(57)【要約】【課題】 閉空間でもデータ通信用の電波を使用して操作方向検出システム、操作方向検出装置および操作方向検出方法を提供することを目的とするものである。【解決手段】ＲＦ回路Ａ１０１及び、ＲＦ回路Ｂ１０８は高周波の電波を用い、お互いに同期して電波を送受信する方向を変えながら通信を行う。その通信での電界強度を電界強度検出回路Ａ１０２が判定し電界強度に変化があった場合、その方向を位置検出回路１０４が操作タイミング生成回路Ａ１０３の情報と電界強度検出回路Ａ１０２の情報から判定する。その電界強度変化があったときに、操作検出回路１０５に操作があると、操作判定回路１０６は、位置検出回路１０４の方向情報と操作判定回路１０６の操作情報から、操作された方向からの操作許可処理かを判定し、操作方向に許可されている操作処理のみ操作処理を実行することにより操作方向を判別し、操作方向によって操作された処理を変えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の送受信装置と、前記第１の送受信装置との間で無線通信を行う第２の送受信装置と、前記第１の送受信装置および前記第２の送受信装置のいずれか一方に接続される操作方向検出装置とを備え、
前記第１の送受信装置および前記第２の送受信装置は閉空間の内部において無線通信を行い、前記操作方向検出装置は前記無線通信における電波路の近傍に配置され、
前記第１の送受信装置および前記第２の送受信装置のいずれか一方が前記電波路における電波の遮断または減衰を検出して前記操作方向検出装置へ該検出した情報を出力し、前記操作方向検出装置が前記検出した情報に基いて前記操作方向検出装置に対する操作者からの操作方向を判定することを特徴とする操作方向検出システム。
【請求項２】
前記第１の送受信装置および前記第２の送受信装置は直線性の高い電波を送受信し、電波の送受信方向を時間の経過とともに切り替えながら通信することを特徴とする請求項１記載の操作方向検出システム。
【請求項３】
前記電波路における電波の遮断または減衰を検出する前記第１の送受信装置および前記第２の送受信装置のいずれか一方は、前記第１の送受信装置および前記第２の送受信装置が電波を用い通信しているときの通信時の電界強度を検出し、電界強度の分布に変化があった方向が前記操作方向検出装置に対する操作者からの操作方向であると判定することを特徴とする請求項１の操作方向検出システム。
【請求項４】
前記操作方向検出装置は、前記操作方向検出装置に対する操作者からの操作方向に応じて実行する操作機能を切替えることを特徴とする請求項１記載の操作方向検出システム。
【請求項５】
閉空間の内部において、他の送受信装置との間で無線通信を行う送受信装置であって、自装置と前記他の送受信装置とは直線性の高い電波を用いて該電波の送受信方向を時間の経過とともに切り替えながら無線通信を行い、自装置および前記他の送受信装置のいずれか一方が前記電波路における電波の遮断または減衰を検出して、自装置および前記他の送受信装置のいずれか一方に接続される操作方向検出装置へ該検出した情報を出力することを特徴とする送受信装置。
【請求項６】
自装置と前記他の送受信装置とは直線性の高い電波を用いて送受信し、該電波の送受信方向を時間の経過とともに切り替えながら通信することを特徴とする請求項５記載の送受信装置。
【請求項７】
閉空間の内部において無線通信を行う第１の送受信装置と第２の送受信装置とのいずれか一方に接続されて前記無線通信における電波路の近傍に配置され、
前記第１の送受信装置および前記第２の送受信装置のいずれか一方が検出した前記電波路における電波の遮断または減衰の情報に基いて自装置に対する操作者からの操作方向を判定する操作判定回路を備えたことを特徴とする操作方向検出装置。
【請求項８】
前記操作方向判定回路は、前記操作方向検出装置に対する操作者からの操作方向に応じて実行する操作機能を切替えることを特徴とする請求項７記載の操作方向検出装置。
【請求項９】
第１の送受信装置と、前記第１の送受信装置との間で無線通信を行う第２の送受信装置と、前記第１の送受信装置および前記第２の送受信装置のいずれか一方に接続される操作方向検出装置とを備えた操作方向検出システムにおいて用いられる操作方向検出方法であり、
前記第１の送受信装置および前記第２の送受信装置のいずれか一方が前記電波路におけ
る電波の遮断または減衰を検出するステップと、前記操作方向検出装置へ該検出した情報を出力するステップと、前記操作方向検出装置が前記検出した情報に基いて前記操作方向検出装置に対する操作者からの操作方向を判定するステップとを含むことを特徴とする、操作方向検出システムの操作方向検出方法。
【請求項１０】
前記第１の送受信装置および前記第２の送受信装置のいずれか一方が前記電波路における電波の遮断または減衰を検出するステップは、
前記第１の送受信装置および前記第２の送受信装置が直線性の高い電波を送受信するステップと、電波の送出方向および受信方向を時間の経過とともに切り替えながら通信するステップと、前記第１の送受信装置および前記第２の送受信装置が電波を用い通信しているときの通信時の電界強度を検出するステップとを含み、
