(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オブジェクトを表示する表示部と、
接触物の接触を検出する接触検出部と、
前記接触検出部に対する接触による押圧を検出する押圧検出部と、
前記表示部に表示されたオブジェクトの領域と、前記接触物の接触位置と、前記押圧検出部により検出される押圧とに基づいて、前記オブジェクトに対応付けられた処理を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記押圧検出部により検出される押圧が増加するとともに、前記接触物の接触位置が前記領域内から当該領域外に変化した場合、当該領域内に前記接触位置があるとみなすように制御する、ことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
オブジェクトを表示する表示部と、
接触物の接触を検出する接触検出部と、
前記接触検出部に対する接触による押圧を検出する押圧検出部と、を備え、
前記表示部に表示されたオブジェクトの領域と、前記接触物の接触位置と、前記押圧検出部により検出される押圧とに基づいて、前記オブジェクトに対応付けられた処理を制御する電子機器の制御方法であって、
前記押圧検出部により検出される押圧が増加するとともに、前記接触物の接触位置が前記領域内から当該領域外に変化した場合、当該領域内に前記接触位置があるとみなすように制御する、ことを特徴とする電子機器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１１年１０月２７日に日本国に特許出願された特願２０１１−２３６１８９の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体をここに参照のために取り込む。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、接触検出部を備える電子機器及び電子機器の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
近年、携帯電話等の携帯端末において、操作者による操作を検出する部材として、タッチセンサやタッチスイッチ等の接触検出部を備える電子機器が増えている。また、携帯端末以外に、電卓、券売機等の機器や、電子レンジ、テレビ、照明器具等の家電製品、産業用機器（ＦＡ機器）等、接触検出部を備える電子機器は広く使用されている。【０００４】
このような接触検出部には、抵抗膜方式、静電容量方式等の種々の方式が知られている。いずれの方式の接触検出部も、操作者の指やスタイラスペン等による接触を検出する。接触検出部を備えた電子機器は、一般的に、接触検出部の裏面に配置された表示部の表示画面上に、操作キーやボタン等（以下、単に「操作キー等」と記す）の画像（以下、「オブジェクト」と記す）を表示する。表示画面上に表示されたオブジェクトを操作者が押圧すると、当該押圧の位置における接触を接触検出部が検出するようになっている。【０００５】
また、操作者ごとに個別に入力許容エリアの大きさを補正することにより、操作者ごとに特有の位置ずれや多重入力等の誤入力操作を解消する電子機器が知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００６】
また、指が接触検出部に軽く触れてしまっただけで電子機器の処理が行われることを防止するために、所定の入力受付基準を満たす押圧荷重が接触検出部に加わったときに入力を受け付ける電子機器も提案されている。以下では、このような電子機器を、「押圧荷重検出機能を有する電子機器」と称する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−０６３２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
表示部に表示されている操作キー等のオブジェクトを操作者が押圧する場合、従来の電子機器は、操作者がオブジェクトに触れた瞬間にオブジェクトを押圧したと判定していた。そのため、操作者が最初に触れた接触位置がオブジェクトの領域内に入っていれば、このオブジェクトに対応付けられた処理を開始していた。一方、押圧荷重検出機能を有する電子機器の場合、操作者が接触検出部に触れただけではオブジェクトを押圧したとは判定せず、さらにそこから押圧力を加えた時に、オブジェクトを押圧したと判定する。この場合、押圧箇所を押し込むために操作者が強く圧力を加えると、接触検出部と指との接触位置が指先から指腹へと移動し、接触位置にずれが生じることがあった。【０００９】
