(57)【要約】【課題】ライン形状のデバイスであるにも拘らず平面の位置決めが可能な情報入力装置を提供する。【解決手段】情報入力装置は、水平方向に長く断面が扇形の操作子の裏面に、操作子上をスライドした位置及び圧力を検出する第１のインライン・センサー及び第２のインライン・センサーを配置し、第１又は第２のインライン・センサーで検出したスライド位置に基づいて水平方向の指示位置を測定し、第１及び第２のインライン・センサーがそれぞれ検出した圧力の差分に基づいて垂直方向の指示位置を算出する。【選択図】  図２
2014013501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向でユーザーがスライド操作する操作子と、
前記操作子の裏面に配設され、第１の方向でユーザーが前記操作子上をスライド操作した位置及び圧力を検出する第１の検出部と、
前記操作子の裏面で前記第１の方向と平行となるように前記第１の検出部に隣接して配設され、前記第１の方向でユーザーが前記操作子上をスライド操作した位置及び圧力を検出する第２の検出部と、
前記第１の検出部又は前記第２の検出部のうち少なくとも一方で検出したスライド位置に基づいて前記第１の方向の指示位置を測定するとともに、前記第１の検出部と前記第２の検出部がそれぞれ検出した圧力の差分に基づいて前記第１の方向とは直交する第２の方向の指示位置を測定する位置測定部と、
を具備する情報入力装置。
【請求項２】
前記操作子の裏面は、それぞれ第１の方向に平行で所定の角度で交差する第１の対向面及び第２の対向面を有し、
前記第１の検出部は前記第１の対向面に対向し、前記第２の検出部は前記第２の対向面に対向して、それぞれ配置される、
請求項１に記載の情報入力装置。
【請求項３】
前記操作子は、弾性素材からなり、前記第１の方向でユーザーがスライドした位置に印加した圧力を前記第１の検出部及び前記第２の検出部に伝搬する、
請求項２に記載の情報入力装置。
【請求項４】
前記第１の検出部及び第２の検出部はそれぞれ、前記第１の方向に沿って配列された複数の感圧素子を備え、
前記位置測定部は、前記第１の検出部又は第２の検出部において検出レベルがピークとなる感圧素子の前記第１の方向の位置出力に基づいて前記第１の方向の指示位置を測定するとともに、前記第１の方向の同じ位置にある前記第１の検出部及び第２の検出部の感圧素子間の検出レベルの差分に基づいて第２の方向の指示位置を算出する、
請求項３に記載の情報入力装置。
【請求項５】
前記第１の検出部は、前記操作子の前記第１の対向面に対向して配置された第１の基板上に、前記第１の方向に沿って配列された複数の感圧素子からなり、
前記第２の検出部は、前記操作子の前記第２の対向面に対向して配置された第２の基板上に、前記第２の方向に沿って配列された複数の感圧素子からなる、
請求項４に記載の情報入力装置。
【請求項６】
前記第１の検出部の各感圧素子は、前記第１の基板上に配設された加圧導電ゴム又は加圧導電カーボン印刷からなり、前記第１の対向面の対応する部位に形成された導体パターンと接触し、加えられた圧力に応じて両端間の抵抗値を変化させ、
前記第２の検出部の各感圧素子は、前記第２の基板上に配設された加圧導電ゴム又は加圧導電カーボン印刷からなり、前記第２の対向面の対応する部位に形成された導体パターンと接触し、加えられた圧力に応じて両端間の抵抗値を変化させ、
前記位置測定部は、各感圧素子の抵抗値に基づいて押下圧を算出する、
請求項５に記載の情報入力装置。
【請求項７】
前記操作子は、前記第１の対向面の前記第１の基板上の各感圧素子に対応する部位に前記導体パターンを上面に形成した突起をそれぞれ備えるとともに、前記第２の対向面の前記第２の基板上の各感圧素子に対応する部位に前記導体パターンを上面に形成した突起をそれぞれ備える、
請求項６に記載の情報入力装置。
【請求項８】
前記操作子は、前記第１の対向面及び前記第２の対向面に形成した各導体パターン間を分断するスリットを有する、
請求項６に記載の情報入力装置。
【請求項９】
第１の方向でユーザーがスライド操作する操作子と、前記操作子の裏面に配設され、第１の方向でユーザーが前記操作子上をスライド操作した位置及び圧力を検出する第１の検出部と、前記操作子の裏面で前記第１の方向と平行となるように前記第１の検出部に隣接して配設され、前記第１の方向でユーザーが前記操作子上をスライド操作した位置及び圧力を検出する第２の検出部と、前記第１の検出部又は前記第２の検出部のうち少なくとも一方で検出したスライド位置に基づいて前記第１の方向の指示位置を測定するとともに、前記第１の検出部と前記第２の検出部がそれぞれ検出した圧力の差分に基づいて前記第１の方向とは直交する第２の方向の指示位置を測定する位置測定部を備える情報入力部と、
表示部と、
前記情報入力部で取得した前記第１の方向の指示位置及び前記第２の方向の指示位置に基づいて、前記表示部における画面表示を制御する制御部と、
を具備する情報処理装置。
【請求項１０】
前記表示部がユーザーの左右の眼に向かって映像を表示するように前記情報処理装置本体をユーザーの頭部に装着するための装着部をさらに備える、
請求項９に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記制御部は、ユーザーの手指が前記入力部を触れたことに応じて、前記入力部上で触れた水平位置を示すカーソルを前記表示部の表示映像に表示させる、
請求項１０に記載の情報処理装置。
【請求項１２】
第１の方向でユーザーがスライド操作する操作子と、前記操作子の裏面に配設され、第１の方向でユーザーが前記操作子上をスライド操作した位置及び圧力を検出する第１の検出部と、前記操作子の裏面で前記第１の方向と平行となるように前記第１の検出部に隣接して配設され、前記第１の方向でユーザーが前記操作子上をスライド操作した位置及び圧力を検出する第２の検出部と、前記第１の検出部又は前記第２の検出部のうち少なくとも一方で検出したスライド位置に基づいて前記第１の方向の指示位置を測定するとともに、前記第１の検出部と前記第２の検出部がそれぞれ検出した圧力の差分に基づいて前記第１の方向とは直交する第２の方向の指示位置を測定する位置測定部と、前記位置測定部において測定された前記第１の方向の指示位置及び前記第２の方向の指示位置に基づくリモコン信号を送信する送信部を備えるリモコンと、
表示部と、前記リモコンからのリモコン信号を受信する受信部と、前記受信部で受信したリモコン信号に基づいて、前記表示部における画面表示を制御する表示装置と、
を具備するリモコン・システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、ユーザーの指先操作により２次元若しくは２方向の情報入力を行なう情報入力装置、情報処理装置、並びにリモコン・システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、２次元若しくは２方向の座標入力デバイスとして、タッチパネルが広範に普及しており、例えばノートブック・コンピューターや、スマートフォン、タブレット端末などに採用されている。タッチパネルは、ユーザーが指先で触れた場所が所望する入力位置とほぼ一意に対応し、あるいは、指先でタッチパネル上をなぞった軌跡が画面上で指示するベクトルとほぼ一意に対応するので、操作が直感的で分かり易い。また、最近では、検出分解能の向上などとも相俟って、ピンチ操作のような複数本の指を用いた同時操作もタッチパネル上で可能である。
【０００３】
しかしながら、タッチパネルは２次元若しくは２方向入力を実現するために、入力操作に必要な面積も２次元的な広がりを持つ。このため、筐体の表面積が狭い小型機器やデバイスの設置場所に制約のある機器にタッチパネルを搭載するのは現実的ではないと考えられる。
【０００４】
例えば、情報機器の表示面の２方向の辺に沿って、それぞれ線状のＸ軸用セサーとＹ軸用センサーを配置して、各センサー上で指を滑らせることにより、Ｘ方向及びＹ方向の座標入力が可能な携帯用情報処理装置について提案がなされている（例えば、特許文献１、２を参照のこと）。この情報処理装置では、１つの指で２次元座標入力を行なうには、Ｘ軸用センサーに対する操作とＹ軸用センサーに対する操作の２回に分けて行なわなければならず、２本の指で同時にＸ軸用センサーとＹ軸用センサーを操作するには作業に慣れが必要であると思料される。２本の線状のセンサーを別の場所に取り付けるには、設置場所の制約を受ける。また、Ｘ軸用センサーとＹ軸用センサーがそれぞれ個別に入力操作に必要な面積を持つため、両者を合計すると大きな面積となる。そもそも１本の線状センサーとしてみると、１方向の検出しかできないことに他ならない。
【０００５】