前記操作方向検出装置が前記検出した情報に基いて前記操作方向検出装置に対する操作者からの操作方向を判定するステップは、電界強度の分布に変化があった方向が前記操作方向検出装置に対する操作者からの操作方向であると判定するステップであることを特徴とする請求項９記載の、操作方向検出システムの操作方向検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一つの操作手段にて、操作をした方向によりその操作機能を分けることを可能とした操作方向検出システム、操作方向検出装置および操作方向検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の操作方向検出システム、操作方向検出装置および操作方向検出方法として、操作ユーザに個別に固有コードを発信する手段を設け、操作時に操作ユーザが誰かをその個別コードで識別する方法が知られている。
【０００３】
これは例えば、ユーザが着座する座席に信号生成出力装置を設け、座席を識別する送信信号を生成し、近接するユーザの身体に出力する。受信転送装置は、入力装置周辺に設けられ、入力装置を操作するユーザの身体を介して送信信号を受信する。制御装置は送信信号に基づき、入力装置を操作するユーザの位置を識別するものである（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、電波を利用した位置検出システムとしては、基準電波送出と、基準電波と周波数の異なる電波送出によりその2つの電波の干渉パターンを検出することによって位置を特定する方法が知られている。
【０００５】
これは例えば、特許文献２記載の位置検出システム及び方法においては、所定の基準周波数の基準電波を送出する基準電波送出手段と、基準周波数とは異なる周波数を有する第２の電波を送出する第２電波送出手段と、基準電波と第２の電波との干渉波を受信し、干渉波の干渉パターンを検出する干渉波検出手段と、干渉波検出手段が検出した干渉パターンに基づいて、第２電波送出手段または干渉波検出手段の位置を位置特定手段で特定する方法である（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１５４６８９号公報
【特許文献２】特開２００７−１１３９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載のものにおいては、ユーザが着座する座席毎に個別の固有コード情報を持った通信手段を、操作部に受信手段をユーザ識別のために設ける必要がありコストアップにつながるという問題があった。
【０００８】
また、上記特許文献２に記載の位置検出システム及び方法においては、２つの電波の干渉パターンを検出することで位置を特定するため、複数の電波の送出手段が必要になりコストアップにつながるとともに、空間距離がないと干渉パターンが検出できない、また、自動車の車室内など金属で囲まれた限られた空間では、電波の伝播が反射により複雑になるため干渉パターンも正確に検出できないという問題があった。
【０００９】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、特別な部材を用いず、限られた空間でも方向検出をすることのできる、操作方向検出システム、操作方向検出装置および操作方向検出方法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】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明の操作方向検出システムは、第１の送受信装置と、前記第１の送受信装置との間で無線通信を行う第２の送受信装置と、前記第１の送受信装置および前記第２の送受信装置のいずれか一方に接続される操作方向検出装置とを備え、前記第１の送受信装置および前記第２の送受信装置は閉空間の内部において無線通信を行い、前記操作方向検出装置は前記無線通信における電波路の近傍に配置され、前記第１の送受信装置および前記第２の送受信装置のいずれか一方が前記電波路における電波の遮断または減衰を検出して前記操作方向検出装置へ該検出した情報を出力し、前記操作方向検出装置が前記検出した情報に基いて前記操作方向検出装置に対する操作者からの操作方向を判定する構成を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電波を発信する発信手段と、その発信された電波を受信する受信手段との間の電波が遮断もしくは減衰されたことを検出する電波通信状態検出手段により、単一の操作手段で使用者の操作入力を操作方向に応じて操作処理を切り換えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態における操作方向検出システムおよび操作方向検出装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態における操作方向検出システム、操作方向検出装置および操作方向検出方法の動作説明のための無線通信状態の模式図
【図３】本発明の実施の形態における操作方向検出システム、操作方向検出装置および操作方向検出方法の無線通信における電界強度分布の模式図
