JP7072995B2 - 操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、操作面に接触しまたは接近した指または手を検知するセンサを備え、検知されている指または手の移動によって被制御機器の動作状態を連続的にまたは段階的に変化させることができる操作装置に関する。

特許文献１に、操作装置に関する発明が記載されている。
この操作装置には、指で操作されるセンサ操作パネルと、２桁の数字を表示する表示器とが備えられている。

センサ操作パネルに表示された開始点に指を接触させ、指を第１の方向である右方向へ移動させると、表示器の１の位の数字を順次増加させることができる。また、指を開始点から第１の方向と垂直な第２の方向である上方へ移動させると、表示器の１０の位の数字を順次増加させることができる。この２桁の数字の変化に応じて、ファンの電力段階を変化させ、または照明システムの輝度設定などを行うことができる。

さらに、センサ操作パネルでは、開始点を基準とする第１の方向に対して最大で４５度の角度でセクタ境界が設定されており、セクタ境界の角度範囲内あれば、指が第１の方向に対して斜めに移動したときも、正常に操作することができる。このセクタ境界は、第２の方向に対しても同様にして設定される。

特開２０１１－４８８２３号公報

この種の操作装置では、センサ操作パネルの開始点に接触した指を第１の方向または第２の方向へ移動させたときに、指が一定の距離を移動する度に被制御機器の動作が同じ範囲だけ切替えられるのが一般的である。特許文献１の例では、指が一定の距離を移動する度に、表示器の数字が「１」、「２」、「３」・・・の順で１つずつ増加するように設定される。

このような操作装置において、被制御機器の動作を一定の範囲で切替えるための指の移動距離の設定が長すぎると、センサ操作パネルに最初に接触した指を移動させたときに、被制御機器の動作がなかなか切替わらないように感じることがある。特許文献１の例では、開始点に接触させた指を第１の方向または第２の方向へ移動させたときに、表示器に表示されている数字がなかなか増加しないため、正常に操作しているのか否か不安を感じることがある。

逆に、被制御機器の動作を一定の範囲で切替えるための指の移動距離の設定が短すぎると、センサ操作パネルに最初に接触した指を移動させたときに、指が少し動いただけで被制御機器の動作がすぐに切替わってしまう。特許文献１の例では、開始点に接触させた指を第１の方向または第２の方向へ少し移動させただけで、表示器に表示されている数字が２段階や３段階と不用意に増加する現象が発生する。

車載用の操作装置では、運転中に操作面が手によってブラインド状態で操作されることになる。そのため、被制御機器の動作を切換えるための指の移動距離の設定が長すぎたりあるいは短すぎたりすると、操作面で指が検知された直後の操作で、操作に不安を感じ、その結果、誤操作に繋がることが多くなる。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、操作面に接触しまたは接近させた指や手の移動によって、被制御機器の動作を違和感なく切替えることができる操作装置を提供することを目的としている。

また、本発明は、操作面に接触しまたは接近させた指や手の操作状態を反映させて、その後の操作を行うことで、操作意思に応じた被制御機器の動作を切替えることができる操作装置を提供することを目的としている。

本発明は、操作面と、前記操作面に指または手が接触しまたは接近したことを検知しさらに接触しまたは接近した指または手が移動したことを検知するセンサと、前記センサからの検知出力に基づいて被制御機器を制御する制御部と、が設けられた操作装置において、
（ａ）前記制御部では、前記センサによって前記操作面に指または手が接触しまたは接近したことが検知されたときに操作開始と判定し、
（ｂ）操作開始と判定された後のいずれかの時点で、前記センサで検知された前記指または手が、前記操作面に沿って、第１の距離を移動したと判定されたときに、前記被制御機器の動作を規定範囲で切替え、
（ｃ）前記第１の距離を移動した後に、前記指または手が、前記操作面に沿って前記第１の距離と異なる第２の距離を移動したと判定されたときに、前記被制御機器の動作を前記（ｂ）の前記規定範囲と同等の範囲で切替え、
前記（ｂ）において、前記第１の距離を移動している前記指または手の速度または加速度を測定し、
前記（ｃ）では、前記（ｂ）で測定された前記速度または加速度に応じて、前記第２の距離を設定することを特徴とするものである。

本発明の操作装置は、前記（ｂ）で測定された前記速度または加速度が基準値よりも遅いときは、前記第２の距離を前記第１の距離よりも長く設定し、
前記（ｂ）で測定された前記速度または加速度が基準値よりも速いときは、前記第２の距離を前記第１の距離よりも短く設定する。
変更

本発明の操作装置は、前記（ｂ）の第１の距離が、操作開始を起点として設定される。あるいは、前記（ｂ）の第１の距離が、操作開始から前記指または手が所定の距離だけ移動した後に設定される。

本発明の操作装置は、前記指または手が、前記操作面に沿って互いに直交する異なる方向へ移動したと判定されたときに、前記被制御機器が移動方向に応じて異なる制御モードで切替えられるものとして構成される。

本発明の操作装置は、前記（ｂ）では、前記指または手が第１の距離を移動したと判定されたときにフィードバック動作が行われ
前記（ｃ）では、前記指または手が、前記第２の距離を移動したと判定されたときに、フィードバック動作が行われることが好ましい。

本発明の操作装置は、操作面に接触しまたは接近した指または手が、第１の距離を移動したときに、被制御機器の動作が段階的にあるいは連続的に予め決められた規定範囲で切替えられるが、その後は、指または手の操作状態に応じて、あるいは操作者の意図に対応して、被制御機器を規定範囲と同等な範囲で切替えるための指または手の移動距離が変化する。そのため、例えば、車体振動が発生している状態での操作や、ブラインド状態での操作の際に、なるべく正常な操作となるように導くことができ、誤操作も生じにくくなる。

例えば、第１の距離をその後の切替えのための距離よりも短く設定しておけば、操作面で検知された直後の指または手を短い距離で移動させるだけで、被制御機器の動作を規定範囲で切替えることができ、操作が適正に行われていることを直ちに認識できるようになる。特に、指または手が第１の距離を移動したときにフィードバック動作を行うと、指または手を短い距離で移動させるだけで被制御機器が正常に切替えられていることを直ちに認識することができる。その後は、指または手がやや長めの距離で移動する度に、被制御機器の動作が切替えられることになるため、例えば、第１の距離の移動後は、指の動きによって被制御機器の微調整などを行いやすくなる。

