JP2008129690A - タッチパネルを備えた入力装置、その入力方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパネルを介した入力を、容易な操作性を備えつつ、精度良く行うことにある。
【解決手段】タッチパネルを備えた入力装置であって、入力内容（例えば、数字）を、タッチパネルの予め定められた端部へのタッチ位置の軌跡のモデルに対応付けて記憶する記憶手段と、タッチパネルへのタッチ位置の軌跡を取得するタッチ位置取得手段と、タッチ位置取得手段で取得したタッチ位置の軌跡のうち、タッチパネルの予め定められた端部の軌跡に相当する軌跡を抽出する軌跡抽出手段と、軌跡抽出手段で抽出した軌跡から、記憶手段の情報を用いて、入力内容を特定する入力内容特定手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、タッチパネルを用いた入力技術に関する。

タッチパネルを備え、入力された数字を認識する入力装置がある（特許文献１等参照）。例えば、操作者に、タッチパネル上に一筆書きで数字を描かせ、その軌跡から、入力された数字を判定する。

特開平７−１９５９６２号公報

しかし、操作者の恣意に任せたのでは、様々な形の数字が描かれることになり、認識精度が低下する。一方で、操作者に特殊な入力方法を強要するのでは、操作性が低下する。

本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、その目的は、タッチパネルを介した入力を、容易な操作性を備えつつ、精度良く行うことにある。

上記課題を解決すべく、本発明の第１の態様は、タッチパネルを備えた入力装置であって、前記タッチパネルへのタッチ位置の軌跡を取得するタッチ位置取得手段と、前記タッチ位置取得手段で取得したタッチ位置の軌跡のうち、前記タッチパネルの端部の軌跡に相当する軌跡を用いて、入力内容を特定する入力内容特定手段とを備える。

また、本発明の第２の態様は、タッチパネルを備えた入力装置であって、入力内容を判別するための情報を、前記タッチパネルの予め定められた端部へのタッチ位置の軌跡のモデルに対応付けて記憶する記憶手段と、前記タッチパネルへのタッチ位置の軌跡を取得するタッチ位置取得手段と、前記タッチ位置取得手段で取得したタッチ位置の軌跡のうち、前記タッチパネルの予め定められた端部の軌跡に相当する軌跡を抽出する軌跡抽出手段と、前記軌跡抽出手段で抽出した軌跡から、前記記憶手段の情報を用いて、入力内容を特定する入力内容特定手段とを備える。

前記タッチパネルの縁には、タッチパネルの面よりも突出した枠が配されているとよい。

また、本発明の第３の態様は、タッチパネルを備えた入力装置であって、前記タッチパネルの外縁には当該タッチパネルの面より突出したフレームが配されており、前記タッチパネルへのタッチ位置の軌跡を取得する手段と、前記タッチパネルの外縁に沿った所定の幅の端部領域における前記タッチ位置の軌跡を用いて、入力内容を判定する手段とを備える。

以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態である入力装置が適用された車載用ナビゲーション装置１の概略構成図である。図示するように、車載用ナビゲーション装置１は、制御装置１０と、現在位置算出装置２０と、入力装置３０と、表示装置４０とを備えて構成される。

現在位置算出装置２０は、現在位置を算出するための装置であり、車速センサ、ジャイロセンサ、ＧＰＳ(Global Positioning System)受信装置などからなる。

入力装置３０は、ユーザからの指示を受け付けるための装置である。入力装置３０は、表示装置４０の前面に設けられ、表示画面を透過するタッチパネル３１を備える。タッチパネル３１は、タッチされた位置を特定する情報を出力する。なお、入力装置３０は、別途、ハードスイッチ（不図示）を備えていてもよい。

