(57)【要約】【課題】判定精度を向上可能とした制御装置及び入力装置を提供する。【解決手段】入力装置１は、ユーザ操作に応じて変化する検出量を出力する検出部２と、検出量に応じて制御を行う制御部３を備えている。検出部２には、複数の検出領域が設けられている。制御部３は、検出部２から検出量を入力し、複数の検出領域の間で検出量の比を算出する算出部２０を備えている。また、制御部３は、算出部２０により求められた比に基づいてユーザによる検出部２の操作様態を判定する判定部２１を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の検出領域に区分けされた検出部から検出量を入力し、前記検出量を基に複数の前記検出領域の間の前記検出量の比を算出する算出部と、
前記算出部により求められた前記比に基づいて、ユーザによる前記検出部の操作様態を判定する判定部と、
を備える制御装置。
【請求項２】
複数の前記検出領域は、複数設定された各操作様態において、複数の前記検出領域のうち１つの前記検出量の変化が許容値以内に収まるものの、他の前記検出量が変化するように設けられ、
前記判定部は、前記算出部により求められた前記比を基に、前記ユーザによる前記検出部の操作が、予め設定された複数の前記操作様態のうちのどの様態であるのかを判定する
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記検出部の前記検出領域は、前記ユーザが前記検出部を操作する際の操作方向に沿って複数設けられている
請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記検出部の前記検出量の変化幅に基づき、前記検出量が安定状態か否かを監視する監視部を備え、
前記算出部は、前記監視部が前記検出量を前記安定状態であると判定した場合に、前記比の算出を実行する
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項５】
複数の検出領域に区分けされた検出部から検出量を入力し、前記検出量を基に複数の前記検出領域の間の前記検出量の比を算出する算出部と、
前記算出部により求められた前記比に基づいて、ユーザによる前記検出部の操作様態を判定する判定部と、
を備える入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザ操作の検出を制御する制御装置及び入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人体の手指等のタッチ操作によって操作される入力装置が周知である。例えば、特許文献１には、物体の接触又は近接による静電センサの静電容量の変化により、タッチ操作を検出する静電容量方式を用いた入力装置が開示されている。入力装置では、静電センサにより検出された静電容量と所定の閾値との比較によって、タッチ操作が行なわれたか否かが判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８７５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、検出される静電容量は、静電センサに対する人体の手指等の接触面積の大きさに依存する。従って、手指の大きさによって、静電容量が変化する。そのため、静電容量と所定の閾値との比較では、タッチ操作を正しく判定できないことがあった。
【０００５】
本発明の目的は、判定精度を向上可能とした制御装置及び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】
【０００６】
上記課題を解決するための制御装置は、複数の検出領域に区分けされた検出部から検出量を入力し、前記検出量を基に複数の前記検出領域の間の前記検出量の比を算出する算出部と、前記算出部により求められた前記比に基づいて、ユーザによる前記検出部の操作様態を判定する判定部と、を備える。
【０００７】
上記課題を解決するための入力装置は、複数の検出領域に区分けされた検出部から検出量を入力し、前記検出量を基に複数の前記検出領域の間の前記検出量の比を算出する算出部と、前記算出部により求められた前記比に基づいて、ユーザによる前記検出部の操作様態を判定する判定部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の制御装置及び入力装置は、判定精度を向上可能とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】入力装置に設けられた制御部を示すブロック図。
