(57)【要約】【課題】製品としての見栄えを損なうことなく、操作性の向上を図った入力装置を提供する。【解決手段】入力装置１は、輪郭が視認困難な検出領域２２を有するとともに、検出対象物が検出領域２２の外側に移動したときの接触位置を判定するための判定領域２３を有してなるタッチパネル２と、検出対象物が判定領域２３を移動しているか否かを判定するとともに、検出対象物が判定領域２３を移動していると判定した場合に、接触位置の移動に伴う移動位置情報を報知部６に出力させる移動位置報知機能を有する制御部５とを備えている。【選択図】図４
2016146076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輪郭が視認困難な検出領域を有するとともに、検出対象物が前記検出領域の外側に移動したときの接触位置を判定するための判定領域を有してなるタッチパネルと、
前記検出対象物が前記判定領域を移動しているか否かを判定するとともに、前記検出対象物が前記判定領域を移動していると判定した場合に、前記接触位置の移動に伴う移動位置情報を報知部に出力させる移動位置報知機能を有する制御部と、
を備えたことを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記検出領域の中心位置と前記接触位置との距離の時間変化に基づいて、前記接触位置が前記判定領域の外側に向けて移動しているか否かを判定することを特徴とする請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記接触位置が前記判定領域の外側に向けて移動した場合に、前記接触位置の移動に応じて第１の報知処理を行い、前記検出領域の中心位置と前記接触位置との距離の時間変化が増加した場合に、前記接触位置の移動に応じて第２の報知処理を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置に係り、特に、タッチパネルを備えた入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネルを備えた入力装置の一例としては、操作者の操作指にタッチパネルの検出領域の境界を触覚的に呈示する触覚刺激機能を有する情報操作装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記特許文献１に記載された従来の情報操作装置は、タッチパネルの検出領域の境界線に沿って列状に並んだ複数の触知ピンが所定の高さに突出する触覚刺激呈示アレイを備えており、触覚刺激呈示アレイを電気的に駆動制御することで、列状に並んだ複数の触知ピンによる凹凸の触角刺激が呈示されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２１６１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の情報操作装置は、タッチパネルの検出領域の境界線に沿って列状に並んだ複数の触知ピンが外部から見えるため、見栄えの点で満足できないものであった。
【０００６】
製品としての見栄えを改善するために触知ピンを外部から見え難くした場合は、例えばタッチパネル上を滑らせるなぞり操作中の操作指がタッチパネルの検出領域のどの位置に存在するのかを操作者が認識することは困難である。このため、操作性の低下を招くこととなり、その結果、操作者への負担も大きくなる。
【０００７】
