JP2006092321A

JP2006092321A - 電子機器およびタッチパッド装置

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Publication number: JP2006092321A
Application number: JP2004277994A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Morohoshi; 利弘諸星; Hideto Izawa; 秀人井澤; Kazuhiro Takashima; 和宏高島; Masao Iwasaki; 正生岩崎; Hitoshi Suzuki; 等鈴木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2006-04-06
Also published as: CN1320431C; US20060066587A1; CN1752913A

Abstract

【課題】実装面積を少なくて操作性並びに機能性を向上させた操作入力機構を実現する。
【解決手段】本体１０の筐体前面１０ａに、十字形状の操作面をもつタッチパッド１２を設け、表示パネル１１の操作画面上に於いて上下左右の二次元カーソル指示操作を対象としたとき、その二次元指示操作をユーザが直感的に行うことができるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、操作部と表示部を具備する携帯型の電子機器およびタッチパッド装置に関する。

ノートタイプのコンピュータ機器に於いては、マウスポインティング操作を可能にしたポインティングデバイスとしてタッチパッドが広く用いられている。また、ゲーム機等の掌サイズの携帯型機器に於いては操作入力手段に所謂十字ボタンが見受けられる。
特開２０００−１８１６１７号公報

上記したタッチパッドは矩形状の操作面を有し、二次元平面上でのポインティング操作を可能にすることから比較的広い操作面を必要とする。従って携帯型の小型電子機器に適用する場合、実装面積、コスト面等に問題があった。さらに上下（前後）・左右のカーソル指示操作を対象としたとき、矩形状の二次元平面をもつことから自由度が大きく、明確な操作の対応が採り難く、操作性の面で問題があった。また、十字ボタンは十字条操作部の各端点のスイッチ操作による指示入力であることから各種画面上での操作入力に対して機能性の面で問題があった。

本発明は上記実情に鑑みなされたもので、実装面積が少なくかつ操作性並びに機能性に優れた操作入力機構を実現した電子機器およびタッチパッド装置を提供することを目的とする。

本発明は、縦または横に延びる第１の面およびこの面に直角に連なる第２の面で形成される操作面を有するタッチパッドと、前記タッチパッドの前記操作面上の操作位置および操作方向を検知する処理手段と、前記処理手段で検知した前記タッチパッドの操作内容を表示する表示パネルとを具備した電子機器を特徴とする。

また本発明は、縦または横に延びる第１の面およびこの面に直角に連なる第２の面で形成される操作面を具備したタッチパッド装置を特徴とする

実装面積を少なくて操作性並びに機能性を向上させた操作入力機構を実現できる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

本発明の第１実施形態に於ける電子機器の外観構成を図１に示す。ここではハンディタイプのデジタルオーディオプレーヤーを例に示している。

本発明の実施形態によるデジタルオーディオプレーヤーは、図１に示すように、本体１０の筐体前面１０ａに、表示パネル１１、およびタッチパッド１２を設けている。また、本体１０の筐体一側面１０ｂに、電源オン／オフボタン２１、メニュー選択ボタン２２、ボリューム操作ボタン２３、ユーザセレクトボタン２４等を設け、本体１０の上面に、ＡＣアダプタ電源の接続端子２５、ホールドスイッチ２６、ヘッドホン端子２７等を設け、本体１０の下面に、クレードルインタフェースコネクタ２８、ＵＳＢ端子２９等を設けている。

上記表示パネル１１は、カラーＬＣＤにより構成され、後述する処理装置の制御の下に本プレーヤーを操作する例えば縦・横のスクロール画面を含む各種の選択操作画面がカーソルとともに表示出力される。

タッチパッド１２は、縦または横に延びる第１の面およびこの面に直角に連なる第２の面で形成される操作面および操作検知領域を有して構成される。この実施形態では、矩形状タッチパッドの四隅を大きく削り取った十字形状の操作面（パッド面）をもつ構造としている。この十字形状の操作面（パッド面）をもつタッチパッド１２は、二次元マトリクス状に感知部を多数配列する必要はなく、例えば縦・横ともに感知部が７カ所設けられる感圧素子配列（７＋６の素子配列）により実現可能である。

