JP7538683B2

JP7538683B2 - タッチ入力システム

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Publication number: JP7538683B2
Application number: JP2020172599A
Authority: JP
Inventors: 宙也齋藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2020-10-13
Filing date: 2020-10-13
Publication date: 2024-08-22
Anticipated expiration: 2040-10-13
Also published as: JP2022064084A

Description

本発明は、タッチ入力システムに関する。

従来から、ペン型入力装置でタッチパネルにタッチ入力操作を行うタッチ入力システムが知られている。一般的なタッチ入力システムでは、操作者によって操作されるペン型入力装置の届く位置にタッチ入力操作を行うことができる一方で、ペン型入力装置の届かない位置にはタッチ入力操作を行うことはできない。

そのため、表示装置とは離れた位置から表示装置を操作することも検討されている（特許文献１参照）。特許文献１には、２次元表示された３次元情報を有するオブジェクトを選択または操作するために、ディスプレイ上に磁界発生源を固定した上で、ペン先の３次元位置および傾きを計測して入力情報として用いることが記載されている。

特開２００３－８５５５９０号公報

しかしながら、特許文献１の操作方法では、磁界を利用して操作を遠隔的に入力しており、操作を高精度に行うことは困難である。特に、表示画面に筆記入力操作を行う場合、操作者がペン先を空間的上に動かして筆記入力しようとしても、ペン先の動きを高精度に検知することは困難であり、表示画面に操作者の意図しない情報が入力されることがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、タッチパネルの離れた位置に高精度にタッチ入力操作可能なタッチ入力システムを提供することにある。

本発明に係るタッチ入力システムは、表示画面に画像を表示する表示パネルと、前記表示画面に対するタッチ入力操作を検出するタッチパネルと、前記タッチパネルに対して前記タッチ入力操作を行う入力装置と、前記入力装置の前記表示画面に対する傾きを検出する傾き検出部と、前記表示画面における第１基準座標を判定する第１基準座標判定部と、前記表示画面における入力を判定する入力判定部と、前記表示画面における画像の表示を制御する表示制御部と、を備える。前記第１基準座標判定部は、前記入力装置が前記タッチパネルに対して浮遊したホバー状態において、前記傾き検出部が検出した前記入力装置の前記表示画面に対する傾きに基づき前記第１基準座標を判定する。前記入力判定部は、前記ホバー状態から前記入力装置が前記タッチパネルに対して接触したタッチ状態に遷移した場合に、前記ホバー状態において前記第１基準座標判定部が判定した前記第１基準座標を基準位置として、前記タッチ状態において前記タッチパネルが検出した前記タッチ入力操作に基づく入力を判定する。

本発明によれば、タッチパネルの離れた位置に高精度にタッチ入力操作できる。

本実施形態のタッチ入力システムの模式的な斜視図である。本実施形態のタッチ入力システムにおけるタッチ入力操作を説明するための模式的な斜視図である。本実施形態のタッチ入力システムにおけるタッチ入力操作を説明するための模式的な斜視図である。本実施形態のタッチ入力システムにおけるタッチ入力操作を説明するための模式的な斜視図である。本実施形態のタッチ入力システムの模式的な斜視図である。本実施形態のタッチ入力システムの模式的な斜視図である。本実施形態のタッチ入力システムの模式的な斜視図である。本実施形態のタッチ入力システムのブロック図である。本実施形態のタッチ入力システムの模式的な斜視図である。本実施形態のタッチ入力システムにおけるタッチ入力操作を説明するための模式的な斜視図である。本実施形態のタッチ入力システムにおけるタッチ入力操作を説明するための模式的な斜視図である。本実施形態のタッチ入力システムにおけるタッチ入力操作を説明するための模式的な斜視図である。本実施形態のタッチ入力システムにおけるタッチ入力操作を説明するための模式的な斜視図である。本実施形態のタッチ入力システムのブロック図である。本実施形態のタッチ入力システムにおける基準位置を説明するための模式的な斜視図である。本実施形態のタッチ入力システムにおける基準位置を説明するための模式的な斜視図である。本実施形態のタッチ入力システムにおける基準位置を説明するための模式的な斜視図である。本実施形態のタッチ入力システムのブロック図である。本実施形態のタッチ入力システムにおけるタッチ入力操作を説明するための模式的な斜視図である。本実施形態のタッチ入力システムにおけるタッチ入力操作を説明するための模式的な斜視図である。本実施形態のタッチ入力システムにおけるタッチ入力操作を説明するための模式的な斜視図である。本実施形態のタッチ入力システムにおけるタッチ入力操作を説明するための模式的な斜視図である。

以下、図面を参照して本発明によるタッチ入力システムの実施形態を説明する。なお、図中、同一または相当部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

まず、図１を参照して、本実施形態のタッチ入力システム１００を説明する。図１は、タッチ入力システム１００の模式的な斜視図である。

図１に示すように、タッチ入力システム１００は、表示装置２００と、入力装置３００とを備える。表示装置２００は、画像を表示する。入力装置３００は、表示装置２００に対する操作を入力する。入力装置３００を用いて表示装置２００に対する操作を入力することにより、表示装置２００によって表示される画像が変化する。

