JP2009026174A

JP2009026174A - 座標入力装置

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Publication number: JP2009026174A
Application number: JP2007190489A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Hokuso; 厚北荘
Original assignee: Okuma Corp; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2007-07-23
Filing date: 2007-07-23
Publication date: 2009-02-05
Anticipated expiration: 2027-07-23
Also published as: JP4927656B2

Abstract

【課題】誤入力に起因する情報処理装置の誤動作を軽減する座標入力装置を提供する。
【解決手段】座標入力装置は、タッチ入力操作時にタッチパネル１２に生じる操作振動を検出する振動センサ１８，１９と、振動センサ１８，１９で検出された操作振動に基づいて当該タッチ入力操作が正常な操作か否かを識別する振動波形識別部１５を備える。この振動波形識別部１５は、検出された操作振動の波形パターンと、波形パターン記憶部１６に記憶されている正常な操作時に生じる操作振動の基準波形パターンと、を比較することで、当該タッチ入力操作が正常か否かを判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、情報処理装置等において操作画面の機能選択等に用いられ、タッチパネルの操作面をタッチすることによって座標情報を入力する座標入力装置に関し、特にタッチパネルの操作状態を監視し誤入力やタッチパネル故障等による情報処理装置の誤動作を防止する機能を有する座標入力装置に関する。

図６は従来の座標入力装置の一例を示すブロック図である。情報処理装置２からのビデオ信号出力３に従い複数の操作画面を表示するディスプレイ１１と、該ディスプレイ１１の近傍に配置され前記操作画面の機能選択を行う為のタッチパネル１２と、前記機能選択画面操作においてタッチ入力された位置を検出して入力座標データ１０４をデータ通信部１７に出力する入力座標検出部１３と、前記情報処理装置２への入力座標データ１０４の送出を制御する前記データ通信部１７とから構成され、タッチ入力操作によって発生する入力座標データを情報処理装置と通信することが出来る。また、その他の座標入力装置の例が下記特許文献１−４に開示されている。

特開平１１−４５１４１号公報特開平８−１５２９７０号公報特開平１０−２９３６４４号公報特開２００４−３６２４２９号公報

タッチパネルは薄型で装置への組み込みが容易であることから、一般の情報処理装置のみならずＦＡ用途の情報処理装置の操作盤等に使用されている。しかしながら、図６に示すような従来の座標入力装置においては、操作画面の選択操作を行う場合、オペレータの手が意図せずタッチパネルの操作面に触れただけでその接触部がタッチ入力として誤入力され情報処理装置がオペレータの意図しない動作をする可能性があった。

またタッチパネルが故障した場合、例えばオペレータの操作中にタッチ入力が入ったままの状態となった場合も上記誤入力と同様に情報処理装置がオペレータの意図しない動作をしてしまい場合によっては重大なシステムの誤動作につながるという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明は、誤入力に起因する情報処理装置の誤動作を軽減することを目的とする。

本発明の座標入力装置は、オペレータからのタッチ入力操作を受け付けるタッチパネルと、前記タッチ入力操作によってタッチパネル上に生じる操作振動を検出する振動検出手段と、検出された操作振動に基づいて、前記タッチ入力操作が正常な操作か否か識別する識別手段と、を備えることを特徴とする。

識別手段は、前記操作振動を周波数解析して得られる検出波形パターンに基づいて前記タッチ入力操作が正常な操作か否かを識別することが望ましい。この場合、さらに、タッチ入力操作が正常に行われた際に生じる操作振動を周波数解析して得られる波形パターンを基準波形パターンとして予め記憶したパターン記憶手段を備えており、前記識別手段は、前記基準波形パターンおよび前記検出波形パターンの比較に基づいて前記タッチ入力操作が正常な操作か否かを識別することも望ましい。また、さらに、前記タッチ入力操作のために前記タッチパネルを押圧する入力部材であって、タッチ入力操作時に前記タッチパネルに特徴的な振動を生じさせる材質からなる入力部材を備え、前記パターン記憶手段は、前記入力部材でタッチ入力操作を行った際に生じる操作振動の波形パターンを、基準波形パターンとして記憶することも望ましい。

