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【発明の名称】 コンピュータ装置
【発明者】 【氏名】鈴木 英樹

【氏名】戸田 安
【要約】 【課題】

【解決手段】
【特許請求の範囲】
【請求項１】 操作面上に操作体を触れさせることにより移動量の入力およびスイッチ入力を行なうコンピュータ入力装置において、前記操作面に操作体が接触したことおよび前記操作面上で前記操作体が移動したことを検出する検出手段および、処理手段を有し、前記処理手段では、前記検出手段からの検出出力が、所定時間以内に所定の変化を示したときにスイッチ入力操作と認識することを特徴とするコンピュータ入力装置。
【請求項２】 操作面上に操作体を触れさせることにより移動量の入力およびスイッチ入力を行なうコンピュータ入力装置において、前記操作面に操作体が接触したことおよび前記操作面上で前記操作体が移動したことを検出する検出手段および、処理手段を有し、前記処理手段では、前記検出手段からの検出出力に基づいて、前記操作体が前記操作面に接触したと認識した後、所定時間以内に前記操作面上で前記操作体が所定距離移動しないときにスイッチ入力操作と認識することを特徴とするコンピュータ入力装置。
【請求項３】 前記検出出力が予め設定されている値を越えたと認識した後の所定時間以内に前記操作面上で前記操作体が所定距離移動しないときにスイッチ入力操作と認識する請求項２記載のコンピュータ入力装置。
【請求項４】 操作面上に操作体を触れさせることにより移動量の入力およびスイッチ入力を行なうコンピュータ入力装置において、前記操作面に操作体が接触したことおよび前記操作面上で前記操作体が移動したことを検出する検出手段および、処理手段を有し、前記処理手段では、前記検出手段からの検出出力が所定値を越えた後に、所定時間以内に前記検出出力がある値よりも低くなったときに、スイッチ入力操作と認識することを特徴とするコンピュータ入力装置。
【請求項５】 前記スイッチ入力操作が認識されたときは、前記検出出力が予め設定された値よりも低くなったときにスイッチＯＦＦであると認識する請求項１ないし４のいずれかに記載のコンピュータ入力装置。
【請求項６】 前記処理手段では、前記スイッチ入力操作が行われたと認識したときに、さらに前記操作体が前記操作面上で移動したことが検出されたときに、前記スイッチ入力操作の入力状態を保持するドラッグモードが設定される請求項１ないし５のいずれかに記載のコンピュータ入力装置。
【請求項７】 前記処理手段では、前記スイッチ入力操作が行われたと認識したときに、前記ドラッグモードが設定されているか否かを判断し、前記ドラッグモードが設定されていなければ前記スイッチ入力操作に基づいてスイッチＯＮの処理が行われ、前記ドラッグモードが設定されているときには前記スイッチ入力操作に基づいてドラッグモード解除の処理が行われる請求項６記載のコンピュータ入力装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、指またはペン等により指示した操作面の位置の座標をパソコン等に入力したりする時などに用いられるコンピュータ入力装置に関し、特に座標の入力に加え、操作面からスイッチ入力を可能にするコンピュータ入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、指またはペン等により指示した操作面の位置の座標をパソコン等に入力したりする時などに用いられる座標入力装置として、光、弾性波、磁力、静電容量などを用いた様々なタブレットが考案されている。
【０００３】そして、このようなタブレットではパソコン等に座標を入力することはできたが、例えばディスプレイ上の指定した位置にあるアイコンを選択したりする場合には、先端にスイッチを備えた特殊なペンを用いたり、座標を入力している指を操作面から離して座標を入力する操作面とは別体に設けられた押釦スイッチを押下したりしなければならず、操作性に劣るものであった。そこでこの問題点を解決するため、例えば特開昭６１−２０１３２０号公報に開示されているタブレットのような、操作面から座標の入力と共にスイッチ入力をも可能にするようなタブレットが提案されている。
【０００４】上記公報に開示されているタブレットの座標入力検出部の構成は、図１３に示すように、操作面２１ａを有する剛体板２１の裏面の４角すなわち点Ａ〜点Ｄにストレインゲージ等の感圧素子２２ａ〜２２ｄが設けられており、これら各感圧素子２２ａ〜２２ｄはその出力を電圧に変換する変換器２３ａ〜２３ｄにそれぞれ接続され、変換器２３ａと変換器２３ｂの出力はこれらの出力を加算する加算器２４ａに、変換器２３ｂと変換器２３ｃの出力は加算器２４ｂに、変換器２３ｃと変換器２３ｄの出力は加算器２４ｃに、変換器２３ｄと変換器２３ａの出力は加算器２４ｄにそれぞれ接続されている。そして、加算器２４ｂと加算器２４ｄの出力はこれらの出力の比を出力する割算回路２５ａに、加算器２４ａと加算器２４ｃの出力は割算回路２５ｂにそれぞれ接続され、前記割算回路２５ａの出力はその出力を座標の位置に変換するＡ／Ｄコンバータ２６ａに、前記割算回路２５ｂの出力はＡ／Ｄコンバータ２６ｂに接続されており、２７ａ，２７ｂはその出力端子である。
