CN110895442A - 操作装置及操作控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供由被设置于操作面的传感器对手指进行检测，进而判定手指的移动距离而切换车载用空调等被控制机器的动作的操作装置及操作控制方法。与操作面接触或接近的手指F被静电传感器检测。通过使检测状态的手指(F)向X1方向或X2方向移动，从而被控制机器即空调的风量被切换。若使手指(F)从最初的检测位置(T)移动第一距离(L1)，则风量以规定的范围被切换。其后，在每次使手指F移动比第一距离(L1)长的第二距离(L2)时，风量以与移动第一距离(L1)时相同的幅度被切换。

Description

操作装置及操作控制方法
技术领域
本发明涉及具备对与操作面接触或接近的手指或手进行检测的传感器，且能够根据所检测到的手指或手的移动而使被控制机器的动作状态连续地或阶段性地变化的操作装置。
背景技术
在专利文献1中，记载了与操作装置相关的发明。
在该操作装置中，具备有以手指来操作的传感器操作面板、和显示2位的数字的显示器。
使手指与在传感器操作面板中显示的开始点接触，若使手指向第一方向即右方向移动，则能够使显示器的个位的数字依次增加。此外，若使手指从开始点向与第一方向垂直的第二方向即上方移动，则能够使显示器的十位的数字依次增加。根据该2位的数字的变化，能够使风扇的电力阶段变化，或进行照明系统的亮度设定等。
进而，在传感器操作面板中，相对于以开始点为基准的第一方向以最大45度的角度设置有扇形边界，若为扇形边界的角度范围内，即使在手指相对于第一方向倾斜地移动时，也能够正常地进行操作。该扇形边界相对于第二方向也同样地被设定。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2011-48823号公报
发明内容
在这种的操作装置中，一般而言，在使与传感器操作面板的开始点接触的手指向第一方向或第二方向移动时，在每次手指移动一定的距离时被控制机器的动作被切换相同的范围。在专利文献1的例中，被设定为在每次手指移动一定的距离时，显示器的数字以“1”、“2”、“3”……的顺序逐个增加。
在这样的操作装置中，若用于将被控制机器的动作以一定的范围来切换的手指的移动距离的设定过长，则在使与传感器操作面板最初接触的手指移动时，有感到被控制机器的动作不易被切换的情况。在专利文献1的例中，在使与开始点接触的手指向第一方向或第二方向移动时，在显示器中显示的数字不易增加，所以对是否正常地进行操作感到不安。
相反，若用于将被控制机器的动作以一定的范围来切换的手指的移动距离的设定过短，则在使与传感器操作面板最初接触的手指移动时，仅通过手指稍微移动，被控制机器的动作就立刻被切换。在专利文献1的例中，仅通过使与开始点接触的手指向第一方向或第二方向稍微移动，就产生在显示器中显示的数字意外地以2阶段、3阶段增加的现象。
在车载用的操作装置中，在驾驶中通过手以盲状态操作操作面。因此，若用于切换被控制机器的动作的手指的移动距离的设定过长或者过短，则在操作面检测到手指的紧后的操作中，对操作感到不安结果导致误操作的情况变多。
本发明解决上述以往的课题，目的在于，提供能够通过与操作面接触或接近的手指、手的移动，没有不协调感地切换被控制机器的动作的操作装置。
此外，本发明的目的在于，提供通过反映与操作面接触或接近的手指、手的操作状态地进行其后的操作，从而能够切换与操作意图相应的被控制机器的动作的操作装置。
本发明是一种操作装置，其特征在于，所述操作装置设置了：操作面；传感器，对手指或手与所述操作面接触或接近进行检测，进而对接触或接近的手指或手移动进行检测；和控制部，基于来自所述传感器的检测输出来控制被控制机器，
(a)在所述控制部中，在由所述传感器检测到手指或手与所述操作面接触或接近时判定为操作开始，
(b)在被判定为操作开始之后的任一个时刻，被判定为由所述传感器检测到的所述手指或手沿着所述操作面移动了第一距离时，将所述被控制机器的动作以规定范围来切换，
(c)在移动了所述第一距离之后，被判定为所述手指或手沿着所述操作面移动了与所述第一距离不同的距离时，将所述被控制机器的动作以与所述(b)的所述规定范围等同的范围来切换。
本发明的操作装置在所述(c)中，在每次被判定为移动了所述第一距离之后的所述手指或手沿着所述操作面移动了比所述第一距离长的第二距离时，将所述被控制机器的动作以与所述(b)的规定范围等同的范围来依次切换。
或，本发明的操作装置在所述(c)中，在每次被判定为移动了所述第一距离之后的所述手指或手沿着所述操作面移动了比所述第一距离长并且阶段性地变长的距离时，将所述被控制机器的动作以与所述(b)的规定范围等同的范围来依次切换。
或者，本发明的操作装置在所述(c)中，在每次被判定为移动了所述第一距离之后的所述手指或手沿着所述操作面移动了比所述第一距离短的第二距离时，将所述被控制机器的动作以与所述(b)的规定范围等同的范围来依次切换。
