JP6643200B2 - 操作判別装置 - Google Patents

Description

本発明は、操作に係る種類を判別する操作判別装置に関する。

近年、例えば車両にはステアリング上に歪センサを用いた操作装置を搭載しているものがある（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１記載の車載装置は、歪検出素子からの検出信号に基づいて操作部の操作を検出する技術を採用している。

特許５８４４１７８号公報

特許文献１記載の技術を採用し、歪検出素子の検出信号に基づいて操作を検出したとしても、操作の種類を判別するには不十分であった。
本発明の目的は、歪検出素子を用いた検出信号に基づいて操作の種類を極力正確に判別できるようにした操作判別装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明によれば、操作時間設定部が歪検出素子による検出信号に基づき取得された荷重が所定のオン閾値以上に印加されたときから所定のオフ閾値以下になるときまでの時間を操作時間として設定し、操作種類判別部が操作時間の間に変化した座標又は／及び荷重の変化に基づいて操作の種類を判別する。このため、操作の種類を極力正確に判別できるようになる。

上記目的を達成するために、請求項１又は２記載の発明によれば、操作時間設定部が歪検出素子による検出信号に基づき取得された荷重が所定のオン閾値以上に印加されたときから所定のオフ閾値以下になるときまでの時間を操作時間として設定し、操作種類判別部が操作時間の間に変化した座標又は／及び荷重の変化に基づいて操作の種類を判別する。このため、操作の種類を極力正確に判別できるようになる。
操作部は、外見上で操作方法を促すと共に操作指に触感を備えるガイドを備える。このガイドは、ステアリングホイールの正面に向かって右側に設けられるときには中央左下から中央右上方向に向けて設けられ、ステアリングホイールの正面に向かって左側に設けられるときには中央右下から中央左上方向に向けて設けられる。
また請求項１記載の発明によれば、操作の種類ごとに、荷重のオン閾値（Ｄon1、Ｄon2）及びオフ閾値（Ｄoff1、Ｄoff2）は個別に設定可能になっている。また請求項２記載の発明によれば、操作種類判別部は、操作開始から操作終了するまでのＸＹ座標の最大値、最小値に基づいて座標移動量とし当該座標移動量に基づいて操作の種類を判別する。

第１実施形態における操作装置の設置形態を示す正面図 操作装置と車両用システムとの間の電気的接続関係を示すシステム構成図 操作面を拡大して示す正面図 操作面及び歪検出部を概略的に示す上面図 操作面の操作態様の説明図 処理動作を説明するフローチャート（その１） 処理動作を説明するフローチャート（その２） フリック操作時における荷重及び座標の時間変化を概略的に示すタイミングチャート タップ操作時における荷重及び座標の時間変化を概略的に示すタイミングチャート 第２実施形態における処理動作を説明するフローチャート（その１） 処理動作を説明するフローチャート（その２） 荷重及び座標の時間変化を概略的に示すタイミングチャート（その１） 処理動作を説明するフローチャート（その３） 処理動作を説明するフローチャート（その４） 荷重及び座標の時間変化を概略的に示すタイミングチャート（その２） 第３実施形態における処理動作を説明するフローチャート（その１） 処理動作を説明するフローチャート（その２） 荷重及び座標の時間変化を概略的に示すタイミングチャート 第４実施形態における処理動作を説明するフローチャート（その１） 処理動作を説明するフローチャート（その２） 荷重及び座標の時間変化を概略的に示すタイミングチャート

以下、操作判別装置の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する各実施形態において、同一又は類似の動作を行う構成、ステップ番号については、同一又は類似の符号を付している。

（第１実施形態）
図１から図９は、第１実施形態の説明図を示す。図１に示すように、車両のステアリング１には操作装置２が備えつけられている。この操作装置２は、タッチパッドとしても称され、ステアリングホイール３の内側両端部を接続するスポーク４に取付けられている。操作装置２は、例えばステアリングホイール３の中心を通過すると共に車両進行方向（図示上下方向）に沿う線を中心線Ｓとして左右対称となる位置に配設されている。ドライバが、ステアリングホイール３を握ることで操作装置２の操作面５の上に自然に操作指（例えば親指）を載置可能になっている。

操作面５は、その中心位置を原点とするＸ−Ｙ座標により操作位置を検出可能に構成され、Ｘ軸はステアリング１の中心に向かう内側方向を正方向とし、Ｙ軸はステアリングの舵角が０度となっているときの車両の進行方向（図示上方向）を正方向とするように設置される。操作装置２の設置個所は、前述した位置に限定されるものではない。

