入力装置
【課題】誤入力の防止技術を施した入力装置を提供する。
【解決手段】入力装置１にであって、制御対象を選択する際にタッチ操作されるタッチ検出機能を備えるタッチセンサ１０（１０Ａ〜１０Ｄ）と、タッチセンサ１０からの検出結果に基づき、選択された制御対象を判定する判定部と、選択された制御対象を表示させるヘッド・アップ・ディスプレイと、判定部により判定された制御対象を実行させる際に操作される単一のプッシュスイッチ２０とからなる構成にした。
【解決手段】入力装置１にであって、制御対象を選択する際にタッチ操作されるタッチ検出機能を備えるタッチセンサ１０（１０Ａ〜１０Ｄ）と、タッチセンサ１０からの検出結果に基づき、選択された制御対象を判定する判定部と、選択された制御対象を表示させるヘッド・アップ・ディスプレイと、判定部により判定された制御対象を実行させる際に操作される単一のプッシュスイッチ２０とからなる構成にした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、誤入力の防止ができる技術を施した入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、車両のステアリングホイールに設けられて、これを握った状態を維持しつつ、対応する車載器機の各種操作を行うステアリングスイッチを備えてなる入力装置が知られている。ステアリングホイールには、例えばエアコンディショナ及びカーオーディオ等、車両の運転中に操作頻度の高い電子機器に対応するスイッチが主に設けられる。各ステアリングスイッチには、各種の車載機器が一対一で固定的に割り当てられる。そしてこれらスイッチの操作を通じて出力される電気信号に基づき、操作されたスイッチに対応する車載機器の制御が実行される。こうしたステアリングスイッチによれば、運転者は、運転の安全性を確保しつつ各種の電子機器の操作を行なうことができる。
【０００３】
近年では、車両の電子化に伴い、搭載される電子機器の数は増大の一途を辿っている。こうした実状から、ステアリングホイールには、より多くのスイッチを設けることが要求されてきている。しかし、ステアリングホイールにおいて、ステアリングスイッチを配設するスペースには限りがあることから、ステアリングホイールに設置することのできるスイッチの数にも限界がある。そこで、単一のスイッチに単一の電子機器を割り当てるだけではなく、これらスイッチの組み合わせ操作に対しても他の電子機器を割り当てることが考えられる。この組み合わせ操作により、ステアリングスイッチとして割り当てられる電子機器の数を増大させることが可能となる。
【０００４】
ところが、このような組合せ入力方式を採用した入力装置においては、各スイッチの組合せ操作とこれら組合せ操作に対応する車載機器との関連を運転者が記憶しておく必要があることから、記憶違い等により本来操作するべきスイッチと異なる組合せのスイッチを誤って操作するおそれがある。
【０００５】
そこでこうした問題を解決するために、特許文献２に示されるような入力装置が従来提案されている。すなわち図７に示されるように、この入力装置では、ステアリングホイール１７５の内部に固定された各スイッチ（プッシュスイッチ）１２０Ａ、１２０Ｂに対応してタッチセンサ１１０Ａ、１１０Ｂが設けられている。タッチセンサ１１０Ａ、１１０Ｂは、ステアリングホイール１７５に対して図７中の上下方向へ変位可能に設けられている。通常、各タッチセンサ１１０Ａ，１１０Ｂは、これらの表面がステアリングホイール１７５の表面に露出した状態に保持される。
【０００６】
各タッチセンサ１１０Ａ，１１０Ｂがタッチされた際には、図６に示されるように、各タッチセンサ１１０Ａ，１１０Ｂはタッチされた旨示す検出信号を判定部１３０へ出力する。判定部１３０は、各タッチセンサ１１０Ａ，１１０Ｂから入力される検出信号に基づき各タッチセンサ１１０Ａ，１１０Ｂあるいはこれらの組み合わせに対応する車載機器を判定し、その判定結果を表示制御部１３５へ出力する。表示制御部１３５は、判定部１３０から入力される判定結果に基づきタッチされたタッチセンサ１１０Ａ，１１０Ｂに対応する車載機器を示す情報を、例えば運転席の近傍に設けられる表示部１４０に表示させる。
【０００７】
運転者は、この表示部１４０の表示に基づき意図した制御対象か否かを確認した上でその制御を実際に実行させる。すなわち、各タッチセンサ１１０Ａ，１１０Ｂに対するタッチ状態を維持した状態でこれらタッチセンサ１１０Ａ，１１０Ｂを押圧する。すると、各タッチセンサ１１０Ａ，１１０Ｂの背面側に配設されたスイッチ１２０Ａ、１２０Ｂがオン動作して、所定の制御対象の動作が実行される。こうした構成によれば、事前にスイッチの組合せを記憶していない、もしくは誤って記憶していてもタッチセンサ１１０Ａ，１１０Ｂにタッチすることで選択された制御対象を表示部１４０で確認しながら実行させることが可能となる。
【特許文献１】特開２００４−１４９０８６号公報
【特許文献２】特開２００７−２９０５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図７に示される特許文献２の入力装置によれば、運転者は、各タッチセンサに手指を接触させ、前記表示部で選択された制御対象の確認を行いつつ、その選択状態で前記スイッチを押下することができることから、確かに各スイッチの組合せとこれらに対応する制御対象とを覚えておく必要はない。
【０００９】
しかし、このようにした場合であれ、次のような問題が懸念されていた。すなわち、複数のスイッチの組み合わせ操作に対応する車載機器の制御を実行させる場合には、これらスイッチを同時に操作する必要があるところ、実際にはこれらスイッチの操作タイミングに若干の時間差が生じることも多く想定される。この場合には、各スイッチのうち最初に操作されたスイッチに対応する車載機器、すなわち運転者が意図しない車載機器の制御が実行されることになる。このように、複数のスイッチを組み合わせて操作する入力装置においては、誤入力の問題が依然として懸念される。なお、こうした問題は、前述したステアリングホイールに設けられるスイッチ類だけでなく、例えば車室内のインストルメントパネル等に設けられるスイッチ類についても同様に生じる。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は誤入力を防止することができる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】
【００１１】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、特定の取付対象に取り付けられて、定められた複数種類の制御対象の動作を選択的に実行させるべく所定の入力操作が行われる入力装置において、前記取付対象の表面に設けられて、動作を実行させる制御対象を選択する際にタッチ操作されるとともにその単数又は複数のタッチ位置を検出してその検出信号を出力するタッチ検出部と、前記タッチ検出部から入力される検出信号に基づき、選択された制御対象を判定する判定部と、前記判定部により選択されている旨判定された制御対象を外部の表示部に表示させる表示制御部と、前記判定部により選択されている旨判定されることにより前記表示部に表示された制御対象の動作を実行させる際に操作されてその旨示す操作信号を出力する単一のスイッチと、を備え、前記判定部は、前記スイッチからの操作信号が入力されたときには、このとき動作を実行させるべく選択された旨判定される制御対象に対し動作の実行を要求する指令信号を出力することをその要旨としている。
【００１２】
同構成によれば、タッチ検出部に対する単数又は複数のタッチ位置に基づき、動作を実行させるべく選択されている制御対象が判定され、これが外部の表示部に表示される。このため、ユーザは、その時々に選択される制御対象を表示部で確認しながらその動作を実行させることができる。したがって、タッチ検出部に対するタッチ位置あるいはその組み合わせを記憶していない、もしくは誤って記憶している場合であれ、所望の制御対象を正確に選択し且つその動作を確実に実行させることができる。
【００１３】
また、タッチ検出部に対するタッチ操作を通じて選択された制御対象の動作を実行させる際には、単一のスイッチを操作するだけでよい。制御対象の動作の実行を決定するスイッチは一つなので、スイッチを押下するタイミングにずれが生じることはない。このため、複数個のスイッチの組み合わせ操作を通じて制御対象の選択及びその選択した制御対象の動作を実行させるようにしたものに見られるような、各スイッチの操作タイミングのずれ、ひいてはこのずれに起因する意図しない制御対象の動作が実行されるといった問題は発生しない。したがって、表示部に選択された制御対象である旨表示された制御対象の動作を確実に実行させることができる。すなわち、誤入力を防止することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の入力装置において、前記タッチ検出部は、タッチ操作された際にその検出信号を出力する複数個のタッチセンサを備えるとともに、これらタッチセンサが押圧された際にその押圧方向へ一体的に変位するセンサユニットとして構成する一方で、当該センサユニットが押圧された際に変位する側には前記スイッチを配設し、当該スイッチは前記センサユニットの変位を利用して操作されることをその要旨としている。
【００１５】