表示装置２００は、表示画面２００ｓを有する。表示画面２００ｓには、画像が表示される。典型的には、表示画面２００ｓは矩形状である。ただし、表示画面２００ｓは矩形状でなくてもよい。

入力装置３００は、長手方向に延びた棒形状である。例えば、入力装置３００の一方の端部は、テーパ状に細く延びており、入力装置３００の中央部および他方の端部は、円柱形状である。入力装置３００は、ペン形状であってもよい。

表示装置２００は、表示パネル２１０と、タッチパネル２２０とを有する。表示パネル２１０は、表示画面２００ｓに画像を表示する。例えば、表示パネル２１０は、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイを含む。

表示パネル２１０は、複数の行および複数の列からなるマトリクス状に配列された複数の画素を有する。複数の画素には、行および列に応じて座標が割り当てられる。

タッチパネル２２０は、入力装置３００によるタッチ入力操作を検知する。タッチパネル２２０は、入力装置３００によるタッチ入力操作の行われた位置および操作内容を検知する。タッチパネル２２０は、複数の行および複数の列からなるマトリクス状に配列された複数の検知素子を有する。複数の検知素子には、行および列に応じて座標が割り当てられる。

典型的には、タッチパネル２２０は、静電容量方式である。ただし、タッチパネル２２０の方式は特に限定されない。タッチパネル２２０は、静電容量方式、超音波方式、抵抗膜方式、赤外線方式またはこれらのいずれの組合せのいずれかによってタッチ入力操作を検知してもよい。

タッチパネル２２０は、表示パネル２１０の上に配置される。もしくは、タッチパネル２２０は、表示パネル２１０と一体化した構造である。典型的には、タッチパネル２２０は透明である。このため、表示パネル２１０の画像は、タッチパネル２２０を介して視認できる。

上述したように、タッチパネル２２０は、入力装置３００によるタッチ入力操作を受け付ける。例えば、タッチパネル２２０は、入力装置３００によってタッチされたタイミング、タッチされた位置、および／または、タッチ入力操作を受け付ける。なお、タッチパネル２２０は、入力装置３００以外によるタッチ入力操作を受け付け可能であってもよい。例えば、タッチパネル２２０は、操作者の指によるタッチ入力操作を受け付け可能であってもよい。

入力装置３００は、タッチパネル２２０に対してタッチ入力操作する。典型的には、入力装置３００は、表示装置２００に接触することにより、表示装置２００に対してタッチ入力操作できる。

なお、入力装置３００は、表示装置２００に近接することにより、タッチパネル２２０に対して入力操作可能であってもよい。このような入力操作は、ホバー操作とも呼ばれる。

入力装置３００が表示装置２００に対して所定の領域に位置する場合、入力装置３００は表示装置２００に対してホバー状態になる。入力装置３００が表示装置２００に対してホバー状態である場合に、表示装置２００は、表示装置２００の表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きに基づいて基準座標を判定する。表示装置２００は、基準座標に特定の画像を表示してもよい。また、入力装置３００からの入力により、基準座標に位置するオブジェクト（例えば、アイコン）を選択できる。

次に、図１～図２Ｃを参照して、本実施形態のタッチ入力システム１００を説明する。ここでは、主に図２Ａ～図２Ｃを参照してタッチ入力システム１００におけるタッチ入力操作を説明する。図２Ａ～図２Ｃは、タッチ入力システム１００におけるタッチ入力操作を説明するための模式的な斜視図である。

図２Ａに示すように、入力装置３００が表示装置２００に対して離れて位置する場合、入力装置３００は、タッチパネル２２０に対してタッチ入力操作を行わない。また、入力装置３００の向きにかかわらず、表示装置２００の画像は変化しない。

図２Ｂに示すように、入力装置３００がタッチパネル２２０にタッチすることにより、表示装置２００はタッチ状態に遷移する。このとき、入力装置３００は、タッチパネル２２０に対してタッチ入力操作する。一例として、入力装置３００がタッチパネル２２０の所定の領域に対してタップ操作することにより、表示パネル２１０において、タッチパネル２２０のタップ操作された領域に表示されたオブジェクト（例えば、アイコン）を選択できる。この場合、選択されたオブジェクトに対応するソフトウェアプログラムが起動してもよい。または、選択されたオブジェクトに対応するフォルダが開いてもよい。

なお、タッチパネル２２０に対する入力装置３００のタッチ入力操作は、タップ操作に限定されない。タッチパネル２２０に対する入力装置３００のタッチ入力操作は、ダブルタップ操作であってもよい。あるいは、タッチパネル２２０に対する入力装置３００のタッチ入力操作は、表示画面２００ｓ上に筆記することにより画像を描画する筆記入力操作であってもよい。