図２に示すように、操作装置２は、ドライバからタッチ操作を受け付ける板状の操作面（操作部相当）５と、この操作面５に設けられ歪検出信号を出力する歪検出部６と、歪検出部６の歪検出信号に基づいて信号処理する信号処理部７と、信号処理部７の信号処理結果をネットワークＮを通じて外部機器９〜１２（例えば各種ＥＣＵ９，１０、ＤＣＭ１１、無線通信機器１２）に送信可能な通信部８と、を備える。

信号処理部７は、例えば周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換回路等を備えたマイクロコンピュータなどを用いて構成される。以下、内蔵されたＲＯＭ、ＲＡＭ等をメモリと称して説明を行う。信号処理部７は、非遷移的実体的記憶媒体となるメモリに格納されたプログラムを実行する。これにより、信号処理部７は、操作時間設定部、操作種類判別部として機能するようになっている。このときＲＡＭの所定領域をワークエリアとして用いる。

図３はステアリング１のスポーク４の正面に向かって右側に設けられる操作面５の正面図を示している。ここでは、Ｙ軸正方向を上方向、Ｙ軸負方向を下方向、Ｘ軸正方向を左方向、Ｘ軸負方向を右方向と定義して説明を行う。操作面５は、その外形が円形状などの所定形状に構成されている。操作面５は矩形状に構成されていても良い。図３には、操作面５の検出エリアＡを二点鎖線により区画して示している。この検出エリアＡは、上面エリアＡ１、下面エリアＡ２、左面エリアＡ３、右面エリアＡ４、及び、中央面エリアＡ５に分けられている。図５も同様に区画して示している。

図３及び図５の操作面５の中央面エリアＡ５は、操作面５のＸＹ軸中心を中心点として操作面５の外形よりも短い直径の円形状に構成されている。操作面５の上面エリアＡ１は、中央面エリアＡ５からＹ軸正方向に位置して設けられるエリアであり、中央面エリアＡ５の上円弧から操作面５の外形の上円弧に至るエリアを示している。操作面５の下面エリアＡ２は、中央面エリアＡ５からＹ軸負方向に位置するエリアであり、中央面エリアＡ５の下円弧から操作面５の外形の下円弧に至るエリアを示している。

操作面５の左面エリアＡ３は、中央面エリアＡ５からＸ軸正方向（図示左側）に位置して設けられる面であり、中央面エリアＡ５の左円弧から操作面５の外形の左円弧に至るエリアを示している。操作面５の右面エリアＡ４は、中央面エリアＡ５からＸ軸負方向（図示右側）に位置して設けられる面であり、中央面エリアＡ５の右円弧から操作面５の外形の右円弧に至るエリアを示している。本実施形態においては、この中央面エリアＡ５、上面エリアＡ１、下面エリアＡ２、左面エリアＡ３、右面エリアＡ４の境界線は、操作面５の上に外見上で視認可能にしていないが外見上で視認可能に記しても良い。

また図３に示すように、操作面５には、外見上で操作方法を促すと共に操作指に触感を与えるガイド１３を備える。このガイド１３は、操作面５の上部に設けられる上ガイド１４、下部に設けられる下ガイド１５、左部に設けられる左ガイド１６、右部に設けられる右ガイド１７に分けられる。これらの上下左右のガイド１４〜１７は、操作面５の表面に凸状の突起を備えて構成され、例えば三角形の一頂点をそれぞれ上下左右方向に向かう方向を示すように配設されている。

また、ガイド１３は、フリック操作（後述参照）の操作方向を促す凹部１８を備える。この凹部１８は図示左下から右上方向に向けて複数離間して設けられており、それぞれ矩形状の長手方向が左上から右下方向に向かうように配設されている。このため、ドライバがステアリングホイール３を握ったときには、図１に示すように、操作面５の左下から右上方向に向けて操作指となる親指を動作させるよう意識又は無意識的に促されるようになる。

なお、図１に示す中心線Ｓの左側に位置する操作装置２は、その操作面５の表面形状が、図３に示す構造を左右対称に変形した構成とされている。このため、操作面５の詳細な構成説明を省略するが、中心線Ｓの右側に位置する操作装置２と同様にドライバに対し操作指の操作方向を意識づけることができる。

図４は操作面５と歪検出部６の歪検出構造を概略的に示す。操作面５はドライバによる操作に応じて押圧力を受け付ける。また凸部５ａ、５ｂが、この操作面５の外縁の一部から外方に突出するように一対設けられており、一対の凸部５ａ、５ｂは操作面５を挟んでＸ軸方向に離間して対向配置されている。

