(57)【要約】【課題】ゴミや埃等の付着物を検出した際にユーザがその位置まで手を移動させなくても付着物を除去できる光学式タッチ入力装置を提供することを目的とする。【解決手段】対となる発光素子と受光素子が形成するマトリクス状光軸の遮光によって操作面上のＸＹ座標位置を検出する操作部と、操作部の検出結果に基づいて、ユーザによる操作入力と操作面上のゴミや埃等の付着物とを区別して検出する演算部と、付着物の検出結果に基づいて操作面をＸ方向および／またはＹ方向に駆動する操作面駆動部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対となる発光素子と受光素子が形成するマトリクス状光軸の遮光によって操作面上のＸＹ座標位置を検出する操作部と、
前記操作部の検出結果に基づいて、ユーザによる操作入力と前記操作面上のゴミや埃等の付着物とを区別して検出する演算部と、
前記付着物の検出結果に基づいて前記操作面をＸ方向および／またはＹ方向に駆動する操作面駆動部とを備える光学式タッチ入力装置。
【請求項２】
前記演算部は、前記ユーザの操作入力による座標位置と前記付着物による座標位置とに基づいて操作面の移動量を算出し、
前記操作面駆動部は、前記算出された移動量だけ操作面を移動させることを特徴とする請求項１記載の光学式タッチ入力装置。
【請求項３】
前記演算部は、前記遮光による遮光領域の大きさが所定の閾値より小さい場合、付着物が操作面上にあると判定することを特徴とする請求項１記載の光学式タッチ入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はユーザが表示装置に表示された情報に基づいて機器に対して命令等を入力するための光学式タッチ入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学式タッチ入力装置は、入力のための操作面の外側を囲む矩形枠の隣接する二辺に、多数の発光素子と多数の受光素子を備えている。該発光素子と該受光素子によって構成されるマトリクス状の光軸がユーザの指などによって遮断されたとき、その場所を接触座標として出力する。
【０００３】
この、光学式タッチ入力装置の操作面にゴミや埃等の付着物が付着すると、付着物による光軸の遮断により誤入力が発生する。その課題を解決するために、表示画面の上に設置された光学式タッチ入力装置においては、その誤入力された位置を検出して、表示画面上でユーザにその位置を知らせ、操作面の清掃を促す技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平２−１０８１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしならがら、上記従来の技術では、ゴミや埃等の付着物の位置をユーザに知らせるだけで、ユーザはその位置まで手を移動させて付着物を清掃により除去する必要がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ゴミや埃等の付着物を検出した際にユーザがその位置まで手を移動させなくても付着物を除去できる光学式タッチ入力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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の光学式タッチ入力装置は、対となる発光素子と受光素子が形成するマトリクス状光軸の遮光によって操作面上のＸＹ座標位置を検出する操作部と、操作部の検出結果に基づいて、ユーザによる操作入力と操作面上のゴミや埃等の付着物とを区別して検出する演算部と、付着物の検出結果に基づいて操作面をＸ方向および／またはＹ方向に駆動する操作面駆動部とを備える。
【０００７】
また、演算部は、ユーザの操作入力による座標位置と付着物による座標位置とに基づいて操作面の移動量を算出し、操作面駆動部は、算出された移動量だけ操作面を移動させる。
【０００８】
また、演算部は、遮光による遮光領域の大きさが所定の閾値より小さい場合、付着物が操作面上にあると判定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光学式タッチ入力装置によれば、ゴミや埃等の付着物を検出した際にユーザはその位置まで手を移動さなくても付着物を除去できる。そのため、操作面の清掃のための手間を軽減できるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１１】
