JP2008165575A - タッチパネル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のタッチパネル装置では、２点押しをしても２点間の重心位置１点のみの検出となり、異なる２点位置の検出ができず、異なる２点位置の検出を利用した機能向上が図れない。
【解決手段】指やペン等が接触したことを検知するタッチパネル部と、タッチパネル部で得られた情報から接触位置の座標を検出する座標検出部と、指やペン等が２点で接触した場合に、座標検出部の情報を基に２点の接触座標位置を推定する接触位置推定部と、接触位置推定部から得られた情報に基づき予め定められた処理を行う制御部と、各種データを格納する記憶部とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は指/ペン等の接触子で入力が可能なタッチパネル装置に関し、特に静電センサと感圧センサ等、異なるセンシング情報を用いて2点の同時押しを検出し、これを活用して操作性を向上させる技術に関する。

装置の小型化などにより、入力/表示一体型のタッチパネル式入力装置が様々なところで活用されるようになってきた。従来、指やペンによる入力を検知するタッチパネルの代表的なものには抵抗膜方式、静電容量方式などがある。抵抗膜方式とはスペーサを挟んで抵抗膜を配置し、タッチパネルが所定圧力以上で強く押された際に、抵抗膜同士が接触することで抵抗値の変化を検知し、押された位置を検出するものである。また、静電容量方式はタッチパネル全面に微弱な電流を流して電界を形成し、指等の導電体が軽く触れた場合の静電容量値の変化を検知し、接触位置を検出するものである。

また、タッチパネル機能の高度化に関する検討もされている。例えば特開平６−３５５９６公報「一体形成型センサプレート」では、抵抗膜方式パネルの上に静電容量方式のパネルを形成するもの、あるいは強圧センサの上に弱圧センサを形成する方法について開示されている。

上記特開平６−３５５９６号公報に示された従来例について図６を用いて簡単に説明する。
図６は感圧静電一体形成型センサプレートの断面図を示したものである。図において、１は第１プレート、２は第１スペース、３は第２プレートである。また、1aはガラス、1bは抵抗膜、2aはスペーサ、3aは抵抗膜、3bはフィルム、3cは抵抗膜であり、ガラス1a、抵抗膜1bで第１プレート１を、スペーサ2aで第１スペース２を、抵抗膜3a、フィルム3b、抵抗膜3cで第２プレート３を形成している。

上記のように構成することで、スペーサ2aを挟んで配置された抵抗膜1bと3aが感圧センサ（一定の圧力で押下げられた場合に抵抗膜同士が接触することで抵抗値が変化し、これを検知して押下げ位置を検出する）として働き、抵抗膜3cが静電センサ（指で軽く触れた場合に静電容量値の変化を検知し接触位置を検出する）として働く。

本装置を使うことにより、例えば指等がタッチパネル面に軽く接している状態を静電センサで検知し、強く押下げられている状態を感圧センサで検知することで、マウスのエミュレーション（例えば軽く接している場合はマウスの移動、強く押下げた場合にマウスのクリック等）を実現できるという、高機能化に関する内容が開示されている。

特開平６−３５５９６号公報

タッチパネルの高機能化を考えたとき、例えば、通常のキーボードにあるように、特定のキーを入力する際に、単独でキーを押した場合は英小文字が入力され、Ｓｈｉｆｔキーを押しながら特定のキーを同時に押した場合は英大文字が入力されるといったように、２点を押したことを利用した機能向上は従来技術では実現することができない。

通常の抵抗膜方式のタッチパネル単独、あるいは静電容量方式のタッチパネル単独の場合、指等の接触が発生した場合、パネル全面に対する抵抗値変化、静電容量変化を検出し、その値から接触位置を１点検出する方式となっている。このため、指等が２点で接触すると、２点分の抵抗値変化、静電容量変化を基に接触位置を求めるため、その重心位置が接触点として検出されてしまう。このため２点の位置を検出することができないのである。

また、従来例で引用した文献では、静電センサと感圧センサを用いることで、軽い接触と、強い押下げの2種類の押し方を区別し、それぞれで異なった処理を行うことで機能を向上させる点しか記載されておらず、2点を押した位置を検出して機能を向上する点については開示されていない。

