(57)【要約】【課題】ユーザ識別機能に対応する処理を安定して実行する。【解決手段】ユーザ検知装置は、タッチパネルと、タッチパネルを支持する脚部と、脚部に設けられた接続電極と、接続電極に対向して設けられた検知電極と、接続電極と接続する電線と、電線を介して接続電極と電気的に接続され、タッチパネルと検知電極との信号を基にユーザの操作を検知する制御部と、グランドに導通し、タッチパネルの外周面の少なくとも一部に露出する導体と、空隙を有し、少なくとも導体を覆ってタッチパネルに取り付けられる外装部材と、を備える。【選択図】図４
2020071541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチパネルと、
検知電極と、
前記タッチパネルと前記検知電極との信号を基にユーザの操作を検知する制御部と、
グランドに導通し、前記タッチパネルの外周面の少なくとも一部に露出する導体と、
空隙を有し、少なくとも前記導体を覆って前記タッチパネルに取り付けられる外装部材と、を備える、
検知装置。
【請求項２】
前記タッチパネルを支持する脚部と、
前記脚部に設けられた接続電極と、
前記接続電極と接続する電線と、をさらに有し、
前記検知電極は、前記接続電極に対向して設けられ、
前記制御部は、前記電線を介して前記接続電極と電気的に接続される、
請求項１に記載の検知装置。
【請求項３】
前記空隙の少なくとも一部分には、前記外装部材と前記外周面にわたって発泡体が配置される、
請求項１または２に記載の検知装置。
【請求項４】
前記タッチパネルは、略四角形に形成されて水平に配置される、
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の検知装置。
【請求項５】
前記外装部材は、前記タッチパネルの外周を包囲する有底の略四角枠状に形成され、
前記外装部材の各辺部に応じて複数の前記検知電極のそれぞれが配置される、
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の検知装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、タッチパネル等を利用した検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ユーザＡおよびユーザＢがそれぞれタッチパネルをタッチする場合に、それぞれのユーザがタッチしているタッチパネル上の位置と、ユーザＡおよびユーザＢのそれぞれの位置とを関連付けて検知する検知装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１０２８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、ユーザ識別機能に対応する処理を安定して実行できる検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、タッチパネルと、検知電極と、前記タッチパネルと前記検知電極との信号を基にユーザの操作を検知する制御部と、グランドに導通し、前記タッチパネルの外周面の少なくとも一部に露出する導体と、空隙を有し、少なくとも前記導体を覆って前記タッチパネルに取り付けられる外装部材と、を備える、検知装置を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、ユーザ識別機能に対応する処理を安定して実行できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施の形態１におけるユーザ検知装置の外観図である。
【図２】図２は、実施の形態１におけるユーザ検知装置の外観図である。
【図３】図３は、実施の形態１におけるテーブル１ａの脚部１ｃと、マット１ｂとの接続方法の一例を示す図である。
【図４】図４は、タッチパネル１０１の外周面１３に露出した導体１５を覆う外装部材１７の一例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１におけるユーザ検知装置のブロック図である。
【図６】図６は、実施の形態１におけるユーザ検知装置の詳細図である。
【図７】図７は、マット電極８がＴｘ側（図では一例としてＴｘ８）に接続された場合の実施の形態１におけるユーザ検知装置の模式図である。
【図８】図８は、マット電極８がＴｘ側（図では一例としてＴｘ８）に接続された場合の実施の形態１におけるユーザ検知装置の回路図である。
【図９】図９は、マット電極８がＲｘ側（図では一例としてＲｘ９）に接続された場合の実施の形態１におけるユーザ検知装置の模式図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１における２人のユーザの位置とタッチ操作との関係を示した図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１におけるユーザ検知装置の動作タイミング図である。
【図１２】図１２は、実施の形態１におけるユーザ検知装置の受信データのイメージ図である。
【図１３】図１３は、マット電極８がＴｘ側（図では一例としてＴｘ８）に接続された場合の操作者を識別するためのパスＰ１の模式図である。
