タッチパネル装置および入力方向検知装置
【課題】操作者の存在する方向に応じてコンテンツ表示方法を制御することが可能なタッチパネル装置および入力方向検知装置を実現する。
【解決手段】近接・接触検知部１１は、タッチパネル１０に対する指２０の近接および接触によるセンサの出力値の変化を検出し、近接および接触位置を検知する。操作指方向判定部１２は、近接・接触検知部１１の近接および接触検知情報を基に、指２０がタッチパネル１０に接触する直前の近接検知情報を用いて指２０の到来方向を判定する。コンテンツ変更部１３はこの判定結果に応じて、表示部１４に表示するコンテンツの内容、画面構成等を制御する。
【解決手段】近接・接触検知部１１は、タッチパネル１０に対する指２０の近接および接触によるセンサの出力値の変化を検出し、近接および接触位置を検知する。操作指方向判定部１２は、近接・接触検知部１１の近接および接触検知情報を基に、指２０がタッチパネル１０に接触する直前の近接検知情報を用いて指２０の到来方向を判定する。コンテンツ変更部１３はこの判定結果に応じて、表示部１４に表示するコンテンツの内容、画面構成等を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルの各センサの出力値を用いて操作者の方向を検知するタッチパネル装置および入力方向検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に提案されている映像表示装置は、タッチパネルの周囲にセンサを配置して操作者の腕、手等の位置を検出することにより、操作者が映像表示装置の右、左のいずれに存在するかを判定し、操作者の位置に応じて映像表示装置に表示するコンテンツの内容を変更していた。
【０００３】
図１０は、特許文献１に提案された映像表示装置をカーナビゲーション装置へ適用した例であり、図１０（ａ）は運転席周辺を上からみた説明図、図１０（ｂ）は映像表示装置をカーナビゲーション装置へ適用したカーナビ用ディスプレイを示す図である。カーナビ用ディスプレイ１００の前面にはタッチパネル１０１が配置され、その左右には例えば赤外線、超音波、静電センサ等を利用した非接触センサ１０４，１０５が配置されている。
【０００４】
このカーナビ用ディスプレイ１００は、左側操作者１０２、右側操作者１０３のどちらが操作者であるかを以下の方法で検出する。例えば、カーナビ用ディスプレイ１００は、左右の非接触センサ１０４，１０５のうちのどちらのセンサ信号が強いか判定し、現在の操作が左右どちらの操作者によって行われているかを判断する。即ち、タッチパネル１０１の左（または右）側に配置された非接触センサ１０４（または非接触センサ１０５）が、操作者の指、手等の動きを強く検出している場合には、タッチパネル１０１を操作した操作者がタッチパネル１０１に向かって左（または右）側に着席している同乗者（または運転者）であると判断する。そして、映像表示装置は、どちらの操作者による操作であるかを検出し、操作者に応じて画面表示する表示内容を制御する。
【０００５】
また、特許文献２には、ディスプレイがどちらの操作者の方向に向いているかに応じて表示内容を変更する情報処理装置が提案されている。図１１は、特許文献２に提案された情報処理装置をカーナビゲーション装置へ適用した例であり、図１１（ａ）は運転者のみ存在する状況、図１１（ｂ）は運転者および同乗者が存在する状況を示す図である。複数の画面をそれぞれ異なる向きに向けて同時に表示可能な１つの表示領域を有するカーナビ用ディスプレイ１１１は、図１１（ａ）に示すように運転者１１３の方向を向いている場合に運転者１１３のいる矢印１１２の方向に第１の道路案内画面を表示する。運転者１１３は、操作部（不図示）を操作することで、第１の道路案内画面を操作する。
【０００６】
一方、図１１（ｂ）に示すように、カーナビ用ディスプレイ１１１の向きが変更された場合には、カーナビ用ディスプレイ１１１は矢印１１２，１１５の方向にそれぞれ異なった画面を表示する。カーナビ用ディスプレイ１１１は、例えば、運転者１１３に見える向き（矢印１１２）には第２の道路案内画面を表示しつつ、助手席に座る同乗者１１４に見える向き（矢印１１５）にはテレビ番組の映像を表示する。このように、情報処理装置は、カーナビ用ディスプレイ１１１の向きに応じて画面表示する表示内容を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２３３８１６号公報
【特許文献２】特開２００５−９１４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１のようなタッチパネル装置では、タッチパネルの周囲にセンサを配置して、操作者の腕、手等の位置を検出することで操作者を識別するようにしていたので、タッチパネル装置の周囲に腕、手等が近づいたことは判定できる。しかし、その腕、手等が実際にタッチパネルに接触したか否かはタッチパネル周囲のセンサとは別の検出手段で検出するため、タッチパネル周囲のセンサで検出した側の操作者が、本当にタッチパネルに触れたか否かを判定することはできないという課題があった。
また、タッチパネルとは別に、周囲に配置する赤外線、超音波、静電センサ等のセンサが必要となり、余計なコストがかかるという課題もあった。
【０００９】
また、特許文献２のようなタッチパネル装置では、操作者が手動で変更したディスプレイの向きを検出することで表示内容の制御を行うようにしていたので、操作者がディスプレイの向きの変更を行う手間が必要となる課題があった。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、タッチパネルから得られる信号に基づいて座標指示器の到来方向を判定するようにして、操作者の存在する方向に応じてコンテンツ表示方法を制御することが可能なタッチパネル装置および入力方向検知装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係るタッチパネル装置は、複数のセンサが配置され、各センサの出力値を出力するタッチパネルと、複数のセンサの出力値を用いて、タッチパネルに対する座標指示器の近接および接触によるセンサの出力値の変化を検出し、近接および接触位置を検知する近接・接触検知部と、近接・接触検知部の近接および接触検知情報を基に、座標指示器の到来方向を判定する座標指示器方向判定部と、コンテンツを表示する表示部と、座標指示器方向判定部の判定結果に基づいて、表示部に表示する画面を変更するコンテンツ変更部とを備えるようにしたものである。
【００１２】
この発明に係る入力方向検知装置は、タッチパネルに配置された複数のセンサの出力値を用いて、タッチパネルに対する座標指示器の近接および接触によるセンサの出力値の変化を検出し、近接および接触位置を検知する近接・接触検知部と、近接・接触検知部の近接および接触検知情報を基に、タッチパネルへの座標指示器の接触が検知されると、当該接触直前の近接検知情報を用いて座標指示器の到来方向を判定する座標指示器方向判定部とを備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、タッチパネルのセンサ出力値を用いて座標指示器の近接および接触を検知し、これらの検知情報を基に座標指示器の到来方向を判定するようにしたので、操作者の存在する方向に応じてコンテンツ表示方法を制御することが可能なタッチパネル装置および入力方向検知装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１に係るタッチパネル装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るタッチパネル装置のタッチパネルの構成を示す説明図である。
【図３】図２に示す状態の指とタッチパネルの各センサとの距離を表した説明図である。
【図４】図２に示す状態で指がタッチパネルに近接した場合の各センサの出力値を示すグラフである。
【図５】図２に示す状態で指がタッチパネルに接触した場合の各センサの出力値を示すグラフである。
