JP2013172934A - Touch information read system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カードに付与される情報を静電容量の変化に基づき誤動作なく取り出すタッチ情報読取システムに関するものである。 The present invention relates to a touch information reading system that extracts information given to a card without malfunction based on a change in capacitance.
従来より、静電容量変化を利用した技術が各種操作のセンシングやカード検出に採用されている。また、指で接触したカード部分の位置に発生する静電容量変化を検出してスイッチとして使用するタッチ情報読取技術は広く利用されている。さらに、同じ位置に配置された静電容量検出部であっても接触位置を印刷したシートやカードを取り替えることにより、該シートやカードにあわせたスイッチ機能として使用するタッチ情報読取装置も広く使用されている。 Conventionally, a technique using capacitance change has been adopted for sensing various operations and card detection. In addition, a touch information reading technique that detects a change in capacitance generated at the position of a card portion touched by a finger and uses it as a switch is widely used. Furthermore, even if the capacitance detection unit is arranged at the same position, a touch information reading device that is used as a switch function in accordance with the sheet or card can be widely used by replacing the sheet or card on which the contact position is printed. ing.
静電容量変化を利用するカード及び該カード検出として、カード基材のシート上の複数の特定位置に導電性インクを印刷し、印刷の有無の組み合わせにより個別の配置パターンを構成し、カードをパターン検出部に置くことによって検出部とカードの導電性インクの有無部との間で静電容量に差異が生じ、これにより配置パターンを識別するようにしたカードが提案され(特許文献1)、タッチ情報読取装置として、複数のスイッチが配列されたパネルに該スイッチと対応する位置に絵や文字等の回答例が印刷されたカードを載せてスピーカを通して流れる質問に対してカードに印刷された回答例を指で押圧することでスイッチがオンされ、正解か否かを判断するようにした玩具又は教育装置に関する改良が提案されている(特許文献2)。 As a card using capacitance change and the card detection, conductive ink is printed at a plurality of specific positions on the card substrate sheet, and an individual arrangement pattern is configured by a combination of the presence or absence of printing. A card having a difference in capacitance between the detection unit and the presence / absence of the conductive ink of the card by placing the detection unit on the detection unit has been proposed (Patent Document 1). Answer example printed on a card for questions flowing through a speaker with a card on which an answer example such as a picture or character is printed at a position corresponding to the switch on a panel in which a plurality of switches are arranged as an information reading device An improvement relating to a toy or an educational device has been proposed in which the switch is turned on by pressing the key with a finger to determine whether the answer is correct (Patent Document 2).
また、複数区画に区切って適宜の区画に導体部を設け、導体部の組み合わせによって特定されるカードと、カードに設けられた導体部に対応するように複数個のブロックに区切られた静電容量検出部からなる面とから構成され、静電容量の発生によりカードの導体部と対面した位置を検出することによって、カードの種別情報,配置された位置および向きを特定してカードゲームを行なうカード認識ゲームシステムが提案されている(特許文献3)。 In addition, a conductor section is provided in an appropriate section by dividing into a plurality of sections, a card specified by a combination of conductor sections, and a capacitance divided into a plurality of blocks so as to correspond to the conductor section provided on the card A card that is constituted by a surface comprising a detection unit, and that performs a card game by specifying the type information of the card, the position and orientation of the card, by detecting the position facing the conductor part of the card due to the generation of capacitance A recognition game system has been proposed (Patent Document 3).
前記従来のカードは、カード検出部に載置されたカードを特定するために該カードには検出端子のみが設けられ、前記タッチ情報読取装置は、カードに印刷された回答例を利用者が指で接触することにより、正解であるか否かを判断するために該カードにはタッチ端子のみが設けられているものであった。また、カード内または表面に配置された導電部を検出する際にカード表面に手が接触したままでは、カード検出時に手を触れた部分にも導電部が存在するとカード検出手段が誤認識してカードを正しく認識できないという問題点があり、カード検出時にカードに触れてはならないという制約があった。 The conventional card is provided with only a detection terminal for specifying the card placed on the card detection unit, and the touch information reading device is used by the user to specify an answer example printed on the card. In order to determine whether or not the answer is correct by making contact with the card, the card is provided with only a touch terminal. In addition, when detecting a conductive part placed on or on the surface of the card, if the hand is still in contact with the card surface, the card detection means may mistakenly recognize that there is a conductive part in the part touched when the card is detected. There is a problem that the card cannot be recognized correctly, and there is a restriction that the card must not be touched when the card is detected.
