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JP2014235478A - Touch input device, input detection method for touch input device, and computer program - Google Patents

Touch input device, input detection method for touch input device, and computer program Download PDF

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JP2014235478A
JP2014235478A JP2013115000A JP2013115000A JP2014235478A JP 2014235478 A JP2014235478 A JP 2014235478A JP 2013115000 A JP2013115000 A JP 2013115000A JP 2013115000 A JP2013115000 A JP 2013115000A JP 2014235478 A JP2014235478 A JP 2014235478A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect a coordinate and pressing force at each of a plurality of touch input points when the plurality of touch inputs are performed on a panel with force sensors.SOLUTION: A panel part 100 is arranged with a plurality of force sensors around the panel. Each of the force sensors outputs signals in response to a touch to the panel. A computing part 200 executes predetermined computing processing on the basis of signals from the plurality of force sensors, and thereby computing a coordinate and pressing force at each touch input point of the panel. The computing part 200 determines whether the computed coordinate and pressing force of the touch input satisfy a predetermined pattern determination condition that is previously set, and, if the predetermined pattern determination condition is determined to be satisfied, executes predetermined computing processing, thereby also computing a coordinate and pressing force at each of a plurality of touch input points of the panel.

Description

本発明は、タッチ入力装置、タッチ入力装置入力検出方法、およびコンピュータプログラムに関する。   The present invention relates to a touch input device, a touch input device input detection method, and a computer program.

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のようなタッチ入力装置が知られている。タッチ入力装置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入力装置は、XY座標に加えて押し圧力を検出することができる。   There is known a touch input device such as a touch panel that receives an input by touching a display surface. As a method for detecting the XY coordinates of the touched position in the touch input device, a resistance film method, a capacitance method, a force sensor method, and the like are known. The force sensor type touch input device can detect a pressing pressure in addition to the XY coordinates.

特許文献1には、操作パネルであるガラス板と力センサとを用いてタッチ入力装置を実現することにより、抵抗膜方式や静電容量方式のように光損失を有する膜を必要としないため、光の透過率が高くなることが記載されている。   In Patent Document 1, since a touch input device is realized using a glass plate that is an operation panel and a force sensor, a film having optical loss like a resistive film type or a capacitance type is not required. It is described that the light transmittance increases.

特許文献2には、いわゆるマルチタッチを検出可能なタブレット端末について記載されている。   Patent Document 2 describes a tablet terminal capable of detecting so-called multi-touch.

特開2005−78194号公報JP 2005-78194 A 特開2012−173890号公報JP 2012-173890 A

力センサ方式のタッチ入力装置では、パネルに加わった圧力をパネル周囲の複数の力センサで測定し、各力センサの測定値からタッチされた箇所を算出する。このため、力センサ式のタッチ入力装置では、ほぼ同時に複数の箇所をタッチされた場合、それらの箇所を特定することが難しい。複数の箇所に加わった圧力の合成値が各力センサに分配されて測定されるためである。   In a force sensor type touch input device, a pressure applied to a panel is measured by a plurality of force sensors around the panel, and a touched location is calculated from the measured values of each force sensor. For this reason, in a force sensor type touch input device, when a plurality of locations are touched almost simultaneously, it is difficult to specify those locations. This is because the combined value of the pressure applied to a plurality of locations is distributed to each force sensor and measured.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、力センサを用いるタッチ入力装置において複数のタッチ入力を検出できるようにした技術を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a technique capable of detecting a plurality of touch inputs in a touch input device using a force sensor.

本発明の一つの観点に係るタッチ入力装置は、パネルと、パネルの周囲に設けられ、力に応じた信号を出力する複数の力センサと、複数の力センサからの信号に基づいて所定の演算処理を行うことで、パネルへの複数のタッチ入力の各点での座標および押圧力を算出する演算部と、を備える。   A touch input device according to one aspect of the present invention includes a panel, a plurality of force sensors that are provided around the panel and output signals according to force, and a predetermined calculation based on signals from the plurality of force sensors. And a calculation unit that calculates coordinates and pressing force at each point of a plurality of touch inputs to the panel by performing the processing.

演算部は、複数の力センサからの信号に基づいて、パネルにタッチ入力された座標および押圧力を算出し、算出されたタッチ入力の座標および押圧力が予め設定される所定のパターン判別条件を満たすか判定し、所定のパターン判別条件を満たすと判定した場合は所定の演算処理を行うことで、パネルへの複数のタッチ入力の各点での座標および押圧力を算出することができる。   The calculation unit calculates coordinates and pressing force input by touching the panel based on signals from a plurality of force sensors, and sets predetermined pattern determination conditions in which the calculated coordinates and pressing force of the touch input are set in advance. If it is determined whether or not a predetermined pattern determination condition is satisfied, a predetermined calculation process is performed to calculate the coordinates and pressing force at each point of a plurality of touch inputs to the panel.

所定のパターン判別条件には、パネルに対する複数のタッチ入力の間に所定の時間差がある第1パターンを判別するための第1パターン判別条件が含まれており、演算部は、第1パターン判別条件を満たす場合に、所定の演算処理に含まれる所定の第1演算処理を実行することで、所定の時間差のある複数のタッチ入力の各点での座標および押圧力を算出することができる。   The predetermined pattern determination condition includes a first pattern determination condition for determining a first pattern having a predetermined time difference between a plurality of touch inputs to the panel. When satisfying the above, by executing the predetermined first calculation process included in the predetermined calculation process, the coordinates and the pressing force at each point of the plurality of touch inputs having a predetermined time difference can be calculated.

所定のパターン判別条件には、パネルへの複数のタッチ入力が所定の時間内に行われる第2パターンを判別するための第2パターン判別条件が含まれており、演算部は、第2パターン判別条件を満たす場合に、所定の演算処理に含まれる所定の第2演算処理を実行することで、所定の時間内で行われる複数のタッチ入力の各点での座標および押圧力を算出することができる。   The predetermined pattern determination condition includes a second pattern determination condition for determining a second pattern in which a plurality of touch inputs to the panel are performed within a predetermined time. When the condition is satisfied, by executing the predetermined second calculation process included in the predetermined calculation process, the coordinates and the pressing force at each point of the plurality of touch inputs performed within the predetermined time can be calculated. it can.

実施例1のタッチ入力装置の構成を示すブロック図。1 is a block diagram illustrating a configuration of a touch input device according to Embodiment 1. FIG. (a)はパネル部100の構成を示す斜視図、(b)はパネル部100の構成を示す分解斜視図。FIG. 3A is a perspective view illustrating a configuration of the panel unit 100, and FIG. パネル部100表面の座標系を示す平面図。The top view which shows the coordinate system of the panel part 100 surface. 実施例1の入力検出処理を示すフローチャート。3 is a flowchart illustrating input detection processing according to the first embodiment. 時間差マルチタッチの検出方法を示す説明図。Explanatory drawing which shows the detection method of time difference multi-touch. 時間差マルチタッチ検出処理を示すフローチャート。The flowchart which shows a time difference multi-touch detection process. 同時マルチタッチ時の重心の様子を示す説明図。Explanatory drawing which shows the mode of the gravity center at the time of simultaneous multi-touch. 同時マルチタッチの検出方法を示す説明図。Explanatory drawing which shows the detection method of simultaneous multi-touch. 同時マルチタッチの検出処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the detection process of simultaneous multi-touch. 実施例2のタッチ入力装置の構成を示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a touch input device according to a second embodiment. 検出方式の異なる複数のパネルを備えるタッチ入力装置でマルチタッチを検出する処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process which detects multi-touch with a touch input device provided with the several panel from which a detection system differs. 3点を同時にタッチされた場合の検出方法を示す説明図。Explanatory drawing which shows the detection method when three points | pieces are touched simultaneously. 直線上に並ぶ3点が同時にタッチされた場合の検出方法を示す説明図。Explanatory drawing which shows the detection method when three points on a straight line are touched simultaneously.

本実施形態では、以下に詳述する通り、パネルの周囲に配置した力センサからの信号に基づいて、パネルに対してマルチタッチ操作が行われた場合に、それら複数の押下点の座標および圧力を検出する。   In this embodiment, as will be described in detail below, when a multi-touch operation is performed on the panel based on a signal from a force sensor arranged around the panel, the coordinates and pressures of the plurality of pressing points are performed. Is detected.

「複数のタッチ入力」の一例としてのマルチタッチとは、ユーザが指先などでパネルの複数箇所を同時にタッチすることを意味する。しかし、人間の操作であるから、ユーザ側から見れば「同時」といえる操作であっても、その操作が入力されるタッチ入力装置側から見れば、複数のタッチが比較的厳密な意味で同時刻になされることは少ない。そこで、本実施形態では、パネル上の離れた複数箇所が同時にタッチされるというマルチタッチを、時間差の大小に応じて複数のパターンに分けて対処している。   Multi-touch as an example of “multiple touch inputs” means that the user simultaneously touches a plurality of positions on the panel with a fingertip or the like. However, since it is a human operation, even if the operation can be said to be “simultaneous” from the user's side, multiple touches have the same meaning in a relatively strict sense when viewed from the touch input device side where the operation is input. Little is done at the time. Therefore, in this embodiment, multi-touch in which a plurality of distant places on the panel are touched at the same time is dealt with by dividing into a plurality of patterns according to the time difference.

第1パターンでは、一方のタッチと他方のタッチとの間に所定の時間差がある。所定の時間差は、そのパネル操作がマルチタッチであるとタッチ入力装置認識されるべきマルチタッチ認識時間の範囲内で、比較的長く設定される。所定の時間差をマルチタッチ認識時間以上に設定すると、タッチ入力装置がマルチタッチであると認識できないためである。   In the first pattern, there is a predetermined time difference between one touch and the other touch. The predetermined time difference is set relatively long within the range of the multi-touch recognition time in which the touch input device should be recognized that the panel operation is multi-touch. This is because if the predetermined time difference is set to be longer than the multi-touch recognition time, the touch input device cannot be recognized as multi-touch.

第2パターンでは、一方のタッチと他方のタッチとが所定の時間内に行われる。所定の時間は比較的短く設定されている。   In the second pattern, one touch and the other touch are performed within a predetermined time. The predetermined time is set relatively short.

