(57)【要約】【課題】タッチパッドの盤面角度を、接触する操作者の指の角度に見合った角度に変えることを可能とした入力装置を提供する。【解決手段】入力装置１０は、操作者の指が接触する複数の接触領域を検出するタッチパッド１１と、接触領域の２つ又は複数のタッチパッド１１の検出情報に基づいてタッチパッド１１の角度を設定する制御部１８とを備える。【選択図】図５
2015133042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者の指が接触する複数の接触領域を検出するタッチパッドと、
前記接触領域の２つ又は複数の前記タッチパッドの検出情報に基づいて前記タッチパッドの角度を設定する制御部と、
を備えたことを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記タッチパッドにより検出された容量値の差分が所定のしきい値を満たしているか否かを判定し、その判定結果に基づき前記タッチパッドの角度を設定することを特徴とする請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記接触領域を外部に露出した状態で前記タッチパッドを回転可能に支持する支持体が設けられ、
前記支持体には、前記タッチパッドを水平方向に対して傾斜する方向に回転させるアクチュエータ部が設けられてなることを特徴とする請求項１又は２記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチセンサを備えた入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーナビゲーション装置の操作を行う運転者の指の動作に対応して処理を行う操作入力装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記特許文献１に記載された従来の操作入力装置は、指による入力位置を検出する手指操作入力部と、手指操作入力部を操作する際に掌を置く台となるパームレスト部とが隣接して固定された状態で配置されている。手指操作入力部の表面は、パームレスト部の表面の前方への延長面より下方に傾斜している。
【０００４】
上記従来の操作入力装置は、手指操作入力部の表面がパームレスト部の表面よりも下方に傾斜しているので、掌をパームレスト部に載置した際には、指先が自然に曲がる位置に手指操作入力部があり、指先の腹の部分が自然に手指操作入力部の表面に触れる。よって、運転者等の指先が手指操作入力部に触れる接触面積が常に一定になるので、運転者等が感じるオンするための力にバラツキが生じにくく、指先からタッチ位置までの距離にバラツキが生じにくいとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１８１４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、運転者等の個性は多種多様であり、各個人の腕や手の高さや向きなどが異なる。上記特許文献１記載の従来の操作入力装置は、手指操作入力部の表面がパームレスト部の表面よりも下方に傾斜した状態で搭載箇所に固定されることから、運転者等の各個人が、例えば同じフリック操作等を行ったとしても、手指操作入力部の表面に対する運転者等の指先の当たり方が変わって手指操作入力部の表面をなぞっている量が少なくなり、フリック操作を認識できない場合がある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、タッチパッドの盤面角度を、接触する操作者の指の角度に見合った角度に変えることを可能とした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】
【０００８】
［１］本発明は、操作者の指が接触する複数の接触領域を検出するタッチパッドと、前記接触領域の２つ又は複数の前記タッチパッドの検出情報に基づいて前記タッチパッドの角度を設定する制御部と、を備えたことを特徴とする入力装置にある。
【０００９】
