JP3628985B2

JP3628985B2 - Touch input device

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Publication number: JP3628985B2
Application number: JP2001202249A
Authority: JP
Inventors: 嘉清渡部
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2001-07-03
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2021-07-03
Also published as: JP2002169653A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、コンピュータ、ＰＤＡ、電子（気）楽器、各種リモコンなど多種多様な電子（気）機器の入力装置に用いるのに最適なタッチ入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子（気）機器の入力装置としてタッチ入力装置がある。タッチ入力装置は、タッチパネルやペン型入力など多種多様なものがあるが、その一つとして例えば、ノートパソコンなどの携帯型情報端末に設けられるタッチパッドがある。
【０００３】
タッチパッドは、ポインティングデバイスと言われるもので、タッチ面に指先を接触すると、周囲に設けた電極の抵抗値あるいは静電容量値出力の変化から指先の接触した領域に割当られたアドレスを検出するようになっており、その検出したアドレスを画面上のカーソルに反映させるというものである。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、タッチパッドは、例えば、タッチ面を叩いたり（タッピング）、タッチ面の所定の位置をなぞったりすることで、クリック、スクロールなどの機能を付加して操作性の向上が図られている。しかしながら、上記のような操作性を向上させたタッチパッドでも、例えば、ページが何枚にもわたるようなドキュメントをスクロールする場合には、スクロール機能を使ったとしてもページの長さだけ何度も繰り返してタッチ面をなぞらなければならない。
【０００５】
そのため、ページを飛ばして読みたいときでも、飛ばしたいページの分だけ何度もタッチ面をなぞってスクロールしなければならず、このような使用においては操作しづらく、操作性が悪い。また、このとき、タッチ面は指でなぞりやすくするため、滑りやすく作られており、スクロールを早くし過ぎるとページが行き過ぎてしまうことがあり、素早くページを表示させるには若干の慣れと勘を必要とする場合があった。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、タッチ入力装置を、例えば、複数のページ送りも簡単にできるように、また、さまざまな電子機器の入力装置にも利用できるように操作性を向上させることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明では、上記の課題を解決するため、タッチ面に突部を形成するとともに、前記タッチ面と指先の接触状態を判別する判別手段を備え、その判別手段がタッチ面との接触領域の減少から寝かせた指先を立て、爪を立てたことを検出すると、次に、その立てた爪先とタッチ面との接触面積が減少し、突部との接触面積が増加することを検出して、その変化から爪先がタッチ面から突部にかかったことを検出し、その後、突部との接触面積が減少し、タッチ面の突部でない面との接触面積が増加することを検出して、爪先がタッチ面上となったことを検出すると、表示画面のスクロールをページを捲るようにする構成を採用したのである。
【０００８】
このような構成を採用することにより、入力の際に、接触感が異なる入力区域に例えば、指先の爪が接触すると、操作者はクリック感を感じることができる。このとき、所定の入力操作として、例えば、決められた量のスクロールを行うようにすれば、何度も繰り返してタッチ面をなぞらなくとも所定のスクロールをさせることができる。また、クリック感を感じたときに所定のスクロールができるので、慣れや勘を必要とせずに素早くページを表示させることができる。
【０００９】
なお、上記クリック感とは、入力区域に接触した際の接触感が変わった時点の感覚をクリック感と呼ぶものとする。また、異なる接触感とは、例えば、平坦なタッチ面に突起などを設けたり、滑らかな面にザラツキ面を形成することで、指先の接触感を変化させるものであり、接触感を変える構成は、適宜決められるものである。
【００１０】
また、その際、指先が立っているときはタッチ面との接触領域が小さいので、接触する領域は少ない。一方、指先が寝ているときは、タッチ面との接触面が大きいので、接触領域は前記のものより多くなる。このとき、指先を立ててタッチ面と接触させた状態で、例えば爪で突部（凹部や接触感を変化させた入力区域でも同じ）を引っ掻くようにすると、爪の突部に対する接触面積は、突部を引っ掻く「前」、「後」よりも「引っ掻いているとき」が最大となるので、その変化から引っ掻いたことが検出できる。
【００１１】
このように、指先を立てて爪で引っ掻いて入力（引っ掻きモード）したか、指先を寝かした状態で入力（なでモード）したかが判別できるので、入力モードに合わせた処理ができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に第１実施形態を示す。この形態のタッチ入力装置は、ノート型パソコンに用いるためのタッチパッドを想定したもので、タッチ面１には複数の突部２が形成されている。また、前記突部２は例えば、図２に示すように所定間隔で一列に配置し、接触感の異なる入力区域２０を形成している。
【００１７】
