(57)【要約】【課題】車載入力装置の操作面上でなぞり操作をしている最中に「押込み操作」と誤判定されることの抑制と、押込み操作の操作性向上との両立を図る。【解決手段】車両に搭載された入力装置１０の操作面上における、ユーザの指先接触位置を検出する位置センサと、操作面に対するユーザの押込み操作力を検出する圧力センサとを備え、圧力センサの検出値（押し圧検出値）が第２閾値ＴＨ２以上であれば、押込み操作が為されたと判定する。そして、なぞり操作中の押し圧検出値を所定周期で逐次取得し、取得した複数の押し圧検出値（押圧履歴）に基づき第２閾値ＴＨ２を可変設定する。これによれば、弱い力でなぞり操作した場合（図３（ｄ）参照）には、その押圧履歴に基づき、第２閾値ＴＨ２を低い値に変更できる（図３（ｅ）参照）。よって、なぞり操作時の実際の押し圧に応じた閾値ＴＨ２を用いて、押込み操作の有無を判定できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された入力装置（１０）の操作面（１１ａ）上における、ユーザの指先接触位置を検出する位置センサ（１１）と、
前記操作面に対するユーザの押込み操作力を検出する圧力センサ（１２）と、
前記圧力センサの検出値が所定の閾値以上であれば、ユーザによる押込み操作が為されたと判定する押込み判定手段（１３ａ）と、
前記圧力センサの検出値を所定周期で逐次取得し、取得した複数の検出値に基づき前記閾値を可変設定する閾値設定手段（１３ａ、Ｓ２０、Ｓ４０、Ｓ５０）と、
を備えることを特徴とする入力検出システム。
【請求項２】
前記閾値設定手段は、取得した前記複数の検出値の平均値に基づき、前記閾値を設定することを特徴とする請求項１に記載の入力検出システム。
【請求項３】
前記閾値設定手段は、取得した前記複数の検出値の中から最大値および最小値を除いた値に基づき、前記閾値を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の入力検出システム。
【請求項４】
前記閾値設定手段は、前記車両の運転終了毎に、設定した前記閾値を初期値にリセットすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の入力検出システム。
【請求項５】
前記閾値設定手段は、前記車両が悪路走行中である場合に、前記閾値を増大させるよう補正することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の入力検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１記載の入力装置は、その操作面上におけるユーザの指先接触位置を検出する位置センサと、操作面に対するユーザの押込み操作力を検出する圧力センサと、を備えている。したがって、操作面を指先でなぞる（以下「なぞり操作」と記載）と、その指先位置が位置センサにより検出される。また、操作面上の所定位置を指先で押込む（以下「押込み操作」と記載）と、その押込み操作が圧力センサにより検出される。ユーザは、操作面に表示されている複数のアイコンボタンの中から、所望のボタンをなぞり操作で選択し、その後、押込み操作してそのボタンのコマンドを実行させる。
【０００３】
なお、なぞり操作の際にも圧力センサは指先からの圧力を検出するため、なぞり操作時の検出圧力により「押込み操作」と誤判定することが懸念される。この懸念に対し、特許文献１記載の入力装置では、圧力センサの検出値が所定の閾値以上であれば、押込み操作が為されたと判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５１９２７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、この種の入力装置を車両に搭載させた場合には、以下の問題が生じることが、本発明者らにより明らかとなった。すなわち、車両走行時の振動で、なぞり操作の最中に指先に一瞬力が入ることがある。また、悪路走行時には、ユーザが意図的に強く指先を操作面に押し付けながらなぞり操作することがある。これらの場合には、なぞり操作時であっても、圧力センサの検出値が閾値以上になりやすい。よって、なぞり操作時に「押込み操作」と誤判定する問題が生じる。
