(57)【要約】【課題】操作位置を検出するために使用する素子にバラつき等があっても、正確に操作を検出することができる操作入力装置を提供する。【解決手段】押圧される操作面（表面シート２３表面）に接触した接触位置を検出する静電パッド３と、複数の荷重センサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの出力に基づいて、操作面に対する押圧荷重の重心位置を検出する荷重検出部１０１と、を備えている。そして、荷重検出部１０１は、静電パッド３が１か所の接触を検出した際に、その１か所の接触位置に基づいて、荷重センサの出力値を較正して較正係数を算出している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押圧される操作面に接触した接触位置を検出する接触位置検出部と、
複数の荷重センサの出力に基づいて、前記操作面に対する押圧荷重の重心位置を検出する荷重検出部と、を備え、
前記荷重検出部は、前記接触位置検出部が１か所の接触を検出した際に、前記１か所の接触位置に基づいて、前記重心位置の検出に関する値を較正する、
ことを特徴とする操作入力装置。
【請求項２】
前記荷重検出部は、前記接触位置検出部が１か所の接触を検出した際に、前記１か所の接触位置に基づいて、前記荷重センサの出力値を較正することを特徴とする請求項１に記載の操作入力装置。
【請求項３】
前記荷重検出部は、前記接触位置検出部が１か所の接触を検出した際に、前記１か所の接触位置に基づいて、検出した前記重心位置を較正することを特徴とする請求項１に記載の操作入力装置。
【請求項４】
前記操作面には、前記複数の荷重センサが配置された位置の中央部を示す中央標示部を備え、
前記荷重検出部は、前記接触位置検出部が前記中央標示部のみの接触を検出した際に、前記中央標示部の位置に基づいて、前記重心位置の検出に関する値を較正することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載の操作入力装置。
【請求項５】
前記中央標示部は、突起部として形成されていることを特徴とする請求項４に記載の操作入力装置。
【請求項６】
前記荷重検出部は、前記荷重センサの出力に基づいて所定値以上の前記押圧荷重を検出し、かつ、前記接触位置検出部が１か所の接触を検出した際に、前記１か所の接触位置に基づいて、前記重心位置の検出に関する値を較正することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の操作入力装置。
【請求項７】
前記荷重検出部は、前記較正された前記重心位置の検出に関する値に基づいて複数か所の接触による前記操作面に対する押圧荷重の較正重心位置を検出し、
前記接触位置及び前記較正重心位置に基づいて、前記接触位置から操作位置を特定する特定部を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の操作入力装置。
【請求項８】
前記操作面内の夫々独立した複数の領域を操作有効領域として設定する設定部を備え、
前記特定部は、前記接触位置及び前記較正重心位置に基づいて、前記操作有効領域に含まれる位置を操作位置として特定する、
ことを特徴とする請求項７に記載の操作入力装置。
【請求項９】
前記操作面と前記接触位置検出部の間に配置され、前記操作面内の夫々独立した複数の領域を押し上げ可能な押上げ部を備え、
前記設定部は、前記押上げ部により押し上げられた領域を、前記操作有効領域に設定することを特徴とする請求項８に記載の操作入力装置。
【請求項１０】
操作面を押圧することで操作が入力される操作入力装置が実行する入力検出方法であって、
前記操作面に接触した接触位置を検出する接触位置検出工程と、
複数の荷重センサの出力に基づいて、前記操作面に対する押圧荷重の重心位置を検出する荷重検出工程と、を含み、
前記荷重検出工程は、前記接触位置検出工程が１か所の接触を検出した際に、前記１か所の接触位置に基づいて、前記重心位置の検出に関する値を較正する、
ことを特徴とする入力検出方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の入力検出方法を、コンピュータにより実行させることを特徴とする入力検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作面を押圧することで操作が入力される操作入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチ面を有する操作入力装置であるタッチパッドと押圧されるボタン等のプッシュスイッチの双方の利点を同時に実現した操作入力装置が提案されている。
【０００３】
この種の操作入力装置として、例えば特許文献１が提案されている。特許文献１に記載された操作入力装置は、タッチ面の一部の領域に存在する操作体可動部を、タッチ面と面一となるタッチ面位置と、その位置から上昇したボタン位置との間で移動する操作体を備えることが記載されている。そして、操作体を支持する３個以上の起歪体の歪検出結果に基づいて、ボタン位置の操作体可動部への押圧操作をプッシュボタン操作入力として受け付け、タッチ面位置への押圧操作をタッチ操作入力として受け付ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−４８９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されている操作入力装置の場合、操作体を支持する３個以上の起歪体のそれぞれの歪量に基づいて操作体に作用する力の重心を算出し、これに基づいて操作位置を判定する。したがって、３個以上の起歪体の歪量検出に高い精度が要求される。さらに、各起歪体間の特性のバラつきや外部振動による検出値のバラつき、或いは温度変化や経年変化等も考慮する必要がある。そのため、正確に操作位置を判定するには、このような各起歪体間のバラつき等を考慮することが必要となるが、特許文献１には、そのような考慮は何ら開示されていない。
【０００６】
そこで、本発明は、例えば、操作位置を検出するために使用する素子にバラつき等があっても、正確に操作を検出することができる操作入力装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、押圧される操作面に接触した接触位置を検出する接触位置検出部と、複数の荷重センサの出力に基づいて、前記操作面に対する押圧荷重の重心位置を検出する荷重検出部と、を備え、前記荷重検出部は、前記接触位置検出部が１か所の接触を検出した際に、前記１か所の接触位置に基づいて、前記重心位置の検出に関する値を較正する、ことを特徴としている。
【０００８】
請求項１０に記載の発明は、操作面を押圧することで操作が入力される操作入力装置が実行する入力検出方法であって、前記操作面に接触した接触位置を検出する接触位置検出工程と、複数の荷重センサの出力に基づいて、前記操作面に対する押圧荷重の重心位置を検出する荷重検出工程と、を含み、前記荷重検出工程は、前記接触位置検出工程が１か所の接触を検出した際に、前記１か所の接触位置に基づいて、前記重心位置の検出に関する値を較正する、ことを特徴としている。
