JP2019016051A - Operation input device - Google Patents

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JP2019016051A JP2017131200A JP2017131200A JP2019016051A JP 2019016051 A JP2019016051 A JP 2019016051A JP 2017131200 A JP2017131200 A JP 2017131200A JP 2017131200 A JP2017131200 A JP 2017131200A JP 2019016051 A JP2019016051 A JP 2019016051A
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真人 針谷
Masato Harigai
真人 針谷
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Abstract

To provide an operation input device capable of detecting an appropriate operation position.SOLUTION: An operation input device 1 includes an operation input control part 102 for detecting a capacitance change caused by an operator proximate to or in contact with a button 15 on the basis of output of an electrostatic sensor 3 arranged to be separated from the button 15 and the like. And, the operation input control part 102 detects a direction in which a finger extends along the button 15 and the like on the basis of the capacitance change, and, in accordance with the direction, adjusts an effective operation area of the button 15 and the like. Then, the operation input control part 102 determines whether a proximate or contacting position of the finger identified based on the capacitance change corresponds to the adjusted effective operation area.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、被操作部が操作される操作入力装置に関する。   The present invention relates to an operation input device in which an operated part is operated.

タッチ面を有する操作入力装置であるタッチパッドと押圧されるボタン等のプッシュスイッチの双方の利点を同時に実現した操作入力装置が提案されている。   An operation input device that simultaneously realizes the advantages of both a touch pad that is an operation input device having a touch surface and a push switch such as a pressed button has been proposed.

この種の操作入力装置として、例えば特許文献1が提案されている。特許文献1に記載された操作入力装置は、タッチ面の一部の領域に存在する操作体可動部を、タッチ面と面一となるタッチ面位置と、その位置から上昇したボタン位置との間で移動する操作体を備えることが記載されている。そして、操作体を支持する3個以上の起歪体の歪検出結果に基づいて、ボタン位置の操作体可動部への押圧操作をプッシュボタン操作入力として受け付け、タッチ面位置への押圧操作をタッチ操作入力として受け付ける。   As this type of operation input device, for example, Patent Literature 1 has been proposed. The operation input device described in Patent Document 1 is configured such that an operating body movable unit existing in a partial region of a touch surface is positioned between a touch surface position that is flush with the touch surface and a button position that is raised from the position. It is described that it comprises an operating body that moves at the same time. Then, based on the strain detection result of three or more strain generating bodies that support the operating body, a pressing operation to the operating body movable part at the button position is accepted as a push button operation input, and the pressing operation to the touch surface position is touched. Accept as operation input.

また、特許文献2には、意匠パネルの裏面に複数の電極が敷設され、当該電極から発生している静電容量を基に意匠パネルに対するタッチ位置を検出するタッチ位置検出装置が記載されている。このタッチ位置検出装置は、意匠パネルの厚さの違いに起因する静電容量のバラつきを無くすための補正係数を基に、電極の静電容量を補正してタッチ位置を算出する。   Patent Document 2 describes a touch position detection device in which a plurality of electrodes are laid on the back surface of a design panel, and a touch position on the design panel is detected based on capacitance generated from the electrodes. . The touch position detection device calculates the touch position by correcting the capacitance of the electrode based on a correction coefficient for eliminating the variation in the capacitance due to the difference in the thickness of the design panel.

特開2014−48926号公報JP 2014-48926 A 特開2014−110013号公報JP 2014-110013 A

特許文献1に記載されている操作入力装置の場合、操作体を支持する3個以上の起歪体のそれぞれの歪量に基づいて操作体に作用する力の重心を算出し、これに基づいて操作位置を判定する。したがって、3個以上の起歪体の歪量検出に高い精度が要求される。さらに、各起歪体間の特性のバラつきや外部振動による検出値のバラつき、或いは温度変化や経年変化等によっても検出精度が悪化する。   In the case of the operation input device described in Patent Document 1, the center of gravity of the force acting on the operating body is calculated based on the amount of strain of each of the three or more strain generating bodies that support the operating body, and based on this The operation position is determined. Therefore, high accuracy is required for detecting the strain amount of three or more strain generating bodies. Furthermore, the detection accuracy also deteriorates due to variations in characteristics between the strain generating bodies, variations in detected values due to external vibrations, temperature changes, secular changes, and the like.

そこで、起歪体に代えて特許文献2に記載されている静電センサ3を利用して、操作位置を判定する方法が考えられる。特許文献2に記載の発明は、静電センサの前面に意匠パネルがあるため、意匠パネルの表面を操作する指等の操作子を検出するためには、静電センサの検出感度を高く設定する必要がある。そうすると、指等が触れている部分だけでなく触れていない部分についても静電容量の変化が発生し操作位置がズレて検出される場合がある。そのため、適切な操作位置を検出できない場合がある。   Therefore, a method of determining the operation position using the electrostatic sensor 3 described in Patent Document 2 instead of the strain generating body is conceivable. Since the invention described in Patent Document 2 has a design panel on the front surface of the electrostatic sensor, the detection sensitivity of the electrostatic sensor is set high in order to detect an operator such as a finger that operates the surface of the design panel. There is a need. As a result, there is a case where the capacitance is changed not only in a part touched by a finger or the like but also in a part not touched, and the operation position is detected with a deviation. For this reason, an appropriate operation position may not be detected.

本発明が解決しようとする課題としては、上述したような適切な操作位置を検出することが一例として挙げられる。   An example of a problem to be solved by the present invention is to detect an appropriate operation position as described above.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、被操作部と離間して配置された静電センサの出力に基づいて、当該被操作部へ近接又は接触する操作子に起因する静電容量変化を検出する第1検出部と、前記静電容量変化に基づいて、前記操作子が前記被操作部に沿って延在する方向を検出する第2検出部と、前記方向に応じて前記被操作部の有効操作領域を調整する調整部と、前記静電容量変化に基づいて特定した前記操作子の近接又は接触の位置が、前記調整後の前記有効操作領域に対応するか判定する判定部と、を備えることを特徴としている。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is caused by an operator that approaches or contacts the operated part based on an output of an electrostatic sensor arranged apart from the operated part. A first detection unit that detects a change in capacitance, a second detection unit that detects a direction in which the operation element extends along the operated portion based on the capacitance change, and a response to the direction An adjustment unit that adjusts the effective operation region of the operated unit, and whether the proximity or contact position of the operator specified based on the change in capacitance corresponds to the adjusted effective operation region And a determination unit.

請求項6に記載の発明は、被操作部になされた操作を特定する操作入力装置が実行する入力検出方法であって、被操作部と離間して配置された静電センサの出力に基づいて、当該被操作部へ近接又は接触する操作子に起因する静電容量変化を検出する第1検出工程と、前記静電容量変化に基づいて、前記操作子が前記被操作部に沿って延在する方向を検出する第2検出工程と、前記方向に応じて前記被操作部の有効操作領域を調整する調整工程と、前記静電容量変化に基づいて特定した前記操作子の近接又は接触の位置が、前調整後の前記有効操作領域に対応するか判定する判定工程と、を含むことを特徴としている。   The invention according to claim 6 is an input detection method executed by an operation input device that specifies an operation performed on the operated portion, and is based on an output of an electrostatic sensor arranged apart from the operated portion. A first detection step of detecting a change in capacitance caused by an operation element approaching or in contact with the operated portion; and the operation element extends along the operated portion based on the change in capacitance. A second detection step of detecting a direction to perform, an adjustment step of adjusting an effective operation region of the operated portion according to the direction, and a position of the proximity or contact of the operation element specified based on the capacitance change Includes a determination step of determining whether or not it corresponds to the effective operation area after the pre-adjustment.

請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の入力検出方法を、コンピュータにより実行させることを特徴としている。   The invention according to claim 7 is characterized in that the input detection method according to claim 6 is executed by a computer.

本発明の第1の実施例にかかる操作入力装置の斜視図である。It is a perspective view of the operation input device concerning the 1st example of the present invention. 図1に示された操作入力装置の矢印A方向から見た概略断面図である。It is the schematic sectional drawing seen from the arrow A direction of the operation input apparatus shown by FIG. 図1に示された操作入力装置の機能的構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the functional structure of the operation input apparatus shown by FIG. 図1に示された操作入力装置の初期値キャリブレーション動作のフローチャートである。It is a flowchart of the initial value calibration operation | movement of the operation input apparatus shown by FIG. 本発明の第2の実施例にかかる操作入力装置の有効操作領域調整動作のフローチャートである。It is a flowchart of the effective operation area | region adjustment operation | movement of the operation input apparatus concerning the 2nd Example of this invention. 選択領域の説明図である。It is explanatory drawing of a selection area. 静電センサの模式図である。It is a schematic diagram of an electrostatic sensor. 図7に示された静電センサを指で触れている状態を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the state which has touched the electrostatic sensor shown by FIG. 7 with the finger | toe. 図7に示された静電センサにおいて静電容量の変化が生じている領域と指の方向との関係を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the relationship between the area | region where the change of the electrostatic capacitance has arisen in the electrostatic sensor shown by FIG. 7, and the direction of a finger | toe. 図9に示しされた指の方向と選択領域の拡張との関係を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the relationship between the direction of the finger | toe shown in FIG. 9, and the expansion of a selection area. 図6に示された選択領域の拡張についての説明図である。It is explanatory drawing about the expansion of the selection area | region shown by FIG. 本発明の第3の実施例にかかる操作入力装置の押圧前座標取得動作のフローチャートである。It is a flowchart of the coordinate acquisition operation | movement before a press of the operation input apparatus concerning the 3rd Example of this invention.

以下、本発明の一実施形態にかかる操作入力装置を説明する。本発明の一実施形態にかかる操作入力装置は、被操作部と離間して配置された静電センサの出力に基づいて、当該被操作部へ近接又は接触する操作子に起因する静電容量変化を検出する第1検出部と、静電容量変化に基づいて、操作子が前記被操作部に沿って延在する方向を検出する第2検出部と、を備えている。さらに、被操作部に沿って延在する方向に応じて被操作部の有効操作領域を調整する調整部と、静電容量変化に基づいて特定した操作子の近接又は接触の位置が、調整後の有効操作領域に対応するか判定する判定部と、を備えている。このようにすることにより、操作子で被操作部に対して傾けて押した場合に、その操作子の傾いた方向を検出することができる。そのため、操作子の傾き方向へのズレを考慮した検出をすることが可能となる。したがって、被操作部と静電センサの距離が離れた場合でも、精度良く操作された操作領域を判定できる。よって、操作面のデザイン及び操作入力装置の配置の自由度を高めることができる。   Hereinafter, an operation input device according to an embodiment of the present invention will be described. An operation input device according to an embodiment of the present invention is based on an output of an electrostatic sensor arranged away from an operated part, and changes in capacitance caused by an operator approaching or contacting the operated part. And a second detection unit that detects a direction in which the operating element extends along the operated unit based on a change in capacitance. Furthermore, the adjustment unit that adjusts the effective operation area of the operated unit according to the direction extending along the operated unit, and the position of the proximity or contact of the operating unit specified based on the capacitance change are adjusted. And a determination unit that determines whether or not it corresponds to the effective operation area. By doing in this way, when it tilts and pushes with respect to a to-be-operated part with an operation element, the direction which the operation element inclined can be detected. Therefore, it is possible to perform detection in consideration of the deviation of the operation element in the tilt direction. Therefore, even when the distance between the operated portion and the electrostatic sensor is increased, it is possible to determine the operation region operated with high accuracy. Therefore, the degree of freedom in the design of the operation surface and the arrangement of the operation input device can be increased.