【図１４】図１４は、マット電極８がＲｘ側（図では一例としてＲｘ９）に接続された場合の操作者を識別するためのパスＰ２の模式図である。
【図１５】図１５は、他の実施の形態におけるユーザ検知装置の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【０００９】
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００１０】
（本開示の一形態に至る経緯）
検知装置の一例としてのユーザ検知装置は、ユーザが、システムを構成する部材（タッチパネル、ディスプレイ、テーブル、床電極等）に備わるグランド（ＧＮＤ；アース）に接触すると、タッチパネルとしては動作するが、ユーザ識別機能が正常動作しなくなる確率が高くなった。ユーザ識別機能とは、ユーザ検知装置がユーザの位置を識別する機能（処理）である。つまり、ユーザがグランドに接触すると、ユーザ検知装置の動作中において、ユーザがタッチパネルにタッチした位置の検知は可能であるが、ユーザの位置の判定ができなくなり、ユーザの操作したタッチパネル上の位置（座標）とユーザの位置とを紐付けることができなくなった。
【００１１】
（実施の形態１）
［１−１．概要］
実施の形態１のユーザ検知装置は、タッチパネルを用いる。ユーザ検知装置は、例えばユーザＡおよびユーザＢがそれぞれタッチパネルをタッチする場合に、それぞれがタッチしているタッチパネル上の位置と、ユーザＡおよびユーザＢのそれぞれの位置とを関連付けてこれらの位置を検知する。以下、ユーザがタッチしているタッチパネル上の位置をタッチ位置という。また、ユーザの位置をユーザ位置という。ユーザＡおよびユーザＢのユーザ位置は、タッチ位置を検知するシステムの一部を用いて検知する。
【００１２】
すなわち実施の形態１のユーザ検知装置は、タッチパネルの簡単な構成を用いて、ユーザＡおよびユーザＢの操作に関する情報（タッチ位置とユーザ位置）を算出できる。
【００１３】
以下、図１〜図８を用いて、実施の形態１を説明する。
【００１４】
［１−２．構成］
図１および図２は、実施の形態１におけるユーザ検知装置１の外観図である。図５は、実施の形態１におけるユーザ検知装置１のブロック図である。
【００１５】
図１において、ユーザ検知装置１（電子機器の一例）は、タッチパネルを内蔵し、上面にディスプレイを有するテーブル１ａと、地面（例えば床）に配置されたマット１ｂとにより構成されている。ディスプレイは必ずしも必要ではなく、上面をスクリーンとしてプロジェクタ等で上面に情報を表示してもよい。テーブル１ａは脚部１ｃを有する。本実施の形態では、脚部１ｃはユーザ毎に設けているものとする（言い換えると、座る位置毎に設けているものとする）。接続電極の特徴について詳しくは後述する。テーブル１ａは、制御部１０３を有する（図５参照）。制御部１０３の動作について詳しくは後述する。マット１ｂは、複数のマットにより構成され、ユーザの足元に配置されている。本実施の形態では、マット１ｂはユーザ毎に設けているものとする（言い換えると、座る位置毎に設けているものとする）。
【００１６】
図２において、脚部１ｃはタッチパネル１０１を床上で支持している。脚部１ｃ内を電線１ｄが通っている。電線１ｄは脚部１ｃ内を通ることなく脚部１ｃ外に位置してもよいが、脚部１ｃ内を通ることにより電線１ｄがユーザの足元に位置することがなくなり、ユーザが操作するときに足元を気にする必要がなくなる。また、電線１ｄが脚部１ｃ内を通ることにより、テーブル１ａを移動させるときに電線１ｄを気にする必要がなくなる。
【００１７】
図３は、実施の形態１におけるテーブル１ａの脚部１ｃと、マット１ｂとの接続方法の一例を示す図である。脚部１ｃは、その底面に接続電極１ｅｃを有する。電線１ｄは、制御部１０３と接続電極１ｅｃとを電気的に接続する。脚部１ｃは、電線１ｄにより制御部１０３と接続された接続電極１ｅｃを有する。接続電極１ｅｃには、例えば金属が用いられた端子が用いられる。接続電極１ｅｃは、金属端子がむき出しでもよいが、本実施の形態では、絶縁体１ｆｃで覆われている。マット１ｂは、マット電極８を有する。マット電極８には、金属からなる端子が用いられる。マット電極８は、金属端子がむき出しでもよいが、本実施の形態では、絶縁体１ｆｂで覆われている。接続電極１ｅｃやマット電極８を、金属端子剥き出しではなく、絶縁体で覆うことで、金属端子の汚れや酸化等を抑制することができる。
【００１８】
マット１ｂ上の適切な位置に脚部１ｃが載置されると、接続電極１ｅｃとマット電極８は容量結合により、電気的に接続される。接続電極１ｅｃまたはマット電極８のいずれか一方のみが絶縁体で覆われていない場合も、同様に容量結合する。接続電極１ｅｃおよびマット電極８のいずれもが絶縁体で覆われていない場合は、端子同士が直接的に接触することで導通し、電気的に接続される。
【００１９】
ユーザは、椅子に座る等して、マット１ｂに足をつけた状態で、テーブル１ａをタッチしてテーブル１ａに表示される情報を操作する。なお、ユーザ検知装置１は、複数のユーザのそれぞれの操作を同時に検知可能である。
【００２０】
また、図１では、ディスプレイをテーブル１ａに内蔵しているため、座って操作しているが、立って操作するようにしてもよい。
【００２１】