従って、本発明の目的は、製品としての見栄えを損なうことなく、操作性の向上を図った入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［１］本発明は、輪郭が視認困難な検出領域を有するとともに、検出対象物が前記検出領域の外側に移動したときの接触位置を判定するための判定領域を有してなるタッチパネルと、前記検出対象物が前記判定領域を移動しているか否かを判定するとともに、前記検出対象物が前記判定領域を移動していると判定した場合に、前記接触位置の移動に伴う移動位置情報を報知部に出力させる移動位置報知機能を有する制御部と、を備えたことを特徴とする入力装置にある。
【０００９】
［２］上記［１］記載の前記制御部は、前記検出領域の中心位置と前記接触位置との距離の時間変化に基づいて、前記接触位置が前記判定領域の外側に向けて移動しているか否かを判定することを特徴とする。
【００１０】
［３］上記［１］又は［２］記載の前記制御部は、前記接触位置が前記判定領域の外側に向けて移動した場合に、前記接触位置の移動に応じて第１の報知処理を行い、前記検出領域の中心位置と前記接触位置との距離の時間変化が増加した場合に、前記接触位置の移動に応じて第２の報知処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、製品としての見栄えの点で優れたものとなり、操作性をも向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に好適な実施の形態に係る入力装置の構成ブロック図である。
【図２】同入力装置に適用されるタッチパネルの検出領域及び判定領域を説明するための説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】同入力装置に適用されるタッチパネルの判定領域におけるなぞり操作の一例を説明するための説明図である。
【図４】同入力装置に適用されるタッチパネルのなぞり操作の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００１４】
（入力装置の全体構成）
図１において、全体を示す符号１は、本実施の形態に係る典型的な入力装置を示している。この入力装置１は、操作指等の検出対象物により、操作面２１に対してタッチ操作やなぞり操作を行った際の静電容量の変化を検出するタッチパネル２を備えた静電容量式のタッチパネル装置として用いられる。
【００１５】
ここで、タッチ操作とは、タッチパネル２のタッチ位置に接触しているときの操作をいう。一方、なぞり操作とは、タッチパネル２のタッチ位置が連続的に変化しているときの操作をいい、タッチパネル２のタッチ位置が間欠的又は断続的に変化しているときの操作をも含む。
【００１６】
タッチパネル２は、複数本の駆動電極Ｘ１〜Ｘｎと複数本の検出電極Ｙ１〜Ｙｎとを有している。駆動電極Ｘ１〜Ｘｎは、Ｘ軸方向に略等しい間隔で配列されるとともに、Ｙ軸方向に延在している。一方の検出電極Ｙ１〜Ｙｎは、Ｙ軸方向に略等しい間隔で配列されるとともに、Ｘ軸方向に延在している。
【００１７】
駆動電極Ｘ１〜Ｘｎと検出電極Ｙ１〜Ｙｎとは、ＩＴＯ等の透明電極を互いに交差する方向に格子状に配列されており、検出電極Ｙ１〜Ｙｎが駆動電極Ｘ１〜Ｘｎと交差する部分である検出点に静電容量を形成する。
【００１８】
タッチパネル２には、駆動電極Ｘ１〜Ｘｎを駆動する駆動部３と検出電極Ｙ１〜Ｙｎにより検出された検出値を読み出す検出部４とが電気的に接続されている。
【００１９】
駆動部３は、制御部５に電気的に接続されており、制御部５から出力される駆動制御信号に基づいて、各駆動電極Ｘ１〜Ｘｎに駆動信号を出力するように構成されている。
【００２０】
検出部４は、制御部５に電気的に接続されており、制御部５から出力される読出制御信号に基づいて、各駆動電極Ｘ１〜Ｘｎの駆動毎に検出電極Ｙ１〜Ｙｎから出力される検出信号を検出値として読み出すように構成されている。検出部４では、読み出した検出値に基づいて検出点の座標が算出される。検出部４は、検出点の座標の情報を含む検出情報を生成して制御部５に出力する。
【００２１】