第1パターンも第2パターンも、広義では「パネルへの複数のタッチ入力が同時に行われる」場合であると解することができる。両パターンの相違を考察すると、第1パターンとは、パネルへの複数のタッチ入力が所定の時間差を許容する範囲内で同時に行われた場合であると定義することもできる。または、第1パターンとは、パネルへの複数のタッチ入力がほぼ同時に行われた場合であると定義することもできる。   It can be understood that both the first pattern and the second pattern are cases where “a plurality of touch inputs to the panel are simultaneously performed”. Considering the difference between the two patterns, the first pattern can be defined as a case where a plurality of touch inputs to the panel are performed simultaneously within a range that allows a predetermined time difference. Alternatively, the first pattern can be defined as a case where a plurality of touch inputs to the panel are performed almost simultaneously.

本実施形態のタッチ入力装置は、携帯情報端末(例えば携帯電話、スマートフォン、カメラ、パーソナルコンピュータ、ゲーム機等を含む)、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。さらに、本実施形態のタッチ入力装置は、ポインティングデバイスとして使用されるタッチパッドにも適用することができる。   The touch input device of this embodiment is a portable information terminal (including a mobile phone, a smartphone, a camera, a personal computer, a game machine, etc.), a vehicle (including a car navigation device), a kiosk terminal, an ATM (Automated Teller Machine). The present invention may be applied to a system that accepts an operation by pressing a touch surface, such as a vending machine (including an automatic ticket vending machine). The touch input device according to the present embodiment may be applied to an HMI (Human Machine Interface) device that is connected to a computer and performs input / output. Furthermore, the touch input device of the present embodiment can also be applied to a touch pad used as a pointing device.

図1〜図9を用いて実施例1を説明する。本実施例のタッチ入力装置は、力センサにより検出された力(押圧力)に基づいて座標を算出して出力する。   Embodiment 1 will be described with reference to FIGS. The touch input device of this embodiment calculates and outputs coordinates based on the force (pressing force) detected by the force sensor.

図1は、実施例1のタッチ入力装置の構成を示すブロック図である。本実施例のタッチ入力装置は、パネル部100と、信号変換部500と、演算部200と、アプリケーション実行部300と、表示制御部400とを有する。   FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of the touch input device according to the first embodiment. The touch input device according to the present embodiment includes a panel unit 100, a signal conversion unit 500, a calculation unit 200, an application execution unit 300, and a display control unit 400.

パネル部100は、パネル部100の4箇所に加わる力をそれぞれ示す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個の出力信号にそれぞれ対応する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。   The panel unit 100 outputs four output signals respectively indicating the forces applied to the four locations of the panel unit 100 to the signal conversion unit 500. The signal conversion unit 500 includes four A / D conversion units 510 corresponding to the four output signals output from the panel unit 100, respectively. The A / D converter 510 converts an analog output signal into a digital output value at a predetermined sample period by A / D conversion.

演算部200は、各A/D変換部510からの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。   The calculation unit 200 detects an input to the panel unit 100 based on an output value from each A / D conversion unit 510 and outputs the detected input to the application execution unit 300.

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400へ出力する。表示制御部400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。   The application execution unit 300 executes the application based on the detected input, generates screen information based on the execution result, and outputs the screen information to the display control unit 400. The display control unit 400 further generates a display signal for controlling the panel unit 100 based on the screen information, and outputs the display signal to the panel unit 100. Panel unit 100 displays a screen based on the display signal.

演算部200は、例えば、入力算出部210と、記憶部220と、マルチタッチ検出部230と、を有する。入力算出部210は、所定の測定周期で信号変換部500から出力値を取得し、出力値の変動をそれぞれ示す測定値を算出する。入力算出部210は、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210は、測定値および押圧力に基づいて、押下点の座標である押圧座標を算出する。記憶部220は、入力算出部210で算出される押圧力および押圧座標を記憶するためのバッファである。   The calculation unit 200 includes, for example, an input calculation unit 210, a storage unit 220, and a multi-touch detection unit 230. The input calculation unit 210 acquires an output value from the signal conversion unit 500 at a predetermined measurement cycle, and calculates a measurement value that indicates a variation in the output value. The input calculation unit 210 calculates a pressing force indicating a pressing force based on the measurement value. Further, the input calculation unit 210 calculates the pressed coordinates that are the coordinates of the pressed point based on the measured value and the pressing force. The storage unit 220 is a buffer for storing the pressing force and the pressing coordinates calculated by the input calculation unit 210.

マルチタッチ検出部230は、記憶部220に記憶された複数の、押圧力および押圧座標のデータの組に基づいて、マルチタッチされた各点(各押下点)での押圧力および押圧座標を検出する。   The multi-touch detection unit 230 detects the pressing force and the pressing coordinate at each multi-touched point (each pressing point) based on a plurality of sets of pressing force and pressing coordinate data stored in the storage unit 220. To do.

マルチタッチ検出部230は、時間差マルチタッチ検出部231と、同時マルチタッチ検出部232を備える。時間差マルチタッチ検出部231は、「所定の時間差のある複数のタッチ入力の各点での座標および押圧力を算出する」ための機能である。同時マルチタッチ検出部232は、「所定の時間内で行われる複数のタッチ入力の各点での座標および押圧力を算出する」ための機能である。各検出部231、232の詳細は後述する。   The multi-touch detection unit 230 includes a time difference multi-touch detection unit 231 and a simultaneous multi-touch detection unit 232. The time difference multi-touch detection unit 231 is a function for “calculating coordinates and pressing force at each point of a plurality of touch inputs having a predetermined time difference”. The simultaneous multi-touch detection unit 232 is a function for “calculating coordinates and pressing force at each point of a plurality of touch inputs performed within a predetermined time”. Details of the detection units 231 and 232 will be described later.

アプリケーション実行部300は、パネル部100へのタッチ入力を利用するアプリケーションプログラムを実行する。アプリケーションプログラムとしては、例えば、文書作成ソフトウェア、メール管理ソフトウェア、ウェブブラウザ、ゲームソフトウェア、画像管理ソフトウェア、音楽管理ソフトウェア、電子書籍閲覧ソフトウェア、地図閲覧ソフトウェアなどがある。   The application execution unit 300 executes an application program that uses touch input to the panel unit 100. Examples of the application program include document creation software, mail management software, web browser, game software, image management software, music management software, electronic book browsing software, and map browsing software.

表示制御部400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、その表示信号をパネル部100へ出力する。   The display control unit 400 generates a display signal for controlling the display of the panel unit 100 based on the screen information from the application execution unit 300 and outputs the display signal to the panel unit 100.

演算部200とアプリケーション実行部300と表示制御部400とは、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演算部200とアプリケーション実行部300と表示制御部400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。   The calculation unit 200, the application execution unit 300, and the display control unit 400 are realized by a computer, for example. This computer includes a memory for storing programs and data, and a microprocessor such as a CPU (Central Processing Unit) that executes processing of the arithmetic unit 200, the application execution unit 300, and the display control unit 400 according to the program. This program may be stored in a computer-readable medium and read from the medium to the computer.

演算部200とアプリケーション実行部300と表示制御部400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。アプリケーション実行部300及び表示制御部400が一つのマイクロプロセッサにより実現されても良い。演算部200とアプリケーション実行部300と表示制御部400とのそれぞれに対応するプログラムが用意されても良い。演算部200とアプリケーション実行部300と表示制御部400との何れかが、専用の電子回路により実現されてもよい。アプリケーション実行部300及び表示制御部400の何れかが、タッチ入力装置の外部に設けられていても良い。この場合、演算部200は、通信インターフェースを有し、タッチ入力装置の外部との通信を行う。演算部200は、信号変換部500を含んでも良い。   The calculation unit 200, the application execution unit 300, and the display control unit 400 may be realized by different microprocessors. The application execution unit 300 and the display control unit 400 may be realized by a single microprocessor. Programs corresponding to the calculation unit 200, the application execution unit 300, and the display control unit 400 may be prepared. Any of the arithmetic unit 200, the application execution unit 300, and the display control unit 400 may be realized by a dedicated electronic circuit. Either the application execution unit 300 or the display control unit 400 may be provided outside the touch input device. In this case, the arithmetic unit 200 has a communication interface and performs communication with the outside of the touch input device. The calculation unit 200 may include a signal conversion unit 500.

図2を用いてパネル部100の構成を説明する。図2(a)は、パネル部100の斜視図を、図2(b)はパネル部100の分解斜視図を、示す。   The structure of the panel part 100 is demonstrated using FIG. 2A shows a perspective view of the panel unit 100, and FIG. 2B shows an exploded perspective view of the panel unit 100. FIG.

パネル部100は、例えば、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。表示パネル110は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)、有機EL(Electro−Luminescence)ディスプレイ等から構成される。本実施例では、表示パネル110の表示領域の形状を、長方形にする場合を説明するが、これに限らず、正方形、三角形または五角形以上の多角形、円形、楕円形などの形状でもよい。   The panel unit 100 includes, for example, a display panel 110, a cover panel 120, four force sensors 130, and a base unit 150. A display panel 110 is disposed on the base unit 150. The display panel 110 includes, for example, an LCD (Liquid Crystal Display), an organic EL (Electro-Luminescence) display, or the like. In this embodiment, the case where the display area of the display panel 110 is rectangular will be described. However, the present invention is not limited to this, and may be a square, a triangle, a pentagon or more polygon, a circle, an ellipse, or the like.

基盤部150の上面側には、表示パネル110の周囲に位置して、複数の力センサ130が配置されている。例えば、4個の力センサ130が、表示パネル110の4個の頂点にそれぞれ対応して配置されている。   A plurality of force sensors 130 are arranged on the upper surface side of the base portion 150 so as to be located around the display panel 110. For example, four force sensors 130 are arranged corresponding to the four vertices of the display panel 110, respectively.

力センサ130としては、例えば、ピエゾ素子などの圧電素子、コンデンサ、歪みゲージなどがある。本実施例では、力センサ130の例として圧電素子を使用する。力センサ130の配置数は4個に限らず、例えば、5個以上の力センサ130を設けても良いし、または3個以下の力センサを用いる構成でもよい。   Examples of the force sensor 130 include a piezoelectric element such as a piezoelectric element, a capacitor, and a strain gauge. In this embodiment, a piezoelectric element is used as an example of the force sensor 130. The number of the force sensors 130 is not limited to four. For example, five or more force sensors 130 may be provided, or a configuration using three or less force sensors may be used.

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。カバーパネル120の表面形状は、表示パネル110の表面形状と同様に、例えば、長方形に形成される。   A cover panel 120 is provided to face the surface of the display panel 110. The touch surface is the surface of the cover panel 120. The surface shape of the cover panel 120 is formed in a rectangular shape, for example, similarly to the surface shape of the display panel 110.

