本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下、携帯電子機器の典型例として携帯電話端末に本発明を適用して説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る携帯電話端末の基本的な構成を示すブロック図である。この携帯電話端末100は、制御部110、センサ部120、表示部130、記憶部(フラッシュメモリなど)140、情報処理機能部150、電話機能部160、キー操作部KEYおよびスピーカSP、さらに図示しないCDMA通信網に接続して通信を行なう通信部COMにより構成されている。さらに、センサ部120は、複数のセンサ素子(例えば、その検知部を機器筐体の外面に設けてあり、指などの物体の接触・近接を検出する接触センサ)を含んだセンサ素子群を、用途に応じてn個、即ち、第1のセンサ素子群G1、第2のセンサ素子群G2および第nのセンサ素子群G3を含み、記憶部140は、保存領域142、外部データ保存領域144から構成されている。制御部110および情報処理機能部150は、CPUなどの演算手段およびソフトウェアモジュールなどから構成させることが好適である。なお、後述するシリアルインターフェイス部SI、シリアルインターフェイス部SIを介して制御部110に接続されるRFIDモジュールRFIDや赤外線通信部IR、さらにはカメラ220やライト230の他、マイクMIC、ラジオモジュールRM、電源PS、電源コントローラPSCON等が制御部110に接続されるが、ここでは簡略化のため省略する。
制御部110は、センサ部120によりユーザの指などの物体の接触を検出し、記憶部140の保存領域142に検出した情報を格納し、情報処理機能部150により格納した情報の処理を制御する。そして、処理結果に応じた情報を表示部130に表示させる。さらに制御部110は、通常の通話機能のための電話機能部160、キー操作部KEYおよびスピーカSPを制御する。なお、表示部130は、サブ表示部ELD、および図示しないメイン表示部(携帯電話端末100が閉状態にて隠れ、開状態にて露出する位置に設けられる表示部)を含んで構成される。
図2は、本実施の形態に係る携帯電話端末の外観を示すもので、図2(a)は携帯電話端末100の外観を示す斜視図であり、図2(b)は形態電話端末100のセンサ部120の動作を説明するために、パネルPNLを省略し、センサ素子とサブ表示部ELD周辺のみの配置を表示した斜視図である。図2(a)に示す携帯電話端末100は、センサ部120(外観上、センサ素子群G1,G2を覆う図6にて後述するパネルPNLが見えている)、カメラ220、およびライト230を備える。携帯電話端末100は、図2に示すような閉状態のほか、ヒンジ部を回動、スライドさせて開状態を形成することも可能であって、センサ部120は閉状態においても操作可能な位置に設けられている。図2(b)に示すセンサ素子L1〜L4およびR1〜R4は、それぞれ静電容量式の接触センサからなり、有機ELディスプレイからなるサブ表示部ELDの周囲に沿って環状に並べて配置されている。
ここで、センサ素子L1〜L4は第1のセンサ素子群G1を構成し、センサ素子R1〜R4は第2のセンサ素子群G2を構成している。すなわち、本実施の形態では、センサ部120を第1のセンサ素子群G1と第2のセンサ素子群G2とで構成している。第1のセンサ素子群G1および第2のセンサ素子群G2は、サブ表示部ELDを挟み、選択候補項目の並べられている方向を中心線とする線対称なレイアウトで、離間部SP1、SP2を隔てて並べて配置されている。なお、サブ表示部ELDは、有機ELディスプレイに限らず、例えば液晶表示ディスプレイ等を用いることもできる。また、センサ素子L1〜L4,R1〜R4は、静電容量式の接触センサに限らず、薄膜抵抗式の接触センサを用いることもできる。
図2において、サブ表示部ELDは、携帯電話端末100において実行中のアプリに応じて情報を表示する。例えば、音楽プレーヤのアプリの実行中は、サブ表示部ELDには演奏できる曲目が表示される。曲名およびアーティスト名の組で1つの項目、即ち、「選択候補項目」となる。ユーザは、センサ部120を操作して、センサ素子R1〜R4、L1〜L4の静電容量を変化させてサブ表示部ELDに表示された項目や操作対象領域を移動させ、曲目の選択を行なう。このとき、タッチセンサは、図2のようにサブ表示部ELDの周囲にセンサ素子を並べる構成とすれば、小型な携帯電子機器の外部筐体における実装部分を大きく占有せずに済み、かつ、ユーザは、サブ表示部ELDの表示を見ながらセンサ素子を操作することができる。
図3は、本実施の形態に係る携帯電話端末100の詳細な機能ブロック図である。言うまでもないが、図3に示す各種ソフトウエアは、記憶部140に記憶されるプログラムに基づいて、同じく記憶部140上にワークエリアを設けた上で、制御部110が実行することにより動作する。図に示すように、携帯電話端末100の諸機能は、ソフトウェアブロックとハードウェアブロックとに分かれる。ソフトウェアブロックは、フラグ記憶部FLGを持つベースアプリBA、サブ表示部表示アプリAP1、ロックセキュリティアプリAP2、その他アプリAP3、およびラジオアプリAP4から構成される。ソフトウェアブロックは、さらに、赤外線通信アプリAPIRおよびRFIDアプリAPRFも含む。これらの各種アプリがハードウェアブロックの各種ハードウェアを制御するときに、赤外線通信ドライバIRD、RFIDドライバRFD、オーディオドライバAUD、ラジオドライバRD、およびプロトコルPRをドライバとして使用する。例えば、オーディオドライバAUD、ラジオドライバRD、およびプロトコルPRは、それぞれ、マイクMIC、スピーカSP、通信部COM、およびラジオモジュールRMを制御する。ソフトウェアブロックは、さらに、ハードウェアの操作状態を監視・検出するキースキャンポートドライバKSPも含み、タッチセンサドライバ関連検出、キー検出、折り畳み式やスライド式などの携帯電話端末の開閉を検出する開閉検出、イヤホン着脱検出などを行なう。
