知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-02-27
(45)【発行日】2025-03-07
(54)【発明の名称】操作検出装置
(51)【国際特許分類】
G01B 7/16 20060101AFI20250228BHJP
【ＦＩ】
G01B7/16 R
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2021042638
(22)【出願日】2021-03-16
(65)【公開番号】P2022142460
(43)【公開日】2022-09-30
【審査請求日】2024-03-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000138462
【氏名又は名称】株式会社ユーシン
(74)【代理人】
【識別番号】100122426
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 清志
(72)【発明者】
【氏名】土肥 泉
(72)【発明者】
【氏名】福島 一幸
(72)【発明者】
【氏名】植嶋 朗仁
【審査官】信田 昌男
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－２６１３３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－０３３３６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０９６８６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－０５５６０８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｂ ７／００－７／３４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
操作パネルと、前記操作パネルの表側に形成された複数の操作部と、
前記操作パネルの裏面側に設けられた基板に配設された複数の発熱要素と、
前記複数の操作部のそれぞれの裏側に設けられたアクティブゲージおよびダミーゲージと、
前記複数の操作部のうち１つの前記操作部の前記アクティブゲージと該アクティブゲージが設けられた前記操作部とは異なる前記操作部に設けられたダミーゲージとで構成されたホイートストンブリッジ回路と、
を備え、
同一のタイミングで作動する前記複数の発熱要素は、それぞれ対をなす前記アクティブゲージまでの距離と、前記ダミーゲージまでの距離とが、同一となるように配設され、前記複数の操作部の内部が同一の温度環境下となるように構成された操作検出装置。
【請求項2】
前記ホイートストンブリッジ回路が、前記複数の操作部のうち、互いに隣接していない２つの前記操作部にそれぞれ設けられた前記アクティブゲージと前記ダミーゲージとで構成された請求項１に記載の操作検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、操作検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、操作パネルの押圧操作を検出する手段として、操作パネルの表面板の裏側にひずみゲージを設け、そのひずみゲージが検出したひずみ量から、操作パネルへの押圧操作を検出する手段が知られている。
しかしながら、ひずみゲージを使用して押圧操作を検出する場合には、ひずみゲージの抵抗値が温度により変化するために、誤検出が発生する可能性があった。
特許文献１に開示の圧電素子では、変位測定用のひずみゲージであるアクティブゲージと、アクティブゲージとは同一の温度環境下に設けられたダミーゲージとによりブリッジ回路を構成し、温度によるひずみゲージの抵抗値の変化を相殺して、誤検出を防止している。このとき、ダミーゲージは、アクティブゲージが力を受けて変形しても、ひずみがほとんど発生しない位置に設けられている。
しかしながら、ひずみゲージを使用して押圧操作を検出する場合には、ひずみゲージの抵抗値が温度により変化するために、誤検出が発生する可能性があった。
特許文献１に開示の圧電素子では、変位測定用のひずみゲージであるアクティブゲージと、アクティブゲージとは同一の温度環境下に設けられたダミーゲージとによりブリッジ回路を構成し、温度によるひずみゲージの抵抗値の変化を相殺して、誤検出を防止している。このとき、ダミーゲージは、アクティブゲージが力を受けて変形しても、ひずみがほとんど発生しない位置に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平０３－２３５００１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、フラット形状でユーザによる大きな操作力がかかる操作パネルでは、操作パネルの押圧操作によるひずみがほとんど発生しない位置にダミーゲージを配設し、さらに、そのダミーゲージの近傍で同一温度環境下となる位置にアクティブゲージを配設することは困難である。