タッチパッド本体は、例えば、ガラス基板３上に所定の抵抗値を持つ透明抵抗膜４とタッチ面１を形成する絶縁膜とを積層し、前記透明抵抗膜４の周縁に電極５を設けた構造となっており、指でタッチ面１に触れると、人体の静電容量を介して透明抵抗膜４が接地され、電極端子５までの間の抵抗値が変化するようになっている。そして、図３に示すように、コントロール回路６を設けて電極５ごとに検出領域を設定する掃引アドレスを付与することで、タッチ面１上の指先の位置がわかるようになっている。
【００１８】
さらに、コントロール回路６は、前述のように、掃引アドレスによってタッチ面１上の指先の位置を検出するとともに、判別手段Ｂを備えて前記アドレスデータからタッチ面１に接触する指先の状態を判別できるようにしてある。すなわち、図４（ａ）に示すように、指先７が立っているときは、タッチ面１と接する領域Ａが少ないので、検出信号を出力する領域Ａの数も少ない。
【００１９】
一方、指先７を寝かせた場合は、図４（ｂ）のとおり、タッチ面１の接する領域Ａの数が多くなり、検出信号を出力する領域Ａの数は多くなる。このような方法により、二つの入力形態（以下、「引っ掻きモード」と「なでモード」）を判別できるようになっている。
【００２０】
この形態は、上記のように構成されており、このタッチ入力装置では、従来のように、タッチ面１に指先７を寝かせた状態で移動させると、その移動方向と距離を画面上のカーソルに反映させることができるようになっている。いま、寝かせていた指先７を立てると、コントロール回路６は、指先７が接している領域Ａが減るので、「引っ掻きモード」になったことを検出する。
【００２１】
この状態で、指先（爪）７の面積を「α」とすると、図５のイのように引っ掻く前では指先（爪）７はタッチ面１上に在るのでタッチ面１との接触面積は「α」（例えば、指先（爪）７の接触する複数の領域Ａから求められる）となり、突部２の形成された部分との接触面積は「０」となる。次に、図５のロのように、指先（爪）７が突部２の形成された部分にかかっている状態のときには、前記指先（爪）７は突部２上に在るのでタッチ面１との接触面積は「α」から大幅に小さくなって「０」近くになる。
【００２２】
逆に、突部２の形成された部分との接触面積は「０」から大幅に大きくなって「α」近くになる。そして、図５のハのように、指先（爪）７が突部２の形成された部分を引っ掻いた後では、指先（爪）７は再びタッチ面１上となるので、タッチ面１との接触面積は「α」となり、突部２の形成された部分との接触面積は「０」となる。そのときの指先（爪）７とタッチ面１及び突部２の形成された部分との接触面積の関係を図６に示す。
【００２３】
これらの検出には、例えば、図７（模式図）に示すように、突部２の位置に対応させたメモリマップｍａｐ（例えば、このタッチ入力装置が取り付けられる先に述べたようなノート型パソコンのメモリ上に）を用意する。そして、そのメモリマップｍａｐに突部２のエリア（模式的）を設けるとともに、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、メモリマップｍａｐ上に指先（爪）７の移動がロケーションされるようにすれば、指先（爪）７が突部２のエリアを通過する際のメモリマップｍａｐ上のメモリ個数（図７（ａ）〜（ｄ）の点だけを記入した正方形の数（符号７））を見ると、接触面積が得られる。
【００２４】
そして、このように特徴のある変化を検出したときに、例えば、ドキュメントファイルのページ送りを行うなどの処理を設定すれば、指先（爪）７で突部２を引っ掻く度にページを捲るようにページを送ることができる。したがって、ページが何枚にもわたるようなドキュメントをスクロールする場合やページを飛ばして読みたいときには、そのページの分だけ突部２を引っ掻けばよい。
【００２５】
その際、突部２を引っ掻くと、指先（爪）７が突部２に引っ掛かって小さな音がする。その音を手掛かりに引っ掻き続けるか、止めるか瞬時に判断できる。因みに、引っ掻いたときに、次の凹凸がストッパーになって引っ掻き過ぎを防ぐ作用がある。また、凹凸を引っ掻くときに、その凹凸や段差で力の溜ができ、引っ掻いたときにそのスピードが勢いづいて引っ掻き感が増す。
【００２６】
このように、指の腹で撫でたときと違って指先（爪）７で凹凸を引っ掻くと、指先（爪）７は指の腹より硬いので、より大きなフィードバックが得られる。そのため、ページを送ったことがわかり、間違ってページを送り過ぎてしまうことがないので、慣れや勘を必要とせずに上手くページを表示させることができる。
【００２７】
なお、この形態では、タッチ面１に突部２を設けたものを示したが、突部２に代えて凹部を設けても良い。なぜなら、凹部を引っ掻いても指先（爪）７が凹部に引っ掛ってページを送ったことがわかるので、突部２と同じ効果が得られるからである。
【００２８】
第２実施形態として、図８にタッチ面１に接触感が異なる入力区域２０を設けた他の態様のものを示す。因みに、図８（ｂ）は断面図である。入力区域２０は、図８のものの場合、ドット状となっている。このドット状の入力区域２０は、ドット以外の部分よりも滑りにくい材質や滑り易い材質で形成したり、あるいは、滑りにくい表面処理や滑り易い表面処理を施すことで、タッチ面１の接触感を変化させてある。
【００２９】
例えば、タッチ面１に金属を用いたなら、入力区域２０を導電性プラスチクスで形成したり、あるいは、構成をその逆にして接触感を変えたり、また、タッチ面１に滑り易い表面処理を施したなら、入力区域２０のドットにエンボス加工のような滑り難い表面処理を施すようにしても良い。
【００３０】
このようにすることにより、入力区域２０を引っ掻くと、ドット部分の摩擦で感触が急に変わる。ドット部分を乗り越えるとまたもとの感触に戻る。この感触とページ送りなどのコンピュータ処理を連動させればよい（なお、検出方法については、第１実施形態と同じである）。
【００３１】
第３実施形態として、図９にタッチ面１と接触感の異なる入力区域２０を設けたものの他の態様を示す。この態様のものは、タッチ面１と同じ材質のものをつなぎ合わせたものである。すなわち、タッチ面１を単につなぎ合わせて入力区域２０を形成したものである。
【００３２】
このようにしたものでは、つなぎ目の部分で、どうしても多少の接合誤差や窪みが生ずるので、その段差のところに指先（爪）７が当たるとクリック感を生ずるようになっている。そのため、その感触のタイミングでページ送りなどの処理を連動させればよい。
