(57)【要約】【課題】  特にオフセットキャリブレーションを効率的に行うことができる入力装置及び前記入力装置を用いた制御方法を提供することを目的としている。【解決手段】  操作面４ａ上での操作体による入力操作位置を検知可能な位置検出センサ２と、前記入力操作位置での荷重を検知可能な荷重検出センサ３と、前記位置検出センサの出力に起因する入力操作情報に基づき前記荷重検出センサの出力のオフセットを補正するオフセットキャリブレーションを実行可能な制御部と、を有することを特徴とする。【選択図】図５
2014054754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作面上での操作体による入力操作位置を検知可能な位置検出センサと、前記入力操作位置での荷重を検知可能な荷重検出センサと、前記位置検出センサの出力に起因する入力操作情報に基づき前記荷重検出センサの出力のオフセットを補正するオフセットキャリブレーションを実行可能な制御部と、を有することを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記位置検出センサの出力に基づく入力操作が検知されない間に、前記オフセットキャリブレーションが実行され、前記入力操作が検知されたら、前記オフセットキャリブレーションが停止されて、前記荷重検出センサの出力に基づく前記入力操作位置での荷重が検出される請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記位置検出センサの出力に基づく入力操作が検知されるまで、前記荷重検出センサはスタンバイ状態とされ、前記入力操作が検知されたら前記オフセットキャリブレーションが実行され、続いて、前記荷重検出センサの出力に基づき前記入力操作位置での荷重が検出される請求項記載の入力装置。
【請求項４】
前記オフセットキャリブレーション時に取得される前記荷重検出センサの出力に対するサンプリングレートが、荷重を検出する際に取得される前記荷重検出センサの出力に対するサンプリングレートに比べて低周波数とされる請求項１ないし３のいずれか１項に記載の入力装置。
【請求項５】
前記位置検出センサ及び前記荷重検出センサが前記制御部としてのホストＩＣに接続されており、前記ホストＩＣは、前記荷重検出センサを構成するセンサ駆動用ＩＣにて前記オフセットを補正するように指示を出し、あるいは、前記ホストＩＣ内にてオフセット値を格納して前記荷重検出センサから取得した出力に対して前記オフセットキャリブレーションを実行する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の入力装置。
【請求項６】
操作面上での操作体による入力操作位置を検知可能な位置検出センサと、前記入力操作位置での荷重を検知可能な荷重検出センサと、制御部と、を有し、
前記制御部では、前記位置検出センサの出力に起因する入力操作情報に基づいて前記荷重検出センサの出力のオフセットを補正するオフセットキャリブレーションを実行することを特徴とする入力装置を用いた制御方法。
【請求項７】
前記位置検出センサの出力に基づく入力操作を検知しない間に、前記オフセットキャリブレーションを実行し、前記入力操作を検知したら、前記オフセットキャリブレーションを停止して、前記荷重検出センサの出力に基づき前記入力操作位置での荷重を求める請求項６記載の入力装置を用いた制御方法。
【請求項８】
前記位置検出センサの出力情報に基づく入力操作を検知するまで、前記荷重検出センサをスタンバイ状態とし、前記入力操作を検知したら前記オフセットキャリブレーションを実行し、続いて、前記荷重検出センサの出力に基づき前記入力操作位置での荷重を求める請求項６記載の入力装置を用いた制御方法。
【請求項９】
前記オフセットキャリブレーション時に取得する前記荷重検出センサの出力に対するサンプリングレートを、荷重を検出する際に取得する前記荷重検出センサの出力に対するサンプリングレートに比べて低周波数とする請求項６ないし８のいずれか１項に記載の入力装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯機器やその他の電子機器に搭載されて、指などの操作体を操作パネルに接触させて操作する入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、移動位置を静電容量センサで検出し、押圧量を歪みセンサで検出する入力装置が開示されている。【０００３】
