JP6928540B2

JP6928540B2 - 操作装置

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Publication number: JP6928540B2
Application number: JP2017213625A
Authority: JP
Inventors: 貴之安立
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2017-11-06
Filing date: 2017-11-06
Publication date: 2021-09-01
Anticipated expiration: 2037-11-06
Also published as: US20200280314A1; US11133801B2; DE112018005281T5; JP2019087362A; WO2019087839A1

Description

本発明は、操作装置に関する。

従来の技術として、車両のウインドウを開閉するパワーウインドウスイッチが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

このパワーウインドウスイッチは、先端が上下に揺動操作可能となるように支持軸を介してスイッチボックスに取り付けられたスイッチボタンを有している。このスイッチボタンは、先端と終端にスイッチ部が設けられ、先端が下方向に揺動操作されると先端側のスイッチ部がオンとなり、先端が上方向に揺動操作されると終端側のスイッチ部がオンとなる。

特開２００５−１０８６２１号公報

このような従来のパワーウインドウスイッチは、１つのスイッチボタンに対してウインドウの開閉の機能が割り当てられているが、さらに他の機能を割り当てるには、スイッチボタンを並べなくてはならない。しかしスイッチボタンの幅は、操作指の幅よりも小さくすることができないので、サイズが増加する問題がある。

従って本発明の目的は、サイズの増加を抑制しつつ１つの操作部に複数の機能を割り当てることができる操作装置を提供することにある。

本発明の一態様は、操作指が接触する位置に応じて操作対象の複数の機能が割り当てられた操作部と、操作部に対向する面を含んで延長した少なくとも１つの面に配置され、操作部を操作する操作指を検出する検出部と、操作部に対する操作、及び検出された操作指の接触位置の組み合わせに応じて指示された機能を判定する判定部と、を備えた操作装置を提供する。

本発明によれば、サイズの増加を抑制しつつ１つの操作部に複数の機能を割り当てることができる。

図１（ａ）は、実施の形態に係る操作装置の一例を示す概略図であり、図１（ｂ）は、操作装置の検出部が配置される仮想面の一例について説明するための概略図である。図２（ａ）は、実施の形態に係る操作装置のブロック図の一例であり、図２（ｂ）は、検出部の電極と操作指との距離の一例を説明するための上面図である。図３（ａ）は、実施の形態に係る操作装置の距離Ｌと静電容量値Ｃとの関係の一例を示すグラフであり、図３（ｂ）は、変形例に係る操作装置の検出部の一例について説明するための上面図である。図４は、実施の形態に係る操作装置の動作の一例を示すフローチャートである。

（実施の形態の要約）
実施の形態に係る操作装置は、操作指が接触する位置に応じて操作対象の複数の機能が割り当てられた操作部と、操作部に対向する面を含んで延長した少なくとも１つの面に配置され、操作部を操作する操作指を検出する検出部と、操作部に対する操作、及び検出された操作指の接触位置の組み合わせに応じて指示された機能を判定する判定部と、を備えて概略構成されている。

この操作装置は、１つの操作部に複数の機能を割り当てることができるので、操作部を並べる場合と比べて、サイズの増加を抑制しつつ１つの操作部に複数の機能を割り当てることができる。

[実施の形態]
（操作装置１の概要）
図１（ａ）は、実施の形態に係る操作装置の一例を示す概略図であり、図１（ｂ）は、操作装置の検出部が配置される仮想面の一例について説明するための概略図である。図２（ａ）は、実施の形態に係る操作装置のブロック図の一例であり、図２（ｂ）は、検出部の電極と操作指との距離の一例を説明するための上面図である。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）では、主な信号や情報などの流れを矢印で示している。

操作装置１は、一例として、図１（ａ）に示すように、車両８のドア８０のアームレスト８１に配置されている。この操作装置１は、一例として、車両８の左右前方のウインドウの開閉を指示することができるものである。なお操作装置１の配置は、これに限定されない。また操作装置１は、ウインドウの開閉に限定されず、電子機器を操作する操作装置として使用されても良い。さらに操作装置１は、左右後方のウインドウの開閉を指示するように、縦に並んで配置されても良い。

操作装置１は、例えば、図１（ａ）〜図２（ｂ）に示すように、操作指９が接触する位置に応じて操作対象の複数の機能が割り当てられた操作部２と、操作部２に対向する面を含んで延長した少なくとも１つの面に配置され、操作部２を操作する操作指９を検出する検出部５と、操作部２に対する操作、及び検出された操作指９の接触位置の組み合わせに応じて指示された機能を判定する判定部としての制御部７と、を備えて概略構成されている。

