特開 2024-165543 操作装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024165543

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】操作装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/042 20060101AFI20241121BHJP

   G06F 3/0354 20130101ALI20241121BHJP

   G06F 3/0362 20130101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

G06F3/042 481

G06F3/0354 451

G06F3/0362 461

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023081821

(22)【出願日】2023-05-17

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 公開日： 令和５年５月１０日 公開場所： 静岡市葵区追手町４４－１ 静岡県産業経済会館 公益財団法人静岡県産業振興財団

(71)【出願人】

【識別番号】501294560

【氏名又は名称】株式会社メタテクノ

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鎌田 実

【テーマコード（参考）】

5B087

【Ｆターム（参考）】

5B087BC06

5B087BC12

5B087BC13

5B087BC26

5B087BC32

(57)【要約】

【課題】設計の自由度が高く、コストを抑えた操作装置を提供する。
【解決手段】複数のスイッチが図示された操作ボード（ＣＢ）上において検出対象の座標データを検出する検出部（１０）と、検出部（１０）の動作を制御する制御部（２０）と、を備えた操作装置（１）であって、制御部（２０）は、検出部（１０）によって検出された座標データに基づいて、使用者によるスイッチの操作内容を判定し、判定された操作内容に応じて操作対象となる機器に指示を伝達する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のスイッチが図示された操作ボード上において検出対象の座標データを検出する検出部と、
前記検出部の動作を制御する制御部と、
を備えた操作装置であって、
前記制御部は、前記検出部によって検出された前記座標データに基づいて、使用者による前記スイッチの操作内容を判定し、判定された前記操作内容に応じて操作対象となる機器に指示を伝達する、ことを特徴とする操作装置。

【請求項2】

請求項１に記載の操作装置であって、
前記検出部は、前記操作ボードと平行な面に赤外線を照射することによって、前記操作ボード上における前記使用者の指の位置及び動きに関する座標データを検出する、ことを特徴とする操作装置。

【請求項3】

請求項２に記載の操作装置であって、
前記検出部は、前記操作ボードの表面から高さ１ｍｍ以内の範囲に前記赤外線を照射する、ことを特徴とする操作装置。

【請求項4】

請求項１～３の何れか１項に記載の操作装置であって、
前記制御部は、前記操作ボード上において前記使用者の指の位置に関する座標データを検出した後、前記複数のスイッチのうちの或るスイッチと重複する位置で前記使用者の指の動きが静止した状態で所定時間が経過した場合に、前記或るスイッチが操作されたことを判定する、ことを特徴とする操作装置。

【請求項5】

請求項１～３の何れか１項に記載の操作装置であって、
前記操作ボードには、当該操作ボード上においてスライド移動及び回転移動の少なくとも何れを行うつまみが設けられており、
前記検出部は、前記操作ボードと平行な面に赤外線を照射することによって、前記操作ボード上における前記つまみの位置及び動きに関する座標データを検出する、ことを特徴とする操作装置。

【請求項6】

請求項５に記載の操作装置であって、
前記つまみは、前記操作ボードと交差する回転軸周りを回転するダイヤルつまみであり、
前記ダイヤルつまみの外周に沿って所定の間隔を空けて配置された複数の検出突起が設けられており、
前記検出部は、複数の前記検出突起のうち少なくとも一つの前記検出突起の位置及び動きに関する座標データを検出し、
前記制御部は、前記検出突起の前記ダイヤルつまみの外周に沿った回転量及び回転方向に基づいて、前記ダイヤルつまみが操作されたことを判定する、ことを特徴とする操作装置。

【請求項7】

請求項５に記載の操作装置であって、
前記つまみは、前記操作ボード上で所定の方向に往復移動するスライドつまみであり、
前記検出部は、前記スライドつまみの位置及び動きに関する座標データを検出し、
前記制御部は、前記スライドつまみの移動方向及び移動量に基づいて、前記スライドつまみが操作されたことを判定する、ことを特徴とする操作装置。

【請求項8】

請求項１～３の何れか１項に記載の操作装置であって、
前記制御部は、或るスイッチが操作されたと判定した場合に、前記操作ボードに受付動作を行わせる、ことを特徴とする操作装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操作装置に関する。

【背景技術】

【0002】

スイッチボタンの押下や、回転式のダイヤルやスライド式のつまみを動かすことで、空調機器等を操作する操作装置（操作パネル）が知られている。例えば、自動車の運転席には、空調のＯＮ／ＯＦＦや風量・温度等を操作するための複数のスイッチ（ボタンやつまみ）がまとめて配置された操作パネルが設けられている。このような操作装置に関して、特許文献１には、表示パネルとカバー部と筐体と操作部とを備え、穴あけ加工等の難しい加工をすることなく表示パネルの端部まで有効に表示領域として利用できる操作装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１４５００４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の操作装置では、操作対象となる機器に応じてそれぞれ機械的に動作するスイッチ（ボタンやつまみ）を設ける必要があり、さらに、当該スイッチごとに入力された操作内容を操作対象となる機器へ伝達するための配線等を設計して配置する必要があった。そのため、操作装置のデザインの自由度に制限が生じやすく、コストも高くなるおそれがあった。

【0005】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、設計の自由度が高く、コストを抑えた操作装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するための主たる発明は、複数のスイッチが図示された操作ボード上において検出対象の座標データを検出する検出部と、前記検出部の動作を制御する制御部と、を備えた操作装置であって、前記制御部は、前記検出部によって検出された前記座標データに基づいて、使用者による前記スイッチの操作内容を判定し、判定された前記操作内容に応じて操作対象となる機器に指示を伝達する、ことを特徴とする操作装置である。

【0007】

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、設計の自由度が高く、コストを抑えた操作装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】操作装置１の全体構成を表す図である。

