TWI550503B - Operating device - Google Patents

Description

操作裝置

本發明的實施形態是關於一種操作裝置。

作為先前技術，已知一種利用者可用手指寫入文字之文字輸入裝置(參照例如，專利文獻1)。

該文字輸入裝置，具備：觸控面板輸入手段；探測手段，其探測於該觸控面板輸入手段上操作之操作者手指的移動；提取手段，其基於該探測手段的探測結果，提取於觸控面板輸入手段上操作之操作者手指的移動；及辨識手段，其基於利用該提取手段所提取之操作者手指的軌跡，來辨識操作者手寫輸入之文字。該文字輸入裝置，由於是根據藉由探測手段所探測之手指映影的中心點的軌跡等來判定操作，因此，即便手指的粗細發生變動，亦可提取操作。

[先行技術文獻]

(專利文獻)

專利文獻1：日本特開平9-245224號公報

操作者藉由手指於觸控面板輸入手段上書寫文 字時，連續操作期間手指可能會離開觸控面板輸入手段。先前的文字輸入裝置中，若手指的接觸不連續，則難以探測手指的軌跡，因此，可能會無法正確辨識文字。又，具有即便手指離開操作面亦可檢測操作之檢測手段時，例如可能會產生即便為同一操作者，但使用的手指不同，會造成檢測到的操作之距離不同，因而造成操作感(檢測靈敏度)不同。

因此，本發明的目的在於提供一種操作裝置，其抑制因檢測對象物的感應量的差，而造成操作感(檢測靈敏度)不同之問題。

本發明的一態樣是提供一種操作裝置，其具備：檢測部，其輸出對應於檢測對象物與操作面的距離之第1檢測值；判定部，其比較自檢測部所獲取之第1檢測值與預先設定的第1閾值，來判定檢測對象物對操作面之接觸；辨別部，其藉由判定部判定有接觸後，基於第1檢測值來辨別檢測對象物的感應量，該檢測對象物的感應量對檢測部所檢測的檢測值起作用；變更部，其基於藉由辨別部所辨別之檢測對象物的感應量，將第1閾值變更為第2閾值；及，操作檢測部，其利用比較自檢測部所獲取之第2檢測值與自變更部所獲取之第2閾值，來檢測由檢測對象物所實行之操作。

根據本發明的一態樣，可提供一種操作裝置，其可抑制因檢測對象物的感應量的差，而造成之操作感(檢測靈敏度)不同之問題。

1‧‧‧操作裝置

2‧‧‧觸控面板

3‧‧‧判定部

4‧‧‧辨別部

5‧‧‧變更部

6‧‧‧控制部

10‧‧‧本體

20‧‧‧操作面

21‧‧‧感測器導線

22‧‧‧感測器導線

23‧‧‧觸控面板控制部

30‧‧‧第1閾值

40‧‧‧表格

50‧‧‧表格

51‧‧‧第2閾值

100‧‧‧表面

200‧‧‧投影影像

201‧‧‧投影影像

F‧‧‧手指

S1、S2、S3、S4、S5‧‧‧步驟

第1A圖是實施形態的操作裝置的斜視圖。

第1B圖是操作裝置的方塊圖。

第1C圖是辨別部所存儲之表格。

第1D圖是變更部所存儲之表格。

第2A圖是用以說明實施形態的操作裝置的靈敏度之(包含手指投影於操作面上之投影影像)示意圖。

第2B圖是用以說明比較例中的手指為較粗時的靈敏度之示意圖。

第2C圖是用以說明比較例中的手指為較細時的靈敏度之示意圖。

第3圖是用以說明實施形態的操作裝置的動作之流程圖。

(實施形態的摘要)