操作装置１は、例えば、図１（ｂ）に示すように、操作部２の前面２４側に操作時に操作指９が挿入される凹部３を備えている。上述の操作部２に対向する面を含んで延長した少なくとも１つの面は、一例として、凹部３を形成する面である。本実施の形態における凹部３を形成する面は、面３１、側面３２及び側面３３である。

また操作部２は、例えば、図１（ｂ）に示すように、回転軸２７を回転中心とした押し下げ操作（矢印Ａ方向の操作）及び引き上げ操作（矢印Ｂ方向の操作）可能に構成されている。検出部５は、回転軸２７と交差する面を含んで延長した面に配置される。この面は、例えば、図１（ｂ）に示すように、仮想面４ａ及び仮想面４ｂである。なお仮想面４ａ及び仮想面４ｂは、上述のように、凹部３の側面３２及び側面３３を含んでいる。

この検出部５は、回転軸２７と交差する面を含んで延長した面（仮想面４ａ及び仮想面４ｂ）に配置されて対向する第１の検出部としての第１のセンサ５１、及び第２の検出部としての第２のセンサ５２を備えている。

操作装置１は、例えば、図２（ａ）に示すように、操作部２に対して行われた押し下げ操作及び引き上げ操作を検出する操作検出部としてのスイッチ部６を備えている。このスイッチ部６は、操作部２の押し下げ操作及び引き上げ操作に伴ってオンするスイッチである。スイッチ部６は、押し下げ操作及び引き上げ操作によってオンしたことを示すスイッチ信号Ｓ_３を制御部７に出力する。制御部７は、このスイッチ信号Ｓ_３に基づいて押し下げ操作及び引き上げ操作が行われたと判定する。

（操作部２の構成）
操作部２は、例えば、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、回転軸２７に沿って細長い形状を有している。そして操作部２は、例えば、押し下げ操作によって回転軸２７の周りを前面２４側、つまり矢印Ａ方向に回転し、引き上げ操作によって回転軸２７の周りを後面２５側、つまり矢印Ｂ方向に回転するように本体１０に支持されている。

押し下げ操作の際には、操作者は、操作部２の先端を矢印Ａ方向に押し込む。また引き上げ操作の際には、操作者は、凹部３に操作指９を挿入し、操作部２の窪んだ前面２４に操作指９を掛けて引き上げて操作を行う。

従って操作部２の前面２４は、操作指９による操作がし易いように曲面となっている。この前面２４は、側面３２、側面３３及び面３１と共に凹部３を形成している。側面３２及び側面３３は、対向する面である。面３１は、操作部２の前面２４と繋がる曲面である。

本実施の形態の凹部３は、操作部２の前面２４と対向する面３１が曲面となって前面２４となだらかに繋がるので、底面を含めて面３１としている。なお変形例として凹部３は、曲面でない底面を有する構成であっても良い。

操作部２の上面２０には、３つの凸部２００が設けられている。この凸部２００は、例えば、図２（ｂ）に示す第１の機能領域１１〜第３の機能領域１３の目安として設けられている。

この第１の機能領域１１〜第３の機能領域１３とは、操作対象の機能が割り当てられた領域である。しかしこの第１の機能領域１１〜第３の機能領域１３は、別々に押し下げ操作や引き上げ操作ができるのではなく、例えば、操作部２の上面２０を、回転軸２７と交差する方向に均等に領域分けしたに過ぎない。

第１の機能領域１１は、一例として、操作部２の側面２２側の領域であり、車両８の右前方のウインドウの開閉を指示できる領域である。この領域に対して押し下げ操作が行われた場合、右前方のウインドウが閉じる。また引き上げ操作が行われた場合、右前方のウインドウが開く。

第２の機能領域１２は、一例として、操作部２の中央の領域であり、左右前方のウインドウの開閉を指示できる領域である。この領域に対して押し下げ操作が行われた場合、左右前方のウインドウが閉じる。また引き上げ操作が行われた場合、左右前方のウインドウが開く。

第３の機能領域１３は、一例として、操作部２の側面２３側の領域であり、車両８の左前方のウインドウの開閉を指示できる領域である。この領域に対して押し下げ操作が行われた場合、左前方のウインドウが閉じる。また引き上げ操作が行われた場合、左前方のウインドウが開く。

