タッチ操作入力装置
【課題】構成の簡素化及びそれに伴う小型化が可能なタッチ操作入力装置を提供することにある。
【解決手段】タッチセンサ７０は、操作面２０ｂにおける指先の接触面積を示す旨のセンサ信号を制御部６０に対して出力する。制御部６０は、センサ信号から指先の接触面積を求め、単位時間当たりの接触面積の増加量として設定された傾度閾値よりも指先の接触面積が大きい場合、操作面２０ｂに対して確定操作がなされたと判断する。
【解決手段】タッチセンサ７０は、操作面２０ｂにおける指先の接触面積を示す旨のセンサ信号を制御部６０に対して出力する。制御部６０は、センサ信号から指先の接触面積を求め、単位時間当たりの接触面積の増加量として設定された傾度閾値よりも指先の接触面積が大きい場合、操作面２０ｂに対して確定操作がなされたと判断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ操作入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば車両にあっては、センターコンソール等の操作し易い場所に配設されたタッチ操作入力装置とセンタークラスタパネル等の視認し易い場所に配設されたディスプレイ（表示部）とを備えるディスプレイシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ユーザは、タッチ操作入力装置の操作面に触れる（タッチ操作）ことで、ディスプレイに表示された複数の機能項目から一つの機能項目を選択して、所望の画面を表示させたり車両の付帯装備を作動させたりすることができる。よって、このようなディスプレイシステムによれば、ディスプレイを視認しながら操作面を容易に操作することができ、車両の利便性が向上する。
【０００３】
ところで、この種のタッチ操作入力装置には、操作面に指先を接触させた状態で該操作面上を移動させるトレース操作と操作面を押圧する確定操作との２つの操作態様がある。ユーザは、トレース操作を行うことによりディスプレイ上の所望の機能項目を仮選択し、確定操作を行うことにより同機能項目を選択することができる。
【０００４】
このような確定操作を検出するタッチ操作入力装置の構造としては、図７に示す構造が提案されている。タッチ操作入力装置１００は、操作面１０１が押圧操作された際に支点Ｏを中心として回動する揺動部材１０２を備えている。タッチ操作入力装置１００は、揺動部材１０２が回転（図７に二点鎖線で示す）することによりタクトスイッチ１０３がオンした場合、確定操作がなされたと判断する。ユーザは、操作面１０１を押圧操作（確定操作）することによりディスプレイ上の機能項目を選択できる。このような片ヒンジ構造を有するタッチ操作入力装置によれば、操作面１０１をトレース操作する際や確定操作する際に操作面１０１がぐらつくことがなく、ユーザは良好な操作フィーリングでこれら操作を行うことができる。
【特許文献１】特開２００１−３２５０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、タッチ操作入力装置の小型化への要求が高まってきている。しかしながら、従来のタッチ操作入力装置１００では、確定操作を検出するために片ヒンジ構造を採用しているため、タッチ操作入力装置１００の構成が複雑となってしまい、その小型化は困難であった。特に、操作面１０１に垂直な方向では揺動部材１０２が回動するためのスペースが必須とされ、タッチ操作入力装置１００の小型化において制約となっていた。そこで、構成を簡素化でき、小型化できるタッチ操作入力装置の提供が望まれている。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、構成の簡素化及びそれに伴う小型化が可能なタッチ操作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】
【０００７】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明では、ケース本体から露出する操作面を有する入力手段と、該ケース本体とは別個に設けられた表示部に複数の機能項目を表示し、前記操作面を押圧する確定操作がなされたことを前記入力手段により検出したときは、前記表示部の機能項目のうち前記操作面上の接触位置に相当する前記機能項目が選択されたと判断して該機能項目に対応付けられた制御を行う制御手段とを備えるタッチ操作入力装置において、前記入力手段は、前記操作面における指先の接触面積を示す旨のセンサ信号を前記制御手段に対して出力し、前記制御手段は、前記センサ信号から指先の接触面積を求め、単位時間当たりの接触面積の増加量として設定された傾度閾値よりも該指先の接触面積が大きい場合、前記操作面に対して確定操作がなされたと判断することを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のタッチ操作入力装置において、前記制御手段は、前記操作面における指先の接触面積が前記傾度閾値よりも大きく、且つ、前記操作面に対する指先の最大接触面積以下の面積として予め設定された上限閾値よりも大きい場合、前記操作面に対して確定操作がなされたと判断することを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載のタッチ操作入力装置において、前記制御手段は、前記入力手段に指先が接触した状態で移動されるトレース操作がなされている期間にわたって前記操作面における指先の接触面積の平均値を求め、該平均値の大きさに応じて前記上限閾値を変更することを要旨とする。
【００１０】
以下、本発明の作用について説明する。
請求項１に記載の発明によれば、制御手段は、入力手段の操作面における指先の接触面積の単位時間当たりの増加量が傾度閾値よりも大きい場合、操作面に対して確定操作がなされたと判断する。すなわち、制御手段は、操作面に対して確定操作がなされたか否かを指先の接触面積の増加割合に基づいて判断する。この操作面における指先の接触面積の増加割合は、たとえ入力手段がケース本体に固定されている状態においても変化するため、制御手段は、可動部材（従来のタッチ操作入力装置における揺動部材）やタクトスイッチといった機械部品を用いることなく確定操作を確実に検出することが可能である。したがって、本発明によれば、タッチ操作入力装置の構成を簡素化することができ、タッチ操作入力装置を小型化することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、制御手段は、操作面における指先の接触面積が傾度閾値よりも大きく、且つ、上限閾値よりも大きい場合、操作面に対して確定操作がなされたと判断する。つまり、操作面における指先の接触面積が、たとえ傾度閾値よりも大きくても、その接触面積が上限閾値よりも大きくならなければ、制御手段は確定操作がなされたと判断しない。このため、例えば、ユーザが確定操作を行う意図がないのに外乱（例えば車両の振動等）により操作面を押圧してしまって、操作面における指先の接触面積の増加割合が傾度閾値よりも大きくなってしまったとしても、その接触面積が上限閾値よりも大きくならない場合には、制御手段は操作面に対して確定操作がなされたと判断しない。したがって、制御手段は、ユーザの意図に則して確実に確定操作を検出することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、制御手段は、トレース操作がなされている期間にわたって指先の接触面積の平均値を求め、この平均値の大きさに応じて上限閾値を変更する。指先の接触面積の平均値は、ユーザの性別や、操作面を強く押しながらトレース操作（すなわち指先の接触面積が相対的に大きい状態でトレース操作）をする癖があるのか否か等によって異なる。このように、接触面積の平均値に応じて上限閾値を変更することにより、制御手段は、ユーザに適切な上限閾値を用いて確定操作の検出を行うことができる。したがって、制御手段は、ユーザの個性によらず確実に確定操作を検出することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、構成の簡素化及びそれに伴う小型化が可能なタッチ操作入力装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、車両用のディスプレイシステムに用いられるタッチ操作入力装置に本発明を具体化した一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。本ディスプレイシステムは、エアコン、オーディオ、ナビゲーションシステム等の車両に付帯する付帯装備の操作を行うものである。