図２Ｃに示すように、入力装置３００がタッチパネル２２０にタッチしたままタッチパネル２２０上で動くことにより、表示装置２００に対してタッチ入力操作できる。例えば、入力装置３００がタッチパネル２２０にタッチしたまま文字「Ａ」を書くように動くことにより、表示パネル２１０は、文字「Ａ」を表示する。このように、タッチパネル２２０に対する入力装置３００のタッチ入力操作において表示画面２００ｓ上に筆記することにより、画像を描画する筆記入力操作できる。

次に、図１～図３Ｃを参照して本実施形態のタッチ入力システム１００を説明する。ここでは、主に図３Ａ～図３Ｃを参照してタッチ入力システム１００におけるホバー状態を説明する。図３Ａ～図３Ｃは、タッチ入力システム１００の模式的な斜視図である。

図３Ａに示すように、表示装置２００の全面にホバー領域ＨＢが形成される。入力装置３００がホバー領域ＨＢ内に位置すると、表示装置２００は、入力装置３００を検知する。表示装置２００は、入力装置３００による入力操作を検知してもよい。一方で、入力装置３００がホバー領域ＨＢ内に位置しないと、表示装置２００は、入力装置３００を検知できない。例えば、ホバー領域ＨＢは、表示装置２００の表示画面２００ｓの全面の上に略均等に形成される。

例えば、表示装置２００から出力された無線信号によってホバー領域ＨＢが形成される。この場合、無線信号は、表示装置２００の表示画面２００ｓの全面から略均等に出力される。無線信号を出力する無線信号送信部は、表示パネル２１０またはタッチパネル２２０に配置されてもよい。

本明細書において、入力装置３００が表示装置２００にタッチすることなくホバー領域ＨＢ内に位置し、表示装置２００によって入力装置３００が検知されるときの入力装置３００をホバー状態という。この場合、入力装置３００は、タッチパネル２２０に対して浮遊する。

図３Ｂに示すように、入力装置３００がホバー状態であると、表示装置２００は、入力装置３００を検知する。ここでは、入力装置３００は、表示装置２００の表示画面２００ｓに対してやや傾いている。

なお、図３Ｂには図示しないが、表示装置２００は、入力装置３００に応じてポインターカーソルを表示してもよい。例えば、表示装置２００は、入力装置３００の直下にポインターカーソルを表示してもよい。あるいは、入力装置３００が表示装置２００の表示画面２００ｓに対して傾いていることから、ポインターカーソルは、入力装置３００の端部の向く方向に表示されてもよい。

図３Ｃに示すように、入力装置３００がホバー状態において表示画面２００ｓに対して傾くと、表示装置２００は、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きに対応して所定の画像を表示する。

表示装置２００は、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きに基づいて基準座標Ｒｃを判定し、基準座標Ｒｃの位置に、所定の画像を表示する。ここでは、表示装置２００は、所定の画像として、ポインターカーソルＰｃを表示する。ポインターカーソルＰｃは、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きに対応する場所に位置する。例えば、ポインターカーソルＰｃは、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きに応じて移動する。

次に、図１～図４を参照して、本実施形態のタッチ入力システム１００を説明する。図４は、タッチ入力システム１００のブロック図である。

図４に示すように、タッチ入力システム１００において、表示装置２００は、表示パネル２１０およびタッチパネル２２０に加えて、筐体２０２と、表示装置側通信部２３０と、傾き検出部２４０と、第１基準座標判定部２５０と、入力判定部２６０と、表示制御部２７０とをさらに有する。

表示装置２００は、プロセッサーおよびメモリを含む。プロセッサーは、中央処理演算素子（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ：ＣＰＵ）または特定用途向け集積回路（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）等によって構成されるハードウェア回路である。筐体２０２は、表示パネル２１０、タッチパネル２２０、表示装置側通信部２３０、プロセッサーおよびメモリを収容する。プロセッサーは、メモリに記憶された制御プログラムを読み出して実行することによって、表示パネル２１０と、タッチパネル２２０と、表示装置側通信部２３０を制御する。また、プロセッサーは、メモリに記憶された制御プログラムを読み出して実行することによって、傾き検出部２４０と、第１基準座標判定部２５０と、入力判定部２６０と、表示制御部２７０として機能する。

表示装置側通信部２３０は、入力装置３００と通信する。表示装置側通信部２３０は、入力装置３００に対して特定の信号を送信する。また、表示装置側通信部２３０は、入力装置３００から別の信号を受信する。例えば、表示装置側通信部２３０は、入力装置３００から、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを示す信号を受信する。

また、表示装置側通信部２３０は、入力装置３００がホバー状態であるか否かを確認するための信号を出力する。例えば、表示装置側通信部２３０は、無線信号を出力し、無線信号を受信する。典型的には、入力装置３００がホバー状態である場合、表示装置側通信部２３０から出力された信号は、入力装置３００の存在に応じて変化する。これにより、表示装置２００は、入力装置３００がホバー状態であるか否かを検知できる。また、入力装置３００がホバー状態である場合、表示装置側通信部２３０から出力された信号は入力装置３００に受信され、入力装置３００は、信号の受け取りを示す信号を表示装置側通信部２３０に送信してもよい。

