JP2012073042A - 操作信号生成装置、および、操作信号生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザにより操作される機器が誤動作しにくくなるように、適切に操作信号を生成する。
【解決手段】受付部１１は、機器を操作するための操作入力であって、ユーザの体の一部によってなされる操作入力を受け付ける。検知部１２は、ユーザの体の一部が受付部１１に向かって接近する接近速度を検知する。生成部１３は、受付部１１により操作入力が受け付けられる際に検知部１２により検知された接近速度が、あらかじめ設定された基準範囲内である場合、当該操作入力に対応づけられた操作信号を生成する。出力部１４は、生成された操作信号を機器に出力する。
【選択図】図２

Description

本発明は、操作信号生成装置、および、操作信号生成方法に関する。

ユーザから受け付けた操作入力に基づいて、カーナビゲーション装置などの機器を操作するための信号を生成する操作信号生成装置が知られている。このような操作信号生成装置は、典型的には、ユーザからの操作入力を受け付けるためのタッチパネルやボタンを備え、機器に組み込まれて使用される。

ここで、ユーザが誤って荷物などの物をタッチパネルやボタンに接触させてしまうと、機器が誤動作してしまうことがある。現在、このような誤動作を避けるための種々の技術が提案されている。例えば、特許文献１には、人が持っている静電容量を検出することにより、タッチパネルやボタンに物がぶつかることに起因する誤動作を禁止するスイッチ操作装置が開示されている。

特開２００３−３０４１４７号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたスイッチ操作装置では、ユーザが誤って手足をタッチパネルやボタンに接触させることに起因する誤動作を禁止することができない。このため、タッチパネルやボタンに対する操作が、ユーザが意図しない操作であると推定される場合に、この操作に基づく操作信号の生成を禁止することが可能な操作信号生成装置が望まれている。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ユーザにより操作される機器が誤動作しにくくなるように、適切に操作信号を生成するのに好適な操作信号生成装置、および、操作信号生成方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る操作信号生成装置は、
機器を操作するための操作入力であって、ユーザの体の一部によってなされる操作入力を受け付ける受付部と、
前記ユーザの体の一部が前記受付部に向かって接近する接近速度を検知する検知部と、
前記受付部により前記操作入力が受け付けられる際に前記検知部により検知された接近速度が、あらかじめ設定された基準範囲内である場合、当該操作入力に対応づけられた操作信号を生成する生成部と、
前記生成された操作信号を前記機器に出力する出力部と、を備える、
ことを特徴とする。

前記操作信号生成装置は、
前記基準範囲が記憶される記憶部と、
前記操作入力が受け付けられた際に前記検知部により検知された接近速度に基づいて、前記記憶部に記憶されている基準範囲を変更する変更部と、をさらに備えてもよい。

前記変更部は、前記操作入力が受け付けられた際に前記検知部により検知された接近速度のうち、最新の所定個数の接近速度に基づいて、前記記憶部に記憶されている基準範囲を変更してもよい。

前記変更部は、前記記憶部に記憶されている基準範囲を、前記最新の所定個数の接近速度の平均値を基準接近速度として、当該基準接近速度を基準とした基準範囲に変更してもよい。

前記検知部は、前記受付部の近傍に配置される少なくとも１つの静電容量センサを備え、当該少なくとも１つの静電容量センサの出力の変化に基づいて、前記接近速度を検知してもよい。

前記検知部は、前記受付部を囲むように前記受付部の近傍に配置される複数の静電容量センサを備え、当該複数の静電容量センサの出力の変化に基づいて、前記接近速度と、前記ユーザの体の一部が前記受付部に沿って移動する移動速度と、を検知し、
前記生成部は、前記受付部により前記操作入力が受け付けられる際に前記検知部により検知された接近速度が前記基準範囲内に収まり、かつ、前記受付部により当該操作入力が受け付けられる際に前記検知部により検知された移動速度があらかじめ設定された基準範囲内に収まる場合、当該操作入力に対応づけられた操作信号を生成してもよい。

上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る操作信号生成方法は、
受付部、検知部、生成部、および、出力部を備える操作信号生成装置が実行する操作信号生成方法であって、
前記受付部が、機器を操作するための操作入力であって、ユーザの体の一部によってなされる操作入力を受け付ける受付工程と、
前記検知部が、前記ユーザの体の一部が前記受付部に向かって接近する接近速度を検知する検知工程と、
前記生成部が、前記受付部により前記操作入力が受け付けられる際に前記検知部により検知された接近速度が、あらかじめ設定された基準範囲内である場合、当該操作入力に対応づけられた操作信号を生成する生成工程と、
前記出力部が、前記生成された操作信号を前記機器に出力する出力工程と、を備える、
ことを特徴とする。

本発明によれば、ユーザにより操作される機器が誤動作しにくくなるように、適切に操作信号を生成することができる。

本発明の第１の実施形態に係る操作信号生成装置の物理的な構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る操作信号生成装置の機能を説明するためのブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る操作信号生成装置の外観を示す図である。 静電容量センサが備える回路を示す図である。 接近距離と静電容量との関係を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る操作信号生成装置が実行する操作信号生成処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る操作信号生成装置の外観を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る操作信号生成装置が実行する操作信号生成処理を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る操作信号生成装置の外観を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る操作信号生成装置の外観を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る操作信号生成装置の外観を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る操作信号生成装置について説明する。

