JP2006134085A - タッチパネルを用いた入力システム - Google Patents

Abstract

【課題】 タッチパネルへの入力操作に対する確認応答時間を短縮することができる、「タッチパネルを用いた入力システム」を提供する。
【解決手段】 タッチパネルを用いた入力システム１２は、モニタ２２、タッチパネル２４および振動パネル２６を備えた表示装置２０と、タッチパネル２４の操作情報を検知する検知部３２およびＦＦＢ信号に応答して振動パネル２６の所定エリアを振動させるＦＦＢ部３４を含むシステム制御装置３０と、システム制御装置３０に接続されたナビゲーション装置４０とを含む。ナビゲーション装置４０は、検知部３２からの座標位置情報Ｐに応答してＦＦＢ信号を映像信号に重畳する重畳回路４８を有し、システム制御装置３０は、映像信号に重畳されたＦＦＢ信号を分離する分離回路３８を有する。分離回路３８によって分離されたＦＦＢ信号に基づきＦＦＢ部３４が振動パネル２６を振動させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、タッチパネルを用いた入力システムに関し、特に、タッチパネルへの入力操作が有効であることを振動により確認する入力システムに関する。

タッチパネルは、液晶やＣＲＴスクリーン上に取り付けられたタッチスクリーンとも呼ばれ、ＰＤＡ、銀行のＡＴＭ、駅の券売機、ナビゲーション装置、ＡＶ機器などの電子機器への入力手段として広く利用されている。タッチパネルは、指や専用のペンにより画面が接触されると、その接触された位置が検知され、これにより入力操作の有無が判別できるようになっている。タッチパネルは、ディスプレイの下に配置して圧力の変化を検出するタイプと、専用の透明なスクリーンで画面を覆うタイプがある。また画面への接触の検知方法には、感圧式や静電式がある。前者は圧力の変化を感知し、後者は静電気による電気信号を感知している。

タッチパネルの画面を接触または押圧したとき、その入力操作が適切に行われたのか否かの判別がつきにくいことがある。このため、入力操作があったときに、タッチパネルを振動させて、その入力操作が有効であったことをフィードバックさせる技術が例えば特許文献１に開示されている。

また、マルチメディア化に伴い複数の電子機器が接続されると、各電子機器への入力等の配線が複雑化する。こうした問題を解決するため、特許文献２におけるビデオシステムは、ＶＴＲ、ＬＤＰ（レーザディスクプレーヤ）からの映像信号をＣＲＴへ出力するコントローラを有し、コマンダから予定のコマンドがコントローラに入力されたとき、コントローラは、制御信号を映像信号のベースバンド帯域の信号またはＲＦ帯域の信号に変調し、ＶＴＲまたはＬＤＰに供給するようにしている。

特開２００１−３５０５９２号 特開平６−１８７７７１号

図５に従来のタッチパネルを用いた入力システムの構成例を示す。入力システム１０は、表示装置２０と、表示装置２０に接続されたシステム制御装置３０と、システム制御装置３０に接続されたナビゲーション装置４０とを含んでいる。システム制御装置３０には、必要に応じてＤＶＤプレーヤ等の他の電子機器５０を接続することができる。

表示装置２０は、液晶などにより画像を表示するモニタ２２、モニタ２２上に取り付けられたタッチパネル２４、タッチパネル２４上に取り付けられた振動パネル２６を含んでいる。システム制御装置３０は、タッチパネル２４への入力操作があったとき、その接触もしくは押下された座標位置を検出する検知部３２と、タッチパネル２４への操作入力が有効であったとき振動パネル２６を振動させるフォースフィードバック（以下、ＦＦＢという）部３４と、メインマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）３６とを備えている。メインマイコン３６は、検知部３２およびＦＦＢ部３４を制御したり、システム制御装置３０に接続される電子機器との間の通信制御などを行う。

ナビゲーション装置４０は、通信線Ｓ１を介してシステム制御装置３０のメインマイコン３６と接続されたメインマイコン４２と、ナビゲーション機能を制御するナビゲーション用マイコン４４とを備えている。メインマイコン４２は、システム制御装置３０との通信制御を行い、メインマイコン４２からの制御信号やデータは、通信線Ｓ２を介してナビゲーション用マイコン４４に与えられる。また、ナビゲーション用マイコン４４は、映像信号線４６を介して映像信号をモニタ２２へ供給し、そこに必要な画像を表示させる。

