(57)【要約】【課題】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操作入力装置を提供する。【解決手段】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一つの位置を特定する。【選択図】図２
2018092315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押圧される操作面に接触した複数の指の夫々の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、前記複数の指による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、
前記複数の指の夫々の接触位置及び前記押圧荷重の重心位置に基づいて、前記複数の指の夫々の接触位置のうちの一つの位置を特定する特定部と、
を備えることを特徴とする操作入力装置。
【請求項２】
前記特定部は、前記接触位置検出部により検出された前記複数の指の夫々の接触位置のうち、前記荷重検出部により検出された前記押圧荷重の重心位置が最も近い接触位置を、前記一つの位置として特定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】
前記特定部は、前記接触位置検出部により検出された前記複数の指の夫々の接触位置のうち、前記押圧荷重の重心位置から最も近い接触位置までの距離と、当該最も近い接触位置から他の接触位置までの距離と、の割合に基づいて、前記一つの位置を特定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】
前記特定部は、前記接触位置検出部により検出された前記複数の指の夫々の接触位置のうち、前記押圧荷重の重心位置から最も近い接触位置から他の接触位置を結ぶ線分と前記押圧荷重の重心位置から延ばした線が垂直に交わる位置を算出し、前記交わる位置から前記最も近い接触位置までの距離と、当該最も近い接触位置から前記他の接触位置までの距離と、の割合に基づいて、前記一つの位置を特定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５】
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、前記操作有効領域に含まれる位置を、前記一つの位置として特定する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の操作入力装置。
【請求項６】
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夫々個別に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、前記操作有効領域として設定する、
ことを特徴とする請求項５に記載の操作入力装置。
【請求項７】
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、
接触位置検出部が検出した押圧される操作面に接触した複数の指の夫々の接触位置を取得する取得工程と、
複数の荷重センサの出力に基づいて、前記複数の指による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、
前記複数の指の夫々の接触位置及び前記押圧荷重の重心位置に基づいて、前記複数の指の夫々の接触位置のうちの一つの位置を特定する特定工程と、
を含むことを特徴とする入力検出方法。
【請求項８】
請求項７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。そのため、プッシュボタンを押す指の他に、別の指が操作体に触れていると重心がずれてしまい、どのプッシュボタンを押したかを正確に検出することができなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、例えば、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複数の指の夫々の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、前記複数の指による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、前記複数の指の夫々の接触位置及び前記押圧荷重の重心位置に基づいて、前記複数の指の夫々の接触位置のうちの一つの位置を特定する特定部と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
請求項７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、接触位置検出部が検出した押圧される操作面に接触した複数の指の夫々の接触位置を取得する取得工程と、複数の荷重センサの出力に基づいて、前記複数の指による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、前記複数の指の夫々の接触位置及び前記押圧荷重の重心位置に基づいて、前記複数の指の夫々の接触位置のうちの一つの位置を特定する特定工程と、を含むことを特徴としている。
【０００９】
請求項８に記載の発明は、請求項７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】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８】図７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９】第１、第２の実施例の変形例の説明図である。
【図１０】図９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１１】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１２】図１１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１３】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１４】図１３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１５】第３、第４の実施例の変形例の説明図である。
【図１６】図１５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１７】タッチパネルに応用した例の説明図である。
【図１８】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、接触位置検出部が、押圧される操作面に接触した複数の指の夫々の接触位置を検出する。また、荷重検出部が、複数の荷重センサの出力に基づいて、複数の指による操作面に対する押圧荷重の重心位置を検出する。そして、特定部が、複数の指の夫々の接触位置及び押圧荷重の重心位置に基づいて、複数の指の夫々の接触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。
【００１２】
また、特定部は、接触位置検出部により検出された複数の指の夫々の接触位置のうち、荷重検出部により検出された押圧荷重の重心位置が最も近い接触位置を、一つの位置として特定してもよい。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一つの位置を特定することができる。
【００１３】
また、特定部は、接触位置検出部により検出された複数の指の夫々の接触位置のうち、押圧荷重の重心位置から最も近い接触位置までの距離と、当該最も近い接触位置から他の接触位置までの距離と、の割合に基づいて、一つの位置を特定してもよい。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一つの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。
【００１４】
また、特定部は、接触位置検出部により検出された複数の指の夫々の接触位置のうち、押圧荷重の重心位置から最も近い接触位置から他の接触位置を結ぶ線分と押圧荷重の重心位置から延ばした線が垂直に交わる位置を算出し、前記交わる位置から最も近い接触位置までの距離と、当該最も近い接触位置から他の接触位置までの距離と、の割合に基づいて、一つの位置を特定してもよい。このようにすることにより、２つの接触位置を結ぶ線分上に重心位置が無い場合であっても、一つの位置を特定することができる。
【００１５】
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、操作有効領域に含まれる位置を、一つの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一つの位置として特定することができる。
【００１６】
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夫々個別に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、操作有効領域として設定してもよい。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。
【００１７】
また、本発明の一実施形態にかかる入力検出方法は、接触位置検出工程で、押圧される操作面に接触した複数の指の夫々の接触位置を検出する。また、荷重検出工程で、複数の荷重センサの出力に基づいて、複数の指による操作面に対する押圧荷重の重心位置を検出する。そして、特定工程で、複数の指の夫々の接触位置及び押圧荷重の重心位置に基づいて、複数の指の夫々の接触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。
【００１８】
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、複数の指が操作面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。
【実施例１】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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複数の指の夫々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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
荷重検出部１０１は、複数の荷重センサ５の出力に基づいて、複数の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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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）。
【００４７】
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、一つの位置として特定する候補とする。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
ここで、上述した操作入力制御部１０２の動作（入力検出方法）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）。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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、一つの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一つの位置を特定することができる。
【００５４】
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、一つの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一つの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。
【００５５】
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のいずれかを一つの位置として特定することができる。
【実施例２】
【００５６】
次に、本発明の第２の実施例にかかる操作入力装置を図７及び図８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。
【００５７】
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７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８左図）。
【００５８】
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８右図）。
【００５９】
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８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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
なお、図９及び図１０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９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１０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】
【００６５】
次に、本発明の第３の実施例にかかる操作入力装置を図１１及び図１２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。
【００６６】
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。
【００６７】
図１１は図４と同様の模式図である。但し、図１１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１２左図）。
【００６８】
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１２右図）。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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】
【００７５】
次に、本発明の第４の実施例にかかる操作入力装置を図１３及び図１４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。
【００７６】
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１３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１４左図）。
【００７７】
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１４右図）。
【００７８】
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１４では線分ＪＧ）を検出する。
【００７９】
そして、検出した最も短い線分と直交する線分（図１４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１４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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
なお、図１５及び図１６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１５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１６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。
【００８３】
なお、本発明は、タッチパネルにも適用できる。図１７及び図１８にタッチパネルに適用した例を示す。図１７は、第１、第２の実施例に相当する場合の例である。図１７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。
【００８４】
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。
【００８５】
図１７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。
【００８６】
図１８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１７と同じである。図１８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。
【００８７】
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】
【００８８】
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）
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】
2018092315.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2018092315.tif 000017
【図１６】
2018092315.tif 000018
【図１７】
2018092315.tif 000019
【図１８】
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