逆に、第１の距離をその後の切替えのための距離よりも長く設定しておくと、操作開始直後の指または手の移動により、被制御機器が不用意に多段階で変化してしまうのを防止することができる。第１の距離を移動した後は、指または手を短い距離で移動させるだけで、被制御機器の動作を規定範囲で切替えることができるため、その後の切替え操作を迅速に行うことが可能になる。

また、手または指が第１の距離を移動しているときの速度または加速度を測定し、その速度または加速度に応じて、その後に被制御機器の動作を規定範囲と同等の範囲で切替えるための移動距離を設定すると、操作者の意図を反映した操作が可能になる。

本発明の実施形態の車載用の操作装置が装備された自動車の車室内の構造を示す斜視図、 図１に示す車載用の操作装置に設けられた操作表示部の操作面を示す正面図、 図１に示す車載用の操作装置に設けられた情報表示部の情報表示画面を示す正面図、 操作面に対する第１の方向の操作を示す説明図、 操作面に対する第２の方向の操作を示す説明図、 本発明の第１実施形態における、第１の方向の操作と、被制御機器の動作の切替えとの関係を示す説明図、 本発明の第１実施形態における、第２の方向の操作と、被制御機器の動作の切替えとの関係を示す説明図、 第１の方向の操作と、被制御機器の動作の切替えとの関係の変形例を示す説明図、 本発明の第２実施形態における、第１の方向の操作と、被制御機器の動作の切替えとの関係を示す説明図、 本発明の第２実施形態における、第１の方向の操作と、被制御機器の動作の切替えとの関係の変形例を示す説明図、 本発明の第３実施形態における、第１の方向への指の走査速度（または加速度）と、その後の距離の設定との関係を示す説明図、 本発明の第３実施形態における、第１の方向の操作と、被制御機器の動作の切替えとの関係を示す説明図、 本発明の第３実施形態における、第１の方向の操作と、被制御機器の動作の切替えとの関係の変形例を示す説明図、 本発明の第３実施形態における、第１の方向の操作と、被制御機器の動作の切替えとの関係の変形例を示す説明図、 本発明の第３実施形態における、第１の方向の操作と、被制御機器の動作の切替えとの関係の変形例を示す説明図、 本発明の第３実施形態における、第１の方向の操作と、被制御機器の動作の切替えとの関係の変形例を示す説明図、 本発明の実施形態の車載用の表示装置の構成を示すブロック図、 操作面を操作して被制御機器の動作の切替えるときの制御動作を示すフローチャート、

図１に、本発明の実施形態の車載用の操作装置１０を装備した自動車の車室内の構造が示されている。

自動車１の車室内では、運転席の前方にステアリングホイール２が設けられ、ステアリングホイール２の前方および双方にインストルメントパネル３とダッシボード４が設けられている。運転席の側方にはアームレスト５が設けられ、アームレスト５にシフトレバー６が設けられている。図１に示す自動車１は、自動運転機能を備えたものであってもよいし、自動運転機能を備えないものであってもよい。

図１７に示すように、本発明の実施形態の車載用の操作装置１０は、操作表示部２０と情報表示部３０を有している。図１に示すように、操作表示部２０はアームレスト５に設置され、情報表示部３０はダッシボード４に設置されている。情報表示部３０は、ダッシボード４の内部に収められた収納姿勢と、ダッシボード４から上方へ部分的に突出する第１表示姿勢と、さらに完全に突出する第２表示姿勢とに切替え可能である。

図１７に示すように、操作表示部２０は液晶表示パネルやエレクトロルミネッセンス表示パネルなどの表示パネル２１を有している。図１に示す操作表示部２０の表面に透過性のパネルが設けられ、パネルの一部が操作面（操作表示面）２２となっている。表示パネル２１で生成される画像は操作面２２に現れる。また、操作面２２のパネルの内面に静電センサ２３が配置されており、静電センサ２３によって、操作面２２への指または手の接触または接近を検知でき、さらに検知された指または手が操作面２２に沿って移動したことを検知できるようになっている。

図１７に示すように、操作表示部２０に押圧センサ２４が設けられている。押圧センサ２４は、操作面２２のパネルの背部に設けられた圧電素子やフォースセンサ素子などであり、指または手で操作面２２を形成しているパネルが押されたことを検知できるようになっている。

図１７に示すように、操作面２２を形成するパネルの内部にフィードバック素子２５が設けられている。フィードバック素子２５は、電磁ソレノイド機構や、重心が偏心した分銅を回転させるモータ機構を備えたものである。フィードバック素子２５を動作させると、操作面２２に触れている指や手にフィードバック力が与えられる。図１７に示すように、車載用の操作装置１０には発音部２６も含まれている。発音部２６は車室内に装備されたスピーカである。指や手を操作面２２から離した状態で、静電センサ２３で指や手の移動を検知するいわゆるホバリング操作を行うときには、発音部２６から音を発することで操作者に操作状態のフィードバックが与えられる。

図１に示すように、情報表示部３０も表示パネルを有している。表示パネルは液晶表示パネルまたはエレクトロルミネッセンス表示パネルである。情報表示部３０は、車室内に向けられた面に透明のパネルを有している。このパネルの一部が情報表示画面３１となり、表示パネルで生成された情報画像が情報表示画面３１に現れる。図３に示すように、情報表示画面３１には、オートモード切替え画像３２、温度表示画像３３、風量表示画像３４、および送風口切替え画像３５が表示されている。図５に示すように、操作表示部２０の操作面２２に表示される釦表示５２を操作することによって、運転席と助手席での気温の同期設定が行われるが、情報表示画面３１には、この同期設定の切替え状態も表示される。なお、情報表示部３０の代わりに、運転席の前方に位置するＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）に各種情報が表示されてもよい。