實施形態的操作裝置，具備：檢測部，其輸出對應於檢測對象物與操作面的距離之第1檢測值；判定部，其比較自檢測部所獲取之第1檢測值與預先設定的第1閾值，來判定檢測對象物對操作面之接觸；辨別部，其藉由判定部判定有接觸後，基於第1檢測值來辨別檢測對象物的感應量，該檢測對象物的感應量對檢測部所檢測的檢測值起作用；變更部，其基於藉由辨別部所辨別之檢測對象物的感應量，將第1閾值變更為第2閾值；及，操作檢測部，其利用比較自檢測部所獲取之第2檢測值與自變更部所獲取之第2閾值，來檢 測由檢測對象物所實行之操作。

[實施形態]

(操作裝置的構成)

第1A圖是實施形態的操作裝置的斜視圖，第1B圖是操作裝置的方塊圖，第1C圖是辨別部所存儲之表格，第1D圖是變更部所存儲之表格。再者，於實施形態的各圖中，零件與零件的比例可能會與實際比例不同。

操作裝置1，例如可進行所連接之電子機器的操作。操作裝置1的構成，例如，藉由操作者身體的一部分(例如，手指)或專用筆等檢測對象物接觸或以可檢測的程度接近操作面20，來檢測操作，並對應於該操作，可進行電子機器上所顯示之遊標的移動或選擇、所顯示之圖標的拖放等指示。也就是說，操作者，例如可藉由於操作面20上進行操作，來進行所連接之電子機器的操作。於本實施形態中，對作為檢測對象物之手指所實行的操作進行說明。再者，於下述中，在無需分別使用時，所使用之接觸的表現，包含手指以操作裝置1上可檢測到之程度接近操作面20之情況。

如第1A圖所示，操作裝置1，以露出操作面20之方式，於本體10的表面100上配置觸控面板2。

又，操作裝置1，主要具備如下構件而構成：觸控面板2，其作為檢測部，輸出作為第1檢測值之第1靜電容，該第1檢測值對應於手指與操作面20的距離；判定部3，其比較自觸控面板2所獲取之第1靜電容與預先設定的第1閾值30，來判定手指對操作面20之接觸；辨別部4，其藉由判 定部3判定有接觸後，基於第1靜電容來辨別手指的感應量，該手指的感應量對作為觸控面板2所檢測的檢測值之靜電容起作用；變更部5，其基於藉由辨別部4所辨別之手指的感應量，將第1閾值30變更為第2閾值51；及，控制部6，其作為操作檢測部，利用比較自操作面板2所獲取之作為第2檢測值之第2靜電容與自變更部5所獲取之第2閾值51，來檢測由手指所實行之操作。

其中，檢測對象物為手指時，手指的感應量(靜 電容的檢測靈敏度)，除了手指的接觸面積以外，亦依據因人而異之身體的導電性、介電性的差異等而不同。也就是說，接觸操作面20時，即便接觸面積相同，所檢測之靜電容亦因人而異。因此，以下記載之手指的粗細是如後述，考慮手指的感應量者。其中，不考慮感應量之手指的粗細，作為一例，是表示檢測對象物接觸操作面20時，以設定第1閾值30時所設想之距操作面20的距離中的以與操作面20平行之面來切割檢測對象物而成的剖面的面積大小。以下，若無特別說明，手指的粗細是設為包含手指的感應量之表現。

(觸控面板2的構成)

本實施形態的操作面板2，例如為靜電容方式之觸控感測器，該靜電容方式之觸控感測器，藉由手指靠近操作面20，將與感測器導線21和感測器導線22與手指間的距離成反比之電流的變化作為檢測信號加以輸出。

如第1B圖所示，該觸控面板2是具備如下構件而構成：複數條感測器導線21和感測器導線22、及觸控面板 控制部23。

作為感測器導線21及感測器導線22的一例，是使用ITO(氧化銦錫：Indium Tin Oxide)來形成。

如第1B圖所示，感測器導線21和感測器導線22是沿著紙面的縱向和橫向排列。於本實施形態中，以第1B圖的紙面的橫向為x軸、縱向為y軸，並以觸控面板2的操作面20的左上方位置作為原點。該xy座標是為第1座標系。