【００３３】
第４実施形態として、図１０（ａ）〜（ｄ）に入力区域２０の形状を変えることにより、接触感がタッチ面１と異なるようにしたものを示す。図１０（ａ）、（ｂ）に示すものは、角度を変えて入力区域２０を形成することにより、この角度の変わるところで接触感が変化し、クリック感が生じて、その感触のタイミングでページ送りなどの処理を連動させることができるようにしたものである。（なお、検出方法については、第１実施形態と同じである）。
【００３４】
図１０（ｃ）、（ｄ）に示すものは、段差２１によって接触感の異なる入力区域２０を形成したもので、図１０（ｃ）は段差２１をタッチ面１の一部に形成してある。また、図１０（ｄ）は、段差２１をタッチ面１の周囲に形成することで、段差２１のところで接触感が変化し、クリック感を生ずるので、上述の形態と同様にページ送りなどの処理ができるというものである。
【００３５】
第５実施形態のタッチ入力装置の分解斜視図を図１１に示す。このタッチ入力装置は、図示のように、第１のタッチパッド１０上に第２のタッチパッド１１を取り付けた構造としている。第１と第２のタッチパッド１０、１１は、第１実施形態でガラス基板３上に所定の抵抗値を持つ透明抵抗膜４とタッチ面１を形成する絶縁膜とを積層し、前記透明抵抗膜４の周縁に電極５を設けたのと同等の構造となっており、先にものべたように、人体を介した接地ラインが形成されて、指先７の位置がわかるようになっている。
【００３６】
この第１のタッチパッド１０のタッチ面１には、複数列の突部（突起）２が設けられており、各列の突部２の長さは、第２のタッチパッド１１に形成された貫通孔１２から突出する長さに形成されている。その結果、各列の突部２によって第２のタッチパッド１１上に形成されるタッチ面１と異なる接触感の入力区域２０を設けた構成となっている。
【００３７】
この入力装置では、突部２の部分の入力領域２０の検出を第１のタッチパッド１０で行い。突部２以外の部分の検出を第２のタッチパッド１１で行うようになっている。検出の方法については第１実施形態と同じであり、領域アドレスの変化にともなう接触領域数の変化から指先７の接触形態を検出する。作用効果については第１実施形態と同じであり、説明は省略する。
【００３８】
第６実施形態として図１２にタッチ入力装置の応用例を示す。この形態は、タッチ入力装置だけでキーボード入力ができるようにしたものである。そのため、この形態では、図示のように、複数の突部２を並列に設け、タッチ面１と異なる接触感の入力区域２０を設けて、その入力区域２０の並列に設けた突部２にアルファベットや数字などの文字記号を対応させている。
【００３９】
文字種類の列は、日本語、英語に限らず、あらゆる国の文字や絵記号の列、制御コード、数字など何でもかまわない。列は何列でも良いし、縦方向の突部２の数もいくらでもよく、図１２にとらわれない。また、複数列で１文字種類をカバーしてもよいし、１列に複数文字列を組み込んでも良い。決定時にタッピングで文字を決定するようにしてもよい。なお、検出の方法については第１実施形態と同じである。
【００４０】
このようにしたことにより、突部２を引っ掻くことで、所要の文字入力ができる。このため、タッチ面１から手を離さずに文字入力を片手で入力できるので、操作性の向上が図れる。このキーボード入力ができるようにしたものの利用形態として、ＰＤＡや電子ブックのプレーヤーに適用したものを図１３及び図１４に示す。また、カラオケのリモコンに適用したものを図１５に示す。
【００４１】
次に、第７実施形態として、図１６に電子機器の入力装置として用いた場合を示す。まず、図１６に示すものは、ビデオテープレコーダの入力装置に用いたもので、タッチ面１の周囲に突部２を配置して、接触感の異なる入力区域２０を設けて、ビデオテープの早送り、巻き戻し時間の設定に応用したものである。
【００４２】
各突部２には、それぞれ、時間（分）が印字されており、時計回りで引っ掻くと、早送りの時間が引っ掻いた分だけ加算され、加算された時間の分だけビデオテープが早送りされる。逆に、反時計回りに引っ掻くと、巻き戻しの時間が引っ掻いた分だけ加算される。なお、符号ＦＦ、ＲＷは早送りと巻き戻し用のスイッチである。
【００４３】
第８実施形態として、図１７に電気、電子楽器の入力として用いたタッチ入力装置を示す。この入力装置では、タッチ面１に左側と右側とで異なる配置で突部２を設けて接触感の異なる入力区域２０を形成してある。すなわち、左側は「爪弾く部分」として突部２を斜め方向に一列に設けてあり、右側は「押さえる部分」として突部２を格子状に設けてある。
【００４４】
そして、一つ一つの音を丁寧に弾くには、左側の「爪弾く部分」の突部２を引っ掻く。ここで、和音を弾くには、突部２を一気に引っ掻けばよい。また、逆に、突部２を撫でるような弾き方をしてもよい。また、「押さえる部分」は、なでると、微妙なフラットも表現できるようにすれば、表現力が向上する。
【００４５】
第９実施形態として、図１８に本願発明を最大限に利用した片手用小型入力装置を示す。この小型入力装置（キーボード）は、円筒形をしており、例えば、図１８のように、上下二つの部分に分かれている。すなわち、上部の２／３程度の部分はタッチ面１を設けた操作部２５とし、表面に複数の突部２を設けて接触感の異なる入力区域２０を形成し、残りの１／３は、握り部分３０として片手で容易に持てるようにしてある。
【００４６】
また、タッチ面１は、図示のように、例えば、英数字列２ａ、アイウエオ列２ｂ、制御キー列２ｃのように、文字の種類や機能ごとに一列に突部２を配置してある。そのため、操作部２５と握り部分３０は矢印のように回転できるようにして、入力列２ａ〜ｃごとの入力をやりやすくしてある。さらに、円筒の上端部には、入力文字決定用のスイッチ３１と液晶表示パネル３２が設けられている。
【００４７】