表示装置４０は、液晶表示装置などからなり、制御装置１０で生成されたグラフィックス情報を表示するユニットである。

図２は、表示装置４０の外観図である。また、図３は、表示装置４０の一部断面図である。表示装置４０の表示画面４１方向には、表示画面４１を透視可能なタッチパネル３１が配置されている。また、表示装置４０の筐体には、タッチパネル３１の縁を囲うように、矩形のフレームＦが配されている。フレームＦは、図３の断面図に示すように、タッチパネル３１の面より突出している。フレームＦは、ユーザがタッチパネル３１の端辺に沿って指をスライドさせるときのガイドとなる。すなわち、ユーザは、フレームＦに指を引っ掛けて移動させれば、タッチパネル３１の端の辺に沿って、ほぼ直線的な軌跡Ｐを描いて指をスライドさせることができる。

図１に戻って説明する。制御装置１０は、他の装置（現在位置算出装置２０、入力装置３０、表示装置４０など）を制御するための装置である。制御装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、他の装置（現在位置算出装置２０、入力装置３０、表示装置４０など）とのインターフェース、これらを接続するバス、などからなる汎用的なコンピュータシステムにより構成される。

制御装置１０は、その機能部として、処理実行部１１と、入力内容解析部１２と、数字判定部１３とを備える。

処理実行部１１は、様々な処理を行う中心的ユニットである。例えば、現在位置算出装置２０の出力から、記憶装置に記憶されている地図データ１４を用いて、マップマッチング処理などにより現在位置を算出する。また、入力内容解析部１２を介して、ユーザの要求を受け付け、要求に対応する処理を実行する。

入力内容解析部１２は、入力装置３０を介して入力されたユーザからの要求を解析し、その結果を処理実行部１１に送る。また、入力モードが、数字入力受付モードの場合、タッチパネル３１へタッチされた位置（「タッチ位置」という）の移動の仕方（軌跡）を取得して、数字判定部１３に送り、入力された数字の判定を指示する。

数字判定部１３は、タッチパネル３１へのタッチ位置の軌跡に基づいて、数字判定用データ１４を用いて、ユーザが入力した数字を判定する。そのため、数字判定用データ１４には、各数字に対応させた、タッチ位置の軌跡のモデルが格納されている。詳細は、後述する。

これらの機能部は、ＣＰＵがメモリにロードしたプログラムを実行することにより達成される。そのため、ＲＯＭには、各処理を行うためのプログラムが記憶されている。

［動作の説明］次に、本実施形態の車載用ナビゲーション装置１の特徴的な動作について説明する。なお、本来の基本動作である経路探索や経路誘導などのナビゲーション処理の説明は省略する。

本実施形態の車載用ナビゲーション装置１は、タッチパネル３１を介して数字の入力を受け付けることができる。

すなわち、処理実行部１１は、住所の番地入力、電話番号入力、選択肢の番号等の数字入力が必要な場面において、数字の入力を受け付けるモード（数字入力モード）に移行する。

図４は、かかる数字入力モードで行われる数字判定処理のフロー図である。

入力内容解析部１２は、タッチパネル３１へのユーザからのタッチを監視する（Ｓ１１）。そして、タッチを検出すると（Ｓ１１でＹ）、非タッチ状態（ユーザが指をタッチパネル３１から離した状態）になるまで（Ｓ１３でＮ）、タッチ位置の軌跡を記録する（Ｓ１２）。なお、タッチ位置の軌跡は、タッチ開始からの経過時間と、タッチ位置の座標で表される。

非タッチ状態になると（Ｓ１３でＮ）、入力内容解析部１２は、数字判定部１３に、数字判定を行うように指示する。

これを受けて、数字判定部１３は、数字判定用データ１４を用いて、入力内容解析部１２が記録したタッチ位置の軌跡に基づいて、ユーザが入力した数字の特定を試みる（Ｓ１４）。

ここで、数字判定の方法について具体的に説明する。

図５は、タッチパネル３１とその縁に配されている矩形のフレームＦとを示す図である。例えば、タッチパネル３１の内側領域３２Ｓに、ユーザに数字を描画させた場合、その軌跡Ｐ２は、個人差によるばらつきが大きいものとなる。これでは、数字の認識精度が低下してしまう。一方で、フレームＦに沿って指をスライドさせれば、その軌跡Ｐ１の個人差によるばらつきは少ない。

