JP2000235452A - タッチ操作入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高分解能が必要な入力操作の場合に、レスポ
ンスを低下することなく、意図する制御を行うことので
きるタッチ操作入力装置の提供を目的とする。 【解決手段】 キャタピラ（登録商標）状のタッチパネ
ルを配置してタッチパネルの可動を変位検出部５８で検
出し、ＬＥＤ４４及びフォトトランジスタ４６でタッチ
パネル１６をタッチ操作する操作位置を検出し、検出し
た位置座標をＲＡＭ６８に記憶する。また、変位検出部
５８でタッチパネルの可動が検出されない場合は、ＲＡ
Ｍ６８に記憶された位置座標をディスプレイ１２に出力
し、タッチパネルの可動が検出された場合は、現在の位
置座標をディスプレイ１２に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操作面をタッチす
ることによって、タッチ操作情報を入力するタッチ操作
入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば車両においては、タッ
チ操作機能付きのディスプレイ装置を備えたものが増え
ている。この種のディスプレイ装置の一例としては、表
示画面に対するタッチ位置を光センサにより検出するよ
うに構成されている。

【０００３】具体的には、表示画面の縦方向及び横方向
に対応して複数の並列光軸を形成するように投光素子と
受光素子とを配置し、表示画面を指でタッチすることに
より投光素子から受光素子に至る光軸が遮断されること
に基づいてタッチ範囲の中心位置を検出してその座標デ
ータを出力するように構成されている。

【０００４】また、タッチ操作入力装置としてディスプ
レイ部とタッチ操作部を分けて、タッチ操作部を操作し
易い場所に配置するものもあり、このタッチ操作入力装
置の構成は、上述のような構成となっている。このよう
なタッチ操作入力装置は、タッチ操作部を車両において
操作し易い場所に配置することにより、利便的な操作を
提供することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
タッチ操作入力装置では、高分解能にした場合に、指を
動かす意志のない場合でも、指のブレやローリング等の
指の動きを拾ってしまい、意志に反する制御を行うこと
があるという問題があり、スムージング処理やヒステリ
シス処理のように制御することによってソフト的な対応
でぶれを補正することが考えられるが、操作入力を行う
指の動きに対してレスポンスが低下することが考えられ
る。

【０００６】本発明は、上記問題を解決すべく成された
もので、高分解能が必要な入力操作の場合に、レスポン
スを低下することなく、意図する制御を行うことのでき
るタッチ操作入力装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、複数の操作機能項目を表示する表示部と、表示部と
は別の位置に設けられ、タッチ操作するタッチパネルを
備え、このタッチパネルへのタッチ操作によって前記複
数の機能項目を選択入力するタッチ操作部と、前記タッ
チパネルで行われるタッチ操作の押圧力を含む所定のタ
ッチ状態を検出する検出手段と、前記タッチパネルで行
われるタッチ操作入力の操作位置を検出する位置検出手
段と、前記位置検出手段によって検出された過去の操作
位置を記憶する記憶手段と、を備え、前記検出手段で前
記タッチパネルの所定のタッチ状態が検出されない場合
に前記記憶手段に記憶された過去の操作位置を前記表示
部に出力し、前記タッチパネルの所定のタッチ状態が検
出された場合に、前記位置検出手段によって検出された
現在の操作位置を前記表示部に出力することを特徴とし
ている。

【０００８】請求項１に記載の発明によれば、表示部に
複数の操作機能項目を表示し、表示部とは別の位置に設
けられたタッチ操作部のタッチパネルをタッチ操作する
ことによって、表示部に表示された複数の選択項目を選
択入力を行う。検出手段は、タッチパネルで行われるタ
ッチ操作の押圧力を含む所定のタッチ状態を検出するこ
とによって、指ぶれか否かを検出することができる。位
置検出手段は、タッチパネルで行われるタッチ操作入力
の操作位置を検出し、記憶手段は、位置検出手段によっ
て検出された過去の操作位置を記憶する構成となってお
り、検出手段でタッチパネルの所定のタッチ状態が検出
されない場合には、記憶手段に記憶された過去の操作位
置を現在の操作位置として表示部に出力し、検出手段で
タッチパネルの所定のタッチ状態が検出された場合に
は、位置検出手段によって検出された現在の操作位置を
表示部に出力する。

