JP2011509448A - タッチ面を有する制御装置の制御方法およびその制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 低容量かつ低価格のマイクロコントローラを用いて、多くの電子システムおよび機能を制御することができる、タッチ面を有する制御装置の制御方法、および制御装置を提供する。
【解決手段】 この制御方法は、少なくとも２つのあらかじめ定められた軌跡形状に基づいて、タッチ面上の制御軌跡の形状を識別する識別ステップを含んでいる。この識別ステップにおいて、あらかじめ定められた期間（ｄＴ）の間、各サンプリング周期（Ｔｅ）の制御軌跡から、サンプルされた角度（ｄθ）を特定するために、制御軌跡をサンプルし、少なくとも２つのサンプルされた角度（ｄθ）の展開を表わすパラメータを、あらかじめ定められた閾値と比較し、かつその比較の結果に応じて、あらかじめ定められた軌跡形状のうちの１つを、制御軌跡に割り当てる。制御装置は、この制御方法を実行するための処理ユニットを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、タッチ面を有する制御装置と、その制御方法に関する。本発明は、さらに、特に感圧抵抗体素子（「感圧抵抗体素子」を表わすＦＳＲという名称によっても知られているセンサ）を用いたタッチ面を有する制御装置に関する。

本発明は、より詳細には、マルチメディアスクリーンまたは空調システムの制御などの、自動車の電気機器または電子機器の制御に適用しうるものである。

近年、自動車に、運転者および乗客のための電子的な支援システム、および助勢システムが、ますます装備されるようになっている。

これらの電子的なシステムは、絶えず改善されており、ますます多くの調整パラメータを付与されている。例えば実質的に全てのオーディオシステムが、左右および前後のバランスを調整することができる、種々のスピーカ群を備えている。空調システムに関しては、最近、ゾーン毎に、空調パラメータの調整管理がなされているようである。

これらのシステムは全て、人間工学的に使用し易いように適合化された制御手段を必要とする。

自動車における制御を容易にし、かつ個々の制御数を少なくするために、ディスプレイスクリーンと組み合わせた多機能制御が、自動車の分野において出現している。

これらの公知の制御には、スクリーンに表示されたメニューを操ることができる、例えば制御ノブまたはジョイスティックが用いられている。所望の機能の選出は、例えば制御グリップ素子を押すことによって行なわれる。

このようなジョイスティックには、例えばオーディオシステムの音量調整機能が選ばれた場合に、このオーディオシステムの音量を増減させることができる回転式の制御部材が取り付けられている場合がある。

したがって、単一の多機能制御によって、自動車の多くの電子システムおよび機能を制御することができる。

より最近になって、これらの制御のために、タッチ面を用いることが提案されている。このタッチ面を用いることによって、ユーザの指による単純な押圧を検出して、検出された、タッチ面上の押圧位置、および／またはこの押圧によるタッチ面の変位に応じて、特定のタイプの作用または制御を行うことができる。

これらのタッチ面には、設置の容易さおよび強健さのゆえに、例えばキャパシタ技術や光学技術などの他の同様の技術を凌ぐようになっている感圧抵抗体素子技術が、ますます用いられている。

そのようなセンサは、例えば「デジタイザパッド」という名称で知られており、特許文献１〜４を、従来技術として引用する。

これらのセンサは、例えば導電層と抵抗層との間に挟まれた半導電層を有している。ＦＳＲ層に圧力をかけると、ＦＳＲ層のオーム抵抗が低下する。したがって、適切な電圧を印加することによって、かけられた圧力、および／または圧力をかけられた表面の位置を特定することができる。

センサから伝達された座標が、その後、ユーザの指によって触れられたゾーンに関連する特定の電気的機能の制御のために利用される。

タッチ面に基づいて、多くの電子システムおよび機能を制御するためには、ユーザの指の制御軌跡を検出して、それらの電子システムおよび機能を特定の制御に関連付ける必要がある。

このために、ユーザの指を案内することができる形状を有するタッチ面が提唱されている。

例えば環状、円弧バンド状、または直線バンド状のタッチ面を有するセンサが公知である。

さらに、タッチ面が任意の形状を有しているときに、指によってなされた制御軌跡の形状を識別するための計算アルゴリズムを実行する処理ユニットを有する、別の制御モジュールが公知である。

