JP7641776B2

JP7641776B2 - Operation detection device

Info

Publication number: JP7641776B2
Application number: JP2021042638A
Authority: JP
Inventors: 泉土肥; 一幸福島; 朗仁植嶋
Original assignee: U-SHINLTD.
Current assignee: U-SHINLTD.
Priority date: 2021-03-16
Filing date: 2021-03-16
Publication date: 2025-03-07
Anticipated expiration: 2041-03-16
Also published as: JP2022142460A

Description

本発明は、操作検出装置に関する。 The present invention relates to an operation detection device.

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。 A commonly known means for detecting a pressing operation on an operation panel is to provide a strain gauge on the rear side of the face plate of the operation panel and detect the pressing operation on the operation panel from the amount of strain detected by the strain gauge.
However, when detecting a pressing operation using a strain gauge, there is a possibility of erroneous detection occurring because the resistance value of the strain gauge changes with temperature.
In the piezoelectric element disclosed in Patent Document 1, a bridge circuit is formed by an active gauge, which is a strain gauge for measuring displacement, and a dummy gauge, which is placed in the same temperature environment as the active gauge, to cancel out changes in the resistance value of the strain gauge due to temperature and prevent erroneous detection. In this case, the dummy gauge is placed in a position where almost no strain is generated even if the active gauge is deformed by receiving a force.

特開平０３－２３５００１号公報Japanese Patent Application Publication No. 03-235001

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。 However, in the case of a flat operation panel that is subjected to a large operating force by the user, it is difficult to arrange a dummy gauge in a position where little distortion occurs due to pressing the operation panel, and further to arrange an active gauge in a position near the dummy gauge where the temperature environment is the same.
For example, one location for a dummy gauge where distortion does not occur due to a large operating force applied to the operation panel is the edge of the operation panel. However, because heating elements such as LEDs for illuminating the operation section are provided near the operation section of the operation panel, the temperature environment differs between the operation section where the active gauge is provided and the edge of the operation panel, creating the problem that pressing operations on the operation section cannot be accurately detected.

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。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and aims to provide an operation detection device equipped with an operation panel that can accurately detect pressing operations without being affected by temperature changes, even when a dummy gauge is provided near the operation unit.

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。 Form 1: One or more embodiments of the present invention propose an operation detection device comprising an operation panel, a plurality of operation units formed on the front side of the operation panel, a plurality of heat generating elements arranged on a substrate provided on the back side of the operation panel, an active gauge and a dummy gauge provided on the back side of each of the plurality of operation units, and a Wheatstone bridge circuit constituted by the active gauge of one of the plurality of operation units and a dummy gauge provided on an operation unit other than the operation unit in which the active gauge is provided, wherein the plurality of heat generating elements which operate at the same timing are arranged so that the distance to their respective paired active gauges and the distance to the dummy gauges are the same, and the interiors of the plurality of operation units are configured to be in the same temperature environment .

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。 In one or more embodiments of the present invention, the operation detection device includes a plurality of operation units on the front side of an operation panel, and an active gauge and a dummy gauge are disposed on the rear side of the operation units so as to be in the same temperature environment. The operation detection device further includes a Wheatstone bridge circuit configured with the active gauge of each operation unit and a dummy gauge provided in a different operation unit from the operation unit in which the active gauge is provided.
In other words, since the pressing operation is detected based on the output voltage of a Wheatstone bridge circuit composed of an active gauge and a dummy gauge, which are in the same temperature environment, even if the dummy gauge is provided on the back of the operating unit, the pressing operation can be accurately detected without being affected by temperature changes.

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。 Mode 2 : One or more embodiments of the present invention propose an operation detection device in which the Wheatstone bridge circuit is configured with the active gauge and the dummy gauge, each of which is provided in two operation units that are not adjacent to each other among the multiple operation units.
That is, the Wheatstone bridge circuit is composed of non-adjacent active gauges and dummy gauges.
Therefore, even when a user performs a pressing operation and a load is applied to the active gauge, the load applied to the dummy gauge can be reduced.
As a result, when an operating portion is pressed, only the output voltage of the Wheatstone bridge circuit corresponding to the pressed operating portion changes, so that the pressing operation can be accurately detected.

