CN101167044A - 信息输入装置 - Google Patents

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CN101167044A CNA2006800022663A CN200680002266A CN101167044A CN 101167044 A CN101167044 A CN 101167044A CN A2006800022663 A CNA2006800022663 A CN A2006800022663A CN 200680002266 A CN200680002266 A CN 200680002266A CN 101167044 A CN101167044 A CN 101167044A
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Abstract

一种信息输入装置(1)，具备触摸板(2)、图像显示体(6)以及用于检测所述触摸板(2)上的触摸位置的传感器部(12)，触摸板(2)被传感器部所围绕的检测区域分割成矩形的主区域部(10)以及沿着主区域部(10)的至少一边并与所述主区域部(10)隔开地被设置的、比主区域部(10)的面积小的至少一个副区域部(14)，在主区域部(10)上，在显示图像显示体(6)的图像的同时检测触摸位置，在副区域部(14)上仅检测有无触摸。

Description

信息输入装置
技术领域
本发明涉及采用了触摸板的信息输入装置，尤其特别涉及具有用作检测触摸板表面上的触摸(接触)的区域的主区域和副区域的信息输入装置。
背景技术
到目前为止，作为采用触摸板的信息输入装置，已知的有被用在ATM或车站售票处等处的信息输入装置。另外，作为新型信息输入装置，公知如下构成的装置(例如，参考国际公开WO01/40923号小册子(图2，图3))：有台状的触摸板，在由这种触摸板上的传感器部所围绕的区域中显示图像，用手指触摸(接触)该范围的一部分，由此，输入所需的信息。这种台状的触摸板如下使用：例如可以使多个人围着该台进行商洽或讨论，并显示此时所需的信息。由传感器部检测出在触摸板上进行触摸的手指的位置，在进行与该位置相对应的信息的输入，并且，在触摸板的图像区域中显所希望的信息。
另外，作为其他现有的示例，公知如下的类型(例如，参考特开平7-110742号公报(图4))：在作为触摸板的LCD(液晶)显示器的显示表面上显示出被柔软地制成的按钮板和主面板，能够检测出任意区域的触摸位置。
另外，作为触摸板，本申请人所申请的声波型触摸检测装置也是已知的(例如，参考特开2004-164289号公报(图1))。
在国际公布第WO01/40923小册子以及特开2004-164289号公报所记载的现有技术中，例如，在触摸板中没有设置用于启动PC(个人计算机)或者用于调节画面的外部开关。另外，在特开平7-110742号公报中，由于在主面板上追加了按钮板，所以，对按钮板进行操作，能够进行相当于外部开关的操作的输入。但是，由于部分地使用LCD显示面充当按钮板，所以，所需信息的显示区域变小。另外，如果保证了该显示区域，则存在整个装置变大的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而得出的，其目的在于在触摸板上确保图像显示体的显示区域，并且，以流畅的外形来为触摸板赋予硬件的外部开关功能。
本发明的另一目的在于在触摸板上利用简单的结构得到多个子区域部。
本发明的又一目的在于提供一种在触摸板的边缘上没有斜面、外观流畅的信息输入装置。
本发明的信息输入装置具备触摸板、图像显示体、和用于检测触摸板上的触摸位置的传感器部，其特征在于：在所述触摸板中，由所述传感器部包围的检测领域分成矩形的主区域部以及至少一个副区域部，该至少一个副区域部沿着该主区域部的至少一边与所述主区域部隔离地设置并且比该主区域部的面积小；在所述主区域部中，显示出所述图像显示体的所述图像，并且，检测触摸位置；在所述副区域部中，仅检测有无触摸。