【０００５】この座標入力検出部の構成において、操作面２１ａ上に圧力を加えると、その圧力を加えた位置によって４個の感圧素子２３ａ〜２３ｄの圧力分布が変わり、その分圧の分布により圧力を加えた位置を求めることができる。つまり、横方向の座標は、加算器２４ｄの出力である点Ａでの分圧および点Ｄでの分圧の和と、加算器２４ｂの出力である点Ｂでの分圧および点Ｃでの分圧の和とが、割算回路２５ａに入力されてそれらの比が求められ、この比が加圧点からそれぞれの感圧素子までの距離の比であることを用いＡ／Ｄコンバータ２６ａによりその出力を座標の位置に変換して出力端子２７ａから出力するようになっている。縦方向の座標についても同様に、加算器２４ａ，加算器２４ｃ，割算回路２５ｂ，Ａ／Ｄコンバータ２６ｂにより座標の位置を出力するようになっている。
【０００６】次にこのタブレットのスイッチ入力検出部の構成は、図１３の加算器２４ａと加算器２４ｃの出力が再度加算器２４ｅにより加算され、スイッチ信号発生回路２８に接続されている。そしてスイッチ信号発生回路２８の構成は、まず図１４（ａ）に示す回路では、コンパレータ３０に加算器２４ｅの出力と比較用の電池３１が接続されている。
【０００７】そしてこの回路で、コンパレータ３０は、点Ａ〜点Ｄの分圧の合計である加算器２４ｅの出力電圧と比較用の電池３１の電圧とを比較し、比較用電池３１よりも加算器２４ｅの出力電圧の方が高い時に出力端子２９からスイッチ入力信号を発生させるようになっている。
【０００８】また図１４（ｂ）に示す回路では、コンパレータ３０には比較用の電池３１と微分回路３２を介して接続されており、微分回路３２はコンデンサ３３と抵抗３４とから構成されている。
【０００９】そしてこの回路で、加算器２４ｅの出力電圧は微分回路３２で微分され、電圧の変化分だけがコンパレータ３０に入力され、この変化分の電圧と比較用の電池３１の電圧とを比較し、比較用電池３１よりも高い電圧が発生した時に出力端子２９からスイッチ入力信号を発生させるようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記タブレットにおいては、押圧力または押圧力の変化分が設定値を越えているか否かのみによってスイッチ入力がなされたかどうかを判断するため、操作面を押圧する押圧力または押圧力の変化分が設定値を越えていた場合、座標の入力だけをしようとして操作面に指を触れたのか、スイッチ入力をしようとして指を触れたのかを区別することができなかった。つまり、操作者がスイッチ入力はせずに座標だけの入力をする意志で操作面に触れたにも関わらず、その操作面に触れた指の押圧力またはその変化分が設定値を越えてしまった場合、操作者の意志に反してスイッチ入力がなされてしまうという不都合が生じた。
【００１１】また、操作面上で指を移動させて座標の入力をしている最中においても、操作者が力を入れ過ぎて操作面を押圧する押圧力またはその変化分が設定値を越えてしまった場合にも、操作者の意志に反してスイッチ入力がなされてしまうといった不都合が生じた。
【００１２】さらに上記タブレットでは、スイッチ入力がなされた後に指などを移動させると、前記スイッチ入力が解除されてしまう。したがって、スイッチ入力を継続したまま座標入力を行うドラッグモードでの操作を行う場合には、タブレットとともに他のスイッチやキーと同時に操作しなければならないという煩わしさがあった。
【００１３】またスイッチやキーを押しながらタブレットを操作するドラッグモードへ移行しているとき、指などがタブレットの端部に移動し、その位置で指などを離したときにタブレットモードが解除されてしまう。そのため再度スイッチやキーなどと共にタブレットを操作し直すという煩雑さがある。
【００１４】本発明の目的は、このような操作者の意志に反してスイッチ入力がなされる不都合を防止し、実際の人間の操作時の押圧力および操作した移動量の実測データに基づいて、様々な操作状態においてスイッチ入力する意志で操作した時にだけスイッチ入力がなされ、しかもスイッチ入力がなされた状態を継続したままのドラッグモードを容易に設定でき、また操作面から指又はペンを離したとしてもスイッチ入力は継続したままでひきつづきドラッグモードを保持可能な、操作性に優れたコンピュータ入力装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】第１の本発明は、操作面上に操作体を触れさせることにより移動量の入力およびスイッチ入力を行なうコンピュータ入力装置において、前記操作面に操作体が接触したことおよび前記操作面上で前記操作体が移動したことを検出する検出手段および、処理手段を有し、前記処理手段では、前記検出手段からの検出出力が、所定時間以内に所定の変化を示したときにスイッチ入力操作と認識することを特徴とするものである。