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。 According to one or more embodiments of the present invention, even if a dummy gauge is provided near the operating unit, it is possible to accurately detect the pressing operation without being affected by temperature changes.

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。1 is a diagram showing a configuration of an operation detection device according to an embodiment of the present invention. 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。1 is a diagram showing an operation panel of an operation detection device according to an embodiment of the present invention; 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。2 is a diagram showing a cross section of the operation panel of the operation detection device according to the embodiment of the present invention taken along line AA. 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。2 is a diagram showing a circuit of a Wheatstone bridge circuit unit of the operation detection device according to the embodiment of the present invention. FIG.

＜実施形態＞
図１から図４を用いて、本実施形態に係る操作検出装置１について説明する。 <Embodiment>
An operation detection device 1 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.

＜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。 <Configuration of operation detection device 1>
The operation detection device 1 according to this embodiment is a device that detects operation instructions from a user, such as changing the strength of an air conditioning fan of a vehicle air conditioner or switching operation modes, and as shown in FIG. 1, is configured to include an operation panel 100, a Wheatstone bridge circuit unit 200, and a CPU 300.

＜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。 <Configuration of Operation Panel 100>
The operation panel 100 includes operation units 10 to 40.
As shown in FIG. 2, operation unit 10 and operation unit 20 are operation units for changing the strength of the air conditioning fan, and the user changes the strength of the air conditioning fan by pressing near icon 11 on operation unit 10 and icon 21 on operation unit 20.
Furthermore, operation units 30 and 40 are operation units for changing the operating mode of the air conditioning, and the user changes the operating mode of the air conditioning by pressing the vicinity of icon 31 on operation unit 30 and icon 41 on operation unit 40.

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。 An active gauge and a dummy gauge for detecting a user's pressure are disposed on the back surface of each operation section of operation panel 100. Here, operation section 10 is provided with active gauge 10A and dummy gauge 10D. Operation section 20 is provided with active gauge 20A and dummy gauge 20D. Operation section 30 is provided with active gauge 30A and dummy gauge 30D. Operation section 40 is provided with active gauge 40A and dummy gauge 40D.
For example, as shown in FIG. 3, a dummy gauge 10D for detecting a pressing operation and an active gauge 10A (not shown) are disposed on the rear side of the pressing operation area of the operation unit 10.
The active gauges 10A to 40A and the dummy gauges 10D to 40D are, for example, strain gauges.
The resistance value of the strain gauge changes when the user applies pressure to it, and so by detecting the change in resistance value, the user's pressure can be detected.
The method of detecting the pressing operation will be described later.

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。 As shown in FIG. 2, LEDs 10L to 40L are provided directly below the rear faces of the icons 11 to 41, respectively, so that the icons 11 to 41 on the operation units 10 to 40 can be recognized even at night.
For example, as shown in FIG. 3, the LED 10L is mounted on a substrate 150 disposed on the rear side of the operation panel 100, and illuminates the icon 11.
The LEDs 10L to 40L are supplied with the same current value to light up the LEDs 10L to 40L, and are all turned on and off at the same timing.

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。 Here, since the LEDs 10L to 40L generate heat when lit, the temperature around the LEDs rises, and further, the temperature around the active gauges 10A to 40A and the dummy gauges 10D to 40D also rises.
In the operation detection device 1 of this embodiment, in order to make the temperatures around the active gauges 10A to 40A and the dummy gauges 10D to 40D all the same, the distance between the LEDs, which are the heat-generating elements of each operation part, and the active gauges and the distance between the LEDs, which are the heat-generating elements of each operation part, and the dummy gauges are arranged so that they are the same.
The effect of changes in the temperature environment of the operation detection device 1 on the detection process will be described later.

＜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。 <Configuration of Wheatstone Bridge Circuit Section 200 and CPU 300>
The configurations of the Wheatstone bridge circuit section 200 and the CPU 300 will be described with reference to FIG.

（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。 (Configuration of Wheatstone Bridge Circuit Section 200)
The Wheatstone bridge circuit section 200 is configured to include Wheatstone bridge circuits 210 to 240 .

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。 As shown in FIG. 4, the active gauges and dummy gauges constituting the Wheatstone bridge circuits 210 to 240 are each provided in an operating section that is not adjacent to each other.
For example, the Wheatstone bridge circuit 210 is composed of an active gauge 10A of the operation unit 10 and a dummy gauge 30D of the operation unit 30.

