JP2008197934A

JP2008197934A - 操作者判別方法

Info

Publication number: JP2008197934A
Application number: JP2007032805A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Yoshida; 力美田
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2007-02-14
Filing date: 2007-02-14
Publication date: 2008-08-28
Also published as: US20080192024A1

Abstract

【課題】赤外線センサなどの別ユニットを必要とせず、簡単で安価なシステムで操作者判別をすることができる操作者判別方法を提供すること。
【解決手段】タッチパネル２の一部表面に接触させる操作入力動作に対して、複数の位置で静電容量の変化を検出し、位置情報を伴う入力検出を行うタッチパネル部１２において、操作入力動作におけるパネルの一部表面に接触させる前の非接触の状態で、複数の位置で検出した静電容量の変化から、タッチパネル部１２の対向する２方向のどちらから操作しているかを操作者判別部１３２で判別するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、２方向から入力操作を行う機器における操作者判別方法の技術分野に属する。

従来では、ユーザーの手元に操作用のタッチパッドが設置され、ディスプレーには、ユーザーが所望の命令や情報を入力するための１つ以上のＧＵＩ部品が表示され、ユーザーがＧＵＩ部品を選択するためにタッチパッド上に手を載せると、タッチパッドは、手との接触領域を示す接触位置データを出力し、タッチパッドから出力された接触位置データから手形状モデルの画像が作成され、ディスプレーに表示され、ユーザーは、ディスプレーに表示された手形状のモデルの画像を見ながら、手形状モデルの指先が所望のＧＵＩ部品上に来るように手を移動させてからタッチパッドを押すようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６−７２８５４号公報（第２−２６頁、全図）

しかしながら、従来にあっては、操作者の手の形状を事前に登録・認識する必要があり、そのための記憶回路部や演算処理部が必要とあり、システムとして複雑になり、また、手の形状や手の置き方等、個人差が生じるために誤作動の可能性があり、さらに、操作者判別機能を、赤外線センサをスイッチ及び操作パネル等の近傍に設置して、操作者の指・腕を検知してその操作者が運転者か同乗者かを判別して、操作制限を実施しているが、赤外線センサ等のユニットを配置するための場所が必要となってしまっていた。

本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、赤外線センサなどの別ユニットを必要とせず、簡単で安価なシステムで操作者判別をすることができる操作者判別方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、パネルの一部表面に接触させる操作入力動作に対して、複数の位置で静電容量の変化を検出し、位置情報を伴う入力検出を行うタッチパネルにおいて、操作入力動作におけるパネルの一部表面に接触させる前の非接触の状態で、複数の位置で検出した静電容量の変化から、前記タッチパネルの対向する２方向のどちらから操作しているかを判別するようにした、ことを特徴とする。

よって、本発明にあっては、赤外線センサなどの別ユニットを必要とせず、簡単で安価なシステムで操作者判別をすることができる。

以下、本発明の操作者判別方法を実現する実施の形態を、請求項１，２，３に係る発明に対応する実施例１及び実施例２に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置のタッチパネル部の説明図である。図２は実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置のタッチパネルの構造と検出状態を示す説明図である。
実施例１の操作者判別装置１のタッチパネル部１２は、図１、図２に示すようにタッチパネル２と複数の電極３、センサ回路４からなる。
タッチパネル２は、図２に示すように、操作入力の際に操作者が指で触れる入力を行うものである。
タッチパネル２の下方には、図１に示すように、複数の電極３が行列状に配置され、センサ回路４に電気的に接続されている。

次に、操作者判別装置の制御ブロック構成について説明する。
図３は実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置の制御ブロック構成を示す図である。
操作者判別装置１の制御ブロック構成は、表示部１１、タッチパネル部（操作部）１２、制御部１３、車両走行状態判断部１４からなる。
表示部１１は、タッチパネル２を略透明な素材にして、その下方のLCDで画像を表示するものである。
タッチパネル部１２は、操作入力を行う部分であり、表示部１１の表示と重ねた位置を検出することで、位置や選択、決定等の操作入力を行うものである。