他の形態として、前記パターン記憶手段は、少なくとも、タッチパネルの押下操作が正常に行われた際に生じる波形パターンである押下波形パターンと、タッチパネルからの離脱操作が正常に行われた際に生じる波形パターンである離脱波形パターンと、を基準波形パターンとして記憶しており、前記識別手段は、前記検出波形パターンを、前記押下波形パターンおよび離脱波形パターンと比較することで、前記タッチ入力操作が押下操作か離脱操作かの識別も行うことも望ましい。この場合、前記識別手段は、正常な押下操作と識別されたタッチ入力操作が検出されてから正常な離脱操作と識別されたタッチ入力操作が検出されるまでの間に行われるタッチ入力操作を、正常な操作と識別することが望ましい。

別の形態として、さらに、タッチ入力操作に応じてタッチパネルから出力される電気信号に基づいて、タッチ入力操作を検出する入力検出手段と、前記入力検出手段での検出結果および識別手段での識別結果に基づいてタッチパネルの故障の有無を判定する判定手段と、を備えることも望ましい。この場合、前記判定手段は、前記識別手段により正常な操作実行中と判断されている最中に前記入力検出手段によるタッチ入力操作の検出が途絶えた場合、または、前記入力検出手段によるタッチ入力操作が検出されている最中に前記識別手段により正常な操作と識別された操作が途絶えた場合、にタッチパネルが故障したと判断することが望ましい。

本発明によれば、タッチパネル上に生じる操作振動に基づいて、タッチ入力操作が正常な操作か否かが識別される。換言すれば、誤入力を識別し、除外することができる。その結果、誤入力に起因する情報処理装置の誤動作を軽減することができる。

図１は本発明の座標入力装置１の一例を示すブロック図である。この図１を参照して座標入力装置１の各構成要素について説明する。ディスプレイ１１は、情報処理装置２からのビデオ信号出力３に従い複数の操作画面を表示する表示手段である。このディスプレイ１１の近傍（一般的にはディスプレイの表面）には、前記操作画面の機能選択を行う為のタッチパネル１２が設けられている。入力座標検出部１３Ａは、このタッチパネル上でタッチ入力操作された際に生じる電気信号に基づいて座標位置を検出して、データ通信部１７Ａに出力するもので、座標検出手段として機能する。また、この入力座標検出部１３Ａは、タッチ入力操作に応じてタッチパネル１２から出力される電気信号に基づいてタッチ入力操作の実行中か否かを検出する入力検出手段としても機能する。

タッチパネル１２の表面には、タッチパネル操作時に前記タッチパネル１２を振動伝達板として伝達された振動を検出する二つの振動センサ１８，１９が設けられている。なお、本実施形態では、振動センサを二つとしているが、一つでもよく、また、より多数であってもよい。また、振動センサの設置場所は、タッチパネル操作時に生じる振動を検出可能であれば、タッチパネル１２の表面以外の場所でもよい。例えば、タッチパネル１２に何らかの振動伝達部材を連結しておき、当該振動伝達部材上に振動センサを設置するようにしてもよい。

振動波形識別部１５は、振動センサ１８，１９によって検出された振動を周波数解析して検出波形パターンを取得し、この検出波形パターンおよび後述する波形パターン記憶部１６に記憶されている基準波形パターンを比較し、各タッチ入力操作がオペレータが意図した正常な操作か否かを識別する。この振動波形識別部１５による識別結果は、操作状態通知信号１０２として前記判定部１４に通知される。

波形パターン記憶部１６は、タッチ入力操作が良好に行われた際に生じる操作振動を周波数解析して得られる波形パターンを基準波形パターンとして記憶している。この基準波形パターンには、少なくとも、前記タッチパネル１２を正常に押した時に発生する「押」波形パターンと、前記タッチパネル１２を正常に押した後に離した時に発生する「離」波形パターンと、が含まれる。