しかしながら、これらには、相当な記憶容量を必要とし、多くの場合、自動車産業に関わる規制と両立しないほどの長い計算時間を必要とする。

実際には、自動車の電子機器または電気機器を制御するためのコストおよび寸法に関する要件として、例えば車両の正面コンソールに組み込むことができる、低容量で小型のマイクロコントローラの使用が必要になる。

米国特許第４８１０９９２号公報 米国特許第５００８４９７号公報 フランス国特許公開第２６８３６４９号公報 ヨーロッパ特許公開第０５４１１０２号公報

本発明は、低容量かつ低価格のマイクロコントローラに適合することができ、かつ、多くの電子システムおよび機能を制御することができる、タッチ面を有する制御装置の制御方法、およびこのような制御装置を提供することを目的とするものである。

この目的を達成するために、本発明は、少なくとも２つのあらかじめ定められた軌跡形状に基づいて、タッチ面上の制御軌跡の形状を識別する識別ステップを含む、タッチ面を有する制御装置の制御方法を提供する。この識別ステップにおいて、あらかじめ定められた期間の間、次のことが行なわれる。
− 各サンプリング周期の制御軌跡から、サンプルされた角度を特定するために、制御軌跡をサンプルし、
− 少なくとも２つのサンプルされた角度の展開を表わすパラメータと、あらかじめ定められた閾値との比較を行い、かつ
− その比較の結果に応じて、あらかじめ定められた軌跡形状のうちの１つを、制御軌跡に割り当てる。

本発明の制御方法の他の特性として、次のものが挙げられる。
− 上述のパラメータは、サンプルされた角度と、サンプルされた角度の平均との間の偏差の和である。
− パラメータが、あらかじめ定められた閾値を超過している場合には、円形軌跡が、制御軌跡に割り当てられ、パラメータが、あらかじめ定められた閾値以下である場合には、直線軌跡が、制御軌跡に割り当てられる。
− 円形軌跡または直線軌跡を用いることによって、制御のパラメータ化または選択が可能になる。
− 識別ステップのあらかじめ定められた期間の間、さらに、制御軌跡の変位の長さを特定し、その制御軌跡の変位の長さと、あらかじめ定められた距離との比較を行い、かつ制御軌跡の変位の長さが、あらかじめ定められた距離より短い場合には、静止軌跡を制御軌跡に割り当てる。
− 静止軌跡を用いることによって、妥当性検証または機能選択が可能になる。
− 識別ステップにおける比較の後、あらかじめ定められた軌跡形状が、さらなる妥当性検証基準を満たしている場合に、あらかじめ定められた軌跡形状が、制御軌跡に割り当てられる。
− タッチ面上で検出された押圧力が、あらかじめ定められた力を超過している場合に、さらなる妥当性検証基準が満たされる。
− サンプリング周期は可変である。

本発明は、さらに、上述の制御方法を実行するための処理ユニットを備えていることを特徴とする、タッチ面を有する制御装置を提供するものである。

制御装置は、空調システム、オーディオシステム、ナビゲーションシステム、電話システム、電動窓開閉装置、車外バックミラーを調整するための制御、サンルーフの位置を調整するための制御、車内照明の制御、車内の座席を調整するための制御、などの自動車用電気装置または電子装置の少なくとも１つのセットの機能の制御を行うことができることが好ましい。

本発明の制御装置のタッチ面の一例の上面図である。 図１のタッチ面上に描かれる制御軌跡を示す図である。 実質的に直線の軌跡においてサンプルされた角度の時間的な展開を示す図である。 実質的に円形の軌跡においてサンプルされた角度の時間的な展開を示す図である。 本発明の例示的な一制御方法の各ステップを説明するフローチャートである。

添付図面を参照して、以下の説明を読むことによって、本発明の他の利点および特性が明白になると思う。

添付図面において、同等の部分には、同一の符号を付してある。明瞭化のために、制御方法のステップには、１００からの番号が付されている。

図１は、空調システム、オーディオシステム、ナビゲーションシステム、電話システムなどの自動車用電子機器または電気機器の少なくとも１つを含むセットの動作の制御、電動窓開閉装置の制御、車外バックミラーを調整するための制御、サンルーフの位置を調整するための制御、車内照明の制御、車内の座席を調整するための制御を行うことができる制御装置に組み込むように作られたタッチ面１を示している。

