブタッチ点判定部211aは、第1の検出部201でのタッチ点の検出結果、及び第2の検出部202aでの検出結果、例えばタッチ点の検出結果に基づいて、タッチ点の位置についての総合判断を行い、さらに、総合判断の結果特定されたタッチ点に、ノブタッチ点が含まれるか否かの判定を行う。
 例えば、第1の検出部201から得られるタッチ点の位置を表す情報の信頼度が低いとき、或いは、第1の検出部201からタッチ点の位置を表す情報が得られないときは、第2の検出部202aから得られるタッチ点の位置を表す情報を、総合判断の結果として利用しても良い。
 代わりに、第1の検出部201からのタッチ点の位置を表す情報と第2の検出部202aからのタッチ点を表す情報とが一致する場合に限り、該情報を総合判断の結果として用いても良い。
 ノブタッチ点判定部211aは、さらに、上記の総合判断の結果特定されたタッチ点の数が3以上である場合、検出された全てのタッチ点についての検出結果から、予め定められた条件を満たす3つのタッチ点の組み合わせを抽出して、ノブタッチ点と認定する。
 ノブ指接触判定部212aは、実施の形態1のノブ指接触判定部212と同様のものであるが、実施の形態1で用いられた第2の検出部202の出力及びノブタッチ点判定部211の出力の代わりに、第2の検出部202aの出力及びノブタッチ点判定部211aの出力を用いてノブ指接触判定を行う。
 例えば、ノブタッチ点判定部211aで認定された3つのノブタッチ点のうちの少なくとも1つのノブタッチ点について、当該ノブタッチ点と同じ位置の領域についての、交点接地方式での容量変化量の検出値(第2の検出部202aの出力)の平均又は合計が閾値(ノブ指接触判定閾値)以上の場合、ノブに指が接触していると判定する。
 ここで、ノブタッチ点の各々は複数の交点に跨る可能性があるので、ノブタッチ点と同じ位置の領域には、複数の交点が含まれる可能性がある。
 上記の「容量変化量の検出値の平均又は合計」は、そのような複数の交点についての平均又は合計を意味する。
 実施の形態1に関して説明したように、相互容量方式での検出結果からは、タッチ点の位置の検出を高い信頼度で行うことができる一方、相互容量方式での検出結果に基づく、ノブに指が接触しているか否かの判定の結果の信頼度は比較的低い。
 一方、図17(a)~(d)及び図18(a)~(c)を参照して説明した交点接地方式での検出結果からは、ノブに指が接触しているか否かの判定を高い信頼度で行うことができるとともに、タッチ点の位置を表す情報をも得ることができる。交点接地方式での検出結果から得られるタッチ点の位置の情報は一般的には、相互容量方式での検出結果から得られるタッチ点の位置の情報よりも信頼度がより低いものであるが、相互容量方式での検出において、比較的信頼度が低い情報しか得られない場合もあり、その場合には、交点接地方式での検出から得られるタッチ点の位置の情報を併せて用いることで、タッチ点の位置に関して信頼度のより高い情報を得ることができる。
 即ち、図19の構成においては、ノブタッチ点判定部211aが、第1の検出部201でのタッチ点の検出結果、及び第2の検出部202aでのタッチ点の検出結果の双方を用いて、タッチ点の特定を行うので、タッチ点の特定の結果の信頼性が一層向上する。
 図20は、実施の形態2で用いられる操作入力処理部58aの変形例を示す。
 図20に示される操作入力処理部58aにおいては、ノブ指接触判定部212aが、ノブタッチ点判定部211aが認定した各ノブタッチ点の位置を表すデータ、及び第2の検出部202aによる検出結果(各交点についての容量変化量)のみならず、第1の検出部201による検出結果(各交点についての容量変化量)にも基づいて、ノブ指接触判定を行う。
 例えば、第2の検出部202aで得られた各交点についての容量変化量と、第1の検出部201で得られた当該交点(同じ交点)についての容量変化量との加重平均を、上記の第2の検出部202aで得られた当該交点(同じ交点)についての容量変化量の代わりに用いて、ノブ指接触判定を行うこととしても良い。
 加重平均に当たっては、信頼度の高い検出結果ほどより大きな重みを付けても良い。
 図20の操作入力処理部58aを用いる場合、ノブ指接触判定部212aが、第1の検出部201での検出結果と第2の検出部202aでの検出結果の双方を用いてノブ指接触判定を行うので、ノブ指接触判定の結果の信頼性が一層向上する。
 実施の形態2で説明した第2の検出部202aを、実施の形態1で図15(a)及び(b)を参照して説明した検出方式で検出を行う第1の検出部201aと組み合わせて用いることも可能である。その場合、第2の検出部202aでの検出結果を、第1の検出部201aにおける、ノブタッチ点の特定に利用することができる。
実施の形態3.
