JP5961153B2 - 携帯型情報処理システム、その携帯型情報処理装置、及びそのカバー - Google Patents

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本発明は、携帯型情報処理システム、その携帯型情報処理装置、及びそのカバーに関する。
近時、タブレットPCやスマートフォンのようにタッチパネルを備えた携帯型情報処理装置が普及している。タッチパネル方式としては、例えば、静電容量方式、光方式、抵抗膜方式、音響波照合(APR)方式、超音波表面弾性波(超音波)方式等の各種方式がある。
静電容量式のタッチパネルは、表面型と投影型の2種類がある。表面型は、一般的に、カバー、導電膜、ガラス基板の3層で構成されている。導電膜はガラス基板の上に配置され、ガラス基板の四隅には電極が設けられており、導電膜によって均一な電界が形成される。指が画面に触れると駆動回路からの微弱電流が隅の端子、導電膜、カバーを通過して、指を経由して大地を含む周辺環境と駆動回路との間で閉回路を構成する。駆動回路側で四隅の端子の電流量の比率を計測することで指の位置を判別することができる。
他方、投影型は、指先の多点検出や面検出が可能である点で表面型より優れている。投影型は、一般的に、絶縁体フィルムとその下の電極層で構成されている。絶縁体フィルムの下の電極層にはITO等の透明電極によって縦横2層からなる多数のモザイク状電極パターンがガラスやプラスチックなどの基板上に配置される。指が触れるとその付近の電極の静電容量の変化を縦横2つの電極列から知ることで位置を精密に判別することができる。また、縦と横に走る多数の電極列によって、多点検出と面検出が可能となっている。
他方、ipad等のタブレットPCでは、その本体を保護するためのタブレットPC専用ケースやカバーが多数販売されている。かかるタブレットPC専用ケースやカバーは、タブレットPCの本体を保護することを目的とするのみで、それ以外の用途では余り使用されていない。
WO2012/070593 特開2010−39515号公報
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、携帯型情報処理装置の静電容量方式のタッチセンサと、携帯型情報処理装置用のカバーとを有効に利用することが可能な携帯型情報処理システム、その携帯型情報処理装置、及びそのカバーを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、前面側に静電容量方式のタッチセンサを備えたスレート形状の携帯型情報処理装置と、前記携帯型情報処理装置に装着可能に構成され、かつ、前記携帯型情報処理装置の前記前面を開閉可能なカバーと、を備えた携帯型情報処理システムであって、前記カバーには導電性の材料が形成されており、前記携帯型情報処理装置は、前記タッチセンサで前記導電性の材料を検出した場合に、前記カバーが閉じられたと判断することを特徴とする。
また、本発明の好ましい態様によれば、前記導電性の材料は、金属材料であることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、前記携帯型情報処理装置は、前記タッチセンサで前記導電性の材料を検出した場合には、前記携帯型情報処理装置をサスペンドに移行させることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、前記導電性の材料は、所定のパターンを有しており、前記携帯型情報処理装置は、前記タッチセンサで前記所定のパターンを検出し、検出したパターンに応じた処理を行うことが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、前記携帯型情報処理装置は、前記タッチセンサで前記導電性の材料の配置位置を検出し、検出した配置位置に応じた処理を行うことが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、前記導電性の材料は、前記カバーに対して着脱可能に形成されていることが望ましい。
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、前面側に静電容量方式のタッチセンサを備えたスレート形状の携帯型情報処理装置であって、前記前面を開閉可能かつ導電性の材料が形成されたカバーを装着可能であり、前記タッチセンサで前記導電性の材料を検出した場合に、前記カバーが閉じられたと判断することを特徴とする。
