(57)【要約】【課題】操作部を探索するための視線移動や不必要な体の動きを抑えたスイッチ装置を提供する。【解決手段】スイッチ装置２は、主に、光を発する発光部３６と、発光部３６から発せられた光を受光する受光部３８と、受光部３８によって受光された光に基づいて受光部３８上にかざされた操作者の手の位置を判定する判定部４０と、操作者の操作を受け付ける操作部としての操作ノブ２８、及び操作ノブ２８の操作位置に基づいて操作信号を出力するスイッチ部３０を有する第１の本体としてのケース２０と、ケース２０を移動可能とする駆動部としてのケース駆動部２４と、判定部４０により判定された手の位置に、ケース２０を移動させるようにケース駆動部２４を制御する制御部２００と、を備えて概略構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発する発光部と、
前記発光部から発せられた前記光を受光する受光部と、
前記受光部によって受光された前記光に基づいて前記受光部上にかざされた操作者の手の位置を判定する判定部と、
前記操作者の操作を受け付ける操作部、及び前記操作部の操作位置に基づいて操作信号を出力するスイッチ部を有する第１の本体と、
前記第１の本体を移動可能とする駆動部と、
前記判定部により判定された前記操作者の手の位置に、前記第１の本体を移動させるように前記駆動部を制御する制御部と、
を備えたスイッチ装置。
【請求項２】
前記受光部は、運転席と助手席の間に、マトリクス状に配置され、
前記判定部は、前記操作者の手で反射した前記光を受光した前記受光部のうち、最も車両前方に位置する受光部を前記操作者の手の位置と判定し、
前記制御部は、前記最も車両前方に位置する受光部に前記第１の本体を移動させるように前記駆動部を制御する請求項１に記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記第１の本体は、前記操作部及び前記スイッチ部を前記第１の本体に対し上下方向に移動させるリフト機構部が配置された第２の本体を有し、
前記制御部は、受光した前記操作者の手で反射した前記光の光強度に基づいて前記第２の本体を上下方向に移動させるように前記リフト機構部を制御する請求項２に記載のスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、車室内前方のインストルメントパネルに設けられたパームレストと、このパームレストに設けられた操作スイッチとを備えた車両用操作スイッチ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この車両用操作スイッチ装置によると、乗員は手の平をパームレストに乗せて操作スイッチを操作することができるので、操作スイッチの操作性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−７２４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の車両用操作スイッチ装置は、乗員が操作するとき、パームレストを探索するため、視線移動や体の一部を運転動作とは別に行わなければならなかった。
【０００６】
本発明の目的は、操作部を探索するための視線移動や不必要な体の動きを抑えたスイッチ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、光を発する発光部と、前記発光部から発せられた前記光を受光する受光部と、前記受光部によって受光された前記光に基づいて前記受光部上にかざされた操作者の手の位置を判定する判定部と、前記操作者の操作を受け付ける操作部、及び前記操作部の操作位置に基づいて操作信号を出力するスイッチ部を有する第１の本体と、前記第１の本体を移動可能とする駆動部と、前記判定部により判定された前記操作者の手の位置に、前記第１の本体を移動させるように前記駆動部を制御する制御部と、を備えたスイッチ装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、操作部を探索するための視線移動や不必要な体の動きを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置が搭載された車室内の概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置のブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の側面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の上面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