JP2016091494A

JP2016091494A - 入力装置

Info

Publication number: JP2016091494A
Application number: JP2014228819A
Authority: JP
Inventors: 康弘藤岡; Yasuhiro Fujioka
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2014-11-11
Filing date: 2014-11-11
Publication date: 2016-05-23

Abstract

【課題】操作の検出精度を向上させることができる入力装置を提供する。【解決手段】入力装置１は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、操作面２０になされた操作を検出するタッチパッド２と、操作者の手の接触により、操作者の手を支持して操作面２０に対する操作を安定させるパームレスト３と、パームレスト３に配置され、パームレスト３に操作者の手が接触したことを検出する接触検出部４と、接触検出部４による操作者の手の検出に基づいて、操作面２０になされた操作を検出するための基準しきい値５０を変更する制御部５と、を備えて概略構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、入力装置に関する。

従来の技術として、タッチセンサにより物体の接近を検知する接近検知手段と、接近検知手段の検知結果と、端末のアプリケーション状態とに基づき、情報端末装置の動作モードを判定する動作モード判定手段と、動作モード判定手段にて決定された動作モードに応じて、タッチセンサの感度を変化させる感度制御手段と、を有する情報端末装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この情報端末装置の動作モード判定手段は、端末のアプリケーション状態が閲覧用途時のとき、タッチセンサの感度を上げる動作モードへ変更し、接近検知手段が物体の接近を検知したとき、タッチセンサの感度を下げる動作モードへ変更する。

特開２０１０−２５７０１２号公報

しかし、従来の情報端末装置は、タッチセンサの感度を下げる動作モードに移行すると、操作者が軽く操作を行った場合、なされた操作が検出されず、検出精度が低下する可能性がある。

従って、本発明の目的は、操作の検出精度を向上させることができる入力装置を提供することにある。

本発明の一態様は、操作面になされた操作を検出する検出部と、操作者の手の接触により、操作者の手を支持して操作面に対する操作を安定させる手支持部材と、手支持部材に配置され、手支持部材に操作者の手が接触したことを検出する接触検出部と、接触検出部による操作者の手の検出に基づいて、操作面になされた操作を検出するためのしきい値を変更する制御部と、を備えた入力装置を提供する。

本発明によれば、なされた操作の検出精度を向上させることができる。

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、図１（ｂ）は、入力装置のブロック図である。図２（ａ）は、パームレストがない場合の操作を説明するための概略図であり、図２（ｂ）は、パームレストがある場合の操作を説明するための概略図であり、図２（ｃ）は、操作面をダブルタップする場合の指先と操作面との距離Ｌの時間変化の一例を示すグラフであり、図２（ｄ）は、図２（ｃ）におけるダブルタップがなされた際にタッチパッドで検出される容量値の時間変化の一例を示すグラフである。図３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、操作面になされた操作を検出する検出部と、操作者の手の接触により、操作者の手を支持して操作面に対する操作を安定させる手支持部材と、手支持部材に配置され、手支持部材に操作者の手が接触したことを検出する接触検出部と、接触検出部による操作者の手の検出に基づいて、操作面になされた操作を検出するためのしきい値を変更する制御部と、を備えて概略構成されている。

[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、図１（ｂ）は、入力装置のブロック図である。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図１（ｂ）では、主な信号や情報の流れを矢印で示している。

入力装置１は、例えば、操作者の体の一部（例えば、指）や専用のペンで操作面２０に接触、又は接近することにより、接触又は接近した操作面２０上の位置を検出する静電容量方式のタッチパッドである。操作者は、例えば、操作面２０に操作を行うことにより、表示装置９１に表示されたカーソル等の操作や文字の入力を介して、接続された電子機器の操作を行うことが可能となっている。

この入力装置１は、例えば、図１（ａ）に示すように、車両９の運転席と助手席の間に伸びるフロアコンソール９０に配置されている。入力装置１は、一例として、車両９に搭載されるカーナビゲーション装置、空調装置、音楽及び映像再生装置等の電子機器と電磁気的に接続される。本実施の形態では、一例として、指による操作について説明する。

