JP2014075069A - On-vehicle touch panel input device - Google Patents
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Abstract
【課題】 入力操作位置を検出する為の検出電極を利用し、タッチパネル入力装置の構造を変更せずに運転席側と助手席側からの入力操作を判別できる車載用タッチパネル入力装置を提供する。
【解決手段】 入力操作領域の近傍に配置される複数の検出電極と、各検出電極毎に、検出電極と入力操作者の指との静電容量を表す容量レベルを検出する静電容量検出手段とを備え、各検出電極について検出した容量レベルを監視し、容量レベルの増加が検出された検出電極の配置位置が助手席側から運転席側へ移動している場合に、助手席側からの入力操作と判別する。
【選択図】図9PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an in-vehicle touch panel input device that can detect an input operation from a driver seat side and a passenger seat side without changing the structure of the touch panel input device by using a detection electrode for detecting an input operation position.
A plurality of detection electrodes arranged in the vicinity of an input operation area, and a capacitance detection means for detecting a capacitance level representing the capacitance between the detection electrode and the input operator's finger for each detection electrode And detecting the capacitance level detected for each detection electrode, and when the arrangement position of the detection electrode where the increase in the capacitance level is detected is moved from the passenger seat side to the driver seat side, Judged as an input operation.
[Selection] Figure 9
Description
本発明は、カーナビゲーション装置等の車載用電子機器の操作を行うために、車両内の運転席と助手席の前方に取り付けられた車載用タッチパネル入力装置に関し、更に詳しくは、車両の走行中は、助手席からの入力操作のみを受け付ける車載用タッチパネル入力装置に関する。 The present invention relates to an in-vehicle touch panel input device that is mounted in front of a driver seat and a passenger seat in a vehicle in order to operate an in-vehicle electronic device such as a car navigation device, and more particularly, while the vehicle is traveling. The present invention relates to an in-vehicle touch panel input device that accepts only an input operation from a passenger seat.
カーナビゲーション装置、オーディオ機器、テレビ等の映像情報機器などの車両内で利用する車載用電子機器は、その操作内容を表示する表示パネル上に積層した車載用タッチパネル入力装置の入力操作領域へ操作者の指を接近若しくは押圧する入力操作を行い、入力操作位置に表示される操作内容の操作を実行している。この車載用タッチパネル入力装置への入力操作は、運転席と助手席に乗車する双方の乗員が操作可能なように、車両内の前方で運転席と助手席の間のセンターコンソール部に取り付けられている。 In-vehicle electronic devices used in vehicles such as car navigation devices, audio equipment, video information devices such as televisions, etc., the operator enters the input operation area of the in-vehicle touch panel input device stacked on the display panel that displays the operation contents. An input operation for approaching or pressing the finger is performed, and the operation content displayed at the input operation position is executed. The input operation to this in-vehicle touch panel input device is attached to the center console section between the driver seat and the passenger seat in front of the vehicle so that both passengers in the driver seat and the passenger seat can operate. Yes.
しかしながら、車両走行中は、運転者が操作内容を見ながら車載用タッチパネル入力装置への入力操作を行うことは危険であることから、入力操作を行っても無効若しくは禁止する処理が行われ、助手席の乗員であっても入力操作が行えない不便があった。そこで、従来より、運転席側と助手席側の乗員による入力操作への入力操作を判別する入力装置や入力装置を備えた車載用電子機器が知られている。 However, while the vehicle is traveling, it is dangerous for the driver to perform an input operation to the in-vehicle touch panel input device while looking at the operation content. Therefore, the invalidation or prohibition process is performed even if the input operation is performed. There was an inconvenience that even a passenger in the seat could not perform input operations. Therefore, conventionally, an input device for determining an input operation to an input operation by an occupant on the driver's seat side and the passenger's seat side and an in-vehicle electronic device including the input device are known.
図14に示すカーナビゲーション装置100は、カーナビゲーション装置100への入力操作を行うタッチパネル101が重ねて配置される表示装置102の周囲の運転席側と助手席側に配置される一組の近赤外線センサ103A、103Bによって、運転席側と助手席側の乗員による入力操作への入力操作を判別する(特許文献1)。各近赤外線センサ103A、103Bは、赤外発光素子と赤外受光素子とからなり、例えば、助手席の乗員がタッチパネル101を入力操作しようとすると、助手席側に配置された近赤外線センサ103Aが入力操作を行う指や手により反射する赤外線を受光し、助手席側からの入力操作と判別する。
The
特許文献2に記載の車載用装置は、タッチセンサーが重ねて取り付けられた表示装置の周囲に、運転席側と助手席側に向けて移動可能に挟指向性の超音波センサーが設けられ、タッチセンサーを入力操作しようとする操作者の指や腕で反射する超音波を検出した際の超音波センサーの方向から、運転席側と助手席側のいずれからの入力操作かを判別する。
The in-vehicle device described in
特許文献3に記載のカーナビゲーション装置は、助手席の乗員の指の指紋を登録しておき、入力装置の近傍に配置した指紋センサーが登録した指紋と一致する指紋を検出した場合にのみ、入力装置への入力操作を有効とし、助手席の乗員の入力操作のみを可能とする。
The car navigation device described in
特許文献4に記載の車載用表示制御装置は、車両の走行中は入力装置への入力操作を禁止状態とするキー入力制御回路を設けるとともに、運転席側から操作できない位置に、キー入力制御回路の禁止状態を解除するスイッチを取り付け、車両の走行中であっても、助手席の乗員がスイッチを操作して、入力装置への入力操作を可能とする。
The on-vehicle display control device described in
上述の特許文献1や特許文献2に記載の車載用電子機器は、近赤外線センサや挟指向性超音波センサ等のセンサを、表示装置や入力装置とは別に取り付けるので、構成が複雑化するととに、コスト上昇の原因となり、また、既存の表示装置や入力装置を利用する場合には、その構造を改造しなければならない。
In the on-vehicle electronic device described in
また、入力操作を行う入力位置から離れた表示装置の周囲にセンサを配置するので、一組のセンサや1点から運転席側と助手席側へ向きを変えるだけのセンサでは、入力装置への入力操作を全て検知してその方向を判別することは困難である。このように検知できない領域があると、車両走行中に入力操作を禁止される運転者は、煩わしさからセンサで検知されない入力操作方向を探し出し、車両走行中であっても運転者が入力操作を可能とする恐れがある。一方、全ての入力操作方向の入力操作を確実に検知するためには、多数のセンサを配置する必要があり、高額となり、装置も大型化するものであった。 In addition, since the sensors are arranged around the display device away from the input position where the input operation is performed, with a set of sensors or a sensor that only changes the direction from one point to the driver side and the passenger side, It is difficult to detect all input operations and determine their directions. If there is an area that cannot be detected in this way, the driver who is prohibited from performing the input operation while the vehicle is driving searches for an input operation direction that is not detected by the sensor due to annoyance, and the driver performs the input operation even while the vehicle is driving. There is a risk of making it possible. On the other hand, in order to detect input operations in all input operation directions with certainty, it is necessary to arrange a large number of sensors, which is expensive and the apparatus becomes large.
また、特許文献3に記載のカーナビゲーション装置は、指紋の読みとり、登録、判別の為の各装置が必要となり、センサを配置する以上に構成が複雑化するととに、コストが上昇する。更に、助手席の乗員は、指紋の登録手続きと、入力装置を入力操作する毎に指紋センサーへ指を押し当てる必要があり、極めて煩わしいものであった。
Further, the car navigation device described in
また、特許文献4に記載の車載用表示制御装置についても、助手席の乗員は、入力装置への入力操作の都度、キー入力制御回路の禁止状態を解除するスイッチを操作する煩わしさがあり、また、同乗する助手席の乗員がスイッチを操作すれば、運転中の運転者も入力装置への入力操作が可能となるという問題があった。
In addition, with respect to the in-vehicle display control device described in
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、入力操作位置を検出する為の検出電極を利用し、タッチパネル入力装置の構造を変更せずに運転席側と助手席側からの入力操作を判別できる車載用タッチパネル入力装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such conventional problems, and uses the detection electrode for detecting the input operation position, and without changing the structure of the touch panel input device, the driver's seat side and the assistant An object of the present invention is to provide a vehicle-mounted touch panel input device that can determine an input operation from the seat side.
また、操作者の指先を接近させる入力操作領域の近傍に配置される検出電極により、もれなく運転席側と助手席側からの入力操作を判別する車載用タッチパネル入力装置を提供することを目的とする。 It is another object of the present invention to provide an in-vehicle touch panel input device that discriminates an input operation from the driver's seat side and the passenger's seat side using a detection electrode disposed in the vicinity of the input operation area in which the operator's fingertip approaches. .
上述の目的を達成するため、請求項1の車載用タッチパネル入力装置は、車載用電子機器の操作を行うために、車両内の運転者席と助手席の前方で、車載用電子機器への操作を案内表示する表示パネルの上方に重ねて取り付けられ、表示パネルの上方に重ねて設定される入力操作領域の近傍に互いに絶縁して分散配置される複数の検出電極と、各検出電極毎に、検出電極と入力操作者の指との静電容量を表す容量レベルを検出する静電容量検出手段と、静電容量検出手段が検出したいずれか1又は2以上の検出電極についての容量レベルが所定の入力閾値を越えることから、入力操作領域への入力操作を検出する入力操作検出手段と、車両内の運転者席と助手席のいずれの側から入力操作領域へ入力操作が行われたかを判別する方向判別手段とを備え、車両の走行中に入力操作検出手段が入力操作を検出した場合に、方向判別手段が助手席側からの入力操作と判別した入力操作のみを有効とする車載用タッチパネル入力装置であって、
方向判別手段は、入力操作検出手段が入力操作を検出している間の各検出電極について検出した容量レベルを監視し、容量レベルの増加が検出された検出電極の配置位置が助手席側から運転席側へ移動している場合に、助手席側からの入力操作と判別することを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, the in-vehicle touch panel input device according to
The direction discriminating unit monitors the capacitance level detected for each detection electrode while the input operation detecting unit detects the input operation, and the position of the detection electrode where the increase in the capacitance level is detected is driven from the passenger seat side. When moving to the seat side, it is determined that the input operation is from the passenger seat side.