【００１５】
図１に示すように、ディスプレイシステム１は、タッチトレーサ（タッチ操作入力装置）１０及びディスプレイ（表示部）１１から構成されている。
ディスプレイ１１は、運転者及び同乗者（ユーザ）が容易に視認することができるセンタークラスタパネルの中央部等に配置されている。ディスプレイ１１は、タッチトレーサ１０からの操作入力情報に応じて、エアコン、オーディオの操作状況やナビゲーションシステムの案内地図画面等を表示する。一方、タッチトレーサ１０は、ユーザが容易に操作することができる場所、例えばセンターコンソールに配置されている。
【００１６】
タッチトレーサ１０は、選択ボタン１３と操作パネル２０とを備えている。選択ボタン１３は、一般的なプッシュボタンであり、本実施形態においては現在地ボタン１４、目的地ボタン１５、メニューボタン１６、エアコンボタン１７、オーディオボタン１８、及び検索ボタン１９により構成されている。これらボタン１４〜１９を押圧操作することにより、選択されたボタン１４〜１９に対応する機能項目の全てまたは一部がディスプレイ１１に表示される。例えば、エアコンボタン１７が押圧操作された場合、タッチトレーサ１０は、風量設定アイコン（機能項目）、温度設定アイコン（機能個目）等をディスプレイ１１に表示する。なお、機能項目の数は、各ボタン１４〜１９毎に対応して予め設定されている。
【００１７】
図２及び図３に示すように、タッチトレーサ１０は、ケース本体３０を備えている。ケース本体３０の内部には、入力手段としてのセンサ部４０と回路基板５０とがそれぞれ収容されている。回路基板５０には、制御手段としての制御部６０が実装されている。
【００１８】
ケース本体３０は、第１ケース３１と第２ケース３２とが、図２における上下方向から組み付けられることにより全体として略直方体状をなしている。第１ケース３１は、底部が開口した有蓋箱体状に形成されており、第２ケース３２は、上部が開口した有底箱体状に形成されている。これら第１ケース３１と第２ケース３２とは、第１ケース３１の内部に第２ケース３２が収容されるように組み付けられている。図２における第１ケース３１の上面には、四角形状の開口部３１ａが透設されている。
【００１９】
センサ部４０は、操作パネル２０とタッチセンサ７０とが固着されることにより一体的に構成されている。操作パネル２０には、開口部３１ａと同形同大に形成された突部２０ａが形成されている。タッチセンサ７０は、ハーネス７１を介して回路基板５０に接続されている。センサ部４０は、操作パネル２０の操作面２０ｂが開口部３１ａから露出するように、操作パネル２０の突部２０ａが開口部３１ａに挿入された状態で第１ケース３１に固定されている。すなわち、センサ部４０は、操作パネル２０の突部２０ａと開口部３１ａとの間に隙間が空かないように第１ケース３１に固定されている。なお、センサ部４０は、第１ケース３１に固定される代わりに、回路基板５０に固定されてもよい。
【００２０】
次に、ディスプレイシステム１の電気的構成について図４及び図５にしたがって説明する。
図４に示すように、タッチトレーサ１０とディスプレイ１１とは、電気的に接続されている。選択ボタン１３及びタッチセンサ７０は、それぞれ制御部６０に接続されている。
【００２１】
タッチセンサ７０は、静電容量式センサにより構成されている。タッチセンサ７０は、ユーザの指先が操作面２０ｂに接触した場合、その操作面２０ｂにおける指先の接触面積及び指先の接触位置を示す旨のセンサ信号を制御部６０に出力する。
【００２２】
制御部６０は、図示しないＣＰＵ及びメモリ６０ａを備えている。メモリ６０ａには、操作面２０ｂに対するユーザの押圧操作を確定操作として認識するための閾値の一つである傾度閾値が予め記憶されている。この傾度閾値は、単位時間当たりの指先の接触面積の増加量を示す値である。詳しくは、傾度閾値は、図５に示すように、ポイントＰ１からポイントＰ２までの期間における指先の接触面積の増加量（面積Ｓ）をポイントＰ１からポイントＰ２までに要した時間Ｔで除算した値として設定される。なお、本実施形態における傾度閾値は、複数人の被験者を対象とした確定操作の結果として求められた各人の確定操作に要する時間とその時間内における指先の接触面積に対して統計的手法を施すことによって求められた単位時間当たりの指先の接触面積の増加量よりも若干小さな値に設定されている。
【００２３】
制御部６０は、所定の時間（例えば数ｍｓｅｃ）毎にタッチセンサ７０から入力されるセンサ信号をサンプリングし、そのセンサ信号から求められる指先の接触面積（指先が操作面２０ｂに接触していない場合も含む）をメモリ６０ａに逐次書き込む。そして、制御部６０は、メモリ６０ａに記憶されている指先の接触面積のうちの複数個を用いて同接触面積の平均値（測定値Ａ）を求め、この測定値Ａの推移を監視する。
【００２４】
制御部６０は、測定値Ａの増加割合が傾度閾値よりも小さい場合、操作面２０ｂに対してトレース操作がなされていると判断する。トレース操作時において制御部６０は、センサ信号から求められる指先の接触位置に応じて、ディスプレイ１１に表示される選択項目のフォーカスを切り換える。
【００２５】
制御部６０は、測定値Ａが一定の傾きをもって増加し始めた場合、増加し始める前の測定値Ａに所定の演算を施すことにより、操作面２０ｂに対するユーザの押圧操作を確定操作として認識するための二つ目の閾値である上限閾値ＴＨを算出する。本実施形態における上限閾値ＴＨは、指先の接触面積の平均値が３０％増加したときの同接触面積（測定値Ａ×１．３）として設定されている（図５参照）。
【００２６】
制御部６０は、測定値Ａの単位時間当たりの増加量が傾度閾値よりも大きく、且つ、測定値Ａが上限閾値ＴＨよりも大きい場合、操作面２０ｂに対して押圧操作がなされたと判断する。すなわち、制御部６０は、操作面２０ｂにおける指先の接触面積の変化割合が、たとえ傾度閾値よりも大きいとしても、その接触面積が上限閾値ＴＨよりも大きくなければ、操作面２０ｂに対して確定操作がなされたとは判断しない。このように、制御部６０は、操作面２０ｂに対するユーザの押圧操作を確定操作として認識するための閾値として、傾度閾値と上限閾値ＴＨとの２つの閾値を用いている。
【００２７】
制御部６０は、確定操作がなされたと判断した場合、その時点においてセンサ信号から認識される指先の接触位置に対応するディスプレイ１１の機能項目が選択されたものと判断して、選択された機能項目に対応する付帯装備を作動させるべく制御を行う。
【００２８】
＜作用＞
次に、このように構成されたタッチトレーサ１０の作用について図６にしたがって説明する。ここでは、操作面２０ｂを強く押圧する癖を持つユーザ（強癖者）によってタッチトレーサ１０が操作される場合と、操作面２０ｂを軽く押圧する癖を持つユーザ（弱癖者）によってタッチトレーサ１０が操作される場合とについて説明する。
【００２９】
「強癖者によって操作された場合」
タッチトレーサ１０の操作面２０ｂがトレース操作されると、測定値ＭＡは、例えば図６に示す経路Ｓ１に沿って推移する。このときの測定値ＭＡの増加割合は、傾度閾値よりも小さいため、タッチトレーサ１０は、操作面２０ｂに対してトレース操作がなされていると判断し、操作面２０ｂにおける指先の接触位置に応じてディスプレイ１１上の選択項目へのフォーカスを切り換える。
【００３０】
ポイントＰ１１において操作面２０ｂが押圧操作されると、測定値ＭＡは、操作面２０ｂにおける指先の接触面積の増加に伴って増加する。この際、タッチトレーサ１０は、ポイントＰ１１における測定値ＭＡから上限閾値ＭＴＨを算出する。その後、例えば図６に示す経路Ｓ２に沿ってポイントＰ１２で示す時点まで測定値ＭＡが増加した場合、測定値ＭＡの増加割合は、傾度閾値（図６に二点鎖線で示す）よりも大きく、また、上限閾値ＭＴＨよりも大きくなる。このため、タッチトレーサ１０は、操作面２０ｂに対して確定操作がなされたと判断して、トレース操作により仮選択されている機能項目を選択して対応する付帯装備を作動させる。
