特許 6291340 タッチ入力装置および入力検出方法

(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】6291340

(24)【登録日】2018年2月16日

(45)【発行日】2018年3月14日

(54)【発明の名称】タッチ入力装置および入力検出方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20180305BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 602

【請求項の数】8

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2014-96182(P2014-96182)

(22)【出願日】2014年5月7日

(65)【公開番号】特開2015-215640(P2015-215640A)

(43)【公開日】2015年12月3日

【審査請求日】2017年4月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】593059773

【氏名又は名称】富士ソフト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000279

【氏名又は名称】特許業務法人ウィルフォート国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】下村 智範

(72)【発明者】

【氏名】安江 令子

【審査官】 円子 英紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２４４２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２１８４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０６５０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１２６９９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１０５４１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パネルと、
前記パネルの複数の位置を夫々支持する複数の力センサと、
前記複数の力センサを支持する筐体と、
前記複数の力センサの出力に基づいて、前記複数の力センサに加わる力を示す複数の測定値を夫々検出し、前記複数の測定値に基づいて前記押圧の力を示す押圧力を算出し、前記複数の測定値及び前記複数の位置に基づいて前記パネルの表面における前記押圧の位置を示す押圧座標を算出し、前記押圧力が前記押圧座標に加わるとの仮定の下、前記押圧力、前記押圧座標、及び前記複数の位置に基づいて、前記複数の力センサに加わる力を夫々示す複数の推定値を算出し、前記複数の測定値及び前記複数の推定値に基づいて、前記パネルの変形の状態を認識する演算部と、
を備えるタッチ入力装置。

【請求項2】

前記演算部は、前記複数の測定値と前記複数の推定値との差を夫々示す複数の差分値を算出し、前記複数の差分値に基づいて、前記押圧力の原因が前記押圧であるか否かを判定し、前記押圧力の原因が前記押圧でないと判定された場合、前記複数の差分値の符号に基づいて、前記パネルの変形の状態を認識する、
請求項１に記載のタッチ入力装置。

【請求項3】

前記演算部は、前記複数の差分値の符号を示す符号条件と、前記状態の候補との関連付けを示す関連情報を予め記憶し、前記押圧力の原因が前記押圧でないと判定された場合、前記関連情報から、前記算出された複数の差分値の符号に一致する符号条件を選択し、前記選択された符号条件に対応する候補を、前記状態として認識する、
請求項２に記載のタッチ入力装置。

【請求項4】

前記演算部は、前記状態を連続して認識した場合、前記状態が連続している間の前記押圧力の変化量を認識する、
請求項１〜３のいずれかに記載のタッチ入力装置。

【請求項5】

前記演算部は、前記状態を認識した場合、前記状態に予め関連付けられた機能を実行する、
請求項１〜４のいずれかに記載のタッチ入力装置。

【請求項6】

前記演算部は、前記状態を認識した場合、前記押圧力に基づいて前記機能の操作量を決定する、
請求項５に記載のタッチ入力装置。

【請求項7】

前記機能は、前記演算部により出力される画像の移動と、前記演算部により出力される画像のサイズの変更と、前記演算部により出力される音声の大きさの変更との何れかを含む、
請求項５又は６に記載のタッチ入力装置。

【請求項8】

筺体により支持されパネルの複数の位置を夫々支持する複数の力センサを用い、前記複数の力センサの出力に基づいて、前記複数の力センサに加わる力を示す複数の測定値を夫々検出し、
前記複数の測定値に基づいて前記押圧の力を示す押圧力を算出し、前記複数の測定値及び前記複数の位置に基づいて前記パネルの表面における前記押圧の位置を示す押圧座標を算出し、
前記押圧力が前記押圧座標に加わるとの仮定の下、前記押圧力、前記押圧座標、及び前記複数の位置に基づいて、前記複数の力センサに加わる力を夫々示す複数の推定値を算出し、
前記複数の測定値及び前記複数の推定値に基づいて、前記パネルの変形の状態を認識する、
ことを備える入力検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タッチ入力装置および入力検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ディスプレイ表面をタッチすることによる入力を受け付けるタッチパネル等のタッチ入力装置が知られている。タッチパネルにおいてタッチされた位置のＸＹ座標を検出する方式として、抵抗膜方式、静電容量方式、力センサ方式等が知られている。力センサ方式のタッチパネルは、ＸＹ座標に加えて押圧力を検出することができる。

【0003】

特許文献１は、携帯情報機器の筺体において、表示画面や操作キーが設けられる主表面に対し、筺体の背面に機械的に結合するように歪検出素子が配置されることを開示している。ユーザが筐体の背面及び側面に圧縮荷重を加えることにより、携帯情報機器は歪検出素子からの電気信号に応じて機能を制御する。

【0004】

特許文献２は、情報表示装置が、可撓性を有する表示パネルと、可撓性を有する筐体がと、筺体の曲げ応力を検出するための圧力センサを有することを開示している。ユーザが筐体を曲げたことが圧力センサにより検出されると、情報表示装置は、表示パネルに表示されているコンテンツのページを１ページ進めて表示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−１０２４１６号公報

【特許文献2】特開２００３−０１５７９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

前述した技術は、主な入力を検出するためのタッチパッドやタッチパネルなどの入力デバイスの他に、圧力を検出するためのセンサを設ける必要があるため、装置のコストが増大する。

【0007】

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、パネルを支持する複数の力センサを用いて、パネルの変形の状態を認識する技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一つの観点に係るタッチ入力装置は、パネルと、パネルの複数の位置を夫々支持する複数の力センサと、複数の力センサを支持する筐体と、複数の力センサの出力に基づいて、複数の力センサに加わる力を示す複数の測定値を夫々検出し、複数の測定値に基づいて押圧の力を示す押圧力を算出し、複数の測定値及び複数の位置に基づいてパネルの表面における押圧の位置を示す押圧座標を算出し、押圧力が押圧座標に加わるとの仮定の下、押圧力、押圧座標、及び複数の位置に基づいて、複数の力センサに加わる力を夫々示す複数の推定値を算出し、複数の測定値及び複数の推定値に基づいて、パネルの変形の状態を認識する演算部と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施例１のタッチパネルの構成を示すブロック図。

【図2】パネル部１００の構成を示す斜視図。

【図3】パネル部１００の構成を示す分解斜視図。

【図4】実施例１の入力検出処理を示すフローチャート。

【図5】パネル部１００表面の座標系を示す平面図。

【図6】実施例２のタッチパネルの構成を示すブロック図。

【図7】実施例２の入力検出処理を示すフローチャート。

【図8】初期荷重更新処理を示すフローチャート。

【図9】実施例３の入力検出処理を示すフローチャート。

【図10】カバーパネル１２０の湾曲を示す。

【図11】湾曲パターンテーブルを示す。

【図12】操作種類の具体例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本実施形態のタッチ入力装置は、パネルを支持する複数の力センサの出力に基づいて、タッチ操作を認識し、押圧座標を入力として利用するだけでなく、タッチ操作以外によるパネルの変形の状態を認識し、その状態を入力として利用することができる。例えば、ユーザにより把持されるタッチ入力装置において、把持の状態を入力として利用することができる。