判定部１４は、入力座標検出部１３Ａからのタッチ入力通知信号１０１および前記振動波形識別部１５からの操作状態通知信号１０２に基づいて、タッチ入力操作が有効か無効かを判定し、その判定結果をデータ送出制御信号１０５としてデータ通信部１７Ａに出力する。また、タッチ入力通知信号１０１および操作状態通知信号１０２に基づいて、座標入力装置１が正常状態か故障状態かも判定し、その判定結果をステータス通知信号１０６として、データ通信部１７Ａに出力する。データ通信部１７Ａは、この判定部１４から入力された前記データ送出制御信号１０５および前記ステータス通知信号１０６に基づいて情報処理装置２への通信データ４Ａの送出を制御する。

次に図２を参照して、この座標入力装置の動作を説明する。入力座標検出部１３Ａから出力される入力通知信号１０１は、入力座標検出部１３Ａによりタッチパネル１２へのタッチ入力操作が検出される期間中、アクティブとなる。したがって、入力座標検出部１３Ａは、オペレータが意図してタッチパネル１２を押した場合はもちろんのこと、タッチパネルを押下した後にドラッグ操作を行っている間や、オペレータが誤ってタッチパネル１２の操作面に触れてしまった場合などにもアクティブとなる。換言すれば、入力通知信号１０１は、オペレータの意思にかかわらず前記入力座標検出部１３Ａがタッチ入力座標を検出すればアクティブとなる。

一方、振動波形識別部１５が出力する操作状態通知信号１０２は、正常な押下操作と識別される振動が検出されてから、正常な離脱操作と識別される振動が検出されるまでの間だけ、アクティブとなる。すなわち、振動センサ１８，１９で検知された振動を周波数解析して得られる検出波形パターンが、予め記憶されている「押」波形パターンとほぼ一致する場合、振動波形識別部１５は、正常な押下操作が実行されたと判断し、操作状態通知信号１０２をアクティブにする。また、振動センサ１８，１９で検知された振動を周波数解析して得られる検出波形パターンが、予め記憶されている「離」波形パターンとほぼ一致する場合、振動波形識別部１５は、正常な離脱操作が実行されたと判断し、操作状態通知信号１０２を非アクティブにする。ここで、正常な押下操作が実行されてから、正常な離脱操作が実行されるまでの間に行われる操作、例えば、ドラッグ操作などは、通常、全てオペレータが意図した正常な操作であるといえる。したがって、振動波形識別部１５が出力する操作状態通知信号１０２は、オペレータの意図に基づく正常な操作が行われているか否かを示す信号と言うことができ、操作状態通知信号１０２がアクティブである期間は正常な操作によって前記タッチパネル１２が押されている状態にあることを意味する。

判定部１４は、前記入力通知信号１０１と前記操作状態通知信号１０２の両方がアクティブである期間のみデータ送出可と判定してデータ送出制御信号１０５をアクティブにする。そしてデータ通信部１７Ａは前記データ送出制御信号１０５がアクティブとなった場合のみ前記入力座標検出部１３Ａが出力した入力座標データ１０４を情報処理装置２に送出する制御を行う。これにより、オペレータの誤入力時の入力座標データ１０４を情報処理装置２に送出することが無くなり誤動作防止が可能となる。

なお、本実施形態では、後述する座標入力装置１の故障検知のために、タッチパネル１２へのタッチ入力操作の有無を示す入力通知信号１０１も生成している。しかし、別の手段で故障を検知するのであれば、入力通知信号１０１は生成せず、操作状態通知信号１０２のみに基づいて、操作の良否（オペレータの意図に基づく操作か否か）を判定するようにしてもよい。すなわち、操作状態通知信号１０２が非アクティブの際に検出されたタッチ入力操作は、入力通知信号１０１の検出結果に関わらずオペレータの意図に反した操作と判定することができる。また、タッチパネル１２等に故障が生じ、入力座標データ１０４が検知できない場合には、例え、正常操作が行われたとしても、当該操作に基づく入力座標データ１０４を情報処理装置２に送出することはできず、当該操作に基づく処理が行われることはない。したがって、操作状態通知信号１０２のみに基づいて操作の良否（オペレータの意図に基づく操作か否か）を判定するようにしても、オペレータの誤入力時の入力座標データ１０４を情報処理装置２に送出することが無くなり誤動作防止を防止できる。

