JP7418658B2 - 入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、入力装置に関する。

従来より、支持部を有するハウジングと、前記支持部に揺動可能に支持された被支持部を有する第１操作ノブと、この第１操作ノブの揺動操作によって動作されるスイッチとを備え、前記第１操作ノブが、その揺動軸線と交差する一側辺に該揺動軸線と交差する開口部をもつ切欠き部を有してなり、この切欠き部に他のスイッチに対応する第２操作ノブとしていわゆるサムホイールと呼ばれる回転ノブを配置した車載用入力装置がある。回転ノブの回転中心軸が前記第１操作ノブの前記一側辺と交差するように設定されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１－１８７３７８号公報

ところで、従来の車載用入力装置は、回転ノブで入力可能な操作は１種類に限られていた。回転ノブのように回転可能な入力部は操作性が良好であるため、複数種類の操作が可能であれば、さらに使い勝手が良好になる。

そこで、複数種類の操作を行うことができる回転可能な入力部を含む入力装置を提供することを目的とする。

本発明の実施形態の入力装置は、回転中心軸を中心に回転可能な入力部と、前記入力部の周辺に設けられる静電センサと、前記静電センサの出力に基づいて、前記入力部又は前記入力部の周辺において行われる操作入力の位置を検出する操作位置検出部とを含む。

複数種類の操作を行うことができる回転可能な入力部を含む入力装置を提供することができる。

実施形態の入力装置１００を実装したステアリングホイール１０を示す図である。 入力装置１００の構成の一例を示す図である。 入力装置１００の構成を表すブロック図である。 制御装置１６０が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 制御装置１６０が実行する処理の他の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の入力装置を適用した実施形態について説明する。

＜実施形態＞
図１は、実施形態の入力装置１００を実装したステアリングホイール１０を示す図である。図１（Ａ）に示すように、ステアリングホイール１０は、一例として車両に搭載され、スポーク１１の内部に入力装置１００が実装されている。入力装置１００の回転ノブ１１０は、スポーク１１の表面の開口部１１Ａから露出している。回転ノブ１１０は入力部の一例である。車両の運転者は、例えばステアリングホイール１０を左手で握りながら、左手の親指で図１（Ｂ）に両矢印で示すように回転ノブ１１０を回転させる操作を行うことができる。運転者は、入力装置１００の利用者の一例である。回転ノブ１１０は、左手の親指以外でも操作可能であるが、ここでは左手の親指で操作する形態について説明する。

図１（Ｃ）に示すように、入力装置１００は、回転ノブ１１０の周囲に設けられる静電センサ１２０を含む。図１（Ｃ）には、一例として回転ノブ１１０の上下において横方向に５つずつの静電センサ１２０が配列されており、回転ノブ１１０の周囲のどの位置に親指が触れているかを検出する。

図２は、入力装置１００の構成の一例を示す図である。入力装置１００は、筐体１０１、回転ノブ１１０、静電センサ１２０、配線基板１３０、エンコーダ１４０、及びアクチュエータ１５０を含む。エンコーダ１４０は回転位置検出部の一例であり、アクチュエータ１５０は触感を生成する触感生成部の一例である。

ここでは、ＸＹＺ座標系を定義して説明する。Ｘ軸に平行な方向（Ｘ方向）、Ｙ軸に平行な方向（Ｙ方向）、Ｚ軸に平行な方向（Ｚ方向）は、互いに直交する。また、平面視とはＸＹ面視することをいう。また、前述の図１は本ＸＹＺ座標系における平面視（ＸＹ面視）によって図示されたものである。

筐体１０１は、一例として樹脂製で直方体状の箱型のケースである。筐体１０１の長手方向はＸ方向であり、短手方向はＹ方向である。筐体１０１は＋Ｚ方向側の全体が開口された開口部１０１Ａを有する。筐体１０１には、回転ノブ１１０、静電センサ１２０、配線基板１３０、エンコーダ１４０、及びアクチュエータ１５０の他に、図示しない制御装置が設けられる。

回転ノブ１１０は、筐体１０１の内部に設けられており、ＸＹ平面に沿って配置された回転軸１１１を有する。回転軸１１１は、入力部の回転中心軸の一例である。回転軸１１１の延在方向（Ｘ方向）は、回転ノブ１１０の軸方向と同義である。回転軸１１１は、筐体１０１に回転可能に保持されており、Ｘ方向に延在している。回転軸１１１の＋Ｘ方向側にはエンコーダ１４０の回転軸が固定され、エンコーダ１４０の回転軸はアクチュエータ１５０の駆動軸１５１に固定されている。回転ノブ１１０の＋Ｚ方向側の端部は、筐体１０１よりも＋Ｚ方向側に突出している。このような構成を有する回転ノブ１１０はいわゆるサムホイールと呼ばれる入力機構を形成するものであり、筐体１０１の表面が存在する平面（ＸＹ平面）に沿って回転軸１１１が形成されていること、及び回転ノブ１１０の＋Ｚ方向側の端部が筐体１０１の表面よりも＋Ｚ方向側に突出していることから、操作者は筐体１０１の表面を一方向に沿ってなぞるような動作をすることで回転ノブ１１０を筐体１０１の表面に対して回転操作することが可能なものである。

静電センサ１２０は、２つの配線基板１３０の各々の表面に設けられており、回転ノブ１１０の＋Ｙ方向側と－Ｙ方向側とにおいて、Ｘ方向に沿って５つ配列されている。回転ノブ１１０の＋Ｙ方向側は、回転ノブ１１０を挟む一方側及び他方側のうちの一方側の一例であり、回転ノブ１１０の－Ｙ方向側は、回転ノブ１１０を挟む一方側及び他方側のうちの他方側の一例である。

静電センサ１２０は、一例として平面視で正方形の金属電極である。静電センサ１２０は、ステアリングホイール１０のスポーク１１のカバーの裏面側に位置し、回転ノブ１１０への親指の接近を検出するために設けられている。より具体的には、親指で回転ノブ１１０のいずれの位置に対して操作を行っているか、という回転ノブ１１０に対する親指の操作位置を検出するためのものである。なお、静電センサ１２０は、平面視で回転ノブ１１０の周囲において、回転軸１１１の＋Ｘ方向側と－Ｘ方向側とに設けられていればよいため、回転ノブ１１０の＋Ｘ方向側又は－Ｘ方向側の真横に設けられていてもよい。また、ここでは、静電センサ１２０が回転ノブ１１０の＋Ｙ方向側と－Ｙ方向側とに設けられている形態について説明するが、＋Ｙ方向側と－Ｙ方向側とのうちのいずれか一方のみであってもよい。また、静電センサ１２０は分割された静電センサを例としているが、例えば＋Ｙ方向側にあるものを一体とし、親指位置を座標で示すようにするようにしても良い。

