特許 5974745 タッチパネル入力装置、タッチ入力方法及びタッチ入力制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5974745

(24)【登録日】2016年7月29日

(45)【発行日】2016年8月23日

(54)【発明の名称】タッチパネル入力装置、タッチ入力方法及びタッチ入力制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20160809BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 520

   G06F3/041 580

【請求項の数】10

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-198992(P2012-198992)

(22)【出願日】2012年9月10日

(65)【公開番号】特開2014-52988(P2014-52988A)

(43)【公開日】2014年3月20日

【審査請求日】2015年4月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099885

【弁理士】

【氏名又は名称】高田 健市

(74)【代理人】

【識別番号】100071168

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 久義

(74)【代理人】

【識別番号】100109911

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義仁

(72)【発明者】

【氏名】船川 尚孝

【審査官】 笠田 和宏

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００５０１８０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２３９４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１５２６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２９０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２２１２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７１８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２１１３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０８９９８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−１４６９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０９８８２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６４０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１８８１９８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

ＩＰＣ Ｇ０６Ｆ ３／０１− ３／０４８９

Ｈ０３Ｍ １１／０４−１１／２４

Ｈ０４Ｍ １／００

１／２４− １／８２

９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

指ないしはペンで接触操作されるタッチパネルの画面に添って配置された複数の電極によって、前記指ないしはペンが近接したときの静電容量の変化を検出することにより、該指ないしはペンの近接位置を検出する近接位置検出手段と、
前記近接位置検出手段により検出された指ないしはペンの近接位置において、前記電極により検出された静電容量レベルが予め設定したしきい値を超えるか否かにより、指ないしはペンの接触の有無を判断する接触判断手段と、
前記近接位置検出手段により検出された指ないしはペンの近接位置に応じて、前記しきい値を変更可能に設定するしきい値制御手段と、
を備え、
前記近接位置検出手段により複数の近接位置が検出された場合、前記しきい値制御手段は、前記検出された近接位置の数が多い場合は少ない場合よりも小さいしきい値を設定することを特徴とするタッチパネル入力装置。

【請求項2】

前記近接位置検出手段は、前記近接位置とともに近接面積を検出し、
前記接触判断手段により接触無しと判断された場合、前記近接位置検出手段で検出された近接面積が所定のサイズ以上であれば、前記しきい値制御手段はしきい値を小さい値に変更し、前記接触判断手段は接触の有無を再判断する請求項１に記載のタッチパネル入力装置。

【請求項3】

前記近接位置検出手段は、前記近接位置とともに近接面積を検出し、かつ前記接触判断手段により接触有りと判断された後も継続して指ないしはペンの近接位置検出及び近接面積検出を行い、
前記検出された近接面積が所定面積以上であれば、しきい値制御手段はしきい値の可変設定を中止する請求項１に記載のタッチパネル入力装置。

【請求項4】

指ないしはペンで接触操作されるタッチパネルの画面に添って配置された複数の電極によって、前記指ないしはペンが近接したときの静電容量の変化を検出することにより、該指ないしはペンの近接位置を検出する近接位置検出手段と、
前記近接位置検出手段により検出された指ないしはペンの近接位置において、前記電極により検出された静電容量レベルが予め設定したしきい値を超えるか否かにより、指ないしはペンの接触の有無を判断する接触判断手段と、
前記近接位置検出手段により検出された指ないしはペンの近接位置に応じて、前記しきい値を変更可能に設定するしきい値制御手段と、
を備え、
前記近接位置検出手段は、前記近接位置とともに近接面積を検出し、
前記接触判断手段により接触無しと判断された場合、前記近接位置検出手段で検出された近接面積が所定のサイズ以上であれば、前記しきい値制御手段はしきい値を小さい値に変更し、前記接触判断手段は接触の有無を再判断することを特徴とするタッチパネル入力装置。

【請求項5】

前記しきい値制御手段は、前記近接位置検出手段により検出された近接位置がタッチパネルの画面上部である場合のしきい値よりも、タッチパネルの画面下部である場合のしきい値が小さくなるように、しきい値を設定する請求項４に記載のタッチパネル入力装置。

【請求項6】

前記近接位置検出手段は、前記接触判断手段により接触有りと判断された後も継続して指ないしはペンの近接位置検出を行い、近接位置が変化する場合には、前記しきい値制御手段は、近接位置がタッチパネルの画面上部である場合のしきい値よりも、タッチパネルの画面下部である場合のしきい値が小さくなるように、しきい値を設定する請求項４または５に記載のタッチパネル入力装置。

【請求項7】

前記タッチパネルは垂直面に対する傾斜角度が可変に構成され、
前記しきい値制御手段は、前記近接位置検出手段により検出された近接位置がタッチパネルの画面上部である場合のしきい値よりも、タッチパネルの画面下部である場合のしきい値が小さくなるようにしきい値を設定するとともに、前記タッチパネルの傾斜角度に応じて異なるしきい値を設定する請求項４〜６のいずれかに記載のタッチパネル入力装置。

