情報処理学会 インタラクション 2014
IPSJ Interaction 2014

14INT015
2014/3/1

PUCs: 静電容量方式マルチタッチパネルにおけるユーザの接触を必要としないウィジェット検出手法
中島康祐†1
Christian Thoresen†3

伊藤雄一†1
Simon Voelker†2
Kjell Ivar Øvergård†3
Jan Borchers†2

本稿では，ユーザが触れていない間でも静電容量式マルチタッチパネルによって継続的に位置検出が可能な物理的ウィジェットとして PUCs を提案する．市販されている静電容量方式のマルチタッチパネルを使ったデバイスはパッシ
ブな物体の接触はタッチとして検出しないように実装されている．我々は静電容量方式のタッチ検出技術を踏まえ，
パッシブかつ，ユーザの接触なしで検出可能なウィジェットの構成について検討する．実装した PUCs を 17 種類の市販されているマルチタッチデバイスの上で評価し，提案手法が様々なデバイスに適用可能であることを確認した．

PUCs: Detecting Transparent, Passive Untouched
Capacitive Widgets on Unmodiﬁed Multi-touch Displays
Kosuke Nakajima†1
Yuichi Itoh†1
Simon Voelker†2†3†3
Christian Thoresen
Kjell Ivar Øvergård
Jan Borchers†2
Capacitive multi-touch displays are not designed to detect passive objects placed on them—in fact, these systems usually containﬁlters to actively reject such touch data. We present a technical analysis of this problem and introduce Passive Untouched
Capacitive Widgets (PUCs). Unlike previous approaches, PUCs do not require power, they can be made entirely transparent, they
are detected reliably even when no user is touching them, and they do not require internal electrical or software modiﬁcations of
the touch display or its driver. We show the results from testing PUCs on 17 different off-the-shelf capacitive touch display
models, and provide initial technical design recommendations.

1. はじめにしかし，こうした静電容量式タッチパネルがウィジェッ
トを検出するためには，ユーザの身体がウィジェットに触マルチタッチディスプレイでは表示されたコンテンツ

れて，十分な静電容量を与える必要がある．そのため，シに直接指示操作ができる．また，ボタンやスライダなどのステムがウィジェットを常時検出して位置をトラッキング

操作対象を任意の位置に表示できるため，操作のためのイするためには，ユーザはウィジェットの導電性を持つ部分

ンタフェースをインタラクションの状況に連動して柔軟にに触れ続ける必要があった．また，このようなウィジェッ

変えられ，ユーザにとって適切なマッピングを維持でき，

ト検出では，システムはユーザがウィジェットから単に手

直感的な操作を提供しやすくなった．一方で，物理的なキを離した場合と，ウィジェットがタッチパネル上から取りーやスライダに比べると触覚的な手がかりに乏しく，操作除かれた場合とを厳密に区別することが難しい．どちらのするためには操作箇所を注視する必要があった．また，ユーザはボタンの押下などの入力が受理されたことを確認するために視覚的なフィードバックを待たねばならない．
こうしたマルチタッチディスプレイに対して物理的なウィジェットをタッチディスプレイ上に置き，ウィジェットを介してタッチディスプレイに入力する手法が提案されてきた[5, 6, 8]．これらは，タッチディスプレイの利点と，実物体の持つ触覚的な手がかりとを兼ね備えた入力手法を実現している．市場で入手できるマルチタッチデバイスの多くが静電容量式を採用していることもあり，静電容量式
マルチタッチディスプレイの上で利用可能なウィジェット
について様々な提案がなされてきた[3, 4, 10]．

図1

iPad 上の PUCs widget．ブリッジマーカでの実装（左）とリングマーカでの実装（中央）．右は iPad の適応的なフィルタを無効化するためのタッチ点．
Figure 1.

PUCs widgets on an iPad: a transparent Bridget

PUC (left) and a Ring PUC (center). The clip to permanently†1 大阪大学
Osaka University†2 アーヘン工科大学
RWTH Aachen University†3 Buskerud and Vestfold University College© 2014 Information Processing Society of Japanground a touch point and override the iPad’s adaptive filter canbe seen on the right.