4個の力センサ130は、カバーパネル120の裏面の4個の頂点の付近をそれぞれ支持している。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などの可視光に対して透明な材料から形成される。   The four force sensors 130 respectively support the vicinity of the four vertices on the back surface of the cover panel 120. Thereby, there is a predetermined interval between the back surface of the cover panel 120 and the front surface of the display panel 110. The cover panel 120 transmits the display on the display panel 110. The cover panel 120 is made of a material that is transparent to visible light, such as glass or plastic.

基盤部150の上面側には更に、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。信号変換部500は、力センサ130と接続されていればよく、必ずしも基盤部150上に配置されていなくても良い。基盤部150上には更に、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。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。   A signal conversion unit 500 is further provided on the upper surface side of the base unit 150. The signal conversion unit 500 is connected to the four force sensors 130 via signal lines. The signal conversion unit 500 only needs to be connected to the force sensor 130 and does not necessarily have to be disposed on the base unit 150. On the base unit 150, a calculation unit 200, an application execution unit 300, and the like may be further provided. The four force sensors 130 may support the vicinity of the four vertices on the back surface of the display panel 110, and the front surface of the display panel 110 may be in contact with the back surface of the cover panel 120.

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を加えることが好ましい。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、ばね等の弾性体を設けても良い。   In order to remove an unstable operation region due to a minute pressure, it is preferable that a slight pressure is applied to the cover panel 120 in the direction of the base portion 150 as an initial load. In order to apply an initial load, an elastic body such as a spring may be provided between the cover panel 120 and the base portion 150.

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出力信号を電気信号として信号変換部500へ出力する。各力センサ130は、ユーザのタッチによる力を連続して測定する。   The cover panel 120 covers the surface of the display panel 110 and protects the surface of the display panel 110. Furthermore, the surface of the cover panel 120 receives a press (touch) by the user. The four force sensors 130 output an output signal corresponding to the force received from the cover panel 120 to the signal conversion unit 500 as an electrical signal. Each force sensor 130 continuously measures the force by the user's touch.

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。   The arithmetic unit 200 performs an input detection process for detecting an input based on an output from the force sensor 130 at every predetermined input detection cycle.

図3は、パネル部100表面の座標系を示す。本実施例では、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、ここでは、力センサS1、S2、S3、S4からそれぞれ得られる測定値をF1、F2、F3、F4とする。   FIG. 3 shows a coordinate system on the surface of the panel unit 100. In this embodiment, the center of the display area of the display panel 110 is the origin, and the surface of the display panel 110 is the XY plane. Of the four force sensors 130, the force sensor 130 arranged in the first quadrant of the XY plane is set as S1, the force sensor 130 arranged in the second quadrant is set as S2, and the force sensor 130 arranged in the third quadrant. Is S3, and the force sensor 130 arranged in the fourth quadrant is S4. Here, the measured values obtained from the force sensors S1, S2, S3, and S4 are F1, F2, F3, and F4, respectively.

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。   Here, the distance on the surface of the panel unit 100 is defined in units of pixels in the display panel 110. The size of the display area of the display panel 110 in the X direction is Wd, and the size of the display area in the Y direction is Hd.

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。例えば、X方向のセンサ間ピクセル数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。   Further, the distance between the two force sensors 130 adjacent in the X direction (the distance between S1 and S2, the distance between S3 and S4) is Ws, and the distance between the two force sensors 130 adjacent in the Y direction. Let Hs be the distance (distance between S1 and S4, distance between S2 and S3). For example, the inter-sensor pixel number Ws in the X direction is 422 and Hs is 266. Furthermore, if the distance in the X direction from the origin to the force sensor 130 is Xs, Xs is Ws / 2, and if the distance in the Y direction from the origin to the force sensor 130 is Ys, Ys is Hs / 2.

押圧座標の算出方法において、入力算出部210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。   In the calculation method of the pressing coordinates, the input calculation unit 210 is based on the coordinates of the force sensors S1, S2, S3, S4 represented by Xs and Ys, the measured values F1, F2, F3, F4, and the pressing force Fs. The press coordinates PX and PY are calculated using the following formula.

Figure 2014235478
Figure 2014235478

図4は、入力検出処理を示すフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart showing the input detection process.

入力算出部210は、4個の力センサ130にそれぞれ対応する初期荷重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210は、4個の力センサ130にそれぞれ対応する出力値G1、G2、G3、G4を信号変換部500から取得する(S10)。入力算出部210は、出力値G1、G2、G3、G4から初期荷重Fw1、Fw2、Fw3、Fw4をそれぞれ減ずることにより、測定値F1、F2、F3、F4を算出する(S11)。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。   The input calculation unit 210 stores in advance initial loads Fw1, Fw2, Fw3, and Fw4 corresponding to the four force sensors 130, respectively. When the input detection process is started, the input calculation unit 210 acquires output values G1, G2, G3, and G4 respectively corresponding to the four force sensors 130 from the signal conversion unit 500 (S10). The input calculation unit 210 calculates the measured values F1, F2, F3, and F4 by subtracting the initial loads Fw1, Fw2, Fw3, and Fw4 from the output values G1, G2, G3, and G4, respectively (S11). Thereby, the influence of the initial load can be removed from the output value.

入力算出部210は、測定値F1、F2、F3、F4の合計である押圧力Fsを算出する(S12)。押圧力Fsは、カバーパネル120表面を押圧する力を示す。入力算出部210は、押圧力が所定の押圧力閾値Fth以上であるか判定する(S13)。入力算出部210は、押圧力Fsが押圧力閾値Fthより小さいと判定すると(S13:NO)、ステップS10に戻る。これにより、ノイズ的な力を押圧(タッチ)操作として検出しないため、タッチ入力の検出精度を高めることができる。   The input calculation unit 210 calculates a pressing force Fs that is the sum of the measured values F1, F2, F3, and F4 (S12). The pressing force Fs indicates a force that presses the surface of the cover panel 120. The input calculation unit 210 determines whether the pressing force is equal to or greater than a predetermined pressing force threshold Fth (S13). If the input calculation unit 210 determines that the pressing force Fs is smaller than the pressing force threshold Fth (S13: NO), the process returns to step S10. Thereby, since a noisy force is not detected as a pressing (touch) operation, the detection accuracy of touch input can be increased.

入力算出部210は、押圧力Fsが押圧力閾値Fth以上であると判定すると(S13:YES)、タッチされた点(押下点)の座標である押圧座標PX、PYを、数1で示したように算出する(S14)。入力算出部210は、算出した押圧座標と押圧力を記憶部220に記憶すると共にマルチタッチ検出部230に出力する(S15)。   When the input calculation unit 210 determines that the pressing force Fs is equal to or greater than the pressing force threshold Fth (S13: YES), the pressing coordinates PX and PY, which are the coordinates of the touched point (pressing point), are expressed by Equation 1. (S14). The input calculation unit 210 stores the calculated pressing coordinates and pressing force in the storage unit 220 and outputs them to the multi-touch detection unit 230 (S15).

図5は、時間差マルチタッチを検出する方法を示す説明図である。時間差マルチタッチとは、1点目のタッチと2点目のタッチの間に短い所定の時間差があるマルチタッチ操作を意味する。1回目のタッチと2回目のタッチとが所定の時間差以上に離れて操作された場合は、タッチが2箇所で行われたとして検出する。   FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a method of detecting time difference multi-touch. The time difference multi-touch means a multi-touch operation with a short predetermined time difference between the first touch and the second touch. When the first touch and the second touch are operated with a predetermined time difference or more, it is detected that the touch is performed at two places.

時間差マルチタッチには、次のような特徴がある。第1の特徴は、検出される座標が1点目から2点目に向けて飛ぶようにして移動する点である。第2の特徴は、2点目をタッチしたときの押圧力Fsが1点目をタッチしたときの押圧力よりも大きい点である。第3の特徴は、1点目と2点目を結ぶ線上に重心が存在する点である。   The time difference multi-touch has the following characteristics. The first feature is that the detected coordinates move so as to fly from the first point to the second point. The second feature is that the pressing force Fs when the second point is touched is larger than the pressing force when the first point is touched. The third feature is that the center of gravity exists on the line connecting the first point and the second point.

図5(a)は、1点目がタッチされた瞬間を示す。1点目のタッチP1の座標は(P1X、P1Y)と検出され、押圧力はFs1と検出される。図中では、演算部200で検出された押下点に斜線を付し、検出されていない押下点を白抜きで示す。以下、1点目のタッチP1を一点目P1と略する場合がある。同様に、2点目のタッチP2を2点目P2と略する場合がある。   FIG. 5A shows a moment when the first point is touched. The coordinates of the first touch P1 are detected as (P1X, P1Y), and the pressing force is detected as Fs1. In the figure, the pressed points detected by the calculation unit 200 are hatched, and the pressed points that are not detected are outlined. Hereinafter, the first touch P1 may be abbreviated as the first point P1. Similarly, the second touch P2 may be abbreviated as the second P2.

図5(b)は、1点目P1に続けて2点目をタッチした場合を示す。パネル部100上で2つの点P1、P2がほぼ同時にタッチされることで、押圧座標は、1点目P1から2点目P2に向けて移動する。力センサ130の検出周期と演算部200の演算周期の関係で、押圧座標は所定周期で算出される。押圧座標は1点目P1と2点目P2との重心点G付近で停止する。   FIG. 5B shows a case where the second point is touched after the first point P1. When the two points P1 and P2 are touched almost simultaneously on the panel unit 100, the pressed coordinates move from the first point P1 toward the second point P2. Due to the relationship between the detection cycle of the force sensor 130 and the calculation cycle of the calculation unit 200, the pressed coordinates are calculated at a predetermined cycle. The pressed coordinates stop near the center of gravity G between the first point P1 and the second point P2.

重心点Gの座標を(PgX、PgY)と、その押圧力をFsgと示す。未だ検出されていない2点目P2の座標を(P2X、P2Y)と、その押圧力をFs2と示す。また、以下の説明では、重心点Gを重心Gと略記する場合がある。   The coordinates of the center of gravity G are indicated as (PgX, PgY), and the pressing force is indicated as Fsg. The coordinates of the second point P2 that has not been detected yet are indicated as (P2X, P2Y), and the pressing force is indicated as Fs2. In the following description, the center of gravity G may be abbreviated as the center of gravity G.