また、調整部は、操作子が被操作部に沿って延在する方向に有効操作領域を拡張してもよい。このようにすることにより、操作子の傾き方向へのズレを考慮した検出をすることが可能となる。したがって、精度良く操作された操作領域を判定できる。   Further, the adjustment unit may extend the effective operation region in a direction in which the operation element extends along the operated unit. By doing so, it is possible to perform detection in consideration of the deviation of the operation element in the tilt direction. Therefore, it is possible to determine the operation area operated with high accuracy.

また、被操作部は、複数の操作対象を備え、調整部は、操作対象の静電センサに対する離間量が大きいほど、当該操作対象に対応する有効操作領域の調整量を大きくしてもよい。このようにすることにより、操作子が接している部分とそうでない部分とで検出される静電容量の差が小さくなってズレが大きくなっても精度良く操作領域を判定することができる。   In addition, the operated unit may include a plurality of operation targets, and the adjustment unit may increase the adjustment amount of the effective operation region corresponding to the operation target as the separation amount of the operation target from the electrostatic sensor is larger. By doing so, the operation region can be determined with high accuracy even if the difference in capacitance detected between the portion in contact with the operation element and the portion not in contact is small and the deviation is large.

また、一の操作対象を、他の操作対象よりも離間量を多くさせる駆動部を備えてもよい。このようにすることにより、例えば複数のボタン等の操作対象に対して複数の突出量とすることができ、その突出量でボタン等の識別が可能となる。   Moreover, you may provide the drive part which makes one operation object increase the amount of separations from other operation objects. By doing in this way, it can be set as several protrusion amount with respect to operation objects, such as a some button, for example, and identification of a button etc. is attained with the protrusion amount.

また、第2検出部は、操作子による被操作部への操作入力がなされた際に、操作子が被操作部に沿って延在する方向を検出してもよい。このようにすることにより、入力操作がされたことが確定した時点の指の方向を検出するので、操作領域の判定制度を向上させることができる。   The second detection unit may detect a direction in which the operation element extends along the operated part when an operation input to the operated part is performed by the operation element. By doing so, the finger direction at the time when it is determined that the input operation has been performed is detected, so that the operation region determination system can be improved.

また、本発明の一実施形態にかかる入力検出方法は、被操作部と離間して配置された静電センサの出力に基づいて、当該被操作部へ近接又は接触する操作子に起因する静電容量変化を検出する第1検出工程と、静電容量変化に基づいて、操作子が被操作部に沿って延在する方向を検出する第2検出工程と、を含んでいる。さらに、方向に応じて被操作部の有効操作領域を調整する調整工程と、静電容量変化に基づいて特定した操作子の近接又は接触の位置が、調整後の有効操作領域に対応するか判定する判定工程と、を含んでいる。このようにすることにより、操作子で被操作部に対して傾けて押した場合に、その操作子の傾いた方向を検出することができる。そのため、操作子の傾き方向へのズレを考慮した検出をすることが可能となる。したがって、被操作部と静電センサの距離が離れた場合でも、精度良く操作された操作領域を判定できる。よって、操作面のデザイン及び操作入力装置の配置の自由度を高めることができる。   In addition, the input detection method according to the embodiment of the present invention is based on the output of an electrostatic sensor that is spaced apart from the operated part, and electrostatics caused by an operator that approaches or contacts the operated part. A first detection step of detecting a change in capacitance; and a second detection step of detecting a direction in which the operating element extends along the operated portion based on the change in capacitance. Further, an adjustment step for adjusting the effective operation area of the operated part according to the direction, and determination whether the proximity or contact position of the operation element specified based on the capacitance change corresponds to the adjusted effective operation area And a determination step. By doing in this way, when it tilts and pushes with respect to a to-be-operated part with an operation element, the direction which the operation element inclined can be detected. Therefore, it is possible to perform detection in consideration of the deviation of the operation element in the tilt direction. Therefore, even when the distance between the operated portion and the electrostatic sensor is increased, it is possible to determine the operation region operated with high accuracy. Therefore, the degree of freedom in the design of the operation surface and the arrangement of the operation input device can be increased.

また、上述した操作入力方法をコンピュータにより実行させる入力検出プログラムとしてもよい。このようにすることにより、操作子で被操作部に対して傾けて押した場合に、その操作子の傾いた方向を検出することができる。そのため、操作子の傾き方向へのズレを考慮した検出をすることが可能となる。したがって、被操作部と静電センサの距離が離れた場合でも、精度良く操作された操作領域を判定できる。よって、操作面のデザイン及び操作入力装置の配置の自由度を高めることができる。   Moreover, it is good also as an input detection program which performs the operation input method mentioned above by computer. By doing in this way, when it tilts and pushes with respect to a to-be-operated part with an operation element, the direction which the operation element inclined can be detected. Therefore, it is possible to perform detection in consideration of the deviation of the operation element in the tilt direction. Therefore, even when the distance between the operated portion and the electrostatic sensor is increased, it is possible to determine the operation region operated with high accuracy. Therefore, the degree of freedom in the design of the operation surface and the arrangement of the operation input device can be increased.

本発明の第1の実施例にかかる操作入力装置を図1〜図4を参照して説明する。操作入力装置1は、図1及び図2に示したように、窓付パネル2と、静電センサ3と、ホルダ4と、荷重センサ5と、モータホルダ6、7と、モータ8、10と、モータの出力軸9、11、12と、窓付パネル固定ねじ13と、ボタン14、15、16、17と、ボタン押上げレバー18、19、20、21と、モータホルダ固定ねじ22と、表面シート23と、ボス24と、を備えている。   An operation input device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the operation input device 1 includes a windowed panel 2, an electrostatic sensor 3, a holder 4, a load sensor 5, motor holders 6 and 7, and motors 8 and 10. , Motor output shafts 9, 11, 12, panel fixing screws 13 with windows, buttons 14, 15, 16, 17, button push-up levers 18, 19, 20, 21, motor holder fixing screws 22, A top sheet 23 and a boss 24 are provided.

図1、図2において、ボタン押上げレバー18、19、20、21が移動する方向をx方向、ボタン14、15、16、17が移動(突没)する方向をz方向、x方向とz方向と直交する方向をy方向と呼ぶ。   1 and 2, the direction in which the button push-up levers 18, 19, 20, and 21 move is in the x direction, the direction in which the buttons 14, 15, 16, and 17 move (projects and retracts) is in the z direction, and the x direction and z The direction orthogonal to the direction is called the y direction.

窓付パネル2は、樹脂等で形成された略板状のパネルであり、開口として複数の窓部2aが形成されている。複数の窓部2aからは、後述するボタン14、15、16、17の表面部14a、15a、16a、17aが露出する。窓付パネル2は、複数の窓付パネル固定ねじ13で静電センサ3と固定されている。また、窓付パネル2は、後述するボタン押上げレバー18、19、20、21がx方向に移動する溝が形成されている。   The windowed panel 2 is a substantially plate-like panel formed of resin or the like, and a plurality of window portions 2a are formed as openings. Surface portions 14a, 15a, 16a, and 17a of buttons 14, 15, 16, and 17 described later are exposed from the plurality of window portions 2a. The windowed panel 2 is fixed to the electrostatic sensor 3 with a plurality of windowed panel fixing screws 13. Further, the windowed panel 2 is formed with a groove in which button push-up levers 18, 19, 20, and 21 to be described later move in the x direction.

静電センサ3は、窓付パネル2の下層(表面シート23と相対しない側)に重ねて配置されている。静電センサ3は、電極がメッシュ状に張り巡らされた平板センサ部と、所定電圧を電極に印加して、電極に流れる微少電流を検出することで、平板センサ部上の各位置に対する周辺物体の寄生静電容量に相当する値を算出する検出回路部を備える。つまり、静電センサ3は、当該静電センサ3上の複数の座標位置(領域)のそれぞれについて静電容量を検出可能に構成されている。そして、静電センサ3は、使用者の指先等の操作子と導電膜の間での静電容量の変化を捉えて操作子の接触位置を検出する周知のデバイスである。   The electrostatic sensor 3 is disposed so as to overlap the lower layer of the windowed panel 2 (the side not facing the surface sheet 23). The electrostatic sensor 3 includes a flat plate sensor unit in which electrodes are stretched in a mesh shape, and a predetermined voltage applied to the electrode to detect a minute current flowing in the electrode, thereby detecting a peripheral object for each position on the flat plate sensor unit. A detection circuit unit for calculating a value corresponding to the parasitic capacitance of That is, the electrostatic sensor 3 is configured to be able to detect the electrostatic capacitance for each of a plurality of coordinate positions (regions) on the electrostatic sensor 3. The electrostatic sensor 3 is a well-known device that detects a contact position of the operation element by detecting a change in capacitance between the operation element such as a user's fingertip and the conductive film.

ホルダ4は、板金等で形成され、窓付パネル2と、静電センサ3と、荷重センサ5と、が載置固定される。また、ホルダ4は、モータホルダ6、7を介してモータ8、10を固定する。   The holder 4 is formed of sheet metal or the like, and the windowed panel 2, the electrostatic sensor 3, and the load sensor 5 are placed and fixed thereon. The holder 4 fixes the motors 8 and 10 via the motor holders 6 and 7.

荷重センサ5は、静電センサ3とホルダ4との間に複数配置される(図2を参照)。複数の荷重センサ5は、荷重がかかる方向(押圧される方向)と直交する方向(図1のx方向、y方向、図2のx方向)に離間して配置される。本実施例では、静電センサ3の四隅に配置されている。なお、荷重センサ5は例えばボタン15等が押圧されることによる荷重を検出できれば、任意の位置に任意の個数を配置してよい。荷重センサ5は、例えばひずみセンサや圧電センサ等、静電センサ3にかかる荷重を検出することができれば特に限定されない。   A plurality of load sensors 5 are arranged between the electrostatic sensor 3 and the holder 4 (see FIG. 2). The plurality of load sensors 5 are arranged apart from each other in a direction (x direction in FIG. 1, y direction, x direction in FIG. 2) orthogonal to the direction in which the load is applied (direction to be pressed). In this embodiment, the electrostatic sensor 3 is disposed at the four corners. Note that any number of load sensors 5 may be arranged at any position as long as the load caused by pressing the button 15 or the like can be detected. The load sensor 5 is not particularly limited as long as it can detect a load applied to the electrostatic sensor 3 such as a strain sensor or a piezoelectric sensor.

モータホルダ6は、複数のモータホルダ固定ねじ22によりホルダ4に固定されている。モータホルダ6は、モータ8を固定する。モータホルダ7は、複数のモータホルダ固定ねじ22によりホルダ4に固定されている。モータホルダ7は、モータ10を固定する。   The motor holder 6 is fixed to the holder 4 by a plurality of motor holder fixing screws 22. The motor holder 6 fixes the motor 8. The motor holder 7 is fixed to the holder 4 by a plurality of motor holder fixing screws 22. The motor holder 7 fixes the motor 10.

モータ8は、モータホルダ6に固定されている。モータ8は、その出力軸9を回転させることによって、後述するボタン押上げレバー19をx方向に移動させる。出力軸9には、ねじ溝が形成され、そのねじ溝がボタン押上げレバー19に設けられているナットと螺合している。したがって、モータ8の出力軸9が回転すると、ナットがねじ溝を移動することによりボタン押上げレバー19が移動する。なお、出力軸9の先端部にはボタン押上げレバー19の移動を規制するストッパ9aが形成されている。   The motor 8 is fixed to the motor holder 6. The motor 8 rotates the output shaft 9 to move a button push-up lever 19 described later in the x direction. The output shaft 9 is formed with a thread groove, and the thread groove is screwed with a nut provided on the button push-up lever 19. Therefore, when the output shaft 9 of the motor 8 rotates, the button push-up lever 19 moves due to the nut moving in the thread groove. A stopper 9 a that restricts the movement of the button push-up lever 19 is formed at the tip of the output shaft 9.

