JP2010129026A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示装置と別体で設置される光学式タッチパネルを使用して機器を遠隔で操作する入力装置において、操作面上にゴミ等の異物が付着してもユーザが操作面上の対応する位置を簡単に特定することができる入力装置を提供することを目的とする。
【解決手段】複数の接触点による接触位置を含む接触情報を検知する光学式タッチパネルからなる多点接触位置検知部と、多点接触位置検知部が検出した接触情報を記憶する記憶部と、記憶部に記憶されている接触情報が異物の接触によるものかユーザの指の接触によるものかを判定する接触判定部と、接触判定部により判定された接触情報に対応したカーソルを選定するカーソルＧＵＩ選定部と、カーソルＧＵＩ選定部により選定された各カーソルを各接触位置の表示装置上の対応する位置に同時に表示させる表示制御部とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ユーザが表示装置に表示された情報に基づいて機器に対して命令等を入力するための入力装置に関し、より特定的には、表示装置と別体で設置される光学式タッチパネルを使用して遠隔で機器を操作する入力装置に関する。

選択操作を行える遠隔タッチパッドをカーナビゲーション装置の表示装置と別体で設け、タッチ入力により当該ナビゲーション装置を遠隔操作可能とした入力装置が開発されている（例えば特許文献１参照）。当該入力装置では、遠隔タッチパッドにより表示装置前面に設置されたタッチパネルと同じような操作感覚を与えることが可能である。また、ユーザはディスプレイを直接接触することがないため、ディスプレイに指紋等の汚れが付着することを回避することができる。

また、別の技術として、ディスプレイ前面に設置された光学式タッチパネルにおいて、表示画面上に付着したゴミにより入力障害が起こることを回避するために、ゴミ等の異物を検出するとその位置をディスプレイ上に表示する技術が開発されている（例えば特許文献２参照）。ユーザはディスプレイ上に表示された位置の部分を清掃することにより、ゴミ等の異物を除去し、障害を復旧させることができる。
特開２００６−１３４１８４号公報 特開平２−１０８１１６号公報

しかし、特許文献１記載の技術において、ユーザは別体で設置されたタッチパッドを見ずにディスプレイを見ながら操作するため、もし操作面上にゴミ等の異物が付着していても気づかない。そのため、光学式タッチパネルを遠隔タッチパッドとして使用した場合に操作面上にゴミ等の異物が付着していると、誤動作によりユーザは操作に混乱をきたす場面があった。

また、特許文献２記載の技術の様に、ゴミ等の異物を検出した場合にその位置をディスプレイ上に表示しても、遠隔で操作する入力装置においては、ディスプレイ上の表示位置と遠隔タッチパッドの操作面上の位置とが異なるため、ゴミ等の異物の操作面上の対応する位置を簡単に特定できないという課題が有った。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、表示装置と別体で設置される光学式タッチパネルを使用して機器を遠隔で操作する入力装置において、操作面上にゴミ等の異物が付着してもユーザが操作面上の対応する位置を簡単に特定することができる入力装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。

本発明の第１の局面は、表示装置と別体で設置される光学式タッチパネルを使用して遠隔で機器を操作する入力装置であって、複数の接触点による接触位置を含む接触情報を検知する光学式タッチパネルからなる多点接触位置検知部と、多点接触位置検知部が検出した接触情報を記憶する記憶部と、記憶部に記憶されている接触情報が異物の接触によるものかユーザの指の接触によるものかを判定する接触判定部と、接触判定部により判定された接触情報に対応したカーソルを選定するカーソルＧＵＩ選定部と、カーソルＧＵＩ選定部により選定された各カーソルを各接触位置の表示装置上の対応する位置に同時に表示させる表示制御部とを備える。

これにより、操作面上に異物があることをユーザに知らせることが可能となり、さらに、異物の接触による位置とユーザの指の接触による位置が同時に表示されるので、ユーザが操作面上の対応する位置を簡単に特定することができ、操作面の清掃を容易にすることができる。

また、接触判定部は、接触位置の領域の面積に基づいて接触情報が異物の接触によるものかユーザの指の接触によるものかを判定する。

また、接触判定部は、接触位置の領域の幅に基づいて接触情報が異物の接触によるものかユーザの指の接触によるものかを判定してもよい。

また、表示制御部は、ユーザの指の接触に対応する接触位置が一意に確定することができない条件下では、ユーザの指の接触に対応するカーソルのサイズを調整して表示させる。

本発明の入力装置は、ゴミや埃等の異物を検出した場合にその位置と、操作面上のユーザの指の接触位置にそれぞれ対応するカーソルを表示装置上に同時に表示するため、遠隔で操作する入力装置であっても、ユーザがゴミや埃等の異物の操作面上の対応する位置を簡単に特定することができ、操作面の清掃を容易にすることができる。