配線基板１３０は、回転ノブ１１０の＋Ｙ方向側と－Ｙ方向側とにおいて、筐体１０１の側壁１０１Ｂの上でＸ方向に延在するように設けられている。配線基板１３０の＋Ｚ方向側の表面には静電センサ１２０が設けられており、静電センサ１２０は配線基板１３０の配線を介して図示しない制御装置に接続されている。

エンコーダ１４０は、回転ノブ１１０の回転軸１１１に接続される回転軸を有する。エンコーダ１４０の回転軸は、回転ノブ１１０の回転軸１１１に伴って回転する。エンコーダ１４０は、回転ノブ１１０の回転量を検出するために設けられており、図示しない配線等を介して図示しない制御装置に接続されている。エンコーダ１４０は、回転軸１１１の回転位置を検出し、回転位置を表す回転位置データを制御装置に伝送する。

アクチュエータ１５０は、エンコーダ１４０の回転軸に接続される駆動軸１５１を有する。アクチュエータ１５０は、一例として電動モータであり、回転方向に対する逆方向又は順方向の駆動力を駆動軸１５１に出力可能である。駆動軸１５１はエンコーダ１４０の回転軸を介して回転ノブ１１０の回転軸１１１に接続されているため、アクチュエータ１５０は、回転ノブ１１０の回転軸１１１にトルクを付与する。

アクチュエータ１５０の駆動制御は制御装置によって行われる。運転者が回転ノブ１１０を親指で回転させているときにアクチュエータ１５０が逆方向の回転力を発生させると、回転ノブ１１０の回転抵抗が増大した触感を提供することができ、アクチュエータ１５０が順方向の回転力を発生させると、回転ノブ１１０の回転抵抗が減少した触感を提供することができる。ここでは一例として、アクチュエータ１５０は逆方向の回転力を発生させることとする。

図３は、入力装置１００の構成を表すブロック図である。図３には、入力装置１００の静電センサ１２０、エンコーダ１４０、及びアクチュエータ１５０に加えて、制御装置１６０を示す。制御装置１６０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、入出力インターフェース、及び内部バス等を含むマイクロコンピュータによって実現される。

制御装置１６０は、静電センサ１２０、エンコーダ１４０、及びアクチュエータ１５０に接続されるとともに、ケーブル２１を介してＥＣＵ(Electronic Control Unit)２０に接続されている。ＥＣＵ２０にはディスプレイ３０と車載機器４０が接続されている。図３では簡略化して静電センサ１２０を１つ示すが、実際には一例として１０個の静電センサ１２０が制御装置１６０に接続されている。ただし静電センサ１２０の数は１０個に限られるものではない。また、図３には１つのＥＣＵ２０を示すが、制御装置１６０には複数のＥＣＵ２０が接続されていてもよく、複数の車載機器４０があってよい。また、ディスプレイ３０も複数あってもよい。

ディスプレイ３０は、一例として車両のメータパネル、ダッシュボード、又はセンターコンソール等に配置される。ＥＣＵ２０は、エンコーダ１４０から取得する回転位置データに応じて、ディスプレイ３０の表示を制御する。ディスプレイ３０には、少なくともいずれかの車載機器４０を操作するためのＧＵＩ(Graphical User Interface)画像が表示される。

車載機器４０は、車両の空調装置、オーディオ、電話、クルーズコントロール等である。車載機器４０は入力装置１００への操作入力に応じてＥＣＵ２０によって制御される。ＥＣＵ２０は、入力装置１００によって選択された車載機器４０に応じたＧＵＩ画像をディスプレイ３０に表示する。ＧＵＩ画像は、例えば、空調装置の温度、風量、オーディオの音量、選曲、電話の連絡先、クルーズコントロールの設定速度等を円盤状のホイールの外周に沿って表す画像や入力装置１００の回転ノブ１１０を模した円柱状のサムホイール状の画像等である。空調装置の温度、風量、オーディオの音量、選曲、電話の連絡先、クルーズコントロールの設定速度等は、制御対象の一例である。

例えば、空調装置の設定温度を選択するホイールの画像には、ホイールの外周に沿って設定温度を表す数字が表示されており、回転ノブ１１０の回転に応じてホイールを回転させることで、設定温度を選択することができる。選択される設定温度は、一例としてホイールの外周のうち、正面に位置する数字で表される。サムホイール状の表示を行う場合には円柱状の側面に設定温度を表す数字が表示されるようにしても良く、その場合には正面に位置する設定が選択対象であるように制御される。以下の説明において、ホイールとは上記に記載したような概念を含むものとするが、あくまでも一例である。

入力装置１００は、静電センサ１２０の静電容量に基づいて回転ノブ１１０に対する操作位置を検出することで、回転ノブ１１０の軸方向（Ｘ方向）における中心よりも＋Ｘ方向側に触れて（タッチして）回転操作を行う場合と、回転ノブ１１０の軸方向（Ｘ方向）における中心よりも－Ｘ方向側に触れて（タッチして）回転操作を行う場合とで、異なる制御対象を操作可能な入力装置である。すなわち、運転者は、回転ノブ１１０の＋Ｘ方向側又は－Ｘ方向側のいずれにタッチするかによって、制御対象を選択することができる。入力装置１００へのタッチ位置によって、複数の制御対象から操作対象になる１つの制御対象を選択することができる。

回転ノブ１１０の軸方向（Ｘ方向）における中心よりも＋Ｘ方向側は第１部分の一例であるとともに第１側の半分の一例である。回転ノブ１１０の軸方向（Ｘ方向）における中心よりも－Ｘ方向側は第１部分以外の第２部分の一例であるとともに第２側の半分の一例である。回転ノブ１１０の軸方向（Ｘ方向）における中心よりも＋Ｘ方向側に触れて回転操作を行うことで選択される制御対象は、第１制御対象の一例である。回転ノブ１１０の軸方向（Ｘ方向）における中心よりも－Ｘ方向側に触れて回転操作を行うことで選択される制御対象は、第２制御対象の一例である。