例えば、操作パネルに対する大きな操作力によってひずみが発生しないダミーゲージの位置として、操作パネルの端部が挙げられるが、操作パネルの操作部近傍には操作部照明用のＬＥＤ等の発熱素子が設けられているために、アクティブゲージが設けられる操作部と、操作パネルの端部とでは温度環境が異なり、操作部への押圧操作の検出を正確に検出できないという課題があった。
例えば、操作パネルに対する大きな操作力によってひずみが発生しないダミーゲージの位置として、操作パネルの端部が挙げられるが、操作パネルの操作部近傍には操作部照明用のＬＥＤ等の発熱素子が設けられているために、アクティブゲージが設けられる操作部と、操作パネルの端部とでは温度環境が異なり、操作部への押圧操作の検出を正確に検出できないという課題があった。
【0005】
そこで、本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、操作パネルを備えた操作検出装置において、ダミーゲージを操作部近傍に設けた場合でも、温度変化の影響を受けずに、押圧操作の検出を正確に行うことができる操作検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
形態１；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、操作パネルと、前記操作パネルの表側に形成された複数の操作部と、前記操作パネルの裏面側に設けられた基板に配設された複数の発熱要素と、前記複数の操作部のそれぞれの裏側に設けられたアクティブゲージおよびダミーゲージと、前記複数の操作部のうち１つの前記操作部の前記アクティブゲージと該アクティブゲージが設けられた前記操作部とは異なる前記操作部に設けられたダミーゲージとで構成されたホイートストンブリッジ回路と、を備え、同一のタイミングで作動する前記複数の発熱要素は、それぞれ対をなす前記アクティブゲージまでの距離と、前記ダミーゲージまでの距離とが、同一となるように配設され、前記複数の操作部の内部が同一の温度環境下となるように構成された操作検出装置を提案している。
【0007】
本発明の１またはそれ以上の実施形態における操作検出装置では、操作パネルの表側に複数の操作部が設けられ、アクティブゲージおよびダミーゲージが、同一の温度環境下となるように操作部の裏側に配置されている。さらに、各操作部のアクティブゲージと、そのアクティブゲージが設けられた操作部とは異なる操作部に設けられたダミーゲージとにより構成された、ホイートストンブリッジ回路を備えている。
すなわち、同一の温度環境下にある、アクティブゲージと、ダミーゲージとにより構成されたホイートストンブリッジ回路の出力電圧に基づいて押圧操作を検出するために、ダミーゲージを操作部の裏側に設けても、温度変化の影響を受けずに、押圧操作の検出を正確に行うことができる。
すなわち、同一の温度環境下にある、アクティブゲージと、ダミーゲージとにより構成されたホイートストンブリッジ回路の出力電圧に基づいて押圧操作を検出するために、ダミーゲージを操作部の裏側に設けても、温度変化の影響を受けずに、押圧操作の検出を正確に行うことができる。
【0009】
形態２；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記ホイートストンブリッジ回路が、前記複数の操作部のうち、互いに隣接していない２つの操作部にそれぞれ設けられた前記アクティブゲージと前記ダミーゲージとで構成された操作検出装置を提案している。
すなわち、ホイートストンブリッジ回路は、隣接しないアクティブゲージとダミーゲージとにより構成されている。
そのため、ユーザによる押圧操作がなされ、アクティブゲージに荷重がかかった状態であっても、ダミーゲージにかかる荷重を小さくすることができる。
これにより、操作部が押圧操作されたときに、押圧操作された操作部に対応するホイートストンブリッジ回路の出力電圧のみが変化するため、押圧操作の検出を正確に行うことができる。
すなわち、ホイートストンブリッジ回路は、隣接しないアクティブゲージとダミーゲージとにより構成されている。
そのため、ユーザによる押圧操作がなされ、アクティブゲージに荷重がかかった状態であっても、ダミーゲージにかかる荷重を小さくすることができる。
これにより、操作部が押圧操作されたときに、押圧操作された操作部に対応するホイートストンブリッジ回路の出力電圧のみが変化するため、押圧操作の検出を正確に行うことができる。
【発明の効果】
【0010】
本発明の１またはそれ以上の実施形態によれば、ダミーゲージを操作部近傍に設けた場合でも、温度変化の影響を受けずに、押圧操作の検出を正確に行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施形態に係る操作検出装置の構成を示す図である。
【図2】本発明の実施形態に係る操作検出装置の操作パネルを示した図である。
【図3】本発明の実施形態に係る操作検出装置の操作パネルのＡ－Ａ断面を示した図である。
【図4】本発明の実施形態に係る操作検出装置のホイートストンブリッジ回路部の回路を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
