JP6107511B2 - タッチパネル入力装置、タッチパネル入力装置の制御方法、およびタッチパネル入力装置の制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネル入力装置、タッチパネル入力装置の制御方法、およびタッチパネル入力装置の制御プログラムに関し、より特定的には、操作部の操作面への入力座標を光学的に決定するタッチパネル入力装置、タッチパネル入力装置の制御方法、およびタッチパネル入力装置の制御プログラムに関する。

ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）などの一般的な画像形成装置には、操作パネル（操作パネルユニット）が設けられている。操作パネルは、ソフトウェアキーなどを含む操作画面を表示する表示パネルと、表示パネル上に配置されたタッチパネル入力装置とを備えている。画像形成装置は、表示パネルに表示されたソフトウェアキーなどへのタッチを、タッチパネル入力装置にて検知し、検知した箇所のキーなどに割り当てられた処理を実行する。これにより、ユーザーは、表示パネルに表示された操作画面にタッチすることにより機器設定などの操作を行うことができるため、直感的な操作が可能となり、高い操作性が実現される。

タッチパネル入力装置がタッチを検知する方式としては、たとえば光学式、抵抗膜方式、または静電容量式など、様々な形式がある。このうち光学式タッチパネル入力装置は、表示パネルの操作面上のＸ軸方向の両端部に互いに対向して配置された一組の発光素子列および受光素子列と、操作面上のＹ軸方向の両端部に互いに対向して配置された一組の発光素子列および受光素子列とを備えている。発光素子列は、複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）により構成されており、受光素子列は複数のＰＤ（Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）により構成されている。光学式タッチパネル入力装置は、ＬＥＤの各々からの光をＰＤの各々で受光することにより、操作面上を走査し、受光光量が低下したＰＤの位置に基づいて、タッチ位置を特定する。

光学式タッチパネル入力装置は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿ってＬＥＤおよびＰＤの組を１組ずつオンし（走査し）、それぞれのＰＤの受光量を順番に入手することにより、遮光領域を検出し、入力座標を確定する。

光学式タッチパネル入力装置は、構造上、パネルの大型化が容易で、センサー部が直接触れられないため、耐久性が高いといった利点を有している。近年、表示装置の大画面化への要求に応えるべく、従来採用されていた静電式タッチパネル入力装置に代わって、大画面時のコストが有利な光学式タッチパネル入力装置を採用することが検討されている。

従来の光学式タッチパネル入力装置に関する技術は、たとえば下記特許文献１〜３に開示されている。

下記特許文献１には、ディスプレイ面の垂直方向に並んだ複数段のセンサーを含むタッチパネル装置が開示されている。このタッチパネル入力装置は、複数のセンサーが空間内に挿入された物体の位置を検出すると、複数のセンサーの検出結果に基づいて、その物体が指し示すディスプレイ面上の位置を計算し、計算した位置を物体が差し示していることを表す。

下記特許文献２の光学式タッチパネル入力装置は、対となる発光素子と受光素子とが形成するマトリクス状光軸の遮光によって操作面上のＸＹ座標位置を検出する操作部と、操作部の検出結果に基づいて操作面上のゴミや埃などの付着物を検出する演算部と、操作面を面と垂直なＺ軸方向に移動する操作面駆動部とを備える。演算部は、遮光領域の大きさが所定の閾値より小さい場合に付着物が操作画面上にあると判断し、操作面駆動部で操作面をＺ軸方向に移動することで付着物の影響を排除する。

下記特許文献３には、発光側および受光側の各々に設けられた光導波路デバイスを備えた光学式タッチパネルが開示されている。発光側の光導波路デバイスは、複数の光導波路が積層された光導波路積層体の光の入射端を、２次元の発光素子に光結合したものである。受光側の光導波路デバイスは、複数の光導波路が積層された光導波路積層体の光の出射端を、２次元の受光素子に光結合したものである。

特開平８−２１２００５号公報 特開２０１０−１８１９１６号公報 特開２０１２−６３９６９号公報

光学式タッチパネル入力装置では、異物によるタッチの誤検知を防ぐために、ユーザーの指が一定以上の面積で走査光路を遮光した場合に限り、タッチを検出する。加えて、光学式タッチパネル入力装置では、タッチ位置を１回検出するために画面全体を走査する必要がある。このため、表示装置が大画面化した場合には、タッチパネル入力装置が１回の走査に要する時間（以降、サンプリング周期と呼ぶことがある）が増加し、タッチ位置を検出するのに時間を要する。また、タッチの時間が短い場合には、走査光路が遮光される時間も短くなり、タッチが検知されないことがある。その結果、従来の光学式タッチパネル入力装置には、操作応答性が悪いという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、操作応答性が良好なタッチパネル入力装置、タッチパネル入力装置の制御方法、およびタッチパネル入力装置の制御プログラムを提供することである。

本発明の一の局面に従うタッチパネル入力装置は、操作部による操作を受け付ける平面である操作面上に配置され、マトリクス状の走査光路での遮光に基づいて、操作部の操作面への入力座標を決定するタッチパネル入力装置であって、操作面から相対的に遠い位置に存在するマトリクス状の第１の走査光路を構成する第１の走査光路形成部と、操作面から相対的に近い位置に存在するマトリクス状の第２の走査光路を構成する第２の走査光路形成部と、第１の走査光路形成部を用いて第１の走査光路の走査を行うことにより、第１の走査光路での遮光面積を取得する第１の面積取得手段と、第１の面積取得手段にて取得した遮光面積が第１の基準面積を超える場合に、第１の走査光路への入力座標を取得する第１の座標取得手段と、第１の走査光路への入力座標に基づいて走査範囲を決定する決定手段と、第２の走査光路形成部を用いて第２の走査光路の走査範囲内の走査を行い、かつ第２の走査光路の走査範囲外の走査を行わないことにより、第２の走査光路での遮光面積を取得する第２の面積取得手段と、第２の面積取得手段にて取得した遮光面積が第２の基準面積を超える場合に、第１の走査光路への入力座標または第２の走査光路への入力座標のうち少なくともいずれか一方に基づいて、操作部の操作面への入力座標を決定する入力座標決定手段とを備える。

上記タッチパネル入力装置において好ましくは、第１の面積取得手段が第１の走査光路の走査を行う場合に、第２の面積取得手段は走査を行わず、第２の面積取得手段が走査を行う場合に、第１の面積取得手段は走査を行わない。

上記タッチパネル入力装置において好ましくは、第２の面積取得手段が第２の走査光路の走査範囲内の走査を行った回数をカウントするカウント手段をさらに備え、カウント手段にてカウントした回数が所定回数を超えても、第２の面積取得手段にて取得した遮光面積が第２の基準面積未満である場合に、入力座標決定手段は操作部の操作面への入力座標を決定しない。

上記タッチパネル入力装置において好ましくは、ユーザーによるタッチの傾向を取得する傾向取得手段と、傾向取得手段にて取得した傾向に基づいて、第１および第２の基準面積を設定する面積設定手段とをさらに備える。

上記タッチパネル入力装置において好ましくは、傾向取得手段にて取得した傾向が、指の腹でタッチする傾向を示すものである場合、面積設定手段は、第１の基準面積よりも第２の基準面積を大きい値に設定する。

上記タッチパネル入力装置において好ましくは、傾向取得手段にて取得した傾向が、指先でタッチする傾向を示すものである場合、面積設定手段は、第１の基準面積よりも第２の基準面積を小さい値に設定する。

上記タッチパネル入力装置において好ましくは、傾向取得手段にて取得した傾向が、操作面に接触しない位置まで指先を接近させることによりタッチする傾向を示すものである場合、面積設定手段は、第２の基準面積をゼロに設定する。

上記タッチパネル入力装置において好ましくは、入力座標決定手段は、第２の基準面積がゼロでない場合には、第２の走査光路への入力座標を、操作部の操作面への入力座標として決定し、かつ第２の基準面積がゼロである場合には、第１の走査光路への入力座標を、操作部の操作面への入力座標として決定する。

