JP4966764B2 - タッチパネル表示装置およびタッチパネル制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、機器の操作をボタンなどが表示された表示面を指やペンなどで押圧することにより操作を行うタッチパネル表示装置およびタッチパネル制御方法に関する。

タッチパネル表示装置は、機器に設けられたＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などで構成された表示部表面にタッチパネルを重ねて、表示部に表示されたボタンやアイコンなどに対応する位置を指やペンなどで押圧することで当該機器の操作を行う。

このようなタッチパネル表示装置は、表示部の表示を変更するだけで多様な操作を行えることから、様々な機器に使用され、カーナビゲーションシステムなどの車載機器や携帯機器などに使用されることが多い（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に記載のタッチパネル装置は、視野ずれに起因した誤入力を防止するために、使用者の操作傾向から検出領域を設定している。
特開２００５−２３４９５８号公報

車載機器や携帯機器では、機器自身が車両など振動を発生する場所に設置されたり、固定されないで操作することが多く、その際の振動やぶれまたは車両走行時の横方向に加わる加速度（横Ｇ）などによりタッチパネル表示装置への誤入力が発生するという問題があった。

特許文献１に記載のタッチパネル装置では、視野ずれによる誤入力しか解決できず、振動などによる誤入力は解消できなかった。

そこで、本発明は、タッチパネル表示装置において、視野ずれだけでなく振動や横Ｇなどによる誤入力を少なくすることができるタッチパネル表示装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載のタッチパネル表示装置は、操作領域が表示される表示部の表面に重ねられ、前記操作領域を含むように認識領域が設けられる透明なタッチパネルと、該タッチパネルが押圧された位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段が検出した位置が前記認識領域の場合に前記操作領域に対応する機能を行うように制御する制御手段と、を備えたタッチパネル表示装置において、前記表示部の変位量を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した前記表示部の変位量に基づいて、前記操作領域の中心の軌跡に追従するように前記認識領域の中心を移動させて前記操作領域に対する前記認識領域の補正を行う補正手段と、を備えたことを特徴としている。

請求項７に記載のタッチパネル制御方法は、操作領域が表示される表示部の表面に重ねられ、前記操作領域を含むように認識領域が設けられる透明なタッチパネルの押圧された位置を検出し、前記検出した位置が前記認識領域の場合に前記操作領域に対応する機能を行うように制御するタッチパネル制御方法において、前記表示部の変位量を検出し、前記検出した前記表示部の変位量に基づいて、前記操作領域の中心の軌跡に追従するように前記認識領域の中心を移動させて前記操作領域に対する前記認識領域の補正を行うことを特徴としている。

以下、本発明の一実施形態にかかるタッチパネル表示装置を説明する。本発明の一実施形態にかかるタッチパネル表示装置は、検出手段で表示部の変位量を検出し、その変位量に基づいて、補正手段が表示部上の操作領域の中心の軌跡を追従するようにタッチパネル上の認識領域の中心を移動させて操作領域に対する認識領域の補正を行っている。このようにすることにより、振動や横Ｇおよび機器の傾きなどにより、表示部すなわち操作領域が変位した場合は、その変位量に基づいて認識領域を補正するので、振動や横Ｇおよび視野ずれによる誤入力を少なくすることができる。

また、検出手段が、操作領域の移動速度および移動方向を検出し、補正手段が、認識領域の中心を検出手段で検出された移動速度より遅い速度で操作領域の中心の軌跡に追従させるように認識領域を補正してもよい。このようにすることにより、認識領域が操作領域より遅く移動することになるので、使用者の反応速度に合った補正を行うことができる。したがって、振動や横Ｇおよび視野ずれによる誤入力を少なくすることができる。

また、検出手段が、表示部の加速度を検出し、補正手段が、検出手段が検出した表示部の加速度に基づいて、認識領域の移動方向側の外縁部と、移動方向と反対側の外縁部との移動速度が異なるように補正してもよい。このようにすることにより、表示部の加速度により認識領域の外縁部の位置すなわち認識領域の形状を変化させることができ、より使用者の反応速度に合った補正を行うことができる。したがって、振動や横Ｇおよび視野ずれによる誤入力を少なくすることができる。

また、検出手段が、表示部の予め定めた基準位置に対する傾きを検出し、補正手段が、検出手段が検出した表示部の傾きに基づいて、認識領域を台形状に補正してもよい。このようにすることにより、表示部の傾きに応じて認識領域を補正することができ、特に視野ずれによる誤入力を少なくすることができる。

