タッチ式入力装置
【課題】タッチ式入力装置において、仮想的なスイッチ間の境界に対するタッチ操作位置を、より確実にユーザに認識させることができる。
【解決手段】タッチパッド１３に対する接触面積の重心座標が、境界Ｌ１，Ｌ２を中心として設定される振動領域Ｄ１，Ｄ２にあるとき、重心座標と境界Ｌ１，Ｌ２との距離に応じた振動の強度でタッチパッド１３が振動させられる。よって、スイッチＡ〜Ｃの境界Ｌ１，Ｌ２に対するタッチ操作位置を、ユーザに確実に認識させることができる。その結果、操作精度を向上させることができる。
【解決手段】タッチパッド１３に対する接触面積の重心座標が、境界Ｌ１，Ｌ２を中心として設定される振動領域Ｄ１，Ｄ２にあるとき、重心座標と境界Ｌ１，Ｌ２との距離に応じた振動の強度でタッチパッド１３が振動させられる。よって、スイッチＡ〜Ｃの境界Ｌ１，Ｌ２に対するタッチ操作位置を、ユーザに確実に認識させることができる。その結果、操作精度を向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、タッチ式入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タッチパッドをタッチ操作することで、ディスプレイに表示されたマウスポインタの操作を行うタッチ式入力装置が知られている。
ここで、図９に示すように、従来一般的な機械的スイッチにおいては各スイッチＡ〜Ｃ間に境界（隙間）が生じる。従って、例えば、ユーザが指をスイッチＡに接触させた状態から、その指をスイッチＢにスライドさせた場合には、ユーザは触覚を通じてスイッチＡ，Ｂ間の境界を認識することができる。このため、ユーザは自身の指が現在何れのスイッチＡ〜Ｃに接触しているのかを認識することができる。
【０００３】
この点、上記タッチ式入力装置においては、図１０（ａ）に示すように、タッチパッドに仮想的にスイッチＡ〜Ｃの領域が区画されているにすぎず、上記のように、各スイッチＡ〜Ｃ間に境界（隙間）が生じることはない。
【０００４】
このため、タッチパッドの振動を通じて、ユーザにタッチ操作位置を通知する構成が考えられている（例えば、特許文献１参照）。本構成を各スイッチＡ〜Ｃ間の境界の通知に適用した場合、図１０（ｂ）に示すように、各時刻ｔ１〜ｔ７（一定時間毎）にタッチ操作位置が検出される。本例では、時刻ｔ４において、タッチ操作位置がスイッチＡ，Ｂ間の境界と一致したとき、タッチパッドを振動させる。これにより、ユーザはスイッチＡ，Ｂ間の境界を認識することができる。なお、ユーザは、何れかのスイッチＡ〜Ｃに接触した状態から、そのスイッチを指で叩くことで、そのスイッチに応じた機能を発揮させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−９３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記タッチ式入力装置においては、スイッチＡ〜Ｃ間の境界で一度振動するだけである。従って、ユーザは、自身の指が各スイッチＡ〜Ｃにおいてどこに位置しているかを認識することができない。従って、例えば、指がスイッチＡにおける、スイッチＡ，Ｂ間の境界付近に接触している状態から上記叩く操作を行うと、叩く位置がずれることで、スイッチＢが操作される、すなわち所望の操作が行えないおそれもある。
【０００７】
これは、上記タッチパッドを備えたタッチ式入力装置に限らず、タッチパッド（タッチパネル）とディスプレイとが組み合わされて、ディスプレイ上をタッチ操作する構成においても同様である。
【０００８】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、仮想的なスイッチ間の境界に対するタッチ操作位置を、より確実にユーザに認識させることができるタッチ式入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、操作面に対するユーザのタッチ操作を検出する検出手段と、前記操作面を振動させる振動子と、前記操作面に仮想操作領域を設定し、前記操作面における前記仮想操作領域と、それ以外の領域との境界を基準として、前記仮想操作領域側に振動領域を設定するとともに、前記検出手段の検出結果に基づきタッチ操作位置を認識し、そのタッチ操作位置が前記振動領域にある旨判断したとき、前記タッチ操作位置と前記境界との距離に応じて前記振動の強度を変化させる制御手段と、を備えたことをその要旨としている。
【００１０】
同構成によれば、操作面に対するタッチ操作位置が、仮想操作領域の境界から仮想操作領域側に設定される振動領域にあるとき、タッチ操作位置と境界との距離に応じた振動の強度で操作面が振動させられる。よって、仮想操作領域の境界に対するタッチ操作位置を、ユーザに確実に認識させることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタッチ式入力装置において、前記制御手段は、前記タッチ操作位置として前記操作面に対するユーザの接触面積の重心座標を認識し、その重心座標が前記振動領域にある旨判断したとき、前記重心座標と前記境界との距離に応じて振動の強度を変化させることをその要旨としている。
【００１２】
同構成によれば、接触面積の重心座標が振動領域にあるとき、重心座標と境界との距離に応じた振動の強度で操作面が振動させられる。よって、ユーザの指の中心が境界に近づいたときに操作面を振動させることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のタッチ式入力装置において、前記制御手段は、前記操作面に互いに隣接する複数の前記仮想操作領域を設定し、この互いに隣接する仮想操作領域間の境界を基準として両側に前記振動領域を設定することをその要旨としている。
【００１４】
同構成によれば、仮想操作領域は互いに隣接するように複数設定されている。この場合、互いに隣接する仮想操作領域間の境界を基準として両側に振動領域が設定される。よって、ユーザは互いに隣接する仮想操作領域間をタッチ操作する場合であっても、何れの仮想操作領域にタッチ操作しているかを認識することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のタッチ式入力装置において、前記制御手段は、前記接触面積が前記隣接する２つの仮想操作領域間の境界に接した旨判断したとき、前記重心座標及び前記境界間の距離を有する前記振動領域を前記境界を基準として両側に設定することをその要旨としている。
【００１６】
同構成によれば、接触面積が境界に接した旨判断されたときに振動領域が設定される。この振動領域は、重心座標及び境界間の距離と同一の距離を有するとともに、両仮想操作領域間の境界を中心として両側に設定される。よって、ユーザの指の大きさ等によって接触面積が異なる場合であっても、そのときの接触面積に応じて振動制御が行われる。これにより、ユーザの指が境界に接しているときには、より確実に操作面を振動させることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のタッチ式入力装置において、前記制御手段は、前記タッチ操作位置と前記境界との距離が小さいほど、前記振動の強度を増大させることをその要旨としている。
