(57)【要約】【課題】構成の簡素化とコストダウンを図ることが可能であり、さらに操作性が損なわれることのない車両用操作装置を提供すること。【解決手段】イメージセンサ１３Ａ、１３Ｂを操作部６の操作パネル１１の内面側に配置された基板１４上に実装し、操作パネル１１の内面側に構成された操作スイッチ１２の内面側から、指先７が操作パネル１１の表面上に位置する状態の操作スイッチを操作しようとする指先７の画像を撮像し、前記操作スイッチに対応して表示部１に表示されている操作領域３の画像に合成して表示する。【選択図】図２
2010018111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作スイッチを有する操作パネルと、
前記操作スイッチに対応する操作領域を含む画像を表示する、前記操作パネルとは別の箇所に設けられた表示部と、
前記操作スイッチを操作しようとする指先の画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された指先の画像を、前記操作スイッチに対応する前記操作領域を含む画像に合成して前記表示部に表示する画像合成部とを備える車両用操作装置であって、
前記撮像部は、前記操作パネルの表面側において前記操作スイッチを操作しようとする指先の画像を、前記操作パネルの内面側から撮像する、
ことを特徴とする車両用操作装置。
【請求項２】
前記操作パネルは、該操作パネルの表面側において前記操作スイッチを操作しようとする指先の画像を前記撮像部が前記操作パネルの内面側から撮像することを可能にするとともに、前記操作パネルの表面側から前記操作パネルの内面側の構造の視認を不能としたフィルタ手段を備えている、
ことを特徴とする請求項１記載の車両用操作装置。
【請求項３】
前記操作スイッチが操作されると、前記操作パネルを振動させるフィードバック手段を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の車両用操作装置。
【請求項４】
前記操作パネルはセンターコンソールまたはインストルメントパネルに設けられていることを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載の車両用操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者にとって操作しやすい場所に操作スイッチを有する操作パネルを設け、この操作パネルに対する操作状態を表示する目視画面を前記操作パネルとは別の箇所に設けた車両用操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の例えば自動車に用いられている車両用操作装置は、運転者が運転席に座っている状態で、カーステレオ、ＣＤドライブ装置、カーエアコンなどを含む各種車載機器の制御を操作可能にするものである。
そして、このような車両用操作装置では、運転の妨げにならないようにタッチパネル方式が採用されている場合が一般的であり、このようなタッチパネル方式で各種車載機器を操作可能なように構成されている。
また、このようなタッチパネル方式の車両用操作装置は、通常、インストルメントパネルに設けられた例えば自車の現在位置を地図上に表示するＧＰＳ画面と兼用になっており、運転者は切替え操作を行うことでＧＰＳ画面から車両用操作画面への切替えを行い、各種車載機器を操作する。
【０００３】
このような従来の車両用操作装置においては、運転者はタッチパネル方式の操作画面を注視しながら、この操作画面上に表示されている各種操作領域に指先で触れることで操作するため、操作画面を注視する時間が比較的長くなり、車載機器を操作するのに時間を要し、素早く車載機器を操作できないという問題があった。
さらに、このようなタッチパネル方式の車両用操作装置では、操作画面はインストルメントパネルに設けられている場合が一般的であり、このような操作領域が表示された操作画面を運転者が直接、指先で触れて操作するため、操作画面を注視するときの視線を自らの手の甲が遮ってしまうことになり、操作時の操作画面が視認しにくくなるという問題があった。
このような問題に対し、感圧式の操作スイッチが配置された略平らな操作面を有する操作部と、前記操作部における操作スイッチの配置位置およびその機能を表す操作メニュー画像を表示する表示部とを、車室内の物理的に離れた位置に別々に配置した車両用操作装置において、前記操作部を撮影する撮像手段と、前記表示部に、前記撮像手段により撮像される操作部を操作するユーザの手の画像を、前記操作メニュー画像に合成して表示する合成表示手段とを備え、前記撮像手段は、ユーザの操作する手が差し出される方向に対峙する側から前記操作面に対して斜め方向に前記操作部を捕捉するように配置されることを特徴とする車両用操作装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１５６９５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の車両用操作装置では、撮像手段により操作パネルをその表面上方から撮像するため、構成が複雑化しコストが高くなるという課題があった。