検出電極と入力操作者の指との静電容量Cmは、両者間の距離をd、その間の空気の誘電率をε、検出電極と指との対向面積をsとして、Cm=ε・s/dで表され、静電容量検出手段が検出する静電容量Cmを表す容量レベルは、検出電極と入力操作者の指の距離dに反比例する。従って、入力操作領域の近傍に配置される特定の検出電極に入力操作者の指先が接近すると、その検出電極について静電容量検出手段が検出した容量レベルは、所定の入力閾値を越え、入力操作が検出される。助手席側からの入力操作を行うと、助手席側から運転席側に配置される検出電極に順に入力操作者の指先が接近するので、容量レベルの増加が検出された検出電極の配置位置が助手席側から運転席側へ移動している場合に、助手席側からの入力操作と判別できる。 The capacitance Cm between the detection electrode and the input operator's finger is Cm = ε · s /, where d is the distance between them, ε is the dielectric constant of the air between them, and s is the opposing area between the detection electrode and the finger. The capacitance level represented by d and representing the capacitance Cm detected by the capacitance detection means is inversely proportional to the distance d between the detection electrode and the input operator's finger. Therefore, when the fingertip of the input operator approaches a specific detection electrode arranged in the vicinity of the input operation area, the capacitance level detected by the capacitance detection means for that detection electrode exceeds a predetermined input threshold value, and the input operation Is detected. When an input operation is performed from the passenger seat side, the fingertip of the input operator approaches the detection electrodes arranged in the order from the passenger seat side to the driver seat side. When moving from the passenger seat side to the driver seat side, it can be determined that the input operation is from the passenger seat side.
請求項2の車載用タッチパネル入力装置は、静電容量検出手段がいずれか1又は2以上の検出電極について検出した容量レベルとその検出電極の配置位置とから入力操作領域への入力操作位置を検出する入力位置検出手段を更に備え、方向判別手段が助手席側からの入力操作と判別した入力操作のみ、入力位置検出手段が検出した入力操作位置を出力することを特徴とする。 The on-vehicle touch panel input device according to claim 2 detects the input operation position to the input operation area from the capacitance level detected by the capacitance detection means for any one or more detection electrodes and the arrangement position of the detection electrodes. The input position detecting means is further provided, and the input operation position detected by the input position detecting means is output only for the input operation determined by the direction determining means as the input operation from the passenger seat side.
静電容量Cmを表す容量レベルは、検出電極と入力操作者の指の距離dに反比例するので、入力位置検出手段は、各検出電極毎に検出した容量レベルから各検出電極と指先との相対距離を比較し、指先が入力操作領域に最も接近する入力操作位置を検出できる。入力位置検出手段が検出した入力操作位置は、方向判別手段が助手席側からの入力操作と判別した場合にのみ出力される。 Since the capacitance level representing the capacitance Cm is inversely proportional to the distance d between the detection electrode and the input operator's finger, the input position detection means detects the relative position between each detection electrode and the fingertip from the capacitance level detected for each detection electrode. The input operation position where the fingertip is closest to the input operation area can be detected by comparing the distances. The input operation position detected by the input position detection unit is output only when the direction determination unit determines that the input operation is from the passenger seat side.
請求項3の車載用タッチパネル入力装置は、助手席への乗員の着座を検出する着座センサーを更に備え、方向判別手段は、着座センサーが助手席への乗員の着座を検出している場合にのみ、助手席側からの入力操作と判別することを特徴とする。
The in-vehicle touch panel input device according to
助手席に乗員が着座していない場合に、車両走行中の運転者による入力操作を確実に禁止できる。 When a passenger is not seated in the passenger seat, it is possible to reliably prohibit an input operation by the driver while the vehicle is traveling.
請求項4の車載用タッチパネル入力装置は、車載用電子機器の操作を行うために、車両内の運転者席と助手席の前方で、車載用電子機器への操作を案内表示する表示パネルの上方に重ねて取り付けられ、表示パネルの上方に重ねて設定される入力操作領域の近傍に互いに絶縁して分散配置される複数の検出電極と、各検出電極毎に、検出電極と入力操作者の指との静電容量を表す容量レベルを検出する静電容量検出手段と、静電容量検出手段がいずれか1又は2以上の検出電極について検出した容量レベルから入力操作領域への入力操作を検出する入力操作検出手段と、静電容量検出手段がいずれか1又は2以上の検出電極について検出した容量レベルとその検出電極の配置位置とから入力操作領域への入力操作位置を検出する入力位置検出手段と、車両内の運転者席と助手席のいずれの側から入力操作領域へ入力操作が行われたかを判別する方向判別手段とを備え、車両の走行中に入力操作検出手段が入力操作を検出した場合に、方向判別手段が助手席側からの入力操作と判別した入力操作のみ、入力位置検出手段が検出した入力操作位置を出力する車載用タッチパネル入力装置であって、
方向判別手段は、入力操作領域に沿った表面積がほぼ同面積で、入力位置検出手段が検出した入力操作位置で対称位置の運転席側に配置される1又は2以上の検出電極からなる第1検出電極群と、助手席側に配置される1又は2以上の検出電極からなる第2検出電極群を選択し、第1検出電極群について静電容量検出手段が検出した容量レベルの第1総和より、第2検出電極群について静電容量検出手段が検出した容量レベルの第2総和が大きい場合に、助手席側からの入力操作と判別することを特徴とする。
The in-vehicle touch panel input device according to
The direction discriminating means has a surface area along the input operation region that is substantially the same area, and is composed of a first or more detection electrodes that are arranged on the driver seat side at the symmetric position at the input operation position detected by the input position detection means. A detection electrode group and a second detection electrode group consisting of one or more detection electrodes arranged on the passenger seat side are selected, and a first total sum of capacitance levels detected by the capacitance detection means for the first detection electrode group Thus, when the second sum of the capacitance levels detected by the capacitance detection means for the second detection electrode group is large, it is determined that the input operation is from the passenger seat side.
検出電極と入力操作者の指との静電容量Cmは、両者間の距離をd、その間の空気の誘電率をε、検出電極と指との対向面積をsとして、Cm=ε・s/dで表され、静電容量検出手段が検出する静電容量Cmを表す容量レベルは、検出電極と入力操作者の指の距離dに反比例する。助手席側から入力操作を行う入力操作者の指は、入力位置検出手段が検出した入力操作位置から助手席側に連続する入力操作領域の上方に存在し、入力操作位置から助手席側に配置される第2検出電極群に接近する。第1検出電極群と第2検出電極群の入力操作領域に沿った表面積はほぼ等しいので、方向判別手段は、入力操作者の指と逆側に配置される第1検出電極群についての容量レベルの第1総和より、入力操作者の指により接近する第2検出電極群についての第2総和が大きいことから、助手席側からの入力操作と判別できる。 The capacitance Cm between the detection electrode and the input operator's finger is Cm = ε · s /, where d is the distance between them, ε is the dielectric constant of the air between them, and s is the opposing area between the detection electrode and the finger. The capacitance level represented by d and representing the capacitance Cm detected by the capacitance detection means is inversely proportional to the distance d between the detection electrode and the input operator's finger. The finger of the input operator who performs the input operation from the passenger seat side is located above the input operation area that continues from the input operation position detected by the input position detection means to the passenger seat side, and is arranged from the input operation position to the passenger seat side. Approach the second detection electrode group. Since the surface areas along the input operation area of the first detection electrode group and the second detection electrode group are substantially equal, the direction determining means is a capacitance level for the first detection electrode group disposed on the opposite side of the input operator's finger. Since the second sum for the second detection electrode group approaching by the finger of the input operator is larger than the first sum of the above, it can be determined that the input operation is from the passenger seat side.
請求項5の車載用タッチパネル入力装置は、各検出電極と入力操作者の指との間の相対電位が変動する交流検出信号を発信する発信手段を更に備え、静電容量検出手段は、各検出電極と入力操作者の指との静電容量を介して、各検出電極に表れる交流検出信号の受信レベルを容量レベルとして検出し、入力位置検出手段は、いずれか2以上の検出電極毎に検出した容量レベルをもとに、入力操作者の指とその検出電極の配置位置との相対距離を比較して入力操作領域への入力操作位置を検出することを特徴とする。
The on-vehicle touch panel input device according to
検出電極と入力操作者の指の間の静電容量Cmは、検出電極と入力操作者の指との距離をd、その間の空気の誘電率をε、検出電極と入力操作者の指先との対向面積をsとして、Cm=ε・s/dで表される。 The electrostatic capacitance Cm between the detection electrode and the input operator's finger is the distance between the detection electrode and the input operator's finger d, the dielectric constant of air between them, and the detection electrode and the input operator's fingertip. The counter area is represented by s, and Cm = ε · s / d.
信号検出手段が各検出電極毎に検出する交流検出信号の受信レベルViは、上記検出電極と入力操作者の指の間の静電容量Cmに比例するとみなすことができ、検出電極と入力操作者の指先の間の空気の誘電率εは既知の値で、検出電極と入力操作者の指との対向面積sはほぼ一定値であるので、各検出電極と入力操作者の指の間の距離dに反比例し、入力位置検出手段は、各検出電極毎に検出した交流検出信号の受信レベルViを、静電容量Cmを表す容量レベルとして、受信レベルViから各検出電極と入力操作者の指との相対距離を比較し、入力操作者の指の入力操作領域上の入力操作位置を検出できる。 The reception level Vi of the AC detection signal detected by the signal detection means for each detection electrode can be regarded as being proportional to the capacitance Cm between the detection electrode and the finger of the input operator. The dielectric constant ε of the air between the fingertips is a known value, and the facing area s between the detection electrode and the input operator's finger is a substantially constant value. Therefore, the distance between each detection electrode and the input operator's finger Inversely proportional to d, the input position detection means sets the reception level Vi of the AC detection signal detected for each detection electrode as a capacitance level representing the capacitance Cm, and determines each detection electrode and the input operator's finger from the reception level Vi. The input operation position on the input operation area of the input operator's finger can be detected.
請求項6の車載用タッチパネル入力装置は、助手席への乗員の着座を検出する着座センサーを更に備え、方向判別手段は、着座センサーが助手席への乗員の着座を検出している場合にのみ、助手席側からの入力操作と判別することを特徴とする。 The in-vehicle touch panel input device according to claim 6 further includes a seating sensor for detecting the seating of the passenger in the passenger seat, and the direction determining means is only when the seating sensor detects the seating of the passenger in the passenger seat. The input operation is determined from the passenger seat side.