另外，作为本发明的一个实施方式，副区域具有：第1副区域部，与所述一边隔离且，与该一边邻接并且沿着该一边延伸；第2副区域部，与和所述一边垂直邻接的第2边隔离，与该第2边邻接且沿着该第2边延伸；第3副区域部，位于所述一边及所述第2边相互的延长方向的交差处，与所述第1副区域部及所述第2副区域部隔离。
另外，触摸板是声波型触摸板，传感器部能够由围绕着检测区域的、反射声波的反射阵列构成。另外，优选该反射阵列与主区域及副区域部二者或与它们中任一个隔开。
优选副区域部用作开关。另外，优选该开关的检测是用控制器来进行。
按照本发明的信息输入装置，在触摸板中，由传感器部所围绕的检测区域被分割成矩形的主区域和小面积的至少一个副区域部，在主区域部中，在显示图像显示体的图像的同时检测出触摸位置，在副区域中，仅检测有无触摸，所以，触摸板中确保图像显示体的显示区域，并且，以流畅的外形为副区域赋予硬件的外部开关的功能。
另外，副区域部具有第1副区域部、第2副区域部以及第3副区域部，第1副区域部与一边隔离地邻接于该一边并且沿着该一边延伸，第2副区域部与一边垂直邻接的第2边延伸，第3副区域部位于一边及第2边相互的延伸方向的交差部，在这样构成的情况下，能够以简单的结构得到3个外部开关。
另外，在触摸板是声波型触摸板、传感器部由反射声波的反射阵列围绕着所述检测区域来构成的情况下，可以得到周围没有框(bezel)的外观简约的流畅外型的信息输入装置。另外，可得到与PC用键盘的Shift、Ctrl或者PC鼠标的右键同样的功能。
另外，在该反射阵列与主区域及副区域这二者或者与它们中任一个隔离的情况下，在主区域部与副区域部中能够明确地分离接收信号，容易进行信号处理。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的信息输入装置的概念的概略立体图。
图2A是与图1相同原理的本发明的一例的触摸板的平面图。
图2B是与图1相同原理的本发明的一例的触摸板的正面图。
图3A是表示没有触摸检测区域的情况下从发送转换器中发送来的表面弹性波沿着X轴方向传播时的接收强度与传播路径的关系。
图3B是表示没有触摸检测区域的情况下从发送转换器中发送来的表面弹性波沿着Y轴方向传播时的接收强度与传播路径的关系的图表。
图4是表示在主区域部的中央进行了触摸的情况下被切断的信号路径的正面图。
图5A是表示在主区域部的中央进行了触摸的情况下的表面弹性波的接收强度的形状的图形，示出X轴方向的检测位置。
图5B是表示在主区域部的中央进行了触摸的情况下的表面弹性波的接收强度的形状的图形，示出Y轴方向的检测位置。
图6是表示在副区域部的中央进行了触摸的情况下被切断的信号路径的正面图。
图7A是表示在副区域部的中央进行了触摸的情况下的表面弹性波的接收强度的形状的图形，示出X轴方向的检测位置。
图7B是表示在副区域部的中央进行了触摸的情况下的表面弹性波的接收强度的形状的图形，示出Y轴方向的检测位置。
图8是表示在副区域部的中央进行了触摸的情况下被切断的信号路径的正面图。
图9A是表示在副区域部的中央进行了触摸的情况下的表面弹性波的接收强度的形状的图形，示出X轴方向的检测位置。
图9B是表示在副区域部的中央进行了触摸的情况下的表面弹性波的接收强度的形状的图形，示出Y轴方向的检测位置。
图10是表示在副区域部的中央进行了触摸的情况下被切断的信号路径的正面图。
图11A是表示在副区域部的中央进行了触摸的情况下的表面弹性波的接收强度的形状的图形，示出X轴方向的检测位置。
图11B是表示在副区域部的中央进行了触摸的情况下的表面弹性波的接收强度的形状的图形，示出Y轴方向的检测位置。
