JP2015088000A - 位置入力装置及び画像表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】人等の大きな導電体が触れていない状態での小型の形象物のタッチパネル体上における位置の情報を、簡易な構成で、利用者に違和感を起こさせることなく入力するとともに、当該形象物のタッチパネル体上における位置に応じた画像の利用者による視認を妨害することなく提示する。【解決手段】投影型静電容量方式を採用する位置入力装置（１１）が、タッチパネル体（２４）のタッチ面上に形象物（２２）が載置された場合に、形象物（２２）に配置され、タッチ面に対向し、導電配線部材による配線により導電的に接続された複数の導電部材のタッチ面上の位置を検出する。この検出結果を受けた表示制御部（３２）は、複数の導電部材のタッチ面上の位置に基づいて、形象物（２２）の位置を算出する。そして、表示制御部（３２）は、算出された形象物（２２）の位置に応じた画像を表示部（３１）に表示させる。【選択図】図１

Description

本発明は、位置入力装置及び画像表示システムに係り、特に、投影型静電容量方式の位置入力装置、及び、当該位置入力装置を備える画像表示システムに関する。

従来から、位置入力装置（ポインティングデバイス）として、投影型静電容量方式（相互容量タイプ）を採用するタッチパネルが注目されている。これは、当該投影型静電容量方式のタッチパネルによれば、人の指、人が手にしたタッチペン等（以下、「タッチ物」という）によるマルチタッチが行われた場合あっても、個々のタッチ位置を検出可能なためである（特許文献１参照）。かかるマルチタッチ検出の機能を有するため、投影型静電容量方式のタッチパネルは、スマートフォンやタブレット型コンピュータに広く利用されている。

こうした投影型静電容量方式のタッチパネルは、一般に、第１方向（以下、「Ｘ方向」ともいう）に沿って延びる複数の第１電極が形成された第１電極層と、第１方向と直交する第２方向（以下、「Ｙ方向」ともいう）に沿って延びる複数の第２電極が形成された第２電極層とを備えている。そして、第１電極層と第２電極層とが、第１方向及び第２方向の双方に直交する方向（以下、「Ｚ方向」ともいう）に沿って、電気的な絶縁が図られつつ積層されている。このため、複数の第１電極と複数の第２電極とは立体交差している。

そして、投影型静電容量方式のタッチパネルでは、立体交差位置における容量性結合を計測し、計測結果に基づいて、マルチタッチ時のタッチ位置を検出するようになっている。かかる容量性結合の計測は、当該立体交差位置を通る第１電極及び第２電極の一方の電極（以下、「送信電極」という）に所定の電気信号を供給し、他方の電極（以下、「受信電極」という）に誘起される信号の態様を測定することにより行われる。これは、立体交差位置の近傍におけるタッチ物に起因して発生する寄生容量の有無に応じて、受信電極に誘起される信号の態様が異なるからである。

こうした上記の技術に代表されるマルチタッチ検出の機能を有する投影型静電容量方式のタッチパネルを利用して、タッチパネルのタッチ面上に載置された玩具本体の位置に対応する画像を表示装置に表示させる画像表示システム（玩具セット）の技術が提案されている（特許文献２参照：以下、「従来例」という）。なお、従来例では、表示装置の表示面上にタッチパネルが配置されるようになっている。

従来例の技術では、玩具本体がタッチ面上に載置された場合にタッチ面に近接することになる第１の導電部材と、一端が当該第１の導電部材に導電的に接続され、玩具本体を繋留する紐を模して形成された第２の導電部材を含む紐部材とを備えるようにしている。そして、当該紐部材の他端は、表示装置の電子回路に電気的に結合させる第３の導電部材と接続されている。

このように従来例の技術で、第１〜第３の導電部材を備えるようにするのは、非導電体や体積が小さな導電体をタッチ面上に載置又は近接させたとしても、それらを介した十分な寄生容量が発生せず、タッチ位置近傍における十分な容量性結合の変化を起こさせることができないからである。もし、非導電体や体積が小さな導電体をタッチ面上に載置又は近接させた場合には、タッチパネル内の受信電極に誘起される信号の態様の変化を十分に発生させることができず、タッチパネルがタッチ位置を検出できない、又は、タッチ位置の安定した検出ができない事態となる。

