JPWO2010064389A1 - 表示入力装置 - Google Patents

Abstract

表示入力装置を、画像の表示および入力を行うタッチパネル１と、タッチパネル１に対向する検出対象の振動を検出する振動センサ（近接センサ１２）と、振動センサで検知された検出対象の振動が所定量を超えた場合に振動補正を行う振動補正部３０４と、前記振動補正された検出対象の位置に基づいて、前記タッチパネルに表示された一定範囲の表示領域における画像を変形処理する制御部３と、により構成した。

Description

この発明は、特に、ナビゲーションシステム等の車載情報機器に用いて好適な、表示入力装置に関するものである。

タッチパネルは、液晶パネルのような表示装置と、タッチパッドのような座標位置入力装置とを組み合わせた電子部品であり、液晶パネルに表示されたアイコン等の画像領域に指でタッチするだけでタッチされた画像の位置情報を感知して機器を操作することのできる表示入力装置であり、車載ナビゲーションシステム等、主に直感的に扱えることが要求される機器に組み込まれることが多い。

上記したタッチパネルを含むマンマシン装置の操作性や使い勝手を向上させるための提案が従来から多数出願されている。
例えば、指を近づけたときに指の近傍に位置するキースイッチを拡大して表示し、選択操作を容易化した表示入力装置（例えば、特許文献１参照）、垂直方向の距離を検出し、その距離に応じた拡大率で情報を表示するＣＲＴ装置（例えば、特許文献２参照）、タッチ圧力を検知して軽いタッチで拡大表示、強いタッチで所定のキー操作を実現する入力装置（例えば、特許文献３参照）等が知られている。

特開２００６−３１４９９号公報 特開平０４−１２８８７７号公報 特開平１０−１７１６００号公報

上記した特許文献１に開示された技術によれば、指を近づけたときに近傍のアイコンが拡大表示されるため、誤操作を防止でき選択操作を容易にするが、車両が走行中等の理由により画面が振動すると、図１０に示されるように、例えば、タッチパネルにソフトウエアキーボードが表示される場合を想定すれば、振動に伴い拡大表示される一部キーの内容も変化するため、タッチ操作が困難になって操作性が低下することは否めず、また、振動していない状態で常に拡大表示された場合には逆に操作性を損なう場合がある。
また、特許文献２に開示された技術によれば、拡大縮小を制御しようとした場合、タッチパネル面と指の位置が離れすぎ、指のＺ軸方向の振れにより拡大縮小が揺れ、制御が困難になることがある。更に、特許文献３に開示された技術によれば、ユーザの俊敏な指の操作を触れと誤認識して操作にユーザの意思が十分に反映されなくなるといった不都合を有していた。

この発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、振動時にも入力操作を容易にして操作性の向上をはかった表示入力装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するためにこの発明の表示入力装置は、画像の表示および入力を行うタッチパネルと、タッチパネルに対向する検出対象の位置変化に基づいて当該検出対象の振動を検出する振動センサと、振動センサで検知された検出対象の振動が所定量を超えた場合に検出対象の位置変化から振動成分を除去する振動補正を行う振動補正部と、振動補正された検出対象の位置に基づいて、タッチパネルに表示された一定範囲の表示領域における画像を変形処理する制御部とを備えたものである。

この発明によれば、振動時にも入力操作を容易にして操作性の向上をはかった表示入力装置を提供することができる。

この発明の実施の形態１に係る表示入力装置の内部構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る表示入力装置が有するナビＣＰＵのプログラム構造を機能展開して示したブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る表示入力装置が有する描画回路の内部構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る表示入力装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係る表示入力装置によりタッチパネルに表示される画面構成の一例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る表示入力装置の振動補正処理動作を示すタイミング図である。 この発明の実施の形態２に係る表示入力装置が有するナビＣＰＵのプログラム構造を機能展開して示したブロック図である。 この発明の実施の形態２に係る表示入力装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３に係る表示入力装置の動作を示すフローチャートである。 従来の表示入力装置によりタッチパネルに表示される画面構成の一例を示す図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る表示入力装置の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、この発明の実施の形態１に係る表示入力装置は、タッチパネル式表示装置（以下タッチパネルと略称する）１と、外部センサ２と、制御部３とにより構成される。

タッチパネル１は、情報の表示ならびに入力を行うもので、例えば、情報の表示を行うＬＣＤパネル１０上に、情報の入力を行うタッチセンサ１１が積層されて構成され、ここでは、更に、タッチセンサ１１の外周に沿うように、タッチパネル１と、タッチパネル１に対向して位置する指やペン等、検出対象の動きを２次元で非接触検知する近接センサ１２がセル単位で複数実装されている。ここでは、近接センサ１２を振動センサとして説明する。