【０００６】
一方、閾値を高めに設定して前記誤判定を回避しようとすると、押込み操作をする時には、指先を強く押込むことが必要になるので、押込み操作の操作性が悪くなる。
【０００７】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、車載入力装置の操作面上でなぞり操作をしている最中に「押込み操作」と誤判定されることの抑制と、押込み操作の操作性向上との両立を図った入力検出システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する発明は以下の点を特徴とする。すなわち、車両に搭載された入力装置の操作面上における、ユーザの指先接触位置を検出する位置センサと、前記操作面に対するユーザの押込み操作力を検出する圧力センサと、前記圧力センサの検出値が所定の閾値以上であれば、ユーザによる押込み操作が為されたと判定する押込み判定手段と、前記圧力センサの検出値を所定周期で逐次取得し、取得した複数の検出値に基づき前記閾値を可変設定する閾値設定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、押込み操作の判定に用いる閾値を、圧力の履歴に基づき変更させることができる。そのため、先述の如くなぞり操作中に振動で力が入った場合や、悪路走行時に意図して強くなぞり操作した場合には、圧力履歴の値が全体的または一時的に高くなる筈であり、その状況の時だけ閾値を高めに設定するようにできる。よって、なぞり操作中に「押込み操作」と誤判定されることを抑制できる。一方、前記状況以外では、前記履歴の値が全体的に低くなる筈であり、この場合には閾値を低めに設定するようにできる。よって、指先を強く押込んで押込み操作することを回避でき、押込み操作の操作性を向上できる。
【００１０】
以上により、上記発明によれば、その時々の状況に応じて閾値を可変設定できるので、「押込み操作」と誤判定されることの抑制と、押込み操作の操作性向上との両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態において、入力装置と表示装置の車室内における配置レイアウトを示す図。
【図２】図２に示す入力装置の分解斜視図。
【図３】第１実施形態において、入力装置を操作した時の押し圧変化を示すタイムチャート。
【図４】第１実施形態において、押込み操作判定に用いる閾値を学習する手順を示すフローチャート。
【図５】本発明の第２実施形態において、押込み操作判定に用いる閾値の学習手法を説明するタイムチャート。
【図６】本発明の第３実施形態において、押込み操作判定に用いる閾値の学習手法を説明するタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明にかかる入力検出システムの各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中に同一符号を付すことで、その説明を援用する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１に示すように、入力装置１０は、車両の室内のうち車両ドライバ（ユーザ）の手が届く範囲内に搭載される。入力装置１０による操作内容は表示装置２０に表示される。表示装置２０はフロントウインドシールド３０の近傍に設置されている。入力装置１０は、運転席と助手席の間に位置するセンターコンソール４０に設置されている。つまり、入力装置１０と表示装置２０は別々に分離して配置されており、表示装置２０は入力装置１０よりも上方に配置されている。
【００１４】
このように、入力装置１０と表示装置２０を分離して配置することで、車両運転時の視線を大きく動かすことなく表示装置２０を見ることができるとともに、運転中のドライバが姿勢を崩さずに、手元に位置する入力装置１０を操作できる。
