(57)【要約】【課題】ステアリングホイールの周辺部に配置されたスイッチ操作部の操作性を向上させた車両用操作装置を提供する。【解決手段】車両用操作装置４は、ステアリングホイール３の周辺部に移動可能に配置されたスイッチ操作部５，６と、スイッチ操作部５，６に接近する手指の動きを検知する手指検知部１０と、手指検知部１０の検知結果に基づいてスイッチ操作部５，６の移動位置を制御する操作制御部１６と、操作制御部１６からのスイッチ操作部５，６の移動位置に対応する信号に基づきスイッチ操作部５，６を駆動するスイッチ駆動部１７とを備えている。【選択図】図３
2015003541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールの周辺部に移動可能に配置されたスイッチ操作部と、
前記スイッチ操作部に接近する手指の動きを検知する手指検知部と、
前記手指検知部の検知結果に基づいて前記スイッチ操作部の移動位置を制御する操作制御部と、
前記操作制御部からの前記スイッチ操作部の移動位置に対応する信号に基づき前記スイッチ操作部を駆動するスイッチ駆動部と、
を備えたことを特徴とする車両用操作装置。
【請求項２】
前記手指検知部は、手指の動きを連続的に撮像する撮像部と、前記撮像部から出力された手指画像を時系列に取得する撮像制御部とを備え、
前記撮像制御部は、前記撮像部からの手指画像を時系列に抽出し、抽出した手指画像に画像処理を施す画像処理部と、
抽出した手指画像に基づいて手指の動きを検出するパターンマッチング部とを備え、
前記パターンマッチング部により手指の動きが特定された場合に、前記操作制御部の制御を開始す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】
前記スイッチ操作部は、前記ステアリングホイールが装着されるステアリングシャフトを回転自在に支持するステアリングコラムの左右両側部に設けられたコンビネーションレバースイッチノブであることを特徴とする請求項１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、例えばステアリングホイールの周辺部に設けられる車両用操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のステアリング装置においては、車体に取り付けたコラムポスト内にステアリングシャフトが回転自在に支持されており、そのステアリングシャフトの上端部に取り付けたステアリングホイールが車輪の転舵装置に連結されている。
【０００３】
このステアリングホイールの前方近傍におけるコラムポストの左右両側部には、ライトコントロールスイッチ、ターンシグナルスイッチ、ワイパスイッチやウオッシャスイッチ等の各種のレバースイッチを車体前後方向や車体上下方向に揺動操作可能に集中一体化したコンビネーションスイッチ装置が配設されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
上記特許文献１に記載された従来のコンビネーションスイッチ装置は、スイッチレバーのステアリングホイール回転方向におけるレバー角度が所望の角度となるように位置決めする位置決め機構を備えており、この位置決め機構によりレバー角度を変えることができるので、車種や意匠の違いに対応することができる効果があるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１４９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１記載の従来のコンビネーションスイッチ装置は、ステアリングホイールの前方近傍におけるコラムポストの左右両側部にスイッチレバーを配置することで、運転者がステアリングホイールの把持部を把持したままの状態でスイッチレバーの操作を行うことができるようになっている。
【０００７】
しかしながら、スイッチレバーの配置位置の制約に伴い、ステアリングホイールの把持部とスイッチレバーとの間の操舵空間が小さくなると、運転者がステアリングホイールを回転操作するためのワークスペースが不足しやすい。その結果、車両の運転中において、運転者がスイッチレバーを不用意に操作してしまう場合がある。
【０００８】