また、この一対の凸部５ａ、５ｂの突出端は歪検出部６の起歪体１９ａ、１９ｂにそれぞれ接続されている。歪検出部６は、起歪体１９ａ、１９ｂ及び歪検出素子２０〜２３を備える。起歪体１９ａ、１９ｂは、Ｙ軸方向を長手方向としたＩ型の板状に構成されると共に操作面５と平行に配されている。起歪体１９ａ、１９ｂの表面は操作面５と同一面に設置され、操作面５への押圧力の作用に伴い曲げ変形を生じるように弾性変形する。これらの複数の起歪体１９ａ、１９ｂの表面には複数の歪検出素子２０〜２３が配置されている。複数の歪検出素子２０〜２３は、例えばＸＹ軸座標系の第１〜第４象限にそれぞれ対応して設けられている。

図４を参照して説明すると、歪検出素子２０は操作面５の右上方に配置されており、歪検出素子２１は操作面５の右下方に配置されている。また、歪検出素子２２は操作面５の左上方に配置されており、歪検出素子２３は操作面５の左下方に配置されている。

歪検出部６を構成する複数の歪検出素子２０〜２３は、起歪体１９ａ、１９ｂの表面の変位を歪として検出し、この歪に応じた信号を歪検出信号として信号処理部７に出力する。このため、複数の歪検出素子２０〜２３は、ドライバのタッチ操作位置に応じて互いに異なる歪検出信号を出力する。例えば、操作面５の右上をタッチしたことを想定するならば、タッチ操作に近い位置の歪検出素子２０は比較的大きな歪検出信号を出力し、タッチ操作から遠い位置の歪検出素子２３は比較的小さな歪検出信号を出力する。またタッチ操作の荷重が大きければ、各歪検出素子２０〜２３の歪検出信号の絶対量が大きくなり、荷重が小さければ、各歪検出素子２０〜２３の歪検出信号の絶対量は小さくなる。

信号処理部７は、歪検出素子２０〜２３による歪検出信号に基づいて、タッチ操作により操作面に加えられた荷重を算出できると共に、当該タッチ操作がなされた操作面５の上の位置となる座標を算出できる。歪検出部６は歪検出信号を例えば１００ｍｓ周期の周期的に取得し信号処理部７に出力する。これにより信号処理部７は、荷重データ及び座標データを含む操作情報を時間と対応付けて取得でき、荷重データ及び座標データを時間変化に応じてメモリに記憶できる。

前述したように、通信部８は例えばネットワークＮに接続されている。ネットワークＮには、ナビゲーションＥＣＵ、オーディオＥＣＵ、エアコンＥＣＵなどの各種ＥＣＵ９〜１０が接続されており、さらにＤＣＭ（Data Communication Module）１１が接続されている。各ＥＣＵ９、１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換回路等を備えて構成される。ＤＣＭ１１もまた、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭの他、無線通信モジュールを備えており、外部のスマートフォン、タブレット、パーソナルコンピュータなどの無線通信機器１２との間で無線ＬＡＮ又は近距離無線通信等の無線通信技術により通信可能になっている。

各ＥＣＵ９、１０は一般的な電子制御装置と同様であるためその説明を省略する。またＤＣＭ１１、スマートフォンなどの無線通信機器１２の電気的構成もまた周知の無線通信モジュールを備える以外はＥＣＵ９、１０の電気的構成と同様となるためその説明を省略する。

操作装置２の通信部８は、他の各種ＥＣＵ９、１０や無線接続される無線通信機器１２との間で通信可能に構成される。したがって、ドライバがこの操作装置２を操作することで、操作装置２が車内のネットワークＮに接続されたＥＣＵ９、１０や無線通信機器１２に前述した操作情報又はその関連情報を送信し、これにより外部機器９〜１２を操作できる。

本実施形態の特徴に係る作用を説明する。本実施形態は、操作装置２に係る操作の種類を判別するところに特徴を備える。
まず図５を参照しながら操作の種類を説明する。本実施形態で判別可能な操作の種類は、フリック操作、及び、中央面タップ、上下左右面タップを含むタップ操作、となっている。フリック操作は、例えばドライバの操作指が操作面５の表面上を矢印Ｍのように摺動する操作を示している。またタップ操作は、ドライバが操作面５の操作エリアＡ（例えば、上面エリアＡ１、下面エリアＡ２、左面エリアＡ３、右面エリアＡ４、又は、中央面エリアＡ５）を押圧する操作を示す。

図６に示すように、信号処理部７は、Ｓ１において歪の検出信号に基づく荷重データを取得し、Ｓ２において歪の検出信号に基づく座標データを取得する。これは周期的に取得した一群のデータを取得する処理を示している。そして信号処理部７は、Ｓ３においてこれらの荷重データ、座標データの中からこの初期値を取得する。

そして信号処理部７は、Ｓ５において荷重の値が予め定められたオン閾値以上であるか否かを判定し、オン閾値以上となる条件を満たすまで、Ｓ６において次のタイミングの荷重を取得し続ける。このとき信号処理部７は、Ｓ７において合わせて次のタイミングの座標を取得する。