また、上下方向に長尺な略長方形からなり、複数の圧力センサーが、長手方向に一直線上に並べられるとともに、長手方向に並んだ圧力センサー群に交差するよう、短手方向にも一直線上に複数の圧力センサーが配設されタッチ・ストリップを備えたユーザー・インターフェース装置について提案がなされている（例えば、特許文献３を参照のこと）。このユーザー・インターフェース装置では、長手方向及び短手方向にそれぞれ配設された複数の圧力センサーがすべて１つの基板上に設置されており、長手方向及び短手方向の各スライド動作を検出する仕組みは同じである。そして、長手方向のスライド動作が選択位置や移動動作、表示画面のスクロール動作などのベクトル的な意味合いを持つのに対し、短手方向のスライド動作はモード切り替えや何らかの処理実行のトリガーとなる指示に用いられている。言い換えれば、このユーザー・インターフェース装置において、短手方向のスライド動作にもベクトル的な意味合いを持たせるには、短手方向にも長手方向と同様の数だけ圧力センサー群を配置しなければならず、結局のところ、２次元的な入力を実現するには面積の大きなデバイスになってしまう。
【０００６】
また、導電部材の近接により静電容量を変化させる導電性のセンサー部を有する基板と、基板の面に対して略水平に移動可能である操作部とを有する多方向操作部材について提案がなされている（例えば、特許文献４を参照のこと）。ここで、操作部は、基板側に開口部を対向させるドーム部と、開口部の外周縁から外側へ延出する延出部とを有するとともに、センサー部と非接触状態の導電部材を備えている。また、センサー部は、ドーム部の頂点と押圧方向で重なる位置に設けられた中心センサー部と、中心センサー部の外側に設けられる１以上の外周センサー部を有する。そして、操作部の基板の面に対して水平なＸ方向及びＹ方向のスライドをセンサー部で検出するように構成されている。この多方向操作部材によれば、操作部の可動範囲という比較的小さい面積でＸＹ方向の入力が可能である。しかしながら、ＸＹいずれの方向も絶対値入力でないため、ユーザーは、所望のＸＹ各方向の入力を指示するのに操作部をどれだけスライドさせればよいのか分からず、操作に戸惑うこともあると思料される。すなわち、この多方向操作部材は、ユーザーに操作スキルが求められるデバイスである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１５７７６０号公報
【特許文献２】特開２００８−２３６７６５号公報
【特許文献３】特開２００８−２０４４０２号公報
【特許文献４】特開２０１１−２２８２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本明細書で開示する技術の目的は、ユーザーの指先操作により２次元若しくは２方向の情報入力を好適に行なうことができる、優れた情報入力装置、情報処理装置、並びにリモコン・システムを提供することにある。
【０００９】
本明細書で開示する技術のさらなる目的は、指先操作のための小さな面積で２次元若しくは２方向の情報入力を好適に行なうことができる、優れた情報入力装置、情報処理装置、並びにリモコン・システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願は、上記課題を参酌してなされたものであり、請求項１に記載の技術は、
第１の方向でユーザーがスライド操作する操作子と、
前記操作子の裏面に配設され、第１の方向でユーザーが前記操作子上をスライド操作した位置及び圧力を検出する第１の検出部と、
前記操作子の裏面で前記第１の方向と平行となるように前記第１の検出部に隣接して配設され、前記第１の方向でユーザーが前記操作子上をスライド操作した位置及び圧力を検出する第２の検出部と、
前記第１の検出部又は前記第２の検出部のうち少なくとも一方で検出したスライド位置に基づいて前記第１の方向の指示位置を測定するとともに、前記第１の検出部と前記第２の検出部がそれぞれ検出した圧力の差分に基づいて前記第１の方向とは直交する第２の方向の指示位置を測定する位置測定部と、
を具備する情報入力装置である。
【００１１】
本願の請求項２に記載の技術によれば、請求項１に記載の情報入力装置の前記操作子の裏面は、それぞれ第１の方向に平行で所定の角度で交差する第１の対向面及び第２の対向面を有している。そして、前記第１の検出部は前記第１の対向面に対向し、前記第２の検出部は前記第２の対向面に対向して、それぞれ配置されている。
【００１２】
本願の請求項３に記載の技術によれば、請求項２に記載の情報入力装置の前記操作子は、シリコンゴムなどの弾性素材からなり、前記第１の方向でユーザーがスライドした位置に印加した圧力を前記第１の検出部及び前記第２の検出部に伝搬するように構成されている。
【００１３】
本願の請求項４に記載の技術によれば、請求項３に記載の情報入力装置の前記第１の検出部及び第２の検出部はそれぞれ、前記第１の方向に沿って配列された複数の感圧素子を備えている。そして、前記位置測定部は、前記第１の検出部又は第２の検出部において検出レベルがピークとなる感圧素子の前記第１の方向の位置出力に基づいて前記第１の方向の指示位置を測定するとともに、前記第１の方向の同じ位置にある前記第１の検出部及び第２の検出部の感圧素子間の検出レベルの差分に基づいて第２の方向の指示位置を算出するように構成されている。
【００１４】
本願の請求項５に記載の技術によれば、請求項４に記載の情報入力装置の前記第１の検出部は、前記操作子の前記第１の対向面に対向して配置された第１の基板上に、前記第１の方向に沿って配列された複数の感圧素子からなる。また、前記第２の検出部は、前記操作子の前記第２の対向面に対向して配置された第２の基板上に、前記第２の方向に沿って配列された複数の感圧素子からなる。
【００１５】
本願の請求項６に記載の技術によれば、請求項５に記載の情報入力装置の前記第１の検出部の各感圧素子は、前記第１の基板上に配設された加圧導電ゴム又は加圧導電カーボン印刷からなり、前記第１の対向面の対応する部位に形成された導体パターンと接触し、加えられた圧力に応じて両端間の抵抗値を変化させるように構成されている。また、前記第２の検出部の各感圧素子は、前記第２の基板上に配設された加圧導電ゴム又は加圧導電カーボン印刷からなり、前記第２の対向面の対応する部位に形成された導体パターンと接触し、加えられた圧力に応じて両端間の抵抗値を変化させるように構成されている。そして、前記位置測定部は、各感圧素子の抵抗値に基づいて押下圧を算出するように構成されている。
【００１６】
本願の請求項７に記載の技術によれば、請求項６に記載の情報入力装置の前記操作子は、前記第１の対向面の前記第１の基板上の各感圧素子に対応する部位に前記導体パターンを上面に形成した突起をそれぞれ備えるとともに、前記第２の対向面の前記第２の基板上の各感圧素子に対応する部位に前記導体パターンを上面に形成した突起をそれぞれ備えている。
【００１７】
本願の請求項８に記載の技術によれば、請求項６に記載の情報入力装置の前記操作子は、前記第１の対向面及び前記第２の対向面に形成した各導体パターン間を分断するスリットを有している。
【００１８】
また、本願の請求項９に記載の技術は、
第１の方向でユーザーがスライド操作する操作子と、前記操作子の裏面に配設され、第１の方向でユーザーが前記操作子上をスライド操作した位置及び圧力を検出する第１の検出部と、前記操作子の裏面で前記第１の方向と平行となるように前記第１の検出部に隣接して配設され、前記第１の方向でユーザーが前記操作子上をスライド操作した位置及び圧力を検出する第２の検出部と、前記第１の検出部又は前記第２の検出部のうち少なくとも一方で検出したスライド位置に基づいて前記第１の方向の指示位置を測定するとともに、前記第１の検出部と前記第２の検出部がそれぞれ検出した圧力の差分に基づいて前記第１の方向とは直交する第２の方向の指示位置を測定する位置測定部を備える情報入力部と、
表示部と、
前記情報入力部で取得した前記第１の方向の指示位置及び前記第２の方向の指示位置に基づいて、前記表示部における画面表示を制御する制御部と、
を具備する情報処理装置である。
【００１９】
本願の請求項１０に記載の技術によれば、請求項９に記載の情報処理装置は、前記表示部がユーザーの左右の眼に向かって映像を表示するように前記情報処理装置本体をユーザーの頭部に装着するための装着部をさらに備えている。
【００２０】
本願の請求項１１に記載の技術によれば、請求項１０に記載の情報処理装置の前記制御部は、ユーザーの手指が前記入力部を触れたことに応じて、前記入力部上で触れた水平位置を示すカーソルを前記表示部の表示映像に表示させるように構成されている。
【００２１】
また、本願の請求項１２に記載の技術は、