同構成によれば、ユーザは単数又は複数のタッチセンサに対するタッチ操作を通じて選択した所望の制御対象の動作を実行させる際には、タッチ状態を維持したままで当該タッチセンサを押圧すればよい。この押圧に伴いセンサユニットが一体的にその押圧方向へ変位し、これによりスイッチが操作される。このように、所望の制御対象を選択する操作と、その選択した制御対象の動作を実行させる操作とを、一連の流れの中で行うことができる。したがって、入力装置の入力操作性が確保される。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の入力装置において、前記センサユニットの前記押圧方向における変位を案内するガイドが設けられてなることをその要旨としている。
【００１７】
同構成によれば、センサの押圧方向への変位がガイドにより案内されているので、センサユニットを押下する際にはセンサユニットがぶれることなく、スムーズな操作が可能となる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の入力装置において、前記センサユニットが押圧された際に変位する側には、その変位に伴い押圧されることにより前記押圧方向と反対方向への復元弾性力を蓄勢する弾性部材を設け、同センサユニットへの押圧が解除された際には当該センサユニットは前記弾性部材の弾性復元力により原位置へ復帰されることをその要旨としている。
【００１９】
同構成によれば、センサユニットが押下された際には弾性部材には押圧逆方向への弾性力が蓄えられる。そしてセンサユニットに対する押圧力が解除されると弾性部材の弾性力により原位置に戻る。これによりユーザはセンサユニット押下後自らセンサユニットを戻す手間がなく便利である。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜請求項４のうちいずれか一項に記載の入力装置において、前記スイッチは、前記センサユニットの変位を通じて押圧されることにより当該押圧方向へ変位する可動部を備え、当該可動部に対して前記センサユニットによる押圧力が付与されている間だけオン状態が維持されるとともに、当該押圧力の付与が解除されたときには前記可動部が原位置に自動復帰してオフ状態となる自動復帰型の押しボタンスイッチであって、前記センサユニットへの押圧が解除された際には、前記可動部の原位置への復帰力を利用して前記センサユニットをその原位置に復帰させることをその要旨としている。
【００２１】
同構成によれば、センサユニットに対する押圧力が解除されると当該センサユニットはスイッチの可動部とともにその原位置に自動復帰するので、ユーザはセンサユニット押下後自らセンサユニットを原位置に戻す必要がなく、利便性の向上に寄与する。ここで、本発明を請求項４の発明に適用した場合には、押されたセンサユニットは弾性部材の弾性力及びスイッチを構成する可動部の復帰力の双方を通じて、その原位置に復帰される。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項２〜請求項５の何れか１項に記載の入力装置において、前記各センサは、前記取付対象の表面において直線状あるいは円弧状に配置されていることをその要旨としている。
【００２３】
同構成によれば、センサは取付対象に直線状あるいは円弧状に配置しているので、手指を前記センサに接触させた状態で手指をスライドさせ易くスムーズに選択制御対象の切り替えが可能である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、選択された制御対象の動作を決定するスイッチを単一とすることで、入力装置の誤入力を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を具体化した一実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
図２に示すように、車両の運転席に設けられるステアリングホイール７１は、これに連結される図示しないステアリングシャフトを含む操舵機構を介して車両の車輪を転舵させるために操作される。この例では、ステアリングホイール７１は、前記ステアリングシャフトに連結されるホーンパッド７２、及びホーンパッド７２の左右の側部に突設された２組のスポーク部７３を介して当該ホーンパッド７２を囲むように連結された円環状のホイール部７４を備えてなる。このホイール部７４は運転者により把持され回転操作される。
【００２６】
ステアリングホイール７１のホーンパッド７２において、右側のスポーク部７３の付近にはステアリングスイッチ１が設けられている。このステアリングスイッチ１は、図２中の左右方向にのびる直線状に配設された４つのタッチセンサ１０を備えてなる。これらタッチセンサ１０は、運転者がステアリングホイール７１を把持した状態で例えば右手の手指を伸張させることで全てのものにタッチ（正確には近接）することができるように配置されている。
【００２７】
車両の運転者は、ステアリングスイッチ１の各タッチセンサ１０Ａ〜１０Ｄを個別に、あるいは複数のものを同時にタッチすることにより、各タッチセンサ１０Ａ〜１０Ｄあるいはこれらの組み合わせに対して予め関連付けられた制御対象を選択する。各タッチセンサ１０Ａ〜１０Ｄに関連付けられる制御対象としては、例えば、カーナビゲーション、エアコンディショナ、テレビジョン（ＴＶ）、オーディオ、車内電話、周辺監視カメラなどの車載機器がある。なお、各タッチセンサ１０Ａ〜１０Ｄに対するタッチ操作の組み合わせの数は、タッチセンサ１０の数により決まる。例えば４個のタッチセンサ１０Ａ〜１０Ｄを設けた場合には、２６通りの組合せを有する。
【００２８】
各タッチセンサ１０に関連付けられた制御対象は、後述するヘッド・アップ・ディスプレイ４１（ＨＵＤ）を通じて車両のフロントウインドシールド６３に虚像表示される画面４１ａ中のアイコン４２（絵文字）として運転者に呈示される。本例では、矩形の画面４１ａの四隅にカーオーディオ、エアコンディショナ、車内電話及びカーナビゲーションを示すアイコン４２が表示されている。そして前述した各タッチセンサ１０のタッチ操作を通じて選択された制御対象を示すアイコン４２は、これが例えば点灯もしくは点滅する等強調されて選択状態にある旨運転者に示される。運転者は各タッチセンサ１０に対するタッチ状態を維持した状態、すなわち所望の制御対象の選択状態を維持した状態でステアリングスイッチ１を押圧することにより選択した制御対象の動作を実行させる。なお、このステアリングスイッチ１の構成については後に詳述する。
【００２９】
ここではまず、ＨＵＤ４１について説明する。ＨＵＤ４１は、ガラス製のフロントウインドシールド６３に各種の車両情報を投影するものである。図３に示すように、ＨＵＤ４１は、車両のインストルメントパネル６０の内側に配設されて、その開口部６５を通じてフロントウインドシールド６３の情報の表示させる部分に向けて表示光を出射する。この表示光は、フロントウインドシールド６３の内面に設けられた透明の反射膜６４によって矢印Ｙで示される方向、すなわち運転者側へ反射する。これにより、運転者の前方には表示させる情報に対応する虚像、ここでは画面４１ａが表示される。運転者は、この画面４１ａを視認しながらステアリングスイッチ１の操作を行う。
【００３０】
次に、ステアリングスイッチ１の構成について詳細に説明する。
図４に示すようにステアリングスイッチ１は、ステアリングホイール７１の内部空間に配設された基板２３に設けられるプッシュスイッチ２０、及び当該プッシュスイッチ２０の上部にスペーサ２２を介して支持されるセンサユニット２４を有してなる。
【００３１】
プッシュスイッチ２０は、基板２３に固定される中空且つ円錐台状の脚部２９及び脚部２９の上部に設けられる円柱状の可動部２８が、ごむ等の弾性部材により一体形成されてなる。可動部２８の内面には可動側の接点２６が基板２３上に設けられた固定側の接点２５に対向して配設されている。通常、可動側の接点２６及び固定側の接点２５は、図４に示されるように互いに離間した非接触状態に保たれる。そしてこのプッシュスイッチ２０に対してその上方から所定の外力が付与されたときには、図５に示されるようにその脚部２９と可動部２８との境界部分が弾性変形することにより可動部２８が下方へ変位し、これにより可動部２８側の接点２６が基板２３上の接点２５に接触する。そして、プッシュスイッチ２０からは押圧操作された旨示す操作信号が出力される。プッシュスイッチ２０に対する外力の付与が解除されると、可動部２８は原位置へ弾性復帰する。すなわち、このプッシュスイッチ２０は、可動部２８に所定の外力が付与されている間だけオン状態が維持されるとともに、当該外力の付与が解除されたときには前記可動部２８が原位置に自動復帰してオフ状態となる自動復帰型のスイッチとして構成されている。
【００３２】
一方、タッチ検出部としてのセンサユニット２４は、ユーザが直接操作する部材として樹脂等により直方体状に形成された操作部材１９を備えている。この操作部材１９は、ステアリングホイール７１に形成された開口部７６に対して上下方向へ変位可能に設けられている。操作部材１９は、通常時には、その開口部７６から露出する上面がステアリングホイール７１の表面に対して段差のない状態、すなわち面一となるように、その厚みあるいはスペーサ２２の厚み等が設定されている。
【００３３】