助手席に乗員が着座していない場合に、車両走行中の運転者の入力操作による入力操作位置の出力を確実に禁止できる。 When an occupant is not seated in the passenger seat, it is possible to reliably prohibit the output of the input operation position by the driver's input operation while the vehicle is traveling.
請求項7の車載用タッチパネル入力装置は、車載用電子機器は、カーナビゲーション装置であることを特徴とする。
The in-vehicle touch panel input device according to
カーナビゲーション装置への車両走行中の運転者からの入力操作を確実に禁止できる。 An input operation from the driver while the vehicle is traveling to the car navigation device can be surely prohibited.
請求項1の発明によれば、従来の静電容量式タッチパネル入力装置に備えられる検出電極と静電容量検出手段を利用して、入力操作領域への入力操作方向を判別するので、既存のタッチパネル入力装置の物理的構造を変えずに、助手席側からの入力操作のみを有効とする車載用タッチパネル入力装置が得られる。従って、センサ等の入力操作方向を検出する為の別の検出手段を設ける必要がない。
According to the invention of
また、入力操作の目標となる入力操作領域近傍に配置される検出電極で検出される容量レベルから入力操作方向を判別できるので、運転席側若しくは助手席側から入力操作領域へ指を接近させる入力操作の入力操作方向は、もれなく確実に検出できる。 In addition, since the input operation direction can be determined from the capacitance level detected by the detection electrode arranged in the vicinity of the input operation area that is the target of the input operation, the input that causes the finger to approach the input operation area from the driver seat side or the passenger seat side The input operation direction of the operation can be reliably detected without any leakage.
また、入力操作位置へ指を接近させる前の入力操作の過程で、入力操作位置に向かう入力操作方向を検出でき、有効と判別されない入力操作については、入力操作位置の検出を省略できる。 Further, the input operation direction toward the input operation position can be detected in the process of the input operation before the finger is brought close to the input operation position, and detection of the input operation position can be omitted for an input operation that is not determined to be valid.
請求項2の発明によれば、従来の静電容量式タッチパネル入力装置に備えられる検出電極、静電容量検出手段及び入力位置検出手段を利用し、その構造を変えずに、車両の走行中は、助手席の乗員のみが入力操作を行って車載用電子機器の操作が可能な車載用タッチパネル入力装置が得られる。 According to the second aspect of the present invention, the detection electrode, the capacitance detection means and the input position detection means provided in the conventional capacitive touch panel input device are used, and the vehicle is running without changing its structure. Thus, an in-vehicle touch panel input device capable of operating an in-vehicle electronic device by performing an input operation only by a passenger in the passenger seat is obtained.
請求項3の発明によれば、運転者が、意図的に助手席側から指を入力操作領域へ伸ばして行う不正な入力操作を禁止できる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、従来の静電容量式タッチパネル入力装置に備えられる検出電極、静電容量検出手段及び入力位置検出手段を利用し、その構造を変えずに、車両の走行中は、助手席の乗員のみが入力操作を行って車載用電子機器の操作が可能な車載用タッチパネル入力装置が得られ、センサ等の入力操作方向を検出する為の別の検出手段を設ける必要がない。 According to the fourth aspect of the present invention, the detection electrode, the capacitance detection means and the input position detection means provided in the conventional capacitive touch panel input device are used, and the vehicle is running without changing its structure. An in-vehicle touch panel input device capable of operating an in-vehicle electronic device by performing an input operation only by a passenger in the passenger seat is obtained, and there is no need to provide another detection means for detecting an input operation direction such as a sensor. .
また、入力操作の目標となる入力操作位置の近傍で対称位置に配置される1又は2以上の検出電極で検出される容量レベルの総和を比較して入力操作方向を判別するので、周囲にセンサ等を用いた場合のような検出もれがなく、入力操作の入力操作方向をもれなく確実に検出できる。 In addition, the input operation direction is determined by comparing the sum of the capacitance levels detected by one or more detection electrodes arranged at symmetrical positions in the vicinity of the input operation position that is the target of the input operation. Thus, there is no detection leak as in the case of using the input operation, and the input operation direction of the input operation can be reliably detected without any loss.
請求項5の発明によれば、各検出電極と入力操作者の指との相対距離から入力操作位置を検出するので、指を入力操作領域に沿って配置する透明な入力操作板に接触させる入力操作に限らず、入力操作領域の上方へ入力操作体を接近させるだけの非接触の入力操作についても、入力操作位置を検出できる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the input operation position is detected from the relative distance between each detection electrode and the input operator's finger, the input is made to contact the transparent input operation plate arranged along the input operation area. The input operation position can be detected not only for the operation but also for a non-contact input operation in which the input operation body only approaches the input operation area.
また、指先から連続する指の根元が入力操作領域から離れていても、入力操作位置に接近する指先から指の根元の方向を検出でき、入力操作方向を正確に検出できる。 Further, even if the base of the finger continuous from the fingertip is away from the input operation area, the direction of the finger base can be detected from the fingertip approaching the input operation position, and the input operation direction can be detected accurately.
請求項6の発明によれば、運転者が、意図的に助手席側から指を入力操作領域へ伸ばして行う不正な入力操作による入力位置の出力を禁止できる。 According to the invention of claim 6, the driver can prohibit the output of the input position by an unauthorized input operation intentionally performed by extending the finger from the passenger seat side to the input operation area.
請求項7の発明によれば、カーナビゲーション装置への車両走行中の運転者からの入力操作を禁止して、危険運転を未然に防止できる。 According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to prevent dangerous driving by prohibiting an input operation from the driver during traveling of the vehicle to the car navigation device.
以下、本発明の第1実施の形態に係る車載用タッチパネル入力装置(以下、タッチパネルという)1を、図1乃至図11を用いて説明する。タッチパネル1は、図1、図7に示すように、横長長方形の開口部21が中央に形成された長方形枠状の絶縁基板20と、開口部21の周辺に沿って絶縁基板20上に形成される多数の検出電極11、11・・と、開口部21の開口を覆うように、検出電極11を挟んで絶縁基板20上に載置される透明なガラス基板31と、検出電極11の上方を覆い、絶縁基板20に固定されるシールド板32を備えている。
Hereinafter, a vehicle-mounted touch panel input device (hereinafter referred to as a touch panel) 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 7, the
本実施の形態に係るタッチパネル1は、車載用カーナビゲーション装置の入力装置として、図2に示すように、地図やランドマーク、案内ルート等を表示する液晶表示パネル40の上方に積層して配置され、積層した液晶表示パネル40とともに、車両内の前方で運転席と助手席の間のセンターコンソール部(図示せず)に取り付けられている。従って、運転席若しくは助手席の乗員(以下、特に一方の席の乗員について説明する場合を除き、操作者という)は、開口部21内の透明なガラス基板31を通して液晶表示パネル40の表示を見ながら指30を接近若しくは接触させて入力操作を行うことができ、ここでは、開口部21で囲まれるガラス基板31の表面を、操作者が入力操作を行う入力操作領域Eとしている。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、長方形の輪郭に沿った方向を互いに直交するX方向及びY方向とし、ここでは、図中左側のX方向に沿った一側に助手席が、右側の他側に運転席があるものとして説明する。助手席側と運転席側からの入力操作方向を判別するとともに、XY平面に沿った入力操作領域E上の入力操作位置をxy位置座標で検出するため、X方向で対向する開口部21の一側(助手席側)の左辺に沿って多数の検出電極X01、X02・・X0nが、他側(運転席側)の右辺に沿って多数の検出電極X11、X12・・X1nが、Y方向で対向する開口部21の一側(図中下側)の下辺に沿って多数の検出電極Y01、Y02・・Y0nが、他側(図中上側)の上辺に沿って多数の検出電極Y11、Y12・・Y1nがそれぞれ配置されている。各検出電極11(X0、X1、Y0、Y1)は、それぞれ同じ大きさで、開口部21の各周辺に沿ったX、Y方向(以下、配置方向という)に所定ピッチでむらなく配置され、これにより、入力操作領域Eのいずれの位置にをおいても、入力操作する指30の指先30aが、X方向とY方向の各方向で少なくとも一組の検出電極(X0nとX1n又はY0nとY1n)に対向するようになっている。