本発明の実施の形態における光学式タッチ入力装置の構成を示す模式図を図１に示す。光学式タッチ入力装置１００は、ユーザが操作するための操作面を有する操作部１１０と、操作部１１０からユーザがその操作面を接触した位置座標が入力される演算部１２０と、出力部１３０と、操作面駆動部１４０により構成されている。
【００１２】
操作部１１０は、図１に示すように、Ｘ方向とＹ方向に対となる発光素子と受光素子が形成するマトリクス状光軸の遮光によって位置座標を検出する。操作部１１０は光学式タッチパネルや光学式タッチパッドであって、その操作面をユーザが接触した位置を多点で検知することができる。
【００１３】
演算部１１０はプログラムメモリ、プロセッサ、ワーキングエリアにより構成される。プログラムメモリは、典型的にはＲＯＭであり、コンピュータプログラムを格納する。プログラムには、主として演算部１１０の動作内容が記述されており、プロセッサはプログラムを実行する。ワーキングエリアは、典型的にはＲＡＭであり、プロセッサがプログラムを実行するために使われる。
【００１４】
出力部１３０は演算部１２０からの計算結果をカーナビゲーションシステムやＡＴＭ、ゲーム機などの外部機器２００に対して出力を行う。
【００１５】
演算部１２０は操作部１１０からの入力情報に基づいて、操作部１１０の操作面上のゴミや埃等の付着物を検出する。演算部１２０が、付着物の存在を検出すると、操作面駆動部１４０に駆動信号を送る。操作面駆動部１４０は演算部１２０から駆動信号を受信すると、操作部１１０の操作面を移動させる。
【００１６】
操作面駆動部１４０は、操作部１１０の操作面を操作面内方向（Ｘ方向および／またはＹ方向）に駆動するためのモータを含む駆動機構と、演算部１２０からの駆動信号を受信してモータを動作させるモータ制御用ＩＣなどにより構成される。
【００１７】
次に、操作部１１０の操作面を駆動する駆動機構について説明する。図２は、操作部１１０およびその操作面を駆動する駆動機構の一例を説明するための斜視図である。なお、通常の使用時には操作面のみ表面に出る様に、駆動機構にはカバーが設置されるが、図２では駆動機構を説明するために、カバーをはずした状態の図を表している。
【００１８】
図２に示すＹ軸方向に移動可能なＹステージ２２上に、操作面２０と、発光素子および受光素子を備え操作面２０を取囲む矩形枠２１とが形成されている。Ｙステージ２２はＸ軸方向に移動可能なＸステージ２３上に支持されている。また、Ｘステージ２３は台座２４上に支持されている。
【００１９】
Ｘステージ２３には、ボールねじ２９ａと螺合する雌ネジ穴が形成されている。ステッピングモータ２７ａの回転により、その回転軸に直結されるボールねじ２９ａが回転し、Ｘステージ２３は、台座２４上に形成されている２本のガイドレール２６に沿ってＸ軸方向に移動する。ステッピングモータ２７ａの回転量は、回転量センサ２８ａにより検出される。
【００２０】
また、Ｙステージ２２には、ボールねじ２９ｂと螺合する雌ネジ穴が形成されている。ステッピングモータ２７ｂの回転により、その回転軸に直結されるボールねじ２９ｂが回転し、Ｙステージ２２は、Ｘステージ２３上に形成されている２本のガイドレール２５に沿ってＹ軸方向に移動する。ステッピングモータ２７ｂの回転量は、回転量センサ２８ｂにより検出される。
【００２１】
ステッピングモータ２７ａ、２７ｂは、モータ制御用ＩＣからの指示に基づいて回転し、回転量センサ２８ａ、２８ｂによって検出された回転量はモータ制御用ＩＣに送られて回転量が制御され、操作面２０をＸ方向および／またはＹ方向に所定量移動させることができる。
【００２２】
図２に示した、ＸＹ方向の駆動機構は一例であって、操作面をＸＹ方向へ所定量移動できる機構であれば、その他の駆動機構を用いることができる。
【００２３】