【００１８】
同構成によれば、タッチ操作位置と境界との距離が小さいほど操作面の振動が増大される。よって、ユーザは、振動の大きさを通じて、指がどの程度境界に接近しているかを認識することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、タッチ式入力装置において、仮想的なスイッチ間の境界に対するタッチ操作位置を、より確実にユーザに認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態における車両に搭載されるタッチパッド及びディスプレイを示す斜視図。
【図２】第１の実施形態におけるタッチ式入力装置の構成を示すブロック図。
【図３】第１の実施形態における（ａ）タッチパッドにおける仮想的なスイッチを示す平面図、（ｂ）タッチパッドにおけるＸ方向の位置と振動強度との関係を示したグラフ。
【図４】第１の実施形態におけるタッチパッドへの接触面積及び重心座標を示す平面図。
【図５】第１の実施形態における制御回路によるタッチパッドの振動制御に係る処理手順を示すフローチャート。
【図６】第２の実施形態における（ａ）タッチパッドにおける仮想的なスイッチを示す平面図、（ｂ）タッチパッドにおけるＸ方向の位置と振動強度との関係を示したグラフ。
【図７】第２の実施形態における制御回路によるタッチパッドの振動制御に係る処理手順を示すフローチャート。
【図８】他の実施形態におけるタッチパッド上の重心座標と２つの境界との距離を示すタッチパッドの平面図。
【図９】背景技術における機械的スイッチの平面図。
【図１０】背景技術における（ａ）タッチパッドにおける仮想的なスイッチを示す平面図、（ｂ）タッチ操作位置と境界との位置関係を示したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
以下、本発明のタッチ式入力装置を車両に搭載した第１の実施形態を図１〜図５に従って説明する。
【００２２】
図１に示すように、ダッシュボード１の中央部（センタークラスタ）にはディスプレイ５が嵌め込まれている。センターコンソール２には、シフトレバー３が設けられ、その手前側にタッチパッド１３がその表面（操作面）を露出させる態様で設けられている。
【００２３】
ユーザは、タッチパッド１３のタッチ操作を通じて、ディスプレイ５に表示された所望の機能項目の選択及び決定を行うことで、エアコンディショナ又はカーナビゲーション等の車載機器の制御を行う。
【００２４】
図２に示すように、タッチ式入力装置１０は、上記タッチパッド１３に加え、制御回路１１と、タッチセンサ１４と、圧電素子１５と、駆動回路１７とを備える。
タッチセンサ１４は、タッチパッド１３の操作面と反対側に設けられるとともに、タッチパッド１３に指が触れたことに伴う静電容量の変化を検出し、その検出結果を制御回路１１に出力する。
【００２５】
圧電素子１５は、タッチセンサ１４のタッチパッド１３と反対側に固定される。制御回路１１は、駆動回路１７を通じて圧電素子１５に交流電圧を印加する。これにより、圧電素子１５は高周波振動する。なお、制御回路１１は、圧電素子１５に印加する電圧値（振幅値）に基づき振動の強度を変化させることができる。この振動はタッチセンサ１４を介してタッチパッド１３に伝播する。よって、ユーザは指をタッチパッド１３に接触させた状態で、圧電素子１５の振動を認識することができる。なお、圧電素子１５は振動子に相当する。
【００２６】
制御回路１１は、上記ディスプレイ５の画面を制御する。例えば、図１に示すように、制御回路１１は、ディスプレイ５に選択スイッチ５ａを表示する。ユーザは、タッチパッド１３のタッチ操作を通じて、選択スイッチ５ａの何れかを選択して決定する。これにより、選択された所望の機能が発揮される。
【００２７】
詳しくは、制御回路１１は、ディスプレイ５に選択スイッチ５ａを表示する際に、図３（ａ）に示すように、タッチパッド１３の操作面に仮想的にスイッチＡ〜Ｃを区画する。この区画されたスイッチＡ〜Ｃは、仮想操作領域に相当する。各スイッチＡ〜Ｃは、正方形で、かつ横に隣接する態様で設定されている。このスイッチＡ〜Ｃは、タッチパッド１３において、ディスプレイ５の選択スイッチ５ａに対応する位置に区画されている。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、両スイッチＡ，Ｂ間の境界Ｌ１を中心としてＸ方向に振動領域Ｄ１が設定される。この振動領域Ｄ１は、Ｘ方向において、座標Ｘａ１と座標Ｘｂ１との間に設定される。同様に、両スイッチＢ，Ｃ間の境界Ｌ２を中心としてＸ方向に振動領域Ｄ２が設定される。この振動領域Ｄ２は、Ｘ方向において、座標Ｘａ２と座標Ｘｂ２との間に設定される。
【００２９】
制御回路１１は、一定周期毎にタッチセンサ１４の検出結果に基づき、指のタッチパッド１３への接触の有無を認識し、指のタッチパッド１３への接触がある旨認識したときにはその接触面積Ｓを算出する。図４に示すように、制御回路１１は、接触面積Ｓを算出すると、その接触面積Ｓの重心座標Ｇ１を算出する。
【００３０】
制御回路１１は、重心座標Ｇ１（正確にはそのＸ座標、以下同様）が、振動領域Ｄ１，Ｄ２内となると、圧電素子１５を通じてタッチパッド１３を振動させる。制御回路１１は、図３（ｂ）に示すように、重心座標Ｇ１の位置に応じて振動強度を変化させる。この図３（ｂ）の振動強度に係る曲線は正規分布曲線である。例えば、制御回路１１は、重心座標Ｇ１が境界Ｌ１にあるとき振動強度を最大とする。
【００３１】
制御回路１１は、タッチ操作を通じて何れかのスイッチＡ〜Ｃが選択されている旨認識している状態で、タッチセンサ１４を通じてタッチパッド１３を指で叩く操作がされた旨判断したとき、そのスイッチＡ〜Ｃに対応した車載機器の機能を発揮させる。
【００３２】
なお、タッチセンサ１４は検出手段に相当し、制御回路１１は制御手段に相当する。
次に、制御回路１１によるタッチパッド１３の振動制御に係る処理手順について、図５のフローチャートを参照しつつ説明する。このフローチャートは、タッチセンサ１４を通じてタッチ操作がある旨判断されたとき開始される。
【００３３】
制御回路１１は、接触面積Ｓに基づき重心座標Ｇ１を算出する（Ｓ１０１）。そして、制御回路１１は、重心座標Ｇ１が振動領域Ｄ１，Ｄ２内となるか否かを判断する（Ｓ１０２）。制御回路１１は、重心座標Ｇ１が振動領域Ｄ１，Ｄ２内となる旨判断したとき（Ｓ１０２でＹＥＳ）、図３（ｂ）に示した振動特性に従った振動強度にて、圧電素子１５を通じてタッチパッド１３を振動させる（Ｓ１０３）。そして、ステップＳ１０１の処理に戻る。すなわち、重心座標Ｇ１が振動領域Ｄ１，Ｄ２内に存在する限り、タッチパッド１３の振動は継続される。
【００３４】
制御回路１１は、重心座標Ｇ１が振動領域Ｄ１，Ｄ２内とならない旨判断したとき（Ｓ１０２でＮＯ）、処理を終了する。