【図６】この発明の実施の形態２に係るタッチパネル装置の構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係るタッチパネル装置のタッチパネル付ディスプレイの構成を示す説明図である。
【図８】図７に示す状態のタッチパネル付ディスプレイの向きを所定角度だけ左に回転した状態を示す説明図である。
【図９】図７に示す状態で指がタッチパネルに近接した場合の各センサの出力値を示すグラフである。
【図１０】特許文献１に提案された映像表示装置をカーナビゲーション装置へ適用した例を示す説明図である。
【図１１】特許文献２に提案された情報処理装置をカーナビゲーション装置へ適用した例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るタッチパネル装置の構成を示すブロック図である。タッチパネル装置は、座標指示器による入力を検知するタッチパネル１０、タッチパネル１０からの信号に基づいて座標指示器の近接・接触を検知する近接・接触検知部１１、近接・接触の検知結果の情報を基に、座標指示器の到来方向を判定する座標指示器方向判定部１２、判定結果を基に、表示内容を変更するコンテンツ変更部１３、表示を行う表示部１４、各部を制御する制御部１５を備える。本実施の形態では、座標指示器の一例として指を用いて説明するため、これ以降、座標指示器方向判定部１２の名称もそれに合わせて操作指方向判定部１２と称す。また、本実施の形態において、タッチパネル１０と表示部１４は設置場所を別にしてもよいし、表示部１４の前面にタッチパネル１０を設置して表示・操作一体型にしてもよい。
【００１６】
図２は、タッチパネル１０の構成を示す説明図であり、指２０がタッチパネル装置の左側からタッチパネル１０を操作している状態を示す。図２に示すタッチパネル１０は、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ短冊状の電極が配置されたＸ，Ｙマトリックス型タッチパネルを模したものである。タッチパネル１０は、Ｘ方向の近接・接触位置を検出するためにＸ方向に並べて配置された複数のＹ方向と平行なセンサ電極（Ｘ方向センサと適宜称す）と、Ｙ方向の近接・接触位置を検出するためにＹ方向に並べて配置された複数のＸ方向と平行なセンサ電極（Ｙ方向センサと適宜称す）から構成される。説明の便宜上、これ以降はタッチパネル１０に配置されたセンサ電極のうちＸ方向センサをＸ軸原点から順にセンサ１〜９と呼ぶ。
【００１７】
ここで、タッチパネルに指が近接・接触するとセンサ出力値が得られる仕組みについて簡単に説明する。指が近接・接触したことを検出する方法はいくつか考えられるが、本実施の形態では指２０とタッチパネル１０に配置されたセンサとの間の静電容量を検出する方法を用いて指２０の接触を検出する。具体的には、タッチパネル１０に配置された各センサ１〜９に順次信号検出用の交流電圧を印加する（図２等において電圧印加の手段は特定しないが、例えば近接・接触検知部１１が行うこととする）。タッチパネル１０に指２０が近接・接触すると、タッチパネル１０のセンサと導体である指２０との間に微小な静電容量が生じる。センサに印加した交流電圧によって、この微小な静電容量を通してセンサから指２０へ微弱な電流が流れる。このとき、センサからの出力電圧を観測すると、指２０が接触している周囲のセンサは上述のように電流が流れるために、観測される出力電圧が低下する。この出力電圧の低下の大きさを各センサ１〜９の出力値とする。
タッチパネル１０と指２０との間に生じる静電容量の大きさは、タッチパネル１０と指２０との距離に反比例する。そのため、指２０が最も接近している位置のセンサの出力電圧が最も大きく低下する。即ち、最も大きなセンサ出力値となる。
【００１８】
次に、図２に示す状態を例に用いて、タッチパネル装置の動作を説明する。
近接・接触検知部１１は、指２０がタッチパネル１０に近接・接触した場合にタッチパネル１０のセンサ１〜９が出力する出力信号から各センサ出力値を求める。そして、近接・接触検知部１１は、これらのセンサ出力値のうちから最も大きなセンサ出力値が得られたセンサの位置を指２０が近接・接触した位置とする。
【００１９】
ここで、近接・接触検知部１１の近接・接触検知処理を具体例を用いて説明する。図２に示すように、操作者がタッチパネル１０に左方向から指２０を近接させると、タッチパネル１０のセンサ１〜９が出力電圧の信号を出力する。図２では、Ｘ方向のセンサ６の位置に、指２０の先端が近接している。図３は、図２に示す状態の指２０とタッチパネル１０の各センサ１〜９との距離を表した説明図であり、タッチパネル１０のＸ方向からみた断面の状態である。なお、説明を簡便にするために指２０の断面形状を長方形とする。図４は、図２に示す状態で指２０がタッチパネル１０に近接した場合の各センサ１〜９の出力値を示すグラフである。
【００２０】
図３に示すように、指２０を近づけているセンサ６の位置においてタッチパネル１０と指２０との距離Ｌ６が最も小さくなり、その位置より左側にあるセンサ５，４等と指２０との距離Ｌ５，Ｌ４は徐々に大きくなる。従って、この場合には、図４に示すようにセンサ６の出力値が最も大きく、その左側のセンサ５，４等の出力値は徐々に小さくなる。
一方、センサ６の右側にあるセンサ７，８，９は、指２０が上方に存在していないため、センサ出力値はほとんど検出されない。
【００２１】
図５は、図２に示す状態で指２０がタッチパネル１０に接触した場合の各センサ１〜９の出力値を示すグラフである。図４と図５のグラフを比較すると、指２０がタッチパネル１０に近接している状態のセンサ出力値に比べて、接触している状態のセンサ出力値が大となる。近接・接触検知部１１は、各センサ出力値を予め設定されている接触判定閾値３０と比較し、センサ出力値が接触判定閾値３０を超えた場合に、操作者の指２０がタッチパネル１０に接触したと判断する。
【００２２】
操作指方向判定部１２は、指２０がタッチパネル１０のどの方向から到来して操作しているかを判定する。例えば、操作指方向判定部１２は、近接・接触検知部１１で得られるセンサ毎の出力値のデータのうち、常に最新の２サンプル点を保存しておく。即ち、ある時刻ｔにおけるＸ方向センサ（Ｘ１，Ｘ２，・・・，Ｘｎ：ｎはＸ方向センサの本数）、およびＹ方向センサ（Ｙ１，Ｙ２，・・・，Ｙｍ：ｍはＹ方向センサの本数）のセンサ出力値のデータを格納した値をＸ１［ｔ］，Ｘ２［ｔ］，・・・，Ｘｎ［ｔ］、およびＹ１［ｔ］，Ｙ２［ｔ］，・・・，Ｙｍ［ｔ］とすると、操作指方向判定部１２は時刻ｔのデータと共に１サンプル点前のセンサ出力値のデータＸ１［ｔ−１］，Ｘ２［ｔ−１］，・・・，Ｘｎ［ｔ−１］、およびＹ１［ｔ−１］，Ｙ２［ｔ−１］，・・・，Ｙｍ［ｔ−１］を保存しておく。
【００２３】
近接・接触検知部１１が指２０のタッチパネル１０への接触を検知すると、操作指方向判定部１２は接触時点より１サンプル点前のセンサ出力値データ（Ｘｎ［ｔ−１］，Ｙｍ［ｔ−１］）を用いて、指２０の到来方向を判定する。具体的には、図５に示すようなセンサ出力値が得られたとすると、近接・接触検知部１１はセンサ６に指２０が接触したことを検知して操作指方向判定部１２へ通知し、この通知を受けて操作指方向判定部１２は指２０が接触する直前の図４に示すセンサ出力値データ、即ち１サンプル点前のセンサ出力値データを基に指２０方向の判定を行う。
【００２４】
指２０到来方向の判定処理として、操作指方向判定部１２は、先ず、指２０が接触したセンサ６よりも左に位置するＸ方向センサ（のうちの一部）のセンサ出力値の左側合計値Ｓｌ（ｔ−１）と、指２０が接触したセンサ６よりも右に位置するＸ方向センサ（のうちの一部）のセンサ出力値の右側合計値Ｓｒ（ｔ−１）をそれぞれ算出する。図４の例では、センサ６の左に位置するＸ方向センサとしてセンサ４，５を用い、センサ６の右に位置するＸ方向センサとしてセンサ７，８を用いるとすると、左側合計値Ｓｌ（ｔ−１）および右側合計値Ｓｒ（ｔ−１）は下式（１）で求めることができる。
Ｓｌ（ｔ−１）＝Ｘ４［ｔ−１］＋Ｘ５［ｔ−１］ （１）
Ｓｒ（ｔ−１）＝Ｘ７［ｔ−１］＋Ｘ８［ｔ−１］