例えばオーディオシステムの場合には、円形の制御軌跡によって、音量を制御することができる。また、回転の方向（矢印４）によって、音量の増加、減少を選択することができる。

さらに、直線状の制御軌跡（矢印５）によって、ＣＤを変更することができる、または選択されたＣＤ内の曲名中から１つの曲名を選択することができるようにすることが可能である。

タッチ面１には、例えば感圧抵抗体素子から成るセンサ（「感圧抵抗体素子」を表わすＦＳＲという名称によっても知られているセンサ）が用いられており、ユーザの指によって押されたタッチ面１上の押圧ゾーンに対応する信号を、タッチ面１から制御装置の処理ユニットに供給することができる。

押圧ゾーンは、制御のために指によって加えられた圧力に応答して、例えばタッチ面１の感圧抵抗体素子から成るセンサのオーム抵抗が変化したゾーンである。

適切な電圧の印加によって、処理ユニットは、タッチ面１にかけられた圧力、および／または圧力がかけられた表面部分の位置に対応する信号を測定することができる。

例えば８ビットタイプのマイクロコントローラなどの、制御装置の処理ユニットは、制御のための検出プロセスを実行することができるソフトウェアを格納するためのプログラムメモリを有している。

例示的な、任意の形状の制御軌跡３を、図２に示す。

本発明の制御方法は、少なくとも２つのあらかじめ定められた軌跡形状から、タッチ面上の制御軌跡の形状を識別するステップを含んでいる。

直線軌跡、円形軌跡、および静止軌跡が、あらかじめ定められた軌跡形状の３つの例である。

識別ステップのあらかじめ定められた期間ｄＴにおいて、最初に、制御軌跡がサンプルされて、制御軌跡から、サンプリング周期Ｔｅ毎にサンプルされた角度ｄθが特定される。

サンプリング周期Ｔｅは、例えば処理ユニットのクロック周期に等しく、例えば約１０ミリ秒の程度である。

あらかじめ定められた期間ｄＴは、サンプリング周期Ｔｅの２倍以上である。

サンプリング周期Ｔｅは、可変であってもよい。

図２の軌跡においては、サンプルされた角度ｄθを得るために、制御軌跡３に５つのサンプリングがなされている。

サンプルされた角度ｄθは、時間的にサンプリング周期Ｔｅだけ隔たった、制御軌跡の連続する２つの押圧ゾーンＡとＢとを結んだ直線の、軸（図２の例においては横軸ｘ）に対する角度に等しい。

次に、少なくとも２つのサンプルされた角度ｄθの展開を表わすパラメータが、あらかじめ定められた閾値と比較され、またその比較の結果に応じて、あらかじめ定められた軌跡形状が、制御軌跡に割り当てられる。

したがって、円形軌跡ないし円弧軌跡と直線軌跡とを、容易に区別することができる。

さらに、この方法によれば、タッチ面は、完全に平坦であってもよく、また任意の形状であってもよい。

種々の計算アルゴリズムによって、制御軌跡３から、サンプルされた角度ｄθを得ることができる。

一実施形態によれば、サンプルされた角度ｄθと、サンプルされた角度の平均Ｍｄθとの間の偏差Ｅが特定される。次いで、偏差Ｅの和をとることによって、サンプルされた角度ｄθの展開を表わすパラメータが計算される。

したがって、この方法によれば、制御軌跡が完全に円形でなくとも、また完全に直線でなくとも、直線と曲線とを容易に識別することができる。

さらに、サンプルされた角度ｄθの展開を表わすパラメータは、サンプルされた角度の平均Ｍｄθに対する、サンプルされた角度ｄθの標準偏差であるとみなすことができる。

サンプルされた角度ｄθの展開を表わすパラメータが、あらかじめ定められた閾値を超過している場合には、制御軌跡に円形軌跡を割り当て、サンプルされた角度ｄθの展開を表わすパラメータが、あらかじめ定められた閾値以下である場合には、制御軌跡に直線軌跡を割り当てることが有利である。

