JP2018132936A - タッチ式入力装置、タッチ式入力装置の制御方法、及びタッチ式入力装置の制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】タッチされた位置にかかわらずブラインド操作を支援することができるタッチ式入力装置を提供する。
【解決手段】タッチ式入力装置は、タッチされた位置を検出するタッチパネルと、前記タッチパネルを振動させる振動部と、前記振動部を制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記タッチされた位置と前記タッチパネルの検出面上の所定位置との距離に応じた態様で前記タッチパネルが振動するように前記振動部を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、タッチ式入力装置に関する。

タッチパネルを備えたタッチ式入力装置が広く普及している。しかしながら、タッチパネルの検出面は平坦であるため、ユーザーはタッチパネルの検出面上のどの部分を触っているかを把握することが難しい。このため、ユーザーは、タッチ式入力装置の検出面と関連付けられている表示装置の操作画面を注視することを余儀なくされている。

特にタッチパネルが静電容量方式である場合には、抵抗膜方式とは異なり加圧操作（押し込み操作）が不要になるため、誤操作が増大する傾向にあり、操作画面を注視する必要性が高まる。

特開２０１３−１７５０４５号公報（段落００２５，００２６，００４８） 特開２０１３−９７６００号公報（要約、請求項１）

例えばユーザーが車両を運転しているときには、ユーザーが長時間操作画面を注視することは安全上難しい。このため、ブラインド操作を支援することができるタッチ式入力装置が望まれている。

特許文献１及び特許文献２で提案されているタッチ式入力装置は、被検出体（例えばユーザーの指等）がタッチパネル上の仮想スイッチの内部又は近傍に接触した場合に、被検出体と仮想スイッチの中央との位置関係を振動によって示唆し、被検出体を仮想スイッチの中央に誘導している。しかしながら、特許文献１及び特許文献２で提案されているタッチ式入力装置は、被検出体が仮想スイッチから遠く離れた位置に接触した場合には、被検出体と仮想スイッチの中央との位置関係を振動によって示唆することができない。すなわち、特許文献１及び特許文献２で提案されているタッチ式入力装置は、被検出体をタッチパネル上の仮想スイッチの内部又は近傍に接触させるまではブラインド操作を支援することができず、被検出体を仮想スイッチの内部又は近傍から仮想スイッチの中央に移動させる微調整の段階しかブラインド操作を支援することができなかった。

本発明は、上記の課題に鑑み、タッチされた位置にかかわらずブラインド操作を支援することができるタッチ式入力装置を提供することを目的とする。

本発明に係るタッチ式入力装置は、タッチされた位置を検出するタッチパネルと、前記タッチパネルを振動させる振動部と、前記振動部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記タッチされた位置と前記タッチパネルの検出面上の所定位置との距離に応じた態様で前記タッチパネルが振動するように前記振動部を制御する構成（第１の構成）である。

また、上記第１の構成のタッチ式入力装置において、前記距離が所定値以下になったときに報知する報知部を備える構成（第２の構成）であってもよい。

また、上記第１又は第２の構成のタッチ式入力装置において、前記制御部は、前記所定位置を複数設定した場合に、複数の前記所定位置それぞれで前記距離に応じた態様の要素を変える構成（第３の構成）であってもよい。

また、上記第１又は第２の構成のタッチ式入力装置において、前記振動部は、前記タッチパネルの検出面を振動させ、前記制御部は、前記距離に応じて、入力操作を行う被検出体と前記タッチパネルの検出面との摩擦抵抗が変化するように前記振動部を制御する構成（第４の構成）であってもよい。

また、上記第１〜第４いずれかの構成のタッチ式入力装置において、前記制御部は、情報を入力または設定する入力モードになったときに前記振動部に対する制御を開始する構成（第５の構成）であってもよい。

また、上記第１〜第５いずれかの構成のタッチ式入力装置において、前記制御部は、表示画像データに基づく画像を表示装置に表示させる表示制御装置と連動し、前記表示画像データが所定のデータになったときに前記振動部に対する制御を開始する構成（第６の構成）であってもよい。

