(57)【要約】【課題】振動、衝撃等が加わったときの操作の誤動作を抑制することができる操作入力装置を提供する。【解決手段】検出対象物の操作の状態を検出する操作面１０ａを備えた操作検出部としてのタッチセンサ１０と、タッチセンサ１０が搭載される搭載部の衝撃を検出する衝撃検出部である加速度センサ２０と、加速度センサ２０が検出した衝撃量に基づいて、タッチセンサ１０が検出した操作量の反映を判断する判断部３６を備えた制御部３０と、を有して操作入力装置を構成する。これにより、振動、衝撃等が加わったときの操作の誤動作を抑制する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象物の操作の状態を検出する検出面を備えた操作検出部と、
前記操作検出部が搭載される搭載部の衝撃を検出する衝撃検出部と、
前記検出部が検出した衝撃量に基づいて、前記操作検出部が検出した操作量の反映を判断する判断部を備えた制御部と、
を有する操作入力装置。
【請求項２】
前記判断部は、前記操作検出部が検出した所定の値を超えるかどうかの操作量の大小、及び、前記衝撃検出部が検出した所定の値を超えるかどうかの衝撃量の大小の組み合わせに基づいて、前記操作量の大小を反映させて操作の状態を検出する、請求項１に記載の操作入力装置。
【請求項３】
前記判断部は、前記操作検出部が検出した操作量が大、及び、前記衝撃検出部が検出した衝撃量が大のとき、前記操作量を反映させないようにする、請求項１又は２に記載の操作入力装置。
【請求項４】
前記操作はなぞり操作であり、前記操作量は前記検出面内のなぞり量である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の操作入力装置。
【請求項５】
前記衝撃量は、前記検出面の面内成分の量である、請求項１から４までのいずれか１項に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、タッチパネルが操作できる状態で装置を移動させるときに、自動的にタッチパネルの入力を禁止にする操作入力装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この操作入力装置は、ディスプレイに積層されて設けられたタッチパネルを具備した携帯型電子機器において、携帯型電子機器の移動状態を検出する加速度センサと、加速度センサにより検出された移動量があらかじめ設定された閾値から超えているか否かを判定する判定手段と、移動量が前記閾値より超えていると判定された場合、前記タッチパネルからのデータ入力を禁止する制御手段と、前記タッチパネルからのデータ入力が禁止されていることを前記ディスプレイに表示する表示手段と、を有して構成されている。これにより、タッチパネルが操作できる状態で移動させるときに、自動的にタッチパネルの入力を禁止にすることで誤操作を防止することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−８７０７６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、従来技術は、操作入力装置の移動時を対象としており、操作入力装置が使用状態で置かれている場合に、操作入力装置に対して振動、衝撃等が加わったときの入力制御は何ら規定されていない。したがって、操作入力装置が使用状態のとき、例えば、操作入力装置が車両に搭載された場合において、道路の段差等で衝撃を受けて指が意図せず大きく動くことで操作量大と認識されて誤動作し、これにより不快感を有する場合がある、という問題があった。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、振動、衝撃等が加わったときの操作の誤動作を抑制することができる操作入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］上記目的を達成するため、検出対象物の操作の状態を検出する検出面を備えた操作検出部と、前記操作検出部が搭載される搭載部の衝撃を検出する衝撃検出部と、前記検出部が検出した衝撃量に基づいて、前記操作検出部が検出した操作量の反映を判断する判断部を備えた制御部と、を有する操作入力装置を提供する。
［２］前記判断部は、前記操作検出部が検出した所定の値を超えるかどうかの操作量の大小、及び、前記衝撃検出部が検出した所定の値を超えるかどうかの衝撃量の大小の組み合わせに基づいて、前記操作量の大小を反映させて操作の状態を検出する、上記［１］に記載の操作入力装置であってもよい。
［３］また、前記判断部は、前記操作検出部が検出した操作量が大、及び、前記衝撃検出部が検出した衝撃量が大のとき、前記操作量を反映させないようにする、上記［１］又は［２］に記載の操作入力装置であってもよい。
