(57)【要約】  操作入力装置（１００）は、タッチディスプレイ（１）の表示領域内に配置される操作用のノブ（４）と、ノブ（４）に設けられている複数本の導体柱（１３）と、複数本の導体柱（１３）のうちの少なくとも一部の導体柱に対応するタッチ点を検出するタッチ点検出部（２１）と、タッチ点検出部（２１）による検出結果を用いて、複数本の導体柱（１３）のうちの少なくとも一部の導体柱の位置を判定する位置判定部（２２）と、タッチ点検出部（２１）によりタッチ点として検出されなかった導体柱が存在する場合、ノブ（４）における複数本の導体柱（１３）の位置関係を示す位置関係情報及び複数本の導体柱（１３）の各々の位置の履歴を示す位置履歴情報を用いて、タッチ点検出部（２１）によりタッチ点として検出されなかった導体柱の位置を推定する位置推定部（２３）と、を備える。
2019073545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチディスプレイの表示領域内に配置される操作用のノブと、
前記ノブに設けられている複数本の導体柱と、
前記複数本の導体柱のうちの少なくとも一部の導体柱に対応するタッチ点を検出するタッチ点検出部と、
前記タッチ点検出部による検出結果を用いて、前記複数本の導体柱のうちの少なくとも一部の導体柱の位置を判定する位置判定部と、
前記タッチ点検出部によりタッチ点として検出されなかった導体柱が存在する場合、前記ノブにおける前記複数本の導体柱の位置関係を示す位置関係情報及び前記複数本の導体柱の各々の位置の履歴を示す位置履歴情報を用いて、前記タッチ点検出部によりタッチ点として検出されなかった導体柱の位置を推定する位置推定部と、
を備える操作入力装置。
【請求項２】
前記位置推定部は、前記ノブにユーザの指が接触していない状態にて、前記タッチ点検出部によりタッチ点として検出されなかった導体柱の位置を推定することを特徴とする請求項１記載の操作入力装置。
【請求項３】
タッチディスプレイの表示領域内に配置される操作用のノブと、
前記ノブに設けられており、前記ノブにユーザの指が接触している状態であるか否かによらずにタッチ点として検出可能な第１導体柱と前記ノブに前記ユーザの指が接触している状態においてのみタッチ点として検出可能な第２導体柱とを含む複数本の導体柱と、
前記ノブに前記ユーザの指が接触していない状態にて、前記第１導体柱に対応するタッチ点を検出するタッチ点検出部と、
前記ノブに前記ユーザの指が接触していない状態にて、前記タッチ点検出部による検出結果を用いて前記第１導体柱の位置を判定する位置判定部と、
前記ノブに前記ユーザの指が接触していない状態にて、前記ノブにおける前記複数本の導体柱の位置関係を示す位置関係情報及び前記複数本の導体柱の各々の位置の履歴を示す位置履歴情報を用いて、前記第２導体柱の位置を推定する位置推定部と、
を備える操作入力装置。
【請求項４】
前記タッチ点検出部は、前記ノブに前記ユーザの指が接触している状態にて、前記第１導体柱及び前記第２導体柱に対応するタッチ点を検出し、
前記位置判定部は、前記ノブに前記ユーザの指が接触している状態にて、前記タッチ点検出部による検出結果を用いて前記第１導体柱及び前記第２導体柱の位置を判定する
ことを特徴とする請求項３記載の操作入力装置。
【請求項５】
タッチディスプレイの表示領域内に配置される操作用のノブと、
前記ノブに設けられている複数本の導体柱と、
前記ノブにユーザの指が接触している状態にて、第１動作モードにより前記複数本の導体柱に対応するタッチ点を検出するとともに、前記ノブに前記ユーザの指が接触していない状態にて、前記第１動作モードにおける検出感度よりも高い検出感度を有する第２動作モードにより前記複数本の導体柱に対応するタッチ点を検出するタッチ点検出部と、
前記ノブに前記ユーザの指が接触している状態にて、前記第１動作モードによる検出結果を用いて前記複数本の導体柱の各々の位置を判定する位置判定部と、
前記ノブに前記ユーザの指が接触していない状態にて、前記第２動作モードによる検出結果を用いて前記複数本の導体柱の各々の位置を推定する位置推定部と、
を備える操作入力装置。
【請求項６】
前記第１動作モードにおいては、前記複数本の導体柱の各々が１個のタッチ点として検出されるものであり、前記第２動作モードにおいては、前記複数本の導体柱のうちの一部の導体柱である２本以上の導体柱がまとめて１個のタッチ点として検出されるものであることを特徴とする請求項５記載の操作入力装置。
【請求項７】
前記位置履歴情報が示す各位置は、前記位置判定部により過去に判定された位置又は前記位置推定部により過去に推定された位置であ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項記載の操作入力装置。
【請求項８】
前記ノブに前記ユーザの指が接触している状態であるか否かを判定するノブ指接触判定部を備えることを特徴とする請求項２から請求項６のうちのいずれか１項記載の操作入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車載情報機器などの電子機器の操作入力装置に、いわゆる「ノブオンタッチディスプレイ」が用いられている。ノブオンタッチディスプレイは、タッチディスプレイの表示面のうちの画像を表示可能な領域（以下「表示領域」という。）内に配置されたダイヤル状の部材（以下「ノブ」という。）を有している。ノブは、タッチディスプレイの表示面に対して回動自在に設けられているか、又はタッチディスプレイの表示面に沿ってスライド自在に設けられている。タッチディスプレイに操作用の画像が表示された状態にて、ユーザがタッチディスプレイの表示面に指を接触させたり、又はユーザがノブを回動若しくはスライドさせたりすることにより、これらの操作に割り当てられた各種制御の実行要求（以下「イベント」という。）が電子機器に入力される。特許文献１には、静電容量方式のタッチディスプレイを用いたノブオンタッチディスプレイが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１７８６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、静電容量方式のタッチディスプレイは、タッチセンサにより検出された静電容量値を閾値と比較することにより、ユーザの指が接触している地点を検出する。すなわち、タッチディスプレイの表示面にユーザの指が接触している状態においては、人体が電気的接地（以下「ＧＮＤ」という。）の機能を果たすため、ユーザの指が接触している地点の静電容量値が他の地点の静電容量値よりも大きくなる。そこで、ユーザの指が接触している地点の静電容量値と他の地点の静電容量値との間の値に対応する閾値を設定しておくことにより、ユーザの指が接触している地点を検出することができる。【０００５】
特許文献１のノブオンタッチディスプレイにおけるノブは、複数本の略柱状の導体（以下「導体柱」という。）を有している。ノブにユーザの指が接触している状態においては、導体柱の電位がＧＮＤの電位と同等の値になり、ユーザの指が接触している地点を検出する原理と同様の原理により導体柱が配置されている地点を検出することができる。以下、ノブオンタッチディスプレイにおいて検出対象となる地点、すなわちユーザの指に対応する地点及びノブ内の導体柱に対応する地点などを総称して「タッチ点」という。【０００６】
また、個々の導体柱の底面積を大きくしたり、又は互いに電気的に導通している導体柱の本数を増やしたりすることにより、個々の導体柱に対応するタッチ点の静電容量値を大きくすることができる。これにより、ノブにユーザの指が接触していない状態においても、上記原理により導体柱に対応するタッチ点を検出することが可能となる。【０００７】
