JP5840980B2 - 操作位置検出装置、及び車載装置 - Google Patents

Description

本発明は、荷重検出式の操作位置検出装置等に関する。

従来、押圧を受け付ける操作面が形成された板状の操作体と、操作面への押圧により生じた歪を検出する歪検出素子とを備える荷重検出式の操作位置検出装置が知られている（例えば、特許文献１）。このような操作位置検出装置によれば、歪検出素子により検出された歪により、押圧がなされた操作面上の操作位置や、操作面に加えられた操作力の大きさを検出することができ、操作面を介して多様な操作を受け付けることができる。

特開２０１０−４９４６０号公報

しかしながら、従来の荷重検出式の操作位置検出装置では、板状の操作体の片面に設けられた操作面からしか押圧を受け付けることができず、操作体を介して受け付けることができる操作のバリエーションが狭められていた。

本願発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、板状の操作体を介してより多様な操作を受け付けることができる操作位置検出装置等を提供することを目的とする。

上記課題に鑑みてなされた請求項１に記載の発明は、表面と裏面に、それぞれ、表側操作面と裏側操作面が配された略平板状の操作体と、操作体を収納する筐体と、一端に操作体に接続するための接続部が形成されていると共に、他端に筐体に固定するための固定部が形成されており、接続部と固定部との間に、表側操作面或いは裏側操作面に対する押圧により発生する操作力に応じて変位する変位伝達面を有する少なくとも３以上の平板状の起歪体と、を備える操作位置検出装置に関するものである。

この操作位置検出装置は、上記構成に加え、起歪体の変位伝達面に設けられ、起歪体の変位に伴う変位伝達面の歪を検出する歪検出部と、歪検出部にて検出された歪に基づいて、押圧がなされた操作面と、該押圧により発生した操作力の大きさと、該押圧がなされた位置である操作位置とを算出する操作位置算出部と、を備える。

このような構成によれば、操作体に設けられた表側操作面と裏側操作面の両方から押圧を受け付け、操作力や操作位置を検出することができ、板状の操作体を介してより多様な操作を受け付けることができる。

なお、請求項５に記載されているように、表側操作面が運転中のドライバに対面するように車両のステアリングに取り付けられた操作位置検出装置と、操作位置検出装置にて、表側操作面或いは裏側操作面に対する押圧により算出された操作力の大きさ或いは操作位置に基づき、各種処理を行う制御手段とを備える車載装置を構成しても良い。

このような構成によれば、ドライバは、運転中に、ステアリングを握ったまま車載装置の操作を行うことができ、利便性を高めることができる。また、操作位置検出装置には表側操作面と裏側操作面の二つの操作面が設けられているため、ドライバは、バリエーションに富んだ操作を行うことができる。

第一実施形態の操作位置検出装置を上方から見た斜視図である。 第一実施形態の操作位置検出装置を下方から見た斜視図である。 第一実施形態の操作位置検出装置の分解斜視図である。 第一実施形態の操作体を裏側から見た分解斜視図である。 第一実施形態の操作位置検出装置の操作体や起歪体を表側から見た上面図である。 第一実施形態の操作位置検出装置の操作体や起歪体のＡ−Ａ断面図（図５）である。 表側操作面に作用する押圧操作力によって起歪体に作用する力についての説明図である。 表側操作面に作用する押圧操作力によって起歪体に作用する力についての説明図である。 表側操作面に作用する押圧操作力によって起歪体に作用する力についての説明図である。 歪検出部の構成を示す説明図である。 表側操作面に垂直な方向に押圧操作力が加えられた場合に起歪体の変位伝達面に作用する応力についての説明図である。 表側操作面に垂直な方向に押圧操作力が加えられた場合における、歪検出部における各歪検出素子の抵抗値の変化を示す表である。 歪検出部の等価回路である。 表側操作面の面内方向に押圧操作力が加えられた場合に起歪体の変位伝達面に作用する応力についての説明図である。 表側操作面に加えられた操作力の中心位置の算出方法を示す説明図である。 裏側操作面に加えられた操作力の中心位置の算出方法を示す説明図である。 第一実施形態の起歪体の変形例を示す上面図である。 第二実施形態の操作位置検出装置における操作体や起歪体等の上面図である。 第二実施形態の操作位置検出装置における操作体や起歪体等のＢ−Ｂ断面図（図１８）である。 第三実施形態の操作位置検出装置における操作体や起歪体等の上面図である。 第四実施形態の操作位置検出装置における操作体や起歪体等の上面図である。 第四実施形態の操作位置検出装置における操作体や起歪体等のＣ−Ｃ断面図（図２１）である。 第四実施形態の操作位置検出装置における操作体や起歪体等の上面図である。 第四実施形態の操作位置検出装置における操作体や起歪体等のＤ−Ｄ断面図（図２３）である。 第五実施形態のステアリングの正面図である。 操作位置検出装置が接続されたナビゲーション装置等からなる第五実施形態の車載システムのブロック図である。 第五実施形態のナビゲーション装置のブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