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。 The Wheatstone bridge circuit 210 includes an active gauge 10A, a dummy gauge 30D, a resistor 211, a resistor 212, and an operational amplifier 213.
One end of the active gauge 10A is connected to one end of the dummy gauge 30D and to a circuit power supply (5V).
In the case of the operation detection device 1 mounted on a vehicle, after power is supplied to the CPU 300, the CPU 300 controls a switching element (not shown) to supply circuit power (5V) to the Wheatstone bridge circuit section 200.
The other end of the active gauge 10 A is connected to one end of a resistor 211 and a positive input terminal of an operational amplifier 213 .
The other end of the dummy gauge 30 D is connected to one end of a resistor 212 and the negative input terminal of an operational amplifier 213 .
The other end of the resistor 211 is connected to the other end of the resistor 212 and the ground.
The output terminal of the operational amplifier 213 is connected to the CPU 300 .

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。 The Wheatstone bridge circuit 220 includes an active gauge 20A, a dummy gauge 40D, a resistor 221, a resistor 222, and an operational amplifier 223.
One end of the active gauge 20A is connected to one end of the dummy gauge 40D and to the circuit power supply (5V).
The other end of the active gauge 20 A is connected to one end of a resistor 221 and the positive input terminal of an operational amplifier 223 .
The other end of the dummy gauge 40 D is connected to one end of a resistor 222 and the negative input terminal of an operational amplifier 223 .
The other end of the resistor 221 is connected to the other end of the resistor 222 and the ground.
The output terminal of the operational amplifier 223 is connected to the CPU 300 .

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。 The Wheatstone bridge circuit 230 includes an active gauge 30A, a dummy gauge 10D, a resistor 231, a resistor 232, and an operational amplifier 233.
One end of the active gauge 30A is connected to one end of the dummy gauge 10D and to a circuit power supply (5V).
The other end of the active gauge 30 A is connected to one end of a resistor 231 and a positive input terminal of an operational amplifier 233 .
The other end of the dummy gauge 10 D is connected to one end of a resistor 232 and the negative input terminal of an operational amplifier 233 .
The other end of the resistor 231 is connected to the other end of the resistor 232 and to the ground.
The output terminal of the operational amplifier 233 is connected to the CPU 300 .

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。 The Wheatstone bridge circuit 240 includes an active gauge 40A, a dummy gauge 20D, a resistor 241, a resistor 242, and an operational amplifier 243.
One end of the active gauge 40A is connected to one end of the dummy gauge 20D and to the circuit power supply (5V).
The other end of the active gauge 40 A is connected to one end of a resistor 241 and the positive input terminal of an operational amplifier 243 .
The other end of the dummy gauge 20 D is connected to one end of a resistor 242 and the negative input terminal of an operational amplifier 243 .
The other end of the resistor 241 is connected to the other end of the resistor 242 and to the ground.
The output terminal of the operational amplifier 243 is connected to the CPU 300 .

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。 Here, the active gauges 10A to 40A and the dummy gauges 10D to 40D need to have the same characteristics, so the same parts are used.
Furthermore, resistors 211, 212, 221, 222, 231, 232, 241 and 242 have the same resistance value (resistance value when there is no strain) as that of the active gauges 10A to 40A and the dummy gauges 10D to 40D.

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。 The above-mentioned operational amplifiers 213 , 223 , 233 and 243 are differential amplifier circuits that amplify the voltage generated from the change in resistance value of the strain gauge due to the pressing operation by the user, and the output voltage thereof is connected to the CPU 300 .
The circuit operation of the Wheatstone bridge circuit section 200 will be described in detail later.

（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Ｖ_２１０～Ｖ_２４０に基づいて、ユーザの押圧操作が検出される。 (Configuration of CPU 300)
The CPU 300 includes a detection unit 310 .
The detection unit 310 is a part of a function of a CPU 300 that includes well-known RAM, ROM, an I/O bus, and the like (not shown).
The CPU 300 controls the entire operation detection device 1 in accordance with a control program stored in the ROM.
A CPU power supply (5V) is supplied to the CPU 300 in conjunction with an ACC (accessory) switch or an IG (ignition) switch.
When the CPU power supply (5V) is supplied to the CPU 300, the processing of the operation detection device 1 is started, and when the CPU power supply (5V) is cut off, the processing of the operation detection device 1 is ended.
The detection unit 310 detects the pressing operation by the user based on the output voltages V ₂₁₀ to V 240 of the Wheatstone bridge circuits 210 to ₂₄₀ .