［２］上記［１］記載の前記制御部は、前記タッチパッドにより検出された容量値の差分が所定のしきい値を満たしているか否かを判定し、その判定結果に基づき前記タッチパッドの角度を設定することを特徴とする。
【００１０】
［３］上記［１］又は［２］記載の前記接触領域を外部に露出した状態で前記タッチパッドを回転可能に支持する支持体が設けられ、前記支持体には、前記タッチパッドを水平方向に対して傾斜する方向に回転させるアクチュエータ部が設けられてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、配置箇所に影響されることなく、操作者の指の当たり方が変わりにくい入力装置が効果的に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に好適な実施の形態に係る入力装置を備えた車両の前部座席前方を説明するための要部斜視図である。
【図２】実施の形態に係る入力装置のアクチュエータ部の一例を説明するための図である。
【図３】実施の形態に係る入力装置の機能の一例を説明するための機能ブロック図である。
【図４】実施の形態に係る入力装置の機能の一例を説明するための図（ａ）及び（ｂ）である。
【図５】実施の形態に係る入力装置の動作の一例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】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００１４】
（車両の前部座席前方の構成）
図１において、車両１の運転席２及び助手席３の前方には、計器類や助手席用エアバッグなどが装着された合成樹脂製のインストルメントパネル４が車幅方向に配置されている。このインストルメントパネル４の中央部付近に配置されたセンタークラスタ５の意匠面側には、各種の選択画面を表示可能なセンターディスプレイ６が設けられている。このセンターディスプレイ６の選択画面は、例えばメニュー画面、地図画面、オーディオ画面やエアコン画面などの各種の画面である。
【００１５】
車両１の運転席２及び助手席３の間に配置された合成樹脂製のセンターコンソール７の内部には、図１に示すように、表面を外部に露出した状態で入力装置１０が収容されている。この入力装置１０は、センターディスプレイ６に図示しない配線を介して接続されている。このセンターコンソール７のコンソールボックスの開口を開閉するコンソールリッド８は、運転席２に着座した乗員の掌が載せられるパームレストとして形成されている。
【００１６】
（入力装置の構成）
この入力装置１０は、図１及び図２に示すように、操作者の指でタッチパッド１１をタッチ入力すると、タッチ入力された接触領域がタッチセンサ１２によって検出され、この接触領域に対応した位置検出信号がセンターディスプレイ６上の項目ボタンを選択決定する遠隔操作式の入力装置として構成されている。この入力装置１０の操作対称となる車載機器は、例えばカーナビゲーション装置、オーディオ装置、エアコンディショナ装置や通信装置等である。
【００１７】
図示例によるタッチセンサ１２は、操作者の指により、タッチパッド１１に対してタッチ入力を行った際の静電容量を検出する静電容量方式のタッチセンサであり、タッチ入力の二次元の位置及び静電容量の容量値を検出する。タッチセンサ１２としては、静電容量方式以外の抵抗膜方式、感圧式や光学式等の公知のタッチセンサを用いることも可能である。
【００１８】
（アクチュエータ部の構成）
このタッチパッド１１は、図２に示すように、合成樹脂製のタッチパッド支持体１３に支持されている。このタッチパッド支持体１３には、図示しない軸支部を介して回転可能に支持された支持軸１３ａが固定されている。この支持軸１３ａには、ウォームホイール１４が固定されている。このウォームホイール１４には、正逆回転可能なモータ１５の回転軸に固定されたウォーム１６が噛合されている。
【００１９】
このモータ１５、モータ１５の回転軸に固定されたウォーム１６、及びウォーム１６に噛み合うウォームホイール１４により構成されたアクチュエータ部と、支持軸１３ａにウォームホイール１４を固定したタッチパッド支持体１３とによって、タッチパッド１１は、接触領域を外部に露出した状態でセンターコンソール７の意匠面に沿う水平方向に対して傾斜する方向に回転可能に保持されている。