図４は、タッチパネル１０１の外周面１３に露出した導体１５を覆う外装部材１７の一例を示す図である。タッチパネル１０１の外周面１３の少なくとも一部には、グランド１９に導通した導体１５が露出する。この導体１５は、外装部材１７によって覆われる。外装部材１７は、空隙２１を有して少なくとも導体１５を覆ってタッチパネル１０１に取付けられる。外装部材１７による導体１５の遮蔽構造について詳しくは後述する。
【００２２】
上記のように構成されたユーザ検知装置１は、例えば、図５に示すように、タッチパネル１０１、検知部１０２、制御部１０３により構成される。
【００２３】
タッチパネル１０１は、例えば、ディスプレイ２およびセンサ３を有する。検知部１０２は、例えば、センサ制御部４、送信部５、受信部６、選択部７を有する。制御部１０３は、例えば、検知部１０２、コンテンツ制御部９を有する。
【００２４】
ディスプレイ２は、テーブル１ａの上面に配置され、コンテンツ制御部９から画像等の情報を表示する。
【００２５】
センサ３は、格子状に形成された電極を有し、ディスプレイ２の上面に配置され、保護ガラスと一体となっている。
【００２６】
センサ制御部４は、送信部５、受信部６を介してセンサ３におけるユーザの操作を検知し、その検知したセンサ３上の位置情報（座標）等をコンテンツ制御部９に送信する。また、センサ制御部４は、マット電極８の接続先を送信部５または受信部６に切り替えるために選択部７に対して指示する。
【００２７】
送信部５は、センサ制御部４の指示に基づいて、センサ３に対してパルス等の所定のパターンの信号を送信し、受信部６にてセンサ３からの信号を受信し、その信号をセンサ制御部４に送信する。
【００２８】
選択部７は、センサ制御部４の指示を受けて、マット電極８の接続先を送信部５または受信部６に切り替える。
【００２９】
マット電極８（言い換えると、床電極）は、マット１ｂに設けられた検知電極であり、それぞれのマット１ｂ毎に設けられている。なお、このマット１ｂには、グランドが設けられており、このグランドとマット電極８との間に所定の容量を形成している。
【００３０】
なお、このマット電極８の大きさは、使用環境に応じて自由に決めることができ、このマット電極８を用いてユーザを特定する場合には、例えば５０ｃｍ×５０ｃｍのような一人のユーザのみしか接触できない大きさが好ましい。ただし、ユーザが操作中に移動することが考えられる場合には、例えば移動方向に拡張した５０ｃｍ×１００ｃｍのような大きさが好ましい。主に子どもが操作することが想定される場合には、例えば少し小さめの３０ｃｍ×３０ｃｍのような大きさが好ましい。
【００３１】
コンテンツ制御部９は、全体の制御を行う制御部であり、センサ制御部４からの情報に基づき表示するコンテンツを決定し、ディスプレイ２に対して表示するコンテンツデータを送信する。これによってユーザは、ディスプレイ２に表示されているコンテンツに対してタッチ操作が可能となる。具体的には、コンテンツ位置を変更したり、拡大縮小したり、別のコンテンツ情報を取得したりすることが可能となる。
【００３２】
なお、コンテンツ制御部９は、テーブル１ａ内に設けてもよいし、テーブル１ａの外部に設けてもよい。また、ＰＣ等の汎用の端末であってもよい。
【００３３】
センサ３、マット電極８の詳細について図６を用いて説明する。図６は、実施の形態１におけるユーザ検知装置１の詳細図である。
【００３４】
センサ３は上述したように格子上に形成された複数の電極からなるセンサであり、送信部５の出力Ｔｘ１〜Ｔｘ５にそれぞれ接続される送信電極と、受信部６の入力Ｒｘ１〜Ｒｘ８にそれぞれ接続される受信電極とから構成される。送信電極と受信電極は、それぞれ任意の数設けてよい。
【００３５】
また、マット電極８は複数存在し、任意の数設けてよいが、図６では３つのマット電極８ａ、８ｂ、８ｃを設けている。
【００３６】
それぞれのマット電極８ａ、８ｂ、８ｃは選択部７を介して、送信部５と受信部６に接続されており、具体的には、マット電極８ａは、送信部５の出力Ｔｘ６と受信部６の入力Ｒｘ９と選択部を介して接続され、マット電極８ｂは、送信部５の出力Ｔｘ７と受信部６の入力Ｒｘ１０と選択部を介して接続され、マット電極８ｃは、送信部５の出力Ｔｘ８と受信部６の入力Ｒｘ１１と選択部を介して接続されている。なお、マット電極８は、選択部７のスイッチにより送信部５または受信部６のどちらかに電気的に接続される。
【００３７】
なお、マット電極８が接続される送信部５の出力、および受信部６の入力は、センサ３で用いられる入出力の一部を流用することが好ましいが、別途マット電極８のために設けてもよい。別途設ける場合においても、センサ３とマット電極８との結果は、センサ制御部４において判断される。
【００３８】
ここで、マット電極８ａ、８ｂ、８ｃは、それぞれＩＤ１、ＩＤ２、ＩＤ３が対応付けられている。
【００３９】
図７は、マット電極８がＴｘ側（図では一例としてＴｘ８）に接続された場合の実施の形態１におけるユーザ検知装置１の模式図である。Ｔｘとユーザとの間の静電容量をＣ１、マット電極８と接続電極１ｅｃとの間の静電容量をＣ２、ユーザとマット電極８との間の静電容量をＣ３としている。
【００４０】