図１７に示すように、操作表示部２０に制御ボード４１が設けられている。制御ボード４１はＣＰＵとメモリならびにＩ／Ｏポートを備えている。制御ボード４１は、表示パネル２１の画像表示制御を行うとともに、静電センサ２３ならびに押圧センサ２４で検知された検知出力を受信して処理する。さらにフィードバック素子２５の駆動制御も行なう。図１７に示すように、車載用の操作装置１０に主制御部４２が設けられている。主制御部４２はＣＰＵを主体としメモリとＩ／Ｏポートを備えている。主制御部４２と制御ボード４１はＢＵＳ４３で接続されており、主制御部４２と制御ボード４１との間で各種情報の通信が行われる。主制御部４２と制御ボード４１によって「制御部４０」が構成されている。情報表示部３０と発音部２６のそれぞれの動作は主制御部４２によって制御される。

図１７に示すように、主制御部４２によって、車室内に装備された被制御機器４５の動作が切替えられる。実施形態では、被制御機器４５がエアーコンディショナであり、操作表示部２０を操作することで、エアーコンディショナの風量や温度設定が切替えられ、さらに送風口が切替えられる。ただし、被制御機器４５が、音響装置やカーナビゲーション装置などであってもよいし、さらには自動車の運転機能にかかわる制御機器であってもよく、操作表示部２０の操作によってこれら被制御機器４５の動作が切替えられてもよい。

図２に、操作表示部２０の操作面（操作表示面）２２が示されている。操作面２２は、車室内のアームレスト５の表面に設置されて、天井の方向および車室の内方の双方に向くように斜め上向きの姿勢に配置されている。操作表示部２０によって、自動車１に装備された複数の被制御機器４５を操作することができ、制御すべき被制御機器４５を選択することによって、操作面２２に、選択した被制御機器４５に対応した異なる制御用画像が表示される。実施形態では、被制御機器４５としてエアーコンディショナが選択されており、操作面２２に、エアーコンディショナを制御する制御用画像が表示されている。

図２に示すように、操作面２２に表示された制御用画像では、釦表示５１，５２が最少限の数である２か所にのみ表示されており、しかも釦表示５１と釦表示５２が操作面２２の上方（Ｘ１方向）の端部であって、左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）に離れて位置している。静電センサ２３によって釦表示５１または釦表示５２の領域内に指が接触したことが検知されると、あるいは釦表示５１または釦表示５２の領域内で指が所定の距離以内に接近したことが検知されると、制御部４０において、釦表示５１または釦表示５２が操作されたと認識される。

実施形態の表示形態では、釦表示５１がエアーコンディショナのオートモードを設定するためのものであり、釦表示５１に指を触れまたは接近したことが検知されると、制御部４０の制御動作によって、オートモードの設定または設定解除の切替えが行われる。このとき、図３に示す情報表示画面３１に表示されているオートモード切替え画像３２の表示状態が変化する。釦表示５２は運転席と助手席での気温の同期設定を行うものであり、釦表示５２に指を触れまたは接近させることで、同期設定または同期設定の解除が行われる。

操作面２２において、最少限の数の釦表示５１と釦表示５２が互いに距離を空けて配置されているため、運転者はブラインド状態であっても釦表示５１と釦表示５２を誤りなく操作しやすくなっている。さらに、運転者の指が釦表示５１または釦表示５２の領域内に触れたときに、制御部４０からの指令によってフィードバック素子２５が駆動され、操作面２２を構成するパネルから指にフィードバック力が与えられると、正しく操作できたことをさらに確認しやすくなる。また、運転者の指が釦表示５１または釦表示５２に所定距離以内で接近したことが検知されて切替え操作が行われるときは、フィードバック動作として、発音部２６から音を発生させることで、運転者が、正しく操作されていることを確認しやすくなる。

図２に示す操作表示部２０の操作面２２は、釦表示５１と釦表示５２を除くほぼ全域がスライド操作領域となっている。図４に示すように、操作面２２におけるスライド操作領域において、指Ｆを操作面２２に触れまたは操作面２２に所定の距離内で接近させて指Ｆが検知状態となった直後に、指Ｆを第１の方向（Ｘ１－Ｘ２）方向に直線的に移動させると、エアーコンディショナのファンスピードすなわち風量を切替える操作ができる。図５に示すように、操作面２２におけるスライド操作領域において、指Ｆを操作面２２に触れまたは操作面２２に所定の距離内で接近させて指Ｆが検知状態となった直後に、指Ｆを第２の方向（Ｙ１－Ｙ２）方向に直線的に移動させると、エアーコンディショナの温度設定を切替える操作ができる。図４における操作および図５に示す操作は、操作面２２のスライド操作領域のどの場所を起点としてもよい。指Ｆが移動すると、制御部４０では、その相対移動距離をカウントすることで切替え制御が行われる。また、指Ｆの操作で風量が切替えられると、図３に示す情報表示画面３１の風量表示画像３４が変化し、温度設定が切替えられると、温度表示画像３３が変化する。

また、指Ｆで操作する代わりに、手Ｈにおける指Ｆ以外のいずれかの箇所（例えば手のひら）を操作面２２に触れまたは操作面２２に所定の距離内で接近させることによって、エアーコンディショナの風量を切替え、または温度設定を切替えてもよい。ただし、以下では、指Ｆを検知し指Ｆの移動によって風量や温度設定が切替えられるものとして説明する。

図２に示す操作表示部２０では、指Ｆまたは手Ｈで操作面２２を押し込むと、押圧センサ２４が動作する。制御部４０では押圧センサ２４の検知出力によって操作面２２が押されたと判定されると、エアーコンディショナの送風口の位置の切替えが行われる。また、操作面２２が押されると、フィードバック素子２５が駆動され、操作面２２を構成しているパネルから指Ｆまたは手Ｈにフィードバック力が与えられる。図２と図４および図５に示すように、操作面２２の中央部分に送風口の変化を示す送風口切替え画像５３が表示されており、操作面２２が押されたことが押圧センサ２４で検知されると、送風口の位置が切替えられるとともに、操作面２２に表示されている送風口切替え画像５３の表示形態が変化する。さらに図３に示す情報表示画面３１に表示されている送風口切替え画像３５の表示も変化する。

