(57)【要約】【課題】操作者の爪が接触して操作面を傷つけることを抑制することができる操作検出装置及び操作検出システムを提供する。【解決手段】操作検出装置としてのタッチパッド１は、操作指９の爪９０に装着された後述するつけ爪６、又は操作指９の爪９０に配置された導電部材５、及び操作指９の腹部９５を検出する静電容量方式のタッチ検出部２と、タッチ検出部２が検出した静電容量の分布のパターンである検出パターン３が腹部９５と導電部材５が検出されたことによるパターンであると判定した場合、装着されたつけ爪６、又は操作指９の爪９０がタッチ検出部２の操作面２０に接触しないようになされた操作を検出するようにタッチ検出部２の感度を上げる制御部４と、を備えて概略構成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作指の爪に装着されたつけ爪、又は前記操作指の爪に配置された導電部材、及び前記操作指の腹部を検出する静電容量方式のタッチ検出部と、
前記タッチ検出部が検出した静電容量の分布のパターンである検出パターンが前記腹部と前記導電部材が検出されたことによるパターンであると判定した場合、前記装着されたつけ爪、又は前記操作指の爪が前記タッチ検出部の操作面に接触しないようになされた操作を検出するように前記タッチ検出部の感度を上げる制御部と、
を備えた操作検出装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記腹部と前記導電部材とが検出された際のパターンに関するパターン情報を有し、前記検出パターンと前記パターン情報とに基づいて前記検出パターンが前記腹部と前記導電部材が検出されたことによるパターンであると判定する、
請求項１に記載の操作検出装置。
【請求項３】
操作指の爪に装着されたつけ爪、又は前記操作指の爪に配置された導電部材と、
前記導電部材及び前記操作指の腹部を検出する静電容量方式のタッチ検出部と、
前記タッチ検出部が検出した静電容量の分布のパターンである検出パターンが前記腹部と前記導電部材が検出されたことによるパターンであると判定した場合、前記装着されたつけ爪、又は前記操作指の爪が前記タッチ検出部の操作面に接触しないようになされた操作を検出するように前記タッチ検出部の感度を上げる制御部と、
を備えた操作検出システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記腹部と前記導電部材とが検出された際のパターンに関するパターン情報を有し、前記検出パターンと前記パターン情報とに基づいて前記検出パターンが前記腹部と前記導電部材が検出されたことによるパターンであると判定する、
請求項３に記載の操作検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作検出装置及び操作検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、爪表面に塗布された塗膜が、静電容量方式のタッチパネルが動作する程度の導電性を爪先に付与可能となる量の導電性材料を有するマニキュア液であって、導電性材料が、淡色を呈する導電性材料であり、さらに、ベースコート用もしくはトップコート用であるマニキュア液が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
操作者は、このマニキュア液を塗布することで爪先による静電容量方式のタッチパネル操作が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−４０３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
操作者は、このマニキュア液を塗ることで爪が長くてもタッチパネル操作が可能となるが、爪で操作面を傷つける可能性がある。
【０００６】
従って本発明の目的は、操作者の爪が接触して操作面を傷つけることを抑制することができる操作検出装置及び操作検出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】
【０００７】
