JP2015197849A

JP2015197849A - ステアリング用操作検出装置

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Publication number: JP2015197849A
Application number: JP2014076214A
Authority: JP
Inventors: 充弘河田; Mitsuhiro Kawada
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2014-04-02
Filing date: 2014-04-02
Publication date: 2015-11-09

Abstract

【課題】操作性を向上させることができるステアリング用操作検出装置を提供する。【解決手段】ステアリング用操作検出装置１は、操作者が車両５のステアリング５０を把持しながら行う軌跡が円弧状となるなぞり操作に沿うように並べられて円弧状となるなぞり操作を検出すると共に、軌跡が直線状となるなぞり操作を検出する複数の検出電極（第１の検出電極１２１〜第５の検出電極１２５）を備えて概略構成されている。従ってステアリング用操作検出装置は、円弧状となるなぞり操作のみを検出する場合と比べて、操作の自由度が大きいので、操作性が向上する。【選択図】図１

Description

本発明は、ステアリング用操作検出装置に関する。

従来の技術として、略円弧状の形状を有する接触検知用電極と、接触検知用電極上に戴置されたコネクタと、コネクタを介して接触検知用電極に電気的に導通すると共に立設された複数の接触検知用ピンアレイと、を有する接触センサを備えたタッチスイッチが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

このタッチスイッチは、接触検知用電極を略円弧状とすることで、操作者がステアリングホイールを把持した状態で、親指の付け根を中心として動かして接触センサを操作し易いように構成されている。

特開２００９−２４８９５６号公報

しかし、従来のタッチスイッチは、一例として、ステアリングホイールを把持した状態で略円弧状に操作ができないほど手が小さい操作者にとっては、操作性が良くない問題があった。

従って、本発明の目的は、操作性を向上させることができるステアリング用操作検出装置を提供することにある。

本発明の一態様は、操作者が車両のステアリングを把持しながら行う軌跡が円弧状となるなぞり操作に沿うように並べられて円弧状となるなぞり操作を検出すると共に、軌跡が直線状となるなぞり操作を検出する複数の検出電極を備えた、ステアリング用操作検出装置を提供する。

本発明によれば、操作性を向上させることができる。

図１（ａ）は、第１の実施の形態に係るステアリング用操作検出装置が搭載された車両のステアリング近傍の概略図であり、図１（ｂ）は、ステアリング用操作検出装置の操作について説明するための概略図であり、図１（ｃ）は、検出電極の配置を説明するための概略図である。図２（ａ）は、第１の実施の形態に係るステアリング用操作検出装置のブロック図であり、図２（ｂ）は、ステアリング用操作検出装置が電磁気的に接続された車両通信システムのブロック図である。図３（ａ）は、第２の実施の形態に係るステアリング用操作検出装置のブロック図であり、図３（ｂ）は、ステアリング用操作検出装置の操作について説明するための概略図であり、図３（ｃ）は、検出電極の配置を説明するための概略図である。

（実施の形態の要約）
実施の形態に係るステアリング用操作検出装置は、操作者が車両のステアリングを把持しながら行う軌跡が円弧状となるなぞり操作に沿うように並べられて円弧状となるなぞり操作を検出すると共に、軌跡が直線状となるなぞり操作を検出する複数の検出電極を備えて概略構成されている。

このステアリング用操作検出装置は、軌跡が円弧状となるなぞり操作を検出すると共に直線状となるなぞり操作を検出するように構成されている。従ってステアリング用操作検出装置は、ステアリングを把持した状態で行われる軌跡が円弧状となるなぞり操作のみを検出する場合と比べて、例えば、円弧状となるなぞり操作が困難な手が小さい操作者にとって操作の自由度が大きいので、操作性が向上する。

[第１の実施の形態]
（ステアリング用操作検出装置１の全体構成）
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係るステアリング用操作検出装置が搭載された車両のステアリング近傍の概略図であり、図１（ｂ）は、ステアリング用操作検出装置の操作について説明するための概略図であり、図１（ｃ）は、検出電極の配置を説明するための概略図である。図２（ａ）は、第１の実施の形態に係るステアリング用操作検出装置のブロック図であり、図２（ｂ）は、ステアリング用操作検出装置が電磁気的に接続された車両通信システムのブロック図である。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図２（ａ）、図２（ｂ）及び図３（ａ）では、主な信号や情報の流れを矢印で示している。