また、前記タッチ情報読取装置においては、複数種類のシートやカード及び該シートやカードに印刷された画像を識別するためにバーコードなどの別の検出手段を用いなければならないという問題点があった。 Further, the touch information reading apparatus has a problem in that another detection means such as a barcode has to be used to identify a plurality of types of sheets and cards and images printed on the sheets and cards. .
そこで、本発明は、静電容量変化を利用してカード検出を行う検出部において誤検出の原因となる人体の接触を防ぐことができ、また、タッチ情報読取装置に静電容量変化を利用したカード検出部を備えることによりバーコードなどの別の検出手段を不要として安価に装置を構成することを技術的課題とするものである。 Therefore, the present invention can prevent contact of a human body causing a false detection in a detection unit that performs card detection using capacitance change, and uses capacitance change in a touch information reading device. By providing the card detection unit, it is a technical problem to configure the apparatus at a low cost without using another detection means such as a barcode.
前記技術的課題は、次の通りの本発明によって解決できる。 The technical problem can be solved by the present invention as follows.
本発明に係るタッチ情報読取システムは、カードの種別を特定する検出領域と操作者が接触動作を行うタッチ領域とが分離して配置され、前記検出領域にはカードの種別毎に異なる配列の導電端子が配置され、前記タッチ領域には前記操作者の接触する部位が複数視認状態で並べて形成されたカードと、該カードを置く載置領域に前記検出領域の導電端子に対応させて静電容量変化を検出するカード検出手段と前記タッチ領域の部位に対応させて前記操作者の接触動作に基づく静電容量変化を検出するタッチ検出手段とを配置し、前記載置領域に前記カードが載置された際の前記検出領域を覆う範囲にカード検出手段保護カバーを設けたタッチ情報読取装置とから構成され、前記静電容量変化を検出する基準値を制御して載置されたカードの特定と操作者が接触した部位の特定とを識別するようにしたものである。 In the touch information reading system according to the present invention, a detection area for specifying a card type and a touch area for an operator to perform a contact operation are arranged separately, and in the detection area, a conductive array having a different arrangement for each card type is arranged. A terminal is arranged, and a card formed by arranging a plurality of parts in contact with the operator in a visually recognizable state in the touch area, and a capacitance corresponding to the conductive terminal of the detection area in the placement area where the card is placed A card detection means for detecting a change and a touch detection means for detecting a change in capacitance based on the contact operation of the operator in correspondence with a part of the touch area are arranged, and the card is placed in the placement area. Of a card placed by controlling a reference value for detecting a change in capacitance, comprising a touch information reading device provided with a card detection means protective cover in a range covering the detection area when In which the constant and the operator has to identify the specific and site of contact.
また、本発明に係るタッチ情報読取システムは、カードの種別を特定する検出領域と操作者が接触動作を行うタッチ領域とが分離して配置され、前記検出領域にはカードの種別毎に異なる配列の導電端子が配置され、前記タッチ領域には前記操作者の接触する部位が複数視認状態で並べて形成されたカードと、該カードを置く載置領域に前記検出領域の導電端子に対応させて静電容量変化を検出するカード検出手段と前記タッチ領域の部位に対応させて前記操作者の接触動作に基づく静電容量変化を検出するタッチ検出手段とを配置し、前記載置領域に前記カードが載置された際の検出領域を覆う範囲にカード検出手段保護カバーを設けたタッチ情報読取装置とから構成され、前記静電容量変化を検出する基準値を制御して前記カード検出手段から得られる静電容量変化量と前記タッチ検出手段から得られる静電容量変化量とを検出して載置されたカードの特定と操作者が接触した部位の特定とを識別するようにしたものである。 Further, in the touch information reading system according to the present invention, the detection area for specifying the card type and the touch area for the operator to perform a contact operation are arranged separately, and the detection area has a different arrangement for each card type. Conductive terminals are arranged, and a plurality of parts in contact with the operator are arranged in a visually recognizable state in the touch area, and a static area corresponding to the conductive terminals in the detection area is placed on the placement area where the card is placed. A card detection means for detecting a change in capacitance and a touch detection means for detecting a change in capacitance based on the contact operation of the operator in correspondence with a part of the touch area are arranged, and the card is placed in the placement area. And a touch information reading device provided with a card detection means protective cover in a range covering the detection area when placed, and controlling the reference value for detecting the change in capacitance to The amount of change in capacitance obtained from the touch detection means and the amount of change in capacitance obtained from the touch detection means are detected to identify the card placed and the location of contact with the operator It is.
本発明によれば、カードに該カードの種別を特定する検出領域と操作者が接触動作を行うタッチ領域とを分離して一体的に設けたので、カード側にカードの種別情報と接触情報とを付与することができる。 According to the present invention, since the detection area for identifying the card type and the touch area where the operator performs the contact operation are separately provided on the card, the card type information and the contact information are provided on the card side. Can be granted.