モータ10は、モータホルダ7に固定されている。モータ10は、その出力軸11を回転させることによって、後述するボタン押上げレバー18をx方向に移動させる。出力軸11には、ねじ溝が形成され、そのねじ溝がボタン押上げレバー18に設けられているナットと螺合している。出力軸11の先端部にはボタン押上げレバー18の移動を規制するストッパ11aが形成されている。   The motor 10 is fixed to the motor holder 7. The motor 10 rotates the output shaft 11 to move a button push-up lever 18 described later in the x direction. A thread groove is formed in the output shaft 11, and the thread groove is screwed with a nut provided on the button push-up lever 18. A stopper 11 a that restricts the movement of the button push-up lever 18 is formed at the tip of the output shaft 11.

なお、操作入力装置1は、上述したモータ8、10以外にも、ボタン押上げレバー19、20をx方向に移動させるためにモータを備えている。そして、これらのモータもモータ8、10と同様に出力軸を回転させることによってボタン押上げレバー19、20をx軸方向に移動させる。例えば、図1では、ボタン押上げレバー19を移動させるモータの出力軸12が図示されている。   In addition to the motors 8 and 10 described above, the operation input device 1 includes a motor for moving the button lift levers 19 and 20 in the x direction. These motors also move the button push levers 19 and 20 in the x-axis direction by rotating the output shaft in the same manner as the motors 8 and 10. For example, FIG. 1 shows an output shaft 12 of a motor that moves the button push-up lever 19.

ボタン14は、静電センサ3上に載置されている(図2を参照)。ボタン14は、窓付パネル2の窓部2aから表面部14aが露出する。ボタン14は、ボタン押上げレバー18により、窓部2aから突没するように(z方向に)移動する。   The button 14 is placed on the electrostatic sensor 3 (see FIG. 2). As for the button 14, the surface part 14a is exposed from the window part 2a of the panel 2 with a window. The button 14 is moved by the button push-up lever 18 so as to project and retract from the window portion 2a (in the z direction).

ボタン15は、静電センサ3上に載置されている(図2を参照)。ボタン15は、窓付パネル2の窓部2aから表面部15aが露出する。ボタン15は、ボタン押上げレバー19により、窓部2aから突没するように(z方向に)移動する。   The button 15 is placed on the electrostatic sensor 3 (see FIG. 2). As for button 15, surface part 15a is exposed from window part 2a of panel 2 with a window. The button 15 is moved by the button push-up lever 19 so as to protrude from the window portion 2a (in the z direction).

ボタン16、17も同様に静電センサ3上に載置され、窓付パネル2の窓部2aから表面部16a、17aが露出する。ボタン16は、ボタン押上げレバー20により、窓部2aから突没するように移動する。ボタン17は、ボタン押上げレバー21により、窓部2aから突没するように移動する。   Similarly, the buttons 16 and 17 are placed on the electrostatic sensor 3, and the surface portions 16 a and 17 a are exposed from the window portion 2 a of the windowed panel 2. The button 16 is moved by the button push-up lever 20 so as to protrude from the window portion 2a. The button 17 is moved by the button push-up lever 21 so as to protrude from the window portion 2a.

ボタン押上げレバー18は、本体部18aと、レバー部18bと、を有している。本体部18aは、一方の端部は、図2に示したように、出力軸11が貫通する。そのため、出力軸11が貫通する孔が設けられている。この孔は、上述したようにナットとして機能して、出力軸11に形成されたねじ溝と螺合している。レバー部18bは、本体部18aの他方の端部からボタン14の配置位置に向かって延在している。レバー部18bは、本体部18aの移動に伴って図2の右方向に移動すると、窓付パネル2に形成された溝を通って、ボタン14と静電センサ3との間に進入してボタン14を窓部2aから突出する方向(z方向)に移動させる。レバー部18bは、その先端部がテーパー状に形成されており、ボタン14と静電センサ3との間に進入し易くなっている。また、レバー部18bは、本体部18aの移動に伴って図2の左方向に移動すると、窓付パネル2に形成された溝を通って、ボタン14と静電センサ3との間から抜け出してボタン14を窓部2aへ没する方向に移動させる。   The button push-up lever 18 has a main body portion 18a and a lever portion 18b. As for the main-body part 18a, as shown in FIG. 2, the output shaft 11 penetrates one end part. Therefore, a hole through which the output shaft 11 passes is provided. As described above, this hole functions as a nut and is screwed into a thread groove formed in the output shaft 11. The lever portion 18b extends from the other end of the main body portion 18a toward the position where the button 14 is disposed. When the lever portion 18b moves in the right direction in FIG. 2 along with the movement of the main body portion 18a, the lever portion 18b enters between the button 14 and the electrostatic sensor 3 through the groove formed in the windowed panel 2. 14 is moved in a direction (z direction) protruding from the window portion 2a. The lever portion 18 b is tapered at the tip, and is easy to enter between the button 14 and the electrostatic sensor 3. Further, when the lever portion 18b moves to the left in FIG. 2 along with the movement of the main body portion 18a, the lever portion 18b passes through the groove formed in the windowed panel 2 and comes out from between the button 14 and the electrostatic sensor 3. The button 14 is moved in the direction of immersing in the window portion 2a.

ボタン押上げレバー19は、本体部19aと、レバー部19bと、を有している。本体部19aは、一方の端部には、図2に示したように、出力軸9が貫通する。そのため、出力軸9が貫通する孔が設けられている。この孔は、上述したようにナットとして機能して、出力軸9に形成されたねじ溝と螺合している。レバー部19bは、本体部19aの他方の端部からボタン15の配置位置に向かって延在している。レバー部19bは、本体部19aの移動に伴って図2の左方向に移動すると、窓付パネル2に形成された溝を通って、ボタン15と静電センサ3との間に進入してボタン15を窓部2aから突出する方向(z方向)に移動させる。レバー部19bは、その先端部がテーパー状に形成されており、ボタン15と静電センサ3との間に進入し易くなっている。また、レバー部19bは、本体部19aの移動に伴って図2の右方向に移動すると、窓付パネル2に形成された溝を通って、ボタン15と静電センサ3との間から抜け出してボタン15を窓部2aへ没する方向に移動させる。   The button push-up lever 19 has a main body portion 19a and a lever portion 19b. As shown in FIG. 2, the output shaft 9 passes through one end of the main body 19a. Therefore, a hole through which the output shaft 9 passes is provided. As described above, this hole functions as a nut and is screwed into a thread groove formed in the output shaft 9. The lever portion 19b extends from the other end of the main body portion 19a toward the position where the button 15 is disposed. When the lever portion 19b moves in the left direction in FIG. 2 along with the movement of the main body portion 19a, the lever portion 19b enters between the button 15 and the electrostatic sensor 3 through the groove formed in the windowed panel 2 to enter the button. 15 is moved in a direction (z direction) protruding from the window portion 2a. The lever portion 19 b is tapered at the tip, and is easy to enter between the button 15 and the electrostatic sensor 3. When the lever portion 19b moves to the right in FIG. 2 along with the movement of the main body portion 19a, the lever portion 19b passes through the groove formed in the windowed panel 2 and comes out from between the button 15 and the electrostatic sensor 3. The button 15 is moved in the direction of immersing in the window portion 2a.

ボタン押上げレバー20は、本体部20aと、レバー部20bと、を有している。本体部20aは、一方の端部にモータの出力軸が貫通する孔が設けられている。この孔は、上述したようにナットとして機能して、出力軸に形成されたねじ溝と螺合している。レバー部20bは、本体部20aの他方の端部からボタン16の配置位置に向かって延在している。レバー部20bは、本体部20aの移動に伴って移動することで、ボタン16を窓部2aから突出する方向に移動させたり、窓部2aへ没する方向に移動させたりする。レバー部20bは、その先端部がテーパー状に形成されており、ボタン16と静電センサ3との間に進入し易くなっている。   The button push-up lever 20 has a main body portion 20a and a lever portion 20b. The main body 20a is provided with a hole through which the output shaft of the motor passes at one end. As described above, this hole functions as a nut and is screwed into a thread groove formed in the output shaft. The lever portion 20b extends from the other end of the main body portion 20a toward the position where the button 16 is disposed. The lever portion 20b moves in accordance with the movement of the main body portion 20a, thereby moving the button 16 in a direction protruding from the window portion 2a or in a direction sunk in the window portion 2a. The lever portion 20b has a tapered tip, and is easy to enter between the button 16 and the electrostatic sensor 3.

ボタン押上げレバー21は、本体部21aと、レバー部21bと、を有している。本体部21aは、一方の端部にモータの出力軸が貫通する孔が設けられている。この孔は、上述したようにナットとして機能して、出力軸に形成されたねじ溝と螺合している。レバー部21bは、本体部21aの他方の端部からボタン17の配置位置に向かって延在している。レバー部21bは、本体部21aの移動に伴って移動することで、ボタン17を窓部2aから突出する方向(z方向)に移動させたり、窓部2aへ没する方向に移動させたりする。レバー部21bは、その先端部がテーパー状に形成されており、ボタン17と静電センサ3との間に進入し易くなっている。   The button push-up lever 21 has a main body portion 21a and a lever portion 21b. The main body 21a is provided with a hole through which the output shaft of the motor passes at one end. As described above, this hole functions as a nut and is screwed into a thread groove formed in the output shaft. The lever portion 21b extends from the other end of the main body portion 21a toward the position where the button 17 is disposed. The lever portion 21b moves in accordance with the movement of the main body portion 21a, thereby moving the button 17 in a direction protruding from the window portion 2a (z direction) or moving in a direction sunk into the window portion 2a. The lever portion 21 b is tapered at the tip, and is easy to enter between the button 17 and the electrostatic sensor 3.

ボタン押上げレバー18、19、20、21は、表面シート23(操作面)と静電センサ3の間に配置され、操作面内の夫々独立した複数の領域を夫々個別に押し上げ可能な押上げ部として機能する。なお、ボタン押上げレバー18、19、20、21は、各レバー部の移動のために各レバー部と静電センサ3との間に微小な隙間を有している。   The button push-up levers 18, 19, 20, and 21 are disposed between the top sheet 23 (operation surface) and the electrostatic sensor 3, and can push up a plurality of independent areas in the operation surface individually. It functions as a part. The button push-up levers 18, 19, 20, and 21 have a minute gap between each lever portion and the electrostatic sensor 3 for movement of each lever portion.

即ち、モータ8、10、ボタン押上げレバー18、19、20、21は、ボタン14、15、16、17を突没(被操作部の一部の形体を変化)させるための形体変更部(駆動部)として機能する。   That is, the motors 8 and 10 and the button push-up levers 18, 19, 20, and 21 are shape change parts (for changing the shape of a part of the operated part) that project the buttons 14, 15, 16, and 17 (change some forms of the operated part). Function as a drive unit).

表面シート23は、窓付パネル2の表面(静電センサ3と相対する面と反対側の面)に設けられている。表面シート23は、弾力性を有し、ボタンが押し上げられると伸びて隆起し、各ボタンが押し上げられていない際には平面状を維持する。表面シート23は、窓付パネル2を被覆してボタン14、15、16、17の抜け防止や、窓付パネル固定ねじ13及びボス24等の目隠し板としての機能も果たす。したがって、表面シート23の表面が操作面(被操作部)となる。なお、表面シート23は無くてもよい。その場合は、窓付パネル2の表面及び各ボタンの表面部が操作面(被操作部)となる。   The top sheet 23 is provided on the surface of the windowed panel 2 (the surface opposite to the surface facing the electrostatic sensor 3). The top sheet 23 has elasticity, and stretches and rises when the button is pushed up, and maintains a planar shape when each button is not pushed up. The surface sheet 23 covers the panel 2 with a window to prevent the buttons 14, 15, 16, 17 from coming off, and also functions as a blinding plate for the panel fixing screw 13 with window and the boss 24. Therefore, the surface of the top sheet 23 becomes the operation surface (operated part). The top sheet 23 may be omitted. In that case, the surface of the panel 2 with a window and the surface part of each button become an operation surface (operated part).