傾き検出部２４０は、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを検出する。表示装置側通信部２３０は、入力装置３００の姿勢に応じて変化する信号を受信し、傾き検出部２４０は、この信号に基づいて、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを検出する。

なお、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾き自体は、入力装置３００において取得されてもよく、表示装置２００において取得されてもよい。例えば、表示装置側通信部２３０が、入力装置３００から、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の姿勢に応じて変化する信号を受信する場合、傾き検出部２４０は、この信号に基づいて表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを取得してもよい。あるいは、入力装置３００が、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾き自体を取得し、入力装置３００が、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを示す信号を表示装置側通信部２３０に送信してもよい。この場合、傾き検出部２４０は、入力装置３００において生成され表示装置側通信部２３０を介して受信した信号に基づいて表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを検出する。

第１基準座標判定部２５０は、表示画面２００ｓにおける基準座標Ｒｃを判定する。第１基準座標判定部２５０は、入力装置３００がタッチパネル２２０に対して浮遊したホバー状態において、傾き検出部２４０が検出した入力装置３００の表示画面２００ｓに対する傾きに基づいて基準座標Ｒｃを判定する。本明細書において、基準座標Ｒｃを第１基準座標と記載することがある。

入力判定部２６０は、表示画面２００ｓにおける入力を判定する。入力判定部２６０は、ホバー状態から入力装置３００がタッチパネル２２０に対して接触したタッチ状態に遷移した場合に、ホバー状態において第１基準座標判定部２５０が判定した基準座標Ｒｃを基準位置として、タッチ状態においてタッチパネル２２０が検出したタッチ入力操作に基づく入力を判定する。入力装置３００がタッチパネル２２０に対してタッチ入力操作を行う場合、入力判定部２６０は、入力装置３００から表示画面２００ｓへの入力を判定する。

例えば、入力装置３００がタッチパネル２２０に対してタップ操作することにより、基準座標Ｒｃに位置するオブジェクト（例えば、アイコン）を選択できる。この場合、選択されたオブジェクトに対応するソフトウェアプログラムが起動してもよい。または、選択されたオブジェクトに対応するフォルダが開いてもよい。

また、入力装置３００がタッチパネル２２０にタッチしたままタッチパネル２２０上で動くことにより、表示装置２００に対してタッチ入力操作できる。例えば、入力装置３００がタッチパネル２２０にタッチしたまま文字「Ａ」を書くように動くことにより、表示パネル２１０は、基準座標Ｒｃに文字「Ａ」を表示する。このように、タッチパネル２２０に対する入力装置３００のタッチ入力操作において表示画面２００ｓ上に筆記することにより、基準座標Ｒｃに画像を描画する筆記入力操作できる。

表示制御部２７０は、表示パネル２１０を制御する。表示制御部２７０は、入力判定部２６０における判定結果に基づいて、表示パネル２１０に表示される画像を制御する。

入力装置３００は、筐体３０２と、先端部３１０と、入力装置側通信部３２０とを有する。筐体３０２は、先端部３１０および入力装置側通信部３２０を収容する。筐体３０２は、長手方向に延びる。筐体３０２は、使用者が手で握るために略円筒状に形成された部分を有する。例えば、筐体３０２は、絶縁性材料からなる。

先端部３１０は、筐体３０２の先端に配置される。タッチパネル２２０が静電容量方式の場合、先端部３１０は、導電性材料からなる。先端部３１０が表示装置２００に接触すると、タッチパネル２２０における接触位置近傍の電荷分布が変化する。このため、タッチパネル２２０は、タッチ位置を取得できる。

入力装置側通信部３２０は、表示装置２００と通信する。入力装置側通信部３２０は、表示装置側通信部２３０から送信された信号を受信する。また、表示装置側通信部２３０は、表示装置側通信部２３０に別の信号を送信する。例えば、入力装置側通信部３２０は、入力装置３００の姿勢に応じて変化する信号を表示装置側通信部２３０に送信してもよい。また、入力装置側通信部３２０は、入力装置３００の識別情報および／または筆圧に関する情報を示す信号を表示装置側通信部２３０に送信してもよい。

表示装置側通信部２３０は、いわゆるＵｐｌｉｎｋ信号を出力してもよい。また、入力装置側通信部３２０は、いわゆるＤｏｗｎｌｉｎｋ信号を出力してもよい。典型的には、Ｕｐｌｉｎｋ信号の信号到達距離は、Ｄｏｗｎｌｉｎｋ信号の信号到達距離よりも長い。例えば、Ｕｐｌｉｎｋ信号の信号到達距離は、５ｃｍ以上１ｍ以下であり、Ｄｏｗｎｌｉｎｋ信号の信号到達距離は、１ｃｍ以上２０ｃｍ以下である。