以下、ユーザがその指をスイッチＡの略中央に接触させた状態からスイッチＢへスライドさせた場合について説明する。
【００３５】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、接触させた指のスイッチＢ側へのスライドに伴い、重心座標Ｇ１が座標Ｘａ１に達したときからタッチパッド１３の振動が開始され、重心座標Ｇ１が境界Ｌ１に近づくにつれて振動強度が徐々に大きくなる。これにより、ユーザは、タッチ操作位置が境界Ｌ１に近づいていること、並びにスイッチＡにおけるおおよそのタッチ操作位置を認識できる。そして、重心座標Ｇ１が境界Ｌ１に達した時点でタッチパッド１３の振動が最大となって、重心座標Ｇ１が境界Ｌ１からスイッチＢ方向に離れるにつれて振動強度が徐々に小さくなる。これにより、ユーザは、タッチ操作位置が境界Ｌ１を越えてスイッチＢに達したこと、並びにスイッチＢにおけるおおよそのタッチ操作位置を認識できる。
【００３６】
以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）タッチパッド１３に対する接触面積Ｓの重心座標Ｇ１が、境界Ｌ１，Ｌ２を中心として設定される振動領域Ｄ１，Ｄ２にあるとき、重心座標Ｇ１と境界Ｌ１，Ｌ２との距離に応じた振動の強度でタッチパッド１３が振動させられる。よって、スイッチＡ〜Ｃの境界Ｌ１，Ｌ２に対するタッチ操作位置を、ユーザに確実に認識させることができる。その結果、操作精度を向上させることができる。
【００３７】
（２）接触面積Ｓの重心座標Ｇ１はユーザの指の中心であると想定される。よって、重心座標Ｇ１をタッチ操作位置とすることで、ユーザの指の中心が境界Ｌ１，Ｌ２に近づいたときにタッチパッド１３を振動させることができる。
【００３８】
（３）重心座標Ｇ１と境界Ｌ１，Ｌ２との距離が小さいほどタッチパッド１３の振動が増大される。よって、ユーザは、振動の増加を通じて、指がどの程度境界Ｌ１，Ｌ２に接近しているかを認識することができる。
【００３９】
（４）図３（ｂ）に示すように、振動強度に係る曲線は正規分布曲線に設定されている。このため、振動強度の増加率（傾き）を境界Ｌ１，Ｌ２に近づくほど大きくすることができる。よって、ユーザは、振動強度の増加率に基づき、指の接触位置が境界Ｌ１，Ｌ２に近づいていることを、より確実に認識することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について図６及び図７を参照して説明する。この実施形態は、指の接触面積に適した振動態様が設定される点を除き、上記第１の実施形態と同様に構成される。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００４１】
図６（ａ）に示すように、制御回路１１は、接触面積ＳにおいてＸ座標が最大となる最大座標Ｘｍと、Ｘ座標が最小となる最小座標Ｘｓとを認識する。ここでは、指が接触した状態でスイッチＡからスイッチＢにスライド操作された場合について説明する。制御回路１１は、この最大座標Ｘｍが境界Ｌ１に達した旨判断したとき、そのときの重心座標Ｇ１を座標Ｘａ１とする。次に、制御回路１１は、最大座標Ｘｍと座標Ｘａ１との差から振動領域Ｒを算出する。そして、制御回路１１は、この振動領域Ｒを、境界Ｌ１を中心として両側に設定する。スイッチＢにおける振動領域Ｒの最大が座標Ｘｂ１となる。
【００４２】
そして、図６（ｂ）に示すように、制御回路１１は、座標Ｘａ１と座標Ｘｂ１との間に第１の実施形態と同様の振動強度に係る曲線を設定し、その曲線における重心座標Ｇ１の位置に応じた振動強度にてタッチパッド１３を振動させる。すなわち、制御回路１１は、重心座標Ｇ１が境界Ｌ１に一致したとき、振動強度を最大とする。本例では、最大となる振動強度は予め設定されている。この場合には、振動領域Ｒが大きくなるにつれて、座標Ｘａ１又は座標Ｘｂ１から境界Ｌ１までの上記曲線の傾きの平均値は小さくなる。すなわち、指が境界Ｌ１に近づくことに伴う振動強度の増加の度合いが緩やかになる。
【００４３】
指が接触した状態でスイッチＢからスイッチＡにスライド操作された場合も上記と同様である。すなわち、制御回路１１は、最小座標Ｘｓが境界Ｌ１に一致した旨判断したとき、そのときの重心座標Ｇ１を座標Ｘｂ１とする。この重心座標Ｇ１及び座標Ｘｂ１間の距離が振動領域Ｒとなる。以下、制御回路１１は、上記同様に、境界Ｌ１の両側に振動領域Ｒを設定し、これら振動領域Ｒに、振動強度に係る曲線を設定する。
【００４４】
なお、上記では境界Ｌ１付近について説明したが、境界Ｌ２付近についても同様に、座標Ｘａ２又は座標Ｘｂ２を認識した後に振動領域Ｒが設定され、さらには振動強度に係る曲線が設定される。
【００４５】
次に、制御回路１１によるタッチパッド１３の振動制御に係る処理手順について、図７のフローチャートを参照しつつ説明する。このフローチャートは、タッチセンサ１４を通じてタッチ操作がある旨判断されたとき開始される。
【００４６】
制御回路１１は、接触面積Ｓに基づき重心座標Ｇ１と、最大座標Ｘｍと、最小座標Ｘｓとを算出する（Ｓ２０１）。そして、制御回路１１は、最大座標Ｘｍ又は最小座標Ｘｓが境界Ｌ１，Ｌ２に一致するか否かを判断する（Ｓ２０２）。制御回路１１は、最大座標Ｘｍ又は最小座標Ｘｓが境界Ｌ１，Ｌ２に一致しない旨判断したとき（Ｓ２０２でＮＯ）、ステップＳ２０１の処理に戻る。制御回路１１は、最大座標Ｘｍ又は最小座標Ｘｓが境界Ｌ１，Ｌ２に一致する旨判断したとき（Ｓ２０２でＹＥＳ）、座標Ｘａ１，Ｘｂ１又は座標Ｘａ２，Ｘｂ２を認識する（Ｓ２０３）。そして、制御回路１１は、境界Ｌ１，Ｌ２の両側に振動領域Ｒを設定し、それら振動領域Ｒ間に振動強度に係る曲線を設定する（Ｓ２０４）。制御回路１１は、この曲線に従った振動強度にてタッチパッド１３を振動させる（Ｓ２０５）。以上で、処理を終了する。
【００４７】
以上、説明した実施形態によれば、第１の実施形態の（１）〜（４）の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（５）接触面積Ｓが境界Ｌ１，Ｌ２に接した旨判断されたときに振動領域Ｒが設定される。この振動領域Ｒは、重心座標Ｇ１及び境界Ｌ１，Ｌ２間の距離と同一の距離を有するとともに、境界Ｌ１，Ｌ２を中心として両側に設定される。本構成によれば、ユーザの指の大きさ、又は指のタッチパッド１３に対する接触圧力等によって接触面積Ｓがタッチ操作毎に異なる場合であっても、そのときの接触面積Ｓに応じた振動制御が行われる。これにより、ユーザの指が境界Ｌ１，Ｌ２に接しているときには、より確実にタッチパッド１３を振動させることができる。
【００４８】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・第２の実施形態においては、振動強度に係る曲線において、最大となる振動強度が予め設定されていた。しかし、振動領域Ｒが大きくなるにつれて最大となる振動強度が大きくなるように上記曲線が設定されてもよい。
【００４９】
