JP7129054B2 - 静電容量タッチパネル用の入力補助具 - Google Patents

Description

本発明は、手指の自由度の低い高齢者や機能障害のある人が、スマートフォンやタブレット等に使用されている静電容量方式のタッチパネルを操作することを支援する入力補助具に関するものである。

近年、コンピュータやＡＩへの情報入力に関して、音声、ジェスチャーや脳内シグナル等を利用した入力方法が提案され、実用化されつつある。しかし、グローバルに普及しつつあるスマートフォン、タブレット等では、指による静電容量変化を利用した、いわゆる静電容量タッチパネルが用いられ、指による直接入力である。（静電容量タッチパネルへの指以外の入力手段には、静電容量式、静電発生式およびデジタイザー式のペン型入力器具があり、これらは主にドローイング等の特定の用途に用いられている。）従って、スマートフォン、タブレット等のタッチパネルへの入力は、指に支障のある高齢者や手指の機能障害を持つ人等の生活の質（ＱＯＬ）を低下させる要素になっている。このような状況下で静電容量タッチパネルの入力を支援する入力補助具がいくつか考案されている。

例えば特許文献１には、リング状の装着部と保持部とからなる指先に装着する本体部と、指先から突出した線状部と、線状部の先端に設けられた接触部とからなる静電容量タッチパネル用の入力補助具が開示されている。この補助具はタッチパネル画面上に表示される小さなアイコン等の狭い入力領域に指入力するために考案されたものであり、小さな領域への指入力には有効である。ところが、指の筋力低下や障害で指に力が入り難い人や指のコントロールが難しい人が利用する場合には、補助具を指の先端に装着する構造のため入力操作が難しくなり、他の指による誤入力を引き起こす可能性がある。また機能障害等で掌を下方に向け難くパネル画面と手指のなす角度が小さくなる場合には、補助具の接触部の形状が半球状であるため、パネル画面と接触部との面接触が不十分となり入力が不安定になる。

また、特許文献２には棒状の把持部と入力部とからなり、入力部の先端には平板状の可動導電板を設けたペン型の静電容量タッチパネル用の入力補助手段が開示されている。入力部の先端形状は平板状で、入力部とタッチパネル面とは面接触するように構成されている。また棒状の把持部がタッチパネル面に対して前後左右に動いても、平板状の可動導電板とタッチパネル面との面接触が維持されるようになっている。このため入力面と手指のなす角度が小さい場合でも入力が可能である。しかしこの方法は感圧式と静電容量式を兼用する目的で考案されたものであり把持部をペンと同じように握る必要がある。従って手指の筋力低下や障害で把持が難い人や手指のコントロールの難しい人は棒状の把持部を握って使用することが困難となり補助具を使用できない。

また、特許文献３には指の３箇所の関節近傍に接して装着される基体と、指示部と、入力先端部とからなる静電容量タッチパネル用の入力補助具が開示されている。この補助具は導電体であれば静電容量タッチパネルの入力補助具として使用できることが記載されている。従って手指の筋力低下や障害で指に力が入り難い人や、手指のコントロールが難しい人が使用する場合でも、三つの支持部によりスムーズな脱着が可能となり、また指先より突出した指示部により他の指による誤入力を防ぐことができる利点がある。ところが静電容量タッチパネル用の入力補助具として機能するために重要となる入力先端部の形状に関する具体的な記載がない。

特開２０１６－１３０９９０号公報 特開２０１２－１１８７０４号公報 特開２０１６－０９１１２３号公報

解決しようとする課題は、手指の自由度の低い高齢者や機能障害のある人が、スマートフォンやタブレット等の静電容量タッチパネルに入力することを可能にするとともに、入力面と手指のなす角度が小さい場合でも入力を可能にし、指への脱着がスムーズで、他の指による誤動作の無い静電容量タッチパネル用の入力補助具を提供することである。

本発明は、手指に装着する基体部と、前記基体部に延設された指示部と、前記指示部の先端に設けられた接触入力部とからなるとともに、前記基体部がＤＩＰ関節の背面近傍 に接する第一支持部と、ＰＩＰ関節の掌面近傍に接する第二支持部と、ＭＰ関節の背面近 傍に接する第三支持部とを備える入力補助具において、前記接触入力部が凸なる可展面を有し、かつ前記可展面が入力時にタッチパネル表面と略線接触するようにし、また入力時に略線接触する際の接触長さが４ｍｍ～１０ｍｍであるようにする。

本発明による入力補助具では、手指の自由度の低い高齢者や機能障害のある人が静電容量タッチパネルに入力することが可能になり、指への補助具の脱着がスムーズで、他の指による誤動作が無く、パネル入力面と手指とのなす角度が小さい場合でも入力が可能になる。