（検出部５の構成）
検出部５は、上述のように、第１のセンサ５１及び第２のセンサ５２を備えている。この第１のセンサ５１及び第２のセンサ５２は、例えば、図２（ｂ）に示すように、検出電極として電極５１ａ及び電極５２ａを有する静電容量式のセンサである。

電極５１ａ及び電極５２ａは、銅などの導電性を有する金属を用いて形成され、板形状を有している。この電極５１ａ及び電極５２ａは、操作部２に対向する面を含んで延長した少なくとも１つの面に配置されている。この操作部２に対向する面を含んで延長した少なくとも１つの面とは、一例として、図２（ｂ）に示す仮想面４ａ及び仮想面４ｂである。

なお仮想面４ａ、仮想面４ｂ、後述する仮想面４ｄは、操作部２の側面２２、側面２３及び底面２１と平行であっても良いし、非平行であっても良い。

仮想面４ａは、操作部２の側面２２に対向する面を延長、言い換えるなら拡張した面である。この仮想面４ａは、さらに凹部３の側面３２と対向している。電極５１ａは、例えば、検出面５１ｂが仮想面４ａの面内に位置するように配置される。

仮想面４ｂは、操作部２の側面２３に対向する面を延長、言い換えるなら拡張した面である。この仮想面４ｂは、さらに凹部３の側面３３と対向している。電極５２ａは、例えば、検出面５２ｂが仮想面４ｂの面内に位置するように配置される。

第１のセンサ５１は、電極５１ａと操作指９との間に生じる静電容量値Ｃ_１を検出値として制御部７に出力する。また第２のセンサ５２は、電極５２ａと操作指９との間に生じる静電容量値Ｃ_２を検出値として制御部７に出力する。この静電容量値Ｃ_１及び静電容量値Ｃ_２は、電極から距離が離れる程小さくなる値である。

従って静電容量値Ｃ_１は、操作指９が第１のセンサ５１に近い場合、値が大きくなる。また静電容量値Ｃ_２は、操作指９が第２のセンサ５２に近い場合、値が大きくなる。操作装置１は、この静電容量値Ｃ_１及び静電容量値Ｃ_２の差異に基づいて操作指９の接触位置を判定するものである。

（制御部７の構成）
図３（ａ）は、実施の形態に係る操作装置の距離Ｌと静電容量値Ｃとの関係の一例を示すグラフであり、図３（ｂ）は、変形例に係る操作装置の検出部の一例について説明するための上面図である。なお図２（ｂ）では、一例として、電極５１ａから操作指９までの距離をＬとしているがこれに限定されず、電極５１ａから操作指９の幅の中央までの距離をＬとしても良い。

制御部７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、加工などを行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）など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７が動作するためのプログラムと、テーブル７０と、が格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。

制御部７は、例えば、図３（ａ）に示すように、押し下げ操作又は引き上げ操作が検出されると共に第１のセンサ５１の検出値としての静電容量値Ｃ_１が第２のセンサ５２の検出値としての静電容量値Ｃ_２より大きい場合、操作部２の第１のセンサ５１側の機能の実行が指示されたと判定する。この第１のセンサ５１側の機能とは、例えば、図２（ｂ）に示す第１の機能領域１１に割り当てられた機能である。

具体的には、制御部７は、一例として、押し下げ操作又は引き上げ操作が検出されると共に静電容量値Ｃ_１が静電容量値Ｃ_２より大きく、かつ図３（ａ）に点線で囲んだ判定領域１１０内にある場合に第１の機能領域１１に接触位置があり、そして操作が行われたと判定する。

また制御部７は、押し下げ操作又は引き上げ操作が検出されると共に第２のセンサ５２の静電容量値Ｃ_２が第１のセンサ５１の静電容量値Ｃ_１より大きい場合、操作部２の第２のセンサ５２側の機能の実行が指示されたと判定する。この第２のセンサ５２側の機能とは、例えば、図２（ｂ）に示す第３の機能領域１３に割り当てられた機能である。

具体的には、制御部７は、一例として、押し下げ操作又は引き上げ操作が検出されると共に静電容量値Ｃ_２が静電容量値Ｃ_１より大きく、かつ図３（ａ）に点線で囲んだ判定領域１３０内にある場合に第３の機能領域１３に接触位置があり、そして操作が行われたと判定する。