 実施の形態1及び2では、第1の検出方式及び第2の検出方式を用いることで、ノブに指が接触しているか否かの判定の精度を向上させ、かつ、ノブがタッチパネル15に載っており、ノブに指が接触していない状態においてもノブタッチ点の位置を特定する(座標を取得する)ことができる。
 しかしながら、第1の検出方式で得られる検出信号は比較的小さく(SN比が小さく)、そのため、外乱ノイズの影響を受けた場合に、ノブタッチ点の位置の検出の精度が十分でない場合がある。
 実施の形態3は、この問題の解決を図ったものである。具体的には第1の検出方式での検出の感度を必要に応じて高くすることを可能にしたものである。
 図21は、実施の形態3で用いられるタッチ入力装置10bを示す。
 図示のタッチ入力装置10bは、タッチパネル15と入力操作検出装置22bとを有する。
 実施の形態3で用いられるタッチパネル15は例えば実施の形態1で用いられるタッチパネルと同じものである。
 入力操作検出装置22bは、図1の入力操作検出装置22と概して同じであるが、駆動部56及び操作入力処理部58の代わりに駆動部56b及び操作入力処理部58bを有する。
 操作入力処理部58bは操作入力処理部58と概して同じであるが、第1の検出部201の代わりに第1の検出部201bを備える。第1の検出部201bと第2の検出部202とでタッチ検出部205bが構成されている。なお、図21では、第1の検出部201b及び第2の検出部202以外の構成要素の図示を省略している。
 駆動部56bは駆動部56と概して同じであるが、第1の検出方式で検出を行うときの駆動方法の入力方法が異なる。
 即ち、第1の検出方式で検出を行うに際し、感度を高める場合には、図21に点線EJで示すように、駆動部56bは、相連続する複数の電極、例えば隣り合う一対の電極を互いに結合して、共通の駆動信号を印加する。感度を高めない場合には、駆動部56bは、相連続する複数の電極間の結合を解除して、個々の電極を別個に駆動する。その場合の動作は、実施の形態1の駆動部56と同じである。
 第1の検出部201bでは、感度を高める場合には、図21に点線EJで示すように、相連続する複数の電極、例えば隣り合う一対の電極を互いに結合して、複数の電極からの信号を合成したものを用いて、検出処理を行う。感度を高めない場合には、第1の検出部201bは、相連続する複数の電極間の結合を解除して、各電極からの信号を用いて検出処理を行う。その場合の動作は、実施の形態1の第1の検出部201と同じである。
 第2の検出方式で検出を行うときの駆動部56bの駆動方法及び第2の検出部202での検出処理は、実施の形態1で駆動部56及び第2の検出部202について説明したのと同じである。
 駆動部56bによる駆動及び第1の検出部201bによる検出において、感度を高めるか否かは、例えば、ノブタッチ点判定部211により、ノブタッチ点が検出されたか否かの判定の結果、或いは、ノブ指接触判定部212による、ノブに指が接触しているか否かの判定の結果に基づいて決定しても良い。
 なお、感度を高める方法としては、上記のようにする代わりに、以下の方法を用いることもできる。
(a) 駆動信号を大きくする。
(b) 座標フィルタをより強くする。
(c) 複数回の検出で得られた検出値を合計する。
(d) 検出信号の増幅率を大きくする。
 上記のような構成とすることで、第1の検出部201bでの検出結果に基づくノブタッチ点の位置の検出の精度を向上させ、第2の検出部202を実施の形態1と同様に動作させることで、電極結合に伴う、パネルの端部における座標解像度の低下、検出時間の増大に伴うトラッキング性能の低下、消費電力量の増加、静電気による誤動作等を抑制することができる。
 以上、第1の検出部の感度を高める構成について説明したが、第2の検出部の感度を高めるようにしても良い。例えば、第2の検出部の感度を高めることで、ノブ30のケース部31に手を近づけただけで十分な容量変化が生じ、ノブ指接触判定部212がノブ30への手の接近を検出するように構成しても良い。
 以上実施の形態3を実施の形態2に対する変形として説明したが、実施の形態2に対して同様の変形を加えることも可能である。
実施の形態4.
 実施の形態1及び3では、第1の検出部201、201bが相互容量方式で容量変化量を検出し、ノブタッチ点判定部211が、第1の検出部201、201bでの検出結果を元にノブタッチ点を特定し、第2の検出部202が自己容量方式で容量変化量を検出し、ノブ指接触判定部212が第2の検出部202での検出結果を元にノブに指が接触しているか否かを判定するように構成した。また、実施の形態2では、第2の検出部202aが自己容量方式の代わりに、交点接地方式で容量変化量を検出し、ノブタッチ点判定部211aが、第1の検出部201での検出結果及び第2の検出部202aでの検出結果を元にノブタッチ点を特定し、ノブ指接触判定部212aが第2の検出部202での検出結果を元に、或いは、第1の検出部201での検出結果及び第2の検出部202aでの検出結果を元に、ノブに指が接触しているか否かを判定するように構成した。
 実施の形態4は、第3の検出方式で検出を行う第3の検出部203を設け、この第3の検出部203による検出の結果をノブタッチ点の特定又はノブ指接触の判定に利用する。第3の検出部203の検出結果も一旦メモリ210に記憶されたのち、他の機能ブロックで利用される。
 図22は、実施の形態4で用いられるタッチ入力装置10cを示す。図示のタッチ入力装置10cは、タッチパネル15cと入力操作検出装置22cとを有する。入力操作検出装置22cは、駆動部56cと操作入力処理部58cを有する。図23は図22の操作入力処理部58cの構成例を示す。
 図22及び図23に示される操作入力処理部58cは、図11に示される操作入力処理部58と概して同じであるが、第1の検出部201、第2の検出部202、ノブタッチ点判定部211、及びノブ指接触判定部212の代わりに、第1の検出部201c、第2の検出部202c、ノブタッチ点判定部211c、及びノブ指接触判定部212cが設けられ、第3の検出部203及び種類判定部215が付加されている。第1の検出部201cと、第2の検出部202cと、第3の検出部203とでタッチ検出部205cが構成されている。なお、図22では、操作入力処理部58cのうち、第1の検出部201c、第2の検出部202c及び第3の検出部203のみを示し、他の構成要素の図示を省略している。
 図24は、実施の形態4で用いられるタッチパネル15cの電極の形状の具体例を示す。
 図24に示されるタッチパネル15cは、第1群の電極(X電極)52と第2群の電極(Y電極)55とを有する。
 X電極52は、図3に示される第1群の電極52と同じである。
 Y電極55は、その各々が2つの部分55a、55bに分割されている。
 Y電極55の各々のパッドPyの各々は、2つの部分Pya,Pybに分割されている。
 左から数えて奇数番目のX電極52の右に位置し、偶数番目のX電極52の左に位置するパッドPyでは、部分Pyaが左に位置し、部分Pybが右に位置する。