【００３１】
一方、ポイントＰ１１の時点から経路Ｓ３に沿ってポイントＰ１３まで測定値ＭＡが増加し、その後一定値に落ち着いた場合、測定値ＭＡの増加割合は傾度閾値よりも大きくなるが、ポイントＰ１３における測定値ＭＡは上限閾値ＭＴＨよりも小さいままである。このため、タッチトレーサ１０は、ユーザにより確定操作がなされたとは判断せず、依然としてトレース操作が行われていると判断する。また、ポイントＰ１１の時点から経路Ｓ４に沿ってポイントＰ１４まで測定値ＭＡが増加し、その後一定値に落ち着いた場合、ポイントＰ１３における測定値ＭＡは上限閾値ＭＴＨよりも大きくなるが、測定値ＭＡの増加割合は傾度閾値よりも小さいままであるため、この場合も、タッチトレーサ１０は、ユーザにより確定操作がなされたとは判断しない。すなわち、タッチトレーサ１０は、測定値ＭＡが傾度閾値よりも大きく、且つ、測定値ＭＡが上限閾値ＭＴＨよりも大きい場合にのみ、操作面２０ｂに対して確定操作がなされたと判断する。
【００３２】
「弱癖者によって操作された場合」
弱癖者によって操作面２０ｂに対してトレース操作がなされると、測定値ＦＡは、測定値ＭＡよりも小さい値で時間と共に推移することになる。例えば、図６に示す経路Ｓ１０に沿って推移した場合、このときの測定値ＦＡの増加割合は、傾度閾値よりも小さいため、タッチトレーサ１０は、強癖者が操作した場合と同様に、操作面２０ｂに対してトレース操作がなされていると判断して、操作面２０ｂにおける指先の接触位置に応じてディスプレイ１１上の選択項目へのフォーカスを切り換える。
【００３３】
ポイントＰ２１において操作面２０ｂが押圧操作されると、測定値ＦＡは、操作面２０ｂにおける指先の接触面積の増加に伴って増加する。この際、タッチトレーサ１０は、測定値ＦＡから上限閾値ＦＴＨを算出する。この上限閾値ＦＴＨは、上限閾値ＭＴＨよりも小さな値となる。すなわち、タッチトレーサ１０（制御部６０）は、トレース操作がなされている期間にわたって指先の接触面積の平均値である測定値Ａを求め、この測定値Ａの大きさに応じて上限閾値ＴＨを変更している。
【００３４】
その後、例えば、図６に示す経路Ｓ１１に沿ってポイントＰ２２で示す時点まで測定値ＦＡが増加した場合、測定値ＦＡの増加割合は傾度閾値よりも大きく、また、上限閾値ＦＴＨよりも大きくなる。よって、タッチトレーサ１０は、操作面２０ｂに対して確定操作がなされたと判断し、トレース操作により仮選択されている機能項目を選択して対応する付帯装備を作動させる。
【００３５】
一方、ポイントＰ２１の時点から経路Ｓ１２に沿ってポイントＰ２３まで測定値ＦＡが増加し、その後一定値に落ち着いた場合、測定値ＦＡの増加割合は傾度閾値よりも大きくなるが、ポイントＰ２３における測定値ＦＡは上限閾値ＦＴＨよりも小さいままである。このため、タッチトレーサ１０は、ユーザにより確定操作がなされたとは判断せず、依然としてトレース操作が行われていると判断する。また、ポイントＰ２１の時点から経路Ｓ１３に沿ってポイントＰ２４まで測定値ＦＡが増加し、その後一定値に落ち着いた場合、ポイントＰ２４における測定値ＦＡは上限閾値ＦＴＨよりも大きくなるが、測定値ＦＡの増加割合は傾度閾値よりも小さいままであるため、この場合も、タッチトレーサ１０は、確定操作がなされたとは判断しない。このように弱癖者により操作された場合も、タッチトレーサ１０は、測定値ＦＡが傾度閾値よりも大きく、且つ測定値ＦＡが上限閾値ＦＴＨよりも大きい場合にのみ、操作面２０ｂに対して確定操作がなされたと判断する。
【００３６】
以上のように、タッチトレーサ１０は、上限閾値ＭＴＨ及び上限閾値ＦＴＨといった２つの上限閾値ＴＨを用いて、ユーザによる確定操作がなされたか否かを判断している。このため、タッチトレーサ１０は、単一の上限閾値ＴＨ、例えば、複数人にとって最適だと推定される単一の上限閾値ＴＨを確定操作の有無の判断に用いた場合に比較して、ユーザ各人に対して一層最適な上限閾値ＴＨを用いて確定操作がなされたか否かを判断することができる。つまり、タッチトレーサ１０は、強癖者及び弱癖者の確定操作をそれぞれ確実に検出できる。
【００３７】
したがって上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）制御部６０は、測定値Ａが傾度閾値よりも大きい場合、操作面２０ｂに対して確定操作がなされたと判断する。一方、測定値Ａが傾度閾値以下の場合、制御部６０は、操作面２０ｂに対してトレース操作がなされていると判断する。すなわち、制御部６０は、指先の接触面積の増加割合に基づいてトレース操作と確定操作とを区別している。制御部６０は、指先の接触面積の増加割合をタッチセンサ７０のセンサ信号から求める。このため、タッチトレーサ１０は、第１ケース３１とタッチセンサ７０とを固定するといった上記実施形態に示す構成をとることが可能となり、従来のタッチ操作入力装置におけるような片ヒンジ構造部やタクトスイッチのような機械部品を備える必要がなくなる。したがって、タッチトレーサ１０の構成を簡素化でき、タッチトレーサ１０を小型化することができる。
【００３８】
（２）制御部６０は、操作面２０ｂにおける指先の接触面積の平均値である測定値Ａの増加割合が傾度閾値よりも大きく、且つ、測定値Ａが上限閾値ＴＨよりも大きい場合にのみ、操作面２０ｂに対して確定操作がなされたと判断する。つまり、操作面２０ｂにおける指先の接触面積が、たとえ傾度閾値よりも大きくても、その接触面積が上限閾値ＴＨよりも大きくならなければ、制御部６０は確定操作がなされたと判断しない。このため、例えば、ユーザが確定操作を行う意図がないのに、車両の振動等によって操作面２０ｂを押圧してしまって、操作面２０ｂにおける指先の接触面積の増加割合が傾度閾値よりも大きくなってしまったとしても、その接触面積が上限閾値ＴＨよりも大きくならない場合には、制御部６０は操作面２０ｂに対して確定操作がなされたと判断しない。したがって、タッチトレーサ１０は、ユーザの意図に則して確実に確定操作を検出することができる。
【００３９】
（３）制御部６０は、トレース操作がなされている期間にわたって指先の接触面積の平均値である測定値Ａを求め、この測定値Ａの大きさに応じて上限閾値ＴＨを変更する。測定値Ａは、操作面２０ｂを強く押しながらトレース操作をする癖があるのか否か等のユーザの特性によって異なる。しかし、制御部６０は、測定値Ａの大きさに応じて上限閾値ＴＨを変更するため、ユーザに適切な上限閾値ＴＨを用いて確定操作の検出を行うことができる。したがって、タッチトレーサ１０は、ユーザの個性によらず確実に確定操作を検出することができる。
【００４０】
（４）タッチセンサ７０は第１ケース３１に固定されている。このため、ユーザは、操作面２０ｂ上のどの箇所を触った場合でも、同一の操作フィーリングで確定操作を行うことができる。
【００４１】
ちなみに、従来のタッチ操作入力装置においては、片ヒンジ構造を用いて確定操作の認識を行っていた。このため、操作面２０ｂ上のどの部分を触るかによって（すなわち、支点からどのくらい離れた位置を押すかによって）押圧操作量が異なってしまい、良好な操作フィーリングを得られ難かった。このことは、操作面２０ｂが広くなればなるほど顕著に現れるという問題があった。本発明のタッチトレーサ１０によれば、このような問題点をも解消することができる。
【００４２】
（５）センサ部４０は、操作パネル２０の突部２０ａと開口部３１ａとの間に隙間が空かないように第１ケース３１に固定されている。このため、タッチトレーサ１０の内部にごみ等が侵入するのを防止することができる。また、開口部３１ａと操作パネル２０との間に防水構造を設ける必要がなく、タッチトレーサ１０の構成を一層簡素化することができる。ちなみに、従来のタッチ操作入力装置においては、片ヒンジ構造を作動させるために必然的に開口部３１ａと操作パネル２０との間には隙間が存在していた。
【００４３】