図６に、操作面２２に接触または接近させた指Ｆを第１の方向（Ｘ１－Ｘ２）方向に移動させて、エアーコンディショナの風量を変化させる第１実施形態の切替え操作の詳細が示されている。

図６では、静電センサ２３が指Ｆの接触を検知しまたは指の接近を検知した最初の検知位置がＴで示されている。制御部４０では、指が検知されたときに操作が開始されたと認識する。検知されている指Ｆが検知位置Ｔから第１の方向のプラス方向（Ｘ１方向）へ移動するとその相対移動距離に応じて、エアーコンディショナのファンスピードが徐々に早くなって風量が増大し、検知されている指Ｆが検知位置Ｔから第１の方向のマイナス方向（Ｘ２方向）へ移動するとその相対移動距離に応じて、エアーコンディショナのファンスピードが徐々に遅くなって風量が低下する。

図６において、最初の検知位置Ｔから指ＦがＸ１方向へ移動すると、制御部４０で指Ｆの移動距離が相対移動距離としてカウントされる。カウントされている距離が第１の距離Ｌ１に至ると、指Ｆが切替え境界Ｓ１に至ったと判定され、制御部４０では、被制御機器４５の動作を予め決められた規定範囲で切替える。すなわちエアーコンディショナの風量が一定の範囲で増加するように切替えられる。指Ｆが検知位置Ｔから第１の距離Ｌ１を移動する間に、風量を連続的に変化させてもよいし、段階的に変化させてもよい。あるいはファンスピードを１段階だけ変化させて風量を１段階だけ増加させてもよい。いずれにせよ、指Ｆが第１の距離Ｌ１を移動する間の風量の増加幅は予め決められている。

図６において、指Ｆが第１の距離Ｌ１を超えてＸ１方向に移動すると、さらに切替え境界Ｓ１からの移動距離が相対移動距離としてカウントされる。切替え境界Ｓ１からの指Ｆの移動距離が、第１の距離Ｌ１よりも長い第２の距離Ｌ２になると、指Ｆが切替え境界Ｓ２に至ったと判定される。指Ｆが第２の距離Ｌ２を移動する間に、エアーコンディショナの風量が規定範囲で増加するように切替えられる。指Ｆが切替え境界Ｓ１から第２の距離Ｌ２を移動する間に、風量を連続的に変化させてもよいし、段階的に変化させてもよい。あるいは１段階だけ風量を増加させてもよい。ただし、指Ｆが第２の距離Ｌ２を移動する間での風量の増加幅は、指Ｆが第１の距離Ｌ１を移動する間における風量の増加幅と同じである。すなわち、指Ｆが第１の距離Ｌ１を移動する間と、第２の距離Ｌ２を移動する間とで、制御部４０では、被制御機器４５の動作を同じ規定範囲で切替える。

その後も、指ＦがＸ１方向へ移動し、その移動距離が第２の距離Ｌ２になる度に、切替え境界Ｓ３，Ｓ４，・・・に至ったと判定される。指Ｆが第２の距離Ｌ２を移動する度に、エアーコンディショナの風量が一定の範囲である規定範囲で増加するように切替えられる。第２の距離Ｌ２は全て等距離であり、第２の距離Ｌ２は第１の距離Ｌ１よりも長い。そして、第２の距離Ｌ２を移動する度に、エアーコンディショナの風量が、第１の距離Ｌ１を移動したときと同じ範囲だけ増加するように切替えられる。

図６において、最初の検知位置Ｔから指ＦがＸ２方向へ移動するときも、制御部４０で指Ｆの移動距離が相対移動距離としてカウントされる。カウントされている距離が第１の距離Ｌ１となると、指Ｆが切替え境界－Ｓ１に至ったと判定される。その間にエアーコンディショナの風量が規定範囲で低下するように切替えられる。その後に指Ｆの移動距離が第２の距離Ｌ２になると、切替え境界－Ｓ２に至ったと判定され、エアーコンディショナの風量がここでも規定範囲で低下するように切替えられる。このときも、第２の距離Ｌ２は第１の距離Ｌ１よりも長く、指Ｆが第１の距離Ｌ１を移動する間と、第２の距離Ｌ２を移動する間とで、エアーコンディショナの風量の低下範囲が同じである。

図６に示す操作では、最初に検知された指Ｆを検知位置Ｔから短い距離である第１の距離Ｌ１を移動させるだけで、エアーコンディショナの風量が所定の範囲で増加するため、指Ｆで風量を迅速に切替えることができるとともに、操作が正常に行われていることを、操作を開始した直後の早い時期に確認することができる。特に、指Ｆが第１の距離Ｌ１だけ移動したときに、フィードバック素子２５で指にフィードバック力を与え、または発音部２６からの音の発生でフィードバックを与え、さらに図３に示す情報表示画面３１に表示されている風量表示画像３４を所定の範囲で変化させることで、運転者がブラインド状態で操作しているときであっても、正常な操作が行われていることを早い時期に認識しやすくなる。

また、指Ｆが第１の距離Ｌ１を移動した後は、第１の距離Ｌ１よりも長い第２の距離Ｌ２を移動する度に、エアーコンディショナの風量が第１の距離Ｌ１の移動のときと同じ幅で切替えられる。このときの指Ｆの移動距離に対する風量の変化幅が狭くなるため、指Ｆによって風量の微調整を容易に行えるようになる。この場合も、指Ｆが第２の距離Ｌ２を移動する度に、フィードバック素子２５または発音部２６によって操作者である運転者にフィードバックが与えられ、図３に示す情報表示画面３１の風量表示画像３４の変化によって、運転者が操作状態を確認できるようになる。

次に、図５に示すように、操作面２２に接触しまたは接近した指Ｆを第２の方向のプラス方向（Ｙ１方向）に移動させると、エアーコンディショナの温度設定が連続的にまたは段階的に高くなり、指Ｆを第２の方向のマイナス方向（Ｙ２方向）へ移動させると、エアーコンディショナの温度設定が連続的にまたは段階的に低くなる。このときには、常に指Ｆが等距離だけ動く度に、温度設定が同じ範囲だけ変化する。ただし、図７に示すように、エアーコンディショナの温度設定を切替える操作においても、図６に示した風量の切替えと同様に、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２のように異なる距離の移動によって温度設定を同じ規定範囲で切替えるように設定することが可能である。