る発受光部の上面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る車室内部を側面側から見た概略図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る発受光部を天井側から見た概略図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る本発明の実施の形態に係る発受光部と発受光部上にかざされた操作者の手を上面から見た概略図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係るブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[実施の形態]
（スイッチ装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置が搭載された車室内の概略図である。車両１は、図１に示すように、例えば、車室内前方に位置し、計器やスイッチ類が配置されるインストルメントパネル１０と、インストルメントパネル１０の中央上部近傍から下方に伸びる形状を有し、後述する外部装置の表示部６４やエアコン装置のダクト等が配置されるセンターコンソール１１と、運転者が着座する運転席１２と、乗員が着座する助手席１３と、を備えて概略構成されている。
【００１１】
スイッチ装置２は、この運転席１２と助手席１３との間の床１４上に、レール２４０を介して配置されている。
【００１２】
図２は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置のブロック図である。スイッチ装置２は、主に、光を発する発光部３６と、発光部３６から発せられた光を受光する受光部３８と、受光部３８によって受光された光に基づいて受光部３８上にかざされた操作者の手の位置を判定する判定部４０と、操作者の操作を受け付ける操作部としての操作ノブ２８、及び操作ノブ２８の操作位置に基づいて操作信号を出力するスイッチ部３０を有する第１の本体としてのケース２０と、ケース２０を移動可能とする駆動部としてのケース駆動部２４と、判定部４０により判定された手の位置に、ケース２０を移動させるようにケース駆動部２４を制御する制御部２００と、を備えて概略構成されている。
【００１３】
また、スイッチ装置２は、ケース２０を有し、そのケース２０は、操作ノブ２８及びスイッチ部３０をケース２０に対し上下方向に移動させるリフト機構部２６が配置された第２の本体としての本体２２を有し、制御部２００は、判定部４０の判定した手の位置に基づいてケース２０を移動させるようにケース駆動部２４を制御すると共に本体２２を上下方向に移動させるようにリフト機構部２６を制御する。
【００１４】
ケース駆動部２４は、例えば、正逆回転可能な電動モータと、レール２４０をガイドとして前後方向に移動可能な機構とから構成され、車両１のバッテリーから電力が供給される。このケース駆動部２４は、例えば、車両１の床１４上に設置されたレール２４０とケース２０の間に設けられ、レール２４０に沿ってケース２０を前後方向に駆動する。
【００１５】
スイッチ部３０は、例えば、操作ノブ２８の傾倒操作を検出し、操作ノブ２８の操作位置を操作信号として制御部２００に出力する。また、スイッチ部３０は、例えば、操作ノブ２８のプッシュ操作を検出し、プッシュ操作に基づくプッシュ信号を出力する。
【００１６】
発光部３６は、例えば、発光ダイオードであり、赤外線、近赤外線等の不可視光線領域の光を発光する。なお、発光部３６から発光される光は、不可視光線に限定されず、運転者の妨げにならない波長領域又は光量の可視光線でも良い。
【００１７】
受光部３８は、例えば、フォトダイオード等の光を検出する光センサである。
【００１８】
制御部２００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成される。この制御部２００は、例えば、ケース駆動部２４と、スイッチ部３０と、アクチュエータ３２と、電流測定部３１と、リフト機構部２６と、発光部３６と、受光部３８と、判定部４０と、記憶部４２と、出力部４４とに接続されている。なお、この制御部２００は、例えば、判定部４０、記憶部４２及び出力部４４と共にケース２０の外に配置されるが、これに限定されず、ケース２０、本体２２又は移動体２７に配置されても良い。
【００１９】
記憶部４２は、例えば、半導体メモリであり、発受光部３４の発光部３６と受光部３８の配置に関する情報やケース駆動部２４、アクチュエータ３２及びリフト機構部２６の駆動に関する情報、また、電流測定部３１の測定に関する情報、車両通信用バス１６に接続するための情報等を記憶する。