なお、本発明の上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において上限閾値ＴＨは、操作面２０ｂ上の指先の接触面積の平均値である測定値Ａの大きさに応じて可変となっている。しかし、上限閾値ＴＨは、例えば複数人に対して行った評価に基づき予め固定値としてメモリ６０ａに記憶されていてもよい。そして、制御部６０は、このメモリ６０ａに記憶されている上限閾値ＴＨと傾度閾値とを用いて、確定操作がなされたか否かを判断するようにしてもよい。
【００４４】
・上記実施形態において制御部６０のメモリ６０ａには、単一の傾度閾値が記憶されている。制御部６０は、強癖者であろうが弱癖者であろうが共に同一の傾度閾値を用いている。しかし、制御部６０のメモリ６０ａには、測定値Ａに応じて予め複数の傾度閾値が記憶されていてもよい。そして、制御部６０は、測定値Ａの大きさに応じて、すなわち、ユーザの操作態様に応じて、メモリ６０ａに記憶されている傾度閾値からその操作態様に最適な傾度閾値を選択し、同傾度閾値と上限閾値ＴＨとから確定操作がなされたか否かを判断するようにしてもよい。例えば、タッチトレーサ１０は、操作面２０ｂに対する操作フィーリングを設定するモード（設定モード）を有し、同モードにおいて測定値Ａが変化した場合、メモリ６０ａに記憶されている傾度閾値のうち同測定値Ａの変化割合に一番近い傾度閾値（選択傾度閾値）を選択するようにしてもよい。そして、制御部６０は、この選択傾度閾値を用いて、ユーザによるトレース操作と確定操作とを判別するようにしてもよい。このようにすれば、ユーザは、例えば選択ボタン１３を操作することで設定モードに切り換えて、実際に操作面２０ｂに対して確定操作を行うことにより、自らに最適な傾度閾値を選択して自分好みの操作フィーリングでタッチトレーサ１０を操作することができる。したがって、タッチトレーサ１０は、ユーザ毎に一層最適な操作フィーリングを提供することができる。
【００４５】
・上記実施形態においてタッチトレーサ１０は、図４に破線で示すように、車両の走行速度に応じた検出信号を出力する車速センサ７５を新たに備えてもよい。このようなタッチトレーサ１０において制御部６０は、車速センサ７５から車両が走行していると判断した場合、測定値Ａの変化の割合が傾度閾値よりも大きく、測定値Ａが上限閾値ＴＨよりも大きい場合でも、確定操作がなされたと判断しないようにしてもよい。すなわち、制御部６０は、車両が走行していると判断した場合には確定操作を無効とするようにしてもよい。このようにすれば、車両の走行中における振動の影響による確定操作の誤検出の可能性を排除でき、ユーザによる確定操作を一層確実に認識することができる。
【００４６】
また、制御部６０は、車速センサ７５から求められる走行速度に応じて、傾度閾値や上限閾値ＴＨを変更するようにしてもよい。例えば、制御部６０は、車両の走行速度が速いと認識した場合、上限閾値ＴＨを若干大きな値に補正するようにしてもよい。一般に、車両の走行速度の上昇に伴い車両の振動も大きくなるため、ユーザは、車両速度の上昇に伴って操作面２０ｂを強く押圧すると推定される。この場合、停車している場合と車両が走行している場合とで、操作フィーリングが相違してしまう。しかし、このように制御部６０が走行速度に応じて上限閾値ＴＨを変更することにより、ユーザは、車両の停車時及び走行時の双方において同程度の操作フィーリングで操作面２０ｂを操作することができる。
【００４７】
・上記実施形態において制御部６０は、確定操作がなされたか否かを、測定値Ａの変化の割合が傾度閾値よりも大きいか否かのみで判断するようにしてもよい。このようにしても、タッチトレーサ１０の構成を簡素化し、タッチトレーサ１０を小型化することができる。
【００４８】
・上記実施形態においてタッチセンサ７０は、静電容量式センサに限られない。例えば、タッチセンサ７０は、操作面２０ｂの下方に格子状に配置された圧力センサでもよい。要するに、タッチセンサ７０は、操作面２０ｂにおける指先の接触位置と接触面積とを検出可能なセンサであれば、その構成や指先の接触面積の検出原理は限定されない。
【００４９】
・本発明は、車両に配設されたタッチトレーサ１０への適用に限定されず、例えばカーナビゲーションシステムのリモートコントローラーとして適用されてもよい。
次に、上記実施形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
【００５０】
（１）請求項１に記載のタッチ操作入力装置において、車両の走行状態を検出して該状態を示す検出信号を前記制御手段に出力する検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記検出信号により車両が走行していると判断した場合、前記操作面における指先の接触面積が傾度閾値よりも大きくても、確定操作はなされていないと判断すること。なお、上記実施形態において検出手段は、車速センサ７５に相当する。
【００５１】
（２）請求項２又は請求項３に記載のタッチ操作入力装置において、車両の走行状態を検出して該状態を示す検出信号を前記制御手段に出力する検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記検出信号により車両が走行していると判断した場合、前記操作面における指先の接触面積が上限閾値よりも大きくても、確定操作はなされていないと判断すること。なお、上記実施形態において検出手段は、車速センサ７５に相当する。
【００５２】
（３）請求項１〜３、技術的思想（１），（２）のいずれか一項に記載のタッチ操作入力装置において、前記入力手段は、前記操作面に接触する被接触体と該操作面との間の静電容量に相関する前記センサ信号を出力する静電容量式センサを備えること。なお、上記実施形態において被接触体は、ユーザの指先に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明におけるディスプレイシステムの外観を概略的に示す斜視図。
【図２】一実施形態のタッチトレーサにおいて、図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】同タッチトレーサにおいて、図２のＢ−Ｂ断面図。
【図４】一実施形態におけるディスプレイシステムの電気的構成を概略的に示すブロック図。
【図５】一実施形態のタッチトレーサの制御部が備えるメモリに記憶される傾度閾値を幾何学的に示すグラフ。
【図６】同タッチトレーサにおいて、操作面における指先の接触面積の平均値が推移する様子を示すグラフ。
【図７】従来のタッチ操作入力装置の断面図。
【符号の説明】
【００５４】
１０…タッチ操作入力装置としてのタッチトレーサ、２０…入力手段としての操作パネル、２０ｂ…操作面、３０…ケース本体、６０…制御手段としての制御部、７０…入力手段としてのタッチセンサ、ＴＨ，ＦＴＨ，ＭＴＨ…上限閾値。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ操作入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば車両にあっては、センターコンソール等の操作し易い場所に配設されたタッチ操作入力装置とセンタークラスタパネル等の視認し易い場所に配設されたディスプレイ（表示部）とを備えるディスプレイシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ユーザは、タッチ操作入力装置の操作面に触れる（タッチ操作）ことで、ディスプレイに表示された複数の機能項目から一つの機能項目を選択して、所望の画面を表示させたり車両の付帯装備を作動させたりすることができる。よって、このようなディスプレイシステムによれば、ディスプレイを視認しながら操作面を容易に操作することができ、車両の利便性が向上する。
【０００３】
ところで、この種のタッチ操作入力装置には、操作面に指先を接触させた状態で該操作面上を移動させるトレース操作と操作面を押圧する確定操作との２つの操作態様がある。ユーザは、トレース操作を行うことによりディスプレイ上の所望の機能項目を仮選択し、確定操作を行うことにより同機能項目を選択することができる。
【０００４】
