JP2013145427A

JP2013145427A - 入力装置

Info

Publication number: JP2013145427A
Application number: JP2012004735A
Authority: JP
Inventors: Hiromoto Ishizuka; 博基石塚
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2012-01-13
Filing date: 2012-01-13
Publication date: 2013-07-25

Abstract

【課題】操作姿勢によって操作性が損なわれない入力装置を提供する。
【解決手段】入力装置１は、主に、基準検出領域２１になされた検出対象の接触を検出するタッチパッド２と、タッチパッド２に隣接して配置され、操作者の手が置かれる台であるパームレスト３と、操作者の手がパームレスト３に置かれたことを検出する検出部４と、検出部４による操作者の手がパームレスト３に置かれたことの検出に基づいて基準検出領域２１を変換領域２２に変換する変換部５と、を備えて概略構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、入力装置に関する。

従来の技術として、筐体の上面に設けられたパームレストと、パームレストに設けられた手検知センサと、筐体の前方の上部に設けられたタッチパネルと、筐体内に設けられ、パームレストを撮影する撮影装置と、筐体内に設けられ、パームレスト方向を照明する照明装置と、撮影された画像に基づいて指先位置を抽出する制御部と、を備えた操作入力装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この操作入力装置の制御部は、手検知センサがオンのとき、照明装置を点灯した状態で撮影装置により撮影された画像と、消灯した状態で撮影装置により撮影された画像と、を取得し、その画像の差に基づいて、接続された表示装置に手指画像を表示させるとともに指先位置を所定の印で表示させることができる。

特開２００９−１８１４２３号公報

しかし、従来の操作入力装置は、手首をパームレストに置いて操作する場合、操作者の操作姿勢によっては、入力を行う指の可動範囲が制限されることがある。

従って、本発明の目的は、操作姿勢によって操作性が損なわれない入力装置を提供することにある。

本発明の一態様は、第１の検出領域になされた検出対象の接触を検出する第１の検出部と、第１の検出部に隣接して配置され、操作者の手が置かれる台である台座と、操作者の手が台座に置かれたことを検出する第２の検出部と、第２の検出部による操作者の手が台座に置かれたことの検出に基づいて第１の検出領域を第２の検出領域に変換する変換部と、を備えた入力装置を提供する。

本発明によれば、操作姿勢によって操作性が損なわれないようにすることができる。

図１（ａ）は、実施の形態に係る入力装置が搭載された車両内部の概略図であり、（ｂ）は、入力装置のブロック図である。図２（ａ）は、実施の形態に係る入力装置の基準検出領域を説明するための概略図であり、（ｂ）は、基準検出領域を変換した変換領域を説明するための概略図である。図３（ａ）及び（ｂ）は、変換領域の変形例を説明するための概略図である。図４は、実施の形態に係る入力装置の動作を説明するためのフローチャートである。

（実施の形態の要約）
実施の形態に係る入力装置は、第１の検出領域になされた検出対象の接触を検出する第１の検出部と、第１の検出部に隣接して配置され、操作者の手が置かれる台である台座と、操作者の手が台座に置かれたことを検出する第２の検出部と、第２の検出部による操作者の手が台座に置かれたことの検出に基づいて第１の検出領域を第２の検出領域に変換する変換部と、を備える。

[実施の形態]
（入力装置１の構成）
図１（ａ）は、実施の形態に係る入力装置が搭載された車両内部の概略図であり、（ｂ）は、入力装置のブロック図である。図２（ａ）は、実施の形態に係る入力装置の基準検出領域を説明するための概略図であり、（ｂ）は、基準検出領域を変換した変換領域を説明するための概略図である。なお、実施の形態に係る各図において、部品と部品との比率は、実際の比率とは異なる場合がある。

この入力装置１は、例えば、図１（ａ）に示すように、車両８の運転席と助手席の間に位置するセンターコンソール８０に配置されている。

入力装置１は、例えば、接続された電子機器の操作を行うことができるものである。入力装置１は、例えば、検出対象としての導電性を有するペンや指による操作により、インストルメントパネル８１に配置された表示装置８２に表示されたカーソルの移動や選択、表示されたアイコンのドラッグ、ドロップ等の指示を行うことができるように構成されている。本実施の形態では、検出対象としての指による操作について説明する。