【０００９】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の入力検出方法を、コンピュータにより実行させることを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施例にかかる操作入力装置の斜視図である。
【図２】図１に示された操作入力装置の矢印Ａ方向から見た概略断面図である。
【図３】図１に示された操作入力装置の機能的構成を示したブロック図である。
【図４】図１に示された操作入力装置の動作例の説明図である。
【図５】図４に示された状態における静電パッドで検出された座標と荷重重心座標との関係を示した説明図である。
【図６】図３に示された操作入力制御部の動作のフローチャートである。
【図７】図１に示された操作入力装置の較正動作例を説明するための荷重センサの配置例である。
【図８】座標と標準値との関係を示したテーブルである。
【図９】図１に示された操作入力装置の較正動作のフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施例にかかる操作入力装置の動作例の説明図である。
【図１１】図１０に示された状態における静電パッドで検出された座標と荷重重心座標との関係を示した説明図である。
【図１２】第１、第２の実施例の変形例の説明図である。
【図１３】図１２に示された状態における静電パッドで検出された座標の説明図である。
【図１４】本発明の第３の実施例にかかる操作入力装置の動作例の説明図である。
【図１５】図１４に示された状態における静電パッドで検出された座標と荷重重心座標との関係を示した説明図である。
【図１６】本発明の第４の実施例にかかる操作入力装置の動作例の説明図である。
【図１７】図１６に示された状態における静電パッドで検出された座標と荷重重心座標との関係を示した説明図である。
【図１８】第３、第４の実施例の変形例の説明図である。
【図１９】図１８に示された状態における静電パッドで検出された座標の説明図である。
【図２０】タッチパネルに応用した例の説明図である。
【図２１】タッチパネルに応用した例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態にかかる操作入力装置を説明する。本発明の一実施形態にかかる操作入力装置は、押圧される操作面に接触した接触位置を検出する接触位置検出部と、複数の荷重センサの出力に基づいて、操作面に対する押圧荷重の重心位置を検出する荷重検出部と、を備えている。そして、荷重検出部は、接触位置検出部が１か所の接触を検出した際に、その１か所の接触位置に基づいて、重心位置の検出に関する値を較正している。このようにすることにより、１か所を押圧した場合は荷重検出部が検出する重心位置と、接触位置検出部が検出した接触位置と、が同じ位置となることを利用して、接触位置を基準として重心位置の検出に関する値を較正することができる。したがって、操作位置を検出する素子の特性のバラつき等があっても、正確に操作を検出することができる。また、１か所を押圧した際に較正ができるので使用者等が特別な較正操作等を行わなくても、重心位置の検出に関する値を較正することができる。
【００１２】
また、荷重検出部は、接触位置検出部が１か所の接触を検出した際に、１か所の接触位置に基づいて、荷重センサの出力値を較正してもよい。このようにすることにより、接触位置を基準として重心位置の検出に関する値として、荷重センサの出力値を較正することができる。
【００１３】
また、荷重検出部は、接触位置検出部が１か所の接触を検出した際に、１か所の接触位置に基づいて、検出した重心位置を較正してもよい。このようにすることにより、接触位置を基準として重心位置の検出に関する値として、重心位置を較正することができる。
【００１４】
また、操作面には、複数の荷重センサが配置された位置の中央部を示す中央標示部を備え、荷重検出部は、接触位置検出部が中央標示部のみの接触を検出した際に、中央標示部の位置に基づいて、重心位置の検出に関する値を較正してもよい。中央標示部を押圧することにより、複数の荷重センサの全てについてバランスよく荷重を検出できるため、極端に小さな値を検出する荷重センサが無くなり、全ての荷重センサの出力精度を確保することができ、より精度の高い補正ができる。
【００１５】
また、中央標示部は、突起部として形成されていてもよい。このようにすることにより、例えば操作者が、中央標示部を視認せずに手探りで押圧することが可能となる。また、通常使用時のホームポジションとして機能させることもできる。
【００１６】
また、荷重検出部は、荷重センサの出力に基づいて所定値以上の押圧荷重を検出し、かつ、接触位置検出部が１か所の接触を検出した際に、１か所の接触位置に基づいて、重心位置の検出に関する値を較正してもよい。このようにすることにより、所定値以上の力で押圧した場合にのみ較正をするようにできる。つまり、押圧力が大きれば外部振動等に起因する荷重センサの出力ばらつきの影響を相対的に低減するできるため、より精度の高い較正ができる。
【００１７】
また、荷重検出部は、較正された重心位置の検出に関する値に基づいて複数か所の接触による操作面に対する押圧荷重の較正重心位置を検出し、接触位置及び較正重心位置に基づいて、接触位置から操作位置を特定する特定部を備えてもよい。このようにすることにより、例えば複数の指が操作面に接触した際の押圧荷重の重心位置に基づいて一つの位置を特定することができ、複数の指が操作面に触れていても所望する操作を正確に検出することができる。
【００１８】
また、操作面内の夫々独立した複数の領域を操作有効領域として設定する設定部を備え、特定部は、接触位置及び較正重心位置に基づいて、操作有効領域に含まれる位置を操作位置として特定してもよい。このようにすることにより、例えばタッチパネルに表示されたボタンの範囲を操作位置として特定することができる。
【００１９】
また、操作面と接触位置検出部の間に配置され、操作面内の夫々独立した複数の領域を押し上げ可能な押上げ部を備え、設定部は、押上げ部により押し上げられた領域を、操作有効領域に設定してもよい。このようにすることにより、押上げ部により押し上げられた領域、例えば押しボタン等を一つの位置として特定することができる。
【００２０】
また、本発明の一実施形態にかかる入力検出方法は、押圧される操作面に接触した接触位置を検出する接触位置検出工程と、複数の荷重センサの出力に基づいて、操作面に対する押圧荷重の重心位置を検出する荷重検出工程と、を含む。そして、荷重検出工程は、接触位置検出工程が１か所の接触を検出した際に、１か所の接触位置に基づいて、重心位置の検出に関する値を較正している。このようにすることにより、１か所を押圧した場合は荷重検出部が検出する重心位置と、接触位置検出部が検出した接触位置と、が同じ位置となることを利用して、接触位置を基準として重心位置の検出に関する値を較正することができる。したがって、操作位置を検出する素子の特性のバラつき等があっても、正確に操作を検出することができる。
【００２１】
また、上述した入力検出方法をコンピュータにより実行させる入力検出プログラムとしてもよい。このようにすることにより、コンピュータを用いて、１か所を押圧した場合は荷重検出部が検出する重心位置と、接触位置検出部が検出した接触位置と、が同じ位置となることを利用して、接触位置を基準として重心位置の検出に関する値を較正することができる。したがって、操作位置を検出する素子の特性のバラつき等があっても、正確に操作を検出することができる。
