JP2006120009A - 情報操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 操作面積が限定された操作系であっても、操作負担を少なくして煩雑感を与えることがない情報操作装置を提供する。
【解決手段】 各種の車両搭載機器７４〜７６の動作を制御するに際して操作者に操作される情報操作装置であって、抵抗値検出回路７１及び絶対位置判定回路８１により、２次元平面からなる２次元位置センサー６１の操作面に対する操作者の操作指が接触した絶対位置を検出し、当該絶対位置が、操作面を分割してなる複数の操作領域のうち何れの操作領域に該当しているかを判定する。このように何れかの操作領域が判定されている状態で、光信号処理回路７２及び方向判定回路８２により、送受光素子４４から２次元位置センサー６１の操作面の２次元平面上における操作方向を検出して、絶対位置に対する操作方向を検出することにより、操作位置及び方向を区別して検出する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、操作者が指先で操作面を接触させることによって、各種情報機器の動作を制御する情報操作装置に関する。

従来より、例えば自動車の運転者によって複数の車載機器を操作させる場合のように、少数のスイッチで構成された操作スイッチパネルの操作入力に応じて各種の情報機器を制御する多機能操作システムとしては下記の特許文献１や特許文献２に記載された技術が知られている。

特許文献１に記載された技術は、複数の選択肢が表示された表示画面を提示し、当該表示内容を参照させながら、操作パネル内の位置と表示画面上に表示された目的の選択肢の表示位置との対応関係を設定しておき、操作パネル内の電気的スイッチの操作を検出する多機能操作システムである。

また、特許文献２に記載された技術は、特許文献１に記載された多機能操作システムを構成する操作パネルをステアリングホイール上に設置することによって、自動車内において短時間の停止時間中であっても有効な操作を実現していた。

このような特許文献１や特許文献２を始めとする小型の操作パネルを有する多機能操作システムが搭載される自動車においては、車室内空間の拡大に対する要求が増加していることや、表示内容の視認性を向上させることや、表示画面に対する運転者の視線移動を少なくするために、可能な限り上方に表示画面を配置することが求められている。また、表示画面に対する焦点調節をしやすくするために、表示画面と運転者の眼位置との距離を１ｍ程度とすることが望ましく、このため、インストルメントパネルが運転者の眼位置から距離を置いて設計される傾向にある。

一方、情報インフラの発達によって車内で入手可能な情報量が拡大する傾向にあり、駐車中のみならず、道路信号機による停止時等の短時間にステアリングホイール上に設置された操作入力デバイスを用い、ステアリングホイールから手を離さずに多くの機能を操作することに対する要求が増加している。
特開２００１−１１３９８１号公報 特開２００３−０６３３２６号公報

しかしながら、ステアリングホイールには、エアバッグ装置が内蔵され、更には、操作時間の短縮を図り、自動車両速度設定装置や自動レーン検出走行装置等の走行関連装置の操作系もステアリングホイール近辺に設けられることなどから、新たな操作パネルを設置できる面積が限られている。また、運転者がステアリングホイールに手を掛けた状態で操作させる場合を考えると、比較的自由度の高い親指によって操作させることが一般的であるが、通常の親指の長さを考慮しても親指の操作範囲が狭く操作パネルの面積を限定せざるを得ない。

これに対し、１回の操作入力で選択可能な選択肢を４種類に限定することによって、ステアリングホイール上の限られた面積に小型のプッシュスイッチを設けた提案がなされている。

しかしながら、ＦＭ局の選局やナビゲーションシステムの「良く行く目的地」等の選択など、予め記憶された４個以上の選択肢をリスト状に表示して選択する操作に対応するためには、小型のプッシュスイッチとは別個にジョグダイヤルのような操作手段を併用させる必要がある。また、電話番号の入力操作させる場合には、ジョグダイヤルを回転させながら０〜９までの番号を一桁づつ順次選択して入力する方式を採用していることが多いが、ある程度の操作時間が必要となり煩雑な操作となってしまう。したがって、操作のフェーズによってプッシュスイッチとジョグダイヤルとの間で操作指を移動させながら操作させるために、誤操作が増加しやすいという問題点がある。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、操作面積が限定された操作系であっても、操作負担を少なくして煩雑感を与えることがない情報操作装置を提供することを目的とする。

本発明は、各種の電子機器の動作を制御するに際して操作者に操作される情報操作装置であって、位置検出手段により、２次元平面からなる操作面に対する前記操作者の操作指が接触した絶対位置を検出し、当該絶対位置が、前記操作面を分割してなる複数の操作領域のうち何れの操作領域に該当しているかを判定し、このように位置検出手段により何れかの操作領域が判定されている状態で、方向検出手段により、操作面の２次元平面上における操作方向を検出して、前記絶対位置に対する操作方向を検出することにより、操作位置及び方向を区別して検出することができ、これにより、上述の課題を解決する。

