(57)【要約】【課題】接点が無く、配線が不要な操作装置を提供する。【解決手段】車両のセンターコンソール１０に取着した操作器２の操作スイッチに加えられた押圧力を受けて操作スイッチの応力発光体が発光し、検知器４の撮像部５が操作器２を含む映像を撮像し、制御部６のＣＰＵが、撮像された映像より、操作スイッチが発した光を検知する。これにより、操作器２の操作スイッチに加えられた押圧力を光に変換し、光を発した操作スイッチを、その位置と共に検知する。【選択図】図１
2010003011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作を受け付けるための操作器を有する操作装置において、
前記操作器は、押圧力を受けて発光する１又は複数の発光部を有し、
該発光部が発した光を検知する検知器を備えること
を特徴とする操作装置。
【請求項２】
前記検知器は、撮像部を有し、該撮像部が撮像した映像に基づいて光を発した発光部を検知するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の操作装置。
【請求項３】
前記発光部は、前記押圧力の作用部に取り付けられた圧電素子と、該圧電素子が発する電圧を光に変換する発光素子とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の操作装置。
【請求項４】
前記発光部は、前記押圧力に基づいて発光する応力発光体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の操作装置。
【請求項５】
前記操作器は、車両に設けられたセンターコンソールに取着してあることを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載の操作装置。
【請求項６】
前記発光部は、発光パターン及び／又は発光時間を異ならせて発光するようにしてあり、
前記検知器は、前記発光部の前記発光パターン及び／又は発光時間を判別する判別部を有すること
を特徴とする請求項１から５までの何れか１項に記載の操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されたカーナビゲーション装置、オーディオ装置及びエアコンディショナー等を操作するための操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両にはカーナビゲーション装置、オーディオ装置及びエアコンディショナー（以下、エアコンという）等の装置が複数搭載されている。これらの装置に対する操作を受け付けるためのスイッチ及びボタン等を備えた操作装置は、通常運転席の近傍に配置されるが、搭載される装置数の増加及び装置の多様化により、多くのスイッチ及びボタン等が必要となる。このため、操作装置の設置スペースが不足すると共にワイヤーハーネスの配線数とスイッチ及びボタン等の接点数が増加する傾向にある。
【０００３】
操作装置のスイッチ及びボタン等の一部を、インストルメントパネルとは異なるセンターコンソールのような他の部位に配置した場合、設置スペースには余裕が生じるが、上述した配線数及び接点数の減少は望めない。
【０００４】
これに対し、特許文献１では、ボタンを介して伝達された押圧力により発光する応力発光体と、該応力発光体が発光した光を受光する受光素子とを備えて、無接点で回路を開閉する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２６９１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、接点数を削減することは可能であっても配線数は依然として削減できないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、操作器に加えられた押圧力に基づいて発せられた光を検知するように構成することにより、接点が無く、配線が不要な操作装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１発明に係る操作装置は、操作を受け付けるための操作器を有する操作装置において、前記操作器は、押圧力を受けて発光する１又は複数の発光部を有し、該発光部が発した光を検知する検知器を備えることを特徴とする。