（第１の実施形態）
本実施形態においては、本発明をカーナビゲーション装置に適用する例を示す。つまり、本実施形態に係る操作信号生成装置は、カーナビゲーション装置の入力インターフェースとして機能し、カーナビゲーション装置の制御部に操作信号を供給する。まず、図１を参照して、本実施形態に係る操作信号生成装置の物理的な構成について説明する。

図１に示すように、操作信号生成装置１００は、ＣＰＵ(Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２、ＲＡＭ(Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ)１０３、フラッシュメモリ１０４、タッチパネル１０５、静電容量センサ１０６、出力装置１０７、ＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）１０８、を備える。操作信号生成装置１００が備えるこれらの構成要素は、バスにより相互に接続される。

ＣＰＵ１０１は、操作信号生成装置１００の全体の動作を制御する。なお、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されているプログラムに従って動作し、ＲＡＭ１０３をワークエリアとして使用する。ＣＰＵ１０１は、主に、ユーザによりなされた操作入力に基づいて、当該操作入力により操作される機器を操作するための操作信号を生成する。

ＲＯＭ１０２には、操作信号生成装置１００の全体の動作を制御するためのプログラムやデータが記憶される。

ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１のワークエリアとして機能する。つまり、ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３にプログラムやデータを一時的に書き込み、これらのプログラムやデータを適宜参照する。

フラッシュメモリ１０４は、操作信号生成装置１００が実行する操作信号生成処理に必要なデータなどを記憶する。フラッシュメモリ１０４は、操作信号生成装置１００の電源のオン／オフにかかわらず、データを保持する。

タッチパネル１０５は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などを備え、ＣＰＵ１０１により生成された画像を表示する。また、タッチパネル１０５は、ユーザからの操作入力をパネル面において受け付ける。タッチパネル１０５は、ユーザの指などが接触しているパネル面の位置（以下、適宜「タッチ位置」という。）を検知し、このタッチ位置を表す情報をＣＰＵ１０１などに供給する。タッチ位置を表す情報は、例えば、パネル面における直交座標（Ｘ、Ｙ）により表される。

静電容量センサ１０６は、内部にプローブを備え、このプローブとターゲットとの間の静電容量を検知する。なお、プローブとターゲットとの間の物質の誘電率が一定である場合、検知される静電容量はプローブからターゲットまでの距離に依存する値となる。つまり、静電容量センサ１０６は、静電容量を検知することで、プローブからターゲットまでの距離を検知することができる。なお、静電容量センサ１０６により検知される静電容量は、ターゲットが人体の一部（例えば、ユーザの手や指）である場合、ターゲットが絶縁物（例えば、バッグ、衣服）である場合よりも極めて大きくなる。従って、ＣＰＵ１０１は、静電容量センサ１０６により検知された静電容量を監視することにより、静電容量センサ１０６の近傍に人体の一部が接近したことを検知することができる。

出力装置１０７は、ＣＰＵ１０１により生成された操作信号を出力する。なお、出力装置１０７は、ＣＰＵ１０１により生成された操作信号を、この操作信号により操作される機器が認識可能な形式に変換して出力してもよい。

ＲＴＣ１０８は、水晶振動子や発振回路などを備える計時用のデバイスである。

次に、図２を参照して、操作信号生成装置１００が備える機能について説明する。

図２に示すように、操作信号生成装置１００は、受付部１１、検知部１２、生成部１３、出力部１４、記憶部１５、変更部１６、を備える。

受付部１１は、機器を操作するための操作入力であって、ユーザの体の一部によってなされる操作入力を受け付ける。操作入力は、タッチパネルへのタッチ操作やなぞり操作、ボタンへの押圧操作、ボリュームへの回転操作などである。受付部１１は、例えば、タッチパネル１０５により構成される。

検知部１２は、ユーザの体の一部が受付部１１に向かって接近する速度（以下、適宜「接近速度」という。）を検知する。検知部１２は、例えば、一定の時間が経過する毎に、ユーザの体の一部と受付部１１との間の距離を計測することで、この接近速度を取得することができる。検知部１２は、例えば、ＣＰＵ１１とＲＯＭ１２とＲＡＭ１３と静電容量センサ１０６とＲＴＣ１０８とにより構成される。

生成部１３は、受付部１１により操作入力が受け付けられる際（典型的には、受付部１１により操作入力が受け付けられる直前）に検知部１２により検知された接近速度が、あらかじめ設定された基準範囲（以下、適宜「接近速度の基準範囲」という。）内に収まる場合、当該操作入力に対応づけられた操作信号を生成する。この基準範囲は、ユーザが操作入力する場合に、検知されることが予想される接近速度の範囲である。この基準範囲は、例えば、接近速度の下限値から接近速度の上限値までの範囲である。また、操作信号は、タッチパネルへのタッチ操作やなぞり操作、ボタンへの押圧操作、ボリュームへの回転操作などの操作入力の各々に対応付けられた信号である。生成部１３は、例えば、ＣＰＵ１１とＲＯＭ１２とＲＡＭ１３とにより構成される。