［４］また、前記操作はなぞり操作であり、前記操作量は前記検出面内のなぞり量である、上記［１］から［３］のいずれか１に記載の操作入力装置であってもよい。
［５］また、前記衝撃量は、前記検出面の面内成分の量である、上記［１］から［４］のいずれか１に記載の操作入力装置であってもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の操作入力装置によれば、振動、衝撃等が加わったときの操作の誤動作を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る操作入力装置の全体構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る操作入力装置が車両に搭載された場合の構成を示す車室内の立体斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る操作入力装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】図４は、操作量演算結果及び衝撃検知結果と操作の反映との関係を４つのパターンに分類して表形式で示したパターン図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（本発明の実施の形態）
本発明の実施の形態に係る操作入力装置１は、図１に示すように、検出対象物の操作の状態を検出する操作面１０ａを備えた操作検出部としてのタッチセンサ１０と、タッチセンサ１０が搭載される搭載部の衝撃を検出する衝撃検出部である加速度センサ２０と、加速度センサ２０が検出した衝撃量に基づいて、タッチセンサ１０が検出した操作量の反映を判断する判断部３６を備えた制御部３０と、を有して構成されている。
【００１１】
（タッチセンサ１０）
操作検出部としてのタッチセンサ１０は、２次元座標が検出可能な、例えば、静電容量方式の２次元タッチセンサである。タッチセンサ１０はベースとしての搭載部に搭載される。図２に示すように、搭載部としては、例えば、車両８である。タッチセンサ１０は、図２に示すように、例えば、センターコンソール８２に装着され、運転者等の操作者が手指により操作面１０ａをなぞり操作、タッチ操作等する。
【００１２】
タッチセンサ１０は、操作面１０ａをなぞり操作、タッチ操作することにより、操作位置を２次元座標として検出することができる。タッチセンサ１０は、静電容量式タッチセンサであって、２次元タッチセンサを構成する交差して配置される駆動電極１１と検出電極１２の交差する点で生成される静電容量（相互容量）を読み出す。一例として、読み出した静電容量に対してアナログ・デジタル変換処理などを行った静電容量カウント値として静電容量信号Ｓｃを生成して制御部３０に出力する。
【００１３】
タッチセンサ１０は、なぞり操作により、操作対象機器１５の遠隔操作ができるように構成されている。操作対象機器１５が表示装置の場合は、文字、マーク等を表示させて入力操作をすることができる。また、操作対象機器１５が制御機器の場合は、オーディオ機器の音量調節、空調機器の温度調節等の操作ができるように構成されている。
【００１４】
タッチセンサ１０は、例えば、上記説明した静電容量方式の２次元タッチセンサであるが、これには限定されず、例えば、抵抗膜センサ等の他の方式によるものであってもよい。
【００１５】
（操作対象機器１５）
操作対象機器１５は、図１に示すように、タッチセンサ１０による操作の対象となる機器であり、例えば、各種表示装置、オーディオ機器、空調機器等である。操作対象機器１５は、図１に示すように、入力される制御信号ＳＤに基づいて制御される。本実施の形態では、操作対象機器１５は、車両８に搭載されるオーディオ機器として説明する。
【００１６】
（加速度センサ２０）
衝撃検出部としての加速度センサ２０は、タッチセンサ１０が搭載される搭載部の衝撃検出結果としての衝撃量を加速度として検出するものである。本実施の形態では、搭載部としては、車両８とする。図２に示すように、加速度センサ２０は、車両８の一部に装着され、主に車両振動、衝撃を加速度信号ＳＧとして検出して制御部３０に出力する。なお、加速度センサ２０は、タッチセンサ１０の近くに装着されるのが好ましい。
【００１７】
加速度センサ２０は、加速度の測定を目的とした慣性センサである。加速度を測定し、適切な信号処理を行うことによって、傾きや動き、振動や衝撃といったさまざまな情報が得られる。加速度センサには多くの種類があるが、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）技術を応用したＭＥＭＳ加速度センサが使用できる。ＭＥＭＳ型加速度センサは、加速度を検出する検出素子部と、検出素子からの信号を増幅、調整して出力する信号処理回路で構成されている。例えば、静電容量検出方式の加速度センサは、センサ素子可動部と固定部の間の静電容量変化を検出するものである。
【００１８】