信号処理部７は、Ｓ５において荷重の値がオン閾値以上となる条件を満たしたときに、Ｓ８においてこのオン時の荷重をメモリに記憶させる。このとき信号処理部７は、Ｓ９、Ｓ１０においてこのオン時の座標、時間を合わせてメモリに記憶させる。

また信号処理部７は、Ｓ１１において荷重の値が予め定められたオフ閾値以下であるか否かを判定し、オフ閾値以下となる条件を満たすまで、Ｓ１２において次のタイミングの荷重を取得し続ける。このとき、信号処理部７は、Ｓ１３にて合わせて次のタイミングの座標を取得する。オフ閾値はオン閾値より高く設定されていると良い。

信号処理部７は、Ｓ１１において荷重の値がオフ閾値以下となる条件を満たしたときに、Ｓ１４においてこのオフ時の荷重をメモリに記憶させる。このとき信号処理部７は、Ｓ１５、Ｓ１６においてオフ時の座標、時間を合わせてメモリに記憶させる。そして信号処理部７は、Ｓ１７において操作の種類を判別する。

図７は操作の種類の判別ルーチンを示す。この図７に示すように、信号処理部７は、Ｔ１においてオン時の座標とオフ時の座標との差分の絶対値を距離として算出し、この算出された距離を座標移動量とする。そして信号処理部７は、Ｔ２においてオフ時の時間からオン時の時間を減算し、この時間を操作時間として算出する。

そして信号処理部７は、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ８、Ｔ９のうち幾つかの諸条件を満たしたことを条件とし、Ｔ４にてフリック操作と判別したり、Ｔ７にて中央面のタップ操作と判別したり、Ｔ１０にて上下左右面のタップ操作と判別したりする。また、信号処理部７は、これらの条件の何れも満たされないと判定したときには、Ｔ１１にて操作判別しないこととする。

以下、これらの幾つかの条件について詳細説明する。信号処理部７は、Ｔ３において座標移動量がフリック設定閾値以上であるか否かを判定する。このフリック設定閾値は、フリック操作であると見做す座標移動量の閾値を示すものであり予め定められている。このため、座標移動量がフリック設定閾値以上であるときには、信号処理部７は、Ｔ４においてフリック操作と判別する。

また信号処理部７は、Ｔ５においてオン時の座標及びオフ時の座標が操作面の中央面の座標に相当しているか否かを判定する。このとき信号処理部７は、オン時の座標及びオフ時の座標がＸＹ軸中心部から所定半径以内に位置しているか否かを判定することによりＴ５の処理を実行する。そして信号処理部７は、Ｔ６にて操作時間が予め定められた時間閾値以下であることを条件として中央面のタップ操作、すなわち、中央面エリアＡ５のタップ操作と判別する。このとき、Ｔ６にて操作時間が時間閾値以上であるときにはタップ操作の条件を満たさないと判断し、Ｔ１１にて操作判別しないようにする。

また、信号処理部７がＴ５でＮＯと判定したときには、Ｔ８にてオン時の座標及びオフ時の座標が上下左右面の判定エリア（すなわち上面エリアＡ１、下面エリアＡ２、左面エリアＡ３、右面エリアＡ４）の何れかであるか否かを判定する。このとき信号処理部７は、これらの面の何れかの面に入っていると判定したときには、操作時間が時間閾値以下であることを条件として上下左右面の何れかのエリアＡ１〜Ａ４のタップ操作と判別する。このとき、信号処理部７は、オン時の座標及びオフ時の座標に基づいて上面エリアＡ１、下面エリアＡ２、左面エリアＡ３、右面エリアＡ４の何れの面をタップ操作したかについて判別できる。

例えば、オン時の座標が上面エリアＡ１内であり、オフ時の座標が左面エリアＡ３内であるときには、操作時間が時間閾値以下であったとしても、Ｔ８にてＮＯと判定されることから、Ｔ１１にて操作判別されないことになる。これにより誤判定を極力防止できる。

図８及び図９は荷重及び座標の時間的変化を操作の種類別に示している。図８はフリック操作時の荷重及び座標の時間変化を示し、図９はタップ操作時の荷重及び座標の時間変化を示している。なお、図８および図９の座標軸は、説明の簡略化のため一次元的な表現をしている。すなわち、ＸＹ座標による二次元でも同様であることは明白であるため、二次元的な記載を省略している。

図８及び図９に標準的な例を示す。荷重は、ドライバが操作面５にタップしたタイミングｔ0から増加し、タイミングｔona、ｔonbにおいてオン閾値Ｄona、Ｄonb以上となり、その後、タイミングｔoffa、ｔoffbにおいてオフ閾値Ｄoffa、Ｄoffb以下となる。図８に示すように、フリック操作時には、タイミングｔona−ｔoffaの間のタイミングｔ１において荷重は最大値Ｄｍ１となる。また図９に示すように、タップ操作時には、タイミングｔonb−ｔoffbの間のタイミングｔ２において最大値Ｄｍ２となる。