ハードウェアブロックは、ダイヤルキーや後述するタクトスイッチSW1およびSW2を含む各種ボタンなどを含むキー操作部KEY、ヒンジ部の動作状況などに基づき開閉を検出する開閉検出デバイスOCD、機器本体付属のマイクMIC、着脱可能なイヤホンEAP、スピーカSP、通信部COM、ラジオモジュールRM、シリアルインターフェイス部SI、および切替制御部SWCONから構成される。切替制御部SWCONは、ソフトウェアブロックの該当ブロックからの指示に従って、赤外線通信部IR、RFIDモジュール(無線識別タグ)RFID、第1のセンサ素子群G1および第2のセンサ素子群G2を構成するタッチセンサモジュールTSM(センサ部120と発振回路などのセンサ部120を駆動する上で必要な部品一式をモジュール化したもの)のうちのいずれか1つを選択して当該信号をシリアルインターフェイス部SIが拾い上げるように選択対象ハードウェア(IR、RFID、TSM)を切り替える。電源PSは、電源コントローラPSCONを介して選択対象ハードウェア(IR、RFID、TSM)に電力を供給する。
図4は、本実施の形態に係る携帯電話端末100のタッチセンサ機能のより詳細な構成を示すブロック図である。携帯電話端末100は、タッチセンサドライバブロックTDB、タッチセンサベースアプリブロックTSBA、デバイス層DL、割込ハンドラIH、キューQUE、OSタイマーCLK、各種アプリAP1〜AP3を備える。ここでタッチセンサベースアプリブロックTSBAは、ベースアプリBAおよびタッチセンサドライバ上位アプリインターフェースAPIを備え、タッチセンサドライバブロックTDBは、タッチセンサドライバTSDおよび結果通知部NTFを備える。また、デバイス層DLは、切替制御部SWCON、切替部SW、シリアルインターフェイス部SI、赤外線通信部IR、RFIDおよびタッチセンサモジュールTSMを備え、割込ハンドラIHは、シリアル割込み監視部SIMONおよび確認部CNFを備える。
次に、各ブロックの機能を説明する。タッチセンサベースアプリブロックTSBAにおいて、ベースアプリBAと、タッチセンサドライバ上位アプリインターフェースAPIとの間では、タッチセンサモジュールTSMを起動するか否かのやり取りが行われる。ベースアプリBAは、サブ表示部用のアプリであるサブ表示部表示アプリAP1、フェリカ(FeliCa)のセキュリティ保護用に携帯電話端末100にロックをかけるアプリケーションであるロックセキュリティアプリAP2、その他のアプリAP3のベースとなるアプリケーションであり、ベースアプリBAに前記各アプリからタッチセンサの起動が要求された場合に、タッチセンサドライバ上位アプリインターフェースAPIにタッチセンサモジュールTSMの起動を要求する。なお、サブ表示部とは、本実施の形態における携帯電話端末100において、環状に配置されたセンサ素子群の中央領域に設けられたサブ表示部ELDのことを指す。
起動の要求を受け、タッチセンサドライバ上位アプリインターフェースAPIは、ベースアプリBA内のアプリの起動を管理するブロック(図示せず)に、タッチセンサモジュールTSMの起動が可能か否かの確認を行なう。即ち、アプリの選択が実行されていることを示すサブ表示部ELDの点灯、またはFMラジオ、その他の携帯電話端末100に付属するアプリ等の、あらかじめタッチセンサモジュールTSMの起動が不可能と設定されたアプリケーションの起動を示すフラグの有無を確認する。その結果、タッチセンサモジュールTSMの起動が可能と判断された場合、タッチセンサドライバ上位アプリインターフェースAPIは、タッチセンサドライバTSDにタッチセンサモジュールTSMの起動を要求する。すなわち、実質的には、電源コントローラPSCONを介して電源PSからタッチセンサモジュールTSMへの電源供給を開始する。
起動が要求されると、タッチセンサドライバTSDは、デバイス層DL内のシリアルインターフェイス部SIに要求して、シリアルインターフェイス部SIにおけるタッチセンサドライバTSDとのポートを開くように制御する。
その後、タッチセンサドライバTSDは、タッチセンサモジュールTSMのセンシング結果の情報を有する信号(以下、接触信号と記す)を、タッチセンサモジュールTSMが有する内部クロックによる20msの周期で、シリアルインターフェイス部SIに出力されるように制御する。
接触信号は、上述した各センサ素子L1〜L4およびR1〜R4の8つのセンサ素子それぞれに対応した8ビット信号で出力されている。即ち、各センサ素子が接触を検知したときには、この接触を検知したセンサ素子に対応するビットに、接触検知を表す「フラグ:1」を立てた信号である、これらのビット列による接触信号が形成される。つまり、接触信号には「どのセンサ素子」が「接触/非接触のいずれか」を示す情報が含まれる。