＜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。 <Effect of temperature environment change on Wheatstone bridge circuit section 200>
The strain gauges used in the active gauges 10A to 40A and the dummy gauges 10D to 40D are generally made of metal foil, and the pressure of the pressing operation causes the metal foil to deform, changing the resistance value.
In addition, since the metal foil of the strain gauge expands and contracts depending on the temperature environment, the resistance value changes in accordance with changes in the temperature environment even when there is no pressing operation.
The following describes the effect of changes in temperature environment on the Wheatstone bridge circuit unit 200 in the operation detection device 1 according to this embodiment.

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Ｒ_１０Ａ、ダミーゲージ３０Ｄの抵抗値をＲ_３０Ｄ、オペアンプ２１３のプラス入力端子の電圧をＶ_Ａ１、オペアンプ２１３のマイナス入力端子の電圧をＶ_Ｄ１、オペアンプ２１３の増幅率をＧ_ａｍｐ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Ｖ_２１０は、以下の数１で表すことができる。 Here, a Wheatstone bridge circuit 210 is shown and described as an example.
When the resistance value of resistors 211 and 212 is R, the resistance value of active gauge 10A _{is R10A} , the resistance value of dummy gauge 30D _{is R30D} , the voltage at the positive input terminal of operational amplifier 213 is _VA1 , the voltage at the negative input terminal of operational amplifier 213 is _VD1 , and the amplification factor of operational amplifier 213 is _Gamp , the output voltage _V210 of Wheatstone bridge circuit 210 can be expressed by the following equation 1.

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Ｒ_１０Ａとダミーゲージ３０Ｄの抵抗値Ｒ_３０Ｄ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Ｖ_２１０は、温度に影響されず、常に０Ｖ近傍のまま変化しない。 Here, in the operation detection device 1 according to this embodiment, the distance between the heat source LED 10L and the active gauge 10A is the same as the distance between the dummy gauge 30D and the LED 30L, so that the active gauge 10A and the dummy gauge 30D are in the same temperature environment.
Therefore, the resistance value _R10A of the active gauge 10A and the resistance value _R30D of the dummy gauge 30D are the same value.
In other words, the output voltage _V210 of the Wheatstone bridge circuit 210 is not affected by temperature and always remains near 0 V.

＜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。 <Operations of the Wheatstone bridge circuit unit 200 and the detection unit 310 during pressing operation>
The following describes the circuit operation of the Wheatstone bridge circuit section 200 when the user presses the operation section 10.

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。 In the operation detection device 1 according to this embodiment, each operation unit is provided with an active gauge and a dummy gauge, so that when an operation unit is pressed, the resistance values of the active gauge and the dummy gauge change.
For example, when the operating unit 10 is pressed, the resistance values of the active gauge 10A and the dummy gauge 10D change.

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Ｒ_{１０Ａ（ｐｕｓｈ）}、押圧操作されていないダミーゲージ３０Ｄの抵抗値をＲ_３０Ｄ、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Ｇ_ａｍｐ、オペアンプ２１３のプラス入力端子の電圧をＶ_Ａ１、オペアンプ２１３のマイナス入力端子の電圧をＶ_Ｄ１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Ｖ_２１０は以下の数２で表すことができる。 When the resistance value of active gauge 10A when operating unit 10 is pressed is R10A _(push) , the resistance value of dummy gauge 30D when not pressed _{is R30D} , the resistance value of resistors 211 and 212 is R, the amplification factor of operational amplifier 213 _{is Gamp} , the voltage at the positive input terminal of operational amplifier 213 is _VA1 , and the voltage at the negative input terminal of operational amplifier 213 is _VD1 , the output voltage _V210 of Wheatstone bridge circuit 210 can be expressed by the following equation 2.