【図４】本発明の実施の形態における操作方向検出システム、操作方向検出装置および操作方向検出方法において、操作入力があった場合の無線通信状態の模式図
【図５】本発明の実施の形態における操作方向検出システム、操作方向検出装置および操作方向検出方法において、操作入力があった場合の無線通信における電界強度分布の模式図
【図６】本発明の実施の形態における操作方向検出システム、操作方向検出装置および操作方向検出方法において、操作入力判定装置及び方法に対して、操作方向から逆端面に操作入力があった場合の無線通信状態の模式図
【図７】本発明の実施の形態における操作方向検出システム、操作方向検出装置および操作方向検出方法において、操作入力判定装置及び方法に対して、操作方向から逆端面に操作入力があった場合の無線通信における電界強度分布の模式図
【図８】本発明の実施の形態における操作方向検出システム、操作方向検出装置および操作方向検出方法における、操作方向及び操作方向による動作判定の処理フロー図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態における操作方向検出システムについて図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施の形態における操作方向検出システムのブロック図である。
【００１５】
本実施の形態の操作方向検出システム１は、第１の送受信装置である送受信装置Ａ１０と、操作方向検出装置としての操作検出装置１１と第２の送受信装置である送受信装置Ｂ１２とを含んだ構成であり、送受信装置Ａ１０と送受信装置Ｂ１２との間では、例えば映像や音声、通信データが無線通信を用いて通信されている。
【００１６】
また、操作検出装置１１は送受信装置Ａ１０の近傍に配置されているため、操作検出装置１１を使用者が操作すると、その操作動作のための使用者の手などが障害物となり、送受信装置Ａ１０と送受信装置Ｂ１２との間の無線通信が遮断・減衰される。
【００１７】
すなわち、操作検出装置１１が配置されている「送受信装置Ａ１０の近傍」とは、送受信装置Ａ１０と送受信装置Ｂ１２とが無線通信を行っている状態において、操作者が操作検出装置１１を操作する場合に、操作者の体の一部または全部が無線通信の電波路の一部を遮断する位置であり、これは自ずと送受信装置Ａ１０の近傍あるいは送受信装置Ｂ１２の近傍になる。
【００１８】
本実施の形態の操作方向検出システム１は、この無線通信（電波）の遮断・減衰および無線通信が遮断・減衰された方向を検出し、操作方向と使用者の操作内容により、図示しない表示部に表示をおこなったり、図示していないエアコンなどの空調機器を動作させる。すなわち、操作方向と使用者の操作内容により、操作方向検出装置が実行させる操作機能を切替えるシステムである。
【００１９】
図１に示すように送受信装置Ａ１０は、変復調回路Ａ１００、ＲＦ回路Ａ１０１、電界強度検出回路Ａ１０２、走査タイミング生成回路Ａ１０３で構成されている。
また、操作検出装置１１は、位置検出回路１０４、操作検出回路１０５、操作判定回路１０６で構成されている。
【００２０】
また、送受信装置Ａ１０と無線通信を用いてデータ転送を行う際に対となる送受信装置Ｂ１２は変復調回路Ｂ１０７、ＲＦ回路Ｂ１０８、電界強度検出回路Ｂ１０９、走査タイミング生成回路Ｂ１１０で構成されている。
【００２１】
送受信装置Ａ１０は、映像、音声などのデータを無線通信を介して伝送するための形式に変換する変調動作を実行するとともに、無線伝送されて送受信装置Ａ１０が受信した変調されたデータを復調する変復調回路Ａ１００と、無線伝送を行うための電波の送受信を行うＲＦ回路Ａ１０１と、無線伝送されている電波の電界強度を検出する電界強度検出回路Ａ１０２と、送受信装置Ｂ１２との間で無線伝送を行う際にＲＦ回路Ａ１０１の電波の送受信方向を切り換えるためにタイミング信号を生成する走査タイミング生成回路Ａ１０３からなるものである。
【００２２】
また、操作検出装置１１は、電界強度検出回路Ａ１０２からの電界強度検出結果と走査タイミング生成回路Ａ１０３からのタイミング情報とからどのタイミングで電界強度の変化が発生したかを検出する位置検出回路１０４と、使用者からの操作を検出する操作検出回路１０５と、操作検出回路１０５にて検出した信号と走査タイミング生成回路Ａ１０３からのタイミング信号とに基づいたタイミングで電界強度検出回路Ａ１０２からその時々の電界強度を判定し、電界強度に変化があったタイミングと操作検出回路１０５の操作検出情報とから操作方向を判別し、判別した操作方向に応じた操作情報を出力する操作判定回路１０６とからなるものである。
【００２３】
また、送受信装置Ａ１０と対になる送受信装置Ｂ１２は、映像、音声などのデータを無線通信を介して伝送するための形式に変換する変調処理を実行し無線伝送されてきた変調されたデータの復調処理を実行する変復調回路Ｂ１０７と、送受信装置Ａ１０との間で無線伝送を行うための電波の送受信を行うＲＦ回路Ｂ１０８と、受信状態から電波の電界強度を検出する電界強度検出回路Ｂ１０９と、無線伝送を行う際にＲＦ回路Ｂ１０８の電波送出、受信方向を切り換えるためのタイミング信号を生成する走査タイミング生成回路Ｂ１１０とからなるものである。
【００２４】
