JP2014006702A - 入力装置、入力補助方法、画像表示装置 - Google Patents

入力装置、入力補助方法、画像表示装置 Download PDF

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光 古賀
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順子 鈴木
Yuji Ayatsuka
祐二 綾塚
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直樹 野畑
Chihiro Sannomiya
千尋 三宮
Hitoshi Kumon
仁 久門
Takeshi Inoshita
猛 井之下
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Abstract

【課題】指先による確実な入力操作を可能とする入力装置を提供する。
【解決手段】操作面に触れることで、画像表示装置に表示されるグラフィカルユーザインタフェースを通して操作を行う入力装置であって、前記通気パネルは、パネル表面に設けられ、吸気または排気が可能である複数の通気口と、前記画像表示装置に出力される表示内容を取得する表示内容取得手段と、前記表示内容取得手段が取得した表示内容に基づいて、吸気または排気を行う通気口を決定する制御手段と、を有する。
【選択図】図1

Description

本発明は、利用者の入力操作を補助する入力装置に関する。
ユーザが機器に対して入力操作を行う装置として、タッチパネルが広く用いられている。タッチパネルには、直感的な入力操作ができるという利点と、表示装置と入力装置を一体化できるという利点があるため、広く普及している。
一方で、タッチパネルは、画面に表示されたポインタを操作するのではなく、指で直接操作を行うため、押下しようとした場所と、実際に押下される場所がずれる場合があり、操作ミスが起こりやすいという欠点がある。例えば、画面に表示されたある数字ボタンを押そうとして、隣の数字を押してしまう、またはボタンと背景の境界付近を押してしまい入力が認識されないといった現象が起こりやすい。
タッチパネルの操作精度を向上させる技術には、次のようなものがある。例えば、特許文献1には、入力操作時に画面を拡大し、希望した場所を確実に押すことができるカーナビゲーションシステムが記載されている。また、特許文献2には、カーナビゲーション装置において地図上の道路を選択する際に、自動的に押下すべき道路の候補を利用者に提示し、選択を行いやすくする発明が記載されている。
特開2008−265544号公報 特開2008−232740号公報
タッチパネルの操作精度を向上させるための従来技術は、いずれも、操作を行う部分を拡大表示したり、補助的な表示を用いて選択を行いやすくするものである。しかし、これらの方法を用いた場合、画面がその都度書き換わるため、直感的な操作の妨げになるという別の問題が発生する。つまり、画面の拡大表示をすることによって、押そうとした場所が画面上で移動してしまい、利用者は押下場所の位置関係を把握しなおさなければならない。また、一部を拡大表示することにより、画面上のスペースが占有されてしまうという問題がある。
一方、入力のための補助表示を用いる場合、入力内容にあわせた表示をあらかじめ作りこまなければならない。また、入力の方法には様々なものがあり、共通のロジックを用いることが難しい。例えば、地図上で道路を選択する場合と、テンキーで数字を入力する場合とでは入力補助の方法が異なる。そのため、ソフトウェアを製作するためのコストが上昇するという問題がある。
本発明は上記の問題点を考慮してなされたものであり、指先による確実な入力操作を可能とす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、本発明に係る入力装置では、以下の手段により操作性の向上を実現する。
本発明に係る入力装置は、操作面に触れることで、画像表示装置に表示されるグラフィカルユーザインタフェースを通して操作を行う入力装置であって、操作面の表面に設けられ、吸気または排気が可能である複数の通気口と、前記画像表示装置に出力される表示内容を取得する表示内容取得手段と、前記表示内容取得手段が取得した表示内容に基づいて、吸気または排気を行う通気口を決定する制御手段と、を有する。
