(57)【要約】【課題】静電容量式のタッチパネルと感圧センサとを備え、誤検出を抑制できる車両用操作検出装置を提供する。【解決手段】静電容量式の感圧センサ５０と静電容量式のタッチセンサ２１とを備え、車両に搭載される車両用操作検出装置１であって、感圧センサ５０が検出した静電容量が押圧閾値を超えたことに基づいて、押圧操作があったことを検出する押圧検出部９２と、車両用操作検出装置１に加わる振動を決定する振動決定部９３と、振動決定部９３が決定した振動の大きさに基づいて押圧閾値を設定する閾値設定部９４とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電容量式の感圧センサ（５０）と静電容量式のタッチセンサ（２１）とを備え、車両に搭載される車両用操作検出装置であって、
前記感圧センサが検出した静電容量が押圧閾値を超えたことに基づいて、押圧操作があったことを検出する押圧検出部（９２）と、
前記車両用操作検出装置に加わる振動を決定する振動決定部（９３）と、
前記振動決定部が決定した振動の大きさに基づいて前記押圧閾値を設定する閾値設定部（９４）とを備える車両用操作検出装置。
【請求項２】
複数の前記タッチセンサと、
複数の前記感圧センサとを備え、
前記振動決定部は、前記感圧センサ別に、その感圧センサに加わる振動を決定し、
前記閾値設定部は、前記感圧センサ別に前記押圧閾値を設定する、請求項１に記載の車両用操作検出装置。
【請求項３】
複数の前記タッチセンサにそれぞれ対向して複数の前記感圧センサが配置されている請求項２に記載の車両用操作検出装置。
【請求項４】
前記振動決定部は、前記タッチセンサがタッチ操作されていない状態で前記感圧センサにより検出された静電容量の変化に基づいて、前記感圧センサに加わる振動を決定する請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用操作検出装置。
【請求項５】
前記振動決定部は、前記車両用操作検出装置の全体に加わる振動を決定し、決定した振動と、装置全体に振動が加わった際の前記感圧センサの振動のしやすさに応じて定まる係数とに基づいて、前記感圧センサに加わる振動を決定する、請求項２または３に記載の車両用操作検出装置。
【請求項６】
前記振動決定部は、前記車両の振動発生源の作動状態、および、前記車両の外部から前記車両に伝わる振動の少なくとも一方に基づいて、前記車両用操作検出装置の全体に加わる振動を決定する請求項５に記載の車両用操作検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
車両用操作検出装置に関し、特に、誤検出を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザにより操作されたことを検出する操作検出装置として、静電容量式のタッチパネルと感圧センサとを備えた装置が知られている。特許文献１には、静電容量式のタッチパネルの四隅に感圧センサを備えた構成が開示されている。タッチパネルと感圧センサとを備えることで、タッチパネルによりユーザの選択操作を検出し、感圧センサにより、決定操作のためにユーザが行う押圧操作を検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４９３７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この操作検出装置が車両に搭載された場合、ユーザが選択操作をしているときに車両に振動が生じ、その振動により感圧センサが備える一対の電極間の距離が変化する可能性がある。そのため、ユーザとしては、選択操作をしただけのつもりが、振動により、感圧センサが備える一対の電極間距離が減少して、押圧操作が検出されてしまうという誤検出の恐れがあった。
【０００５】
本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、静電容量式のタッチパネルと感圧センサとを備え、誤検出を抑制できる車両用操作検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、開示した技術的範囲を限定するものではない。
【０００７】
上記目的を達成するための１つの開示は、
静電容量式の感圧センサ（５０）と静電容量式のタッチセンサ（２１）とを備え、車両に搭載される車両用操作検出装置であって、
感圧センサが検出した静電容量が押圧閾値を超えたことに基づいて、押圧操作があったことを検出する押圧検出部（９２）と、