この形態は、上記のように構成されており、この入力装置は、インターフェースを設けて無線やケーブルなどで入力機器に接続するようにする。入力の際には、片手で握り部分３０を持ち、例えば親指などで操作部２５のタッチ面１の突部２を引っ掻くようにして入力する。すなわち、握り部分３０を持った手の親指で、英数字列２ａを引っ掻くと液晶表示パネル３２にａから順に表示を行えるようにしたり、アイウエオ列２ｂを引っ掻くことでひらがな入力、数字、記号が入力できるようになっている。
【００４８】
また、制御キー列２ｃでは、いろんな記号やメール送信機能などを切り替えられるようになっており、所望の文字を操作部２５を回転させて選択し、文字が決まれば、上端部の入力決定ボタン３１を押す。このように片手で操作できるので、例えば、ウェアラブルコンピュータの入力装置としても使用可能である。
【００４９】
また、図１８では、理解しやすいようにタッチ面１の突部２を大きく描いてあるが、実際はもっと小さくできる。人がクリック感を感じればよいので、突部２を点字の大きさぐらいまで縮小できる。
【００５０】
ちなみに、このタッチ入力機構は、突部２の間隔を小さくすれば、全体の大きさも小さくできるので、携帯電話などの入力装置として使用できる。また、突部２は点字の大きさぐらいまで縮小できるので、視力障害者の入力装置としても使用できる。
【００５１】
なお、実施形態では、静電容量式のタッチ入力装置について述べたが、タッチ入力装置は、これに限定されるものではない。例えば、シート体の下面に印刷した導電体と、シート体と上面に印刷した抵抗体とで感圧導電体を挟み、感圧導電体の抵抗値の変化からアドレスを出力する感圧式のタッチ入力装置についても適用できる。
【００５２】
第１０実施形態として、図１９に本願の引っ掻きモードを適用したペン入力によるタッチ入力装置を示す。タッチパネルを使用したＰＤＡではペンＰ入力のものが多い。そのペン先は、丸みをおびた円錐形のものが使用されている。そのときのペン使用時の引っ掻きモードに適した構成を考える。
【００５３】
タッチ面１に、図１９に示すように、一条の溝４０とその溝４０に、図２０（ａ）、（ｂ）に示すように凹部４１を設ける。このとき、溝４０は直線でも曲線でもよい。また、凹部４１は１つでも、図のように複数でもよい（碁盤の目のようにしてもよい）。
【００５４】
溝４０は、ここではペンＰを動かすときのガイドとなる。溝４０をペン先でなぞると、そのうちに凹部４１に嵌る。嵌ったペン先は、さらに力を入れると、凹部４１を抜け出して反対側の溝４０に移動する。このとき、溝４０がガイド役を果たすので、なぞるだけではペン先は溝４０から飛び出したりしない。このときのクリック感を利用して（接触感が異なる複数の入力区域２０を形成し）上述の引っ掻きモードによるページ捲りなどを行わせるようにしたものである。なお、上記凹部４１は突起であってもよい。
【００５５】
また、溝４０に代えて図２１に示すように、複数の突条４２あるいは複数条の凹部を並列に設けて、タッチ面１と異なる接触感の入力領域２０を形成することもできる。このようにすれば、ペン先で複数の突条４２あるいは複数条の凹部を引っ掻けるようにできるので、簡単に上述の引っ掻きモードによるページめくりなどを行わせることができる。
【００５６】
一方、ペン入力で引っ掻きモードを実現させようとすると、ペン先の横断面を爪のように、ある程度平たくして湾曲させると効果的である。その例を第１１実施形態として図２２（ａ）〜（ｄ）に示す。すなわち、ペン先５０を図２２（ａ）〜（ｃ）に示すように板状とし、その板状のペン先５０の横断面を図２２（ｃ）のように、凹レンズのように湾曲させることで、図２２（ｄ）に示すように、引っ掻くと自動的にずれた方向と逆の方向の力が働き、少し方向がずれても修正力が働くので、直線的に引っ掻きやすくなる。そのため、従来の円錐のペン先５０では突部が小さな場合、なかなか続けて引っ掻くことは困難であるが、それを解消できる。
【００５７】
この発明は、上記のように構成したので、タッチ入力装置におけるページ送りを素早く行って表示させることができるようにして操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のタッチ入力装置の分解斜視図
【図２】第１実施形態のタッチ入力装置の正面図
【図３】同上装置のブロック図
【図４】第１実施形態の指先（爪）による作用の説明図（（ａ）立、（ｂ）寝）
【図５】指先（爪）移動時の作用の説明図
【図６】接触面積検出作用の説明図
【図７】マップメモリ上での作用の説明図
【図８】第２実施形態のタッチ入力装置の（ａ）斜視図、（ｂ）タッチ面の部分断面図
【図９】第３実施形態のタッチ入力装置示す模式図
【図１０】第４実施形態のタッチ入力装置の入力区域の変形例（ａ）〜（ｄ）を含む斜視図
【図１１】第５実施形態のタッチ入力装置の分解斜視図
【図１２】第６実施形態のタッチ入力装置の応用例を示す模式図
【図１３】第６実施形態の他の態様を示す模式図
【図１４】第６実施形態の他の態様を示す模式図
【図１５】第６実施形態の他の態様を示す模式図
【図１６】第７実施形態のタッチ入力装置の正面図
【図１７】第８実施形態のタッチ入力装置の正面図
【図１８】第９実施形態のタッチ入力装置の斜視図
【図１９】第１０実施形態のタッチ入力装置の分解斜視図
【図２０】第１０実施形態のタッチ入力装置の（ａ）要部正面図、（ｂ）要部断面図
【図２１】第１０実施形態のタッチ入力装置の他の態様を示す模式図
【図２２】第１１実施形態のタッチ入力装置の（ａ）ペン先側面図、（ｂ）ペン先正面図、（ｃ）ペン先底面図、（ｄ）作用説明図
【符号の説明】
１タッチ面
２突部
７指先（爪）
２０入力区域
２５操作部
３０握り部分
４０溝
５０ペン先
Ｐペン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a touch input device that is most suitable for use in input devices of various electronic (ki) devices such as computers, PDAs, electronic (ki) instruments, and various remote controllers.