そして制御部７は、押し下げ操作又は引き上げ操作が検出されると共に第１のセンサ５１の静電容量値Ｃ_１と第２のセンサ５２の静電容量値Ｃ_２とが予め定められた許容範囲において等しい場合、操作部２の中央に割り当てられた機能の実行が指示されたと判定する。この操作部２の中央に割り当てられた機能とは、例えば、図２（ｂ）に示す第２の機能領域１２に割り当てられた機能である。

この予め定められた許容範囲とは、一例として、図３（ａ）に点線で示す判定領域１２０である。制御部７は、例えば、静電容量値Ｃ_１及び静電容量値Ｃ_２が判定領域１２０内であれば、等しいとみなす。

従って制御部７は、押し下げ操作又は引き上げ操作が検出されると共に静電容量値Ｃ_１と静電容量値Ｃ_２が判定領域１２０内にある場合に第２の機能領域１２に接触位置があり、そして操作が行われたと判定する。

この判定領域１１０〜判定領域１３０は、例えば、図２（ｂ）に示すように、第１のセンサ５１及び第２のセンサ５２から操作指９までの距離に応じて予め定められた領域である。

第１の機能領域１１〜第３の機能領域１３は、一例として、図２（ｂ）に示すように、操作指９の幅より小さいか、同程度となるように設定される。

判定領域１１０は、例えば、図３（ａ）に示すように、幅が距離Ｌ_１となっている。この距離Ｌ_１は、例えば、図２（ｂ）に示すように、電極５１ａからの距離であり、第１の機能領域１１の幅よりも短くなっている。

判定領域１２０は、例えば、図３（ａ）に示すように、幅が距離Ｌ_２となっている。この距離Ｌ_２は、例えば、図２（ｂ）に示すように、第２の機能領域１２の幅よりも短くなっている。

判定領域１１０と判定領域１２０の間には、例えば、判定しない領域が距離Ｌ_４分設けられている。当該領域は、第１の機能領域１１及び第２の機能領域１２の境界を含んでいる。

判定領域１３０は、例えば、図３（ａ）に示すように、幅が距離Ｌ_３となっている。この距離Ｌ_３は、例えば、図２（ｂ）に示すように、第３の機能領域１３の幅よりも短くなっている。

判定領域１２０と判定領域１３０の間には、例えば、判定しない領域が距離Ｌ_５分設けられている。当該領域は、第２の機能領域１２及び第３の機能領域１３の境界を含んでいる。

本実施の形態の距離Ｌ_１〜距離Ｌ_３は、一例として、等しいがこれに限定されない。また距離Ｌ_４と距離Ｌ_５とは、一例として、等しいがこれに限定されない。

制御部７は、例えば、図２（ａ）に示すように、テーブル７０を備えている。このテーブル７０は、例えば、静電容量値Ｃ_１及び静電容量値Ｃ_２と、判定領域１１０〜判定領域１３０と、第１の機能領域１１〜第３の機能領域１３と、を関連付けたものである。制御部７は、取得した静電容量値Ｃ_１及び静電容量値Ｃ_２とテーブル７０とに基づいて操作指９の接触位置が含まれる機能領域を判定する。

制御部７は、操作部２の操作方向と機能領域の情報を含む操作情報Ｓ_４を生成して操作対象に出力する。この操作対象は、一例として、ウインドウを駆動して開閉させるウインドウ駆動装置である。ウインドウ駆動装置は、取得した操作情報Ｓ_４に基づいて操作方向と操作位置に応じた機能を判定して実行する。

以下に本実施の形態の操作装置１の動作の一例について図４のフローチャートに従って説明する。ここでは、一例として、主に操作を検出して操作情報Ｓ_４を出力するまでの動作について説明する。

（動作）
操作装置１の制御部７は、ステップ１の「Ｙｅｓ」が成立する、すなわち操作が検出されたことを示すスイッチ信号Ｓ_３がスイッチ部６から入力すると（Ｓｔｅｐ１：Ｙｅｓ）、取得した静電容量値Ｃ_１及び静電容量値Ｃ_２とテーブル７０とに基づいて機能領域を判定する（Ｓｔｅｐ２）。

制御部７は、機能領域が判定されると（Ｓｔｅｐ３：Ｙｅｓ）、操作方向及び判定した機能領域の情報を含む操作情報Ｓ_４を操作対象に出力し（Ｓｔｅｐ４）、操作に伴う動作を終了する。