【００２０】
（角度検出部の構成）
この入力装置１０は、図２及び図３に示すように、センターコンソール７の意匠面に沿う水平方向に対するタッチパッド１１の角度を検出する角度検出部１７を備えている。この角度検出部１７は、特に限定するものではないが、タッチパッド支持体１３又は支持軸１３ａの部分に設けられており、タッチパッド支持体１３の角度を直接的に検出する。
【００２１】
この角度検出部１７を取り付ける他の一例としては、タッチパッド支持体１３を回転駆動するモータ１５に取り付けることで、タッチパッド支持体１３の角度を間欠的に検出する構成であっても構わない。なお、図２においては、タッチパッド支持体１３の支持軸１３ａに角度検出部１７を取り付ける構成が例示されており、図３においては、モータ１５に角度検出部１７を取り付ける構成が例示されている。
【００２２】
この角度検出部１７は、タッチパッド１１を傾斜する前の初期位置から傾斜したときの傾斜角度を検出する角度検出センサにより構成される。この角度検出センサとしては、例えばエンコーダ、静電容量式センサ、磁気センサ式センサや抵抗式センサ等を利用した一般的な角度検出センサが用いられる。
【００２３】
ここで、傾斜角度とは、例えばセンターコンソール７の意匠面に沿う水平方向を０度の基準角度としたとき、この基準角度から所定の角度をもって傾いた方向をいう。この基準角度及び傾斜角度は、適宜に設定変更可能である。この角度検出部１７の検出値は、制御部１８へ出力される。
【００２４】
（容量検出部の構成）
このタッチセンサ１２は、図２及び図３に示すように、タッチ入力されたときの操作者の指とタッチセンサ１２との接触による容量値を検出する容量検出部としての機能を有している。この容量検出部は、タッチパッド１１に対して操作者がタッチ入力を行った際の接触面積に応じて変化する静電容量の容量値を検出する。
【００２５】
このタッチセンサ１２は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、タッチパッド１１を操作者の指Ｆの角度に見合った所要の角度に設定するときにも用いられており、タッチパッド１１の手前から遠ざかる第１の接触領域Ｐ１と、タッチパッド１１の手前に近づく第２の接触領域Ｐ２との２点に操作者の指Ｆが交互にタッチ入力された場合は、操作者の指Ｆが接触した第１の接触領域Ｐ１に比例して形成される容量Ｃ１と、操作者の指Ｆが接触した第２の接触領域Ｐ２に比例して形成される容量Ｃ２とが検出される。
【００２６】
これらの検出情報は、タッチパッド１１に対して操作者がタッチ入力を行った際の接触面積、容量に比例する電圧値あるいは電圧をＡ／Ｄ変換したカウント値として制御部１８へ出力される。
【００２７】
（制御部の構成）
このタッチパッド１１を所要の角度に制御する制御部１８は、図３に示すように、記憶されたプログラムに従い取得したデータに演算及び処理等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）等の各種の構成要素を有するマイクロコンピュータにより構成されており、この実施の形態に係る入力装置の主要な特徴部を有している。
【００２８】
この制御部１８は、タッチセンサ１２により検出された接触領域Ｐ１，Ｐ２の容量Ｃ１，Ｃ２を示す信号を受け取り、接触領域Ｐ１の容量Ｃ１と接触領域Ｐ２の容量Ｃ２との差分を算出する。この差分が所定のしきい値を満たしているか否かを比較判定し、その判定結果に基づきタッチパッド１１の角度が調整される。
【００２９】
この差分がゼロ付近にある場合は、タッチパッド１１の角度が現状のままに保持される。差分がマイナスとなる場合は、モータ回転方向の極性を逆にすることで、制御部１８により、タッチパッド１１が接触領域Ｐ１から接触領域Ｐ２へ向けて下り勾配となる方向に回転するように制御される。一方、差分がプラスとなる場合は、制御部１８により、タッチパッド１１が接触領域Ｐ１から接触領域Ｐ２へ向けて上り勾配となる方向に回転するように制御される。
