(57)【要約】【課題】  静電容量式タッチパネルにおける入力操作を補助し得る新たな入力操作装置及び入力操作システムを提供する。【解決手段】  入力操作装置システム１は、複数の電極板と、その複数の電極板間に設けられて電極板同士の接続及び非接続を切り替えるスイッチと、を有する電極ユニットがマトリクス状に複数配置されて構成され、タッチパネル１０４が接触ないし隣接して配置されるように構成される電極パネル１２と、電極パネル１２と接続され、電極パネル１２が備える電極ユニットにおけるスイッチの駆動を制御する制御コントローラ５０と、を備える。スイッチの駆動制御によって電極板の結合容量が変化し、その変化に起因してタッチパネル１０４上における対応する箇所の静電容量が変化し、タッチ操作と同様の作用が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電容量式のタッチパネルにおける入力操作を行う入力操作装置であって、
複数の電極板と、その複数の電極板間に設けられて電極板同士の接続及び非接続を切り替えるスイッチと、を有する電極ユニットがマトリクス状に複数配置されて構成され、前記タッチパネルが接触ないし隣接して配置されるように構成される電極パネルと、
前記電極パネルと接続され、前記電極パネルが備える前記電極ユニットにおけるスイッチの駆動を制御する制御コントローラと、
を備えることを特徴とする入力操作装置。
【請求項２】
前記タッチパネルの表示画面を撮像する撮像ユニットと、
前記撮像ユニットにより撮像された画像について画像認識を行い、認識した画像に基づき前記タッチパネルの表示画面上における操作箇所を検出するとともに、その操作箇所と対向する位置に存在する前記電極ユニットを特定するマイコンと、を備え、
前記マイコンは、特定した前記電極ユニットを表す情報を前記制御コントローラに出力し、
前記制御コントローラは、前記マイコンから出力された情報が示す電極ユニットにおけるスイッチの駆動を制御する
ように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の入力操作装置。
【請求項３】
前記タッチパネルの表示画面には、アイコンが１個ないし複数個表示されるようになっており、
前記マイコンは、
前記タッチパネルの表示画面に表示され得るアイコンの情報を予め記憶するメモリを備え、
前記タッチパネルの表示画面に表示されたアイコンであって前記画像認識によって認識したアイコンの種別を、前記メモリに予め記憶されたアイコンの情報に基づき特定する
ことを特徴とする請求項２に記載の入力操作装置。
【請求項４】
静電容量式タッチパネルにおける入力操作を行う入力操作システムであって、
複数の電極板と、その複数の電極板間に設けられて電極板同士の接続及び非接続を切り替えるスイッチと、を有する電極ユニットがマトリクス状に複数配置されて構成され、前記タッチパネルが接触ないし隣接して配置されるように構成される電極パネルと、
前記電極パネルと接続され、前記電極パネルが備える前記電極ユニットにおけるスイッチの駆動を制御する制御コントローラと、
前記タッチパネルの表示画面を撮像する撮像ユニットと、
前記撮像ユニットにより撮像された画像について画像認識を行い、認識した画像に基づき前記タッチパネルの表示画面上における操作箇所を検出するとともに、その操作箇所と対向する位置に存在する前記電極ユニットを特定するマイコンと、
前記撮像ユニットにより撮像された画像を表示する出力装置と、を備え、
前記マイコンは、特定した前記電極ユニットを表す情報を前記制御コントローラに出力し、
前記制御コントローラは、前記マイコンから出力された情報が示す電極ユニットにおけるスイッチの駆動を制御する
ように構成されていることを特徴とする入力操作システム。
【請求項５】
前記タッチパネルの表示画面には、アイコンが１個ないし複数個表示されるようになっており、
前記マイコンは、
前記タッチパネルの表示画面に表示され得るアイコンの情報を予め記憶するメモリを備え、
前記タッチパネルの表示画面に表示されたアイコンであって前記画像認識によって認識したアイコンの種別を、前記メモリに予め記憶されたアイコンの情報に基づき特定する
ことを特徴とする請求項４に記載の入力操作システム。
【請求項６】
使用者が情報を入力するために入力装置を備え、
前記マイコンは、
前記入力装置を介して使用者により入力される情報であって、前記静電容量式タッチパネルにおける所望の入力操作を表す情報に基づき、前記電極パネルが備える電極ユニットのうち駆動すべき電極ユニットを特定して、その特定した電極ユニットを表す情報を前記制御コントローラに出力する
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の入力操作システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量式タッチパネルを備えた機器に用いられ、そのタッチパネルの入力操作を行う入力操作装置及び入力操作システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タッチパネルが種々の機器において利用されている。ここで、タッチパネルとは、ユーザによるタッチ操作を検出するデバイスと表示装置とが一体に構成されたものを指すものとする。
【０００３】
例えば、タッチパネルは、携帯電話、電子書籍端末、ゲーム端末、デジタルカメラ、カーナビゲーションシステム、複合機、切符等の券売機、ＡＴＭ（現金自動預け払い機）など、広範囲で利用されている。
【０００４】
タッチパネルには種々のメリットがある。例えば、物理的なボタンが不要である、表示画面上の操作対象と入力対象とが一致することから直感的な操作が可能となる、入力装置と表示装置とが一体化されるため機器の小型化やデザインの自由度の点において有利となる、キーボードやスイッチの場合のように隙間にゴミ等が入り込むことがないためメンテナンスの点で有利である、といったようなメリットがある。
【０００５】