上記タッチパネル入力装置において好ましくは、第１の走査光路形成部は、直線状に配列した複数の発光素子によって構成された第１の発光素子列と、第１の発光素子列と対向して直線状に配列した複数の受光素子によって構成された第１の受光素子列と、第１の発光素子列に対して直角な方向に、直線状に配列した複数の発光素子によって構成された第２の発光素子列と、第２の発光素子列と対向して直線状に配列した複数の受光素子によって構成された第２の受光素子列とを含み、第２の走査光路形成部は、直線状に配列した複数の発光素子によって構成された第３の発光素子列であって、第１の発光素子列の上部に設けられた第３の発光素子列と、第３の発光素子列と対向して直線状に配列した複数の受光素子によって構成された第３の受光素子列であって、第１の受光素子列の上部に設けられた第３の受光素子列と、第３の発光素子列に対して直角な方向に、直線状に配列した複数の発光素子によって構成された第４の発光素子列であって、第２の発光素子列の上部に設けられた第４の発光素子列と、第３の発光素子列と対向して直線状に配列した複数の受光素子によって構成された第４の受光素子列であって、第２の受光素子列の上部に設けられた第４の受光素子列とを含む。

本発明の他の局面に従うタッチパネル入力装置の制御方法は、操作部による操作を受け付ける平面である操作面上に配置され、マトリクス状の走査光路での遮光に基づいて、操作部の操作面への入力座標を決定するタッチパネル入力装置の制御方法であって、タッチパネル入力装置は、操作面から相対的に遠い位置に存在するマトリクス状の第１の走査光路を構成する第１の走査光路形成部と、操作面から相対的に近い位置に存在するマトリクス状の第２の走査光路を構成する第２の走査光路形成部とを備え、制御方法は、第１の走査光路形成部を用いて第１の走査光路の走査を行うことにより、第１の走査光路での遮光面積を取得する第１の面積取得ステップと、第１の面積取得ステップにて取得した遮光面積が第１の基準面積を超える場合に、第１の走査光路への入力座標を取得する第１の座標取得ステップと、第１の走査光路への入力座標に基づいて走査範囲を決定する決定ステップと、第２の走査光路形成部を用いて第２の走査光路の走査範囲内の走査を行い、かつ第２の走査光路の走査範囲外の走査を行わないことにより、第２の走査光路での遮光面積を取得する第２の面積取得ステップと、第２の面積取得ステップにて取得した遮光面積が第２の基準面積を超える場合に、第１の走査光路への入力座標および第２の走査光路への入力座標のうち少なくともいずれか一方に基づいて、操作部の操作面への入力座標を決定する入力座標決定ステップとを備える。

本発明のさらに他の局面に従うタッチパネル入力装置の制御プログラムは、操作部による操作を受け付ける平面である操作面上に配置され、マトリクス状の走査光路での遮光に基づいて、操作部の操作面への入力座標を決定するタッチパネル入力装置の制御プログラムであって、タッチパネル入力装置は、操作面から相対的に遠い位置に存在するマトリクス状の第１の走査光路を構成する第１の走査光路形成部と、操作面から相対的に近い位置に存在するマトリクス状の第２の走査光路を構成する第２の走査光路形成部とを備え、制御プログラムは、第１の走査光路形成部を用いて第１の走査光路の走査を行うことにより、第１の走査光路での遮光面積を取得する第１の面積取得ステップと、第１の面積取得ステップにて取得した遮光面積が第１の基準面積を超える場合に、第１の走査光路への入力座標を取得する第１の座標取得ステップと、第１の走査光路への入力座標に基づいて走査範囲を決定する決定ステップと、第２の走査光路形成部を用いて第２の走査光路の走査範囲内の走査を行い、かつ第２の走査光路の走査範囲外の走査を行わないことにより、第２の走査光路での遮光面積を取得する第２の面積取得ステップと、第２の面積取得ステップにて取得した遮光面積が第２の基準面積を超える場合に、第１の走査光路への入力座標および第２の走査光路への入力座標のうち少なくともいずれか一方に基づいて、操作部の操作面への入力座標を決定する入力座標決定ステップとをコンピューターに実行させる。

本発明によれば、操作応答性が良好なタッチパネル入力装置、タッチパネル入力装置の制御方法、およびタッチパネル入力装置の制御プログラムを提供することができる。

本発明の一実施の形態における画像形成装置の全体構成を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態における操作パネル装置１の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態における操作パネル装置１の上面入力部３または下面入力部４の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態における上面入力部３の走査光路形成部１０ａの構成を模式的に示す平面図である。 本発明の一実施の形態における下面入力部４の走査光路形成部１０ｂの構成を模式的に示す平面図である。 走査光路形成部１０ａおよび１０ｂのＹ軸方向に沿った断面図である。 上面入力部３によるユーザーの指の検知方法を模式的に示す図である。 下面入力部４によるユーザーの指の検知方法を模式的に示す図である。 ユーザーによる操作面ＣＰへのタッチの傾向と、操作パネル装置１によるタッチの検出との関係を示す図である。 ユーザーによる操作面へのタッチの傾向と、設定される基準面積Ｔ１およびＴ２との関係を示す図である。 記憶装置７に格納されているユーザー情報テーブルを模式的に示す図である。 本発明の一実施の形態における操作パネル装置１の動作を示すフローチャートである。 図１２のステップＳ１０７のサブルーチンである。 図１２のステップＳ１１５のサブルーチンである。 一面のみの走査光路を有する従来のタッチパネル入力装置が検知する遮光面積と、時刻との関係を模式的に示す図である。 本発明の一実施の形態における操作パネル装置１が検知する遮光面積と、時刻との関係を模式的に示す図である。 本発明の第１の変形例における走査光路形成部１０ａの構成を模式的に示す平面図である。 本発明の第２の変形例における走査光路形成部１０ａの構成を模式的に示す平面図である。 本発明の第３の変形例における走査光路形成部１０ａの構成を模式的に示す平面図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面に基づいて説明する。

本実施の形態においては、タッチパネル入力装置が、画像形成装置に搭載されている操作パネル装置である場合について示す。画像形成装置としては、たとえばＭＦＰ、ファクシミリ装置、複写機、またはプリンターなどがある。タッチパネル入力装置は、操作部による操作を受け付ける平面である操作面上に配置され、平面である走査光路面での遮光に基づいて、操作部の操作面への接触を検知するものであればよく、たとえばタブレット、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、携帯電話、または券売機などの画像形成装置以外のものに搭載されていてもよい。

本明細書において、「走査光路」とは、発光素子からの光が受光素子で受光されるまでにたどる経路であって、操作部の検知に用いられる経路を意味している。

［画像形成装置の構成］

始めに、本実施の形態におけるタッチパネル入力装置が搭載される画像形成装置の構成について説明する。

図１は、本発明の一実施の形態における画像形成装置の全体構成を示す斜視図である。

図１を参照して、画像形成装置１００は、ここではスキャナー機能、ファクシミリ機能、複写機能、ネットワーク機能、ＢＯＸ機能、およびプリンターとしての機能などを備えたＭＦＰである。画像形成装置１００は、原稿を光学的に読取って画像データを得るスキャナー部１１０と、画像データに基づいて用紙上に画像を印刷するプリントエンジン１２０とを主に備えている。画像形成装置１００の本体上面には、スキャナー部１１０に原稿を送る自動原稿送り装置１３０が配置され、画像形成装置の下部には、プリントエンジン１２０に用紙を供給する複数の給紙カセット１４０が配置される。また、画像形成装置１００の中央部には、プリントエンジン１２０によって画像を形成された用紙が排紙されるトレー１５０が設けられている。

画像形成装置１００は、さらに、本実施の形態におけるタッチパネル入力装置としての操作パネル装置１を備えている。操作パネル装置１は、画像形成装置１００の本体上面の前面側（ユーザーが位置する側）に装着されている。操作パネル装置１は、表示パネル９３に表示された情報に基づいて、画像形成装置１００に対してユーザーが設定や命令などを入力するための装置である。操作パネル装置１は、ユーザーからの各種の指示、数字、文字、または記号などの入力操作を受付けるための複数のハードウェアキー９１と、表示パネル（表示装置）９３と、タッチパネル１０とを含んでいる。表示パネル９３は、画像形成装置１００に関する各種操作を受け付ける操作画面などの各種情報をユーザーに対して表示する。タッチパネル１０は、指などの操作部によるメニュー画面への操作（たとえば操作画面へタッチする操作）を検知する。表示パネル９３は、操作部による操作を受け付ける平面である操作面ＣＰ（図３）を有している。

操作パネル装置１は、ユーザーが画像形成装置１００の前に立った状態で操作しやすいように、操作面が水平面に対して傾斜するように取り付けられる。画像形成装置１００によっては、車いすのユーザーなどにも配慮して、操作面の角度を調節可能であってもよい。

