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入力装置
説明

入力装置

【課題】複数点におけるタッチ入力が同一のユーザによるものか、複数のユーザによるものかを、より簡単に判別することができる入力装置を提供する。
【解決手段】供給部は、第1導体群の各第1導体に、検出信号を順次供給する。検出部は、第2導体群の各第2導体から、検出信号に対応する電気信号を順検出する。算出部は、検出信号を供給した第1導体と、電気信号を検出した第2導体と、の導体組の各々について、電気信号が減少した導体組に対応する位置を算出する。推定部は、前記位置が複数存在する場合、一方の前記位置に対応する前記導体組の前記第1導体に前記検出信号が供給された際、他方の位置に対応する前記導体組の前記第2導体から検出される前記電気信号が増大した場合に、複数の前記位置は一のユーザによってタッチされたと推定する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、入力装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ユーザがタッチした位置(タッチ位置)を推定し、当該タッチ位置に基づいて、機器等を操作するタッチ式の入力装置がある。また、タッチ式の入力装置の中には、複数点を同時にタッチされた場合に、当該複数点のタッチ位置を推定する、マルチタッチ方式の入力装置がある。
【0003】
従来のマルチタッチ方式の入力装置では、特殊な椅子に座る等、ユーザの姿勢を拘束しなければ、複数点におけるタッチ入力があった場合に、それらが同一のユーザによるものか、複数のユーザによるものかを判別することができなかった。
【0004】
このような入力装置では、複数点におけるタッチ入力が同一のユーザによるものか、複数のユーザによるものかを、より簡単に判別することができるものが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国特許第6452514号明細書
【特許文献2】特開2003−022158号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
発明が解決しようとする課題は、複数点におけるタッチ入力が同一のユーザによるものか、複数のユーザによるものかを、より簡単に判別することができる入力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明の一の実施形態に係るタッチ式入力装置は、同時に複数のタッチ入力が可能な入力装置であって、第1導体群と、第2導体群と、供給部と、検出部と、算出部と、推定部とを備える。
【0008】
第1導体群は、第1方向に伸びる複数の第1導体を含む。第2導体群は、前記第1方向と交差する第2方向に伸びる複数の第2導体を含む。供給部は、前記第1導体群の各第1導体に、検出信号を順次供給する。検出部は、前記第2導体群の各第2導体から、前記検出信号に対応する電気信号を検出する。算出部は、前記検出信号を供給した第1導体と、前記電気信号を検出した第2導体と、の導体組の各々について、前記電気信号が減少した前記導体組に対応する位置を算出する。推定部は、前記位置が複数存在する場合、一方の前記位置に対応する前記導体組の前記第1導体に前記検出信号が供給された際、他方の位置に対応する前記導体組の前記第2導体から検出される前記電気信号が増大した場合に、複数の前記位置は一のユーザによってタッチされたと推定する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第1の実施の形態に係る入力装置1を表すブロック図。
【図2】入力装置1の回路構成の一部を表す図。
【図3】入力装置1の処理を表すフローチャート。
【図4】第1導体群51及び第2導体群52導体と、座標との関係の説明図。
【図5】第1導体群51及び第2導体群52導体の側面図。
【図6】タッチ入力時における信号の流れの説明図。
【図7】タッチ入力時における信号の流れの説明図。
【図8】第2の実施の形態に係る入力装置2を表すブロック図。
【図9】入力装置2の回路構成の一部を表す図。
【図10】第2の実施の形態における、ユーザ推定部162の処理を表すフローチャート。
【図11】第3の実施の形態における、ユーザ推定部162の処理を表すフローチャート。
【図12】第4の実施の形態に係る入力装置4を表すブロック図。
【図13】タッチ点の説明図。
【図14】第4の実施の形態における、ユーザ推定部162の処理を表すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0010】
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態に係る入力装置1は、静電容量方式のタッチ式入力装置である。例えば、入力装置1は、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、産業用機器等に用いられ得る。入力装置1は、複数点でタッチ入力された場合に、それらが同一ユーザによるものであるか否かを判別する。
【0011】