即ち、表面シート23(被操作部)と静電センサ3とは離間して配置されている。また、各ボタンが押し上げられたときは、各ボタンは静電センサ3と離間して配置されることとなる。   In other words, the top sheet 23 (operated part) and the electrostatic sensor 3 are spaced apart. When each button is pushed up, each button is arranged away from the electrostatic sensor 3.

ボス24は、窓付パネル2を静電センサ3に固定する際の位置決め用に設けられている。本実施例では、ボス24は2つ設けられている。つまり、窓付パネル2と静電センサ3には、ボス24が貫通する孔(ボス穴)が形成されており、ボス24が、それらの孔を貫通することで窓付パネル2と静電センサ3との位置決めがなされる。   The boss 24 is provided for positioning when the windowed panel 2 is fixed to the electrostatic sensor 3. In this embodiment, two bosses 24 are provided. That is, the panel 2 with a window and the electrostatic sensor 3 are formed with holes (boss holes) through which the bosses 24 pass, and the panel 2 with a window 2 and the electrostatic sensor by passing through the holes. 3 is positioned.

上述した構成の操作入力装置1は、例えば、ボタン14が操作可能な場合は、ボタン押上げレバー18によりボタン14を窓付パネル2から突出させる。すると、使用者等は、操作可能なボタンを手探りで識別することができる。そして、ボタン14が使用者等に押圧された場合は、ボタン14に対応付けられた操作内容を示す動作をすることができる。   For example, when the button 14 can be operated, the operation input device 1 having the above-described configuration causes the button 14 to protrude from the windowed panel 2 by the button push-up lever 18. Then, the user or the like can identify the operable buttons by groping. And when the button 14 is pressed by the user etc., the operation | movement which shows the operation content matched with the button 14 can be performed.

次に、本実施例の操作入力装置1の機能的構成を図3を参照して説明する。   Next, the functional configuration of the operation input device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG.

図3に示したように、操作入力装置1は、図1に示した構成に加えて、操作入力制御部102を備えている。   As illustrated in FIG. 3, the operation input device 1 includes an operation input control unit 102 in addition to the configuration illustrated in FIG. 1.

操作入力制御部102は、操作対象となるボタンの位置を例えばナビゲーション装置等の操作される装置から取得し、モータ8等を制御することで、対応するボタンを突出させる。また、操作入力制御部102は、静電センサ3が検出した指の接触位置(座標)と、荷重センサ5が検出した荷重値と、に基づいて実際の操作(押圧)されたボタンを特定する。また、操作入力制御部102は、静電センサ3が検出した座標について、ボタン14〜17が操作(押圧)と判定する座標の範囲(操作有効領域)が各ボタン毎に設定されている。即ち、ボタン押上げレバー18〜21(押上げ部)により押し上げられた領域を、操作有効領域として設定している。   The operation input control unit 102 acquires the position of the button to be operated from an operated device such as a navigation device, and controls the motor 8 to project the corresponding button. Further, the operation input control unit 102 specifies the button that is actually operated (pressed) based on the finger contact position (coordinates) detected by the electrostatic sensor 3 and the load value detected by the load sensor 5. . In the operation input control unit 102, for the coordinates detected by the electrostatic sensor 3, a coordinate range (operation effective area) for determining that the buttons 14 to 17 are operated (pressed) is set for each button. That is, the area pushed up by the button push-up levers 18 to 21 (push-up unit) is set as the operation effective area.

次に、上述した構成の操作入力装置1の動作(初期値キャリブレーション)について図4を参照して説明する。なお、以下の説明においては操作子としてユーザ等の指で説明するが、指には限定されず導電性のタッチペン等であってもよい。   Next, the operation (initial value calibration) of the operation input device 1 configured as described above will be described with reference to FIG. In the following description, a finger of a user or the like is described as an operator, but the present invention is not limited to a finger and may be a conductive touch pen or the like.

静電センサ3上には、位置が変化する構造物(ボタン押上げレバー18等、ボタン15等、表面シート23)が存在するため、ボタン15等の押し上げのパターン(形体)によって、静電センサ3が検出する寄生静電容量(に相当する値)が変化してしまう。そこで、以下に説明する初期値キャリブレーションを行う。   On the electrostatic sensor 3, there are structures whose positions change (button push-up lever 18, button 15, face sheet 23, etc.). The parasitic capacitance detected by 3 (the value corresponding thereto) changes. Therefore, initial value calibration described below is performed.

図4に初期値キャリブレーション動作のフローチャートを示す。このフローチャートは操作入力制御部102で実行される。なお、この初期値キャリブレーション動作は、ユーザ等が指で操作入力装置1の操作面に触れない状態で実行する。   FIG. 4 shows a flowchart of the initial value calibration operation. This flowchart is executed by the operation input control unit 102. This initial value calibration operation is executed in a state where the user or the like does not touch the operation surface of the operation input device 1 with a finger.

まず、出荷時やユーザ等による指定により初期値キャリブレーションの指示が入力されると(ステップS101)、操作入力制御部102は、ボタン14〜17の押上げパターンの1つのパターンについて実行する(ステップS102)。つまり、ボタン14〜17がそれぞれ単独で押し上げられるパターンや複数のボタンが押し上げられるパターン等の複数のパターンのうちの一のパターンについて、その状態になるようにモータ8、10等を駆動する。   First, when an instruction for initial value calibration is input at the time of shipment or designation by a user or the like (step S101), the operation input control unit 102 executes one of the push-up patterns of the buttons 14 to 17 (step S101). S102). That is, the motors 8, 10, etc. are driven so that one of a plurality of patterns such as a pattern in which the buttons 14 to 17 are individually pushed up and a pattern in which a plurality of buttons are pushed up is in that state.

次に、ステップS102で実行されたパターンについての寄生静電容量を静電センサ3から取得し、対応するパターンと関連付けて初期値として操作入力制御部102内に記憶する(ステップS103)。そして、全パターンについて寄生静電容量の記憶が終了した場合は初期値キャリブレーションを終了し(ステップS104:Y)、そうでない場合は次のパターンについて寄生静電容量の検出と記憶を行うために順次形体を変化させる(ステップS104:N)。なお、この記憶の際は静電容量が検出される座標位置(領域)ごとに記憶する。   Next, the parasitic capacitance for the pattern executed in step S102 is acquired from the electrostatic sensor 3, and stored in the operation input control unit 102 as an initial value in association with the corresponding pattern (step S103). If the storage of the parasitic capacitance is completed for all patterns, the initial value calibration is ended (step S104: Y). Otherwise, the parasitic capacitance is detected and stored for the next pattern. The shape is sequentially changed (step S104: N). Note that this storage is performed for each coordinate position (region) where the capacitance is detected.

即ち、操作入力制御部102は、指(操作子)がボタン15等(被操作部)に接近又は接触していない状態で静電センサ3により検出される静電容量をパターン(形体)ごとに初期値として記憶する記憶部として機能する。   That is, the operation input control unit 102 determines the capacitance detected by the electrostatic sensor 3 for each pattern (form) in a state where the finger (operator) is not approaching or in contact with the button 15 or the like (operated unit). It functions as a storage unit that stores the initial value.

このようにして、操作入力制御部102は、全ての押し上げパターンに対応する位置座標ごとの寄生静電容量を、予め初期値として記憶してすることができる。そして、操作入力装置1の使用時(通常使用時)には、ボタン15等を押し上げた(突出させた)際に、対応する押し上げパターンの初期値を読み出して、これを基準として指が触れた際の静電容量変化を算出し、その算出された静電容量変化に基づいて指が触れた位置を特定してボタン15等の操作を検出する。   In this way, the operation input control unit 102 can store the parasitic capacitance for each position coordinate corresponding to all the push-up patterns as an initial value in advance. When the operation input device 1 is used (normally used), when the button 15 or the like is pushed up (projected), the initial value of the corresponding push-up pattern is read out, and the finger touches with this as a reference. The change in capacitance at the time is calculated, the position touched by the finger is specified based on the calculated change in capacitance, and the operation of the button 15 or the like is detected.

通常使用時の具体例としては、ボタン15が押し上げられた場合には、そのボタン15が押されたと判定する座標の範囲が予め定められており、指が操作入力制御部102の操作面に接触したことを静電容量変化によって検出すると、その静電容量の変化が最も大きい座標位置を押された位置と算出する。そして、その算出された位置がボタン15が押されたと判定する座標の範囲にある場合は、ボタン15が押されたと特定する。   As a specific example during normal use, when the button 15 is pushed up, a range of coordinates for determining that the button 15 is pushed is determined in advance, and the finger touches the operation surface of the operation input control unit 102. If this is detected by a change in capacitance, the coordinate position where the change in capacitance is the largest is calculated as the pressed position. If the calculated position is within the coordinate range where it is determined that the button 15 has been pressed, it is determined that the button 15 has been pressed.

なお、ボタン15等の操作の検出は、荷重センサ5で検出された荷重値が所定以上であった場合に、静電容量変化に基づき算出された位置に対応するボタンが確実に押し込まれていると判定して、操作を確定することができる。   The operation of the button 15 or the like is detected when the load value detected by the load sensor 5 is greater than or equal to a predetermined value, and the button corresponding to the position calculated based on the change in capacitance is surely pressed. And the operation can be confirmed.

即ち、操作入力制御部102は、指(操作子)がボタン15等(被操作部)に接近又は接触した際に、初期値を基準として算出した静電容量変化に基づいてボタン15等(被操作部)になされた操作を特定する特定部として機能する。   That is, when the finger (operator) approaches or touches the button 15 or the like (operated part), the operation input control unit 102 determines the button 15 or the like (covered object) based on the change in capacitance calculated based on the initial value. It functions as a specifying unit that specifies an operation performed on the operating unit).

図4のフローチャートから明らかなように、本実施例においては、ステップS103が記憶工程となる。なお、図4のフローチャートは、初期値の取得のみであるので、上述した通常使用時やその具体例の動作が特定工程となる。   As is apparent from the flowchart of FIG. 4, in this embodiment, step S103 is a storage process. In the flowchart of FIG. 4, only the initial value is acquired, and thus the normal operation and the operation of the specific example are the specific steps.

本実施例によれば、操作入力装置1は、ボタン15等を突没させるボタン押上げレバー18等、モータ8等と、ボタン15等を含む周辺の物体との間の静電容量を検出する静電センサ3と、を備えている。さらに、指がボタン15等に接近又は接触していない状態で静電センサ3により検出される静電容量を、ボタンが突没した形体ごとに初期値として記憶する操作入力制御部102を備え、この操作入力制御部102は、指がボタン15等に接近又は接触した際に、初期値を基準として算出した静電容量変化に基づいてボタン15等になされた操作を特定する。このようにすることにより、静電容量が変化する形体に応じてその初期値を取得して記憶することができる。そのため、この初期値を利用して指がボタン15等に接近又は接触したことで生じる静電容量変化のみを検出可能となり、この静電容量変化に基づいて操作を特定することで、被操作部が変形等により静電容量が変化する場合であっても、その影響を受けずに適切に操作を特定することができる。   According to the present embodiment, the operation input device 1 detects the electrostatic capacitance between the button push-up lever 18 or the like that projects and retracts the button 15 or the like, the motor 8 or the like, and a surrounding object including the button 15 or the like. And an electrostatic sensor 3. Furthermore, an operation input control unit 102 that stores the capacitance detected by the electrostatic sensor 3 in a state in which the finger is not approaching or in contact with the button 15 or the like as an initial value for each feature in which the button protrudes, is provided. When the finger approaches or touches the button 15 or the like, the operation input control unit 102 specifies an operation performed on the button 15 or the like based on the change in capacitance calculated with reference to the initial value. By doing in this way, the initial value can be acquired and memorize | stored according to the form from which an electrostatic capacitance changes. Therefore, it becomes possible to detect only the capacitance change caused by the finger approaching or touching the button 15 or the like using this initial value, and by specifying the operation based on this capacitance change, the operated part Even when the capacitance changes due to deformation or the like, the operation can be appropriately specified without being affected by the change.

