JP2013149049A - タッチパネル式入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパネル上にキーボードまたはテンキーを表示して入力を行うタッチパネル式入力装置において、容易に確実かつ高速な連続入力を可能とする。
【解決手段】本発明にかかるタッチパネル式入力装置の代表的な構成は、キーボード１１４を表示して入力を行うタッチパネル１１０と、タッチパネル上にキーを表示する表示制御部１２２と、タッチパネル上に指が接触した位置を検知する接触検知部１２４と、接触した位置から入力されたキーを判定する入力判定部１２６と、タッチパネルに対して離接する指の位置およびタッチパネルからの距離を検知する３次元センサ１４０、１４２とを備え、表示制御部は、３次元センサが接近する指を検知したときにその位置を中心としてキーを拡大して表示すると共に、入力判定部がキーの入力を確定したときにキーを標準の大きさに戻すことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、タッチパネル上にキーボードまたはテンキーを表示して入力を行うタッチパネル式入力装置に関する。

従来から、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ、ＡＴＭなど、タッチパネル式の入力装置が備えられている。タッチパネルとは、液晶や有機ＥＬなどの表示パネルの上に、抵抗膜式や静電容量式の接触センサを重畳して配置したものである。一般的な例として、表示パネルに仮想的なボタンやキーを表示し、接触センサによってその位置に触れた（タップされた）ことを検知したとき、ボタンやキーが押下されたように動作する。なおタッチパネルの語は、本来は接触センサ（ポインティングデバイス）のみを意味するが、ここでは表示パネルと接触センサをあわせてタッチパネルと称する。

近年は、ウェブブラウザやゲームなどのアプリケーション画面が広くなることを主目的として表示面積が拡大する傾向にあり、筐体のほぼ全面にタッチパネルがレイアウトされる場合が多い。しかしながら、タッチパネルが拡大したといっても、携帯電話などの携帯端末では対角３インチから４インチ程度、タブレット型端末でも対角７インチから１０インチ程度である。さらに高解像度化の影響から、タッチパネル上に表示されるキーやボタンはいきおい小さくなってしまい、キーを押しにくくなってしまうという問題がある。特に、タッチパネル上にフルキーボードを表示する場合にはこの問題が顕著である。

なぜキーが小さくなると押しにくくなってしまうかというと、一般には、押したいキーだけでなく隣接するキーにも指が触れてしまうためであると認識されている。そのためタッチパネルのデバイスドライバでは、接触を検知した領域の平均中央をタッチされた座標と認定する処理が行われている。しかしながらこれだけでは、小さく密集したキーボードは依然として誤入力を頻発する。このことについてさらに検討すると、指を近づける際に、押したいキーと隣接するキーがいずれも指に隠れて見えなくなってしまうために、押したいキーを中心にした領域に触れることができないという問題が挙げられる。

特許文献１には、指を近づけると画面上のキーを拡大するキーボード装置が提案されている。詳しくは、キー表示制御部と、タッチセンサ部と、指がキー表示制御部に接近したときにその位置を検知する指センサ部を備え、指位置に近いキーを拡大表示することが記載されている。これにより、操作性を低下させることなく、キー数を少なくすることなく、キーボード装置を小型化することができるとしている。この構成による利便性の向上は、押したいキーの面積が広がることはもちろんのこと、隣接するキーが指に隠れなくなるためと考えられる。

特開平０２−１５３４１５号公報

しかしながら、特許文献１の構成によれば、タッチパネルから指までの距離と、タッチパネル上での拡大率の変化とが比例している。すなわち、指を近づけると徐々に拡大され、指を遠ざけると徐々に縮小される。ここで、押したいキーを拡大するとき、周辺のキーの位置にはずれが生じている。このため、あるキーを押したときに、次に押すべきキーの位置を視認しても、いざ指を移動させるとその位置にキーがない（指が行きすぎている）という事態が発生する。これを回避するためには、タッチパネルからいったん指を十分に離す必要があり、高速な連続入力が難しいという問題がある。