また、荷重はドライバが操作面５から操作指を離したタイミングｔhにおいて０に至る。これは、図８に示すフリック操作時、図９に示すタップ操作時の何れにおいても傾向に変化はない。また座標は、図８のフリック操作時には時間経過に伴い連続的に大きく変化し、図９のタップ操作時にはわずかとなる。このため、操作の種類に応じて座標移動量Ｍ１、Ｍ２に大きな違いを生じ、フリック操作時の座標移動量Ｍ１はタップ操作時の座標移動量Ｍ２に比較して大きくなる。

このため、信号処理部７は、図７のＴ３にてフリック設定閾値以上の座標移動量Ｍ１を生じていると判定したときにはＴ４にてフリック操作と判別し、フリック設定閾値未満となるときにはＴ７、Ｔ１０にてタップ操作、又は、Ｔ１１にて操作判別しないようにしている。これにより、フリック操作を極力正確に判別できる。

本実施形態の特徴を概念的にまとめる。本実施形態によれば、信号処理部７は、歪検出素子２０〜２３による歪検出信号に基づき取得された荷重が所定のオン閾値以上に印加されたときから所定のオフ閾値以下になるときまでの時間を操作時間として設定し（図７のＴ２）、操作時間の間に変化した座標又は／及び荷重の変化に基づいて操作の種類を判別する（図７のＴ４、Ｔ７、Ｔ１０）ようにしている。これにより、操作の種類を極力正確に判別できるようになる。

操作面５は外見上で操作方法を促すと共に操作指に触感を備えるガイド１３を備えるようにしている。このためドライバに対し意識的又は無意識的に、ガイド１３に沿って操作指を動作させるように促すことができる。

信号処理部７は、操作時間がフリック設定閾値以上となることを条件としてフリック操作と判別しているため、フリック操作を極力正確に判別できる。
信号処理部７は、図７のＴ６、Ｔ８、又はＴ９にてＮＯと判定したときには、Ｔ１１にて操作判別しないようにしているため、操作の誤判定を極力防止できる。

（第２実施形態）
図１０〜図１５は第２実施形態の追加説明図を示す。この実施形態では、フリック操作とタップ操作の判別処理にそれぞれ独立した判定用閾値を用いた形態を示す。図１０、図１１はフリック操作判別のための処理をフローチャートで示し、図１２は、フリック操作判別に係るタイミングチャートを示している。

図１０のＳ５ａ、Ｓ１１ａに示すように、信号処理部７は、フリックオン閾値Ｄon1、フリックオフ閾値Ｄoff1を判定用閾値として判定し、Ｓ１７ａにてフリック操作の判別処理を行う。図１１に示すように、信号処理部７は、Ｔ３においてフリック設定閾値以上であることを条件としてフリック操作と判別するが、この条件を満たさないときにはＴ１１ａにてフリック操作判別しない。図１２に示すように、フリック操作判別時には、予め独自に設定されたフリックオン閾値Ｄon1、フリックオフ閾値Ｄoff1をオン時及びオフ時の判定用閾値として用いている。

また図１３、図１４はタップ操作判別のための処理をフローチャートで示し、図１５はタップ操作判別に係るタイミングチャートを示している。図１３のＳ５ｂ、Ｓ１１ｂに示すように、信号処理部７は、タップオン閾値Ｄon2、タップオフ閾値Ｄoff2を判定用閾値として判定し、Ｓ１７ｂにてタップ操作の判別処理を行う。

図１４に示すように、信号処理部７は、Ｔ５においてオン時の座標及びオフ時の座標が中央面エリアＡ５であるか否かを判定し、Ｔ５にてＹＥＳと判定したときには、Ｔ６にて操作時間が時間閾値以下であり、且つ、Ｔ１２にてフリック操作と判別されていない、ことを条件として、Ｔ７にて中央面のタップ操作と判別する。ここでは、前述したフリック操作を優先処理するためＴ１２の処理を設けており、フリック操作と予め判別されている場合には、Ｔ１１ｂに示すようにタップ操作と判別されることはない。

また、信号処理部７は、Ｔ５にてＮＯと判定したときには、Ｔ８にて上下左右面のエリアであるか否かを判定し、Ｔ８にてＹＥＳと判定したときには、Ｔ９にて操作時間が時間閾値以下であり、且つ、Ｔ１３にてフリック操作と判別されていない、ことを条件として、Ｔ１０にて上下左右面のタップ操作と判別する。

