JPWO2020208794A1 - 入力装置、被入力装置、および入力システム - Google Patents

Abstract

入力装置（２００）は、タッチパネル（１００）の入力面（１００ａ）に接する第１の面と、第１の面が入力面（１００ａ）に接した状態で入力面（１００ａ）に接しない第２の面（２ｂ）とを有する本体２と、第１の面に設けられた第１の導体部と、第２の面（２ｂ）に設けられた第２の導体部（４）と、を備える。第１の導体部と第２の導体部（４）とは電気的に接続されており、第１の導体部は、第１の面と垂直な方向から見て、第１の面の面内方向における第１の導体部の向きを特定可能な指向性を有した形状である。

Description

本発明は、静電容量の変化を利用して情報を入力可能な入力装置、被入力装置、および入力システムに関する。

静電容量の変化を利用して入力面への操作を検出するタッチパネルが用いられている。タッチパネルでは、入力面に人体または導体が接触することで静電容量が変化し、入力面への接触および接触箇所が検出される。特許文献１には、タッチパネルと入力装置を組み合わせた入力システムが開示されている。入力システムでは、入力装置に複数の導体が設けられている。入力システムでは、複数の導体が入力面に接触したことが検出されると、接触箇所の位置に基づいて、入力装置の位置および向きが把握される。入力システムでは、把握された入力装置の位置および向きに応じて、タッチパネルに重ねられた表示部に特定の表示オブジェクトが表示される。入力システムでは、複数の導体の接触箇所の移動が検出されると、入力装置の向きが変化したと判定されて、向きの変化に応じて表示オブジェクトが変化する。

特開２０１３−１７８６７９号公報

特許文献１に開示された入力システムでは、入力装置の位置および向きを把握するために入力装置に複数の導体が設けられている。タッチパネルは、同時に検出できる入力面への接触箇所の数および間隔が限定される場合がある。特許文献１に開示された入力装置では、入力装置の位置および向きを把握するために複数の導体を接触させている。このような入力装置を用いた入力システムでは、入力装置を用いた操作と同時に、入力面に接触して行う他の操作が限定されてしまうという課題がある。例えば、同時に検出できる接触箇所の数が３箇所であるタッチパネルと、３つの導体が設けられた入力装置が組み合わされた入力システムでは、入力装置を用いた操作を行っている間は、他の接触箇所を検出することができない。したがって、入力装置を用いた操作と同時に他の操作を行うことができない。また、３つの導体が明確に識別される間隔で設けられていなくてはならないため、つまみのような小径形状の入力装置を実現することが困難である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、１つの導体部で入力装置の位置および向きが把握可能であり、操作に応じた表示オブジェクトを表示することが可能な入力装置を得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、タッチパネルの入力面に接する第１の面と、第１の面が入力面に接した状態で入力面に接しない第２の面とを有する本体と、第１の面に設けられた第１の導体部と、第２の面に設けられた第２の導体部と、を備える。第１の導体部と第２の導体部とは電気的に接続されており、第１の導体部は、第１の面と垂直な方向から見て、第１の面の面内方向における第１の導体部の向きを特定可能な指向性を有した形状であることを特徴とする。

本発明にかかる入力装置は、１つの導体部で入力装置の位置および向きが把握可能であり、操作に応じた表示オブジェクトを表示することが可能になるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる入力システムの斜視図 実施の形態１にかかる入力装置の斜視図 実施の形態１にかかる入力装置の側面図 実施の形態１にかかる入力装置の平面図 実施の形態１にかかる入力装置の底面図 実施の形態１にかかる被入力装置の機能構成を示す図 実施の形態１における検出装置の入力面を模式的に示す図 実施の形態１における第１の導体部の他の形状の例を示す図 実施の形態１における設定保持部に保持された情報を示す図 図７に示した第１の導体部の接触が検出された状態において、特徴点の検出例を示す図 実施の形態１における入力装置における底面の重心位置を説明する図 実施の形態１にかかる入力システムにおけるタッチパネルへの表示例を示す図 実施の形態１にかかる入力システムにおけるタッチパネルへの他の表示例を示す図 実施の形態１にかかる入力システムにおけるタッチパネルへのさらに他の表示例を示す図 実施の形態１にかかる入力システムにおいて、入力装置を用いてタッチパネルに表示オブジェクトが表示される手順を示すフローチャート 実施の形態１における情報処理装置のハードウェア構成を示す図 実施の形態１における入力装置の変形例を示す図 実施の形態１における第１の導体部の変形例を示す図 実施の形態１における第１の導体部の変形例を示す図 本発明の実施の形態２にかかる入力装置の断面図 実施の形態２において第１の導体部の入力面への接触と第３の導体部の近接とが検出された状態を模式的に示す図 実施の形態２における検出装置の感度と時間との関係を示す図 本発明の実施の形態３にかかる入力装置の斜視図 実施の形態３にかかる入力装置の断面図