【0013】
＜操作検出装置１の構成＞
本実施形態に係る操作検出装置１は、例えば、車両用空調の空調ファンの強さ変更、動作モード切り替え等のユーザからの操作指示を検出する装置であって、図１に示されるように、操作パネル１００と、ホイートストンブリッジ回路部２００と、ＣＰＵ３００と、を含んで構成されている。
本実施形態に係る操作検出装置１は、例えば、車両用空調の空調ファンの強さ変更、動作モード切り替え等のユーザからの操作指示を検出する装置であって、図１に示されるように、操作パネル１００と、ホイートストンブリッジ回路部２００と、ＣＰＵ３００と、を含んで構成されている。
【0014】
＜操作パネル１００の構成＞
操作パネル１００は、操作部１０～４０を含んで構成されている。
図２に示されるように、操作部１０および操作部２０は、空調ファンの強さを変更するための操作部であって、ユーザは、操作部１０のアイコン１１および操作部２０のアイコン２１の近傍を押圧操作することにより空調ファンの強さを変更する。
さらに、操作部３０および４０は、空調の動作モードを変更する操作部であって、ユーザは、操作部３０のアイコン３１および操作部４０のアイコン４１の近傍を押圧操作することにより空調の動作モードを変更する。
操作パネル１００は、操作部１０～４０を含んで構成されている。
図２に示されるように、操作部１０および操作部２０は、空調ファンの強さを変更するための操作部であって、ユーザは、操作部１０のアイコン１１および操作部２０のアイコン２１の近傍を押圧操作することにより空調ファンの強さを変更する。
さらに、操作部３０および４０は、空調の動作モードを変更する操作部であって、ユーザは、操作部３０のアイコン３１および操作部４０のアイコン４１の近傍を押圧操作することにより空調の動作モードを変更する。
【0015】
操作パネル１００の各操作部の裏面には、ユーザの押圧を検出するためのアクティブゲージとダミーゲージと、が配設されている。ここで、操作部１０には、アクティブゲージ１０Ａと、ダミーゲージ１０Ｄとが配設されている。操作部２０には、アクティブゲージ２０Ａと、ダミーゲージ２０Ｄとが配設されている。操作部３０には、アクティブゲージ３０Ａと、ダミーゲージ３０Ｄとが配設されている。操作部４０には、アクティブゲージ４０Ａと、ダミーゲージ４０Ｄとが配設されている。
例えば、図３に示されるように、操作部１０の押圧操作領域の裏側には、押圧操作を検出するダミーゲージ１０Ｄと図示されていないアクティブゲージ１０Ａとが配設されている。
アクティブゲージ１０Ａ～４０Ａおよびダミーゲージ１０Ｄ～４０Ｄには、例えば、ひずみゲージが用いられている。
ひずみゲージは、ユーザの押圧操作により抵抗値が変化するため、その抵抗値の変化を検出することにより、ユーザの押圧操作を検出することができる。
なお、押圧操作の検出方法については、後述する。
例えば、図３に示されるように、操作部１０の押圧操作領域の裏側には、押圧操作を検出するダミーゲージ１０Ｄと図示されていないアクティブゲージ１０Ａとが配設されている。
アクティブゲージ１０Ａ～４０Ａおよびダミーゲージ１０Ｄ～４０Ｄには、例えば、ひずみゲージが用いられている。
ひずみゲージは、ユーザの押圧操作により抵抗値が変化するため、その抵抗値の変化を検出することにより、ユーザの押圧操作を検出することができる。
なお、押圧操作の検出方法については、後述する。
【0016】
また、図２に示されるように、夜間においても操作部１０～４０にあるアイコン１１～４１を認識できるように、アイコン１１～４１の裏面直下にはＬＥＤ１０Ｌ～４０Ｌがそれぞれ配設されている。
例えば、図３に示されるように、ＬＥＤ１０Ｌは、操作パネル１００の裏側に配設された基板１５０に実装され、アイコン１１を照明している。
なお、ＬＥＤ１０Ｌ～４０Ｌには、同一の電流値が供給され、ＬＥＤを点灯させている。また、ＬＥＤ１０Ｌ～４０Ｌは、すべて同一のタイミングで点灯および消灯される。
例えば、図３に示されるように、ＬＥＤ１０Ｌは、操作パネル１００の裏側に配設された基板１５０に実装され、アイコン１１を照明している。
なお、ＬＥＤ１０Ｌ～４０Ｌには、同一の電流値が供給され、ＬＥＤを点灯させている。また、ＬＥＤ１０Ｌ～４０Ｌは、すべて同一のタイミングで点灯および消灯される。
【0017】
ここで、ＬＥＤ１０Ｌ～４０Ｌは点灯することにより発熱するために、ＬＥＤ周辺の温度が上昇し、さらに、アクティブゲージ１０Ａ～４０Ａおよびダミーゲージ１０Ｄ～４０Ｄの周辺温度も上昇する。
本実施形態に係る操作検出装置１では、アクティブゲージ１０Ａ～４０Ａおよびダミーゲージ１０Ｄ～４０Ｄの周辺の温度をすべて同等にするために、各操作部の発熱要素であるＬＥＤとアクティブゲージとの距離と、各操作部の発熱要素であるＬＥＤとダミーゲージとの距離とが、同じ距離となるように配設されている。
なお、操作検出装置１における温度環境の変化による検出処理への影響については、後述する。
本実施形態に係る操作検出装置１では、アクティブゲージ１０Ａ～４０Ａおよびダミーゲージ１０Ｄ～４０Ｄの周辺の温度をすべて同等にするために、各操作部の発熱要素であるＬＥＤとアクティブゲージとの距離と、各操作部の発熱要素であるＬＥＤとダミーゲージとの距離とが、同じ距離となるように配設されている。