图12是表示在主区域部的中央和副区域部的中央同时进行了触摸的情况下被切断的信号路径的正面图。
图13A是表示在主区域部的中央和副区域部的中央同时进行了触摸的情况下的表面弹性波的接收强度的形状的图形，示出X轴方向的检测位置。
图13B是表示在主区域部的中央和副区域部的中央同时进行了触摸的情况下的表面弹性波的接收强度的形状的图形，示出Y轴方向的检测位置。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的信息输入装置的优选实施方式进行说明。图1是表示本发明的一个实施方式的信息输入装置(以下简称装置)1的原理的概略立体图。装置1与本申请人所申请的上述现有技术(国际公开WO01/40923A1)中所记载的信息输入装置呈现相同的外观。装置1具有圆形的触摸板2’及用于支撑该触摸板2’的4个脚4。在触摸板2’的下侧，配置投影仪6作为图像显示体，以从触摸板2’的下方向触摸板2’上映射图像。另外，在该图1中，用于控制图像的控制器(控制部)或计算机部的图示省略了。被投影于触摸板2’上的画面8是矩形的。该触摸板2’是超声波方式的，下述发送转换器16、接收转换器18(图2B)以及连接这些转换器16、18和控制器的电缆(未图示)被容纳于脚4的保护罩4a内。
接下来，参照图2A和图2B详细地对与图1的圆形触摸板2’原理相同的矩形触摸板2进行说明。图2A、图2B示出作为本发明一例的触摸板2，图2A示出平面图，图2B示出正面图。上述由投影仪6所投影的画面8相当于矩形的主区域部10。为了此处的说明上的方便，上、下、左、右叫做图2B中的上下左右。另外，将图2B的左右方向叫做X轴方向，将上下方向叫做Y轴方向。
在主区域部10的上边10a的附近，与上边10a隔离且与上边10a平行延伸的反射阵列12a被设置成与上边10a大致相同的长度。该反射阵列12a用于反射从发送转换器16b所发送的表面弹性波(音响波)，以直角使方向改变后导入接收转换器18b中。该反射阵列12a是从向反射方向倾斜地被形成的非常短的多个突条上所形成的细长区域。在图2B中，为了清楚地表示出表面弹性波的路径，突条仅显示了少数的几条，但是，实际上可以更密地设置。在主区域部10的右边10b的附近，也相同的反射阵列12b形成为与右边10b隔离且与右边10b大致相同的长度。
另外，沿着主区域部10的下边10c在与下边10c隔离的位置形成有副区域部(第1副区域部)14c。副区域部14c比反射阵列12a、12b的宽度更宽，比主区域部10的面积小，具有与下边10c大致相同的长度。另外，在左边10d的附近，形成有沿着左边10d、且与左边10d隔离的副区域部(第2副区域部)14d。并且，在副区域部14c与副区域部14d的延长方向的交叉部，形成有与各副区域部14c、14d隔离的小面积的副区域部(第3副区域部14e)。这些副区域部14c、14d、14e被设置于相当于由上述投影仪6产生的画面8的主区域部10的外侧。因而，投影画面不比这些副区域部14c、14d、14e窄。副区域部14c、14d以及14e相互隔离，这是为了防止接触副区域部14c、14d、14e之间的边界，并且，可容易地进行检测，或者为了防止误操作。在这些副区域部14c、14d的与主区域部10相反的一侧，反射阵列12c、12d分别与副区域部14c、14d隔离，形成为与对应于副区域部14c、14d的长度大致相同的长度。此外，将副区域部14c、14d、14e总称为副区域部14。