次に、操作パネル装置１の構成について説明する。

図２は、本発明の一実施の形態における操作パネル装置１の構成を示すブロック図である。

図２を参照して、操作パネル装置１は、制御部２と、上面入力部３と、下面入力部４と、タッチ高さ位置格納部５と、認証部６と、記憶装置７と、カウンター８とを含んでいる。

制御部２は、操作パネル装置１全体を制御する。制御部２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などにより構成されている。制御部２は、上面入力部３および下面入力部４の各々に対して操作面上の走査範囲と、接触部の検知に用いる基準面積とを設定する。制御部２は、上面入力部３および下面入力部４の各々から入力座標を受け取る。さらに制御部２は、上面入力部３および下面入力部４の各々の走査開始および走査停止を制御する。

制御部２は、上面入力部３と下面入力部４との間で走査を行う入力部を切り替えてもよい。すなわち、制御部２は、上面入力部３で走査を行う場合に下面入力部４で走査を行わず、下面入力部４で走査を行う場合に上面入力部３で走査を行わなくもよい。

上面入力部３および下面入力部４の各々は、ユーザーの指（操作部の一例）が操作面にタッチ（接触）した位置を取得し、取得した位置の座標である入力座標を制御部２に送信する。上面入力部３は、操作面から相対的に遠い位置に存在するマトリクス状の上部走査光路を構成する走査光路形成部１０ａ（図４）を含んでおり、下面入力部４は、操作面から相対的に近い位置に存在するマトリクス状の下部走査光路を構成する走査光路形成部１０ｂ（図５）を含んでいる。

タッチ高さ位置格納部５は、上面入力部３用の基準面積Ｔ１と、下面入力部４用の基準面積Ｔ２とを格納する。

認証部６は、操作パネル装置１を操作したユーザーを識別し、操作パネル装置１を操作したユーザーに関する認証処理を行う。認証部６は、たとえばユーザーによって入力されたＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）およびパスワードに基づいて認証処理を行ってもよいし、ユーザーが所有するＩＤカードに記憶された情報に基づいて認証処理を行ってもよい。

記憶装置７は、たとえばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）であり、ユーザー情報テーブルなどの各種情報を記憶する。

カウンター８は、下面入力部４が走査光路の走査範囲内の走査を行った回数をカウントする。

図３は、本発明の一実施の形態における操作パネル装置１の上面入力部３または下面入力部４の構成を示すブロック図である。なお、Ｘ軸とＹ軸とは互いに直交している。図３、図４、図５、図７、図８、および図１７〜図１９においては、図中下側に操作パネル装置１を操作するユーザーが存在しているものとする。以降、操作面ＣＰ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｌａｎｅ）におけるユーザーに近い側（図３中下側）を手前側と呼び、ユーザーから遠い側（図３中上側）を操作面ＣＰの奥側と呼ぶことがある。

図３を参照して、上面入力部３および下面入力部４は、同様の構成を有しているため、ここでは上面入力部３の構成について説明する。上面入力部３は、走査光路形成部１０ａ（下面入力部４の場合には走査光路形成部１０ｂ）と、走査部３０と、接触判断部３１と、座標検出部３２とを含んでいる。

走査光路形成部１０ａは、操作面ＣＰ上に配置されている。走査光路形成部１０ａは、Ｘ軸方向に直線状に配列した複数の発光素子によって構成される発光素子列と、Ｘ軸方向に直線状に配列した複数の受光素子によって構成される受光素子列と、Ｙ軸方向に直線状に配列した複数の発光素子によって構成される発光素子列と、Ｙ軸方向に直線状に配列した複数の受光素子によって構成される受光素子列とを含んでいる。走査光路形成部１０ａおよび１０ｂの具体的な構成については、図４および図５を用いて後述する。

走査部３０は、走査光路形成部１０ａを構成する全ての発光素子および受光素子の各々に接続されている。走査部３０は、制御部２により設定された走査範囲に対応する発光素子および受光素子の組を順次走査し、各発光素子に対応する各受光素子の入力（受光光量）を接触判断部３１および座標検出部３２に送信する。

接触判断部３１は、走査部３０から受信した各受光素子の入力に基づいて、タッチ高さ位置格納部５から取得した基準面積に基づいて、操作面ＣＰに操作部が接触したか否かの判断を行う。接触判断部３１は、操作面ＣＰに操作部が接触したと判断した場合に、接触検知信号を座標検出部３２に送信する。

座標検出部３２は、接触判断部３１からの接触検知信号をトリガとし、走査部３０から受信した各受光素子の入力に基づいて、走査光路が操作部によって塞がれた部分（遮光された部分）を特定する。座標検出部３２は、遮光された部分に基づいて、操作部の操作面ＣＰへの入力座標（操作部が操作面ＣＰに接触した位置の座標）を決定し、制御部２に送信する。

図４は、本発明の一実施の形態における上面入力部３の走査光路形成部１０ａの構成を模式的に示す平面図である。

図４を参照して、上面入力部３の走査光路形成部１０ａは、操作面ＣＰ上に配置されている。走査光路形成部１０ａは、Ｘ軸方向に直線状に配列した複数の発光素子Ａ１〜Ａｎ（ｎは自然数）によって構成された発光素子列１１と、Ｘ軸方向に直線状に配列した複数の受光素子Ｂ１〜Ｂｎによって構成された受光素子列１２と、Ｙ軸方向に直線状に配列した複数の発光素子Ｃ１〜Ｃｍ（ｍは自然数）によって構成された発光素子列１３と、Ｙ軸方向に直線状に配列した複数の受光素子Ｄ１〜Ｄｍによって構成された受光素子列１４とを含んでいる。

発光素子列１１および受光素子列１２は、対向しており、複数の走査光路Ｌ１を形成する。発光素子列１１は操作面ＣＰの奥側端部に配置されており、受光素子列１２は操作面ＣＰの手前側端部に配置されている。複数の走査光路Ｌ１の各々は、発光素子列１１を構成する複数の発光素子Ａ１〜Ａｎの各々からの光が、受光素子列１２を構成する複数の受光素子Ｂ１〜Ｂｎの各々で受光されるまでにたどる経路であり、Ｙ軸方向に延在している。

発光素子列１３および受光素子列１４は、対向しており、複数の走査光路Ｌ２を形成する。発光素子列１３は操作面ＣＰの左端部に配置されており、受光素子列１４は操作面ＣＰの右端部に配置されている。複数の走査光路Ｌ２の各々は、発光素子列１３を構成する複数の発光素子Ｃ１〜Ｃｍの各々からの光が、受光素子列１４を構成する複数の受光素子Ｄ１〜Ｄｍの各々で受光されるまでにたどる経路であり、Ｘ軸方向に延在している。複数の走査光路Ｌ１および複数の走査光路Ｌ２は、互いに直交しており、操作面ＣＰに対して平行なマトリクス状の上面走査光路ＳＬ１を構成している。

図５は、本発明の一実施の形態における下面入力部４の走査光路形成部１０ｂの構成を模式的に示す平面図である。

図５を参照して、下面入力部４の走査光路形成部１０ｂは、操作面ＣＰ上に配置されている。走査光路形成部１０ｂは、Ｘ軸方向に直線状に配列した複数の発光素子Ｅ１〜Ｅｎによって構成された発光素子列２１と、Ｘ軸方向に直線状に配列した複数の受光素子Ｆ１〜Ｆｎによって構成された受光素子列２２と、Ｙ軸方向に直線状に配列した複数の発光素子Ｇ１〜Ｇｍによって構成された発光素子列２３と、Ｙ軸方向に直線状に配列した複数の受光素子Ｈ１〜Ｈｍによって構成された受光素子列２４とを含んでいる。

発光素子列２１および受光素子列２２は、対向しており、複数の走査光路Ｌ３を形成する。発光素子列２１は操作面ＣＰの奥側端部に配置されており、受光素子列２２は操作面ＣＰの手前側端部に配置されている。複数の走査光路Ｌ３の各々は、発光素子列２１を構成する複数の発光素子Ｅ１〜Ｅｎの各々からの光が、受光素子列２２を構成する複数の受光素子Ｆ１〜Ｆｎの各々で受光されるまでにたどる経路であり、Ｙ軸方向に延在している。