As shown in FIG. 3, the directions along the rectangular outline are the X direction and the Y direction orthogonal to each other. Here, the passenger seat is on one side along the X direction on the left side of the figure, and the driver's seat is on the other side on the right side. Explain that there is a seat. Since the input operation direction from the passenger seat side and the driver seat side is discriminated and the input operation position on the input operation area E along the XY plane is detected by the xy position coordinates, one of the
絶縁基板20は、プリント配線基板であり、各検出電極11(X0、X1、Y0、Y1)は、それぞれプリント配線基板上に形成される細長帯状の引き出し配線パターン35により、後述するマルチプレクサ12の各入力端子に接続している。
The insulating
図1に示すように、シールド板32は、各検出電極11の外側で起立するように絶縁基板20に固定され、開口部21の上方に向かって水平に折り曲げられている。折り曲げられた内端は、開口部21側にわずかに突出し、これにより各検出電極11の鉛直方向の全体が覆われている。シールド板32は、絶縁基板20上の図示しない配線パターンを介して、後述する低圧振動電源線SGNDに接続し、振動側回路基板3上で接地されている。従って、入力操作を行う指30を除く操作者の手首や腕の一部と各検出電極11との間にシールド板32が介在し、指30の部分と各検出電極11との間の後述する静電容量Cmに、指30以外の部分による影響が少なくなり、静電容量Cmから指30の入力操作位置を正確に検出できる。しかしながら、入力操作方向の検出には、指以外の部分が影響しても問題がないので、高精度に入力操作位置を検出するものでなければ、必ずしもシールド板32は、設けなくてもよい。
As shown in FIG. 1, the
絶縁基板20上に載置されるガラス基板31は、図7に示すように、絶縁基板20の表面に沿って形成される検出電極11上に配置され、ガラス基板31の表面の入力操作領域Eに指30が接近すると、指30との間に、ガラス基板31を誘電体とする静電容量Cmaと空気を誘電体とする静電容量Cmbが直列に接続された静電容量Cmが形成される。
As shown in FIG. 7, the
本実施の形態では、各検出電極11に表れる交流検出信号の受信レベルViを、各検出電極11と指30との静電容量Cmを表す容量レベルとして、指30による入力操作方向、入力操作及び入力操作位置を検出するものであり、以下、これらを検出する為の回路の構成を説明する。
In the present embodiment, the reception level Vi of the AC detection signal appearing on each
図4に示すように、各検出電極11を含むタッチパネル1を構成する主要回路部品は、2種類の非振動側回路基板2と振動側回路基板3に分けて搭載されている。非振動回路基板2には、接地電位とした低圧基準電源線GNDと高圧基準電源線VCCとからなる基準電源回路4が配線され、低圧基準電源線GNDと高圧基準電源線VCC間に直流電圧Vccを印加するDC電源5が接続されている。これにより、非振動回路基板2に搭載されるインターフェース回路6等の各回路部品を基準電源回路4に接続し、DC電源5の出力電圧Vccにより駆動させている。
As shown in FIG. 4, the main circuit components constituting the
また、振動側回路基板3には、低圧振動電源線SGNDと高圧振動電源線SVCCとからなる振動電源回路7が配線されている。低圧振動電源線SGNDは低圧基準電源線GNDと、高圧振動電源線SVCCは高圧基準電源線VCCと、それぞれコイル8、9を介して接続している。コイル8とコイル9のインダクタンスは、いずれも後述する固有周波数fの交流検出信号SGに対してハイインピーダンスとなる値に設定され、ここでは、同一のインダクタンスLのコイル8、9を用いている。
Further, the vibration
交流検出信号SGの固有周波数fを発信する発信手段となる発振回路15は、振動側回路基板3に搭載され、二股に分岐してそれぞれ直流電圧を遮断するキャパシタンスC’のコンデンサ17、18を介して交流検出信号SGを基準電源回路4の低圧基準電源線GNDと高圧基準電源線VCCに接続している。これにより、基準電源回路4の低圧基準電源線GNDと高圧基準電源線VCCへ、固有周波数fの交流検出信号SGを同期させて出力すると、基準電源回路4の低圧基準電源線GNDが接地されて安定した電位にあるので、振動電源回路7の低圧振動電源線SGNDと高圧振動電源線SVCCの電位が同期して固有周波数fで変動し、両者間の電圧は、基準電源回路4と同じ直流出力電圧Vccとなる。交流検出信号SGの固有周波数fは、任意に調整することができるが、ここでは、187kHzの固有発振周波数の交流検出信号SGを出力する。
An
固有周波数fの交流検出信号SGが基準電源回路4と振動電源回路7に流れる場合に、低圧基準電源線GNDと高圧基準電源線VCC間及び低圧振動電源線SGNDと高圧振動電源線SVCC間が近接して配線され、固有周波数fの帯域でこれらの電源線間は短絡しているとすれば、基準電源回路4と振動電源回路7は、図5の等価回路図で示される。
When the AC detection signal SG having the natural frequency f flows in the reference
図5に示すように、振動電源回路7側の発振回路15の出力と基準電源回路4間には、並列にキャパシタンスC’のコンデンサ17、18が接続されているので、その合成キャパシタンスは、2C’であり、また、基準電源回路4と振動電源回路7間に並列に接続されるコイル8、9の合成インダクタンスは、L/2となる。これらのキャパシタとインダクタは、固有周波数fの交流検出信号SGが流れる閉回路において直列に接続され、交流検出信号SGの振幅(レベル)をVsg、コイル8、9両端の基準電源回路4と振動電源回路7間の電圧をVs、2πfで表される角速度をω(rad/sec)とすれば、
Vs=[ω2LC’/(ω2LC’−1)]Vsg・・・(1)式
で表される。
ここで、図5に示す回路は、ω2LC’=1で直列共振し、そのときの周波数f0は、
f0=1/[2π(LC’)1/2]・・・(2)式
となる。
As shown in FIG. 5, since
Vs = [ω 2 LC ′ / (ω 2 LC′−1)] Vsg (1)
Here, the circuit shown in FIG. 5 is in series resonance at ω 2 LC ′ = 1, and the frequency f 0 at that time is
f 0 = 1 / [2π (LC ′) 1/2 ] (2)
つまり、(2)式関係から得られる共振周波数f0を、交流検出信号SGの固有周波数fとすれば、交流検出信号SGのレベルに対して、(1)式から理論上振動電源回路7の電位が無限大で振動し、振動電源回路7に接続する各検出電極11の電位も無限大に振動させることができる。実際のタッチパネル1では、基準電源回路4と振動電源回路7のインダクタンス、浮遊容量などの影響から、(2)式から得る周波数f0で共振せず、また、基準電源回路4と振動電源回路7に交流検出信号SGが流れる際のエネルギーロス、特にコイル8、9の内部抵抗による電力消費により、振動電源回路7は、交流検出信号SGのレベルVsgに対して有限倍率に拡大された振幅Vsで振動する。
That is, if the resonance frequency f 0 obtained from the relationship of the expression (2) is the natural frequency f of the AC detection signal SG, the level of the AC detection signal SG is theoretically calculated from the expression (1) of the vibration
一方、操作者の指30がガラス基板31を介して接触する各検出電極11に高い電圧を加えることはできないので、発振回路15の出力とコンデンサ17、18との間に図示しない抵抗を接続して、各検出電極11が相対的に振動する交流検出信号SGの出力レベルVsをここでは5Vとしている。
On the other hand, since a high voltage cannot be applied to each
また、交流検出信号SGの固有周波数fについても、任意の周波数とすることができるが、車載用の他の電子機器や通信機器で使用される周波数と識別して、固有周波数fの交流検出信号SGを検出する必要があり、これらの使用済み周波数とその高調波を避けた周波数としている。 Also, the natural frequency f of the AC detection signal SG can be set to an arbitrary frequency, but is identified as a frequency used in other in-vehicle electronic devices and communication devices, and the AC detection signal having the natural frequency f. SG needs to be detected, and these used frequencies and their harmonics are avoided.
上述の各検出電極11は、振動電源回路7の低圧振動電源線SGNDと高圧振動電源線SVCCのいずれかの、ここでは高圧振動電源線SVCCに接続している。全ての各検出電極11が高圧振動電源線SVCCに接続することによって、交流検出信号SGの出力レベルVsで固有周波数fで振動する一方、電源回路4、7に非接触の操作者の指30の電位は定電位であるので、両者の間には、交流検出信号SGの出力レベルVsの電圧が発生し、これを、固有周波数fで振動する振動電源回路7からみれば、定電位の検出電極11に対して、入力操作体である指30が交流検出信号SGの固有周波数fで振動する信号発生源となる。従って、指30が接近して指30との静電容量Cmが増大する検出電極11には、静電容量Cmを介して固有周波数fの交流検出信号SGが表れる。
Each of the
各検出電極11と指30間の静電容量Cmは、図7に示すように、指30がガラス基板31に触れていない状態では、指30と検出電極11の間の静電容量Cmは、上述のように、直列に接続されるガラス基板31を誘電体とする静電容量Cmaと空気を誘電体とする静電容量Cmbとからなるので、静電容量Cmは、Cma・Cmb/(Cma+Cmb)で表される。しかしながら、ここでは説明を容易にするため、指30と検出電極11間が比誘電率がεrの均一の誘電体で隔てられているものとする。検出電極11と指30間の距離をd、真空の誘電率をε0、指30と検出電極11の対向面積をsとすると、検出電極11と指30間の静電容量Cmは、Cm=ε0・εr・s/dで表され、交流検出信号SGの固有周波数がfであるので、この静電容量Cmの交流検出信号に対するリアクタンスXcは、Xc=1/(2π・f・Cm)から、Xc=d/(ω・ε0・εr・s)となる。
As shown in FIG. 7, the capacitance Cm between each
図8は、検出電極11に表れる交流検出信号SGの受信レベルViを検出する信号検出回路部全体の等価回路図であり、図中、Cpは、検出電極11と低圧振動電源線SGND間の浮遊容量、rpは、検出電極11の内部抵抗値、R4は、出力抵抗の抵抗値である。 図中の等価回路図では、
i1=i2+i3 ・・・(3)式
Vs=i1/(jω・Cm)+i2/(jω・Cp) ・・・(4)式
−i2/(jω・Cp)+i3・rp+i3・R4=0 ・・・(5)式
i3・R4=Vi ・・・(6)式
の関係が成り立ち、(3)式乃至(6)式から、
Vi=[jω・Cm/{1/R4+jω(Cm+Cp)(rp/R4+1)}]・Vs ・・・(7)式
の関係が得られる。
FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of the entire signal detection circuit unit for detecting the reception level Vi of the AC detection signal SG appearing on the
i1 = i2 + i3 (3) Formula Vs = i1 / (jω · Cm) + i2 / (jω · Cp) (4) Formula −i2 / (jω · Cp) + i3 · rp + i3 · R4 = 0 -(5) Formula i3 * R4 = Vi ... The relationship of Formula (6) is established, and from Formula (3) to Formula (6),
Vi = [jω · Cm / {1 / R4 + jω (Cm + Cp) (rp / R4 + 1)}] · Vs (7) Equation (7) is obtained.
内部抵抗rpを0とし、R4がマルチプレクサ12を介して後述する積分用オペアンプA/D25に接続されるので無限大とすれば、(7)式は、
Vi=Cm/(Cp+Cm)・Vs
と置き換えられ、更に
浮遊容量Cpに比べて静電容量Cmは極めて小さいので、(7)式は、更に
Vi=(Cm/Cp)・Vs ・・・(8)式
で表される。
If the internal resistance rp is set to 0, and R4 is connected to an integration operational amplifier A / D25, which will be described later, via the
Vi = Cm / (Cp + Cm) · Vs
Further, since the electrostatic capacitance Cm is very small compared to the stray capacitance Cp, the equation (7) is further expressed by the following equation: Vi = (Cm / Cp) · Vs (8).