また、入力装置１００は、回転ノブ１１０の軸方向（Ｘ方向）における中心よりも＋Ｘ方向側に触れて（タッチして）回転操作を行う場合には、アクチュエータ１５０が回転ノブ１１０の操作による回転方向とは逆方向の第１回転力を発生させ、回転ノブ１１０の軸方向（Ｘ方向）における中心よりも－Ｘ方向側に触れて（タッチして）回転操作を行う場合には、アクチュエータ１５０が回転ノブ１１０の回転方向とは逆方向の第２回転力を発生させることとする。一例として第１回転力は第２回転力よりも大きい。回転ノブ１１０の軸方向（Ｘ方向）における中心よりも＋Ｘ方向側と－Ｘ方向側とに触れて回転操作を行う場合に、回転ノブ１１０を通じて運転者の親指に提供される触感が異なるようにすることにより、触感を通じて操作対象になる１つの制御対象を認識できるようにするためである。また、回転力を間歇的に発生させることで回転ノブ１１０の回転操作時におけるクリック感触を任意に発生させることができる。なお、これとは逆に第１回転力は第２回転力よりも小さくてもよい。

また、入力装置１００は、静電センサ１２０の静電容量に基づいて回転ノブ１１０に対する操作位置の変位を連続的に検出することで、回転ノブ１１０を回転させずに、回転ノブ１１０上にタッチしながらＸ方向に沿って指先を移動させる操作（以下、なぞり操作と称す）と、回転ノブ１１０を回転させずに、回転ノブ１１０とスポーク１１の表面の開口部１１Ａとの境界面、または回転ノブ１１０の上にタッチして一定時間にわたって指先を移動させない操作（以下、長押し操作と称す）とを行うことが可能である。一定時間は、例えば２秒である。

以下では、一例として、回転ノブ１１０の＋Ｘ方向側にタッチすると空調装置の設定温度を操作対象として選択でき、回転ノブ１１０の－Ｘ方向側にタッチすると空調装置の風量を操作対象として選択できる形態について説明する。また、以下では、入力装置１００になぞり操作を行うと、オーディオの音量を調整することができ、入力装置１００に長押し操作を行うと、オーディオの音量を無くす（ミュートにする）ことができる形態について説明する。

制御装置１６０は、主制御部１６１、操作位置検出部１６２、駆動制御部１６３、制御部１６４、及びメモリ１６５を有する。主制御部１６１、操作位置検出部１６２、駆動制御部１６３、及び制御部１６４は、制御装置１６０が実行するプログラムの機能（ファンクション）を機能ブロックとして示したものである。また、メモリ１６５は、制御装置１６０のメモリを機能的に表したものである。

主制御部１６１は、制御装置１６０を統括する処理部であり、操作位置検出部１６２、駆動制御部１６３、及び制御部１６４が実行する処理以外の処理を実行する。

操作位置検出部１６２は、１０個の静電センサ１２０の静電容量に基づいて、入力装置１００に触れる（タッチする）親指の位置（タッチ位置）を検出する。操作位置検出部１６２によって検出されるタッチ位置は検出結果の一例である。親指に最も近い静電センサ１２０の静電容量が最大になるため、一例として、静電容量が閾値以上の静電センサ１２０に対応する位置に親指が存在すると検出すればよい。操作位置検出部１６２は、タッチ位置を表す位置データを駆動制御部１６３に伝送する。

また、操作位置検出部１６２は、１０個の静電センサ１２０の静電容量に基づいて、入力装置１００に触れる（タッチする）親指の位置（タッチ位置）を検出する際に、ステアリングホイール１０のグリップに近い側より遠い側を優先して検出するようにしても良い。これは、親指で回転ノブ１１０の＋Ｘ方向側を操作しようとした際には、＋Ｘ方向側に配置されている静電センサ１２０が反応すると共に、－Ｘ方向側の静電センサ１２０も同時に反応してしまうことが考えられるためである。このように、＋Ｘ方向側と－Ｘ方向側の両方の領域の静電センサ１２０が同時に反応した場合には、＋Ｘ方向側（グリップから遠い側の領域）を－Ｘ方向側（グリップに近い側の領域）よりも優先して検出するようにすることで、操作者の意思を捉えた制御とすることが可能となるものである。また、ステアリングホイール１０のグリップから離れる方向に移動する操作入力をグリップに近づく方向に移動する操作入力よりも優先して検出してもよい。親指をグリップから離れる方向に移動させてタッチ操作を行い、タッチ操作が完了した後には、ステアリングホイール１０をしっかりと握るために親指がグリップに近づく方向に戻ると考えられるため、このように優先的な検出を行うようにしてもよい。ステアリングホイール１０をしっかりと握るために親指がグリップに近づく方向に戻る際の親指の移動をタッチ操作として検出しないことによって、タッチ操作の検出精度を向上させるためである。

駆動制御部１６３は、操作位置検出部１６２から入力される位置データと、エンコーダ１４０から入力される回転位置を表す回転位置データとに応じて、アクチュエータ１５０を駆動する。ここでは一例として、駆動制御部１６３は、位置データが回転ノブ１１０の軸方向（Ｘ方向）における中心よりも＋Ｘ方向側を表す場合にはアクチュエータ１５０に逆方向の第１回転力を発生させ、位置データが回転ノブ１１０の軸方向（Ｘ方向）における中心よりも－Ｘ方向側を表す場合にはアクチュエータ１５０に逆方向の第２回転力を発生させることとする。一例として第１回転力は第２回転力よりも大きい。駆動制御部１６３は、エンコーダ１４０から入力される回転位置データの変化に基づいて回転ノブ１１０の回転方向を判定し、アクチュエータ１５０に逆方向の回転力を発生させる。