或，本发明的操作装置在所述(c)中，在每次被判定为移动了所述第一距离之后的所述手指或手沿着所述操作面移动了比所述第一距离短并且阶段性地变短的距离时，将所述被控制机器的动作以与所述(b)的规定范围等同的范围来依次切换。
进而，本发明的操作装置在所述(b)中，对正在移动所述第一距离的所述手指或手的速度或加速度进行测量，
在所述(c)中，根据所测量出的所述速度或加速度，设定将所述被控制机器的动作以与所述(b)的规定范围等同的范围来切换所需的所述手指或手的移动距离。
本发明的操作装置例如在所测量出的所述速度或加速度比基准值慢时，把将所述被控制机器的动作以与所述(b)的规定范围等同的范围来切换所需的所述手指或手的移动距离设定得较长，
在所测量出的所述速度或加速度比基准值快时，把将所述被控制机器的动作以与所述(b)的规定范围等同的范围来切换所需的所述手指或手的移动距离设定得较短。
就本发明的操作装置而言，所述(b)的第一距离以操作开始为起点而被设定。或者，所述(b)的第一距离在从操作开始起所述手指或手移动了规定的距离之后被设定。
本发明的操作装置在被判定为所述手指或手沿着所述操作面而向相互正交的不同的方向移动时，所述被控制机器根据移动方向而切换为不同的控制模式。
本发明的操作装置优选在所述(b)中，在被判定为所述手指或手移动了第一距离时进行反馈动作，
在所述(c)中，在每次被判定为所述手指或手移动了将所述被控制机器的动作以与所述(b)的规定范围等同的范围来切换所需的距离时，进行反馈动作。
发明效果
本发明的操作装置在与操作面接触或接近的手指或手移动了第一距离时，被控制机器的动作阶段性地或者连续地以预先决定的规定范围被切换，但其后，根据手指或手的操作状态，或者对应于操作者的意图，用于将被控制机器以与规定范围等同的范围来切换的手指或手的移动距离发生变化。因此，例如，在产生了车体振动的状态下的操作、盲状态下的操作时，能够引导为尽量正常的操作，也难以产生误操作。
例如，若将第一距离与用于其后的切换的距离相比设定得更短，则仅通过在操作面中刚检测到的手指或手移动较短的距离，就能够将被控制机器的动作以规定范围来切换，能够立刻地辨识到操作被适当地进行。特别是，若在手指或手移动了第一距离时进行反馈动作，则仅通过使手指或手移动较短的距离，就能够立刻辨识到被控制机器被正常地切换。其后，在每次手指或手移动稍长的距离时，被控制机器的动作被切换，所以例如在第一距离的移动后，易于通过手指的运动而进行被控制机器的微调整等。
相反，若将第一距离与用于其后的切换的距离相比设定得较长，则能够防止由于刚开始操作后的手指或手的移动导致被控制机器意外地以多阶段发生变化。在移动了第一距离之后，仅通过使手指或手移动较短的距离，就能够将被控制机器的动作以规定范围来切换，所以能够迅速地进行其后的切换操作。
此外，若对手或手指正在移动第一距离时的速度或加速度进行测量，根据该速度或加速度，设定在其后用于将被控制机器的动作以与规定范围等同的范围来切换的移动距离，则能够进行反映了操作者的意图的操作。
附图说明
图1是表示装备了本发明的实施方式的车载用的操作装置的汽车的车厢内的构造的立体图，
图2是表示在图1所示的车载用的操作装置中设置的操作显示部的操作面的主视图，
图3是表示在图1所示的车载用的操作装置中设置的信息显示部的信息显示画面的主视图，
图4是表示对于操作面的第一方向的操作的说明图，
图5是表示对于操作面的第二方向的操作的说明图，
图6是表示本发明的第一实施方式中的、第一方向的操作和被控制机器的动作的切换的关系的说明图，
图7是表示本发明的第一实施方式中的、第二方向的操作和被控制机器的动作的切换的关系的说明图，
图8是表示第一方向的操作和被控制机器的动作的切换的关系的变形例的说明图，
图9是表示本发明的第二实施方式中的、第一方向的操作和被控制机器的动作的切换的关系的说明图，
图10是表示本发明的第二实施方式中的第一方向的操作和被控制机器的动作的切换的关系的变形例的说明图，
图11是表示本发明的第三实施方式中的手指向第一方向的扫描速度(或加速度)和其后的距离的设定的关系的说明图，
图12是表示本发明的第三实施方式中的、第一方向的操作和被控制机器的动作的切换的关系的说明图，
图13是表示本发明的第三实施方式中的、第一方向的操作和被控制机器的动作的切换的关系的变形例的说明图，
图14是表示本发明的第三实施方式中的、第一方向的操作和被控制机器的动作的切换的关系的变形例的说明图，
图15是表示本发明的第三实施方式中的、第一方向的操作和被控制机器的动作的切换的关系的变形例的说明图，
图16是表示本发明的第三实施方式中的、第一方向的操作和被控制机器的动作的切换的关系的变形例的说明图，
图17是表示本发明的实施方式的车载用的显示装置的结构的框图，
图18是表示对操作面进行操作而被控制机器的动作切换时的控制动作的流程图.