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、Ｒ_３０Ｄの抵抗値をＲとし、数２の式のＲ_３０Ｄ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Ｖ_２１０は以下の数３で表すことができる。 Here, when the operating unit 10 is pressed, the dummy gauge 30D is not pressed. Therefore, when the resistance value of R _30D is R and R is substituted for R _30D in the formula 2, the output voltage V ₂₁₀ of the Wheatstone bridge circuit 210 can be expressed by the following formula 3.

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Ｒ_{１０Ｄ（ｐｕｓｈ）}、押圧操作されないアクティブゲージ３０Ａの抵抗値をＲ_３０Ａ、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Ｇ_ａｍｐ、オペアンプ２３３のプラス入力端子の電圧をＶ_Ａ３、オペアンプ２３３のマイナス入力端子の電圧をＶ_Ｄ３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Ｖ_２３０は以下の数４で表すことができる。 On the other hand, when the resistance value of dummy gauge 10D when operating unit 10 is pressed is R10D _(push) , the resistance value of active gauge 30A when not pressed _{is R30A} , the resistance value of resistors 231 and 232 is R, the amplification factor of operational amplifier 233 _{is Gamp} , the voltage at the positive input terminal of operational amplifier 233 is _VA3 , and the voltage at the negative input terminal of operational amplifier 233 is _VD3 , the output voltage _V230 of Wheatstone bridge circuit 230 can be expressed by the following equation 4.

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、Ｒ_３０Ａの抵抗値をＲとし、数４の式のＲ_３０Ａ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Ｖ_２３０は以下の数５で表すことができる。 Here, when the operating unit 10 is pressed, the active gauge 30A is not pressed. Therefore, when the resistance value of R _30A is R and R is substituted for R _30A in the formula 4, the output voltage V ₂₃₀ of the Wheatstone bridge circuit 230 can be expressed by the following formula 5.

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Ｖ_２３０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。 Here, the operational amplifiers 213, 223, 233 and 243 are operational amplifiers that operate on the CPU power supply (5V) with the ground level as the reference, so that a value of 0 to 5V is outputted from each operational amplifier.
In other words, the above-mentioned value of V ₂₃₀ does not result in a negative output voltage, and 0 V is output to the output of the operational amplifier 233 .

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Ｖ_２１０～Ｖ_２４０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。 As described above, when the operation portions are not being pressed, 0 V is output to the outputs of all the Wheatstone bridge circuits, regardless of changes in the temperature environment.
Furthermore, when each operating portion is pressed, the resistance values of the active gauge and the dummy gauge change, and the output voltage of the Wheatstone bridge circuit changes.
However, in the operation detection device 1 according to this embodiment, the output of each Wheatstone bridge circuit has a value between 0 and 5 V, so that only the output of the Wheatstone bridge circuit including the active gauge arranged in the operating unit that is pressed changes from 0 V.
That is, the detection unit 310 monitors the output voltages V ₂₁₀ to V ₂₄₀ of the Wheatstone bridge circuits, and when a value exceeds a predetermined voltage, determines that a pressing operation has been performed.

＜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。 <Action and Effects>
As described above, the operation detection device 1 of this embodiment comprises an operation panel 100, operation units 10 to 40 formed on the front side of the operation panel 100 and configured to have the same temperature environment inside, active gauges 10A to 40A and dummy gauges 10D to 40D provided on the back side of each of the operation units 10 to 40, and a Wheatstone bridge circuit unit 200 composed of an active gauge of one of the operation units 10 to 40 and a dummy gauge provided in an operation unit other than the operation unit in which the active gauge is provided.

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。 In the operation detection device 1 according to this embodiment, operation units 10 to 40 are provided on the front side of an operation panel 100, and active gauges 10A to 40A and dummy gauges 10D to 40D are arranged on the back side of the operation units 10 to 40 so as to be in the same temperature environment. Furthermore, the operation detection device 1 includes a Wheatstone bridge circuit section 200 constituted by the active gauges of each operation unit and a dummy gauge provided in an operation unit different from the operation unit in which the active gauge is provided.
In other words, in order to detect a pressing operation based on the output voltage of the Wheatstone bridge circuit section 200 composed of the active gauges 10A to 40A and the dummy gauges 10D to 40D, which are in the same temperature environment, even if the dummy gauges 10D to 40D are provided on the back side of the operating sections 10 to 40, the pressing operation can be accurately detected without being affected by temperature changes.