なお、操作検出装置１における温度環境の変化による検出処理への影響については、後述する。
【0018】
＜ホイートストンブリッジ回路部２００およびＣＰＵ３００の構成＞
図４を用いて、ホイートストンブリッジ回路部２００と、ＣＰＵ３００との構成について説明する。
図４を用いて、ホイートストンブリッジ回路部２００と、ＣＰＵ３００との構成について説明する。
【0019】
（ホイートストンブリッジ回路部２００の構成）
ホイートストンブリッジ回路部２００は、ホイートストンブリッジ回路２１０～２４０を含んで構成されている。
ホイートストンブリッジ回路部２００は、ホイートストンブリッジ回路２１０～２４０を含んで構成されている。
【0020】
図４に示されるように、ホイートストンブリッジ回路２１０～２４０を構成するアクティブゲージとダミーゲージとは、互いに隣接しない操作部にそれぞれ設けられたアクティブゲージとダミーゲージとにより構成されている。
例えば、ホイートストンブリッジ回路２１０の場合には、操作部１０のアクティブゲージ１０Ａと、操作部３０のダミーゲージ３０Ｄとにより構成されている。
例えば、ホイートストンブリッジ回路２１０の場合には、操作部１０のアクティブゲージ１０Ａと、操作部３０のダミーゲージ３０Ｄとにより構成されている。
【0021】
ホイートストンブリッジ回路２１０は、アクティブゲージ１０Ａと、ダミーゲージ３０Ｄと、抵抗２１１と、抵抗２１２と、オペアンプ２１３と、を含んで構成されている。
アクティブゲージ１０Ａの一端は、ダミーゲージ３０Ｄの一端と、回路電源（５Ｖ）とに接続されている。
なお、車両に搭載されている操作検出装置１の場合には、ＣＰＵ３００に電源が供給された後に、ＣＰＵ３００が図示しないスイッチング素子を制御することにより、ホイートストンブリッジ回路部２００に、回路電源（５Ｖ）が供給される。
アクティブゲージ１０Ａの他端は、抵抗２１１の一端とオペアンプ２１３のプラス入力端子とに接続されている。
ダミーゲージ３０Ｄの他端は、抵抗２１２の一端とオペアンプ２１３のマイナス入力端子とに接続されている。
抵抗２１１の他端は、抵抗２１２の他端とグランドとに接続されている。
オペアンプ２１３の出力端子はＣＰＵ３００に接続されている。
アクティブゲージ１０Ａの一端は、ダミーゲージ３０Ｄの一端と、回路電源（５Ｖ）とに接続されている。
なお、車両に搭載されている操作検出装置１の場合には、ＣＰＵ３００に電源が供給された後に、ＣＰＵ３００が図示しないスイッチング素子を制御することにより、ホイートストンブリッジ回路部２００に、回路電源（５Ｖ）が供給される。
アクティブゲージ１０Ａの他端は、抵抗２１１の一端とオペアンプ２１３のプラス入力端子とに接続されている。
ダミーゲージ３０Ｄの他端は、抵抗２１２の一端とオペアンプ２１３のマイナス入力端子とに接続されている。
抵抗２１１の他端は、抵抗２１２の他端とグランドとに接続されている。
オペアンプ２１３の出力端子はＣＰＵ３００に接続されている。
【0022】
ホイートストンブリッジ回路２２０は、アクティブゲージ２０Ａと、ダミーゲージ４０Ｄと、抵抗２２１と、抵抗２２２と、オペアンプ２２３と、を含んで構成されている。
アクティブゲージ２０Ａの一端は、ダミーゲージ４０Ｄの一端と、回路電源（５Ｖ）とに接続されている。
アクティブゲージ２０Ａの他端は、抵抗２２１の一端とオペアンプ２２３のプラス入力端子とに接続されている。
ダミーゲージ４０Ｄの他端は、抵抗２２２の一端とオペアンプ２２３のマイナス入力端子とに接続されている。
抵抗２２１の他端は、抵抗２２２の他端とグランドとに接続されている。
オペアンプ２２３の出力端子はＣＰＵ３００に接続されている。
アクティブゲージ２０Ａの一端は、ダミーゲージ４０Ｄの一端と、回路電源（５Ｖ）とに接続されている。
アクティブゲージ２０Ａの他端は、抵抗２２１の一端とオペアンプ２２３のプラス入力端子とに接続されている。
ダミーゲージ４０Ｄの他端は、抵抗２２２の一端とオペアンプ２２３のマイナス入力端子とに接続されている。
抵抗２２１の他端は、抵抗２２２の他端とグランドとに接続されている。
オペアンプ２２３の出力端子はＣＰＵ３００に接続されている。
【0023】
ホイートストンブリッジ回路２３０は、アクティブゲージ３０Ａと、ダミーゲージ１０Ｄと、抵抗２３１と、抵抗２３２と、オペアンプ２３３と、を含んで構成されている。
アクティブゲージ３０Ａの一端は、ダミーゲージ１０Ｄの一端と、回路電源（５Ｖ）とに接続されている。
アクティブゲージ３０Ａの他端は、抵抗２３１の一端とオペアンプ２３３のプラス入力端子とに接続されている。
ダミーゲージ１０Ｄの他端は、抵抗２３２の一端とオペアンプ２３３のマイナス入力端子とに接続されている。
抵抗２３１の他端は、抵抗２３２の他端と、グランドとに接続されている。
オペアンプ２３３の出力端子はＣＰＵ３００に接続されている。
アクティブゲージ３０Ａの一端は、ダミーゲージ１０Ｄの一端と、回路電源（５Ｖ）とに接続されている。
アクティブゲージ３０Ａの他端は、抵抗２３１の一端とオペアンプ２３３のプラス入力端子とに接続されている。
