タッチセンサ及びリモコン装置

【課題】簡易的な構造でポインタなどの座標位置の指定の操作の精度を向上させたり、ユーザがより直感的に操作可能とする技術を提供する。
【解決手段】タッチセンサ２０は立体的な形状を有しており、上面視では略円形の形状を有している。中央部分には凸状部２５が曲面で形成されている。この凸状部２５は、中心の中央部３０で凸状の曲面である内側曲面部３１を形成しており、同心状に一旦高さが外に向かって低くなっており、最深部で底部３２を形成している。そして底部３２からは、同心状に徐々に高さが高くなって、外縁部３４まで曲面である外側曲面部３３が形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチセンサおよびリモコン装置に係り、特に立体形状を有するタッチセンサ及びそのようなタッチセンサを備えるリモコン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ノート型パーソナルコンピュータやリモコンにおける、いわゆる座標情報を入力する手段としてトラックボールやフラットパットがある。ユーザは、その様な入力手段により表示画面に表示されたポインタを操作して所定の装置を操作する。
【０００３】
トラックボールは操作性がよいことが知られているが、一般には機構構造が複雑であり小型化が難しいという課題がある。また、操作対象であるボールのスリップ防止のために定期的なメンテナンスが必要である。
【０００４】
また、フラットパットは、指を所定の領域に接触させてさらにスライドさせることで座標位置指定を行う。一般には、フラットパットで微妙な操作を行うことは難しいという課題があり、フラットパットの操作性は、トラックボールの操作性には及ばない。
【０００５】
これらの課題を改善するために、例えば、トラックボールのボールを擬して半球状（ドーム状）に形成されたタッチセンサを用いた座標入力装置がある。
【特許文献１】特開２００４−９４４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載の技術では、指を接触及びスライドさせて座標位置を指定する操作方式であり、ポインタに微妙な動きをさせることに対して何ら対策が施されておらず、上記課題は依然として残っており、より直感的にポインタを操作可能なディバイスが求められている。
【０００７】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、簡易的な構造でポインタなどによる座標位置の指定操作の精度を向上させる技術を提供することにある。また別の観点では、ポインタなどを、ユーザがより直感的に操作可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るタッチセンサは、略円形に形成された凹状部と、前記凹状部の中央に形成された凸状部とを有する。
また、前記凸状部は、同心状に高さが変化してもよい。
前記凸状部は、外形が曲面で形成されてもよい。
前記凸状部の頂部は、前記凹状部の外縁より低くてもよい。
また、ユーザの接触位置の、前記凹状部の中心に対する相対位置にもとづいて、当該タッチセンサで操作するポインタの移動速度及び移動方向を決定してもよい。
本発明に係るリモコン装置は、上述のタッチセンサを備え、前記タッチセンサの外部近傍に選択ボタンを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、センサ部分を内部に凸状部を有する凹状の立体形状としたため、簡易的な構造で座標位置の指定操作の精度を向上させる技術を提供することができる。また別の観点では、ポインタなどを、ユーザがより直感的に操作可能な技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係るリモコン１０の上面から見た外観を示す平面図である。また、図２は、リモコン１０の機能ブロック図である。ユーザはこのリモコン１０を用いてテレビ（図示せず）を操作する。リモコン１０は、操作インタフェイス１１として、テンキー１６や電源ボタン１７、ファンクションボタン１８等の各種ボタンとテレビに表示されるポインタを操作したり表示されるボタンの選択を変更等するためのポインティングディバイス１５とを備える。
【００１２】
ポインティングディバイス１５は、静電容量式の接触センサであるタッチセンサ２０と、タッチセンサ２０の上側近傍の左右の位置で、左側の第１の操作ボタン２１と右側の第２の操作ボタン２２とを備える。なお、タッチセンサ２０のセンサタイプとして静電容量式に限る趣旨ではなく、タッチセンサ２０に対するユーザの接触位置を適当に検知できればよく、例えば、電磁誘導式などのセンサであってもよい。
【００１３】
制御部１２は、操作インタフェイス１１に対するユーザの操作を判別して、その操作に関連づけられた所定の信号を送信するように送信部１３に指示する。送信部１３は、その指示を受けて、図示しないテレビなどの操作対象に対して、赤外線を用いて指示信号を出力する。
【００１４】
図３は、タッチセンサ２０の形状を示した図であり、図３（ａ）は、上（Ｚ軸方向）から見た平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。なお、図では、便宜的に、図横方向をＸ軸、縦方向をＹ軸、高さ方向をＺ軸で表示している。
