JP2001265519A - コンピュータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、操作者の意志に反してスイッチ入
力がなされる不都合を防止し、実際の人間の操作時の押
圧力および操作移動量の実測データに基づいて、様々な
操作状態においてスイッチ入力する意志で操作した時に
だけスイッチ入力がなされるような、操作性に優れた座
標入力装置を提供することができる。 【構成】 押圧力を印加する操作面を有する操作板と、
前記操作面の裏面に設けられた圧力検出手段と、前記剛
体板の押圧力が印加された点の座標を検出する座標検出
手段とを備えた座標入力装置の処理手段で、該押圧量ま
たは該押圧量の時間的変化量とが設定値を超えたか否か
を検出し、加えて前記座標の変化量が設定値を超えたか
否かを判別することによりスイッチ入力の有無を判別
し、スイッチ入力開始信号またはスイッチ入力解除信号
を発生させる処理手段とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指またはペン等に
より指示した操作面の位置の座標をパソコン等に入力し
たりする時などに用いられるコンピュータ入力装置に関
し、特に座標の入力に加え、操作面からスイッチ入力を
可能にするコンピュータ入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、指またはペン等により指示した操
作面の位置の座標をパソコン等に入力したりする時など
に用いられる座標入力装置として、光、弾性波、磁力、
静電容量などを用いた様々なタブレットが考案されてい
る。

【０００３】そして、このようなタブレットではパソコ
ン等に座標を入力することはできたが、例えばディスプ
レイ上の指定した位置にあるアイコンを選択したりする
場合には、先端にスイッチを備えた特殊なペンを用いた
り、座標を入力している指を操作面から離して座標を入
力する操作面とは別体に設けられた押釦スイッチを押下
したりしなければならず、操作性に劣るものであった。
そこでこの問題点を解決するため、例えば特開昭６１−
２０１３２０号公報に開示されているタブレットのよう
な、操作面から座標の入力と共にスイッチ入力をも可能
にするようなタブレットが提案されている。

【０００４】上記公報に開示されているタブレットの座
標入力検出部の構成は、図１３に示すように、操作面２
１ａを有する剛体板２１の裏面の４角すなわち点Ａ〜点
Ｄにストレインゲージ等の感圧素子２２ａ〜２２ｄが設
けられており、これら各感圧素子２２ａ〜２２ｄはその
出力を電圧に変換する変換器２３ａ〜２３ｄにそれぞれ
接続され、変換器２３ａと変換器２３ｂの出力はこれら
の出力を加算する加算器２４ａに、変換器２３ｂと変換
器２３ｃの出力は加算器２４ｂに、変換器２３ｃと変換
器２３ｄの出力は加算器２４ｃに、変換器２３ｄと変換
器２３ａの出力は加算器２４ｄにそれぞれ接続されてい
る。そして、加算器２４ｂと加算器２４ｄの出力はこれ
らの出力の比を出力する割算回路２５ａに、加算器２４
ａと加算器２４ｃの出力は割算回路２５ｂにそれぞれ接
続され、前記割算回路２５ａの出力はその出力を座標の
位置に変換するＡ／Ｄコンバータ２６ａに、前記割算回
路２５ｂの出力はＡ／Ｄコンバータ２６ｂに接続されて
おり、２７ａ，２７ｂはその出力端子である。

【０００５】この座標入力検出部の構成において、操作
面２１ａ上に圧力を加えると、その圧力を加えた位置に
よって４個の感圧素子２３ａ〜２３ｄの圧力分布が変わ
り、その分圧の分布により圧力を加えた位置を求めるこ
とができる。つまり、横方向の座標は、加算器２４ｄの
出力である点Ａでの分圧および点Ｄでの分圧の和と、加
算器２４ｂの出力である点Ｂでの分圧および点Ｃでの分
圧の和とが、割算回路２５ａに入力されてそれらの比が
求められ、この比が加圧点からそれぞれの感圧素子まで
の距離の比であることを用いＡ／Ｄコンバータ２６ａに
よりその出力を座標の位置に変換して出力端子２７ａか
ら出力するようになっている。縦方向の座標についても
同様に、加算器２４ａ，加算器２４ｃ，割算回路２５
ｂ，Ａ／Ｄコンバータ２６ｂにより座標の位置を出力す
るようになっている。

【０００６】次にこのタブレットのスイッチ入力検出部
の構成は、図１３の加算器２４ａと加算器２４ｃの出力
が再度加算器２４ｅにより加算され、スイッチ信号発生
回路２８に接続されている。そしてスイッチ信号発生回
路２８の構成は、まず図１４（ａ）に示す回路では、コ
ンパレータ３０に加算器２４ｅの出力と比較用の電池３
１が接続されている。

【０００７】そしてこの回路で、コンパレータ３０は、
点Ａ〜点Ｄの分圧の合計である加算器２４ｅの出力電圧
と比較用の電池３１の電圧とを比較し、比較用電池３１
よりも加算器２４ｅの出力電圧の方が高い時に出力端子
２９からスイッチ入力信号を発生させるようになってい
る。

【０００８】また図１４（ｂ）に示す回路では、コンパ
レータ３０には比較用の電池３１と微分回路３２を介し
て接続されており、微分回路３２はコンデンサ３３と抵
抗３４とから構成されている。

【０００９】そしてこの回路で、加算器２４ｅの出力電
圧は微分回路３２で微分され、電圧の変化分だけがコン
パレータ３０に入力され、この変化分の電圧と比較用の
電池３１の電圧とを比較し、比較用電池３１よりも高い
電圧が発生した時に出力端子２９からスイッチ入力信号
を発生させるようになっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記タブレットにおい
ては、押圧力または押圧力の変化分が設定値を越えてい
るか否かのみによってスイッチ入力がなされたかどうか
を判断するため、操作面を押圧する押圧力または押圧力
の変化分が設定値を越えていた場合、座標の入力だけを
しようとして操作面に指を触れたのか、スイッチ入力を
しようとして指を触れたのかを区別することができなか
った。つまり、操作者がスイッチ入力はせずに座標だけ
の入力をする意志で操作面に触れたにも関わらず、その
操作面に触れた指の押圧力またはその変化分が設定値を
越えてしまった場合、操作者の意志に反してスイッチ入
力がなされてしまうという不都合が生じた。