割込ハンドラIHにおけるシリアル割込み監視部SIMONは、シリアルインターフェイス部SIに出力された接触信号を取り出す。ここで確認部CNFが、シリアルインターフェイス部SIにおいてあらかじめ設定された条件に従い、取り出した接触信号のTrue/Falseの確認を行い、True(真)な信号のデータのみをキューQUEに入れる(信号のTrue/Falseの種別については後述する。)。また、シリアル割込み監視部SIMONは、タッチセンサモジュールTSMにおける後述するタクトスイッチの押下の発生など、タッチセンサモジュールTSMの起動中におけるシリアルインターフェイス部SIの他の割込み事象の監視も行なう。
なお、監視部SIMONは、検出した接触が最初の接触であった場合には、「プレス」を意味する信号を接触信号の前にキューQUEに入れる(キューイングする)。その後、オペレーションシステムの有するOSタイマーCLKによるクロックにより45ms周期で接触信号の更新を行い、所定周期接触を検出しなかった場合には「リリース」を意味する信号をキューQUEに入れる。これにより、接触開始からリリースまでのセンサ素子間での接触検出の移動を監視することができるようになる。なお、「最初の接触」とは、キューQUEにデータのない状態、或いは、直近の入力データが「リリース」である場合に「フラグ:1」を有する信号が発生する事象を指す。これらの処理により、タッチセンサドライバTSDは、「プレス」から「リリース」の区間のセンサ素子の検出状態を知ることができる。
同時に、監視部SIMONは、タッチセンサモジュールTSMから出力される接触信号がFalseとなる条件を満たす信号であった場合に、「リリース」を意味する信号を擬似的に生成してキューQUEに入れる。ここでFalse(偽)となる条件としては、「非連続な2つのセンサ素子で接触を検出した場合」、「タッチセンサモジュールTSM起動中に割込みが生じた場合(例えば、メール着信等の通知でサブ表示部ELDの点灯/消灯状態が変更された場合)」、または「タッチセンサモジュールTSM起動中にキー押下が発生した場合」などが設定される。
また、監視部SIMONは、例えば、センサ素子R2とR3といった隣接する2つのセンサ素子で同時に接触を検出した場合には、単一の素子を検出した場合と同様に、接触を検出した素子に対応するビットにフラグが立った接触信号をキューQUEに入れる。
タッチセンサドライバTSDは、45ms周期でキューQUEから接触信号を読み出し、読み出した接触信号によって、接触を検知した素子を判定する。タッチセンサドライバTSDは、キューQUEから順次に読み出した接触信号により判定した接触の変化、および、検知した素子との位置関係を考慮して、「接触スタートの素子」、「接触の移動方向(右/左回り)」、および「プレスからリリースまでの移動距離」を判定する。タッチセンサドライバTSDは、判定した結果を結果通知部NTFに書き込むとともに、ベースアプリBAに結果を更新するように通知する。
本実施の形態においては、接触信号による接触の移動方向および移動距離の判定モードとして、「半周内検出モード」と「周回検出モード」とを有している。これら「半周内検出モード」および「周回検出モード」は、実行中のアプリに応じて選択的に適用されるもので、それらの詳細については後述する。
前述のように、結果の更新がタッチセンサドライバTSDによってベースアプリBAに通知されると、ベースアプリBAは結果通知部NTFを確認し、結果通知部NTFに通知された情報の内容を、さらに上位のアプリであってタッチセンサモジュールTSMの接触操作結果を要するアプリ(サブ表示部におけるメニュー画面表示のためのサブ表示部表示アプリAP1、およびロック制御のためのロックセキュリテイアプリAP2など)に通知する。
図5は、センサ部120およびサブ表示部ELDの構成要素の配置を示す平面図である。作図および説明の便宜上、一部の構成要素のみを図示および説明する。図に示すように、有機EL素子からなるサブ表示部ELDの周囲に沿って円環状のパネルPNLが配されている。パネルPNLは、下部に設けるセンサ素子の感度に影響を与えないように十分に薄くすることが好適である。パネルPNLの下部には、人体の指の接触/近接を検知できる静電容量型の8個のセンサ素子L1〜L4、R1〜R4をほぼ環状に配置してある。左側の4つのセンサ素子L1〜L4で第1のセンサ素子群G1、右側の4つのセンサ素子R1〜R4で第2のセンサ素子群G2をそれぞれ構成している。各センサ素子群内の隣接するセンサ素子の間には、隣接するセンサ素子同士で接触検出機能に干渉しないように、クリアランス(隙間)を設けて配置してある。なお、干渉しないタイプのセンサ素子を用いる場合にはこのクリアランスは不要である。
第1のセンサ素子群G1の一端に位置するセンサ素子L4と、第2のセンサ素子群G2の一端に位置するセンサ素子R1との間には、同一センサ素子群における隣接するセンサ素子間のクリアランスより大きいクリアランス(例えば、2倍以上の長さ)である離間部SP1を設ける。第1のセンサ素子群G1の他端に位置するセンサ素子L1と、第2のセンサ素子群G2の他端に位置するセンサ素子R4との間にも、離間部SP1と同様に離間部SP2を設ける。このような離間部SP1、SP2によって、第1のセンサ素子群G1と第2のセンサ素子群G2とが別個に機能させる際に、互いに指が干渉することを防止することができる。