ダミーゲージ１０Ｄの他端は、抵抗２３２の一端とオペアンプ２３３のマイナス入力端子とに接続されている。
抵抗２３１の他端は、抵抗２３２の他端と、グランドとに接続されている。
オペアンプ２３３の出力端子はＣＰＵ３００に接続されている。
【0024】
ホイートストンブリッジ回路２４０は、アクティブゲージ４０Ａと、ダミーゲージ２０Ｄと、抵抗２４１と、抵抗２４２と、オペアンプ２４３と、を含んで構成されている。
アクティブゲージ４０Ａの一端は、ダミーゲージ２０Ｄの一端と、回路電源（５Ｖ）とに接続されている。
アクティブゲージ４０Ａの他端は、抵抗２４１の一端とオペアンプ２４３のプラス入力端子とに接続されている。
ダミーゲージ２０Ｄの他端は、抵抗２４２の一端とオペアンプ２４３のマイナス入力端子とに接続されている。
抵抗２４１の他端は、抵抗２４２の他端と、グランドとに接続されている。
オペアンプ２４３の出力端子はＣＰＵ３００に接続されている。
アクティブゲージ４０Ａの一端は、ダミーゲージ２０Ｄの一端と、回路電源（５Ｖ）とに接続されている。
アクティブゲージ４０Ａの他端は、抵抗２４１の一端とオペアンプ２４３のプラス入力端子とに接続されている。
ダミーゲージ２０Ｄの他端は、抵抗２４２の一端とオペアンプ２４３のマイナス入力端子とに接続されている。
抵抗２４１の他端は、抵抗２４２の他端と、グランドとに接続されている。
オペアンプ２４３の出力端子はＣＰＵ３００に接続されている。
【0025】
ここで、アクティブゲージ１０Ａ～４０Ａと、ダミーゲージ１０Ｄ～４０Ｄとは、同一特性である必要があるために、同じ部品が用いられている。
さらに、抵抗２１１，２１２，２２１，２２２，２３１，２３２，２４１および２４２には、アクティブゲージ１０Ａ～４０Ａおよびダミーゲージ１０Ｄ～４０Ｄの抵抗値（ひずみが無いときの抵抗値）と同じ抵抗値の抵抗が用いられている。
さらに、抵抗２１１，２１２，２２１，２２２，２３１，２３２，２４１および２４２には、アクティブゲージ１０Ａ～４０Ａおよびダミーゲージ１０Ｄ～４０Ｄの抵抗値（ひずみが無いときの抵抗値）と同じ抵抗値の抵抗が用いられている。
【0026】
また、上述したオペアンプ２１３、２２３、２３３および２４３は、ユーザの押圧操作によるひずみゲージの抵抗値の変化から発生する電圧を増幅する差動増幅回路であり、その出力電圧はＣＰＵ３００に接続されている。
なお、ホイートストンブリッジ回路部２００の回路動作の詳細については、後述する。
なお、ホイートストンブリッジ回路部２００の回路動作の詳細については、後述する。
【0027】
（ＣＰＵ３００の構成）
ＣＰＵ３００は、検出部３１０を含んで構成されている。
なお、検出部３１０は、図示しない周知のＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏバス等を備えたＣＰＵ３００の一部の機能である。
ＣＰＵ３００では、ＲＯＭに格納された制御プログラムにしたがって、操作検出装置１全体の制御が実行される。
ＣＰＵ３００には、ＡＣＣ（アクセサリ）スイッチ、または、ＩＧ（イグニッション）スイッチに連動して、ＣＰＵ電源（５Ｖ）が供給される。
なお、ＣＰＵ３００にＣＰＵ電源（５Ｖ）が供給されると、操作検出装置１の処理が開始され、ＣＰＵ電源（５Ｖ）が遮断されると操作検出装置１の処理が終了される。
検出部３１０では、ホイートストンブリッジ回路２１０～２４０の出力電圧Ｖ２１０～Ｖ２４０に基づいて、ユーザの押圧操作が検出される。
ＣＰＵ３００は、検出部３１０を含んで構成されている。
なお、検出部３１０は、図示しない周知のＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏバス等を備えたＣＰＵ３００の一部の機能である。
ＣＰＵ３００では、ＲＯＭに格納された制御プログラムにしたがって、操作検出装置１全体の制御が実行される。
ＣＰＵ３００には、ＡＣＣ（アクセサリ）スイッチ、または、ＩＧ（イグニッション）スイッチに連動して、ＣＰＵ電源（５Ｖ）が供給される。
なお、ＣＰＵ３００にＣＰＵ電源（５Ｖ）が供給されると、操作検出装置１の処理が開始され、ＣＰＵ電源（５Ｖ）が遮断されると操作検出装置１の処理が終了される。
検出部３１０では、ホイートストンブリッジ回路２１０～２４０の出力電圧Ｖ２１０～Ｖ２４０に基づいて、ユーザの押圧操作が検出される。
【0028】
＜ホイートストンブリッジ回路部２００に対して温度環境変化が与える影響＞
アクティブゲージ１０Ａ～４０Ａおよびダミーゲージ１０Ｄ～４０Ｄに用いられるひずみゲージは、一般に金属箔で構成され、押圧操作の圧力により金属箔が変形し、抵抗値の値が変化する。
また、ひずみゲージは、温度環境により金属箔が伸縮膨張するため、押圧操作が無い状態においても、温度環境の変化に合わせて抵抗値が変化する。
以下に、本実施形態に係る操作検出装置１におけるホイートストンブリッジ回路部２００に対し、温度環境の変化が与える影響について説明する。
アクティブゲージ１０Ａ～４０Ａおよびダミーゲージ１０Ｄ～４０Ｄに用いられるひずみゲージは、一般に金属箔で構成され、押圧操作の圧力により金属箔が変形し、抵抗値の値が変化する。
