(57)【要約】      （修正有）【課題】操作面の異なる場所で同程度の操作力により行われたプッシュ操作に対する判定のバラつきを抑制することができる操作装置を提供する。【解決手段】操作装置１は、操作面２０になされた操作を検出するタッチパッド２と、操作面２０に付加された荷重Ｆを検出する荷重検出部４と、操作面２０に予め定められた基準点及び複数の測定点に基づいて操作面２０に対して複数の領域を規定して操作が検出された検出点Ｐを含む領域を判定し、判定した領域を規定する基準点と測定点に対して基準荷重が付加された際の第１の出力値と第２の出力値、基準点から当該測定点までの第１の距離及び基準点から検出点Ｐまでの第２の距離に基づいて操作面２０に対するプッシュ操作を判定する判定しきい値Ｔｈを補正する制御部６と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作面になされた操作を検出する検出部と、
前記操作面に付加された荷重を検出する荷重検出部と、
前記操作面に予め定められた基準点及び複数の測定点に基づいて前記操作面に対して複数の領域を規定して操作が検出された検出点を含む領域を判定し、判定した領域を規定する前記基準点と測定点に対して基準荷重が付加された際の第１の出力値と第２の出力値、前記基準点から当該測定点までの第１の距離、及び前記基準点から前記検出点までの第２の距離に基づいて前記操作面に対するプッシュ操作を判定する判定しきい値を補正する判定部と、
を備えた操作装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記基準点における前記第１の出力値をＶ０、ｎ番目の測定点における前記第２の出力値をＶｎ、前記基準点からｎ番目の測定点までの前記第１の距離をＤｎ、前記基準点から前記検出点までの前記第２の距離をＤｔとして、
前記判定しきい値＝Ｖ０−（Ｖ０−Ｖｎ）×（Ｄｔ／Ｄｎ）の式に基づいて前記判定しきい値の補正を行う、
請求項１に記載の操作装置。
【請求項３】
前記基準点は、前記操作面の中心点であり、
前記複数の測定点は、前記操作面の辺上の点である、
請求項１又は２に記載の操作装置。
【請求項４】
前記複数の領域は、領域が前記基準点と測定点とを結んだ直線に対して線対称となるように規定される、
請求項３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、操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、操作面を備えるタッチ操作部と、タッチ操作部に設けられ、タッチ操作部に付与される圧力又は荷重を検出する押下圧力検出手段と、押下圧力検出手段の出力が所定の閾値を超えた場合に、決定操作を検出する制御装置と、を備えた車両用操作装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この車両用操作装置の制御装置は、車両走行時において車両停止時よりも閾値を高く設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１１７９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし従来の車両用操作装置は、操作者が同じように操作面に対してプッシュ操作を行っても場所によって検出される荷重に差が生じてプッシュ操作が判定されない可能性がある。
【０００６】
従って本発明の目的は、操作面の異なる場所で同程度の操作力により行われたプッシュ操作に対する判定のバラつきを抑制することができる操作装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、操作面になされた操作を検出する検出部と、操作面に付加された荷重を検出する荷重検出部と、操作面に予め定められた基準点及び複数の測定点に基づいて操作面に対して複数の領域を規定して操作が検出された検出点を含む領域を判定し、判定した領域を規定する基準点と測定点に対して基準荷重が付加された際の第１の出力値と第２の出力値、基準点から当該測定点までの第１の距離、及び基準点から検出点までの第２の距離に基づいて操作面に対するプッシュ操作を判定する判定しきい値を補正する判定部と、を備えた操作装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、操作面の異なる場所で同程度の操作力により行われたプッシュ操作に対する判定のバラつきを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、実施の形態に係る操作装置が搭載された車両内部の一例を示す概略図であり、図１（ｂ）は、操作装置の構成の一例を説明するための概略図であり、図１（ｃ）は、操作装置のブロック図の一例を示している。
