指示输入装置、控制装置以及非暂态计算机可读介质的制作方法

1.本公开涉及一种搭载于移动体中的指示输入装置。本公开还涉及一种搭载于移动体中的控制装置以及能够由该控制装置的处理器执行的计算机程序。


背景技术：

2.日本专利申请公开2019-018771号公报公开了一种搭载于作为移动体的一例的车辆中的静电电容方式的指示输入装置。该装置通过检测伴随用户的身体的接近或接触而引起的静电电容变化来受理该用户的指示输入。


技术实现要素：

3.发明要解决的问题
4.要求提高搭载于移动体中的静电电容方式的指示输入装置的便利性。
5.用于解决问题的方案
6.按照上述要求的一个方式是一种指示输入装置，其搭载于移动体中，所述指示输入装置具备：
7.可动部，其构成为能够位移；
8.第一传感器，其检测所述可动部处的静电电容；
9.第二传感器，其检测所述可动部的位置；以及
10.控制装置，在所述静电电容的变化量超过第一阈值、且所述可动部从初始位置起的位移量即第一位移量超过第二阈值的情况下，所述控制装置输出表示通过所述可动部进行了指示输入的信号。
11.按照上述要求的一个方式是一种控制装置，其搭载于移动体中，所述控制装置具备：
12.输入接口，其受理与可动部处的静电电容对应的第一信号及与该可动部的位置对应的第二信号，所述可动部构成为能够位移；以及
13.处理器，其基于所述第一信号和所述第二信号，来判断是否满足所述静电电容的变化量超过第一阈值、且所述位置的变化量即第一位移量超过第二阈值的条件，在满足了该条件的情况下，输出表示通过所述可动部进行了指示输入的信号。
14.按照上述要求的一个方式是一种非暂态计算机可读介质，存储有能够由搭载于移动体中的控制装置的处理器执行的计算机程序，其中，
15.所述计算机程序被执行来使所述控制装置进行以下处理：
16.受理与可动部处的静电电容对应的第一信号及与该可动部的位置对应的第二信号，所述可动部构成为能够位移；
17.基于所述第一信号和所述第二信号，来判断是否满足所述静电电容的变化量超过第一阈值、且与所述位置的变化量对应的第一位移量超过第二阈值的条件；以及
18.在满足了所述条件的情况下，输出表示通过所述可动部进行了指示输入的信号。
19.根据上述的各方式所涉及的结构，能够在对可动部以施加了产生超过第二阈值的位移的程度的负荷的状态进行了操作的情况下，使控制装置判断为进行了指示输入。例如，即使搭乘移动体的用户无意地触碰到了可动部且结果使得可动部处的静电电容的变化量超过第一阈值，控制装置也不判断为对可动部进行了指示输入。能够抑制基于无意的对可动部的接触而导致被控制装置进行了动作的情形的发生，因此搭载于移动体中的静电电容方式的指示输入装置的便利性提高。
附图说明
20.图1例示一个实施方式所涉及的指示输入装置的功能结构。
21.图2例示搭载有图1的指示输入装置的车辆。
22.图3示出由图1的控制装置执行的处理的一例。
23.图4例示图1的指示输入装置的动作。
24.图5示出由图1的控制装置执行的处理的其它例。
具体实施方式
25.下面，参照添附附图来详细地说明实施方式的例子。在下面的说明所使用的各附图中，为了将各构件设为能够识别的大小而适当地变更了比例尺。
26.图1例示一个实施方式所涉及的指示输入装置10的功能结构。指示输入装置10能够搭载于如图2例示那样的车辆1的中央仪表群(center cluster)2。车辆1是移动体的一例。在该情况下，指示输入装置10被用于输入对车辆1中所搭载的被控制装置的动作进行控制的指示。作为被控制装置的例子，能够列举视频音频设备、空调装置、导航装置、照明设备等。
27.指示输入装置10具备可动部11、基部12以及弹性构件13。可动部11利用具有介电性的材料形成。基部12相对于车辆1进行固定。可动部11借助弹性构件13以能够相对于基部12位移的方式与基部12连接。作为弹性构件13的例子，能够列举弹簧、橡胶垫片等。
28.通过用户用手指f对可动部11进行触摸操作来进行指示的输入。在本例中，用户是车辆1的乘员。本说明书中使用的“触摸操作”一词意为伴有用户的身体的一部分与可动部11的接触的操作。