第1のセンサ素子群G1の各センサ素子は円弧状に配置されているが、この円弧の中央、即ち、センサ素子L2およびL3の中間の下部に、タクトスイッチSW1の中心を配置する。同様に、第2のセンサ素子群G2の各センサ素子で形成される円弧の中央、即ち、センサ素子R2およびR3の中間の下部に、タクトスイッチSW2の中心を配置する(図6参照)。
このように、方向性を連想させない位置であるセンサ素子群の配置方向のほぼ中央にタクトスイッチを配置することによって、センサ素子上におけるユーザによる指の方向性を持った移動指示操作による方向指示とは直接関係しない操作を行なうスイッチであることを、ユーザは容易に把握することができる。すなわち、センサ素子群の配置方向の中央ではなく端部(例えばL1やL4)にタクトスイッチを配置してあると、端部側向きの方向性を連想させるため、センサ素子による移動動作を継続するなどのために長押しする「スイッチ」であるという誤解をユーザに与え易い。これに対し、本実施の形態のように、センサ素子群の配置方向の中央にタクトスイッチを配置してあれば、このような誤解を防止することができ、より快適なユーザインターフェイスを提供することが可能である。また、センサ素子の下方にタクトスイッチを配して機器外面に露出していないため、機器の外観上も露出する操作部の点数を削減でき、複雑な操作を要さない様なスマートな印象となる。なお、スイッチをパネルPNL下部以外の箇所に設ける場合には、機器筐体に別途貫通孔を設ける必要があるが、貫通孔を設ける位置によっては筐体強度の低下が生じ得る。本構成では、パネルPNL、および、センサ素子の下方にタクトスイッチを配することによって、新たな貫通孔を設ける必要がなくなり、筐体強度の低下も防止できる。
例えば、サブ表示部ELDにメニュー画面を表示するサブ表示部表示アプリAP1の実行中において、ユーザが、例えば、指で順次にセンサ素子L1、L2、L3、L4を円弧状に上方に向かってなぞると、表示部ELDに表示されている選択候補項目(この場合は、カメラ、データ、表示、音)のうち選択対象領域(反転表示や別のカラーでの強調表示など)として表示されている項目が上方のものに順次変化したり、選択候補項目が上方にスクロールしたりする。所望の選択候補項目が選択対象領域として表示されているときに、ユーザは、パネルPNLおよびセンサ素子L2,L3越しにタクトスイッチSW1を押下して選択決定を行ったり、タクトスイッチSW2を押下して表示自体を別画面に変更したりすることができる。即ち、パネルPNLは、タクトスイッチSW1、SW2を押下するのに十分な可撓性を持つように、あるいはわずかに傾倒可能に機器筐体にとりつけられ、タクトスイッチSW1、SW2に対する押し子の役も持つようになっている。
図6は、図2および図5に示したセンサ部120の分解斜視図である。図に示すように、端末筐体の外面をなす第1の層には、パネルPNLおよびサブ表示部ELDが配される。第1の層のパネルPNLの下方に位置する第2の層には、センサ素子L1〜L4、R1〜R4が配される。第2の層のセンサ素子L2、L3の間の下方、および、センサ素子R2、R3の間の下方に位置する第3の層には、タクトスイッチSW1、SW2がそれぞれ配される。
図7は、各センサ素子からの接触検知データの処理を説明する概略ブロック図である。説明の簡易化のため、センサ素子R1〜R4についてのみ示してあるが、センサ素子L1〜L4についても同様である。センサ素子R1〜R4の各々には一定の高周波が印加されており、浮遊容量の変化を考慮してキャリブレーションし、このときの高周波状態を基準として設定されており、それぞれ、前処理部300(R1用前処理部300a、R2用前処理部300b、R3用前処理部300c、R4用前処理部300d)にて、指の接触などによる静電容量の変化に基づく高周波状態の変動を検出すると、A/D変換器310(R1用A/D変換器310a、R2用A/D変換器310b、R3用A/D変換器310c、R4用A/D変換器310d)へと送信され、接触検出を示すデジタル信号に変換される。デジタル化された信号は制御部320へと送信されて、他のセンサ素子L1〜L4の信号と合わせて8ビットの接触信号を得、その8ビットの接触信号を例えば16進に変換して記憶部330に格納する。その後、シリアルインターフェイス部、割り込みハンドラにこの信号が送出され、割り込みハンドラにて、タッチセンサドライバが読み取り可能な信号に変換した後、変換後の信号をキューに入れる。なお、制御部320は、記憶部330に格納した情報に基づき、隣接したセンサ素子の2つ以上で接触を検出した時点で方向の検出を行なう。
次に、本実施の形態の携帯電話端末100による「半周内検出モード」および「周回検出モード」について説明する。
先ず、「半周内検出モード」について説明する。「半周内検出モード」は、例えば上述した音楽プレーヤのアプリやサブ表示部表示アプリAP1などの実行中において、サブ表示部ELDに表示される項目を選択するために、センサ部120における接触操作の移動方向および移動距離を検出するものである。
