JP6217535B2

JP6217535B2 - 車両用入力装置

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Publication number: JP6217535B2
Application number: JP2014120643A
Authority: JP
Inventors: 一成原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2014-06-11
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2034-06-11
Also published as: JP2016001374A

Description

本発明は、車両用入力装置に関する。

従来、ブラインドタッチ操作を行うことが可能な入力装置が提供されている。例えば、特許文献１に記載の入力装置は、タッチパネル表面に凹凸パターンを形成し、凹部の裏面側に、押圧力を検知するタッチスイッチが設けられている。そして、ユーザの指によって凹部の位置を特定し、指が凹部に対して押圧操作を行うことで、所定の操作を行うことが出来る。

特開２０００−１８１６２９号公報

本発明者らは、上記入力装置を車両用の入力装置に適用し、ブラインドタッチ操作を行うことが可能な車両用入力装置を提供することを試みた。また、静電容量式の検知部を備えた、車両用入力装置とした。その結果、上記車両用入力装置では、指が車両用入力装置を操作している際に、車両の振動などにより凹部とは異なる位置に指が移動してしまうことがある。その結果、乗員の意図と異なるタッチパネルの個所に指が触れてしまい、乗員の意図と異なる操作が行われてしまうことを本発明者らは新たに見出した。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、その目的は、ブラインドタッチ操作が可能な車両用入力装置において、乗員の意図と異なる操作が行われることを低減することである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両のダッシュボードに配置される車両用入力装置であって、操作体が接触される操作面を有するタッチパネルであって、操作面に凹部が設けられたタッチパネルと、タッチパネルの操作面とは反対側である裏面側に配置され、操作体との距離により変化するパラメータを検知する検知部と、検知部が検知するパラメータに基づいて操作信号を出力する制御部とを備え、凹部の面の内、凹部より上側の操作面と接する凹部の面である上側面と上側の操作面とのなす角は、凹部より下側の操作面と接する凹部の面である下側面と下側の操作面とのなす角に比べて小さいことを特徴とする。

乗員が操作する操作体は通常、センターコンソールに位置していることが多い。そのため、操作体が凹部に触れる際には、操作体は操作面の下側から上側に向けて移動される可能性が高い。従って、上記構成にすると、以下のような効果を得ることが出来る。凹部より上側の操作面と上側面とのなす角は、比較的小さく設定することができる。そのため、操作体が車両用入力装置を操作している際に車両が振動し、操作体がタッチパネルの操作面の上側方向に動いてしまっても、凹部の上側面によって操作体が制止される。そのため、操作体が凹部とは異なる位置に移動してしまい、乗員の意図と異なる操作信号が出力されてしまうことを低減する。すなわち、乗員の意図と異なる操作が生じてしまうことを低減することが出来る。従って、凹部によってブラインドタッチ操作を可能にしつつ、乗員の意図と異なる操作が生じることを低減することが出来る。

第１実施形態において、車両用入力装置の搭載位置を示す図である。第１実施形態における車両用入力装置の構成を示す図である。第１実施形態における車両用入力装置を、右側から見た図である。第１実施形態における車両用入力装置を、乗員が操作する様子を示す図である。第１実施形態における車両用入力装置の凹部を右側から見た断面図である。第１実施形態における車両用入力装置の凹部を台座側から見た断面図である。その他の実施形態における車両用入力装置を、乗員が操作する様子を示す図である。その他の実施形態における車両用入力装置の凹部を運転席側から見た断面図である。

以下、図面を参照しながら発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。

（第１実施形態）
以下、本発明にかかる車両用入力装置の第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、車両の室内のうち運転席および助手席の前方には、ダッシュボード６０が設置されている。ダッシュボード６０は、ステアリングホイール８０に対して車両前方、かつ、フロントウインドシールド７０の下方に位置する。ダッシュボード６０のうち車両左右方向の中央部分には、以下に詳述する、タッチパネル１０を備えた車両用入力装置１が取り付けられている。本実施形態では、重力方向を下方向とし、下方向と反対側を上方向と定義する。そして、タッチパネル１０は、水平方向に対して傾いている。

図２、図３に示すように、車両用入力装置１は、タッチパネル１０、エアコンスイッチ１２１、ナビスイッチ１２２、オーディオスイッチ１２３、台座１３、タッチセンサ１４、ＥＣＵ１５、及び保持部１６を備えている。

タッチパネル１０には、操作面１００である表面に第１凹部１０１、第２凹部１０２、第３凹部１０３、及び第４凹部１０４が設けられている。なお、第１凹部１０１は、特許請求の範囲に記載の凹部に相当する。

