JP2018169756A - タッチ式操作システムとその作動方法および作動プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】誤操作を防止しつつ、タッチセンサの操作ロックの解除および機能の実行に関わる煩わしさを解消することが可能なタッチ式操作システムとその作動方法および作動プログラムを提供する。
【解決手段】タッチパッド１３は平面部４０と半球状の凸型の立体部４１とを有する。操作認識部７５は、タッチパッド１３の操作領域に対して行われたジェスチャ操作を認識する。操作有効性判定部７６は、ジェスチャ操作が無効化される操作ロック時においても、立体部４１の下部周縁４１Ａに対する回転スライド操作のみは有効な操作と判定する。操作ロック時に回転スライド操作がなされた場合、操作ロックが解除され、かつ同時にＡＰ実行部７１によって特定機能が実行される。
【選択図】図２０

Description

本発明は、タッチ式操作システムとその作動方法および作動プログラムに関する。

タッチセンサを備えるタッチ式操作装置が普及している。タッチセンサは、ユーザが指を接触させてジェスチャ操作を行う操作領域を有する。こうしたタッチ式操作装置は、現在様々な機器に搭載されている。例えば特許文献１には、車載用のタッチ式操作装置が記載されている。特許文献１に記載のタッチ式操作装置は、全体的に平面状の操作領域を有するタッチセンサを備える。

特許文献１に記載のタッチ式操作装置には、自動車を手動運転しているときの操作領域への指の不用意な接触等による誤操作を防止する対策がなされている。具体的には、手動運転中は、停車中と比べて、操作強度、操作回数、操作点数（接触させる指の数）、操作距離（指を移動させる距離）、および操作時間（指を接触させる時間）のうちの少なくともいずれかが増した操作を、有効な操作と判定している。例えば操作強度の場合は、停車中は操作領域を軽く押し込む操作を有効な操作と判定するのに対し、手動運転中は操作領域を強く押し込む操作を有効な操作と判定する。操作回数の場合は、停車中は１本の指で操作領域をタップする操作（操作領域を指で叩く操作）を有効な操作と判定するのに対し、手動運転中は操作領域を複数本の指でタップする操作を有効な操作と判定する。

特開２０１３−０２２９８６号公報

一般に、タッチセンサへの誤操作を防止する方法としては、例えばスマートフォンに代表されるように、普段はタッチセンサに操作ロックを掛けておき、操作を行いたい場合に暗証番号を入力する等して操作ロックを解除する方法が多く採用されている。ただし、こうした方法では操作ロックの解除に相応の手間が掛かる。また、操作ロックが掛った状態から何らかの機能を実行するためには、操作ロックを解除したうえで、さらに機能を実行する操作をしなければならず、面倒であった。

特許文献１に記載のタッチ式操作装置では、手動運転中は停車中と比べてユーザに掛かる負担が増した操作を認識しているので、確かに誤操作を防止できるという効果はある。しかしながら、タッチセンサの操作ロックに関する記載はなく、当然ながら上記のタッチセンサの操作ロックの解除および機能の実行に関わる煩わしさを解消する方法も記載されていない。

本発明は、誤操作を防止しつつ、タッチセンサの操作ロックの解除および機能の実行に関わる煩わしさを解消することが可能なタッチ式操作システムとその作動方法および作動プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のタッチ式操作システムは、タッチ式操作装置と、タッチ式操作装置から入力される操作指示に応じた機能を実行する実行部とを備えるタッチ式操作システムにおいて、タッチ式操作装置は、ユーザが指を接触させてジェスチャ操
作を行う操作領域を有し、指の触覚で知覚される凹型の立体部および／または凸型の立体部が操作領域に設けられたタッチセンサであり、ジェスチャ操作を無効化する操作ロックがなされるタッチセンサと、操作領域に対して行われたジェスチャ操作を認識する操作認識部と、操作認識部で認識したジェスチャ操作が有効な操作であるか否かを判定する操作有効性判定部であり、操作ロック時においても、立体部に対する特定のジェスチャ操作であるロック時有効操作のみは有効な操作と判定する操作有効性判定部とを有し、操作ロック時にロック時有効操作がなされた場合、操作ロックが解除され、かつ同時に実行部によって特定の機能である特定機能が実行される。

ロック時有効操作に応じて操作ロックが解除されている間は、操作ロック時には無効な操作と判定されるジェスチャ操作であるロック時無効操作は、有効な操作とされることが好ましい。

実行部は、特定機能として、複数の機能に対応するメニュー項目の中から、１つのメニュー項目を選択するメニュー項目選択機能を実行することが好ましい。

操作領域は、平面部と、平面部に対して凹んだ凹型の立体部および／または平面部から突出した凸型の立体部とで構成されることが好ましい。

ロック時有効操作は、平面部と凹型の立体部との境界である凹型の立体部の開口縁および／または凹型の立体部の凹面に沿って指を移動させるスライド操作であることが好ましい。あるいは、ロック時有効操作は、平面部と凸型の立体部との境界である凸型の立体部の下部周縁および／または凸型の立体部に上面がある場合は上面の周縁に沿って指を移動させるスライド操作であることが好ましい。

ロック時有効操作は、凸型の立体部の形状で特定される凸型の立体部上の特定部位を指で２回連続して叩くダブルタップ操作であることが好ましい。

凹型の立体部は、複数の指が各々挿し入れられる複数の指孔と、複数の指孔に複数の指をそれぞれ案内する複数のガイド溝であり、ロック時有効操作は、ガイド溝を形成する凹面に沿って指を指孔に挿し入れるスライド操作であることが好ましい。この場合、実行部は、指が挿し入れられた指孔の個数または位置に応じて、特定機能を変更することが好ましい。

ロック時有効操作は、特定機能を表す文字を立体部上に指で書く文字書き操作であることが好ましい。

立体部は、球状、柱体状、錐台状のうちのいずれかの形状であることが好ましい。

ジェスチャ操作に対する報知音声をスピーカーから出力する制御を行う音声出力制御部を備えることが好ましい。

タッチセンサは少なくとも一部が透明であり、この透明部分に表示機能を有するタッチパネルディスプレイであることが好ましい。

被搭載機器が特定の動作状態で、かつ操作認識部でロック時有効操作が認識されていない間は、操作ロックが実行されることが好ましい。

被搭載機器は自動車であることが好ましい。この場合、特定の動作状態は、自動車の運転席に座るドライバが、ハンドルを手動で操作して走行している手動運転の状態であるこ
とが好ましい。また、機能は、カーナビゲーション、カーエアコン、およびカーオーディオのうちの少なくとも１つに関する機能であることが好ましい。

本発明のタッチ式操作システムの作動方法は、ユーザが指を接触させてジェスチャ操作を行う操作領域を有し、指の触覚で知覚される凹型の立体部および／または凸型の立体部が操作領域に設けられたタッチセンサであり、ジェスチャ操作を無効化する操作ロックがなされるタッチセンサを有するタッチ式操作装置を備えるタッチ式操作システムの作動方法であって、操作領域に対して行われたジェスチャ操作を認識する操作認識ステップと、操作認識ステップで認識したジェスチャ操作が有効な操作であるか否かを判定する操作有効性判定ステップであり、操作ロック時においても、立体部に対する特定のジェスチャ操作であるロック時有効操作のみは有効な操作と判定する操作有効性判定ステップと、操作ロック時にロック時有効操作がなされた場合、操作ロックを解除する操作ロック解除ステップと、タッチ式操作装置から入力される操作指示に応じた機能を実行する実行ステップであり、操作ロック時にロック時有効操作がなされた場合、操作ロック解除ステップと同時に特定の機能である特定機能を実行する実行ステップとを備える。

本発明のタッチ式操作システムの作動プログラムは、ユーザが指を接触させてジェスチャ操作を行う操作領域を有し、指の触覚で知覚される凹型の立体部および／または凸型の立体部が操作領域に設けられたタッチセンサであり、ジェスチャ操作を無効化する操作ロックがなされるタッチセンサを有するタッチ式操作装置を備えるタッチ式操作システムの作動プログラムであって、操作領域に対して行われたジェスチャ操作を認識する操作認識機能と、操作認識機能で認識したジェスチャ操作が有効な操作であるか否かを判定する操作有効性判定機能であり、操作ロック時においても、立体部に対する特定のジェスチャ操作であるロック時有効操作のみは有効な操作と判定する操作有効性判定機能と、操作ロック時にロック時有効操作がなされた場合、操作ロックを解除する操作ロック解除機能と、タッチ式操作装置から入力される操作指示に応じた機能を実行する実行機能であり、操作ロック時にロック時有効操作がなされた場合、操作ロック解除機能と同時に特定の機能である特定機能を実行する実行機能とを、コンピュータに実行させる。

本発明によれば、凹型の立体部および／または凸型の立体部を有するタッチセンサを用い、立体部に対するロック時有効操作に応じて、タッチセンサの操作ロックを解除し、かつ同時に特定機能を実行するので、操作ロックの解除と特定機能の実行とをワンアクションで同時に行うことができる。したがって、誤操作を防止しつつ、タッチセンサの操作ロックの解除および機能の実行に関わる煩わしさを解消することが可能なタッチ式操作システムとその作動方法および作動プログラムを提供することができる。

コンソールシステムの全体構成を示す概略図である。 地図表示画面を示す図である。 メニューバーが表示された地図表示画面を示す図である。 カーオーディオの音量調節が行われている様子を示す図である。 現在地表示から地図が移動された状態を示す図である。 半球状の凸型の立体部を有するタッチパッドの外観斜視図である。 タッチパッドの断面図である。 タッチパッドの平面図である。 タッチパッドの製造方法の説明図である。 回転スライド操作の説明図である。 タップ操作の説明図である。 ストローク操作の説明図である。 ピンチイン操作およびピンチアウト操作の説明図である。 スプレッド操作およびピックアップ操作の説明図である。 手動運転中における、音量調節を行う場合のジェスチャ操作の手順を示すフローチャートである。 コンソールデバイス制御部と主制御装置のブロック図である。 タッチパッド制御部のブロック図である。 操作認識用情報を示す図である。 操作有効性判定用情報を示す図である。 操作有効性判定部の処理を示す図である。 操作コマンド変換用情報を示す図である。 コンソールシステムの処理手順を示すフローチャートである。 円柱状の凸型の立体部を有するタッチパッドの外観斜視図である。 円錐台状の凸型の立体部を有するタッチパッドの外観斜視図である。 四角錐台状の凸型の立体部を有するタッチパッドの外観斜視図である。 四角錐台状の凹型の立体部を有するタッチパッドの外観斜視図である。 半球状の凸型の立体部と円環状の凹型の立体部を有するタッチパッドの外観斜視図である。 指孔およびガイド溝を有するタッチパッドの外観斜視図である。 指が挿し入れられた指孔の個数に応じた操作コマンドを記憶した操作コマンド変換用情報を示す図である。 指が挿し入れられた指孔の位置に応じた操作コマンドを記憶した操作コマンド変換用情報を示す図である。 ダブルタップ操作をロック時有効操作とする第２実施形態を示す図である。 文字書き操作をロック時有効操作とする第３実施形態を示す図である。 タッチパッドユニットを示す外観斜視図である。 半球状の凸型の立体部を有するタッチパネルの外観斜視図である。 第４実施形態のコンソールデバイス制御部のブロック図である。 操作に応じたタッチパネルの表示内容を示す表である。 掃除機の外観斜視図である。 掃除機の操作部の平面図であり、吸引レベルが選択された状態を示す。 掃除機の操作部の平面図であり、運転モードが選択された状態を示す。

［第１実施形態］
図１において、コンソールシステム１０は、被搭載機器に相当する自動車のインストルメントパネル１１に組み込まれる。コンソールシステム１０は、自動車の走行経路を案内するカーナビゲーション（以下、カーナビと略す）アプリケーションプログラム（以下、ＡＰ（Application Program）と略す）、自動車内の空調を制御するカーエアコンＡＰ、
音楽や映像を再生するカーオーディオＡＰといった各種車載ＡＰ６７（図１６参照）を操作するためのシステムである。コンソールシステム１０は、タッチパネルディスプレイ（以下、単にタッチパネルと呼ぶ）１２、タッチパッド１３、スピーカー１４、コンソールデバイス制御部１５、および主制御装置１６を備える。