また、本実施形態では、正常な押下操作から正常な離脱操作までの操作は、全て、オペレータの意図に基づく正常な操作としている。しかし、押下操作から離脱操作までの間に実行されることが予想される他の操作、例えばドラッグ操作などの操作時に生じる波形パターンも、基準波形パターンとして予め記憶しておき、正常な押下操作後に生じる各種操作についても、適宜、その良否を識別するようにしてもよい。

図３は、本実施形態の判定部１４の一例を示すブロック図である。この判定部１４は、入力通知信号１０１と操作状態通知信号１０２の２つの信号を入力とするＡＮＤ素子１４１と、タッチ入力座標検出状態と操作状態識別結果とを比較し前記パネル１２の故障の有無を判定する故障モード判定手段１４２と、を備える。ＡＮＤ素子１４１は、タッチ入力操作が有効か無効かを判定する手段として機能しており、入力通知信号１０１と操作状態通知信号１０２の両方がアクティブの場合にのみ、アクティブのデータ送出制御信号を出力する。また、故障モード判定手段１４２は、入力通知信号１０１と操作状態通知信号１０２の２つの信号を入力とするＸＯＲ素子１４３、および、該ＸＯＲ素子１４３の出力信号１４５をＤ入力としＡＮＤ素子１４１が出力するデータ送出制御信号１０５をＣＬＫ入力とするフリップフロップ１４４から構成される。

図４は、入力通知信号１０１および操作状態通知信号１０２によって決まる各種信号の状態を示したものである。図４から明らかなとおり、パターン３とパターン７とパターン９においては、入力通知信号１０１および操作状態通知信号１０２が一致しない。この場合、ＸＯＲ出力信号１４５はアクティブとなる。そして、その中でも、操作状態通知信号１０２がアクティブから非アクティブに変移（すなわち正常操作が終了）しても入力通知信号がアクティブのままとなっているパターン３や、操作状態通知信号１０２がアクティブ中（すなわち正常操作実行中）に入力通知信号が非アクティブに変移するパターン９は、タッチパネル１２に何らかの故障が発生したと判断できる。かかるパターン３およびパターン９は、フリップフロップ１４４のラッチタイミングと合致するため、フリップフロップ１４４の出力が変化する。そして、このタッチパネルの故障を意味するパターン３およびパターン９の発生は、フリップフロップ１４４の出力であるステータス通知信号１０６によって前記データ通信部１７Ａに伝達される。この場合、データ通信部１７Ａは前記情報処理装置２への入力座標データ１０４の送出をキャンセルすると共に、座標入力装置１でタッチパネル故障が発生したことを前記情報処理装置２へ伝達することが可能となる。

図５は、オペレータが指の代わりにタッチ入力に用いる入力ペン５の一例を示す図である。この入力ペン５は、タッチ入力操作のためにタッチパネル１２を押圧する入力部材として機能するもので、オペレータにより把持されるグリップ５１と、タッチパネル１２に接触するペン先部５２と、を備える。このペン先部５２は、タッチパネル１２の操作面の損傷を防止でき、さらに、タッチ入力操作時にタッチパネル１２に特徴的な振動を生じさせる材質からなる。ここで、特徴的な振動とは、偶発的にタッチパネルに接触することが予想される物（例えば指や体、衣服など）がタッチパネルに接触した際に生じる振動とは異なる波形を有する振動を指す。かかる入力ペン５を用いてタッチ入力操作を行うことが規定されている場合、波形パターン記憶部１６は、当該入力ペン５によるタッチ入力操作で発生する振動波形パターンを基準波形パターンとして記憶している。そして、上記の説明と同様に、タッチ入力時に前記タッチパネル１２上に伝達される振動の波形パターンと比較判定することによりお手つき等に対する誤入力防止効果を向上させることが可能となる。

以上の説明から明らかなように、本実施形態によれば、タッチ入力操作時に生じる振動に基づいて、当該タッチ入力操作の良否を識別している。その結果、オペレータの意に反する誤入力に起因して生じる情報処理装置の誤動作を軽減することが可能となる。