【００１１】また、操作面上で指を移動させて座標の入
力をしている最中においても、操作者が力を入れ過ぎて
操作面を押圧する押圧力またはその変化分が設定値を越
えてしまった場合にも、操作者の意志に反してスイッチ
入力がなされてしまうといった不都合が生じた。

【００１２】さらに上記タブレットでは、スイッチ入力
がなされた後に指などを移動させると、前記スイッチ入
力が解除されてしまう。したがって、スイッチ入力を継
続したまま座標入力を行うドラッグモードでの操作を行
う場合には、タブレットとともに他のスイッチやキーと
同時に操作しなければならないという煩わしさがあっ
た。

【００１３】またスイッチやキーを押しながらタブレッ
トを操作するドラッグモードへ移行しているとき、指な
どがタブレットの端部に移動し、その位置で指などを離
したときにタブレットモードが解除されてしまう。その
ため再度スイッチやキーなどと共にタブレットを操作し
直すという煩雑さがある。

【００１４】本発明の目的は、このような操作者の意志
に反してスイッチ入力がなされる不都合を防止し、実際
の人間の操作時の押圧力および操作した移動量の実測デ
ータに基づいて、様々な操作状態においてスイッチ入力
する意志で操作した時にだけスイッチ入力がなされ、し
かもスイッチ入力がなされた状態を継続したままのドラ
ッグモードを容易に設定でき、また操作面から指又はペ
ンを離したとしてもスイッチ入力は継続したままでひき
つづきドラッグモードを保持可能な、操作性に優れたコ
ンピュータ入力装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】第１の本発明は、操作面
上に操作体を触れさせることにより移動量の入力および
スイッチ入力を行なうコンピュータ入力装置において、
前記操作面に操作体が接触したことおよび前記操作面上
で前記操作体が移動したことを検出する検出手段およ
び、処理手段を有し、前記処理手段では、前記検出手段
からの検出出力が、所定時間以内に所定の変化を示した
ときにスイッチ入力操作と認識することを特徴とするも
のである。

【００１６】第２の本発明は、操作面上に操作体を触れ
させることにより移動量の入力およびスイッチ入力を行
なうコンピュータ入力装置において、前記操作面に操作
体が接触したことおよび前記操作面上で前記操作体が移
動したことを検出する検出手段および、処理手段を有
し、前記処理手段では、前記検出手段からの検出出力に
基づいて、前記操作体が前記操作面に接触したと認識し
た後、所定時間以内に前記操作面上で前記操作体が所定
距離移動しないときにスイッチ入力操作と認識すること
を特徴とするものである。

【００１７】例えば、前記検出出力が予め設定されてい
る値を越えたと認識した後の所定時間以内に前記操作面
上で前記操作体が所定距離移動しないときにスイッチ入
力操作と認識することができる。

【００１８】第３の本発明は、操作面上に操作体を触れ
させることにより移動量の入力およびスイッチ入力を行
なうコンピュータ入力装置において、前記操作面に操作
体が接触したことおよび前記操作面上で前記操作体が移
動したことを検出する検出手段および、処理手段を有
し、前記処理手段では、前記検出手段からの検出出力が
所定値を越えた後に、所定時間以内に前記検出出力があ
る値よりも低くなったときに、スイッチ入力操作と認識
することを特徴とするものである。

【００１９】これらの発明において、前記スイッチ入力
操作が認識されたときは、前記検出出力が予め設定され
た値よりも低くなったときにスイッチＯＦＦであると認
識することが好ましい。

【００２０】また、前記処理手段では、前記スイッチ入
力操作が行われたと認識したときに、さらに前記操作体
が前記操作面上で移動したことが検出されたときに、前
記スイッチ入力操作の入力状態を保持するドラッグモー
ドが設定されてもよい。

【００２１】さらに、前記処理手段では、前記スイッチ
入力操作が行われたと認識したときに、前記ドラッグモ
ードが設定されているか否かを判断し、前記ドラッグモ
ードが設定されていなければ前記スイッチ入力操作に基
づいてスイッチＯＮの処理が行われ、前記ドラッグモー
ドが設定されているときには前記スイッチ入力操作に基
づいてドラッグモード解除の処理が行われてもよい。

【００２２】

【作用】上記構成では、指などの操作体が操作面に触れ
たときに、時間計測や操作体の移動量を認識することに
より、スイッチ入力動作であるか、通常の座標入力動作
であるか高精度に認識できる。したがって、操作者がス
イッチ入力する意志なしに操作面を強く押圧したような
場合にも、前記時間や移動量を認識することにより、誤
ってスイッチ入力を判別されることがない。

【００２３】またスイッチ入力を維持しつつ操作体の移
動操作による座標入力を行なうことが可能なドラッグモ
ードに移行することができ、また再度のスイッチ入力に
より前記ドラッグモードを解除することができる。

【００２４】加えて、スイッチ入力を継続しながら操作
（ドラッグモード）を望む際、操作面上を指などで移動
させている最中に操作面の端に当たってしまってそれ以
上移動できない場合でも、スイッチ入力が開始された状
態を保持できるため、操作面から指などで離しても新た
に操作面に触れてスイッチ入力を維持しながらの移動操
作を継続して行うことができる。

【００２５】

【実施例】図１は本発明の座標入力装置の構成を示すブ
ロック図を示し、図２（ａ），（ｂ）はスイッチ入力を
する意志で操作面１ａに触れた実測データで、図２
（ａ）その時間−押圧力関係グラフを、図２（ｂ）はそ
の時間−移動量関係グラフを示し、図３（ａ），（ｂ）
はスイッチ入力はせずに移動操作だけをする意志で操作
面１ａに触れた時の実測データで、図３（ａ）はその時
間−押圧力関係グラフを、図３（ｂ）はその時間−移動
量関係グラフを示し、図４（ａ），（ｂ）は本発明の第
１の実施例の処理手順を示すフローチャートを示し、図
４（ａ）はそのスイッチ入力ＯＮを検出するフローチャ
ート、図４（ｂ）はそのスイッチ入力ＯＦＦを検出する
フローチャートである。