制御部１６４は、操作位置検出部１６２によって検出されるタッチ位置と、エンコーダ１４０によって検出される回転位置の変化および／または回転量を表す回転データとを含む制御信号（第１制御信号の一例）を出力する。すなわち、制御部１６４は、タッチ操作が行われていて回転ノブ１１０が回転されているときに、ＥＣＵ２０に回転データ及びタッチ位置を含む制御信号を出力し、ＥＣＵ２０が制御信号に基づき、複数の車載機器４０から操作対象になる車載機器４０を選択してその制御を行う。また、制御部１６４は、回転データ及びタッチ位置に応じて複数の車載機器４０から操作対象になる車載機器４０を選択し、選択した車載機器４０を制御する制御信号をＥＣＵ２０に出力し、ＥＣＵ２０は制御部１６４から入力された制御信号に基づく制御を行うのみとしても良い。

また、制御部１６４は、操作位置検出部１６２によって検出されるタッチ位置に基づいて、なぞり操作と長押し操作を検出する。制御部１６４がなぞり操作と長押し操作を検出するのは、タッチ操作が行われていて、回転ノブ１１０が操作されていないときである。

制御部１６４は、なぞり操作で操作できるように予め決められた車載機器４０に対して、なぞり操作に基づく制御信号（第２制御信号の一例）を出力する。また、制御部１６４は、長押し操作で操作できるように予め決められた車載機器４０に対して、長押し操作に基づく制御信号（第３制御信号の一例）を出力する。一例として、なぞり操作と長押し操作で操作できる車載機器４０は、複数の車載機器４０のうちのいずれかの車載機器４０に決めておけばよい。ここでは一例としてオーディオとしての車載機器４０がなぞり操作と長押し操作で操作できる車載機器４０である形態について説明する。制御部１６４の具体的な制御内容については、図４及び図５を用いて後述する。

また、制御部１６４は操作位置検出部１６２によってタッチ位置が検出されないときにはエンコーダ１４０によって回転ノブ１１０の回転が検出された場合でも車載機器４０を制御する制御信号を出力しないようにしても良い。これにより、従来のサムホイール式の入力機構では防ぐことができなかった、荷物等の接触による意図しない誤操作を防ぐことが可能となる。

メモリ１６５は、主制御部１６１、操作位置検出部１６２、及び駆動制御部１６３が処理を実行するために必要なプログラム及びデータに加えて、処理で生じたデータ等を格納する。

図４は、制御装置１６０が実行する処理の一例を示すフローチャートである。主制御部１６１が処理をスタートさせると以下の処理が行われる。ここでは、制御部１６４が、操作位置検出部１６２によって検出されるタッチ位置と、エンコーダ１４０によって検出される回転位置の変化とに基づいて複数の車載機器４０から操作対象になる車載機器４０を選択する制御信号を出力し、ＥＣＵ２０が制御部１６４から出力された制御信号によって選択される車載機器４０に対して、制御信号に応じた制御を行う場合の処理について説明する。

駆動制御部１６３は、エンコーダ１４０から回転位置データを取得する（ステップＳ１）。

駆動制御部１６３は、時系列的に得られる回転位置データに基づいて、回転ノブ１１０が回転されているかどうかを判定する（ステップＳ２）。時系列的に得られる回転位置データが表す回転位置が変化していれば、回転ノブ１１０が回転していることになる。

駆動制御部１６３によって回転ノブ１１０が回転されている（Ｓ２：ＹＥＳ）と判定されると、操作位置検出部１６２は、１０個の静電センサ１２０の静電容量を取得する（ステップＳ３Ａ）。

操作位置検出部１６２は、入力装置１００へのタッチ位置が回転ノブ１１０の＋Ｘ方向側又は－Ｘ方向側のどちらであるかを判定する（ステップＳ４）。

操作位置検出部１６２が＋Ｘ方向側であると判定すると、駆動制御部１６３は逆方向の第１回転力が発生するようにアクチュエータ１５０を駆動し、制御部１６４は回転ノブ１１０へのタッチ位置が＋Ｘ方向側であることを表す位置データをＥＣＵ２０に伝送する（ステップＳ５Ａ）。この結果、アクチュエータ１５０は逆方向の第１回転力で駆動軸１５１を回転させ、ＥＣＵ２０は空調装置の設定温度を操作対象として設定して、ディスプレイ３０に設定温度を表すホイールを表示する。

制御部１６４は回転ノブ１１０の回転が停止したときの回転位置を表す回転位置データをＥＣＵ２０に伝送する（ステップＳ６Ａ）。この結果、ＥＣＵ２０は、ホイールの正面に位置する設定温度が選択されたと判定して、空調装置の温度を制御する。以上で、一連の処理が終了する（エンド）。

また、ステップＳ４において、操作位置検出部１６２が－Ｘ方向側であると判定すると、駆動制御部１６３は逆方向の第２回転力が発生するようにアクチュエータ１５０を駆動し、制御部１６４は回転ノブ１１０へのタッチ位置が－Ｘ方向側であることを表す位置データをＥＣＵ２０に伝送する（ステップＳ５Ｂ）。この結果、アクチュエータ１５０は逆方向の第２回転力で駆動軸１５１を回転させ、ＥＣＵ２０は空調装置の風量を操作対象として設定して、ディスプレイ３０に風量を表すホイールを表示する。

制御部１６４は回転ノブ１１０の回転が停止したときの回転位置を表す回転位置データをＥＣＵ２０に伝送する（ステップＳ６Ｂ）。この結果、ＥＣＵ２０は、ホイールの正面に位置する風量が選択されたと判定して、空調装置の風量を制御する。以上で、一連の処理が終了する（エンド）。

また、ステップＳ２において、駆動制御部１６３によって回転ノブ１１０が回転されていない（Ｓ２：ＮＯ）と判定されると、操作位置検出部１６２は、１０個の静電センサ１２０の静電容量を取得する（ステップＳ３Ｂ）。

操作位置検出部１６２は、タッチが行われているかどうかを判定する（ステップＳ７）。

操作位置検出部１６２は、タッチが行われている（Ｓ７：ＹＥＳ）と判定すると、タッチ位置が変化しているかどうかを判定する（ステップＳ８）。回転ノブ１１０が操作されていない場合に、なぞり操作が行われているかどうかを判定するためである。

操作位置検出部１６２によってタッチ位置が変化している（Ｓ８：ＹＥＳ）と判定されると、制御部１６４はなぞり操作を表すデータをＥＣＵ２０に伝送する（ステップＳ９）。この結果、ＥＣＵ２０はオーディオの音量を操作対象として設定して、なぞり操作に応じてオーディオの音量を調節する。以上で、一連の処理が終了する（エンド）。