そこで、本実施形態では、タッチパネル３１の端部の領域を、認識領域に設定した。詳述すると、図５に示すように、タッチパネル３１の外縁には、外縁の４辺を囲うように、突出したフレームＦが配されている。ユーザに、このフレームＦに沿って指をスライドさせれば、その軌跡Ｐ１を、直線的なものとし、個人差によるばらつきを少なくできる。

すなわち、数字判定のための認識領域を、タッチパネル３１の４辺に沿って、上辺領域３２Ｕ、下辺領域３２Ｂ、右辺領域３２Ｒ、左辺領域３２Ｌに限定した。それぞれの領域の幅は、一般的なユーザの指の太さに基づいて定められ、記憶装置に予め設定されている。

そのため、数字判定用データ１４には、数字ごとに、かかる端部領域３２に対するタッチ位置の軌跡のモデルが格納されている。

図６は、かかる数字判定用データ１４に格納されている数字判定のためのモデルを示す図である。

例えば、数字の「１」の軌跡のモデルは、「タッチパネル３１の右辺領域３２Ｒに対する上から下へのタッチ位置の移動と、その直後の終了点」からなる。数字の「２」の軌跡のモデルは、「タッチパネル３１の上辺領域３２Ｕに対する左から右へのタッチ位置の移動と、右辺領域３２Ｒに対する上から下へのタッチ位置の移動と、下辺領域３２Ｂに対する右から左へのタッチ位置の移動と、同じく下辺領域３２Ｂに対する左から右へのタッチ位置の移動と、その直後の終了点」からなる。

また、ユーザが自然な描画方法で数字を入力しようとすると、内側領域３２Ｓ（図５参照）をタッチせざるを得ない場合がある。

例えば、Ｓの字で表現される数字の「５」では、タッチ位置の軌跡は、内側領域３２Ｓを通過してしまう（図６の数字「５」のモデルの点線部参照）。この部分の軌跡は、個人差により、ばらつきが生じ易い部分である。そこで、内側領域３２Ｓでの軌跡は、数字判定用のモデルには含めない。すなわち、数字判定用のモデルは、個人差によるばらつきが少ない、端部領域３２Ｕ，３２Ｂ、３２Ｒ，３２Ｌにおける軌跡からなるようにする。

例えば、数字の「５」のモデルは、「タッチパネル３１の上辺領域３２Ｕに対する右から左へのタッチ位置の移動と、左辺領域３２Ｌに対する上からほぼ中央までのタッチ位置の移動と、位置が飛んで、右辺領域３２Ｒに対するほぼ中央から下までのタッチ位置の移動と、下辺領域３２Ｂに対する右から左へのタッチ位置の移動と、その直後の終了点」とからなる。

なお、これらのモデルは、開発者によって適宜設定されるものであり、図６に示したものに限定されるものではない。軌跡のモデルは、一般的なユーザの一筆書きの数字の描き方に近いのが好ましい。

数字判定部１３は、入力内容解析部１２から取得したタッチ位置の軌跡のうち、認識領域（上辺領域３２Ｕ、下辺領域３２Ｂ、右辺領域３２Ｒ、左辺領域３２Ｌ）に相当する部分の軌跡を抽出する。そして、抽出した軌跡について、数字判定用データ１４に格納されている各数字のモデルとマッチング試験を行い、マッチング度を算出して、最もマッチング度が高い数字を特定する。

例えば、抽出した軌跡が、「上辺領域３２Ｕにおける左から右へのタッチ位置の移動と、右辺領域３２Ｒにおける上から下へのタッチ位置の移動と、下辺領域３２Ｂにおける右から左へのタッチ位置の移動と、同じく下辺領域３２Ｂにおける左から右へのタッチ位置の移動と、その直後の終了点」である場合、マッチング度が高い数字は「２」となる。