108場合でもタッチ検出が消失するだけであるため，ユーザの認識できる[2, 8]．これらの手法はウィジェットの底面にあ操作を適切に識別できない恐れがある．また，ユーザが触るマーカを画像認識して位置や方向を検出している．しかれていないウィジェットがパネル上で移動した場合（ウィし，画像認識に基づくタッチディスプレイでは次のようなジェットをパネル上で滑らせて，慣性で移動した場合や，制約がある．第一に，ウィジェットにユーザが触れただけ絶縁体でウィジェットに触れて移動させた場合など）には，

ではマーカに変化が生じないため，ユーザがウィジェット

ユーザが触れていない間の移動を検出することができず，に触れたことを検出できない．第二に，筐体内にカメラがシステムが認識するウィジェット位置が実際のウィジェッ

画面全体を捉えるための空間が必要で，タッチパネルの筐

トの位置からずれてしまうという問題もある．

体が大型化しがちである．第三に，赤外線を検出する方式

そこで本稿では，市販の静電容量式マルチタッチデバイ
スの上で継続的にトラッキングが可能なウィジェットとし

では屋外での利用や周囲に強い赤外光源がある場合にウィジェット認識を含めたタッチ認識が困難になる．

て PUCs (Passive Untouched Capacitive widgets)を提案する．

これに対して，静電容量方式のタッチパネルを用いた場

図 1 に実装した PUCs を示す．このウィジェットはごく単合，ディスプレイは小型化でき，屋外でも利用可能となる．

純な構造でありながら，ユーザの接触がなくてもシステム

しかし，静電容量方式のタッチパネルで利用できるウィジ

によって位置を検出することが可能となっている．本稿でェットでは，基本的にユーザが触れている間のみシステム

は実装した PUCs について詳細を述べ，様々なタッチパネ

がウィジェットの位置をトラッキングするため，システム

ル上で位置検出が可能であることを評価する．

が認識した位置と実際のウィジェットの位置がずれてしま

2. 関連研究う場合がある．また，ウィジェットをタッチパネルから取

2.1 タッチパネル上で用いるウィジェット

をシステムが区別することが難しい．これら 2 つの状況をり除いたことと，単にウィジェットから手を離したことと静電容量方式のタッチパネルの上で物理的なウィジェ

区別するために，ウィジェットが発生させているタッチ点

ットを用いるというコンセプトは SmartSkin において提案が一斉に消失するか，あるいは順番に消失するかをシステされている[6]．その後も静電容量方式のマルチタッチタッ

ムで検出するという方法が考えられる[3]．しかし，この方チパネルを採用したスマートフォンやタブレット端末の上法でウィジェットを取り除いたことと，手を離したことをで用いる様々なウィジェットが提案されている[4, 5, 10]．

精度よく識別できたとしても，触れられていないウィジェ

Jansen らはウィジェットを貼り付けたタブレットを大画面

ットの移動を検出できない問題が残る．アクティブな素子

ディスプレイのリモコンとして用いることを提案しているを含んだウィジェットでは常時検出が可能となったが[9]，[4]．ウィジェットなしのタブレットでの操作と比較した実充電の手間や，複雑な構成，実装コストの上昇などの問題

験では，スライダの操作精度が向上することや，スライダが伴う．

のつまみを獲得しやすいことを明らかにしている．また，

我々は静電容量方式のタッチパネルにおいてユーザがYu らはスマートフォンにボタンを付与する方法を提案し，触れなくても検出可能なウェジェットを，アクティブな素エンタテインメント等への応用を示している[10]．こうし子を持たない構成で実現し，静電容量方式のタッチパネル

たウィジェットに関連した技術は商用製品にも応用され1，向けのウィジェットに新たなインタラクション手法をもた

広がりを見せている．ボタンやスライダなどをウィジェッ

らす．

トとして配置すれば，操作箇所に触覚的な手がかりを付与できるため，視覚的な注意を払わなくても操作しやすくな

3. 静電容量によるタッチ検出手法

る．また，タッチパネル上の操作に触覚フィードバックを

まず，静電容量方式のマルチタッチディスプレイのタッ導入できることもこうした技術の特徴である．本稿ではこチ検出方法について述べ，その上でタッチ検出をユーザのうしたウィジェットを用いたインタラクションの応用範囲