标号说明：
10 车载用的操作装置
21 显示面板
22 操作面
23 静电传感器
24 按压传感器
25 反馈元件
26 发音部
31 信息显示画面
40 控制部
F 手指
H 手
L1、La 第一距离
L2、Lb 第二距离
T 最初的检测位置
Vx 手指的移动速度
LWx 根据速度而设定的距离。
具体实施方式
在图1中，示出了装备了本发明的实施方式的车载用的操作装置10的汽车的车厢内的构造。
在汽车1的车厢内，在驾驶席的前方设置方向盘2，在方向盘2的前方及双方设置有仪表盘(instrument panel)3和仪表板(dashboard)4。在驾驶席的侧方设置扶手5，在扶手5上设置有换挡杆6。图1所示的汽车1也可以具备自动驾驶功能，也可以不具备自动驾驶功能。
如图17所示，本发明的实施方式的车载用的操作装置10具有操作显示部20和信息显示部30。如图1所示，操作显示部20被设置于扶手5，信息显示部30被设置于前围板4。信息显示部30能够切换为被收纳于前围板4的内部的收纳姿势、部分地从前围板4向上方突出的第一显示姿势、和进一步完全突出的第二显示姿势。
如图17所示，操作显示部20具有液晶显示面板、电致发光显示面板等显示面板21。在图1所示的操作显示部20的表面设置透过性的面板，面板的一部分成为操作面(操作显示面)22。在显示面板21中生成的图像显现于操作面22。此外，在操作面22的面板的内面配置有静电传感器23，通过静电传感器23，能够检测手指或手对操作面22的接触或接近，能够进一步检测所检测到的手指或手沿着操作面22移动。
如图17所示，在操作显示部20中设置有按压传感器24。按压传感器24是在操作面22的面板的背部设置的压电元件、力传感器元件等，能够检测通过手指或手按压形成了操作面22的面板。
如图17所示，在形成操作面22的面板的内部设置有反馈元件25。反馈元件25具备电磁螺线管机构、或使重心偏心的砝码旋转的马达机构。若使反馈元件25动作，则对触摸于操作面22的手指、手给予反馈力。如图17所示，在车载用的操作装置10中还包含发音部26。发音部26是在车厢内装备的扬声器。在将手指、手从操作面22离开的状态下，进行由静电传感器23检测手指、手的移动的所谓悬停(hovering)操作时，通过从发音部26发出声音从而对操作者给予操作状态的反馈。
如图1所示，信息显示部30还具有显示面板。显示面板是液晶显示面板或电致发光显示面板。信息显示部30在朝向车厢内的面上具有透明的面板。该面板的一部分成为信息显示画面31，在显示面板上生成的信息图像显现于信息显示画面31。如图3所示，在信息显示画面31中，显示有自动模式切换图像32、温度显示图像33、风量显示图像34、及送风口切换图像35。如图5所示，通过对在操作显示部20的操作面22中显示的按钮显示52进行操作，进行驾驶席和副驾驶席上的气温的同步设定，在信息显示画面31中，还显示该同步设定的切换状态。另外，也可以代替信息显示部30，在位于驾驶席的前方的HUD(平视显示器(headup display))中显示各种信息。
如图17所示，在操作显示部20中设置有控制板41。控制板41具备CPU和存储器以及I/O端口。控制板41进行显示面板21的图像显示控制，并且接收由静电传感器23以及按压传感器24检测到的检测输出并进行处理。进而还进行反馈元件25的驱动控制。如图17所示，在车载用的操作装置10中设置有主控制部42。主控制部42以CPU为主体而具备存储器和I/O端口。主控制部42和控制板41通过总线43来连接，在主控制部42和控制板41之间进行各种信息的通信。由主控制部42和控制板41构成“控制部40”。信息显示部30和发音部26的各自的动作通过主控制部42而被控制。
如图17所示，通过主控制部42，在车厢内装备的被控制机器45的动作被切换。在实施方式中，被控制机器45为空调，通过对操作显示部20进行操作，从而空调的风量、温度设定被切换，进而送风口被切换。其中，被控制机器45也可以是音响装置、汽车导航装置等，进而也可以是与汽车的驾驶功能有关的控制机器，也可以通过操作显示部20的操作来切换这些被控制机器45的动作。
在图2中，示出了操作显示部20的操作面(操作显示面)22。操作面22被设置在车厢内的扶手5的表面，以朝向顶棚的方向及车厢的内部这双方的方式被配置为斜上朝向的姿势。通过操作显示部20，能够对在汽车1中装备的多个被控制机器45进行操作，通过选择应控制的被控制机器45，在操作面22中显示与所选择的被控制机器45对应的不同的控制用图像。在实施方式中，作为被控制机器45而选择了空调，在操作面22中显示有对空调进行控制的控制用图像。
如图2所示，在操作面22中显示的控制用图像中，按钮显示51、52仅在最少限度的数量的2处显示，而且按钮显示51和按钮显示52位于操作面22的上方(Y1方向)的端部，并且在左右方向(X1-X2方向)上离开。若由静电传感器23检测到手指与按钮显示51或按钮显示52的区域内接触，或者若检测到手指在按钮显示51或按钮显示52的区域内接近于规定的距离以内，则在控制部40中，辨识为按钮显示51或按钮显示52被操作。