あるいは、入力装置側通信部３２０は、応答信号として近距離無線通信規格に準拠した信号を表示装置側通信部２３０に送信してもよい。一例では、入力装置側通信部３２０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）に準拠した信号を応答信号として表示装置側通信部２３０に送信する。

次に、図１～図５を参照して本実施形態のタッチ入力システム１００における傾きの検出の一例を説明する。図５は、タッチ入力システム１００の模式的な斜視図である。

図５に示すように、入力装置３００において、入力装置側通信部３２０は、第１送信部３２０ａと、第２送信部３２０ｂとを有する。第１送信部３２０ａは、先端部３１０の近くに位置し、第２送信部３２０ｂは、先端部３１０に対して第１送信部３２０ａよりも離れて位置する。

第１送信部３２０ａおよび第２送信部３２０ｂは、それぞれ信号を出力する。また、第１送信部３２０ａおよび第２送信部３２０ｂから出力される信号には、それぞれ出力元を示す情報が付与されている。第１送信部３２０ａおよび第２送信部３２０ｂから出力された信号は、表示画面２００ｓの全面にわたって配置された表示装置側通信部２３０において受信される。

図５に示すように、第１送信部３２０ａから出力された信号は、第１送信部３２０ａの直下において受信され、第２送信部３２０ｂから出力された信号は、第２送信部３２０ｂの直下において受信される。入力装置３００が表示画面２００ｓに対して傾いている場合、第１送信部３２０ａから出力された信号の受信位置と、第２送信部３２０ｂから出力された信号の受信位置と、第１送信部３２０ａと第２送信部３２０ｂの距離の情報から、傾き検出部２４０は、三角比により、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを取得できる。

ここでは、図５を参照して、傾き検出部２４０が、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを検出する一例を説明したが、本実施形態はこれに限定されない。

入力装置３００が、固定された表示装置２００の表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを取得する場合、入力装置３００は、加速度センサーを含んでもよい。この場合、入力装置側通信部３２０は、加速度センサーの測定結果を示す信号を表示装置側通信部２３０に送信する。傾き検出部２４０は、表示装置側通信部２３０において受信した信号に基づいて、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを検出できる。

次に、図１～図６Ｄを参照して本実施形態のタッチ入力システム１００を説明する。図６Ａ～図６Ｄは、タッチ入力システム１００の模式的な斜視図である。

図６Ａに示すように、入力装置３００が表示装置２００に対してホバー領域ＨＢの外側に位置する。

図６Ｂに示すように、入力装置３００は、表示装置２００に対して傾いた状態でホバー領域ＨＢ内に進入してホバー状態になる。この場合、表示装置側通信部２３０は、入力装置側通信部３２０との通信により、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを示す信号を取得する。傾き検出部２４０は、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを検出する。

第１基準座標判定部２５０は、入力装置３００がタッチパネル２２０に対して浮遊したホバー状態において、傾き検出部２４０が検出した入力装置３００の表示画面２００ｓに対する傾きに基づき基準座標Ｒｃを判定する。表示制御部２７０は、ホバー状態において、表示画面２００ｓにおける基準座標Ｒｃを表示するための所定の画像としてポインターカーソルＰｃを表示する。

図６Ｃに示すように、入力装置３００が、表示装置２００の表示画面２００ｓに近づいてタッチパネル２２０の座標Ｔｃにおいてタッチする。ここでは、入力装置３００は、基準座標Ｒｃを判定した位置から表示画面２００ｓに対して直線的に接近し、タッチパネル２２０の座標Ｔｃにおいて接触する。

このとき、ポインターカーソルＰｃの位置は、基準座標Ｒｃのままである。入力装置３００がタッチパネル２２０の座標Ｔｃに接触することにより、タッチパネル２２０において基準座標Ｒｃにタッチ入力操作が行われる。ここでは、入力装置３００はタッチパネル２２０の座標Ｔｃに対してタッチしているにもかかわらず、基準座標Ｒｃにタッチしたのと同様にタッチ入力操作が行われる。

一例として、入力装置３００がタッチパネル２２０の座標Ｔｃにおいてタップ操作することにより、基準座標Ｒｃに位置するオブジェクト（例えば、アイコン）を選択できる。この場合、基準座標Ｒｃに位置するオブジェクトに対応するソフトウェアプログラムが起動してもよい。または、基準座標Ｒｃに位置するオブジェクトに対応するフォルダが開いてもよい。

図６Ｄに示すように、タッチパネル２２０に対する入力装置３００のタッチ入力操作として筆記入力操作をしてもよい。ここでは、タッチ入力操作は、タッチパネル２２０の座標Ｔｃを開始位置として筆記することにより画像を描画する筆記入力操作である。この場合、入力判定部２６０は、ホバー状態において第１基準座標判定部２５０が判定した基準座標Ｒｃを筆記入力の開始位置として、タッチ状態においてタッチパネル２２０が検出した筆記入力操作に基づく筆記入力を判定する。表示制御部２７０は、入力判定部２６０が判定した筆記入力に対応した画像を表示画面２００ｓに表示する。