数字判定部１３は、Ｓ１４で特定した数字のマッチング度が、予め定めた値以上か否かを判定し、予め定めた値未満の場合、数字判定に失敗したとして（図４のＳ１５でＮ）、入力内容解析部１２に伝える。入力内容解析部１２は、処理実行部１１を介して、「もう一度、入力してください」等と表示装置４０に表示して、Ｓ１１に戻って、ユーザからの再入力を待機する。

一方、Ｓ１４で特定した数字のマッチング度が、予め定めた値以上である場合、数字判定部１３は、数字判定に成功したとして（Ｓ１５でＹ）、特定した数字を入力内容解析部１２に出力する。入力内容解析部１２は、特定した数字を処理実行部１１に出力し（Ｓ１６）、図４のフローを終了する。

以上、本発明の一実施形態について説明した。

上記実施形態によれば、タッチパネルによる数字入力の認識精度を向上させることができる。また、ユーザにとっては、タッチパネル３１のフレームに沿って入力すればよいので、安定した入力が可能となり、操作性が向上する。すなわち、車両の揺れによりユーザの手の位置が安定しないことがあるが、上記実施形態では、タッチパネル３１の縁の突出したフレームに沿って指をスライドさせるので、揺れの影響を抑えて、軌跡のばらつきを低減できる。

本発明は、上記実施形態に制限されない。上記実施形態は、様々な変形が可能である。

例えば、数字入力の際に、表示画面の表示内容がユーザの指により隠れない方が良い場合がある。例えば、表示画面の所定の場所に重要な情報や入力のためのガイダンス情報が表示されている場合などである。かかる場合、数字入力を受け付けるタッチパネル３１上の範囲が制限される。その場合、認識領域を、タッチパネル３１の４辺の端部領域にするではなく、一部の辺の端部領域とすることができる。また、端部領域の全体ではなく、右よりの部分、左よりの部分、上よりの部分、下よりの部分などと、制限することもできる。

図７は、タッチパネル３１を４分割した場合の右上の部分で数字入力をさせる場合に、上辺領域の右半分３２ＵＲと、右辺領域の上半分３２ＲＵとを、認識領域とした場合である。図８は、かかる場合の数字判定用のモデルを示す図である。図８では、タッチパネル３１を４分割した右上の部分を拡大して示している。実線部分が、数字判定に用いる軌跡である。点線部分は、ユーザがなぞるであろう部分であるが、数字判定には用いない軌跡である。

具体的には、数字判定部１３は、入力内容解析部１２からタッチ位置の軌跡を取得すると、その軌跡のうち、上辺領域の右半分３２ＵＲ又は右辺領域の上半分３２ＲＵに相当する部分を抽出する。そして、抽出した部分の軌跡について、数字のモデルとのマッチングを試みる。

例えば、抽出した軌跡が、「上辺領域の右半分３２ＵＲにおける左から右へのタッチ位置の移動と、右辺領域の上半分３２ＲＵにおける上から下へのタッチ位置の移動と、時間を置いて、再び右辺領域の上半分３２ＲＵの下方部へのタッチ位置の出現と、その位置での軌跡の終了点」である場合、数字判定部１３は、数字の「２」と判定する。

図９は、タッチパネル３１の右半分で数字入力をさせる場合に、上辺領域の右半分３２ＵＲ、右辺領域３２Ｒ、又は下辺領域の右半分３２ＢＲを認識領域とした場合である。こうすれば、表示画面４０の左半分ユーザの指で隠れることがないので、左半分に入力受付のためのガイダンス等を表示することができる。

図８は、かかる場合の数字判定用のモデルを示す図である。実線部分が、数字判定に用いる軌跡である。点線部分は、ユーザがなぞるであろう部分であるが、数字判定には用いない軌跡である。