【００１６】第２の本発明は、操作面上に操作体を触れさせることにより移動量の入力およびスイッチ入力を行なうコンピュータ入力装置において、前記操作面に操作体が接触したことおよび前記操作面上で前記操作体が移動したことを検出する検出手段および、処理手段を有し、前記処理手段では、前記検出手段からの検出出力に基づいて、前記操作体が前記操作面に接触したと認識した後、所定時間以内に前記操作面上で前記操作体が所定距離移動しないときにスイッチ入力操作と認識することを特徴とするものである。
【００１７】例えば、前記検出出力が予め設定されている値を越えたと認識した後の所定時間以内に前記操作面上で前記操作体が所定距離移動しないときにスイッチ入力操作と認識することができる。
【００１８】第３の本発明は、操作面上に操作体を触れさせることにより移動量の入力およびスイッチ入力を行なうコンピュータ入力装置において、前記操作面に操作体が接触したことおよび前記操作面上で前記操作体が移動したことを検出する検出手段および、処理手段を有し、前記処理手段では、前記検出手段からの検出出力が所定値を越えた後に、所定時間以内に前記検出出力がある値よりも低くなったときに、スイッチ入力操作と認識することを特徴とするものである。
【００１９】これらの発明において、前記スイッチ入力操作が認識されたときは、前記検出出力が予め設定された値よりも低くなったときにスイッチＯＦＦであると認識することが好ましい。
【００２０】また、前記処理手段では、前記スイッチ入力操作が行われたと認識したときに、さらに前記操作体が前記操作面上で移動したことが検出されたときに、前記スイッチ入力操作の入力状態を保持するドラッグモードが設定されてもよい。
【００２１】さらに、前記処理手段では、前記スイッチ入力操作が行われたと認識したときに、前記ドラッグモードが設定されているか否かを判断し、前記ドラッグモードが設定されていなければ前記スイッチ入力操作に基づいてスイッチＯＮの処理が行われ、前記ドラッグモードが設定されているときには前記スイッチ入力操作に基づいてドラッグモード解除の処理が行われてもよい。
【００２２】
【作用】上記構成では、指などの操作体が操作面に触れたときに、時間計測や操作体の移動量を認識することにより、スイッチ入力動作であるか、通常の座標入力動作であるか高精度に認識できる。したがって、操作者がスイッチ入力する意志なしに操作面を強く押圧したような場合にも、前記時間や移動量を認識することにより、誤ってスイッチ入力を判別されることがない。
【００２３】またスイッチ入力を維持しつつ操作体の移動操作による座標入力を行なうことが可能なドラッグモードに移行することができ、また再度のスイッチ入力により前記ドラッグモードを解除することができる。
【００２４】加えて、スイッチ入力を継続しながら操作（ドラッグモード）を望む際、操作面上を指などで移動させている最中に操作面の端に当たってしまってそれ以上移動できない場合でも、スイッチ入力が開始された状態を保持できるため、操作面から指などで離しても新たに操作面に触れてスイッチ入力を維持しながらの移動操作を継続して行うことができる。
【００２５】
【実施例】図１は本発明の座標入力装置の構成を示すブロック図を示し、図２（ａ），（ｂ）はスイッチ入力をする意志で操作面１ａに触れた実測データで、図２（ａ）その時間−押圧力関係グラフを、図２（ｂ）はその時間−移動量関係グラフを示し、図３（ａ），（ｂ）はスイッチ入力はせずに移動操作だけをする意志で操作面１ａに触れた時の実測データで、図３（ａ）はその時間−押圧力関係グラフを、図３（ｂ）はその時間−移動量関係グラフを示し、図４（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施例の処理手順を示すフローチャートを示し、図４（ａ）はそのスイッチ入力ＯＮを検出するフローチャート、図４（ｂ）はそのスイッチ入力ＯＦＦを検出するフローチャートである。
【００２６】そして、図５（ａ），（ｂ）はペンなど硬質なものを用いてスイッチ入力をする意志で操作面１ａに触れた時の実測データで、図５（ａ）はその時間−押圧力関係グラフを、図５（ｂ）はその時間−移動量関係グラフを示し、図６（ａ），（ｂ）はペンなど硬質なものを用いてスイッチ入力はせずに移動操作だけをする意志で操作面１ａに触れた時の実測データで、図６（ａ）はその時間−押圧力関係グラフを、図６（ｂ）はその時間−移動量関係グラフを示し、図７は本発明の第２の実施例の処理手順を示すフローチャートを示し、図７（ａ）はそのスイッチ入力ＯＮを検出するフローチャート、図７（ｂ）はそのスイッチ入力ＯＦＦを検出するフローチャートである。
【００２７】更に、図８（ａ），（ｂ）は操作面１ａを指で操作しながらスイッチ入力をする意志で操作した時の実測データで、図８（ａ）は時間−押圧力関係グラフを、図８（ｂ）はその時間−移動量関係グラフを示し、図９（ａ），（ｂ）は操作面１ａを指で操作しながらスイッチ入力をする意志なしに押圧力が加わった時の実測データで、図９（ａ）はその時間−押圧力関係グラフを、図９（ｂ）はその時間−移動量関係グラフを示し、図１０は第３の実施例の処理手順を示すフローチャートを示し、図１０（ａ）はそのスイッチ入力ＯＮを検出するフローチャート、図１０（ｂ）はそのスイッチ入力ＯＦＦを検出するフローチャートである。