本発明に係る情報操作装置によれば、操作面に対する操作者の操作指が接触した絶対位置に基づいて操作領域を検出し、当該操作領域を検出した場合と同じ操作面に対する操作方向を検出するので、絶対位置を検出する為の機構と、操作方向を検出するための機構との別個の操作系を一体化して小型で構成することができ、操作面積が限定された操作系であっても、確実に絶対位置及び操作方向を検出でき、利便性、操作性の高い操作インターフェースを実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
本発明は、例えば図１に示すように構成された情報操作装置に適用される。

［情報操作装置の構成］
この情報操作装置は、車両内のインストルメントパネル１からステアリングホイール基部を介して設けられたステアリングホイール２が自動車シートに着座した運転者によって把持され、インストルメントパネル１に設けられた表示装置３を視認させた状態で、当該表示装置３の表示内容に応じてステアリングホイール２に設けられた入力装置１１の操作を促すものである。なお、図１に示す例では、運転者前方のインストルメントパネル１にメータ装置１２が設けられ、車両幅における略中央位置に表示装置３が設けられた場合を示している。

表示装置３は、車両走行時であって、運転者によってステアリングホイール２を運転操作している時に、運転者から視認可能な位置に設けられる。この表示装置３に表示される情報としては、各種の車両搭載機器２６の動作を制御するための複数の選択肢３ａが挙げられる。

入力装置１１は、運転者が通常の運転操作を行う姿勢を崩さずに操作可能な位置であって、図１に示すように、運転者の右手親指（操作指）によって操作可能なステアリングホイール２上の位置、面積で設けられている。この入力装置１１は、運転者の絶対的な操作位置を検出する第１センサーシステム２１と、操作指が接触した状態における微小な加勢操作、ずらし操作等の方向指示操作を検出する第２センサーシステム２２とが接続されている。すなわち、入力装置１１は、図２を参照して後述するが、操作面に対する絶対的な操作位置を検出するための機構と、絶対的な操作位置が設定された上で行われる方向指示操作を検出するための機構とを備え、更には、選択肢３ａの処理内容を車両搭載機器２６に実行させることを決定するための押し下げ機構を備えている。

第１センサーシステム２１は、入力装置１１に対する絶対的な操作位置を検出すると、当該操作位置を示す操作入力信号を判定装置２３に出力する。また、第２センサーシステム２２は、入力装置１１に対する方向指示操作を検出すると、当該方向指示操作の方向及び移動量を示す操作入力信号を判定装置２３に出力する。

判定装置２３は、画像発生装置２４及び制御装置２５と接続され、第１センサーシステム２１及び第２センサーシステム２２からの操作入力信号に従って操作内容を認識する。そして、判定装置２３は、認識した操作内容に従って、画像発生装置２４を制御することによって表示装置３に表示させる内容を遷移させると共に、車両搭載機器２６を制御する制御信号を制御装置２５に送る。

具体的には、判定装置２３は、表示装置３に複数の選択肢３ａを表示している状態において、当該複数の選択肢３ａと相似的に対応した、入力装置１１の操作面の領域を仮想的に設定しておく。そして、判定装置２３は、第１センサーシステム２１からの操作入力信号によって入力装置１１の操作面上での絶対的な操作位置を認識すると、何れの選択肢３ａが選択されたかを判定する。そして判定装置２３は、当該選択肢３ａを第１選択肢候補とし、第１選択肢候補を視覚的に判別できるようなマーキング処理（輝度変化、色彩変化等）を施した画像を画像発生装置２４によって発生させ、表示装置３上に表示させる。

また、判定装置２３は、絶対的な操作位置に基づく第１選択肢候補を認識した状態においては、第２センサーシステム２２からの操作入力信号によって、入力装置１１の操作面に対する方向指示操作を受け付ける状態となる。そして、第２センサーシステム２２からの操作入力信号から操作面での方向指示操作の方向及び移動量を認識すると、当該方向指示操作の方向及び移動量に従った第１選択肢候補に隣接する第２選択肢候補を認識し、第２選択肢候補を視覚的に判別できるようなマーキング処理（輝度変化、色彩変化等）を施した画像を画像発生装置２４によって発生させ、表示装置３上に表示させる。

更に、判定装置２３は、第１選択肢候補又は第２選択肢候補として表示させた入力装置１１上の選択肢３ａが操作者の意図する選択肢候補であって、入力装置１１の操作面を押し下げ操作する決定操作を検出した場合には、当該選択肢３ａの処理を実行する制御信号を制御装置２５に出力する。これにより、制御装置２５は、選択肢３ａの処理を実行する対象となる車両搭載機器２６に対して駆動信号を供給することによって、運転者の所望する動作を車両搭載機器２６に行わせる。

「入力装置１１の機械的な構成」
つぎに、上述したように動作する情報操作装置における入力装置１１の構成を図２を参照して説明する。

入力装置１１は、ステアリングホイール２に嵌め込まれるケース３１に、当該ケース３１の内壁３１ａに沿ってインナーケース３２が上下方向にスライド可能に設けられている。このインナーケース３２は、底部４１がスプリング４７によって上方向に付勢されている。