ただし、ｔは近接・接触検知部１１が指２０の接触を検知したサンプル時刻とする。
【００２５】
指２０がタッチパネル１０の左方向から到来した場合は、図４に示すようなセンサ出力値が得られることから、Ｓｌ（ｔ−１）＞Ｓｒ（ｔ−１）となる。この場合には、操作指方向判定部１２は、指２０がタッチパネル１０の左方向から到来したものと判定する。
逆に、Ｓｌ（ｔ−１）＜Ｓｒ（ｔ−１）となった場合には、操作指方向判定部１２は、指２０がタッチパネル１０の右方向から到来したものと判定する。また、操作指方向判定部１２は、Ｓｌ（ｔ−１）＝Ｓｒ（ｔ−１）となった場合には予め定めたデフォルト方向と判定する。このデフォルト方向とは、例えば、安全操作を考えて操作が限定される右方向、即ち運転席側の方向とする。
操作指方向判定部１２は、Ｙ方向センサから得られたセンサ出力値についても同様に計算すれば、指２０がタッチパネル１０の上下どちらの方向から到来したものかも判定できる。
【００２６】
コンテンツ変更部１３は、操作指方向判定部１２の判定結果を基に、表示部１４に表示するコンテンツ内容を変更する。例えば、本実施の形態のタッチパネル装置を車載向けのナビゲーション装置に適用した場合を例に説明する。この場合、コンテンツ変更部１３は、判定結果が「指２０の到来方向が左側」を示していれば、操作者が助手席側にいると判断し、「指２０の到来方向が右側」を示していれば、操作者が運転席側にいると判断して、この判断結果に応じてコンテンツ内容を変更する。
【００２７】
目的地を設定する状況で表示部１４に目的地設定画面が表示されているとすると、コンテンツ変更部１３は、操作者が助手席側にいると判断した場合には、目的地住所設定、目的地検索、目的地付近の地図拡大等の目的地設定に関する全ての機能を操作できるようにしたコンテンツ画面に変更する。一方、コンテンツ変更部１３は、操作者が運転席側にいると判断した場合には、運転手が運転中に目的地設定の詳細操作を行うと危険が生じる可能性が高いため、例えば目的地付近の地図拡大の機能のみを操作できるといった、機能を限定したコンテンツ画面に変更する。
【００２８】
制御部１５は、コンテンツ変更部１３で変更されたコンテンツ内容の表示画面を表示部１４に表示する。
【００２９】
なお、上記説明では、コンテンツ変更部１３が、指２０の到来方向が助手席側か運転席側かに応じて、操作できる機能を変更するようにしたが、コンテンツ変更部１３の処理はこれに限定されるものではなく、例えば、操作画面の拡大図を用意しておき、運転席側からの操作の場合には操作画面を拡大する等のコンテンツ画面変更を行って、運転中の安全性を考慮して簡単に操作できる操作画面になるようにしてもよい。
【００３０】
また、タッチパネル装置を、対面式で操作可能にする等、複数の方向から操作されることを想定した構成にする場合には、指２０がタッチパネル１０の上側から到来したものか、下側から到来したものかを判定するために、操作指方向判定部１２がＹ方向センサのセンサ出力値データを用いて到来方向を判定する構成にすればよい。
また、指２０のより正確な到来方向を判定するために、操作指方向判定部１２がＸ方向センサおよびＹ方向センサ両方のセンサ出力値データを用いて詳細な指２０到来方向を判定してもよい。
【００３１】
さらに、コンテンツ変更部１３は、指２０の到来方向に合わせて画面表示の向きを変更するようにしてもよい。具体的には、タッチパネル１０の下側から指２０が到来している場合は、表示画面の向きをタッチパネル１０の下側を下にする表示（即ち通常表示）にし、タッチパネル１０の上側から指２０が到来している場合は、表示画面の向きをタッチパネル１０の上側を下にして表示画面の向きを通常表示から１８０度回転する。この構成の場合には、対面式で表示・操作一体型のタッチパネル装置を操作している際に、操作者の方向に最適となるようコンテンツの表示向きを変更することが可能となり、操作性の向上を図ることができる。
【００３２】
以上のように、実施の形態１によれば、タッチパネル１０に配置された複数のセンサの出力値を用いて、タッチパネル１０に対する指２０の近接および接触によるセンサの出力値の変化を検出し、近接および接触位置を検知する近接・接触検知部１１と、近接・接触検知部１１の近接および接触検知情報を基に、指２０の到来方向を判定する操作指方向判定部１２とを備えるように構成した。このため、タッチパネル装置のみで指２０の到来方向を判定することができる。よって、指２０の存在を検出するための赤外線、超音波、静電センサ等を配置する必要がなくなり、コストの低減を図ることができる。
また、コンテンツ変更部１３は、指２０がタッチパネル１０に接触する直前の近接状態のセンサ出力値データを用いて指２０の到来方向を判定するため、タッチパネル１０に接触して操作した指２０の到来方向を確実に特定することができ、指２０の到来方向の判定精度を向上することが可能となる。
【００３３】
また、タッチパネル１０に接触して操作した指２０の到来方向を確実に特定できるため、この判定結果に基づいてコンテンツ内容を適切に変更することが可能となる。これによって、例えば車載向けナビゲーション装置に本実施の形態のタッチパネル装置を適用した場合には、操作者が助手席側にいる場合には全てのコンテンツの操作を可能とすることで操作者の使い勝手の向上を図ることができ、一方、運転席側にいる場合には運転動作に危険が生じる可能性のあるコンテンツ操作を制限したり、操作画面を拡大して大まかな入力で簡単に操作可能にしたりすることで安全性の向上を図ることができる。
【００３４】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２に係るタッチパネル装置の構成を示すブロック図であり、図６において図１と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。本実施の形態に係るタッチパネル装置は、上記実施の形態１のタッチパネル装置に新たにディスプレイ方向変更部１６を追加したものである。また、図７は、実施の形態２に係るタッチパネル装置のタッチパネル付ディスプレイ４０の構成を示すブロック図である。本実施の形態のタッチパネル装置は、表示部１４の前面にタッチパネル１０を設置してなる表示・操作一体型のタッチパネル付ディスプレイ４０を備える。このタッチパネル付ディスプレイ４０にはネック部４１が設けられ、このネック部４１がタッチパネル付ディスプレイ４０を回転中心軸Ａを中心に回動自在に保持する。ディスプレイ方向変更部１６は、タッチパネル付ディスプレイ４０を、適切なギアおよびモータ等（不図示）を用いてネック部４１の回転中心軸Ａを中心に所定角度分だけ回動させる。
【００３５】
次に、図７に示す状態を例に用いて、タッチパネル装置の動作を説明する。
図７では、タッチパネル装置のタッチパネル付ディスプレイ４０に対して左側に位置する操作者が、タッチパネル付ディスプレイ４０のタッチパネル１０を操作する場合を示す。操作者がタッチパネル装置を操作しようとして指２０をタッチパネル１０に近接・接触させた場合、タッチパネル１０、近接・接触検知部１１、操作指方向判定部１２、コンテンツ変更部１３、表示部１４、および制御部１５が上記実施の形態１で説明した処理を行って、指２０がタッチパネル１０の左側から到来したものと判定し、表示部１４が左側の操作者用コンテンツ画面を表示する。
【００３６】
そして、ディスプレイ方向変更部１６が、操作指方向判定部１２の判定結果に基づいて、画面表示を行っているタッチパネル付ディスプレイ４０の向きを変更する。具体的には、図７に示す状態の場合には、操作指方向判定部１２が指２０の到来方向が左と判定するので、ディスプレイ方向変更部１６がこの判定結果を基に、タッチパネル付ディスプレイ４０の表示部１４が設置された面を、操作者のいる左方向に予め設定した角度分だけ回転させる。図８は、タッチパネル付ディスプレイ４０を所定角度だけ左に回転させた状態を示す説明図である。タッチパネル付ディスプレイ４０の回転は、上述したように、不図示のギアおよびモータ等によりネック部４１の回転中心軸Ａを中心に回動させることで実現すればよい。この結果、図８に示すように、タッチパネル付ディスプレイ４０に対して左側にいる操作者から操作しやすい角度にタッチパネル付ディスプレイ４０の向きを変更することができる。
