JP2015026094A - タッチパッド - Google Patents

Abstract

【課題】マルチタッチの場合には、タッチさせた指を操作有効対象指と判定しやすくすることができるとともに、シングルタッチの場合には、空中に浮いている指を操作無効対象指であると判定しやすくすることができるタッチパッドを提供する。【解決手段】操作面に対する指の近接状態に応じた変量を出力する検出手段と、変量に基づき操作指候補を認識する制御手段を備え、制御手段は、操作指候補が１つであるときは、操作指候補の接触面積が第１閾値を越えるときに操作指候補を操作有効対象指と判定するとともに、操作指候補の接触面積が第１閾値を越えないときに操作指候補を操作無効対象指と判定し、操作指候補が２つ以上であるときは、操作指候補の接触面積が第１閾値よりも小さい面積を示す第２閾値を越えるときに操作指候補を操作有効対象指と判定するとともに、操作指候補の接触面積が第２閾値を越えないときに操作指候補を操作無効対象指と判定する。【選択図】図３

Description

本発明は、パーソナルコンピュータ等に搭載されるタッチパッドに関するものである。

近年は、タッチパッド上にタッチさせた複数の指の動きを認識するいわゆるマルチタッチジェスチャー認識機能を有するタッチパッドが普及しつつある。

ところで、１本の指をタッチさせるシングルタッチの場合は人差指や中指など操作面を確実にタッチできる指で操作する傾向が高いのに対し、マルチタッチのように指の本数が多い場合は、手の構造によることもあり、親指の側面や指先によるタッチ操作を行う傾向がある。そのため、指の本数が多い場合は、接触面積・接触継続時間等が指の本数が少ない場合と比べて小さくなる傾向がある。よって、指の本数が多い場合は、指を操作面にタッチさせたとしても空中に浮いている指と判定され操作有効対象指と判定されないことが多いという問題があった。これを解決するためには、接触面積・接触継続時間等の判定条件を緩くすればよいが、そうすると空中に浮いている指を操作有効対象指と判定することが多くなり、それも問題である。

特許文献１に、信号強度が所定の閾値を超えた場合に指の接触有りと判定するものが開示されているが、上記のような問題があった。

特開２００８−９７６０９公報

本発明は、上述した問題を解決して、マルチタッチのように指の本数が多い場合には、タッチさせた指を操作有効対象指と判定しやすくすることができるとともに、シングルタッチのように指の数が少ない場合には、空中に浮いている指を操作無効対象指であると判定しやすくすることができるタッチパッドを提供することを目的としてなされたものである。

請求項１に記載のタッチパッドにおいては、操作面に対する指の近接状態に応じた変量を出力する検出手段と、前記変量に基づき操作指候補を認識する制御手段を備えたタッチパッドであって、前記制御手段は、前記操作指候補数がＮ以下（Ｎは自然数）であるときは、前記操作指候補の接触状態が接触強度を示す第１条件を越えるときに前記操作指候補を操作有効対象指と判定するとともに、前記操作指候補の接触状態が前記第１条件を越えないときに前記操作指候補を操作無効対象指と判定し、前記操作指候補数がＮ＋１以上であるときは、前記操作指候補の接触状態が前記第１条件よりも小さい接触強度を示す第２条件を越えるときに前記操作指候補を操作有効対象指と判定するとともに、前記操作指候補の接触状態が前記第２条件を越えないときに前記操作指候補を操作無効対象指と判定する、という特徴を有する。

請求項２に記載のタッチパッドにおいては、前記制御手段は、前記操作指候補数がＮ以下であるときは、前記操作指候補の接触面積が第１閾値を越えるときに前記操作指候補を操作有効対象指と判定するとともに、前記操作指候補の接触面積が前記第１閾値を越えないときに前記操作指候補を操作無効対象指と判定し、前記操作指候補数がＮ＋１以上であるときは、前記操作指候補の接触面積が前記第１閾値よりも小さい面積を示す第２閾値を越えるときに前記操作指候補を操作有効対象指と判定するとともに、前記操作指候補の接触面積が前記第２閾値を越えないときに前記操作指候補を操作無効対象指と判定する、という特徴を有する。