以下に、本発明の実施の形態にかかる入力装置、被入力装置、および入力システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる入力システムの斜視図である。入力システム１は、入力装置２００と、被入力装置とを備える。図１に示すタッチパネル１００は、検出装置であり被入力装置の一部を構成する。被入力装置の詳細な構成については後述する。入力システム１の使用者は、入力装置２００をタッチパネル１００の入力面１００ａに接触させて、タッチパネル１００を介した情報の入力操作を行う。入力システム１では、入力面１００ａに接触された入力装置２００の位置および種類に応じてタッチパネル１００が重ねられた表示部に各種の表示オブジェクトが表示される。なお、表示部については後述する。入力システム１では、入力面１００ａに接触された入力装置２００の向きの変化に応じて、表示された各種の表示オブジェクトを変化させる。

まず、入力装置２００について説明する。図２は、実施の形態１にかかる入力装置の斜視図である。図３は、実施の形態１にかかる入力装置の側面図である。図４は、実施の形態１にかかる入力装置の平面図である。図５は、実施の形態１にかかる入力装置の底面図である。

入力装置２００は、絶縁性の材料で形成された本体２を備える。本体２は、第１の面である底面２ａを有する。底面２ａは、平面である。図５に示すように、本実施の形態１では、底面２ａに垂直な方向から見た場合に、底面２ａは円形形状である。入力装置２００を用いた入力操作では、底面２ａがタッチパネル１００の入力面１００ａに接触される。

本体２は、第２の面である把持面２ｂを有する。本実施の形態１では、把持面２ｂは円筒面である。底面２ａがタッチパネル１００の入力面１００ａに接触された状態では、把持面２ｂはタッチパネル１００の入力面１００ａに接触しない。把持面２ｂは、入力装置２００を操作する使用者が手で把持する部分である。

本体２の底面２ａの一部には、導体で形成された第１の導体部３が設けられている。図５に示すように、第１の導体部３は、底面２ａの外周縁に接するように設けられている。第１の導体部３は、底面２ａと垂直な方向から見て、底面２ａの面内における向きを特定できる指向性を有した形状となっている。例えば、回転対称ではない形状が指向性を有した形状である。第１の導体部４がある向きとなっている状態を初期状態とする。第１の導体部３を底面２ａの面内において、初期状態から回転させた場合に、第１の導体部３が回転対称ではない形状であれば、初期状態に戻るまで回転させなければ、初期状態と重なる状態にはならない。そのため、第１の導体部３が回転対称ではない形状であれば、その向きを特定することが可能となる。例えば、第１の導体部３が回転対称である正方形であれば、底面２ａの面内において９０°回転させる毎に初期状態と重なる状態となってしまうため、その向きを特定することはできない。第１の導体部３は、図５に示すように回転対称ではない五角形形状にすることで指向性を有した形状としている。第１の導体部３が指向性を有した形状になっているので、第１の導体部３と入力装置２００との位置関係が分かっていれば、第１の導体部３の位置及び向きによって入力装置２００の位置および向きを把握することができる。

第１の導体部３の形状および大きさと、入力装置２００の種類とを対応付けておくことで、第１の導体部３の形状と大きさを把握すれば、入力装置２００の種類を把握することが可能となる。

本体２の把持面２ｂには、導体で形成された第２の導体部４が設けられている。第２の導体部４は、円筒面である把持面２ｂの周方向に沿った全周に渡って設けられている。把持面２ｂの周方向に沿った全周に渡って第２の導体部４が設けられていることで、使用者が把持面２ｂを把持した際に、第２の導体部４に使用者の手が接触しやすくなる。

