(57)【要約】【課題】最適な操作性及び反応性を実現できるタッチ操作デバイスを提供する。【解決手段】本発明に係るタッチ操作デバイス１は、制御部５０と、操作者の操作手による接触を検出するタッチ操作部２０と、タッチ操作部２０に配置され、風を放出する送風部３０と、を備え、制御部５０は、タッチ操作部２０の操作面上に風を送るように送風部３０を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御部と、
操作者の操作手による接触を検出するタッチ操作部と、
前記タッチ操作部に配置され、風を放出する送風部と、
を備え、
前記制御部は、前記タッチ操作部の操作面上に風を送るように前記送風部を制御する、
タッチ操作デバイス。
【請求項２】
荷重検知部をさらに備え、
前記制御部は、前記荷重検知部により、前記タッチ操作部上でのスワイプ操作時に働く垂直荷重を測定する、
請求項１に記載のタッチ操作デバイス。
【請求項３】
前記制御部は、前記垂直荷重と摩擦係数との相関関係から前記摩擦係数を算出し、算出された当該摩擦係数から指の湿度を導出する、
請求項２に記載のタッチ操作デバイス。
【請求項４】
前記制御部は、測定した前記垂直荷重の値に応じて、前記送風部からの送風量及び風の種類の少なくとも一方を調整する、
請求項２又は３に記載のタッチ操作デバイス。
【請求項５】
前記制御部は、前記荷重検知部を用いて測定した前記垂直荷重の値が第１の閾値よりも大きい場合、冷風を送る、
請求項４に記載のタッチ操作デバイス。
【請求項６】
前記制御部は、前記荷重検知部を用いて測定した前記垂直荷重の値が第２の閾値以下である場合、温風又は水蒸気を含んだ風を送る、
請求項４又は５に記載のタッチ操作デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ操作デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、操作者は、例えばセンタコンソールに設置されたタッチパッド上でタッチ操作を行うことにより、画面上に表示されるポインタを移動させることが可能である。これにより、操作者は、選択操作又は入力操作などをタッチパッド上で行うことが可能である。
【０００３】
図８は、従来技術に係る操作入力装置の構成を示す説明図である。例えば、特許文献１には、タッチパッド上での操作時に発生する外乱因子の入力結果に対する影響を抑制する操作入力装置が開示されている。より具体的には、図８に示すように、操作者は、表示部から分離したタッチパッド上で、表示部に表示される画面の操作を行う。操作入力装置は、フィルタを使用し、車体の振動によるタッチパッドからの不要信号を除去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１７４６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の操作入力装置は、操作者自身の発汗による操作性の悪化、特に指の滑りの悪化を考慮していない。また、特許文献１に記載の操作入力装置は、静電容量式のタッチパッドにおいて操作者自身の手の乾燥によって引き起こされる反応不良も考慮していない。
【０００６】
かかる観点に鑑みてなされた本発明の目的は、最適な操作性及び反応性を実現できるタッチ操作デバイスを提供することにある。
【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、本発明の一実施形態に係るタッチ操作デバイスは、
制御部と、
操作者の操作手による接触を検出するタッチ操作部と、
前記タッチ操作部に配置され、風を放出する送風部と、
を備え、
前記制御部は、前記タッチ操作部の操作面上に風を送るように前記送風部を制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、最適な操作性及び反応性を実現できるタッチ操作デバイスを提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るタッチ操作デバイスを示す外観斜視図である。
【図２】図１のタッチ操作デバイスの一部を拡大したＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図１のタッチ操作デバイスの構成を示す機能ブロック図である。