また、ステップＳ８において、操作位置検出部１６２は、タッチ位置が変化していない（Ｓ８：ＮＯ）と判定すると、タッチ位置が一定時間にわたって変化していないかどうかを判定する（ステップＳ１０）。長押し操作が行われているかどうかを判定するためである。

操作位置検出部１６２によってタッチ位置が一定時間にわたって変化していない（Ｓ１０：ＹＥＳ）と判定されると、制御部１６４は長押し操作を表すデータをＥＣＵ２０に伝送する（ステップＳ１１）。この結果、ＥＣＵ２０はオーディオの音量を操作対象として設定して、長押し操作に応じてオーディオの音量をミュートにする。以上で、一連の処理が終了する（エンド）。

なお、ステップＳ７において、操作位置検出部１６２がタッチが行われていない（Ｓ７：ＮＯ）と判定した場合と、ステップＳ１０において、操作位置検出部１６２がタッチ位置が変化した（Ｓ１０：ＮＯ）と判定した場合には、フローは終了する（エンド）。

また、本実施例ではステップＳ２において回転ノブ１１０が回転しない（Ｓ２：ＮＯ）と判定し、かつ、ステップＳ７でタッチが行われていると判定した場合にステップＳ８に進行してタッチ位置が変化しているか否かを判定することとしているが、回転ノブ１１０が回転していたとしてもタッチ位置が変化している場合にはなぞり操作に伴った意図しない回転ノブ１１０の回転が発生したと判断し、回転ノブ１１０の回転を無視するようにしても良い。すなわち、なぞり操作と同時に回転ノブ１１０を回転させる回転操作が行われた場合に、制御部１６４は、回転操作を無視してなぞり操作を表すデータをＥＣＵ２０に伝送してもよい。

また、例えば回転ノブ１１０の回転操作が＋Ｙ方向側から－Ｙ方向側に行われた際に、＋Ｙ方向側にある静電センサ１２０が先に検出され（または先に検出値が高く検出され）、その後に－Ｙ方向側にある静電センサ１２０が検出され（または後に検出値が高く検出され）、且つ、継続して回転ノブ１１０の回転動作が検出されていない場合において、－Ｙ方向側の静電センサ１２０が所定時間継続して高い検出値を検出し続けている場合には、回転ノブ１１０の回転操作が＋Ｙ方向から－Ｙ方向に向かってなされた後に、継続して親指が回転ノブ１１０の－Ｙ方向側に位置し続けることを表す。このような操作を検出した場合には、制御部１６４は、例えば回転ノブ１１０を何度も繰り返して回転動作させる（回転ノブ１１０を継続的に回転させる）ことを示す制御信号（第４制御信号の一例）を出力しても良い。回転ノブ１１０の＋Ｙ方向側は、回転ノブ１１０を挟む一方側及び他方側のうちの一方側の一例であり、回転ノブ１１０の－Ｙ方向側は、回転ノブ１１０を挟む一方側及び他方側のうちの他方側の一例である。また、例えば回転ノブ１１０の回転操作が＋Ｙ方向側から－Ｙ方向側に行われた後に、継続して回転ノブ１１０の回転動作が検出されていない場合において、－Ｙ方向側の静電センサ１２０が所定時間継続して高い検出値を検出し続けている場合においても同様に、回転ノブ１１０の回転操作が＋Ｙ方向から－Ｙ方向に向かってなされた後に、継続して親指が回転ノブ１１０の－Ｙ方向側に位置し続けることを表す。このような場合にも、制御部１６４は、例えば回転ノブ１１０を何度も繰り返して回転動作させる（回転ノブ１１０を継続的に回転させる）ことを示す制御信号（第４制御信号の一例）を出力しても良い。また、このような動作が＋Ｙ方向側と－Ｙ方向側とが逆の態様で行われた場合には、制御部１６４は、例えば上述の場合とは逆方向に回転ノブ１１０を何度も繰り返して回転動作させる（回転ノブ１１０を継続的に回転させる）ことを示す制御信号（第４制御信号の一例）を出力しても良い。

また、制御装置１６０は、図４に示す処理の代わりに、図５に示す処理を実行してもよい。図５は、制御装置１６０が実行する処理の他の一例を示すフローチャートである。図４に示す処理は回転検出を先に行い、その後にタッチ操作の検出を行っているが、図５においてはタッチ操作の検出を先に行い、その後に回転検出を行うものである。主制御部１６１が処理をスタートさせると以下の処理が行われる。図５の処理では、＋Ｘ方向側における長押し操作はオーディオの音量をミュートにする操作であり、－Ｘ方向側における長押し操作はミュートにしたオーディオの音量をミュートにする前の音量に復帰させる操作である。

操作位置検出部１６２は、１０個の静電センサ１２０の静電容量を取得する（ステップＳ２１）。

操作位置検出部１６２は、入力装置１００にタッチ操作が行われていて回転ノブ１１０の＋Ｘ方向側又は－Ｘ方向側のどちらであるかを判定する（ステップＳ２２）。

操作位置検出部１６２は、ステップＳ２２においてタッチ操作が＋Ｘ方向側で行われていると判定すると、１制御周期前のステップＳ２２の判定において、入力装置１００にタッチ操作が行われていて回転ノブ１１０の＋Ｘ方向側又は－Ｘ方向側のどちらであったかを判定する（ステップＳ２３Ａ）。

操作位置検出部１６２によってタッチ位置が回転ノブ１１０の＋Ｘ方向側で行われていたと判定されると、制御部１６４は、エンコーダ１４０から回転位置データを取得する（ステップＳ２４Ａ）。

制御部１６４は、取得した回転位置データに基づいて、回転位置が変化しているかどうかを判定する（ステップＳ２５Ａ）。回転ノブ１１０に回転操作が行われているかどうかを判定するためである。

制御部１６４によって回転位置が変化している（Ｓ２５Ａ：ＹＥＳ）と判定されると、駆動制御部１６３は逆方向の第１回転力が発生するようにアクチュエータ１５０を駆動し、制御部１６４は回転ノブ１１０へのタッチ位置が＋Ｘ方向側であることを表す位置データをＥＣＵ２０に伝送する（ステップＳ２６Ａ）。この結果、アクチュエータ１５０は逆方向の第１回転力で駆動軸１５１を回転させ、ＥＣＵ２０は空調装置の設定温度を操作対象として設定して、ディスプレイ３０に設定温度を表すホイールを表示する。