制御部１３は、座標検出部１３１、操作者判別部１３２、操作内容決定部１３３からなり、表示に合わせた、操作入力内容の判別、操作者の判断を行う。
座標検出部１３１は、タッチパネル部１２からの入力を処理して、入力座標を決定する。
操作者判別部１３２は、タッチパネル部１２からの入力を処理して、操作者の判別を行う。
操作内容決定部１３３は、座標検出部１３１の検出結果、操作者判別部１３２の判別結果、車両走行状態判断部１４の判断結果から、操作内容を決定する。
車両走行状態判断部１４は、車両装置から取得する情報に基づいて、車両が停止しているか、走行中であるかなどの車両走行状態を判断する。

作用を説明する。
[操作者を判別する操作入力作用]
図４は実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置の操作者判別状態の説明図である。
実施例１では、各電極３の静電容量値を読み取り、指、手とタッチパネル２との距離の違いにより発生する静電容量の差を演算して、指、手の進入方向を操作者判別部１３２により判断する。
この操作者判断では、静電容量の変化を読むため、タッチパネル２に触れる前に、その侵入方向を判断することができる。

図２に示すように、操作者の指がタッチパネル２の近づくと、当然に指先をタッチパネル２に近づけて行くことになり、指先に対して、根元側から見ると、指先へ行くに従って、タッチパネル２に近づく動作となる。
そのため、タッチパネル２の上方に位置する指を検知する複数の電極３では、より指先側が上方に位置する方が、近くに位置することになり、検出値となる静電容量は大きくなる。そして、指先が上方に位置する電極３が最も静電容量が大きくなる。つまりピーク値となる（図２参照）。
よって、図２に示すような検出値の波形を得る場合には、タッチパネル２の左側から指、手が侵入してきていると判断できる。このように、例えばセンターコンソールのように、運転席と助手席の間に位置するタッチパネル２の場合には、左右方向を認識すればよく、行列方向に配置した複数の電極３のＸ方向のみ読み取れば、操作者判別が行えることになる。

さらに、詳細に説明する。
図４は実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置の操作者判別状態の説明図である。
タッチパネル２において、左右方向の位置をＸｎ、上下方向または前後方向の位置をＹｎとする。左右方向については、左右の中央をＸ０とする。
すると、例えば左側、つまり助手席側から指がタッチパネル２の上方に侵入し、指先がタッチパネル２に接触しようとすると、複数左右方向に配置した電極３により、タッチパネル２の中央、Ｘ０より左側に、山形の出力波形を得ることになる（図４(b)参照）。これにより、左側、つまり助手席側から操作していることが判断できる。

また、右側、つまり運転手側から指がタッチパネル２の上方に侵入し、指先がタッチパネル２に接触しようとすると、複数左右方向に配置した電極３により、タッチパネル２の中央、Ｘ０より右側に、山形の出力波形を得ることになる（図４(c)参照）。これにより、右側、つまり運転席側から操作していることが判断できる。
なお、この実施例１の操作者判別は、操作者の指先がタッチパネル２に接触する前に判断できる点が有利である。そのため、このタッチパネル２への接触操作時の検出感度レベルに対して、接触操作直前の操作者判別の場合には、検出感度レベルを上げるようにして、２段階のレベルで、操作者判別と操作入力を使い分けるようにしてもよい。

[操作直前の操作者判別による車両装置の制御]
実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置により、運転席と助手席の間に設けたタッチパネル部１２及び表示部１１により、ナビゲーション装置の表示と操作、オーディオやエアコン等の操作を行う場合について説明する。
図５〜図１５は実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置の操作入力状態を示す説明図である。

（α）画面中に表示と操作用の表示の両方がある場合
例えば、表示画面上に操作用のタッチパネル２が配備され、表示されたアイコンに操作者が指を触れる動作をすると同時にタッチパネル２に触れることになり、続けて色々な設定、操作を行う表示と操作が一体のシステム（図５参照）について説明する。
この場合に、助手席側からタッチパネル２にて、空調の操作をしようとすると表示画面を遮ってしまうため、ドライバが必要とするナビゲーション情報を得られなくなってしまう（図６参照）。

これに対して、実施例１では、助手席側から指をタッチパネル２に近づけることにより、操作者の判別が操作者判別部１３２により行われるため、表示内容とアイコン位置を変更することにより、助手席側からは操作がしやすくなり、ドライバからは、ナビゲーション情報を操作する手や指が遮ることがなくなり、ドライバが必要とするナビゲーション情報を良好に提供することができる（図７参照）。