車両用操作検出装置に加わる振動を決定する振動決定部（９３）と、
振動決定部が決定した振動の大きさに基づいて押圧閾値を設定する閾値設定部（９４）とを備える。
【０００８】
この車両用操作検出装置は、車両用操作検出装置に加わっている振動を決定し、その振動の大きさに基づいて、感圧センサが検出する静電容量と比較する押圧閾値を決定する。これにより、車両用操作検出装置に振動が生じている状態において、ユーザが、タッチ操作のみしかしておらず、押圧操作をまだしていないにも関わらず、押圧操作がされたと検出してしまうことを抑制できる。また、押圧閾値を一定値としつつ誤検出を抑制しようとすると、押圧閾値を大きい値にする必要があるが、この車両用操作検出装置のようにすれば、誤検出を抑制しつつも、押圧閾値を小さくすることができるので、押圧閾値を一定値とする場合より、操作性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の車両用操作検出装置１の操作面１１を示す図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１のIII-III線断面図である。
【図４】制御回路９０が実行する押圧閾値設定に関する処理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態の車両用操作検出装置１の操作面１１を示す図である。車両用操作検出装置１は、たとえば、車室内のダッシュボードに設置されて、エアコンなどの車載機器をユーザが操作するための装置として用いられる。
【００１１】
操作面１１には、ユーザが機能を選択するための図形が示されている。本実施形態では、具体的な機能は省略し、機能Ａ、機能Ｂ、機能Ｃ、機能Ｄとしている。操作面１１には、それらの機能を示す文字Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが示されている。機能を示す文字は印刷等により形成されている。
【００１２】
文字の周囲にある破線は、図２、図３に示すタッチセンサ２１が背面に存在する部分である。この部分をユーザが指などでタッチすると、タッチされた部分に対応する機能が選択される。
【００１３】
図２に図１のII−II線断面図を示し、図３に図１のIII-III線断面図を示す。操作面１１は操作板１０の表面である。操作板１０は、樹脂あるいはガラスすなわち誘電材料製である。また、少なくとも、機能を選択するための文字が表示されている部分は、光が透過可能になっている。
【００１４】
操作板１０は平板状であり、操作板１０の裏面には樹脂製かつ透明の基板２０が固定されている。この基板２０にタッチセンサ２１が配置されている。タッチセンサ２１は電極であり、タッチセンサ２１はタッチセンサ２１に指などが接近することによる静電容量の変化によりタッチ操作を検出する静電容量式のセンサである。また、タッチセンサ２１を構成する電極は透明である。この電極としては、ＩＴＯやＰＥＤＯＴを用いることができる。
【００１５】
操作板１０は、弾性体である支持ゴム体３０を介して上側支持板４０に支持されている。そのため、ユーザにより押圧操作されると、操作板１０は、その厚さ方向に変位する。
【００１６】
感圧センサ５０は、感圧用電極５１を備える。感圧用電極５１は、上側支持板４０上において、空間を隔てて各タッチセンサ２１に対向して配置されている。感圧用電極５１の平面形状は、本実施形態では、タッチセンサ２１と同じ、すなわち矩形形状である。感圧用電極５１にも透明電極が用いられ、また、上側支持板４０も、少なくとも、操作面１１において文字が表示されている部分は、光が透過可能になっている。
【００１７】
操作面１１が押し込み操作されると、タッチセンサ２１と感圧用電極５１の間隔が変化し、タッチセンサ２１と感圧用電極５１との間の静電容量が変化する。感圧センサ５０は、この静電容量の変化により押圧を検出する静電容量式のセンサである。
【００１８】
上側支持板４０の下側には、下側支持板６０が配置されている。下側支持板６０と上側支持板４０は連結部材７０により連結されている。なお、上側支持板４０、下側支持板６０の厚さ方向が上下方向であり、下側支持板６０から上側支持板４０へ向かう方向が上方向である。
【００１９】