図８は、マット電極８がＴｘ側（図では一例としてＴｘ８）に接続された場合の実施の形態１におけるユーザ検知装置１の回路図である。送信部５、脚部１ｃ内の電線１ｄ、接続電極１ｅｃ、マット電極８、ユーザ９０１、受信部６が直列に接続されている。接続電極１ｅｃとマット電極８とを容量結合したことによる影響について説明する。Ｃ１を構成する面はユーザ９０１の指とセンサ３との接触面である。Ｃ２を構成する面は接続電極１ｅｃ（つまり脚部１ｃの裏面）とマット電極８との接触面である。Ｃ３を構成する面はユーザ９０１の足の裏とマット電極８との接触面である。ユーザ９０１の指がセンサ３に接触する面積は、接続電極１ｅｃ（つまり脚部１ｃの裏面）やユーザ９０１の足の裏がマット電極８と接触する面積よりも十分小さい。したがって、Ｃ１はＣ２、Ｃ３に対して非常に小さい。図８の回路の合成容量Ｃは、Ｃ＝Ｃ１＊Ｃ２＊Ｃ３／（Ｃ１＊Ｃ２＋Ｃ２＊Ｃ３＋Ｃ３＊Ｃ１）となる。よって、Ｃ≒Ｃ１という近似が成立する。つまり、接続電極１ｅｃとマット電極８を導通ではなく、容量結合しても、回路への影響は少ないということになる。
【００４１】
図９は、マット電極８がＲｘ側（図では一例としてＲｘ９）に接続された場合の実施の形態１におけるユーザ検知装置１の回路図である。ここで、Ｒｘとユーザとの間の静電容量をＣ４としている。なお、Ｃ２、Ｃ３は先述の通りであるため、重複する説明を省略する。送信部５、ユーザ９０１、マット電極８、接続電極１ｅｃ、脚部１ｃ内の電線１ｄ、受信部６が直列に接続されている。接続電極１ｅｃとマット電極８とを容量結合したことによる影響について説明する。Ｃ４を構成する面はユーザ９０１の指とセンサ３との接触面である。なお、Ｃ２を構成する面、Ｃ３を構成する面は先述の通りであるため、重複する説明を省略する。ユーザ９０１の指がセンサ３に接触する面積は、接続電極１ｅｃ（つまり脚部１ｃの裏面）やユーザ９０１の足の裏がマット電極８と接触する面積よりも十分小さい。したがって、Ｃ４はＣ２、Ｃ３に対して非常に小さい。したがって、Ｃ４はＣ２、Ｃ３に対して非常に小さい。図９の回路の合成容量Ｃは、Ｃ＝Ｃ４＊Ｃ２＊Ｃ３／（Ｃ４＊Ｃ２＋Ｃ２＊Ｃ３＋Ｃ３＊Ｃ４）となる。よって、Ｃ≒Ｃ４という近似が成立する。つまり、接続電極１ｅｃとマット電極８を導通ではなく、容量結合しても、回路への影響はないということになる。
【００４２】
［１−３．動作］
以上のように構成されたユーザ検知装置１について、その動作を図１０〜図１２を用いて説明する。
【００４３】
図１０は、実施の形態１における２人のユーザの位置とタッチ操作との関係を示した図である。図１０では、ユーザ検知装置１とユーザＡ、ユーザＢを模式的に表している。なお、ユーザを２人としているが何人でもよい。
【００４４】
ユーザＡはマット電極８ａ（ＩＤ１）上に位置し、センサ３中のタッチＡ１（ｘ軸方向としては受信部６の入力Ｒｘ２と入力Ｒｘ３とそれぞれ接続された受信電極の中間近傍、ｙ軸方向としては送信部５の出力Ｔｘ１と出力Ｔｘ２とそれぞれ接続された送信電極の中間近傍）をタッチしている。
【００４５】
また、ユーザＢはマット電極８ｃ（ＩＤ３）上に位置し、センサ３中のタッチＢ１（ｘ軸方向としては受信部６の入力Ｒｘ７と接続された受信電極上、ｙ軸方向としては送信部５の出力Ｔｘ５と接続された送信電極上）をタッチしている。
【００４６】
上記タッチ操作が行われた場合のユーザ検知装置１の動作について、図１１を用いて説明する。図１１は、実施の形態１におけるユーザ検知装置１の動作タイミング図である。
【００４７】
まず送信部５は、センサ制御部４の指示に基づいて、センサ３の送信電極と接続されている出力Ｔｘ１から順に、出力Ｔｘ２、出力Ｔｘ３、出力Ｔｘ４、出力Ｔｘ５と順次所定パルスを出力する。この所定パルスは、それぞれの出力タイミングを変えることで出力毎（Ｔｘ１、Ｔｘ２、・・・）に一意に識別できるようにしているが、複数のパルスを組み合わせ、同じタイミング出力し、出力毎（Ｔｘ１、Ｔｘ２、・・・）に一意に識別するようにしてもよい。
【００４８】
この期間においては、センサ制御部４は、選択部７においてマット電極８ａ、８ｂ、８ｃと受信部６の入力Ｒｘ９、入力Ｒｘ１０、入力Ｒｘ１１とがそれぞれ接続されるように制御する。
【００４９】
この時、受信部６のセンサ３の受信電極と接続されている入力Ｒｘ１〜入力Ｒｘ８には、所定パルスに対応したセンサ３の各交点容量に応じた受信信号レベルが検出されるため、ユーザＡのタッチしたタッチＡ１、ユーザＢのタッチしたタッチＢ１に対応する受信信号レベル（破線枠α内にて実線で記載）はタッチしてないときの受信信号レベル（破線枠α内にて破線で記載）より減少する。この受信信号レベルに基づいて、センサ制御部４は、タッチＡ１、タッチＢ１のそれぞれのタッチ座標（ｘ，ｙ）を算出する。
【００５０】
このとき、受信信号レベルの減少率は、電極に近いほど大きくなる。つまり、電極上をタッチされている電極に接続されている受信部６の入力ＲＸ７が最も減少率が大きくなっている。
【００５１】
さらに、ユーザＡがタッチＡ１にタッチしているため、送信部５の出力Ｔｘ１と出力Ｔｘ２にそれぞれ接続された送信電極に供給される所定パルスをユーザＡのタッチした指および人体を介して、マット電極８ａ、選択部７、受信部６の入力Ｒｘ９にて、破線枠β内の左上に実線にて示すような信号として検出する。
【００５２】
同様にユーザＢがタッチＢ１にタッチしているため、送信部５の出力Ｔｘ５に接続された送信電極に供給される所定パルスをユーザＢのタッチした指および人体を介して、マット電極８ｃ、選択部７、受信部６の入力Ｒｘ１１にて、破線枠β内の右下に実線にて示すような信号として検出する。なお、破線枠β内の同箇所の破線はタッチされてない場合の状態を示す。