 左から数えて奇数番目のX電極52の左に位置し、偶数番目のX電極52の右に位置するパッドPyでは、部分Pyaが右に位置し、部分Pybが左に位置する。
 その結果、左から数えて奇数番目のX電極52に対しては部分Pyaが部分Pybよりも近くに位置し、左から数えて偶数番目のX電極52に対しては、部分Pybが部分Pyaよりも近くに位置する。
 Y電極55の各々の複数のパッドPyの部分Pyaは連結部Lyaにより連結され、Y電極55の各々の複数のパッドPyの部分Pybは連結部Lybにより連結されている。
 左から数えて奇数番目のX電極52を挟むパッド部分Pyaは直線的に延在する連結部Lya-cにより連結され、左から数えて偶数番目のX電極52を挟むパッド部分Pyaは、パッド部分Pybを迂回するように延在する連結部Lya-dにより連結されている。
 左から数えて偶数番目のX電極52を挟むパッド部分Pybは直線的に延在する連結部Lyb-cにより連結され、左から数えて奇数番目のX電極52を挟むパッド部分Pybは、パッド部分Pyaを迂回するように延在する連結部Lyb-dにより連結されている。
 なお、連結部Lya-dをパッド部分Pybを迂回するように形成する代わりに、パッド部分Pybの下を通るように形成し、連結部Lyb-dをパッド部分Pyaを迂回するように形成する代わりに、パッド部分Pyaの下を通るように形成しても良い。
 第1の検出方式及び第2の検出方式で検出を行う際は、電極55の各々を構成する2つの電極部分55a、55bは、図22に点線EJで示すように結合され、2つの部分を組み合わせたものが一つの電極として作用する。
 即ち、駆動部56cは、2つの電極部分55a、55bを結合して、これらに駆動信号を印加する。
 第1の検出部201c及び第2の検出部202cは、2つの電極部分55a、55bを結合してこれらから検出信号を受信する。
 第3の検出方式で検出を行う際は、駆動部56cがX電極52に順次駆動信号を印加し、第3の検出部203は、Y電極55の各々の上記の2つの部分55a、55bから別個の検出信号を受信する。
 一つのX電極52への駆動信号の印加により、当該X電極に交差するY電極55の各々の2つの部分55a、55bに生ずる検出信号について図25(a)及び(b)を参照して説明する。
 図25(a)及び(b)は、電極52に電圧を印加したときにその周囲に発生する電界を示す。図25(a)は、導体Ocがタッチパネル15cに接触している場合を示し、図25(b)は、不導体Odがタッチパネル15cに接触している場合を示す。
 図25(a)及び(b)で、Pxは、図24で左から数えて奇数番目の電極52のいずれかのパッドである。Pya、Pybは、そのようなパッドPxの右側に位置するパッド部分である。
 パッドPxとパッド部分Pya、Pybとの間には静電容量Ca、Cbが形成されており、電極52に印加される電圧が高く、従って電界が強いほど、パッド部分Pya、Pybに発生する信号は大きくなる。
 図25(b)に示すように、不導体Odが接触したときの静電容量Cbは、図25(a)に示すように、導体Ocが接触したときの静電容量Cbよりも大きい。一方、静電容量Caは、導体Ocが接触したときと、不導体Odが接触したときとで大差がない。パッド部分Pya、Pybに発生する検出信号は、これらの静電容量Ca、Cbの大きさによって変わる。
 そこでパッド部分Pyaに発生する検出信号とパッド部分Pybに発生する検出信号とに基づいて、各電極52と各電極55を構成する電極部分55a、55bの対との交点において、タッチパネルに接触しているのが導体であるか不導体であるかの判定をすることができる。
 例えば、パッド部分Pyaに発生する検出信号とパッド部分Pybに発生する検出信号との差分に基づいて、各電極52と各電極55を構成する電極部分55a、55bの対との交点において、タッチパネル15cに接触しているのが導体であるか不導体であるかの判定をすることとしても良い。
 そして、複数の電極52を順に選択し、選択された電極52と電極55の各々の電極部分55a、55bの対との交点において、タッチパネルに接触しているのが導体であるか不導体であるかを特定する情報を蓄積し、蓄積した情報を総合することで、導体で構成される部分及び不導体で構成される部分の輪郭を特定することができる。例えば、不導体が円柱状のものであれば、その直径を特定することができる。
 さらにまた、導体で構成される部分と不導体で構成される部分とからなるノブに関し、導体で構成される部分の輪郭と不導体で構成される部分の輪郭とを特定することができる。上記の輪郭に関する情報から、ノブの種類を特定することも可能である。
 図23に示される種類判定部215は、第3の検出部203から上記の輪郭に関する情報から、ノブの種類を特定する。
 ノブタッチ点判定部211cは、上記のようにして得られる情報(導体部分の輪郭、不導体部分の輪郭、ノブの種類)を利用することで、ノブタッチ点の位置の特定を、より正確に或いはより確実に(より高い信頼度で)行うことができる。
 ノブ指接触判定部212cは、上記のようにして得られる情報(導体部分の輪郭、不導体部分の輪郭、ノブの種類)を利用することで、ノブに指が接触しているか否かの判定を、より正確に或いはより確実に(より高い信頼度で)行うことができる。
 なお、第3の検出部203が、図22~図25を参照して説明した方法で検出を行う場合、人の指がノブに触れることにより電界の強度が変わるため、各電極52と各電極55を構成する電極部分55a、55bの対との交点において、タッチパネルに接触しているのが導体であるか不導体であるかの判定の信頼度が低下し、それに伴い導体で構成される部分の輪郭、及び不導体で構成される部分の輪郭の位置の検出の精度が低下する可能性がある。例えば、ノブタッチ点の位置の検出の精度が低下する可能性がある。
 そこで、ノブ指接触判定部212cでノブに指が接触していないと判定されている間に、第3の検出部203での検出で得られた検出結果を導体で構成される部分の輪郭、及び不導体で構成される部分の輪郭の位置の特定に利用することとしても良い。例えば、ノブ指接触判定部212cでノブに指が接触していないと判定されている間に、第3の検出部203での検出で得られた情報をメモリ210に記憶しておき、記憶された情報を、ノブタッチ点判定部211cにおけるノブタッチ点の位置の特定に利用することとしても良い。
 また、第1の検出部201cでの検出結果に基づいて、ノブタッチ点判定部211cで特定された操作部材によるタッチ点(ノブタッチ点)の位置(座標)と、第3の検出部203により特定された操作部材の位置(座標)をメモリ210に記憶し、これらの位置が時間の経過とともに変化した場合に、ノブの操作部材の位置が変化したと推定し、第2の検出部202による検出及びノブ指接触判定部212によるノブ指接触判定を行うこととしても良い。
 そうすることで、第2の検出部202による検出及びノブ指接触判定部212による判定の頻度を減らすことができる
実施の形態5.