【００２８】また、図１１は第４の実施例の処理手順を示すフローチャートを示し、図１１（ａ）はそのドラッグモードを解除するフローチャート、図１１（ｂ）はそのドラッグモードに入るフローチャートである。そして、図１２は第５の実施例の処理手順を示すフローチャートを示し、図１２（ａ）はそのドラッグモードを解除するフローチャート、図１２（ｂ）はそのドラッグモードに入るフローチャートである。
【００２９】まずはじめに、図１を用いて本発明の座標入力装置の構成を説明する。剛体板１の操作面１ａの裏面側の剛体板１の４角つまり点Ａ，点Ｂ，点Ｃ，点Ｄに圧力を電圧に変換する圧電素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが配置されており、それぞれの圧電素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは処理回路３内のＡ／Ｄコンバータ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにそれぞれ接続され、それらの出力は入力ポート５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに接続されている。これら入力ポート５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、バス６を通じてＣＰＵ７に接続しており、このバス６には他にＲＯＭ８，ＲＡＭ９および出力ポート１０が接続されている。そして、出力ポート１０はパソコン本体１１の入力ポート１２に接続されている。
【００３０】上記構成の座標入力装置において、剛体板１の操作面１ａを指やペンなどで押圧すると、４個の圧電素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに加わる分圧の出力が、Ａ／Ｄコンバータ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄによりそれぞれデジタル量に変換されて入力ポート５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄにそれぞれ入力され、ＣＰＵ７により剛体板１上の押圧された座標を演算処理し、出力ポート１０から出力するようになっている。
【００３１】そしてＣＰＵ７の座標検出の演算処理の手順は、次の通りである。まず、点Ａを原点とし、直線ＡＢをＸ軸、直線ＡＤをＹ軸とし、各点の座標をそれぞれＡ（０，０），Ｂ（Ｌ，０），Ｃ（Ｌ，Ｈ），Ｄ（０，Ｈ）とする。ただしＬ，Ｈはそれぞれ線分ＡＢ，線分ＡＤの長さである。前記操作面１ａの点ｐ（ｘ，ｙ）に押圧力Ｆで押圧された場合、各点での分圧がそれぞれｆａ，ｆｂ，ｆｃ，ｆｄであったとすると、【００３２】
【数１】

Ｙ軸回りのモーメントのつりあいから、【００３３】
【数２】

Ｘ軸回りのモーメントのつりあいから、【００３４】
【数３】

が成立し、したがって、【００３５】
【数４】

【００３６】
【数５】

が得られることを用いて、ＣＰＵ７は点ｐ（ｘ，ｙ）の座標を演算するようになっている。
【００３７】次に、ＣＰＵ７がスイッチ入力の有無を判別する判別処理について説明する。この判別に用いられるパラメータは、上記数１により求められた押圧力Ｆと、押圧量の変化量δＦ、そして上記数４，数５により求められた押圧位置の座標ｐ（ｘ，ｙ）の変化量（移動量ｓ）の３つである。
【００３８】これらのパラメータを用いてＣＰＵ７がスイッチ入力を検出する手順を以下に説明する。
【００３９】まず、図２（ａ），（ｂ）と図３（ａ），（ｂ）とを比較して、指などが操作面１ａから離れた状態から、スイッチ入力をする意志で操作面１ａに触れた時と、スイッチ入力はせずに座標入力だけをする意志で操作面１ａに触れた時との、時間−押圧力Ｆ関係グラフおよび時間−移動量ｓ関係グラフの相違点について説明する。
【００４０】スイッチ入力をする意志で操作面１ａに触れると、図２（ａ）のように、たいてい操作面１ａに触れてから３０ｍｓ以内にピーク点ｐ１に示すようなピーク点を検出し、ピーク点ｐ１を検出した時点から６０ｍｓ以内にピーク点ｐ２を検出する。そして、ピーク点ｐ２での押圧力Ｆは７５ｇを越えることが多く、ピーク点ｐ１の時点からピーク点ｐ２の時点までの間においてピーク点ｐ１の地点からの座標の変化量（移動量ｓ）が１０を越えることが少ないことがわかった。
【００４１】それに対して、スイッチ入力する意志がなく座標を入力するだけのために操作面１ａに触れた時には、ピーク点ｐ１の時点からピーク点ｐ２の時点までの間でピーク点ｐ１からの移動量ｓが１０を越えることが多いことがわかった。これらの現象は、スイッチ入力はせずに移動だけをする意志で操作面１ａに指等を触れる場合は、操作面１ａに指等を触れるとすぐに移動させるためであると考えられる。