上記した十字形状の操作面をもつタッチパッド１２により操作入力部を構成することで、表示パネル１１の操作画面上に於いて上下（前後）・左右の二次元カーソル指示操作を対象としたとき、その二次元指示操作をユーザが直感的に行うことができる。また構造上も少数のセンサ配置により実現可能である。また筐体前面１０ａ上でタッチパッド１２が占有する実装面積を狭小領域にとどめることができる。

上記図１に示したデジタルオーディオプレーヤーのシステム構成を図２に示す。
このデジタルオーディオプレーヤーには、上記図１に示す構成要素の他に、図２に示すように、ＣＰＵ５１、主メモリ５２、ハードディスク装置（ＨＤＤ）５３、ＬＣＤドライバ５４、サウンド出力制御部５５等の構成要素が設けられる。なお、ここでは上記図１に示した、電源オン／オフボタン２１、メニュー選択ボタン２２、ボリューム操作ボタン２３、ユーザセレクトボタン２４等を含む各種の操作ボタン、操作スイッチ類を一纏まりの操作部２０として示している。

ＣＰＵ５１は主メモリ５２に格納されたプログラムに従い当該実施形態に於けるデジタルオーディオプレーヤー全体の制御を司る処理手段を実現している。この実施形態では、操作部２０の指示操作に従い、ハードディスク装置（ＨＤＤ）５３に格納されたサウンドデータをサウンド出力制御部５５に送出して再生制御し、ヘッドホン端子２７に出力する処理手段を実現している。さらにこの処理に於いて、タッチパッド１２の操作に従い、図３乃至図５に示す操作入力処理を実行する。

ＬＣＤドライバ５４はＣＰＵ５１の制御の下に、各種の操作画面を表示パネル１１に表示出力制御する。ここではタッチパッド１２により操作される縦・横のスクロール画面を含んだサウンド（オーディオ）データの入出力操作画面、再生サウンド選択画面等をカーソルを含んで表示する。

図３乃至図５はそれぞれ上記タッチパッド１２の操作に伴いＣＰＵ５１により実行される操作入力処理の手順を示したもので、タッチパッド１２の操作時に於ける操作入力の種別を判定する種別判定処理の手順を図３に示し、上記種別判定処理で、ボタン操作と同様の操作位置ならびに操作回数を検知する操作（ボタン押下操作）であると判定された際のボタン押下処理の手順を図４に示し、上記種別判定処理で、タッチパッド１２の操作面上を指でなぞる操作（ジェスチャ操作）であると判定された際のジェスチャ処理の手順を図５に示している。なお、この実施形態では、タッチパッド１２の操作面を、縦または横に延びる第１の面とこの面に直角に連なる第２の面の接合部分からそれぞれ異なる方向に延出した複数の領域（この実施形態では十字状であることから上下左右の４つの領域）と上記接合部分に形成される領域（この実施形態では十字状であることから中央部分の領域）に区分し、その各領域（この実施形態では十字状であることから５つの領域）毎にタッチ操作（ボタン押下操作）による位置および操作回数を検知する機能構成としている。このタッチパッド１２の操作面上の５つの操作領域のうち、上側の領域をＡ１領域、左側の領域をＡ２領域、下側の領域をＡ３領域、右側の領域をＡ４領域、中央の領域をＡ５領域と称している（図４参照）。

本体１０の筐体前面１０ａに設けられた十字形状の操作面をもつタッチパッド１２が操作されると、ＣＰＵ５１は先ず図３に示す種別判定処理を実行する。この処理では、一定のセンスタイミングで操作位置を検知する。パッド操作開始時のセンスタイミング（Ｔ０）に於いて操作位置を検知し、その検知位置データ（Ｐ０）を一時保持する（図３ステップＳ１１）。次のセンスタイミング（Ｔ１）に於いて操作位置を検知し、その検知位置データ（Ｐ１）を一時保持する（図３ステップＳ１２）。そしてセンスタイミング（Ｔ０）で検知した検知位置データ（Ｐ０）とセンスタイミング（Ｔ１）で検知した検知位置データ（Ｐ１）とを比較する（図３ステップＳ１３）。