変復調回路Ａ１００は送受信しようとするデータがそのままでは、無線で通信ができないために無線電波で送受信を効率的に行えるように変換する。
【００２５】
また、変復調回路Ａ１００は、無線通信時に発生するエラーを補正するためのパリティ付加などの処理を行うことが必要となる。それらの変調と呼ばれる変換を行う。
【００２６】
また、変復調回路Ａ１００は、無線電波にて受信したデータには変調がかかっているため、そのままではデータとして使用できない。そのため無線通信時発生した通信エラーを補完するためのエラー訂正処理および復調処理を行いデータとして使用できる形式にする。
【００２７】
この転送するデータは映像、音声、通信データなどで送受信装置Ａ１０と送受信装置Ｂ１２の間で無線電波を用いて操作検出とは関係なく通信される。
【００２８】
変復調回路Ａ１００および変復調回路Ｂ１０７は専用ＩＣや演算処理を行うＣＰＵなどを用いて実現される。
【００２９】
ＲＦ回路Ａ１０１及びＲＦ回路Ｂ１０８は変調されたデータを実際に無線電波として送信するために、無線通信のキャリア周波数に変調されたデータを乗せて送出する。
【００３０】
また、ＲＦ回路Ａ１０１及びＲＦ回路Ｂ１０８は送信された無線電波を受信するための受信機能も有しており、受信する場合にはＲＦ回路Ａ１０１及びＲＦ回路Ｂ１０８が有しているアンテナが、送出された無線電波を受信し、キャリア周波数を中心とした一定帯域を選択受信することで、決められたキャリア周波数に乗せられて送られてくるものだけを選択的に受信することができる。
【００３１】
ＲＦ回路Ａ１０１及びＲＦ回路Ｂ１０８は、ＲＦ回路Ａ１０１が送信モードの場合はＲＦ回路Ｂ１０８は受信モードとして動作し、また逆にＲＦ回路Ｂ１０８が送信モードの場合はＲＦ回路Ａ１０１が受信モードとして動作する。このようにＲＦ回路Ａ１０１及びＲＦ回路Ｂ１０８は対となってお互いにハンドシェイクしながら送受信を行う。
【００３２】
ＲＦ回路Ａ１０１及びＲＦ回路Ｂ１０８は、専用ＩＣや、ディスクリート部品などにより実現される。
【００３３】
電界強度検出回路Ａ１０２はＲＦ回路Ａ１０１が受信している場合にＲＦ回路Ａ１０１の受信レベルを判定することにより電界強度レベルを検出する。
【００３４】
電界強度検出回路Ａ１０２は、受信時にこの電界強度レベルを常時監視し、電界強度レベルが悪化するなどの変化があった場合は、その変化を出力する。またＲＦ回路Ａ１０１が送信している場合には、対となるＲＦ回路Ｂ１０８が受信動作を行うが、その受信レベルを電界強度検出回路Ｂ１０９が判定をし電界強度レベルを検出する。
【００３５】
電界強度検出回路Ｂ１０９が検出した電界強度レベルは、これを受信したタイミングと対応づけされて、ＲＦ回路Ｂ１０８からステータス情報として送出され、それをＲＦ回路Ａ１０１が受信しそのステータス情報を電界強度検出回路Ａ１０２が判定しＲＦ回路Ａ１０１の送信時の電界強度レベル変化を検出することができる。  
【００３６】
電界強度検出回路Ａ１０２および電界強度検出回路Ｂ１０９は専用ＩＣや、演算処理を行うＣＰＵなどにより実現される。
【００３７】
走査タイミング生成回路Ａ１０３はＲＦ回路Ａ１０１に対して、送受信方向を変化させスキャンニングするためのタイミング信号を生成する。
【００３８】
また、走査タイミング生成回路Ａ１０３は、位置検出回路１０４に対してもどのタイミングであるかの情報を出力し、ＲＦ回路Ａ１０１がどの方向に向けて送受信を行っているかを示す。
【００３９】
また走査タイミング生成回路Ｂ１１０は走査タイミング生成回路Ａ１０３と同様にＲＦ回路Ｂ１０８及び電界強度検出回路Ｂ１０９にＲＦ回路Ｂ１０８が送受信方向を変化させスキャンニングするための情報を出力する。
【００４０】
電界強度検出回路Ｂ１０９が、ＲＦ回路Ａ１０１からの送信電波の電界強度レベルとそのときのタイミング情報を検出し送出することにより、送受信装置Ｂ１２がどのタイミングでどのような電界強度レベルの無線電波を受信したかをステータス情報として電界強度検出回路Ａ１０２にフィードバックすることが可能となる。
【００４１】
走査タイミング生成回路Ａ１０３と走査タイミング生成回路Ｂ１１０のタイミングの同期は、送受信装置Ａ１０と送受信装置Ｂ１２が通信を始めるときにハンドシェイクで情報をやり取りし同期処理を行いタイミング合わせを行う。
【００４２】
走査タイミング生成回路Ａ１０３および走査タイミング生成回路Ｂ１１０は専用ＩＣや、演算処理を行うＣＰＵなどにより実現される。
【００４３】
位置検出回路１０４は、専用ＩＣや、演算処理を行うＣＰＵなどにより実現され、電界強度検出回路Ａ１０２および走査タイミング生成回路Ａ１０３からの、ＲＦ回路Ａ１０１がどの方向にスキャンしているときに、どのような電界強度レベルであるかの情報をもとに、特定方向において電界強度レベルの変化があったかどうかを判定する。
【００４４】
操作検出回路１０５はタッチパネルスイッチ、スイッチなどで実現されるユーザインターフェースであり、使用者の操作を検出する装置である。
【００４５】
操作判定回路１０６は専用ＩＣや、演算処理を行うＣＰＵなどにより実現され、位置検出回路１０４が特定方向で電界強度レベルに変化があったことを判定した結果と操作検出回路１０５が操作されたことの情報とにより、どの方向から操作検出回路１０５が操作されたかを判定し、操作方向と操作内容から有効な操作検出情報を出力する。