また、カード側に検出領域を設けたことにより検出領域に触れる恐れがあるが、これを解消するためにカードを置く載置領域にカード検出手段保護カバーを設けて静電容量検出時にカード検出部分に接触できない構造としたので、カード検出の誤検出を防ぐことができる。 In addition, there is a risk of touching the detection area by providing a detection area on the card side. In order to solve this, a card detection means protective cover is provided in the placement area where the card is placed, and the card detection part is detected during capacitance detection. Since the structure prevents contact with the card, erroneous detection of card detection can be prevented.
さらに、静電容量変化を検出する基準値を制御するようにしたので、カード検出手段から得られる静電容量変化量とタッチ検出手段から得られる静電容量変化量とを分離して検出することができる。 Furthermore, since the reference value for detecting the capacitance change is controlled, the capacitance change amount obtained from the card detection means and the capacitance change amount obtained from the touch detection means are separately detected. Can do.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施の形態に係るタッチ情報読取システム(図1参照)は、図2に示すように、カードの種別を特定する検出領域1と操作者が接触動作を行うタッチ領域2とを分離して配置したカード3と、図3に示すように、カード3を置く載置領域4にカード3の検出領域1に対応させて設けられた静電容量変化を検出するカード検出パッド(カード検出手段)5とタッチ領域2に対応させて設けられた操作者の接触動作に基づく静電容量変化を検出するタッチ検出パッド(タッチ検出手段)6とカード3が載置された際の検出領域1を覆う範囲に設けられたカード検出手段保護カバー(以下、「保護カバー」ともいう。)7と接触動作の結果を出力するスピーカ8とからなるタッチ情報読取装置(以下、「読取装置」ともいう。)9と、から構成されている。 As shown in FIG. 2, the touch information reading system according to the present embodiment (see FIG. 1) separately arranges a
前記カード3の検出領域1には、カードの種別を特定する導電端子10がカードの種別毎に異なる配列で並べて配置されており、タッチ領域2には、画像、文字、図形等を押しボタン形状に描画した、操作者が選択的に接触する選択マーカ(部位)11が複数視認状態で並べて形成されている。 In the
従って、読取装置9の載置領域4に配置されているカード検出パッド5の配列は、載置領域4に置かれる全ての各カード3に設けれている導電端子10の各配列パターンが対応して含まれるようになっており、タッチ検出パッド6の配列は、全ての各カード3に形成されている選択マーカ11の各配列パターンが対応して含まれるようになっている。例えば、図3に示すように、カード検出パッド5が6列整然と並べて配置されている読取装置9においては、図2に示すように、カード検出パッド5の配列に対応する導電端子10が6列整然と並べて配置できる領域を有した検出領域1を設けたカード3であって、カード3の種別を特定できるパターンとして、例えば、導電端子10を2つ並べて形成して1つ空け、続いて1つ形成して1つ空け、さらに1つ形成して配置した配列パターン(2進数で表せば、導電端子10が有る無しで表すことができる「110101」の配列パターン、図2参照)を採用することができる。 Therefore, the arrangement of the
前記読取装置9には、図4に示すように、載置されたカード3の特定と操作者が接触した部位11の特定とを識別する制御回路が内蔵されている。そして、該制御回路は、前記各カード検出パッド5と前記各タッチ検出パッド6とに発生する静電容量変化量をそれぞれ取得する静電容量変化検出IC(以下、単に「IC」ともいう。)12と、静電容量変化を検出する基準値を制御してカード検出パッド5から得られる静電容量変化量とタッチ検出パッド6から得られる静電容量変化量とを検出して載置されたカード3の特定と操作者が接触した選択マーカ11の特定とを識別する制御プログラムに従って前記IC12を制御するCPU13と、前記制御プログラムや音声データ等を格納するROM14と、CPU13の制御によって生成されるデータや操作者がカード3を読取装置9に置いて操作することによって発生する各種データを記憶させるRAM15と、操作者の操作によって発生する音声をCPU13の制御によって音声デコーダ16とスピーカアンプ17とを介して出力するスピーカ8とから構成されており、前記CPU13の制御により、操作者がカード3を読取装置9の載置領域4に置いてカード検出パッド5にカード3の導電端子10が近接することによって各カード検出パッド5の静電容量変化をIC12が検出し、静電容量の変化データをCPU13へ送信し、変化データを受信したCPU13は静電容量が変化した各カード検出パッド5の情報に基づいてあらかじめROM14に記憶されたパターン情報と比較し、どの種類のカード3が読取装置9の載置領域4にセットされているかを判断してカード3の種類を特定し、該カード3の情報をRAM15へ一時記憶し、操作者の接触動作によってタッチ検出パッド6に例えば操作者の指が近接することによってカード検出パッド5の情報によりRAM15に記憶されている特定されたカード3に基づいてどのタッチ検出パッド6に指が近接したかを識別し、ROM14に記憶されたプログラムに従って音声等をスピーカ8より再生を行う。 As shown in FIG. 4, the reader 9 has a built-in control circuit that identifies the