本体２には、導体で形成されて、第１の導体部３と第２の導体部４とを電気的に接続させる接続導体部５が設けられている。第１の導体部３と第２の導体部４とが電気的に接続されているので、把持面２ｂを把持した使用者の手が第２の導体部４に接触すると、第１の導体部３が使用者の人体と同電位となる。なお、接続導体部５は、本体２の表面に設けられる場合に限られない。第１の導体部３と第２の導体部４とを電気的に接続させていれば、接続導体部５が本体２の内部に設けられても構わない。また、以下の説明において、第１の導体部３が入力面１００ａに接触した、とは、把持面２ｂが使用者に把持されて使用者の人体と同電位となった第１の導体部３が入力面１００ａに接触したことを意味する。

次に、タッチパネル１００について説明する。図１に示すように、タッチパネル１００は、入力面１００ａを有する。タッチパネル１００は、人体または導体が入力面１００ａに接触すると、静電容量の変化に基づいて、人体または導体が接触した位置を把握する。

入力面１００ａは、後述する表示部を覆う面である。表示部は表示オブジェクト等の画像を表示する。表示部に表示された各種の表示オブジェクトが、入力面１００ａを通して視認可能となっている。タッチパネル１００は、表示部に表示された表示オブジェクトと、入力面１００ａへの接触によって、各種の入力操作を受け付ける。例えば、数字が表示された領域と重なる入力面１００ａの領域に使用者の指が接触したことが検出された場合には、その数字を選択する入力操作が行われたものと判定する。なお、以下の説明において、表示部に表示された表示を、タッチパネル１００を通して視認可能とすることを、単にタッチパネル１００に表示するともいう。

次に、被入力装置について説明する。図６は、実施の形態１にかかる被入力装置の機能構成を示す図である。被入力装置１１０は、検出装置１０１と情報処理装置１０２とを備える。検出装置１０１は、タッチパネル１００である。

検出装置１０１は、静電容量の変化に基づいて、人体または導体が入力面１００ａに接触したことを示す接触情報を情報処理装置１０２に出力する。図７は、実施の形態１における検出装置の入力面を模式的に示す図である。図７では、第１の導体部３の接触が検出された状態が示されている。図７に示す格子の１マスが、静電容量の変化によって導体の接触を検出できる最小単位である。検出装置１０１が出力する接触情報は、静電容量の変化があったマスの位置を示す情報である。静電容量の変化があったマスの位置を示す情報は、例えば座標情報である。

情報処理装置１０２は、データ記憶部１４、検出装置接続インターフェース１１、データ処理部１３、表示生成部１５、表示部１６を備える。

データ記憶部１４は、形状保持部１２１と、設定保持部１２２とを備える。データ記憶部１４には、タッチパネル１００の入力面１００ａに接触された入力装置２００を特定し、表示部１６に表示させる表示オブジェクトを決定するための情報が保持されている。

形状保持部１２１には、互いに異なる複数の第１の導体部３の形状を示す情報が保持されている。図８は、実施の形態１における第１の導体部の他の形状の例を示す図である。図８に示した形状は、図５で例示した五角形形状の第１の導体部３と角部の数は同じであるが、形状は異なっている。なお、図５等に示した五角形形状をパターン１の形状とし、図８に示した形状をパターン２の形状とする。

設定保持部１２２は、第１の導体部３の形状から入力装置２００を特定するための情報を保持する。図９は、実施の形態１における設定保持部に保持された情報を示す図である。設定保持部１２２に保持された情報の詳細については後述する。

検出装置接続インターフェース１１は、検出装置１０１が接続されるインターフェースである。検出装置１０１から出力された接触情報は、検出装置接続インターフェース１１を通してデータ処理部１３に入力される。

データ処理部１３は、検出領域生成部１３０、特徴点抽出部１３１、形状判定部１３２、寸法演算部１３３を有する。検出領域生成部１３０は、データ処理部１３に入力された情報に基づいて、検出装置１０１で人体または導体が接触された領域を判別する。

検出領域生成部１３０は、接触情報である静電容量の変化のあったマスの位置を示す情報から、入力面１００ａへの接触があった領域である検出領域２１を生成する。検出領域生成部１３０は、第１の導体部３が入力面１００ａに接触したことを検出する導体検出部として機能する。検出領域生成部１３０は、静電容量の変化がしきい値を超えているマスについて接触があった領域と判別して、検出領域２１を生成する。第１の導体部３が入力面１００ａに接触した場合には、静電容量の変化があったマスの集合体である検出領域２１の形状も、第１の導体部３の形状である五角形に近い形状となる。