【図２】検出部に設けられた検出領域を示す図。
【図３】操作様態ごとの検出部の検出量を示す棒グラフ。
【図４】安定状態の判定を示す説明図。
【図５】ステアリングホイールに設けられた検出部を示す斜視図。
【図６】ステアリングホイールに設けられた検出部を把持するユーザの手指による操作様態の一例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１実施形態＞
以下、制御装置及び入力装置の第１実施形態を、図１〜図４に従って説明する。
図１に示すように、入力装置１は、ユーザ操作を検出して検出量を出力する検出部２と、検出部２の検出量に基づいて入力装置１の作動を制御する制御部３とを備えている。入力装置１は、例えば車両に設けられ、ユーザ操作の入力を車載機器に通知する。車載機器には、例えばカーナビゲーション装置、エアコン装置、及びオーディオ装置等が挙げられる。
【００１１】
検出部２は、検出したユーザ操作に応じた検出量を出力する。検出部２は、例えば静電容量式の静電センサであって、ユーザ操作として、ユーザの手指によるタッチ操作を検出する。検出部２は、タッチ操作によりユーザの手指との接触面積や距離に応じて検出量が変化する。検出部２は、検出量の信号（以下、検出信号Ｓと記す）を、制御部３へ出力する。検出量は、検出部２が静電センサの場合、例えば静電容量Ｃである。また、検出信号Ｓは、静電容量Ｃに基づく数値データを含む。
【００１２】
図２は、検出部２の検出領域を平面状に展開した概念図である。同図に示すように、検出部２には、複数の検出領域が設けられている。本例の場合、検出部２には、第１検出領域Ａ及び第２検出領域Ｂが設けられている。第１検出領域Ａ及び第２検出領域Ｂは、ユーザが検出部２を操作する際の操作方向に沿って設けられている。操作方向には、例えば検出部２に対してユーザの手指を差し出す方向、ユーザに近い側から遠い側への方向、車両の前方向、及び車両の上方向などが挙げられる。本例の場合、検出部２を覆うように手指を差し出した状態で、第１検出領域Ａが、手首側に位置し、第２検出領域Ｂが、指先側に位置する。さらに、例えば手指を全て接触させた状態のとき、第１検出領域Ａには、手のひら部分及び親指が接触し、第２検出領域Ｂには、親指を除く他の指が接触するように配置されている。
【００１３】
本例の検出部２は、それぞれの検出領域に対応する第１電極１１及び第２電極１２を有している。第１検出領域Ａへのユーザ操作により、第１電極１１の静電容量Ｃ１が変化する。第２検出領域Ｂへのユーザ操作により、第２電極１２の静電容量Ｃ２が変化する。静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２は、検出信号Ｓに含まれて制御部３へ出力される。
【００１４】
図１に戻り、制御部３は、複数の検出領域の間の検出量の比を算出する算出部２０を備えている。算出部２０は、複数の検出領域に区分けされた検出部２から検出信号Ｓを入力すると、検出領域の間の検出量の比を算出する。本例の場合、算出部２０は、検出信号Ｓを入力すると、静電容量Ｃ１に対する静電容量Ｃ２の比「Ｃ２／Ｃ１」を算出する。
【００１５】
制御部３は、検出部２の検出量に基づいて、ユーザ操作の操作様態を判定する判定部２１を備えている。判定部２１は、算出部２０により求められた比に基づいて、操作様態を判定する。操作様態は、検出部２に対するユーザの手指の接触状態が変化するように、複数種類設定されている。本例の判定部２１は、静電容量Ｃ１に対する静電容量Ｃ２の比「Ｃ２／Ｃ１」に基づいて、複数の操作様態のうちどの操作様態であるかを判定する。
【００１６】
制御部３は、制御の実行可否を判定する監視部２２を備えている。監視部２２は、検出部２の検出量の変化幅に基づいて、検出量が安定状態か否かを監視する。本例の監視部２２は、静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２の変化幅に基づいて、安定状態か否かを判定する。算出部２０は、監視部２２が静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２を安定状態と判定した場合、検出量の比の算出を実行する。
【００１７】
次に、図３及び図４を用いて、制御装置の作用について説明する。
図３に示すように、判定部２１が判定する操作様態は、検出部２に対するユーザの手指の接触状態が変化するように複数種類設けられている。接触状態には、例えば検出部２とユーザの手指との間の接触面積や、距離などが含まれる。本例の場合、ユーザ操作の操作様態は、手指の手のひら側一面を全て接触させた操作様態Ｐ１と、人差し指を非接触、且つその他の手指を接触させた操作様態Ｐ２と、親指以外の全ての指を非接触、且つ親指及び手のひらを接触させた操作様態Ｐ３とを有している。