29.指示输入装置10具备第一传感器141。第一传感器141构成为检测可动部11的静电电容。例如，第一传感器141具备设置于基部12的未图示的电极。电极以与可动部11相向的方式配置。第一传感器141构成为输出同可动部11与电极之间的静电电容对应的第一信号s1。第一信号s1既可以是模拟信号，也可以是数字信号。
30.具体地说，第一传感器141具备未图示的充放电电路。充放电电路与电极进行电连接。充放电电路能够进行充电动作和放电动作。充电动作时的充放电电路向电极供给从未图示的电源供给的电流。放电动作时的充放电电路使电流从电极释放出。通过供给到电极的电流，在可动部11的周围产生电场。当用户的手指f等接近该电场时，与电极之间形成虚拟的电容器。由此，电极与可动部11之间的静电电容增加。当静电电容增加时，在放电动作时从电极释放出的电流增加。第一传感器141将该电流的值反映于第一信号s1。
31.指示输入装置10具备第二传感器142。第二传感器142构成为检测可动部11的位
置。例如，第二传感器142具备设置于基部12的未图示的距离传感器。距离传感器以与可动部11相向的方式配置。距离传感器例如能够构成为基于从发光元件射出的光被可动部11反射并入射到受光元件为止的时间来确定可动部11与基部12之间的距离。第二传感器142构成为输出同可动部11与基部12之间的距离对应的第二信号s2。第二信号s2既可以是模拟信号，也可以是数字信号。
32.指示输入装置10具备控制装置15。控制装置15具备输入接口151和处理器152。输入接口151受理从第一传感器141输出的第一信号s1和从第二传感器142输出的第二信号s2。在第一信号s1和第二信号s2是模拟信号的情况下，输入接口151具备包括a/d转换电路的适当的转换电路。处理器152基于第一信号s1和第二信号s2，来判断是否对可动部11进行了指示的输入。图3例示由处理器152执行的具体的处理的流程。
33.处理器152基于第一信号s1，来判断可动部11处的静电电容的变化量δc是否超过第一阈值th1(步骤1)。静电电容的变化量δc作为与第一信号s1对应的静电电容的经时变化而被获取。关于第一阈值th1，可以基于假定为通常用户的手指f接触了可动部11的情况下产生的静电电容的变化量来预先决定，也可以针对每个用户事先登记。在判断为获取到的静电电容的变化量δc不超过第一阈值之前重复进行该处理(步骤1：“否”)。
34.当判断为获取到的静电电容的变化量δc超过第一阈值th1时(步骤1：“是”)，处理器152基于第二信号s2来获取可动部11从初始位置起的位移量即第一位移量δz1。并且，处理器152判断第一位移量δz1是否超过第二阈值th2(步骤2)。关于第二阈值th2，可以基于假定为根据与用户通常进行的有意的触摸操作相伴地产生的负荷而产生的可动部11的位移量来预先决定，也可以针对每个用户事先登记。当判断为获取到的第一位移量δz1不超过第二阈值th2时(步骤2：“否”)，处理返回到步骤1。
35.当判断为获取到的第一位移量δz1超过第二阈值th2时(步骤2：“是”)，处理器152生成表示对可动部11进行了有效的触摸操作(即，指示输入)的检测信号ss(步骤3)。之后，处理返回到步骤1。
36.如图1所例示的那样，控制装置15具备输出接口153。从输出接口153输出所生成的检测信号ss。检测信号ss既可以是模拟信号，也可以是数字信号。在检测信号ss是模拟信号的情况下，输出接口153具备包括d/a转换器的适当的转换电路。由被控制装置接收检测信号ss。被控制装置执行基于检测信号ss的适当的处理。
37.参照图4来对如上述那样构成的指示输入装置10的动作例进行说明。横轴表示时间t的经过。纵轴表示由第二传感器142检测出的可动部11的位置。纵轴的值越大，则意味着可动部11越接近基部12。附图标记z0表示可动部11的初始位置。粗实线表示可动部11的位置的经时变化。在此，设为仅在用户的手指f触碰到可动部11的情况下产生可动部11的位移。因而，可动部11的位置的经时变化与第一位移量δz1的经时变化对应，该第一位移量δz1是从初始位置z0起的位移量。
