JP4125932B2 - タッチパネルを有する装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タッチパネルを有する装置に関し、特に、タッチパネルの操作により機械的に駆動する駆動機構によって、操作者に操作位置に関する情報を通知して、操作性を向上できるタッチパネルを有する装置並びにタッチパネルを入力装置とする携帯端末および携帯電話端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常のタッチパネルでは、例えばスイッチとして、視覚的に表示された図形の領域(以降、単に表示領域と呼ぶ)に対して、操作者は視覚のみによって、入力操作を受け付ける領域(以降、有効入力領域と呼ぶ)の座標を判断して入力を行う。そして、入力されたことを音や表示の変化で知らせるものが普通である。
【０００３】
そのため、タッチパネルは、入力の誤りを少なくするために、スイッチとして、上記表示領域に一致させた有効入力領域を設定し、それらの領域を十分大きな面積とし、更に、隣接するスイッチとの間に十分な距離の間隔を必要とする。
【０００４】
従来のタッチパネルを有する装置では、平面的なタッチパネルにおいての操作者の操作時の感触を向上させるため、更に、振動や衝撃の機械的駆動を行う機構を有している(例えば、特許文献１参照)。
【０００５】
図１０は上記タッチパネルを有する装置の概略構成を示している。
【０００６】
図１０に示すように、タッチパネルを有する装置は、タッチパネル１００１の所定座標に設定されたスイッチに触れたか押したとき、タッチパネルの座標信号１００５を検出し、制御装置１００４がバイブレータ１００２を駆動する信号１００６を発する。それによって、操作者はバイブレータ１００２の振動を感じる。また、特定の時間内にタッチパネルを２回以上触れたか押したとき、電磁ハンマー１００３を駆動する制御信号１００７を発する。それによって、操作者は、電磁ハンマー１００３の衝撃を感じる。
【０００７】
ここで、特定の時間内に２回以上触れたか押したときとは、コンピュータ装置のマウス等で用いられるダブルクリック操作に相当し、その座標での入力を行う行為である。つまり、上記タッチパネルを有する装置においては、操作者がタッチパネル上のスイッチに触れたか押したときにスイッチ部分に触れている場合、振動等でスイッチの場所であることを知覚させる。そして、ダブルクリック操作で入力を行わせ、入力が受け付けられたことを、また異なる衝撃で操作者に知覚させることを可能にしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記タッチパネルを有する装置では、触れたか押したときのバイブレータ１００２による駆動が、スイッチ内で一定のためにスイッチの中央付近を触っているのか、端の方を触っているのか上記駆動によって知覚することができない。そのため、特にスイッチが小さい場合、操作のときに指でスイッチが隠され、スイッチの位置が分からなくなった場合には、入力の誤りを防ぐためにもう一度指をタッチパネルより離して目視でスイッチ位置を確認したり、指を大きくスイッチの境界まで動かして上記駆動の違いを触覚で知覚し、スイッチの例えば上下左右の境界の位置から推測で中央の位置を判断する必要があった。
【０００９】
つまり、通常の機械的なスイッチに比べて、入力の動作が複雑になり操作スピードがどうしても低下してしまう欠点を有していた。
【００１０】
一方、現在の携帯端末や特に携帯電話端末では、小型化と高機能化が進み、非常に小さい入力スイッチが、きわめて近接して配置された構成で、操作者は電子メール等の入力を非常に高速に行っている。このとき、入力ボタンよりも操作している指の大きさが大きいことがしばしばあるが、それが当たり前のように操作が行われている。
【００１１】
また、小さな装置の限られた入力ボタンで日本語入力を行うために１文字入力するのにも多くの入力操作を行っている。例えば、「こ」を入力するために、「か行」のボタンを５回押すように操作をしている。
【００１２】
そこで、本発明の課題は、入力誤りが生じにくく、かつ、操作性に優れたタッチパネルを有する装置を提供することである。
【００１３】
また、特に、小型の携帯端末の場合でも、タッチパネル上のスイッチを小さく、あるいは、間隔を狭く設定することが可能なタッチパネルを有する装置を提供することである。
【００１４】
また、特に、入力操作を高速に行うことに適したタッチパネルを有する装置を提供することである。
【００１５】
【特許文献１】
特開平８−２２１１７３号公報
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、本体またはタッチパネルの少なくとも一方を機械的に駆動する駆動手段を有し、押圧検出手段によりタッチパネルへの押圧操作の有無と検出座標値を検出する。また、座標範囲設定手段によって、上記押圧検出手段により検出される検出座標値に対する座標範囲を設定する。そして、制御手段により駆動手段を制御することにより、上記押圧検出手段により検出された検出座標値と、上記座標範囲設定手段によって設定された上記座標範囲との相対関係に応じて、駆動手段の機械的駆動を徐々に変化させる。つまり、上記タッチパネルの上記座標範囲と上記検出座標値との相対関係で、上記制御手段によって駆動手段を制御し、押圧操作に対して機械的駆動を変化させて、操作者に触覚の差を与える。そして、更に、上記検出座標値の上記座標範囲に対する相対関係(例えば上記座標範囲の中央部からの相対距離や、例えば上記座標範囲の境界からの相対距離)とともに駆動手段の機械的駆動を徐々に変化させて操作者に通知する。また、上記座標範囲設定手段により設定された座標範囲に対応するようにタッチパネルに設定された視覚的な表示領域に対して、押圧操作要求手段により操作者に押圧操作を行わせるように要求する。そして、押圧操作要求手段により操作者が押圧操作をすることにより、上記表示領域の座標に対する上記押圧検出手段の検出座標値のずれを検出座標値ずれ測定手段によって測定する。そして、上記表示領域の座標に対する上記検出座標値のずれに基づいて、ずれ補正手段は、上記表示領域と上記座標範囲との位置関係を補正する。つまり、タッチパネル上の表示領域 ( 視覚的に表示された図形の領域 ) 、例えば、操作者が視覚的に知覚するスイッチを表示する。そして、上記表示領域に対して、操作者に上記スイッチの押圧操作を行わせる。すると、上記表示領域 ( あるいは表示領域の中央部 ) の座標値に対して、上記押圧検出手段が検出した上記検出座標値がずれを生じ、このずれを測定する。そして、測定したずれにより、以降に行われる上記制御手段により制御される駆動手段の機械的駆動を補正することが可能となる。また、上記座標範囲は、上記駆動手段の機械的駆動を上記操作者に知覚させて上記操作者に触覚の差を与える領域である。
【００１７】
上記構成のタッチパネルを有する装置によれば、上記タッチパネルの操作面の上記座標範囲(すなわち、スイッチの領域)、あるいは、上記座標範囲の特定の個所に操作者の操作を誘因する効果を有する。例えば、上記座標範囲の内部での上記機械的駆動を上記座標範囲の中央の座標値に向かって徐々に強く変化することによって、上記座標範囲の中央に操作者の操作を誘因することができる。また、例えば、上記座標範囲の外部での上記機械的駆動を上記座標範囲の方向に向かって徐々に強く変化させることによって、上記座標範囲の方向に操作者の操作を誘因することができる。
【００１８】
そのため、操作者の操作が自然と正しい、あるいはより好ましい操作位置に誘因され、入力の誤りを犯すことが少ない操作性の優れたタッチパネルを有する装置を提供することができる。
【００１９】
また、上記座標範囲の位置の通知を、より細かく制御した機械的駆動によって行うことになるので、触覚による位置の知覚がより明確になる効果とともに、操作者が操作位置を学習しやすくなる効果を有する。
【００２０】
また、特に、操作を繰り返す都度、操作に伴う上記押圧操作で、タッチパネル上での上記座標範囲の境界の方向、中央部付近の方向、あるいは、上記座標範囲そのものの方向を確認できるので、操作の都度、自然と操作位置の誤差を修正し、高速な操作を継続して行うことができる特別な利点を有する。
【００２１】
この場合の機械的駆動を徐々に変化させるとは、機械的駆動の種類、機械的駆動の方向、機械的駆動の強さ、機械的駆動の周波数、機械的駆動のパターン、あるいは更にそれらの組み合わせ方のいずれかを連続的に変化させること、あるいは段階的に変化させることを意味する。
【００２２】
また、特に、上記座標範囲の内部と外部の境界で、機械的駆動が不連続に異なるように駆動手段の制御を行った上で、上記座標範囲の内部、あるいは、外部、あるいは、その両方で、更に、上記構成を実施することが好ましい。
【００２３】
また、上記押圧操作は、例えば触覚の差を与えるように設定された上記座標範囲を指でなぞって知覚するための操作である。
【００２４】
また、上記押圧検出手段は、例えば静電容量の変化の検出によって検出するタッチパネルのように、検出原理として必ずしもタッチパネル表面に接触する必要のない検出手段を用いることも可能である。
【００２５】
また、上記機械的駆動は、上記タッチパネルの一部においてのみ上記制御手段によって行われてもよく、必ずしもタッチパネルの全面で上記駆動手段の制御が行われない場合もある。つまり、例えば、上記座標範囲の内部と外部の一方で上記制御を行い、他方で行わないようすることもできる。その場合、特に、上記座標範囲の内部で上記駆動手段の制御を行うようにすることがより好ましい。
上記タッチパネルの上記座標範囲と上記検出座標値との相対関係で、上記制御手段によって駆動手段を制御し、押圧操作に対して機械的駆動を変化させて、操作者に触覚の差を与えるように設定する。そのとき、タッチパネル上で例えばスイッチとしての上記表示領域を操作者が視覚的に知覚する位置と、操作者が触覚によって知覚する上記座標範囲の位置が異なってしまう場合がある。
これは、タッチパネルの表示を行う機構と押圧検出手段を構成する機構との位置合わせの誤差によるものだけでなく、操作方法によっても生じることがある。例えば、携帯電話端末での操作のように片手で装置を保持して、保持した手の親指でキー入力を行う場合などのように、操作が必ずしも操作面の垂直方向から丁寧に行われない場合などでは、特に検出座標値がずれることがある。
このとき、上記表示領域の位置にあわせて上記座標範囲を設定すると、操作者にとって、上記表示領域と上記座標範囲との間に距離を感じたり、視覚と触覚の間に矛盾を感じて しまう場合がある。特に、上記座標範囲が近接して存在する場合や、上記座標範囲が小さい場合では、操作者を混乱させてしまう。
上記タッチパネルを有する装置によれば、上記表示領域と上記座標範囲の位置関係を補正して、操作者の視覚によって知覚する位置と触覚によって知覚する位置とを一致させることができる。そのため、操作性に優れたタッチパネルを有する装置を提供することが可能となる。
また、タッチパネル上の上記座標範囲の通知を、上記のより細かく制御した機械的駆動によって行う場合、触覚による位置の知覚がより明確になるため、更に、上記実施形態の構成とすることにより、操作者の操作感を特に向上させることができる。
【００２６】
また、一実施形態のタッチパネルを有する装置では、上記制御手段によって、上記駆動手段を制御し、上記押圧検出手段の上記検出座標値が上記座標範囲設定手段によって設定された上記座標範囲の内部にあるとき、上記座標範囲の中央部と上記検出座標値との間で駆動手段の機械的駆動を徐々に変化させる。つまり、操作者の押圧操作によって、上記検出座標値が上記座標範囲の中で、中央部付近なのか座標範囲の周辺の座標値なのかに応じて機械的駆動が徐々に変化するように、駆動手段の制御を行う。
【００２７】
機械的スイッチでもそうであるように、スイッチを操作する場合、操作者は、押圧操作でスイッチの位置を触覚により知覚した後、確実に入力を行うために、上記スイッチの領域のより中央部に近い座標で入力操作を行おうとする。
【００２８】
上記タッチパネルの上記座標範囲と上記検出座標値との相対関係で、上記制御手段によって駆動手段を制御し、押圧操作に対して機械的駆動を変化させて、操作者に触覚の差を与えるように設定する。そのとき、上記座標範囲の中で上記機械的駆動が一定の場合は、押圧操作で上記座標範囲の境界を確認し、推測によってその中央の位置を判断する必要がある。
【００２９】
上記実施形態のタッチパネルを有する装置によれば、例えば、上記検出座標値が上記座標範囲の中央に近い座標ほど駆動手段の機械的振動を大きくするように制御し、押圧操作で指を動かすことで上記座標範囲の中央座標の方向に向かって移動しているのか、上記座標範囲の中央部から離れて行く方向に移動しているのかを知覚することができる。そのため、上記座標範囲の境界を確認できるまで大きくなぞる動作をすることなく、また、推測で中央を判断することなく、上記座標範囲の中央座標に相当するタッチパネル上の位置付近を知覚することができる。そのため、自然と上記座標範囲に操作を誘因することができる操作性の優れたタッチパネルを有する装置を提供することが可能となる。
【００３０】
また、タッチパネル上の上記座標範囲の中央部に相当する位置を、より細かく制御された駆動手段の機械的駆動によって通知する構成となり、操作者に上記座標範囲の位置をより明確に触覚的に知覚させる効果を有する。
【００３１】
また、特に、操作を繰り返す都度、操作に伴う上記押圧操作で、タッチパネル上での上記座標範囲の中央部付近の方向を確認できるので、操作の都度、自然と操作位置の誤差を修正し、高速な操作を継続して行うことができる特別な利点を有する。
【００３２】
また、一実施形態のタッチパネルを有する装置では、上記制御手段によって、上記駆動手段を制御し、上記押圧検出手段の上記検出座標値が上記座標範囲設定手段によって設定された上記座標範囲の外部にあるとき、上記座標範囲の外縁と検出座標値との間で、駆動手段の機械的駆動を徐々に変化させる。つまり、操作者の押圧操作によって検出される検出座標値が上記座標範囲の外部で、上記座標範囲の外縁からの距離に応じて、機械的駆動が徐々に変化するように、駆動手段の制御を行う。
【００３３】
上記タッチパネルの上記座標範囲と上記検出座標値との相対関係で、上記制御手段によって駆動手段を制御し、押圧操作に対して機械的駆動を変化させて、操作者に触覚の差を与えるように設定する。そして、例えば、スイッチとして設定される上記座標範囲は、その領域に概略一致する表示領域がタッチパネル上に示される。しかし、目視で上記表示領域を知覚し、上記押圧操作を始めると、タッチパネルが指で隠れるために上記表示領域が見づらくなる。この場合、上記押圧操作が上記座標範囲から外れてしまっている場合に、上記座標範囲を見つけるために、一度指を離して目視で位置を確認しなおすか、上記押圧操作を広い幅で行って触覚の差を知覚して上記座標範囲を探す必要がある。
【００３４】
上記実施形態のタッチパネルを有する装置によれば、押圧操作で指を少し動かすことで上記座標範囲に向かって移動しているのか、上記座標範囲から離れて行く方向に移動しているのかを知覚することができる。そのため、自然と上記座標範囲に操作を誘因することができる操作性の優れたタッチパネルを有する装置を提供することが可能となる。
【００３５】
また、タッチパネル上の上記座標範囲の位置の方向を、上記座標範囲の外側において、より細かく制御した機械的駆動によって通知する構成となり、操作者に上記座標範囲の位置をより明確に触覚的に知覚させる効果を有する。
【００３６】
また、特に、複数の上記座標範囲が、近接して存在する場合や、上記座標範囲が小さい場合では、上記座標範囲の中で上記座標範囲の中央座標付近なのか、上記座標範囲の周辺の座標なのかに応じて徐々に異なる機械的駆動を行うことに加えて、更に、上記実施形態の構成とすることで、より自然に上記座標範囲と、上記座標範囲内の中央に向かう方向を知覚することができる利点を有する。その場合、特に、押圧操作の座標が上記座標範囲の内部と外部との境界で、上記機械的駆動が不連続に異なるように上記駆動手段の制御を行うことが好ましい。
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【００４３】
また、一実施形態のタッチパネルを有する装置では、入力操作の有無を入力検出手段によって検出し、入力操作の入力座標値を入力座標検出手段によって検出する。そして、上記座標範囲設定手段によってタッチパネルに設定された座標範囲に対して、入力操作要求手段により上記タッチパネルに入力操作を行うように要求する。そうして、操作者に入力操作を行わせて、上記座標範囲に対する入力座標値のずれを入力座標値ずれ測定手段により測定する。そして、入力座標補正手段によって、上記座標範囲に対する入力座標値のずれを補正する。つまり、上記タッチパネルの上記座標範囲と上記検出座標値との相対関係で、上記制御手段によって駆動手段を制御し、押圧操作に対して機械的駆動を変化させて、操作者に触覚の差を与える。ここでの上記座標範囲は、例えば、スイッチとしての領域である。そして、操作者に上記押圧操作を行わせ、更に、操作者が触覚で知覚した上記座標範囲の位置に対して上記入力操作を行わせる。すると、上記座標範囲(あるいは座標範囲の中央部)の座標に対して、上記入力検出手段が押圧を検出したときの上記入力座標値はいくらかのずれを生じて検出され、そしてこのずれを入力座標値ずれ測定手段により測定する。このとき、測定したずれにより、以降に行われる上記入力操作の場合の上記入力座標検出手段により検出される入力座標値の補正を行う。
【００４４】
上記タッチパネルを有する装置において、操作者が入力操作を行う場合、上記座標範囲を操作者が触覚で知覚した位置での上記検出座標と、操作者がその場所で上記入力操作を行った場合に検出される上記入力座標値とに差が生じることがある。
【００４５】
これは、タッチパネルの上記押圧検出手段の検出機構と、入力座標検出手段の検出機構との機械的な位置合わせの誤差によるものだけでなく、操作方法によっても生じる場合がある。
【００４６】
例えば、上記押圧操作に対して強い圧力での操作(強押圧操作)を、入力操作として用いる場合、強押圧操作でのタッチパネルへの指の接触面が上記押圧操作の場合と変わってしまうために生じる。特に携帯電話端末での操作のように片手で装置を保持して、保持した手の親指でキー入力を行う場合などのように操作が必ずしも操作面の垂直方向から丁寧に行われない場合などでは、相互で検出する座標が大きくずれる場合がある。
【００４７】