なお変形例として、加速度センサの代わりに、例えば、操作に基づくタッチセンサ１０に付加された荷重を検出可能な荷重センサであっても良い。荷重センサは、盤面へのタッチ操作による操作荷重を検出できるものであればよく、例えば、ひずみゲージが使用可能である。ひずみゲージは、薄い絶縁体上にジグザグ形状にレイアウトされた金属の抵抗体（金属箔）が取り付けられた構造をしており、変形による電気抵抗の変化を測定することによりひずみ量を検出するものである。このひずみゲージは、１００万分の１のひずみを容易に検出できるもので、検出されたひずみ量から盤面の応力が算出でき、これにより操作荷重を算出することができる。なお、ひずみ量と操作荷重の関係は、予めキャリブレーション等により求めておく。
【００１９】
本実施の形態では、小型で安価な３軸加速度センサ（３Ｇセンサ）をタッチセンサ１０の近傍に搭載する。３軸加速度センサは、ＸＹＺ軸の３方向の加速度を１デバイスで測定できるＭＥＭＳセンサの一種である。微小な衝撃、加速度まで測定可能である。代表的な３軸加速度センサには、ピエゾ抵抗型３軸加速度センサ、静電容量型３軸加速度センサ、熱検知型３軸加速度センサがある。
【００２０】
図２に示すように、加速度センサ２０として、３軸加速度センサ（３Ｇセンサ）をタッチセンサ１０の近傍に搭載する場合に、上下方向の検出方向を車両の上下方向に合わせて設置する。このような取り付け姿勢にすると、車両の上下方向の加速度を検出することができ、また、上下軸に直交する方向の加速度、すなわち、タッチセンサ１０の操作面１０ａの面内成分の加速度を検出することができる。
【００２１】
タッチセンサ１０の操作面１０ａに対する法線方向の加速度は、道路の段差等による衝撃により発生し、操作面１０ａに対するタッチ操作に対して特に影響が大きい。また、タッチセンサ１０の操作面１０ａの面内方向の衝撃、振動は、操作面１０ａを指等でなぞり操作する場合に特に影響が大きい。
【００２２】
加速度センサ２０が検出する結果は、上記示した操作面１０ａの法線方向の加速度、操作面１０ａの面内方向の加速度、また、すべての方向の加速度の大きさを示す最大加速度、等の任意の加速度に設定することが可能である。特に、なぞり操作に対する誤操作を抑制、防止するためには、加速度センサ２０による衝撃量として、操作面１０ａの面内方向の加速度を使用するのが好ましい。
【００２３】
（制御部３０）
制御部３０は、タッチ検出部３２、衝撃検出部３４、判断部３６、記憶部３８等を備えた例えばマイクロコンピュータで構成されている。制御部３０は、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、半導体メモリであるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などから構成される。なお、制御部３０は、図１に示すように、タッチ検出部３２、衝撃検出部３４、判断部３６が一体に構成されている必要はなく、例えば、タッチ検出部３２はタッチセンサ１０、衝撃検出部３４は加速度センサ２０に備えられて、記憶部３８は外部メモリを用いる、等の構成であってもよい。記憶部３８には、タッチ検出用のタッチ閾値、操作量の大小を判断する閾値、衝撃量の大小を判断する閾値、等が記憶されている。
【００２４】
（タッチ検出部３２によるタッチ検出動作）
タッチ検出部３２は、タッチセンサ１０を構成する１つの駆動電極１１に駆動信号が供給されている間に検出電極１２の接続を順次、周期的に切り替え、交差して配置される駆動電極１１と検出電極１２の交差する点で生成される静電容量（相互容量）を読み出す。一例として、読み出した静電容量に対してアナログ・デジタル変換処理などを行った静電容量カウント値として静電容量信号Ｓｃを生成して制御部３０に出力する。これにより、タッチセンサ１０の２次元位置における静電容量を検出することができ、タッチセンサ１０への手指の接触（タッチ）や近接を検出することができる。タッチ閾値以上の領域の中心又は重心の座標をタッチ点とすることができる。また、タッチ点を時系列での検出結果として、なぞり操作の操作量を検出することができる。なぞり操作の操作量は、所定時間、すなわち、所定のサンプリング時間内の操作量として検出することができる。
【００２５】
（衝撃検出部３４による衝撃検出動作）
上記したように、加速度センサ２０によりタッチセンサ１０、または、その近傍に作用する所定の方向の衝撃量として、加速度を検出する。
【００２６】
（判断部３６による操作量の大小判断動作）
判断部３６は、なぞり操作の操作量を所定の閾値と比較することにより、操作量が小さいか、大きいかを判断する。所定の閾値は、任意に設定できる。本実施の形態に係る操作入力装置が車両に搭載される場合は、操作される車種、載置される位置等により最適化した値を閾値として設定することができる。これにより、判断部３６は、なぞり操作の操作量の大小を検出することができる。