【図2】操作ボードＣＢの表側及び裏側を表す平面図である。

【図3】検出部１０について説明する図である。

【図4】制御部２０の機能上の構成を示すブロック図である。

【図5】自動車に設けられた従来型のエアコン操作装置の一例を表す図である。

【図6】操作装置１を用いて操作対象の機器を操作する動作のフロー図である。

【図7】検出部１０が照射する赤外線の高さについて説明する図である。

【図8】第２実施形態で使用される操作ボードＣＢの平面図である。

【図9】ダイヤルつまみＤＰの構成について説明する図である。

【図10】第２実施形態において操作装置１を用いて操作対象の機器を操作する動作のフロー図である。

【図11】Ｓ２０５の処理で行われる移動量の検出方法の一例について説明する図である。

【図12】スライドつまみＳＰの構成について説明する図である。

【図13】変形例においてＳ２０５の処理で行われる移動量の検出方法について説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。
複数のスイッチが図示された操作ボード上において検出対象の座標データを検出する検出部と、前記検出部の動作を制御する制御部と、を備えた操作装置であって、前記制御部は、前記検出部によって検出された前記座標データに基づいて、使用者による前記スイッチの操作内容を判定し、判定された前記操作内容に応じて操作対象となる機器に指示を伝達する、ことを特徴とする操作装置。

【0011】

このような操作装置によれば、機械的に動作するスイッチや、当該スイッチに接続される配線を設けることなく、機器の操作を行うことが可能となる。したがって、操作装置の設計や製造にかかる手間やコストを大きく低減することができる。また、複数のアイコンが表示された操作ボードにおいて、アイコンのデザインや配置に関して制限が生じ難く、設計の自由度を高めることができる。

【0012】

かかる操作装置であって、前記検出部は、前記操作ボードと平行な面に赤外線を照射することによって、前記操作ボード上における前記使用者の指の位置及び動きに関する座標データを検出する、ことが望ましい。

【0013】

このような操作装置によれば、操作ボード上における使用者の指の位置や動きを座標データとして取得し、当該座標データに基づいて、操作内容を判定することができる。

【0014】

かかる操作装置であって、前記検出部は、前記操作ボードの表面から高さ１ｍｍ以内の範囲に前記赤外線を照射する、ことが望ましい。

【0015】

このような操作装置によれば、操作ボード上で使用者の指が実際にアイコンに触れている（押している）位置と、使用者の指が検出される位置とがずれにくくなり、操作内容を正確に判定しやすくなる。また、使用者の指先以外の異物が誤検出されてしまうことを抑制することができる。

【0016】

かかる操作装置であって、前記制御部は、前記操作ボード上において前記使用者の指の位置に関する座標データを検出した後、前記複数のスイッチのうちの或るスイッチと重複する位置で前記使用者の指の動きが静止した状態で所定時間が経過した場合に、前記或るスイッチが操作されたことを判定する、ことが望ましい。

【0017】

このような操作装置によれば、或るスイッチと重複する位置で使用者の指の動きが所定時間以上静止していたことを条件として、指の静止位置と重複する位置のスイッチが操作されたものと判定される。これにより、使用者が誤ったスイッチに一瞬だけ触れてしまう等の誤操作が抑制され、正確な機器操作を行いやすくなる。

【0018】

かかる操作装置であって、前記操作ボードには、当該操作ボード上においてスライド移動及び回転移動の少なくとも何れを行うつまみが設けられており、前記検出部は、前記操作ボードと平行な面に赤外線を照射することによって、前記操作ボード上における前記つまみの位置及び動きに関する座標データを検出する、ことが望ましい。

【0019】

このような操作装置によれば、操作ボードに機械的に動作するスイッチ（つまみ）が設けられている場合にも、各々のスイッチに配線等を設けることなく、機器の操作を行うことができる。したがって、機械的に動作するスイッチを用いる場合であっても、従来の操作装置と比較して、設計や製造にかかる手間やコストを大きく低減することができる。

【0020】

かかる操作装置であって、前記つまみは、前記操作ボードと交差する回転軸周りを回転するダイヤルつまみであり、前記ダイヤルつまみの外周に沿って所定の間隔を空けて配置された複数の検出突起が設けられており、前記検出部は、複数の前記検出突起のうち少なくとも一つの前記検出突起の位置及び動きに関する座標データを検出し、前記制御部は、前記検出突起の前記ダイヤルつまみの外周に沿った回転量及び回転方向に基づいて、前記ダイヤルつまみが操作されたことを判定する、ことが望ましい。

【0021】

このような操作装置によれば、ダイヤルつまみに設けられた検出突起の位置及び動きを検出することで、使用者によるダイヤルつまみの操作内容（ダイヤルつまみの回転量や回転方向）を正確に判定することができる。これにより、ダイヤルつまみに配線等を設けることなく、当該ダイヤルつまみの回転操作に応じて機器を操作することが可能となる。

【0022】

かかる操作装置であって、前記つまみは、前記操作ボード上で所定の方向に往復移動するスライドつまみであり、前記検出部は、前記スライドつまみの位置及び動きに関する座標データを検出し、前記制御部は、前記スライドつまみの移動方向及び移動量に基づいて、前記スライドつまみが操作されたことを判定する、ことが望ましい。

【0023】

このような操作装置によれば、スライドつまみ（支柱）の位置及び動きを検出することで、使用者によるスライドつまみの操作内容（スライドつまみの移動量や移動方向）を正確に判定することができる。これにより、スライドつまみに配線等を設けることなく、当該スライドつまみのスライド操作に応じて機器を操作することが可能となる。

【0024】

かかる操作装置であって、前記制御部は、或るスイッチが操作されたと判定した場合に、所定の受付動作を行わせる、ことが望ましい。

【0025】

このような操作装置によれば、機械的に動作しないスイッチ（アイコン等）を用いて機器の操作を行う場合であっても、所定の受付動作（例えば、発光、振動、音声発信等）が行われることにより、操作している感覚を使用者に認識させやすくすることができる。

【0026】

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜操作装置１の基本構成＞
本実施形態に係る操作装置として、自動車の空調等を操作するために、自動車のダッシュボードに搭載される空調操作装置１（以下、単に「操作装置１」とも呼ぶ）を例に挙げて説明する。但し、本実施形態に係る操作装置は、空調操作用に限られるものではなく、カーナビゲーションシステムの操作や、音響設備の操作等を行うものであっても良い。また、操作装置は、自動車以外の他の乗り物や、ビルや住居等の施設に設置されるのであっても良い。