【００２０】
出力部４４は、例えば、車両通信用バス１６と接続可能な出力端子を有し、この出力端子及び車両通信用バス１６を介して外部装置６を制御するための制御信号を出力する。
【００２１】
車両通信用バス１６は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信等の車載ＬＡＮ（Local Area Network）である。スイッチ装置２は、この車両通信用バス１６を介して制御対象装置である、外部装置６等と接続されている。
【００２２】
外部装置６は、例えば、カーナビゲーション装置であり、ＣＰＵ等からなる制御部６０と、車両通信用バス１６と接続する入力端子を有する入力部６２と、センターコンソール１１の上部に配置された表示部６４と、地図情報等を記憶する記憶部６６とを備えて概略構成されている。
【００２３】
スイッチ装置２は、例えば、この表示部６４に表示された地図画像やカーソル等を操作ノブ２８によって操作するものである。なお、外部装置６は、例えば、エアコン装置やオーディオ装置でも良く、これらに限定されない。
【００２４】
図３は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の側面図であり、図４は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の上面図である。本体２２は、例えば、図３に示すように、内部が空洞の箱形状を有し、その内部に、シャフト２８０を介して操作ノブ２８と接続されたスイッチ部３０を有する。シャフト２８０は、本体２２の上部２２１に形成されたガイド開口２２４に挿入されて操作ノブ２８とスイッチ部３０とに接続されている。
【００２５】
スイッチ部３０は、例えば、図４に示すように、その一端がベルト３２８に固定され、多端である端部３０ａが本体２２の内部側面に形成されたガイド部２２２のガイド溝２２３に挿入されている。このベルト３２８は、例えば、２つのプーリー３２２、３２６に巻き回されている。プーリー３２２は、例えば、本体２２の長手方向の端部に配置され、アクチュエータ３２の出力軸３２０に固定されてアクチュエータ３２の正逆回転によって回転する。
【００２６】
アクチュエータ３２は、例えば、正逆回転可能な電動モータであり、本体２２の底部２２０上に配置され、車両１のバッテリーから電力が供給される。
【００２７】
プーリー３２６は、例えば、本体２２の長手方向の一方端部に配置され、上部２２１の裏面に、取付部３２４を介して回転可能に固定されている。
【００２８】
スイッチ部３０は、アクチュエータ３２の出力軸３２０を介したプーリー３２２の回転によって、ベルト３２８を駆動し、ベルト３２８の駆動に伴ってスイッチ部３０及び操作ノブ２８がガイド溝２２３に沿って、本体２２の長手方向を移動するように構成されている。
【００２９】
このガイド溝２２３は、例えば、本体２２の内部側面の長手方向に沿って、車両１の前方の端部から、車両１の後方の端部まで形成されている。
【００３０】
なお、操作ノブ２８及びスイッチ部３０の移動は、図４に示すように、ガイド開口２２４の車両１の前方の第１の端部２２５、及び車両１の後方の第２の端部２２６によって規制されている。
【００３１】
また、本体２２には、操作ノブ２８及びスイッチ部３０を移動させるアクチュエータ３２に流れる電流を測定する電流測定部３１が設けられている。この電流測定部３１は、アクチュエータ３２に流れる電流を測定することで、操作ノブ２８が操作者の手に触れて、アクチュエータ３２による移動とは異なる方向に移動する際にアクチュエータ３２に流れる過電流を測定し、その測定結果を制御部２００に出力する。
【００３２】
ケース２０は、例えば、上面が開放された箱形状を有している。本体２２は、このケース２０内に収納されている。このケース２０の底部には、図３に示すように、リフト機構部２６が配置されている。
【００３３】
このリフト機構部２６は、例えば、図示しないアクチュエータ（例えば、電動モータ。）と、そのアクチュエータの駆動によって本体２２をケース２０に対して上下に移動させる図示しない機構とを有して構成され、車両１のバッテリーから電力が供給される。
【００３４】
（発受光部について）
図５は、本発明の実施の形態に係る発受光部の上面図である。発受光部３４は、図５に示すように、複数の発光部３６と複数の受光部３８を、マトリクス状に配置して構成され、必要な電力は、車両１のバッテリーから供給される。なお、図５に示す発光部３６と受光部３８の数、並び方は、用途に応じて変更可能である。また、図５に示す発受光部３４は、縦に発光部３６又は受光部３８が並ぶが、例えば、ひとつ置きに発光部３６と受光部３８を交代に並べても良い。