しかしながら、ノブオンタッチディスプレイの動作中においては、種々の要因により、一時的に複数本の導体柱のうちの一部の導体柱がタッチ点として検出されなくなったり、又は複数本の導体柱のうちの一部の導体柱である２本以上の導体柱がまとめて１個のタッチ点として検出される状態になったりすることがある。この場合、複数本の導体柱のうちの一部の導体柱の位置を正確に判定することができないため、ノブ位置検出の精度が低下する。この結果、ノブの位置に対してタッチディスプレイに表示される画像の位置がずれやすくなるという問題があった。【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、複数本の導体柱のうちの一部の導体柱の位置を正確に判定することができない場合であっても、ノブ位置検出の精度が低下するのを抑制することができるノブオンタッチディスプレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の操作入力装置は、タッチディスプレイの表示領域内に配置される操作用のノブと、ノブに設けられている複数本の導体柱と、複数本の導体柱のうちの少なくとも一部の導体柱に対応するタッチ点を検出するタッチ点検出部と、タッチ点検出部による検出結果を用いて、複数本の導体柱のうちの少なくとも一部の導体柱の位置を判定する位置判定部と、タッチ点検出部によりタッチ点として検出されなかった導体柱が存在する場合、ノブにおける複数本の導体柱の位置関係を示す位置関係情報及び複数本の導体柱の各々の位置の履歴を示す位置履歴情報を用いて、タッチ点検出部によりタッチ点として検出されなかった導体柱の位置を推定する位置推定部と、を備えるものである。【００１０】
または、本発明の操作入力装置は、タッチディスプレイの表示領域内に配置される操作用のノブと、ノブに設けられており、ノブにユーザの指が接触している状態であるか否かによらずにタッチ点として検出可能な第１導体柱とノブにユーザの指が接触している状態においてのみタッチ点として検出可能な第２導体柱とを含む複数本の導体柱と、ノブにユーザの指が接触していない状態にて、第１導体柱に対応するタッチ点を検出するタッチ点検出部と、ノブにユーザの指が接触していない状態にて、タッチ点検出部による検出結果を用いて第１導体柱の位置を判定する位置判定部と、ノブにユーザの指が接触していない状態にて、ノブにおける複数本の導体柱の位置関係を示す位置関係情報及び複数本の導体柱の各々の位置の履歴を示す位置履歴情報を用いて、第２導体柱の位置を推定する位置推定部と、を備えるものである。【００１１】
または、本発明の操作入力装置は、タッチディスプレイの表示領域内に配置される操作用のノブと、ノブに設けられている複数本の導体柱と、ノブにユーザの指が接触している状態にて、第１動作モードにより複数本の導体柱に対応するタッチ点を検出するとともに、ノブにユーザの指が接触していない状態にて、第１動作モードにおける検出感度よりも高い検出感度を有する第２動作モードにより複数本の導体柱に対応するタッチ点を検出するタッチ点検出部と、ノブにユーザの指が接触している状態にて、第１動作モードによる検出結果を用いて複数本の導体柱の各々の位置を判定する位置判定部と、ノブにユーザの指が接触していない状態にて、第２動作モードによる検出結果を用いて複数本の導体柱の各々の位置を推定する位置推定部と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、位置推定部を備えることにより、複数本の導体柱のうちの一部の導体柱の位置を正確に判定することができない場合であっても、ノブ位置検出の精度が低下するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る操作入力装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】図２Ａは、本発明の実施の形態１に係るノブの要部を示す斜視図である。図２Ｂは、本発明の実施の形態１に係るノブの要部を示す平面図である。図２Ｃは、本発明の実施の形態１に係るノブにおける１本の導体柱と底面板の一部とを側方から見た状態を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る制御装置の要部を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】ノブがスライドしているとき、３本の導体柱のうちの２本の導体柱が一時的にタッチ点として検出されなくなる様子を示す説明図である。
【図６】ノブが回動しているとき、３本の導体柱のうちの２本の導体柱が一時的にタッチ点として検出されなくなる様子を示す説明図である。
【図７】ノブの底面板の撓みにより、３本の導体柱のうちの１本の導体柱がタッチ点として検出されなくなる様子を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る制御装置の要部を示すブロック図である。
【図９】図９Ａは、ノブにユーザの指が接触していない状態を示す説明図である。図９Ｂは、ノブにユーザの指が接触している状態を示す説明図である。
【図１０】図１０Ａは、タッチセンサの電極パターン上に導体柱が配置された状態を示す説明図である。図１０Ｂは、図１０Ａに示す状態において各電極パターンにより検出された静電容量値の一例を示す特性図である。
【図１１】図１１Ａは、ノブにユーザの指が接触していない状態における、タッチセンサの電極パターンにより検出された静電容量値の一例を示す特性図である。図１１Ｂは、ノブにユーザの指が接触している状態における、タッチセンサの電極パターンにより検出された静電容量値の一例を示す特性図である。
【図１２】図１２Ａは、本発明の実施の形態３に係るノブの要部を示す斜視図である。図１２Ｂは、本発明の実施の形態３に係るノブの要部を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る制御装置の要部を示すブロック図である。
【図１４】図１４Ａは、本発明の実施の形態３に係るノブにおける３本の導体柱の配置を示す説明図である。図１４Ｂは、ノブにユーザの指が接触している状態にて、第１導体柱及び第２導体柱がタッチ点として検出される様子を示す説明図である。図１４Ｃは、ノブにユーザの指が接触していない状態にて、第１導体柱がタッチ点として検出される様子を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態３に係る制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１６】図１６Ａは、本発明の実施の形態３に係る他のノブの要部を示す斜視図である。図１６Ｂは、本発明の実施の形態３に係る他のノブの要部を示す平面図である。
【図１７】図１７Ａは、本発明の実施の形態３に係る他のノブの要部を示す斜視図である。図１７Ｂは、本発明の実施の形態３に係る他のノブの要部を示す平面図である。
【図１８】図１８Ａは、本発明の実施の形態４に係るノブの要部を示す斜視図である。図１８Ｂは、本発明の実施の形態４に係るノブの要部を示す平面図である。
【図１９】本発明の実施の形態４に係る制御装置の要部を示すブロック図である。
【図２０】図２０Ａは、ノブにユーザの指が接触している状態にて、第１動作モードにより、３本の導体柱の各々が１個のタッチ点として検出される様子を示す説明図である。図２０Ｂは、ノブにユーザの指が接触していない状態にて、第２動作モードにより、３本の導体柱のうちの互いに近接配置されている２本の導体柱がまとめて１個のタッチ点として検出される様子を示す説明図である。
【図２１】本発明の実施の形態４に係る制御装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る操作入力装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図２Ａは、実施の形態１に係るノブの要部を示す斜視図である。図２Ｂは、実施の形態１に係るノブの要部を示す平面図である。図２Ｃは、実施の形態１に係るノブにおける１本の導体柱と底面板の一部とを側方から見た状態を示す断面図である。図３は、実施の形態１に係る制御装置の要部を示すブロック図である。図１〜図３を参照して、実施の形態１の操作入力装置１００について説明する。