また、上記第１〜第６いずれかの構成のタッチ式入力装置において、前記タッチ式入力装置は、車両に搭載され、前記制御部は、前記車両の走行状態を検知する検知部を備え、前記車両が走行状態になったときに前記振動部に対する制御を開始する構成（第７の構成）であってもよい。

本発明に係るタッチ式入力装置の制御方法は、タッチされた位置を検出するタッチパネルと、前記タッチパネルを振動させる振動部と、を備えるタッチ式入力装置の制御方法であって、前記タッチされた位置と前記タッチパネルの検出面上の所定位置との距離を算出する工程と、前記距離に応じた態様で前記タッチパネルが振動するように前記振動部を制御する工程と、を備える構成（第８の構成）である。本発明に係るタッチ式入力装置の制御プログラムは、タッチされた位置を検出するタッチパネルと、前記タッチパネルを振動させる振動部と、を備えるタッチ式入力装置の制御プログラムであって、前記タッチされた位置と前記タッチパネルの検出面上の所定位置との距離を算出する工程と、前記距離に応じた態様で前記タッチパネルが振動するように前記振動部を制御する工程と、をコンピュータに実行させる構成（第９の構成）である。

本発明によれば、タッチされた位置とタッチパネルの検出面上の所定位置との距離に応じた態様でタッチパネルを振動させるので、タッチされた位置にかかわらずブラインド操作を支援することができるタッチ式入力装置を提供することができる。

タッチ式入力装置の一構成例を示す図 タッチパネルの概略正面図 タッチパネルの概略正面図 タッチ式入力装置及び表示装置が搭載される車両内の様子を車室内後方から視た部分概略図 タッチ式入力装置及び表示装置が搭載される車両内の様子を車室内後方から視た部分概略図 制御装置の処理の流れを示す図 表示装置によって表示される画像の例を示す図 表示装置によって表示される画像の例を示す図

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

＜１．タッチ式入力装置の構成＞
図１は、タッチ式入力装置１００の一構成例を示す図である。タッチ式入力装置１００は、タッチパネル１と、振動部２と、制御部３と、記憶部４と、を備える。

タッチパネル１は、タッチされた位置（以下、「タッチ位置」と略すことがある。）を検出する。タッチパネル１の検出面は被検出体によってタッチされる。被検出体としては、例えばユーザーの指等を挙げることができる。

振動部２は、タッチパネル１を振動させる。

図２に示す構成例の振動部２は、タッチパネル１をタッチパネル１の検出面に沿った方向を振動させる。例えば、タッチパネル１の検出面が平面である場合には、その平面の法線方向に略垂直な方向がタッチパネル１の検出面に沿った方向となる。図２に示す構成例では、振動部２はソレノイドアクチュエータ２ａ及び２ｂによって構成される。ソレノイドアクチュエータ２ａ及び２ｂはそれぞれ、可動鉄心と、図示しないコイルを有する本体部と、を備えている。ソレノイドアクチュエータ２ａ及び２ｂの可動鉄心は、軸方向がタッチパネル１の長手方向に沿うように、タッチパネル１の短手方向中央部に固定される。図２に示すように、ソレノイドアクチュエータ２ａ及び２ｂの本体部はそれぞれ筐体６に固定される。また、図２に示すように、弾性部材５ａ及び５ｂは、タッチパネル１と筐体６とを連結し、タッチパネル１を弾性支持する。弾性部材５ａ及び５ｂは、バネに限定されるものではなく、例えばスポンジやゴム等を用いてもよい。タッチパネル１は、ソレノイドアクチュエータ２ａ及び２ｂが駆動することでタッチパネル１１の長手方向に振動する。ソレノイドアクチュエータ５ａ及び５ｂ並びに弾性部材５ａ及び５ｂは、図示しない枠体によって覆い隠すことが望ましい。