【００１８】
検出部２は、ユーザ操作に応じて検出信号Ｓを出力する。検出信号Ｓには、例えば静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２に基づく数値データが含まれている。静電容量Ｃは、電極に対する接触面積が大きいと大きくなり、接触面積が小さいと小さくなる。本例の場合、複数の操作様態において、第２電極１２の静電容量Ｃ２は、変化する。一方、第１電極１１の静電容量Ｃ１の変化は、許容値以内に収まる。ここで言う変化が許容値以内に収まるとは、複数の操作様態において、例えば静電容量Ｃ１の変化が静電容量Ｃ２に比べて小さいことを含む。また、複数の操作様態において、静電容量Ｃ１が同一であることを含む。従って、複数の操作様態の間で、静電容量Ｃ１に対する静電容量Ｃ２の比「Ｃ２／Ｃ１」が変化する。
【００１９】
本例の操作様態Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３では、親指及び手のひら部分の接触面積は同一であるものの、親指以外の指が触れる接触面積が各操作様態で異なる。このため、比「Ｃ２／Ｃ１」は、操作様態Ｐ１、操作様態Ｐ２及び操作様態Ｐ３の順に小さくなる。なお、操作様態はこの３種類に限定されない。また、操作様態は、１種類でも、２種類でも、３種類以上であってもよい。
【００２０】
制御部３は、検出部２から検出信号Ｓを受け付けると、これに含まれている静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２を取得する。算出部２０は、静電容量Ｃ１に対する静電容量Ｃ２の比「Ｃ２／Ｃ１」を算出する。そして、判定部２１は、算出部２０によって求められた比「Ｃ２／Ｃ１」の大きさに基づいて操作様態がいずれであるのかを判定する。例えば、判定部２１は、比「Ｃ２／Ｃ１」と閾値Ｒ１、閾値Ｒ２、及び閾値Ｒ３とを比較することによって判定する。閾値Ｒ１、閾値Ｒ２、及び閾値Ｒ３の間には、「Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３」の関係が成り立つ。判定部２１は、比「Ｃ２／Ｃ１」が閾値Ｒ１以上の場合、すなわち「（Ｃ２／Ｃ１）≧Ｒ１」の場合、操作様態Ｐ１であると判定する。また、判定部２１は、比「Ｃ２／Ｃ１」が閾値Ｒ１より小さく、且つ閾値Ｒ２以上の場合、すなわち「Ｒ１＞（Ｃ２／Ｃ１）≧Ｒ２」の場合、操作様態Ｐ２であると判定する。さらに、判定部２１は、比「Ｃ２／Ｃ１」が閾値Ｒ２より小さく、且つ閾値Ｒ３以上の場合、すなわち「Ｒ２＞（Ｃ２／Ｃ１）≧Ｒ３」の場合、操作様態Ｐ３であると判定する。これにより、制御部３は、各操作様態に応じた制御を行う。制御部３は、例えば各操作様態に対応する指令を読み出し、車載機器に指令を通知することにより、車載機器の作動を実行させる。
【００２１】
ここで、静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２は、ユーザの手指との接触面積によって変化するので、手指の大小によって、大きさが変化する。すなわち、手指が大きい場合、静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２の両方が大きくなる。また、手指が小さい場合、静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２の両方が小さくなる。仮に、静電容量Ｃと所定の閾値との単なる比較によって判定を行った場合、操作様態を正しく判定できない。一方、本例の場合、比「Ｃ２／Ｃ１」を用いるため、手指の大きさによる影響を小さくでき、判定精度が向上する。
【００２２】
図４に示すように、算出部２０は、監視部２２の監視結果に基づき、比の算出の実行可否が設定される。本例の場合、監視部２２は、静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２の変化を逐次監視する。監視部２２は、例えば直近の所定時間Δｔ０の範囲において、静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２の変化量が許容幅ΔＣ０の範囲内にあるか否かを確認する。監視部２２は、静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２の変化量が、許容幅ΔＣ０の範囲内である場合、安定状態と判定する。監視部２２が静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２を安定状態と判定した場合、算出部２０は、比「Ｃ２／Ｃ１」の算出を実行する。一方、監視部２２が安定状態と判定していない場合、算出部２０は、比「Ｃ２／Ｃ１」を算出しない。これにより、安定状態で算出した比「Ｃ２／Ｃ１」を用いて判定を行うことができる。