図5(c)に示すように、パネル部100の2カ所P1、P2をタッチしたときの押圧座標は重心Gとなる。   As shown in FIG. 5C, the pressing coordinates when the two places P <b> 1 and P <b> 2 of the panel unit 100 are touched are the center of gravity G.

図5(d)に示すように、2個の直角三角形を定義することで、2点目P2の座標および押圧力を幾何学的に算出する。1つめの三角形△GP1W1は、重心Gと、1点目P1と、重心Gから下ろす垂線と1点目P1を通るX軸と平行な線とが交差する点W1との、3つの点を頂点とする三角形である。他の三角形△P2GW2は、2点目P2と、重心Gと、重心Gから下ろす垂線と重心Gを通るX軸と平行な線とが交差する点W2との、3つの点を頂点とする三角形である。1点目P1から重心Gまでの長さをR1、重心Gから2点目P2までの長さをR2とする。   As shown in FIG. 5D, by defining two right triangles, the coordinates of the second point P2 and the pressing force are geometrically calculated. The first triangle ΔGP1W1 has three points, the center of gravity G, the first point P1, the perpendicular line descending from the center of gravity G, and the point W1 at which the line parallel to the X axis passing through the first point P1 intersects. Is a triangle. The other triangle ΔP2GW2 is a triangle having apexes at three points: the second point P2, the center of gravity G, a perpendicular line drawn from the center of gravity G, and a point W2 where a line parallel to the X axis passing through the center of gravity G intersects. It is. The length from the first point P1 to the center of gravity G is R1, and the length from the center of gravity G to the second point P2 is R2.

1点目P1から重心Gまでの線分R1がX軸との間に作る角度θは、下記数式2で求めることができる。   The angle θ that the line segment R1 from the first point P1 to the center of gravity G forms with the X axis can be obtained by the following formula 2.

θ=atan(PgY-P1Y)/(PgX-P1X)*(180/π)・・・(数式2)   θ = atan (PgY-P1Y) / (PgX-P1X) * (180 / π) (Equation 2)

線分R1の長さは、下記数式3または数式4で求めることができる。   The length of the line segment R1 can be obtained by the following formula 3 or formula 4.

R1=(PgY-P1Y)/sinθ・・・(数式3)   R1 = (PgY-P1Y) / sinθ (Formula 3)

R1=(Pgx-P1X)/cosθ・・・(数式4)   R1 = (Pgx-P1X) / cosθ (Formula 4)

ここで、(PgY−P1Y)をDiffY1と、(Pgx−P1X)をDiffX1と置くと、数式2は数式5に、数式3は数式6に、数式4は数式7になる。   Here, when (PgY−P1Y) is DiffY1 and (Pgx−P1X) is DiffX1, Equation 2 becomes Equation 5, Equation 3 becomes Equation 6, and Equation 4 becomes Equation 7.

θ=atan(DiffY1)/(DiffX1)*(180/π)・・・(数式5) θ = atan (DiffY1) / (DiffX1) * (180 / π) (Formula 5)

R1=DiffY1/sinθ・・・(数式6)   R1 = DiffY1 / sinθ (Formula 6)

R1=DiffX1/cosθ・・・(数式7)   R1 = DiffX1 / cosθ (Formula 7)

ここで、図5(c)につりあいの法則を適用すると、数式8を得る。線分R2は、重心Gと2点目P2を結ぶ線である。数式8をR2について解くと、数式9を得る。数式9を用いることで、線分R2の長さを求めることができる。   Here, when the balance law is applied to FIG. The line segment R2 is a line connecting the center of gravity G and the second point P2. When Formula 8 is solved for R2, Formula 9 is obtained. By using Equation 9, the length of the line segment R2 can be obtained.

重心Gでの押圧力Fsgは、1点目P1での押圧力Fs1と2点目P2での押圧力Fs2との合計として求められるので、2点目P2の押圧力Fs2は、(Fsg−Fs1)として表すことができる。なお、数式8、数式9では、重心Gの押圧力Fsgが1点目P1の押圧力Fs1よりも大きいことが前提条件である。   Since the pressing force Fsg at the center of gravity G is obtained as the sum of the pressing force Fs1 at the first point P1 and the pressing force Fs2 at the second point P2, the pressing force Fs2 at the second point P2 is (Fsg−Fs1). ). In Expressions 8 and 9, it is a precondition that the pressing force Fsg of the center of gravity G is larger than the pressing force Fs1 of the first point P1.

Fs1*R1=(Fsg-Fs1)*R2・・・(数式8)   Fs1 * R1 = (Fsg-Fs1) * R2 (Formula 8)

R2=(Fs1*R1)/(Fsg-Fs1)・・・(数式9)   R2 = (Fs1 * R1) / (Fsg-Fs1) (Formula 9)

ここで、1点目P1と2点目P2とを結ぶ線上のどこかに重心Gが位置するため、2つの直角三角形△GP1W1、△P2GW2は共通の角度θを有する。2つの直角三角形△GP1W1、△P2GW2は、角度θと直角の2つの角度が等しいので相似である。従って、第1の直角三角形△GP1W1の、底辺の長さDiffX1および高さDiffY1がわかれば、第2の直角三角形△P2GW2の、底辺の長さDiffX2および高さDiffY2は、数式10、数式11からわかる。   Here, since the center of gravity G is located somewhere on the line connecting the first point P1 and the second point P2, the two right triangles ΔGP1W1 and ΔP2GW2 have a common angle θ. The two right triangles ΔGP1W1 and ΔP2GW2 are similar because the two angles perpendicular to the angle θ are equal. Therefore, if the base length DiffX1 and the height DiffY1 of the first right triangle ΔGP1W1 are known, the base length DiffX2 and the height DiffY2 of the second right triangle ΔP2GW2 are obtained from Equations 10 and 11. Recognize.

DiffX2=(DiffX1*R2)/R1・・・(数式10)   DiffX2 = (DiffX1 * R2) / R1 (Equation 10)

DiffY2=(DiffY1*R2)/R1・・・(数式11)   DiffY2 = (DiffY1 * R2) / R1 (Formula 11)

重心GのX軸座標PgXに数式10で求めたDiffX2を加えれば、数式12に示すように2点目P2のX軸座標P2Xを得る。重心GのY軸座標PgYに数式11で求めたDiffY2を加えれば、数式13に示すように2点目P2のY軸座標P2Yを得る。   If DiffX2 obtained by Equation 10 is added to the X-axis coordinate PgX of the center of gravity G, the X-axis coordinate P2X of the second point P2 is obtained as shown in Equation 12. If DiffY2 obtained by Equation 11 is added to the Y-axis coordinate PgY of the center of gravity G, the Y-axis coordinate P2Y of the second point P2 is obtained as shown in Equation 13.

P2X=PgX+DiffX2・・・(数式12)   P2X = PgX + DiffX2 (Formula 12)

P2Y=PgY+DiffY2・・・(数式13)   P2Y = PgY + DiffY2 (Formula 13)

このように上記3つの特徴に基づいて「時間差マルチタッチ」操作であることを検出し、1点目P1の座標および押圧力と重心Gの座標および押圧力を得れば、2点目P2の座標および押圧力も算出できる。1点目P1と2点目P2の座標および押圧力がわかれば、中心点Mの座標(PmX、PmY)および押圧力Fsmも求めることができる。   As described above, if it is detected that the operation is a “time difference multi-touch” operation based on the above three features and the coordinates of the first point P1, the pressing force, the coordinates of the center of gravity G, and the pressing force are obtained, the second point P2 is obtained. Coordinates and pressing force can also be calculated. If the coordinates and pressing force of the first point P1 and the second point P2 are known, the coordinates (PmX, PmY) of the center point M and the pressing force Fsm can also be obtained.

図6は、時間差マルチタッチ検出部231が実行する時間差マルチタッチ検出処理を示すフローチャートである。以下、検出部231と略記する場合がある。   FIG. 6 is a flowchart illustrating the time difference multi-touch detection process executed by the time difference multi-touch detection unit 231. Hereinafter, the detection unit 231 may be abbreviated.

入力算出部210は所定周期で演算しており、新たな演算結果が得られるたびに本処理が実行される。なお、時間差マルチタッチ検出処理と後述する同時マルチタッチ検出処理とは、新データが検出されるたびに繰り返し実行される。時間差マルチタッチ処理と同時マルチタッチ処理とは並行に実行される。排他制御により、時間差マルチタッチ検出処理と同時マルチタッチ検出処理のうち、いずれか早く出力した方の値が採用される。   The input calculation unit 210 performs calculation at a predetermined cycle, and this processing is executed every time a new calculation result is obtained. The time difference multi-touch detection process and the simultaneous multi-touch detection process described later are repeatedly executed every time new data is detected. The time difference multi-touch process and the simultaneous multi-touch process are executed in parallel. By exclusive control, the value of the earlier output of the time difference multi-touch detection process and the simultaneous multi-touch detection process is adopted.

検出部231は、入力算出部210で算出された新データ(押圧座標および押圧力)が記憶部220に格納されたか判定する(S20)。図4で述べたように、所定の閾値を越えた押圧力が検出された場合に、入力算出部210で算出された新データが記憶部220に記憶される。検出部231は、記憶部220に新データが格納されたと判定すると(S20:YES)、マルチタッチフラグがオンになっているか判定する(S21)。マルチタッチフラグとは、マルチタッチされたと判定したことを示す判定情報であり、後述するステップS25で設定される。検出部231は、マルチタッチフラグがオンである場合(S21:YES)、既にマルチタッチであると判定している場合なので、ステップS22〜S25をスキップしてステップS26に移動する。これに対し、検出部231は、マルチタッチフラグがオフの場合(S21:NO)、ステップS20で検出した最新データと過去のデータとの関係を解析する(S22)。ここでは、一回目の実行なので、ステップS21ではNOと判定されてステップS22に移る。   The detecting unit 231 determines whether the new data (pressed coordinates and pressing force) calculated by the input calculating unit 210 is stored in the storage unit 220 (S20). As described in FIG. 4, when a pressing force exceeding a predetermined threshold is detected, new data calculated by the input calculation unit 210 is stored in the storage unit 220. When the detection unit 231 determines that new data is stored in the storage unit 220 (S20: YES), the detection unit 231 determines whether the multi-touch flag is on (S21). The multi-touch flag is determination information indicating that it has been determined that multi-touch has been performed, and is set in step S25 described later. If the multi-touch flag is on (S21: YES), the detection unit 231 skips steps S22 to S25 and moves to step S26 because it has already been determined that multi-touch has been performed. On the other hand, when the multi-touch flag is off (S21: NO), the detection unit 231 analyzes the relationship between the latest data detected in step S20 and the past data (S22). Here, since it is the first execution, NO is determined in step S21 and the process proceeds to step S22.