接触なしに発生させる方法について検討する．

や設計方法を広げる新たな検出手法を提案する．
2.2 ウィジェットの認識手法

静電容量方式のマルチタッチディスプレイは，接地された導電体（人間の手指など）がスクリーンに近接した場合

タッチパネル上に配置して用いるウィジェットは，タッにタッチを検出する．検出にはディスプレイパネルの表面チ検出方式に合わせて様々に設計されてきた．特にここでに配置された透明電極が用いられる．静電容量方式には主はカメラベースの認識手法と，静電容量方式のタッチパネに自己容量方式と相互容量方式の二種類があるが[1]，マルルのための手法に関して述べる．

チタッチデバイスの実装には相互容量方式が盛んに用いら

マルチタッチパネルのうち，スクリーンの背面に設置した赤外線カメラを用いてタッチ検出をするものでは，赤外線を反射するマーカを用いて比較的容易にウィジェットを
1 Fling game controller, tenonedesign.com© 2014 Information Processing Society of Japanれている．本稿でも相互容量方式のマルチタッチパネルを対象にウィジェットの構成を検討する．
相互容量方式のマルチタッチパネルは，短冊状の透明電極を縦横に並べ，格子状に並べた構造を内部に持っている109

[6]．縦と横に並ぶ電極群のうち，片方向を送信側（Tx）とし，もう片方の電極群を受信側（Rx）として扱う．タッチ
検出においては，ある 1 つの Tx 電極に信号が印加され，その Tx とある Rx との交差点に存在する静電結合がそれと交差する Rx に信号を伝搬する[6]．こうして Rx に伝搬された信号を測定することでシステムは Tx と Rx 間の静電容量を計測している．人間の手指のような接地した導電体がRx-Tx の交差点に接近した場合，Rx-Tx 間の電界は減少す
る[11]．この電界の変化を計測することで，タッチを検出する仕組みとなっている．
現在市販されているマルチタッチデバイスの多くは幅 5

図2

ブリッジマーカ．赤線は静電結合を示す．

Figure 2.

mm 前後の電極で実装されているため，人間の手指が接近

Basic concept of a Bridge Marker. Red

connections indicate capacitive coupling.

した場合は 1 つ以上の電極の交点において電界の変化が生じる．従って，タッチパネルでは複数の交点で検出された
静電容量の変化を基に，手指のタッチ位置を算出して出力している．特に手指でのタッチに最適化されたマルチタッ
チパネルの場合には，静電容量の変化が楕円形の領域に生じているかどうかなどの条件を設けて，意図しないタッチ
イベントや手指以外の物体の接触などを無視するような仕組みが設けられている場合もある．
したがって，こうした相互容量方式のマルチタッチパネ
ルにタッチを検出させる条件は以下の通りである．
1.

Tx-Rx の交点に閾値以上の静電容量の変化を発生させる

2.

タッチ検出されるサイズや形状のマーカ（タッチパネルに触れる部分）を使用する

以下，4 章でこの 2 つの条件をどのように実現するかについて詳細を述べる．

4. 静電容量変化のためのマーカの接地手法

図3

ブリッジマーカの配置方向の変化と電極間の静電容量の変化に関するシミュレーション結果．

Figure 3.

Simulated decrease in intersection capacitance

below a pad for different orientations of a Bridge marker.
Scale: 0 is base capacitance, 1 is capacitance for grounded
conductor in contact with display.
静電容量を変化させるために，タッチパネルの別の領域を接地点として用いる手法を提案する．導電体でできた 2 つ

相互容量方式タッチパネルの特性を踏まえ，ウィジェッ

以上のマーカを電気的に接続しておくことで，ある格子点

トがウィジェットのみでタッチ検出を発生させるには先のの計測が行われている時には，それ以外のマーカの領域が2 つの条件を満たす必要がある．まず，本章では条件 1 の接地点として機能し，十分な静電容量の変化を発生させる