そこで、従来例の技術では、第１の導電部材をタッチ面に近接させた場合に、近接位置近傍のタッチパネル内電極との間で、十分な、かつ、安定した容量性結合を発生させるために、第１〜第３の導電部材を用意している。この結果、玩具本体をタッチ面上に載置した場合、第１の導電部材が、タッチ面に近接するとともに、第２の導電部材を介して表示装置の電子回路に電気的に結合させる第３の導電部材と接続され、第１の導電部材とタッチパネル内電極との間で十分な、かつ、安定した容量性結合が発生する。このため、第１の導電部材と、人という大きな導電体とが導電的に接続されていなくとも、タッチパネルが、玩具本体の位置（より詳しくは、第１の導電部材の位置）を検出できるようになっている。

特開２００９−１９９０９３号公報 特開２０１２−０４００７６号公報

上述した従来例の技術では、自走可能な玩具本体を繋留する紐を模して形成された第２の導電部材を含む紐部材を必須の構成要素としている。ここで、第２の導電部材は、タッチ面上に玩具本体を載置した場合にタッチ面に近接する第１の導電部材と一端が導電的に接続されるとともに、タッチ面の上側を通ってタッチパネルの外側まで延びている。このため、当該紐部材は、玩具本体の自走の障害物となる可能性がある。

また、当該紐部材は、利用者に対して、表示面における画像の一部を隠すことになる。このため、利用者が、玩具本体の自走による画像の変化を楽しむことを妨害してしまう事態を招きかねない。

さらに、従来例の技術の実施形態では、玩具本体を犬形状としている。このため、紐部材は犬の引き綱を想起させ、玩具本体を見た利用者は、紐部材の存在に違和感を抱くことはないと考えられる。しかしながら、玩具本体の形状が例えばミニチュア車であった場合には、紐部材の存在は、玩具本体を見た利用者に違和感を抱かせる可能性が高い。

本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、人等の大きな導電体が触れていない状態での小型の形象物のタッチパネル体上における位置の情報を、簡易な構成で、利用者に違和感を起こさせることなく入力することができる位置入力装置を提供することを目的とする。また、本発明は、人等の大きな導電体が触れていない状態での小型の形象物のタッチパネル体上における位置に応じた画像を、利用者による視認を妨害することなく提示することができる画像表示システムを提供することを目的とする。

本発明の位置入力装置は、タッチ操作が行われるタッチ面を有する投影型静電容量方式のタッチパネル体と、導電配線部材により相互に導電的に接続された複数の導電部材を有し、前記タッチ面上に載置された場合に、前記複数の導電部材が前記タッチ面と対向する形象物と、前記形象物が前記タッチ面上に載置されているときに、前記複数の導電部材のそれぞれの前記タッチ面における位置を検出する位置検出部と、を備え、前記導電配線部材は、前記複数の導電部材を相互に導電的に接続する、ことを特徴とする位置入力装置である。

本発明の位置入力装置では、前記複数の導電部材の相互間の間隔を、前記タッチパネル体内において、第１方向に沿って延びる複数の第１電極の配列間隔、及び、前記第１方向と交差する第２方向に沿って延びる複数の第２電極の配列間隔のいずれよりも長くすることができる。

また、本発明の位置入力装置では、前記位置入力装置が備える形象物が、前記タッチ面上を自走可能であるとすることができる。

本発明の画像表示システムは、本発明の位置入力装置と、画像表示を行う表示部と、前記位置入力装置により検出された位置に応じた画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、を備えることを特徴とする画像表示システムである。

本発明の画像表示システムでは、前記位置入力装置が備えるタッチパネル体が光透過性であり、前記表示部の表示面上に、前記タッチパネル体が配置されるようにすることができる。