【図４】図１のタッチ操作デバイスの動作を示すフローチャートである。
【図５】タッチパッドの操作面における摩擦係数と操作者の指先の状態との関係を示した図である。
【図６】図５の関係を説明するための模式図である。
【図７】タッチパッドの操作面に働く垂直荷重とその摩擦係数との相関を示した実験結果である。
【図８】従来技術に係る操作入力装置の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係るタッチ操作デバイス１を示す外観斜視図である。図２は、図１のタッチ操作デバイス１の一部を拡大したＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３は、図１のタッチ操作デバイス１の構成を示す機能ブロック図である。
【００１２】
タッチ操作デバイス１は、表示部１０と、タッチ操作部２０と、送風部３０と、荷重検知部４０と、制御部５０と、を有する。タッチ操作デバイス１は、タッチ操作部２０上で行われる操作者によるタッチ操作入力を受付ける。これにより、操作者は、分離した表示部１０を視認しながら、タッチ操作部２０上で選択操作又は入力操作などを行うことが可能である。ここで、操作者とは、例えば車両を運転する運転者又は助手席に座っている同乗者である。
【００１３】
表示部１０は、少なくとも１つの画面を有する。表示部１０は、液晶ディスプレイなどの任意の表示装置により構成されてもよい。表示部１０は、液晶ディスプレイによって構成される場合、例えばインストルメントパネルに配置される。表示部１０を構成する表示装置は、タッチパネルディスプレイであってもよいし、タッチ操作不能のディスプレイであってもよい。以下では、表示部１０は、タッチ操作不能のディスプレイであるとして説明する。
【００１４】
また、タッチ操作デバイス１は、表示部１０に加えて又は代えて、いわゆるヘッドアップディスプレイ型の装置を有してもよい。この場合、ヘッドアップディスプレイ型の装置は、表示情報を表示光として発生する発光部を有し、発生した表示光を運転者等の観察者へ向かうように反射して、フロントウィンドシールド越しに虚像を表示する。なお、観察者は、運転者に限らず、助手席に座っている同乗者等でもよい。
【００１５】
タッチ操作部２０は、例えばセンタコンソール６０に配置される。図１に示すとおり、タッチ操作部２０は、表示部１０と分離した状態で配置される。タッチ操作部２０は、図１及び図２に示すとおり、タッチパッド２１を有する。操作者は、例えばアームレスト及びパームレストに自身の腕及び手首をそれぞれ乗せて、操作手、特に指をタッチパッド２１に接触させる。
【００１６】
タッチパッド２１は、操作者の指又はスタイラスペンなどの接触物による接触を、対応する接触位置において検出する。操作者は、タッチ操作部２０、特にタッチパッド２１上でタッチ操作を行うことにより、表示部１０を構成する各画面上に表示される情報を操作する。タッチパッド２１は、例えば透明なガラスにより形成され、抵抗膜方式、静電容量方式、表面弾性波方式、赤外線方式、又は電磁誘導方式などの任意の方式により構成されたタッチセンサを用いることができる。以下では、タッチパッド２１は、静電容量方式による静電タッチパッドであるものとして説明する。
【００１７】
送風部３０は、タッチ操作部２０と隣接するようにセンタコンソール６０上に設置される。送風部３０は、送風用ダクト３１と、送風用ダクト３１の出口に設けられたベント３２と、ベント３２の近傍に配置された加湿器３３と、を有する。送風部３０は、温風又は冷風をタッチ操作部２０の操作面、すなわちタッチパッド２１の操作面へと放出する。換言すると、風は、送風用ダクト３１及びベント３２を通過して、出口よりタッチ操作部２０の操作面へと放出される。送風部３０は、その風の発生源として、車内に取り付けられたエアコンディショナを用いてもよいし、専用の簡易送風機を用いてもよい。送風部３０は、制御部５０によるベント３２の開閉量の制御により、出口から放出する風量を調整する。より具体的には、放出する風量を増加させたい場合、送風部３０のベント３２は、開く方向に調整される。放出する風量を減少させたい場合、送風部３０のベント３２は、閉じる方向に調整される。また、送風部３０は、制御部５０による加湿器３３のオン又はオフ制御により、水蒸気を含んだ風を放出することも可能である。