制御部１６４は回転ノブ１１０の回転が停止したときの回転位置を表す回転位置データをＥＣＵ２０に伝送する（ステップＳ２７Ａ）。この結果、ＥＣＵ２０は、ホイールの正面に位置する設定温度が選択されたと判定して、空調装置の温度を制御する。以上で、一連の処理が終了する（エンド）。

ステップＳ２５Ａにおいて、制御部１６４によって回転位置が変化していない（Ｓ２５Ａ：ＮＯ）と判定されると、操作位置検出部１６２は、タッチ位置が一定時間にわたって変化していないかどうかを判定する（ステップＳ２８Ａ）。長押し操作が行われているかどうかを判定するためである。

操作位置検出部１６２によってタッチ位置が一定時間にわたって変化していない（Ｓ２８Ａ：ＹＥＳ）と判定されると、制御部１６４は＋Ｘ方向側における長押し操作を表すデータをＥＣＵ２０に伝送する（ステップＳ２９Ａ）。この結果、ＥＣＵ２０はオーディオの音量を操作対象として設定して、長押し操作に応じてオーディオの音量をミュートにする。以上で、一連の処理が終了する（エンド）。

なお、ステップＳ２８Ａにおいて、操作位置検出部１６２によってタッチ位置が変化した（Ｓ２８Ａ：ＮＯ）と判定されると、一連の処理が終了する（エンド）。

また、ステップＳ２３Ａにおいて、１制御周期前のステップＳ２２の判定において操作位置検出部１６２によってタッチ位置が回転ノブ１１０の－Ｘ方向側で行われていたと判定されると、制御部１６４はなぞり操作を表すデータをＥＣＵ２０に伝送する（ステップＳ３０Ａ）。この結果、ＥＣＵ２０はオーディオの音量を操作対象として設定して、なぞり操作に応じてオーディオの音量を調節する。一例として、－Ｘ方向側から＋Ｘ方向側になぞり操作が行われた場合は、音量を上げるなぞり操作である。以上で、一連の処理が終了する（エンド）。

なお、ステップＳ２３Ａにおいて、１制御周期前のステップＳ２２の判定において操作位置検出部１６２によってタッチ位置が行われていなかったと判定されると、一連の処理が終了する（エンド）。

また、ステップＳ２２において、操作位置検出部１６２は、タッチ操作が－Ｘ方向側で行われていると判定すると、１制御周期前のステップＳ２２の判定において、入力装置１００にタッチ操作が行われていて回転ノブ１１０の＋Ｘ方向側又は－Ｘ方向側のどちらであったかを判定する（ステップＳ２３Ｂ）。

操作位置検出部１６２によってタッチ位置が回転ノブ１１０の－Ｘ方向側で行われていたと判定されると、制御部１６４は、エンコーダ１４０から回転位置データを取得する（ステップＳ２４Ｂ）。

制御部１６４は、取得した回転位置データに基づいて、回転位置が変化しているかどうかを判定する（ステップＳ２５Ｂ）。回転ノブ１１０に回転操作が行われているかどうかを判定するためである。

制御部１６４によって回転位置が変化している（Ｓ２５Ｂ：ＹＥＳ）と判定されると、駆動制御部１６３は逆方向の第２回転力が発生するようにアクチュエータ１５０を駆動し、制御部１６４は回転ノブ１１０へのタッチ位置が－Ｘ方向側であることを表す位置データをＥＣＵ２０に伝送する（ステップＳ２６Ｂ）。この結果、アクチュエータ１５０は逆方向の第２回転力で駆動軸１５１を回転させ、ＥＣＵ２０は空調装置の風量を操作対象として設定して、ディスプレイ３０に風量を表すホイールを表示する。

制御部１６４は回転ノブ１１０の回転が停止したときの回転位置を表す回転位置データをＥＣＵ２０に伝送する（ステップＳ２７Ｂ）。この結果、ＥＣＵ２０は、ホイールの正面に位置する風量が選択されたと判定して、空調装置の風量を制御する。以上で、一連の処理が終了する（エンド）。

ステップＳ２５Ｂにおいて、制御部１６４よって回転位置が変化していない（Ｓ２５Ｂ：ＮＯ）と判定されると、操作位置検出部１６２は、タッチ位置が一定時間にわたって変化していないかどうかを判定する（ステップＳ２８Ｂ）。長押し操作が行われているかどうかを判定するためである。

なお、ステップＳ２８Ｂにおいて、操作位置検出部１６２によってタッチ位置が変化した（Ｓ２８Ｂ：ＮＯ）と判定されると、一連の処理が終了する（エンド）。

操作位置検出部１６２によってタッチ位置が一定時間にわたって変化していない（Ｓ２８Ｂ：ＹＥＳ）と判定されると、制御部１６４は－Ｘ方向側における長押し操作を表すデータをＥＣＵ２０に伝送する（ステップＳ２９Ｂ）。この結果、ＥＣＵ２０はオーディオの音量を操作対象として設定して、長押し操作に応じてオーディオの音量をミュートから元の音量に復帰させる。以上で、一連の処理が終了する（エンド）。

また、ステップＳ２３Ｂにおいて、操作位置検出部１６２によって１制御周期前のステップＳ２２の判定におけるタッチ位置が回転ノブ１１０の＋Ｘ方向側であると判定されると、制御部１６４はなぞり操作を表すデータをＥＣＵ２０に伝送する（ステップＳ３０Ｂ）。この結果、ＥＣＵ２０はオーディオの音量を操作対象として設定して、なぞり操作に応じてオーディオの音量を調節する。一例として、＋Ｘ方向側から－Ｘ方向側になぞり操作が行われた場合は、音量を下げるなぞり操作である。以上で、一連の処理が終了する（エンド）。

また、ステップＳ２２において、操作位置検出部１６２は、タッチ操作が行われていない（タッチなし）と判定すると、一連の処理が終了する（エンド）。

また、ステップＳ２３Ｂにおいて、１制御周期前のステップＳ２２の判定において操作位置検出部１６２によってタッチ位置が行われていなかったと判定されると、一連の処理が終了する（エンド）。