【0011】

本実施形態のタッチ入力装置は、タッチパネル、タッチパッド、携帯情報端末（携帯電話、スマートフォン、カメラ、パーソナルコンピュータ等を含む）、車両（カーナビゲーション装置等を含む）、キオスク端末、ＡＴＭ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｔｅｌｌｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅ）、自動販売機（自動券売機等を含む）等、タッチ面の押圧による操作を受け付けるシステムに適用されても良い。また、本実施形態のタッチ入力装置は、コンピュータに接続されて入出力を行うＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）装置に適用されても良い。

【0012】

以下、本発明を適用したタッチパネルの実施例について説明する。

【実施例1】

【0013】

本実施例のタッチパネルは、力センサにより検出された力の原因がタッチ面の押圧（タッチ）であるか否かを判定し、原因がタッチ面の押圧であると判定した場合、その押圧に基づいて算出された座標を出力し、原因がタッチ面の押圧でないと判定した場合、算出された座標を出力しない。

【0014】

図１は、実施例１のタッチパネルの構成を示すブロック図である。

【0015】

本実施例のタッチパネルは、パネル部１００と、信号変換部５００と、演算部４００とを含む。演算部４００は、信号演算部２００と、アプリケーション実行部３００と、表示制御部４１０とを含む。

【0016】

パネル部１００は、パネル部１００の４箇所に加わる力を夫々示す４個の出力信号を信号変換部５００へ出力する。信号変換部５００は、パネル部１００から出力される４個の出力信号に夫々対応する４個のＡ／Ｄ変換部５１０を有する。Ａ／Ｄ変換部５１０は、Ａ／Ｄ変換により所定のサンプル周期でアナログの出力信号をデジタルの出力値に変換する。信号演算部２００は、出力値に基づいてパネル部１００への入力を検出し、検出された入力をアプリケーション実行部３００へ出力する。アプリケーション実行部３００は、検出された入力に基づいてアプリケーションを実行し、実行結果に基づいて画面情報を生成し、画面情報を表示制御部４１０へ出力する。表示制御部４１０は更に、画面情報に基づいてパネル部１００を制御するための表示信号を生成し、表示信号をパネル部１００へ出力する。パネル部１００は、表示信号に基づいて画面を表示する。

【0017】

信号演算部２００は、入力算出部３１０と、測定期待値算出部３３０とを有する。入力算出部３１０は、所定の測定周期で信号変換部５００から出力値を取得し、出力値の変動を夫々示す測定値を検出する。更に入力算出部３１０は、測定値の原因がパネル部１００の表面の押圧であると仮定し、測定値に基づいて、押圧の力を示す押圧力を算出する。更に入力算出部３１０は、測定値の原因がパネル部１００の表面の押圧であると仮定し、測定値及び押圧力に基づいて、その押圧の座標である押圧座標を算出する。測定期待値算出部３３０は、押圧力の原因がパネル部１００の表面の押圧であると仮定し、押圧力及び押圧座標に基づいて測定値を推定することにより、測定値の期待値である測定期待値を算出する。判定部３４０は、測定値と測定期待値に基づいて、押圧力の原因がパネル部１００の表面の押圧であるか否かを判定する。

【0018】

表示制御部４１０は、アプリケーション実行部３００からの画面情報に基づいてパネル部１００の表示を制御するための表示信号を生成し、表示信号をパネル部１００へ出力する。

【0019】

演算部４００は、例えばコンピュータにより実現される。このコンピュータは、プログラム及びデータを格納するメモリと、そのプログラムに従って信号演算部２００とアプリケーション実行部３００と表示制御部４１０との処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のマイクロプロセッサとを有する。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体に格納され、その媒体からコンピュータへ読み出されても良い。なお、信号演算部２００とアプリケーション実行部３００と表示制御部４１０が、互いに異なるマイクロプロセッサにより実現されても良い。また、アプリケーション実行部３００及び表示制御部４１０が一つのマイクロプロセッサにより実現されても良い。また、信号演算部２００とアプリケーション実行部３００と表示制御部４１０との夫々に対応するプログラムが用意されても良い。なお、信号演算部２００とアプリケーション実行部３００と表示制御部４１０との少なくとも何れかが、専用の電子回路により実現されてもよい。また、アプリケーション実行部３００及び表示制御部４１０の少なくとも何れかが、タッチパネルの外部に設けられていても良い。この場合、信号演算部２００は、通信インターフェースを有し、タッチパネルの外部との通信を行う。なお、信号演算部２００は、信号変換部５００を含んでも良い。タッチパネルは更に、アプリケーション実行部３００からの指示に基づいて音声を出力する音声出力部を含んでも良い。

【0020】

図２は、パネル部１００の構成を示す斜視図であり、図３は、パネル部１００の構成を示す分解斜視図である。

【0021】

本実施例のパネル部１００は、表示パネル１１０と、カバーパネル１２０と、４個の力センサ１３０と、基盤部１５０とを有する。基盤部１５０上には、表示パネル１１０が配置されている。本実施例の表示パネル１１０は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）であるが、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等であってもよい。本実施例の表示パネル１１０の表示領域の形状は、長方形である。

【0022】

基盤部１５０上には更に、表示パネル１１０の周囲に複数の力センサ１３０が配置されている。本実施例では４個の力センサ１３０が、表示パネル１１０の４個の頂点に夫々対応して配置されている。本実施例の力センサ１３０は、圧電素子である。

【0023】

表示パネル１１０の表面に対向して、カバーパネル１２０が設けられている。タッチ面は、カバーパネル１２０の表面である。本実施例のカバーパネル１２０は平板状であり、その表面の形状は、長方形である。４個の力センサ１３０は、カバーパネル１２０の裏面の４個の頂点の付近を夫々支持している。これにより、カバーパネル１２０の裏面と表示パネル１１０の表面の間は、所定の間隔を有する。また、カバーパネル１２０は、表示パネル１１０による表示を透過させる。カバーパネル１２０は例えば、ガラスやプラスチックにより実現される。

【0024】

基盤部１５０上には更に、信号変換部５００が設けられている。信号変換部５００は、４個の力センサ１３０と信号線を介して接続されている。なお、信号変換部５００は、力センサ１３０と接続されていれば、基盤部１５０上に配置されていなくても良い。基盤部１５０上には更に、信号演算部２００やアプリケーション実行部３００等が設けられていても良い。

【0025】

パネルは、カバーパネル１２０等に対応する。

【0026】

なお、４個の力センサ１３０が、表示パネル１１０の裏面の４個の頂点付近を支持し、表示パネル１１０の表面が、カバーパネル１２０の裏面に接していても良い。

【0027】

また、表示パネル１１０の表示領域の形状は、長方形以外であっても良い。また、力センサ１３０の数は、４以外であっても良い。また、力センサ１３０は、コンデンサやひずみゲージ等であっても良い。