また、静電センサ3は、当該静電センサ上の複数の領域のそれぞれについて静電容量を検出可能であって、操作入力制御部102は、静電センサ3が検出可能な座標位置(領域)のそれぞれに対応する初期値を記憶している。このようにすることにより、ボタン14が突没することにより形体の変化する領域と変化しない領域とに分けて初期値を取得して記憶することができる。   In addition, the electrostatic sensor 3 can detect capacitance for each of a plurality of regions on the electrostatic sensor, and the operation input control unit 102 can detect coordinate positions (regions) that the electrostatic sensor 3 can detect. The initial value corresponding to each of these is stored. In this way, the initial value can be acquired and stored separately for the area where the shape changes and the area where the shape does not change as the button 14 protrudes.

また、操作入力制御部102は、ボタン15等の突没状態を順次変化させるようにボタン押上げレバー18等、モータ8等を制御し、指がボタン15等に接近又は接触していない状態でボタン15等が突没する度に、静電センサ3が検出した静電容量を記憶している。また、操作入力制御部102は、指がボタン15等に接近又は接触していない状態でボタン押上げレバー18等、モータ8等がボタン15等を突没させた際に、静電センサ3が検出した静電容量を初期値として記憶している。このようにすることにより、形体が変化した時点の静電容量を記憶することができる。   Further, the operation input control unit 102 controls the button push-up lever 18 and the motor 8 and the like so as to sequentially change the projecting and retracting state of the button 15 and the like, while the finger is not approaching or contacting the button 15 and the like. The capacitance detected by the electrostatic sensor 3 each time the button 15 or the like protrudes is stored. In addition, the operation input control unit 102 is configured so that the electrostatic sensor 3 is activated when the button push-up lever 18 or the like, the motor 8 or the like projects the button 15 or the like without the finger approaching or contacting the button 15 or the like. The detected capacitance is stored as an initial value. By doing in this way, the electrostatic capacitance at the time of the shape change can be stored.

また、操作入力制御部102は、指に起因する静電容量変化に基づいて指の接近位置又は接触位置を算出し、当該接近位置又は接触位置に基づいてボタン15等になされた操作を特定している。このようにすることにより、形体に応じた初期値によって形体の変化による静電容量の変化の影響を無くして静電容量により操作を特定することができる。   Further, the operation input control unit 102 calculates the approach position or contact position of the finger based on the capacitance change caused by the finger, and specifies the operation performed on the button 15 or the like based on the approach position or contact position. ing. By doing so, it is possible to specify the operation based on the capacitance without the influence of the change in the capacitance due to the change in the shape by the initial value corresponding to the shape.

また、ボタン14〜17の一以上を突出させるための駆動部であるモータ8、10、ボタン押上げレバー18〜21を備えている。このようにすることにより、ボタン14〜17について、突没の状態に合わせて適切に操作を特定することができる。   Moreover, the motors 8 and 10 which are drive parts for projecting one or more of the buttons 14 to 17 and the button lifting levers 18 to 21 are provided. By doing in this way, operation about button 14-17 can be specified appropriately according to the state of protrusion and depression.

次に、本発明の第2の実施例にかかる操作入力装置を図5〜図11を参照して説明する。なお、前述した第1の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。   Next, an operation input device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施例では、有効操作領域調整動作について説明する。図1等に示した操作入力装置1は、静電センサ3上に構造物が存在するために、指と静電センサ3との距離が離れざるを得ないため、静電センサ3の静電容量の検出感度を高く設定せざるを得ない。このため、静電センサ3は、指の操作面に接していない部分に対する寄生容量を検出してしまう場合がある。このような現象は、特に操作面に対して指が平行に近い状態で接近するほど、指の操作面に接していない部分の影響が大きくなる。   In this embodiment, the effective operation area adjustment operation will be described. Since the operation input device 1 shown in FIG. 1 and the like has a structure on the electrostatic sensor 3, the distance between the finger and the electrostatic sensor 3 must be increased. The capacity detection sensitivity must be set high. For this reason, the electrostatic sensor 3 may detect the parasitic capacitance with respect to the part which is not in contact with the operation surface of the finger. In particular, as the finger approaches the operation surface in a state of being almost parallel to the operation surface, the influence of the portion that is not in contact with the operation surface of the finger increases.

このように、指が操作面に対して傾いている方向(操作子が被操作部に沿って延在する方向)に亘って静電容量変化が検出されるため、指のタッチ位置座標が、指の傾き方向にズレて検出される傾向がある。そこで、操作入力する指の操作面に対する角度に起因する操作位置のズレを踏まえて、操作領域(操作ボタン15等)の有効判定領域を調整する。   As described above, since the capacitance change is detected in the direction in which the finger is inclined with respect to the operation surface (the direction in which the operation element extends along the operated portion), the touch position coordinate of the finger is There is a tendency to be detected in the direction of finger tilt. Therefore, the validity determination area of the operation area (such as the operation button 15) is adjusted based on the deviation of the operation position caused by the angle of the finger to be operated with respect to the operation surface.

図5に有効操作領域調整動作のフローチャートを示す。このフローチャートは操作入力制御部102で実行される。   FIG. 5 shows a flowchart of the effective operation area adjustment operation. This flowchart is executed by the operation input control unit 102.

まず、操作入力装置1が起動(システム起動)されると(ステップS201)、ナビゲーション装置等に連動して操作可能とするボタン15等をモータ8、10等を駆動させて突出させるとともに、そのボタン15等が操作されていると認識する領域(有効操作領域)の初期値を設定する(ステップS202)。図6に有効操作領域の例を示す。図6において、ボタン15〜17それぞれの周囲に破線で示した領域A〜Cが各ボタンが突出した際の有効操作領域となる。   First, when the operation input device 1 is activated (system activation) (step S201), the buttons 15 and the like that can be operated in conjunction with the navigation device and the like are driven by driving the motors 8 and 10 and the buttons are projected. An initial value of an area (valid operation area) that is recognized as operating 15 or the like is set (step S202). FIG. 6 shows an example of the effective operation area. In FIG. 6, areas A to C indicated by broken lines around the buttons 15 to 17 are effective operation areas when the buttons protrude.

次に、実際にユーザ等が指で操作をした際の静電容量変化を静電センサ3から取得する(ステップS203)。静電センサ3における静電容量変化の例を図7を参照して説明する。図7は、静電センサ3を図1のz方向から見た模式図であり、各領域内の数字が当該位置における静電容量の変化量を示している。符号Fは指を示している。   Next, the capacitance change when the user or the like actually operates with a finger is acquired from the electrostatic sensor 3 (step S203). An example of capacitance change in the electrostatic sensor 3 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic view of the electrostatic sensor 3 as viewed from the z direction in FIG. 1, and the numbers in each region indicate the amount of change in capacitance at that position. Symbol F indicates a finger.

図7において、指Fは図8に示すように、操作面である表面シート23に対して図中右側に傾けるようにして触れている。また、操作入力装置1は、静電センサ3との間に表面シート23等の構造物があるため、静電センサ3の検出感度を高めている。そのため、静電センサ3は、指Fが触れた位置だけでなく、指Fが触れていない部分についても表面シート23に近い部分については静電容量が変化する。   In FIG. 7, as shown in FIG. 8, the finger F touches the top sheet 23 as the operation surface so as to be tilted to the right side in the figure. Further, since the operation input device 1 has a structure such as the surface sheet 23 between the operation sensor 1 and the electrostatic sensor 3, the detection sensitivity of the electrostatic sensor 3 is increased. Therefore, the electrostatic sensor 3 changes the capacitance not only at the position where the finger F is touched, but also at the portion where the finger F is not touching, even at a portion close to the topsheet 23.

即ち、操作入力制御部102は、ボタン15等(被操作部)と離間して配置された静電センサ3の出力に基づいて、当該ボタン15等(被操作部)へ近接又は接触する指(操作子)に起因する静電容量変化を検出する第1検出部として機能する。   That is, the operation input control unit 102 is based on the output of the electrostatic sensor 3 arranged away from the button 15 or the like (operated part), and the finger (approaching or touching the button 15 or the like (operated part)). It functions as a first detection unit that detects a change in capacitance caused by the operator.

次に、荷重センサ5が検出した荷重値が所定以上か否かで操作入力の有無を判断し、操作入力無しと判断された場合はステップS203に戻る(ステップS204:N)。一方、操作入力有りと判断された場合は(ステップS204:Y)、指Fの方向を算出する(ステップS205)。指Fの方向の算出について図9を参照して説明する。   Next, the presence / absence of an operation input is determined based on whether the load value detected by the load sensor 5 is equal to or greater than a predetermined value. If it is determined that there is no operation input, the process returns to step S203 (step S204: N). On the other hand, when it is determined that there is an operation input (step S204: Y), the direction of the finger F is calculated (step S205). The calculation of the direction of the finger F will be described with reference to FIG.

即ち、操作入力制御部102は、静電容量変化に基づいて、指(操作子)が表面シート23(被操作部)に沿って延在する方向を検出する第2検出部として機能する。また、操作入力制御部102は、荷重センサ5によって所定以上の荷重で押された場合に、指(操作子)によるボタン15等(被操作部)への操作入力がなされたとして、指(操作子)がボタン15等(被操作部)に沿って延在する方向を検出している。   That is, the operation input control unit 102 functions as a second detection unit that detects the direction in which the finger (operation element) extends along the top sheet 23 (operated unit) based on the change in capacitance. Further, the operation input control unit 102 assumes that an operation input to the button 15 or the like (operated unit) is performed by a finger (operator) when the load sensor 5 is pressed with a predetermined load or more. The child) detects a direction extending along the button 15 or the like (operated part).

図9の網掛け部分は、静電容量の変化が生じている領域の形状を幾何学的に解析した結果である。そして、最大の静電容量変化が生じている領域を基準に図8の(1)〜(8)の8方向のどの方向に静電容量の変化が生じている領域が伸びているかを解析する。図8の場合は(4)の方向に伸びていることが分かる。なお、図8では8方向としているが、8方向よりも少なくしてもよいし多くしてもよい。   The shaded portion in FIG. 9 is the result of geometrical analysis of the shape of the region where the capacitance change occurs. Then, based on the region where the maximum capacitance change occurs, the direction in which the capacitance change occurs in one of the eight directions (1) to (8) in FIG. 8 is analyzed. . In the case of FIG. 8, it can be seen that it extends in the direction of (4). In FIG. 8, eight directions are used, but the number may be fewer or more than eight directions.

次に、ステップS205で算出された指の方向に基づいてステップS202で初期設定した有効操作領域を調整する(ステップS206)。調整の例を図10及び図11に示す。図10は、静電容量の変化が生じている領域が伸びている方向へ有効操作領域を拡張した様子を示している。なお、拡張ではなく、その方向へ有効操作領域を移動させるようにしてもよい。即ち、操作入力制御部102は、ボタン15等(被操作部)に沿って延在する方向に応じてボタン15等(被操作部)の有効操作領域を調整する調整部として機能する。図9に示す静電容量変化が検出された場合は、静電容量の変化が生じている領域が伸びている方向が(4)であるから、図10(4)が示す方向に有効操作領域が拡張される。   Next, the effective operation area initially set in step S202 is adjusted based on the finger direction calculated in step S205 (step S206). An example of adjustment is shown in FIGS. FIG. 10 shows a state where the effective operation area is expanded in the direction in which the area where the capacitance change occurs is extended. The effective operation area may be moved in that direction instead of being expanded. That is, the operation input control unit 102 functions as an adjustment unit that adjusts the effective operation area of the button 15 or the like (operated unit) according to the direction extending along the button 15 or the like (operated unit). When the capacitance change shown in FIG. 9 is detected, the direction in which the region where the capacitance change occurs is (4), so the effective operation region is in the direction shown in FIG. 10 (4). Is expanded.