また特許文献２には、圧力センサと静電タッチパネルとを有する情報処理装置が開示されている。特許文献２では押圧力の閾値を設定して押圧の有無を判別している。【０００４】
特許文献３や特許文献４には、一定時間内に座標入力がない場合には、サンプリングレートを落す（増大させる）ことが記載されている。ただし、特許文献３及び特許文献４は、静電容量センサと押圧力を測定するフォースセンサとを備えた入力装置ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−８７３１１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１１３９９号公報
【特許文献３】特開平９−１４６６８９号公報
【特許文献４】特開平８−３２８７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、入力装置を組み込んだ機器に加わる応力の変化、温度変化、デバイス形状の経時変化等により、フォースセンサの出力がオフセットドリフトを起こす問題があった。また入力装置の縁を手で掴み、もう一方の手の指で入力操作面を操作する場合、入力装置の縁を手で掴んだ時点でフォースセンサにある程度の荷重が作用する。これにより、正確にフォースセンサを駆動できず、検出精度が落ちたり、また電力消費量が多くなるといった不具合が生じた。【０００７】
各特許文献には、静電容量センサとフォースセンサを備えた入力装置において、フォースセンサの出力をオフセットするキャリブレーションを効率的に行うには、何の情報に基づくものとすればよいのか、またどのようなタイミングとすればよいか特に記載されていない。【０００８】
そこで本発明は上記従来の課題を解決するものであり、特にオフセットキャリブレーションを効率的に行うことができる入力装置及び前記入力装置を用いた制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明における入力装置は、操作面上での操作体による入力操作位置を検知可能な位置検出センサと、前記入力操作位置での荷重を検知可能な荷重検出センサと、前記位置検出センサの出力に起因する入力操作情報に基づき前記荷重検出センサの出力のオフセットを補正するオフセットキャリブレーションを実行可能な制御部と、を有することを特徴とするものである。【００１０】
また本発明における入力装置を用いた制御方法は、操作面上での操作体による入力操作位置を検知可能な位置検出センサと、前記入力操作位置での荷重を検知可能な荷重検出センサと、制御部と、を有し、
前記制御部では、前記位置検出センサの出力に起因する入力操作情報に基づいて前記荷重検出センサの出力のオフセットを補正するオフセットキャリブレーションを実行することを特徴とするものである。【００１１】
本発明では、位置検出センサの出力に起因する入力操作情報を利用することで、荷重検出センサに対するオフセットキャリブレーションを効率的に実行することが可能になる。ここで入力操作情報とは、指等の操作体が操作面上にて接触・非接触であることの判定や位置座標の検出の有無を指す。【００１２】
本発明では、前記位置検出センサの出力に基づく入力操作が検知されない間に、前記オフセットキャリブレーションが実行され、前記入力操作が検知されたら、前記オフセットキャリブレーションが停止されて、前記荷重検出センサの出力に基づく前記入力操作位置での荷重が検出されることが好ましい。これによりキャリブレーションの実行と、荷重の検出とを効率よく行うことができる。【００１３】
あるいは本発明では、前記位置検出センサの出力に基づく入力操作が検知されるまで、前記荷重検出センサはスタンバイ状態とされ、前記入力操作位置が検知されたら前記オフセットキャリブレーションが実行され、続いて、前記荷重検出センサの出力に基づき前記入力操作位置での荷重が検出されることが好ましい。この発明では、荷重検出センサをスタンバイ状態としておき、前記位置検出センサの出力に基づいて入力操作が検知されたら即座に荷重検出センサの出力を読み込んで前記オフセットキャリブレーションを実行する。これにより、スピーディにオフセットキャリブレーションを実行することができ、オフセットキャリブレーションから荷重検出のステップにスムースに移行させることができる。【００１４】