 実施の形態4では、第3の検出方式として、電極52及び電極部分55a、55bの組み合わせを用いて、駆動信号に対して発生する検出信号から、各電極52と各電極部分55a、55bの対との交点において、タッチパネルに接触しているのが導体であるか不導体であるかを判定している。
 これに対して、実施の形態5では、電極に印加する駆動信号(電圧信号)の周波数を広い範囲にわたって変化させ(掃引し)、同じ電極から得られる検出信号(電流信号)に基づいて、タッチパネルに接触しているノブの、インピーダンスの周波数特性を計測する。
 図26は、実施の形態5で用いられるタッチ入力装置10dを示す。タッチ入力装置10dは、タッチパネル15dと入力操作検出装置22dとを有する。入力操作検出装置22dは、駆動部56dと操作入力処理部58dを有する。図27は図26の操作入力処理部58dの構成例を示す。
 図26及び図27に示される操作入力処理部58dは、図22及び図23に示される操作入力処理部58cと概して同じであるが、第1の検出部201c及び第2の検出部202cの代わりに、第1の検出部201及び第2の検出部202が設けられ、第3の検出部203の代わりに第3の検出部203dが設けられている。第1の検出部201及び第2の検出部202は、例えば、実施の形態1で説明したものと同じであっても良い。第1の検出部201と、第2の検出部202と、第3の検出部203dとでタッチ検出部205dが構成されている。なお、図26には、操作入力処理部58dのうち、第1の検出部201、第2の検出部202、及び第3の検出部203d以外の構成要素の図示を省略している。
 実施の形態5で用いられるタッチパネル15dは、例えば実施の形態1で図1及び図3を参照して説明したのと同じであっても良く、実施の形態4で図22、図24及び図25を参照して説明したものと同じであっても良い。以下では、実施の形態1で図1及び図3を参照して説明したのと同じであるものとして説明する。
 第3の検出方式で検出を行う際は、駆動部56dが全てのX電極52に対し駆動信号(電圧信号)を印加し、時間の経過とともに駆動信号の周波数を変化させる(掃引する)。
 第3の検出部203dは、X電極52に現れる検出信号(電流信号)を受信し、周波数毎の検出信号の振幅を記憶し、検出信号の周波数特性を得る。
 このようにして得られた周波数特性は、タッチパネル15dに接触している物体のインピーダンスの周波数特性を反映したものであり、上記の検出信号の周波数特性を得る処理は、タッチパネル15dに接触している物体のインピーダンスの周波数特性を得る処理であるとも言える。
 このようにして得られるインピーダンスの周波数特性は、物体の種類、物体の状態によって異なる(非特許文献1)。
 実施の形態5では、タッチパネル15dに接触しているノブのインピーダンスの周波数特性を計測し、計測結果から、種類判定部215dがノブの種類を特定し、ノブ指接触判定部212dが、ノブの状態を推定することができる。
 タッチパネル15d上のノブ30(ある特定の種類乃至構成のノブ)については、
(a) ノブに指が接触していないとき、
(b) ノブに1本の指が接触しているとき、
(c) ノブが把持されているとき
で、互いに異なる周波数特性が得られる。
 図28で、曲線Za、Zb、Zcはそれぞれ上記(a)、(b)、(c)の場合に得られる検出信号の周波数特性の例を示す。
 このように周波数特性がノブの状態によって異なることを利用することで、第3の検出部203dでの計測で得られた周波数特性から、ノブ30がどのような状態にあるか、即ち上記(a)、(b)、(c)のいずれの状態であるかを判定することができる。
 即ち、ノブ指接触判定部212dは、第3の検出部203dでの計測で得られた周波数特性並びにノブタッチ点判定部211での検出結果及び第2の検出部202での検出結果から、ノブタッチ点判定部211によりノブタッチ点が検出されたノブ30が上記(a)、(b)、(c)のいずれの状態であるかを判定する。
 また、タッチパネル15上に複数種類のノブ30のいずれかが載置される可能性のある場合には、種類判定部215dが、第3の検出部203dでの計測で得られた周波数特性から、載置されているノブ30の種類を特定することとしても良い。
 さらに、ノブ30の種類によって操作部材の数、配置(相対位置関係)が異なる場合には、ノブ30の種類ごとに操作部材の数、配置を示す情報をメモリ210に記憶しておき、ノブタッチ点判定部211cが、上記種類判定部215dで特定された種類についての操作部材の数、配置を示す情報をメモリ210から読み出し、操作部材によるタッチ点の位置の特定に利用することとしても良い。
 なお、第3の検出部203dでの計測で得られるインピーダンスの周波数特性は、ノブ30を使用しているユーザの体質、着用している衣服、発汗量等によって変化し得るので、例えば得られた周波数特性とノブ30の状態との関係も変化し得る。
 しかしながら、一般に、ノブ30に対して回転操作が行われているときは、ノブが把持されている可能性が高く、それ以外の接触だけの場合は1本指で操作している可能性が高い。
 そこで、周波数特性を定期的に計測するとともに、その時のノブ30の状態を示す情報を取得し、これを蓄積することで、周波数特性とノブ30の状態との関係を推定することが可能である。
 例えば、動き判定部214でノブが回転していることを検知したときに第3の検出部203dで得られた周波数特性を、ノブが把持されているときの周波数特性としてメモリ210に記憶しておく。そして、それ以降の周波数特性の計測で、メモリ210に記憶されている周波数特性と同一又は類似の周波数特性が得られたら、ノブが把持されていると判断することとしても良い。
 なお、動き判定部214による、ノブが回転していることの検知は、例えば、実施の形態1で説明したのと同様に、ノブタッチ点判定部211dで特定されたノブタッチ点の位置の履歴に基づいて行い得る。
 実施の形態5のように、第3の検出部203d及び種類判定部215dを加え、ノブ指接触判定部212dとしてノブに1本の指で接触しているのかノブが把持されているのかを判別可能なものを用いることで、ノブタッチ点の位置の検出の精度の向上、ノブ30に対する指の接触状態のより詳細な判別ができるようになる。
実施の形態6.