在实施方式的显示方式中，按钮显示51用于设定空调的自动模式，若检测到手指触摸或接近于按钮显示51，则通过控制部40的控制动作，进行自动模式的设定或设定解除的切换。此时，在图3所示的信息显示画面31中正在显示的自动模式切换图像32的显示状态发生变化。按钮显示52进行驾驶席和副驾驶席上的气温的同步设定，通过使手指触摸或接近于按钮显示52，从而进行同步设定或同步设定的解除。
在操作面22中，最少限度的数量的按钮显示51和按钮显示52相互空开距离而被配置，所以即使驾驶员为盲状态，也不会误操作按钮显示51和按钮显示52。进而，在驾驶员的手指触摸于按钮显示51或按钮显示52的区域内时，若通过来自控制部40的指令而反馈元件25被驱动，从构成操作面22的面板对手指给予反馈力，则更易于确认已正确地操作。此外，在检测到驾驶员的手指与按钮显示51或按钮显示52接近规定距离以内而进行切换操作时，作为反馈动作，使声音从发音部26发出，从而驾驶员易于确认正在正确地操作。
就图2所示的操作显示部20的操作面22而言，除了按钮显示51和按钮显示52外的大致全部区域成为滑动操作区域。如图4所示，在操作面22中的滑动操作区域中，使手指F触摸于操作面22或与操作面22接近规定的距离内而手指F刚成为检测状态后，若使手指F向第一方向(X1-X2)方向直线地移动，则能够进行切换空调的风扇速度即风量的操作。如图5所示，在操作面22中的滑动操作区域中，使手指F触摸于操作面22或与操作面22接近规定的距离内而手指F刚成为检测状态后，若使手指F向第二方向(Y1-Y2)方向直线地移动，则能够进行切换空调的温度设定的操作。图4中的操作及图5所示的操作将操作面22的滑动操作区域的任意地点设为起点皆可。若手指F移动，则在控制部40中，通过对其相对移动距离进行计数从而进行切换控制。此外，若通过手指F的操作而风量被切换，则图3所示的信息显示画面31的风量显示图像34发生变化，若温度设定被切换，则温度显示图像33发生变化。
此外，也可以代替通过手指F进行操作，而通过使手H中的手指F以外的任一个部位(例如手掌)触摸于操作面22或与操作面22接近规定的距离内，切换空调的风量，或切换温度设定。其中，在以下，作为对手指F进行检测，通过手指F的移动而风量、温度设定被切换进行说明。
在图2所示的操作显示部20中，若通过手指F或手H按下操作面22，则按压传感器24动作。若在控制部40中通过按压传感器24的检测输出而判定为操作面22被按压，则进行空调的送风口的位置的切换。此外，若操作面22被按压，则反馈元件25被驱动，从构成操作面22的面板对手指F或手H给予反馈力。如图2和图4及图5所示，在操作面22的中央部分显示有表示送风口的变化的送风口切换图像53，若由按压传感器24检测到操作面22被按压，则送风口的位置被切换，并且在操作面22中显示的送风口切换图像53的显示形态发生变化。进而在图3所示的信息显示画面31中显示的送风口切换图像35的显示也发生变化。
在图6中，示出了使与操作面22接触或接近的手指F向第一方向(X1-X2)方向移动，使空调的风量变化的第一实施方式的切换操作的细节。
在图6中，将静电传感器23检测到手指F的接触或检测到手指的接近的最初的检测位置以T来表示。在控制部40中，在检测到手指时辨识为开始了操作。若所检测到的手指F从检测位置T向第一方向的正方向(X1方向)移动，则与其相对移动距离相应地，空调的风扇速度逐渐变快而风量增大，若所检测到的手指F从检测位置T向第一方向的负方向(X2方向)移动，则与其相对移动距离相应地，空调的风扇速度逐渐变慢而风量降低。
在图6中，若手指F从最初的检测位置T向X1方向移动，则在控制部40中手指F的移动距离作为相对移动距离而被计数。若所计数的距离到达第一距离L1，则判定为手指F到达切换边界S1，在控制部40中，将被控制机器45的动作以预先决定的规定范围来切换。即空调的风量被切换为以一定的范围来增加。在手指F从检测位置T移动第一距离L1的期间，既可以使风量连续地变化，也可以使其阶段性地变化。或者也可以使风扇速度变化1个阶段而使风量增加1个阶段。无论如何，手指F移动第一距离L1的期间的风量的增加幅度被预先决定。
在图6中，若手指F超过第一距离L1而向X1方向移动，则进而从切换边界S1的移动距离作为相对移动距离而被计数。若从切换边界S1的手指F的移动距离成为比第一距离L1长的第二距离L2，则判定为手指F到达切换边界S2。在手指F移动第二距离L2的期间，空调的风量被切换为以规定范围来增加。在手指F从切换边界S1移动第二距离L2的期间，既可以使风量连续地变化，也可以使其阶段性地变化。或者也可以使风量增加1个阶段。其中，手指F移动第二距离L2的期间中的风量的增加幅度与手指F移动第一距离L1的期间中的风量的增加幅度相同。即，在手指F移动第一距离L1的期间与移动第二距离L2的期间中，在控制部40中，将被控制机器45的动作以相同的规定范围来切换。
其后，也在每次手指F向X1方向移动，其移动距离成为第二距离L2时，判定为到达切换边界S3、S4，……。在每次手指F移动第二距离L2时，空调的风量被切换为以一定的范围即规定范围来增加。第二距离L2全部为等距离，第二距离L2比第一距离L1长。并且，在每次移动第二距离L2时，空调的风量被切换为增加与移动第一距离L1时相同的范围。