出力部１４は、生成された操作信号を機器に出力する。出力部１４は、例えば、出力装置１０７により構成される。

記憶部１５にはあらかじめ設定された基準範囲が記憶される。記憶部１５には、接近速度の下限値と接近速度の上限値とが記憶されてもよいし、接近速度の基準値（以下、適宜、「基準接近速度」という。）と、許容されるこの基準値との速度差（以下、適宜、「許容速度差」という。）と、が記憶されても良い。記憶部１５は、例えば、ＲＡＭ１０３やフラッシュメモリ１０４により構成される。

変更部１６は、操作入力が受け付けられた際（典型的には、操作入力が受け付けられる直前）に検知部１２により検知された接近速度に基づいて、記憶部１５に記憶されている基準範囲を変更する。例えば、操作入力が受け付けられた際に検知部１２により検知された接近速度のうち、最新の所定個数の接近速度の平均値を基準とする値が、基準範囲とされる。例えば、この基準範囲は、この平均値を基準接近速度として、基準接近速度より許容速度差だけ遅い速度（以下、適宜、「基準接近速度の下限値」という。）から、基準接近速度より許容速度差だけ速い速度（以下、適宜、「基準接近速度の上限値」という。）まで、の速度の範囲とされる。変更部１６は、例えば、ＣＰＵ１１とＲＯＭ１２とＲＡＭ１３とにより構成される。

次に、図３を参照して、操作信号生成装置１００の外観について説明する。なお、操作信号生成装置１００は、カーナビゲーション装置の入力インターフェースとして機能するため、基本的には、カーナビゲーション装置の入力インターフェースと同様の外観である。

タッチパネル１０５は、操作信号生成装置１００の前面の中央部分など、ユーザが操作し易い位置に配置される。

静電容量センサ１０６は、タッチパネル１０５の近傍に配置される。図３に、操作信号生成装置１００の前面の上部に静電容量センサ１０６が配置された例を示す。なお、図３には、静電容量センサ１０６のプローブ部分を示している。図３には、プローブの形状が横長である例を示しているが、プローブの形状は任意である。

ここで、図４を参照して、静電容量センサ１０６が静電容量を検知する手法について説明する。

静電容量センサ１０６は、例えば、図４に示すような回路４００により構成される。図４に示す例では、この回路４００は、抵抗４０１と、スイッチング素子４０２と、キャパシタ４０３と、プローブ４０４と、を含んでいる。

抵抗４０１は、第１端子が電源に接続されてプルアップされ、第２端子がスイッチング素子４０２の第１端子、キャパシタ４０３の第１端子、ならびに、プローブ４０４に接続される。ここで、電源電位をＶｃｃとし、抵抗４０１の抵抗値をＲとする。

スイッチング素子４０２は、第１端子が抵抗４０１の第２端子、キャパシタ４０３の第１端子、ならびに、プローブ４０４に接続され、第２端子がグランドに接続されて接地される。ここで、スイッチング素子４０２の第１端子の電位をＶｃとする。

キャパシタ４０３は、第１端子が抵抗４０１の第２端子、スイッチング素子４０２の第１端子、ならびに、プローブ４０４に接続され、第２端子がグランドに接続されて接地される。なお、キャパシタ４０３は、浮遊容量である。ここで、キャパシタ４０３の静電容量をＣｓとする。

プローブ４０４は、抵抗４０１の第２端子、スイッチング素子４０２の第１端子、ならびに、キャパシタ４０３の第１端子に接続される。ここで、プローブ４０４の近傍にユーザの手４０５がある場合、プローブ４０４とユーザの手４０５とによりキャパシタ４０６が形成される。ここで、キャパシタ４０６の静電容量をＣｘとする。このＣｘは、プローブ４０４から手４０５までの距離であるＤｘに応じた値となる。なお、図４には、理解を容易にするため、プローブ４０４から手４０５の内部の代表点４０７までの距離をＤｘとしている。なお、代表点４０７は、例えば、手４０５（手のひら）の重心とすることができる。なお、Ｄｘにより表される距離を、適宜「接近処理」という。

ここで、図５を参照して、ＤｘとＣｘとの関係について説明する。

図５に示すように、ＤｘとＣｘとは逆比例（反比例）の関係にあり、Ｋを定数として、Ｄｘ×Ｃｘ＝Ｋが成立する。つまり、ユーザが手４０５をプローブ４０４に近づけていくと、キャパシタ４０６の静電容量であるＣｘは、初めのうち徐々に増加するが、次第に急激に増加する。なお、Ｃｘは、例えば、スイッチング素子４０２を導通状態から絶縁状態にした時刻から、Ｖｃが所定の閾電圧に上昇するまでの充電時間に基づいて求められる。なお、この充電時間は、ＣｘのみならずＣｓの影響を受けるが、このＣｓが固定値である場合、Ｃｘを求めることができる。典型的には、Ｃｓは、手４０５がプローブ４０４から十分に離れている場合の充電時間に基づいて求められる固定値である。

ここで、本実施形態では、手４０５がプローブ４０４に近づく接近速度が、あらかじめ設定された基準範囲に入っている場合に操作が有効とされ（操作信号が機器に出力され）、あらかじめ設定された基準範囲に入っていない場合に操作が無効とされる（操作信号が機器に出力されない）。言い換えれば、接近速度が大きすぎる場合、もしくは、接近速度が小さすぎる場合、操作が無効とされる。つまり、単位時間あたりのＣｘの変化量が大きすぎる場合、もしくは、単位時間あたりのＣｘの変化量が小さすぎる場合、操作が無効とされる。