このとき、上記入力座標値を入力操作の座標値とすると、押圧操作で触覚によって知覚した上記検出座標値とずれてしまう。つまり、上記座標範囲の内部と操作者が知覚した場所で入力できなかったり、上記座標範囲の外部と知覚した場所で入力できてしまったりする場合がある。
【００４８】
これは、複数の有効入力領域(入力操作を受け付ける領域)が近接して存在する場合や、有効入力領域が小さい場合では、最悪、隣接する他の有効入力領域に入力してしまう誤操作が生じ、操作者を混乱させてしまう場合がある。
【００４９】
上記実施形態のタッチパネルを有する装置によれば、上記入力座標検出手段を補正して、操作者が押圧操作で知覚している位置とその場所での入力操作で検出される位置との座標を一致させることができる。そのため、操作性に優れたタッチパネルを有する装置を提供することが可能となる。
【００５０】
また、タッチパネル上の上記座標範囲の通知を、上記のより細かく制御した機械的駆動によって行う場合、触覚による位置の知覚がより明確になるため、更に上記実施形態の構成とすることによって、操作者の操作感を特に向上させることができる。
【００５１】
また、上記入力座標検出手段は、入力座標値として、例えば、上記押圧検出手段によって得られる上記検出座標値を出力するように構成することができる。あるいは、上記押圧検出手段とは別に上記入力座標値を検出して出力するように構成してもかまわない。
【００５２】
また、上記押圧操作と区別して入力操作を検出する方法は、上記のように、押圧操作の圧力差で区別して検出するように構成してもよいし、その場合、同じ検出機構でしきい値を設けて、弱い圧力での押圧操作と強い圧力での押圧操作を区別するようにしても構わないし、別々の検出機構によりそれぞれ所定の圧力で検出するようにしてもよい。また、操作の圧力差の他に、押し込み距離の差を用いて区別して検出することもできる。
【００５３】
あるいはまた、所定時間内に複数回接触する操作を入力操作として検出するように構成することも可能である。
【００５４】
また、一実施形態のタッチパネルを有する装置は携帯端末である。
【００５５】
上記携帯端末では、できるだけディスプレイ画面を大きくしてたくさんの情報を表示しようとすると、キー入力部が小さくなって操作性が低下してしまう場合がある。
【００５６】
本発明のタッチパネルを有する装置を用いてディスプレイ画面と入力部を兼用することで操作性を損なうことなくディスプレイを大きくすることが可能である。
【００５７】
また、入力面が狭く多くの情報の入力が敬遠されがちな携帯端末において、上記のように操作速度が向上する効果があるので、携帯端末自身の利用機会が増加するという効果を有する。
【００５８】
また、一実施形態のタッチパネルを有する装置は携帯電話端末である。
【００５９】
最近の携帯電話端末では、ダイヤル表示等の他に、例えば、電子メールやＷＥＢコンテンツの表示やデジタルテレビの視聴を可能とするものが開発されている。そのため、ディスプレイ画面が大きく、あるいは複数のディスプレイ画面を有する構成として、多くの情報を表示できるものが好ましい。例えば、デジタルテレビの視聴では、公衆の場所でのマナーの面で字幕放送を利用する機会が増加する。その場合、テレビ画面と字幕の両方を表示する必要があることからディスプレイ画面がより大きな面積を確保できる構成、あるいは、複数のディスプレイ画面を含む構成が必要になる。
【００６０】
しかし、一方、ダイヤル操作や、電子メールの入力のために操作性のよい入力装置が必要である。携帯電話端末では、元々キー入力装置が小さく、近接して配置されている。
【００６１】
上記実施形態のタッチパネルを有する装置によれば、タッチパネルをディスプレイ画面と入力部に兼用しても、操作性を損なうことがなく、ディスプレイ画面の総面積を大きくすることが可能である。
【００６２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のタッチパネルを有する装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００６３】
〔第１実施形態〕
図１は、この発明の第１実施形態のタッチパネルを有する装置の一例としての携帯電話端末の斜視図を示している。
【００６４】
図１に示すように、この携帯電話端末の本体１０１は、折り畳み部１０２で折り畳むことができる構造となっている。また、ディスプレイ部１０３およびタッチパネル部１０４を、本体１０１の折り畳む内側の面に配置している。
【００６５】
また、図２は上記タッチパネル部１０４の構造を模式的に示している。図２に示すように、タッチパネル部１０４は、押圧検出手段の一例としての検出パネル２０１と、表示手段の一例としての液晶表示パネル２０２と、入力検出手段の一例としての感圧センサ２０３と、本体１０１に設けられた駆動手段の一例としての可変周波数バイブレータ２０４からなっている。
【００６６】
図２では、検出パネル２０１と、液晶表示パネル２０２とを取り外した状態で示しており、実際には、破線で示すように、本体１０１の所定位置に重ね合わせた状態で使用される。
【００６７】
上記検出パネル２０１は、操作面への接触の検出を弱押圧検出信号として、また、操作面への接触の検出座標値を弱押圧座標信号として平面座標値(Ｘ軸２０５、Ｙ軸２０６)を出力するように構成している。そして、上記入力操作の一例としての強押圧操作が行われた場合でも同じように出力するように構成している。
【００６８】
上記検出パネル２０１の検出機構は、抵抗膜式、超音波式、光電式、静電容量式などのいわゆるタッチパネルの既存技術によるものなので詳細な説明は省略する。ここでは、検出パネル２０１は、下部に配置される液晶表示パネル２０２の画面に重ねて配置されるため、透明(または半透明)の材料で構成している。
【００６９】
また、上記感圧センサ２０３は、強押圧操作、つまり、操作者がスイッチを強く押す旨の入力操作を、上記検出パネル２０１をなぞる弱押圧操作と区別して検出する機構としている。この第１実施形態では、４個の感圧センサ２０３によりタッチパネル部１０４を支えるように構成している。そして、４個の感圧センサ２０３による圧力を合計して、タッチパネル部１０４全体への圧力として算出する。そして、検出パネル２０１が検出を開始する圧力のしきい値よりも大きい圧力の操作で感圧センサ２０３が強押圧操作を検出するように、感圧センサ２０３のしきい値を所定の圧力に設定する。そして、強押圧操作が行われたときに感圧センサ２０３から強押圧検出信号を出力するように構成している。
【００７０】
なお、上記入力検出手段の一例としての感圧センサ２０３は、上記の感圧による検出方式の他、押し込み距離(ストローク)の違いを検出し、弱押圧操作による操作面への軽い接触とは区別して、操作者の入力操作の一例としての強押圧操作を検出し、強押圧操作の検出信号を出力する構成としてもよい。
【００７１】
また、ディスプレイ部１０３および液晶表示パネル２０２は、既存技術のバックライト付きのＬＣＤ装置(液晶ディスプレイ装置)を使用している。タッチパネル部１０４のディスプレイ手段は、他に、ＥＬ(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイや、ＣＲＴ(カソードレイチューブ)ディスプレイ等の既存の技術が利用できる。
【００７２】
また、上記可変周波数バイブレータ２０４は、操作者に機械的駆動を伝える機構を有する。ここでは、可変周波数バイブレータ２０４は、携帯電話端末の着信を知らせるために利用される振動装置と共用され、振動の周波数をコントロールできるように構成している。上記駆動手段は、振動周波数を変化させる機構とする他に、振動強度を変化させることのできるバイブレータを用いることもできるし、振動の方向やパターン、あるいはそれらの組み合わせを変化させることのできる機械的な駆動部を用いることができる。
【００７３】
上記検出パネル２０１と感圧センサ２０３の各検出信号は、図中には記載していないが、上記携帯電話端末の本体１０１に内蔵された制御部２０７に入力され、制御部２０７から可変周波数バイブレータ２０４と液晶表示パネル２０２に制御信号が入力される。
【００７４】
また、入力座標検出手段の一例として、上記強押圧検出信号を検出したときに制御部２０７で上記弱押圧座標信号の示す座標値をもって、強押圧操作が行われたときの強押圧座標値としている。この第１実施形態では、入力操作の一例として、強押圧操作を用いた例を示している。
【００７５】
そのため、タッチパネル部１０４への押圧操作は、強い押圧操作と区別して以降弱押圧操作とし、押圧操作の有無と検出座標値を検出する押圧検出手段の一例としての検出パネル２０１は、上記弱押圧操作の有無と上記弱押圧座標値を検出する。
【００７６】
また、本発明の押圧操作に対して制御される機械的駆動は、他の入力操作に対応する機械的駆動と区別して以降、第１の機械的駆動と呼ぶ。一方、上記入力操作に対応する機械的駆動は、以降、第２の機械的駆動と呼ぶ。
【００７７】
なお、検出信号、制御信号の経路や制御部の相互の接続については、既存技術、特開平１０−２９３６４４号公報にも記載がある。
【００７８】
図３は、この第１実施形態でのタッチパネルを有する携帯電話端末の操作と操作に伴う可変周波数バイブレータ２０４の機械的駆動を制御する制御部２０７の動作を説明するためのフローチャートである。以下、図３にしたがって携帯電話端末の機械的駆動の制御を説明する。
【００７９】
先ず、ステップＳ１で、触覚の差を与える領域を設定する。つまり、後述のステップによって、上記弱押圧座標値との相対関係で機械的駆動を変化させる領域を設定する。例えば、操作者にスイッチとして機械的駆動を知覚させる領域である。この第１実施形態では、上記検出パネル２０１で検出される上記弱押圧座標信号の座標値に対する座標範囲を設定することで行われる。つまり、検出パネル２０１の上記座標範囲に対応する座標上の領域が上記触覚の差を与える領域となる。上記座標範囲は、例えば弱押圧座標信号のＸ座標値,Ｙ座標値を用いた数式や論理式として設定する。
【００８０】
次に、ステップＳ２で、入力操作が有効な有効入力領域を設定する。つまり、強押圧操作で入力操作が行われたとき、入力操作を受け付けるタッチパネル部１０４上の領域を設定する。この第１実施形態では、上記ステップＳ１で設定された検出パネル２０１の座標上の領域(触覚の差を与える領域)に座標が概略一致するように、上記有効入力領域を設定している。上記有効入力領域は、上記入力座標検出手段によって検出される上記強押圧座標信号のＸ座標値,Ｙ座標値を用いた数式や論理式として設定する。
【００８１】
また、更に、同じく上記触覚の差を与える領域に座標が概略一致するように、図形で示されたスイッチ(表示領域)を液晶表示パネル２０２に表示する。例えば、電話のダイヤルに相当する数字が表示された図形を表示する。
【００８２】
上記ステップＳ１とステップＳ２で設定される上記触覚の差を与える領域および上記有効入力領域は、後述の処理(ステップＳ９)によっては、同じ配置を維持する場合もあるし、違う配置に変える場合もある。例えば、タッチパネル部１０４には、ダイヤルの入力中などは、数字が表示されたスイッチを設定し、同じ配置の入力画面で操作を続けるが、電子メールの画面に変わった場合など、電子メールの操作のスイッチ表示にあわせてスイッチを設定するように使用される。つまり、上記触覚の差を与える領域や上記有効入力領域も同じように配置を維持したり、あるいは、別の配置になるように変更されたりする。また、液晶表示パネル２０２に表示された表示領域も同じように変更される。また、上記触覚の差を与える領域および上記有効入力領域は、通常、複数箇所設定されるが、一個所だけである場合もある。
【００８３】
次に、ステップＳ３で、弱押圧操作の有無を判断し、弱押圧操作が有る場合はステップＳ４に進む一方、弱押圧操作がない場合はステップＳ１３に進む。つまり、ステップＳ３では、操作者がタッチパネル部１０４の操作面(検出パネル２０１)に触れているかを判断する。この第１実施形態では、弱押圧操作の有無は、上記検出パネル２０１が出力する上記弱押圧検出信号の有無で判断する。
【００８４】
そして、ステップＳ１３では、可変周波数バイブレータ２０４の機械的駆動を停止し、ステップＳ１２に進む。この第１実施形態では、周波数可変バイブレータ２０４の機械的駆動を停止する。
【００８５】
また、ステップＳ４では、上記弱押圧操作の位置が上記触覚の差を与える領域の内部か否か判断し、上記触覚の差を与える領域の内部であればステップＳ５に進む一方、上記弱押圧操作の位置が上記触覚の差を与える領域の内部でなければステップＳ１４に進む。つまり、ステップＳ４では、操作者が上記検出パネル２０１に設定された上記触覚の差を与える領域に接触しているかを判断する。この第１実施形態では、上記検出パネル２０１の出力する上記弱押圧座標値のＸ座標値,Ｙ座標値がステップＳ１で設定した座標範囲の内部であるかどうかで判断する。
【００８６】
次に、ステップＳ５では、可変周波数バイブレータ２０４を駆動状態Ａで機械的に駆動し、ステップＳ６に進む。つまり、操作者にステップＳ１で設定された触覚の差を与える領域を触っていることを通知する。この第１実施形態では、駆動状態Ａは中程度の周波数で可変周波数バイブレータ２０４を機械的に駆動する状態とした。
【００８７】
一方、ステップＳ１４では、可変周波数バイブレータ２０４を駆動状態Ｄで機械的に駆動し、ステップＳ１２に進む。つまり、操作者にステップＳ１で設定された触覚の差を与える領域の外部を触っていることを通知する。この第１実施形態では、駆動状態Ｄは低い周波数で可変周波数バイブレータ２０４を機械的に駆動する状態とし、ステップＳ５の機械的駆動と区別して操作者が知覚できるようにした。
【００８８】
次に、ステップＳ６では、強押圧操作の有無を判断し、強押圧操作の有る場合は、ステップＳ７に進む一方、強押圧操作の有無を判断し、強押圧操作がない場合は、ステップＳ１２に進む。つまり、ステップＳ６では、強く押し込む操作として入力操作が行われたかを判断する。この第１実施形態では、強押圧操作の有無は、感圧センサ２０３の出力する強押圧検出信号の有無で判断する。
【００８９】
そして、ステップＳ７では、強押圧操作の位置を検出し、ステップＳ８に進む。この第１実施形態では、感圧センサ２０３の強押圧検出信号がある場合に、弱押圧操作の弱押圧座標信号のＸ座標値,Ｙ座標値を強押圧操作の位置、つまり強押圧座標信号の値として制御部２０７で算出する。
【００９０】
つまり、このステップ７で入力座標検出手段が構成されている。
【００９１】
次に、ステップＳ８では、ステップ７で検出した強押圧操作の位置がステップＳ２で設定した有効入力領域の内部か否か判断し、有効入力領域の内部の場合は、ステップＳ９に進む一方、強押圧操作の位置が上記有効入力領域の内部でない場合は、ステップＳ１５に進む。つまり、ステップＳ８では操作者が上記有効入力領域で入力操作を行ったかを判断する。この第１実施形態では、ステップＳ２で上記有効入力領域を設定した数式や論理式に、上記強押圧座標信号の値を代入して判断する。
【００９２】
そして、ステップＳ９では、可変周波数バイブレータ２０４を駆動状態Ｂで機械的に駆動し、ステップＳ１０に進む。つまり、操作者に強押圧操作による入力操作が受け付けられたことを通知する。この第１実施形態では、駆動状態Ｂは高い周波数で可変周波数バイブレータ２０４を機械的に駆動する状態とし、ステップＳ５とステップＳ１４の機械的駆動と区別して操作者が知覚できるようにした。
【００９３】
次に、ステップＳ１０では、ステップ８での操作者が入力を行った有効入力領域に対応する入力処理を行い、ステップＳ１１に進む。例えば、ダイヤル部の数字の「１」のスイッチに対応する有効入力領域であれば、ダイヤルの「１」を入力した操作に対応してディスプレイに「１」を表示し、「１」が入力されたことを記憶するなどである。
【００９４】
そして、ステップＳ１１では、強押圧操作の終了を待ち、強押圧操作が終了するとステップＳ１２に進む。つまり、１回の強押圧操作を連続して入力操作として検出しないように、あるいは、強押圧操作の検出が細かくオンオフを繰り返す場合(これは検出のしきい値付近で操作した場合に生じる場合がある)に、間違って複数回の入力操作として検出しないように、一定時間、強押圧操作のない状態を維持するまで待つ。
【００９５】
一方、ステップＳ１５では、可変周波数バイブレータ２０４を駆動状態Ｃとし、ステップＳ１２に進む。つまり、操作者に上記有効入力領域の外部で入力操作をしてしまったことを通知する。この第１実施形態では、駆動状態Ｃは機械的駆動を行わない状態とした。
【００９６】
そして、ステップＳ１２では、終了の指示の有無を判断し、終了の指示がある場合は終了し、終了の指示がない場合は、ステップＳ１に戻って繰り返す。操作の終了の指示は、例えば、電源の切断や、操作者が処理の中断を指示するスイッチを操作したり、あるいは、タッチパネル部１０４上のそれらの機能(電源の切断や処理の中断)に相当する有効入力領域で強押圧操作が行われることで設定される。
【００９７】
次に、上記のステップＳ５とステップＳ１４において、検出パネル２０１によって検出される弱押圧座標信号の値と上記触覚を与える領域との相対位置に基づいて、第１の機械的駆動を徐々に変化させる例を図４、図５を用いて説明する。
【００９８】
スイッチへの入力操作において、操作者は、確実に入力を行うために、機械的なスイッチであっても、タッチパネル部１０４上に設定されたスイッチであっても、入力したいスイッチのより中央部に近い座標で入力操作を行おうとする。
【００９９】
しかし、上記検出パネル２０１(図２に示す)に設定された触覚の差を与える領域の内部で機械的駆動が一定の場合は、弱押圧操作で上記触覚の差を与える領域を知覚した後、弱押圧操作を広い幅で行い上記触覚の差を与える領域の境界を確認し、推測によってその中央座標を判断する必要があった。
【０１００】
また、上記検出パネル２０１に設定された触覚の差を与える領域は、上記液晶表示パネル２０２(図２に示す)に表示された表示領域に概略一致するように設定されている。しかし、小さなスイッチの場合では、目視で上記表示領域を知覚し、弱押圧操作を始めると、タッチパネルが指で隠れるために上記表示領域が見づらくなる。そのため、上記触覚の差を与える領域から外れている場合に、上記触覚の差を与える領域を触覚の差で見つけるために、弱押圧操作を広い幅で行う必要があった。これは特にタッチパネルの面積が限られる携帯端末とりわけ、携帯電話端末でスイッチが小さくなるために特に問題となっていた。
【０１０１】