【００２３】
また、制御部３は、静電容量Ｃ１が所定の閾値Ｒ０以下である場合、操作様態の判定を行わないことが好ましい。例えば、監視部２２は、静電容量Ｃ１が所定の閾値Ｒ０以下である場合、算出部２０に比「Ｃ２／Ｃ１」の算出を実行させない。これにより、ユーザ操作がない場合に、判定を行わなくて済む。
【００２４】
上記の実施形態によれば、以下の効果を奏する。
本例では、制御部３は、複数の検出領域に区分けされた検出部２から静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２を入力し、比「Ｃ２／Ｃ１」を算出する算出部２０を備える。また、制御部３は、算出部２０により求められた比「Ｃ２／Ｃ１」に基づいてユーザ操作の操作様態を判定する判定部２１を備える。この構成によれば、ユーザ操作がユーザの手指によって行われる場合に、静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２の比を用いるのでユーザ操作の判定に際し、単に静電容量Ｃと閾値とを比較する場合と比べて、手指の大きさによる影響を小さくできる。よって、それだけ判定精度を向上できる。
【００２５】
本例では、第１検出領域Ａ及び第２検出領域Ｂは、複数設定された操作様態において、静電容量Ｃ１の変化が許容値以内に収まるものの、静電容量Ｃ２が変化するように設けられている。また、判定部２１は、比「Ｃ２／Ｃ１」を基に、ユーザによる検出部２の操作が、予め設定された複数の操作様態のうちどの様態であるかを判定する。この構成によれば、ユーザ操作が複数の操作様態のうちどの様態のものであるのかを精度よく判定することができる。
【００２６】
本例では、検出部２の検出領域は、ユーザが検出部２を操作する際の操作方向に沿って第１検出領域Ａと、第２検出領域Ｂとが設けられている。この構成によれば、複数の検出領域の間で静電容量Ｃの比を算出して判定する場合に、好適な配置とすることができる。
【００２７】
本例では、静電容量Ｃの変化幅に基づき、静電容量Ｃが安定状態か否かを監視する監視部２２を備える。また、算出部２０は、監視部２２が静電容量Ｃを安定状態であると判定した場合に、比「Ｃ２／Ｃ１」の算出を実行する。この構成によれば、安定状態となった静電容量Ｃを用いて判定を実行する。これは、判定精度の向上に寄与する。
【００２８】
＜第２実施形態＞
以下、制御装置及び入力装置の第２実施形態を、図５〜図６に従って説明する。第２実施形態では、検出部２が車両のステアリングホイールに設けられた場合について説明する。第１実施形態と同一の部材構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略し、異なる部分のみ詳述する。
【００２９】
図５に示すように、本例の検出部２は、車両のステアリングホイール３０に設けられている。本例の検出部２は、ステアリングホイール３０の円環状のグリップ部３１の左右それぞれに配置されている。本例の検出部２は、グリップ部３１においてユーザに面する表面側に設けられた第１検出領域Ａと、裏面側に設けられた第２検出領域Ｂとを有している。また、検出部２は、第１検出領域Ａ及び第２検出領域Ｂのそれぞれに対応する第１電極１１及び第２電極１２を備えている。
【００３０】
次に、図６を用いて第２実施形態の制御装置の作用について説明する。
図６に示すように、ステアリングホイール３０のグリップ部３１がユーザの手指によって把持されたとき、第１電極１１が手のひら部分に接触され、第２電極１２が全ての指に接触される。ユーザ操作の操作様態として、例えば、グリップ部３１を、全ての指で握った状態の操作様態と、人差し指のみを非接触として握った状態の操作様態とを設けた場合、これら操作様態の間で比「Ｃ２／Ｃ１」が変化する。判定部２１は、比「Ｃ２／Ｃ１」に基づいて、操作様態を判定する。
【００３１】
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
［監視部２２について］
・各実施形態において、監視部２２は、静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２の少なくとも一方に基づいて安定状態を判定すればよい。例えば、静電容量Ｃ１のみに基づいて判定してもよいし、静電容量Ｃ２のみに基づいて判定してもよいし、これら両方に基づいて判定してもよい。