本発明に係る入力装置は、操作面に利用者が触れることで、画面に表示されたグラフィカルユーザインタフェース(GUI)を通して入力操作を行う装置である。また、操作面の表面に設けられた複数の通気口を有しており、任意の通気口から空気を吸気または排気することができる。吸排気を行う通気口は、画像表示装置に出力される表示内容に基づいて決定される。このように構成することにより、画面に表示される内容に連動して、対応する場所から空気を吸排気することができるようになるため、利用者の指を安定して特定の領域に誘導することが可能となり、画面に対する入力操作性が向上する。
また、本発明に係る入力装置は、印加される空気圧を前記複数の通気口に導き、通気口の連通状態を切り替える手段を有する連通手段と、前記連通手段に空気圧を印加する吸排気手段と、をさらに有し、前記制御手段は、吸気または排気を行うことを決定した通気口の連通状態を制御することを特徴としてもよい。
本発明に係る入力装置は、通気口に導かれる空気の通り道となる連通手段と、連通手段に空気圧を印加する吸排気手段を含んでいてもよい。連通手段には、各通気口の連通状態を切り替える機構が備わっており、状態を切り替えることにより、通気口からの空気の流動を個別に制御することができる。
また、前記制御手段は、前記表示内容取得手段が取得した表示内容に基づいて、誘導領域を決定し、前記決定した前記誘導領域に基づいて、対象となる通気口を決定することを特徴としてもよく、前記誘導領域は、操作面上で利用者の指を誘引する領域であってもよい。
対象となる通気口は、誘導領域を形成することによって決定することができる。また、誘導領域とは、利用者の指を空気圧によって引き込む領域であってもよい。例えば、画面にテンキーが表示されている場合、数字ボタンに対応する領域が誘導領域となる。誘導領域は、必ずしも利用者が押さなければならない場所を示すものではなく、画面上の任意の領域を誘導領域とすることができる。
また、前記制御手段は、前記誘導領域の外部に存在する通気口から排気を行うように、当該通気口の連通状態を制御することを特徴としてもよい。
制御手段は、誘導領域以外の領域に存在する通気口から排気を行う制御を行ってもよい。このようにすることで、画面上の誘導領域以外の領域に指を置くと、指が画面上を滑る効果が得られるため、狙いを定めるべき場所が他にあることを直感的に知ることができる。
また、前記制御手段は、前記誘導領域の内部に存在するから吸気を行うように、当該通気口の連通状態を制御することを特徴としてもよい。
制御手段は、誘導領域の内部にある通気口から吸気を行う制御を行ってもよい。このようにすることで、画面上の誘導領域に指を置くと、指が吸い付けられる効果が得られ、指を安定させることができる。さらには、誘導領域において吸気を、それ以外の領域におい
て排気を同時に行うことで、誘導領域に利用者の指を効果的に導くことができる。
また、前記制御手段は、前記誘導領域の外部に存在する通気口のうち、前記誘導領域から所定の距離以内にある通気口から排気を行うように、当該通気口の連通状態を制御することを特徴としてもよい。
誤操作が問題となるのは、誘導領域とそれ以外の領域の境界付近に指がある場合である。したがって、境界部分から所定の距離以内にある通気口から排気を行うことで、誘導領域に指を引き込むという同様の効果を得るのと同時に、多くの通気口が開口することによる空気圧の低下を防ぐことができる。
なお、本発明は、上記手段の少なくとも一部を含む入力装置として特定することができる。また、入力装置を含む画像表示装置として特定することもできるし、入力装置が行う入力補助方法として特定することもできる。上記処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。
本発明によれば、指先による確実な入力操作を可能とする入力装置を提供することができる。
第一の実施形態に係る画像表示装置のシステム構成図である。 パネルの位置関係を示す図である。 第一の実施形態に係る通気パネルの断面図である。 第一の実施形態に係る通気パネルの俯瞰図である。 第一の実施形態に係る通気パネルの拡大した俯瞰図および断面図である。 第一の実施形態における画像表示装置の処理フローチャートである。 第一の実施形態における誘導領域と非誘導領域を説明する図である。 第一の実施形態において使用する通気口を具体的に説明する図である。 第二の実施形態における誘導領域と非誘導領域を説明する図である。 第二の実施形態において使用する通気口を具体的に説明する図である。 実施形態の変形例を説明する図である。
(第一の実施形態)
<システム構成>