操作部材１９の両端部には、下方へ延出する被案内部材２７が形成されている。これら被案内部材２７は基板２３の上面に突設された支持部材５０の案内穴５１に上方から挿入されている。そして被案内部材２７が案内穴５１に摺動案内されることにより、操作部材１９は上下方向へ安定して変位する。また、操作部材１９の上面のいずれの部位が押圧された場合であれ、傾くことなく円滑に下方へ変位する。
【００３４】
また操作部材１９には、前述した複数のタッチセンサ１０（１０Ａ〜１０Ｄ）が埋設されている。タッチセンサ１０としては、抵抗膜方式、振動検出方式等、赤外線方式等種々のものが採用可能であるところ、本例では静電容量方式のものが使用されている。この静電容量方式のものは、操作部材１９の表面に接触あるいは近接される運転者の手指とタッチセンサ１０（正確には、図示しないタッチ電極）との間の静電容量の変化に基づきタッチの有無を検出する。
【００３５】
なお、図２に示されるように、操作部材１９の上面において各タッチセンサ１０に対応する部位には、タッチ検出が可能な領域を示す例えば四角枠状の境界線が印刷等されるとともにその境界線の内側には各タッチセンサ１０を示すＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ等の表示も合わせてなされている。こうした表示を通じて、運転者は各タッチセンサ１０の検出範囲を知ることができる。
【００３６】
そして、操作部材１９の表面とステアリングホイール７１の表面とが面一の状態にある図４に示される通常の状態において、センサユニット２４、正確には操作部材１９に対してその上方から所定の外力が付与されたときには、当該操作部材１９は下方へ変位する。そして図５に示されるように、この操作部材１９の下方への変位を通じて、プッシュスイッチ２０がスペーサ２２を介して下方へ押圧されてオン動作する。操作部材１９に対する外力の付与が解除されると、プッシュスイッチ２０の可動部２８がその原位置へ弾性復帰し、これに伴い操作部材１９もその原位置へ戻る。すなわち、センサユニット２４への押圧が解除された際には、プッシュスイッチ２０の可動部２８の原位置への復帰力を利用して当該センサユニット２４はその原位置、すなわち図４に示される通常の位置に復帰する。
【００３７】
なお、センサユニット２４が図４に示される通常の位置にある場合であれ、当該センサユニット２４はプッシュスイッチ２０の弾性力により上方へ若干付勢されているところ、このセンサユニット２４の上方への変位は、次のようにして規制される。すなわち、操作部材１９の２つの被案内部材２７と反対側の側面に形成された段差部２１がステアリングホイール７１の内壁面における開口部７６の周縁部に内側から係合することにより、センサユニット２４の上方への変位が規制される。このように、通常の位置にあるセンサユニット２４は、その一部分がステアリングホイール７１の内壁面に押し付けられた状態に保持されることから、がたつき等が発生することはなく、安定した取付状態が維持される。
【００３８】
次に、ステアリングスイッチ１の電気的な構成を説明する。
図１に示されるように、ステアリングスイッチ１を含んで構成される入力装置３１は、その各部を統括的に制御する制御装置３２を備えている。この制御装置３２は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等が単一のＩＣチップとして集積化されたマイクロコンピュータからなる。ＲＯＭには、各種の制御プログラムの他、各タッチセンサ１０及びこれらの組み合わせと制御対象となる複数種類の車載機器との関連付けを示す情報が予め記憶されている。
【００３９】
そしてこの制御装置３２には、前述した制御対象選択用の複数のタッチセンサ１０Ａ〜１０Ｄからのタッチ検出結果、及び当該タッチセンサ１０Ａ〜１０Ｄに対するタッチ操作を通じて選択された制御対象を動作させる際に操作されるプッシュスイッチ２０からの操作検出結果が入力される。
【００４０】
ここで各タッチセンサ１０は、センサユニット２４に対するタッチもしくは接近（以後、代表してタッチという。）を検出している状態をＯＮ、タッチを検出していない状態をＯＦＦとして、その検出結果、すなわちオン信号又はオフ信号等の検出信号を制御装置３２へ出力する。同様にプッシュスイッチ２０も、押圧されている状態をＯＮ、押圧されていない状態をＯＦＦとして、その検出結果、すなわちオン信号又はオフ信号等の操作信号を制御装置３２へ出力する。
【００４１】
制御装置３２の判定部３０は、各タッチセンサ１０から入力される検出結果に基づき選択された制御対象を判定する。判定部３０は、例えばタッチセンサ１０Ａ〜１０Ｄの状態がそれぞれＯＮ、ＯＦＦ、ＯＦＦ、ＯＦＦであるときにはカーナビゲーションが、同じくＯＮ、ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＦＦであるときにはエアコンディショナが選択されていると判定する。そして制御装置３２の判定部３０は、どの制御対象が選択されているのかを示す判定結果を表示制御部３５へ出力する。表示制御部３５は、判定部３０からの判定結果に基づき、その選択されている旨判定された制御対象を示す画面４１ａ上のアイコンの強調表示の実行を指令する表示制御信号をＨＵＤ４１へ出力する。ＨＵＤ４１は、表示制御部３５からの表示制御信号に基づき選択されている旨判定された制御対象のアイコンの強調表示を実行する。
【００４２】
また、判定部３０は、プッシュスイッチ２０からの操作信号に基づき当該プッシュスイッチ２０がＯＮである旨判定した場合には、このとき選択されていると判定される制御対象にその動作の実行を要求する指令信号を当該制御対象へ出力する。この判定部３０からの指令信号に基づき、選択されている旨判定された制御対象はその動作を開始する。
【００４３】
次に、前述のように構成された入力装置の操作態様を説明する。
例えば車両の運転中に所望の車載機器を作動させる際には、運転者はステアリングホイール７１を把持した状態で手指をのばしてステアリングスイッチ１、正確にはセンサユニット２４の各タッチセンサ１０に対応する部位をタッチすることにより所望の車載機器を選択する。このとき、ＨＵＤ４１によりフロントウインドシールド６３に表示される画面４１ａにおいて、選択されている車載機器に対応するアイコン４２が点灯もしくは点滅等することにより強調される。運転者はこの画面４１ａを目視することにより所望の車載機器が選択されているか否かを確認する。
【００４４】
所望していない車載機器が表示されたときには、手指をスライドさせる等してセンサユニット２４に対するタッチ位置を変える。これにより選択される車載機器が変更され、当該車載機器に対応するアイコン４２が強調表示される。運転者は画面４１ａの表示に基づき所望の車載機器が選択されているか否かを再度確認し、所望の車載機器が選択されていれば、その車載機器を実際に動作させるべく、このときのタッチ状態を維持したままセンサユニット２４を押圧する。すると、センサユニット２４はその押圧方向（下方）へ変位し、これによりプッシュスイッチ２０が押下されてオン動作する。そしてプッシュスイッチ２０がオン動作した際に選択されている所望の車載機器の動作が実行される。
【００４５】
運転者がセンサユニット２４から指を離すことで押圧力が解除されると、プッシュスイッチ２０の可動部２８の原位置への復帰力を利用してセンサユニット２４はその原位置に復帰する。
【００４６】
以上説明したように、実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）前述したように、センサユニット２４の各タッチセンサ１０及びこれらの組み合わせには、多数の車載機器が関連付けられているところ、運転者は、その時々に選択される車載機器を画面４１ａで確認しながらその動作を実行させることができる。このため、事前にスイッチの組合せを記憶していない、もしくは誤って記憶している場合であれ、意図しない車載機器を誤って動作させることはない。
【００４７】
（２）また、制御対象を選択する複数個のタッチセンサ１０を運転者により直接的に操作される操作部材１９に埋設して単一のセンサユニット２４として構成した。そしてこのセンサユニット２４の押圧操作を通じて単一のプッシュスイッチ２０が押圧されることにより、各タッチセンサ１０のタッチ操作を通じて選択された車載機器の動作が実行されるようにした。すなわち、複数個のタッチセンサ１０の組合せに対応する車載機器を動作させる場合であれ、その動作は単一のプッシュスイッチ２０が押下されたときのみ実行される。このため、例えば各タッチセンサ１０に対応してプッシュスイッチ２０を設け、これらプッシュスイッチ２０を各センサ１０を介して組合せて操作するようにした場合にみられる、運転者のプッシュスイッチ２０を押下するタイミングのずれに起因する意図しない車載機器の動作といった問題が回避される。また、同構成ではプッシュスイッチ２０の数は一つなのでステアリングスイッチ１の構成を簡単にすることができる。これはステアリングスイッチ１をステアリングホイール７１という限られたスペースに配設するという観点から見て好ましい。
【００４８】
（３）センサユニット２４を押圧方向へ案内する手段として支持部材５０が設けられているので、当該センサユニット２４の円滑な押圧操作が実現される。また、センサユニット２４はその押圧方向へのみ変位可能であることから、安定した押圧操作が可能となる。
【００４９】