従って、本発明の目的は、ステアリングホイールの周辺部に配置されたスイッチ操作部の操作性を向上させた車両用操作装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［１］本発明は、ステアリングホイールの周辺部に移動可能に配置されたスイッチ操作部と、前記スイッチ操作部に接近する手指の動きを検知する手指検知部と、前記手指検知部の検知結果に基づいて前記スイッチ操作部の移動位置を制御する操作制御部と、前記操作制御部からの前記スイッチ操作部の移動位置に対応する信号に基づき前記スイッチ操作部を駆動するスイッチ駆動部と、
を備えたことを特徴とする車両用操作装置にある。
【００１０】
［２］上記［１］記載の発明にあって、前記手指検知部は、手指の動きを連続的に撮像する撮像部と、前記撮像部から出力された手指画像を時系列に取得する撮像制御部とを備え、前記撮像制御部は、前記撮像部からの手指画像を時系列に抽出し、抽出した手指画像に画像処理を施す画像処理部と、抽出した手指画像に基づいて手指の動きを検出するパターンマッチング部とを備え、前記パターンマッチング部により手指の動きが特定された場合に、前記操作制御部の制御を開始することを特徴とする。
【００１１】
［３］上記［１］記載の発明にあって、前記スイッチ操作部は、前記ステアリングホイールが装着されるステアリングシャフトを回転自在に支持するステアリングコラムの左右両側部に設けられたコンビネーションレバースイッチノブであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、運転者の手指の動きに応じて操作対象を操作しやすい位置に自動的に駆動制御することが可能となり、操作性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の好適な実施の形態に係る操作装置を備えた車両のステアリングホイールの周辺部を説明するための図である。
【図２】（ａ）は実施の形態に係る操作装置の駆動制御開始前の操作位置を説明するための図であり、（ｂ）は操作装置の駆動制御終了後の操作位置を説明するための図である。
【図３】実施の形態に係る操作装置の一構成例を説明するためのブロック図である。
【図４】実施の形態に係る操作装置による処理の手順の一例を説明するためのフローチャートである。
【図５】従来の操作装置の操作位置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００１５】
（車両の運転席前方の構成）
図１において、自動車の運転席前方には、計器類や助手席用エアバッグなどが装着された合成樹脂製のインストルメントパネル１が車幅方向に配置されている。このインストルメントパネル１の運転席側には、ステアリングコラム２が組み付けられている。このステアリングコラム２の内部から上方に延びる図示しないステアリングシャフトの先端部には、ステアリングホイール３が一体回転可能に支持されている。
【００１６】
このステアリングコラム２の左右両側部には、図１に示すように、車体の前後方向や上下方向に揺動操作可能な操作装置４が設けられている。この操作装置４は、左側のレバースイッチ操作部５及び右側のレバースイッチ操作部６を独立して操作可能なコンビネーションレバースイッチノブとして構成されている。
【００１７】
左側のレバースイッチ操作部５は、図１及び図２（ａ）に示すように、ワイパやウォッシャ等を操作するためのワイパ系スイッチであり、車体前後方向に揺動可能なレバー支持部５ａを介してステアリングコラム２の一側部に支持されている。
【００１８】
一方の右側のレバースイッチ操作部６は、図１及び図２（ａ）に示すように、ターンシグナルランプ、ヘッドランプやフォグランプ等を操作するためのランプ系スイッチであり、車体前後方向及び車体上下方向に揺動可能なレバー支持部６ａを介してステアリングコラム２の他側部に支持されている。
【００１９】
（操作装置の構成）
この実施の形態に係る操作装置４の基本の構成は、運転者の手指の動きに応じてレバースイッチ操作部５，６を操作しやすい位置に自動的に駆動制御する構成を備えたことにある。
【００２０】
この操作装置４では、ステアリングホイール３の把持部とレバースイッチ操作部５，６との間の間隔Ｄ１が、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、運転者がレバースイッチ操作部５，６を操作するときの間隔Ｄ２よりも広く確保されている。これにより、運転者がレバースイッチ操作部５，６を操作しないときは、運転者がレバースイッチ操作部５，６を不用意に操作しない操舵空間が確保される。