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、携帯型情報処理装置の前面を開閉可能なカバーであって、前記カバーには、前記携帯型情報処理装置の前記前面側に形成された静電容量方式のタッチセンサで検出するための導電性の材料が形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、携帯型情報処理装置の静電容量方式のタッチセンサと、携帯型情報処理装置用のカバーとを有効に利用することが可能な携帯型情報処理システム、その携帯型情報処理装置、及びそのカバーを提供することが可能になるという効果を奏する。
図1は、タブレットPCの前面図である。 図2は、図1の概略の断面図である。 図3は、タブレットPCにタブレットPC専用カバーを装着した状態を示す図である。 図4は、投影型静電容量方式を使用したタッチセンサの検出原理を説明するための図である(その1)。 図5は、投影型静電容量方式を使用したタッチセンサの検出原理を説明するための図である(その2)。 図6は、タブレットPCの概略のハードウェア構成例を示す図である。 図7は、タッチセンサコントローラがタブレットPC専用ケースのカバーの閉じ状態を検出する動作を説明するためのフローチャートである。 図8は、タッチセンサコントローラがタブレットPC専用ケースのカバーの閉じ状態を検出する他の動作例を説明するためのフローチャートである。 図9は、所定のパターンの材料の一例を説明するための図である。 図10は、カバーの裏面に配置する材料の配置位置に応じた処理を行う場合の説明図である。
以下、本実施の形態にかかる携帯型情報処理システム、その携帯型情報処理装置、及びそのケースを適用したコンピュータシステムの実施の形態について説明する。本発明の構成要素は、本明細書の図面に一般に示してあるが、様々な構成で広く多様に配置し設計してもよいことは容易に理解できる。したがって、本発明の装置、方法、およびプログラムの実施の形態についての以下のより詳細な説明は、特許請求の範囲に示す本発明の範囲を限定するものではなく、単に本発明の選択した実施の形態の一例を示すものであって、本明細書の特許請求の範囲に示す本発明と矛盾無く装置、システムおよび方法についての選択した実施の形態を単に示すものである。当業者は、特定の細目の1つ以上が無くても、または他の方法、部品、材料でも本発明を実現できることが理解できる。
図1〜図3を参照して、本実施形態に係る携帯型情報処理装置を適用したタブレットPC10の概略の構成及びそのタブレットPC専用ケース40を説明する。図1は、タブレットPC10の前面図、図2は、図1の概略の断面図である。図3は、タブレットPC10にタブレットPC用ケース40を装着した状態を示す図である。
タブレットPC10は、図1及び図2に示すように、前面側にLCD13が配置され、LCD13上にタッチセンサ12が配置されている。LCD13には各種情報が表示される。タブレットPC10は、略長方体である筐体11に、回路基板14、LCD13、タッチセンサ12が収納されている。筐体11は例えば合成樹脂で構成することができる。タッチセンサ12は、筐体11の額縁と略同一平面上に配置されている。また、LCD13の上方の筐体11の略中央位置表面には、カメラ18が設けられている。
タッチセンサ12は、投影型静電容量方式のタッチセンサであり、指等の指示体の多点検出及び面検出が可能となっている。タッチセンサ12は、Y軸方向に延在する複数のY電極と、複数のY電極上に形成された絶縁層と、絶縁層上に形成されたX軸方向に延在する複数のY電極とが形成された透明電極基板12aと、透明電極基板12上に形成された保護ガラス12bと、を備えている。X電極とY電極は、マトリクス形状に構成されている。
なお、本明細書において、タブレットPC10の前面側を覆う部材をカバーと称し、また、カバーを有し、タブレットPC10に装着される場合に背面側を覆う構成の形態を「ケース」と称し、また、カバーを有し、タブレットPC10に装着される場合に背面側を覆わない構成(例えば、タブレットPC10の一つの側面に装着される構成)の形態を「カバー」と称する(http://www.apple.com/jp/ipad/accessories/参照)。すなわち、「カバー」及び「ケース」に適用可能であり、少なくとも、前面側に静電容量方式のタッチセンサを備えたスレート形状の携帯型情報処理装置に装着可能に構成され、かつ、当該携帯型情報処理装置の前面を開閉可能なカバーに適用可能である。図3を参照して、タブレットPC専用ケース40を説明する。タブレットPC用ケース40は、タブレットPC10を固定するための本体部42と、本体部42に対して回動可能に構成され、タブレットPC10の前面を開閉するためのカバー41とを備えている。本体部42には、タブレットPC10の縁部を固定するための硬質の材料で形成された4つの固定突起43が形成されている。ユーザは、タブレットPC10の前面を上にした状態で固定突起43に嵌合させ、タブレットPC10を固定させる。