【００２６】そして、図５（ａ），（ｂ）はペンなど硬
質なものを用いてスイッチ入力をする意志で操作面１ａ
に触れた時の実測データで、図５（ａ）はその時間−押
圧力関係グラフを、図５（ｂ）はその時間−移動量関係
グラフを示し、図６（ａ），（ｂ）はペンなど硬質なも
のを用いてスイッチ入力はせずに移動操作だけをする意
志で操作面１ａに触れた時の実測データで、図６（ａ）
はその時間−押圧力関係グラフを、図６（ｂ）はその時
間−移動量関係グラフを示し、図７は本発明の第２の実
施例の処理手順を示すフローチャートを示し、図７
（ａ）はそのスイッチ入力ＯＮを検出するフローチャー
ト、図７（ｂ）はそのスイッチ入力ＯＦＦを検出するフ
ローチャートである。

【００２７】更に、図８（ａ），（ｂ）は操作面１ａを
指で操作しながらスイッチ入力をする意志で操作した時
の実測データで、図８（ａ）は時間−押圧力関係グラフ
を、図８（ｂ）はその時間−移動量関係グラフを示し、
図９（ａ），（ｂ）は操作面１ａを指で操作しながらス
イッチ入力をする意志なしに押圧力が加わった時の実測
データで、図９（ａ）はその時間−押圧力関係グラフ
を、図９（ｂ）はその時間−移動量関係グラフを示し、
図１０は第３の実施例の処理手順を示すフローチャート
を示し、図１０（ａ）はそのスイッチ入力ＯＮを検出す
るフローチャート、図１０（ｂ）はそのスイッチ入力Ｏ
ＦＦを検出するフローチャートである。

【００２８】また、図１１は第４の実施例の処理手順を
示すフローチャートを示し、図１１（ａ）はそのドラッ
グモードを解除するフローチャート、図１１（ｂ）はそ
のドラッグモードに入るフローチャートである。そし
て、図１２は第５の実施例の処理手順を示すフローチャ
ートを示し、図１２（ａ）はそのドラッグモードを解除
するフローチャート、図１２（ｂ）はそのドラッグモー
ドに入るフローチャートである。

【００２９】まずはじめに、図１を用いて本発明の座標
入力装置の構成を説明する。剛体板１の操作面１ａの裏
面側の剛体板１の４角つまり点Ａ，点Ｂ，点Ｃ，点Ｄに
圧力を電圧に変換する圧電素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ
が配置されており、それぞれの圧電素子２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄは処理回路３内のＡ／Ｄコンバータ４ａ，４
ｂ，４ｃ，４ｄにそれぞれ接続され、それらの出力は入
力ポート５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに接続されている。こ
れら入力ポート５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、バス６を通
じてＣＰＵ７に接続しており、このバス６には他にＲＯ
Ｍ８，ＲＡＭ９および出力ポート１０が接続されてい
る。そして、出力ポート１０はパソコン本体１１の入力
ポート１２に接続されている。

【００３０】上記構成の座標入力装置において、剛体板
１の操作面１ａを指やペンなどで押圧すると、４個の圧
電素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに加わる分圧の出力が、
Ａ／Ｄコンバータ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄによりそれぞ
れデジタル量に変換されて入力ポート５ａ，５ｂ，５
ｃ，５ｄにそれぞれ入力され、ＣＰＵ７により剛体板１
上の押圧された座標を演算処理し、出力ポート１０から
出力するようになっている。

【００３１】そしてＣＰＵ７の座標検出の演算処理の手
順は、次の通りである。まず、点Ａを原点とし、直線Ａ
ＢをＸ軸、直線ＡＤをＹ軸とし、各点の座標をそれぞれ
Ａ（０，０），Ｂ（Ｌ，０），Ｃ（Ｌ，Ｈ），Ｄ（０，
Ｈ）とする。ただしＬ，Ｈはそれぞれ線分ＡＢ，線分Ａ
Ｄの長さである。前記操作面１ａの点ｐ（ｘ，ｙ）に押
圧力Ｆで押圧された場合、各点での分圧がそれぞれｆ
ａ，ｆｂ，ｆｃ，ｆｄであったとすると、

【００３２】

【数１】 Ｙ軸回りのモーメントのつりあいから、

【００３３】

【数２】 Ｘ軸回りのモーメントのつりあいから、

【００３４】

【数３】 が成立し、したがって、

【００３５】

【数４】

【００３６】

【数５】 が得られることを用いて、ＣＰＵ７は点ｐ（ｘ，ｙ）の
座標を演算するようになっている。

【００３７】次に、ＣＰＵ７がスイッチ入力の有無を判
別する判別処理について説明する。この判別に用いられ
るパラメータは、上記数１により求められた押圧力Ｆ
と、押圧量の変化量δＦ、そして上記数４，数５により
求められた押圧位置の座標ｐ（ｘ，ｙ）の変化量（移動
量ｓ）の３つである。

【００３８】これらのパラメータを用いてＣＰＵ７がス
イッチ入力を検出する手順を以下に説明する。

【００３９】まず、図２（ａ），（ｂ）と図３（ａ），
（ｂ）とを比較して、指などが操作面１ａから離れた状
態から、スイッチ入力をする意志で操作面１ａに触れた
時と、スイッチ入力はせずに座標入力だけをする意志で
操作面１ａに触れた時との、時間−押圧力Ｆ関係グラフ
および時間−移動量ｓ関係グラフの相違点について説明
する。

【００４０】スイッチ入力をする意志で操作面１ａに触
れると、図２（ａ）のように、たいてい操作面１ａに触
れてから３０ｍｓ以内にピーク点ｐ１に示すようなピー
ク点を検出し、ピーク点ｐ１を検出した時点から６０ｍ
ｓ以内にピーク点ｐ２を検出する。そして、ピーク点ｐ
２での押圧力Ｆは７５ｇを越えることが多く、ピーク点
ｐ１の時点からピーク点ｐ２の時点までの間においてピ
ーク点ｐ１の地点からの座標の変化量（移動量ｓ）が１
０を越えることが少ないことがわかった。