【実施例１】
【００２２】
本発明の第１の実施例にかかる操作入力装置を図１乃至図６を参照して説明する。操作入力装置１は、図１及び図２に示したように、窓付パネル２と、静電パッド３と、ホルダ４と、荷重センサ５と、モータホルダ６、７と、モータ８、１０と、モータの出力軸９、１１、１２と、窓付パネル固定ねじ１３と、ボタン１４、１５、１６、１７と、ボタン押上げレバー１８、１９、２０、２１と、モータホルダ固定ねじ２２と、表面シート２３と、ボス２４と、を備えている。
【００２３】
図１、図２において、ボタン押上げレバー１８、１９、２０、２１が移動する方向をｘ方向、ボタン１４、１５、１６、１７が移動（突没）する方向をｚ方向、ｘ方向とｚ方向と直交する方向をｙ方向と呼ぶ。
【００２４】
窓付パネル２は、樹脂等で形成された略板状のパネルであり、開口として複数の窓部２ａが形成されている。複数の窓部２ａからは、後述するボタン１４、１５、１６、１７の表面部１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａが露出する。窓付パネル２は、複数の窓付パネル固定ねじ１３で静電パッド３と固定されている。また、窓付パネル２は、後述するボタン押上げレバー１８、１９、２０、２１がｘ方向に移動する溝が形成されている。
【００２５】
また、窓付パネル２には、中央標示部としての突起部２５が形成されている。突起部２５は、後述する荷重センサ５が配置されている位置の中央部に設けられている。このような位置に突起部２５を設けることで、操作入力装置１を操作する際のホームポジションとすることができるようになる。なお、このようなホームポジションは、突起部２５として形成するに限らず、点や丸印等を印字（表示）することで示してもよい。
【００２６】
静電パッド３は、窓付パネル２の下層（使用者と相対しない側）に重ねて配置されている。静電パッド３は、使用者の指先と導電膜の間での静電容量の変化を捉えて指の接触位置を検出する周知のデバイスである。即ち、押圧される操作面に接触した指の接触位置を検出する接触位置検出部として機能する。なお、本実施例では、静電容量方式のタッチパッドで説明するが、指先の接触位置が検出できれば、他の方式のタッチパッドでもよい。
【００２７】
ホルダ４は、板金等で形成され、窓付パネル２と、静電パッド３と、荷重センサ５と、が載置固定される。また、ホルダ４は、モータホルダ６、７を介してモータ８、１０を固定する。
【００２８】
荷重センサ５は、静電パッド３とホルダ４との間に複数配置される（図２を参照）。複数の荷重センサ５は、荷重がかかる方向（押圧される方向）と直交する方向（図１のｘ方向、ｙ方向、図２のｘ方向）に離間して配置される。本実施例では、静電パッド３の四隅に配置されている。なお、荷重センサ５は例えばボタン１４等が押圧されることによる重心位置を検出できればよいので、本実施例のようにｘ方向、ｙ方向の座標を検出する場合は３つでもよい。また、ボタンが一列に並んである場合はその両端に２つ配置してもよい。荷重センサ５は、例えばひずみセンサや圧電センサ等静電パッド３にかかる荷重を検出することができれば特に限定されない。
【００２９】
モータホルダ６は、複数のモータホルダ固定ねじ２２によりホルダ４に固定されている。モータホルダ６は、モータ８を固定する。モータホルダ７は、複数のモータホルダ固定ねじ２２によりホルダ４に固定されている。モータホルダ７は、モータ１０を固定する。
【００３０】
モータ８は、モータホルダ６に固定されている。モータ８は、その出力軸９を回転させることによって、後述するボタン押上げレバー１９をｘ方向に移動させる。出力軸９には、ねじ溝が形成され、そのねじ溝がボタン押上げレバー１９に設けられているナットと螺合している。したがって、モータ８の出力軸９が回転すると、ナットがねじ溝を移動することによりボタン押上げレバー１９が移動する、なお、出力軸９の先端部にはボタン押上げレバー１９の移動を規制するストッパ９ａが形成されている。
【００３１】
モータ１０は、モータホルダ７に固定されている。モータ１０は、その出力軸１１を回転させることによって、後述するボタン押上げレバー１８をｘ方向に移動させる。出力軸１１には、ねじ溝が形成され、そのねじ溝がボタン押上げレバー１８に設けられているナットと螺合している。出力軸１１の先端部にはボタン押上げレバー１８の移動を規制するストッパ１１ａが形成されている。
【００３２】
なお、操作入力装置１は、上述したモータ８、１０以外にも、ボタン押上げレバー１９、２０をｘ方向に移動させるためにモータを備えている。そして、これらのモータもモータ８、１０と同様に出力軸を回転させることによってボタン押上げレバー１９、２０をｘ軸方向に移動させる。例えば、図１では、ボタン押上げレバー１９を移動させるモータの出力軸１２が図示されている。
【００３３】
ボタン１４は、静電パッド３上に載置されている（図２を参照）。ボタン１４は、窓付パネル２の窓部２ａから表面部１４ａが露出する。ボタン１４は、ボタン押上げレバー１８により、窓部２ａから突没するように（ｚ方向に）移動する。
【００３４】
ボタン１５は、静電パッド３上に載置されている（図２を参照）。ボタン１５は、窓付パネル２の窓部２ａから表面部１５ａが露出する。ボタン１５は、ボタン押上げレバー１９により、窓部２ａから突没するように（ｚ方向に）移動する。
【００３５】
ボタン１６、１７も同様に静電パッド３上に載置され、窓付パネル２の窓部２ａから表面部１６ａ、１７ａが露出する。ボタン１６は、ボタン押上げレバー２０により、窓部２ａから突没するように移動する。ボタン１７は、ボタン押上げレバー２１により、窓部２ａから突没するように移動する。
【００３６】
なお、ボタン１４、１５、１６、１７は、窓部２ａから突出していなく、手指等で押圧されない場合は、静電パッド３との間に微小な隙間が生じるように移動が制限されている。この隙間は、静電パッド３が接触したと反応しない程度のものである。
【００３７】
ボタン押上げレバー１８は、本体部１８ａと、レバー部１８ｂと、を有している。本体部１８ａは、一方の端部は、図２に示したように、出力軸１１が貫通する。そのため、出力軸１１が貫通する孔が設けられている。この孔は、上述したようにナットとして機能して、出力軸１１に形成されたねじ溝と螺合している。レバー部１８ｂは、本体部１８ａの他方の端部からボタン１４の配置位置に向かって延在している。レバー部１８ｂは、本体部１８ａの移動に伴って図２の右方向に移動すると、窓付パネル２に形成された溝を通って、ボタン１４と静電パッド３との間に進入してボタン１４を窓部２ａから突出する方向（ｚ方向）に移動させる。レバー部１８ｂは、その先端部がテーパー状に形成されており、ボタン１４と静電パッド３との間に進入し易くなっている。また、レバー部１８ｂは、本体部１８ａの移動に伴って図２の左方向に移動すると、窓付パネル２に形成された溝を通って、ボタン１４と静電パッド３との間から抜け出してボタン１４を窓部２ａへ没する方向に移動させる。
【００３８】