発光素子列２３および受光素子列２４は、対向しており、複数の走査光路Ｌ４を形成する。発光素子列２３は操作面ＣＰの左端部に配置されており、受光素子列２４は操作面ＣＰの右端部に配置されている。複数の走査光路Ｌ４の各々は、発光素子列２３を構成する複数の発光素子Ｇ１〜Ｇｍの各々からの光が、受光素子列２４を構成する複数の受光素子Ｈ１〜Ｈｍの各々で受光されるまでにたどる経路であり、Ｘ軸方向に延在している。複数の走査光路Ｌ３および複数の走査光路Ｌ４は、互いに直交しており、操作面ＣＰに対して平行なマトリクス状の下面走査光路ＳＬ２を構成している。下面走査光路ＳＬ２は、上面走査光路ＳＬ１よりも操作面ＣＰに近い位置に存在している。

図６は、走査光路形成部１０ａおよび１０ｂのＹ軸方向に沿った断面図である。

図６を参照して、発光素子列１１は発光素子列２１の上部に積み重ねられており、受光素子列１２は受光素子列２２の上部に積み重ねられている。発光素子列１３は発光素子列２３の上部に積み重ねられており、受光素子列１４は受光素子列２４の上部に積み重ねられている。言い換えれば、発光素子Ａ１〜Ａｎの各々と受光素子Ｂ１〜Ｂｎの各々との組は、発光素子Ｅ１〜Ｅｎの各々と受光素子Ｆ１〜Ｆｎの各々との組よりも高い位置（操作面ＣＰから離れた位置）に配置されている。上面走査光路ＳＬ１は、下面走査光路ＳＬ２よりも高い位置に配置されている。走査光路形成部１０ａおよび１０ｂのＸ軸方向に沿った断面図も、図６とほぼ同様の構成となっている。

なお、上面走査光路ＳＬ１および下面走査光路ＳＬ２のうち少なくともいずれか一方が、操作面ＣＰに対して傾斜していてもよい。

［操作パネル装置の動作］

続いて、操作パネル装置１の動作について説明する

図７は、上面入力部３によるユーザーの指の検知方法を模式的に示す図である。

図７を参照して、操作パネル装置１の電源（画像形成装置１００の電源）がオンされると、上面入力部３は、タッチ高さ位置格納部５から基準面積Ｔ１を取得し、下面入力部４は、タッチ高さ位置格納部５から基準面積Ｔ２を取得する。次に上面入力部３は、走査光路形成部１０ａを用いて上面走査光路ＳＬ１全体の走査を行う。上面入力部３は、Ｘ軸方向に配列したｎ本の走査光路Ｌ１と、Ｙ軸方向に配列したｍ本の走査光路Ｌ２との合計(ｍ＋ｎ)本の走査光路を走査する。

具体的には、上面入力部３は、走査部３０によって、発光素子Ａ１および受光素子Ｂ１の組、発光素子Ａ２および受光素子Ｂ２の組、発光素子Ａ３および受光素子Ｂ３の組・・・という順番で、操作面ＣＰの左側から右側に向かって発光素子Ａ１〜Ａｎおよび受光素子Ｂ１〜Ｂｎの各々の組をオンし、それぞれの受光素子Ｂ１〜Ｂｎで受光した光量を入手する。

続いて上面入力部３は、走査部３０によって、発光素子Ｃ１および受光素子Ｄ１の組、発光素子Ｃ２および受光素子Ｄ２の組、発光素子Ｃ３および受光素子Ｄ３の組・・・という順番で、操作面ＣＰの奥側から手前側に向かって発光素子Ｃ１〜Ｃｍおよび受光素子Ｄ１〜Ｄｍの各々の組をオンし、それぞれの受光素子Ｄ１〜Ｄｍで受光した光量を入手する。

次に上面入力部３は、受光素子Ｂ１〜ＢｎおよびＤ１〜Ｄｍの各々で受光した光量を、接触判断部３１または座標検出部３２に送信する。これにより、上面走査光路ＳＬ１の１回の走査が完了する。上面入力部３は、操作部を検知するまで上面走査光路ＳＬ１の走査を繰り返す。

なお、走査光路Ｌ１またはＬ２の本数を減らした場合には、上面走査光路ＳＬ１の走査周期は短くなるが、上面走査光路ＳＬ１での操作部の検知感度は悪くなる。

ここでは、上面走査光路ＳＬ１内の領域Ｐ１が、ユーザーの指によって遮光された（塞がれた）場合を想定する。この場合、走査光路Ｌ１のうち、発光素子Ａ８から受光素子Ｂ８へ向かう走査光路Ｌ１ａと、発光素子Ａ９から受光素子Ｂ９へ向かう走査光路Ｌ１ｂとが遮光される。同様に、走査光路Ｌ２のうち、発光素子Ｃ６ら受光素子Ｄ６へ向かう走査光路Ｌ２ａと、発光素子Ｃ７から受光素子Ｄ７へ向かう走査光路Ｌ２ｂとが遮光される。その結果、受光素子Ｂ８、Ｂ９、Ｄ６、およびＤ７の受光光量が、受光光量の閾値（たとえば受光素子の最大の受光光量の７０％）を下回る。

次に上面入力部３は、１回の走査の結果、受光光量が閾値を下回る受光素子が発生すると、上面走査光路ＳＬ１での遮光を検知し、受光光量が閾値を下回った受光素子の位置に基づいて遮光面積を算出（取得）する。遮光面積は、Ｘ軸方向に配列した受光素子のうち受光光量の閾値を下回ったものが占める幅と、Ｙ軸方向に配列した受光素子のうち受光光量の閾値を下回ったものが占める幅との積として検出される。ここでは、受光素子Ｂ８、Ｂ９、Ｄ６、およびＤ７が占める幅に基づいて、遮光面積が「４Ｓ」と算出される。

なお、遮光面積は、受光光量が閾値を下回った受光素子に近接する他の受光素子の受光光量にさらに基づいて算出されてもよい。この場合には、算出する遮光面積の分解能を向上することができる。

次に上面入力部３は、算出した遮光面積が基準面積Ｔ１（たとえば「２Ｓ」）以上である場合には、上面走査光路ＳＬ１で操作部を検知し、接触判断部３１から座標検出部３２に接触検知信号を送信する。一方、上面入力部３は、算出した遮光面積が基準面積Ｔ１未満である場合には、操作面ＣＰに異物が付着したものと判断し、接触検知信号を送信しない。

上面入力部３は、座標検出部３２で接触検知信号を受信すると、受光素子Ｂ８、Ｂ９、Ｄ６、およびＤ７の位置に基づいて、遮光された領域である領域Ｐ１を特定する。そして上面入力部３は、領域Ｐ１の中心の座標（領域Ｐ１のＸ軸方向の遮光部分の中点と、Ｙ軸方向の遮光部分の中点とで特定される座標）を第１の入力座標として検出（取得）し、制御部２に送信する。

図８は、下面入力部４によるユーザーの指の検知方法を模式的に示す図である。

図８を参照して、第１の入力座標を取得すると、制御部２は、第１の入力座標に基づいて、第１の入力座標の近傍に存在する領域を走査範囲ＳＲに決定する。走査範囲ＳＲは第１の入力座標を含む範囲であればよく、走査範囲ＳＲの決定方法は任意である。走査範囲ＳＲは、たとえば第１の入力座標を中心として、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の各々の幅が、下面走査光路ＳＬ２全面の４分の１となる範囲とされる。制御部２は、決定した走査範囲ＳＲを下面入力部４に送信する。

下面入力部４は、走査光路形成部１０ｂを用いて、下面走査光路ＳＬ２の走査範囲ＳＲ内の走査を行う。下面入力部４は、下面走査光路ＳＬ２の走査範囲ＳＲ外の走査を行わない。下面入力部４は、合計｛(ｍ＋ｎ)／４｝本の下面走査光路ＳＬ２を走査する。下面入力部４が走査範囲ＳＲの１回の走査に要する時間は、下面走査光路ＳＬ２全面の走査を行う場合（合計（ｍ＋ｎ）本の下面走査光路ＳＬ２を走査する場合）の４分の１に短縮される。

具体的には、下面入力部４は、走査部３０によって、発光素子Ｅ６および受光素子Ｆ６の組、発光素子Ｅ７および受光素子Ｆ７の組、発光素子Ｅ８および受光素子Ｆ８の組・・・という順番で、操作面ＣＰの左側から右側に向かって発光素子Ｅ６〜Ｅ１１および受光素子Ｆ６〜Ｆ１１の各々の組をオンし、それぞれの受光素子Ｆ６〜Ｆ１１で受光した光量を入手する。