【請求項8】

指ないしはペンで接触操作されるタッチパネルの画面に添って配置された複数の電極によって、前記指ないしはペンが近接したときの静電容量の変化を検出することにより、該指ないしはペンの近接位置を検出する近接位置検出ステップと、
前記近接位置検出ステップにおいて検出された指ないしはペンの近接位置において、前記電極により検出された静電容量レベルが予め設定したしきい値を超えるか否かにより、指ないしはペンの接触の有無を判断する接触判断ステップと、
前記近接位置検出ステップにおいて検出された指ないしはペンの近接位置に応じて、前記しきい値を変更可能に設定するしきい値制御ステップと、
を備え、
前記近接位置検出ステップにより複数の近接位置が検出された場合、前記しきい値制御ステップでは、前記検出された近接位置の数が多い場合は少ない場合よりも小さいしきい値を設定することを特徴とするタッチパネル入力装置におけるタッチ入力方法。

【請求項9】

指ないしはペンで接触操作されるタッチパネルの画面に添って配置された複数の電極によって、前記指ないしはペンが近接したときの静電容量の変化を検出することにより、該指ないしはペンの近接位置を検出する近接位置検出ステップと、
前記近接位置検出ステップにおいて検出された指ないしはペンの近接位置において、前記電極により検出された静電容量レベルが予め設定したしきい値を超えるか否かにより、指ないしはペンの接触の有無を判断する接触判断ステップと、
前記近接位置検出ステップにおいて検出された指ないしはペンの近接位置に応じて、前記しきい値を変更可能に設定するしきい値制御ステップと、
を、タッチパネル入力装置のコンピュータに実行させ、
前記近接位置検出ステップにより複数の近接位置が検出された場合、前記しきい値制御ステップでは、前記検出された近接位置の数が多い場合は少ない場合よりも小さいしきい値を設定する処理を前記コンピュータに実行させるためのタッチ入力制御プログラム。

【請求項10】

指ないしはペンで接触操作されるタッチパネルの画面に添って配置された複数の電極によって、前記指ないしはペンが近接したときの静電容量の変化を検出することにより、該指ないしはペンの近接位置を検出する近接位置検出ステップと、
前記近接位置検出ステップにより検出された指ないしはペンの近接位置において、前記電極により検出された静電容量レベルが予め設定したしきい値を超えるか否かにより、指ないしはペンの接触の有無を判断する接触判断ステップと、
前記近接位置検出ステップにより検出された指ないしはペンの近接位置に応じて、前記しきい値を変更可能に設定するしきい値制御ステップと、
を備え、
前記近接位置検出ステップでは、前記近接位置とともに近接面積を検出し、
前記接触判断ステップにより接触無しと判断された場合、前記近接位置検出ステップで検出された近接面積が所定のサイズ以上であれば、前記しきい値制御ステップではしきい値を小さい値に変更し、前記接触判断ステップでは接触の有無を再判断することを特徴とするタッチ入力方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、例えば多機能デジタル複合機であるＭＦＰ（Multi Function Peripherals) 等に用いられるタッチパネル入力装置、タッチ入力方法及びタッチ入力制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、前記ＭＦＰ等では、機器本体の操作パネル部に、液晶タッチパネル等を有するタッチパネル入力装置が配備されており、例えば操作者が装置設定を行う場合等には、このタッチパネル入力装置の画面を指やペンでタッチ操作するようになっている。

【0003】

従来、タッチパネルの画面に対して操作者が指でタッチ操作する際、その操作に伴って変化する静電容量がしきい値を超えたピーク値で指のタッチを検出し、その後の検出レベルの変動に応じて、しきい値を変更するようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−１２８７５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、ＭＦＰ等における操作パネル部は、携帯端末と異なり、機器本体に固定されているので、操作者が前記タッチパネルの画面を指でタッチ操作して装置設定等を行なう場合、必ずしもタッチパネルの画面を正面から操作できるとは限らず、タッチパネルの画面のタッチ位置によって操作する指の角度が違うため、該画面に対する指先の接触面積が違ってくる。

【0006】

とくに、スクロール等を行なう場合のように、指の移動距離が大きい場合には、指先の接触面積に顕著な変化が起きることもある。この時タッチパネルのしきい値によっては、操作位置による指の接触面積の違いにより、指のタッチ検出が的確に行なえないといった問題がある。

【0007】

さらに、タッチパネルの画面に対する指の操作角度が同一であっても、タッチパネルの画面に表示されるキーサイズが小さい場合は、操作者は、表示されるキーを指の先で押そうとするため、タッチパネルの画面に対する指の接触面積が小さくなり、このような場合でも、タッチ検出が的確に行なえないことがある。

【0008】

また、前述の特許文献１に記載の技術においては、あくまでも指のタッチを一旦検出した後に、検出レベルの変動に応じてしきい値を変えるため、タッチパネルの画面に対して指で操作しにくい位置では、最初のタッチ検出レベルが小さくて指の検出が行なえないおそれもある。