【００２１】
一方、運転者がレバースイッチ操作部５，６のうち、例えば運転者の手指がレバースイッチ操作部６に向けて伸びたときは、レバースイッチ操作部６を操作しやすい位置に自動的に移動させる。ステアリングホイール３の把持部とレバースイッチ操作部６との間の間隔Ｄ２は、図２（ｂ）に示すように、運転者がレバースイッチ操作部６を操作しないときの間隔Ｄ１よりも狭くなる。これにより、運転者がステアリングホイール３の把持部を把持したままの状態でレバースイッチ操作部６の操作を行うことができる操舵空間が確保される。
【００２２】
この操作装置４は、図３に示すように、レバースイッチ操作部５，６に対して運転者の手指が伸びたときの間隔Ｄ１内の手指画像を撮像部１１により時系列的に撮像し、その撮像した手指画像データに基づいてレバースイッチ操作部５，６に対する手指の動きを検知する。その検知信号は、レバースイッチ操作部５，６のレバー移動位置に対応する制御内容を実施するためのレバー駆動信号となる。
【００２３】
この操作装置４は、図３に示すように、撮像部１１と撮像制御部１２とを接続した構成を手指検知部１０として備えている。この撮像制御部１２には、操作レバー制御部１６と操作レバー駆動部１７とが接続されている。この撮像制御部１２には更に、車載ＬＡＮ７を介してエンジンスイッチ８が接続されている。
【００２４】
この撮像部１１は、例えば赤外線カメラ、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラ等の小型の撮像装置からなる。その撮像部１１は、例えば間隔Ｄ１を含む領域を撮像可能な部位であるステアリングコラム２に設けられており、運転者がレバースイッチ操作部５，６の操作を行うときの手指の動きを連続的に撮像する。撮像された手指画像データは、撮像制御部１２へ出力される。
【００２５】
この撮像制御部１２は、図３に示すように、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータにより構成されており、例えば画像処理部１３、テンプレート記憶部１４及びパターンマッチング部１５等の機能を有する。
【００２６】
この実施の形態にあっては、特に限定するものではないが、エンジンスイッチ８の検出結果を前提条件として、撮像制御部１２が撮像部１１に撮像を指示するとともに、撮像部１１から出力された手指画像データを時系列的に取得する。
【００２７】
この撮像制御部１２の画像処理部１３は、図３に示すように、撮像部１１から出力された手指画像に２値化処理等の画像処理を施すことで、運転者がレバースイッチ操作部５，６の操作を行うときの手指の動きを時系列的に抽出し、運転者の手指の動きに伴う手指画像データを生成する。この手指画像データは、パターンマッチング部１５へ出力される。
【００２８】
この撮像制御部１２のテンプレート記憶部１４には、図３に示すように、運転者の手指の時系列的な動きを識別するために用いる手指画像パターンがテンプレート情報として記憶されている。そのテンプレート情報には、手指画像パターンに対応する手指位置データが含まれる。
【００２９】
この撮像制御部１２のパターンマッチング部１５は、図３に示すように、テンプレート記憶部１４に時系列に登録された手指画像パターンと、画像処理部１３により生成された時系列の手指画像データとについてパターンマッチングを実施し、例えば運転者の手指位置を示す画面上の指座標を抽出することで、手指画像データに対応する手指位置データを運転者の手指の動きとして検出する。その検出した手指位置データが操作レバー制御部１６へ出力されることで、操作レバー制御部１６の制御が開始される。
【００３０】
なお、テンプレート記憶部１４は、時系列に取得される撮影画像のフレームごとの手指画像データを画像処理部１３から受け取り、フレームごとに記憶してもよい。パターンマッチング部１５は、記憶されたフレームごとの手指画像データに基づいて、前フレームと後フレームとに映像パターンが一致するものがあるか否かを比較照合し、運転者の手指の動きを検出してもよい。
【００３１】
この操作レバー制御部１６は、図３に示すように、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータにより構成されている。その操作レバー制御部１６は、パターンマッチング部１５から出力された手指位置データを取得し、取得した手指位置データに基づいてレバースイッチ操作部５，６のレバー移動位置を算出する。