また、本発明の画像表示システムでは、前記位置入力装置が備える形象物が有する複数の導電部材の位置関係に基づいて、前記形象物の位置変化に応じて変化させる前記表示部に表示させる画像の種類を選択するようにすることができる。

また、本発明の画像表示システムでは、前記位置入力装置が備える形象物を玩具とすることができる。

本発明の位置入力装置によれば、形象物がタッチパネル体のタッチ面上に載置された場合にタッチ面に対向する形象物内の複数の導電部材が、導電配線部材により導電部材を相互に導電的に接続される。このため、複数の導電部材における一の導電部材に近接する送信電極と受信電極とを利用した容量性結合の計測時に、他の導電部材に対向して近接する電極を介して、比較的大きな寄生容量を発生させる。こうして発生する寄生容量は、当該一の導電部材に対向して近接する受信電極の信号の態様に対して、有効に影響を及ぼすことができる。このため、当該一の導電部材の位置を検出することができる。

したがって、本発明の位置入力装置によれば、人等の大きな導電体が触れていない状態の小型の形象物のタッチパネル体上における位置の情報を、簡易な構成で、利用者に違和感を起こさせることなく入力することができる。

また、本発明の位置入力装置では、前記複数の導電部材の相互間の間隔を、前記タッチパネル体内において、第１方向に沿って延びる複数の第１電極の配列間隔、及び、前記第１方向と交差する第２方向に沿って延びる複数の第２電極の配列間隔のいずれよりも長くする構成により、複数の導電部材における一の導電部材に対向して近接する送信電極及び受信電極の少なくとも一方とは異なるタッチパネル体内の電極に、確実に、他の導電部材が対向して近接するようにすることができる。

また、本発明の位置入力装置では、位置入力装置が備える形象物が、タッチ面上を自走可能である構成とすることにより、自走を妨げることなく、自走に伴って変化する形象物の位置を入力することができる。

本発明の画像表示システムによれば、上述した本発明の位置入力装置に対する位置入力結果に応じた画像を、表示制御部が表示部に表示させるので、人等の大きな導電体が触れていない状態の小型の形象物のタッチパネル体上の位置に応じた画像を表示部に表示することができる。

本発明の画像表示システムでは、位置入力装置が備えるタッチパネル体が光透過性であり、表示部の表示面上にタッチパネル体が配置される構成とすることにより、形象物の下方に、形象物のタッチパネル体上の位置に応じた画像を表示することができる。このため、当該画像を見る際の障害物なしの状態で、タッチパネル体を介して、当該画像を利用者に対して提示することができる。

また、本発明の画像表示システムでは、位置入力装置が備える形象物が有する複数の導電部材の位置関係に基づいて、形象物の位置変化に応じて変化させる表示部に表示させる画像の種類を選択するようにすることができる構成とすることにより、形象物の形状及び移動態様に応じて演出された画像を利用者に提示することができる。

また、本発明の画像表示システムでは、位置入力装置が備える形象物を玩具とする構成とすることにより、玩具単体の楽しみ方に加えて、玩具と画像との組み合わせによる新たな楽しみを利用者に提供することができる。

本発明の一実施形態に係る画像表示システムの概略的な構成を説明するためのブロック図である。 図１の形象物における導電部材及び導電配線部材を説明するための図である。 図１の画像表示システムにおける構成要素の位置関係を示す図である。 図１の画像表示システムにおける構成要素の位置関係を示す他の図である。 図１のタッチパネル体のタッチパネル体２４のＸＹ面視図である。 図１のタッチパネル体のタッチパネル体２４のＸＺ面視図である。 図１のタッチパネル体のタッチパネル体２４のＹＺ面視図である。 形象物の無しの場合の容量性結合の様子を説明するための図である。 形象物の有りの場合の容量性結合の様子を説明するための図である。 実施形態の形象物の有無による容量性結合の相違を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を、図１〜図６を参照して説明する。なお、以下の説明及び図においては、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

［構成］
図１には、一実施形態に係る画像表示システム１０の概略的な構成がブロック図にて示されている。この図１に示されるように、画像表示システム１０は、位置入力装置１１と、画像表示装置１２とを備えている。