【0009】

この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、指ないしはペンでタッチパネルをタッチ操作する際のタッチ検出ミスの発生を抑制でき、タッチ入力が確実に行なえるタッチパネル入力装置を提供し、さらにはタッチ入力方法及びタッチ入力制御プログラムを提供することを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題は、以下の手段によって解決される。
（１）指ないしはペンで接触操作されるタッチパネルの画面に添って配置された複数の電極によって、前記指ないしはペンが近接したときの静電容量の変化を検出することにより、該指ないしはペンの近接位置を検出する近接位置検出手段と、前記近接位置検出手段により検出された指ないしはペンの近接位置において、前記電極により検出された静電容量レベルが予め設定したしきい値を超えるか否かにより、指ないしはペンの接触の有無を判断する接触判断手段と、前記近接位置検出手段により検出された指ないしはペンの近接位置に応じて、前記しきい値を変更可能に設定するしきい値制御手段と、を備え、前記近接位置検出手段により複数の近接位置が検出された場合、前記しきい値制御手段は、前記検出された近接位置の数が多い場合は少ない場合よりも小さいしきい値を設定することを特徴とするタッチパネル入力装置。
（２）前記近接位置検出手段は、前記近接位置とともに近接面積を検出し、前記接触判断手段により接触無しと判断された場合、前記近接位置検出手段で検出された近接面積が所定のサイズ以上であれば、前記しきい値制御手段はしきい値を小さい値に変更し、前記接触判断手段は接触の有無を再判断する前項１に記載のタッチパネル入力装置。
（３）前記近接位置検出手段は、前記近接位置とともに近接面積を検出し、かつ前記接触判断手段により接触有りと判断された後も継続して指ないしはペンの近接位置検出及び近接面積検出を行い、前記検出された近接面積が所定面積以上であれば、しきい値制御手段はしきい値の可変設定を中止する前項１に記載のタッチパネル入力装置。
（４）指ないしはペンで接触操作されるタッチパネルの画面に添って配置された複数の電極によって、前記指ないしはペンが近接したときの静電容量の変化を検出することにより、該指ないしはペンの近接位置を検出する近接位置検出手段と、前記近接位置検出手段により検出された指ないしはペンの近接位置において、前記電極により検出された静電容量レベルが予め設定したしきい値を超えるか否かにより、指ないしはペンの接触の有無を判断する接触判断手段と、前記近接位置検出手段により検出された指ないしはペンの近接位置に応じて、前記しきい値を変更可能に設定するしきい値制御手段と、を備え、前記近接位置検出手段は、前記近接位置とともに近接面積を検出し、前記接触判断手段により接触無しと判断された場合、前記近接位置検出手段で検出された近接面積が所定のサイズ以上であれば、前記しきい値制御手段はしきい値を小さい値に変更し、前記接触判断手段は接触の有無を再判断することを特徴とするタッチパネル入力装置。
（５）前記しきい値制御手段は、前記近接位置検出手段により検出された近接位置がタッチパネルの画面上部である場合のしきい値よりも、タッチパネルの画面下部である場合のしきい値が小さくなるように、しきい値を設定する前項４に記載のタッチパネル入力装置。
（６）前記近接位置検出手段は、前記接触判断手段により接触有りと判断された後も継続して指ないしはペンの近接位置検出を行い、近接位置が変化する場合には、前記しきい値制御手段は、近接位置がタッチパネルの画面上部である場合のしきい値よりも、タッチパネルの画面下部である場合のしきい値が小さくなるように、しきい値を設定する前項４または５に記載のタッチパネル入力装置。
（７）前記タッチパネルは垂直面に対する傾斜角度が可変に構成され、前記しきい値制御手段は、前記近接位置検出手段により検出された近接位置がタッチパネルの画面上部である場合のしきい値よりも、タッチパネルの画面下部である場合のしきい値が小さくなるようにしきい値を設定するとともに、前記タッチパネルの傾斜角度に応じて異なるしきい値を設定する前項４〜６のいずれかに記載のタッチパネル入力装置。
（８）指ないしはペンで接触操作されるタッチパネルの画面に添って配置された複数の電極によって、前記指ないしはペンが近接したときの静電容量の変化を検出することにより、該指ないしはペンの近接位置を検出する近接位置検出ステップと、前記近接位置検出ステップにおいて検出された指ないしはペンの近接位置において、前記電極により検出された静電容量レベルが予め設定したしきい値を超えるか否かにより、指ないしはペンの接触の有無を判断する接触判断ステップと、前記近接位置検出ステップにおいて検出された指ないしはペンの近接位置に応じて、前記しきい値を変更可能に設定するしきい値制御ステップと、を備え、前記近接位置検出ステップにより複数の近接位置が検出された場合、前記しきい値制御ステップでは、前記検出された近接位置の数が多い場合は少ない場合よりも小さいしきい値を設定することを特徴とするタッチパネル入力装置におけるタッチ入力方法。
（９）指ないしはペンで接触操作されるタッチパネルの画面に添って配置された複数の電極によって、前記指ないしはペンが近接したときの静電容量の変化を検出することにより、該指ないしはペンの近接位置を検出する近接位置検出ステップと、 前記近接位置検出ステップにおいて検出された指ないしはペンの近接位置において、前記電極により検出された静電容量レベルが予め設定したしきい値を超えるか否かにより、指ないしはペンの接触の有無を判断する接触判断ステップと、前記近接位置検出ステップにおいて検出された指ないしはペンの近接位置に応じて、前記しきい値を変更可能に設定するしきい値制御ステップと、 を、タッチパネル入力装置のコンピュータに実行させ、前記近接位置検出ステップにより複数の近接位置が検出された場合、前記しきい値制御ステップでは、前記検出された近接位置の数が多い場合は少ない場合よりも小さいしきい値を設定する処理を前記コンピュータに実行させるためのタッチ入力制御プログラム。
（１０）指ないしはペンで接触操作されるタッチパネルの画面に添って配置された複数の電極によって、前記指ないしはペンが近接したときの静電容量の変化を検出することにより、該指ないしはペンの近接位置を検出する近接位置検出ステップと、前記近接位置検出ステップにより検出された指ないしはペンの近接位置において、前記電極により検出された静電容量レベルが予め設定したしきい値を超えるか否かにより、指ないしはペンの接触の有無を判断する接触判断ステップと、前記近接位置検出ステップにより検出された指ないしはペンの近接位置に応じて、前記しきい値を変更可能に設定するしきい値制御ステップと、を備え、前記近接位置検出ステップでは、前記近接位置とともに近接面積を検出し、前記接触判断ステップにより接触無しと判断された場合、前記近接位置検出ステップで検出された近接面積が所定のサイズ以上であれば、前記しきい値制御ステップではしきい値を小さい値に変更し、前記接触判断ステップでは接触の有無を再判断することを特徴とするタッチ入力方法。