特徴点抽出部１３１は、検出領域２１の形状から特徴点である角部を抽出する。図１０は、図７に示した第１の導体部の接触が検出された状態において、特徴点の検出例を示す図である。図１０に示すように、五角形形状の第１の導体部３の接触によって生成された検出領域２１からは、５つの特徴点Ａ〜Ｅが抽出される。５つの特徴点Ａ〜Ｅは、座標情報として抽出される。

形状判定部１３２は、抽出された特徴点Ａ〜Ｅの座標情報から、検出領域２１の形状が、データ記憶部１４に保持された複数の形状のいずれかの形状に近似するかを判別する。形状判定部１３２は、検出領域２１の形状が、データ記憶部１４に保持された複数の形状のいずれかの形状に近似しないと判定した場合または特徴点が抽出されなかった場合には、検出装置１０１に接触したのは使用者の指であると判定する。図１０に示すように、特徴点Ａ〜Ｅを線で結んだ形状が五角形形状であれば、データ記憶部にも五角形形状の情報が保持されている場合に、形状判定部１３２は検出領域２１が記憶部に保持された形状に近似すると判定する。

寸法演算部１３３は、検出領域２１の形状が記憶部に保持された形状と近似すると判定された場合に、特徴点Ａと特徴点Ｂとの間の距離である長さａを、特徴点Ａの座標と特徴点Ｂの座標とを用いて算出する。長さａは、入力装置２００の底面２ａの外周に沿った第１の導体部３の長さである。寸法演算部１３３は、図１０の矢印Ｇで示す法線方向を算出する。法線方向Ｇは、図１０に示す検出領域２１の形状では、特徴点Ａと特徴点Ｃとを結んだ線と特徴点Ｂと特徴点Ｅとを結んだ線との交点Ｆから、特徴点Ｄに向かう方向で定義される。

ここで、図９に示した設定保持部１２２に保持された情報について説明する。設定保持部１２２に保持された情報では、入力装置２００の種類と、第１の導体部３の形状と、長さａと、長さｂと、表示オブジェクトの種類とが対応付けられている。

入力装置２００の種類は、Ｎｏ１、Ｎｏ２といった情報で保持されている。第１の導体部３の形状は、パターン１、パターン２といった情報で保持されている。

図１１は、実施の形態１における入力装置における底面の重心位置を説明する図である。長さｂは、入力装置２００の底面２ａの重心位置Ｏを示す情報である。図１０に示すパターン１の形状では、特徴点Ａと特徴点Ｃとを結んだ線と、特徴点Ｂと特徴点Ｅとを結んだ線との交点Ｆから特徴点Ｄに向かって長さｂだけ離れた点が底面２ａの重心位置Ｏとなる。

表示オブジェクトの種類は、入力装置２００が入力面１００ａに接触された際に表示される表示オブジェクトの種類を示している。図１２は、実施の形態１にかかる入力システムにおけるタッチパネルへの表示例を示す図である。図１２では、入力装置２００の周囲に円弧状の棒グラフが表示されている。円弧状の棒グラフが、図９に示すパターンＶの表示オブジェクトとなる。パターンＶの表示オブジェクトでは、棒グラフの一端側と他端側とで色等が異なる。図１２では、色等の違いをハッチングの有無で表している。

図１３は、実施の形態１にかかる入力システムにおけるタッチパネルへの他の表示例を示す図である。図１３では、入力装置２００の周囲に円弧状の棒グラフが表示され、棒グラフの一端側から他端側に向けてＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの表示がなされている。Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの表示がなされた円弧状の棒グラフが、図９に示すパターンＷの表示オブジェクトとなる。また、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの表示がなされた円弧状の棒グラフの外側には、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのいずれの領域が選択されているかを示すポインタの表示がなされている。

図１４は、実施の形態１にかかる入力システムにおけるタッチパネルへのさらに他の表示例を示す図である。図１４では、入力装置２００の側方に複数のボタンが表示されている。ボタンのそれぞれにはＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの表示がなされている。Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの表示がなされたボタンが、図９に示すパターンＸの表示オブジェクトとなる。また、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの表示がなされたボタンは、他のボタンと色等を変えて、いずれのボタンが選択されているかが判別可能となっている。図１４では、色等の違いをハッチングの有無で表し、Ｂの表示がされたボタンが選択された状態を示している。