インストルメントパネル１１は、ダッシュボード１７とセンターコンソール１８とを含む。ダッシュボード１７は、ハンドル１９が配置される運転席２０側から、助手席２１側にわたって、Ｙ軸（自動車の幅方向と平行な水平軸）方向に延びている。センターコンソール１８は、運転席２０と助手席２１の間に配置され、上部１８Ａ、中央部１８Ｂ、および下部１８Ｃで構成される。

上部１８Ａはダッシュボード１７の中央部と接続している。中央部１８Ｂは、上部１８Ａと下部１８Ｃとを接続する段差のない滑らかな曲面を有する。上部１８Ａおよび中央部１８Ｂは、鉛直軸であるＺ軸に対して自動車の前側に多少傾いている。下部１８Ｃは、中央部１８Ｂから略直角に折れ曲がり、Ｙ軸およびＺ軸と直交するＸ軸（自動車の長さ方向と平行な水平軸）に対して略平行である。上部１８Ａにはタッチパネル１２が、下部１８Ｃにはタッチパッド１３がそれぞれ配されている。

タッチパネル１２は、周知のようにタッチセンサの一種であり、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ等の薄い平面状のディスプレイと、ディス
プレイ上に配置される、これも薄い平面状のタッチパッドとで構成される。タッチパネル１２は、ディスプレイに各種画面を表示し、かつ各種画面に対するユーザの指の接触によるジェスチャ操作を認識する。なお、本実施形態では、ユーザは、運転席２０に座る自動車のドライバである。

タッチパッド１３は、タッチパネル１２とは異なり表示機能は備えていないが、タッチパネル１２と同じくタッチセンサの一種であり、ジェスチャ操作を認識する。タッチパッド１３は、詳しくは後述するが、タッチパネル１２のような平面状の二次元形状ではなく、立体部４１（図６参照）が設けられた三次元形状を有している。

スピーカー１４は、例えばダッシュボード１７やドア（図示せず）に内蔵されている。スピーカー１４は、カーナビＡＰの案内音声、カーオーディオＡＰの再生音声、タッチパネル１２およびタッチパッド１３を介したジェスチャ操作に対する報知音声等の各種音声を出力する。ジェスチャ操作に対する報知音声には、ジェスチャ操作を認識したことを示す効果音や、ジェスチャ操作に応じて各車載ＡＰ６７で実行される機能の内容等が含まれる。

コンソールデバイス制御部１５は、タッチパネル１２、タッチパッド１３、およびスピーカー１４といったコンソールデバイスの動作を制御する。コンソールデバイス制御部１５には主制御装置１６が接続されている。主制御装置１６は、コンソールデバイス制御部１５を含む自動車の各部の動作を統括的に制御する。

カーナビＡＰは、周知のように、タッチパネル１２を介して、ＧＰＳ（Global Positioning System、図示せず）で割り出された自動車の現在地を地図上に表示したり、設定さ
れた目的地までの走行経路を案内したりする（図２等参照）。また、カーナビＡＰは、渋滞情報や空き駐車場情報、周辺店舗情報等を提供することも可能である。

カーエアコンＡＰは、コンプレッサーやヒーターを有する空調機器２２を起動して、ダッシュボード１７等に形成された送風口（図示せず）から車内に冷温風を供給し、車内の温度調節を行う。

カーオーディオＡＰは、タッチパネル１２やスピーカー１４を介して、テレビ放送やラジオ放送を再生したり、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録メディアに収録された楽曲や映像を再生したりする。また、コンソールシステム１０は、ポータブル音楽プレーヤー等の外部機器を接続する端子（ＡＵＸ（Auxiliary）端子
（図示せず）を備えており、カーオーディオＡＰは、スピーカー１４を介して外部機器に記憶された楽曲を再生することも可能である。

図２〜図５は、タッチパネル１２に表示される地図表示画面２５を示す。地図表示画面２５には、カーナビＡＰによる地図２６が表示される。デフォルトの状態では、ＧＰＳで割り出された自動車の現在地を略中心とした設定範囲内の周辺地域を示す地図２６が表示
される（以下、現在地表示という）。

図２〜図４の地図表示画面２５に示すように、地図２６で示す周辺地域内に自動車の現在地が存在する場合、自動車の現在地を示す現在地マーク２７が表示される。また、目的地が設定された場合、目的地までの走行経路２８、目的地の到着予測時刻および目的地までの距離を示す第１ナビ情報２９、並びに次に右折または左折する交差点を示す第２ナビ情報３０等が表示される。

図３および図４において、タッチパネル１２の上部には、メニューバー３１が挿入表示される。メニューバー３１は、複数のメニュー項目に応じた複数の操作ボタン３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅが横方向に並べられた細長いストライプ状をしている。

メニュー項目は、カーナビＡＰ、カーエアコンＡＰ、カーオーディオＡＰの各車載ＡＰ６７で実行される各種の機能に対応したものである。図３および図４では、カーオーディオＡＰの機能に対応したメニュー項目が操作ボタン３２Ａ〜３２Ｃに、カーエアコンＡＰの機能に対応したメニュー項目が操作ボタン３２Ｄ、３２Ｅにそれぞれ割り当てられている。より具体的には、ＡＶ（Audio-Visual）メニューが操作ボタン３２Ａに、音量調節が操作ボタン３２Ｂに、選曲が操作ボタン３２Ｃに、Ａ／Ｃ（Air Conditioner）メニュー
が操作ボタン３２Ｄに、温度調節が操作ボタン３２Ｅにそれぞれ割り当てられている。なお、図３および図４では、カーナビＡＰの機能に対応したメニュー項目が割り当てられた操作ボタンは図示していないが、当該操作ボタンもメニューバー３１には設けられている。以下では、特に区別する必要がない場合は、複数の操作ボタンをまとめて操作ボタン３２と表記する場合がある。

各操作ボタン３２には、各メニュー項目を示すイラストや文字が表示される。例えば音量調節の操作ボタン３２Ｂには、スピーカー１４を模したイラストと、現在設定されている音量値を示す数字が表示される。また、各操作ボタン３２のうちの現在選択されている操作ボタン３２（図３および図４では操作ボタン３２Ｂ）は、ハッチングで示すように他の操作ボタン３２と識別可能なフォーカス表示がなされる。

操作ボタン３２Ａは、カーオーディオＡＰで実行される全機能を操作可能なＡＶメニュー画面（図示せず）を呼び出すためのボタンである。操作ボタン３２Ａが選択された場合、タッチパネル１２には、ＡＶメニュー画面が表示される。

操作ボタン３２Ｂは、音量を調節するためのボタンである。操作ボタン３２Ｃは、カーオーディオＡＰで再生中の楽曲を送り戻しする、すなわち選曲を行うためのボタンである。

これら操作ボタン３２Ｂおよび操作ボタン３２Ｃで操作可能な音量調節機能および選曲機能は、カーオーディオＡＰで実行される各種機能のうち、使用される頻度が比較的高い機能である。音量調節機能および選曲機能は、ＡＶメニュー画面からでも操作可能であるが、その場合は操作ボタン３２Ａを選択してＡＶメニュー画面を呼び出したうえで、さらに音量調節や選曲の操作を行う必要があり多少面倒である。このため、操作ボタン３２Ｂおよび操作ボタン３２Ｃは、ＡＶメニュー画面を介さずダイレクトに使用頻度が高い音量調節機能および選曲機能にアクセスするために、専用に設けられたショートカットボタンである。

操作ボタン３２Ｄは、カーエアコンＡＰで実行される全機能を操作可能なＡ／Ｃメニュー画面（図示せず）を呼び出すためのボタンである。操作ボタン３２Ｄが選択された場合、タッチパネル１２には、Ａ／Ｃメニュー画面が表示される。

操作ボタン３２Ｅは、空調機器２２の目標温度を調節するためのボタンである。この温度調節機能は、音量調節機能等と同様、カーエアコンＡＰで実行される各種機能のうち、使用される頻度が比較的高い機能である。このため操作ボタン３２Ｅは、操作ボタン３２Ｂ等と同様に、使用頻度が高い温度調節機能にダイレクトにアクセスするためのショートカットボタンである。なお、図示は省略したが、カーエアコン専用の操作ボタンには、操作ボタン３２Ｅに加えて、冷温風の風量を調節するためのボタンや、冷温風の風向を調節するためのボタンがある。

図示は省略したが、メニューバー３１には、カーナビＡＰで実行される全機能を操作可能なナビメニュー画面（図示せず）を呼び出すための操作ボタン３２が配されている。また、カーナビＡＰ、カーエアコンＡＰ、カーオーディオＡＰの各車載ＡＰ６７で実行される全機能を操作可能なメインメニュー画面（図示せず）を呼び出すための操作ボタン３２も配されている。なお、カーナビＡＰで実行される機能としては、平面ビュー、鳥瞰ビュー等の地図２６の視点切替機能、名称、電話番号、住所、あるいは施設ジャンル（例えばガソリンスタンド、コンビニエンスストア、ホテル等）を用いた目的地検索機能、現在地周辺の施設検索機能等がある。

図４において、メニューバー３１の各操作ボタン３２のうちの例えば操作ボタン３２Ｂが選択された場合、操作ボタン３２Ｂの下方に音量調節バー３３がプルダウン表示される。音量調節バー３３のカーソル３４を所望の位置に移動させることで、音量が調節される。温度調節用の操作ボタン３２Ｅが選択された場合も基本的に同じである。

図５は、図２〜図４に示す現在地表示から地図２６が移動された状態を示す。この場合、地図表示画面２５には、地図２６を現在地表示に戻すための操作ボタン３５が表示される。操作ボタン３５には、地図２６を現在地表示に戻すという機能を表す文字が表示される。操作ボタン３５が選択された場合、地図２６が現在地表示に戻される。なお、現在地表示から地図２６が移動された図５に示す状態では、第１ナビ情報２９および第２ナビ情報３０は消去される。

地図表示画面２５における地図２６の移動、メニューバー３１の表示／非表示の切り替え、操作ボタン３２、操作ボタン３５等の各種操作ボタンの選択および選択確定操作、ＡＶメニュー画面、Ａ／Ｃメニュー画面、ナビメニュー画面、メインメニュー画面を通じた各種機能の選択、設定操作等は、全てタッチパネル１２を通じて行うことが可能である。また、タッチパッド１３によってもタッチパネル１２と同様の操作を行うことができる。

図６に示すように、タッチパッド１３は、タッチパネル１２のように操作領域の全域が平面状の二次元形状とは異なり、平面部４０と、平面部４０から突出した凸型の立体部４１とを組み合わせた三次元形状を有している。平面部４０は矩形状、より具体的には正方形状をしている。立体部４１は球を半分にした半球状をしており、平面部４０のほぼ中央に設けられている。これら平面部４０と立体部４１の外周面の全域が、ユーザが指を接触させてジェスチャ操作を行う操作領域である。なお、半球状とは、球を完全に半分にしたものに限らず、例えば球を５等分したうちの２／５あるいは４／５も半球状に含まれる。

図７および図８に示すように、平面部４０と立体部４１との境界である立体部４１の下部周縁４１Ａは、平面部４０と立体部４１との間に生じる、立体部４１の高さ分の段差ＴＨによって画定されている。段差ＴＨは、手で触れることで平面部４０と立体部４１との境界を知覚できる程度の高さであればよく、具体的には指の厚み（約１０ｍｍ）以上の高さを有することが好ましい。

タッチパッド１３は、操作領域における複数の指の接触位置を同時に検出する多点検出が可能な静電容量方式である。タッチパッド１３は、例えば、特開２０１６−２１３４３５号公報に記載された方法で製造することができる。