【発明の効果】

【0011】

前項（１）に記載の発明によれば、指ないしはペンで接触操作されるタッチパネルの画面に添って配置された複数の電極によって、前記指ないしはペンが近接したときの静電容量の変化を検出することにより、該指ないしはペンの近接位置が検出され、この検出された近接位置において、前記電極により検出された静電容量レベルが予め設定したしきい値を超えるか否かにより、指ないしはペンの接触の有無が判断される。

【0012】

この時、接触の有無の判断基準となる前記しきい値が、前記検出された指ないしはペンの近接位置に応じて可変設定され、例えば接触面積が小さくなるような位置ではしきい値が小さく設定されるので、タッチ検出ミスの発生を抑制でき、タッチ入力を確実に行なえるタッチパネル入力装置となし得る。また、複数の近接位置が検出された場合は、検出された近接位置の数が多い場合は少ない場合よりも小さいしきい値が設定されるので、ピンチやローテション等のように例えば２本指でタッチ操作する場合に、タッチ力が分散しても、しきい値を小さく設定することでタッチ検出を確実に行なうことができる。

【0013】

前項（２）に記載の発明によれば、接触無しと判断された場合、近接位置検出手段で検出された近接面積が所定のサイズ以上であれば、しきい値制御手段はしきい値を変更し、接触判断手段により接触の有無が再判断されるので、例えば、指よりも誘電率の低く、十分な静電容量が得られないペンで操作したような場合でも、タッチ検出を確実に行なうことができる。

【0014】

前項（３）に記載の発明によれば、近接位置とともに近接面積を検出し、かつ接触判断手段により接触有りと判断された後も継続して指ないしはペンの近接位置検出及び近接面積検出を行い、前記検出された近接面積が所定面積以上であれば、しきい値の可変設定を行う必要がないので、中止される。

【0015】

前項（４）に記載の発明によれば、指ないしはペンで接触操作されるタッチパネルの画面に添って配置された複数の電極によって、前記指ないしはペンが近接したときの静電容量の変化を検出することにより、該指ないしはペンの近接位置が検出され、この検出された近接位置において、前記電極により検出された静電容量レベルが予め設定したしきい値を超えるか否かにより、指ないしはペンの接触の有無が判断される。この時、接触の有無の判断基準となる前記しきい値が、前記検出された指ないしはペンの近接位置に応じて可変設定され、例えば接触面積が小さくなるような位置ではしきい値が小さく設定されるので、タッチ検出ミスの発生を抑制でき、タッチ入力を確実に行なえるタッチパネル入力装置となし得る。また、接触無しと判断された場合、近接位置検出手段で検出された近接面積が所定のサイズ以上であれば、しきい値制御手段はしきい値を変更し、接触判断手段により接触の有無が再判断されるので、例えば、指よりも誘電率の低く、十分な静電容量が得られないペンで操作したような場合でも、タッチ検出を確実に行なうことができる。

【0016】

前項（５）に記載の発明によれば、近接位置検出手段により検出された近接位置がタッチパネルの画面上部である場合のしきい値よりも、タッチパネルの画面下部である場合のしきい値が小さくなるように、しきい値が設定されるので、操作者がタッチパネルの画面下部側を指の先で操作して接触面積が小さい状態でも、タッチ検出を確実に行うことができる。

【0017】

前項（６）に記載の発明によれば、接触判断手段により接触有りと判断された後も継続して指ないしはペンの近接位置検出が行われ、近接位置が変化する場合には、近接位置がタッチパネルの画面上部である場合のしきい値よりも、タッチパネルの画面下部である場合のしきい値が小さくなるように、しきい値が設定されるので、例えばタッチ操作が連続するスクロール操作時において、タッチパネルの画面下部側でも上部側と同様にタッチ検出を確実に行うことができる。

【0018】

前項（７）に記載の発明によれば、タッチパネルが一定の角度で設置されている場合に、タッチパネルの画面下部側でも、上部側と同様にタッチ検出を確実に行うことができる。さらに、タッチパネルの傾斜角度に応じて異なるしきい値が設定されるので、例えば傾斜角度が大きければ、タッチパネルの画面下部側でのしきい値が傾斜角度が小さい場合に比べて一層小さくなるように設定され、このため傾斜角度の大小に係わらず、タッチ検出を確実に行うことができる。

【0019】

前項（８）に記載の発明によれば、複数の近接位置が検出された場合は、検出された近接位置の数が多い場合は少ない場合よりも小さいしきい値が設定されるので、ピンチやローテション等のように例えば２本指でタッチ操作する場合に、タッチ力が分散しても、しきい値を小さく設定することでタッチ検出を確実に行なうことができる。

【0020】

前項（９）に記載の発明によれば、接触の有無の判断基準となるしきい値を、検出された指ないしはペンの近接位置に応じて可変設定し、複数の近接位置を検出した場合は、検出した近接位置の数が多い場合は少ない場合よりも小さいしきい値を設定する処理を、タッチパネル入力装置のコンピュータに実行させることができる。