【0028】

微小な圧力による不安定な動作領域を除くため、カバーパネル１２０には、初期荷重として、基盤部１５０の方向へ若干の圧力が加えられている。初期荷重を加えるために、カバーパネル１２０と基盤部１５０の間に、ばね等の弾性体が設けられていても良い。カバーパネル１２０の設置時等、カバーパネル１２０表面がタッチされていない状態での出力値が測定され、初期荷重として入力算出部３１０に格納される。

【0029】

カバーパネル１２０は、表示パネル１１０の表面を覆い、表示パネル１１０の表面を保護する。更にカバーパネル１２０の表面は、ユーザによる押圧（タッチ）を受ける。４個の力センサ１３０は、カバーパネル１２０から受ける力に応じた電気信号である出力信号を信号変換部５００へ出力することにより、その力を連続して測定する。

【0030】

信号演算部２００は、所定の入力検出周期毎に、力センサ１３０からの出力に基づいて入力を検出する入力検出処理を行う。

【0031】

タッチパネルは更に、筐体を有する。信号変換部５００と、信号演算部２００と、アプリケーション実行部３００と、表示制御部４１０とは、筐体内に収容されており、筐体に固定されている。パネル部１００のうち、表示パネル１１０と、４個の力センサ１３０と、基盤部１５０は、筐体内に収容され、カバーパネル１２０は、筐体の開口を覆っている。基盤部１５０は、筐体に固定されている。

【0032】

図４は、実施例１の入力検出処理を示すフローチャートである。

【0033】

入力算出部３１０は、４個の力センサ１３０に夫々対応する初期荷重Ｆｗ１、Ｆｗ２、Ｆｗ３、Ｆｗ４を予め記憶する。入力検出処理が開始されると、入力算出部３１０は、４個の力センサ１３０に夫々対応する出力値Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４を信号変換部５００から取得し（Ｓ１１０）、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４からＦｗ１、Ｆｗ２、Ｆｗ３、Ｆｗ４を夫々減ずることにより、測定値Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を算出する（Ｓ１２０）。これにより、出力値から初期荷重の影響を除去することができる。なお、入力算出部３１０は、出力値Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４を夫々、測定値Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４として検出しても良い。その後、入力算出部３１０は、測定値Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４の合計である押圧力Ｆｓを算出する（Ｓ１３０）。カバーパネル１２０が剛体であると仮定し、且つ測定値の原因がカバーパネル１２０表面の押圧であると仮定したとき、押圧力Ｆｓは、カバーパネル１２０表面を押圧する力を示す。その後、入力算出部３１０は、押圧力が所定の押圧力閾値Ｆｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ１４０）。これにより、入力算出部３１０は、押圧力閾値より小さい押圧力を検出しても、押圧が行われたと判定せず、誤検出を低減することができる。

【0034】

押圧力が押圧力閾値以上でないと判定された場合（Ｓ１４０：ＮＯ）、入力算出部３１０は、処理をＳ１１０へ移行させる。押圧力が押圧力閾値以上であると判定された場合（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、入力算出部３１０は、測定値の原因がカバーパネル１２０表面の押圧であると仮定して、タッチされた点の座標である押圧座標を算出する（Ｓ１５０）。押圧座標の算出方法については後述する。

【0035】

その後、測定期待値算出部３３０は、カバーパネル１２０が剛体であると仮定し、且つ押圧力が押圧座標に加わったと仮定して、測定値の期待値である測定期待値を算出する（Ｓ２１０）。なお、測定期待値を推定値と呼ぶことがある。測定期待値の算出方法については後述する。判定部３４０は、測定値と測定期待値の差分値を算出し、差分値が所定の差分条件を満たすか否かを判定する（Ｓ２２０）。差分値の判定方法については後述する。

【0036】

差分値が差分条件を満たすと判定された場合（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、判定部３４０は、押圧力の原因がカバーパネル１２０表面の押圧であると認識し、押圧座標及び押圧力をアプリケーション実行部３００へ出力し（Ｓ２３０）、このフローを終了する。差分値が差分条件を満たさないと判定された場合（Ｓ２２０：ＮＯ）、判定部３４０は、押圧力の原因がカバーパネル１２０表面の押圧でないと認識し、押圧座標及び押圧力を出力せずにこのフローを終了する。

【0037】

押圧座標及び押圧力の通知を受けたアプリケーション実行部３００は、押圧座標及び押圧力を用いてアプリケーションの処理を実行する。例えば、アプリケーション実行部３００は、押圧座標に表示されているオブジェクトの選択を行っても良いし、押圧力に基づく大きさのオブジェクトを押圧座標に描画しても良い。

【0038】

以上が入力検出処理である。この入力検出処理によれば、力センサ１３０で測定された入力が、カバーパネル１２０表面の押圧を原因とする正常入力であるか、カバーパネル１２０表面の押圧以外を原因とする異常入力であるかを区別することができる。

【0039】

以下、押圧座標の算出方法について説明する。

【0040】

図５は、パネル部１００表面の座標系を示す平面図である。

【0041】

本実施例においては、表示パネル１１０の表示領域の中心を原点として表示パネル１１０の表面をＸＹ平面とする。４個の力センサ１３０のうち、ＸＹ平面の第一象限に配置された力センサ１３０をＳ１とし、第二象限に配置された力センサ１３０をＳ２とし、第三象限に配置された力センサ１３０をＳ３とし、第四象限に配置された力センサ１３０をＳ４とする。また、力センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４から夫々得られる測定値をＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４とする。

【0042】

ここで、表示パネル１１０内のピクセルを単位とし、パネル部１００表面上の距離を定義する。表示パネル１１０の表示領域のＸ方向の大きさをＷｄとし、表示領域のＹ方向の大きさをＨｄとする。本実施例において、Ｗｄは３２０であり、Ｈｄは２４０である。更に、Ｘ方向に隣接する二つの力センサ１３０の間の距離（Ｓ１及びＳ２の間の距離、Ｓ３及びＳ４の間の距離）をＷｓとし、Ｙ方向に隣接する二つの力センサ１３０の間の距離（Ｓ１及びＳ４の間の距離、Ｓ２及びＳ３の間の距離）をＨｓとする。本実施例において、Ｗｓは４２２であり、Ｈｓは２６６である。更に、原点から力センサ１３０までのＸ方向の距離をＸｓとするとＸｓはＷｓ／２であり、原点から力センサ１３０までのＹ方向の距離をＹｓとするとＹｓはＨｓ／２である。本実施例において、Ｘｓは２１１であり、Ｙｓは１３３である。

【0043】

押圧座標の算出方法において、入力算出部３１０は、Ｘｓ及びＹｓにより表される力センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の座標と、測定値Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４と、押圧力Ｆｓとから、次式を用いて押圧座標ＰＸ、ＰＹを算出する。

【0044】

【数1】

【0045】

以下、測定期待値の算出方法について説明する。

【0046】

測定期待値算出部３３０は、Ｘｓ及びＹｓにより表される力センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の座標へ押圧力Ｆｓを配分することにより、力センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に夫々対応する測定期待値Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４を算出する。ここでは、測定値（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）として（３５．０００、５２．１００、３０．６５０、２．２５０）が得られた場合の具体例を用いて説明する。この場合、押圧力Ｆｓは１２０になり、前述の押圧座標の算出方法により押圧座標（ＰＸ、ＰＹ）は（−８０、６０）になる。