制御部５は、プログラムに従って取得したデータに演算や加工等を行うＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等から構成されるマイクロコンピュータである。ＲＯＭは、駆動部３及び検出部４が行う電極の選択や接続の制御、タッチ操作やなぞり操作を判定するための情報、検出部４の検出領域（パネル領域）の範囲を示す情報等の各種の設定データを格納する。ＲＡＭは、ＲＯＭから読み出される設定データを一時的に記憶する。
【００２２】
制御部５は、クロック信号を生成するクロック信号生成機能を有しており、クロック信号に基づいて、駆動制御信号、読出制御信号、及び切替制御信号を生成して出力するように構成されている。
【００２３】
駆動制御信号は、駆動信号の出力及び停止を指示する信号である。読出制御信号は、読み出した検出値に基づいて検出情報を生成して制御部５に出力する信号である。切替制御信号は、駆動電極Ｘ１から駆動電極Ｘｎの順に駆動信号を出力させて駆動部３を制御するとともに、検出電極Ｙ１から検出電極Ｙｎの順に検出値を出力させて検出部４を制御する信号である。
【００２４】
（移動位置報知機能の構成）
ところで、この種の入力装置においては、タッチパネルの検出範囲を知らせる必要があるため、タッチパネルの操作面には、検出領域を画成する平面視矩形枠状の見切り線が形成されており、この見切り線の内側の領域に検出領域を形成しているのが一般的である。
【００２５】
このような構造ではタッチパネルの見切り線が視認されやすいことから、タッチパネルの見栄えを改善することが望まれる。しかしながら、タッチパネルの見切り線を見え難くすると、操作者がタッチパネルの検出範囲や操作中の操作指の位置を知ることが困難であり、タッチパネルの操作性が損なわれることになるので好ましくない。
【００２６】
本実施の形態に係る入力装置１の主要なところは、タッチパネル２の操作面２１に見切り線を有しないように形成することで製品としての見栄えを向上させることに加えて、タッチパネル２の検出範囲や操作指の移動位置情報を報知する移動位置報知機能を有する制御部５にある。
【００２７】
なお、以下の説明においては、タッチパネル２の操作態様の一例として、なぞり操作について説明するが、これに限定されるものではなく、タッチ操作にも適用できることは勿論である。
【００２８】
図示例によるタッチパネル２には、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、輪郭が視認困難な正方形の検出領域２２が設定されている。この検出領域２２には、制御部５においてなぞり操作のタッチ位置を判定するための判定領域２３を設定する判定領域境界線２４が設定されている。この判定領域境界線２４は、検出領域２２の中心座標Ｃ（０，０）から所定の距離をもって平面視矩形枠状に囲んでいる。
【００２９】
この判定領域境界線２４の外側に設定された判定領域２３は、検出領域２２から逸脱しそうな操作指の動きを検出する。この判定領域２３において操作指の動きを検出することで、操作者が外側から視認できなくても、なぞり操作中の操作指が検出領域２２から逸脱することが防止される。
【００３０】
なぞり操作の操作状況は、報知部６により報知される。制御部５は、報知部６の報知処理を制御する。報知部６としては、例えば振動、音や光等による報知部を採用することができる。
【００３１】
この制御部５は、クロック信号生成機能によって所定のサンプリング時間毎にＸ−Ｙ座標（タッチ位置）を認識し、サンプリング時間毎のＸ−Ｙ座標とタッチパネル２の検出領域２２の中心座標Ｃ（０，０）との間の距離や距離の時間変化を算出する。この距離の時間的変化に基づき、なぞり操作の方向、速度や加速度などの操作状況が制御部５によって判断される。
【００３２】