［第一実施形態］
図１〜３に記載されているように、第一実施形態の操作位置検出装置１は、上部カバー９１、押さえ部材９３、筐体９４、底部カバー９５、及び、表側操作面２ａや裏側操作面２ｂ等を有する操作体２等を含んで構成される。そして、表側操作面２ａと裏側操作面２ｂの双方を介して操作を受け付けるよう構成されている。

上部カバー９１は、操作位置検出装置１の強度維持、防塵、或いは意匠性の維持を目的とするもので、ビス穴９１ａを介して、底部カバー９５（ビス穴は９５ａ）と共に筐体９４（ビス穴は９４ａ）に取り付けられる。また、上部カバー９１には開口部９１ｂが形成され、その奥に配された表側操作面２ａをユーザが操作可能となっていると共に、底部カバー９５により覆われた筐体９４の底部には開口部９４ｅが形成され、その奥に配された裏側操作面２ｂをユーザが操作可能となっている。

表側操作面２ａ，裏側操作面２ｂは、シート材として構成され、操作体２の表側や裏側を保護する役割や、操作位置検出装置１の装飾性を高める役割も有する。なお、操作体２と一体的に形成してもよい。そして、表側操作面２ａ，裏側操作面２ｂは、例えばビス穴２ａ１，２ｂ１を介して、それぞれ、操作体２（ビス穴は２１ａ）の表側，裏側に取り付けられる。

操作体２は、略平板状で略矩形状をなす操作本体部２１と、操作本体部２１から外周側に突出する、略四角柱状の複数の操作面接続部２２とを有する。操作体２は、表側操作面２ａ及び裏側操作面２ｂを間に挟む形で対向して位置する操作面接続部２２の対を少なくとも１以上有する。第一実施形態では、２つの操作面接続部２２は、略四角形状の表側操作面２ａの中心位置を通過するＹ軸方向の直線に対し対称をなして形成されている（図５参照）。なお、操作本体部２１の形状は、長方形でも正方形でもよい。

また、図４に記載されているように、操作体２の裏面には、矩形の凹面２３が形成されており、該凹面２３の底部に裏側操作面２ｂが配され、表側操作面２ａと裏側操作面２ｂとは、該凹面２３の底部を挟んで対向した状態となる。

また、各操作面接続部２２には、当該操作面接続部２２を挟む位置関係をなす形で２つの起歪体３が接続される（詳細は後述）。各起歪体３は、接続部３ｄが操作面接続部２２の先端部２２ａにビスあるいは接着剤等で接続され、さらに、固定部３ｃが筐体９４の溝部９４ｂに係合することで固定される。そして、起歪体３の上方から、起歪体３を覆うように押さえ部材９３の凸部９３ｂが筐体９４の凹部９４ｃと係合し、ビス留め（ビス穴はそれぞれ９３ａ，９４ｄ）され、起歪体３（すなわち、固定部３ｃ）の固定を確実なものとしている。

また、図５に記載されているように、１つの操作面接続部２２に対し、２つの起歪体３が当該操作面接続部２２を挟む位置関係をなす形で接続され、各操作面接続部２２は、矩形状の表側操作面２ａの中心を原点とするＸ−Ｙ座標系のＸ軸上に形成されている。

各起歪体３は、操作面接続部２２に対する接続位置（すなわち、接続部３ｄ）から、表側操作面２ａに平行をなす形で延出する延出部３ｇを有し、その先端部が固定部３ｃとなり筐体９４に固定される。そして、延出部３ｇの表面が、表側操作面２ａや裏側操作面２ｂに操作力が作用するのに伴い、曲げ変形を生じさせるよう弾性変形する弾性変形体である変位伝達面３ｆとなっている。

このため、表側操作面２ａへの押圧による操作力Ｆｚ（図７〜９参照）に伴い、表側操作面２ａに対する垂直方向Ｚの操作変位が操作体２に生ずると、各起歪体３の変位伝達面３ｆには、該操作変位のうち、自身が位置する側に生ずる操作変位を反映した垂直方向Ｚへの変位が生じる。