【００１６】
図１に示す如く、操作入力装置１００はタッチディスプレイ１を有している。タッチディスプレイ１は、ディスプレイ２及びタッチセンサ３により構成されている。ディスプレイ２は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイにより構成されている。タッチセンサ３は、例えば、ディスプレイ２の表示面に沿うように配列された複数本の電極パターンにより構成されている。すなわち、タッチディスプレイ１は静電容量方式である。なお、タッチセンサ３は自己容量方式のセンサであっても良く、又は相互容量方式のセンサであっても良い。
【００１７】
図１に示す如く、操作入力装置１００はノブ４を有している。ノブ４は、タッチディスプレイ１の表示領域内における任意の位置に配置されている。ノブ４は、タッチディスプレイ１の表示面に対して回動自在に載置され若しくは取り付けられているか、又はタッチディスプレイ１の表示面に対してスライド自在に載置され若しくは取り付けられている。なお、ノブ４はタッチディスプレイ１に対して着脱自在なものであっても良く、着脱により表示領域内におけるノブ４の位置が変更自在なものであっても良い。
【００１８】
ノブ４は、ユーザがノブ４を握持したときにユーザの指が接触し得る導電性の部位（以下「握持用導電部」という。）を有している。図２に示す例において、握持用導電部は、略円筒状の外周導電部１１を含むものである。外周導電部１１は、導体製であるか、又は導電性材料によりメッキされた樹脂製である。外周導電部１１における二つの開口部のうちの一方の開口部には、略円盤状の樹脂製の底面板１２が設けられている。
【００１９】
ノブ４は、底面板１２に対して垂設されており、かつ、外周導電部１１内に収容されている複数本の導体柱１３を有している。図２に示す例においては、３本の導体柱１３１〜１３３が正三角形の各頂点に対応する位置に配置されており、導体柱１３１〜１３３のうちの各２本の導体柱間の直線距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は互いに同等である（Ｌ１≒Ｌ２≒Ｌ３）。導体柱１３１〜１３３の各々は、外周導電部１１と電気的に導通しており、かつ、握持用導電部にユーザの指が接触している状態であるか否かによらずにタッチ点として検出される程度に大きい底面積を有している。導体柱１３１〜１３３の各々の底面部は、底面板１２を介してタッチディスプレイ１の表示面と対向配置されている。
【００２０】
なお、握持用導電部は、外周導電部１１における二つの開口部のうちの他方の開口部に設けられた略円盤状の導電性の蓋体（不図示）を含むものであっても良い。すなわち、ノブ４は略環状の外形を有するものであり、ノブ４の軸心に沿うように略円柱状の中空部１４が設けられている。
【００２１】
図１に示す如く、操作入力装置１００は制御装置５を有している。制御装置５は、プロセッサ６及びメモリ７により構成されている。メモリ７には、図３に示すタッチ点検出部２１、位置判定部２２及び位置推定部２３の機能を実現するためのプログラムが記憶されている。メモリ７に記憶されたプログラムをプロセッサ６が読み出して実行することにより、タッチ点検出部２１、位置判定部２２及び位置推定部２３の機能が実現される。
【００２２】
プロセッサ６は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などを用いたものである。メモリ７は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）若しくはＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク又は光磁気ディスクなどを用いたものである。
【００２３】
ここで、メモリ７には、ノブ４における複数本の導体柱１３の位置関係を示す情報（以下「位置関係情報」という。）が予め記憶されている。位置関係情報は、例えば、複数本の導体柱１３の配置形状（図２に示す例においては正三角形）を示す情報、及び、複数本の導体柱１３のうちの各２本の導体柱間の直線距離（図２に示す例においてはＬ１，Ｌ２，Ｌ３）を示す情報などを含むものである。
【００２４】
また、メモリ７には、タッチディスプレイ１の表示領域における複数本の導体柱１３の各々の位置の履歴を示す情報（以下「位置履歴情報」という。）が記憶されるようになっている。位置履歴情報が示す各位置は、位置判定部２２により過去に判定されたものであるか、又は位置推定部２３により過去に推定されたものである。すなわち、位置判定部２２は、位置判定部２２により判定された各位置を示す情報をメモリ７に随時記憶させる機能を有している。また、位置推定部２３は、位置推定部２３により推定された各位置を示す情報をメモリ７に随時記憶させる機能を有している。
【００２５】
以下、図３を参照して、制御装置５の要部について説明する。
【００２６】
タッチ点検出部２１は、タッチセンサ３から出力された信号を用いてタッチ点を検出するものである。具体的には、例えば、タッチ点検出部２１は、タッチセンサ３から出力された信号が示す静電容量値を用いた閾値判定処理を実行することによりタッチ点を検出するものである。タッチ点検出部２１は、当該検出されたタッチ点に関する情報（以下「タッチ点情報」という。）を出力するものである。
【００２７】
すなわち、タッチ情報はタッチ点検出部２１による検出結果を示すものである。タッチ点情報は、例えば、各タッチ点の静電容量値を示す情報、各タッチ点の座標値を示す情報、各タッチ点の面積を示す情報、及び各タッチ点に対する荷重を示す情報などを含むものである。
【００２８】
通常、タッチ点検出部２１による検出結果には、複数本の導体柱１３のうちの少なくとも一部の導体柱に対応するタッチ点が含まれている。以下、複数本の導体柱１３のうちのタッチ点検出部２１によりタッチ点として検出された導体柱を「被検出導体柱」ということがある。位置判定部２２は、タッチ点検出部２１から出力されたタッチ情報を用いて、タッチ点検出部２１により検出されたタッチ点のうちの被検出導体柱に対応するタッチ点を判定するものである。これにより、位置判定部２２は、タッチディスプレイ１の表示領域における被検出導体柱の位置を判定するものである。
【００２９】
位置推定部２３は、位置判定部２２による判定結果を用いて、複数本の導体柱１３のうちのタッチ点検出部２１によりタッチ点として検出されなかった導体柱（以下「非検出導体柱」ということがある。）の有無を判定するものである。位置推定部２３は、非検出導体柱が存在する場合、メモリ７に記憶された位置関係情報及び位置履歴情報を用いて、タッチディスプレイ１の表示領域における非検出導体柱の位置を推定するものである。
【００３０】
なお、非検出導体柱が発生する要因及び位置推定部２３による推定処理の具体例などについては、図５〜図７を参照して後述する。
【００３１】
タッチ点検出部２１、位置判定部２２及び位置推定部２３により、制御装置５の要部が構成されている。
【００３２】
次に、図４のフローチャートを参照して、制御装置５の動作について説明する。制御装置５は、以下のステップＳＴ１〜ＳＴ３の処理を所定の時間間隔にて繰り返し実行する。
【００３３】
まず、ステップＳＴ１にて、タッチ点検出部２１は、タッチセンサ３から出力された信号を用いてタッチ点を検出する。タッチ点検出部２１は、当該検出されたタッチ点に関するタッチ情報を出力する。
【００３４】
次いで、ステップＳＴ２にて、位置判定部２２は、タッチ点検出部２１から出力されたタッチ情報を用いて、タッチ点検出部２１により検出されたタッチ点のうちの被検出導体柱に対応するタッチ点を判定する。これにより、位置判定部２２は、タッチディスプレイ１の表示領域における被検出導体柱の位置を判定する。位置判定部２２は、当該判定された位置を示す情報をメモリ７に記憶させる。