静電容量の変化を生じさせるために，ウィジェットのマーことができる．これによって，アクティブな素子やユーザ

カを接地させる方法を検討する．条件 2 のタッチ検出されの接触を用いることなく，タッチパネルにタッチを発生さるマーカのサイズや形状などの設計指針については 5 章にせることが可能なマーカを構成することが可能となる．

て検討する．

この検出原理を用いた最も単純なマーカパターンとしマーカを接地する方法として，多くのウィジェットはユて，ブリッジマーカがある．図 2 にブリッジマーカの概要

ーザの身体と電気的に導通させることを利用してきた[6]．

を示す．ブリッジマーカは導電体でできた 2 つのマーカをこの方法ではシステムがウィジェットを継続的に検出する

つないだ単純な構造となっている．片方のマーカの直下にためにユーザがマーカに繋がる導電性の部分に触れておく存在する Tx 電極に信号が印加された時，もう一方のマー必要があった．このようなウィジェットは単にユーザの手カの直下にある別の電極は接地レベルにあり，マーカとこ

指を延長するようにしてタッチを発生させているので，ユの電極が静電結合していることで計測地点の静電容量を変ーザが手を離せばタッチも消失する．その他の方法として，化させることができる．こうして各マーカの直下の静電容

マーカやウィジェットを有線で接地するという方法も考え量が計測される時には，残りのマーカがタッチパネルの別られるが，こうした実装はユーザがウィジェットを自由にの部分と静電結合することでタッチが検出されるために十動かしたり取り除いたりすることを妨げてしまう．

分な静電容量の変化を相互に引き起こすことができる．

そこで我々は，マーカの直下に存在する電極の格子点の© 2014 Information Processing Society of Japanただし，タッチパネル内の電極に沿ってブリッジマーカ

110

が置かれた場合には，マーカがタッチとして検出されなくなる．実際にはディスプレイの長辺や短辺に平行な向きにブリッジマーカが配置された場合に検出されなくなることが観察された．多くのタッチパネルでは電極は縦横に格子状に配列されているためであると考えられる．
この現象を確認するために，格子状に並ぶ電極の間の静電容量と，電極とブリッジマーカの間の静電容量を有限要素法を用いた電磁界シミュレータである FEMM 2によって2 次元的なモデルでシミュレートし算出した．その結果を
図 3 に示す．特にマーカの向きと電極間の静電容量の変化の関係に着目し，基準となる静電容量からの変化を示した．

図4

リングマーカの概念図．赤線は静電結合を示す．
実際には 3 つ以上のマーカで構成する．

Figure 4.

図より，静電容量は電極と平行な向きに近づくと極端に変化することが分かる．こうした変化は，縦横のいずれかの方向に配置されたブリッジマーカがタッチパネルに検出されなかった現象とよく対応している．ブリッジマーカは単純な構成ではあるが，電極と平行に配置されたマーカが検出されないという制約を持つことが確認できる．
そこで，こうした制約を受けないマーカパターンとして，

Basic concept of a Ring Marker. Red connections
indicate capacitive coupling.

ック板として入手が可能で，レーザーカッタで切断することも可能である．本提案手法によってマルチタッチパネルで認識できるウィジェットを手軽に製作できるようになると期待できる．なお，ITO に関しては曲げ耐性は高くなく，極端に曲げた場合には屈曲した部分が導電性を失う場合がリングマーカを提案する．図 4 にその概要を示す．このマある．