台座１３は、乗員の手首３２（図４に後述）を支持することが出来る。このため、乗員は台座１３に手首３２を乗せながら、指３１（図４に後述）をタッチパネル１０に触れたり、タッチパネル１０上で移動させることが出来る。従って、乗員は手３０（図４に後述）にかかる負担を軽減しながら、タッチパネル１０を操作することが出来る。

タッチセンサ１４は、タッチパネル１０の操作面１００とは反対側の裏面側に設けられている。そして、タッチセンサ１４は、静電容量式のものである。そして、タッチセンサ１４には、タッチセンサ１４のタッチパネル１０側の面に沿う方向である、第１の方向に伸びる電極が複数個、設けられている。また、タッチセンサ１４には、タッチセンサ１４のタッチパネル１０側の面に沿う方向であって、上記第１の方向と直交する第２の方向に伸びる電極が複数個、設けられている。本実施形態において、第１の方向は車両の幅方向であって、ｘ軸方向とする。そして、第２の方向は、タッチセンサ１４のタッチパネル１０側の面に沿う方向であって、ｘ軸と直交するｙ軸方向とする。そのため、タッチセンサ１４には、ｘ軸方向とｙ軸方向とのそれぞれに電極が設けられている。そして、ｘ軸方向の電極とｙ軸方向の電極とは複数の個所で交差する。また、タッチセンサ１４は、制御ＩＣを備えている。

保持部１６は、タッチパネル１０や台座１３などを保持している。

ＥＣＵ１５は、各種演算処理を行うプロセッサ、演算処理の作業領域として機能するＲＡＭ、及び演算処理に用いられるプログラム等が格納されたフラッシュメモリ等によって構成されている。そして、ＥＣＵ１５は、車両用入力装置１に搭載された各種機器から情報を取得する。また、ＥＣＵ１５は、車両用入力装置１に搭載された各種機器を制御する。以下に、ＥＣＵ１５が行う具体的な処理を、各種機器との関係と共に説明をする。なお、本実施形態におけるＥＣＵ１５は、タッチセンサ１４が検知した静電容量値に基づいて、操作信号を出力する制御部の役割を担っている。

まず、タッチパネル１０及びタッチセンサ１４とＥＣＵ１５との関係について説明をする。

乗員の指３１がタッチパネル１０に触れると、指３１が触れた個所に対応するタッチセンサ１４内の電極に流れる電流は変化する。そして、タッチセンサ１４に設けられた制御ＩＣは、タッチセンサ１４の各電極から電流を検知する。その後、制御ＩＣは、検知した電流の値に基づいて、上記ｘ軸方向に伸びる電極と、ｙ方向に伸びる電極との交差個所の静電容量値を検知することが出来る。そして、制御ＩＣは、全ての交差個所のうち、他の交差個所に比べて静電容量値が高い個所を検知することで、現在乗員の指３１が触れている個所を特定することが出来る。このように、乗員の指３１がタッチパネル１０に触れた個所を、タッチセンサ１４は特定することが出来る。

ＥＣＵ１５は、タッチセンサ１４が検知した、静電容量値が相対的に高い交差個所の静電容量値が閾値を超えているかどうかを検知する。そして、上記交差個所の静電容量値が閾値を超えた後、閾値を下回ると、ＥＣＵ１５は操作信号を出力する。すなわち、乗員の指３１が、タッチパネル１０に触れただけでは、ＥＣＵ１５は操作出力を行わない。乗員の指３１がタッチパネル１０に接触された後、タッチパネル１０から離れた際に、ＥＣＵ１５は指３１が離れた個所に基づいた操作信号を出力する。なお、本実施形態では、乗員の指３１がタッチパネル１０に接触した際に、静電容量値が閾値を超える。

また、ＥＣＵ１５は、タッチセンサ１４の上記交差個所に基づいて、異なる操作信号を出力する。そのため、ＥＣＵ１５は、乗員の指３１がタッチパネル１０に触れた個所によって、異なる操作信号を出力するように構成することが出来る。

具体的な例を示すと、第１凹部１０１にて指３１が離された場合、タッチパネル１０が目的地設定画面を表示するように、ＥＣＵ１５は制御する。第２凹部１０２にて指３１が離された場合、タッチパネル１０がナビ音声の音量設定画面を表示するように、ＥＣＵ１５は制御する。第３凹部１０３にて指３１が離された場合、タッチパネル１０が縮尺設定画面を表示するように、ＥＣＵ１５は制御する。第４凹部１０４にて指３１が離された場合、タッチパネル１０が設定画面を表示するように、ＥＣＵ１５は制御する。