【0027】

図１は、操作装置１の全体構成を表す図である。操作装置１は、検出部１０と制御部２０とを有し、使用者（ユーザー）が操作ボードＣＢに対して行った操作を検出して、操作対象の機器（例えば、空調機器）に操作内容の指示を伝達することで、機器の操作を行う。

【0028】

図２は、操作ボードＣＢの表側及び裏側を表す平面図である。操作ボードＣＢは、操作装置１を用いて機器の操作を行う際に使用される樹脂等からなる板部材であり、互いに直交するＸ方向とＹ方向とを有している。また、操作ボードＣＢは、Ｘ方向及びＹ方向とそれぞれ直交するＺ方向（図２では不図示）に所定の厚さを有している。なお、図２では、Ｘ方向に長い矩形状の板部材が示されているが、操作ボードＣＢの形状や大きさは適宜変更することが可能である。

【0029】

操作ボードＣＢの厚さ方向（Ｚ方向）の一方側（表側）の面には、操作対象となる機器を操作するためのスイッチとして機能する複数のアイコンが表示されている。図２では、空調操作を行うための図柄や記号を表す１０種類のアイコンＡ～Ｈ２が並んで表示されており、各々のアイコンがスイッチ（ボタン）として機能する。これらのスイッチ（アイコン）Ａ～Ｈ２は、操作ボードＣＢに印刷されることによって形成されていても良いし、スイッチ（アイコン）Ａ～Ｈ２が表示されたシートを操作ボードＣＢの表面に貼付することによって形成されていても良い。

【0030】

本実施形態の操作装置１を操作する際には、操作ボードＣＢの厚さ方向（Ｚ方向）にスイッチ（アイコン）を押し下げる動作（つまり、ボタンを押し込む動作）等は行われない。また、後述するように、本実施形態では、操作ボードＣＢに表示されるスイッチ（アイコン）の形状、数量、配置等を、メーカーやユーザーの好み等に応じて自在に変更することが可能である。

【0031】

一方、操作ボードＣＢの厚さ方向（Ｚ方向）の他方側（裏側）の面には、スイッチ（アイコン）が設けられていない。さらに、操作ボードＣＢを介して入力された操作指示を操作対象の機器（空調等）に伝達するための配線等も設けられていない。但し、後述する図６等で説明する確認動作を実現するために、操作ボードＣＢの裏側面に、光源や振動を生じさせるモータが設けられる場合がある。

【0032】

図３は、検出部１０について説明する図である。図３Ａは、検出部１０の構成について説明する図であり、図３Ｂは、検出部１０を用いて検出対象を検出する方法について説明する図である。検出部１０は、所定の領域に赤外線を照射して、当該領域内における検出対象の座標データを検出する。本実施形態では、図３Ｂに示されるように操作ボードＣＢのＺ方向における表側、且つ、Ｙ方向における端部側に設置され、操作ボードＣＢと平行な面に赤外線を照射することによって、操作ボードＣＢ上において検出対象（例えば使用者の指）の座標データを検出する。検出部１０は、赤外線照射部１１と、赤外線受光部１２と、接続部１３とを有している。

【0033】

赤外線照射部１１は、赤外線照射方向（図３ではＹ方向）と直交する方向（図３ではＸ方向）に並ぶ複数のエミッタ（不図示）からそれぞれ赤外線を照射することよって、平面的に赤外線を照射する部位である。図３Ｂでは、操作ボードＣＢと平行な斜線部で示される領域（領域１及び領域２）に赤外線が照射されており、少なくともこの領域において検出対象の座標データが検出可能となっている。赤外線受光部１２は、赤外線照射部１１から照射された後、検出対象によって反射された赤外線を受光する部位である。赤外線受光部１２は、赤外線照射方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）に並ぶ複数のレシーバ（不図示）が設けられており、検出対象によって拡散反射した赤外線を２以上のレシーバによって検出することで、当該検出対象の重心座標データを算出することができる。接続部１３は、検出部１０を制御部２０に接続するための部位である。

【0034】

このような検出部１０により、図３Ｂの斜線部で示される検出領域において、検出対象（ユーザーの指）のＸ座標及びＹ座標を検出することができる。また、検出対象の座標データを継時的に検出することによって、ＸＹ平面上における検出対象の動きも検出することができる。なお、検出領域の位置や形状、数量等は、制御部２０によって自在に設定することが可能である。例えば、図３Ｂの例では、操作ボードＣＢ上に領域１及び領域２が設定されており、領域１と領域２とでそれぞれ異なる検出対象を同時に検出することが可能である。検出部１０としては、例えば、Neonode社製タッチセンサ―モジュール：NNAMC346XPC01を使用することができる。

【0035】

図４は、制御部２０の機能上の構成を示すブロック図である。制御部２０は、検出部１０の動作を制御すると共に、検出部１０で検出された座標データに基づいて使用者によって行われた操作の内容を判定し、操作対象となる機器（空調機器）に操作内容の指示を伝達する機能を有する。本実施形態の制御部２０は、インターフェース２１と、ＣＰＵ２２と、記憶部２３と、操作指示伝達部２４とを有している。

【0036】

インターフェース２１は、制御部２０を検出部１０と接続して両者間でデータの送受信を行う部分であり、例えば、公知のＵＳＢやＩ２Ｃインターフェースによって検出部１０と接続可能である。ＣＰＵ２２は、操作装置１全体の制御を行う演算装置である。ＣＰＵ２２は座標データ受付部２２１と、領域特定部２２２と、操作判定部２２３と、確認動作部２２４と、を有している、各部における具体的な処理動作については後で説明する。記憶部２３は、プログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものであり、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶素子によって構成される。操作指示伝達部２４は、使用者（ユーザー）による操作指示を空調機器等の機器へ伝達する部位であり、任意のインターフェースを介して、操作対象となる各機器に接続される。