検出部231は、今回の算出された押圧力が前回の押圧力よりも所定値以上増加したか判定する(S23)。すなわち、検出部231は、データ解析の結果に、上述の第2の特徴を発見できたかを判定する。   The detection unit 231 determines whether or not the currently calculated pressing force has increased by a predetermined value or more than the previous pressing force (S23). That is, the detection unit 231 determines whether or not the above-described second feature has been found in the data analysis result.

さらに、検出部231は、今回算出された座標が前回の座標から一定方向に移動したか判定する(S24)。すなわち、検出部231は、データ解析の結果に、上述の第1の特徴を発見できたかを判定する。なお、ステップS23とステップS24の順番は特に問わない。   Furthermore, the detection unit 231 determines whether the coordinates calculated this time have moved in a certain direction from the previous coordinates (S24). That is, the detection unit 231 determines whether the first feature described above has been found in the data analysis result. The order of step S23 and step S24 is not particularly limited.

検出部231は、ステップS23およびステップS24のいずれの判定も満たす場合(S23:YES AND S24:YES)、マルチタッチフラグをオンに設定する(S25)。そして、検出部231は、所定の演算式を用いて演算することで、時間差のある複数のタッチの座標および押圧力をそれぞれ算出する(S26)。所定の演算式については、図5(c)で述べたので重複した説明を割愛する。   When the detection unit 231 satisfies both the determinations of step S23 and step S24 (S23: YES AND S24: YES), the detection unit 231 sets the multi-touch flag to on (S25). And the detection part 231 calculates the coordinate and pressing force of several touches with a time difference by calculating using a predetermined | prescribed arithmetic expression, respectively (S26). Since the predetermined arithmetic expression has been described with reference to FIG.

検出部231は、ステップS26の算出結果を記憶部220に記憶し(S27)、さらにアプリケーション実行部300に出力する(S28)。アプリケーション実行部300は、マルチタッチの各点の座標に基づいて、あるいは、座標および押圧力に基づいて、画面情報を生成し、表示制御部400に出力する。なお、検出部231は、新データが記憶部220に記憶されていないと判定すると(S20:NO)、マルチタッチフラグをオフにする(S29)。本処理の2回目の実行を簡単に説明する。1回目の実行の後で新データが続けて算出された場合(S20:YES)、マルチタッチフラグがオンに設定されているので(S21:YES)、検出部231は、ステップS22〜S25をスキップしてS26に移って所定の演算を実行する。その演算結果は記憶部220に記憶され(S27)、アプリケーション実行部300に出力される(S28)。そして、ユーザが指をパネルから離すなどして、新データが検出されなくなると(S20:NO)、マルチタッチフラグはリセットされ、オフになる(S29)。   The detection unit 231 stores the calculation result of step S26 in the storage unit 220 (S27), and further outputs it to the application execution unit 300 (S28). The application execution unit 300 generates screen information based on the coordinates of each point of multi-touch, or based on the coordinates and the pressing force, and outputs the screen information to the display control unit 400. If the detection unit 231 determines that the new data is not stored in the storage unit 220 (S20: NO), the detection unit 231 turns off the multi-touch flag (S29). The second execution of this process will be briefly described. When new data is continuously calculated after the first execution (S20: YES), since the multi-touch flag is set to ON (S21: YES), the detection unit 231 skips steps S22 to S25. Then, the process proceeds to S26 to execute a predetermined calculation. The calculation result is stored in the storage unit 220 (S27) and output to the application execution unit 300 (S28). Then, when new data is no longer detected (S20: NO), for example, when the user removes his / her finger from the panel, the multi-touch flag is reset and turned off (S29).

図7は、同時マルチタッチ時の重心Gの変化を示す説明図である。同時マルチタッチとは、所定の短時間内に行われる複数のタッチであり、ほぼ同時に複数箇所(ここでは2カ所)がタッチされることである。同時マルチタッチでは、2カ所がほぼ同時にタッチされるため、時間の先後はないが、説明の便宜上、1点目のタッチP1(または1点目P1)、2点目のタッチP2(または2点目P2)として説明する。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing changes in the center of gravity G during simultaneous multi-touch. Simultaneous multi-touch is a plurality of touches performed within a predetermined short time, and is that a plurality of locations (here, two locations) are touched almost simultaneously. In simultaneous multi-touch, since two places are touched almost simultaneously, there is no time ahead, but for convenience of explanation, the first point touch P1 (or first point P1), the second point touch P2 (or two points) This will be described as eye P2).

図7(a)に示すように、ユーザが、その指先などで1点目P1と2点目P2とをほぼ同時にタッチすると、1点目P1と2点目P2とを結ぶ線上に重心Gが出現する。   As shown in FIG. 7A, when the user touches the first point P1 and the second point P2 almost simultaneously with the fingertip or the like, the center of gravity G appears on the line connecting the first point P1 and the second point P2. Appear.

図7(b)に示すように、重心Gは、タッチされた各点P1、P2を結ぶ線上を微少に移動する。ユーザが各点P1、P2を全く均等に押圧することは困難であり、各点P1、P2の押圧力は短時間でばらつくため、重心Gの座標および押圧力も変化する。   As shown in FIG. 7B, the center of gravity G slightly moves on a line connecting the touched points P1 and P2. It is difficult for the user to press the points P1 and P2 evenly and the pressing force at the points P1 and P2 varies in a short time, so the coordinates of the center of gravity G and the pressing force also change.

図7(c)は、同一線上を微少に変動する重心Gを拡大して示す。ここでは、便宜上、1点目P1から2点目P2に向かう順番で、重心Gに数字1〜5を添えている。しかし、G1、G2、G3、G4、G5の順に移動するわけではない。重心Gの微少変動は、各点P1、P2での力加減の変化等に依存し、例えば、G3からG1に、G1からG4に、G4からG2に、G2からG5に、のように往復移動することもある。   FIG. 7C shows an enlarged center of gravity G that slightly fluctuates on the same line. Here, for convenience, numerals 1 to 5 are attached to the center of gravity G in the order from the first point P1 to the second point P2. However, it does not move in the order of G1, G2, G3, G4, and G5. The slight fluctuation of the center of gravity G depends on the change in force at the points P1 and P2, etc. For example, G3 to G1, G1 to G4, G4 to G2, G2 to G5, and so on. Sometimes.

図8は、同時マルチタッチを検出する方法を示す説明図である。図8(a)は、実際にタッチされた点P1、P2と、同時マルチタッチ検出処理により検出される推定点P1a、P2aとの関係を示す。図8(b)は、一つの重心G3を基準にして推定点P1a、P2aを検出する様子を示す。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing a method for detecting simultaneous multi-touch. FIG. 8A shows the relationship between the actually touched points P1 and P2 and the estimated points P1a and P2a detected by the simultaneous multi-touch detection process. FIG. 8B shows a state where the estimated points P1a and P2a are detected based on one center of gravity G3.

図8(a)に示すように、重心Gは1点目P1と2点目P2を結ぶ線上を移動する。つまり、重心Gは、X軸またはY軸に対し同一角度θで移動する。さらに換言すれば、重心Gの変位は、一次関数で示すことができる。従って、同一線上を微小変位する重心Gを発見した場合は、同時マルチタッチが行われた場合であると推定できる。そこで、同一線上で移動しているかを判定するための基準となる重心を定め、その重心との間の角度θを算出し、一致するか確認する。なお、角度θが厳密に一致する必要はなく、所定のマージン内で一致すればよい。さらに、基準となる重心を複数選択し、それぞれについて角度を算出して確認すれば、同時マルチタッチの検出精度を高めることができる。   As shown in FIG. 8A, the center of gravity G moves on a line connecting the first point P1 and the second point P2. That is, the center of gravity G moves at the same angle θ with respect to the X axis or the Y axis. In other words, the displacement of the center of gravity G can be expressed by a linear function. Therefore, when the center of gravity G that slightly displaces on the same line is found, it can be estimated that simultaneous multi-touch is performed. Therefore, a centroid serving as a reference for determining whether or not they are moving on the same line is determined, and an angle θ between the centroid and the centroid is calculated to check whether they match. Note that the angles θ do not have to be exactly the same, and need only match within a predetermined margin. Furthermore, simultaneous multi-touch detection accuracy can be improved by selecting a plurality of reference centroids and calculating and confirming angles for each.

同時マルチタッチ時に重心Gが同一線上を微小変動することまではわかっていても、図8(a)に白抜きの星印として示すように、1点目P1および2点目P2の座標を求めることはできない。各点P1、P2の座標を算出するために必要な情報が得られないためである。   Even if it is known that the center of gravity G slightly fluctuates on the same line at the time of simultaneous multi-touch, the coordinates of the first point P1 and the second point P2 are obtained as shown by white stars in FIG. It is not possible. This is because information necessary for calculating the coordinates of the points P1 and P2 cannot be obtained.

そこで、本実施例では、図8(b)に示すように、重心Gは、1点目P1と2点目P2との中心点Mに一致するものとみなす。そして、重心Gでの押圧力から、1点目P1aおよび2点目P2aの、座標および押圧力を推定する。各点P1、P2の推定であるP1a、P2aを求めるため、時間差マルチタッチの検出に比べて検出精度は低くなるが、有る精度の位置でマルチタッチ操作が行われたことは検出できるため、その情報を利用してアプリケーションを動かすことができる。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 8B, the center of gravity G is considered to coincide with the center point M between the first point P1 and the second point P2. Then, from the pressing force at the center of gravity G, the coordinates and pressing force of the first point P1a and the second point P2a are estimated. Since P1a and P2a, which are estimates of the points P1 and P2, are obtained, the detection accuracy is lower than the time difference multi-touch detection, but it is possible to detect that the multi-touch operation has been performed at a certain accuracy position. Applications can be moved using information.

具体的推定方法を説明する。数式14、数式15に示すように、推定される1点目P1aから重心Gまでの距離R1と、重心Gから推定される2点目P2までの距離R2とを算出する。   A specific estimation method will be described. As shown in Equations 14 and 15, a distance R1 from the estimated first point P1a to the center of gravity G and a distance R2 from the center of gravity G to the second point P2 are calculated.