本発明は、係る問題点を解決するためになされたもので、タッチパネル装置において同時に押した２点の位置を検出し、この情報を用いて機能向上を実現することを目的とする。

本発明に係るタッチパネル装置は、
指やペン等の接触子が接触したことを検知するタッチパネル部と、
前記タッチパネル部から得られた情報から接触位置の座標を検出する座標検出部と、
指やペン等の接触子が２点で接触した場合に、前記座標検出部の情報を基に２点の接触座標位置を推定する接触位置推定部と、
前記接触位置推定部から得られた情報に基づき予め定められた処理を行う制御部と、
各種データを格納する記憶部とからなる。

本発明に係るタッチパネル装置によれば、
タッチパネル部から得られた情報から接触位置の座標を検出する座標検出部と、指やペン等の接触子が２点で接触した場合に、前記座標検出部の情報を基に２点の接触座標位置を推定する接触位置推定部を備えているので、従来できなかったタッチパネル上での２点押しの位置検出を可能とし、これにより２点押しによる複雑な処理が可能となり、該タッチパネルを採用する機器の機能向上を図ることができる。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について図を用いて説明する。
図１は本実施の形態の概略構成図である。図１で８はタッチパネル部である。１はタッチパネル部８に導体である指やペン等の接触子が接触した際に、静電容量値の変化を検出する静電センサ部である。２はタッチパネル部８に指やペン等の接触子で所定値以上の圧力をかけた場合に接触点による抵抗値変化を検出する感圧センサ部である。

３は静電サンセ部１から得られた静電容量値の変化を基に接触位置の座標を検出する静電容量値座標検出部である。４は感圧センサ部２から得られた抵抗値変化を基に押下げ位置の座標を検出する抵抗値座標検出部である。５は静電容量値座標検出部３と抵抗値座標検出部４から得られた各座標値の情報から、２点押しの位置を推定する接触位置推定部である。６は全体を制御する制御部である。７は各種データを記憶する記憶部である。

図２は本実施の形態の概略処理フロー図である。
図３は本実施の形態における指入力の動作を示した図であり、静電センサ部１と感圧センサ部２の上から指を接触させた場合の状態を示した模式図である。この中で、１０は静電センサ、１１は感圧センサを示したものである。１２は静電センサ１０に指が接触したことで生じた静電容量値変化を基に静電容量値座標検出部３によって求められた接触位置である。１３は指を接触させたことにより感圧センサ１１で得られた抵抗値変化を基に抵抗値座標検出部４によって求められた接触位置である。

図４は図３に対して別のもう１本の指を接触させ、２本の指で異なる箇所を接触させた状態を示した模式図である。１４は２本の指で異なる箇所を接触させたことによる静電容量値変化を基に静電容量値座標検出部３が求めた接触位置である。
図５は指等接触子の接触による入力があった場合に、接触が検知された領域毎にどのような処理を行うかを定義したデータであり、２０は処理定義データ、２１は領域１の範囲を示すＸ，Ｙ座標情報を記載した領域情報、２２は領域１の範囲に接触があった場合の処理内容、２３は領域２の領域情報、２４はある条件下で領域２に接触があった場合の処理内容、２５は別の条件下で領域２に接触があった場合の処理内容である。

次に、図１〜図５を用いて本実施の形態の動作を説明する。
図３に示すように、利用者がタッチパネルの特定位置を指により所定圧力以上で押下げした場合を考える。まず、指の接触により静電センサ部１の静電センサ１０で静電容量変化を検出する。静電容量値座標検出部３は静電容量値変化の情報を基に、接触位置の座標値（図３の１２）を求める（図２のステップＳ１）。

次に指の押下げによる抵抗値の変化を感圧サンセ部２の感圧センサ１１で検出する。抵抗値座標検出部４はこの抵抗値変化の情報を基に、押下げ位置の座標値（図３の１３）を求める（図２のステップＳ２）。

次に、接触位置推定部５は、ステップＳ１とステップＳ２で求められた接触位置座標を比較し、同一点か否かを判定する。同一点か否かの判定は、例えば両者のＸ，Ｙ座標値の差が所定の閾値以内の場合は、同一点であると判断する等により実施する。