以下、本発明の一実施形態に係る入力装置について図面を用いて説明する。なお、各図面において、視認性を考慮し、本発明の実施について特に重要ではない要素は省略している。

図１は、本発明の一実施形態に係る入力装置１００のハードウエア構成例を示す図である。図１に示すように、入力装置１００は、多点接触位置検知部１と演算部２とを備える。演算部２は、データの入出力を行うＩ／Ｏ１１と、データやプログラム等を記憶するＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１２と、ＢＩＯＳ等の基本プログラムを格納するＲＯＭ１３と、ＨＤＤ１２に記憶されたプログラム及びＲＯＭ１３に格納されたプログラムを実行するＣＰＵ１４と、データを保持するＲＡＭ１５と、画像データを処理する画像プロセッサ１７と、画像データを保持するＶＲＡＭ１８と、以上の構成要素を接続するバス線１６とを備える。

多点接触位置検知部１は、Ｉ／Ｏ１１の入力側に接続され、操作面に接触したユーザの手１９の接触点を多点で検知し、検知した接触位置のデータ（以下、接触位置データという）を出力する光学式タッチパネルである。この光学式タッチパネルの検出方式については後に詳細に説明する。多点接触位置検知部１からＩ／Ｏ１１の入力側に入力される接触位置データは、ＲＡＭ１５に保持される。

Ｉ／Ｏ１１の出力側には、表示装置３が接続される。表示装置３は、画像データに対応する画像を表示するディスプレイで、液晶・ＣＲＴなどどのような方式を用いても良い。また、Ｉ／Ｏ１１の出力側には、入力装置１００によって操作されるカーナビゲーション装置、オーディオ装置、エアコン等の操作対象機器４が接続される。演算部２は、接触領域検知部１で検知されたユーザの指示に基づいて、操作対象機器４に指示を出力する。

ＨＤＤ１２は、ＲＡＭ１５に記憶されるカーソルを表示装置３に表示させたり、操作対象機器４にユーザの指示を出力するようにＣＰＵ１４を機能させる制御プログラムを記憶している。

なお、入力装置１００における制御は、ハードウエア、又は、ハードウエア及びソフトウエアの協働によって実行される。

以下では、入力装置１００の構成及び動作について、より詳しく説明する。図２は、入力装置１００の機能ブロックを示す図である。図２に示すように、入力装置１００は、多点接触位置検知部１と演算部２とを備える。演算部２は、多点接触位置検知部１が検出した接触位置データなどを記憶する記憶部２２と、記憶部２２に記憶されている接触位置データが異物の接触によるものかユーザの指の接触によるものかを判定する接触判定部２１と、接触判定部２１により判定された接触情報に対応したカーソルを選定するカーソルＧＵＩ選定部２３と、カーソルＧＵＩ選定部２３により選定された各カーソルを各接触位置の表示装置上の対応する位置に同時に表示させる表示制御部２４から構成される。

ここで、カーソルとは、接触位置を示すために表示装置上に表示される図形、文字、記号などを意味する。なお、カーソルは文字、図形、記号だけでなく接触位置をユーザが特定できるものであればよい。例えば、背景色に対して接触位置に対応する点のみ色を変える様な表示をしても、接触位置を特定することはできるため、その様な表示形態もカーソルの意味に含まれる。

次に、図３を用いて、本発明の実施の形態で用いる光学式タッチパネルの検出方式について説明する。光学方式タッチパネルは、矩形の一辺に沿って等間隔に設置され赤外線を発光するＬＥＤ３０１と、対向する辺に沿って等間隔に設置されＬＥＤ３０１から発光された光を受光する受光部３０２を備えている。ＬＥＤ３０１から受光部３０２に向けて赤外線が放射され、各ＬＥＤ３０１に対応した受光部３０２がその光を受光しているときは、操作面への接触はないと判定し、逆にその受光が妨げられたときは、操作面に何かが接触していると判定する。

図３で示すように、ユーザの指３０４がパネル部３０３に２点で接触している場合は、その指３０４で遮断された信号により斜線で示す領域３０５がＹ座標として検出される。同様に、指３０４で遮断された信号により斜線で示す領域３０６がＸ座標として検出される。そのため、接触位置データとしては格子点３０７〜３１０で示す領域が検出されることになる。