（４）センサユニット２４への押圧が解除された際には、センサユニット２４と基板２３との間に配設された自動復帰型のプッシュスイッチ２０の弾性力、正確には可動部２８の原位置への復帰力を利用して当該センサユニット２４をその原位置へ復帰させるようにした。このため、運転者はセンサユニット２４を押下した後に自らセンサユニット２４を元の位置に戻す手間がなく便利である。また、プッシュスイッチ２０の脚部２９と可動部２８との境界部分が弾性変形することにより可動部２８が下方へ変位する一定以上の押圧力を加えなければオン動作しない。このため、例えば思わずステアリングスイッチ１に触れてしまった場合であれ、前述した一定以上の外力が付与されないかぎりプッシュスイッチ２０がオン動作することはない。したがって、誤入力も防ぐことができる。さらに、プッシュスイッチ２０は、押圧操作されたセンサユニット２４を原位置へ復帰させる復帰手段を兼用するので、例えば、ばね部材などの原位置復帰機構を別途設ける必要はなく部品数を削減することができ、ステアリングスイッチ１の構成をコンパクトにすることが可能となる。
【００５０】
（５）各タッチセンサ１０はステアリングホイール７１上に直線状に配置しているので、手指を各タッチセンサ１０に接触させた状態でスライドさせ易く、また手指をセンサユニット２４から離さずに、スムーズに制御対象選択の切り替えが可能である。これにより運転者は使用可能な手指が限られている運転時でも、少ない指で確実な制御対象の選択が可能となる。
【００５１】
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。
・上記実施形態では、スペーサ２２を通じてセンサユニット２４の押圧力をプッシュスイッチ２０に、またプッシュスイッチ２０の復帰力をセンサユニット２４に伝達するようにしたが、このスペーサ２２を省略することも可能である。この場合には、センサユニット２４を図４に示される通常位置に保持するため、又は当該通常位置に復帰させるためのばね部材を、例えばセンサユニット２４と基板２３との間に設ける。
【００５２】
・例えばセンサユニット２４と基板２３との間、あるいは支持部材５０の案内穴５１の内部に単数又は複数のばね部材を付加するようにしてもよい。センサユニット２４のサイズ又は重量によっては、プッシュスイッチ２０の復帰力だけでは、センサユニット２４を図４に示される通常の位置に保持すること、又は当該通常位置へ復帰させることが困難となる場合も想定される。こうした問題は、付加するばね部材の個数を適宜調節すること等により解消される。
【００５３】
・上記実施形態では、各種の情報を表示させる表示手段としてＨＵＤ４１を用いたが、これに限らず、液晶ディスプレイ等、他の方式のものを用いてもよい。また、表示手段の設置場所についても、適宜変更である。例えばインストルメントパネル内に表示手段を設けてもよい。特に、表示スペースの確保が困難である部位に表示手段を設ける場合には、例えばその時々で選択される車載機器を示す情報のみを表示させる。
【００５４】
・電気接点式のプッシュスイッチ２０は、磁気センサ等を利用した近接スイッチ等に置換してもよい。すなわち、センサユニット２４の変位を検出できるものであればよい。
・ステアリングホイール７１において、複数個のステアリングスイッチ１を設けるようにしてもよい。各ステアリングスイッチ１の配置は適宜調整される。
【００５５】
・上記実施形態では、ステアリングスイッチ１をステアリングホイール７１の運転者側の表面に設けたが、裏面側にもうけてもよい。
・単一のセンサユニット２４を構成するタッチセンサ１０の個数は、適宜変更可能である。
【００５６】
・複数個のタッチセンサ１０を、直線状に配設したが、例えば円弧等の曲線状に配設してもよい。
・上記実施形態では、センサユニット２４内に複数個の静電容量方式のタッチセンサ１０を設けたが、それに限らず次のようにしてもよい。すなわちタッチセンサを一つとして、その単数のセンサのタッチ検出範囲を仮想的に一定の領域を持つように複数に分割する。タッチセンサその分割された領域のうち、どの領域がどのような組合せでタッチされているかの検出信号を出力し、判定部３０はその信号により制御対象を判定する。なお、タッチセンサ１０はここでは静電容量方式が採用されたが、一つのタッチセンサでタッチされた領域及び組合せを検出できるものであれば、その他の方式例えば抵抗膜方式、振動検出方式等、赤外線方式等でもよい。
【００５７】
・上記実施形態では、一本の手指を一個のタッチセンサ１０で検出するようにしたが、これに限らず、一本の手指を複数のタッチセンサ１０が検出するようにしてもよい。この場合各タッチセンサ１０の大きさ、配置、検出可能範囲等は製品仕様等に応じて変更する。
【００５８】
・上記実施形態では、センサユニット２４の変位に伴いプッシュスイッチ２０が押圧される構成としたが、当該構成に限らずセンサユニット２４とプッシュスイッチ２０とを別の位置に設ける構成も採用可能である。例えばセンサユニット２４はステアリングホイール７１の右側に、プッシュスイッチ２０は同じく左側に設ける。運転者は右手でタッチセンサ１０をタッチして制御対象を選択し、左手でプッシュスイッチ２０を押下する。この構成を採用する場合には、センサユニット２４を押下する必要がないので、当該センサユニット２４の被案内部材２７及びこれを案内する支持部材５０は省略可能となる。
【００５９】
・上記実施形態では、センサユニット２４及びプッシュスイッチ２０等をステアリングホイール７１に設けることによりこれらをステアリングスイッチ１として構成したが、これに限らず車内において運転者による操作が可能となる場所であれば、どこに設けてもよい。例えばダッシュボード、アームレストなどに設けてもよい。さらに車両内に限らず、入力装置が必要となるあらゆるもの、例えば電化製品などに装備させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本実施形態のステアリングスイッチの電気的な構成を示すブロック図。
【図２】ステアリングの平面図。
【図３】ヘッド・アップ・ディスプレイの構成図。
【図４】非押圧状態のステアリングスイッチを示す図２のＡ−Ａ線断面図。
【図５】押圧状態のステアリングスイッチを示す図２のＡ−Ａ線断面図。
【図６】従来のステアリングスイッチの電気的な構成を示すブロック図。
【図７】従来のステアリングスイッチの概略構成を示す要部断面図。
【符号の説明】
【００６１】
１…ステアリングスイッチ、１０…タッチセンサ、２０…プッシュスイッチ、３０…判定部、４０…表示部、４１…ＨＵＤ（ヘッド・アップ・ディスプレイ）、制御対象…４５ａ〜４５ｄ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、誤入力の防止ができる技術を施した入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、車両のステアリングホイールに設けられて、これを握った状態を維持しつつ、対応する車載器機の各種操作を行うステアリングスイッチを備えてなる入力装置が知られている。ステアリングホイールには、例えばエアコンディショナ及びカーオーディオ等、車両の運転中に操作頻度の高い電子機器に対応するスイッチが主に設けられる。各ステアリングスイッチには、各種の車載機器が一対一で固定的に割り当てられる。そしてこれらスイッチの操作を通じて出力される電気信号に基づき、操作されたスイッチに対応する車載機器の制御が実行される。こうしたステアリングスイッチによれば、運転者は、運転の安全性を確保しつつ各種の電子機器の操作を行なうことができる。
【０００３】
近年では、車両の電子化に伴い、搭載される電子機器の数は増大の一途を辿っている。こうした実状から、ステアリングホイールには、より多くのスイッチを設けることが要求されてきている。しかし、ステアリングホイールにおいて、ステアリングスイッチを配設するスペースには限りがあることから、ステアリングホイールに設置することのできるスイッチの数にも限界がある。そこで、単一のスイッチに単一の電子機器を割り当てるだけではなく、これらスイッチの組み合わせ操作に対しても他の電子機器を割り当てることが考えられる。この組み合わせ操作により、ステアリングスイッチとして割り当てられる電子機器の数を増大させることが可能となる。
【０００４】
ところが、このような組合せ入力方式を採用した入力装置においては、各スイッチの組合せ操作とこれら組合せ操作に対応する車載機器との関連を運転者が記憶しておく必要があることから、記憶違い等により本来操作するべきスイッチと異なる組合せのスイッチを誤って操作するおそれがある。
【０００５】
そこでこうした問題を解決するために、特許文献２に示されるような入力装置が従来提案されている。すなわち図７に示されるように、この入力装置では、ステアリングホイール１７５の内部に固定された各スイッチ（プッシュスイッチ）１２０Ａ、１２０Ｂに対応してタッチセンサ１１０Ａ、１１０Ｂが設けられている。タッチセンサ１１０Ａ、１１０Ｂは、ステアリングホイール１７５に対して図７中の上下方向へ変位可能に設けられている。通常、各タッチセンサ１１０Ａ，１１０Ｂは、これらの表面がステアリングホイール１７５の表面に露出した状態に保持される。
【０００６】
各タッチセンサ１１０Ａ，１１０Ｂがタッチされた際には、図６に示されるように、各タッチセンサ１１０Ａ，１１０Ｂはタッチされた旨示す検出信号を判定部１３０へ出力する。判定部１３０は、各タッチセンサ１１０Ａ，１１０Ｂから入力される検出信号に基づき各タッチセンサ１１０Ａ，１１０Ｂあるいはこれらの組み合わせに対応する車載機器を判定し、その判定結果を表示制御部１３５へ出力する。表示制御部１３５は、判定部１３０から入力される判定結果に基づきタッチされたタッチセンサ１１０Ａ，１１０Ｂに対応する車載機器を示す情報を、例えば運転席の近傍に設けられる表示部１４０に表示させる。