図４に、上記第１実施形態で説明した検出パネル２０１に設定された座標範囲としての触覚の差を与える領域４０１,４０２を、例えば、電話番号を入力するときの数字の「１」,「２」に相当するスイッチの領域として示している。上記触覚の差を与える領域４０１,４０２は、デザイン上斜めに傾いた楕円の形状としており、上記表示領域あるいは上記有効入力領域の形状にできるだけあわせて設定される。例えば、楕円図形のスイッチとして表示領域が液晶表示パネル２０２に表示され、表示された楕円に重なるように上記触覚の差を与える領域４０１,４０２が設定される。また、それに一致して有効入力領域が設定される。当然、上記触覚の差を与える領域の形状は、例えば円形、楕円形、矩形、その他の形状である場合もある。
【０１０２】
そして、操作者は、液晶表示パネル２０２の表示の楕円図形を目視して、タッチパネル部１０４の操作面に軽く触れる動作、つまり、上記弱押圧操作を開始し、上記触覚の差を与える領域４０１,４０２を上記第１の機械的駆動、すなわち、駆動状態Ａ(中程度の周波数)、駆動状態Ｄ(低い周波数)の差で知覚し、そして入力操作を行う。
【０１０３】
上記のように、検出パネル２０１に設定される触覚の差を与える領域はいろいろな形状が可能であるため、その触覚の差を与える領域の中央は一義的に決めることができない。しかし、実際の使用上では、入力する上で中心あるいは中央部と判断できる領域を設定することができる。この第１実施形態では、楕円の領域４０１,４０２の中央付近に、各触覚の差を与える領域４０１,４０２のそれぞれの中央部４０３,４０４を設定した。
【０１０４】
上記触覚の差を与える領域４０１の内部の点４０５は、弱押圧操作で検出パネル２０１の出力する弱押圧座標信号の示す座標を示している。図４の矢印付き線４０６は、上記触覚の差を与える領域４０１の中央部４０３から点４０５までの距離を示している。
【０１０５】
また、上記触覚の差を与える領域４０１,４０２の外部の点４０７は、また別の時点での弱押圧操作での弱押圧座標信号の示す座標を示している。図４の矢印付き線４０８は、上記触覚の差を与える領域４０１から点４０７までの距離を示している。また、図４の矢印付き線４０９は、上記触覚の差を与える領域４０２から点４０７までの距離を示している。
【０１０６】
図５は、図４の触覚の差を与える領域の設定されたタッチパネル部１０４(図２に示す)への操作を行った場合の可変周波数バイブレータ２０４(図２に示す)の制御を説明するための図である。図５では、入力操作や有効入力領域内外の弱押圧操作の相対距離(図４の矢印付き線４０６,４０８の対応)を横軸にし、可変周波数バイブレータ２０４の機械的に駆動する周波数を縦軸にしたグラフである。
【０１０７】
つまり、タッチパネル部１０４の有効入力領域での強押圧操作による入力操作５０３では、高い周波数５０４で機械的駆動を行う。
【０１０８】
タッチパネル部１０４に弱押圧操作が行われた場合は、例えば上記触覚の差を与える領域４０１の内部では、矢印付き線４０６で示された中央部４０３からの距離に応じて機械的駆動の周波数を徐々に変化させる。
【０１０９】
図５では、図４に示す上記触覚の差を与える領域４０１の中央部４０３が横軸の目盛り５０５で示され、図４に示す上記触覚の差を与える領域４０１の外縁が横軸の目盛り５０６で示されており、図４に示す中央部４０３から点４０５までの距離(矢印付き線４０６に対応)が横軸５０７で示されている。機械的駆動の周波数は、グラフ５０１で示すように、上記触覚の差を与える領域４０１の中央部４０３での高い周波数５０８から、外縁での低い周波数５０９に徐々に変化するように制御される。
【０１１０】
また、上記触覚の差を与える領域４０１の外部では、矢印付き線４０８で示された上記触覚の差を与える領域４０１から点４０７までの距離に応じて、機械的駆動の周波数を徐々に変化させる。この第１実施形態では、隣接する別の触覚の差を与える領域４０２から点４０７までの距離(矢印付き線４０９に対応)と比べて、距離の近い方(矢印付き線４０８に対応)の値を用いるようにした。
【０１１１】
図５では、上記触覚の差を与える領域の近接部が横軸の目盛り５１１で示され、遠隔部が横軸の目盛り５１２で示されており、上記触覚の差を与える領域からの距離が横軸５１３で示されている。機械的駆動の周波数は、近接部での高い周波数５１５から、周辺部での低い周波数５１６にグラフ５１７で示すように徐々に変化するように制御される。
【０１１２】
この第１実施形態では、図３のステップＳ９を周波数５０４とし、ステップＳ５を周波数のグラフ５１０とし、ステップＳ１４を周波数のグラフ５１７として、それぞれの機械的駆動を制御する。
【０１１３】
つまり、ステップＳ１によって、上記押圧検出手段の一例としての検出パネル２０１により検出される上記検出座標値に対する座標範囲(触覚の差を与える領域)を設定する座標範囲設定手段を構成している。
【０１１４】
また、ステップＳ５での駆動状態Ａを図５のグラフ５１０に示すような徐々に機械的駆動が変化する構成、あるいは、ステップＳ１４での駆動状態Ｄを図５のグラフ５１７に示すような徐々に機械的駆動が変化する構成とすることによって、上記押圧検出手段としての検出パネル２０１により検出された検出座標値と、上記座標範囲設定手段によって設定された座標範囲(触覚の差を与える領域)との相対関係に応じて、上記駆動手段の一例としの可変周波数バイブレータ２０４の機械的駆動が徐々に変化するように、可変周波数バイブレータ２０４を制御する制御手段を構成している。
【０１１５】
また、ステップＳ５での駆動状態Ａを図５のグラフ５１０に示すような徐々に機械的駆動が変化する構成とすることによって、押圧検出手段としての検出パネル２０１により検出された検出座標値が上記座標範囲(触覚の差を与える領域)の内部にあるとき、上記座標範囲の中央部と上記検出座標値との距離に基づいて、可変周波数バイブレータ２０４の機械的駆動が徐々に変化するように、可変周波数バイブレータ２０４を制御する制御手段を構成している。
【０１１６】
また、ステップＳ１４での駆動状態Ｄを図５のグラフ５１７に示すような徐々に機械的駆動が変化する構成とすることによって、押圧検出手段としての検出パネル２０１により検出された検出座標値が上記座標範囲(触覚の差を与える領域)の外部にあるとき、上記座標範囲設定手段により設定された上記座標範囲の外縁と上記検出座標値との距離に基づいて、可変周波数バイブレータ２０４の機械的駆動が徐々に変化するように、可変周波数バイブレータ２０４を制御する制御手段を構成している。
【０１１７】
すなわち、制御部２０７は、座標範囲設定手段と制御手段とを有している。
【０１１８】
また、上記触覚の差を与える領域の内部と外部の境界は、操作者がはっきり区別できるように、上記触覚の差を与える領域の内部での機械的駆動の最も低い周波数５０９と上記触覚の差を与える領域の外部での機械的駆動の最も高い周波数５１５に十分な差を設けることが好ましい。
【０１１９】
当然、上記触覚の差を与える領域の内部での機械的駆動の最も高い周波数５０８と、入力操作時の機械的駆動の周波数５０４にも操作者がはっきり区別できるように十分な差を設けることが好ましい。
【０１２０】
また、上記に示したように、機械的駆動の周波数を徐々に変化させる制御の他に、機械的駆動の強度を徐々に変化させたり、種類を徐々に変化させたりすることもできる。あるいは、第１実施形態と同様に、これらの機械的駆動を操作者が区別しやすくするために、駆動状態Ａ、駆動状態Ｂ、駆動状態Ｃ、あるいは、駆動状態Ｄを別の種類の機械的駆動とし、上記の各駆動状態の中で、その駆動の強度、あるいは種類、あるいはその組み合わせを弱押圧座標信号の値に応じて徐々に変化させることも可能である。
【０１２１】
例えば、従来技術に示されているように、バイブレータと電磁ハンマーの差とすることができる。あるいは、特開２００１−３５０５９２号公報に示されるように、機械的駆動の波形を変えて一方(入力操作が好ましい)をパルス的な機械的駆動とする方法も可能である。あるいは、特開平７−６４７２３号公報に示されるように、操作面が操作面に対して垂直な座標変化を伴うような移動を行うことも可能である。あるいは、特開平４−１３７４１９号公報に示されるように、操作面が操作面に対して平行に振動する機構等を用いて、振動方向を変えて区別しやすくすることも可能である。あるいは、操作面の振動と、装置全体の振動の違いによって区別しやすくすることも可能である。これらの機械的駆動の強度、周波数、組み合わせ、パターンなどを徐々に変化させるように制御することができる。
【０１２２】
また、上記の徐々に変化する機械的駆動は、図５に示すグラフ５１０,５１７に示したように滑らかに変化する構成のほか、階段状に変化させる構成とすることも、直線的に変化させることも可能である。その場合、階段状に変化する場合は１段ごとの変化が、駆動状態Ａと駆動状態Ｃの境界での変化に比べて小さく設定されることがより好ましい。
【０１２３】
この第１実施形態の構成により、上記検出パネル２０１に設定された触覚の差を与える領域の内部で、上記のように徐々に機械的駆動を変化させる構成では、弱押圧操作で指を動かすことで上記触覚の差を与える領域の中央部に向かって移動しているのか、中央部から離れて行く方向に移動しているのかを知覚することができる。
【０１２４】
そのため、上記触覚の差を与える領域の境界を確認できるまで大きくなぞる動作をすることなく、また、推測で中央を判断することなく、上記触覚の差を与える領域の中央部付近を知覚することができ、自然と触覚の差を与える領域の中央部付近に操作が誘引される。そのため、操作性の優れた携帯電話端末を提供することが可能となる。
【０１２５】
また、操作を繰り返す中で、操作に伴う弱押圧操作で触覚の差を与える領域の中央部付近、あるいは中央部付近からのずれの方向や、程度を確認できるので、触覚の差を与える領域の中央部付近を操作者が自然と学習し、操作速度が速くなる効果がある。また、操作の都度、指の感覚で触覚の差を与える領域の中央部、あるいはその方向を知覚することができるので、自然と操作の誤差がフィードバックされ、高速で正確な操作を継続することができる効果を有する。
【０１２６】
また、上記検出パネル２０１に設定された触覚の差を与える領域の外部で、上記のように徐々に機械的駆動を変化させる構成では、触覚の差を与える領域の外部において弱押圧操作で指を動かすことで、触覚の差を与える領域に向かって移動しているのか、触覚の差を与える領域から離れて行く方向に移動しているのかを知覚することができ、自然と触覚の差を与える領域の方向に操作が誘引される。
【０１２７】
そのため、すばやく触覚の差を与える領域を見つけることができる操作性の優れた携帯電話端末を提供することが可能となる。
【０１２８】
また、操作を繰り返す中で、操作に伴う弱押圧操作で触覚の差を与える領域からのずれの方向や、程度を確認できるので、触覚の差を与える領域を操作者が自然と学習し、操作速度が速くなる効果がある。また、操作の都度、指の感覚で触覚の差を与える領域の方向を知覚することができるので、自然と操作の誤差がフィードバックされ、高速で正確な操作を継続することができる効果を有する。
【０１２９】
また、上記実施形態の構成により、タッチパネル部１０４上の触覚の差を与える領域の座標の通知を、より細かく制御した機械的駆動によって通知する構成となるので、触覚による位置の知覚がより明確になる効果を有する。
【０１３０】
特に、複数の触覚の差を与える領域が近接して存在する場合や、触覚の差を与える領域が小さい場合では、触覚の差を与える領域の内部と外部の両方で、上記のように徐々に異なる機械的駆動を行う構成とすることにより、さらに自然に触覚の差を与える領域と、触覚の差を与える領域内の中央に向かう方向を知覚することができる利点を有する。
【０１３１】
この第１実施形態に対して、従来例として示した特開平８−２２１１７３号公報や特開平１０−２９３６４４号公報で示される構成では、触覚によるスイッチ部の知覚のために、スイッチ内部やスイッチ周辺で徐々に機械的駆動を変化させる記述はなく、そのため、本発明の課題を解決することができない。
【０１３２】
また、図３に示すステップＳ１０,Ｓ１１は、できれば並列処理されることが好ましい。より好ましくは、ステップＳ１０の処理とその他のステップの処理を、プログラム中の並列処理される別のスレッド、あるいは、並列処理される別のプログラムで行うようにした方が好ましい。
【０１３３】
また、図３に示すステップＳ１５で、駆動を停止する代わりに、別の種類の駆動を行い間違った座標で入力操作が行われたことを操作者に通知することもできる。あるいは、その前の機械的駆動(駆動状態Ａ、駆動状態Ｂまたは駆動状態Ｄのいずれか)を変化させないようにすることも可能である。しかし、本構成のように機械的駆動を停止することで、操作者は有効入力領域がない操作面で弱押圧操作の力の加減を試して、有効入力領域への操作に先立って調節することができる利点を有する。
【０１３４】
また、図１で示している携帯電話端末は、ディスプレイ部１０３を表示装置として、タッチパネル部１０４を入力装置として使用する通常の携帯電話端末の利用形態の他に、例えば、ディスプレイ部１０３に地上デジタルテレビ放送のテレビ画面を表示し、タッチパネル部１０４を第２のディスプレイ部としてテレビ放送の字幕を表示する構成とすることもできる。
【０１３５】
上記第１実施形態の構成とすることで、入力部分が狭く、また、スイッチが小さく密集しているために、操作性の面からタッチパネルを実質上利用できなかった携帯電話端末の入力操作にタッチパネルを用いることが実質上可能となる。そのため、大きさの限られた携帯電話端末にタッチパネルを第２のディスプレイとして配置することが可能となる。携帯電話端末でのテレビの視聴は、電車等の公共交通機関や、ホテルや病院の待合室、図書館等、マナーとして静粛性を求められる場所でもテレビ放送を利用される機会がおおくなるので、字幕を大きく表示でき、かつ、携帯電話端末の操作性も優れた携帯電話端末が望ましく、上記第１実施形態の構成が特に適している。
【０１３６】
〔第２実施形態〕
次に、この発明の第２実施形態のタッチパネルを有する装置の一例としての携帯電話端末について説明する。なお、この第２実施形態の携帯電話端末は、タッチパネルの液晶表示パネル２０２に表示された表示領域と検出パネル２０１に設定された触覚の差を与える領域との相対的な位置関係の補正を行う点を除いて第１実施形態の携帯電話端末と略同一の構成をしており、図１,図２を援用する。
【０１３７】
上記第２実施形態の携帯電話端末において、目視で操作者がスイッチ(液晶表示パネル２０２に表示された表示領域)と知覚した領域と、触覚で操作者がスイッチ(検出パネル２０１に設定された触覚の差を与える領域)と知覚した領域とに差が生じる場合がある。
【０１３８】
例えば、液晶表示パネル２０２と検出パネル２０１の機械的なずれや、液晶表示パネル２０２と検出パネル２０１が操作面の垂直方向で距離を持つために、視覚的なずれを生じる場合がある。しかし、その他に、指の形状や、検出パネル２０１の検出機構の性質により、本人の触っているつもりの座標と検出パネル２０１が検出している座標とに差が出ることが原因となる。
【０１３９】
これは、片手で操作されることの多い携帯電話端末においては、弱押圧操作がタッチパネル正面からまっすぐ操作されることが少ないため、特に誤差が大きくなる問題を有している。
【０１４０】
このとき、上記検出パネル２０１に設定された触覚の差を与える領域の位置を液晶表示パネル２０２に表示された表示領域の位置に一致して設定した場合、操作者にとって、上記表示領域と上記触覚の差を与える領域との間に距離を感じたり、視覚と触覚の間に矛盾を感じてしまうことがある。
【０１４１】
これは、複数の触覚の差を与える領域が近接して存在する場合や、触覚の差を与える領域が小さい場合では、操作者を混乱させてしまうことがある。
【０１４２】
この第２実施形態では、以下に示す補正手段により、液晶表示パネル２０２に表示された表示領域と検出パネル２０１に設定された触覚の差を与える領域との位置関係を補正することにより、タッチパネルを目視して知覚した位置と、弱押圧操作で触覚の差として感じる位置とを、操作者がより一致した位置として感じることができるようにしている。
【０１４３】
図６は上記液晶表示パネル２０２に表示された表示領域と、上記検出パネル２０１に設定された触覚の差を与える領域との位置関係の補正を行う制御部２０７の動作を説明するフローチャートを示している。また、図７は上記タッチパネル部１０４に表示された表示領域と、弱押圧操作の検出座標信号の値の示す位置と、補正された触覚の差を与える領域を示している。
【０１４４】
先ず、ステップＳ２０で、タッチパネル部１０４上に表示領域を設定する。つまり、液晶表示パネル２０２にスイッチに相当する図形を表示する。そして、操作者には、例えば上記表示領域を触るように指示を与える。この第２実施形態では、図７に示すように、液晶表示パネル２０２にスイッチとしての複数の楕円図形の表示領域７０１,７０２を表示している。
【０１４５】
次に、ステップＳ２１で、操作者が弱押圧操作を行うことによる弱押圧操作位置を記録する。この第２実施形態では、検出パネル２０１により検出された検出座標信号の値を記録する。図７に、上記表示領域７０１に対して弱押圧操作したときの記録として、上記検出座標信号の値のＸ座標値,Ｙ座標値から得られる弱押圧操作の軌跡７０３を示している。
【０１４６】
次に、ステップＳ２２で、上記表示領域あるいは上記表示領域の中央の座標に対する上記弱押圧座標信号の値のずれを用いて、視覚的な表示領域と触覚の差を与える領域との位置関係を補正する。
【０１４７】
図７において、弱押圧操作の軌跡７０３の座標から算出した平均化した座標値と上記表示領域７０１の中央部とのずれを矢印７０４で示している。つまり、操作者にとって上記表示領域７０１を触ろうとすると検出パネル２０１には、矢印７０４のずれをもって検出座標信号が検出される。そのため、操作者に表示の位置と弱押圧操作での触覚で知覚する位置とを同じ場所として知覚させるためには、上記表示領域７０１の位置に対して、矢印７０４の分だけ位置を補正した触覚の差を与える領域４０１を図３に示すステップＳ１で設定する。あるいは、触覚の差を与える領域を楕円の領域７０１の位置にあわせて設定し、図３に示すステップＳ４での上記触覚の差を与える領域の内部か否かの判断において、弱押圧操作の弱押圧座標信号の値を矢印７０４の分だけ逆に補正して、上記触覚の差を与える領域の内部かどうかを判断するようにすることもできる。
【０１４８】