また、裏側操作面２ｂへの押圧による操作力Ｆ（図１６）が生じた場合も、同様に、各起歪体３の変位伝達面３ｆには、操作体２に生じた垂直方向Ｚの操作変位のうち、自身が位置する側に生ずる操作変位を反映した垂直方向Ｚへの変位が生じる。

そして、変位伝達面３ｆ上に設けられた歪検出部４が、この垂直方向Ｚの変位（弾性変形量）を歪として検出する。
また、図６のように、表側操作面２ａと全ての変位伝達面３ｆとは、略同一平面上に位置している。

なお、筐体９４の開口部９４ｅを操作本体部２１よりも小さくして、操作本体部２１と非接触となるよう隙間Ｄを介在する形で配置しても良い。この場合、筐体９４の底部９４ｆのうち、操作体２の表側操作面２ａの裏面に対向する面のうちの領域９４ｇが第一の変形規制面となり、起歪体３の変位伝達面３ｆの裏面に対向する面のうちの領域９４ｈが第二の変形規制面となる。つまり、操作体２は筐体９４には接続も接触もされず、起歪体３は固定部３ｃ以外の部分では筐体９４には接触していない。

このような第一の変形規制面を設けることで、表側操作面２ａに過大な力で押圧が印加された場合であっても、操作体２の変形を防止するとともに、操作位置を正確に検出することが可能となる。また、第二の変形規制面を設けることで、表側操作面２ａの押圧により操作体２や起歪体３に過大な操作力が加えられた場合であっても、変位伝達面３ｆの変形を防止することが可能となる。

また、筐体９４には、信号処理部６が収納されている。信号処理部６は、例えば周知のＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換回路等の信号処理回路等を含むコンピュータハードウェアとして構成されている。そして、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することで、操作位置検出装置１としての機能を実現する。具体的には、信号処理部６は、例えば、歪検出部４が検出した弾性変形量に基づいて、押圧により生じた操作力の大きさと、押圧が行われた位置（すなわち、操作位置）を算出する。

すなわち、表側操作面２ａに押圧操作力Ｆｚが作用すると、筐体９４に対し固定された各起歪体３には、押圧操作力Ｆｚの分力ｆｚやモーメント力ｍｚが作用する（図７〜９参照）。また、裏側操作面２ｂに押圧操作力Ｆが作用すると、各起歪体３には、押圧操作力Ｆの垂直方向成分であるＦｚの分力ｆｚが作用する（図１６参照）。

このとき、起歪体３は、筐体９４に固定されているため、曲げ変形を強いられ、起歪体３の主表面をなす変位伝達面３ｆには、面内方向において引張り応力、或いは圧縮応力が作用する。第一実施形態においては、変位伝達面３ｆ上に、歪検出素子４ａ〜４ｄを備える歪検出部４が設けられており、歪検出素子４ａ〜４ｄにより、引張り応力或いは圧縮応力に応じた変位伝達面３ｆ内の伸び量ないし縮み量が検出される。

次に、押圧された表側操作面２ａに生じた操作力によって起歪体３に作用する力を説明する。まず、図７のように、矩形状の表側操作面２ａの中心を原点とするＸ−Ｙ座標系のＸ軸上で表側操作面２ａに垂直なＺ軸方向に操作力Ｆｚが加えられた場合には、起歪体３（３１〜３４）には力ｆｚのみ発生する。また、図８のように、Ｙ軸上でＺ軸方向に操作力Ｆｚが加えられた場合は、起歪体３（３１〜３４）には力ｆｚとモーメント力ｍｚとが発生する。

一方、各歪検出部４（３１〜３４）の歪検出素子４ａ〜４ｄは、固定部３ｃ或いは接続部３ｄに沿って二つ並んだ状態で配されている（図１０参照）。このため、起歪体３の変位伝達面３ｆに作用する応力は、固定部３ｃに沿って配された歪検出素子４ａ，４ｂの各位置では引張り応力となり、接続部３ｄに沿って配された歪検出素子４ｃ，４ｄの各位置では圧縮応力となる（図１１参照）。

そして、引張り応力の発生する歪検出素子４ａ，４ｂでは抵抗値は減少し、圧縮応力の発生する歪検出素子４ｃ，４ｄでは抵抗値は増加すると共に（図１２参照）、歪検出素子４ａ〜４ｄの等価回路は、ブリッジ回路として表される（図１３参照）。そこで、信号処理部６は、該ブリッジ回路のブリッジ電圧Ｖｏｕｔの変化を検出し、表側操作面２ａへの押圧を検出すると共に、起歪体３に作用する力ｆｚ，モーメント力ｍｚを算出する。