入力装置１は、主に、第１の検出領域としての基準検出領域２１になされた検出対象の接触を検出する第１の検出部としてのタッチパッド２と、タッチパッド２に隣接して配置され、操作者の手が置かれる台である台座としてのパームレスト３と、操作者の手がパームレスト３に置かれたことを検出する第２の検出部としての検出部４と、検出部４による操作者の手がパームレスト３に置かれたことの検出に基づいて基準検出領域２１を第２の検出領域としての変換領域２２に変換する変換部５と、を備えて概略構成されている。

（タッチパッド２の構成）
タッチパッド２としては、例えば、周知の抵抗膜方式、赤外線方式、ＳＡＷ方式、静電容量方式等のタッチパネルを用いることが可能である。本実施の形態のタッチパッド２は、一例として、静電容量方式のタッチパッドであるものとする。従って、タッチパッド２は、一例として、検出面２０に指が近づくことによる、図示しないセンサワイヤと指との距離に反比例した電流の変化を検出信号として出力するセンサである。

このセンサワイヤは、例えば、図２（ａ）の紙面の縦方向及び横方向に沿って並んでいる。本実施の形態では、図２（ａ）の紙面の横方向をｘ軸、縦方向をｙ軸とし、タッチパッド２の左上を原点としている。

また、タッチパッド２は、例えば、変換部５と電気的に接続されている。

タッチパッド２の検出面２０は、例えば、図２（ａ）に示すように、矩形状となるように構成されている。この形状は、例えば、図１（ａ）に示す表示装置８２の表示画面の形状に応じて形成されている。従って、本実施の形態のタッチパッド２は、例えば、表示画面と一対一対応となる、絶対操作による入力系である。なお、タッチパッド２は、例えば、絶対操作による入力系に限定されない。

タッチパッド２は、例えば、検出面２０より小さくて、指の接触を検出する検出領域である基準検出領域２１を備えている。この基準検出領域２１は、例えば、図２（ａ）に示す点線で囲まれた領域である。

タッチパッド２は、例えば、入力するクロック信号に基づいて座標情報を出力するように構成されている。この座標（以下に検出点と記載する）の算出方法は、加重平均を用いた方法等の周知の方法が用いられる。この座標情報は、例えば、指の接触が検出された検出点のｘｙ座標の情報を含んでいる。なお、この検出点の座標は、変換された座標とは異なる。

（パームレスト３の構成）
パームレスト３は、例えば、短手方向の断面が半円形状となるように構成されている。また、パームレスト３は、例えば、手が置かれると接触している手の形に変形するような樹脂材料を用いて形成されている。この変形により、操作者の手は、パームレスト３にほぼ固定され、安定した状態で操作を行うことが可能となる。なお、ほぼ固定されるとは、例えば、手がパームレスト３に完全に固定されず、操作によりパームレスト３に対して移動可能であることを示している。

（検出部４の構成）
検出部４は、例えば、図１（ａ）に示すように、パームレスト３に配置されている。検出部４は、例えば、変換部５に電気的に接続されている。

また、検出部４は、例えば、検出信号を出力するように構成されている。この変換部５は、例えば、この検出信号に基づいて操作者の手がパームレスト３上にあるかないかを判定する。検出部４は、例えば、静電容量を検出するセンサ、荷重を検出するセンサ、スイッチ等を用いることができる。

（変換部５の構成）
変換部５は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、変換部５が動作するためのプログラムと、テーブル５０と、が格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果等を格納する記憶領域として用いられる。

この変換部５は、例えば、パームレスト３に置かれた操作者の手が届く範囲となるように基準検出領域２１を、基準検出領域２１よりも小さい変換領域２２に変換するように構成されている。また変換部５は、例えば、基準検出領域２１の座標を、変換領域２２の座標に対応させた変換テーブルとしてのテーブル５０に基づいて基準検出領域２１の座標を変換領域２２の座標に変換する。