【0021】

前項（１０）に記載の発明によれば、接触無しと判断された場合、近接位置検出手段で検出された近接面積が所定のサイズ以上であれば、しきい値制御手段はしきい値を変更し、接触判断手段により接触の有無が再判断されるので、例えば、指よりも誘電率の低く、十分な静電容量が得られないペンで操作したような場合でも、タッチ検出を確実に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】この発明の一実施形態に係るタッチパネル入力装置の構成を示すブロック図である。

【図2】スキャン回路により指の近接位置と面積を検出する方法の説明図である。

【図3】タッチパネルの画面に対する指の接触と検出との関係の説明図である。

【図4】タッチパネルの画面が一定の高さ、角度に固定されている場合における指の操作位置と指の接触検出との関係を示す図である。

【図5】タッチパネルが一定の高さ、角度に固定されている場合における指の操作位置と指の接触検出の説明図である。

【図6】（Ａ）はタッチパネルの画面としきい値の設定値を決める領域を示す図、（Ｂ）はタッチパネルの画面の上下方向の領域毎にしきい値を変えて制御する方法の説明図である。

【図7】タッチパネルの画面を操作する操作者の指（ないしはペン）の接触判断の処理の流れを示すフローチャートである。

【図8】角度が可変に構成されたタッチパネルの角度と該タッチパネルの画面を操作する指の接触の関係を示す図である。

【図9】タッチパネルの角度情報を反映した時の操作位置としきい値設定との関係を示す図である。

【図10】タッチパネルに画面に表示されるキーのサイズに応じてしきい値を可変する例の説明図である。

【図11】キーサイズに応じて指の接触面積が異なる場合の説明図である。

【図12】タッチパネルの画面に表示されたキー等に対する操作方法に応じてしきい値を可変にする例の説明図である。

【図13】タッチパネルの画面を２本の指で操作する場合の接触面積の説明図である。

【図14】タッチパネルの画面に対して指で操作する場合とペンで操作する場合の各接触面積と検出静電容量値との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0024】

図１は、この発明の一実施形態に係るタッチパネル入力装置の構成を示すブロック図である。

【0025】

図１において、このタッチパネル入力装置は、タッチパネル１００と、スキャン回路２００と、しきい値制御部２０１と、接触判断部２０２と、座標検出部２０３とを備えている。

【0026】

前記タッチパネル１００は、図２に示すように、Ｘ軸方向の複数の電極Ｘ（X1〜Xn）とＹ軸方向の複数の電極Ｙ（Y1〜Yn）とによるマトリクス構成体が画面の内側に配備されており、これら電極Ｘ及びＹは、前記スキャン回路２００に接続されている。

【0027】

前記スキャン回路２００は、前記タッチパネル１００における電極Ｘと電極Ｙを順次スキャンすることにより、操作者が指Ｍ（図３）でタッチパネル１００の表面をタッチ操作する際に、その指Ｍの静電容量の変化を検出して信号を送出する。また、このスキャンによってタッチパネル１００の画面に指Ｍが接近した際の概略位置および近接面積の検出を行う。

【0028】

前記スキャン回路２００には、しきい値制御部２０１、接触判断部２０２および座標検出部２０３が接続されている。

【0029】

前記しきい値制御部２０１は、スキャン回路２００で検出した指Ｍの近接時の位置や面積の情報に基づいて、前記接触判断部２０２が接触の有無を判断する際のしきい値の可変制御を行うようになっている。

【0030】

前記接触判断部２０２は、前記スキャン回路２００で検出された指Ｍの近接位置での静電容量値を、しきい値制御部２０１で設定されたしきい値と比較して、操作者の指Mがタッチパネル１００の画面に接触したか否かの判断を行うものでである。

【0031】

前記座標検出部２０３は、接触判断部２０２で接触有りと判断された場合の接触検知信号をトリガとし、最終的には、操作者の指Ｍがタッチパネル１００の画面に接触した時の位置の算出を行うものである。

【0032】

なお、しきい値制御部２０１、接触判断部２０２および座標検出部２０３は、ＣＰＵを含むコンピュータシステムで構成されてもよい。

【0033】

図２は、スキャン回路２００により指Ｍの近接位置および面積を検出する方法の説明図である。

【0034】

図２において、前記スキャン回路２００は、タッチパネル１００における電極Ｘ（X1〜Xn）と電極Ｙ（Y1〜Yn）をそれぞれ順次スキャンし、操作者の指Ｍがタッチパネル１００の画面に近接した時の電極Ｘ，Ｙの静電容量の変化を検出するようになっている。

【0035】

この時、静電容量が変化する電極の位置に基づき、電極の個数の分解能で近接位置の概略位置検出を行う。また、静電容量が変化する電極の個数によって、近接する指Ｍの大きさ（面積）Ｓも同時に検出することが可能となる。

【0036】

図３（Ａ）〜（Ｃ）は、タッチパネル１００の画面に対する指Ｍの接触と検出との関係の説明図である。

【0037】

図３（Ａ）における左図（ａ）では、操作者がタッチパネル１００の画面を指Ｍの腹で押した状態を示している。

【0038】

指Ｍがタッチパネル１００の画面と接触する面積は、指Ｍの腹で押す場合、図３（Ｂ）の左図に示すように、比較的大きな接触面積Ｓａを得ることができ、タッチパネル１００の電極X,Yは、接触面積Ｓａに比例して比較的大きな静電容量値を検出することができる。また、指Ｍの腹がタッチパネル１００の画面に近接した時の近接面積も、接触面積と同様に大きい。