一方、図９のように、表側操作面２ａの面内方向に力Ｆｙを加えた場合は、歪検出部４の歪検出素子４ａ〜４ｄに作用する応力は、４個全て圧縮応力、或いは、４個全て引張り応力となる（図１４参照）。このため、歪検出素子４ａ〜４ｄにより構成されるブリッジ回路のブリッジ電圧Ｖｏｕｔに変化はなく、面内方向の力に対して感度を持たない。よって、起歪体３に作用する力ｆｚ，モーメント力ｍｚを算出する際に、面内方向の力を考慮する必要がなくなる。

そして、表側操作面２ａの押圧がなされた場合には、信号処理部６は、以下のようにして操作位置（ｘ１，ｙ１）を算出する（図１５参照）。
すなわち、信号処理部６は、各歪検出部４に形成された上記ブリッジ回路のブリッジ電圧Ｖｏｕｔに基づいて表側操作面２ａの押圧を検出すると、該ブリッジ電圧Ｖｏｕｔに基づき、各起歪体３に加えられた力ｆｚ（ｆｚ１，ｆｚ２），モーメント力ｍｚ（ｍｚ１，ｍｚ２）を算出する。そして、算出された値ｆｚ，ｍｚと、式（１−４）及び（１−５）とに基づいて、表側操作面２ａに加えられた操作力Ｆｚの中心位置（すなわち操作位置（ｘ１，ｙ１））を算出する。

この式（１−４），（１−５）は、力の釣り合いの式（１−１）、Ｙ軸周りのモーメントの釣り合いの式（１−２）、及びＸ軸周りのモーメントの釣り合いの式（１−３）から導き出される。なお、ｗは、起歪体３１，３２のＹ軸に平行な中心線と、起歪体３３，３４の該中心線との間の距離である。

一方、裏側操作面２ｂの押圧がなされた場合には、裏側操作面２ｂは起歪体３と略同一平面内に無いため、押圧により生じた操作力Ｆが裏側操作面２ｂの垂直方向から角度θ傾いた場合には、誤差が生じる（図１６参照）。

すなわち、信号処理部６は、各歪検出部４に形成された上記ブリッジ回路のブリッジ電圧Ｖｏｕｔの変化から、裏側操作面２ｂに対する押圧を検出すると共に、各起歪体３に対し、裏側操作面２ｂに垂直なＺ軸方向に作用する力ｆｚ１〜４を算出する。そして、式（２−１）〜（２−３）で表される周知の重心算出方法から、裏側操作面２ｂに加えられた操作力Ｆの中心位置（操作位置）のＸ座標（ｘ１）を算出する。なお、ｗは、裏側操作面２ｂのＸ軸方向の長さであり、ｈは、裏側操作面２ｂと変位伝達面３ｆとの間隔である。また、操作位置のＹ座標も、同様にして算出される。

この算出方法を用いた場合、式（２−３）の左辺が操作位置のＸ座標の算出結果となるが、この算出結果には、操作力Ｆの傾きθに起因する誤差（ｔａｎθ・ｈ）が含まれており、該誤差は、間隔ｈが広がるほど大きくなる。

このように構成された第一実施形態に記載の操作位置検出装置１によれば、操作体２の両面に設けられた表側操作面２ａ，裏側操作面２ｂの双方から操作を受け付け、操作力の大きさや操作位置を検出することができる。このため、より多様な操作を受け付けることができる。

また、表側操作面２ａは、歪検出部４が配された変位伝達面３ｆと略同一平面上に配置されている。このため、表側操作面２ａへの押圧がなされた場合、歪検出部４は、表側操作面２ａに垂直な方向以外には感度をほとんど持たず、表側操作面２ａに垂直な方向の力のみを検出する。したがって、表側操作面２ａの押圧がなされた場合には、表側操作面２ａに垂直でない方向に力が作用する場合（操作力が表側操作面２ａの垂直方向に対し傾いている場合）でも、操作位置を正確に検出することが可能となる。

さらに、信号処理部６は、表側操作面２ａを二次元直交座標系のＸ−Ｙ平面とし、表側操作面２ａへの押圧により歪検出素子４ａ〜４ｄに発生する歪に基づいて、Ｘ−Ｙ平面のＸ方向及びＹ方向周りに発生するモーメント、及び、Ｘ−Ｙ平面に直交するＺ方向の力を算出する。そして、該モーメント、及び、該力に基づいて算出した重心位置を、表側操作面２ａの操作位置として算出する。