このインナーケース３２の内面には、図２内の横方向、すなわち運転者の左右方向に移動可能とするレール４０が設けられ、当該レール４０上を摺動しながら左右方向に移動するスライドケース３３が設けられている。このスライドケース３３の下方には、レール４０に対して摺動して移動可能となっている台車３９が設けられており、図内左右方向にスライドケース３３を移動可能としている。

このスライドケース３３には、下方から順に膜状の導電膜３４、抵抗体３５、導電膜３６の順でサンドイッチ構造となって収容され、２次元位置センサを構成している。これら導電膜３４，導電膜３６の一端にはリード線４５が接続され、端子４６及びプリント基板５０、コネクタ５１及びリード線５２を介して第１センサーシステム２１と電気的に接続されている。

この導電膜３４，抵抗体３５，導電膜３６からなる２次元位置センサの上方には、粘性材料であってゲル状の物質を封入したパッド３７が設置されている。このパッド３７は操作指を所定の弾性を持って２次元位置センサの上に保持可能とし、操作指の左右への方向指示操作をやり易くする。このようにパッド３７が操作面として上方に設けられた導電膜３４，抵抗体３５，導電膜３６は、パッド３７に対する操作指の接触によって抵抗値が変化し、当該抵抗値の変化が第１センサーシステム２１に読み取られる。

また、インナーケース３２は、スプリング４７を介してプリント基板５０上に、上下方向にスライド可能に設けられており、パッド３７に対する操作指の押し下げ操作によってスライドケース３３を上下方向にスライドさせる。また、インナーケース３２の底部４１側には、押し下げ操作時にインナーケース３２と当接するプッシュロッド４８と、当該プッシュロッド４８の上下移動を検出するプッシュスイッチ４９とが設けられる。これにより、パッド３７から押し下げ操作がなされ、インナーケース３２によってプッシュロッド４８が押し下げられると、プッシュスイッチ４９によって押し下げ操作がなされたことを検出し、電気信号をプリント基板５０に伝達する。これにより、押し下げ操作は、プリント基板５０及びコネクタ５１、リード線５２を介して判定装置２３によって決定操作として検出される。

また、スライドケース３３は、方向指示操作による摺動方向の両端に設けられたロッド３８によって動作方向が規制され、スライドケース３３とインナーケース３２の間に設けられた摺動方向の両側のスプリング４２によって、略中央に位置するように付勢されている。これにより、操作者が入力装置１１の操作面であるパッド３７上の所定の位置（絶対的な操作位置）で押し圧操作した状態において、パッド３７に対して左右方向に少しだけ方向指示操作すると、当該操作力がスプリング４２の抗力に打ち勝ってスライドケース３３は左右に微小範囲だけ摺動する。

このスライドケース３３が摺動したときの移動方向及び移動量は、方向指示操作の移動方向及び移動量であって、スライドケース３３のインナーケース３２側の側面に設けられた反射板４３と、インナーケース３２のスライドケース３３側であって、反射板４３と対向した位置に設置された送受光素子４４によって読み取られる。すなわち、送受光素子４４によって赤外線光を反射板４３に向かって放射している状態において、送受光素子４４と反射板４３との距離変化がリード線５３、端子４６、プリント基板５０、コネクタ５１、リード線５２を介して第２センサーシステム２２に読み取られる。

なお、本例では、送受光素子４４を用いて光学式に反射板４３の相対距離を検出しているが、スライドケース３３の相対移動を検出できれば他の方式であっても良く、例えば、静電容量式でスライドケース３３の相対移動を検出しても良い。

「情報操作装置の機能的構成」
図３に示すように、情報操作装置において、第１センサーシステム２１は、リード線５２を介して導電膜３４，抵抗体３５，導電膜３６と接続された抵抗値検出回路７１を備え、第２センサーシステム２２は、リード線５２を介して送受光素子４４と接続された光信号処理回路７２を備え、リード線５２を介してプッシュスイッチ４９と接続された決定操作検出回路７３を備える。

また、判定装置２３は、抵抗値検出回路７１と接続された絶対位置判定回路８１（位置検出手段）と、光信号処理回路７２と接続された方向判定回路８２（方向検出手段）と、当該絶対位置判定回路８１、方向判定回路８２及び決定操作検出回路７３と接続されて、それぞれから操作入力信号が入力される処理回路８３を備える。なお、図３においては、車両搭載機器２６として、空調装置７４，ナビゲーション装置７５，オーディオ装置７６を示している。

抵抗値検出回路７１は、パッド３７，導電膜３４，抵抗体３５，導電膜３６からなる２次元位置センサー６１に操作指によって操作圧力が印加されることによって、導電膜３４と導電膜３６との間の抵抗値が変化した場合に、当該抵抗値の変化を検出する。