ステアリング用操作検出装置１は、図１（ａ）に示すように、車両５のステアリング５０に配置されている。このステアリング５０は、例えば、図１（ａ）に示すように、第１の連結部５１１〜第４の連結部５１４を有する基部５１と、第１の連結部５１１〜第４の連結部５１４と連結される第１のスポーク部５２１〜第４のスポーク部５２４を有し、リング形状を有する把持部５２と、を備えている。

このステアリング用操作検出装置１は、操作者が把持部５２を把持した状態で操作がし易い基部５１の第１の連結部５１１及び第４の連結部５１４に配置されている。以下では、操作者から見て右側に位置するステアリング用操作検出装置１について説明する。

このステアリング用操作検出装置１は、例えば、操作対象の電子機器を操作可能に構成されている。またステアリング用操作検出装置１は、第１の連結部５１１に露出する操作面１０の一次元方向の操作を受け付けるものである。この一次元方向の操作とは、図１（ａ）の紙面において、上下方向の操作である。

この一次元方向の操作の検出点は、例えば、図１（ｂ）に示すように、ゼロから４００までの座標を有する。

ステアリング用操作検出装置１は、操作者が車両５のステアリング５０を把持しながら行う軌跡が円弧状となるなぞり操作に沿うように並べられて円弧状となるなぞり操作を検出すると共に、軌跡が直線状となるなぞり操作を検出する複数の検出電極を備えて概略構成されている。

上述の複数の検出電極は、一例として、図１（ｃ）に示すように、第１の検出電極１２１〜第５の検出電極１２５である。なお検出電極は、第１の検出電極１２１〜第５の検出電極１２５に限定されず、用途に応じて任意である。

ここで、軌跡が円弧状となるなぞり操作とは、図１（ｂ）に示すように、ステアリング５０を把持した状態で、操作面１０に対して手９の操作指９０で、半円を描くようになされた操作である。図１（ｂ）では、この操作の軌跡を軌跡９５として図示している。

また軌跡が直線状となるなぞり操作とは、図１（ｂ）の紙面において、操作面１０の上下方向に直線的に行われる操作である。図１（ｂ）では、この操作の軌跡を、手９の他の操作指９１で行った操作の軌跡９６として図示している。

なお図１（ｂ）に示す軌跡９５は、図１（ｃ）に示す中心８を中心としたなぞり操作の軌跡を示している。この中心８は、例えば、ステアリング５０を把持した状態で行われるなぞり操作の中心となる点として想定されたものであり、なぞり操作の間移動しないと仮定された点である。

この中心８は、例えば、図１（ａ）に示すように、操作指９０がステアリング５０を把持する右手の親指であり、親指の付け根辺りに存在する点として想定されている。従って中心８は、例えば、複数の被験者にステアリング５０を把持した状態で、親指でなぞり操作を行わせて定められることが望ましい。

またステアリング用操作検出装置１は、図２（ａ）に示すように、後述する読出部１４、座標算出部１６、制御部１８及び通信部２０を備えて概略構成されている。

（検出部１２の構成）
検出部１２は、図２（ａ）に示すように、第１の検出電極１２１〜第５の検出電極１２５を備えている。この第１の検出電極１２１〜第５の検出電極１２５は、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、操作がなされる操作面１０の下方に配置されている。

この操作面１０は、軌跡が円弧状となるなぞり操作、及び軌跡が直線状となるなぞり操作を受け付けるように矩形状を有している。

この第１の検出電極１２１〜第５の検出電極１２５は、例えば、銅等の導電性を有する金属材料を用いて基材上の膜として形成されている。なお基材は、例えば、ポリイミド等の樹脂材料を用いてフィルム状に形成されている。

また第１の検出電極１２１〜第５の検出電極１２５は、円弧状の軌跡の中心８を頂点とした扇形の一部となる形状を有する。図１（ｃ）では、第１の検出電極１２１に対応する、中心８を頂点とする扇８３を図示している。具体的には、第１の検出電極１２１は、中心８を中心とする第１の円８１の頂角をθ_１とする扇８３において、中心８を中心とする円であると共に第１の円８１よりも半径が小さい第２の円８２の外側の領域に対応した形状を有している。第２の検出電極１２２〜第５の検出電極１２５は、この第１の検出電極１２１と同じ形状を有している。従って第１の検出電極１２１〜第５の検出電極１２５は、同じ面積を有している。