続いて下面入力部４は、走査部３０によって、発光素子Ｇ５および受光素子Ｈ５の組、発光素子Ｇ６および受光素子Ｈ６の組、発光素子Ｇ７および受光素子Ｈ７の組・・・という順番で、操作面ＣＰの奥側から手前側に向かって発光素子Ｇ５〜Ｇ８および受光素子Ｈ５〜Ｈ８の各々の組をオンし、それぞれの受光素子Ｈ５〜Ｈ８で受光した光量を入手する。

次に下面入力部４は、受光素子Ｆ６〜Ｆ１１およびＨ５〜Ｈ８の各々で受光した光量を、接触判断部３１または座標検出部３２に送信する。これにより、下面走査光路ＳＬ２の１回の走査が完了する。下面入力部４は、走査回数が所定値に達するか、または操作部を検知するまで走査範囲ＳＲの走査を繰り返す。

ここでは、走査回数が所定値に達する前に、走査範囲ＳＲ内の領域Ｐ２が、ユーザーの指によって遮光された場合を想定する。この場合、走査光路Ｌ３のうち、発光素子Ｅ７から受光素子Ｆ７へ向かう走査光路Ｌ３ａと、発光素子Ｅ８から受光素子Ｆ８へ向かう走査光路Ｌ３ｂと、発光素子Ｅ９から受光素子Ｆ９へ向かう走査光路Ｌ３ｃと、発光素子Ｅ１０から受光素子Ｆ１０へ向かう走査光路Ｌ３ｄとが遮光される。同様に、発光素子Ｇ６から受光素子Ｈ６へ向かう走査光路Ｌ４ａと、発光素子Ｇ７から受光素子Ｈ７へ向かう走査光路Ｌ４ｂとが遮光される。その結果、受光素子Ｆ７〜Ｆ１０、Ｈ６、およびＨ７の受光光量が、受光光量の閾値を下回る。

次に下面入力部４は、１回の走査の結果、受光光量が閾値を下回る受光素子が発生すると、下面走査光路ＳＬ２での遮光を検知し、受光光量が閾値を下回った受光素子の位置に基づいて遮光面積を算出（取得）する。ここでは、受光素子Ｆ７〜Ｆ１０、Ｈ６、およびＨ７の位置が占める幅に基づいて、遮光面積が「８Ｓ」と算出される。

次に下面入力部４は、算出した遮光面積が基準面積Ｔ２（たとえば「４Ｓ」）以上である場合には、下面走査光路ＳＬ２で操作部を検知し、接触判断部３１から座標検出部３２に接触検知信号を送信する。一方、下面入力部４は、算出した遮光面積が基準面積Ｔ２未満である場合には、操作面ＣＰに異物が付着したものと判断し、接触検知信号を送信しない。

下面入力部４は、座標検出部３２で接触検知信号を受信すると、受光素子Ｆ７〜Ｆ１０、Ｈ６、およびＨ７の位置に基づいて、遮光された領域である領域Ｐ２を特定する。そして下面入力部４は、領域Ｐ２の中心の座標（領域Ｐ２のＸ軸方向の遮光部分の中点と、Ｙ軸方向の遮光部分の中点とで特定される座標）を第２の入力座標として検出し、制御部２に送信する。

下面入力部４は、カウンター８でカウントした回数が所定回数を超えても、遮光面積が基準面積Ｔ２未満である場合には、第２の入力座標を送信しない。

制御部２は、下面入力部４から第２の入力座標を受信した場合には、第２の入力座標を操作面ＣＰへの操作部の入力座標として決定する。また制御部２は、下面入力部４から第２の入力座標を受信しなかった場合において、基準面積Ｔ２がゼロであるときは、第１の入力座標を操作面ＣＰへの操作部の入力座標として決定する。さらに制御部２は、下面入力部４から第２の入力座標を受信しなかった場合において、基準面積Ｔ２がゼロでないときは、操作面ＣＰへの操作部の入力座標を決定せず、上面入力部３による上面走査光路ＳＬ１の走査を再び行う。制御部２は、上記以外の方法で操作面ＣＰへの操作部の入力座標を決定してもよく、第１および第２の入力座標のうち少なくともいずれか一方に基づいて、操作面ＣＰへの操作部の入力座標を決定すればよい。

［基準面積の決定方法］

上面入力部３用の基準面積Ｔ１および下面入力部４用の基準面積Ｔ２は、どのような方法で設定されてもよい。たとえば、記憶装置７などに予め記憶した基準面積Ｔ１およびＴ２の固定値（ユーザーのタッチの傾向に基づかない固定値）を読み出すことによって設定されてもよいし、ユーザーによるタッチの傾向に基づいて設定されてもよい。以下、ユーザーによるタッチの傾向に基づいて基準面積Ｔ１およびＴ２を設定する方法について説明する。

図９は、ユーザーによる操作面ＣＰへのタッチの傾向と、操作パネル装置１によるタッチの検出との関係を示す図である。

図９を参照して、ユーザーによる操作面ＣＰへのタッチの傾向は、大きく（ａ）〜（ｃ）の３つに分類される。操作パネル装置１は、いずれのタッチを受け付けた場合でも、調整によりタッチを検知できることが望ましい。

（ａ）は、操作面ＣＰを指の腹でしっかりタッチした場合を示している。この場合、操作面ＣＰに押しつけられることにより指の腹がつぶれる。その結果、上面走査光路ＳＬ１の遮光面積は下面走査光路ＳＬ２の遮光面積に比べて小さくなる。

（ｂ）は、操作面ＣＰを指先で軽くタッチした場合を示している。この場合、指は操作面ＣＰに押しつけられず、指の腹はつぶれない。その結果、上面走査光路ＳＬ１の遮光面積は下面走査光路ＳＬ２の遮光面積に比べて大きくなる。

（ｃ）は、操作面ＣＰを爪先のみで軽くタッチした場合や、操作面ＣＰに指で触れずに操作面ＣＰに指を接近させた場合を示している。このようなタッチは、衛生的な面からユーザーが操作面ＣＰに接触したくない場合などに行われる。この場合、上面走査光路ＳＬ１の遮光面積はゼロになり、従来のタッチパネル入力装置では、タッチが検知されない。

図１０は、ユーザーによる操作面へのタッチの傾向と、設定される基準面積Ｔ１およびＴ２との関係を示す図である。なお、図１０では、ユーザーによる操作面ＣＰへのタッチの傾向が、操作面ＣＰと指第１関節との距離として示されている。

図１０を参照して、図９（ａ）に示すように、操作面ＣＰを指の腹でしっかりタッチした場合には、操作面ＣＰと指第１関節との距離が小さくなり、範囲ＲＧ１に属する。したがって、操作面ＣＰを指の腹でしっかりタッチする傾向にある場合（範囲ＲＧ１の場合）、操作パネル装置１は、操作面を指の腹でしっかりタッチした場合にのみタッチが検知されないようにするために、基準面積Ｔ１よりも基準面積Ｔ２を大きく設定する。指の腹を強く押しつける傾向であるほど、基準面積Ｔ２も大きく設定される。

図９（ｂ）に示すように、操作面ＣＰを指先で軽くタッチした場合には、操作面ＣＰと指第１関節との距離が中程度となり、範囲ＲＧ２に属する。したがって、操作面ＣＰを指先で軽くタッチする傾向にある場合（範囲ＲＧ２の場合）、操作パネル装置１は、操作面を指先で軽くタッチした場合にもタッチが検知されるようにするために、基準面積Ｔ１よりも基準面積Ｔ２を小さく設定する。操作面への指先の触れ具合が小さい傾向であるほど、基準面積Ｔ２が小さく設定される。

図９（ｃ）に示すように、操作面ＣＰを爪先のみで軽くタッチした場合には、操作面ＣＰと指第１関節との距離が大きくなり、範囲ＲＧ３に属する。したがって、操作面ＣＰを爪先のみで軽くタッチする傾向にある場合（範囲ＲＧ３の場合）、操作パネル装置１は、操作面に指が触れなくてもタッチが検知されるようにするために、基準面積Ｔ１の値に関わらず基準面積Ｔ２をゼロに設定する。さらに、指先が操作面から離れたタッチであるほど、基準面積Ｔ１は小さく設定される。

なお、操作パネル装置１は、図１０に示すように、操作面ＣＰと指第１関節との距離に応じて基準面積Ｔ１およびＴ２を設定してもよいし、範囲ＲＧ１、ＲＧ２、およびＲＧ３の各々と、範囲ＲＧ１、ＲＧ２、およびＲＧ３の各々に対応する基準面積Ｔ１およびＴ２の各々の固定値との関係を予め記憶装置７などに記憶させておき、操作面ＣＰと指第１関節との距離が範囲ＲＧ１、ＲＧ２、およびＲＧ３のいずれに属するかに応じて、その範囲に対応する基準面積Ｔ１およびＴ２の固有値を設定してもよい。