下側支持板６０には、各タッチセンサ２１に対向する位置に発光素子であるＬＥＤ８０が配置されている。ＬＥＤ８０はタッチセンサ２１がタッチ操作を検出した場合に、タッチ操作を検出したことを示すために、点灯状態が変化する。たとえば、タッチ操作がされたタッチセンサ２１に対応したＬＥＤ８０を消灯から点灯に変化させる。あるいは、タッチ操作を検出する前から全部のＬＥＤ８０を低めの輝度で点灯させておき、タッチ操作を検出した場合、タッチ操作を検出したタッチセンサ２１に対応するＬＥＤ８０の輝度をそれまでよりも高くしてもよい。
【００２０】
図２に示すように、車両用操作検出装置１は制御回路９０を備える。各タッチセンサ２１および各感圧用電極５１は、制御回路９０と接続されており、制御回路９０が、各タッチセンサ２１および各感圧センサ５０における静電容量を検出する。
【００２１】
制御回路９０は、少なくとも１つのプロセッサを備えた構成により実現できる。たとえば、制御回路９０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、およびこれらの構成を接続するバスラインなどを備えたコンピュータにより実現できる。ＲＯＭには、汎用的なコンピュータを制御回路９０として機能させるためのプログラムが格納されている。ＣＰＵが、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで、制御回路９０は、タッチ検出部９１と、押圧検出部９２と、振動決定部９３と、閾値設定部９４としての機能を実現する。これらの機能が実行されることは、プログラムに対応する方法が実行されることを意味する。
【００２２】
また、制御回路９０は、専用のハードウェア論理回路により実現されてもよいし、コンピュータプログラムを実行するプロセッサと一つ以上のハードウェア論理回路との組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより実現されてもよい。ハードウェア論理回路は、たとえば、ＡＳＩＣ（Application-Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）である。
【００２３】
タッチ検出部９１は、タッチセンサ２１に生じる静電容量を検出し、その静電容量がタッチ閾値を超えた場合に、タッチセンサ２１へのタッチ操作があったことを検出する。そして、タッチ操作があったタッチセンサ２１に対応するＬＥＤ８０の点灯状態を、タッチ操作を検出したことを示す点灯状態とする。
【００２４】
押圧検出部９２は、感圧用電極５１に生じる静電容量を検出し、その静電容量が押圧閾値を超えた場合に、タッチ操作があった部分への押圧操作があったことを検出する。
【００２５】
振動決定部９３は、この車両用操作検出装置１に加わる振動を決定する。より具体的には、本実施形態の振動決定部９３は、車両用操作検出装置１が備える各感圧センサ５０に加わる振動を決定する。
【００２６】
各感圧センサ５０に加わる振動を決定するために、振動決定部９３は、タッチセンサ２１へのタッチ操作がされていないときに感圧センサ５０が検出する静電容量の変動を取得する。タッチセンサ２１へのタッチ操作がされていなときに感圧センサ５０が検出する静電容量が変動する原因は、車両全体に生じている振動であると推定できるからである。
【００２７】
車両が振動すると、操作板１０および操作板１０に固定されているタッチセンサ２１は、厚さ方向に振動するので、感圧用電極５１とタッチセンサ２１との間の距離は、無振動時の距離を基準として、プラスマイナス両方向に変化する。その結果、感圧センサ５０が検出する静電容量は、無振動時の静電容量を基準としてプラスマイナス両方向に変化する。振動決定部９３は、基準値に対する静電容量の変化分を、振動を示す値とする。
【００２８】
閾値設定部９４は、振動決定部９３が決定した振動の大きさに基づいて、押圧閾値を決定する。振動の大きさに基づいて押圧閾値を設定する理由は、振動が生じていると、ユーザが操作面１１を押圧していなくても、感圧センサ５０が検出する静電容量が変化するからである。振動が大きいほど、ユーザが操作面１１を押圧していないときの静電容量の変動は大きくなる。そこで、閾値設定部９４は、振動決定部９３が決定した振動が大きいほど、押圧閾値を大きくする。大きくする程度は、実験に基づいて決定する。押圧閾値は、振動の増加に応じて連続的に増加してもよいし段階的に変化してもよい。
【００２９】
また、本実施形態の振動決定部９３は、感圧センサ５０ごとに振動を決定するので、閾値設定部９４も、感圧センサ５０ごとに押圧閾値を決定する。
【００３０】