タッチパッド１３の製造方法の詳細は上記公報に記載されている通りであるが、図９に概略を示す。まず、図９Ａにおいて、平面状の基板４５上の表面および裏面の全領域に、スクリーン印刷等の印刷方法で被めっき層４６を形成する（図９Ａでは表面の一部の被めっき層４６のみ図示）。被めっき層４６は、指の接触位置を検出するための電極４７（図９Ｄ参照）の下地である。

表面の被めっき層４６は、Ｘ軸方向に沿うストライプ状に形成される。裏面の被めっき層４６は、図示はしていないがＹ軸方向に沿うストライプ状に形成される。これにより、被めっき層４６は、基板４５の表面と裏面にマトリックス状に形成される。

基板４５は、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等の透明な熱可塑性樹脂製である。被めっき層４６は、めっき触媒等と相互作用する官能基等を有する化合物または組成物である。官能基としては、例えば、カルボン酸基、シアノ基等が挙げられる。

被めっき層４６を形成した後、図９Ｂに示すように、例えば真空成形、ブロー成形、熱プレス成形等の熱変形法を用いて、基板４５のほぼ中央を半球状に突出させて立体部４１を形成する。これにより平面部４０と立体部４１、さらには平面部４０と立体部４１との境界である立体部４１の下部周縁４１Ａが画定される。

続いて、図９Ｃに示すように、変形後の基板４５を銅等のめっき液に浸漬する金属めっき処理を施す。この金属めっき処理によって、図９Ｄに示すように銅等の半透明金属薄膜（金属層）で構成される電極４７が被めっき層４６上に形成される。図９Ｄに示す基板４５に対して表面保護層の形成等の種々の加工を施し、また信号処理ＩＣ（Integrated Circuit）等の各種電子部品を接続することで、タッチパッド１３の製造が完了する。

ここで、一般的に金属層は破断伸度が小さい。そのため、基板４５に金属層を設けた後に基板４５を立体形状に変形させると、基板４５の伸びに金属層が追従できずに破断する場合が多い。また、破断には至らなくとも、変形の際に基板４５に追従して伸びることで金属層の膜厚が薄くなり、その分金属層の抵抗値が高くなる。

対して図９に示す製造方法では、被めっき層４６を形成した基板４５を所望の立体形状に変形させた後、金属めっき処理を施して金属層を形成しているので、金属層の破断が防止される。また、基板４５の変形に追従して金属層が伸びることがなく、金属層の抵抗値は高くならない。そのため、図９に示す製造方法は、指の触覚で知覚される立体部４１が操作領域に設けられたタッチパッド１３の製造方法として有効である。

マトリックス状に形成された電極４７には微小な電圧が印加される。ユーザの指がタッチパッド１３の操作領域に接触すると、接触位置において静電容量が変化し、この静電容量の変化に応じた電圧変化が検知されて、電圧変化を生じた電極４７が特定される。電極４７はマトリックス状に配置されているため、指の接触位置において交差する表面側のＸ軸方向の電極４７と裏面側のＹ軸方向の電極４７とが特定されて、操作領域における指の接触位置が検出される。なお、図９では、説明の便宜上、電極４７の幅を比較的太く示したが、実際には電極４７の幅は非常に細い。例えば、基板４５を、表示機能を備えたタッチパネルとして利用する場合を考えると（第４実施形態参照）、電極４７は、タッチパネルの表示画素の開口率が９０％程度になるような微細な幅である。

図１０〜図１４には、タッチパッド１３に対する代表的なジェスチャ操作を示す。図１０は、立体部４１の下部周縁４１Ａに、上方から手ＨＤの人差し指と親指を含む２本以上の指を掴むように接触させ、その状態で下部周縁４１Ａに沿って指を左右に回転移動させ
るジェスチャ操作である。以下、このジェスチャ操作を回転スライド操作と呼ぶ。なお、この回転スライド操作を可能とするために、立体部４１は、手ＨＤですっぽりと包み込むことができる大きさ（例えば段差ＴＨが約９０ｍｍ以下）に形成されている。

タッチパッド１３には、被搭載機器である自動車が特定の動作状態である場合に、操作領域へのジェスチャ操作を無効化する操作ロックがなされる。この操作ロックがなされた状態で回転スライド操作が行われた場合、操作ロックが解除され、かつメニューバー３１がタッチパネル１２の上部に挿入表示され、同時に操作ボタン３２のフォーカス表示が移動されて操作ボタン３２（メニュー項目）の選択が可能となる。また、自動車が特定の動作状態でない場合も、操作ロックが解除される。

すなわち、本実施形態では、この回転スライド操作が、操作ロック時においても有効な操作と判定される、立体部４１に対する特定のジェスチャ操作であるロック時有効操作である。また、ロック時有効操作に伴い実行される特定機能は、メニューバー３１の表示、並びに操作ボタン３２（メニュー項目）の選択、つまり複数の機能に対応するメニュー項目の中から、１つのメニュー項目を選択するメニュー項目選択機能である。なお、以下では、下部周縁４１Ａのように、ロック時有効操作の操作対象となる立体部４１の部位を、特定部位と呼ぶ。

ここで、特定の動作状態とは、運転席２０に座るドライバが、ハンドル１９を手動で操作して走行している手動運転の状態である。この手動運転の状態は、近い将来に実用化される自動運転とは区別される。自動運転は、ハンドル１９の操作等が自動的に行われている状態である。この場合は停車している状態と略同じと考えられるため、自動運転の状態は停車している状態と同じ扱いとする。

手動運転の状態においては、各操作ボタン３２のうち、比較的簡易な設定操作である音量調節機能の操作ボタン３２Ｂ、選曲機能の操作ボタン３２Ｃ、温度調節機能の操作ボタン３２Ｅ等が選択可能とされ、ＡＶメニュー画面を呼び出すための操作ボタン３２Ａや、Ａ／Ｃメニュー画面を呼び出すための操作ボタン３２Ｄ等は、比較的複雑な設定操作を伴うため選択不可となっている。

なお、回転スライド操作においては、構造上、厳密には下部周縁４１Ａにピンポイントで指は接触しない。回転スライド操作で実際に指が接触する可能性があるのは、図１０においてハッチングで示すように、下部周縁４１Ａから平面部４０および立体部４１に広がる所定の幅を有する領域ＲＰ１である。この領域ＲＰ１は、立体部４１の大きさおよび指の幅を考慮して予め設定されている。当該領域ＲＰ１に２本以上の指が接触し、かつ接触した指が当該領域ＲＰ１に沿って移動された場合に、当該ジェスチャ操作が回転スライド操作と認識される。

手動運転中で操作ロックがなされた状態では、回転スライド操作以外のジェスチャ操作、例えば図１１〜図１４に示すジェスチャ操作は、無効なジェスチャ操作と判定される。すなわち、図１１〜図１４に示すジェスチャ操作は、ロック時無効操作に相当する。ただし、図１１〜図１４に示すジェスチャ操作は、ロック時有効操作に応じて操作ロックが解除されている間、並びに操作ロックが自動的に解除される停車中は、有効な操作と判定される。

図１１は、タッチパッド１３の立体部４１の表面を、指で叩くジェスチャ操作である。以下、このジェスチャ操作をタップ操作と呼ぶ。

タップ操作には、立体部４１の表面を１回叩くシングルタップ操作と、２回連続して叩
くダブルタップ操作の２種類がある。図３で示したメニューバー３１が表示された状態でシングルタップ操作が行われた場合、そのときフォーカス表示されていた操作ボタン３２の選択が確定される。また、図５で示したように地図２６が現在地表示から移動されて操作ボタン３５が表示されている状態でダブルタップ操作が行われた場合は、操作ボタン３５が選択され、地図２６が現在地表示に戻される。

図１２は、立体部４１の外周面の任意の位置に、人差し指を含む１本以上の指を接触させ、その状態で、手ＨＤを前後左右（図１２では左右のみ図示）に振るようにして立体部４１の外周面を撫でるジェスチャ操作である。図１２Ａは手ＨＤを左側に振った状態、図１２Ｂは反対に右側に振った状態をそれぞれ示す。以下、このジェスチャ操作をストローク操作と呼ぶ。

地図表示画面２５が表示された状態でストローク操作が行われた場合、地図２６が移動される。

図１３は、立体部４１の頂点付近に人差し指を置き、人差し指は固定で、親指を立体部４１に沿って上下方向に移動させるジェスチャ操作である。図１３Ａは人差し指に近付く上方向に親指を移動させた状態、図１３Ｂは人差し指から離れる下方向に親指を移動させた状態をそれぞれ示す。以下、図１３Ａのジェスチャ操作をピンチイン操作、図１３Ｂのジェスチャ操作をピンチアウト操作と呼ぶ。

ピンチ操作は、カーオーディオＡＰの音量調節、選曲、カーエアコンＡＰの温度調節等の際に行われる。例えば図４で示した状態においてピンチイン操作が行われた場合、カーソル３４が上方に移動して音量が上げられる。一方、ピンチアウト操作が行われた場合は、カーソル３４が下方に移動して音量が下げられる。

図１４Ａは、立体部４１の上方を手ＨＤの人差し指と親指を含む２本以上の指で掴み、かつ指を下方向に移動させた場合を示す。対して図１４Ｂは、人差し指と親指を含む２本以上の指を立体部４１の下部に接触させ、かつ立体部４１の外周面を摘まみ上げるようにして指を上方向に移動させた場合を示す。図１４Ａ、図１４Ｂともに、指を移動させた後の手ＨＤを図示していて、指を移動させる前は図示していないが、図１４Ａの指を移動させる前は丁度図１４Ｂに示す状態であり、図１４Ｂの指を移動させる前は丁度図１４Ａに示す状態である。以下、図１４Ａのジェスチャ操作をスプレッド操作、図１４Ｂのジェスチャ操作をピックアップ操作と呼ぶ。

地図表示画面２５が表示された状態でスプレッド操作が行われた場合、地図２６の表示範囲が拡大される。一方、ピックアップ操作が行われた場合は、地図２６の表示範囲が縮小される。また、ピックアップ操作は、各種表示、設定の終了を指示する場合に行われる。例えば図３のようにメニューバー３１が表示された状態でピックアップ操作が行われた場合、タッチパネル１２からメニューバー３１の表示が消える。また、図４のように音量調節バー３３が表示された状態でピックアップ操作が行われた場合、音量調節バー３３の表示が消え、そのときカーソル３４で選択されていた音量が設定される。

図１５は、手動運転中におけるジェスチャ操作の手順の例を示している。ここではカーオーディオＡＰの音量調節を行う場合を例に説明する。まず、ステップＳＴ１００に示すように、回転スライド操作によって、タッチパッド１３の操作ロックの解除、タッチパネル１２へのメニューバー３１の表示、および音量調節機能の操作ボタン３２Ｂの選択が行われる。そして、シングルタップ操作によって、操作ボタン３２Ｂの選択が確定される（ステップＳＴ１１０）。これにより図４で示したように音量調節バー３３がプルダウン表示され、音量調節が可能となる。

続けてピンチイン操作またはピンチアウト操作が行われ、これに応じてカーソル３４が移動して音量調節が行われる（ステップＳＴ１２０）。ユーザは好みの音量となったらピックアップ操作を行う。これにより音量調節が終了され、音量調節バー３３の表示が消され、かつそのときカーソル３４で選択されていた音量が設定される（ステップＳＴ１３０）。

このように、手動運転中で操作ロックがなされた状態では、回転スライド操作のみが有効な操作であるため、最初に操作ロックを解除するために回転スライド操作が行われる。回転スライド操作により操作ロックが解除されて以降は、ロック時無効操作であるシングルタップ操作、ピンチ操作、ピックアップ操作が有効な操作となるので、ロック時無効操作を用いて操作ボタン３２の選択確定から音量調節の終了までを行う。