ーカパターンでは，3 つ以上のマーカがリング状の導電体

5. タッチ検出のための PUCs 設計指針とその評価によって電気的に接続されている．また，リング部分の導電体はタッチパネルの面からごくわずかに浮かせてあり，
完全にパネルと接触しているのはマーカの部分のみとなっている．この構成では，あるマーカの直下の静電容量が計測される際には，他のマーカが接地点として振る舞うほか，
リング部分もわずかにパネル内部の電極と静電結合する．
これにより，ウィジェットの向きにかかわらず，どのマーカもその直下にある Rx や Tx とは異なる電極と結合できるようになり，安定してタッチを発生させることができる．
また，リング状の部分はわずかにタッチパネルから浮かせることでタッチ検出されないように配慮してある．
なお，リングマーカ以外にも，提案した原理を用いれば様々なマーカパターンでウィジェットを実装することが可能であると考えられる．例えば，タッチパネルから浮かせたリング部分で十分な静電結合を確保できる場合には，単一のマーカにこれを接続して，1 つのタッチだけを発生するようなマーカも設計可能であると考えられる．
また，提案するウィジェットでは，アクティブな素子を用いずに実装することが可能である．そのため，安価で手軽にマルチタッチパネルで認識できるウィジェットを実装できる．また，マーカやマーカ間の接続に用いる導電体を，ITO（酸化インジウムスズ）などの透明な導電体で実装す
れば，ウィジェット全体を透明にすることも可能である．
このような透明ウィジェットでは，タッチパネルの表示を変えることでウィジェット内に視覚的な情報を提示することが可能である．ITO フィルム自体は薄い透明なプラスチ

5.1 検出可能性
ここでは，4 章で提案した検出原理で実装したウィジェ
ットが，様々な静電容量方式のマルチタッチパネルで検出されるかを評価する．市販されているマルチタッチデバイ
スでは，いずれも静電容量方式でタッチを検出しているものを評価に用いるが，それぞれでタッチ検出のアルゴリズ
ムや，意図しないタッチを無視するためのフィルタリング
に関する実装は異なっていると考えられる．PUCs が一般的に広く利用できることをこの評価によって検証する．
本評価では，17 種類の市販されているマルチタッチデバ
イスにおいて，実装した PUCs でタッチを発生させることができるか検証した．使用した端末は，第 1 世代から第 4世代までの Apple iPad と，iPhone 3，3S，4，4S，5，Google
Nexus 4，Nexus 7，Perceptive Pixel 27’’，Microsoft Surface
Tablet に加えて，Apple, Asus, Samsung, Sony のノートパソ
コンに備わるトラックパッドである．ウィジェットにはブリッジマーカとリングマーカで実装した PUCs の 2 つを用いた．ブリッジマーカではマーカの直径を 10 mm，ブリッジの長さを 50 mm とした．リングマーカには 3 つのマーカを用い，それぞれ直径を 10 mm，リングの直径を 40 mm とした．なお，10 mm というサイズは 5 才児の第 2 指爪基部幅に相当し[12]，タッチパネルで十分に認識可能なサイズである．
それぞれのデバイスにウィジェットを接触させたとこ
ろ，全てのデバイスがいずれのウィジェットでもタッチを検出することが確認された．ウィジェットには誰も触れず

2 www.femm.info© 2014 Information Processing Society of Japan111

に，デバイスはウィジェットを検出し続けていた．これにのとみなす．これを 10 回繰り返し，各ウィジェットの検出

よって，提案した検出手法が幅広いマルチタッチデバイス率を求める．使用するマルチタッチデバイスは 5.2 節で用に対応できることが確認できた．

いたものと同じとした．

5.2 タッチパネルの電極幅

ブリッジマーカの場合には，マーカサイズが 8-10 mm か

先の評価によって実装した PUCs が様々なデバイス上でつ，ブリッジ長が 20 mm 以上の場合に 90-100 %の検出率と認識可能であることを確認したが，マルチタッチデバイス

なった．それよりも小さいマーカでは検出率は 0 %となっの基本的な特性が同様であるかを評価し，提案手法の有効た．また，マーカサイズが 8 mm 以上の場合でも，ブリッ

範囲について検討する．ここでは，様々なマルチタッチデ

ジ長が 10 mm まで短くなると，検出率は 90 %まで低下すバイスで使用されている透明電極の電極幅を計測する．実る傾向が確認できた．リングマーカでは，リング半径 50 mm

験では，第 1 世代及び第 3 世代 iPad と，iPhone 4，4S，

かつマーカサイズが 6-10 mm の条件で 90-100 %の検出率とPerceptive Pixel 27’’を計測対象とした．電極幅を計測するたなった．また，マーカサイズを 6 mm よりも小さくした場