（β）ドライバの走行中の操作禁止について
次に、例えば、ドライバが走行中にナビゲーション操作をする場合があるが、走行視界へ集中するよう、走行中は操作できないよう設定され、車両が停止状態で操作できるよう設定されている（図８参照）。なお、助手席からの操作も同様の設定である。この場合について説明する。

これに対して、実施例１では、助手席からの操作に限って操作ができるように設定することが、操作者の確実な判別により可能となる。
そうすれば、走行中であっても、ドライバからの口頭による指示で各種設定が可能である。よって、よりドライバが快適に運転できるよう支援することができる（図９参照）。

（γ）操作用の各種アイコンを非表示にしている場合について
次に、例えば表示が煩雑にならないように、各種アイコンを非表示にしている場合について説明する。この場合には、画面の任意の位置を触るか、予め画面の外側にあるボタンを押すことでメニューが表示されるものについて説明する（図１０参照）。

これに対して、実施例１では、検出感度を２段階にすることにより、タッチパネル２の表面から離れた位置で手、指を感知することができるため、あらためてタッチパネル２の近くに操作者を感知するためのセンサを配備する必要はなくなる（図１１参照）。そして、助手席側で表面から離れた位置で手、指を感知し、表示画面のしかも助手席側にアイコンを表示することができ、ドライバから表示画面を遮ることなく各種操作を行うことができる（図１２、図１３参照）。
運転席側についても同様である（図１４参照）。
さらに、アイコン等を必要時のみ表示させ、操作の入口キーとしてタッチパネル２の外側に可動ボタンを配置することも必要なくなり、車内デザインの自由度も向上させることができる。また、表示部１１に、大きい表示をさせることができ、よりドライバに見やすい表示を行うことができる（図１５参照）。

効果を説明する。
実施例１の操作者判別方法にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1)タッチパネル２の一部表面に接触させる操作入力動作に対して、複数の位置で静電容量の変化を検出し、位置情報を伴う入力検出を行うタッチパネル部１２において、操作入力動作におけるパネルの一部表面に接触させる前の非接触の状態で、複数の位置で検出した静電容量の変化から、タッチパネル部１２の対向する２方向のどちらから操作しているかを操作者判別部１３２で判別するようにしたため、赤外線センサなどの別ユニットを必要とせず、簡単で安価なシステムで操作者判別をすることができる。

(2)操作入力動作におけるタッチパネル２の一部表面に接触させる際の静電容量の検出レベルより、操作入力動作におけるタッチパネル２の一部表面に接触させる前の非接触状態の静電容量の検出レベルを大きくするよう切り替えたため、より確実に、操作前に操作者判別を行うことができる。

(3)車両における運転席と助手席との間に設けられ、車両装置の表示と操作入力を行うタッチパネル部１２に用いた、(1)又は(2)に記載の操作者判別方法において、操作入力動作におけるタッチパネル２の一部表面に接触させる前の非接触の状態で、複数の位置で検出した静電容量の変化から、運転席側からの操作か、助手席側からの操作かを判別するようにし、少なくとも判別結果が助手席側からの操作の場合に、表示と組み合わされた検出位置を、助手席側へ移動させるようにしたため、より良好な運転環境と、運転支援をドライバに提供することができる。

実施例２は、矩形のタッチパネルの４隅の検出により、操作者を判別するようにした例である。
図１６は実施例２の操作者判別方法を用いた操作者判別装置のタッチパネル部の説明図である。

実施例２では、タッチパネル２と同等のセンサ部分３１を設けるようにし、そのセンサ部分３１の矩形の４隅で、図１６に示すようにセンサ電圧検出（Ｖ１〜Ｖ４）を行うようにする。
その他構成は、実施例１と同様であるため、説明を省略する。

作用を説明する。
[操作者判別作用]
図１７は実施例２の操作者判別方法を用いた操作者判別装置の検出状態を示す説明図である。
実施例２では、センサ部分３１の４隅に均一な電圧を印加し、センサ部分３１の表面に均一な電界を作る。指がセンサ部分３１の上方に位置するタッチパネル２に触れると、センサ部分３１の４隅から指までの距離に比例した容量変化が生じる。これを制御部１３の座標検出部１３１が、４隅の容量変化に基づき、指の座標（Ｐ１）を算出する。