図６は、タッチパネルへの入力操作が有効であるか否かを確認するときのタイムチャートである。先ず、ユーザによりタッチパネル２４が押下されると、そのタッチパネル２４上の座標位置が検知部３２により検出され、座標位置を示す情報がメインマイコン３６に伝えられる。メインマイコン３６は、この座標位置情報Ｐを通信線Ｓ１を介してナビゲーション装置側のメインマイコン４２に伝え、さらにメインマイコン４２が座標位置情報Ｐを通信線Ｓ２を介してナビゲーション用マイコン４４へ伝える。これに応答して、ナビゲーション用マイコン４４は、暫定的なＦＦＢ指示Ａを出力し、このＦＦＢ指示Ａは、通信線Ｓ２、マイコン４２、通信線Ｓ１、マイコン３６を介してＦＦＢ部３４へ与えられる。ＦＦＢ部３４は、入力操作のあったエリアを振動させるための準備状態となる。さらにナビゲーション用マイコン４４は、座標位置情報Ｐが有効か否かを判定する。例えば、モニタ２２に表示されている入力エリア内が押下されたか否かを判定する。有効であると判定したとき、ＦＦＢ指示を確定する指示Ｂを出力する。ＦＦＢ部３４は、この確定指示Ｂに応答して振動パネル２６を一定時間振動させる。

マイコン４４において確定指示Ｂを出力するまでに要する時間は約１００ｍｓである。また、１回のマイコン間通信に要する時間は約２０ｍｓである。従って、現状の入力システムでは、ユーザがタッチパネル２４に触れてからその確認を振動により受け取るまでに約２００ｍｓを要してしまう。この期間が長すぎると、振動による確認を受け取る前にユーザがタッチパネルから手を離してしまうことがある。さらに、ユーザによっては、入力操作が無効であると理解し、繰り返し入力操作を行ってしまうことがある。これでは、パルスタッチという触覚に訴える技術であるにもかかわらず、正式な振動による応答ができない。

本発明は、上記従来の課題を解決し、タッチパネルへの入力操作に対する確認応答時間を短縮することができる、タッチパネルを用いた入力システムを提供することを目的とする。

本発明に係るタッチパネルを用いた入力システムは、少なくともタッチパネルおよび振動部材を備えた表示手段と、タッチパネルへの入力操作を検知する検知手段および振動指示信号に応答して振動部材の所定エリアを振動させる振動手段を含むインターフェース手段と、インターフェース手段に接続され、少なくとも前記表示手段に対して映像信号を供給する電子機器とを有し、前記電子機器は、前記検知手段からの検知結果に応答して前記映像信号に振動指示信号を重畳する重畳化手段を含み、前記インターフェース手段は、前記映像信号に重畳された振動指示信号を分離する分離手段を含み、前記振動手段は、前記分離手段によって分離された振動指示信号に応答して振動部材を振動させるものである。好ましい入力システムの要求仕様は、ユーザがタッチパネルに触れてから約１５０ｍｓ以内に応答を与えることである。

さらに本発明に係る、タッチパネルを用いた入力システムにおける入力操作の確認方法は、表示装置に設けられたタッチパネルへの入力操作があったことを検知し、その検知結果を出力するステップと、検知結果に基づき入力操作が有効であるか否かを判定するステップと、入力操作が有効であると判定されたとき、映像信号に振動指示信号を重畳させるステップと、重畳された振動指示信号を映像信号から分離するステップと、分離された振動指示信号に応答して入力操作が行われたエリアを振動させるステップとを有するものである。

本発明の入力システムによれば、入力操作の有効か否かの判定を行う電子機器側において映像信号に振動指示信号を重畳化させるようにしたので、振動指示信号をより高速に振動手段に供給することができる。これにより、非常に短い待ち時間で、タッチパネルへの入力操作に対する有効確認を得ることができる。