このときも前述したフリック操作を優先処理するためにＴ１３の処理を設けており、フリック操作と予め判別されている場合には、Ｔ１１ｂに示すようにタップ操作と判別されることはない。図１５に示すように、タップ操作判別時には、予め独自に設定されたタップオン閾値Ｄon2、タップオフ閾値Ｄoff2をオン時及びオフ時の判定用閾値として用いている。すなわち、本実施形態では、これらの図１０〜図１５に示すように、操作時間を設定するためのフリックオン閾値Ｄon1、タップオン閾値Ｄon2、フリックオフ閾値Ｄoff1、タップオフ閾値Ｄoff2を個別に設定可能になっている。

以下、荷重のフリックオン閾値Ｄon1、フリックオフ閾値Ｄoff1、タップオン閾値Ｄon2、タップオフ閾値Ｄoff2の望ましい関係性を説明する。ドライバは、フリック操作時に操作指を操作面５に摺動させることが想定されるため、操作面５に与えられる荷重はタップ操作時に比較して小さくなる。

逆に、ドライバはタップ操作時に操作面５に操作指を叩くことが想定されるため、操作面５に与えられる荷重はフリック操作時に比較して大きくなる。このため、荷重のフリックオン閾値Ｄon1はタップオン閾値Ｄon2よりも小さく設定することが望ましく、また、フリックオフ閾値Ｄoff1はタップオフ閾値Ｄoff2よりも小さく設定することが望ましい。

また、タップ操作における荷重の判定用閾値（タップオン閾値Ｄon2、タップオフ閾値Ｄoff2）を比較的大きく設定した場合には、座標がフリック判定閾値以上に十分に移動している場合においても、荷重の時間的変化次第では座標移動量が比較的少なく検出される可能性がある。

このため、図１３〜図１５に示すタップ操作判別処理より、図１０〜図１２に示すフリック操作判別を優先的に行うことが望ましく、フリック操作判別処理を先に行うことが望ましい。その他は第１実施形態と同様の作用を奏するためその説明を省略する。

信号処理部７は、操作の種類（フリック操作、タップ操作）毎の操作時間を決定するための荷重のオン閾値Ｄon1、Ｄon2、オフ閾値Ｄoff1、Ｄoff2を個別に設定して操作種類を判別している。これにより、操作の種類毎に必要な閾値を個別に設定できるようになり利便性が向上する。

また、例えばフリック操作の場合には、操作指による荷重が比較的弱く検出されるため、検出される座標の位置が本来操作指が接触した座標の位置からずれることがある。このため、フリック操作のフリックオン閾値Ｄon1を所定より比較的小さく設定すると共にフリックオフ閾値Ｄoff1を所定より比較的小さく設定している。これにより、たとえフリック操作時に荷重が比較的弱く検出されることが想定される場合であっても、操作指が実際に接触した位置と、座標が検出される位置とを極力一致させることができるようになり、操作の種類を極力正確に判別できるようになる。

特に、フリック操作のフリックオン閾値Ｄon1をタップ操作のタップオン閾値Ｄon2よりも小さく設定しており、フリック操作のフリックオフ閾値Ｄoff1をタップ操作のタップオフ閾値Ｄoff2よりも小さく設定しているため、誤判別を極力なくすことができる。

また、フリック操作をタップ操作に優先して判別しているため、誤判別を極力なくすことができる。
（第３実施形態）
図１６〜図１８は第３実施形態の追加説明図を示す。この実施形態では、座標の移動速度、又は／及び、座標の移動の加速度に基づいて操作を判別する形態を示す。特に、フリック操作を判別するときに特徴を奏するため、フリック操作の判別処理が、第２実施形態と異なる部分を中心に説明し、タップ操作の判別処理については説明を省略する。

図１６に示すように、信号処理部７は、Ｓ５ａにて荷重がフリックオン閾値Ｄon1以上になるとＳ８〜Ｓ１０においてオン時の荷重、座標、時間を記憶し、Ｓ１１ａにてフリックオフ閾値以下となるまでＳ１２、Ｓ１３にて荷重、座標のデータを取得する。

本実施形態では、信号処理部７は、Ｓ５ａにて荷重がフリックオン閾値Ｄon1以上の条件を満たしてから、Ｓ１１ａにて荷重がフリックオフ閾値Ｄoff1以下となるまでの間、Ｓ１８にて座標の移動速度を算出し、Ｓ１９にて座標の移動加速度を算出し、Ｓ２０にて座標の移動速度の絶対値の最大値、座標の移動加速度の絶対値の最大値を更新し続ける。