【００１５】
入力装置１０は、車両に搭載された各種機器の作動内容を操作する装置である。機器の具体例としては、ナビゲーション、オーディオ、空調等を行うものが挙げられる。表示装置２０には、上述した各種機器に対する操作内容が表示される他、各種機器の作動状態も表示される。
【００１６】
図２に示すように、入力装置１０は、シート状に形成された静電容量検出シート１１（位置センサ）と、シート状に形成された圧力検出シート１２（圧力センサ）と、回路基板１３とを、上下方向に積層配置して構成されている。なお、静電容量検出シート１１の表面は、ドライバが指先を接触させて操作する操作面１１ａとして機能する。
【００１７】
静電容量検出シート１１は、操作面１１ａに触れる指先による静電容量の変化を検出する。これにより、操作面１１ａ上におけるドライバの指先接触位置が検出される。圧力検出シート１２は、操作面１１ａが指先から受ける圧力を検出する。これにより、操作面１１ａに対するドライバの押込み操作力が検出される。回路基板１３には、マイクロコンピュータを有するＭＰＵ１３ａ（マイクロ・プロセッシング・ユニット）が実装されている。
【００１８】
静電容量検出シート１１から出力される信号（位置検出値）、および圧力検出シート１２から出力される信号（押し圧検出値）は、ＭＰＵ１３ａに入力される。なお、これらの位置検出値および押し圧検出値は、所定周期（例えば１０ミリ秒）でＭＰＵ１３ａに逐次入力される。前記所定周期は、例えばＭＰＵ１３ａが有するＣＰＵの演算周期に設定されている。
【００１９】
ＭＰＵ１３ａ（押込み判定手段）は、押し圧検出値に基づき、操作面１１ａを指先でなぞる操作、または、操作面１１ａを押し込む操作の有無を判定する。詳細には、なぞり操作判別用の第１閾値ＴＨ１と、押込み操作判別用の第２閾値ＴＨ２を予め設定しておく。そして、押し圧検出値（以下、単に「押し圧」と記載）が第１閾値ＴＨ１以上、かつ第２閾値ＴＨ２未満であれば、なぞり操作が為されていると判定する。また、押し圧が第２閾値ＴＨ２以上であれば、押込み操作が為されていると判定する。
【００２０】
ＭＰＵ１３ａは、なぞり操作が為されていると判定された場合には、位置検出値に基づき、操作面１１ａ上における指先接触位置を演算し、その演算結果（位置情報）を表示装置２０へ出力する。また、押込み操作が為されていると判定された場合には、押込み操作が為された旨（押込み情報）、およびその時の位置情報を表示装置２０へ出力する。
【００２１】
図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、表示装置２０には、カーソル２１および複数のアイコンボタン２２が表示されている。カーソル２１は、表示装置２０の表示領域のうち、入力装置１０から出力された位置情報に応じた位置に表示される。そして、所望のアイコンボタン２２上にカーソル２１を位置させるよう、ユーザがなぞり操作を行い、その後、そのカーソル位置で押込み操作を行うと、そのアイコンボタン２２に割り付けられているコマンド（例えば、先述した各種機器を起動させるコマンド）が出力される。
【００２２】
このように、ユーザが操作面１１ａに指先を置き、なぞり操作を行なって押込み操作を行うと、図３（ｄ）に示すように押し圧は変化する。すなわち、図３（ａ）に示す如く操作面１１ａに指先を置いたｔ１時点で、押し圧は第１閾値ＴＨ１以上かつ第２閾値ＴＨ２未満となり、なぞり操作の開始をＭＰＵ１３ａは検知する。図３（ｂ）に示す如くなぞり操作が為された後、図３（ｃ）に示す如く押込み操作を行ったｔ２時点で、押し圧は急上昇を開始する。その後、押し圧が第２閾値ＴＨ２に達したｔ３時点で、押込み操作をＭＰＵ１３ａは検知する。
【００２３】
さらにＭＰＵ１３ａ（閾値設定手段）は、上述した第２閾値ＴＨ２を、押し圧検出値の履歴に応じて可変設定する。以下、その可変設定の手順について、図４を用いて説明する。なお、図４の処理は、ＭＰＵ１３ａにより所定周期で繰り返し実行されるものである。