【００３７】
以上のように、実施の形態２によれば、操作指方向判定部１２の判定結果を基にディスプレイ方向変更部１６がタッチパネル付ディスプレイ４０の表示部１４を操作者の方向へ回転させるように構成した。このため、操作者がタッチパネル装置を操作する際に、画面表示するコンテンツを操作者に適した内容にすることができるとともに、タッチパネル付ディスプレイ４０の操作画面を自動的に操作者の方向に向けることができる。この結果、操作者に対する使い勝手を向上することが可能となる。なお、タッチパネル装置がコンテンツ変更部１３を備えない構成であってもよく、その構成の場合でもディスプレイ方向変更部１６によりタッチパネル付ディスプレイ４０の操作画面を自動的に操作者の方向に向けることができ、使い勝手を向上することが可能である。
【００３８】
なお、上記実施の形態２では、指２０がタッチパネル１０に接触した際に、操作指方向判定部１２が操作者のいる方向を判定し、その判定結果を基にディスプレイ方向変更部１６がタッチパネル付ディスプレイ４０の向きを変更するように構成したが、例えば、以下のように、操作指方向判定部１２で指２０がタッチパネル１０に接触する前に到来方向を判定するようにして、ディスプレイ方向変更部１６によりタッチパネル付ディスプレイ４０の向きを変更するように構成してもよい。
具体的には、操作指方向判定部１２が、指２０のタッチパネル１０への接触を判定するための接触判定閾値を予め備えるとともに、近接状態での指２０の到来方向を判定するための近接指方向判定閾値を予め備える。図９は、図７に示す状態で指２０がタッチパネル１０に近接した場合の各センサ１〜９の出力値を示すグラフであり、接触判定閾値３０および近接指方向判定閾値３１を重ねて示す。操作指方向判定部１２は、各センサ出力値のうちの最大のセンサ出力値（センサ６）が近接指方向判定閾値３１を超えた場合に、上記実施の形態１と同様に指２０の到来方向の判定を行う。これにより、指２０がタッチパネル１０に接触する前に到来方向を判定することが可能となる。
【００３９】
上述の近接指方向判定閾値３１は、例えば、指２０がタッチパネル１０へ近接した状態の際に、確実に到来方向が判定できるためのセンサ出力値を予め予備実験により求めた値とし、この値を近接指方向判定閾値３１として操作指方向判定部１２に設定する。
【００４０】
このように構成した場合には、操作指方向判定部１２を、指２０がタッチパネル１０に接触する前に到来方向を判定するように構成することにより、操作者がタッチパネル装置に触れる前にタッチパネル付ディスプレイ４０の向きを操作者のいる方向へ回転させることができ、使い勝手がさらに向上する。
【００４１】
また、上記実施の形態１，２では、近接・接触検知部１１がＸ方向センサおよびＹ方向センサの出力電圧の低下に基づいて指２０の近接・接触を検知する構成にしたが、タッチパネル１０への指２０の近接の検知精度を高めるために、特開２００８−１５３０２５号公報に提案されている「近接検出装置」のように構成してもよい。
例えば、タッチパネル１０への指２０の近接を検知する際に、周辺回路の制御によりＸ方向センサのうちの複数のセンサ、またはＹ方向センサのうちの複数のセンサを１本に結合する。具体的には、図２に示すタッチパネル１０のセンサ１，２を結合して１本とし、センサ３，４を結合して１本とする等のように、隣り合う２本のセンサを１本に結合する。これにより、指２０の近接を検知するためのセンサ面積が大きくなった状態となり、指２０がタッチパネル１０に近接した際に生じる静電容量変化を感度良く検出することが可能となる。
【００４２】
なお、上記のように複数のセンサを結合する場合は、Ｘ，Ｙ方向センサの本数が減少するために指２０の近接位置を特定する分解能が低下することになるが、指２０の接触が検知される直前の近接状態のセンサ出力値データを用いて操作指方向判定部１２が指２０の到来方向を判定できればよいため、分解能がある程度低下しても特に問題とはならない。
【００４３】
また、実施の形態１，２のタッチパネル装置からタッチパネル１０、表示部１４等を抜き出して外部装置とし、近接・接触検知部１１および操作指方向判定部１２を入力方向検知装置として構成するようにしてもよい。この構成の場合には、入力方向検知装置は、外部装置であるタッチパネル１０のセンサ出力値を用いて、座標指示器の到来方向を判定し、その判定結果を外部装置であるタッチパネル１０、表示部１４等に出力する。そして、外部装置であるタッチパネル１０、表示部１４等は、入力方向検知装置の判定結果に応じて画面表示方法および向き等を制御すればよい。
【符号の説明】
【００４４】
１〜９ センサ、１０ タッチパネル、１１ 近接・接触検知部、１２ 操作指方向判定部（座標指示器方向判定部）、１３ コンテンツ変更部、１４ 表示部、１５ 制御部、１６ ディスプレイ方向変更部、２０ 指（座標指示器）、３０ 接触判定閾値、４０ タッチパネル付ディスプレイ、４１ ネック部、Ａ 回転中心軸、Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６ センサ４，５，６と指２０との距離。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルの各センサの出力値を用いて操作者の方向を検知するタッチパネル装置および入力方向検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に提案されている映像表示装置は、タッチパネルの周囲にセンサを配置して操作者の腕、手等の位置を検出することにより、操作者が映像表示装置の右、左のいずれに存在するかを判定し、操作者の位置に応じて映像表示装置に表示するコンテンツの内容を変更していた。
【０００３】
図１０は、特許文献１に提案された映像表示装置をカーナビゲーション装置へ適用した例であり、図１０（ａ）は運転席周辺を上からみた説明図、図１０（ｂ）は映像表示装置をカーナビゲーション装置へ適用したカーナビ用ディスプレイを示す図である。カーナビ用ディスプレイ１００の前面にはタッチパネル１０１が配置され、その左右には例えば赤外線、超音波、静電センサ等を利用した非接触センサ１０４，１０５が配置されている。
【０００４】
このカーナビ用ディスプレイ１００は、左側操作者１０２、右側操作者１０３のどちらが操作者であるかを以下の方法で検出する。例えば、カーナビ用ディスプレイ１００は、左右の非接触センサ１０４，１０５のうちのどちらのセンサ信号が強いか判定し、現在の操作が左右どちらの操作者によって行われているかを判断する。即ち、タッチパネル１０１の左（または右）側に配置された非接触センサ１０４（または非接触センサ１０５）が、操作者の指、手等の動きを強く検出している場合には、タッチパネル１０１を操作した操作者がタッチパネル１０１に向かって左（または右）側に着席している同乗者（または運転者）であると判断する。そして、映像表示装置は、どちらの操作者による操作であるかを検出し、操作者に応じて画面表示する表示内容を制御する。
【０００５】
また、特許文献２には、ディスプレイがどちらの操作者の方向に向いているかに応じて表示内容を変更する情報処理装置が提案されている。図１１は、特許文献２に提案された情報処理装置をカーナビゲーション装置へ適用した例であり、図１１（ａ）は運転者のみ存在する状況、図１１（ｂ）は運転者および同乗者が存在する状況を示す図である。複数の画面をそれぞれ異なる向きに向けて同時に表示可能な１つの表示領域を有するカーナビ用ディスプレイ１１１は、図１１（ａ）に示すように運転者１１３の方向を向いている場合に運転者１１３のいる矢印１１２の方向に第１の道路案内画面を表示する。運転者１１３は、操作部（不図示）を操作することで、第１の道路案内画面を操作する。
【０００６】