ここでセンスタイミング（Ｔ０）で検知した検知位置データ（Ｐ０）とセンスタイミング（Ｔ１）で検知した検知位置データ（Ｐ１）とが同じ値（同位置）であれば（図３ステップＳ１３Ｙｅｓ）、ボタン押下操作であると判定し、図４に示すボタン押下処理を実行する（図３ステップＳ１４）。

また、センスタイミング（Ｔ０）で検知した検知位置データ（Ｐ０）とセンスタイミング（Ｔ１）で検知した検知位置データ（Ｐ１）とが異なるときは（図３ステップＳ１３Ｎｏ）、ジェスチャ操作であると判定し、図５に示すジェスチャ処理を実行する（図３ステップＳ１５）。

ボタン押下処理（図３ステップＳ１４）では、検知位置データ（Ｐ１またはＰ０）からタッチパッド１２の操作位置を調べ操作領域を判定する（図４ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４）。

このタッチパッド１２の操作面上の領域判定で、Ａ１領域が操作されたことを検知すると、そのボタン押下検知を現在実行中のアプリケーション処理に反映する（図４ステップＳ３１）。ここでは上記ボタン操作が表示パネル１１に表示された、カーソル操作、若しくは縦・横のスクロール画面を含んだサウンド（オーディオ）データの入出力操作画面、再生サウンド選択画面等に反映される。また上記アプリケーション処理で操作回数を必要とするときは、その操作回数（ここでは第１回目の検出であることから操作回数１）を保持する。この際は次回のボタン押下処理で再びＡ１領域の操作が検知されると、その操作回数がインクリメント（＋１更新）される。

またタッチパッド１２の操作面上の領域判定で、Ａ２〜Ａ５のいずれかの領域が操作されたことを検知した場合も、そのボタン操作が上記同様にアプリケーションに反映される（図４ステップＳ３２〜Ｓ３５）。

ジェスチャ処理（図３ステップＳ１５）では、センスタイミング（Ｔ０）で検知した検知位置データ（Ｐ０）とセンスタイミング（Ｔ１）で検知した検知位置データ（Ｐ１）とを比較し、横方向（Ａ２−Ａ５−Ａ４）のジェスチャ操作であるか縦方向（Ａ１−Ａ５−Ａ３）のジェスチャ操作であるかを判定して、その各ジェスチャ方向を検知する。なお、ここでは上記検知位置データ（Ｐ０，Ｐ１）を、ジェスチャ操作が横方向であるとき（Ｐ０（ｘ），Ｐ１（ｘ））で表し、縦方向であるとき（Ｐ０（ｘ），Ｐ１（ｘ））で表している。

ジェスチャ操作が横方向で、かつ検知位置データ（Ｐ１（ｘ））の値が検知位置データ（Ｐ０（ｘ））の値より大きい（Ｐ０（ｘ）＜Ｐ１（ｘ））とき（図５ステップＳ４１Ｙｅｓ）、右方向のジェスチャ操作（タッチパッド１２の操作面上を指で右方向になぞる操作）であると判定して、その判定に従う操作検知出力を現在実行中のアプリケーション処理に反映する（図５ステップＳ５１）。また、ジェスチャ操作が横方向で、かつ検知位置データ（Ｐ１（ｘ））の値が検知位置データ（Ｐ０（ｘ））の値より小さい（Ｐ０（ｘ）＞Ｐ１（ｘ））とき（図５ステップＳ４２Ｙｅｓ）、左方向のジェスチャ操作（タッチパッド１２の操作面上を指で左方向になぞる操作）であると判定して、その判定に従う操作検知出力を現在実行中のアプリケーション処理に反映する（図５ステップＳ５２）。また、ジェスチャ操作が縦方向で、かつ検知位置データ（Ｐ１（ｙ））の値が検知位置データ（Ｐ０（ｙ））の値より大きい（Ｐ０（ｙ）＜Ｐ１（ｙ））とき（図５ステップＳ４３Ｙｅｓ）、上方向のジェスチャ操作（タッチパッド１２の操作面上を指で上方向になぞる操作）であると判定して、その判定に従う操作検知出力を現在実行中のアプリケーション処理に反映する（図５ステップＳ５３）。また、ジェスチャ操作が縦方向で、かつ検知位置データ（Ｐ１（ｙ））の値が検知位置データ（Ｐ０（ｙ））の値より小さい（Ｐ０（ｙ）＜Ｐ１（ｙ））とき（図５ステップＳ４３Ｎｏ）、下方向のジェスチャ操作（タッチパッド１２の操作面上を指で下方向になぞる操作）であると判定して、その判定に従う操作検知出力を現在実行中のアプリケーション処理に反映する（図５ステップＳ５４）。

