JP4924164B2 - タッチ式入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、ユーザが操作する操作面への接触位置を検知することにより表示装置の画面上に表示されるGUI（Graphical User Interface）の操作を行うタッチ式入力装置に関する。

従来、車のセンターコンソール等の操作し易い場所に配設された座標入力装置と、インストルメントパネル等の視認し易い場所に配設された表示装置とを備えるタッチ式入力装置が提案されている。ユーザは、座標入力装置の操作面（タッチパッド）に触れることで、表示装置に表示された複数の機能項目から、１つの機能項目を選択する。このため、表示面を視認しながらタッチパッドを容易に操作することができる（例えば、特許文献１参照）。

タッチパッド上を指でスライド操作することで、ソフト上の不可視の仮想ポインタを移動させ、表示装置に表示された文字を囲む四角枠状のカーソルが、その仮想ポインタの位置に基づいて囲む文字を次々と移動する。そのカーソルによって選択可能な文字であることがユーザーに示され、その位置でユーザがタッチパッドを指で押下すると、その文字の入力が決定される。

指でタッチパッドを押下する際に、指ぶれにより仮想ポインタが移動して、違う文字を入力してしまう誤入力が起こるため、特許文献１では文字と文字との間に境界領域を設けて、仮想ポインタが境界領域にある場合には、その文字と文字を跨ぐカーソルを表示している。そうすることで、仮想ポインタが境界領域にあるため誤入力を起す可能性があることをユーザに認識させる。そして、ユーザは所望の選択項目の文字にカーソルが移動するように促される。従って、タッチパッドの押圧操作における指ぶれによる仮想ポインタの移動は少なくとも境界領域の領域分許容され、指ぶれによる誤入力を避けることができる。
特開２００６−２１５９６３号公報

しかし、この方法では押圧操作時に指ぶれをして仮想ポインタ境界領域に移動してしまった場合、機能を決定できないことになる。ユーザーはボタンを押しても指がずれていることを知らされるだけで目的の機能の決定ができないため不快になる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされた。すなわち、ボタンを選択して押圧決定する際に指ぶれを起こしても安定して目的のボタンの機能を決定できるタッチ式入力装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のタッチ式入力装置は、ユーザによるタッチパッドの操作によって表示装置に表示される複数のボタンからいずれか１つを選択し、タッチパッドの押圧操作に基づいて前記選択を決定するタッチ式入力装置であって、ユーザにより指示されたタッチパット上の点は、表示装置に表示される複数のボタンを含む仮想領域内の仮想ポインタとして対応付けられており、仮想領域において各ボタンには、選択領域と、前記選択領域を包含する決定領域がそれぞれ設定されており、仮想領域において各ボタンには、表示装置に表示される複数のボタンの位置関係に対応して、選択領域を包含するボタン対応領域がそれぞれ設定されており、仮想ポインタがいずれかの選択領域内に入ると該選択領域に対応するボタンを選択し、仮想ポインタが選択されたボタンに対応する決定領域内にある状態でタッチパッドの押圧操作を検出すると選択を決定する制御部と、制御部からの指示に基づいて表示装置に表示する情報を作成する表示情報作成部とを備え、制御部は、いずれかのボタンを選択中の場合に、表示装置に表示される選択中のボタンを強調表示するように表示情報作成部に指示する。

また、決定領域は、近接するボタンに対応する選択領域に接するように設定されている。

また、制御部は、ボタンが選択中の場合に、仮想ポインタが決定領域の外に出た時点で選択されているボタンの強調表示を解除するように表示情報作成部に指示する。

本発明のタッチ式入力装置は、ボタンを選択して押圧決定する際に指ぶれを起こしても安定して目的のボタンの機能を決定できるという効果がある。

以下、本発明のタッチ式入力装置について、図面を参照しながら説明する。

図１はタッチ式入力装置の車両への設置位置を示す模式図である。本実施形態に係わるタッチ式入力装置は、車両に搭載されるナビゲーションシステムに代表される車載端末の入力装置であり、ユーザは図１に示す車両のステアリングに設置されたタッチパッド１とディスプレイ３を用いて操作をおこなう。ユーザはタッチパッド１の表面（操作面）に触れることでポインティングをおこなえ、操作面を押し込むことで決定操作が可能になる。タッチパッド１からの入力信号は図示しない車載端末に取り込まれ、車載端末はタッチパッド１からの信号を基に制御を行い、また、そのフィードバックとしての表示をディスプレイ３に表示する。