【０００９】このように、タッチパネルを操作する際の
検出手段でタッチ状態を検出することによって、指ぶれ
か否かを検出して検出結果に基づいて制御を行うことが
できる。従って、高分解能が必要な操作入力である場合
には、指ぶれがあってもぶれを検出することなく、意図
する制御を行うことができる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、前記タッチパネ
ルが、前記タッチ操作部で目視可能となるパネル窓以上
の面積を有し、所定の操作押圧力範囲内で前記タッチパ
ネルを移動しようとした時に、この移動と共に前記タッ
チパネルが前記パネル窓に対して移動されるスクロール
機能を持ち、前記検出手段が前記タッチパネルのスクロ
ール状態を検出することを特徴としている。

【００１１】請求項２に記載の発明によれば、タッチパ
ネルが、タッチ操作部で目視可能となるパネル窓以上の
面積を有し、所定の操作押圧力範囲以内でタッチパネル
を移動しようとした時、この移動と共にタッチパネルが
パネル窓に対して移動されるスクロール機能を有する。
また、このスクロール状態を検出手段で検出することに
よって、タッチパネルを操作する指の操作状態を判定す
ることができる。すなわち、タッチパネルのスクロール
状態（変位）を検出手段で検出し、タッチパネルの変位
がない場合には、記憶手段に記憶された過去の位置検出
手段で検出された操作位置を表示部に出力することによ
って、タッチ操作入力の際の指ぶれを拾うことを防止す
ることができ、高分解能が必要な操作入力である場合
に、指ぶれがあってもぶれを検出することなく、意図す
る制御を行うことができる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、前記タッチパネ
ルが無端ベルトからなり、キャタピラ状のタッチパネル
を形成することを特徴としている。

【００１３】請求項３に記載の発明によれば、タッチパ
ネルが無端ベルトからなり、キャタピラ状のタッチパネ
ルが形成される。すなわち、タッチパネルを移動操作す
ることによって、パネル窓に対してタッチパネルをスク
ロールさせることができる。

【００１４】また、タッチパネルをスクロールさせて、
検出手段がタッチパネルのスクロール状態（変位）を検
出し、検出手段によってタッチパネルの変位が検出され
ない場合には、記憶手段に記憶された過去の位置検出手
段によって検出された操作位置を表示部に出力すること
によって、タッチ操作入力の際の指ぶれを拾うことを防
止することができる。すなわち、高分解能が必要な操作
入力である場合に、指ぶれがあってもぶれを検出するこ
となく、意図する制御を行うことができる。

【００１５】請求項４に記載の発明は、前記検出手段
が、前記タッチパネルスクロール状態及び前記タッチパ
ネルのスクロール方向の位置を検出することを特徴とし
ている。

【００１６】請求項４に記載の発明によれば、検出手段
が、タッチパネルのスクロール状態及びタッチパネルの
スクロール方向の位置を検出することによって、位置検
出手段におけるタッチパネルの移動方向を検出する位置
検出手段を省くことができ、タッチ操作入力装置を簡易
化することができる。

【００１７】例えば、タッチパネルを縦方向にスクロー
ル可能に配置し、検出手段によって縦方向のスクロール
位置を検出すれば、位置検出手段は、横方向の位置検出
のみでよいので、位置検出手段を簡易化することができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例を詳細に説明する。本実施の形態は車両
用のディスプレイシステムに本発明を適用したものであ
る。