このように、操作の有効／無効が決定される理由は、ユーザが意図してタッチパネル１０５を操作する場合、接近速度が、あらかじめ設定された基準範囲に入ると予測されるのに対し、ユーザが意図していないにもかかわらずタッチパネル１０５に物や手足がぶつかる場合、接近速度が、あらかじめ設定された基準範囲から外れると予想されるからである。なお、ユーザが意図していないにもかかわらずタッチパネル１０５に物や手足がぶつかる典型例は、急ブレーキなどにより手足や積み荷がタッチパネル１０５にぶつかる場合である。

次に、図６に示すフローチャートを用いて、操作信号生成装置１００が実行する操作信号生成処理について説明する。操作信号生成装置１００は、電源が投入されると、図６に示す操作信号生成処理を実行する。

まず、ＣＰＵ１０１は、タイマを起動する（ステップＳ１０１）。具体的には、ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３やＲＴＣ１０８と協働して、タイマを構成し、このタイマの値をリセットした上で、このタイマの値のカウントアップを開始する。なお、このタイマは、静電容量を取得するタイミング、つまり、接近速度を取得するタイミング、を検知するために使用される。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１０１の処理を終了すると、タイマの値が閾値以上であるか否かを判別する（ステップＳ１０２）。この閾値は、静電容量を検知する周期に相当する。従って、この閾値が大きな値に設定されるとこの周期が長くなり、この閾値が小さな値に設定されるとこの周期が短くなる。この閾値は、この閾値に対応する周期で静電容量が検知されたときに、手４０５がプローブ４０４に近づく様子が分かる程度の値に設定されることが望ましい。

ＣＰＵ１０１は、タイマの値が閾値以上ではないと判別すると（ステップＳ１０２：ＮＯ）、再度ステップＳ１０２の処理を実行する。

一方、ＣＰＵ１０１は、タイマの値が閾値以上であると判別すると（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、タイマの値をクリアする（ステップＳ１０３）。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１０３の処理を終了すると、静電容量を取得する（ステップＳ１０４）。具体的には、ＣＰＵ１０１は、静電容量センサ１０６を制御して、プローブ４０４と手４０５とにより構成されるキャパシタ４０６の静電容量を取得する。なお、この静電容量は、例えば、取得時刻と対応付けられてＲＡＭ１０３に記憶される。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１０４の処理を終了すると、取得した静電容量に基づいて、プローブ４０４から手４０５までの距離である接近距離を取得する（ステップＳ１０５）。なお、この接近距離は、例えば、取得時刻と対応付けられてＲＡＭ１０３に記憶される。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１０５の処理を終了すると、操作入力が検知されたか否かを判別する（Ｓ１０６）。具体的には、ＣＰＵ１０１は、タッチパネル１０５から供給される情報に基づいて、タッチパネル１０５に対してタッチ操作があったか否かを判別する。

ＣＰＵ１０１は、操作入力が検知されていないと判別すると（ステップＳ１０６：ＮＯ）、ステップＳ１０２に処理を戻す。

一方、ＣＰＵ１０１は、操作入力が検知されたと判別すると（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、接近速度を取得する（ステップＳ１０７）。具体的には、ＣＰＵ１０１は、最後に検知された接近距離とその前に検知された接近距離との距離差と、最後の検知時刻とその前の検知時刻との時刻差と、に基づいて、操作入力がなされる直前に、手４０５がプローブ４０４に向かって接近した接近速度を求める。なお、接近速度は、取得時刻と対応付けられてフラッシュメモリ１０４に記憶される。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１０７の処理を終了すると、取得した接近速度が、接近速度の基準範囲内であるか否かを判別する（ステップＳ１０８）。なお、この接近速度の基準範囲は、例えば、フラッシュメモリ１０４に、接近速度の下限値と接近速度の上限値として記憶されているものとする。

ＣＰＵ１０１は、取得した接近速度が、接近速度の基準範囲内ではないと判別すると（ステップＳ１０８：ＮＯ）、ステップＳ１０２に処理を戻す。

一方、ＣＰＵ１０１は、取得した接近速度が、接近速度の基準範囲内であると判別すると（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、操作入力に対応付けられた操作信号を生成する（ステップＳ１０９）。例えば、ＣＰＵ１０１は、タッチ位置に表示されていた画像により特定される処理を機器に実行させるための操作信号を生成する。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１０９の処理を終了すると、生成した操作信号を出力する（ステップＳ１１０）。つまり、ＣＰＵ１０１は、生成した操作信号を出力装置１０７に供給し、機器に対してこの操作信号を出力するように出力装置１０７を制御する。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１０の処理を終了すると、接近速度の基準範囲を変更する（ステップＳ１１１）。例えば、ＣＰＵ１０１は、検知された接近速度のうち、最新の所定個数の接近速度の平均値を基準接近速度として、基準接近速度より許容速度差だけ遅い速度（つまり、基準接近速度の下限値）から、基準接近速度より許容速度差だけ速い速度（つまり、基準接近速度の上限値）までを、接近速度の基準範囲とする。基準接近速度の下限値と基準接近速度の上限値とは、フラッシュメモリ１０４に記憶される。ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１１の処理を終了すると、ステップＳ１０２に処理を戻す。