入力装置１は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、操作面２０になされた操作を検出する検出部としてのタッチパッド２と、操作者の手の接触により、操作者の手を支持して操作面２０に対する操作を安定させる手支持部材としてのパームレスト３と、パームレスト３に配置され、パームレスト３に操作者の手が接触したことを検出する接触検出部４と、接触検出部４による操作者の手の検出に基づいて、操作面２０になされた操作を検出するためのしきい値としての基準しきい値５０を変更する制御部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は、例えば、駆動用の複数の駆動電極と、駆動電極との間の静電容量を読み出す複数の読出電極と、が操作面１００の下方に配置されている。タッチパッド２は、駆動された駆動電極と読み出しされる読出電極との間の容量値Ｃを数値化して検出信号Ｓ_１として周期的に出力するように構成されている。

この検出信号Ｓ_１は、例えば、駆動電極と読出電極の組み合せごとに出力される。制御部５は、この検出信号Ｓ_１が基準しきい値５０（Ｃｔｈ１）を超えた場合、操作がなされたと判定する。

タッチパッド２の操作面２０には、直交座標系であるＸＹ座標が設定されている。Ｘ座標は、例えば、車両９の左右方向であり、Ｙ座標は、前後方向である。制御部５は、操作が検出された駆動電極と読出電極の組み合せと読み出した容量値Ｃに基づいた加重平均を用いて操作がなされたＸＹ座標系の座標を算出する。この操作面２０は、例えば、フロアコンソール９０の表面９００と面一となっている。

（パームレスト３の構成）
パームレスト３は、例えば、タッチパッド２を操作する操作者の手、手首又は手の平（以下では総称して手と記載する。）を支持することで、操作者の操作を安定させると共に、操作の負担を軽減するものである。そこで、パームレスト３は、一例として、低反発ウレタン材料等の柔らかい材料を用いて、手が載せ易く、かつ、手に合う形状に変形するように構成されている。

このパームレスト３は、図１（ａ）に示すように、手を載せた状態でタッチパッド２が操作できるように、タッチパッド２に隣接して配置されている。

なお変形例として、手支持部材は、タッチパッド２に隣接して配置され、操作者の手の一部が接触することで、タッチパッド２の操作が安定する部材であれば、例えば、フロアコンソール９０から突出する突起のような形状の部材でも良い。例えば、タッチパッド２が、図１（ａ）に示す表示装置９１のように、車両９の床に対して垂直方向に傾いているような場合、手支持部材は、操作者の手の一部が接触することで、タッチパッド２の操作が安定するように、操作面２０の周囲に配置される部材として構成される。従って手支持部材は、タッチパッド２の配置に応じて複数の部材で構成されても良く、それぞれの部材に接触検出部４が配置される。

またパームレスト３は、フロアコンソール９０に取り付けられているが、これに限定されず、フロアコンソール９０に対して移動する、つまり操作可能に構成されても良い。このパームレスト３の操作によって、例えば、カーソル等の操作が可能となる。

（接触検出部４の構成）
接触検出部４は、例えば、静電容量式のタッチセンサ、歪センサ等の接触を検出可能なセンサを含んで構成されている。本実施の形態の接触検出部４は、一例として、静電容量式のタッチセンサを用いて構成されている。

また接触検出部４は、例えば、パームレスト３に一方の電極、運転席及び助手席の少なくとも一方に他方の電極を配置してパームレスト３に対する接触を検出するセンサで有っても良い。この場合、制御部５は、パームレスト３を操作する操作者が運転席に着座しているのか、助手席に着座しているのかを判定することが可能であるので、操作者がいずれの席に着座しているのかで、さらにしきい値を変更しても良い。一例として、入力装置１は、操作しているのが運転席側の操作者であると判定した場合、操作面２０に対する視線移動が少ないことから、検出感度を上げるために基準しきい値５０より下げたしきい値に変更し、助手席側の操作者と判定した場合、余裕をもって操作できることから、検出感度を下げるために基準しきい値５０より大きいしきい値に変更する。

この接触検出部４は、タッチセンサの検出電極がパームレスト３内に配置され、接触の有無の情報である接触情報Ｓ_２を出力する。

（制御部５の構成）
制御部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、制御部５が動作するためのプログラムと、基準しきい値５０（Ｃｔｈ１）と、変更しきい値５１（Ｃｔｈ２）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。また制御部５は、その内部にクロック信号を生成する手段を有し、このクロック信号に基づいて動作を行う。