【００３２】
その操作レバー制御部１６は、図３に示すように、レバースイッチ操作部５，６のレバー移動位置に対応する制御内容を実施する検知信号であるレバー駆動信号を操作レバー駆動部１７へ出力する。
【００３３】
左側のレバースイッチ操作部５のレバー支持部５ａ及び右側のレバースイッチ操作部６のレバー支持部６ａのそれぞれには、操作レバー駆動部１７が連結されている。この操作レバー駆動部１７は、図示しない駆動モータやソレノイドなどのアクチュエータ及び駆動回路等により構成されている。操作レバー駆動部１７の駆動力を伝達する機構としては、例えばレバー支持部５ａ，６ａをスライドさせるスライド機構やレバー支持部５ａ，６ａを回転させる回転機構などの駆動力伝達機構が用いられる。
【００３４】
この操作レバー駆動部１７は、操作レバー制御部１６から出力されたレバー駆動信号に従い、左側のレバースイッチ操作部５のレバー支持部５ａ又は右側のレバースイッチ操作部６のレバー支持部６ａを個別に駆動する。このレバー支持部５ａ又はレバー支持部６ａの駆動に伴って左側のレバースイッチ操作部５又は右側のレバースイッチ操作部６が個別に移動する。
【００３５】
（操作装置の動作）
以下に、上記のように構成された車両用の操作装置４の動作の一例について説明する。なお、この実施の形態にあっては、エンジンが始動されなければ、撮像部１１の撮像を開始しないものとする。
【００３６】
いま、エンジンスイッチ８の操作によりエンジンが始動したことを示すエンジン始動信号を受信する（図４のステップＳ１）。撮像制御部１２の検出結果によりエンジンが始動したことを検出すると、撮像部１１に撮像を指示し、撮像部１１から出力された手指画像データを連続的に取得する（図４のステップＳ２）。
【００３７】
次に、画像処理部１３において、撮像部１１から出力された手指画像データを時系列的に抽出し、運転者の手指の動きに伴う手指画像データを生成する（図４のステップＳ３）。
【００３８】
次に、パターンマッチング部１５において、画像処理部１３により生成された時系列の手指画像データと、テンプレート記憶部１４に時系列に登録された手指画像パターンとのパターンマッチング処理を実行することで、手指画像データと手指画像パターンとを比較照合する（図４のステップＳ４）。
【００３９】
次に、画像処理部１３の手指位置データとテンプレート記憶部１４の手指画像パターンとに一致する部分が存在するか否かを判定する（図４のステップＳ５）。その一致する部分が存在する場合は、手指画像データを運転者の手指の動きとして特定し、その特定した手指画像データに基づいて運転者の手指位置を検出する。その手指位置データが操作レバー制御部１６へ出力される。
【００４０】
次に、操作レバー制御部１６では、取得した手指位置データに基づいてレバースイッチ操作部５，６のレバー移動位置を算出し、そのレバー移動位置に対応するレバー駆動信号を操作レバー駆動部１７へ出力する（図４のステップＳ６）。
【００４１】
一方、パターンマッチング部１５において、画像処理部１３の手指画像データとテンプレート記憶部１４の手指画像パターンとに一致する部分が存在しなかった場合は、運転者の手指が左側のレバースイッチ操作部５又は右側のレバースイッチ操作部６を操作するための操作領域である間隔Ｄ２内に接近していないと判断し、ステップＳ５の処理からステップＳ２の処理へ戻る。上記ステップＳ２からステップＳ５までの処理は、エンジンの始動から終了まで繰り返して実行される。
【００４２】
（操作装置の他の構成）
上記実施の形態では、パターンマッチングによって運転者の手指の動きを検出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。操作装置４のパターンマッチング部１５には、例えば画像処理部１３により時系列に取得される複数の手指画像データに基づいて、運転者の手指における特徴点の動きを検出する手指動き量検出部及び判定部を更に備えることができる。
【００４３】
手指動き量の検出処理の一例としては、例えば数フレームごとの画像の特徴点の座標を検出する。その検出した座標と、記憶されている画像の特徴点の座標とを比較判定し、その座標の差が閾値を超えたとき、その差分データを動きベクトル（方向と移動量）として検出するマッチング処理が実行される。
【００４４】
手指動き量の検出処理の他の一例としては、例えば画像をＮ×Ｎ画素からなるブロックに分割し、後フレームのブロック化した画像から前フレームのブロック化した画像の移動方向及び移動量を動きベクトルとして検出するブロック単位のマッチング処理を行うことができる。