図8および図9は、「半周内検出モード」の一例を説明するもので、センサ素子上をユーザがなぞった場合のサブ表示部の応答を示す図である。図8および図9において、(a)は携帯電話端末に実装したサブ表示部と、その周辺に沿って並べて配置したセンサ素子のみを、説明の簡易化のために示した概略図、(b)は時間推移に伴い検知したセンサ素子を示す図、(c)は検知したセンサ素子に応じたサブ表示部ELDの操作対象領域の位置変化を示す図である。これらの図の(a)において、センサ素子、センサ素子群および離間部には図2(b)と同様の符号を付している。また(c)のサブ表示部ELDの表示において、TIはサブ表示部が表示する項目リストのタイトル、LS1〜LS4は選択候補項目(例えば、スクロール可能な幾つかの行)を示す。また(c)のサブ表示部において、操作の対象となる状態にある項目は、現在の操作対象領域であることが識別できるように、当該項目にカーソルを配置する、或いは、項目自体を反転表示などで強調表示する。これらの図では、操作対象領域として表示されている項目にはハッチングを施して強調して示している。説明の便宜上、「移動対象」を操作対象領域のみで説明するが、項目自体を移動(スクロール)させる場合も同様の原理でサブ表示部は動作する。
図8(a)において矢印AR1に示す上から下の向きに、例えば指などの接触手段を用いて各センサ素子上を連続的になぞると、制御部は、(b)で示す時間推移で接触を検知する。この場合は、センサ素子R1、R2、R3、R4の順に接触を検知する。このR1からR4までの連続した接触は、隣接したセンサ素子の2つ以上で検知しているため、方向の検出を行い、隣接したセンサ素子を遷移した回数とその方向に応じて、操作対象領域がサブ表示部ELDに表示したリスト上を移動する。この場合は、(c)で示したように、操作対象領域は、初期位置の項目LS1から項目LS4まで下方へ項目を3つ分移動する。なお、操作対象領域は、ハッチングで表してあるが、ハッチングピッチの狭いものが初期位置であり、ハッチングピッチの広いものが移動後の位置である。このように、本構成によれば、ユーザの「下方への指の指示動作」と同じように、サブ表示部の「操作対象領域が下方に移動」するため、ユーザはあたかも自己の指で操作対象領域を自在に移動させているように感じることになる。即ち、ユーザの意図した通りの操作感覚が得られる。
同様に、同図(a)において矢印AR2に示す向きにセンサ素子がなぞられたとすると、(b)で示したように各センサ素子のうちセンサ素子L4、L3、L2、L1がこの順に接触を検知し、この場合、矢印AR1と同じく上から下へ、隣接するセンサ素子を3つ遷移する接触のため、(c)のように下方に向かって項目LS1から項目LS4まで操作対象領域が3つ分移動する。
図9(a)において矢印AR1に示す下から上の向き(反時計回り方向)にセンサ素子がなぞられたとすると、(b)で示したように各センサ素子のうちセンサ素子R4、R3、R2、R1がこの順に接触を検知し、この場合、下から上へ、隣接するセンサ素子を3つ遷移する接触のため、(c)のように上方に向かって項目LS4から項目LS1まで操作対象領域が3つ分移動する。
同様に、同図(a)において矢印AR2に示す下から上の向き(時計回り方向)にセンサ素子がなぞられたとすると、(b)で示したように各センサ素子のうちセンサ素子L1、L2、L3、L4がこの順に接触を検知し、この場合、矢印AR1と同じく下から上へ、隣接するセンサ素子を3つ遷移する接触のため、(c)のように上方に向かって項目LS4から項目LS1まで操作対象領域が3つ分移動する。
以下の説明では、ユーザが指などでセンサ素子上をなぞる際に、素子群の離間部SP1またはSP2をまたいで連続してセンサ素子の接触を検出する場合に対するサブ表示部の応答を、離間部をまたがない場合の接触の検出と合わせて示す。
図10〜図13では、隣接する2個のセンサ素子を連続して接触した場合について示す。図10は、複数のセンサ素子上をユーザが指などでなぞった場合のサブ表示部の応答を説明する図である。同図(a)において矢印ARに示す下から上の向きに2つのセンサ素子上を連続的になぞると、制御部は(b)で示す時間推移で接触を検出する。この場合はすなわち、センサ素子L3、L4の順で触れることを意味する。この場合、センサ素子L3からL4までの連続した接触は、離間部SP1をまたがずに隣接したセンサ素子の2つ以上で接触を検出しているため方向の検出を行い、隣接したセンサ素子を遷移した回数とその方向に応じて、操作対象領域がサブ表示部ELDに表示した項目リスト上を移動する。この場合は、(c)で示したように操作対象領域の初期位置がLS2であったとすると、操作対象領域はLS1まで下から上へ項目を1つ分移動する。
図11は、離間部SP1をまたいで第1のセンサ素子群G1と第2のセンサ素子群G2を連続して接触した場合の表示部の応答を説明する図である。同図(a)において矢印ARで示す左から右の向きに2つのセンサ素子上をユーザで指などで連続してなぞると、制御部は(b)で示す推移で接触を検出する。この場合は、センサ素子L4、R1の順である。本実施例に係る携帯電話端末(電子機器)は、センサ素子の接触の検出が離間部をまたぐ場合、この離間部をまたぐ前後のセンサ素子の接触の検出が、それぞれ、各センサ素子群G1またはG2内で2つ以上のセンサ素子にわたる場合にはその移動は有効とする。離間部をまたぐ前後のセンサ素子の接触が、離間部をまたぐ前または後のセンサ素子群G1およびG2内で1つのみのセンサ素子でしか検出されない場合には、離間部をまたぐ1つ分の移動は無効にする。よってこの場合は、第1のセンサ素子群でのセンサ素子L4ひとつの検出の後、離間部SP1をまたいでこれと隣接する第2のセンサ素子群内のセンサ素子における接触の検出は、センサ素子R1による1つの接触のみであるため、第1のセンサ素子群G1で検出した第1の接触L4から第2のセンサ素子群G2で検出した第2の接触R1への移動は無効となる。そのため、(c)で示すようにサブ表示部ELDの操作対象領域は移動しない。