【０００８】
この操作装置では、操作器の１又は複数の発光部が押圧力を受けて発光し、検知器が、夫々の発光部が発した光を検知する。
これにより、操作器に加えられた押圧力を光に変換し、変換された光を検知する。従って、操作器の押下を検知することができる。
【０００９】
第２発明に係る操作装置は、前記検知器は、撮像部を有し、該撮像部が撮像した映像に基づいて光を発した発光部を検知するように構成してあることを特徴とする。
【００１０】
この操作装置では、検知器の撮像部が映像を撮像し、検知器が、撮像された映像に基づいて、光を発した発光部を検知する。
これにより、押圧力が加えられた発光部を、その位置と共に検知する。
【００１１】
第３発明に係る操作装置は、前記発光部は、前記押圧力の作用部に取り付けられた圧電素子と、該圧電素子が発する電圧を光に変換する発光素子とを有することを特徴とする。
【００１２】
この操作装置では、操作器に加えられた押圧力の作用で圧電素子が電圧を発し、発光素子が、発せられた電圧を光に変換する。
これにより、操作器に加えられた押圧力を効率よく光に変換する。
【００１３】
第４発明に係る操作装置は、前記発光部は、前記押圧力に基づいて発光する応力発光体であることを特徴とする。
【００１４】
この操作装置では、操作器に加えられた押圧力を受けて、応力発光体が発光する。
これにより、押圧力を直接光に変換する。また、発光部の形状の自由度が増し、デザイン性の向上に寄与する。
【００１５】
第５発明に係る操作装置は、前記操作器は、車両に設けられたセンターコンソールに取着してあることを特徴とする。
【００１６】
この操作装置では、操作器を車両に設けられたセンターコンソールに取着する。
これにより、センターコンソールへのハーネスの接続を回避して、コンソールボックスのスライド及び蓋開閉等の可動性が確保される。
【００１７】
第６発明に係る操作装置は、前記発光部は、発光パターン及び／又は発光時間を異ならせて発光するようにしてあり、前記検知器は、前記発光部の前記発光パターン及び／又は発光時間を判別する判別部を有することを特徴とする。
【００１８】
この操作装置では、１又は複数の発光部が、発光パターン及び／又は発光時間を異ならせて発光し、検知器が有する判別部が、発光部の発光パターン及び／又は発光時間を判別する。
これにより、発光部が発した光のオン／オフの周期（時間的な発光パターン）及び／又は継続時間を判別すると共に、発光部が複数の場合は、発光部が発した光のオン／オフの組合せ（空間的な発光パターン）を判別する。従って、操作器の押下を検知することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、押圧力を受けて操作器が発した光を、検知器が検知する。
これにより、操作器に加えられた押圧力を光に変換し、変換された光を検知する。従って、操作器の押下を検知することができる。このため、接点を無くし、配線を不要とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る操作装置の概要を模式的に示す説明図である。図中１は操作装置であり、操作装置１は、操作面をインストルメントパネル１１の方向へ向けてセンターコンソール１０の上面の前側に突出して取着された操作器２と、該操作器２の後述する操作スイッチ３ａ〜３ｆが発した光を検知する検知器４とを備える。検知器４は、前記操作器２を見込む角度が視野角となるようにインストルメントパネル１１の下部に配設された撮像部５と、インストルメントパネル１１の背後に隠蔽して配されており、前記撮像部５を制御する制御部６とからなる。
【００２１】
制御部６は、また、操作装置１に入力された操作により指定された処理を実行すると共に、実行した結果をインストルメントパネル１１の上面に設置された表示器７に表示する。
【００２２】
図２は、操作装置１の接続構成を模式的に示すブロック図である。操作器２は、エアコンの設定温度及び風量を夫々アップ／ダウンさせる操作を受け付けるための操作スイッチ３ａ／３ｂ及び３ｃ／３ｄと、オーディオの音量をアップ／ダウンさせる操作を受け付けるための操作スイッチ３ｅ／３ｆとを備える。操作スイッチ３ａ〜３ｆは、操作器２の操作面上で操作スイッチ３ａ／３ｆが先頭／末尾に位置するように、縦３列に並べてある。