また、ひずみゲージは、温度環境により金属箔が伸縮膨張するため、押圧操作が無い状態においても、温度環境の変化に合わせて抵抗値が変化する。
以下に、本実施形態に係る操作検出装置１におけるホイートストンブリッジ回路部２００に対し、温度環境の変化が与える影響について説明する。
【0029】
ここでは、ホイートストンブリッジ回路２１０を例示し、説明する。
抵抗２１１および抵抗２１２の抵抗値をＲ、アクティブゲージ１０Ａの抵抗値をＲ１０Ａ、ダミーゲージ３０Ｄの抵抗値をＲ３０Ｄ、オペアンプ２１３のプラス入力端子の電圧をＶＡ１、オペアンプ２１３のマイナス入力端子の電圧をＶＤ１、オペアンプ２１３の増幅率をＧａｍｐとしたときに、ホイートストンブリッジ回路２１０の出力電圧Ｖ２１０は、以下の数１で表すことができる。
抵抗２１１および抵抗２１２の抵抗値をＲ、アクティブゲージ１０Ａの抵抗値をＲ１０Ａ、ダミーゲージ３０Ｄの抵抗値をＲ３０Ｄ、オペアンプ２１３のプラス入力端子の電圧をＶＡ１、オペアンプ２１３のマイナス入力端子の電圧をＶＤ１、オペアンプ２１３の増幅率をＧａｍｐとしたときに、ホイートストンブリッジ回路２１０の出力電圧Ｖ２１０は、以下の数１で表すことができる。
【0030】
【数1】
【0031】
ここで、本実施形態に係る操作検出装置１では、発熱源であるＬＥＤ１０Ｌとアクティブゲージ１０Ａとの距離と、ダミーゲージ３０ＤとＬＥＤ３０Ｌとの距離とが同じであるために、アクティブゲージ１０Ａとダミーゲージ３０Ｄとは、同一の温度環境下となる。
そのため、アクティブゲージ１０Ａの抵抗値Ｒ１０Ａとダミーゲージ３０Ｄの抵抗値Ｒ３０Ｄとが同じ値となる。
つまり、ホイートストンブリッジ回路２１０の出力電圧Ｖ２１０は、温度に影響されず、常に０Ｖ近傍のまま変化しない。
そのため、アクティブゲージ１０Ａの抵抗値Ｒ１０Ａとダミーゲージ３０Ｄの抵抗値Ｒ３０Ｄとが同じ値となる。
つまり、ホイートストンブリッジ回路２１０の出力電圧Ｖ２１０は、温度に影響されず、常に０Ｖ近傍のまま変化しない。
【0032】
＜押圧操作時のホイートストンブリッジ回路部２００および検出部３１０の動作＞
以下では、ユーザにより操作部１０が押圧操作された場合におけるホイートストンブリッジ回路部２００の回路動作について説明する。
以下では、ユーザにより操作部１０が押圧操作された場合におけるホイートストンブリッジ回路部２００の回路動作について説明する。
【0033】
本実施形態に係る操作検出装置１では、各操作部にアクティブゲージとダミーゲージとが設けられているため、操作部が押圧操作されると、アクティブゲージおよびダミーゲージのそれぞれの抵抗値が変化する。
例えば、操作部１０が押圧操作されると、アクティブゲージ１０Ａおよびダミーゲージ１０Ｄの抵抗値が変化する。
例えば、操作部１０が押圧操作されると、アクティブゲージ１０Ａおよびダミーゲージ１０Ｄの抵抗値が変化する。
【0034】
操作部１０が押圧操作されたときのアクティブゲージ１０Ａの抵抗値をＲ１０Ａ（ｐｕｓｈ）、押圧操作されていないダミーゲージ３０Ｄの抵抗値をＲ３０Ｄ、抵抗２１１および抵抗２１２の抵抗値をＲ、オペアンプ２１３の増幅率をＧａｍｐ、オペアンプ２１３のプラス入力端子の電圧をＶＡ１、オペアンプ２１３のマイナス入力端子の電圧をＶＤ１としたときに、ホイートストンブリッジ回路２１０の出力電圧Ｖ２１０は以下の数２で表すことができる。
【0035】
【数2】
【0036】
ここで、操作部１０の押圧操作においては、ダミーゲージ３０Ｄは押圧操作されないため、Ｒ３０Ｄの抵抗値をＲとし、数２の式のＲ３０ＤにＲを代入すると、ホイートストンブリッジ回路２１０の出力電圧Ｖ２１０は以下の数３で表すことができる。
【0037】
【数3】
【0038】
一方、操作部１０が押圧操作されたときのダミーゲージ１０Ｄの抵抗値をＲ１０Ｄ（ｐｕｓｈ）、押圧操作されないアクティブゲージ３０Ａの抵抗値をＲ３０Ａ、抵抗２３１および抵抗２３２の抵抗値をＲ、オペアンプ２３３の増幅率をＧａｍｐ、オペアンプ２３３のプラス入力端子の電圧をＶＡ３、オペアンプ２３３のマイナス入力端子の電圧をＶＤ３としたときに、ホイートストンブリッジ回路２３０の出力電圧Ｖ２３０は以下の数４で表すことができる。
【0039】
【数4】
【0040】
ここで、操作部１０の押圧操作においては、アクティブゲージ３０Ａは押圧操作されないため、Ｒ３０Ａの抵抗値をＲとし、数４の式のＲ３０ＡにＲを代入すると、ホイートストンブリッジ回路２３０の出力電圧Ｖ２３０は以下の数５で表すことができる。
【0041】
【数5】
【0042】
ここで、オペアンプ２１３、２２３、２３３および２４３は、グランドレベルを基準として、ＣＰＵ電源（５Ｖ）にて動作するオペアンプであるために、各オペアンプの出力には０～５Ｖの値が出力される。
つまり、上記したＶ２３０の値は、マイナスの出力電圧とならず、オペアンプ２３３の出力には、０Ｖが出力される。
つまり、上記したＶ２３０の値は、マイナスの出力電圧とならず、オペアンプ２３３の出力には、０Ｖが出力される。
【0043】
以上、上述したように、各操作部が押圧操作されていないときには、すべてのホイートストンブリッジ回路の出力には、温度環境の変化に影響されず０Ｖが出力される。