図10に示した領域拡張を図6に示した有効操作領域A〜Cに適用した例を図11に示す。図11の領域A1〜C1が拡張された領域である。なお、この処理は、例えば突出させているボタンに対応する有効操作領域のみに行ってもよい。   An example in which the area expansion shown in FIG. 10 is applied to the effective operation areas A to C shown in FIG. 6 is shown in FIG. Regions A1 to C1 in FIG. 11 are expanded regions. Note that this processing may be performed only in the effective operation area corresponding to the protruding button, for example.

一方、ステップS205、S206と平行して、例えば最大の静電容量変化を検出した座標をタッチ位置座標として算出する(ステップS207)。なお、タッチ位置座標は、隣接する所定の複数座標からなる領域の容量変化値の合計を算出し、その合計が最大となった領域の中心としてもよい。   On the other hand, in parallel with steps S205 and S206, for example, the coordinates at which the maximum capacitance change is detected are calculated as the touch position coordinates (step S207). Note that the touch position coordinates may be the center of the area where the sum of the capacitance change values of the area composed of a predetermined plurality of adjacent coordinates is calculated and the sum is maximized.

そして、ステップS207で算出したタッチ位置座標がステップS206で調整した有効操作領域の範囲にあるか判定し(ステップS208)、ステップS208の結果有効操作領域に含まれると判定した場合は、その有効範囲に対応するボタン15等の操作に応じたコマンドをナビゲーション装置等の操作される装置へ出力する(ステップS209)。そして、コマンド出力後は次の操作入力に備えてステップS203へ戻る。   Then, it is determined whether the touch position coordinates calculated in step S207 are within the range of the effective operation area adjusted in step S206 (step S208). If it is determined in step S208 that the touch position coordinates are included in the effective operation area, the effective range is determined. A command corresponding to the operation of the button 15 or the like corresponding to is output to an operated device such as a navigation device (step S209). After the command is output, the process returns to step S203 in preparation for the next operation input.

即ち、操作入力制御部102は、ステップS208、S209を実行することにより、静電容量変化に基づいて特定した指(操作子)の近接又は接触の位置が、調整後の有効操作領域に対応するか判定する判定部として機能する。   That is, the operation input control unit 102 executes steps S208 and S209, and the proximity or contact position of the finger (operator) specified based on the capacitance change corresponds to the adjusted effective operation area. It functions as a determination unit for determining whether or not.

また、図5のフローチャートから明らかなように、本実施例においては、ステップS203が第1検出工程、ステップS205が第2検出工程、ステップS206が調整工程、ステップS208、S209が判定工程として機能する。   Further, as is apparent from the flowchart of FIG. 5, in this embodiment, step S203 functions as a first detection process, step S205 functions as a second detection process, step S206 functions as an adjustment process, and steps S208 and S209 function as a determination process. .

本実施例によれば、操作入力装置1は、ボタン15等と離間して配置された静電センサ3の出力に基づいて、当該ボタン15へ近接又は接触する操作子に起因する静電容量変化を検出する操作入力制御部102を備えている。また、操作入力制御部102は、静電容量変化に基づいて、指がボタン15等に沿って延在する方向を検出し、その方向に応じてボタン15等の有効操作領域を調整する。そして、操作入力制御部102は、静電容量変化に基づいて特定した指の近接又は接触の位置が、調整後の有効操作領域に対応するか判定する。このようにすることにより、指等でボタン15等の操作面に対して傾けて押した場合に、その指の傾いた方向を検出することができる。そのため、指の傾き方向へのズレを考慮した検出をすることが可能となる。したがって、操作面であるボタン15等と静電センサ3の距離が離れた場合でも、精度良く操作された操作領域を判定できるため、操作面のデザイン及び操作入力装置の配置の自由度を高めることができる。   According to the present embodiment, the operation input device 1 changes the capacitance due to the operator approaching or contacting the button 15 on the basis of the output of the electrostatic sensor 3 arranged away from the button 15 or the like. The operation input control part 102 which detects this is provided. Further, the operation input control unit 102 detects the direction in which the finger extends along the button 15 or the like based on the capacitance change, and adjusts the effective operation area of the button 15 or the like according to the direction. Then, the operation input control unit 102 determines whether the proximity or contact position of the finger specified based on the capacitance change corresponds to the adjusted effective operation area. In this way, when the finger or the like is tilted and pressed with respect to the operation surface of the button 15 or the like, the tilted direction of the finger can be detected. Therefore, it is possible to perform detection in consideration of the deviation in the finger tilt direction. Therefore, even when the distance between the operation surface button 15 and the electrostatic sensor 3 is increased, the operated area can be determined with high accuracy, so that the degree of freedom in designing the operation surface and arranging the operation input device is increased. Can do.

また、操作入力制御部102は、指がボタン15等に沿って延在する方向に有効操作領域を拡張している。このようにすることにより、指の傾き方向へのズレを考慮した検出をすることが可能となる。したがって、精度良く操作された操作領域を判定できる。   Further, the operation input control unit 102 extends the effective operation area in the direction in which the finger extends along the button 15 or the like. By doing so, it is possible to perform detection in consideration of the deviation in the finger tilt direction. Therefore, it is possible to determine the operation area operated with high accuracy.

また、操作入力制御部102は、指によるボタン15等への操作入力がなされた際に、指がボタン15等に沿って延在する方向を検出している。このようにすることにより、入力操作がされたことが確定した時点の指の方向を検出するので、操作領域の判定制度を向上させることができる。   Further, the operation input control unit 102 detects a direction in which the finger extends along the button 15 or the like when an operation input to the button 15 or the like is made by the finger. By doing so, the finger direction at the time when it is determined that the input operation has been performed is detected, so that the operation region determination system can be improved.

なお、突出量の大きいボタンと、突出量の小さいボタンとを設け、突出量の大きいボタンの有効領域の拡張量を、突出しないボタンの拡張量よりも大きく設定してもよい。即ち、複数のボタン15等(操作対象)を備え、操作入力制御部102(調整部)は、ボタン15等(操作対象)の突出量(静電センサに対する離間量)が大きいほど、当該ボタン15等(操作対象)に対応する有効操作領域の調整量を大きくする。これは、例えばレバー部19bの厚みを徐々に変化させることで、レバー部19bの移動量に応じてボタン15の突出量、即ち離間量を変化させることができる。   A button with a large protrusion amount and a button with a small protrusion amount may be provided, and the expansion amount of the effective area of the button with a large protrusion amount may be set larger than the expansion amount of a button that does not protrude. That is, a plurality of buttons 15 and the like (operation target) are provided, and the operation input control unit 102 (adjustment unit) increases as the projection amount (separation amount with respect to the electrostatic sensor) of the button 15 and the like (operation target) increases. The amount of adjustment of the effective operation area corresponding to (operation target) is increased. For example, by gradually changing the thickness of the lever portion 19b, the protrusion amount of the button 15, that is, the separation amount can be changed according to the movement amount of the lever portion 19b.

このように動作させると、ボタン15等の突出量が大きくなるほど指が接触している部分とそうでない部分とで検出される静電容量に差異が少なくなる。言い換えれば、指の操作面に接していない部分に対する寄生容量の影響により、指のタッチ位置座標が指の傾き方向にズレて検出される傾向が強くなる。そこで、有効操作領域を広げるように調整することで、このような場合でも精度良く操作領域を判定することができる。また、このように突出量をボタン毎に異ならせることで、ボタン毎に複数の突出量を設定することができ、その突出量でボタン等の識別が可能となる。   When operated in this manner, the difference in the capacitance detected between the portion in contact with the finger and the portion not in contact with the finger decreases as the protruding amount of the button 15 or the like increases. In other words, due to the influence of the parasitic capacitance on the part that is not in contact with the operation surface of the finger, there is a strong tendency that the touch position coordinates of the finger are detected by being shifted in the finger tilt direction. Therefore, by adjusting so that the effective operation area is widened, the operation area can be accurately determined even in such a case. Further, by making the protrusion amount different for each button in this way, a plurality of protrusion amounts can be set for each button, and the button or the like can be identified by the protrusion amount.

次に、本発明の第3の実施例にかかる操作入力装置を図12を参照して説明する。なお、前述した第1の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。   Next, an operation input device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施例では、押圧前座標取得動作について説明する。静電センサ3上の構造物のうち例えばボタン15等は、それらが変位可能に構成されているため、それぞれのパーツの間に、わずかな隙間を設けて配置されている。このため、操作面に指が軽く触れている時に対して、操作面を指で押圧した時には、パーツ間の隙間が詰まったり、構造物自体の変形などによって、静電センサ3に対する寄生容量が変化してしまう場合がある。つまり、操作面の同じ位置に指が触れている場合であっても、指が軽く接触している時と、操作面を指で強く押圧した時とで、静電センサ3は、異なる座標位置を検出してしまうという現象が発生し得る。   In this embodiment, a pre-pressing coordinate acquisition operation will be described. Of the structures on the electrostatic sensor 3, for example, the buttons 15 and the like are configured to be displaceable, and thus are disposed with a slight gap between the respective parts. For this reason, when a finger is lightly touching the operation surface, when the operation surface is pressed with a finger, the gap between the parts is clogged or the parasitic capacitance to the electrostatic sensor 3 changes due to deformation of the structure itself. May end up. That is, even when the finger is touching the same position on the operation surface, the electrostatic sensor 3 has different coordinate positions when the finger is lightly touching and when the operation surface is strongly pressed with the finger. May occur.

そこで、荷重センサ5が、接触閾値(操作面への指の軽い接触を検出する閾値)より大きい押圧荷重を検出した際に、検出された指のタッチ位置座標を記憶しておき、荷重センサ5が続けて確定閾値(操作入力有りを検出する閾値)を超えた場合に、先に記憶していたタッチ位置座標での操作入力があったと判定する。即ち、接触閾値が第2閾値、確定閾値が第1閾値となる。   Therefore, when the load sensor 5 detects a pressing load larger than the contact threshold value (threshold value for detecting light contact of the finger with the operation surface), the detected touch position coordinates of the finger are stored in advance. If the determination threshold value (threshold value for detecting presence of operation input) is continuously exceeded, it is determined that there has been an operation input at the previously stored touch position coordinates. That is, the contact threshold is the second threshold, and the final threshold is the first threshold.

図12に押圧前座標取得動作(入力操作方法)のフローチャートを示す。このフローチャートは操作入力制御部102で実行される。   FIG. 12 shows a flowchart of the pre-pressing coordinate acquisition operation (input operation method). This flowchart is executed by the operation input control unit 102.

まず、操作入力装置1が起動(システム起動)されると(ステップS301)、ナビゲーション装置等に連動して操作可能とするボタン15等をモータ8、10等を駆動させて突出させるとともに、そのボタン15等が操作されていると認識する領域(有効操作領域)の初期値を設定する(ステップS302)。ステップS302は、基本的に上述したステップS202と同様である。   First, when the operation input device 1 is activated (system activation) (step S301), the buttons 15 and the like that can be operated in conjunction with the navigation device and the like are driven to drive the motors 8 and 10 to protrude, and the buttons An initial value of an area (valid operation area) that recognizes that 15 is operated is set (step S302). Step S302 is basically the same as step S202 described above.