具体的には、数字判定部１３は、入力内容解析部１２からタッチ位置の軌跡を取得すると、その軌跡のうち、上辺領域の右半分３２ＵＲ、右辺領域３２Ｒ、又は下辺領域の右半分３２ＢＲに相当する部分を抽出する。そして、抽出した部分の軌跡について、数字のモデルとのマッチングを試みる。

例えば、抽出した軌跡が、「上辺領域の右半分３２ＵＲにおける左から右へのタッチ位置の移動と、右辺領域３２Ｒにおける上から下へのタッチ位置の移動と、下辺領域の右半分３２ＢＲにおける右から左へのタッチ位置の移動と、同じく下辺領域の右半分３２ＢＲにおける左から右へのタッチ位置の移動と、その位置での軌跡の終了点」である場合、数字判定部１３は、数字の「２」と判定する。

また、図１１に示すように、内部領域３２Ｓにも認識領域３２Ｍを設けて、認識率の向上のために用いてもよい。例えば、図６のモデルで示した、数字の「５」の場合、ユーザの指の実際の軌跡は、内部領域３２Ｓを通過する。そこで、タッチパネル３１のほぼ中央に、底辺に平行で所定の幅の認識領域３２Ｍを設ける。そして、図４のＳ１２で取得したタッチ位置の軌跡から、端部の認識領域（上辺領域３２Ｕ、下辺領域３２Ｂ、右辺領域３２Ｒ、左辺領域３２Ｌ）又は、中央の認識領域３２Ｍに相当する部分を抽出して、モデルとのマッチングを試みる。かかる場合、モデルには、数字によっては、中央の認識領域３２Ｍに対するタッチ位置の移動も含まれている。例えば、図６の「５」、「６」、「９」については、点線部もモデルの軌跡に含まれる。

また、上述のように、内部領域３２Ｓにおけるユーザのタッチ位置の軌跡は、ばらつきが生じやすく、信頼性が低い。そこで、数字判定部１３は、内部領域３２Ｓの認識領域３２Ｍにおける軌跡のマッチング度を、端部領域の軌跡に比べて、低めにしてもよい。具体的には、数字判定部１３は、Ｓ１２で取得した軌跡のうち、端部領域に相当する部分の軌跡については、モデルの軌跡とのマッチング度をそのまま算出し、内部領域に相当する部分の軌跡については、モデルとの軌跡のマッチング度に所定の係数（１以下）を乗じて算出する。そして、両者を合計して、その数字のモデルとのマッチング度とする。

こうすれば、信頼性の低い部分（内部領域）を採用しつつも、重みを低くでき、数字判定の精度が向上する。

なお、ユーザがタッチパネル３１へタッチするときのガイドとなるフレームＦは、必ずしも、表示装置４０やタッチパネル３１に一体に配されていなくてもよい。例えば、図１２に示すように、表示装置４０が車両のインストルメントパネル２に嵌めこまれている場合、インストルメントパネル２に一体に設けられた表示装置４０に対するフレーム２１が、ユーザのタッチ時のガイドとなる。かかる場合でも、数字判定部１３は、タッチパネル３１の端部を、認識領域にして、数字判定を高精度に行うことができる。

また、上記実施形態では、数字の入力受付について説明したが、文字や記号の入力受付にも適用することができる。かかる場合、設定した認識領域に相当する部分のタッチ位置の軌跡から入力内容を判定するために、設定した認識領域におけるそれぞれの文字や記号に対応する軌跡のモデルを定めておけばよい。

なお、本発明の地図表示装置は、車載用ナビゲーション装置に限定されず、タッチパネルにより入力を受け付ける様々な入力装置に適用することができる。

図１は、本発明の一実施形態が適用された車載用ナビゲーション装置の概略構成図である。 図２は、表示装置の外観図である。 図３は、表示装置の断面図である。 図４は、数字入力モードの数字判定処理のフロー図である。 図５は、認識領域を説明するための図である。 図６は、数字ごとの軌跡のモデルを説明するための図である。 図７は、認識領域を説明するための図である。 図８は、数字ごとの軌跡のモデルを説明するための図である。 図９は、認識領域を説明するための図である。 図１０は、数字ごとの軌跡のモデルを説明するための図である。 図１０は、認識領域を説明するための図である。 図１２は、車両に設定された表示装置を説明するための図である。