図４は、従来の電子機器における接触位置のずれを説明する図である。一般的に、図４（ａ）に示すように、従来の電子機器は、操作者が接触検出部１０を指で触れた瞬間の接触位置Ｐを判定し、接触位置Ｐに対応するオブジェクトを押圧したと判定する。しかしながら、押圧荷重検出機能を有する電子機器の場合、最初に触れた接触位置Ｐはオブジェクトの位置に対応するか否かを判定するのみであり、その後オブジェクトに押圧力を加えて実際に押し込むことによってオブジェクトを押圧したと判定する。人間が指に力を加えて平面を押圧する場合、指の腹で圧力を加えるため、図４（ｂ）に示すように、指の形状が破線で示す形状から実線で示す形状に変化する。それに伴い、接触位置は指先から指の腹へ移動し、接触位置もＰからＰ’へ移動してしまう。ここで、接触位置は、例えば、抵抗膜方式であれば、押圧されているエリアの重心の中心点、静電容量方式であれば、接触検出部に触れている面積の中心点とする。【００１０】
図４（ｃ）に示すように、最初、入力受付領域Ａ内に接触位置Ｐが位置していても、押圧荷重を加えることによって接触位置がずれ、ずれた接触位置Ｐ’が入力受付領域Ａの領域外に位置してしまうことがある。【００１１】
図４（ｃ）に示すように、操作者がオブジェクトに対応する接触検出部の当該オブジェクトに係る入力受付領域（以下、単に「入力受付領域」と記す）Ａを押圧するために接触検出部１０に押圧力を加えた時に、ずれた接触位置Ｐ’が入力受付領域Ａの外へ位置すると、電子機器は、オブジェクトの押圧が中断されたと判定してしまう。また、押圧対象のオブジェクトのすぐ隣に別のオブジェクトが存在する場合には、接触位置がずれたことにより、隣のオブジェクトが押圧されたと判定してしまう。【００１２】
特許文献１に記載の技術では、操作者がオブジェクトを押圧した時点で表示画像や入力許容エリアの大きさを補正しているため、押圧荷重を加え始めたことによって生じる接触位置のずれを補正することはできなかった。また、押圧荷重検出機能を有する電子機器の場合、指の太さに関係なく位置ずれは生じるが、特許文献１に記載の技術では、指の細い（接触面積の小さい）操作者に対して、表示画像や入力許容エリアを広くするように補正することはできなかった。【００１３】
このように、従来の電子機器では、操作者が押圧を開始したことによって接触位置がずれた場合に、オブジェクトの押圧の中断や、隣のオブジェクトの押圧といった、操作者が意図しない動作を防止することができなかった。【００１４】
したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、操作者が押圧を開始したことによって接触位置がずれた場合に、操作者が意図しない動作を防止することができる電子機器及び電子機器の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決する本発明に係る電子機器は、オブジェクトを表示する表示部と、接触物の接触を検出する接触検出部と、前記接触検出部に対する接触による押圧を検出する押圧検出部と、前記表示部に表示されたオブジェクトの領域と、前記接触物の接触位置と、前記押圧検出部により検出される押圧とに基づいて、前記オブジェクトに対応付けられた処理を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記押圧検出部により検出される押圧が増加するとともに、前記接触物の接触位置が前記領域内から当該領域外に変化した場合、当該領域内に前記接触位置があるとみなすように制御する、ことを特徴とする。
【００１６】
更に、上記課題を解決する本発明に係る電子機器の制御方法は、オブジェクトを表示する表示部と、接触物の接触を検出する接触検出部と、前記接触検出部に対する接触による押圧を検出する押圧検出部と、を備え、前記表示部に表示されたオブジェクトの領域と、前記接触物の接触位置と、前記押圧検出部により検出される押圧とに基づいて、前記オブジェクトに対応付けられた処理を制御する電子機器の制御方法であって、前記押圧検出部により検出される押圧が増加するとともに、前記接触物の接触位置が前記領域内から当該領域外に変化した場合、当該領域内に前記接触位置があるとみなすように制御する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、押圧が開始されたことによって接触の位置がずれた場合に、操作者が意図しない動作を防止することができる電子機器及び電子機器の制御方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子機器の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電子機器の実装構造の一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電子機器の動作を示すフローチャートである。
【図４】従来の電子機器における接触位置のずれを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る電子機器の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、電子機器１は、接触検出部１０と、表示部２０と、押圧検出部３０と、記憶部４０と、触感呈示部５０と、制御部６０とを備える。
【００２１】