【００１９】図１は車両用のディスプレイシステム１０
の全体構成を示している。この車両用のディスプレイシ
ステム１０は、エアコン、オーディオ、ナビゲーション
システム等の自動車に付帯する付帯装備の操作を行うも
のであり、ディスプレイ１２及びタッチ操作入力装置
（以下、タッチトレーサと称す）とによって主に構成さ
れている。

【００２０】ディスプレイ１２は、運転者及び同乗者が
容易に視認することができるインストルメントパネルの
中央部に配置され、エアコン、オーディオの操作状況や
ナビゲーションシステムの案内地図画面等を表示するも
のであり、タッチトレーサ１４からの操作入力情報に応
じて所定の画面を表示するようになっている。

【００２１】タッチトレーサ１４は、運転者が容易に操
作することができる場所、例えば、運転席ドアの肘掛部
やセンターコンソール等に配置され、タッチ操作入力に
よってエアコン、オーディオ、ナビゲーションシステム
等の付帯装備の操作を行うものである。

【００２２】タッチトレーサ１４は、図２のタッチトレ
ーサ正面図に示すように、タッチトレーサ１４の中央部
に入力パッド１６が配置され、入力パッド１６の周囲と
なる位置には、各種のモードを選択する選択ボタンが配
置されている。これらの選択ボタンとしては、現在地ボ
タン１８、目的地ボタン２０、メニューボタン２２、エ
アコンボタン２４、オーディオボタン２６、画質ボタン
２８が設けられており、これらのモード選択ボタンを押
圧操作することにより、選択されたモードに対応する画
面がディスプレイ１２に表示される。

【００２３】また、ディスプレイ１２には、例えば、図
３に示すようなメニュー画面７２が表示される。タッチ
トレーサ１４は、このディスプレイ１２に表示されたメ
ニュー画面７２の中の選択項目を選択入力するものであ
る。ディスプレイ１２に表示された選択項目は、タッチ
トレーサ１４によって選択入力されると選択された項目
が色反転表示される。

【００２４】次に、図４及び図５を参照してタッチトレ
ーサ１４の内部構造について説明する。図４は、タッチ
トレーサ１４の一部を破断にして示す正面図であり、図
５は、タッチトレーサ１４を破断にして示す横断面図で
ある。

【００２５】タッチトレーサ１４は、アウターケーシン
グＡ３２及びアウターケーシングＢ３４によって外枠が
構成され、タッチトレーサ１４の底面となるアウターケ
ーシングＢ３４の底面にプリント配線基板３６が配置さ
れ、アウターケーシングＢ３４の上方部にプリント配線
基板３８が配置されている。

【００２６】プリント配線基板３８上には光センサユニ
ットが搭載されている。この光センサユニットは、複数
のＬＥＤ４４とフォトトランジスタ４６とを並列光軸を
形成するように対向配列すると共に、ＬＥＤ４４及びフ
ォトトランジスタ４６はプリント配線基板３８の電気回
路に接続さている。また、これらのＬＥＤ４４及びフォ
トトランジスタ４６は、それぞれ隣接するＬＥＤ４４又
はフォトトランジスタ４６とを遮光する遮光部材４８で
覆われて構成されており、対向配列されたＬＥＤ４４と
フォトトランジスタ４６に必要とされる光以外をこの遮
光部材４８で遮光するようになっている。

【００２７】また、プリント配線基板３８上には複数の
操作用スイッチ５０が搭載されており、上述した各種の
モードを選択する選択ボタン１８〜２８に対する操作に
応じて対応する操作用スイッチ５０がオンするようにな
っている。

【００２８】図６は、ＬＥＤ４４及びフォトトランジス
タ４６の配列状態を示している。図６において、図示縦
方向光軸（以下、Ｘラインと称する）として１５本が設
定されていると共に、図示横方向光軸（以下、Ｙライン
と称する）として１１本が設定されている。この場合、
ＸラインとＹラインとのそれぞれにおいてＬＥＤ４４と
フォトトランジスタ４６とは交互に並列配置されてい
る。また、並列配置されたＬＥＤ４４及びフォトトラン
ジスタ４６において、フォトトランジスタ４６は隣接す
るＬＥＤ４４よりも後方に配設されており、これにより
Ｘライン及びＹラインの光軸ピッチを低寸法化すること
ができる。