ここでは、同一ユーザが複数点(例えば2点)を同時にタッチした場合、電気信号の一部が、タッチ位置Aからユーザを介して、他方のタッチ位置Bに伝わるのでタッチ位置Aとタッチ位置Bの間での静電容量が変化する。これを利用すれば、複数点でタッチ入力された場合に、それらが同一ユーザによるものであるか否かを判別することができる。
【0012】
なお、本実施形態におけるタッチ入力とは、ユーザが物理的に直接タッチする「接触タッチ入力」の他に、一定の空間を隔てた状態でポインティングする「非接触タッチ入力」の意味も含む。
【0013】
図1は、入力装置1を表すブロック図である。入力装置1は、第1導体群51と、第2導体群52と、供給部11と、検出部12と、容量算出部13と、同期部14と、算出部15と、推定部16と、出力部17とを備える。供給部11は、信号生成部111と、第1選択部112とを含む。検出部12は、第2選択部121と、信号検出部122とを含む。算出部15は、第1判定部151と、座標算出部152とを含む。推定部16は、第2判定部161と、ユーザ推定部162とを含む。
【0014】
第1導体群51と第2導体群52とは、例えば、図4(後述)のように配置される。第1導体群51は、第1方向に伸びる複数の導体を含む。第1導体群51における各導体は、第1方向に延び、特定の間隔を隔てて設けられる。各導体は、互いに電気的には絶縁されている。
【0015】
第2導体群52は、第2方向に伸びる複数の導体を含む。第2導体群52における各導体は、第2方向に延び、特定の間隔を隔てて設けられる。各導体は、互いに電気的には絶縁されている。ここで、第2方向は、第1方向と交差する方向である。例えば、第2方向は、第1方向と直交する方向であってよい。
【0016】
第1導体群51と第2導体群52とは、互いに電気的に絶縁されている。第1導体群51における各導体と、第2導体群52における各導体とが交差する領域においては、静電容量による結合(容量結合)が生じる。
【0017】
図2は、本実施形態における、供給部11と、第1導体群51と、第2導体群52と、検出部12との回路接続を表す概略図である。
【0018】
信号生成部111は、検出信号を生成する。検出信号とは、交流成分を含む波形の信号であり、例えば、正弦波、矩形波、三角波等であってよい。第1選択部112は、第1導体群51における各導体と順次接続する(接続時刻が重複しないように接続するのが望ましい)。第2選択部121は、第2導体群52における各導体と順次接続する。
【0019】
第1選択部112に接続された導体には、検出信号が流れる。検出信号が供給された第1導体群51の導体、及び該導体と交差する第2導体群52の導体との間において、容量結合により、電気信号が第2導体群52の導体に生じる。この電気信号を、第2選択121に接続された導体を介して、信号検出部122が検出する。
【0020】
容量算出部13は、検出信号が供給された第1導体群51の導体と、電気信号が検出された第2導体群52の導体との間の静電容量Cを算出する。
【0021】
同期部14は、第1選択部112が第1導体群51における各導体と接続するタイミングと、第2選択部121が第2導体群52における各導体と接続するタイミングと、容量算出部13が静電容量Cを算出するタイミングとを同期させる。これにより、容量算出部13は、第1導体群51の各導体と、第2導体群52の各導体と、の交差点の各々について、静電容量Cを算出する。
【0022】
なお、本実施形態において、同期部14は、第1導体群51の一の導体に検出信号が供給されている間に、該導体に交差する第2導体群52の各導体から電気信号を検出し、各々の導体の組合せにおいて静電容量Cを算出するよう、第1選択部112と第2選択部121と容量算出部13とを制御する。
【0023】
第1判定部151は、算出された静電容量Cが定常値(タッチ入力操作が行われていないときの値)と比較して、減少しているか否かを判定する。
【0024】
座標算出部152は、静電容量Cが定常値と比較して減少している交差点の座標を算出する。すなわち、座標算出部152は、該交差点をユーザのタッチ点と推定する。ここで、複数点が同時にタッチされていた場合、座標算出部152は各々の複数点の座標を算出する。
【0025】
第2判定部161は、算出された静電容量Cが定常値と比較して、増大しているか否かを判定する。
【0026】
ユーザ推定部162は、座標算出部152で算出された交差点の座標に対応する導体の組における静電容量Cが、定常値と比較して増大しているか否かを判定する。増大していない場合、ユーザ推定部162は、複数点のタッチが、異なるユーザによるものであると判定する。増大している場合、ユーザ推定部162は、複数点のタッチが、同一ユーザによるものであると判定する。
【0027】
座標算出部152で算出された交差点の座標に対応する導体の組における静電容量Cが、定常値と比較して増大していない場合、出力部17は、第1出力信号と、該交差点の座標とを、操作対象の機器に出力する。
【0028】
座標算出部152で算出された交差点の座標における静電容量Cが、定常値と比較して増大している場合、出力部17は、第2出力信号と、該交差点の座標とを、操作対象の機器に出力する。
【0029】
ここで、第1出力信号と第2出力信号とは、互いに区別可能な信号である。本実施形態において、第1出力信号は異なるユーザによるタッチであることを示すものであり、第2出力信号は同一ユーザによるタッチであることを示すものである。