操作パネル装置１は、ユーザーによるタッチの傾向を、たとえばユーザーの入力によって取得してもよいし、ユーザーから過去に受け付けたタッチに基づいて取得（決定）してもよい。操作パネル装置１は、取得したタッチの傾向を、たとえば図１１に示すようなユーザー情報テーブルに記録する。

図１１は、記憶装置７に格納されているユーザー情報テーブルを模式的に示す図である。

図１１を参照して、ユーザー情報テーブルには、表の横方向（行方向）に一人のユーザーの情報が記憶されている。ユーザーの情報としては、「ＩＤ」、「パスワード」、および「タッチの傾向」の各項目が記憶されている。「タッチの傾向」の項目において、ＴＡという記号は、操作面を指の腹でしっかりタッチする傾向を示してり、ＴＢという記号は、操作面ＣＰを指先で軽くタッチする傾向を示しており、ＴＣという記号は、操作面を爪先のみで軽くタッチする傾向を示している。

図１１のＩＤ情報テーブルから、たとえば「１２３４５６７８」というＩＤを持つユーザーは、操作面を爪先のみで軽くタッチする傾向を有している一方、「３２４６５７８４」というＩＤを持つユーザーは、操作面を指の腹でしっかりタッチする傾向を有している。なお、「タッチの傾向」の項目については、操作面を指の腹でしっかりタッチする傾向をデフォルトの設定としてもよい。

なお、操作パネル装置１は、ユーザーのタッチの傾向を取得した場合に、取得したタッチの傾向に基づいて基準面積Ｔ１およびＴ２を設定し、設定した基準面積Ｔ１およびＴ２を、取得したタッチの傾向の代わりに（または取得したタッチの傾向とともに）ユーザー情報テーブルに記録してもよい。

図１２は、本発明の一実施の形態における操作パネル装置１の動作を示すフローチャートである。

図１２を参照して、操作パネル装置１の制御部２は、ユーザーの認証処理を行った場合に、そのユーザーのタッチの傾向をユーザー情報テーブルから取得し、取得したタッチの傾向に基づいて基準面積Ｔ１およびＴ２を設定する（Ｓ１０１）。なお、ステップＳ１０１の処理として、制御部２は、画像形成装置１００の電源がオンされた場合に、固定値である基準面積Ｔ１およびＴ２を設定してもよい。

続いて制御部２は、上面走査光路ＳＬ１の走査範囲を設定する（Ｓ１０３）。ステップＳ１０３では、通常、上面走査光路ＳＬ１全面が走査範囲として設定される。続いて制御部２は、上面入力部３での上面走査光路ＳＬ１の走査を開始し（Ｓ１０５）、上面入力部３で第１の入力座標を取得し（Ｓ１０７）、上面入力部３での走査を停止する（Ｓ１０９）。

続いて制御部２は、上面入力部３で取得した入力座標に基づいて、下面走査光路ＳＬ２の走査範囲を設定し（Ｓ１１１）、下面入力部４での走査を開始する（Ｓ１１３）。続いて制御部２は、下面入力部４で第２の座標を取得し（Ｓ１１５）、下面入力部４での走査を停止する（Ｓ１１７）。

次に制御部２は、設定された基準面積Ｔ２がゼロ以外の値であるか否かを判別する（Ｓ１１９）。ステップＳ１１９において、設定された基準面積Ｔ２がゼロ以外の値であると判別した場合（Ｓ１１９でＹＥＳ）、制御部２は、下面入力部４で第２の入力座標を取得したか否かを判別する（Ｓ１２１）。

ステップＳ１２１において、下面入力部４で第２の入力座標を取得したと判別した場合（Ｓ１２１でＹＥＳ）、制御部２は、第２の入力座標を入力座標として確定し（Ｓ１２３）、処理を終了する。一方、ステップＳ１２１において、下面入力部４で第２の入力座標を取得しないと判別した場合（Ｓ１２１でＮＯ）、制御部２はステップＳ１０５の処理へ進む。

ステップＳ１１９において、設定された基準面積Ｔ２がゼロであると判別した場合（Ｓ１１９でＮＯ）、制御部２は、第１の入力座標を入力座標として確定し（Ｓ１２５）、処理を終了する。

図１３は、図１２のステップＳ１０７のサブルーチンである。

図１３を参照して、上面入力部３で第１の入力座標を取得する処理（Ｓ１０７）において、制御部２は、上面走査光路ＳＬ１の走査範囲での遮光を検知したか否かを判別する（Ｓ２０１）。ステップＳ２０１において遮光を検知したと判別するまで、制御部２はステップＳ２０１の処理を繰り返す。

ステップＳ２０１において、遮光を検知したと判別した場合（Ｓ２０１でＹＥＳ）、制御部２は、上面走査光路ＳＬ１の走査範囲での遮光面積を計算し（Ｓ２０２）、計算した遮光面積が基準面積Ｔ１以上であるか否かを判別する（Ｓ２０３）。

ステップＳ２０３において、計算した遮光面積が基準面積Ｔ１以上であると判別した場合（Ｓ２０３でＹＥＳ）、制御部２は、遮光領域に基づいて第１の入力座標を取得し（Ｓ２０５）、リターンする。一方、ステップＳ２０３において、計算した遮光面積が基準面積Ｔ１未満であると判別した場合（Ｓ２０３でＮＯ）、制御部２は、ステップＳ２０１の処理へ進む。

図１４は、図１２のステップＳ１１５のサブルーチンである。

図１４を参照して、下面入力部４で第２の入力座標を取得する処理（Ｓ１１５）において、制御部２は、カウンターにタイムアウト値を設定し（Ｓ３０１）、ステップＳ１１１にて設定した走査範囲ＳＲでの遮光を検知したか否かを判別する（Ｓ３０３）。

ステップＳ３０３において、遮光を検知したと判別した場合（Ｓ３０３でＹＥＳ）、制御部２は、走査範囲ＳＲでの遮光面積を計算し（Ｓ３０５）、計算した遮光面積が基準面積Ｔ２以上であるか否かを判別する（Ｓ３０７）。

ステップＳ３０７において、計算した遮光面積が基準面積Ｔ２以上であると判別した場合（Ｓ３０７でＹＥＳ）、制御部２は、遮光領域に基づいて第２の入力座標を取得し（Ｓ３１５）、リターンする。

ステップＳ３０３において、遮光を検知しないと判別した場合（Ｓ３０３でＮＯ）、またはステップＳ３０７において、計算した遮光面積が基準面積Ｔ２未満であると判別した場合（Ｓ３０７でＮＯ）、制御部２は、カウンターの値を１減らし（Ｓ３０９）、カウンターの値が０であるか否かを判別する（Ｓ３１１）。

ステップＳ３１１において、カウンターの値が０でないと判別した場合（Ｓ３１１でＮＯ）、制御部２はステップＳ３０３の処理へ進み、遮光を検知したか否かを再び判別する（Ｓ３０３）。一方、ステップＳ３１１において、カウンターの値が０であると判別した場合（Ｓ３１１でＹＥＳ）、上面入力部３で遮光を検知したものの、その後一定時間内に下面入力部４で遮光を検知しなかった状態にある。この場合、制御部２は、第２の入力座標を取得せず（Ｓ３１３）、リターンする。

［実施の形態の効果］

次に、本実施の形態の効果について説明する。

図１５は、一面のみの走査光路を有する従来のタッチパネル入力装置が検知する遮光面積と、時刻との関係を模式的に示す図である。

図１５（ａ）を参照して、ユーザーが操作面を指の腹でしっかりタッチする場合、ユーザーの指が操作面上の走査光路を通過する時刻ＴＭ１０から、操作面が指の腹で押さえつけられる時刻ＴＭ１２までの間、実際の走査光路の遮光面積は、線ＬＮ１（点線）で示すように連続的に増加する。

時刻ＴＭ１０から時刻ＴＭ１２までの間、タッチパネル入力装置が検知する遮光面積は、線ＬＮ２（実線）で示すように階段状に増加する。これは、１回の操作が完了するまで、タッチパネル入力装置が検知する遮光面積は前回の値のままであり、増加しないためである。このため、実際の走査光路の遮光面積が基準面積に到達する時刻は、（ｎ＋１）回目の走査が完了する時刻と（ｎ＋２）回目の走査が完了する時刻との間の時刻ＴＭ１１であるにも関わらず、タッチパネル入力装置が検知する遮光面積は、（ｎ＋２）回目の走査が完了する時刻ＴＭ１２で基準面積に到達する。つまり、ユーザーがキーなどを実際にタッチしてから、そのタッチが実際に検知されるまでには大きなタイムラグが発生し、操作パネル装置１がタッチに対して反応しにくくなる。