一方、図１１（ｂ）に示すように、カーナビ用ディスプレイ１１１の向きが変更された場合には、カーナビ用ディスプレイ１１１は矢印１１２，１１５の方向にそれぞれ異なった画面を表示する。カーナビ用ディスプレイ１１１は、例えば、運転者１１３に見える向き（矢印１１２）には第２の道路案内画面を表示しつつ、助手席に座る同乗者１１４に見える向き（矢印１１５）にはテレビ番組の映像を表示する。このように、情報処理装置は、カーナビ用ディスプレイ１１１の向きに応じて画面表示する表示内容を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２３３８１６号公報
【特許文献２】特開２００５−９１４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１のようなタッチパネル装置では、タッチパネルの周囲にセンサを配置して、操作者の腕、手等の位置を検出することで操作者を識別するようにしていたので、タッチパネル装置の周囲に腕、手等が近づいたことは判定できる。しかし、その腕、手等が実際にタッチパネルに接触したか否かはタッチパネル周囲のセンサとは別の検出手段で検出するため、タッチパネル周囲のセンサで検出した側の操作者が、本当にタッチパネルに触れたか否かを判定することはできないという課題があった。
また、タッチパネルとは別に、周囲に配置する赤外線、超音波、静電センサ等のセンサが必要となり、余計なコストがかかるという課題もあった。
【０００９】
また、特許文献２のようなタッチパネル装置では、操作者が手動で変更したディスプレイの向きを検出することで表示内容の制御を行うようにしていたので、操作者がディスプレイの向きの変更を行う手間が必要となる課題があった。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、タッチパネルから得られる信号に基づいて座標指示器の到来方向を判定するようにして、操作者の存在する方向に応じてコンテンツ表示方法を制御することが可能なタッチパネル装置および入力方向検知装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係るタッチパネル装置は、複数のセンサが配置され、各センサの出力値を出力するタッチパネルと、複数のセンサの出力値を用いて、タッチパネルに対する座標指示器の近接および接触によるセンサの出力値の変化を検出し、近接および接触位置を検知する近接・接触検知部と、近接・接触検知部の近接および接触検知情報を基に、座標指示器の到来方向を判定する座標指示器方向判定部と、コンテンツを表示する表示部と、座標指示器方向判定部の判定結果に基づいて、表示部に表示する画面を変更するコンテンツ変更部とを備えるようにしたものである。
【００１２】
この発明に係る入力方向検知装置は、タッチパネルに配置された複数のセンサの出力値を用いて、タッチパネルに対する座標指示器の近接および接触によるセンサの出力値の変化を検出し、近接および接触位置を検知する近接・接触検知部と、近接・接触検知部の近接および接触検知情報を基に、タッチパネルへの座標指示器の接触が検知されると、当該接触直前の近接検知情報を用いて座標指示器の到来方向を判定する座標指示器方向判定部とを備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、タッチパネルのセンサ出力値を用いて座標指示器の近接および接触を検知し、これらの検知情報を基に座標指示器の到来方向を判定するようにしたので、操作者の存在する方向に応じてコンテンツ表示方法を制御することが可能なタッチパネル装置および入力方向検知装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１に係るタッチパネル装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るタッチパネル装置のタッチパネルの構成を示す説明図である。
【図３】図２に示す状態の指とタッチパネルの各センサとの距離を表した説明図である。
【図４】図２に示す状態で指がタッチパネルに近接した場合の各センサの出力値を示すグラフである。
【図５】図２に示す状態で指がタッチパネルに接触した場合の各センサの出力値を示すグラフである。
【図６】この発明の実施の形態２に係るタッチパネル装置の構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係るタッチパネル装置のタッチパネル付ディスプレイの構成を示す説明図である。
【図８】図７に示す状態のタッチパネル付ディスプレイの向きを所定角度だけ左に回転した状態を示す説明図である。
【図９】図７に示す状態で指がタッチパネルに近接した場合の各センサの出力値を示すグラフである。
【図１０】特許文献１に提案された映像表示装置をカーナビゲーション装置へ適用した例を示す説明図である。
【図１１】特許文献２に提案された情報処理装置をカーナビゲーション装置へ適用した例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るタッチパネル装置の構成を示すブロック図である。タッチパネル装置は、座標指示器による入力を検知するタッチパネル１０、タッチパネル１０からの信号に基づいて座標指示器の近接・接触を検知する近接・接触検知部１１、近接・接触の検知結果の情報を基に、座標指示器の到来方向を判定する座標指示器方向判定部１２、判定結果を基に、表示内容を変更するコンテンツ変更部１３、表示を行う表示部１４、各部を制御する制御部１５を備える。本実施の形態では、座標指示器の一例として指を用いて説明するため、これ以降、座標指示器方向判定部１２の名称もそれに合わせて操作指方向判定部１２と称す。また、本実施の形態において、タッチパネル１０と表示部１４は設置場所を別にしてもよいし、表示部１４の前面にタッチパネル１０を設置して表示・操作一体型にしてもよい。
【００１６】
図２は、タッチパネル１０の構成を示す説明図であり、指２０がタッチパネル装置の左側からタッチパネル１０を操作している状態を示す。図２に示すタッチパネル１０は、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ短冊状の電極が配置されたＸ，Ｙマトリックス型タッチパネルを模したものである。タッチパネル１０は、Ｘ方向の近接・接触位置を検出するためにＸ方向に並べて配置された複数のＹ方向と平行なセンサ電極（Ｘ方向センサと適宜称す）と、Ｙ方向の近接・接触位置を検出するためにＹ方向に並べて配置された複数のＸ方向と平行なセンサ電極（Ｙ方向センサと適宜称す）から構成される。説明の便宜上、これ以降はタッチパネル１０に配置されたセンサ電極のうちＸ方向センサをＸ軸原点から順にセンサ１〜９と呼ぶ。
【００１７】
ここで、タッチパネルに指が近接・接触するとセンサ出力値が得られる仕組みについて簡単に説明する。指が近接・接触したことを検出する方法はいくつか考えられるが、本実施の形態では指２０とタッチパネル１０に配置されたセンサとの間の静電容量を検出する方法を用いて指２０の接触を検出する。具体的には、タッチパネル１０に配置された各センサ１〜９に順次信号検出用の交流電圧を印加する（図２等において電圧印加の手段は特定しないが、例えば近接・接触検知部１１が行うこととする）。タッチパネル１０に指２０が近接・接触すると、タッチパネル１０のセンサと導体である指２０との間に微小な静電容量が生じる。センサに印加した交流電圧によって、この微小な静電容量を通してセンサから指２０へ微弱な電流が流れる。このとき、センサからの出力電圧を観測すると、指２０が接触している周囲のセンサは上述のように電流が流れるために、観測される出力電圧が低下する。この出力電圧の低下の大きさを各センサ１〜９の出力値とする。
タッチパネル１０と指２０との間に生じる静電容量の大きさは、タッチパネル１０と指２０との距離に反比例する。そのため、指２０が最も接近している位置のセンサの出力電圧が最も大きく低下する。即ち、最も大きなセンサ出力値となる。
【００１８】
次に、図２に示す状態を例に用いて、タッチパネル装置の動作を説明する。