【0030】
また、出力部17の出力の仕方は、例えばUSB等を介して操作対象の機器に接続されてもよい。これ以外にも、赤外線通信や無線通信等、任意の形式を用いて構わない。
【0031】
供給部11と、検出部12と、容量算出部13と、同期部14と、第1判定部151と、座標算出部152と、第2判定部161と、ユーザ推定部162と、出力部17とは、中央演算処理装置(CPU)、及びCPUが用いるメモリにより実現されてよい。
【0032】
以上、入力装置1の構成について説明した。
【0033】
図3は、入力装置1の処理を表すフローチャートである。
【0034】
信号生成部111は、検出信号を生成する(S101)。信号生成部111には、発振回路やDSS(Direct Digital Synthesizer)等を用いてよい。第1選択部112は、第1導体群51における各導体と接続する(S102)。例えば、第1選択部112は、アナログマルチプレクサにより実現されてよい。また、第1選択部112が各導体に検出信号を供給するタイミングは、同期部14により制御される。
【0035】
第2選択部121は、第2導体群52における導体と接続する(S103)。例えば、第2選択部121は、アナログマルチプレクサにより実現されてよい。なお、第2選択部121と接続しない導体は、接地することが望ましい。また、第2選択部121が各導体から電気信号を検出するタイミングは、同期部14により制御される。
【0036】
信号検出部122は、電気信号を検出する(S104)。例えば、信号検出部122は、一般的な検波回路により実現されてよい。あるいは、演算増幅器などにより増幅した信号波形をそのままA/DコンバーターでCPUに取り込み、ディジタル処理により信号の振幅を求めてもよい。
【0037】
容量算出部13は、検出信号が供給された第1導体群51の導体と、電気信号が供給された第2導体群52の導体との間の静電容量Cを算出する(S105)。静電容量C[F]は、検出信号の振幅をV[V]、周波数をf[Hz]、電気信号の電流の振幅をI[A]とすると、式1により求めることができる。
【数1】

【0038】
または、検出信号の振幅Vと周波数fとを一定とすれば、式1を用いる代わりに、電気信号の電流の振幅Iの値をそのまま静電容量Cの代わりとして用いてもよい。容量算出部13は、各交差点での静電容量Cを記憶してよい。容量算出部13は、全ての導体の組合せ(交差点)の静電容量Cを算出したか否かを判定する(S106)。ステップS106の判定がNOの場合は、ステップS102に遷移する。
【0039】
ステップS106の判定がYESの場合、容量算出部13は、第1判定部151及び第2判定部161が判定する導体の組合せ(交差点)を選択し、第1判定部151と第2判定部161とに供給する(S107)。
【0040】
第1判定部151は、算出された静電容量Cが定常値と比較して、減少しているか否かを判定する(S108)。例えば、第1判定部151は、静電容量Cの値が予め定められた閾値以下であるか否かを判定してよい。
【0041】
第2判定部161は、算出された静電容量Cが定常値と比較して、増大しているか否かを判定する(S109)。例えば、第2判定部161は、静電容量Cの値が予め定められた閾値以上であるか否かを判定してよい。
【0042】
容量算出部13は、静電容量Cの増減を全ての導体の組合せで判定したか否かを判定する(S110)。ステップS110の判定がNOの場合は、ステップS107に遷移する。
【0043】
ステップS110の判定がYESの場合、座標算出部152は、静電容量Cが定常値と比較して減少した導体組の交差点の座標を算出する(S111)。
【0044】
図4は、各導体の交差点と座標との対応付けを説明するための図である。図4において、第1導体群51の導体の番号を、図の左から順に(1,2,3・・・,N)とする。第2導体群52の導体の番号を、図の上から順に(1,2,3・・・,M)とする。タッチ位置の座標を(X,Y)とする。
【0045】
第1導体群51の導体と、第2導体群52の導体と、の組合せ(交差点)全てについて、第1判定部151の判定結果を参照することにより、それらの組合せに対応する座標においてタッチ入力があったことが分かる。
【0046】
例えば、第1判定部151が、第1導体群51のn番目の導体と、第2導体群52のm番目の導体と、の静電容量Cが減少していると判定した場合、タッチ位置の座標は(n,m)である。これは、タッチ点が複数であった場合も同様であり、それぞれのタッチ位置の座標を求めることができる。
【0047】
ユーザ推定部162は、静電容量Cが定常値と比較して減少している導体組の交差点の座標が複数あったか否かを判定する(S112)。すなわち、タッチ点が複数あったか否かを判定する。ステップS112の判定がNOの場合、出力部17は、算出された交差点の座標を操作対象の機器に出力し、処理を終了する(S113)。
【0048】
ステップS112の判定がYESの場合、ユーザ推定部162は、座標算出部152で算出された交差点の座標に対応する導体の組における静電容量Cが、定常値と比較して増大しているか否かを判定する。ここで、対応する導体の組とは、第1のタッチ点の座標が(n1,m1)、第2のタッチ点の座標が(n2,m2)であった場合に、第1導体群51のn1番目の導体と第2導体群のm2番目の導体の組、および、第1導体群51のn2番目の導体と第2導体群のm1番目の導体の組、をさす。(S114)。