また、信号処理部６は、裏側操作面２ｂを二次元直交座標系のＸ−Ｙ平面とし、裏側操作面２ｂへの押圧により歪検出素子４ａ〜４ｄに発生する歪に基づいて、該Ｘ−Ｙ平面に直交するＺ方向の力を算出する。そして、該力に基づいて算出した重心位置を、裏側操作面２ｂの操作位置として算出する。

このため、表側操作面２ａの押圧に関しては、操作面と変位伝達面とが同一平面状に配されていない従来の操作位置検出装置における操作位置の算出方法を応用して操作位置を算出することができ、新たな算出方法の開発は不要となる。また、裏側操作面２ｂの押圧に関しては、従来の操作位置検出装置における操作位置の算出方法が用いられる。したがって、低コスト且つ短期間で操作位置検出装置１を製作することができる。

また、操作本体部２１の裏面には、底部に裏側操作面２ｂが配される凹面２３が形成されており、変位伝達面３ｆと裏側操作面２ｂとの距離が、なるべく近くなるように構成されている。このため、裏側操作面２ｂの操作位置の算出結果に含まれる誤差を小さくすることができる。

また、起歪体３の変位伝達面３ｆは、曲げ変形を生じさせる弾性変形体として構成されており、歪検出部４は、各変位伝達面３ｆに生じる面内方向の弾性変形量を検出するよう構成されている。このため、表側操作面２ａ或いは裏側操作面２ｂに対して垂直な方向の力のみを検出することが可能となる。

また、歪検出部４は、各起歪体３の変位伝達面３ｆに配置された歪検出素子４ａ〜４ｄ等により構成されている。このため、歪検出素子以外の部品を用いることなく、操作位置を正確に検出することが可能となり、操作位置検出装置１の小型化，低コスト化が可能となる。

また、操作体２の操作本体部２１には、外周側に突出する複数の操作面接続部２２が形成されており、これらの操作面接続部２２は、操作本体部２１を間に挟んで対向する一組の対をなしていると共に、その先端部に起歪体３の接続部３ｄが接続されている。このため、起歪体３や歪検出部４に効率良く操作変位を伝達することが可能となる。

また、起歪体３は、接続部３ｄから延出する延出部３ｇを有し、その延出部３ｇの先端が固定部３ｃを形成するとともに、延出部３ｇが変位伝達面３ｆとされ、その変位伝達面３ｆ上に歪検出部４が設けられている。これにより、接続部３ｄ、起歪体３、及び変位伝達面３ｆを一体的に構成することが可能となる。

また、筐体９４は、操作体２と起歪体３に対し、固定部３ｃを除く他の部分に対し非接触となるよう、隙間を介在する形で配置されている。このため、表側操作面２ａ或いは裏側操作面２ｂに対する押圧を妨げないように、操作体２と起歪体３を筐体９４に固定することが可能となる。

また、１つの操作面接続部２２に対し、当該操作面接続部２２を挟んだ状態で配された２つの起歪体３が接続されている。このため、従来技術と似通った方法で操作位置を算出することができ、新たな算出方法の開発は不要となるので、低コスト且つ短期間で操作位置検出装置１を製作することができる。

次に、図１７に、第一実施形態の起歪体３の変形例を示す。この変形例の起歪体３は、操作面接続部２２との接続位置から操作面接続部２２の延出方向に対し垂直な方向に延出し、操作面接続部２２との接続部３ｄから延出先端部（すなわち、固定部３ｃ）に向かうに従い挟幅となっていく基端側テーパー部３ｈを有する。また、起歪体３は、筐体９４との固定部３ｃから操作面接続部２２との接続部３ｄ側に向かうに従い挟幅となっていく先端側テーパー部３ｉと、変位伝達面３ｆが形成されるとともに基端側テーパー部３ｈと先端側テーパー部３ｉとを連結する延出部３ｇとを有する。

また、基端側テーパー部３ｈは、延出部３ｇの延出方向の軸線Ｌに対する角度のうち、操作面接続部２２との固定部３ｃ側の角度θ１が、３０度以上６０度以下であることが望ましい。また、先端側テーパー部３ｉは、延出部３ｇの延出方向の軸線Ｌに対する角度のうち、筐体９４との接続部３ｄ側の角度θ２が、３０度以上６０度以下であることが望ましい。

このような構成により、接続部３ｄ及び固定部３ｃの強度を十分確保することができると共に、変位伝達面３ｆにおいて歪の検出を精度良く行うことが可能となる。
［第二実施形態］
次に、第二実施形態の操作位置検出装置について説明する。図１８，１９に記載されているように、第二実施形態では、起歪体３が、矩形状をなす操作体２の４つの角部から突出した操作面接続部２２に取り付けられている。つまり、１つの操作面接続部に対し１つの起歪体が接続されている。起歪体３及び歪検出部４の構成については、第一実施形態と同様である。