第１の方向でユーザーがスライド操作する操作子と、前記操作子の裏面に配設され、第１の方向でユーザーが前記操作子上をスライド操作した位置及び圧力を検出する第１の検出部と、前記操作子の裏面で前記第１の方向と平行となるように前記第１の検出部に隣接して配設され、前記第１の方向でユーザーが前記操作子上をスライド操作した位置及び圧力を検出する第２の検出部と、前記第１の検出部又は前記第２の検出部のうち少なくとも一方で検出したスライド位置に基づいて前記第１の方向の指示位置を測定するとともに、前記第１の検出部と前記第２の検出部がそれぞれ検出した圧力の差分に基づいて前記第１の方向とは直交する第２の方向の指示位置を測定する位置測定部と、前記位置測定部において測定された前記第１の方向の指示位置及び前記第２の方向の指示位置に基づくリモコン信号を送信する送信部を備えるリモコンと、
表示部と、前記リモコンからのリモコン信号を受信する受信部と、前記受信部で受信したリモコン信号に基づいて、前記表示部における画面表示を制御する表示装置と、
を具備するリモコン・システムである。
【００２２】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。
【発明の効果】
【００２３】
本明細書で開示する技術によれば、ユーザーの指先操作により２次元若しくは２方向の情報入力を好適に行なうことができる、優れた情報入力装置、情報処理装置、並びにリモコン・システムを提供することができる。
【００２４】
本明細書で開示する技術によれば、ライン形状のデバイスであるにも拘らず平面の位置決めが可能で、小さな面積で２次元若しくは２方向の入力が可能となる、優れた情報入力装置、情報処理装置、並びにリモコン・システムを提供することができる。
【００２５】
本明細書で開示する技術のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本明細書で開示する技術の一実施形態に係る情報入力装置１００を操作面から眺めた様子を示した図である。
【図２】図２は、情報入力装置１００を操作面とは反対の裏面側から眺めた様子を示した図である。
【図３】図３は、情報入力装置１００を水平方向とは直交する平面で切った断面を示した図である。
【図４】図４は、情報入力装置１００がユーザーの指先の水平方向の操作を検出する方法を説明するための図である。
【図５】図５は、１個のセンサー素子が動作する様子を示した図である。
【図６Ａ】図６Ａは、情報入力装置１００で検出した水平位置をＧＵＩ画面上のポインターの横方向の位置とする様子を示した図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、情報入力装置１００で検出した上下位置に基づいてＧＵＩ画面上のポインターの垂直方向の移動量を算出した様子を示した図である。
【図７】図７は、情報入力装置１００がユーザーの指先の垂直方向の操作を検出する方法を説明するための図である。
【図８】図８は、情報入力装置１００がユーザーの指先の垂直方向の操作を検出する方法を説明するための図である。
【図９】図９は、情報入力装置１００がユーザーの指先の垂直方向の操作を検出する方法を説明するための図である。
【図１０】図１０は、操作子１１０の変形例を示した図である。
【図１１】図１１は、図１０に示した操作子１１０の動作例を示した図である。
【図１２】図１２は、第１のインライン・センサー１２０、並びに第２のインライン・センサー１３０に用いられるセンサー素子（加圧導電ゴムで構成される場合）の構成例を示した図である。
【図１３】図１３は、第１のインライン・センサー１２０、並びに第２のインライン・センサー１３０に用いられるセンサー素子（加圧導電カーボン印刷で構成される場合）の構成例を示した図である。
【図１４】図１４は、第１のインライン・センサー１２０の各センサー素子１２２−１、１２２−２、…、並びに、第２のインライン・センサー１３０の各センサー素子１３２−１、１３２−２、…の検出信号を処理する処理部１４００の構成を模式的に示した図である。
【図１５】図１５は、ユーザーの指先が操作部１１０の操作面１１１のほぼ中央の垂直位置で水平方向にスライドしていく際の処理部１４００における信号処理結果を示した図である。
【図１６】図１６は、ユーザーの指先が操作部１１０の操作面１１１の上方の垂直位置で水平方向にスライドしていく際の処理部１４００における信号処理結果を示した図である。
【図１７】図１７は、ユーザーの指先が操作部１１０の操作面１１１の下方の垂直位置で水平方向にスライドしていく際の処理部１４００における信号処理結果を示した図である。
【図１８】図１８は、２本の指でマルチタッチを行なった際の処理部１４００における信号処理結果を示した図である。
【図１９】図１９は、第１のインライン・センサー１２０の検出信号を用いて指先の水平位置を計算する方法を説明するための図である。
【図２０】図２０は、第１のインライン・センサー１２０の検出信号を用いて指先の水平位置を計算する方法を説明するための図である。
【図２１】図２１は、第１のインライン・センサー１２０及び第２のインライン・センサー１３０の検出信号を用いて指先の水平位置を計算する方法を説明するための図である。
【図２２】図２２は、処理部１４００が第１のインライン・センサー１２０並びに第２のインライン・センサー１３０からの検出信号に基づいて２次元の位置情報を取得するための処理手順を示したフローチャートである。
【図２３】図２３は、情報入力装置１００をノートブック・コンピューターに適用した例を示した図である。
【図２４】図２４は、本実施形態に係る情報入力装置１００をリモコンに適用した例を示した図である。
【図２５】図２５は、図２４（Ｂ）に示したリモコン上の情報入力装置１００を用いてＴＶ画面のポインターを移動させる様子を示した図である。
【図２６】図２６は、情報入力装置１００を頭部装着型表示装置に適用した例を示した図である。
【図２７】図２７は、ユーザーの脳内で融像される表示映像上で、視線の中心線とカーソルと操作する指が一直線上に並ぶようにカーソルを置く様子を示した図である。
【図２８】図２８は、頭部装着型表示装置に搭載するために、湾曲形状で設置される情報入力装置１００の構成例を示した図である。
【図２９】図２９は、情報入力装置１００を入力部に用いる情報処理装置１の機能的構成を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながら本明細書で開示する技術の実施形態について詳細に説明する。
【００２８】
図１には、本明細書で開示する技術の一実施形態に係る情報入力装置１００を操作面から眺めた様子を示している。また、図２には、情報入力装置１００を操作面とは反対の裏面側から眺めた様子を示し、図３には、情報入力装置１００を長手方向とは直交する平面で切った断面図を示している。
【００２９】
情報入力装置１００は、ユーザーが指先を滑らせるなどしてスライド操作を行なう操作子１１０と、操作子１１０の裏面に配設された第１のインライン・センサー１２０並びに第２のインライン・センサー１３０、並びに、第１のインライン・センサー１２０並びに第２のインライン・センサー１３０の検出信号を処理する処理部（図１〜図３には図示しない）を備えている。
【００３０】
操作子１１０は、ほぼ扇形をなす２つの合同な平面図形を底面として持つ柱体からなる。この扇形の円弧に相当する柱体の側面は、ユーザーが指先を滑らせるなどしてスライド操作を行なう操作面１１１を構成する。また、操作面１１１上のほぼ中央には、柱体の高さ方向すなわち長手方向に沿って、ユーザーの指先の操作を案内するために、突起状の案内部１１２が形設されている。
【００３１】
また、操作子１１０の断面の扇形の半径に相当する一方の側面は第１のインライン・センサー１２０と対向する第１の対向面１１３を構成し、他方の側面は第２のインライン・センサー１３０と対向する第２の対向面１１４を構成している。なお、第１の対向面１１３と第１のインライン・センサー１２０の間には相対位置を保持するためのスペーサー１１５が配設され、第２の対向面１１４と第２のインライン・センサー１３０間には相対位置を保持するためのスペーサー１１６が配設されている。
【００３２】
図３に示すように、操作子１１０の断面の扇形の中心角をθとする。したがって、第１の対向面１１３と第２の対向面１１４は、ともに操作子１１０の長手方向に平行な平面で、且つ角度θで交差していることになる。
【００３３】
操作子１１０は、例えばシリコンゴムのような弾性体からなり、操作面１１１上に突設された案内部１１２とともに一体成形される。案内部１１２に沿ってユーザーの指先を操作面１１１上で長手方向に滑らせると、指先の現在位置にて操作子１１０が下方に変形し、第１の対向面１１３と第２の対向面１１４の対応する場所で、それぞれ第１のインライン・センサー１２０、第２のインライン・センサー１３０を押圧することになる。以下の説明では、操作子１１０の長手方向が水平となるように配置し、ユーザーが指先で操作面１１１を水平方向に滑らせるように、情報入力装置１００が用いられるものとする。