本実施形態に係る操作信号生成装置１００によれば、ユーザが操作入力する直前に検知された接近速度が、接近速度の基準範囲に収まっている場合、操作入力に対する操作信号が出力され、接近速度の基準範囲に収まっていない場合、操作入力に対する操作信号が出力されない。このため、接近速度が速すぎる、もしくは、接近速度が遅すぎる場合など、誤って操作入力がなされたと考えられる場合に、操作信号が装置に供給されて装置が誤動作することが抑制される。

また、接近速度の基準範囲は、過去に操作入力がなされたときの接近速度に基づいて、適宜、更新される。このため、ユーザが、操作入力する際に癖のあるユーザである場合にも、操作入力を繰り返しているうちに、接近速度の基準範囲は、このユーザに対応した適切な接近速度の基準範囲に修正される。

なお、本実施形態では、手４０５がプローブ４０４に近づく速度が、手４０５がタッチパネル１０５に近づく速度に近似することを前提にしている。この前提は、プローブ４０４がタッチパネル１０５の近傍に配置されることで成立する。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、静電容量センサ１０６が１つである例を示した。しかし、本発明において、静電容量センサ１０６は２つ以上であってもよい。

例えば、図７に示すように、タッチパネル１０５を囲むように、タッチパネル１０５の四隅の近傍のそれぞれに、静電容量センサ１０６が配置されていてもよい。ここで、４つの静電容量センサ１０６は、互いに同様の構成であるものとする。

以下、図８に示すフローチャートを用いて、操作信号生成装置７００が実行する操作信号生成処理について説明する。操作信号生成装置７００は、電源が投入されると、図８に示す操作信号生成処理を実行する。

まず、ＣＰＵ１０１は、タイマを起動する（ステップＳ２０１）。具体的には、ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３やＲＴＣ１０８と協働して、タイマを構成し、このタイマの値をリセットした上で、このタイマの値のカウントアップを開始する。なお、このタイマは、静電容量を取得するタイミング、つまり、接近速度ならびに移動速度を取得するタイミング、を検知するために使用される。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２０１の処理を終了すると、タイマの値が閾値以上であるか否かを判別する（ステップＳ２０２）。この閾値は、接近速度を検知する周期に相当する。従って、この閾値が大きな値に設定されるとこの周期が長くなり、この閾値が小さな値に設定されるとこの周期が短くなる。この閾値は、この閾値に対応する周期で接近速度が検知されたときに、手４０５がプローブ４０４に近づく様子が分かる程度の値に設定されることが望ましい。

ＣＰＵ１０１は、タイマの値が閾値以上ではないと判別すると（ステップＳ２０２：ＮＯ）、再度ステップＳ２０２の処理を実行する。

一方、ＣＰＵ１０１は、タイマの値が閾値以上であると判別すると（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、タイマの値をクリアする（ステップＳ２０３）。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２０３の処理を終了すると、静電容量を取得する（ステップＳ２０４）。具体的には、ＣＰＵ１０１は、４つの静電容量センサ１０６のそれぞれを制御して、プローブ４０４と手４０５とにより構成されるキャパシタ４０６の静電容量をそれぞれ取得する。なお、この４つの静電容量は、例えば、取得時刻と対応付けられてＲＡＭ１０３に記憶される。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２０４の処理を終了すると、取得した４つの静電容量のそれぞれに基づいて、プローブ４０４から手４０５までの距離である接近距離をそれぞれ取得する（ステップＳ２０５）。なお、この４つの接近距離は、例えば、取得時刻と対応付けられてＲＡＭ１０３に記憶される。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２０５の処理を終了すると、操作入力が検知されたか否かを判別する（Ｓ２０６）。具体的には、ＣＰＵ１０１は、タッチパネル１０５から供給される情報に基づいて、タッチパネル２０５に対してタッチ操作があったか否かを判別する。

ＣＰＵ１０１は、操作入力が検知されていないと判別すると（ステップＳ２０６：ＮＯ）、ステップＳ２０２に処理を戻す。

一方、ＣＰＵ１０１は、操作入力が検知されたと判別すると（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、接近速度を取得する（ステップＳ２０７）。具体的には、ＣＰＵ１０１は、検知された４つの接近距離のそれぞれについて、最後に検知された接近距離とその前に検知された接近距離との距離差と、最後の検知時刻とその前の検知時刻との時刻差と、に基づいて、操作入力がなされる直前に、手４０５がプローブ４０４に向かって接近した接近速度を求める。そして、ＣＰＵ１０１は、求めた４つの接近速度に基づいて、手４０５がタッチパネル１０５に向かう正確な接近速度を求める。典型的には、４つの接近速度の平均値が、手４０５がタッチパネル１０５に向かう接近速度とされる。なお、接近速度は、取得時刻と対応付けられてフラッシュメモリ１０４に記憶される。このように、本実施形態では、静電容量センサ１０６が４つあるため、手４０５がタッチパネル１０５に向かう正確な接近速度が求められる。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２０７の処理を終了すると、移動速度を取得する（ステップＳ２０８）。具体的には、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２０７において求めた４つの接近速度に基づいて、手４０５がタッチパネル１０５のパネル面に沿って移動する移動速度を求める。この移動速度は、例えば、４つの接近速度のばらつきが少ない場合に小さく、４つの接近速度のばらつきが大きい場合に大きいことが予想される。なお、移動速度は、取得時刻と対応付けられてフラッシュメモリ１０４に記憶される。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２０８の処理を終了すると、取得した接近速度が基準範囲内かつ取得した移動速度が基準範囲内であるか否かを判別する（ステップＳ２０９）。なお、この接近速度の基準範囲は、例えば、フラッシュメモリ１０４に、接近速度の下限値と接近速度の上限値として記憶されているものとする。また、この移動速度の基準範囲は、例えば、フラッシュメモリ１０４に、移動速度の下限値と移動速度の上限値として記憶されているものとする。