ボタン押上げレバー１９は、本体部１９ａと、レバー部１９ｂと、を有している。本体部１９ａは、一方の端部には、図２に示したように、出力軸９が貫通する。そのため、出力軸９が貫通する孔が設けられている。この孔は、上述したようにナットとして機能して、出力軸９に形成されたねじ溝と螺合している。レバー部１９ｂは、本体部１９ａの他方の端部からボタン１５の配置位置に向かって延在している。レバー部１９ｂは、本体部１９ａの移動に伴って図２の左方向に移動すると、窓付パネル２に形成された溝を通って、ボタン１５と静電パッド３との間に進入してボタン１５を窓部２ａから突出する方向（ｚ方向）に移動させる。レバー部１９ｂは、その先端部がテーパー状に形成されており、ボタン１５と静電パッド３との間に進入し易くなっている。また、レバー部１９ｂは、本体部１９ａの移動に伴って図２の右方向に移動すると、窓付パネル２に形成された溝を通って、ボタン１５と静電パッド３との間から抜け出してボタン１５を窓部２ａへ没する方向に移動させる。
【００３９】
ボタン押上げレバー２０は、本体部２０ａと、レバー部２０ｂと、を有している。本体部２０ａは、一方の端部にモータの出力軸が貫通する孔が設けられている。この孔は、上述したようにナットとして機能して、出力軸に形成されたねじ溝と螺合している。レバー部２０ｂは、本体部２０ａの他方の端部からボタン１６の配置位置に向かって延在している。レバー部２０ｂは、本体部２０ａの移動に伴って移動することで、ボタン１６を窓部２ａから突出する方向に移動させたり、窓部２ａへ没する方向に移動させたりする。レバー部２０ｂは、その先端部がテーパー状に形成されており、ボタン１６と静電パッド３との間に進入し易くなっている。
【００４０】
ボタン押上げレバー２１は、本体部２１ａと、レバー部２１ｂと、を有している。本体部２１ａは、一方の端部にモータの出力軸が貫通する孔が設けられている。この孔は、上述したようにナットとして機能して、出力軸に形成されたねじ溝と螺合している。レバー部２１ｂは、本体部２１ａの他方の端部からボタン１７の配置位置に向かって延在している。レバー部２１ｂは、本体部２１ａの移動に伴って移動することで、ボタン１７を窓部２ａから突出する方向（ｚ方向）に移動させたり、窓部２ａへ没する方向に移動させたりする。レバー部２１ｂは、その先端部がテーパー状に形成されており、ボタン１７と静電パッド３との間に進入し易くなっている。
【００４１】
ボタン押上げレバー１８、１９、２０、２１は、表面シート２３（操作面）と静電パッド３（接触位置検出部）の間に配置され、操作面内の夫々独立した複数の領域を夫々個別に押し上げ可能な押上げ部として機能する。なお、ボタン押上げレバー１８、１９、２０、２１は、各レバー部と静電パッド３との間に微小な隙間を有している。この隙間は、対応するボタンが押圧されない場合に静電パッド３が接触したと反応しない程度のものである。
【００４２】
表面シート２３は、窓付パネル２の表面（静電パッド３と相対する面と反対側の面）に設けられている。表面シート２３は、弾力性を有し、ボタンが押し上げられると伸びて隆起し、ボタンが押し上げられていない際には平面状を維持する。表面シート２３は、窓付パネル２を被覆してボタン１４、１５、１６、１７の抜け防止や、窓付パネル固定ねじ１３及びボス２４等の目隠し板としての機能も果たす。したがって表面シート２３の表面が操作面となる。なお、表面シート２３は無くてもよい。その場合は、窓付パネル２の表面及び各ボタンの表面部が操作面となる。
【００４３】
ボス２４は、窓付パネル２を静電パッド３に固定する際の位置決め用に設けられている。本実施例では、ボス２４は２つ設けられている。つまり、窓付パネル２と静電パッド３には、ボス２４が貫通する孔（ボス穴）が形成されており、ボス２４が、それらの孔を貫通することで窓付パネル２と静電パッド３との位置決めがなされる。
【００４４】
上述した構成の操作入力装置１は、例えば、ボタン１４が操作可能な場合は、ボタン押上げレバー１８によりボタン１４を窓付パネル２から突出させる。すると、使用者等は、操作可能なボタンを手探りで識別することができる。そして、ボタン１４が使用者等に押圧された場合は、そのボタン１４に押されたレバー部１８ｂが撓んで静電パッド３に接触することで、静電パッド３の接触位置に対応付けられたボタン１４の操作内容を示す動作をすることができる。
【００４５】
次に、本実施例の操作入力装置１の機能的構成を図３を参照して説明する。
【００４６】
図３に示したように、操作入力装置１は、図１に示した構成に加えて、荷重検出部１０１と、操作入力制御部１０２と、を備えている。
【００４７】
荷重検出部１０１は、複数の荷重センサ５の出力に基づいて、指による操作面の押圧により受ける荷重値を検出するとともに操作面における荷重重心座標（押圧荷重の重心位置）を検出する。また、静電パッド３の検出結果に基づいて荷重センサ５の出力値を較正（キャリブレーション）する。
【００４８】
操作入力制御部１０２は、操作対象となるボタンの位置を例えばナビゲーション装置等の操作される装置から取得し、モータ８等を制御することで、対応するボタンを突出させる。また、操作入力制御部１０２は、静電パッド３が検出した複数の指（複数か所）の接触位置（座標）と、荷重検出部１０が検出した荷重重心座標と、に基づいて実際の操作（押圧）されたボタンを特定する。また、操作入力制御部１０２は、静電パッド３が検出した座標について、ボタン１４〜１７が操作（押圧）と判定する座標の範囲（操作有効領域）が各ボタン毎に設定されている。即ち、ボタン押上げレバー１８〜２１（押上げ部）により押し上げられた領域を、操作有効領域として設定している。
【００４９】
次に、上述した荷重検出部１０１と操作入力制御部１０２との動作について図４及び図５を参照して説明する。図４及び図５は、ボタン１５〜１７が操作（押圧）可能として突出している場合に、中指ｍｆでボタン１６を操作しようとして、人差し指ｏｆがボタン１５に触れていた場合を示す模式図である。ここで、中指ｍｆで押圧して静電パッド３で検出された座標をＡ、人差し指ｏｆで押圧して静電パッド３で検出された座標をＢとする（図５左図）。なお、図５左図で破線で囲まれた領域が操作有効領域となっている。
【００５０】
この場合、荷重検出部１０１は、複数の荷重センサ５の出力値の増加量に基づいて、操作面の押圧により受ける荷重値を検出するとともに、座標Ａ，Ｂ間の荷重重心座標Ｇを検出する（図５右図）。
【００５１】
そして、操作入力制御部１０２は、座標ＡＧ間（ＡＧ）、ＢＧ間（ＢＧ）の距離の大小関係を比較し、例えばＡＧ＜ＢＧの場合は、荷重重心座標Ｇに最も近い座標Ａを、一つの位置（操作位置）として特定する候補とする。
【００５２】
そして、この座標Ａについて、ＡＧ／ＡＢが所定値（例えば０．２）以下か判定する。ＡＧ／ＡＢが所定値以下の場合は、荷重重心座標Ｇが座標Ａに十分近い（つまり、中指ｍｆによる荷重が人差し指ｏｆによる荷重より十分大きい）と判定して、使用者が意図した押圧位置（一つの位置）は座標Ａであると特定する。つまり、荷重重心座標に最も近い座標について、荷重重心座標から当該最も近い座標までの距離と、当該最も近い座標までの距離から他の座標までの距離と、の割合に基づいて一つの位置を特定している。
【００５３】
そして、操作入力制御部１０２は、座標Ａが、ボタン１６の操作有効領域内の座標であるので、上記一つの位置としての特定を維持する。さらに、荷重検出部１０１が検出した荷重値が所定値以上であれば、座標Ａに対応するボタン１６が押されたと判定し、ボタン１６が操作された旨の信号等をナビゲーション装置等の操作される装置へ出力する。