・上記両実施形態においては、図３（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、振動強度に係る曲線は正規分布曲線であったが、これに限らず、例えば、２次曲線であってもよい。この場合にも、境界Ｌ１，Ｌ２にて振動強度が最大（傾きがゼロ）となるように設定される。また、曲線に限らず、座標Ｘａ１又は座標Ｘｂ１から境界Ｌ１に向かうにつれて振動強度が大きくなるような直線であってもよい。
【００５０】
また、逆に、重心座標Ｇ１が座標Ｘａ１又は座標Ｘｂ１から境界Ｌ１に向かうにつれて振動強度が小さくなって、重心座標Ｇ１が境界Ｌ１に達したときに振動が停止される構成であってもよい。この場合であっても、ユーザは振動強度の変化に基づきタッチ操作位置を認識できる。
【００５１】
また、重心座標Ｇ１が境界Ｌ１に達したときに、振動及び振動停止が周期的に繰り返されてもよい。これにより、タッチ操作位置が境界にあることを、より確実にユーザに認識させることができる。
【００５２】
・第１の実施形態においては、重心座標Ｇ１が振動領域Ｄ１，Ｄ２内となったとき、タッチパッド１３の振動を開始していた。しかし、重心座標Ｇ１に限らず、接触面積Ｓの最大座標Ｘｍ又は最小座標Ｘｓが振動領域Ｄ１，Ｄ２内となったときタッチパッド１３の振動を開始してもよい。
【００５３】
また、制御回路１１は、接触面積Ｓを囲む最小面積となる正方形又は長方形を認識し、その正方形又は長方形の２つの対角線が交わる点を中心座標としてもよい。この中心座標は重心座標Ｇ１に代えて振動制御に利用される。
【００５４】
また、接触面積Ｓの一定割合（例えば５０％）以上が振動領域Ｄ１，Ｄ２，Ｒ内となったときタッチパッド１３の振動を開始させ、その割合が増えるにつれて振動強度を増大させてもよい。
【００５５】
・上記各実施形態においては、振動子として圧電素子が採用されていたが、タッチパッド１３を振動させることができれば圧電素子に限らず、モータ等を利用してもよい。
・上記両実施形態においては、タッチパッド１３に対して指を接触させた状態で、Ｘ方向へ指を移動させたときのみ振動強度を変化させていたが、Ｙ方向へ移動させたときも同様に振動強度を変化させてもよい。具体的には、図８に示すように、制御回路１１は、重心座標Ｇ１を認識すると、重心座標Ｇ１と境界Ｌ１とのＸ方向における距離Ｌｘと、重心座標Ｇ１と境界Ｌ３（スイッチＡの下辺）とのＹ方向における距離Ｌｙとを算出する。Ｙ方向においても、図３（ｂ）のＸ方向と同様に、境界Ｌ３に近づくにつれて、振動強度が大きくなるように振動強度に係る曲線が設定される。
【００５６】
そして、例えば、制御回路１１は、両距離Ｌｘ，Ｌｙのうち小さい方を選択し、その距離に応じた振動強度でタッチパッド１３を振動させる。スイッチＡの上辺の境界、スイッチＢ，Ｃの上下辺の境界についても同様である。なお、Ｙ方向において、スイッチＡから境界Ｌ３を越えると振動は停止される。また、両距離Ｌｘ，Ｌｙを足し合わせた値が小さくなるほど、振動強度が大きくなるように振動強度に係る曲線が設定されてもよい。この場合、両境界Ｌ１，Ｌ３がなす角部付近で振動強度が最大となる。上記構成によれば、ユーザは、Ｙ方向も含めたスイッチにおけるタッチ操作位置を認識することができる。
【００５７】
また、スイッチＡにおけるスイッチＢと反対側の境界に接近した場合にも、タッチパッド１３を振動させてもよい。この場合にも上記同様に、境界に近づくにつれて振動強度は増大される。スイッチＣにおけるスイッチＢと反対側の境界に接近した場合も同様である。
【００５８】
・上記両実施形態においては、タッチパッド１３において３つのスイッチＡ〜Ｃが仮想的に区画されていた。しかし、仮想的なスイッチの数は３つに限らない。すなわち、４つ以上であってもよいし、１つであってもよい。スイッチが１つの場合には、そのスイッチに指が接触した状態から境界に向かうにつれて振動の強度が増大し、その境界を越えたときに振動が停止される。また、スイッチの配置方法も適宜変更可能であって、例えば、スイッチがマトリックス状に配置されてもよい。
【００５９】
・上記両実施形態におけるタッチパッド１３の位置は上記実施形態に限らず、例えば、ステアリング又はダッシュボード１に設けられていてもよい。
・上記両実施形態におけるタッチ式入力装置１０を車両以外の電気機器に適用してもよい。
【００６０】
・上記両実施形態においては、タッチパッド１３とディスプレイ５とは別体で構成されていたが、タッチパッド１３とディスプレイ５とは一体で構成されてもよい。この場合には、ディスプレイ５上に表示されるスイッチＡ〜Ｃに対してタッチ操作することになる。
【００６１】
・上記各実施形態において、タッチパッド１３に仮想的に区画されるスイッチＡ〜Ｃは正方形であったが、その形は正方形に限らず、円、三角形又は六角形等であってもよい。
・上記両実施形態においては、タッチセンサ１４として静電容量方式が採用されていたが、その他、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式又は電磁誘導方式を採用してもよい。
【００６２】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜４のいずれか一項に記載のタッチ式入力装置において、前記制御手段は、前記検出手段を通じたタッチ操作に基づき、車載機器を制御するタッチ式入力装置。
【符号の説明】
【００６３】
５…ディスプレイ、１０…タッチ式入力装置、１１…制御回路（制御手段）、１３…タッチパッド、１４…タッチセンサ（検出手段）、１５…圧電素子（振動子）。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、タッチ式入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タッチパッドをタッチ操作することで、ディスプレイに表示されたマウスポインタの操作を行うタッチ式入力装置が知られている。
ここで、図９に示すように、従来一般的な機械的スイッチにおいては各スイッチＡ〜Ｃ間に境界（隙間）が生じる。従って、例えば、ユーザが指をスイッチＡに接触させた状態から、その指をスイッチＢにスライドさせた場合には、ユーザは触覚を通じてスイッチＡ，Ｂ間の境界を認識することができる。このため、ユーザは自身の指が現在何れのスイッチＡ〜Ｃに接触しているのかを認識することができる。
【０００３】
この点、上記タッチ式入力装置においては、図１０（ａ）に示すように、タッチパッドに仮想的にスイッチＡ〜Ｃの領域が区画されているにすぎず、上記のように、各スイッチＡ〜Ｃ間に境界（隙間）が生じることはない。
【０００４】