図２は本発明のタッチ式入力装置のブロック構成図である。図２において、タッチ式入力装置２００は、検出部２１０、表示部２２０、記憶部２３０、演算部２４０からなる。演算部２４０は、表示部２２０に表示するためのユーザによる操作や情報の入力に必要となる表示情報を作成する表示情報作成部２４１と、演算部２４０全体を制御する制御部２４２とからなる。以下、各部の構成について詳細に説明する。

まず、検出部２１０としては、タッチパッドを用いることができる。図３はタッチパッド１を指５で押している様子を示す模式図である。タッチパッド１を指５で触れた場合、タッチパッド１上の指５が接触している接触面１１に対して、接触面１１の例えば重心位置１２の座標値が演算部２４０に入力される。ここで、タッチパッド１はその接触位置のタッチパッド面内における座標の絶対位置を出力する。また、本実施形態におけるタッチパッド１はユーザによるタッチパッド１の操作面の押し込み操作を検出できるように、操作面の裏側にスイッチを備えており、押し込み操作を検出するとその検出信号が演算部２４０に入力される。

表示部２２０は表示情報作成部２４１が作成した表示情報を表示するものであり、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、ＥＬ（Eelectroluminescence）ディスプレイなどが利用できる。図４はディスプレイ３の表示例を示す図であり、本実施形態では、タッチパッド面内の座標位置を、図４に示すディスプレイ３内のボタン表示部３１の座標位置に対応させている。よって、図３のように指でタッチパッドに触れた場合、図４のようにボタン表示部３１のボタン３３がフォーカス（強調表示）されることになる。図４においては、本来表示されない仮想ポインタ３４が示されている。仮想ポインタ３４は、図３のタッチパッド１上の指５が接触している接触面１１の重心位置に対応する点であり、演算部２４０ではこの仮想ポインタ３４を用いて制御をおこなっている。また、図３において指５による押し込み操作を行うことで、図４のボタン３３に割当てられた機能の入力がなされ、この場合、例えば表示枠３２に「な」の文字が表示される。

記憶部２３０には、ディスプレイ３に表示されるボタン表示部３１に対応した、演算部２４０の内部でソフトウェア的に処理が行われる仮想領域３００、およびタッチパッドから入力される座標値と仮想領域３００との対応関係が記憶されている。図５はその仮想領域３００、および仮想領域内に設定されたボタン対応領域３０２、選択領域３０３、決定領域３０４を示している。仮想領域３００において、ボタン対応領域３０２はボタン表示部３１内の各ボタン３３にそれぞれ対応する領域であり、ボタン対応領域３０２の内部には選択領域３０３が設けられている。ここで、選択領域３０３とは、仮想ポインタの位置がこの領域内にある時に、ボタン表示部３１のボタン３３がフォーカスされる領域である。

また、ボタン対応領域３０２を包含する領域として決定領域３０４を設けている。ここで、決定領域３０４とは、仮想ポインタの位置がこの領域内にあるときに、タッチパッド１をユーザが押し込み操作した際、現在フォーカスされているボタン３３に割当てられた機能の入力が決定される領域である。図５では、中央列の上から２行目のボタン対応領域３０２に対する決定領域３０４が破線で図示されているが、ボタン対応領域、選択領域、決定領域は表示部３１のそれぞれのボタン（本実施形態では１２個のボタン）に対応してそれぞれ存在する。なお、ボタン対応領域３０２、選択領域３０３、決定領域３０４の重心位置は一致するように設定されている。指５がタッチパッド１に触れている場合に、仮想領域３００内に１点の仮想ポインタ３１０が現れる。指５がタッチパッド１上を触れながら動き、仮想ポインタ３１０Ａのように選択領域３０３内に入ったときにボタン表示部３１のボタン３３にフォーカスがあたり、強調表示される。

演算部２４０は、典型的にはプロセッサと、各種メモリとを少なくとも含んでおり、例えばＲＯＭのようなメモリに格納されたコンピュータプログラムに従って動作する。演算部２４０は上記コンピュータプログラムを実行することで、表示情報作成部２４１、制御部２４２という機能を実行する。