近接センサ１２は、検出セルとして、例えば赤外線を使用した場合、赤外線発光ＬＥＤ（Light Emitted Diode）と、受光トランジスタとが、タッチセンサ１１の外周に格子状に対向配置され、検出対象が近づいたことによる遮蔽もしくは反射光により、接近を検出するとともに、その座標位置を検出するものである。
近接センサ１２は、その検出セルが上記した赤外線に限らず、例えば、コンデンサのように平行に配置された２枚の平板との間に生じる静電容量の変化により、検出対象の接近を検出する静電容量型で代替してもよい。この場合、平板は、一方の片側が検出対象に向く接地面、他方の片側がセンサ検出面となり、この２極間に形成される静電容量の変化により検出対象の接近を検出するとともにその座標位置を検出することができる。

一方、外部センサ２は車両の随所に実装され、少なくとも、ＧＰＳ（Global Positioning System）センサ２１と、車速センサ２２と、加速度センサ２３とを含む。
ＧＰＳセンサ２１は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して、制御部３が、緯度、経度を測位するための信号を生成して制御部３に出力する。車速センサ２２は、車両が走行中か否かを判定するための車速パルスを計測して制御部３に出力する。加速度センサ２３は、例えば、バネに取り付けた錘が変位する量を計測して錘にかかる加速度を推定するセンサであり、３軸加速度センサの場合、例えば、０（重力加速度のみ）から数１００Ｈｚまでの加速度変動に追従し、Ｘ、Ｙ方向の加速度ベクトルの合計から地面に対する向き（姿勢）を測定して制御部３に出力する。

制御部３は、ルート検索や目的地誘導等、ナビゲーション機能を実行するため基本的処理機能の他に、近接センサ１２で検知された指の振動が所定量あると判定された場合に振動補正を行い、タッチパネル１に表示された一定範囲の表示領域における画像を拡大処理して表示する機能を有する。
このため、制御部３は、ナビゲーション処理を主にタッチパネル１の制御を行うＣＰＵ（以下、ナビＣＰＵ３０という）と、描画回路３１と、メモリ３２と、地図ＤＢ（Data Base）３３とにより構成される。

ナビＣＰＵ３０は、タッチパネル１に表示されたルート検索等のナビゲーションメニューがユーザにより選択されることで、そのメニューにしたがうナビゲーション処理を行う。ナビゲーション処理を行うにあたり、ナビＣＰＵ３０は、地図ＤＢ３３に格納された地図情報を参照し、外部センサ２から取得される各種センサ信号に基づき、ルート検索、あるいは目的地誘導等のナビゲーションを行う。
また、ナビＣＰＵ３０は、近接センサ１２で検知された指の振動が所定量あると判定された場合に振動補正を行い、タッチパネル１に表示された一定範囲の表示領域における画像を拡大処理して表示する制御部３としての機能を実現するために、メモリ３２に記憶されたプログラムにしたがい画像情報を生成して描画回路３１の制御を行う。その場合のナビＣＰＵ３０が実行するプログラムの構造は図２に示されており、その詳細は後述する。

描画回路３１は、ナビＣＰＵ３０により生成される画像情報を一定の速度で、内蔵し、あるいは外付けされるビットマップメモリ部上に展開し、同じく内蔵する表示制御部によりビットマップメモリ部に展開された画像情報をタッチパネル１（ＬＣＤパネル１０）の表示タイミングに同期して読み出し、タッチパネル１に表示する。上記したビットマップメモリ部および表示制御部は、図３に示されており、その詳細は後述する。

なお、メモリ３２には、上記したプログラムが記憶されるプログラム領域の他に、作業領域に画像情報記憶領域等が割り付けられ記憶されている。
また、地図ＤＢ３３には、ルート検索、誘導等、ナビゲーションに必要な地図や施設情報等が格納されている。

図２は、この発明の実施の形態１に係る表示入力装置の制御部３が有する図１のナビＣＰＵ３０が実行するプログラムの構造を機能展開して示したブロック図である。
図２に示されるように、ナビＣＰＵ３０は、主制御部３００と、近接座標位置計算部３０１と、タッチ座標位置計算部３０２と、振動判定部３０３と、振動補正部３０４と、画像情報生成部３０５と、画像情報転送部３０６と、操作情報処理部３０７とを含む。