また第１の検出電極１２１〜第５の検出電極１２５は、想定された軌跡９５に対応する円弧状の軌跡１２０に沿って等間隔に配置されている。具体的には、図１（ｃ）に示すように、第１の検出電極１２１の中央を通る直線８５と第２の検出電極１２２の中央を通る直線８６とのなす角度、第２の検出電極１２２の中央を通る直線８６と第３の検出電極１２３の中央を通る直線８７とのなす角度、第３の検出電極１２３の中央を通る直線８８と第４の検出電極１２４の中央を通る直線８９とのなす角度は、いずれもθ_２で同じである。なお、直線８５〜直線８９は、いずれも中心８を通る直線である。

（読出部１４の構成）
読出部１４は、第１の検出電極１２１〜第５の検出電極１２５と電気的に接続されている。読出部１４は、図２（ａ）に示すように、第１の検出電極１２１〜第５の検出電極１２５から検出値Ｓ_１〜検出値Ｓ_５を取得し、操作が検出された場合、１周期分の検出値Ｓ_１〜検出値Ｓ_５を読出情報Ｓ_６として座標算出部１６に出力するように構成されている。この検出値Ｓ_１〜検出値Ｓ_５は、例えば、変化した静電容量の値を示している。

（座標算出部１６の構成）
座標算出部１６は、円弧状となるなぞり操作、及び直線状となるなぞり操作に基づいて検出電極により検出された検出値に応じて、操作面１０に対して設定された一次元方向の座標を算出するように構成されている。座標算出部１６は、検出値を読出情報Ｓ_６として取得するものとする。

この座標は、一例として、図１（ｃ）に示すように、直線８５の位置を原点とし、直線８６の位置が１００、直線８７の位置が２００、直線８８の位置が３００、及び直線８９の位置が４００となるような座標系の座標として算出される。

操作が検出された座標の算出は、例えば、以下に示す加重平均により行われる。

ただし、ｎ＝５、ａ＝１００
△Ｃ_ｋは、ｋ番目の検出電極の検出値を示している。なおｋ＝０は、第１の検出電極１２１としている。

座標算出部１６は、上述の数１において座標を算出する。算出された座標は、図１（ｃ）に示すように、直線８５をゼロ、直線８６を１００、直線８７を２００、直線８８を３００、及び直線８８を４００として、角度を図１（ｂ）に示す直線の一次元方向の座標に変換したものとなる。例えば、上述の数１により算出された座標が１００であった場合、この座標は、図１（ｂ）に示す座標（１００）に対応している。座標算出部１６は、算出した座標を座標情報Ｓ_７として出力するように構成されている。

（制御部１８の構成）
制御部１８は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部１８が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果等を格納する記憶領域として用いられる。

この制御部１８は、座標算出部１６から取得した座標情報Ｓ_７に基づいて操作対象に出力するための操作情報Ｓ_８を生成するように構成されている。この操作情報Ｓ_８は、通信部２０を介して車両通信システム５５を介して操作対象の電子機器に出力される。

（通信部２０の構成）
通信部２０は、車両通信システム５５と電磁気的に接続されている。なお電磁気的に接続とは、導電体による接続、電磁波の一種である光による接続、及び電磁波の一種である電波による接続の少なくとも１つを用いた接続である。

ここで、車両通信システム５５は、図２（ｂ）に示すように、主に、車両ＬＡＮ（Local Area Network）５６と、車両制御部５７と、を備えて構成されている。車両ＬＡＮ５６は、接続された電子機器等の間において、信号や情報を交換できるように構成されている。また車両制御部５７は、車両ＬＡＮ５６等を制御するマイクロコンピュータである。

この車両通信システム５５には、一例として、図２（ｂ）に示すように、操作対象として、表示装置６０、カーナビゲーション装置６１、空調装置６２及び音楽再生装置６３が電磁的に接続されている。

表示装置６０は、例えば、電子機器の表示部として機能するように構成されている。ステアリング用操作検出装置１は、例えば、この表示装置６０に表示されたカーソル等を操作可能である。

カーナビゲーション装置６１は、例えば、表示装置６０に車両５の現在の位置を、周辺の地図画像と共に表示させる電子機器である。ステアリング用操作検出装置１は、一例として、図１（ｂ）の紙面において、操作面１０を下から上に向けてなぞり操作を行うことで、地図画像を詳細表示（地図の拡大）させ、上から下に向けてなぞり操作を行うことで、広域表示（地図の縮小）させる操作が可能である。