カバー41は、タブレットPC10の前面を回動開閉可能に構成されている。カバー41の裏面(タブレットPC10と対向する面側)41aの略中央には、タッチセンサ12を使用してカバー41の開閉を検出するための導電性の材料である金属材料50が設けられている。金属材料50は、例えば、アルミ箔である。タブレットPC10では、後述するように、タッチセンサ12の検出結果に基づいて、タブレットPC10の前面に対するカバー41の開閉を検出することが可能となっている。なお、裏面41aに金属材料50を形成することとしたが、裏面41aの全面又は一部を通電加工することにしてもよい。
図4及び図5を参照して、投影型静電容量方式を使用したタッチセンサ12の検出原理を説明する。図4は、タッチセンサ12の透明電極基板12aに形成された各X電極22及び各Y電極21で指30を検出する場合の静電容量の関係を説明するための模式図である。なお、図4は説明を簡単にするための模式図であり、実際に配置されるX電極22及びY電極21の本数はこれより多く、タッチセンサの分解能に対応した本数である。
タッチセンサコントローラ23は、X電極22及びY電極21に駆動信号を送出し、X電極22及びY電極21の電圧等を検出して静電容量の変化を検出することで、指示体のX電極22及びY電極21のタッチ位置を特定することができる。タッチセンサ12は、指の誘電率に適合させて、指を検知できるように構成されている。
図4に示すように、X電極22及びY電極21に指30が近づくと、電極間の静電容量が増加し、X電極22及びY電極21の静電容量は指30接触付近で最大値となる。タッチセンサコントローラ23は、静電容量が第1の閾値N1以上となるX電極22及びY電極21を検出することで、指のタッチ位置を検出することができる。また、タッチセンサコントローラ23は、静電容量が第1の閾値N1以上となる複数のX電極22及びY電極21を検出することで、指と同程度の誘電率を有する指示体のパターン(形状)を検出することができる。
静電容量Cを平行平板導体モデルで表すと、面積S[m]、間隔d[m]の2枚の平行導体の間に、誘電率εの誘電体が均一に充填されている物体の静電容量CはC=ε×(S/d)で示される。ここで、ε=ε×εであり、εは真空の誘電率、εは物体の比誘電率である。従って、指よりも大きい誘電率の物体を電極に近づけると、検出される静電容量は指の場合よりも大きくなる。
図5は、X電極22及びY電極21で指30よりも誘電率の大きい上述の金属材料50を検出する場合の静電容量の関係を説明するための図である。X電極22及びY電極21に金属材料50が近づくと、指30の場合よりも電極間の静電容量が増加し、指30の場合の静電容量の最大値を超えた値となる。本実施の形態では、タッチセンサコントローラ23は、X電極及びY電極で検出される静電容量が第2の閾値N2(但し、第2の閾値N2>第1の閾値N1)以上となるX電極及びY電極を検出した場合に、タブレットPC専用ケース40のカバー41が閉じられたと判断する。
図6は、上記タブレットPC10の概略のハードウェア構成例を示す図である。タブレットPC10は、同図に示すように、CPU101、ROM102、メモリ103、HDD(ハードディスク)104、LCD13と、グラフィクスアダプタ105と、タッチセンサ12と、カメラ18と、タッチセンサコントローラ23と、USBポート106と、通信デバイス107と、電源回路108とを備えており、各部はバスを介して直接または間接的に接続されている。
CPU101は、バスを介して接続されたHDD104に格納されたOS111によりPC10全体の制御を行うとともに、HDD104に格納された各種のプログラムに基づいて処理を実行する機能を司る。ROM102は、BIOS(Basic Input/Output System:基本入出力システム)102aやデータ等を格納している。
メモリ103は、キャッシュメモリやRAMで構成されており、CPU101の実行プログラムの読み込み領域として、実行プログラムの処理データを書き込む作業領域として利用される書き込み可能メモリである。