【0047】

測定期待値算出部３３０は、押圧力で原点を押下した場合の測定値の期待値である原点測定期待値を算出する。ここで、力センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に夫々対応する原点測定期待値をＯ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４とする。原点測定期待値は、次式で表される。

【0048】

Ｏ１ ＝ Ｏ２ ＝Ｏ３ ＝ Ｏ４ ＝ Ｆｓ／４
＝ １２０／４ ＝ ３０

【0049】

その後、測定期待値算出部３３０は、次式を用いて、押圧座標のＸ座標による影響ＴｅｍｐＸを算出する。

【0050】

ＴｅｍｐＸ ＝ ＰＸ×Ｏ１／Ｘｓ
＝ −８０×３０／２１１ ＝ −１１．３７４

【0051】

その後、測定期待値算出部３３０は、次式を用いて、原点測定期待値にＴｅｍｐＸを反映することにより、力センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に夫々対応する暫定測定期待値ＰｒｅＥ１、ＰｒｅＥ２、ＰｒｅＥ３、ＰｒｅＥ４を算出する。

【0052】

ＰｒｅＥ１ ＝ Ｏ１＋ＴｅｍｐＸ
＝ ３０＋（−１１．３７４） ＝ １８．６２６
ＰｒｅＥ２ ＝ Ｏ２−ＴｅｍｐＸ
＝ ３０−（−１１．３７４） ＝ ４１．３７４
ＰｒｅＥ３ ＝ Ｏ３−ＴｅｍｐＸ
＝ ３０−（−１１．３７４） ＝ ４１．３７４
ＰｒｅＥ４ ＝ Ｏ４＋ＴｅｍｐＸ
＝ ３０＋（−１１．３７４） ＝ １８．６２６

【0053】

その後、測定期待値算出部３３０は、次式を用いて、押圧座標のＹ座標による影響ＴｅｍｐＹ１及びＴｅｍｐＹ２を算出する。

【0054】

ＴｅｍｐＹ１ ＝ ＰＹ×ＰｒｅＥ１／Ｙｓ
＝ （６０×１８．６２６）／１３３ ＝ ８．４０３
ＴｅｍｐＹ２ ＝ ＰＹ×ＰｒｅＥ２／Ｙｓ
＝ （６０×４１．３７４）／１３３ ＝ １８．６６５

【0055】

その後、測定期待値算出部３３０は、次式を用いて、原点測定期待値にＴｅｍｐＹ１及びＴｅｍｐＹ２を反映することにより、測定期待値Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４を算出する。

【0056】

Ｅ１ ＝ ＰｒｅＥ１＋ＴｅｍｐＹ１
＝ １８．６２６＋（８．４０３） ＝ ２７．０２９
Ｅ２ ＝ ＰｒｅＥ２＋ＴｅｍｐＹ２
＝ ４１．３７４＋（１８．６６５） ＝ ６０．０３９
Ｅ３ ＝ ＰｒｅＥ３−ＴｅｍｐＹ２
＝ ４１．３７４−（１８．６６５） ＝ ２２．７０９
Ｅ４ ＝ ＰｒｅＥ４−ＴｅｍｐＹ１
＝ １８．６２６−（８．４０３） ＝ １０．２２３

【0057】

以上の測定期待値の算出方法によれば、押圧座標に基づいて、押圧力Ｆｓを４個の力センサ１３０の座標へ配分することにより、押圧力が押圧座標に加わった場合の測定値を推定することができる。

【0058】

以下、測定期待値の判定方法について説明する。

【0059】

判定部３４０は、測定値と測定期待値を夫々比較する。例えば、判定部３４０は、測定値Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４から測定期待値Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４を夫々減ずることにより、差分値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を算出する。押圧力の原因が押圧座標の押圧であれば、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の夫々は、０に近づく。

【0060】

このとき、差分条件は、全ての差分値の絶対値が所定の差分閾値以下となることである。差分閾値は、押圧力の大きさに比べて十分小さく、例えば押圧力の大きさの２％である。この具体例において、（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４）は（＋７．９７１、−７．９３９、＋７．９４１、−７．９７３）になる。差分閾値が２．４であるとすると、少なくとも一つの差分値の絶対値が差分閾値を上回るため、判定部３４０は、差分値が差分条件を満たさないと判定する。

【0061】

タッチパネルに高精度の力センサ１３０を用いるだけでは、人がタッチパネルのそばを歩くことや、タッチパネルが置かれた机に触れること等により、力センサ１３０に振動が伝わり、押圧座標や押圧力の誤検出が生じる場合がある。本実施例によれば、特別なハードウェアを設けることなく、測定期待値に基づいて、力センサ１３０の出力の原因がカバーパネル１２０表面の押圧であるか、カバーパネル１２０表面の押圧以外であるかを判定することにより、誤検出を防止できる。

【実施例2】

【0062】

タッチパネルの筐体の歪みにより初期荷重が変化し、正しい押圧座標が得られないことがある。例えば、タッチパネルを立てかけて使っている状態や、カバーパネル１２０の表面上に本や手のひらなどが載っている状態では、その状態が続く間、予め設定された値と異なる初期荷重が力センサ１３０に加わる。そのため、カバーパネル１２０表面への押圧を正しく測定することができない場合がある。

【0063】

本実施例のタッチパネルは、カバーパネル１２０表面の押圧以外の力を検出し、且つ、検出された力が一定期間の間安定していると判定した場合、検出された力に基づいて初期荷重を更新する。

【0064】

本実施例では、実施例１との相違を中心に説明する。

【0065】

図６は、実施例２のタッチパネルの構成を示すブロック図である。

【0066】

実施例１のタッチパネルと比較すると、実施例２のタッチパネルは、演算部４００の代わりに演算部４００ｂを有する。演算部４００と比較すると、演算部４００ｂは、信号演算部２００の代わりに信号演算部２００ｂを有する。信号演算部２００と比較すると、信号演算部２００ｂは、新たに初期荷重更新部４２０を有する。初期荷重更新部４２０は、カバーパネル１２０表面の押圧以外の力が検出された場合に、その力に基づいて初期荷重を更新する。

【0067】

初期荷重更新部４２０は、パネル部１００の設置時や定期的な測定時で、カバーパネル１２０がタッチされていない状態において、信号変換部５００からの出力値を初期荷重として入力算出部３１０へ出力する。入力算出部３１０は、初期荷重を記憶する。その後、入力算出部３１０は、初期荷重を用いて、信号変換部５００の出力値から測定値を算出する。