【０００７】
運転者は、この表示部１４０の表示に基づき意図した制御対象か否かを確認した上でその制御を実際に実行させる。すなわち、各タッチセンサ１１０Ａ，１１０Ｂに対するタッチ状態を維持した状態でこれらタッチセンサ１１０Ａ，１１０Ｂを押圧する。すると、各タッチセンサ１１０Ａ，１１０Ｂの背面側に配設されたスイッチ１２０Ａ、１２０Ｂがオン動作して、所定の制御対象の動作が実行される。こうした構成によれば、事前にスイッチの組合せを記憶していない、もしくは誤って記憶していてもタッチセンサ１１０Ａ，１１０Ｂにタッチすることで選択された制御対象を表示部１４０で確認しながら実行させることが可能となる。
【特許文献１】特開２００４−１４９０８６号公報
【特許文献２】特開２００７−２９０５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図７に示される特許文献２の入力装置によれば、運転者は、各タッチセンサに手指を接触させ、前記表示部で選択された制御対象の確認を行いつつ、その選択状態で前記スイッチを押下することができることから、確かに各スイッチの組合せとこれらに対応する制御対象とを覚えておく必要はない。
【０００９】
しかし、このようにした場合であれ、次のような問題が懸念されていた。すなわち、複数のスイッチの組み合わせ操作に対応する車載機器の制御を実行させる場合には、これらスイッチを同時に操作する必要があるところ、実際にはこれらスイッチの操作タイミングに若干の時間差が生じることも多く想定される。この場合には、各スイッチのうち最初に操作されたスイッチに対応する車載機器、すなわち運転者が意図しない車載機器の制御が実行されることになる。このように、複数のスイッチを組み合わせて操作する入力装置においては、誤入力の問題が依然として懸念される。なお、こうした問題は、前述したステアリングホイールに設けられるスイッチ類だけでなく、例えば車室内のインストルメントパネル等に設けられるスイッチ類についても同様に生じる。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は誤入力を防止することができる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】
【００１１】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、特定の取付対象に取り付けられて、定められた複数種類の制御対象の動作を選択的に実行させるべく所定の入力操作が行われる入力装置において、前記取付対象の表面に設けられて、動作を実行させる制御対象を選択する際にタッチ操作されるとともにその単数又は複数のタッチ位置を検出してその検出信号を出力するタッチ検出部と、前記タッチ検出部から入力される検出信号に基づき、選択された制御対象を判定する判定部と、前記判定部により選択されている旨判定された制御対象を外部の表示部に表示させる表示制御部と、前記判定部により選択されている旨判定されることにより前記表示部に表示された制御対象の動作を実行させる際に操作されてその旨示す操作信号を出力する単一のスイッチと、を備え、前記判定部は、前記スイッチからの操作信号が入力されたときには、このとき動作を実行させるべく選択された旨判定される制御対象に対し動作の実行を要求する指令信号を出力することをその要旨としている。
【００１２】
同構成によれば、タッチ検出部に対する単数又は複数のタッチ位置に基づき、動作を実行させるべく選択されている制御対象が判定され、これが外部の表示部に表示される。このため、ユーザは、その時々に選択される制御対象を表示部で確認しながらその動作を実行させることができる。したがって、タッチ検出部に対するタッチ位置あるいはその組み合わせを記憶していない、もしくは誤って記憶している場合であれ、所望の制御対象を正確に選択し且つその動作を確実に実行させることができる。
【００１３】
また、タッチ検出部に対するタッチ操作を通じて選択された制御対象の動作を実行させる際には、単一のスイッチを操作するだけでよい。制御対象の動作の実行を決定するスイッチは一つなので、スイッチを押下するタイミングにずれが生じることはない。このため、複数個のスイッチの組み合わせ操作を通じて制御対象の選択及びその選択した制御対象の動作を実行させるようにしたものに見られるような、各スイッチの操作タイミングのずれ、ひいてはこのずれに起因する意図しない制御対象の動作が実行されるといった問題は発生しない。したがって、表示部に選択された制御対象である旨表示された制御対象の動作を確実に実行させることができる。すなわち、誤入力を防止することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の入力装置において、前記タッチ検出部は、タッチ操作された際にその検出信号を出力する複数個のタッチセンサを備えるとともに、これらタッチセンサが押圧された際にその押圧方向へ一体的に変位するセンサユニットとして構成する一方で、当該センサユニットが押圧された際に変位する側には前記スイッチを配設し、当該スイッチは前記センサユニットの変位を利用して操作されることをその要旨としている。
【００１５】
同構成によれば、ユーザは単数又は複数のタッチセンサに対するタッチ操作を通じて選択した所望の制御対象の動作を実行させる際には、タッチ状態を維持したままで当該タッチセンサを押圧すればよい。この押圧に伴いセンサユニットが一体的にその押圧方向へ変位し、これによりスイッチが操作される。このように、所望の制御対象を選択する操作と、その選択した制御対象の動作を実行させる操作とを、一連の流れの中で行うことができる。したがって、入力装置の入力操作性が確保される。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の入力装置において、前記センサユニットの前記押圧方向における変位を案内するガイドが設けられてなることをその要旨としている。
【００１７】
同構成によれば、センサの押圧方向への変位がガイドにより案内されているので、センサユニットを押下する際にはセンサユニットがぶれることなく、スムーズな操作が可能となる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の入力装置において、前記センサユニットが押圧された際に変位する側には、その変位に伴い押圧されることにより前記押圧方向と反対方向への復元弾性力を蓄勢する弾性部材を設け、同センサユニットへの押圧が解除された際には当該センサユニットは前記弾性部材の弾性復元力により原位置へ復帰されることをその要旨としている。
【００１９】
同構成によれば、センサユニットが押下された際には弾性部材には押圧逆方向への弾性力が蓄えられる。そしてセンサユニットに対する押圧力が解除されると弾性部材の弾性力により原位置に戻る。これによりユーザはセンサユニット押下後自らセンサユニットを戻す手間がなく便利である。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜請求項４のうちいずれか一項に記載の入力装置において、前記スイッチは、前記センサユニットの変位を通じて押圧されることにより当該押圧方向へ変位する可動部を備え、当該可動部に対して前記センサユニットによる押圧力が付与されている間だけオン状態が維持されるとともに、当該押圧力の付与が解除されたときには前記可動部が原位置に自動復帰してオフ状態となる自動復帰型の押しボタンスイッチであって、前記センサユニットへの押圧が解除された際には、前記可動部の原位置への復帰力を利用して前記センサユニットをその原位置に復帰させることをその要旨としている。
【００２１】
同構成によれば、センサユニットに対する押圧力が解除されると当該センサユニットはスイッチの可動部とともにその原位置に自動復帰するので、ユーザはセンサユニット押下後自らセンサユニットを原位置に戻す必要がなく、利便性の向上に寄与する。ここで、本発明を請求項４の発明に適用した場合には、押されたセンサユニットは弾性部材の弾性力及びスイッチを構成する可動部の復帰力の双方を通じて、その原位置に復帰される。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項２〜請求項５の何れか１項に記載の入力装置において、前記各センサは、前記取付対象の表面において直線状あるいは円弧状に配置されていることをその要旨としている。
【００２３】
同構成によれば、センサは取付対象に直線状あるいは円弧状に配置しているので、手指を前記センサに接触させた状態で手指をスライドさせ易くスムーズに選択制御対象の切り替えが可能である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、選択された制御対象の動作を決定するスイッチを単一とすることで、入力装置の誤入力を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を具体化した一実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