表示部２０は、押しボタンスイッチ（プッシュ式ボタンスイッチ）のようなオブジェクトを画像表示する。押しボタンスイッチとは、操作者が入力の操作に用いるボタンやキー等である。表示部２０は、例えば、液晶表示パネル（ＬＣＤ）や有機ＥＬ表示パネル等を用いて構成される。
【００２２】
接触検出部１０は、通常は表示部２０の前面に配置され、表示部２０に表示されたオブジェクトに対する操作者の指等の接触物（押圧物）による接触、または接触の解除を、対応する接触検出部１０の入力面１０ａ（図２参照）において検出する。また、接触検出部１０は、入力面１０ａに対する接触位置を検出し、検出した接触位置を制御部６０に通知する。この接触検出部１０は、例えば抵抗膜方式、静電容量方式等の公知の方式のもので構成される。なお、接触検出部１０が接触物による接触を検出する上で、接触物が接触検出部１０に物理的に触れることは必須ではない。例えば、接触検出部１０が光学式である場合は、接触検出部１０は当該接触検出部１０上の赤外線が接触物で遮られた位置を検出するため、接触物が接触検出部１０に触れることは不要である。
【００２３】
押圧検出部３０は、接触検出部１０の入力面１０ａに対する接触による押圧に基づくデータを検出するものであり、例えば、歪みゲージセンサや圧電素子等の素子を用いて構成される。また、押圧検出部３０は、検出した入力面１０ａに対する押圧に基づくデータ（例えば電圧）を制御部６０に通知（出力）する。
【００２４】
記憶部４０は、公知技術によるメモリで構成することができ、入力された各種情報や電子機器１を動作させるためのプログラムなどを記憶するとともに、ワークメモリとしても機能する。特に、本実施形態においては、押圧検出部３０により検出される押圧に基づくデータが入力を受け付ける閾値である入力受付閾値と、入力受付閾値以下であって入力受付を解除する閾値である入力受付解除閾値と、各オブジェクトに対応する入力受付領域とを記憶する。なお、押圧検出部３０が、制御部６０に電圧を出力する場合には、各閾値は電圧閾値であることに留意されたい。
【００２５】
制御部６０は、接触検出部１０から取得した接触位置が表示部２０に表示されたオブジェクト対応する接触検出部１０の当該オブジェクトに係る入力受付領域内であり、押圧検出部３０により検出される押圧に基づくデータ（電圧）が所定の基準を満たす、すなわち当該押圧に基づくデータが記憶部４０に記憶されている入力受付閾値を超える場合には、オブジェクトに対応付けられた所定の処理を行う。また、制御部６０は、オブジェクトに対応付けられた処理を行うとともに、触感呈示部５０に対して触感呈示動作を行うように指示する。
【００２６】
また、制御部６０は、押圧検出部３０により検出される押圧に基づくデータが増加するとともに、接触検出部１０が検出する接触物の接触位置が入力受付領域内から当該入力受付領域外に変化した場合、入力受付領域内に接触位置があるとみなすように制御する。
【００２７】
触感呈示部５０は、例えば圧電振動子等を用いて構成され、所定の振動パターンによる振動等を発生させることにより、入力面１０ａに接触している接触物に対して、所定の触感を呈示する。触感呈示部５０により、押圧が入力受付基準を満たしたか否かを操作者に報知することができる。
【００２８】
図２は、図１に示した電子機器１の実装構造の一例を示すもので、図２（ａ）は要部断面図、図２（ｂ）は要部平面図である。表示部２０は、筐体１１内に収納保持する。表示部２０上には、弾性部材からなるインシュレータ１２を介して、接触検出部１０を保持する。なお、本実施の形態に係る電子機器１は、表示部２０および接触検出部１０を、平面視で矩形状としてある。本実施の形態において、接触検出部１０は、図２（ｂ）に仮想線で示す表示部２０の表示領域Ａから外れた４隅に配設したインシュレータ１２を介して表示部２０上に保持する。
【００２９】
また、筐体１１には、表示部２０の表示領域から外れた接触検出部１０の表面領域を覆うようにアッパカバー１３を設け、このアッパカバー１３と接触検出部１０との間に、弾性部材からなるインシュレータ１４を配設する。
【００３０】
なお、図２に示す接触検出部１０は、入力面１０ａを有する表面部材を、例えば透明フィルムやガラスで構成し、裏面部材をガラスやアクリルで構成している。接触検出部１０は、入力面１０ａが押圧されると、押圧部分が押圧荷重に応じて微少量撓む（歪む）、または構造体そのものが微少量撓む構造のものを用いる。
【００３１】
接触検出部１０の表面上には、アッパカバー１３で覆われる各辺の近傍に、接触検出部１０に加わる接触による押圧を検出するための歪みゲージセンサ３１をそれぞれ接着等により設ける。また、接触検出部１０の裏面上には、対向する２つの辺の近傍に、接触検出部１０を振動させるための圧電振動子５１をそれぞれ接着等により設ける。すなわち、図２に示す電子機器１は、図１に示した押圧検出部３０を４つの歪みゲージセンサ３１を用いて構成し、触感呈示部５０を２つの圧電振動子５１を用いて構成している。そして、触感呈示部５０により接触検出部１０を振動させることにより、入力面１０ａを振動させるようにしている。なお、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した筐体１１、アッパカバー１３およびインシュレータ１４の図示を省略している。