また、場合によっては、上記表示領域に対して上記触覚の差を与える領域の形状を補正する必要がある場合もある。そのような例を図７では、表示領域７０２に対応する触覚の差を与える領域４０２で示している。ここでは、上記表示領域７０２の幅７０５に対して、上記触覚の差を与える領域４０２の幅７０６が小さくなっている。これは、上記表示領域７０２を触ったときの軌跡の広がりなどから補正を加えたり、隣接する別の触覚領域との間隔を所定間隔以上確保したりするように、必要に応じて補正を加えることが可能である。当然、このような補正も、ステップＳ４での弱押圧操作の弱押圧座標信号の値を必要なだけ補正して領域内かどうかを検出することで実現することもできる。
【０１４９】
また、以上の補正は、代表するひとつあるいは複数の表示領域によってずれを測定し、その他の表示領域に対して測定した代表する表示領域のずれを元に補正を行うように構成することも可能である。あるいは、個々の表示領域に対してずれの測定と補正を行うように構成することも可能である。
【０１５０】
つまり、ステップＳ２０によって、上記タッチパネル部１０４に設定された視覚的な表示領域に対し、操作者に押圧操作を行うように要求する押圧操作要求手段を構成している。
【０１５１】
また、ステップＳ２１によって、上記表示領域の座標に対する上記押圧検出手段の一例としての検出パネル２０１の弱押圧座標信号の値のずれを測定する検出座標値ずれ測定手段を構成している。
【０１５２】
また、ステップＳ２２によって、上記ずれに基づいて、上記表示領域と上記触覚の差を与える領域との位置関係を補正するずれ補正手段を構成している。
【０１５３】
すなわち、制御部２０７は、押圧操作要求手段と検出座標値ずれ測定手段とずれ補正手段とを有している。
【０１５４】
この第２実施形態の構成により、操作者の目視による位置と弱押圧操作における位置のずれを補正して弱押圧操作に伴う機械的駆動の制御を行うことで、タッチパネル部１０４の目視による位置と弱押圧操作で触覚として感じる位置とを、操作者がより一致した位置として感じることができる。そのため、入力操作における入力の誤りがより少なくなる効果を有する。
【０１５５】
また、タッチパネル部１０４上の小さなスイッチ、あるいは、隣接するスイッチとの間隔が狭いスイッチにおいても、より入力の誤りが少なくできる効果を有する。
【０１５６】
そのため、特にタッチパネルの操作面が限られた面積であるタッチパネルを有する携帯端末に特に適している。
【０１５７】
また、片手で高速な入力操作が行われて使用されることの多い携帯電話端末により適している。
【０１５８】
また、視覚で知覚する位置と触覚で知覚する位置が一致することで、指先がスイッチの座標を学習しやすくなり、入力速度を向上させやすい装置を提供することができる。
【０１５９】
また、特に、タッチパネル部１０４上の触覚の差を与える領域の通知を、より細かく制御した機械的駆動によって行う第１実施形態で示した構成の場合、触覚による位置の知覚がより明確になるため、目視の感覚と触覚の感覚のずれを無くすことで、操作者の操作感を特に向上させることができ、入力の誤りをより低減させる効果がある。そのため、この第２実施形態による補正が特に効果を有する。
【０１６０】
〔第３実施形態〕
次に、この発明の第３実施形態のタッチパネルを有する装置の一例としての携帯電話端末について説明する。なお、この第３実施形態の携帯電話端末は、タッチパネルの触覚の差を与える領域と、有効入力領域との相対的な位置関係の補正を行う点を除いて第２実施形態の携帯電話端末と略同一の構成をしており、図１,図２を援用する。
【０１６１】
上記第３実施形態の携帯電話端末において、弱押圧操作で操作者が第１の機械的駆動によって触覚的に差を与えられてスイッチと知覚した領域と、強押圧操作によって入力操作を行った場合に入力を受け付ける領域(有効入力領域)とに差が生じる場合がある。例えば、弱押圧操作のときのタッチパネル部１０４に対する操作の圧力と入力操作のときのタッチパネル部１０４に対する圧力の違いによって、それぞれで検出する座標値に差が生じる場合等が原因となる。
【０１６２】
これは、片手で操作されることの多い携帯電話端末において入力操作が、タッチパネル部１０４正面からまっすぐ入力されることが少ないため、特に誤差が大きくなる問題を有している。
【０１６３】
このとき、有効入力領域を触覚の差を与える領域に一致して設定した場合、上記触覚の差を与える領域の内部と知覚した場所で入力できなかったり、上記触覚の差を与える領域の外部と知覚した場所で入力できてしまったりすることがある。
【０１６４】
これは、複数の有効入力領域が近接して存在する場合や、有効入力領域が小さい場合では、最悪、隣接する他の有効入力領域に入力してしまう入力の誤りを生じ、操作者を混乱させてしまうからである。
【０１６５】
この第３実施形態では、以下に示す補正手段により、触覚の差を与える領域と有効入力領域との位置関係を補正することにより、タッチパネル部１０４への弱押圧操作で感じる位置と入力操作で入力が受け付けられる位置とを、操作者がより一致した位置として感じることができるようにしている。
【０１６６】
図８にタッチパネル部１０４の触覚を与える領域と、有効入力領域の位置関係の補正を行う制御部２０７の動作を説明するフローチャートを示している。また、図９に、上記タッチパネル部１０４の触覚の差を与える領域と、入力操作である強押圧操作のときの強押圧座標信号の値の示す位置と、補正された有効入力領域を示している。
【０１６７】
先ず、ステップＳ３０で、タッチパネル部１０４に上記触覚の差を与える領域を設定する。つまり、タッチパネル部１０４上のスイッチに相当する領域を設定する。そして、操作者には、例えば上記表示領域を目視して、更に、触って触覚で確認して強押圧操作による入力操作を行うように指示を与える。
【０１６８】
図９において、スイッチとしての楕円図形からなる液晶表示パネル２０２に表示された表示領域７０１,７０２と、それぞれに対応する上記検出パネル２０１に設定された触覚の差を与える領域４０１,４０２を示している。
【０１６９】
この第３実施形態では、特に上記第２実施形態の構成に引き続き補正を行う例として示している。
【０１７０】
次に、ステップＳ３１で、上記触覚の差を与える領域に対する、操作者の強押圧操作による強押圧座標信号の値を記録する。つまり、強押圧操作による入力操作の入力位置を記録する。
【０１７１】
図９では、強押圧操作時の上記触覚の差を与える領域４０１に対して強押圧操作を行ったときの、強押圧座標信号の値の示す位置を黒丸９０３で表している。この第３実施形態では、操作誤差や検出誤差を平均化するため複数の強押圧操作を行って強押圧操作位置の平均的な座標を求めるようにしている。そのため、図９では、黒丸９０３の他に、複数の強押圧操作位置を示す複数の黒丸が示されている。
【０１７２】
次に、ステップＳ３２で、タッチパネル部１０４の触覚の差を与える領域の座標と有効入力領域との位置関係の補正を行う。図９では、複数の強押圧操作位置を平均化した位置と上記触覚の差を与える領域４０１の中央部の位置とのずれを矢印９０４で示している。つまり、操作者にとって弱押圧操作で触覚として知覚した位置に入力しようとすると、入力操作の強押圧座標信号の値としては、矢印９０４のずれをもって検出される。そのため、操作者に触覚の差を与える領域の位置と強押圧操作操作との位置とを同じ場所と知覚させるためには、上記触覚の差を与える領域４０１の位置に対して、矢印９０４に相当する位置の補正を行って、有効入力領域９０１を設定する。あるいは、有効入力領域の座標を上記触覚の差を与える領域と同じ領域４０１に設定し、図３に示すステップＳ８の入力操作での強押圧操作の強押圧座標信号の値を矢印９０４の分だけ逆に補正して上記有効入力領域の内部か判断するようにすることもできる。
【０１７３】
また、場合によっては、触覚の差を与える領域に対して有効入力領域の形状を補正する必要がある場合もある。この例を図９では、触覚の差を与える領域４０２に対応する有効入力領域９０２で示している。ここでは、上記触覚の差を与える領域４０２の幅７０６に対して、上記有効入力領域９０２の幅９０５が小さくなっている。これは、複数の強押圧操作操作を行った場合の、複数の強押圧座標信号の値の広がりなどから補正を加えたり、隣接する有効入力領域との間隔を所定以上確保したりするように、必要に応じて補正を加えることが可能である。当然、このような補正も、図３に示すステップＳ８での強押圧操作の強押圧座標信号の値を必要な分だけ逆に補正して領域内かどうかを判断することで実現することもできる。
【０１７４】
また、以上の補正は、代表するひとつあるいは複数の触覚の差を与える領域によってずれを測定し、その他の触覚の差を与える領域に対して測定した代表する触覚の差を与える領域のずれを元に補正を行うように構成することも可能である。あるいは、個々の触覚の差を与える領域に対してずれの測定と補正を行うように構成することも可能である。
【０１７５】
つまり、ステップＳ３０によって、上記触覚の差を与える領域を設定し、上記触覚の差を与える領域に対して、操作者に上記入力操作要求手段を構成している。
【０１７６】
また、ステップＳ３１によって、上記座標範囲に対する上記入力座標値のずれを測定する入力座標値ずれ測定手段を構成している。
【０１７７】
また、ステップＳ３２によって、上記ずれに基づいて、上記座標範囲に対する上記入力座標値のずれを補正する入力座標補正手段を構成している。
【０１７８】
すなわち、制御部２０７は、入力操作要求手段と入力座標値ずれ測定手段と入力座標補正手段とを有している。
【０１７９】
この第３実施形態の構成により、上記タッチパネル部１０４上に設定される領域と入力操作における上記有効入力領域の位置のずれを補正して入力操作を検出することで、タッチパネル部１０４上の触覚に差を与える領域の位置と入力操作で入力が受け付けられる位置すなわち有効入力領域の位置とを、操作者がより一致した位置としてして知覚することができる。そのため、入力操作における入力誤りがより少なくなる効果を有する。
【０１８０】
また、タッチパネル部１０４上の小さなスイッチ、あるいは、隣接するスイッチとの間隔が狭いスイッチにおいても、より入力の誤りが少なくできる効果を有する。そのため、この発明のタッチパネルを有する装置は、特にタッチパネルの操作面が限られた面積であるタッチパネルを有する携帯端末に特に適している。
【０１８１】
また、この発明のタッチパネルを有する装置は、片手で高速な入力操作を行って使用されることの多い携帯電話端末により適している。
【０１８２】
また、触覚によって知覚するスイッチの領域と入力の受け入れられる領域とが一致することで、指先がスイッチの位置を学習しやすくなり、入力速度を向上させやすい装置を提供することができる。
【０１８３】
また、特に、上記第２実施形態のように、液晶表示パネル２０２に表示された表示領域と上記触覚の差を与える領域との位置関係の補正を行う構成と共に、この第３実施形態の触覚の差を与える領域と有効入力領域との位置関係の補正を行う構成を用いることで、より、操作者のタッチパネル部１０４上の操作で整合性のある操作感を持つことができる利点を有する。
【０１８４】
また、特に、タッチパネル部１０４上の触覚の差を与える領域の通知を、より細かく制御した機械的駆動によって行う第１実施形態の構成の場合、触覚による座標の知覚がより明確になるため、弱押圧操作の感覚と入力を受け付ける領域のずれを無くすことで、操作者の操作感を特に向上させることができ、入力の誤りをより低減させる効果がある。そのため、この第３実施形態の構成による補正が特に効果を有する。
【０１８５】
上記第１〜第３実施形態では、第１実施形態と同様に強押圧操作によって入力操作を行うように構成したが、入力操作は強押圧操作に限られるものではなく、従来技術に示されるように、一定時間内に複数回操作面に触れる動作、いわゆるダブルクリックのような動作で入力を行うような構成とすることができる。そして同じように、弱押圧操作における位置の知覚がより正確にすばやくできる効果を有する。特に、従来技術では、触覚で知覚した位置から、入力操作を行うために指を離すことが誤操作の原因となっていた。この第３実施形態の構成では、弱押圧操作における触覚による位置の知覚と、ダブルクリック操作などによる入力位置のずれを補正することができる。
【０１８６】
しかし、この第３実施形態のように強押圧操作を入力操作として用いた方が、入力位置を触覚で正確にすばやく確認した後、指をタッチパネル部１０４から離すことなく連続して入力操作を行うことができるため、より入力の誤りを少なくかつすばやく行うことが可能となり、より好ましい。
【０１８７】
なお、上記第３実施形態では、上記第２実施形態の構成に引き続き補正を行う例を説明したが、第２実施形態の液晶表示パネルに表示された表示領域と検出パネルに設定された触覚の差を与える領域との相対的な位置関係の補正をせずに、触覚の差を与える領域と有効入力領域との相対的な位置関係の補正をしてもよい。
【０１８８】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明のタッチパネルを有する装置によれば、タッチパネルの操作面の座標範囲(例えばスイッチの領域)、あるいは、上記座標範囲の特定の個所に操作者の操作を誘因する効果を有する。つまり、例えば座標範囲の内部での機械的駆動を、座標範囲の中央部に向かって徐々に強くなるように変化させることによって、座標範囲の中央に操作者の操作を誘因することができる。また、例えば、座標範囲の外部での機械的駆動を、座標範囲の方向に向かって徐々に強くなるように変化させることによって、座標範囲の方向に操作者の操作を誘因することができる。
【０１８９】
そのため、自然と操作者の操作が正しい、あるいはより好ましい操作位置に誘因され、入力の誤りを犯すことが少ない操作性の優れたタッチパネルを有する装置を提供することができる。
【０１９０】
また、上記座標範囲の位置の通知を、より細かく制御した機械的駆動によって行うことになるので、触覚による位置の知覚がより明確になる効果と共に、操作者が操作位置を学習しやすくなる効果を有する。
【０１９１】
また、特に、操作を繰り返す都度、操作に伴う押圧操作で座標範囲の、タッチパネル上での境界の方向、中央部付近の方向、あるいは、上記座標範囲そのものの方向を確認できるので、操作の都度、自然と操作位置の誤差を修正し、高速な操作を継続して行うことができる特別な利点を有する。
【０１９２】
また、上記の効果によって、特にタッチパネル上のスイッチを小さく、あるいは、間隔を狭く設定することが可能なタッチパネルを有する装置を提供することができる。
【０１９３】
また、特に小型の携帯端末の場合でも、タッチパネル上のスイッチを小さく、あるいは、間隔を狭く設定することが可能なタッチパネルを有する装置を提供することができる。
【０１９４】
また、特に、入力部が非常に狭く、密集しており、高速な操作必要とする携帯電話端末においても、本発明のタッチパネルを有する装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、この発明の第１実施形態のタッチパネルを有する装置の一例としての携帯電話端末の斜視図である。
【図２】 図２は、上記携帯電話端末のタッチパネル部と駆動部の配置を示す概念図である。
【図３】 図３は、上記携帯電話端末の制御を説明するためのフローチャートである。
【図４】 図４は、上記携帯端末端末のより細かな制御について説明するための図である。
【図５】 図５は、上記携帯電話端末において入力操作や有効入力領域内外の弱押圧操作の相対距離と駆動周波数との関係を示す図である。
【図６】 図６は、この発明の第２実施形態のタッチパネルを有する装置の一例としての携帯電話端末において、液晶表示パネルに表示された表示領域と上記検出パネルに設定された触覚の差を与える領域の補正を説明するためのフローチャートである。
【図７】 図７は、上記携帯電話端末の液晶表示パネルに表示された表示領域と検出パネルに設定された触覚の差を与える領域の補正を説明するための図である。
【図８】 図８は、この発明の第３実施形態のタッチパネルを有する装置の一例としての携帯電話端末において、触覚の差を与える領域と有効補正領域の補正を説明するためのフローチャートである。
【図９】 図９は、触覚の差を与える領域と有効入力領域の補正を説明するための図である。
【図１０】 図１０は、従来のタッチパネルを有する装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１０１…本体、
１０３…ディスプレイ部、
１０４…タッチパネル部、
２０１…検出パネル、
２０２…液晶表示パネル、
２０３…感圧センサ、
２０４…可変周波数バイブレータ、
２０５…Ｘ軸、
２０６…Ｙ軸、
２０７…制御部、
４０１,４０２…触覚の差を与える領域、
４０３,４０４…中央部、
４０５…点、
４０６,４０８,４０９…矢印付き線、
４０７…点、
７０１,７０２…表示領域、
７０３…弱押圧座標信号の値の軌跡、
７０４,７０５…ずれ、
９０１,９０２…有効入力領域、
９０３…強押圧座標信号の値の示す位置、
９０４…ずれ、
１００１…タッチパネル、
１００２…バイブレータ、
１００３…電磁ハンマー、
１００４…制御部、
１００５…検出信号、
１００６,１００７…制御信号。
【発明の属する技術分野】
本発明は、タッチパネルを有する装置に関し、特に、タッチパネルの操作により機械的に駆動する駆動機構によって、操作者に操作位置に関する情報を通知して、操作性を向上できるタッチパネルを有する装置並びにタッチパネルを入力装置とする携帯端末および携帯電話端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常のタッチパネルでは、例えばスイッチとして、視覚的に表示された図形の領域(以降、単に表示領域と呼ぶ)に対して、操作者は視覚のみによって、入力操作を受け付ける領域(以降、有効入力領域と呼ぶ)の座標を判断して入力を行う。そして、入力されたことを音や表示の変化で知らせるものが普通である。
【０００３】
そのため、タッチパネルは、入力の誤りを少なくするために、スイッチとして、上記表示領域に一致させた有効入力領域を設定し、それらの領域を十分大きな面積とし、更に、隣接するスイッチとの間に十分な距離の間隔を必要とする。
【０００４】
従来のタッチパネルを有する装置では、平面的なタッチパネルにおいての操作者の操作時の感触を向上させるため、更に、振動や衝撃の機械的駆動を行う機構を有している(例えば、特許文献１参照)。
【０００５】
図１０は上記タッチパネルを有する装置の概略構成を示している。
【０００６】
図１０に示すように、タッチパネルを有する装置は、タッチパネル１００１の所定座標に設定されたスイッチに触れたか押したとき、タッチパネルの座標信号１００５を検出し、制御装置１００４がバイブレータ１００２を駆動する信号１００６を発する。それによって、操作者はバイブレータ１００２の振動を感じる。また、特定の時間内にタッチパネルを２回以上触れたか押したとき、電磁ハンマー１００３を駆動する制御信号１００７を発する。それによって、操作者は、電磁ハンマー１００３の衝撃を感じる。