下記数式14、数式15において、QTは、押圧力を長さに変更するための変換係数であり、パネル部100の大きさなどに基づいて例えば0.8などの値に設定される。重心Gの押圧力Fsgから算出する距離が表示パネル110のサイズ内に収まるように、変換係数QTの値は例えばタッチ入力装置の製造時に設定される。なお、例えば、学習アルゴリズムなどで変換係数QTの値を自動的に設定変更する構成でもよい。   In the following formulas 14 and 15, QT is a conversion coefficient for changing the pressing force into a length, and is set to a value such as 0.8 based on the size of the panel unit 100 or the like. The value of the conversion coefficient QT is set, for example, at the time of manufacturing the touch input device so that the distance calculated from the pressing force Fsg of the center of gravity G falls within the size of the display panel 110. For example, a configuration in which the value of the conversion coefficient QT is automatically changed by a learning algorithm or the like may be used.

R1=(Fsg*QT)/2・・・(数式14)   R1 = (Fsg * QT) / 2 (Formula 14)

R2=(Fsg*QT)/2・・・(数式15)   R2 = (Fsg * QT) / 2 (Formula 15)

次に、重心Gと推定押下点P1a、P2aまでの、X軸方向の差分TempXおよびY軸方向の差分TempYを数式16、数式17に従って算出する。なお、R=R1=R2である。   Next, the difference TempX in the X-axis direction and the difference TempY in the Y-axis direction between the center of gravity G and the estimated pressed points P1a and P2a are calculated according to Equations 16 and 17. Note that R = R1 = R2.

TempX=R*cosθ・・・(数式16)   TempX = R * cosθ (Formula 16)

TempY=R*sinθ・・・(数式17)   TempY = R * sinθ (Expression 17)

数式16、数式17で得た、X軸方向の差分TempXおよびY軸方向の差分TempYから、1点目の推定座標P1a(P1aX、P1aY)および2点目の推定座標P2a(P2aX、P2aY)を数式18、数式19、数式20、数式21に従って推定する。   From the difference TempX in the X-axis direction and the difference TempY in the Y-axis direction obtained by Expressions 16 and 17, the first estimated coordinates P1a (P1aX, P1aY) and the second estimated coordinates P2a (P2aX, P2aY) are obtained. Estimation is performed according to Equation 18, Equation 19, Equation 20, and Equation 21.

P1aX=PgX-TempX・・・(数式18)   P1aX = PgX-TempX (Formula 18)

P1aY=PgY-TempY・・・(数式19)   P1aY = PgY-TempY (Equation 19)

P2aX=PgX+TempX・・・(数式20)   P2aX = PgX + TempX (Equation 20)

P2aY=PgY+TempY・・・(数式21)   P2aY = PgY + TempY (Formula 21)

このようにして、パネル部100の2カ所をほぼ同時にタッチされた場合でも、マルチタッチが行われたことと、そのマルチタッチが行われたおよその領域とを検出することができる。   In this manner, even when two places on the panel unit 100 are touched almost simultaneously, it is possible to detect that multi-touch has been performed and an approximate region where the multi-touch has been performed.

図9は、同時マルチタッチ検出部232が実行する同時マルチタッチ検出処理を示すフローチャートである。同時マルチタッチ処理は、上述の時間差マルチタッチ処理と同様に、新データが算出されるたびに繰り返し実行される。以下、検出部232と略記する場合がある。   FIG. 9 is a flowchart showing the simultaneous multi-touch detection process executed by the simultaneous multi-touch detection unit 232. The simultaneous multi-touch process is repeatedly executed every time new data is calculated, similar to the time difference multi-touch process described above. Hereinafter, the detection unit 232 may be abbreviated.

入力算出部210は所定周期で演算しており、新たな演算結果が得られるたびに本処理が実行される。   The input calculation unit 210 performs calculation at a predetermined cycle, and this processing is executed every time a new calculation result is obtained.

検出部232は、入力算出部210で算出された新データ(押圧座標および押圧力)が記憶部220に格納されたか判定する(S30)。検出部232は、記憶部220に新データが格納されたと判定すると(S30:YES)、その最新データと過去のデータとの関係を解析する(S31)。   The detecting unit 232 determines whether the new data (pressed coordinates and pressing force) calculated by the input calculating unit 210 is stored in the storage unit 220 (S30). If it is determined that new data is stored in the storage unit 220 (S30: YES), the detection unit 232 analyzes the relationship between the latest data and past data (S31).

検出部232は、今回算出された重心位置(重心点Gの座標)が前回までの重心位置と所定のマージン内で同一の線上にあるか判定する(S32)。さらに、検出部232は、基準となる重心点を変えて、今回算出された重心位置と前回までの重心位置とが所定のマージン内で同一線上にあるか判定する(S33)。   The detection unit 232 determines whether the currently calculated center of gravity position (the coordinates of the center of gravity point G) is on the same line as the previous center of gravity position within a predetermined margin (S32). Further, the detection unit 232 changes the reference center of gravity point to determine whether the currently calculated center of gravity position and the previous center of gravity position are on the same line within a predetermined margin (S33).

検出部232は、複数の基準重心点から見ても、今回の重心位置が所定の線上にあると判定すると(S32:YES、かつS33:YES)、上述の数式14〜数式21に基づいて演算し、マルチタッチされた2つの押下点P1a、P2aの座標および押圧力を推定的に算出する(S34)。検出部232は、ステップS34の算出結果を記憶部220に記憶し(S35)、さらにアプリケーション実行部300に出力する(S36)。   If the detection unit 232 determines that the current center-of-gravity position is on a predetermined line even when viewed from a plurality of reference center-of-gravity points (S32: YES and S33: YES), the calculation is performed based on the above-described Expressions 14 to 21. Then, the coordinates and pressing force of the two touch points P1a and P2a that have been multi-touched are estimated (S34). The detection unit 232 stores the calculation result of step S34 in the storage unit 220 (S35), and further outputs it to the application execution unit 300 (S36).

このように構成される本実施例によれば、力センサ式のタッチ入力装置においても、複数の箇所をタッチするいわゆるマルチタッチ操作を比較的低コストに検出できる。従って、力センサ式タッチ入力装置の操作性を高め、力センサ式タッチ入力装置の可能性、応用範囲、適用分野を広げることができる。   According to this embodiment configured as described above, even in the force sensor type touch input device, a so-called multi-touch operation of touching a plurality of locations can be detected at a relatively low cost. Therefore, the operability of the force sensor touch input device can be improved, and the possibilities, application range, and application fields of the force sensor touch input device can be expanded.

図10〜図13を用いて実施例2を説明する。実施例2では、力検出用のパネル部100と位置検出用のパネル部101とを備える、いわゆるハイブリッド式タッチ入力装置を例に挙げて説明する。このハイブリッド式タッチ入力装置は、XY平面の座標を位置検出用パネル部101で直接的に検出し、さらに、Z軸方向の力(押圧力)を力センサ式パネル部100で検出する。つまり、実施例2では、ユーザのタッチ操作を3次元で測定可能なタッチ入力装置について説明する。   A second embodiment will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, a so-called hybrid touch input device including a panel unit 100 for force detection and a panel unit 101 for position detection will be described as an example. In this hybrid touch input device, the coordinates of the XY plane are directly detected by the position detection panel unit 101, and further, the force (pressing force) in the Z-axis direction is detected by the force sensor type panel unit 100. That is, in the second embodiment, a touch input device that can measure a user's touch operation in three dimensions will be described.

図10は、実施例2のタッチ入力装置の構成を示すブロック図である。ハイブリッド式パネル部10は、実施例1で述べた力センサ式パネル部100と、位置検出用パネル部101とを備えている。   FIG. 10 is a block diagram illustrating the configuration of the touch input device according to the second embodiment. The hybrid panel unit 10 includes the force sensor panel unit 100 described in the first embodiment and the position detection panel unit 101.

位置検出用パネル部101は、ユーザのタッチした位置を直接的に測定可能なパネル部であり、例えば、静電容量式タッチ入力装置、多層抵抗膜式タッチ入力装置のように構成することができる。位置検出用パネル部101は、位置を検出するためのセンサ機能を内蔵している。位置検出用パネル部101の信号は、信号処理部501を経由して演算部200に入力される。なお、信号処理部501を位置検出用パネル部101内に設ける構成でもよい。   The position detection panel unit 101 is a panel unit that can directly measure the position touched by the user, and can be configured as, for example, a capacitive touch input device or a multilayer resistive touch input device. . The position detection panel unit 101 has a built-in sensor function for detecting the position. A signal from the position detection panel unit 101 is input to the calculation unit 200 via the signal processing unit 501. Note that the signal processing unit 501 may be provided in the position detection panel unit 101.

実施例2の演算部200は、入力算出部210、記憶部220、マルチタッチ検出部230aのほかに、座標検出部240を備える。座標検出部240は、位置検出用パネル部101からの信号に基づいて押下点の座標を検出し、検出した座標を記憶部220に記憶すると共に、マルチタッチ検出部230aに送る。   The calculation unit 200 according to the second embodiment includes a coordinate detection unit 240 in addition to the input calculation unit 210, the storage unit 220, and the multi-touch detection unit 230a. The coordinate detection unit 240 detects the coordinates of the pressed point based on the signal from the position detection panel unit 101, stores the detected coordinates in the storage unit 220, and sends them to the multi-touch detection unit 230a.

実施例2のマルチタッチ検出部230aは、2つの押下点の座標を算出する必要はなく、各押下点での押圧力だけを算出するようになっている。   The multi-touch detection unit 230a according to the second embodiment does not need to calculate the coordinates of the two pressing points, and calculates only the pressing force at each pressing point.

図11は、実施例2のタッチ入力装置でマルチタッチを検出する処理を示すフローチャートである。   FIG. 11 is a flowchart illustrating a process of detecting multi-touch with the touch input device according to the second embodiment.

演算部200の座標検出部240は、位置検出用パネル部101の信号からマルチタッチされた各点の座標を検出し、マルチタッチ検出部230aに出力する(S40)。演算部200の入力算出部210は、力センサ130からの信号に基づいてマルチタッチ時の押圧力を検出する(S41)。   The coordinate detection unit 240 of the calculation unit 200 detects the coordinates of each multi-touched point from the signal of the position detection panel unit 101, and outputs it to the multi-touch detection unit 230a (S40). The input calculation unit 210 of the calculation unit 200 detects the pressing force at the time of multi-touch based on the signal from the force sensor 130 (S41).