【００３２】
次に、このように構成される本実施形態に係る電子機器１の動作を説明する。図３は、本実施形態に係る電子機器１の動作を示すフローチャートである。
【００３３】
まず、電子機器１の動作が開始すると、制御部６０は、接触検出部１０に対する接触を監視する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１において、操作者の指等の接触物による接触検出部１０に対する接触が検出されると、制御部６０は、接触検出部１０から接触位置を取得する（ステップＳ１０２）。
【００３４】
制御部６０は、ステップＳ１０２にて取得した接触位置が、キー等のオブジェクトが表示された領域に対応する接触検出部１０の領域内（入力受付領域内）に位置するか否かを判定する（ステップＳ１０３）。接触位置が、オブジェクトの入力受付領域内に位置しない場合には、処理を終了する。一方、接触位置が、オブジェクトの入力受付領域内に位置する場合には、制御部６０は、押圧検出部３０により検出される押圧に基づくデータを定期的に取得し、取得したデータが所定の入力受付基準を満たすまで、すなわち、取得した押圧に基づくデータが記憶部４０に記憶された入力受付閾値を超えるまで待機する（ステップＳ１０４）。ここで、入力受付閾値は、操作者が接触検出部１０を押し込む動作をする際に、最低限必要となる押圧荷重値に対応するものとする。
【００３５】
押圧検出部３０により検出される押圧に基づくデータが所定の入力受付基準を満たすと、次に、制御部６０は、接触位置がオブジェクトの入力受付領域内に位置するか否か判定する（ステップＳ１０５）。接触位置が、オブジェクトの入力受付領域内に位置しない場合、つまり、接触位置が、オブジェクトの入力受付領域内から当該入力受付領域外に変化した場合、制御部６０は、更に、押圧検出部３０により検出される押圧に基づくデータが増加するとともに、接触検出部１０により検出される接触物の接触位置が入力受付領域内から当該入力受付領域外に変化したか否か判定する（ステップＳ１０６）。制御部６０は、押圧検出部３０により検出される押圧に基づくデータが増加するとともに、接触検出部１０により検出される接触物の接触位置が入力受付領域内から当該入力受付領域外に変化した場合、入力受付領域内に前記接触位置があるとみなし（ステップＳ１０７）、制御部６０は、入力受付領域に対応するオブジェクトが押圧されたものとして、該オブジェクトに対応付けられた処理を開始する（ステップＳ１０８）。なお、制御部６０は、ステップＳ１０５にて、接触位置がオブジェクトの入力受付領域内に位置する場合にも、ステップＳ１０８に移行し、入力受付領域に対応するオブジェクトが押圧されたものとして、該オブジェクトに対応付けられた処理を開始する。また、制御部６０は、ステップ１０６にて押圧検出部３０により検出される押圧に基づくデータが増加するとともに、接触検出部１０により検出される接触物の接触位置が入力受付領域内から当該入力受付領域外に変化しなかった場合には、処理を終了する。
【００３６】
制御部６０は、ステップＳ１０８の後、触感呈示部５０に対して触感呈示動作を行うように指示する（ステップＳ１０９）。そして、制御部６０は、指が非接触となる（指が接触検出部１０から離れる）まで待機する（ステップＳ１１０）。例えば、押圧検出部３０により検出される押圧に基づくデータが記憶部４０に記憶された入力受付解除閾値未満となった場合に、指が非接触になったものと判定する。指が非接触であると判定すると、制御部６０は、処理を終了する。
【００３７】
このように、本発明の電子機器１によれば、制御部６０は、押圧検出部３０により検出される押圧に基づくデータが増加するとともに、接触検出部１０により検出される接触物の接触位置が入力受付領域内から当該入力受付領域外に変化した場合、当該入力受付領域内に接触位置があるとみなすように制御する。これにより、押圧を開始したことによって接触位置がずれた場合に、オブジェクトの押圧の中断や、隣のオブジェクトの押圧といった、操作者が意図しない動作を防止することが可能となる。
【００３８】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、本発明を電子機器として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する電子機器の制御方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。また、上述した実施の形態では、接触検出部１０を用いて入力面１０ａに対する接触を検出したが、荷重センサ（荷重検出部）を用いて、所定の押圧荷重に基づくデータが基準を満たした場合に、接触がなされたものと判定することもできる。このような荷重検出部は、上述した実施の形態の押圧検出部３０と同様に、任意の個数の歪みゲージセンサ３１等を用いて構成することができる。