【００４１】それに対して、スイッチ入力する意志がな
く座標を入力するだけのために操作面１ａに触れた時に
は、ピーク点ｐ１の時点からピーク点ｐ２の時点までの
間でピーク点ｐ１からの移動量ｓが１０を越えることが
多いことがわかった。これらの現象は、スイッチ入力は
せずに移動だけをする意志で操作面１ａに指等を触れる
場合は、操作面１ａに指等を触れるとすぐに移動させる
ためであると考えられる。

【００４２】そこでこのような測定実験の結果から得ら
れた上記相違点を考慮し、スイッチ入力をする意志のあ
る時とない時の判別処理の判別基準を次のようにしてい
る。 １）操作面１ａに触れてから３０ｍｓ以内にピーク点ｐ
１を検出すること。 ２）ピーク点ｐ１の時点から６０ｍｓ以内にピーク点ｐ
２を検出すること。 ３）ピーク点ｐ２での押圧力Ｆが７５ｇ以上であるこ
と。 ４）ピーク点ｐ１の時点からピーク点ｐ２の時点の間に
おいて、ピーク点ｐ１の地点からの移動量ｓが１０を越
えないこと。

【００４３】この基準により判別する本発明の第１の実
施例の処理手順を図４を用いて説明する。ＣＰＵ７は一
定時間毎に押圧された位置の座標とその位置での押圧量
Ｆをサンプリングして以下のステップで処理している。
まず指などが操作面１ａに触れているかどうか判別する
ため、押圧量Ｆが１５ｇを越えているかどうか判断する
（ステップ１０１）。押圧量Ｆが１５ｇ以下である時は
（ステップ１０１のＮｏ）再度ステップ１０１に戻り、
押圧量Ｆが１５ｇを越えている時は（ステップ１０１の
Ｙｅｓ）、ＣＰＵ７内の時間計測手段が計測する経過時
間Ｔを０にセットする（ステップ１０２）。

【００４４】そして、Ｔが３０ｍｓ以内にピーク点ｐ１
を検出するかどうか判断する（ステップ１０３）。この
ステップ１０３は、前回サンプリング時の押圧力ＦをＲ
ＡＭ９に記憶しておき、前回サンプリング時にその押圧
力Ｆと今回サンプリング時の押圧力Ｆとを比較しその変
化分δＦが正から負に変化した時にピーク点ｐ１を検出
したと認識するようになっている。そして、ステップ１
０３でピーク点ｐ１を検出しなかった場合（ステップ１
０３のＮｏ）押圧力Ｆが１５ｇを越えているかどうか判
断し（ステップ１０４）、押圧力Ｆが１５ｇ以下である
時は（ステップ１０４のＮｏ）再度ステップ１０１に戻
り、Ｆが１５ｇを越えている時は（ステップ１０４のＹ
ｅｓ）後述する移動操作中のスイッチ入力処理ブロック
２０１に移る。ここで、移動操作中のスイッチ入力処理
ブロック２０１を省略して、ステップ１０３でＮｏの場
合はステップ１０１に戻るようにしてもよい。

【００４５】そして、ステップ１０３でピーク点ｐ１を
検出した場合（ステップ１０３のＹｅｓ）経過時間Ｔを
０にセットし（ステップ１０５）、押圧量Ｆが１５ｇを
越えているかどうかを判断する（ステップ１０６）。押
圧量Ｆが１５ｇ以下である時は（ステップ１０６のＮ
ｏ）ステップ１０１に戻り、押圧量Ｆが１５ｇを越えて
いる時は（ステップ１０６のＹｅｓ）、ピーク点ｐ１の
時点からピーク点ｐ２の時点の間において、ピーク点ｐ
１の地点からの移動量ｓが１０を越えたかどうかを判断
する（ステップ１０７）。移動量ｓが１０を越えた場合
は（ステップ１０７のＹｅｓ）移動操作中のスイッチ入
力処理ブロック２０１に移り、移動量ｓが１０を越えな
い場合は（ステップ１０７のＮｏ）Ｔが６０ｍｓ以内で
ピーク点ｐ２を検出するかどうか判断する（ステップ１
０８）。

【００４６】ステップ１０８でピーク点ｐ２を検出する
方法は、ＣＰＵ７内の時間計測手段が６０ｍｓ以内で、
ＲＡＭ９に格納された前々々回、前々回および前回のサ
ンプリング時の押圧力Ｆと今回サンプリング時の押圧力
Ｆとを比較しそれぞれの変化分δＦが２度連続して増加
し、続いて２度連続して減少した時にピーク点ｐ２を検
出したと認識するようになっている。この２度連続する
のを確認するのは、精度を高めるためである。

【００４７】そして、ステップ１０８でピーク点ｐ２を
検出しなかった場合は（ステップ１０８のＮｏ）ステッ
プ１０６に戻り、ピーク点ｐ２を検出した場合には（ス
テップ１０８のＹｅｓ）そのピーク点ｐ２での押圧力Ｆ
が７５ｇ以上であるかどうか判断する（ステップ１０
９）。ピーク点ｐ２の押圧力Ｆが７５ｇより小さい場合
は（ステップ１０９のＮｏ）移動操作中のスイッチ入力
処理ブロック２０１に移り、ピーク点ｐ２の押圧力Ｆが
７５ｇ以上の場合は（ステップ１０９のＹｅｓ）スイッ
チ入力をＯＮにし（ステップ１１０）、後述する図４
（ｂ）のルーチン２に移る。なお、ステップ１０７のＹ
ｅｓまたはステップ１０９のＮｏの場合、移動操作中の
スイッチ入力処理ブロック２０１を省略してステップ１
０１に戻っても構わない。

【００４８】そしてスイッチ入力がＯＮになった後、ス
イッチ入力をＯＦＦにする条件は、次の通りである。 １）押圧力が１５ｇ以下になること。

【００４９】そこで上記判断基準に基づき、ルーチン２
では、押圧力Ｆが１５ｇを越えているかどうかを判断し
（ステップ１１１）、押圧力Ｆが１５ｇを越えていると
（ステップ１１１のＹｅｓ）再度ステップ１１１に戻
り、ステップ１１１で押圧力Ｆが１５ｇ以下であると
（ステップ１１１のＮｏ）スイッチ入力をＯＦＦにして
（ステップ１１２）図４（ａ）のルーチン１に戻る。