また、各操作部が押圧操作されると、アクティブゲージおよびダミーゲージのそれぞれの抵抗値が変化し、ホイートストンブリッジ回路の出力電圧が変化する。
しかしながら、本実施形態に係る操作検出装置１では、各ホイートストンブリッジ回路の出力は、０～５Ｖの値となるため、押圧操作された操作部に配設されたアクティブゲージが含まれたホイートストンブリッジ回路の出力のみが０Ｖから変化する。
つまり、検出部３１０は、各ホイートストンブリッジ回路の出力電圧Ｖ２１０～Ｖ２４０を監視し、所定の電圧より大きい値となった場合に、押圧操作がされたと判定する。
また、各操作部が押圧操作されると、アクティブゲージおよびダミーゲージのそれぞれの抵抗値が変化し、ホイートストンブリッジ回路の出力電圧が変化する。
しかしながら、本実施形態に係る操作検出装置１では、各ホイートストンブリッジ回路の出力は、０～５Ｖの値となるため、押圧操作された操作部に配設されたアクティブゲージが含まれたホイートストンブリッジ回路の出力のみが０Ｖから変化する。
つまり、検出部３１０は、各ホイートストンブリッジ回路の出力電圧Ｖ２１０～Ｖ２４０を監視し、所定の電圧より大きい値となった場合に、押圧操作がされたと判定する。
【0044】
＜作用・効果＞
以上、説明したように、本実施形態に係る操作検出装置１は、操作パネル１００と、操作パネル１００の表側に形成され、内部が同一の温度環境下となるように構成された操作部１０～４０と、操作部１０～４０のそれぞれの裏側に設けられたアクティブゲージ１０Ａ～４０Ａおよびダミーゲージ１０Ｄ～４０Ｄと、操作部１０～４０のうち１つの操作部のアクティブゲージと、該アクティブゲージが設けられた操作部とは異なる操作部に設けられたダミーゲージとで構成されたホイートストンブリッジ回路部２００と、を備えている。
以上、説明したように、本実施形態に係る操作検出装置１は、操作パネル１００と、操作パネル１００の表側に形成され、内部が同一の温度環境下となるように構成された操作部１０～４０と、操作部１０～４０のそれぞれの裏側に設けられたアクティブゲージ１０Ａ～４０Ａおよびダミーゲージ１０Ｄ～４０Ｄと、操作部１０～４０のうち１つの操作部のアクティブゲージと、該アクティブゲージが設けられた操作部とは異なる操作部に設けられたダミーゲージとで構成されたホイートストンブリッジ回路部２００と、を備えている。
【0045】
本実施形態に係る操作検出装置１では、操作パネル１００の表側に操作部１０～４０が設けられ、アクティブゲージ１０Ａ～４０Ａおよびダミーゲージ１０Ｄ～４０Ｄが、同一の温度環境下となるように操作部１０～４０の裏側に配置されている。さらに、操作検出装置１は、各操作部のアクティブゲージと、そのアクティブゲージが設けられた操作部とは異なる操作部に設けられたダミーゲージとにより構成された、ホイートストンブリッジ回路部２００を備えている。
すなわち、同一の温度環境下にある、アクティブゲージ１０Ａ～４０Ａと、ダミーゲージ１０Ｄ～４０Ｄとにより構成されたホイートストンブリッジ回路部２００の出力電圧に基づいて押圧操作を検出するために、ダミーゲージ１０Ｄ～４０Ｄを操作部１０～４０の裏側に設けても、温度変化の影響を受けずに、押圧操作の検出を正確に行うことができる。
すなわち、同一の温度環境下にある、アクティブゲージ１０Ａ～４０Ａと、ダミーゲージ１０Ｄ～４０Ｄとにより構成されたホイートストンブリッジ回路部２００の出力電圧に基づいて押圧操作を検出するために、ダミーゲージ１０Ｄ～４０Ｄを操作部１０～４０の裏側に設けても、温度変化の影響を受けずに、押圧操作の検出を正確に行うことができる。
【0046】
本実施形態に係る操作検出装置１では、同一のタイミングで作動する発熱要素が操作部１０～４０の近傍にそれぞれ設けられ、操作部１０～４０の内部が同一の温度環境下となるように構成されている。
本実施形態に係る操作検出装置１には、操作パネル１００の裏側に操作部１０～４０のアイコン１１～４１を照明するための、ＬＥＤ１０Ｌ～４０Ｌが備えられ、ＬＥＤ１０Ｌ～４０Ｌは同一のタイミングで点灯される。
すなわち、操作部１０～４０のそれぞれの近傍には、同じタイミングで作動する発熱要素（ＬＥＤ１０Ｌ～４０Ｌ）が配設されているために、操作部１０～４０に配設されたアクティブゲージ１０Ａ～４０Ａおよびダミーゲージ１０Ｄ～４０Ｄを同一の温度環境下にすることができる。
そのため、押圧操作されていないときのアクティブゲージ１０Ａ～４０Ａおよびダミーゲージ１０Ｄ～４０Ｄの抵抗値がすべて同じ抵抗値となるために、温度変化の影響を受けずに、押圧操作の検出を正確に行うことができる。
本実施形態に係る操作検出装置１には、操作パネル１００の裏側に操作部１０～４０のアイコン１１～４１を照明するための、ＬＥＤ１０Ｌ～４０Ｌが備えられ、ＬＥＤ１０Ｌ～４０Ｌは同一のタイミングで点灯される。
すなわち、操作部１０～４０のそれぞれの近傍には、同じタイミングで作動する発熱要素（ＬＥＤ１０Ｌ～４０Ｌ）が配設されているために、操作部１０～４０に配設されたアクティブゲージ１０Ａ～４０Ａおよびダミーゲージ１０Ｄ～４０Ｄを同一の温度環境下にすることができる。