Ｓ１８に示す座標の移動速度は座標を時間微分することで算出することができ、例えば前回算出された座標及び時間と今回算出された座標及び時間とに応じて算出できる。前回の座標のデータがメモリに記憶されていない場合にはＳ１８の処理は無視すれば良い。また、Ｓ１９に示す座標の移動加速度は、座標の移動速度を時間微分することで算出でき、例えば前回算出された移動速度及び時間と、今回算出された移動速度及び時間とに応じて算出できる。前回の移動速度のデータがメモリに記憶されていない場合はＳ１９の処理は無視すれば良い。

そして信号処理部７は、Ｓ２０においてこれらの座標の移動速度の絶対値、座標の移動加速度の絶対値を順次更新する。信号処理部７は、Ｓ１１ａにおいてフリックオフ閾値Ｄoff1以下となったことを条件としてＳ１７ａにおいてフリック操作の判別処理を行う。

信号処理部７は、図１７に示すフリック操作の判別処理において、Ｔ１にて座標移動量を算出し、Ｔ２にて操作時間を算出するが、さらに、Ｔ１４において「座標移動速度」を前述のＳ１９で取得されている座標の移動速度の絶対値の最大値とし、Ｔ１５において「座標移動加速度」を前述のＳ２０で取得されている座標の移動加速度の絶対値の最大値とする。そして信号処理部７は、前述実施形態で説明したＴ３の条件に加え、Ｔ１６にて座標移動速度がフリック移動速度閾値ｖｔ以上となること、Ｔ１７にて座標移動加速度がフリック移動加速度閾値ｑｔ以上となること、の何れか少なくとも一つを満たしたことを条件としてＴ４においてフリック操作と判別する。

ドライバが操作面５をフリック操作したときには、座標移動速度は例えばタップ操作に比較して大きくなる。図１８に座標移動速度の最大値Ｐ１を示したが、座標移動速度の絶対値の最大値Ｐ１が所定のフリック移動速度閾値ｖｔ以上となることを条件としてフリック操作である旨の判別を行うことができる。また、ドライバが操作面５をフリック操作したときには、座標加速度も例えばタップ操作に比較して大きくなる。このため、図１８に座標移動加速度の最大値Ｐ２を示したが、座標移動加速度の絶対値の最大値Ｐ２が所定のフリック移動加速度閾値ｑｔ以上となることを条件としてフリック操作である旨の判別を行うことができる。

Ｔ３、Ｔ１６、Ｔ１７の何れか少なくとも一つ以上を満たすことを条件としたが、何れか２つ以上満たすことを条件としても良いし、３つ全ての条件を満たすことを条件としてフリック操作である旨の判別を行っても良い。

本実施形態に示したように、信号処理部７が、座標の変化の速度、又は／及び、前記座標の変化の加速度に基づいて操作の種類を判別することで、誤判別を極力なくすことができる。

（第４実施形態）
図１９〜図２１は第４実施形態の追加説明図を示す。この実施形態では、ＸＹ座標の最大値、最小値に基づいて座標移動量を算出する形態を示す。第１実施形態と異なる部分を中心に説明し、その他の部分については説明を省略する。

図１９に示すように、信号処理部７は、Ｓ８〜Ｓ１０においてオン時の荷重、座標、時間を記憶した後、順次タイミングをずらして荷重、座標のデータを取得するときに、Ｓ２１においてＸ、Ｙ座標の最大値、最小値を求め、内部メモリに記憶させる。このＸＹ座標の最大値／最小値の算出方法は、例えば操作面５の中心点（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）からの距離がよりＸＹ正方向に遠い位置を最大値としＸＹ負方向に遠い位置を最小値とすると良い。そして、図２０に示すように、信号処理部７は、Ｔ１ａにおいて座標移動量をＸＹ座標の最大値からＸＹ座標の最小値を減算した値の絶対値とし、Ｔ２以降の処理を行う。

ドライバはその操作指を操作面５に触れたタイミングからある時間の間、実質的に動かしたい所望の方向とは異なる方向（例えば逆方向）に動かすこともある。このような場合、図２１に示すように、オン時の座標とオフ時の座標とに基づく座標移動量Ｍ１と、ＸＹ座標の最大値とＸＹ座標の最小値とに基づく座標移動量Ｍ１ｂとの間に大きく差を生じることも想定される。

信号処理部７が、最大値と最小値との差に基づく座標移動量Ｍ１ｂを取得することで、少なくとも第１実施形態の動作に比較して座標移動量Ｍ１ｂを比較的大きく取得できる。これにより、ドライバの操作指による操作がたとえずれたとしても座標移動量Ｍ１ｂを大きく取得することができ、極力正確にフリック操作を判別できる。

本実施形態によれば、操作開始から操作終了するまでのＸＹ座標の最大値、最小値に基づいて座標移動量Ｍ１ｂとし当該座標移動量Ｍ１ｂに基づいて操作の種類を判別している。このため、極力正確に操作を判別できる。