符号の説明

１・・・車載用ナビゲーション装置、
１０・・・制御装置、１１・・・処理実行部、１２・・・入力内容解析部、１３・・・数字判定部、１４・・・数字判定用データ
２０・・・現在位置算出装置
３０・・・入力装置、３１・・・タッチパネル、
４０・・・表示装置
Ｆ・・・フレーム

Claims (7)

1. タッチパネルを備えた入力装置であって、
   前記タッチパネルへのタッチ位置の軌跡を取得するタッチ位置取得手段と、
   前記タッチ位置取得手段で取得したタッチ位置の軌跡のうち、前記タッチパネルの端部の軌跡に相当する軌跡を用いて、入力内容を特定する入力内容特定手段と
   を備えることを特徴とする入力装置。
2. タッチパネルを備えた入力装置であって、
   入力内容を判別するための情報を、前記タッチパネルの予め定められた端部へのタッチ位置の軌跡のモデルに対応付けて記憶する記憶手段と、
   前記タッチパネルへのタッチ位置の軌跡を取得するタッチ位置取得手段と、
   前記タッチ位置取得手段で取得したタッチ位置の軌跡のうち、前記タッチパネルの予め定められた端部の軌跡に相当する軌跡を抽出する軌跡抽出手段と、
   前記軌跡抽出手段で抽出した軌跡から、前記記憶手段の情報を用いて、入力内容を特定する入力内容特定手段と
   を備えることを特徴とする入力装置。
3. 請求項１または２に記載の入力装置であって、
   前記タッチパネルの縁には、タッチパネルの面よりも突出したフレームが配されている
   ことを特徴とする入力装置。
4. タッチパネルを備えた入力装置であって、
   前記タッチパネルの外縁には当該タッチパネルの面より突出したフレームが配されており、
   前記タッチパネルへのタッチ位置の軌跡を取得する手段と、
   前記タッチパネルの外縁に沿った所定の幅の端部領域における前記タッチ位置の軌跡を用いて、入力内容を判定する手段と
   を備えることを特徴とする入力装置。
5. タッチパネルを備えた入力装置の入力方法であって、
   前記入力装置は、
   前記タッチパネルへのタッチ位置の軌跡を取得するタッチ位置取得ステップと、
   前記タッチ位置取得ステップで取得したタッチ位置の軌跡のうち、前記タッチパネルの端部の軌跡に相当する軌跡を用いて、入力内容を特定する入力内容特定ステップと
   を行うことを特徴とする入力装置の入力方法。
6. タッチパネルを備えた入力装置の入力方法であって、
   前記入力装置は、
   入力内容を判別するための情報を、前記タッチパネルの予め定められた端部へのタッチ位置の軌跡のモデルに対応付けて記憶する記憶手段を備え、
   前記タッチパネルへのタッチ位置の軌跡を取得するタッチ位置取得ステップと、
   前記タッチ位置取得手段で取得したタッチ位置の軌跡のうち、前記タッチパネルの予め定められた端部の軌跡に相当する軌跡を抽出する軌跡抽出ステップと、
   前記軌跡抽出手段で抽出した軌跡から、前記記憶手段の情報を用いて、入力内容を特定する入力内容特定ステップと
   を行うことを特徴とする入力装置の入力方法。
7. タッチパネルを備えた入力装置の入力方法であって、
   前記タッチパネルの外縁には当該タッチパネルの面より突出したフレームが配されており、
   前記入力装置は、
   前記タッチパネルへのタッチ位置の軌跡を取得し、
   前記タッチパネルの外縁に沿った所定の幅の端部領域における前記タッチ位置の軌跡を用いて、入力内容を判定する
   ことを特徴とする入力装置の入力方法。

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