検出感度を調整し、検出可能距離を拡大することで、タッチパネル２の表面に触れる前に、静電容量の変化を読み取ることが可能となる。例えば、検出距離を拡大された−ΔＸの範囲で、人の手が接近することで生じる静電容量の変化を検知し、操作者が操作面に触れる直前で、座標検出部１３１による操作者判別が実行される。

例えば、検出座標であるＰ１に対する検出範囲がＡＰ１とすれば、この範囲で静電容量の変化を検知することで、Ｐ１での変化として認識することができる。このとき、操作者の手がＰ１１に接近したことで、静電容量スイッチ（タッチパネル２）に触れることなく、操作者の手を検知することが可能となる。
検知範囲は、タッチパネル２、つまりセンサ部分３１の各点で一様に拡大されるため、結果として全面、全域で拡大されることになる。
[操作者判別処理及び操作入力処理]
図１８は実施例２の操作者判別方法を用いた操作者判別装置で実行される操作者判別処理及び操作入力処理の流れを示すフローチャートで、以下各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、初期表示を行い、タッチパネル部１２の感度レベルを最大にする。

ステップＳ２では、タッチパネル部１２の操作が開始されたかどうかを判断し、操作が開始され、その操作が運転者ならばステップＳ６へ進み、その操作が助手席の乗員ならばステップＳ３へ進み、操作が開始されていないならばステップＳ１へ戻る。

ステップＳ３では、助手席の乗員の操作としての処理を開始する。

ステップＳ４では、助手席の乗員を検知しているかどうかを判断し、乗員を検知しているならばステップＳ５へ進み、乗員を検知していないならばステップＳ７へ進む。

ステップＳ５では、助手席の乗員操作用の表示を表示部１１により行う。

ステップＳ６では、運転者の操作としての処理を開始する。

ステップＳ７では、車両状態を判断し、停車中ならばステップＳ８へ進み、走行中ならばステップＳ９へ進む。

ステップＳ８では、運転者の操作用の表示を表示部１１により行う。

ステップＳ９では、ナビ操作を不可とする、運転者の操作用の表示を表示部１１により行う。

ステップＳ１０では、タッチパネル部１２への操作があったかどうかを判断し、操作があるならばステップＳ１１へ進み、一定時間が経過しても操作がないならばステップＳ１へ戻る。

ステップＳ１１では、タッチパネルの感度レベルを最小にする。

ステップＳ１２では、各種操作の入力後に操作を終了する。

[操作者判別による車両装置の制御作用]
実施例２の操作者判別方法を用いた操作者判別装置で、車両において、運転席と助手席の間に設けたタッチパネルでナビゲーション等の表示に重ねて用いる場合を例に説明する。
操作者がタッチパネル２に接近すると、検出範囲を拡大された（ステップＳ１）タッチパネル２のセンサ部分３１からの静電容量の変化を認識し、操作者がどのような座標経路を辿ってタッチパネル２上を移動するかを読み取る（ステップＳ２）。

例えば、Ｐ１からＰ２と辿れば、助手席からの操作、Ｐ４からＰ３と辿れば運転席からの操作として操作者判別部１３２が、操作者を認識する。
操作者が助手席からの操作であると検知された場合（ステップＳ３）、複雑な操作までできるように、操作内容決定部１３３が判断し、操作可能な内容、あるいはアイコンを表示部１１に表示する（ステップＳ５）。

操作者が運転席からの操作であると検知された場合（ステップＳ６）、車両が走行中か停止中かを車両走行状態判断部１４が判断し（ステップＳ７）、車両が走行状態で且つ操作者が運転者であった場合、操作内容決定部１３３が運転に支障がない範囲で操作可能な内容のみを表示部１１に表示する（ステップＳ９）。
また、車両が停車中であれば複雑な操作まで可能な内容を表示する（ステップＳ８）。
但し、車両が停車状態から走行状態に移行すれば、車両走行状態判断部１４が車両走行中と判断し、操作内容決定部１３３が再度運転に支障のない範囲で操作可能な内容のみを表示する。
そして、タッチパネル２の操作が始まると（ステップＳ１０）、感度レベルを最小にして（ステップＳ１１）、各種操作を入力する。