在图6中，在手指F从最初的检测位置T向X2方向移动时，也在控制部40中手指F的移动距离作为相对移动距离而被计数。若所计数的距离成为第一距离L1，则判定为手指F到达切换边界-S1。在该期间中空调的风量被切换为以规定范围来降低。若在其后手指F的移动距离成为第二距离L2，则判定为到达切换边界-S2，空调的风量在此也被切换为以规定范围来降低。此时，第二距离L2也比第一距离L1长，在手指F移动第一距离L1的期间与移动第二距离L2的期间中，空调的风量的降低范围相同。
在图6所示的操作中，仅通过使最初检测到的手指F从检测位置T移动较短的距离即第一距离L1，空调的风量就以规定的范围来增加，所以能够通过手指F迅速地切换风量，并且能够在刚开始了操作后的较早的时期确认操作被正常地进行。特别是，在手指F移动了第一距离L1时，由反馈元件25对手指给予反馈力，或通过从发音部26发出声音而给予反馈，进而使在图3所示的信息显示画面31中显示的风量显示图像34以规定的范围来变化，从而即使在驾驶员以盲状态进行操作时，也易于在较早的时期辨识进行了正常的操作。
此外，在手指F移动了第一距离L1之后，每次移动比第一距离L1长的第二距离L2时，空调的风量以与移动第一距离L1时相同的幅度被切换。此时的风量的变化幅度相对于手指F的移动距离变小，所以能容易地通过手指F进行风量的微调整。在该情况下，也在每次手指F移动第二距离L2时，通过反馈元件25或发音部26对操作者即驾驶员给予反馈，通过图3所示的信息显示画面31的风量显示图像34的变化，驾驶员能够确认操作状态。
接着，如图5所示，若使与操作面22接触或接近的手指F向第二方向的正方向(Y1方向)移动，则空调的温度设定连续地或阶段性地变高，若使手指F向第二方向的负方向(Y2方向)移动，则空调的温度设定连续地或阶段性地变低。此时，在每次手指F以等距离移动时，温度设定总是变化相同的范围。但是，如图7所示，在对空调的温度设定进行切换的操作中，也与图6所示的风量的切换同样，能够设定为通过如第一距离L1和第二距离L2那样不同的距离的移动而将温度设定以相同的规定范围来切换。
在图7所示的例中，仅通过从由静电传感器23最初检测到手指F的检测位置T，使手指F向Y1方向移动第一距离L1，空调的温度设定就以规定的范围(例如2℃或5℃的规定范围)连续地或阶段性地变高。其后，在每次使手指F移动比第一距离L1长的第二距离L2时，空调的温度设定以与移动第一距离L1时相同的范围(例如2℃或5℃的规定范围)连续地或阶段性地变高。若使手指F从检测位置T向Y2方向移动，则通过第一距离L1的移动，空调的温度设定以规定的范围(例如2℃或5℃的规定范围)连续地或阶段性地变低，其后，在每次移动比第一距离L1长的第二距离L2时，温度设定以相同的范围变低。
在图7的操作中，在改变空调的温度设定时，仅通过使手指F从检测位置T移动较短的距离，就能够使温度灵敏地变化，能够在较早的时期辨识进行了正常的动作。此外，在手指F移动了第一距离L1时对驾驶员进行反馈，进而使图3所示的信息显示画面31的温度显示图像33变化，从而即使在驾驶员以盲状态进行操作时，也能够在短时间知晓已进行正常的操作。在移动了第一距离L1之后，移动比其更长的第二距离L2，从而能够以与第一距离L1相同的范围切换温度设定，所以能够进行精细的温度调整。
在图6和图7所示的例中，在手指F从检测位置T移动第一距离L1的期间被控制机器45的动作以规定范围被切换，其后，在每次移动相同的第二距离L2时，被控制机器45的动作以与移动第一距离L1时相同的规定范围被切换。但是，如在图8中作为变形例所示那样，也可以在手指F经过了第一距离L1之后，每次如第二距离L2、第三距离L3、第四距离L4那样，移动距离阶段性地变长时，被控制机器45的动作以与移动第一距离L1时相同的规定范围被切换。即，也可以是第一距离L1＜第二距离L2＜第三距离L3＜第四距离L4＜……，在每次手指F移动各自的距离时，被控制机器45的动作以相同的范围被切换。
接着，如图7所示，每次在手指F的移动轨迹I相对于Y1-Y2方向倾斜的情况下，若其倾斜角度θ为规定的范围(例如45度内)，则在沿着移动轨迹I的移动距离的Y1-Y2方向的分量被判定为相当于第一距离L1、第二距离L2时，能够设为被控制机器45的动作以相同的范围被切换。这在手指F以相对于X1-X2方向具有角度的轨迹进行移动时也相同。
在图9中，示出了本发明的第二实施方式的操作方法。
在第二实施方式中，若从由静电传感器23最初检测到手指F的检测位置T，使其朝向第一方向上的正方向(X1方向)移动第一距离La，则在该期间中，空调的风量连续地或阶段性地以规定的规定范围来增加。其后，在每次手指F移动比第一距离La短的一定的第二距离Lb时，空调的风量以与移动了第一距离La时相同的规定范围来增加，其被反复进行。这在使手指F从检测位置T向负方向(X2方向)移动时也相同。在移动第一距离La的期间，空调的风量以规定的范围来降低，其后，在每次向X2方向移动第二距离Lb时，空调的风量以与移动了第一距离La时相同的范围来降低。此外，在使手指F向Y1-Y2方向而使空调的温度设定变化时也能够相同地实施。