図示例による制御部５は、例えばタッチパネル２の判定領域２３において、なぞり操作中の操作指が検出領域２２から逸脱しそうな第１の操作態様であるか否か、なぞり操作中の操作指が検出領域２２から逸脱することが顕著であると予想される第２の操作態様であるか否かを判断する。
【００３３】
このような操作態様による操作指の動きに応じて、制御部５は、例えば振動強度、音量、光度、それらの出力回数や出力時間等の報知量を異ならせるように報知部６を制御する。
【００３４】
ここで、なぞり操作中の操作指が検出領域２２から逸脱しそうな第１の操作態様とは、次の３つの第１〜第３の条件を満たすものである。
【００３５】
第１の条件は、操作者の操作指がなぞり操作することである。第２の条件は、なぞり操作中の操作指が検出領域２２の判定領域境界線２４の外側である判定領域２３に存在することである。第３の条件は、なぞり操作中の操作指が判定領域２３の外側へ移動することである。
【００３６】
一方、なぞり操作中の操作指が検出領域２２から逸脱することが顕著であると予想される第２の操作態様とは、上記第１〜第３の条件に加えて、次の第４の条件を満たすものである。
【００３７】
第４の条件は、なぞり操作中の操作指のタッチ位置が判定領域２３の外側へ向けて移動する加速度が増加することである。
【００３８】
第１の条件としては、図３に示すように、制御部５が「Ｘｔ０２＋Ｙｔ０２≠Ｘｔ１２＋Ｙｔ１２」であるか否かを判定することで、操作者のなぞり操作を検出することができる。
【００３９】
ここで、「Ｘｔ０２＋Ｙｔ０２」は、サンプリング時間ｔ０におけるＸ−Ｙ座標Ｐ１（Ｘｔ０，Ｙｔ０）と、タッチパネル２の検出領域２２の中心座標Ｃ（０，０）との間の距離の二乗和であり、「Ｘｔ１２＋Ｙｔ１２」は、サンプリング時間ｔ１におけるＸ−Ｙ座標Ｐ２（Ｘｔ１，Ｙｔ１）と、タッチパネル２の検出領域２２の中心座標Ｃ（０，０）との間の距離の二乗和である。
【００４０】
第２の条件としては、図３に示すように、制御部５が「Ｘｔ０＞Ｂ１、Ｂ２」、「−Ｘｔ０＜Ｂ３、Ｂ４」、「Ｙｔ０＞Ｂ１、Ｂ４」、「−Ｙｔ０＜Ｂ２、Ｂ３」であるか否かを判定することで、なぞり操作中の操作指が判定領域２３に存在することを検出することができる。
【００４１】
ここで、「Ｘｔ０」及び「Ｙｔ０」は、サンプリング時間ｔ０におけるＸ座標Ｐ１（Ｘｔ０）及びＹ座標Ｐ１（Ｙｔ０）である。一方、「Ｂ１」は、検出領域２２の中心座標Ｃ（０，０）を中心とした第１象限内の判定領域境界線２４のＸ−Ｙ座標（ｂ，ｂ）であり、「Ｂ２」は、第２象限内の判定領域境界線２４のＸ−Ｙ座標（ｂ，−ｂ）である。「Ｂ３」は、第３象限内の判定領域境界線２４のＸ−Ｙ座標（−ｂ，−ｂ）であり、「Ｂ４」は、第４象限内の判定領域境界線２４のＸ−Ｙ座標（−ｂ，ｂ）である。
【００４２】
第３の条件としては、図３に示すように、制御部５が「Ｘｔ０２＋Ｙｔ０２＜Ｘｔ１２＋Ｙｔ１２」であるか否かを判定する。
【００４３】
サンプリング時間ｔ０におけるＸ−Ｙ座標Ｐ１（Ｘｔ０，Ｙｔ０）及び検出領域２２の中心座標Ｃ（０，０）の間の距離と、サンプリング時間ｔ１におけるＸ−Ｙ座標Ｐ２（Ｘｔ１，Ｙｔ１）及び検出領域２２の中心座標Ｃ（０，０）の間の距離との時間変化に基づいて、なぞり方向やなぞり速度を判定することで、なぞり操作中の操作指が判定領域境界線２４の外側へ移動していることを検出することができる。
【００４４】
第４の条件としては、図３に示すように、制御部５が「（Ｘｔ１２＋Ｙｔ１２）−（Ｘｔ０２＋Ｙｔ０２）＜（Ｘｔ２２＋Ｙｔ２２）−（Ｘｔ１２＋Ｙｔ１２）」であるか否かを判定する。
【００４５】