HDD(ハードディスク)104は、タブレットPC10の全体の制御を行うためのOS111と、周辺機器類をハードウェア操作するための各種ドライバ112と、特定業務に向けられた、ブラウザアプリ、電子メールアプリ、動画再生アプリ、表計算アプリ、及びワープロアプリ等の各種アプリケーション113等を記憶する機能を有する。
OS111は、タブレットPC10の基本的な動作を制御するものであり、各種資源を管理し、例えば、アプリケーションプログラムが発生した命令を、ドライバ112やBIOS102a等に伝える。また、OS111は、マルチタスク機能を有し、アプリケーションの実行コンテキスト(あるアプリケーションが利用しているレジスタセットやメインメモリイメージ、ファイルハンドルなど)やGUIの部品などのソフトウェア資源の管理も行う。
また、OS111は、電源回路108等を制御してシステム状態(電源状態)の移行を制御する。システム状態は、例えば、ACPIステートで規定される6つのステートS0〜S5であり、S0はフル稼働状態、S1は低消費電力状態(ただし、プロセッサ、チップセットともに電源オン)、S2は低消費電力状態(ただし、プロセッサとキャッシュは電源オフ、チップセットは電源オン)、S3はサスペンド状態、S4はハイバネーション状態、S5はソフトウェアによる電源オフを示している。OS111としては、例えば、Windows(登録商標)、Android(登録商標)、及びiOS(登録商標)等を使用することができる。
各種ドライバ112は、例えば、タッチセンサ12を動作させるためのタッチセンサドドライバ、LCD13に画像を表示させるための表示ドライバ、カメラ18を動作させるためのカメラドライバ等である。
グラフィクスアダプタ105は、CPU101の制御に従って、表示情報をビデオ信号に変換し、変換したビデオ信号をLCD13に出力する。LCD13は、CPU101の制御に従って、各種情報を表示する機能を有している。通信デバイス107は、ネットワークを介してデータの送受信を行うためのものである。
電源回路108は、ACアダプタ、インテリジェント電池、インテリジェント電池を充電するための充電器、およびDC/DCコンバータ等を備えており、CPU101の制御に従って、各デバイスに電力を供給する。カメラ18は、被写体を撮影して、その画像データをCPU101に出力する。
タッチセンサ12は、ユーザが入力操作を行うためのユーザインターフェィスであり、ユーザが、LCD13の画面に表示される各種メニュー、アイコン、ボタン、およびキーボード等の画面オブジェクトを選択して入力操作を行ったり、テキストの入力操作や、スクロールやスワイプ等の画面操作を行うためのものである。タッチセンサコントローラ23は、タッチセンサ12を駆動するためのドライブ回路やタッチ位置を検出するための検出回路を備え、タッチセンサ12の動作をコントールする。タッチセンサコントローラ23は、タッチセンサ12のX電極22及びY電極21に駆動信号を送出し、X電極22及びY電極21の電圧等を検出して静電容量の変化を検出することで、指示体のX電極22及びY電極21のタッチ位置(X、Y)を特定し、タッチ位置(X,Y)をCPU101に出力する。
図7は、タッチセンサコントローラ23がタブレットPC専用ケース40のカバー41の閉じ状態を検出する動作を説明するためのフローチャートである。図7において、ユーザがタブレットPC専用ケース40のカバー41を閉じると、タッチセンサコントローラ23が第2の閾値N2以上の静電容量を検出し(ステップS1)、タブレットPC専用ケース40のカバー41が閉じられたと判断して(ステップS2)、OS111にタブレットPC専用ケース40のカバー41が閉じられた旨を通知する。これに応じて、OS111は、タブレットPC10の電源状態をサスペンドに移行させる(ステップS3)。
図8〜図10を参照して、他の実施例を説明する。上記実施の形態では、タブレットPC専用ケース40のカバー41に金属材料50を配置して、タッチセンサ12でこの金属材料50を検出することで、カバー41の閉じ状態を検出する場合を説明したが本発明はこれに限られるものではない。例えば、カバー41に、指と同程度の誘電率を有する導電性の材料である所定のパターン(形状)の材料を配置し、カバー41を閉じた際に、タッチセンサコントローラ23が特定のパターンを検出した場合に、パターンに応じた処理を行うことにしてもよい。
