(57)【要約】【課題】タッチパネルを設けた液晶表示器において、液晶表示器を見なくとも、指先がどの当たりに触れているか分かるようにする。【解決手段】液晶表示器１６に地図が表示されている場合、タッチパネル１７を押圧した位置の地図上の標高によって振動発生装置１９からタッチパネル１７に伝えられる振動の振幅が異なる。このため、液晶表示器１６に表示されている地図を、指先に伝わる振動振幅の大小によって立体的な感覚を味わうことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示部と、
この液晶表示部に表示する文字や図形などの表示制御を行う表示制御手段と、
前記液晶表示部上に配設され、押圧操作されたとき、その押圧の検出及び押圧位置の検出を行う検出手段を備えた透明なタッチパネルと、
前記検出手段が押圧を検出したとき、振動を発生してこの振動を押圧操作する指に伝える振動発生手段と、
この振動発生手段を制御して前記検出手段が検出した押圧位置に応じて発生する振動を異ならせる振動制御手段と
を具備してなるタッチパネル付き表示装置。
【請求項２】
前記液晶表示部には地図が表示され、
前記振動制御手段は、押圧位置を表示されている地図上の位置に該当させてその地図上の位置の標高に応じて前記振動発生手段に発生させる振動を異ならせることを特徴とする請求項１記載のタッチパネル付き表示装置。
【請求項３】
前記タッチパネルを入力操作手段として機能させるとき、
前記液晶表示部には有効操作領域が表示され、
前記振動制御手段は、押圧された前記有効操作領域に応じて前記振動発生手段に発生させる振動を異ならせることを特徴とする請求項１記載のタッチパネル付き表示装置。
【請求項４】
前記タッチパネルを入力操作手段として機能させるとき、
前記液晶表示部には有効操作領域が表示され、
前記振動制御手段は、前記有効操作領域外が押圧されたとき、その押圧位置の前記有効操作領域に対する遠近に応じて前記振動発生手段に発生させる振動を異ならせることを特徴とする請求項１または２記載のタッチパネル付き表示装置。
【請求項５】
液晶表示部と、
この液晶表示部に表示する文字や図形などの表示制御を行う表示制御手段と、
前記液晶表示部上に配設され、押圧操作されたとき、その押圧の検出及び押圧位置の検出を行う検出手段を備えた透明なタッチパネルと、
前記検出手段が押圧を検出したとき、振動を発生してこの振動を押圧操作する指に伝える振動発生手段と、
状況を検出する状況検出手段と、
前記振動発生手段を制御して前記検出手段が検出した押圧位置と前記状況検出手段が検出した状況とに応じて発生する振動を異ならせる振動制御手段と
を具備してなるタッチパネル付き表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタッチパネルを備えた表示装置に係り、特にタッチパネルの押圧操作位置に応じて異なる振動を発生するようにしたタッチパネル付き表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばカーナビゲーション装置の表示装置では、液晶表示器の表面上にタッチパネルを配設し、液晶表示器に表示されたメニューを押圧操作すると、そのメニューが選択されるように構成している。
【０００３】
上記のカーナビゲーション装置の例では、タッチパネルをメニュー選択のための入力操作手段として利用しているが、このように入力操作手段としてタッチパネルを使用した表示装置には、タッチパネルに触れて入力操作を行ったとき、その指先に振動を伝えて操作者に有効にメニューが選択されたことを知らせるようにしたものがある（例えば特許文献１。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１３７５７６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、タッチパネルのどこを触れているのか、例えば液晶表示器に表示されている複数のメニューのうち、どのメニューに触れたのかは、液晶表示器を見ないと分からない。このため、ブラインドタッチによって所望するメニューを選択することはできないものであった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液晶表示部を目で見なくとも、タッチパネルに触れている指先に伝わる振動によって、表示されている内容を立体的に感得したり、また、どの位置或は領域に触れているかを感得することができるタッチパネル付き表示装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、タッチパネルの押圧位置に応じて指先に伝わる振動が異なるので、液晶表示部を目で見なくとも、触れている位置を大まかではあるが知ることができる。