於x軸方向上，例如等間距地排列有m條感測器導線21。該m例如為正整數。

於y軸方向上，例如等間距地排列有n條感測器導線22。該n例如為正整數。

沿著x軸排列之感測器導線21與例如沿著y軸排列之感測器導線22電性絕緣。

觸控面板控制部23的構成，是可按第1B圖的紙面自左向右之x軸方向的感測器導線21、紙面自上向下之y軸方向的感測器導線22之順序來讀取靜電容。觸控面板控制部23的構成，是可基於自控制部6輸出之控制信號來讀取靜電容。

又，觸控面板控制部23的構成，例如，可將所讀取之各感測器導線21的靜電容輸出至判定部3及控制部6。

再者，觸控面板2的構成，例如亦可為於操作面20的相反側具備顯示圖像之顯示部。

(判定部3的構成)

如第1B圖所示，判定部3具備第1閾值30。判定部3 的構成，是利用比較自觸控面板2所獲取之第1靜電容與第1閾值(threshold)30，來判定手指的接觸。判定部3的構成，例如生成包含第1靜電容並表示已判定接觸之判定資訊，並輸出至辨別部4。

如上所述，該接觸包含手指以達到第1閾值30 以上之靜電容之程度來接近操作面20之情況。這是因為，例如操作者利用手指於操作面20上輸入文字時，於操作期間手指對操作面20之接觸並非一定為連續。

該第1靜電容，例如是觸控面板2基於後述控制 部6的控制信號，週期性讀取之靜電容中，第1閾值30以上之靜電容，亦即判定有接觸之靜電容。因此，判定部3判定有接觸後，自觸控面板2輸出之靜電容是作為第2靜電容而輸出至控制部6。再者，判斷為操作結束後之靜電容，被輸出至判定部3，用於判定接觸。

(辨別部4的構成)

如第1C圖所示，辨別部4，具有將基於第1靜電容而計算出來的手指的接觸面積S與手指的大小賦予相關性之表格40，並基於接觸面積S與表格40，來辨別手指的粗細。作為計算該接觸面積S的一例，使用根據第1閾值30以上之靜電容而求得之座標來計算之方法等周知方法。再者，該接觸面積S的計算，是考慮複數條感測器導線21和感測器導線22中的感應量的分佈而進行。

又，辨別部4的構成，亦可為將觸控面板2檢測 出手指的接觸期間中的接觸面積的平均值作為手指的接觸面 積S。此時，判定部3對判定為手指接觸操作面20至判定為手指離開操作面20期間所計算出來的複數個接觸面積的平均值進行計算，作為接觸面積S。

表格40及後述表格50，例如亦可藉由實驗及模 擬方法等求得。再者，辨別部4及變更部5，例如並非限定於使用表格40及表格50之構成，亦可為藉由運算求出第2閾值51等之構成。

如第1C圖所示，該表格40，例如將計算出來的 手指的接觸面積S與手指的粗細賦予相關性。作為一例，接觸面積S為S≦a時，手指的粗細辨別為「較細」。作為一例，接觸面積S為a<S<b時，手指的粗細辨別為「標準」。作為一例，接觸面積S為b≦S時，手指的粗細辨別為「較粗」。 再者，0<a、b、c。a、b及c是如上所述，作為一例，使用作為手指粗細的模型之手指，並藉由實驗及模擬方法等決定。辨別部4將辨別之結果作為辨別資訊而輸出至變更部5。

(變更部5的構成)

第2A圖是用以說明實施形態的操作裝置的靈敏度之(包含手指F投影於操作面上之投影影像)示意圖，第2B圖是用以說明比較例中的手指F較粗時的靈敏度之示意圖，第2C圖是用以說明比較例中的手指F較細時的靈敏度之示意圖。

變更部5的構成，是基於藉由辨別部4辨別之手 指的粗細，將第1閾值30變更為第2閾值51。

其中，靜電容與操作面20和手指F間的距離成 反比，而與手指F的粗細成正比。也就是說，距操作面20的 距離相同時，靜電容與手指F的粗細成正比。因此，即便距操作面20的距離相同，根據手指F的粗細，亦會發生時而可檢測操作時而不可檢測操作之情況。再者，該手指的粗細是包含感應量而決定者。