然后，为了使表面弹性波通过上述副区域部14，对形成在上述第1、第2、第3副区域部14c、14d及14e附近的反射阵列12e、12f、12g以及12h进行说明。反射阵列12e具有与副区域部14c的宽度大致相同的长度，与反射阵列12b的下端邻接且隔离地设置在反射阵列12b的延长线上。另外，反射阵列12f与反射阵列12c的左端邻接且与反射阵列12c隔离地设置在反射阵列12c的延长线上。反射阵列12f至少具有与副区域部14d、14e的宽度相对应的长度。另外，反射阵列12g具有相当于副区域部14c的宽度的长度，形成在反射阵列12d与副区域部14c的延长线的交叉部。并且，反射阵列12h在副区域部14d的上端附近与副区域部14d隔离地形成于反射阵列12a的延长线上。将上述反射阵列12a到12h只称为反射阵列(传感器部)12。以作为整体含有主区域部10以及副区域部14的区域即检测区域的方式构成反射阵列12。换言之，将被反射阵列12包围的检测区域被分割为主区域部10和副区域部14。
并且，在反射阵列12d上端的附近，与反射阵列12d的上端隔离、且在反射阵列12d的延长线上配置发送转换器16a，另一个发送转换器16b被设置于反射阵列12c的延长线上。并且，在反射阵列12b的上端附近且在反射阵列12b的延长线上，设置有接收转换器18a。另外，在反射阵列12a的右端附近且在反射阵列12a的延长线上，设置有接收转换器18b。
然后，对从发送转换器16(16a、16b)所发送的表面弹性波如何在检测区域中传播进行说明。首先，采用和由反射阵列12c来垂直地改变方向几乎相同的强度把开始时从发送转换器16b中沿着X轴方向即沿着反射阵列12c被传播的表面弹性波在整个检测区域中进行传播。即，例如，分别地在离发送转换器16b比较近的检测区域中通过路径20a、中间部分通过路径20b、最远的区域通过路径20c、在反射阵列12a中再次把路径垂直地弯折、到达接收转换器18b。此外，这些路径20a、20b、20c是作为一个例子而示出的，实际上是经由多条路径来覆盖大致全部的检测区域而进行传播的。对于这时接收信号的路径与接收强度的关系，参照图3A、图3B来进行说明。
图3A、图3B是用于表示没有在检出区域中触摸手指的情况下，从发送转换器16发送的表面弹性波的接收强度与传播路径的关系的图形。分别示出了图3A是沿着X轴方向传播的情况、图3B是沿着Y轴方向传播的情况。此外，在图3A、图3B中横轴表示时间轴或者路径长度、纵轴表示接收强度。如图3A所示那样，得出了以图形G1的范围X1中所示的平坦部分来表示传播主区域部10的表面弹性波的强度，以一定的强度来传播主区域部10。另外，凹部即底X2中所示的没有接收的部分是与如图2B所示的反射阵列12c和反射阵列12f的间隙S1相对应的部分。通过这个间隙S1，沿X轴方向传播的表面弹性波在反射阵列12f被反射，表现为与范围X1相同强度的狭窄范围X3。
然后，对在Y轴方向传播的表面弹性波进行说明。从发送转换器16a沿着Y轴方向发送到反射阵列12d的表面弹性波，从发送转换器16a附近，例如分别通过路径22a、22b、22c而到达接收转换器18a。这时的传播强度，如图3B所示那样，图形G2的平坦范围Y1表示出了如路径22a、22b等那样对主区域部10进行传播的表面弹性波的强度。另外，底Y2示出了反射阵列12d与反射阵列12g之间的间隙S2的部分。另外，与范围Y1相同强度的范围Y3表示出通过间隙S2、在反射阵列12g的部分被反射的表面弹性波的接收强度。
然后，对于在主区域部10中进行了触摸的情况，参照图4及图5A、图5B进行了说明。图4是用于表示在主区域部10的中央进行了触摸的情况下被遮断的信号路径的正面图。图5A、图5B表示在主区域部10的中央进行了触摸的情况下表面弹性波的接收强度的形状的图形，分别地表示图5A是X轴方向的检测位置、图5B是Y轴方向的检测位置。如图4所示那样，在位于主区域部10中央的触摸位置24进行了触摸的情况下，被这里遮断了传播的表面弹性波是路径24a、26a。即从发送转换器16b沿X轴方向发送的表面弹性波的路径24a被遮断，这时的接收信号的减弱表现为图5A的图形G3的接收信号的下降24b。这个下陷的24b出现在范围X1的大约中央处。即意思是触摸位置位于主区域部10的X坐标的中央。另外，从发送转换器16a沿着Y轴方向被发送的表面弹性波的路径26a被遮断。由此，如图5B的图形G4所示，在范围Y1的中央出现了下陷26b。这些图形G3、G4中所示的检测结果经由图中未示出的控制器而被运算，从而得知主区域部10的中央被触摸了。即X坐标与Y坐标的组合限定了触摸位置24。