液晶表示部に地図が表示されるものにあっては、押圧位置の地図上の標高に応じて振動を異ならせることができる。これによれば、指先に伝わる振動の強弱などで地形の起伏を感じ取ることができる。
【０００８】
タッチパネルが入力操作手段として機能し、液晶表示部に有効操作領域が表示されている場合、押圧される有効操作領域に応じて振動を異ならせるようにしても良い。これによれば、液晶表示部を見なくとも、指先に伝わる振動によってどこを押圧したか知ることができる。
【０００９】
また、有効操作領域外を押圧操作した場合、その押圧位置の有効操作領域に対する遠近に応じて振動を異ならせることようにすることもできる。これによれば、今触れている位置に対して有効操作領域がどの方向に存在しているのかを振動によって感得することができる。
【００１０】
更に、本発明では、現在の状況を検出して押圧位置と状況とに応じて指先に伝わる振動を異ならせるようにすることもできる。この構成をカーナビゲーション装置に適用すると、車両が停止・走行の状況を判別し、走行時に機能させることができないメニューを選択操作してしまったような場合にこれを振動によって使用者に知らせることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をカーナビゲーション装置に適用した第１の実施例につき図１乃至図４を参照しながら説明する。
図１に示すように、カーナビゲーション装置１は、制御回路２に対して、位置取得手段としての位置検出器３、地図データ取得手段としての地図データ入力器４、外部メモリ５、液晶表示ユニット６、操作スイッチ群７、音声出力装置８、リモコン９からの信号を検出するリモコンセンサ１０などを接続して構成されている。
【００１２】
制御回路２は、マイクロコンピュータとして構成されたもので、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインタフェース（何れも図示せず）を備えている。これらのうち、ＲＯＭにはカーナビゲーション用のプログラムなどが格納され、ＲＡＭにはプログラム実行時の処理データや地図データ入力器４から取得した道路地図データなどが一時的に格納される。
【００１３】
位置検出器３は、絶対方位を検出するための地磁気センサ１１、ヨー角速度（ヨーレート）を検出するためのジャイロスコープ１２、車両の走行距離を検出するための距離センサ１３及びＧＰＳ用人工衛星からの信号を受信するＧＰＳ受信機１４から構成されており、車両の現在位置情報（経度・緯度情報）を算出する部分である。この位置検出器３は、各構成要素が性質の異なる検出誤差を有するため、互いに検出誤差を補間しながら精度の高い位置検出を行うようになっているが、要求される検出精度で現在位置を算出可能であれば全部の構成要素を備える必要はない。また、ステアリングホイールの回転センサや各タイヤの回転を検出する車輪センサなどを組み合わせて位置検出器３を構成しても良い。
【００１４】
地図データ入力器４は、例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭのような大容量の情報記録媒体１５からデータを読み取るためのものである。この場合、情報記録媒体１５には、多種類の地図描画用データ及びマップマッチング用データの他に、施設名称を例えば５０音順に並べた施設名称データベース、この施設名称データベース内の各施設についての具体的情報（施設名称、職種などの区分を示すジャンル名、施設の位置データ（経緯度データ）など）を網羅した施設データベース、電話番号と施設の対応を示す電話番号データベース、郵便番号と施設の対応を示す郵便番号データベース、住所と施設の対応を示す住所データベース、地図上の各地点を表すコードと地図上の位置との対応を示すマップコードデータベースなど、多様な地図データベースが記憶されている。尚、情報記録媒体としては、ハードディスク、光磁気ディスク、大容量メモリカードなどを用いることもできる。
【００１５】
外部メモリ５は、フラッシュメモリカードなどにより構成されたもので、例えば他の規格の情報記録媒体に対応するためのプログラムソフトを記憶したり、特定のデータの保存や呼出などを行ったりするために設けられている。
液晶表示ユニット６は、表示制御手段としての制御回路２に制御されて地図や図形や文字などを表示するための例えばカラー液晶表示器１６、タッチパネル１７を含んで構成されており、車両の運転席近傍に設置される。操作スイッチ群７は、この液晶表示器１６の周辺に配置されたメカニカルスイッチから成り、各種のデータや設定事項などの操作入力を制御回路２に与える。尚、リモコンセンサ１０も操作入力手段として設けられたもので、リモコン９からの操作入力を受信して制御回路９に与えるようになっている。音声出力装置８は、音声合成回路、アンプ、スピーカなどを備えたもので、制御回路２からの音声情報に応じた任意の音声出力を発生できるようになっている。