本発明によれば、マルチタッチのように指の本数が多い場合には、判定条件が緩く設定されるので、タッチさせた指を操作有効対象指と判定しやすくすることができるとともに、シングルタッチのように指の本数が少ない場合には、判定条件が厳しく設定されるので、空中に浮いている指を操作無効対象指であると判定しやすくすることができる、という効果を奏する。

タッチパッド１がパーソナルコンピュータに搭載された状態を示す図である。 タッチパッド１のシステム構成図である。 制御手段６のフローチャートである。 制御手段６の動作を視覚的に説明した図である。 制御手段６の動作を視覚的に説明した図である。 制御手段６の動作を視覚的に説明した図である。

図１は、タッチパッド１がパーソナルコンピュータに搭載された状態を示す図である。タッチパッド１の最上面には操作板が貼り付けられ、操作板の表面が操作面７となっている。

図２は、タッチパッド１のシステム構成図である。タッチパッド１は基板２に敷設された複数のＸ電極３および複数のＹ電極４を備えており、これらの電極は配線５を介して制御手段６に接続されている。制御手段６は、Ｘ電極３とＹ電極４のどちらか一方を駆動電極として電圧を印加し、他方を検出電極として電圧を検出し、基板２に指等が近接した場合の静電容量の変化を検出して指等の座標を算出する。なお本実施例のＸ電極３およびＹ電極４は、静電容量値に変換される電圧を出力する検出手段であるが、これに限らず、例えば指の圧力等の他の変量を検出し出力する方式であってもよい。

図３は、制御手段６のフローチャートである。図３を用いて、本実施形態におけるタッチパッド１の動作を説明する。

最初にステップＳ１にて静電容量マトリクスデータを作成する。駆動電極の駆動状況および検出電極により検出された電圧に基づき位置ごとに静電容量値を計算してマトリクスデータが得られる。

次にステップＳ２にて所定閾値Ａで２値化する。計算した静電容量値を所定閾値Ａ（例えば静電容量値＝５）と比較して所定閾値Ａを越えていれば１、超えていなければ０とする。

次にステップＳ３にて操作指候補認識処理を行なう。これは、２値化データが１である部分が連続して存在している連結領域１０を認識する処理であり、その連結領域１０を操作指候補として認識するものである。また、ここで操作指候補数も認識する。

次にステップＳ４にて座標計算を行なう。ここでいう座標は、例えば連結領域１０の重心等に対応するものであり、画面上に表示されるポインタの移動制御等に用いられる。

次にステップＳ５にて面積計算を行なう。

次にステップＳ６にて操作指候補数が１つかどうか判断する。操作指候補数が１つであればステップＳ７に進んで、面積を示す閾値Ｂを例えば５に設定する。操作指候補数が２以上であればステップＳ１０に進んで、閾値Ｂを例えば３に設定する。

次にステップＳ８に進んで各指の面積が閾値Ｂ以上かどうか判断する。各指の面積が閾値Ｂ以上であればステップＳ９に進んで操作有効対象指と判断し、各指の面積が閾値Ｂ以上でなければステップＳ１０に進んで操作無効対象指と判断する。なお本実施例では操作有効対象指か操作無効対象指かどうかの判断基準を面積としたが、これに限らず、所定の面積の継続時間や、圧力等を判断基準としてもよい。

図４は、１本の指で大面積の接触をしたときの制御手段６の動作を視覚的に説明した図である。操作者は、一本の指で操作しようとするときは、一般的に人差指または中指等で大面積を接触させた状態でスライド操作等を行なう傾向がある。そのため、後述するように、空中に浮いている指等による意図しない操作を防止するため、閾値Ｂを高めに設定しておくことが好ましい。操作指候補の接触面積が閾値Ｂ（ここでは５）を越えていれば、ステップＳ９にて操作指候補を操作有効対象指と判断する。そして座標等のデータがジェスチャー認識やポインタ移動制御等に反映される。

図５は、１本の指を接触させないで近接させたときの制御手段６の動作を視覚的に説明した図である。操作者は、例えばキーボードの操作をするときにタッチパッド１上の空間で指や掌等を動かすことがあるが、このようなときにタッチパッド１が反応してしまうと操作者が意図しない動作が行なわれてしまう。そのようなことを避けるために、操作指候補の接触面積が閾値Ｂ（ここでは５）を越えていなければ、ステップＳ１１にてその操作指候補を操作無効対象指と判断する。そして、座標等のデータはジェスチャー認識やポインタ移動等には反映されないようになっている。