図12も、センサ素子上をユーザがなぞった場合のサブ表示部の応答を説明する図である。同図(a)において矢印ARに示す下から上の向きに各センサ素子上をユーザで指などで連続的になぞると、制御部は(b)で示す時間推移で接触を検出する。この場合は、センサ素子R2、R1の順である。図8の場合と同様に、この場合は、センサ素子上におけるユーザの指などの動きが離間部SP1をまたがないため接触検出の移動は有効となり、(c)で示したように操作対象領域の初期位置がLS2であったとすると、操作対象領域はLS1まで下から上へ項目を1つ分移動する。
図13は、図11と同様に離間部SP1をまたいで第1のセンサ素子群G1と第2のセンサ素子群G2を連続して接触した場合のサブ表示部の応答を説明する図である。(a)において矢印ARで示す右から左の向きに各センサ素子上をユーザが指などで連続してなぞると、制御部は(b)で示す時間推移で接触を検出する。この場合は、センサ素子R1、L4の順である。図11と同様の考え方により、離間部SP1をまたぐ前の第2のセンサ素子群G2における第1の接触はひとつのセンサ素子(R1)のみであり、かつ離間部SP1をまたいだ後の第1のセンサ素子群G1における第2の接触もひとつのセンサ素子(L4)のみであるため、R1からL4への移動は無効となり、(c)で示すようにサブ表示部ELDにおいて操作対象領域は移動しない。
図14〜図19では、隣接する3個のセンサ素子を連続して接触した場合について、離間部SP1をまたぐ場合とまたがない場合について示す。図14は、センサ素子上をユーザが指などでなぞった場合のサブ表示部の応答を説明する図である。同図(a)において矢印ARに示す下から上の向きに各センサ素子上を連続的になぞると、制御部は(b)で示す時間推移で接触を検出する。この場合は、センサ素子L2、L3、L4の順である。図9の場合と同様に、この場合は、離間部SP1をまたぐ移動ではないためL2〜L4の接触の検出は有効となり、(c)で示したように操作対象領域の初期位置がLS3であったとすると、操作対象領域は項目LS1まで下から上へ項目を2つ分移動する。
図15は、離間部SP1をまたいで第1のセンサ素子群G1と第2のセンサ素子群G2とに連続して接触した場合のサブ表示部の応答について説明する図である。(a)において矢印ARで示す左から右の向きに各センサ素子上をユーザが指などで連続してなぞると、制御部は(b)で示す時間推移で接触を検出する。この場合は、センサ素子L3、L4、R1の順である。この場合は、図に示すように、第1のセンサ素子群で2つの接触を検出した後に、離間部SP1を越えて第2のセンサ素子群で接触を検出したセンサ素子の数は1つである。したがって、第1のセンサ素子群G1で検出した第1の接触(L3からL4)は有効となるが、第2のセンサ素子群G2で検出した第2の接触への移動(L4からR1)は無効となる。したがって、図11で説明した場合と同様に、隣接したセンサ素子を遷移した回数とその方向に応じて選択されるリストがサブ表示部ELDに表示したリスト上を移動し、(c)で示したように操作対象領域の初期位置が項目LS2であったとすると、操作対象領域は項目LS1まで下から上へ項目を1つ分移動する。
図16もまた、センサ素子上をユーザが指などでなぞった場合のサブ表示部の応答を説明する図である。(a)において矢印ARで示す左から右の向きに各センサ素子上を連続してなぞると、制御部は(b)で示す時間推移で接触を検出する。この場合は、センサ素子L4、R1、R2の順である。この場合は、離間部SP1をまたぐ前の第1の接触の検出はセンサ素子ひとつのみ(L4のみ)であるので、L4から離間部SP1をまたぐR1への接触検出の移動は無効である。だが、R1からR2への移動は、離間部SP1をまたいだ後に2つ分の接触の検出がされるため、その移動は有効となる。したがって、図15で説明した場合と同様に、(c)で示したように操作対象領域の初期位置が項目LS2であったとすると、この場合、操作対象領域は項目LS3まで上から下へ項目を1つ分移動する。
図17は、センサ素子上をユーザが指などでなぞった場合のサブ表示部の応答を説明する図である。(a)において矢印ARで示す下から上の向きに各センサ素子上を連続してなぞると、制御部は(b)で示す時間推移で接触を検出する。この場合は、センサ素子R3、R2、R1の順である。図14で説明した場合と同様に、この場合も離間部SP1をまたがない移動なので、(c)で示したように操作対象領域の初期位置が項目LS3であったとすると、この場合、操作対象領域は項目LS1まで下から上へ項目を2つ分移動する。
図18は、センサ素子上をユーザが指などでなぞった場合のサブ表示部の応答を説明する図である。(a)において矢印ARで示す左から右の向きに各センサ素子上を連続してなぞると、制御部は(b)で示す時間推移で接触を検出する。この場合は、センサ素子R2、R1、L4の順である。R2からR1への移動は離間部SP1をまたぐ前の2つ分の移動であるため有効となるが、R1からL4への移動は離間部SP1をまたいだ後の接触の検出がひとつのみであるから無効となる。したがって、図11で説明した場合と同様に、(c)で示したように操作対象領域の初期位置が項目LS2であったとすると、この場合、操作対象領域は項目LS1まで下から上へ項目を1つ分移動する。