如图4所示，触摸主区域部10时，到显示出期望图像等为止的过程如下所述。未图示的控制器根据接收转换器18a、18b的接收信号的变化而检测触摸位置24。然后，该控制器通过串行通信把触摸位置24传输给计算机(未图示)(以下，称作PC)，PC根据应用程序来进行显示图像等各种操作。由此在主区域部10中显示出期望的数据(图像)。
然后，参照图6及图7A、图7B，对在副区域部14c的中央进行触摸的情况进行说明。图6是用于表示在副区域部14c的中央进行了触摸的情况下被遮断的信号路径的正面图。图7A、图7B是用于表示在副区域部14c的中央进行了触摸的情况下的表面弹性波的接收强度的形状的图形，图7A、图7B分别表示了X轴方向和Y轴方向的检测位置。如图6所示，从发送转换器16b沿X轴方向所发送的表面弹性波被触摸位置28遮断了路径28a，另一方面，从发送转换器16a所发送的表面弹性波的路径30a被遮断。由此，如图7A的图形G5所示，在X轴方向的范围X1的中央出现了下陷28b。另外，如图7B的图形G6所示，在范围Y3中的输出与图3B所示的Y3的检测值相比大约降低一半。在所述检测结果的基础上，判定触摸位置28位于副区域部14c的中央。
然后，参照图8及图9A、图9B，对触摸位置32是副区域部14d的中央的情况进行了说明。图8是用于表示在副区域部14d的中央进行了触摸的情况下被遮断的信号路径的正面图。图9A、图9B是用于表示在副区域部14d的中央进行了触摸的情况下的表面弹性波的接收强度的形状的图形，图9A、图9B分别表示了X轴方向和Y轴方向的检测位置。在该触摸位置32，从发送转换器16b在X轴方向所发送的表面弹性波的路径32a被遮断，从发送转换器16a在Y轴方向所发送的表面弹性波的路径34a被遮断。根据所述触摸，在图形G7中范围X3大约降低一半，在图形G8中在范围Y1的中央检测出了下陷34b。在所述检测结果的基础上，判定触摸位置32在副区域部14d的中央。
然后，参照图10及图11A、图11B，对触摸位置36是副区域部14e的中央的情况进行了说明。图10是用于表示在副区域部14e的中央进行了触摸的情况下被遮断的信号路径的正面图。图11A、图11B是用于显示在副区域部14e的中央进行了触摸的情况下的表面弹性波的接收强度的形状的图形，图11A、图11B分别表示了X轴方向和Y轴方向的检测位置。由该触摸位置36所遮断的路径36a、38a在图11A的图形G9及图11B的图形G10中表现为范围X3及Y3的接收强度的降低。根据所述结果，判定触摸位置36位于副区域部14e。
由此，说明了第1副区域部14c等副区域部14进行触摸的情况下的图像显示的过程。控制器根据接收信号的变化而检测开关输入。所述控制器根据I/O(输入/输出)输出而传输对应的开关ON/OFF。例如在ON情况下的一个例子，有PC启动、用于显示的OSD(on-screen display)菜单启动、显示的上下反转功能启动等等。另外，无需经由PC，可直接由控制器进行开关操作。
然后，参照图12及图13A、图13B，对在触摸位置是两个地方同时进行的情况进行了说明。图12是表示在主区域部10的中央和副区域部14e的中央同时进行触摸的情况下被遮断的信号路径的正面图。图13A、图13B是表示在主区域部10的中央和副区域部14e的中央进行了触摸的情况下的表面弹性波的接收强度的形状的图形，图13A、图13B分别表示了X轴方向和Y轴方向的检测位置。触摸位置24及36与同时触摸上述图4及图10的触摸位置24、36的情况相同。因此，图形G11、G12是把上述图5A、图5B的图形G3、G4与图11A、图11B的图形G9、G10组合在一起而得到的。也就是说，图13A的图形G11是把图形G3与G9进行了组合，检测出了下陷24b与范围X3的降低。另外，图13B的图形G12是把图形G4与G10进行了组合，检测出了下陷26b和范围Y3的降低。由此，在触摸位置24与36的位置处，检测出了同时触摸了两个地方。