ここで、「（Ｘｔ１２＋Ｙｔ１２）−（Ｘｔ０２＋Ｙｔ０２）」は、サンプリング時間ｔ０におけるＸ−Ｙ座標Ｐ０（Ｘｔ０，Ｙｔ０）からサンプリング時間ｔ１におけるＸ−Ｙ座標Ｐ１（Ｘｔ１，Ｙｔ１）へ移動する加速度である。一方の「（Ｘｔ２２＋Ｙｔ２２）−（Ｘｔ１２＋Ｙｔ１２）」は、サンプリング時間ｔ１におけるＸ−Ｙ座標Ｐ１（Ｘｔ１，Ｙｔ１）からサンプリング時間ｔ２におけるＸ−Ｙ座標Ｐ２（Ｘｔ２，Ｙｔ２）へ向かう加速度である。
【００４６】
Ｘ−Ｙ座標Ｐ０（Ｘｔ０，Ｙｔ０）からＸ−Ｙ座標Ｐ１（Ｘｔ１，Ｙｔ１）へ移動するなぞり速度と、Ｘ−Ｙ座標Ｐ１（Ｘｔ１，Ｙｔ１）からＸ−Ｙ座標Ｐ２（Ｘｔ２，Ｙｔ２）へ移動するなぞり速度との時間変化に基づき、なぞり加速度を判定することで、なぞり操作中の操作指が判定領域２３の外側へ移動する加速度が増加していることを検出することができる。
【００４７】
（なぞり操作の処理手順）
次に、図３及び図４を参照しながら、上記のように構成された入力装置１に適用されるタッチパネル２のなぞり操作の処理手順の一例を説明する。以下の処理手順の説明においては、特に記載のない限り、制御部５に内蔵されたＣＰＵが行うものとする。
【００４８】
なお、図４のステップＳ１０１〜Ｓ１０４は、タッチパネル２上を滑らせるなぞり操作中の操作指が検出領域２２から逸脱しそうな第１の操作態様か否かを判定する上記第１〜第３の条件に対応する。図４のステップＳ１０５及びステップＳ１０６は、なぞり操作中の操作指が検出領域２２から逸脱することが顕著であると予想される第２の操作態様を判定する上記第４の条件に対応する。
【００４９】
図４において、検出部４が操作面２１に対する操作指の接触を検出すると、制御部５に検出信号を出力する。制御部５では、なぞり操作か否かを判断する（ステップＳ１０１）。なぞり操作は、タッチパネル２のタッチ位置が連続的に変化しているときの操作であり、例えば複数個のＸ−Ｙ座標の接触が所定の時間内にあるか否かに基づいて判断される。
【００５０】
ステップＳ１０１の処理において、複数個のＸ−Ｙ座標の接触が所定の時間内にない場合は、タッチパネル２のタッチ位置が連続的に変化しない通常のタッチ操作であると判断し、タッチ位置のＸ−Ｙ座標情報に応じた操作情報信号を情報機器に出力する（ステップＳ１０７）。
【００５１】
ステップＳ１０１の処理において、なぞり操作であると判断した場合は、ステップＳ１０２の処理に移る。ステップＳ１０２において、タッチパネル２に対する操作指のタッチ位置Ｐ０が判定領域境界線２４の外側である判定領域２３にあるか否かを判定する。
【００５２】
ステップＳ１０２の処理において、なぞり操作中の操作指のタッチ位置Ｐ０が判定領域２３になかった場合は、なぞり操作中の操作指が検出領域２２から逸脱しないなぞり操作であると判断し、タッチ位置のＸ−Ｙ座標情報に応じた操作情報信号を情報機器に出力する（ステップＳ１０７）。
【００５３】
ステップＳ１０２の処理において、なぞり操作中の操作指のタッチ位置Ｐ０が判定領域２３にあると判断した場合は、ステップＳ１０３の処理に進む。ステップＳ１０３の処理において、なぞり操作中の操作指のタッチ位置Ｐ１が検出領域２２の中心座標Ｃ（０，０）から外向きに判定領域２３を移動したか否かを判定する。
【００５４】
ステップＳ１０３の処理において、なぞり操作中の操作指のタッチ位置Ｐ１が検出領域２２の中心座標Ｃ（０，０）から外向きに移動しなかった場合は、なぞり操作中の操作指が検出領域２２から逸脱しないなぞり操作であると判断し、タッチ位置のＸ−Ｙ座標情報に応じた操作情報信号を情報機器に出力する（ステップＳ１０７）。
【００５５】
ステップＳ１０３の処理において、なぞり操作中の操作指のタッチ位置Ｐ１が検出領域２２の中心座標Ｃ（０，０）から外向きに移動しており、なぞり操作中の操作指が検出領域２２から逸脱しそうな第１の操作態様であると判断した場合は、ステップＳ１０４の処理に移行する。
【００５６】