なお、18は、前記IC12、CPU13、ROM14、RAM15等を配線してなる前記制御回路に電力を供給する電源であり、乾電池、充電可能な二次電池又はACアダプター等を使用できる。また、使用するカード3の種類を記憶させ、使用するカード3の種類や使用したカード3を履歴として記憶させるために書き換え可能なEEPROM19を設けてもよく、音声デコーダ16、スピーカアンプ17及びスピーカ8はなく、出力手段がLCD20のみであってもよく、スピーカ8を実装した場合にはLCD20が無くてもよい。さらに、ROM14とRAM15と前記IC12とはCPU13に内蔵されて一体的に設けられていてもよい。
また、カード3の材質はこだわらず、厚紙、樹脂製パネル、フレキシブルシートであってもよい。また、導電端子10をカード3の種類毎に特定のパターンでカーボンブラックにて印刷し、導電端子10以外の検出領域1にC(シアン)、M(マゼンダ)、Y(イエロー)のインクを重ね合わせて作成される黒色にて印刷して一見したところでは検出領域1は一面の黒色に見えるようにしてもよい。また、タッチ領域2にはカーボンブラックを印刷せず、C(シアン)、M(マゼンダ)、Y(イエロー)のインクによって所望の字、記号、スイッチ等の絵を印刷して選択マーカ11としてもよい。また、静電容量変化において誤検出とならない程度であれば、金色、銀色等の色を使用してもよい。また、導電端子10の配置位置はカード内の層、カード片面の表面層でもよく、カード両面、内層ともに配置してもよい。静電容量変化を大きくするためにはカード両面、内層とも導電端子10を配置するのがよいが、読取装置9側のカード検出パッド5の大きさを十分に大きくしてカード片面のみの配置にしてもよい。 Further, the
さらに、カード3の両面を使用して異なる配列パターンの導電端子10を配置してもよい。導電端子10をカード3の両面に設ける場合は裏返して左右対称となれば表裏の同定が不能になるので、左右対称の配列パターンとならないコードを使用するのがよい。例えば、配列パターンが6本の導電端子10によってカード3の種別を特定するようにしたタッチ情報読取システムでは、6ビット64通りある配列パターンの組み合わせにおいて、カード3を両面で使用する場合に、カード3の表裏で同じ配列パターンとなる左右対称のパターンの組み合わせは、導電端子10が6ビットで構成される場合の左右対称となる、「000000」、「100001」、「010010」、「101101」、「110011」、「001100」、「011110」及び「111111」の8通りの配列パターンがあり、これらはカード3を両面で使用する場合には使用しないほうがよい。即ち、導電端子10が2nビット(nは整数)の場合、使用できない左右対称のパターンは2n個であり、導電部が2n+1ビット(nは整数)の場合2(2n)個となる。Furthermore, you may arrange | position the
次に、図5に示す制御プログラムに基づいて動作について説明する。 Next, the operation will be described based on the control program shown in FIG.
タッチ情報読取装置9の電源18をONすれば(ステップS01)、カード3が載置されているか否かを検出するために、CPU13の制御により、前記IC12の検出値を予め定められた導電端子検出用静電容量変化閾値(カード検出用基準値)に設定し(ステップS02)、IC12によりカード検出パッド5における静電容量変化を監視続けて前記閾値を超える静電容量変化が発生した場合には載置領域4にカード3が置かれていると判断し(ステップS03)、CPU13の制御により、閾値を超えているカード検出パッド5の配列パターンからカード3の導電端子10の配置パターンを認識して該配置パターンに基づいてカード3の種別を識別して特定し、特定されたカード3に対応させて格納されている選択マーカ11の情報データをROM14より読み出してRAM15に一時記憶させて待機する(ステップS04)。 When the
続いて、操作者によって選択マーカ11への接触動作が行われたか否かを検出するために、CPU13の制御により、前記IC12の検出値を予め定められたタッチ検出用静電容量変化閾値(タッチ検出用基準値)に設定し(ステップS05)、IC12によりタッチ検出パッド6における静電容量変化を監視続けて前記閾値を超える静電容量変化が発生すれば(ステップS06)、前記閾値を超えるタッチ検出パッド6に対応するカード3の選択マーカ11を前記既に特定されているカード3の選択マーカ11の配列位置から特定し、特定された選択マーカ11とRAM15に記憶されている選択マーカ11とが一致するか否かに基づいて用意された情報データをスピーカ8より出力する(ステップS07)。 Subsequently, in order to detect whether or not the operator has performed a contact operation on the
この後、再度、タッチ検出用静電容量変化閾値を越える静電容量変化が発生したか否かを判断し(ステップS08)、新たに、超える静電容量変化を検出した場合にはステップS06へジャンプし、所定時間を経過してもなお、新たに、超える静電容量変化を検出しない場合には、ステップS02へジャンプする。 Thereafter, it is determined again whether or not a capacitance change exceeding the touch detection capacitance change threshold has occurred (step S08). If a capacitance change exceeding the touch detection is newly detected, the process proceeds to step S06. If the jump is made and no further change in capacitance is detected after the predetermined time has elapsed, the process jumps to step S02.