【００３５】
図６は、本発明の実施の形態に係る車室内部を側面側から見た概略図である。発光部３６は、図６に示すように、車両１の天井１５に向けて光３６０を発光する。この光３６０は、車両１の天井１５で反射して反射光３８０として受光部３８によって受光される。なお、発光部３６の配置位置は、床１４に限定されず、車両１の天井１５に配置されても良い。また、スイッチ装置２は、発光部３６を床１４に配置し、受光部３８を天井１５に配置しても良い。この場合は、受光する光の光強度が小さい受光部３８に基づいて操作者の手の位置が判定される。さらに、スイッチ装置２は、発光部３６を設けず、自然光を受光部３８で受光する構成としても良い。この場合は、受光する光の光強度が小さい受光部３８に基づいて操作者の手の位置が判定される。
【００３６】
図７は、本発明の実施の形態に係る発受光部を天井側から見た概略図である。発受光部３４は、図７に示すように、レール２４０の間に配置される。本実施の形態における発受光部３４は、発受光部３４上にかざされた操作者の手の位置を検出することが必要なため、運転席１２及び助手席１３の前方近傍に、主に配置される。
【００３７】
スイッチ装置２は、図７に示すように、初期位置では、運転操作の妨げにならないように運転席１２及び助手席１３の後方に位置している。なお、スイッチ装置２の初期位置は、運転席１２及び助手席１３の後方に限定されず、センターコンソール１１の近傍、又はその内部、運転席１２又は助手席１３の内部であっても良く、これに限定されない。
【００３８】
以下に、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の動作について、各図を参照しながら図９に示すフローチャートに従って説明する。
【００３９】
（動作）
図８は、本発明の実施の形態に係る発受光部と発受光部上にかざされた操作者の手を上面から見た概略図であり、図９は、本発明の実施の形態に係るフローチャートである。図８において、斜線で示す受光部３８は、操作者の手によって反射した反射光３８０を受光した受光部、つまり反射光３８０の光強度が、手をかざさないで受光される反射光３８０の光強度よりも大きかった受光部３８０を示している。また、図８において、左上を原点とし、右方向にｘ軸、下方向にｙ軸とし、原点に最も近い発光部３６の座標を（ｘ、ｙ）＝（１、１）と表現するものとする。運転者がスイッチ装置２を操作するために、発受光部３４に手をかざし、その手の位置にスイッチ装置２が移動する動作について説明する。なお、操作者が助手席１３に着座する乗員であっても良い。
【００４０】
運転者が運転席１２に、乗員が助手席１３に着座した後、運転者が車両１の電気系統をオン状態にすると、スイッチ装置２の発光部３６は、車両１の天井１５に向けて発光を開始する（Ｓ１）。続いて、運転者は、表示部６４に表示されたカーソルを操作するため、図８に示すように、発受光部３４上に手をかざす。
【００４１】
ここで制御部２００は、例えば、所定の時間間隔で、図８に示す左上からｘ軸に沿って（ｘ、ｙ）＝（１、１）の発光部３６から光３６０を発光させ、次に（ｘ、ｙ）＝（２、１）の受光部３８から受光結果を取得する。続いて、制御部２００は、（ｘ、ｙ）＝（３、１）の発光部３６から光３６０を発光させ、次に（ｘ、ｙ）＝（４、１）の受光部３８から受光結果を取得する。続いて、制御部２００は、ｙ軸の一段下からｘ軸に沿って（ｘ、ｙ）＝（１、２）の発光部３６から光３６０を発光させ、次に（ｘ、ｙ）＝（２、２）の受光部３８から受光結果を取得する。制御部２００は、この動作を所定の時間間隔で（ｘ、ｙ＝４、１０）の受光部３８から受光結果を取得するまで行い、再び左上（ｘ、ｙ）＝（１、１）からｘ軸に沿って発光部３６を発光させて上記の動作を行う。
【００４２】
車両１の天井１５を反射した反射光３８０は、受光部３８によって受光される（Ｓ２）。
【００４３】
判定部４０は、（ｘ、ｙ）＝（２、１）の受光部３８から（ｘ、ｙ）＝（４、１０）の受光部３８までの受光結果に基づいて反射光３８０の分布を解析する（Ｓ３）。
【００４４】
判定部４０は、まず、図８に示すように、（ｘ、ｙ）＝（２、２）、（ｘ、ｙ）＝（２、３）、（ｘ、ｙ）＝（４、４）、（ｘ、ｙ）＝（４、５）及び（ｘ、ｙ）＝（４、６）の受光部３８において操作者の手によって反射した反射光３８０を受光した、つまり反射光３８０の光強度が、手をかざさない場合よりも大きかったと判定する。
【００４５】