第一の実施形態に係る画像表示装置について、システム構成図である図1を参照しながら説明する。第一の実施形態に係る画像表示装置10は、利用者が触れる操作面に空気圧を導く通気パネル11と、利用者の指の位置を検出するタッチパネル12と、画像を表示する表示パネル13からなる。また、通気パネル11には、加圧部14と吸排気制御部15が、タッチパネル12には入力制御部16が、表示パネル13には表示制御部17が接続されている。
図2は、通気パネル11、タッチパネル12、表示パネル13の位置関係を示す図である。表示パネル13は、画像を表示する装置であり、具体的には液晶パネルや電子ペーパーなど、電気的に表示内容の書き換えができる装置である。表示パネルが液晶である場合、バックライトを内蔵していてもよい。タッチパネル12は、表示パネル13の上層に設置され、利用者が押下した画面上の位置を検出する手段である。タッチパネル12は、指によって押下された位置を検出することができればよく、その検出方式は特に限定されない。ただし、操作面との間に通気パネルを有しているため、抵抗膜方式などの物理的変位
を検知する方式よりも、静電容量方式などの非接触方式のほうが好ましい。また、表示パネルとタッチパネルは一体型であってもよい。
タッチパネル12の上層に設置された通気パネル11について説明する。図3は、通気パネル11の断面図である。通気パネルには、二種類の導気管22および23が埋め込まれており、それぞれ、表面に開口した複数の通気口(20a,20b…,21a,21b…)と接続されている。すなわち、導気管22および23に対して空気圧を印加すると、通気口から空気が流出または流入する。導気管22および23が、本発明における連通手段である。また、それぞれの通気口は、閉じた状態(閉塞状態)と開いた状態(開放状態)をそれぞれ切り替えることができる。通気口の詳細な構造については後述する。
図4は、通気パネル11の一部を俯瞰した図である。通気口は、パネル全面に格子状に配置されている。白丸は導気管22に接続された通気口であり、黒丸は導気管23に接続された通気口である。
図1に戻り、各パネルに接続された手段について説明する。加圧部14は、通気パネルが有する導気管22および23に空気圧を印加する手段であり、本発明における吸排気手段である。印加する空気は、正圧であっても負圧であってもよい。本実施形態では、二種類ある導気管のうち片方に正圧を、もう片方に負圧を印加する。
吸排気制御部15は、表示パネル13に表示される内容に基づいて、通気パネルが有する各通気口の閉塞状態を切り替える手段である。正圧が印加されている通気口を開放すると当該通気口からは排気され、負圧が印加されている通気口を開放すると当該通気口からは吸気される。吸排気制御部15が、本発明における表示内容取得手段および制御部である。なお、本実施形態では、各通気口の閉塞状態は個別に切り替え可能であるが、複数の通気口の閉塞状態をまとめて切り替えてもよい。
入力制御部16は、タッチパネルが検出した静電容量や抵抗値の変化などを取得し、利用者の指によって押下されている位置を特定する手段である。特定した位置は、利用者の操作入力を取得するための外部装置へ送信される。また、表示制御部17は、装置外部より画面の描画内容を受信し、表示パネル13へ出力する画像を生成する手段である。
なお、本実施形態では、パネルの位置関係は図2に示した通りであるが、通気パネル11の表面に電極や電導膜を形成し、通気パネル11とタッチパネル12を一体型としてもよい。
<通気口の閉塞方法>
次に、通気パネル11が有する通気口を閉塞する方法について説明する。図5(a)は、図4のうち、記号30で示した四つの通気口20a,21a,20b,21bの部分を拡大した図である。符号22および符号23は、パネル内部に埋め込まれた導気管の位置を示している。また、図5(a)に示した部分を側面から見た図が図5(b)である。図5(b)中、導気管22の途中にある点線で描かれた部分は互いに繋がっていることを示す。
通気パネル11が有する導気管22および23と、導気管に接続されている各通気口とが交わる位置には、電極が備わっており、マイクロカプセルが封入されている。一例として、導気管22に接続されている通気口20aの動作について説明する。通気口20aには、電極24aおよび電極24bと、マイクロカプセル24cが備わっている。電極24bは、通気口20aを取り囲むように配置された円形の電極であり、図中に示した二つの部分は同電位である。電極24aは、電極24bと対をなす電極である。