【００１８】
荷重検知部４０は、タッチ操作部２０の直下に配置される。荷重検知部４０は、操作者がタッチ操作部２０上でスワイプ操作を行う際に生じる、タッチパッド２１への垂直荷重を検知する。この時、スワイプ操作に用いられる操作者の指は、タッチパッド２１に働く垂直荷重の反作用として、タッチパッド２１から垂直抗力を受ける。荷重検知部４０は、検知した垂直荷重に関する情報を制御部５０に送信する。
【００１９】
制御部５０は、タッチ操作デバイス１の各機能ブロックをはじめとして、タッチ操作デバイス１の全体を制御及び管理するプロセッサである。制御部５０は、制御手順を規定したプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサで構成される。かかるプログラムは、例えば記憶装置に格納される。
【００２０】
制御部５０は、荷重検知部４０によって検知された垂直荷重に関する情報を荷重検知部４０から受信する。制御部５０は、受信した情報に基づいて、タッチ操作部２０上でのスワイプ操作時に働く垂直荷重を測定する。制御部５０は、測定した垂直荷重に基づいて、タッチパッド２１の表面における摩擦係数と垂直荷重との相関関係から、摩擦係数を算出してもよい。さらに、制御部５０は、算出された摩擦係数から指の湿度を導出してもよい。後述するように、タッチパッド２１に働く垂直荷重と、タッチパッド２１の表面における摩擦係数とは、所定の相関関係を有する。同様に、タッチパッド２１の表面における摩擦係数と指の湿度とは、所定の相関関係を有する。制御部５０は、それぞれの相関関係のデータに基づいて、荷重検知部４０によって検知された垂直荷重から指の湿度を導出してもよい。
【００２１】
制御部５０は、送風部３０により、タッチ操作部２０の操作面上に風を送る。より具体的には、制御部５０は、測定した垂直荷重の値に応じて、送風部３０からの送風量及び風の種類の少なくとも一方を制御する。風の種類とは、例えば冷風、温風、水蒸気を含んだ風等である。冷風とは、周囲の空気温度未満の温度の風である。温風とは、周囲の空気温度を超える温度の風である。水蒸気を含んだ風とは、湿度が所定値以上の風である。例えば、制御部５０は、送風部３０のベント３２の開閉量を制御することで、送風量を調整する。また、制御部５０は、荷重検知部４０を用いて測定した垂直荷重値が所定の閾値よりも大きい場合、冷風を送る。逆に、制御部５０は、荷重検知部４０を用いて測定した垂直荷重値が所定の閾値以下である場合、温風又は水蒸気を含んだ風を送る。制御部５０は、水蒸気を含んだ風を送る場合、加湿器３３をオン制御する。
【００２２】
図４は、図１のタッチ操作デバイス１の動作を示すフローチャートである。
【００２３】
初めに、制御部５０は、荷重検知部４０によりタッチパッド２１に働く垂直荷重を測定する（ステップＳ１０１）。
【００２４】
次に、制御部５０は、測定した垂直荷重値が閾値Ｐｔｈ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。測定した垂直荷重値が閾値Ｐｔｈ以下である場合、ステップＳ１０３に進む。測定した垂直荷重値が閾値Ｐｔｈよりも大きい場合、ステップＳ１０５に進む。
【００２５】
次に、制御部５０は、測定した垂直荷重値が閾値Ｐｔｈ以下である場合、タッチ操作部２０上でのタッチ操作に対する表示部１０の応答が適性であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。表示部１０の応答が適性でない場合、制御部５０は、操作者の指が乾燥状態にあると判断して、ステップＳ１０４に進む。表示部１０の応答が適正である場合、ステップＳ１０２に戻る。
【００２６】
次に、制御部５０は、表示部１０の応答が適性でない場合、ベント３２を全開にし、温風又は水蒸気を含んだ風を送る（ステップＳ１０４）。制御部５０は、水蒸気を含んだ風を送る場合、加湿器３３をオン制御する。
【００２７】
一方で、制御部５０は、測定した垂直荷重値が閾値Ｐｔｈよりも大きい場合、測定した垂直荷重値に応じてベント３２の開閉量を制御する（ステップＳ１０５）。換言すると、制御部５０は、指の湿度に応じて、送風部３０からの冷風の送風量を調整する。例えば、制御部５０は、測定した垂直荷重値と閾値Ｐｔｈとの差が大きい程、冷風の送風量を増大させる。