ここで、表面側の導電膜３６上に２次元平面における縦方向に縞状の電極が薄膜形成されていると共に、裏面側の導電膜３４上に２次元平面における横方向に縞状の電極が薄膜形成されている。これにより、導電膜３６上の電極の形成方向と、導電膜３４上の電極の形成方向とが直交するように構成されている。また、導電膜３６上の電極間及び導電膜３４の電極間には、所定値の抵抗値が設定されている。

したがって、抵抗値検出回路７１は、２次元位置センサー６１の操作面に対して操作指によって押し圧操作がなされると、裏面側及び表面側に形成された一対の縞状の電極を介して抵抗値の変化を検出することができ、当該抵抗値の変化を絶対位置判定回路８１に送出する。絶対位置判定回路８１は、抵抗値検出回路７１からの抵抗値に基づいて、２次元位置センサー６１に対する操作位置である２次元位置情報を判定する。なお、絶対位置判定回路８１は、第１選択肢候補をクリアして、新たな操作を受け付ける場合には、処理回路８３に対してリセット信号を出力する。

処理回路８３は、絶対位置判定回路８１からの２次元位置情報と、現在表示装置３に表示させている各選択肢３ａに対応した領域とを比較し、現在表示装置３に表示させている選択肢３ａのうち何れの選択肢３ａが第１選択肢候補として選択されたかを判定する。そして、処理回路８３は、判定した第１選択肢候補を視覚的に識別させるマーキング処理を施した画像を表示装置３に表示させるように画像発生装置２４を制御する。

これによって、処理回路８３は、第１選択肢候補に相当する表示装置３に表示されている選択肢３ａの表示部分をブランキング表示とさせる。このとき、第１選択肢候補となっている選択肢３ａと、選択肢候補となっていない選択肢３ａとで輝度変化、反転、色彩変化等を与える。ここで、処理回路８３は、決定した第１選択肢候補を決定し、当該第１選択肢候補に相当する選択肢３ａを示す情報を画像発生装置２４に送出する処理を行い、実際にブランキング処理を行うのは、画像発生装置２４となる。

光信号処理回路７２は、パッド３７に方向指示操作がなされて、送受光素子４４と反射板４３との相対的距離変化を示す光信号が入力される。この光信号は、反射板４３と送受光素子４４との距離によって決まる送受光素子４４の送受光時間を示す。

この光信号処理回路７２は、図４に示すように、送受光素子４４を構成する受光素子９１及びＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子９２と接続され、増幅回路９３、スイッチング回路９４、コンバータ９５、ドライバー９６及び発振回路９７を備えて構成されている。

この光信号処理回路７２は、操作指の２次元位置センサー６１に対する接触によって、第１センサーシステム２１で絶対位置を示す２次元位置情報（第１選択肢候補）が処理回路８３で検出されている状態において、処理回路８３によって発振回路９７からドライバー９６に所定周波数のパルス信号を供給させる。ドライバー９６は、発振回路９７からパルス信号が供給されると、発光素子９２を駆動させることによって赤外線パルスを発光させる。これにより、発光素子９２からの赤外線パルス光は、反射板４３で反射して、受光素子９１で受光される。

受光素子９１は、赤外線パルス光を受光すると、パルス信号として増幅回路９３に出力する。増幅回路９３は、受光素子９１からのパルス信号を所定増幅率で増幅し、スイッチング回路９４に出力する。ここで、増幅回路９３からスイッチング回路９４に供給されるパルス信号は、送受光素子４４と反射板４３との距離に応じてパルス間隔が変化している。スイッチング回路９４は、パルス信号と共に発振回路９７からのパルス信号が入力され、発振回路９７からのパルス信号と同期したタイミングで、増幅回路９３からのパルス信号をコンバータ９５に出力する。すなわち、スイッチング回路９４は、発振回路９７からのパルス信号と増幅回路９３からのパルス信号とを重畳させた状態のパルス信号をコンバータ９５に出力することによって、コンバータ９５によって発光タイミングと受光タイミングとの間隔を取得することができ、送受光素子４４と反射板４３との距離に比例した情報を得ることができる。

方向判定回路８２は、反射板４３と送受光素子４４との相対距離変化から、反射板４３が送受光素子４４に接近するように方向指示操作されているか、反射板４３が送受光素子４４から遠ざかるように方向指示操作されているかを判定することによって、方向指示操作によるスライドケース３３の移動方向を判定する。このとき、方向判定回路８２は、所定の単位時間ごとに送受光素子４４の送受光時間が入力され、当該送受光時間の変化から送受光素子４４に対する反射板４３の移動方向を検出する。

そして、方向判定回路８２は、反射板４３が送受光素子４４に接近する方向指示操作である場合には、インクリメント信号を処理回路８３に出力し、反射板４３が送受光素子４４から遠ざかる方向指示操作である場合には、デクリメント信号を処理回路８３に出力する。なお、方向判定回路８２は、第２選択肢候補をクリアして、新たな操作を受け付ける場合には、処理回路８３に対してリセット信号を出力する。