【0068】

信号演算部２００ｂは、所定の入力検出周期毎に、力センサ１３０からの出力に基づいて入力を検出する入力検出処理を行う。

【0069】

図７は、実施例２の入力検出処理を示すフローチャートである。

【0070】

信号演算部２００ｂは、実施例１の入力検出処理と同様、Ｓ１１０〜Ｓ１４０の処理を実行する。

【0071】

押圧力が押圧力閾値以上でないと判定された場合（Ｓ１４０：ＮＯ）、入力算出部３１０は、初期荷重を更新する初期荷重更新処理（１）を実行し（Ｓ１６０）、処理をＳ１１０へ移行させる。初期荷重更新処理（１）については後述する。押圧力が押圧力閾値以上であると判定された場合（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、入力算出部３１０は、実施例１の入力検出処理と同様、Ｓ１５０〜Ｓ２２０の処理を実行する。

【0072】

差分値が差分条件を満たすと判定された場合（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、判定部３４０は、実施例１と同様のＳ２３０を実行し、このフローを終了する。差分値が差分条件を満たさないと判定された場合（Ｓ２２０：ＮＯ）、初期荷重更新部４２０は、初期荷重更新処理（１）と同様の初期荷重更新処理（２）を実行し（Ｓ３１０）、このフローを終了する。初期荷重更新処理（２）については後述する。

【0073】

図８は、初期荷重更新処理を示すフローチャートである。

【0074】

初期荷重更新処理は、前述のＳ１６０の初期荷重更新処理（１）と、前述のＳ３１０の初期荷重更新処理（２）との夫々である。初期荷重更新部４２０は、測定周期×Ｎの長さの監視期間を示すために、Ｎの二つの値を記憶している。初期荷重更新処理（２）に用いられるＮは、初期荷重更新処理（１）に用いられるＮより大きい。即ち、初期荷重更新処理（２）の監視期間は、初期荷重更新処理（１）の監視期間より長い。初期荷重更新処理（１）の監視期間は、例えば０．５秒以下である。初期荷重更新処理（２）の監視期間は、例えば１分である。入力算出部３１０は、初期荷重Ｆｗｉ（ｉ＝１、２、３、４）を記憶している。

【0075】

初期荷重更新部４２０は、カウンタ値ｎを１に設定し、測定値Ｆｉの監視期間を開始する（Ｓ４１０）。その後、入力算出部３１０は、入力算出部３１０からＦｉを取得する（Ｓ４２０）。ここでＦｉは、前述のように出力値Ｇｉから初期荷重Ｆｗｉを減じた値である。その後、初期荷重更新部４２０は、Ｆｉが所定の変化条件を満たすか否かを判定する（Ｓ４４０）。変化条件は、Ｆｉが安定していることである。例えば、変化条件は、Ｆｉの何れかの大きさが所定の偏差閾値以上であり、且つ監視期間中のＦｉの変動の大きさが所定の変動量閾値以下であることである。

【0076】

例えば、Ｓ４４０において初期荷重更新部４２０は、Ｆｉの何れかの絶対値が偏差閾値以上であるか否かを判定する。全てのＦｉの絶対値が偏差閾値以上でないと判定された場合、初期荷重更新部４２０は、Ｆｉが変化条件を満たさないと判定する。Ｆｉの何れかの絶対値が偏差閾値以上である場合、初期荷重更新部４２０は、ｎが１であるか否かを判定する。ｎが１であると判定された場合、初期荷重更新部４２０は、Ｆｉを基準値として記憶する。ｎが１でないと判定された場合、初期荷重更新部４２０は、Ｆｉから基準値を減ずることにより、基準値からのＦｉの変動量を算出し、変動量の絶対値が変動量閾値以下であるか否かを判定する。変動量の絶対値が変動量閾値以下でないと判定された場合、初期荷重更新部４２０は、Ｆｉが変化条件を満たさないと判定する。また、初期荷重変動量の絶対値が初期荷重変動閾値以下であると判定された場合、初期荷重更新部４２０は、Ｆｉが変化条件を満たすと判定する。

【0077】

Ｆｉが変化条件を満たさないと判定された場合（Ｓ４４０：ＮＯ）、初期荷重更新部４２０は、初期荷重を更新せず、このフローを終了する。Ｆｉが変化条件を満たすと判定された場合（Ｓ４４０：ＹＥＳ）、初期荷重更新部４２０は、ｎに１を加え（Ｓ４５０）、ｎがＮ以下であるか否かを判定する（Ｓ４６０）。これにより、初期荷重更新部４２０は、監視期間においてＦｉが安定していることを検出することができる。

【0078】

ｎがＮ以下であると判定された場合（Ｓ４６０：ＹＥＳ）、初期荷重更新部４２０は、処理をＳ４２０へ移行させる。ｎがＮ以下でないと判定された場合（Ｓ４６０：ＮＯ）、初期荷重更新部４２０は、Ｆｉに基づいてＦｗｉの補正量ΔＦａｉを算出する（Ｓ５１０）。例えば、初期荷重更新部４２０は、監視期間中に取得されたＮ個のＦｉの平均をΔＦａｉとして算出する。

【0079】

初期荷重更新部４２０は、ＦｗｉにΔＦａｉを加えることによりＦｗｉを更新し、更新されたＦｗｉを入力算出部３１０へ出力し（Ｓ５２０）、このフローを終了する。

【0080】

なお、Ｓ４４０において初期荷重更新部４２０は、Ｆｉが変化条件を満たさないと判定された場合に直ちに初期荷重更新処理を終了しなくても良い。例えば、Ｓ４４０において初期荷重更新部４２０は、監視期間中にＦｉが変化条件を満たさないと判定された回数である不適合回数をカウントし、不適合回数が所定の不適合回数閾値を上回る場合に初期荷重更新処理を終了し、不適合回数が不適合回数閾値以下である場合にＳ４６０へ移行しても良い。不適合回数閾値はＮより十分小さく、例えばＮ／１０である。これにより、監視期間中にＦｉがわずかに変動してもＦｉが安定していると判定することができる。

【0081】

以上が初期荷重更新処理である。

【0082】

初期荷重更新処理（１）は、押圧力が押圧力閾値より小さい状態で実行されるため、タッチパネルの筐体の自然な歪みなどにより生じる測定値の変化に基づいて初期荷重を更新する。初期荷重更新処理（２）は、押圧力が押圧力閾値以上になった状態で実行されるため、タッチパネルの筺体に何らかの力が加わることによる測定値の変化に基づいて初期荷重を更新する。なお、初期荷重更新処理（２）において、初期荷重更新部４２０がユーザからの入力に応じて監視期間を終了することにより、監視期間を短縮しても良い。

【0083】

本実施例によれば、測定値の偏りが安定していることを検出し、その測定値に基づいて初期荷重を補正することができる。例えば、本実施例のタッチパネルがタブレット端末に適用され、タブレット端末が他の物体に立て掛けられ、タブレット端末の背面がその物体により支持されている場合がある。この場合、カバーパネル１２０が歪んだ状態になる。本実施例のタッチパネルは、カバーパネル１２０が歪んだ状態で安定すると、新たな初期荷重を算出することにより、押圧力及び押圧座標の精度を向上させることができる。また、タッチパネルの支持方法が変化して安定する度に、初期荷重を更新することができる。