【００２３】
検知器４の制御部６は、制御の中枢であるＣＰＵ２０、プログラム等の情報を記憶するＲＯＭ２１、及び一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ２２からなり、これらは互いにバス接続されている。ＣＰＵ２０には、また、ＣＣＤからなる撮像部５及びＬＣＤからなる表示器７がバス接続されている。
【００２４】
ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１に予め格納されている制御プログラムに従って、入出力、演算等の処理を実行する。
撮像部５は、操作器２の操作面を含む映像を撮像しており、操作スイッチ３ａ〜３ｆが発した光が含まれる映像は、画素データの集合としてＲＡＭ２２の図示しないフレームメモリに随時書き込まれる。ＣＰＵ２０は、ＲＡＭ２２の前記フレームメモリより読み出した画素の輝度同士を比較することにより、光を発した操作スイッチ３ａ〜３ｆを検知する。
【００２５】
図３は、操作スイッチ３ａが発光する様子を模式的に示す説明図である。他の操作スイッチ３ｂ〜３ｆについても同様である。操作スイッチ３ａは、応力により可視光等の光を放射する応力発光体からなる。例えば、使用者が人差し指で操作スイッチ３ａを押下した場合、応力発光体に生じた応力によって、押下された部分及びその周辺部が発光する。この光を含む映像を撮像部５で撮像し、ＣＰＵ２０で処理することにより、操作スイッチ３ａの押下を検知することができる。
【００２６】
応力発光体としては、発光中心としてユウロピウム及びマンガンを夫々添加したアルミン酸ストロンチウム（ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ）及び硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ｍｎ）等の発光材料を、粉体にして部材に混入したもの、又は薄膜にしてフィルムに貼付したものを用いる。
尚、応力発光体は、上述した構成に限定されず、例えば、透明なボタンを介して応力発光体を押下するようにしてもよい。
【００２７】
図４は、操作スイッチ３ａ〜３ｆの押下を検知するＣＰＵ２０の処理手順を示すフローチャートである。以下の処理は、ＲＯＭ２１に予め格納された制御プログラムに従って、制御部６のＣＰＵ２０により実行される。ＣＰＵ２０は、電源が投入されて初期化処理を終えた後に、以下の処理を随時スタートさせる。ＣＰＵ２０が実行する初期化処理には、撮像部５が撮像した映像において操作スイッチ３ａ〜３ｆがフレームメモリ上で占める範囲を夫々検出し、検出した範囲を操作スイッチ３ａ〜３ｆ夫々の水平及び垂直範囲として予めＲＡＭ２２に記憶する処理が含まれる。
【００２８】
ＣＰＵ２０は、フレームメモリより操作スイッチ３ａ〜３ｆ夫々について周辺画素の輝度を読み出す（ステップＳ１０）。この場合、操作スイッチ３ａ〜３ｆ夫々について２つ以上の周辺画素の輝度を読み出して、輝度の平均値を夫々導出してもよい。そして、ＣＰＵ２０は、先頭の操作スイッチ（本実施の形態１では操作スイッチ３ａ）の水平及び垂直範囲に含まれる画素へのポインタを初期化する（ステップＳ１１）と共に、画素数を計数するためのカウンタをクリアする（ステップＳ１２）。
【００２９】
その後、ＣＰＵ２０は、そのときの操作スイッチの水平及び垂直範囲に含まれる画素の輝度を読み出すために、スイッチ画素輝度に係るサブルーチンを呼び出して実行する(ステップＳ１３)。サブルーチンからリターンした場合、ＣＰＵ２０は、そのときの画素の輝度が、そのときの操作スイッチについて先に読み出した周辺画素の輝度より所定輝度以上大きいか否かを判定する（ステップＳ１４）。所定輝度以上大きいと判定した場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、カウンタの内容に「１」を加える（ステップＳ１５）。
【００３０】