図３に示す構成例の振動部２は、タッチパネル１の検出面を振動させる。図３に示す構成例では、振動部２は振動子２ｃ〜２ｆによって構成され、振動子２ｃ〜２ｆは図３に示すようにタッチパネル１の検出面１ａの四隅に固定される。振動子２ｃ〜２ｆは、図示しない枠体によって覆い隠すことが望ましい。なお、振動子の個数や配置は図３に示す例に限定されるものではない。振動子としては、例えば、ピエゾ素子などの圧電素子を用いることができる。タッチパネル１の検出面の振動によって、タッチパネル１の表面に触れている被検出体とタッチパネル１の検出面との間に高圧の空気膜が発生すると、タッチパネル１の検出面に触れている被検出体とタッチパネル１の検出面との摩擦抵抗が低減する。振動振幅の調整によって摩擦抵抗を調整することができる。なお、タッチパネル１の検出面を高速で振動させると、タッチパネル１の検出面に触れている被検出体とタッチパネル１の検出面との間に高圧の空気膜が発生する確実性を高めることができる。この高速での振動とは例えば超音波振動である。

制御部３は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及びＲＯＭ（Read Only Memory）を備えるコンピュータである。制御部３は、記憶部４等と接続され、記憶部４に記憶されたプログラム４ａに基づいて情報の処理及び送受信を行い、振動部２及び表示装置２００を制御する。

制御部３は、振動制御部３ａと、位置情報生成部３ｂと、表示制御部３ｃと、を備える。記憶部４に記憶されたプログラム４ａにしたがってＣＰＵが演算処理を実行することにより、振動制御部３ａ等の制御部３の各種機能が実現される。なお、タッチ式入力装置１００が表示制御部３ｃを備えず、タッチ式入力装置１００の外部に表示制御部３ｃに相当する表示制御装置を設ける構成であってもよい。

振動制御部３ａは、駆動部２を制御する。具体的には、振動制御部３ａは、タッチ位置とタッチパネル１の検出面上の所定位置との距離に応じた態様でタッチパネル１が振動するように振動部２を制御する。振動の態様の要素としては、例えば振動振幅、振動周波数、振動方向等を挙げることができる。振動方向を変化させる場合には、図２に示す構成例では一軸の振動であったが、例えば、可動鉄心の軸方向がタッチパネル１の短手方向に沿うソレノイドアクチュエータを追加して二軸の振動が可能な構成にすればよい。

位置情報生成部３ｂは、タッチパネル１から検出結果を受け取り、タッチパネル１の検出結果に基づいて、タッチ位置に関する位置情報（例えば、タッチ位置の座標情報）を作成し、表示制御部３ｃに出力する。なお、タッチパネル１が感圧式タッチパネルである場合には、位置情報生成部３ｂは、位置情報に加えて、タッチ位置に与えられた圧力に関する圧力情報も作成し、表示制御部３ｃに出力する。

表示制御部３ｃは、位置情報生成部３ｂから出力される位置情報に基づいて表示画像データを作成し、その表示画像データに基づく画像を表示装置２００に表示させる。なお、タッチパネル１が感圧式タッチパネルである場合には、表示制御部３ｃは、位置情報生成部３ｂから出力される位置情報及び圧力情報に基づいて表示画像データを作成し、その表示画像データに基づく画像を表示装置２００に表示させる。

ここで、上述したタッチ式入力装置１００及び表示装置２００を車両に搭載する場合の配置について図４及び図５を参照して説明する。図４及び図５はそれぞれ、タッチ式入力装置１００及び表示装置が搭載される車両内の様子を車室内後方から視た部分概略図である。

タッチパネル１は車両の運転者が操作可能な位置に設けられ、表示装置２００は車両の運転者が視認可能な位置に設けられる。

図４に示す配置例では、タッチパネル１は運転席と助手席との間に設けられ、表示装置２００はダッシュボードの中央に設けられる。このようにタッチパネル１と表示装置２００とが物理的に離れている場合には、表示装置２２０によって表示される画像にタッチ位置を表すカーソルを含めるとよい。表示装置２００を図４に示すように車両の比較的前方に設置することで、車両の運転者が運転中に表示装置２００の表示を確認するときの視点移動が少なくなる。