手動運転中は、スピーカー１４から報知音声が出力される。例えばステップＳＴ１００においては、「操作ロックが解除されました。メニューバーを表示します。」、「音量調節機能選択中。」といった報知音声が出力される。また、ステップＳＴ１１０、１２０においては、「音量調節が可能となりました。」、「音量は１５です。」といった報知音声が出力される。さらに、ステップＳＴ１３０においては、「音量が２０に設定されました。音量調節を終了します。」といった報知音声が出力される。なお、停車中は、手動運転中と同じくスピーカー１４から報知音声を出力してもよいし、しなくてもよい。

図１６において、コンソールデバイス制御部１５には、第１ストレージデバイス５０が接続されている。第１ストレージデバイス５０には、作動プログラム５１、操作認識用情報５２（図１８参照）、および操作有効性判定用情報５３（図１９参照）が記憶されている。

作動プログラム５１が起動されると、コンソールデバイス制御部１５は、タッチパネル制御部６０、タッチパッド制御部６１、音声出力制御部６２、およびＡＰインタフェース部６３として機能する。

タッチパネル制御部６０は、タッチパネル１２に表示された各種画面に対するジェスチャ操作を認識する。そして、認識したジェスチャ操作の情報（以下、ジェスチャ情報）を、操作指示としてＡＰインタフェース部６３に出力する。同様に、タッチパッド制御部６１は、タッチパッド１３の操作領域に対するジェスチャ操作を認識する。そして、この場合もジェスチャ情報を操作指示としてＡＰインタフェース部６３に出力する。

ＡＰインタフェース部６３は、両制御部６０、６１からのジェスチャ情報を主制御装置１６に送信し、かつ主制御装置１６から制御情報を受信する。制御情報には、地図表示画面２５の更新情報といった画面関連情報、ジェスチャ操作に対する報知音声といった音声情報、自動車の動作状態を示す動作状態判定情報、あるいはタッチパッド１３の操作ロックの実行および解除を指示する操作ロック制御情報がある。

ＡＰインタフェース部６３は、制御情報が画面関連情報であった場合はタッチパネル制御部６０に出力し、制御情報が音声情報であった場合は音声出力制御部６２に出力する。タッチパネル制御部６０は、ＡＰインタフェース部６３からの画面関連情報に基づいて各種画面の表示制御を行う。音声出力制御部６２は、ＡＰインタフェース部６３からの音声情報に基づく音声をスピーカー１４から出力させる。

また、ＡＰインタフェース部６３は、制御情報が動作状態判定情報および操作ロック制御情報であった場合はタッチパッド制御部６１に出力する。タッチパッド制御部６１は、
ＡＰインタフェース部６３からの動作状態判定情報および操作ロック制御情報、並びに操作有効性判定用情報５３に基づいて、タッチパッド１３の操作領域に対するジェスチャ操作の有効性を判定する。このように、ＡＰインタフェース部６３は、各制御部６０〜６２と主制御装置１６との間で、各種車載ＡＰ６７の機能の実行に必要な操作指示（ここではジェスチャ情報）、および各種車載ＡＰ６７の機能の実行結果を含む制御情報を中継するインタフェース機能を担う。

主制御装置１６には、第２ストレージデバイス６５が接続されている。第２ストレージデバイス６５には、車載ＯＳ（Operating System）６６や、カーナビＡＰ、カーエアコンＡＰ、カーオーディオＡＰといった各車載ＡＰ６７が記憶されている。車載ＡＰ６７は、第１ストレージデバイス５０の作動プログラム５１とともに、タッチ式操作システムの作動プログラムを構成する。

また、第２ストレージデバイス６５には、操作コマンド変換用情報６８（図２１参照）が記憶されている。なお、図示は省略したが、第２ストレージデバイス６５には、これらの他にも、例えば、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）等の変速機の制御プログラムや衝突回避システムの制御プログラム等、コンソールシステム１０以外のシステムを制御するためのプログラムが記憶されている。

主制御装置１６のＣＰＵ（Central Processing Unit）６９は、車載ＯＳ６６および各
車載ＡＰ６７をロードして実行することで、ＯＳ処理部７０およびＡＰ実行部７１として機能する。ＯＳ処理部７０は、車載ＯＳ６６に関する処理を実行する。ＡＰ実行部７１は実行部に相当し、ＯＳ処理部７０の監視下で、各車載ＡＰ６７の機能を実行する実行機能を担う。ＡＰ実行部７１は、ＡＰインタフェース部６３からのジェスチャ情報に応じた画面関連情報や音声情報を制御情報としてＡＰインタフェース部６３に送信する。

ＡＰ実行部７１が実行する機能の内容は、例えば次の通りである。まず、カーナビＡＰの機能として、地図（現在地）表示機能、視点切替機能、目的地検索機能、あるいは施設検索機能を実行する。また、目的地が設定された場合は、走行経路２８の探索、探索した走行経路２８、第１ナビ情報２９、第２ナビ情報３０の表示、案内音声の出力といったナビ機能を実行する。カーエアコンＡＰの機能としては、温度調節機能、風量調節機能、風向調節機能を実行する。さらに、ＡＰ実行部７１は、カーオーディオＡＰの機能として、各種再生機能、音量調節機能、選曲機能を実行する。このように、ジェスチャ操作に応じて自動車で実行される機能は、カーナビ、カーエアコン、およびカーオーディオのうちの少なくとも１つに関する機能である。

カーナビＡＰの場合、ＡＰ実行部７１がＡＰインタフェース部６３に送信する制御情報としては、現在地表示の地図表示画面２５、地図２６が移動、拡大、あるいは縮小された地図表示画面２５、案内音声等がある。カーエアコンＡＰの場合の制御情報としては、温度調節、風量調節、風向調節に応じて表示が更新された地図表示画面２５等がある。カーオーディオＡＰの場合の制御情報としては、テレビ放送の映像および音声やラジオ放送の音声、楽曲の音声、音量調節バー３３を含む地図表示画面２５等がある。

ＯＳ処理部７０はマルチタスクに対応しており、ＡＰ実行部７１に種類の異なる車載ＡＰ６７の機能を同時並行で実行させることが可能である。例えば、カーナビＡＰのナビ機能を実行中に、カーオーディオＡＰの再生機能を実行させ、さらにカーエアコンＡＰの温度調節機能を実行させることが可能である。

図１７において、タッチパッド制御部６１は、操作認識部７５および操作有効性判定部７６を備えている。すなわち、タッチパッド制御部６１は、タッチパッド１３とともに、
本発明のタッチ式操作装置７７を構成する。また、タッチパッド１３、タッチパッド制御部６１、およびＡＰ実行部７１は、本発明のタッチ式操作システム７８を構成する。

操作認識部７５は、タッチパッド１３からの指の接触位置の検出信号、および操作認識用情報５２に基づいて、タッチパッド１３の操作領域に対して行われたジェスチャ操作を認識する操作認識機能を担う。操作認識部７５は、認識したジェスチャ操作のジェスチャ情報を操作有効性判定部７６に出力する。

操作有効性判定部７６は、ＡＰインタフェース部６３を介して主制御装置１６から送信される動作状態判定情報および操作ロック制御情報、並びに操作有効性判定用情報５３に基づいて、操作認識部７５で認識したジェスチャ操作が有効な操作であるか否かを判定する操作有効性判定機能を担う。操作有効性判定部７６は、有効な操作であると判定したジェスチャ操作のジェスチャ情報はＡＰインタフェース部６３に出力し、無効な操作であると判定したジェスチャ操作のジェスチャ情報はＡＰインタフェース部６３に出力しない。

自動車が手動運転中で、かつ回転スライド操作がされていない場合、主制御装置１６は操作ロックの実行を指示する操作ロック制御情報を送信する。この操作ロック制御情報を受けて、操作有効性判定部７６は、回転スライド操作のみを有効な操作と判定する操作ロックを実行する。つまり、操作有効性判定部７６は、自動車が手動運転の状態で、かつ操作認識部７５でロック時有効操作である回転スライド操作が認識されていない間は、回転スライド操作以外の操作が認識されても無効な操作と判定する。

一方、自動車が手動運転中で、かつ回転スライド操作がされた場合、並びに自動車が停車中の場合は、主制御装置１６は操作ロックの解除を指示する操作ロック制御情報を送信する。この操作ロック制御情報を受けて、操作有効性判定部７６は、上記の操作ロックを解除する。すなわち、操作有効性判定部７６は、操作有効性判定機能に加えて、操作ロック解除機能も担う。

図１８において、操作認識用情報５２は、タッチパッド１３の操作領域のうちの指の接触領域、指の接触本数、および操作内容の組に対応するジェスチャ操作を記憶したものである。操作認識部７５は、タッチパッド１３からの指の接触位置の検出信号から分かる接触領域、接触本数、および操作内容の組が、どのジェスチャ操作に対応したものであるかを操作認識用情報５２で照合する。例えば、接触領域が図１０で示したＲＰ１（下部周縁４１Ａ）、接触本数が２本以上、操作内容がＲＰ１に沿って移動であった場合、操作認識部７５は、ジェスチャ操作を回転スライド操作と認識する。

回転スライド操作やストローク操作等のジェスチャ操作が行われた場合、タッチパッド１３の操作領域内の複数の位置に、ユーザの指が時間差で連続的に接触する。この場合、指の接触位置を表す検出信号は、操作認識部７５に対して連続的に入力される。操作認識部７５は、連続的に入力される検出信号に基づいて、指の接触位置の軌跡、すなわち指の移動軌跡を記録し、記録した軌跡から操作内容を認識する。

なお、図１８では、立体部４１の全領域はＲＡと表記している。接触領域には、実際には各領域ＲＰ１、ＲＡの位置座標情報が登録されている。位置座標情報は、例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向にマトリックス状に形成された電極４７に順に付された番号である。

図１９において、操作有効性判定用情報５３は、操作ロックが実行されている場合と解除されている場合とで、それぞれ有効な操作と無効な操作を記憶したものである。前述のように、操作ロック時においても有効な操作であるロック時有効操作は回転スライド操作
のみであり、無効な操作は回転スライド操作以外である。また、操作ロック解除時における有効な操作は全てのジェスチャ操作であり、無効な操作は必然的になしである。

図２０Ａに示すように、操作有効性判定部７６は、操作ロックが実行されている状態で、操作認識部７５で認識したジェスチャ操作が回転スライド操作であった場合は、有効な操作と判定する。そして、回転スライド操作のジェスチャ情報をＡＰインタフェース部６３に出力する。一方、図２０Ｂに示すように、操作有効性判定部７６は、ジェスチャ操作が回転スライド操作以外（図２０Ｂではシングルタップ操作）であった場合は、無効な操作と判定する。この場合、操作有効性判定部７６は、当該ジェスチャ操作（シングルタップ操作）のジェスチャ情報をＡＰインタフェース部６３に出力しない。

一方、操作ロックが解除されている状態では、図１９で示したように全てのジェスチャ操作が有効な操作であるため、操作有効性判定部７６はジェスチャ操作の有効性の判定はせず、操作認識部７５からのジェスチャ情報をそのままＡＰインタフェース部６３に引き渡す。

図２１において、操作コマンド変換用情報６８は、各ジェスチャ操作に対する操作コマンドを、自動車の動作状態およびＡＰ実行部７１の処理ステータスと関連付けて記憶したものである。操作コマンドは、各ジェスチャ操作を、ＡＰ実行部７１が理解可能な形態に変換したものである。処理ステータスは、操作ロックの状態、地図表示画面２５の表示状態、ＡＰ実行部７１による各車載ＡＰ６７の機能の実行状態等、コンソールシステム１０の動作状況を示す情報である。

ジェスチャ操作には、処理ステータスに応じて異なる操作コマンドが割り当てられているものがある。例えばピックアップ操作は、メニューバー３１が非表示の状態では地図縮小、メニューバー３１が表示された状態ではメニューバー３１の非表示、音量調節バー３３がプルダウン表示された状態では音量調節バー３３の非表示および音量設定が、それぞれ操作コマンドとして割り当てられている。