また、マイクロカプセルはプラスの電荷を帯びている。マイクロカプセルの素材には、メラミン樹脂やウレタン樹脂、ゼラチン等を使用することができる。素材に樹脂を用いることで、良好な気密性が期待できる。マイクロカプセルは、直径10マイクロメートル程度から1ミリメートル程度のものを使用することが好ましいが、大きさは特に限定されない。カプセルの内部に帯電した金属粒子や液体を封入してもよいが、マイクロカプセルは必ずしも中空である必要はないし、内容物を封入せずにカプセル自体を帯電させてもよい。
ここで、電極24aにプラスの電圧を、電極24bにマイナスの電圧を印加すると、プラスに帯電しているマイクロカプセルは電極24aと反発し、電極24bに吸引されるため、上昇する。すなわち、通気口20aを閉塞することができる。反対に、電極24aにマイナスの電圧を、電極24bにプラスの電圧を印加すると、プラスに帯電しているマイクロカプセルは電極24aに吸引され、電極24bと反発するため、下降する。すなわち、通気口20aを開放することができる。通気口20bについても同様である。
導気管23に接続されている通気口についても同様である。通気口21bを例に挙げると、マイクロカプセル25cがプラスに帯電しているため、電極25aにプラスの電圧を、電極25bにマイナスの電圧を印加すると、マイクロカプセルが上昇し、通気口21bを閉塞する。電位を反対にすると、マイクロカプセルが下降し、通気口21bは開放される。
本実施形態では、導気管22に正圧、導気管23に負圧の空気圧が印加されているため、マイクロカプセルを下降させている場合、通気口20aおよび20bからは排気され、通気口21aおよび21bからは吸気される。マイクロカプセルを上昇させると、当該通気口における空気の流動は停止する。以上説明したように、通気口が有する電極に電圧を印加することで、当該通気口の閉塞状態を制御するのが、吸排気制御部15の働きである。
以上のように構成することにより、吸排気制御部15は、任意の通気口に対する吸排気状態を制御することができる。なお、以降の説明において、吸気通路である導気管23に接続されている通気口を吸気口、排気通路である導気管22に接続されている吸気口を排気口と称する。
なお、本例では、マイクロカプセルが上昇することで通気口を閉塞するようにしたが、下降することで閉塞するようにしてもよいし、電位は例示したものと逆にしてもよい。マイクロカプセルを用いた通気口の閉塞方法は一例であり、個々の通気口から吸排気される空気の流れを制御することができれば、その実現方法に特に制限は無い。
<画像表示装置の処理フローチャート>
次に、本実施形態に係る画像表示装置の処理フローチャート図である図6を参照しながら、吸排気を制御する処理について説明する。なお、本実施形態では、通気パネル上で、利用者の指を空気圧によって引き込む領域を誘導領域と称し、それ以外の領域を非誘導領域と称する。
まず、ステップS31で、表示制御部17が、表示パネル13に表示する画像を生成する。次に、ステップS32で、吸排気制御部15が、表示制御部17で生成された画像を取得する。そして、吸排気制御部15が、取得した画像をもとに、誘導領域と非誘導領域を決定する(S33)。
ステップS33の処理について詳しく説明する。図7は、表示パネル13に表示される
画像の例である。本実施形態では、利用者が押下することで入力を行うことができる領域を誘導領域とし、それ以外の領域を非誘導領域とする。図7の例では、数字ボタンおよび「戻る」ボタンに対応する、ハッチングで示した領域41(11個全て)が誘導領域となり、それ以外の領域が非誘導領域となる。
なお、押下が想定されている領域であっても、押下することが無益であれば非誘導領域として扱うことが好ましい。例えば、ソフトウェアキーボードによる50音入力を行う場合、濁点がつかない文字を押した後に濁点キーを押下しても無意味である。このような領域は、非対象領域として扱うことが好ましい。
次に、吸排気制御部15が、決定した誘導領域に存在する通気口に対して空気圧を印加する制御を行う(S34)。誘導領域は、利用者の指を引き込むべき領域であるため、対象の通気口に負圧を印加する。すなわち、誘導領域にある吸気口を開放し、それ以外の領域にある吸気口を閉塞する。
次に、吸排気制御部15が、決定した非誘導領域に存在する通気口に対して空気圧を印加する制御を行う(S35)。非誘導領域は、利用者の指を引き込む必要のない領域であるため、対象の通気口に正圧を印加する。すなわち、非誘導領域にある排気口を開放し、それ以外の領域にある排気口を閉塞する。