め，オシロスコープに 5 mm 幅の長いプローブ電極を接続

合は検出率が 0 %となった．

し，これをタッチパネルの長辺もしくは短辺と平行な方向

こうした評価実験を通じて，マーカに関する一定の設計に貼り付ける．Tx と平行にプローブ電極が設置された場合指針を明らかにできた．また，タッチされた領域の広さをは，1 つの Tx をスキャンする時間が，Tx と垂直にプロー検出できるタッチパネルの場合には，マーカサイズに情報ブ電極が設置された場合には全 Tx をスキャンするのにかをエンコードして埋め込むことも可能であると考えられる．

かる時間がオシロスコープ上で測定でき，これらの時間か

ノートパソコンに搭載されたトラックパッドはマルチ

ら Tx 電極の数を推定できる．最後にタッチパネル幅を Tx

タッチデバイスとは異なる挙動をする場合があり，5.2 節電極の数で除算することで Tx 電極 1 つの幅を算出する．

と本節の実験では扱わなかったが，予備的な調査の結果，2

この方法で計測した結果，計測したデバイスは全て 5 mm

mm のマーカサイズでも検出できる場合があることが観察

幅の電極を内部に持っていた．このことから，マルチタッ

された．また，いずれの実験でも円形のマーカを用いたが，チデバイスでは 5 mm 幅の電極が広く使われていることが正方形のマーカなどではタッチ検出が不安定になる傾向がうかがえる．電極の幅は認識できるマーカのサイズをはじあった．カメラベースのタッチパネルに対応したウィジェ

めとしてマーカの設計に影響すると考えられるが，今回のットに比べて，静電容量方式のタッチパネルに対応したウ測定からデバイス間で大きな違いは見られず，提案したマィジェットではマーカ形状に自由度が少ないといえ，設計ーカが同一の設計で様々なデバイスに適用できる可能性がの際には考慮する必要がある．

高いことが分かった．

5.4 長時間にわたるウィジェット検出5.3 マーカサイズとマーカ間距離が検出に与える影響

多くの静電容量方式のタッチパネルでは，意図しないタ

マーカのサイズやマーカ間の距離はタッチパネルの特ッチや時間的に変化する電気的なノイズを排除するために，性に合わせて最適化が必要と考えられる．小さすぎるマー

タッチ検出時に適応的にフィルタリングを行っているもの

カは検出しづらく，また，マーカ間距離が近すぎる場合にとみられる．こうした処理はウィジェットの認識にも影響は複数のマーカが 1 つのタッチとして認識されてしまう可

することが考えられる．そこでこれらの影響を評価するた能性もある．そこで，様々にマーカサイズやマーカ間距離

めに，5.1 節で用いたブリッジマーカを第 1 世代 iPad とを変更してマルチタッチデバイスで検出可能性を評価し，Perceptive Pixel 27’’の上にそれぞれ放置して観察した．

現在市販されているデバイスの上で安定的に検出可能なマーカパターンについて検討する．

その結果，iPad においては，ブリッジマーカを置いてから 20 秒後，全てのマーカが同時にタッチとして検出されな検出可能性の評価では，2 つのマーカを持つブリッジマ

くなった．同時に消失したことは，iPad がタッチパネル全ーカと，3 つのマーカをもつリングマーカとを，マーカサ

面に対して大域的な閾値を適用していること，また，タッイズやブリッジの長さ，リングの直径を様々に変えて用いチを判定する閾値が動的に変化していることを示唆している．使用したマーカはそれぞれ銅箔テープによって電気的る．タッチ点が同時に消失した場合，ウィジェットがタッに接続されており，リング部分やブリッジ部分はタッチパ

チパネル上から取り除かれたのか，そのまま設置されていネル面から 1 mm 浮くように実装した．マーカサイズは直るのかをシステムが区別しづらい．システムがウィジェッ