データ処理部１３は、交点Ｆの位置を示す情報、長さａを示す情報、長さｂを示す情報、法線方向を示す情報、重心位置Ｏの位置を示す情報を表示生成部１５に向けて出力する。

表示生成部１５は、データ処理部１３から出力された情報に基づいて、表示部１６に表示オブジェクトを表示させる。例えば、図９に示すＮｏ．１の入力装置２００が入力面１００ａに接触された場合の処理を説明する。データ処理部１３からは、長さａを示す情報として「１０」が出力される。データ処理部１３からは、長さｂを示す情報として「２０」が出力される。

長さａが「１０」かつ長さｂが「２０」である入力装置２００は、Ｎｏ．１の入力装置である。表示生成部１５は、パターンＶの表示オブジェクトを表示部１６に表示させる。具体的には、図１２に示した棒グラフがタッチパネル１００に表示される。

表示生成部１５は、データ処理部１３から出力された重心位置Ｏの位置を示す情報に基づいて、入力装置２００の位置を把握して、棒グラフを表示させる位置を決定する。表示生成部１５は、データ処理部１３から出力された法線方向を示す情報を用いて、入力装置２００の向きを検出して、その向きに応じて棒グラフのうち色を異ならせる領域の大きさを決定する。表示生成部１５は、決定した領域の大きさで色を異ならせた棒グラフをタッチパネル１００に表示させる。表示生成部１５は、第１の導体部３の向きを判別する向き判別部としても機能する。図１２で矢印Ｐによって示された方向に入力装置２００を回転させることで、入力装置２００の向きが変化する。

データ処理部１３は、入力装置２００の向きが変化して検出領域２１の位置が変わると、法線方向を示す情報、重心位置Ｏの位置を示す情報を再度算出して、表示生成部１５に向けて出力する。表示生成部１５は、データ処理部１３から再度出力された法線方向を示す情報、重心位置Ｏの位置を示す情報に基づいて、棒グラフの位置および色を異ならせた領域の大きさを変化させて表示部１６に表示させる。例えば、棒グラフにおける色を異ならせた領域の大きさを数値に対応付ければ、入力装置２００の回転に応じた数値を、入力システム１を通して外部機器に入力させることが可能となる。例えば、入力システム１が外部機器である加工装置に設けられた場合には、棒グラフにおける色を異ならせた領域の大きさと加工装置の加工速度を示す数値とを対応付けることで、入力装置２００の回転によって数値を増減させて加工速度を変化させることが可能となる。すなわち、使用者は、回転操作によって入力値を変化させるダイヤルのように入力装置２００を操作することができる。

Ｎｏ．２の入力装置２００が入力面１００ａに接触された場合には、パターンＷの表示オブジェクトであるＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの表示がなされた棒グラフが表示される。入力装置２００の向きの変化に応じて、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのいずれの領域が選択されているかを示す表示オブジェクトの位置が変えられる。

Ｎｏ．３の入力装置２００が入力面１００ａに接触された場合には、パターンＸの表示であるＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの表示がなされたボタンが表示される。入力装置２００の向きの変化に応じて、いずれのボタンが選択されているかを示すために色が異なるボタンが変えられる。

図１５は、実施の形態１にかかる入力システムにおいて、入力装置を用いてタッチパネルに表示オブジェクトが表示される手順を示すフローチャートである。検出装置１０１によって静電容量の変化の有無が監視される。静電容量の変化が検出されると（ステップＳ１）、入力面１００ａにおいて静電容量の変化があった検出領域２１を示す座標情報がデータ処理部１３に向けて出力される（ステップＳ２）。次に、検出領域２１の特徴点の抽出および検出領域２１の形状がデータ記憶部１４に保持された形状に近似するかの判定が行われる。

特徴点が抽出されないか（ステップＳ３，Ｎｏ）、検出領域２１の形状がデータ記憶部１４に保持された形状に近似しない場合（ステップＳ４，Ｎｏ）には、入力面１００ａに接触したのは使用者の指であるとして処理が進められる（ステップＳ１０）。

特徴点が抽出され（ステップＳ３，Ｙｅｓ）、かつ検出領域２１の形状がデータ記憶部１４に保持された形状に近似すると判定された場合（ステップＳ４，Ｙｅｓ）には、長さａ、長さｂ、法線方向、交点Ｆの位置、重心位置Ｏの位置が算出される（ステップＳ５）。長さａ、長さｂ、法線方向、交点Ｆの位置、重心位置Ｏの位置に基づいて、入力装置２００に応じた表示オブジェクトが表示される（ステップＳ６）。