【００３５】
次いで、ステップＳＴ３にて、位置推定部２３は、位置判定部２２による判定結果を用いて、非検出導体柱の有無を判定する。位置推定部２３は、非検出導体柱が存在する場合、メモリ７に記憶された位置関係情報及び位置履歴情報を用いて、タッチディスプレイ１の表示領域における非検出導体柱の位置を推定する。位置推定部２３は、当該推定された位置を示す情報をメモリ７に記憶させる。
【００３６】
次に、図５〜図７を参照して、非検出導体柱が発生する要因及び位置推定部２３による推定処理の具体例などについて説明する。
【００３７】
ユーザがノブ４を操作しているとき、ユーザがノブ４を素早くスライドさせることにより、タッチディスプレイ１の表示面に対してノブ４が傾くことがある。この傾きに応じて、複数本の導体柱１３のうちの一部の導体柱とタッチセンサ３との間の間隔が大きくなり、当該一部の導体柱が一時的にタッチ点として検出されなくなる。
【００３８】
例えば、図５に示す例においては、ノブ４のスライド開始前に３本の導体柱１３１〜１３３の全てがタッチ点として検出されていたのに対して、矢印Ａ１に沿う方向のスライド中に１本の導体柱１３１のみがタッチ点Ｐ１として検出される状態、すなわち残余の２本の導体柱１３２，１３３がタッチ点として検出されない状態になっている。このような場合であっても、位置関係情報及び位置履歴情報を用いることにより、残余の２本の導体柱１３２，１３３の位置を推定することができる。すなわち、Ｌ１≒Ｌ２≒Ｌ３の正三角形という条件等により、導体柱１３１の位置に基づき導体柱１３２，１３３の位置を推定することができる。
【００３９】
同様に、ユーザがノブ４を操作しているとき、ユーザがノブ４を素早く回動させることにより、タッチディスプレイ１の表示面に対してノブ４が傾くことがある。この傾きに応じて、複数本の導体柱１３のうちの一部の導体柱とタッチセンサ３との間の間隔が大きくなり、当該一部の導体柱が一時的にタッチ点として検出されなくなる。
【００４０】
例えば、図６に示す例においては、ノブ４の回動開始前に３本の導体柱１３１〜１３３の全てがタッチ点として検出されていたのに対して、矢印Ａ２に沿う方向の回動中に１本の導体柱１３１のみがタッチ点Ｐ１として検出される状態、すなわち残余の２本の導体柱１３２，１３３がタッチ点として検出されない状態になっている。このような場合であっても、位置関係情報及び位置履歴情報を用いることにより、残余の２本の導体柱１３２，１３３の位置を推定することができる。すなわち、Ｌ１≒Ｌ２≒Ｌ３の正三角形という条件等により、導体柱１３１の位置に基づき導体柱１３２，１３３の位置を推定することができる。
【００４１】
また、ユーザがノブ４を操作していないときであっても、底面板１２の撓みにより、複数本の導体柱１３のうちの一部の導体柱とタッチセンサ３との間の間隔が大きくなることがある。この場合も、当該一部の導体柱がタッチ点として検出されなくなる。
【００４２】
例えば、図７に示す例においては、底面板１２の撓みにより、３本の導体柱１３１〜１３３のうちの１本の導体柱１３１とタッチセンサ３との間の間隔Ｌが大きくなっている。この場合、残余の２本の導体柱１３２，１３３はタッチ点検出部２１によりタッチ点として検出されるため（図中Ｐ）、位置判定部２２により導体柱１３２，１３３の位置を判定することができる。他方、導体柱１３１はタッチ点検出部２１によりタッチ点として検出されないものの、位置関係情報及び位置履歴情報を用いることにより、導体柱１３２，１３３の位置に基づき導体柱１３１の位置を推定することができる。
【００４３】
なお、導体柱１３１〜１３３の配置は正三角形の各頂点に対応する位置に限定されるものではなく、例えば直角三角形又は二等辺三角系の各頂点に対応する位置であっても良い。また、ノブ４が有する導体柱１３の本数は３本に限定されるものではなく、例えば４本の導体柱１３が四角形の各頂点に対応する位置に配置されたものであっても良い。位置関係情報の内容は、上記の具体例に限定されるものではなく、ノブ４における導体柱１３の本数及び配置に応じたものであれば良い。
【００４４】
以上のように、実施の形態１の操作入力装置１００は、タッチディスプレイ１の表示領域内に配置される操作用のノブ４と、ノブ４に設けられている複数本の導体柱１３と、複数本の導体柱１３のうちの少なくとも一部の導体柱に対応するタッチ点を検出するタッチ点検出部２１と、タッチ点検出部２１による検出結果を用いて、複数本の導体柱１３のうちの少なくとも一部の導体柱の位置を判定する位置判定部２２と、タッチ点検出部２１によりタッチ点として検出されなかった導体柱が存在する場合、ノブ４における複数本の導体柱１３の位置関係を示す位置関係情報及び複数本の導体柱１３の各々の位置の履歴を示す位置履歴情報を用いて、タッチ点検出部２１によりタッチ点として検出されなかった導体柱の位置を推定する位置推定部２３と、を備える。位置推定部２３を備えることにより、複数本の導体柱１３のうちの一部の導体柱（非検出導体柱）がタッチ点として検出されなかった場合であっても、ノブ位置検出の精度が低下するのを抑制することができる。
【００４５】
実施の形態２．
図８は、実施の形態２に係る制御装置の要部を示すブロック図である。図８を参照して、実施の形態２の操作入力装置１００について説明する。なお、実施の形態２に係る操作入力装置１００のハードウェア構成は、実施の形態１にて図１を参照して説明したものと同様であるため、図１を援用するとともに説明を省略する。また、実施の形態２に係るノブ４の構造は、実施の形態１にて図２を参照して説明したものと同様であるため、図２を援用するとともに説明を省略する。また、図８において、図３に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。
【００４６】
ノブ指接触判定部２４は、ノブ４にユーザの指が接触している状態であるか否かを判定するものである。位置推定部２３は、ノブ４にユーザの指が接触していない状態にて、非検出導体柱の位置を推定するようになっている。
【００４７】
タッチ点検出部２１、位置判定部２２及び位置推定部２３により、第１制御部３１が構成されている。ノブ指接触判定部２４により、第２制御部３２が構成されている。第１制御部３１及び第２制御部３２により、制御装置５の要部が構成されている。
【００４８】
以下、図９〜図１１を参照して。ノブ指接触判定部２４による判定方法の具体例について説明する。
【００４９】
（第１の具体例）
第１の具体例は、導体柱１３に対応するタッチ点の静電容量値を用いた閾値判定処理を実行することにより、ノブ４にユーザの指が接触している状態であるか否かを判定するものである。
【００５０】
図９に示す例において、タッチセンサ３は相互容量方式である。すなわち、ディスプレイ２の表示面に沿うように複数本の駆動用の電極パターン及び複数本の受信用の電極パターンが配列されている。駆動用の電極パターンと受信用の電極パターンとは互いに略直交した向きに設けられており、互いに交差している。駆動用の電極パターンの各々には、所定のタイミングにて検出用の信号が印加されるようになっている。図中、４１は複数本の駆動用の電極パターンのうちの１本の電極パターンを示しており、４２は複数本の受信用の電極パターンのうちの１本の電極パターンを示しており、４３はノブ４の握持用導電部を示している。
【００５１】
図９Ａは、ノブ４にユーザの指が接触していない状態を示している。図９Ａに示す例において、ノブ４に設けられた３本の導体柱１３１〜１３３のうちの２本の導体柱１３１，１３２は、検出用の信号が印加されている駆動用の電極パターン４１上に配置されている。また、残余の１本の導体柱１３３は、検出用の信号が印加されていない他の駆動用の電極パターン（不図示）上に配置されている。さらに、握持用導電部４３と駆動用の電極パターンとの間の間隔は十分に小さい値に設定されている。このため、寄生容量Ｃ１が発生する。
【００５２】