図７に示す例では、静電センサ２３によって最初に指Ｆが検知された検知位置Ｔから、指ＦをＹ１方向へ第１の距離Ｌ１を移動させるだけ、エアーコンディショナの温度設定が所定の範囲（例えば２℃や５℃の規定範囲）で連続的にまたは段階的に高くなる。その後は、指Ｆを第１の距離Ｌ１よりも長い第２の距離Ｌ２で移動させる度に、エアーコンディショナの温度設定が、第１の距離Ｌ１の移動のときと同じ範囲（例えば２℃や５℃の規定範囲）で連続的にまたは段階的に高くなる。指Ｆを検知位置ＴからＹ２方向へ移動させると、第１の距離Ｌ１の移動で、エアーコンディショナの温度設定が所定の範囲（例えば２℃や５℃の規定範囲）で連続的にまたは段階的に低くなり、その後、第１の距離Ｌ１よりも長い第２の距離Ｌ２を移動する度に、同じ範囲で温度設定が低くなる。

図７の操作では、エアーコンディショナの温度設定を変えるときに、検知位置Ｔから指Ｆを短い距離移動させるだけで、温度を敏感に変化させることができ、正常な動作が行われていることを早い時期に認識できるようになる。また、指Ｆが第１の距離Ｌ１を移動したときに運転者にフィードバックし、さらに図３に示す情報表示画面３１の温度表示画像３３を変化させることで、運転者がブラインド状態で操作しているときであっても、正常な操作ができていることを短時間で知ることができる。第１の距離Ｌ１を移動した後は、それよりも長い第２の距離Ｌ２を移動させることで、第１の距離Ｌ１と同じ範囲で温度設定を切替えることができるため、微細な温度調整を行うことが可能になる。

図６と図７に示す例では、指Ｆの検知位置Ｔから第１の距離Ｌ１を移動する間に被制御機器４５の動作が規定範囲で切替えられ、その後は、同じ第２の距離Ｌ２を移動する度に、被制御機器４５の動作が第１の距離Ｌ１の移動のときと同じ規定範囲で切替えられる。ただし、図８に変形例として示すように、指Ｆが第１の距離Ｌ１を通過した後に、第２の距離Ｌ２、第３の距離Ｌ３、第４の距離Ｌ４のように、移動距離が段階的に長くなる度に、被制御機器４５の動作が第１の距離Ｌ１の移動のときと同じ規定範囲で切替えられてもよい。すなわち、第１の距離Ｌ１＜第２の距離Ｌ２＜第３の距離Ｌ３＜第４の距離Ｌ４＜・・・、であり、指Ｆがそれぞれの距離を移動する度に、被制御機器４５の動作が同じ範囲で切替えられてもよい。

次に、図７に示すように、指Ｆの移動軌跡Ｉが、Ｙ１－Ｙ２方向に対して傾いている場合には、その傾き角度θが所定の範囲（例えば４５度内）であれば、移動軌跡Ｉに沿う移動距離のＹ１－Ｙ２方向の成分が、第１の距離Ｌ１や第２の距離Ｌ２に相当する距離と判定される度に、被制御機器４５の動作が同じ範囲で切替えられるようにすることができる。これは、指ＦがＸ１－Ｘ２方向に対して角度を有する軌跡で移動したときも同じである。

図９に、本発明の第２実施形態の操作方法が示されている。
第２実施形態では、静電センサ２３によって指Ｆが最初に検知された検知位置Ｔから、第１の方向でのプラス方向（Ｘ１方向）へ向けて第１の距離Ｌａで移動させると、その間に、エアーコンディショナの風量が連続的にまたは段階的に所定の規定範囲で増加する。その後は、指Ｆが第１の距離Ｌａよりも短い一定の第２の距離Ｌｂを移動する度に、エアーコンディショナの風量が第１の距離Ｌａを移動したときと同じ規定範囲で増加し、これが繰り返される。これは、指Ｆを検知位置Ｔからマイナス方向（Ｘ２方向）へ移動させたときも同じである。第１の距離Ｌａを移動する間にエアーコンディショナの風量が所定の範囲で低下し、その後は、Ｘ２方向へ第２の距離Ｌｂだけ移動する度に、エアーコンディショナの風量が、第１の距離Ｌａを移動したときと同じ範囲で低下する。また、指ＦをＹ１－Ｙ２方向へ移動させてエアーコンディショナの温度設定を変化させるときも同じように実施することができる。

図９に示す第２実施形態では、操作面２２で検知状態となった指Ｆを、検知位置Ｔから長い距離で移動させることで、被制御機器４５の動作を所定の範囲で切替える。よって、操作開始直後の指Ｆの不用意な移動により、被制御機器が多段階で変化してしまうのを防止することができる。車載用の操作装置１０では、操作しようとする指Ｆや手Ｈが、車体振動に伴って不用意に大きく動くことがあるが、第２実施形態では、指Ｆが操作開始直後に車体振動で大きく動いたとしても、被制御機器４５の初期の切替えを正常に行うことができる。そして、第１の距離Ｌａを移動した後は、指Ｆの移動距離が短くても、被制御機器の動作を切替えることができるため、第１の距離を移動した後の、その後の切替え操作を迅速に行うことが可能になる。

図１０は、図９に示す第２実施形態の変形例を示している。図１０に示す変形例では、指Ｆが検知位置Ｔから最初に第１の距離Ｌａを移動したときに、被制御機器４５の動作が所定の範囲で切替えられ、その後は、第２の距離Ｌｂ、第３の距離Ｌｃ、第４の距離Ｌｄのように、移動距離が段階的に短くなる度に、被制御機器４５の動作が第１の距離Ｌａの移動のときと同じ範囲で切替えられる。すなわち、第１の距離Ｌa＞第２の距離Ｌｂ＞第３の距離Ｌｃ＞第４の距離Ｌｄ＞・・・、であり、指Ｆがそれぞれの距離を移動する度に、被制御機器４５の動作が同じ範囲で切替えられる。