表示オブジェクトが表示された状態で、検出領域２１の位置が変化した場合には（ステップＳ７，Ｙｅｓ）、法線方向、交点Ｆの位置、重心位置Ｏの位置が再度算出される（ステップＳ８）。再度算出された法線方向、交点Ｆの位置、重心位置Ｏの位置に応じて表示オブジェクトが変化される（ステップＳ９）。検出領域２１の位置が変化しない場合には（ステップＳ７，Ｎｏ）、表示オブジェクトは変化されない。

図１６は、実施の形態１における情報処理装置のハードウェア構成を示す図である。情報処理装置１０２は、図１６に示したプロセッサ３０１、メモリ３０２、および表示部１６により実現することができる。プロセッサ３０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう）、システムＬＳＩ（Large Scale Integration）などである。メモリ３０２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などである。メモリ３０２には、データ処理部１３の機能を実行するプログラムが格納されている。データ処理部１３の機能は、プロセッサ３０１によって実現される。データ記憶部１４の機能は、メモリ３０２によって実現される。

以上説明した入力システムによれば、第１の導体部３が回転対称ではない指向性を有した形状であるため、入力装置２００の底面２ａに１つの第１の導体部３が設けられていれば、入力装置２００の向きを把握することが可能であり、その向きに応じた表示オブジェクトを表示させることができる。また、特徴点を用いて入力装置２００の重心および大きさを把握し、その重心位置および大きさに合わせた位置に表示オブジェクトを表示させることができる。

また、入力面１００ａへの接触が検出される検出領域も１つで済む。そのため、同時に検出可能な検出領域の数が限られているタッチパネル１００であっても、入力装置２００を用いた操作以外に、入力面１００ａのより多くの箇所に接触した操作を行うことが可能となる。

入力装置の底面に複数の導体を設けて、それぞれの導体の検出結果に基づいて入力装置の向き等を把握する場合には、複数の導体を設けるスペースを確保する必要がある。また、複数の導体のそれぞれの接触が明確に検出される必要がある。そのため、導体同士を十分に離して設ける必要があり、入力装置も大型化してしまう。本実施の形態１では、１つの第１の導体部３を設ければ、入力装置２００の向き等が把握できるので、入力装置２００を小型化することができる。図１７は、実施の形態１における入力装置の変形例を示す図である。図１７に示すように、第２の導体部４が設けられる円筒部分を細くして入力装置２００の小型化を図ることが可能となる。

図１８，図１９は、実施の形態１における第１の導体部の変形例を示す図である。図１８，図１９に示すように、回転対称でない指向性を有した形状であれば、様々な形状で第１の導体部３を形成してもよい。

実施の形態２．
図２０は、本発明の実施の形態２にかかる入力装置の断面図である。なお、上記実施の形態と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態２にかかる入力装置２０１には、第３の導体部６が設けられている。第１の導体部３が入力面１００ａに接触している状態で、入力面１００ａに接触しない位置に第３の導体部６は設けられている。

第３の導体部６が入力面１００ａに接触していなくても、第３の導体部６が入力面１００ａに近づくことで静電容量の変化は生じる。ただし、その静電容量の変化は、第１の導体部３が入力面１００ａに接触して生じる静電容量の変化よりも小さい。

入力面１００ａを構成する検出装置１０１の感度を高くすること、すなわち検出する静電容量の変化の閾値を低くすることで、第３の導体部６の位置を検出することが可能となる。検出領域生成部１３０は、第１の導体部３が入力面１００ａに近接したことを検出する導体検出部としても機能する。図２１は、実施の形態２において第１の導体部の入力面への接触と第３の導体部の近接とが検出された状態を模式的に示す図である。なお、検出装置１０１の感度を高くした状態をＩＤ検出モードとする。ＩＤ検出モードのしきい値を第１のしきい値とする。

例えば、第３の導体部６の数、位置関係、または第１の導体部３と第３の導体部６との距離ｄを使用者が異ならせることができるようにする。第３の導体部６の数、位置関係、または第１の導体部３と第３の導体部６との距離ｄと、表示オブジェクトとを対応付けた情報をデータ記憶部１４に保持させる。このような構成であれば、ＩＤ検出モードで検出された第１の導体部３の位置と第３の導体部６の数、位置関係、および数とによって、同じ入力装置２０１でも異なる表示オブジェクトを表示させることが可能となる。なお、第３の導体部６の数、位置関係、または第１の導体部３と第３の導体部６との距離ｄに基づいて識別可能なものは表示オブジェクトに限られない。例えば、第３の導体部６の数、位置関係、または第１の導体部３と第３の導体部６との距離ｄと使用者とを対応付けて、使用者を識別可能としてもよい。