そのため、押圧操作されていないときのアクティブゲージ１０Ａ～４０Ａおよびダミーゲージ１０Ｄ～４０Ｄの抵抗値がすべて同じ抵抗値となるために、温度変化の影響を受けずに、押圧操作の検出を正確に行うことができる。
【0047】
本実施形態に係る操作検出装置１では、ホイートストンブリッジ回路部２００が、操作部１０～４０のうち、互いに隣接していない２つの操作部にそれぞれ設けられたアクティブゲージとダミーゲージとで構成されている。
すなわち、各ホイートストンブリッジ回路は、隣接しないアクティブゲージとダミーゲージとにより構成されているために、アクティブゲージが押圧操作され荷重がかかった状態であっても、ダミーゲージにかかる荷重を小さくすることができる。
そのため、操作部が押圧操作されたときに、押圧操作された操作部に対応するホイートストンブリッジ回路のみ、出力電圧が変化するために、押圧操作の検出を正確に行うことができる。
すなわち、各ホイートストンブリッジ回路は、隣接しないアクティブゲージとダミーゲージとにより構成されているために、アクティブゲージが押圧操作され荷重がかかった状態であっても、ダミーゲージにかかる荷重を小さくすることができる。
そのため、操作部が押圧操作されたときに、押圧操作された操作部に対応するホイートストンブリッジ回路のみ、出力電圧が変化するために、押圧操作の検出を正確に行うことができる。
【0048】
＜変形例＞
上述した、操作検出装置１では、ホイートストンブリッジ回路が複数の操作部のうち、互いに隣接していない２つの操作部にそれぞれ設けられたアクティブゲージとダミーゲージとで構成されていたが、押圧操作したときに隣接する操作部へかかる荷重の影響がない場合には、互いに隣接した２つの操作部にそれぞれ設けられたアクティブゲージとダミーゲージとによりホイートストンブリッジ回路が構成されてもよい。
つまり、押圧操作した操作部に隣接する操作部に配設されたアクティブゲージとダミーゲージとの抵抗の変化が小さい場合には、互いに隣接した２つの操作部にそれぞれ設けられたアクティブゲージとダミーゲージとによりホイートストンブリッジ回路が構成されてもよい。
また、上述した、操作検出装置１では、４つずつの操作部とホイートストンブリッジ回路とを備える構成であったが、各操作部の内部が同一の温度環境下となるように構成されれば、この数に限られるものではない。より詳細には、少なくとも２つずつの操作部とホイートストンブリッジ回路とを備える構成であればよく、４つよりも多い操作部とホイートストンブリッジ回路とを備える構成であってもよい。
さらに、上述した、操作検出装置１では、各操作部が操作パネルに対して横方向に並列して形成される構成であったが、各操作部の内部が同一の温度環境下となるように構成されれば、この構成に限られるものではなく、各操作部が操作パネルに対して縦方向や斜め方向に並列して形成される構成であってもよい。
上述した、操作検出装置１では、ホイートストンブリッジ回路が複数の操作部のうち、互いに隣接していない２つの操作部にそれぞれ設けられたアクティブゲージとダミーゲージとで構成されていたが、押圧操作したときに隣接する操作部へかかる荷重の影響がない場合には、互いに隣接した２つの操作部にそれぞれ設けられたアクティブゲージとダミーゲージとによりホイートストンブリッジ回路が構成されてもよい。
つまり、押圧操作した操作部に隣接する操作部に配設されたアクティブゲージとダミーゲージとの抵抗の変化が小さい場合には、互いに隣接した２つの操作部にそれぞれ設けられたアクティブゲージとダミーゲージとによりホイートストンブリッジ回路が構成されてもよい。
また、上述した、操作検出装置１では、４つずつの操作部とホイートストンブリッジ回路とを備える構成であったが、各操作部の内部が同一の温度環境下となるように構成されれば、この数に限られるものではない。より詳細には、少なくとも２つずつの操作部とホイートストンブリッジ回路とを備える構成であればよく、４つよりも多い操作部とホイートストンブリッジ回路とを備える構成であってもよい。
さらに、上述した、操作検出装置１では、各操作部が操作パネルに対して横方向に並列して形成される構成であったが、各操作部の内部が同一の温度環境下となるように構成されれば、この構成に限られるものではなく、各操作部が操作パネルに対して縦方向や斜め方向に並列して形成される構成であってもよい。
【0049】
以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【0050】
１；操作検出装置
１０～４０；操作部
１０Ａ～４０Ａ；アクティブゲージ
１０Ｄ～４０Ｄ；ダミーゲージ
１０Ｌ～４０Ｌ；ＬＥＤ
１００；操作パネル
１５０；基板
２００；ホイートストンブリッジ回路部
２１０～２４０；ホイートストンブリッジ回路
３００；ＣＰＵ
３１０；検出部
１０～４０；操作部
１０Ａ～４０Ａ；アクティブゲージ
１０Ｄ～４０Ｄ；ダミーゲージ
１０Ｌ～４０Ｌ；ＬＥＤ
１００；操作パネル
１５０；基板
２００；ホイートストンブリッジ回路部
２１０～２４０；ホイートストンブリッジ回路
３００；ＣＰＵ
３１０；検出部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】