特に、静電容量式タッチパネルでは、２点以上のタッチを同時に検出して例えば画像の拡大や縮小といった操作も可能となり得る。
なお、静電容量式タッチパネルについては例えば特開２００９−２５８９３５に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２５８９３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したようなタッチパネルにおいては、デメリットも存在する。例えば、キーボードやマウスのような操作感（クリック感）が得られないため、キーボードやマウスの操作に慣れた人にとってはタッチ操作に違和感が感じられるかもしれない。また、キーボードやマウスのような操作感（クリック感）が得られないことにも起因し、文字入力等には不向きである。例えば、キーボードを使用した場合のような入力速度で文字入力を行うことは、タッチパネルでは一般的には難しい。
【０００８】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、静電容量式タッチパネルにおける入力操作を補助し得る新たな入力操作装置及び入力操作システム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】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本願発明は、静電容量式のタッチパネルにおける入力操作を行う入力操作装置であって、電極パネルと、制御コントローラとを備える。
電極パネルは、複数の電極板と、その複数の電極板間に設けられて電極板同士の接続及び非接続を切り替えるスイッチと、を有する電極ユニットがマトリクス状に複数配置されて構成される。電極パネルには、タッチパネルが接触ないし隣接して配置される。
【００１０】
制御コントローラは、電極パネルと接続され、電極パネルが備える電極ユニットにおけるスイッチの駆動を制御する。
このような本願発明の入力操作装置によれば、制御コントローラによって所望の位置の電極ユニットのスイッチをオンすることで、そのスイッチに対応する複数の電極板同士が電気的に接続され、電極板の結合容量が変化する。このとき、電極パネルと接触又は隣接するタッチパネルにおいて、電極パネルの電極ユニットのうち結合容量が変化した電極ユニットと対向する箇所において静電容量が変化することとなる。そうすると、タッチパネルにおいて、或いはタッチパネルを備えた機器において、そのタッチパネル上の静電容量が変化した位置が検出されることとなる。この検出の原理は、例えば指でタッチパネルをタッチしたときにタッチパネル上で生じる静電容量の変化によって、そのタッチされた箇所が検出される検出原理と何ら変わるものではない。
【００１１】
つまり、本願発明の入力操作装置によれば、電極パネルの電極ユニットの駆動（より具体的には、電極ユニットのスイッチの駆動）を制御することで、指でタッチパネルを操作する場合と同様の入力操作を実現することができる。
【００１２】
また、本願発明の入力操作装置は、タッチパネルの表示画面を撮像する撮像ユニットと、撮像ユニットにより撮像された画像について画像認識を行い、認識した画像に基づきタッチパネルの表示画面上における操作箇所を検出するとともに、その操作箇所と対向する位置に存在する電極ユニットを特定するマイコンと、を備えても良く、マイコンは、特定した電極ユニットを表す情報を制御コントローラに出力し、制御コントローラは、マイコンから出力された情報が示す電極ユニットにおけるスイッチの駆動を制御するように構成されても良い。
【００１３】
このような構成によれば、タッチパネルを備えた機器毎にそのタッチパネルにおける表示態様が異なっていたとしても、画像認識によってタッチパネル上の表示態様を認識できるため、その表示態様に応じた操作（具体的には、電極パネルにおける電極ユニットの制御）を実現し得るようになる。従って、汎用性を向上させることができる。
【００１４】
また、本願発明において、タッチパネルの表示画面には、アイコンが１個ないし複数個表示されるようになっており、マイコンは、タッチパネルの表示画面に表示され得るアイコンの情報を予め記憶するメモリを備え、タッチパネルの表示画面に表示されたアイコンであって画像認識によって認識したアイコンの種別を、メモリに予め記憶されたアイコンの情報に基づき特定しても良い。
【００１５】
このような構成によれば、タッチパネルの表示画面に表示されたアイコンの種別をより確実かつ簡易に認識することができ、タッチパネルを備えた機器において所望のアイコンが操作されるようにする精度をより高めることができる。
【００１６】
また、本願発明は、静電容量式タッチパネルにおける入力操作を行う入力操作システムであっても良く、該入力操作システムは、複数の電極板と、その複数の電極板間に設けられて電極板同士の接続及び非接続を切り替えるスイッチと、を有する電極ユニットがマトリクス状に複数配置されて構成され、タッチパネルが接触ないし隣接して配置されるように構成される電極パネルと、電極パネルと接続され、電極パネルが備える電極ユニットにおけるスイッチの駆動を制御する制御コントローラと、タッチパネルの表示画面を撮像する撮像ユニットと、撮像ユニットにより撮像された画像について画像認識を行い、認識した画像に基づきタッチパネルの表示画面上における操作箇所を検出するとともに、その操作箇所と対向する位置に存在する電極ユニットを特定するマイコンと、撮像ユニットにより撮像された画像を表示する出力装置と、を備え、マイコンは、特定した電極ユニットを表す情報を制御コントローラに出力し、制御コントローラは、マイコンから出力された情報が示す電極ユニットにおけるスイッチの駆動を制御するように構成されても良い。
【００１７】
また、本願発明の入力操作システムでは、タッチパネルの表示画面には、アイコンが１個ないし複数個表示されるようになっており、マイコンは、タッチパネルの表示画面に表示され得るアイコンの情報を予め記憶するメモリを備え、タッチパネルの表示画面に表示されたアイコンであって画像認識によって認識したアイコンの種別を、メモリに予め記憶されたアイコンの情報に基づき特定しても良い。