表示情報作成部２４１は、制御部２４２の指令に基づいて、表示部２２０に表示する表示情報を作成する。

制御部２４２は、検出部２１０から入力される接触位置座標を、記憶部２３０に記憶されている位置座標の対応関係に基づいて仮想ポインタの座標に変換しする。そして、求めた仮想ポインタの位置座標と、記憶部２３０に記憶されている、仮想領域との位置関係に基づいて、どのボタンをフォーカスするかを表示情報作成部２４１に指示する。また、検出部２１０から押し込み操作の検出信号が入力されると、そのときの仮想ポインタの位置座標と、記憶部２３０に記憶されている、仮想領域との位置関係に基づいて、どのボタンに割当てられた機能を実行するかを決定する。

ここで、制御部２４２の動作について図６のフローチャートを用いて説明する。まず、制御部２４２は、検知部２１０であるタッチパッドに接触があったかどうか判断する（ステップＳ６０１）。接触があった場合には、タッチパッドから接触位置の座標値が制御部２４２に入力される。接触がない場合には、元に戻って再び入力を待つ。制御部２４２は、ステップ５０１で接触があったと判断すると、入力された座標値を仮想ポインタの位置座標（Ｘ，Ｙ）に変換する（ステップ６０２）。ここで、タッチパッド面内の座標位置と、仮想領域との対応関係は記憶部２３０に記憶されており、制御部２４２はその対応関係の基づいて位置座標の変換をおこなう。そして、仮想ポインタの位置座標（Ｘ，Ｙ）がいずれかのボタンの選択領域内にあるかどうかを判断し（ステップＳ６０３）、選択領域内であれば（Ｙｅｓ）、それに対応するボタンをフォーカス（協調表示）するように表示情報作成部２４１に指示する（ステップＳ６０４）。ステップＳ６０３で仮想ポインタの位置座標（Ｘ，Ｙ）がいずれかのボタンの選択領域内にないと判断すると（Ｎｏ）、ステップＳ６０２に戻る。

次に、ステップＳ６０５で制御部２４２は検知部２１０であるタッチパッドからの入力に基づいて、タッチパッドへの接触の有無を判断し、接触中であれば（Ｙｅｓ）再度、仮想ポインタの位置座標（Ｘ，Ｙ）を入力する（ステップＳ６０７）。ユーザがタッチパッドから手を離して、タッチパッドに接触していないと判断すると（ステップ６０５のＮｏ）、ステップＳ６０６でボタンのフォーカスを解除するように表示情報作成部２４１に指示し、ステップＳ６０１に戻る。そして、ステップＳ６０８では、検出部２１０であるタッチパッドから押し込み操作の検知信号があったかどうか判断する。ステップＳ６０８で押し込み操作を検知すると（Ｙｅｓ）、ステップＳ６０７で入力した仮想ポインタの位置座標（Ｘ，Ｙ）が決定領域内にあるかどうかを判断する（ステップＳ６０９）。ステップＳ６０８で押し込み操作が検知できなかった場合（Ｎｏ）には、仮想ポインタの位置座標（Ｘ，Ｙ）が決定領域内にあるかどうかを判断し（ステップＳ６１０）、決定領域内にあれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ６０５に戻る。ステップＳ６１０で、仮想ポインタの位置座標（Ｘ，Ｙ）が決定領域内にないと判断すると（Ｎｏ）、ボタンのフォーカスを解除するように表示情報作成部２４１に指示し（ステップＳ６１１）、ステップＳ６０３に戻る。そして、再度、仮想ポインタの位置座標（Ｘ，Ｙ）がいずれかのボタンの選択領域内にあるかどうか判断する。

一方、ステップ６０９において、仮想ポインタの位置座標（Ｘ，Ｙ）が決定領域内にあると判断されると（Ｙｅｓ）、ステップＳ６１２に進んで、対応するボタンに割当てられた機能を実行し、処理を終了する。ステップ６０９で、仮想ポインタの位置座標（Ｘ，Ｙ）が決定領域内にないと判断すると（Ｎｏ）、ボタンのフォーカスを解除するように表示情報作成部２４１に指示し（ステップＳ６１１）、ステップＳ６０３に戻る。