（他の実施形態）
前述実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形又は拡張が可能である。

操作部として、平面状に設けた操作面５を適用した形態を示したが、これに限定されるものではなく、歪検出素子を用いた各種の操作入力デバイスを適用しても良い。
操作装置２は、外部機器９〜１２との間で通信する形態に適用したが、これに限定されるものではない。操作装置２は、例えば各種ＥＣＵ９，１０に搭載されていたり、無線通信機器１２に搭載されていても良い。すなわち前述実施形態においては、信号処理部７が操作判別装置としての機能を備えた形態を示したが、これに限定されるものではない。すなわち、外部機器９〜１２が一連の荷重データ及び座標データをネットワークＮを通じて取得し、前述実施形態の信号処理部７の処理を行うようにしても良い。すなわち、機器９〜１２の何れかが操作の種類判別する操作判別装置としての機能を備えていても良い。

車両のステアリング１に備え付けた操作装置２を用いた形態を説明したが、これに限定されるものではない。操作装置２が、ステアリング１に２つ設けられている形態を示したが、１つでも良いし３つ設けられていても良いし、他の部品に取り付けられていても良い。フリック操作、タップ操作の判別方法を例示したが、これに限定されるものではなく、例えばスワイプ操作、スライド操作など各種の操作の判別に適用できる。

例えば、前述の各実施形態の構成は概念的なものであり、一つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分散させたり、複数の構成要素が有する機能を一つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、前述の実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、前述の２以上の実施形態の構成の一部又は全部を必要に応じて互いに組み合わせて付加しても置換しても良い。

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、本発明の一つの態様として前述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

図面中、５は操作面（操作部）、７は信号処理部（操作判別装置、操作時間設定部、操作種類判別部）、１３はガイド、１４は上ガイド（ガイド）、１５は下ガイド（ガイド）、１６は左ガイド（ガイド）、１７は右ガイド（ガイド）、１８は凹部（ガイド）、２０〜２３は歪検出素子、を示す。

Claims (4)

1. 操作されることにより生じる荷重に応じた検出信号を出力する歪検出素子（２０〜２３）が設けられた操作部（５）における操作種類を判別する操作判別装置（７、９〜１２）であって、
   前記歪検出素子による検出信号に基づき取得された荷重が所定のオン閾値以上に印加されたときから所定のオフ閾値以下になるときまでの時間を操作時間として設定する操作時間設定部（７、Ｔ２）と、
   前記操作時間の間に変化した座標又は／及び荷重の変化に基づいて操作の種類を判別する操作種類判別部（７、Ｔ４、Ｔ７、Ｔ１０）と、を備え、
   前記操作部（５）は、外見上で操作方法を促すと共に操作指に触感を備えるガイド（１３〜１８）を備え、前記ガイド（１３、１８）は、ステアリングホイールの正面に向かって右側に設けられるときには中央左下から中央右上方向に向けて設けられ、前記ステアリングホイールの正面に向かって左側に設けられるときには中央右下から中央左上方向に向けて設けられ、
   前記操作の種類ごとに、前記荷重のオン閾値（Ｄon1、Ｄon2）及びオフ閾値（Ｄoff1、Ｄoff2）は個別に設定可能になっている操作判別装置。
2. 操作されることにより生じる荷重に応じた検出信号を出力する歪検出素子（２０〜２３）が設けられた操作部（５）における操作種類を判別する操作判別装置（７、９〜１２）であって、
   前記歪検出素子による検出信号に基づき取得された荷重が所定のオン閾値以上に印加されたときから所定のオフ閾値以下になるときまでの時間を操作時間として設定する操作時間設定部（７、Ｔ２）と、
   前記操作時間の間に変化した座標又は／及び荷重の変化に基づいて操作の種類を判別する操作種類判別部（７、Ｔ４、Ｔ７、Ｔ１０）と、を備え、
   前記操作部（５）は、外見上で操作方法を促すと共に操作指に触感を備えるガイド（１３〜１８）を備え、前記ガイド（１３、１８）は、ステアリングホイールの正面に向かって右側に設けられるときには中央左下から中央右上方向に向けて設けられ、前記ステアリングホイールの正面に向かって左側に設けられるときには中央右下から中央左上方向に向けて設けられ、
   前記操作種類判別部は、操作開始から操作終了するまでのＸＹ座標の最大値、最小値に基づいて座標移動量とし当該座標移動量に基づいて操作の種類を判別する操作判別装置。
3. 請求項１又は２記載の操作判別装置において、
   前記操作種類判別部は、前記座標の変化の速度、又は／及び、前記座標の変化の加速度に基づいて操作の種類を判別する操作判別装置。
4. 請求項１又は２記載の操作判別装置において、
   前記操作種類判別部は、前記操作の種類としてフリック操作をタップ操作に優先して判別する操作判別装置。

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