このような確定操作を検出するタッチ操作入力装置の構造としては、図７に示す構造が提案されている。タッチ操作入力装置１００は、操作面１０１が押圧操作された際に支点Ｏを中心として回動する揺動部材１０２を備えている。タッチ操作入力装置１００は、揺動部材１０２が回転（図７に二点鎖線で示す）することによりタクトスイッチ１０３がオンした場合、確定操作がなされたと判断する。ユーザは、操作面１０１を押圧操作（確定操作）することによりディスプレイ上の機能項目を選択できる。このような片ヒンジ構造を有するタッチ操作入力装置によれば、操作面１０１をトレース操作する際や確定操作する際に操作面１０１がぐらつくことがなく、ユーザは良好な操作フィーリングでこれら操作を行うことができる。
【特許文献１】特開２００１−３２５０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、タッチ操作入力装置の小型化への要求が高まってきている。しかしながら、従来のタッチ操作入力装置１００では、確定操作を検出するために片ヒンジ構造を採用しているため、タッチ操作入力装置１００の構成が複雑となってしまい、その小型化は困難であった。特に、操作面１０１に垂直な方向では揺動部材１０２が回動するためのスペースが必須とされ、タッチ操作入力装置１００の小型化において制約となっていた。そこで、構成を簡素化でき、小型化できるタッチ操作入力装置の提供が望まれている。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、構成の簡素化及びそれに伴う小型化が可能なタッチ操作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】
【０００７】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明では、ケース本体から露出する操作面を有する入力手段と、該ケース本体とは別個に設けられた表示部に複数の機能項目を表示し、前記操作面を押圧する確定操作がなされたことを前記入力手段により検出したときは、前記表示部の機能項目のうち前記操作面上の接触位置に相当する前記機能項目が選択されたと判断して該機能項目に対応付けられた制御を行う制御手段とを備えるタッチ操作入力装置において、前記入力手段は、前記操作面における指先の接触面積を示す旨のセンサ信号を前記制御手段に対して出力し、前記制御手段は、前記センサ信号から指先の接触面積を求め、単位時間当たりの接触面積の増加量として設定された傾度閾値よりも該指先の接触面積が大きい場合、前記操作面に対して確定操作がなされたと判断することを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のタッチ操作入力装置において、前記制御手段は、前記操作面における指先の接触面積が前記傾度閾値よりも大きく、且つ、前記操作面に対する指先の最大接触面積以下の面積として予め設定された上限閾値よりも大きい場合、前記操作面に対して確定操作がなされたと判断することを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載のタッチ操作入力装置において、前記制御手段は、前記入力手段に指先が接触した状態で移動されるトレース操作がなされている期間にわたって前記操作面における指先の接触面積の平均値を求め、該平均値の大きさに応じて前記上限閾値を変更することを要旨とする。
【００１０】
以下、本発明の作用について説明する。
請求項１に記載の発明によれば、制御手段は、入力手段の操作面における指先の接触面積の単位時間当たりの増加量が傾度閾値よりも大きい場合、操作面に対して確定操作がなされたと判断する。すなわち、制御手段は、操作面に対して確定操作がなされたか否かを指先の接触面積の増加割合に基づいて判断する。この操作面における指先の接触面積の増加割合は、たとえ入力手段がケース本体に固定されている状態においても変化するため、制御手段は、可動部材（従来のタッチ操作入力装置における揺動部材）やタクトスイッチといった機械部品を用いることなく確定操作を確実に検出することが可能である。したがって、本発明によれば、タッチ操作入力装置の構成を簡素化することができ、タッチ操作入力装置を小型化することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、制御手段は、操作面における指先の接触面積が傾度閾値よりも大きく、且つ、上限閾値よりも大きい場合、操作面に対して確定操作がなされたと判断する。つまり、操作面における指先の接触面積が、たとえ傾度閾値よりも大きくても、その接触面積が上限閾値よりも大きくならなければ、制御手段は確定操作がなされたと判断しない。このため、例えば、ユーザが確定操作を行う意図がないのに外乱（例えば車両の振動等）により操作面を押圧してしまって、操作面における指先の接触面積の増加割合が傾度閾値よりも大きくなってしまったとしても、その接触面積が上限閾値よりも大きくならない場合には、制御手段は操作面に対して確定操作がなされたと判断しない。したがって、制御手段は、ユーザの意図に則して確実に確定操作を検出することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、制御手段は、トレース操作がなされている期間にわたって指先の接触面積の平均値を求め、この平均値の大きさに応じて上限閾値を変更する。指先の接触面積の平均値は、ユーザの性別や、操作面を強く押しながらトレース操作（すなわち指先の接触面積が相対的に大きい状態でトレース操作）をする癖があるのか否か等によって異なる。このように、接触面積の平均値に応じて上限閾値を変更することにより、制御手段は、ユーザに適切な上限閾値を用いて確定操作の検出を行うことができる。したがって、制御手段は、ユーザの個性によらず確実に確定操作を検出することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、構成の簡素化及びそれに伴う小型化が可能なタッチ操作入力装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、車両用のディスプレイシステムに用いられるタッチ操作入力装置に本発明を具体化した一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。本ディスプレイシステムは、エアコン、オーディオ、ナビゲーションシステム等の車両に付帯する付帯装備の操作を行うものである。
【００１５】
図１に示すように、ディスプレイシステム１は、タッチトレーサ（タッチ操作入力装置）１０及びディスプレイ（表示部）１１から構成されている。
ディスプレイ１１は、運転者及び同乗者（ユーザ）が容易に視認することができるセンタークラスタパネルの中央部等に配置されている。ディスプレイ１１は、タッチトレーサ１０からの操作入力情報に応じて、エアコン、オーディオの操作状況やナビゲーションシステムの案内地図画面等を表示する。一方、タッチトレーサ１０は、ユーザが容易に操作することができる場所、例えばセンターコンソールに配置されている。
【００１６】
タッチトレーサ１０は、選択ボタン１３と操作パネル２０とを備えている。選択ボタン１３は、一般的なプッシュボタンであり、本実施形態においては現在地ボタン１４、目的地ボタン１５、メニューボタン１６、エアコンボタン１７、オーディオボタン１８、及び検索ボタン１９により構成されている。これらボタン１４〜１９を押圧操作することにより、選択されたボタン１４〜１９に対応する機能項目の全てまたは一部がディスプレイ１１に表示される。例えば、エアコンボタン１７が押圧操作された場合、タッチトレーサ１０は、風量設定アイコン（機能項目）、温度設定アイコン（機能個目）等をディスプレイ１１に表示する。なお、機能項目の数は、各ボタン１４〜１９毎に対応して予め設定されている。
【００１７】
図２及び図３に示すように、タッチトレーサ１０は、ケース本体３０を備えている。ケース本体３０の内部には、入力手段としてのセンサ部４０と回路基板５０とがそれぞれ収容されている。回路基板５０には、制御手段としての制御部６０が実装されている。
【００１８】
ケース本体３０は、第１ケース３１と第２ケース３２とが、図２における上下方向から組み付けられることにより全体として略直方体状をなしている。第１ケース３１は、底部が開口した有蓋箱体状に形成されており、第２ケース３２は、上部が開口した有底箱体状に形成されている。これら第１ケース３１と第２ケース３２とは、第１ケース３１の内部に第２ケース３２が収容されるように組み付けられている。図２における第１ケース３１の上面には、四角形状の開口部３１ａが透設されている。