本発明の一態様は、操作指の爪に装着されたつけ爪、又は操作指の爪に配置された導電部材、及び操作指の腹部を検出する静電容量方式のタッチ検出部と、タッチ検出部が検出した静電容量の分布のパターンである検出パターンが腹部と導電部材が検出されたことによるパターンであると判定した場合、装着されたつけ爪、又は操作指の爪がタッチ検出部の操作面に接触しないようになされた操作を検出するようにタッチ検出部の感度を上げる制御部と、を備えた操作検出装置を提供する。
【０００８】
本発明の他の一態様は、操作指の爪に装着されたつけ爪、又は操作指の爪に配置された導電部材と、導電部材及び操作指の腹部を検出する静電容量方式のタッチ検出部と、タッチ検出部が検出した静電容量の分布のパターンである検出パターンが腹部と導電部材が検出されたことによるパターンであると判定した場合、装着されたつけ爪、又は操作指の爪がタッチ検出部の操作面に接触しないようになされた操作を検出するようにタッチ検出部の感度を上げる制御部と、を備えた操作検出システムを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、操作者の爪が接触して操作面を傷つけることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１（ａ）は、第１の実施の形態に係るタッチパッドの一例を示す概略図であり、図１（ｂ）は、タッチパッドのブロック図の一例である。
【図２】図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る導電部材の第１のパターンの一例を示す概略図であり、図２（ｂ）は、タッチ検出部によって検出された第１のパターンの検出パターンの一例を示す概略図であり、図２（ｃ）は、導電部材の第２のパターンの一例を示す概略図であり、図２（ｄ）は、タッチ検出部によって検出された第２のパターンの検出パターンの一例を示す概略図である。
【図３】図３（ａ）は、第１の実施の形態に係るタッチ検出部が検出する腹検出領域と爪検出領域の一例を説明するための概略図であり、図３（ｂ）は、変形例に係る導電部材のパターンの一例を示す概略図である。
【図４】図４は、第１の実施の形態に係るタッチパッドの動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５（ａ）は、第２の実施の形態に係る操作検出システムの一例を示す概略図であり、図５（ｂ）は、操作検出システムのブロック図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る操作検出装置は、操作指の爪に装着されたつけ爪、又は操作指の爪に配置された導電部材、及び操作指の腹部を検出する静電容量方式のタッチ検出部と、タッチ検出部が検出した静電容量の分布のパターンである検出パターンが腹部と導電部材が検出されたことによるパターンであると判定した場合、装着されたつけ爪、又は操作指の爪がタッチ検出部の操作面に接触しないようになされた操作を検出するようにタッチ検出部の感度を上げる制御部と、を備えて概略構成されている。
【００１２】
この操作検出装置は、つけ爪又は操作指の爪が操作面に接触しないようになされた操作を検出するようにタッチ検出部の感度を上げるので、この構成を採用しない場合と比べて、操作者の爪が接触して操作面を傷つけることを抑制することができる。
【００１３】
[第１の実施の形態]
（タッチパッド１の概要）
以下では、第１の実施の形態に係る操作検出装置について図１（ａ）〜図４の図面を参照しながら説明する。図２（ｂ）及び図２（ｄ）では、一例として、静電容量の分布を模式的に示し、静電容量が大きい領域を間隔の狭い斜線として図示している。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図１（ｂ）及び図５（ｂ）では、主な情報などの流れを矢印で示している。
【００１４】
操作検出装置としてのタッチパッド１は、例えば、車両に搭載されている。またタッチパッド１は、一例として、運転席と助手席の間のフロアコンソールに操作面２０を露出させて配置されるがこれに限定されない。このタッチパッド１は、例えば、電子機器に電磁気的に接続され、検出した操作に基づいて当該電子機器を操作するように構成されている。なおタッチパッド１は、例えば、ステアリングなどに配置されても良いし、表示装置の表示画面上に配置されてタッチパネルとして構成されても良い。
【００１５】