次に、光学式タッチ入力装置においてユーザが操作面を接触した座標を検出する方法について図３を用いて説明する。図３（ａ）、（ｂ）は光学式タッチ入力装置１００の操作部１１０の操作面を上から見た図を示している。図３では、指３１が操作部１１０の操作面に触れており、図３（ｂ）のように光軸の遮断が遮光領域３２に示す領域で発生している。このとき、操作部１１０は、まず、Ｘ軸、Ｙ軸それぞれで遮断されている光軸を求める。図３（ｂ）の場合、Ｘ軸はＸ４からＸ９の光軸が、Ｙ軸ではＹ５からＹ９の光軸が遮断されている。演算部１２０は操作部１１０からの入力情報に基づいて、連続して遮断されいる光軸の中心を求める。中心が光軸間となる場合は小数点を切り上げて中心とする。図３（ｂ）の場合、Ｘ軸はＸ７、Ｙ軸はＹ７が該当し、（Ｘ７，Ｙ７）を指による接触座標とする。図３（ｂ）に、指による接触座標３３を示す。
【００２４】
次に、光学式タッチ入力装置において操作部１１０の操作面上にあるゴミや埃等の付着物を検出する方法について図４を用いて説明する。図４（ａ）、（ｂ）は光学式タッチ入力装置１００の操作部１１０の操作面を上から見た図を示している。図４では、付着物４１が操作部１１０の操作面上に付着しており、図４（ｂ）のように光軸の遮断が遮光領域４２に示す領域で発生している。このとき、操作部１１０は、まず、Ｘ軸、Ｙ軸それぞれで遮断されている光軸を求める。付着物４１は図３で説明したユーザの指と比較して非常に小さいため、図４（ｂ）に示すように、Ｘ軸はＸ７の光軸のみが、Ｙ軸ではＹ７の光軸のみが遮断されている。演算部１２０は操作部１１０からの入力情報に基づいて、遮断されいる光軸の中心を求める。ここで、演算部１２０は後述する方法により光軸の遮断がゴミや埃等の付着物によるものか否かを判断する。そして、図４（ｂ）の場合、（Ｘ７，Ｙ７）を付着物による接触座標とする。図４（ｂ）に、付着物による接触座標４３を示す。
【００２５】
次に、光学式タッチ入力装置の動作について図５のフローチャートを用いて説明する。
【００２６】
まず、ステップＳ５０１において、演算部１２０のプロセッサは起動後に初期化処理を行い、その後、プログラムに従って、ワーキングエリアを使いながら各種処理を行う。初期化処理として、演算部１２０は操作面駆動部１４０に駆動信号を送信して、操作部１１０の操作面を初期位置に戻す。
【００２７】
次に、ステップＳ５０２において演算部１２０は操作部１１０からの入力信号に基づいて、遮光領域があるか否かを判定する。遮光領域があった場合（Ｙｅｓ判定）は、ステップＳ５０３に処理を進め、ない場合（Ｎｏ判定）にはステップＳ５０２に処理を戻して入力を待つ。ステップＳ５０３では、検出された遮光領域がＸ座標またはＹ座標のみか否かを判定する。Ｘ座標またはＹ座標のみの場合（Ｙｅｓ判定）、付着物やユーザの指による遮光ではなく、その検出された位置における発光素子または受光素子が故障している可能性があるため、ステップＳ５０４に進んでエラー処理を行う。Ｘ座標およびＹ座標が検出された場合（Ｎｏ判定）には、ステップＳ５０５へ進む。
【００２８】
ステップＳ５０５では、演算部１２０は遮光領域が所定の閾値より小さいか否かを判定する。ここで、図４を用いて説明したように、ゴミや埃等の付着物は、ユーザの指による遮光領域と比較して小さい。そのため、遮光領域が所定の閾値より小さければ、ユーザの指による入力ではなく付着物による入力の可能性が高いと考えられる。ステップＳ５０５で遮光領域が所定の閾値以上であると判定した場合（Ｎｏ判定）にはステップＳ５０６に進み、所定の閾値より小さいと判定した場合（Ｙｅｓ判定）にはステップＳ５０９に進む。
【００２９】
ここで、遮光領域を閾値と比較する場合に、Ｘ座標幅、Ｙ座標幅各々を閾値と比較して、少なくともいずれか一方が閾値より小さい場合に付着物による入力であると判断し、共に閾値以上である場合にのみユーザの指による入力であると判断しても良い。例えば、付着物が細長い糸くずなどでは、Ｘ座標幅、Ｙ座標幅の一方が小さく、他方はある程度の幅を持って検出されるためである。
【００３０】
ステップＳ５０６では、演算部１２０は、ユーザの指による入力であるために、図３を用いて説明した方法で遮断領域から接触座標を算出する処理を行う。ステップＳ５０７では、算出された接触座標を保持する。次に、ステップＳ５０８では、接触座標に基づいて割り当てられた処理等を実行する。この、ステップＳ５０８については、一般的な処理であるため、詳細な説明は省略する。ステップＳ５０８で、演算部１２０は所定の処理を実行すると、処理をステップＳ５０２に戻す。
【００３１】