テンキーの一部である領域42について、ステップS34とS35の処理を行った結果を表した図が図8である。図8のうち、白丸は排気口、黒丸は吸気口を表す。また、×印は閉塞されている通気口を表す。領域41の内部にある吸気口、および領域41の外部にある排気口は開放され、条件に一致しない通気口は閉塞されている。ここではテンキーの一部のみを図8に示したが、非誘導領域から排気を行い、誘導領域から吸気を行う制御は全ての領域で行われる。
以上の処理により、表示パネルに表示された画面のうち、操作ボタンに対応する領域では、空気圧によって利用者の指を吸い付ける効果が得られ、それ以外の領域では指がパネルから反発する効果が得られる。すなわち、押下すべきボタンを指で狙いやすくなり、それ以外の領域を誤って押下する確率が減少する。
第一の実施形態では、誘導領域にて吸気、非誘導領域にて排気を行うことで利用者の指を誘導領域内に誘導したが、吸排気はどちらか片方のみでも構わない。同じく、実施形態の説明では、二種類の導気管とそれぞれに対応する通気口を例示したが、導気管は一種類であってもよい。特に排気は吸気よりも指に対する誘導効果を与えやすいため、排気のみを用いてもよい。
(第二の実施形態)
第一の実施形態では、誘導領域にある全ての通気口から吸気を、非誘導領域にある全ての通気口から排気を行った。第二の実施形態は、非誘導領域にある通気口のうち、使用する通気口を限定し、効果的な指の誘引効果を得る形態である。第二の実施形態に係る画像表示装置のシステム構成および装置構成は、第一の実施形態と同様である。また、以下に説明するステップ以外の処理についても、第一の実施形態と同様である。
第二の実施形態では、ステップS35の処理を行う際、非誘導領域にあるすべての排気口を開放するのではなく、誘導領域から一定の距離以内にある排気口のみを開放し、他を閉塞する。図9は、表示パネル13に表示される画像の例である。ハッチングで示した11個の領域41が誘導領域となるのは第一の実施形態と同様であるが、第二の実施形態では、誘導領域を囲む形で外側に存在する、異なるハッチングで示した領域51のみが非誘
導領域となり、その他の領域では吸排気を行わない。
第一の実施形態と同じ形状の領域42について、ステップS34とS35の処理結果を表した図が図10である。誘導領域の内部については第一の実施形態と同様であるが、非誘導領域については、誘導領域から二列以上離れた通気口は使用しないものとする。
第二の実施形態によれば、誘導領域内に利用者の指を誘引するという効果は同様であるが、操作に大きく影響しない通気口は使用しない。通常、使用する通気口が多くなるほど、通気口ひとつあたりの空気の流量は低下するが、本実施形態のように構成することで、空気の流量を確保することができる。また、指が滑る効果は、誘導領域付近でのみ得られるため、誘導領域が近くにないにもかかわらず指だけが滑ることがなくなる。すなわち、指が滑りはじめたら、押下すべき場所が近いということを直感的に知ることができる。
(変形例)
各実施形態の説明は本発明を説明する上での例示であり、本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更または組み合わせて実施することができる。例えば、第二の実施形態では、非誘導領域にある通気口のうち、誘導領域から所定の距離以上離れている通気口は使用しないようにしたが、誘導領域においても同様に、非誘導領域から所定の距離以上離れている通気口を使用しないようにしてもよい。すなわち、領域の境界部分においてのみ指を誘引する効果を出すようにしてもよい。
また、各通気口から個別に空気を吸排気することができれば、実施形態で例示した導気管や通気口の閉塞機構、吸排気手段は必須ではない。たとえば、マイクロファンなどを用いて吸排気を行ってもよい。
また、領域ごとに、吸排気される空気の流量を変更することで、誘導領域に指を誘引する強さを調節してもよい。たとえば、使用頻度が多いボタンと、使用頻度が少ないボタンが並んでいた場合、使用頻度が多いボタンに対応する領域では、全ての通気口を開放して加圧量を大きくし、その他の誘導領域では、一部の通気口のみを開放して加圧量を少なくしてもよい。他にも、非誘導領域において、誘導領域から離れるほど空気の流量が大きくなるような制御を行ってもよい。
また、誘導領域は、入力ボタン等が有する領域と必ずしも一致させなくてもよい。図11は、記号61がボタンの領域を、記号62および63が誘導領域を表している。例えば、記号62のように、指を完全にボタンの内部に誘引できるように誘導領域を狭くしてもよいし、指を誘引する効果を広範囲で出すため、記号63のように誘導領域を広くしてもよい。誘導領域は所望の形に合わせて設定すればよい。さらには、誘導領域を設定せず、表示される画像から直接使用する通気口を決定してもよい。