これに対して、図９Ｂは、ノブ４にユーザの指が接触している状態を示している。この状態においては、図９Ａに示すものと同様の寄生容量Ｃ１に加えて、人体がＧＮＤの機能を果たすことによる寄生容量Ｃ２が発生する。
【００５３】
すなわち、ノブ４にユーザの指が接触している状態においては、ノブ４にユーザの指が接触していない状態における寄生容量（Ｃ１）よりも大きい寄生容量（Ｃ１＋Ｃ２）が発生する。このため、タッチ情報には導体柱１３に対応するタッチ点の静電容量値が含まれているところ、ノブ４にユーザの指が接触していない状態（図９Ａ）とノブ４にユーザの指が接触している状態（図９Ｂ）とで当該静電容量値が互いに異なるものとなる。したがって、当該静電容量値を用いた閾値判定処理を実行することにより、ノブ４にユーザの指が接触している状態であるか否かを判定することができる。
【００５４】
ここで、導体柱１３に対応するタッチ点が複数検出された場合、これらのタッチ点のうちのいずれか２個以上のタッチ点の静電容量値の合計値又は平均値を閾値と比較するのが好適である。これにより、電極パターンと導体柱１３１〜１３３との位置関係に対するロバスト性を向上することができる。
【００５５】
すなわち、図１０に示す例において、タッチセンサ３は自己容量方式である。図１０Ａにおける４４１〜４４８は、タッチセンサ３が有する複数本の電極パターンのうちの８本の電極パターンを示しており、図１０Ｂにおける４５１〜４５８は、これらの電極パターン４４１〜４４８により検出された静電容量値（以下「検出値」ということがある。）を示している。
【００５６】
図１０Ａに示す例において、導体柱１３１が３本の電極パターン４４１〜４４３に跨るように配置されているのに対して、導体柱１３２は２本の電極パターン４４６，４４７に跨るように配置されている。この場合、図１０Ｂに示す如く、電極パターン４４１〜４４３により検出される静電容量値（すなわち導体柱１３１に対応するタッチ点の静電容量値）と、電極パターン４４６，４４７により検出される静電容量値（すなわち導体柱１３２に対応するタッチ点の静電容量値）とが互いに異なるものとなる。
【００５７】
すなわち、電極パターン４４１〜４４８に対する導体柱１３１〜１３３の位置関係に応じて、導体柱１３１〜１３３の各々に対応するタッチ点の静電容量値が異なるものとなり得る。このため、仮に１個のタッチ点の静電容量値を閾値と比較する場合、当該１個のタッチ点に対応する導体柱１３の配置位置に応じて当該静電容量値が異なるものとなり、ノブ指接触判定部２４による閾値判定処理の精度が低下する可能性がある。これに対して、２個以上のタッチ点の静電容量値の合計値又は平均値を閾値と比較することにより、かかる閾値判定処理の精度の低下を抑制することができる。これは、相互容量方式のタッチセンサ３を用いた場合も同様である。
【００５８】
（第２の具体例）
第２の具体例は、ノブ４にユーザの指が接触したときに発生する座標値のずれに基づき、ノブ４にユーザの指が接触している状態であるか否かを判定するものである。
【００５９】
図１１Ａ及び図１１Ｂの各々において、横軸に付された数値はタッチセンサ３における７本の電極パターンに割り当てられた番号を示しており、５１は当該７本の電極パターンの配列方向に対する導体柱１３１の位置を示している。図１１Ａに示す５２Ａ２〜５２Ａ６は、ノブ４にユーザの指が接触していない状態における、当該７本の電極パターンのうちの２番〜６番の電極パターンにより検出された静電容量値（以下「検出値」ということがある。）を示している。図１１Ｂに示す５２Ｂ２〜５２Ｂ６は、ノブ４にユーザの指が接触している状態における、当該７本の電極パターンのうちの２番〜６番の電極パターンによる検出値を示している。図１１Ａに示す５３Ａは、ノブ４にユーザの指が接触していない状態における、電極パターンの配列方向に対する導体柱１３１に対応するタッチ点のタッチ座標値を示している。図１１Ｂに示す５３Ｂは、ノブ４にユーザの指が接触している状態における、電極パターンの配列方向に対する導体柱１３１に対応するタッチ点のタッチ座標値を示している。
【００６０】
図１１に示す如く、ユーザの指がノブ４に接触したとき、２番〜６番の電極パターンの各々による検出値が大きくなり、個々の電極パターンによる検出値に対する他の電極パターンによる検出値の比率が変化する。これにより、導体柱１３１の位置５１に対して、導体柱１３１に対応するタッチ点のタッチ座標値が所定方向に変化する（図中５３Ａ→５３Ｂ）。同様に、ユーザの指がノブ４から離れたとき、導体柱１３１の位置５１に対して、導体柱１３１に対応するタッチ点のタッチ座標値が逆方向に変化する（図中５３Ｂ→５３Ａ）。
【００６１】
そこで、メモリ７には、ノブ４にユーザの指が接触していない状態において導体柱１３に対応するタッチ点が取り得るタッチ座標値と、ユーザの指がノブ４に接触したときに発生する当該タッチ座標値に対する変化量の予測値とを対応付けてなるデータテーブルを予め記憶しておく。また、メモリ７には、ノブ４にユーザの指が接触している状態において導体柱１３に対応するタッチ点が取り得るタッチ座標値と、ユーザの指がノブ４から離れたときに発生する当該タッチ座標値に対する変化量の予測値とを対応付けてなるデータテーブルを予め記憶しておく。
【００６２】
タッチ点検出部２１から出力されたタッチ情報には、導体柱１３に対応するタッチ点の座標値が含まれている。ノブ指接触判定部２４は、当該座標値の時間に対する変化量を算出して、当該算出された変化量をデータテーブル内の予測値と比較することにより、ユーザの指がノブ４に接触したこと及びユーザの指がノブ４から離れたことを検出する。ノブ指接触判定部２４は、当該検出の結果を用いて、ノブ４にユーザの指が接触している状態であるか否かを判定する。
【００６３】
（第３の具体例）
第３の具体例は、いわゆる「座標ぶれ」の有無に基づき、ノブ４にユーザの指が接触している状態であるか否かを判定するものである。
【００６４】
通常、静電容量方式のタッチディスプレイ１は、人体のＧＮＤ電位とタッチセンサ３のＧＮＤ電位とが一致しているときにタッチ点を正確に検出することができる。ここで、電源ノイズにより、人体のＧＮＤ電位とタッチセンサ３のＧＮＤ電位とが不一致になった場合、タッチセンサ３による検出値にノイズが加わり、当該検出値が短時間内に変動する。この結果、タッチ情報が示す各タッチ点のタッチ座標値も短時間内に変動して、いわゆる座標ぶれが発生する。
【００６５】
これと同様の原理により、ノブ４にユーザの指が接触している状態においては、電源ノイズにより導体柱１３に対応するタッチ点の静電容量値が短時間内に変動する。この結果、導体柱１３に対応するタッチ点についても座標ぶれが発生する。
【００６６】
そこで、ノブ指接触判定部２４は、以下のような閾値判定処理を実行することにより、座標ぶれの有無を判定する。すなわち、ノブ指接触判定部２４は、導体柱１３に対応するタッチ点の座標値について、所定時間に亘る変化量を算出する。ノブ指接触判定部２４は、当該算出された変化量の値を所定の閾値と比較する。また、ノブ指接触判定部２４は、当該算出された変化量を用いて、ノブ４が回動又はスライドしているか否かを判定する。ノブ指接触判定部２４は、当該算出された変化量が閾値以上の値であり、かつ、ノブ４が回動もスライドもしていない場合、座標ぶれが発生していると判定する。その他の場合、ノブ指接触判定部２４は、座標ぶれが発生してないと判定する。
【００６７】
ノブ指接触判定部２４は、座標ぶれが発生していると判定した場合、又はノブ４が回動又はスライドしていると判定した場合、ノブ４にユーザの指が接触している状態であると判定する。他方、ノブ指接触判定部２４は、ノブ４が回動もスライドもしておらず、かつ、座標ぶれが発生していないと判定した場合、ノブ４にユーザの指が接触していない状態であると判定する。
【００６８】
なお、実施の形態２の操作入力装置１００は、実施の形態１にて説明したものと同様の種々の変形例を採用することができる。例えば、導体柱１３１〜１３３の配置は正三角形の各頂点に対応する位置に限定されるものではなく、導体柱１３の本数は３本に限定されるものではない。