【0037】

＜従来の操作装置について＞
次に、比較例として、自動車のダッシュボード（インストルメントパネル）に設けられている従来型の操作装置について説明する。図５は、自動車に設けられた従来型のエアコン操作装置の一例を表す図である。図５に示されるように、従来のエアコン操作装置は、機械式の押しボタンやダイヤル等、操作対象である機器の機能にそれぞれ紐づけられた複数のスイッチが所定の領域に密集して形成されているものが一般的であった。このような操作装置では、使用者（ユーザ）が、ボタンを押し込んだり、ダイヤルを回したりすることによって、空調のＯＮ／ＯＦＦや温度変更等の操作を行っていた。

【0038】

しかしながら、図５に示されるような従来型の操作装置は、搭載される自動車のデザインに応じて個別に設計・製造されるものであり、コスト、デザイン性、設置性等の面で問題が生じる場合があった。例えば、通常の場合、異なる種類の自動車毎に独自のデザインのボタンやダイヤルを設計して取り付けるため、操作装置の設計や製造にかかるコストが大きなものとなっていた。そして、機械的に動作する複数のスイッチを組み立て、各々のスイッチを操作対象となる機器と接続するための配線を設ける必要が生じるため、設置作業が複雑であり、一度設置された後はスイッチのデザインや配置を変更することは困難であった。さらに、配線やスペースの関係上、スイッチの大きさや配置に物理的な制限が生じるため、操作装置（操作パネル）のデザインの自由度に制限が生じていた。また、そのようにしてデザイン・製造されたボタンやダイヤルは、他の種類の自動車にそのまま転用することが難しく、自動車の種類ごとに、操作装置を設計・製造する必要が生じていた。

【0039】

＜操作装置１を用いた操作方法について＞
これに対して、本実施形態の操作装置１では、図２に示されるように、複数のスイッチがアイコンとして表示された操作ボードＣＢ上における使用者の指の動きを検出することによって、操作対象となる機器を操作することが可能である。すなわち、操作装置１では、スイッチ（ボタン等）を押し込んだり動かしたりして機械的に動作させる必要は無く、スイッチに対応するアイコンが表示されたボード等があれば、機器の操作を行うことができる。例えば、操作ボードＣＢ上の何処にどのアイコン（スイッチ）が配置されているかが分かれば機器の操作が可能である。そのため、操作ボードＣＢに表示されるスイッチ（アイコン）のデザインや配置を自在に変更することも可能である。

【0040】

以下、操作装置１を用いて操作対象となる機器を操作する際の具体的な方法について説明する。操作装置１を用いた機器の操作を開始する前提として、先ず、操作ボードＣＢ上において、検出部１０が検出対象（例えば、使用者の指）を検出することが可能な範囲（検出領域）を設定しておく必要がある。ここでは、操作ボードＣＢの所定の位置に検出部１０が設置された状態で、アイコンＡ～Ｈ２が表示されたそれぞれの領域について、個別に検出領域を設定するものとする（図２，図３参照）。例えば、図２の様に、操作ボードＣＢの表側面においてアイコンＡ～Ｈ２によって区切られた１０種類の領域の各々が検出領域として設定され、制御部２０の記憶部２３に記憶される。検出領域の設定は、操作装置１（操作装置１を搭載した自動車）が、流通の最終段階である消費者（使用者）の元に届けられる前に行われる。例えば、操作装置１を製造するメーカーの工場や、自動車を製造するメーカー、販売代理店等にて行われる。

【0041】

なお、検出領域の設定は、所定のプログラムや二次元コード（例えば、ＱＲコード（登録商標））を読み取ることによって行われるようにしても良い。このようにすれば、当該プログラムや二次コードを頒布することにより、使用者（ユーザー）自身で検出領域の設定を行うことが可能となる。また、使用者の好みに応じて、スイッチ（アイコン）の配置やデザインを簡単にカスタマイズすることもできる。

【0042】

図６は、操作装置１を用いて操作対象の機器を操作する動作のフロー図である。検出領域が設定された操作装置１を用いて機器の操作を開始すると、制御部２０は、検出部１０の赤外線照射部１１から操作ボードＣＢと平行な面に赤外線を照射させる（Ｓ１０１）。検出部１０から照射される赤外線は、少なくとも操作ボードＣＢ上に設定されている全ての検出領域（アイコンＡ～Ｈ２が表示されている領域）を包含する範囲に照射される。

【0043】

この状態で、使用者（ユーザー）が操作ボードＣＢ上に図示されている或るスイッチ（アイコン）を指で押すと、検出部１０の赤外線受光部１２によって当該指の重心位置のＸ座標及びＹ座標が、座標データとして検出（取得）される（Ｓ１０２）。検出された座標データは、制御部２０の座標データ受付部２２１によって受け付けられ、記憶部２３に一次的に保存される。なお、Ｓ１０２の処理では、検出領域において新たに検出された対象の座標データのみを取得するものとする。例えば、赤外線照射を開始した時点から検出領域内で検出されている対象（例えば、後述する図９で説明する回転支柱ＣＤＰ等）は考慮しないものとする。

【0044】

ここで、Ｓ１０２で検出される座標データは、Ｚ方向において一定の位置（高さ）で検出される。上述したように、操作装置１の検出部１０（赤外線照射部１１）は、操作ボードＣＢと平行な平面となるように赤外線を照射することにより（図３参照）、当該赤外線が照射される平面の高さにおいて座標データを検出することができる。但し、操作ボードＣＢの表面よりも過度に高い位置にて赤外線が照射されていると、使用者がスイッチ（アイコン）を押したときの指の位置座標データが誤って検出されるおそれがある。そのため、本実施形態では、操作ボードＣＢの表面から所定の高さ以内の範囲に赤外線が照射されるようにしている。