次に、操作面に指が接近又は接触しているときの静電容量の変化からタッチ位置座標を静電センサ3から取得し(ステップS303)、荷重センサ5から荷重値を取得する(ステップS304)。タッチ位置座標は、例えば上述したステップS207と同様の最大の静電容量変化を検出した座標を操作位置座標として算出すればよい。即ち、操作入力制御部102が静電センサの出力に基づいて、ボタン15等(被操作部)へ接触する指(操作子)の接触位置を検出する接触位置検出部として機能する。   Next, the touch position coordinate is acquired from the electrostatic sensor 3 from the change in capacitance when the finger is approaching or touching the operation surface (step S303), and the load value is acquired from the load sensor 5 (step S304). ). The touch position coordinates may be calculated as the operation position coordinates, for example, the coordinates at which the maximum capacitance change is detected as in step S207 described above. That is, the operation input control unit 102 functions as a contact position detection unit that detects the contact position of a finger (operator) that contacts the button 15 or the like (operation target unit) based on the output of the electrostatic sensor.

次に、ステップS304で取得した荷重値が接触閾値よりも大きいか否かを判断し、小さい場合はステップS303に戻り(ステップS305:N)、大きい場合は(ステップS305:Y)直近のタッチ位置座標をタッチ位置座標Oとして保存する(ステップS306)。このタッチ位置座標Oが第1接触位置となる。即ち、操作入力制御部102(特定部)は、荷重センサ5が検出する押圧荷重が確定閾値(第1閾値)より小さい接触閾値(第2閾値)を超えた際のタッチ位置座標O(第1接触位置)を取得している。   Next, it is determined whether or not the load value acquired in step S304 is larger than the contact threshold value. If it is smaller, the process returns to step S303 (step S305: N), and if larger (step S305: Y), the latest touch position. The coordinates are stored as touch position coordinates O (step S306). This touch position coordinate O becomes the first contact position. That is, the operation input control unit 102 (specifying unit) detects the touch position coordinate O (first value) when the pressing load detected by the load sensor 5 exceeds the contact threshold value (second threshold value) smaller than the fixed threshold value (first threshold value). Contact position).

なお、ステップS306は、荷重センサ5の検出値により判断しているが、例えば、静電センサ3の検出結果に基づく静電容量変化の大きさが一定以上となったか否かで判断してもよい。   Note that step S306 is determined based on the detection value of the load sensor 5. However, for example, determination may be made based on whether or not the magnitude of the capacitance change based on the detection result of the electrostatic sensor 3 is greater than or equal to a certain value. Good.

次に、再度荷重センサ5から荷重値を取得し(ステップS307)、荷重値が確定閾値よりも大きいか否かを判断する。判断の結果、荷重値が確定閾値よりも小さい場合は(ステップS308:N)、その荷重値が接触閾値よりも大きいか否か再度判断し、接触閾値よりも大きい場合は(ステップS309:Y)、再度荷重値を取得すべくステップS307に戻る。   Next, a load value is acquired again from the load sensor 5 (step S307), and it is determined whether or not the load value is larger than a fixed threshold value. As a result of the determination, when the load value is smaller than the fixed threshold value (step S308: N), it is determined again whether or not the load value is larger than the contact threshold value, and when it is larger than the contact threshold value (step S309: Y). Then, the process returns to step S307 to acquire the load value again.

ステップS309の判断の結果、荷重値が接触閾値よりも小さいと判断された場合は(ステップS309:N)、荷重値が接触閾値よりも大きくなった後に小さくなったこととなる。つまり、指による操作が中断されたと見做してステップS303に戻る。即ち、ステップS308、S309は、操作入力制御部102が、荷重センサ5が検出する押圧荷重が接触閾値(第2閾値)を超えた後に、当該接触閾値(第2閾値)以下となることなく確定閾値(第1閾値)を超えたことを検出している。   As a result of the determination in step S309, when it is determined that the load value is smaller than the contact threshold value (step S309: N), the load value becomes smaller after being larger than the contact threshold value. That is, assuming that the operation with the finger is interrupted, the process returns to step S303. That is, steps S308 and S309 are determined without the operation input control unit 102 being equal to or lower than the contact threshold (second threshold) after the pressing load detected by the load sensor 5 exceeds the contact threshold (second threshold). It is detected that the threshold value (first threshold value) has been exceeded.

ステップS308の判断の結果、荷重値が確定閾値よりも大きいと判断された場合は(ステップS308:Y)、現時点のタッチ位置座標Gを取得する(ステップS310)。即ち、操作入力制御部102は、確定閾値(第1閾値)を超えた際に検出したタッチ位置座標G(第2接触位置)を取得している。   As a result of the determination in step S308, if it is determined that the load value is larger than the fixed threshold (step S308: Y), the current touch position coordinate G is acquired (step S310). That is, the operation input control unit 102 acquires the touch position coordinates G (second contact position) detected when the determination threshold (first threshold) is exceeded.

次に、ステップS306で記憶したタッチ位置座標OとステップS301で取得したタッチ位置座標Gとを比較する。この比較においては、例えば座標の差分が所定範囲内に収まっているか否かを判定する。この差分が所定範囲内に収まっていない場合は、指が操作面に接触してから押し込むまでに指の位置がスライドしたと判定し、本実施例では、このような場合は操作を受け付けない(ステップS311:N)。なお、ステップS310およびステップS311は、任意に採用できる工程であり省略してもよい。その場合、ステップS308の判断が肯定であれば、ステップS312に進めばよい。   Next, the touch position coordinate O stored in step S306 is compared with the touch position coordinate G acquired in step S301. In this comparison, for example, it is determined whether or not the coordinate difference is within a predetermined range. If this difference is not within the predetermined range, it is determined that the finger position has been slid from when the finger touches the operation surface until it is pressed, and in this embodiment, no operation is accepted in such a case ( Step S311: N). Note that step S310 and step S311 can be arbitrarily adopted and may be omitted. In that case, if the determination in step S308 is affirmative, the process may proceed to step S312.

ステップS306で比較した座標の差が所定範囲内である場合は(ステップS311:Y)、タッチ位置座標Oから選択領域を確定し、どのボタン15等が操作されたかを決定(特定)し(ステップS312)、決定したボタン15等の操作に応じたコマンドをナビゲーション装置等の操作される装置へ出力する(ステップS313)。そして、コマンド出力後は次の操作入力に備えてステップS303へ戻る。ステップS311における所定範囲は、ボタン15等の構造物を押し込んだ際の静電容量の変化の程度に基づいて適宜設定すればよい。   If the difference between the coordinates compared in step S306 is within a predetermined range (step S311: Y), the selected area is determined from the touch position coordinates O, and which button 15 or the like has been operated (specified) (step) S312), a command corresponding to the determined operation of the button 15 or the like is output to a device to be operated such as a navigation device (step S313). After the command is output, the process returns to step S303 in preparation for the next operation input. The predetermined range in step S311 may be set as appropriate based on the degree of change in capacitance when a structure such as the button 15 is pushed.

即ち、操作入力制御部102は、押圧荷重が確定閾値(第1閾値)を超えた際に、ボタン15等(被操作部)になされた操作を特定する特定部として機能している。さらに、操作入力制御部102は、荷重センサ5が検出する押圧荷重が確定閾値(第1閾値)を超えた際に、押圧荷重が確定閾値(第1閾値)を超える前に検出されたタッチ位置座標O(第1接触位置)に基づいて、ボタン15等(被操作部)になされた操作を特定している。   That is, the operation input control unit 102 functions as a specifying unit that specifies an operation performed on the button 15 or the like (operated unit) when the pressing load exceeds a fixed threshold (first threshold). Further, the operation input control unit 102 detects the touch position detected before the pressing load exceeds the determination threshold (first threshold) when the pressing load detected by the load sensor 5 exceeds the determination threshold (first threshold). Based on the coordinate O (first contact position), an operation performed on the button 15 or the like (operated part) is specified.

図11のフローチャートから明らかなように、本実施例においては、ステップS303が接触位置検出工程、ステップS304、S307が荷重検出工程、ステップS312が特定工程として機能する。   As is apparent from the flowchart of FIG. 11, in this embodiment, step S303 functions as a contact position detection process, steps S304 and S307 function as a load detection process, and step S312 functions as a specific process.

本実施例によれば、操作入力装置1は、操作入力制御部102が、操作面である表面シート23と離間して配置された静電センサ3の出力に基づいて、ボタン15等へ接触する指のタッチ位置座標を検出する。また、操作入力制御部102は、指によるボタン15等への押圧荷重を検出する荷重センサ5と、押圧荷重が確定閾値を超えた際に、ボタン15等になされた操作を特定する。そして、操作入力制御部102は、押圧荷重が確定閾値を超える前に検出されたタッチ位置座標に基づいて、ボタン15等になされた操作を特定する。このようにすることにより、操作入力装置1が操作を特定する押圧荷重を検出する前のボタン15等への接触に基づいて操作を特定することができる。つまり、確定閾値よりも小さい力で触れたタッチ位置座標に基づいて操作を特定するので、ボタン15等への力加減によらず適切な操作位置を検出することができる。したがって、被操作部等の操作面の部材や強度等の選択に幅を持たせることができ、デザインの自由度を高めることができる。   According to the present embodiment, in the operation input device 1, the operation input control unit 102 contacts the button 15 or the like based on the output of the electrostatic sensor 3 that is disposed apart from the top sheet 23 that is the operation surface. The touch position coordinates of the finger are detected. In addition, the operation input control unit 102 specifies a load sensor 5 that detects a pressing load on the button 15 or the like by a finger, and an operation performed on the button 15 or the like when the pressing load exceeds a fixed threshold. Then, the operation input control unit 102 specifies an operation performed on the button 15 or the like based on the touch position coordinates detected before the pressing load exceeds the fixed threshold. By doing in this way, operation can be specified based on contact to button 15 grade before operation input device 1 detects press load which specifies operation. That is, since the operation is specified based on the touch position coordinates touched with a force smaller than the fixed threshold, an appropriate operation position can be detected regardless of the force applied to the button 15 or the like. Therefore, it is possible to give a wide range to selection of members and strengths of the operation surface such as the operated portion, and it is possible to increase the degree of freedom of design.

操作入力制御部102は、荷重センサ5が検出する押圧荷重が確定閾値より小さい接触閾値を超えた際のタッチ位置座標Oを取得し、荷重センサ5が検出する押圧荷重が確定閾値を超えた際に、このタッチ位置座標Oに基づいて、ボタン15等になされた操作を特定している。このようにすることにより、操作入力制御部102が操作を特定する押圧荷重を検出する前である接触閾値を超えた際のタッチ位置座標Oに基づいて操作を特定することができる。つまり、タッチ位置は、指が軽く接触している時のタッチ位置を基準とし、操作の特定は、操作面を指で強く押圧した時として、それぞれの役割を分けているために加減によらず適切な操作位置を検出することができる。また、軽く触れているときのタッチ位置に基準としているので、構造物の変形等の影響を受けないようにすることができる。   The operation input control unit 102 acquires the touch position coordinate O when the pressing load detected by the load sensor 5 exceeds the contact threshold value smaller than the determination threshold value, and when the pressing load detected by the load sensor 5 exceeds the determination threshold value. Further, the operation performed on the button 15 or the like is specified based on the touch position coordinate O. By doing in this way, operation can be specified based on the touch position coordinate O when the contact threshold value before the operation input control part 102 detects the press load which specifies operation is exceeded. In other words, the touch position is based on the touch position when the finger is lightly touching, and the operation is specified when the operation surface is strongly pressed with the finger. An appropriate operation position can be detected. In addition, since the touch position when lightly touching is used as a reference, it is possible to prevent the structure from being affected by deformation or the like.