このため、タッチパッドの振動を通じて、ユーザにタッチ操作位置を通知する構成が考えられている（例えば、特許文献１参照）。本構成を各スイッチＡ〜Ｃ間の境界の通知に適用した場合、図１０（ｂ）に示すように、各時刻ｔ１〜ｔ７（一定時間毎）にタッチ操作位置が検出される。本例では、時刻ｔ４において、タッチ操作位置がスイッチＡ，Ｂ間の境界と一致したとき、タッチパッドを振動させる。これにより、ユーザはスイッチＡ，Ｂ間の境界を認識することができる。なお、ユーザは、何れかのスイッチＡ〜Ｃに接触した状態から、そのスイッチを指で叩くことで、そのスイッチに応じた機能を発揮させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−９３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記タッチ式入力装置においては、スイッチＡ〜Ｃ間の境界で一度振動するだけである。従って、ユーザは、自身の指が各スイッチＡ〜Ｃにおいてどこに位置しているかを認識することができない。従って、例えば、指がスイッチＡにおける、スイッチＡ，Ｂ間の境界付近に接触している状態から上記叩く操作を行うと、叩く位置がずれることで、スイッチＢが操作される、すなわち所望の操作が行えないおそれもある。
【０００７】
これは、上記タッチパッドを備えたタッチ式入力装置に限らず、タッチパッド（タッチパネル）とディスプレイとが組み合わされて、ディスプレイ上をタッチ操作する構成においても同様である。
【０００８】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、仮想的なスイッチ間の境界に対するタッチ操作位置を、より確実にユーザに認識させることができるタッチ式入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、操作面に対するユーザのタッチ操作を検出する検出手段と、前記操作面を振動させる振動子と、前記操作面に仮想操作領域を設定し、前記操作面における前記仮想操作領域と、それ以外の領域との境界を基準として、前記仮想操作領域側に振動領域を設定するとともに、前記検出手段の検出結果に基づきタッチ操作位置を認識し、そのタッチ操作位置が前記振動領域にある旨判断したとき、前記タッチ操作位置と前記境界との距離に応じて前記振動の強度を変化させる制御手段と、を備えたことをその要旨としている。
【００１０】
同構成によれば、操作面に対するタッチ操作位置が、仮想操作領域の境界から仮想操作領域側に設定される振動領域にあるとき、タッチ操作位置と境界との距離に応じた振動の強度で操作面が振動させられる。よって、仮想操作領域の境界に対するタッチ操作位置を、ユーザに確実に認識させることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタッチ式入力装置において、前記制御手段は、前記タッチ操作位置として前記操作面に対するユーザの接触面積の重心座標を認識し、その重心座標が前記振動領域にある旨判断したとき、前記重心座標と前記境界との距離に応じて振動の強度を変化させることをその要旨としている。
【００１２】
同構成によれば、接触面積の重心座標が振動領域にあるとき、重心座標と境界との距離に応じた振動の強度で操作面が振動させられる。よって、ユーザの指の中心が境界に近づいたときに操作面を振動させることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のタッチ式入力装置において、前記制御手段は、前記操作面に互いに隣接する複数の前記仮想操作領域を設定し、この互いに隣接する仮想操作領域間の境界を基準として両側に前記振動領域を設定することをその要旨としている。
【００１４】
同構成によれば、仮想操作領域は互いに隣接するように複数設定されている。この場合、互いに隣接する仮想操作領域間の境界を基準として両側に振動領域が設定される。よって、ユーザは互いに隣接する仮想操作領域間をタッチ操作する場合であっても、何れの仮想操作領域にタッチ操作しているかを認識することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のタッチ式入力装置において、前記制御手段は、前記接触面積が前記隣接する２つの仮想操作領域間の境界に接した旨判断したとき、前記重心座標及び前記境界間の距離を有する前記振動領域を前記境界を基準として両側に設定することをその要旨としている。
【００１６】
同構成によれば、接触面積が境界に接した旨判断されたときに振動領域が設定される。この振動領域は、重心座標及び境界間の距離と同一の距離を有するとともに、両仮想操作領域間の境界を中心として両側に設定される。よって、ユーザの指の大きさ等によって接触面積が異なる場合であっても、そのときの接触面積に応じて振動制御が行われる。これにより、ユーザの指が境界に接しているときには、より確実に操作面を振動させることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のタッチ式入力装置において、前記制御手段は、前記タッチ操作位置と前記境界との距離が小さいほど、前記振動の強度を増大させることをその要旨としている。
【００１８】
同構成によれば、タッチ操作位置と境界との距離が小さいほど操作面の振動が増大される。よって、ユーザは、振動の大きさを通じて、指がどの程度境界に接近しているかを認識することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、タッチ式入力装置において、仮想的なスイッチ間の境界に対するタッチ操作位置を、より確実にユーザに認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態における車両に搭載されるタッチパッド及びディスプレイを示す斜視図。
【図２】第１の実施形態におけるタッチ式入力装置の構成を示すブロック図。
【図３】第１の実施形態における（ａ）タッチパッドにおける仮想的なスイッチを示す平面図、（ｂ）タッチパッドにおけるＸ方向の位置と振動強度との関係を示したグラフ。
【図４】第１の実施形態におけるタッチパッドへの接触面積及び重心座標を示す平面図。
【図５】第１の実施形態における制御回路によるタッチパッドの振動制御に係る処理手順を示すフローチャート。
【図６】第２の実施形態における（ａ）タッチパッドにおける仮想的なスイッチを示す平面図、（ｂ）タッチパッドにおけるＸ方向の位置と振動強度との関係を示したグラフ。
【図７】第２の実施形態における制御回路によるタッチパッドの振動制御に係る処理手順を示すフローチャート。
【図８】他の実施形態におけるタッチパッド上の重心座標と２つの境界との距離を示すタッチパッドの平面図。
【図９】背景技術における機械的スイッチの平面図。
【図１０】背景技術における（ａ）タッチパッドにおける仮想的なスイッチを示す平面図、（ｂ）タッチ操作位置と境界との位置関係を示したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
以下、本発明のタッチ式入力装置を車両に搭載した第１の実施形態を図１〜図５に従って説明する。
【００２２】
図１に示すように、ダッシュボード１の中央部（センタークラスタ）にはディスプレイ５が嵌め込まれている。センターコンソール２には、シフトレバー３が設けられ、その手前側にタッチパッド１３がその表面（操作面）を露出させる態様で設けられている。
【００２３】
ユーザは、タッチパッド１３のタッチ操作を通じて、ディスプレイ５に表示された所望の機能項目の選択及び決定を行うことで、エアコンディショナ又はカーナビゲーション等の車載機器の制御を行う。