制御部５は、接触検出部４による操作者の手の検出に基づいて、基準しきい値５０を下げて操作面２０になされた操作の検出感度を上げるように構成されている。つまり制御部５は、接触検出部４による手の検出に基づいて、基準しきい値５０より低いしきい値である変更しきい値５１に変更する。

制御部５は、タッチパッド２から取得した検出信号Ｓ_１と、基準しきい値５０又は変更しきい値５１と、を比較して操作の有無を判定する。そして制御部５は、操作が検出されると、操作が検出された操作面２０の座標を算出し、算出した座標の情報を含む操作情報Ｓ_３を、接続された電子機器に出力する。

以下に、制御部５が行う基準しきい値５０の変更について、図２（ａ）〜図２（ｄ）を参照しながら説明する。

（基準しきい値５０の変更について）
図２（ａ）は、パームレストがない場合の操作を説明するための概略図であり、図２（ｂ）は、パームレストがある場合の操作を説明するための概略図であり、図２（ｃ）は、操作面をダブルタップする場合の指先と操作面との距離Ｌの時間変化の一例を示すグラフであり、図２（ｄ）は、図２（ｃ）におけるダブルタップがなされた際にタッチパッドで検出される容量値の時間変化の一例を示すグラフである。図２（ｃ）は、縦軸が指と操作面２０との距離Ｌであり、横軸が時間ｔである。図２（ｄ）は、縦軸が容量値Ｃであり、横軸が時間ｔである。

・パームレスト３がない場合
図２（ａ）に示すように、タッチパッド２の近傍にパームレスト３がない場合、操作者は、例えば、操作する際の手８を支持するものがないことから、操作面２０にしっかりと接触して操作を行う傾向がある。

従って操作を検出するためのしきい値は、操作者が確実に操作面２０に接触して操作を行うことから、検出感度が低くても高い検出精度が得られるので、変更しきい値５１よりも高いしきい値である基準しきい値５０が用いられる。

・パームレスト３がある場合
図２（ｂ）に示すように、タッチパッド２の近傍にパームレスト３がある場合、操作者は、例えば、パームレスト３によって、操作する際の手８が支持されるので、パームレスト３がない場合と比べて、軽く操作面２０に接触して操作を行うことが可能となる。

従って操作を検出するためのしきい値は、パームレスト３がない場合よりも操作面２０に軽く接触して操作を行うことがあると予想されることから、検出感度を高くして高い検出精度を得る必要があるので、基準しきい値５０よりも低いしきい値である変更しきい値５１が用いられる。

このように、パームレスト３の有無により、操作者が操作面２０になす操作の強さが変化する可能性があるため、例えば、操作者が操作面２０を短い間隔で２回タップするダブルタップを行う場合、同じしきい値を用いた場合、操作が検出されず、検出精度が低下する可能性がある。

操作者がパームレスト３に手８を支持されてダブルタップを行った場合、操作指８０は、一例として、図２（ｃ）に示すように、時間ｔ_１〜時間ｔ_２において、操作面２０に接触し（一度目）、時間ｔ_３〜時間ｔ_４において、操作面２０に接触する（二度目）。

この際、タッチパッド２によって検出される容量値Ｃは、一例として、図２（ｄ）に示すように、時間ｔ_３〜時間ｔ_４における二度目のタップの容量値の方が、時間ｔ_１〜時間ｔ_２における最初のタップの容量値よりも小さくなる可能性がある。これは、上述のように、パームレスト３により手８が支持されるので、タッチパッド２に対する手８の位置が安定することにより生じる。従って図２（ｄ）に示すように、基準しきい値５０（Ｃｔｈ１）が固定されている場合、二度目のタップの容量値が基準しきい値５０よりも低いので、二度目のタップが検出されない。

制御部５は、接触検出部４による手８の検出により操作の予定があると判定し、基準しきい値５０（Ｃｔｈ１）よりも低い変更しきい値５１（Ｃｔｈ２）にしきい値を変更するので、検出感度が向上し、二度目のタップのように検出された容量値が低い場合でも操作を検出することが可能となる。

例えば、パームレスト３がない場合、手８を支持することができないので、検出感度を上げると、操作面２０の上方で指を待機させるような場合、車両９の振動等によって操作面２０と指との距離Ｌが短くなって意図しない操作が検出される可能性がある。