ＯＳ処理部７０は、自動車の動作状態を判定する動作状態判定機能をもち、自動車の動作状態を把握している。より詳しくは、ＯＳ処理部７０は、自動車の速度が０の場合、自動車が手動運転の状態でない、すなわち自動車が停車している状態であると判定する。一方、自動車の速度が０を超えた場合、自動車が手動運転の状態であると判定する。なお、ハンドル１９に圧力センサを設け、圧力センサでドライバがハンドル１９を握っていることが検出され、かつ自動車の速度が０を超えた場合に、手動運転の状態であると判定してもよい。

また、ＯＳ処理部７０は、ＡＰ実行部７１を監視下におくことで、処理ステータスを把握している。ＯＳ処理部７０は、これら自動車の動作状態および処理ステータス、並びに操作コマンド変換用情報６８に基づいて、ＡＰインタフェース部６３からのジェスチャ情報で表されるジェスチャ操作を操作コマンドに変換する。ＯＳ処理部７０は、変換した操作コマンドをＡＰ実行部７１に与える。ＡＰ実行部７１は、ＯＳ処理部７０から与えられた操作コマンドに応じた機能を実行する。

なお、図２１では、例えばカーナビＡＰの地図縮小、カーオーディオＡＰの音量調節（音量上げ下げ）、カーエアコンＡＰの温度調節（温度上げ下げ）等、種類が異なる車載ＡＰ６７の操作コマンドを１つの操作コマンド変換用情報６８に統合して登録しているが、車載ＡＰ６７毎に操作コマンド変換用情報６８があってもよい。

以下、上記構成の作用について、図２２に示すフローチャートを参照して説明する。ま
ず、自動車のイグニッションスイッチ等の電源スイッチがユーザにより操作され、コンソールシステム１０の電源がオンされると、作動プログラム５１が起動される。これにより、図１６で示したように、コンソールデバイス制御部１５が各制御部６０〜６２およびＡＰインタフェース部６３として機能する。タッチ式操作装置７７を構成するタッチパッド制御部６１には、図１７で示したように、操作認識部７５および操作有効性判定部７６が構築される。

また、主制御装置１６のＣＰＵ６９にＯＳ処理部７０およびＡＰ実行部７１が構築される。ＡＰ実行部７１によりカーナビＡＰの地図表示機能が実行され、これにより図２で示したようにタッチパネル１２に地図表示画面２５が表示される。

自動車の動作状態が手動運転の状態で、タッチパッド１３の操作領域への操作ロックが実行され、かつタッチパッド１３の操作領域に対してユーザによりジェスチャ操作が行われた場合（ステップＳＴ５００、ステップＳＴ５１０でともにＹＥＳ）、タッチパッド１３からの指の接触位置の検出信号、および操作認識用情報５２に基づき、操作認識部７５でジェスチャ操作が認識される（ステップＳＴ５２０、操作認識ステップ）。操作認識部７５で認識されたジェスチャ操作のジェスチャ情報は、操作有効性判定部７６に出力される。

操作有効性判定部７６では、操作有効性判定用情報５３に基づき、操作認識部７５からのジェスチャ操作が有効な操作であるか否かが判定される（ステップＳＴ５３０、操作有効性判定ステップ）。

具体的には、操作認識部７５からのジェスチャ操作が回転スライド操作であった場合（ステップＳＴ５４０でＹＥＳ）は、図２０Ａで示したように、操作有効性判定部７６で有効な操作と判定される（ステップＳＴ５５０）。この場合は、ＡＰインタフェース部６３を介して、操作有効性判定部７６とＯＳ処理部７０との間で回転スライド操作のジェスチャ情報が送受信される（ステップＳＴ５６０）。

主制御装置１６では、ＡＰインタフェース部６３からのジェスチャ情報で表される回転スライド操作が、操作コマンド変換用情報６８に基づきＯＳ処理部７０で操作コマンドに変換され、ＡＰ実行部７１に与えられる。ＡＰ実行部７１では操作コマンドに応じた機能が実行される。

この場合に実行される機能は、図１５のステップＳＴ１００で示したように、タッチパッド１３の操作ロックの解除と、それに加えて特定機能としてのタッチパネル１２へのメニューバー３１の表示、および操作ボタン３２の選択（メニュー項目選択機能）である（ステップＳＴ５７０、操作ロック解除ステップ、実行ステップ）。

一方、操作認識部７５からのジェスチャ操作が回転スライド操作以外であった場合（ステップＳＴ５４０でＮＯ）は、図２０Ｂで示したように、操作有効性判定部７６で無効な操作と判定される（ステップＳＴ５８０）。この場合は操作有効性判定部７６からＡＰインタフェース部６３には何も出力されない。

自動車が停車しているか、あるいは手動運転の状態で回転スライド操作が行われ、タッチパッド１３の操作領域への操作ロックが解除された状態で、タッチパッド１３の操作領域に対してユーザによりジェスチャ操作が行われた場合（ステップＳＴ５００でＮＯ、ステップＳＴ５９０でＹＥＳ）、ステップＳＴ５２０と同じく、操作認識部７５でジェスチャ操作が認識される（ステップＳＴ６００、操作認識ステップ）。

この場合、操作認識部７５で認識されたジェスチャ操作のジェスチャ情報は、操作有効性判定部７６に出力されるが、操作有効性判定部７６では操作有効性の判定は行われない。操作認識部７５からのジェスチャ情報は、そのまま操作有効性判定部７６からＡＰインタフェース部６３に引き渡される（ステップＳＴ６１０）。そして、ＡＰ実行部７１にて、ジェスチャ操作に応じた機能が実行される（ステップＳＴ６２０、実行ステップ）。これにより、例えば図４で示したように、地図表示画面２５に音量調節バー３３が表示されてカーオーディオＡＰの音量調節が可能となったり、ジェスチャ操作に対する報知音声がスピーカー１４から出力されたりする。これら一連の処理は、電源がオフされる（ステップＳＴ６３０でＹＥＳ）まで繰り返し続けられる。

なお、図示は省略したが、手動運転の状態において、回転スライド操作に応じて操作ロックが解除された後、所定時間（例えば３０秒間）ジェスチャ操作がなかった場合は、再び操作ロックが実行される。

タッチパッド１３は、指の触覚で知覚される凸型の立体部４１を備えている。このため、ユーザは、タッチパッド１３のどの部分に指が接触しているかを、手元を視認せずに手探りで認識することができる。例えば、平面部４０と立体部４１とを確実に区別して認識することができる。また、特定部位である立体部４１の下部周縁４１Ａも、立体部４１の他の部位と区別して認識することができる。

したがって、下部周縁４１Ａに２本以上の指を接触させ、その状態で下部周縁４１Ａに沿って指を左右に回転移動させる回転スライド操作は、手動運転中においてもタッチパッド１３を見ずに手探りで行うことが可能である。また、回転スライド操作は、下部周縁４１Ａを指で探り当てさえすれば、その指を下部周縁４１Ａに接触させたままクルクルと回転させれば済む、比較的負担が軽いジェスチャ操作である。さらに、立体部４１を１回指で叩くシングルタップ操作や、立体部４１を指で撫でるストローク操作等は、ユーザが意図せず操作してしまうことが有り得るが、回転スライド操作は、ユーザが意図して行わなければできない操作であるため、確実に誤操作との区別がつく。

また、タッチパッド１３の操作領域に対して回転スライド操作がなされた場合は、操作ロックが解除され、かつ同時にタッチパネル１２にメニューバー３１が表示されて、さらに操作ボタン３２の選択という特定機能が実行される。このため、例えばスマートフォンのように暗証番号を入力する等して操作ロックを解除した後、さらにメニューバー３１を表示させるジェスチャ操作と操作ボタン３２を選択するジェスチャ操作を行う場合と比べて、格段に操作性が向上する。以上のことから、上記構成を備えるタッチ式操作システム７８によれば、誤操作を防止しつつ、タッチセンサの操作ロックの解除および機能の実行に関わる煩わしさを解消することが可能となる。

また、回転スライド操作に応じて、タッチパッド１３の操作ロックが解除され、それまで無効であったロック時無効操作が有効な操作と判定される。このことは、言い換えれば回転スライド操作がなされるまでは操作ロックが実行され、不用意なジェスチャ操作は無効な操作と判定されることを意味する。したがって、より確実に誤操作を防止することができる。

また、操作ロックが解除されている間は、ロック時無効操作が有効な操作と判定されるので、操作ロックの解除後はロック時無効操作を用いて様々な機能を実行させることができる。

ジェスチャ操作に対する報知音声をスピーカー１４から出力するので、ユーザはタッチパネル１２の表示を見なくとも、自分のジェスチャ操作が正しく認識されているかどうか
等、自分のジェスチャ操作による選択、設定状況を把握することができる。

操作ロックの解除と同時に実行される特定機能は、複数の機能に対応するメニュー項目の中から、１つのメニュー項目を選択するメニュー項目選択機能である。このため、操作ロックの解除後、特別なジェスチャ操作をすることなく直ちにメニュー項目を選択することができ、その後の音量調節や温度調節等の機能の実行をスムーズに行うことができる。

ここで、本実施形態のような車載用のタッチ式操作装置７７では、手動運転中はタッチパッド１３を見ずに手探りで操作することが想定される。このため、タッチパッド１３には、手動運転中はユーザであるドライバが手元を視認しなくても手探りで操作領域を探り当てることができる構成が望まれる。また、タッチパッド１３には、ドライバがハンドル１９から手を離す時間を短くして、ドライバの気が運転から逸れることを防止するためにシンプルかつ迅速な操作ができる構成が望まれる。本発明はこうした要望を全てクリアすることができる。したがって、被搭載機器を自動車とし、特定の動作状態を手動運転の状態とした場合は、本発明は特に優位な効果を発揮するといえる。

主制御装置１６のＯＳ処理部７０で自動車の動作状態を判定しているが、ＯＳ処理部７０から自動車の速度情報をコンソールデバイス制御部１５に送信し、動作状態の判定をコンソールデバイス制御部１５で行ってもよい。

図２３〜図２８は、タッチパッドの変形例を示す。まず、図２３に示すタッチパッド８０は、平面部８１と、凸型の立体部８２とを有する。立体部８２は柱体状、より詳しくは円柱状をしている。この場合の特定部位は、平面部８１と立体部８２との境界である立体部８２の下部周縁８２Ａと、立体部８２の上面８２Ｂの周縁８２Ｃの２箇所である。これら下部周縁８２Ａおよび上面８２Ｂの周縁８２Ｃには、図１０に示す領域ＲＰ１と同じく、領域ＲＰ２および領域ＲＰ３が設定されている。この場合のロック時有効操作は、下部周縁８２Ａへの回転スライド操作、および／または、上面８２Ｂの周縁８２Ｃへの回転スライド操作である。

図２４に示すタッチパッド８５は、平面部８６と、凸型の立体部８７とを有する。立体部８７は錐台状、より詳しくは円錐台状をしている。この場合の特定部位は、平面部８６と立体部８７との境界である立体部８７の下部周縁８７Ａと、立体部８７の上面８７Ｂの周縁８７Ｃの２箇所である。この場合も下部周縁８７Ａには領域ＲＰ４が、上面８７Ｂの周縁８７Ｃには領域ＲＰ５が設定されている。この場合のロック時有効操作は、下部周縁８７Ａへの回転スライド操作、および／または、上面８７Ｂの周縁８７Ｃへの回転スライド操作である。

図２５に示すタッチパッド９０は、平面部９１と、凸型の立体部９２とを有する。立体部９２は錐台状、より詳しくはＸ軸方向に長い四角錐台状をしている。この場合の特定部位は、平面部９１と立体部９２との境界である立体部９２の下部周縁を構成する辺のうち、立体部９２の長手方向であるＸ軸方向に平行な対向する２つの下辺９２Ａ、９２Ｂと、立体部９２の上面９２Ｃの周縁を構成する辺のうち、Ｘ軸方向に平行な対向する２つの上辺９２Ｄ、９２Ｅである。この場合、下辺９２Ａ、９２Ｂを１箇所の特定部位、上辺９２Ｄ、９２Ｅを１箇所の特定部位とそれぞれ見做す。これら下辺９２Ａ、９２Ｂおよび上辺９２Ｄ、９２Ｅに対しても、領域ＲＰ６（下辺９２Ａのみ図示）および領域ＲＰ７（上辺９２Ｄのみ図示）が設定されている。