近接座標位置計算部３０１は、近接センサ１２によりタッチパネル１への指の接近が検出されたときに、その指のＸＹ座標位置を計算して主制御部３００および振動判定部３０３に引き渡す機能を有する。
近接座標位置検出部３０１により計算されるＸＹ座標は、例えば、０．０１秒間隔で０．１秒間連続して出力され、振動判定部３０３は、その０．１秒の間に、ＸＹ座標値の変化がほとんどない場合に振動無し、所定量の変化がある場合に振動ありと判定し、主制御部３００を介して画像情報生成部３０５を制御する。説明の都合上、振動判定部は０．１秒間で振動を判断したが、連続する過去の履歴を覚えておき０．１秒×何回かの情報で振動を判定すれば更に精度があがる。

タッチ座標位置計算部３０２は、指によるタッチパネル１へのタッチがタッチセンサ１１により検出された場合に、そのＸＹ座標位置を計算して主制御部３００に引き渡す機能を有する。

振動判定部３０３は、主制御部３００による制御の下、近接座標位置計算部３０１から出力される指のＸＹ座標の変動状況により、指の振動量を測定し、所定量の振動の有無を判定する。
振動判定部３０３は、近接座標位置計算部３０１から出力される指のＸＹ座標を所定時間分だけ時系列に蓄積し、この時系列データをＨＰＦ（ハイパスフィルタ）に入力して低周波成分を除去することにより、指の振動を表す時系列データを得る。そして、この指の振動を表す時系列データの分散値が所定値以上あった場合に振動ありと判定し、その結果に基づいて振動補正部３０４を制御する。

振動補正部３０４は、振動判定部３０３により指の振動が所定量あると判定された場合に、振動判定部３０３において得られた、指の振動を表す時系列データに所定のカットオフ周波数によるフィルタ処理を施して振動補正を行う。これにより、振動成分が除去された指のＸＹ座標を表す時系列データを求め、画像情報生成部３０５に出力する。一方、振動判定部３０３において、所定量の振動なしと判定された場合は、指のＸＹ座標を表す時系列データが画像情報生成部３０５にそのまま出力される。

画像情報生成部３０５は、主制御部３００による制御の下、タッチパネル１（ＬＣＤパネル１０）に表示する画像情報を生成し、画像情報転送部３０６へ出力する機能を有する。ここで、画像情報生成部３０５は、振動判定部３０３から入力される、指のＸＹ座標を表す時系列データを参照して、指近傍の一定範囲の領域の画像を拡大処理して表示する。 画像情報生成部３０５は、タッチパネル１に表示された一定範囲の表示領域の画像を拡大処理して表示するために、例えば、既に生成済みの一定範囲の表示領域の画像を画素単位で一定の割合で読み出して補間し、更新された画像として描画する。例えば、２倍に拡大する場合、元の画像を構成する画素毎２×２個重ねて補間し、逆に、縮小の場合、元の画像の画素を一定の割合で間引き、更新された画像を描画回路３１に転送する。ここではビット画像の拡大縮小の方法で説明したが、ビット画像ではなくベクタ画像の場合は所定の拡縮計算処理によりきれいな画像の拡大縮小ができる。

画像情報転送部３０６は、画像情報生成部３０５により生成される画像情報を主制御部３００によるタイミング制御に基づき、描画指令とともに描画回路３１に転送する機能を有する。

操作情報処理部３０７は、主制御部３００による制御の下、タッチ座標位置計算部３０２で計算されたタッチ座標位置に基づく一定の表示領域の情報に定義された操作情報、例えば、ソフトキーボードであれば、タッチされたキーに基づく画像情報を生成して画像情報転送部３０６へ出力し、アイコンボタンであれば、そのアイコンボタンに定義された目的地検索等のナビゲーション処理を実行して画像情報を生成し、画像情報転送部３０６へ出力し、それぞれタッチパネル１（ＬＣＤモニタ１０）に表示する機能を有する。

なお、メモリ３２には、上記したプログラムが記憶されるプログラム領域３２１の他に、所定量の作業領域が割り当てられており、この作業領域の中には、画像情報生成部３０５により生成される画像情報がテンポラリに記憶される画像情報記憶領域３２２が含まれる。

図３は、図１に示す描画回路３１の内部構成を示すブロック図である。図３に示されるように、描画回路３１は、描画制御部３１０と、画像バッファ部３１１と、描画部３１２と、ビットマップメモリ部３１３と、表示制御部３１４とにより構成され、いずれも、アドレス、データ、コントロールのためのラインが複数本で構成されるローカルバス３１５経由で共通接続されている。