(8)式において、検出電極11についての浮遊容量Cpや交流検出信号SGの出力レベルVsは、一定値であるので、検出電極11に表れる交流検出信号SGの受信レベルViは、その検出電極11と指30との間の静電容量Cmを表す容量レベルとなる。
In the equation (8), since the stray capacitance Cp and the output level Vs of the AC detection signal SG for the
上述の通り、入力操作体30と検出電極11の静電容量Cmは、Cm=ε0・εr・s/dで表されるので、これを(8)式に代入して変形すれば、
Vi=[ε0・εr・s/(d・Cp)]・Vs ・・・(9)式
となり、(9)式中の(ε0・εr・s/Cp)は、定数であるので、これを1/kとおけば、検出電極11に表れる交流検出信号SGの受信レベルViは、
Vi=Vs/(d・k) ・・・(10)式
で表され、指30との距離dが近い検出電極11ほど、受信レベルViが交流検出信号SGの出力レベルVsに近づく大きな値となる。ただし、指30が検出電極11に近接し、その間の静電容量Cmが浮遊容量Cpに比べて無視できない程度に大きくなった場合には(10)式を適用できず、受信レベルViは最大で出力レベルVsとなる。
As described above, the capacitance Cm of the
Vi = [ε0 · εr · s / (d · Cp)] · Vs (9) where (ε0 · εr · s / Cp) in equation (9) is a constant. If it is set to 1 / k, the reception level Vi of the AC detection signal SG appearing on the
Vi = Vs / (d · k) (represented by the equation (10)), the
(10)式は、複数の各検出電極11と指30との静電容量Cmを表す各検出電極11に表れる交流検出信号の受信レベルViが、指30との距離dに反比例することを示すものであり、指元部30bの位置を入力操作位置(x、y)と誤って検出しないように、入力操作位置(x、y)は、ガラス基板31に指先30aが接触する入力操作について検出し、空気より比誘電率が充分に高いガラス基板31のみを誘電体とする検出電極11と指先30aとの間の静電容量Cmaから検出している。すなわち、図7に示す空気を誘電体とする静電容量Cmbは、ガラス基板31を誘電体とする静電容量Cmaに対して充分に小さいので、ガラス基板31に接触していない指元部30bと検出電極11間の静電容量Cmbは、入力操作位置(x、y)の検出においては無視でき、同図では、静電容量Cmbがほぼ影響しない静電容量Cm0、Cm1の相対比からX方向の入力操作位置(x)を検出する。同様にして、入力操作領域Eに接触する指30と各検出電極11間の距離を比較することができ、各検出電極11(X0、X1、Y0、Y1)の配置位置と、各検出電極11(X0、X1、Y0、Y1)と指30との容量レベルを表す受信レベルViとから、入力操作領域E上のXY方向の入力操作位置(x、y)を検出する。
Expression (10) indicates that the reception level Vi of the AC detection signal that appears on each
各検出電極11(X0、X1、Y0、Y1)と指30との容量レベルを表す受信レベルViを検出するために、振動側回路基板3には、アナログマルチプレクサ12、信号処理回路13、積分処理回路14、A/Dコンバータ19、MPU(マイクロプロセッサユニット)10及び発振回路15の各回路素子が搭載され、いずれも振動電源回路7の低圧振動電源線SGNDと高圧振動電源線SVCCに接続し、DC電源5から出力電圧Vccを受けて動作している。
In order to detect the reception level Vi representing the capacitance level between each detection electrode 11 (X0, X1, Y0, Y1) and the
アナログマルチプレクサ12は、MPU10からの切り替え制御により、一定の周期、ここでは200msec毎に、各検出電極11を信号処理回路13へ切り換え接続し、各検出電極11に表れる交流検出信号SGを順に信号処理回路13へ出力している。すなわち、X方向で対向する検出電極X01、X02・・、X11、X12・・、Y方向で対向する検出電極Y01、Y02・・、Y11、Y12・・の順で、一走査周期内に全ての検出電極11が信号処理回路13に接続される。
The
図6に示すように、信号処理回路13は、交流検出信号SGの固有周波数fを中心とする周波数帯域の信号を通過させる共振回路23と、インピーダンス変換用の増幅回路24と、これらの間に直列に接続される第1アナログスイッチASW1とからなっている。共振回路23は、アナログマルチプレクサ12を介して接続する検出電極11に表れる信号から、直流信号等の低周波成分とコモンモードノイズ等の高周波ノイズをカットし、交流検出信号SGのみを後段の増幅回路24へ出力する。増幅回路24は、入力インピーダンスが無限大に近く、出力インピーダンスが微小値であるインピーダンス変換素子で、検出電極11に表れる微弱な交流検出信号SGであっても、その出力側に接続される積分処理回路14が動作するようにしている。
As shown in FIG. 6, the
第1アナログスイッチASW1は、MPU10により開閉制御され、積分処理回路14が後述する積分動作を行っている積分動作期間(Tint)中に共振回路23と増幅回路24間を接続し、後述するオフセット調整期間(Tset)中に遮断する。これにより、オフセット調整期間(Tset)中に、交流検出信号SGが積分処理回路14に出力されないようにしている。
The first analog switch ASW1 is controlled to be opened and closed by the
積分処理回路14は、互いのアノードとカソードを接続させたクランプダイオード回路28と、信号処理回路13の出力の電位を所定の電位に引き上げるプルアップ抵抗29と、積分用オペアンプ25と、信号処理回路13の出力と積分用オペアンプ25の反転入力端子間に接続された積分用抵抗R1と、積分用オペアンプ25の反転入力端子と出力端子間に接続された積分用コンデンサC1と、積分用コンデンサC1に並列に接続され、MPU10により開閉制御される第2アナログスイッチASW2を備えている。
The
クランプダイオード回路28は、信号処理回路13の出力、すなわち交流検出信号SGの電圧が、プルアップ抵抗29で引き上げられる電位を中心に、一対のダイオードの順電圧の範囲内で振動するようにクランプし、積分用抵抗R1へ出力する。
The
積分用抵抗R1を介して積分用オペアンプ25の反転入力端子に入力される交流検出信号の電圧をVin、積分用オペアンプ25の出力端子から出力される電圧をVout、積分用抵抗R1の抵抗値をR、積分用コンデンサC1の容量をCとすれば、
Vout=−1/CR・∫Vindt ・・・(11)式
で表され、積分用オペアンプ25の出力端子から入力電圧Vinを積分した電圧Voutが出力される。
The voltage of the AC detection signal input to the inverting input terminal of the integrating
Vout = −1 / CR · ∫Vindt (11) The voltage Vout obtained by integrating the input voltage Vin is output from the output terminal of the integrating
第2アナログスイッチASW2は、オフセット調整期間(Tset)開始後のわずかな時間、MPU10により閉じ制御され、積分処理回路14の積分動作期間(Tint)に積分用コンデンサC1に蓄積された電荷を速やかに放電し、その直前の積分動作期間(Tint)に積分用コンデンサCに充電された充電電圧が、後述する積分処理回路14のオフセット調整期間(Tset)のオフセット動作に影響しないようにしている。
The second analog switch ASW2 is controlled to be closed by the
この積分用オペアンプ25の反転入力端子と非反転入力端子間には、積分用オペアンプ25のオフセット電圧やその他の要因による直流成分の誤差があり、これらを合わせた誤差電圧をオフセット電圧Δvで表すと、(11)式は、
Vout=−1/CR・∫(Vin+Δv)dt ・・・(12)式
で表され、オフセット電圧Δvは直流成分であるので、(12)式は、
Vout=−1/CR・∫Vindt−Δv・t/CR ・・・(13)式
で表され、時間tの経過と共に、出力電圧Vout中のオフセット電圧Δvによる誤差が拡大する。
There is a DC component error between the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the integrating
Vout = −1 / CR · ∫ (Vin + Δv) dt (12) Since the offset voltage Δv is a direct current component, the expression (12) is
Vout = −1 / CR · ∫Vindt−Δv · t / CR (13) As the time t elapses, the error due to the offset voltage Δv in the output voltage Vout increases.