38.在时间点t1，可动部11产生了位移。因而，处理器152判断为可动部11处的静电电容的变化量δc超过第一阈值th1(图3的步骤1中的“是”)。之后，在时间点t2，可动部11的第一位移量δz1超过第二阈值th2(图3的步骤2中的“是”)。因而，处理器152判断为对可动部11进行了指示输入，并生成检测信号ss(步骤3)。持续生成检测信号ss直到第一位移量δz1不再超过第二阈值th2的时间点t3。
39.之后，在时间点t4，可动部11再次产生了位移。因而，处理器152判断为可动部11处的静电电容的变化量δc超过第一阈值th1(图3的步骤1中的“是”)。然而，即使在该位移具有最大值的时间点t5，第一位移量δz1也没有超过第二阈值th2(图3的步骤2中的“否”)。因而，处理器152不判断为对可动部11进行了指示输入。
40.即，能够在对可动部11以施加了产生超过第二阈值的位移的程度的负荷的状态进行了操作的情况下，使控制装置15判断为进行了指示输入。例如，即使搭乘车辆1的用户无意地触碰到了可动部11且结果使得可动部11处的静电电容的变化量δc超过第一阈值th1，控制装置15也不判断为对可动部11进行了指示输入。由于能够抑制基于无意的对可动部11的接触而导致被控制装置进行动作的情形的发生，因此搭载于车辆1中的静电电容方式的指示输入装置10的便利性提高。
41.能够对搭载于车辆1中的指示输入装置10施加振动。可动部11的初始位置能够根据这种振动而位移。图4中的一点划线例示在用户未触碰可动部11的状态下因施加于可动部11的振动引起的可动部11的初始位置的经时变化。在以后的说明中，将因施加于可动部11的振动引起的可动部11的初始位置的位移量称为第二位移量δz2。在用户未触碰可动部11的状态下，可动部11的初始位置的经时变化与第二位移量δz2的经时变化对应。当可动部11的初始位置相比于无振动时的初始位置z0而向远离基部12的方向位移时，第二位移量δz2取负的值。
42.可动部11的实际的位置被表示为第一位移量δz1与第二位移量δz2之和。因而，当仅关注从初始位置z0起的距离与第二阈值th2的关系时，可能存在不像上述的那样判定为进行了指示输入的情况。
43.例如，在时间点t6，在无振动时，可动部11产生了足以超过第二阈值th2的位移，但由于振动而使可动部11的初始位置向远离基部12的方向产生了位移，因此以第一位移量δz1与第二位移量δz2之和表示的可动部11的当前位置未到达与第二阈值th2对应的位置。结果可能产生尽管用户有意地对可动部11输入了操作却不将该操作识别为指示输入的情形。
44.另一方面，在时间点t5，在无振动时，可动部11产生了不会超过第二阈值th2的位移，但由于振动而使可动部11的初始位置向接近基部12的方向产生了位移，因此以第一位移量δz1与第二位移量δz2之和表示的可动部11的当前位置到达与第二阈值th2对应的位置。结果可能产生尽管用户无意地触碰到了可动部11却将该接触识别为有意的指示输入的情形。
45.为了应对这样的问题，如图1所例示的那样，指示输入装置10能够具备第三传感器143。第三传感器143构成为检测施加于可动部11的加速度。第三传感器143能够是配置于可动部11或基部12的众所周知的加速度传感器。第三传感器143构成为输出与施加于可动部11的加速度对应的第三信号s3。控制装置15的输入接口151受理第三信号s3。
46.控制装置15的处理器152能够构成为基于由第三信号s3表示的施加于可动部11的加速度来获取可动部11的初始位置的位移量即第二位移量δz2。而且，处理器152能够构成为获取第一位移量δz1与第二位移量δz2之差即第三位移量δz3。第三位移量δz3作为将第一位移量δz1减去第二位移量δz2所得到的值的绝对值、或将第二位移量δz2减去第一位移量δz1所得到的值的绝对值而被获取。
47.图5示出由像这样构成的处理器152执行的具体的处理的一例。对与图3所例示的处理实质相同的处理标注相同的附图标记并省略重复的说明。
48.在本例中，当判断为获取到的静电电容的变化量δc超过第一阈值th1时(步骤1：“是”)，处理器152判断通过上述那样获取到的第三位移量δz3是否超过第二阈值th2(步骤4)。当判断为获取到的第三位移量δz3不超过第二阈值th2时(步骤4：“否”)，处理返回到步骤1。
49.当判断为获取到的第三位移量δz3超过第二阈值th2时(步骤4：“是”)，处理器152生成表示对可动部11进行了有效的触摸操作(即，指示输入)的检测信号ss(步骤3)。之后，处理返回到步骤1。