空調装置６２は、例えば、車両内部に吹き出す空気の温度を調整する電子機器である。ステアリング用操作検出装置１は、一例として、操作面１０を下から上に向けてなぞり操作を行うことで、設定値を増加させ、上から下に向けてなぞり操作を行うことで、設定値を減少させることが可能となる。なお設定値とは、例えば、温度、風量等である。

音楽再生装置６３は、例えば、記憶媒体等に記憶された音楽データを再生する電子機器である。ステアリング用操作検出装置１は、一例として、操作面１０を下から上に向けてなぞり操作を行うことで、音量を増加させ、上から下に向けてなぞり操作を行うことで、音量を減少させることが可能となる。

以下に、本実施の形態のステアリング用操作検出装置１の動作について説明する。

（動作）
車両５の電源が投入されると、ステアリング用操作検出装置１の読出部１４は、検出部１２から検出値Ｓ_１〜検出値Ｓ_５を取得する。

読出部１４は、取得した検出値Ｓ_１〜検出値Ｓ_５に基づいて操作の有無を判定する。読出部１４は、操作が検出された場合、１周期分の検出値Ｓ_１〜検出値Ｓ_５に基づいて読出情報Ｓ_６を生成し、座標算出部１６に出力する。

座標算出部１６は、取得した読出情報Ｓ_６に基づいて操作が検出された座標を算出すると共に、算出した座標の情報を含む座標情報Ｓ_７を生成し、制御部１８に出力する。

制御部１８は、取得した座標情報Ｓ_７に基づいて操作対象を操作するための操作情報Ｓ_８を生成し、通信部２０を介して車両通信システム５５に接続された操作対象に出力する。操作対象は、取得した操作情報Ｓ_８に基づいて処理を行う。

（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態に係るステアリング用操作検出装置１は、操作性を向上させることができる。具体的には、ステアリング用操作検出装置１は、軌跡が円弧状となるなぞり操作を検出すると共に直線状となるなぞり操作を検出するように構成されている。従ってステアリング用操作検出装置１は、ステアリングを把持した状態で行われる軌跡が円弧状となるなぞり操作のみを検出する場合と比べて、例えば、円弧状となるなぞり操作が困難な手が小さい操作者にとって操作の自由度が大きいので、操作性が向上する。

［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、直線状となるなぞり操作に対応した部分を有する検出電極を備えた点で第１の実施の形態と異なっている。

図３（ａ）は、第２の実施の形態に係るステアリング用操作検出装置のブロック図であり、図３（ｂ）は、ステアリング用操作検出装置の操作について説明するための概略図であり、図３（ｃ）は、検出電極の配置を説明するための概略図である。なお以下に記載する実施の形態において、第１の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分は、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。

本実施の形態に係るステアリング用操作検出装置１は、図３（ｃ）に示すように、検出電極が円弧状となるなぞり操作を検出する円弧検出部と、前記直線状となるなぞり操作を検出する直線検出部と、が連結された形状を有している。

円弧検出部は、主に、扇形状を有している。直線検出部は、主に、矩形状を有している。検出電極は、例えば、この円弧検出部と直線検出部とを互いに延長して連結した形状を有している。

第１の検出電極１２１は、円弧検出部１２１ａと、直線検出部１２１ｂと、を有している。第２の検出電極１２２は、円弧検出部１２２ａと、直線検出部１２２ｂと、を有している。第３の検出電極１２３は、円弧検出部１２３ａと、直線検出部１２３ｂと、を有している。第４の検出電極１２４は、円弧検出部１２４ａと、直線検出部１２４ｂと、を有している。第５の検出電極１２５は、円弧検出部１２５ａと、直線検出部１２５ｂと、を有している。

図３（ｃ）に示すように、検出電極は、主に、直線検出部の面積が異なることから面積が異なっている。従ってステアリング用操作検出装置１は、図３（ａ）に示すように、検出電極の面積の違いを補正する補正部２２を有して構成されている。

具体的には、補正部２２は、取得した検出値に補正値を乗算して面積の違いを補正するように構成されている。この補正値は、例えば、第３の検出電極１２３の面積を基準とし、他の検出電極の面積との比を求め、この比に基づいて予め定められる値である。

また操作者がステアリング５０を把持した状態で、操作指９０によって操作を行った場合、図３（ｂ）に軌跡９５として示すように、主に、検出電極の円弧検出部の上方において操作がなされる。一方、ステアリング５０を把持した状態で、操作を行うことが困難な操作者は、ステアリング５０を把持する手を少し離して操作したり、ステアリング５０から手を離して操作したりすることが考えられる。この際、操作者は、操作面１０が矩形であることもあって、図３（ｂ）に軌跡９６として示すように、主に、検出電極の直線検出部の上方において直線的な操作を行う。

