JP2019109571A

JP2019109571A - 表示装置、及び入力装置

Info

Publication number: JP2019109571A
Application number: JP2017240383A
Authority: JP
Inventors: 裕次三井; Yuji Mitsui
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2019-07-04

Abstract

【課題】遠隔操作の手書き入力において、正確な入力操作が可能な表示装置、及び入力装置を提供する。【解決手段】表示部１０と、タッチ位置を検出して遠隔操作により表示部１０に対応する位置取得を行なうタッチパッド２２と、位置取得時のタッチパッド２２の操作荷重を取得する荷重センサ２４とを備えた入力部２０と、操作荷重に基づいて、表示部１０への表示態様を変更して表示制御する表示制御部３４を備えた制御部３０と、を有して表示装置１を構成する。操作荷重によって、指からの押し込み力を検知して、押し込み力の強弱とタイミングによって、文字入力とポインタ表示を切り分けるようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置、及び入力装置に関する。

従来、検出手段としてのタッチパッドと、検出手段で入力された手書き文字を表示する表示部と、タッチパッドで入力された手書き文字入力情報を判別する文字判別手段を備えた、車両用入力装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

この車両用入力装置におけるタッチパッドは、ブラインド操作が可能である。つまり、運転者は、表示部に表示されている操作メニューを見ながら、入力装置をブラインド操作して、各機器を操作できる。タッチパッド上における運転者の指先動作は、静電容量の変化に基づき検出される。具体的には、タッチパッド上における指先の接触位置や、タッチパッド上を指先でなぞった時の指先軌跡が検出される。これにより、タッチパッドで遠隔操作により表示部に手書き文字を表示しながら入力して、文字入力できる車両用入力装置が可能になるとされている。

特開２０１５−２０７１６７号公報

しかし、従来技術では、手書き文字の入力が、タッチパッド上における指先の接触位置や指先でなぞった時の指先軌跡に基づいて検出される構成とされている。タッチパッド上の入力状態を表示部に表示しながら手書き文字の入力を行なおうとすると、例えば、文字の第一画目の開始位置が正確に狙えない、第二画目の開始位置が第一画目の開始位置に正確に合わせられない、等の問題が生じる。

したがって、本発明の目的は、遠隔操作の手書き入力において、正確な入力操作が可能な表示装置、及び入力装置を提供することにある。

［１］上記目的を達成するため、表示部と、タッチ位置を検出して遠隔操作により前記表示部に対応する位置取得を行なうタッチパッドと、前記位置取得時の前記タッチパッドの操作荷重を取得する荷重検出部とを備えた入力部と、前記操作荷重に基づいて、前記表示部への表示態様を変更して表示制御する表示制御部を備えた制御部と、を有する表示装置を提供する。
［２］前記表示制御部は、前記操作荷重が第１閾値以下の場合には前記タッチ位置を前記表示部にポインタ表示し、前記操作荷重が前記第１閾値を超える場合には前記ポインタ表示を消去して前記タッチ位置を前記表示部に入力表示する、上記［１］に記載の表示装置であってもよい。
［３］また、前記表示制御部は、前記表示部に入力表示を行なう場合に、操作荷重がゼロ（タッチオフ）になった場合に、前記入力表示を終了する、上記［１］又は［２］に記載の表示装置であってもよい。
［４］また、前記表示制御部は、前記表示部に入力表示を行なう場合に、操作荷重が前記第１閾値より小さい第２閾値以下になった場合に、前記入力表示を終了する、上記［１］又は［２］に記載の表示装置であってもよい。
［５］また、前記制御部は、前記表示態様に応じて、前記タッチ位置の入力制御を行なう入力制御部を有する、上記［１］から［４］のいずれか１に記載の入力装置であってもよい。
［６］また、前記制御部は、前記入力制御部により入力された文字の手書き文字判別を行なう文字判別部を有する、上記［５］に記載の入力装置であってもよい。