上記の位置入力装置１１は、タッチパネル２１を備えている。また、位置入力装置１１は、形象物２２を備えている。

上記のタッチパネル２１は、投影型静電容量方式のタッチパネルである。このタッチパネル２１は、タッチパネル体２４と、位置検出部２５とを備えている。なお、タッチパネル体２４の構成については、後述する。

上記の位置検出部２５は、タッチパネル体２４が備える送信電極に信号を供給する。また、位置検出部２５は、送信電極への信号の供給の結果として、タッチパネル体２４が備える受信電極に発生した信号を受ける。そして、位置検出部２５は、両信号の関係を解析することにより、タッチパネル体２４上における形象物２２の有無、及び、タッチパネル体２４上に形象物２２が載置されている場合の形象物２２に関する位置情報を検出する。こうして検出された形象物２２の位置情報は、画像表示装置１２へ送られる。

上記の形象物２２は、本実施形態では、不図示の遠隔操作に応答して自走可能な玩具となっている。この形象物２２は、図２に示されるように、導電部材２７₁，２７₂と、導電配線部材２８とを備えている。

上記の導電部材２７₁，２７₂のそれぞれは、金属製の部材となっており、形象物２２内に固定されている。ここで、導電部材２７₁，２７₂の大きさは、互いに同一となっている。また、導電部材２７₁と導電部材２７₂との距離Ｌを隔てて配置されている。また、導電部材２７₁の中心位置と導電部材２７₂の中心位置との距離は、「Ｄ」となっている。なお、距離Ｄは、形象物２２の種類により異なっている。なお、ここでは導電部材２７₁，２７₂の大きさは、互いに同一としたが、大きさは異なっていてもよい。

上記の導電配線部材２８は、導電の金属線材となっている。この導電配線部材２８は、形象物２２の内部で、導電部材２７₁と導電部材２７₂とを導電的に接続する。なお、導電部材２７₁と導電部材２７₂とは導電的に接続されていればよく、導電の金属線材によらず、フレキシブルな導電シートや導電パターン等によって接続されていてもよい。

図１に戻り、上記の画像表示装置１２は、位置入力装置１１から送られた位置情報を受ける。そして、画像表示装置１２は、当該位置情報に対応した画像を表示する。かかる機能を有する画像表示装置１２は、表示部３１と、表示制御部３２とを備えている。

上記の表示部３１は、本実施形態では、液晶表示デバイス、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）デバイス等の薄型表示デバイスを備えて構成されている。この表示部３１は、表示制御部３２から送られた画像データを受ける。そして、表示部３１は、当該画像データに従った画像を表示する。

上記の表示制御部３２は、中央制御装置（ＣＰＵ（Central Processing Unit））、記憶部等を備えて構成されており、プログラムを実行することにより、表示部３１を制御して、画像を表示させる。この表示制御部３２は、位置入力装置１１から送られた位置情報を受ける。引き続き、表示制御部３２は、位置入力装置１１から送られた位置情報に基づいて、タッチパネル体２４上における形象物２２の有無、並びに、タッチパネル体２４上に形象物２２がある場合には、形象物２２の種類及び位置を特定する。そして、形象物２２の種類及び位置が特定された場合には、形象物２２の種類及び位置に応じた画像データを生成し、生成された画像データを表示部３１へ送る。

＜画像表示システム１０の構成要素の位置関係＞
次に、画像表示システム１０の構成要素の位置関係について説明する。

図３Ａに示されるように、画像表示システム１０では、画像表示装置１２の表示部３１の＋Ｚ方向（鉛直上方）の表面、すなわち、表示面３１Ｄ上に、位置入力装置１１のタッチパネル体２４が配置されている。そして、タッチパネル体２４の＋Ｚ方向の表面、すなわち、タッチ面２４Ｔ上に形象物２２が載置されるようになっている。そして、形象物２２が、タッチ面２４Ｔ上に載置された場合には、図３Ｂに示されるように、導電部材２７₁，２７₂のそれぞれの−Ｚ方向側表面は、タッチ面２４Ｔと対向するようになっている。なお、導電部材２７₁，２７₂はタッチ面２４Ｔと接触していてもよい。