 以上のように、実施の形態1~3では、第1及び第2の検出方式で検出を行い、実施の形態4及び5ではそれらに加えて第3の検出方式で検出を行う。
 実施の形態4及び5の説明からも分かるように、タッチパネルに対する入力操作で用いられるノブの種類は1種とは限らず、種々のノブでの入力操作に対応可能とすることが求められる場合がある。
 また、現に知られている種類乃至構成のノブのほか、将来新たな種類乃至構成のノブが開発され、利用されるようになる可能性がある。
 例えば、ノブの操作部材についても、その数、形状、材料が変えられる可能性がある。
 ペンについても同様のことが言える。
 そして、ノブの種類又は構成によっては、上記の検出方式の組み合わせでは、ノブの状態を正確に把握することができず、ノブの種類又は構成毎に、検出方式の組み合わせを変える必要が生じる可能性がある。実施の形態6は、そのような事態に備えたものである。
 図29は実施の形態6のタッチ入力装置10eを示す。タッチ入力装置10dは、タッチパネル15eと入力操作検出装置22eとを有する。入力操作検出装置22eは、駆動部56eと操作入力処理部58eとを有する。
 図30は図29の操作入力処理部58eの構成例を示す。
 図30に示される操作入力処理部58eは、タッチ検出部205eと、メモリ制御部209と、メモリ210と、ノブタッチ点判定部211eと、ノブ指接触判定部212eと、検出対象設定部221と、検出方式選択部222と、残存タッチ判定部223と、動き判定部214と、評価部225とを有する。
 タッチパネル15は、実施の形態1~3、及び5で用いられたタッチパネル15と同じものであっても良く、実施の形態4で用いられたタッチパネル15cと同じものであっても良く、これらのタッチパネルに対して更なる機能を付加したものであっても良い。
 タッチ検出部205eは、駆動部56eとの協働により、複数の検出方式で検出を行い得る。複数の検出方式には、実施の形態1~3で説明した第1の検出方式及び第2の検出方式が含まれる。複数の検出方式にはさらに、実施の形態4で説明した第3の検出方式及び実施の形態5で説明した第3の検出方式の少なくとも一方が含まれていても良い。
 検出対象設定部221は、予め作成されている検出対象リストに含まれる複数の検出対象を順に選択して、選択した検出対象を設定する。検出対象としては、例えばノブの操作部材、ペン、指、及び水が含まれる。
 検出方式選択部222は、タッチ検出部205eで検出を行い得る複数の検出方式のうちの1又は2以上の検出方式を選択する。この選択においては、検出対象設定部221で設定された検出対象の検出に有効である可能性のある検出方式をすべて選択しても良く、各検出対象の検出に最適であると判断されている検出方式のみを選択することとして良い。
 タッチ検出部205eは、検出方式選択部222で選択された1又は2以上の検出方式で検出を行う。
 ノブタッチ点判定部211eは、検出対象としてノブが選択されているときに、タッチ検出部205eでの検出結果に基づいてノブタッチ点の位置を特定する。
 ノブ指接触判定部212eは、検出対象としてノブが選択されているときに、ノブタッチ点判定部211eで特定されたノブタッチ点の位置の情報、及びタッチ検出部205eでの検出結果に基づいてノブに指が接触しているか否かの判定を行う。
 残存タッチ判定部223は、ノブタッチ点判定部211eでの判定結果及びタッチ検出部205eでの検出結果を受け、検出対象としてノブ以外のものが選択されているときに、選択されている検出対象がタッチパネルに接触(若しくは付着)しているか否かの判定を行う。このような判定を、ノブ以外の検出対象について行うことで、例えば、ノブタッチ点以外のタッチ点が、タッチパネルへのペンの接触によるものか、タッチパネルへの指の接触によるものか、タッチパネルへの水の付着によるものかを判別することができる。
 評価部225は、タッチ検出部205eでの検出結果、ノブタッチ点判定部211eでの判定の結果、ノブ指接触判定部212eでの判定の結果、残存タッチ判定部223での判定の結果、動き判定部214での判定の結果について評価を行い、評価結果を出力する。
 この評価においては、各検出対象の検出感度、ノブタッチ点の位置の検出の精度(座標精度)、ノブに指が接触しているか否かの判定の精度、ペン、指及び水についての判定の精度等が求められる。
 メモリ制御部209は、タッチ検出部205eでの検出結果、及び、各検出結果について評価部225が求めた評価結果をメモリ210に記録する。
 メモリ制御部209は、検出結果及び評価結果とともに、検出に用いられた検出方式をもメモリ210に記録する。
 上記した検出方式選択部222における検出方式の選択は、メモリ210に蓄積された検出結果、及び各検出結果についての評価結果を基に行うこととしても良い。
 メモリ210には、検出対象の各々について、その特徴が予め記憶されている。例えば、図32のようにインピーダンス、誘電率、接触点数、接触面積が、テーブル形式で記憶されている。
 メモリ210にはまた、検出対象の各々について、検出結果及び評価結果が記憶されている。例えば、図33のように、検出方式、最適検出方式、感度値、指接触時感度値、座標精度がテーブル形式で記憶されている。
 検出方式としては、当該検出対象の検出に有効である可能性のある検出方式がすべて記憶されている。
 最適検出方式としては、当該検出対象の検出に最適と判断された検出方式が記憶されている。最適検出方式は、予め定められたものであっても良く、検出の結果、良好な結果が得られたため、最適と判断されるに至ったものであっても良い。
 感度値としては、当該検出対象が、タッチパネルに接触しているときと、接触していないときの受信信号の大きさの比が記憶されている。
 指接触時感度値としては、タッチパネルに接触しているノブに指が接触したときと、接触していないときの、受信信号の大きさの比が記憶されている。
 座標精度としては、当該検出対象が接触した位置の検出の精度が記憶されている。
 次に、図31を参照して図29に示される入力操作検出装置22eにおける処理の手順を説明する。
 ステップST31で、検出対象設定部221は、検出対象リストから1つの検出対象を選択する。検出対象には、ノブ、指、ペン及び水が含まれる。
 ステップST32で、検出方式選択部222は、メモリ210に記録されている過去の検出結果及び評価結果(検出結果及び評価結果の履歴)を基に、複数の検出方式のうちの一つを選択する。
 ステップST33で、タッチ検出部205eは、駆動部56eとの協働により、ステップST32で選択された検出方式により検出を行い、メモリ制御部209は得られた検出結果をメモリ210に保存する。
 ステップST31~ステップST33は、検出対象を順に選択し、選択されている検出対象の検出に有効である可能性のあるすべての検出方式を順に選択して、繰り返される。代わりに、各検出対象について最適と判断される検出方式のみを行っても良い。
 各検出対象について、検出に有効である可能性のあるすべての検出方式、及び最適と判断される検出方式は、メモリ210に記憶されており、ステップST31~ST33では、メモリ210を参照することで、検出方式の選択を行う。