本実施の形態では、カード3に該カード3の種別を特定する検出領域1と操作者が接触動作を行うタッチ領域2とを分離して一体的に設け、載置領域4に置かれたカード3の導電端子10を誤って触ることがないようにタッチ情報読取装置9にカード検出手段保護カバー7を設けて静電容量検出時に接触できない構造にしたので、カード側にカードの種別情報と接触情報とを付与することができ、また、静電容量変化を検出する基準値を制御するようにしたので、カード検出パッド5から得られる静電容量変化量とタッチ検出パッド6から得られる静電容量変化量とを分離して検出することができ、タッチ情報読取システムを安価に構成することができる。 In the present embodiment, the
変形例1
本実施例は前記実施の形態の変形例であり、図6に示すように、カード3をタッチ情報読取装置9の載置領域4の上に置く場合に、カバー7とカード検出パッド5との間にカード3の検出領域1を挿入することにより該検出領域1が該カバー7と該カード検出パッド5との間に挟み込まれた状態で載置されるように、カバー7の裏面にカード3を保持して操作中のカード3のずれ防ぐ板バネ21を設けたものである。カード3の検出領域を押さえる板バネ21を設けることにより導電端子10とカード検出パッド5とがより近接し、静電容量の変化をより検出しやすくなって良好でかつ安定的に検出することができる。 This example is a modification of the above embodiment, and when the
変形例2
本実施例は前記実施の形態の変形例であり、図7に示すように、導電端子10の静電容量変化を大きくするために、カード3の検出領域1に導電端子10を接続した導電部領域22を設け、該カード3をタッチ情報読取装置9の載置領域4に載置した際の導電部領域22に対応する該載置領域4の位置にグランドパターン(図示せず。)を設けたものである。これにより、さらなる良好な検出を実現することができる。 This example is a modification of the above-described embodiment. As shown in FIG. 7, a conductive part in which the
本発明によれば、カード側にカードの種別情報と接触情報とを付与してカード検出手段から得られる静電容量変化量とタッチ検出手段から得られる静電容量変化量とを分離して検出するようにしたから、一つのタッチ情報読取装置で多種のカードを使用して色々な用途の情報処理装置、玩具、又は、教具に利用できる。 According to the present invention, the card type information and the contact information are given to the card side, and the capacitance change amount obtained from the card detection means and the capacitance change amount obtained from the touch detection means are separately detected. Since it was made to do, it can utilize for the information processing apparatus of various uses, a toy, or a teaching tool using various cards with one touch information reader.
1 検出領域
2 タッチ領域
3 カード
4 載置領域
5 カード検出パッド(カード検出手段)
6 タッチ検出パッド(タッチ検出手段)
7 保護カバー(カード検出手段保護カバー)
8 スピーカ
9 タッチ情報読取装置
10 導電端子
11 選択マーカ(部位)
12 静電容量変化検出IC
13 CPU
14 ROM
15 RAM
16 音声デコーダ
17 スピーカアンプ
18 電源
19 EEPROM
20 LCD
21 板バネ
22 導電部領域1
6 Touch detection pad (touch detection means)
7 Protective cover (Card detection means protective cover)
8 Speaker 9
12 Capacitance change detection IC
13 CPU
14 ROM
15 RAM
16
20 LCD
21
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017097824A (en) * | 2015-11-18 | 2017-06-01 | 利奥紙袋(1982)有限公司 | Conductive pattern reading device and method, and interactive platform using the device |
-
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- 2012-02-27 JP JP2012056398A patent/JP2013172934A/en active Pending
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