【００２４】
先ず、図４のステップＳ１０において、押し圧検出値に基づき、操作面１１ａに指先が触れているか否かを判定する。詳細には、押し圧が第１閾値ＴＨ１以上であれば触れていると判定する。つまり、なぞり操作の開始が検知されるまでは、触れていないと判定する。触れていなければ（Ｓ１０：ＮＯ）図４の処理を終了し、触れていると判定（Ｓ１０：ＹＥＳ）された場合には、次のステップＳ２０（閾値設定手段）において、押し圧検出値を所定周期で逐次取得して記憶する。つまり、押し圧の履歴を取得して記憶する。
【００２５】
続くステップＳ３０では、なぞり操作が終了したか否かを判定する。詳細には、押し圧が第１閾値ＴＨ１以上、かつ、位置情報の変化が所定未満またはゼロになった時点で、なぞり操作が終了したと判定する。なぞり操作が終了したと判定されるまでは、ステップＳ２０による押し圧検出値の取得を継続させる。なぞり操作が終了したと判定された場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）、押し圧検出値の取得を終了してステップＳ４０へ進む。要するに、なぞり操作中の押し圧を、所定周期で逐次取得して記憶する。
【００２６】
次のステップＳ４０（閾値設定手段）では、ステップＳ２０で取得したなぞり操作中の押し圧（押圧履歴）に基づき、押込み操作判別用の第２閾値ＴＨ２を算出する。詳細には、１回のなぞり操作中に取得した複数の押し圧検出値の平均値Ｐａｖｅ（図３（ｄ）参照）を算出する。そして、平均値Ｐａｖｅが高いほど第２閾値ＴＨ２を高い値に設定する。例えば、平均値Ｐａｖｅに所定係数（例えば１．５）を乗算して得られた値を、第２閾値ＴＨ２として算出する。続くステップＳ５０（閾値設定手段）では、ステップＳ４０で算出した第２閾値ＴＨ２に、その値を更新して学習する。
【００２７】
以上により、本実施形態によれば、なぞり操作時の押し圧をリアルタイムで逐次取得し、取得した押し圧の平均値に基づき、押込み操作判別用の第２閾値ＴＨ２を変更させるので、例えば弱い力でなぞり操作した場合（図３（ｄ）参照）には、その旨が学習されて第２閾値ＴＨ２が低い値に変更される（図３（ｅ）参照）。よって、その時々の状況に応じて第２閾値ＴＨ２を可変設定することにより、なぞり操作の最中に「押込み操作」と誤判定される機会が減るとともに、押込み操作に必要な押し込み力を最小限にでき、押し込みの操作性向上を図ることができる。
【００２８】
また、なぞり操作時の押圧履歴として、押し圧の平均値を用いるので、ステップＳ４０における第２閾値ＴＨ２の算出処理を簡素な処理にできる。
【００２９】
（第２実施形態）
本実施形態は、第２閾値ＴＨ２を算出する手法の変形例である。すなわち、図４のステップＳ４０において第２閾値ＴＨ２を算出するにあたり、ステップＳ２０で取得した複数の押し圧値（サンプリング値）のうち、図５に示す最大値Ｐｍａｘおよび最小値Ｐｍｉｎを除外し、残りのサンプリング値の平均値に基づき第２閾値ＴＨ２を算出する。
【００３０】
ここで、なぞり操作時における指先の力の入れ具合はユーザによって異なるが、なぞり操作時の押し圧平均値に基づき第２閾値ＴＨ２を変更するので、ユーザの力加減に応じた第２閾値ＴＨ２で押し込み操作の有無を判定できるようになる。しかし、車両の振動により一時的に指先に力が入ったり、力が抜けたりする場合がある。この点を鑑みた本実施形態では、一時的に指先に力が入った時のサンプリング値（最大値Ｐｍａｘ）や、一時的に指先の力が抜けた時のサンプリング値（最小値Ｐｍｉｎ）を除外して平均値を算出するので、そのユーザ力加減に応じた第２閾値ＴＨ２に設定することを、高精度で実現できる。
【００３１】
（第３実施形態）
本実施形態は、第２閾値ＴＨ２を算出する手法の変形例である。すなわち、図４のステップＳ４０において第２閾値ＴＨ２を算出するにあたり、ステップＳ２０で取得した複数の押し圧値をなぞり操作期間で積分する。図６に示す斜線部分の面積がその積分値に相当する。なお、なぞり操作期間の開始時点は、なぞり操作を検知したｔ１ｃ時点である。一方、なぞり操作期間の開始時点は、押込み操作を検知したｔ３ｃ時点から所定時間Ｔ１０を減算した時点としてもよいし、位置情報の変化が所定未満またはゼロになった時点としてもよい。