また本発明では、前記オフセットキャリブレーション時に取得される前記荷重検出センサの出力に対するサンプリングレートが、荷重を検出する際に取得される前記荷重検出センサの出力に対するサンプリングレートに比べて低周波数とされることが好ましい。これによりキャリブレーション時における消費電力を低減でき、また、荷重検出に対するデータの欠損を回避でき、荷重検出を遅滞なく行うことができる。【００１５】
また本発明では、前記位置検出センサ及び前記荷重検出センサが前記制御部としてのホストＩＣに接続されており、前記ホストＩＣは、前記荷重検出センサを構成するセンサ駆動用ＩＣにて前記オフセットを補正するように指示を出し、あるいは、前記ホストＩＣ内にてオフセット値を格納して前記荷重検出センサから取得した出力に対して前記オフセットキャリブレーションを実行する構成にできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の入力装置、及び前記入力装置を用いた制御方法によれば、位置検出センサの出力に起因する入力操作情報を利用することで、荷重検出センサに対するオフセットキャリブレーションを効率的に実行することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施形態における入力装置（タッチパネル）の部分縦断面図である。
【図２】図２は、静電容量式タッチパネルセンサの説明図である。
【図３】図３は、荷重検出センサ（フォースセンサ）の説明図であり、図３（ａ）は部分縦断面図、図３（ｂ）は、荷重検出センサを構成するセンサ基板の裏面透視図である。
【図４】図４は、本実施形態の入力装置の平面図を示す。
【図５】図５は、本実施形態における入力装置のブロック図である。
【図６】図６は、キャリブレーション及び荷重検出のステップ等を備えた第１の実施形態のフローチャート図である。
【図７】図７は、キャリブレーション及び荷重検出のステップ等を備えた第２の実施形態のフローチャート図である。
【図８】図８は、荷重検出センサの規定値や、静電容量式タッチパネルセンサ及びセンサ駆動周波数のタイミングチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の実施形態における入力装置（タッチパネル）の部分縦断面図であり、図２は、静電容量式タッチパネルセンサの説明図であり、図３は、荷重検出センサ（フォースセンサ）の説明図であり、図３（ａ）は部分縦断面図、図３（ｂ）は、荷重検出センサを構成するセンサ基板の裏面透視図であり、図４は、本実施形態の入力装置の平面図を示す。
【００１９】
本実施形態における入力装置（タッチパネル）１は、静電容量式タッチパネルセンサ（位置検出センサ）２の裏面側に複数の荷重検出センサ（フォースセンサ）３を備えた構成である。
【００２０】
図１に示すように静電容量式タッチパネルセンサ２は、透明な操作パネル４と、操作パネル４の裏面４ｂに設けられたセンサ層５とを有して構成される。操作パネル４はガラスやプラスチック等で構成される。操作パネル４の表面が操作面４ａである。
【００２１】
センサ層５は、例えば図２に示すようにＩＴＯ等で形成されたＸ電極２７とＹ電極２８とを有して構成される。Ｘ電極２７とＹ電極２８との間は絶縁されている。また、Ｘ電極２７とＹ電極２８とは直交している。指等の操作体Ｆで操作面４ａ上を押圧すると、操作体と各電極２７，２８との間の静電容量が変化する。この静電容量変化に基づき操作体Ｆの入力操作位置を検出することが可能である。なおセンサ層５の構成は図２のものに限定されない。図２のように電極がＸ電極２７とＹ電極２８との２層構造とされていてもよいし、１層構造で構成することも可能である。また静電容量式でなく抵抗膜式等とすることも可能である。
【００２２】