ここで、図６の処理について、図５に示す仮想領域を用いて説明する。仮想ポインタは、一度選択領域内に入ると、決定領域３０４の外へ出る（図６のステップ６１０のＹｅｓ）か、またはユーザーが指５をタッチパッド１から離す（図６のステップ６０５のＮｏ）まで、ボタン３３はフォーカスし続けられる。具体的には、仮想ポインタが一度選択領域３０３に入ってボタン３３がフォーカスされると、仮想ポインタが３１０Ｂや３１０Ｃの位置へ移動してもボタン３３はフォーカスされ続け、ボタン３３がフォーカスされている状態で指５による押圧操作がなされた場合（図６のステップＳ６０８のＹｅｓ）には、ボタン３３に割当てられた機能の実行が決定される（図６のステップＳ６１２）。

よって、ユーザの操作としては、ボタン３３にフォーカスをあてようとしたとき、指５をタッチパッド１上で動かし、仮想ポインタを目的のボタン（本実施形態ではボタン３３）の選択領域３０３に移動させる。そして、ユーザには見えない仮想ポインタが目的のボタンの選択領域に入ると目的のボタンがフォーカスされるので、ユーザーは指５の移動を止め、押圧操作をして入力を決定させることになる。

多くの場合、ユーザーは指５を移動させ目的のボタンをフォーカスさせた時点で指の移動を止めるため、ユーザーには見えない仮想ポインタは３１０Ａのように選択領域３０３の端に近い位置存在することになる。この状態で指５による押圧操作を行った場合、図３に示す接触面１１が押圧力により拡大および変形し、重心位置１２が移動する。その結果、押圧により決定された時点の仮想ポインタが３１０Ｂや３１０Ｃの位置に移動してしまう。これが指ぶれである。本実施形態では、目的のボタンの機能が安定して押圧決定なされるように、目的のボタンの決定領域を十分大きくして選択領域を包含するように設定している。決定領域の大きさは、指ぶれにより仮想ポインタが仮想領域３００上で移動する距離を考慮して設定することが好ましい。この指ぶれにより仮想ポインタが移動する距離はタッチパッド１の大きさと仮想領域３００の大きさおよびタッチパッド１の押圧操作に必要な押圧力や押圧操作時のストロークにも関係する。

また、本実施形態では決定領域３０４はボタン対応領域３０２を含むように大きくした。前述したように、フォーカスさせた時点では仮想ポインタは選択領域３０３の端に近い位置存在するので、指ぶれによる仮想ポインタの移動でボタン対応領域３０２を外れたとしても、決定領域３０４内であれば目的のボタンの機能が安定して押圧決定なされる。この場合、ユーザが目的のボタンをフォーカスさせるために仮想ポインタを移動させているときに、隣接するボタンへのフォーカスの移動をスムーズにするために、決定領域３０４は隣接するボタンの選択領域に重ならない様に設定することが好ましい。これは、決定領域３０４を越えて、はじめて別の選択領域３０３に移動できるようにしているためである。

従って、仮想ポインタが一旦選択領域に入って、決定操作の指ぶれにより仮想ポインタが少し移動しても、決定領域３０４は十分大きく設定されているので、仮想ポインタは決定領域内に保持される。その状態で押圧決定動作を行えば目的のボタンに割り当てられた機能を決定することができる。

なお、本実施形態では決定領域３０４は周囲のボタンの選択領域３０２に接触するように設定している。このように設定することで、指５を上下左右方向に移動させた際には仮想ポインタが決定領域３０４から出た瞬間に近接するボタンの選択領域３０２に入るため、近接するボタンへ連続的にフォーカスが移動できるようになり、どのボタンにもフォーカスされていない状態はなくなる。また、図７に示すように、ボタン３４に対しては、決定領域３２１を近接するボタンの選択領域に接触するように設定してもよい。

さらに、図８に示すように、ボタン表示部３１の端部に接するように配置されたボタン（例えばボタン３４やボタン３５）の仮想領域３００における選択領域（例えば選択領域３３１や選択領域３３２）は仮想領域３００の端部に接するように拡張してもよい。このようにすることで、タッチパッド１の端部を指５が移動している時にボタンをフォーカスさせやすくなる。

また、図９に示すように、ボタン表示部３１に表示するボタンはボタン３６のようにボタン３４よりも小さくし、近接していたボタンとの間に隙間ができるようにしても良い。このようにすることで、タッチパッド１上を指５が移動中、フォーカスが消えるような場合が有ることをボタンとボタンの隙間によってユーザーに伝えることができる。