【００３４】
第１のインライン・センサー１２０は、細長の基板１２１の長手方向に複数（Ｎ個）のセンサー素子１２２−１、１２２−２、…、１２２−Ｎを一列に並べて構成され、センサー素子１２２−１、…の配列方向が操作子１１０の長手方向すなわち水平方向と平行となるように、第１の対向面１１３に対向して配設される。同様に、第２のインライン・センサー１３０は、細長の基板１３１の長手方向に複数（Ｎ個）のセンサー素子１３２−１、１３２−２、…、１３２−Ｎを一列に並べて構成され、センサー素子１３２−１、…の配列方向が操作子の長手方向すなわち水平方向と平行となるように、第２の対向面１１４に対向して配設される。上述したように、第１の対向面１１３と第２の対向面１１４は角度θで交差しているので、第１のインライン・センサー１２０と第２のインライン・センサー１３０も、角度θで交差していることになる。
【００３５】
各インライン・センサー１２０、１３０に用いられるセンサー素子１２２−１、…、１３２−１、…はそれぞれ、印加された圧力に応じて導電率若しくは電気抵抗値が変化するデバイスであり、加圧導電ゴム若しくは加圧導電カーボン印刷などの素材を用いて構成することができる。
【００３６】
操作子１１０側の第１の対向面１１３には、第１のインライン・センサー１２０側の各センサー素子１２２−１、１２２−２、…、１２２−Ｎと当接する部位には、それぞれ円柱状の突起が形設され、円柱の上面には印刷や蒸着などによりＮ個の導体パターン１１７−１、１１７−２、…、１１７−Ｎが形成されている。同様に、操作子１１０側の第２の対向面１１４には、第２のインライン・センサー１３０側の各センサー素子１３２−１、１３２−２、…、１３２−Ｎと当接する部位には、それぞれ円柱状の突起が形設され、これら円柱突起の上面には印刷や蒸着などによりＮ個の導体パターン１１８−１、１１８−２、…、１１８−Ｎが形成されている。
【００３７】
本実施形態に係る情報入力装置１００は、操作子１１０の長手方向が水平方向となるように情報機器（図示しない）内に配置される。ユーザーは基本的に操作面１１１上で指先を水平方向に滑らせるが、情報入力装置１００はこのような指先操作から、水平方向の絶対位置を測定するとともに、垂直方向の相対的な移動量を算出することができる。まず、情報入力装置１００がユーザーの指先の水平方向の操作を検出する方法について説明する。
【００３８】
図４に示すように、操作面１１１上でユーザーが指先で押した箇所では、操作子１１０が下方に弾性変形する。また、操作面１１１上を（案内部１１２に沿って）ユーザーの指先を水平方向にスライド操作すると、指先の水平位置に追従するように、操作子１１０が下方に変形する場所も水平方向に移動する。そして、図５に示すように、操作子１１０が下方に変形した場所（すなわち、指先の現在位置）では、加圧導電ゴム若しくは加圧導電カーボン印刷からなるセンサー素子が、操作子１１０の裏面側に形設された円柱突起により押し潰される。この結果、センサー素子と円柱突起上面の導体パターンとの接触面積が拡大して、センサー素子の電気抵抗値が低下する。したがって、各センサー素子の両端に接続した端子間を通過する電流の増加、又は、端子間電圧の降下により、１列に並んだ複数のセンサー素子１２２−１、１２２−２、…、１２２−Ｎ並びに１３２−１、１３２−２、…、１３２−Ｎのうちいずれが押圧されたか、言い換えれば、操作面１１１上でユーザーの指先が触れた水平位置を検出することができる。
【００３９】
図２に示したように、第１のインライン・センサー１２０は、細長の基板１２１の長手方向すなわち水平方向に複数のセンサー素子１２２−１、１２２−２、…、１２２−Ｎを一列に並べて構成される。また、第２のインライン・センサー１３０は、細長の基板１３１の長手方向すなわち水平方向に複数のセンサー素子１３２−１、１３２−２、…、１３２−Ｎを一列に並べて構成される。したがって、本実施形態に係る情報入力装置１００によれば、水平位置を絶対値で測定することができる。センサー素子間で検出信号を補間計算することで、分解能を向上させることができる。また、図６Ａに示すように、情報入力装置１００で検出した水平位置をＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）画面上のポインターの横方向の位置若しくは絶対的な移動量とすることができる。
【００４０】
なお、第１のインライン・センサー１２０側の各センサー素子１２２−１、１２２−２、…、１２２−Ｎと当接する各部位に円柱突起を設け、第２のインライン・センサー１３０側の各センサー素子１３２−１、１３２−２、…、１３２−Ｎと当接する各部位に円柱状の突起を設けたのは、押し潰された状態でも隣接する導体パターン１１７−１、１１７−２、…、１１７−Ｎ並びに１１８−１、１１８−２、…、１１８−Ｎ間の絶縁を保ち、誤検出を防止するためである。隣接する導体パターン間の絶縁を保つことができれば、突起は必須ではない。
【００４１】
続いて、情報入力装置１００がユーザーの指先の垂直方向の操作を検出する方法について説明する。
【００４２】
第１のインライン・センサー１２０と第２のインライン・センサー１３０は、操作子１１０をなす柱体の高さ方向すなわち水平方向に平行で、且つ、角度θで交差し、それぞれ操作子１１０の第１の対向面１１３と第２の対向面１１４に対向するように配設されている。
【００４３】
上述したように、操作部１１０の操作面１１１上でユーザーの指先が操作する位置が押下され、第１のインライン・センサー１２０及び第２のインライン・センサー１３０のセンサー素子のうちこの水平位置に対応するセンサー素子から検出信号が出力されることにより、水平方向の操作位置を特定することができる。
【００４４】
ここで、第１のインライン・センサー１２０と第２のインライン・センサー１３０が交差していることから、ユーザーの指先が垂直方向にも押下していると、第１のインライン・センサー１２０と第２のインライン・センサー１３０とで、同じ水平位置ｉのセンサー素子１２２−ｉ、１３２−ｉ間で検出信号に相違が生じ易い。
【００４５】
図７には、ユーザーの指先を操作子１１０の操作面１１１の上下方向のほぼ中央に載せて操作面１１１上を操作している様子を示している。但し、ｉ番目のセンサー素子１２２−ｉ／１３２−ｉが配設された部位に相当する水平位置で指先を操作しているものとする。
【００４６】
指先が案内部１１２上、すなわち操作面１１１の上下方向のほぼ中央を押下しており、指先が当接している部分での操作子１１０の上半分と下半分の圧縮比率はほぼ同じである。したがって、操作子１１０の底面側では、この押圧力が第１の対向面１１３と第２の対向面１１４にほぼ均等に分圧され、第１のインライン・センサー１２０及び第２のインライン・センサー１３０の同じ水平位置ｉにてほぼ均等に圧力が加わる。この場合、センサー素子１２２−ｉ、１３２−ｉの検出信号からそれぞれ得られる押下圧はほぼ等しくなる。
【００４７】
一方、図８には、ユーザーの指先を操作子１１０の操作面１１１の上下方向のほぼ中央よりも上方に載せて操作面１１１上を操作している様子を示している。但し、ｉ番目のセンサー素子１２２−ｉ／１３２−ｉが配設された部位に相当する水平位置で指先を操作しているものとする。
【００４８】
指先が操作面１１１の上下方向のほぼ中央よりも上方を押下しているため、指先が当接している部分での操作子１１０の下半分よりも上半分の圧縮比率が高くなり、第２の対向面１１４よりも第１の対向面１１３に向かってより大きく変形する。したがって、同じ水平位置ｉであっても、第２のインライン・センサー１３０よりも第１のインライン・センサー１２０の方がより大きな圧力が加わる。この場合、センサー素子１２２−ｉの検出信号から得られる押下圧の方が大きくなる。
【００４９】
また、図９には、ユーザーの指先を操作子１１０の操作面１１１の上下方向のほぼ中央よりも下方に載せて操作面１１１上を操作している様子を示している。但し、ｉ番目のセンサー素子１２２−ｉ／１３２−ｉが配設された部位に相当する水平位置で指先を操作しているものとする。
【００５０】
指先が操作面１１１の上下方向のほぼ中央よりも下方を押下しているため、指先が当接している部分での操作子１１０の上半分よりも下半分の圧縮比率が高くなり、第２の対向面１１４よりも第１の対向面１１３に向かってより大きく変形する。したがって、同じ水平位置ｉであっても、第１のインライン・センサー１２０よりも第２のインライン・センサー１３０の方がより大きな圧力が加わる。この場合、センサー素子１３２−ｉの検出信号から得られる押下圧の方が大きくなる。