【００１９】
センサ部４０は、操作パネル２０とタッチセンサ７０とが固着されることにより一体的に構成されている。操作パネル２０には、開口部３１ａと同形同大に形成された突部２０ａが形成されている。タッチセンサ７０は、ハーネス７１を介して回路基板５０に接続されている。センサ部４０は、操作パネル２０の操作面２０ｂが開口部３１ａから露出するように、操作パネル２０の突部２０ａが開口部３１ａに挿入された状態で第１ケース３１に固定されている。すなわち、センサ部４０は、操作パネル２０の突部２０ａと開口部３１ａとの間に隙間が空かないように第１ケース３１に固定されている。なお、センサ部４０は、第１ケース３１に固定される代わりに、回路基板５０に固定されてもよい。
【００２０】
次に、ディスプレイシステム１の電気的構成について図４及び図５にしたがって説明する。
図４に示すように、タッチトレーサ１０とディスプレイ１１とは、電気的に接続されている。選択ボタン１３及びタッチセンサ７０は、それぞれ制御部６０に接続されている。
【００２１】
タッチセンサ７０は、静電容量式センサにより構成されている。タッチセンサ７０は、ユーザの指先が操作面２０ｂに接触した場合、その操作面２０ｂにおける指先の接触面積及び指先の接触位置を示す旨のセンサ信号を制御部６０に出力する。
【００２２】
制御部６０は、図示しないＣＰＵ及びメモリ６０ａを備えている。メモリ６０ａには、操作面２０ｂに対するユーザの押圧操作を確定操作として認識するための閾値の一つである傾度閾値が予め記憶されている。この傾度閾値は、単位時間当たりの指先の接触面積の増加量を示す値である。詳しくは、傾度閾値は、図５に示すように、ポイントＰ１からポイントＰ２までの期間における指先の接触面積の増加量（面積Ｓ）をポイントＰ１からポイントＰ２までに要した時間Ｔで除算した値として設定される。なお、本実施形態における傾度閾値は、複数人の被験者を対象とした確定操作の結果として求められた各人の確定操作に要する時間とその時間内における指先の接触面積に対して統計的手法を施すことによって求められた単位時間当たりの指先の接触面積の増加量よりも若干小さな値に設定されている。
【００２３】
制御部６０は、所定の時間（例えば数ｍｓｅｃ）毎にタッチセンサ７０から入力されるセンサ信号をサンプリングし、そのセンサ信号から求められる指先の接触面積（指先が操作面２０ｂに接触していない場合も含む）をメモリ６０ａに逐次書き込む。そして、制御部６０は、メモリ６０ａに記憶されている指先の接触面積のうちの複数個を用いて同接触面積の平均値（測定値Ａ）を求め、この測定値Ａの推移を監視する。
【００２４】
制御部６０は、測定値Ａの増加割合が傾度閾値よりも小さい場合、操作面２０ｂに対してトレース操作がなされていると判断する。トレース操作時において制御部６０は、センサ信号から求められる指先の接触位置に応じて、ディスプレイ１１に表示される選択項目のフォーカスを切り換える。
【００２５】
制御部６０は、測定値Ａが一定の傾きをもって増加し始めた場合、増加し始める前の測定値Ａに所定の演算を施すことにより、操作面２０ｂに対するユーザの押圧操作を確定操作として認識するための二つ目の閾値である上限閾値ＴＨを算出する。本実施形態における上限閾値ＴＨは、指先の接触面積の平均値が３０％増加したときの同接触面積（測定値Ａ×１．３）として設定されている（図５参照）。
【００２６】
制御部６０は、測定値Ａの単位時間当たりの増加量が傾度閾値よりも大きく、且つ、測定値Ａが上限閾値ＴＨよりも大きい場合、操作面２０ｂに対して押圧操作がなされたと判断する。すなわち、制御部６０は、操作面２０ｂにおける指先の接触面積の変化割合が、たとえ傾度閾値よりも大きいとしても、その接触面積が上限閾値ＴＨよりも大きくなければ、操作面２０ｂに対して確定操作がなされたとは判断しない。このように、制御部６０は、操作面２０ｂに対するユーザの押圧操作を確定操作として認識するための閾値として、傾度閾値と上限閾値ＴＨとの２つの閾値を用いている。
【００２７】
制御部６０は、確定操作がなされたと判断した場合、その時点においてセンサ信号から認識される指先の接触位置に対応するディスプレイ１１の機能項目が選択されたものと判断して、選択された機能項目に対応する付帯装備を作動させるべく制御を行う。
【００２８】
＜作用＞
次に、このように構成されたタッチトレーサ１０の作用について図６にしたがって説明する。ここでは、操作面２０ｂを強く押圧する癖を持つユーザ（強癖者）によってタッチトレーサ１０が操作される場合と、操作面２０ｂを軽く押圧する癖を持つユーザ（弱癖者）によってタッチトレーサ１０が操作される場合とについて説明する。
【００２９】
「強癖者によって操作された場合」
タッチトレーサ１０の操作面２０ｂがトレース操作されると、測定値ＭＡは、例えば図６に示す経路Ｓ１に沿って推移する。このときの測定値ＭＡの増加割合は、傾度閾値よりも小さいため、タッチトレーサ１０は、操作面２０ｂに対してトレース操作がなされていると判断し、操作面２０ｂにおける指先の接触位置に応じてディスプレイ１１上の選択項目へのフォーカスを切り換える。
【００３０】
ポイントＰ１１において操作面２０ｂが押圧操作されると、測定値ＭＡは、操作面２０ｂにおける指先の接触面積の増加に伴って増加する。この際、タッチトレーサ１０は、ポイントＰ１１における測定値ＭＡから上限閾値ＭＴＨを算出する。その後、例えば図６に示す経路Ｓ２に沿ってポイントＰ１２で示す時点まで測定値ＭＡが増加した場合、測定値ＭＡの増加割合は、傾度閾値（図６に二点鎖線で示す）よりも大きく、また、上限閾値ＭＴＨよりも大きくなる。このため、タッチトレーサ１０は、操作面２０ｂに対して確定操作がなされたと判断して、トレース操作により仮選択されている機能項目を選択して対応する付帯装備を作動させる。
【００３１】
一方、ポイントＰ１１の時点から経路Ｓ３に沿ってポイントＰ１３まで測定値ＭＡが増加し、その後一定値に落ち着いた場合、測定値ＭＡの増加割合は傾度閾値よりも大きくなるが、ポイントＰ１３における測定値ＭＡは上限閾値ＭＴＨよりも小さいままである。このため、タッチトレーサ１０は、ユーザにより確定操作がなされたとは判断せず、依然としてトレース操作が行われていると判断する。また、ポイントＰ１１の時点から経路Ｓ４に沿ってポイントＰ１４まで測定値ＭＡが増加し、その後一定値に落ち着いた場合、ポイントＰ１３における測定値ＭＡは上限閾値ＭＴＨよりも大きくなるが、測定値ＭＡの増加割合は傾度閾値よりも小さいままであるため、この場合も、タッチトレーサ１０は、ユーザにより確定操作がなされたとは判断しない。すなわち、タッチトレーサ１０は、測定値ＭＡが傾度閾値よりも大きく、且つ、測定値ＭＡが上限閾値ＭＴＨよりも大きい場合にのみ、操作面２０ｂに対して確定操作がなされたと判断する。
【００３２】
「弱癖者によって操作された場合」
弱癖者によって操作面２０ｂに対してトレース操作がなされると、測定値ＦＡは、測定値ＭＡよりも小さい値で時間と共に推移することになる。例えば、図６に示す経路Ｓ１０に沿って推移した場合、このときの測定値ＦＡの増加割合は、傾度閾値よりも小さいため、タッチトレーサ１０は、強癖者が操作した場合と同様に、操作面２０ｂに対してトレース操作がなされていると判断して、操作面２０ｂにおける指先の接触位置に応じてディスプレイ１１上の選択項目へのフォーカスを切り換える。
【００３３】
ポイントＰ２１において操作面２０ｂが押圧操作されると、測定値ＦＡは、操作面２０ｂにおける指先の接触面積の増加に伴って増加する。この際、タッチトレーサ１０は、測定値ＦＡから上限閾値ＦＴＨを算出する。この上限閾値ＦＴＨは、上限閾値ＭＴＨよりも小さな値となる。すなわち、タッチトレーサ１０（制御部６０）は、トレース操作がなされている期間にわたって指先の接触面積の平均値である測定値Ａを求め、この測定値Ａの大きさに応じて上限閾値ＴＨを変更している。
【００３４】
その後、例えば、図６に示す経路Ｓ１１に沿ってポイントＰ２２で示す時点まで測定値ＦＡが増加した場合、測定値ＦＡの増加割合は傾度閾値よりも大きく、また、上限閾値ＦＴＨよりも大きくなる。よって、タッチトレーサ１０は、操作面２０ｂに対して確定操作がなされたと判断し、トレース操作により仮選択されている機能項目を選択して対応する付帯装備を作動させる。