具體而言，自操作面20至手指F的距離d相同 時，如第2A圖所示，手指F較粗時投影至操作面20上之投影影像200的面積，較手指F較細時的投影影像201的面積大。因此，用於接觸的判定之閾值為固定時，手指F較粗之情況下，如第2B圖的比較例所示，距操作面20的距離d₁處判定有接觸；手指F較細之情況下，如第2C圖的比較例所示，若非短於距離d₁之距離d₂，可能無法判定有接觸。再者，投影影像200及投影影像201，是將對靜電容起作用之部分投影於操作面20上之影像。

因此，如第2B圖及第2C圖所示，手指F的粗 細造成檢測操作之距離不同時，例如，即便操作者相同，而所使用之手指不同，亦造成操作感不同，因而操作感不佳。

因此，操作裝置1的構成，是基於第1靜電容來 辨別對觸控面板2所檢測之靜電容起作用之手指的粗細，並根據所辨別之手指的粗細來變更第1閾值30，如第2A圖所示，即便手指的粗細不同，亦以大致相同之距離d來檢測操作。再者，手指的粗細是考慮感應量而計算。

辨別出來的手指的粗細為「較細」時，變更部5 基於表格50，將第2閾值51變更為「A」。又，辨別出來的手指的粗細為「標準」時，變更部5基於表格50，將第2閾 值51變更為「B」。進而，辨別出來的手指的粗細為「較粗」時，變更部5基於表格50，將第2閾值51變更為「C」。再者，作為一例，A、B及C為滿足A<B<C之正數。

該手指粗細的辨別並非限定於上述3種，可為進 而較少，亦可為進而較多。又，手指粗細的辨別亦可根據接觸面積來計算。

(控制部6的構成)

控制部6是由如下構件所構成之微型電腦：例如，CPU(Central Processing Unit)，其按照所記憶之程式，對獲取之資料進行演算及加工等；作為半導體記憶體之RAM(Random Access Memory)及ROM(Read OnLy Memory)等。該ROM中存儲有例如，用於控制部6動作之程式。RAM，例如作為暫時存儲演算結果等之記憶區域使用。又，控制部6具有於其內部生成頻率信號之手段，並基於該頻率信號進行動作。

控制部6的構成，是利用比較自觸控面板2所獲 取之第2靜電容、與自變更部5所獲取之第2閾值51，來檢測手指之操作。

又，控制部6的構成，例如，基於第2閾值51 以上之第2靜電容，計算***作之操作面20的座標，並作為操作資訊而輸出至所連接之電子機器。該座標的計算與靜電容的讀取相同，是基於對應頻率信號之預先設定的週期來進行。又，控制部6的構成，是基於該預先設定的週期來生成控制信號，並輸出至觸控面板控制部23。

以下，參照各圖，並根據第3圖的流程圖對本實 施形態的操作裝置1的動作進行說明。

(動作)

控制部6，是基於預先設定的週期來生成控制信號，並輸出至觸控面板控制部23。觸控面板控制部23，基於獲取之控制信號來讀取第1靜電容(S1)，並輸出至判定部3。

判定部3，基於所獲取之第1靜電容及第1閾值 30來判定有無接觸。若判定部3判定為有手指的接觸，也就是說，於步驟2中，若「是」成立(S2：是)，則生成判定資訊，並輸出至辨別部4。

辨別部4，基於所獲取之判定資訊及表格40來辨 別手指的粗細(S3)。繼而，辨別部4辨別手指的粗細後，生成辨別資訊，並輸出至變更部5。

變更部5，基於所獲取之辨別資訊及表格50，將 第1閾值30變更為第2閾值51，並輸出至控制部6(S4)。

控制部6，是比較所獲取之第2閾值51與自觸控 面板2獲取之第2靜電容，來檢測操作(S5)，並計算檢測到接觸之位置的座標。繼而，控制部6生成包含計算出來的座標的資訊之操作資訊，並輸出至電子機器。控制部6，根據比較基於週期所獲取之靜電容與第2閾值51來檢測操作，操作連續時，連續生成操作資訊並輸出。該一系列的處理是於操作裝置1動作期間連續進行。