【００４６】
次に図２〜図７を用いて、本実施の形態における操作方向検出システムの動作原理を説明する。      
【００４７】
図２は本発明の実施の形態における操作方向検出システム、操作方向検出装置および操作方向検出方法による、電波伝搬の例を模式的に示した図である。
【００４８】
図２に示すとおり、閉ざされた空間を車の車室内として、使用者が運転席から操作した場合は右側からの操作、助手席からの操作の場合は左側からの操作として説明する。
【００４９】
送受信装置Ａ１０はナビゲーションシステムなどと車室内でコンソールなどに配置され、操作装置１１はタッチパネルやスイッチなど、使用者が操作したものを電気情報に変換するものである。送受信装置Ｂ１２は車室内ではリアディスプレの一部などにあたる。また、車室内を上からみたものとして、電波伝搬を模式的に示している。
【００５０】
ＲＦ回路Ａ１０１は時間の経過とともに電波の送受信方向を切り替える電波送受信装置Ａ１１１を含んでおり、ＲＦ回路Ａ１０１と対になるＲＦ回路Ｂ１０８も電波送受信装置Ａ１１１と同期を取り時間の経過とともに電波の送受信方向を切り替える電波送受信装置Ｂ１１２を含んでいる。
【００５１】
また、操作検出回路１０５はＲＦ回路Ａ１０１とＲＦ回路Ｂ１０８の電波路の間に配置させた構造となっている。
【００５２】
また、電波送受信装置Ａ電波方向（ｔ１）２００は電波送受信装置Ａ１１１がｔ１時間に送受信している電波の方向を、電波送受信装置Ｂ電波方向（ｔ１）２０１は電波送受信装置Ｂ１１２がｔ１時間に送受信している電波の方向を、電波送受信装置ＡＢ電波方向（ｔ５）２０２は電波送受信装置Ａ１１１及び電波送受信装置Ｂ１１２がｔ５時間に送受信している電波の方向を、電波送受信装置ＡＢ電波方向（ｔｃ）２０３は電波送受信装置Ａ１１１及び電波送受信装置Ｂ１１２がｔｃ時間に送受信している電波の方向を、電波送受信装置ＡＢ電波方向（ｔｎ−４）２０４は電波送受信装置Ａ１１１及び電波送受信装置Ｂ１１２がｔｎ−４時間に送受信している電波の方向をそれぞれ示している。
【００５３】
図３は本発明の実施の形態における操作方向検出システム、操作方向検出装置および操作方向検出方法による、電波伝搬時の時間ごとの電波伝搬における電界強度を模式的に示した図である。
【００５４】
図３において、電界強度（ｔ５）２０５はｔ５時間での電界強度を、電界強度（ｔｃ）２０６はｔｃ時間での電界強度を、電界強度（ｔｎ−４）２０７はｔｎ−４時間での電界強度を示したものである。
【００５５】
次に図２及び図３により、ＲＦ回路Ａ１０１及びＲＦ回路Ｂ１０８の送受信方向を切り換えるスキャンニング動作と電界強度検出回路Ａ１０２及び電界強度検出回路Ｂ１０９の電界強度レベル検出動作について説明する。
【００５６】
ＲＦ回路Ａ１０１とＲＦ回路Ｂ１０８は時分割で同じ方向に電波送受信装置Ａ１１１及び電波送受信装置Ｂ１１２を向ける。この電波送受信装置Ａ１１１及び電波送受信装置Ｂ１１２は、数十ＧＨｚ帯以上の周波数を用いて無線伝送される。
【００５７】
ここで、「同じ方向に電波送受信装置Ａ１１１及び電波送受信装置Ｂ１１２を向ける」とは、送受信装置Ａ１０のＲＦ回路Ａ１０１と送受信装置Ｂ１２のＲＦ回路Ｂ１０８を仮想直線で結んだ場合に、この仮想直線の垂線であって、仮想直線とＲＦ回路Ａ１０１とＲＦ回路Ｂ１０８とを含む仮想平面に含まれる該垂線上に存在する任意の１点に向けることである。
【００５８】
この帯域の電波は周波数が非常に高いため波長は数ｃｍ以下と非常に短い波長を持っており、電波の直線性が非常に高い。
【００５９】
また、周波数が高いためその周波数に乗せることのできる情報量も大きくなるという特徴を持っている。数十ＧＨｚ対以上の周波数の電波を用いることにより高画質映像などの情報量の大きいデータも通信できるとともに、車室内など閉ざされた空間では回折など利用できない代わりに、反射を利用することにより直線性の高い電波の伝送が可能である。
【００６０】
この直線性の高い電波を電波送受信装置Ａ１１１及び電波送受信装置Ｂ１１２は送受信する方向を変化させ通信を行う。
【００６１】
この方向を変化させる理由は、使用する電波の直線性が高いため、方向を固定して送受信すると、その固定された方向に障害物があった場合には電波が遮られ通信できないためであり、時分割で方向を切り替えることで障害物があっても通信が可能となる。
【００６２】
その時分割で方向を切り換えながら通信するには、まず初めに、ＲＦ回路Ａ１０１とＲＦ回路Ｂ１０８は低ビットレートの通信を用いて同期処理を行う。
【００６３】
同期処理後は同時に同じ方向に電波送受信装置Ａ１１１及び電波送受信装置Ｂ１１２を向ける。その後、時間ｔ１からｔｎまで時間ごとに方向を切り替え、通信を行っていく。
【００６４】
ｔｎ時間で右端からのスキャンが左端までくると、今度はｔｎ＋１、ｔｎ＋２時間と左端から右端へ順次スキャンを行い、この動作を繰り返す。
図２に示すようにｔ１時間のとき電波送受信装置Ａ１１１は電波送受信装置Ａ電波方向（ｔ１）２００のような軌跡になる。
【００６５】
同様にｔ１時間のときの電波送受信装置Ｂ１１２の電波は電波送受信装置Ｂ電波方向（ｔ１）２０１のような軌跡になる。