上記構成において、図２に示したナビＣＰＵ３０の画像情報転送部３０６から転送される画像情報は、描画制御部３１０による制御の下で画像バッファ部３１１に保持され、描画制御部３１０は、ナビＣＰＵ３０の画像情報転送部３０６から送信される直線描画や矩形描画等の描画指令をデコードし、あるいは直線の傾き等についての描画の前処理を行う。描画制御部３１０により起動される描画部３１２は、描画制御部３１０によりデコードされた画像情報をビットマップメモリ部３１３に高速描画する。
そして、表示制御部３１４は、ビットマップメモリ部３１３に保持された画像情報をタッチパネル１のＬＣＤパネル１０の表示タイミングに同期してローカルバス３１５経由で読出し表示する。

図４は、この発明の実施の形態１に係る表示入力装置の動作を示すフローチャートである。また、図５（ａ）は、そのときタッチパネル１に表示されるソフトキーボード画像、図５（ｂ）は、カーソル画像の一例を示した図である。
以下、図４、ならびに図５（ａ）（ｂ）を参照しながら、図１〜図３に示すこの発明の実施の形態１に係る表示入力装置の動作について詳細に説明する。

図４のフローチャートにおいて、タッチパネル１に、例えば、図５（ａ）に示されるような５０音施設検索時に使用されるソフトキーボード画像が表示されているものとする（ステップＳＴ４１）。
この状態において、まず、ユーザがタッチパネル１に指を近づけると、近接センサ１２は指の近接を検出し（ステップＳＴ４２“ＹＥＳ”）、ナビＣＰＵ３０の近接座標位置計算部３０１が動作する。近接座標位置計算部３０１は、タッチパネル１のパネル面上における指のＸ（Ｙ）座標を計算し、ここで計算された座標値は、振動判定部３０３に出力される（ステップＳＴ４３）。近接座標位置計算部３０１は、取得した指座標値を振動判定部３０３に対し、例えば、０．０１秒毎に０．１秒間だけ出力する。

振動判定部３０３は、入力された指座標値を、０．１秒の間連続して受信することにより、指の振動の有無を判定する（ステップＳＴ４４）。

上記のように振動判定部３０３が、指の振動が所定量あると判定した場合（ステップＳＴ４４“ＹＥＳ”）、振動補正部３０４は、振動補正を行い、振動成分が除去された指のＸＹ座標の時系列データを求め、画像情報生成部３０５に出力する（ステップＳＴ４５）。一方、振動が所定量なしと判定された場合（ステップＳＴ４４“ＮＯ”）、振動補正は行われず、指のＸＹ座標の時系列データがそのまま画像情報生成部３０５に出力される。画像情報生成部３０５は、振動補正部３０４から出力される、指のＸＹ座標の時系列データに基づいて、指近傍の一定範囲の表示領域における画像の拡大表示を行う（ステップＳＴ４６）。すなわち、指の振動が所定量あると判定された場合は、振動成分が除去された指のＸＹ座標を中心とする一定範囲の画像が拡大処理され、所定量の振動なしと判断された場合は、振動補正を行っていない指のＸＹ座標を中心とする一定範囲の画像が拡大処理される。

図６に、振動補正部３０４による振動補正の概要が波形図で示されている。図６（ａ）は、近接座標位置計算部３０１により生成される過去３秒間強度蓄積された指のＸ方向の振れ（ｃｍ）の時系列データ、図６（ｂ）は、カットオフ周波数３ＨｚのＬＰＦ（Low Pass Filter）処理後の時系列データを示している。
図６から理解されるように、ＬＰＦ処理により指の振動成分が除去されるため、指の振動が所定量を超えた場合に、指近傍の一定範囲の拡大画像が指の振動に応じて変動するのを防ぐことができる。

振動補正部３０４による振動補正後、主制御部３００により起動される画像情報生成部３０５は、タッチパネル１に表示された一定範囲の表示領域の画像を拡大処理するために、例えば、図５（ａ）に示されるように、既に生成済みのソフトキーボードの一部領域の画像（図中、円内に示すキーアイコン）の画像をメモリ３２の画像情報記憶領域３２２から一定の割合で読み出して補間し、周辺の画像情報（拡大無し）と合成して新しい画像情報によるソフトキーボード画像として更新する。
ここで更新された画像情報は、メモリ３２の画像情報記憶領域３２２に記憶されるとともに画像情報転送部３０６に出力される。画像情報転送部３０６は、これをうけて更新された画像情報を描画回路３１に転送し、描画回路３１は、描画制御部３１０が転送された画像情報を展開し、描画部３１２がビットマップメモリ部３１３に高速で描画する。最後に、表示制御部３１４がビットマップメモリ部３１３に描画された画像を読み出してタッチパネル１のＬＣＤパネル１０に所望の表示を行う。