図４に制御回路９０が実行する押圧閾値設定に関する処理を示す。制御回路９０は図４に示す処理を、予め定めた一定周期で実行する。また、図４において、ステップ（以下、ステップを省略）Ｓ１はタッチ検出部９１が実行し、Ｓ２、Ｓ３は振動決定部９３が実行し、Ｓ４は閾値設定部９４が実行する処理である。
【００３１】
Ｓ１では、全部のタッチセンサ２１がタッチ操作を検出していないか否かを判断する。Ｓ１の判断結果がＮＯであれば、図４に示す処理を終了する。一方、Ｓ１の判断結果がＹＥＳであればＳ２へ進む。
【００３２】
Ｓ２では、感圧センサ５０ごとの静電容量を一定時間取得する。一定時間は、車両に一般的に生じる振動の１周期あるいは数周期分である。
【００３３】
Ｓ３では、Ｓ２で取得した感圧センサ５０ごとの一定時間分の静電容量に対して、基準値に対する変化量を、感圧センサ５０ごとに決定する。基準値は、静電容量の変動中心とすることができる。また、事前に決定しておいてもよい。Ｓ３で決定する、感圧センサ５０ごとの静電容量の変化量は、感圧センサ５０ごとの振動の大きさを表している。
【００３４】
Ｓ４では、Ｓ３で決定した、感圧センサ５０ごとの静電容量の変化量と、静電容量の変化量から押圧閾値が定まる予め設定した関係とをもとに、感圧センサ５０ごとに押圧閾値を決定する。
【００３５】
押圧検出部９２は、図４が実行されて逐次更新される押圧閾値を、感圧センサ５０が検出する静電容量と比較して、タッチ操作された部分が押圧操作されたか否かを判断する。
【００３６】
［実施形態のまとめ］
本実施形態の車両用操作検出装置１は、タッチセンサ２１と感圧センサ５０とを備えており、タッチセンサ２１がタッチ操作された場合には、そのことをＬＥＤ８０の点灯状態の変化により示す。これにより、振動が生じて手元がずれてしまう恐れがある車両内でも、決定操作である押圧操作前に、ユーザは、自分が決定操作をしようとしている機能を、正しく選択しているかを確認できる。
【００３７】
また、車両用操作検出装置１に加わっている振動を決定して、感圧センサ５０が検出する静電容量と比較する押圧閾値を決定している。これにより、車両用操作検出装置１に振動が生じている状態において、ユーザが、タッチ操作のみしかしておらず、押圧操作をまだしていないにも関わらず、押圧操作がされたと検出してしまうことを抑制できる。また、押圧閾値を一定値としつつ、誤検出を抑制しようとすると、押圧閾値を大きい値にする必要があるが、本実施形態のようにすれば、押圧閾値を小さくすることができるので、押圧閾値を一定値とする場合より、操作性が向上する。
【００３８】
同じ振動が車両に生じても、感圧センサ５０ごとに、タッチセンサ２１と感圧用電極５１との間の変位量は異なる。本実施形態では、感圧センサ５０ごとに押圧閾値を設定しているので、全ての感圧センサ５０に対して同じ押圧閾値を設定する場合よりも、より誤検出を抑制しつつ、良好な操作性を得ることができる。
【００３９】
本実施形態とは異なり、感圧センサ５０を複数備えるとしても、複数の感圧センサ５０は、必ずしも、タッチセンサ２１に対向して配置する必要はない。複数の感圧センサ５０を配置して、感圧センサ５０ごとに押圧閾値を設定すれば、１つの押圧閾値を用いるよりも、誤検出を抑制しつつ、操作性を向上させることができる。
【００４０】
しかし、本実施形態のように、複数のタッチセンサ２１にそれぞれ対向して複数の感圧センサ５０が配置されており、感圧センサ５０ごとに押圧閾値を設定すると、誤検出を抑制しつつ、操作性が向上する押圧閾値を設定することができる。
【００４１】
また、本実施形態では、全部のタッチセンサ２１がタッチ操作されていない状態で（Ｓ１：ＹＥＳ）、感圧センサ５０により検出された静電容量の変化量に基づいて、感圧センサ５０に加わる振動を決定している（Ｓ３）。このようにすることで、振動を検出するためのセンサ等を別に備える必要がない。加えて、感圧センサ５０自身が感圧センサ５０に加わる振動を検出しているので、感圧センサ５０ごとに押圧閾値を設定する場合に、その押圧閾値を適切な値にすることができる。
【００４２】
以上、実施形態を説明したが、開示した技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も開示した範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。なお、以下の説明において、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。
【００４３】
＜変形例１＞