【００２８】
図５は、タッチパッド２１の操作面における摩擦係数と操作者の指先の状態との関係を示した図である。図６は、図５の関係を説明するための模式図である。図６（ａ）は、指の表面とタッチパッド２１の操作面との間に所定の量の汗が溜まっている状態を示す図である。図６（ｂ）は、指の表面とタッチパッド２１の操作面との間に多量の汗が溜まっている状態を示す図である。図６（ｃ）は、指の表面とタッチパッド２１の操作面との間に汗が溜まっていない状態を示す図である。図７は、タッチパッド２１の操作面に働く垂直荷重とその摩擦係数との相関を示した実験結果である。以下では、図５乃至図７に基づいて、タッチパッド２１に働く垂直荷重と操作者の指の湿度との関係について説明する。
【００２９】
タッチパッド２１の操作面における摩擦係数に関して、図５に示すとおり、操作者の指先が湿った状態の摩擦係数は、乾燥している状態の摩擦係数よりも高い。これは、以下のように説明づけられる。すなわち、図６（ａ）に示すとおり、操作者の指先が発汗などで湿ると、指の指紋形状による凹凸によって形成された溝部分に、所定の量の汗が溜まる。この汗による表面張力は、タッチパッド２１の操作面に対して働く。従って、タッチパッド２１の操作面を引き付ける力が、操作者の指の動摩擦力に加えられる。これにより、タッチパッド２１の操作面における実効的な摩擦係数が増大する。
【００３０】
また、図６（ｂ）に示すとおり、発汗量が多く、汗が指紋形状の溝部分を超えて指表面全体にまで拡散している場合、指の表面とタッチパッド２１の操作面との間には、微小なクリアランスが形成される。換言すると、操作者の指は、タッチパッド２１の操作面から浮いた状態になる。この場合、操作者の指に働く動摩擦力そのものが減少する。従って、実効的な摩擦係数は減少する。
【００３１】
一方で、図６（ｃ）に示すとおり、完全な乾燥状態では、操作者の指とタッチパッド２１の表面との間には、汗が介在しない。よって、汗による表面張力が発生しないため、操作者の指に対して、動摩擦力のみが働く。従って、この場合の摩擦係数は、図６（ａ）の状態における摩擦係数よりも小さくなる。
【００３２】
以上の説明のとおり、操作者の指先の湿度が所定の範囲で高くなった場合、操作者の指に対する摩擦係数が増大する。
【００３３】
一方で、摩擦係数の異なる様々な材質の上で指先をスワイプ操作させる実験を実施したところ、図７に示すように、スワイプ操作時に材質の表面に働く垂直荷重と摩擦係数との間に、相関関係があることが分かった。図７に示すとおり、材質の表面に働く垂直荷重と摩擦係数とは、略比例する。すなわち、材質の表面に働く垂直荷重が増大すると、摩擦係数は増大する。
【００３４】
以上のとおり、タッチパッド２１に働く垂直荷重と、タッチパッド２１の表面における摩擦係数とは、所定の相関関係を有する。同様に、タッチパッド２１の表面における摩擦係数と指の湿度とは、所定の相関関係を有する。これにより、制御部５０は、荷重検知部４０によって検知されたタッチパッド２１に働く垂直荷重から指の湿度を導出できる。
【００３５】
以上により、一実施形態に係るタッチ操作デバイス１は、最適な操作性及び反応性を実現できる。
【００３６】
すなわち、タッチ操作デバイス１は、操作者自身の発汗によって摩擦係数が増加した場合であっても、送風部３０による最適な送風で発汗を抑制することができる。換言すると、タッチ操作デバイス１は、操作者の指先の湿度を適切に調整することができる。これにより、タッチ操作デバイス１は、操作者の指に対する摩擦係数を低減できる。すなわち、タッチ操作デバイス１は、操作性の悪化、特に指の滑りの悪化を抑制できる。操作者は、快適なタッチ操作を継続的に行うことができる。
【００３７】
さらに、タッチ操作デバイス１は、操作者自身の手が完全に乾燥した場合であっても、送風部３０による温風又は水蒸気を含んだ風の放出により、操作者の指を加湿できる。換言すると、タッチ操作デバイス１は、操作者の指先の湿度を適切に調整することができる。これにより、タッチ操作デバイス１は、静電容量式のタッチパッド２１に対する反応不良を抑制できる。
【００３８】