以上のように、図４及び図５のいずれの処理においても、回転ノブ１１０の＋Ｘ方向側と－Ｘ方向側のいずれに触れて回転操作を行うかによって、運転者は操作対象を選択することができる。操作対象を選択するために、例えば回転ノブ１１０を押すような操作や、回転ノブ１１０以外のスイッチの操作等は必要なく、回転ノブ１１０に回転操作を行う際に、＋Ｘ方向側と－Ｘ方向側のどちらに触れるかで操作対象を選択することができる。

したがって、複数種類の操作を行うことができる回転ノブ１１０を含む入力装置１００を提供することができる。＋Ｘ方向側と－Ｘ方向側のどちらに触れるかで操作対象を選択することができるので、運転者は運転中に入力装置１００の操作に対する意識を最小限にすることができ、非常に使い勝手が良好な入力装置１００を提供することができる。また、操作対象を切り替えるために、例えば別途設けられる切替スイッチに対する押圧操作等を行う必要がないため、車載機器４０を操作するための操作の回数を少なくすることができ、特に運転者が車両を運転しているときに、非常に使い勝手が良好である。

また、制御部１６４は、操作位置検出部１６２の検出結果に基づいて複数の制御対象から操作対象になる制御対象を選択し、操作入力に基づいて操作対象として選択した制御対象を制御する制御信号を出力するので、タッチ操作を行う位置で操作対象になる制御対象を選択することができ、非常に使い勝手が良好な入力装置１００を提供することができる。

また、アクチュエータ１５０と駆動制御部１６３を含み、操作対象として選択した制御対象によって触感が異なるようにアクチュエータ１５０を駆動するので、触感を通じて制御対象を認識することができ、運転中にブラインドタッチで複数の制御対象の操作を行うことができる。

また、アクチュエータ１５０は、回転ノブ１１０の回転軸１１１にトルクを付与するので、回転ノブ１１０を回転させる際の触感を通じて制御対象を認識することができ、複数の制御対象から操作対象を容易に選択することができる。

また、制御部１６４は、タッチ位置が回転ノブ１１０の軸方向（Ｘ方向）における中心よりも＋Ｘ方向側である場合と、タッチ位置が回転ノブ１１０の軸方向（Ｘ方向）における中心よりも－Ｘ方向側である場合とで異なる制御対象を操作対象として選択するので、＋Ｘ方向側と－Ｘ方向側とで容易に操作対象を選択でき、非常に使い勝手が良好な入力装置１００を提供することができる。

また、制御部１６４は、タッチ位置が回転ノブ１１０の軸方向（Ｘ方向）における中心よりも＋Ｘ方向側の半分で行われる場合と、タッチ位置が回転ノブ１１０の軸方向（Ｘ方向）における中心よりも－Ｘ方向側の半分で行われる場合とで異なる制御対象を操作対象として選択するので、操作対象の選択が容易であり、非常に使い勝手が良好な入力装置１００を提供することができる。

また、エンコーダ１４０を含み、制御部１６４は回転ノブ１１０の回転量を表す回転データを含む制御信号を車載機器４０に出力するので、回転ノブ１１０の回転量で車載機器４０に所望の操作を行うことができ、非常に使い勝手が良好な入力装置１００を提供することができる。

また、静電センサ１２０は、平面視において回転ノブ１１０の回転軸１１１を挟む＋Ｙ方向側と－Ｙ方向側の少なくともいずれか一方に設けられているので、回転ノブ１１０及び回転ノブ１１０の周辺で行われるタッチ操作を確実に検出することができる。

また、静電センサ１２０は、平面視において回転ノブ１１０の回転軸１１１に沿って設けられているので、回転軸１１１の延在方向におけるどの位置でタッチ操作が行われているかを確実に検出することができる。

また、制御部１６４は、操作位置検出部１６２の検出結果に基づいて、回転ノブ１１０の回転軸１１１の延在方向に沿って行われるなぞり操作に応じて、複数の制御対象のうちのいずれかの制御対象を制御する制御信号を出力するので、回転ノブ１１０を回転させずに回転ノブ１１０に沿ってなぞり操作を行うことによっても車載機器４０を制御することができ、より使い勝手が良好な入力装置１００を提供することができる。

また、制御部１６４は、操作位置検出部１６２の検出結果に基づいて、回転ノブ１１０を回転させずに、タッチ位置を静止させて行う長押し操作に応じて、複数の制御対象のうちのいずれかの制御対象を制御する制御信号を出力するので、回転ノブ１１０を回転させずに回転ノブ１１０又は回転ノブ１１０の周囲で長押し操作を行うことによっても車載機器４０を制御することができ、より使い勝手が良好な入力装置１００を提供することができる。

また、入力装置１００は、車両のステアリングホイール１０に配置されるので、運転者が運転中にブラインドタッチで複数の制御対象を操作することができ、運転中の安全性の確保と、操作の利便性とを兼ね備えた入力装置１００を提供することができる。

また、操作位置検出部１６２は、ステアリングホイール１０のグリップから離れる方向に移動する操作入力をグリップに近づく方向に移動する操作入力よりも優先して検出する。親指をグリップから離れる方向に移動させてタッチ操作を行い、タッチ操作が完了した後には、ステアリングホイール１０をしっかりと握るために親指がグリップに近づく方向に戻るので、戻る際の親指の移動をタッチ操作として検出しないことによって、タッチ操作の検出精度を向上させることができる。

なお、以上では、回転ノブ１１０の回転軸１１１がステアリングホイール１０のスポーク１１の延在方向に沿うように入力装置１００がステアリングホイール１０に取り付けられる形態について説明したが、入力装置１００のステアリングホイール１０への取付方は、このような取付方に限られない。入力装置１００は、例えば、回転軸１１１がスポーク１１の延在方向に対して角度を有するように取り付けられていてもよく、角度は９０度であってもよい。

また、以上では、入力装置１００における回転軸１１１の延在方向のうちの＋Ｘ方向側の半分と、－Ｘ方向側の半分とで操作対象として選択する制御対象が異なる形態について説明したが、回転軸１１１の延在方向を３つ以上の区間に分けて、３つ以上の制御対象から操作対象になる制御対象を選択できるようにしてもよい。