【００５３】
このとき、受信信号レベルの増加は、電極に近いほど大きくなる。つまり、電極上をタッチされている電極に接続されている送信部５の出力Ｔｘ５が出力されている時の受信レベルが最も大きくなる。
【００５４】
出力Ｔｘ５に引き続いて、送信部５は、出力Ｔｘ６、出力Ｔｘ７、出力Ｔｘ８と順次所定パルス出力する。この期間においては、センサ制御部４は、選択部７においてマット電極８ａ、マット電極８ｂ、マット電極８ｃと送信部５の出力Ｔｘ６、出力Ｔｘ７、出力Ｔｘ８とがそれぞれ接続されるように制御する。
【００５５】
この時、出力Ｔｘ６から供給される所定パルスは、選択部７、マット電極８ａ、ユーザＡ人体およびタッチした指を介してセンサ３の受信部６の入力Ｒｘ２および入力Ｒｘ３と接続される受信電極に伝送され、受信部６は破線枠γ内の左上の実線に示す信号を検出する。なお、破線枠γ内の同箇所の破線はタッチされてない場合の状態を示す。
【００５６】
同様に出力Ｔｘ８から供給される所定パルスは、選択部７、マット電極８ｃ、ユーザＢ人体およびタッチした指を介してセンサ３の受信部６の入力Ｒｘ６、入力Ｒｘ７および入力Ｒｘ８と接続される受信電極に伝送され、受信部６は破線枠γ内の右下の実線に示す信号を検出する。同様に破線枠γ内の同箇所の破線はタッチされてない場合の状態を示す。
【００５７】
このとき、受信信号レベルの増加は、電極に近いほど大きくなる。つまり、電極上をタッチされている電極に接続されている受信部６の入力Ｒｘ７の受信レベルが最も大きくなる。
【００５８】
以上が１フレームに相当する動作タイミングであり、ユーザ検知装置１は、この動作を繰り返す。
【００５９】
このように、ある任意のフレーム（第ｎフレーム）にて、センサ制御部４は、センサ３と接続されている送信部５の出力Ｔｘ１〜Ｔｘ５、および受信部６の入力Ｒｘ１〜Ｒｘ８とから構成される部分により、破線枠αに示す受信信号レベルに基づいて各ユーザのタッチ座標を算出する。この部分は通常の静電マトリクスセンサ型タッチパネルと同様である。
【００６０】
同時にセンサ制御部４は、送信部５の出力Ｔｘ１〜Ｔｘ５、これらと接続されているセンサ３の送信電極、タッチ操作しているユーザ自身の人体、マット電極８ａ、マット電極８ｂ、マット電極８ｃ、受信部６の入力Ｒｘ９、入力Ｒｘ１０、入力Ｒｘ１１とから構成される部分により、さらに情報を取得する。具体的には、破線枠βに示す受信信号レベルに基づいて各マット電極８に対応したＩＤと各ユーザのタッチ座標のｙ軸方向を算出する。
【００６１】
さらに、センサ制御部４は、送信部５の出力Ｔｘ６〜Ｔｘ８、マット電極８ａ、マット電極８ｂ、マット電極８ｃ、タッチ操作しているユーザ自身の人体、マット電極８ａ、マット電極８ｂ、マット電極８ｃ、受信部６の入力Ｒｘ１〜Ｒｘ８とから構成される部分により、さらに情報を取得する。具体的には、破線枠γに示す受信信号レベルに基づいてマット電極８に対応したＩＤとユーザのタッチ座標のｘ軸方向を算出する。
【００６２】
ここで、ユーザ検知装置１の受信データのイメージについて図１２を用いて、タッチ座標とユーザとの関連付けに関して説明する。図１２は、実施の形態１におけるユーザ検知装置１の受信データのイメージ図である。
【００６３】
図１２は、第ｎフレームの一連の動作により、受信部６で得られる受信データのイメージを示したものであり、タッチされてない基準状態に対して、丸は変化があることを示し、その大きさは変化を示し、丸が大きいほど変化が大ききことを示す。また、丸が無い部分に関しては変化がない、つまりタッチされていないことを示す。
【００６４】
センサ制御部４は、図１２中の破線枠α内に示す受信データに基づいて、タッチ座標を求める。この場合、隣接する複数の電極にまたがってほぼ同じ変化が検知されているため、タッチ座標（ｘ，ｙ）は（入力Ｒｘ２と入力Ｒｘ３に接続される受信電極の中間、出力Ｔｘ１と出力Ｔｘ２に接続される送信電極の中間）と算出される。
【００６５】
また、破線枠α内には、他の隣接する複数の電極にまたがって変化が検知されているが、周辺の変化に比べて中心の変化が十分大きいため、タッチ座標（ｘ，ｙ）は、（入力Ｒｘ７に接続される受信電極上、出力Ｔｘ５に接続される送信電極上）と算出され、破線枠α内に２つのタッチ座標が検出される。
【００６６】
なお、上記算出方法は、通常の静電センサ型タッチパネルと 同様であり、算出方法は任意に決めてもよい。
【００６７】
なお、以後の説明では、それぞれの電極に対応するタッチ座標（ｘ，ｙ）を入力Ｒｘ、出力Ｔｘを用いて表す。具体的には、複数の電極の間にある場合、例えば、上記のように入力Ｒｘ２と入力Ｒｘ３に接続される受信電極の中間である場合、Ｒｘ２Ｒｘ３と表し、入力Ｒｘ７に接続される受信電極上にある場合、Ｒｘ７と表す。例えば、上記の例では、（ｘ，ｙ）は、（Ｒｘ２Ｒｘ３，Ｔｘ１Ｔｘ２）および（Ｒｘ７，Ｔｘ５）となる。
【００６８】
また、センサ制御部４は、図１２の破線枠β内に示す受信データに基づいて、ユーザＡ自身、マット電極８ａ（ＩＤ１）を介した受信部６の入力Ｒｘ９の受信データより、ＩＤ付きｙ座標（ＩＤ，ｙ）＝（１，Ｔｘ１Ｔｘ２）を算出する。
【００６９】
また、同様に図１２の破線枠 β内に示す受信データに基づいて、ユーザＢ自身、マット電極８ｃ（ＩＤ３）を介した受信部６の入力Ｒｘ１１の受信データより、ＩＤ付きｙ座標（ＩＤ，ｙ）＝（３，Ｔｘ５）を算出する。