[タッチパネルへの文字入力の場合]
図１９は実施例２の操作者判別方法を用いた操作者判別装置における文字入力の場合の説明図である。図２０は実施例２の操作者判別方法を用いた操作者判別装置における文字入力の場合の説明図である。
実施例２では、感度を調整することで、タッチパネル２の表面から離れた位置で手、指を感知することができるが、同時に感応範囲も広がってしまうため、図１９に示すような文字入力の際には、意図しないアイコンを操作、例えば「あ」を操作したいのに、画面に触る前から「い」あるいは「か」を認識してしまうという不具合が発生する。

しかし、これには、実施例２のステップＳ１１の処理が有効に作用する。
このような文字入力モードに入った場合は逆に感度を落として感応範囲を調整することで良好な表示、及び操作を実施することができる。

効果を説明する。
実施例２の操作者判別方法においては、上記(1),(2),(3)の効果に加えて、さらに以下の効果を有する。
(4)車両における運転席と助手席との間に設けられ、車両装置の表示と操作入力を行うタッチパネル部１２に用いた、(1)〜(3)の操作者判別方法において、文字入力を行う場合には、静電容量の検出感度を、タッチパネル２の一部表面に接触させる操作入力動作に対して、複数の位置で静電容量の変化を検出し、位置情報を伴う入力検出を行う場合よりも小さくしたため、より確実な文字入力を行うことができる。

以上、本発明の操作者判別方法を実施例１、実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置のタッチパネル部の説明図である。実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置のタッチパネルの構造と検出状態を示す説明図である。実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置の制御ブロック構成を示す図である。実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置の操作者判別状態の説明図である。実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置の操作入力状態を示す説明図である。実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置の操作入力状態を示す説明図である。実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置の操作入力状態を示す説明図である。実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置の操作入力状態を示す説明図である。実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置の操作入力状態を示す説明図である。実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置の操作入力状態を示す説明図である。実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置の操作入力状態を示す説明図である。実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置の操作入力状態を示す説明図である。実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置の操作入力状態を示す説明図である。実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置の操作入力状態を示す説明図である。実施例１の操作者判別方法を用いた操作者判別装置の操作入力状態を示す説明図である。実施例２の操作者判別方法を用いた操作者判別装置のタッチパネル部の説明図である。図１７は実施例２の操作者判別方法を用いた操作者判別装置の検出状態を示す説明図である。実施例２の操作者判別方法を用いた操作者判別装置で実行される操作者判別処理及び操作入力処理の流れを示すフローチャートで、以下各ステップについて説明する。実施例２の操作者判別方法を用いた操作者判別装置における文字入力の場合の説明図である。実施例２の操作者判別方法を用いた操作者判別装置における文字入力の場合の説明図である。

符号の説明

１操作者判別装置
１１表示部
１２タッチパネル部
１３制御部
１３１座標検出部
１３２操作者判別部
１３３操作内容決定部
１４車両走行状態判断部
２タッチパネル
３電極
３１センサ部分
４センサ回路
Ａ（助手席の）乗員
Ｄドライバ
Ｆ（操作者の）指
Ｈ（操作者の）手

Claims

パネルの一部表面に接触させる操作入力動作に対して、複数の位置で静電容量の変化を検出し、位置情報を伴う入力検出を行うタッチパネルにおいて、
操作入力動作におけるパネルの一部表面に接触させる前の非接触の状態で、複数の位置で検出した静電容量の変化から、前記タッチパネルの対向する２方向のどちらから操作しているかを判別するようにした、
ことを特徴とする操作者判別方法。
請求項１に記載の操作者判別方法において、
操作入力動作におけるパネルの一部表面に接触させる際の静電容量の検出レベルより、操作入力動作におけるパネルの一部表面に接触させる前の非接触状態の静電容量の検出レベルを大きくするよう切り替えた、
ことを特徴とする操作者判別方法。
車両における運転席と助手席との間に設けられ、車両装置の表示と操作入力を行うタッチパネルに用いた、請求項１又は請求項２に記載の操作者判別方法において、
操作入力動作におけるパネルの一部表面に接触させる前の非接触の状態で、複数の位置で検出した静電容量の変化から、運転席側からの操作か、助手席側からの操作かを判別するようにし、
少なくとも判別結果が助手席側からの操作の場合に、表示と組み合わされた検出位置を、助手席側へ移動させるようにした、
ことを特徴とする操作者判別方法。