[0002]
[Prior art]
There is a touch input device as an input device of an electronic device. There are various types of touch input devices such as a touch panel and a pen type input. One of them is a touch pad provided in a portable information terminal such as a notebook personal computer.
[0003]
The touch pad is said to be a pointing device, and when the fingertip touches the touch surface, the address assigned to the touched area is detected from the change in the resistance value or capacitance value output of the surrounding electrodes. The detected address is reflected on the cursor on the screen.
[Problems to be solved by the invention]
[0004]
By the way, in recent years, touchpads have been improved in operability by adding functions such as clicking and scrolling by tapping the touch surface (tapping) or tracing a predetermined position on the touch surface. Yes. However, even with a touchpad with improved operability as described above, for example, when scrolling a document with multiple pages, even if the scroll function is used, the length of the page is many times. You have to trace the touch surface repeatedly.
[0005]
Therefore, even when the user wants to skip a page and read it, he / she has to scroll the touch surface as many times as the page he / she wants to skip, which makes it difficult to operate and poor operability. At this time, the touch surface is made slippery so that it can be easily traced with a finger, and if the scroll is made too fast, the page may go too far. Sometimes it was necessary.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to improve the operability so that the touch input device can be easily used for, for example, a plurality of page feeds and can also be used for input devices of various electronic devices.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, for solving the above problems, to form a projection on the touch surface, comprising a discriminating means for discriminating the contact state of the touch surface and the fingertip, reduces the discrimination means of the contact area of the touch surface When it is detected that the fingertip that has been laid is raised and the fingernail is raised, the contact area between the raised fingertip and the touch surface decreases, and the contact area with the protrusion increases, From the change, it is detected that the tip of the toe is applied to the protrusion from the touch surface, and then the contact area with the protrusion is decreased and the contact area of the touch surface with the non-protrusion surface is increased. When it is detected that is on the touch surface, the display screen is scrolled to turn the page .
[0008]
By adopting such a configuration, for example, when a fingernail touches an input area having a different touch feeling when inputting, the operator can feel a click feeling. At this time, for example, if a predetermined amount of scrolling is performed as the predetermined input operation, the predetermined scroll can be performed without repeating the touch surface repeatedly. In addition, since a predetermined scroll can be performed when a click feeling is felt, a page can be quickly displayed without requiring familiarity and intuition.
[0009]
The click feeling is referred to as a click feeling at the time when the touch feeling when touching the input area changes. Also, the different touch feeling is, for example, changing the touch feeling of the fingertip by providing protrusions on a flat touch surface or forming a rough surface on a smooth surface. Can be determined as appropriate.
[0010]
Further, at that time, when the fingertip is standing, the contact area with the touch surface is small, so that the contact area is small. On the other hand, when the fingertip is sleeping, the contact area with the touch surface is large, so the contact area is larger than that described above. At this time, with the fingertip raised and in contact with the touch surface, for example, if the nail is scratched with a nail, the contact area with the nail n Since “when scratching” is the largest rather than “before” and “after” scratching the protrusion, it can be detected from the change.
[0011]
In this way, it is possible to determine whether the fingertip is raised and scratched with a nail to input (scratch mode) or the fingertip is laid down (patching mode), so that processing according to the input mode can be performed.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment. The touch input device of this form assumes a touch pad for use in a notebook computer, and a plurality of protrusions 2 are formed on the touch surface 1. Moreover, the said protrusion 2 is arrange | positioned in a line at predetermined intervals, as shown in FIG. 2, for example, and forms the input area 20 from which a touch feeling differs.
[0017]
The touch pad main body has, for example, a structure in which a transparent resistance film 4 having a predetermined resistance value and an insulating film forming the touch surface 1 are laminated on a glass substrate 3 and an electrode 5 is provided on the periphery of the transparent resistance film 4. When the touch surface 1 is touched with a finger, the transparent resistive film 4 is grounded via the capacitance of the human body, and the resistance value up to the electrode terminal 5 changes. Then, as shown in FIG. 3, the position of the fingertip on the touch surface 1 can be known by providing a control circuit 6 and giving a sweep address for setting a detection region for each electrode 5.
[0018]
Further, as described above, the control circuit 6 can detect the position of the fingertip on the touch surface 1 based on the sweep address, and can determine the state of the fingertip that is in contact with the touch surface 1 from the address data by including the determination unit B. It is like that. That is, as shown in FIG. 4A, when the fingertip 7 is standing, the area A in contact with the touch surface 1 is small, and the number of areas A for outputting detection signals is also small.