本発明による入力補助具の一例を示す斜視図である。 本発明による入力補助具の一例を示す平面図である。 本発明による入力補助具の一例を示す側面図である。 本発明による入力補助具の一例を装着、使用する様子を示す説明図である。 本発明における略線接触の様子を示す説明図である。 本発明における別の実施例を示す斜視図である。 本発明における別の実施例を示す斜視図である。

本発明は、手指の自由度の低い高齢者や機能障害のある人が情報入力するための静電容量タッチパネル用の補助具に関し、接触入力部が凸なる可展面を有し、かつタッチパネル表面と略線接触するために静電容量タッチパネルへの入力が可能になり、タッチパネルの入力面と手指とのなす角度が小さい場合でも入力が可能になる。また入力時に略線接触する際の接触長さが４ｍｍ～１０ｍｍであるため多くの静電容量タッチパネルへの入力が可能になる。以下に実施例を用いて本発明を詳しく説明する。ただし本発明は以下に示す実施例に限定されるものではないし、また本発明による補助具は静電容量式のタッチパネル入力装置以外に、従来のキーボード、リモコン等のキー入力にも使用し得るものであることは言うまでも無い。

図１、図２、図３は本発明による入力補助具の実施例の一つで、図１は斜視図、図２は平面図、図３は正面図である。１は基体部、２は第一支持部、３は第二支持部、４は第三支持部、５は指示部、６は接触入力部である。

基体部１は指に装着する部位で、第一支持部２と、第二支持部３と、第三支持部４とからなり、静電容量タッチパネルへの入力を可能にするために導電性を有するものである。基体部１の材料としては金、銀、銅、鉄、錫、ニッケル、アルミニウム、合金等の金属導電体や、導電性ポリマー、カーボン等の導電体や、導電体の練り込み等による導電体や、金属メッキ、導電体塗布等の表面加工による導電体を使用することができる。

筋力低下や機能障害がある場合、通常指は各関節（ＭＰ関節、ＰＩＰ関節、ＤＩＰ関節）で掌面側に弧を描く様に曲がる。基体部１に、ＤＩＰ関節の背面近傍に接する第一支持部２と、ＰＩＰ関節の掌面近傍に接する第二支持部３と、ＭＰ関節の背面近傍に接する第三支持部４とを設けるとともに、第一支持部２と第二支持部３との間隔および第二支持部３と第三支持部４との間隔を指の幅より広くすることにより、手指の自由度の低い高齢者や機能障害のある人の弧を描いた指への補助具の脱着を容易することが可能になる。

指示部５は基体部１に延設されるもので入力操作時に指の代わりとなるものである。指示部５は、剛性のあるものや、弾性体で入力操作性が良いもので、静電容量タッチパネルへの入力を可能にするために導電性を有するものである。例えば金、銀、銅、鉄、錫、ニッケル、アルミニウム、合金等の金属導電体や、導電性ポリマー、カーボン等の導電体や、導電体の練り込み等による導電体や、金属メッキ、導電体塗布等の表面加工による導電体を使用することができる。また基体部１に指示部５を延設する場合に図１に例示するような基体部１と一体化した形状である必要はない。指示部５が独立部材として基体部１に接合している形状も可能である。指示部５の長さは、補助具を装着しない他の指がタッチパネル表面に触れて誤操作を起こさない程度であれば特に限定されない。

図４は本発明による入力補助具の一例を装着し、使用している様子を示す説明図である。基体部１が指に装着され、指示部５が第二指の先端より吐出して他の指のパネル表面７への接触を防止し、指示部５の先端に形成された接触入力部６がタッチパネル表面７と略線接触している様子を示している。また図４には本発明の説明で使用するタッチパネル面７と手指とのなす角度（θ）を示している。

静電容量タッチパネルは指の接触による静電容量の変化で位置を測定・検出するもので、タッチする指の接触面積が５０～１５０平方ミリメートル程度であることを想定してタッチパネル内のセンサー電極、電極間ピッチ等が設計されている。したがって、従来の静電容量タッチパネル用の補助具は入力時に補助具の入力部とパネル表面とが、指先と同様に面接触するように構造、材料が設計されている。（静電容量タッチパネル用の入力補助具には静電発生式やデジタイザー式のペン型入力器具があり、これらはペン自体の内部に入力に必要な電子部品やシステムの装備が必要である。本発明は簡単な構成からなり、利用範囲の広い静電容量式の入力補助具を求めてなされたものである。）ところが手指の自由度の低い高齢者や機能障害のある人は、手首の回転自由度が小さくて、タッチパネル面７と手指とのなす角度（θ）が小さくなる場合があり、面接触するように設計されている従来の補助具ではパネル面７と面接触する角度で補助具を使用することが困難になることがある。