この場合のロック時有効操作は、下部スライド操作および／または上部スライド操作である。下部スライド操作は、下辺９２Ａ、９２Ｂを２本の指（例えば親指と人差し指）で挟み、その状態で下辺９２Ａ、９２Ｂに沿って（Ｘ軸方向に沿って）２本の指を移動させ
るものである。上部スライド操作は、上辺９２Ｄ、９２Ｅを２本の指（例えば親指と人差し指）で挟み、その状態で上辺９２Ｄ、９２Ｅに沿って（Ｘ軸方向に沿って）２本の指を移動させるものである。

図２３〜図２５のタッチパッド８０、８５、９０で示したように、凸型の立体部に上面がある場合は、下部周縁に替えて、あるいは加えて、上面の周縁を特定部位としてもよい。そして、特定部位は１箇所に限らず複数箇所でもよい。特定部位が複数箇所の場合は、特定部位に応じて、ＡＰ実行部７１で実行する特定機能を変更してもよい。例えば図２３に示すタッチパッド８０において、下部周縁８２Ａへの回転スライド操作の場合は、特定機能として音量調節機能の操作ボタン３２Ｂの選択確定を実行し、上面８２Ｂの周縁８２Ｃへの回転スライド操作の場合は、特定機能として温度調節機能の操作ボタン３２Ｅの選択確定を実行する。なお、周縁８２Ｃ、８７Ｃ、上辺９２Ｄ、９２Ｅに関しては、下部周縁と違って実際に指を接触させることができるので、領域ＲＰ３、ＲＰ５、ＲＰ７を設定しなくてもよい。

タッチパッド８０、８５、９０のように凸型の立体部に上面がある場合、上面を指で叩くジェスチャ操作を、シングルタップ操作またはダブルタップ操作と認識することが好ましい。

図２６に示すタッチパッド９５は、平面部９６と、平面部９６に対して凹んだ凹型の立体部９７とを有する。立体部９７は、図２５の立体部９２のＸ軸方向に長い四角錐台状を丁度逆さにした形状の孔である。この場合の特定部位は、平面部９６と立体部９７との境界である立体部９７の開口縁を構成する辺のうち、立体部９７の長手方向であるＸ軸方向に平行な対向する２つの上辺９７Ａ、９７Ｂである。上辺９７Ａ、９７Ｂには、領域ＲＰ８が設定される。この場合のロック時有効操作は、上辺９７Ａ、９７Ｂに２本の指（例えば人差し指と中指）を接触させ、その状態で上辺９７Ａ、９７Ｂに沿って（Ｘ軸方向に沿って）２本の指を移動させるものである。

このように、立体部は凸型に限らず凹型でもよい。なお、上辺９７Ａ、９７Ｂに関しても、領域ＲＰ８を設定しなくてもよい。

図２６では図２５の立体部９２を逆さにした形状の孔を凹型の立体部９７としたが、図６に示す半球状の立体部４１、図２３に示す円柱状の立体部８２、あるいは図２４に示す円錐台状の立体部８７を逆さにした形状の孔を凹型の立体部としてもよい。

図２７に示すタッチパッド１００は、平面部１０１と、平面部１０１に対して凹んだ凹型の立体部１０２と、平面部１０１から突出した凸型の立体部１０３とを有する。凸型の立体部１０３は、図６に示す立体部４１と同じく半球状をしている。凹型の立体部１０２は、立体部１０３の下部周縁に沿って平面部１０１を同じ幅Ｗで繰り抜いた円環状の溝である。立体部１０２の幅Ｗは、指が丁度収まる程度の寸法（約２０ｍｍ）である。

この場合の特定部位は、平面部１０１と立体部１０２との境界である立体部１０２の開口縁１０２Ａ、および／または、立体部１０２の凹面である底面１０２Ｂである。開口縁１０２Ａには領域ＲＰ９が、底面１０２Ｂには領域ＲＰ１０がそれぞれ設定される。なお、領域ＲＰ９は設定しなくてもよい。

この場合のロック時有効操作は、開口縁１０２Ａに２本の指（例えば人差し指と中指）を接触させ、その状態で開口縁１０２Ａに沿って指を左右に回転移動させる開口縁回転スライド操作、および／または、底面１０２Ｂに人差し指と親指を含む２本以上の指を接触させ、その状態で底面１０２Ｂに沿って指を左右に回転移動させる底面回転スライド操作
である。

このように、立体部は凹型と凸型を組み合わせてもよい。また、凹型の立体部においては、開口縁に替えて、あるいは加えて、凹面を特定部位としてもよい。なお、凹面としては、例示した底面１０２Ｂに替えて、あるいは加えて、開口縁１０２Ａと底面１０２Ｂを繋ぐ側面でもよい。

図２８に示すタッチパッド１０５は、平面部１０６と、凸型の立体部１０７と、凹型の立体部である３つの指孔１０８、１０９、１１０と、凹型の立体部である３つのガイド溝１１１、１１２、１１３とを有する。指孔１０８〜１１０は円形であり、半球状の立体部１０７の下部周縁の自動車の前側に並べて形成されている。指孔１０８には人差し指が、指孔１０９には中指が、指孔１１０には薬指が、それぞれ挿し入れられる。指孔１０８〜１１０の直径Ｄ（図２８では指孔１０９の直径Ｄのみ図示）は、指が丁度収まる程度の寸法（約２０ｍｍ）である。なお、図２８において指孔の符号の後の括弧内に付されたＦＰ１、ＦＰ２、ＦＰ３は、指孔１０８〜１１０のそれぞれの位置を示す符号である（図３０も参照）。

ガイド溝１１１は指孔１０８に人差し指を案内し、ガイド溝１１２は指孔１０９に中指を案内し、ガイド溝１１３は指孔１１０に薬指を案内する。ガイド溝１１１〜１１３は、立体部１０７の自動車の前側の中央部から下部に掛けて形成されている。ガイド溝１１１〜１１３を形成する凹面１１１Ａ、１１２Ａ、１１３Ａは、上部が幅狭で下部が幅広のテーパ状であり、指孔１０８〜１１０と接続する下部において、指孔１０８〜１１０の直径Ｄと同じ幅となる。

この場合の特定部位は、ガイド溝１１１〜１１３を形成する凹面１１１Ａ〜１１３Ａである。凹面１１１Ａ〜１１３Ａには領域ＲＰ１１、ＲＰ１２、ＲＰ１３がそれぞれ設定される。

また、この場合のロック時有効操作は、凹面１１１Ａ〜１１３Ａの上部に人差し指、中指、薬指を接触させて、その状態で各指を凹面１１１Ａ〜１１３Ａに沿って下方に移動させ、指孔１０８〜１１０に各指を挿し入れるガイド溝スライド操作である。このガイド溝スライド操作は、図１４Ａに示すスプレッド操作を、ガイド溝１１１〜１１３に各指を沿わせつつ行うイメージである。

指が挿し入れられる指孔１０８〜１１０と、指孔１０８〜１１０に指を案内するガイド溝１１１〜１１３で凹型の立体部を構成するので、より指の触覚で知覚しやすくなり、手探りでもすぐに探り当てることができる。また、ガイド溝スライド操作は、回転スライド操作等と同じく、ユーザが意図して行わなければできない操作であるため、確実に誤操作との区別がつく。

図２８では、立体部１０７にガイド溝１１１〜１１３を形成しているが、立体部１０７をなくし、平面部１０６にガイド溝１１１〜１１３を形成してもよい。

図２８に示すタッチパッド１０５を用いる場合、ガイド溝スライド操作で指が挿し入れられた指孔１０８〜１１０の個数または位置に応じて、ＡＰ実行部７１で実行する特定機能を変更してもよい。具体的には図２９の操作コマンド変換用情報１１４に示すように、指が挿し入れられた指孔１０８〜１１０の個数が１個の場合は音量調節機能の操作ボタン３２Ｂ、２個の場合は選曲機能の操作ボタン３２Ｃ、３個の場合は温度調節機能の操作ボタン３２Ｅのそれぞれの操作ボタン３２の選択が確定される。いずれの場合も操作ロックの解除およびメニューバー３１の表示がセットになっている。

なお、指が挿し入れられた指孔１０８〜１１０の個数が１個または２個の場合は、指が挿し入れられた指孔１０８〜１１０の位置は問わない。例えば指孔１０８のみに人差し指が挿し入れられた場合と、指孔１１０のみに薬指が挿し入れられた場合とでは、指が挿し入れられた位置が異なるが、指が挿し入れられた個数は１個であるため、いずれの場合も音量調節機能の操作ボタン３２Ｂの選択が確定される。

図３０に示す操作コマンド変換用情報１１５は、ガイド溝スライド操作で指が挿し入れられた指孔１０８〜１１０の位置に応じて、ＡＰ実行部７１で実行する特定機能を変更する例である。まず、最上段に示すように、位置ＦＰ１〜ＦＰ３の全ての指孔１０８〜１１０に人差し指、中指、薬指が挿し入れられた場合は、操作ロックの解除およびメインメニュー画面の表示が実行される。指が挿し入れられた指孔が指孔１０８（位置ＦＰ１、人差し指）のみであった場合は音量調節機能の操作ボタン３２Ｂ、指孔１０９（位置ＦＰ２、中指）のみであった場合は選曲機能の操作ボタン３２Ｃ、指孔１１０（位置ＦＰ３、薬指）のみであった場合は温度調節機能の操作ボタン３２Ｅのそれぞれの操作ボタン３２の選択が確定される。これらはいずれの場合も操作ロックの解除およびメニューバー３１の表示がセットになっている。

指が挿し入れられた指孔が指孔１０８、１０９（位置ＦＰ１、ＦＰ２、人差し指と中指）であった場合は、操作ロックの解除とともに音量が上げられる、温度が上げられる、もしくは楽曲が送られる。対して、指孔１０９、１１０（位置ＦＰ２、ＦＰ３、中指と薬指）であった場合は、操作ロックの解除とともに音量が下げられる、温度が下げられる、もしくは楽曲が戻される。音量、温度、楽曲のいずれを変更するかは、ユーザが設定変更可能である。

さらには、指が挿し入れられた指孔が指孔１０８、１１０（位置ＦＰ１、ＦＰ３、人差し指と薬指）であった場合は、操作ロックの解除とともにカーエアコンまたはカーオーディオがオフされる。カーエアコンとカーオーディオのいずれをオフするかは、ユーザが設定変更可能である。

このように、指が挿し入れられた指孔１０８〜１１０の個数または位置に応じて、ＡＰ実行部７１で実行する特定機能を変更するので、指孔１０８〜１１０に挿し入れる指の個数または位置と、実行する特定機能とがユーザの中で関連付けられていれば、指孔１０８〜１１０に挿し入れる指の個数または位置を変えることで所望の機能をダイレクトに実行させることができ、より直感的な操作が可能となる。

なお、図２９に示す指が挿し入れられた指孔の個数と実行する特定機能、および図３０に示す指が挿し入れられた指孔の位置と実行する特定機能は一例であり、本発明を特に限定するものではない。また、指孔およびガイド溝の数は、上記例の３つに限らず、親指用の指孔およびガイド溝を加えて４つとしてもよいし、さらに小指用の指孔およびガイド溝を加えて５つとしてもよい。

［第２実施形態］
ここまで、ロック時有効操作として、回転スライド操作、下部スライド操作、上部スライド操作等のスライド操作を例示してきたが、本発明はこれに限定されない。図３１に示す第２実施形態のように、凸型の立体部の形状で特定される凸型の立体部上の特定部位に対するダブルタップ操作をロック時有効操作としてもよい。