荷重検出センサ３は、図３に示すように、センサ基板１２と、ベース基板１３とを有する。センサ基板１２には、変位部１４と、変位部１４の上面に上方に向けて突出する突起状の受圧部１７が設けられる。センサ基板１２とベース基板１３との間には所定の空間部１５が形成されており、これにより変位部１４が荷重を受けると高さ方向に変位できるようになっている。図３（ａ）（ｂ）に示すように、センサ基板１２の裏面には、歪検出素子として複数のピエゾ抵抗素子１６が設けられる。受圧部１７で受けた荷重により変位部１４が高さ方向に変位すると、その変位量に応じて各ピエゾ抵抗素子１６の電気抵抗が変化し、各ピエゾ抵抗素子１６によって構成されたブリッジ回路の中点電位が変化することで、センサ出力を得ることが出来る。図３（ｂ）に示すように各ピエゾ抵抗素子１６から引き回された配線部１８が図示しないパッド部と電気的に接続されている。
【００２３】
本実施形態における荷重検出センサ３は図３に示した構成以外のものであってもよい。例えば操作面４ａを押圧したときに２つの電極間の距離の変化に基づいて静電容量が変化し、この静電容量変化により荷重を検出することが可能な構成にすることもできる。
【００２４】
図１に示すように、荷重検出センサ３は、静電容量式タッチパネルセンサ２の裏面側に配置される。荷重検出センサ３は、例えば、図４に示すように、操作面４ａの周辺部の４隅に配置される。また図１に示すように、荷重検出センサ３を支える支持部９を備え、この支持部９と静電容量式タッチパネルセンサ２間が高さ方向に変形可能な接続部１１により接続されている。これにより操作面４ａを押圧したときに操作パネル４が下方に移動し、荷重検出センサ３に荷重を加えることができる。接続部１１は例えば両面テープである。
【００２５】
なおタッチパネル１における荷重検出センサ３の支持構造は図１に示すものに限定されない。また、タッチパネル１における荷重検出センサ３の位置は図４に示すものに限定されず、例えば、タッチパネル１の周辺部における各辺の中央部に夫々、配置しても良く、押圧力の荷重を適切に検知できるところに適宜配置できるものである。また荷重検出センサ３の数についても限定されるものではない。
【００２６】
図５に示すように、タッチパネル１を構成する静電容量式タッチパネルセンサ２及び荷重検出センサ３は、夫々、ホストＩＣ（制御部）７に接続されている。またホストＩＣ７からのデータを機器本体部の画像処理部２１に送信できるようになっている。
【００２７】
図１に示すように指等の操作体Ｆにより操作面４ａ上を入力操作すると、静電容量式タッチパネルセンサ２からホストＩＣに静電容量変化に基づく第１の信号Ｄ１が出力される。ホストＩＣ７では、第１の信号Ｄ１に基づいて図８（ｂ）に示すように操作体Ｆが操作面４ａ上に接触しているか非接触であるかを判定する。また、静電容量式タッチパネルセンサ２からの出力に基づいてホストＩＣ７では、操作体Ｆによる入力操作位置の位置座標（Ｘ，Ｙ）を求めることができる。
【００２８】
操作面４ａ上を操作体Ｆで押圧すると、荷重検出センサ３からホストＩＣ７に第２の信号Ｄ２が出力される。図８（ａ）には、横軸を時間とした荷重検出センサ３からの出力（アナログ信号）が図示されている。荷重検出センサ３からの出力（アナログ信号）を取得したホストＩＣ７では、予め設定されている図８（ａ）に示す閾値に基づき、出力値が閾値より大きい場合には押圧したと判定し、出力値が閾値より小さいと押圧していないと判定する。
【００２９】
そしてホストＩＣ７では、荷重検出センサ３の出力に基づいて入力操作位置の荷重を求めることが出来る。荷重検出センサ３の出力に基づきどのようにして荷重を算出するかは特に限定されるものではない。例えば複数ある各荷重検出センサ３の出力値を平均化するなどして荷重を求めることが出来る。
そして操作体Ｆによる入力操作位置での荷重値や位置座標（Ｘ，Ｙ）の各データが図５に示す画像処理部２１に送信され、画像処理部２１では送信データに基づいて液晶ディスプレイ１０（図１参照）の画像表示処理を行う。
【００３０】
次に図６に示すフローチャートを用いてオフセットキャリブレーション等について説明する。
【００３１】
図６に示すようにまずセルフテストを実行する（ステップＳＴ１）。セルフテストでは、ＩＣが健全に動作するか等を検査する。
【００３２】