マルチタッチ検出部230aは、ステップS40で検出されたマルチタッチの各点(各押下点)の座標と、ステップS41で検出されたマルチタッチ時の押圧力とから、所定の演算を行うことで、マルチタッチされた各点の押圧力を算出する(S42)。マルチタッチ検出部230aは、マルチタッチされた各点の座標および押圧力をアプリケーション実行部300に出力する(S43)。   The multi-touch detection unit 230a performs a predetermined calculation from the coordinates of each point of the multi-touch (each pressing point) detected in step S40 and the pressing force at the time of multi-touch detected in step S41. The pressing force of each multitouched point is calculated (S42). The multi-touch detection unit 230a outputs the coordinates and pressing force of each multi-touched point to the application execution unit 300 (S43).

本処理では、1点目P1の座標(P1X、P1Y)と2点目P2の座標(P2X、P2Y)は位置検出用パネル部101からの信号で検出でき(S40)、各点P1、P2の重心Gでの押圧力Fsgと重心Gの座標換算位置(PgX、PgY)とは力センサ130からの信号で検出できる(S41)。   In this process, the coordinates (P1X, P1Y) of the first point P1 and the coordinates (P2X, P2Y) of the second point P2 can be detected by signals from the position detection panel unit 101 (S40), and the points P1, P2 are detected. The pressing force Fsg at the center of gravity G and the coordinate conversion position (PgX, PgY) of the center of gravity G can be detected by a signal from the force sensor 130 (S41).

従って、図5(d)で述べた場合と同様に、1点目P1から重心Gまでの線分R1がX軸との間に作る角度θは、数式2で求めることができる。線分R1の長さは、数式3または数式4で求めることができる。   Accordingly, as in the case described with reference to FIG. 5D, the angle θ formed between the line segment R1 from the first point P1 to the center of gravity G and the X axis can be obtained by Equation 2. The length of the line segment R1 can be obtained by Equation 3 or Equation 4.

重心Gでの押圧力Fsgは、1点目P1での押圧力Fs1と2点目P2での押圧力Fs2との合計として求められるので、2点目P2の押圧力Fs2は、(Fsg−Fs1)として表すことができる。従って、数式8から各点P1、P2での押圧力Fs1、Fs2を検出することができる。   Since the pressing force Fsg at the center of gravity G is obtained as the sum of the pressing force Fs1 at the first point P1 and the pressing force Fs2 at the second point P2, the pressing force Fs2 at the second point P2 is (Fsg−Fs1). ). Therefore, it is possible to detect the pressing forces Fs1 and Fs2 at the points P1 and P2 from Expression 8.

図12は、ハイブリッド式タッチ入力装置で、3点P1、P2、P3が同時にタッチされた場合の座標および押圧力を検出する方法を示す。   FIG. 12 shows a method of detecting coordinates and pressing force when the three points P1, P2, and P3 are simultaneously touched with the hybrid touch input device.

1点目の押下点P1の座標を(P1X、P1Y)、2点目の押下点P2の座標を(P2X、P2Y)、3点目の押下点P3の座標を(P3X、P3Y)とする。これら各点の座標は、位置検出用パネル部101からの信号により直接的に測定される。   The coordinates of the first pressing point P1 are (P1X, P1Y), the coordinates of the second pressing point P2 are (P2X, P2Y), and the coordinates of the third pressing point P3 are (P3X, P3Y). The coordinates of these points are directly measured by signals from the position detection panel unit 101.

パネル部100に加わる総荷重Fsg(各点P1、P2、P3での押圧力の合計)と、その総荷重が現れる座標換算位置、つまり重心点Gの座標(PgX、PgY)とは、力センサ130の信号を解析することで検出できる。   The total load Fsg applied to the panel unit 100 (the sum of the pressing forces at the points P1, P2, and P3) and the coordinate conversion position at which the total load appears, that is, the coordinates of the barycentric point G (PgX, PgY) are a force sensor. It can be detected by analyzing 130 signals.

これら既知の情報(P1X、P1Y)、(P2X、P2Y)、(P3X、P3Y)、Fsg、(PgX、PgY)に基づいて、所定の演算を行うことで、3つの押下点P1、P2、P3での押圧力を算出することができる。   By performing a predetermined calculation based on these known information (P1X, P1Y), (P2X, P2Y), (P3X, P3Y), Fsg, (PgX, PgY), three pressing points P1, P2, P3 The pressing force at can be calculated.

図12(a)に示すように、点P1と点P3とを結ぶ線に対して点P2から垂直に下ろした線との交点CP1を算出する。具体的には、点P1と点P3から一次関数を求め、点P2と重心Gとからも一次関数を求め、それら一次関数から交点CP1を算出する。   As shown in FIG. 12A, an intersection point CP1 with a line perpendicular to the line connecting the point P1 and the point P3 from the point P2 is calculated. Specifically, a linear function is obtained from the points P1 and P3, a linear function is obtained from the point P2 and the center of gravity G, and an intersection point CP1 is calculated from these linear functions.

点P1と交点CP1を結ぶ線の長さR1、交点CP1と点P2を結ぶ線の長さR2、点P2と重心Gを結ぶ線の長さR3、重心Gと交点CP1を結ぶ線の長さR4を、それぞれ算出する。各点P1、P2、P3、G、CP1の座標はわかっているので、線の長さR1、R2、R3、R4は求めることができる。   The length R1 of the line connecting the point P1 and the intersection CP1, the length R2 of the line connecting the intersection CP1 and the point P2, the length R3 of the line connecting the point P2 and the center of gravity G, and the length of the line connecting the center of gravity G and the intersection CP1 R4 is calculated respectively. Since the coordinates of each point P1, P2, P3, G, CP1 are known, the line lengths R1, R2, R3, R4 can be determined.

次に、数式22、数式23、数式24を連立方程式として解く。   Next, Equation 22, Equation 23, and Equation 24 are solved as simultaneous equations.

Fsg=Fs1+Fs2+Fs3・・・(数式22)   Fsg = Fs1 + Fs2 + Fs3 (Formula 22)

R1:R2=Fs3:Fs1・・・(数式23)   R1: R2 = Fs3: Fs1 (Formula 23)

R3:R4=(Fs1+Fs3):Fs2・・・(数式24)   R3: R4 = (Fs1 + Fs3): Fs2 (Equation 24)

上記の連立方程式を解けば、一直線上に並ばない3カ所の押下点P1、P2、P3それぞれの押圧力を算出することができる。   By solving the simultaneous equations, it is possible to calculate the pressing forces at the three pressing points P1, P2, and P3 that are not aligned on a straight line.

図12(b)に示すように、他の辺を利用して計算した場合でも、図12(a)で述べたと同様に、各点P1、P2、P3の押圧力を求めることができる。つまり、点P1と点P2を結ぶ線に対して点P3から下ろす垂線が交差する交点CP2を用いて計算してもよいし、あるいは、点P2と点P3を結ぶ線に対して点P1から下ろす垂線が公差する交点CP3を用いて計算してもよい。   As shown in FIG. 12B, even when calculation is performed using other sides, the pressing force at each of the points P1, P2, and P3 can be obtained in the same manner as described in FIG. That is, the calculation may be performed using the intersection point CP2 where the perpendicular line drawn from the point P3 intersects the line connecting the points P1 and P2, or the line connecting the point P2 and the point P3 is dropped from the point P1. The calculation may be performed by using the intersection point CP3 where the vertical line has a tolerance.

図13は、ハイブリッド式タッチ入力装置に対し、一直線上に並ぶ3点P1、P2、P3で同時にタッチされた場合を示す。図12と同様に、(P1X、P1Y)、(P2X、P2Y)、(P3X、P3Y)、Fsg、(PgX、PgY)は既知である。   FIG. 13 shows a case where the hybrid touch input device is touched simultaneously at three points P1, P2, and P3 arranged in a straight line. Similar to FIG. 12, (P1X, P1Y), (P2X, P2Y), (P3X, P3Y), Fsg, (PgX, PgY) are known.

まず最初に、中間の点P3をいったん無視し、最も外側の点P1、P2と重心Gに基づいて、各点P1の押圧力Fs1と点P2での押圧力Fs2を算出する。この算出方法は図11で述べたので省略する。   First, the intermediate point P3 is temporarily ignored, and the pressing force Fs1 at each point P1 and the pressing force Fs2 at the point P2 are calculated based on the outermost points P1 and P2 and the center of gravity G. This calculation method has been described with reference to FIG.

次に、点P1、P3と重心Gとに着目し、先に算出した点P1の押圧力Fs1を、点P1だけの押圧力と点P3の押圧力とに分割する。これにより、一直線上に並ぶ3点P1、P2、P3での押圧力を算出することができる。   Next, paying attention to the points P1 and P3 and the center of gravity G, the previously calculated pressing force Fs1 at the point P1 is divided into a pressing force only at the point P1 and a pressing force at the point P3. Thereby, it is possible to calculate the pressing force at the three points P1, P2, and P3 arranged in a straight line.

このように構成される本実施例も実施例1と同様の作用効果を奏する。さらに本実施例のハイブリッド式パネル部10は、位置検出用パネル部101と力センサ式パネル部100とを備えるため、マルチタッチされた各点の座標をより正確に検出でき、さらに、各点の圧力も検出することができる。これにより、入力操作の幅を広げて、タッチ入力装置の適用範囲、応用分野を拡大することができる。   Configuring this embodiment like this also achieves the same effects as the first embodiment. Furthermore, since the hybrid type panel unit 10 of the present embodiment includes the position detection panel unit 101 and the force sensor type panel unit 100, it is possible to more accurately detect the coordinates of each multi-touched point. Pressure can also be detected. Thereby, the range of input operation can be expanded and the application range and application field of a touch input device can be expanded.