第一実施形態では、操作体２と２つの起歪体３との結合部に大きな応力が加わり易い構成になっているが、第二実施形態では、応力が４か所に分散され、装置の信頼性及び耐久性が向上する。無論、第二実施形態でも、表側操作面２ａと全ての変位伝達面３ｆとが同一平面上に位置している（以降の実施形態についても同様）。

［第三実施形態］
次に、第三実施形態の操作位置検出装置について説明する。図２０に記載されているように、第三実施形態の操作位置検出装置は、第二実施形態の操作位置検出装置の起歪体３（歪検出部４）を４個から３個にし、操作体２の周縁部に配置したものである。歪検出部４は、最低３個あれば、重心位置を算出できる。第三実施形態では、歪検出素子の数を減らせるため、装置の製造コストを低減することができる。

［第四実施形態］
次に、第四実施形態の操作位置検出装置について説明する。第四実施形態では、操作体２の操作本体部２１の裏面における裏側操作面２ｂに覆われる領域に、溝部２１ｂ，２１ｃが形成されている（図２１，２２参照）。

なお、溝部の数や方向については特に制約は無く、溝部に替えて、リブ状の突起を形成しても良いし、凹部や凸部等を形成しても良い。また、操作本体部２１の表面における表側操作面２ａに覆われる領域に、同様の溝部等を形成しても良い。

また、裏側操作面２ｂの形状を、中心部が最も高い略正四面体状に構成しても良い（図２３，２４参照）。なお、裏側操作面２ｂの中心部の高さは、操作位置の検出精度を悪化させない程度に調整する必要がある。また、表側操作面２ａを同様に構成しても良いということは言うまでも無い。

こうすることにより、裏側操作面２ｂ（或いは表側操作面２ａ）を押圧した際、触感により操作位置を判別することが可能となり、使い勝手を向上させることができる。
なお、略正四面体状に限らず、裏側操作面２ｂを、触感により裏側操作面２ｂの特定の位置を判別可能となるよう、円錐状やすり鉢状等に形成しても良いし、溝部，リブ状の突起，凹部や凸部等を形成しても良い。

［第五実施形態］
次に、第五実施形態について説明する。第五実施形態では、第一〜第四実施形態のうちのいずれかに記載の二つの操作位置検出装置１が、表側操作面２ａが運転中のドライバに対面するように車両のステアリング１００に取り付けられている（図２５参照）。

これらの操作位置検出装置１は、ステアリングホイールに隣接するように上側のスポークに取り付けられており、ドライバが、ステアリングホイールを握った状態で、親指による表側操作面２ａへの操作と、他の指による裏側操作面２ｂへの操作を行うことが可能となっている。

なお、操作位置検出装置１の取り付け位置は、これに限定されることは無く、ステアリングホイールに隣接する任意の位置や、或いは、ステアリングホイール上に取り付けること等も考えられる。また、１つ、或いは３つ以上の操作位置検出装置１をステアリング１００に取り付けても良い。

そして、これらの操作位置検出装置１は、ナビゲーション装置２００に接続されており、さらに、このナビゲーション装置２００は、車内ＬＡＮ５００を介してオーディオ３００やエアコンＥＣＵ４００等のＥＣＵに接続されている（図２６参照）。

図２７に記載されているように、このナビゲーション装置２００は、自車両の現在地を検出する位置検出器２１０や、地磁気から絶対的な方位を検出する方位センサ２２０や、操作位置検出装置１の信号処理部６と通信を行う操作受付部２３０を備える。また、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらを接続するバスライン等からなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、ＲＡＭにロードされたプログラム等に従いナビゲーション装置２００を統括制御する制御部２４０を備える。

また、ナビゲーション装置２００は、例えば、ＨＤＤやフラッシュメモリから構成され、地図データ等が記憶される記憶部２５０や、液晶ディスプレイ等として構成され、各種情報を表示する表示部２６０を備える。なお、この表示部２６０は、ダッシュボード内にメータ表示部等と一体に配されても良いし、ヘッドアップディスプレイ等として構成されていても良い。

また、ナビゲーション装置２００は、キースイッチやタッチスイッチ等として構成され、各種操作を受け付ける操作部２７０や、車内ＬＡＮ５００を介して他のＥＣＵと通信を行うための車内ＬＡＮ通信部２８０を備える。

そして、各操作位置検出装置１の信号処理部６は、表側操作面２ａ及び裏側操作面２ｂへの押圧がなされると、押圧された操作面と、検出した操作位置，操作力とを示す操作情報をナビゲーション装置２００に送信する。