ＩＤ検出モードよりも検出装置１０１の感度を低くすると、すなわち検出する静電容量の変化の閾値を高くすると、第３の導体部６が入力面１００ａに近づいたことによって生じる静電容量の変化は検出されなくなる。一方、静電容量の変化が大きい第１の導体部３の入力面１００ａへの接触は検出される。なお、検出装置１０１の感度を低くした状態を操作モードとする。操作モードでのしきい値を第２のしきい値とする。第２のしきい値は第１のしきい値よりも小さい。操作モードでは、図１５に示したフローチャートに沿った操作が可能となる。

図２２は、実施の形態２における検出装置の感度と時間との関係を示す図である。ＩＤ検出モードにおいて表示すべき表示オブジェクトが特定されると、操作モードに移行することで、入力装置２０１を用いた操作を受け付けつつ、表示すべき表示オブジェクトを特定することができる。その後、操作モードでの操作が完了すると、再びＩＤ検出モードに移行する。

実施の形態３．
図２３は、本発明の実施の形態３にかかる入力装置の斜視図である。図２４は、実施の形態３にかかる入力装置の断面図である。なお、上記実施の形態と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

実施の形態３にかかる入力装置２０２では、入力面１００ａに向けて貫通する貫通孔２ｃが本体２に形成されている。貫通孔２ｃには可動部７が差し込まれている。可動部７は、底面２ａが入力面１００ａに接触した状態で入力面１００ａに対向する対向面７ａを有する。対向面７ａは、第３の面である。対向面７ａには第４の導体部８が設けられている。可動部７の天面７ｂにも導体部が設けられ、天面部７ｂに設けられた導体部と第４の導体部８とが電気的に接続されている。したがって、使用者が天面７ｂに触れることで、第４の導体部８が使用者の人体と同電位となる。

可動部７は、本体２の底面２ａが入力面１００ａに接触した状態で、対向面７ａが入力面１００ａに接触する位置と、対向面７ａが入力面１００ａに接触しない位置とに移動可能とされている。

本体２と可動部７との間には付勢部９が設けられている。付勢部９は、入力面１００ａから離れる方向に可動部７を付勢する。したがって、第１の導体部３が入力面１００ａに接触した状態において、可動部７に外力が加えられていなければ、可動部７に設けられた第４の導体部８は入力面１００ａから離れている。使用者が付勢部９の付勢力に抗して可動部７の天面７ｂを押し込むことで、可動部７が入力面１００ａに近づく方向に移動し、第４の導体部８が入力面１００ａに接触する。

この構成によれば、第１の導体部３を入力面１００ａに接触させながら入力装置２０２を回転させる操作に加えて、可動部７を押し込んで第４の導体部８を入力面１００ａに接触させる操作も行うことができる。

例えば、図１４に示すように表示オブジェクトが表示されている場合に、可動部７を押し込んで第４の導体部８を入力面１００ａに接触させた場合には、他のボタンと色が異なるＢのボタンを選択されたものとすることができる。なお、表示オブジェクトの種類とは関係なく、可動部７を押し込んで第４の導体部８を入力面１００ａに接触させた場合には、他のアプリケーションが起動するように構成してもよい。なお、入力面１００ａに接触したものが指ではなく第４の導体部８であることを識別する必要がある。例えば、接触が検出された検出領域２１が、図１１に示す底面サイズに重なる領域である場合に第４の導体部８が入力面１００ａに接触したと判定してもよい。または、第４の導体部８の形状を記憶しておき、検出領域２１の形状と記憶された第４の導体部８の形状とが一致した場合に第４の導体部８が入力面１００ａに接触したと判定してもよい。

使用者が可動部７の押し込みをやめて、第４の導体部８が入力面１００ａから離れた場合には、図１５に示したフローチャートに沿った操作が可能となる。入力装置２０２にも、実施の形態２のように入力面１００ａに接触しない第３の導体６を設けてもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 入力システム、２ 本体、２ａ 底面、２ｂ 把持面、２ｃ 貫通孔、３ 第１の導体部、４ 第２の導体部、５ 接続導体部、６ 第３の導体部、７ 可動部、７ａ 対向面、７ｂ 天面、８ 第４の導体部、９ 付勢部、１１ 検出装置接続インターフェース、１３ データ処理部、１４ データ記憶部、１５ 表示生成部、１６ 表示部、２１ 検出領域、１００ タッチパネル、１００ａ 入力面、１０１ 検出装置、１０２ 情報処理装置、１１０ 被入力装置、１２１ 形状保持部、１２２ 設定保持部、１３０ 検出領域生成部、１３１ 特徴点抽出部、１３２ 形状判定部、１３３ 寸法演算部、２００，２０１，２０２ 入力装置。