【００５１】
よって、図７〜図９から分かるように、第１のインライン・センサー１２０と第２のインライン・センサー１３０の同じ水平位置ｉのセンサー素子１２２−ｉと１３２−ｉの検出信号の差分をとる、若しくは、操作子１１０の上下の圧縮比率をとることで、ユーザーの指先の上下方向の操作を検出することができる。例えば、操作子１１０の上下の圧縮比率や差分量を、ＧＵＩ画面上でのポインターの垂直方向の相対的な移動量として算出することができる。そして、情報入力装置１００により絶対的な水平位置を指示すること（図６Ａを参照のこと）と併せて、ＧＵＩ画面上での２次元座標入力が可能となる（図６Ｂを参照のこと）。
【００５２】
例えば、図１に示したように、操作子１１０の長さを５〜１０センチメートル、幅を３〜５ミリメートル程度のライン形状として情報入力装置１００を構成すれば、上記のような２次元座標入力を操作性よく行なえるとともに、小型の情報端末にも十分組み込むことができるサイズとなる。但し、本明細書で開示する技術の要旨は、５〜１０センチメート×３〜５ミリメートルという情報入力装置１００のサイズに限定される訳ではない。
【００５３】
また、図１０には、操作子１１０の変形例を示している。図１〜図３に示した操作子１１０との相違は、第１のインライン・センサー１２０側の各センサー素子１２２−１、１２２−２、…、１２２−Ｎと当接する部位に設けられた導体パターン１１７−１、１１７−２、…、１１７−Ｎ間、並びに、第２のインライン・センサー１３０側の各センサー素子１３２−１、１３２−２、…、１３２−Ｎと当接する部位に設けられた導体パターン１１８−１、１１８−２、…、１１８−Ｎ間をスリットで分断している点である。
【００５４】
図１０に示すように操作子１１０にスリットを設けた場合、図１１に示すように、操作面１１１側でユーザーの指先で押下された部位で円柱突起が下方に変形するが、隣接する円柱突起の変形量を抑制することができる。この結果、第１のインライン・センサー１２０及び第２のインライン・センサー１３０の該当するセンサー素子１２２−ｉ／１３２−ｉのみを作用させ、隣接するセンサー素子１２２−（ｉ±１）／１３２−（ｉ±１）の作用を抑制することにより、位置検出分解能を向上させることができる。
【００５５】
また、図１２並びに図１３には、第１のインライン・センサー１２０、並びに第２のインライン・センサー１３０に用いられるセンサー素子の構成例をそれぞれ示している。図１２（Ａ）は、加圧導電ゴムで構成される場合のセンサー素子の上面図であり、図１３（Ａ）は、加圧導電カーボン印刷で構成される場合のセンサー素子の上面図である。いずれの場合も、センサー素子の両端に検出用の端子Ａ、Ｂが接続されている。
【００５６】
図１２、図１３に示したようなセンサー素子は、各図（Ｂ）に示すように、操作子１１０側の対向面に形設された円柱突起の上面の導体パターンと当接することで、（各図中で、点線矢印で示すように）両端の検出用端子が電気的に接続された状態になる。そして、ユーザーが指先で圧力を加えた場所では、操作子１１０の弾性変形により（図４を参照のこと）、センサー素子を構成する加圧導電ゴム（図１２を参照のこと）若しくは加圧導電カーボン印刷（図１３を参照のこと）は円柱突起により押し潰される。この結果、センサー素子と突起上の導体パターンとの接触面積が拡大して、センサー素子の両端の端子Ａ、Ｂ間の電気抵抗値が低下する。したがって、各センサー素子の両端に接続した端子間を通過する電流の増加、又は、端子間電圧の降下により、それぞれ１列に並んだ複数のセンサー素子１２２−１、１２２−２、…、１２２−Ｎ、並びに、１３２−１、１３２−２、…、１３２−Ｎのうちいずれが押圧されたかを検出し、押圧を計測することができる。
【００５７】
図１４には、第１のインライン・センサー１２０の各センサー素子１２２−１、１２２−２、…、１２２−Ｎ、並びに、第２のインライン・センサー１３０の各センサー素子１３２−１、１３２−２、…、１３２−Ｎの検出信号を処理する処理部１４００の構成を模式的に示している。
【００５８】
各センサー素子１２２−１、１２２−２、…、１２２−Ｎ並びに１３２−１、１３２−２、…、１３２−Ｎの一方の端子Ａは、処理部１４００のアクティブ端子に接続されている。また、他方の端子Ｂは、プルアップ抵抗を介してプルアップされた後、それぞれ対応するＡ／Ｄ入力端子に接続されている。
【００５９】
ある水平位置ｉにおいて、ユーザーの指先などから操作子１１０に圧力が加わると、対向面１１３、１１４の円柱突起が降下し、導体パターンがセンサー素子１２２−ｉ／１３２−ｉに接触する。この結果、絶縁状態であったセンサー素子１２２−ｉ／１３２−ｉの両端の端子Ａ、Ｂが導体パターンを介して導通するので、処理部１４００は、端子間電圧の降下として検出することができる。また、指先などから操作子１１０に加わる圧力が大きくなると、図５、図７〜図９に示したように、センサー素子１２２−ｉ／１３２−ｉを構成する加圧導電ゴム若しくは加圧導電カーボン印刷が押し潰され、導体パターンとの接触面積が拡大して、センサー素子１２２−ｉ／１３２−ｉの電気抵抗が低くなることから、端子Ａ、Ｂを通過する電流が増大し、若しくは、端子間電圧が降下する。
【００６０】
そこで、処理部１４００は、各Ａ／Ｄ入力端子から入力される各センサー素子１２２−１、１２２−２、…、１２２−Ｎ、並びに１３２−１、１３２−２、…、１３２−Ｎの電流信号又は電圧信号をＡ／Ｄ変換して取り込むと、電流レベル又は電圧レベルに基づいて各センサー素子の抵抗値を測定することができ、抵抗値から各センサー素子に加えられた押下圧を算出するものとする。また、処理部１４００は、隣接するセンサー素子間で検出した押下圧を補間計算することで、分解能を向上させることができる。
【００６１】
そして、処理部１４００は、計測結果を、シリアル・インターフェースなどを介してホスト・コンピューター（図示しない）に出力する。ホスト・コンピューター側では、第１のインライン・センサー１２０及び第２のインライン・センサー１３０から取得した２ライン分の押圧情報を、２次元位置情報に変換して、ＧＵＩ画面上のポインターの移動動作（図６Ａ、６Ｂを参照のこと）などに利用することができる。
【００６２】
操作面１１１上でユーザーの指先が触れた水平位置では、第１のインライン・センサー１２０並びに第２のインライン・センサー１３０上でこの水平位置に該当するセンサー素子の検出レベルすなわち押下圧が大きくなる。
【００６３】
図１５には、ユーザーの指先が、操作部１１０の操作面１１１のほぼ中央の垂直位置で水平方向にスライドしていく際の、処理部１４００における信号処理結果を示している。図示のように、ユーザーの指先の水平方向のスライド操作に応じて、センサー素子の検出レベルすなわち押下圧がピークとなる水平位置も移動する。また、ユーザーの指先が操作面１１１のほぼ中央の垂直位置であることから、指先が当接している部分では、操作子１１０の上半分と下半分にほぼ均等に圧力が加わるので（図７を参照のこと）、第１のインライン・センサー１２０と第２のインライン・センサー１３０が各水平位置で検出する検出レベルのピーク値はほぼ同じになる。
【００６４】
また、図１６には、ユーザーの指先が、操作部１１０の操作面１１１の上方の垂直位置で水平方向にスライドしていく際の、処理部１４００における信号処理結果を示している。図示のように、ユーザーの指先の水平方向のスライド操作に応じて、センサー素子の検出レベルすなわち押下圧がピークとなる水平位置も移動する。また、ユーザーの指先が操作面１１１の上方の垂直位置であることから、指先が当接している部分では、操作子１１０の下半分よりも上半分に加わる圧力が高くなるので（図８を参照のこと）、各水平位置で検出する検出レベルのピーク値は、第１のインライン・センサー１２０の方が第２のインライン・センサー１３０よりも大きくなる。
【００６５】
また、図１７には、ユーザーの指先が、操作部１１０の操作面１１１の下方の垂直位置で水平方向にスライドしていく際の、処理部１４００における信号処理結果を示している。図示のように、ユーザーの指先の水平方向のスライド操作に応じて、センサー素子の検出レベルすなわち押下圧がピークとなる水平位置も移動する。また、ユーザーの指先が操作面１１１の下方の垂直位置であることから、指先が当接している部分では、操作子１１０の上半分よりも下半分に加わる圧力が高くなるので（図９を参照のこと）、各水平位置で検出する検出レベルのピーク値は、第２のインライン・センサー１３０の方が第１のインライン・センサー１２０よりも大きくなる。
【００６６】