【0045】

図７は、検出部１０が照射する赤外線の高さについて説明する図である。図７Ａは、操作ボードＣＢの表面から高さｈの位置にて赤外線が照射された場合について表している。同図７Ａでは、使用者の指が操作ボードＣＢのアイコンＡに触れている（押している）が、このとき、使用者の指と赤外線との重複部分ｄｐは、Ｚ方向に見たときにアイコンＡと重複する領域に位置している。すなわち、使用者の指の座標データ（Ｘ座標及びＹ座標）がアイコンＡの位置で検出される。これにより、使用者の指がアイコンＡの位置にあることが正しく検出される。なお、図７Ａでは、説明のため、使用者の指と赤外線との重複部分域ｄｐが、ｙ方向に所定の長さ（幅）を有する領域として図示されているが、実際には使用者の指の重心位置が検出される。

【0046】

一方、図７Ｂは、操作ボードＣＢの表面から高さｈよりも高い位置である高さｈ′にて赤外線が照射された場合について表している。同図７Ｂでは、使用者の指が操作ボードＣＢのアイコンＡに触れている（押している）が、使用者の指と赤外線との重複部分ｄｐは、Ｚ方向に見たときにアイコンＡではなくアイコンＤと重複する領域に位置している。すなわち、使用者の指の座標データ（Ｘ座標及びＹ座標）がアイコンＤの位置で検出される。この場合、後述するＳ１０３及びＳ１０４で、使用者の指がアイコンＤを押していると誤判定されてしまうおそれがある。また、操作ボードＣＢの表面から過度に高い位置にて赤外線が照射されていた場合、アイコンを押す指以外の指（例えば親指）やその他の異物が誤検出されやすくなるおそれがある。

【0047】

そこで、本実施形態では、操作ボードＣＢの表面から過度に高くない位置（高さｈ）にて赤外線が照射されるようにすることで、使用者の指が実際にアイコンを押している位置と、指が検出される位置とがずれ難くなるようにしている。具体的には、操作ボードＣＢの表面から１ｍｍ以下とすることで、アイコンを押している指（指先）の位置に対応した正確な座標データを取得しやすくすることができる。また、操作する指先以外の異物が誤検出されてしまうことを抑制することができる。

【0048】

次いで、制御部２０は、座標データが取得された領域を特定する（Ｓ１０３）。具体的に、制御部２０の領域特定部２２２は、Ｓ１０２で検出された座標データが、操作ボードＣＢ上に表示されている複数のアイコンＡ～Ｈ２のうち、どのアイコンの領域に属しているかを特定する。例えば、使用者の指の重心座標が、操作ボードＣＢ上でアイコンＡの領域に属している場合、検出領域としてアイコンＡが特定される。なお、２つの検出領域に跨って座標データが検出された場合、例えば、アイコンＡとアイコンＢとの境界部に位置する座標データが検出された場合、領域特定部２２２は何れの領域も特定しない。すなわち、どのスイッチ（アイコン）も押されなかったものとする。

【0049】

次いで、制御部２０は、Ｓ１０３で特定された検出領域（例えばアイコンＡ）において、検出対象（使用者の指）が所定時間ｎ以上静止していたか否かを判定する（Ｓ１０４）。例えば、所定時間ｎ＝１秒とすると、使用者の指がアイコンＡの位置で１秒以上静止していた場合に（Ｓ１０４がＹｅｓ）、制御部２０の操作判定部２２３は、アイコンＡに対応するスイッチが操作された（押された）ものと判定する。一方、アイコンＡの位置において使用者の指の静止時間が１秒未満であった場合（Ｓ１０４がＮｏ）、操作判定部２２３は、アイコンＡに対応するスイッチが操作されなかった（押されなかった）ものと判定する。

【0050】

このように、或るアイコン（スイッチ）と重複する位置で検出対象（指）の動きが所定時間ｎ以上静止していたことを条件として、当該静止位置のアイコン（スイッチ）が操作されたと判定することによって、スイッチの誤操作を抑制しやすくすることができる。例えば、使用者がアイコンＡ（スイッチ）を押すために、操作ボードＣＢ上で指を移動させる際に、他のアイコン（例えばアイコンＢ）に一瞬だけ触れてしまった場合に、アイコンＢ（スイッチ）が押されたと誤って判定されてしまうことが抑制される。また、使用者が誤ったアイコン（例えばアイコンＢ）を押そうとして当該アイコンＢに触れた後、すぐに誤りに気付いて、正しいアイコン（アイコンＡ）の位置に指を移動させた場合等にも、アイコンＢ（スイッチ）が押されたと判定されてしまうことが抑制される。

【0051】

Ｓ１０４で検出対象の静止時間が所定時間ｎ未満であった場合は（Ｓ１０４がＮｏ）、Ｓ１０１の処理に戻る。一方、検出対象の静止時間が所定時間ｎ以上であった場合（Ｓ１０４がＹｅｓ）、制御部２０は、Ｓ１０３で特定された検出領域のアイコン（アイコンＡ）に対応するスイッチが操作されたものとして、操作内容を受け付ける（Ｓ１０５）。例えば、アイコンＡが、自動車の空調機器において冷房・除湿機能のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチに対応していた場合、制御部２０の操作判定部２２３は、空調機器の冷房・除湿機能をＯＮ（ＯＦＦ）する操作を受け付ける。

【0052】

次いで、制御部２０は、操作が正しく受け付けられたことを使用者に知らせるための確認動作を行う（Ｓ１０６）。確認動作の例としては、以下の動作が挙げられる。例えば、操作ボードＣＢの裏側面（アイコンが表示されている面と反対側の面）に、回転軸と重心がずれた振動子を備えた振動モータを設置しておき、Ｓ１０５にて操作が受け付けられた場合、制御部２０の確認動作部２２４は、当該振動モータを振動させる。また、制御部にスピーカーを設けて操作が受け付けられた場合に音声（例えばブザー音等）を発信したり、操作ボードＣＢのアイコンにＬＥＤ等を設けて操作が受け付けられた場合にアイコンを発光させたりしても良い。このような確認動作により、使用者は操作が正しく受け付けられたことを認識することができる。