このテーブル５０は、基準検出領域２１を変換領域２２に変換するための情報を含んでいる。変換部５は、例えば、このテーブル５０に基づいて、取得した座標情報に含まれるｘｙ座標系における検出点の座標を、変換領域２２内のＸＹ座標系に変換するように構成されている。

この変換領域２２は、例えば、図２（ｂ）に示すように、操作者の手がパームレスト３に置かれ、ほぼ手首のみが動く操作姿勢において、指の可動範囲、つまり、中心点３０を中心として指が弧を描く範囲に基づいて形成されている。従って、変換領域２２は、例えば、対向する２つの直線と、対向する外周側の円弧、及び内周側の円弧と、により囲まれた領域となる。

この中心点３０は、例えば、操作の際の手の回転中心を、検出面２０を含む平面に投影したものである。

テーブル５０は、例えば、基準検出領域２１のｘ軸を変換領域２２の円弧となるＸ軸に対応させ、基準検出領域２１のｙ軸を変換領域２２の直線となるＹ軸に対応させたものである。

つまり、テーブル５０は、例えば、ｘ軸のスケールに応じてＸ軸のスケールを設定し、ｙ軸のスケールに応じてＹ軸のスケールを設定して、ｘｙ座標系の座標をＸＹ座標系の座標に変換できるように構成されている。なお、変換部５は、テーブル５０ではなく、基準検出領域２１から変換領域２２に変換可能な数式に基づいて変換する構成であっても良い。

この変換領域２２のＸ軸は、一例として、パームレスト３に手が置かれた状態で、指が最も遠くに届く点と、中心点３０と、を結んだ直線を半径とする円の円弧、つまり、検出面２０内の円弧部分と対応している。

また変換領域２２のＹ軸は、例えば、図２（ｂ）の紙面左上の原点（点２２１）と、中心点３０と、を結んだ直線の一部、つまり、検出面２０内の直線部分と対応している。

ここで、一例として、図２（ａ）の紙面の左上から時計回りに基準検出領域２１の隅の点及び辺上の中央の点が、順番に点２１１〜点２１８であるものとし、基準検出領域２１の中央の点が点２１９であるものとする。

変換部５は、一例として、図２（ｂ）に示すように、テーブル５０に基づいて、基準検出領域２１の点２１１〜点２１９を変換領域２２の点２２１〜点２２９に変換する。

具体的には、基準検出領域２１の左上隅の点２１１は、変換領域２２の左上隅の点２２１に変換され、この点が原点となる。

基準検出領域２１の中央上の点２１２は、変換領域２２の中央上の点２２２に変換される。基準検出領域２１の右上隅の点２１３は、変換領域２２の右上隅の点２２３に変換される。基準検出領域２１の右中央の点２１４は、変換領域２２の右中央の点２２４に変換される。基準検出領域２１の右下隅の点２１５は、変換領域２２の右下隅の点２２５に変換される。基準検出領域２１の中央下の点２１６は、変換領域２２の中央下の点２２６に変換される。基準検出領域２１の左下隅の点２１７は、変換領域２２の左下隅の点２２７に変換される。基準検出領域２１の左中央の点２１８は、変換領域２２の左中央の点２２８に変換される。

また、基準検出領域２１の中央の点２１９は、変換領域２２の中央の点２２９に変換される。

変換部５は、例えば、座標変換した後の座標の情報を変換情報として出力する。

図３（ａ）及び（ｂ）は、変換領域の変形例を説明するための概略図である。

本実施の形態に係る変換領域２２は、操作の際の回転中心を投影した中心点３０がパームレスト３の下方に位置すると想定してその形状が定められている。しかし、変形例としての変換領域２３は、例えば、図３（ａ）に示すように、操作姿勢によっては、パームレスト３の下方以外の位置に中心点３１が位置すると想定して定められている。

また、本実施の形態に係る変換領域２２は、パームレスト３に近づくにつれて検出領域が狭くなるように形成されている。しかし、変形例としての変換領域２４は、例えば、図３（ｂ）に示すように、パームレスト３に近づいても操作を検出する領域の変化が少なくなるように、パームレスト３に近い側の円弧（内周側）が外周の円弧と同じ半径で形成されている。