【００２７】
（判断部３６による衝撃量の大小判断動作）
判断部３６は、衝撃量としての加速度を所定の閾値と比較することにより、衝撃量が小さいか、大きいかを判断する。所定の閾値は、任意に設定できる。本実施の形態に係る操作入力装置が車両に搭載される場合は、上下方向、操作面１０ａの面内方向、または、最大加速度の方向の値を閾値として設定することができる。これにより、判断部３６は、衝撃量の大小を検出することができる。
【００２８】
（操作入力装置１の動作）
図３は、本発明の実施の形態に係る操作入力装置の動作を示すフローチャートである。また、図４は、操作量演算結果及び衝撃検知結果と操作の反映との関係を４つのパターンに分類して表形式で示したパターン図である。以下、図３のフローチャートにしたがって、操作入力装置１の動作を説明する。
【００２９】
（Ｓｔｅｐ１）
制御部３０は、タッチ検出部３２により、タッチセンサ１０への手指の接触（タッチ）を検出する。本実施の形態では、所定のサンプリング時間内の操作量として、なぞり操作の操作量を検出する。
【００３０】
（Ｓｔｅｐ２）
制御部３０は、判断部３６により、なぞり操作の操作量が閾値を超えたかどうかを判断する。操作量が閾値を超えた場合は、操作量大として、Ｓｔｅｐ３へ進み（Ｓｔｅｐ２：Ｙｅｓ）、操作量が閾値を超えない場合は、操作量小として、Ｓｔｅｐ５へ進む（Ｓｔｅｐ２：Ｎｏ）。
【００３１】
（Ｓｔｅｐ３）
制御部３０は、衝撃検出部３４により、衝撃量として加速度を検出する。
【００３２】
（Ｓｔｅｐ４）
制御部３０は、判断部３６により、衝撃量（加速度）が閾値を超えたかどうかを判断する。衝撃量（加速度）が閾値を超えた場合は、衝撃量大として、Ｓｔｅｐ１へ戻り（Ｓｔｅｐ４：Ｙｅｓ）、衝撃量（加速度）が閾値を超えない場合は、衝撃量小として、Ｓｔｅｐ５へ進む（Ｓｔｅｐ４：Ｎｏ）。
【００３３】
Ｓｔｅｐ４において、なぞり操作が操作量大であり、かつ、衝撃量大の場合は、操作を反映させないで、Ｓｔｅｐ１へ戻ることにより、誤操作を抑制、防止する。
【００３４】
（Ｓｔｅｐ５）
制御部３０は、操作量を反映させる処理を実行する。すなわち、制御部３０は、なぞりの操作量を制御信号ＳＤとして操作対象機器１５に出力して操作量入力処理を実行する。これにより、車載装置が例えば、オーディオ装置の場合は、例えば音量調節量を所定メモリ分として増減させることができる。
【００３５】
上記の動作は、制御部３０に実行停止の割込み信号が入力されるまで、繰り返して実行される。
【００３６】
ここで、図４は、操作量演算結果及び衝撃検知結果と操作の反映との関係を４つのパターンに分類して表形式で示したパターン図である。パターン１は、なぞり操作量小で衝撃無しの場合であり、操作量小にて動作する。操作量は、例えば、オーディオ装置の場合は、音量調節量を１メモリ分だけ増減させることができる。パターン２は、なぞり操作量小で衝撃有りの場合であり、操作量小にて動作する。操作量は、例えば、オーディオ装置の場合は、音量調節量を１メモリ分だけ増減させることができる。パターン３は、なぞり操作量大で衝撃無しの場合であり、操作量大にて動作する。操作量は、例えば、オーディオ装置の場合は、音量調節量を２メモリ分だけ増減させることができる。
【００３７】
パターン４は、なぞり操作量大で衝撃有りの場合である。衝撃により操作量が大になったものとして、操作量を反映させない制御とすることができる。すなわち、オーディオ装置の場合は、音量調節を行なわない。
【００３８】
（実施の形態の効果）
本発明の実施の形態に係る操作入力装置１は、検出対象物の操作の状態を検出する操作面１０ａを備えた操作検出部としてのタッチセンサ１０と、タッチセンサ１０が搭載される搭載部の衝撃を検出する衝撃検出部である加速度センサ２０と、加速度センサ２０が検出した衝撃量に基づいて、タッチセンサ１０が検出した操作量の反映を判断する判断部３６を備えた制御部３０と、を有して構成されている。このような構成により、振動または衝撃があった際の、なぞり操作に対する誤動作が抑制、防止できる。これにより、走行条件に対するユーザー操作への影響を軽減し、意図しない動作による不快感を無くすことが可能になる。
【００３９】
以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４０】
１…操作入力装置、８…車両、１０…タッチセンサ、１０ａ…操作面、１１…駆動電極、１２…検出電極、１５…操作対象機器、２０…加速度センサ、３０…制御部、３２…タッチ検出部、３４…衝撃検出部、３６…判断部、３８…記憶部、８２…センターコンソール、Ｓｃ…静電容量信号、ＳＤ…制御信号、ＳＧ…加速度信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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