【００５０】次に、図５（ａ），（ｂ）と図６（ａ），
（ｂ）とを比較して、ペンなど硬質なものを用いて操作
面１ａから離れた状態からスイッチ入力をする意志で操
作面１ａに触れた時と、スイッチ入力はせずに座標入力
だけをする意志で操作面１ａに触れた時との、時間−押
圧力Ｆ関係グラフおよび時間−移動量ｓ関係グラフの相
違点について説明する。

【００５１】ペンなど硬質なものを用いてスイッチ入力
をする意志で操作面１ａに触れると、図５（ａ）のよう
に、たいてい操作面１ａに触れてから３０ｍｓ以内にピ
ーク点ｐ１に示すようなピーク点を検出し、ピーク点ｐ
１の押圧力Ｆが１００ｇを越える。そしてピーク点ｐ１
を検出した時点から６０ｍｓ以内に押圧力Ｆが１５ｇ以
下になり、ピーク点ｐ１を検出した時点から押圧力Ｆが
１５ｇ以下になる時点までの間でピーク点ｐ１の地点か
らの移動量ｓが１０を越えることが少ないことがわかっ
た。

【００５２】それに対して、スイッチ入力はせずに座標
入力だけをする意志で操作面１ａに触れた時には、ピー
ク点ｐ１の時点から押圧力Ｆが１５ｇ以下になる時点ま
での間でピーク点ｐ１からの移動量ｓが１０以上となる
ことが多いことがわかった。この現象は、硬質のペン等
で操作した場合、操作面１ａでのリバウンドが生じにく
く、第１の実施例と同様、スイッチ入力はせずに移動だ
けをする意志で操作面１ａにペン等を触れる場合は、操
作面１ａにペン等を触れるとすぐに移動させるためであ
ると考えられる。

【００５３】そこでこのような測定実験の結果から得ら
れた上記相違点を考慮し、スイッチ入力をする意志のあ
る時とない時の判別処理の判別基準を次のようにしてい
る。 １）操作面１ａに触れてから３０ｍｓ以内にピーク点ｐ
１を検出すること。 ２）ピーク点ｐ１の時点から６０ｍｓ以内に押圧力Ｆが
１５ｇより小さくなること。 ３）ピーク点ｐ１での押圧力Ｆが１００ｇ以上であるこ
と。 ４）ピーク点ｐ１から押圧力Ｆが１５ｇ以下になるまで
間でピーク点ｐ１からの移動量ｓが１０以上になること
がないこと。

【００５４】この基準により判別する第２の実施例の処
理手順を図７を用いて説明する。第２の実施例は第１の
実施例のステップ１０６のＮｏの分岐に続いて、ステッ
プ１１３を経てステップ１１０に移るルートが加わった
ものである。

【００５５】つまり、ステップ１０６で押圧力Ｆが１５
ｇを越えていない場合（ステップ１０６のＮｏ）、先の
ピーク点ｐ１の押圧力Ｆが１００ｇを越えていたかどう
か判断する（ステップ１１３）。ピーク点ｐ１での押圧
力Ｆが１００ｇを越えていなかった時は（ステップ１１
３のＮｏ）ステップ１０１に戻り、ピーク点ｐ１での押
圧力Ｆが１００ｇを越えていた時は（ステップ１１３の
Ｙｅｓ）スイッチ入力をＯＮにする（ステップ１１
０）。

【００５６】更に、図８（ａ），（ｂ）と図９（ａ），
（ｂ）とを比較して、操作面１ａ上で指を移動させて座
標を入力している最中にスイッチ入力をするために操作
面１ａを強く押圧した時と、スイッチ入力をする意志は
なく例えば円などを描こうとして操作面１ａを強く押圧
した時の、時間−押圧力Ｆ関係グラフおよび時間−移動
量ｓ関係グラフの相違点について説明する。

【００５７】スイッチ入力をする意志で操作面１ａを強
く押圧すると、図８（ａ）のように、押圧力Ｆが急激に
増加して立ち上がり点ｐ３から１５０ｍｓ以内にピーク
点ｐ４に達し、そして急激に減少してなだらかになる。
そして、そのピーク点ｐ４の押圧力Ｆが１５０ｇ以上で
あることが多く、また、前記立ち上がり点ｐ３からピー
ク点ｐ４までの間での立ち上がり点ｐ３の地点からの移
動量ｓが１０以下であることが多いことがわかった。

【００５８】それに対して、スイッチ入力はせずに操作
面１ａを強く押圧した時には、立ち上がり点ｐ３からピ
ーク点ｐ４までの間での、立ち上がり点ｐ３の地点から
の移動量ｓが１０を越えることが多いことがわかった。

【００５９】そこでこのような測定実験の結果から得ら
れた上記相違点を考慮し、スイッチ入力の意志のある時
とない時の判別処理の判断基準を次のようにした。 １）立ち上がり点ｐ３の時点から１５０ｍｓ以内にピー
ク点ｐ４を検出すること。 ２）ピーク点ｐ４での押圧力Ｆが１５０ｇ以上であるこ
と。 ３）立ち上がり点ｐ３からピーク点ｐ４までの間で、立
ち上がり点ｐ３からの移動量ｓが１０以下であること。

【００６０】この判断基準により判別する処理手順であ
る第３の実施例を図１０を用いて説明する。この第３の
実施例は、前記第１の実施例または前記第２の実施例の
移動操作中のスイッチ入力処理ブロック２０１の処理手
順を示したものである。第１の実施例または第２の実施
例の分岐からこの移動操作中のスイッチ入力処理ブロッ
ク２０１に移ってきた時はまず、押圧力Ｆの増加分δＦ
が正か負かを判断する（ステップ１２１）。

【００６１】押圧力Ｆの増加分δＦが０以下なら（ステ
ップ１２１のＮｏ）押圧力Ｆが１５ｇを越えているかど
うか判断し（ステップ１２２）押圧力Ｆが１５ｇを越え
ているなら（ステップ１２２のＹｅｓ）ステップ１２１
に戻り、１５ｇ以下ならば（ステップ１２２のＮｏ）前
述の図４（ａ）のルーチン１に移る。そしてステップ１
２１で増加分δＦが正なら（ステップ１２１のＹｅｓ）
立ち上がり点ｐ３を検出するかどうか判断する。