【0039】

これに対して、図３（Ａ）における右図（ｂ）では、操作者がタッチパネル１００の画面を指Ｍの先（指先）で押した場合を示している。この時、タッチパネル１００の画面と接触する面は、図３（Ｂ）の右図に示すように、比較的小さい面積Ｓｂとなり、タッチパネル１００の画面の電極で得られる静電容量値も小さい値となる。また、指Ｍの先がタッチパネル１００画面に近接した時の近接面積も、接触面積と同様に小さい。

【0040】

また、指Ｍがタッチパネル１００の画面に接触した時のみ座標検出を行うが、この時の指Ｍの接触検出は、タッチパネル１００の画面に指Ｍが接触した時に発生する静電容量値が予め設定したしきい値Ｌを超えるか否かで判断される。

【0041】

図３（Ｃ）は、検出された静電容量値のレベルを示すものであり、左図の場合には、検出された静電容量値がしきい値Ｌを超えているので、タッチパネル１００の画面に対して指Ｍが接触状態であると判断する。

【0042】

これに対して、図３（Ｃ）の右図では、静電容量値がしきい値Ｌを超えていないので、タッチパネル１００の画面に対して指Ｍが非接触状態であると判断する。

【0043】

図４は、タッチパネル１００が操作者から見て前方側が高く操作者側が低い姿勢で、一定の高さ、角度に固定されている場合における指Ｍの操作位置と指Ｍの接触検出との関係を示す図である。

【0044】

図４の右側（ａ）は、操作者がタッチパネル１００の画面上部側を押す時の指姿勢を示し、図４の左側（ｂ）は操作者がタッチパネル１００の画面下部側を押す時の指姿勢を示している。

【0045】

このようにタッチパネル１００の画面に一定の角度がある場合、操作者の手首、腕、肩などを支点Qとした場合、タッチパネル１００の画面の下部側である程、図４の左側（ｂ）に示すように、操作者は指Ｍの先側で押す操作状態となる。

【0046】

図４の右側（ａ）では、タッチパネル１００の画面の上部側に対して操作者が指Ｍの腹で押して操作できるため（指の姿勢上）、画面上部側に対する接触面積Ｓａが比較的大きくなり、結果として得られる静電容量値も大きくなる。

【0047】

図４の左側（ｂ）では、タッチパネル１００の画面の下部側に対して操作者が指Ｍの先で押して操作することになり、画面下部側に対する接触面積Ｓｂが比較的が小さくなり、得られる静電容量値は小さくなる。

【0048】

この時に、指Ｍの接触検出を行うしきい値Ｌが固定である場合、図４の右側（ａ）では、しきい値Ｌを超えた接触状態と判断するが、左側（ｂ）では、しきい値Ｌを超えないため、非接触の状態と判断される場合がある。つまり、同じ操作力でタッチパネル１００の画面を指Mを押していても、画面を押す位置や領域によっては指Mの接触を検知できない場合もあり、結果として応答性に劣ると感じてしまう。

【0049】

図５（Ａ）〜（Ｃ）は、タッチパネル１００が一定の高さ、角度に固定されている場合における指Ｍの操作位置と指Ｍの接触検出の説明図である。

【0050】

図５（Ａ）は、タッチパネル１００の画面に対して操作者が指Ｍで操作した際の接触面積を示し、図５（Ｂ）は、指Ｍの接触による検出静電容量値を示す。また、図５（Ｃ）は、指Ｍの接触判断を示す信号波形図である。

【0051】

図５（Ａ）の左側（ａ）は、操作者が指Ｍでタッチパネル１００の画面上部の領域を押す時を示し、タッチパネル１００の画面下部の領域を押す時を示している。この場合、操作者は、図４の右側（ａ）と同様に指Ｍの腹でタッチ操作できるため、タッチパネル１００の画面に対する接触面積Ｓａは比較的大きく、結果として得られる静電容量値も図５（Ｂ）の左側に示すように、大きくなる。

【0052】

一方、図５（A)の右側（ｂ）は、図４の左側（ｂ）と同様に、タッチパネル１００の画面に対して指Ｍの先での操作となるため、タッチパネル１００の画面に対する接触面積Ｓｂは小さくなり、得られる静電容量値も、図５（Ｂ）の右側に示すように、小さくなる。

【0053】

そこで、この実施形態では、指Ｍの接触検出の判断基準となるしきい値Ｌを指の近接位置情報に応じて変化させるようになっている。

【0054】

具体的には、タッチパネル１００の画面上部（ユーザから見て画面前方側）に対して下部側（ユーザから見て画面手前側）に移行する程しきい値Ｌを小さく（低く）することにより、図５（Ａ）の右側（ｂ）の状態であっても、小さな静電容量値でありながら指Mの接触が判定される。これにより、結果として、タッチパネル１００の操作位置によって検出応答性が不均一になることがなくなる。

【0055】

図６（Ａ）は、タッチパネル１００の画面としきい値Ｌの設定値を決める領域Z（Zone）を示す図であり、図６（Ｂ）は、タッチパネル１００の上下方向の領域Ｚ毎にしきい値を可変にして制御する方法の説明図である。