【００１８】
また、本願発明の入力操作システムでは、使用者が情報を入力するための入力装置を備え、マイコンは、入力装置を介して使用者により入力される情報であって、静電容量式タッチパネルにおける所望の入力操作を表す情報に基づき、電極パネルが備える電極ユニットのうち駆動すべき電極ユニットを特定して、その特定した電極ユニットを表す情報を制御コントローラに出力しても良い。
【００１９】
このような入力操作システムによれば、前述した入力操作装置と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の入力操作システム１の構成図である。
【図２】携帯端末１００の一例を示す図である。
【図３】投影型静電容量式タッチパネルの電極パターンの説明図である。
【図４】投影型静電容量式タッチパネルの電極パターン及び積層構造の説明図である。
【図５】投影型静電容量式タッチパネルの検出原理の説明図である。
【図６】本実施形態の入力操作システム１の電極パネル１２の構成図である。
【図７】本実施形態の入力操作システム１による操作原理の説明図である。
【図８】本実施形態の入力操作システム１において実行される処理を表すフローチャートである。
【図９】本実施形態の入力システム１によるタッチパネル操作を説明する図面である。
【図１０】本実施形態の入力システム１によるタッチパネル操作を説明する拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本実施形態の入力操作システム１の構成図である。
本実施形態の入力操作システム１は、携帯端末１００（詳細は図２参照）が備えるタッチパネル１０４の操作（入力）を行う装置である。
【００２２】
まず、操作対象の携帯端末１００について説明する。
図２は、携帯端末１００の一例を示す図である。
携帯端末１００は、端末本体１０２に、タッチパネル式の表示装置（以下、単にタッチパネルと記載する）１０４を備える。
【００２３】
タッチパネル１０４には、例えば、アプリケーションを示すアイコンからなるアイコン群１１０，１２０が表示される。例えばアイコン群１１０のアイコン１１１がユーザによりタッチされると、携帯端末１００において、そのアイコン１１１が表すアプリケーションが起動する。
【００２４】
より具体的には、ユーザによりタッチパネル１０４上にてタッチ操作がなされた際に、タッチパネル１０４においてユーザによりタッチされた箇所が検出され、検出箇所に表示されているアイコン１１１が認識されて、そのアイコン１１１に対応するアプリケーションが起動するようになっている。
【００２５】
なお、アイコン群１１０は、例えば基本的なアプリケーション或いは標準的なアプリケーションに係るアイコンを含んでも良い。基本的なアプリケーション或いは標準的なアプリケーションとしては、例えば、ウエブブラウザ、メールソフト、などが挙げられる。そして、このような基本的なアプリケーション或いは標準的なアプリケーションに係るアイコンのタッチパネル１０４上における配置位置（表示位置）は、複数の携帯端末１００のそれぞれにおいて共通のものとして定められても良い。
【００２６】
アイコン群１２０は、ユーザによるアプリケーションの追加（アプリケーションのダウンロードによる追加）等によって、アイコンの数や種類、或いは配置位置（表示位置）等が変わり得る（換言すると、携帯端末１００毎にアイコンの数や種類或いは表示位置が千差万別である）、というようなアイコンを含んでも良い。
【００２７】
タッチパネル１０４は、ユーザによりタッチ操作された際にそのタッチされた箇所の電気的な特性の変化が検出される方式のタッチパネルである。具体的には、静電容量式のタッチパネルであり、さらに具体的には、投影型静電容量式のタッチパネルである。
【００２８】
図３〜図５は、投影型静電容量式のタッチパネルを説明する図である。
投影型静電容量式のタッチパネルは、図３に示すように、Ｘ軸方向（図３上では図面上下方向として示す。また、本実施形態では例えばタッチパネル１０４の短辺方向。）に所定のピッチで延在して配設される複数の電極１Ｘと、この電極１Ｘと交差する方向であるＹ軸方向（図３上では図面左右方向として示す。また、本実施形態では例えばタッチパネル１０４の長辺方向。）に同じく所定のピッチで延在して配設される複数の電極２Ｙとを有している。
【００２９】
図３には、Ｘ軸方向の複数の電極１ＸとＹ軸方向の複数の電極２Ｙとを、それぞれ別々に示す。
そして、図３に示す、Ｘ軸方向の複数の電極１ＸとＹ軸方向の複数の電極２Ｙとは、実製品では、図４に示すように互いに交差するように配設されてタッチパネル１０４を構成する。
【００３０】
図３及び図４に示すように、複数の電極１Ｘは、電極部１ａと、電極部１ａ同士を接続する接続部１ｂとを有している。そして、複数の電極１Ｘは、それぞれ、この電極部１ａと接続部１ｂとがＸ軸方向に交互に複数配設された構成を有している。
【００３１】
また、複数の電極２Ｙは、電極部２ａと、電極部２ａ同士を接続する接続部２ｂとを有している。そして、複数の電極２Ｙは、それぞれ、この電極部２ａと接続部２ｂとがＹ軸方向に交互に複数配設された構成を有している。
【００３２】
電極１Ｘ及び電極２Ｙは、それぞれ、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電材料で形成される。
次に、図５における５Ａ図に示すように、複数の電極２Ｙは、基板２００上に配置され、その上層に形成された絶縁膜２０２で覆われている。絶縁膜２０２は、例えばガラスから構成されても良い。
【００３３】
複数の電極１Ｘは、絶縁膜２０２上に配置され、その上層に形成された保護膜２０４で覆われている。保護膜２０４は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂から構成されても良い。