このジェスチャ操作に於いては、タッチパッド１２の操作面上に於ける指操作に応じた移動量、移動速度を検知することができる。移動量については、単に、横方向若しくは縦方向の操作領域を検出することで実現でき、移動速度については、センスタイミング間に於ける横方向若しくは縦方向の操作量を検出することで実現できる。

このようにして、十字形状の操作面をもつタッチパッド１２を操作して、タッチパッド１２の操作面上をタッチ操作するボタン押下操作、およびタッチパッド１２の操作面上を指でなぞるジェスチャ操作を一連の指操作の流れの中で任意に選択しながら連続して行うことができる。このジェスチャ操作の際も、その操作をユーザが十字形状の操作面上で直感的に行うことができる。

次に図６乃至図８を参照して本発明の実施形態に於ける操作の応用例を説明する。なお、ここではタッチパッド１２の変形例として、矩形状タッチパッドの四隅を大きく削り取った、二つの矩形が直角に交わる十字形状の操作面をもつタッチパッドを示している。

図６乃至図８に示すタッチパッド１２は、十字形状の操作面上の何処かを触った（タッチした）場合、その位置に応じてスイッチを押したのと同等の動きをする。また十字形状の操作面上を指でなぞった場合は、なぞり操作を認識し、スイッチを押したのとは別のコマンド（例えば「上から下方向にゆっくり移動」、「右から左に高速移動」）を出すことが可能である。そのコマンドに対して、例えば表示パネル１１上のカーソル位置の移動を割り当てれば、タッチパッド１２の操作面上を移動する指の速度あるいはその位置により、表示パネル１１上のカーソルの移動速度を変えることができる。

垂直方向（縦方向）のパッド操作に於いての動作例について説明すると、タッチパッド１２の操作面上で指を上端から下端まで例えば１秒以上の比較的ゆっくりした速度で移動したとき、例えば表示パネル１１の画面内に５行分の表示がある場合は、カーソルの位置を画面内の上端から下端まで５行分移動させ、一秒以内の比較的速い速度の場合は、１０行あるいは２０行移動させることが可能である。またタッチパッド１２の操作面上に於いて上半分だけを使った上から下方向の移動の場合は、カーソルの位置を画面内の上端から下端まで５行分移動させ、上から下まで使った移動の場合は、高速移動させるよう機能を割り当てることも可能である。またタッチパッド１２をなぞる操作を連続して行った場合、さらに速度を上げることも可能であるこの際、連続であるか否かの判断は一回目の上から下方向のなぞり操作が完了後、Ｎ秒以内に次の同じ方向のなぞり操作をした場合それを連続であると判断する。Ｎの値は例えば０．５秒から１秒である。表示しようとする項目数に対して実際に表示される項目が少ない場合は、速度を上げることは非常に有効は操作である。また速い移動をさせた場合は、指でのなぞりをやめた後もしばらく動き続ける動作（慣性動作）をさせることも可能である。これにより指のなぞりの回数を増やすことなく連続して高速にカーソルを移動させることができる。また図８に示すように、例えば上（Ａ１）から下（Ａ３）方向になぞり操作を行った後、下端（Ｐｃ）にて指を置き続けた場合、なぞり操作を継続することも可能である。