周辺画素の輝度より所定輝度以上大きくないと判定した場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、又はステップＳ１５の処理を終えた場合、ＣＰＵ２０は、そのときの画素が、そのときの操作スイッチの水平及び垂直範囲の末端にあるか否かを判定する（ステップＳ１６）。この場合、スイッチ画素輝度に係るサブルーチンから引き渡されたフラグによって判定するようにしてもよい。末端にないと判定した場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、ＣＰＵ２０は、次の画素の輝度を読み出すために処理をステップＳ１３に戻す。末端にあると判定した場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、カウンタの内容が所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。
【００３１】
所定の閾値以上であると判定した場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、そのときの操作スイッチ（３ａ〜３ｆの何れか）の押下検知通知を発行する（ステップＳ１８）。所定の閾値未満であると判定した場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、又はステップＳ１８の処理を終えた場合、ＣＰＵ２０は、そのときの操作スイッチが、操作器２が有する末尾の操作スイッチ（本実施の形態１では、操作スイッチ３ｆ）であるか否かを判定する（ステップＳ１９）。
【００３２】
末尾の操作スイッチではないと判定した場合（ステップＳ１９：ＮＯ）、ＣＰＵ２０は、次の操作スイッチの水平及び垂直範囲に含まれる画素の輝度を読み出すために、処理をステップＳ１２に戻す。末尾の操作スイッチであると判定した場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、処理を終了する。
【００３３】
図５は、スイッチ画素輝度のサブルーチンに係るＣＰＵ２０の処理手順を示すフローチャートである。本サブルーチンが呼び出された場合、そのときの画素ポインタが示すフレームメモリから画素の輝度が読み出されてメインルーチンに返される。また、画素ポインタが１つ進められる。
【００３４】
スイッチ画素輝度に係るサブルーチンが呼び出された場合、ＣＰＵ２０は、そのときの画素ポインタが指し示す画素の輝度をフレームメモリより読み出す（ステップＳ３０）。その後、ＣＰＵ２０は、画素ポインタが、そのときの操作スイッチの水平範囲の末端を指しているか否かを判定する（ステップＳ３１）。水平範囲の末端を指していないと判定した場合（ステップＳ３１：ＮＯ）、ＣＰＵ２０は、画素ポインタが次の水平位置を指すように進め（ステップＳ３２）、サブルーチンの処理を終了してメインルーチンへリターンする。
【００３５】
水平範囲の末端を指していると判定した場合（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、画素ポインタが、そのときの操作スイッチの垂直範囲の末端を指しているか否かを判定する（ステップＳ３３）。垂直範囲の末端を指していないと判定した場合（ステップＳ３３：ＮＯ）、ＣＰＵ２０は、画素ポインタが次の垂直位置の先頭を指すように進め（ステップＳ３４）、サブルーチンの処理を終了してメインルーチンへリターンする。
【００３６】
垂直範囲の末端を指していると判定した場合（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、そのときの操作スイッチが、末尾の操作スイッチであるか否かを判定する（ステップＳ３５）。末尾の操作スイッチであると判定した場合（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、サブルーチンの処理を終了してメインルーチンへリターンする。
尚、ステップ３５の処理に先立って、画素ポインタがそのときの操作スイッチの水平及び垂直範囲の末端を指している旨をフラグに書き込んで、メインルーチンへ引き渡すようにしてもよい。
【００３７】
末尾の操作スイッチでないと判定した場合（ステップＳ３５：ＮＯ）、ＣＰＵ２０は、画素ポインタを次の操作スイッチの垂直及び水平範囲の先頭へ進め（ステップＳ３６）、サブルーチンの処理を終了してメインルーチンへリターンする。
【００３８】