＜タッチパネル体２４の構成＞
次いで、タッチパネル体２４の構成について説明する。なお、タッチパネル体２４の構成要素は、全て、光透過性の材料で構成されている。

図４には、タッチパネル体２４の構成が示されている。ここで、図４Ａは、タッチパネル体２４のＸＹ面視図である。また、図４Ｂは、タッチパネル体２４のＸＺ面視図であり、図４Ｃは、タッチパネル体２４のＹＺ面視図である。

図４Ａ〜図４Ｃにより総合的に示されるように、タッチパネル体２４は、Ｙ軸方向に延びる複数のＸ電極２４Ｘ_j（ｊ＝１，２，…）と、Ｘ軸方向に延びる複数のＹ電極２４Ｙ_k（ｋ＝１，２，…）とを備えている。ここで、複数のＸ電極２４Ｘ_jのＺ方向位置は同一となっている。また、複数のＹ電極２４Ｙ_kのＺ方向位置は同一となっている。そして、複数のＸ電極２４Ｘ_jのＺ方向位置は、複数のＹ電極２４Ｙ_kのＺ方向位置よりも＋Ｚ方向側となっており、Ｘ電極２４Ｘ_jとＹ電極２４Ｙ_kとは立体交差するようになっている。

また、Ｘ電極２４Ｘ_jの配列周期長は「ＤＸ（＜Ｌ）」となっている。さらに、Ｙ電極２４Ｙ_kの配列周期長は「ＤＹ（＜Ｌ）」となっている。なお、本実施形態では、「ＤＸ＝ＤＹ」となっている。

［動作］
次に、上記のように構成された画像表示システム１０の動作について説明する。

＜位置入力動作＞
まず、タッチ面２４Ｔ上に載置された形象物２２による位置入力動作について説明する。

タッチ面２４Ｔ上に形象物２２が載置されていない場合には、図５Ａに示されるように、Ｘ電極２４Ｘ_jとＹ電極２４Ｙ_kとの立体交差位置において、Ｘ電極２４Ｘ_jとＹ電極２４Ｙ_kとの間に容量Ｃ_j,kが発生している。また、Ｘ電極２４Ｘ_jについての寄生容量ＣＸ_jが発生するとともに、Ｙ電極２４Ｙ_kについての寄生容量ＣＹ_kが発生している。ここで、寄生容量ＣＸ_j，ＣＹ_kは、容量Ｃ_j,kと比べて小さくなっている。

そして、例えば、Ｘ電極２４Ｘ_jを送信電極に設定するともに、Ｙ電極２４Ｙ_kを受信電極に設定して、送信電極にパルス状信号を供給すると、上述した発生容量に起因する容量性結合に対応する信号が受信電極に発生する。

次に、形象物２２における導電部材が１つであった場合を想定する。かかる導電部材を「導電部材２７」と記す。この場合、形象物２２がタッチ面２４Ｔ上に載置され、Ｘ電極２４Ｘ_jとＹ電極２４Ｙ_kとの立体交差位置の近傍に導電部材２７が位置すると、図５Ｂに示されるように、上述した図５Ａに示した容量に加えて、導電部材２７とＸ電極２４Ｘ_jとの間の容量ＣＴＸ、導電部材２７とＹ電極２４Ｙ_kとの間の容量ＣＴＹ、及び、導電部材２７についての寄生容量ＣＳが発生する。ここで、容量ＣＴＸ，ＣＴＹは、容量Ｃ_j,kと比べて同程度となるが、寄生容量ＣＳは、他の容量と比べて極端に小さい。このため、寄生容量ＣＳを介する容量性結合の大きさは、他の容量を介する容量性結合と比べて極端に小さい。