【００２４】
図２に示すように、タッチ式入力装置１０は、上記タッチパッド１３に加え、制御回路１１と、タッチセンサ１４と、圧電素子１５と、駆動回路１７とを備える。
タッチセンサ１４は、タッチパッド１３の操作面と反対側に設けられるとともに、タッチパッド１３に指が触れたことに伴う静電容量の変化を検出し、その検出結果を制御回路１１に出力する。
【００２５】
圧電素子１５は、タッチセンサ１４のタッチパッド１３と反対側に固定される。制御回路１１は、駆動回路１７を通じて圧電素子１５に交流電圧を印加する。これにより、圧電素子１５は高周波振動する。なお、制御回路１１は、圧電素子１５に印加する電圧値（振幅値）に基づき振動の強度を変化させることができる。この振動はタッチセンサ１４を介してタッチパッド１３に伝播する。よって、ユーザは指をタッチパッド１３に接触させた状態で、圧電素子１５の振動を認識することができる。なお、圧電素子１５は振動子に相当する。
【００２６】
制御回路１１は、上記ディスプレイ５の画面を制御する。例えば、図１に示すように、制御回路１１は、ディスプレイ５に選択スイッチ５ａを表示する。ユーザは、タッチパッド１３のタッチ操作を通じて、選択スイッチ５ａの何れかを選択して決定する。これにより、選択された所望の機能が発揮される。
【００２７】
詳しくは、制御回路１１は、ディスプレイ５に選択スイッチ５ａを表示する際に、図３（ａ）に示すように、タッチパッド１３の操作面に仮想的にスイッチＡ〜Ｃを区画する。この区画されたスイッチＡ〜Ｃは、仮想操作領域に相当する。各スイッチＡ〜Ｃは、正方形で、かつ横に隣接する態様で設定されている。このスイッチＡ〜Ｃは、タッチパッド１３において、ディスプレイ５の選択スイッチ５ａに対応する位置に区画されている。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、両スイッチＡ，Ｂ間の境界Ｌ１を中心としてＸ方向に振動領域Ｄ１が設定される。この振動領域Ｄ１は、Ｘ方向において、座標Ｘａ１と座標Ｘｂ１との間に設定される。同様に、両スイッチＢ，Ｃ間の境界Ｌ２を中心としてＸ方向に振動領域Ｄ２が設定される。この振動領域Ｄ２は、Ｘ方向において、座標Ｘａ２と座標Ｘｂ２との間に設定される。
【００２９】
制御回路１１は、一定周期毎にタッチセンサ１４の検出結果に基づき、指のタッチパッド１３への接触の有無を認識し、指のタッチパッド１３への接触がある旨認識したときにはその接触面積Ｓを算出する。図４に示すように、制御回路１１は、接触面積Ｓを算出すると、その接触面積Ｓの重心座標Ｇ１を算出する。
【００３０】
制御回路１１は、重心座標Ｇ１（正確にはそのＸ座標、以下同様）が、振動領域Ｄ１，Ｄ２内となると、圧電素子１５を通じてタッチパッド１３を振動させる。制御回路１１は、図３（ｂ）に示すように、重心座標Ｇ１の位置に応じて振動強度を変化させる。この図３（ｂ）の振動強度に係る曲線は正規分布曲線である。例えば、制御回路１１は、重心座標Ｇ１が境界Ｌ１にあるとき振動強度を最大とする。
【００３１】
制御回路１１は、タッチ操作を通じて何れかのスイッチＡ〜Ｃが選択されている旨認識している状態で、タッチセンサ１４を通じてタッチパッド１３を指で叩く操作がされた旨判断したとき、そのスイッチＡ〜Ｃに対応した車載機器の機能を発揮させる。
【００３２】
なお、タッチセンサ１４は検出手段に相当し、制御回路１１は制御手段に相当する。
次に、制御回路１１によるタッチパッド１３の振動制御に係る処理手順について、図５のフローチャートを参照しつつ説明する。このフローチャートは、タッチセンサ１４を通じてタッチ操作がある旨判断されたとき開始される。
【００３３】
制御回路１１は、接触面積Ｓに基づき重心座標Ｇ１を算出する（Ｓ１０１）。そして、制御回路１１は、重心座標Ｇ１が振動領域Ｄ１，Ｄ２内となるか否かを判断する（Ｓ１０２）。制御回路１１は、重心座標Ｇ１が振動領域Ｄ１，Ｄ２内となる旨判断したとき（Ｓ１０２でＹＥＳ）、図３（ｂ）に示した振動特性に従った振動強度にて、圧電素子１５を通じてタッチパッド１３を振動させる（Ｓ１０３）。そして、ステップＳ１０１の処理に戻る。すなわち、重心座標Ｇ１が振動領域Ｄ１，Ｄ２内に存在する限り、タッチパッド１３の振動は継続される。
【００３４】
制御回路１１は、重心座標Ｇ１が振動領域Ｄ１，Ｄ２内とならない旨判断したとき（Ｓ１０２でＮＯ）、処理を終了する。
以下、ユーザがその指をスイッチＡの略中央に接触させた状態からスイッチＢへスライドさせた場合について説明する。
【００３５】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、接触させた指のスイッチＢ側へのスライドに伴い、重心座標Ｇ１が座標Ｘａ１に達したときからタッチパッド１３の振動が開始され、重心座標Ｇ１が境界Ｌ１に近づくにつれて振動強度が徐々に大きくなる。これにより、ユーザは、タッチ操作位置が境界Ｌ１に近づいていること、並びにスイッチＡにおけるおおよそのタッチ操作位置を認識できる。そして、重心座標Ｇ１が境界Ｌ１に達した時点でタッチパッド１３の振動が最大となって、重心座標Ｇ１が境界Ｌ１からスイッチＢ方向に離れるにつれて振動強度が徐々に小さくなる。これにより、ユーザは、タッチ操作位置が境界Ｌ１を越えてスイッチＢに達したこと、並びにスイッチＢにおけるおおよそのタッチ操作位置を認識できる。
【００３６】
以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）タッチパッド１３に対する接触面積Ｓの重心座標Ｇ１が、境界Ｌ１，Ｌ２を中心として設定される振動領域Ｄ１，Ｄ２にあるとき、重心座標Ｇ１と境界Ｌ１，Ｌ２との距離に応じた振動の強度でタッチパッド１３が振動させられる。よって、スイッチＡ〜Ｃの境界Ｌ１，Ｌ２に対するタッチ操作位置を、ユーザに確実に認識させることができる。その結果、操作精度を向上させることができる。
【００３７】
（２）接触面積Ｓの重心座標Ｇ１はユーザの指の中心であると想定される。よって、重心座標Ｇ１をタッチ操作位置とすることで、ユーザの指の中心が境界Ｌ１，Ｌ２に近づいたときにタッチパッド１３を振動させることができる。
【００３８】
（３）重心座標Ｇ１と境界Ｌ１，Ｌ２との距離が小さいほどタッチパッド１３の振動が増大される。よって、ユーザは、振動の増加を通じて、指がどの程度境界Ｌ１，Ｌ２に接近しているかを認識することができる。
【００３９】
（４）図３（ｂ）に示すように、振動強度に係る曲線は正規分布曲線に設定されている。このため、振動強度の増加率（傾き）を境界Ｌ１，Ｌ２に近づくほど大きくすることができる。よって、ユーザは、振動強度の増加率に基づき、指の接触位置が境界Ｌ１，Ｌ２に近づいていることを、より確実に認識することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について図６及び図７を参照して説明する。この実施形態は、指の接触面積に適した振動態様が設定される点を除き、上記第１の実施形態と同様に構成される。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００４１】