以上のように、本実施の形態１によれば、操作器の操作スイッチが押圧力を受けて発光し、撮像部及び制御部のＣＰＵが、操作スイッチが発した光を検知する。
従って、操作器の押下を検知することができる。このため、スイッチの接点を無くし、スイッチへの配線を不要とすることができる。
【００３９】
また、検知器の撮像部が操作器を含む映像を撮像し、制御部のＣＰＵが、撮像された映像より操作スイッチの画素の輝度と周辺画素の輝度とを比較して、発光した操作スイッチを検知する。
従って、押圧力が加えられたスイッチを、その位置と共に検知することができる。
【００４０】
更にまた、操作器の操作スイッチに加えられた押圧力を受けて、応力発光体が発光する。
従って、押圧力を直接光に変換することができると共に、スイッチの形状の自由度が増し、デザイン性の向上に寄与することができる。
【００４１】
更にまた、操作スイッチを有する操作器を車両のセンターコンソールに取着してある。
従って、センターコンソールへのハーネスの接続を回避して、コンソールボックスの可動性を確保することができる。
【００４２】
尚、実施の形態１にあっては、操作スイッチの操作態様の違いを判別しない場合を例にして説明したが、連続２度押し、３度押し等の押下回数の違い、及び／又は長押し、短押し等の押下継続時間の違いを判別するそれ自体公知の手段を備えるようにしてもよい。
この場合は、操作スイッチの異なる操作態様に応じて、夫々異なる押下検知通知を発行することができる。従って、時間的な発光パターン及び／又は発光の継続時間を判別して操作スイッチの押下を検知することができる。
【００４３】
また、実施の形態１にあっては、同時に２つ以上の操作スイッチが発光しない場合を例にして説明したが、複数の操作スイッチが同時に発光する場合について、発光パターンを判別するようにしてもよい。
この場合は、空間的な発光パターンを判別して操作スイッチの押下を検知することができる。
【００４４】
（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１において操作スイッチ３ａ〜３ｆが応力発光体からなるのに対し、圧電素子と発光素子とを用いて操作スイッチを構成した形態である。
【００４５】
図６は、実施の形態２に係る操作装置１の操作スイッチ３ｈの構成を模式的に示す縦断面図である。操作スイッチ３ｈは、直方体状のハウジング３０の一側壁とハウジング３０の天壁より壁状に垂下するガイド３１とで挟持されて、使用者が押下したときに下方へ摺動する厚板状のボタン部３２を備える。ボタン部３２の中央には、該ボタン３２への押圧力を下方へ伝達するための押圧桿３３が下向きに取着されている。
【００４６】
該押圧桿３３の下端部は、ガイド３１下方に水平に配設された揺動軸により揺動可能に支持された揺動部材３４の一端部の上面を下方へ押圧するようにしてある。揺動部材３４の他端部は、ハウジング３０の底壁との間に配設されたバネ３５により鉛直方向に付勢されると共に、バネ３５の他側方においてハウジング３０の底壁から立設された制限部材３６により、下方への揺動を制限されている。
【００４７】
揺動部材３４の他側方には、ハウジング３０の底壁の内面に取着された圧電素子（ピエゾ素子）３８に衝撃を与えるための衝突部材３９が、ハウジング３０の他側壁とハウジング３０の天壁より壁状に垂下する第２のガイド３７とで復動可能に挟持されている。衝突部材３９は、ハウジング３０の天壁の内面に配設されたバネ４１により、鉛直方向へ付勢されている。
【００４８】
衝突部材３９の一側方には、上下方向に溝が形成されており、該溝には、揺動部材３４の他端部の上面と係合する係合爪４０が、図示しないバネにより一側方へ付勢され、他側方へ押動されるように嵌着されている。係合爪４０の一側面は、下端から上端に向けて他側方へ直線的に傾斜させてある。
【００４９】
ハウジング３０の天壁上面の他側方には、圧電素子３８が発した電圧により発光する発光素子４２が、鉛直上方へ光を発するように配設されている。本実施の形態２では、発光素子４２はＬＥＤであるが、放電によって発光する素子を用いてもよい。
【００５０】
図７は、操作スイッチ３ｈの動作を模式的に示す説明図である。図７（ａ）に示すように、使用者がボタン部３２を押下していない場合、衝突部材３９は、バネ４１により鉛直方向に付勢されて圧電素子３８と接した状態にある。