【００３５】
一方、ポイントＰ２１の時点から経路Ｓ１２に沿ってポイントＰ２３まで測定値ＦＡが増加し、その後一定値に落ち着いた場合、測定値ＦＡの増加割合は傾度閾値よりも大きくなるが、ポイントＰ２３における測定値ＦＡは上限閾値ＦＴＨよりも小さいままである。このため、タッチトレーサ１０は、ユーザにより確定操作がなされたとは判断せず、依然としてトレース操作が行われていると判断する。また、ポイントＰ２１の時点から経路Ｓ１３に沿ってポイントＰ２４まで測定値ＦＡが増加し、その後一定値に落ち着いた場合、ポイントＰ２４における測定値ＦＡは上限閾値ＦＴＨよりも大きくなるが、測定値ＦＡの増加割合は傾度閾値よりも小さいままであるため、この場合も、タッチトレーサ１０は、確定操作がなされたとは判断しない。このように弱癖者により操作された場合も、タッチトレーサ１０は、測定値ＦＡが傾度閾値よりも大きく、且つ測定値ＦＡが上限閾値ＦＴＨよりも大きい場合にのみ、操作面２０ｂに対して確定操作がなされたと判断する。
【００３６】
以上のように、タッチトレーサ１０は、上限閾値ＭＴＨ及び上限閾値ＦＴＨといった２つの上限閾値ＴＨを用いて、ユーザによる確定操作がなされたか否かを判断している。このため、タッチトレーサ１０は、単一の上限閾値ＴＨ、例えば、複数人にとって最適だと推定される単一の上限閾値ＴＨを確定操作の有無の判断に用いた場合に比較して、ユーザ各人に対して一層最適な上限閾値ＴＨを用いて確定操作がなされたか否かを判断することができる。つまり、タッチトレーサ１０は、強癖者及び弱癖者の確定操作をそれぞれ確実に検出できる。
【００３７】
したがって上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）制御部６０は、測定値Ａが傾度閾値よりも大きい場合、操作面２０ｂに対して確定操作がなされたと判断する。一方、測定値Ａが傾度閾値以下の場合、制御部６０は、操作面２０ｂに対してトレース操作がなされていると判断する。すなわち、制御部６０は、指先の接触面積の増加割合に基づいてトレース操作と確定操作とを区別している。制御部６０は、指先の接触面積の増加割合をタッチセンサ７０のセンサ信号から求める。このため、タッチトレーサ１０は、第１ケース３１とタッチセンサ７０とを固定するといった上記実施形態に示す構成をとることが可能となり、従来のタッチ操作入力装置におけるような片ヒンジ構造部やタクトスイッチのような機械部品を備える必要がなくなる。したがって、タッチトレーサ１０の構成を簡素化でき、タッチトレーサ１０を小型化することができる。
【００３８】
（２）制御部６０は、操作面２０ｂにおける指先の接触面積の平均値である測定値Ａの増加割合が傾度閾値よりも大きく、且つ、測定値Ａが上限閾値ＴＨよりも大きい場合にのみ、操作面２０ｂに対して確定操作がなされたと判断する。つまり、操作面２０ｂにおける指先の接触面積が、たとえ傾度閾値よりも大きくても、その接触面積が上限閾値ＴＨよりも大きくならなければ、制御部６０は確定操作がなされたと判断しない。このため、例えば、ユーザが確定操作を行う意図がないのに、車両の振動等によって操作面２０ｂを押圧してしまって、操作面２０ｂにおける指先の接触面積の増加割合が傾度閾値よりも大きくなってしまったとしても、その接触面積が上限閾値ＴＨよりも大きくならない場合には、制御部６０は操作面２０ｂに対して確定操作がなされたと判断しない。したがって、タッチトレーサ１０は、ユーザの意図に則して確実に確定操作を検出することができる。
【００３９】
（３）制御部６０は、トレース操作がなされている期間にわたって指先の接触面積の平均値である測定値Ａを求め、この測定値Ａの大きさに応じて上限閾値ＴＨを変更する。測定値Ａは、操作面２０ｂを強く押しながらトレース操作をする癖があるのか否か等のユーザの特性によって異なる。しかし、制御部６０は、測定値Ａの大きさに応じて上限閾値ＴＨを変更するため、ユーザに適切な上限閾値ＴＨを用いて確定操作の検出を行うことができる。したがって、タッチトレーサ１０は、ユーザの個性によらず確実に確定操作を検出することができる。
【００４０】
（４）タッチセンサ７０は第１ケース３１に固定されている。このため、ユーザは、操作面２０ｂ上のどの箇所を触った場合でも、同一の操作フィーリングで確定操作を行うことができる。
【００４１】
ちなみに、従来のタッチ操作入力装置においては、片ヒンジ構造を用いて確定操作の認識を行っていた。このため、操作面２０ｂ上のどの部分を触るかによって（すなわち、支点からどのくらい離れた位置を押すかによって）押圧操作量が異なってしまい、良好な操作フィーリングを得られ難かった。このことは、操作面２０ｂが広くなればなるほど顕著に現れるという問題があった。本発明のタッチトレーサ１０によれば、このような問題点をも解消することができる。
【００４２】
（５）センサ部４０は、操作パネル２０の突部２０ａと開口部３１ａとの間に隙間が空かないように第１ケース３１に固定されている。このため、タッチトレーサ１０の内部にごみ等が侵入するのを防止することができる。また、開口部３１ａと操作パネル２０との間に防水構造を設ける必要がなく、タッチトレーサ１０の構成を一層簡素化することができる。ちなみに、従来のタッチ操作入力装置においては、片ヒンジ構造を作動させるために必然的に開口部３１ａと操作パネル２０との間には隙間が存在していた。
【００４３】
なお、本発明の上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において上限閾値ＴＨは、操作面２０ｂ上の指先の接触面積の平均値である測定値Ａの大きさに応じて可変となっている。しかし、上限閾値ＴＨは、例えば複数人に対して行った評価に基づき予め固定値としてメモリ６０ａに記憶されていてもよい。そして、制御部６０は、このメモリ６０ａに記憶されている上限閾値ＴＨと傾度閾値とを用いて、確定操作がなされたか否かを判断するようにしてもよい。
【００４４】
・上記実施形態において制御部６０のメモリ６０ａには、単一の傾度閾値が記憶されている。制御部６０は、強癖者であろうが弱癖者であろうが共に同一の傾度閾値を用いている。しかし、制御部６０のメモリ６０ａには、測定値Ａに応じて予め複数の傾度閾値が記憶されていてもよい。そして、制御部６０は、測定値Ａの大きさに応じて、すなわち、ユーザの操作態様に応じて、メモリ６０ａに記憶されている傾度閾値からその操作態様に最適な傾度閾値を選択し、同傾度閾値と上限閾値ＴＨとから確定操作がなされたか否かを判断するようにしてもよい。例えば、タッチトレーサ１０は、操作面２０ｂに対する操作フィーリングを設定するモード（設定モード）を有し、同モードにおいて測定値Ａが変化した場合、メモリ６０ａに記憶されている傾度閾値のうち同測定値Ａの変化割合に一番近い傾度閾値（選択傾度閾値）を選択するようにしてもよい。そして、制御部６０は、この選択傾度閾値を用いて、ユーザによるトレース操作と確定操作とを判別するようにしてもよい。このようにすれば、ユーザは、例えば選択ボタン１３を操作することで設定モードに切り換えて、実際に操作面２０ｂに対して確定操作を行うことにより、自らに最適な傾度閾値を選択して自分好みの操作フィーリングでタッチトレーサ１０を操作することができる。したがって、タッチトレーサ１０は、ユーザ毎に一層最適な操作フィーリングを提供することができる。
【００４５】
・上記実施形態においてタッチトレーサ１０は、図４に破線で示すように、車両の走行速度に応じた検出信号を出力する車速センサ７５を新たに備えてもよい。このようなタッチトレーサ１０において制御部６０は、車速センサ７５から車両が走行していると判断した場合、測定値Ａの変化の割合が傾度閾値よりも大きく、測定値Ａが上限閾値ＴＨよりも大きい場合でも、確定操作がなされたと判断しないようにしてもよい。すなわち、制御部６０は、車両が走行していると判断した場合には確定操作を無効とするようにしてもよい。このようにすれば、車両の走行中における振動の影響による確定操作の誤検出の可能性を排除でき、ユーザによる確定操作を一層確実に認識することができる。
【００４６】