【００３４】
そして、図５における５Ｂ図に示すように、ユーザがタッチパネル１０４上を指２１０でタッチすると、その指２１０と電極１Ｘとの間にＣ１，Ｃ２で示す容量が新たに形成され、また、指２１０と電極２Ｙとの間にＣ３，Ｃ４で示す容量が新たに形成されることとなる。なお、図５に示すＣ１〜Ｃ４は、実際にコンデンサが接続されていることを示すものではない。後述の図７においても同様である。
【００３５】
このようにして、ユーザがタッチパネル１０４上を指２１０でタッチした際には、同列の電極１Ｘ同士の結合容量、及び同列の電極２Ｙ同士の結合容量が変化する。そして、タッチパネル１０４では（携帯端末１００では）、このタッチパネル１０４に形成される電極１Ｘ及び電極２Ｙの結合容量の変化に起因した電圧変化が検出されて、タッチされた位置（Ｘ軸方向の位置及びＹ軸方向の位置）が検出されるようになっている。
【００３６】
具体的には、電極１Ｘ及び２Ｙの列のうち、電圧変化が検出された列の交点がタッチされた位置として検出され得る。
なお、電極１Ｘにてコンデンサを形成し、同様に電極２Ｙにてコンデンサを形成して、それらコンデンサによって発振回路を構成し、容量Ｃの変化に起因する発振回路の発振周波数の変化を検出することで、タッチされた位置を検出しても良い。具体的には、電極１Ｘ及び電極２Ｙについて、各列毎に発振回路を構成し、電極１Ｘ及び２Ｙの列のうち、発振周波数が変化した列を検出することで、その交点をタッチされた位置として検出することができる。
【００３７】
図１に戻り、本実施形態の入力操作システム１について説明する。
入力操作システム１は、携帯端末１００が載置される載置台２と、制御装置３と、入力装置４と、出力装置５と、を備える。
【００３８】
入力装置４は、具体的にはキーボード（図示せず）及びマウス（図示せず）である。また、出力装置５は、具体的にはディスプレイ装置（図示せず）である。
載置台２は、携帯端末１００が載置されるための載置面１０を有している。載置面１０は、載置台２の端部においてその載置面１０から突出した顎部１１により囲まれている。そのような顎部１１により、携帯端末１００の載置が適切な位置になされることが促される。
【００３９】
載置台２の載置面１０には、携帯端末１００のタッチパネル１０４の面がその載置面１０と向かい合うように、携帯端末１００が載置される。
載置台２は、タッチパネル１０４の操作を行うための電極パネル１２と、携帯端末１００が載置されたことを検出するための物体検出センサ１４と、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ１６とを備えている。
【００４０】
電極パネル１２は、載置台２の載置面１０に埋め込まれている。電極パネル１２の詳細については後述する。
物体検出センサ１４は、顎部１１に埋め込まれるようにして設けられ、マイコン２０の入力ポート２６を介してマイコン２０と接続されている。この物体検出センサ１４は、ＬＥＤ光源（図示せず）と、フォトトランジスタ（図示せず）とを備えている。
【００４１】
物体検出センサ１４に物体が接近すると、物体検出センサ１４におけるＬＥＤ光源からの光がその物体に反射してフォトトランジスタのベース部に入射する。フォトトランジスタは、入射された光に応じて電流を生ずる。そして、フォトトランジスタにおいて生じた電流は増幅されて信号として出力される。この信号は、入力ポート２６を介してマイコン２０に入力される。マイコン２０は、載置台２の載置面１０に携帯端末１００が載置された際に物体検出センサ１４から出力される信号に基づき、携帯端末１００が載置面１０に載置されたことを検出する。
【００４２】
ＣＣＤカメラ１６は、レンズユニット１６ａと、イメージセンサ１６ｂとを有する。レンズユニット１６ａにより像（光）が結像され、イメージセンサ１６ｂの受光部（図示せず）に照射される。イメージセンサ１６ｂの受光部には、受光素子としてのフォトダイオード（図示せず）が数百万個〜千万個という単位で並べて設けられている。それぞれのフォトダイオードは、入射された光の強さに応じて電荷を発生して蓄える。イメージセンサ１６ｂには転送部（図示せず）が設けられており、各受光素子が蓄える電荷が受光素子の並び順に転送部によって送り出され、外部に出力される。より具体的には、電荷の量に応じたアナログ信号が出力され、そのアナログ信号がＡ／Ｄ変換回路（図示せず）によってデジタル信号に変換され、そのデジタル信号が後述する画像処理ユニット４０に出力される。
【００４３】
ＣＣＤカメラ１６は、載置台２において、載置面１０と反対側の部分である底部２ｔにおいて、載置面１０に向けて配設される。より具体的には、載置面１０の電極パネル１２に向けて配設される。そして、ＣＣＤカメラ１６は、電極パネル１２をカバーする領域を撮像し得るように設けられている。なお、電極パネル１２は、透明な電極から構成されて全体として透明に形成されており、ＣＣＤカメラ１６が設けられた底部２ｔからは、透明な電極パネル１２を挟んで、載置面１０に載置された携帯端末１００及びその携帯端末１００のタッチパネル１０４が見えるようになっている。そして、本実施形態では、ＣＣＤカメラ１６は、載置面１０に載置された携帯端末１００の少なくともタッチパネル１０４全体を撮像し得るように設けられている。
【００４４】
制御装置３は、マイコン２０と、画像処理ユニット４０と、制御コントローラ５０と、ネットワーク接続回路６０と、を備えている。
マイコン２０は、ＣＰＵ２２と、メモリ２４と、入力ポート２６と、出力ポート２８とを備える周知のものである。
【００４５】
ＣＰＵ２２は、メモリ２４に記憶される各種プログラムを実行して情報を加工する演算装置である。メモリ２４は、ＲＯＭ及びＲＡＭ（図示せず）を備え、ＣＰＵ２２が実行するプログラムや、ＣＰＵ２２の演算結果等を記憶する。入力ポート２６は、外部の機器と接続されてその外部の機器からデータが入力されるためのインタフェースである。出力ポート２８は、外部の機器と接続されてその外部の機器にデータを出力するためのインタフェースである。