【００７０】
続いてセンサ制御部４は、図１２の破線枠γ内に示す受信データに基づいて、送信部５の出力Ｔｘ６、ユーザＡ自身、マット電極８ａ（ＩＤ１）、を介した受信部６の入力Ｒｘ１〜Ｒｘ８のデータより、ＩＤ付きｘ座標（ＩＤ，ｘ）＝（１，Ｒｘ２Ｒｘ３）を算出する。
【００７１】
また、同様に図１２の破線枠γ内に示す受信データに基づいて、送信部５の出力Ｔｘ８、ユーザＢ自身、マット電極８ｃ（ＩＤ３）を介した受信部６を介した受信部６の入力Ｒｘ１〜Ｒｘ８のデータより、ＩＤ付きｘ座標（ＩＤ，ｘ）＝（３，Ｒｘ７）を算出する。
【００７２】
センサ制御部４は、上記それぞれの領域で検出したタッチ座標、ＩＤ付きｙ座標、ＩＤ付きｘ座標を組み合わせることで、ＩＤ付きタッチ座標を算出する。つまり、（ＩＤ、ｘ、ｙ）＝（１，Ｒｘ２Ｒｘ３，Ｔｘ１Ｔｘ２）、（ＩＤ、ｘ、ｙ）＝（３、Ｒｘ７，Ｔｘ）となる２組のＩＤ付きｘｙ座標を算出する。
【００７３】
このＩＤ付きｘｙ座標と一致するタッチ座標を紐付けることで、タッチ座標にＩＤを紐付けることができる。具体的には、ＩＤ付きタッチ座標（ＩＤ、ｘ、ｙ）＝（１，Ｒｘ２Ｒｘ３，Ｔｘ１Ｔｘ２）、（ＩＤ、ｘ、ｙ）＝（３、Ｒｘ７，Ｔｘ５）となる。
【００７４】
これにより、複数のユーザがタッチ操作したそれぞれの座標に対して、それぞれのユーザの操作位置、即ちマット電極８に対応したＩＤを紐付けることができる。特に、マット電極８にユーザが関連付けられている場合、このＩＤをユーザの識別情報として用いることもできる。
【００７５】
なお、このＩＤ付きタッチ座標は、コンテンツ制御部９に送信され、コンテンツ制御部９は、ＩＤ付きタッチ座標に基づきディスプレイ２に表示するコンテンツを決定する。
【００７６】
次に、外装部材１７による導体１５の遮蔽構造を説明する。
【００７７】
本実施の形態に係るユーザ検知装置１では、図４に示すように、タッチパネル１０１の外周面１３の少なくとも一部に、導体１５が露出する。少なくとも一部とは、導体１５が外周面１３の全部に露出する場合も含んでよいことを意味する。
【００７８】
タッチパネル１０１は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等のディスプレイと、このディスプレイの表示面側に貼られたシート状のセンサと、を有する。タッチパネル１０１は、外周面１３に、ベゼルあるいはフロントケースとしての枠体が設けられる。枠体は、タッチパネル１０１の少なくとも表示面を除く額縁状に形成される。
【００７９】
この枠体は、タッチパネル１０１の強度を補強するための構造部材となる。このため、一般的に枠体には、強度の高い金属が用いられる。なお、枠体は、樹脂材料を用いたり、樹脂に炭素繊維を例えば１０〜５０重量％含有することで、強度を高めた複合材を用いたりしてもよい。これらの枠体は、金属製のシャーシ等に固定されて保持される。シャーシは、グランド１９に接地される。枠体の外周面１３には、シャーシに導通して螺合するねじが露出する場合もある。
【００８０】
また、タッチパネル１０１は、筐体に覆われる構造であってもよい。この場合、タッチパネル１０１は、上記の枠体を備えて筐体に覆われても、上記の枠体を備えずに直接、筐体に覆われていてもよい。一般的に筐体には、強度の高い金属が用いられる。筐体内のタッチパネル１０１は、シャーシなどに固定されて保持される。筐体の外周面１３には、シャーシに導通して螺合するねじが露出する場合もある。
【００８１】
また、積層されたディスプレイと、センサとは、少なくともいずれか一方に設けられたアース薄板あるいはアースシート等の端面が外周面１３側に表出する場合がある。タッチパネル１０１の外周面１３で表出したアース薄板の端面は、枠体や筐体に近接して配置される。
【００８２】
以上のようなタッチパネル１０１の一般的な構造では、タッチパネル１０１の外周面１３に、金属製の枠体や筐体、樹脂製の枠体や筐体を外側から貫通してシャーシに螺合したねじ、或いはアース薄板やアース用シート材の端面等の導体１５が表出する。
【００８３】
ユーザ検知装置１では、グランド１９に接続される導体１５が、外装部材１７により覆われる。外装部材１７は、空隙２１を有して少なくとも導体１５を覆う。言い換えれば、各構成部材は、その構成部材にグランド、およびグランドに接続される導体１５がある場合には、ユーザと接触しないように絶緑体でカバー、もしくはユーザと離して配置される。なお、ユーザが接触し得る可能性がある導体１５は、絶縁体で覆う、または離すのであって、ユーザが接触しえず、十分に離れている導体１５は、絶縁体で覆う必要はない。
【００８４】
また、上記した空隙２１を有するとは、導体１５から離すことを意味する。外装部材１７は、導電性の部材（金属等）または絶縁性の部材（樹脂等）のいずれであってもよい。ただし、外装部材１７が金属の場合は、導体１５と非接触であることが要件となる。また、外装部材１７が絶縁体であっても、空隙２１を有しないで導体１５を覆う構成は、空隙２１を有して導体１５を覆うに含まれない。例えば、絶縁性塗料による塗膜で導体１５を覆う場合などである。一方、外装部材１７が導電部材であっても、外装部材１７が絶縁材を介して導体１５に接触し、空隙２１を隔てて導体１５を覆っていれば、空隙２１を有して導体１５を覆うに含まれる。
【００８５】