本実施形態のタッチ入力システム１００によれば、入力装置３００はタッチパネル２２０と座標Ｔｃにおいて接触するが、入力装置３００による入力操作は、基準座標Ｒｃにおけるタッチ入力操作とされる。このため、タッチ入力システム１００では、入力装置３００を用いてタッチパネル２２０の離れた位置に高精度にタッチ入力操作できる。

上述したように、基準座標Ｒｃは、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きに応じて判定される。なお、基準座標Ｒｃを判定する際の基準となる座標は、予め設定されてもよい。あるいは、基準座標Ｒｃを判定する際の基準となる座標は、入力装置３００の姿勢に応じて設定されてもよい。

次に、図１～図８を参照して基準座標Ｒｃを判定する際の基準となる基準座標Ｒｄを説明する。図７は、タッチ入力システム１００のブロック図である。図７のブロック図は、入力装置３００が第２基準座標判定部２５２をさらに有する点を除いて、図４を参照して上述したタッチ入力システム１００のブロック図と同様の構成を有しており、冗長を避ける目的で重複の記載を省略する。

図７に示すように、タッチ入力システム１００において、入力装置３００は、第２基準座標判定部２５２をさらに有する。第２基準座標判定部２５２は、表示画面２００ｓにおける基準座標Ｒｃを判定する際の基準となる基準座標Ｒｄを判定する。本明細書において、基準座標Ｒｄを第２基準座標と記載することがある。基準座標Ｒｄは、予め設定されてもよい。あるいは、基準座標Ｒｄは、入力装置３００の姿勢に応じて設定されてもよい。

第１基準座標判定部２５０は、基準座標Ｒｄに基づいて表示画面２００ｓにおける基準座標Ｒｃを判定する。第１基準座標判定部２５０は、入力装置３００の表示画面２００ｓに対する傾きに基づき、基準座標Ｒｄを基準として基準座標Ｒｃを判定する。例えば、入力装置３００が表示画面２００ｓに対して右下斜め方向に傾いた場合、第１基準座標判定部２５０は、基準座標Ｒｄを基準として右下斜め方向に位置する基準座標Ｒｃを判定する。

次に、図１～図８Ｃを参照して基準座標Ｒｃを判定する際の基準となる基準座標Ｒｄを説明する。図８Ａ～図８Ｃは、本実施形態のタッチ入力システム１００における基準座標Ｒｄを説明するための模式的な斜視図である。

図８Ａに示すように、基準座標Ｒｄは予め設定されており、基準座標Ｒｄは、表示画面２００ｓの中央に位置する。表示画面２００ｓの基準座標Ｒｄに特定の画像が表示されることが好ましい。例えば、表示画面２００ｓの基準座標Ｒｄに基準画像Ｒｇが表示されることが好ましい。

このとき、第２基準座標判定部２５２は、表示画面２００ｓにおける基準座標Ｒｃを判定する前の基準座標Ｒｄを判定し、第１基準座標判定部２５０は、基準座標Ｒｄを第２基準座標とする。ここでは、基準座標Ｒｄは、表示画面２００ｓにおいて予め設定された位置を示す。表示制御部２７０は、基準座標Ｒｄに表示された基準画像Ｒｇと重なるようにポインターカーソルＰｃが表示されるように表示パネル２１０を制御してもよい。

図８Ｂに示すように、表示画面２００ｓに対してホバー領域ＨＢ内において入力装置３００が傾くと、基準座標Ｒｄに対して入力装置３００の傾きに応じた位置として基準座標Ｒｃが判定され、基準座標ＲｃにポインターカーソルＰｃが表示される。

詳細には、傾き検出部２４０が、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを検出すると、第１基準座標判定部２５０は、表示画面２００ｓにおける基準座標Ｒｄを基準として、入力装置３００の表示画面２００ｓに対する傾きの方向に、入力装置３００の表示画面２００ｓに対する傾きの大きさに対応した移動量だけ移動させた座標を、基準座標Ｒｃとして判定する。ここでは、基準座標Ｒｃは、入力装置３００の端部の向いた方向に位置する。表示制御部２７０は、基準座標ＲｃにポインターカーソルＰｃが表示されるように表示パネル２１０を制御する。

その後、入力判定部２６０は、表示画面２００ｓにおける入力を判定する。図６Ｃを参照して上述したように、入力判定部２６０は、ホバー状態から入力装置３００がタッチパネル２２０に対して接触したタッチ状態に遷移した場合に、ホバー状態において第１基準座標判定部２５０が判定した基準座標Ｒｃを基準位置として、タッチ状態においてタッチパネル２２０が検出したタッチ入力操作に基づく入力を判定する。

なお、図８Ｂでは、基準座標Ｒｃは、入力装置３００の端部の向いた方向に位置していたが、本実施形態はこれに限定されない。基準座標Ｒｃは、入力装置３００の端部の向いた方向に位置しなくてもよい。例えば、基準座標Ｒｃの位置は、入力装置３００の端部の向いた方向を越えて移動してもよい。