【実施例3】

【0084】

本実施例のタッチパネルは、カバーパネル１２０表面の押圧以外の力を検出した場合に予め定められた処理を実行する。

【0085】

本実施例では、実施例１との相違を中心に説明する。

【0086】

信号演算部２００は、所定の入力検出周期毎に、力センサ１３０からの出力に基づいて入力を検出する入力検出処理を行う。

【0087】

図９は、実施例３の入力検出処理を示すフローチャートである。

【0088】

信号演算部２００は、実施例１の入力検出処理と同様、Ｓ１１０〜Ｓ２２０の処理を実行する。

【0089】

差分値が差分条件を満たす判定された場合（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、判定部３４０は、カバーパネル１２０表面の押圧座標を指示する入力であるタッチ操作が行われたと判定し、実施例１と同様のＳ２３０を実行し、このフローを終了する。差分値が差分条件を満たさないと判定された場合（Ｓ２２０：ＮＯ）、判定部３４０は、カバーパネル１２０表面の押圧座標を指示しない入力である筺体操作が行われたと判定し、差分値に基づいて筺体操作を認識する筺体操作認識処理を行い、認識された筺体操作を示す筺体操作情報をアプリケーション実行部３００へ出力し（Ｓ３２０）、このフローを終了する。筺体操作は、外部から筺体に加わる力によるカバーパネル１２０の状態を示す。筺体操作情報は例えば、筺体操作の種類である操作種類を含む。

【0090】

筺体操作情報の通知を受けたアプリケーション実行部３００は、筺体操作情報に関連付けられた特定処理（機能）を実行する。タッチパネルがスマートフォンやタブレット端末等の情報通信端末である場合、特定処理は例えば、スリープ解除、画面スクロール、ページ送り、ロック、表示サイズの変更、音量の変更などである。例えば、ユーザは情報通信端末を握るだけでスリープ解除、画面スクロール、ページ送り、表示サイズの変更、音量の変更などの機能を実行することができる。また、情報通信端末が落下による衝撃を受けた時等にロックなどの機能を実行することができる。

【0091】

以下、筺体操作認識処理の詳細について説明する。

【0092】

図１０は、タッチパネルの筺体６００への力によるカバーパネル１２０の湾曲を示す。

【0093】

タッチパネルの筺体６００は、ユーザの手で把持されることができる形状を有し、可撓性を有する。カバーパネル１２０も可撓性を有する。ここでは、筐体６００及びカバーパネル１２０が縦長の形状を有する場合について説明する。図５と同様、カバーパネル１２０の表面の中心を原点とし、表面の右方向をＸ方向とし、表面の上方向をＹ方向とする。更にカバーパネル１２０の表面方向をＺ方向とする。筐体６００はＺ方向に開口を有する。カバーパネル１２０は、その開口内に設けられ、力センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４により支持されている。力センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、基盤部１５０等を介して筐体６００により支持されている。

【0094】

ここで、筐体６００及びカバーパネル１２０に力が加わっていない場合、筐体６００はカバーパネル１２０に接触していないとする。筐体６００へ力が加わり、筐体６００が歪んでカバーパネル１２０に接触することにより、カバーパネル１２０が湾曲する場合がある。例えば、ユーザが筺体６００の側面を把持することや、カバーパネル１２０とその裏側の筺体とを把持することなどにより、カバーパネル１２０が湾曲する。

【0095】

このとき、カバーパネル１２０の表面における対称軸である直線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の何れか一つが山（Ｚ方向に凸）又は谷（−Ｚ方向に凸）となる。直線Ｌ１は、カバーパネル１２０の表面において力センサＳ１及びＳ３の位置を通る対角線である。直線Ｌ２は、カバーパネル１２０の表面において力センサＳ２及びＳ４の位置を通る対角線である。直線Ｌ３は、Ｘ軸である。直線Ｌ４は、Ｙ軸である。

【0096】

測定期待値は、カバーパネル１２０が剛体であると仮定して算出されるため、カバーパネル１２０が湾曲した場合、測定値は測定期待値から乖離し、湾曲の程度が差分値として現れる。湾曲は、山又は谷となる直線と、その直線が山であるか谷であるかとにより、パターンに分類することができる。以後、このパターンを湾曲パターンと呼ぶ。更に湾曲パターンは、差分値の符号の組み合わせで表すことができる。判定部３４０は、湾曲パターンと操作種類を関連付けた湾曲パターンテーブルを予め記憶する。

【0097】

図１１は、湾曲パターンテーブルを示す。

【0098】

湾曲パターンテーブルは、湾曲パターン毎のエントリを有する。一つの湾曲パターンに対応するエントリは、当該湾曲パターンの識別子である湾曲パターン番号（Ｎｏ）と、当該湾曲パターンを示す差分値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の組み合わせである符号条件と、当該湾曲パターンに関連付けられた操作種類を示す操作種類識別子とを含む。差分値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の符号の組み合わせは、１６通り存在するが、差分値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の符号が全て正である場合の湾曲パターン＃１と、差分値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の符号が全て負である場合の湾曲パターン＃１とは、理論上存在しないため、これらの湾曲パターンに操作種類は割り当てられていない。

【0099】

ここでは、湾曲パターンテーブルにおいて、湾曲パターン＃１１、＃６、＃４、＃１３に対し、操作種類ＯＡ、ＯＢ、ＯＣ、ＯＤが夫々割り当てられているとする。

【0100】

筺体操作認識処理において、判定部３４０は、湾曲パターンテーブルを参照し、算出された４個の差分値の符号に一致する符号条件を選択し、その符号条件に対応する操作種類識別子を含む筺体操作情報をアプリケーション実行部３００へ出力する。

【0101】

なお、判定部３４０は、筺体操作認識処理に基づき、カバーパネル１２０の変形の状態として、湾曲パターン番号や、差分値の符号を出力しても良い。

【0102】

図１２は、操作種類の具体例を示す。

【0103】

（ａ）に示された操作種類ＯＡは、湾曲パターン＃１１に対応する。この湾曲パターン＃１１において、カバーパネル１２０は直線Ｌ１を谷として湾曲し、差分値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の符号は夫々、−、＋、−、＋になる。これは例えば、カバーパネル１２０の表面上で力センサＳ４近傍の点ＨＡ１に−Ｚ方向の力が加えられ、且つタッチパネルの側面上で力センサＳ２近傍の点ＨＡ２にＸ方向の力が加えられた場合である。言い換えれば、ユーザがカバーパネル１２０の表面の右下とその裏側の筺体６００とを押圧することによりタッチパネルを把持し、筺体６００の左側面の上部を押圧した場合に、判定部３４０は、操作種類ＯＡを認識する。

【0104】

（ｂ）に示された操作種類ＯＢは、湾曲パターン＃６に対応する。この湾曲パターンにおいて、カバーパネル１２０は直線Ｌ２を谷として湾曲し、差分値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の符号は夫々、＋、−、＋、−になる。これは例えば、カバーパネル１２０の表面上で力センサＳ３近傍の点ＨＢ１に−Ｚ方向の力が加えられ、且つタッチパネルの側面上で力センサＳ１近傍の点ＨＢ２に−Ｘ方向の力が加えられた場合である。言い換えれば、ユーザがカバーパネル１２０の表面の左下とその裏側の筺体６００とを押圧することによりタッチパネルを把持し、筺体６００の右側面の上部を押圧した場合に、判定部３４０は、操作種類ＯＢを認識する。