【００６９】
以上のように、実施の形態２の操作入力装置１００において、位置推定部２３は、ノブ４にユーザの指が接触していない状態にて、タッチ点検出部２１によりタッチ点として検出されなかった導体柱の位置を推定する。これにより、ノブ４にユーザの指が接触してない状態にて、複数本の導体柱１３のうちの一部の導体柱（非検出導体柱）がタッチ点として検出されなかった場合であっても、ノブ位置検出の精度が低下するのを抑制することができる。
【００７０】
実施の形態３．
図１２Ａは、実施の形態３に係るノブの要部を示す斜視図である。図１２Ｂは、実施の形態３に係るノブの要部を示す平面図である。図１３は、実施の形態３に係る制御装置の要部を示すブロック図である。図１２及び図１３を参照して、実施の形態３の操作入力装置１００について説明する。
【００７１】
なお、実施の形態３に係る操作入力装置１００のハードウェア構成は、実施の形態１にて図１を参照して説明したものと同様であるため、図１を援用するとともに説明を省略する。また、図１２において、図２に示す構成部材等と同様の構成部材等には同一符号を付して説明を省略する。また、図１３において、図８に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。
【００７２】
図１２に示す如く、３本の導体柱１３１〜１３３のうちの２本の導体柱１３１，１３２の各々は、握持用導電部にユーザの指が接触している状態であるか否かによらずにタッチ点として検出される程度に大きい底面積を有している。これに対して、残余の１本の導体柱１３３の底面積は導体柱１３１，１３２の各々の底面積よりも小さく、導体柱１３３は握持用導電部にユーザの指が接触している状態においてのみタッチ点として検出されるようになっている。
【００７３】
これにより、タッチ点検出部２１による検出結果は、ノブ４にユーザの指が接触している状態においては３本の導体柱１３１〜１３３の各々に対応するタッチ点Ｐ１〜Ｐ３を含むものとなり（図１４Ｂ参照）、ノブ４にユーザの指が接触していない状態においては２本の導体柱１３１，１３２の各々に対応するタッチ点Ｐ１，Ｐ２を含むものとなる（図１４Ｃ参照）。
【００７４】
以下、ノブ４に設けられた複数本の導体柱１３のうち、ノブ４にユーザの指が接触している状態であるか否かによらずにタッチ点として検出可能な導体柱を「第１導体柱」ということがある。また、ノブ４に設けられた複数本の導体柱１３のうち、ノブ４にユーザの指が接触している状態においてのみタッチ点として検出可能な導体柱を「第２導体柱」ということがある。
【００７５】
位置判定部２２は、タッチ点検出部２１から出力されたタッチ情報を用いて、ノブ４にユーザの指が接触している状態においては第１導体柱及び第２導体柱の位置を判定し、ノブ４にユーザの指が接触していない状態においては第１導体柱の位置を判定するようになっている。位置推定部２３は、ノブ４にユーザの指が接触していない状態にて、メモリ７に記憶された位置関係情報及び位置履歴情報を用いて、第２導体柱の位置を推定するようになっている。
【００７６】
また、ノブ指接触判定部２４は、位置判定部２２による直近の過去の判定結果を用いて、導体柱１３に対応するタッチ点の個数に基づき、ノブ４にユーザの指が接触している状態であるか否かを判定するようになっている。例えば、ノブ指接触判定部２４は、導体柱１３に対応するタッチ点が３個検出されている場合、ノブ４にユーザの指が接触している状態であると判定し、導体柱１３に対応するタッチ点が２個検出されている場合、ノブ４にユーザの指が接触していない状態であると判定する。
【００７７】
次に、図１５のフローチャートを参照して、実施の形態２に係る制御装置５の動作について説明する。実施の形態２に係る制御装置５は、以下のステップＳＴ１１〜ＳＴ１５の処理を所定の時間間隔にて繰り返し実行する。
【００７８】
まず、ステップＳＴ１１にて、タッチ点検出部２１は、タッチセンサ３から出力された信号を用いてタッチ点を検出する。タッチ点検出部２１は、当該検出されたタッチ点に関するタッチ情報を出力する。
【００７９】
次いで、ステップＳＴ１２にて、ノブ指接触判定部２４は、位置判定部２２による直近の過去の判定結果を用いて、ノブ４にユーザの指が接触している状態であるか否かを判定する。ノブ指接触判定部２４は、当該判定の結果を位置判定部２２及び位置推定部２３に出力する。
【００８０】
ノブ４にユーザの指が接触している状態である場合（ステップＳＴ１２“ＹＥＳ”）、ステップＳＴ１３にて、位置判定部２２は、タッチ点検出部２１から出力されたタッチ情報を用いて、タッチディスプレイ１の表示領域における第１導体柱及び第２導体柱の位置を判定する。位置判定部２２は、当該判定された位置を示す情報をメモリ７に記憶させる。
【００８１】
他方、ノブ４にユーザの指が接触していない状態である場合（ステップＳＴ１２“ＮＯ”）、ステップＳＴ１４にて、位置判定部２２は、タッチ点検出部２１から出力されたタッチ情報を用いて、タッチディスプレイ１の表示領域における第１導体柱の位置を判定する。位置判定部２２は、当該判定された位置を示す情報をメモリ７に記憶させる。次いで、ステップＳＴ１５にて、位置推定部２３は、メモリ７に記憶された位置関係情報及び位置履歴情報を用いて、タッチディスプレイ１の表示領域における第２導体柱の位置を推定する。位置推定部２３は、当該推定された位置を示す情報をメモリ７に記憶させる。
【００８２】
なお、導体柱１３は１本以上の第１導体柱と１本以上の第２導体柱とを含むものであれば良く、ノブ４の構造は図１２に示す例に限定されるものではない。以下、図１６及び図１７を参照して、実施の形態３に係るノブ４の変形例について説明する。
【００８３】
（第１の変形例）
図１６に示す例において、外周導電部１１は、２個の略半円筒状の導電部１１１，１１２に分割されている。導体柱１３は、一方の導電部１１１と電気的に導通している３本の導体柱１３１〜１３３と、他方の導電部１１２と電気的に導通している１本の導体柱１３４とを含むものである。
【００８４】
ここで、導体柱１３１〜１３３の各々は、導電部１１１にユーザの指が接触している状態であるか否かによらずにタッチ点として検出される程度に大きい底面積を有しており、第１導体柱である。これに対して、第２導体柱１３４の底面積は第１導体柱１３１〜１３３の各々の底面積よりも小さく、かつ、第２導体柱１３４は第１導体柱１３１〜１３３と電気的に導通していない。このため、第２導体柱１３４は、導電部１１２にユーザの指が接触している状態においてのみタッチ点として検出されるようになっており、第２導体柱である。
【００８５】
すなわち、ユーザがノブ４を握持していない状態においては、ユーザの指が導電部１１２に接触していないことにより、４本の導体柱１３１〜１３４のうちの３本の導体柱１３１〜１３３のみがタッチ点として検出される。これに対して、ユーザがノブ４を握持している状態においては、ユーザの指が導電部１１２に接触していることにより、４本の導体柱１３１〜１３４の全てがタッチ点として検出される。
【００８６】
（第２の変形例）
図１６に示す構造のノブ４は、ユーザによる握持の状態によっては、導電部１１２にユーザの指が接触せず、ノブ４が握持されたときにタッチ点の個数が増加しない可能性もある。図１７に、この点を改良したノブ４、すなわち握持の状態によらずにタッチ点の個数が増加するようにしたノブ４の一例を示す。
【００８７】
図１７に示す例において、略円筒状の外周導電部１１は、当該円筒の下半部に対応する導電部１１１と、当該円筒の上半部を略三等分してなる各部位に対応する導電部１１２〜１１４とにより構成されている。
【００８８】
導体柱１３は、下半部の導電部１１１と電気的に導通している３本の導体柱１３１〜１３３を含むものである。導体柱１３１〜１３３は、後述する導体柱１３４〜１３６よりも高さが低く、上半部の導電部１１２〜１１４とは電気的に導通していないものである。
【００８９】