タッチパッド１は、例えば、図１（ａ）〜図２（ｄ）に示すように、操作指９の爪９０に装着された後述するつけ爪６、又は操作指９の爪９０に配置された導電部材５、及び操作指９の腹部９５を検出する静電容量方式のタッチ検出部２と、タッチ検出部２が検出した静電容量の分布のパターンである検出パターン３が腹部９５と導電部材５が検出されたことによるパターンであると判定した場合、装着されたつけ爪６、又は操作指９の爪９０がタッチ検出部２の操作面２０に接触しないようになされた操作を検出するようにタッチ検出部２の感度を上げる制御部４と、を備えて概略構成されている。
【００１６】
この制御部４は、腹部９５と導電部材５とが検出された際の静電容量の分布のパターンに関するパターン情報４１を有し、検出パターン３とパターン情報４１とに基づいて検出パターン３が腹部９５と導電部材５が検出されたことによるパターンであると判定するように構成されている。
【００１７】
本実施の形態では、操作者の爪９０に導電部材５を配置した場合について説明する。なおつけ爪６が操作指９に装着される場合、つけ爪６の導電部材５が操作指９の爪上皮９４などに接触して人体と導電部材５とが電気的に接続されるようにされる。
【００１８】
（タッチ検出部２の構成）
タッチ検出部２は、例えば、操作面２０の下方に絶縁を保ちながら交差する複数の駆動電極と複数の検出電極を有している。タッチ検出部２は、この複数の駆動電極と複数の検出電極の全ての組み合わせを走査して組み合わせごとの静電容量を読み出し、１周期分の静電容量を静電容量情報Ｓ１として制御部４に出力する。
【００１９】
（制御部４の構成）
制御部４は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部４が動作するためのプログラムと、静電しきい値４０と、パターン情報４１と、が格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果や変更された静電しきい値４０などを格納する記憶領域として用いられる。また制御部４は、その内部にクロック信号を生成する手段を有し、このクロック信号に基づいて動作を行う。
【００２０】
静電しきい値４０は、操作面２０に接近及び接触する操作指９を検出するための基準のしきい値である。制御部４は、タッチ検出部２から取得した静電容量情報Ｓ１に基づく静電容量と静電しきい値４０とを比較し、静電容量が静電しきい値４０以上である場合、操作指９を検出したとして検出点を算出する。
【００２１】
具体的には、制御部４は、例えば、静電しきい値４０以上である静電容量に基づいて加重平均などの方法によって検出点の座標を算出する。この検出点の座標は、操作面２０に設定された直交座標系における座標である。制御部４は、例えば、算出した検出点の情報である操作情報Ｓ２を生成して接続された電子機器に出力する。
【００２２】
制御部４は、導電部材５が検出されない場合、腹検出領域３０に基づいて検出点を算出する。また制御部４は、例えば、導電部材５が検出された場合、腹検出領域３０から算出しても良いし、腹検出領域３０及び爪検出領域３１から算出しても良いし、爪先９２に対応する位置を検出点として算出しても良い。
【００２３】
パターン情報４１は、静電容量の分布のパターンである検出パターン３に関する情報である。パターン情報４１は、例えば、操作指９の腹部９５を検出した領域である腹検出領域３０と、導電部材５を検出した領域である爪検出領域３１と、を組み合わせた形状の情報を含んでいる。パターン情報４１は、導電部材５のパターンが複数ある場合、そのパターンに応じた情報を有する。
【００２４】
また制御部４は、パターン情報４１に基づいて検出された検出パターン３が、導電部材５が設けられた操作指９であると判定した場合、長爪であるとして操作指９が浮いた状態（フローティング状態）で検出できるように静電しきい値４０の基準値から低い値に変更して感度を向上させる。操作指９を浮いた状態で検出するための静電しきい値４０は、例えば、実験やシミュレーションによって定められる。なお操作面２０から操作指９までの距離、つまりフローティング状態で検出される距離は、一例として、数ｃｍである。
【００２５】
タッチパッド１は、例えば、フローティング状態においてタップ操作、ダブルタップ操作、ドラッグ操作、フリック操作、ピンチアウト及びピンチイン操作などを検出する。
【００２６】
（導電部材５について）