在图9所示的第二实施方式中，使在操作面22上成为检测状态的手指F从检测位置T移动较长的距离，从而将被控制机器45的动作以规定的范围来切换。因此，能够防止由于刚开始操作后的手指F的不经意的移动导致被控制机器以多阶段地变化。在车载用的操作装置10中，有想要操作的手指F、手H伴随车体振动而不经意地较大地移动的情况，但在第二实施方式中，即使手指F在刚开始操作后因车体振动而较大地移动，也能够正常地进行被控制机器45的初始的切换。并且，在移动了第一距离La之后，即使手指F的移动距离短，也能够切换被控制机器的动作，所以能够迅速地进行移动了第一距离之后的其后的切换操作。
图10示出了图9所示的第二实施方式的变形例。在图10所示的变形例中，在手指F从检测位置T最初移动了第一距离La时，被控制机器45的动作以规定的范围被切换，其后，在每次如第二距离Lb、第三距离Lc、第四距离Ld那样，移动距离阶段性地变短时，被控制机器45的动作以与第一距离La的移动时相同的范围被切换。即，第一距离La＞第二距离Lb＞第三距离Lc＞第四距离Ld＞……，在每次手指F移动各自的距离时，被控制机器45的动作以相同的范围被切换。
在图6至图8所示的第一实施方式中，以检测到手指F的检测位置T为起点而设定第一距离L1，在图9和图10所示的第二实施方式中，也以检测位置T为起点而设定了第一距离La。但是，也可以在所检测的手指F从检测位置T移动了规定时间或规定距离之后，设定第一距离L1或第一距离La。例如，在使手指F从检测位置T移动时，在由控制部40开始辨识了其移动之后，设定第一距离L1、La。或者，也可以在手指F从检测位置T运动而进行了某种操作之后，设定第一距离L1或第一距离La。
在图11和图12中，示出了本发明的第三实施方式的操作方法。
在图12所示的操作方法中，以检测位置T为起点而预先决定了第一距离Lw0。在检测位置T上被检测到的手指F移动了第一距离Lw0时，被控制机器45的动作以规定范围被切换。例如，空调的风量以规定的范围被切换，或温度设定以规定的范围被切换。其后，在手指F移动与第一距离Lw0不同的距离Lwx的期间，被控制机器45的动作以相同的规定范围被切换。在手指F移动第一距离Lw0时被控制机器45的动作被切换的规定范围、和手指F移动距离Lwx时的被控制机器45的动作的切换范围等同。其中，在该操作方法中，在手指F移动了第一距离Lw0时，基于从静电传感器23的检测输出而由控制部40对手指F的速度或加速度进行测量，根据其测量值，设定其后的距离Lw0。在此的速度或加速度是手指F移动第一距离Lw0时的速度或加速度的平均值、或速度或加速度的最大值等。
在该情况下，也在手指F的移动距离到达第一距离Lw1时，及在其后每次到达距离Lwx时进行反馈动作，反馈元件25工作，或发音部26工作。进而在信息显示画面31中，显示被控制机器45的动作范围的切换状态。
在图11中，示出了所测量出的手指F的速度Vx、和在下一区间设定的手指F的移动距离Lwx的关系。在图11中，示出了速度Vx，但使用加速度的情况也相同。在控制部40中，速度Vx的基准值V0、V1、V2、V3作为阈值而被存储。V0＜V1＜V2＜V3。基准值V0为速度零，或者从速度零起动时的微小速度。在手指F移动了第一距离Lw0时的速度Vx为V0-V1之间的值时，接着设定的距离Lwx为Lw1。在速度Vx为V1-V2之间的值时，距离Lwx为Lw2，在速度Vx为V2-V3之间的值时，距离Lwx为Lw3。Lw1＞Lw2＞Lw3。速度Vx和距离Lwx能够以更多个阶段来设定。
在图12所示的例中，移动第一距离Lw0的手指F的速度Vx为V2-V3之间的较快的值，所以其后设定的距离Lwx如Lw3那样较短。在图12中，在第一距离Lw0中手指F以较快的速度(加速度)运动，所以在控制部40中，作为操作者的意图，预测为想要较快地切换被控制机器45的动作，将其后的距离Lwx设定为较短的距离Lw3。在该情况下，在手指F经过了第一距离Lw0之后，仅通过稍微移动手指F，就能将被控制机器45的动作的切换以较大的范围迅速地进行。
在图13所示的例中，手指F移动了第一距离Lw0时的速度Vx为V0-V1之间的较慢的值，所以其后设定的距离Lwx如Lw1那样变长。在图13中，在第一距离Lw0中手指F以较慢的速度(加速度)运动，所以在控制部40中，作为操作者的意图，预测为想要细致地切换被控制机器45的动作，将其后的距离Lwx设定为较长的距离Lw1。在该情况下，在手指F经过了第一距离Lw0之后，易于通过手指F的移动而进行被控制机器45的动作的微调整。
在图12和图13中，第一距离Lw0以检测位置T为起点而被设定，但与第一实施方式和第二实施方式同样，在第三实施方式中，也可以在手指F从检测位置T移动了某程度之后设定第一距离。
在图14所示的第三实施方式的变形例中，与图6所示的第一实施方式同样，以检测位置T为基准而设定第一距离L1，在其后比第一距离L1长的预先决定的第二距离L2被设定了1个区间或多个区间。并且，在手指F移动了距离L1时，或移动了距离L2时的速度(或加速度)被测量，在移动了距离L2之后，根据所测量出的速度(或加速度)而设定其后的距离Lwx。即，将所述距离L1或所述距离L2设定为新的第一距离，根据移动该第一距离的手指F的速度(或加速度)而设定其后的距离Lwx。在此，在手指F移动距离L1的期间、移动距离L2的期间、及移动距离Lwx的期间，对被控制机器45的动作进行切换的范围也为相同的规定范围。