また、検出手段が表示部の変位量を検出してから認識領域が操作されるまでの時間を検出する時間検出手段と、時間検出手段が検出した時間を蓄積する蓄積手段と、を備え、補正手段が、蓄積手段に蓄積された時間に基づいて、認識領域が追従する速度を変更してもよい。このようにすることにより、使用者の反応速度を逐次更新することができるので、更新した反応速度に適した補正を行うことができる。したがって、振動や横Ｇおよび視野ずれによる誤入力を少なくすることができる。

また、補正手段が、表示部の移動速度、移動方向、加速度のうち少なくともいずれか１つにおける単位時間内の平均値に基づいて認識領域の外縁部の位置を算出してもよい。このようにすることにより、表示部の変位量として、移動速度、移動方向、加速度の単位時間内の平均値を用いるために、移動速度、移動方向、加速度が逐次変化しても認識領域が頻繁に変化し過ぎることなく使用者が入力可能な程度の速度で認識領域を移動することができ、誤入力が少ない認識領域に補正することができる。

本発明の一実施形態にかかるタッチパネル制御方法は、表示部の変位量を検出し、その変位量に基づいて、タッチパネル上の操作領域の中心の軌跡を追従するように認識領域の中心を移動させて操作領域に対する認識領域の補正を行っている。このようにすることにより、振動や横Ｇまたは機器の傾きなどにより、表示部すなわち操作領域が変位した場合は、その変位量に基づいて認識領域を補正するので、振動や横Ｇおよび視野ずれによる誤入力を少なくすることができる。

本発明の一実施例を、図１乃至図９を参照して説明する。本発明の一実施例にかかるタッチパネル表示装置１は、センサ２と、センサ制御部３と、タッチパネル４と、タッチパネル制御部５と、表示部６と、表示制御部７と、ＣＰＵ８と、を備えている。そして、タッチパネル表示装置１は、車載機器や携帯機器に搭載され、各種操作を表示部６に表示したボタンやアイコンなど操作することにより行う。

検出手段としてのセンサ２は、加速度センサやジャイロセンサ（ジャイロスコープ）などによって構成され、タッチパネル表示装置１に外部から加わる振動やぶれおよび機器の傾き（角度）変化を検出し、その変化量（変位量）として速度や加速度や移動方向および角度などを出力している。センサ２は、１種類のセンサだけでなく複数種のセンサから構成されてもよい。また、センサ２は、車両に搭載する場合であれば、専用の部品等を搭載せずに車両内の各種制御装置などが取得するサスペンションなど車両制御のための振動情報や車体の傾き情報など車両情報を入力するようにしてもよい。

センサ制御部３は、センサ２から出力される情報をＣＰＵ８において処理する形式に変換してＣＰＵ８に出力する。

タッチパネル４は、周知の抵抗膜方式であって、表示部６の表面に重ねられ透明なフィルムなどで表面に線形特性を持つ抵抗膜を形成した上部電極板と下部電極板の一対の電極板をスペーサなどを挟んで所定の隙間を設けて配置されており、指などで押圧して上部電極板と下部電極板が接触した座標位置に対応した電圧を出力する。

位置検出手段としてのタッチパネル制御部５は、タッチパネル４から出力された電圧を、Ｘ―Ｙの座標情報に変換してＣＰＵ８へ出力する。ここで、Ｘ座標とは機器を設置した際におけるタッチパネル４の横方向、Ｙ座標とはＸ軸と直交する縦方向を示す。

表示部６は、ＬＣＤなどで構成され、車載機器や携帯機器における各種情報および操作用のボタンやアイコン等が表示される。

表示制御部７は、ＣＰＵ８から出力された表示部６へ表示するデータを表示部６へ表示する形式に変換し表示部６へ出力する。

制御手段、補正手段、時間検出手段、蓄積手段としてのＣＰＵ８は、メモリなどを内蔵したマイクロプロセッサであり、タッチパネル制御部５が出力した座標情報に基づいて該座標位置に割当てられたボタンなどに対応する機能を実行する。そして、表示部６に対して表示する情報に変更があれば、表示データを表示制御部７に対して出力する。例えば、表示を切替えるようなボタン等の位置が押されたと判断した場合は切替えるデータをメモリまたは図示しない外部記憶装置などから読み出して表示制御部７経由で表示部６へ出力する。