そこで本発明は、タッチパネル上にキーボードまたはテンキーを表示して入力を行うタッチパネル式入力装置において、容易に確実かつ高速な連続入力を可能とすることを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかるタッチパネル式入力装置の代表的な構成は、キーボードを表示して入力を行うタッチパネルと、タッチパネル上にキーを表示する表示制御部と、タッチパネル上に指が接触した位置を検知する接触検知部と、接触した位置から入力されたキーを判定する入力判定部と、タッチパネルに対して離接する指の位置およびタッチパネルからの距離を検知する３次元センサとを備え、表示制御部は、３次元センサが接近する指を検知したときにその位置を中心としてキーを拡大して表示すると共に、入力判定部がキーの入力を確定したときにキーを標準の大きさに戻すことを特徴とする。

入力判定部が入力を確定するときとは、接触検知部が指の接触を検知したとき、または指が離れたことを検知したときのいずれかとすることができる。

表示制御部は、３次元センサが接近する指を検知したとき、所定の第１距離より遠い場合には表示を拡大せず、第１距離より近くなったら拡大を開始することが好ましい。

表示制御部は、３次元センサが接近する指を検知したとき、第１距離よりも近い所定の第２距離より近い場合には、拡大率を固定してもよい。

表示制御部は、キーを拡大して表示する際に、部分的に拡大して表示するか、または全体的に拡大して表示することができる。

表示制御部は、３次元センサが検知した指の距離に対して段階的な拡大率でキーを拡大して表示し、かつ、閾値を所定量過ぎてから段階を切り替えるヒステリシスをもって拡大率を変化させてもよい。

表示制御部は、キーボードの種類またはアプリケーションごとに拡大率を異ならせてもよい。

表示制御部による拡大の中心は標準の大きさのキーボード上の指の位置であって、表示制御部が拡大して表示している状態であっても、入力判定部は標準の大きさのキーボードのレイアウト（標準レイアウト）で接触した位置から入力されたキーを判定してもよい。

表示制御部による拡大の中心は、拡大の開始時は標準の大きさのキーボード上の指の位置であって、拡大を開始した後は中心を固定し、入力判定部は拡大されたキーボードのレイアウト（拡大レイアウト）で接触した位置から入力されたキーを判定してもよい。

表示制御部による拡大の中心は、第１距離から第２距離までは標準の大きさのキーボード上の指の位置であって、第２距離より近い場合には拡大の中心を固定し、入力判定部は拡大されたキーボードのレイアウトで接触した位置から入力されたキーを判定してもよい。

本発明によれば、入力が確定した時点でキーを標準の大きさに戻す。このとき次に押すべきキーの位置を視認して指を移動させても、そのキーの位置は変わらない。このため、容易に確実かつ高速な連続入力を可能とすることができる。

タッチパネル式入力装置の例としての携帯端末の構成を説明する図である。 距離と拡大率を説明する図である。 拡大縮小時の画面例を示す図である。 キーボードを部分的に拡大した例を示す図である。 第２距離を用いた制御を説明する図である。 表示制御部による拡大率を指の距離に対して段階的とした例である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は本実施形態にかかるタッチパネル式入力装置の例としての、携帯端末の構成を説明する図である。図１（ａ）は携帯端末の構成を説明する図、図１（ｂ）は３次元センサを説明する図である。なおタッチパネル式入力装置としては携帯端末の他に、スマートフォン、ＰＨＳ、ＰＤＡ、ＡＴＭなど、タッチパネル式の入力装置であれば本発明を適用することができる。

図１（ａ）に示す携帯端末１００は、前面にその面積の大部分を占めるタッチパネル１１０を備えている。タッチパネル１１０は、液晶や有機ＥＬなどの表示パネルの上に、抵抗膜式や静電容量式の接触センサを重畳して配置したものである。タッチパネル１１０上には、テキスト入力部１１２（アプリケーション動作画面）や、キーボード１１４（フロントエンドプロセッサの動作画面）が表示される。ユーザがテキスト入力部１１２に接触することによってキャレットの位置を変更したり、キーボード１１４に接触することによって入力を行うことができる。なおキーボード１１４に代えて、テンキーや、コマンドキー、リンク付きの文字列などが表示されていてもよい。