また、同乗者の体の一部が撮像手段と操作部との間に位置したり、荷物や傘などの車内持込物が撮像手段の前面に置かれたり、撮像手段と操作部との間に置かれたりすると、前記撮像手段による前記操作部の撮影が不可能になり、基本的に操作できない状態になり、操作性が損なわれるという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、構成の簡素化とコストダウンを図ることが可能であり、さらに操作性が損なわれることのない車両用操作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】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明にかかる車両用操作装置は、操作スイッチを有する操作パネルと、前記操作スイッチに対応する操作領域を含む画像を表示する、前記操作パネルとは別の箇所に設けられた表示部と、前記操作スイッチを操作しようとする指の画像を撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像された指の画像を、前記操作スイッチに対応する前記操作領域を含む画像に合成して前記表示部に表示する画像合成部とを備える車両用操作装置であって、前記撮像部は、前記操作パネルの表面側において前記操作スイッチを操作しようとする指の画像を、前記操作パネルの内面側から撮像することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、撮像部は、操作スイッチを操作しようとする指の画像を、操作パネルの内面側から撮像するように構成したので、撮像部を操作パネルと一体的に配置でき、構成の簡素化とコストダウンを図ることが可能であり、さらに撮像部と前記操作パネルとの間に遮蔽物が位置することもないことから、操作性が損なわれることのない車両用操作装置を提供できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の第１の実施の形態である車両用操作装置を自動車に適用したときの運転席近傍の構成を示す斜視図である。
この車両用操作装置では、ハンドル８が構成された運転席のインストルメントパネルの略中央に表示部１が設けられている。
この表示部１は、表示画面２に各種車載機器を制御するための操作領域３が表示されている。
表示画面２は例えばＬＣＤ画面により構成されている。
そして、操作領域３の画像には、後述する操作部６上の運転者の指先７の指画像４が画像合成され映し出される。
【００１０】
操作部６は、運転席と助手席との間のセンターコンソール５に設けられ、したがって、操作部６は表示部１とは別の箇所に設けられている。
操作部６は操作スイッチ１２を有する操作パネル１１を備え、操作スイッチ１２は、図２に示すように４つの操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄで構成されている。
上述の操作領域３は、この操作部６の操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄに対応している。
【００１１】
図２は、この実施の形態の車両用操作装置における操作部６の構成を示す断面図である。
図２に示すように、操作パネル１１は合成樹脂製のシートで構成されている。
操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄは、操作パネル１１の内面側に設けられている。
なお、本発明において、操作パネル１１の表面とは、操作パネル１１が車室内に臨む面をいい、操作パネル１１の内面とは、前記表面と反対に位置する面であり、また、操作部６の内面に臨む面をいう。
この操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄは、感圧式あるいは静電式などの各種のタッチスイッチを適用できる。
操作パネル１１は、この操作パネル１１の表面側から操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄを視認できないようにするための透明度が付与されている。
このような透明度は、例えば、操作パネル１１の表面に微細な凹凸を形成することで実現できる。あるいは偏光フィルタのシートを操作パネル１１に用いることでも実現できる。
操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄが構成された操作パネル１１の内面側には、撮像部としてのイメージセンサ１３Ａ、１３Ｂが設けられている。
このイメージセンサ１３Ａ、１３Ｂは、操作パネル１１の内面側に配置された基板１４上に実装されている。
そして、指先７が操作パネル１１の表面に接触した状態、あるいは指先７が操作パネル１１の表面から浮いた状態、いずれの状態であっても、指先７が操作パネル１１の表面上方に位置する状態であれば、操作パネル１１の内面側に構成された操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄの内面側から、それらスイッチを操作する指先７を撮像することが出来るようになっている。