そして、例えば、Ｘ電極２４Ｘ_jを送信電極に設定するともに、Ｙ電極２４Ｙ_kを受信電極に設定して、送信電極にパルス状信号を供給すると、上述した発生容量に対応した容量性結合に対応する信号が受信電極に発生するが、寄生容量ＣＳを介して流れる電流は、他の容量を介して流れる電流よりも極端に小さい。また、図５Ａの場合と比べて、新たに容量ＣＴＸ及び容量ＣＴＹを介する電流経路が発生する。しかしながら、寄生容量ＣＳを介して流れる電流が極端に小さいため、受信電極に発生する信号は、図５Ａの場合において受信電極に発生する信号と比べて、殆ど変化しない。

導電部材２７の体積を大きくすれば寄生容量ＣＳも大きくなるが、導電部材２７の体積が人の体積のように非常に大きな体積とならないと、寄生容量ＣＳが十分には大きくはならない。このため、形象物２２内部に配置できる程度の大きさの導電部材２７であれば、受信電極に発生する信号の図５Ａの場合からの変化は小さく、位置検出ができない、又は、極めて不安定な位置検出しかできなくなってしまう。

図５Ｂの場合と比べて、本実施形態では、形象物２２に２個の導電部材２７₁，２７₂を配置し、その間隔Ｌを、Ｘ電極２４Ｘ_jの配列周期長ＤＸ及びＹ電極２４Ｙ_kの配列周期長ＤＹのいずれよりも大きくしている。そして、導電部材２７₁と導電部材２７₂とを導電配線部材２８で導電的に接続している。このため、形象物２２がタッチ面２４Ｔ上に載置され、図６に示されるように、Ｘ電極２４Ｘ_j1とＹ電極２４Ｙ_k1との立体交差位置の近傍に導電部材２７₁が位置すると、導電部材２７₂は、Ｘ電極２４Ｘ_j2とＹ電極２４Ｙ_k2との立体交差位置の近傍に導電部材２７₂が位置することになる。

そして、図５Ｂの場合に示したと同様の容量が、導電部材２７₁及び導電部材２７₂ごとに発生することになる。なお、図６においては、導電部材２７₁に対応する容量の符号には、図５Ｂの場合の標記に対して添字「１」を適宜追加するとともに、導電部材２７₂に対応する容量の符号には、図５Ｂの場合の標記に対して添字「２」を適宜追加している。

さて、図６に示される容量の発生の環境下で、例えば、Ｘ電極２４Ｘ_j1を送信電極に設定するともに、Ｙ電極２４Ｙ_k1を受信電極に設定して、送信電極にパルス状信号を供給すると、上述した発生容量に対応した容量性結合に対応する信号が受信電極に発生する。この場合には、図５Ｂにおける寄生容量ＣＳの代わりに、容量Ｃ_j2,k2，ＣＸ_j2，ＣＹ_k2，ＣＴＸ₂，ＣＴＹ₂の合成容量が、導電部材２７₁についての寄生容量となる。かかる合成容量は、寄生容量ＣＳと比べると、格段に大きな容量となっている。

このため、当該合成容量を介する容量性結合の大きさは、寄生容量ＣＳを介する場合と比べて、格段に大きくなる。したがって、受信電極に発生する信号は、本実施形態では、受信電極に発生する信号の形象物２２が載置されていない場合からの変化は、図５Ｂに示した状態と比べて格段に大きくなる。なお、Ｘ電極２４Ｘ_j2を送信電極に設定するとともに、Ｙ電極２４Ｙ_k2を受信電極に設定して、送信電極にパルス状信号を供給した場合には、上記と対称的な関係（すなわち、符号における添字の「１」と「２」とを交換した関係）となるので、導電部材２７₂について、上記の合成容量と同様の大きさの寄生容量が発生することになる。

この結果、本実施形態の形象物２２をタッチ面２４Ｔに載置した場合には、導電部材２７₁，２７₂の双方の位置について安定な位置検出ができるようになる。なお、（ａ）形象物２２に配置される導電部材が１個の場合には、位置検出ができない、又は、極めて不安定な位置検出しかできなくなってしまうこと、及び、（ｂ）本実施形態の形象物２２を用いることにより導電部材２７₁，２７₂の双方の位置について位置検出ができることを、本願の発明者は、実験により確認した。