【００５１】
図７（ｂ）に示すように、使用者がボタン部３２を押下した場合、押圧桿３３が揺動部材３４の一端部を下方へ押圧することにより、揺動部材３４の他端部は、係合爪４０と係合した状態を保持して上方へ揺動する。これにより、衝突部材３９は、バネ４１の付勢力に抗して上昇する。
【００５２】
更に、図７（ｃ）に示すように使用者がボタン部３２を押下し続けた場合、揺動部材３４の他端部と係合爪４０との係合が外れる。この場合、衝突部材３９は、バネ４１に付勢されて急速に下降し、圧電素子３８に衝突して衝撃を与える。これにより、圧電素子３８が電圧を発し、発せられた電圧によって発光素子４２が発光する。
【００５３】
その後、図７（ｄ）に示すようにボタン部３２が押下されなくなった場合、揺動部材３４の他端部は、バネ３５に付勢されて下方へ揺動する。この場合、揺動部材３４の他端部が係合爪４０の一側面の傾斜に沿って下降するときに、係合爪４０全体が他側方へ押動されるため、図７（ａ）に示すように、揺動部材３４の他端部は、係合爪４０と係合した状態に復帰する。
【００５４】
その他、実施の形態１に対応する箇所には同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００５５】
以上のように、本実施の形態２によれば、操作スイッチに加えられた押圧力の作用で圧電素子が電圧を発し、発光素子が、発せられた電圧を光に変換する。
従って、スイッチに加えられた押圧力を効率よく光に変換する。
【００５６】
（実施の形態３）
実施の形態３は、実施の形態２において圧電素子３８に衝撃を与えて電圧を発生させ、発光素子４２が発した光を撮像部５が撮像するのに対し、バイモルフ型圧電素子を振動させて電圧を発生させ、発光素子４２が明滅させた光を受光部が受光する形態である。
【００５７】
図８は、実施の形態３に係る操作装置１ａの接続構成を模式的に示すブロック図である。検知器４ａは、操作器２ａの操作スイッチ３ｐ〜３ｕが明滅させた光を受光して電気信号に変換するフォトトランジスタからなる受光部８と、制御部６に制御されて、前記電気信号の発生間隔及び／又は発生継続時間を判別する判別部９とを備える。
【００５８】
判別部９の微分回路９１は、受光部８から与えられた電気信号を微分及び整形して、操作スイッチ３ｐ〜３ｕが発した光の明滅に基づくパルスバースト信号を、立上り検出回路９３及びカウンタ回路９２に与える。立上り検出回路９３は、微分回路９１から与えられたパルスバースト信号の立上りを検出して制御部６のＣＰＵ２０に与える。カウンタ回路９２は、ＣＰＵ２０に制御されて、微分回路９１から与えられたパルスバースト信号のパルス数を所定時間だけカウントする。
【００５９】
図９は、実施の形態３に係る操作装置１ａの操作スイッチ３ｐの構成を模式的に示す縦断面図である。操作スイッチ３ｐのボタン部３２に下向きに取着された押圧桿３３の下端部は、ガイド３１下方に水平に配設された揺動軸により揺動可能に支持された揺動部材３４ａの一端部の上面を下方へ押圧するようにしてある。
【００６０】
揺動部材３４ａは、制限部材３６の上面に当接する他端部において回動片３４０を分離させてあり、回動片３４０は、揺動部材３４ａの上面に配設された蝶番３４１により、上方へ回動可能に枢支されている。蝶番３４１は、図示しないバネにより、回動片３４０の回動を阻止する方向に付勢されている。
【００６１】
回動片３４０上方には、ハウジング３０の他側壁中央部に固設された挟持片４４、４４により他端部を上下に挟持されたバイモルフ型圧電素子４３の一端部が覆い被さっている。バイモルフ型圧電素子４３の一端部の上面及び下面には、錘部材４５、４５を夫々取着してある。
【００６２】
バイモルフ型圧電素子４３は、２枚の圧電素子を貼り合わせた構造体であり、張り合わせ面と直角方向に振動させた場合、該振動と同一の周期で時間と共に減衰する電圧が発生する。前記振動の周期は、錘部材４５、４５の質量の大／小に応じて増／減する。
【００６３】
図１０は、操作スイッチ３ｐの動作を模式的に示す説明図である。図１０（ａ）に示すように、使用者がボタン部３２を押下していない場合、回動片３４０を含む揺動部材３４ａの他端部は、バネ３５により鉛直方向に付勢されて制限部材３６の上面と当接した状態にある。
【００６４】