この例では図３に示すように、指が接触した位置として、静電容量値座標検出部３で求めた位置（図３の１２）と、抵抗値座標検出部４で求めた位置（図３の１３）がほぼ同じ位置として求められ、Ｘ，Ｙ座標値の差が所定閾値範囲内であったとする。この場合、接触位置推定部５は両者を同一点であると判定する（図２のステップＳ３でＹｅｓ）。

次に、接触位置推定部５は、この点を第１の接触点として、その座標値を記憶部７の所定位置に保存・格納し（図２のステップＳ４）、再びステップＳ１にもどる。

なお、接触位置推定部５は指等が接触していない状態、すなわち静電容量値座標検出部３、及び抵抗値座標検出部４から座標値が得られなくなった場合に、入力情報がないと判断し、記憶部７に格納した第１の接触点に関するデータをクリアするものとする。

次に、図４に示すように、利用者が別の指で、第１の接触点と異なる位置を触れた場合を考える。このとき別の指の接触により静電センサ部１で静電容量変化を検出する。静電容量値座標検出部３はこれを基に、接触位置の座標を求める（図２のステップＳ１）。

ここで、静電センサは一般的に全面電極で構成されているため、指接触により生じる全体の静電容量変化を基にＸ方向，Ｙ方向毎に１箇所の接触点座標を検出する。図４の例のように２点で指が接触する場合は、これら２点の静電容量変化分を加味した全体の静電容量変化値により、その重心位置が接触点座標値（図４の１４）として検出される。

次に、図２のステップＳ２で、抵抗値座標検出部４は押下げ位置の座標を求める。第２の指が接触した時点では最初の指の接触位置のみが所定圧力以上で押下げされているため、図３の場合と同様に、図４の１３の位置が押下げ位置として得られる。

次に接触位置推定部５はステップＳ１で得られた座標値とステップＳ２で得られた座標値を比較し同一点か否かを判定する。今回の場合、ステップＳ１で得られた座標位置（図４で説明すると１４の位置）と、ステップＳ２で得られた座標位置（図４で説明すると１３の位置）が大きく異なるため図２のステップＳ３でＮｏとなり、ステップＳ５に進む。

次に接触位置推定部５は、記憶部７の内部に第１の接触点の座標値が保存されているかを判断する。今回の場合、最初の指の接触時に図２のステップＳ４にて第１の接触点を保存・格納しているためステップＳ５でＹｅｓとなりステップＳ６に進む。

接触位置推定部５は、ステップＳ１で静電容量値座標検出部３にて得られた接触位置座標値と、記憶部７に保存・格納されている第１の接触点座標値の情報を基に、第２の接触点座標値を推定する。具体的には図４に示すように第１の接触点のＸ座標をＸ１、静電容量値座標検出部３で得られた接触点のＸ座標をＸｐとすると、Ｘｐは第１の接触点と第２の接触点の重心位置となることから、以下のように第２の接触点のＸ座標値Ｘ２を求める。
Ｘ２ ＝ Ｘｐ ＋ （Ｘｐ − Ｘ１）

同様に、第１の接触点のＹ座標をＹ１、静電容量値座標検出部３で得られた接触点のＹ座標をＹｐとすると以下により第２の接触点のＹ座標値Ｙ２を求める。
Ｙ２ ＝ Ｙｐ ＋ （Ｙｐ − Ｙ１）

次に、制御部６は第１の接触位置座標と第２の接触位置座標の情報を使った処理を行う（図２のステップＳ７）。

本実施の形態では、タッチパネルの特定の領域に指等による接触があった場合の処理内容を記載したデータとして、図５に示すような内容の処理定義データが、記憶部７に格納されていたとする。

制御部６は記憶部７から図５の処理定義データ２０を読み出す。次に第１の接触点座標と第２の接触点座標の値から処理内容を決定する。

なお、本実施の形態の場合、第１の接触点のＸ，Ｙ座標値が図５の２１の領域１の範囲に含まれるものとする。また、第２の接触点のＸ，Ｙ座標値が図５の２３の領域２の範囲に含まれるものとする。