以下、本発明に係るタッチパネルを用いた入力システムの最良の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明に係る入力システムは、好ましくは車載用ナビゲーションシステムにおいて実施される。

図１は、本実施例に係る入力システムの構成を示すブロック図であり、図中、従来の説明で用いた構成と同一のものについては同一参照番号を付してある。本実施例の入力システム１２は、表示装置２０、システム制御装置３０、ナビゲーション装置４０とを含んでいる。表示装置２０は、液晶等のモニタ２２上に、指などの接触により入力を可能とするタッチパネル２４が取り付けられ、さらに、入力操作が有効か否かを確認すべく振動を与える振動パネル２６が取り付けられている。タッチパネル２４および振動パネル２６は、例えば、透明電極を備えたシート状のものを液晶モニタ上に積層することができる。タッチパネル２４および振動パネル２６の上下方向の配列順序は問わない。また、好ましくは表示装置２０は、モニタ２２、タッチパネル２４および振動パネル２６を一体化した表示ユニットから構成され、車内のインダッシュ等に取り付けられる。

システム制御装置３０は、表示装置２０を接続されるとともに、複数の電子機器を接続することができる。すなわち、システム制御装置３０は、表示装置２０と複数の電子機器との間のインターフェースの役割を果たす。システム制御装置３０は、表示装置２０と一体化されたものであっても良いし、あるいは表示装置２０と個別であってもよい。本例では、システム制御装置３０には、ナビゲーション装置４０が接続され、これに加えて他の電子機器５０が接続されている。他の電子機器５０は、例えば、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ等のオーディオ・ビデオ（ＡＶ）機器などである。複数の電子機器が接続されている場合、どの電子機器が使用されるかは、ユーザからの指示によって決定される。システム制御装置２０は、ユーザからの指示に応じて、通信線Ｓ１を介して、選択された電子機器を動作可能状態にする。動作可能状態となった電子機器は、映像信号線４６を介して映像信号を表示装置２０のモニタ２２に供給し、そこに映像を表示させることができる。

本実施例のシステム制御装置３０は、後述するように、映像信号線４６から供給される映像信号に重畳されたＦＦＢ（フォースフィードバック）信号を分離する分離回路３８を含んでいる。分離回路３８は、分離したＦＦＢ信号をメインマイコン３６に供給し、メインマイコン３６がＦＦＢ信号をＦＦＢ部３４へ出力する。ＦＦＢ部３４は、ＦＦＢ信号に応答して振動パネル２６を振動させることができる。

ナビゲーション装置４０は、システム制御装置３０との間で通信等を行うメインマイコン４２、ナビゲーション機能を制御するナビゲーション用マイコン４４を有する。マイコン４４は、モニタ２２に表示すべき映像信号を出力するとともに、タッチパネルへの入力操作が有効か否かを判定し、判定結果に応じたＦＦＢ信号を出力する。本実施例のナビゲーション装置４０は、ＦＦＢ信号を映像信号に重畳する重畳回路４８を備えている。重畳回路４８は、マイコン４４の制御線Ｓ３に応じて、ＦＦＢ信号を映像信号に重畳する。映像信号にＦＦＢ信号を重畳する方法として、例えば、映像信号の水平または垂直帰線期間を利用し、そこに挿入することができる。重畳されたＦＦＢ信号は、上記したように分離回路３８によって映像信号から分離される。

次に、本実施例の入力システムの動作について説明する。以下の例では、ナビゲーション装置４０がソースとして選択されたものとし、このときモニタ２２には、種々の画面、例えば、メニュー画面、目的地を検索するための検索画面、道路地図画面などが表示される。これらの画面は、ナビゲーション装置４０の映像信号線４６から供給される。

図２は、本実施例によるタッチパネルへの入力操作が有効か否かを確認するときのタイムチャートであり、図３は、ナビゲーション装置４０によってモニタにジャンル別検索画面が表示された例である。例えば、ユーザにより、ジャンル検索画面から駐車場Ｊ３が選択されたとする。タッチパネル上のユーザの接触位置は、検知部３２において検出され、その検出結果である座標位置情報Ｐがメインマイコン３６に伝えられる。メインマイコン３６は、座標位置情報Ｐを通信線Ｓ１を介してナビゲーション装置４０のメインマイコン４２へ伝える。さらに、メインマイコン４２は、座標位置情報Ｐをナビゲーション用マイコン４４へ伝える。