このように、タッチ操作デバイス１は、測定した垂直荷重の値に応じて、送風部３０からの送風量及び風の種類を調整することで、最適な操作性及び反応性を実現できる。すなわち、タッチ操作デバイス１は、空調を利用することで、操作者の指先の湿度を制御し、快適な操作を常時提供可能である。
【００３９】
また、タッチ操作デバイス１は、荷重検知部４０により、タッチ操作部２０でのスワイプ操作時に働く垂直荷重を測定することで、操作者による現在のタッチ操作状態を正確に把握できる。すなわち、タッチ操作デバイス１は、垂直荷重を数値化することで、現在のタッチ操作状態を客観的に把握できる。
【００４０】
また、タッチ操作デバイス１は、相関関係のデータに基づいて、荷重検知部４０によって検知された垂直荷重から指の湿度を導出することで、精度良く指の湿度を制御することができる。これにより、タッチ操作デバイス１は、操作者による快適なタッチ操作を継続的に実現できる。加えて、タッチ操作デバイス１は、タッチパッド２１に対する反応不良を継続的に抑制できる。
【００４１】
本発明は、その精神又はその本質的な特徴から離れることなく、上述した実施形態以外の他の所定の形態で実現できることは当業者にとって明白である。従って、先の記述は例示的なものであり、これに限定されるものではない。発明の範囲は、先の記述によってではなく、付加した請求項によって定義される。あらゆる変更のうちその均等の範囲内にあるいくつかの変更は、その中に包含されるものとする。
【００４２】
例えば、制御部５０は、図４に示すタッチ操作デバイス１の動作のフローにおいて、測定した垂直荷重値と閾値Ｐｔｈとを比較する態様に限定されない。制御部５０は、相関関係のデータに基づいて、荷重検知部４０によって検知された垂直荷重から指の湿度を導出してもよい。制御部５０は、導出された指の湿度とその閾値とを比較することで、送風部３０からの送風量及び風の種類を制御してもよい。
【００４３】
また、制御部５０は、図４のステップＳ１０２において、測定した垂直荷重値と１つの閾値Ｐｔｈとを比較するものとして説明したが、これに限定されない。制御部５０は、例えば、測定した垂直荷重値が第１の閾値よりも大きい場合、冷風を送り、測定した垂直荷重値が第２の閾値以下である場合に、温風又は水蒸気を含んだ風を送ってもよい。この場合、第２の閾値は、第１の閾値よりも小さいのが好適である。
【００４４】
また、制御部５０は、図４のステップＳ１０３において、表示部１０の応答が適性であるか否かを判定するものとして説明したが、これに限定されない。制御部５０は、ステップＳ１０３の処理を省略して、測定した垂直荷重値と上述した閾値との比較のみによって温風又は水蒸気を含んだ風を放出してもよい。
【００４５】
さらに、制御部５０は、操作者の指が乾燥状態にある場合に送風部３０から温風又は水蒸気を含んだ風を送り、湿潤状態にある場合に送風部３０から冷風を送るものとして説明したがこれに限定されない。例えば、制御部５０は、夏等の暑い気候の中で、指が一度乾燥したとしても直ちに湿り易い傾向にある場合、風の種類を冷風に固定し、送風量のみを調整してもよい。すなわち、制御部５０は、指が乾燥状態にある場合送風量をゼロにして、操作者の指の湿度が最適な状態に自然と戻るまで待機してもよい。逆に、制御部５０は、冬等の寒い気候の中で、指が過度に湿潤したとしても直ちに乾燥し易い傾向にある場合、風の種類を温風に固定し、送風量のみを調整してもよい。すなわち、制御部５０は、指が過度な湿潤状態にある場合送風量をゼロにして、操作者の指の湿度が最適な状態に自然と戻るまで待機してもよい。このように、制御部５０は、操作者の指の湿度を最適に維持できるのであれば、任意の態様で、送風部３０からの送風量及び風の種類の少なくとも一方を調整してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１    タッチ操作デバイス
１０  表示部
２０  タッチ操作部
２１  タッチパッド
３０  送風部
３１  送風用ダクト
３２  ベント
３３  加湿器
４０  荷重検知部
５０  制御部
６０  センタコンソール
【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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