【００６２】つまり、前２回分のサンプリング時の押圧
量Ｆのデータと今回サンプリング時の押圧量Ｆのデータ
を比較して増加分δＦが３回連続して１０ｇを越えるか
どうかを判断し（ステップ１２３）、３回連続して１０
ｇを越えることがなければ（ステップ１２３のＮｏ）ス
テップ１２２に戻り、３回連続して１０ｇを越えれば
（ステップ１２３のＹｅｓ）その連続する押圧力Ｆの最
初の押圧力のデータの時点を立ち上がり点ｐ３の時点と
してその時の押圧力ＦをＲＡＭ９に格納する（ステップ
１２４）。

【００６３】そして立ち上がり点ｐ３の時点から１００
ｍｓ以内に押圧力Ｆの変化分が正であることが３回続き
そして負であることが３回続く点すなわちピーク点ｐ４
を検出するかどうか判断し（ステップ１２５）、ピーク
点ｐ４を検出しなければ（ステップ１２５のＮｏ）ステ
ップ１２２に移り、ピーク点ｐ４すなわち押圧力Ｆの変
化分δＦが正から負に変わる点を検出すれば（ステップ
１２５のＹｅｓ）ピーク点ｐ４の押圧力ＦをＲＡＭ９に
格納する（ステップ１２６）。その後、ピーク点ｐ４の
押圧力Ｆが１５０ｇ以上であるかどうか判断し（ステッ
プ１２７）、１５０ｇより小さければ（ステップ１２７
のＮｏ）図４（ａ）のルーチン１に移り、１５０ｇ以上
なら（ステップ１２７のＹｅｓ）立ち上がり点ｐ３から
ピーク点ｐ４までの間で移動量ｓが１０以上になること
があるかどうか判断する（ステップ１２８）。

【００６４】移動量ｓが１０以上になることがあれば
（ステップ１２８のＹｅｓ）図４（ａ）のルーチン１に
移り、移動量ｓが１０より小さければ（ステップ１２８
のＮｏ）スイッチ入力をＯＮにして（ステップ１２
９）、図１０（ｂ）のルーチン３に移る。

【００６５】そしてスイッチ入力がＯＮになった後、ス
イッチ入力をＯＦＦにする条件は、次の通りである。
１）ピーク点ｐ４の時点から１５０ｍｓ以内で押圧力Ｆ
が立ち上がり点ｐ３での押圧力Ｆより小さくなること。

【００６６】そこで、ステップ１２９でスイッチがＯＮ
になった後、押圧量Ｆがピーク点ｐ４から１５０ｍｓ以
内で立ち上がり点ｐ３での押圧力Ｆより小さくなるかど
うかを判断し（ステップ１３０）、小さくならなければ
（ステップ１３０のＮｏ）再度ステップ１３０に戻り、
小さくなれば（ステップ１３０のＹｅｓ）スイッチ入力
をＯＦＦにして（ステップ１３１）、図４（ａ）のルー
チン１に戻る。

【００６７】以上のように本発明は、上記第１の実施例
から第３の実施例のように、スイッチ入力を判断するの
に押圧力Ｆだけでなく座標の変化量（移動量ｓ）を考慮
に入れているため、操作者のスイッチ入力の意志を正確
に判断することができる。

【００６８】加えて本発明は、操作者がスイッチ入力を
継続しなら移動する操作を行う場合に、指などを操作面
１ａから離してもスイッチ入力を継続したままのモード
（ドラッグモード）に移行できるようにすることができ
る。このドラッグモードに移行する第４の実施例と第５
の実施例を以下図１１および図１２を用いて説明する。

【００６９】第４の実施例は、図１１に示すように第２
の実施例のステップ１１１のＹｅｓの分岐に続いて、ピ
ーク点ｐ１の時点からの移動量ｓが１５を越えているか
どうか判断するステップ１４１およびドラッグモードに
入るステップ１４２が、また、ステップ１０９とステッ
プ１１０の間に、現在ドラッグモードであるかどうかを
判断するステップ１４３とスイッチ入力をＯＦＦにする
ステップ１４４が加わったものである。

【００７０】つまり、ステップ１１１のＹｅｓの分岐に
続いて、ピーク点ｐ１からの移動量ｓが１５を越えるか
どうか判断し（ステップ１４１）、移動量ｓが１５を越
えないならば（ステップ１４１のＮｏ）ステップ１１１
に戻り、移動量ｓが１５を越えるならば（ステップ１４
１のＹｅｓ）ドラッグモードに入る（ステップ１４
２）。

【００７１】そして、ステップ１０９でピーク点ｐ２の
押圧力Ｆが７５ｇ以上の場合は（ステップ１０９のＹｅ
ｓ）現在ドラッグモードであるかどうかを判断し（ステ
ップ１４３）、ドラッグモードでなければ（ステップ１
４３のＮｏ）スイッチ入力をＯＮにし（ステップ１１
０）、ドラッグモードであれば（ステップ１４３のＹｅ
ｓ）スイッチ入力をＯＦＦにし、つまりドラッグモード
を解除し（ステップ１４４）ルーチン１’’に戻る。

【００７２】また、第５の実施例は、前記第４の実施例
の移動操作中のスイッチ入力処理ブロック２０１’の処
理手順を示したものである。図１２に示すように、第３
の実施例のステップ１３０のＹｅｓの分岐に続いて、ピ
ーク点ｐ４の時点から押圧力Ｆが立ち上がり点ｐ３の押
圧力Ｆよりも小さくなる時点までの間の移動量ｓが１０
以下であるかどうか判断するステップ１５１およびドラ
ッグモードに入るステップ１５２が、また、ステップ１
２８とステップ１２９の間に、現在ドラッグモードであ
るかどうかを判断するステップ１５３が加わったもので
ある。