【００５４】
ここで、上述した操作入力制御部１０２の動作を図６のフローチャートにまとめる。まず、静電パッド３が検出した座標を取得し（ステップＳ１０１）、荷重検出部１０１が検出した荷重重心座標を取得する（ステップＳ１０２）。次に、静電パッド３が検出した座標と荷重重心座標との距離を比較して押圧位置を特定し（ステップＳ１０３）、その時の荷重検出部１０１が検出した荷重値が所定値以上であった場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）は当該座標に対応するボタンが押圧されたと判定する（ステップＳ１０５）。一方、荷重値が所定値以上でない場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）は当該座標に対応するボタンは押圧されていない、つまり操作入力装置１に対する入力操作はされていないと判定する（ステップＳ１０６）。
【００５５】
図６に示したフローチャートは、ステップＳ１０１が取得工程、ステップＳ１０２が荷重検出工程、ステップＳ１０３が特定工程として機能する。
【００５６】
ここで、上述した構成の操作入力装置１における荷重重心位置の較正（キャリブレーション）について説明する。操作入力装置１が備える荷重センサ５は、それぞれの特性のバラつきや外部振動等による出力値のバラつき、或いは温度変化や経年変化によって誤差が生じる場合がある。そこで、本実施例では、静電パッド３が例えば指一本による接触等の１か所の接触を検出した場合に、荷重センサ５の出力値のキャリブレーションを行う。
【００５７】
このような１か所の接触の場合、静電パッド３が検出した座標と荷重検出部１０１とで検出された荷重重心位置とが一致する。したがって、静電パッド３が検出した座標を基準として、重心位置の検出に関する値としての荷重センサ５の出力値を較正する。即ち、静電パッド３（接触位置検出部）が１か所の接触を検出した際に、１か所の接触位置に基づいて、重心位置の検出に関する値を較正する。なお、この１か所の接触には、ボタン１４〜１７のうちいずれか１つが押された場合も含む。
【００５８】
具体的な較正の方法について、図７及び図８を参照して説明する。図７は、荷重センサ５の配置の例を示した図である、図７では、説明を容易にするために正方形状の操作面の四隅に荷重センサ５が配置されている。本実施例における以降の説明では、四隅に配置された荷重センサ５をＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄとの符号を付して区別し、それぞれの荷重センサの出力値をＦＳａ、ＦＳｂ、ＦＳｃ、ＦＳｄとする。
【００５９】
図７における操作入力装置１の操作面にかかる荷重Ｆは次の（１）式で表される。
Ｆ＝ＦＳａ＋ＦＳｂ＋ＦＳｃ＋ＦＳｄ・・・（１）
【００６０】
したがって、各荷重センサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄにかかる荷重の比率ｆｓａ、ｆｓｂ、ｆｓｃ、ｆｓｄは次の（２）〜（５）式で表される。
ｆｓａ＝ＦＳａ／Ｆ・・・（２）
ｆｓｂ＝ＦＳｂ／Ｆ・・・（３）
ｆｓｃ＝ＦＳｃ／Ｆ・・・（４）
ｆｓｄ＝ＦＳｄ／Ｆ・・・（５）
【００６１】
図７において、操作面のｘ、ｙ方向のサイズを夫々Ｌ、ｗとすると、突起部２５の配置位置（座標）Ｎは、Ｎ（Ｌ／２，ｗ／２）となる。ここで、Ｎ（Ｌ／２，ｗ／２）を指一本で押した場合、Ｎは複数の荷重センサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの中心にあるから、各荷重センサにかかる荷重の比率は、ｆｓａ＝ｆｓｂ＝ｆｓｃ＝ｆｓｄ＝０．２５となる。この値を標準値とする。
【００６２】
そして、実際の荷重センサの出力値が標準値（０．２５）となるように較正係数を算出する。較正係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、例えば次の（６）〜（９）式から算出することができる。ここで、Ａは荷重センサＳａの較正係数、Ｂは荷重センサＳｂの較正係数、Ｃは荷重センサＳｃの較正係数、Ｄは荷重センサＳｄの較正係数である。
ｆｓａの標準値＝Ａ×（ＦＳａ／Ｆ）・・・（６）
ｆｓｂの標準値＝Ｂ×（ＦＳｂ／Ｆ）・・・（７）
ｆｓｃの標準値＝Ｃ×（ＦＳｃ／Ｆ）・・・（８）
ｆｓｄの標準値＝Ｄ×（ＦＳｄ／Ｆ）・・・（９）
【００６３】
したがって、この算出された較正係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを荷重検出部１０１内又は荷重検出部１０１が読み出すことができる外部メモリ等に記憶することで、図６のフローチャートの実行時に検出された荷重センサの出力値を較正して一つの位置を特定することができる。
【００６４】
上記は、ホームポジションである突起部２５を押圧した場合で説明したが、他の位置であっても１か所を押圧した場合であれば較正をすることができる。但し、荷重センサに掛かる荷重は、操作面の形状および剛性等に依存するので、例えば図８のように座標毎の荷重の比率の設計値を標準値としてテーブル等に設定すればよい。そして、図８のテーブルと上記（６）式〜（９）式から較正係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを算出することができる。例えば、図７の座標Ｍ（Ｌ／４，ｗ／４）が押圧された場合、図８から、ｆｓａ＝０．４、ｆｓｂ＝０．２、ｆｓｃ＝０．２、ｆｓｄ＝０．２が（６）〜（９）式にそれぞれ代入され、較正係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが算出される。
【００６５】
即ち、荷重検出部１０１は、静電パッド３が１か所の接触を検出した際における複数の荷重センサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの出力と、当該１か所の接触位置に対応して予め設定された標準値と、に基づいて、較正のための係数を算出している。また、この標準値は、接触位置毎に全荷重に対する各荷重センサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄが検出する荷重の割合として設定されている。
【００６６】
また、本実施例では、荷重センサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄが検出した操作面にかかる荷重Ｆが予め定めた所定値以上の場合に上記較正動作をするようにしている。つまり、一定以上の力で押圧された場合にのみ較正動作をするようにすることで、外部振動等に起因する荷重センサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの出力ばらつきの影響を相対的に低減できる。
【００６７】