また、左方向及び右方向で台車３９及びレール４０の摺動操作である方向指示操作については、方向指示操作の微小な移動については、検出しないようなヒステリシス特性を持たせて操作指の微小運動によって生じるノイズを低減しても良い。これにより、例えば右方向の方向指示操作から左方向の方向指示操作に切り換えるために操作指を戻す時に、何れかの選択肢３ａと選択している中立から、若干隣接する選択肢３ａに近づいても、当該反対側の選択肢３ａにマーキング処理をした画像を表示させることを防止することができる。

決定操作検出回路７３は、プッシュスイッチ４９の動作を検出した場合には、決定操作が行われたことを示す操作入力信号を処理回路８３に出力する。

［情報操作装置の具体的な動作例］
つぎに、上述したように構成された情報操作装置において、操作指の入力装置１１に対する操作によって表示装置３の表示を遷移させると共に、車両搭載機器２６を制御する具体的な動作例について説明する。

情報操作装置は、操作者である運転者に入力装置１１を操作させることによって電話番号を入力させる場合に、図５（ａ）に示すように、横方向一列に並んで各数字「０」〜「９」からなる１０個の選択肢１０１を表示装置３に表示させる。また、このような各数字「０」〜「９」からなる１０個の選択肢１０１を表示させた状態において、入力装置１１の操作面は、横方向に一列に並んで仮想的に４分割された２次元領域１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄに区分されている。すなわち、判定装置２３の処理回路８３は、２次元位置センサー６１の操作面の接触領域と、表示装置３に表示させている選択肢１０１との対応関係を記憶している。

これにより、処理回路８３は、２次元領域１０２ａが接触された場合には、数字「０」の選択肢１０１を第１選択肢候補とし、２次元領域１０２ｂが接触された場合には、数字「３」の選択肢１０１を第１選択肢候補とし、２次元領域１０２ｃが接触された場合には、数字「６」の選択肢１０１を第１選択肢候補とし、２次元領域１０２ｄが接触された場合には、数字「９」の選択肢１０１を第１選択肢候補とするようになっている。なお、図５（ｂ）には、入力装置１１の操作面に数字が記されているが、入力装置１１の操作面の領域に、仮想的な数字を割り当てたことを示す図であって、実際には入力装置１１の操作面に表示させるものではない。

そして、図５（ｂ）に示すように、操作指位置Ａで入力装置１１の２次元位置センサー６１が接触操作されると、処理回路８３は、絶対位置判定回路８１からの２次元位置情報に基づいて、２次元領域１０２ａ〜１０２ｄのうち、２次元領域１０２ａが操作指の接触位置であることを識別する。これにより、図５（ｃ）に示すように、数字「０」の選択肢１０１をブランキング表示とした第１選択肢候補１０１ａとして表示させるように画像発生装置２４を制御する。

このように第１選択肢候補を設定した場合において、図５（ｄ）に示すように、絶対位置を設定した時の操作指位置Ａから、右方向の方向指示操作がなされた場合には、当該移動方向が光信号処理回路７２及び方向判定回路８２によって検出され、右方向であることを示すインクリメント信号を処理回路８３に出力する。そして、処理回路８３は、現在ブランキング表示させている第１選択肢候補１０１ａから、当該選択肢１０１ａに隣接し且つ方向指示操作の方向である右方向の選択肢１０１を第２選択肢候補１０１ｂとし、ブランキング表示させる。これにより、処理回路８３は、第１選択肢候補及び第２選択肢候補の選択を行う選択操作検出手段として機能する。

これにより、操作者が数字「１」を入力しようと意図した場合に、入力装置１１の左端位置に操作指を移動させた時に、数字「１」に近い数字「０」をブランキング表示させることによって、選択肢候補を変更するための方向指示操作を促すことができる。そして、右方向に方向指示操作された場合には、第１選択肢候補となっている数字「０」から、右方向の選択肢にブランキング表示を遷移させて、数字「１」を第２選択肢候補とすることができる。このような状態となると、操作者によって所望する数字「１」が選択肢候補となったことを認識させ、２次元位置センサー６１の押し込み操作を促すことができる。

次に情報操作装置は、２次元位置センサー６１の押し込み操作をプッシュスイッチ４９及び決定操作検出回路７３によって検出すると、処理回路８３によって決定操作が認識され、制御装置２５に電話番号の数字「１」が決定操作されたことを出力し、図示しない電話機器の車両搭載機器２６を制御することになる。これにより、処理回路８３は、第２選択肢候補の選択肢を決定する操作を検出する決定操作検出手段、操作制御手段として機能する。

なお、図５を用いた上述の説明では、移動方向のみによって第１選択肢候補を補正した第２選択肢候補を選択したが、反射板４３と送受光素子４４との距離に基づいてスライドケース３３の移動量を求めて、移動量が大きい場合には数字「０」に隣接する数字「１」の選択肢から更に隣接した数字「３」を第２選択肢候補にしても良い。