【0105】

（ｃ）に示された操作種類ＯＣは、湾曲パターン＃４に対応する。この湾曲パターンにおいて、カバーパネル１２０は直線Ｌ４を谷として湾曲し、差分値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の符号は夫々、＋、＋、−、−になる。これは例えば、カバーパネル１２０の表面上で力センサＳ３及びＳ４の中点近傍の点ＨＣ１に−Ｚ方向の力が加えられ、且つタッチパネルの側面上で力センサＳ２近傍の点ＨＣ２にＸ方向の力が加えられ、且つＨＣ２の反対側の側面上で力センサＳ１近傍の点ＨＣ３に−Ｘ方向の力が加えられた場合である。言い換えれば、ユーザがカバーパネル１２０の表面の下部とその裏側の筺体６００とを押圧することによりタッチパネルを把持し、筺体６００の左側面の上部と右側面の上部を押圧した場合に、判定部３４０は、操作種類ＯＣを認識する。

【0106】

（ｄ）に示された操作種類ＯＤは、湾曲パターン＃１３に対応する。この湾曲パターンにおいて、カバーパネル１２０は直線Ｌ４を谷として湾曲し、差分値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の符号は夫々、−、−、＋、＋になる。これは例えば、カバーパネル１２０の表面上で力センサＳ１及びＳ２の中点近傍の点ＨＤ１に−Ｚ方向の力が加えられ、且つタッチパネルの側面上で力センサＳ３近傍の点ＨＤ２にＸ方向の力が加えられ、且つＨＤ２の反対側の側面上で力センサＳ４近傍の点ＨＤ３に−Ｘ方向の力が加えられた場合である。言い換えれば、ユーザがカバーパネル１２０の表面の上部とその裏側の筺体６００とを押圧することによりタッチパネルを把持し、筺体６００の左側面の下部と右側面の下部を押圧した場合に、判定部３４０は、操作種類ＯＤを認識する。

【0107】

アプリケーション実行部３００は、各操作種類と処理の関連付けを予め記憶している。アプリケーション実行部３００は、判定部３４０により認識された操作種類に対応する処理を行う。

【0108】

例えば、アプリケーション実行部３００は、筺体６００の左右の側面の上部を押圧する操作種類ＯＣに応じて、画面の上スクロールを行い、筺体６００の左右の側面の下部を押圧する操作種類ＯＤに応じて、画面の下スクロールを行っても良い。また、アプリケーション実行部３００は、操作種類ＯＣに応じて、表示パネル１１０に表示された画像や文字の表示サイズの拡大を行い、操作種類ＯＤに応じて、表示サイズの縮小を行っても良い。また、アプリケーション実行部３００は、操作種類ＯＣに応じて、音量の増加を行い、操作種類ＯＤに応じて、音量の減少を行っても良い。

【0109】

また、判定部３２０は、操作種類を認識した場合、そのときの押圧力を操作量として認識し、操作種類と操作量をアプリケーション実行部３００へ通知しても良い。この場合、アプリケーション実行部３００は、操作種類及び操作量に応じた処理を行う。

【0110】

例えば、操作種類が画面上の特定方向へのスクロールを示す場合、アプリケーション実行部３００は、操作量に基づいてスクロール速度を決定する。また、操作種類が画面上の特定のオブジェクトの表示サイズの変更を示す場合、アプリケーション実行部３００は、操作量に基づいて変更後の表示サイズを決定する。また、操作種類が音量の変更を示す場合、アプリケーション実行部３００は、操作量に基づいて変更後の音量を決定する。このような動作によれば、ユーザはタッチパネルの把持の力によって、操作量をタッチパネルへ入力することができる。

【0111】

また、前述のように入力検出処理は入力検出周期毎に行われるため、判定部３４０は、連続して認識される筺体操作である連続筺体操作を認識しても良い。判定部３４０は、前回の入力検出処理において特定操作種類が認識されたか否かを示す連続状態を記憶する。湾曲パターンテーブルにおいて、連続筺体操作に対応する操作種類は特定操作種類として予め定義される。

【0112】

例えば、入力検出処理において、特定操作種類を認識しなかった場合、判定部３４０は、連続状態をクリアする。その後の入力検出処理において、判定部３４０は、特定操作種類を認識した場合、連続状態に認識された特定操作種類を保存し、その特定操作種類が継続している時間である継続時間の計測を開始する。

【0113】

その後、連続状態に値が設定されている場合の入力検出処理において、判定部３４０は、連続状態と同一の特定操作種類が認識されたか否かを判定する。連続状態と同一の特定操作種類が認識されなかったと判定された場合、判定部３４０は、連続状態をクリアすると共に継続時間をクリアする。連続状態と同一の特定操作種類が認識されたと判定された場合、判定部３４０は、連続状態を維持し、継続時間が予め定められた継続時間閾値以上であるか否かを判定する。継続時間が継続時間閾値以上であると判定された場合、連続筺体操作が行われたと判定する。なお、判定部３４０は、継続時間に代えて同一の特定操作種類が認識された回数を用い、その閾値により連続筺体操作が行われたか否かを判定しても良い。

【0114】

連続筺体操作が行われたと判定された場合、判定部３４０は、連続状態に格納された特定操作種類と、操作量とをアプリケーション実行部３００へ通知する。このとき、判定部３４０は、押圧力の変化量を操作量としてアプリケーション実行部３００へ通知しても良い。例えば、判定部３４０は、連続状態がクリアされている状態において特定操作種類が認識されたときの押圧力Ｆｓを基準押圧力として記憶し、その後、連続筺体操作が行われたと認識された場合、そのときの押圧力Ｆｓから基準押圧力を減じた値を操作量として算出し、特定操作種類と操作量とをアプリケーション実行部３００へ通知する。アプリケーション実行部３００は、特定操作種類及び操作量に応じた処理を行う。

【0115】

例えば、特定操作種類が画面上のスクロール位置を示す場合、アプリケーション実行部３００は、操作量に基づいて画面のスクロール位置を決定する。また、特定操作種類が画面上の特定方向へのスクロールを示す場合、アプリケーション実行部３００は、操作量に基づいてスクロール速度を決定する。また、特定操作種類が画面上の特定のオブジェクトの表示サイズの変更を示す場合、アプリケーション実行部３００は、操作量に基づいて変更後の表示サイズを決定する。また、特定操作種類が音量の変更を示す場合、アプリケーション実行部３００は、操作量に基づいて変更後の音量を決定する。このような動作によれば、ユーザはタッチパネルを把持する位置により操作種類を入力することができ、把持する力を変化させることにより操作量を入力することができる。

【0116】

カバーパネル１２０を予め僅かに湾曲させても良い。例えば、前述の操作ＯＣ及び操作ＯＤを用いる場合、直線Ｌ４を谷として湾曲した曲面であっても良い。これにより、ユーザは、ＨＣ２にＸ方向の力を加え、ＨＣ３に−Ｘ方向の力を加えるだけで、ＨＣ１に下向きの力を加えなくても、カバーパネル１２０を湾曲パターン＃４の状態にすることができる。