そこで、上記オフセット電圧Δvによる影響を実質的に解消させる目的で積分処理回路14に更にフィードバック回路部を設けている。このフィードバック回路部は、図6に示すように、帰還用オペアンプ26と、帰還用オペアンプ26の出力と積分用オペアンプ25の非反転入力端子間に接続された第3アナログスイッチASW3と、第3アナログスイッチASW3と積分用オペアンプ25の非反転入力端子間に接続され、帰還用オペアンプ26の出力電圧で充電されるホールド用コンデンサ27とから構成される。
Therefore, a feedback circuit unit is further provided in the
帰還用オペアンプ26の非反転入力端子は、抵抗R2を介して積分用オペアンプ25の出力に接続され、反転入力端子は、積分用抵抗R1の入力側に接続している。帰還用オペアンプ26の反転入力端子と出力端子間に接続された抵抗R3と抵抗R2の抵抗値は等しく、従って、帰還用オペアンプ26は、第3アナログスイッチASW3が閉じ制御されている間、積分用オペアンプ25の反転入力端子に入力される入力電圧Vinを基準電位とし、入力電圧Vinに対する積分用オペアンプ25の出力電圧Voutの差分をゲイン−1で増幅し積分用オペアンプ25の非反転入力端子へ帰還するように作用する。
The non-inverting input terminal of the feedback
MPU10により制御されるオフセット調整期間(Tset)中に、第3アナログスイッチASW3が閉じ制御されるとともに、積分用抵抗R1の入力と各検出電極11とは開制御される第1アナログスイッチASW1により遮断されるので、積分用抵抗R1の入力側には、交流検出信号SGが入力されることなく、積分用オペアンプ25の反転入力端子の電位は、一定の入力電圧Vinに保たれる。
During the offset adjustment period (Tset) controlled by the
積分用オペアンプ25の非反転入力端子に対して反転入力端子に上記オフセット電圧Δvが生じているものとすると、Δt後にその積分値−(Vin+Δv)・Δt/CRが出力されるが、帰還用オペアンプ26により、積分用オペアンプ25の非反転入力端子にVin+(Vin+Δv)・Δt/CRが入力され、Δt/CRが1より充分に小さいので、これを繰り返すことにより、積分用オペアンプ25の出力はオフセット電圧Δvに収束して安定する。この状態で、積分用オペアンプ25の反転入力端子にオフセット電圧Δvを加えた電位は、非反転入力端子の電位に等しくなり、ホールド用コンデンサ27には、オフセット電圧Δvの影響を含めて非反転入力端子と反転入力端子間の差電圧を0とする補正電圧が充電されている。従って、オフセット調整期間(Tset)は、積分用オペアンプ25の出力Voutがオフセット電圧Δvに達して安定する充分な時間に設定し、ホールド用コンデンサ27は、積分用オペアンプ25の出力Voutが安定した際には飽和するキャパシタのコンデンサを用いる。
Assuming that the offset voltage Δv is generated at the inverting input terminal with respect to the non-inverting input terminal of the integrating
オフセット調整期間(Tset)の経過後、MPU10は、第1アナログスイッチASW1を閉じ制御すると共に、第3アナログスイッチASW3を開制御して、積分動作期間(Tint)に移行する。積分動作期間(Tint)では、第1アナログスイッチASW1を閉じ制御されることにより、アナログマルチプレクサ12で選択接続した検出電極11に表れる交流検出信号SGが積分用オペアンプ25の反転入力端子に入力される。また、第3アナログスイッチASW3が開制御されるので、オフセット調整期間(Tset)中に、ホールド用コンデンサ27に充電された上記補正電圧が積分用オペアンプ25の非反転入力端子に入力され、オフセット電圧Δvを含めた積分用オペアンプ25の非反転入力端子と反転入力端子間の差電圧が0となり、積分用オペアンプ25の出力Voutに(13)式に示すオフセット電圧Δvを積分した誤差−Δv・t/CRが含まれない。
After the elapse of the offset adjustment period (Tset), the
その結果、微小な交流検出信号SGの電圧Vinのみが積分して拡大され、積分用オペアンプ25の出力Voutとして表れる。MPU10は、積分動作期間(Tint)の開始時から各積分動作期間(Tint)で同一の時間経過後であって、積分動作期間(Tint)が終了する直前の判定時t1に、判定時t1の出力Voutを後段に接続されたA/Dコンバータ19へ出力する。積分動作期間(Tint)は、CRで定まる積分用コンデンサC1の飽和時間より充分に短く、かつ交流検出信号SGの電圧Vinを、判定時t1にその積分値である積分用オペアンプ25の出力Voutから判別可能な期間に設定する。
As a result, only the voltage Vin of the minute AC detection signal SG is integrated and expanded, and appears as the output Vout of the integrating
A/Dコンバータ19は、判定時t1の積分用オペアンプ25の出力Voutを量子化してMPU10へ出力する。A/Dコンバータ19から出力される量子化データは、その積分動作期間(Tint)中にアナログマルチプレクサ12が選択接続した各検出電極11に表れる交流検出信号SGの受信レベルViを表す。上述の通り、積分処理回路14は、誤差を拡大させずに微小な電圧電圧Vinのみを拡大して出力Voutとするので、空気を隔てた検出電極11と指30の間のfFから数pF程度の極めて微小な静電容量Cm(Cmb)の容量レベルもA/Dコンバータ19から出力される量子化データ(受信レベルVi)で表され、ガラス基板31の表面(入力操作領域E)から離れた指元部30bと各検出電極11との距離も受信レベルViから検出できる。
The A /
受信レベルViを表す量子化データが入力されるMPU10は、入力操作検出手段、方向判別手段、入力位置検出手段としても作用し、各検出電極11について検出する受信レベルViを元に、入力操作領域Eに指30を接近させる入力操作、入力操作方向及び入力操作領域Eに指先30aを接触させた入力操作位置(x、y)を検出する。MPU10は、更に、直流が絶縁された信号線16を介して、非振動回路基板2に搭載されるインターフェース回路6に接続し、インターフェース回路6からカーナビゲーション装置へ検出した入力操作位置(x、y)を出力するとともに、インターフェース回路6から図示しない車両走行センサーと着座センサーのセンサー信号を入力する。
The
車両走行センサーは、タッチパネル1を搭載した車両が走行している間、具体的には運転者が操作するシフトレバーがドライブ「D」のポジションにある間、走行信号をMPU10へ出力する。また、着座センサーは、助手席に乗員が着座している間、具体的には、助手席に一定以上の垂直荷重が加わっている間、着座信号をMPU10へ出力する。
The vehicle travel sensor outputs a travel signal to the
以下、タッチパネル1に入力操作があった場合のMPU10による上述の動作を、図11に示すフローに沿って詳述する。
Hereinafter, the above-described operation by the
MPU10は、全ての検出電極11について周期的に入力される量子化データ(以下の処理では、単に受信レベルViという)を監視し、いずれかの検出電極11の受信レベルViが所定の入力閾値Virefを越えた時に、入力操作があったと判定し、入力閾値Virefを越えている間、入力操作中と判定する(S1)。入力閾値Virefは、入力操作領域Eに指30を接近させる入力操作が検出できれば任意の値に設定できるが、ここでは、図7に示すように、入力操作領域Eの上方数cmまで指先30aを近づけた時に、指先30aに最も接近する検出電極111に表れる受信レベルViに設定している。
The
いずれの検出電極11の受信レベルViも所定の入力閾値Viref未満となった場合には、誤検出若しくは入力操作が解除されたものと判定し、再び各検出電極11についての受信レベルViを入力閾値Virefと比較する待機状態に戻る。
When the reception level Vi of any of the
入力操作を検出すると、インターフェース回路6を介して入力される車両走行センサーの出力を判定し(S2)、車両が走行中であることを示す走行信号が入力されていない場合には、車両停止中の入力操作であると判断し、入力操作位置(x、y)を検出し出力するステップS5へ移行する。一方、走行信号が入力されている場合には、更に検出した入力操作を有効とするかどうかを判定するため、着座センサーの出力を判定する(S3)。 When an input operation is detected, the output of the vehicle travel sensor input via the interface circuit 6 is determined (S2). If a travel signal indicating that the vehicle is traveling is not input, the vehicle is stopped. The process proceeds to step S5 where the input operation position (x, y) is detected and output. On the other hand, if a travel signal is input, the output of the seating sensor is determined to determine whether or not the detected input operation is to be valid (S3).
着座センサーから着座信号が入力されていない場合には、ステップ1で検出した入力操作は、助手席に乗員が着座していない状態での運転者による不正操作と判定し、その入力操作を無視し、MPU10は待機状態に戻る。一方、着座信号が入力されている場合には、更に、入力操作が運転席側と助手席側のいずれからの操作であるかの入力操作方向の判別を行う(S4)。
If no seating signal is input from the seating sensor, the input operation detected in
MPU10は、入力操作位置(x、y)の検出前には、周期的に入力されるX方向に沿って配置される検出電極11(Y0若しくY1)に表れる受信レベルViを監視し、受信レベルViが増加する検出電極11(Y0若しくY1)の配置位置の移動方向から入力操作方向を判別する。
Before detecting the input operation position (x, y), the
例えば、図9に示すように、運転席側から入力操作があった場合には、検出電極11(Y1)は、右から左に配置された検出電極Y1k+2、Y1k+1、Y1kの順に指30が近づいて指30との静電容量Cmが増加し、検出電極Y1k+2、Y1k+1、Y1kの順に受信レベルViが上昇する。逆に、助手席側から入力操作があった場合には、検出電極(Y1)は、左から右に配置された検出電極11のY1k、Y1k+1、Y1k+2の順に指30が近づいて指30との静電容量Cmが増加し、検出電極(Y1)に表れる受信レベルViは、左から右に配置された側に配置されたY1k、Y1k+1、Y1k+2の順に上昇する。従って、MPU10は、検出電極11(Y0若しくY1)の各検出電極11に表れる受信レベルViを監視し、受信レベルViが上昇する検出電極11(Y0若しくY1)の配置位置が左側に移動している場合には、運転者による不正操作と判定し、その入力操作を無視し、MPU10は待機状態に戻る。一方、逆方向の右側に移動している場合には、助手席側からの入力操作と判別し、入力操作位置(x、y)を検出し出力するステップS5へ移行する。
For example, as shown in FIG. 9, when an input operation is performed from the driver's seat side, the detection electrode 11 (Y1) approaches the
MPU10は、ステップS5で入力操作位置(x、y)を検出し出力する。入力操作位置(x、y)の検出は、上述のように、X、Y配列方向で、検出電極11(X0、X1、Y0、Y1)毎に受信レベルViのピークが表れた検出電極11の配置位置から検出してもよいが、ここでは、配置方向毎の検出電極11(X0、X1、Y0、Y1)に表れる受信レベルViの総和SVx0、SVx1、SVy0、SVy1を算定し、この総和から指30のXY方向の入力操作位置を検出する。
In step S5, the
図7に示す位置で指30がガラス基板31に触れて入力操作位置P(x)にあったとして、X方向で対向する一組の検出電極X0、X1間の距離をLxとし、任意の検出電極X0nに表れる交流検出信号SGの受信レベルVi0と、検出電極X0nにX方向で対向する位置に配置された検出電極X1nに表れる交流検出信号SGの受信レベルVi1とは、(10)式からそれぞれ、
Vi0=Vs/(x・k) ・・・(14)式
Vi1=Vs/((Lx−x)・k) ・・・(15)式
で表され、両者の比Vi0/Vi1は、
Vi0/Vi1=(Lx−x)/x ・・・(16)式
で表される。
Assuming that the
Vi0 = Vs / (x · k) (14) Formula Vi1 = Vs / ((Lx−x) · k) (15) The ratio Vi0 / Vi1 of both is
Vi0 / Vi1 = (Lx−x) / x (16)
この関係は、X方向で対向する全ての各組の検出電極X0、X1について成り立つので、一走査周期内に各検出電極X0に表れる交流検出信号SGの受信レベルViの総和をSVx0、各検出電極X1に表れる交流検出信号SGの受信レベルViの総和をSVx1とすれば、
SVx0/SVx1=(Lx−x)/x ・・・(17)式
であり、xについて解けば、
x=Lx・SVx1/(SVx0+SVx1) ・・・(18)式
となる。
Since this relationship holds for all pairs of detection electrodes X0 and X1 that face each other in the X direction, the sum of the reception levels Vi of the AC detection signals SG appearing on each detection electrode X0 within one scanning period is SVx0. If the sum of the reception levels Vi of the AC detection signal SG appearing in X1 is SVx1,
SVx0 / SVx1 = (Lx−x) / x (17). If x is solved,
x = Lx · SVx1 / (SVx0 + SVx1) (18)
同様に、Y方向についても、Y方向で対向する一組の検出電極Y0、Y1間の距離をLyとすれば、任意の検出電極Y0nに表れる交流検出信号SGの受信レベルVi0と、検出電極Y0nにY方向で対向する位置に配置された検出電極Y1nに表れる交流検出信号SGの受信レベルVi1との関係は、
Vi0/Vi1=(Ly−y)/y ・・・(19)式
で表され、一走査周期内に各検出電極Y0に表れる交流検出信号SGの受信レベルViの総和をSVy0、各検出電極Y1に表れる交流検出信号SGの受信レベルViの総和をSVy1として、
y=Ly・SVy1/(SVy0+SVy1) ・・・(20)式
の関係が得られるので、SVx0、SVx1、SVy0、SVy1から入力操作領域E上のXY方向の入力操作位置(x、y)が容易に得られる。
Similarly, in the Y direction, if the distance between a pair of detection electrodes Y0 and Y1 facing in the Y direction is Ly, the reception level Vi0 of the AC detection signal SG appearing on any detection electrode Y0n and the detection electrode Y0n The relationship with the reception level Vi1 of the AC detection signal SG appearing at the detection electrode Y1n arranged at a position facing the Y direction is as follows:
Vi0 / Vi1 = (Ly−y) / y (19) The sum of the reception levels Vi of the AC detection signals SG appearing on each detection electrode Y0 within one scanning cycle is SVy0, and each detection electrode Y1. The sum of the reception levels Vi of the AC detection signal SG appearing in
y = Ly · SVy1 / (SVy0 + SVy1) (20) Since the relationship of the equation (20) is obtained, the input operation position (x, y) in the XY direction on the input operation area E can be easily obtained from SVx0, SVx1, SVy0, SVy1. Is obtained.