本発明は、接触入力部６が凸なる可展面を有するとともにパネル面７と略線接触することにより、静電容量タッチパネルへの入力が可能になることを見出したことによりなされたものである。ここで可展面とは、直線エレメントの集合で表される曲面で、柱面、錐面、接線曲面を指す。凸なる可展面は平面と線接触が可能で、本発明では接触入力部６が有する凸なる可展面とタッチパネル７の平面とが入力時に略線接触する（図５）。さらに接触入力部６が凸なる可展面を有する場合は、タッチパネル面７と手指とのなす角度（θ）が小さくなっても略線接触が可能となりタッチパネルへの入力が可能となる（図４、図５）。

図５に示す略線接触の長さ（Ｌ）は、静電容量タッチパネル内部に形成されている電極パターンにもよるが、４～１０ｍｍの範囲が好ましい。４ｍｍ以下になるとタッチによる静電容量変化の検出が難しくなり、１０ｍｍ以上になると入力位置の検出が不正確になる。

接触入力部６は基体部１、指示部５と同様で静電容量タッチパネルに入力できるように導電性を付与する。材料としては例えば、金、銀、銅、鉄、錫、ニッケル、アルミニウム、合金等の金属導電体や、導電性ポリマー、カーボン等の導電体や、導電体の練り込み等による導電体や、金属メッキ、導電体塗布等の表面加工による導電体を使用することができる。

図５に接触入力部６の凸なる可展面に導電性保護層８が形成されている様子を示している。接触入力部６の表面性状によっては、タッチパネル表面に傷が付く恐れのある場合がある。その場合は傷付き防止のために接触入力部６の表面に導電性保護層８を形成する。またタッチパネル表面がガラス質である場合、タッチ入力による接触時の衝撃を吸収するために接触入力部６の表面に弾性のある導電性保護層８を形成する。導電性保護層８としては、表面硬度がタッチパネルの表面硬度より低い材料が好ましい。例えばアルミニウム、錫、炭素繊維、導電性シリコン、導電性ポリマー、導電性繊維等の導電体が使用できる。

図６は本発明による入力補助具の別の実施例を示す斜視図である。第一支持部２と指示部５とが、帯状で一体になっている様子を示している。実施例１と同様に本発明による第一支持部２と第二支持部３との間隔、および第二支持部３と第三支持部４との間隔は指の太さより十分大きく、指への脱着がスムーズで、指先より突出した指示部５により他の指による誤動作が無く、接触入力部６の有する凸なる可展面とタッチパネル表面とが略線接触するために静電容量タッチパネルへの入力が可能になり、また入力面と手指とのなす角度が小さい場合でも入力が可能になる。

図７は本発明による入力補助具の別の実施例を示す斜視図である。指示部５が棒状で、指示部５の先端側面が凸なる可展面を有する接触入力部６になっている様子を示している。実施例１、２と同様に本発明による第一支持部２と第二支持部３との間隔、および第二支持部３と第三支持部４との間隔は指の太さより十分大きく、指への脱着がスムーズで、指先より突出した指示部５により他の指による誤動作が無く、接触入力部６の有する凸なる可展面とタッチパネル表面とが略線接触するために静電容量タッチパネルへの入力が可能になり、入力面と手指とのなす角度が小さい場合でも入力が可能になる。

手指の自由度の低い高齢者や機能障害のある人が、静電容量タッチパネルを装備したスマートフォンやタブレット等に情報入力を行う場合に適用できる。

１ 基体部
２ 第一支持部
３ 第二支持部
４ 第三支持部
５ 指示部
６ 接触入力部
７ タッチパネル
８ 導電性保護層

Claims (2)

1. 手指に装着する基体部と、前記基体部に延設した指示部と、前記指示部の先端に設けた接触入力部とからなるとともに、前記基体部がＤＩＰ関節の背面近傍に接する第一支持部と 、ＰＩＰ関節の掌面近傍に接する第二支持部と、ＭＰ関節の背面近傍に接する第三支持部 とを備える入力補助具において、前記接触入力部が凸なる可展面を有し、かつ前記可展面が入力時にタッチパネルと略線接触することを特徴とする静電容量タッチパネル用の入力補助具。
2. 前記接触入力部の凸なる可展面とタッチパネル表面とが、入力時に略線接触する際の接触長さが４ｍｍ～１０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の静電容量タッチパネル用の入力補助具。
   

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