フロントエンドプロセッサ１２０（図ではＦＥＰと表示）は、任意のアプリケーション１３０に対して文字入力について前処理を行うプログラムであり、ユーザからの入力操作を受け付けて、アプリケーション１３０に対して確定された文字列を送出する機能を有している。フロントエンドプロセッサ１２０は、表示制御部１２２、接触検知部１２４、入力判定部１２６を含んでいる。

表示制御部１２２は、英数字やかなのフルキーボードや、テンキーなどのキーボード１１４をタッチパネル１１０上に表示する。タッチパネル１１０は、ユーザの指が接触すると、接触した領域の座標を接触検知部１２４に送出する。接触検知部１２４は、タッチパネルから受け取った領域から、例えばその領域の中心の座標を算出して、指が接触した位置を検知する。入力判定部１２６は、表示したキーボード１１４の位置と接触した位置とを照合して、入力されたキーを判定する。

３次元センサ１４０、１４２は、タッチパネル１１０に対して離接する指の位置およびタッチパネルからの距離を検知する。３次元センサ１４０、１４２としては例えば、２つの撮像装置を用いることができる。図１（ａ）および図１（ｂ）に示す例では、タッチパネル１１０の上端および下端に、１対の撮像装置が向かい合わせに配置されている。そして指が接近してきたとき、既知の物体検知のアルゴリズムに基づいて指の輪郭を抽出する。タッチパネル１１０に対する指の左右方向の位置、タッチパネル１１０からの指の距離については、１つの撮像装置における輪郭から取得することができる。タッチパネル１１０に対する指の上下方向の位置については、２つの撮像装置における指の大きさの違い（比率）から取得することができる。

なお３次元センサとしては、撮像装置を用いるほかに、超音波センサ、マイクロ波センサなど、音波や電波の反射を利用した物体検知によって実現してもよい。

ここで表示制御部１２２は、３次元センサ１４０、１４２が接近する指を検知したときに、その位置を中心としてキーを拡大して表示する。

図２は距離と拡大率を説明する図である。図２（ａ）は接触時に入力確定する例を示す図、図２（ｂ）は離間時に入力確定する例を示す図である。図２は横軸に時間を取り、左軸および実線は距離を示し、右軸および一点鎖線は拡大率を示している。図２はタップの状況を示していて、タイミング０から指が次第に近づき、タイミングｔ２で指がタッチパネル１１０に接触し（プレス）、タイミングｔ３で指がタッチパネル１１０から離間し（リリース）、その後は次第に離れていっている。

図２（ａ）に示す例では、表示制御部１２２は、３次元センサ１４０、１４２が接近する指を検知したとき、所定の第１距離より遠い場合には表示を拡大せず（拡大率１）、第１距離より近くなったタイミングｔ１から拡大を開始する。

これにより、不用意に拡大が開始してしまうことを防止し、ユーザに不安定感を与えることを防止することができる。第１距離は３次元センサの検知範囲内で任意の距離に設定することができるが、遠くても顔を検知しない程度の距離であることが好ましく、例えば数センチ〜十数センチ程度とすることができる。

図３は拡大縮小時の画面例を示していて、図３（ａ）は少し拡大した状態を示す図、図３（ｂ）はさらに大きく拡大した状態を示す図、図３（ｃ）は標準の大きさに戻した状態を示す図である。図３（ａ）（ｂ）において、表示制御部１２２による拡大の中心は、標準の大きさのキーボード上の指の位置である。すなわち、指の先端が拡大前のキーボード１１４の「J」の文字の上にあるとき、「J」の文字を中心として拡大表示する。表示制御部１２２は、キーボード１１４の種類またはアプリケーションごとに拡大率を異ならせてもよい。

なお、指の位置がずれて右隣の「Ｋ」の文字の上に来た場合には、「Ｋ」の文字を中心として拡大表示する。指の移動方向に対し、拡大されたキーは反対方向に移動する。指の移動量に対し、キーの移動量は拡大率と同じ倍率になる（拡大率２倍で表示していれば、移動量も２倍になる）。例えば、「J」の文字を拡大表示しているとき、隣の「Ｋ」の文字は「Ｊ」のキーに覆い隠された状態となる。しかしながら拡大の中心は標準の大きさのキーボードのレイアウト（標準レイアウト）を用いている。このため、拡大した「Ｊ」のキーの中心に指があり、「Ｊ」のキーの右端に指を移動させようとすると、それが標準レイアウトの「Ｋ」の位置であれば、拡大した「Ｊ」のキーが逃げ、拡大した「Ｋ」のキーが指の下に滑り込んでくるような挙動を示す。