セルフテストをパスすると次に、ホストＩＣ７では、オフセットキャリブレーションを実行する（ステップＳＴ２）。
【００３３】
オフセットキャリブレーションでは、例えば１０Ｈｚ以下の低サンプリングレートで、荷重検出センサ３の出力を測定し、オフセット補正を行う。オフセット補正については後述する。
【００３４】
次に、静電容量式タッチパネルセンサ２の出力に基づき入力操作がされたか否かを監視する。ここで入力操作とは、図８（ｂ）で示したように指等の操作体Ｆが操作面４ａ上を接触したと判定された状態や操作体Ｆの位置座標（Ｘ，Ｙ）が得られた状態を指す。
【００３５】
ステップＳＴ３で、入力操作を検知しないとき、すなわち図８（ｂ）に示す非接触と判定された状態や位置座標（Ｘ，Ｙ）が得られない状態のとき、再び、ステップＳＴ２のオフセットキャリブレーションのステップＳＴ２に戻る。
【００３６】
図８（ａ）（ｂ）に示すように、指操作体Ｆが非接触と判定されると、オフセットキャリブレーションのサンプリングタイムが開始される。このとき上記したように例えば１０Ｈｚ以下の低サンプリングレートで、荷重検出センサ３の出力を測定する（図８（ｄ）も参照）。
【００３７】
図８（ａ）に示すように、荷重検出センサからの出力には、様々な要因によりオフセットドリフトが生じている。このオフセット量をゼロにするのが、オフセットキャリブレーションである。ホストＩＣ７では、オフセットキャリブレーション時、荷重検出センサ３の出力を低サンプリングレートで取得しており、図８（ａ）（ｄ）に示すタイミングでオフセットキャリブレーションを実行する。オフセットキャリブレーションを実行したことで、その後、荷重検出センサの出力値は約ゼロに戻る。オフセットキャリブレーションは、低サンプリングレートで次のステップＳＴ４に移行するまで、何回も繰り返し行われる。さてどのようにしてオフセット量をゼロにするかであるが、例えばホストＩＣ７から、荷重検出センサ３を構成するセンサ駆動用ＩＣ１９にオフセットを補正するように指示を出す（ハードキャリブレーション）。これにより、荷重検出センサ３内にてオフセットが補正され、図８（ａ）に示すオフセット量がキャンセルされた状態のアナログ出力（第２の信号Ｄ２）をホストＩＣ７に送信することができる。あるいは、ホストＩＣ側で図８（ａ）に示すオフセット量を格納しておき、荷重検出センサ３からホストＩＣに送信されたオフセット量が乗った状態のアナログ出力（第２の信号Ｄ２）に対しホストＩＣ７内にてオフセット補正を行うこともできる（ソフトキャリブレーション）。
【００３８】
図６に示すように、ステップＳＴ３にて、静電容量式タッチパネルセンサ２の出力（第１の信号Ｄ１）に基づき入力操作が検知されたとき、すなわち操作体Ｆが操作面４ａ上に接触したと判定したり位置座標（Ｘ，Ｙ）が検知されたとき、ステップＳＴ４に移行する。ステップＳＴ４では、オフセットキャリブレーションを停止するとともに、オフセットキャリブレーション時よりも、高周波（例えば１０Ｈｚ以上）のサンプリングレートで荷重検出センサ３の出力を取得する。
【００３９】
図８（ｄ）にセンサ駆動周波数を示す。図８（ｃ）（ｄ）に示すように、操作体Ｆが操作面４ａ上を接触・押圧していると判定した際、ホストＩＣ７では、高周波のサンプリングレートで荷重検出センサ３の出力を取得する。一方、操作体Ｆが操作面４ａ上を非接触・非押圧であると判定されると、ホストＩＣ７では、低周波のサンプリングレートで荷重検出センサ３の出力を取得して既に説明したオフセットキャリブレーションを実行する。
【００４０】
続いて、図６のステップＳＴ５では、出力の平均化や荷重計算を行うデータ処理を実行する。
【００４１】
次に、図６のステップＳＴ６では、静電容量式タッチパネルセンサ２の出力に基づき、入力操作が継続した状態であるか否かを監視し、入力操作が継続していれば、ステップＳＴ４に戻る。一方、入力操作が継続していない、すなわち図８（ｂ）あるいは図８（ｃ）に示すように操作体Ｆが操作面４ａ上に非接触あるいは非接触・非押圧と判定された場合には、再び、ステップＳＴ２のオフセットキャリブレーションに戻る。
【００４２】