図６ないし図８に示す第１実施形態では、指Ｆが検知された検知位置Ｔを起点として第１の距離Ｌ１が設定され、図９と図１０に示す第２実施形態でも、検知位置Ｔを起点として第１の距離Ｌａが設定されている。ただし、検知されている指Ｆが検知位置Ｔから所定時間または所定距離だけ移動した後に、第１の距離Ｌ１または第１の距離Ｌａが設定されてもよい。例えば、検知位置Ｔから指Ｆを移動させたときに、その移動が制御部４０で認識され始めた後に、第１の距離Ｌ１，Ｌａが設定される。あるいは、検知位置Ｔから指Ｆが動いて何らかの操作が行なわれた後に、第１の距離Ｌ１または第１の距離Ｌａが設定されてもよい。

図１１と図１２に、本発明の第３実施形態の操作方法が示されている。
図１２に示す操作方法では、検知位置Ｔを起点として第１の距離Ｌｗ０が予め決められている。検知位置Ｔで検知された指Ｆが、第１の距離Ｌｗ０を移動しているときに、被制御機器４５の動作が規定範囲で切替えられる。例えば、エアーコンディショナの風量が所定の範囲で切替えられ、または温度設定が所定の範囲で切替えられる。その後は、指Ｆが第１の距離Ｌｗ０と異なる距離Ｌｗｘだけ移動する間に、被制御機器４５の動作が同じ規定範囲で切替えられる。指Ｆが第１の距離Ｌｗ０を移動するときに被制御機器４５の動作が切替えられる規定範囲と、指Ｆが距離Ｌｗｘを移動するときの被制御機器４５の動作の切替え範囲は同等である。ただし、この操作方法では、指Ｆが第１の距離Ｌｗ０を移動しているときに、静電センサ２３からの検知出力に基づいて制御部４０で指Ｆの速度または加速度を測定し、その測定値に応じて、その後の距離Ｌｗ０を設定する。ここでの速度または加速度は、指Ｆが第１の距離Ｌｗ０を移動するときの速度または加速度の平均値、または速度または加速度の最大値などである。

この場合も、指Ｆの移動距離が第１の距離Ｌｗ１に至ったとき、およびその後に距離Ｌｗｘに至る度にフィードバック動作が行われ、フィードバック素子２５が動作し、または発音部２６が動作する。さらに情報表示画面３１に、被制御機器４５の動作範囲の切替え状態が表示される。

図１１に、測定された指Ｆの速度Ｖｘと、次の区間で設定される指Ｆの移動距離Ｌｗｘとの関係が示されている。図１１には、速度Ｖｘが示されているが、加速度を使用する場合も同じである。制御部４０には、速度Ｖｘの基準値Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、がしきい値として記憶されている。Ｖ０＜Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３である。基準値Ｖ０は、速度ゼロであり、あるいは速度ゼロから動き出したときの微小速度である。指Ｆが第１の距離Ｌｗ０を移動しているときの速度ＶｘがＶ０－Ｖ１の間の値のときは、次に設定される距離ＬｗｘがＬｗ１である。速度ＶｘがＶ１－Ｖ２の間の値のとき、距離ＬｗｘがＬｗ２であり、速度ＶｘがＶ２－Ｖ３の間の値のとき、距離ＬｗｘがＬｗ３である。Ｌｗ１＞Ｌｗ２＞Ｌｗ３である。速度Ｖｘと距離Ｌｗｘは、さらに多数の段階で設定することが可能である。

図１２に示す例では、第１の距離Ｌｗ０を移動する指Ｆの速度ＶｘがＶ２－Ｖ３の間の速い値であるため、その後に設定される距離ＬｗｘがＬｗ３のように短くなっている。図１２では、第１の距離Ｌｗ０において指Ｆが速い速度（加速度）で動いているため、制御部４０では、操作者の意図として、被制御機器４５の動作を速く切替えたい、と予測し、その後の距離Ｌｗｘを短い距離Ｌｗ３に設定している。この場合、指Ｆが第１の距離Ｌｗ０を通過した後は、指Ｆを少し動かすだけで、被制御機器４５の動作の切替えを広い範囲で迅速に行えるようになる。

図１３に示す例では、第１の距離Ｌｗ０を指Ｆが移動しているときの速度ＶｘがＶ０－Ｖ１の間の遅い値であるため、その後に設定される距離ＬｗｘがＬｗ１３のように長くなっている。図１３では、第１の距離Ｌｗ０において指Ｆが遅い速度（加速度）で動いているため、制御部４０では、操作者の意図として、被制御機器４５の動作を細かく切替えたい、と予測し、その後の距離Ｌｗｘを長い距離Ｌｗ１に設定している。この場合には、指Ｆが第１の距離Ｌｗ０を通過した後に、指Ｆの移動により被制御機器４５の動作の微調整を行ないやすくなる。

図１２と図１３では、第１の距離Ｌｗ０が検知位置Ｔを起点として設定されているが、第１実施形態と第２実施形態と同様に、第３実施形態でも、検知位置Ｔから指Ｆがある程度移動した後に第１の距離が設定されてもよい。

図１４に示す第３実施形態の変形例では、図６に示した第１実施形態と同様に、検知位置Ｔを基準として第１の距離Ｌ１が設定され、その後に第１の距離Ｌ１よりも長い予め決められた第２の距離Ｌ２が１区間または複数区間設定されている。そして、指Ｆが距離Ｌ１を移動しているとき、または距離Ｌ２を移動しているときの速度（または加速度）が測定され、距離Ｌ２を移動した後に、測定した速度（または加速度）に応じてその後の距離Ｌｗｘを設定する。すなわち、前記距離Ｌ１または前記距離Ｌ２を新たな第１の距離として設定し、この第１の距離を移動する指Ｆの速度（または加速度）に応じてその後の距離Ｌｗｘを設定する。ここでも、指Ｆが距離Ｌ１を移動する間、距離Ｌ２を移動する間、および距離Ｌｗｘを移動する間で、被制御機器４５の動作を切替える範囲が同じ規定範囲である。