【０００７】
ここで、特定の時間内に２回以上触れたか押したときとは、コンピュータ装置のマウス等で用いられるダブルクリック操作に相当し、その座標での入力を行う行為である。つまり、上記タッチパネルを有する装置においては、操作者がタッチパネル上のスイッチに触れたか押したときにスイッチ部分に触れている場合、振動等でスイッチの場所であることを知覚させる。そして、ダブルクリック操作で入力を行わせ、入力が受け付けられたことを、また異なる衝撃で操作者に知覚させることを可能にしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記タッチパネルを有する装置では、触れたか押したときのバイブレータ１００２による駆動が、スイッチ内で一定のためにスイッチの中央付近を触っているのか、端の方を触っているのか上記駆動によって知覚することができない。そのため、特にスイッチが小さい場合、操作のときに指でスイッチが隠され、スイッチの位置が分からなくなった場合には、入力の誤りを防ぐためにもう一度指をタッチパネルより離して目視でスイッチ位置を確認したり、指を大きくスイッチの境界まで動かして上記駆動の違いを触覚で知覚し、スイッチの例えば上下左右の境界の位置から推測で中央の位置を判断する必要があった。
【０００９】
つまり、通常の機械的なスイッチに比べて、入力の動作が複雑になり操作スピードがどうしても低下してしまう欠点を有していた。
【００１０】
一方、現在の携帯端末や特に携帯電話端末では、小型化と高機能化が進み、非常に小さい入力スイッチが、きわめて近接して配置された構成で、操作者は電子メール等の入力を非常に高速に行っている。このとき、入力ボタンよりも操作している指の大きさが大きいことがしばしばあるが、それが当たり前のように操作が行われている。
【００１１】
また、小さな装置の限られた入力ボタンで日本語入力を行うために１文字入力するのにも多くの入力操作を行っている。例えば、「こ」を入力するために、「か行」のボタンを５回押すように操作をしている。
【００１２】
そこで、本発明の課題は、入力誤りが生じにくく、かつ、操作性に優れたタッチパネルを有する装置を提供することである。
【００１３】
また、特に、小型の携帯端末の場合でも、タッチパネル上のスイッチを小さく、あるいは、間隔を狭く設定することが可能なタッチパネルを有する装置を提供することである。
【００１４】
また、特に、入力操作を高速に行うことに適したタッチパネルを有する装置を提供することである。
【００１５】
【特許文献１】
特開平８−２２１１７３号公報
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、本体またはタッチパネルの少なくとも一方を機械的に駆動する駆動手段を有し、押圧検出手段によりタッチパネルへの押圧操作の有無と検出座標値を検出する。また、座標範囲設定手段によって、上記押圧検出手段により検出される検出座標値に対する座標範囲を設定する。そして、制御手段により駆動手段を制御することにより、上記押圧検出手段により検出された検出座標値と、上記座標範囲設定手段によって設定された上記座標範囲との相対関係に応じて、駆動手段の機械的駆動を徐々に変化させる。つまり、上記タッチパネルの上記座標範囲と上記検出座標値との相対関係で、上記制御手段によって駆動手段を制御し、押圧操作に対して機械的駆動を変化させて、操作者に触覚の差を与える。そして、更に、上記検出座標値の上記座標範囲に対する相対関係(例えば上記座標範囲の中央部からの相対距離や、例えば上記座標範囲の境界からの相対距離)とともに駆動手段の機械的駆動を徐々に変化させて操作者に通知する。また、上記座標範囲設定手段により設定された座標範囲に対応するようにタッチパネルに設定された視覚的な表示領域に対して、押圧操作要求手段により操作者に押圧操作を行わせるように要求する。そして、押圧操作要求手段により操作者が押圧操作をすることにより、上記表示領域の座標に対する上記押圧検出手段の検出座標値のずれを検出座標値ずれ測定手段によって測定する。そして、上記表示領域の座標に対する上記検出座標値のずれに基づいて、ずれ補正手段は、上記表示領域と上記座標範囲との位置関係を補正する。つまり、タッチパネル上の表示領域 ( 視覚的に表示された図形の領域 ) 、例えば、操作者が視覚的に知覚するスイッチを表示する。そして、上記表示領域に対して、操作者に上記スイッチの押圧操作を行わせる。すると、上記表示領域 ( あるいは表示領域の中央部 ) の座標値に対して、上記押圧検出手段が検出した上記検出座標値がずれを生じ、このずれを測定する。そして、測定したずれにより、以降に行われる上記制御手段により制御される駆動手段の機械的駆動を補正することが可能となる。また、上記座標範囲は、上記駆動手段の機械的駆動を上記操作者に知覚させて上記操作者に触覚の差を与える領域である。
【００１７】
上記構成のタッチパネルを有する装置によれば、上記タッチパネルの操作面の上記座標範囲(すなわち、スイッチの領域)、あるいは、上記座標範囲の特定の個所に操作者の操作を誘因する効果を有する。例えば、上記座標範囲の内部での上記機械的駆動を上記座標範囲の中央の座標値に向かって徐々に強く変化することによって、上記座標範囲の中央に操作者の操作を誘因することができる。また、例えば、上記座標範囲の外部での上記機械的駆動を上記座標範囲の方向に向かって徐々に強く変化させることによって、上記座標範囲の方向に操作者の操作を誘因することができる。
【００１８】
そのため、操作者の操作が自然と正しい、あるいはより好ましい操作位置に誘因され、入力の誤りを犯すことが少ない操作性の優れたタッチパネルを有する装置を提供することができる。
【００１９】
また、上記座標範囲の位置の通知を、より細かく制御した機械的駆動によって行うことになるので、触覚による位置の知覚がより明確になる効果とともに、操作者が操作位置を学習しやすくなる効果を有する。
【００２０】
また、特に、操作を繰り返す都度、操作に伴う上記押圧操作で、タッチパネル上での上記座標範囲の境界の方向、中央部付近の方向、あるいは、上記座標範囲そのものの方向を確認できるので、操作の都度、自然と操作位置の誤差を修正し、高速な操作を継続して行うことができる特別な利点を有する。
【００２１】
この場合の機械的駆動を徐々に変化させるとは、機械的駆動の種類、機械的駆動の方向、機械的駆動の強さ、機械的駆動の周波数、機械的駆動のパターン、あるいは更にそれらの組み合わせ方のいずれかを連続的に変化させること、あるいは段階的に変化させることを意味する。
【００２２】
また、特に、上記座標範囲の内部と外部の境界で、機械的駆動が不連続に異なるように駆動手段の制御を行った上で、上記座標範囲の内部、あるいは、外部、あるいは、その両方で、更に、上記構成を実施することが好ましい。
【００２３】
また、上記押圧操作は、例えば触覚の差を与えるように設定された上記座標範囲を指でなぞって知覚するための操作である。
【００２４】
また、上記押圧検出手段は、例えば静電容量の変化の検出によって検出するタッチパネルのように、検出原理として必ずしもタッチパネル表面に接触する必要のない検出手段を用いることも可能である。
【００２５】
また、上記機械的駆動は、上記タッチパネルの一部においてのみ上記制御手段によって行われてもよく、必ずしもタッチパネルの全面で上記駆動手段の制御が行われない場合もある。つまり、例えば、上記座標範囲の内部と外部の一方で上記制御を行い、他方で行わないようすることもできる。その場合、特に、上記座標範囲の内部で上記駆動手段の制御を行うようにすることがより好ましい。
上記タッチパネルの上記座標範囲と上記検出座標値との相対関係で、上記制御手段によって駆動手段を制御し、押圧操作に対して機械的駆動を変化させて、操作者に触覚の差を与えるように設定する。そのとき、タッチパネル上で例えばスイッチとしての上記表示領域を操作者が視覚的に知覚する位置と、操作者が触覚によって知覚する上記座標範囲の位置が異なってしまう場合がある。
これは、タッチパネルの表示を行う機構と押圧検出手段を構成する機構との位置合わせの誤差によるものだけでなく、操作方法によっても生じることがある。例えば、携帯電話端末での操作のように片手で装置を保持して、保持した手の親指でキー入力を行う場合などのように、操作が必ずしも操作面の垂直方向から丁寧に行われない場合などでは、特に検出座標値がずれることがある。
このとき、上記表示領域の位置にあわせて上記座標範囲を設定すると、操作者にとって、上記表示領域と上記座標範囲との間に距離を感じたり、視覚と触覚の間に矛盾を感じて しまう場合がある。特に、上記座標範囲が近接して存在する場合や、上記座標範囲が小さい場合では、操作者を混乱させてしまう。
上記タッチパネルを有する装置によれば、上記表示領域と上記座標範囲の位置関係を補正して、操作者の視覚によって知覚する位置と触覚によって知覚する位置とを一致させることができる。そのため、操作性に優れたタッチパネルを有する装置を提供することが可能となる。
また、タッチパネル上の上記座標範囲の通知を、上記のより細かく制御した機械的駆動によって行う場合、触覚による位置の知覚がより明確になるため、更に、上記実施形態の構成とすることにより、操作者の操作感を特に向上させることができる。
【００２６】
また、一実施形態のタッチパネルを有する装置では、上記制御手段によって、上記駆動手段を制御し、上記押圧検出手段の上記検出座標値が上記座標範囲設定手段によって設定された上記座標範囲の内部にあるとき、上記座標範囲の中央部と上記検出座標値との間で駆動手段の機械的駆動を徐々に変化させる。つまり、操作者の押圧操作によって、上記検出座標値が上記座標範囲の中で、中央部付近なのか座標範囲の周辺の座標値なのかに応じて機械的駆動が徐々に変化するように、駆動手段の制御を行う。
【００２７】
機械的スイッチでもそうであるように、スイッチを操作する場合、操作者は、押圧操作でスイッチの位置を触覚により知覚した後、確実に入力を行うために、上記スイッチの領域のより中央部に近い座標で入力操作を行おうとする。
【００２８】
上記タッチパネルの上記座標範囲と上記検出座標値との相対関係で、上記制御手段によって駆動手段を制御し、押圧操作に対して機械的駆動を変化させて、操作者に触覚の差を与えるように設定する。そのとき、上記座標範囲の中で上記機械的駆動が一定の場合は、押圧操作で上記座標範囲の境界を確認し、推測によってその中央の位置を判断する必要がある。
【００２９】
上記実施形態のタッチパネルを有する装置によれば、例えば、上記検出座標値が上記座標範囲の中央に近い座標ほど駆動手段の機械的振動を大きくするように制御し、押圧操作で指を動かすことで上記座標範囲の中央座標の方向に向かって移動しているのか、上記座標範囲の中央部から離れて行く方向に移動しているのかを知覚することができる。そのため、上記座標範囲の境界を確認できるまで大きくなぞる動作をすることなく、また、推測で中央を判断することなく、上記座標範囲の中央座標に相当するタッチパネル上の位置付近を知覚することができる。そのため、自然と上記座標範囲に操作を誘因することができる操作性の優れたタッチパネルを有する装置を提供することが可能となる。
【００３０】
また、タッチパネル上の上記座標範囲の中央部に相当する位置を、より細かく制御された駆動手段の機械的駆動によって通知する構成となり、操作者に上記座標範囲の位置をより明確に触覚的に知覚させる効果を有する。
【００３１】
また、特に、操作を繰り返す都度、操作に伴う上記押圧操作で、タッチパネル上での上記座標範囲の中央部付近の方向を確認できるので、操作の都度、自然と操作位置の誤差を修正し、高速な操作を継続して行うことができる特別な利点を有する。
【００３２】
また、一実施形態のタッチパネルを有する装置では、上記制御手段によって、上記駆動手段を制御し、上記押圧検出手段の上記検出座標値が上記座標範囲設定手段によって設定された上記座標範囲の外部にあるとき、上記座標範囲の外縁と検出座標値との間で、駆動手段の機械的駆動を徐々に変化させる。つまり、操作者の押圧操作によって検出される検出座標値が上記座標範囲の外部で、上記座標範囲の外縁からの距離に応じて、機械的駆動が徐々に変化するように、駆動手段の制御を行う。
【００３３】
上記タッチパネルの上記座標範囲と上記検出座標値との相対関係で、上記制御手段によって駆動手段を制御し、押圧操作に対して機械的駆動を変化させて、操作者に触覚の差を与えるように設定する。そして、例えば、スイッチとして設定される上記座標範囲は、その領域に概略一致する表示領域がタッチパネル上に示される。しかし、目視で上記表示領域を知覚し、上記押圧操作を始めると、タッチパネルが指で隠れるために上記表示領域が見づらくなる。この場合、上記押圧操作が上記座標範囲から外れてしまっている場合に、上記座標範囲を見つけるために、一度指を離して目視で位置を確認しなおすか、上記押圧操作を広い幅で行って触覚の差を知覚して上記座標範囲を探す必要がある。
【００３４】
上記実施形態のタッチパネルを有する装置によれば、押圧操作で指を少し動かすことで上記座標範囲に向かって移動しているのか、上記座標範囲から離れて行く方向に移動しているのかを知覚することができる。そのため、自然と上記座標範囲に操作を誘因することができる操作性の優れたタッチパネルを有する装置を提供することが可能となる。
【００３５】
また、タッチパネル上の上記座標範囲の位置の方向を、上記座標範囲の外側において、より細かく制御した機械的駆動によって通知する構成となり、操作者に上記座標範囲の位置をより明確に触覚的に知覚させる効果を有する。
【００３６】
また、特に、複数の上記座標範囲が、近接して存在する場合や、上記座標範囲が小さい場合では、上記座標範囲の中で上記座標範囲の中央座標付近なのか、上記座標範囲の周辺の座標なのかに応じて徐々に異なる機械的駆動を行うことに加えて、更に、上記実施形態の構成とすることで、より自然に上記座標範囲と、上記座標範囲内の中央に向かう方向を知覚することができる利点を有する。その場合、特に、押圧操作の座標が上記座標範囲の内部と外部との境界で、上記機械的駆動が不連続に異なるように上記駆動手段の制御を行うことが好ましい。
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【００４３】
また、一実施形態のタッチパネルを有する装置では、入力操作の有無を入力検出手段によって検出し、入力操作の入力座標値を入力座標検出手段によって検出する。そして、上記座標範囲設定手段によってタッチパネルに設定された座標範囲に対して、入力操作要求手段により上記タッチパネルに入力操作を行うように要求する。そうして、操作者に入力操作を行わせて、上記座標範囲に対する入力座標値のずれを入力座標値ずれ測定手段により測定する。そして、入力座標補正手段によって、上記座標範囲に対する入力座標値のずれを補正する。つまり、上記タッチパネルの上記座標範囲と上記検出座標値との相対関係で、上記制御手段によって駆動手段を制御し、押圧操作に対して機械的駆動を変化させて、操作者に触覚の差を与える。ここでの上記座標範囲は、例えば、スイッチとしての領域である。そして、操作者に上記押圧操作を行わせ、更に、操作者が触覚で知覚した上記座標範囲の位置に対して上記入力操作を行わせる。すると、上記座標範囲(あるいは座標範囲の中央部)の座標に対して、上記入力検出手段が押圧を検出したときの上記入力座標値はいくらかのずれを生じて検出され、そしてこのずれを入力座標値ずれ測定手段により測定する。このとき、測定したずれにより、以降に行われる上記入力操作の場合の上記入力座標検出手段により検出される入力座標値の補正を行う。
【００４４】
上記タッチパネルを有する装置において、操作者が入力操作を行う場合、上記座標範囲を操作者が触覚で知覚した位置での上記検出座標と、操作者がその場所で上記入力操作を行った場合に検出される上記入力座標値とに差が生じることがある。
【００４５】
これは、タッチパネルの上記押圧検出手段の検出機構と、入力座標検出手段の検出機構との機械的な位置合わせの誤差によるものだけでなく、操作方法によっても生じる場合がある。
【００４６】
例えば、上記押圧操作に対して強い圧力での操作(強押圧操作)を、入力操作として用いる場合、強押圧操作でのタッチパネルへの指の接触面が上記押圧操作の場合と変わってしまうために生じる。特に携帯電話端末での操作のように片手で装置を保持して、保持した手の親指でキー入力を行う場合などのように操作が必ずしも操作面の垂直方向から丁寧に行われない場合などでは、相互で検出する座標が大きくずれる場合がある。
【００４７】
このとき、上記入力座標値を入力操作の座標値とすると、押圧操作で触覚によって知覚した上記検出座標値とずれてしまう。つまり、上記座標範囲の内部と操作者が知覚した場所で入力できなかったり、上記座標範囲の外部と知覚した場所で入力できてしまったりする場合がある。
【００４８】
これは、複数の有効入力領域(入力操作を受け付ける領域)が近接して存在する場合や、有効入力領域が小さい場合では、最悪、隣接する他の有効入力領域に入力してしまう誤操作が生じ、操作者を混乱させてしまう場合がある。
【００４９】
上記実施形態のタッチパネルを有する装置によれば、上記入力座標検出手段を補正して、操作者が押圧操作で知覚している位置とその場所での入力操作で検出される位置との座標を一致させることができる。そのため、操作性に優れたタッチパネルを有する装置を提供することが可能となる。
【００５０】
また、タッチパネル上の上記座標範囲の通知を、上記のより細かく制御した機械的駆動によって行う場合、触覚による位置の知覚がより明確になるため、更に上記実施形態の構成とすることによって、操作者の操作感を特に向上させることができる。
【００５１】
また、上記入力座標検出手段は、入力座標値として、例えば、上記押圧検出手段によって得られる上記検出座標値を出力するように構成することができる。あるいは、上記押圧検出手段とは別に上記入力座標値を検出して出力するように構成してもかまわない。
【００５２】
また、上記押圧操作と区別して入力操作を検出する方法は、上記のように、押圧操作の圧力差で区別して検出するように構成してもよいし、その場合、同じ検出機構でしきい値を設けて、弱い圧力での押圧操作と強い圧力での押圧操作を区別するようにしても構わないし、別々の検出機構によりそれぞれ所定の圧力で検出するようにしてもよい。また、操作の圧力差の他に、押し込み距離の差を用いて区別して検出することもできる。