図8は、タッチセンサコントローラ23がタブレットPC専用ケース40のカバー41の閉じ状態を検出した場合の他の動作例を説明するためのフローチャートである。図8において、ユーザがタブレットPC専用ケース40のカバー41を閉じると、タッチセンサコントローラ23が所定のパターンを検出し(ステップS10)、タブレットPC専用ケース40のカバー41が閉じられたと判断して、OS111に所定のパターンを検出した旨を通知する。これに応じて、OS111は、検出されたパターンに応じた処理を行う(ステップS11)。
図9は、所定のパターンの材料の一例を説明するための図である。図9において、図3と同等分には同一符号を付してある。図9に示す例では、所定のパターンの一例として、Wのパターンの材料51が、タブレットPC専用ケース40のカバー41の裏面41aに配置されている。この材料51は指と同程度の誘電率を有することが望ましい。
図9において、ユーザがタブレットPC専用ケース40のカバー41を閉じると、タッチセンサコントローラ23がWのパターンを検出し、タブレットPC専用ケース40のカバー41が閉じられたと判断して、OS111にWのパターンを検出した旨を通知する。これに応じて、OS111は、Wのパターンに応じた処理として、ブラウザアプリを起動する。パターンの例はこれに限られるものではなく、パターンに応じた各種処理が考えられる。一例として、材料51がSのパターンの場合には、サスペンドに移行する処理を行い、材料51がMのパターンの場合には、電子メールアプリを起動する処理を行い、また、材料51がIのパターンの場合はタブレットPC10の初期化処理を行う。
カバー41の裏面41aに配置する材料51は、裏面41aに固定して形成してもよいし、裏面41aに対して着脱可能(取り付け及び取り外し可能)に形成してもよい。材料51を着脱可能に構成することで、異なる複数のパターンの材料51を用意しておき、ユーザが取り付けるパターンを変更することで、カバー41を閉じた時に、各種の処理を行うことが可能となる。なお、材料51を着脱可能に形成する場合は、例えば、裏面41aを起毛材料で形成し、材料51の取り付け面をファスナーで形成することで、簡単に材料51を裏面41aに対して着脱可能に形成することができる。
また、カバー41の裏面41aに配置する材料の配置位置に応じた処理を行うことにしてもよい。タッチセンサコントローラ23が裏面41aに配置する材料の配置位置を検出し、OS111が検出した配置位置に応じた処理を行うことにしてもよい。図10は、カバー41の裏面41aに配置する材料の配置位置に応じた処理を行う場合の説明図である。図10において、図3と同等部分には同一符号を付してある。
図10において、カバー41の裏面41aには世界地図300が描画されている。世界地図300上には○のパターンの材料310が配置されている。材料310は、指と同程度の誘電率を有する導電性の材料であることが望ましい。タッチセンサコントローラ23は、世界地図300に対応する地図データを記憶している。ユーザがタブレットPC専用ケース40のカバー41を閉じると、タッチセンサコントローラ23が○のパターンの位置を検出し(ステップS10)、カバー41が閉じられたと判断し、検出した○のパターンの位置に対応する国を、記憶している地図データを参照して判定する。タッチセンサコントローラ23は、判定した国をOS111に通知する。これに応じて、OS111は、判定した国に対応した初期化処理(例えば、時刻やキャリアの設定等)を行う。
図10に示す例では、米国に材料310が配置されているので、米国に対応した初期化処理を行う。なお、上記と同様に、材料310は、裏面41aに固定して形成してもよいし、着脱可能に形成してもよい。材料310を着脱可能に構成することで、ユーザは、材料310の配置位置を変更して、国に応じた初期化処理を行うことができ、例えば、海外旅行や海外出張の時に便利である。また、例えば、タブレットPC専用ケース40を製造するメーカが販売国別に、当該販売国に対応する位置に材料310を形成したタブレットPC専用ケース40を販売することにしてもよい。このように、タブレットPC専用ケース40のカバー41に配置する材料のパターンや配置位置を変更することで、簡単に各種処理を行うことができる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、前面側に静電容量方式のタッチセンサ12を備えたタブレットPC10と、タブレットPC10に装着可能に構成され、かつ、タブレットPC10の前面を開閉可能なカバー41を有するタブレットPC専用ケース40と、を備え、タブレットPC専用ケース40には、カバーに金属材料50が形成されており、タブレットPC10では、タッチセンサ12で金属材料50を検出した場合に、カバー41が閉じられたと判断することとしたので、静電容量方式のタッチセンサと、タブレットPC専用ケースを有効に利用することが可能となる。付言すると、カバーの開閉を検出するための特別なセンサをタブレットPCに設ける必要がなく、既存のタッチセンサをカバーの開閉の検出用に使用することで、低コストかつ簡単な構成とすることが可能となる。