近接・接触検知部１１は、指２０がタッチパネル１０に近接・接触した場合にタッチパネル１０のセンサ１〜９が出力する出力信号から各センサ出力値を求める。そして、近接・接触検知部１１は、これらのセンサ出力値のうちから最も大きなセンサ出力値が得られたセンサの位置を指２０が近接・接触した位置とする。
【００１９】
ここで、近接・接触検知部１１の近接・接触検知処理を具体例を用いて説明する。図２に示すように、操作者がタッチパネル１０に左方向から指２０を近接させると、タッチパネル１０のセンサ１〜９が出力電圧の信号を出力する。図２では、Ｘ方向のセンサ６の位置に、指２０の先端が近接している。図３は、図２に示す状態の指２０とタッチパネル１０の各センサ１〜９との距離を表した説明図であり、タッチパネル１０のＸ方向からみた断面の状態である。なお、説明を簡便にするために指２０の断面形状を長方形とする。図４は、図２に示す状態で指２０がタッチパネル１０に近接した場合の各センサ１〜９の出力値を示すグラフである。
【００２０】
図３に示すように、指２０を近づけているセンサ６の位置においてタッチパネル１０と指２０との距離Ｌ６が最も小さくなり、その位置より左側にあるセンサ５，４等と指２０との距離Ｌ５，Ｌ４は徐々に大きくなる。従って、この場合には、図４に示すようにセンサ６の出力値が最も大きく、その左側のセンサ５，４等の出力値は徐々に小さくなる。
一方、センサ６の右側にあるセンサ７，８，９は、指２０が上方に存在していないため、センサ出力値はほとんど検出されない。
【００２１】
図５は、図２に示す状態で指２０がタッチパネル１０に接触した場合の各センサ１〜９の出力値を示すグラフである。図４と図５のグラフを比較すると、指２０がタッチパネル１０に近接している状態のセンサ出力値に比べて、接触している状態のセンサ出力値が大となる。近接・接触検知部１１は、各センサ出力値を予め設定されている接触判定閾値３０と比較し、センサ出力値が接触判定閾値３０を超えた場合に、操作者の指２０がタッチパネル１０に接触したと判断する。
【００２２】
操作指方向判定部１２は、指２０がタッチパネル１０のどの方向から到来して操作しているかを判定する。例えば、操作指方向判定部１２は、近接・接触検知部１１で得られるセンサ毎の出力値のデータのうち、常に最新の２サンプル点を保存しておく。即ち、ある時刻ｔにおけるＸ方向センサ（Ｘ１，Ｘ２，・・・，Ｘｎ：ｎはＸ方向センサの本数）、およびＹ方向センサ（Ｙ１，Ｙ２，・・・，Ｙｍ：ｍはＹ方向センサの本数）のセンサ出力値のデータを格納した値をＸ１［ｔ］，Ｘ２［ｔ］，・・・，Ｘｎ［ｔ］、およびＹ１［ｔ］，Ｙ２［ｔ］，・・・，Ｙｍ［ｔ］とすると、操作指方向判定部１２は時刻ｔのデータと共に１サンプル点前のセンサ出力値のデータＸ１［ｔ−１］，Ｘ２［ｔ−１］，・・・，Ｘｎ［ｔ−１］、およびＹ１［ｔ−１］，Ｙ２［ｔ−１］，・・・，Ｙｍ［ｔ−１］を保存しておく。
【００２３】
近接・接触検知部１１が指２０のタッチパネル１０への接触を検知すると、操作指方向判定部１２は接触時点より１サンプル点前のセンサ出力値データ（Ｘｎ［ｔ−１］，Ｙｍ［ｔ−１］）を用いて、指２０の到来方向を判定する。具体的には、図５に示すようなセンサ出力値が得られたとすると、近接・接触検知部１１はセンサ６に指２０が接触したことを検知して操作指方向判定部１２へ通知し、この通知を受けて操作指方向判定部１２は指２０が接触する直前の図４に示すセンサ出力値データ、即ち１サンプル点前のセンサ出力値データを基に指２０方向の判定を行う。
【００２４】
指２０到来方向の判定処理として、操作指方向判定部１２は、先ず、指２０が接触したセンサ６よりも左に位置するＸ方向センサ（のうちの一部）のセンサ出力値の左側合計値Ｓｌ（ｔ−１）と、指２０が接触したセンサ６よりも右に位置するＸ方向センサ（のうちの一部）のセンサ出力値の右側合計値Ｓｒ（ｔ−１）をそれぞれ算出する。図４の例では、センサ６の左に位置するＸ方向センサとしてセンサ４，５を用い、センサ６の右に位置するＸ方向センサとしてセンサ７，８を用いるとすると、左側合計値Ｓｌ（ｔ−１）および右側合計値Ｓｒ（ｔ−１）は下式（１）で求めることができる。
Ｓｌ（ｔ−１）＝Ｘ４［ｔ−１］＋Ｘ５［ｔ−１］ （１）
Ｓｒ（ｔ−１）＝Ｘ７［ｔ−１］＋Ｘ８［ｔ−１］
ただし、ｔは近接・接触検知部１１が指２０の接触を検知したサンプル時刻とする。
【００２５】
指２０がタッチパネル１０の左方向から到来した場合は、図４に示すようなセンサ出力値が得られることから、Ｓｌ（ｔ−１）＞Ｓｒ（ｔ−１）となる。この場合には、操作指方向判定部１２は、指２０がタッチパネル１０の左方向から到来したものと判定する。
逆に、Ｓｌ（ｔ−１）＜Ｓｒ（ｔ−１）となった場合には、操作指方向判定部１２は、指２０がタッチパネル１０の右方向から到来したものと判定する。また、操作指方向判定部１２は、Ｓｌ（ｔ−１）＝Ｓｒ（ｔ−１）となった場合には予め定めたデフォルト方向と判定する。このデフォルト方向とは、例えば、安全操作を考えて操作が限定される右方向、即ち運転席側の方向とする。
操作指方向判定部１２は、Ｙ方向センサから得られたセンサ出力値についても同様に計算すれば、指２０がタッチパネル１０の上下どちらの方向から到来したものかも判定できる。
【００２６】
コンテンツ変更部１３は、操作指方向判定部１２の判定結果を基に、表示部１４に表示するコンテンツ内容を変更する。例えば、本実施の形態のタッチパネル装置を車載向けのナビゲーション装置に適用した場合を例に説明する。この場合、コンテンツ変更部１３は、判定結果が「指２０の到来方向が左側」を示していれば、操作者が助手席側にいると判断し、「指２０の到来方向が右側」を示していれば、操作者が運転席側にいると判断して、この判断結果に応じてコンテンツ内容を変更する。
【００２７】
目的地を設定する状況で表示部１４に目的地設定画面が表示されているとすると、コンテンツ変更部１３は、操作者が助手席側にいると判断した場合には、目的地住所設定、目的地検索、目的地付近の地図拡大等の目的地設定に関する全ての機能を操作できるようにしたコンテンツ画面に変更する。一方、コンテンツ変更部１３は、操作者が運転席側にいると判断した場合には、運転手が運転中に目的地設定の詳細操作を行うと危険が生じる可能性が高いため、例えば目的地付近の地図拡大の機能のみを操作できるといった、機能を限定したコンテンツ画面に変更する。
【００２８】
制御部１５は、コンテンツ変更部１３で変更されたコンテンツ内容の表示画面を表示部１４に表示する。
【００２９】
なお、上記説明では、コンテンツ変更部１３が、指２０の到来方向が助手席側か運転席側かに応じて、操作できる機能を変更するようにしたが、コンテンツ変更部１３の処理はこれに限定されるものではなく、例えば、操作画面の拡大図を用意しておき、運転席側からの操作の場合には操作画面を拡大する等のコンテンツ画面変更を行って、運転中の安全性を考慮して簡単に操作できる操作画面になるようにしてもよい。
【００３０】
また、タッチパネル装置を、対面式で操作可能にする等、複数の方向から操作されることを想定した構成にする場合には、指２０がタッチパネル１０の上側から到来したものか、下側から到来したものかを判定するために、操作指方向判定部１２がＹ方向センサのセンサ出力値データを用いて到来方向を判定する構成にすればよい。
また、指２０のより正確な到来方向を判定するために、操作指方向判定部１２がＸ方向センサおよびＹ方向センサ両方のセンサ出力値データを用いて詳細な指２０到来方向を判定してもよい。
【００３１】
さらに、コンテンツ変更部１３は、指２０の到来方向に合わせて画面表示の向きを変更するようにしてもよい。具体的には、タッチパネル１０の下側から指２０が到来している場合は、表示画面の向きをタッチパネル１０の下側を下にする表示（即ち通常表示）にし、タッチパネル１０の上側から指２０が到来している場合は、表示画面の向きをタッチパネル１０の上側を下にして表示画面の向きを通常表示から１８０度回転する。この構成の場合には、対面式で表示・操作一体型のタッチパネル装置を操作している際に、操作者の方向に最適となるようコンテンツの表示向きを変更することが可能となり、操作性の向上を図ることができる。
【００３２】