【００７３】つまり、ステップ１３０のＹｅｓの分岐に
続いて、ピーク点ｐ４の時点から押圧力Ｆが立ち上がり
点ｐ３の押圧力Ｆよりも小さくなる時点までの間の移動
量ｓが１０以下であるかどうか判断し（ステップ１５
１）、移動量ｓが１０以下なら（ステップ１５１のＹｅ
ｓ）スイッチ入力をＯＦＦにし（ステップ１３１）、移
動量ｓが１０を越えるならば（ステップ１５１のＮｏ）
ドラッグモードに入る（ステップ１５２）。

【００７４】そして、ステップ１２８のＮｏに続いて、
現在ドラッグモードであるかどうかを判断し（ステップ
１５３）、現在ドラッグモードでなければ（ステップ１
５３のＮｏ）スイッチ入力をＯＮにし（ステップ１２
９）図１２（ｂ）のルーチン３’に移り、現在ドラッグ
モードであれば（ステップ１５３のＹｅｓ）スイッチ入
力をＯＦＦにし（ステップ１５４）図１１（ａ）のルー
チン１’’に戻る。

【００７５】このような処理により、スイッチ入力をＯ
Ｎにしながら操作面１ａ上を移動操作していて、指が操
作面１ａの端に当たってしまいそれ以上移動できない場
合にも、指を操作面１ａ上から一度離し再度操作面１ａ
に触れて操作した時に、継続してスイッチ入力がＯＮに
なった状態での座標入力を可能にすることができる。

【００７６】上記第１から第４の実施例は、押圧力を印
加した剛体板１の座標を検出する座標検出部とスイッチ
入力を検出するスイッチ入力検出部とが同じ圧力検出部
材により構成されているが、座標入力検出部とは別にス
イッチ入力を検出するためだけの圧力検出部材を座標入
力検出部の操作面の裏に設けた構成にしてもかまわな
い。つまり、座標入力検出部を抵抗膜式、静電容量結合
式、電磁結合式、光学式などの様々な平板状のタブレッ
トを用い、その裏に少なくとも１個の圧力検出部材を設
けた構成にしても構わない。

【００７７】また、本実施例の処理回路にはマイコンを
使用してプログラムドロジック回路として構成している
が、このような処理と同様の処理を行うロジック回路を
ワイヤードロジック回路として設けても構わない。

【００７８】更にまた、上記第１〜第５の実施例で判断
基準として用いたパラメータの数値はこの実施例で用い
られた数値に限らず、操作板の剛性や圧電素子の特性な
どによりそれぞれ最適値を選ぶことができる。

【００７９】最後に、座標の検出処理の後、この座標の
出力に後処理を施して移動処理の際にも操作性に優れた
座標入力装置を実現する処理方法について言及してお
く。

【００８０】本発明の座標入力装置では、前記数４，数
５により求められた押圧点の座標Ｐ（ｘ，ｙ）をそのま
まパソコン等に送信するのではなく、後処理を施してい
る。

【００８１】すなわち、指が操作面１ａ上を点ｐ０（ｘ
０，ｙ０）から点ｐｎ（ｘｎ，ｙｎ）まで移動操作した
際に、パソコン等のディスプレイ上のカーソル位置を点
Ｐ０（Ｘ０，Ｙ０）から点Ｐｎ（Ｘｎ，Ｙｎ）に移動さ
せる演算処理の演算方法は、次のようになっている。指
が操作面１ａ上を点ｐ０（ｘ０，ｙ０）から点ｐｎ（ｘ
ｎ，ｙｎ）まで移動操作する間に、押圧されている操作
面１ａの位置の座標またはその位置での押圧力の検出を
ｎ回行うとし、そのｋ回目の検出時（０≦ｋ≦ｎ）の操
作面１ａ上の位置をｐｋ（ｘｋ，ｙｋ），その位置での
押圧力をｆｋとすると、単位時間あたりの移動量すなわ
ちｋ回目の検出時から（ｋ＋１）回目の検出時までの移
動量ｖｋ、およびその間の平均の押圧力ｇｋは、

【００８２】

【数６】 で表される。

【００８３】これらｖｋ，ｇｋをパラメータとする関数
をそれぞれ、ｍ＝Ｓ（ｖｋ），ｎ＝Ｔ（ｇｋ）とし、そ
して前記関数で求められたｍ，ｎをパラメータとする関
数を、ｕ＝Ｈ（ｍ，ｎ）と定義し、Ｐｎ（Ｘｎ，Ｙｎ）
を次式の演算により求めている。

【００８４】

【数７】

【００８５】ここで、関数Ｓ（ｖｋ）、関数Ｔ（ｇ
ｋ）、関数Ｈ（ｍ，ｎ）は高次関数、指数関数、対数関
数、微分関数、反比例関数などどのような関数でも構わ
ないが、本願実施例では、関数Ｓ（ｖｋ）は傾きが正の
１次関数、関数Ｔ（ｇｋ）は傾きが負の１次関数、関数
Ｈ（ｍ，ｎ）は比例定数ａ，ｂ，ｃ，ｄ（ａ＞０）を用
いてＨ（ｍ，ｎ）＝ａｍｎ＋ｂｍ＋ｃｎ＋ｄとしてい
る。

【００８６】このように演算することにより、操作面上
１ａを軽い押圧力で素速く移動操作した場合にはディス
プレイ上のカーソル移動量が大きくなり、操作面上１ａ
を強く押圧してゆっくりと移動操作した場合にはディス
プレイ上のカーソル移動量が小さくなるようにすること
ができる。このため、操作者の操作感覚に応じた操作性
を実現することができるようになっている。

【００８７】

【発明の効果】本発明は、操作者の意志に反してスイッ
チ入力がなされる不都合を防止し、実際の人間の操作時
の押圧力および操作移動量の実測データに基づいて、様
々な操作状態においてスイッチ入力する意志で操作した
時にだけスイッチ入力がなされるような、操作性に優れ
たコンピュータ入力装置を提供することができる。

【００８８】また、狭い操作面で操作する場合、スイッ
チ入力を継続しながら操作面上を指等で移動させている
最中に操作面の端に当たってしまってそれ以上移動でき
ない場合でも、操作面から一旦指等を離しても新たに操
作面に触ることによりスイッチ入力を維持しながらの移
動操作を継続して行うことができ、操作性を損ねず使用
できる操作性に優れたコンピュータ入力装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコンピュータ入力装置の１実施例の構
成を示すブロック図である。