次に、エアコンスイッチ１２１、ナビスイッチ１２２及びオーディオスイッチ１２３とＥＣＵ１５との関係を説明する。ＥＣＵ１５は、押されたスイッチに基づいてタッチパネル１０に表示する画像を制御する。例えば、現在、ナビスイッチ１２２が押されているため、ＥＣＵ１５はタッチパネル１０がナビ画面を表示するように制御している。そして、エアコンスイッチ１２１が押されると、ＥＣＵ１５はタッチパネル１０がエアコン画面を表示するように制御する。そして、オーディオスイッチ１２３が押されると、ＥＣＵ１５はタッチパネル１０がオーディオ画面を表示するように制御する。

また、上述したように、タッチパネル１０には、第１凹部１０１、第２凹部１０２、第３凹部１０３及び第４凹部１０４が設けられている。そのため、乗員は指３１をタッチパネル１０に触れ移動させると、指から伝わる触感により各凹部の位置を特定することが出来る。そのため、乗員は、タッチパネル１０を見ずとも、第１凹部１０１、第２凹部１０２、第３凹部１０３及び第４凹部１０４に基づいた操作を行うことが出来る。すなわち、乗員はブラインドタッチ操作を行うことが出来る。

図４を用いて、本実施形態における車両用入力装置１を乗員が操作する様子を説明する。

図４に示すように、乗員は手３０の手首３２を台座１３に置いている。そして、指３１がタッチパネル１０に触れている。具体的に指３１は、タッチパネル１０に設けられた第２凹部１０２に触れている。この時点では、指３１がタッチパネル１０に接触しているため、ＥＣＵ１５は操作出力を行わない。

そして、乗員は第１凹部１０１を触ろうと意図して、指３１を破線矢印４３方向に移動する。この際、乗員はタッチパネル１０を見ずとも、指３１の触感により、第１凹部１０１の個所を認識することが出来る。そして、乗員は指３１が第１凹部１０１に到達した後、指３１をタッチパネル１０から離す。すると、ＥＣＵ１５は、指３１が離された個所に基づいて操作出力を行う。具体的に説明すると、指３１は第１凹部１０１においてタッチパネル１０から離されたため、第１凹部１０１の個所に基づいて、ＥＣＵ１５は操作出力を行う。すなわち、ＥＣＵ１５は、タッチパネル１０が目的地設定画面を表示するように、操作信号を出力する。

次に、図５、図６を用いて本実施形態における第１凹部１０１の形状を説明する。

図５は、第１凹部１０１をｙ軸方向に切断し、運転席側から見た断面図である。第１凹部１０１より上側の操作面１００を上側操作面１００２と呼ぶ。そして、第１凹部１０１より下側の操作面１００を下側操作面１００１と呼ぶ。すると、上側操作面１００２と接する第１凹部１０１の面である上側面１０１ｃと上側操作面１００２とのなす角である上側なす角θ２は９０°である。そして、下側操作面１００１と、接する第１凹部１０１の面である下側面１０１ａと下側操作面１００１とのなす角である下側なす角θ１は１２０°である。このように、上側なす角θ２は、下側なす角θ１に比べて小さい角度となっている。

そのため、乗員の指３１が下側操作面１００１から第１凹部１０１に移動する際に、下側面１０１ａを経由することで、滑らかに移動することが出来る。そして、指３１が第１凹部１０１から上側操作面１００２に移動しようとする場合、上側面１０１ｃによって指３１が引っ掛かる。そのため、指３１が第１凹部１０１に位置している際に、車両が振動などをして上側操作面１００２方向に移動しようとしても、上側面１０１ｃによって指３１は制止される。そのため、乗員の意図と異なり、指３１が第１凹部１０１から第１凹部１０１とは異なる位置に移動してしまい、乗員の意図と異なる操作信号をＥＣＵ１５が出力してしまうことを低減することが出来る。すなわち、ＥＣＵ１５が乗員の意図と異なる操作を行うことを低減することが出来る。

図６は、第１凹部１０１、第２凹部１０２、第３凹部１０３及び第４凹部１０４をｘ軸方向に切断し、切断面を台座１３側から見た図を示している。第１凹部１０１より第２凹部１０２側の操作面１００を第２凹部側操作面１００３と呼ぶ。すると、第２凹部側操作面１００３と接する第１凹部１０１の面である第２凹部側面１０１ｅと第２凹部側操作面１００３とのなす角である、第２凹部側なす角θ３は１２０°である。すなわち、第２凹部側なす角θ３は鈍角である。このため、乗員が指３１を第１凹部１０１から第２凹部１０２に移動する際に、指３１は第２凹部側面１０１ｅを滑らかに移動することが出来る。そのため、第１凹部１０１から第２凹部１０２に移動する際に、第２凹部側面１０１ｅに指３１が引っ掛かってしまい、乗員が指３１をタッチパネル１０から誤って離してしまうことを低減することが出来る。すなわち、乗員の意図と異なる操作が行われてしまうことを低減することが出来る。