【００４２】そこでこのような測定実験の結果から得られた上記相違点を考慮し、スイッチ入力をする意志のある時とない時の判別処理の判別基準を次のようにしている。
１）操作面１ａに触れてから３０ｍｓ以内にピーク点ｐ１を検出すること。
２）ピーク点ｐ１の時点から６０ｍｓ以内にピーク点ｐ２を検出すること。
３）ピーク点ｐ２での押圧力Ｆが７５ｇ以上であること。
４）ピーク点ｐ１の時点からピーク点ｐ２の時点の間において、ピーク点ｐ１の地点からの移動量ｓが１０を越えないこと。
【００４３】この基準により判別する本発明の第１の実施例の処理手順を図４を用いて説明する。ＣＰＵ７は一定時間毎に押圧された位置の座標とその位置での押圧量Ｆをサンプリングして以下のステップで処理している。まず指などが操作面１ａに触れているかどうか判別するため、押圧量Ｆが１５ｇを越えているかどうか判断する（ステップ１０１）。押圧量Ｆが１５ｇ以下である時は（ステップ１０１のＮｏ）再度ステップ１０１に戻り、押圧量Ｆが１５ｇを越えている時は（ステップ１０１のＹｅｓ）、ＣＰＵ７内の時間計測手段が計測する経過時間Ｔを０にセットする（ステップ１０２）。
【００４４】そして、Ｔが３０ｍｓ以内にピーク点ｐ１を検出するかどうか判断する（ステップ１０３）。このステップ１０３は、前回サンプリング時の押圧力ＦをＲＡＭ９に記憶しておき、前回サンプリング時にその押圧力Ｆと今回サンプリング時の押圧力Ｆとを比較しその変化分δＦが正から負に変化した時にピーク点ｐ１を検出したと認識するようになっている。そして、ステップ１０３でピーク点ｐ１を検出しなかった場合（ステップ１０３のＮｏ）押圧力Ｆが１５ｇを越えているかどうか判断し（ステップ１０４）、押圧力Ｆが１５ｇ以下である時は（ステップ１０４のＮｏ）再度ステップ１０１に戻り、Ｆが１５ｇを越えている時は（ステップ１０４のＹｅｓ）後述する移動操作中のスイッチ入力処理ブロック２０１に移る。ここで、移動操作中のスイッチ入力処理ブロック２０１を省略して、ステップ１０３でＮｏの場合はステップ１０１に戻るようにしてもよい。
【００４５】そして、ステップ１０３でピーク点ｐ１を検出した場合（ステップ１０３のＹｅｓ）経過時間Ｔを０にセットし（ステップ１０５）、押圧量Ｆが１５ｇを越えているかどうかを判断する（ステップ１０６）。押圧量Ｆが１５ｇ以下である時は（ステップ１０６のＮｏ）ステップ１０１に戻り、押圧量Ｆが１５ｇを越えている時は（ステップ１０６のＹｅｓ）、ピーク点ｐ１の時点からピーク点ｐ２の時点の間において、ピーク点ｐ１の地点からの移動量ｓが１０を越えたかどうかを判断する（ステップ１０７）。移動量ｓが１０を越えた場合は（ステップ１０７のＹｅｓ）移動操作中のスイッチ入力処理ブロック２０１に移り、移動量ｓが１０を越えない場合は（ステップ１０７のＮｏ）Ｔが６０ｍｓ以内でピーク点ｐ２を検出するかどうか判断する（ステップ１０８）。
【００４６】ステップ１０８でピーク点ｐ２を検出する方法は、ＣＰＵ７内の時間計測手段が６０ｍｓ以内で、ＲＡＭ９に格納された前々々回、前々回および前回のサンプリング時の押圧力Ｆと今回サンプリング時の押圧力Ｆとを比較しそれぞれの変化分δＦが２度連続して増加し、続いて２度連続して減少した時にピーク点ｐ２を検出したと認識するようになっている。この２度連続するのを確認するのは、精度を高めるためである。
【００４７】そして、ステップ１０８でピーク点ｐ２を検出しなかった場合は（ステップ１０８のＮｏ）ステップ１０６に戻り、ピーク点ｐ２を検出した場合には（ステップ１０８のＹｅｓ）そのピーク点ｐ２での押圧力Ｆが７５ｇ以上であるかどうか判断する（ステップ１０９）。ピーク点ｐ２の押圧力Ｆが７５ｇより小さい場合は（ステップ１０９のＮｏ）移動操作中のスイッチ入力処理ブロック２０１に移り、ピーク点ｐ２の押圧力Ｆが７５ｇ以上の場合は（ステップ１０９のＹｅｓ）スイッチ入力をＯＮにし（ステップ１１０）、後述する図４（ｂ）のルーチン２に移る。なお、ステップ１０７のＹｅｓまたはステップ１０９のＮｏの場合、移動操作中のスイッチ入力処理ブロック２０１を省略してステップ１０１に戻っても構わない。
【００４８】そしてスイッチ入力がＯＮになった後、スイッチ入力をＯＦＦにする条件は、次の通りである。
１）押圧力が１５ｇ以下になること。
【００４９】そこで上記判断基準に基づき、ルーチン２では、押圧力Ｆが１５ｇを越えているかどうかを判断し（ステップ１１１）、押圧力Ｆが１５ｇを越えていると（ステップ１１１のＹｅｓ）再度ステップ１１１に戻り、ステップ１１１で押圧力Ｆが１５ｇ以下であると（ステップ１１１のＮｏ）スイッチ入力をＯＦＦにして（ステップ１１２）図４（ａ）のルーチン１に戻る。
【００５０】次に、図５（ａ），（ｂ）と図６（ａ），（ｂ）とを比較して、ペンなど硬質なものを用いて操作面１ａから離れた状態からスイッチ入力をする意志で操作面１ａに触れた時と、スイッチ入力はせずに座標入力だけをする意志で操作面１ａに触れた時との、時間−押圧力Ｆ関係グラフおよび時間−移動量ｓ関係グラフの相違点について説明する。