図５に示す配置例では、タッチパネル１は表示装置２００の表示面側に固着され、タッチパネル１及び表示装置２００（いわゆるタッチパネルディスプレイ）は車両のセンターコンソールに設けられる。

＜２．制御部の処理＞
図６は、制御部３の処理の流れを示す図である。制御部３が起動すると、制御部３は非振動制御モード（振動制御部３ａがディセーブル状態であるモード）で動作する。

ステップＳ１において、制御部３は、非振動制御モードから振動制御モード（振動制御部３ａがイネーブル状態であるモード）に移行するか否かを判断する。

例えば、制御部３は、表示制御部３によって生成される表示画像データが所定のデータになったときに非振動制御モードから振動制御モードに移行すると判断してもよい。具体例としては、表示装置２００が目的地までの走行経路を案内するナビゲーション装置の各種画像を表示する表示装置であって、図７に示すように表示装置２００の表示画面がナビゲーション装置の仮想キーボード画面に切り替わったときに、制御部３が非振動制御モードから振動制御モードに移行すると判断する場合を挙げることができる。すなわち、文字等の情報を入力する入力画面や、音量等の設定値を変化させるＵＰ／ＤＯＷＮキーのような設定画面に切り替わったとき、換言すれば情報を入力したり設定したりする入力モードに切り替わったときに、非振動制御モードから振動制御モードに移行する。

表示制御部３によって生成される表示画像データが所定のデータになったときに自動的に振動制御モードに移行するので、上記所定のデータが、被検出体が所定位置まで移動することによってその後に行われる入力操作の操作性が極めて向上するような操作画面の画像データ等である場合に利便性が向上する。

また例えば、制御部３は、車両の走行状態を検知する検知機能を有し、車両が走行状態になったときに非振動制御モードから振動制御モードに移行すると判断してもよい。車両の走行状態を検知する手法としては、例えばタッチ式入力装置１００の外部（例えば車両制御ＥＣＵ（Electric Control Unit））から車速情報を取得し、車速が所定速度以上であれば走行状態を検知する手法、車載カメラの撮影画像から車速を推定し、車速が所定速度以上であれば走行状態を検知する手法等を挙げることができる。

車両が走行状態であるときには安全上ブラインド操作の必要性が高まるので、車両が走行状態になったときに自動的に振動制御モードに移行することにより、車両の安全性が向上する。なお、入力モードである場合と車両が走行状態である場合の２つの条件が揃ったときに非振動制御モードから振動制御モードに移行するようにし、単に入力モードに切り替わっただけや単に車両が走行状態になっただけでは非振動制御モードから振動制御モードに移行しないようにしてもよい。

振動制御モードに移行しないと判断された場合には、非振動制御モードのままステップＳ１の処理に戻る。なお、図６では図示していないが、非振動制御モードではタッチ位置の検出や表示装置２００による画像表示が行われており、タッチ式入力装置１００は入力操作の受付が可能な状態になっている。

一方、振動制御モードに移行すると判断された場合には、非振動制御モードから振動制御モードに移行し、ステップＳ２以降の処理を実行する。なお、ステップＳ２以降において誤操作を防止するために、例えばフリック操作によって入力操作を確定させたり、振動制御モードでは入力操作を受け付けないようにしたり、タッチパネル１が感圧式タッチパネルである場合には加圧操作（押し込み操作）により入力操作を確定させたりすればよい。

ステップＳ２において、タッチパネル１はタッチされた位置を検出し、位置情報生成部３ｂはタッチ位置に関する位置情報を作成する。

次に、表示制御部３ｃは、位置情報生成部３ｂから出力される位置情報に基づいて表示画像データを作成し、その表示画像データに基づく画像を表示装置２００に表示させる（ステップＳ３）。