少なくとも導体１５を覆うとは、例えば樹脂製の枠体の外周面１３に、シャーシに螺合したねじが表出する場合、外装部材１７が枠体とともにねじも同時に覆うことも含むことを意味する。
【００８６】
外装部材１７は、タッチパネル１０１の表示面と反対側の背面２５を覆う底板２７を有してもよい。この場合、外装部材１７は、タッチパネル１０１の表示面を開口部として開放された箱形（つまり、有底の四角枠状）となる。上記の少なくとも導体１５を覆うとは、例えば外装部材１７が、導体１５とともにタッチパネル１０１の背面２５も底板２７により同時に覆うことも含む意味である。
【００８７】
図１３は、マット電極８がＴｘ側（図では一例としてＴｘ８）に接続された場合の操作者（ユーザ）を識別するためのパスＰ１の模式図である。ユーザ検知装置１では、ユーザ９０１と導体１５との間の静電容量Ｃ５が静電容量Ｃ１よりも大きい場合（Ｃ１＜Ｃ５）、ユーザ９０１と導体１５との間のインピーダンスがユーザ９０１とセンサ３との間のインピーダンスよりも小さくなる。このため、送信部５からのパルス信号（例えば電流）が、パスＰ１に沿って流れずにインピーダンスの小さい方（つまり、グランド１９）に向かって流れる。そのため、ユーザ検知装置１におけるユーザ識別機能に対応する処理（例えば図１０〜図１２参照）が正常に実行されなくなる。
【００８８】
そこで、実施の形態１に係るユーザ検知装置１では、静電容量Ｃ５が静電容量Ｃ１よりも小さくなる（Ｃ１＞Ｃ５）ように、露出する導体１５が外装部材１７により空隙２１を介して覆われている。これにより、ユーザ検知装置１によれば、送信部５からのパルス信号はグランド１９に流れるパスＰ１ＬではなくパスＰ１に沿って流れるので、送信部５からのパルス信号が受信部６に入力されてユーザ識別機能を正常動作させることができる。
【００８９】
図１４は、マット電極８がＲｘ側（図では一例としてＲｘ９）に接続された場合の操作者（ユーザ）を識別するためのパスＰ２の模式図である。ユーザ検知装置１では、ユーザ９０１と導体１５との間の静電容量Ｃ５が静電容量Ｃ３よりも大きい場合（Ｃ３＜Ｃ５）、ユーザ９０１と導体１５との間のインピーダンスがユーザ９０１とマット電極８との間のインピーダンスよりも小さくなる。このため、送信部５からのパルス信号（例えば電流）が、パスＰ２に沿って流れずにインピーダンスの小さい方（つまり、グランド１９）に向かって流れる。そのため、ユーザ検知装置１におけるユーザ識別機能に対応する処理（例えば図１０〜図１２参照）が正常に実行されなくなる。
【００９０】
そこで、実施の形態１に係るユーザ検知装置１では、静電容量Ｃ５が静電容量Ｃ３よりも小さくなる（Ｃ３＞Ｃ５）ように、露出する導体１５が外装部材１７により空隙２１を介して覆われている。これにより、ユーザ検知装置１によれば、送信部５からのパルス信号はグランド１９に流れるパスＰ２ＬではなくパスＰ２に沿って流れるので、送信部５からのパルス信号が受信部６に入力されてユーザ識別機能を正常動作させることができる。
【００９１】
また、ユーザ検知装置１では、空隙２１の少なくとも一部分に、外装部材１７と外周面１３に亘って絶縁性の発泡体２３が配置されていてもよい。導体１５を覆う空隙２１は、所定の空隙率を有することが好ましい。空隙２１は、発泡体２３の有無にかかわらず所定の空隙率を有する。なお、導体１５を覆う空隙２１は、主に導体１５の殆どを包囲していれば、他の空間（例えばタッチパネル１０１の背面２５と外装部材１７の隙間）に接続していてもよい。この場合、発泡体２３は、主に導体１５の殆どを包囲している部分（例えば図４の右側の空隙２１）のみに設ければよい。
【００９２】
空隙率とは、隙間容積／全容積である。空隙率は、例えば５０％〜１０％であることが好ましい。空隙率が５０％以下であることにより、導体１５と外装部材１７との距離を大きくして静電容量を小さくできる。また、空隙率が１０％以上であることにより、発泡体２３を介して外装部材１７と導体１５との接触面積を確保して、外装部材１７の支持強度を高めることができる。空隙率は、より好ましくは、３０％〜２０％である。
【００９３】
ユーザ検知装置１は、タッチパネル１０１を、四角形に形成して、水平に配置することができる。なお、タッチパネル１０１の形状は、これに限定されない。
【００９４】
ユーザ検知装置１は、外装部材１７を、タッチパネル１０１の外周を包囲する有底の四角枠状に形成することができる。この場合、ユーザ検知装置１は、外装部材１７の各辺部に応じて複数のマット電極８が配置される。
【００９５】
なお、ユーザ検知装置１は、グランド１９に接続された導体１５をユーザが接触しやすい位置に配置することもできる。ユーザ検知装置１は、グランド１９にユーザが接触できるようにすることで、意図してユーザ織別機能のＯＮ／ＯＦＦを制御することができる。
【００９６】
［１−４．効果等］
以上により、実施の形態１に係るユーザ検知装置１は、タッチパネル１０１と、マット電極８（検知電極の一例）と、タッチパネル１０１とマット電極８との信号を基にユーザの操作を検知する制御部１０３と、グランド１９に導通し、タッチパネル１０１の外周面１３の少なくとも一部に露出する導体１５と、空隙２１を有し、少なくとも導体１５を覆ってタッチパネル１０１に取り付けられる外装部材１７と、を有する。
【００９７】