［第１実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第１実施形態に係る情報操作装置によれば、入力装置１１の操作面に対する操作者の操作指が接触した絶対位置に基づいて操作領域を検出し、当該操作領域を検出した場合と同じ操作面に対する操作方向を検出するので、絶対位置を検出するための機構と、操作方向を検出するための機構との別個の操作系を例えば図２に示すように一体化して小型で構成することができ、上述のステアリングホイール２上のように入力装置１１の設置面積が小さく且つ操作指の届く範囲が狭い場合であっても、確実に絶対位置及び操作方向を検出でき、利便性、操作性の高い操作インターフェースを実現することができる。

したがって、この情報操作装置によれば、絶対位置を入力するデバイスと方向を入力するデバイスとを別個に構成した場合のように、操作面積が限定された操作系であっても、操作負担を少なくして煩雑感を与えることを抑制することができ、特に、多くの選択肢のうち何れかの選択肢を決定するに際して分解能の高い選択操作を行うことができ、操作負担を大幅に低減させることができる。

具体的には、抵抗体３５と、当該抵抗体３５の上面及び下面を挟む導電膜３４，３６とが２次元平面状に積層されてなり、抵抗体３５の抵抗値の変化を検出した構成によって絶対位置を検出し、抵抗体３５及び導電膜３４，３６を収容したスライドケース３３を所定位置に付勢した状態で、当該スライドケース３３を微小に摺動自在に構成されてなり、抵抗体３５、導電膜３４，３６及びスライドケース３３の変位を、２次元平面上における操作方向として検出する構成となっているので、絶対位置及び操作方向を検出するための入力装置１１の操作面を同一のものとすることができる。

また、情報操作装置によれば、絶対位置が、操作面を分割してなる複数の操作領域のうち何れの操作領域に該当しているかを判定し、操作領域が判定されている状態で、操作面の２次元平面上における操作方向を検出して、絶対位置に対する操作方向を検出するように構成されているので、先ず入力装置１１の操作領域のうち何れかの操作領域が決定された時に、操作者が意図する操作領域ではなかった場合に、操作方向を検出して入力装置１１の最初の接触によって決定された操作領域を修正することができる。

具体的には、この情報操作装置によれば、先ず入力装置１１の操作面に操作指が接触した場合の絶対位置から第１選択肢候補となる操作領域を決定し、当該第１選択肢候補が操作者が意図するものでない場合に方向指示操作された時の操作方向を検出して第１選択肢候補を修正した第２選択肢候補を決定して、最終的に操作者が意図する選択肢とすることができる。

更に、この情報操作装置によれば、入力装置１１の記操作面の表面を、ゲル状の物質をであって粘性材料を封入したパッド３７で構成したことによって、操作者にとって方向の入力操作を容易なものとすることができる。

［第２実施形態］
つぎに、第２実施形態に係る情報操作装置について説明する。なお、上述の第１実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。

第２実施形態に係る情報操作装置は、図６に示すように、ステアリングホイール２の裏面側に付設されて、ステアリングホイール２の操舵角を検出する操舵角センサ等を含んで構成された回転角度信号発生器１１１と、加速度センサ１１２と、加速度信号増幅回路１１３と、判定装置２３とが接続されて構成されている。

また、第２実施形態における情報操作装置の判定装置２３は、ステアリングホイール２の操舵角及び車両の加速度に基づいて、表示装置３の画面遷移や制御装置２５の動作を制御するための構成として、操作位置判定回路１２１と、補正停止回路（停止手段）１２２と、回転角度信号発生器１１１及び加速度信号増幅回路１１３と接続された信号判定回路１２３とを備える。

この情報操作装置は、車両が走行している時に、回転角度信号発生器１１１によってステアリングホイール２の操舵角を検出し、回転角度信号として判定装置２３に出力する。また、情報操作装置は、加速度センサ１１２で検出した加速度信号を加速度信号増幅回路１１３で増幅して判定装置２３に出力する。

信号判定回路１２３は、回転角度信号発生器１１１から回転角度信号を入力すると、現在のステアリングホイール２の操舵角と、予め設定した所定の閾値とを比較する。この所定の閾値は、高速道路(自動車専用道路)を走行している時に、車線変更等の運転者が意図的に車両の走行方向を変化させるための操舵角の範囲を除き、車両が単一の本線車線内を走行している時であって、曲率半径が小さなカーブ路を含む本線車線に沿って走行している時の操舵角の範囲内で予め設定されている。具体的には、例えば車速が５０〜１００ｋｍ／ｈで走行している場合には、ステアリングホイール２の中立位置から±５０度の範囲が本線車線を走行している時の操舵角度であって、当該操舵角度を所定の閾値とする。そして、信号判定回路１２３は、現在のステアリングホイール２の操舵角が所定の閾値を超えていない場合には、上述と同様に第１選択肢候補の補正を継続させ、現在のステアリングホイール２の操舵角が所定の閾値を超えたと判定した場合には、その旨の信号を補正停止回路１２２に出力する。