従って、検出電極は、ステアリング５０を把持する手に近い位置に円弧検出部が配置され、離れた位置に直線検出部が配置される。

円弧検出部は、第１の実施の形態の検出電極と同様に配置される。また直線検出部は、直線的に等間隔で並べられている。

読出部１４は、取得した検出値Ｓ_１〜検出値Ｓ_５に基づいて操作の有無を判定する。読出部１４は、操作が検出された場合、取得した１周期分の検出値Ｓ_１〜検出値Ｓ_５に基づいて読出情報Ｓ_６を生成し、補正部２２に出力する。

補正部２２は、取得した読出情報Ｓ_６に基づいて補正情報Ｓ_９を生成し、座標算出部１６に出力する。

座標算出部１６は、取得した補正情報Ｓ_９に基づいて操作が検出された座標を算出すると共に、算出した座標の情報を含む座標情報Ｓ_７を生成し、制御部１８に出力する。

（第２の実施の形態の効果）
本実施の形態に係るステアリング用操作検出装置１は、検出電極が円弧状となるなぞり操作を検出する円弧検出部と、前記直線状となるなぞり操作を検出する直線検出部と、を備えた構成を有している。従ってステアリング用操作検出装置１は、いずれか一方の検出部によって双方の操作を検出する場合と比べて、より正確に操作を検出することができる。

またステアリング用操作検出装置１は、操作者がステアリング５０を把持している場合の手に近い位置に円弧検出部が配置され、離れた位置に直線検出部が配置されるので、この配置でない場合と比べて、操作性が良い。

なお変形例として、検出電極は、面積の差を少なくするため、それぞれの円弧検出部の面積を同じ面積とすると共に、それぞれの直線検出部の面積を同じ面積とするように構成されても良い。この円弧検出部と直線検出部との間は、配線により電気的に接続される。

以上述べた少なくとも１つの実施の形態のステアリング用操作検出装置１によれば、操作性を向上させることを可能とする。

上述の実施の形態及び変形例に係るステアリング用操作検出装置１は、例えば、用途に応じて、その一部が、コンピュータが実行するプログラム、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）及びＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等によって実現される。

なお、ＡＳＩＣとは、特定用途向け集積回路であり、ＦＰＧＡとは、プログラミングすることができるＬＳＩ（大規模集積回路：Large Scale Integration）である。

以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…ステアリング用操作検出装置、５…車両、８…中心、９…手、１０…操作面、１２…検出部、１４…読出部、１６…座標算出部、１８…制御部、２０…通信部、２２…補正部、５０…ステアリング、５１…基部、５２…把持部、５５…車両通信システム、５６…車両ＬＡＮ、５７…車両制御部、６０…表示装置、６１…カーナビゲーション装置、６２…空調装置、６３…音楽再生装置、８１…第１の円、８２…第２の円、８３…扇、８５〜８９…直線、９０，９１…操作指、９５，９６…軌跡、１２０…軌跡、１２１〜１２５…第１の検出電極〜第５の検出電極、１２１ａ〜１２５ａ…円弧検出部、１２１ｂ〜１２５ｂ…直線検出部、５１１〜５１４…第１の連結部〜第４の連結部、５２１〜５２４…第１のスポーク部〜第４のスポーク部

Claims

操作者が車両のステアリングを把持しながら行う軌跡が円弧状となるなぞり操作に沿うように並べられて前記円弧状となるなぞり操作を検出すると共に、軌跡が直線状となるなぞり操作を検出する複数の検出電極を備えた、
ステアリング用操作検出装置。
前記検出電極は、前記円弧状となるなぞり操作の中心を頂点とした扇形の一部となる形状を有する、
請求項１に記載のステアリング用操作検出装置。
前記検出電極は、前記円弧状となるなぞり操作を検出する円弧検出部と、前記直線状となるなぞり操作を検出する直線検出部と、が連結された形状を有する、
請求項１に記載のステアリング用操作検出装置。
前記検出電極の面積の違いを補正する補正部を有する、
請求項３に記載のステアリング用操作検出装置。
前記円弧状となるなぞり操作、及び前記直線状となるなぞり操作に基づいて前記検出電極により検出された検出値に応じて、操作面に対して設定された一次元方向の座標を算出する座標算出部を有する、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のステアリング用操作検出装置。