従って、操作パネル１１は、操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄを操作しようとする指先７をイメージセンサ１３がその内面側から撮像することを可能にするとともに、操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄを操作しようとする操作部６の操作パネル１１の表面側からは操作パネル１１内部の構造の視認を不能とする例えば偏光フィルタなどのシート状のフィルタ手段を備えている。
【００１２】
図３は、この実施の形態の車両用操作装置の機能ブロック図である。
この車両用操作装置は、図３に示すようにイメージセンサ制御部２１と、イメージセンサ信号処理部２２と、イメージセンサ信号処理部２２により信号処理したイメージセンサの画像データを蓄えるメモリ２３と、各部の制御を行う制御部３１と、表示部１に表示する操作領域３に付与される機能と、操作領域３の形状、個数、配列構成を含む操作領域３についての複数の表示パターンの画像データを記憶した操作領域表示パターンメモリ３２と、表示部１に画像を表示するための画像合成部４１、表示制御部４２とを備えている。
イメージセンサ制御部２１は、操作部６に設けられたイメージセンサ１３Ａ、１３Ｂをイメージセンサ制御信号により制御したり、イメージセンサ１３Ａ、１３Ｂから出力された画像データを制御、処理する。
イメージセンサ信号処理部２２は、イメージセンサ１３Ａ、１３Ｂやメモリ２３を制御する例えばＤＳＰにより構成されている。
制御部３１はマイクロコンピュータにより構成され、操作領域表示パターンメモリ３２を備えている。
画像合成部４１は、制御部３１が操作領域表示パターンメモリ３２から読み出した表示部１に表示する操作領域３の前記表示パターンについての画像データと、イメージセンサ１３Ａまたはイメージセンサ１３Ｂが撮像した操作パネル１１の表面上方に位置する状態の指先７の画像データとを合成し表示部１へ出力する。
表示制御部４２は、制御部３１により操作領域表示パターンメモリ３２から読み出された操作領域３の前記表示パターンについての画像データを、画像合成部４１へ出力し表示部１に表示するための制御を行う。
【００１３】
図３に示す機能ブロック図では、操作部６には操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄの合計４個の操作スイッチが構成されている。
そして、操作スイッチ１２Ａと操作スイッチ１２Ｂの内面側下方にはイメージセンサ１３Ａが配置されている。
このイメージセンサ１３Ａは、操作スイッチ１２Ａと操作スイッチ１２Ｂの内面側下方から、操作スイッチ１２Ａまたは操作スイッチ１２Ｂを操作する指先７を撮像し、その画像データをイメージセンサ制御部２１へ出力する。
また、操作スイッチ１２Ｃと操作スイッチ１２Ｄの内面側下方にはイメージセンサ１３Ｂが配置されている。このイメージセンサ１３Ｂは、操作スイッチ１２Ｃと操作スイッチ１２Ｄの内面側下方から、操作スイッチ１２Ｃまたは操作スイッチ１２Ｄを操作する指先７を撮像し、その画像データをイメージセンサ制御部２１へ出力する。
【００１４】
また、操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄが操作されると、操作された操作スイッチからは操作されることによる状態変化を示す信号、例えばオン／オフ信号が出力され、制御部３１に取り込まれる。
制御部３１は、操作スイッチが操作されると、例えば表示部１の表示画面２に表示されている操作された操作スイッチの画像の表示色を変え、操作者に知らせたり、あるいは各画面の操作スイッチごとに予め決められている音声ガイダンスを音声出力するというフィードバック手段を備えている。
【００１５】
また、表示部１に表示されている操作領域３に対応する操作部６に構成されている操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄの機能は切替えられる。
つまり操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄには、第１段階としてナビゲーション装置、カーエアコン、カーオーディオおよびミラーなどの操作すべき制御対象を選択する制御対象選択機能が割り当てられ、さらにこの制御対象選択機能により選択された制御対象がナビゲーション装置であれば、第２段階として操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄにはメニュー画面における操作スイッチとしての各種入力機能が割り当てられる。
また、カーエアコンであれば第２段階として操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄには温度調節や風量の増減についての調整画面を行う操作スイッチとしての各種入力機能が割り当てられる。
また、カーオーディオであれば第２段階として操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄには選曲、音量の増減、音質の調整を行う調整画面における操作スイッチとしての各種入力機能が割り当てられる。
また、ミラーであれば第２段階として操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄには左右方向、上下方向のミラー角度の調整を行う調整画面における操作スイッチとしての各種入力機能が割り当てられる。