図８Ｃに示すように、表示画面２００ｓに対してホバー領域ＨＢ内において入力装置３００が傾くと、基準座標Ｒｄに対して入力装置３００の傾きに応じた位置として基準座標Ｒｃが判定され、基準座標ＲｃにポインターカーソルＰｃが表示される。

詳細には、傾き検出部２４０は、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きを検出する。第１基準座標判定部２５０は、表示画面２００ｓにおける基準座標Ｒｄを基準として、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きに基づいて基準座標Ｒｃを判定する。ここでは、基準座標Ｒｃは、入力装置３００の端部の向きの変化した方向に、入力装置３００の向きが変化した量を超えて移動する。表示制御部２７０は、基準座標Ｒｄに基準画像Ｒｇが表示されるように表示パネル２１０を制御する。

その後、入力判定部２６０は、表示画面２００ｓにおける入力を判定する。図６Ｃを参照して上述したように、入力判定部２６０は、ホバー状態からタッチ状態に遷移した場合に、ホバー状態において第１基準座標判定部２５０が判定した基準座標Ｒｃを基準位置として、タッチ状態においてタッチパネル２２０が検出したタッチ入力操作に基づく入力を判定する。

以上のように、基準座標Ｒｃを判定する際の基準座標Ｒｄは、予め設定されてもよい。これにより、所定の位置を基準として基準座標Ｒｃを判定できる。なお、基準座標Ｒｃを判定する際の基準座標Ｒｄは、入力装置３００の姿勢に応じて設定されてもよい。

次に、図１～図１０Ｃを参照して本実施形態のタッチ入力システム１００を説明する。図９は、タッチ入力システム１００のブロック図である。図９のブロック図は、入力装置３００が設定操作部３３０をさらに有する点を除いて、図４を参照して上述したタッチ入力システム１００のブロック図と同様の構成を有しており、冗長を避ける目的で重複の記載を省略する。

図９に示すように、タッチ入力システム１００において、入力装置３００は、設定操作部３３０をさらに有する。設定操作部３３０により、基準座標Ｒｃの判定の有効状態と無効状態のいずれかの状態を選択して設定する設定操作できる。

設定操作部３３０は、筐体３０２に設けられたボタンを含んでもよい。例えば、操作者は、ボタンを押圧した状態で、基準座標Ｒｃを判定する操作を行ってもよい。この場合、操作者は、ボタンを押圧しなければ、通常の入力操作を行うことができる。例えば、通常の入力操作では、入力装置３００がホバー状態である場合、基準座標は入力装置３００の直下に位置してもよい。図９において、ホバー座標Ｈｃは、ホバー状態において表示画面２００ｓにおける入力装置３００の直下の位置を示す。

あるいは、操作者は、ボタンを一方側にスライドした状態で、基準座標Ｒｃを判定する入力操作を行ってもよい。この場合、操作者は、ボタンを他方側にスライドさせることにより、通常の入力操作を行うことができる。入力装置側通信部３２０は、この設定操作を示す信号を表示装置側通信部２３０に送信する。

第１基準座標判定部２５０は、設定操作部３３０の設定に応じて基準座標Ｒｃの判定の有無を変更する。詳細には、第１基準座標判定部２５０は、設定操作部３３０において基準座標Ｒｃの判定の有効状態が設定されている場合に、基準座標Ｒｃを判定する。一方で、第１基準座標判定部２５０は、設定操作部３３０において基準座標Ｒｃの判定の無効状態が設定されている場合に、基準座標Ｒｃを判定しない。このとき、第１基準座標判定部２５０は、ホバー座標Ｈｃを判定してもよい。このように、基準座標Ｒｃの有効および無効は、設定操作部３３０の設定に応じて選択可能であってもよい。

次に、図１～図１０Ｄを参照して基準座標Ｒｃを判定する際の基準となる基準座標Ｒｄを説明する。図１０Ａ～図１０Ｄは、本実施形態のタッチ入力システム１００における基準座標Ｒｄを説明するための模式的な斜視図である。ここでは、基準座標Ｒｃとしてホバー座標Ｈｃを判定する際の基準は、入力装置３００に応じて設定される。

図１０Ａに示すように、表示装置２００の全面にホバー領域ＨＢが形成される。入力装置３００がホバー領域ＨＢ内に位置しないと、表示装置２００は、入力装置３００を検知できない。

図１０Ｂに示すように、入力装置３００がホバー状態であると、表示装置２００は、入力装置３００を検知する。ここでは、入力装置３００は、表示装置２００の表示画面２００ｓに対して傾いている。

例えば、設定操作部３３０が基準座標Ｒｃの判定を無効にしている場合、タッチパネル２２０は、入力装置３００のホバー座標Ｈｃを検出する。ホバー座標Ｈｃは、ホバー状態において表示画面２００ｓにおける入力装置３００の直下の位置を示す。この場合、表示装置２００は、ホバー座標Ｈｃに、所定の画像としてポインターカーソルＰｃを表示する。