【0053】

本実施形態の操作装置１では、図５に示されるような機械式のスイッチ（ボタン）が設けられておらず、使用者は、ボタンを押し込んだ感触等が得られないため、操作が受け付けられたことを感覚的に認識し難い。これに対して、上述したような確認動作を実施することにより、操作している感覚を使用者に認識させやすくすることができる。但し、Ｓ１０６の確認動作は必ずしも行われなくても良い。

【0054】

次いで、制御部２０は、受け付けられた操作内容に応じて、操作対象となる機器に操作内容の指示を伝達する（Ｓ１０７）。上述の例では、操作指示伝達部２４を介して制御部２０に接続されている空調機器に対して、冷房・除湿機能をＯＮ（ＯＦＦ）にする指示を行う。

【0055】

このような操作方法によれば、機械的に動作するスイッチ（ボタン等）や、当該スイッチに接続される配線を設けることなく、機器の操作を行うことが可能となる。したがって、操作装置の設計や製造にかかる手間やコストを大きく低減することができる。また、複数のアイコンが表示された操作ボードＣＢにおいて、各々のアイコン（スイッチ）に応じて検出領域を自在に設定することができるため、アイコンのデザインや配置に関して制限が生じ難く、設計の自由度を高めることができる。また、検出領域の設定は制御部２０で自由に変更することが可能なため、使用者（ユーザー）の好みに応じて操作ボードＣＢ上のアイコンのデザインや配置をカスタマイズすることもできる。

【0056】

＜変形例＞
図６のＳ１０４の処理では、検出対象の静止時間がｎ以上であることを条件として、スイッチが押されたか否かの判定が行われていたが、判定基準となる静止時間は、複数種類のスイッチ（アイコン）毎に異なっていても良い。例えば、図２に示されるアイコンＡ～Ｈ２のうち、アイコンＧ１，Ｇ２は風量の調整を行うためのスイッチであり、アイコンＨ１，Ｈ２は温度の調整を行うためのスイッチである。風量や温度の調整を行う際には、断続的に複数回スイッチを押すよりも、連続して長時間スイッチを押し続ける方が操作を行いやすい場合がある。

【0057】

そこで、アイコンＧ１，Ｇ２，Ｈ１，Ｈ２における静止時間の判定基準を他のアイコンＡ～Ｆにおける静止時間の判定基準とは異なる値として設定し、制御部２０に記憶しておく。例えば、アイコンＧ１，Ｇ２，Ｈ１，Ｈ２では、アイコンＡ～Ｆよりも長い静止時間ｎ＝２秒と設定する、

【0058】

制御部２０は、Ｓ１０３の処理でアイコンＧ１，Ｇ２，Ｈ１，Ｈ２の領域が特定された場合、当該アイコンＧ１，Ｇ２，Ｈ１，Ｈ２が２秒以上長押しされた場合に（Ｓ１０４がＹｅｓ）操作を受け付けつける（Ｓ１０５）。さらに、静止時間が１秒経過するごとにアイコンＧ１，Ｇ２，Ｈ１，Ｈ２が続けて押された（操作された）ものと判定するようにしても良い。例えば、温度を５度上昇させたい場合に、アイコンＨ１を５回押すのではなく、連続して６秒間（２秒＋１秒＋１秒＋１秒＋１秒）押し続けるようにする。制御部２０の操作判定部２２３をこのように設定することで、使用者は、温度や風量の調整をより容易に行いやすくなる。

【0059】

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
第２実施形態では、操作ボードＣＢにおいてスライド移動や回転移動する（すなわち、機械的に動作する）「つまみ」が設けられている場合に、操作装置１を用いて機器の操作を行う方法について説明する。図８は、第２実施形態で使用される操作ボードＣＢの平面図である。同図８に示される操作ボードＣＢは、図２のアイコンＨ１，Ｈ２に対応する温度調整スイッチに替えて、ダイヤルつまみＤＰが設けられている。それ以外の構成は、第１実施形態と同様である。

【0060】

図９は、ダイヤルつまみＤＰの構成について説明する図である。第２実施形態で使用される操作ボードＣＢに設けられるダイヤルつまみＤＰは、操作ボードＣＢの表面側に設けられた回転支柱ＣＤＰと、回転支柱ＣＤＰを回転軸として回転可能に支持された円柱状の回転体ＲＢと、回転体ＲＢの下面側に設けられた複数の検出突起Ｓ１～Ｓ４とを有している。

【0061】

回転支柱ＣＤＰは操作ボードＣＢと交差する方向（Ｚ方向）に沿って配置された軸部材であり、回転体ＲＢは、当該回転支柱ＣＤＰを中心に回転移動する。検出突起Ｓ１～Ｓ４は、回転体ＲＢの外周方向に沿って所定の間隔を空けて配置されており、回転体ＲＢの下面からＺ方向の下側に突出するように設けられている。なお、図９では回転体ＲＢの外周方向に沿って９０度の間隔で４つの検出突起Ｓ１～Ｓ４が設けられているが、検出突起の数量や配置はこの限りでは無い。

【0062】

このようなダイヤルつまみＤＰに対して、図９の斜線部で示される検出領域ＤＰＡが設定される。すなわち、Ｚ方向から見たときに、回転体ＲＢの面積の少なくとも半分の領域が検出領域ＤＰＡとして設定される。そして、検出部１０によって赤外線が照射されると、当該検出領域ＤＰＡ中で、１以上の検出突起及び回転支柱ＣＤＰが検出される。図９の状態では、検出突起Ｓ１及び検出突起Ｓ２と回転支柱ＣＤＰの座標データ（Ｘ座標及びＹ座標）が検出可能である。

【0063】

なお、図９の状態では、検出突起Ｓ４も検出領域ＤＰＡの範囲内に含まれているが、検出部１０（赤外線照射部１１）と検出突起Ｓ４との間に回転支柱ＣＤＰが配置されているため、該回転支柱ＣＤＰが障害となって検出突起Ｓ４の座標データは検出されない。また、回転支柱ＣＤＰの位置は検出領域ＤＰＡ内で固定されており、常時同じ座標データが検出される（座標データが変動しない）ため、ダイヤルつまみＤＰの動作を検出するうえで不要なデータとなる。したがって、制御部２０において、回転支柱ＣＤＰの座標データは検出しないように設定しても良い。