【００１６】
ここで、制御回路２は、現在位置を地図上に位置付けるマップマッチング処理を実行するという基本的な機能の他に、操作スイッチ群７、リモコン９、タッチパネル１７を通じて目的地や経由地点などの地点データが入力されたときに、その地点データに基づいて現在位置から目的地までの経路探索動作を例えばダイクストラ法を用いて行い、その経路探索結果に応じた案内ルートを地図画面上に表示するという経路計算機能（所謂リルート探索機能も含む）や、この機能により得られた案内ルートに基づいて音声や表示などにより種々のガイドを行う経路案内機能など、周知の支援機能を備えている。そして、目的地を設定する場合、その目的地を、５０音、住所、郵便番号、電話番号、マップコード、ホテルや駅などの該当するジャンルで検索できる他、外部メモリ５に予め記憶させた地点（メモリ地点）から選択することができるようになっている。
【００１７】
さて、前記タッチパネル１７は、例えばガラス板と透明フィルムとを若干の隙間をもって対向させて構成され、液晶表示器１６上に配設されている。このタッチパネル１７は透明であるから、液晶表示器１６に表示される画像はタッチパネル１７上から見ることができるようになっている。
【００１８】
このタッチパネル１７には、押圧操作されたとき、その押圧と、押圧位置とを検出するための検出手段としての例えば抵抗膜方式の検出部１８を備えている。この抵抗膜方式の検出部１８は、ガラス板と透明フィルムとに貼り付けられた透明導電膜（ＩＴＯ）からなる。そして、透明フィルムが押圧操作されると、その押圧部分が局部的に押し下げられて透明フィルムとガラス板とに貼られた透明導電膜が接触し、これにより押圧と押圧位置（タッチパネル１７のＸ，Ｙ座標上の位置）とが検出されるようになっている。この検出方式は周知であるので詳細な説明は省略する。なお、タッチパネル１７の押圧及びその位置の検出は透明導電膜による方式に限られない。
【００１９】
液晶表示ユニット６には、上記のようなタッチパネル１７に振動を付与するための振動発生手段としての振動発生装置１９が設けられている。この振動発生装置１９は、例えばモータの回転軸に偏心錘を取り付けた構成のもので、例えばタッチパネル１７を支える外枠部分を振動させてタッチパネルに１７に振動を伝達できるようになっている。そして、制御回路２は、この振動発生装置１９を制御する振動制御手段として機能し、後述のように、タッチパネル１７の押圧操作位置に応じて振動発生装置１９のモータの回転速度を変化させ、タッチパネル１７に伝えられる振動を異ならせるようになっている。
【００２０】
タッチパネル１７を入力操作手段として機能させる場合、液晶表示器１６には、図３に示すように、押圧操作により入力を受け付ける領域（有効操作領域；スイッチとして機能する領域）を示す長方形のスイッチ領域Ａと、そのスイッチ領域Ａが押圧されたときに果たされる機能を示すスイッチ名Ｂとが表示される。
【００２１】
そして、この実施例では、図２に示すように液晶表示器１６に地図が表示されている場合、タッチパネル１７を押圧操作すると、その押圧された表示地図上の位置の標高に応じた振動がタッチパネル１７に与えられる。また、図３に示すように液晶表示器１６にスイッチ領域Ａが表示されている場合、そのスイッチ領域Ａを押圧操作すると、そのスイッチ領域Ａの外の領域を押圧した場合とは、異なる振動がタッチパネル１７に与えられるようになっている。
【００２２】
この振動付与のための制御内容を図４のフローチャートを参照しながら説明する。例えば、液晶表示器１６に図２（ａ）に示すように小高い山とその周辺の地図が表示されていたとする。この地図表示状態の下で、タッチパネル１７を指先で押圧すると、その押圧及び押圧位置が検出部１８によって検出される（ステップＳ１で「ＹＥＳ」、ステップＳ２）。
【００２３】
検出部１８が検出した押圧位置の情報は制御回路２に与えられる。制御回路２は検出部１８から与えられた位置情報に基づいて押圧位置が液晶表示器１６上のどの位置に相当するかを演算し、その押圧位置がスイッチ領域Ａなのか、地図領域なのか、その他の領域なのかを判断する（ステップＳ３、ステップＳ６）。
【００２４】
今、液晶表示器１６には地図が表示されているので、制御回路２はステップＳ３で「ＮＯ」、ステップＳ６で「ＹＥＳ」と判断し、そして押圧位置が地図上のどの位置（緯経度）に相当するかを演算し、当該位置の標高を検出する。そして、制御回路２は、検出した標高に応じた振動振幅を決定し（ステップＳ７）、その振幅で振動発生装置１９を駆動する（ステップＳ５）。