 最適検出方式は、予め定められたものであっても良く、検出の結果、良好な結果が得られたものであっても良い。
 後者の場合、図31の処理を行う前は、最適な検出方式の欄は空白となっていても良く、最初に図31の処理を行う際には、有効である可能性のある検出方式がすべて順に選択される。
 一旦、最適な検出方式が定められた後は(図33のテーブルに最適な検出方式が書き込まれた後は)、ステップST31~ステップST33の実行は、各検出対象につき最適な検出方式に限ることができる。
 ステップST34で、ノブタッチ点判定部211dは記録された検出値から、ノブタッチ点を特定する。
 この処理は例えば、実施の形態1と同様に行い得る。
 代わりに、複数の検出方式での検出結果を用いて、ノブタッチ点の特定を行っても良い。例えば、実施の形態1で説明した第1の検出方式(相互容量方式)での検出結果、図25を参照して説明した不導体をも検出する方式での検出結果を重み付け等により組み合わせて求めても良い。
 ステップST35でノブ指接触判定部212eは、タッチ検出部205eで得られた検出値(例えば実施の形態1の第2の検出方式で得られた検出値)と、ノブタッチ点判定部211eから出力される、ノブタッチ点を示す情報とから、実施の形態1と同様にしてノブに指が接触しているか否かを判定する。
 ステップST36で、残存タッチ判定部223はノブタッチ点判定部211eでノブタッチ点と判定されなかった、残りのタッチ点についてタッチ検出部205eでの検出で得られた検出値を用いてタッチパネルに指が接触したか、タッチパネルにペンが接触したか、タッチパネルに水が付着したかを判定する。
 例えば、水の付着の場合、実施の形態1で説明した第1の検出方式(相互容量方式)での検出結果からは水が付着した部分の面積に応じた容量値が得られ、実施の形態1で説明した第2の検出方式(周辺電極を駆動電極と等電位にする自己容量方式)の検出結果からは接地されていない水の付着がほとんど検出されず、接地された水の付着、指又はペンでのタッチパネルへの接触は検出される。
 そこで、水の付着を相互容量方式で検出し、指又はペンの接触を自己容量方式で検出するといったことが、複数の検出方式の検出結果を用いることで可能となる。
 ステップST37で、評価部225は、検出対象設定部221が設定した検出対象の検出感度を算出する。検出感度としては、検出対象が接触している場合と接触していない場合の受信信号の大きさの比(S/N)を用いても良い。
 また、指以外の検出対象につき、指を当該検出対象に指を接触させた場合とさせない場合との受信信号の大きさの比を算出しても良い。
 さらに、特定の検出方式を用いた場合に得られる位置検出精度(検出座標値のぶれ)をも算出しても良い。
 また、例えばロボットアームで指定された位置にタッチ操作を行い、タッチ入力装置10eで検出されたタッチ位置の、指定された位置に対する誤差を算出しても良い。
 上記の処理を、複数の指定位置について行い、誤差の平均、分散等を求めても良い。
 このような処理を、タッチ入力装置の出荷前に行い、測定の結果をメモリ210に記憶しておくこととしても良い。
 評価部225は、複数の検出方式での検出結果及び該検出結果に基づく判定の結果を総合評価し、どの検出方式の組み合わせの場合に最も良好な結果が得られるかを判断し、最も良好な検出方式の組み合わせ、即ち各検出対象につき最適な検出方式をメモリ210に記憶させる。例えば、図33に示されるテーブルの最適検出方式の項目に記録する。
 また、ステップST38で、評価部225は、評価結果に基づいて、ノブタッチ点判定部211d、ノブ指接触判定部212c、及び残存タッチ判定部223で用いられる判定基準、判定閾値(判定で用いられる閾値)等のうちの1つ以上を調整する。
 上記の判定基準、判定閾値等の調整並びに検出方式の組み合わせの最適化を機械学習により行うこととしても良い。
 この場合、評価部225は、検出方式選択部222により選択した検出方式により得られた検出結果を入力値とし、ノブタッチ点判定部211dのノブタッチ点の判定結果、ノブ指接触判定部212dのノブ指接触判定結果、及び残存タッチ判定部223のタッチ判定結果を出力値とし、実際にタッチパネル15に接触している物体が既知の場合の上記の検出結果及び判定結果を教師信号として用いても良い。
 機械学習には、CNN(Convolution Neural Network)、LSTM(Long Short-Term Memory)等を用いても良い。
 また、機械学習による検出方式の組合せの最適化に加え、検出方式選択部222が選択した検出方式、及び検出で用いられる駆動信号の大きさ、周波数等を特徴値としてランダムフォレスト等の弱学習器を作り、検出結果の性能を向上する上で寄与率の高い検出方式を探索することとしても良い。
 また、少ない検出方式の組み合わせで検出対象を正しく判別する方式の探索を行うこととしても良い。
 以上のように実施の形態6では、タッチパネル15で静電容量、インピーダンス等を検出する方式の組み合わせの最適化について述べた。
 様々な形状のノブ及びノブ以外の、接触又は接近する可能性がある物体の組み合わせが存在する中、ノブの操作部材、及びノブ以外の物体を検出するのに適した検出方式を評価し、この評価の結果に基づいて検出方法を調整することでノブの検出の精度を向上させることができる。
 また、検出方式を組み合わせを決定する処理、或いは各検出方式における判断基準、判定閾値の決定等を人が行うのではなく、機械学習により自動的に行うことも可能であり、これらの処理等の決定に要する手間を省くことが可能となる。
 この機械学習においても、検出方式選択部222により選択した検出方式により得られた検出結果を入力値とし、ノブタッチ点判定部211dのノブタッチ点判定結果、ノブ指接触判定部212dのノブ指接触判定結果、及び残存タッチ判定部223のタッチ判定結果を出力値とし、実際にタッチパネル15に接触している物体が既知の場合の上記の検出結果、判定結果を教師信号とすれば良い。
 なお、上記の入力及び出力は必ずしも実測に基づくものでなくとも良く、物理シミュレーションに基づくものであっても良い。
 実施の形態1~6で説明した制御装置20は、その一部又は全部を処理回路で構成し得る。
 処理回路はハードウェアで構成されていても良くソフトウェアで、即ちプログラムされたコンピュータで構成されていても良い。
 制御装置20がプログラムされたコンピュータで構成される場合の処理回路290の構成は例えば図34に示す如くである。
 図示の例では処理回路290は、プロセッサ291及びメモリ292を有する。
 メモリ292には、制御装置20の各部の機能を実現するためのプログラムが記憶されている。
 メモリ292はまた、制御装置20内のメモリ210の役割をも果たす。
 プロセッサ291は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又はDSP(Digital Signal Processor)等を用いたものである。
 メモリ292は、例えばRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)若しくはEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、又は光磁気ディスク等を用いたものである。