図７に示す別のフローチャート（なお図６と同じステップについては同じ符号を付した）では、セルフテストを実行した後（ステップＳＴ１）、荷重検出センサ３（フォースセンサ）をスタンバイ状態にする（ステップＳＴ７）。スタンバイ状態では、荷重検出センサ３は起動した動作状態にあり、ホストＩＣ７が呼び出せばいつでも出力（第２の信号Ｄ２）を取り出せる状態とされている。
【００４３】
次に、静電容量式タッチパネルセンサ２の出力に基づき、入力操作がされているか否かを判定する（ステップＳＴ３）。すなわち図８（ｂ）に示すように、操作体Ｆが操作面４ａ上に接触していると判定されたり位置座標（Ｘ，Ｙ）が検知されるとステップＳＴ２のオフセットキャリブレーションに移行し、非接触と判定されたり位置座標（Ｘ，Ｙ）を検知できない場合には、再びステップＳＴ３に戻って入力操作状態を監視する。
【００４４】
オフセットキャリブレーションのステップＳＴ２の後、図６で説明したと同じでステップＳＴ５及びステップＳＴ６に移行する。ステップＳＴ６で、入力操作を継続していない、すなわち操作体Ｆが操作面４ａ上から離れたり位置座標（Ｘ，Ｙ）が検知されなくなるとステップＳＴ６からステップＳＴ７に移行する。
【００４５】
以上のようにホストＩＣ７（制御部）では、静電容量式タッチパネルセンサ２の出力に起因する入力操作情報に基づいて、荷重検出センサ３の出力のオフセットを補正するオフセットキャリブレーションを実行する。ここで入力操作情報とは、指等の操作体Ｆが操作面４ａ上にて接触・非接触であることの判定や位置座標の検出の有無を指す。例えば、図６の形態では、静電容量式タッチパネルセンサ２の出力に基づく入力操作を検出しない間、一定周期（低サンプリングレート）で、オフセットキャリブレーションを実行している（図８も参照）。一方、図７の形態では、入力操作が検知されたらオフセットキャリブレーションを実行している。
【００４６】
このように静電容量式タッチパネルセンサ２の出力に起因した入力操作情報を利用することで、荷重検出センサ３に対するオフセットキャリブレーションを効率的に実行することができる。例えば電源投入時やアプリケーション起動時のタイミングでのみ、オフセットキャリブレーションを実行する構成であると、アプリケーションが動作している間、オフセットキャリブレーションは実行されず、オフセットドリフトを定期的にキャンセルすることができない。
【００４７】
静電容量式タッチパネルセンサ２と荷重検出センサ３とを備えた入力装置１では、荷重検出センサ３にて荷重が検知される状態では必ず静電容量式タッチパネルセンサ２による入力操作が検知された状態にある。すなわち静電容量式タッチパネルセンサ２による入力操作が検知されない状態にて、荷重検出センサ３から出力があれば、その出力はオフセットドリフトである。また、指等の操作体Ｆにより操作面４ａ上を押圧するには、まず操作体Ｆが操作面４ａ上に接触した状態が生じる。よって静電容量式タッチパネルセンサ２により接触状態を検知した瞬間に荷重検出センサ３から出力があれば、その出力もオフセットドリフトであり、あるいはオフセットドリフトを多分に含んでいる。また静電容量変化により操作体のＸＹ座標を検知する静電容量式等のタッチパネルセンサ２は、荷重検出センサ３に比べてオフセットドリフトが生じにくい。このため、オフセットキャリブレーションのタイミングとして静電容量式タッチパネルセンサ３の出力に起因する入力操作情報を利用することで、オフセットキャリブレーションを定期的に且つ精度良く実行できる。
【００４８】
図６に示すフローチャートでは、オフセットキャリブレーションのタイミングを、静電容量式タッチパネルセンサ２の出力に基づく入力操作を検知しない状態のとき、すなわち操作体が操作面４ａ上に非接触の状態のときとしている（図８参照）。このためオフセットキャリブレーションのタイミングは、図６に示すステップＳＴ４での荷重検出センサ３の出力測定タイミングと重ならず、オフセットキャリブレーションの実行と、荷重検出とを効率よく行うことができる（図８（ｄ）に示す「図６でのキャリブレーションタイミング」参照）。
【００４９】