座標位置情報Ｐを受け取ると、ナビゲーション用マイコン４４は、暫定的なＦＦＢ指示Ａを出力すると同時に、座標位置情報Ｐが有効か否かを判定する。ＦＦＢ部３４は、暫定的なＦＦＢ信号を受け取ると、タッチパネルへの入力操作があった位置（この場合、駐車場Ｊ１）に対応するエリアを振動させるための準備を整える。

マイコン４４は、モニタ２２に表示されている画面に関し、図４に示すような入力許可領域Ｒ１〜Ｒ１１の座標データとこれに対応する入力コマンドの関係をメモリに記憶している。Ｒ１〜Ｒ６は、各ジャンルの入力Ｊ１〜Ｊ６に対応し、Ｒ７およびＲ８は、画面をスクロールさせる入力コマンドＪ７およびＪ８に対応し、Ｒ９は、前の画面に戻る入力コマンドＪ９に対応し、Ｒ１０は、道路地図画面へ切換えるための入力コマンドＪ１０に対応する。

マイコン４４は、座標位置情報Ｐが入力許可領域Ｒ１〜Ｒ１０のいずれかに該当するか否かを判定し、ユーザの入力操作が有効であるか、あるいは誤った操作かを判定する。有効な入力操作であると判定したとき、マイコン４４は、ＦＦＢ信号を重畳させるための指示を制御線Ｓ３上に出力するともに、当該操作が有効であることを示すＦＦＢ信号Ｃ（例えば、論理「１」）を重畳回路４８に出力する。一方、座標位置情報Ｐが入力許可領域Ｒ１〜Ｒ１０のいずれにも該当しない場合には、タッチパネルへの入力操作が無効であると判定し、当該操作が無効であることを示すＦＦＢ信号Ｃ（例えば、論理「０」）を重畳回路４８に出力する。重畳回路４８は、この指示に応答して、ＦＦＢ信号を映像信号に重畳し、これを映像信号線４６上に出力する。

映像信号線４６により伝送されたＦＦＢ信号は、分離回路３８において映像信号から分離される。分離されたＦＦＢ信号は、マイコン３６によりＦＦＢ部３４へ供給される。この時点で、ＦＦＢ部３４は、暫定的なＦＦＢ信号を受けており、タッチパネルへの入力操作があった位置に対応するエリアを振動させるための準備を既に整えている。ＦＦＢ部３４は、ＦＦＢ信号に応じて、振動パネル２６を振動させ、または振動をキャンセルする。これとは別に、マイコン３６は、ＦＦＢ信号が有効であるとき、ＦＦＢ部３４に対し振動の許可を与え、ＦＦＢ信号が無効であるとき、ＦＦＢ部３４に対し振動の許可を取り消す指示を与えるようにしてもよい。

上記したように座標位置情報Ｐは、マイコン間の通信によって行われる。このマイコン間の通信は約２０ｍｓを要するため、メインマイコン３６からマイコン４４までの通信時間は約４０ｍｓとなる。一方、ＦＦＢ信号は、従来と異なりマイコン通信によらず、映像信号を重畳するハードウエア回路によって実現することができるため、この間の通信時間を無視することができる。これによりタッチパネルへの入力操作から振動による確認応答までの時間を約１４０ｍｓに短縮することができる。これは、入力システムにとっての好ましい要求仕様である１５０ｍｓを十分に満足させるものである。

上記実施例では、入力システムにおいてナビゲーション装置がソースに用いられた場合を説明したが、他の電子機器５０へのソース切換があった場合にも同様に行われる。他の電子機器５０が、例えばＤＶＤプレーヤであるとき、ＤＶＤプレーヤからの映像信号が映像信号線４６を介してモニタ２２に表示される。ユーザがモニタ２２に写し出された入力ボタンをタッチパネルを介して入力操作すると、ＤＶＤプレーヤ側において当該入力操作が有効であるか否かの判定が行われ、その判定結果に基づくＦＦＢ信号が映像信号に重畳される。そして、システム制御装置３０の分離回路３８においてＦＦＢ信号が映像信号から分離され、ＦＦＢ部３４が振動パネルの動作を制御する。