【００１５】
図示の通り、タッチセンサ２０は立体的な形状を有しており、上面視では円形の形状を有している。中央部分には凸状部２５が曲面で形成されている。この凸状部２５は、中心の中央部３０が滑らかな凸状の曲面となっており、その曲面から連続して滑らかに下る内側曲面部３１が形成されている。したがって、凸状部２５は同心状に一旦高さが外に向かって低くなっている。そして、最深部で底部３２を形成している。底部３２からは、中央部３０から同心状に徐々に高さが高くなって、外縁部３４まで曲面である外側曲面部３３が形成されている。なお、タッチセンサ２０の外形は、上面視で真円に限らず楕円であってもよい。なお、凸状部２５の最も高い中央部３０は、図示においてＺ軸マイナス側に位置して示しているように、外縁部３４よりも低くなっている。
【００１６】
ここでは、内側曲面部３１と外側曲面部３３とは底部３２において滑らかに連続している。また、外側曲面部３３の外側端部である外縁部３４は、ユーザが触れたときに端部であることを明確に認識できる形状になっている。つまり、外側曲面部３３とカバー面３６との境界を滑らかにせずに、エッジを有する形状としている。従来技術（特許文献１）に示したような、カバー面３６に対して半円状（ドーム状）形状の場合、カバー面と半円状形状との境界は、実質的に接触できないため、無駄な領域が生じていたが、本実施形態では、立体形状を全て有効に利用できる。
【００１７】
図４は、タッチセンサ２０を用いてテレビなどの表示装置に表示されるポインタの移動を行う場合について説明する図である。
【００１８】
ポインタの移動は、中心点Ｏを基準として接触点Ｐ０の半径方向の距離ＬとＸ軸方向に対する角θで決定される。具体的には、タッチセンサ２０は、上述の通り、上（Ｚ軸方向）から見ると半径Ｒの円形となっており、凸状部２５の頂部である中央部３０が中心点Ｏとして定められている。ポインタの移動方向は、この中心点Ｏ（中心部３０）より接触点Ｐ０を見た角θの方向により決定される。ユーザの指がタッチセンサ２０に接触しているとポインタは移動し、タッチセンサ２０から離間するとポインタの移動は停止する。また、ポインタの移動速度は、中心点０（中央部３０）と接触点Ｐ０の距離Ｌにしたがって決定される。なお、移動速度の最大は、中央部３０から外縁部３４までの距離、つまり半径Ｒである最大距離Ｌｍａｘに対応する速度である。
【００１９】
そして、ポインタの速度Ｖは、一次線形速度変化方式による計算に従う次の（１）式、または、非線形速度変化方式による計算に従う次の（２）式、さらにまた（１）式と（２）式の組合せにより決定され、距離Ｌの変化に応じて連続的に変化する。以下、ポインタの速度Ｖを算出する以下の（１）式及び（２）式をまとめて、「速度算出式」という。
Ｖ＝ｋ×Ｌ・・・（１）式
Ｖ＝ｋ×Ｌα ・・・（２）式
（なお、α、ｋは定数）
【００２０】
図５は、タッチセンサ２０に対応するポインタの速度Ｖについて、タッチセンサ２０のどの部位を操作したときにどのような速度となるかを決定するかを説明するために示す図である。タッチセンサ２０の接触対象領域は、中心からの距離に応じて第１〜第３領域Ａ１〜Ａ３に３分割されており、それぞれの領域に対して異なる速度算出式が適用される。
【００２１】
まず、第１領域Ａ１は、中心点Ｏ（中央部３０）からの距離Ｒ１の領域である。この領域は、凸状部２５の内側曲面部３１における内側の領域の一部にあたる。この第１領域Ａ１は、主にユーザがポインタの位置を僅かに移動させると言った微調整を行うときに操作対象となる。そのため、距離変化に対して速度変化量を少なくしており、例えば、距離Ｌ１の接触位置Ｐ１の速度Ｖ１はｋ１及びｎを定数として上記（２）式をベースとする以下の（３）式が適用される。
Ｖ１＝（１／ｋ１）×Ｌ１ｎ・・・（３）式
【００２２】
第２領域Ａ２は、第１領域Ａ１より外側の領域で、Ａ１中心点Ｏ（中心部３０）からの距離Ｒ１から距離Ｒ２（ただし、Ｒ２＞Ｒ１）までの環状の領域である。この領域は、内側曲面部３１における外側の領域と、外側曲面部３３における内側の領域を含んだ領域で、内側曲面部３１と外側曲面部３３の境界である底部３２を含んでいる。この第２領域Ａ２は、それほど微調整を必要としていない、比較的大まかな移動をするための操作を想定した領域である。距離Ｌ２の接触位置Ｐ２の速度Ｖ２は、ｋ２を定数として上述の（１）式をベースとする以下の（４）式が適用される。
Ｖ２＝ｋ２×Ｌ２・・・（４）
（４）式に示すように、速度Ｖ２は距離Ｌに対して線形で変化するため、ユーザは、直感的にポインタの移動速度をコントロールできる。なお、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２との境界に設定される速度Ｖ１−２を連続的にするため、上記定数ｋ１、ｋ２、ｎは、以下の（５）式を満たすよう決定される。
Ｖ１−２＝（１／ｋ１）×Ｌｎ＝ｋ２×Ｌ・・・（５）
【００２３】
第３領域Ａ３は、第２領域Ａ２より外側の領域で、中心点Ｏ（中央部３０）からの距離Ｒ２から距離Ｒ３（ただし、Ｒ３＞Ｒ２）までの環状の領域である。この第３領域Ａ３は、第２領域Ａ２と同様に大まかにポインタを移動させるための領域であり、ここでは、第２領域Ａ２よりも更に高速で移動させたいときに操作対象となる。距離Ｌ３の接触位置Ｐ３の速度Ｖ３は、ｋ３及びｍを定数として、上述の（２）式をベースとする以下の（６）式が適用される。