これにより、ユーザ検知装置１によれば、タッチパネル１０１の構成を利用しつつ、ユーザのタッチパネル１０１上のタッチ座標に加えて、ユーザの操作位置を検知することができる。つまり、ユーザ検知装置１は、簡単な構成で、ユーザの操作（タッチ座標と操作位置）を検知することができるので、複数のタッチ操作を区別することができ、ユーザの識別等に利用することができる。これに加え、ユーザ検知装置１は、ユーザ識別機能に対応する処理を安定して実行できる。
【００９８】
また、ユーザ検知装置１は、タッチパネル１０１を支持する脚部１ｃと、脚部１ｃに設けられた接続電極１ｅｃと、接続電極１ｅｃに対向して設けられたマット電極８（検知電極の一例）と、接続電極１ｅｃと接続する電線１ｄとを有する。マット電極８は、接続電極１ｅｃに対向して設けられる。制御部１０３は、電線１ｄを介して接続電極１ｅｃと電気的に接続される。
【００９９】
このユーザ検知装置１によれば、タッチパネル１０１を支持可能な脚部１ｃを有するテーブル等の周囲に１人以上のユーザが存在する状況において、それぞれのユーザがタッチパネル１０１を操作している時のタッチ座標およびユーザの位置を適正に判別できる。
【０１００】
また、ユーザ検知装置１では、空隙２１の少なくとも一部分には、外装部材１７と外周面１３にわたって発泡体２３が配置される。
【０１０１】
このユーザ検知装置１によれば、静電容量を小さくできるとともに、絶縁性の発泡体２３を介して外装部材１７と導体１５との接触面積を確保して、外装部材１７の支持強度を高めることができる。
【０１０２】
また、ユーザ検知装置１では、タッチパネル１０１が、略四角形に形成されて水平に配置される。
【０１０３】
このユーザ検知装置１によれば、略四角形の４つの各辺部にユーザの配置スペースを設けることができる。
【０１０４】
また、ユーザ検知装置１では、外装部材１７がタッチパネル１０１の外周を包囲する有底の略四角枠状に形成され、外装部材１７の各辺部に応じて複数のマット電極８が配置される。
【０１０５】
このユーザ検知装置１によれば、略四角形の各辺部に設けられた配置スペースで４人のユーザの同時操作を可能にできる。
【０１０６】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。
【０１０７】
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【０１０８】
実施の形態１では、ユーザ検知装置１は、脚部１ｃを複数有したが、図１５に示すように、脚部１ｃは、１つのみ有してもよい。図１５は、他の実施の形態におけるユーザ検知装置１の外観図である。図１５の例では、安定を保つため、脚部１ｃの床に接する面を、脚部１ｃのその他の断面よりも大きくしてもよい。脚部１ｃを１つのみ有する場合、１つの脚部１ｃに複数の接続電極１ｅｃを有する。複数の接続電極１ｅｃが別々のマット電極８と容量結合または導通されることにより、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【０１０９】
実施の形態１では、接続電極１ｅｃは脚部１ｃの底面に設けられたがこれに限らない。脚部１ｃの側面に設けられてもよい。その場合、脚部１ｃをマット１ｂ上に載置した後、マット電極８と接続電極１ｅｃを、コードなどで接続することになる。また、マット電極の一部を脚部１ｃの側面と水平な向きとする構成をとってもよい。これらの構成でも、設置や移動の簡単さは失われない。
【０１１０】
実施の形態１では、センサ３として正方形の格子状の電極を用いたが、座標を検知することができれば、長方形、ひし形等の別の形状であってもよい。
【０１１１】
また、実施の形態１では、マット電極８の上にユーザが存在する場合を例に説明したが、ユーザが存在しない場合も、マット電極８の出力が検知されないため識別することができる。
【０１１２】
以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各種の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本開示は、タッチパネル等に適用可能であり、教育、ゲーム等の様々な分野で利用可能である。
【符号の説明】
【０１１４】
１  ユーザ検知装置
１a  テーブル
１ｂ  マット
１ｃ  脚部
１ｄ  電線
１ｅｃ  接続電極
８  マット電極
９  コンテンツ制御部
１３  外周面
１５  導体
１７  外装部材
１９  グランド
２１  空隙
２３  発泡体
１０１  タッチパネル
１０３  制御部 
【図１】
2020071541.tif 000003
【図２】
2020071541.tif 000004
【図３】
2020071541.tif 000005
【図４】
2020071541.tif 000006
【図５】
2020071541.tif 000007
【図６】
2020071541.tif 000008
【図７】
2020071541.tif 000009
【図８】
2020071541.tif 000010
【図９】
2020071541.tif 000011
【図１０】
2020071541.tif 000012
【図１１】
2020071541.tif 000013
【図１２】
2020071541.tif 000014
【図１３】
2020071541.tif 000015
【図１４】
2020071541.tif 000016
【図１５】
2020071541.tif 000017