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。
「表現1.
タッチされた位置での押圧力を複数の力センサで検出して出力する第1パネル部と、
前記第1パネル部に重ねて配置され、タッチされた位置の座標を検出して出力する第2パネル部と、
前記第1パネル部からの信号と前記第2パネル部からの信号とに基づき所定の演算処理を行うことで、複数のタッチ入力の各点での座標および押圧力を算出する演算部と、
を備える
タッチ入力装置。
表現2.
前記第1パネル部は、パネルと、該パネルの周囲に配置され、力に応じた信号を出力する複数の力センサを備えており、
前記演算部は、前記第2パネル部からの信号で前記複数のタッチ入力の各点の座標を検出し、検出した前記各点の座標と前記複数の力センサからの信号とに基づいて、前記所定の演算処理を行うことで、前記複数のタッチ入力の各点での押圧力を算出する、
表現1に記載のタッチ入力装置。
表現3.
複数のタッチ入力による重心位置での押圧力を力センサからの信号として取得し、
前記複数のタッチ入力における各点の座標を位置検出用センサからの信号として取得し、
前記各点の座標と前記重心位置での押圧力に基づいて所定の演算処理を行うことで、前記各点における押圧力を算出し、前記各点の座標および押圧力を対応付けて出力する、
タッチ入力装置の入力検出方法。」
The present invention is not limited to the above-described embodiment. A person skilled in the art can make various additions and changes within the scope of the present invention.
Expression 1.
A first panel unit that detects and outputs a pressing force at a touched position with a plurality of force sensors;
A second panel unit that is arranged over the first panel unit and detects and outputs coordinates of a touched position;
A calculation unit that calculates coordinates and pressing force at each point of a plurality of touch inputs by performing predetermined calculation processing based on the signal from the first panel unit and the signal from the second panel unit;
A touch input device comprising:
Expression 2.
The first panel unit includes a panel and a plurality of force sensors arranged around the panel and outputting a signal corresponding to the force,
The calculation unit detects the coordinates of each point of the plurality of touch inputs with a signal from the second panel unit, and based on the detected coordinates of the point and signals from the plurality of force sensors, By performing a predetermined calculation process, the pressing force at each point of the plurality of touch inputs is calculated.
The touch input device according to expression 1.
Expression 3.
Obtain the pressing force at the center of gravity by multiple touch inputs as a signal from the force sensor,
Obtaining the coordinates of each point in the plurality of touch inputs as a signal from a position detection sensor;
By performing predetermined calculation processing based on the coordinates of each point and the pressing force at the position of the center of gravity, the pressing force at each point is calculated, and the coordinates of each point and the pressing force are output in association with each other.
An input detection method for a touch input device. "

100:パネル部、101:パネル部(位置検出用) 110:表示パネル、 120:カバーパネル、 130:力センサ、 150:基盤部、 200、200b:演算部、 210:入力算出部、220:記憶部、230、230a:マルチタッチ検出部、240:座標検出部、300:アプリケーション実行部、 400:表示制御部

100: Panel unit, 101: Panel unit (for position detection) 110: Display panel, 120: Cover panel, 130: Force sensor, 150: Base unit, 200, 200b: Calculation unit, 210: Input calculation unit, 220: Storage Unit, 230, 230a: multi-touch detection unit, 240: coordinate detection unit, 300: application execution unit, 400: display control unit

Claims (11)

パネルと、
前記パネルの周囲に設けられ、力に応じた信号を出力する複数の力センサと、
前記複数の力センサからの信号に基づいて所定の演算処理を行うことで、前記パネルへの複数のタッチ入力の各点での座標および押圧力を算出する演算部と、
を備える
タッチ入力装置。
A panel,
A plurality of force sensors provided around the panel and outputting a signal corresponding to the force;
A calculation unit that calculates coordinates and pressing force at each point of a plurality of touch inputs to the panel by performing predetermined calculation processing based on signals from the plurality of force sensors;
A touch input device comprising:
前記演算部は、
前記複数の力センサからの信号に基づいて、前記パネルにタッチ入力された座標および押圧力を算出し、
算出された前記タッチ入力の座標および押圧力が予め設定される所定のパターン判別条件を満たすか判定し、
前記所定のパターン判別条件を満たすと判定した場合は所定の演算処理を行うことで、前記パネルへの複数のタッチ入力の各点での座標および押圧力を算出する、
請求項1に記載のタッチ入力装置。
The computing unit is
Based on signals from the plurality of force sensors, the coordinates and pressing force input to the panel are calculated,
Determining whether the calculated coordinates and pressure of the touch input satisfy a predetermined pattern discrimination condition set in advance;
When it is determined that the predetermined pattern determination condition is satisfied, by performing a predetermined calculation process, the coordinates and pressing force at each point of the plurality of touch inputs to the panel are calculated.
The touch input device according to claim 1.
前記所定のパターン判別条件には、前記パネルに対する複数のタッチ入力の間に所定の時間差がある第1パターンを判別するための第1パターン判別条件が含まれており、
前記演算部は、前記第1パターン判別条件を満たす場合に、前記所定の演算処理に含まれる所定の第1演算処理を実行することで、前記所定の時間差のある複数のタッチ入力の各点での座標および押圧力を算出する、
請求項2に記載のタッチ入力装置。
The predetermined pattern determination condition includes a first pattern determination condition for determining a first pattern having a predetermined time difference between a plurality of touch inputs to the panel,
When the first pattern determination condition is satisfied, the calculation unit performs a predetermined first calculation process included in the predetermined calculation process, so that each calculation input point has a predetermined time difference. Calculate the coordinates and pressing force of
The touch input device according to claim 2.
前記所定のパターン判別条件には、前記パネルへの複数のタッチ入力が所定の時間内に行われる第2パターンを判別するための第2パターン判別条件が含まれており、
前記演算部は、前記第2パターン判別条件を満たす場合に、前記所定の演算処理に含まれる所定の第2演算処理を実行することで、前記所定の時間内で行われる複数のタッチ入力の各点での座標および押圧力を算出する、
請求項2または請求項3のいずれかに記載のタッチ入力装置。
The predetermined pattern determination condition includes a second pattern determination condition for determining a second pattern in which a plurality of touch inputs to the panel are performed within a predetermined time.
When the second pattern determination condition is satisfied, the calculation unit performs each of the plurality of touch inputs performed within the predetermined time by executing a predetermined second calculation process included in the predetermined calculation process. Calculate the coordinates and pressing force at the point,
The touch input device according to claim 2.
前記第1パターン判別条件は、前回検出したタッチ入力の押圧力よりも今回検出したタッチ入力の押圧力の方が大きく、かつ、今回検出したタッチ入力の座標が、前回までに検出したタッチ入力の座標の変化から得られる所定方向に沿って移動している場合に、前記第1パターンであると判別するように規定されている、
請求項3に記載のタッチ入力装置。
The first pattern determination condition is that the pressing force of the touch input detected this time is larger than the pressing force of the touch input detected last time, and the coordinates of the touch input detected this time are those of the touch input detected so far. It is defined to determine that it is the first pattern when moving along a predetermined direction obtained from a change in coordinates.
The touch input device according to claim 3.
前記第2パターン判別条件は、今回検出したタッチ入力の座標が、前回までに検出したタッチ入力の座標の変化から得られる所定の線上にある場合に、前記第2パターンであると判別するように規定されている、
請求項4に記載のタッチ入力装置。
The second pattern determination condition is determined to be the second pattern when the coordinates of the touch input detected this time are on a predetermined line obtained from the change in the coordinates of the touch input detected up to the previous time. Stipulated,
The touch input device according to claim 4.
前記第2パターン判別条件は、前回までに検出したタッチ入力の座標の中から異なる複数の座標を基準座標として選択し、前記複数の基準座標に基づいて前記所定の線をそれぞれ設定し、今回検出したタッチ入力の座標が前記複数の所定の線のいずれにも存在する場合に、前記第2パターンであると判別するように規定されている、
請求項6に記載のタッチ入力装置。
In the second pattern discrimination condition, a plurality of different coordinates are selected as reference coordinates from the coordinates of the touch input detected so far, and the predetermined lines are set based on the plurality of reference coordinates, respectively, and detected this time. When the coordinates of the touch input are present on any of the plurality of predetermined lines, the second pattern is defined to be determined.
The touch input device according to claim 6.
タッチ入力された座標を直接的に検出する位置検出用パネル部をさらに含み、
前記演算部は、前記位置検出用パネル部で検出されたタッチ入力の座標を用いて、前記パネルへの複数のタッチ入力の各点での押圧力を算出する、
請求項1に記載のタッチ入力装置。
It further includes a position detection panel unit that directly detects the touch-input coordinates,
The calculation unit calculates the pressing force at each point of the plurality of touch inputs to the panel using the coordinates of the touch input detected by the position detection panel unit.
The touch input device according to claim 1.
パネルと該パネルの周囲に設けられた複数の力センサと該各力センサからの信号を受領して演算する演算部を備えるタッチ入力装置を用いて入力を検出する方法であって、
前記演算部は、
前記複数の力センサからの信号を取得し、
前記複数の力センサから取得した信号に基づいて所定の演算処理を行うことで、前記パネルへの複数のタッチ入力の各点での座標および押圧力を算出する、
タッチ入力装置の入力検出方法。
A method of detecting an input using a touch input device including a panel, a plurality of force sensors provided around the panel, and a calculation unit that receives and calculates signals from the force sensors,
The computing unit is
Obtaining signals from the plurality of force sensors;
By performing predetermined calculation processing based on signals acquired from the plurality of force sensors, the coordinates and pressing force at each point of the plurality of touch inputs to the panel are calculated.
An input detection method for a touch input device.
前記演算部は、
前記複数の力センサからの信号を取得し、
前記複数の力センサから取得した信号に基づいて、前記パネルにタッチ入力された座標および押圧力を算出し、
算出された前記タッチ入力の座標および押圧力が予め設定される所定のパターン判別条件を満たすか判定し、
前記所定のパターン判別条件を満たすと判定した場合は所定の演算処理を行うことで、前記パネルへの複数のタッチ入力の各点での座標および押圧力を算出する、
請求項9に記載のタッチ入力装置の入力検出方法。
The computing unit is
Obtaining signals from the plurality of force sensors;
Based on the signals acquired from the plurality of force sensors, the coordinates and pressing force input by touching the panel are calculated,
Determining whether the calculated coordinates and pressure of the touch input satisfy a predetermined pattern discrimination condition set in advance;
When it is determined that the predetermined pattern determination condition is satisfied, by performing a predetermined calculation process, the coordinates and pressing force at each point of the plurality of touch inputs to the panel are calculated.
The input detection method of the touch input device according to claim 9.
パネルに設けられた複数の力センサからの信号を受領するコンピュータを用いて、タッチ入力装置へのマルチタッチを検出するためのコンピュータプログラムであって、
前記複数の力センサからの信号を取得し、
前記複数の力センサから取得した信号に基づいて所定の演算処理を行うことで、前記パネルへの複数のタッチ入力の各点での座標および押圧力を算出する、
ことを前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
A computer program for detecting multi-touch to a touch input device using a computer that receives signals from a plurality of force sensors provided on a panel,
Obtaining signals from the plurality of force sensors;
By performing predetermined calculation processing based on signals acquired from the plurality of force sensors, the coordinates and pressing force at each point of the plurality of touch inputs to the panel are calculated.
A computer program for causing the computer to execute the above.
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