補正停止回路１２２は、信号判定回路１２３から操舵角が所定の閾値を超えたことの信号を入力した場合には、方向判定回路８２から方向指示操作による移動方向を判定した結果を入力した場合であっても、当該結果を一時的に無効なものとする。これにより、上述したように第１選択肢候補が選択されていて、入力装置１１に方向指示操作がなされた場合であっても、第１選択肢候補を第２選択肢候補に補正させる処理を停止する。換言すれば、補正停止回路１２２は、光信号処理回路７２及び方向判定回路８２による方向指示操作による移動方向の判定を一時的に停止させる。

このように補正停止回路１２２によって第１選択肢候補の補正を一時的に停止させている状態において、補正停止回路１２２は、その旨の信号を操作位置判定回路１２１に出力する。これに応じ、操作位置判定回路１２１は、第１選択肢候補を設定した状態において、例えば操作指の入力装置１１の操作面に対する接触位置が変更した場合であっても、前回に設定した第１選択肢候補を変更せずに記憶しておく。

また、判定装置２３は、補正停止回路１２２によって第１選択肢候補の補正を一時的に停止し、信号判定回路１２３によって第１選択肢候補を記憶している場合においては、第１選択肢候補の補正を停止していることを示すメッセージの表示やＬＥＤ等のインジケータの点灯をさせるように画像発生装置２４を制御する。これにより、判定装置２３は、提示手段として機能する。

また、信号判定回路１２３は、加速度センサ１１２から加速度信号増幅回路１１３を介して加速度信号を入力する。この加速度信号は、運転者が着座しているシートでの横方向の加速度変化を示す。このような横方向の加速度変化が運転者に対して加わると、当該横方向と、運転者の操作方向とが略一致しているので、運転者にとって意図しない補正操作が行われてしまう可能性がある。

これに対し、信号判定回路１２３は、現在の横方向の加速度変化（微分値）と、所定の閾値とを比較し、現在の横方向の加速度変化が所定の閾値を超えたと判定した場合には、その旨の信号を補正停止回路１２２に出力する。この所定の閾値は、車両の横方向加速度が突発的に大きくなって、入力装置１１に対する操作に影響を与えるような値が設定されている。

そして、補正停止回路１２２は、現在の横方向の加速度変化が所定の閾値を超えた場合には、ステアリングホイール２の操舵角が所定の閾値を超えている場合と同様に、第１選択肢候補を第２選択肢候補に補正させる処理を一時的に停止する。また、操作位置判定回路１２１も同様に、操作指の入力装置１１の操作面に対する接触位置が変更した場合であっても、前回に設定した第１選択肢候補を変更せずに記憶しておき、判定装置２３は、第１選択肢候補の補正を停止していることを示すメッセージの表示やＬＥＤ等のインジケータの点灯をさせるように画像発生装置２４を制御する。

なお、上述した一例では、第１選択肢候補を第２選択肢候補に補正させる操作を横方向に行う入力装置１１と同じ方向である横方向の加速度変化を検出した場合を説明したが、これに限らず、入力装置１１の操作方向と略同一方向の加速度変化を検出すれば良く、例えば入力装置１１の操作方向が縦方向である場合には、車両上下方向の加速度変化を検出して、操作を無効にするか否かを判定することになる。

また、上述した一例では車両の横方向加速度信号から、第１選択肢候補を第２選択肢候補に補正させる処理を一時的に停止させたが、加速度センサ１１２として、横方向のみならず、車両上下方向や車両前後方向の加速度を検出するものを使用し、車両上下方向の加速度変化や前後方向の加速度変化が操作に与える影響に基づいて操作を一時的に停止させても良い。

このように、第２実施形態に係る情報操作装置によれば、ステアリングホイール２の操舵角又は車両横方向の加速度変化が高く、所定値を超えている場合には、第１選択肢候補の補正を停止するので、ステアリングホイール２の大きな操作や車両横方向の加速度変化が大きい場合に入力装置１１の操作面に方向指示操作が加わることによって、操作者が意図しない方向に第１選択肢候補が補正されることを防止することができる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

すなわち、上述した実施形態では、ステアリングホイール２に入力装置１１を設けた場合について説明したが、これに限らず、センターコントロールパネル、ドアパネル等の車両の所定位置に設けられたものであっても良く、更には、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）や携帯電話等の小型の情報機器に入力装置１１を設けても同様の効果が得られるのは勿論である。

また、上述した実施形態では、入力装置１１の操作面が左右方向に微小に摺動する場合について説明したが、上下方向にも微小に摺動させるために、スライドケース３３を台車３９やレール４０に代えて弾性支持体で支持するものとし、上下方向における摺動を検出するための反射板及び送受光素子を設けても良く、更には、入力装置１１の操作面の円状に形成して操作角度を検出するものであっても良い。