【００３０】
この接触領域Ｐ１，Ｐ２の容量Ｃ１，Ｃ２の差分が、所定のしきい値以下である場合は、タッチパッド１１の角度が記憶部１９に記憶される。一方、接触領域Ｐ１，Ｐ２の容量Ｃ１，Ｃ２の差分が所定のしきい値よりも大きい場合は、制御部１８からの制御信号が駆動制御部２０を介してモータ１５へ出力される。モータ１５の回転に基づくアクチュエータ部の駆動により、タッチパッド１１の角度が自動的に調整される。
【００３１】
タッチパッド１１の角度が制御されるため、制御部１８は、タッチセンサ１２の容量の容量値と角度検出部１７の傾斜角度との関係を初期設定（キャリブレーション処理）する。このキャリブレーション処理は、操作者が入力装置１０を操作する前に一度だけ実行されればよく、記憶部１９に記憶しておくことで再利用することができる。これにより、操作者が入力装置１０を利用する度にキャリブレーション処理を行う必要がない。
【００３２】
この制御部１８は、記憶部１９に記憶されたタッチパッド１１の角度を更新することで、個体差及び動作環境の変化などの影響を受けずに操作の違和感発生の頻度を低減することが可能となる。過去ｎ回分のタッチパッド１１の角度の平均値を更新値とし、その更新値を新たなタッチパッド１１の角度として用いることができる。
【００３３】
この制御部１８は、タッチセンサ１２からの容量情報と角度検出部１７からの傾斜角度情報とを用いて、操作者の指Ｆがタッチパッド１１にタッチした接触領域に応じて、タッチパッド１１の角度を制御し、制御した角度が所定のしきい値を満たすか否かを判定することもできる。このしきい値を変化させることでタッチパッド１１の角度を変化させる構成とすることもできる。
【００３４】
接触領域Ｐ１，Ｐ２の２つの容量Ｃ１，Ｃ２の差分に基づきタッチパッド１１の角度を設定する制御部１８の構成に限定されるものではなく、制御部１８は、例えば複数の接触領域のそれぞれの容量の差分に基づいて、タッチパッド１１の角度を設定する構成であっても構わない。
【００３５】
なお、タッチパッド１１が第１の接触領域Ｐ１から第２の接触領域Ｐ２に向けて下り勾配となっている状態で、例えば人差し指を接触する場合は、タッチパッド１１に対する容量Ｃ１，Ｃ２は、第１の接触領域Ｐ１から第２の接触領域Ｐ２に近づくにつれて小さくなることが一般的である（Ｃ１＞Ｃ２）。一方、人差し指をなぞり操作する場合は、人差し指の移動量は、第１の接触領域Ｐ１から第２の接触領域Ｐ２に近づくにつれて小さくなることが一般的である。従って、タッチパッド１１の手前の第２の接触領域Ｐ２をタッチパッド１１の角度設定の基準位置に取ることが好適である。
【００３６】
（入力装置の動作）
図５を参照すると、同図には、タッチパッド１１の角度を制御する動作の一例が示されている。いま、メカニカルキーがキーシリンダのＡＣＣ位置にキー操作されており、車両電源がオン状態にある。操作者の指がタッチパッド１１に接触すると、タッチパッド１１の角度制御がスタートする。
【００３７】
タッチパッド１１の角度制御がスタートすると、先ず、制御部１８は、図４（ａ）〜図５に示すように、操作者の指Ｆが接触した第１の接触領域Ｐ１の容量Ｃ１と、操作者の指Ｆが接触した第２の接触領域Ｐ２の容量Ｃ２とをタッチセンサ１２から取得する（ステップＳ１，Ｓ２）。続いて、処理は、ステップＳ３へ移行する。
【００３８】
ステップＳ３の処理において、制御部１８は、接触領域Ｐ１の容量Ｃ１と接触領域Ｐ２の容量Ｃ２との差分を算出する。続いて、ステップＳ４の処理へ移行する。ステップＳ４の処理において、制御部１８は、接触領域Ｐ１の容量Ｃ１と接触領域Ｐ２の容量Ｃ２との差分が所定のしきい値を満たしているか否かを判定する。
【００３９】
ステップＳ４の処理において、接触領域Ｐ１の容量Ｃ１と接触領域Ｐ２の容量Ｃ２との差分が所定のしきい値を満たしていないと判定した場合は、タッチパッド１１の角度を制御する（ステップＳ５）。
【００４０】
ステップＳ５の処理は、接触領域Ｐ１の容量Ｃ１と接触領域Ｐ２の容量Ｃ２との差分のプラス及びマイナスに応じて、モータ回転方向の極性を制御しながら、接触領域Ｐ１の容量Ｃ１と接触領域Ｐ２の容量Ｃ２との差分が所定のしきい値以下になるまで継続する（ステップＳ１〜Ｓ４）。このキャリブレーション処理により、接触領域Ｐ１の容量Ｃ１と接触領域Ｐ２の容量Ｃ２との差分が所定のしきい値以下に収束して、タッチパッド１１の角度が制御される。