【００３９】
なお、上述した実施の形態においては、接触物（押圧物）が指である場合について説明したが、接触物はスタイラスペンであってもよい。
【００４０】
また、上述した実施の形態において、押圧検出部３０は、接触検出方式に応じて構成することができる。例えば、抵抗膜方式の場合には、接触面積による抵抗変化に基づく出力信号の変化から押圧が検出できれば、歪みゲージセンサ３１を用いることなく構成することができる。あるいは、静電容量方式の場合には、静電容量の変化に基づく出力信号の変化から押圧が検出できる場合も、歪みゲージセンサ３１を用いることなく構成することができる。
【００４１】
また、触感呈示部５０は、振動モータ（偏心モータ）に基づいて電子機器１を振動させることにより、接触検出部１０の入力面１０ａを間接的に振動させるように構成することもできる。さらに、押圧検出部３０および触感呈示部５０は、圧電素子を用いて構成する場合は、圧電素子を共用して押圧検出部３０および触感呈示部５０を構成することもできる。圧電素子は、圧力が加わると電圧を発生し、電圧が加えられると変形するためである。
【００４２】
上述した実施の形態においては、接触検出部１０を表示部２０の上面に重ねて配置した構成を想定して説明したが、必ずしもこのような構成にする必要はなく、接触検出部１０と表示部２０とを離間した構成にしてもよい。
【００４３】
また、上述した実施の形態では、制御部６０は、押圧検出部３０により入力受付基準を満たす押圧に基づくデータが検出されると入力を受け付けるが、入力受付基準を満たす際とは、押圧検出部３０により検出された押圧に基づくデータが入力を受け付ける所定値に達した際であってもよいし、押圧検出部３０により検出された押圧に基づくデータが入力を受け付ける所定値を超えた際でもよいし、押圧検出部３０により入力を受け付ける所定値のデータが検出された際でもよい。また、上述の実施形態の説明において、閾値を「超える」、閾値「以下」といった表現は必ずしも厳密な意味ではなく、閾値を「超える」とは閾値以上となった場合も包含し得るものとし、閾値「以下」とは閾値未満となった場合も包含し得るものとする。
【００４４】
また、上述した実施の形態において、触感呈示部５０が入力面１０ａに接触している接触対象に対して触感を呈示する態様として、触感呈示部５０が入力面１０ａに振動を発生させることにより、入力面１０ａに接触している接触対象に対して触感を呈示する態様を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、接触検出部１０上に貼ったフィルムの電荷を制御する等により、機械的な振動を使わずに、入力面１０ａに接触している接触対象に対して静電気力により触感を呈示してもよい。
【００４５】
また、上述の本発明の実施形態の説明における接触検出部１０および表示部２０は、接触検出部１０および表示部２０の両機能を共通の基板に持たせる等により、一体化した装置によって構成されてもよい。このような接触検出部１０および表示部２０の両機能を一体化した装置の構成の一例としては、液晶パネルが有するマトリクス状配列の画素電極群に、フォトダイオード等の複数の光電変換素子を規則的に混在させたものがある。この装置は、液晶パネル構造によって画像を表示する一方で、パネル表面の所望位置をタッチ入力するペンの先端で液晶表示用のバックライトの光を反射し、この反射光を周辺の光電変換素子が受光することにより、タッチ位置を検出することができる。
【００４６】
また、上述した本発明の実施形態の説明においては、押圧検出部について詳述したが、押圧検出部が圧電素子として構成される場合、本発明の「接触検出部に対する接触による押圧を検出する」には、「接触検出部に対する接触による押圧に基づき電圧を出力（発生）する」ことが含まれるものである。また、「押圧に基づくデータの基準」には、「電圧による基準である電圧基準」が含まれるものである。また、同様に、「押圧検出部により検出される押圧に基づくデータ」には、「圧電素子により出力（発生）される電圧」が含まれるものである。このように、押圧検出部として圧電素子を用いて、圧電素子が接触検出部に対する接触による押圧に基づき電圧を出力（発生）する場合などには、制御部は、圧電素子が出力する電圧から接触検出部に対する押圧荷重を算出などすることなく、圧電素子が出力する電圧に基づき、所定の処理を行うか否かの判断を行ってもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１  電子機器
１０  接触検出部
１０ａ  入力面
１１  筐体
１２  インシュレータ
１３  アッパカバー
１４  インシュレータ
２０  表示部
３０  押圧検出部
３１  歪みゲージセンサ
４０  記憶部
５０  触感呈示部
５１  圧電振動子
６０  制御部
【図１】
0005976662.tif 000002
【図２】
0005976662.tif 000003
【図３】
0005976662.tif 000004
【図４】
0005976662.tif 000005