また、第１のインライン・センサー１２０及び第２のインライン・センサー１３０の位置検出分解能が十分に高ければ、操作子１１０の操作面１１１上で、ピンチ操作のような複数本の指を用いた同時操作（マルチタッチ）も可能である図１８には、２本の指でマルチタッチを行なった際の、処理部１４００における信号処理結果を示している。図示のように、各指先の水平位置にて該当する検出レベルのピークが発生する。指毎に押圧力が異なれば、検出レベルのピーク値も異なる。
【００６７】
また、各指が操作面１１１上でそれぞれ異なる上下方向の操作を行なう場合には、検出レベルのピークとなる各水平位置で、第１のインライン・センサー１２０と第２のインライン・センサー１３０の検出レベルの大小関係もまちまちとなることから、指毎に水平方向の位置及び垂直方向に位置の検出が可能である。
【００６８】
図１８に示す例では、左側の指先は操作面１１１のほぼ中央の垂直位置を操作しており、この水平位置で第１のインライン・センサー１２０と第２のインライン・センサー１３０が検出する検出レベルのピーク値はほぼ同じになる。一方、右側の指先は操作面１１１の上方の垂直位置を操作しており、この水平位置で検出する検出レベルのピーク値は、第１のインライン・センサー１２０の方が第２のインライン・センサー１３０よりも大きくなる。
【００６９】
ここで、処理部１４００内で、第１のインライン・センサー１２０及び第２のインライン・センサー１３０の検出信号に基づいて指先の水平方向及び垂直方向の位置を計算する方法の具体例について説明する。
【００７０】
指先の水平位置を計測する場合、第１のインライン・センサー１２０又は第２のインライン・センサー１３０のうちいずれか一方の検出信号のみを用いてもよいし、両方の検出信号を用いてもよい。ここでは、説明の簡素化のため、第１のインライン・センサー１２０のみを用いて指先の水平位置を計算する場合について説明する。
【００７１】
図１９には、ユーザーの指先が、操作子１１０の操作面１１１上で、第１のインライン・センサー１２０のちょうどｉ番目のセンサー素子１２２−ｉに相当する位置付近を押圧している様子を、そのときの各センサー素子１２２−１…の検出レベルと併せて示している。このような場合、センサー素子１２２−ｉにのみ高い検出レベルが現れる。ここで、指先の水平位置をｘfinger、ｉ番目のセンサー素子１２２−ｉの水平位置をｘiとすると、指先の水平位置ｘfingerを以下の計算式（１）により求めることができる。
【００７２】
【数１】
2014013501.tif 000003
【００７３】
また、第１のインライン・センサー１２０の操作面１１１上の水平位置ｘにおける押下圧をＰ（ｘ）とする。図示のように１つのセンサー素子１２２−ｉのみ押下圧Ｐ（ｘi）を検出したとき、処理部１４００は、指先からの押下圧Ｐ（ｘfinger）を以下の計算式（２）により求めることができる。
【００７４】
【数２】
2014013501.tif 000004
【００７５】
一方、図２０には、ユーザーの指先が、操作子１１０の操作面１１１上で、第１のインライン・センサー１２０のｉ番目のセンサー素子１２２−ｉと（ｉ＋１）番目のセンサー素子１２２−（ｉ＋１）の間に相当する位置付近を押圧している様子を、そのときの各センサー素子１２２−１…の検出レベルと併せて示している。このような場合、ユーザーの指先からの押下圧は、センサー素子１２２−ｉとセンサー素子１２２−（ｉ＋１）に分圧され、各々の検出レベルＰ（ｘi）、Ｐ（ｘi+1）として現れる。処理部１４００は、各センサー素子１２２−ｉ、１２２−（ｉ＋１の検出レベルに基づいて、その水平位置ｘiに加わる圧力Ｐ（ｘi）、Ｐ（ｘi+1）を計算することができる。
【００７６】
ここで、センサー素子１２２−ｉ、１２２−（ｉ＋１）の間に存在する指先の水平位置ｘfingerは、各センサー素子１２２−ｉ、１２２−（ｉ＋１）の押下圧Ｐ（ｘi）、Ｐ（ｘi+1）を内分した点である。したがって、指先の水平位置ｘfingerを、以下の計算式（３）により補間計算して求めることができる。上式（１）は、要するに下式（３）において、センサー素子１２２−（ｉ＋１）の検出レベルＰ（ｘi+1）がゼロの場合に相当する。
【００７７】
【数３】
2014013501.tif 000005
【００７８】
また、処理部１４００は、複数のセンサー素子１２２−ｉ、１２２−（ｉ＋１）から押下圧Ｐ（ｘi）、Ｐ（ｘi+1）を検出したときには、下式（４）に示すように、その最大値を指先の水平位置ｘfingerからの押下圧Ｐ（ｘfinger）として求める。上式（２）は、センサー素子１２２−（ｉ＋１）から検出した押下圧Ｐ（ｘi+1）がゼロの場合に相当する。
【００７９】
【数４】
2014013501.tif 000006
【００８０】
指先の垂直位置を算出する場合には、第１のインライン・センサー１２０及び第２のインライン・センサー１３０の双方の検出信号を用いる。
【００８１】
図２１には、ユーザーの指先が、操作子１１０の操作面１１１上で、水平方向には第１のインライン・センサー１２０のｉ番目のセンサー素子１２２−ｉと（ｉ＋１）番目のセンサー素子１２２−（ｉ＋１）の間に相当し、垂直方向には第１のインライン・センサー１２０と第２のインライン・センサー１３０の中間を押圧している様子を、そのときの各インライン・センサー１２０、１３０の検出レベルと併せて示している。第１のインライン・センサー１２０により水平位置ｘで検出される押下圧をＰA（ｘ）、第２のインライン・センサー１３０により水平位置ｘで検出される押下圧をＰB（ｘ）とする。以下では、指先の水平位置ｘfingerは上式（３）により既に算出され、この水平位置ｘfingerで各インライン・センサー１２０、１３０から検出される各押下圧ＰA（ｘfinger）、ＰB（ｘfinger）は上式（４）により既に算出されているものとして説明する。
【００８２】
指先が垂直方向の上下いずれの方向に移動しているかは、指先の水平位置ｘfingerにおいて各インライン・センサー１２０、１３０で検出される各押下圧ＰA（ｘfinger）とＰB（ｘfinger）を大小比較して２値判定することができる。処理部１４００は、下式（５）に示すように押下圧ＰA（ｘfinger）とＰB（ｘfinger）の差分Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎを算出し、下式（６）に示すように、Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎの正負符号に基づいて指先の操作が上下いずれの方向かを判定する。
【００８３】
【数５】
2014013501.tif 000007
【００８４】
【数６】
2014013501.tif 000008
【００８５】
但し、上式（６）に示すようにＤｉｒｅｃｔｉｏｎの正負符号により上下方向の２値判定を行なうと、ユーザーが水平方向に指先を移動させている間に生じる上下方向の微動まで検出してしまい、ユーザーが意図しないポインターの上下移動を招来するおそれがある。そこで、このような誤動作を回避するために、処理部１４００は、Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎの絶対値が所定の閾値Ｐthを超えるときのみ上下方向の判定を行ない、閾値Ｐth以下のときにはＤｉｒｅｃｔｉｏｎを無視し、単なる水平方向の移動と判定する。すなわち、処理部１４００は、上下に並んだインライン・センサー間の押下圧差が一定値以上のときのみ、上下方向の判定を行なう。
【００８６】
【数７】
2014013501.tif 000009
【００８７】
また、ユーザーの指先からの押下圧は、第１のインライン・センサー１２０と第２のインライン・センサー１３０に分圧され、各センサー１２０、１３０で検出される押下圧ＰA（ｘfinger）、ＰB（ｘfinger）として現れる。そこで、処理部１４００は、下式（８）に示すように、押下圧ＰA（ｘfinger）とＰB（ｘfinger）の差分をさらに押下圧の最大値で正規化して、Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎを算出し、指先の上下方向の移動量を多値判定するようにしてもよい。この場合も、処理部１４００は、Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎが所定の閾値を超えるとき、すなわち、上下に並んだインライン・センサー間の押下圧差が一定値以上のときのみ、上下方向の判定を行なう。
【００８８】
【数８】
2014013501.tif 000010
【００８９】
図２２には、処理部１４００が、第１のインライン・センサー１２０の各センサー素子１２２−１、１２２−２、…、並びに、第２のインライン・センサー１３０の各センサー素子１３２−１、１３２−２、…の検出信号に基づいて２次元の位置情報を取得するための処理手順をフローチャートの形式で示している。操作部１１０の操作面１１１上でのユーザーの指先に追従させてＧＵＩ画面上でポインターの移動処理を行なうには、例えば数ミリ秒〜数十ミリ秒間隔でこの処理動作を実行する必要がある。