【図２】図２（ａ）は、実施の形態に係る操作装置の操作面に設定された領域の一例を説明するための概略図であり、図２（ｂ）は、荷重しきい値の補正の一例を説明するためのグラフである。
【図３】図３は、実施の形態に係る操作装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る操作装置は、操作面になされた操作を検出する検出部と、操作面に付加された荷重を検出する荷重検出部と、操作面に予め定められた基準点及び複数の測定点に基づいて操作面に対して複数の領域を規定して操作が検出された検出点を含む領域を判定し、判定した領域を規定する基準点と測定点に対して基準荷重が付加された際の第１の出力値と第２の出力値、基準点から当該測定点までの第１の距離、及び基準点から検出点までの第２の距離に基づいて操作面に対するプッシュ操作を判定する判定しきい値を補正する判定部と、を備えて概略構成されている。
【００１１】
この操作装置は、操作面の異なる位置に付加された基準荷重に対する出力値を用いて判定しきい値を補正するので、この構成を採用しない場合と比べて、操作面の異なる場所で同程度の操作力により行われたプッシュ操作に対する判定のバラつきを抑制することができる。
【００１２】
[実施の形態]
（操作装置１の概要）
図１（ａ）は、実施の形態に係る操作装置が搭載された車両内部の一例を示す概略図であり、図１（ｂ）は、操作装置の構成の一例を説明するための概略図であり、図１（ｃ）は、操作装置のブロック図の一例を示している。図２（ａ）は、実施の形態に係る操作装置の操作面に設定された領域の一例を説明するための概略図であり、図２（ｂ）は、荷重しきい値の補正の一例を説明するためのグラフである。図２（ａ）は、操作面２０の中心を原点として横軸がｘ軸、縦軸がｙ軸となっている。また図２（ｂ）は、横軸が基準点２００からの距離Ｄであり、縦軸が荷重検出部４が出力する出力値Ｖである。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図１（ｃ）では、主な情報などの流れを矢印で示している。
【００１３】
操作装置１は、例えば、図１（ａ）に示すように、車両８の運転席と助手席の間のフロアコンソール８０に配置されている。この操作装置１は、例えば、車両８に搭載された電子機器の表示部に表示されたカーソルなどを操作することができるように構成されている。センターコンソール８１に配置された表示装置８５は、当該表示部として機能する。
【００１４】
操作装置１は、例えば、図１（ａ）〜図２（ａ）に示すように、操作面２０になされた操作を検出する検出部としてのタッチパッド２と、操作面２０に付加された荷重Ｆを検出する荷重検出部４と、操作面２０に予め定められた基準点２００及び複数の測定点（測定点２１〜測定点２８）に基づいて操作面２０に対して複数の領域（第１の領域３１〜第８の領域３８）を規定して操作が検出された検出点Ｐを含む領域を判定し、判定した領域を規定する基準点２００と測定点に対して基準荷重が付加された際の第１の出力値と第２の出力値、基準点２００から当該測定点までの第１の距離、及び基準点２００から検出点Ｐまでの第２の距離に基づいて操作面２０に対するプッシュ操作を判定する判定しきい値Ｔｈを補正する判定部としての制御部６と、を備えて概略構成されている。
【００１５】
本実施の形態の測定点は、一例として、８つ（測定点２１〜測定点２８）であるがこれに限定されず、さらに多くても良い。また荷重検出部４から出力される出力値は、一例として、電圧Ｖである。従って荷重しきい値Ｔｈは、一例として、電圧の値として設定される。なお荷重検出部４が電圧Ｖから換算した荷重の値（Ｎ）を出力値とする場合、荷重しきい値Ｔｈは、荷重の値（Ｎ）として設定される。なおプッシュ操作は、一例として、カーソルなどで選択した項目などの決定操作として行われる。
【００１６】
タッチパッド２の操作面２０は、例えば、図２（ａ）に示すように、正方形状を有しているがこれに限定されず、長方形状であったり、角が丸くなっていたり、一部の辺又は全体が曲線であったりしても良い。上述の基準点２００は、例えば、図２（ａ）に示すように、操作面２０の中心点である。そして測定点は、例えば、図２（ａ）に丸で示すように、操作面２０の辺２０１〜辺２０４上の点とされている。