実施形態では、感圧センサ５０により検出された静電容量の変化量を、感圧センサ５０に加わる振動を表す値としていた。したがって、感圧センサ５０に加わる振動を、感圧センサ５０ごとの検出値から決定していた。しかし、感圧センサ５０に加わる振動を決定する方法はこれに限られない。
【００４４】
車両用操作検出装置１の全体に振動が加わった場合に、各感圧センサがどの程度、その振動の影響を受けるかは、車両用操作検出装置１の構造により決まる。したがって、車両用操作検出装置１の全体に振動が加わった場合に、その振動と、各感圧センサに生じる振動との関係は、事前に、実験等により決定しておくことができる。
【００４５】
そこで、車両用操作検出装置１の全体に加わる振動を決定し、決定した振動と、装置全体に振動が加わった際の感圧センサ５０の振動のしやすさに応じて定まる係数とに基づいて、感圧センサ５０に加わる振動を決定してもよい。
【００４６】
車両用操作検出装置１の全体に加わる振動は、車両の振動発生源の作動状態、および、車両の外部から車両に伝わる振動の少なくとも一方に基づいて決定することができる。車両の振動発生源は、たとえば、駆動力源としてのエンジンおよびモータである。これらの作動状態は回転速度である。これらの回転速度から振動を決定する関係を予め求めておき、制御回路９０は、これらの回転速度を取得し、取得した回転速度と上記関係から、振動を決定する。
【００４７】
また、車両の外部から車両に伝わる振動は、車両走行時に、路面から車両に伝わる振動である。路面の凹凸が大きいほど、車両に伝わる振動が大きい。したがって、舗装道路であるか未舗装道路であるかを情報として持つ道路地図と車両の現在位置から、路面から車両に伝わる振動を推定することができる。また、車両に備えられた加速度センサの検出値をもとに、車両用操作検出装置１の全体に加わる振動を決定してもよい。車両に備えられた加速度センサの検出値は、車両の振動発生源の作動状態、および、車両の外部から車両に伝わる振動の両方の影響を受けた値である。
【００４８】
＜変形例２＞
実施形態の車両用操作検出装置１は、タッチセンサ２１にそれぞれ対向した複数の感圧センサ５０を備えていた。しかし、感圧センサ５０は、タッチセンサ２１よりも少ない数、たとえば、１つであってもよい。感圧センサ５０の数がタッチセンサ２１の数よりも少ない場合の態様として、複数のタッチセンサ２１に対向する１つの大きな感圧センサ５０とすることができる。しかし、感圧センサ５０の数がタッチセンサ２１の数よりも少ない場合であっても、感圧センサ５０は、タッチセンサ２１以下の大きさでもよく、また、タッチセンサ２１に必ずしも対向していなくてもよい。
【００４９】
＜変形例３＞
実施形態では、全部のタッチセンサ２１がタッチ操作を検出していないときに押圧閾値を更新していた。しかし、これとは反対に、いずれかのタッチセンサ２１がタッチ操作を検出したことをトリガとして、図４のＳ２、Ｓ３を実行して、押圧閾値を更新してもよい。このようにすると、より押圧操作がされる時点に近いタイミングで押圧閾値を更新することができる。加えて、いずれかのタッチセンサ２１がタッチ操作を検出した時点では、まだ、ユーザは押圧操作を行っていない場合がほとんどであると考えられるので、押圧閾値が大きくなりすぎてしまい、押圧検出の感度が低下してしまうことも抑制される。
【００５０】
＜変形例４＞
実施形態の車両用操作検出装置１では、タッチセンサ２１を感圧センサ５０の電極としても用いていた。しかし、タッチセンサ２１とは別に、感圧センサ５０用の電極を備えてもよい。
【００５１】
＜変形例５＞
振動の大きい感圧センサ５０には、感圧センサ５０の付近に支柱を設け、振動が大きくなりすぎないようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１：車両用操作検出装置    １０：操作板    １１：操作面    ２０：基板    ２１：タッチセンサ    ３０：支持ゴム体    ４０：上側支持板    ５０：感圧センサ    ５１：感圧用電極    ６０：下側支持板    ６２：感圧用電極    ７０：連結部材    ８０：ＬＥＤ    ９０：制御回路    ９１：タッチ検出部    ９２：押圧検出部    ９３：振動決定部    ９４：閾値設定部
【図１】
2020091724.tif 000003
【図２】
2020091724.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020091724.tif 000006