あらかじめ定められた閾値は、例えば約２０°である。

あらかじめ定められた期間Ｔｄにおける制御軌跡からの、９個のサンプルされた角度ｄθの例示的な第１の展開が、時間の関数として図３に示されている。

制御軌跡からサンプルされた角度の平均Ｍｄθが、水平な一点鎖線によって示されている。偏差Ｅは、サンプルされた角度ｄθと、サンプルされた角度の平均Ｍｄθとの間の距離に等しい。

図３に示すように、サンプルされた角度ｄθの展開は、ほぼ一定値を示している。

したがって、偏差Ｅの和はほぼ０である。したがって、この制御軌跡には、直線軌跡を割り当てることができる。

あらかじめ定められた期間Ｔｄにおける制御軌跡からの、サンプルされた角度ｄθの第２の展開が、時間の関数として図４に示してある。

この第２の展開においては、偏差Ｅの和は、第１の展開の場合より大きく、かつあらかじめ定められた閾値を超過している。したがって、この制御軌跡には、円形軌跡が割り当てられる。

円形軌跡や直線軌跡の使用によって、制御のパラメータ化や選択が可能になることが有利である。

さらに、識別ステップのあらかじめ定められた期間ｄＴ中、時間的にサンプリング周期Ｔｅだけ隔たった、連続する２つの押圧ゾーンＡとＢとの間の、制御軌跡の変位の長さｄＲ（図２を参照）も特定するようにすることができる。

次に、制御軌跡の変位の長さｄＲが、あらかじめ定められた距離と比較され、この制御軌跡の変位の長さｄＲが、そのあらかじめ定められた距離未満である場合には、制御軌跡に静止軌跡が割り当てられる。

あらかじめ定められた距離は、例えば４ｍｍ程度である。

静止軌跡の使用によって、妥当性検証や機能選択が可能になることが有利である。

さらに、識別ステップにおける比較後に、あらかじめ定められた軌跡の形状が、さらなる妥当性検証基準を満たした場合のみ、制御軌跡に、あらかじめ定められた軌跡の形状を割り当てることも可能である。

例えばタッチ面上で検出された押圧力が、あらかじめ定められた力を超過している場合に、さらなる妥当性検証基準が満たされる。

別の一例によれば、割り当てられる候補となったあらかじめ定められた軌跡が、少なくとも前の識別ステップにおいて割り当てられたあらかじめ定められた軌跡と同一である場合に、さらなる妥当性検証基準が満たされる。

図５は、本発明の制御方法の例示的な一実施形態を示すフローチャートである。

最初のステップ１００には、制御装置が、タッチ面１への押圧を検出するために待機するステップが含まれる。

押圧が検出されると、制御軌跡がサンプルされて、あらかじめ定められた期間ｄＴ中の各サンプリング周期Ｔｅにおける制御軌跡から、サンプルされた角度ｄθが特定される（ステップ１０１）。

制御軌跡の変位の長さｄＲも特定される。

ステップ１０２において、あらかじめ定められた期間ｄＴの終了時点で、押圧が既に検出されなくなっていると、この方法は、押圧を待機する最初のステップ１００に戻る。

ステップ１０２において、あらかじめ定められた期間ｄＴの終了時点まで押圧が検出されると、制御軌跡の変位の長さｄＲが、あらかじめ定められた距離と比較される（ステップ１０３）。

制御軌跡の変位の長さｄＲが、あらかじめ定められた距離より短い場合には、検出時間が十分であったか否か、例えば検出時間が、最小検出時間である５００ミリ秒を超過していたか否かが特定される（ステップ１０４）。

検出時間が、この最小検出時間未満であった場合には、ステップ１０１に戻って、新しい変位の検出が待機される。

検出時間が、最小検出時間を超過していた場合には、静止軌跡が制御軌跡に割り当てられ（ステップ１０５）、次いでステップ１０１に戻って、新しい変位の検出が待機され、この方法が継続される。

ステップ１０３において、制御軌跡の変位の長さｄＲが、あらかじめ定められた距離より長い場合には、あらかじめ定められた期間ｄＴ中にサンプルされた角度ｄθの展開を表わすパラメータが、あらかじめ定められた閾値と比較される（ステップ１０６）。