【００４６】
このＣＰＵ２２、メモリ２４、入力ポート２６、及び出力ポート２８は、互いに、データバス３０と、アドレスバス３２と、コントロールバス３４とにより接続される。
データバス３０は、情報をＣＰＵ２２に伝達するための信号線である。ここで、情報とは、ＣＰＵ２２が演算を実行するための数値の情報や、ＣＰＵ２２の演算結果を表す情報などである。また、入力ポート２６を介して外部の機器から入力される信号や、出力ポート２８を介して外部の機器に出力するための信号も、ここでいう情報に含まれる。
【００４７】
アドレスバス３２は、データや命令を格納する格納場所（メモリ２４における格納場所）を指定するための（やりとりするための）信号線である。
コントロールバス３４は、データの読み出し又はデータの書き込みの動作指定の情報を伝える信号線である。コントロールバス３４における信号には、一例では、ＣＰＵ２２がメモリ２４や入力ポート２６からデータを受け取るための「読み出し」を指定するＲｅａｄ信号、及び、ＣＰＵ２２がメモリ２４や出力ポート２８にデータを記憶させる「書き込み」を指定するＷｒｉｔｅ信号がある。
【００４８】
画像処理ユニット４０は、ＣＣＤカメラ１６から（より具体的にはイメージセンサ１６ｂから）、そのＣＣＤカメラ１６による撮像画像を表すデジタル信号を受け取る。そして、そのデジタル信号、即ちイメージセンサ１６ｂの各受光素子の受光量（電荷量）を表すデジタル信号に基づき、電荷量に応じて濃淡解析や色解析（色分解）を行い、カラー画像を表すデジタルデータを形成する。
【００４９】
また、画像処理ユニット４０は、マイコン２０の入力ポート２６、及び出力ポート２８と接続されている。
画像処理ユニット４０において生成されたカラー画像を表すデジタルデータは、マイコン２０の制御のもと、出力装置５（ディスプレイ装置）に出力され、出力装置５にカラー画像が表示される。具体的には、携帯端末１００のタッチパネル１０４を表すカラー画像が出力装置５に表示される。また、そのカラー画像を表すデジタルデータは、マイコン２０の入力ポート２６を介してマイコン２０にも入力される。
【００５０】
制御コントローラ５０は、載置面１０に設けられた電極パネル１２と接続されている。また、制御コントローラ５０は、マイコン２０の出力ポート２８とも接続されており、マイコン２０の制御のもと、電極パネル１２の駆動（電極パネル１２への通電）を制御する。
【００５１】
ネットワーク接続回路６０は、制御装置３をインターネット網９０に接続するための回路である。ネットワーク接続回路６０は、マイコン２０の入力ポート２６及び出力ポート２８を介してマイコン２０と接続されている。そして、マイコン２０の制御のもと、インターネット網９０との間でのデータの送受信を管理する。
【００５２】
図６は、電極パネル１２の構成を示す図である。
電極パネル１２は、２つの電極板１３と、その２つの電極板１３間に設けられる半導体スイッチ１５と、を有する電極ユニット１７がマトリクス状に配設された構成を有している。電極板１３は、例えば電極１Ｘや電極２Ｙと同様の透明導電材料のＩＴＯで形成されても良い。
【００５３】
電極ユニット１７は、例えば数百個〜数千個という単位で設けられても良く、数が多いほど、タッチパネル１０４における操作位置の分解能が向上する。なお、指２１０での操作（図５参照）を代換えするものであることを考慮すると、電極ユニット１７の数は数百個程度でも十分である。
【００５４】
各電極ユニット１７における半導体スイッチ１５は、それぞれ、信号線１９を介して制御コントローラ５０と接続される。そして、電極ユニット１７における半導体スイッチ１５は、制御コントローラ５０からの信号によりオン／オフ制御される。なお、オン状態とは通電状態（接続状態）のことであり、オフ状態とは非通電状態（非接続状態）のことである。
【００５５】
電極ユニット１７は、それぞれ、電極パネル１２におけるＸ座標値及びＹ座標値によってその位置が特定され得るようになっている。即ち、電極ユニット１７毎に、電極パネル１２上におけるＸ座標値及びＹ座標値が与えられている。ここで、電極ユニット１７毎に与えられるＸ座標値及びＹ座標値は、電極ユニット１７の大きさに応じて幅を持っている。例えば、所定の電極ユニット１７について、Ｘ座標値１０（ｍｍ）〜１２（ｍｍ）、Ｙ座標値２０（ｍｍ）〜２２（ｍｍ）というように、各電極ユニット１７毎に座標値が与えられる。このような座標値は、マイコン２０におけるメモリ２４に予め記憶される。
【００５６】
制御コントローラ５０は、マイコン２０から、オン／オフ制御する制御対象の電極ユニット１７のＸ座標値及びＹ座標値のデータを受け取り、その受け取ったＸ座標値及びＹ座標値に対応する電極ユニット１７のオン／オフ制御を実行するようになっている。
【００５７】
図７は、入力操作システム１によるタッチパネル１０４の操作原理を説明する図面である。
前述のように、タッチパネル１０４は、基板２００上に複数の電極２Ｙが形成されてその上層が絶縁膜２０２で覆われ、その絶縁膜２０２上に複数の電極１Ｘが形成されてその上層が保護膜２０４で覆われた構成を備えている。
【００５８】
図７における７Ａ図は、携帯端末１００が載置面１０（図１参照）に載置され、携帯端末１００のタッチパネル１０４と載置面１０の電極パネル１２とが面した状態を表している。また、電極ユニット１７における半導体スイッチ１５はオフ状態（非接続状態）である。そして、２つの電極板１３のうち一方の電極板１３（図面左側の電極板１３）と、その電極板１３に対してより近接する電極１Ｘ（図面に示されている２つの電極１Ｘのうち図面左側の電極１Ｘ）との間でＣ５の容量が形成され、他方の電極板１３と電極１Ｘとの間でＣ６の容量が形成されている。同様に、２つの電極板１３のうち一方の電極板１３（図面左側の電極板１３）と、その電極板１３に対してより近接する電極２Ｙ（図面に示されている２つの電極２Ｙのうち図面左側の電極２Ｙ）との間でＣ７の容量が形成され、他方の電極板１３と電極２Ｙとの間でＣ８の容量が形成されている。
【００５９】