ＣＰＵ１０１は、取得した接近速度が、接近速度の基準範囲内ではない、もしくは、取得した移動速度が、移動速度の基準範囲内ではないと判別すると（ステップＳ２０９：ＮＯ）、ステップＳ２０２に処理を戻す。

一方、ＣＰＵ１０１は、取得した接近速度が、接近速度の基準範囲内であり、かつ、取得した移動速度が、移動速度の基準範囲内であると判別すると（ステップＳ２０９：ＹＥＳ）、操作入力に対応付けられた操作信号を生成する（ステップＳ２１０）。例えば、ＣＰＵ１０１は、タッチ位置に表示されていた画像により特定される処理を機器に実行させるための操作信号を生成する。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２１０の処理を終了すると、生成した操作信号を出力する（ステップＳ２１１）。つまり、ＣＰＵ１０１は、生成した操作信号を出力装置１０７に供給し、機器に対してこの操作信号を出力するように出力装置１０７を制御する。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２１１の処理を終了すると、接近速度の基準範囲および移動速度の基準範囲を変更する（ステップＳ２１２）。例えば、ＣＰＵ１０１は、検知された接近速度のうち、最新の所定個数の接近速度の平均値を基準接近速度として、基準接近速度より許容速度差だけ遅い速度（つまり、基準接近速度の下限値）から、基準接近速度より許容速度差だけ速い速度（つまり、基準接近速度の上限値）までを、接近速度の基準範囲とする。また、ＣＰＵ１０１は、検知された移動速度のうち、最新の所定個数の移動速度の平均値を基準移動速度として、基準移動速度より許容速度差だけ遅い速度（つまり、基準移動速度の下限値）から、基準移動速度より許容速度差だけ速い速度（つまり、基準移動速度の上限値）までを、移動速度の基準範囲とする。基準接近速度の下限値と基準接近速度の上限値と基準移動速度の下限値と基準移動速度の上限値とは、フラッシュメモリ１０４に記憶される。ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２１２の処理を終了すると、ステップＳ２０２に処理を戻す。

本実施形態に係る操作信号生成装置７００によれば、静電容量センサ１０６がタッチパネル１０５を囲むように複数個用意されるため、タッチパネル１０５に向かって接近する接近速度がより正確に検出可能である。また、手４０５がタッチパネル１０５のパネル面に沿って移動する移動速度が基準範囲に入らない場合、操作信号が機器に供給されない。このため、例えば、手４０５が誤って、パッチパネル１０５のパネル面をかすめてしまった場合など、ユーザが意図せずに操作入力がなされた場合、操作信号が機器に供給されて誤動作することが防止されることが期待される。このように、本実施形態によれば、タッチパネル１０５になされた操作入力が、ユーザが意図したものであるか否かをより正確に判別されることが期待される。

（第３の実施形態）
第１、２の実施形態では、静電容量センサ１０６により接近速度が検知される例を示した。しかし、静電容量センサ１０６以外のものにより接近速度が検知されてもよい。本実施形態では、カメラ１０９により接近速度が検知される。

例えば、図９に示すように、タッチパネル１０５の近傍に、静電容量センサ１０６の代わりにカメラ１０９が配置される。そして、操作入力が検知される直前の物や手足の接近速度が、カメラ１０９から出力される映像信号に基づいて推定される。例えば、手４０５は、パターンマッチングなどにより認識され、単位時間当たりの手４０５の大きさの変化などにより、接近速度が推定される。そして、推定された接近速度が、接近速度の基準範囲に入る場合に操作信号が生成され、接近速度の基準範囲に入らない場合に操作信号が生成されない。

本実施形態に係る操作信号生成装置９００によれば、カメラ１０９により正確に接近速度が推定され、ユーザが望まないにもかかわらず操作信号が装置に供給されて、装置が誤動作することが防止されることが期待される。

（第４の実施形態）
第３の実施形態では、カメラ１０９により接近速度が推定される例を示した。しかし、人体検知センサ１１０により接近速度が検知されてもよい。

例えば、図１０に示すように、タッチパネル１０５の近傍に、カメラ１０９の代わりに人体検知センサ１１０が配置される。そして、操作入力が検知される直前の接近速度が、人体検知センサ１１０から出力される信号に基づいて推定される。なお、人体検知センサ１１０としては、赤外線センサや温度センサを採用することができる。ここで、接近速度は、人体検知センサ１１０から出力される信号により表される、赤外線の反射量や温度の変化に基づいて求められる。そして、推定された接近速度が、接近速度の基準範囲に入る場合に操作信号が生成され、接近速度の基準範囲に入らない場合に操作信号が生成されない。