上記の動作原理に基づき、本実施形態では、位置検出部２５が、送信電極と受信電極との組み合わせを周期的に順次変えて、受信電極に発生する信号の態様を測定し、測定結果に基づいて、導電部材２７₁，２７₂の位置を検出する。そして、位置検出部２５は、本実施形態では、検出された導電部材２７₁，２７₂の中心位置を、位置情報として、画像表示装置１２へ送る。

なお、本実施形態では、位置検出部２５は、形象物２２がタッチ面２４Ｔに載置されていない場合からの受信電極に発生する信号の態様の変化量の分布の重心位置を算出することにより、導電部材２７₁，２７₂の中心位置を検出するようになっている。

＜画像表示動作＞
次に、画像表示装置１２の画像表示動作について説明する。

画像表示装置１２では、表示制御部３２が、位置入力装置１１（より詳しくは、位置検出部２５）から送られた導電部材２７₁，２７₂の中心位置を受ける。かかる導電部材２７₁，２７₂の中心位置を定期的に受信していなかった状態から最初に導電部材２７₁，２７₂の中心位置を受けると、表示制御部３２は、まず、導電部材２７₁，２７₂の中心位置間の距離Ｄを算出する。引き続き、表示制御部３２は、距離Ｄに基づいて、形象物２２の種類を特定し、特定された種類の形象物２２に対応する記憶部内の画像データ群を特定する。

次に、表示制御部３２は、導電部材２７₁，２７₂の中心位置の中間位置を形象物２２の位置として算出する。引き続き、表示制御部３２は、算出された形象物２２の位置に対応付けられた画像データ群内の画像データを抽出する。そして、表示制御部３２は、抽出された画像データを表示部３１へ送る。この結果、形象物２２の位置に対応する画像が表示部３１に表示される。

以後、無線操作に応答して自走する形象物２２の位置が変化し、変化した位置に対応する位置情報を、位置入力装置１１から受けるたびに、表示制御部３２は、形象物２２の新たな位置を算出し、算出された形象物２２の新たな位置に対応付けられた画像データの抽出、及び、抽出された画像データを表示部３１へ繰り返し送信する。そして、位置入力装置１１から位置情報を受けなくなると、表示制御を中止し、位置入力装置１１から位置情報が再度受け始めるのを待つ。

以上説明したように、本実施形態では、タッチパネル体２４のタッチ面２４Ｔ上に形象物２２が載置された場合に、位置入力装置１１が、形象物２２に配置され、タッチ面２４Ｔに対向し、形象物２２内における導電配線部材２８による配線により導電的に接続された導電部材２７₁，２７₂のタッチ面２４Ｔ上の位置を検出する。このため、簡易な構成で、人等の大きな導電体と導通していない状態で、利用者に違和感を起こさせることなく、導電部材２７₁，２７₂のタッチ面２４Ｔ上の位置を安定して入力することができる。

また、この検出結果を受けた表示制御部３２は、導電部材２７₁，２７₂のタッチ面２４Ｔ上の位置に基づいて、形象物２２の位置を算出する。そして、表示制御部３２は、算出された形象物２２の位置に応じた画像を表示部３１に表示させる。

したがって、本実施形態によれば、人等の大きな導電体が触れていない状態での小型の形象物のタッチパネル体上の位置に応じた画像を表示部に表示することができる。

本実施形態では、導電部材２７₁と導電部材２７₂との間隔Ｌを、Ｙ方向に延びるＸ電極２４Ｘ_j（ｊ＝１，２，…）の配列周期長ＤＸ、及び、Ｘ方向に延びるＹ電極２４Ｙ_k（ｋ＝１，２，…）の配列周期長ＤＹのいずれよりも長くする。このため、導電部材２７₁及び導電部材２７₂の一方に対向して近接する送信電極及び受信電極とは少なくとも一方が異なるタッチパネル体内の電極に、確実に、導電部材２７₁及び導電部材２７₂の他方が対向して近接するようにすることができる。