図１５（ｂ）を参照して、タッチパネル入力装置のサンプリング周期を短くした場合には、タッチパネル入力装置が検知する遮光面積は、線ＬＮ３（実線）で示すように短い時間間隔で階段状に増加し、時刻ＴＭ１１に近い時刻で基準面積を超え、タッチが検知される。しかし、この場合には、サンプリング周期を短くするために走査光路を構成する発光素子および受光素子の数を減らす必要があり、タッチパネル入力装置の感度が低下するという問題が生じる。

図１６は、本発明の一実施の形態における操作パネル装置１が検知する遮光面積と、時刻との関係を模式的に示す図である。（ａ）は上面走査光路ＳＬ１での遮光面積の時刻変化を示す図であり、（ｂ）は下面走査光路ＳＬ２での遮光面積の時刻変化を示す図である。

図１６を参照して、ユーザーが操作面を指の腹でしっかりタッチする場合、ユーザーの指が上面走査光路ＳＬ１を通過する時刻ＴＭ０から、操作面が指の腹で押さえつけられる時刻ＴＭ３までの間、実際の走査光路の遮光面積は、線ＬＮ１（点線）で示すように連続的に増加する。

本実施の形態では、上面走査光路ＳＬ１での遮光面積は、（ａ）に示すように時刻ＴＭ０から階段状に増加し、時刻ＴＭ１で基準面積Ｔ１を超える。操作パネル装置１は、時刻ＴＭ１で、操作部を検知する走査光路を上面走査光路ＳＬ１から下面走査光路ＳＬ２に切り替える。走査光路の切り替え後、下面走査光路ＳＬ２での遮光面積は、（ｂ）に示すように時刻ＴＭ１から階段状に増加し、時刻ＴＭ２で基準面積Ｔ２を超え、タッチが検知される。

ここで、下面走査光路ＳＬ２での走査範囲は、上面走査光路ＳＬ１での走査範囲に比べて狭いため、下面走査光路ＳＬ２でのサンプリング周期は上面走査光路ＳＬ１でのサンプリング周期に比べて短くなる。その結果、ユーザーがキーなどを実際にタッチした時刻と、そのタッチが実際に検知される時刻との間のタイムラグが小さくなり、操作反応性が向上する。

本実施の形態によれば、ユーザーによるタッチの傾向に基づいて基準面積Ｔ１およびＴ２を設定することにより、ユーザーの要望に応じたタッチ感度（２つの走査光路の指検出レベル）の調整を行うことができる。

［その他］

上述の実施の形態において、対向する発光素子列の位置と受光素子列の位置とは、入れ替えられてもよい。

図１７は、本発明の第１の変形例における走査光路形成部１０ａの構成を模式的に示す平面図である。

図１７を参照して、第１の変形例の走査光路形成部１０ａにおいては、図４に示す走査光路形成部１０ａにおける対向する発光素子列の位置と受光素子列の位置とが入れ替えられている。発光素子列１１は、操作面ＣＰの手前側端部に設けられおり、受光素子列１２は、操作面ＣＰの奥側端部に設けられている。発光素子列１３は、操作面ＣＰの右端部に設けられおり、受光素子列１４は、操作面ＣＰの左端部に設けられている。走査光路形成部１０ｂにおいても同様に、対向する発光素子列の位置と受光素子列の位置とが入れ替えられてもよい。

上述の実施の形態において、１つの走査光路を形成する発光素子および受光素子の組は、互いに対向して配置されていなくてもよい。発光素子および受光素子は、たとえばミラーを用いることにより操作面ＣＰ上の任意の位置に配置することが可能となる。ミラーとしては、全反射ミラーの他、透過ミラーを用いることができる。

図１８は、本発明の第２の変形例における走査光路形成部１０ａの構成を模式的に示す平面図である。

図１８を参照して、第２の変形例の走査光路形成部１０ａにおいては、発光素子列１１および受光素子列１２が、いずれも操作面ＣＰの奥側端部に設けられている。発光素子列１１を構成する発光素子Ａ１〜Ａｎの各々と、受光素子列１２を構成する受光素子Ｂ１〜Ｂｎの各々とは、Ｘ軸方向に交互に配置されている。操作パネル装置１は、操作面ＣＰ上において操作面ＣＰの手前側端部に設けられたミラー（全反射ミラー）１５を含んでいる。発光素子列１１を構成する発光素子Ａ１〜Ａｎの各々の光は、ミラー１５で反射され、受光素子列１２を構成する受光素子Ｂ１〜Ｂｎの各々で受光される。走査光路形成部１０ｂにおいても同様に、対となる発光素子および受光素子が一方の側のみに配列されていてもよい。

上述の実施の形態において、タッチパネル入力装置は、１つの発光素子に対応する受光素子を複数個含んでいてもよい。

図１９は、本発明の第３の変形例における走査光路形成部１０ａの構成を模式的に示す平面図である。

図１９を参照して、第３の変形例の走査光路形成部１０ａにおいて、発光素子列１１は発光素子Ａ１〜Ａｐ（ｐはｎよりも小さい自然数）によって構成されており、受光素子列１２は受光素子Ｂ１〜Ｂｎによって構成されている。

本変形例の走査光路形成部１０ａにおいては、１つの発光素子に対して３つの受光素子が対応している。上面走査光路ＳＬ１のスキャンを行う場合、操作パネル装置１は、発光素子を１つずつ順番にオンし、１つの発光素子をオンした状態でその発光素子に対応する受光素子を１つずつ順番にオンする。具体的には、操作パネル装置１は、発光素子Ａ１をオンした状態で、発光素子Ａ１に対応する受光素子Ｂ１〜Ｂ３を１つずつ順番にオンし、受光素子Ｂ１〜Ｂ３の各々で受光した光量を入手する。次に操作パネル装置１は、発光素子Ａ２をオンした状態で、発光素子Ａ２に対応する受光素子Ｂ４〜Ｂ６を１つずつ順番にオンし、受光素子Ｂ４〜Ｂ６の各々で受光した光量を入手する。その後、操作パネル装置１は、発光素子Ａ３〜Ａｐおよび受光素子Ｂ７〜Ｂｎについても同様の制御を行う。走査光路形成部１０ｂにおいても同様に、１つの発光素子に対応する受光素子が複数個含まれていてもよい。本変形例によれば、走査光路形成部１０ａに搭載する発光素子の個数を削減することができる。

上述の実施の形態における処理は、ソフトウェアにより行なっても、ハードウェア回路を用いて行なってもよい。また、上述の実施の形態における処理を実行するプログラムを提供することもできるし、そのプログラムをＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録してユーザーに提供することにしてもよい。プログラムは、ＣＰＵなどのコンピューターにより実行される。また、プログラムはインターネットなどの通信回線を介して、装置にダウンロードするようにしてもよい。

上述の実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 操作パネル装置
２ 制御部
３ 上面入力部
４ 下面入力部
５ タッチ高さ位置格納部
６ 認証部
７ 記憶装置
８ カウンター
１０ タッチパネル
１０ａ，１０ｂ 走査光路形成部
１１，１３，２１，２３ 発光素子列
１２，１４，２２，２４ 受光素子列
１５ ミラー
３０ 走査部
３１ 接触判断部
３２ 座標検出部
９１ ハードウェアキー
９３ 表示パネル
１００ 画像形成装置
１１０ スキャナー部
１２０ プリントエンジン
１３０ 自動原稿送り装置
１４０ 給紙カセット
１５０ トレー
Ａ１〜Ａｎ，Ｃ１〜Ｃｍ，Ｅ１〜Ｅｎ，Ｇ１〜Ｇｍ 発光素子
Ｂ１〜Ｂｎ，Ｄ１〜Ｄｍ，Ｆ１〜Ｆｎ，Ｈ１〜Ｈｍ 受光素子
ＣＰ 操作面
Ｌ１，Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ３，Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃ，Ｌ３ｄ，Ｌ４，Ｌ４ａ，Ｌ４ｂ 走査光路
ＬＮ１，ＬＮ２，ＬＮ３ 線
Ｐ１，Ｐ２ 領域
ＲＧ１，ＲＧ２，ＲＧ３ 範囲
ＳＬ１ 上面走査光路
ＳＬ２ 下面走査光路
ＳＲ 走査範囲
Ｔ１，Ｔ２ 基準面積
ＴＭ０，ＴＭ１，ＴＭ２，ＴＭ３，ＴＭ１０，ＴＭ１１，ＴＭ１２ 時刻