【００３２】
そして、このように算出した積分値を、なぞり操作の移動距離で除算し、その値（積分／距離）に基づき第２閾値ＴＨ２を算出する。例えば、上述した積分／距離に、所定の正の係数を乗算した値を第２閾値ＴＨ２として設定する。本実施形態によっても、上記各実施形態と同様の効果が発揮される。
【００３３】
（第４実施形態）
本実施形態では、図４のステップＳ５０で更新記憶した学習値を、車両の運転終了時にはメモリから削除する。そして、次回の車両運転開始時に、予め設定しておいた初期値を第２閾値ＴＨ２として設定するようリセットする。
【００３４】
ここで、なぞり操作時の押し圧はユーザ毎に異なるので、１回の車両運転中に第２閾値ＴＨ２を学習することは、ユーザに応じた値に第２閾値ＴＨ２を設定変更できるので意義がある。しかし、次回の車両運転時にも前回と同じユーザとは限らない。よって、前回運転時に設定した第２閾値ＴＨ２が、今回運転時のユーザにとって望ましい値から大きく異なる場合がある。
【００３５】
この点を鑑みた本実施形態では、車両の運転終了毎に第２閾値ＴＨ２を初期値にリセットするので、運転開始時の第２閾値ＴＨ２の値が、望ましい値から大きく異なることを回避できる。また、運転終了毎に学習値をメモリから削除するので、メモリ容量の軽減を図ることもできる。
【００３６】
（第５実施形態）
本実施形態にかかるＭＰＵ１３ａは、車両が悪路走行中であるか否かを判定し、悪路走行中と判定されている期間中には、図４のステップＳ４０で算出した第２閾値ＴＨ２を増大させるよう補正する。
【００３７】
より詳細に説明すると、図４のステップＳ２０で取得した複数の押し圧検出値のバラツキ度合いが所定以上であれば、悪路走行中であると判定する。そして、ステップＳ４０で算出した第２閾値ＴＨ２に、所定値を加算または所定係数を乗算して補正する。
【００３８】
ここで、車両走行時の振動により、なぞり操作の最中に指先に一瞬力が入ることは先述した通りであるが、悪路走行時には振動が大きくなるため、指先の力の入り具合は大きくなる。この点を鑑みた本実施形態では、悪路走行時には第２閾値ＴＨ２が大きくなるよう補正されるので、なぞり操作時に「押込み操作」と誤判定されるおそれを好適に抑制できる。
【００３９】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
【００４０】
・上記第１実施形態では、センターコンソール４０に入力装置１０が設置されている車両に本発明を適用しているが、図１中の一点鎖線に示すように、ステアリングコラム５０に入力装置１００が設置されている車両に本発明を適用してもよい。
【００４１】
・第２実施形態において最大値Ｐｍａｘおよび最小値Ｐｍｉｎを除外する思想と、第３実施形態において積分／距離に基づき第２閾値ＴＨ２を算出する思想とを、次のように組み合わせてもよい。つまり、最大値Ｐｍａｘおよび最小値Ｐｍｉｎを除外した押し圧の曲線に対して積分／距離の値を算出してもよい。
【００４２】
・上記第１実施形態では、静電容量の変化を検出する静電容量検出シート１１（位置センサ）により指先位置を検出しているが、例えばフォトセンサにより指先位置を検出してもよいし、圧力センサにより指先位置を検出してもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０…入力装置、１１…静電容量検出シート（位置センサ）、１１ａ…操作面、１２…圧力検出シート（圧力センサ）、１３ａ…ＭＰＵ（押込み判定手段、閾値設定手段）、Ｓ２０、Ｓ４０、Ｓ５０…閾値設定手段
【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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