図２に示すように、車両の運転席に設けられるステアリングホイール７１は、これに連結される図示しないステアリングシャフトを含む操舵機構を介して車両の車輪を転舵させるために操作される。この例では、ステアリングホイール７１は、前記ステアリングシャフトに連結されるホーンパッド７２、及びホーンパッド７２の左右の側部に突設された２組のスポーク部７３を介して当該ホーンパッド７２を囲むように連結された円環状のホイール部７４を備えてなる。このホイール部７４は運転者により把持され回転操作される。
【００２６】
ステアリングホイール７１のホーンパッド７２において、右側のスポーク部７３の付近にはステアリングスイッチ１が設けられている。このステアリングスイッチ１は、図２中の左右方向にのびる直線状に配設された４つのタッチセンサ１０を備えてなる。これらタッチセンサ１０は、運転者がステアリングホイール７１を把持した状態で例えば右手の手指を伸張させることで全てのものにタッチ（正確には近接）することができるように配置されている。
【００２７】
車両の運転者は、ステアリングスイッチ１の各タッチセンサ１０Ａ〜１０Ｄを個別に、あるいは複数のものを同時にタッチすることにより、各タッチセンサ１０Ａ〜１０Ｄあるいはこれらの組み合わせに対して予め関連付けられた制御対象を選択する。各タッチセンサ１０Ａ〜１０Ｄに関連付けられる制御対象としては、例えば、カーナビゲーション、エアコンディショナ、テレビジョン（ＴＶ）、オーディオ、車内電話、周辺監視カメラなどの車載機器がある。なお、各タッチセンサ１０Ａ〜１０Ｄに対するタッチ操作の組み合わせの数は、タッチセンサ１０の数により決まる。例えば４個のタッチセンサ１０Ａ〜１０Ｄを設けた場合には、２６通りの組合せを有する。
【００２８】
各タッチセンサ１０に関連付けられた制御対象は、後述するヘッド・アップ・ディスプレイ４１（ＨＵＤ）を通じて車両のフロントウインドシールド６３に虚像表示される画面４１ａ中のアイコン４２（絵文字）として運転者に呈示される。本例では、矩形の画面４１ａの四隅にカーオーディオ、エアコンディショナ、車内電話及びカーナビゲーションを示すアイコン４２が表示されている。そして前述した各タッチセンサ１０のタッチ操作を通じて選択された制御対象を示すアイコン４２は、これが例えば点灯もしくは点滅する等強調されて選択状態にある旨運転者に示される。運転者は各タッチセンサ１０に対するタッチ状態を維持した状態、すなわち所望の制御対象の選択状態を維持した状態でステアリングスイッチ１を押圧することにより選択した制御対象の動作を実行させる。なお、このステアリングスイッチ１の構成については後に詳述する。
【００２９】
ここではまず、ＨＵＤ４１について説明する。ＨＵＤ４１は、ガラス製のフロントウインドシールド６３に各種の車両情報を投影するものである。図３に示すように、ＨＵＤ４１は、車両のインストルメントパネル６０の内側に配設されて、その開口部６５を通じてフロントウインドシールド６３の情報の表示させる部分に向けて表示光を出射する。この表示光は、フロントウインドシールド６３の内面に設けられた透明の反射膜６４によって矢印Ｙで示される方向、すなわち運転者側へ反射する。これにより、運転者の前方には表示させる情報に対応する虚像、ここでは画面４１ａが表示される。運転者は、この画面４１ａを視認しながらステアリングスイッチ１の操作を行う。
【００３０】
次に、ステアリングスイッチ１の構成について詳細に説明する。
図４に示すようにステアリングスイッチ１は、ステアリングホイール７１の内部空間に配設された基板２３に設けられるプッシュスイッチ２０、及び当該プッシュスイッチ２０の上部にスペーサ２２を介して支持されるセンサユニット２４を有してなる。
【００３１】
プッシュスイッチ２０は、基板２３に固定される中空且つ円錐台状の脚部２９及び脚部２９の上部に設けられる円柱状の可動部２８が、ごむ等の弾性部材により一体形成されてなる。可動部２８の内面には可動側の接点２６が基板２３上に設けられた固定側の接点２５に対向して配設されている。通常、可動側の接点２６及び固定側の接点２５は、図４に示されるように互いに離間した非接触状態に保たれる。そしてこのプッシュスイッチ２０に対してその上方から所定の外力が付与されたときには、図５に示されるようにその脚部２９と可動部２８との境界部分が弾性変形することにより可動部２８が下方へ変位し、これにより可動部２８側の接点２６が基板２３上の接点２５に接触する。そして、プッシュスイッチ２０からは押圧操作された旨示す操作信号が出力される。プッシュスイッチ２０に対する外力の付与が解除されると、可動部２８は原位置へ弾性復帰する。すなわち、このプッシュスイッチ２０は、可動部２８に所定の外力が付与されている間だけオン状態が維持されるとともに、当該外力の付与が解除されたときには前記可動部２８が原位置に自動復帰してオフ状態となる自動復帰型のスイッチとして構成されている。
【００３２】
一方、タッチ検出部としてのセンサユニット２４は、ユーザが直接操作する部材として樹脂等により直方体状に形成された操作部材１９を備えている。この操作部材１９は、ステアリングホイール７１に形成された開口部７６に対して上下方向へ変位可能に設けられている。操作部材１９は、通常時には、その開口部７６から露出する上面がステアリングホイール７１の表面に対して段差のない状態、すなわち面一となるように、その厚みあるいはスペーサ２２の厚み等が設定されている。
【００３３】
操作部材１９の両端部には、下方へ延出する被案内部材２７が形成されている。これら被案内部材２７は基板２３の上面に突設された支持部材５０の案内穴５１に上方から挿入されている。そして被案内部材２７が案内穴５１に摺動案内されることにより、操作部材１９は上下方向へ安定して変位する。また、操作部材１９の上面のいずれの部位が押圧された場合であれ、傾くことなく円滑に下方へ変位する。
【００３４】
また操作部材１９には、前述した複数のタッチセンサ１０（１０Ａ〜１０Ｄ）が埋設されている。タッチセンサ１０としては、抵抗膜方式、振動検出方式等、赤外線方式等種々のものが採用可能であるところ、本例では静電容量方式のものが使用されている。この静電容量方式のものは、操作部材１９の表面に接触あるいは近接される運転者の手指とタッチセンサ１０（正確には、図示しないタッチ電極）との間の静電容量の変化に基づきタッチの有無を検出する。
【００３５】
なお、図２に示されるように、操作部材１９の上面において各タッチセンサ１０に対応する部位には、タッチ検出が可能な領域を示す例えば四角枠状の境界線が印刷等されるとともにその境界線の内側には各タッチセンサ１０を示すＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ等の表示も合わせてなされている。こうした表示を通じて、運転者は各タッチセンサ１０の検出範囲を知ることができる。
【００３６】
そして、操作部材１９の表面とステアリングホイール７１の表面とが面一の状態にある図４に示される通常の状態において、センサユニット２４、正確には操作部材１９に対してその上方から所定の外力が付与されたときには、当該操作部材１９は下方へ変位する。そして図５に示されるように、この操作部材１９の下方への変位を通じて、プッシュスイッチ２０がスペーサ２２を介して下方へ押圧されてオン動作する。操作部材１９に対する外力の付与が解除されると、プッシュスイッチ２０の可動部２８がその原位置へ弾性復帰し、これに伴い操作部材１９もその原位置へ戻る。すなわち、センサユニット２４への押圧が解除された際には、プッシュスイッチ２０の可動部２８の原位置への復帰力を利用して当該センサユニット２４はその原位置、すなわち図４に示される通常の位置に復帰する。
【００３７】
なお、センサユニット２４が図４に示される通常の位置にある場合であれ、当該センサユニット２４はプッシュスイッチ２０の弾性力により上方へ若干付勢されているところ、このセンサユニット２４の上方への変位は、次のようにして規制される。すなわち、操作部材１９の２つの被案内部材２７と反対側の側面に形成された段差部２１がステアリングホイール７１の内壁面における開口部７６の周縁部に内側から係合することにより、センサユニット２４の上方への変位が規制される。このように、通常の位置にあるセンサユニット２４は、その一部分がステアリングホイール７１の内壁面に押し付けられた状態に保持されることから、がたつき等が発生することはなく、安定した取付状態が維持される。
【００３８】
次に、ステアリングスイッチ１の電気的な構成を説明する。
図１に示されるように、ステアリングスイッチ１を含んで構成される入力装置３１は、その各部を統括的に制御する制御装置３２を備えている。この制御装置３２は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等が単一のＩＣチップとして集積化されたマイクロコンピュータからなる。ＲＯＭには、各種の制御プログラムの他、各タッチセンサ１０及びこれらの組み合わせと制御対象となる複数種類の車載機器との関連付けを示す情報が予め記憶されている。
【００３９】
そしてこの制御装置３２には、前述した制御対象選択用の複数のタッチセンサ１０Ａ〜１０Ｄからのタッチ検出結果、及び当該タッチセンサ１０Ａ〜１０Ｄに対するタッチ操作を通じて選択された制御対象を動作させる際に操作されるプッシュスイッチ２０からの操作検出結果が入力される。
【００４０】