図３１は、図６に示すタッチパッド１３を用いた場合の例を示す。この場合の特定部位は、半球状の凸型の立体部４１の頂点部４１Ｂである。頂点部４１Ｂには領域ＲＰ１４が
設定されている。操作ロックが実行されている状態で、この頂点部４１Ｂに対するダブルタップ操作が行われた場合、操作有効性判定部７６は、ダブルタップ操作を有効な操作と判定し、ＡＰインタフェース部６３に出力する。これにより操作ロックが解除され、かつ特定機能が実行される。

図３１では図６に示すタッチパッド１３を例示したが、図２３〜図２５に示すタッチパッド８０、８５、９０のように、凸型の立体部に上面があるものについても本実施形態は適用可能である。この場合は、上面の中心部や上面の周縁の限られた部位（例えば上面の周縁の助手席２１側）を特定部位とする。上記の頂点部４１Ｂを含めて、こうした特定部位は、手元を視認せずに手探りで認識することができる。

ダブルタップ操作は、特定部位に指を接触させてから移動させるスライド操作と比べて操作の手間が掛からない。このため、より操作ロックの解除と特定機能の実行とをスムーズに行うことができる。

［第３実施形態］
図３２に示す第３実施形態では、特定機能を表す文字を立体部上に指で書く文字書き操作を、ロック時有効操作とする。特定機能を表す文字は、例えば音量調節機能の場合は「Ｖ」、温度調節機能の場合は「Ｔ」、風量調節機能の場合は「Ｆ」、風向調節機能の場合は「Ｄ」等、予め設定されている。

図３２は、図３１と同じく図６に示すタッチパッド１３を用いた場合の例を示す。操作ロックが実行されている状態で、特定機能を表す文字（ここでは音量調節機能の「Ｖ」）を立体部４１上に指で書く文字書き操作がされた場合、操作有効性判定部７６は、文字書き操作を有効な操作と判定し、ＡＰインタフェース部６３に出力する。この場合、操作ロックの解除、メニューバー３１の表示、および音量調節機能の操作ボタン３２Ｂの選択確定が行われる。

この文字書き操作によれば、特定機能と文字との関連付けがしやすいので、図２８〜図３０で示した、指が挿し入れられた指孔１０８〜１１０の個数または位置に応じて、ＡＰ実行部７１で実行する特定機能を変更する態様よりも、ユーザはすんなりと特定機能と文字との関連性を覚えることができる。特定機能と文字との関連性を覚えてしまえば、立体部４１上に文字を書くだけで所望の機能が実行されるので、より手軽で直感的である。

タッチ式操作装置を構成するタッチセンサは１つに限らず複数でもよい。例えば図３３に示すタッチパッドユニット１１８を用いてもよい。

図３３において、タッチパッドユニット１１８は、図６で示した半球状の凸型の立体部４１を有するタッチパッド１３と、図２３で示した円柱状の凸型の立体部８２を有するタッチパッド８０と、図２４で示した円錐台状の凸型の立体部８７を有するタッチパッド８５とを、Ｘ軸方向に沿って並べたものである。

この場合、例えばタッチパッド１３はカーナビＡＰ、タッチパッド８０はカーエアコンＡＰ、タッチパッド８５はカーオーディオＡＰのそれぞれの操作専用とする。こうすれば、例えば操作ロック時にタッチパッド８０の立体部８２の下部周縁８２Ａに対して回転スライド操作がされた場合、操作ロックの解除と温度調節を実行したり、操作ロック時にタッチパッド８５の立体部８７の下部周縁８７Ａに対して回転スライド操作がされた場合、操作ロックの解除と音量調節を実行したりする等、各車載ＡＰ６７の機能をより手間を掛けずに実行することができる。

なお、図３３では、立体部の形状がそれぞれ異なるタッチパッド１３、８０、８５でタッチパッドユニット１１８を構成したが、立体部の形状が同じ複数のタッチパッドでタッチパッドユニット１１８を構成してもよい。

［第４実施形態］
上記各実施形態では、タッチ式操作装置のタッチセンサとして、表示機能をもたないタッチパッドを例示したが、図３４〜図３６に示す第２実施形態では、タッチパネルをタッチ式操作装置のタッチセンサに用いる。

図３４に示すように、第２実施形態のタッチパネル１２０は、平面部１２１と半球状の凸型の立体部１２２を有している点では、上記第１実施形態の図６に示すタッチパッド１３と同じである。ただし、タッチパネル１２０は、立体部１２２の上部１２２Ａが透明であり、この透明部分である上部１２２Ａが、ハッチングで示すように表示機能を有する点でタッチパッド１３と異なる。

図３５に示すように、第４実施形態のコンソールデバイス制御部１２５には、タッチパッド制御部６１の替わりにタッチパネル制御部１２６が構築される。タッチパネル制御部１２６は、上部１２２Ａの表示内容を示す制御情報を、ＡＰインタフェース部６３を介して主制御装置１６から受信し、受信した制御情報に基づいて上部１２２Ａの表示制御を行う。なお、図３５では、第１ストレージデバイス５０や音声出力制御部６２等の図示を省略している。

図３６の表１３０に示すように、タッチパネル制御部１２６は、操作に応じて上部１２２Ａの表示内容を変更する。例えばコンソールシステム１０の電源がオンされた場合は、上部１２２Ａに青色の小円を表示した後、上部１２２Ａ全体に青色を表示する。また、メニューバー３１の操作ボタン３２を選択する場合は橙色の円環を、音量調節の場合は紫色の円環を、温度調節の場合は緑色の円環を、それぞれ大きさを変えながら上部１２２Ａに表示する。

このように、タッチ式操作装置のタッチセンサをタッチパネル１２０で構成すれば、操作と連動した表示が可能となる。手動運転中、ドライバはタッチパネル１２０を見ずに手探りで操作するとはいえども、手に届く範囲であるため、タッチパネル１２０を視界の片隅には捉えることができる。したがって、タッチ式操作装置のタッチセンサをタッチパネル１２０で構成し、操作と連動した表示を行えば、自分のジェスチャ操作による選択、設定状況を把握することができ、また、自分が行っているジェスチャ操作が確かに認識されていることを視認することができる。

なお、立体部１２２の上部１２２Ａのみを表示機能を有する透明部分とするのではなく、立体部１２２の全体を、表示機能を有する透明部分としてもよい。また、平面部１２１も表示機能を有する透明部分としてもよい。さらに、透明部分の表示内容は、図３６で示した異なる色の円または円環に限らない。例えばスピーカー１４を模したイラストと音量値を示す数字といった操作の内容に関するイラストや文字を表示してもよい。

［第５実施形態］
上記各実施形態では、タッチ式操作装置の被搭載機器として自動車を例示して説明したが、本発明はこれに限らない。例えば図３７〜図３９に示す第５実施形態のように、被搭載機器は掃除機１３５でもよい。

図３７に示すように、掃除機１３５は、吸引モータ（図示せず）を内蔵した本体部１３６と、本体部１３６から前方に延びる吸引ホース１３７とを備えている。吸引ホース１３
７の先端には吸引ヘッド１３８が、中程には電源スイッチ等を備えた操作部１３９が、それぞれ設けられている。

図３８および図３９に示すように、操作部１３９は、ユーザの片方の手ＨＤで把持することが可能なサイズを有する。この操作部１３９には、タッチ式操作装置のタッチセンサとしてタッチパネル１４５が設けられている。タッチパネル１４５は、本体部１３６あるいは操作部１３９に設けられたタッチパネル制御部および実行部（ともに図示せず）とでタッチ式操作システムを構成し、タッチパネル制御部により動作が制御される。

タッチパネル１４５は、平面部１４６と、凹型の立体部１４７とを有する。平面部１４６と立体部１４７の外周面の全域が操作領域である。立体部１４７は、親指が丁度収まる程度の寸法（約２０ｍｍ）の幅を有する円弧状の溝である。

この場合の特定部位は、立体部１４７の凹面である底面１４７Ａであり、ロック時有効操作は、底面１４７Ａに親指を接触させ、その状態で、立体部１４７の円弧形状に沿って親指を円弧状に移動させる操作である。

平面部１４６は表示機能を有する透明部分であり、操作ボタン１４８、１４９が表示される。操作ボタン１４８、１４９は、立体部１４７へのスライド操作で実行される機能を選択するボタンである。具体的には、操作ボタン１４８は吸引レベルの調節機能を選択するボタンであり、操作ボタン１４９は吸引動作の運転モードの切り替え機能を選択するボタンである。図３８はハッチングで示すように操作ボタン１４８が選択された状態、図３９は操作ボタン１４９が選択された状態をそれぞれ示す。

吸引レベルは、例えば弱、中、強の３段階で調節が可能である。操作ボタン１４８が選択された場合、平面部１４６の立体部１４７の近傍には、図３８に示すように吸引レベルを示すインジケータ１５０が表示される。現在選択されている吸引レベルのインジケータ（図３８では弱の吸引レベルのインジケータ）１５０は、ハッチングで示すように赤色で点灯する等して、他のインジケータ１５０と識別可能なフォーカス表示がなされる。

運転モードには、例えば畳、床（フローリング）、毛（絨毯）の３つが用意されている。操作ボタン１４９が選択された場合、平面部１４６の立体部１４７の近傍には、図３８のインジケータ１５０と同様に、図３９に示すように運転モードを示すインジケータ１５１が表示される。インジケータ１５１もインジケータ１５０と同様に、現在選択されている運転モードのインジケータ（図３９では畳の運転モードのインジケータ）１５１は、他のインジケータ１５１と識別可能なフォーカス表示がなされる。

操作ボタン１４８が選択された図３８に示す状態では、立体部１４７への親指のスライド操作は、吸引レベルを変更する操作コマンドに変換される。一方、操作ボタン１４９が選択された図３９に示す状態では、立体部１４７への親指のスライド操作は、運転モードを変更する操作コマンドに変換される。

電源オン後の掃除機１３５の動作状態としては、待機状態と吸引動作状態の２つがある。待機状態は、電源はオンされていてタッチパネル１４５に操作ボタン１４８、１４９等は表示されているが、吸引動作の開始指示はなされておらず、したがって吸引モータは回転していない状態である。一方、吸引動作状態は、吸引動作の開始指示がなされ、吸引モータが回転して吸引動作が行われている状態である。なお、吸引動作の開始指示および停止指示を行う操作部材は、タッチパネル１４５には操作ボタンとして表示されず、例えば操作部１３９のタッチパネル１４５と反対側の面に人差し指等で操作可能に設けられる。

この場合、特定の動作状態は吸引動作状態である。吸引動作状態において、掃除機１３５のユーザは、ゴミを吸い取るために吸引ヘッド１３８を見ながら掃除を行うので、操作部１３９へのアプローチは手探りとなる。この場合のロック時有効操作は、前述のように立体部１４７の底面１４７Ａへの親指のスライド操作である。吸引動作状態においては操作ロックが実行されるが、立体部１４７の底面１４７Ａへの親指のスライド操作のみは有効な操作と判定される。一方、操作ロック時における立体部１４７の底面１４７Ａへの親指のスライド操作以外の操作、例えば操作ボタン１４８、１４９への操作は無効な操作と判定される。操作ボタン１４８、１４９への操作は、操作ロックが解除されたときに有効な操作と判定される。すなわち、操作ボタン１４８、１４９への操作は、ロック時無効操作である。

特定部位を立体部１４７の底面１４７Ａとし、ロック時有効操作を底面１４７Ａへの親指のスライド操作として、操作ロック時はこのスライド操作のみを有効な操作とするので、吸引ヘッド１３８から目を離すことなく容易に立体部１４７を探り当てることができ、誤操作なく簡単に操作ロックを解除して吸引レベルまたは運転モードを切り替えることが可能となる。

上記各実施形態において、例えば、コンソールデバイス制御部１５、１２５、タッチパネル制御部６０、タッチパッド制御部６１、タッチパネル制御部１２６、音声出力制御部６２、ＡＰインタフェース部６３、ＯＳ処理部７０、ＡＰ実行部７１、操作認識部７５、操作有効性判定部７６といった各種の処理を実行する処理部（processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ（processor）である。