しかし、パームレスト３がある場合、手８が支持されることから、パームレスト３がない場合と比べて、車両９の振動等によって操作面２０と指との距離Ｌが変化し難く、検出感度が上がっても意図しない操作が検出される可能性が低い。また入力装置１は、手８が検出される前、検出感度を低く設定して意図しない操作を抑制し、手８が検出された後、操作者に操作の意思があるとして検出感度を高く設定して操作の未検出を抑制することが可能となる。

以下に、入力装置１のしきい値を変更する動作について図３のフローチャートに従って説明する。

（動作）
入力装置１の制御部５は、タッチパッド２から検出信号Ｓ_１を取得するとともに、接触検出部４から接触情報Ｓ_２を取得する（Ｓ１）。

制御部５は、接触情報Ｓ_２を確認して、パームレスト３に手が接触しているか否かを判定する。制御部５は、パームレスト３に手が接触していると判定した場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、操作の予定があるとして、検出感度を上げるため、基準しきい値５０を変更しきい値５１に変更する（Ｓ３）。

制御部５は、変更した変更しきい値５１と検出信号Ｓ_１を比較し、操作が行われたか否かを判定する（Ｓ４）。制御部５は、操作が検出された場合、操作が行われた座標を算出して操作情報Ｓ_３を生成し、接続された電子機器に出力する。また制御部５は、操作が検出されない場合、次の周期の検出信号Ｓ_１と接触情報Ｓ_２を取得する。

ここで、ステップ２において、制御部５は、パームレスト３に手が接触していないと判定した場合（Ｓ２：Ｎｏ）、基準しきい値５０と検出信号Ｓ_１とを比較して操作を判定する（Ｓ５）。制御部５は、操作が検出された場合、操作が行われた座標を算出して操作情報Ｓ_３を生成し、接続された電子機器に出力する。また制御部５は、操作が検出されない場合、次の周期の検出信号Ｓ_１と接触情報Ｓ_２を取得する。

入力装置１は、電源が遮断されるまで、上述の動作を継続して行う。

（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る入力装置１は、なされた操作の検出精度を向上させることができる。具体的には、入力装置１は、操作者がパームレスト３に接触していない場合、基準しきい値５０により操作を判定し、接触している場合、操作の予定があるとして検出感度を上げるため、基準しきい値５０よりも低い変更しきい値５１にしきい値を変更するので、しきい値が固定されている場合と比べて、意図しない操作の検出が抑制されると共に、操作の未検出が抑制され、検出精度が向上する。

入力装置１は、例えば、ダブルタップのように、短い時間に複数回操作を行う場合、接触検出部４による手８の検出により操作の予定があると判定し、基準しきい値５０よりも低い変更しきい値５１にしきい値を変更するので、検出感度が向上し、二度目のタップのように検出された容量値が低い場合でも操作を検出することができる。

入力装置１は、操作者がパームレスト３により手を支持することができるので、パームレスト３がない場合と比べて、車両９の振動等によって操作面２０と指との距離Ｌが変化し難く、検出感度が上がっても意図しない操作が検出される可能性が低い。また入力装置１は、手が接触検出部４に検出される前、検出感度を低く設定して意図しない操作を抑制し、手が検出された後、操作の予定があるとして検出感度を高く設定して操作の未検出を抑制することができる。

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…接触検出部
５…制御部
８…手
９…車両
２０…操作面
５０…基準しきい値
５１…変更しきい値
８０…操作指
９０…フロアコンソール
９１…表示装置
１００…操作面
９００…表面

Claims

操作面になされた操作を検出する検出部と、
操作者の手の接触により、前記操作者の手を支持して前記操作面に対する操作を安定させる手支持部材と、
前記手支持部材に配置され、前記手支持部材に前記操作者の手が接触したことを検出する接触検出部と、
前記接触検出部による前記操作者の手の検出に基づいて、前記操作面になされた操作を検出するためのしきい値を変更する制御部と、
を備えた入力装置。
前記制御部は、前記接触検出部による前記操作者の手の検出に基づいて、前記しきい値を下げて前記操作面になされた操作の検出感度を上げる、
請求項１に記載の入力装置。
前記手支持部材は、前記検出部に隣接して配置されたパームレストであり、
前記接触検出部は、前記パームレスト内に配置されたタッチセンサである、
請求項１又は２に記載の入力装置。