【0064】

図１０は、第２実施形態において操作装置１を用いて操作対象の機器を操作する動作のフロー図である。動作開始後、Ｓ２０１及びＳ２０２の処理は、第１実施形態のＳ１０１及びＳ１０２の処理と略同様である。すなわち、検出部１０の赤外線照射部１１から操作ボードＣＢと平行な面に赤外線が照射され（Ｓ２０１）、検出対象の座標データが検出部１０の赤外線受光部１２によって検出される。但し、第２実施形態のＳ２０１及びＳ２０２では、使用者の指が検出されない場合であっても、図９で説明した検出領域ＤＰＡに赤外線が照射され、当該検出領域ＤＰＡにおいてダイヤルつまみＤＰの検出突起Ｓ１～Ｓ４のいずれかが必ず検出される。

【0065】

次いで、Ｓ２０１で検出された座標データが検出領域ＤＰＡで検出されたものか否かを判定する（Ｓ２０３）。制御部２０の領域特定部２２は、検出された座標データが検出領域ＤＰＡと重複するものであれば（Ｓ２０３がＹｅｓ）、次のＳ２０４に処理を進める。一方、検出された座標データが検出領域ＤＰＡと重複しないものであれば（Ｓ２０３がＮｏ）、Ｓ２０８に処理を進める。第２実施形態では、上述したように、検出領域ＤＰＡと重複する領域にてダイヤルつまみＤＰの検出突起Ｓ１～Ｓ４が必ず検出されるため、Ｓ２０４の処理に進む。また、検出突起Ｓ１～Ｓ４が検出されるのとは別に、使用者が指でアイコンＡ～Ｇのいずれかを押した場合、すなわち、２か所以上の座標データ（検出突起Ｓ１～Ｓ４、及び、使用者の指の座標）が検出された場合には、別途Ｓ２０８の処理にも進む。

【0066】

検出された座標データが検出領域ＤＰＡと重複するものである場合（Ｓ２０３がＹｅｓ）、当該座標データが検出領域ＤＰＡ内を移動したか否かが判定される（Ｓ２０４）。制御部２０の操作判定部２２３は、ダイヤルつまみＤＰが支柱ＣＤＰを中心として回転することによって、検出突起Ｓ１～Ｓ４の座標データが所定時間内に変動したか否かを検出し、当該検出突起Ｓ１～Ｓ４の移動を判定する。そして、座標データが変動していなかった場合には（Ｓ２０４がＮｏ）、検出領域ＤＰＡ内で検出対象（検出突起Ｓ１～Ｓ４）が移動していなかったものとして、すなわち、ダイヤルつまみＤＰが操作されなかったとして、Ｓ２０１の処理に戻る。一方、座標データが変動していた場合には（Ｓ２０４がＹｅｓ）、当該検出対象の移動量を検出する処理が行われる（Ｓ２０５）。

【0067】

図１１は、Ｓ２０５の処理で行われる移動量の検出方法の一例について説明する図である。図１１Ａは、ダイヤルつまみＤＰが回転操作されることにより、検出突起Ｓ１が、図９における操作前の位置（ＯＦＦと表示されている位置）から回転支柱ＣＤＰを中心として時計回り方向に角度θ１だけ回転した位置に移動した場合について表している。この場合、操作判定部２２３は、操作後における検出突起Ｓ１の座標データ（図１１Ａ）と、操作前における検出突起Ｓ１の座標データ（図９）とから検出突起Ｓ１の移動方向（時計回り方向）及び移動量（角度θ１）を算出し、ダイヤルつまみＤＰがＨｅａｔ側（時計回り方向）へ回転操作されたことを検出する。

【0068】

同様に、図１１Ｂは、ダイヤルつまみＤＰが回転操作されることにより、検出突起Ｓ２が、図９における操作前の位置（Ｈｅａｔと表示されている位置）から回転支柱ＣＤＰを中心として反時計回り方向に角度θ２だけ回転した位置に移動した場合について表している。この場合、操作判定部２２３は、操作後における検出突起Ｓ２の座標データ（図１１Ｂ）と、操作前における検出突起Ｓ２の座標データ（図９）とから検出突起Ｓ２の移動方向（反時計回り方向）及び移動量（角度θ２）を算出し、ダイヤルつまみＤＰがＣｏｏｌ側（反時計回り方向）へ回転操作されたことを検出する。

【0069】

なお、図１１Ｂの場合、ダイヤルつまみＤＰの回転角度（θ２）が大きいため、検出突起Ｓ１は検出領域ＤＰＡの範囲外に移動しており、検出部１０によって検出することができなくなる。しかしながら、上述したように、検出領域ＤＰＡの範囲内で少なくとも２つの検出突起が検出されていれば、当該検出突起の動作を逐次検出することによって、ダイヤルつまみＤＰの回転方向及び回転量（移動量）を検出することが可能である。例えば、ダイヤルつまみＤＰが１８０度以上回転する場合には、検出対象となる検出突起Ｓ１～Ｓ４を順次変更しながら移動方向及び移動量を検出することにより、ダイヤルつまみＤＰ全体としての動作を検出することができる。

【0070】

Ｓ２０５で検出対象である検出突起Ｓ１～Ｓ４の移動量が検出されると、制御部２０は、ダイヤルつまみＤＰが所定角度だけ回転操作されたものとして、回転量（移動量）に応じた操作内容を受け付ける（Ｓ２０６）。ここでは、エアコンを操作して、所定の温度だけ高くする（暖房）動作や、所定の温度だけ低くする（冷房）動作を受け付ける。

【0071】

そして、制御部２０は、受け付けられた操作内容に応じて、操作対象となる機器に操作内容の指示を伝達する（Ｓ２０７）。上述の例では、操作指示伝達部２４を介して制御部２０に接続されている空調機器に対して、温度を上昇／下降させる指示を行う。