なお重畳回路４８は、水平または垂直帰線期間を利用する以外にも、他の方法によりＦＦＢ信号を映像信号に重畳するようにしてもよい。例えば、周波数多重化による方法で重畳したり、映像信号のベースバンド帯域の信号に変調することで重畳するようにしてもよい。この場合、分離回路は、映像信号からＦＦＢ信号を分離できるように周波数弁別回路や復調回路を備えるようにする。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明に係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本発明に係るタッチパネルを用いた入力システムは、ナビゲーション装置、ＡＶ機器、ＡＴＭなど、ユーザからの入力に応じて処理を実行する電子機器において広く利用することができる

本発明の実施例に係る入力システムの構成を示すブロック図である。 本実施例の入力システムにおける入力確認までのタイムチャートを示す図である。 ナビゲーション装置によるジャンル検索画面を示す図である。 ジャンル検索画面における入力許可領域を示す図である。 従来の入力システムの構成を示すブロック図である。 従来の入力システムにおける入力確認までのタイムチャートを示す図である。

符号の説明

１２：入力システム ２０：表示装置
２２：モニタ ２４：タッチパネル
２６：振動パネル ３０：システム制御装置
３２：検知部 ３４：ＦＦＢ部
３６：メインマイコン ３８：分離回路
４０：ナビゲーション装置 ４２：メインマイコン
４４：ナビゲーション用マイコン ４６：映像信号線
４８：重畳回路 ５０：他の電子機器

Claims (6)

1. タッチパネルを用いた入力システムであって、
   少なくともタッチパネルおよび振動部材を備えた表示手段と、
   タッチパネルへの入力操作を検知する検知手段および振動指示信号に応答して振動部材の所定エリアを振動させる振動手段を含むインターフェース手段と、
   インターフェース手段に接続され、少なくとも前記表示手段に対して映像信号を供給する電子機器とを有し、
   前記電子機器は、前記検知手段からの検知結果に応答して前記映像信号に振動指示信号を重畳する重畳化手段を含み、
   前記インターフェース手段は、前記映像信号に重畳された振動指示信号を分離する分離手段を含み、前記振動手段は、前記分離手段によって分離された振動指示信号に応答して振動部材を振動させる、入力システム。
2. 前記インターフェース手段は、通信線を介して電子機器に接続され、前記検知手段による検知結果が前記通信線を介して電子機器に供給される、請求項１に記載の入力システム。
3. 前記インターフェース手段は、検知手段および振動手段に接続された第１のマイクロコンピュータを含み、第１のマイクロコンピュータは、検知手段からの検知結果を前記通信線を介して電子機器へ供給し、かつ前記分離手段によって分離された振動指示信号を前記振動手段に供給する、請求項１または２に記載の入力システム。
4. 前記電子機器は、第２のマイクロコンピュータを含み、第２のマイクロコンピュータは、検知手段からの検知結果に基づきタッチパネルへの入力操作が有効か否かを判定し、当該判定結果に応じた振動指示信号を前記重畳化手段に供給し、前記重畳化手段は、振動指示信号を重畳した映像信号を映像信号線を介して前記表示手段へ供給する、請求項１ないし３いずれか１つに記載の入力システム。
5. 前記振動部材は、タッチパネルへの入力操作が発生してから２００ミリ秒未満で振動される、請求項１ないし４いずれか１つに記載の入力システム。
6. タッチパネルを用いた入力システムにおける入力操作の確認方法であって、
   表示装置に設けられたタッチパネルへの入力操作があったことを検知し、その検知結果を出力するステップと、
   検知結果に基づき入力操作が有効であるか否かを判定するステップと、
   入力操作が有効であると判定されたとき、映像信号に振動指示信号を重畳させるステップと、
   重畳された振動指示信号を映像信号から分離するステップと、
   分離された振動指示信号に応答して入力操作が行われたエリアを振動させるステップと、
   を有する入力操作の確認方法。

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