また、導体柱１３は、３個の導電部１１２〜１１４とそれぞれ電気的に導通した３本の導体柱１３４〜１３６を含むものである。すなわち、導体柱１３４は導電部１１２と電気的に導通しており、導体柱１３５は導電部１１３と電気的に導通しており、導体柱１３６は導電部１１４と電気的に導通している。導体柱１３４〜１３６の各々は、下半部の導電部１１１とは電気的に導通していないものである。
【００９０】
かかる構造において、３本の第１導体柱１３１〜１３３は、導電部１１１にユーザの指が接触しているか否によらずにタッチ点として検出されるものであり、第１導体柱である。１本の導体柱１３４は、導電部１１２にユーザの指が接触している状態においてのみタッチ点として検出されるものであり、第２導電柱である。１本の導体柱１３５は、導電部１１３にユーザの指が接触している状態においてのみタッチ点として検出されるものであり、第２導電柱である。１本の導体柱１３６は、導電部１１４にユーザの指が接触している状態においてのみタッチ点として検出されるものであり、第２導電柱である。
【００９１】
この場合、例えば、ユーザがノブ４を握持していない状態においては、３本の第１導体柱１３１〜１３３がタッチ点として検出される。これに対して、ユーザがノブ４を握持している状態においては、３本の第１導体柱１３１〜１３３に加えて、上半部の導電部１１２〜１１４のうちのユーザの指が接触している導電部の個数に応じた本数の第２導体柱がタッチ点として検出される。
【００９２】
ここで、上半部の導電部１１２〜１１４のうちのユーザの指が接触している導電部の個数は、ユーザによるノブ４の握持の状態（例えば握持に用いる指の本数など）に応じて異なるものとなる。すなわち、ノブ４は、ユーザによる握持の状態に応じて検出されるタッチ点の個数が異なる構造を有するものである。このため、当該個数に基づきユーザによるノブ４の握持の状態を判定することも可能となる。
【００９３】
以上のように、実施の形態３の操作入力装置１００は、タッチディスプレイ１の表示領域内に配置される操作用のノブ４と、ノブ４に設けられており、ノブ４にユーザの指が接触している状態であるか否かによらずにタッチ点として検出可能な第１導体柱とノブ４にユーザの指が接触している状態においてのみタッチ点として検出可能な第２導体柱とを含む複数本の導体柱１３と、ノブ４にユーザの指が接触していない状態にて、第１導体柱に対応するタッチ点を検出するタッチ点検出部２１と、ノブ４にユーザの指が接触していない状態にて、タッチ点検出部２１による検出結果を用いて第１導体柱の位置を判定する位置判定部２２と、ノブ４にユーザの指が接触していない状態にて、ノブ４における複数本の導体柱１３の位置関係を示す位置関係情報及び複数本の導体柱１３の各々の位置の履歴を示す位置履歴情報を用いて、第２導体柱の位置を推定する位置推定部２３と、を備える。位置推定部２３を備えることにより、ノブ４にユーザの指が接触していない状態にて、複数本の導体柱１３のうちの一部の導体柱（第２導体柱）がタッチ点として検出されないにもかかわらず、ノブ位置検出の精度が低下するのを抑制することができる。
【００９４】
実施の形態４．
図１８Ａは、実施の形態４に係るノブの要部を示す斜視図である。図１８Ｂは、実施の形態４に係るノブの要部を示す平面図である。図１９は、実施の形態４に係る制御装置の要部を示すブロック図である。図１８及び図１９を参照して、実施の形態４の操作入力装置１００について説明する。
【００９５】
なお、実施の形態４に係る操作入力装置１００のハードウェア構成は、実施の形態１にて図１を参照して説明したものと同様であるため、図１を援用するとともに説明を省略する。また、図１８において、図２に示す構成部材等と同様の構成部材等には同一符号を付して説明を省略する。また、図１９において、図８に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。
【００９６】
タッチ点検出部２１ａは、通常の動作モード（以下「第１動作モード」という。）に加えて、第１動作モードにおける検出感度よりも高い検出感度を有する動作モード（以下「第２動作モード」という。）を有している。第１動作モードにおける検出感度は、実施の形態１〜３のタッチ点検出部２１における検出感度と同等である。第２動作モードには、例えば、いわゆる「手袋モード」を用いることができる。
【００９７】
ここで、図１８に示す如く、３本の導体柱１３１〜１３３は二等辺三角形の各頂点に対応する位置に配置されている。このため、Ｌ１≒Ｌ３であるのに対して、Ｌ２＜Ｌ１かつＬ２＜Ｌ３である。すなわち、３本の導体柱１３１〜１３３のうちの２本の導体柱１３２，１３３が互いに近接配置されている。
【００９８】
また、３本の導体柱１３１〜１３３の各々の底面積は、図１２に示す第２導体柱の底面積と同等である。このため、仮に、ノブ４にユーザの指が接触している状態であるか否かによらずにタッチ点検出部２１ａが第１動作モードにて動作するものである場合、ノブ４にユーザの指が接触している状態においてのみ導体柱１３がタッチ点として検出されることになる。
【００９９】
しかしながら、ノブ４にユーザの指が接触していない状態においても、タッチ点検出部２１ａが第２動作モードにて動作することより、検出感度の向上に伴い導体柱１３をタッチ点として検出することができるようになる。ただし、この場合、３本の導体柱１３１〜１３３のうちの１本の導体柱１３１が１個のタッチ点として検出されるとともに、互いに近接配置された２本の導体柱１３２，１３３がまとめて１個のタッチ点として検出される可能性がある。
【０１００】
図２０Ａは、ノブ４にユーザの指が接触しており、かつ、タッチ点検出部２１ａが第１動作モードにて動作している状態を示している。図中、Ｉ１は、個々の導体柱１３が存在することにより検出される静電容量値の波形のイメージを示している。ΔＰ１は、当該波形におけるピーク幅を示している。図２０Ａに示す状態においては、互いに近接配置された２本の導体柱１３２，１３３間の間隔Ｌ２に対してピーク幅ΔＰ１が十分に小さいため、３本の導体柱１３１〜１３３の各々が１個のタッチ点として検出される。この場合、タッチ情報を用いることにより、３本の導体柱１３１〜１３３の各々の位置を判定することができる。
【０１０１】
これに対して、図２０Ｂは、ノブ４にユーザの指が接触しておらず、かつ、タッチ点検出部２１ａが第２動作モードにて動作している状態を示している。図中、Ｉ２は、個々の導体柱１３が存在することにより検出される静電容量値の波形のイメージを示している。ΔＰ２は、当該波形におけるピーク幅を示している。
【０１０２】
図２０Ｂに示す例においては、検出感度の向上によりΔＰ２がΔＰ１よりも大きくなっており、互いに近接配置された２本の導体柱１３２，１３３がまとめて１個のタッチ点として検出される。図中、Ｉ３は当該１個のタッチ点として検出される静電容量値の波形のイメージを示しており、ΔＰ３は当該波形におけるピーク幅を示している。図２０Ｂに示す如く、ΔＰ３＞ΔＰ２であり、２本の導体柱１３２，１３３に対応する１個のタッチ点の面積は１本の導体柱１３１に対応する１個のタッチ点の面積よりも大きくなる。
【０１０３】
このような場合であっても、タッチ情報、位置関係情報及び位置履歴情報を用いることにより、３本の導体柱１３１〜１３３の各々の位置を推定することができる。例えば、タッチ情報を用いてタッチディスプレイ１の表示面におけるノブ４の位置を推定することができ、位置関係情報及び位置履歴情報を用いて当該ノブ４の位置における個々の導体柱１３の位置を推定することができる。
【０１０４】
以上の内容を踏まえて、実施の形態４の制御装置５は以下のように動作するものである。
【０１０５】
すなわち、タッチ点検出部２１ａは、ノブ４にユーザの指が接触している状態においては第１動作モードによりタッチ点を検出し、ノブ４にユーザの指が接触していない状態においては第２動作モードによりタッチ点を検出する。
【０１０６】
位置判定部２２ａは、ノブ４にユーザの指が接触している状態にて、タッチ点検出部２１ａから出力されたタッチ情報（すなわちタッチ点検出部２１ａによる検出結果）を用いて、３本の導体柱１３１〜１３３の各々の位置を判定する。