本発明の表示装置、及び入力装置によれば、遠隔操作の手書き入力において、正確な入力操作を可能とすることができる。

図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係る表示装置、入力装置の全体構成図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）における入力部をＡ方向から見た側面図である。図２は、操作時間（操作の流れ）と操作荷重との関係を示す一例であり、第１閾値を超えたところから操作荷重がゼロ（タッチオフ）になるところまでを文字入力とすることを表す第１の実施の形態に係る操作時間と操作荷重の関係図である。図３（ａ）は、文字入力表示部に表示されたポインタとその移動を説明する表示部の図、図３（ｂ）は、図３（ａ）で示すポインタの操作を説明するタッチパッドの図、図３（ｃ）は、文字入力表示部に表示された入力表示と第一画、第二画の始点、終点を説明する表示部の図、図３（ｄ）は、図３（ｃ）で示すタッチ位置と文字入力の位置関係を説明するタッチパッドの図である。図４は、操作時間（操作の流れ）と操作荷重との関係を示す一例であり、第１閾値を超えたところから操作荷重が第２閾値以下になるところまでを文字入力とすることを表す第２の実施の形態に係る操作時間と操作荷重の関係図である。図５（ａ）、（ｂ）は、一筆書きの手書き文字入力の一例である。

（本発明の第１の実施の形態）
本発明の実施の形態に係る表示装置１は、表示部１０と、タッチ位置を検出して遠隔操作により表示部１０に対応する位置取得を行なうタッチパッド２２と、位置取得時のタッチパッド２２の操作荷重を取得する荷重検出部である荷重センサ２４とを備えた入力部２０と、操作荷重に基づいて、表示部１０への表示態様を変更して表示制御する表示制御部３４を備えた制御部３０と、を有して構成されている。

（表示部１０）
表示部１０は、図１（ａ）に示すように、例えば、メニュー画面が表示され、入力部２０により遠隔操作されて、アイコン選択、画面表示の変更、入力確定、入力処理等ができ、また、文字入力表示部１１に手書き文字の表示が可能とされている。表示部１０が例えば車両に装着される場合は、車両のインストルメントパネルに装着される。表示部１０は、例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）型等の周知の液晶ディスプレイである。この表示部１０は、制御部３０に接続され、制御部３０から出力される表示信号Ｓ_Ｄに基づいて表示制御される。

表示部１０は、図１（ａ）に示すように、左上が原点Ｏのワールド座標Ｘ、Ｙとされ、文字入力表示部１１は、原点Ｏ´のローカル座標Ｘ´、Ｙ´とされている。この文字入力表示部１１のローカル座標Ｘ´、Ｙ´は、タッチパッド２２（入力部２０）の座標ｘ、ｙに対応するものであり、スケール変換された絶対座標値により、タッチパッド２２上の点が文字入力表示部１１に表示可能とされている。

（入力部２０）
入力部２０は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、タッチパッド２２と、タッチパッド２２への操作荷重を検出する荷重センサ２４から構成されている。タッチパッド２２は、ベース５０に載置された荷重センサ２４上に配置されている。入力部２０は、例えば、車両の場合は、ベースとしてのセンターコンソール等に装着される。

タッチパッド２２は、表示部１０と対応した２次元座標が検出可能な、例えば、静電容量方式の２次元タッチセンサである。タッチパッド２２は、タッチパッド２２上の指等によるタッチ位置を検出して、タッチ位置信号Ｓ_Ｐとして制御部３０へ出力する。

また、荷重センサ２４は、例えば、静電容量方式、圧電式の荷重センサである。荷重センサ２４は、タッチパッド２２への操作荷重、押圧荷重をタッチパッド２２の下部の、例えば、四隅に配置された荷重センサの平均値として検出し、これを操作荷重信号Ｓ_Ｌとして制御部３０へ出力する。なお、荷重センサ２４は、少なくとも１つ備えていればよい。

（制御部３０）
制御部３０は、記憶部３２、表示制御部３４、入力制御部３６、文字判別部３８等を備えた例えばマイクロコンピュータで構成されている。制御部３０は、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成される。なお、制御部３０は、図１（ａ）に示すように、記憶部３２、表示制御部３４等が一体に構成されている必要はない。例えば、記憶部３２は外部メモリを用いる、表示制御部３４は外部の画像処理チップを用いる、等の構成であってもよい。