本実施形態に係る操作信号生成装置１０００によれば、人体検知センサ１１０により正確に接近速度が推定され、ユーザが望まないにもかかわらず操作信号が装置に供給されて、装置が誤動作することが防止されることが期待される。

（第５の実施形態）
第１〜４の実施形態では、ユーザからの操作入力を受け付ける受付部１１がタッチパネル１０５である例を示した。しかし、受付部１１は、ユーザからの操作入力を受け付けることが可能なものであれば、ボタン、キー、レバー、ボリュームスイッチなど何でもよい。以下、図１１を参照して、本実施形態にかかる操作信号生成装置１１００の構成について説明する。

図１１に示すように、操作信号生成装置１１００は、前面に、静電容量センサ１０６、液晶ディスプレイ１１１、ロータリーコマンダー１１２、６つのハードキー１１３を備える。

静電容量センサ１０６は、操作信号生成装置１１００の前面の、ロータリーコマンダー１１２、６つのハードキー１１３が配置された位置の近傍に配置される。

液晶ディスプレイ１１１は、ユーザによる操作入力を促すための画像などを表示する。液晶ディスプレイ１１１は、操作信号生成装置１１００の前面に配置されている。

ロータリーコマンダー１１２は、ユーザが、機器から出力される音量などを変更したい場合に回すものである。ロータリーコマンダー１１２には、機器から出力される音量などを変化させる操作が割り当てられている。ロータリーコマンダー１１２は、操作信号生成装置１１００の前面に配置されている。

ハードキー１１３は、ユーザからの押圧操作を受け付けるためのキーである。本実施形態では、ハードキー１１３は、６つ用意され、６つのハードキー１１３のそれぞれについて、機器に対する操作が割り当てられているものとする。６つのハードキー１１３のそれぞれは、操作信号生成装置１１００の前面に配置されている。

本実施形態では、ロータリーコマンダー１１２がユーザによって回転される操作、もしくは、６つのハードキー１１３のいずれかが押圧される操作などの操作入力がなされる直前の接近速度が静電容量センサ１０６により検知される。そして、検知された接近速度が、接近速度の基準範囲に入る場合、これらの操作入力に対応付けられた操作信号が機器に供給され、検知された接近速度が、接近速度の基準範囲に入らない場合、これらの操作入力に対応付けられた操作信号が機器に供給されない。

本実施形態に係る操作信号生成装置１１００によれば、ユーザが誤ってロータリーコマンダー１１２やハードキー１１３などを押圧操作してしまった場合など、ユーザが望まないにもかかわらず操作信号が装置に供給されて、装置が誤動作することが防止されることが期待される。

（変形例）
本発明は、上記実施形態に開示したものに限られない。

第１、２の実施形態では、操作入力が検知される直前のタイミングで検知された静電容量と、その前のタイミングで検知された静電容量と、の差に基づいて、接近速度が求められる例を示した。しかし、３回以上のタイミングで検知された静電容量の差により、接近速度が求められてもよい。

第１、２の実施形態では、接近速度の基準範囲が、過去に検知された最新の所定個数の接近速度の平均値に基づいて更新される例を示した。しかし、接近速度の基準範囲を、どのようなものにするかは適宜調整が可能である。例えば、接近速度の基準範囲は、過去に検知された最新の所定個数の接近速度の中央値に基づいて更新されてもよい。あるいは、接近速度の基準範囲は、過去に検知された最新の所定個数の接近速度うち、小さい方ならびに大きい方から所定個数の接近速度を除外した接近速度の平均値に基づいて更新されてもよい。

また、第１、２の実施形態では、接近速度の基準範囲が、基準接近速度と許容速度差とに基づいて設定される例を示した。しかし、接近速度の基準範囲が、基準接近速度と許容速度割合とに基づいて設定されてもよい。この場合、例えば、過去に検知された接近速度の平均値などにより基準接近速度が求められ、この基準接近速度から±１０％が接近速度の基準範囲とされる。なお、移動速度の基準範囲も、接近速度の基準範囲と同様に、適宜調整が可能である。

また、接近速度の基準範囲は、必ずしも更新されなくてもよい。この場合、接近速度の基準範囲として適切な値を、あらかじめＲＯＭ１２などに記憶しておけばよい。なお、移動速度の基準範囲も、必ずしも更新されなくてもよい。

なお、第１〜５の実施形態では、接近速度が基準範囲に入らない場合、操作信号が出力されない例を示した。しかし、接近速度に基づいて、出力される操作信号の内容が決定されるようにしてもよい。例えば、接近速度が遅い場合、「宜しいですか？」という確認のメッセージが表示され、もしくは、キーの説明が表示されてもよい。接近速度が遅い場合、ユーザが戸惑いながらキーを操作していることが予想されるためである。

また、操作入力が検知されないときにも、接近速度が検知されるようにしてもよい。かかる構成によれば、例えば、接近速度が一定以上の値になったのち、負の値になったような場合、同様のメッセージが表示されるようにすることができる。このような場合は、例えば、ユーザが、ボタンに手を乗せた後、ボタンを押さないままボタンから手を離すような場合であり、ユーザが操作入力を戸惑っていると考えられるためである。