導電部材５は、例えば、操作指９と導通するようにされた導電シート、導電樹脂又は導電塗料である。導電シートは、例えば、導電布に導電粘着剤を貼り付けたもの、樹脂フィルムに透明電極を形成したもの、銅箔などに導電フィラーが混合された粘着剤を貼り付けたもの、金属で形成されたメッシュなどである。導電樹脂は、例えば、導電性を有する高分子化合物からなる樹脂、金属やカーボンブラックなどの導電体を混合させた樹脂などである。導電塗料は、例えば、金属などの導電体を塗料に混ぜたものである。
【００２７】
導電部材５は、例えば、図１（ａ）に示すように、爪先９２から爪半月９３に亘って形成され、爪上皮９４などの皮膚に接触して操作指９と電気的に接続されることが好ましい。これは、例えば、導電部材５が人体と導通しないと静電容量が検出されないことと、導電部材５の検出を確実にするためである。なお導電部材５は、つけ爪６の場合も同様である。
【００２８】
図２（ａ）は、導電部材５の第１のパターン５ａを示している。この第１のパターン５ａは、一例として、爪９０の縁に沿って略リング形状に形成されている。従って第１のパターン５ａは、例えば、図２（ｂ）及び図３（ａ）に示すように、腹部９５を操作面２０に投影したような略楕円形状となる腹検出領域３０と、導電部材５を操作面２０に投影したような略リング形状となる爪検出領域３１と、を組み合わせたような静電容量の分布のパターンとしてタッチ検出部２に検出される。
【００２９】
図２（ｃ）は、導電部材５の第２のパターン５ｂを示している。この第２のパターン５ｂは、一例として、爪９０の爪先９２から爪半月９３に向かって直線的な帯形状に形成されている。従って第２のパターン５ｂは、例えば、図２（ｄ）及び図３（ａ）に示すように、腹部９５を操作面２０に投影したような略楕円形状となる腹検出領域３０と、導電部材５を操作面２０に投影したような略帯形状となる爪検出領域３１と、を組み合わせたような静電容量の分布のパターンとしてタッチ検出部２に検出される。なお第１のパターン５ａ及び第２のパターン５ｂは、つけ爪６が装着された場合、同様に検出される。
【００３０】
なお導電部材５のパターンは、これらに限定されず、人体との電気的な接触が得られるならば爪甲９１やつけ爪６の全体に配置されるなど様々なパターンを取ることができ、さらに模様のようなパターンであっても良い。
【００３１】
ここで変形例として図３（ｂ）に示すように、導電部材５は、爪９０の表面９０ａから裏面９０ｂに亘って形成されても良い。この導電部材５は、裏面９０ｂ側の方が操作面２０との間に爪９０が介在せず、また操作面２０に近いのでタッチ検出部２に検出され易い。なお導電部材５は、つけ爪６の表面から裏面に亘って形成されても良い。なお導電部材５は、つけ爪６の場合の同様に裏面に形成されても良い。
【００３２】
なお制御部４は、例えば、操作指９が横向きであったり、立て向きであったりする場合などの腹部９５と導電部材５とが検出された際のパターンを含むパターン情報４１とすることにより、操作指９の様々な向きに対応してフローティング状態で操作できるように感度を上げることができる。
【００３３】
以下に本実施の形態のタッチパッド１の感度を調整する動作の一例を図４のフローチャートに従って説明する。
【００３４】
（動作）
タッチパッド１の制御部４は、電源が投入されると、タッチ検出部２を制御して静電容量情報Ｓ１を生成させて静電容量を取得する（Ｓｔｅｐ１）。
【００３５】
次に制御部４は、取得した静電容量と静電しきい値４０とを比較し、操作指９が検出されたか否かを確認する。制御部４は、操作指９が検出された場合（Ｓｔｅｐ２：Ｙｅｓ）、さらに検出された検出パターン３とパターン情報４１とに基づいて長爪であるか、つまり導電部材５を検出しているか否かを確認する。
【００３６】
制御部４は、長爪であった場合（Ｓｔｅｐ３：Ｙｅｓ）、浮いた状態で操作指９を検出させるため、静電しきい値４０を下げて感度を上げる（Ｓｔｅｐ４）。そして制御部４は、検出点を算出して操作情報Ｓ２を出力し（Ｓｔｅｐ５）、感度を調整する動作を終了する。制御部４は、感度が高い状態で以降の周期の操作の検出を行う。なお制御部４は、例えば、感度を上げた後、操作が終了するまで感度を上げた状態を維持し、操作が終了した後、基準の感度に戻す。
【００３７】
ここでステップ２において制御部４は、操作指９が検出されない場合（Ｓｔｅｐ２：Ｎｏ）、ステップ１に進んで次の周期の静電容量を取得する。
【００３８】
またステップ３において制御部４は、検出された操作指９が長爪ではない場合（Ｓｔｅｐ３：Ｎｏ）、静電しきい値４０を変更せず感度を維持し（Ｓｔｅｐ６）、ステップ５に処理を進める。