【００９０】
処理部１４００は、まず、第１のインライン・センサー１２０又は第２のインライン・センサー１３０のうち少なくとも一方のいずれかのセンサー素子で押下操作されたかどうかをチェックする（ステップＳ２２０１）。
【００９１】
押下操作が検出されなければ（ステップＳ２２０１のＮｏ）、処理部１４００は、本処理ルーチン自体を終了させる。
【００９２】
一方、押下操作が検出されたときには（ステップＳ２２０１のＹｅｓ）、処理部１４００は、上方のセンサー素子列すなわち第１のインライン・センサー１２０の複数のセンサー素子１２２−１、１２２−２、…、１２２−Ｎから、押下圧の検出レベルがピークとなるセンサー素子の水平位置ｘAfingerと、この水平位置ｘAfingerにおける押下圧ＰA（ｘAfinger）をする（ステップＳ２２０２）。ここで、複数本の指で操作が行なわれるなどして、複数の検出レベルのピークが検出された場合には、ピーク毎に押下圧を測定する。
【００９３】
次いで、処理部１４００は、第２のインライン・センサー１３０の複数のセンサー素子１３２−１、１３２−２、…、１３２−Ｎから、押下圧の検出レベルがピークとなるセンサー素子の水平位置ｘBfingerと、この水平位置ｘBfingerにおける押下圧ＰB（ｘBfinger）を測定する（ステップＳ２２０３）。ここで、複数本の指で操作が行なわれるなどして、複数の検出レベルのピークが検出された場合には、ピーク毎に押下圧を測定する。
【００９４】
そして、処理部１４００は、ステップＳ２２０２で検出された水平位置ｘAfingerと、ステップＳ２２０３で検出された水平位置ｘBfingerに基づいて、ユーザーの指先の水平位置ｘfingerを特定する（ステップＳ２２０４）。ｘAfinger又はｘBfingerのうち一方を指先の水平位置ｘfingerとしてもよい。ここで、複数の指で操作面１１１上を操作しているときには、指毎の水平位置を特定する。
【００９５】
次いで、処理部１４００は、ユーザーの指先として特定された水平位置で、ステップＳ２２０２により第１のインライン・センサー１２０側で測定した押下圧ＰA（ｘAfinger）と、ステップＳ２２０３により第２のインライン・センサー１３０側で測定した押下圧ＰB（ｘBfinger）を比較し、例えば上式（８）に従って垂直方向の移動量を計算する（ステップＳ２２０５）。
【００９６】
そして、処理部１４００は、ユーザーの指先として特定された水平位置毎に、その水平座標と垂直方向の移動量をホスト・コンピューターに出力して、本処理ルーチンを終了する（ステップＳ２２０６）。
【００９７】
本実施形態に係る情報入力装置１００は、パーソナル・コンピューターや多機能携帯端末を始め、２次元の座標入力が必要なさまざまな情報処理装置の入力手段として、幅広く適用することができる。
【００９８】
図２９には、情報入力装置１００を入力部に用いる情報処理装置１の機能的構成を模式的に示している。入力部１１は、図１〜図３で示したような構成を備えており、２次元座標入力が可能である。表示部１２は、液晶表示ディスプレイなどからなる表示画面を備えており、例えばＧＵＩ画面を表示出力する。制御部１３は、入力部１１から入力された、水平方向の位置並びに垂直方向の移動量などからなる２次元の座標情報に基づいて、表示部１２における画面表示を制御する。なお、情報処理装置１は、外部ネットワークと通信する通信部や、データを保存する大容量記憶部などを備えていてもよいが、これらは本明細書で開示する技術の要旨に直接関連しないので、図示を省略する。
【００９９】
図２３には、本実施形態に係る情報入力装置１００をノートブック・コンピューターに適用した例を示している。同図（Ａ）で示すように、ノートブック・コンピューターは、２次元座標入力用に、本体のキーボードより前方にタッチパッドを装備するのが一般的であった。これに対し、同図（Ｂ）に示すように、タッチパネルを情報入力装置１００に置き換えることができる。図示のように、線状の操作子１１０のみが本体上面に出現し、タッチパッドと比べて占有面積が小さくて済む。また、キーボードのホーム・ポジションとなる「Ｆ」、「Ｊ」キーの上に左右の手の人差し指を置いた手のひら姿勢では、主に親指を使って座標入力操作を行なうことになるが、指を縦方向（本体の奥行き方向）に移動させる操作は難しい。これに対し、本実施形態に係る情報入力装置１００は、基本的には横方向の指の移動で入力操作を行ない、縦方向の移動量は小さくて済むので、人差し指をホーム・ポジションに置いた姿勢でも操作性が向上する。
【０１００】
また、図２４には、本実施形態に係る情報入力装置１００をリモコンに適用した例を示している。同図（Ｂ）に示すように、線状の操作子１１０のみが本体上面に出現している。参考のため、２次元入力用のタッチパネルをリモコン本体上に設置した例を同図（Ａ）に示している。同図左右のリモコンを比較すると、上方入力装置１００によりリモコンの高さ方向のサイズが短縮し、底面積が小さくなることは明らかであり、リモコンの小型化に貢献できることは明らかである。なお、図示の例では、リモコン上面のボタン配列の間に情報入力装置１００の操作子１１０が挿設されているが、上面の前縁部、あるいは左右いずれかの端縁に沿って操作子１１０を配置してもよい。
【０１０１】
また、図２５には、図２４（Ｂ）に示したリモコン上の情報入力装置１００を用いてＴＶ画面のポインターを移動させる様子を示している。リモコン側では、情報入力装置１００の操作子１１０に対してユーザーの指先で操作を行なうと、例えば図２２に示した処理手順に従って、水平方向の絶対座標を特定するとともに、対方向の移動量を算出して、ＴＶ受像機にリモコン送信する。そして、ＴＶ受像機側では受信したデータに基づいて、ＴＶ画面上のポインターを移動させる。
【０１０２】
また、図２６には、本実施形態に係る情報入力装置１００を頭部装着型表示装置に適用した例を示している。頭部装着型映像表示装置は、左右の眼毎の映像表示部を持ち、また、ヘッドフォンと併用することで、視覚及び聴覚を制御できるように構成されている（周知）。ユーザーの眼を直接覆う「没入型」の頭部装着型表示装置の場合、視聴中は目隠し状態で入力操作を行なわなければならず、ボタンの押し間違いなどにより機器を誤操作してしまう可能性がある。また、目隠し状態のユーザーは、まず、タッチセンサー上のターゲットを手探りで選択し、その後に操作を行なうという、最低２ステップの動作が必要であり、操作性がよくない。これに対し、図２６に示した頭部装着型表示装置は、ユーザーが頭部に装着した際に頭部前面となる場所に、情報入力装置１００の操作子１１０が配置されている。
【０１０３】
例えば左眼用表示映像及び右眼用表示映像上で、操作子１１０を触れた場所に相当する水平位置にカーソルを表示する場合、図２７に示すように、（ユーザーの脳内で融像される表示映像上で）視線の中心線とカーソルと操作する指が一直線上に並ぶようにカーソルを置くと、ユーザーは、表示映像を背面から触るような感覚で、所望するターゲットを探索することができる。
【０１０４】
ユーザーは、目隠し状態で操作部を目視できなくても、操作部をタッチ操作して所望するターゲットを直感的に探索することができる。ユーザーは所望のターゲット上を直接触っているような１ステップの動作で操作が完結するので、操作性が向上する。
【０１０５】
なお、図１〜図２に示した情報入力装置１００は、比較的短い長さで、且つ、直線形状で構成される。これに対し、図２７に示したように頭部装着型表示装置の正面部の左右両端に亘り比較的長いサイズの情報入力装置１００を配置する場合、湾曲形状にして設置する必要がある。図２８には、湾曲形状で設置される情報入力装置１００の構成例を示している。
【０１０６】
以上説明してきたように、情報入力装置１００は、平行に配置された２本のインライン・センサー１２０、１３０を用いることで、ライン形状のデバイスであるにも拘らずユーザーの指先により２次元若しくは２方向の操作量の入力が可能であり、平面の位置決めを行なうことができる。また、情報入力装置１００は、ライン形状であるから、小さな面積で情報機器内に設置することができる。
【０１０７】
なお、本明細書の開示の技術は、以下のような構成をとることも可能である。
（１）第１の方向でユーザーがスライド操作する操作子と、前記操作子の裏面に配設され、第１の方向でユーザーが前記操作子上をスライド操作した位置及び圧力を検出する第１の検出部と、前記操作子の裏面で前記第１の方向と平行となるように前記第１の検出部に隣接して配設され、前記第１の方向でユーザーが前記操作子上をスライド操作した位置及び圧力を検出する第２の検出部と、前記第１の検出部又は前記第２の検出部のうち少なくとも一方で検出したスライド位置に基づいて前記第１の方向の指示位置を測定するとともに、前記第１の検出部と前記第２の検出部がそれぞれ検出した圧力の差分に基づいて前記第１の方向とは直交する第２の方向の指示位置を測定する位置測定部と、を具備する情報入力装置。