【００５１】ペンなど硬質なものを用いてスイッチ入力をする意志で操作面１ａに触れると、図５（ａ）のように、たいてい操作面１ａに触れてから３０ｍｓ以内にピーク点ｐ１に示すようなピーク点を検出し、ピーク点ｐ１の押圧力Ｆが１００ｇを越える。そしてピーク点ｐ１を検出した時点から６０ｍｓ以内に押圧力Ｆが１５ｇ以下になり、ピーク点ｐ１を検出した時点から押圧力Ｆが１５ｇ以下になる時点までの間でピーク点ｐ１の地点からの移動量ｓが１０を越えることが少ないことがわかった。
【００５２】それに対して、スイッチ入力はせずに座標入力だけをする意志で操作面１ａに触れた時には、ピーク点ｐ１の時点から押圧力Ｆが１５ｇ以下になる時点までの間でピーク点ｐ１からの移動量ｓが１０以上となることが多いことがわかった。この現象は、硬質のペン等で操作した場合、操作面１ａでのリバウンドが生じにくく、第１の実施例と同様、スイッチ入力はせずに移動だけをする意志で操作面１ａにペン等を触れる場合は、操作面１ａにペン等を触れるとすぐに移動させるためであると考えられる。
【００５３】そこでこのような測定実験の結果から得られた上記相違点を考慮し、スイッチ入力をする意志のある時とない時の判別処理の判別基準を次のようにしている。
１）操作面１ａに触れてから３０ｍｓ以内にピーク点ｐ１を検出すること。
２）ピーク点ｐ１の時点から６０ｍｓ以内に押圧力Ｆが１５ｇより小さくなること。
３）ピーク点ｐ１での押圧力Ｆが１００ｇ以上であること。
４）ピーク点ｐ１から押圧力Ｆが１５ｇ以下になるまで間でピーク点ｐ１からの移動量ｓが１０以上になることがないこと。
【００５４】この基準により判別する第２の実施例の処理手順を図７を用いて説明する。第２の実施例は第１の実施例のステップ１０６のＮｏの分岐に続いて、ステップ１１３を経てステップ１１０に移るルートが加わったものである。
【００５５】つまり、ステップ１０６で押圧力Ｆが１５ｇを越えていない場合（ステップ１０６のＮｏ）、先のピーク点ｐ１の押圧力Ｆが１００ｇを越えていたかどうか判断する（ステップ１１３）。ピーク点ｐ１での押圧力Ｆが１００ｇを越えていなかった時は（ステップ１１３のＮｏ）ステップ１０１に戻り、ピーク点ｐ１での押圧力Ｆが１００ｇを越えていた時は（ステップ１１３のＹｅｓ）スイッチ入力をＯＮにする（ステップ１１０）。
【００５６】更に、図８（ａ），（ｂ）と図９（ａ），（ｂ）とを比較して、操作面１ａ上で指を移動させて座標を入力している最中にスイッチ入力をするために操作面１ａを強く押圧した時と、スイッチ入力をする意志はなく例えば円などを描こうとして操作面１ａを強く押圧した時の、時間−押圧力Ｆ関係グラフおよび時間−移動量ｓ関係グラフの相違点について説明する。
【００５７】スイッチ入力をする意志で操作面１ａを強く押圧すると、図８（ａ）のように、押圧力Ｆが急激に増加して立ち上がり点ｐ３から１５０ｍｓ以内にピーク点ｐ４に達し、そして急激に減少してなだらかになる。そして、そのピーク点ｐ４の押圧力Ｆが１５０ｇ以上であることが多く、また、前記立ち上がり点ｐ３からピーク点ｐ４までの間での立ち上がり点ｐ３の地点からの移動量ｓが１０以下であることが多いことがわかった。
【００５８】それに対して、スイッチ入力はせずに操作面１ａを強く押圧した時には、立ち上がり点ｐ３からピーク点ｐ４までの間での、立ち上がり点ｐ３の地点からの移動量ｓが１０を越えることが多いことがわかった。
【００５９】そこでこのような測定実験の結果から得られた上記相違点を考慮し、スイッチ入力の意志のある時とない時の判別処理の判断基準を次のようにした。
１）立ち上がり点ｐ３の時点から１５０ｍｓ以内にピーク点ｐ４を検出すること。
２）ピーク点ｐ４での押圧力Ｆが１５０ｇ以上であること。
３）立ち上がり点ｐ３からピーク点ｐ４までの間で、立ち上がり点ｐ３からの移動量ｓが１０以下であること。
【００６０】この判断基準により判別する処理手順である第３の実施例を図１０を用いて説明する。この第３の実施例は、前記第１の実施例または前記第２の実施例の移動操作中のスイッチ入力処理ブロック２０１の処理手順を示したものである。第１の実施例または第２の実施例の分岐からこの移動操作中のスイッチ入力処理ブロック２０１に移ってきた時はまず、押圧力Ｆの増加分δＦが正か負かを判断する（ステップ１２１）。
【００６１】押圧力Ｆの増加分δＦが０以下なら（ステップ１２１のＮｏ）押圧力Ｆが１５ｇを越えているかどうか判断し（ステップ１２２）押圧力Ｆが１５ｇを越えているなら（ステップ１２２のＹｅｓ）ステップ１２１に戻り、１５ｇ以下ならば（ステップ１２２のＮｏ）前述の図４（ａ）のルーチン１に移る。そしてステップ１２１で増加分δＦが正なら（ステップ１２１のＹｅｓ）立ち上がり点ｐ３を検出するかどうか判断する。
【００６２】つまり、前２回分のサンプリング時の押圧量Ｆのデータと今回サンプリング時の押圧量Ｆのデータを比較して増加分δＦが３回連続して１０ｇを越えるかどうかを判断し（ステップ１２３）、３回連続して１０ｇを越えることがなければ（ステップ１２３のＮｏ）ステップ１２２に戻り、３回連続して１０ｇを越えれば（ステップ１２３のＹｅｓ）その連続する押圧力Ｆの最初の押圧力のデータの時点を立ち上がり点ｐ３の時点としてその時の押圧力ＦをＲＡＭ９に格納する（ステップ１２４）。