【００１６】
次に動作について説明する。
図５は、この実施の形態の車両用操作装置の動作を示すフローチャートである。
図６は、同様に動作を説明するための表示部１の表示画面２を示す説明図である。
以下、この車両用操作装置の動作を図３に示す制御部３１を中心とした動作として説明する。
最初、表示画面２には地図上に自車位置が表示されたナビゲーション画面が出力されているとする。
この状態で運転者が車載機器、例えばカーオーディオを操作しようとする。
このため運転者はカーオーディオ、例えば図示していないＣＤの再生釦を押下し、ＣＤの再生開始を指示する。
するとＣＤチェンジャーにセットされているＣＤが再生される。
制御部３１は、表示部１の表示画面２に、ナビゲーション装置、カーエアコン、カーオーディオおよびミラーなどの操作すべき制御対象を選択する操作領域３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄが出力された図６（ａ）に示す画面を表示する（ステップＳ１）。
この操作領域３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄが出力された画面の画像データは、操作領域表示パターンメモリ３２に予め格納されており、制御部３１はこの画像データを読み出し表示制御装置４２を介して操作領域３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄが出力された画面を表示部１に表示する。
次に、制御部３１は、表示部１の表示画面２に表示した操作領域３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄに対応させて操作部６の操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄとその機能を有効にする（ステップＳ２）。
続いて、イメージセンサ１３Ａ、１３Ｂから出力された画像データを信号処理するイメージセンサ信号処理部２２の制御を行い（ステップＳ３）、イメージセンサ信号処理部２２により画像データを信号処理し、信号処理した画像データを画像合成部４１へ出力させる。
さらに、画像合成部４１を制御して表示部１に表示されている操作領域３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの画像と、イメージセンサ１３Ａ、１３Ｂから出力された画像とを合成し（ステップＳ４）、表示部１の表示画面２に表示出力する（ステップＳ５）。
この結果、運転者が操作部６の操作パネル１１の表面に指先７を伸ばすと、操作スイッチ１２Ａと操作スイッチ１２Ｂの内面側に配置されたイメージセンサ１３Ａまたは操作スイッチ１２Ｃと操作スイッチ１２Ｄの内面側に配置されたイメージセンサ１３Ｂにより運転者の指先７が撮像される。
そして、表示部１の表示画面２には、図６（ｂ）に示すように操作領域３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄとともに、その操作領域を操作しようとする運転者の指先７の指画像４が写し出される。
運転者は、表示部１の表示画面２を視認しながら、指先７を操作部６の操作パネル１１の表面上を移動させ、操作したい車載機器に対応する操作領域３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄと自分の指画像４とを表示部１の表示画面２で確認しながら、運転者は操作部６の操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄのいずれかにタッチする。
【００１７】
運転者が操作部６の操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄのいずれかにタッチすると、タッチした操作スイッチから操作信号が出力される。制御部３１はこの操作信号の検出を判定している（ステップＳ６）。
制御部３１は、この操作信号を検出すると、操作信号を検出したタイミングで操作された操作スイッチに対応する表示部１の表示画面２に表示された操作領域の例えば表示色を変更したり、音声ガイダンスを音声出力するフィードバック処理を行う（ステップＳ７）。
そして、操作された操作スイッチに対応する有効となっている機能を実行する（ステップＳ８）。
この場合、運転者は操作部６の操作スイッチ１２Ａにタッチしたとし、この操作スイッチ１２Ａに対応する操作領域３ＡはＣＤの選択を行う機能が割り当てられているとする。
【００１８】
この結果、運転者が操作部６の操作スイッチ１２Ａ、表示部１の表示画面２では操作領域３Ａを操作すると、ＣＤの選択を行うための第２段階の画面へ移行する。
そして図６（ｃ）に示すＣＤの選択を行うための第２段階の画面が表示部１の表示画面２に出力される（ステップＳ１）。
このとき、ＣＤチェンジャーには３枚のＣＤが格納されている状態であることから、この第２段階のＣＤの選択を行うための画面では３枚のＣＤのうちのいずれかを選択可能にする３つのＣＤ選択用の操作領域１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃが表示されるだけである。