【0049】
ステップS113の判定がNOの場合、出力部17は、第1出力信号と、該交差点の座標とを、操作対象の機器に出力し、処理を終了する(S115)。ステップS113の判定がYESの場合、出力部17は、第2出力信号と、該交差点の座標とを、操作対象の機器に出力し、処理を終了する(S116)。
【0050】
以上、入力装置1の処理について説明した。
【0051】
入力装置1の動作原理、及び動作方法に関してさらに詳述する。図5は、第1導体群51に含まれる一の導体51−1と、第2導体群52に含まれる一の導体52−1が交差する点を模式的に表した図である。
【0052】
導体51−1と導体52−1との間には、絶縁物で構成される絶縁層53がある。絶縁層53により、導体51−1と導体52−1とは、直流的には絶縁される。しかし、両導体の間は容量結合100が生じ、ある周波数以上の検出信号は容量結合100を介して、導体51−1から導体52−1へ通過する。
【0053】
例えば、導体51−1に対して検出信号を供給している際に、導体52−1で電気信号を検出するとする。図6は、タッチ入力時における信号(検出信号と電気信号)の流れを説明するための図である。図6(a)は、タッチ入力が行なわれていない場合(定常時)の信号の流れを表している。図6(b)は、タッチ入力が行なわれた場合の信号の流れを表している。
【0054】
タッチ入力が行なわれていない場合(図6(a))、供給部11から導体51−1に供給された検出信号は、容量結合を介し、導体52−1から電気信号として検出部12で検出される。
【0055】
一方、タッチ入力が行なわれた場合(図6(b))、導体51−1に供給された検出信号の一部は、タッチ入力を行っているユーザを介して、回路のグラウンドへ流出する。すなわち、タッチ入力が行われているときに、検出部12(信号検出部122)が検出する電気信号の大きさは、定常時より減少する。
【0056】
したがって、タッチ入力が行われているときに、容量算出部13が式1により算出する静電容量Cの大きさは、定常時より減少する。
【0057】
よって、各々の導体の組について静電容量Cを算出し、各々の値が定常時と比較して減少しているかを判定すれば、タッチ入力が行われている座標を求めることができる。複数の点に対して同時にタッチ入力が行なわれている場合には、各々の座標を求めればよい。
【0058】
このように、導体間の静電容量Cの減少を判定することにより、複数点のタッチ入力座標を求めることができる。
【0059】
しかし、これだけでは、複数点のタッチ入力が同一ユーザによるものか、異なる複数のユーザによるものかを識別することはできない。
【0060】
以下、複数点のタッチ入力が、同一ユーザによるものか、異なる複数のユーザによるものかを識別する方法について説明する。
【0061】
図7は、異なる複数のユーザによるタッチ入力時、及び同一ユーザによるタッチ入力時における信号(検出信号と電気信号)の流れを説明するための図である。図7(a)は、2人のユーザが1点ずつタッチ入力した場合を表す。図7(b)は、同一ユーザが2点でタッチ入力の場合を表す。また、図の右側の表は、定常時との比較した静電容量Cの増減表である。
【0062】
2人のユーザ(ユーザ1とユーザ2)によるタッチ入力の場合(図7(a))、図6で説明したように検出信号の一部は、タッチ入力をしているユーザを介してグラウンドへ流出するため、導体51−1と導体52−1との間の静電容量Cは減少する。導体51−2と導体52−2との間の静電容量Cについても同様である。
【0063】
一方、同一ユーザによる2点のタッチ入力の場合(図7(b))、図6で説明したように検出信号の一部はタッチ入力をしているユーザ1を介してグラウンドへ流出するため、導体51−1と導体52−1と間の静電容量Cは減少する。
【0064】
しかし、図7(b)の場合、一部の検出信号には、グラウンドへ流出する以外に、ユーザ1を介して、再び第1導体群51の導体に戻るものもある。この場合、ユーザ1を介して戻った一部の検出信号により、電気信号の大きさが定常時よりも大きくなる第2導体群52の導体がある。すなわち、静電容量Cの大きさが定常時よりも大きくなる、導体の組み合わせが出現する。
【0065】
本例において、導体51−1に検出信号を供給した場合、52−1から検出される電気信号に基づいて算出される静電容量Cは定常時より減少するが、52−2から検出される電気信号に基づいて算出される静電容量Cは定常時より増大する。同様にして、導体51−2に検出信号を供給した場合、52−2から検出される電気信号に基づいて算出される静電容量Cは定常時より減少するが、52−1から検出される電気信号に基づいて算出される静電容量Cは定常時より増大する。
【0066】
このように、同一ユーザによるタッチ入力が行われた場合には、導体間での静電容量Cが定常時よりも増大する。
【0067】
算出されたタッチ位置の座標が複数(例えば2点)ある場合、ユーザ推定部162は、この原理を用い、算出されたタッチ位置の座標について、静電容量Cが定常時より増大していれば、同一ユーザによるタッチであると判定する。静電容量Cが定常時より増大していなければ、異なるユーザによるタッチであると判定する。