図６（ａ）に示すように、制御回路１１は、接触面積ＳにおいてＸ座標が最大となる最大座標Ｘｍと、Ｘ座標が最小となる最小座標Ｘｓとを認識する。ここでは、指が接触した状態でスイッチＡからスイッチＢにスライド操作された場合について説明する。制御回路１１は、この最大座標Ｘｍが境界Ｌ１に達した旨判断したとき、そのときの重心座標Ｇ１を座標Ｘａ１とする。次に、制御回路１１は、最大座標Ｘｍと座標Ｘａ１との差から振動領域Ｒを算出する。そして、制御回路１１は、この振動領域Ｒを、境界Ｌ１を中心として両側に設定する。スイッチＢにおける振動領域Ｒの最大が座標Ｘｂ１となる。
【００４２】
そして、図６（ｂ）に示すように、制御回路１１は、座標Ｘａ１と座標Ｘｂ１との間に第１の実施形態と同様の振動強度に係る曲線を設定し、その曲線における重心座標Ｇ１の位置に応じた振動強度にてタッチパッド１３を振動させる。すなわち、制御回路１１は、重心座標Ｇ１が境界Ｌ１に一致したとき、振動強度を最大とする。本例では、最大となる振動強度は予め設定されている。この場合には、振動領域Ｒが大きくなるにつれて、座標Ｘａ１又は座標Ｘｂ１から境界Ｌ１までの上記曲線の傾きの平均値は小さくなる。すなわち、指が境界Ｌ１に近づくことに伴う振動強度の増加の度合いが緩やかになる。
【００４３】
指が接触した状態でスイッチＢからスイッチＡにスライド操作された場合も上記と同様である。すなわち、制御回路１１は、最小座標Ｘｓが境界Ｌ１に一致した旨判断したとき、そのときの重心座標Ｇ１を座標Ｘｂ１とする。この重心座標Ｇ１及び座標Ｘｂ１間の距離が振動領域Ｒとなる。以下、制御回路１１は、上記同様に、境界Ｌ１の両側に振動領域Ｒを設定し、これら振動領域Ｒに、振動強度に係る曲線を設定する。
【００４４】
なお、上記では境界Ｌ１付近について説明したが、境界Ｌ２付近についても同様に、座標Ｘａ２又は座標Ｘｂ２を認識した後に振動領域Ｒが設定され、さらには振動強度に係る曲線が設定される。
【００４５】
次に、制御回路１１によるタッチパッド１３の振動制御に係る処理手順について、図７のフローチャートを参照しつつ説明する。このフローチャートは、タッチセンサ１４を通じてタッチ操作がある旨判断されたとき開始される。
【００４６】
制御回路１１は、接触面積Ｓに基づき重心座標Ｇ１と、最大座標Ｘｍと、最小座標Ｘｓとを算出する（Ｓ２０１）。そして、制御回路１１は、最大座標Ｘｍ又は最小座標Ｘｓが境界Ｌ１，Ｌ２に一致するか否かを判断する（Ｓ２０２）。制御回路１１は、最大座標Ｘｍ又は最小座標Ｘｓが境界Ｌ１，Ｌ２に一致しない旨判断したとき（Ｓ２０２でＮＯ）、ステップＳ２０１の処理に戻る。制御回路１１は、最大座標Ｘｍ又は最小座標Ｘｓが境界Ｌ１，Ｌ２に一致する旨判断したとき（Ｓ２０２でＹＥＳ）、座標Ｘａ１，Ｘｂ１又は座標Ｘａ２，Ｘｂ２を認識する（Ｓ２０３）。そして、制御回路１１は、境界Ｌ１，Ｌ２の両側に振動領域Ｒを設定し、それら振動領域Ｒ間に振動強度に係る曲線を設定する（Ｓ２０４）。制御回路１１は、この曲線に従った振動強度にてタッチパッド１３を振動させる（Ｓ２０５）。以上で、処理を終了する。
【００４７】
以上、説明した実施形態によれば、第１の実施形態の（１）〜（４）の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（５）接触面積Ｓが境界Ｌ１，Ｌ２に接した旨判断されたときに振動領域Ｒが設定される。この振動領域Ｒは、重心座標Ｇ１及び境界Ｌ１，Ｌ２間の距離と同一の距離を有するとともに、境界Ｌ１，Ｌ２を中心として両側に設定される。本構成によれば、ユーザの指の大きさ、又は指のタッチパッド１３に対する接触圧力等によって接触面積Ｓがタッチ操作毎に異なる場合であっても、そのときの接触面積Ｓに応じた振動制御が行われる。これにより、ユーザの指が境界Ｌ１，Ｌ２に接しているときには、より確実にタッチパッド１３を振動させることができる。
【００４８】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・第２の実施形態においては、振動強度に係る曲線において、最大となる振動強度が予め設定されていた。しかし、振動領域Ｒが大きくなるにつれて最大となる振動強度が大きくなるように上記曲線が設定されてもよい。
【００４９】
・上記両実施形態においては、図３（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、振動強度に係る曲線は正規分布曲線であったが、これに限らず、例えば、２次曲線であってもよい。この場合にも、境界Ｌ１，Ｌ２にて振動強度が最大（傾きがゼロ）となるように設定される。また、曲線に限らず、座標Ｘａ１又は座標Ｘｂ１から境界Ｌ１に向かうにつれて振動強度が大きくなるような直線であってもよい。
【００５０】
また、逆に、重心座標Ｇ１が座標Ｘａ１又は座標Ｘｂ１から境界Ｌ１に向かうにつれて振動強度が小さくなって、重心座標Ｇ１が境界Ｌ１に達したときに振動が停止される構成であってもよい。この場合であっても、ユーザは振動強度の変化に基づきタッチ操作位置を認識できる。
【００５１】
また、重心座標Ｇ１が境界Ｌ１に達したときに、振動及び振動停止が周期的に繰り返されてもよい。これにより、タッチ操作位置が境界にあることを、より確実にユーザに認識させることができる。
【００５２】
・第１の実施形態においては、重心座標Ｇ１が振動領域Ｄ１，Ｄ２内となったとき、タッチパッド１３の振動を開始していた。しかし、重心座標Ｇ１に限らず、接触面積Ｓの最大座標Ｘｍ又は最小座標Ｘｓが振動領域Ｄ１，Ｄ２内となったときタッチパッド１３の振動を開始してもよい。
【００５３】
また、制御回路１１は、接触面積Ｓを囲む最小面積となる正方形又は長方形を認識し、その正方形又は長方形の２つの対角線が交わる点を中心座標としてもよい。この中心座標は重心座標Ｇ１に代えて振動制御に利用される。
【００５４】
また、接触面積Ｓの一定割合（例えば５０％）以上が振動領域Ｄ１，Ｄ２，Ｒ内となったときタッチパッド１３の振動を開始させ、その割合が増えるにつれて振動強度を増大させてもよい。
【００５５】
・上記各実施形態においては、振動子として圧電素子が採用されていたが、タッチパッド１３を振動させることができれば圧電素子に限らず、モータ等を利用してもよい。
・上記両実施形態においては、タッチパッド１３に対して指を接触させた状態で、Ｘ方向へ指を移動させたときのみ振動強度を変化させていたが、Ｙ方向へ移動させたときも同様に振動強度を変化させてもよい。具体的には、図８に示すように、制御回路１１は、重心座標Ｇ１を認識すると、重心座標Ｇ１と境界Ｌ１とのＸ方向における距離Ｌｘと、重心座標Ｇ１と境界Ｌ３（スイッチＡの下辺）とのＹ方向における距離Ｌｙとを算出する。Ｙ方向においても、図３（ｂ）のＸ方向と同様に、境界Ｌ３に近づくにつれて、振動強度が大きくなるように振動強度に係る曲線が設定される。
【００５６】