記憶部３２には、本実施形態に係る表示装置、入力装置を動作させるためのプログラム、後述する第１閾値Ｓ_ｔｈ１、第２閾値Ｓ_ｔｈ２が記憶されている。また、記憶部３２には、文字データ（漢字、かな、カナ、アルファベト、記号等）が文字コードと共に予め記憶され、制御部３０が必要に応じて参照可能とされている。

表示制御部３４は、タッチパッド２２から取得したタッチ位置信号Ｓ_Ｐと、荷重センサ２４から取得した操作荷重Ｓ_Ｌとに基づいて、マイクロコンピュータの処理、演算機能を使用して、表示部１０への表示態様を変更して表示制御する。ここで、表示態様を変更して表示制御するとは、操作荷重Ｓ_Ｌの値に応じて、タッチ位置信号Ｓ_Ｐに対応する表示部１０上の位置に、ポインタ表示を行なうか入力表示を行なうかを制御することである。なお、ポインタ表示は、矢印やカーソル等の位置を示すマークである。また、入力表示とは、実際に位置入力される位置を示す点、線等で、これらの点、線が連続的に表示される軌跡も含まれる。

具体的には、図２に示すように、表示制御部３４は、操作荷重Ｓ_Ｌが第１閾値Ｓ_ｔｈ１以下の場合にはタッチ位置を表示部１０にポインタ表示し、操作荷重Ｓ_Ｌが第１閾値Ｓ_ｔｈ１を超える場合にはポインタ表示を消去してタッチ位置を表示部１０に入力表示する。

また、第１の実施の形態では、表示制御部３４は、表示部１０に入力表示を行なう場合に、操作荷重Ｓ_Ｌがゼロ（タッチオフ）になった場合に、入力表示を終了する。

（入力装置としての実施形態）
上記説明した制御部３０は、上記の表示態様に応じて、タッチ位置の入力制御を行なう入力制御部３６を有する入力装置、も本発明の実施の形態の一つである。ここで、タッチ位置の入力制御とは、入力制御部３６において、操作荷重Ｓ_Ｌが第１閾値Ｓ_ｔｈ１を超える場合にタッチ位置を取得する（制御部３０に入力する）ものである。取得されたタッチ位置は、例えば、手書き文字を形成する。この手書き文字は、文字判別部３８において、文字判別が実行される。また、この入力装置は、入力制御部３６により入力された文字の手書き文字判別を行なう文字判別部３８を有する。

入力制御部３６は、上記の入力表示がされている場合に、入力表示されたタッチ位置を取得する入力制御を行なう。

文字判別部３８は、入力制御部３６により入力された文字の手書き文字判別を行なう。文字判別部３８は、入力制御部３６により入力された文字の手書き文字と、記憶部３２に記憶された文字データ（漢字、かな、カナ、アルファベト、記号等）を特徴抽出、識別処理を行なうことにより手書き文字判別を行なう。特徴抽出としては、拡張セル特徴方式、加重方向ヒストグラム方式、外郭方向寄与度特徴方式等の方式がある。また、識別処理としては、シティブロック距離方式、ユークリッド距離方式、線形識別関数方式、部分空間法、ＫＮＮ法、ベイズ識別法、ニューラルネットによる方法等がある。本実施の形態に係る制御部３０は、記憶部３２の文字データ（漢字、かな、カナ、アルファベト、記号等）、文字コードを参照しながら、これら公知の特徴抽出、識別処理方式による手書き文字の判別を行なうことができる。

図２は、操作時間（操作の流れ）と操作荷重との関係を示す一例であり、第１閾値Ｓ_ｔｈ１を超えたところから操作荷重がゼロ（タッチオフ）になるところまでを文字入力とすることを表す第１の実施の形態に係る操作時間と操作荷重の関係図である。