更に、上述した実施形態では、入力装置１１の操作面が全体に亘って平面であるものについて説明したが、例えば４つの領域に機械的な分割する枠を設けても良く、メンブレンスイッチ等のメカ式のオンオフスイッチを４個設けたものであっても良い。

本発明を適用した情報操作装置の構成を示すブロック図である。 入力装置の構造を示す断面図である。 本発明を適用した第１実施形態に係る情報操作装置の機能的な構成を示すブロック図である。 光信号処理回路の構成を示すブロック図である。 本発明を適用した情報操作装置の動作による画面遷移を説明するための図である。 本発明を適用した第２実施形態に係る情報操作装置の機能的な構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ インストルメントパネル
２ ステアリングホイール
３ 表示装置
１１ 入力装置
１２ メータ装置
２１ 第１センサーシステム
２２ 第２センサーシステム
２３ 判定装置
２４ 画像発生装置
２５ 制御装置
２６ 車両搭載機器
３１ ケース
３２ インナーケース
３３ スライドケース
３４，３６ 導電膜
３５ 抵抗体
３７ パッド
３８ ロッド
３９ 台車
４０ レール
４１ 底部
４２，４７ スプリング
４３ 反射板
４４ 送受光素子
４５，５２，５３ リード線
４６ 端子
４８ プッシュロッド
４９ プッシュスイッチ
５０ プリント基板
５１ コネクタ
６１ ２次元位置センサー
７１ 抵抗値検出回路
７２ 光信号処理回路
７３ 決定操作検出回路
７４ 空調装置
７５ ナビゲーション装置
７６ オーディオ装置
８１ 絶対位置判定回路
８２ 方向判定回路
８３ 処理回路
９１ 受光素子
９２ 発光素子
９３ 増幅回路
９４ スイッチング回路
９５ コンバータ
９６ ドライバー
９７ 発振回路
１０１ 選択肢
１０２ ２次元領域
１１１ 回転角度信号発生器
１１２ 加速度センサ
１１３ 加速度信号増幅回路
１２１ 操作位置判定回路
１２２ 補正停止回路
１２３ 信号判定回路

Claims (7)

1. 各種の電子機器の動作を制御するに際して操作者に操作される情報操作装置であって、
   ２次元平面からなる操作面に対する前記操作者の操作指が接触した絶対位置を検出し、当該絶対位置が、前記操作面を分割してなる複数の操作領域のうち何れの操作領域に該当しているかを判定する位置検出手段と、
   前記位置検出手段により何れかの操作領域が判定されている状態で、前記操作面の２次元平面上における操作方向を検出して、前記絶対位置に対する操作方向を検出する方向検出手段と
   を備えることを特徴とする情報操作装置。
2. 前記位置検出手段は、抵抗体膜と、当該抵抗体膜の上面及び下面を挟む導電膜とが２次元平面状に積層されてなり、前記抵抗体膜の抵抗値の変化を検出した構成であり、
   前記方向検出手段は、前記抵抗体膜及び前記導電膜を収容したケースを所定位置に付勢した状態で、当該ケースを微小に摺動自在に構成されてなり、前記抵抗体膜、前記導電膜及び前記ケースの変位を、２次元平面上における操作方向として検出すること
   を特徴とする請求項１に記載の情報操作装置。
3. 前記操作面の表面を、粘性材料を封入したパッドで構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の情報操作装置。
4. 車両のステアリングホイールに前記操作面が設置された情報操作装置であって、
   前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
   前記操舵角検出手段により検出された操舵角が所定値以上である場合には、前記方向検出手段による前記絶対位置に対する操作方向の検出を停止させる停止手段と
   を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の情報操作装置。
5. 車両のステアリングホイールに前記操作面が設置された情報操作装置であって、
   前記車両の所定方向における加速度変化を検出する加速度変化検出手段と、
   前記加速度変化検出手段により検出された加速度変化が所定値以上である場合には、前記方向検出手段による前記絶対位置に対する操作方向の検出を停止させる停止手段と
   を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の情報操作装置。
6. 前記停止手段により前記方向検出手段による前記絶対位置に対する操作方向の検出を停止させていることを操作者に提示する提示手段を更に備えることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の情報操作装置。
7. 前記電子機器の処理内容を選択させる複数の選択肢を表示する表示手段と、
   前記位置検出手段により判定した操作領域と相似的に対応した前記表示手段に表示させている選択肢である第１選択肢候補を決定し、前記方向検出手段により検出された操作方向に従って、前記第１選択肢候補を、前記第１選択肢候補から当該操作方向に隣接する選択肢である第２選択肢候補に補正する選択操作検出手段と、
   前記選択操作検出手段によって補正された第２選択肢候補の選択肢を決定する操作を検出する決定操作検出手段と
   前記決定操作検出手段によって決定操作を検出したときの前記第２選択肢候補の選択肢の処理内容を前記電子機器に行わせる操作制御手段と
   を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の情報操作装置。
   

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