【図２】スイッチ入力をする意志で操作面１ａに触れた
時の実測データを示した図で、（ａ）はその時間−押圧
力関係グラフ、（ｂ）はその時間−移動量関係グラフで
ある。

【図３】スイッチ入力をする意志なく操作面１ａに触れ
た時の実測データを示した図で、（ａ）はその時間−押
圧力関係グラフ、（ｂ）はその時間−移動量関係グラフ
である。

【図４】本発明の第１の実施例の処理手順を示すフロー
チャートで、（ａ）はそのスイッチ入力ＯＮを検出する
フローチャート、（ｂ）はそのスイッチ入力ＯＦＦを検
出するフローチャートである。

【図５】ペンなど硬質なものを用いてスイッチ入力をす
る意志で操作面１ａに触れた時の実測データを示した図
で、（ａ）はその時間−押圧力関係グラフ、（ｂ）はそ
の時間−移動量関係グラフである。

【図６】ペンなど硬質なものを用いてスイッチ入力をす
る意志なく操作面１ａに触れた時の実測データを示した
図で、（ａ）はその時間−押圧力関係グラフ、（ｂ）は
その時間−移動量関係グラフである。

【図７】本発明の第２の実施例の処理手順を示すフロー
チャートで、（ａ）はそのスイッチ入力ＯＮを検出する
フローチャート、（ｂ）はそのスイッチ入力ＯＦＦを検
出するフローチャートである。

【図８】操作面１ａを指で操作しながらスイッチ入力を
する意志で操作した時の実測データを示した図で、
（ａ）はその時間−押圧力関係グラフ、（ｂ）はその時
間−移動量関係グラフである。

【図９】操作面１ａを指で操作しながらスイッチ入力を
する意志なく操作した時の実測データを示した図で、
（ａ）はその時間−押圧力関係グラフ、（ｂ）はその時
間−移動量関係グラフである。

【図１０】第３の実施例の処理手順を示すフローチャー
トで、（ａ）はそのスイッチ入力ＯＮを検出するフロー
チャート、（ｂ）はそのスイッチ入力ＯＦＦを検出する
フローチャートである。

【図１１】第４の実施例の処理手順を示すフローチャー
トで、（ａ）はそのドラッグモードを解除するフローチ
ャート、（ｂ）はそのドラッグモードに入るフローチャ
ートである。

【図１２】第５の実施例の処理手順を示すフローチャー
トで、（ａ）はそのドラッグモードを解除するフローチ
ャート、（ｂ）はそのドラッグモードに入るフローチャ
ートである。

【図１３】従来の座標入力装置の構成を示すブロック図
である。

【図１４】従来の座標入力装置のスイッチ信号発生回路
の構成を示す回路図で、（ａ）はその第１の実施例、
（ｂ）はその第２の実施例である。

【符号の説明】

１ 剛体板 １ａ 操作面 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 圧電センサ ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ Ａ／Ｄコンバータ ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ 入力ポート ７ ＣＰＵ ８ ＲＯＭ ９ ＲＡＭ １０ 出力ポート １１ パソコン １２ 入力ポート

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操作面上に操作体を触れさせることによ
   り移動量の入力およびスイッチ入力を行なうコンピュー
   タ入力装置において、 前記操作面に操作体が接触したことおよび前記操作面上
   で前記操作体が移動したことを検出する検出手段およ
   び、処理手段を有し、 前記処理手段では、前記検出手段からの検出出力が、所
   定時間以内に所定の変化を示したときにスイッチ入力操
   作と認識することを特徴とするコンピュータ入力装置。
2. 【請求項２】 操作面上に操作体を触れさせることによ
   り移動量の入力およびスイッチ入力を行なうコンピュー
   タ入力装置において、 前記操作面に操作体が接触したことおよび前記操作面上
   で前記操作体が移動したことを検出する検出手段およ
   び、処理手段を有し、 前記処理手段では、前記検出手段からの検出出力に基づ
   いて、前記操作体が前記操作面に接触したと認識した
   後、所定時間以内に前記操作面上で前記操作体が所定距
   離移動しないときにスイッチ入力操作と認識することを
   特徴とするコンピュータ入力装置。
3. 【請求項３】 前記検出出力が予め設定されている値を
   越えたと認識した後の所定時間以内に前記操作面上で前
   記操作体が所定距離移動しないときにスイッチ入力操作
   と認識する請求項２記載のコンピュータ入力装置。
4. 【請求項４】 操作面上に操作体を触れさせることによ
   り移動量の入力およびスイッチ入力を行なうコンピュー
   タ入力装置において、 前記操作面に操作体が接触したことおよび前記操作面上
   で前記操作体が移動したことを検出する検出手段およ
   び、処理手段を有し、 前記処理手段では、前記検出手段からの検出出力が所定
   値を越えた後に、所定時間以内に前記検出出力がある値
   よりも低くなったときに、スイッチ入力操作と認識する
   ことを特徴とするコンピュータ入力装置。
5. 【請求項５】 前記スイッチ入力操作が認識されたとき
   は、前記検出出力が予め設定された値よりも低くなった
   ときにスイッチＯＦＦであると認識する請求項１ないし
   ４のいずれかに記載のコンピュータ入力装置。
6. 【請求項６】 前記処理手段では、前記スイッチ入力操
   作が行われたと認識したときに、さらに前記操作体が前
   記操作面上で移動したことが検出されたときに、前記ス
   イッチ入力操作の入力状態を保持するドラッグモードが
   設定される請求項１ないし５のいずれかに記載のコンピ
   ュータ入力装置。
7. 【請求項７】 前記処理手段では、前記スイッチ入力操
   作が行われたと認識したときに、前記ドラッグモードが
   設定されているか否かを判断し、前記ドラッグモードが
   設定されていなければ前記スイッチ入力操作に基づいて
   スイッチＯＮの処理が行われ、前記ドラッグモードが設
   定されているときには前記スイッチ入力操作に基づいて
   ドラッグモード解除の処理が行われる請求項６記載のコ
   ンピュータ入力装置。