(實施形態的效果)

本實施形態的操作裝置1，可抑制由於檢測對象物的感應 量所造成之操作感的差異。該操作裝置1，基於第1靜電容來辨別手指的感應量，該手指的感應量對觸控面板2所檢測之靜電容起作用，並根據所辨別之手指的感應量來變更用以檢測操作之閾值。因此，操作裝置1可抑制由於手指的感應量的差異所造成之距檢測出操作之操作面20的距離之不均，因而可抑制操作感的差異。

操作裝置1，由於具備：表格40，其根據考慮感 應量而計算出來的接觸面積S來辨別手指的粗細；及，表格50，其根據手指的粗細來設定第2閾值51。因此，相較於根據靜電容來計算之情況，控制部6的負荷得以抑制，因而處理速度變快。又，由於操作裝置1無需進行如上高度處理之控制部，因此可以低成本的方式來製造。

由於操作裝置1，不論手指的粗細為何，根據第 2閾值51來檢測對操作面20之接觸及接近，因此，於操作面20上書寫文字等時，相較於僅檢測接觸者，於連續操作過程中，即便手指離開操作面20，亦可檢測，因而提升所進行之操作的檢測精度。

以上，說明了本發明的若干實施形態，此等實施形態僅為一例，並非限定申請專利範圍的發明。此等新實施形態可以其它各種形態實施，於不偏離本發明的要旨之範圍內，可進行各種省略、替換、及變更等。又，於此等實施形態中說明之所有特徵的組合，並非一定為用以解決發明的課題之手段所必須。進而，此等實施形態包含於發明的範圍及要旨中，並且包含於申請專利範圍所記載之發明與其均等之 範圍中。

(產業上之可利用性)

本發明可適用於因檢測對象物的感應量的差而可能產生操作感(檢測靈敏度)差異之操作裝置。

2‧‧‧觸控面板

3‧‧‧判定部

4‧‧‧辨別部

5‧‧‧變更部

6‧‧‧控制部

20‧‧‧操作面

21‧‧‧感測器導線

22‧‧‧感測器導線

23‧‧‧觸控面板控制部

30‧‧‧第1閾值

40‧‧‧表格

50‧‧‧表格

51‧‧‧第2閾值

Claims (4)

1. 一種操作裝置，其具備：檢測部，其輸出對應於檢測對象物與操作面的距離之第1靜電容；判定部，其比較自前述檢測部所獲取之前述第1靜電容與預先設定的第1閾值，來判定前述檢測對象物對前述操作面之接觸；辨別部，其藉由前述判定部判定有接觸後，基於前述第1靜電容來辨別檢測對象物的感應量，該檢測對象物的感應量對前述檢測部所檢測的靜電容起作用；變更部，其基於藉由上述辨別部辨別之前述檢測對象物的感應量，將前述第1閾值變更為第2閾值；及，操作檢測部，其利用比較自前述檢測部所獲取之第2靜電容與自前述變更部所獲取之前述第2閾值，來檢測由前述檢測對象物所實行之操作。
2. 如請求項1所述之操作裝置，其中，前述辨別部具有將基於前述第1靜電容而計算出來的前述檢測對象物的接觸面積與前述檢測對象物的感應量賦予相關性之表格，並基於前述接觸面積與前述表格，來辨別前述檢測對象物的感應量。
3. 如請求項1或2所述之操作裝置，其中，前述第2靜電容為前述第2閾值以上時，前述操作檢測部，計算基於前述檢測對象物的接觸之座標、或基於接近之座標。
4. 如請求項2所述之操作裝置，其中，前述辨別部，將前述檢測部檢測出前述檢測對象物的接觸期間中的接觸面積的平均值，作為前述檢測對象物的接觸面積。