【００６６】
電波送受信装置Ａ電波方向（ｔ１）２００と電波送受信装置Ｂ電波方向（ｔ１）２０１は図２の上側の金属体などに反射をするが、電波送受信装置Ａ電波方向（ｔ１）２００と電波送受信装置Ｂ電波方向（ｔ１）２０１の軌跡は交わらないためｔ１時間では電波送受信装置Ａ１１１と電波送受信装置Ｂ１１２との間で通信はできない状態となる。
【００６７】
ｔ２、ｔ３、ｔ４時間においても電波送受信装置Ａ１１１及び電波送受信装置Ｂ１１２は送受信方向を順次切り換えていきその時間での電波の軌跡をたどることになる。
【００６８】
電波送受信装置ＡＢ電波方向（ｔ５）２０２に示すように、この例ではｔ５時間のときに反射を含めた電波の軌跡で電波送受信装置Ａ１１１と電波送受信装置Ｂ１１２の間で電波の経路が合致することで送受信ができる。
【００６９】
次にｔｃ時間のときの電波の軌跡をみると電波送受信装置ＡＢ電波方向（ｔｃ）２０３のように、電波送受信装置Ａ１１１と電波送受信装置Ｂ１１２が直線的な配置関係となるため送受信が可能となる。ｔｎ−４時間ではｔ５時間と同様に電波送受信装置電波方向（ｔｎ−４）２０４に示すように、反射を含めた電波の軌跡で電波送受信装置Ａ１１１と電波送受信装置Ｂ１１２の間で電波の経路が合致することで送受信ができる。
【００７０】
この例では動作説明のため簡易的にｔ５時間、ｔｃ時間、ｔｎ−４時間のときにだけ経路が確立し通信できると説明したが、実際にはもっと多くの時間で経路が確立し通信が可能となる。
【００７１】
経路が確立した時間においては、図３の電界強度（ｔ５）２０５、電界強度（ｔｃ）２０６、電界強度（ｔｎ−４）２０７のように、電界強度の検出を行うことができる。
【００７２】
図４は本発明の実施の形態における操作方向検出システム、操作方向検出装置および操作方向検出方法による、操作検出装置１１の右側から操作入力があった場合の電波伝搬の例を模式的に示した図である。
【００７３】
図４において、構成は図２と同じであるが、操作検出回路１０５に右側から操作入力があった場合に電波伝搬が遮断される様子を示している。
【００７４】
図５は本発明の実施の形態における操作方向検出装置及び方法による、操作件検出装置１１１の右側から操作入力があった場合の各時間ごとの電波伝搬における電界強度を模式的に示した図である。
【００７５】
図５において、操作装置１０５の右側から操作入力が入ることより、右側からの操作入力電界強度（ｔ５）１２４はｔ５時間で送受信する電波伝搬経路に操作入力による障害により電波が遮断されそのため、電界強度が弱くなった様子を示したものである。
【００７６】
次に図４及び図５により、操作入力があった場合の電波の状態及び電界強度について説明する。
【００７７】
図４は操作検出回路１０５の右側に使用者が操作を行った場合の電波の伝搬の様子を模式的に示したものであり、右側から使用者の操作があるとその操作を行った部分の通信が遮断される。
【００７８】
通信に用いられる電波の周波数は数十ＧＨｚと高い周波数であり例えば３０ＧＨｚの周波数を用いた場合の波長は、光速（３×１０8ｍ／ｓ）÷周波数（３０×１０9Ｈｚ）＝周期（０．０１ｍ（１ｃｍ））となるため、操作検出回路１０５に操作するための入力により電波の経路の障害物となる使用者の手などは周期に対して大きくなり、電波の回折は発生しないため電波通信としては減衰もしくは遮断されることとなる。
【００７９】
使用者が操作を行った右側に電波送受信装置Ａ１１１及び電波送受信装置Ｂ１１２のスキャン動作による電波の送受信方向が右側になったｔ５時間のときに、操作がない場合は通信ができていたものが、操作入力があることにより電波の遮断が発生し通信ができなくなる。
【００８０】
そのときの電界強度としては右側からの操作入力時電界強度（ｔ５）２０８のように電界強度検出回路Ａ１０２で検出される電界強度は悪化して検出される。
【００８１】
この電界強度の変化を検出することにより位置検出回路１０４はどの方向かを検出するとともに操作判定回路１０６は、位置検出回路１０４の方向情報と操作検出回路１０５の操作情報をもとに操作条件を切り換える。
【００８２】
図６は本発明の実施の形態における操作方向検出装置及び方法による、操作装置１１の右側から操作装置１１の左側に操作入力があった場合の電波伝搬の例を模式的に示した図である。
【００８３】
図６において、構成は図２と同じであるが、操作検出回路１０５に右側から左に操作入力があった場合に電波伝搬が遮断される様子を示している。
【００８４】
図７は本発明の実施の形態における操作方向検出装置及び方法による、操作装置１１の右側から操作装置１１の左側に操作入力があった場合の時間ごとの電波伝搬における電界強度を模式的に示した図である。
【００８５】
図７において、操作装置１１の左側から右側に操作入力が入ることより、右側からの操作入力時電界強度（ｔ５）２０８はｔ５時間で送受信する電波伝搬経路に、右側からの操作入力時電界強度（ｔｃ）２０９はｔｃ時間で送受信する電波伝搬経路に、右側からの操作入力時電界強度（ｔｎ−４）２１０はｔｎ−４時間で送受信する電波伝搬経路に、操作入力による障害により電波が遮断されそのため、各々の時間において電界強度が弱くなった様子を示したものである。
【００８６】