【0056】

図６（Ａ）において、指Ｍの近接位置の検出方法は図２で説明したように、タッチパネル１００の画面にマトリクス構成に配置される電極Ｘ，Ｙを順次スキャンし、静電容量変化のある電極から近接位置を特定するため、近接位置の分解能は電極Ｘ，Ｙの配置数によって決まる。

【0057】

図６（Ａ）に示すように、縦方向の電極Ｙがｎ個配置されている場合、縦方向では、ｎ個の領域Ｚ１，Ｚ２，・・・Ｚｎに分割することができる。指Ｍの近接時にどの領域Ｚに近接したかの情報に応じてしきい値を決定する。

【0058】

この例では、タッチパネル１００の画面最上部の領域Ｚ１が最もしきい値が大きく、最下部の領域Ｚｎが最もしきい値が小さい設定となる。その間の領域Ｚは、図６（Ｂ）に示すように、Ｚ１からＺｎまでの間で階段状となるしきい値に設定される。なお、設定されたしきい値は、しきい値テーブルとして図示しない記憶部に保存され、検出された接触位置に対応するしきい値が呼び出される。

【0059】

図７は、タッチパネル１００の画面を操作する操作者の指Ｍの接触判断の処理の流れを示すフローチャートである。なお、この処理は、しきい値制御部２０１、接触判断部２０２および座標検出部２０３が、ＣＰＵを含むコンピュータシステムで構成されている場合は、コンピュータによって実行される。

【0060】

まず、ステップＳ１では、最初に操作者の指Ｍの近接を判断するためにマトリクス電極Ｘ，Ｙのスキャンを行い、ステップＳ２では、そのスキャンによって電極Ｘ，Ｙ上に指Ｍの近接による静電容量値の変化があるか否かを判断する。

【0061】

ここで、各マトリクス電極について、静電容量変化がない場合には（ステップＳ２でＮＯ）、指Ｍの近接はないと判定し、ステップＳ１に戻ってマトリクスのスキャンを繰り返す。静電容量の変化がある場合には（ステップＳ２でＹＥＳ）、指Ｍの近接があると判定し、ステップＳ３では、静電容量の変化があった電極から指Ｍの近接位置を算出する。必要に応じて近接面積も算出する。

【0062】

ステップＳ３で指Ｍの近接位置が算出されると、ステップＳ４では、算出結果に対応するしきい値が、予め設定するしきい値設定テーブルから決定される。

【0063】

ステップＳ５では、再度、ステップＳ３で検出した近接位置の静電容量値とステップＳ４で設定したしきい値との比較を行ない、ステップＳ６では、指Ｍの接触判断を行うために、静電容量値がステップＳ４で設定したしきい値を超えているか否かを判断する。

【0064】

ステップＳ３で検出した近接位置の静電容量値がしきい値を超えている場合には（ステップＳ６でＹＥＳ）、ステップＳ７で指Ｍは接触状態にあると判定し処理を終了する。静電容量値がしきい値を超えていない場合には（ステップＳ６でＮＯ）、指Ｍは接触状態にないと判定し、ステップＳ１のマトリクス電極Ｘ，Ｙのスキャンに戻る。

【0065】

以上のような制御を行うことにより、タッチパネル１００の画面に対する指Ｍの操作角度に起因する接触面積の変動に応じてしきい値Ｌが設定されるので、指Ｍのタッチパネル１００の画面に対するタッチ検出の失敗や、スクロール中の誤リリースを防ぐことが可能となる。

【0066】

ところで、ＭＦＰ等の画像処理装置では、タッチパネル１００の角度（傾斜角度ともいう）を可変に構成したものが多くあり、その場合、しきい値の設定に対してタッチパネル１００の角度を考慮する必要がある。

【0067】

図８は、角度が可変に構成されたタッチパネル１００の角度と該タッチパネル１００の画面を操作する指Ｍの接触の関係を示す図である。

【0068】

図８において、タッチパネル１００の角度が小さい（角度ａ）状態と角度が大きい（角度ｂ）状態とでは、タッチパネル１００の画面の同じ位置を指Ｍで操作しても、その指Ｍの接触角度が異なる。つまり、タッチパネル１００の角度ｂの方が角度ａの場合よりも指Ｍの先の方で押す傾向にあり、接触面積も小さく、静電容量も小さい。このため、同じしきい値Ｌで指Ｍの接触判断を行うと、角度によっては指Ｍの接触を検出できないことが起きる。

【0069】

このため、タッチパネル１００の角度が可変できる構成のものでは、タッチパネル１００の角度情報も含めてしきい値Ｌを設定する必要がある。

【0070】

図９は、タッチパネル１００の角度情報を反映した時のタッチ位置としきい値設定との関係を示す図である。

【0071】

図９において、タッチパネル１００の角度が小さい（角度ａ）状態では、操作者の指Ｍの支点Qとなる手首や腕を移動しやすく、タッチパネル１００の画面位置による指Ｍの操作角度の変化が小さい。このため、操作位置による変化量が少ない特性αのしきい値Ｌに設定する。

【0072】

逆に、タッチパネル１００の角度が大きい（角度ｂ）状態では、タッチパネル１００の画面の上部であっても指先操作となり、接触面積も小さいので、タッチパネル１００の角度が小さい（角度ａ）状態に較べて、しきい値Ｌも相対的に小さく、かつタッチパネル１００の画面上部から下部側に至る程変化量も大きい特性βのしきい値Ｌが設定される。