説明を図４のフローチャートに戻す。タッチパネル１のタッチセンサ１１によりアイコンが指でタッチされたことが検出されると（ステップＳＴ４７“ＹＥＳ”）、タッチ座標位置計算部３０２は、そのタッチ座標位置を計算して操作情報処理部３０７を起動する。
これをうけて操作情報処理部３０７は、タッチ座標位置計算部３０２で計算されたタッチ座標に相当するキーに基づく操作処理を実行する（ステップＳＴ４８）。ここで、タッチ座標に相当するキーに基づく操作処理とは、ソフトキーボードの場合、タッチされたアイコンボタンに定義されたキーに基づく画像情報を生成して画像情報転送部３０６に出力し、アイコンボタンの場合、タッチされたアイコンボタンに定義された目的地検索等のナビゲーション処理を実行して画像情報を生成して画像情報転送部３０６に出力し、それぞれタッチパネル１（ＬＣＤモニタ１０）に表示することをいう。

以上説明のようにこの発明の実施の形態１に係る表示入力装置によれば、制御部３が、近接センサ１２で検知された指の振動が所定量あると判定された場合に振動補正を行い、タッチパネル１に表示された一定範囲の表示領域における画像を拡大処理して表示することにより、振動時にも画面に拡大表示された画像の揺れが減少するため、入力操作を容易にして操作性の向上をはかった表示入力装置を提供することができる。

なお、上記した実施の形態１によれば、振動補正にＬＰＦを用いたが、ユーザのすばやい指の動きに対応するために、例えば、５ｃｍ以上の所定量を超えた同一方向への移動を検出した場合、ＬＰＦによる振動補正処理を禁止してもよい。また、実施の形態１によれば、一定範囲の表示領域に表示される画像として、ソフトウエアキーボードにより示される５０音検索画面を例示したが、例えば、図５（ｂ）に示されるように、クロスヘアカーソル表示、あるいはメニュー画面等に適用しても同様の効果が得られる。説明の都合上Ｘ軸変動にのみ注目して説明をしたが、装置の具現化にあたっては、Ｘ軸とＹ軸の変動双方を加味して平面で振動補正するのが良い。Ｙ軸に対しての変動も検出できるので更に精度があがる。説明の都合上、ＬＰＦをぶれ補正用のフィルタとして説明したが、フィルタはＬＰＦに限るものではなく、例えばカルマンフィルタや、過去１秒間程度の位置の平均を取るような移動平均フィルタなどであっても良い。一般的にはカルマンフィル処理は、ＬＰＦに比べて性能が良いが、ＣＰＵ処理量が大きくなる。
本実施例では、拡大表示について手ぶれ補正の応用例を示したが、画像制御の形態はこれに拘るものではなく、指の近接状態を検知してヘルプなどの詳細説明をバルーン表示する場合や、カーソル位置を表示する場合に適用しても良い。

実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２に係る表示入力装置の制御部３の構成要素であるナビＣＰＵ３０が有するプログラムの構造を機能展開して示したブロック図である。このナビＣＰＵ３０が有するプログラムの構造において、図２に示す実施の形態１との差異は、実施の形態１のナビＣＰＵ３０が有するプログラム構造に、車両情報取得部３０８が付加されたことにある。

車両情報取得部３０８は、車速センサ２２と加速度センサ２３を含む外部センサ２から車速信号あるいは加速度信号を取得して主制御部３００および振動補正部３０４に供給して振動補正部３０４による振動補正処理を制御する機能を有する。

図８は、この発明の実施の形態２に係る表示入力装置の動作を示すフローチャートである。
以下、図８のフローチャートを参照しながら実施の形態２に係るナビＣＰＵ３０の動作について詳細に説明する。

通常の検索表示から指座標を計算するまでの処理（ステップＳＴ８１〜ＳＴ８３）は、図４のフローチャートに示す実施の形態１のステップＳＴ４１〜ＳＴ４３までの処理と同じであるため、重複を回避する意味で説明を省略する。
近接座標位置計算部３０１による指座標計算後、車両情報取得部３０８は、外部センサ２の車速センサ２２により測定される車速信号を取得して主制御部３００および振動補正部３０４へ供給する。

主制御部３００は、車速信号により車両が走行中か否かを判定し（ステップＳＴ８４）、車両が停止中であると判定された場合は（ステップＳＴ８４“ＮＯ”）、振動補正は行われず、画像情報生成部３０５は、指のＸＹ座標の時系列データに基づいて、指近傍の一定範囲の表示領域の画像拡大処理を行う（ステップＳＴ８５）。一方、車両が走行中であると判定された場合は（ステップＳＴ８４“ＹＥＳ”）、振動補正部３０４を制御して指の振動補正処理を行い（ステップＳＴ８８）、画像情報生成部３０５は、振動成分が除去された指のＸＹ座標の時系列データに基づいて、指近傍の一定範囲の表示領域の画像拡大処理を行う（ステップＳＴ８５）。