次に図６及び図７により、右方向から操作検出回路１０５の左側に操作入力があった場合の動作を説明する。
【００８７】
図６は操作検出回路１０５の左側に右側から使用者が操作を行った場合の電波の伝搬の様子を模式的に示したものであり、右側から使用者の操作があるとその操作を行った部分の通信が遮断される。
【００８８】
前述のように、使用者が操作を行うことにより電波の経路が遮断されて、その電界強度変化を検出することにより、操作方向検出が行われる。右側から操作検出回路１０５の左側に操作入力があった場合、電波送受信装置Ａ１１１及び電波送受信装置Ｂ１１２のスキャン動作による電波の送受信方向が右から左へと使用者が操作をしている状態の部分について、電波の遮断が発生する。
【００８９】
そのときの電界強度としては右側からの操作入力時電界強度（ｔ５）２０８、右側からの操作入力時電界強度（ｔｃ）２０９、右側からの操作入力時電界強度（ｔｎ−４）２１０のように電界強度検出回路Ａ１０２で検出される電界強度は悪化して検出される。
【００９０】
この電界強度の変化を検出することにより位置検出回路１０４はどの方向からの操作であるかを検出するとともに操作判定回路１０６は、位置検出回路１０４の方向情報と操作検出回路１０５の操作情報をもとに操作条件を変える。
【００９１】
使用者が左側から操作検出回路１０５の右側を操作した場合、前述したように、この例では動作説明のため簡易的にｔ５時間、ｔｃ時間、ｔｎ−４時間のときにだけ経路が確立し通信できると説明したが、実際にはもっと多くの時間で経路が確立し通信が可能となるため、操作検出回路１０５の外側にも電波のスキャンが行われこの部分での電界強度変化を検出することにより、右側からの操作か、左側からの操作かを判定することができる。次に図８を用いて、本実施の形態における操作方向検出システムの動作フローを説明する。
【００９２】
図８は本発明の実施の形態における操作方向検出システム、操作方向検出装置および操作方向検出方法による、電界強度分布の変化および操作入力判定により、操作方向を認識して操作処理を変える動作を示したフローチャートである。
【００９３】
図８に示すとおり、まず、電界強度分布に変化があったかの判定がされる。
【００９４】
すなわち、ＲＦ回路Ａ１０１及びＲＦ回路Ｂ１０８がスキャンニング動作にて電波の送受信を行い、その各々の方向での電界強度を電界強度検出回路Ａ１０２が検出するが、そのスキャンニングの各方向による電界強度に変化が発生しているかを、電界強度検出回路Ａ１０２が判定する（ステップＳ３００）。
【００９５】
この判定の結果、電界強度に変化がないと判定された場合（ステップＳ３００のＮｏ）は、処理としては何もせず、再度電界強度変化検出を行う。
電界強度に変化があった場合（ステップＳ３００のＹｅｓ）に操作検出回路１０５に操作入力があったか否かを操作判定回路１０６が判定する（ステップＳ３０１）。
【００９６】
ここで、電波の送受信における電界強度検出動作に対して、人間が操作する時間の方が十分に長いため、電界強度変化検出にスキャン動作、ＲＦ回路Ａ１０１が送信の場合のステータス受信を含めても、操作時間よりは早く双方の検出が可能である。
【００９７】
ステップＳ３０１において、操作入力がなかったと判定された場合（ステップＳ３０１のＮｏ）は、使用者の移動などによる電界強度変化と判断し、特に何も処理を行わず再度、電界強度変化検出（ステップＳ３００）に移行する。
【００９８】
ステップＳ３０１にて、操作検出回路１０５に操作があったと判定されると（ステップＳ３０１のＹｅｓ）、電界強度分布に変化があった方向を位置検出回路１０４が検出（ステップＳ３０２）する。
【００９９】
すなわち、ステップＳ３０１にて、操作入力があったものと判定した場合（ステップＳ３０１のＹｅｓ）は、どの方向からの操作であるかを検出するため、検出された電界強度が変化した方向を示す情報に基づいて操作検出回路１０５が操作された方向を特定する。
【０１００】
例えば、右側からの操作であれば電界強度検出回路Ａ１０２からの電界強度情報は、走査タイミング生成回路Ａ１０３の電波スキャン動作が右方向になったときに電界強度変化が発生していることを検知し、右側からの操作と判定する。左側からの操作の場合はスキャン動作で左方向の時に電界強度変化が検出される。
【０１０１】
ステップＳ３０２にて、電界強度分布に変化があった方向が検出されると、この結果から、操作検出回路１０５が操作された方向は右側であるのか左側であるのかを判別する（ステップＳ３０３）。
【０１０２】
ステップＳ１３０の判別結果で、右側からの操作と判定された場合は、操作された内容が右側からの操作に対して許可されているかを判別する（ステップＳ３０４）。
【０１０３】
すなわち、ステップＳ３０４では、操作検出回路１０５にされた操作内容が右側の方向からの操作について許可されているかが判別される。
【０１０４】
例えば、右側が運転席の場合、運転者が運転中にナビゲーションシステムに対して目的地を設定するときに、住所やキーワードを入力して目的地を検索すると、入力に時間がかかるためナビゲーションシステムの画面を注視している時間が長くなり危険であるなど、運転者に画面を注視しなければならないような操作を禁止することが可能となる。
【０１０５】