図１０（ｂ）に示すように、使用者がボタン部３２を押下した場合、押圧桿３３が揺動部材３４ａの一端部を下方へ押圧することにより、回動片３４０が揺動部材３４ａの一部として上方へ揺動し、バイモルフ型圧電素子４３の一端部を上方へ跳ね上げる。
【００６５】
更に、図１０（ｃ）に示すように使用者がボタン部３２を押下し続けた場合、回動片３４０とバイモルフ型圧電素子４３の一端部との係合が外れる。これにより、バイモルフ型圧電素子４３が上下に振動して電圧を発し、発せられた電圧によって発光素子４２が発光する。
【００６６】
その後、図１０（ｄ）に示すようにボタン部３２が押下されなくなった場合、回動片３４０は、バネ３５に付勢されて揺動部材３４ａと共に下方へ揺動する。
この場合、回動片３４０は、バイモルフ型圧電素子４３の一端部に当接したときに、蝶番３４１の蝶番軸を中心として上方へ回動する。このため、バイモルフ型圧電素子４３は、回動片３４０によって下方へ押圧されることがなく、電圧を発しない。
【００６７】
更に、揺動部材３４ａが下方へ揺動し続けた場合、回動片３４０は、バイモルフ型圧電素子４３の一端部と当接しなくなり、蝶番３４１の図示しないバネに付勢されて下方に回動する。そして、回動片３４０を含む揺動部材３４ａの他端部は、制限部材３６の上面と当接した状態に復帰する。
【００６８】
他の操作スイッチ３ｑ〜３ｕの構成及び動作については、錘部材４５、４５の質量を除いて操作スイッチ３ｐと同様である。本実施の形態３では、操作スイッチ３ｐ〜３ｕ夫々について、錘部材４５、４５の質量が段階的に増加するようにしてある。従って、発光素子４２が明滅する周期は、操作スイッチ３ｐで最短となり、操作スイッチ３ｕで最大となる。
【００６９】
図１１は、バイモルフ型圧電素子４３が発した電圧により発光素子４２に流れる電流、受光部８が出力する電気信号の電圧、及び微分回路９１が出力するパルスバースト信号の電圧を模式的に示す説明図である。図中横軸は時間（秒）であり、縦軸は相対的な電流又は電圧を表す。
【００７０】
上述したように、回動片３４０とバイモルフ型圧電素子４３の一端部との係合が外れてバイモルフ型圧電素子４３が上下に振動した場合、図１１（ａ）に示すように、発光素子４２には、時間と共に減衰する交流電流が流れる。本実施の形態では、発光素子４２は、正負両方向の電流で発光するようにしてあり、輝度を減衰させながら前記交流電流の１／２の周期で明滅する。
【００７１】
受光部８には、発光素子４２が明滅させた光と周囲からの光とが重ね合わさって到達するため、受光部８が出力する電気信号の電圧は、図１１（ｂ）に示すように、直流バイアスが重畳されて時間と共に減衰する脈流となる。この電気信号を微分回路９１に与えた場合、上述した直流バイアスは遮断され、脈流は波形整形されて、図１１（ｃ）に示すパルスバースト信号が出力される。
【００７２】
上述したパルスバースト信号のパルス発生周期は、操作スイッチ３ｐ〜３ｕ夫々について段階的に増大するようにしてあるため、パルスバースト信号の立上り時点より所定時間内に発生するパルス数をカウントすることにより、光の明滅を判別して操作スイッチの押下を検知することができる。
【００７３】
図１２は、操作スイッチ３ｐ〜３ｕの押下を検知するＣＰＵ２０の処理手順を示すフローチャートである。以下の処理は、ＲＯＭ２１に予め格納された制御プログラムに従って、制御部６のＣＰＵ２０により実行される。ＣＰＵ２０は、電源が投入されて初期化処理を終えた後に、以下の処理を随時スタートさせる。
【００７４】
ＣＰＵ２０は、立上り検出回路９３の検出結果を取り込み（ステップＳ４１）、パルスバースト信号の立上りを検出したか否かを判定する（ステップＳ４２）。立上りを検出していないと判定した場合（ステップＳ４２：ＮＯ）、ＣＰＵ２０は、検出するまで待機する。
【００７５】
立上りを検出したと判定した場合（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、カウンタ回路９２にパルス数のカウントをスタートさせる（ステップＳ４３）。その後、ＣＰＵ２０は、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ４４）。所定時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ４４：ＮＯ）、ＣＰＵ２０は、所定時間が経過するまで待機する。