また、本実施形態では、形象物２２が、タッチ面上を自走可能としている。このため、形象物２２の自走を妨げることなく、自走に伴って変化する形象物２２の位置を入力することができる。

また、本実施形態では、タッチパネル体２４全体を光透過性とし、表示部３１の表示面上に、タッチパネル体２４を配置している。このため、当該画像を見る際の障害物がない状態で、タッチパネル体２４を介して、形象物２２の位置に応じた画像を利用者に提示することができる。

また、本実施形態では、形象物２２に配置された導電部材２７₁及び導電部材２７₂の中心位置間の距離Ｄに基づいて、形象物２２の位置変化に応じて変化させる表示部３１における画像の種類を選択している。このため、形象物２２の種類及び移動態様に応じて演出された画像を利用者に提示することができる。

また、本実施形態では、形象物２２を玩具としている。このため、玩具単体の楽しみ方に加えて、玩具と画像との組み合わせによる新たな楽しみを利用者に提供することができる。

［実施形態の変形］
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

例えば、上記の実施形態では、形象物に配置される導電部材の数を２個とした。これに対し、形象物に配置される導電部材の数を３個以上としてもよい。この場合には、形象物の種類の特定が容易となるとともに、形象物の前進又は後退等を識別可能とすることができる。

また、上記の実施形態では、タッチパネル体全体を光透過性とし、表示部の表示面上に、タッチパネル体を配置するようにした。これに対し、タッチパネル体とは独立して表示部を配置し、表示部に表示された画像を、タッチパネル体を介させずに直接、利用者に提示するようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、形象物が自走可能としたが、タッチ面を傾けることにより形象物を移動させるようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、形象物を玩具としたが、これに限られるものではない。

本発明は、位置入力装置及び画像表示システムの製造分野において好適に利用できる。

１０ 画像表示システム
１１ 位置入力装置
１２ 画像表示装置
２１ タッチパネル
２２ 形象物
２４ タッチパネル体
２４Ｔ タッチ面
２４Ｘ_j Ｘ電極（第１電極）
２４Ｙ_j Ｙ電極（第２電極）
２５ 位置検出部
２７，２７₁，２７₂ 導電部材
２８ 導電配線部材
３１ 表示部
３２ 表示制御部

Claims (7)

1. タッチ操作が行われるタッチ面を有する投影型静電容量方式のタッチパネル体と、
   導電配線部材により相互に導電的に接続された複数の導電部材を有し、前記タッチ面上に載置された場合に、前記複数の導電部材が前記タッチ面と対向する形象物と、
   前記形象物が前記タッチ面上に載置されているときに、前記複数の導電部材のそれぞれの前記タッチ面における位置を検出する位置検出部と、を備え、
   前記導電配線部材は、前記複数の導電部材を相互に導電的に接続する、
   ことを特徴とする位置入力装置。
2. 前記複数の導電部材の相互間の間隔は、前記タッチパネル体内において、第１方向に沿って延びる複数の第１電極の配列間隔、及び、前記第１方向と交差する第２方向に沿って延びる複数の第２電極の配列間隔のいずれよりも長い、ことを特徴とする請求項１に記載の位置入力装置。
3. 前記位置入力装置が備える形象物は、前記タッチ面上を自走可能である、ことを特徴とする請求項１に記載の位置入力装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置入力装置と、
   画像表示を行う表示部と、
   前記位置入力装置により検出された位置に応じた画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、
   を備えることを特徴とする画像表示システム。
5. 前記位置入力装置が備えるタッチパネル体は光透過性であり、
   前記表示部の表示面上に、前記タッチパネル体が配置される、
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像表示システム。
6. 前記表示制御部は、前記位置入力装置が備える形象物が有する複数の導電部材の位置関係に基づいて、前記形象物の位置変化に応じて変化させる前記表示部に表示させる画像の種類を選択する、ことを特徴とする請求項４に記載の画像表示システム。
7. 前記位置入力装置が備える形象物は玩具である、ことを特徴とする請求項４に記載の画像表示システム。

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