在这里，对同时触摸主区域部10和副区域部14的情况下的操作过程进行了说明。首先，控制器根据接收信号的变化来检测在触摸位置24、36与副区域部14c的开关输入。控制器用串行通信的方式把触摸位置作为PC鼠标的右键传输给PC。根据应用程序PC进行右键时的各种操作。本实施方式，由于是声波型触摸板2，所以即使是在2处(2个地方)同时进行触摸的情况，也能够作为不同的2处触摸而被检测出来。因此，可以得到与PC键盘的Shift、Ctrl或者右键同样的功能。另外，即使是光学式的，也能够得到象这样的效果。
如上所述，在包含主区域部10与副区域部14的检测区域的无论什么位置处进行触摸的情况下都能正确地检测出其位置，与该位置对应的期望数据即图像被显示于触摸板2的主区域部10中。在副区域部14中，可以分配计算机的启动开关、主区域部10自身进行显示所需的开关(例如，画面亮度的调整开关、图像的上下反转开关等)。或者，也可以赋予与个人计算机的鼠标右键(或者键盘的Shift)相对应的功能。这些开关功能例如可以通过打印等、在副区域部14中进行预先显示。围着桌子(装置1)的参与者无论从什么位置都可对这些开关进行触摸，这些开关被分配为各个副区域部14c、14d、14e中之一的功能。尤其是对于频繁使用的功能来说，最好分配为比较大的副区域部14c、14d。本发明的装置1由于采用了上述结构，可以从触摸板排除机械触摸，与超音波方式的采用相结合，得到了流畅的外观。
以上说明了本发明的较佳的实施方式，但是不限定于上述实施方式，而是可能具有各种的改变和变更。例如，可能把比较大面积的副区域部14c分割为2个。这种情况下，副区域部14的数目增加了1个，与此同时功能也增加了1种。无论哪种情况下，各个副区域部14中都被分配了一种功能。
另外，上述实施方式描述了采用超音波方式的情况，但是不限于超音波方式，也可以采用光学或者数字式电阻膜触摸板。在光学触摸板的情况，成对的发光元件与接收光元件被配置成包含在框中并且围着检测区域。用于在主区域部10中显示图像的图像显示体不限于由投影仪6显示的方式，也可以考虑采用CRT(阴极射线管)、LCD(液晶显示器)板、FED板等各种方式。

Claims (4)

1.一种信息输入装置，包括触摸板、图像显示体以及用于检测上述触摸板上的触摸位置的传感器部，其特征在于：
在所述触摸板中，由所述传感器部包围的检测领域分成矩形的主区域部以及至少一个副区域部，该至少一个副区域部沿着该主区域部的至少一边与所述主区域部隔离地设置并且比该主区域部的面积小；
在所述主区域部中，显示出所述图像显示体的所述图像，并且，检测触摸位置；
在所述副区域部中，仅检测有无触摸。
2.如权利要求1所述的信息输入装置，其特征在于，所述副区域具有：
第1副区域部，与所述一边隔离，与该一边邻接并且沿着该一边延伸；
第2副区域部，与和所述一边垂直邻接的第2边隔离，与该第2边邻接且沿着该第2边延伸；
第3副区域部，位于所述一边及所述第2边相互的延长方向的交差处，与所述第1副区域部及所述第2副区域部隔离。
3.如权利要求1或2所述的信息输入装置，其特征在于：
所述触摸板是声波型触摸板，所述传感器部具有围绕着所述检测区域的、反射声波的反射阵列。
4.如权利要求3所述的信息输入装置，其特征在于：
所述反射阵列与所述主区域部及所述副区域部这二者或者与它们中任一个隔开。
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