前記のようなステップＳ３０４の判定結果で、右側の操作を許可していない操作であれば（ステップＳ３０４のＮｏ）、表示等により使用者に許可されていない旨を表し、動作としては何もせず電界強度変化検出に移行する。
【０１０６】
操作検出回路１０５にされた操作内容が右側の方向からの操作が許可されていれば（ステップＳ３０４におけるＹｅｓ）、その操作に応じた処理を各機器が実行する。（ステップＳ３０５）
例えば、前記のようにナビゲーションシステムに対してであれば、ナビゲーションシステムが操作された処理を実施する。また、空調調整操作であれば、空調機器が右側のみその操作された内容を実行することで左右個別の空調調整が可能となる。
【０１０７】
すなわち、ステップＳ３０４の判定結果で、右側の操作を許可している場合（ステップＳ３０４におけるＹｅｓ）、その操作を実行して（ステップＳ３０５）終了後、また電界強度変化検出の処理であるステップＳ３００へ移行する。
【０１０８】
ステップＳ３０３における判別の結果、左側からの操作と判定された場合は、右側の判定と同様に左側からの操作が許可されている操作かを判定し（ステップＳ３０６）、許可されていない操作であれば（ステップＳ３０６におけるＮｏ）電界強度変化検出に移行す
る。
【０１０９】
ステップＳ３０６において許可されている操作であると判定されれば（ステップＳ３０６におけるＹｅｓ）、その操作に応じた処理を前記のようにナビゲーションシステム、空調機器などが実行し（ステップＳ３０７）、実行後、電界強度変化検出の処理であるステップＳ３００へ移行する。
【０１１０】
以上のように本実施の形態によれば、電界強度検出回路Ａ１０２、位置検出回路１０４、操作判定回路１０６を備えることにより、映像、音声などのデータ通信に用いる無線通信を用いてその通信における電波の電界強度状態の変化を検出するとともに、変化が発生した方向を認識することができるため、どの方向から操作されたかを判定し、その操作方向に応じた処理を行うことができる。
【０１１１】
また、無線を用いた、映像、音声、データなどの通信を行うための、送信手段及び受信手段を用いるため、ユーザ認識のために送信手段及び受信手段を設ける必要がないためコストアップにつながらない。
【０１１２】
さらに、直線性の強い電波の遮断もしくは減衰された方向を検出することによる位置検出のため、複数の送信手段を備える必要もなく、複数の送信手段の周波数差の干渉パターン検出による位置特定ではないため、限られた空間でも方向検出をすることができる。
【０１１３】
なお、本実施の形態において電波送受信装置Ａ１１１と電波送受信装置Ｂ１１２の送受信電波のスキャン方向を操作検出回路１０５を運転席、助手席からみて左右方向の一方向として説明したが、スキャンする方向を操作検出回路１０５を運転席、助手席からみて上下方向にスキャンする、また上下左右など複数方向にスキャンできるように電波送受信装置Ａ１１１、電波送受信装置Ｂ１１２を構成することにより、上下方向の操作方向検出、上下左右方向の操作方向検出をすることができ、検出方向の多元化、方向検出精度の向上などを図ることができる。
【０１１４】
また、閉ざされた空間ととして車両の車室内について説明したが、同じ構成で反射波を利用できる空間であれば車室内だけでなく他の空間についても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明の操作方向検出装置及び方法は、車室内での運転席、助手席のいずれかからの操作であるかを検出し、運転席からでは運転に支障のある操作は操作拒否をするなど、操作する方向を検出し、その操作方向から操作処理条件を変えることの必要な機器として有用である。
【符号の説明】
【０１１６】
１  操作方向検出システム
１０  送受信装置Ａ
１１  操作検出装置
１２  送受信装置Ｂ
１００  変復調回路Ａ
１０１  ＲＦ回路Ａ
１０２  電界強度検出回路Ａ
１０３  走査タイミング生成回路Ａ
１０４  位置検出回路
１０５  操作検出回路
１０６  操作判定回路
１０７  変復調回路Ｂ
１０８  ＲＦ回路Ｂ
１０９  電界強度検出回路Ｂ
１１０  走査タイミング生成回路Ｂ
１１１  電波送受信装置Ａ
１１２  電波送受信装置Ｂ
２００  電波送受信装置Ａ電波方向（ｔ１）
２０１  電波送受信装置Ｂ電波方向（ｔ１）
２０２  電波送受信装置ＡＢ電波方向（ｔ５）
２０３  電波送受信装置ＡＢ電波方向（ｔｃ）
２０４  電波送受信装置ＡＢ電波方向（ｔｎ−４）
２０５  電界強度（ｔ５）
２０６  電界強度（ｔｃ）
２０７  電界強度（ｔｎ−４）
２０８  右側からの操作入力時電界強度（ｔ５）
２０９  右側からの操作入力時電界強度（ｔｃ）
２１０  右側からの操作入力時電界強度（ｔｎ−４）
【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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【図７】
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【図８】
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