図７における７Ｂ図は、電極ユニット１７における半導体スイッチ１５がオンされた状態（接続された状態）を示している。この場合、２つの電極板１３が電気的に接続され、静電容量の形成においては、２つの電極板１３は、その２つの電極板１３が一体となった電極板１３ａと見なされ得る。
【００６０】
そして、７Ｂ図は、静電容量形成の機能上では一体と見なし得る２つの電極板１３（一体としての仮想上の電極板１３ａ）と電極１Ｙとの間でＣ１０，Ｃ１１の容量が形成され、２つの電極板１３（一体としての仮想上の電極板１３ａ）と電極２Ｙとの間でＣ１２，Ｃ１３が形成される状態を表している。この場合、７Ａ図と比較して、隣接する電極１Ｘの結合容量、及び隣接する電極２Ｙの結合容量に変化が生じることとなる。
【００６１】
このように、電極ユニット１７における半導体スイッチ１５がオン／オフ制御されることによって、電極１Ｘ及び電極２Ｙと対になって静電容量を形成する電極の面積（具体的には、電極板１３の面積であって、静電容量形成の機能上の面積）が変化することとなり、この変化に起因して、電極１Ｘ及び電極２Ｙにおいて電圧の変化が発生する。この電圧の変化は、指２１０（図５参照）でタッチパネル１０４をタッチした際に検出される電圧変化（タッチした際の静電容量の変化に起因する電圧変化）と同様の電圧変化であり、タッチ操作の検出原理と同様の原理で検出され得るものである。
【００６２】
従って、電極ユニット１７における半導体スイッチ１５をオン／オフ制御することによって、より具体的には、半導体スイッチ１５をオフ状態（非接続状態）からオン状態（接続状態）にすることによって、指２１０でタッチパネル１０４をタッチしてそのタッチパネル１０４を操作する場合と同様に、タッチパネル１０４を操作し得ることとなる。
【００６３】
図８は、制御装置３のマイコン２０が実行する（より具体的には、ＣＰＵ２２が実行する）処理の一例を表すフローチャートである。この処理は、入力操作システム１によって携帯端末１００におけるタッチパネル１０４を操作するための処理であり、定期的に実行される。
【００６４】
この処理では、まず、Ｓ１００にて、携帯端末１００が検出されたか否か（換言すると、携帯端末１００が載置台２の載置面１０に載置されたか否か）が、物体検出センサ１４からの信号に基づき判定される。
【００６５】
携帯端末１００が検出されないと判定されると（Ｓ１００：ＮＯ）、一旦当該処理を終了する。
一方、物体検出センサ１４からの信号に基づき、携帯端末１００が載置面１０に載置されたことが検出されると、Ｓ１１０に移行する。
【００６６】
Ｓ１１０では、ＣＣＤカメラ１６及び画像処理ユニット４０に、携帯端末１００のタッチパネル１０４の撮像処理を実行させるための制御を行う。
より具体的には、ＣＣＤカメラ１６から出力されるデータ（各受光素子に蓄えられた電荷量を表すデジタルデータであって、撮像画像を表すデータ）の解析を画像処理ユニット４０に実行させる。画像処理ユニット４０では、前述のように、ＣＣＤカメラ１６から出力されるデータに基づき、タッチパネル１０４のカラー画像を表すデータが生成される。
【００６７】
次に、Ｓ１２０に進み、画像処理ユニット４０において生成されたカラー画像を表すデータを出力装置５に出力する処理を実行する。具体的には、画像処理ユニット４０にカラー画像を表すデータの出力指令を送信して、画像処理ユニット４０に、その画像処理ユニット４０にて生成されたカラー画像を表すデータを出力装置５に出力させる。本実施形態では、前述のように出力装置５はディスプレイ装置であり、タッチパネル１０４を表すカラー画像がディスプレイ装置（出力装置５）に表示されることとなる。
【００６８】
また、ここでは、マイコン２０は、画像処理ユニット４０にて生成されたカラー画像を表すデータを入力ポート２６を介して受け取る処理も実行する。
次に、Ｓ１３０にて、画像処理ユニット４０から受け取ったカラー画像を表すデータに基づき、画像認識を実行する。
【００６９】
具体的には、画像処理ユニット４０から受け取ったデータが表すタッチパネル１０４の画像を解析して、その画像に現れた（画像に含まれる）アイコンを抽出する処理を実行する。なお、ここでいうアイコンとは、例えば図２においてアイコン群１１０，１２０で示すようなアプリケーションを表すアイコンを含む。また、図９，１０で示すようなキーボードを表す各ボタンのアイコンを含む。
【００７０】
Ｓ１３０では、各アイコンのデザインを認識するとともに、各アイコンの位置を特定する。具体的には、本実施形態では、電極パネル１２において、タッチパネル１０４と向かい合う側の表面に基準となる基準マーク（図９参照、基準マークＰ）を形成しておいても良い。そして、タッチパネル１０４の撮像時にその基準マークも撮像されるようにし、その基準マークを基準としてアイコンの位置を特定しても良い。つまり、撮像画像に含まれる基準マークの位置を原点として、同画像内に含まれるアイコンの画像の位置を算出しても良い。
【００７１】
次に、Ｓ１４０に進み、Ｓ１３０で抽出したアイコンについて、マッチング処理を行う。具体的には、抽出されたアイコンの種別を特定する処理を行う。
ここで、携帯端末１００においては、アイコンのデザインは各アイコンに固有のものである。そして、マイコン２０では、アイコン毎に、アイコンのデザインの情報及びそのアイコンに対応するアプリケーションの種別又はボタンの種別（キーボードを表すボタンの種別）の情報が対応付けられて予めメモリ２４内に記憶される。
【００７２】
そして、マイコン２０は、Ｓ１３０の処理で認識したアイコンが、メモリ２４内に予め記憶されるアイコンの情報に含まれるか否かを、例えばアイコンのデザインに基づき判定する処理（マッチング処理）を行う。含まれる場合、その含まれると判断されたアイコンであってＳ１３０の処理で認識したアイコンについて、そのアイコンが表すアプリケーションの種別又はボタンの種別を、メモリ２４から読み出し、所定の作業領域に一次的に記憶させる。
【００７３】