次に、振動制御部３ａは、タッチ位置とタッチパネル１の検出面上の所定位置との距離を算出する（ステップＳ４）。表示装置２００の表示画面が図７に示す仮想キーボード画面であれば、例えば「あ」の仮想キーの中央部分Ｐ１に対応するタッチパネル１の検出面上の位置を所定位置にすればよい。また、表示装置２００の表示画面が図８に示す空調機の温度設定を行う仮想アップ・ダウンキー画面であれば、例えば仮想アップキーＵ１と仮想ダウンキーＤ１との中間位置Ｐ２に対応するタッチパネル１の検出面上の位置を所定位置にすればよい。また、表示装置２００の表示画面が図８に示す空調機の温度設定を行う仮想アップ・ダウンキー画面であれば、例えば仮想アップキーＵ１の中央部分Ｐ３に対応するタッチパネル１の検出面上の位置と仮想ダウンキーＤ１の中央部分Ｐ４に対応するタッチパネル１の検出面上の位置とをそれぞれ所定位置にしてもよい。

次に、振動制御部３ａは、タッチ位置とタッチパネル１の検出面上の所定位置との距離が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ５）。なお、所定位置を複数設定している場合には、タッチ位置と少なくとも一つの所定位置との距離が所定値以下であるか否かを判定すればよい。

タッチ位置とタッチパネル１の検出面上の所定位置との距離が所定値以下でないと判定された場合にはステップＳ６に移行する。一方、タッチ位置とタッチパネル１の検出面上の所定位置との距離が所定値以下であると判定された場合にはステップＳ８に移行する。

ステップＳ６において、振動制御部３ａは、タッチ位置とタッチパネル１の検出面上の所定位置との距離に応じた振動の態様を決定する。振動の態様は、タッチ位置とタッチパネル１の検出面上の所定位置との距離に応じて連続的（アナログ的）に変化させてもよく、タッチ位置とタッチパネル１の検出面上の所定位置との距離に応じてステップ的（デジタル的）に変化させてもよい。

例えばタッチ位置とタッチパネル１の検出面上の所定位置との距離が大きいほど、図２に示す構成例の振動部２において振動振幅を大きくすればよい。この場合、ユーザーは振動が弱くなる方向に被検出体を動かすことによって、画面を注視することなく被検出体を所定位置まで移動させることができる。すなわち、タッチされた位置にかかわらずブラインド操作を支援することができる。

また例えばタッチ位置とタッチパネル１の検出面上の所定位置との距離が大きいほど、図３に示す構成例の振動部２において振動振幅を小さくすればよい。この場合、ユーザーは滑らかに移動できる方向に被検出体を動かすことによって、画面を注視することなく被検出体を所定位置まで移動させることができる。すなわち、タッチされた位置にかかわらずブラインド操作を支援することができる。さらに、被検出体の移動に伴って被検出体とタッチパネル１の検出面との摩擦抵抗が小さくなるので、被検出体の後半部分の移動が楽になる。一方、タッチ位置とタッチパネル１の検出面上の所定位置との距離が大きいほど、図３に示す構成例の振動部２において振動振幅を大きくした場合には、被検出体の前半部分の移動が楽になる。

なお、所定位置を複数設定している場合には、複数の所定位置それぞれでタッチ位置とタッチパネル１の検出面上の所定位置との距離に応じて振動の態様の要素を変えればよい。これにより、ユーザーは、複数の所定位置それぞれにおけるタッチ位置とタッチパネル１の検出面上の所定位置との距離を区別して把握することできる。所定位置が２つであれば、例えばタッチ位置と一方の所定位置との距離に応じて振動振幅を変え、タッチ位置と他方の所定位置との距離に応じて振動周波数を変えればよい。