次に、本発明におけるタッチパネル表示装置１の動作を説明する。まず、表示部６に図２に示すようにボタン６ａが表示されているとする。この場合、タッチパネル４上にはボタン６ａの領域を含みボタン６ａより大きな領域が認識エリア４ａとして設定されている。認識エリア４ａとは、その範囲が押圧されるとボタン６ａが押圧されたと判断される領域（認識領域）である。

図２において、タッチパネル表示装置１に加わった振動などによって、表示部６に表示されたボタン６ａが例えば図３に示すように図中の下方向に移動した場合、従来は認識エリア４ａも同時に移動してしまう。このとき、使用者がボタン６ａを操作しようとしても、人間が振動によりボタン６ａが移動したことを認識するまではタイムラグがあるため、移動前の位置に触れようとしてしまい操作ミスすなわち誤入力となってしまう。

そこで、図４に示すように、振動などによってボタン６ａが移動するより遅い速度で認識エリア４ａを移動させることによって、使用者の反応速度に合わせて認識エリア４ａの補正を行うことができ操作ミスを少なくすることができる。つまり、認識エリア４ａの補正とはボタン６ａに合わせて認識エリア４ａの座標位置を移動または変更することをいう。なお、詳細には、タッチパネル４は表示部６と共にタッチパネル表示装置１全体として移動するので、タッチパネル４上の認識エリア４ａはその移動量に応じて、見かけ上ボタン６ａを追従するように当該座標位置を移動または変更するのである。すなわち、認識領域の中心を検出手段で検出された移動速度より遅い速度でボタン６ａの中心の軌跡に追従させるように認識領域を補正している。

なお、ボタン６ａが移動するより遅い速度は、ボタン６ａの移動速度より予め定めた一定速度分遅くするように制御してもよいし、例えば使用者が振動などが発生してからタッチパネル４に触れるまでの時間をＣＰＵ８において検出し、その時間をＣＰＵ８内のメモリに蓄積させて、その蓄積された時間を基にボタン６ａが移動するより遅い速度を変更してもよい。これにより、認識エリア４ａの移動速度が順次更新されるため、使用するほど認識エリア４ａの移動速度が使用者の反応速度に適したものとなる。なお、速度の変更には、蓄積された時間の平均値を用いること等が考えられる。

図５は、例えば車載機器などによける横方向に加速度（横Ｇ）が加わった場合である。この場合も図４と同様に、ボタン６ａが移動するより遅い速度で認識エリア４ａを移動させることによって、使用者の反応速度に合わせて認識エリア４ａの補正を行うことができ、操作ミスを少なくすることができる。また、縦方向や横方向だけでなく、振動の方向や振動と横Ｇとの組み合わせによってボタン６ａ（表示部６）が斜め方向に移動した場合も同様に補正を行うことができる。

また、図６のように、ボタン６ａの移動中に加速度が変化してボタン６ａが速く移動した場合、認識エリア４ａのうちボタン６ａの移動方向側の外縁部４ａ１はボタン６ａの領域まで広がるように移動し（つまり速い速度で移動し）、ボタン６ａの移動方向と反対側にある外縁部４ａ２は、ボタン６ａが移動するより遅い速度で移動させることによって、ボタン６ａが認識エリア４ａから外れることが無くかつ使用者の反応速度に合わせて認識エリア４ａの補正を行うことができる。すなわち、ボタン６ａの加速度に基づいて、認識領域の移動方向側の外縁部と、移動方向と反対側の外縁部との移動速度が異なるように補正している。

また、ボタン６ａの中心が図７の矢印のように移動した場合、速度や加速度の変化によっては、図７に示すように認識エリア４ａがボタン６ａとは異なる形状を一時的にとることもある。

また、認識エリア４ａは、センサ２からの移動速度、移動方向、加速度などの変化に逐一反応して補正するのではなく、予め定めた単位時間内の平均値に基づいて補正を行ってもよい。すなわち、センサ２が高い周波数の振動を検出し、認識エリア４ａがそれに追従して移動したとしても使用者はその移動に反応できない場合があるので、上記単位時間内の平均値に基づいて認識エリア４ａの位置を算出することで使用者が入力可能な程度の速度で認識エリア４ａが移動することができる。