 プロセッサ291は、メモリ292に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、制御装置20の機能を実現する。
 プロセッサ291は、制御装置20(実施の形態1の入力操作検出装置22を備えた制御装置、実施の形態1の制御装置において、操作入力処理部58を実施の形態2の操作入力処理部58aで置き換えた制御装置、実施の形態3の駆動部56b及び操作入力処理部58bを備えた制御装置、実施の形態4の駆動部56c及び操作入力処理部58cを備えた制御装置、実施の形態5の駆動部56d及び操作入力処理部58dを備えた制御装置、又は実施の形態6の駆動部56e及び操作入力処理部58eを備えた制御装置)の機能を実行する。
 以上本発明をタッチ入力装置として説明した。上記のタッチ入力装置で実施されるタッチ入力方法もまた本発明の一部を成す。上記のタッチ入力装置又はタッチ入力方法における処理をコンピュータに実行させるプログラム及び該プログラムを記録した、コンピュータで読取可能な記録媒体もまた本発明の一部を成す。
 10 タッチ入力装置、 12 タッチ検出機能付き表示装置、 15,15c,15d,15e タッチパネル、 17 表示器、 17a 表示面、 20 制御装置、 22 入力操作検出装置、 24 イベント処理部、 26 表示制御部、 30 ノブ、 31 ケース部、 32a、32b、32c 操作部材、 52 X電極、 54,55 Y電極、 55a,55b 電極部分、 56,56b,56c,56d,56e 駆動部、 58,58a,58b,58c,58d,58e 操作入力処理部、 201,201a,201b 第1の検出部、 202,202c 第2の検出部、 203,203d 第3の検出部、 205,205a,205b,205c,205d,205e タッチ検出部、 209 メモリ制御部、 210 メモリ、 211,211a,211c,211d,211e ノブタッチ点判定部、 212,212a,212c,212d,212e ノブ指接触判定部、 213 指タッチ判定部、 214 動き判定部、 215,215d 種類判定部、 221 検出対象設定部、 222 検出方式選択部、 223 残存タッチ判定部、 225 評価部。

Claims (27)

  1.  入力操作用のノブを載置可能で、前記ノブ又は他の操作オブジェクトによりタッチ操作が行われるタッチパネルと、
     前記タッチパネルに対するタッチ操作を、互いに異なる第1の検出方式及び第2の検出方式で検出するタッチ検出部と、
     前記第1の検出方式での検出の結果に基づき、前記ノブによりタッチ操作が行われた位置をノブタッチ点として特定して、該ノブタッチ点に関するタッチ情報を出力するノブタッチ点判定部と、
     前記タッチ情報と、前記第2の検出方式での検出の結果とに基づき、前記ノブに指が接触しているか否かを判定するノブ指接触判定部と
     を有することを特徴とするタッチパネル入力装置。
  2.  前記タッチパネルは、第1の方向の異なる位置において、前記第1の方向に直交する第2の方向に延在する第1群の電極と、前記第2の方向の異なる位置において、前記第1の方向に延在する第2群の電極とを有する
     ことを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル入力装置。
  3.  前記タッチ検出部は、
     前記第1の検出方式での検出において、前記第1群の電極と前記第2群の電極との交点の各々における静電容量の変化量に応じた検出値を取得し、
     前記第2の検出方式での検出において、前記第1群の電極及び前記第2群の電極の各々における静電容量の変化量に応じた検出値を取得する
     ことを特徴とする請求項2に記載のタッチパネル入力装置。
  4.  前記ノブが2以上の導電性の操作部材を備え、
     前記ノブタッチ点判定部は、前記ノブによりタッチ操作が行われた位置として、前記操作部材が前記タッチパネルに接触又は接近した位置を検出する
     ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のタッチパネル入力装置。
  5.  前記タッチ検出部は、
     前記第1の検出方式での検出において、前記タッチパネルに対する、導体の接触又は接近による静電容量の変化を検知し、
     前記第2の検出方式での検出において、前記タッチパネルに対する、接地されている導体の接触又は接近による静電容量の変化を検知する
     ことを特徴とする請求項4に記載のタッチパネル入力装置。
  6.  前記導体には、前記操作部材が含まれ、
     接地されている導体には、人の指が接触している前記ノブの前記操作部材が含まれる
     ことを特徴とする請求項5に記載のタッチパネル入力装置。
  7.  前記タッチ検出部は、前記第1の検出方式での検出において、閾値以上の静電容量の変化が検出された交点を反応点として検出し、相連続する1以上の反応点から成る領域をタッチ点として検出し、
     前記ノブタッチ点判定部は、前記タッチ点のうち、予め定められた条件を満たすタッチ点を前記ノブタッチ点であると判定する
     ことを特徴とする請求項3に記載のタッチパネル入力装置。
  8.  前記ノブタッチ点判定部により前記ノブタッチ点と異なる位置に1又は2以上の反応点がある場合には、前記ノブ指接触判定部は、前記ノブタッチ点とは異なる位置の反応点の位置に応じて、前記ノブに指が接触しているか否かの判定の方法を変える
     ことを特徴とする請求項7に記載のタッチパネル入力装置。
  9.  前記ノブ指接触判定部は、前記第2の検出方式での検出において、
     前記第1群の電極のうち、前記ノブタッチ点と前記第1の方向の位置が同じである電極で取得された検出値を、前記ノブに指が接触しているか否かの判定に用い、
     前記第2群の電極のうち、前記ノブタッチ点と前記第2の方向の位置が同じである電極で取得された検出値を、前記ノブに指が接触しているか否かの判定に用いる
     ことを特徴とする請求項3、7又は8に記載のタッチパネル入力装置。
  10.  前記ノブタッチ点判定部により認定された前記ノブタッチ点とは異なる位置の1又は2以上の反応点が、前記ノブタッチ点に対し前記第1の方向に並んだ位置にある場合、前記ノブ指接触判定部は、前記第2の検出方式において、前記第1群の電極のうち、前記ノブタッチ点とは前記第1の方向の位置が異なる電極で取得された検出値を、前記ノブに指が接触しているか否かの判定に用いず、
     前記ノブタッチ点判定部により認定された前記ノブタッチ点とは異なる位置の1又は2以上の反応点が、前記ノブタッチ点に対し前記第2の方向に並んだ位置にある場合、前記ノブ指接触判定部は、前記第2の検出方式において、前記第2群の電極のうち、前記ノブタッチ点とは前記第2の方向の位置が異なる電極で取得された検出値を、前記ノブに指が接触しているか否かの判定に用いない
     ことを特徴とする請求項7、8又は9に記載のタッチパネル入力装置。