図６は、２本の指で小面積の接触をしたときの制御手段６の動作を視覚的に説明した図である。マルチタッチの場合は、操作者は、手の構造に起因して、親指の側面や指先によるタッチ操作を行う傾向があり、接触面積・接触継続時間等がシングルタッチの場合と比べて小さくなる傾向がある。よって、空中に浮いている指等を無視するための閾値Ｂがシングルタッチの場合と同じような高い値に設定されていると、操作指候補が操作無効対象指と判断されてしまうことが多くなり、使いにくくなってしまう。しかし図６のステップＳ３に示すように操作指候補が複数あるときは、閾値Ｂはシングルタッチの場合よりも低い値（ここでは３）に設定され、操作指候補の接触面積が３を越えていれば、ステップＳ９にて操作指候補を操作有効対象指と判断する。これによれば、操作指候補が操作無効対象指と判定されてしまうことを少なくすることができる。

このように本実施形態では、操作指候補が１つであるときは、操作指候補の接触状態（接触面積）が接触強度を示す第１条件（閾値Ｂ＝５）を越えるときに操作指候補を操作有効対象指と判定するとともに、操作指候補の接触状態（接触面積）が第１条件（閾値Ｂ＝５）を越えないときに操作指候補を操作無効対象指と判定し、操作指候補が２つ以上であるときは、操作指候補の接触状態（接触面積）が第１条件よりも小さい接触強度を示す第２条件（閾値Ｂ＝３）を越えるときに操作指候補を操作有効対象指と判定するとともに、操作指候補の接触状態（接触面積）が第２条件（閾値Ｂ＝３）を越えないときに操作指候補を操作無効対象指と判定するようにした。

これにより、マルチタッチの場合には、判定条件が緩く設定されるので、タッチさせた指を操作有効対象指と判定しやすくすることができるとともに、シングルタッチの場合には、判定条件が厳しく設定されるので、空中に浮いている指を操作無効対象指であると判定しやすくすることができる、という作用効果を奏する。

なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変形を加えて実施することができる。例えば本実施形態では静電容量を検出する方式を示したが、それに限らず、指の圧力を検出する方式でもよい。また本実施形態では、面積を判定基準にしたが、それに限らず、所定の面積の継続時間や圧力等を判断基準としてもよい。また、指の本数が１のときと２以上のときで判定基準を変更するものに限らず、指の本数が４のときと５のときで判定基準を変更するものであってもよい。

１ タッチパッド
２ 基板
３ Ｘ電極
４ Ｙ電極
５ 配線
６ 制御手段
７ 操作面
１０ 連結領域

Claims (2)

1. 操作面に対する指の近接状態に応じた変量を出力する検出手段と、
   前記変量に基づき操作指候補を認識する制御手段を備えたタッチパッドであって、
   前記制御手段は、
   前記操作指候補数がＮ以下であるときは、前記操作指候補の接触状態が接触強度を示す第１条件を越えるときに前記操作指候補を操作有効対象指と判定するとともに、前記操作指候補の接触状態が前記第１条件を越えないときに前記操作指候補を操作無効対象指と判定し、
   前記操作指候補数がＮ＋１以上であるときは、前記操作指候補の接触状態が前記第１条件よりも小さい接触強度を示す第２条件を越えるときに前記操作指候補を操作有効対象指と判定するとともに、前記操作指候補の接触状態が前記第２条件を越えないときに前記操作指候補を操作無効対象指と判定することを特徴とするタッチパッド。
2. 前記制御手段は、
   前記操作指候補数がＮ以下であるときは、前記操作指候補の接触面積が第１閾値を越えるときに前記操作指候補を操作有効対象指と判定するとともに、前記操作指候補の接触面積が前記第１閾値を越えないときに前記操作指候補を操作無効対象指と判定し、
   前記操作指候補数がＮ＋１以上であるときは、前記操作指候補の接触面積が前記第１閾値よりも小さい面積を示す第２閾値を越えるときに前記操作指候補を操作有効対象指と判定するとともに、前記操作指候補の接触面積が前記第２閾値を越えないときに前記操作指候補を操作無効対象指と判定することを特徴とする請求項１記載のタッチパッド。