【００２５】
このときの振動振幅について説明すると、図２（ｂ）はタッチパネル１７を図２（ａ）のア−ア線に沿って押圧して行った場合のタッチパネル１７の振動振幅を示し、図２（ｃ）はタッチパネル１７を図２（ａ）のイ−イ線に沿って押圧して行った場合のタッチパネル１７の振動振幅を示す。このように標高が高くなるに従って大きな振幅の振動がタッチパネル１７に与えられる。このため、指先でタッチパネル１７を触れると、その地図上の位置の標高が振動振幅の大きさで感得することができるので、立体的な感覚で地図を見ることができる。
【００２６】
一方、タッチパネル１７が入力操作手段として機能するように設定され、液晶表示器１６に、図３（ａ）に示すように、目的地を検索するための検索方式選択のためのスイッチ領域Ａが表示されていたとする。すると、制御回路２は、タッチパネル１７の押圧位置が液晶表示器１６に表示されたスイッチ領域Ａ内に相当する位置でなかった場合、ステップＳ３で「ＮＯ」、ステップＳ６で「ＮＯ」となってステップＳ８に移行し、スイッチ領域Ａ以外の振幅で振動がタッチパネル１７に伝達されるように振動発生装置１９のモータを回転駆動する。
【００２７】
また、タッチパネル１７の押圧位置がスイッチ領域Ａ内であった場合には、制御回路２は、ステップＳ３で「ＹＥＳ」となってステップＳ４に移行し、スイッチ領域Ａの振幅で振動がタッチパネル１７に伝達されるように振動発生装置１９のモータを回転駆動する。
【００２８】
図３（ｂ）はタッチパネル１７を図３（ａ）のウ−ウ線に沿って押圧して行った場合のタッチパネル１７の振動振幅を示し、図２（ｂ）はタッチパネル１７を図５（ｃ）のエ−エ線に沿って押圧して行った場合のタッチパネル１７の振動振幅を示す。このようにスイッチ領域Ａ以外の領域では、小さな振幅の振動がタッチパネル１７に伝えられ、スイッチ領域Ａである場合には、それ以外の領域に比べて大きい振幅の振動がタッチパネル１７に与えられる。このため、指先でタッチパネル１７を触れると、今押圧している個所がスイッチ領域Ａであるか否かを感得することができる。
なお、上述の第２の実施例において、各スイッチ領域Ａの振動振幅を異ならせて、どのスイッチ領域を押圧しているかが振動によって感得できるようにしても良い。
【００２９】
図５は本発明の第２の実施例を示す。この実施例は液晶表示器１６に地図とスイッチ領域Ａとが表示されていた場合に、双方のうち、いずれを押圧しているかを指先に伝わる振動によって感得することができるようにしたものである。
即ち、図５（ａ）に示すように、液晶表示器１６には、地図と、この地図を拡大、縮小するためのスイッチのスイッチ領域Ａとが表示されている。そして、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、タッチパネル１７の押圧位置がスイッチ領域Ａである場合には、一定振幅の振動が振動発生装置１９からタッチパネル１７に与えられ、地図領域である場合には、押圧位置の標高に応じた振幅の振動が振動発生装置１９からタッチパネル１７に与えられる。
【００３０】
このように本実施例によれば、液晶表示器１６に表示されている地図中にスイッチ領域Ａが表示されている場合、振動振幅によってスイッチ領域Ａを指先の感覚だけで探り当てることが可能となる。
【００３１】
図６及び図７は本発明の第３の実施例を示すもので、この実施例では、制御回路２に車両の速度検出手段の信号、例えば車軸の回転を検出するパルス信号が入力されるようになっており、この速度検出手段からの信号によって車両が走行しているか否かの状況を判断するようにしている。そして、制御回路２は、タッチパネル１７を入力操作手段として機能させるとき、車両の走行中に選択できないスイッチと選択できるスイッチとを指先に伝わる振動で判別できるようにしている。
【００３２】
即ち、図６（ａ）には、タッチパネル１７を操作入力手段として機能させて目的地の検索方式を選択する場合、そのためのスイッチ領域Ａとそのスイッチ名Ｂとが表示されている。そのうち、５０音、住所、郵便番号、電話番号で目的地を検索する場合は、有効な入力操作として車両の走行中でも入力を受け付けるが、マップコード、メモリ地点で検索したり、ホテル、駅、その他のジャンルで検索したりする場合は車両の走行中は無効な入力操作として入力を受け付けないようになっている。
【００３３】
そして、図６（ｂ）及び（ｃ）は同図（ａ）に示すオ−オ線及びカ−カ線に沿ってタッチパネル１７を押圧して行った場合にタッチパネル１７に与えられる振動振幅を示している。
つまり、スイッチ領域Ａを押圧操作した場合（ステップＳ３で「ＹＥＳ」）、制御回路２は、まずスイッチ領域Ａが操作されたときの振幅を設定する（ステップＳ４ａ）。次いで、制御回路２は、車両が停止している場合（ステップＳ４ｂで「ＮＯ」）、振動発生装置１９を駆動してステップＳ４ａで設定した振幅の振動がタッチパネル１７に伝えられるようにする（ステップＳ５）。