【００１７】
また領域は、例えば、図２（ａ）において点線と操作面２０の辺とで囲まれる領域（第１の領域３１〜第８の領域３８）である。この領域は、測定点の数と同じ数規定される。そして第１の領域３１〜第８の領域３８は、例えば、図２（ａ）に示すように、基準点２００と測定点とを結んだ直線に対して線対称となるように規定される。
【００１８】
（タッチパッド２の構成）
タッチパッド２は、例えば、操作者の体の一部（例えば、操作指）や専用のペンで操作面２０に触れることにより、触れた操作面２０上の位置を検出するものである。操作者は、例えば、操作面２０に操作を行うことにより、接続された電子機器の操作を行うことが可能となる。タッチパッド２としては、例えば、抵抗膜方式、赤外線方式、静電容量方式などのタッチパッドを用いることが可能である。またタッチパッド２は、例えば、操作面２０を撮像した距離画像などから検出対象の接触位置を検出するものであっても良い。本実施の形態のタッチパッド２は、一例として、静電容量方式のタッチパッドである。
【００１９】
このタッチパッド１２は、操作面２０の下方に絶縁を保ちながら交差する複数の駆動電極と複数の検出電極を有している。タッチパッド２は、この複数の駆動電極と複数の検出電極の全ての組み合わせを走査して組み合わせごとの静電容量を読み出し、予め定められたしきい値以上の静電容量に基づいて検出対象が検出された検出点Ｐを算出する。
【００２０】
この検出点Ｐの算出は、例えば、加重平均を用いて行われる。そしてタッチパッド２は、走査ごとに検出点Ｐの座標を算出し、算出された座標の情報である検出情報Ｓ１を制御部６に周期的に出力する。なお検出点Ｐの座標は、例えば、図２（ａ）に示すように、操作面２０に設定されたｘｙ座標系における座標である。このｘｙ座標は、基準点２００が原点であり、横軸（車両８の左右方向）がｘ軸、縦軸（車両８の前後方向）がｙ軸である。
【００２１】
（荷重検出部４の構成）
荷重検出部４は、例えば、図１（ｂ）に示すように、操作面２０を押し込む方向の荷重を正として検出し、検出した荷重の大きさに応じた出力値Ｖを制御部６に出力する。この荷重検出部４は、タッチパッド２の裏側であって操作面２０の中央に配置されている。
【００２２】
荷重検出部４は、例えば、ピエゾ式や歪ゲージ式の荷重センサを用いて荷重を検出する。本実施の形態の荷重検出部４は、一例として、歪ゲージ式の荷重センサである。
【００２３】
（制御部６の構成）
制御部６は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部６が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果や補正された荷重しきい値Ｔｈなどを格納する記憶領域として用いられる。また制御部６は、その内部にクロック信号を生成する手段を有し、このクロック信号に基づいて動作を行う。
【００２４】
制御部６は、タッチパッド２から取得する検出情報Ｓ１、及び荷重検出部４から取得する出力値Ｖに基づいて検出点Ｐの位置やプッシュ操作の有無などの情報である操作情報Ｓ２を生成して接続された電子機器に出力する。
【００２５】
また制御部６は、荷重しきい値Ｔｈと、荷重情報６０と、領域情報６１と、を有している。荷重しきい値Ｔｈは、操作面２０になされたプッシュ操作を判定するためのしきい値である。制御部６は、荷重検出部４から出力された出力値Ｖが荷重しきい値Ｔｈ以上である場合、プッシュ操作がなされたと判定する。この荷重しきい値Ｔｈは、後述するように検出点Ｐの位置に応じて補正される。
【００２６】
また荷重情報６０は、基準点２００、測定点２１〜測定点２８に、基準荷重が付加された際に荷重検出部４から出力された出力値Ｖの情報である。基準点２００に基準荷重を付加した際に荷重検出部４から出力された出力値Ｖ（第１の出力値）は、出力値Ｖ０である。また測定点２１〜測定点２８に基準荷重を付加した際に荷重検出部４から出力された出力値Ｖ（第２の出力値）は、出力値Ｖ１〜出力値Ｖ８である。
【００２７】
測定点２５〜測定点２８は、図２（ａ）に示すように、操作面２０の角の点である。また測定点２１は、図２（ａ）の紙面右側の操作面２０の辺２０１の中央の点である。測定点２２は、図２（ａ）の紙面左側の操作面２０の辺２０２の中央の点である。ｘ軸は、この測定点２１及び測定点２２を通る軸である。