一方、図７に示すフローチャートでは、静電容量式タッチパネルセンサ２の出力に基づく入力操作を検知したら、オフセットキャリブレーションを実行する。このため図７では、オフセットキャリブレーション前に、荷重検出センサ３をスタンバイ状態にしておき、静電容量式タッチパネルセンサ２の出力に基づく入力操作を検知したら、即座に、荷重検出センサ３の出力を取得してオフセットキャリブレーションを実行できるようにしている（図８（ｄ）に示す「図７でのキャリブレーションタイミング」参照）。これにより、スピーディにオフセットキャリブレーションを実行することができ、オフセットキャリブレーション（ステップＳＴ２）から荷重検出（ステップＳＴ５，ステップＳＴ６）にスムースに移行させることができる。
【００５０】
また、静電容量式タッチパネル３の出力に基づく入力操作の検知とともに、荷重検出センサ３によりある所定の荷重を検知したことを条件として、オフセットキャリブレーションが実行されるようにしてもよい。すなわち図８（ｃ）に示す接触・押圧と判定したときに、オフセットキャリブレーションを実行してもよい。
【００５１】
また、図６、図７で示したように、オフセットキャリブレーション時における荷重検出センサ３の出力に対するサンプリングレートを、荷重を検出する際の荷重検出センサ３の出力に対するサンプリングレートに比べて低周波数とすることが好ましい。例えば、オフセットキャリブレーション時における荷重検出センサ３の出力に対するサンプリングレートを１〜１０Ｈｚ程度に設定し、荷重を検出する際の荷重検出センサ３の出力に対するサンプリングレートを１０〜２００Ｈｚに設定する。これによりキャリブレーション時における消費電力を低減でき、また荷重検出に対するデータの欠損を回避でき、荷重検出を遅滞なく行うことができる。
【００５２】
本実施形態における入力装置（タッチパネル）１は、携帯電話、携帯用の情報処理装置、携帯用の記憶装置、携帯用のゲーム装置などに適用できる。
【符号の説明】
【００５３】
Ｆ  操作体（指）
１  入力装置（タッチパネル）
２  静電容量式タッチパネルセンサ（位置検出センサ）
３  荷重検出センサ（フォースセンサ）
４  操作パネル
４ａ  操作面
７  ホストＩＣ（制御部）
５  センサ層
１０  液晶ディスプレイ
１２  センサ基板
１４  変位部
１６  ピエゾ抵抗素子
２０  制御部
２１  画像処理部
２７  Ｘ電極
２８  Ｙ電極
【図１】
2014054754.tif 000003
【図２】
2014054754.tif 000004
【図３】
2014054754.tif 000005
【図４】
2014054754.tif 000006
【図５】
2014054754.tif 000007
【図６】
2014054754.tif 000008
【図７】
2014054754.tif 000009
【図８】
2014054754.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成26年1月27日(2014.1.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作面上での操作体による入力操作位置を検知可能な位置検出センサと、前記入力操作位置での荷重を検知可能な荷重検出センサと、前記位置検出センサの出力に起因する入力操作情報に基づき前記荷重検出センサの出力のオフセットを補正するオフセットキャリブレーションを実行可能な制御部と、を有し、
前記位置検出センサの出力に基づく入力操作が検知されるまで、前記荷重検出センサはスタンバイ状態とされ、前記入力操作が検知されたら前記オフセットキャリブレーションが実行され、続いて、前記荷重検出センサの出力に基づき前記入力操作位置での荷重が検出されることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記オフセットキャリブレーション時に取得される前記荷重検出センサの出力に対するサンプリングレートが、荷重を検出する際に取得される前記荷重検出センサの出力に対するサンプリングレートに比べて低周波数とされる請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記位置検出センサ及び前記荷重検出センサが前記制御部としてのホストＩＣに接続されており、前記ホストＩＣは、前記荷重検出センサを構成するセンサ駆動用ＩＣにて前記オフセットを補正するように指示を出し、あるいは、前記ホストＩＣ内にてオフセット値を格納して前記荷重検出センサから取得した出力に対して前記オフセットキャリブレーションを実行する請求項１または２に記載の入力装置。