【００５３】
あるいはまた、所定時間内に複数回接触する操作を入力操作として検出するように構成することも可能である。
【００５４】
また、一実施形態のタッチパネルを有する装置は携帯端末である。
【００５５】
上記携帯端末では、できるだけディスプレイ画面を大きくしてたくさんの情報を表示しようとすると、キー入力部が小さくなって操作性が低下してしまう場合がある。
【００５６】
本発明のタッチパネルを有する装置を用いてディスプレイ画面と入力部を兼用することで操作性を損なうことなくディスプレイを大きくすることが可能である。
【００５７】
また、入力面が狭く多くの情報の入力が敬遠されがちな携帯端末において、上記のように操作速度が向上する効果があるので、携帯端末自身の利用機会が増加するという効果を有する。
【００５８】
また、一実施形態のタッチパネルを有する装置は携帯電話端末である。
【００５９】
最近の携帯電話端末では、ダイヤル表示等の他に、例えば、電子メールやＷＥＢコンテンツの表示やデジタルテレビの視聴を可能とするものが開発されている。そのため、ディスプレイ画面が大きく、あるいは複数のディスプレイ画面を有する構成として、多くの情報を表示できるものが好ましい。例えば、デジタルテレビの視聴では、公衆の場所でのマナーの面で字幕放送を利用する機会が増加する。その場合、テレビ画面と字幕の両方を表示する必要があることからディスプレイ画面がより大きな面積を確保できる構成、あるいは、複数のディスプレイ画面を含む構成が必要になる。
【００６０】
しかし、一方、ダイヤル操作や、電子メールの入力のために操作性のよい入力装置が必要である。携帯電話端末では、元々キー入力装置が小さく、近接して配置されている。
【００６１】
上記実施形態のタッチパネルを有する装置によれば、タッチパネルをディスプレイ画面と入力部に兼用しても、操作性を損なうことがなく、ディスプレイ画面の総面積を大きくすることが可能である。
【００６２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のタッチパネルを有する装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００６３】
〔第１実施形態〕
図１は、この発明の第１実施形態のタッチパネルを有する装置の一例としての携帯電話端末の斜視図を示している。
【００６４】
図１に示すように、この携帯電話端末の本体１０１は、折り畳み部１０２で折り畳むことができる構造となっている。また、ディスプレイ部１０３およびタッチパネル部１０４を、本体１０１の折り畳む内側の面に配置している。
【００６５】
また、図２は上記タッチパネル部１０４の構造を模式的に示している。図２に示すように、タッチパネル部１０４は、押圧検出手段の一例としての検出パネル２０１と、表示手段の一例としての液晶表示パネル２０２と、入力検出手段の一例としての感圧センサ２０３と、本体１０１に設けられた駆動手段の一例としての可変周波数バイブレータ２０４からなっている。
【００６６】
図２では、検出パネル２０１と、液晶表示パネル２０２とを取り外した状態で示しており、実際には、破線で示すように、本体１０１の所定位置に重ね合わせた状態で使用される。
【００６７】
上記検出パネル２０１は、操作面への接触の検出を弱押圧検出信号として、また、操作面への接触の検出座標値を弱押圧座標信号として平面座標値(Ｘ軸２０５、Ｙ軸２０６)を出力するように構成している。そして、上記入力操作の一例としての強押圧操作が行われた場合でも同じように出力するように構成している。
【００６８】
上記検出パネル２０１の検出機構は、抵抗膜式、超音波式、光電式、静電容量式などのいわゆるタッチパネルの既存技術によるものなので詳細な説明は省略する。ここでは、検出パネル２０１は、下部に配置される液晶表示パネル２０２の画面に重ねて配置されるため、透明(または半透明)の材料で構成している。
【００６９】
また、上記感圧センサ２０３は、強押圧操作、つまり、操作者がスイッチを強く押す旨の入力操作を、上記検出パネル２０１をなぞる弱押圧操作と区別して検出する機構としている。この第１実施形態では、４個の感圧センサ２０３によりタッチパネル部１０４を支えるように構成している。そして、４個の感圧センサ２０３による圧力を合計して、タッチパネル部１０４全体への圧力として算出する。そして、検出パネル２０１が検出を開始する圧力のしきい値よりも大きい圧力の操作で感圧センサ２０３が強押圧操作を検出するように、感圧センサ２０３のしきい値を所定の圧力に設定する。そして、強押圧操作が行われたときに感圧センサ２０３から強押圧検出信号を出力するように構成している。
【００７０】
なお、上記入力検出手段の一例としての感圧センサ２０３は、上記の感圧による検出方式の他、押し込み距離(ストローク)の違いを検出し、弱押圧操作による操作面への軽い接触とは区別して、操作者の入力操作の一例としての強押圧操作を検出し、強押圧操作の検出信号を出力する構成としてもよい。
【００７１】
また、ディスプレイ部１０３および液晶表示パネル２０２は、既存技術のバックライト付きのＬＣＤ装置(液晶ディスプレイ装置)を使用している。タッチパネル部１０４のディスプレイ手段は、他に、ＥＬ(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイや、ＣＲＴ(カソードレイチューブ)ディスプレイ等の既存の技術が利用できる。
【００７２】
また、上記可変周波数バイブレータ２０４は、操作者に機械的駆動を伝える機構を有する。ここでは、可変周波数バイブレータ２０４は、携帯電話端末の着信を知らせるために利用される振動装置と共用され、振動の周波数をコントロールできるように構成している。上記駆動手段は、振動周波数を変化させる機構とする他に、振動強度を変化させることのできるバイブレータを用いることもできるし、振動の方向やパターン、あるいはそれらの組み合わせを変化させることのできる機械的な駆動部を用いることができる。
【００７３】
上記検出パネル２０１と感圧センサ２０３の各検出信号は、図中には記載していないが、上記携帯電話端末の本体１０１に内蔵された制御部２０７に入力され、制御部２０７から可変周波数バイブレータ２０４と液晶表示パネル２０２に制御信号が入力される。
【００７４】
また、入力座標検出手段の一例として、上記強押圧検出信号を検出したときに制御部２０７で上記弱押圧座標信号の示す座標値をもって、強押圧操作が行われたときの強押圧座標値としている。この第１実施形態では、入力操作の一例として、強押圧操作を用いた例を示している。
【００７５】
そのため、タッチパネル部１０４への押圧操作は、強い押圧操作と区別して以降弱押圧操作とし、押圧操作の有無と検出座標値を検出する押圧検出手段の一例としての検出パネル２０１は、上記弱押圧操作の有無と上記弱押圧座標値を検出する。
【００７６】
また、本発明の押圧操作に対して制御される機械的駆動は、他の入力操作に対応する機械的駆動と区別して以降、第１の機械的駆動と呼ぶ。一方、上記入力操作に対応する機械的駆動は、以降、第２の機械的駆動と呼ぶ。
【００７７】
なお、検出信号、制御信号の経路や制御部の相互の接続については、既存技術、特開平１０−２９３６４４号公報にも記載がある。
【００７８】
図３は、この第１実施形態でのタッチパネルを有する携帯電話端末の操作と操作に伴う可変周波数バイブレータ２０４の機械的駆動を制御する制御部２０７の動作を説明するためのフローチャートである。以下、図３にしたがって携帯電話端末の機械的駆動の制御を説明する。
【００７９】
先ず、ステップＳ１で、触覚の差を与える領域を設定する。つまり、後述のステップによって、上記弱押圧座標値との相対関係で機械的駆動を変化させる領域を設定する。例えば、操作者にスイッチとして機械的駆動を知覚させる領域である。この第１実施形態では、上記検出パネル２０１で検出される上記弱押圧座標信号の座標値に対する座標範囲を設定することで行われる。つまり、検出パネル２０１の上記座標範囲に対応する座標上の領域が上記触覚の差を与える領域となる。上記座標範囲は、例えば弱押圧座標信号のＸ座標値,Ｙ座標値を用いた数式や論理式として設定する。
【００８０】
次に、ステップＳ２で、入力操作が有効な有効入力領域を設定する。つまり、強押圧操作で入力操作が行われたとき、入力操作を受け付けるタッチパネル部１０４上の領域を設定する。この第１実施形態では、上記ステップＳ１で設定された検出パネル２０１の座標上の領域(触覚の差を与える領域)に座標が概略一致するように、上記有効入力領域を設定している。上記有効入力領域は、上記入力座標検出手段によって検出される上記強押圧座標信号のＸ座標値,Ｙ座標値を用いた数式や論理式として設定する。
【００８１】
また、更に、同じく上記触覚の差を与える領域に座標が概略一致するように、図形で示されたスイッチ(表示領域)を液晶表示パネル２０２に表示する。例えば、電話のダイヤルに相当する数字が表示された図形を表示する。
【００８２】
上記ステップＳ１とステップＳ２で設定される上記触覚の差を与える領域および上記有効入力領域は、後述の処理(ステップＳ９)によっては、同じ配置を維持する場合もあるし、違う配置に変える場合もある。例えば、タッチパネル部１０４には、ダイヤルの入力中などは、数字が表示されたスイッチを設定し、同じ配置の入力画面で操作を続けるが、電子メールの画面に変わった場合など、電子メールの操作のスイッチ表示にあわせてスイッチを設定するように使用される。つまり、上記触覚の差を与える領域や上記有効入力領域も同じように配置を維持したり、あるいは、別の配置になるように変更されたりする。また、液晶表示パネル２０２に表示された表示領域も同じように変更される。また、上記触覚の差を与える領域および上記有効入力領域は、通常、複数箇所設定されるが、一個所だけである場合もある。
【００８３】
次に、ステップＳ３で、弱押圧操作の有無を判断し、弱押圧操作が有る場合はステップＳ４に進む一方、弱押圧操作がない場合はステップＳ１３に進む。つまり、ステップＳ３では、操作者がタッチパネル部１０４の操作面(検出パネル２０１)に触れているかを判断する。この第１実施形態では、弱押圧操作の有無は、上記検出パネル２０１が出力する上記弱押圧検出信号の有無で判断する。
【００８４】
そして、ステップＳ１３では、可変周波数バイブレータ２０４の機械的駆動を停止し、ステップＳ１２に進む。この第１実施形態では、周波数可変バイブレータ２０４の機械的駆動を停止する。
【００８５】
また、ステップＳ４では、上記弱押圧操作の位置が上記触覚の差を与える領域の内部か否か判断し、上記触覚の差を与える領域の内部であればステップＳ５に進む一方、上記弱押圧操作の位置が上記触覚の差を与える領域の内部でなければステップＳ１４に進む。つまり、ステップＳ４では、操作者が上記検出パネル２０１に設定された上記触覚の差を与える領域に接触しているかを判断する。この第１実施形態では、上記検出パネル２０１の出力する上記弱押圧座標値のＸ座標値,Ｙ座標値がステップＳ１で設定した座標範囲の内部であるかどうかで判断する。
【００８６】
次に、ステップＳ５では、可変周波数バイブレータ２０４を駆動状態Ａで機械的に駆動し、ステップＳ６に進む。つまり、操作者にステップＳ１で設定された触覚の差を与える領域を触っていることを通知する。この第１実施形態では、駆動状態Ａは中程度の周波数で可変周波数バイブレータ２０４を機械的に駆動する状態とした。
【００８７】
一方、ステップＳ１４では、可変周波数バイブレータ２０４を駆動状態Ｄで機械的に駆動し、ステップＳ１２に進む。つまり、操作者にステップＳ１で設定された触覚の差を与える領域の外部を触っていることを通知する。この第１実施形態では、駆動状態Ｄは低い周波数で可変周波数バイブレータ２０４を機械的に駆動する状態とし、ステップＳ５の機械的駆動と区別して操作者が知覚できるようにした。
【００８８】
次に、ステップＳ６では、強押圧操作の有無を判断し、強押圧操作の有る場合は、ステップＳ７に進む一方、強押圧操作の有無を判断し、強押圧操作がない場合は、ステップＳ１２に進む。つまり、ステップＳ６では、強く押し込む操作として入力操作が行われたかを判断する。この第１実施形態では、強押圧操作の有無は、感圧センサ２０３の出力する強押圧検出信号の有無で判断する。
【００８９】
そして、ステップＳ７では、強押圧操作の位置を検出し、ステップＳ８に進む。この第１実施形態では、感圧センサ２０３の強押圧検出信号がある場合に、弱押圧操作の弱押圧座標信号のＸ座標値,Ｙ座標値を強押圧操作の位置、つまり強押圧座標信号の値として制御部２０７で算出する。
【００９０】
つまり、このステップ７で入力座標検出手段が構成されている。
【００９１】
次に、ステップＳ８では、ステップ７で検出した強押圧操作の位置がステップＳ２で設定した有効入力領域の内部か否か判断し、有効入力領域の内部の場合は、ステップＳ９に進む一方、強押圧操作の位置が上記有効入力領域の内部でない場合は、ステップＳ１５に進む。つまり、ステップＳ８では操作者が上記有効入力領域で入力操作を行ったかを判断する。この第１実施形態では、ステップＳ２で上記有効入力領域を設定した数式や論理式に、上記強押圧座標信号の値を代入して判断する。
【００９２】
そして、ステップＳ９では、可変周波数バイブレータ２０４を駆動状態Ｂで機械的に駆動し、ステップＳ１０に進む。つまり、操作者に強押圧操作による入力操作が受け付けられたことを通知する。この第１実施形態では、駆動状態Ｂは高い周波数で可変周波数バイブレータ２０４を機械的に駆動する状態とし、ステップＳ５とステップＳ１４の機械的駆動と区別して操作者が知覚できるようにした。
【００９３】
次に、ステップＳ１０では、ステップ８での操作者が入力を行った有効入力領域に対応する入力処理を行い、ステップＳ１１に進む。例えば、ダイヤル部の数字の「１」のスイッチに対応する有効入力領域であれば、ダイヤルの「１」を入力した操作に対応してディスプレイに「１」を表示し、「１」が入力されたことを記憶するなどである。
【００９４】
そして、ステップＳ１１では、強押圧操作の終了を待ち、強押圧操作が終了するとステップＳ１２に進む。つまり、１回の強押圧操作を連続して入力操作として検出しないように、あるいは、強押圧操作の検出が細かくオンオフを繰り返す場合(これは検出のしきい値付近で操作した場合に生じる場合がある)に、間違って複数回の入力操作として検出しないように、一定時間、強押圧操作のない状態を維持するまで待つ。
【００９５】
一方、ステップＳ１５では、可変周波数バイブレータ２０４を駆動状態Ｃとし、ステップＳ１２に進む。つまり、操作者に上記有効入力領域の外部で入力操作をしてしまったことを通知する。この第１実施形態では、駆動状態Ｃは機械的駆動を行わない状態とした。
【００９６】
そして、ステップＳ１２では、終了の指示の有無を判断し、終了の指示がある場合は終了し、終了の指示がない場合は、ステップＳ１に戻って繰り返す。操作の終了の指示は、例えば、電源の切断や、操作者が処理の中断を指示するスイッチを操作したり、あるいは、タッチパネル部１０４上のそれらの機能(電源の切断や処理の中断)に相当する有効入力領域で強押圧操作が行われることで設定される。
【００９７】
次に、上記のステップＳ５とステップＳ１４において、検出パネル２０１によって検出される弱押圧座標信号の値と上記触覚を与える領域との相対位置に基づいて、第１の機械的駆動を徐々に変化させる例を図４、図５を用いて説明する。
【００９８】
スイッチへの入力操作において、操作者は、確実に入力を行うために、機械的なスイッチであっても、タッチパネル部１０４上に設定されたスイッチであっても、入力したいスイッチのより中央部に近い座標で入力操作を行おうとする。
【００９９】
しかし、上記検出パネル２０１(図２に示す)に設定された触覚の差を与える領域の内部で機械的駆動が一定の場合は、弱押圧操作で上記触覚の差を与える領域を知覚した後、弱押圧操作を広い幅で行い上記触覚の差を与える領域の境界を確認し、推測によってその中央座標を判断する必要があった。
【０１００】
また、上記検出パネル２０１に設定された触覚の差を与える領域は、上記液晶表示パネル２０２(図２に示す)に表示された表示領域に概略一致するように設定されている。しかし、小さなスイッチの場合では、目視で上記表示領域を知覚し、弱押圧操作を始めると、タッチパネルが指で隠れるために上記表示領域が見づらくなる。そのため、上記触覚の差を与える領域から外れている場合に、上記触覚の差を与える領域を触覚の差で見つけるために、弱押圧操作を広い幅で行う必要があった。これは特にタッチパネルの面積が限られる携帯端末とりわけ、携帯電話端末でスイッチが小さくなるために特に問題となっていた。
【０１０１】
図４に、上記第１実施形態で説明した検出パネル２０１に設定された座標範囲としての触覚の差を与える領域４０１,４０２を、例えば、電話番号を入力するときの数字の「１」,「２」に相当するスイッチの領域として示している。上記触覚の差を与える領域４０１,４０２は、デザイン上斜めに傾いた楕円の形状としており、上記表示領域あるいは上記有効入力領域の形状にできるだけあわせて設定される。例えば、楕円図形のスイッチとして表示領域が液晶表示パネル２０２に表示され、表示された楕円に重なるように上記触覚の差を与える領域４０１,４０２が設定される。また、それに一致して有効入力領域が設定される。当然、上記触覚の差を与える領域の形状は、例えば円形、楕円形、矩形、その他の形状である場合もある。
【０１０２】
そして、操作者は、液晶表示パネル２０２の表示の楕円図形を目視して、タッチパネル部１０４の操作面に軽く触れる動作、つまり、上記弱押圧操作を開始し、上記触覚の差を与える領域４０１,４０２を上記第１の機械的駆動、すなわち、駆動状態Ａ(中程度の周波数)、駆動状態Ｄ(低い周波数)の差で知覚し、そして入力操作を行う。
【０１０３】
上記のように、検出パネル２０１に設定される触覚の差を与える領域はいろいろな形状が可能であるため、その触覚の差を与える領域の中央は一義的に決めることができない。しかし、実際の使用上では、入力する上で中心あるいは中央部と判断できる領域を設定することができる。この第１実施形態では、楕円の領域４０１,４０２の中央付近に、各触覚の差を与える領域４０１,４０２のそれぞれの中央部４０３,４０４を設定した。
【０１０４】
上記触覚の差を与える領域４０１の内部の点４０５は、弱押圧操作で検出パネル２０１の出力する弱押圧座標信号の示す座標を示している。図４の矢印付き線４０６は、上記触覚の差を与える領域４０１の中央部４０３から点４０５までの距離を示している。
【０１０５】