【００２８】
測定点２３は、図２（ａ）の紙面上側の操作面２０の辺２０３の中央の点である。測定点２４は、図２（ａ）の紙面下側の操作面２０の辺２０４の中央の点である。ｙ軸は、この測定点２３及び測定点２４を通る軸である。
【００２９】
制御部６は、基準点２００、測定点２１〜測定点２８に基づいて操作面２０を第１の領域３１〜第８の領域３８に分割する。領域情報６１は、この第１の領域３１〜第８の領域３８に関する情報である。この領域情報６１は、領域の境界の情報を数値として含んでいても良いし、関数として含んでいても良い。
【００３０】
第１の領域３１は、基準点２００を通る２つ点線と測定点２１が位置する辺２０１によって囲まれた領域である。基準点２００から測定点２１までの距離は、Ｄ１である。
【００３１】
第２の領域３２は、基準点２００を通る２つ点線と測定点２２が位置する辺２０２によって囲まれた領域である。基準点２００から測定点２２までの距離は、Ｄ２である。
【００３２】
第３の領域３３は、基準点２００を通る２つ点線と測定点２３が位置する辺２０３によって囲まれた領域である。基準点２００から測定点２３までの距離は、Ｄ３である。
【００３３】
第４の領域３４は、基準点２００を通る２つ点線と測定点２４が位置する辺２０４によって囲まれた領域である。基準点２００から測定点２４までの距離は、Ｄ４である。
【００３４】
第５の領域３５は、基準点２００を通る２つ点線と測定点２５が位置する辺２０１及び辺２０３によって囲まれた領域である。基準点２００から測定点２５までの距離は、Ｄ５である。
【００３５】
第６の領域３６は、基準点２００を通る２つ点線と測定点２６が位置する辺２０２及び辺２０３によって囲まれた領域である。基準点２００から測定点２６までの距離は、Ｄ６である。
【００３６】
第７の領域３７は、基準点２００を通る２つ点線と測定点２７が位置する辺２０１及び辺２０４によって囲まれた領域である。基準点２００から測定点２７までの距離は、Ｄ７である。
【００３７】
第８の領域３８は、基準点２００を通る２つ点線と測定点２８が位置する辺２０２及び辺２０４によって囲まれた領域である。基準点２００から測定点２８までの距離は、Ｄ８である。
【００３８】
第１の領域３１〜第４の領域３４の基準点２００側の頂角は、一例として、３０°である。また第５の領域３５〜第８の領域３８の基準点２００側の角は、一例として、６０°である。この領域の基準点２００側の頂角や角は、同じ角度であっても良く、任意である。
【００３９】
制御部６は、基準点２００における第１の出力値をＶ０、ｎ番目の測定点における第２の出力値をＶｎ、基準点２００からｎ番目の測定点までの第１の距離をＤｎ、基準点２００から検出点Ｐまでの第２の距離をＤｔとして以下の式（１）によって荷重しきい値Ｔｈを補正する。
判定しきい値Ｔｈ＝Ｖ０−（Ｖ０−Ｖｎ）×（Ｄｔ／Ｄｎ）・・・（１）
図２（ｂ）は、この式（１）で示される直線を示している。この式（１）に示すように、判定しきい値Ｔｈは、基準点２００から検出点Ｐまでの距離Ｄｔに比例して小さくなる。
【００４０】
制御部６は、例えば、ｘ座標と、基準点２００と検出点Ｐの座標（ｘｔ，ｙｔ）を結んだ直線と、が成す角度θのｔａｎθ（＝ｙｔ／ｘｔ）の値によって検出点Ｐの位置する領域を判定する。なお制御部６は、座標ｘｔがゼロの場合、ｔａｎθが計算できないので、座標ｙｔに従って第３の領域３３か第４の領域３４かを判定する。
【００４１】
具体的には、制御部６は、例えば、図２（ａ）に示すように、検出点Ｐのｘ座標ｘｔの符号を確認し、正であれば検出点Ｐが第一象限又は第四象限に位置するとし、負であれば検出点Ｐが第二象限又は第三象限に位置するとする。
【００４２】
つまり制御部６は、ｘ座標ｘｔが正である場合、ｔａｎθの値によって第３の領域３３、第５の領域３５、第１の領域３１、第７の領域３７及び第４の領域３４のいずれの領域に検出点Ｐが位置するか判定する。また制御部６は、ｘ座標ｘｔが負である場合、ｔａｎθの値によって第３の領域３３、第６の領域３６、第２の領域３２、第８の領域３８及び第４の領域３４のいずれの領域に検出点Ｐが位置するか判定する。
【００４３】
第１の領域３１は、一例として、頂角が６０°である場合、−０．５８＜ｔａｎθ≦０．５８の範囲となる。従って制御部６は、一例として、検出点Ｐのｘ座標ｘｔが正であり、角度θが２２°である場合、ｔａｎ２２＝０．４０であるので、領域情報６１に基づいて検出点Ｐが第１の領域３１に位置すると判定する。なお領域の境界は、隣接する領域の一方に含まれるように設定される。