さらに、例えば、検出速度が一定以上の値になったのち、急に負の値になったような場合、ユーザがタッチパネル１０５を弾いたような操作をしたと判断可能である。このような場合、スクロール操作があったものと見なし、スクロール操作のための操作信号が機器に送信されるようにしてもよい。

第１の実施形態では、本発明を、カーナビゲーション装置に適用する例を示した。しかし、本発明は、任意の装置に適用することができる。例えば、本発明は、空調制御装置やカーオーディオ装置などの装置に適用することができる。

また、本発明が適用される操作信号生成装置１００は、図１に示す構成に限られない。例えば、操作信号生成装置１００は、フラッシュメモリ１０４の代わりに、ＤＶＤ−ＲＯＭが装着されるＤＶＤ−ＲＯＭドライブ、メモリカードが装着されるメモリカードリーダライタ、もしくは、外部装置から各種情報を受信することが可能な通信装置を備えていても良い。また、操作信号生成装置１００は、タッチパネル１０５の代わりに、操作部とモニターとを別々に備えていてもよい。

なお、本発明に係る操作信号生成装置は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いても実現可能である。例えば、コンピュータに、上記動作を実行するためのプログラムを、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｋ）などのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶して配布し、これをコンピュータシステムにインストールすることにより、上述の処理を実行する操作信号生成装置を構成しても良い。

さらに、インターネット上のサーバ装置が有するディスク装置等にプログラムを記憶しておき、例えば、搬送波に重畳させて、コンピュータにダウンロード等するものとしてもよい。

１１ 受付部
１２ 検知部
１３ 生成部
１４ 出力部
１５ 記憶部
１６ 変更部
１００、７００、９００、１０００、１１００ 操作信号生成装置
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ フラッシュメモリ
１０５ タッチパネル
１０６ 静電容量センサ
１０７ 出力装置
１０８ ＲＴＣ
１０９ カメラ
１１０ 人体検知センサ
１１１ 液晶ディスプレイ
１１２ ロータリーコマンダー
１１３ ハードキー
４００ 回路
４０１ 抵抗
４０２ スイッチング素子
４０３ キャパシタ
４０４ プローブ
４０５ 手
４０６ キャパシタ
４０７ 重心

Claims (7)

1. 機器を操作するための操作入力であって、ユーザの体の一部によってなされる操作入力を受け付ける受付部と、
   前記ユーザの体の一部が前記受付部に向かって接近する接近速度を検知する検知部と、
   前記受付部により前記操作入力が受け付けられる際に前記検知部により検知された接近速度が、あらかじめ設定された基準範囲内である場合、当該操作入力に対応づけられた操作信号を生成する生成部と、
   前記生成された操作信号を前記機器に出力する出力部と、を備える、
   ことを特徴とする操作信号生成装置。
2. 前記基準範囲が記憶される記憶部と、
   前記操作入力が受け付けられた際に前記検知部により検知された接近速度に基づいて、前記記憶部に記憶されている基準範囲を変更する変更部と、をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の操作信号生成装置。
3. 前記変更部は、前記操作入力が受け付けられた際に前記検知部により検知された接近速度のうち、最新の所定個数の接近速度に基づいて、前記記憶部に記憶されている基準範囲を変更する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の操作信号生成装置。
4. 前記変更部は、前記記憶部に記憶されている基準範囲を、前記最新の所定個数の接近速度の平均値を基準接近速度として、当該基準接近速度を基準とした基準範囲に変更する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の操作信号生成装置。
5. 前記検知部は、前記受付部の近傍に配置される少なくとも１つの静電容量センサを備え、当該少なくとも１つの静電容量センサの出力の変化に基づいて、前記接近速度を検知する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の操作信号生成装置。
6. 前記検知部は、前記受付部を囲むように前記受付部の近傍に配置される複数の静電容量センサを備え、当該複数の静電容量センサの出力の変化に基づいて、前記接近速度と、前記ユーザの体の一部が前記受付部に沿って移動する移動速度と、を検知し、
   前記生成部は、前記受付部により前記操作入力が受け付けられる際に前記検知部により検知された接近速度が前記基準範囲内に収まり、かつ、前記受付部により当該操作入力が受け付けられる際に前記検知部により検知された移動速度があらかじめ設定された基準範囲内に収まる場合、当該操作入力に対応づけられた操作信号を生成する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の操作信号生成装置。
7. 受付部、検知部、生成部、および、出力部を備える操作信号生成装置が実行する操作信号生成方法であって、
   前記受付部が、機器を操作するための操作入力であって、ユーザの体の一部によってなされる操作入力を受け付ける受付工程と、
   前記検知部が、前記ユーザの体の一部が前記受付部に向かって接近する接近速度を検知する検知工程と、
   前記生成部が、前記受付部により前記操作入力が受け付けられる際に前記検知部により検知された接近速度が、あらかじめ設定された基準範囲内である場合、当該操作入力に対応づけられた操作信号を生成する生成工程と、
   前記出力部が、前記生成された操作信号を前記機器に出力する出力工程と、を備える、
   ことを特徴とする操作信号生成方法。

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