[0019]
On the other hand, when the fingertip 7 is laid down, as shown in FIG. 4B, the number of areas A that the touch surface 1 contacts increases, and the number of areas A that output detection signals increases. By such a method, two input forms (hereinafter referred to as “scratch mode” and “nailing mode”) can be discriminated.
[0020]
This form is configured as described above. In this touch input device, when the fingertip 7 is moved on the touch surface 1 as in the prior art, the movement direction and distance are displayed on the cursor on the screen. It can be reflected. Now, when the fingertip 7 that has been laid is raised, the control circuit 6 detects that the “scratch mode” has been entered because the area A in contact with the fingertip 7 is reduced.
[0021]
In this state, if the area of the fingertip (nail) 7 is “α”, the fingertip (nail) 7 is on the touch surface 1 before scratching as shown in FIG. “Α” (for example, obtained from a plurality of regions A with which the fingertip (nail) 7 contacts) , and the contact area with the portion where the protrusion 2 is formed is “0”. Next, as shown in FIG. 5B, when the fingertip (nail) 7 is on the portion where the protrusion 2 is formed , the fingertip (nail) 7 is on the protrusion 2, and thus the touch surface. The contact area with 1 is significantly reduced from “α” and is close to “0”.
[0022]
On the contrary, the contact area with the portion where the protrusions 2 are formed is greatly increased from “0” and is close to “α”. Then, as shown in FIG. 5C, after the fingertip (nail) 7 scratches the portion where the protrusion 2 is formed , the fingertip (nail) 7 is again on the touch surface 1, so The contact area is “α”, and the contact area with the portion where the protrusion 2 is formed is “0”. FIG. 6 shows the relationship of the contact area between the fingertip (nail) 7 and the portion where the touch surface 1 and the protrusion 2 are formed .
[0023]
For these detections, for example, as shown in FIG. 7 (schematic diagram), a memory map map corresponding to the position of the protrusion 2 (for example, a notebook personal computer as described above to which this touch input device is attached). to prepare on the memory). Then, an area (schematic) of the protrusion 2 is provided in the memory map map, and the movement of the fingertip (nail) 7 is located on the memory map map as shown in FIGS. By doing so, the number of memories on the memory map map when the fingertip (nail) 7 passes through the area of the protrusion 2 (the number of squares in which only the points in FIGS. )) , The contact area is obtained.
[0024]
When such a characteristic change is detected, for example, by setting a process such as performing page feed of a document file, the page is turned each time the projection 2 is scratched by the fingertip (nail) 7. You can send a page. Therefore, when scrolling a document with many pages or skipping a page, it is only necessary to scratch the protrusion 2 by the amount of the page.
[0025]
At that time, when the protrusion 2 is scratched, the fingertip (nail) 7 is caught by the protrusion 2 and a small sound is produced. You can instantly determine whether to keep scratching the sound or stop it. By the way, when scratched, the next unevenness acts as a stopper to prevent over-scratching. Further, when scratching the unevenness, a force can be accumulated by the unevenness or step, and when scratched, the speed increases and the feeling of scratching increases.
[0026]
In this way, when the irregularities are scratched with the fingertips (nails) 7 unlike when the fingers are stroked, the fingertips (nails) 7 are harder than the fingertips, so that a larger feedback can be obtained. For this reason, it can be seen that the page has been sent and the page is not sent too much by mistake, so that the page can be displayed well without the need for familiarity and intuition.
[0027]
In addition, although this form showed what provided the protrusion 2 in the touch surface 1, it may replace with the protrusion 2 and may provide a recessed part. This is because even if the concave portion is scratched, it can be understood that the fingertip (nail) 7 is caught in the concave portion and the page is fed, so that the same effect as the protruding portion 2 can be obtained.
[0028]
As a second embodiment, FIG. 8 shows another embodiment in which an input area 20 having a different touch feeling is provided on the touch surface 1. Incidentally, FIG. 8B is a cross-sectional view. The input area 20 has a dot shape in the case of FIG. The dot-like input area 20 is formed of a material that is less slippery or slippery than a portion other than the dots, or a non-slip surface treatment or a slippery surface treatment is applied to improve the touch feeling of the touch surface 1. It has been changed.
[0029]
For example, if a metal is used for the touch surface 1, the input area 20 is formed of conductive plastics, or the structure is reversed to change the touch feeling, or the touch surface 1 is subjected to a slippery surface treatment. If so, the non-slip surface treatment such as embossing may be applied to the dots in the input area 20.
[0030]
In this way, when the input area 20 is scratched, the feel changes suddenly due to the friction of the dot portions. When you get over the dot, it returns to the original feel. The touch and the computer processing such as page turning may be linked (the detection method is the same as in the first embodiment).
[0031]
As a third embodiment, FIG. 9 shows another aspect in which an input area 20 having a different touch feeling from that of the touch surface 1 is provided. In this aspect, the same material as that of the touch surface 1 is connected. That is, the input area 20 is formed by simply joining the touch surfaces 1 together.
[0032]
In such a case, a slight joining error or dent is inevitably generated at the joint portion, so that a click feeling is generated when the fingertip (nail) 7 hits the step. For this reason, processing such as page turning may be linked at the touch timing.
[0033]
As a fourth embodiment, FIG. 10A to FIG. 10D show a touch feeling different from that of the touch surface 1 by changing the shape of the input area 20. 10 (a) and 10 (b), the input area 20 is formed by changing the angle, so that the touch feeling changes at the change of the angle, the click feeling is generated, and the page is detected at the timing of the touch. Processes such as feeding can be linked. (The detection method is the same as in the first embodiment).