【００４４】
そして制御部６は、検出点Ｐが第１の領域３１に位置するので、荷重情報６０に基づいて基準点２００と測定点２１との距離Ｄ１（ｎ＝１）、基準点２００の出力値Ｖ０（第１の出力値）、測定点２１の出力値Ｖ１（ｎ＝１：第２の出力値）を取得すると共に、基準点２００から検出点Ｐまでの距離Ｄｔを算出する。次に制御部６は、取得した値を上述の式（１）に代入して補正された荷重しきい値Ｔｈを得る。
【００４５】
つまり制御部６は、操作面２０の中央を基準点２００とする極座標系で操作面２０を分割し、検出点Ｐが存在する領域内で判定しきい値Ｔｈの線形補正を行う。よって判定しきい値Ｔｈは、同一の領域内では、基準点２００から検出点Ｐまでの距離Ｄｔが同じであれば同値となり、領域内において基準点２００を中心とする同心円状に同じ値を取る。
【００４６】
以下に本実施の形態に係る操作装置１の動作の一例について図３のフローチャートに従って説明する。
【００４７】
（動作）
操作装置１の制御部６は、車両８の電源が投入されると、タッチパッド２から周期的に検出情報Ｓ１が入力すると共に、荷重検出部４から出力値Ｖが入力する。制御部６は、ステップ１の「Ｙｅｓ」が成立する、つまり検出情報Ｓ１に基づいて操作が検出された場合（Ｓｔｅｐ１：Ｙｅｓ）、検出情報Ｓ１に基づいて検出点Ｐの座標（Ｘｔ，Ｙｔ）を取得する（Ｓｔｅｐ２）。
【００４８】
次に制御部６は、荷重しきい値Ｔｈの補正を行う（Ｓｔｅｐ３）。具体的には、制御部６は、領域情報６１と検出点Ｐの座標（Ｘｔ，Ｙｔ）とに基づいて検出点Ｐが位置する領域を判定する。そして制御部６は、上述のように、基準点２００における出力値Ｖ０、判定された第ｎの領域の測定点の出力値Ｖｎ、基準点２００から当該測定点までの距離Ｄｎ、基準点２００から検出点Ｐまでの距離Ｄｔを式（１）に代入して荷重しきい値Ｔｈを補正する。
【００４９】
次に制御部６は、検出された荷重に応じた出力値Ｖと補正された荷重しきい値Ｔｈとを比較してプッシュ操作の有無を判定する。制御部６は、検出された荷重に応じた出力値Ｖが補正された荷重しきい値Ｔｈ以上である場合（Ｓｔｅｐ４：Ｙｅｓ）、検出点Ｐにおいてプッシュ操作がなされたとする操作情報Ｓ２を生成して接続された電子機器に出力する（Ｓｔｅｐ５）。
【００５０】
ここでステップ４において制御部６は、検出された荷重に応じた出力値Ｖが補正された荷重しきい値Ｔｈより小さい場合（Ｓｔｅｐ４：Ｎｏ）、検出点Ｐにおいて操作指９が検出されたとする操作情報Ｓ２を生成して接続された電子機器に出力する（Ｓｔｅｐ６）。
【００５１】
（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る操作装置１は、操作面２０の異なる場所で同程度の操作力により行われたプッシュ操作に対する判定のバラつきを抑制することができる。具体的には、操作装置１は、操作面２０の異なる位置に付加された基準荷重に対する出力値Ｖｎや基準点２００から検出点Ｐまでの距離Ｄｔなど用いて式（１）に基づいて判定しきい値Ｔｈを補正する。上述の式（１）は、図２（ｂ）に示すように、直線の式であり、場所によって基準荷重がどのように検出されるかを示している。従って操作装置１は、この構成を採用しない場合と比べて、操作面２０の異なる場所で同程度の操作力により行われたプッシュ操作に対する判定のバラつきを抑制することができる。
【００５２】
操作装置１は、測定点が４つの角だけでなく、辺２０１〜辺２０４の中央にもあるので、より操作面２０を小さい領域に分割して精度良く判定しきい値Ｔｈを補正することができる。
【００５３】
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５４】
１…操作装置、２…タッチパッド、４…荷重検出部、６…制御部、８…車両、９…操作指、１２…タッチパッド、２０…操作面、２１〜２８…測定点、３１〜３８…第１の領域〜第８の領域、６０…荷重情報、６１…領域情報、８０…フロアコンソール、８１…センターコンソール、８５…表示装置、２００…基準点、２０１〜２０４…辺、Ｔｈ…荷重しきい値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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