操作時間ｔ_１において、タッチパッド２２へタッチオンし、操作を開始する。操作時間ｔ_２までの間は、操作荷重Ｓ_Ｌが第１閾値Ｓ_ｔｈ１以下であって、表示制御部３４により、表示部１０の文字入力表示部１１に、タッチ位置が表示部１０にポインタ表示される。すなわち、図３（ａ）に示すように、ポインタ１００が点Ｄ_１からＤ_２の間で表示される。

操作時間ｔ_２において、操作荷重Ｓ_Ｌが第１閾値Ｓ_ｔｈ１を超えたので、表示制御部３４は、ポインタ表示を消去して、図３（ｃ）に示すように、文字入力表示部１１に、タッチ位置の入力表示を行なう。操作荷重Ｓ_Ｌが第１閾値Ｓ_ｔｈ１を下回っても、操作荷重Ｓ_Ｌがゼロ（タッチオフ）になるまでは入力表示が継続される。

操作時間ｔ_３において、操作荷重Ｓ_Ｌがゼロ（タッチオフ）になることで、表示制御部３４は、入力表示を停止する。

図２に示すように、操作時間ｔ_２からｔ_３の操作において、第一画の文字入力がされる。入力制御部３６は、この第一画の文字入力を制御部３０に入力する。

以降、同様の手順により、第二画、第三画、・・・・、と文字入力を制御部３０に入力する。表示制御部３４は、操作荷重Ｓ_Ｌに基づいて、表示部１０への表示態様を変更して表示制御を行なう。また、入力制御部３６は、入力表示の位置取得を行なうことにより、例えば、図３（ｃ）に示すように、手書き文字「馬」を取得することができる。

（表示装置、入力装置の動作）
表示装置、入力装置の動作として、図３（ａ）から（ｄ）に示すような、「馬」の文字入力で説明する。図３（ｂ）、（ｄ）で示すように、タッチパッド２２のＰ_１点に指先等でタッチする。第一画となるＰ_２点まで、第１閾値Ｓ_ｔｈ１を超えない操作荷重Ｓ_Ｌで指先等移動させる。この操作に対応して、図３（ａ）に示すように、表示制御部３４により、ポインタ１００が点Ｄ_１からＤ_２まで移動する。

点Ｄ_２を手書き文字の第一画とするため、第１閾値Ｓ_ｔｈ１を超える操作荷重Ｓ_Ｌとして入力操作する。表示制御部３４は、図３（ｃ）で示すように、点Ｐ_２を点Ｄ_２として入力表示する。図３（ｄ）で示すように、点Ｐ_２から点Ｐ_３まで指先を移動させ、点Ｐ_３でタッチオフする。これにより、点Ｄ_２から点Ｄ_３である手書き文字の第一画、すなわち、図３（ｃ）で示す「馬」の第一画の縦棒が表示される。また、この第一画は、入力制御部３６により、制御部３０に入力される。

図３（ｄ）で示すように、タッチオフした指を点Ｐ_４に再びタッチさせる。操作荷重Ｓ_Ｌが第１閾値Ｓ_ｔｈ１以下である場合は、ポインタ１００が表示される。操作者は、このポインタ１００を見ながらタッチパッド２２上を指先でなぞり、第二画の始点Ｐ_５に移動させる。

点Ｐ_５に対応する点Ｄ_５を手書き文字の第二画とするため、第１閾値Ｓ_ｔｈ１を超える操作荷重Ｓ_Ｌとして入力操作する。表示制御部３４は、図３（ｃ）で示すように、点Ｐ_５を入力表示する。図３（ｄ）で示すように、点Ｐ_５から点Ｐ_６まで指先を移動させ、点Ｐ_６でタッチオフする。これにより、点Ｄ_５から点Ｄ_６である手書き文字の第二画、すなわち、図３（ｃ）で示す「馬」の第二画の横棒が表示される。本実施の形態によれば、この第一画の始点と第二画の始点を一致させることができる。また、この第二画は、入力制御部３６により、制御部３０に入力される。