上述した較正動作（入力操作方法）を図９のフローチャートにまとめる。まず、静電パッド３で接触位置座標を取得し（ステップＳ２０１）、その接触位置が１か所の場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）で、荷重検出部１０１が検出した荷重値が所定値以上の場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）は、較正係数を算出する（ステップＳ２０４）。一方、接触位置が１か所でない場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）や、荷重検出部１０１が検出した荷重値が所定値以上でない場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）はステップＳ２０１へ戻る。
【００６８】
なお、上述した説明では、重心位置の検出に関する値として荷重センサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの出力値を較正していたが、荷重検出部１０１で検出された荷重位置を較正してもよい。つまり、１か所接触された際の静電パッド３の接触位置と、上記較正をしない荷重センサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの出力値により検出された重心位置座標とを比較して、そのｘ座標とｙ座標のずれ量を較正係数として記憶し、通常動作時には、例えば較正係数を検出された重心位置座標に加減算することにより較正してもよい。即ち、静電パッド３（接触位置検出部）が１か所の接触を検出した際に、１か所の接触位置に基づいて、検出した前記重心位置を較正してもよい。
【００６９】
本実施例によれば、押圧される操作面（表面シート２３表面）に接触した接触位置を検出する静電パッド３と、複数の荷重センサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの出力に基づいて操作面に対する押圧荷重の重心位置を検出する荷重検出部１０１と、を備えている。そして、荷重検出部１０１は、静電パッド３が１か所の接触を検出した際に、その１か所の接触位置に基づいて、荷重センサの出力値を較正して較正係数を算出している。このようにすることにより、１か所を押圧した場合は荷重検出部１０１が検出する重心位置と、静電パッド３が検出した接触位置と、が同じ位置となることを利用して、接触位置を基準として荷重センサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの出力値を較正することができる。したがって、操作位置を検出する荷重センサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの特性のバラつき等があっても、正確に操作を検出することができる。また、１か所を押圧した際に較正ができるので使用者等が特別な較正操作等を行わなくても、重心位置の検出に関する値を較正することができる。
【００７０】
また、操作面には、複数の荷重センサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄが配置された位置の中央部を示す突起部２５を備え、荷重検出部１０１は、静電パッド３が突起部２５のみの接触を検出した際に、複数の荷重センサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの出力及び突起部２５の位置に基づいて、検出した荷重センサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの出力値を較正している。突起部２５を押圧することにより、複数の荷重センサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの全てについてバランスよく荷重を検出できるため、極端に小さな値を検出する荷重センサが無くなり、全ての荷重センサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの出力精度を確保することができ、より精度の高い補正ができる。
【００７１】
また、突起部２５として形成されているので、例えば操作者が視認せずに手探りで押圧することが可能となる。また、通常使用時のホームポジションとして機能させることもできる。
【００７２】
また、荷重検出部１０１は、荷重センサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの出力に基づいて所定値以上の押圧荷重を検出し、かつ、静電パッド３が１か所の接触を検出した際に、１か所の接触位置に基づいて、検出した荷重センサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの出力値を較正している。このようにすることにより、所定値以上の力で押圧した場合にのみ較正をするようにできる。つまり、押圧力が大きれば外部振動等に起因する荷重センサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの出力ばらつきの影響を相対的に低減するできるため、より精度の高い較正ができる。
【００７３】
また、静電パッド３が、押圧される操作面に接触した複数の指の夫々の接触座標を検出する。また、荷重検出部１０１が、静電パッド３の四隅に配置された荷重センサ５の出力に基づいて、複数の指による操作面に対する押圧荷重の荷重重心座標を検出する。そして、操作入力制御部１０２が、複数の指が接触した夫々の接触座標及び荷重重心座標に基づいて、複数の指が接触した夫々の位置のうちの一つの位置（操作位置）を特定する。このようにすることにより、複数の指が操作面に接触した際の押圧荷重の重心位置に基づいて操作位置を特定することができ、複数の指が操作面に触れていても所望する操作を正確に検出することができる。
【００７４】
また、操作入力制御部１０２は、静電パッド３により検出された複数の指の夫々の接触座標のうち、荷重検出部１０１により検出された荷重重心座標が最も近い接触座標を、操作位置として特定している。このようにすることにより、重心位置と接触位置との距離に基づいて操作位置を特定することができる。
【００７５】
また、操作入力制御部１０２は、静電パッド３により検出された複数の指の夫々の接触座標のうち、荷重重心座標から最も近い接触座標までの距離と、最も近い接触位置から他の接触位置までの距離と、の割合が所定以下の場合は、操作位置として特定している。このようにすることにより、重心位置と接触位置との距離が一定以上近い場合に操作位置として特定することができ、精度良く特定することができる。
【００７６】
また、操作面と静電パッド３の間に配置され、操作面内の夫々独立した複数のボタン１４〜１７を夫々個別に押し上げ可能なボタン押上げレバー１８〜２１を備え、操作入力制御部１０２は、ボタン押上げレバー１８〜２１により押し上げられたボタン１４〜１７を、操作有効領域として設定している。このようにすることにより、ボタン押上げレバー１８〜２１により押し上げられたボタン１４〜１７のいずれかを操作位置として特定することができる。
【実施例２】
【００７７】
次に、本発明の第２の実施例にかかる操作入力装置を図１０及び図１１を参照して説明する。なお、前述した第１の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００７８】