また、タブレットPC10では、金属材料50を検出した場合には、サスペンドに移行することとしたので、省電力化を図ることが可能となる。
また、カバー41に所定のパターンを有する材料51を形成し、タッチセンサ12で所定のパターンを検出した場合には、検出したパターンに応じた処理を行うこととしたので、パターンに応じた処理を行うことが可能となる。
また、タッチセンサ12で材料310の配置位置を検出し、検出した配置位置に応じた処理を行うこととしたので、材料310の配置位置に応じた処理を行うことが可能となる。
また、材料50,310は、カバー41に対して着脱可能に形成することとしたので、
材料50のパターンを変更したり、材料310の配置位置を変更することで、各種処理を行うことが可能となる。
なお、上記実施の形態では、携帯型情報処理装置として、タブレットPCについて説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、スマートフォンやPDA等の他の携帯型情報処理装置にも適用可能である。また、上記実施の形態では、「ケース」タイプについて説明したが、上述したように、「カバー」タイプにも適用可能であることは言うまでもない。
以上のように、本発明にかかる携帯型情報処理システム、その携帯型情報処理装置、及びそのカバーは、携帯型情報処理装置用のカバーを使用する場合に有用である。
10 タブレットPC
12 タッチセンサ
12a 透明電極基板
12b 保護ガラス
13 LCD
14 回路基板
23 タッチセンサコントローラ
30 指
18 カメラ
40 タブレットPC用ケース
41 カバー
41a 裏面
42 本体部
43 固定突起
50 金属材料
51,310 材料
101 CPU
102 ROM
103 メモリ
104 HDD(ハードディスク)
105 グラフィクスアダプタ
106 USBポート
107 通信デバイス
108 電源回路
111 OS
112 ドライバ
113 各種アプリケーションプログラム

Claims (7)

  1. 前面側に静電容量方式のタッチセンサを備えた携帯型情報処理装置と、前記携帯型情報処理装置に装着可能に構成され、かつ、前記携帯型情報処理装置の前記前面を開閉可能なカバーと、を備えた携帯型情報処理システムであって、
    前記カバーには導電性の材料が形成されており、
    前記携帯型情報処理装置は、前記タッチセンサで前記導電性の材料を検出した場合に、前記カバーが閉じられたと判断することを特徴とする携帯型情報処理システム。
  2. 前記導電性の材料は、金属材料であることを特徴とする請求項1に記載の携帯型情報処理システム。
  3. 前記携帯型情報処理装置は、前記タッチセンサで前記導電性の材料を検出した場合には、前記携帯型情報処理装置をサスペンドに移行させることを特徴とする請求項2に記載の携帯型情報処理システム。
  4. 前記導電性の材料は、所定のパターンを有しており、
    前記携帯型情報処理装置は、前記タッチセンサで前記所定のパターンを検出して、検出したパターンに応じた処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の携帯型情報処理システム。
  5. 前記携帯型情報処理装置は、前記タッチセンサで前記導電性の材料の配置位置を検出し、検出した配置位置に応じた処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の携帯型情報処理システム。
  6. 前記導電性の材料は、前記カバーに対して着脱可能に形成されていることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の携帯型情報処理システム。
  7. 前面側に静電容量方式のタッチセンサを備えた携帯型情報処理装置であって、
    前記前面を開閉可能かつ導電性の材料が形成されたカバーを装着可能であり、
    前記タッチセンサで前記導電性の材料を検出した場合に、前記カバーが閉じられたと判断することを特徴とする携帯型情報処理装置。
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