ステップＳ１０４の処理において、第１の操作態様によるなぞり操作指のタッチ位置Ｐ１に応じた報知信号を報知部６に出力する。報知部６の報知量は、一定時間毎のタッチ位置と検出領域２２の中心座標Ｃ（０，０）との間の距離の時間変化に応じて異ならせるように制御される。
【００５７】
続いて、ステップＳ１０５の処理において、なぞり操作中の操作指のタッチ位置が検出領域２２の中心座標Ｃ（０，０）から外向きに移動する加速度が増加したか否かを判定する。
【００５８】
ステップＳ１０５の処理において、検出領域２２の中心座標Ｃ（０，０）から外向きに移動する加速度が増加していない場合は、なぞり操作中の操作指が検出領域２２から逸脱しないなぞり操作であると判断し、タッチ位置Ｐ２のＸ−Ｙ座標情報に応じた操作情報信号を情報機器に出力する（ステップＳ１０７）。
【００５９】
ステップＳ１０５の処理において、検出領域２２の中心座標Ｃ（０，０）から外向きに移動する加速度が増加しており、なぞり操作中の操作指が検出領域２２から逸脱することが顕著であると予想される第２の操作態様であると判断した場合は、ステップＳ１０６の処理に移行する。
【００６０】
ステップＳ１０６の処理において、第２の操作態様によるなぞり操作指のタッチ位置Ｐ２に応じた報知信号を報知部６に出力する。報知部６の報知量は、一定時間毎のタッチ位置と検出領域２２の中心座標Ｃ（０，０）との間の距離の時間変化に応じて、なぞり操作中の操作指が検出領域２２から逸脱しそうな第１の操作態様の場合よりも増加するように制御される。
【００６１】
以上の処理により、検出領域２２の中心座標Ｃ（０，０）から外向きに移動する加速度が増加するにつれて報知量を増やすことで、操作者は検出領域から逸脱する可能性が高まっていることを認識することができる。
【００６２】
（実施の形態の効果）
以上のように構成された入力装置１によれば、上記効果に加えて、次の効果が得られる。
【００６３】
操作を直接視認できない状況で行う場合でも、タッチパネル上を滑らせるなぞり操作中の操作指が検出領域のどの位置に存在するかを知ることが可能であり、操作者への負担軽減を図ることができる。
【００６４】
製品としての見栄えを向上することができるとともに、なぞり操作中の操作指の位置を把握することが可能となる。
【００６５】
一般に、この種の入力装置では、入力する際に触覚を操作者に呈示する触覚呈示機構を既に有している。この従来から備えている触覚呈示機構を利用することにより、装置の設計を大幅に変更することなく、報知を行うことができるため、コストアップを抑制することができる。
【００６６】
なお、上記入力装置１は、車両のインストルメントパネル、ステアリングホイールやセンターコンソールなどの各種内装品に装着することができる。
【００６７】
また、上記入力装置１は、車載機器を遠隔操作するための入力装置、携帯電話機やカメラなどの各種の携帯情報端末装置の入力デバイスとして効果的に用いることができることは勿論である。
【００６８】
以上の説明からも明らかなように、本発明に係る代表的な実施の形態及び図示例を例示したが、上記実施の形態及び図示例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。従って、上記実施の形態及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００６９】
１…入力装置、２…タッチパネル、３…駆動部、４…検出部、５…制御部、６…報知部、２１…操作面、２２…検出領域、２３…判定領域、２４…判定領域境界線、Ｂ１〜Ｂ４、Ｐ０〜Ｐ２…Ｘ−Ｙ座標、Ｃ…中心座標、ｔ０〜ｔ２…サンプリング時間、Ｘ１〜Ｘｎ…駆動電極、Ｙ１〜Ｙｎ…検出電極
【図１】
2016146076.tif 000003
【図２】
2016146076.tif 000004
【図３】
2016146076.tif 000005
【図４】
2016146076.tif 000006