【００２９】また、入力パッド１６は、キャタピラ状に
一対のローラ５２に巻きかけられており、図５矢印Ｍ方
向にスクロール操作が可能となっている。一対のローラ
５２の回転軸は、一対のロッド５４に回転可能に軸支さ
れている。また、一対のロッド５４には、入力パッド１
６のスクロール操作をガイドする７個のガイドローラ５
６が回転可能に軸支されており、入力パッド１６をスク
ロール操作する際のガイドを行っている。

【００３０】一対のロッド５４は、一端がアウターケー
シングＢ３４に設けられた支持部材７０に回転可能に軸
支されており、他端は、アウターケーシングＢ３４に係
止されたスプリング４２によって付勢されている。

【００３１】また、アウターケーシングＢ３４の底面に
設けられたプリント配線基板３６には、入力パッド１６
のスクロールによる変位を検出する変位検出部５８が配
置されている。

【００３２】入力パッド１６の端部には穴が設けられて
おり、変位検出部５８は、入力パッド１６の穴の設けら
れた部分を狭持する構成となっており、ＬＥＤ及びフォ
トトランジスタによって入力パッド１６の変位を検出す
るようになっている。

【００３３】さらに、プリント配線基板３６には、操作
決定スイッチ４０が設けられており、操作決定スイッチ
４０は、入力パッド１６を操作して操作位置が決定した
際に、スプリング４２の付勢力に対して、入力パッド１
６を押圧操作することによってロッド５４が回転移動
し、ローラ５２によって操作決定スイッチ４０が押圧さ
れることによってオンするようになっている。

【００３４】図７は、ディスプレイシステム１０の電気
的構成を示すブロック図である。ディスプレイシステム
１０は、タッチトレーサ１４に配置されたＬＥＤ４４、
フォトトランジスタ４６、操作決定スイッチ４０、操作
用スイッチ５０、変位検出部５８がタッチトレーサコン
トローラ６０に接続されており、更にタッチトレーサコ
ントローラ６０には、エアコン、オーディオ、ナビゲー
ションシステム等の付帯装備を制御する制御部６２、デ
ィスプレイ１２に接続されている。

【００３５】また、タッチトレーサコントローラ６０
は、ＣＰＵ６４、ＲＯＭ６６、ＲＡＭ６８によって構成
されており、ＬＥＤ４４及びフォトトランジスタ４６か
ら入力される信号に基づいて、入力パッド１６の操作位
置座標を算出する。なお、指でタッチした位置座標は、
上述のＸライン、Ｙラインそれぞれの遮光されたライン
の中心位置座標を算出して、この算出された中心位置座
標を入力パッド１６上のタッチ位置としている。

【００３６】また、タッチトレーサコントローラ６０
は、上述の算出された指でタッチした位置座標をディス
プレイ１２の表示に対応した位置座標に変換してディス
プレイ１２へ出力する。ディスプレイ１２は、タッチト
レーサコントローラ６０から出力された位置座標を基に
指でタッチしている画面上の位置を画面に表示する。こ
の画面上の位置表示は、選択項目が色反転することによ
って表示されるようになっている。なお、この画面表示
は矢印等による表示でもよい。

【００３７】入力パッド１６で選択項目が決定された状
態で操作決定スイッチ４０が押圧操作されるとタッチト
レーサコントローラ６０に操作決定スイッチ４０の信号
が出力され、タッチトレーサコントローラ６０は、ディ
スプレイ１２の選択された項目を表示するための信号を
制御部６２へ出力する。