このような手順により、手書き文字の第一画の始点と終点、第二画の始点と終点、・・・を入力することができる。これにより、図３（ｄ）で示すように、表示制御部３４は、各画の始点、終点が狙い通りの位置にあるきれいな手書き文字が入力表示できる。また、この表示に基づいて入力制御部３６は、高い判別精度が期待できる手書き文字、例えば、図３（ｃ）で示す「馬」の文字を取得する入力制御を行なうことができる。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態は、表示制御部３４は、図４に示すように、第１閾値Ｓ_ｔｈ１と第２閾値Ｓ_ｔｈ２により、ポインタ表示と入力表示を切り替えて、表示態様を変更する。他の構成は第１の実施の形態と同様であり、以下、異なる構成、動作について説明する。

具体的には、図４に示すように、表示制御部３４は、操作荷重Ｓ_Ｌが第１閾値Ｓ_ｔｈ１以下の場合にはタッチ位置を表示部１０にポインタ表示し、操作荷重Ｓ_Ｌが第１閾値Ｓ_ｔｈ１を超える場合にはポインタ表示を消去してタッチ位置を表示部１０に入力表示する。

第２の実施の形態では、表示制御部３４は、操作荷重Ｓ_Ｌが第２閾値Ｓ_ｔｈ２以下になった場合に、入力表示を終了する。

図４は、操作時間（操作の流れ）と操作荷重との関係を示す一例であり、第１閾値Ｓ_ｔｈ１を超えたところから操作荷重が第２閾値Ｓ_ｔｈ２以下になるところまでを文字入力とすることを表す第２の実施の形態に係る操作時間と操作荷重の関係図である。

操作時間ｔ_１０において、タッチパッド２２へタッチオンし、操作を開始する。操作時間ｔ_１１までの間は、操作荷重Ｓ_Ｌが第１閾値Ｓ_ｔｈ１以下であって、表示制御部３４により、表示部１０の文字入力表示部１１に、タッチ位置がポインタ表示される。すなわち、図３で示したような、ポインタ１００が表示される。

操作時間ｔ_１１において、操作荷重Ｓ_Ｌが第１閾値Ｓ_ｔｈ１を超えたので、表示制御部３４は、ポインタ表示を消去して、文字入力表示部１１に、タッチ位置の入力表示を行なう。操作荷重Ｓ_Ｌが第１閾値Ｓ_ｔｈ１を下回っても、第２閾値Ｓ_ｔｈ２以下になるまでは入力表示が継続される。

図４に示すように、操作荷重Ｓ_Ｌが第２閾値Ｓ_ｔｈ２以下になると、タッチ位置が表示部１０にポインタ表示される。

図４に示すように、第１閾値Ｓ_ｔｈ１と第２閾値Ｓ_ｔｈ２により、ヒステリシスを持たせているので、第１閾値Ｓ_ｔｈ１を境にして操作荷重Ｓ_Ｌが変動しても、ポインタ表示と入力表示が煩雑に変化することがない。

以降、同様の手順により、表示制御部３４は、操作時間ｔ_１２〜ｔ_１３の間でポインタ表示、操作時間ｔ_１３〜ｔ_１４の間で入力表示、・・・・、と操作荷重に基づいて、表示部１０への表示態様を変更して表示制御する。

また、入力制御部３６は、上記の入力表示がされている場合に、入力表示されたタッチ位置を取得する（制御部３０に入力する）。

第２の実施の形態では、上記説明したように、第１閾値Ｓ_ｔｈ１と第２閾値Ｓ_ｔｈ２により、ヒステリシスを持たせているので、いわゆる一筆書きのような複数画の文字入力にも対応することが可能になる。

図５（ａ）、（ｂ）は、一筆書きの手書き文字入力の一例である。図５（ｂ）に示すように、タッチパッド２２上において、点Ｑ_１から点Ｑ_２まで、指先を接触させたまま、一筆書きの要領で例えば、「三」の文字を入力することができる。