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。 In the operation detection device 1 according to this embodiment, heat generating elements that operate at the same timing are provided near the operation units 10 to 40, respectively, so that the insides of the operation units 10 to 40 are in the same temperature environment.
The operation detection device 1 according to this embodiment is provided with LEDs 10L to 40L for illuminating the icons 11 to 41 of the operation units 10 to 40 on the back side of the operation panel 100, and the LEDs 10L to 40L are turned on at the same timing.
In other words, since heat generating elements (LEDs 10L to 40L) that operate at the same timing are arranged near each of the operating units 10 to 40, the active gauges 10A to 40A and dummy gauges 10D to 40D arranged in the operating units 10 to 40 can be placed in the same temperature environment.
Therefore, the resistance values of the active gauges 10A to 40A and the dummy gauges 10D to 40D when they are not being pressed are all the same, so that the pressing operation can be accurately detected without being affected by temperature changes.

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。 In the operation detection device 1 according to this embodiment, the Wheatstone bridge circuit section 200 is composed of an active gauge and a dummy gauge provided in each of two of the operation sections 10 to 40 that are not adjacent to each other.
In other words, since each Wheatstone bridge circuit is composed of an active gauge and a dummy gauge that are not adjacent to each other, even when the active gauge is pressed and a load is applied thereto, the load applied to the dummy gauge can be reduced.
Therefore, when an operating portion is pressed, the output voltage changes only in the Wheatstone bridge circuit corresponding to the pressed operating portion, so that the pressing operation can be accurately detected.

＜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。 <Modification>
In the operation detection device 1 described above, the Wheatstone bridge circuit is composed of an active gauge and a dummy gauge provided on two of the multiple operation parts that are not adjacent to each other. However, if there is no effect of the load on the adjacent operation parts when a pressing operation is performed, the Wheatstone bridge circuit may be composed of an active gauge and a dummy gauge provided on two adjacent operation parts.
In other words, when the change in resistance between the active gauge and the dummy gauge arranged in an operating section adjacent to the operating section that is pressed is small, a Wheatstone bridge circuit may be formed by the active gauge and the dummy gauge respectively provided in two adjacent operating sections.
In addition, the above-described operation detection device 1 is configured to include four operation units and four Wheatstone bridge circuits, but the number is not limited to this as long as the inside of each operation unit is configured to be in the same temperature environment. More specifically, it is sufficient that the operation detection device 1 includes at least two operation units and two Wheatstone bridge circuits, and may include more than four operation units and Wheatstone bridge circuits.
Furthermore, in the above-mentioned operation detection device 1, the operation units are configured to be formed in parallel horizontally to the operation panel, but as long as the inside of each operation unit is configured to be in the same temperature environment, this configuration is not limited to this, and the operation units may be configured to be formed in parallel vertically or diagonally to the operation panel.

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。 The above describes an embodiment of the present invention in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment and includes designs that do not deviate from the gist of the present invention.

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 1; Operation detection device 10 to 40; Operation unit 10A to 40A; Active gauge 10D to 40D; Dummy gauge 10L to 40L; LED
100; operation panel 150; substrate 200; Wheatstone bridge circuit section 210-240; Wheatstone bridge circuit 300; CPU
310: Detection unit

Claims

An operation panel;
A plurality of operation units formed on a front side of the operation panel;
A plurality of heating elements are disposed on a substrate provided on the rear side of the operation panel;
an active gauge and a dummy gauge provided on the rear side of each of the plurality of operation units;
a Wheatstone bridge circuit including the active gauge of one of the plurality of operation units and a dummy gauge provided in another operation unit different from the operation unit in which the active gauge is provided;
Equipped with
The multiple heat generating elements which operate at the same time are arranged so that the distance to the active gauge which forms a pair with each of them and the distance to the dummy gauge are the same, and the operation detection device is configured so that the insides of the multiple operating parts are in the same temperature environment .

The operation detection device according to claim 1, wherein the Wheatstone bridge circuit is composed of the active gauge and the dummy gauge, each of which is provided on two of the multiple operation units that are not adjacent to each other.