（２）前記操作子の裏面は、それぞれ第１の方向に平行で所定の角度で交差する第１の対向面及び第２の対向面を有し、前記第１の検出部は前記第１の対向面に対向し、前記第２の検出部は前記第２の対向面に対向して、それぞれ配置される、上記（１）に記載の情報入力装置。
（３）前記操作子は、弾性素材からなり、前記第１の方向でユーザーがスライドした位置に印加した圧力を前記第１の検出部及び前記第２の検出部に伝搬する、上記（２）に記載の情報入力装置。
（４）前記第１の検出部及び第２の検出部はそれぞれ、前記第１の方向に沿って配列された複数の感圧素子を備え、前記位置測定部は、前記第１の検出部又は第２の検出部において検出レベルがピークとなる感圧素子の前記第１の方向の位置出力に基づいて前記第１の方向の指示位置を測定するとともに、前記第１の方向の同じ位置にある前記第１の検出部及び第２の検出部の感圧素子間の検出レベルの差分に基づいて第２の方向の指示位置を算出する、上記（３）に記載の情報入力装置。
（５）前記第１の検出部は、前記操作子の前記第１の対向面に対向して配置された第１の基板上に、前記第１の方向に沿って配列された複数の感圧素子からなり、前記第２の検出部は、前記操作子の前記第２の対向面に対向して配置された第２の基板上に、前記第２の方向に沿って配列された複数の感圧素子からなる、上記（４）に記載の情報入力装置。
（６）前記第１の検出部の各感圧素子は、前記第１の基板上に配設された加圧導電ゴム又は加圧導電カーボン印刷からなり、前記第１の対向面の対応する部位に形成された導体パターンと接触し、加えられた圧力に応じて両端間の抵抗値を変化させ、前記第２の検出部の各感圧素子は、前記第２の基板上に配設された加圧導電ゴム又は加圧導電カーボン印刷からなり、前記第２の対向面の対応する部位に形成された導体パターンと接触し、加えられた圧力に応じて両端間の抵抗値を変化させ、前記位置測定部は、各感圧素子の抵抗値に基づいて押下圧を算出する、上記（５）に記載の情報入力装置。
（７）前記操作子は、前記第１の対向面の前記第１の基板上の各感圧素子に対応する部位に前記導体パターンを上面に形成した突起をそれぞれ備えるとともに、前記第２の対向面の前記第２の基板上の各感圧素子に対応する部位に前記導体パターンを上面に形成した突起をそれぞれ備える、上記（６）に記載の情報入力装置。
（８）前記操作子は、前記第１の対向面及び前記第２の対向面に形成した各導体パターン間を分断するスリットを有する、上記（６）に記載の情報入力装置。
（９）第１の方向でユーザーがスライド操作する操作子と、前記操作子の裏面に配設され、第１の方向でユーザーが前記操作子上をスライド操作した位置及び圧力を検出する第１の検出部と、前記操作子の裏面で前記第１の方向と平行となるように前記第１の検出部に隣接して配設され、前記第１の方向でユーザーが前記操作子上をスライド操作した位置及び圧力を検出する第２の検出部と、前記第１の検出部又は前記第２の検出部のうち少なくとも一方で検出したスライド位置に基づいて前記第１の方向の指示位置を測定するとともに、前記第１の検出部と前記第２の検出部がそれぞれ検出した圧力の差分に基づいて前記第１の方向とは直交する第２の方向の指示位置を測定する位置測定部を備える入力部と、表示部と、前記情報入力部で取得した前記第１の方向の指示位置及び前記第２の方向の指示位置に基づいて、前記表示部における画面表示を制御する制御部と、を具備する情報処理装置。
（１０）前記表示部がユーザーの左右の眼に向かって映像を表示するように前記情報処理装置本体をユーザーの頭部に装着するための装着部をさらに備える、上記（９）に記載の情報処理装置。
（１１）前記制御部は、ユーザーの手指が前記入力部を触れたことに応じて、前記入力部上で触れた水平位置を示すカーソルを前記表示部の表示映像に表示させる、上記（１０）に記載の情報処理装置。
（１２）第１の方向でユーザーがスライド操作する操作子と、前記操作子の裏面に配設され、第１の方向でユーザーが前記操作子上をスライド操作した位置及び圧力を検出する第１の検出部と、前記操作子の裏面で前記第１の方向と平行となるように前記第１の検出部に隣接して配設され、前記第１の方向でユーザーが前記操作子上をスライド操作した位置及び圧力を検出する第２の検出部と、前記第１の検出部又は前記第２の検出部のうち少なくとも一方で検出したスライド位置に基づいて前記第１の方向の指示位置を測定するとともに、前記第１の検出部と前記第２の検出部がそれぞれ検出した圧力の差分に基づいて前記第１の方向とは直交する第２の方向の指示位置を測定する位置測定部と、前記位置測定部において測定された前記第１の方向の指示位置及び前記第２の方向の指示位置に基づくリモコン信号を送信する送信部を備えるリモコンと、表示部と、前記リモコンからのリモコン信号を受信する受信部と、前記受信部で受信したリモコン信号に基づいて、前記表示部における画面表示を制御する表示装置と、を具備するリモコン・システム。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本明細書で開示する技術について詳細に説明してきた。しかしながら、本明細書で開示する技術の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【０１０９】
本明細書で開示する情報入力装置１００は、パーソナル・コンピューターや多機能携帯端末を始め、本体サイズが小さいさまざまな情報機器に省スペースで搭載して、２次元の座標入力を実現することができる。勿論、本体サイズが小さくないその他の情報機器にも、同様に情報入力装置１００を利用することができる。
【０１１０】
要するに、例示という形態により本明細書で開示する技術について説明してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本明細書で開示する技術の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【符号の説明】
【０１１１】
１００…情報入力装置
１１０…操作子、１１１…操作面、１１２…案内部
１１３…第１の対向面、１１４…第２の対向面
１１５、１１６…スペーサー
１１７−１、１１７−２、…、１１７−Ｎ…導体パターン
１１８−１、１１８−２、…、１１８−Ｎ…導体パターン
１２０…第１のインライン・センサー
１２１…基板、１２２−１、１２２−２、…、１２２−Ｎ…センサー素子
１３０…第２のインライン・センサー
１３１…基板、１３２−１、１３２−２、…、１３２−Ｎ…センサー素子
【図２２】
2014013501.tif 000011
【図２９】
2014013501.tif 000012
【図１】
2014013501.tif 000013
【図２】
2014013501.tif 000014
【図３】
2014013501.tif 000015
【図４】
2014013501.tif 000016
【図５】
2014013501.tif 000017
【図６Ａ】
2014013501.tif 000018
【図６Ｂ】
2014013501.tif 000019
【図７】
2014013501.tif 000020
【図８】
2014013501.tif 000021
【図９】
2014013501.tif 000022
【図１０】
2014013501.tif 000023
【図１１】
2014013501.tif 000024
【図１２】
2014013501.tif 000025
【図１３】
2014013501.tif 000026
【図１４】
2014013501.tif 000027
【図１５】
2014013501.tif 000028
【図１６】
2014013501.tif 000029
【図１７】
2014013501.tif 000030
【図１８】
2014013501.tif 000031
【図１９】
2014013501.tif 000032
【図２０】
2014013501.tif 000033
【図２１】
2014013501.tif 000034
【図２３】
2014013501.tif 000035
【図２４】
2014013501.tif 000036
【図２５】
2014013501.tif 000037
【図２６】
2014013501.tif 000038
【図２７】
2014013501.tif 000039
【図２８】
2014013501.tif 000040