図19は、センサ素子上をユーザが指などでなぞった場合のサブ表示部の応答を説明する図である。(a)において矢印ARで示す右から左の向きに各センサ素子上を連続してなぞると、制御部は(b)で示す推移で接触を検出する。この場合は、センサ素子R1、L4、L3の順である。この場合は、第1の接触は離間部SP1をまたぐ前の検出はひとつのみ(R1のみ)であるので、R1からL4への接触検出の移動は無効である。一方、L4からL3への移動は、離間部SP1をまたいでから2つ分の接触が検出されるため有効となる。したがって、図11で説明した場合と同様に、(c)で示したように操作対象領域の初期位置が項目LS2であったとすると、この場合、操作対象領域は項目LS3まで上から下へ項目を1つ分移動する。
以上、離間部SP1をまたぐ場合についての動作を、離間部をまたがない場合と合わせて説明したが、離間部SP2をまたぐ場合についても同様の動作となる。
以上のように、「半周内検出モード」では、各センサ素子群の接触検出の移動をそれぞれ別個に検出することにより、例えばサブ表示部ELD上に表示された選択項目をそれぞれに移動させるという第1の制御に用いることができる。
次に、「周回検出モード」について説明する。「周回検出モード」は、例えば上述したロックセキュリテイアプリAP2の実行中において、セキュリティロックを解除する場合にセンサ部120における接触操作の周回数および周回方向を検出するという第2の制御に用いられるものである。
図20は、「周回検出モード」の一例を説明するものである。複数のセンサ素子を備えるセンサ素子群G1およびG2の構成および配置については、上述の「半周内検出モード」と同じである。この「周回検出モード」においては、「半周内検出モード」と同じ構成の携帯電子機器を用いながら、例えばアプリを変更することによって、異なる制御体系で入力の検出を行なうものである。
図20(a)は複数のセンサ素子を有するセンサ素子群G1およびセンサ素子群G2の2つのセンサ素子群によって構成されている。センサ素子群G1の始端と終端、センサ素子群G2の終端と始端は、それぞれ離間部SP1およびSP2を挟んで隣同士に配されている。これらセンサ素子群の上にはパネルPNLが装着されているため、ユーザはそれほど違和感なく、センサ素子群G1の終端から離間部SP1を経てセンサ素子群G2の始端へと、またはセンサ素子群G2の終端から離間部SP2を経てセンサ素子群G1の始端へと、滑らかに指をなぞらせることができる。即ち、ユーザは、離間部SP1およびSP2を挟んで円環形に形成したセンサ素子群G1およびG2上にて、滑らかに指を円運動(周回運動)させることができる。
「周回検出モード」においては、図20(a)の矢印ARで示すように、ユーザが指などでセンサ素子群G1のセンサ素子をL1〜L4の順になぞり、そのまま離間部SP1を経て連続してセンサ素子群G2のセンサ素子をR1〜R4の順になぞるように、サブ表示部ELDの近傍に位置するセンサ素子群に沿って時計回りに円を描くようになぞる操作を行なうと、図20(b)に示すように、連続して一連の動作としてセンサ素子の接触が順に検出される。
このような円運動は循環させることができるため、ユーザがくり返し円運動をして、その接触をセンサ素子が検知することによって、時計回りの複数周回の検出を行なうことができる。
図21は、図20とは逆の「周回検出モード」を説明する図である。センサ素子群G1およびG2を構成する複数のセンサ素子L1〜L4およびR1〜R4の構成は図20と同じである。ユーザが、図20の場合とは逆に反時計回りに指を回転させると、それにしたがってセンサ素子がそれぞれ検知される。この場合にも、ユーザがくり返し円運動をして、その接触をセンサ素子が検知することによって、反時計回りの複数周回の検出を行なうことができる。
以上のように、「周回検出モード」では、時計周りまたは反時計回りの周回運動の接触を検出することにより、時計回りまたは反時計回りの1周分の接触を検出したり、さらには時計回りまたは反時計回りの複数周回の接触を検出したりすることができる。1周分の検出は、例えば、時計回りまたは反時計回り1周分の検出を単位として、これらの周回運動を組み合わせることで、RFIDを用いた課金サービスなどの非接触通信のロックセキュリティアプリによりセキュリティロックを解除する際のキーとして使用することができる。つまりこのようなロック(使用規制)のなされている状態において、タッチセンサからの操作検出が生じると、当該検出についてロックセキュリティアプリなどに通知しておき、予め規定しておいた所定の周回方向について所定数の周回といったロック解除の条件が整うと、ロックセキュリティアプリはロックを解除する。さらに、複数周回の検出では、例えば、音声再生をしている際の音量調節をする場合の音量のように、連続する値を細かく制御することが求められるような制御について、例えば時計回りが音量アップ、反時計回りが音量ダウン、のような制御に用いることができる。