【００３４】
車両が走行中にある場合（ステップＳ４ｂで「ＹＥＳ」）には、制御回路２は、押圧されたスイッチ領域Ａが走行中操作を規制されているスイッチでなければ（ステップＳ４ｃで「ＮＯ」）、振動発生装置１９を駆動してステップＳ４ａで設定した振幅の振動がタッチパネル１７に伝えられるようにする（ステップＳ５）。
【００３５】
走行中操作を規制されているスイッチであった場合（ステップＳ４ｃで「ＹＥＳ」）、制御回路２は振幅を規制スイッチ領域のそれに設定し直して（ステップＳ４ｄ）、その振幅の振動がタッチパネル１７に伝えられるようにする（ステップＳ５）。
【００３６】
以上から理解されるように、車両の走行中でも検索できる検索方式の場合には、その選択用のスイッチ領域Ａには当該スイッチ領域Ａのどこを押圧しても一定の振幅の振動が与えられるが、走行中には操作できない検索方式の場合には、その選択用のスイッチ領域には当該スイッチ領域内で強弱変化する振動がタッチパネル１７に与えられる。このため、車両の走行中に選択できないスイッチ項目と選択できるスイッチ項目とを指先に伝わる振動で判別できる。
【００３７】
図８及び図９は本発明の第４の実施例を示すもので、この実施例は、スイッチ領域Ａ以外の領域を押圧した場合、スイッチ領域Ａに近いほど小さな振幅の振動がタッチパネル１７に付与されるように構成したものである。
【００３８】
即ち、図８（ａ）には目的地の検索方式を選択するためのスイッチ領域Ａとそのスイッチ名Ｂとが表示されている。そして、図８（ｂ）及び（ｃ）は同図（ａ）に示すキ−キ線及びク−ク線に沿ってタッチパネル１７を押圧して行った場合にタッチパネル１７に与えられる振動振幅を示している。
【００３９】
つまり、図８（ａ）において、スイッチ領域Ａの外の領域を押圧操作すると（ステップＳ３で「ＮＯ」、ステップＳ６で「ＮＯ」）、制御回路２は押圧位置に最も近いスイッチ領域を検出し（ステップＳ８ａ）、その直近のスイッチ領域までの距離に応じた振幅に設定し（ステップＳ８ｂ）、そして、その振幅の振動がタッチパネル１７に伝達されるように振動発生装置１９を駆動する（ステップＳ５）。
【００４０】
以上のことから理解されるように、スイッチ領域Ａ以外の領域を押圧操作した場合、その押圧位置がスイッチ領域Ａに近いほど小さな振幅の振動がタッチパネル１７に与えられる。このようにすれば、スイッチ領域Ａを指先に伝えられる振動によって探り当てることができ、液晶表示器１６を目で見なくとも済み、安全運転に寄与し得る。なお、スイッチ領域Ａに近いほど大きな振幅の振動がタッチパネル１７に与えられるようにしても良い。
【００４１】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、以下のような拡張或は変更が可能である。
領域の種類によって振動を異ならせる方式は、振幅を大小異ならせることに限られず、振幅を或る時間間隔で変化させるようにしてその振幅変化の時間間隔を変えることによって振動を異ならせたり、振幅は一定にして振動数を変えることによって振動を異ならせたりすることができる。
振動発生手段はモータにより偏心錘を回転させて振動を発生させるものに限られず、スピーカのように電磁石への印加電圧を大小変化させることによって鉄片を振動させる方式のものなど他に種々考えられる。
本発明は、カーナビゲーション装置の表示装置に限られず、タッチパネル付き表示装置に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すカーナビゲーション装置のブロック図
【図２】（ａ）は地図を表示した液晶表示器の正面図、（ｂ）は（ａ）のア−ア線に沿う振動振幅変化図、（ｃ）は（ａ）のイ−イ線に沿う振動振幅変化図
【図３】（ａ）はスイッチ領域を表示した液晶表示器の正面図、（ｂ）は（ａ）のウ−ウ線に沿う振動振幅変化図、（ｃ）は（ａ）のエ−エ線に沿う振動振幅変化図
【図４】振動付与のためのフローチャート
【図５】本発明の第２の実施例を示す図２相当図
【図６】本発明の第３の実施例を示す図３相当図
【図７】図４相当図
【図８】本発明の第４の実施例を示す図３相当図
【図９】図４相当図
【符号の説明】
図中、２は制御回路（表示制御手段、振動制御手段、状況検出手段）、６は液晶表示ユニット、１６は液晶表示器、１７はタッチパネル、１８は検出部、１９は振動発生装置（振動発生手段）である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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