このパラメータが閾値以下である場合には、直線軌跡が制御軌跡に割り当てられ（ステップ１０７）、次いでステップ１０１に戻って、この方法が続行される。

このパラメータが閾値を超過している場合には、円形軌跡が制御軌跡に割り当てられ（ステップ１０８）、次いでステップ１０１に戻って、新しい変位の検出が待機され、この方法が継続される。

制御軌跡に、あらかじめ定められた軌跡形状を割り当てるために、少なくとも２つのサンプルされた角度ｄθの展開を表わすパラメータが、あらかじめ定められた閾値と比較される、このような制御方法によって、多くの電子システムおよび機能を、低容量かつ低価格のマイクロコントローラを用いて制御することができる。

１ タッチ面
３ 制御軌跡
４、５ 矢印
Ａ、Ｂ 押圧ゾーン
ｄＲ 制御軌跡の変位の長さ
ｄθ サンプルされた角度
Ｅ 偏差
Ｍｄθ サンプルされた角度の平均
Ｔｄ あらかじめ定められた期間
Ｔｅ サンプリング周期

Claims (11)

1. タッチ面を有する制御装置の制御方法であって、少なくとも２つのあらかじめ定められた軌跡の形状に基づいて、前記タッチ面上の制御軌跡の形状を識別する識別ステップを含んでおり、該識別ステップにおいて、あらかじめ定められた期間（ｄＴ）の間、
   − 各サンプリング周期（Ｔｅ）の制御軌跡から、サンプルされた角度（ｄθ）を特定するために、前記制御軌跡をサンプルし、
   − 少なくとも２つのサンプルされた角度（ｄθ）の展開を表わすパラメータと、あらかじめ定められた閾値との比較を行い、かつ
   − 該比較の結果に応じて、あらかじめ定められた軌跡の形状の１つを、前記制御軌跡に割り当てることを特徴とする制御方法。
2. 前記パラメータは、前記サンプルされた角度（ｄθ）と、前記サンプルされた角度の平均（Ｍｄθ）との間の偏差（Ｅ）の和であることを特徴とする、請求項１に記載の制御方法。
3. 前記パラメータが、前記あらかじめ定められた閾値を超過している場合には、円形軌跡が、前記制御軌跡に割り当てられ、前記パラメータが、前記あらかじめ定められた閾値以下である場合には、直線軌跡が、前記制御軌跡に割り当てられることを特徴とする、請求項１または２に記載の制御方法。
4. 前記円形軌跡または前記直線軌跡を用いることによって、制御のパラメータ化または選択が可能になることを特徴とする、請求項３に記載の制御方法。
5. 前記識別ステップのあらかじめ定められた期間（ｄＴ）の間、
   − さらに、前記制御軌跡の変位の長さ（ｄＲ）を特定し、
   − 該制御軌跡の変位の長さ（ｄＲ）と、あらかじめ定められた距離との比較を行い、かつ
   − 該制御軌跡の変位の長さ（ｄＲ）が、該あらかじめ定められた距離より短い場合には、静止軌跡を前記制御軌跡に割り当てることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載の制御方法。
6. 前記静止軌跡を用いることによって、妥当性検証または機能選択が可能になることを特徴とする、請求項５に記載の制御方法。
7. 前記識別ステップにおける比較の後、前記あらかじめ定められた軌跡の形状が、さらなる妥当性検証基準を満たしている場合に、前記あらかじめ定められた軌跡の形状が、前記制御軌跡に割り当てられることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載の制御方法。
8. 前記タッチ面（１）上で検出された押圧力が、あらかじめ定められた力を超過している場合に、前記さらなる妥当性検証基準が満たされることを特徴とする、請求項７に記載の制御方法。
9. 前記サンプリング周期（Ｔｅ）は可変であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１つに記載の制御方法。
10. 請求項１〜９のいずれか１つに記載の制御方法を実行するための処理ユニットを備えていることを特徴とする、タッチ面を有する制御装置。
11. 空調システム、オーディオシステム、ナビゲーションシステム、電話システム、電動窓開閉装置、車外バックミラーを調整するための制御、サンルーフの位置を調整するための制御、車内照明の制御、車内の座席を調整するための制御、などの自動車用電気装置または電子装置の少なくとも１つのセットの機能の制御を行うことができることを特徴とする、請求項１０に記載の制御装置。

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