以上のように、実施の形態１によれば、タッチパネル１０に配置された複数のセンサの出力値を用いて、タッチパネル１０に対する指２０の近接および接触によるセンサの出力値の変化を検出し、近接および接触位置を検知する近接・接触検知部１１と、近接・接触検知部１１の近接および接触検知情報を基に、指２０の到来方向を判定する操作指方向判定部１２とを備えるように構成した。このため、タッチパネル装置のみで指２０の到来方向を判定することができる。よって、指２０の存在を検出するための赤外線、超音波、静電センサ等を配置する必要がなくなり、コストの低減を図ることができる。
また、コンテンツ変更部１３は、指２０がタッチパネル１０に接触する直前の近接状態のセンサ出力値データを用いて指２０の到来方向を判定するため、タッチパネル１０に接触して操作した指２０の到来方向を確実に特定することができ、指２０の到来方向の判定精度を向上することが可能となる。
【００３３】
また、タッチパネル１０に接触して操作した指２０の到来方向を確実に特定できるため、この判定結果に基づいてコンテンツ内容を適切に変更することが可能となる。これによって、例えば車載向けナビゲーション装置に本実施の形態のタッチパネル装置を適用した場合には、操作者が助手席側にいる場合には全てのコンテンツの操作を可能とすることで操作者の使い勝手の向上を図ることができ、一方、運転席側にいる場合には運転動作に危険が生じる可能性のあるコンテンツ操作を制限したり、操作画面を拡大して大まかな入力で簡単に操作可能にしたりすることで安全性の向上を図ることができる。
【００３４】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２に係るタッチパネル装置の構成を示すブロック図であり、図６において図１と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。本実施の形態に係るタッチパネル装置は、上記実施の形態１のタッチパネル装置に新たにディスプレイ方向変更部１６を追加したものである。また、図７は、実施の形態２に係るタッチパネル装置のタッチパネル付ディスプレイ４０の構成を示すブロック図である。本実施の形態のタッチパネル装置は、表示部１４の前面にタッチパネル１０を設置してなる表示・操作一体型のタッチパネル付ディスプレイ４０を備える。このタッチパネル付ディスプレイ４０にはネック部４１が設けられ、このネック部４１がタッチパネル付ディスプレイ４０を回転中心軸Ａを中心に回動自在に保持する。ディスプレイ方向変更部１６は、タッチパネル付ディスプレイ４０を、適切なギアおよびモータ等（不図示）を用いてネック部４１の回転中心軸Ａを中心に所定角度分だけ回動させる。
【００３５】
次に、図７に示す状態を例に用いて、タッチパネル装置の動作を説明する。
図７では、タッチパネル装置のタッチパネル付ディスプレイ４０に対して左側に位置する操作者が、タッチパネル付ディスプレイ４０のタッチパネル１０を操作する場合を示す。操作者がタッチパネル装置を操作しようとして指２０をタッチパネル１０に近接・接触させた場合、タッチパネル１０、近接・接触検知部１１、操作指方向判定部１２、コンテンツ変更部１３、表示部１４、および制御部１５が上記実施の形態１で説明した処理を行って、指２０がタッチパネル１０の左側から到来したものと判定し、表示部１４が左側の操作者用コンテンツ画面を表示する。
【００３６】
そして、ディスプレイ方向変更部１６が、操作指方向判定部１２の判定結果に基づいて、画面表示を行っているタッチパネル付ディスプレイ４０の向きを変更する。具体的には、図７に示す状態の場合には、操作指方向判定部１２が指２０の到来方向が左と判定するので、ディスプレイ方向変更部１６がこの判定結果を基に、タッチパネル付ディスプレイ４０の表示部１４が設置された面を、操作者のいる左方向に予め設定した角度分だけ回転させる。図８は、タッチパネル付ディスプレイ４０を所定角度だけ左に回転させた状態を示す説明図である。タッチパネル付ディスプレイ４０の回転は、上述したように、不図示のギアおよびモータ等によりネック部４１の回転中心軸Ａを中心に回動させることで実現すればよい。この結果、図８に示すように、タッチパネル付ディスプレイ４０に対して左側にいる操作者から操作しやすい角度にタッチパネル付ディスプレイ４０の向きを変更することができる。
【００３７】
以上のように、実施の形態２によれば、操作指方向判定部１２の判定結果を基にディスプレイ方向変更部１６がタッチパネル付ディスプレイ４０の表示部１４を操作者の方向へ回転させるように構成した。このため、操作者がタッチパネル装置を操作する際に、画面表示するコンテンツを操作者に適した内容にすることができるとともに、タッチパネル付ディスプレイ４０の操作画面を自動的に操作者の方向に向けることができる。この結果、操作者に対する使い勝手を向上することが可能となる。なお、タッチパネル装置がコンテンツ変更部１３を備えない構成であってもよく、その構成の場合でもディスプレイ方向変更部１６によりタッチパネル付ディスプレイ４０の操作画面を自動的に操作者の方向に向けることができ、使い勝手を向上することが可能である。
【００３８】
なお、上記実施の形態２では、指２０がタッチパネル１０に接触した際に、操作指方向判定部１２が操作者のいる方向を判定し、その判定結果を基にディスプレイ方向変更部１６がタッチパネル付ディスプレイ４０の向きを変更するように構成したが、例えば、以下のように、操作指方向判定部１２で指２０がタッチパネル１０に接触する前に到来方向を判定するようにして、ディスプレイ方向変更部１６によりタッチパネル付ディスプレイ４０の向きを変更するように構成してもよい。
具体的には、操作指方向判定部１２が、指２０のタッチパネル１０への接触を判定するための接触判定閾値を予め備えるとともに、近接状態での指２０の到来方向を判定するための近接指方向判定閾値を予め備える。図９は、図７に示す状態で指２０がタッチパネル１０に近接した場合の各センサ１〜９の出力値を示すグラフであり、接触判定閾値３０および近接指方向判定閾値３１を重ねて示す。操作指方向判定部１２は、各センサ出力値のうちの最大のセンサ出力値（センサ６）が近接指方向判定閾値３１を超えた場合に、上記実施の形態１と同様に指２０の到来方向の判定を行う。これにより、指２０がタッチパネル１０に接触する前に到来方向を判定することが可能となる。
【００３９】
上述の近接指方向判定閾値３１は、例えば、指２０がタッチパネル１０へ近接した状態の際に、確実に到来方向が判定できるためのセンサ出力値を予め予備実験により求めた値とし、この値を近接指方向判定閾値３１として操作指方向判定部１２に設定する。
【００４０】
このように構成した場合には、操作指方向判定部１２を、指２０がタッチパネル１０に接触する前に到来方向を判定するように構成することにより、操作者がタッチパネル装置に触れる前にタッチパネル付ディスプレイ４０の向きを操作者のいる方向へ回転させることができ、使い勝手がさらに向上する。
【００４１】
また、上記実施の形態１，２では、近接・接触検知部１１がＸ方向センサおよびＹ方向センサの出力電圧の低下に基づいて指２０の近接・接触を検知する構成にしたが、タッチパネル１０への指２０の近接の検知精度を高めるために、特開２００８−１５３０２５号公報に提案されている「近接検出装置」のように構成してもよい。
例えば、タッチパネル１０への指２０の近接を検知する際に、周辺回路の制御によりＸ方向センサのうちの複数のセンサ、またはＹ方向センサのうちの複数のセンサを１本に結合する。具体的には、図２に示すタッチパネル１０のセンサ１，２を結合して１本とし、センサ３，４を結合して１本とする等のように、隣り合う２本のセンサを１本に結合する。これにより、指２０の近接を検知するためのセンサ面積が大きくなった状態となり、指２０がタッチパネル１０に近接した際に生じる静電容量変化を感度良く検出することが可能となる。
【００４２】
なお、上記のように複数のセンサを結合する場合は、Ｘ，Ｙ方向センサの本数が減少するために指２０の近接位置を特定する分解能が低下することになるが、指２０の接触が検知される直前の近接状態のセンサ出力値データを用いて操作指方向判定部１２が指２０の到来方向を判定できればよいため、分解能がある程度低下しても特に問題とはならない。