また、タッチパネル表示装置１の傾き（角度）が変化した場合、例えばタッチパネル表示装置１が基準位置としての地面に対して垂直な状態から水平な状態に近づけるように傾けた場合は、図８のように、認識エリア４ａが徐々に台形になるような補正を行う。徐々に台形になるような補正の速度は角度が変化する速度に応じて変化させてよい。つまり、速く傾けた場合は傾けた速度よりも遅い速度で補正する。勿論水平に傾けた場合に限らず右向きや左向きに傾けた場合も傾けた向き側と逆の外縁部が台形の長辺になるように補正する。

上述した動作の詳細を図９に示したフローチャートを参照して説明する。このフローチャートはＣＰＵ８で実行されることで行われる。

まず、ステップＳ１において、センサ２が振動などを検出したか否かを判断して、検出した場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ２へ進み、そうでない場合（ＮＯの場合）はステップＳ３に進む。

次に、ステップＳ２において、認識エリア４ａを補正してステップＳ３に進む。この補正は上述したように、振動や姿勢変化に伴う速度や加速度や移動方向および角度などに基づいて補正を行う。

次に、ステップＳ３において、タッチパネル４に入力があったか否かを判断して、入力があった場合はステップＳ４に進み、入力が無い場合はステップＳ１に戻る。タッチパネル４に入力があったか否かの判断は、タッチパネル制御部５から入力座標が入力されたか否かで判断する。

次に、ステップＳ４において、ステップＳ３で入力された入力座標からどのボタンやアイコンなどが押圧されたか判断して、その機能を選定しステップＳ５に進む。つまり、入力座標と一致する認識エリア４ａに対応するボタン等の機能を選定する。

次に、ステップＳ５において、ステップＳ４に選定した機能を実行してステップＳ１に戻る。

本実施例によれば、タッチパネル表示装置１、すなわち、表示部６の変位量（速度、加速度、移動方向）をセンサ２で検出し、その変位量に基づいて、ＣＰＵ８でタッチパネル４上の認識エリア４ａを補正する。このとき、表示部６の移動速度より遅い速度で認識エリア４ａを移動させるように補正するために、使用者の反応速度に合わせて認識エリア４ａの補正を行うことができ、操作ミスを少なくすることができる。したがって、視野ずれだけでなく振動や加速度による誤入力を少なくすることができる。

また、表示部６の加速度の変化に基づいて、認識エリア４ａの移動方向側の外縁部４ａ１と、移動方向と反対側の外縁部４ａ２との移動速度を異なるように補正することで、認識エリア４ａの外縁部の位置すなわち認識エリア４ａの形状を変化させることができ、より使用者の反応速度に合った補正を行うことができる。

また、センサ２で表示部６の傾き（角度）を検出して、その傾きに基づいて傾く速度より遅い速度で認識エリア４ａを台形状に補正するために、機器の傾き時にも使用者の反応速度に合わせて認識エリア４ａの補正を行うことができ、操作ミスを少なくすることができる。

なお、上述した実施例では、振動と角度の変化をそれぞれ別に説明したが、角度の変化と振動とが同時に起こった場合は上述した補正が組み合わせて行われる。

また、上述したタッチパネル４は抵抗膜方式で説明したが、それに限らず、赤外線方式やアナログ容量結合方式や超音波方式など他の方式のタッチパネルを用いてもよい。

前述した実施例によれば、以下のタッチパネル表示装置１が得られる。

（付記１）ボタン６ａが表示される表示部６の表面に重ねられ、ボタン６ａを含むように認識エリア４ａが設けられる透明なタッチパネル４と、該タッチパネル４が押圧された位置を検出するタッチパネル制御部５と、タッチパネル制御部５が検出した位置が認識エリア４ａの場合にボタン６ａに対応する機能を行うように制御するＣＰＵ８と、を備えたタッチパネル表示装置１において、
表示部６の変位量を検出するセンサ２と、
センサ２が検出した表示部６の変位量に基づいて、ボタン６ａの中心の軌跡に追従するように認識エリア４ａの中心を移動させてボタン６ａに対する認識エリア４ａの補正を行うＣＰＵ８と、
を備えたことを特徴とするタッチパネル表示装置１。

このタッチパネル表示装置１によれば、振動や加速度または機器の傾きなどにより、表示部６すなわちボタン６ａが変位した場合は、その変位量に基づいて認識エリア４ａを補正するので、振動や横Ｇおよび視野ずれによる誤入力を少なくすることができる。