続いて、判定部４０は、この受光結果に基づいて、最も車両１の前方に位置する、光強度が大きい受光部３８を判定し、判定された（ｘ、ｙ）＝（２、２）の受光部３８の位置に基づいてスイッチ装置２の移動位置を決定し（Ｓ４）、その結果を制御部２００に出力する。また、判定部４０は、例えば、受光された反射光３８０の光強度から運転者の手の上下方向の位置を推定し、推定した移動量を制御部２００に出力する。上下方向の位置は、例えば、光強度が大きくなるにつれて手が発受光部３４に近いとし、光強度が小さくなるにつれて手が発受光部３４より離れていると推定する。この推定は、予め設定された光強度と手の距離との関係を示すプロファイルと比較することによって行われる。なお、移動位置は、例えば、判定された受光部３８上にケース２０の先端が到達する位置である。この移動位置は、例えば、受光部３８による受光結果に基づいて制御部２００によって算出される。
【００４６】
なお、判定部４０は、例えば、上記の反射光３８０の光強度が大きい受光部３８が、運転席１２側、又は助手席１３側に集中する場合は、運転操作中等であるとして、スイッチ装置２の移動開始の判定を行わないものとする。
【００４７】
制御部２００は、判定部から取得した移動位置に基づいてケース駆動部２４を制御して、ケース２０を介してスイッチ装置２をレール２４０に沿って前方に移動させる。
【００４８】
また、制御部２００は、判定部４０から取得した移動量に基づいてリフト機構部２６を制御して、ケース２０から本体２２を上方に移動させる。
【００４９】
制御部２００は、運転者の手が操作ノブ２８に触れることで反力が発生し、この反力により、操作ノブ２８、シャフト２８０、スイッチ部３０、ベルト３２８及びプーリー３２２を介して出力軸３２０が回転することによってアクチュエータ３２から測定される電流値が変化するか否かを、電流測定部３１から出力される電流値から監視する。
【００５０】
制御部２００は、ステップ５において、Ｙｅｓが成立する、すなわち、運転者の手が操作ノブ２８に触れることでアクチュエータ３２に過電流が生じ、電流測定部３１が測定する電流値に変化が生じると、ケース駆動部２４の駆動を停止し、スイッチ装置２の移動を停止し（Ｓ６）、動作を終了する。
【００５１】
ここで、例えば、判定部４０によって決められた移動位置に達しても、所定の時間、アクチュエータ３２から測定される電流値に変化がなく、また、操作ノブ２８に対する操作もなされない場合、制御部２００は、ケース駆動部２４を制御して、スイッチ装置２を前後に移動させ、また、リフト機構部２６を制御して、本体２２を上方に移動させる。
【００５２】
また、制御部２００は、操作ノブ２８に対する操作が、所定の時間ない場合は、図７に示すように、運転席１２と助手席１３の後方の初期位置にスイッチ装置２を戻す。
【００５３】
（効果）
本実施の形態に係るスイッチ装置２によれば、操作者の姿勢や体格に依らず、操作者が操作したい場所に手をかざすだけで、スイッチ装置２が操作者の手元へ移動するので、スイッチ装置が移動しない場合と比べ、スイッチ装置２の探索をする必要がなくなり、操作性が向上する。また、探索する必要がないので、操作者が運転者であっても、不必要な体の動きを抑えることができ、運転動作の妨げにならない。
【００５４】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形および組み合わせが可能である。
【００５５】
スイッチ装置２は、例えば、ステアリング等に外部スイッチを設け、その外部スイッチがオンされることで、スイッチ装置２を初期位置に戻すように構成されても良い。
【００５６】
また、スイッチ装置２は、例えば、ケース２０に本体２２が収納され、ケース２０にケース駆動部２４が配置されていたが、これに限定されず、ケース２０及びリフト機構部２６を必要としない場合は、本体２２にケース駆動部２４を配置しても良い。
【符号の説明】
【００５７】
１…車両、２…スイッチ装置、６…外部装置、１０…インストルメントパネル、１１…センターコンソール、１２…運転席、１３…助手席、１４…床、１５…天井、１６…車両通信用バス、２０…ケース、２２…本体、２４…ケース駆動部、２６…リフト機構部、２８…操作ノブ、３０…スイッチ部、３０ａ…端部、３１…電流測定部、３２…アクチュエータ、３４…発受光部、３６…発光部、３８…受光部、４０…判定部、４２…記憶部、４４…出力部、６０…制御部、６２…入力部、６４…表示部、６６…記憶部、２００…制御部、２２１…上部、２２２…ガイド部、２２３…ガイド溝、２２４…ガイド開口、２２５…第１の端部、２２６…第２の端部、２４０…レール、２８０…シャフト、３２０…出力軸、３２２…プーリー、３２４…取付部、３２６…プーリー、３２８…ベルト、３６０…光、３８０…反射光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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