ここで各タッチセンサ１０は、センサユニット２４に対するタッチもしくは接近（以後、代表してタッチという。）を検出している状態をＯＮ、タッチを検出していない状態をＯＦＦとして、その検出結果、すなわちオン信号又はオフ信号等の検出信号を制御装置３２へ出力する。同様にプッシュスイッチ２０も、押圧されている状態をＯＮ、押圧されていない状態をＯＦＦとして、その検出結果、すなわちオン信号又はオフ信号等の操作信号を制御装置３２へ出力する。
【００４１】
制御装置３２の判定部３０は、各タッチセンサ１０から入力される検出結果に基づき選択された制御対象を判定する。判定部３０は、例えばタッチセンサ１０Ａ〜１０Ｄの状態がそれぞれＯＮ、ＯＦＦ、ＯＦＦ、ＯＦＦであるときにはカーナビゲーションが、同じくＯＮ、ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＦＦであるときにはエアコンディショナが選択されていると判定する。そして制御装置３２の判定部３０は、どの制御対象が選択されているのかを示す判定結果を表示制御部３５へ出力する。表示制御部３５は、判定部３０からの判定結果に基づき、その選択されている旨判定された制御対象を示す画面４１ａ上のアイコンの強調表示の実行を指令する表示制御信号をＨＵＤ４１へ出力する。ＨＵＤ４１は、表示制御部３５からの表示制御信号に基づき選択されている旨判定された制御対象のアイコンの強調表示を実行する。
【００４２】
また、判定部３０は、プッシュスイッチ２０からの操作信号に基づき当該プッシュスイッチ２０がＯＮである旨判定した場合には、このとき選択されていると判定される制御対象にその動作の実行を要求する指令信号を当該制御対象へ出力する。この判定部３０からの指令信号に基づき、選択されている旨判定された制御対象はその動作を開始する。
【００４３】
次に、前述のように構成された入力装置の操作態様を説明する。
例えば車両の運転中に所望の車載機器を作動させる際には、運転者はステアリングホイール７１を把持した状態で手指をのばしてステアリングスイッチ１、正確にはセンサユニット２４の各タッチセンサ１０に対応する部位をタッチすることにより所望の車載機器を選択する。このとき、ＨＵＤ４１によりフロントウインドシールド６３に表示される画面４１ａにおいて、選択されている車載機器に対応するアイコン４２が点灯もしくは点滅等することにより強調される。運転者はこの画面４１ａを目視することにより所望の車載機器が選択されているか否かを確認する。
【００４４】
所望していない車載機器が表示されたときには、手指をスライドさせる等してセンサユニット２４に対するタッチ位置を変える。これにより選択される車載機器が変更され、当該車載機器に対応するアイコン４２が強調表示される。運転者は画面４１ａの表示に基づき所望の車載機器が選択されているか否かを再度確認し、所望の車載機器が選択されていれば、その車載機器を実際に動作させるべく、このときのタッチ状態を維持したままセンサユニット２４を押圧する。すると、センサユニット２４はその押圧方向（下方）へ変位し、これによりプッシュスイッチ２０が押下されてオン動作する。そしてプッシュスイッチ２０がオン動作した際に選択されている所望の車載機器の動作が実行される。
【００４５】
運転者がセンサユニット２４から指を離すことで押圧力が解除されると、プッシュスイッチ２０の可動部２８の原位置への復帰力を利用してセンサユニット２４はその原位置に復帰する。
【００４６】
以上説明したように、実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）前述したように、センサユニット２４の各タッチセンサ１０及びこれらの組み合わせには、多数の車載機器が関連付けられているところ、運転者は、その時々に選択される車載機器を画面４１ａで確認しながらその動作を実行させることができる。このため、事前にスイッチの組合せを記憶していない、もしくは誤って記憶している場合であれ、意図しない車載機器を誤って動作させることはない。
【００４７】
（２）また、制御対象を選択する複数個のタッチセンサ１０を運転者により直接的に操作される操作部材１９に埋設して単一のセンサユニット２４として構成した。そしてこのセンサユニット２４の押圧操作を通じて単一のプッシュスイッチ２０が押圧されることにより、各タッチセンサ１０のタッチ操作を通じて選択された車載機器の動作が実行されるようにした。すなわち、複数個のタッチセンサ１０の組合せに対応する車載機器を動作させる場合であれ、その動作は単一のプッシュスイッチ２０が押下されたときのみ実行される。このため、例えば各タッチセンサ１０に対応してプッシュスイッチ２０を設け、これらプッシュスイッチ２０を各センサ１０を介して組合せて操作するようにした場合にみられる、運転者のプッシュスイッチ２０を押下するタイミングのずれに起因する意図しない車載機器の動作といった問題が回避される。また、同構成ではプッシュスイッチ２０の数は一つなのでステアリングスイッチ１の構成を簡単にすることができる。これはステアリングスイッチ１をステアリングホイール７１という限られたスペースに配設するという観点から見て好ましい。
【００４８】
（３）センサユニット２４を押圧方向へ案内する手段として支持部材５０が設けられているので、当該センサユニット２４の円滑な押圧操作が実現される。また、センサユニット２４はその押圧方向へのみ変位可能であることから、安定した押圧操作が可能となる。
【００４９】
（４）センサユニット２４への押圧が解除された際には、センサユニット２４と基板２３との間に配設された自動復帰型のプッシュスイッチ２０の弾性力、正確には可動部２８の原位置への復帰力を利用して当該センサユニット２４をその原位置へ復帰させるようにした。このため、運転者はセンサユニット２４を押下した後に自らセンサユニット２４を元の位置に戻す手間がなく便利である。また、プッシュスイッチ２０の脚部２９と可動部２８との境界部分が弾性変形することにより可動部２８が下方へ変位する一定以上の押圧力を加えなければオン動作しない。このため、例えば思わずステアリングスイッチ１に触れてしまった場合であれ、前述した一定以上の外力が付与されないかぎりプッシュスイッチ２０がオン動作することはない。したがって、誤入力も防ぐことができる。さらに、プッシュスイッチ２０は、押圧操作されたセンサユニット２４を原位置へ復帰させる復帰手段を兼用するので、例えば、ばね部材などの原位置復帰機構を別途設ける必要はなく部品数を削減することができ、ステアリングスイッチ１の構成をコンパクトにすることが可能となる。
【００５０】
（５）各タッチセンサ１０はステアリングホイール７１上に直線状に配置しているので、手指を各タッチセンサ１０に接触させた状態でスライドさせ易く、また手指をセンサユニット２４から離さずに、スムーズに制御対象選択の切り替えが可能である。これにより運転者は使用可能な手指が限られている運転時でも、少ない指で確実な制御対象の選択が可能となる。
【００５１】
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。
・上記実施形態では、スペーサ２２を通じてセンサユニット２４の押圧力をプッシュスイッチ２０に、またプッシュスイッチ２０の復帰力をセンサユニット２４に伝達するようにしたが、このスペーサ２２を省略することも可能である。この場合には、センサユニット２４を図４に示される通常位置に保持するため、又は当該通常位置に復帰させるためのばね部材を、例えばセンサユニット２４と基板２３との間に設ける。
【００５２】
・例えばセンサユニット２４と基板２３との間、あるいは支持部材５０の案内穴５１の内部に単数又は複数のばね部材を付加するようにしてもよい。センサユニット２４のサイズ又は重量によっては、プッシュスイッチ２０の復帰力だけでは、センサユニット２４を図４に示される通常の位置に保持すること、又は当該通常位置へ復帰させることが困難となる場合も想定される。こうした問題は、付加するばね部材の個数を適宜調節すること等により解消される。
【００５３】
・上記実施形態では、各種の情報を表示させる表示手段としてＨＵＤ４１を用いたが、これに限らず、液晶ディスプレイ等、他の方式のものを用いてもよい。また、表示手段の設置場所についても、適宜変更である。例えばインストルメントパネル内に表示手段を設けてもよい。特に、表示スペースの確保が困難である部位に表示手段を設ける場合には、例えばその時々で選択される車載機器を示す情報のみを表示させる。
【００５４】
・電気接点式のプッシュスイッチ２０は、磁気センサ等を利用した近接スイッチ等に置換してもよい。すなわち、センサユニット２４の変位を検出できるものであればよい。
・ステアリングホイール７１において、複数個のステアリングスイッチ１を設けるようにしてもよい。各ステアリングスイッチ１の配置は適宜調整される。
【００５５】
・上記実施形態では、ステアリングスイッチ１をステアリングホイール７１の運転者側の表面に設けたが、裏面側にもうけてもよい。
・単一のセンサユニット２４を構成するタッチセンサ１０の個数は、適宜変更可能である。
【００５６】
・複数個のタッチセンサ１０を、直線状に配設したが、例えば円弧等の曲線状に配設してもよい。