【請求項４】
操作面上での操作体による入力操作位置を検知可能な位置検出センサと、前記入力操作位置での荷重を検知可能な荷重検出センサと、制御部と、を有し、
前記制御部では、前記位置検出センサの出力情報に基づく入力操作を検知するまで、前記荷重検出センサをスタンバイ状態とし、前記入力操作を検知したら前記荷重検出センサの出力のオフセットを補正するオフセットキャリブレーションを実行し、続いて、前記荷重検出センサの出力に基づき前記入力操作位置での荷重を求めることを特徴とする入力装置を用いた制御方法。
【請求項５】
前記オフセットキャリブレーション時に取得する前記荷重検出センサの出力に対するサンプリングレートを、荷重を検出する際に取得する前記荷重検出センサの出力に対するサンプリングレートに比べて低周波数とする請求項４記載の入力装置の制御方法。
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
（削除）
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月27日(2015.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記オフセットキャリブレーション時に取得する前記荷重検出センサの出力に対するサンプリングレートを、荷重を検出する際に取得する前記荷重検出センサの出力に対するサンプリングレートに比べて低周波数とする請求項４記載の入力装置を用いた制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
また特許文献２には、圧力センサと静電容量式タッチパネルとを有する情報処理装置が開示されている。特許文献２では押圧力の閾値を設定して押圧の有無を判別している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
ステップＳＴ３で、入力操作を検知しないとき、すなわち図８（ｂ）に示す非接触と判定された状態や位置座標（Ｘ，Ｙ）が得られない状態のとき、再び、ステップＳＴ２のオフセットキャリブレーションに戻る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
静電容量式タッチパネルセンサ２と荷重検出センサ３とを備えた入力装置１では、荷重検出センサ３にて荷重が検知される状態では必ず静電容量式タッチパネルセンサ２による入力操作が検知された状態にある。すなわち静電容量式タッチパネルセンサ２による入力操作が検知されない状態にて、荷重検出センサ３から出力があれば、その出力はオフセットドリフトである。また、指等の操作体Ｆにより操作面４ａ上を押圧するには、まず操作体Ｆが操作面４ａ上に接触した状態が生じる。よって静電容量式タッチパネルセンサ２により接触状態を検知した瞬間に荷重検出センサ３から出力があれば、その出力もオフセットドリフトであり、あるいはオフセットドリフトを多分に含んでいる。また静電容量変化により操作体のＸＹ座標を検知する静電容量式等のタッチパネルセンサ２は、荷重検出センサ３に比べてオフセットドリフトが生じにくい。このため、オフセットキャリブレーションのタイミングとして静電容量式タッチパネルセンサ２の出力に起因する入力操作情報を利用することで、オフセットキャリブレーションを定期的に且つ精度良く実行できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
また、静電容量式タッチパネルセンサ２の出力に基づく入力操作の検知とともに、荷重検出センサ３によりある所定の荷重を検知したことを条件として、オフセットキャリブレーションが実行されるようにしてもよい。すなわち図８（ｃ）に示す接触・押圧と判定したときに、オフセットキャリブレーションを実行してもよい。
【国際調査報告】
2014054754.tif 000011
2014054754.tif 000012
2014054754.tif 000013
2014054754.tif 000014