【００４１】
一方、ステップＳ５の処理において、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、接触領域Ｐ１の容量Ｃ１と接触領域Ｐ２の容量Ｃ２との差分が所定のしきい値を満たしていると判定した場合は、制御部１８は、タッチパッド１１の角度を設定・記憶する（ステップＳ６）。次のステップＳ７，Ｓ８の処理により、タッチパッド１１の角度の更新を行い、更新した角度を履歴情報として記憶部１９に保存する。
【００４２】
ステップＳ７の処理において、制御部１８は、記憶部１９を参照することで接触領域Ｐ１の容量Ｃ１と接触領域Ｐ２の容量Ｃ２とに関連する過去Ｎ回分の角度情報を取得し、この過去Ｎ回分の角度情報と新規の角度情報とに基づいて平均値を算出することで、タッチパッド１１の角度の更新を行い、更新した角度を履歴情報として記憶部１９に保存することも可能である。
【００４３】
以上の処理により、ステップＳ１からステップＳ８に至る一連のタッチパッド１１の角度を設定する動作が全て終了する。
【００４４】
（実施の形態の効果）
上記のように構成された入力装置１０を採用することで、上記効果に加えて以下の効果が得られる。
【００４５】
（１）操作者の指Ｆがタッチパッド１１の手前から遠ざかる第１の接触領域Ｐ１とタッチパッド１１の手前に近づく第２の接触領域Ｐ２との間のなぞりやフリックなどの各種の操作の認識率を向上させることができる。
（２）操作者の指Ｆがタッチパッド１１の手前に近づく第２の接触領域Ｐ２に対する操作性を向上させることができる。
（３）操作者の指Ｆとタッチパッド１１の接触領域との間に形成される静電容量（タッチ容量）の検出感度の低下、及びタッチパッド１１の接触領域の検出分解能の低下を防止することができる。
（４）車載に搭載する際は、タッチパッド１１の盤面（タッチ面）の角度を気にすることなく、搭載位置を決めることが可能となる。
【００４６】
［変形例］
本発明における入力装置１０においては、上記変形例に加えて、次に示すような変形例も可能である。
【００４７】
（１）上記入力装置１０は、例えば使用目的などに応じて配置位置や配置形態などを適宜に選択すればよく、本発明の初期の目的を達成することができる。上記入力装置１０としては、センターコンソール７以外のアームレストやドアトリム部等にも設けることができる。
（２）上記入力装置１０は、車載機器に限らず、例えばゲーム機、パーソナルコンピュータや携帯電話機などの各種の端末装置に適用することができることは勿論である。
【００４８】
以上の説明からも明らかなように、本発明に係る代表的な実施の形態、変形例及び図示例を例示したが、上記実施の形態、変形例及び図示例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。従って、上記実施の形態、変形例及び図示例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点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００４９】
１…車両、２…運転席、３…助手席、４…インストルメントパネル、５…センタークラスタ、６…センターディスプレイ、７…センターコンソール、８…コンソールリッド、１０…入力装置、１１…タッチパッド、１２…タッチセンサ、１３…タッチパッド支持体、１３ａ…支持軸、１４…ウォームホイール、１５…モータ、１６…ウォーム、１７…角度検出部、１８…制御部、１９…記憶部、Ｃ１，Ｃ２…容量、Ｆ…指、Ｐ１，Ｐ２…接触領域
【図１】
2015133042.tif 000003
【図２】
2015133042.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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