【００７６】
所定時間が経過したと判定した場合（ステップＳ４４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、カウンタ回路９２からカウンタ値を取り込む（ステップＳ４５）。そして、取り込んだカウンタ値に応じて操作スイッチ（３ｐ〜３ｕの何れか）の押下検知通知を発行し（ステップＳ４６）、処理を終了する。
【００７７】
その他、実施の形態１及び２に対応する箇所には同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００７８】
以上のように、本実施の形態３によれば、６つの操作スイッチの発光素子が、夫々異なる周期で明滅し、ＣＰＵが、立上り検出回路及びカウンタ回路を制御して前記周期を判別する。
これにより、スイッチが発した光のオン／オフについて、時間的な発光パターンを判別して操作スイッチの押下を検知することができる。
【００７９】
尚、本実施の形態３にあっては、操作スイッチ３ｐ〜３ｕの明滅に基づくパルスバースト信号の周期を判別するように構成したが、前記パルスバースト信号の継続時間を判別するようにしてもよい。この場合、錘部材４５、４５の質量の大／小に応じて、バイモルフ型圧電素子４３の振動が継続する時間が増／減することが知られている。従って、前記パルスバースト信号の継続時間を判別して操作スイッチの押下を検知することができる。
更に、上述した２通りの判別を組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る操作装置の概要を模式的に示す説明図である。
【図２】操作装置の接続構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】操作スイッチが発光する様子を模式的に示す説明図である。
【図４】操作スイッチの押下を検知するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】スイッチ画素輝度のサブルーチンに係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態２に係る操作装置の操作スイッチの構成を模式的に示す縦断面図である。
【図７】操作スイッチの動作を模式的に示す説明図である。
【図８】実施の形態３に係る操作装置の接続構成を模式的に示すブロック図である。
【図９】実施の形態３に係る操作装置の操作スイッチの構成を模式的に示す縦断面図である。
【図１０】操作スイッチの動作を模式的に示す説明図である。
【図１１】バイモルフ型圧電素子が発した電圧により発光素子に流れる電流、受光部が出力する電気信号の電圧、及び微分回路が出力するパルスバースト信号の電圧を模式的に示す説明図である。
【図１２】操作スイッチの押下を検知するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
１、１ａ    操作装置
２、２ａ    操作器
３ａ〜３ｆ  操作スイッチ（発光部、応力発光体）
３ｈ、３ｐ〜３ｕ  操作スイッチ（発光部）
４、４ａ    検知器
５    撮像部
６    制御部
７    表示器
８    受光部
９    判別部
１０  センターコンソール
１１  インストルメントパネル
２０  ＣＰＵ
２１  ＲＯＭ
２２  ＲＡＭ
３８  圧電素子
４２  発光素子
４３  バイモルフ型圧電素子
【図１】
2010003011.tif 000003
【図２】
2010003011.tif 000004
【図３】
2010003011.tif 000005
【図４】
2010003011.tif 000006
【図５】
2010003011.tif 000007
【図６】
2010003011.tif 000008
【図７】
2010003011.tif 000009
【図８】
2010003011.tif 000010
【図９】
2010003011.tif 000011
【図１０】
2010003011.tif 000012
【図１１】
2010003011.tif 000013
【図１２】
2010003011.tif 000014