表示制御部３４は、操作荷重Ｓ_Ｌが第１閾値Ｓ_ｔｈ１を超えたところを入力表示し、第２閾値Ｓ_ｔｈ２以下になったところで、ポインタ表示にする。操作者が、例えば、「三」の文字の３つの横棒の部分を大きな荷重でタッチしたままタッチパッド２２上をなぞり、各画の終点から次の画の始点までを小さな荷重でタッチしたままタッチパッド２２上をなぞると、表示制御部３４は、表示部１０の文字入力表示部１１に、図５（ａ）で示すような、「三」の文字を入力表示することができる。

また、入力制御部３６は、高い判別精度が期待できる手書き文字、例えば、図５（ａ）で示す「三」の文字を取得する入力制御を行なうことができる。

（実施の形態の効果）
本発明の実施の形態によれば、以下のような効果を有する。
（１）本発明の実施の形態に係る表示装置１は、表示部１０と、タッチ位置を検出して遠隔操作により表示部１０に対応する位置取得を行なうタッチパッド２２と、位置取得時のタッチパッド２２の操作荷重を取得する荷重センサ２４とを備えた入力部２０と、操作荷重に基づいて、表示部１０への表示態様を変更して表示制御する表示制御部３４を備えた制御部３０と、を有して構成されている。これにより、操作荷重によって、指からの押し込み力を検知して、押し込み力の強弱とタイミングによって、文字入力とポインタ表示を切り分けることが可能になる。
（２）文字入力とポインタ表示を切り分けることができるので、例えば、手書き入力時において、手書き文字の各画の始点、終点を狙い通りに位置させることが容易となり、遠隔操作の手書き入力において、正確な入力操作が可能になる。これにより、手書き文字の入力精度が向上し、手書き文字入力時の文字判別、文字識別の精度が向上する。
（３）第１閾値Ｓ_ｔｈ１と第２閾値Ｓ_ｔｈ２により、ヒステリシスを持たせることにより、いわゆる一筆書きのような複数画の文字入力にも対応することが可能になる。これにより、タッチパッドに触れたまま、複数画の文字入力が可能になる。

以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態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。さらに、これら実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…表示装置、１０…表示部、１１…文字入力表示部、２０…入力部、２２…タッチパッド、２４…荷重センサ、３０…制御部、３２…記憶部、３４…表示制御部、３６…入力制御部、３８…文字判別部、５０…ベース、１００…ポインタ、Ｓ_Ｄ…表示信号、Ｓ_Ｌ…操作荷重信号、Ｓ_Ｐ…タッチ位置信号、Ｓ_ｔｈ１…第１閾値、Ｓ_ｔｈ２……第２閾値、Ｘ、Ｙ…ワールド座標、Ｘ´、Ｙ´ローカル座標…、ｘ、ｙ…タッチパッド２２の座標

Claims

表示部と、
タッチ位置を検出して遠隔操作により前記表示部に対応する位置取得を行なうタッチパッドと、前記位置取得時の前記タッチパッドの操作荷重を取得する荷重検出部とを備えた入力部と、
前記操作荷重に基づいて、前記表示部への表示態様を変更して表示制御する表示制御部を備えた制御部と、
を有する表示装置。
前記表示制御部は、前記操作荷重が第１閾値以下の場合には前記タッチ位置を前記表示部にポインタ表示し、前記操作荷重が前記第１閾値を超える場合には前記ポインタ表示を消去して前記タッチ位置を前記表示部に入力表示する、請求項１に記載の表示装置。
前記表示制御部は、前記表示部に入力表示を行なう場合に、操作荷重がゼロ（タッチオフ）になった場合に、前記入力表示を終了する、請求項１又は２に記載の表示装置。
前記表示制御部は、前記表示部に入力表示を行なう場合に、操作荷重が前記第１閾値より小さい第２閾値以下になった場合に、前記入力表示を終了する、請求項１又は２に記載の表示装置。
前記制御部は、前記表示態様に応じて、前記タッチ位置の入力制御を行なう入力制御部を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の入力装置。
前記制御部は、前記入力制御部により入力された文字の手書き文字判別を行なう文字判別部を有する、請求項５に記載の入力装置。