以下に、入力装置１の動作について、図４に示すフローチャートに従って説明する。

（動作）
入力装置１の検出部４は、クロック信号を取得する周期でパームレスト３に手が載せられたか否かを検出する。検出部４は、パームレスト３に手が載せられたことを検出すると（Ｓ１：Ｙｅｓ）、手が載せられたことを示す検出信号を変換部５に出力する。

変換部５は、当該検出信号を取得すると、基準検出領域２１を変換した変換領域２２に検出領域を設定する（Ｓ２）。

次に、変換部５は、指の接触を検出した検出点の座標の情報を含む座標情報をタッチパッド２から取得する。変換部５は、取得した座標情報、及びテーブル５０に基づいて、取得した検出点の座標を変換領域２２の座標に変換し、変換した座標の情報を含む変換情報を出力する（Ｓ３）。

ここで、ステップ１において、手が検出されないとき（Ｓ１：Ｎｏ）、パームレスト３に手が載せられていないことを示す検出信号を変換部５に出力する。

次に、変換部５は、当該検出信号を取得すると、検出領域を基準検出領域２１に設定する（Ｓ４）。

次に、変換部５は、指の接触を検出した検出点の座標の情報を含む座標情報をタッチパッド２から取得する。変換部５は、取得した座標情報を、変換することなく出力する（Ｓ５）。

（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る入力装置１は、パームレスト３に操作者の手が置かれたか否かに基づいて、操作者の指の可動範囲に応じた検出領域を設定することができるので、操作姿勢によって操作性が損なわれないようにすることができる。具体的には、操作者がパームレスト３に手を置いた状態でタッチパッド２を操作すると、手がパームレスト３によりほぼ固定されるため、指の移動が制限され、指の軌跡は弧を描く。また、操作者がパームレスト３に手を置いていない状態で、タッチパッド２を操作すると、検出面２０全体を用いた操作が可能となる。従って、入力装置１は、操作姿勢、つまり、操作者が手をパームレスト３に置いた状態で操作する際には、検出範囲を操作者の指の可動範囲に応じた変換領域２２とし、パームレスト３に置いていない状態で操作する際には、検出範囲を検出面２０の全体を用いた基準検出領域２１とすることで、操作性を向上させることができる。

なお、変形例として、検出部４が操作者の手とタッチパッド２との位置を検出可能な構成であっても良い。入力装置１の変換部５は、この検出部４から出力された検出信号により、手とタッチパッド２との距離を判定し、その判定された距離に基づいて変換領域の形状を変更するように構成されても良い。なお、この入力装置１の変換部５は、複数のテーブルを有する構成となる。

以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、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。これら新規な実施の形態及び変形例は、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、これら実施の形態及び変形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。さらに、これら実施の形態及び変形例は、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。

１…入力装置
２…タッチパッド
３…パームレスト
４…検出部
５…変換部
８…車両
２０…検出面
２１…基準検出領域
２２〜２４…変換領域
３０、３１…中心点
５０…テーブル
８０…センターコンソール
８１…インストルメントパネル
８２…表示装置
２１１〜２１９…点
２２１〜２２９…点

Claims

第１の検出領域になされた検出対象の接触を検出する第１の検出部と、
前記第１の検出部に隣接して配置され、操作者の手が置かれる台である台座と、
前記操作者の手が前記台座に置かれたことを検出する第２の検出部と、
前記第２の検出部による前記操作者の手が前記台座に置かれたことの検出に基づいて前記第１の検出領域を第２の検出領域に変換する変換部と、
を備えた入力装置。
前記変換部は、前記台座に置かれた前記操作者の手が届く範囲となるように前記第１の領域を、前記第１の検出領域よりも小さい前記第２の検出領域に変換する請求項１に記載の入力装置。
前記変換部は、前記第１の検出領域の座標を、前記第２の検出領域の座標に対応させた変換テーブルに基づいて前記第１の検出領域の座標を第２の検出領域の座標に変換する請求項１又は２に記載の入力装置。