MPU10で検出した入力操作位置(x、y)は、信号線16で接続するインターフェース回路6を介して、カーナビゲーション装置に出力され、カーナビゲーション装置において、入力操作位置(x、y)への入力操作に応じた所定の処理が実行される。
The input operation position (x, y) detected by the
上述の実施の形態では、入力操作位置(x、y)を検出する前の入力操作を検出した段階で、入力操作方向を判別し、助手席側からの入力操作である場合にのみ、有効な入力操作であるとして、入力操作位置(x、y)を出力したが、入力操作位置(x、y)を検出した後、入力操作方向を検出し、助手席側からの入力操作と判別した場合にのみ、検出した入力操作位置(x、y)を出力してもよい。 In the above-described embodiment, it is effective only when the input operation direction is determined at the stage where the input operation before detecting the input operation position (x, y) is detected and the input operation is from the passenger seat side. When the input operation position (x, y) is output as an input operation, but after the input operation position (x, y) is detected, the input operation direction is detected and it is determined that the input operation is from the passenger seat side. Only the detected input operation position (x, y) may be output.
入力操作位置(x、y)を検出した後に、入力操作方向を判別する場合には、検出した入力操作位置(x、y)に操作者の指先30aが近接していると推定できるので、指先30aに対して指30の根元や手のひら等の指元部30bが運転席側か助手席側のいずれにあるかを入力操作位置(x、y)について対称位置に配置される検出電極11に表れる受信レベルViを比較して判定する。すなわち、各検出電極11と指30の根元や手のひら等の指元部30bとの間にも静電容量Cmが形成される。この指元部30bとの間に形成される静電容量Cmは、指元部30bが入力操作領域Eから上方に離れているので、主として空気を誘電体とする静電容量Cmbであり、入力操作領域Eに近接する指先30aとの静電容量Cmに比べて極めて微小であるので、入力操作位置(x、y)の検出には無視できる。しかしながら、指元部30bとの間の静電容量Cmによって検出電極11に表れる受信レベルViの増加は検出可能であるので、入力操作位置(x)についてX方向(運転席側と助手席側を結ぶ方向)でほぼ等距離に配置された検出電極11に表れる受信レベルViを比較し、指元部30bとの距離がより近く、より大きい受信レベルViが検出される検出電極11の入力操作位置(x、y)からの配置方向によって入力操作方向を判別できる。
When the input operation direction is determined after detecting the input operation position (x, y), it can be estimated that the operator's fingertip 30a is close to the detected input operation position (x, y). The
例えば、上述のタッチパネル1では、図9、図10に示すように、X方向に沿って配列された検出電極11(Y0)から、入力操作位置(x)の運転手側に配置される3個の検出電極(Y0b、Y0b+1、Y0b+2)を第1検出電極群(Yb)として選択するとともに、第1検出電極群(Yb)と同数で、第1検出電極群(Yb)と入力操作位置(x)についてほぼ対称位置となる助手席側に配置される3個の検出電極(Y0a、Y0a+1、Y0a+2)を第2検出電極群(Ya)として選択し、第1検出電極群(Yb)に表れる受信レベルViの総和SVybと、第2検出電極群(Ya)に表れる受信レベルViの総和SVyaを比較する。
For example, in the
図9に示すように、運転席側から入力操作があった場合には、入力操作位置(x)より運転席側に指30の根元や手のひら等の指元部30bが存在するので、第1検出電極群(Yb)の総和SVybが第2検出電極群(Ya)の総和SVyaより大きく、運転席側からの入力操作と判別できる。
As shown in FIG. 9, when there is an input operation from the driver's seat side, there is a
一方、入力操作位置(x、y)が図9と同位置にあっても、助手席側からの入力操作では、図10に示すように、操作者の指30の指元部30bが指先30aのある入力操作位置(x)より左側に存在し、この指元部30bにより近い第2検出電極群(Ya)の総和SVyaが、第1検出電極群(Yb)の総和SVybより大きく、これにより、MPU10は助手席側からの入力操作と判別できる。
On the other hand, even if the input operation position (x, y) is at the same position as in FIG. 9, in the input operation from the passenger seat side, as shown in FIG. 10, the
上述の実施の形態では、ガラス基板31の表面を入力操作領域Eとしているが、ガラス基板31は必ずしも配置しなくても、入力操作や入力操作位置(x、y)の検出と入力操作方向の判別を行うことができる
In the above-described embodiment, the surface of the
また、多数の検出電極は、入力操作領域Eの周囲に配置されている場合に限らず、図12に示す第2実施の形態にかかるタッチパネル50のように、表面を入力操作領域Eとする絶縁基板51上に多数の検出電極52を互いに絶縁してマトリックス状に配置してもよい。このタッチパネル50は、検出電極52の数と配置位置を除いて、タッチパネル1と同一の構成であり、入力操作領域Eに沿ってほぼ同一面積となるように形成された各検出電極52は、マルチプレクサ12の各入力端子に接続することにより、各検出電極52に表れる受信レベルViが周期的に検出される。
In addition, a large number of detection electrodes are not limited to the case where they are arranged around the input operation area E, but are insulated with the surface as the input operation area E as in the
これにより、いずれかの検出電極52に表れる受信レベルViが所定の入力閾値Virefを越えることから、入力操作領域Eに指30を近づける入力操作が検出され、各検出電極52に表れる受信レベルViを監視し、受信レベルViが増加する検出電極52の配置位置が助手席側から運転席側に移動することにより、助手席側からの入力操作と判別できる。また、入力操作位置(x、y)は、最も大きい受信レベルViを検出した検出電極52のXY方向の配置位置から、又は、複数の検出電極52の受信レベルViの相対比とその検出電極52のXY方向の配置位置との関係から検出できる。入力操作位置(x、y)を検出した後は、入力操作位置(x)を中心にX方向の右側と左側に等距離に配置された1又は2以上の検出電極52からなる検出電極群に表れる受信レベルViの総和を比較することにより、入力操作方向を判別できる。
As a result, since the reception level Vi appearing on any one of the
更に、多数の検出電極は、平面板状に限らず、入力操作領域Eに沿って細長帯状に形成されるものであってもよい。図13は、多数の検出電極が、Y方向に沿って配線される複数のX検出電極61Xと、X方向に沿って配線される複数のY検出電極61Yとから構成される第3の実施の形態にかかるタッチパネル60を示し、複数のX検出電極61Xは、表面を入力操作領域Eとする上側絶縁基板62上に、X方向に等ピッチで配線され、Y検出電極61Yは、上側絶縁基板62の下方に積層される下側絶縁基板63上にY方向に等ピッチで配線されている。このタッチパネル60についても、絶縁基板62、63と検出電極61X、61Yに関する構成を除いて、タッチパネル1と同一の構成であり、各検出電極61X、61Yは、それぞれマルチプレクサ12の各入力端子に接続することにより、各検出電極61X、61Yに表れる受信レベルViが周期的に検出される。
Further, the large number of detection electrodes are not limited to a flat plate shape, and may be formed in an elongated band shape along the input operation region E. FIG. 13 shows a third embodiment in which a large number of detection electrodes are composed of a plurality of
これにより、いずれかの検出電極61X、61Yに表れる受信レベルViが所定の入力閾値Virefを越えることから、入力操作領域Eに指30を近づける入力操作が検出され、各検出電極61Xに表れる受信レベルViを監視し、受信レベルViが増加する検出電極61Xの配置位置が助手席側から運転席側に移動することにより、助手席側からの入力操作と判別できる。また、入力操作位置(x、y)は、最大の受信レベルViを検出した検出電極61X、61Yの配置位置から、又は、複数の検出電極61X、61Yの受信レベルViの相対比とその検出電極52のXY方向の配置位置との関係から検出できる。入力操作位置(x、y)を検出した後は、入力操作位置(x)を中心にX方向の右側と左側に等距離に配置された1又は2以上の検出電極61Xからなる検出電極群に表れる受信レベルViの総和を比較することにより、入力操作方向を判別できる。尚、Y検出電極61Yは、上側絶縁基板62の背面に沿って形成してもよい。
As a result, the reception level Vi appearing on any one of the
上述の各実施の形態では、検出電極を入力操作者の指30に対して交流検出信号SGの出力レベルVsで振動させ、両者の間に出力レベルVsの相対電位を発生させたが、検出電極側を定電位として、入力操作者の指30の電位を交流検出信号SGの出力レベルVsで変動させてもよい。
In each of the embodiments described above, the detection electrode is vibrated at the output level Vs of the AC detection signal SG with respect to the input operator's
また、X方向の右側を運転席側、左側を助手席側として説明したが、運転席が車両の前方に向かって左側にある場合には、X方向の右側の助手席側からの入力操作方向を有効な入力操作とする。 Further, although the right side in the X direction is described as the driver's seat side and the left side as the passenger seat side, when the driver's seat is on the left side toward the front of the vehicle, the input operation direction from the passenger seat side on the right side in the X direction Is a valid input operation.