Claims (11)

1. 操作部による操作を受け付ける平面である操作面上に配置され、マトリクス状の走査光路での遮光に基づいて、前記操作部の前記操作面への入力座標を決定するタッチパネル入力装置であって、
   前記操作面から相対的に遠い位置に存在するマトリクス状の第１の走査光路を構成する第１の走査光路形成部と、
   前記操作面から相対的に近い位置に存在するマトリクス状の第２の走査光路を構成する第２の走査光路形成部と、
   前記第１の走査光路形成部を用いて前記第１の走査光路の走査を行うことにより、前記第１の走査光路での遮光面積を取得する第１の面積取得手段と、
   前記第１の面積取得手段にて取得した遮光面積が第１の基準面積を超える場合に、前記第１の走査光路への入力座標を取得する第１の座標取得手段と、
   前記第１の走査光路への入力座標に基づいて走査範囲を決定する決定手段と、
   前記第２の走査光路形成部を用いて前記第２の走査光路の前記走査範囲内の走査を行い、かつ前記第２の走査光路の前記走査範囲外の走査を行わないことにより、前記第２の走査光路での遮光面積を取得する第２の面積取得手段と、
   前記第２の面積取得手段にて取得した遮光面積が第２の基準面積を超える場合に、前記第１の走査光路への入力座標および前記第２の走査光路への入力座標のうち少なくともいずれか一方に基づいて、前記操作部の前記操作面への入力座標を決定する入力座標決定手段とを備えた、タッチパネル入力装置。
2. 前記第１の面積取得手段が走査を行う場合に、前記第２の面積取得手段は走査を行わず、前記第２の面積取得手段が走査を行う場合に、前記第１の面積取得手段は走査を行わない、請求項１に記載のタッチパネル入力装置。
3. 前記第２の面積取得手段が前記第２の走査光路の前記走査範囲内の走査を行った回数をカウントするカウント手段をさらに備え、
   前記カウント手段にてカウントした回数が所定回数を超えても、前記第２の面積取得手段にて取得した遮光面積が第２の基準面積未満である場合に、前記入力座標決定手段は前記操作部の前記操作面への入力座標を決定しない、請求項１または２に記載のタッチパネル入力装置。
4. ユーザーによるタッチの傾向を取得する傾向取得手段と、
   前記傾向取得手段にて取得した傾向に基づいて、前記第１および第２の基準面積を設定する面積設定手段とをさらに備えた、請求項１〜３のいずれかに記載のタッチパネル入力装置。
5. 前記傾向取得手段にて取得した傾向が、指の腹でタッチする傾向を示すものである場合、前記面積設定手段は、前記第１の基準面積よりも前記第２の基準面積を大きい値に設定する、請求項４に記載のタッチパネル入力装置。
6. 前記傾向取得手段にて取得した傾向が、指先でタッチする傾向を示すものである場合、前記面積設定手段は、前記第１の基準面積よりも前記第２の基準面積を小さい値に設定する、請求項４または５に記載のタッチパネル入力装置。
7. 前記傾向取得手段にて取得した傾向が、前記操作面に接触しない位置まで指先を接近させることによりタッチする傾向を示すものである場合、前記面積設定手段は、前記第２の基準面積をゼロに設定する、請求項４〜６のいずれかに記載のタッチパネル入力装置。
8. 前記入力座標決定手段は、前記第２の基準面積がゼロでない場合には、前記第２の走査光路への入力座標を、前記操作部の前記操作面への入力座標として決定し、かつ前記第２の基準面積がゼロである場合には、前記第１の走査光路への入力座標を、前記操作部の前記操作面への入力座標として決定する、請求項１〜７のいずれかに記載のタッチパネル入力装置。
9. 前記第１の走査光路形成部は、
   直線状に配列した複数の発光素子によって構成された第１の発光素子列と、
   前記第１の発光素子列と対向して直線状に配列した複数の受光素子によって構成された第１の受光素子列と、
   前記第１の発光素子列に対して直角な方向に、直線状に配列した複数の発光素子によって構成された第２の発光素子列と、
   前記第２の発光素子列と対向して直線状に配列した複数の受光素子によって構成された第２の受光素子列とを含み、
   前記第２の走査光路形成部は、
   直線状に配列した複数の発光素子によって構成された第３の発光素子列であって、前記第１の発光素子列の上部に設けられた第３の発光素子列と、
   前記第３の発光素子列と対向して直線状に配列した複数の受光素子によって構成された第３の受光素子列であって、前記第１の受光素子列の上部に設けられた第３の受光素子列と、
   前記第３の発光素子列に対して直角な方向に、直線状に配列した複数の発光素子によって構成された第４の発光素子列であって、前記第２の発光素子列の上部に設けられた第４の発光素子列と、
   前記第３の発光素子列と対向して直線状に配列した複数の受光素子によって構成された第４の受光素子列であって、前記第２の受光素子列の上部に設けられた第４の受光素子列とを含む、請求項１〜８のいずれかに記載のタッチパネル入力装置。
10. 操作部による操作を受け付ける平面である操作面上に配置され、マトリクス状の走査光路での遮光に基づいて、前記操作部の前記操作面への入力座標を決定するタッチパネル入力装置の制御方法であって、
    前記タッチパネル入力装置は、
    前記操作面から相対的に遠い位置に存在するマトリクス状の第１の走査光路を構成する第１の走査光路形成部と、
    前記操作面から相対的に近い位置に存在するマトリクス状の第２の走査光路を構成する第２の走査光路形成部とを備え、
    前記制御方法は、
    前記第１の走査光路形成部を用いて前記第１の走査光路の走査を行うことにより、前記第１の走査光路での遮光面積を取得する第１の面積取得ステップと、
    前記第１の面積取得ステップにて取得した遮光面積が第１の基準面積を超える場合に、前記第１の走査光路への入力座標を取得する第１の座標取得ステップと、
    前記第１の走査光路への入力座標に基づいて走査範囲を決定する決定ステップと、
    前記第２の走査光路形成部を用いて前記第２の走査光路の前記走査範囲内の走査を行い、かつ前記第２の走査光路の前記走査範囲外の走査を行わないことにより、前記第２の走査光路での遮光面積を取得する第２の面積取得ステップと、
    前記第２の面積取得ステップにて取得した遮光面積が第２の基準面積を超える場合に、前記第１の走査光路への入力座標および前記第２の走査光路への入力座標のうち少なくともいずれか一方に基づいて、前記操作部の前記操作面への入力座標を決定する入力座標決定ステップとを備えた、タッチパネル入力装置の制御方法。
11. 操作部による操作を受け付ける平面である操作面上に配置され、マトリクス状の走査光路での遮光に基づいて、前記操作部の前記操作面への入力座標を決定するタッチパネル入力装置の制御プログラムであって、
    前記タッチパネル入力装置は、
    前記操作面から相対的に遠い位置に存在するマトリクス状の第１の走査光路を構成する第１の走査光路形成部と、
    前記操作面から相対的に近い位置に存在するマトリクス状の第２の走査光路を構成する第２の走査光路形成部とを備え、
    前記制御プログラムは、
    前記第１の走査光路形成部を用いて前記第１の走査光路の走査を行うことにより、前記第１の走査光路での遮光面積を取得する第１の面積取得ステップと、
    前記第１の面積取得ステップにて取得した遮光面積が第１の基準面積を超える場合に、前記第１の走査光路への入力座標を取得する第１の座標取得ステップと、
    前記第１の走査光路への入力座標に基づいて走査範囲を決定する決定ステップと、
    前記第２の走査光路形成部を用いて前記第２の走査光路の前記走査範囲内の走査を行い、かつ前記第２の走査光路の前記走査範囲外の走査を行わないことにより、前記第２の走査光路での遮光面積を取得する第２の面積取得ステップと、
    前記第２の面積取得ステップにて取得した遮光面積が第２の基準面積を超える場合に、前記第１の走査光路への入力座標および前記第２の走査光路への入力座標のうち少なくともいずれか一方に基づいて、前記操作部の前記操作面への入力座標を決定する入力座標決定ステップとをコンピューターに実行させる、タッチパネル入力装置の制御プログラム。

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