さらに、本実施形態においては、選択領域はボタン対応領域の内部に含まれるように小さく設定したが、選択領域はボタン対応領域に一致する大きさでも良い。この場合には、決定領域は選択領域より大きく設定するため、近接するボタンの選択領域に重なってしまうが、フォーカスされているボタンの決定領域が優先されるようにする。このようにすることで、タッチパッド１上を指５が移動した場合に、常にどれかのボタンにフォーカスがあたるようにできる。

上記実施の形態で説明した構成は、単に具体例を示すものであり、本願発明の技術的範囲を制限するものではない。本願の効果を奏する範囲において、任意の構成を採用することが可能である。

本発明のタッチ入力装置は、ボタンを選択して押圧決定する際に指ぶれを起こしても安定して目的のボタンの機能を決定できるという効果を有し、カーナビゲーション、車載情報端末などの車載機器のみならず、コンピュータ、情報機器等の入力装置として有効である。

本発明の実施の形態にかかるタッチ式入力装置の車両への設置位置を示す模式図 本発明の実施の形態にかかるタッチ式入力装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態にかかるタッチ式入力装置のタッチパッド１を指５で押している様子を示す模式図 ディスプレイ３の表示例を示す図 （ａ）車載端末の内部でソフトウェア的に処理が行われる仮想領域３００の一例を示す図、（ｂ）ディスプレイ３に表示されるボタン表示部３１の一例を示す図 制御部２４２の処理の流れを示すフローチャート （ａ）車載端末の内部でソフトウェア的に処理が行われる仮想領域３００の一例を示す図、（ｂ）ディスプレイ３に表示されるボタン表示部３１の一例を示す図 （ａ）車載端末の内部でソフトウェア的に処理が行われる仮想領域３００の一例を示す図、（ｂ）ディスプレイ３に表示されるボタン表示部３１の一例を示す図 （ａ）車載端末の内部でソフトウェア的に処理が行われる仮想領域３００の一例を示す図、（ｂ）ディスプレイ３に表示されるボタン表示部３１の一例を示す図

符号の説明

１ タッチパッド
３ ディスプレイ
５ 指
１１ 接触面
１２ 重心位置
３１ ボタン表示部
３２ 表示枠
３３ ボタン
２００ タッチ式入力装置
２１０ 検出部
２２０ 表示部
２３０ 記憶部
２４０ 演算部
２４１ 表示情報作成部
２４２ 制御部
３００ 仮想領域
３０２ ボタン対応領域
３０３ 選択領域
３０４ 決定領域
３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃ 仮想ポインタ

Claims (3)

1. ユーザによるタッチパッドの操作によって表示装置に表示される複数のボタンからいずれか１つを選択し、前記タッチパッドの押圧操作に基づいて前記選択を決定するタッチ式入力装置であって、
   前記ユーザにより指示されたタッチパット上の点は、前記表示装置に表示される複数のボタンを含む仮想領域内の仮想ポインタとして対応付けられており、
   前記仮想領域において各前記ボタンには、選択領域と、前記選択領域を包含する決定領域がそれぞれ設定されており、
   前記仮想領域において各前記ボタンには、前記表示装置に表示される複数のボタンの位置関係に対応して、前記選択領域を包含するボタン対応領域がそれぞれ設定されており、
   前記仮想ポインタがいずれかの選択領域内に入ると該選択領域に対応するボタンを選択し、前記仮想ポインタが前記選択されたボタンに対応する決定領域内にある状態で前記タッチパッドの押圧操作を検出すると前記選択を決定する制御部と、
   前記制御部からの指示に基づいて前記表示装置に表示する情報を作成する表示情報作成部とを備え、
   前記制御部は、いずれかのボタンを選択中の場合に、前記表示装置に表示される前記選択中のボタンを強調表示するように前記表示情報作成部に指示することを特徴とするタッチ式入力装置。
2. 前記決定領域は、近接するボタンに対応する選択領域に接するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のタッチ式入力装置。
3. 前記制御部は、前記ボタンが選択中の場合に、前記仮想ポインタが前記決定領域の外に出た時点で前記選択されているボタンの強調表示を解除するように表示情報作成部に指示することを特徴とする請求項１記載のタッチ式入力装置。

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