（付記２）ボタン６ａが表示される表示部６の表面に重ねられ、ボタン６ａを含むように認識エリア４ａが設けられる透明なタッチパネル４の押圧された位置を検出し、検出した位置が認識エリア４ａの場合にボタン６ａに対応する機能を行うように制御するタッチパネル制御方法において、
表示部６の変位量を検出し、
検出した表示部６の変位量に基づいて、ボタン６ａの中心の軌跡に追従するように認識エリア４ａの中心を移動させてボタン６ａに対する認識エリア４ａの補正を行うことを特徴とするタッチパネル制御方法。

このタッチパネル制御方法によれば、振動や加速度または機器の傾きなどにより、表示部６すなわちボタン６ａが変位した場合は、その変位量に基づいて認識エリア４ａを補正するので、振動や横Ｇおよび視野ずれによる誤入力を少なくすることができる。

なお、前述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施例に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の一実施例にかかるタッチパネル表示装置のブロック図である。 図１に示されたタッチパネル表示装置のボタンと認識エリアとの説明図である。 従来の振動によりボタンが移動した場合の認識エリアの説明図である。 本発明の振動によりボタンが移動した場合の認識エリアの説明図である。 本発明の振動によりボタンが移動した場合の認識エリアの説明図である。 本発明の振動によりボタンが移動した場合で加速度が変化した場合の認識エリアの説明図である。 短時間に複数の方向に移動した場合の認識エリアの説明図である。 本発明の姿勢の変化（傾き）の場合の認識エリアの説明図である。 本発明の一実施例にかかるタッチパネル表示装置の動作を示したフローチャートである。

符号の説明

１ タッチパネル表示装置
２ センサ（検出手段）
４ タッチパネル
４ａ 認識エリア（認識領域）
６ 表示部
６ａ ボタン
８ ＣＰＵ

Claims (7)

1. 操作領域が表示される表示部の表面に重ねられ、前記操作領域を含むように認識領域が設けられる透明なタッチパネルと、該タッチパネルが押圧された位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段が検出した位置が前記認識領域の場合に前記操作領域に対応する機能を行うように制御する制御手段と、を備えたタッチパネル表示装置において、
   前記表示部の変位量を検出する検出手段と、
   前記検出手段が検出した前記表示部の変位量に基づいて、前記操作領域の中心の軌跡に追従するように前記認識領域の中心を移動させて前記操作領域に対する前記認識領域の補正を行う補正手段と、
   を備えたことを特徴とするタッチパネル表示装置。
2. 前記検出手段が、前記表示部の移動速度および移動方向を検出し、
   前記補正手段が、前記認識領域の中心を前記検出手段で検出された移動速度より遅い速度で前記操作領域の中心の軌跡に追従させるように前記認識領域を補正することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル表示装置。
3. 前記検出手段が、前記表示部の加速度を検出し、
   前記補正手段が、前記検出手段が検出した表示部の加速度に基づいて、前記認識領域の移動方向側の外縁部と、移動方向と反対側の外縁部との移動速度が異なるように補正することを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネル表示装置。
4. 前記検出手段が、前記表示部の予め定めた基準位置に対する傾きを検出し、
   前記補正手段が、前記検出手段が検出した表示部の傾きに基づいて、前記認識領域を台形状に補正することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のタッチパネル表示装置。
5. 前記検出手段が前記表示部の変位量を検出してから前記認識領域が操作されるまでの時間を検出する時間検出手段と、
   前記時間検出手段が検出した時間を蓄積する蓄積手段と、を備え、
   前記補正手段が、前記蓄積手段に蓄積された時間に基づいて、前記認識領域が追従する速度を変更することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載のタッチパネル表示装置。
6. 前記補正手段が、前記表示部の移動速度、移動方向、加速度のうち少なくともいずれか１つにおける単位時間内の平均値に基づいて前記認識領域の外縁部の位置を算出することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載のタッチパネル表示装置。
7. 操作領域が表示される表示部の表面に重ねられ、前記操作領域を含むように認識領域が設けられる透明なタッチパネルの押圧された位置を検出し、前記検出した位置が前記認識領域の場合に前記操作領域に対応する機能を行うように制御するタッチパネル制御方法において、
   前記表示部の変位量を検出し、前記検出した前記表示部の変位量に基づいて、前記操作領域の中心の軌跡に追従するように前記認識領域の中心を移動させて前記操作領域に対する前記認識領域の補正を行うことを特徴とするタッチパネル制御方法。

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