したがって、拡大したキーを押しているにもかかわらず、その位置は実は拡大していない標準レイアウトにおけるそのキーの位置を正確に押すことになる。したがって入力判定部１２６は、標準レイアウトと接触した位置とから、入力されたキーを判定することができる。このように、常にユーザの指を標準のレイアウトにおける正しいキーの位置に正確に誘導することができる。

ここで大切なのは、押したいキーが大きくなることよりも、押したいキーと隣接するキーが指に隠れることなく、十分に視認可能なことである。指が接触する領域の面積は各キーの面積より大きい場合も多いが、上記構成によれば、押したいキーを中心にした領域に確実に触れることができる。

さらに本発明の特徴的な点として、入力が確定すると、拡大したキーを標準の大きさに戻す。図２（ａ）に示す例では、指がタッチパネル１１０に接触したタイミングｔ２で、入力判定部１２６がキーの入力を確定する（プレスのイベントで確定させる）。すると表示制御部１２２は、それまで拡大表示していたキーボード１１４を、標準の大きさに戻す（拡大率１）。図３（ｃ）は、指がまだタッチパネル１１０に触れているのに、キーボード１１４の表示を戻した状態を示している。

図２（ｂ）に示す例では、指がタッチパネル１１０から離間したタイミングｔ３で、入力判定部１２６がキーの入力を確定する（リリースのイベントで確定させる）。ｔ２からｔ３までの間は、最大の拡大率で拡大表示した状態を維持している。そして表示制御部１２２は、キーボード１１４を標準の大きさに戻す（拡大率１）。

上記のように動作することにより、入力が確定したときに次に押すべきキーの位置を視認し、その位置を目指して指を移動させても、そのキーの位置は変わらない。このため、容易に確実かつ高速な連続入力を可能とすることができる。

図３ではキーボード１１４を全体的に拡大して表示（キーボード全体を一律の拡大率で表示）するよう例示したが、拡大の中心付近のみを部分的に拡大して表示してもよい。図４はキーボードを部分的に拡大した例を示す図である。

また、表示制御部１２２による拡大の中心は、拡大の開始時は標準レイアウト上の指の位置であるとしても、拡大を開始した後は中心を固定してもよい。このとき入力判定部１２６は、拡大されたキーボードのレイアウト（拡大レイアウト）と接触した位置とから、入力されたキーを判定する。これにより拡大されているキーがめまぐるしく移動することを抑えることができる。また１つのキーに対して入力を許容する面積が広くなるため、入力が容易となる。

また図２では指がタッチパネル１１０に接触するまで拡大させるように説明した。しかし表示制御部１２２は、３次元センサ１４０、１４２が接近する指を検知したとき、第１距離よりも近い所定の第２距離より近い場合には、拡大率を固定してもよい。

図５は第２距離を用いた制御を説明する図である。表示制御部１２２は、第１距離より近くなったタイミングｔ１から拡大を開始すると共に、第２距離より近くなるタイミングｔ４からは拡大率を固定する。そしてタイミングｔ２で指がタッチパネル１１０に接触すると、入力判定部１２６がキーの入力を確定し、表示制御部１２２はキーボード１１４を標準の大きさに戻す。これにより、早めにキーを大きくすることができると共に、キーが極端に大きくなってしまうことを防ぐことができ、視覚上の安定感を得ることができる。

なお図５の例において、第２距離より近い場合（拡大率を固定した後）には、拡大の中心も固定し、キーボードが移動しないようにしてもよい。このとき入力判定部１２６は、拡大されたキーボードのレイアウト（拡大レイアウト）と接触した位置とから、入力されたキーを判定する。

これにより、ある程度の距離までは指を動かせば拡大されたキーが反対方向に移動し、さらに指が近づくと拡大されているキーの移動が抑えられ、かつ入力を許容する面積が広くなるため、さらに入力が容易となる。