また、以上では、入力装置１００をステアリングホイール１０のスポーク１１に取り付ける形態について説明したが、入力装置１００はステアリングホイール１０のうちのスポーク１１以外の場所に取り付けられていてもよく、車両のうちのステアリングホイール１０以外の部分に取り付けられていてもよい。また、車両以外に取り付けられていてもよい。

以上、本発明の例示的な実施形態の入力装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

なお、本国際出願は、２０２１年３月３０日に出願した日本国特許出願２０２１－０５７９３１に基づく優先権を主張するものであり、その全内容は本国際出願にここでの参照により援用されるものとする。

１０ ステアリングホイール
１１ スポーク
１００ 入力装置
１１０ 回転ノブ
１１１ 回転軸
１２０ 静電センサ
１３０ 配線基板
１４０ エンコーダ
１５０ アクチュエータ
１６０ 制御装置
１６２ 操作位置検出部
１６３ 駆動制御部
１６４ 制御部

Claims (14)

1. 回転中心軸を中心に回転可能な入力部と、
   前記入力部の周辺に設けられる静電センサと、
   前記静電センサの出力に基づいて、前記入力部又は前記入力部の周辺において行われる操作入力の位置を検出する操作位置検出部と、
   前記操作位置検出部の検出結果に基づいて第１制御信号を出力する制御部と
   を含み、
   前記入力部及び前記静電センサは車両のステアリングホイールのスポークに配置され、
   前記制御部は、前記操作位置検出部の検出結果が前記静電センサのうちの前記ステアリングホイールのグリップから遠い側の領域と、前記遠い側の領域よりも前記グリップに近い側の領域との両方で前記操作入力が検出されたことを表す場合には、前記遠い側の領域で検出された前記操作入力を優先する、入力装置。
2. 回転中心軸を中心に回転可能な入力部と、
   前記入力部の周辺に設けられる静電センサと、
   前記静電センサの出力に基づいて、前記入力部又は前記入力部の周辺において行われる操作入力の位置を検出する操作位置検出部と、
   前記操作位置検出部の検出結果に基づいて第１制御信号を出力する制御部と
   を含み、
   前記静電センサは、平面視において前記入力部の前記回転中心軸を挟む一方側及び他方側の少なくともいずれか一方に設けられており、
   前記入力部の回転位置を検出する回転位置検出部をさらに含み、
   前記制御部は、前記操作位置検出部の検出結果に基づいて、前記操作入力に応じた第４制御信号を出力し、
   前記制御部は、回転位置から求まる前記入力部の回転量を表す回転データを含む制御信号を前記第１制御信号として出力する際、前記入力部の前記一方側において静止して行われる前記操作入力を検出した場合には、前記一方側への回転を表す回転データを含む制御信号を前記第４制御信号として出力し、
   前記制御部は、回転位置から求まる前記入力部の回転量を表す回転データを含む制御信号を前記第１制御信号として出力する際、前記入力部の前記他方側において静止して行われる前記操作入力を検出した場合には、前記他方側への回転を表す回転データを含む制御信号を前記第４制御信号として出力する、入力装置。
3. 回転中心軸を中心に回転可能な入力部と、
   前記入力部の周辺に設けられる静電センサと、
   前記静電センサの出力に基づいて、前記入力部又は前記入力部の周辺において行われる操作入力の位置を検出する操作位置検出部と
   を含み、
   車両のステアリングホイールに配置され、
   前記操作位置検出部は、前記ステアリングホイールのグリップから離れる方向に移動する前記操作入力を前記グリップに近づく方向に移動する前記操作入力よりも優先して検出する、入力装置。
4. 前記操作位置検出部の検出結果に基づいて第１制御信号を出力する制御部をさらに含む、請求項３に記載の入力装置。
5. 前記入力部に前記操作入力を行う利用者に提供する触感を生成する触感生成部と、
   前記操作位置検出部の検出結果に応じて前記触感が異なるように前記触感生成部の駆動制御を行う駆動制御部と
   をさらに含む、請求項１、２、及び４のいずれか１項に記載の入力装置。
6. 前記触感生成部は、前記回転中心軸にトルクを付与するアクチュエータである、請求項５に記載の入力装置。
7. 前記駆動制御部は、前記操作位置検出部の検出結果が前記入力部の前記回転中心軸の延在方向における第１部分を表す場合と、前記操作位置検出部の検出結果が前記入力部の前記回転中心軸の延在方向における前記第１部分以外の第２部分を表す場合とで、前記触感が異なるように前記触感生成部の駆動制御を行う請求項５又は６に記載の入力装置。
8. 前記第１部分は、前記入力部の前記回転中心軸の延在方向における第１側の半分であり、前記第２部分は、前記入力部の前記回転中心軸の延在方向における第２側の半分である、請求項７に記載の入力装置。
9. 前記入力部の回転位置を検出する回転位置検出部をさらに含み、
   前記制御部は、回転位置から求まる前記入力部の回転量を表す回転データを含む制御信号を前記第１制御信号として出力する、請求項１、２、及び、４乃至８のいずれか１項に記載の入力装置。
10. 前記制御部は、前記操作位置検出部の検出結果に基づいて、前記入力部の前記回転中心軸に沿って行われる前記操作入力に応じた第２制御信号を出力する、請求項１、２、及び、４乃至９のいずれか１項に記載の入力装置。
11. 前記入力部の回転位置を検出する回転位置検出部をさらに含み、
    前記制御部は、前記操作位置検出部の検出結果に基づいて、前記入力部の前記回転中心軸に沿って行われる前記操作入力に応じた第２制御信号を出力し、
    前記制御部は、前記入力部の前記回転中心軸に沿って行われる前記操作入力に応じて前記第２制御信号を出力する際に、回転位置から求まる前記入力部の回転量を表す回転データを含む、前記第１制御信号としての制御信号を無視する、請求項１、２、及び、４乃至８のいずれか１項に記載の入力装置。
12. 前記制御部は、前記操作位置検出部の検出結果に基づいて、前記入力部又は前記入力部の周辺において静止して行われる前記操作入力に応じた第３制御信号を出力する、請求項１、２、及び、４乃至１１のいずれか１項に記載の入力装置。
13. 前記静電センサは、平面視において前記入力部の前記回転中心軸に沿って設けられている、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の入力装置。
14. 車両のステアリングホイールに配置される、請求項２に記載の入力装置。

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