図１５に示す第３実施形態の変形例では、図９に示した第２実施例と同様に、検知位置Ｔを起点として第１の距離Ｌａが設定され、その後に第１の距離Ｌａよりも短い第２の距離Ｌｂが設定されている。ここでは、前記距離Ｌａまたは前記距離Ｌｂを新たな第１の距離として設定し、指Ｆがここを移動しているときの速度（または加速度）を測定し、その測定値に基づいてその後の距離Ｌｗｘを設定する。ここでも、指Ｆが距離Ｌａを移動する間、距離Ｌｂを移動する間、および距離Ｌｗｘを移動する間で、被制御機器４５の動作を切替える範囲が同じ規定範囲である。

図１６は本発明の第３実施形態のさらなる変形例を示している。
この変形例では、静電センサ２３が指Ｆを検知した検知位置Ｔとなった後のいずれかの距離の区間を新たな第１の距離とし、その新たな第１の距離を移動する指Ｆの速度（または加速度）を測定し、その測定値に応じてその後の距離を設定する。図１６に示す例では、指Ｆが距離Ｌｗ１を移動しているときに、この距離Ｌｗ１を新たな第１の距離とし、その間に指Ｆの速度（または加速度）を測定する。その速度がＶ１－Ｖ２の間であるときは、その後に距離Ｌｗ２を設定する。その後は、距離Ｌｗ２を新たな第１の距離とし、この新たな第１の距離Ｌｗ２を移動する指Ｆの速度を測定する。測定した速度がＶ２－Ｖ３の間であれば、その後に距離Ｌｗ３を設定する。さらに、距離Ｌｗ３を移動する指Ｆの速度がＶ１－Ｖ２の間であれば、その後に距離Ｌｗ２を設定する。指Ｆがそれぞれの距離を移動する間で、被制御機器４５の動作を切替える範囲は同じ規定範囲である。

図１６に示す変形例では、検知状態の指Ｆが移動しているとき、移動速度（または加速度）の変化に対応してその後の距離を変えていくことで、常に操作者の意図を反映した操作を行うことができる。なお、図１６では、１つの距離の区間を移動している指Ｆの速度（または加速度）に応じて、その後の区間の距離が区間ごとに順番に変化していくが、例えば、一度距離Ｌｗ１が設定されたら所定時間または所定区間数その距離を変化させずに繰り返し、その後、測定された速度（または加速度）に応じて新たな距離を設定し、その新たな距離を所定時間または所定区間数で繰り返してもよい。

図１に示すように、情報表示部３０の情報表示画面３１は、運転席の前方に位置し、操作面２２に比べて、運転者が見やすい位置に配置されており、この情報表示画面３１に、オートモード切替え画像３２、温度表示画像３３、風量表示画像３４、および送風口切替え画像３５が表示されている。さらには、運転席と助手席での気温の同期設定に関する切替え情報も表示されている。操作面２２に対する操作に連動して、見やすい位置にある情報表示画面３１の表示画像を変化させることで、運転者が操作面２２をブラインド操作しやすくなる。

次に、図１８に示すフローチャートに基づいて、制御部４０における一連の制御動作を説明する。

図１８に示すフローチャートは、図６と図７に示した第１実施形態あるいは図９に示した第２実施形態の制御動作を示している。すなわち、指Ｆを操作面２２に沿って第１の方向（Ｘ１－Ｘ２方向）へ移動させるときと、第２の方向（Ｙ１－Ｙ２方向）へ移動させるときのいずれにおいても、指Ｆが第１の距離（Ｌ１またはＬａ）を移動する間に被制御機器４５の動作が所定の範囲で切替えられ、その後は、第１の距離よりも長い距離あるいは短い距離である第２の距離（Ｌ２またはＬｂ）を移動する度に、被制御機器４５の動作が同じ範囲で切替えられるときの制御動作を示している。フローチャートでは、それぞれの制御ステップを「ＳＴ」と示している。図１１ないし図１６に示した第３実施形態においても、基本的な制御フローは図１８と同じである。第３実施形態は、図１８のフローチャートに、測定された速度または加速度に応じて次の距離（図１８では第２の距離）を決める処理が付加されるだけである。

図１８のＳＴ１では、静電センサ２３が指Ｆを検知した否か監視する。指Ｆが操作面２２に接触し、あるいは操作面２２に所定距離以内に接近したときに、指Ｆが検知される。指Ｆが検知されると、制御部４０は、ＳＴ２において操作が開始されていると認識する。

ＳＴ３で検知状態の指Ｆが移動したか否かが監視される。ＳＴ３では、指Ｆが移動することを待つが、所定時間を経ても移動しないとき、または、指Ｆが移動することなく非検知状態となったときは、動作を終了する。ＳＴ３で検知状態の指Ｆが移動したと判定されたときは、ＳＴ４に移行して、指Ｆの移動方向が第１の方向（Ｙ方向）であるか第２の方向（Ｙ方向）であるかを判定する。ＳＴ５において、指Ｆの移動方向が図４と図６に示す第１の方向（Ｘ方向）と判定されたときは、被制御機器４５であるエアーコンディショナに対する制御モードが風量制御モードに設定される。指Ｆの移動方向が図５と図７に示す第２の方向（Ｙ方向）と判定されたときは、エアーコンディショナに対する制御モードが温度制御モードに設定される。

ＳＴ６では、検知状態の指Ｆが第１の距離（Ｌ１またはＬａ）を移動したか否か監視する。指Ｆの移動距離が第１の距離に至るまでの間は、ＳＴ７－１において、指Ｆの検知が継続しているか監視される。指Ｆが非検知状態となったらＳＴ８－１に移行して操作を終了する。指Ｆの移動距離が第１の距離に至ったと判定されると、ＳＴ９に移行し、制御部４０では、第１段の切替え操作状態であると認識する。

ＳＴ１０－１では、第１の距離を移動していたときの指Ｆの移動方向が正方向であったか負方向であったかが判定される。ＳＴ１０－１で、指Ｆの移動方向が正方向であったと判断されるとＳＴ１１－１に移行してプラスモードの動作が実行される。ＳＴ５で風量制御モードが設定されているときは、指ＦのＸ１方向への移動に伴ってエアーコンディショナの風量が規定範囲で増加され、温度制御モードが設定されているときは、指ＦのＹ１方向への移動に伴って設定温度が規定範囲で高くなる。ＳＴ１１－１では、同時にフィードバック動作が行われ、フィードバック素子２５と発音部２６の少なくとも一方が動作させられて、操作者に操作切替え完了であることが知らされる。