本実施例は、基本的な構成は、図１乃至図３と同様である。本実施例は、図１０に示したように、ボタン１５、１６が操作（押圧）可能として突出している場合に、中指ｍｆでボタン１６を操作しようとして、人差し指ｏｆがボタン１５に触れ、更に、薬指ｒｆが操作可能でない領域に触れていた場合の動作を示すものである。ここで、中指ｍｆで押圧して静電パッド３で検出された座標をＡ、人差し指ｏｆで押圧して静電パッド３で検出された座標をＢとする。更に、薬指ｒｆが触れたことにより窓付パネル２が撓んで窓付パネル２やボタン１７等が静電パッド３に触れて検出された座標をＣとする（図１１左図）。
【００７９】
この場合、荷重検出部１０１は、複数の荷重センサ５の出力値の増加量に基づいて、操作面の押圧により受ける荷重値を検出するとともに、座標Ａ，Ｂ，Ｃ間の荷重重心座標Ｇを検出する（図１１右図）。
【００８０】
そして、操作入力制御部１０２は、荷重重心座標Ｇに最も近い接触座標を検出する。図１１の場合は座標Ａとなる。次に、この座標Ａから他の座標Ｂ、Ｃを結ぶ線分ＡＢ及び線分ＡＣ上に、荷重重心座標Ｇから垂線を引く。垂線と線分ＡＢとの交点をＪとし、垂線と線分ＡＣとの交点Ｋとしたとき、ＡＪ間の距離が線分ＡＢの長さに対して所定値以下の割合であり、かつ、ＡＫ間の距離が線分ＡＣの長さに対して所定値以下の割合である場合は、押圧位置は座標Ａであると特定する。なお、操作面に接触する指の数が更に多い場合も同様の処理により押圧位置を特定することが可能である。
【００８１】
即ち、操作入力制御部１０２は、静電パッド３により検出された複数の指の夫々の接触座標のうち、最も近い接触位置（座標Ａ）から他の接触位置（Ｂ、Ｃ）を結ぶ線分（ＡＢ、ＡＣ）と荷重重心座標Ｇから延ばした線が垂直に交わる位置（Ｊ、Ｋ）を算出し、交わる位置（Ｊ、Ｋ）から最も近い接触位置までの距離（ＡＪ、ＡＫ）と、当該最も近い接触位置（Ａ）から他の接触位置（Ｂ、Ｃ）までの距離（ＡＢ、ＡＣ）と、の割合（ＡＪ／ＡＢ、ＡＫ／ＡＣ）に基づいて、一つの位置を特定している。
【００８２】
そして、第１の実施例と同様に、荷重検出部１０１が検出した荷重値が所定値以上であれば、座標Ａに対応するボタンが押されたと判定する。
【００８３】
本実施例によれば、操作面に触れた指が３つ以上である場合であっても、操作入力制御部１０２が、複数の指が接触した夫々の接触座標及び荷重重心座標に基づいて、複数の指が接触した夫々の位置のうちの一つの位置を特定する。このようにすることにより、複数の指が操作面に接触した際の押圧荷重の重心位置に基づいて一つの位置を特定することができ、複数の指が操作面に触れていても所望する操作を正確に検出することができる。
【００８４】
また、荷重重心座標が２つの接触位置を結ぶ線分上に無い場合でも、一つの位置を特定することができる。
【００８５】
なお、図１２及び図１３に示したように、操作面に触れている複数の指のうち１つのみが、有効なボタン上に存在する場合は、第１の実施例や第２の実施例に示したような押圧位置の特定処理を行わずに、荷重値が所定値以上かのみを判断してボタンが押圧されたか否かを判定してもよい。図１２の場合、中指ｍｆは、ボタン１６を押圧しているが、人差し指ｏｆは有効な領域の範囲外に触れている（図１３の座標Ｂ）。したがって、中指ｍｆが触れているボタン１６を押圧位置と特定して、荷重値が所定値以上かを判定する。
【実施例３】
【００８６】
次に、本発明の第３の実施例にかかる操作入力装置を図１４及び図１５を参照して説明する。なお、前述した第１、第２の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００８７】
本実施例は、基本的な構成は、図１乃至図３と同様である。但し、本実施例の操作入力装置１は、複数ボタンの同時押し機能を有する。つまり、個々のボタンを押したときに特定の機能を発揮させるだけでなく、例えば２つのボタンを同時に押したときも個々のボタンを押したときとは異なる特定の機能を発揮させることができるものである。
【００８８】
図１４は図４と同様の模式図である。但し、図１４の場合は、ボタン１５〜１７が操作（押圧）可能として突出している場合に、中指ｍｆでボタン１６を、人差し指ｏｆでボタン１５を、同時押ししようとした場合の動作を示すものである。ここで、中指ｍｆで押圧して静電パッド３で検出された座標をＡ、人差し指ｏｆで押圧して静電パッド３で検出された座標をＢとする（図１５左図）。
【００８９】
この場合、荷重検出部１０１は、複数の荷重センサ５の出力値の増加量に基づいて、操作面の押圧により受ける荷重値を検出するとともに、座標Ａ，Ｂ間の荷重重心座標Ｇを検出する（図１５右図）。
【００９０】
そして、操作入力制御部１０２は、座標ＡＧ間（ＡＧ）、ＢＧ間（ＢＧ）の距離を比較し、２つの距離が近い値か（つまり、ＡＢ間の中点付近に荷重重心座標Ｇが存在するか）を判定する。具体的には、ＡＧ／ＢＧの割合が所定範囲（例えば０．７〜１．３）であるかを判定し、所定範囲内であれば、中指ｍｆと人差し指ｏｆは概ね同じ力で２つの異なるボタンを押している（即ち、使用者が意図して２つのボタンを選択している）と判定して、押圧位置は座標Ａ、Ｂであると特定する。
【００９１】
そして、操作入力制御部１０２は、座標Ａが、ボタン１６の操作有効領域内の座標であり、座標Ｂが、ボタン１５の操作有効領域内の座標であるので、上記特定を維持し、さらに、荷重検出部１０１が検出した荷重値が所定値以上であれば、座標Ａに対応するボタン１６と座標Ｂに対応するボタン１５が同時押しされたと判定し、同時押しが操作された旨の信号等をナビゲーション装置等の操作される装置へ出力する。
【００９２】
なお、荷重重心座標Ｇが極端にＡ側に寄っている場合は、座標Ａに対応するボタン１６が選択されたとみなしてもよい。また、このときＡＧ／ＢＧに代えて第１の実施例のようにＡＧ／ＡＢ（或いはＢＧ／ＡＢ）で判断してもよい。
【００９３】
本実施例における作入力制御部１０２の動作（入力検出方法）は図６のフローチャートと同様であるが、ステップＳ１０３の内容が、上記で説明したＡＧ／ＢＧの割合が所定範囲（例えば０．７〜１．３）であるかを判定し、所定範囲内であるかを判定する動作に変更される。
【００９４】
本実施例によれば、静電パッド３が、押圧される操作面に接触した複数の指の夫々の接触座標を検出する。また、荷重検出部１０１が、静電パッド３の四隅に配置された荷重センサ５の出力に基づいて、複数の指による押圧荷重の荷重重心座標を検出する。そして、操作入力制御部１０２が、複数の指が接触した夫々の接触座標及び荷重重心座標に基づいて、複数の指が接触した夫々の位置のうちの利用者が意図して操作した１又は複数の位置を特定する。このようにすることにより、複数の指が操作面に接触した際の押圧荷重の重心位置に基づいて複数の指が接触した夫々の位置のうちの１つ又は２つの位置を特定することができる。そのため、例えば同時押しした場合に、その同時押しをする２つの指以外の指が操作面に触れていても同時押しを正確に検出することができる。
【００９５】
また、操作入力制御部１０２は、荷重検出部１０１により検出された荷重重心座標が、２つの接触位置の中間点から所定範囲内に位置する場合に、当該２つ指の接触位置を操作位置として特定している。このようにすることにより、２つの接触位置が略同じ力で触れている場合に同時押しをする２つの指の触れた位置を操作位置として特定することができる。
【実施例４】
【００９６】