【００３８】制御部６２では、選択された項目に従った
画面に切り替えるための情報をディスプレイ１２に出力
することによってディスプレイ１２に表示された画面が
選択された項目の画面へと切り替わる。また、タッチト
レーサ１４の操作用スイッチ５０が押圧操作されると押
圧操作されたモードを選択する選択ボタン１８〜２８に
対応する画面がディスプレイ１２画面上に表示されるよ
う制御部６２によって制御される。

【００３９】次に、本実施の形態におけるタッチトレー
サ１４操作時の作用について、図８のフローチャートを
参照して説明する。

【００４０】はじめに、ステップ１００で、入力パッド
１６のタッチ操作位置座標及び変位検出部５８で検出さ
れた変位検出値をタッチトレーサコントローラ６０のＲ
ＡＭ６８に記憶保存し、ステップ１０２へ移行する。ス
テップ１０２では、入力パッド１６上を操作する操作位
置座標がタッチトレーサコントローラ６０によって算出
され、ステップ１０４へ移行する。ステップ１０４で
は、変位検出部５８で入力パッド１６のスクロールによ
る変位を検出し、ステップ１０６へ移行する。

【００４１】ステップ１０６では、タッチトレーサコン
トローラ６０によって、ステップ１０２で算出された位
置座標とＲＡＭ６８に記憶された位置座標とを比較して
変化があったか判定される。ステップ１０６で、変化が
あったと判定されるとステップ１０８へ移行する。ステ
ップ１０８では、タッチトレーサコントローラ６０によ
って、変位検出部によって検出される変位検出値とＲＡ
Ｍ６８に記憶された変位検出値とを比較して変化があっ
たか判定される。ステップ１０８で、変化があったと判
定されるとステップ１１０へ移行し、ステップ１１０で
は、位置座標を現在操作している位置座標とし、ステッ
プ１１４で、位置座標をディスプレイ１２へ出力し、リ
ターンされる。

【００４２】一方、ステップ１０６で、変化がないと判
定された場合、及び、ステップ１０８で変位がないと判
定された場合には、ステップ１１２へ移行する。ステッ
プ１１２では、指ぶれと判断し、位置座標をＲＡＭ６８
に記憶された保存位置座標とし、ステップ１１４で、保
存位置座標をディスプレイ１２へ出力する。

【００４３】このように、キャタピラ状の入力パッド１
６をスクロール操作しながら、タッチ操作入力を行い、
入力パッド１６の変位を検出することによって、指のぶ
れがあってもぶれを検出することなく指の動きだけを検
出することができる。

【００４４】例えば、図３のメニュー画面を操作入力す
る際、図３の縦方向は、横方向に比べて高分解能となり
指ぶれが生じやすいが、キャタピラ状の入力パッド１６
は、縦方向にスクロール操作可能なようになっており、
入力パッド１６をスクロール操作しながらタッチ操作入
力を行い、変位検出部５８によって入力パッド１６のス
クロールによる変位が検出されない場合は、指ぶれと判
断してＲＡＭ６８に記憶された位置座標を表示すること
ができる。すなわち、高分解能が必要な操作において、
レスポンスを低下することなく、意図する制御を行うこ
とができる。

【００４５】なお、上記の実施の形態では、変位検出部
５８をＬＥＤとフォトトランジスタによって検出する構
成としたが、ローラ５２の回転軸の変化をロータリーエ
ンコーダ等によって検出する構成としてもよい。

【００４６】また、上記の実施の形態では、入力パッド
１６をスクロール操作しながら、タッチ入力を行い、Ｌ
ＥＤ４４及びフォトトランジスタ４６によって、Ｘ座
標、Ｙ座標をを検出し、変位検出部５８によって入力パ
ッド１６の変位を検出するようにしたが、操作位置の検
出が絶対位置検出ではなく、相対位置検出でよい場合に
は、入力パッド１６のスクロールする方向と直行する方
向のＬＥＤ４４及びフォトトランジスタ４６を取り除い
て、変位検出部５８で入力パッド１６のスクロール方向
の座標を検出するようにしてもよい。