また、各実施形態では、画像の表示を行うパネルと、入力操作を取得するパネルを含む画像表示装置について説明をしたが、画像の表示を行う装置は独立していてもよい。
例えば、操作パネルと通気パネルのみを有し、コンピュータ等に接続して使用されるタッチパッド等の入力装置であってもよい。利用者が操作面に触れることで、対応する画面上の座標について操作イベントを発生させられる装置であれば、本発明を適用することができる。具体的には、操作面上で利用者が触れる位置と、画面上で指し示される位置との対応関係、および画面に表示される内容を取得して、当該対応関係と表示内容に基づいて、操作面上で吸排気を行う通気口を決定することができる。
10 画像表示装置
11 通気パネル
12 タッチパネル
13 表示パネル
14 加圧部
15 吸排気制御部
16 入力制御部
17 表示制御部

Claims (9)

  1. 操作面に触れることで、画像表示装置に表示されるグラフィカルユーザインタフェースを通して操作を行う入力装置であって、
    操作面の表面に設けられ、吸気または排気が可能である複数の通気口と、
    前記画像表示装置に出力される表示内容を取得する表示内容取得手段と、
    前記表示内容取得手段が取得した表示内容に基づいて、吸気または排気を行う通気口を決定する制御手段と、
    を有する、入力装置。
  2. 印加される空気圧を前記複数の通気口に導き、通気口の連通状態を切り替える手段を有する連通手段と、
    前記連通手段に空気圧を印加する吸排気手段と、
    をさらに有し、
    前記制御手段は、吸気または排気を行うことを決定した通気口の連通状態を制御する
    ことを特徴とする、請求項1に記載の入力装置。
  3. 前記制御手段は、前記表示内容取得手段が取得した表示内容に基づいて、誘導領域を決定し、前記決定した前記誘導領域に基づいて、吸気または排気を行う通気口を決定する
    ことを特徴とする、請求項1または2に記載の入力装置。
  4. 前記誘導領域は、操作面上で利用者の指を誘引する領域である
    ことを特徴とする、請求項3に記載の入力装置。
  5. 前記制御手段は、前記誘導領域の外部に存在する通気口から排気を行うように、当該通気口の連通状態を制御する
    ことを特徴とする、請求項3または4に記載の入力装置。
  6. 前記制御手段は、前記誘導領域の内部に存在する通気口から吸気を行うように、当該通気口の連通状態を制御する
    ことを特徴とする、請求項3から5のいずれかに記載の入力装置。
  7. 前記制御手段は、前記誘導領域の外部に存在する通気口のうち、前記誘導領域から所定の距離以内にある通気口から排気を行うように、当該通気口の連通状態を制御する
    ことを特徴とする、請求項3から6のいずれかに記載の入力装置。
  8. 画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルに重ねて配置された通気パネルと、からなる画像表示装置であって、
    前記通気パネルは、
    パネル表面に設けられ、吸気または排気が可能である複数の通気口と、
    前記表示パネルに出力される表示内容を取得する表示内容取得手段と、
    前記表示内容取得手段が取得した表示内容に基づいて、吸気または排気を行う通気口を決定する制御手段と、
    を有する、画像表示装置。
  9. 操作面に触れることで、画像表示装置に表示されるグラフィカルユーザインタフェースを通して操作を行う入力装置であって、操作面の表面に設けられた複数の通気口から吸気または排気が可能である入力装置が行う入力補助方法であって、
    前記画像表示装置に出力される表示内容を取得するステップと、
    前記取得した表示内容に基づいて、吸気または排気を行う通気口を決定するステップと

    を含むことを特徴とする、入力補助方法。
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JP2019121286A (ja) * 2018-01-10 2019-07-22 株式会社デンソーテン 操作入力装置およびタッチパネル
JP7141215B2 (ja) 2018-01-10 2022-09-22 株式会社デンソーテン 操作入力装置およびタッチパネル

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