各種のプロセッサには、ＣＰＵ、プログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device:ＰＬＤ）、専用電気回路等が含まれる。ＣＰＵは、周知のとおりソフトウエア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサである。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array) 等の、製造後に回路構成を変更可能なプロセッサである。専用電気回路は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサ
である。

１つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合せ（例えば、複数のＦＰＧＡや、ＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、１つ以上のＣＰＵとソフトウエアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip:
ＳｏＣ）等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣチップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。

さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路（circuitry）である。

上記記載から、以下の付記項１に記載のタッチ式操作システムを把握することができる。
［付記項１］
ユーザが指を接触させてジェスチャ操作を行う操作領域を有し、前記指の触覚で知覚される凹型の立体部および／または凸型の立体部が前記操作領域に設けられたタッチセンサであり、前記ジェスチャ操作を無効化する操作ロックがなされるタッチセンサを有するタ
ッチ式操作装置と、前記タッチ式操作装置から入力される操作指示に応じた機能を実行する実行プロセッサとを備えるタッチ式操作システムにおいて、
前記タッチ式操作装置は、
前記操作領域に対して行われた前記ジェスチャ操作を認識する操作認識プロセッサと、
前記操作認識プロセッサで認識した前記ジェスチャ操作が有効な操作であるか否かを判定する操作有効性判定プロセッサであり、前記操作ロック時においても、前記立体部に対する特定の前記ジェスチャ操作であるロック時有効操作のみは前記有効な操作と判定する操作有効性判定プロセッサとを有し、
前記操作ロック時に前記ロック時有効操作がなされた場合、前記操作ロックが解除され、かつ同時に前記実行プロセッサによって特定の前記機能である特定機能が実行されるタッチ式操作システム。

本発明は、上記各実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の構成を採り得ることはもちろんである。また、上述の種々の実施形態や種々の変形例を適宜組み合わせることも可能である。また、本発明は、プログラムに加えて、プログラムを記憶する記憶媒体にもおよぶ。

１０ コンソールシステム
１１ インストルメントパネル
１２ タッチパネル
１３、８０、８５、９０、９５、１００、１０５ タッチパッド
１４ スピーカー
１５、１２５ コンソールデバイス制御部
１６ 主制御装置
１７ ダッシュボード
１８ センターコンソール
１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ 上部、中央部、下部
１９ ハンドル
２０ 運転席
２１ 助手席
２２ 空調機器
２５ 地図表示画面
２６ 地図
２７ 現在地マーク
２８ 走行経路
２９ 第１ナビ情報
３０ 第２ナビ情報
３１ メニューバー
３２、３２Ａ〜３２Ｅ 操作ボタン
３３ 音量調節バー
３４ カーソル
３５ 操作ボタン
４０、８１、８６、９１、９６、１０１、１０６、１２１、１４６ 平面部
４１、８２、８７、９２、９７、１０２、１０３、１０７、１２２、１４７ 立体部
４１Ａ、８２Ａ、８７Ａ 下部周縁
４１Ｂ 頂点部
４５ 基板
４６ 被めっき層
４７ 電極
５０ 第１ストレージデバイス
５１ 作動プログラム
５２ 操作認識用情報
５３ 操作有効性判定用情報
６０ タッチパネル制御部
６１ タッチパッド制御部
６２ 音声出力制御部
６３ ＡＰインタフェース部
６５ 第２ストレージデバイス
６６ 車載ＯＳ
６７ 車載ＡＰ（作動プログラム）
６８、１１４、１１５ 操作コマンド変換用情報
６９ ＣＰＵ
７０ ＯＳ処理部
７１ ＡＰ実行部
７５ 操作認識部
７６ 操作有効性判定部
７７ タッチ式操作装置
７８ タッチ式操作システム
８２Ｂ、８７Ｂ、９２Ｃ 上面
８２Ｃ、８７Ｃ 上面の周縁
９２Ａ、９２Ｂ 下辺（下部周縁）
９２Ｄ、９２Ｅ 上辺（上面の周縁）
９７Ａ、９７Ｂ 上辺（開口縁）
１０２Ａ 開口縁
１０２Ｂ 底面（立体部の凹面）
１０８〜１１０ 指孔（立体部）
１１１〜１１３ ガイド溝（立体部）
１１１Ａ〜１１３Ａ ガイド溝を形成する凹面
１１８ タッチパッドユニット
１２０ タッチパネル（タッチセンサ）
１２２Ａ 上部（表示機能を有する透明部分）
１２６ タッチパネル制御部
１３０ 表
１３５ 掃除機
１３６ 本体部
１３７ 吸引ホース
１３８ 吸引ヘッド
１３９ 操作部
１４５ タッチパネル
１４７Ａ 底面（立体部の凹面）
１４８、１４９ 操作ボタン
１５０、１５１ インジケータ
Ｘ 自動車の長さ方向と平行な水平軸
Ｙ 自動車の幅方向と平行な水平軸
Ｚ 鉛直軸
ＨＤ 手
ＴＨ 段差
ＲＰ１〜ＲＰ１４、ＲＡ 領域
ＳＴ１００〜ＳＴ１３０、ＳＴ５００〜ＳＴ６３０ ステップ
Ｗ 幅
Ｄ 直径

Claims (19)

1. タッチ式操作装置と、前記タッチ式操作装置から入力される操作指示に応じた機能を実行する実行部とを備えるタッチ式操作システムにおいて、
   前記タッチ式操作装置は、
   ユーザが指を接触させてジェスチャ操作を行う操作領域を有し、前記指の触覚で知覚される凹型の立体部および／または凸型の立体部が前記操作領域に設けられたタッチセンサであり、前記ジェスチャ操作を無効化する操作ロックがなされるタッチセンサと、
   前記操作領域に対して行われた前記ジェスチャ操作を認識する操作認識部と、
   前記操作認識部で認識した前記ジェスチャ操作が有効な操作であるか否かを判定する操作有効性判定部であり、前記操作ロック時においても、前記立体部に対する特定の前記ジェスチャ操作であるロック時有効操作のみは前記有効な操作と判定する操作有効性判定部とを有し、
   前記操作ロック時に前記ロック時有効操作がなされた場合、前記操作ロックが解除され、かつ同時に前記実行部によって特定の前記機能である特定機能が実行されるタッチ式操作システム。
2. 前記ロック時有効操作に応じて前記操作ロックが解除されている間は、前記操作ロック時には無効な操作と判定される前記ジェスチャ操作であるロック時無効操作は、有効な操作とされる請求項１に記載のタッチ式操作システム。
3. 前記実行部は、前記特定機能として、複数の前記機能に対応するメニュー項目の中から、１つの前記メニュー項目を選択するメニュー項目選択機能を実行する請求項１または２に記載のタッチ式操作システム。
4. 前記操作領域は、平面部と、前記平面部に対して凹んだ前記凹型の立体部および／または前記平面部から突出した前記凸型の立体部とで構成される請求項１ないし３のいずれか１項に記載のタッチ式操作システム。
5. 前記ロック時有効操作は、前記平面部と前記凹型の立体部との境界である前記凹型の立体部の開口縁および／または前記凹型の立体部の凹面に沿って前記指を移動させるスライド操作である請求項４に記載のタッチ式操作システム。
6. 前記ロック時有効操作は、前記平面部と前記凸型の立体部との境界である前記凸型の立体部の下部周縁および／または前記凸型の立体部に上面がある場合は前記上面の周縁に沿って前記指を移動させるスライド操作である請求項４または５に記載のタッチ式操作システム。
7. 前記ロック時有効操作は、前記凸型の立体部の形状で特定される前記凸型の立体部上の特定部位を前記指で２回連続して叩くダブルタップ操作である請求項４ないし６のいずれか１項に記載のタッチ式操作システム。
8. 前記凹型の立体部は、複数の前記指が各々挿し入れられる複数の指孔と、複数の前記指孔に複数の前記指をそれぞれ案内する複数のガイド溝であり、
   前記ロック時有効操作は、前記ガイド溝を形成する凹面に沿って前記指を前記指孔に挿し入れるスライド操作である請求項４ないし７のいずれか１項に記載のタッチ式操作システム。
9. 前記実行部は、前記指が挿し入れられた前記指孔の個数または位置に応じて、前記特定機能を変更する請求項８に記載のタッチ式操作システム。
10. 前記ロック時有効操作は、前記特定機能を表す文字を前記立体部上に前記指で書く文字書き操作である請求項４ないし９のいずれか１項に記載のタッチ式操作システム。
11. 前記立体部は、球状、柱体状、錐台状のうちのいずれかの形状である請求項４ないし１０のいずれか１項に記載のタッチ式操作システム。
12. 前記ジェスチャ操作に対する報知音声をスピーカーから出力する制御を行う音声出力制御部を備える請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のタッチ式操作システム。
13. 前記タッチセンサは少なくとも一部が透明であり、この透明部分に表示機能を有するタッチパネルディスプレイである請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のタッチ式操作システム。
14. 被搭載機器が特定の動作状態で、かつ前記操作認識部で前記ロック時有効操作が認識されていない間は、前記操作ロックが実行される請求項１ないし１３のいずれか１項に記載のタッチ式操作システム。
15. 被搭載機器は自動車である請求項１ないし１４のいずれか１項に記載のタッチ式操作システム。
16. 請求項１４を引用する請求項１５に記載のタッチ式操作システムにおいて、
    前記特定の動作状態は、前記自動車の運転席に座るドライバが、ハンドルを手動で操作して走行している手動運転の状態であるタッチ式操作システム。
17. 前記機能は、カーナビゲーション、カーエアコン、およびカーオーディオのうちの少なくとも１つに関する機能である請求項１５または１６に記載のタッチ式操作システム。
18. ユーザが指を接触させてジェスチャ操作を行う操作領域を有し、前記指の触覚で知覚される凹型の立体部および／または凸型の立体部が前記操作領域に設けられたタッチセンサであり、前記ジェスチャ操作を無効化する操作ロックがなされるタッチセンサを有するタッチ式操作装置を備えるタッチ式操作システムの作動方法であって、
    前記操作領域に対して行われた前記ジェスチャ操作を認識する操作認識ステップと、
    前記操作認識ステップで認識した前記ジェスチャ操作が有効な操作であるか否かを判定する操作有効性判定ステップであり、前記操作ロック時においても、前記立体部に対する特定の前記ジェスチャ操作であるロック時有効操作のみは前記有効な操作と判定する操作有効性判定ステップと、
    前記操作ロック時に前記ロック時有効操作がなされた場合、前記操作ロックを解除する操作ロック解除ステップと、
    前記タッチ式操作装置から入力される操作指示に応じた機能を実行する実行ステップであり、前記操作ロック時に前記ロック時有効操作がなされた場合、前記操作ロック解除ステップと同時に特定の前記機能である特定機能を実行する実行ステップとを備えるタッチ式操作システムの作動方法。
19. ユーザが指を接触させてジェスチャ操作を行う操作領域を有し、前記指の触覚で知覚される凹型の立体部および／または凸型の立体部が前記操作領域に設けられたタッチセンサであり、前記ジェスチャ操作を無効化する操作ロックがなされるタッチセンサを有するタッチ式操作装置を備えるタッチ式操作システムの作動プログラムであって、
    前記操作領域に対して行われた前記ジェスチャ操作を認識する操作認識機能と、
    前記操作認識機能で認識した前記ジェスチャ操作が有効な操作であるか否かを判定する
    操作有効性判定機能であり、前記操作ロック時においても、前記立体部に対する特定の前記ジェスチャ操作であるロック時有効操作のみは前記有効な操作と判定する操作有効性判定機能と、
    前記操作ロック時に前記ロック時有効操作がなされた場合、前記操作ロックを解除する操作ロック解除機能と、
    前記タッチ式操作装置から入力される操作指示に応じた機能を実行する実行機能であり、前記操作ロック時に前記ロック時有効操作がなされた場合、前記操作ロック解除機能と同時に特定の前記機能である特定機能を実行する実行機能とを、コンピュータに実行させるタッチ式操作システムの作動プログラム。

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