【0068】
特許文献2に記載の技術では、複数のタッチ入力がどのユーザによるタッチ入力であるかを判別することができる。しかし、この技術では、ユーザは特定の椅子に着座する必要がある等、姿勢を拘束されてしまう。
【0069】
本実施形態では、上述の構成により、ユーザの姿勢を拘束することなく、複数点におけるタッチ入力が同一のユーザによるものか、複数のユーザによるものかを判別することができる。
【0070】

(第2の実施の形態)
第2の実施の形態に係る入力装置2は、入力装置1の同一ユーザか複数ユーザかの判別精度をさらに向上させたものである。
【0071】
入力装置1では、図7に示したように、第1導体群51の導体に検出信号を供給し、第2導体群52の導体から電気信号を検出する。このため、複数のタッチ位置が同一の導体(例えば、導体52−1)上にある場合は、同一ユーザによるタッチ入力であっても、図7(b)のように、静電容量が増大しない。
【0072】
本実施形態では、第1導体群51の導体及び第2導体群52の導体に検出信号を供給し、第1導体群51の導体及び第2導体群52の導体から電気信号を検出する。これにより、複数のタッチ位置が同一の導体上にある場合であっても、同一のユーザによるタッチ入力か、複数のユーザによるタッチ入力かを判別することができる。
【0073】
図8は、入力装置2を表すブロック図である。入力装置2では、第1選択部112が第2導体群52にさらに接続され、第2選択部121が第1導体群51にさらに接続される点が、入力装置1の場合と異なる。
【0074】
また、本実施形態における同期部14は、第1導体群51又は第2導体群52の一の導体に検出信号が供給されている間、第1導体群51又は第2導体群52の他の導体から電気信号を検出し、各々の導体の組合せにおいて静電容量Cを算出するよう、第1選択部112と第2選択部121と容量算出部13とを制御する。
【0075】
図9は、本実施形態における、供給部11と、第1導体群51と、第2導体群52と、検出部12との回路接続を表す概略図である。
【0076】
第1選択部112は、第1導体群51における各導体及び第2導体群52における各導体とに順次接続する。第1選択部112に接続された導体には、検出信号が供給される。
【0077】
第2選択部121も、第1導体群51における各導体及び第2導体群52における各導体とに順次接続する。第2選択部121に接続された導体からは、電気信号が信号検出部122に順次供給される。信号検出部122は、電気信号を検出する。
【0078】
図10は、本実施形態における、ユーザ推定部162の処理を表すフローチャートである。図10のフローチャートは、図3のフローチャートのステップS112及びステップS114に対応する。
【0079】
ステップS201において、ユーザ推定部162は、座標算出部152が算出した第1タッチ点の座標(n1、m1)と、第2タッチ点の座標(n2、m2)を参照し、n1=n2であるか否かを判定する(S201)。n1=n2である場合、ステップS205へ遷移する。n1=n2でない場合、ステップS202へ遷移する。
【0080】
ステップS202において、ユーザ推定部162は、第1タッチ点の座標(n1、m1)と、第2タッチ点の座標(n2、m2)を参照し、m1=m2であるか否かを判定する(S202)。n1=n2である場合、ステップS204へ遷移する。m1=m2でない場合、ステップS203へ遷移する。
【0081】
ステップS203において、ユーザ推定部162は、第1タッチ点の座標(n1、m1)と、第2タッチ点の座標(n2、m2)とに対応する導体組の、第2判定部161の判定結果を参照し、第1タッチ点と第2タッチ点とが同一ユーザによるものか否かを判定する(S203)。第1導体群51の導体n1と、第2導体群52の導体m2との間の静電容量Cが増大し、かつ、第1導体群51の導体n2と、第2導体群52の導体m1との間の静電容量Cが増大していた場合、ステップS206へ遷移する。増大していない場合、ステップS207へ遷移する。
【0082】
ステップS204において、ユーザ推定部162は、第1タッチ点の座標(n1、m1)と、第2タッチ点の座標(n2、m2)とに対応する導体組の、第2判定部161の判定結果を参照し、第1タッチ点と第2タッチ点とが同一ユーザによるものか否かを判定する(S204)。第1導体群51の導体n1と、第1導体群51の導体n2との静電容量Cが増大していた場合、ステップS208へ遷移する。増大していない場合、ステップS209へ遷移する。
【0083】
ステップS205において、ユーザ推定部162は、第1タッチ点の座標(n1、m1)と、第2タッチ点の座標(n2、m2)とに対応する導体組の、第2判定部161の判定結果を参照し、第1タッチ点と第2タッチ点とが同一ユーザによるものか否かを判定する(S205)。第1導体群51の導体m1と、第1導体群51の導体m2との静電容量Cが増大していた場合、ステップS210へ遷移する。増大していない場合、ステップS211へ遷移する。
【0084】
ステップS206、ステップS208、ステップS210において、ユーザ推定部162は、第1タッチ点と第2タッチ点とが同一ユーザによるものであると判定する。
【0085】