また、上記触覚の差を与える領域４０１,４０２の外部の点４０７は、また別の時点での弱押圧操作での弱押圧座標信号の示す座標を示している。図４の矢印付き線４０８は、上記触覚の差を与える領域４０１から点４０７までの距離を示している。また、図４の矢印付き線４０９は、上記触覚の差を与える領域４０２から点４０７までの距離を示している。
【０１０６】
図５は、図４の触覚の差を与える領域の設定されたタッチパネル部１０４(図２に示す)への操作を行った場合の可変周波数バイブレータ２０４(図２に示す)の制御を説明するための図である。図５では、入力操作や有効入力領域内外の弱押圧操作の相対距離(図４の矢印付き線４０６,４０８の対応)を横軸にし、可変周波数バイブレータ２０４の機械的に駆動する周波数を縦軸にしたグラフである。
【０１０７】
つまり、タッチパネル部１０４の有効入力領域での強押圧操作による入力操作５０３では、高い周波数５０４で機械的駆動を行う。
【０１０８】
タッチパネル部１０４に弱押圧操作が行われた場合は、例えば上記触覚の差を与える領域４０１の内部では、矢印付き線４０６で示された中央部４０３からの距離に応じて機械的駆動の周波数を徐々に変化させる。
【０１０９】
図５では、図４に示す上記触覚の差を与える領域４０１の中央部４０３が横軸の目盛り５０５で示され、図４に示す上記触覚の差を与える領域４０１の外縁が横軸の目盛り５０６で示されており、図４に示す中央部４０３から点４０５までの距離(矢印付き線４０６に対応)が横軸５０７で示されている。機械的駆動の周波数は、グラフ５０１で示すように、上記触覚の差を与える領域４０１の中央部４０３での高い周波数５０８から、外縁での低い周波数５０９に徐々に変化するように制御される。
【０１１０】
また、上記触覚の差を与える領域４０１の外部では、矢印付き線４０８で示された上記触覚の差を与える領域４０１から点４０７までの距離に応じて、機械的駆動の周波数を徐々に変化させる。この第１実施形態では、隣接する別の触覚の差を与える領域４０２から点４０７までの距離(矢印付き線４０９に対応)と比べて、距離の近い方(矢印付き線４０８に対応)の値を用いるようにした。
【０１１１】
図５では、上記触覚の差を与える領域の近接部が横軸の目盛り５１１で示され、遠隔部が横軸の目盛り５１２で示されており、上記触覚の差を与える領域からの距離が横軸５１３で示されている。機械的駆動の周波数は、近接部での高い周波数５１５から、周辺部での低い周波数５１６にグラフ５１７で示すように徐々に変化するように制御される。
【０１１２】
この第１実施形態では、図３のステップＳ９を周波数５０４とし、ステップＳ５を周波数のグラフ５１０とし、ステップＳ１４を周波数のグラフ５１７として、それぞれの機械的駆動を制御する。
【０１１３】
つまり、ステップＳ１によって、上記押圧検出手段の一例としての検出パネル２０１により検出される上記検出座標値に対する座標範囲(触覚の差を与える領域)を設定する座標範囲設定手段を構成している。
【０１１４】
また、ステップＳ５での駆動状態Ａを図５のグラフ５１０に示すような徐々に機械的駆動が変化する構成、あるいは、ステップＳ１４での駆動状態Ｄを図５のグラフ５１７に示すような徐々に機械的駆動が変化する構成とすることによって、上記押圧検出手段としての検出パネル２０１により検出された検出座標値と、上記座標範囲設定手段によって設定された座標範囲(触覚の差を与える領域)との相対関係に応じて、上記駆動手段の一例としの可変周波数バイブレータ２０４の機械的駆動が徐々に変化するように、可変周波数バイブレータ２０４を制御する制御手段を構成している。
【０１１５】
また、ステップＳ５での駆動状態Ａを図５のグラフ５１０に示すような徐々に機械的駆動が変化する構成とすることによって、押圧検出手段としての検出パネル２０１により検出された検出座標値が上記座標範囲(触覚の差を与える領域)の内部にあるとき、上記座標範囲の中央部と上記検出座標値との距離に基づいて、可変周波数バイブレータ２０４の機械的駆動が徐々に変化するように、可変周波数バイブレータ２０４を制御する制御手段を構成している。
【０１１６】
また、ステップＳ１４での駆動状態Ｄを図５のグラフ５１７に示すような徐々に機械的駆動が変化する構成とすることによって、押圧検出手段としての検出パネル２０１により検出された検出座標値が上記座標範囲(触覚の差を与える領域)の外部にあるとき、上記座標範囲設定手段により設定された上記座標範囲の外縁と上記検出座標値との距離に基づいて、可変周波数バイブレータ２０４の機械的駆動が徐々に変化するように、可変周波数バイブレータ２０４を制御する制御手段を構成している。
【０１１７】
すなわち、制御部２０７は、座標範囲設定手段と制御手段とを有している。
【０１１８】
また、上記触覚の差を与える領域の内部と外部の境界は、操作者がはっきり区別できるように、上記触覚の差を与える領域の内部での機械的駆動の最も低い周波数５０９と上記触覚の差を与える領域の外部での機械的駆動の最も高い周波数５１５に十分な差を設けることが好ましい。
【０１１９】
当然、上記触覚の差を与える領域の内部での機械的駆動の最も高い周波数５０８と、入力操作時の機械的駆動の周波数５０４にも操作者がはっきり区別できるように十分な差を設けることが好ましい。
【０１２０】
また、上記に示したように、機械的駆動の周波数を徐々に変化させる制御の他に、機械的駆動の強度を徐々に変化させたり、種類を徐々に変化させたりすることもできる。あるいは、第１実施形態と同様に、これらの機械的駆動を操作者が区別しやすくするために、駆動状態Ａ、駆動状態Ｂ、駆動状態Ｃ、あるいは、駆動状態Ｄを別の種類の機械的駆動とし、上記の各駆動状態の中で、その駆動の強度、あるいは種類、あるいはその組み合わせを弱押圧座標信号の値に応じて徐々に変化させることも可能である。
【０１２１】
例えば、従来技術に示されているように、バイブレータと電磁ハンマーの差とすることができる。あるいは、特開２００１−３５０５９２号公報に示されるように、機械的駆動の波形を変えて一方(入力操作が好ましい)をパルス的な機械的駆動とする方法も可能である。あるいは、特開平７−６４７２３号公報に示されるように、操作面が操作面に対して垂直な座標変化を伴うような移動を行うことも可能である。あるいは、特開平４−１３７４１９号公報に示されるように、操作面が操作面に対して平行に振動する機構等を用いて、振動方向を変えて区別しやすくすることも可能である。あるいは、操作面の振動と、装置全体の振動の違いによって区別しやすくすることも可能である。これらの機械的駆動の強度、周波数、組み合わせ、パターンなどを徐々に変化させるように制御することができる。
【０１２２】
また、上記の徐々に変化する機械的駆動は、図５に示すグラフ５１０,５１７に示したように滑らかに変化する構成のほか、階段状に変化させる構成とすることも、直線的に変化させることも可能である。その場合、階段状に変化する場合は１段ごとの変化が、駆動状態Ａと駆動状態Ｃの境界での変化に比べて小さく設定されることがより好ましい。
【０１２３】
この第１実施形態の構成により、上記検出パネル２０１に設定された触覚の差を与える領域の内部で、上記のように徐々に機械的駆動を変化させる構成では、弱押圧操作で指を動かすことで上記触覚の差を与える領域の中央部に向かって移動しているのか、中央部から離れて行く方向に移動しているのかを知覚することができる。
【０１２４】
そのため、上記触覚の差を与える領域の境界を確認できるまで大きくなぞる動作をすることなく、また、推測で中央を判断することなく、上記触覚の差を与える領域の中央部付近を知覚することができ、自然と触覚の差を与える領域の中央部付近に操作が誘引される。そのため、操作性の優れた携帯電話端末を提供することが可能となる。
【０１２５】
また、操作を繰り返す中で、操作に伴う弱押圧操作で触覚の差を与える領域の中央部付近、あるいは中央部付近からのずれの方向や、程度を確認できるので、触覚の差を与える領域の中央部付近を操作者が自然と学習し、操作速度が速くなる効果がある。また、操作の都度、指の感覚で触覚の差を与える領域の中央部、あるいはその方向を知覚することができるので、自然と操作の誤差がフィードバックされ、高速で正確な操作を継続することができる効果を有する。
【０１２６】
また、上記検出パネル２０１に設定された触覚の差を与える領域の外部で、上記のように徐々に機械的駆動を変化させる構成では、触覚の差を与える領域の外部において弱押圧操作で指を動かすことで、触覚の差を与える領域に向かって移動しているのか、触覚の差を与える領域から離れて行く方向に移動しているのかを知覚することができ、自然と触覚の差を与える領域の方向に操作が誘引される。
【０１２７】
そのため、すばやく触覚の差を与える領域を見つけることができる操作性の優れた携帯電話端末を提供することが可能となる。
【０１２８】
また、操作を繰り返す中で、操作に伴う弱押圧操作で触覚の差を与える領域からのずれの方向や、程度を確認できるので、触覚の差を与える領域を操作者が自然と学習し、操作速度が速くなる効果がある。また、操作の都度、指の感覚で触覚の差を与える領域の方向を知覚することができるので、自然と操作の誤差がフィードバックされ、高速で正確な操作を継続することができる効果を有する。
【０１２９】
また、上記実施形態の構成により、タッチパネル部１０４上の触覚の差を与える領域の座標の通知を、より細かく制御した機械的駆動によって通知する構成となるので、触覚による位置の知覚がより明確になる効果を有する。
【０１３０】
特に、複数の触覚の差を与える領域が近接して存在する場合や、触覚の差を与える領域が小さい場合では、触覚の差を与える領域の内部と外部の両方で、上記のように徐々に異なる機械的駆動を行う構成とすることにより、さらに自然に触覚の差を与える領域と、触覚の差を与える領域内の中央に向かう方向を知覚することができる利点を有する。
【０１３１】
この第１実施形態に対して、従来例として示した特開平８−２２１１７３号公報や特開平１０−２９３６４４号公報で示される構成では、触覚によるスイッチ部の知覚のために、スイッチ内部やスイッチ周辺で徐々に機械的駆動を変化させる記述はなく、そのため、本発明の課題を解決することができない。
【０１３２】
また、図３に示すステップＳ１０,Ｓ１１は、できれば並列処理されることが好ましい。より好ましくは、ステップＳ１０の処理とその他のステップの処理を、プログラム中の並列処理される別のスレッド、あるいは、並列処理される別のプログラムで行うようにした方が好ましい。
【０１３３】
また、図３に示すステップＳ１５で、駆動を停止する代わりに、別の種類の駆動を行い間違った座標で入力操作が行われたことを操作者に通知することもできる。あるいは、その前の機械的駆動(駆動状態Ａ、駆動状態Ｂまたは駆動状態Ｄのいずれか)を変化させないようにすることも可能である。しかし、本構成のように機械的駆動を停止することで、操作者は有効入力領域がない操作面で弱押圧操作の力の加減を試して、有効入力領域への操作に先立って調節することができる利点を有する。
【０１３４】
また、図１で示している携帯電話端末は、ディスプレイ部１０３を表示装置として、タッチパネル部１０４を入力装置として使用する通常の携帯電話端末の利用形態の他に、例えば、ディスプレイ部１０３に地上デジタルテレビ放送のテレビ画面を表示し、タッチパネル部１０４を第２のディスプレイ部としてテレビ放送の字幕を表示する構成とすることもできる。
【０１３５】
上記第１実施形態の構成とすることで、入力部分が狭く、また、スイッチが小さく密集しているために、操作性の面からタッチパネルを実質上利用できなかった携帯電話端末の入力操作にタッチパネルを用いることが実質上可能となる。そのため、大きさの限られた携帯電話端末にタッチパネルを第２のディスプレイとして配置することが可能となる。携帯電話端末でのテレビの視聴は、電車等の公共交通機関や、ホテルや病院の待合室、図書館等、マナーとして静粛性を求められる場所でもテレビ放送を利用される機会がおおくなるので、字幕を大きく表示でき、かつ、携帯電話端末の操作性も優れた携帯電話端末が望ましく、上記第１実施形態の構成が特に適している。
【０１３６】
〔第２実施形態〕
次に、この発明の第２実施形態のタッチパネルを有する装置の一例としての携帯電話端末について説明する。なお、この第２実施形態の携帯電話端末は、タッチパネルの液晶表示パネル２０２に表示された表示領域と検出パネル２０１に設定された触覚の差を与える領域との相対的な位置関係の補正を行う点を除いて第１実施形態の携帯電話端末と略同一の構成をしており、図１,図２を援用する。
【０１３７】
上記第２実施形態の携帯電話端末において、目視で操作者がスイッチ(液晶表示パネル２０２に表示された表示領域)と知覚した領域と、触覚で操作者がスイッチ(検出パネル２０１に設定された触覚の差を与える領域)と知覚した領域とに差が生じる場合がある。
【０１３８】
例えば、液晶表示パネル２０２と検出パネル２０１の機械的なずれや、液晶表示パネル２０２と検出パネル２０１が操作面の垂直方向で距離を持つために、視覚的なずれを生じる場合がある。しかし、その他に、指の形状や、検出パネル２０１の検出機構の性質により、本人の触っているつもりの座標と検出パネル２０１が検出している座標とに差が出ることが原因となる。
【０１３９】
これは、片手で操作されることの多い携帯電話端末においては、弱押圧操作がタッチパネル正面からまっすぐ操作されることが少ないため、特に誤差が大きくなる問題を有している。
【０１４０】
このとき、上記検出パネル２０１に設定された触覚の差を与える領域の位置を液晶表示パネル２０２に表示された表示領域の位置に一致して設定した場合、操作者にとって、上記表示領域と上記触覚の差を与える領域との間に距離を感じたり、視覚と触覚の間に矛盾を感じてしまうことがある。
【０１４１】
これは、複数の触覚の差を与える領域が近接して存在する場合や、触覚の差を与える領域が小さい場合では、操作者を混乱させてしまうことがある。
【０１４２】
この第２実施形態では、以下に示す補正手段により、液晶表示パネル２０２に表示された表示領域と検出パネル２０１に設定された触覚の差を与える領域との位置関係を補正することにより、タッチパネルを目視して知覚した位置と、弱押圧操作で触覚の差として感じる位置とを、操作者がより一致した位置として感じることができるようにしている。
【０１４３】
図６は上記液晶表示パネル２０２に表示された表示領域と、上記検出パネル２０１に設定された触覚の差を与える領域との位置関係の補正を行う制御部２０７の動作を説明するフローチャートを示している。また、図７は上記タッチパネル部１０４に表示された表示領域と、弱押圧操作の検出座標信号の値の示す位置と、補正された触覚の差を与える領域を示している。
【０１４４】
先ず、ステップＳ２０で、タッチパネル部１０４上に表示領域を設定する。つまり、液晶表示パネル２０２にスイッチに相当する図形を表示する。そして、操作者には、例えば上記表示領域を触るように指示を与える。この第２実施形態では、図７に示すように、液晶表示パネル２０２にスイッチとしての複数の楕円図形の表示領域７０１,７０２を表示している。
【０１４５】
次に、ステップＳ２１で、操作者が弱押圧操作を行うことによる弱押圧操作位置を記録する。この第２実施形態では、検出パネル２０１により検出された検出座標信号の値を記録する。図７に、上記表示領域７０１に対して弱押圧操作したときの記録として、上記検出座標信号の値のＸ座標値,Ｙ座標値から得られる弱押圧操作の軌跡７０３を示している。
【０１４６】
次に、ステップＳ２２で、上記表示領域あるいは上記表示領域の中央の座標に対する上記弱押圧座標信号の値のずれを用いて、視覚的な表示領域と触覚の差を与える領域との位置関係を補正する。
【０１４７】
図７において、弱押圧操作の軌跡７０３の座標から算出した平均化した座標値と上記表示領域７０１の中央部とのずれを矢印７０４で示している。つまり、操作者にとって上記表示領域７０１を触ろうとすると検出パネル２０１には、矢印７０４のずれをもって検出座標信号が検出される。そのため、操作者に表示の位置と弱押圧操作での触覚で知覚する位置とを同じ場所として知覚させるためには、上記表示領域７０１の位置に対して、矢印７０４の分だけ位置を補正した触覚の差を与える領域４０１を図３に示すステップＳ１で設定する。あるいは、触覚の差を与える領域を楕円の領域７０１の位置にあわせて設定し、図３に示すステップＳ４での上記触覚の差を与える領域の内部か否かの判断において、弱押圧操作の弱押圧座標信号の値を矢印７０４の分だけ逆に補正して、上記触覚の差を与える領域の内部かどうかを判断するようにすることもできる。
【０１４８】
また、場合によっては、上記表示領域に対して上記触覚の差を与える領域の形状を補正する必要がある場合もある。そのような例を図７では、表示領域７０２に対応する触覚の差を与える領域４０２で示している。ここでは、上記表示領域７０２の幅７０５に対して、上記触覚の差を与える領域４０２の幅７０６が小さくなっている。これは、上記表示領域７０２を触ったときの軌跡の広がりなどから補正を加えたり、隣接する別の触覚領域との間隔を所定間隔以上確保したりするように、必要に応じて補正を加えることが可能である。当然、このような補正も、ステップＳ４での弱押圧操作の弱押圧座標信号の値を必要なだけ補正して領域内かどうかを検出することで実現することもできる。
【０１４９】
また、以上の補正は、代表するひとつあるいは複数の表示領域によってずれを測定し、その他の表示領域に対して測定した代表する表示領域のずれを元に補正を行うように構成することも可能である。あるいは、個々の表示領域に対してずれの測定と補正を行うように構成することも可能である。
【０１５０】
つまり、ステップＳ２０によって、上記タッチパネル部１０４に設定された視覚的な表示領域に対し、操作者に押圧操作を行うように要求する押圧操作要求手段を構成している。
【０１５１】
また、ステップＳ２１によって、上記表示領域の座標に対する上記押圧検出手段の一例としての検出パネル２０１の弱押圧座標信号の値のずれを測定する検出座標値ずれ測定手段を構成している。
【０１５２】
また、ステップＳ２２によって、上記ずれに基づいて、上記表示領域と上記触覚の差を与える領域との位置関係を補正するずれ補正手段を構成している。
【０１５３】
すなわち、制御部２０７は、押圧操作要求手段と検出座標値ずれ測定手段とずれ補正手段とを有している。
【０１５４】
この第２実施形態の構成により、操作者の目視による位置と弱押圧操作における位置のずれを補正して弱押圧操作に伴う機械的駆動の制御を行うことで、タッチパネル部１０４の目視による位置と弱押圧操作で触覚として感じる位置とを、操作者がより一致した位置として感じることができる。そのため、入力操作における入力の誤りがより少なくなる効果を有する。