[0034]
10 (c) and 10 (d) show an input area 20 having a different touch feeling due to the step 21, and FIG. 10 (c) shows the step 21 formed on a part of the touch surface 1. . Further, in FIG. 10D, since the step 21 is formed around the touch surface 1, the touch feeling changes at the step 21 and a click feeling is generated. It can be done.
[0035]
FIG. 11 shows an exploded perspective view of the touch input device according to the fifth embodiment. This touch input device has a structure in which a second touch pad 11 is mounted on a first touch pad 10 as shown in the figure. The first and second touchpads 10 and 11 are formed by laminating a transparent resistance film 4 having a predetermined resistance value and an insulating film forming the touch surface 1 on the glass substrate 3 in the first embodiment, The structure is the same as that in which the electrode 5 is provided on the periphery of the film 4, and as described above, a ground line is formed through the human body so that the position of the fingertip 7 can be seen.
[0036]
The touch surface 1 of the first touch pad 10 is provided with a plurality of rows of protrusions (projections) 2, and the length of each row of the protrusions 2 is formed on the second touch pad 11. A length protruding from the through hole 12 is formed. As a result, an input area 20 having a different touch feeling from the touch surface 1 formed on the second touch pad 11 is provided by the protrusions 2 of each row.
[0037]
In this input device, the first touch pad 10 detects the input area 20 of the protrusion 2. The second touch pad 11 detects a portion other than the protrusion 2. The detection method is the same as in the first embodiment, and the contact form of the fingertip 7 is detected from the change in the number of contact areas accompanying the change in the area address. The operational effects are the same as in the first embodiment, and a description thereof is omitted.
[0038]
FIG. 12 shows an application example of the touch input device as the sixth embodiment. In this embodiment, keyboard input can be performed only with a touch input device. Therefore, in this embodiment, as shown in the figure, a plurality of protrusions 2 are provided in parallel, an input area 20 having a different touch feeling from that of the touch surface 1 is provided, and alphabets are provided on the protrusions 2 provided in parallel with the input area 20. And character symbols such as numbers.
[0039]
The character type column is not limited to Japanese or English, but may be any character or symbol string, control code, number, etc. in any country. The number of rows may be any number, and the number of vertical protrusions 2 may be any number, and is not limited to FIG. In addition, one character type may be covered by a plurality of columns, or a plurality of character strings may be incorporated in one column. You may make it determine a character by tapping at the time of determination. The detection method is the same as in the first embodiment.
[0040]
By doing in this way, a required character input can be performed by scratching the protrusion 2. For this reason, since character input can be input with one hand without releasing the hand from the touch surface 1, operability can be improved. FIG. 13 and FIG. 14 show usage forms of the keyboard input device applied to a PDA or electronic book player. FIG. 15 shows an example applied to a remote control for karaoke.
[0041]
Next, as a seventh embodiment, FIG. 16 shows a case where it is used as an input device of an electronic device. First, the one shown in FIG. 16 is used for an input device of a video tape recorder. The projection 2 is arranged around the touch surface 1 to provide an input area 20 having a different touch feeling so that video tape can be fast-forwarded. This is applied to the setting of the rewind time.
[0042]
Each projecting portion 2 is printed with time (minutes), and when it is scratched clockwise, the amount of fast-forwarding is added, and the video tape is fast-forwarded for the added time. On the other hand, when scratching counterclockwise, the rewinding time is incremented by the amount scratched. Reference signs FF and RW are switches for fast forward and rewind.
[0043]
As an eighth embodiment, FIG. 17 shows a touch input device used as an input for an electric or electronic musical instrument. In this input device, protrusions 2 are provided on the touch surface 1 in different positions on the left side and the right side to form input areas 20 having different touch feelings. That is, the left side is provided with the protrusions 2 in a row in the diagonal direction as “parts to flip”, and the right side is provided with the protrusions 2 as a “pressing part” in a grid pattern.
[0044]
Then, in order to play each sound carefully, scratch the protrusion 2 of the “part to flip” on the left side. Here, in order to play a chord, the protrusion 2 may be scratched at once. On the contrary, you may play like stroking the protrusion 2. In addition, if the “pressing part” is stroked, it is possible to express a subtle flat.
[0045]
As a ninth embodiment, FIG. 18 shows a one-handed small-sized input device that makes the best use of the present invention. This small input device (keyboard) has a cylindrical shape and is divided into two upper and lower parts as shown in FIG. That is, about 2/3 of the upper portion is the operation unit 25 provided with the touch surface 1, and a plurality of protrusions 2 are provided on the surface to form the input area 20 having a different touch feeling, and the remaining 1/3 is The grip portion 30 can be easily held with one hand.
[0046]
Further, as shown in the figure, the touch surface 1 has protrusions 2 arranged in a line for each type and function of characters, such as an alphanumeric string 2a, an Iweo column 2b, and a control key column 2c. For this reason, the operation unit 25 and the grip portion 30 can be rotated as indicated by arrows to facilitate input for each of the input rows 2a to 2c. Further, an input character determination switch 31 and a liquid crystal display panel 32 are provided at the upper end of the cylinder.
[0047]
This configuration is configured as described above, and this input device is provided with an interface and is connected to an input device by radio or cable. When inputting, the user holds the grip portion 30 with one hand and scratches the projection 2 of the touch surface 1 of the operation unit 25 with, for example, the thumb. That is, when the alphanumeric string 2a is scratched with the thumb of the hand holding the grip portion 30, the liquid crystal display panel 32 can be displayed in order from “a”, or the eyewear column 2b is scratched to input hiragana, numbers, and symbols. It can be done.
[0048]
Further, in the control key row 2c, various symbols, mail transmission functions, and the like can be switched. A desired character is selected by rotating the operation unit 25. When the character is determined, the input determination button 31 on the upper end portion is selected. push. Since it can be operated with one hand in this way, it can also be used as an input device of a wearable computer, for example.