径 4, 6, 8, 10 mm の 4 種，ブリッジ長は 10 mm から 30 mm，トの動きを正確に認識したり，ウィジェットを長時間にわ

リング半径は 20 mm から 50 mm まで変化させて評価する．

たって検出し続けたりするためには，タッチ検出の閾値がリングマーカにおけるマーカ間の距離はどのリング半径に固定されていることが望ましい．そこで，iPad 上の別の位おいても 10 mm 以上離れているように実装している．評価

置に，iPad 背面と接続したクリップでタッチを発生させたでは，実装したウィジェットをタッチパネル上に置き，全ところ，長時間にわたってウィジェットを検出し続けるこてのマーカが 5 秒以上検出されていた場合に検出できたもとができた（図 1 右）．このクリップを設置した iPad 上で© 2014 Information Processing Society of Japan112

は 48 時間連続してウィジェットを検出できている．この方

務省戦略的情報通信研究開発推進制度（SCOPE）の助成を

法によって，市販されたデバイス上で実用的にウィジェッ

受けたものである．

トを利用できる．ただし，第 4 世代 iPad に iOS 7 を適用した環境では同様の問題は発生せず，それぞれのデバイスの参考文献

特性を評価しながら設計する必要がある．

1)

一方で Perceptive Pixel 27’’の場合には，マーカを設置してから 1 分後から 10 分後の間にタッチが検出されなくなっていく様子が観察された．各マーカは異なるタイミングで検出されなくなっていき，その間隔は少なくとも 10 秒以上は空いていた．このことは，Perceptive Pixel 27’’が局所的に閾値を管理しており，一定の領域毎にタッチ検出の閾値を動的に変更している可能性を示唆している．この場合には，
徐々にタッチ点が消失していく場合にはウィジェットはその場にあるものとして扱い，同時にタッチ点が消失した場
合にはタッチパネル上からウィジェットが取り除かれたものとして扱うことで，動作を認識できると考えられる．また，ウィジェットのうちマーカに繋がる導電性の部分に触れて操作すればシステムは再びマーカをタッチとして検出し始める．
5.5 同時に利用可能なウィジェット数の制約
市販されているマルチタッチデバイスにおいて，同時に検出できるタッチ点の数には上限がある．例えば，iPad では 11 点，Perceptive Pixel 27’’では 100 点が上限となっている．ウィジェットの種類や位置，向きをマーカのパターンから認識するためには，1 つのウィジェットに少なくとも 3
つのマーカを設置しておく必要があるため，タッチ点数の上限は同時に利用できるウィジェットの数を規定してしまう．アクティブなマーカ[9]によってマーカの認識を時分割多重化すればウィジェットの数を増やすことは可能であるが，パッシブな構成で数を増やすことは容易でない．

6. おわりに
本稿では静電容量方式のマルチタッチパネルにおける，ユーザの接触を必要としないウィジェット検出手法を提案

Barrett, G., and Omote, R.: Projected-Capacitive Touch Technology.
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M. Y., and Hung, Y.-P. Clip-on Gadgets: Expanding Multi-touch
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UIST ’11, pp. 367–372 (2011).
11) Zimmerman, T. G., Smith, J. R., Paradiso, J. A., Allport, D., andGershenfeld, N.: Applying electric ﬁeld sensing tohuman-computer interfaces. In Proc. CHI ’95, pp. 280–287 (1995).
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体損傷可視化手法の開発に関する調査研究報告書, 社団法人
日本機械工業連合会, 社団法人人間生活工学研究センター,
2008.

した．タッチを擬似的に発生させるための接地点としてタッチパネルの別の領域を用いることで，ユーザが接触しなくてもシステムはマーカの位置にタッチを検出することが可能となった．本手法を用いて実装した PUCs は，電源が不要で実装が容易であるほか，透明な導電性物質を用いることで透明なウィジェットとして実装することも可能である．この手法によってより簡素な構成でマルチタッチパネ
ル上でのウィジェットを実現可能となったといえ，本提案はこうしたウィジェットを用いたインタラクションの応用
範囲や設計方法を広げることに貢献するものである．
謝辞

本研究は the German B-IT Foundation 及び the

Norwegian Research Council よ り MACS project (project
number 217788)として助成を受けたものである．また，総© 2014 Information Processing Society of Japan

113