ステップＳ６に続くステップＳ７において、振動制御部３ａは、ステップＳ６で決定した振動の態様で振動部２を振動させ、その後ステップＳ２に戻る。

ステップＳ８において、制御部３は、タッチ位置とタッチパネル１の検出面上の所定位置との距離が所定値以下になったことを報知する。これにより、ユーザーは被検出体が所定位置又は所定位置の近傍に到達したことを明確に認識することができる。報知の方法としては、例えば振動部２の振動停止する報知方法、タッチ式入力装置１００の外部に設けた音声出力装置や発光装置に対して報知信号（制御信号）を出力し、音声や光を用いてユーザーに知らせる報知方法等を挙げることができる。

ステップＳ８に続くステップＳ９において、制御部３は、振動制御モードから非振動制御モードに切り換え、その後ステップＳ１に戻る。

＜３．変形例＞
上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

上述した実施形態では、プログラムに従ったＣＰＵの演算処理によってソフトウェア的に各種の機能が実現されていると説明したが、これらの機能のうちの一部は電気的なハードウェア回路により実現されてもよい。また逆に、ハードウェア回路によって実現されるとした機能のうちの一部は、ソフトウェア的に実現されてもよい。

また上述した実施形態では、所定位置が１つ又は２つの場合について説明したが、所定位置は３つ以上であってもよい。

１ タッチパネル
１ａ タッチパネルの検出面
２ 振動部
２ａ、２ｂ ソレノイドアクチュエータ
２ｃ〜２ｆ 振動子
３ 制御部
３ａ 振動制御部
３ｂ 位置情報生成部
３ｃ 表示制御部
４ 記憶部
４ａ プログラム
５ａ、５ｂ 弾性部材
６ 筐体
１００ タッチ式入力装置
２００ 表示装置

Claims (9)

1. タッチされた位置を検出するタッチパネルと、
   前記タッチパネルを振動させる振動部と、
   前記振動部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記タッチされた位置と前記タッチパネルの検出面上の所定位置との距離に応じた態様で前記タッチパネルが振動するように前記振動部を制御する、タッチ式入力装置。
2. 前記距離が所定値以下になったときに報知する報知部を備える、請求項１に記載のタッチ式入力装置。
3. 前記制御部は、前記所定位置を複数設定した場合に、複数の前記所定位置それぞれで前記距離に応じた態様の要素を変える、請求項１又は請求項２に記載のタッチ式入力装置。
4. 前記振動部は、前記タッチパネルの検出面を振動させ、
   前記制御部は、前記距離に応じて、入力操作を行う被検出体と前記タッチパネルの検出面との摩擦抵抗が変化するように前記振動部を制御する、請求項１又は請求項２に記載のタッチ式入力装置。
5. 前記制御部は、情報を入力または設定する入力モードになったときに前記振動部に対する制御を開始する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のタッチ式入力装置。
6. 前記制御部は、
   表示画像データに基づく画像を表示装置に表示させる表示制御装置と連動し、
   前記表示画像データが所定のデータになったときに前記振動部に対する制御を開始する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のタッチ式入力装置。
7. 前記タッチ式入力装置は、車両に搭載され、
   前記制御部は、前記車両の走行状態を検知する検知部を備え、前記車両が走行状態になったときに前記振動部に対する制御を開始する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のタッチ式入力装置。
8. タッチされた位置を検出するタッチパネルと、前記タッチパネルを振動させる振動部と、を備えるタッチ式入力装置の制御方法であって、
   前記タッチされた位置と前記タッチパネルの検出面上の所定位置との距離を算出する工程と、
   前記距離に応じた態様で前記タッチパネルが振動するように前記振動部を制御する工程と、
   を備える、タッチ式入力装置の制御方法。
9. タッチされた位置を検出するタッチパネルと、前記タッチパネルを振動させる振動部と、を備えるタッチ式入力装置の制御プログラムであって、
   前記タッチされた位置と前記タッチパネルの検出面上の所定位置との距離を算出する工程と、
   前記距離に応じた態様で前記タッチパネルが振動するように前記振動部を制御する工程と、
   をコンピュータに実行させる、タッチ式入力装置の制御プログラム。