つぎに上記タッチパッド１２の操作に従う入力方法について例を挙げて説明する。通常は十字状あるいはＬ字状の縦方向あるいは横方向のみを使った操作であるが、例えば表示パネル１１に拡大画像を表示させる場合、縦・横だけではなく、斜め方向にも移動させたい。そのような要望を満たすため、例えば左斜め上方向に移動したい場合は、図６に示すような二点（Ｐａ，Ｐｂ）同時操作を行うことで実現できる。２箇所を同時に押すのが面倒な場合は、Ｌ字操作を二点押しとして動作させることも可能である。例えば右斜め上に移動させる場合、右端と上端を触ることになるが、右手にてこの動作をするのは、比較的やりにくい。この場合、図７のように、Ｌ字操作をすれば、右（Ａ２）端と上（Ａ１）端を同時に触ったのと同等の動きにすることもできる。また、なぞり操作の後に、その終端にて指を置き続けた場合、それを連続操作とみなすことも可能である。

このように実施形態のタッチパッド構造は、縦と横の操作に制限しているため、タッチパッド１２の操作入力とそれに対する画面の応答の関係が明確になり誤動作を防止することが可能となる。

図９乃至図１３にそれぞれ本発明の他の実施形態を示している。図９に示す第２実施形態の電子機器は、筐体６０の前面に、表示パネル６１と、タッチパッド６２を備えている。タッチパッド６２は中央部に円形領域を形成した十字状の操作面を有している。タッチパッド６２は上述したようにした第１実施形態の操作入力機能に加え、上記中央部の円形領域を操作することで、ポインティングスティック（アキュポイント）と同様の全方位のポインティング操作を可能にしている。

図１０に示す第３実施形態の電子機器は、筐体７０の前面に、表示パネル７１と、十字状の操作面を有したタッチパッド７２を備えている。さらにタッチパッド７２の横に延びる操作面と縦に延びる操作面との間に、各種の操作ボタン７３〜７６を設けている。このようなパッド構造に於いても、筐体７０の前面に於ける、十字状の操作面を有したタッチパッド７２の空き領域に各種の入出力デバイスを配置することが可能であり、携帯機器のより小型化を図ることができる。

図１１に示す第４実施形態の電子機器は、筐体８０の前面に、表示パネル８１と、Ｌ字状の操作面を有したタッチパッド８２を備えている。このＬ字状の操作面を有したタッチパッド８２に於いても、上記した第１実施形態と同様に、表示パネル８１の操作画面上に於いて上下（前後）・左右の二次元カーソル指示操作を対象としたとき、その二次元指示操作をユーザが直感的に行うことができる。また構造上も少数のセンサ配置により実現可能である。また筐体前面上でタッチパッド８２が占有する実装面積を狭小領域にとどめることができる。

図１２に示す第５実施形態の電子機器は、筐体９０の前面に、表示パネル９１と、Ｌ字状の操作面を有したタッチパッド９２を備えている。さらにタッチパッド９２の横に延びる操作面と縦に延びる操作面との間に、各種の操作ボタン９３，９３，…を設けている。このようなパッド構造に於いても、筐体９０の前面に於ける、Ｌ字状の操作面を有したタッチパッド９２の空き領域に各種の入出力デバイスを配置することが可能であり、携帯機器のより小型化を図ることができる。

図１３に示す第６実施形態の電子機器は、筐体１００の前面に、表示パネル１０１と、Ｔ字状の操作面を有したタッチパッド１０２を備えている。さらにタッチパッド１０２の横に延びる操作面と縦に延びる操作面との間に、各種の操作ボタン１０３，１０３，…を設けている。このようなパッド構造に於いても、筐体１００の前面に於ける、Ｔ字状の操作面を有したタッチパッド１０２の空き領域に各種の入出力デバイスを配置することが可能であり、携帯機器のより小型化を図ることができる。