一方、ナビゲーション装置２００の制御部２４０は、信号処理部６から受信した操作情報に応じて、各種処理を行う。また、制御部２４０は、操作位置検出装置１から受信した操作情報を、必要に応じて、車内ＬＡＮ５００を介して他のＥＣＵに送信するよう構成されており、操作位置検出装置１を用いた他のＥＣＵの操作が可能となっている。

また、ステアリングホイールを握りながら親指で操作される表側操作面２ａと、他の指で操作される裏側操作面２ｂとに対し、次のようにして、受け付ける操作を割り当てても良い。

すなわち、運転中のドライバは、裏側操作面２ｂを視認することができず、また、ステアリングホイールを握った状態では、親指以外の指を器用に動かすことは困難であると考えられる。このため、裏側操作面２ｂでは、例えば、操作面を指で叩く、或いは、操作面に触れている指をスライドさせる等のような、単純な指の動きの反復により実現可能な操作を受け付けることが考えられる。

このような操作の具体例としては、オーディオ３００の音量や、エアコンＥＣＵ４００の設定温度，風量や、車両のウインドウの開度等のような設定値を連続的に変化させる操作が考えられる。また、これ以外にも、地図画像の縮尺や角度を連続的に変化させる操作や、地図画像のスクロールを行う操作が考えられる。

一方、表側操作面２ａに関しては、ドライバは運転中に容易に当該表側操作面２ａを視認することができ、また、ステアリングホイールを握った状態であっても、親指であれば比較的器用に動かすことができると考えられる。このため、表側操作面２ａにはどのような操作を割り当てても良いと考えられる（無論、上述した設定値を連続的に変化させる操作を割り当てても良い）。

こうすることにより、ドライバは、運転中に、ステアリングを握ったままナビゲーション装置２００等の操作を行うことができ、利便性を高めることができる。また、各操作位置検出装置１には表側操作面２ａと裏側操作面２ｂの二つの操作面が設けられているため、バリエーションに富んだ操作を行うことができる。

さらに、裏側操作面２ｂには、設定値を連続的に変化させるといった、比較的単純な指の動きの反復により実現可能な操作が割り当てられている。このため、ステアリングホイールを握った状態でも、裏側操作面２ｂに対する操作を容易に行うことができ、運転中のドライバを煩わすことが無い。

また、上述したように、裏側操作面２ｂは表側操作面２ａに比べて操作位置等の検出精度が劣るが、このような操作であれば操作位置を高い精度で検出する必要性は低く、裏側操作面２ｂの操作により誤動作が生じる危険性は低いと考えられる。

なお、運転中のドライバは、通常、裏側操作面２ｂを視認することは困難であるため、操作位置検出装置１を第四実施形態の操作位置検出装置１として構成し、触感により裏側操作面２ｂの押圧位置を判別可能としても良い。こうすることにより、運転中であっても、正確に裏側操作面２ｂへの操作を行うことができる。

［他の実施形態］
（１）第一〜第五実施形態の操作位置検出装置１では、表側操作面２ａと変位伝達面３ｆとが同一平面上に配されているが、これに限定されること無く、例えば、表側操作面２ａと裏側操作面２ｂとの間に変位伝達面３ｆが配されるように構成しても良い。

また、第一〜第五実施形態の操作位置検出装置１では、操作体２の裏面に形成された凹面２３の底部に裏側操作面２ｂが配されているが、このような凹面２３を形成すること無く、操作体２の裏面に裏側操作面２ｂを配しても良い。

このような場合であっても、操作位置検出装置１は、表側操作面２ａと裏側操作面２ｂの双方から操作を受け付けることができ、操作のバリエーションを増やすことができる。
（２）また、第五実施形態では、第一〜第四実施形態の操作位置検出装置１がナビゲーション装置２００に接続されている場合について例示したが、他のＥＣＵに接続されていても良い。また、操作位置検出装置１は、ナビゲーション装置２００等の車載装置に限らず、あらゆる用途の電子機器に用いることができ、このような場合であっても、同様の効果を得ることができる。

［特許請求の範囲との対応］
上記実施形態の説明で用いた用語と、特許請求の範囲の記載に用いた用語との対応を示す。

操作位置検出装置１の信号処理部６が操作位置算出部に相当する。
また、第五実施形態におけるナビゲーション装置２００が車載装置に相当し、ナビゲーション装置２００の制御部２４０が制御手段に相当する。