またタッチパネル故障を検出し情報処理装置に伝達することで、操作画面の機能選択動作が正常に行えない場合の故障要因の特定を容易化することも可能となり、システムの信頼性やメンテナンス性を向上させることができる。

本発明の座標入力装置の一例を示すブロック図である。本発明の座標入力装置の動作の一例を説明する図である。本発明の判定部の一例を示すブロック図である。本発明の判定部の動作の一例を説明する図である。入力ペンの一例を示す図である。従来の座標入力装置の一例を示すブロック図である。

符号の説明

１座標入力装置、２情報処理装置、３ビデオ信号出力、４Ａ通信データ、５入力ペン、１１ディスプレイ、１２タッチパネル、１３，１３Ａ入力座標検出部、１４判定部、１５振動波形識別部、１６波形パターン記憶部、１７，１７Ａデータ通信部、１８，１９振動センサ、５１グリップ、５２ペン先部、１０１タッチ入力通知信号、１０２操作状態通知信号、１０４入力座標データ、１０５データ送出制御信号、１０６ステータス通知信号、１４１ＡＮＤ素子、１４２故障モード判定手段、１４３ＸＯＲ素子、１４４フリップフロップ。

Claims

オペレータからのタッチ入力操作を受け付けるタッチパネルと、
前記タッチ入力操作によってタッチパネル上に生じる操作振動を検出する振動検出手段と、
検出された操作振動に基づいて、前記タッチ入力操作が正常な操作か否か識別する識別手段と、
を備えることを特徴とする座標入力装置。
請求項１に記載の座標入力装置であって、
前記識別手段は、前記操作振動を周波数解析して得られる検出波形パターンに基づいて前記タッチ入力操作が正常な操作か否かを識別することを特徴とする座標入力装置。
請求項２に記載の座標入力装置であって、さらに、
タッチ入力操作が正常に行われた際に生じる操作振動を周波数解析して得られる波形パターンを基準波形パターンとして予め記憶したパターン記憶手段を備えており、
前記識別手段は、前記基準波形パターンおよび前記検出波形パターンの比較に基づいて前記タッチ入力操作が正常な操作か否かを識別することを特徴とする座標入力装置。
請求項３に記載の座標入力装置であって、さらに、
前記タッチ入力操作のために前記タッチパネルを押圧する入力部材であって、タッチ入力操作時に前記タッチパネルに特徴的な振動を生じさせる材質からなる入力部材を備え、
前記パターン記憶手段は、前記入力部材でタッチ入力操作を行った際に生じる操作振動の波形パターンを、基準波形パターンとして記憶することを特徴とする座標入力装置。
請求項１から４のいずれか１項に記載の座標入力装置であって、
前記パターン記憶手段は、少なくとも、タッチパネルの押下操作が正常に行われた際に生じる波形パターンである押下波形パターンと、タッチパネルからの離脱操作が正常に行われた際に生じる波形パターンである離脱波形パターンと、を基準波形パターンとして記憶しており、
前記識別手段は、前記検出波形パターンを、前記押下波形パターンおよび離脱波形パターンと比較することで、前記タッチ入力操作が押下操作か離脱操作かの識別も行うことを特徴とする座標入力装置。
請求項５に記載の座標入力装置であって、
前記識別手段は、正常な押下操作と識別されたタッチ入力操作が検出されてから正常な離脱操作と識別されたタッチ入力操作が検出されるまでの間に行われるタッチ入力操作を、正常な操作と識別することを特徴とする座標入力装置。
請求項１から６のいずれか１項に記載の座標入力装置であって、さらに、
タッチ入力操作に応じてタッチパネルから出力される電気信号に基づいて、タッチ入力操作を検出する入力検出手段と、
前記入力検出手段での検出結果および識別手段での識別結果に基づいてタッチパネルの故障の有無を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする座標入力装置。
請求項７に記載の座標入力装置であって、
前記判定手段は、前記識別手段により正常な操作実行中と判断されている最中に前記入力検出手段によるタッチ入力操作の検出が途絶えた場合、または、前記入力検出手段によるタッチ入力操作が検出されている最中に前記識別手段により正常な操作と識別された操作が途絶えた場合、にタッチパネルが故障したと判断することを特徴とする座標入力装置。