また、制御部６０は、車速センサ７５から求められる走行速度に応じて、傾度閾値や上限閾値ＴＨを変更するようにしてもよい。例えば、制御部６０は、車両の走行速度が速いと認識した場合、上限閾値ＴＨを若干大きな値に補正するようにしてもよい。一般に、車両の走行速度の上昇に伴い車両の振動も大きくなるため、ユーザは、車両速度の上昇に伴って操作面２０ｂを強く押圧すると推定される。この場合、停車している場合と車両が走行している場合とで、操作フィーリングが相違してしまう。しかし、このように制御部６０が走行速度に応じて上限閾値ＴＨを変更することにより、ユーザは、車両の停車時及び走行時の双方において同程度の操作フィーリングで操作面２０ｂを操作することができる。
【００４７】
・上記実施形態において制御部６０は、確定操作がなされたか否かを、測定値Ａの変化の割合が傾度閾値よりも大きいか否かのみで判断するようにしてもよい。このようにしても、タッチトレーサ１０の構成を簡素化し、タッチトレーサ１０を小型化することができる。
【００４８】
・上記実施形態においてタッチセンサ７０は、静電容量式センサに限られない。例えば、タッチセンサ７０は、操作面２０ｂの下方に格子状に配置された圧力センサでもよい。要するに、タッチセンサ７０は、操作面２０ｂにおける指先の接触位置と接触面積とを検出可能なセンサであれば、その構成や指先の接触面積の検出原理は限定されない。
【００４９】
・本発明は、車両に配設されたタッチトレーサ１０への適用に限定されず、例えばカーナビゲーションシステムのリモートコントローラーとして適用されてもよい。
次に、上記実施形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
【００５０】
（１）請求項１に記載のタッチ操作入力装置において、車両の走行状態を検出して該状態を示す検出信号を前記制御手段に出力する検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記検出信号により車両が走行していると判断した場合、前記操作面における指先の接触面積が傾度閾値よりも大きくても、確定操作はなされていないと判断すること。なお、上記実施形態において検出手段は、車速センサ７５に相当する。
【００５１】
（２）請求項２又は請求項３に記載のタッチ操作入力装置において、車両の走行状態を検出して該状態を示す検出信号を前記制御手段に出力する検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記検出信号により車両が走行していると判断した場合、前記操作面における指先の接触面積が上限閾値よりも大きくても、確定操作はなされていないと判断すること。なお、上記実施形態において検出手段は、車速センサ７５に相当する。
【００５２】
（３）請求項１〜３、技術的思想（１），（２）のいずれか一項に記載のタッチ操作入力装置において、前記入力手段は、前記操作面に接触する被接触体と該操作面との間の静電容量に相関する前記センサ信号を出力する静電容量式センサを備えること。なお、上記実施形態において被接触体は、ユーザの指先に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明におけるディスプレイシステムの外観を概略的に示す斜視図。
【図２】一実施形態のタッチトレーサにおいて、図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】同タッチトレーサにおいて、図２のＢ−Ｂ断面図。
【図４】一実施形態におけるディスプレイシステムの電気的構成を概略的に示すブロック図。
【図５】一実施形態のタッチトレーサの制御部が備えるメモリに記憶される傾度閾値を幾何学的に示すグラフ。
【図６】同タッチトレーサにおいて、操作面における指先の接触面積の平均値が推移する様子を示すグラフ。
【図７】従来のタッチ操作入力装置の断面図。
【符号の説明】
【００５４】
１０…タッチ操作入力装置としてのタッチトレーサ、２０…入力手段としての操作パネル、２０ｂ…操作面、３０…ケース本体、６０…制御手段としての制御部、７０…入力手段としてのタッチセンサ、ＴＨ，ＦＴＨ，ＭＴＨ…上限閾値。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース本体から露出する操作面を有する入力手段と、該ケース本体とは別個に設けられた表示部に複数の機能項目を表示し、前記操作面を押圧する確定操作がなされたことを前記入力手段により検出したときは、前記表示部の機能項目のうち前記操作面上の接触位置に相当する前記機能項目が選択されたと判断して該機能項目に対応付けられた制御を行う制御手段とを備えるタッチ操作入力装置において、
前記入力手段は、前記操作面における指先の接触面積を示す旨のセンサ信号を前記制御手段に対して出力し、
前記制御手段は、前記センサ信号から指先の接触面積を求め、単位時間当たりの接触面積の増加量として設定された傾度閾値よりも該指先の接触面積が大きい場合、前記操作面に対して確定操作がなされたと判断することを特徴とするタッチ操作入力装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記操作面における指先の接触面積が前記傾度閾値よりも大きく、且つ、前記操作面に対する指先の最大接触面積以下の面積として予め設定された上限閾値よりも大きい場合、前記操作面に対して確定操作がなされたと判断することを特徴とする請求項１に記載のタッチ操作入力装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記入力手段に指先が接触した状態で移動されるトレース操作がなされている期間にわたって前記操作面における指先の接触面積の平均値を求め、該平均値の大きさに応じて前記上限閾値を変更することを特徴とする請求項２に記載のタッチ操作入力装置。
【請求項１】
ケース本体から露出する操作面を有する入力手段と、該ケース本体とは別個に設けられた表示部に複数の機能項目を表示し、前記操作面を押圧する確定操作がなされたことを前記入力手段により検出したときは、前記表示部の機能項目のうち前記操作面上の接触位置に相当する前記機能項目が選択されたと判断して該機能項目に対応付けられた制御を行う制御手段とを備えるタッチ操作入力装置において、
前記入力手段は、前記操作面における指先の接触面積を示す旨のセンサ信号を前記制御手段に対して出力し、
前記制御手段は、前記センサ信号から指先の接触面積を求め、単位時間当たりの接触面積の増加量として設定された傾度閾値よりも該指先の接触面積が大きい場合、前記操作面に対して確定操作がなされたと判断することを特徴とするタッチ操作入力装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記操作面における指先の接触面積が前記傾度閾値よりも大きく、且つ、前記操作面に対する指先の最大接触面積以下の面積として予め設定された上限閾値よりも大きい場合、前記操作面に対して確定操作がなされたと判断することを特徴とする請求項１に記載のタッチ操作入力装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記入力手段に指先が接触した状態で移動されるトレース操作がなされている期間にわたって前記操作面における指先の接触面積の平均値を求め、該平均値の大きさに応じて前記上限閾値を変更することを特徴とする請求項２に記載のタッチ操作入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２０９６８４（Ｐ２００６−２０９６８４Ａ）
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４３２９（Ｐ２００５−２４３２９）
【出願日】平成１７年１月３１日（２００５．１．３１）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月３１日（２００５．１．３１）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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