図２および図５では拡大率を距離に対して比例して変化させるように説明した。しかし、拡大率を指の距離に対して段階的としてもよい。段階的とは、例えば、線幅のドット数が整数倍となるような倍率が想定される。このとき、指が拡大率を切り替える閾値の距離に留まっていると、拡大と縮小が高速に切り替わるチャタリングを生じてしまうおそれがある。

図６は、表示制御部１２２による拡大率を指の距離に対して段階的とした例である。図６では閾値を破線にて示している。そして表示制御部１２２は、接近する際には閾値よりも所定量近くなってから拡大率を切り替え、離間する際には閾値よりも所定量遠くなってから拡大率を切り替える、いわゆるヒステリシスをもって拡大率を変化させる。これにより、指が閾値の距離で留まっているときに、拡大と縮小が高速に切り替わるチャタリングを防止することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、タッチパネル上にキーボードまたはテンキーを表示して入力を行うタッチパネル式入力装置として利用することができる。

１００…携帯端末、１１０…タッチパネル、１１２…テキスト入力部、１１４…キーボード、１２０…フロントエンドプロセッサ、１２２…表示制御部、１２４…接触検知部、１２６…入力判定部、１３０…アプリケーション、１４０…３次元センサ、１４２…３次元センサ

Claims (10)

1. キーボードを表示して入力を行うタッチパネルと、
   前記タッチパネル上にキーを表示する表示制御部と、
   前記タッチパネル上に指が接触した位置を検知する接触検知部と、
   接触した位置から入力されたキーを判定する入力判定部と、
   前記タッチパネルに対して離接する指の位置および前記タッチパネルからの距離を検知する３次元センサとを備え、
   前記表示制御部は、前記３次元センサが接近する指を検知したときにその位置を中心としてキーを拡大して表示すると共に、前記入力判定部がキーの入力を確定したときにキーを標準の大きさに戻すことを特徴とするタッチパネル式入力装置。
2. 前記入力判定部が入力を確定するときとは、前記接触検知部が指の接触を検知したとき、または指が離れたことを検知したときのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル式入力装置。
3. 前記表示制御部は、前記３次元センサが接近する指を検知したとき、所定の第１距離より遠い場合には表示を拡大せず、第１距離より近くなったら拡大を開始することを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネル式入力装置。
4. 前記表示制御部は、前記３次元センサが接近する指を検知したとき、前記第１距離よりも近い所定の第２距離より近い場合には、拡大率を固定することを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル式入力装置。
5. 前記表示制御部は、キーを拡大して表示する際に、部分的に拡大して表示するか、または全体的に拡大して表示することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のタッチパネル式入力装置。
6. 前記表示制御部は、前記３次元センサが検知した指の距離に対して段階的な拡大率でキーを拡大して表示し、かつ、閾値を所定量過ぎてから段階を切り替えるヒステリシスをもって拡大率を変化させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のタッチパネル式入力装置。
7. 前記表示制御部は、キーボードの種類またはアプリケーションごとに拡大率を異ならせることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のタッチパネル式入力装置。
8. 前記表示制御部による拡大の中心は標準の大きさのキーボード上の指の位置であって、
   前記表示制御部が拡大して表示している状態であっても、前記入力判定部は標準の大きさのキーボードのレイアウトで接触した位置から入力されたキーを判定することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のタッチパネル式入力装置。
9. 前記表示制御部による拡大の中心は、拡大の開始時は標準の大きさのキーボード上の指の位置であって、拡大を開始した後は中心を固定し、
   前記入力判定部は拡大されたキーボードのレイアウトで接触した位置から入力されたキーを判定することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のタッチパネル式入力装置。
10. 前記表示制御部による拡大の中心は、前記第１距離から第２距離までは標準の大きさのキーボード上の指の位置であって、前記第２距離より近い場合には拡大の中心を固定し、
    前記入力判定部は拡大されたキーボードのレイアウトで接触した位置から入力されたキーを判定することを特徴とする請求項４から７のいずれか１項に記載のタッチパネル式入力装置。

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