[0049]
Further, in FIG. 18, the protrusion 2 of the touch surface 1 is drawn large for easy understanding, but can actually be made smaller. Since the person only needs to feel a click, the protrusion 2 can be reduced to the size of Braille.
[0050]
By the way, this touch input mechanism can be used as an input device such as a mobile phone because the overall size can be reduced if the interval between the protrusions 2 is reduced. Moreover, since the protrusion 2 can be reduced to the size of Braille, it can also be used as an input device for the visually impaired.
[0051]
In the embodiment, the capacitive touch input device has been described, but the touch input device is not limited to this. For example, a pressure-sensitive touch input that puts a pressure-sensitive conductor between a conductor printed on the lower surface of the sheet body and a resistor printed on the sheet body and the upper surface, and outputs an address from a change in the resistance value of the pressure-sensitive conductor It can also be applied to devices.
[0052]
As a tenth embodiment, FIG. 19 shows a touch input device by pen input to which the scratch mode of the present application is applied. Many PDAs using a touch panel have pen P input. The tip of the pen is round and conical. Consider a configuration suitable for the scratch mode when using the pen at that time.
[0053]
As shown in FIG. 19, a groove 40 and a recess 41 are provided in the groove 40 as shown in FIGS. 20 (a) and 20 (b). At this time, the groove 40 may be a straight line or a curved line. Further, the number of the concave portions 41 may be one or plural as shown in the figure (may be like a grid pattern).
[0054]
Here, the groove 40 serves as a guide when the pen P is moved. When the groove 40 is traced with the pen tip, it fits into the recess 41 over time. When a further force is applied, the fitted pen tip comes out of the recess 41 and moves to the groove 40 on the opposite side. At this time, since the groove 40 serves as a guide, the nib does not jump out of the groove 40 only by tracing. By using the click feeling at this time (a plurality of input areas 20 having different touch feelings are formed), the page turning by the above-mentioned scratch mode is performed. The recess 41 may be a protrusion.
[0055]
In addition, as shown in FIG. 21, instead of the groove 40, a plurality of protrusions 42 or a plurality of recesses may be provided in parallel to form the input area 20 having a touch feeling different from that of the touch surface 1. In this way, since the plurality of protrusions 42 or the plurality of recesses can be scratched with the pen tip, page turning in the above-described scratch mode can be easily performed.
[0056]
On the other hand, in order to realize the scratch mode by pen input, it is effective to make the cross-section of the pen tip flat and curved to some extent like a nail. An example thereof is shown in FIGS. 22A to 22D as an eleventh embodiment. That is, the pen tip 50 is formed into a plate shape as shown in FIGS. 22A to 22C, and the cross section of the plate-like pen tip 50 is curved like a concave lens as shown in FIG. 22C. Thus, as shown in FIG. 22 (d), a force in the direction opposite to the automatically shifted direction works when scratched, and a correcting force works even if the direction slightly deviates, so that it becomes easy to scratch linearly. Therefore, in the conventional conical nib 50, when the protrusion is small, it is difficult to continuously scratch, but this can be solved.
[0057]
Since the present invention is configured as described above, the operability can be improved by allowing the page input in the touch input device to be quickly performed and displayed.
[Brief description of the drawings]
1 is an exploded perspective view of a touch input device according to a first embodiment. FIG. 2 is a front view of the touch input device according to the first embodiment. FIG. 3 is a block diagram of the same device. FIG. 4 is a fingertip according to the first embodiment. Explanatory drawing of action by (nail) ((a) standing, (b) sleeping)
FIG. 5 is an explanatory view of an action when a fingertip (nail) is moved. FIG. 6 is an explanatory view of a contact area detecting action. FIG. 7 is an explanatory view of an action on a map memory. FIG. 9 is a schematic diagram showing a touch input device according to the third embodiment. FIG. 10 is a modification of the input area of the touch input device according to the fourth embodiment. FIG. 11 is an exploded perspective view of the touch input device according to the fifth embodiment. FIG. 12 is a schematic view showing an application example of the touch input device according to the sixth embodiment. FIG. 14 is a schematic view showing another aspect of the sixth embodiment. FIG. 15 is a schematic view showing another aspect of the sixth embodiment. FIG. FIG. 17 is a front view of a touch input device according to an embodiment. FIG. 18 is a front view of a touch input device according to an eighth embodiment. FIG. 19 is an exploded perspective view of the touch input device according to the tenth embodiment. FIG. 20A is a front view of an essential part of the touch input device according to the tenth embodiment, and FIG. FIG. 21 is a schematic view showing another aspect of the touch input device according to the tenth embodiment. FIG. 22A is a side view of the pen tip of the touch input device according to the eleventh embodiment. FIG. (C) Pen tip bottom view, (d) Action illustration [description of symbols]
1 Touch surface 2 Projection 7 Fingertip (nail)
20 Input area 25 Operation part 30 Grasping part 40 Groove 50 Pen point P Pen

Claims

Providing a protrusion on the touch surface, and having a determining means for determining the contact state between the touch surface and the fingertip, the determining means standing the fingertip laid down from the reduction of the contact area with the touch surface, and raised the nail Then, it was detected that the contact area between the raised toe and the touch surface decreased and the contact area with the protrusion increased, and from that change, the toe hit the protrusion from the touch surface. And then detecting that the contact area with the protrusion decreases and the contact area with the non-protruding surface of the touch surface increases and detects that the toe is on the touch surface, A touch input device that scrolls the display screen to page .