なお、本発明は上記した実施形態の構成に限らず、例えばタッチパッドの十字状操作面の端部を幅広に形成したパッド構造、十字状操作面の横または縦に延びる操作面の位置を上記した実施形態よりずらせたパッド構造等であってもよい。また、電子機器の機能、構成等も上記した実施形態に限るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の小型機器、携帯機器に適用可能である。

本発明の第１実施形態に係る電子機器の外観構成を示す図。上記実施形態に係る電子機器のシステム構成を示すブロック図。上記実施形態に係る処理の手順を示すフローチャート。上記実施形態に係る処理の手順を示すフローチャート。上記実施形態に係る処理の手順を示すフローチャート。上記実施形態に係る操作の応用例を説明するための図。上記実施形態に係る操作の応用例を説明するための図。上記実施形態に係る操作の応用例を説明するための図。本発明の第２実施形態に係る電子機器の外観構成を示す図。本発明の第３実施形態に係る電子機器の外観構成を示す図。本発明の第４実施形態に係る電子機器の外観構成を示す図。本発明の第５実施形態に係る電子機器の外観構成を示す図。本発明の第６実施形態に係る電子機器の外観構成を示す図。

符号の説明

１０…本体、１０ａ…筐体前面、１０ｂ…筐体一側面、１１，６１，７１，８１，９１，１０１…表示パネル、１２，６２，７２，８２，９２，１０２…タッチパッド、２０…操作部、２１…電源オン／オフボタン、２２…メニュー選択ボタン、２３…ボリューム操作ボタン、２４…ユーザセレクトボタン、２５…ＡＣアダプタ電源の接続端子、２６…ホールドスイッチ、２７…ヘッドホン端子、２８…クレードルインタフェースコネクタ、２９…ＵＳＢ端子、５１…ＣＰＵ、５２…主メモリ、５３…ハードディスク装置（ＨＤＤ）、５４…ＬＣＤドライバ、５５…サウンド出力制御部、６０，７０，８０，９０，１００…筐体、７３〜７６，９３，１０３…操作ボタン。

Claims

縦または横に延びる第１の面およびこの面に直角に連なる第２の面で形成される操作面を有するタッチパッドと、
前記タッチパッドの前記操作面上の操作位置および操作方向を検知する処理手段と、
前記処理手段で検知した前記タッチパッドの操作内容を表示する表示パネルと
を具備したことを特徴とする電子機器。
前記タッチパッドは、十字状若しくはＬ字状若しくはＴ字状の操作面を有する請求項１記載の電子機器。
前記タッチパッドは、二つの矩形若しくは直線部分を含んだ長円が直角に交わる面形状の操作面若しくは操作検知領域を有する請求項１記載の電子機器。
前記タッチパッドおよび前記表示パネルは扁平箱形筐体の前面に配置される請求項１記載の電子機器。
前記筐体前面の前記タッチパッドの第１の面と第２の面の間に操作ボタンを設けた請求項４記載の電子機器。
前記処理手段は、前記タッチパッドの操作面上のタッチ操作により操作位置および操作回数を検知し、前記タッチパッドの操作面上の操作位置の変化から操作方向を検出する若しくは操作方向とその移動量を検出する手段を具備する請求項１記載の電子機器。
前記処理手段は、前記タッチパッドの操作面上の操作位置の変化から速度を検出する手段をさらに具備する請求項６記載の電子機器。
前記処理手段は、前記タッチパッドの操作面を、前記各面の接合部分からそれぞれ異なる方向に延出した複数の領域と前記接合部分に形成される領域に区分し、その各領域毎にタッチ操作による操作位置および操作回数を検知する手段をさらに具備する請求項６記載の電子機器。
縦または横に延びる第１の面およびこの面に直角に連なる第２の面で形成される操作面を具備したことを特徴とするタッチパッド装置。
二つの矩形若しくは直線部分を含んだ長円が直角に交わる面形状の操作面若しくは操作検知領域を具備したことを特徴とするタッチパッド装置。