【００４３】
また、実施の形態１，２のタッチパネル装置からタッチパネル１０、表示部１４等を抜き出して外部装置とし、近接・接触検知部１１および操作指方向判定部１２を入力方向検知装置として構成するようにしてもよい。この構成の場合には、入力方向検知装置は、外部装置であるタッチパネル１０のセンサ出力値を用いて、座標指示器の到来方向を判定し、その判定結果を外部装置であるタッチパネル１０、表示部１４等に出力する。そして、外部装置であるタッチパネル１０、表示部１４等は、入力方向検知装置の判定結果に応じて画面表示方法および向き等を制御すればよい。
【符号の説明】
【００４４】
１〜９ センサ、１０ タッチパネル、１１ 近接・接触検知部、１２ 操作指方向判定部（座標指示器方向判定部）、１３ コンテンツ変更部、１４ 表示部、１５ 制御部、１６ ディスプレイ方向変更部、２０ 指（座標指示器）、３０ 接触判定閾値、４０ タッチパネル付ディスプレイ、４１ ネック部、Ａ 回転中心軸、Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６ センサ４，５，６と指２０との距離。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセンサが配置され、各センサの出力値を出力するタッチパネルと、
前記複数のセンサの出力値を用いて、前記タッチパネルに対する座標指示器の近接および接触による前記センサの出力値の変化を検出し、近接および接触位置を検知する近接・接触検知部と、
前記近接・接触検知部の近接および接触検知情報を基に、前記座標指示器の到来方向を判定する座標指示器方向判定部と、
コンテンツを表示する表示部と、
前記座標指示器方向判定部の判定結果に基づいて、前記表示部に表示する画面を変更するコンテンツ変更部とを備えたタッチパネル装置。
【請求項２】
座標指示器方向判定部は、近接・接触検知部により座標指示器のタッチパネルへの接触が検知されると、当該接触直前の近接検知情報に基づいて、前記座標指示器の到来方向を判定することを特徴とする請求項１記載のタッチパネル装置。
【請求項３】
コンテンツ変更部は、座標指示器方向判定部の判定結果に基づいて、特定のコンテンツを拡大表示したコンテンツ画面に変更することを特徴とする請求項１または請求項２記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
コンテンツ変更部は、座標指示器方向判定部の判定結果に基づいて、表示部に表示する画面の表示方向を変更することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
車両に搭載されていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のタッチパネル装置。
【請求項６】
座標指示器方向判定部は、近接・接触検知部の近接および接触検知情報を基に座標指示器の到来方向を判定して、当該座標指示器の操作者が車両の助手席と運転席のどちら側に着席しているかを判断し、
コンテンツ変更部は、前記座標指示器方向判定部により前記操作者が助手席側に着席していると判断された場合には前記操作者が全てのコンテンツ機能を操作できるコンテンツ画面に変更し、前記操作者が運転席側に着席していると判断された場合には前記操作者が特定のコンテンツ機能を操作できるコンテンツ画面に変更することを特徴とする請求項５記載のタッチパネル装置。
【請求項７】
座標指示器方向判定部の判定結果に基づいて、表示部の向きを変更するディスプレイ方向変更部を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載のタッチパネル装置。
【請求項８】
タッチパネルに配置された複数のセンサの出力値を用いて、前記タッチパネルに対する座標指示器の近接および接触による前記センサの出力値の変化を検出し、近接および接触位置を検知する近接・接触検知部と、
前記近接・接触検知部の近接および接触検知情報を基に、前記タッチパネルへの前記座標指示器の接触が検知されると、当該接触直前の近接検知情報を用いて前記座標指示器の到来方向を判定する座標指示器方向判定部とを備えた入力方向検知装置。
【請求項１】
複数のセンサが配置され、各センサの出力値を出力するタッチパネルと、
前記複数のセンサの出力値を用いて、前記タッチパネルに対する座標指示器の近接および接触による前記センサの出力値の変化を検出し、近接および接触位置を検知する近接・接触検知部と、
前記近接・接触検知部の近接および接触検知情報を基に、前記座標指示器の到来方向を判定する座標指示器方向判定部と、
コンテンツを表示する表示部と、
前記座標指示器方向判定部の判定結果に基づいて、前記表示部に表示する画面を変更するコンテンツ変更部とを備えたタッチパネル装置。
【請求項２】
座標指示器方向判定部は、近接・接触検知部により座標指示器のタッチパネルへの接触が検知されると、当該接触直前の近接検知情報に基づいて、前記座標指示器の到来方向を判定することを特徴とする請求項１記載のタッチパネル装置。
【請求項３】
コンテンツ変更部は、座標指示器方向判定部の判定結果に基づいて、特定のコンテンツを拡大表示したコンテンツ画面に変更することを特徴とする請求項１または請求項２記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
コンテンツ変更部は、座標指示器方向判定部の判定結果に基づいて、表示部に表示する画面の表示方向を変更することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
車両に搭載されていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のタッチパネル装置。
【請求項６】
座標指示器方向判定部は、近接・接触検知部の近接および接触検知情報を基に座標指示器の到来方向を判定して、当該座標指示器の操作者が車両の助手席と運転席のどちら側に着席しているかを判断し、
コンテンツ変更部は、前記座標指示器方向判定部により前記操作者が助手席側に着席していると判断された場合には前記操作者が全てのコンテンツ機能を操作できるコンテンツ画面に変更し、前記操作者が運転席側に着席していると判断された場合には前記操作者が特定のコンテンツ機能を操作できるコンテンツ画面に変更することを特徴とする請求項５記載のタッチパネル装置。
【請求項７】
座標指示器方向判定部の判定結果に基づいて、表示部の向きを変更するディスプレイ方向変更部を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載のタッチパネル装置。
【請求項８】
タッチパネルに配置された複数のセンサの出力値を用いて、前記タッチパネルに対する座標指示器の近接および接触による前記センサの出力値の変化を検出し、近接および接触位置を検知する近接・接触検知部と、
前記近接・接触検知部の近接および接触検知情報を基に、前記タッチパネルへの前記座標指示器の接触が検知されると、当該接触直前の近接検知情報を用いて前記座標指示器の到来方向を判定する座標指示器方向判定部とを備えた入力方向検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１９１６９２（Ｐ２０１０−１９１６９２Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３５４５３（Ｐ２００９−３５４５３）
【出願日】平成２１年２月１８日（２００９．２．１８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１８日（２００９．２．１８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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