画像情報生成部３０５は、一定範囲の表示領域の画像拡大処理を実行するにあたり、既に生成済みのソフトキーボードの一部領域の画像情報をメモリ３２の画像情報記憶領域３２２から一定の割合で読み出して補間し、周辺の画像情報（拡大無し）と合成して新しい画像情報によるソフトキーボード画像として更新する。
ここで更新された画像情報は、メモリ３２の画像情報記憶領域３２２に記憶されるとともに画像情報転送部３０６に出力される。画像情報転送部３０６は、これをうけて更新された画像情報を描画回路３１に転送し、描画回路３１は、描画制御部３１０が転送された画像情報を展開し、描画部３１２がビットマップメモリ部３１３に高速で描画する。最後に、表示制御部３１４がビットマップメモリ部３１３に描画された画像を読み出してタッチパネル１のＬＣＤパネル１０に拡大表示を行う。

振動補正部３０４は、指の振動補正処理を実行するにあたり、振動判定部３０３が、指の振動が所定量あると判定した場合に動作し、過去の振動の時系列（指の振動の周波数成分）に所定のカットオフ周波数によるフィルタ処理を施すことにより振動補正を行う。
そして、主制御部３００経由で画像情報生成部３０５を制御し、画像情報生成部３０５は、上記した一定範囲の表示領域における画像の拡大処理を行い、描画回路３１に画像情報転送部３０６経由で生成された画像情報の転送を行い、タッチパネル１のＬＣＤパネル１０に所望の表示を得る（ステップＳＴ８５）。

なお、タッチパネル１のタッチセンサ１１によりアイコンが指でタッチされたことが検出されると（ステップＳＴ８６“ＹＥＳ”）、タッチ座標位置計算部３０２は、そのタッチ座標位置を計算して操作情報処理部３０７を起動し、操作情報処理部３０７は、タッチ座標位置計算部３０２で計算されたタッチ座標に相当するキーに基づく操作処理を実行する（ステップＳＴ８７）。この処理は実施の形態１と同様である。

以上説明のようにこの発明の実施の形態２に係る表示入力装置によれば、制御部３が、外部センサ２により車両が走行中であることと判定された場合に振動補正を行い、車両が停止中であると判定された場合に振動補正を行わないことにより、停車中はほとんど指の振動がないため無理に振動補正しないほうが操作者の意図が反映でき、また、無駄な振動補正処理が回避できて応答速度が速くなるため一定範囲の表示領域における画像情報の拡大表示速度が早くなる。

なお、タッチパネル１内に加速度センサを実装してタッチパネル１の振動を検出し、あるいは、車両に実装された加速度センサ２３によりタッチパネル１の振動を検出し、所定量の振動があった場合に振動補正を行い、所定量の振動が検出されなかった場合に振動補正を行わないように制御することによっても同様の効果が得られる。
また、後述するが、車両の走行速度に応じて振動補正の強度を変更することで走行状態に最適な振動補正が可能になる。タッチパネル１自体の振動は、指が振れやすい環境を意味するため、振動補正が必要な場合にのみ補正を行うことが出来、応答速度に悪影響を与えることなく、使い勝手の良い表示入力装置を提供できる。

実施の形態３．
図９は、この発明の実施の形態３に係る表示入力装置の動作を示すフローチャートであり、条件によって振動補正の強度を変化させる場合の動作が示されている。
ここでは、ステップＳＴ９８の振動補正処理において、振動補正部３０４は、走行速度に応じて振動補正の強度を変更している。具体的に、振動補正部３０４は、車両情報取得部３０８により取得される外部センサ２の車速センサ２２からの速度情報が、０Ｋｍ／時＜車速＜１０Ｋｍ／時の場合はカットオフ周波数５ＨｚのＬＰＦ処理を行うか、振動補正を行わず応答速度を重視した制御を行い、車速＞１０Ｋｍ／時の場合は、カットオフ周波数３ＨｚのＬＰＦ処理により強めの振動補正を行なって振動を抑える制御を行う。