次に、Ｓ１５０に進み、自動操作処理を実行するか否かを判定する。ここで、自動操作処理とは、タッチパネル１０４を操作するための処理であって、ユーザからの入力に基づく操作ではなく予め設定されたプログラムに基づく操作を実現する処理である。
【００７４】
例えば、制御装置３においては、載置台２に携帯端末１００が載置された場合に、所定のタッチパネル操作が自動的に実行されるように設定しておくことができる。例えば、載置台２に携帯端末１００が載置された際に、自動的にウェブ閲覧ソフト（アプリケーション）を起動させるといったような処理や、メールソフト（アプリケーション）を起動させるといったような処理、さらには所定のアプリケーションの起動後に所定の文字列を入力するといったような処理が自動的に実行されるように設定しておくことができる。
【００７５】
Ｓ１５０では、換言すれば、そのような自動処理の設定がなされているか否かを判定する。
Ｓ１５０にて、自動操作処理を実行する（自動操作が設定されている）と判定すると（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、Ｓ１８０に移行し、その自動操作の操作内容を認識する処理を実行する。ここでは、予め記憶される（設定される）操作内容を表すデータに基づき、操作内容を認識する。
【００７６】
次に、Ｓ１９０に進み、Ｓ１８０の処理で認識した操作内容に基づき、起動対象のアプリケーション又はボタンを表すアイコンを、Ｓ１３０及びＳ１４０の処理にて特定したアイコンの情報から抽出する。
【００７７】
換言すれば、タッチパネル１０４上に表示されているアイコンのうち、起動すべきアプリケーションを表すアイコン或いは操作すべきボタンを表すアイコンを特定する。なお、アイコンの表示位置は、前述のようにＳ１３０にて特定されている。そして、そのアイコンの表示位置に基づき、電極パネル１２のうちそのアイコンと対向する箇所を算出して、電極パネル１２においてそのアイコンと対向する位置にある電極ユニット１７のアドレス（Ｘ座標値及びＹ座標値）を算出する。
【００７８】
次に、Ｓ２００では、Ｓ１９０にて算出された電極ユニット１７のアドレス（Ｘ座標値及びＹ座標値）を表す情報を、制御コントローラ５０に出力し、制御コントローラ５０に、そのアドレスに対応する電極ユニット１７のオン制御（半導体スイッチ１５の状態をオフ状態からオン状態にする制御）を実行させる。
【００７９】
このとき、タッチパネル１０４において、そのオンされた電極ユニット１７と対向する箇所の静電容量が変化することとなる。これにより、指２１０（図５参照）によるタッチ操作の作用と同様の作用が実現されることとなる。
【００８０】
この場合、タッチパネル１０４において、その電極ユニット１７と対向する箇所に表示されているアイコンの操作がなされたと認識され、携帯端末１００において、そのアイコンの操作に対応する処理（アプリケーションの起動やボタンの操作処理）が実行されることとなる。
【００８１】
Ｓ２００の後はＳ２１０に進み、当該処理フローを終了するか否かを判定する。具体的には、ユーザから処理終了の指令が入力されたか否かに基づき判定する。加えて、ユーザからの操作がないまま所定時間が経過したか否かに基づき判定する。ユーザからの処理終了の指令が入力された場合（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、又は、ユーザからの操作がないまま所定時間が経過した場合（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、当該処理フローを終了する。ユーザから処理終了の指令が入力されない場合（Ｓ２１０：ＮＯ）、かつ、所定時間が経過していない場合（Ｓ２１０：ＮＯ）、再びＳ２１０の判定を繰り返す（換言すれば、待機する）。
【００８２】
次に、Ｓ１５０にて、自動操作処理を実行しない（自動操作が設定されていない）と判定した場合には（Ｓ１５０：ＮＯ）、Ｓ１６０に移行し、タッチパネル１０４の操作指示が入力装置４を介して入力されたか否かを判定する。
【００８３】
タッチパネル１０４の操作指示が入力されたと判定すると（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、Ｓ１８０に移行し、操作指示の内容を認識する処理を実行する。ここでは、ユーザから入力装置４を介して入力されたデータに基づき、操作指示の内容を認識する。例えば、入力装置４を介してテキストの入力がなされれば、その入力されたテキストを認識する。また、入力装置４としてのマウスが操作された場合には、マウス操作に係るポインタの位置やクリック位置を検出する。そのポインタの位置やクリック位置は、タッチパネル１０４上の位置に置き換えられて認識され得る。
【００８４】
具体的には、ユーザは、出力装置５としてのディスプレイ装置に表示されたタッチパネル１０４の画像を参照しながら、そのディスプレイ装置の画面上において、そのディスプレイ装置の画面に表示されるポインタを操作したり、各種マウス操作（例えばクリック操作）を行ったりすることができる。制御装置３のマイコン２０は、ディスプレイ装置の画面上（タッチパネル１０４の画像上）におけるそのようなマウス操作を検出して、そのマウス操作をタッチパネル１０４上の操作の如く認識する。
【００８５】
その後のＳ１９０以降の処理は、前述したとおりである。
一方、Ｓ１６０にて、ユーザからの操作指示の入力がないと判定すると（Ｓ１６０：ＮＯ）、Ｓ１７０に移行する。
【００８６】
Ｓ１７０では、所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過していないと判定すると（Ｓ１７０：ＮＯ）、Ｓ１６０に戻る。
一方、Ｓ１７０にて所定時間が経過したと判定すると（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、当該処理を終了する。
【００８７】