また、入力操作領域E若しくはその周囲に配置される各検出電極について検出される容量レベルは、検出電極の入力操作領域Eに沿った表面積に比例するので、各検出電極について等しい表面積として、容量レベルを、操作者の指30との距離に反比例させるのが望ましい。しかしながら、入力操作領域Eに沿って形成される検出電極の形状や大きさは任意であり、既知の比率で表面積を異ならせた場合には、検出される容量レベルを前記表面積の比率で除して、操作者の指との距離を比較してもよい。
Further, since the capacitance level detected for each of the detection electrodes arranged in the input operation region E or the periphery thereof is proportional to the surface area along the input operation region E of the detection electrode, the capacitance level is assumed to be equal for each detection electrode. Is preferably inversely proportional to the distance from the operator's
本発明は、運転席側と助手席側のいずれからも車載用電子機器の入力操作が可能で、車両の走行中は運転者による入力操作を禁止する車載用タッチパネル入力装置に適している。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for a vehicle-mounted touch panel input device that can perform an input operation of a vehicle-mounted electronic device from either the driver seat side or the passenger seat side and prohibits the driver's input operation while the vehicle is traveling.
1 車載用タッチパネル入力装置(第1実施の形態)
10 MPU(入力操作検出手段、入力位置検出手段、方向判別手段)
11 検出電極
40 表示パネル
50 車載用タッチパネル入力装置(第2実施の形態)
52 検出電極
60 車載用タッチパネル入力装置(第3実施の形態)
61X、61Y 検出電極
E 入力操作領域
Vi 交流検出信号の受信レベル(容量レベル)
Viref 入力閾値
1 In-vehicle touch panel input device (first embodiment)
10 MPU (input operation detection means, input position detection means, direction discrimination means)
11
52
61X, 61Y Detection electrode E Input operation area Vi AC detection signal reception level (capacity level)
Viref input threshold
Claims (7)
前記表示パネルの上方に重ねて設定される入力操作領域の近傍に互いに絶縁して分散配置される複数の検出電極と、
前記各検出電極毎に、検出電極と入力操作者の指との静電容量を表す容量レベルを検出する静電容量検出手段と、
前記静電容量検出手段が検出したいずれか1又は2以上の検出電極についての容量レベルが所定の入力閾値を越えることから、前記入力操作領域への入力操作を検出する入力操作検出手段と、
前記車両内の運転者席と助手席のいずれの側から前記入力操作領域へ入力操作が行われたかを判別する方向判別手段とを備え、
前記車両の走行中に前記入力操作検出手段が入力操作を検出した場合に、前記方向判別手段が助手席側からの入力操作と判別した入力操作のみを有効とする車載用タッチパネル入力装置であって、
前記方向判別手段は、前記入力操作検出手段が入力操作を検出している間の各検出電極について検出した容量レベルを監視し、容量レベルの増加が検出された検出電極の配置位置が助手席側から運転席側へ移動している場合に、助手席側からの入力操作と判別することを特徴とする車載用タッチパネル入力装置。 In order to operate the in-vehicle electronic device, in front of the driver's seat and the passenger seat in the vehicle, it is attached over the display panel that guides and displays the operation to the in-vehicle electronic device,
A plurality of detection electrodes arranged in a distributed manner in the vicinity of the input operation area set to overlap the display panel;
Capacitance detection means for detecting a capacitance level representing the capacitance between the detection electrode and the input operator's finger for each detection electrode;
An input operation detection means for detecting an input operation to the input operation area because the capacitance level of any one or more detection electrodes detected by the capacitance detection means exceeds a predetermined input threshold;
Direction discriminating means for discriminating whether an input operation has been performed on the input operation area from either the driver seat or the passenger seat in the vehicle;
An in-vehicle touch panel input device that enables only an input operation that the direction determination unit determines to be an input operation from the passenger seat side when the input operation detection unit detects an input operation while the vehicle is traveling. ,
The direction discriminating unit monitors the capacitance level detected for each detection electrode while the input operation detection unit is detecting the input operation, and the arrangement position of the detection electrode where the increase in the capacitance level is detected is the passenger seat side. An in-vehicle touch panel input device, wherein the input operation is discriminated as an input operation from the passenger seat side when the vehicle is moving from the driver seat side to the driver seat side.
前記方向判別手段が助手席側からの入力操作と判別した入力操作のみ、前記入力位置検出手段が検出した入力操作位置を出力することを特徴とする請求項1に記載の車載用タッチパネル入力装置。 An input position detecting means for detecting an input operation position to the input operation area from a capacitance level detected by the electrostatic capacity detection means for any one or two or more detection electrodes and an arrangement position of the detection electrodes;
2. The in-vehicle touch panel input device according to claim 1, wherein the input operation position detected by the input position detection unit is output only for the input operation determined by the direction determination unit as an input operation from the passenger seat side.
前記方向判別手段は、前記着座センサーが助手席への乗員の着座を検出している場合にのみ、助手席側からの入力操作と判別することを特徴とする請求項1乃至請求項2のいずれか1項に記載の車載用タッチパネル入力装置。 It further comprises a seating sensor that detects the seating of the passenger in the passenger seat,
The direction determination means determines that the input operation is from the passenger seat side only when the seating sensor detects the seating of a passenger in the passenger seat. The in-vehicle touch panel input device according to claim 1.
前記表示パネルの上方に重ねて設定される入力操作領域の近傍に互いに絶縁して分散配置される複数の検出電極と、
前記各検出電極毎に、検出電極と入力操作者の指との静電容量を表す容量レベルを検出する静電容量検出手段と、
前記静電容量検出手段がいずれか1又は2以上の検出電極について検出した容量レベルから前記入力操作領域への入力操作を検出する入力操作検出手段と、
前記静電容量検出手段がいずれか1又は2以上の検出電極について検出した容量レベルとその検出電極の配置位置とから前記入力操作領域への入力操作位置を検出する入力位置検出手段と、
前記車両内の運転者席と助手席のいずれの側から前記入力操作領域へ入力操作が行われたかを判別する方向判別手段とを備え、
前記車両の走行中に前記入力操作検出手段が入力操作を検出した場合に、前記方向判別手段が助手席側からの入力操作と判別した入力操作のみ、前記入力位置検出手段が検出した入力操作位置を出力する車載用タッチパネル入力装置であって、
前記方向判別手段は、入力操作領域に沿った表面積がほぼ同面積で、前記入力位置検出手段が検出した入力操作位置で対称位置の運転席側に配置される1又は2以上の検出電極からなる第1検出電極群と、助手席側に配置される1又は2以上の検出電極からなる第2検出電極群を選択し、第1検出電極群について静電容量検出手段が検出した容量レベルの第1総和より、第2検出電極群について静電容量検出手段が検出した容量レベルの第2総和が大きい場合に、助手席側からの入力操作と判別することを特徴とする車載用タッチパネル入力装置。 In order to operate the in-vehicle electronic device, in front of the driver's seat and the passenger seat in the vehicle, it is attached over the display panel that guides and displays the operation to the in-vehicle electronic device,
A plurality of detection electrodes arranged in a distributed manner in the vicinity of the input operation area set to overlap the display panel;
Capacitance detection means for detecting a capacitance level representing the capacitance between the detection electrode and the input operator's finger for each detection electrode;
Input operation detection means for detecting an input operation to the input operation area from a capacitance level detected by the capacitance detection means for any one or two or more detection electrodes;
Input position detection means for detecting an input operation position to the input operation area from a capacitance level detected by the capacitance detection means for any one or two or more detection electrodes and an arrangement position of the detection electrodes;
Direction discriminating means for discriminating whether an input operation has been performed on the input operation area from either the driver seat or the passenger seat in the vehicle;
When the input operation detecting means detects an input operation while the vehicle is running, the input operation position detected by the input position detecting means is only the input operation determined by the direction determining means to be an input operation from the passenger seat side. An in-vehicle touch panel input device that outputs
The direction discriminating means has one or two or more detection electrodes arranged on the driver seat side at the symmetric position at the input operation position detected by the input position detecting means with the same surface area along the input operation area. A first detection electrode group and a second detection electrode group consisting of one or more detection electrodes arranged on the passenger seat side are selected, and the capacitance level detected by the capacitance detection means for the first detection electrode group is selected. An in-vehicle touch panel input device, wherein the input operation from the passenger seat side is determined when the second sum of the capacitance levels detected by the capacitance detection means for the second detection electrode group is larger than the one sum.
前記静電容量検出手段は、前記各検出電極と入力操作者の指との静電容量を介して、前記各検出電極に表れる交流検出信号の受信レベルを容量レベルとして検出し、
前記入力位置検出手段は、いずれか2以上の検出電極毎に検出した容量レベルをもとに、入力操作者の指とその検出電極の配置位置との相対距離を比較して前記入力操作領域への入力操作位置を検出することを特徴とする請求項4に記載の車載用タッチパネル入力装置。 A transmission means for transmitting an AC detection signal in which the relative potential between each detection electrode and the input operator's finger varies;
The capacitance detection means detects the reception level of the AC detection signal appearing on each detection electrode as a capacitance level via the capacitance between each detection electrode and the input operator's finger,
The input position detection means compares the relative distance between the input operator's finger and the position of the detection electrode based on the capacitance level detected for any two or more detection electrodes, and enters the input operation area. The in-vehicle touch panel input device according to claim 4, wherein the input operation position is detected.
前記方向判別手段は、前記着座センサーが助手席への乗員の着座を検出している場合にのみ、助手席側からの入力操作と判別することを特徴とする請求項4又は請求項5のいずれか1項に記載の車載用タッチパネル入力装置。 It further comprises a seating sensor that detects the seating of the passenger in the passenger seat,
The direction determination means determines that the input operation is from the passenger seat side only when the seating sensor detects the seating of a passenger in the passenger seat. The in-vehicle touch panel input device according to claim 1.
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