そして、例えば、制御回路１１は、両距離Ｌｘ，Ｌｙのうち小さい方を選択し、その距離に応じた振動強度でタッチパッド１３を振動させる。スイッチＡの上辺の境界、スイッチＢ，Ｃの上下辺の境界についても同様である。なお、Ｙ方向において、スイッチＡから境界Ｌ３を越えると振動は停止される。また、両距離Ｌｘ，Ｌｙを足し合わせた値が小さくなるほど、振動強度が大きくなるように振動強度に係る曲線が設定されてもよい。この場合、両境界Ｌ１，Ｌ３がなす角部付近で振動強度が最大となる。上記構成によれば、ユーザは、Ｙ方向も含めたスイッチにおけるタッチ操作位置を認識することができる。
【００５７】
また、スイッチＡにおけるスイッチＢと反対側の境界に接近した場合にも、タッチパッド１３を振動させてもよい。この場合にも上記同様に、境界に近づくにつれて振動強度は増大される。スイッチＣにおけるスイッチＢと反対側の境界に接近した場合も同様である。
【００５８】
・上記両実施形態においては、タッチパッド１３において３つのスイッチＡ〜Ｃが仮想的に区画されていた。しかし、仮想的なスイッチの数は３つに限らない。すなわち、４つ以上であってもよいし、１つであってもよい。スイッチが１つの場合には、そのスイッチに指が接触した状態から境界に向かうにつれて振動の強度が増大し、その境界を越えたときに振動が停止される。また、スイッチの配置方法も適宜変更可能であって、例えば、スイッチがマトリックス状に配置されてもよい。
【００５９】
・上記両実施形態におけるタッチパッド１３の位置は上記実施形態に限らず、例えば、ステアリング又はダッシュボード１に設けられていてもよい。
・上記両実施形態におけるタッチ式入力装置１０を車両以外の電気機器に適用してもよい。
【００６０】
・上記両実施形態においては、タッチパッド１３とディスプレイ５とは別体で構成されていたが、タッチパッド１３とディスプレイ５とは一体で構成されてもよい。この場合には、ディスプレイ５上に表示されるスイッチＡ〜Ｃに対してタッチ操作することになる。
【００６１】
・上記各実施形態において、タッチパッド１３に仮想的に区画されるスイッチＡ〜Ｃは正方形であったが、その形は正方形に限らず、円、三角形又は六角形等であってもよい。
・上記両実施形態においては、タッチセンサ１４として静電容量方式が採用されていたが、その他、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式又は電磁誘導方式を採用してもよい。
【００６２】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜４のいずれか一項に記載のタッチ式入力装置において、前記制御手段は、前記検出手段を通じたタッチ操作に基づき、車載機器を制御するタッチ式入力装置。
【符号の説明】
【００６３】
５…ディスプレイ、１０…タッチ式入力装置、１１…制御回路（制御手段）、１３…タッチパッド、１４…タッチセンサ（検出手段）、１５…圧電素子（振動子）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作面に対するユーザのタッチ操作を検出する検出手段と、
前記操作面を振動させる振動子と、
前記操作面に仮想操作領域を設定し、前記操作面における前記仮想操作領域と、それ以外の領域との境界を基準として、前記仮想操作領域側に振動領域を設定するとともに、前記検出手段の検出結果に基づきタッチ操作位置を認識し、そのタッチ操作位置が前記振動領域にある旨判断したとき、前記タッチ操作位置と前記境界との距離に応じて前記振動の強度を変化させる制御手段と、を備えたタッチ式入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載のタッチ式入力装置において、
前記制御手段は、前記タッチ操作位置として前記操作面に対するユーザの接触面積の重心座標を認識し、その重心座標が前記振動領域にある旨判断したとき、前記重心座標と前記境界との距離に応じて振動の強度を変化させるタッチ式入力装置。
【請求項３】
請求項２に記載のタッチ式入力装置において、
前記制御手段は、前記操作面に互いに隣接する複数の前記仮想操作領域を設定し、この互いに隣接する仮想操作領域間の境界を基準として両側に前記振動領域を設定するタッチ式入力装置。
【請求項４】
請求項３に記載のタッチ式入力装置において、
前記制御手段は、前記接触面積が前記隣接する２つの仮想操作領域間の境界に接した旨判断したとき、前記重心座標及び前記境界間の距離を有する前記振動領域を前記境界を基準として両側に設定するタッチ式入力装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のタッチ式入力装置において、
前記制御手段は、前記タッチ操作位置と前記境界との距離が小さいほど、前記振動の強度を増大させるタッチ式入力装置。
【請求項１】
操作面に対するユーザのタッチ操作を検出する検出手段と、
前記操作面を振動させる振動子と、
前記操作面に仮想操作領域を設定し、前記操作面における前記仮想操作領域と、それ以外の領域との境界を基準として、前記仮想操作領域側に振動領域を設定するとともに、前記検出手段の検出結果に基づきタッチ操作位置を認識し、そのタッチ操作位置が前記振動領域にある旨判断したとき、前記タッチ操作位置と前記境界との距離に応じて前記振動の強度を変化させる制御手段と、を備えたタッチ式入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載のタッチ式入力装置において、
前記制御手段は、前記タッチ操作位置として前記操作面に対するユーザの接触面積の重心座標を認識し、その重心座標が前記振動領域にある旨判断したとき、前記重心座標と前記境界との距離に応じて振動の強度を変化させるタッチ式入力装置。
【請求項３】
請求項２に記載のタッチ式入力装置において、
前記制御手段は、前記操作面に互いに隣接する複数の前記仮想操作領域を設定し、この互いに隣接する仮想操作領域間の境界を基準として両側に前記振動領域を設定するタッチ式入力装置。
【請求項４】
請求項３に記載のタッチ式入力装置において、
前記制御手段は、前記接触面積が前記隣接する２つの仮想操作領域間の境界に接した旨判断したとき、前記重心座標及び前記境界間の距離を有する前記振動領域を前記境界を基準として両側に設定するタッチ式入力装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のタッチ式入力装置において、
前記制御手段は、前記タッチ操作位置と前記境界との距離が小さいほど、前記振動の強度を増大させるタッチ式入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−９７６００（Ｐ２０１３−９７６００Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４０３３８（Ｐ２０１１−２４０３３８）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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