在图15所示的第三实施方式的变形例中，与图9所示的第二实施例同样，以检测位置T为起点而设定第一距离La，在其后设定了比第一距离La短的第二距离Lb。在此，将所述距离La或所述距离Lb设定为新的第一距离，对手指F在此处移动时的速度(或加速度)进行测量，基于该测量值而设定其后的距离Lwx。在此，在手指F移动距离La的期间，移动距离Lb的期间，及移动距离Lwx的期间，对被控制机器45的动作进行切换的范围也为相同的规定范围。
图16示出了本发明的第三实施方式的进一步的变形例。
在该变形例中，将成为静电传感器23检测到手指F的检测位置T之后的任一个距离的区间设为新的第一距离，对移动该新的第一距离的手指F的速度(或加速度)进行测量，根据其测量值而设定其后的距离。在图16所示的例中，在手指F移动了距离Lw1时，将该距离Lw1作为新的第一距离，在该期间对手指F的速度(或加速度)进行测量。在该速度为V1-V2之间时，在其后设定距离Lw2。其后，将距离Lw2作为新的第一距离，对移动该新的第一距离Lw2的手指F的速度进行测量。若所测量出的速度为V2-V3之间，则在其后设定距离Lw3。进而，若移动距离Lw3的手指F的速度为V1-V2之间，则在其后设定距离Lw2。在手指F移动各自的距离的期间，对被控制机器45的动作进行切换的范围为相同的规定范围。
在图16所示的变形例中，检测状态的手指F正在移动时，对应于移动速度(或加速度)的变化而改变其后的距离，从而始终能够进行反映了操作者的意图的操作。另外，在图16中，根据在一个距离的区间正在移动的手指F的速度(或加速度)，其后的区间的距离按每个区间而按顺序发生变化，但例如也可以若距离Lw1一旦被设定则以规定时间或规定区间数量使其距离不变化地进行反复，其后，根据所测量出的速度(或加速度)而设定新的距离，将该新的距离以规定时间或规定区间数量进行反复。
如图1所示，信息显示部30的信息显示画面31位于驾驶席的前方，与操作面22相比，被配置在驾驶员易于观看的位置，在该信息显示画面31中，显示有自动模式切换图像32、温度显示图像33、风量显示图像34、及送风口切换图像35。进而，还显示与驾驶席和副驾驶席上的气温的同步设定相关的切换信息。与对于操作面22的操作连动，使处于易于观看的位置的信息显示画面31的显示图像变化，从而驾驶员易于对操作面22进行盲操作。
接着，基于图18所示的流程图，说明控制部40中的一系列的控制动作。
图18所示的流程图示出了图6和图7所示的第一实施方式或者图9所示的第二实施方式的控制动作。即，示出了无论在使手指F沿着操作面22而向第一方向(X1-X2方向)移动时、还是使其向第二方向(Y1-Y2方向)移动时，在手指F移动第一距离(L1或La)的期间中被控制机器45的动作都以规定的范围被切换，其后在每次移动比第一距离长的距离或者比其短的距离即第二距离(L2或Lb)时，被控制机器45的动作以相同的范围被切换时的控制动作。在流程图中，将各自的控制步骤表示为“ST”。在图11至图16所示的第三实施方式中，基本控制流程也与图18相同。第三实施方式仅对图18的流程图附加根据所测量出的速度或加速度而决定之后的距离(在图18中第二距离)的处理。
在图18的ST1中，对静电传感器23是否检测到手指F进行监视。在手指F与操作面22接触，或者与操作面22接近至规定距离以内时，手指F被检测。若手指F被检测，则控制部40辨识为在ST2中开始了操作。
在ST3中对检测状态的手指F是否移动进行监视。在ST3中，等待手指F移动，但在经过规定时间也没有移动时、或手指F不移动而成为非检测状态时，结束动作。在ST3中判定为检测状态的手指F移动时，转移至ST4，判定手指F的移动方向是第一方向(X方向)还是第二方向(Y方向)。在ST5中，在判定为手指F的移动方向为图4和图6所示的第一方向(X方向)时，对于被控制机器45即空调的控制模式被设定为风量控制模式。在判定为手指F的移动方向为图5和图7所示的第二方向(Y方向)时，对于空调的控制模式被设定为温度控制模式。
在ST6中，对检测状态的手指F是否移动了第一距离(L1或La)进行监视。在手指F的移动距离到达第一距离为止的期间，在ST7-1中，对是否继续检测到手指F进行监视。若手指F成为非检测状态则转移至ST8-1而结束操作。若判定为手指F的移动距离到达第一距离，则转移至ST9，在控制部40中，辨识为是第一阶段的切换操作状态。
在ST10-1中，判定移动了第一距离时的手指F的移动方向是正方向还是负方向。在ST10-1中，若判断为手指F的移动方向为正方向则转移至ST11-1而执行正模式的动作。在ST5中设定了风量控制模式时，伴随手指F向X1方向的移动而空调的风量以规定范围被增加，在设定了温度控制模式时，伴随手指F向Y1方向的移动而设定温度以规定范围变高。在ST11-1中，同时进行反馈动作，使反馈元件25和发音部26的至少一方动作，对操作者通知操作切换完成。
在ST10-1中，若判断为手指F的移动方向为负方向则转移至ST12-1而执行负模式的动作。在ST5中设定了风量控制模式时，伴随手指F向X2方向的移动而使空调的风量以规定范围降低，在设定了温度控制模式时，伴随手指F向Y2方向的移动而设定温度以规定范围变低。在ST12-1中，也同时进行反馈动作，使反馈元件25和发音部26的至少一方动作，对操作者通知操作切换完成。