ＳＴ１０－１で、指Ｆの移動方向が負方向であったと判断されるとＳＴ１２－１に移行してマイナスモードの動作が実行される。ＳＴ５で風量制御モードが設定されているときは、指ＦのＸ２方向への移動に伴ってエアーコンディショナの風量が規定範囲で低下させられ、温度制御モードが設定されているときは、指ＦのＹ２方向への移動に伴って設定温度が規定範囲で低くなる。ＳＴ１２－１でも、同時にフィードバック動作が行われ、フィードバック素子２５と発音部２６の少なくとも一方が動作させられて、操作者に操作切替え完了であることが知らされる。

その後は、ＳＴ１３に移行して、検知状態の指Ｆがさらに第２の距離（Ｌ２またはＬｂ）を移動したか否かを監視する。第２の距離を移動する間にＳＴ７－２で指Ｆの検知状態が継続しているかを監視し、指Ｆが非検知状態となったら、ＳＴ８－２に移行して操作を終了する。ＳＴ１３で指Ｆが第２の距離を移動したと判定されたら、ＳＴ１４に移行し、制御部４０でさらに次の段の切替え操作状態であると認識する。

ＳＴ１０－２では、第２の距離を移動していたときの指Ｆの移動方向が正方向であったか負方向であったかが判定される。正方向であればＳＴ１１－２に移行し、ＳＴ１１－１と同じプラスモードの動作が実行され、フィードバック動作が行われる。負方向であればＳＴ１２－２に移行し、ＳＴ１２－１と同じプラスモードの動作が実行され、フィードバック動作が行われる。

なお、被制御機器４５が、音響装置やカーナビゲーション装置、あるいは自動車の運転機能にかかわる制御機器である場合でも、操作面２２で検知された指または手によって図６から図１６に示す操作を行うことによって、各種被制御機器４５の動作が所定の範囲で切替えられる。

１０ 車載用の操作装置
２１ 表示パネル
２２ 操作面
２３ 静電センサ
２４ 押圧センサ
２５ フィードバック素子
２６ 発音部
３１ 情報表示画面
４０ 制御部
Ｆ 指
Ｈ 手
Ｌ１，Ｌａ 第１の距離
Ｌ２，Ｌｂ 第２の距離
Ｔ 最初の検知位置
Ｖｘ 指の移動速度
ＬＷｘ 速度に応じて設定される距離

Claims (9)

1. 操作面と、前記操作面に指または手が接触しまたは接近したことを検知しさらに接触しまたは接近した指または手が移動したことを検知するセンサと、前記センサからの検知出力に基づいて被制御機器を制御する制御部と、が設けられた操作装置において、
   （ａ）前記制御部では、前記センサによって前記操作面に指または手が接触しまたは接近したことが検知されたときに操作開始と判定し、
   （ｂ）操作開始と判定された後のいずれかの時点で、前記センサで検知された前記指または手が、前記操作面に沿って、第１の距離を移動したと判定されたときに、前記被制御機器の動作を規定範囲で切替え、
   （ｃ）前記第１の距離を移動した後に、前記指または手が、前記操作面に沿って前記第１の距離と異なる第２の距離を移動したと判定されたときに、前記被制御機器の動作を前記（ｂ）の前記規定範囲と同等の範囲で切替え、
   前記（ｂ）において、前記第１の距離を移動している前記指または手の速度または加速度を測定し、
   前記（ｃ）では、前記（ｂ）で測定された前記速度または加速度に応じて、前記第２の距離を設定することを特徴とする操作装置。
2. 前記（ｂ）で測定された前記速度または加速度が基準値よりも遅いときは、前記第２の距離を前記第１の距離よりも長く設定し、
   前記（ｂ）で測定された前記速度または加速度が基準値よりも速いときは、前記第２の距離を前記第１の距離よりも短く設定する請求項１記載の操作装置。
3. （ｄ）前記第２の距離を移動した後に、前記指または手が、前記操作面に沿って第３の距離を移動したと判定されたときに、前記被制御機器の動作を前記（ｂ）の前記規定範囲と同等の範囲で切替え、
   前記（ｄ）では、前記第３の距離を前記第２の距離と同じ距離に設定する請求項１または２記載の操作装置。
4. （ｄ）前記第２の距離を移動した後に、前記指または手が、前記操作面に沿って第３の距離を移動したと判定されたときに、前記被制御機器の動作を前記（ｂ）の前記規定範囲と同等の範囲で切替え、
   前記（ｃ）において、前記第２の距離を移動している前記指または手の速度または加速度を測定し、
   前記（ｄ）では、前記（ｃ）で測定された前記速度または加速度に応じて、前記第３の移動距離を設定する請求項１または２記載の操作装置。
5. 前記（ｂ）の第１の距離は、操作開始を起点として設定される請求項１ないし４のいずれかに記載の操作装置。
6. 前記（ｂ）の第１の距離は、操作開始から前記指または手が所定の距離だけ移動した後に設定される請求項１ないし４のいずれかに記載の操作装置。
7. 前記指または手が、前記操作面に沿って互いに直交する異なる方向へ移動したと判定されたときに、前記被制御機器が移動方向に応じて異なる制御モードで切替えられる請求項１ないし６のいずれかに記載の操作装置。
8. 前記指または手の移動軌跡が、直交するいずれかの方向を基準としてその方向に対して所定角度の範囲内で傾いているとき、前記移動軌跡に沿う移動距離の前記基準となる方向での成分に基づいて、前記指または手の移動距離が判定される請求項７記載の操作装置。
9. 前記（ｂ）では、前記指または手が第１の距離を移動したと判定されたときにフィードバック動作が行われ
   前記（ｃ）では、前記指または手が、前記第２の距離を移動したと判定されたときに、フィードバック動作が行われる請求項１ないし８のいずれかに記載の操作装置。

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