【００６３】そして立ち上がり点ｐ３の時点から１００ｍｓ以内に押圧力Ｆの変化分が正であることが３回続きそして負であることが３回続く点すなわちピーク点ｐ４を検出するかどうか判断し（ステップ１２５）、ピーク点ｐ４を検出しなければ（ステップ１２５のＮｏ）ステップ１２２に移り、ピーク点ｐ４すなわち押圧力Ｆの変化分δＦが正から負に変わる点を検出すれば（ステップ１２５のＹｅｓ）ピーク点ｐ４の押圧力ＦをＲＡＭ９に格納する（ステップ１２６）。その後、ピーク点ｐ４の押圧力Ｆが１５０ｇ以上であるかどうか判断し（ステップ１２７）、１５０ｇより小さければ（ステップ１２７のＮｏ）図４（ａ）のルーチン１に移り、１５０ｇ以上なら（ステップ１２７のＹｅｓ）立ち上がり点ｐ３からピーク点ｐ４までの間で移動量ｓが１０以上になることがあるかどうか判断する（ステップ１２８）。
【００６４】移動量ｓが１０以上になることがあれば（ステップ１２８のＹｅｓ）図４（ａ）のルーチン１に移り、移動量ｓが１０より小さければ（ステップ１２８のＮｏ）スイッチ入力をＯＮにして（ステップ１２９）、図１０（ｂ）のルーチン３に移る。
【００６５】そしてスイッチ入力がＯＮになった後、スイッチ入力をＯＦＦにする条件は、次の通りである。１）ピーク点ｐ４の時点から１５０ｍｓ以内で押圧力Ｆが立ち上がり点ｐ３での押圧力Ｆより小さくなること。
【００６６】そこで、ステップ１２９でスイッチがＯＮになった後、押圧量Ｆがピーク点ｐ４から１５０ｍｓ以内で立ち上がり点ｐ３での押圧力Ｆより小さくなるかどうかを判断し（ステップ１３０）、小さくならなければ（ステップ１３０のＮｏ）再度ステップ１３０に戻り、小さくなれば（ステップ１３０のＹｅｓ）スイッチ入力をＯＦＦにして（ステップ１３１）、図４（ａ）のルーチン１に戻る。
【００６７】以上のように本発明は、上記第１の実施例から第３の実施例のように、スイッチ入力を判断するのに押圧力Ｆだけでなく座標の変化量（移動量ｓ）を考慮に入れているため、操作者のスイッチ入力の意志を正確に判断することができる。
【００６８】加えて本発明は、操作者がスイッチ入力を継続しなら移動する操作を行う場合に、指などを操作面１ａから離してもスイッチ入力を継続したままのモード（ドラッグモード）に移行できるようにすることができる。このドラッグモードに移行する第４の実施例と第５の実施例を以下図１１および図１２を用いて説明する。
【００６９】第４の実施例は、図１１に示すように第２の実施例のステップ１１１のＹｅｓの分岐に続いて、ピーク点ｐ１の時点からの移動量ｓが１５を越えているかどうか判断するステップ１４１およびドラッグモードに入るステップ１４２が、また、ステップ１０９とステップ１１０の間に、現在ドラッグモードであるかどうかを判断するステップ１４３とスイッチ入力をＯＦＦにするステップ１４４が加わったものである。
【００７０】つまり、ステップ１１１のＹｅｓの分岐に続いて、ピーク点ｐ１からの移動量ｓが１５を越えるかどうか判断し（ステップ１４１）、移動量ｓが１５を越えないならば（ステップ１４１のＮｏ）ステップ１１１に戻り、移動量ｓが１５を越えるならば（ステップ１４１のＹｅｓ）ドラッグモードに入る（ステップ１４２）。
【００７１】そして、ステップ１０９でピーク点ｐ２の押圧力Ｆが７５ｇ以上の場合は（ステップ１０９のＹｅｓ）現在ドラッグモードであるかどうかを判断し（ステップ１４３）、ドラッグモードでなければ（ステップ１４３のＮｏ）スイッチ入力をＯＮにし（ステップ１１０）、ドラッグモードであれば（ステップ１４３のＹｅｓ）スイッチ入力をＯＦＦにし、つまりドラッグモードを解除し（ステップ１４４）ルーチン１’’に戻る。
【００７２】また、第５の実施例は、前記第４の実施例の移動操作中のスイッチ入力処理ブロック２０１’の処理手順を示したものである。図１２に示すように、第３の実施例のステップ１３０のＹｅｓの分岐に続いて、ピーク点ｐ４の時点から押圧力Ｆが立ち上がり点ｐ３の押圧力Ｆよりも小さくなる時点までの間の移動量ｓが１０以下であるかどうか判断するステップ１５１およびドラッグモードに入るステップ１５２が、また、ステップ１２８とステップ１２９の間に、現在ドラッグモードであるかどうかを判断するステップ１５３が加わったものである。
【００７３】つまり、ステップ１３０のＹｅｓの分岐に続いて、ピーク点ｐ４の時点から押圧力Ｆが立ち上がり点ｐ３の押圧力Ｆよりも小さくなる時点までの間の移動量ｓが１０以下であるかどうか判断し（ステップ１５１）、移動量ｓが１０以下なら（ステップ１５１のＹｅｓ）スイッチ入力をＯＦＦにし（ステップ１３１）、移動量ｓが１０を越えるならば（ステップ１５１のＮｏ）ドラッグモードに入る（ステップ１５２）。