以下、本実施形態における車両用入力装置の効果について説明する。

車両用入力装置１は車両のダッシュボード６０に配置される。そして、車両用入力装置１は、タッチパネル１０と、タッチセンサ１４と、ＥＣＵ１５を備えている。タッチパネル１０は、指３１が接触される操作面１００を備えている。操作面１００には、第１凹部１０１が設けられている。タッチセンサ１４は、タッチパネル１０の操作面１００とは反対側である裏面に配置される。タッチセンサ１４は、指３１との距離により変化する静電容量値を検知する。ＥＣＵ１５は、タッチセンサ１４が検知する静電容量値に基づいて操作信号を出力する。そして、上側操作面１００２と接する第１凹部１０１の面である上側面１０１ｃと上側操作面１００２との上側なす角θ２は、下側操作面１００１と接する第１凹部１０１の面である下側面１０１ａと下側操作面１００１との下側なす角θ１に比べて小さい。

このようにすると、上側面１０１ｃと上側操作面１００２との上側なす角θ２は、比較的小さく設定することができる。そのため、指３１が車両用入力装置１を操作している際に車両が振動し、指３１が上側操作面１００２方向に動いてしまっても、第１凹部１０１の上側面１０１ｃによって指３１が制止される。そのため、指３１が第１凹部１０１とは異なる位置に移動してしまい、乗員の意図と異なる操作信号が出力されてしまうことを低減する。すなわち、乗員の意図と異なる操作が生じてしまうことを低減するが出来る。従って、第１凹部１０１によってブラインドタッチ操作を可能にしつつ、乗員の意図と異なる操作が生じることを低減することが出来る。

また、ＥＣＵ１５は、静電容量値に基づいて、指３１が操作面１００に触れた後、操作面から指が離れたことを検知すると、操作信号を出力する。

このようにすると、タッチパネル１０の操作面１００に指３１が触れただけでは操作信号が出力されず、指３１が操作面１００から離れた際に操作信号が出力される。そのため、乗員はタッチパネル１０の操作面１００に触れた後、指３１を介して触感により第１凹部１０１を探すことが出来る。すなわち、より効率良くブラインドタッチ操作が可能となる。

操作面１００には、第１凹部１０１とは異なる位置かつ、第１凹部１０１に対して上下方向が同じ位置に第２凹部１０２が設けられている。そして、第２凹部側操作面１００３と接する第１凹部１０１の面である第２凹部側面１０１ｅと第２凹部側操作面１００３との第２凹部側なす角θ３は鈍角である。

このようにすると、指３１が第１凹部１０１から第２凹部１０２に向けて移動する際に、指３１は第１凹部１０１の第２凹部側面１０１ｅに引っ掛かることなく、移動することが出来る。そのため、第１凹部１０１から第２凹部１０２に移動する際に、指３１が誤ってタッチパネルから離れてしまうことを低減することが出来る。従って、指３１がタッチパネル１０から離れることによって生じる、乗員の意図と異なる操作信号が出力されてしまうことを低減する。すなわち、乗員の意図と異なる操作が生じてしまうことを低減することが出来る。

（他の実施形態）
以上、発明の好ましい実施形態について説明したが、発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、以下に例示するように種々変形して実施することが可能である。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

例えば、上記第１実施形態では、下側なす角θ１を１２０°、上側なす角θ２を９０°としたがこれに限らず、上側なす角θ２が下側なす角θ１より小さくなる値であれば、適宜設定することが出来る。例えば、下側なす角θ１を１５０°、上側なす角θ２を１００°としてもよい。

また、第２凹部側なす角θ３を１２０°としたが、第２凹部側なす角θ３が鈍角であれば、適宜設定してもよい。例えば、第２凹部側なす角θ３を１５０°としてもよい。

また、上記第１実施形態では、第１凹部１０１、第２凹部１０２をｘ軸方向に向けて一直線上に配置しているが、図７に示すように、タッチパネル１０のｘ軸方向の中央に近い位置に第１凹部１０１を配置する。そして、第１凹部１０１と比べて、上記中央からｘ軸方向に対して相対的に離れた位置に第２凹部１０２を設けるようにしてもよい。また、第２凹部１０２は第１凹部１０１より下側に配置されている。