次に、本実施形態の入力装置の全体の動作について図４のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ４０１において、接触判定部２１は多点接触位置検知部１からの信号を受信して、接触位置データの入力があるかどうかを判定する。接触位置データが入力されていれば（ステップＳ４０１でＹｅｓ）、ステップＳ４０２に進み、接触位置データが入力されていなければ（ステップＳ４０１でＮｏ）、接触位置データの入力があるまで待機する。ステップＳ４０２において、接触判定部２１は多点接触位置検知部１から受信した接触位置データの接触位置が、ゴミや埃等の異物によるものかを判定し、接触情報として記憶部２２に保存する。ステップＳ４０２の処理については、後に詳細に説明する。

次にステップＳ４０３において、接触判定部２１はゴミや埃等の異物による接触情報が存在するかどうかを判定し、存在しなければ（ステップＳ４０３でＮｏ）、Ｓ４０４に進む。ステップＳ４０４ではカーソルＧＵＩ選定部２３は、接触情報がゴミや埃等の異物によるものではなくユーザによる指等の接触によるものであるため、指を示すカーソルを選定する。そして表示制御部２４は、選定された指を示すカーソルを記憶部２２から読み込んで、接触位置に対応する表示装置３上の位置に表示させる。

ステップＳ４０５では、操作対象機器４への各種命令に対応付けられ表示装置３に表示されているＧＵＩと指の接触位置との衝突を判定してユーザの指示を特定し、対応する命令を操作対象機器４に送信する。このステップＳ４０５の処理については詳細な説明は省略する。次に、ステップＳ４０６に進み、ステップＳ４０５でユーザが処理を終了する旨の指示をした場合は処理を終了し、ユーザによる処理終了の指示がない場合は、ステップ４０１に処理を戻す。

ステップＳ４０３において、接触判定部２１がゴミや埃等の異物による接触が存在すると判定した場合は、ステップＳ４０７に進む。ステップＳ４０７において、表示制御部２４は表示装置３に表示され通常は選択可能なＧＵＩをトーンダウン（非アクティブ）状態にし、ユーザがＧＵＩに対応する位置を接触しても無効にする。この処理により、ゴミや埃等の異物による接触があっても、誤ってＧＵＩが接触されと判断して、ＧＵＩに割り当てられた命令が実行されるのを防ぐことができる。そして、表示制御部２４は異物の位置を特定するためにユーザに多点接触位置検知部１の操作面から手を離すように指示する。ユーザへの指示は、「操作面から手を離して下さい」のようなメッセージを表示装置３に表示しても良いし、スピーカ（図示せず）により音声で知らせても良い。

次に、ステップＳ４０８において、接触判定部２１は多点接触位置検知部１から接触位置データを受信して異物の接触位置を検出し、接触情報として記憶部２２に保存する。ここで、ステップＳ４０７において、ユーザは多点接触位置検知部１の操作面から手を離しているため、操作面上にはゴミや埃等の異物しかない。そのため、異物の接触位置を正確に特定することができる。なお、ユーザが多点接触位置検知部１の操作面に指を置いたままにしていた場合でも、後述するように、一般にゴミや埃等の異物による接触位置の領域のＸ座標の幅、Ｙ座標の幅は、ユーザの指による接触位置の領域のＸ座標の幅、Ｙ座標の幅よりかなり狭いため、その幅の違いを利用して、異物の接触位置を特定することができる。

ステップＳ４０８で接触判定部２１が異物の接触位置を特定すると、ステップＳ４０９において、カーソルＧＵＩ選定部２３は、ゴミや埃等の異物による接触情報に対してゴミを示すカーソルを選定する。そして、表示制御部２４は、選定されたゴミを示すカーソルを記憶部２２から読み込んで、接触位置に対応する表示装置３上の位置に表示させ、ステップＳ４１０へ処理を進める。

ステップＳ４１０において、表示制御部２４はユーザに多点接触位置検知部１の操作面を指で掃除する様に指示する。ユーザへの指示は、「ゴミを指で掃除して下さい」のようなメッセージを表示装置３に表示しても良いし、スピーカ（図示せず）により音声で知らせても良い。そして、接触判定部２１は多点接触位置検知部１からの接触位置データを受信してユーザの指の接触位置を検出し、接触情報として記憶部２２に保存する。接触判定部２１がユーザの指の接触情報を特定すると、ステップＳ４１１において、カーソルＧＵＩ選定部２３はその接触情報に対して指を示すカーソルを選定する。そして、表示制御部２４は選定された指を示すカーソルを記憶部２２から読み込んで、接触位置に対応する表示装置３上の位置に表示させ、ステップＳ４１２へ進む。