制御部６は図５の処理定義データ２０を基に処理内容を決定する。具体的には、第１の接触点が領域１に含まれるため処理内容２２を実行する。すなわちFlag1(図示しないが、記憶部７に保存)の内容をＯＮに設定する。また、第２の接触点が領域２に含まれること、及びFlag1がＯＮとなっていることから、制御部６は処理内容２５を実行する。すなわち、ここでは、文字“Ａ”を記憶部７に格納する。

このように、通常の領域２のみの１点押しでは図５の処理内容２４を実行することで文字“a“を格納するが、領域１も同時に押下げした場合は文字”Ａ“を格納する等、２点押しにより機能向上することができる。

以上、実施の形態１について説明した。
上記のような構成にすることで、従来できなかったタッチパネル上での２点押しの位置検出を可能とした。これにより２点押しによる複雑な処理が可能となり機能向上を図ることができる。

なお、本実施の形態では、タッチパネルに相当する部分を静電センサ、感圧センサを組み合わせることで異なったセンシング情報を取得するよう構成したが、例えば強い押下げによる第２の所定押下圧力を検知する強圧センサ部の上に、軽く接触したことによる第１の所定押下圧力を検知する弱圧センサを配置することで、強圧、弱圧の異なったセンシング情報を取得する構成にしても良い。

また、本実施の形態では、静電センサと感圧センサといった物理的に異なるセンサを２つ配置する構成にしたが、例えばスペーサを挟んだ抵抗膜からなるセンサに対して、抵抗値と、静電容量値の情報を取得するような検出回路とすることで、１つのセンサから異なった種類のセンシング情報を取得するようにしても良い。

本発明はタッチパネル装置の機能向上が図れ、GOT（Graphic Operation Terminal）、カーナビゲータ、携帯電話などのタッチパネルを採用した機器に利用可能で、これら機器における操作性の改善が図れる。

この発明の実施の形態１の概略構成図である。 実施の形態１の概略処理フローである。 実施の形態１におけるタッチパネルに指１本を接触させた状態の模式図である。 実施の形態１におけるタッチパネルに指２本を接触させた状態の模式図である。 入力検知された接触領域毎の処理内容定義データの説明図である。 従来の感圧静電一体形成型センサプレートの断面図である。

符号の説明

１；静電センサ部、２；感圧センサ部、３；静電容量値座標検出部、４；抵抗値座標検出部、５；接触位置推定部、６；制御部、７；記憶部、８；タッチパネル部、１０；静電センサ、１１；感圧センサ、１２；静電センサでの接触位置、１３；感圧センサでの接触位置、１４；２本の指の接触時の静電センサでの接触位置。

Claims (3)

1. 指やペン等の接触子が接触したことを検知するタッチパネル部と、
   前記タッチパネル部から得られた情報から接触位置の座標を検出する座標検出部と、
   指やペン等の接触子が２点で接触した場合に、前記座標検出部の情報を基に２点の接触座標位置を推定する接触位置推定部と、
   前記接触位置推定部から得られた情報に基づき予め定められた処理を行う制御部と、
   各種データを格納する記憶部と、
   を備えるタッチパネル装置。
2. 前記タッチパネル部は、
   静電容量変化を検知可能な静電センサ部と、抵抗値変化を検出可能な感圧センサ部を備え、
   前記座標検出部は静電センサ部の静電容量値から座標を検出する静電容量値座標検出部と、感圧センサ部の抵抗値から座標を検出する抵抗値座標検出部とを備えることを特徴とする請求項１記載のタッチパネル装置。
3. 前記タッチパネル部は、
   軽い接触による第１の所定押下圧力を検知可能な弱感圧センサ部と、強い押下げによる第２の所定押下圧力を検知可能な強感圧センサ部を備え、
   前記座標検出部は、第１の所定押下圧力値の情報を基に座標を検出する弱圧値座標検出部と、第２の所定押下圧力値の情報から座標を検出する強圧値座標検出部とを備えることを特徴とする請求項１記載のタッチパネル装置。

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