【０１５５】
また、タッチパネル部１０４上の小さなスイッチ、あるいは、隣接するスイッチとの間隔が狭いスイッチにおいても、より入力の誤りが少なくできる効果を有する。
【０１５６】
そのため、特にタッチパネルの操作面が限られた面積であるタッチパネルを有する携帯端末に特に適している。
【０１５７】
また、片手で高速な入力操作が行われて使用されることの多い携帯電話端末により適している。
【０１５８】
また、視覚で知覚する位置と触覚で知覚する位置が一致することで、指先がスイッチの座標を学習しやすくなり、入力速度を向上させやすい装置を提供することができる。
【０１５９】
また、特に、タッチパネル部１０４上の触覚の差を与える領域の通知を、より細かく制御した機械的駆動によって行う第１実施形態で示した構成の場合、触覚による位置の知覚がより明確になるため、目視の感覚と触覚の感覚のずれを無くすことで、操作者の操作感を特に向上させることができ、入力の誤りをより低減させる効果がある。そのため、この第２実施形態による補正が特に効果を有する。
【０１６０】
〔第３実施形態〕
次に、この発明の第３実施形態のタッチパネルを有する装置の一例としての携帯電話端末について説明する。なお、この第３実施形態の携帯電話端末は、タッチパネルの触覚の差を与える領域と、有効入力領域との相対的な位置関係の補正を行う点を除いて第２実施形態の携帯電話端末と略同一の構成をしており、図１,図２を援用する。
【０１６１】
上記第３実施形態の携帯電話端末において、弱押圧操作で操作者が第１の機械的駆動によって触覚的に差を与えられてスイッチと知覚した領域と、強押圧操作によって入力操作を行った場合に入力を受け付ける領域(有効入力領域)とに差が生じる場合がある。例えば、弱押圧操作のときのタッチパネル部１０４に対する操作の圧力と入力操作のときのタッチパネル部１０４に対する圧力の違いによって、それぞれで検出する座標値に差が生じる場合等が原因となる。
【０１６２】
これは、片手で操作されることの多い携帯電話端末において入力操作が、タッチパネル部１０４正面からまっすぐ入力されることが少ないため、特に誤差が大きくなる問題を有している。
【０１６３】
このとき、有効入力領域を触覚の差を与える領域に一致して設定した場合、上記触覚の差を与える領域の内部と知覚した場所で入力できなかったり、上記触覚の差を与える領域の外部と知覚した場所で入力できてしまったりすることがある。
【０１６４】
これは、複数の有効入力領域が近接して存在する場合や、有効入力領域が小さい場合では、最悪、隣接する他の有効入力領域に入力してしまう入力の誤りを生じ、操作者を混乱させてしまうからである。
【０１６５】
この第３実施形態では、以下に示す補正手段により、触覚の差を与える領域と有効入力領域との位置関係を補正することにより、タッチパネル部１０４への弱押圧操作で感じる位置と入力操作で入力が受け付けられる位置とを、操作者がより一致した位置として感じることができるようにしている。
【０１６６】
図８にタッチパネル部１０４の触覚を与える領域と、有効入力領域の位置関係の補正を行う制御部２０７の動作を説明するフローチャートを示している。また、図９に、上記タッチパネル部１０４の触覚の差を与える領域と、入力操作である強押圧操作のときの強押圧座標信号の値の示す位置と、補正された有効入力領域を示している。
【０１６７】
先ず、ステップＳ３０で、タッチパネル部１０４に上記触覚の差を与える領域を設定する。つまり、タッチパネル部１０４上のスイッチに相当する領域を設定する。そして、操作者には、例えば上記表示領域を目視して、更に、触って触覚で確認して強押圧操作による入力操作を行うように指示を与える。
【０１６８】
図９において、スイッチとしての楕円図形からなる液晶表示パネル２０２に表示された表示領域７０１,７０２と、それぞれに対応する上記検出パネル２０１に設定された触覚の差を与える領域４０１,４０２を示している。
【０１６９】
この第３実施形態では、特に上記第２実施形態の構成に引き続き補正を行う例として示している。
【０１７０】
次に、ステップＳ３１で、上記触覚の差を与える領域に対する、操作者の強押圧操作による強押圧座標信号の値を記録する。つまり、強押圧操作による入力操作の入力位置を記録する。
【０１７１】
図９では、強押圧操作時の上記触覚の差を与える領域４０１に対して強押圧操作を行ったときの、強押圧座標信号の値の示す位置を黒丸９０３で表している。この第３実施形態では、操作誤差や検出誤差を平均化するため複数の強押圧操作を行って強押圧操作位置の平均的な座標を求めるようにしている。そのため、図９では、黒丸９０３の他に、複数の強押圧操作位置を示す複数の黒丸が示されている。
【０１７２】
次に、ステップＳ３２で、タッチパネル部１０４の触覚の差を与える領域の座標と有効入力領域との位置関係の補正を行う。図９では、複数の強押圧操作位置を平均化した位置と上記触覚の差を与える領域４０１の中央部の位置とのずれを矢印９０４で示している。つまり、操作者にとって弱押圧操作で触覚として知覚した位置に入力しようとすると、入力操作の強押圧座標信号の値としては、矢印９０４のずれをもって検出される。そのため、操作者に触覚の差を与える領域の位置と強押圧操作操作との位置とを同じ場所と知覚させるためには、上記触覚の差を与える領域４０１の位置に対して、矢印９０４に相当する位置の補正を行って、有効入力領域９０１を設定する。あるいは、有効入力領域の座標を上記触覚の差を与える領域と同じ領域４０１に設定し、図３に示すステップＳ８の入力操作での強押圧操作の強押圧座標信号の値を矢印９０４の分だけ逆に補正して上記有効入力領域の内部か判断するようにすることもできる。
【０１７３】
また、場合によっては、触覚の差を与える領域に対して有効入力領域の形状を補正する必要がある場合もある。この例を図９では、触覚の差を与える領域４０２に対応する有効入力領域９０２で示している。ここでは、上記触覚の差を与える領域４０２の幅７０６に対して、上記有効入力領域９０２の幅９０５が小さくなっている。これは、複数の強押圧操作操作を行った場合の、複数の強押圧座標信号の値の広がりなどから補正を加えたり、隣接する有効入力領域との間隔を所定以上確保したりするように、必要に応じて補正を加えることが可能である。当然、このような補正も、図３に示すステップＳ８での強押圧操作の強押圧座標信号の値を必要な分だけ逆に補正して領域内かどうかを判断することで実現することもできる。
【０１７４】
また、以上の補正は、代表するひとつあるいは複数の触覚の差を与える領域によってずれを測定し、その他の触覚の差を与える領域に対して測定した代表する触覚の差を与える領域のずれを元に補正を行うように構成することも可能である。あるいは、個々の触覚の差を与える領域に対してずれの測定と補正を行うように構成することも可能である。
【０１７５】
つまり、ステップＳ３０によって、上記触覚の差を与える領域を設定し、上記触覚の差を与える領域に対して、操作者に上記入力操作要求手段を構成している。
【０１７６】
また、ステップＳ３１によって、上記座標範囲に対する上記入力座標値のずれを測定する入力座標値ずれ測定手段を構成している。
【０１７７】
また、ステップＳ３２によって、上記ずれに基づいて、上記座標範囲に対する上記入力座標値のずれを補正する入力座標補正手段を構成している。
【０１７８】
すなわち、制御部２０７は、入力操作要求手段と入力座標値ずれ測定手段と入力座標補正手段とを有している。
【０１７９】
この第３実施形態の構成により、上記タッチパネル部１０４上に設定される領域と入力操作における上記有効入力領域の位置のずれを補正して入力操作を検出することで、タッチパネル部１０４上の触覚に差を与える領域の位置と入力操作で入力が受け付けられる位置すなわち有効入力領域の位置とを、操作者がより一致した位置としてして知覚することができる。そのため、入力操作における入力誤りがより少なくなる効果を有する。
【０１８０】
また、タッチパネル部１０４上の小さなスイッチ、あるいは、隣接するスイッチとの間隔が狭いスイッチにおいても、より入力の誤りが少なくできる効果を有する。そのため、この発明のタッチパネルを有する装置は、特にタッチパネルの操作面が限られた面積であるタッチパネルを有する携帯端末に特に適している。
【０１８１】
また、この発明のタッチパネルを有する装置は、片手で高速な入力操作を行って使用されることの多い携帯電話端末により適している。
【０１８２】
また、触覚によって知覚するスイッチの領域と入力の受け入れられる領域とが一致することで、指先がスイッチの位置を学習しやすくなり、入力速度を向上させやすい装置を提供することができる。
【０１８３】
また、特に、上記第２実施形態のように、液晶表示パネル２０２に表示された表示領域と上記触覚の差を与える領域との位置関係の補正を行う構成と共に、この第３実施形態の触覚の差を与える領域と有効入力領域との位置関係の補正を行う構成を用いることで、より、操作者のタッチパネル部１０４上の操作で整合性のある操作感を持つことができる利点を有する。
【０１８４】
また、特に、タッチパネル部１０４上の触覚の差を与える領域の通知を、より細かく制御した機械的駆動によって行う第１実施形態の構成の場合、触覚による座標の知覚がより明確になるため、弱押圧操作の感覚と入力を受け付ける領域のずれを無くすことで、操作者の操作感を特に向上させることができ、入力の誤りをより低減させる効果がある。そのため、この第３実施形態の構成による補正が特に効果を有する。
【０１８５】
上記第１〜第３実施形態では、第１実施形態と同様に強押圧操作によって入力操作を行うように構成したが、入力操作は強押圧操作に限られるものではなく、従来技術に示されるように、一定時間内に複数回操作面に触れる動作、いわゆるダブルクリックのような動作で入力を行うような構成とすることができる。そして同じように、弱押圧操作における位置の知覚がより正確にすばやくできる効果を有する。特に、従来技術では、触覚で知覚した位置から、入力操作を行うために指を離すことが誤操作の原因となっていた。この第３実施形態の構成では、弱押圧操作における触覚による位置の知覚と、ダブルクリック操作などによる入力位置のずれを補正することができる。
【０１８６】
しかし、この第３実施形態のように強押圧操作を入力操作として用いた方が、入力位置を触覚で正確にすばやく確認した後、指をタッチパネル部１０４から離すことなく連続して入力操作を行うことができるため、より入力の誤りを少なくかつすばやく行うことが可能となり、より好ましい。
【０１８７】
なお、上記第３実施形態では、上記第２実施形態の構成に引き続き補正を行う例を説明したが、第２実施形態の液晶表示パネルに表示された表示領域と検出パネルに設定された触覚の差を与える領域との相対的な位置関係の補正をせずに、触覚の差を与える領域と有効入力領域との相対的な位置関係の補正をしてもよい。
【０１８８】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明のタッチパネルを有する装置によれば、タッチパネルの操作面の座標範囲(例えばスイッチの領域)、あるいは、上記座標範囲の特定の個所に操作者の操作を誘因する効果を有する。つまり、例えば座標範囲の内部での機械的駆動を、座標範囲の中央部に向かって徐々に強くなるように変化させることによって、座標範囲の中央に操作者の操作を誘因することができる。また、例えば、座標範囲の外部での機械的駆動を、座標範囲の方向に向かって徐々に強くなるように変化させることによって、座標範囲の方向に操作者の操作を誘因することができる。
【０１８９】
そのため、自然と操作者の操作が正しい、あるいはより好ましい操作位置に誘因され、入力の誤りを犯すことが少ない操作性の優れたタッチパネルを有する装置を提供することができる。
【０１９０】
また、上記座標範囲の位置の通知を、より細かく制御した機械的駆動によって行うことになるので、触覚による位置の知覚がより明確になる効果と共に、操作者が操作位置を学習しやすくなる効果を有する。
【０１９１】
また、特に、操作を繰り返す都度、操作に伴う押圧操作で座標範囲の、タッチパネル上での境界の方向、中央部付近の方向、あるいは、上記座標範囲そのものの方向を確認できるので、操作の都度、自然と操作位置の誤差を修正し、高速な操作を継続して行うことができる特別な利点を有する。
【０１９２】
また、上記の効果によって、特にタッチパネル上のスイッチを小さく、あるいは、間隔を狭く設定することが可能なタッチパネルを有する装置を提供することができる。
【０１９３】
また、特に小型の携帯端末の場合でも、タッチパネル上のスイッチを小さく、あるいは、間隔を狭く設定することが可能なタッチパネルを有する装置を提供することができる。
【０１９４】
また、特に、入力部が非常に狭く、密集しており、高速な操作必要とする携帯電話端末においても、本発明のタッチパネルを有する装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、この発明の第１実施形態のタッチパネルを有する装置の一例としての携帯電話端末の斜視図である。
【図２】 図２は、上記携帯電話端末のタッチパネル部と駆動部の配置を示す概念図である。
【図３】 図３は、上記携帯電話端末の制御を説明するためのフローチャートである。
【図４】 図４は、上記携帯端末端末のより細かな制御について説明するための図である。
【図５】 図５は、上記携帯電話端末において入力操作や有効入力領域内外の弱押圧操作の相対距離と駆動周波数との関係を示す図である。
【図６】 図６は、この発明の第２実施形態のタッチパネルを有する装置の一例としての携帯電話端末において、液晶表示パネルに表示された表示領域と上記検出パネルに設定された触覚の差を与える領域の補正を説明するためのフローチャートである。
【図７】 図７は、上記携帯電話端末の液晶表示パネルに表示された表示領域と検出パネルに設定された触覚の差を与える領域の補正を説明するための図である。
【図８】 図８は、この発明の第３実施形態のタッチパネルを有する装置の一例としての携帯電話端末において、触覚の差を与える領域と有効補正領域の補正を説明するためのフローチャートである。
【図９】 図９は、触覚の差を与える領域と有効入力領域の補正を説明するための図である。
【図１０】 図１０は、従来のタッチパネルを有する装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１０１…本体、
１０３…ディスプレイ部、
１０４…タッチパネル部、
２０１…検出パネル、
２０２…液晶表示パネル、
２０３…感圧センサ、
２０４…可変周波数バイブレータ、
２０５…Ｘ軸、
２０６…Ｙ軸、
２０７…制御部、
４０１,４０２…触覚の差を与える領域、
４０３,４０４…中央部、
４０５…点、
４０６,４０８,４０９…矢印付き線、
４０７…点、
７０１,７０２…表示領域、
７０３…弱押圧座標信号の値の軌跡、
７０４,７０５…ずれ、
９０１,９０２…有効入力領域、
９０３…強押圧座標信号の値の示す位置、
９０４…ずれ、
１００１…タッチパネル、
１００２…バイブレータ、
１００３…電磁ハンマー、
１００４…制御部、
１００５…検出信号、
１００６,１００７…制御信号。
Claims (6)
- 本体に取り付けられ、押圧操作の有無と検出座標値を検出する押圧検出手段を有するタッチパネルと、
上記本体または上記タッチパネルの少なくとも一方を機械的に駆動する駆動手段と、
上記押圧検出手段により検出される上記検出座標値に対する座標範囲を設定する座標範囲設定手段と、
上記押圧検出手段により検出された上記検出座標値と、上記座標範囲設定手段により設定された上記座標範囲との相対関係に応じて、上記駆動手段の機械的駆動が徐々に変化するように上記駆動手段を制御する制御手段と、
上記座標範囲設定手段により設定された上記座標範囲に対応するように上記タッチパネルに設定された視覚的な表示領域を表示して、その表示領域に対して操作者に押圧操作を行うように要求する押圧操作要求手段と、
上記押圧操作要求手段により操作者が押圧操作することにより上記表示領域の座標に対する上記押圧検出手段の検出座標値のずれを測定する検出座標値ずれ測定手段と、
上記検出座標値ずれ測定手段により検出された上記表示領域の座標に対する上記押圧検出手段の検出座標値のずれに基づいて、上記表示領域と上記座標範囲との位置関係を補正するずれ補正手段と
を備え、
上記座標範囲は、上記駆動手段の機械的駆動を上記操作者に知覚させて上記操作者に触覚の差を与える領域であることを特徴とするタッチパネルを有する装置。 - 請求項１に記載のタッチパネルを有する装置において、
上記制御手段は、上記押圧検出手段により検出された上記検出座標値が上記座標範囲設定手段により設定された上記座標範囲の内部にあるとき、上記座標範囲の中央部と上記検出座標値との距離に基づいて、上記駆動手段の機械的駆動が徐々に変化するように上記駆動手段を制御することを特徴とするタッチパネルを有する装置。 - 請求項１に記載のタッチパネルを有する装置において、
上記制御手段は、上記押圧検出手段により検出された上記検出座標値が上記座標範囲設定手段により設定された上記座標範囲の外部にあるとき、上記座標範囲設定手段により設定された上記座標範囲の外縁と上記検出座標値との距離に基づいて、上記駆動手段の機械的駆動が徐々に変化するように上記駆動手段を制御することを特徴とするタッチパネルを有する装置。 - 請求項１から３までのいずれか１つに記載のタッチパネルを有する装置において、
入力操作の有無を検出する入力検出手段と、
上記入力操作の入力座標値を検出する入力座標検出手段と、
上記座標範囲設定手段により設定された上記座標範囲に対して、操作者に上記タッチパネルに入力操作を行うように要求する入力操作要求手段と
上記入力操作要求手段により操作者が上記タッチパネルに入力操作することにより上記座標範囲に対する上記入力座標値のずれを測定する入力座標値ずれ測定手段と、
上記入力座標値ずれ測定手段により検出された上記座標範囲に対する上記入力座標値のずれを補正する入力座標補正手段とを備えたことを特徴とするタッチパネルを有する装置。 - 携帯端末であることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１つに記載のタッチパネルを有する装置。
- 携帯電話端末であることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１つに記載のタッチパネルを有する装置。
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