なお、振動補正部３０４は、上記した車速によらず、タッチパネル１に表示された一定範囲の表示領域の画像の種別により振動補正の強度を変更してもよい。
例えば、ソフトキーボードのキーを含むアイコン表示の場合は、カットオフ周波数３ＨzのＬＰＦ処理による強い振動補正を行い、一方、カーソル表示の場合は、急激な動きを必要とし、かつユーザの意思を反映させるために、応答速度を重視してカットオフ周波数５Ｈｚ強度のＬＰＦ処理により振動補正の強度を弱める措置が必要である。ユーザのすばやい指の動きに対応するために、例えば、３ｃｍ以上の所定量を超えた同一方向への移動を検出した場合には振動補正処理は行わない等が考えられる。

このことにより、静止しているアイコンについては振動補正を強めにして大きく見易い表示が可能になり、動きを伴うアイコンについては振動補正を弱くすることでユーザの意思を反映させることができる。

また、図１に示すタッチパネル１に代え、パネル面からの垂直方向の距離（Ｚ軸）を測定可能な３次元座標位置検知可能なタッチパネルを用いた場合、振動補正部３０４は、垂直方向の距離に応じて振動補正の強度を変更してもよい。
例えば、距離が近くなるにしたがい振動補正の強度を強めにして設定することで入力操作が容易になる。なお、パネル面からの垂直方向の距離（Ｚ軸）を測定するのに、ここでは、特許文献２に開示された技術を用いることとするが、他に、監視カメラを用い、画像処理によりパネル面からの指の垂直方向の距離（Ｚ軸）を測定してもよい。

上記構成において、例えば、近接距離が０の場合（タッチしている状態）、振動補正部３０４は、ＬＰＦ処理による振動補正を行なわず、０＜距離≦１ｃｍの場合、カットオフ周波数３ＨｚのＬＰＦ処理、１ｃｍ＜距離≦５ｃｍの場合、カットオフ周波数５ＨｚのＬＰＦ処理を行い、また、距離＞５ｃｍの場合、主制御部３００は、は指が接近したとは判定せず、このため、タッチパネル１に表示された一定範囲の表示領域の画像は拡大表示されず、勿論、振動補正部３０４による振動補正は行われない。

なお、図９のフローチャートにおいて、通常の検索表示から始まって走行判定処理に至る一連の処理（ステップＳＴ９１〜ＳＴ９４）、ならびに、一定範囲の表示領域の画像の拡大表示後、画像がタッチされたことを検出してその座標に相当するキーに基づいて操作処理を実行する処理（ＳＴ９５〜ＳＴ９７）は、図８に示す実施の形態２のステップＳＴ８１〜ＳＴ８４、ＳＴ８５〜ＳＴ８７におけるそれぞれの処理と同様であるため、重複を回避する意味でここでの説明は省略する。

以上説明のようにこの発明の実施の形態３に係る表示入力装置によれば、制御部３が、車速センサ２２により検出される車速、もしくは車両の振動量に応じて決まるカットオフ周波数により振動補正の強度を変更することにより、また、タッチパネル１に表示される一定範囲における表示領域の画像の種類に応じて決まるカットオフ周波数により振動補正の強度を変更することにより、あるいはパネル面と指との垂直方向の距離に応じて決まるカットオフ周波数により振動補正の強度を変更することにより、表示を見易くして入力操作の容易性を重視した振動補正と応答速度を重視した振動補正のいずれかを選択することができるため、ユーザの意思を反映した振動補正が可能になり、使い勝手が向上する。
なお、上記した振動補正の強度を設定する条件（車速、表示する画像の種類、パネル面と指との垂直方向の距離）は、単独で、あるいはその組み合わせによる設定が可能であり、このことにより一層使い勝手が向上する。説明の都合上、ＬＰＦをぶれ補正用のフィルタとして説明し、カットオフ周波数を低くする方法で、ぶれ補正をきつくしたが、カルマンフィルタなど他のフィルタのフィルタ係数を変えることによりぶれ補正の強弱を変えるようにしても良い。一般的には平滑化の作用が強いと急激な変化に対して応答速度が鈍くなり、平滑化の作用が弱いと応答速度は良くなる。ここのようにフィルタ係数の違うフィルタを複数準備し切り替えることによっても実施例３は実現できる。

以上説明のように、この発明の実施の形態１〜実施の形態３に係る表示入力装置によれば、表示入力装置を、画像の表示および入力を行うタッチパネル１と、タッチパネル１に対向する指の振動を検出する振動センサ（近接センサ１２）と、振動センサで検知された指の振動が所定量あると判定された場合に所定量の振動補正を行い、タッチパネル１に表示された一定範囲の表示領域における画像を拡大処理して表示する制御部３と、により構成することで、振動時にも入力操作を容易にして操作性の向上をはかった表示入力装置を提供することができる。