【０１０７】
位置推定部２３ａは、ノブ４にユーザの指が接触していない状態にて、タッチ点検出部２１ａから出力されたタッチ情報（すなわちタッチ点検出部２１ａによる検出結果）並びにメモリ７に記憶された位置関係情報及び位置履歴情報を用いて、３本の導体柱１３１〜１３３の各々の位置を推定する。
【０１０８】
ノブ指接触判定部２４ａは、タッチ点検出部２１ａが第１動作モードにて動作しているときは、ノブ４にユーザの指が接触している状態においてのみ導体柱１３がタッチ点として検出されることを利用して、ノブ４にユーザの指が接触している状態であるか否かを判定する。他方、タッチ点検出部２１ａが第２動作モードにて動作しているときは、ノブ４にユーザの指が接触している状態であるか否かによらずに導体柱１３がタッチ点として検出されるため、ノブ指接触判定部２４ａは、実施の形態２に係るノブ指接触判定部２４と同様の方法により、ノブ４にユーザの指が接触している状態であるか否かを判定する。これらの判定には、位置判定部２２ａによる直近の過去の判定結果又は位置推定部２３ａによる直近の過去の推定結果が用いられる。
【０１０９】
次に、図２１のフローチャートを参照して、実施の形態４に係る制御装置５の動作について説明する。実施の形態４に係る制御装置５は、以下のステップＳＴ２１〜ＳＴ２５の処理を所定の時間間隔にて繰り返し実行する。
【０１１０】
まず、ステップＳＴ２１にて、ノブ指接触判定部２４ａは、位置判定部２２ａによる直近の過去の判定結果又は位置推定部２３ａによる直近の過去の推定結果を用いて、ノブ４にユーザの指が接触している状態であるか否かを判定する。ノブ指接触判定部２４ａは、当該判定の結果をタッチ点検出部２１ａ、位置判定部２２ａ及び位置推定部２３ａに出力する。
【０１１１】
ノブ４にユーザの指が接触している状態である場合（ステップＳＴ２１“ＹＥＳ”）、ステップＳＴ２２にて、タッチ点検出部２１ａは第１動作モードによりタッチ点を検出する。次いで、ステップＳＴ２３にて、位置判定部２２ａは、タッチ点検出部２１ａから出力されたタッチ情報を用いて、３本の導体柱１３１〜１３３の各々の位置を判定する。
【０１１２】
他方、ノブ４にユーザの指が接触していない状態である場合（ステップＳＴ２１“ＮＯ”）、ステップＳＴ２４にて、タッチ点検出部２１ａは第２動作モードによりタッチ点を検出する。次いで、ステップＳＴ２５にて、位置推定部２３ａは、タッチ点検出部２１ａから出力されたタッチ情報並びにメモリ７に記憶された位置関係情報及び位置履歴情報を用いて、３本の導体柱１３１〜１３３の各々の位置を推定する。
【０１１３】
なお、実施の形態４の操作入力装置１００は、実施の形態１にて説明したものと同様の種々の変形例を採用することができる。例えば、導体柱１３１〜１３３の配置は正三角形の各頂点に対応する位置に限定されるものではなく、導体柱１３の本数は３本に限定されるものではない。
【０１１４】
以上のように、実施の形態４の操作入力装置１００は、タッチディスプレイ１の表示領域内に配置される操作用のノブ４と、ノブ４に設けられている複数本の導体柱１３と、ノブ４にユーザの指が接触している状態にて、第１動作モードにより複数本の導体柱１３に対応するタッチ点を検出するとともに、ノブ４にユーザの指が接触していない状態にて、第１動作モードにおける検出感度よりも高い検出感度を有する第２動作モードにより複数本の導体柱１３に対応するタッチ点を検出するタッチ点検出部２１ａと、ノブ４にユーザの指が接触している状態にて、第１動作モードによる検出結果を用いて複数本の導体柱１３の位置を判定する位置判定部２２ａと、ノブ４にユーザの指が接触していない状態にて、第２動作モードによる検出結果を用いて複数本の導体柱１３の位置を推定する位置推定部２３ａと、を備える。位置推定部２３ａを備えることにより、ノブ４にユーザの指が接触していない状態にて、複数本の導体柱１３のうちの一部の導体柱（まとめて１個のタッチ点として検出される２本以上の導体柱）の位置を正確に判定することができないにもかかわらず、ノブ位置検出の精度が低下するのを抑制することができる。
【０１１５】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明の操作入力装置は、車載情報機器などの電子機器に応用することができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１  タッチディスプレイ、２  ディスプレイ、３  タッチセンサ、４  ノブ、５  制御装置、６  プロセッサ、７  メモリ、１１  外周導電部、１２  底面板、１３  導体柱、１４  中空部、２１，２１ａ  タッチ点検出部、２２，２２ａ  位置判定部、２３，２３ａ  位置推定部、２４，２４ａ  ノブ指接触判定部、３１  第１制御部、３２  第２制御部、１００  操作入力装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年12月23日(2019.12.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
タッチ点検出部２１は、タッチセンサ３から出力された信号を用いてタッチ点を検出するものである。具体的には、例えば、タッチ点検出部２１は、タッチセンサ３から出力された信号が示す静電容量値を用いた閾値判定処理を実行することによりタッチ点を検出するものである。タッチ点検出部２１は、当該検出されたタッチ点に関する情報（以下「タッチ情報」という。）を出力するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
すなわち、タッチ情報はタッチ点検出部２１による検出結果を示すものである。タッチ情報は、例えば、各タッチ点の静電容量値を示す情報、各タッチ点の座標値を示す情報、各タッチ点の面積を示す情報、及び各タッチ点に対する荷重を示す情報などを含むものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
なお、導体柱１３１〜１３３の配置は正三角形の各頂点に対応する位置に限定されるものではなく、例えば直角三角形又は二等辺三角形の各頂点に対応する位置であっても良い。また、ノブ４が有する導体柱１３の本数は３本に限定されるものではなく、例えば４本の導体柱１３が四角形の各頂点に対応する位置に配置されたものであっても良い。位置関係情報の内容は、上記の具体例に限定されるものではなく、ノブ４における導体柱１３の本数及び配置に応じたものであれば良い。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
以下、図９〜図１１を参照して、ノブ指接触判定部２４による判定方法の具体例について説明する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
次に、図１５のフローチャートを参照して、実施の形態３に係る制御装置５の動作について説明する。実施の形態３に係る制御装置５は、以下のステップＳＴ１１〜ＳＴ１５の処理を所定の時間間隔にて繰り返し実行する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１３】
なお、実施の形態４の操作入力装置１００は、実施の形態１にて説明したものと同様の種々の変形例を採用することができる。例えば、導体柱１３１〜１３３の配置は二等辺三角形の各頂点に対応する位置に限定されるものではなく、導体柱１３の本数は３本に限定されるものではない。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２０】
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【国際調査報告】
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