【００７４】そして、ステップ１２８のＮｏに続いて、現在ドラッグモードであるかどうかを判断し（ステップ１５３）、現在ドラッグモードでなければ（ステップ１５３のＮｏ）スイッチ入力をＯＮにし（ステップ１２９）図１２（ｂ）のルーチン３’に移り、現在ドラッグモードであれば（ステップ１５３のＹｅｓ）スイッチ入力をＯＦＦにし（ステップ１５４）図１１（ａ）のルーチン１’’に戻る。
【００７５】このような処理により、スイッチ入力をＯＮにしながら操作面１ａ上を移動操作していて、指が操作面１ａの端に当たってしまいそれ以上移動できない場合にも、指を操作面１ａ上から一度離し再度操作面１ａに触れて操作した時に、継続してスイッチ入力がＯＮになった状態での座標入力を可能にすることができる。
【００７６】上記第１から第４の実施例は、押圧力を印加した剛体板１の座標を検出する座標検出部とスイッチ入力を検出するスイッチ入力検出部とが同じ圧力検出部材により構成されているが、座標入力検出部とは別にスイッチ入力を検出するためだけの圧力検出部材を座標入力検出部の操作面の裏に設けた構成にしてもかまわない。つまり、座標入力検出部を抵抗膜式、静電容量結合式、電磁結合式、光学式などの様々な平板状のタブレットを用い、その裏に少なくとも１個の圧力検出部材を設けた構成にしても構わない。
【００７７】また、本実施例の処理回路にはマイコンを使用してプログラムドロジック回路として構成しているが、このような処理と同様の処理を行うロジック回路をワイヤードロジック回路として設けても構わない。
【００７８】更にまた、上記第１〜第５の実施例で判断基準として用いたパラメータの数値はこの実施例で用いられた数値に限らず、操作板の剛性や圧電素子の特性などによりそれぞれ最適値を選ぶことができる。
【００７９】最後に、座標の検出処理の後、この座標の出力に後処理を施して移動処理の際にも操作性に優れた座標入力装置を実現する処理方法について言及しておく。
【００８０】本発明の座標入力装置では、前記数４，数５により求められた押圧点の座標Ｐ（ｘ，ｙ）をそのままパソコン等に送信するのではなく、後処理を施している。
【００８１】すなわち、指が操作面１ａ上を点ｐ０（ｘ０，ｙ０）から点ｐｎ（ｘｎ，ｙｎ）まで移動操作した際に、パソコン等のディスプレイ上のカーソル位置を点Ｐ０（Ｘ０，Ｙ０）から点Ｐｎ（Ｘｎ，Ｙｎ）に移動させる演算処理の演算方法は、次のようになっている。指が操作面１ａ上を点ｐ０（ｘ０，ｙ０）から点ｐｎ（ｘｎ，ｙｎ）まで移動操作する間に、押圧されている操作面１ａの位置の座標またはその位置での押圧力の検出をｎ回行うとし、そのｋ回目の検出時（０≦ｋ≦ｎ）の操作面１ａ上の位置をｐｋ（ｘｋ，ｙｋ），その位置での押圧力をｆｋとすると、単位時間あたりの移動量すなわちｋ回目の検出時から（ｋ＋１）回目の検出時までの移動量ｖｋ、およびその間の平均の押圧力ｇｋは、【００８２】
【数６】

で表される。
【００８３】これらｖｋ，ｇｋをパラメータとする関数をそれぞれ、ｍ＝Ｓ（ｖｋ），ｎ＝Ｔ（ｇｋ）とし、そして前記関数で求められたｍ，ｎをパラメータとする関数を、ｕ＝Ｈ（ｍ，ｎ）と定義し、Ｐｎ（Ｘｎ，Ｙｎ）を次式の演算により求めている。
【００８４】
【数７】

【００８５】ここで、関数Ｓ（ｖｋ）、関数Ｔ（ｇｋ）、関数Ｈ（ｍ，ｎ）は高次関数、指数関数、対数関数、微分関数、反比例関数などどのような関数でも構わないが、本願実施例では、関数Ｓ（ｖｋ）は傾きが正の１次関数、関数Ｔ（ｇｋ）は傾きが負の１次関数、関数Ｈ（ｍ，ｎ）は比例定数ａ，ｂ，ｃ，ｄ（ａ＞０）を用いてＨ（ｍ，ｎ）＝ａｍｎ＋ｂｍ＋ｃｎ＋ｄとしている。
【００８６】このように演算することにより、操作面上１ａを軽い押圧力で素速く移動操作した場合にはディスプレイ上のカーソル移動量が大きくなり、操作面上１ａを強く押圧してゆっくりと移動操作した場合にはディスプレイ上のカーソル移動量が小さくなるようにすることができる。このため、操作者の操作感覚に応じた操作性を実現することができるようになっている。
【００８７】
【発明の効果】本発明は、操作者の意志に反してスイッチ入力がなされる不都合を防止し、実際の人間の操作時の押圧力および操作移動量の実測データに基づいて、様々な操作状態においてスイッチ入力する意志で操作した時にだけスイッチ入力がなされるような、操作性に優れたコンピュータ入力装置を提供することができる。
【００８８】また、狭い操作面で操作する場合、スイッチ入力を継続しながら操作面上を指等で移動させている最中に操作面の端に当たってしまってそれ以上移動できない場合でも、操作面から一旦指等を離しても新たに操作面に触ることによりスイッチ入力を維持しながらの移動操作を継続して行うことができ、操作性を損ねず使用できる操作性に優れたコンピュータ入力装置を提供することができる。
【出願人】 【識別番号】００００１００９８
【氏名又は名称】アルプス電気株式会社
【出願日】 平成５年３月２９日（１９９３．３．２９）
【代理人】 【識別番号】１０００８５４５３
【弁理士】
【氏名又は名称】野▲崎▼ 照夫
【公開番号】 特開２００１−２６５５１９（Ｐ２００１−２６５５１９Ａ）
【公開日】 平成１３年９月２８日（２００１．９．２８）
【出願番号】 特願２００１−４９８９６（Ｐ２００１−４９８９６）