50.根据这样的结构，抑制从车辆1对指示输入装置10施加的振动的影响，能够基于可动部11的实质的位移量来判断是否进行了指示输入。因而，搭载于车辆1中的静电电容式的指示输入装置10的便利性进一步提高。
51.例如，在图4所示的时间点t6，第一位移量δz1与第二位移量δz2之差超过从初始位置z0至与第二阈值th2对应的位置为止的距离(图5的步骤4：“是”)。因而，处理器152正确地判断为对可动部11进行了指示输入，并生成检测信号ss(步骤3)。
52.另一方面，在图4所示的时间点t5，第一位移量δz1与第二位移量δz2之差不超过从初始位置z0至与第二阈值th2对应的位置为止的距离(图5的步骤4：“否”)。因而，处理器152正确地判断为没有对可动部11进行指示输入。
53.控制装置15的处理器152能够构成为在可动部11的初始位置的位移量即第二位移量δz2超过第三阈值th3的情况下使第二阈值th2增加。即，如图5所例示的那样，控制装置15的处理器152判断基于第三信号s3而获取到的第二位移量δz2是否超过第三阈值th3(步骤5)。
54.当判断为第二位移量δz2超过第三阈值th3时(步骤5：“是”)，处理器152使第二阈值th2增加(步骤6)。之后，处理进入步骤1。在判断为第二位移量δz2不超过第三阈值th3时(步骤5：“否”)，维持第二阈值th2，处理进入步骤1。
55.在图4所例示的时间点t7，对指示输入装置10施加了比较大的振动，可动部11的初始位置超过与第二阈值th2对应的位置而接近基部12。在该情况下，可能产生尽管可动部11没有产生基于用户的操作的位移却判断为进行了指示输入。第三阈值th3被决定为第二阈值th2以下的值以能够避免这样的情形。
56.即，在因从车辆1对指示输入装置10施加的振动、冲击而使可动部11的初始位置变化较大的情况下，预先进行使第二阈值th2增加的变更。在图4中，变更后的第二阈值用附图标记th2’表示。
57.根据这样的结构，能够使得不容易产生尽管用户没有有意地操作可动部11却判断为进行了指示输入的情形。因而，搭载于车辆1中的静电电容式的指示输入装置10的便利性进一步提高。
58.在第二位移量δz2超过第三阈值th3的情况下，使第二阈值th2增加的处理也能够应用于图3所例示的处理。即，与施加于可动部11的加速度对应的第三信号s3能够不用于第三位移量δz3的获取，而仅用于判断是否需要使第二阈值th2增加。根据这样的结构，也能够使得不容易产生尽管用户没有有意地操作可动部11却判断为进行了指示输入的情形。
59.具有至此为止所说明的各种功能的处理器152能够通过与通用存储器协作地动作的通用微处理器来实现。作为通用微处理器，能够例示cpu、mpu、gpu。作为通用存储器，能够例示rom、ram。在该情况下，在rom中能够存储执行上述处理的计算机程序。rom是计算机程序的一例。通用微处理器指定rom上存储的程序中的至少一部分程序并在ram上展开，与ram协作地执行上述处理。上述的计算机程序既可以被预安装在通用存储器中，也可以经由未图示的通信网络从外部服务器下载并安装到通用存储器中。在该情况下，外部服务器是存储有计算机程序的非暂态计算机可读介质的一例。
60.处理器152也可以通过能够执行实现上述处理的计算机程序的微控制器、asic、fpga等专用集成电路来实现。在该情况下，上述的计算机程序被预安装在该专用集成电路所包括的存储元件中。该存储元件是存储有计算机程序的非暂态计算机可读介质的一例。处理器152也可以通过通用微处理器与专用集成电路的组合来实现。
61.上述的实施方式只是用于容易理解本公开的例示。上述的实施方式所涉及的结构只要不脱离本公开的宗旨则能够适当地进行变更、改良。
62.通过可动部11来检测的触摸操作未必需要通过用户的手指f来进行。也能够检测由手掌、肘、膝、脚尖等身体部位进行的触摸操作。
63.搭载有指示输入装置10的移动体不限定于车辆1。作为其它移动体的例子，能够列举铁道列车、船舶、航空器等。该移动体也可以不需要驾驶员。
64.2019年11月7日提出的日本专利申请2019-202276号的内容被引用而作为构成本公开的一部分的内容。