・上記実施形態では、センサユニット２４内に複数個の静電容量方式のタッチセンサ１０を設けたが、それに限らず次のようにしてもよい。すなわちタッチセンサを一つとして、その単数のセンサのタッチ検出範囲を仮想的に一定の領域を持つように複数に分割する。タッチセンサその分割された領域のうち、どの領域がどのような組合せでタッチされているかの検出信号を出力し、判定部３０はその信号により制御対象を判定する。なお、タッチセンサ１０はここでは静電容量方式が採用されたが、一つのタッチセンサでタッチされた領域及び組合せを検出できるものであれば、その他の方式例えば抵抗膜方式、振動検出方式等、赤外線方式等でもよい。
【００５７】
・上記実施形態では、一本の手指を一個のタッチセンサ１０で検出するようにしたが、これに限らず、一本の手指を複数のタッチセンサ１０が検出するようにしてもよい。この場合各タッチセンサ１０の大きさ、配置、検出可能範囲等は製品仕様等に応じて変更する。
【００５８】
・上記実施形態では、センサユニット２４の変位に伴いプッシュスイッチ２０が押圧される構成としたが、当該構成に限らずセンサユニット２４とプッシュスイッチ２０とを別の位置に設ける構成も採用可能である。例えばセンサユニット２４はステアリングホイール７１の右側に、プッシュスイッチ２０は同じく左側に設ける。運転者は右手でタッチセンサ１０をタッチして制御対象を選択し、左手でプッシュスイッチ２０を押下する。この構成を採用する場合には、センサユニット２４を押下する必要がないので、当該センサユニット２４の被案内部材２７及びこれを案内する支持部材５０は省略可能となる。
【００５９】
・上記実施形態では、センサユニット２４及びプッシュスイッチ２０等をステアリングホイール７１に設けることによりこれらをステアリングスイッチ１として構成したが、これに限らず車内において運転者による操作が可能となる場所であれば、どこに設けてもよい。例えばダッシュボード、アームレストなどに設けてもよい。さらに車両内に限らず、入力装置が必要となるあらゆるもの、例えば電化製品などに装備させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本実施形態のステアリングスイッチの電気的な構成を示すブロック図。
【図２】ステアリングの平面図。
【図３】ヘッド・アップ・ディスプレイの構成図。
【図４】非押圧状態のステアリングスイッチを示す図２のＡ−Ａ線断面図。
【図５】押圧状態のステアリングスイッチを示す図２のＡ−Ａ線断面図。
【図６】従来のステアリングスイッチの電気的な構成を示すブロック図。
【図７】従来のステアリングスイッチの概略構成を示す要部断面図。
【符号の説明】
【００６１】
１…ステアリングスイッチ、１０…タッチセンサ、２０…プッシュスイッチ、３０…判定部、４０…表示部、４１…ＨＵＤ（ヘッド・アップ・ディスプレイ）、制御対象…４５ａ〜４５ｄ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の取付対象に取り付けられて、定められた複数種類の制御対象の動作を選択的に実行させるべく所定の入力操作が行われる入力装置において、
前記取付対象の表面に設けられて、動作を実行させる制御対象を選択する際にタッチ操作されるとともにその単数又は複数のタッチ位置を検出してその検出信号を出力するタッチ検出部と、
前記タッチ検出部から入力される検出信号に基づき、選択された制御対象を判定する判定部と、
前記判定部により選択されている旨判定された制御対象を外部の表示部に表示させる表示制御部と、
前記判定部により選択されている旨判定されることにより前記表示部に表示された制御対象の動作を実行させる際に操作されてその旨示す操作信号を出力する単一のスイッチと、を備え、
前記判定部は、前記スイッチからの操作信号が入力されたときには、このとき動作を実行させるべく選択された旨判定される制御対象に対し動作の実行を要求する指令信号を出力することを特徴とする入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の入力装置において、
前記タッチ検出部は、タッチ操作された際にその検出信号を出力する複数個のタッチセンサを備えるとともに、これらタッチセンサが押圧された際にその押圧方向へ一体的に変位するセンサユニットとして構成する一方で、当該センサユニットが押圧された際に変位する側には前記スイッチを配設し、当該スイッチは前記センサユニットの変位を利用して操作される入力装置。
【請求項３】
請求項２に記載の入力装置において、
前記センサユニットの前記押圧方向における変位を案内するガイドが設けられてなる入力装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の入力装置において、
前記センサユニットが押圧された際に変位する側には、その変位に伴い押圧されることにより前記押圧方向と反対方向への復元弾性力を蓄勢する弾性部材を設け、同センサユニットへの押圧が解除された際には当該センサユニットは前記弾性部材の弾性復元力により原位置へ復帰される入力装置。
【請求項５】
請求項２〜請求項４のうちいずれか一項に記載の入力装置において、
前記スイッチは、前記センサユニットの変位を通じて押圧されることにより当該押圧方向へ変位する可動部を備え、当該可動部に対して前記センサユニットによる押圧力が付与されている間だけオン状態が維持されるとともに、当該押圧力の付与が解除されたときには前記可動部が原位置に自動復帰してオフ状態となる自動復帰型の押しボタンスイッチであって、
前記センサユニットへの押圧が解除された際には、前記可動部の原位置への復帰力を利用して前記センサユニットをその原位置に復帰させる入力装置。
【請求項６】
請求項２〜請求項５の何れか１項に記載の入力装置において、
前記各センサは、前記取付対象の表面において直線状あるいは円弧状に配置される入力装置。
【請求項１】
特定の取付対象に取り付けられて、定められた複数種類の制御対象の動作を選択的に実行させるべく所定の入力操作が行われる入力装置において、
前記取付対象の表面に設けられて、動作を実行させる制御対象を選択する際にタッチ操作されるとともにその単数又は複数のタッチ位置を検出してその検出信号を出力するタッチ検出部と、
前記タッチ検出部から入力される検出信号に基づき、選択された制御対象を判定する判定部と、
前記判定部により選択されている旨判定された制御対象を外部の表示部に表示させる表示制御部と、
前記判定部により選択されている旨判定されることにより前記表示部に表示された制御対象の動作を実行させる際に操作されてその旨示す操作信号を出力する単一のスイッチと、を備え、
前記判定部は、前記スイッチからの操作信号が入力されたときには、このとき動作を実行させるべく選択された旨判定される制御対象に対し動作の実行を要求する指令信号を出力することを特徴とする入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の入力装置において、
前記タッチ検出部は、タッチ操作された際にその検出信号を出力する複数個のタッチセンサを備えるとともに、これらタッチセンサが押圧された際にその押圧方向へ一体的に変位するセンサユニットとして構成する一方で、当該センサユニットが押圧された際に変位する側には前記スイッチを配設し、当該スイッチは前記センサユニットの変位を利用して操作される入力装置。
【請求項３】
請求項２に記載の入力装置において、
前記センサユニットの前記押圧方向における変位を案内するガイドが設けられてなる入力装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の入力装置において、
前記センサユニットが押圧された際に変位する側には、その変位に伴い押圧されることにより前記押圧方向と反対方向への復元弾性力を蓄勢する弾性部材を設け、同センサユニットへの押圧が解除された際には当該センサユニットは前記弾性部材の弾性復元力により原位置へ復帰される入力装置。
【請求項５】
請求項２〜請求項４のうちいずれか一項に記載の入力装置において、
前記スイッチは、前記センサユニットの変位を通じて押圧されることにより当該押圧方向へ変位する可動部を備え、当該可動部に対して前記センサユニットによる押圧力が付与されている間だけオン状態が維持されるとともに、当該押圧力の付与が解除されたときには前記可動部が原位置に自動復帰してオフ状態となる自動復帰型の押しボタンスイッチであって、
前記センサユニットへの押圧が解除された際には、前記可動部の原位置への復帰力を利用して前記センサユニットをその原位置に復帰させる入力装置。
【請求項６】
請求項２〜請求項５の何れか１項に記載の入力装置において、
前記各センサは、前記取付対象の表面において直線状あるいは円弧状に配置される入力装置。
【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２００９−２９８３８０（Ｐ２００９−２９８３８０Ａ）
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５８１８５（Ｐ２００８−１５８１８５）
【出願日】平成２０年６月１７日（２００８．６．１７）
【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２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１７日（２００８．６．１７）
【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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