【0073】

但し、タッチパネル１００の設置位置や操作者の身長等によって必ずしも上記制御が当てはまらない場合もある。よって、指Ｍの接触判断後も継続して指Ｍの近接位置と近接面積都を検出し、近接面積に変化がない場合には、前述の近接位置とタッチパネル１００の角度から算出したしきい値をデフォルト値に再設定するような制御を行ってもよい。

【0074】

なお、タッチパネル１００の角度検出は、例えば、タッチパネル１００の回動支点部の回転量を測定すること等により行えばよい。

【0075】

指Ｍの接触を検出するしきい値については、小さく設定してあれば応答は良くなるが、逆に、小さく設定し過ぎると、指Ｍが非接触状態でも接触有りと判断されたり、リリース時のリリース判断が遅れる懸念があり、指Ｍの近接面積に応じたしきい値Ｌを設定することが必要である。

【0076】

図１０は、タッチパネル１００の画面に表示されるキーのサイズに応じてしきい値を可変設定する例の説明図である。

【0077】

図１０において、タッチパネル１００の画面には、面積の大きいキーＫと面積の小さいキーｋが表示されているとする。

【0078】

この場合、大きなキーＫに対しては、操作者は、通常の画面操作と同様に指Ｍの腹を使って確実に押そうとするが、小さなキーｋは指Ｍの先で押す操作となる。このため、小さなキーｋが画面上部にある場合には、画面上部であっても指先での操作となるので、図１１に示すように、指Ｍの接触面積Ｓｂが比較的小さく、このためキーサイズに応じたしきい値が予め設定されている。

【0079】

そして、指Ｍの近接時に、近接位置と予めＧＵＩで設定されるキーＫ，ｋの位置情報を照会し、キーＫ，ｋのサイズ毎に設定されているしきい値が設定される。

【0080】

図１２は、タッチパネル１００の画面に表示されたキー等に対する操作方法に応じてしきい値を可変する例の説明図である。

【0081】

図１２において、タッチパネル１００の画面には、例えば複数のキーＫ（ｋ）が集合的に配置されているキーエリアＫＥと、ピンチやローテーション操作を行なうためのプレビューエリアＰＥと、スクロールバーＳＢとが表示されている。

【0082】

前記キーエリアＫＥについては、指１本のタップ操作を行うキーＫ（ｋ）であるので、前述したしきい値の設定を行うことにより、指Ｍの接触検出を安定的に行うことが可能となるが、プレビューエリアＰＥでは、ピンチやローテンション操作等、指Ｍ２本での操作が主体となる。

【0083】

指２本でのピンチやローテンション操作では、図１３に示すように、指Ｍの押圧力が分散するために、キーＫ（ｋ）に対する指１本のタップ操作時に比べて、各指Ｍの押圧力が少なくなり、結果として指Ｍの接触面積Ｓｂおよび近接面積が小さくなる。

【0084】

よって、このような操作を行う場合には、指Ｍの近接位置が１点か２点以上かの判断を行い、近接位置が２点以上である場合には、しきい値を下げる補正を行なって指Ｍの接触判断を行うのが良い。

【0085】

また、スクロールバーＳＢについては、接触有りと判断された後も継続して近接位置検出を行い、近接位置が変化する場合にはしきい値の可変設定を行う。

【0086】

つぎに、タッチパネル１００の画面に対してペン操作を含めた場合のしきい値の制御について説明する。

【0087】

図１４（Ａ）〜（Ｄ）は、タッチパネル１００の画面に対して指Ｍで操作する場合とペンＰで操作する場合の各接触面積と検出静電容量値との関係を示す図である。

【0088】

ペンＰの場合は、指Ｍよりも誘電率が低いので、同じ位置を同じ押圧で操作し、図１４（Ｂ）に示すように同じ接触面積Ｓａであっても、ペン操作の方が指操作に比べて電極で得られる静電容量値は小さくなる。このため、図１４（Ｂ）に示すように、指Ｍの検出位置により決定したしきい値を用いると、ペンＰで押した場合には、得られる静電容量値が小さいので、接触有りを判断できないことがある。

【0089】

このような問題に対処するために、この発明では、指M近接位置で決定したしきい値で、ペンPの接触検知ができない場合、近接面積が所定の面積以上であれば、図１４（C)に示すように、しきい値Lをしきい値Ｌ１に下げて設定したのち再度、ペンPの接触検出を行えば、図４（D)に示すように、ペンPの接触を示す信号が出力される。

【0090】

このように、指Ｍよりも誘電率の低いペン操作時でも、上記のようなしきい値の制御を行うことにより、安定した接触検出が可能となる。

【0091】

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されることはない。例えば、近接位置とともに近接面積を検出し、かつ接触有りと判断された後も継続して指ないしはペンの近接位置検出及び近接面積検出を行い、検出された近接面積が所定面積以上であれば、接触面積も大きいことが予想されしきい値の可変設定を行う必要がないものと判断して、しきい値の可変設定を中止し、一定のしきい値を適用しても良い。

【符号の説明】

【0092】

１００・・・タッチパネル
２００・・・スキャン手段
２０１・・・しきい値制御部
２０２・・・接触判断部
ａ，ｂ・・・角度
Ｋ，ｋ・・・キー
Ｌ，L１・・しきい値
Ｍ・・・指
Ｐ・・・ペン
ステップＳａ，ステップＳｂ・・・面積
Ｘ（X1〜Xn) , Ｙ（Y1〜yn) ・・・電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】