  11.  前記ノブタッチ点判定部により認定された前記ノブタッチ点は異なる位置の1又は2以上の反応点が、前記ノブタッチ点に対し前記第1の方向に並んだ位置、又は前記第2の方向に並んだ位置にある場合、前記ノブ指接触判定部は前記第1の検出方式による検出の結果に基づいて前記ノブに指が接触しているか否かの判定を行う
     ことを特徴とする請求項7、8又は9に記載のタッチパネル入力装置。
  12.  前記ノブタッチ点判定部により認定された前記ノブタッチ点とは異なる位置の1又は2以上の反応点が、前記ノブタッチ点に対し前記第1の方向に並んだ位置、又は前記第2の方向に並んだ位置にある場合、前記ノブ指接触判定部による、前記ノブに指が接触しているか否かの判定の結果の出力、及び前記ノブタッチ点判定部による、前記ノブタッチ点に関するタッチ情報の出力の少なくとも一方を行わない
     ことを特徴とする請求項7、8又は9に記載のタッチパネル入力装置。
  13.  前記ノブタッチ点判定部により認定された前記ノブタッチ点と異なる位置の反応点が、前記タッチパネルの端部にある場合、前記ノブ指接触判定部は、前記第2の検出方式での検出の結果の、時間の経過に伴う変化に基づいて前記ノブに指が接触しているか否かの判定を行う
     ことを特徴とする請求項7、8又は9に記載のタッチパネル入力装置。
  14.  前記ノブタッチ点判定部による前記ノブタッチ点の特定ができず、或いは、前記ノブタッチ点判定部による前記ノブタッチ点の特定の結果の信頼度が低い場合、前記ノブ指接触判定部が、前記第2の検出方式での検出の結果に基づいて前記ノブに指が接触していると判定するまで、前記ノブタッチ点判定部は、前記タッチ情報を出力しない
     ことを特徴とする請求項13に記載のタッチパネル入力装置。
  15.  前記ノブ指接触判定部が前記ノブに指が接触していると判定したときに、前記ノブタッチ点判定部が特定した前記ノブタッチ点の位置を表す情報を記憶するメモリをさらに有し、
     前記ノブタッチ点判定部が前記ノブタッチ点を特定することができない場合、前記ノブ指接触判定部は、前記メモリに記憶されている前記ノブタッチ点の位置を表す情報を用いて、前記ノブに指が接触しているか否かの判定を行なう
     ことを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載のタッチパネル入力装置。
  16.  前記タッチ検出部は、前記第1の検出方式での検出における感度を、前記ノブ指接触判定部による判定の結果に基づき調整する
     ことを特徴とする請求項1から15のいずれか1項に記載のタッチパネル入力装置。
  17.  前記タッチ検出部は、前記第1の検出方式及び前記第2の検出方式とは異なる第3の検出方式で、前記タッチ操作を検出し、
     前記ノブタッチ点判定部は、前記第3の検出方式での検出の結果をも用いて、前記ノブタッチ点の位置の特定を行う
     ことを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載のタッチパネル入力装置。
  18.  前記ノブタッチ点判定部は、前記ノブ指接触判定部で、前記ノブに指が接触していないと判定されているときの前記第3の検出方式での検出の結果を、前記ノブタッチ点の位置の特定に利用する
     ことを特徴とする請求項17に記載のタッチパネル入力装置。
  19.  前記第1の検出方式での検出の結果に基づいて前記ノブの動きを判定する動き判定部と、
     前記動き判定部で前記ノブが回転していると判定されているときの前記第3の検出方式での検出の結果を記憶するメモリとをさらに有し、
     前記ノブ指接触判定部は、前記第3の検出方式での検出の結果が、前記メモリに記憶されている検出の結果と同一又は類似であるときに前記ノブが手で把持されていると判断する
     ことを特徴とする請求項17に記載のタッチパネル入力装置。
  20.  前記ノブタッチ点判定部は、前記第1の検出方式での検出の結果のみならず、前記第2の検出方式での検出の結果にも基づいて、前記ノブによりタッチ操作が行われた位置をノブタッチ点として特定して、該ノブタッチ点に関するタッチ情報を出力する
     ことを特徴とする請求項1又は2に記載のタッチパネル入力装置。
  21.  前記ノブ指接触判定部は、前記タッチ情報及び前記第2の検出方式での検出の結果のみならず、前記第1の検出方式での検出の結果にも基づき、前記ノブに指が接触しているか否かを判定する
     ことを特徴とする請求項20に記載のタッチパネル入力装置。
  22.  前記第1の検出方式及び前記第2の検出方式を含む複数の検出方式のうちの2つ以上の検出方式を順に選択する検出方式選択部を更に有し、
     前記タッチ検出部は、前記検出方式選択部で順に選択された検出方式で前記タッチパネルへの検出対象の接触又は接近を検出し、当該検出対象の特定及び当該検出対象の状態についての判定の少なくとも一方を行う
     ことを特徴とする請求項1から21のいずれか1項に記載のタッチパネル入力装置。
  23.  前記検出方式選択部は、前記複数の検出方式の各々での検出の結果の履歴から、前記タッチパネルに接触又は接近する可能性のある複数の検出対象のいずれをも検出し、判別することができる、2以上の検出方式の組み合わせを決定し、決定した組み合わせを構成する2以上の検出方式を順に選択する
     ことを特徴とする請求項22に記載のタッチパネル入力装置。
  24.  前記複数の検出対象が前記ノブを含み、
     前記ノブタッチ点判定部及び前記ノブ指接触判定部で行われる判定の方法を機械学習により調整する評価部をさらに有する
     ことを特徴とする請求項23に記載のタッチパネル入力装置。
  25.  前記評価部は、
     前記複数の検出方式での検出での検出の結果を入力値とし、
     前記ノブタッチ点判定部でのノブタッチ点の位置の特定の結果、及び前記ノブ指接触判定部での前記ノブに指が接触しているか否かの判定の結果を出力値とし、
     実際にタッチパネルに接触又は接近している検出対象が既知の場合の前記検出の結果及び前記判定の結果を教師信号として前記機械学習を行う
     ことを特徴とする請求項24に記載のタッチパネル入力装置。
  26.  入力操作用のノブを載置可能で、前記ノブ又は他の操作オブジェクトによりタッチ操作が行われるタッチパネルに対するタッチ操作を、互いに異なる第1の検出方式及び第2の検出方式で検出し、
     前記第1の検出方式での検出の結果に基づき、前記ノブによりタッチ操作が行われた位置をノブタッチ点として特定して、該ノブタッチ点に関するタッチ情報を出力し、
     前記タッチ情報と、前記第2の検出方式での検出の結果とに基づき、前記ノブに指が接触しているか否かを判定する
     ことを特徴とするタッチパネル入力方法。
  27.  請求項26に記載のタッチパネル入力方法における処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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