ここで、ステップＳ４０８〜Ｓ４１１の処理について、図５の具体的な例を用いて説明する。図５（ａ）に示すように、ステップＳ４０８で異物の接触位置として、多点接触位置検知部１の操作面上に領域５０１が検出されたとする。ステップ４０９では、図５（ｂ）に示すように、その領域５０１の接触位置に対応する表示装置３上の位置にゴミを示すカーソル５１１が表示される。ステップ４１０では、図５（ｃ）に示すように、ユーザの指の接触位置として、多点接触位置検知部１の操作面上に領域５０２が検出される。ステップ４０９では、図５（ｄ）に示すように、その領域５０２の接触位置に対応する表示装置３上の位置に指を示すカーソル５１２が表示される。

図５（ｃ）において、ユーザが指を領域５０２の位置に置くと、図３で説明したように、領域５０３、５０４も接触位置として検出されてしまう。しかし、予め領域５０１が異物による接触位置であると特定されているため、それと同じＸ座標もしくはＹ座標を持つ領域５０３、５０４は接触によるものではないと判別できる。そのため、ステップ４１０では、接触判定部２１は領域５０２をユーザの指の接触位置として特定できることになる。

図４のフローチャートに戻り、ステップＳ４１２において、接触判定部２１はユーザの指による清掃により、異物による接触位置の領域５０１が検出されなくなったかを判定する。異物による接触位置データが無くなった場合には、ステップＳ４１３に処理を進め、異物による接触情報がまだある場合には、ステップＳ４０８に処理を戻す。ここでは、ユーザの指による清掃で、異物の接触位置が変わる場合があるため、再度、異物による接触位置を特定するステップＳ４０８に処理を戻している。

ステップＳ４１３では、異物による接触情報が無くなったため、表示制御部２４は表示装置３上のゴミを示すカーソルの表示を消し、トーンダウン（非アクティブ）状態にしていた表示装置３をアクティブな通常の状態に戻す。その後、ステップＳ４０１に処理を戻す。

次に、図４のステップＳ４０２の処理について、図６のフローチャートを用いて詳細に説明する。まず、ステップＳ４０２−１において、接触判定部２１は多点接触位置検知部１からの接触位置データを取得する。ここで取得した接触位置データは、接触情報として記憶部２２に記憶しておく。次に、ステップＳ４０２−２において、接触判定部２１は検出される接触位置の領域のＸ座標、Ｙ座標の幅のいずれかが所定の閾値以下か否かを判定する。

ステップＳ４０２−２で所定の閾値以下の領域があると判定すると、接触判定部２１は当該接触位置にゴミや埃等の異物による接触があると判定して、接触情報として記憶部２２に保存する（ステップＳ４０２−３）。その後、ステップＳ４０３に進む。ステップＳ４０２−２において、接触判定部２１は所定の閾値以下の領域がないと判定すると、ステップＳ４０２−４に進む。ステップＳ４０２−４では、接触判定部２１は当該接触位置にゴミや埃等の異物による接触はないと判定し、ステップＳ４０３に進む。

ここで、図７（ａ）に示すように、ゴミや埃等の異物の付着により検知される接触位置を領域７０１、指による接触位置を領域７０２とすると、領域７０１の面積は非常に狭く、領域７０２と区別することが比較的容易である。したがって、検出される領域のＸ座標の幅もしくはＹ座標の幅が所定の閾値より小さいものがあれば、ゴミや埃等の異物による接触があると判断できる。

また、図７（ｂ）に示すように、ゴミや埃等の異物の付着により検知される接触位置を領域７１１、指による接触位置を領域７１２として、領域７１１と領域７１２のＹ座標が重なった場合でも、Ｘ座標に関しては、領域７１１のＸ座標の幅が所定の閾値以下であると判定できる。したがって、ゴミや埃等の異物による接触があると判断できる。

なお、本実施形態において、ユーザの指による接触位置を正確にユーザーに提示することができなくても、ゴミや埃等の異物を除去しうるだけの位置が取得することができれば構わない。ユーザが１本の指ではなく２本の指で多点接触位置検知部１の操作面に接触した場合を例にあげて、図８を用いて説明する。図８（ａ）において、ゴミや埃等の異物の付着により検知される接触位置を領域８０１、指による接触位置を領域８０２とする。図５（ｃ）で説明したように、予め領域８０１が異物による接触位置であると特定されているため、それと同じＸ座標もしくはＹ座標を持つ領域８０４、８０５は接触によるものではないと判別できる。しかし、ユーザの指による接触位置は領域８０２なのか、領域８０３なのか一意に確定することが困難な場合がある。その場合、表示制御部２４は表示装置３上に表示するカーソルのサイズを調整する。例えば、図８（ｂ）に示すように、領域８０２、８０３の両方を含む表示装置３上に対応する広い領域８１３や、大きな箒のマーク８１２を表示する様にしてもよい。