ここでステップ３において制御部７は、機能領域が判定できなかった場合（Ｓｔｅｐ３：Ｎｏ）、ステップ１に処理を進める。

（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る操作装置１は、サイズの増加を抑制しつつ１つの操作部２に複数の機能を割り当てることができる。具体的には、操作装置１は、およそ操作指９の３本分かそれ以下の幅を有する１つの操作部２を３つの機能領域に分け、この機能領域ごとに異なる機能が割り当てられている。そして操作装置１は、操作部２に対する操作指９の接触位置から機能領域を判定するので、操作指より幅が広い操作部を並べる場合と比べて、３つの異なる機能を有していながら１つの操作部２のサイズで良い。従って操作装置１は、サイズの増加を抑制しつつ１つの操作部２に複数の機能を割り当てることができる。

操作装置１は、操作部２に操作指９の接触位置を検出する検出部５を、凹部３の側面３２及び側面３３に設けているので、操作部に配置する場合と比べて、可動する部材への配置を避けることができ、容易に配置することができる。また操作装置１は、可動する部材に配置しないので、断線などに起因する不具合を抑制することができる。

操作装置１は、操作部５に接触位置を検出するセンサを設けることなく、操作方向と機能領域との組み合わせによって指示された機能を容易に判定することができる。

なお変形例として、操作装置１は、例えば、図１（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、検出部５が操作部２の前面２４に対向する面を含んで延長した仮想面４ｃに配置されても良い。この検出部５は、一例として、複数の検出電極と複数の駆動電極とが絶縁性を保ちながら交差するタッチセンサであり、操作部２に接触する操作指９をフローティング状態で検出するように感度が高くされている。

さらに変形例として操作部２の底面２１に対向する面を延長した仮想面４ｄに検出部５を配置しても良い。この検出部５は、上述の変形例と同様に、操作部２に接触する操作指９をフローティング状態で検出するように感度が高くされている。

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、変更など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共に、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…操作装置、２…操作部、３…凹部、４ａ〜４ｄ…仮想面、５…検出部、６…スイッチ部、７…制御部、８…車両、９…操作指、１０…本体、１１〜１３…第１の機能領域〜第３の機能領域、２０…上面、２１…底面、２２…側面、２３…側面、２４…前面、２５…後面、２７…回転軸、３１…面、３２…側面、３３…側面、５１…第１のセンサ、５１ａ…電極、５１ｂ…検出面、５２…第２のセンサ、５２ａ…電極、５２ｂ…検出面、７０…テーブル、８０…ドア、８１…アームレスト、１１０…判定領域、１２０…判定領域、１３０…判定領域、２００…凸部

Claims

操作指が接触する位置に応じて操作対象の複数の機能が割り当てられた操作部と、
前記操作部に対向する面を含んで延長した少なくとも１つの面に配置され、前記操作部を操作する操作指を検出する検出部と、
前記操作部に対する操作、及び検出された操作指の接触位置の組み合わせに応じて指示された機能を判定する判定部と、
を備えた操作装置。
前記操作部の前面側に操作時に操作指が挿入される凹部を有し、
前記操作部に対向する面を含んで延長した少なくとも１つの面は、前記凹部を形成する面である、
請求項１に記載の操作装置。
前記操作部は、回転軸を回転中心とした押し下げ操作及び引き上げ操作可能に構成され、
前記検出部は、前記回転軸と交差する面を含んで延長した面に配置される、
請求項１又は２に記載の操作装置。
前記操作部に対して行われた前記押し下げ操作及び前記引き上げ操作を検出する操作検出部を有し、
前記検出部は、前記回転軸と交差する面を含んで延長した面に配置されて対向する第１の検出部及び第２の検出部を有し、
前記判定部は、前記押し下げ操作又は前記引き上げ操作が検出されると共に前記第１の検出部の検出値が前記第２の検出部の検出値より大きい場合、前記操作部の前記第１の検出部側の機能の実行が指示されたと判定し、前記押し下げ操作又は前記引き上げ操作が検出されると共に前記第２の検出部の検出値が前記第１の検出部の検出値より大きい場合、前記操作部の前記第２の検出部側の機能の実行が指示されたと判定する、
請求項３に記載の操作装置。
前記判定部は、前記押し下げ操作又は前記引き上げ操作が検出されると共に前記第１の検出部の検出値と前記第２の検出部の検出値とが予め定められた許容範囲において等しい場合、前記操作部の中央に割り当てられた機能の実行が指示されたと判定する、
請求項４に記載の操作装置。