ＩＤ検出モードよりも検出装置１０１の感度を低くすると、すなわち検出する静電容量の変化の閾値を高くすると、第３の導体部６が入力面１００ａに近づいたことによって生じる静電容量の変化は検出されなくなる。一方、静電容量の変化が大きい第１の導体部３の入力面１００ａへの接触は検出される。なお、検出装置１０１の感度を低くした状態を操作モードとする。操作モードでのしきい値を第２のしきい値とする。第２のしきい値は第１のしきい値よりも大きい。操作モードでは、図１５に示したフローチャートに沿った操作が可能となる。

Claims (9)

1. タッチパネルの入力面に接する第１の面と、前記第１の面が前記入力面に接した状態で前記入力面に接しない第２の面とを有する本体と、
   前記第１の面に設けられた第１の導体部と、
   前記第２の面に設けられた第２の導体部と、を備え、
   前記第１の導体部と前記第２の導体部とは電気的に接続されており、
   前記第１の導体部は、前記第１の面と垂直な方向から見て、第１の面の面内方向における前記第１の導体部の向きを特定可能な指向性を有した形状であることを特徴とする入力装置。
2. 前記第１の導体部は、前記第１の面と垂直な方向から見て、複数の角部を有する形状であることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 前記第１の面が前記入力面に接した状態で前記入力面と接しない位置に設けられた第３の導体部をさらに備え、
   前記第３の導体部は、前記第２の導体部と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の入力装置。
4. 第３の面を有して前記本体に取り付けられた可動部と、
   前記第３の面に設けられた第４の導体部と、をさらに備え、
   前記可動部は、前記第１の面が前記入力面に接した状態で、前記第３の面が前記入力面に接した位置と、前記第３の面が前記入力面に接していない位置とに移動可能とされていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の入力装置。
5. 入力装置が備える導体部が接する入力面を有するタッチパネルと、
   前記タッチパネルと重ねられて表示オブジェクトを表示可能な表示部と、
   前記入力面に接した前記導体部の形状を判定する形状判定部と、
   前記入力面に接した前記導体部の位置および向きを判別する向き判別部と、
   判別された前記導体部の形状、位置、および向きに応じた表示オブジェクトを前記表示部に表示させる表示生成部と、を備えることを特徴とする被入力装置。
6. 前記向き判別部は、前記入力面に接した前記導体部の向きの変化を検出し、
   前記表示生成部は、検出された前記導体部の向きの変化に応じて前記入力面の表示オブジェクトを変化させることを特徴とする請求項５に記載の被入力装置。
7. 静電容量の変化によって前記導体部が前記入力面に近接したことまたは接したことを検出する導体検出部と、をさらに備え、
   前記導体検出部は、前記静電容量の変化が第１のしきい値を超えた領域で前記導体部が前記入力面に近接したと判定し、前記導体部が前記入力面に近接したと判定した後に、前記静電容量の変化が前記第１のしきい値よりも小さい第２のしきい値を超えた領域で前記導体部が前記入力面に接したと判定することを特徴とする請求項５または６に記載の被入力装置。
8. 第１の面を有する入力装置と、請求項５から７のいずれか１つに記載の被入力装置と、を備える入力システムであって、
   前記入力装置は、
   前記第１の面と、前記第１の面が前記入力面に接した状態で前記入力面に接しない第２の面とを有する本体と、
   前記第１の面に設けられた第１の導体部と、
   前記第２の面に設けられた第２の導体部と、を備え、
   前記第１の導体部と前記第２の導体部とは電気的に接続されており、
   前記第１の導体部は、前記第１の面と垂直な方向から見て、第１の面の面内方向における前記第１の導体部の向きを特定可能な指向性を有した形状であることを特徴とする入力システム。
9. 前記第１の導体部は、前記第１の面と垂直な方向から見て、複数の角部を有する形状であり、
   前記向き判別部は、前記入力面における前記角部の位置を算出し、算出した前記角部の位置に基づいて入力部の位置および向きを判別することを特徴とする請求項８に記載の入力システム。

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