ステップS207、ステップS209、ステップS211において、ユーザ推定部162は、第1タッチ点と第2タッチ点とが同一ユーザによるものでない(異なるユーザによるものである)と判定する。
【0086】
以上の構成及び処理により、本実施形態では、複数のタッチ入力が同一の導体上にある場合であっても、複数点におけるタッチ入力が同一のユーザによるものか、複数のユーザによるものかを判別することができる。
【0087】
(変形例)
本実施形態において、入力装置1は、切替部(不図示)をさらに備える。切替部(不図示)は、同一ユーザによるタッチ入力であるか否かを判別する処理を行うか(ONモード)否か(OFFモード)を設定する。切替部(不図示)は、ユーザが任意に操作することが可能であってよい。
【0088】
切替部(不図示)がONモードの場合、同期部14、第2判定部161、及びユーザ推定部162は、上述の処理を行う。切替部(不図示)がOFFモードの場合、同期部14は、第1導体群51の一の導体に検出信号が供給されているときの第1導体群51の導体からの電気信号の検出、および第2導体群52の一の導体に検出信号が供給されているときの第2の導体群52からの電気信号の検出、を実施しないように第1選択部112と第2選択部121と容量算出部13とを制御する。また、第2判定部161及びユーザ推定部162は、判定処理を行わない。
【0089】
また、タッチ入力が1点である場合、切替部(不図示)は自動的にOFFモードに設定してもよい。
【0090】
これにより、本変形例では、複数のタッチ入力が同一ユーザによるものであるか否かを判別する処理を有効にするか否かを切替えて動作させることができる。複数のタッチ入力が同一ユーザによるものであるか否かを判別する必要がない場合には、処理速度を向上させることができる。
【0091】


(第3の実施の形態)
第3の実施の形態では、3点以上のタッチ入力があった場合に、これらが全て異なるユーザによるタッチであるかを判別する。
【0092】
すなわち、K点(Kは3以上の整数)のタッチ入力があり、これらのタッチ入力がK人のユーザによって別々に行われた場合には、いずれの導体の組合せにおいても、静電容量の増大はない。本変形例では、このことを利用し、3点以上のタッチ入力があった場合に、これらが全て異なるユーザによるタッチであるかを判別する。
【0093】
本実施形態では、上述の入力装置1又は入力装置2における第3判定部の処理内容が、上述の実施形態の場合と異なる。
【0094】
図11は、本実施形態における、ユーザ推定部162の処理を表すフローチャートである。図11のフローチャートは、図3のフローチャートのステップS112及びステップS114に対応する。
【0095】
ここで、K点のタッチ入力があったとき、各タッチ点の座標は(n1,m1)、(n2,m2)、・・・、(nK,mK)で表わされるとする。
【0096】
ステップS301において、ユーザ推定部162は、K点のタッチ入力点から1つを選択する(S310)。
【0097】
ステップS302において、ユーザ推定部162は、ステップS301で選択した座標に対応する導体の番号を、導体の番号の一覧を書き込む導体リスト(不図示)に追加する。導体リスト(不図示)は、ユーザ推定部162が保持していてよい。例えば、タッチ点の座標が(nK,mK)であった場合、ユーザ推定部162は、第1導体群51のnK番の導体と、第2導体群52のmK番の導体とを導体リスト(不図示)に追加する。ただし、追加する導体が、既に導体リスト導体リスト(不図示)に存在する場合には、重複してリストには追加しなくてよい。
【0098】
ステップS303において、ユーザ推定部162は、全てのタッチ点について、ステップS302の処理を行ったか否かを判定する。全てのタッチ点について処理済みの場合、ステップ304に遷移する。未処理のタッチ点が存在した場合、ステップS301に遷移する。
【0099】
ステップS304において、ユーザ推定部162は、ステップS301からステップS303の処理によって作成された導体リスト(不図示)から、導体の組合せを1つ選択する。
【0100】
ステップS305において、ユーザ推定部162は、ステップS304で選択した導体の組合せについて、第2判定部161の判定結果を参照し、静電容量Cが増大しているかを判定する。静電容量Cが増大している場合、ステップS307に遷移する。静電容量Cが増大していない場合、ステップS306に遷移する。
【0101】
ステップS306において、ユーザ推定部162は、導体リスト(不図示)にある導体同士の全ての組合せについて、ステップS305の処理を行ったか否かを判定する。全ての導体の組合せについて処理済である場合、ステップS308に遷移する。未処理の導体の組合せが存在する場合、ステップS304に遷移する。
【0102】
ステップS307において、ユーザ推定部162は、K点のタッチ入力全てが異なるユーザによるものであると判定する。
【0103】
ステップS308において、ユーザ推定部162は、K点のタッチ入力全てが異なるユーザによるものではないと判定する。
【0104】
以上説明したように、第3の実施の形態では、3点以上のタッチ入力があった場合に、これらが全て異なるユーザによるタッチであるかを判別する。
【0105】

(第4の実施の形態)