このようにすると、乗員は、手首３２を台座１３に置き、台座１３を支点として回転方向４０、及び回転方向４１に指３１を回転させると、第１凹部１０１及び第２凹部１０２に触れることが出来る。そのため、乗員がブラインドタッチ操作する際に、乗員は任意の凹部を認識すれば、他の凹部も容易に認識することが出来る。

なお、上記第１実施形態において、第１凹部１０１は底面を備え、上側面１０１ｃ及び下側面１０１ａはそれぞれ底面と接していた。これに限るものではなく図８に示すように、第１凹部１０１は底面を備えておらず、第１凹部１０１の上側面１０１ｃと下側面１０１ａとが直接、接するようにしてもよい。

また、第１凹部１０１の形状は、四角や台形に限るものではない。例えば、丸みを帯びていてもよい。

また、上記実施形態において、操作体は乗員の指３１としたが、タッチペンなどを用いるようにしてもよい。また、上記第１実施形態では、乗員の指３１は人差し指であったが、他の指でも操作は可能である。

また、上記実施形態において、検知部として静電容量式のタッチセンサ１４を用いたが、操作体との距離により変化するパラメータを検知するものであれば、適宜変更可能である。例えば、タッチセンサ１４として、抵抗膜式、超音波表面弾性波式や赤外線式などを用いるようにしてもよい。

また、上記第１実施形態において、ＥＣＵ１５は、静電容量値があらかじめ設定した閾値を超えた後、閾値を下回ると、操作出力を行うようにしていた。これに限るものでなく、静電容量値が閾値を超えた際に、ＥＣＵ１５は操作出力を行うようにしてもよい。すなわち、指３１がタッチパネル１０に触れた際に、ＥＣＵ１５は操作出力を行うようにしてもよい。

上記実施形態では、台座１３は、乗員の手首３２を支えていたが、手のひらを支えるようにしてもよい。

１車両用入力装置、１０タッチパネル、１００操作面、１００１下側操作面、１００２上側操作面、１００３第２凹部側操作面、１０１第１凹部、１０１ａ下側面、１０１ｃ上側面、１０１ｅ第２凹部側面、１０２第２凹部、１２１エアコンスイッチ、１２２ナビスイッチ、１２３オーディオスイッチ、１３台座、１４タッチセンサ、１５ＥＣＵ、１６保持部、３０手、３１指、３２手首、４０回転方向、４１回転方向、θ１下側なす角、θ２上側なす角、θ３第２凹部側なす角。

Claims

車両のダッシュボードに配置される車両用入力装置（１）であって、
操作体（３１）が接触される操作面（１００）を有し、前記操作面に凹部（１０１）が設けられたタッチパネルと、
前記タッチパネルの前記操作面とは反対側である裏面側に配置され、前記操作体との距離により変化するパラメータを検知する検知部（１４）と、
前記検知部が検知する前記パラメータに基づいて操作信号を出力する制御部（１５）とを備え、
前記凹部の面の内、前記凹部より上側の前記操作面と接する前記凹部の面である上側面（１０１ｃ）と上側の前記操作面とのなす角（θ２）は、前記凹部より下側の前記操作面と接する前記凹部の面である下側面（１０１ａ）と下側の前記操作面とのなす角（θ１）に比べて小さいことを特徴とする車両用入力装置。
前記制御部は、前記パラメータに基づいて、前記操作体が前記操作面に触れた後、前記操作面から離れたことを検知すると、前記操作信号を出力することを特徴とする、請求項１に記載の車両用入力装置。
前記操作面には、前記凹部とは異なる位置かつ、前記凹部に対して上下方向が同じまたは下側の位置に第２凹部（１０２）が設けられ、
前記凹部より前記第２凹部側の前記操作面と接する前記凹部の面である第２凹部側面（１０１ｅ）と前記第２凹部側の操作面とのなす角（θ３）は鈍角であることを特徴とする、請求項２に記載の車両用入力装置。
前記操作面には、前記凹部とは異なる位置かつ、前記凹部に対して上下方向が同じまたは下側の位置に第２凹部が設けられ、
前記操作体は車両の乗員の所定の指であって、
前記乗員の手首（３２）または手のひらを支持する台座（１３）を備え、
前記台座に支持される前記手首または前記手のひらを支点として、前記凹部を通るように前記所定の指を回転させたとき、前記所定の指は前記第２凹部も通るように、前記凹部及び前記第２凹部は、前記操作面に設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の車両用入力装置。