なお、上記した実施の形態１〜実施の形態３に係る表示入力装置によれば、一定範囲の表示領域の画像としてソフトウエアキーボードのキーのみを例示して説明したが、ナビゲーションを行うために入力操作されるアイコン、あるいはカーソル等の特定の画像であってもよい。また、振動の検出対象として指のみ例示したが、指に代わるペン等の検出物であっても同様の効果が得られる。
また、タッチセンサ１１の振動検知のために車両に実装された加速度センサ２３を用いて説明したが、タッチパネル１あるいは制御部３に加速度センサを実装することも可能であり、この場合、車両の振動は外部センサ２の加速度センサ２３で、タッチパネル１の振動はタッチパネル１もしくは制御部３に実装された加速度センサで計測できるため、より精度の高い振動検知が可能になる。

なお、図２、図７に示す制御部３のナビＣＰＵ３０が有する機能は、全てをハードウェアによって実現しても、あるいはその少なくとも一部をソフトウェアで実現してもよい。
例えば、制御部３が、振動センサ（近接センサ１２）で検知された指の振動が所定量あると判定された場合に所定量の振動補正を行い、タッチパネル１に表示された一定範囲の表示領域における画像を拡大処理して表示するデータ処理は、１または複数のプログラムによりコンピュータ上で実現してもよく、また、その少なくとも一部をハードウェアで実現してもよい。

この発明に係る表示入力装置は、振動時にも入力操作を容易にして操作性の向上を図ることができるため、ナビゲーションシステムの車載情報機器等に用いるのに適している。

Claims (11)

1. 画像の表示および入力を行うタッチパネルと、
   前記タッチパネルに対向する検出対象の位置変化に基づいて当該検出対象の振動を検出する振動センサと、
   前記振動センサで検知された検出対象の振動が所定量を超えた場合に前記検出対象の位置変化から振動成分を除去する振動補正を行う振動補正部と、
   前記振動補正された検出対象の位置に基づいて、前記タッチパネルに表示された一定範囲の表示領域における画像を変形処理する制御部と、
   を備えたことを特徴とする表示入力装置。
2. 前記振動センサは、
   前記タッチパネルに対向する検出対象の振動を非接触で検出する近接センサであることを特徴とする請求項１記載の表示入力装置。
3. 前記制御部は、
   前記検出対象の振動波形に所定のカットオフ周波数によるフィルタ処理を施して前記振動補正を行うことを特徴とする請求項１記載の表示入力装置。
4. 前記制御部は、
   前記検出対象の振動波形に所定のフィルタ処理を施して前記振動補正を行うことを特徴とする請求項１記載の表示入力装置。
5. 画像の表示および入力を行うタッチパネルと、
   前記タッチパネルに対向する検出対象の位置変化に基づいて当該検出対象の振動を検出する振動センサと、
   車両の状態を検出する外部センサと
   前記外部センサにより車両が走行中であると判定された場合に前記検出対象の位置変化から振動成分を除去する振動補正を行う振動補正部と、
   前記振動補正された検出対象の位置に基づいて、前記タッチパネルに表示された一定範囲の表示領域における画像を変形処理する制御部とを備えたことを特徴とする表示入力装置。
6. 前記外部センサは、
   前記車両の車速を検出する車速センサと、前記車両の走行中における振動を検出する加速度センサを含むことを特徴とする請求項５記載の表示入力装置。
7. 前記制御部は、
   前記車速センサにより検出される車速、もしくは前記加速度センサにより検出される振動に応じて定められた、フィルタ特性により振動補正の強度を変更することを特徴とする請求項６記載の表示入力装置。
8. 前記制御部は、
   前記タッチパネルに表示される一定範囲における表示領域の画像の種類に応じて予め定められた、フィルタ特性により振動補正の強度を変更することを特徴とする請求項３記載の表示入力装置。
9. 前記制御部は、
   前記タッチパネルに表示される一定範囲における表示領域の画像の種類に応じて予め定められた、フィルタ特性により振動補正の強度を変更することを特徴とする請求項４記載の表示入力装置。
10. 前記制御部は、
    前記振動センサにより前記タッチパネルに対向する検出対象の垂直方向の距離を検知し、前記垂直方向の距離に応じて決まるフィルタ特性により振動補正の強度を変更することを特徴とする請求項３記載の表示入力装置。
11. 前記制御部は、
    前記振動センサにより前記タッチパネルに対向する検出対象の垂直方向の距離を検知し、前記垂直方向の距離に応じて決まるフィルタ特性により振動補正の強度を変更することを特徴とする請求項４記載の表示入力装置。

Images