第4の実施の形態に係る入力装置4は、第1の実施の形態における、供給部11、第1導体群51、第2導体群52、検出部12の接続関係において、複数のタッチ点が同一の導体上にある場合であっても、同一ユーザによるタッチ入力であるか否かを判別するものである。
【0106】
図12は、入力装置4の構成を表すブロック図である。入力装置4は、入力装置1に対して、座標記憶部41をさらに備える。また、ユーザ推定部162の処理内容が、入力装置1の場合と異なる。
【0107】
座標記憶部18は、座標算出部41での算出された座標と、ユーザ推定部162の判定結果を記憶する。
【0108】
ユーザ推定部162は、座標算出部41で算出された座標と、第2判定部161での判定結果と、座標記憶部18にある過去の座標の情報に基づき、複数点でタッチ入力が行なわれた場合に、それらのタッチが同一ユーザによるものか否かを判別し、各座標点を対応づける。詳細は後述する。
【0109】
図13に示すように、ある時刻Tにおいて、導体51−1と導体52−1との交差点、及び導体51−2と導体52−2との交差点がタッチされており、次の時刻T+Δtにおいて、導体51−1と導体52−1との交差点、及び導体51−2と導体52−1との交差点がタッチされている場合を想定する。
【0110】
第1実施形態では、時刻T+Δtの場合、第1導体群51の導体と、第2導体群52の導体と間の静電容量Cの算出結果からは、複数のタッチ点が同一ユーザによるものか否かを判別することができないが、時刻Tの場合は判別することができる。
【0111】
Δtが十分小さければ(例えば数十ミリ秒以下)、時刻Tにおけるタッチ入力点と時刻T+Δtにおけるタッチ入力点は近いもの同士が対応していると考えられる。したがって、時刻T+Δtにおいて2つのタッチ入力が同一ユーザによるものか否かを判別することができなかったとしても、時刻Tにおける判別結果によって代用してよい。
【0112】
ユーザ推定部162は、複数のタッチ入力があった場合に、それらのタッチ入力が同一ユーザによるものか否かを、座標算出部152と、第2判定部161の判定結果と、座標記憶部41にある前時刻の座標と、前時刻の判定結果に基づいて判定する。
【0113】
第1タッチ点の座標を(n1,m1)、第2タッチ点の座標を(n2,m2)とする。ここで、n1=n2、又はm1=m2のどちらか一方が成立する場合があるとする。ただし、n1=n2とm1=m2とが、同時に成立することはないものとする(この場合にはタッチ点は1つと判別される)。
【0114】
図14は、本実施形態における、ユーザ推定部162の処理を表すフローチャートである。ステップS601において、ユーザ推定部162は、複数のタッチ入力点が同一ユーザによるものか否かを、現時点のタッチ位置の座標から判定可能であるかを判定する(S601)。例えば、本実施形態の場合、2つの以上のタッチ入力点が、第2導体群52の1つの導体上にあった場合、すなわちm1=m2であった場合には、判定が不可能である。判定が可能の場合、ステップS602へ遷移する。判定が不可能の場合、ステップS603へ進む。
【0115】
ステップS602において、ユーザ推定部162は、現在時刻の座標算出部152及び第2判定部161の出力を基に、同一ユーザによるタッチ入力であるか否かを判定する(S602)。本実施形態において、第1導体群51のn1番の導体と、第2導体群52のm2番の導体との静電容量が増大していた場合、2つのタッチ入力は同一ユーザによるものであると判定する。静電容量が増大していた場合、2つのタッチ入力は同一ユーザによるものでないと判定する。
【0116】
ステップS603において、ユーザ推定部162は、座標記憶部41を参照し、現在時刻のタッチ位置の座標が過去の時刻のタッチ位置の座標と対応するか否かを判定する(S603)。例えば、過去の時刻のタッチ位置の座標が(n*,m*)、(n**,m**)であったとすれば、ユーザ推定部162は、式2及び式3の値を各々算出する。
【数2】

【数3】

【0117】
ユーザ推定部162は、式2か式3の小さい方の値が、予め定められた所定の閾値以下であれば、現在の時刻の座標が、過去の時刻の座標と対応すると判定してよい。すなわち、式2の値の方が小さければ、(n1,m1)は(n*,m*)に対応し、(n2,m2)は(n**,m**)に対応すると判定する。式3の値の方が小さければ、(n1,m1)は(n**,m**)に対応し、(n2,m2)は(n*,m*)に対応すると判定する。なお、過去の時刻の座標が2点でなかった場合や、式2及び式3の値が予め定められた所定の閾値以上であった場合には、過去の時刻の座標とは対応しないと判定してよい。
【0118】
ステップS604において、ユーザ推定部162は、過去の時刻における2つのタッチ位置の座標に関して、同一ユーザによるものか否かの判定結果が利用可能であるかを判定する(S604)。判定結果が利用可能である場合、ステップS605へ遷移する。判定結果が利用不可能である場合、ステップS606へ遷移する。
【0119】
ステップS605において、ユーザ推定部162は、過去の時刻におけるタッチ入力が同一ユーザによるか否かを判定した結果を、現在の時刻における判定結果とする。すなわち、過去の時刻において2つのタッチ入力が同一ユーザによるものであると判定していれば、現在の時刻における2つのタッチ入力は、同一ユーザによるものであると判定する。一方、過去の時刻において2つのタッチ入力が同一ユーザによるものでないと判定されていれば、現在の時刻における2つのタッチ入力は、同一ユーザによるものでないと判定する。