また、操作入力制御部102は、荷重センサ5が検出する押圧荷重が接触閾値を超えた後に、当該接触閾値以下となることなく確定閾値を超えた際に、タッチ位置座標Oに基づいて、ボタン15等になされた操作を特定している。このようにすることにより、荷重が増加し続けて確定閾値を超えた場合にのみ動作を特定することができる。つまり、一度の押圧操作を検出して、操作を特定することができるようになる。   In addition, the operation input control unit 102 determines whether the button load is detected based on the touch position coordinate O when the pressing load detected by the load sensor 5 exceeds the contact threshold and then exceeds the determination threshold without falling below the contact threshold. The operation performed at 15 etc. is specified. By doing so, it is possible to specify the operation only when the load continues to increase and exceeds the fixed threshold. That is, it is possible to detect a single pressing operation and specify the operation.

また、操作入力制御部102は、確定閾値を超えた際に検出したタッチ位置座標Gを取得し、タッチ位置座標Gとタッチ位置座標Oとを比較し、それらの座標の差分が所定範囲内である場合に、タッチ位置座標Oに基づいてボタン15等になされた操作を特定している。このようにすることにより、指が操作面に接触させながら、指の位置をスライドしてボタンを選び直したような場合に発生し得る誤操作を抑制ことができる。   Further, the operation input control unit 102 acquires the touch position coordinates G detected when the determination threshold is exceeded, compares the touch position coordinates G with the touch position coordinates O, and the difference between these coordinates is within a predetermined range. In some cases, the operation performed on the button 15 or the like is specified based on the touch position coordinate O. By doing so, it is possible to suppress an erroneous operation that may occur when the finger is in contact with the operation surface and the button is slid to reselect the button.

また、ボタン14〜17の一以上を突出させるための駆動部であるモータ8、10、ボタン押上げレバー18〜21を備えている。このようにすることにより、ボタン15等について、押圧した場合に力加減によらず適切な操作位置を検出することができる。   Moreover, the motors 8 and 10 which are drive parts for projecting one or more of the buttons 14 to 17 and the button lifting levers 18 to 21 are provided. In this way, when the button 15 or the like is pressed, an appropriate operation position can be detected regardless of the force.

なお、第1の実施例〜第3の実施例の処理は組み合わせてもよい。   The processes of the first to third embodiments may be combined.

また、上述した実施例2、3では、突出させたボタン15等のみを操作対象として説明したが、突出させないボタン15等も操作対象に含めても良い。例えば、場面に応じて使用頻度の高いボタンのみを突出させてユーザの利便性を図りつつ、突出させないボタンについても操作可能としてもよい。この場合に、操作入力制御部102は、例えば突出させたボタン14のみについて、第2の実施例で説明した有効操作領域調整を適用してもよい。具体的には、例えば突出したボタン14のみについては、ボタン14と静電センサ3との距離が大きいので、有効領域を拡張するなどとすればよい。   In the second and third embodiments described above, only the protruded buttons 15 and the like have been described as operation targets. However, the buttons 15 and the like that are not protruded may be included in the operation targets. For example, only buttons that are frequently used depending on the scene may be projected for convenience of the user, and buttons that are not projected may be operable. In this case, the operation input control unit 102 may apply the effective operation area adjustment described in the second embodiment, for example, only to the protruded button 14. Specifically, for example, only the protruding button 14 has a large distance between the button 14 and the electrostatic sensor 3, so that the effective area may be expanded.

また、操作入力装置は、ボタンの押し上げ機構を備えなくともよい。例えばデザイン上の制約で、操作面(指が触れる面)に対して静電センサ3を離間して配置した場合に、第2の実施例で説明した有効操作領域調整を適用すれば、指でどの方向から操作された場合であっても、適切に操作面の所定位置が操作されたことを判定することができる。これは、図1等の構成であれば、ボタン14〜17以外の領域について有効操作領域調整を適用できることを意味する。このようにすることにより、例えば操作入力装置1が車両のセンターコンソールに配置された場合は、運転席/助手席からの操作に適切に対応し、ハンドルに配置された場合は、運転者のハンドルの握り位置の違いに適切に対応できる。   The operation input device may not include a button push-up mechanism. For example, when the electrostatic sensor 3 is arranged apart from the operation surface (surface touched by the finger) due to design restrictions, if the effective operation area adjustment described in the second embodiment is applied, Regardless of the direction of operation, it can be determined that the predetermined position of the operation surface has been appropriately operated. This means that the effective operation area adjustment can be applied to areas other than the buttons 14 to 17 in the configuration of FIG. In this way, for example, when the operation input device 1 is arranged at the center console of the vehicle, it appropriately corresponds to the operation from the driver seat / passenger seat, and when it is arranged at the handle, the driver's handle It can respond appropriately to the difference in grip position.

また、操作入力装置は、ボタンの押し上げ機構を備えなくともデザイン上の制約等で操作面に変形し易い部材を使用した場合は、第3の実施例で説明した押圧前座標取得を適用することで、押圧により操作面が変形しても、適切に操作面のいずれの位置が操作されたかを判定することができる。これは、図1等の構成であれば、窓付パネル2が変形し易い場合に、ボタン14〜17以外の領域について押圧前座標取得を適用できることを意味する。   Further, when the operation input device uses a member that does not have a button push-up mechanism and is easily deformed due to a design restriction or the like, apply the pre-press coordinate acquisition described in the third embodiment. Thus, even if the operation surface is deformed by pressing, it is possible to determine which position of the operation surface has been appropriately operated. This means that the coordinate acquisition before pressing can be applied to regions other than the buttons 14 to 17 when the panel 2 with a window is easily deformed in the configuration of FIG. 1 and the like.

また、操作入力装置は、操作面への指が接触しなくても、ある程度接近したことをもって、操作入力がなされたと判定してもよい。この場合、荷重センサ5を備えず、静電センサ3が検出した静電容量変化の最大値が、所定値以上となった場合に、指が操作面にある程度接近した(=操作入力有り)と判定させればよい。この場合も第1の実施例や第2の実施例で説明した処理を組み合わせて、または単独で、適用すれば、適切にいずれの位置が操作されたかを判定することができる。   Further, the operation input device may determine that an operation input has been made with a certain degree of proximity even if a finger does not touch the operation surface. In this case, the load sensor 5 is not provided, and when the maximum value of the capacitance change detected by the electrostatic sensor 3 is equal to or greater than a predetermined value, the finger approaches the operation surface to some extent (= operation input is present). It may be determined. Also in this case, if the processing described in the first embodiment or the second embodiment is combined or applied alone, it is possible to determine which position has been appropriately operated.

また、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の操作入力装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。   Further, the present invention is not limited to the above embodiment. That is, those skilled in the art can implement various modifications in accordance with conventionally known knowledge without departing from the scope of the present invention. Of course, such modifications are included in the scope of the present invention as long as the configuration of the operation input device of the present invention is provided.

1 操作入力装置
3 静電センサ
5 荷重センサ
8 モータ(駆動部)
10 モータ(駆動部)
14 ボタン(被操作部)
15 ボタン(被操作部)
16 ボタン(被操作部)
17 ボタン(被操作部)
18 ボタン押上げレバー(駆動部)
19 ボタン押上げレバー(駆動部)
20 ボタン押上げレバー(駆動部)
21 ボタン押上げレバー(駆動部)
23 表面シート(被操作部)
102 操作入力制御部(接触位置検出部、特定部)
1 Operation Input Device 3 Electrostatic Sensor 5 Load Sensor 8 Motor (Driver)
10 Motor (drive unit)
14 button (operated part)
15 button (operated part)
16 buttons (operated part)
17 button (operated part)
18 Button push-up lever (drive unit)
19 Button push-up lever (drive unit)
20 Button push-up lever (drive unit)
21 Button push-up lever (drive unit)
23 Surface sheet (operated part)
102 Operation input control unit (contact position detection unit, identification unit)

Claims (7)

被操作部と離間して配置された静電センサの出力に基づいて、当該被操作部へ近接又は接触する操作子に起因する静電容量変化を検出する第1検出部と、
前記静電容量変化に基づいて、前記操作子が前記被操作部に沿って延在する方向を検出する第2検出部と、
前記方向に応じて前記被操作部の有効操作領域を調整する調整部と、
前記静電容量変化に基づいて特定した前記操作子の近接又は接触の位置が、前記調整後の前記有効操作領域に対応するか判定する判定部と、
を備えることを特徴とする操作入力装置。
A first detection unit that detects a change in capacitance caused by an operator that approaches or contacts the operated unit, based on an output of an electrostatic sensor disposed away from the operated unit;
A second detection unit that detects a direction in which the operation element extends along the operated unit based on the capacitance change;
An adjustment unit that adjusts an effective operation area of the operated unit according to the direction;
A determination unit that determines whether the proximity or contact position of the operation element specified based on the capacitance change corresponds to the adjusted effective operation area;
An operation input device comprising:
前記調整部は、前記操作子が前記被操作部に沿って延在する方向に前記有効操作領域を拡張することを特徴とする請求項1に記載の操作入力装置。   The operation input device according to claim 1, wherein the adjustment unit extends the effective operation region in a direction in which the operation element extends along the operated portion. 前記被操作部は、複数の操作対象を備え、
前記調整部は、前記操作対象の前記静電センサに対する離間量が大きいほど、当該操作対象に対応する前記有効操作領域の調整量を大きくすることを特徴とする請求項1または2に記載の操作入力装置。
The operated portion includes a plurality of operation objects,
The operation according to claim 1, wherein the adjustment unit increases the adjustment amount of the effective operation region corresponding to the operation object as the separation amount of the operation object with respect to the electrostatic sensor increases. Input device.
一の前記操作対象を、他の前記操作対象よりも前記離間量を多くさせる駆動部を備えることを特徴とする請求項3のいずれかに記載の操作入力装置。   4. The operation input device according to claim 3, further comprising a drive unit that causes the one operation target to have a larger amount of separation than the other operation target. 5. 前記第2検出部は、前記操作子による前記被操作部への操作入力がなされた際に、前記操作子が前記被操作部に沿って延在する方向を検出することを特徴とする請求項1から4までのうちいずれか一項に記載の操作入力装置。   The said 2nd detection part detects the direction where the said operation element extends along the said to-be-operated part when the operation input to the said to-be-operated part is made by the said operation element. The operation input device according to any one of 1 to 4. 被操作部になされた操作を特定する操作入力装置が実行する入力検出方法であって、
被操作部と離間して配置された静電センサの出力に基づいて、当該被操作部へ近接又は接触する操作子に起因する静電容量変化を検出する第1検出工程と、
前記静電容量変化に基づいて、前記操作子が前記被操作部に沿って延在する方向を検出する第2検出工程と、
前記方向に応じて前記被操作部の有効操作領域を調整する調整工程と、
前記静電容量変化に基づいて特定した前記操作子の近接又は接触の位置が、前記調整後の前記有効操作領域に対応するか判定する判定工程と、
を含むことを特徴とする入力検出方法。
An input detection method executed by an operation input device that identifies an operation performed on an operated part,
A first detection step of detecting a change in capacitance caused by an operator approaching or contacting the operated portion based on an output of an electrostatic sensor disposed away from the operated portion;
A second detection step of detecting a direction in which the operating element extends along the operated portion based on the change in capacitance;
An adjustment step of adjusting an effective operation area of the operated portion according to the direction;
A determination step of determining whether the proximity or contact position of the operation element specified based on the capacitance change corresponds to the effective operation area after the adjustment;
An input detection method comprising:
請求項6に記載の入力検出方法を、コンピュータにより実行させることを特徴とする入力検出プログラム。   An input detection program that causes a computer to execute the input detection method according to claim 6.
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