なお、タッチパネル１０４の画面が出力装置５に表示されることについて既に説明したが、さらに具体的には、本実施形態において、入力操作システム１によるタッチパネル１０４の操作の間、そのタッチパネル１０４の画像は、リアルタイムでＣＣＤカメラ１６により撮像されて出力装置５に表示される。したがって、ユーザは、出力装置５を参照することによって、携帯端末１００のタッチパネル１０４の画面をリアルタイムに確認することができる。
【００８８】
図９，１０は、本実施形態の入力操作システム１（図１も参照）によるタッチパネル操作を説明する図面である。
図９には、載置面１０の電極パネル１２と携帯端末１００のタッチパネル１０４とが向かい合うように、その載置面１０に携帯端末１００が載置された状態を模式的に示した図である。載置面１０、電極パネル１２、及び電極パネル１２が備える電極ユニット１７を二点鎖線で示している。なお、電極ユニット１７については、一部についてのみ図示している。
【００８９】
携帯端末１００は実線にて示している。また、携帯端末１００は、タッチパネル１０４上にキーボードの画面が表示された状態にて示している。
本発明の入力操作システム１（図１も参照）は、タッチパネル１０４の画面を画像認識して、タッチパネル１０４上に表示されるキーボードのボタンのうち所望のボタンが操作されるように、電極ユニット１７の駆動を制御する。
【００９０】
図１０は、図９における領域Ｒの拡大図である。
図１０において、タッチパネル１０４上に表示されるキーボードのボタンを１３１〜１３６の符号で示している。
【００９１】
また、ボタン１３１〜１３６と近接する電極ユニット１７を１７ａ〜１７ｐの符号で示している。
制御装置３のマイコン２０は、タッチパネル１０４の画面を画像認識して、タッチパネル１０４上のアイコン（ボタン１３１〜１３６）の位置の座標値を、電極パネル１２に形成された基準マークＰ（図９参照）を基準に算出する。
【００９２】
例えば、ボタン１３１の座標を（ｘ１，ｙ１）と算出し、ボタン１３２の座標を（ｘ２，ｙ１）と算出し、ボタン１３３の座標を（ｘ３，ｙ１）と算出し、ボタン１３４の座標を（ｘ１，ｙ２）と算出し、ボタン１３５の座標を（ｘ２，ｙ２）と算出し、ボタン１３６の座標を（ｘ３，ｙ２）と算出する。
【００９３】
そして、制御装置３のマイコン２０は、ボタン１３１を操作する場合、座標（ｘ１，ｙ１）の位置に配置されている電極ユニット１７である電極ユニット１７ｆを特定し、その電極ユニット１７ｆを示す情報を制御コントローラ５０（図１参照）に出力する。そして、制御コントローラ５０により、電極ユニット１７ｆの駆動が制御され、タッチパネル１０４のボタン１３１の部分にて静電容量の変化及びその静電容量の変化に起因する電圧変化が生じる。換言すれば、ボタン１３１の擬似的なタッチ操作が、電極ユニット１７ｆの駆動制御により実現される。
【００９４】
このような本実施形態の入力操作システム１によれば、携帯端末１００のタッチパネル１０４が載置台２の載置面１０に形成された電極パネル１２と面するように携帯端末１００を載置台２に設置することで、出力装置５に表示されるタッチパネル１０４の画面を参照しながら、入力装置４を介してタッチパネル１０４での入力操作を実現することができる。
【００９５】
このため、タッチパネル１０４上での入力において、入力装置４としての例えばキーボードやマウスの利便性も享受することができる。しかも、タッチパネル１０４の画面を、出力装置５としてのディスプレイ装置を介してより大きく表示させることができるため、視認性を向上させることができる。
【００９６】
なお、本実施形態において、半導体スイッチ１５が本発明のスイッチに相当し、ＣＣＤカメラ１６及び画像処理ユニット４０が本発明の撮像ユニットに相当している。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術範囲内において種々の態様を採ることができる。
【００９７】
例えば、上記実施形態において、入力操作システム１は、載置台２と、制御装置３と、入力装置４と、出力装置５と、を備えた入力操作装置として構成されても良いことはもちろんである。また、入力操作装置は、少なくとも電極パネル１２と制御コントローラとを備えて構成されても良い。
【００９８】
また、上記実施形態では、マイコン２０が、画像処理ユニット４０からカラー画像を表すデータを受け取ってそのデータに基づき画像認識を行うようになっているが、画像認識は画像処理ユニット４０にて実行されるように構成されても良い。この場合、画像処理ユニット４０における画像認識結果が、その画像処理ユニット４０からマイコン２０に送られるように構成しても良い。
【００９９】
また、上記実施形態では、ＣＣＤカメラ１６及び画像処理ユニット４０による撮像画像に含まれる、タッチパネル１０４上のアイコンの位置を、電極パネル１２に基準マークを形成しておいてその基準マークを基準として算出する例について説明したが、アイコンの位置を算出する方法はこのような方法に限られない。例えば、載置台２が移動し得ないようにその載置台２を固定しておくとともに、その固定位置を基準として、予め基準となる座標系を記憶しておき、その座標系に基づき、撮像画像に含まれるアイコンの位置を算出しても良い。
【符号の説明】
【０１００】
１…入力操作システム、２…載置台、３…制御装置、４…入力装置、５…出力装置、１０…載置面、１１…顎部、１２…電極パネル、１３…電極板、１４…物体検出センサ、１５…半導体スイッチ、１６…ＣＣＤカメラ、１６ａ…レンズユニット、１６ｂ…イメージセンサ、１７…電極ユニット、１９…信号線、２０…マイコン、２４…メモリ、２６…入力ポート、２８…出力ポート、３０…データバス、３２…アドレスバス、３４…コントロールバス、４０…画像処理ユニット、
５０…制御コントローラ、６０…ネットワーク接続回路、９０…インターネット網、１００…携帯端末、１０２…端末本体、１０４…タッチパネル、２０２…絶縁膜、２０４…保護膜
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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