次に、本発明の第４の実施例にかかる操作入力装置を図１６及び図１７を参照して説明する。なお、前述した第１乃至第３の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００９７】
本実施例は、基本的な構成は、図１乃至図３と同様である。本実施例は、図１６に示したように、ボタン１５〜１７が操作（押圧）可能として突出している場合に、中指ｍｆでボタン１６を、人差し指ｏｆでボタン１５を、同時押ししようとし、更に、薬指ｒｆがボタン１７に触れていた場合の動作を示すものである。ここで、中指ｍｆで押圧して静電パッド３で検出された座標をＡ、人差し指ｏｆで押圧して静電パッド３で検出された座標をＢ、薬指ｒｆで押圧して静電パッド３で検出された座標をＣとする（図１７左図）。
【００９８】
この場合、荷重検出部１０１は、複数の荷重センサ５の出力値の増加量に基づいて、操作面の押圧により受ける荷重値を検出するとともに、座標Ａ，Ｂ，Ｃ間の荷重重心座標Ｇを検出する（図１７右図）。
【００９９】
そして、荷重重心座標Ｇから、線分ＡＣ、線分ＡＢ及び線分ＢＣにそれぞれ垂線を引く。垂線と線分ＡＢとの交点をＪとし、垂線と線分ＡＣとの交点Ｋとし、垂線と線分ＢＣとの交点をＬとする。そして、線分ＪＧ、線分ＫＧ、線分ＬＧのうちでも最も短い線分（図１７では線分ＪＧ）を検出する。
【０１００】
そして、検出した最も短い線分と直交する線分（図１７では線分ＡＢ）の中点付近に荷重重心座標Ｇから引いた垂線との交点（図１７ではＪ）が存在するかを判定する。判定方法は、第３の実施例と同様に、交点から検出座標までの距離（ＡＪ、ＢＪ）を比較し、２つの距離が近い値か（つまり、ＡＢ間の中点付近に交点Ｊが存在するか）を判定する。２つの距離が近い値の場合は、２つの指で異なるボタンを押している（同時押し）と判定して、押圧位置は座標Ａ、Ｂであると特定する。
【０１０１】
本実施例によれば、操作面に触れた指が同時押し以外の指もある場合に、操作入力制御部１０２が、複数の指が接触した夫々の接触座標及び荷重重心座標に基づいて、複数の指が接触した夫々の位置のうちの同時押しの位置を特定する。このようにすることにより、複数の指が操作面に接触した際の押圧荷重の重心位置に基づいて同時押しを特定することができ、複数の指が操作面に触れていても所望する操作を正確に検出することができる。
【０１０２】
また、線分ＡＢ等の接触位置同士を結ぶ線分と荷重重心座標Ｇから延ばした線が垂直に交わる位置（例えばＪ）を算出し、交わる位置（Ｊ）が線分ＡＢの中間点から所定範囲内に位置する場合に、交わる位置（Ｊ）を含む線分ＡＢの両端にある接触位置（Ａ、Ｂ）を操作位置として特定している。このようにすることにより、例えば３以上の接触位置があり、２つの接触位置の中間点を規定することが困難な場合であっても、同時押しをする２つの指の触れた位置を操作位置として特定することができる。
【０１０３】
なお、図１８及び図１９に示したように、同時押しするため操作面に触れている複数の指のみが、有効なボタン上に存在する場合は、第３の実施例や第４の実施例に示したような押圧位置の特定処理を行わずに、荷重値が所定値以上かのみを判断してボタンが押圧されたか否かを判定してもよい。図１８の場合、中指ｍｆがボタン１６を、人差し指ｏｆがボタン１５をそれぞれ押圧しているが、薬指ｒｆは有効な領域の範囲外に触れている（図１９の座標Ｃ）。したがって、中指ｍｆがボタン１６、人差し指ｏｆがボタン１５を押圧位置と特定して、荷重値が所定値以上かを判定する。
【０１０４】
なお、本発明は、タッチパネルにも適用できる。図２０及び図２１にタッチパネルに適用した例を示す。図２０は、第１、第２の実施例に相当する場合の例である。図２０に示した操作入力装置５０は、支持板５１と、荷重センサ５２と、ディスプレイ５３と、タッチパネル５４と、を備えている。
【０１０５】
荷重センサ５２は、ディスプレイ５３の四隅に対応する支持板５１上の位置に４つ配設されている。ディスプレイ５３は、例えば液晶ディスプレイであって、支持板５１上に荷重センサ５２を挟むようにして配置される。タッチパネル５４はディスプレイ５３の表示面上に重ねられて配置される。タッチパネル５４は、静電パッド３と同様に静電容量方式以外でもよい。
【０１０６】
図２０において、例えばディスプレイ５３に表示されている「実行」と「戻る」のボタンのうち、「実行」を中指でタッチしようとして人差し指が「戻る」に触れてしまったとする。この「実行」と「戻る」のボタンの表示範囲が操作有効領域となる。この場合、第１の実施例と同様に、各指が触れた座標間の荷重重心座標を検出し、中指の座標位置と荷重重心座標間の距離と人差し指と荷重重心座標間の距離の大小関係を比較して中指の座標位置と荷重重心座標間の距離が所定値以下である場合は、使用者が意図した押圧位置は「実行」ボタンの座標であると特定する。また、上記例に加えて薬指がボタンの表示されていない位置に触れてしまった場合は、第２の実施例と同様にして、使用者が意図した押圧位置は「実行」ボタンの座標であると特定する。
【０１０７】
図２１は、第３、第４の実施例に相当する場合の例である。構成は図２０と同じである。図２１において、例えばディスプレイ５３に表示されている「Ｄｏｗｎ」と「Ｕｐ」と「Ｂａｃｋ」のボタンのうち、「Ｄｏｗｎ」と「Ｕｐ」を同時押しすると音声ミュートとなるとする。この「Ｄｏｗｎ」と「Ｕｐ」と「Ｂａｃｋ」のボタンの表示範囲が操作有効領域となる。このとき、音声ミュートをしようとして中指が「Ｄｏｗｎ」、人差し指が「Ｕｐ」に触れたとする。この場合、第３の実施例と同様に、各指が触れた座標間の荷重重心座標を検出し、中指の座標位置と荷重重心座標間の距離と人差し指と荷重重心座標間の距離を比較し、２つの距離が近い値である場合は、使用者が同時押しを意図したとして、押圧位置は「Ｄｏｗｎ」ボタンと「Ｕｐ」ボタンの座標であると特定する。また、上記例に加えて薬指が「Ｂａｃｋ」ボタン触れてしまった場合は、第４の実施例と同様にして、使用者が意図した押圧位置は「Ｄｏｗｎ」ボタンと「Ｕｐ」ボタンの座標であると特定する。
【０１０８】
また、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の操作入力装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０９】
１        操作入力装置
３        静電パッド（接触位置検出部）
５        荷重センサ
１４      ボタン（操作面）
１５      ボタン（操作面）
１６      ボタン（操作面）
１７      ボタン（操作面）
１８      ボタン押上げレバー（押し上げ部）
１９      ボタン押上げレバー（押し上げ部）
２０      ボタン押上げレバー（押し上げ部）
２１      ボタン押上げレバー（押し上げ部）
２３      表面シート（操作面）
２５      突起部（中央標示部）
１０１    荷重検出部
１０２    操作入力制御部（特定部、設定部）
Ｓ１０１  静電パッド座標取得（取得工程）
Ｓ１０２  荷重重心座標取得（荷重検出工程）
Ｓ１０３  押圧位置特定（特定工程）
【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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