Ｖ３＝ｋ３×Ｌ３ｍ・・・（６）式
僅かな接触位置の変化でも、ポインタの速度が大きく変わるように設定される。なお、第２領域Ａ２と第３域Ａ３との境界に設定される速度Ｖ２−３を連続的にするため、上記定数ｋ２、ｋ３、ｍは以下の（５）式の関係を満たすよう決定される。
Ｖ２−３＝ｋ２×Ｌ＝ｋ３×Ｌｍ・・・（６）
【００２４】
タッチセンサ２０に対する、ユーザの一般的な使用方法、つまりポインタの移動のさせ方は、以下の（１）〜（３）のような流れとなる。
（１）第２領域Ａ２または第３領域Ａ３に対する操作により大まかにポインタを移動させる。
（２）第１領域Ａ１に対する操作によりポインタを微調整移動させる。
（３）ポインタの位置が所望の位置に確定したら、第１の操作ボタン２１や第２の操作ボタン２２を用いて決定動作等を行う。なお、凸状部２５の中央部３０に対するタップ動作により決定動作を行う構成としてもよい。
【００２５】
以上、本実施形態によれば、タッチセンサ２０を立体形状にしたため、ユーザが感覚的に中心からの距離を捉えやすく、テレビ等の表示装置に表示されるポインタの速度や方向を直感的に調整することができる。また、タッチセンサ２０への操作のとき、タッチセンサ２０の外縁部３４で膨らむ形状となっているため、ユーザはどこまでがセンサ範囲であるかを、視認することなく指による触覚で感覚的に理解することが可能となる。また、ユーザは、ポインタを移動させるときに、指を接触させたままスライドさせる必要がなく、ただ接触させたままでよい。また、ボールを回転させる構成でないため、ポインタの移動位置の制御が比較的容易である。
【００２６】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、図６に示すように、タッチセンサ２０の断面形状において、凸状部２５の内側曲面部３１の曲面を、中央部３０に近づくにしたがって、斜面の傾斜を大きくなる形状としてもよい。この形状の場合、ユーザは中央部３０の位置をより正確に認識できる。
【００２７】
また、図７に示すように、タッチセンサ２０の底部３２を所定の幅となるように環状に形成してもよい。このとき、上述の第１領域Ａ１を凸状部２５の内側曲面部３１の全面に、第２領域Ａ２を底部３２の全面に、さらに、第３領域Ａ３を外側曲面部３３の全面に設定してもよい。この形状の場合、ユーザは、第１〜第３領域Ａ１〜Ａ３の把握が容易である。
【００２８】
また、本実施形態ではタッチセンサ２０がリモコン１０に設けられる構成であるが、これに限らず、例えば、ノート型パーソナルコンピュータに搭載されてもよい。タッチセンサ２０が凹状であるため、ノート型パーソナルコンピュータを問題なく折り畳むことができる。また、マウスやトラックボールの代わりに単独でのポインティングディバイスを構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態に係る、リモコンの上面外観を示す平面図である。
【図２】実施形態に係る、リモコンの機能ブロック図である。
【図３】実施形態に係る、タッチセンサの形状を示した図である。
【図４】実施形態に係る、タッチセンサを用いて、テレビなどの表示装置に表示されるポインタの移動とタッチセンサのタッチ位置との関係について説明する図である
【図５】実施形態に係る、タッチセンサに対する操作位置とポインタの速度との関係を説明するために示す図である。
【図６】実施形態の変形例に係る、タッチセンサの断面形状を示す図である。
【図７】実施形態の変形例に係る、タッチセンサの断面形状を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０リモコン
１１操作インタフェイス
１２制御部
１３送信部
１５ポインティングディバイス
１６テンキー
１７電源ボタン
１８ファンクションボタン
２０タッチセンサ
２１第１の操作ボタン
２２第２の操作ボタン
２５凸状部
３０中央部
３１内側曲面部
３２底部
３３外側曲面部
３４外縁部
Ａ１第１のタッチ領域
Ａ２第２のタッチ領域
Ａ３第３のタッチ領域

【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円形に形成された凹状部と、
前記凹状部の中央に形成された凸状部と
を有することを特徴とするタッチセンサ。
【請求項２】
前記凸状部は、同心状に高さが変化していることを特徴とする請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項３】
前記凸状部は、外形が曲面で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチセンサ。
【請求項４】
前記凸状部の頂部は、前記凹状部の外縁より低いことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のタッチセンサ。
【請求項５】
ユーザの接触位置の、前記凹状部の中心に対する相対位置にもとづいて、当該タッチセンサで操作するポインタの移動速度及び移動方向を決定することを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のタッチセンサ。
【請求項６】
請求項１〜５までのいずれか１項に記載のタッチセンサと、
前記タッチセンサの外部近傍に選択ボタンを有することを特徴とするリモコン装置。

【図１】