其后，转移至ST13，对检测状态的手指F是否进一步移动了第二距离(L2或Lb)进行监视。在移动第二距离的期间中在ST7-2中对检测到手指F的状态是否继续进行监视，若手指F成为非检测状态，则转移至ST8-2而结束操作。若在ST13中判定为手指F移动了第二距离，则转移至ST14，在控制部40中进一步辨识为是下一阶段的切换操作状态。
在ST10-2中，判定移动了第二距离时的手指F的移动方向是正方向还是负方向。若是正方向则转移至ST11-2，执行与ST11-1相同的正模式的动作，进行反馈动作。若是负方向则转移至ST12-2，执行与ST12-1相同的负模式的动作，进行反馈动作。
另外，在被控制机器45为音响装置、汽车导航装置、或者与汽车的驾驶功能相关的控制机器的情况下，也通过在操作面22上检测到的手指或手进行图6至图16所示的操作，从而各种被控制机器45的动作以规定的范围被切换。

Claims (12)

1.一种操作装置，所述操作装置设置了：
操作面；
传感器，对手指或手与所述操作面接触或接近进行检测，进而对接触或接近的手指或手移动进行检测；以及
控制部，基于来自所述传感器的检测输出来控制被控制机器，
所述操作装置的特征在于，
所述控制部在由所述传感器检测到手指或手与所述操作面接触或接近时判定为操作开始，在被判定为操作开始之后的任一个时刻，被判定为由所述传感器检测到的所述手指或手沿着所述操作面移动了第一距离时，将所述被控制机器的动作以规定范围来切换，在被判定为移动了所述第一距离之后的所述手指或手沿着所述操作面移动了与所述第一距离不同的距离时，将所述被控制机器的动作以与所述规定范围等同的范围来切换。
2.如权利要求1所述的操作装置，
在每次被判定为移动了所述第一距离之后的所述手指或手沿着所述操作面移动了比所述第一距离长的第二距离时，所述控制部将所述被控制机器的动作以与所述规定范围等同的范围来依次切换。
3.如权利要求1所述的操作装置，
在每次被判定为移动了所述第一距离之后的所述手指或手沿着所述操作面移动了比所述第一距离长并且阶段性地变长的距离时，所述控制部将所述被控制机器的动作以与所述规定范围等同的范围来依次切换。
4.如权利要求1所述的操作装置，
在每次被判定为移动了所述第一距离之后的所述手指或手沿着所述操作面移动了比所述第一距离短的第二距离时，所述控制部将所述被控制机器的动作以与所述规定范围等同的范围来依次切换。
5.如权利要求1所述的操作装置，
在每次被判定为移动了所述第一距离之后的所述手指或手沿着所述操作面移动了比所述第一距离短并且阶段性地变短的距离时，所述控制部将所述被控制机器的动作以与所述规定范围等同的范围来依次切换。
6.如权利要求1所述的操作装置，
所述控制部基于来自所述传感器的检测输出，对所述手指或手沿着所述操作面正在移动所述第一距离时的速度或加速度进行测量，根据所测量出的所述速度或加速度，设定将所述被控制机器的动作以与所述规定范围等同的范围来切换所需的所述手指或手的移动距离。
7.如权利要求6所述的操作装置，
所述控制部在所测量出的所述速度或加速度比基准值慢时，把将所述被控制机器的动作以与所述规定范围等同的范围来切换所需的所述手指或手的移动距离设定得长，在所测量出的所述速度或加速度比基准值快时，把将所述被控制机器的动作以与所述规定范围等同的范围来切换所需的所述手指或手的移动距离设定得短。
8.如权利要求1所述的操作装置，
所述第一距离以被判定为所述操作开始时的所述手指或手的位置作为起点而被设定。
9.如权利要求1所述的操作装置，
所述第一距离以从被判定为所述操作开始时起所述手指或手移动了规定的距离之后的位置作为起点而被设定。
10.如权利要求1所述的操作装置，
在被判定为所述手指或手沿着所述操作面向相互正交的不同的方向移动时，所述控制部根据所述手指或手的移动方向以不同的控制模式切换所述被控制机器的动作。
11.如权利要求1所述的操作装置，
所述控制部在被判定为所述手指或手移动了第一距离时通过力或声音进行反馈动作，进而在每次被判定为所述手指或手移动了将所述被控制机器的动作以与所述规定范围等同的范围来切换所需的距离时，通过力或声音进行反馈动作。
12.一种操作控制方法，是操作装置的操作控制方法，
所述操作装置设置了：
操作面；
传感器，对手指或手与所述操作面接触或接近进行检测，进而对接触或接近的手指或手移动进行检测；以及
控制部，基于来自所述传感器的检测输出来控制被控制机器，
所述操作控制方法的特征在于，包括：
第一步骤，在由所述传感器检测到手指或手与所述操作面接触或接近时判定为操作开始；
第二步骤，在被判定为所述操作开始之后的任一个时刻，被判定为由所述传感器检测到的所述手指或手沿着所述操作面移动了第一距离时，将所述被控制机器的动作以规定范围来切换；以及
第三步骤，在被判定为移动了所述第一距离之后的所述手指或手沿着所述操作面移动了与所述第一距离不同的距离时，将所述被控制机器的动作以与所述规定范围等同的范围来切换。
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