１…操作位置検出装置、２…操作体、２ａ…表側操作面、２ｂ…裏側操作面、３…起歪体、３ｃ…固定部、３ｄ…接続部、３ｇ…延出部、３ｆ…変位伝達面、３ｈ…基端側テーパー部、３ｉ…先端側テーパー部、４…歪検出部、４ａ…歪検出素子、４ｂ…歪検出素子、４ｃ…歪検出素子、４ｄ…歪検出素子、６…信号処理部、２１…操作本体部、２２…操作面接続部、２３…凹面、９１…上部カバー、９１ｂ…開口部、９３…押さえ部材、９４…筐体、９４ｅ…開口部、９４ｇ…第一の変形規制面、９４ｈ…第二の変形規制面、９５…底部カバー、１００…ステアリング、２００…ナビゲーション装置、２１０…位置検出器、２２０…方位センサ、２３０…操作受付部、２４０…制御部、２５０…記憶部、２６０…表示部、２７０…操作部、２８０…車内ＬＡＮ通信部、３００…オーディオ、４００…エアコンＥＣＵ、５００…車内ＬＡＮ。

Claims (7)

1. 表面と裏面に、それぞれ、表側操作面（２ａ）と裏側操作面（２ｂ）が配された略平板状の操作体（２）と、
   前記操作体を収納する筐体（９４）と、
   一端に前記操作体に接続するための接続部（３ｄ）が形成されていると共に、他端に前記筐体に固定するための固定部（３ｃ）が形成されており、前記接続部と前記固定部との間に、前記表側操作面或いは前記裏側操作面に対する押圧により発生する操作力に応じて変位する変位伝達面（３ｆ）を有する少なくとも３以上の平板状の起歪体（３）と、
   前記起歪体の前記変位伝達面に設けられ、前記起歪体の変位に伴う前記変位伝達面の歪を検出する歪検出部（４）と、
   前記歪検出部にて検出された歪に基づいて、押圧がなされた前記操作面と、該押圧により発生した前記操作力の大きさと、該押圧がなされた位置である操作位置とを算出する操作位置算出部（６）と、
   を備えることを特徴とする操作位置検出装置（１）。
2. 請求項１に記載の操作位置検出装置において、
   前記起歪体に形成された前記接続部は、前記操作体の周縁に接続され、
   前記表側操作面と全ての前記変位伝達面とが略同一平面上に位置していること、
   を特徴とする操作位置検出装置。
3. 請求項２に記載の操作位置検出装置において、
   前記操作位置算出部は、
   前記表側操作面を二次元直交座標系のＸ−Ｙ平面とし、前記表側操作面に対する押圧により前記歪検出部により検出された歪に基づいて、該Ｘ−Ｙ平面のＸ方向及びＹ方向周りに発生するモーメント、及び、該Ｘ−Ｙ平面に直交するＺ方向の力を算出し、該モーメント及び該力に基づいて算出した重心位置を、前記表側操作面の前記操作位置として算出し、
   前記裏側操作面を二次元直交座標系のＸ−Ｙ平面とし、前記裏側操作面に対する押圧により前記歪検出部により検出された歪に基づいて、該Ｘ−Ｙ平面に直交するＺ方向の力を算出し、該力に基づいて算出した重心位置を、前記裏側操作面の前記操作位置として算出すること、
   を特徴とする操作位置検出装置。
4. 請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の操作位置検出装置において、
   前記操作体の裏面には凹面（２３）が形成されており、該凹面の底部に前記裏側操作面が配されていると共に、該凹面の底部を挟んで前記裏側操作面と対向する位置に、前記表側操作面が配されていること、
   を特徴とする操作位置検出装置。
5. 前記表側操作面が運転中のドライバに対面するように車両のステアリング（１００）に取り付けられた請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の操作位置検出装置と、
   前記操作位置検出装置にて、前記表側操作面或いは前記裏側操作面に対する押圧により算出された前記操作力の大きさ或いは前記操作位置に基づき、各種処理を行う制御手段と（２４０）、
   を備えることを特徴とする車載装置（２００）。
6. 請求項５に記載の車載装置において、
   前記制御手段は、前記操作位置検出装置にて前記表側操作面に対する押圧により算出された前記操作力の大きさ或いは前記操作位置に基づき、各種処理を行うと共に、前記操作位置検出装置にて前記裏側操作面に対する押圧により算出された前記操作力の大きさ或いは前記操作位置に基づき、予め定められた設定値を連続的に変化させるための処理を行うこと、
   を特徴とする車載装置。
7. 請求項５または請求項６に記載の車載装置において、
   前記裏側操作面には、当該裏側操作面上の位置を判別するための凹部或いは凸部が形成されていること、
   を特徴とする車載装置。