・各実施形態において、静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２の少なくとも一方が所定の閾値Ｒ０以下である場合、操作様態の判定を行わなくてもよい。例えば、静電容量Ｃ１のみに基づいて判定してもよいし、静電容量Ｃ２のみに基づいて判定してもよいし、これら両方に基づいて判定してもよい。また、静電容量Ｃ１及び静電容量Ｃ２をそれぞれ異なる閾値と比較することにより、判定の実行可否を判定してもよい。
・各実施形態において、閾値Ｒ０による判定の実行可否の判定は、行われなくてもよい。
・各実施形態において、安定状態を判定するための所定時間Δｔ０及び許容幅ΔＣ０は、仕様に応じて適宜変更可能である。
・各実施形態において、監視部２２が安定状態を判定する方法は、限定されない。例えば、静電容量Ｃの微分値を用いてもよい。
・各実施形態において、監視部２２は、安定状態でないと判定した場合に、算出部２０や判定部２１の作動を禁止又は無効化するようにしてもよい。
【００３２】
［判定部２１について］
・各実施形態において、複数の操作様態において、静電容量Ｃ１の変化の許容値以内であるとは、例えば、静電容量Ｃ１の変化が静電容量Ｃ２の変化と比べて小さいことを含んでもよいし、静電容量Ｃ１が同一であることを含んでもよい。
・各実施形態において、複数の操作様態において、静電容量Ｃ１が変化しない、又は静電容量Ｃ２に比べて変化が小さいこととしたが、これに限定されず、静電容量Ｃ１が変化するようにしてもよい。
・各実施形態において、ユーザ操作の操作様態は、特に限定されず、種々の様態としてもよい。
・各実施形態において、判定部２１が判定する操作様態の数は、特に限定されない。１種類でもよいし、２種類でもよいし、３種類以上でもよい。
【００３３】
［算出部２０について］
・各実施形態において、算出部２０は、比「Ｃ２／Ｃ１」を算出することに限定されず、例えば「Ｃ１／Ｃ２」を算出してもよい。すなわち、比の算出方法は特に限定されない。
・各実施形態において、算出部２０は、監視部２２の判定結果によらず、比を算出してもよい。
【００３４】
［検出部２について］
・第２実施形態において、検出部２が設けられる位置は、特に限定されない。例えば、グリップ部３１の一帯に設けられていてもよいし、上側に設けられてもよいし、下側に設けられてもよい。
・第１実施形態において、検出部２が設けられる位置は、特に限定されない。車両のコンソールボックスに設けられてもよいし、センタークラスターに設けられてもよいし、ステアリングホイールに設けられてもよい。
・各実施形態において、検出部２の検出対象は、ユーザの手指に限定されない。
・各実施形態において、検出部２に設けられる電極は、各検出領域に複数設けられていてもよい。すなわち、第１検出領域Ａ及び第２検出領域Ｂのそれぞれに応じた静電容量を出力すればよい。
・各実施形態において、検出部２の電極の配置及び個数は特に限定されない。
・各実施形態において、検出信号Ｓは、静電容量に基づく数値データでなくてもよい。例えば、検出量に応じて信号強度が変化するものでもよい。
・各実施形態において、検出部２は、静電センサに限定されない。抵抗膜センサ、光学センサ、圧力センサや、変位センサなどを用いてもよい。
・各実施形態において、検出部２の形状は、特に限定されず、平面状であってもよいし、円筒状であってもよいし、グリップ形状であってもよいし、２次曲面状であってもよいし、３次曲面状であってもよい。
・各実施形態において、検出部２は、検出対象の接触状態を検出することに限らず、例えば検出対象の接近状態を検出できるものも含む。
【００３５】
［その他］
・各実施形態において、制御される車載機器は、実施例で述べたものに限らず、種々のものに変更可能である。
・各実施形態において、制御部３は、入力装置１とは別体に設けられてもよい。
・各実施形態において、入力装置１は、車両に設けられることに限定されず、種々の機器や装置に変更可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１…入力装置、２…検出部、３…制御部、１１…第１電極、１２…第２電極、２０…算出部、２１…判定部、２２…監視部、３０…ステアリングホイール、３１…グリップ部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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