以上の様に、本発明の入力装置は、ゴミや埃等の異物を検出した場合にその位置と、操作面上のユーザの指の接触位置にそれぞれ対応するカーソルを表示装置上に同時に表示するため、遠隔で操作する入力装置であっても、ユーザがゴミや埃等の異物の操作面上の対応する位置を簡単に特定することができ、操作面の清掃を容易にすることができるという効果を有している。

例えば、従来技術である特開平２−１０８１１６号公報のように、タッチパネルが表示装置前面に設置される入力装置においては、タッチパネル面上の点と表示装置の表示面上の点が一致しているため、異物の接触位置を示すカーソルを表示すれば、その点をそのまま清掃することができるので、ユーザの指の接触位置を示すカーソルは表示する必要はない。

しかし、表示装置と別体で設置される光学式タッチパネルを使用して遠隔で機器を操作する入力装置においては、タッチパネル面上の点と表示装置の表示面上の点が一致しないため、ゴミや埃等の異物の接触位置を示すカーソルだけを表示してもタッチパネル面上の対応する位置を簡単に特定できない。

本発明の入力装置は、光学式タッチパネルにおいて、ゴミや埃等の異物による接触か、指による接触かを判定して、それぞれ対応するカーソルを表示装置上に同時に表示することで、この課題を解決するものである。

本発明の入力装置は、操作面上にゴミや埃等の異物を検出した場合に、ユーザがゴミや埃等の異物の操作面上の対応する位置を簡単に特定することができ、操作面の清掃を容易にすることができるという効果を有し、表示装置と別体で設置される光学式タッチパネルを使用して遠隔で操作するカーナビゲーション装置等の入力装置として有用である。

本発明の実施の形態にかかる入力装置１００のハードウエア構成例を示す図 本発明の実施の形態にかかる入力装置１００の機能ブロック図 本発明の実施の形態にかかる光学式タッチパネルの検出方式の説明図 入力装置１００の全体の動作の流れを示すフローチャート 図４のステップＳ４０８〜Ｓ４１１の各処理の具体例を説明するための図で、（ａ）ステップＳ４０８の処理を説明する図、（ｂ）ステップＳ４０９の処理を説明する図、（ｃ）ステップＳ４１０の処理を説明する図、（ｄ）ステップＳ４１１の処理を説明する図 図４のステップＳ４０２の詳細な処理の流れを示すフローチャート 図６の判定処理を説明するための図で、（ａ）異物による接触位置の領域と指による接触位置の領域のＸ座標、Ｙ座標が重ならない場合を示す図、（ｂ）異物による接触位置の領域と指による接触位置の領域のＹ座標が重る場合を示す図 ユーザが２本の指で多点接触位置検知部１の操作面に接触した場合を説明するための図で、（ａ）異物による接触位置の領域と指による接触位置の領域を示す図、（ｂ）表示装置３上への表示の一例を示す図

符号の説明

１ 多点接触位置検知部
２ 演算部
３ 表示装置
４ 操作対象機器
２１ 接触判定部
２２ 記憶部
２３ カーソルＧＵＩ選定部
２４ 表示制御部
１００ 入力装置

Claims (4)

1. 表示装置と別体で設置される光学式タッチパネルを使用して遠隔で機器を操作する入力装置であって、
   複数の接触点による接触位置を含む接触情報を検知する前記光学式タッチパネルからなる多点接触位置検知部と、
   前記多点接触位置検知部が検出した接触情報を記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶されている接触情報が異物の接触によるものかユーザの指の接触によるものかを判定する接触判定部と、
   前記接触判定部により判定された接触情報に対応したカーソルを選定するカーソルＧＵＩ選定部と、
   前記カーソルＧＵＩ選定部により選定された各カーソルを各前記接触位置の前記表示装置上の対応する位置に同時に表示させる表示制御部とを備える入力装置。
2. 前記接触判定部は、前記接触位置の領域の面積に基づいて前記接触情報が異物の接触によるものかユーザの指の接触によるものかを判定することを特徴とする請求項１記載の入力装置。
3. 前記接触判定部は、前記接触位置の領域の幅に基づいて前記接触情報が異物の接触によるものかユーザの指の接触によるものかを判定することを特徴とする請求項１記載の入力装置。
4. 前記表示制御部は、ユーザの指の接触に対応する接触位置が一意に確定することができない条件下では、ユーザの指の接触に対応するカーソルのサイズを調整して表示させることを特徴とする請求項１記載の入力装置。

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