そして、操作部６の操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄについては、操作スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが有効、操作スイッチ１２Ｄが無効となり、操作スイッチ１２Ｄについては機能した状態となる。
【００１９】
以上説明したように、この実施の形態によれば、イメージセンサ１３Ａ、１３Ｂを操作パネル１１の内面側に配置するように構成したので、イメージセンサ１３Ａ、１３Ｂを操作パネル１１の内面側に一体的に配置でき、構成が簡素化されコストダウンを図れる車両用操作装置を提供できる効果がある。
また、イメージセンサ１３Ａ、１３Ｂを操作パネル１１の内面側に配置するように構成したので、従来のように同乗者の体の一部が撮像手段と操作部との間に位置したり、荷物や傘などの車内持込物が撮像手段の前面に置かれたり、撮像手段と操作部との間に遮蔽物となって置かれることで操作部の撮影が不可能になり操作性が損なわれることがなくなり、どのような車内の状況にも操作性が損なわれない車両用操作装置を提供できる効果がある。
【００２０】
次に、本発明の第２の実施の形態の車両用操作装置について説明する。
前記第１の実施の形態の車両用操作装置では、操作スイッチが操作されると、表示部１の表示画面２に表示されている操作された操作スイッチの画像の表示色が変化し、操作者に知らせたり、あるいは各画面の操作スイッチごとに予め決められている音声ガイダンスを音声出力するフィードバック手段を備えているとして説明したが、この実施の形態の車両用操作装置では、操作スイッチが操作されると、操作されたタイミングで制御部３１が操作部６の操作パネル１１を機械的に振動させ、これにより操作部６の操作パネル１１の表面に触れている運転者の指先７に、表示部１に表示されている対応する操作領域にタッチしたという感覚を振動で実感させるフィードバック手段を備えている。
図３に示す機能ブロック図は、この実施の形態の車両用操作装置にも適用される。
図３に示す機能ブロック図における符号１５は、この実施の形態の機械的な振動を発生させるフィードバック手段としての振動素子を構成している。振動素子としては、圧電素子やモータなどの従来公知のアクチュエータが採用可能である。
図４は、この実施の形態の車両用操作装置における操作部６の構成を示す断面図である。
なお、図４において図２と同一または相当の箇所については同一の符号を付し説明を省略する。
図４に示すように、この実施の形態では、振動素子１５が、イメージセンサ１３Ａ、１３Ｂが実装された基板１４の面と反対の面に固着されている。
また、この実施の形態の車両用操作装置の動作の説明については、前記第１の実施の形態の車両用操作装置の動作説明に用いた図５のフローチャートおよび図６が適用される。
この実施の形態では、ステップＳ７において、制御部３１は、操作信号を検出すると、操作信号を検出したタイミングで所定の時間、あるいは操作信号を検出している間、振動素子１５を振動させるフィードバック処理を行う。
また、前記第１の実施の形態の車両用操作装置では、操作部６はセンターコンソールに設けられているとして説明したが、表示部１と同様にインストルメントパネルに設けるように構成しても良い。
以上説明したように、この実施の形態でも前記第１の実施の形態と同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態である車両用操作装置を自動車に適用したときの運転席近傍の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の操作部の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第１および第２の実施の形態における車両用操作装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の操作部の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第１および第２の実施の形態における車両用操作装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１および第２の実施の形態における車両用操作装置の動作を説明するための表示部の表示画面を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１……表示部、３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ……操作領域、５……センターコンソール、６……操作部、７……指先、１１……操作パネル、１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ……操作スイッチ、１３Ａ、１３Ｂ……イメージセンサ、１５……振動素子。
【図１】
2010018111.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010018111.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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