ステップＳ５０９では、演算部１２０は、付着物による入力であるために、図４を用いて説明した方法で、付着物による接触座標を算出する処理を行う。そして、ステップＳ５１０において、演算部１２０は、ステップＳ５０９で算出した付着物による接触座標の位置が、ステップＳ５０７で記憶した指による接触座標の位置になるように操作面を移動させるための移動量を算出する。ステップＳ５０９で算出した付着物による接触座標を（Ｘ１、Ｙ１）、ステップＳ５０７で記憶した指による接触座標を（Ｘ２、Ｙ２）とすると、算出される移動量は（Ｘ２―Ｘ１、Ｙ２―Ｙ１）となる。そして、演算部１２０は、算出された移動量の情報を含む駆動信号を操作面駆動部１４０に送信する。操作面駆動部１４０は演算部１２０から駆動信号を受信すると、モータ制御用ＩＣの制御信号によりステッピングモータを回転させ、操作部１１０の操作面を受信した移動量だけＸ方向および／またはＹ方向に移動させる。
【００３２】
次に、ステップＳ５１１において、ユーザに対して指で付着物を除去するように促すメッセージをディスプレイ（図示せず）に表示する。ここで、ディスプレイ上には付着物による接触座標の対応する位置に付着物であることがわかるような表示をおこなう。
【００３３】
そして、ステップＳ５１２において、演算部１２０は、ユーザによる清掃で付着物が検出されなくなったか否かを判定し、付着物がなくなったと判定した場合（Ｙｅｓ判定）にはステップＳ５１３に処理をすすめ、付着物がまだ検出される場合にはステップＳ５１１に処理を戻す。ステップＳ５１３では、演算部１２０は駆動信号を操作面駆動部１４０に送信し、操作面を初期位置に戻す。そして、ステップＳ５０２に処理を進める。
【００３４】
なお、光学式タッチ入力装置を初期に立ち上げた際に、操作面に付着物が付着していた場合には、ステップＳ５０７を経由していないために指による接触座標が保持されていない。その場合は、ステップＳ５１０で移動量を算出できないため、操作面は初期位置のまま移動させないこととする。
【００３５】
以上説明したように、本発明の光学式タッチ入力装置によれば、ゴミや埃等の付着物を検出すると、検出した付着物の接触座標が直前に検出した指による接触座標の位置にくるように操作面を移動させるため、ユーザは指をそのまま下に下ろして操作面を清掃することができる。そのため、ユーザが付着物の位置まで手を大きく移動させなくても、付着物を容易に除去できる光学式タッチ入力装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように、本発明の光学式タッチ入力装置は、付着物を容易に除去できるため誤入力を防ぐことができるという効果を有し、カーナビゲーション、ゲーム機、ＡＴＭなどの機器の入力装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態における光学式タッチ入力装置の構成を示す模式図
【図２】操作部１１０およびその操作面を駆動する駆動機構の一例を説明するための斜視図
【図３】本発明の実施の形態の光学式タッチ入力装置においてユーザが操作面を接触した座標を検出する方法を説明するための図で、（ａ）光学式タッチ入力装置１００の操作部１１０の操作面を上から見た図、（ｂ）ユーザの指による遮光領域３２を示す図
【図４】本発明の実施の形態の光学式タッチ入力装置において操作部１１０の操作面上にあるゴミや埃等の付着物を検出する方法を説明するための図で、（ａ）光学式タッチ入力装置１００の操作部１１０の操作面を上から見た図、（ｂ）付着物による遮光領域４２を示す図
【図５】本発明の実施形態における光学式タッチ入力装置の動作を説明するためのフローチャート
【符号の説明】
【００３８】
２０    操作面
２１    矩形枠
２２    Ｙステージ
２３    Ｘステージ
２４    台座
２５、２６    ガイドレール
２７ａ、２７ｂ    ステッピングモータ
２８ａ、２８ｂ    回転量センサ
２９ａ、２９ｂ    ボールねじ
３１    指
３２、４２    遮光領域
３３、４３    接触座標
４１    付着物
１００    光学式タッチ入力装置
１１０    操作部
１２０    演算部
１３０    出力部
１４０    操作面駆動部
２００    外部機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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