【００４７】さらに、上記の実施の形態では、入力パッ
ド１６の変位検出を変位検出部５８に設けられたＬＥＤ
とフォトトランジスタによって変位を検出するようにし
たが、入力パッド１６をキャタピラ状の入力パッド１６
としないで、通常のプレート状の入力パッド１６とし
て、入力パッド１６の近傍にマイクを設け、入力パッド
１６を指で操作する際の摺動音を検出することによっ
て、変位検出部５８の代わりにしてもよい。この場合
は、摺動音が検出されない場合を指ぶれと判定し、摺動
音が検出された場合に操作移動されたと判定することに
よって、同様の効果を得ることができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
分解能が必要な入力操作の場合に、レスポンスを低下す
ることなく、意図する制御を行うことのできるタッチ操
作入力装置を提供することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係わるディスプレイシス
テムの概観を示す斜視図である。

【図２】タッチトレーサの正面図である。

【図３】ディスプレイに表示されたメニュー画面を表す
図である。

【図４】タッチトレーサの一部を破断にして示す正面図
である。

【図５】タッチトレーサを破断にして示す横断面図であ
る。

【図６】ＬＥＤとフォトトランジスタの配置関係を示す
図である。

【図７】本実施の形態に係わるディスプレイシステムの
電気的構成を示すブロック図である

【図８】タッチトレーサ操作時の作用を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１０ ディスプレイシステム １２ ディスプレイ １４ タッチトレーサ １６ 入力パッド ４４ ＬＥＤ ４６ フォトトランジスタ ５８ 変位検出部 ６８ ＲＡＭ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新里 卓司 愛知県丹羽郡大口町豊田三丁目260番地 株式会社東海理化電機製作所内 (72)発明者 西川 正人 愛知県丹羽郡大口町豊田三丁目260番地 株式会社東海理化電機製作所内 Ｆターム(参考） 5B068 AA04 AA05 AA32 CC06 CC12 CC17 CD01 CD02 CD03 CD04 CD06 5G006 AA05 JA01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の操作機能項目を表示する表示部
   と、 表示部とは別の位置に設けられ、タッチ操作するタッチ
   パネルを備え、このタッチパネルへのタッチ操作によっ
   て前記複数の機能項目を選択入力するタッチ操作部と、 前記タッチパネルで行われるタッチ操作の押圧力を含む
   所定のタッチ状態を検出する検出手段と、 前記タッチパネルで行われるタッチ操作入力の操作位置
   を検出する位置検出手段と、 前記位置検出手段によって検出された過去の操作位置を
   記憶する記憶手段と、を備え、 前記検出手段で前記タッチパネルの所定のタッチ状態が
   検出されない場合に前記記憶手段に記憶された過去の操
   作位置を前記表示部に出力し、前記タッチパネルの所定
   のタッチ状態が検出された場合に、前記位置検出手段に
   よって検出された現在の操作位置を前記表示部に出力す
   ることを特徴とするタッチ操作入力装置。
2. 【請求項２】 前記タッチパネルが、前記タッチ操作部
   で目視可能となるパネル窓以上の面積を有し、所定の操
   作押圧力範囲内で前記タッチパネルを移動しようとした
   時に、この移動と共に前記タッチパネルが前記パネル窓
   に対して移動されるスクロール機能を持ち、前記検出手
   段が前記タッチパネルのスクロール状態を検出すること
   を特徴とする請求項１に記載のタッチ操作入力装置。
3. 【請求項３】 前記タッチパネルが無端ベルトからな
   り、キャタピラ状のタッチパネルを形成することを特徴
   とする請求項２に記載のタッチ操作入力装置。
4. 【請求項４】 前記検出手段が、前記タッチパネルスク
   ロール状態及び前記タッチパネルのスクロール方向の位
   置を検出することを特徴とする請求項２又は請求項３に
   記載のタッチ操作入力装置。