【0120】
ステップS606において、ユーザ推定部162は、2つのタッチ入力が同一ユーザによるものか否かを判定できないとする。この場合には、タッチ位置の座標のみが算出される。
【0121】
本実施形態においては、現在の時刻における情報のみからでは同一ユーザによる操作か否かを判別できない場合あっても、過去の時刻における判定結果を参照することにより、判別することができる。特に、第1の実施の形態のように、第1導体群51の導体同士や第2導体群52を構成する導体同士の静電容量を算出しない場合であっても、同一ユーザであるか否かを判別することができる。
【0122】
上述した実施形態によれば、複数点におけるタッチ入力が同一のユーザによるものか、複数のユーザによるものかを、より簡単に判別することができる。
【0123】
これまで、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0124】
1,2,4 入力装置
11 供給部
12 検出部
13 容量算出部
14 同期部
15 算出部
16 推定部
17 出力部
41 座標記憶部
51 第1導体群
52 第2導体群
111 信号生成部
112 第1選択部
121 第2選択部
122 信号検出部
151 第1判定部
152 座標算出部
161 第2判定部
162 第3判定部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
同時に複数のタッチ入力が可能な入力装置であって、
第1方向に伸びる複数の第1導体を含む第1導体群と、
前記第1方向と交差する第2方向に伸びる複数の第2導体を含む第2導体群と、
前記第1導体群の各第1導体に、検出信号を順次供給する供給部と、
前記第2導体群の各第2導体から、前記検出信号に対応する電気信号を検出する検出部と、
前記検出信号を供給した第1導体と、前記電気信号を検出した第2導体と、の導体組の各々について、前記電気信号が減少した前記導体組に対応する位置を算出する算出部と、
前記位置が複数存在する場合、
一方の前記位置に対応する前記導体組の前記第1導体に前記検出信号が供給された際、他方の位置に対応する前記導体組の前記第2導体から検出される前記電気信号が増大した場合に、複数の前記位置は一のユーザによってタッチされたと推定する推定部と
を備える入力装置。
【請求項2】
前記供給部は、
前記第2導体群の各第2導体にも、前記検出信号を順次供給し、
前記検出部は、
前記第1導体群の各第1導体からも、前記電気信号を検出し、
前記推定部は、
前記位置が複数存在する場合、一方の前記位置に対応する前記導体組の前記第1導体又は前記第2導体に前記検出信号が供給された際、他方の位置に対応する前記導体組の前記第1導体又は前記第2導体から検出される前記電気信号が増大した場合に、複数の前記位置は一のユーザによってタッチされたと推定する
請求項1記載の入力装置。
【請求項3】
前記電気信号から、前記検出信号が供給された前記第1導体と、前記電気信号が検出された前記第2導体との組の静電容量を算出する容量算出部をさらに備え、
前記算出部は、
前記検出信号が供給された前記第1導体と、前記電気信号が検出された前記第2導体と、の前記導体組の各々について、前記静電容量が減少した前記導体組に対応する位置を算出し、
前記推定部は、
前記位置が複数存在する場合、
一方の前記位置に対応する前記導体組の前記第1導体に前記検出信号を供給した際に、他方の位置に対応する前記導体組の前記第2導体から検出される前記静電容量が増大した場合に、複数の前記位置は一のユーザによってタッチされたと推定する、
請求項1から2記載の入力装置。
【請求項4】
各時刻における前記座標と、前前記座標に対応する前記推定部の判定結果を記憶する座標記憶部をさらに備え、
前記推定部は、
前記座標記憶部を参照し、現在の時刻の前記座標と、過去の時刻の前記座標との距離が所定値以内であり、かつ、過去の時刻の前記判定結果が真である場合に、複数の前記位置は一のユーザによってタッチされたと推定する、請求項1から3記載の入力装置。
【請求項5】
前記電気信号が増大した場合に、同一ユーザによるタッチ入力であることを示す特定信号及び前記タッチ位置を出力する出力部をさらに備える、請求項1から4記載の入力装置。
【請求項6】
前記推定部による推定を行なうか否かの動作モードを切り替える切替部をさらに備え、
前記動作モードが、前記推定を行わないモードである場合、
前記供給部は、前記第2導体群の各第2導体への前記検出信号の供給を行わず、
前記検出部は、前記第1導体群の各第1導体での前記電気信号の検出を行わない、
請求項2記載の入力装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【公開番号】特開2012−160141(P2012−160141A)
【公開日】平成24年8月23日(2012.8.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−21206(P2011−21206)
【出願日】平成23年2月2日(2011.2.2)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】