例えば、入力装置３００の存在により、表示装置２００から出力される無線信号が変化するため、表示装置側通信部２３０によって受信される信号により、入力装置３００の位置を特定できる。このため、表示パネル２１０は、入力装置３００の直下にあるホバー座標Ｈｃに、所定の画像を表示できる。

図１０Ｃに示すように、設定操作部３３０において基準座標Ｒｃの判定を無効から有効に切り換わると、表示装置２００は、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きに対応してポインターカーソルＰｃを移動させて表示する。

表示装置２００は、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きに基づいて基準座標Ｒｃを判定し、基準座標Ｒｃの位置にポインターカーソルＰｃを表示する。ポインターカーソルＰｃは、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きに対応する場所に位置する。ポインターカーソルＰｃは、表示画面２００ｓに対する入力装置３００の傾きに応じて移動する。

図１０Ｄに示すように、入力装置３００が、表示装置２００の表示画面２００ｓに近づいてタッチパネル２２０の座標Ｔｃにおいてタッチする。ここでは、入力装置３００は、基準座標Ｒｃを判定した位置から表示画面２００ｓに対して直線的に接近し、タッチパネル２２０の座標Ｔｃに接触する。

このとき、ポインターカーソルＰｃの位置は、基準座標Ｒｃのままである。入力装置３００がタッチパネル２２０の座標Ｔｃに接触することにより、タッチパネル２２０において基準座標Ｒｃにタッチ入力操作が行われる。

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施形態として実施することが可能である。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の個数等は、図面作成の都合から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果を実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

本発明は、タッチ入力システムの分野に有用である。

１００タッチ入力システム
２００表示装置
２１０表示パネル
２２０タッチパネル
２３０表示装置側通信部
２４０傾き検出部
２５０第１基準座標判定部
２６０入力判定部
２７０表示制御部
３００入力装置
３２０入力装置側通信部

Claims

表示画面に画像を表示する表示パネルと、
前記表示画面に対するタッチ入力操作を検出するタッチパネルと、
前記タッチパネルに対して前記タッチ入力操作を行う入力装置と、
前記入力装置の前記表示画面に対する傾きを検出する傾き検出部と、
前記表示画面における第１基準座標を判定する第１基準座標判定部と、
前記表示画面における入力を判定する入力判定部と、
前記表示画面における画像の表示を制御する表示制御部と、
を備える、タッチ入力システムであって、
前記第１基準座標判定部は、前記入力装置が前記タッチパネルに対して浮遊したホバー状態において、前記傾き検出部が検出した前記入力装置の前記表示画面に対する傾きに基づき前記第１基準座標を判定し、
前記入力判定部は、前記ホバー状態から前記入力装置が前記タッチパネルに対して接触したタッチ状態に遷移した場合に、前記ホバー状態において前記第１基準座標判定部が判定した前記第１基準座標を基準位置として、前記タッチ状態において前記タッチパネルが検出した前記タッチ入力操作に基づく入力を判定し、
前記第１基準座標判定部は、前記表示画面における第２基準座標を基準として、前記入力装置の前記表示画面に対する傾きの方向に、前記入力装置の前記表示画面に対する傾きの大きさに対応した移動量だけ移動させた座標を、前記第１基準座標として判定し、
前記第１基準座標判定部は、予め設定された前記表示画面における設定位置を前記第２基準座標とする、タッチ入力システム。
前記表示制御部は、前記ホバー状態において、前記表示画面における前記第１基準座標を表示する所定の画像を表示する、請求項１に記載のタッチ入力システム。
前記タッチ入力操作は、前記表示画面上に筆記することにより画像を描画する筆記入力操作であり、
前記入力判定部は、前記ホバー状態において前記第１基準座標判定部が判定した前記第１基準座標を筆記入力の開始位置として、前記タッチ状態において前記タッチパネルが検出した前記筆記入力操作に基づく前記筆記入力を判定し、
前記表示制御部は、前記入力判定部が判定した前記筆記入力に対応した画像を前記表示画面に表示する、請求項１または２に記載のタッチ入力システム。
前記タッチパネルは、前記ホバー状態において前記表示画面における前記入力装置の直下の位置である前記入力装置のホバー座標を検出し、
前記第１基準座標判定部は、前記タッチパネルにより検出された前記入力装置の前記ホバー座標を前記第２基準座標とする、請求項１に記載のタッチ入力システム。
前記入力装置は、前記第１基準座標の判定の有効状態と無効状態のいずれかの状態を選択して設定する設定操作を行う設定操作部と、当該設定操作の情報を表示装置に送信する入力装置側通信部とを有し、
前記表示装置は、前記入力装置側通信部と通信する表示装置側通信部をさらに有し、
前記第１基準座標判定部は、
前記有効状態が設定されている場合に、前記第１基準座標の判定を行い、
前記無効状態が設定されている場合に、前記第１基準座標の判定を行わない、請求項１から４のいずれかに記載のタッチ入力システム。