【0072】

なお、Ｓ２０５～Ｓ２０７の処理において、使用者が実際にダイヤルつまみＤＰを回転させる操作を行った場合、操作が正しく受け付けられたことを使用者に知らせるための確認動作（第１実施形態のＳ１０６に相当する処理）は必ずしも行われなくても良い。使用者は、ダイヤルつまみＤＰを実際に回転させることによって、操作している感覚を物理的に認識することができるからである。もちろん、第１実施形態のＳ１０６に相当する確認動作が行われるようにしても良い。

【0073】

図１０に戻って、Ｓ２０３の処理で、検出された座標データが検出領域ＤＰＡと重複していない座標データである場合には（Ｓ２０３がＮｏ）、当該座標データがどの検出領域で検出されたのかが特定される（Ｓ２０８）。Ｓ２０８の処理は、第１実施形態のＳ１０３の処理と同様である。すなわち、検出された座標データが、図８に示される操作ボードＣＢ上に表示されているアイコンＡ～Ｇ２のうち、どのアイコンの領域に属しているかが特定される。

【0074】

次いで、Ｓ２０９～Ｓ２１２の処理が順次行われる。Ｓ２０９～Ｓ２１２の各処理は、それぞれ第１実施形態におけるＳ１０４～Ｓ１０７の各処理とほぼ同様であるため、詳細な説明は省略する。

【0075】

第２実施形態の操作方法によれば、機械的に動作しないスイッチ（図８のアイコンＡ～Ｇ２）と機械的に動作するスイッチ（図８のダイヤルつまみＤＰ）とを備えた操作ボードＣＢを用いた場合であっても、機器の操作を行うことができる。すなわち、操作装置１では、機械的に動作するスイッチの動作を検出することも可能であり、また、当該スイッチに配線等を設けることなく、機器の操作を実現することができる。したがって、操作装置の設計や製造にかかる手間やコストを大きく低減することができる。

【0076】

＜変形例＞
上述の例では、操作ボードＣＢ上に、回転することによって操作を行う「ダイヤルつまみ」が設けられる例について説明したが、ダイヤルつまみ以外に機械的に動作する「つまみ」が設けられていても良い。例えば、操作ボードＣＢ上で所定の方向に往復移動する「スライドつまみ」が設けられていても良い。

【0077】

図１２は、スライドつまみＳＰの構成について説明する図である。スライドつまみＳＰは、操作ボードＣＢに設けられたスライド支柱ＣＳＰと、スライド支柱ＣＳＰによって所定の方向に摺動可能に支持された摺動体ＳＢとを有している。

【0078】

スライド支柱ＣＳＰは操作ボードＣＢと交差する方向（Ｚ方向）に沿って配置された軸部材であり、摺動体ＳＢは、当該スライド支柱ＣＳＰに支持された状態で、操作ボードＣＢ上を所定の方向（図１２ではＸ方向）にスライド移動（摺動）する。そして、スライドつまみＳＰに対して、図１２の斜線部で示される検出領域ＳＰＡが設定される。すなわち、少なくともスライド支柱ＣＳＰがＸ方向にスライド移動可能な範囲を包含する領域が検出領域ＳＰＡとして設定される。検出部１０によって赤外線が照射されると、当該検出領域ＳＰＡ中で、スライド支柱ＣＳＰが検出される。図１２の状態では、Ｘ方向の左側端部にてスライド支柱ＣＳＰの座標データ（Ｘ座標及びＹ座標）が検出される。

【0079】

本変形例では、操作ボードＣＢ上に図１２のようなスライドつまみＳＰが設けられている場合にも、図１０で説明したフローに基づいて、操作装置１を用いて操作対象となる機器を操作することができる。図１０におけるＳ２０１～Ｓ２１２の各フローは上述の場合と略同様であるが、Ｓ２０５の移動量検出処理等、一部の処理が異なっている。

【0080】

図１３は、変形例においてＳ２０５の処理で行われる移動量の検出方法について説明する図である。図１３では、スライドつまみＳＰがＸ方向にスライド操作されることにより、スライド支柱ＣＳＰが、図１２における操作前の位置（ＯＦＦと表示されている位置）からＸ方向に距離Ｌ１だけ移動した場合について表している。この場合、操作判定部２２３は、操作後におけるスライド支柱ＣＳＰの座標データ（図１３）と、操作前におけるスライド支柱ＣＳＰの座標データ（図１２）とからスライド支柱ＣＳＰの移動方向（Ｘ方向）及び移動量（距離Ｌ１）を算出し、スライド支柱ＣＳＰがＨｅａｔ側（Ｘ方向）へスライド操作されたことを検出する。

【0081】

そして、検出対象であるスライド支柱ＣＳＰの移動量が検出されると、制御部２０は、スライドつまみＳＰが所定距離だけスライド操作されたものとして、移動量に応じた操作内容を受け付ける（Ｓ２０６）。例えば、エアコンを操作して、所定の温度だけ高くする（暖房）動作を受け付ける。

【0082】

このような変形例の場合でも、機械的に動作しないスイッチ（アイコン）と機械的に動作するスイッチ（図１２のスライドつまみＳＰ）とを備えた操作ボードＣＢを用いて機器の操作を行うことができる。すなわち、機械的に動作するスイッチが設けられている場合であっても、当該スイッチに配線等を設けることなく、機器の操作を実現することができる。したがって、操作装置の設計や製造にかかる手間やコストを大きく低減することができる。

【0083】

＝＝＝その他の実施形態について＝＝＝
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0084】

１ 操作装置、
１０ 検出部、
１１ 赤外線照射部、１２ 赤外線受光部、１３ 接続部、
２０ 制御部、
２１ インターフェース、
２２ ＣＰＵ、
２２１ 座標データ受付部、２２２ 領域特定部、２２３ 操作判定部、
２２４ 確認動作部、
２３ 記憶部、
２４ 操作指示伝達部、
ＣＢ 操作ボード、
ＤＰ ダイヤルつまみ、Ｓ１～Ｓ４検出突起、
ＳＰ スライドつまみ、ＣＳＰ スライド支柱

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】