【0117】

なお、筐体６００がカバーパネル１２０の周縁部のＺ方向に延びて力センサ１３０を支持し、力センサ１３０がカバーパネル１２０の表面側を支持していても良い。この場合、測定値、測定期待値、及び差分値の符号は、前述の４個の力センサ１３０がカバーパネル１２０の裏面を支持している場合と逆になる。

【0118】

本実施例によれば、タッチパネルに特別なスイッチを設けることなく、ユーザがカバーパネル１２０表面の押圧以外の力をタッチパネルへ加えることにより、予め定められた処理をアプリケーション実行部３００に実行させることができる。

【0119】

本発明をタッチパッドに適用する場合、このタッチパッドは、前述の実施例のタッチパネルの要素のうち、表示パネル１１０及び表示制御部４１０を必要としない。このような構成を有するタッチパッドは、前述の実施例のタッチパネルと同様の効果を得ることができる。

【0120】

タッチ入力装置は、パネルとして、カバーパネル１２０を含んでも良いし、カバーパネル１２０に代えて表示パネル１１０等を含んでも良い。タッチ入力装置は、表示部として、表示パネル１１０等を含んでも良い。

【0121】

上述した技術は、以下のように表現することもできる。
（表現１）
パネルと、
前記パネルの複数の位置を夫々支持する複数の力センサと、
前記複数の力センサを支持する筐体と、
前記複数の力センサの出力に基づいて、前記複数の力センサに加わる力を示す複数の測定値を夫々検出し、前記複数の測定値に基づいて前記押圧の力を示す押圧力を算出し、前記複数の測定値及び前記複数の位置に基づいて前記パネルの表面における前記押圧の位置を示す押圧座標を算出し、前記押圧力が前記押圧座標に加わるとの仮定の下、前記押圧力、前記押圧座標、及び前記複数の位置に基づいて、前記複数の力センサに加わる力を夫々示す複数の推定値を算出し、前記複数の測定値及び前記複数の推定値に基づいて、前記パネルの変形の状態を認識する演算部と、
を備えるタッチ入力装置。
（表現２）
前記演算部は、前記複数の測定値と前記複数の推定値との差を夫々示す複数の差分値を算出し、前記複数の差分値に基づいて、前記押圧力の原因が前記押圧であるか否かを判定し、前記押圧力の原因が前記押圧でないと判定された場合、前記複数の差分値の符号に基づいて、前記パネルの変形の状態を認識する、
表現１に記載のタッチ入力装置。
（表現３）
前記演算部は、前記複数の差分値の符号を示す符号条件と、前記状態の候補との関連付けを示す関連情報を予め記憶し、前記押圧力の原因が前記押圧でないと判定された場合、前記関連情報から、前記算出された複数の差分値の符号に一致する符号条件を選択し、前記選択された符号条件に対応する候補を、前記状態として認識する、
表現２に記載のタッチ入力装置。
（表現４）
前記演算部は、前記状態を連続して認識した場合、前記状態が連続している間の前記押圧力の変化量を認識する、
表現１〜３のいずれかに記載のタッチ入力装置。
（表現５）
前記演算部は、前記状態を認識した場合、前記状態に予め関連付けられた機能を実行する、
表現１〜４のいずれかに記載のタッチ入力装置。
（表現６）
前記演算部は、前記状態を認識した場合、前記押圧力に基づいて前記機能の操作量を決定する、
表現５に記載のタッチ入力装置。
（表現７）
前記機能は、前記演算部により出力される画像の移動と、前記演算部により出力される画像のサイズの変更と、前記演算部により出力される音声の大きさの変更との何れかである、
表現５又は６に記載のタッチ入力装置。

【0122】

上述した技術は更に、以下のように表現することもできる。
（表現８）
前記演算部は、前記複数の差分値の何れかの大きさが所定の差分閾値より大きいか否かを判定し、前記複数の差分値の何れかの大きさが前記差分閾値より大きいと判定された場合、前記押圧力の原因が前記押圧でないと判定する、
表現２又は３に記載のタッチ入力装置。
（表現９）
前記演算部は、前記押圧座標に基づいて前記複数の位置へ前記押圧力を配分することにより、前記複数の推定値を算出する。
表現１〜８のいずれかに記載のタッチ入力装置。
（表現１０）
前記演算部は、前記複数の測定値の合計を前記押圧力として算出し、前記押圧力の大きさが所定の押圧力閾値より大きい場合、前記パネルにおける前記複数の力センサの座標と前記複数の測定値とに基づいて、前記押圧座標を算出する。
表現１〜９のいずれかに記載のタッチ入力装置。
（表現１１）
前記パネルの表面は、長方形であり、
前記複数の力センサは、４個の力センサであり、
前記４個の力センサは、前記パネルの裏面の４個の頂点に夫々対応して配置されている。
表現１〜１０のいずれかに記載のタッチ入力装置。
（表現１２）
前記演算部からの指示に基づいて画面を表示する表示領域を含み、前記表示領域が前記パネルにより覆われている表示部を更に備え、
前記パネルは、前記表示を透過させ、
前記押圧座標は、前記表示領域上の座標で表される。
表現１〜１０のいずれかに記載のタッチ入力装置。
（表現１３）
前記演算部は、前記押圧力の原因が前記押圧であると判定された場合、前記押圧座標及び前記押圧力に基づいて、前記押圧座標における表示を制御する。
表現１２に記載のタッチ入力装置。
（表現１４）
前記演算部は、前記押圧力の原因が前記押圧でないと判定された場合、前記状態に基づいて、前記画面に表示されたオブジェクトを移動させる。
表現１３に記載のタッチ入力装置。
（表現１５）
前記演算部は、前記押圧力に基づいて、前記移動の移動量を決定する。
表現１４に記載のタッチ入力装置。
（表現１６）
前記演算部からの指示に基づいて音声を出力する音声出力部を更に備え、
前記演算部は、前記押圧力の原因が前記押圧でないと判定された場合、前記状態に基づいて、前記音声の大きさを変更する。
表現１〜１５のいずれかに記載のタッチ入力装置。
（表現１７）
前記押圧力の原因が前記押圧であると判定された場合、前記演算部は、前記押圧座標及び前記押圧力を出力し、
前記演算部は、前記押圧力の原因が前記押圧でないと判定された場合、前記状態及び前記押圧力を出力する。
表現１〜１６のいずれかに記載のタッチ入力装置。

【0123】

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。

【符号の説明】

【0124】

１００：パネル部、 １１０：表示パネル、 １２０：カバーパネル、 １３０：力センサ、 １５０：基盤部、 ２００、２００ｂ：信号演算部、 ３００：アプリケーション実行部、 ３１０：入力算出部、 ３３０：測定期待値算出部、 ３４０：判定部、 ４００：演算部、 ４１０：表示制御部、 ４２０：初期荷重更新部、 ５００：信号変換部、 ５１０：Ａ／Ｄ変換部 ６００：筐体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】