【００３９】
（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態に係るタッチパッド１は、操作者の爪９０が接触して操作面２０を傷つけることを抑制することができる。具体的には、タッチパッド１は、操作指９の爪９０が操作面２０に接触しないようになされた操作を検出するようにタッチ検出部２の感度を上げるので、この構成を採用しない場合と比べて、操作者の爪９０が接触して操作面２０を傷つけることを抑制することができる。なおこの効果は、つけ爪６の場合も同様である。
【００４０】
タッチパッド１は、爪９０が長くても操作面２０から浮いた状態で操作ができるので、この構成を採用しない場合と比べて、爪９０が操作面２０に接触しないように操作指９を寝かせて操作するようなことがなく、操作性が向上する。なおこの効果は、つけ爪６の場合も同様である。
【００４１】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、導電部材５を含めた操作検出システム８とする点で第１の実施の形態と異なっている。
【００４２】
以下では、第２の実施の形態に係る操作検出システムについて図５（ａ）及び図５（ｂ）の図面を参照しながら説明する。この図５（ａ）及び図５（ｂ）では、一例として、つけ爪６を備える操作検出システム８について図示している。なお以下に記載する実施の形態において、第１の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分は、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。
【００４３】
この操作検出システム８は、例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、操作指９の爪９０に装着されたつけ爪６、又は操作指９の爪９０に配置された導電部材５と、導電部材５及び操作指９の腹部９５を検出する静電容量方式のタッチ検出部２と、タッチ検出部２が検出した静電容量の分布のパターンである検出パターン３が腹部９５と導電部材５が検出されたことによるパターンであると判定した場合、装着されたつけ爪６、又は操作指９の爪９０がタッチ検出部２の操作面２０に接触しないようになされた操作を検出するようにタッチ検出部２の感度を上げる制御部４と、を備えて概略構成されている。
【００４４】
この操作検出システム８は、例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、第１の実施の形態のタッチパッド１と導電部材５とを備えたシステムである。
【００４５】
つけ爪６は、爪９０に取り付けられるものである。このつけ爪６には、導電部材５が配置され、爪９０に装着されると、爪上皮９４と導電部材５とが接触して導電部材５と人体とが電気的に接続される。このつけ爪６は、例えば、操作する際に装着し易いように構成されている。
【００４６】
操作検出システム８は、つけ爪６又は操作指９の爪９０が操作面２０に接触しないようになされた操作を検出するようにタッチ検出部２の感度を上げるので、この構成を採用しない場合と比べて、操作者の爪９０が接触して操作面２０を傷つけることを抑制することができる。
【００４７】
なお他の実施の形態として導電部材５は、複数の操作指、又はつけ爪に配置されても良い。この場合、例えば、操作指ごとに導電部材５のパターンを変えて、ジェスチャなどを検出することができる。
【００４８】
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４９】
１…タッチパッド、２…タッチ検出部、３…検出パターン、４…制御部、５…導電部材、５ａ…第１のパターン、５ｂ…第２のパターン、６…つけ爪、８…操作検出システム、９…操作指、２０…操作面、３０…腹検出領域、３１…爪検出領域、４０…静電しきい値、４１…パターン情報、９０…爪、９１…爪甲、９０ａ…表面、９０ｂ…裏面、９２…爪先、９３…爪半月、９４…爪上皮、９５…腹部
【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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