特に、センサ素子群を1周なぞる操作を検知するような場合には、ユーザは携帯電子機器の筐体上に配置されたセンサ素子群をよく見ずに操作することも考えられ、場合によってはセンサ素子群を全く見ずに、手探りの状態で操作することも考えられる。このような場合には、接触を検知するセンサ素子にはある程度の操作領域が確保されないと、やはり操作ミスが誘発されたり、ユーザの意図する通りの入力をセンサ素子群が判定できなかったりすることが考えられる。
このように、携帯電子機器100は、全体としてひとつと見なせる入力デバイスを用いることで、携帯電子機器100が実装する各アプリによって、「半周内検出モード」と「周回検出モード」を切り替えることができる。したがって、本発明のセンサ素子群を用いれば、それぞれのモードで別個の入力デバイスを設ける必要がなく、しかも操作領域が確保された全体としてひとつと見なせる入力デバイスを用いるため、ユーザは意図する通りの入力をすることができ、ユーザの入力ミスやデバイスの誤判定を著しく低減させることができる。
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行なうことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
例えば、実施例では、円環状に設けたセンサ素子レイアウトで説明したが、コ字状に配置されるセンサ素子群を表示部を挟んで対向配置させてもよい。また、センサ素子群は左右の配置の実施例で説明したが、上下2群で構成してもよい。
また、本実施例では、第1のセンサ素子群G1の始端側のセンサ素子(L1)を基点とし、ここから時計回り方向に接触の検出されるセンサ素子が変化して、第2のセンサ素子群G2の終端側のセンサ素子(R4)にまで接触検出が継続して生じた場合と、第2のセンサ素子群G2の終端側のセンサ素子(R4)を基点とし、ここから反時計回り方向に接触の検出されるセンサ素子が変化して、第1のセンサ素子群G1の始端側のセンサ素子(L1)にまで接触検出が継続して生じた場合について、1回の周回検出の発生であるとしてセキュリティロックの解除などの第2の制御を開始する例を示した。本発明は、この2パターンのみに限定されず、例えば、第1のセンサ素子群G1の始端でも終端でもない箇所のセンサ素子(L3)を基点とし、ここから時計回り方向に接触の検出されるセンサ素子が変化して、第2のセンサ素子群G2の始端側(R1)に接触検出の発生が継続して遷移し、さらに継続して第2のセンサ素子群G2の終端側(R4)にまで至った後に、再度第1のセンサ素子群G1の始端側(L1)にて接触検出が継続して生じ、そして基点のL3の手前、L2にまで接触検出が遷移すると、1周の周回検出の発生として第2の制御を実行するように構成してもよい。
さらに、1周の検出として、周回操作の接触検出について、基点から周回方向における基点の一つ手前の位置までの接触検出の連続発生をもって行なう例を示したが、基点から開始して基点にまで連続して接触検出の発生が遷移してはじめて周回操作の発生を決定するように構成してもよい。
また、上述の実施の形態においては、センサ素子群G1およびセンサ素子群G2の2つのセンサ素子群を用いて説明したが、これらのセンサ素子群の数を3つ以上にすることも考えられる。例えば、図22〜24示すように、センサ素子L1〜L3を具えるセンサ素子群G1、センサ素子R1〜R3を具えるセンサ素子群G2、およびセンサ素子M1〜M3を具えるセンサ素子群G3を、それぞれのセンサ素子群の始端と終端を隣接させて環状に形成するような構成も可能である。このような構成では、例えば「半周内検出モード」にて、図22(a)の矢印ARのように単一のセンサ素子群内での接触が検出される場合には、図22(b)に示すように順次の検出がなされ、図22(c)のように、この場合は操作対象領域が2つ分上昇する。また、「半周内検出モード」にて、図23(a)の矢印ARのように離間部SP1をまたいで2つのセンサ素子群G1およびG2にて接触が検出される場合には、図23の場合のように離間部SP1をまたいでセンサ素子がひとつ(R1)だけ接触検出されると、その離間部SP1をまたぐセンサ素子ひとつ分の接触検出は無効となり、この場合には操作対象領域は1つ分上昇する(図22(c))。しかしながら、離間部SP1を超えて2つ以上のセンサ素子で接触が検出されると、その離間部SP1を超えた2つ以上のセンサ素子での接触検出も有効となる。さらに、「周回検出モード」にて、図24(a)の矢印ARのように各センサ素子群を経て一周分のセンサ素子についてユーザが指などでなぞる操作を行なうと、その順序に従って連続してセンサ素子の接触が検出される(図24(b))。
さらに、実施例では、携帯電話端末を挙げて説明してあるが、電話以外の携帯無線端末、PDA(パーソナルデジタルアシスタンス)、携帯ゲーム機、携帯オーディオプレイヤー、携帯ビデオプレイヤー、携帯電子辞書、携帯電子書籍ビューワーなどの携帯電子機器に幅広く本発明を適用することが可能である。また、実施例では、センサ素子として静電容量式の接触センサを挙げたが、前述した薄膜抵抗式、さらには、受光量の変動によって接触を検知する光学方式、表面弾性波の減衰によって接触を検知するSAW方式、誘導電流の発生によって接触を検知する電磁誘導方式のセンサ素子を用いてもよい。また、接触センサのタイプによっては、指以外の専用ペンなどの指示器具を使用するものがあるが、本発明の原理はこのような接触センサを搭載した携帯電子機器にも適用し得るものである。