【００４５】
（実施の形態の効果）
以上のように構成された操作装置４は、運転者の手指の動きに応じてレバースイッチ操作部５，６を操作しやすい位置に自動的に駆動制御する構成を備えていることから、上記効果に加えて以下の効果が得られる。
【００４６】
（１）この操作装置４では、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、運転者がレバースイッチ操作部５，６を操作しないときの間隔Ｄ１がレバースイッチ操作部５，６を操作するときの間隔Ｄ２よりも広く確保されることから、車両走行中において運転者がレバースイッチ操作部５，６を不用意に操作することを防止することができる。
（２）運転者がレバースイッチ操作部５，６を操作しないときの間隔Ｄ１は、図２（ａ）及び図５に示すように、運転者がレバースイッチ操作部５，６を操作しないときの従来の間隔Ｄ３よりも広く確保することができることから、運転者がステアリングホイール３を回転操作するためのワークスペースを拡大することができるようになり、操舵操作性を向上させることができる。
（３）運転者がレバースイッチ操作部５，６を操作するときの間隔Ｄ２は、図２（ｂ）及び図５に示すように、運転者がレバースイッチ操作部５，６を操作しないときの従来の間隔Ｄ３と同程度の空間を確保することができるので、従来と同様のレバー操作感覚を得ることができる。
【００４７】
［変形例］
本発明の操作装置４を上記実施の形態及び図示例に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態及び図示例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。本発明にあっては、次に示すような変形例も可能である。
【００４８】
上記実施の形態及び図示例では、画像処理に基づいてレバースイッチ操作部５，６を操作しやすい位置に自動的に移動させる一構成例を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。他の一例としては、例えば赤外線近接センサの近接検知に応じてレバースイッチ操作部５，６を操作しやすい位置に自動的に移動させる構成を採用することが可能である。
【００４９】
上記実施の形態及び図示例では、操作装置４の操作対象として、レバースイッチ操作部５，６を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。ステアリングホイール３の周辺部に設けられる他の各種のスイッチ操作部にも適用することができる。
【００５０】
上記実施の形態及び図示例では、エンジンスイッチ８の操作によるエンジン始動信号をトリガ信号として検出することで、撮像部１１の撮像を開始する一構成を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。トリガ信号としては、例えば車両の電源投入時（イグニッションスイッチのオン時）に自動的に撮像を開始する構成、あるいは運転者の手指が撮像部１１の撮像空間内に入ったときに自動的に撮像を開始し、手指が撮像空間から出たときに自動的に撮像を終了する構成などとすることができる。
【００５１】
操作装置４は、ＣＰＵ、メモリ、構成要素を実現する制御プログラム、制御プログラムを格納する記憶ユニット、外部接続用インターフェースを中心にハードウェアとソフトウェアの任意の組合せによって実現されるものである。その方法や装置としては、従来周知の各種の方法や装置を使用することができることは当業者には理解されるところであり、上記実施の形態及び図示例に特定されるものではない。
【００５２】
以上の説明からも明らかなように、上記実施の形態、変形例及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが本発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００５３】
１…インストルメントパネル、２…ステアリングコラム、３…ステアリングホイール、４…操作装置、５，６…レバースイッチ操作部、５ａ，６ａ…レバー支持部、７…車載ＬＡＮ、８…エンジンスイッチ、１０…手指検知部、１１…撮像部、１２…撮像制御部、１３…画像処理部、１４…テンプレート記憶部、１５…パターンマッチング部、１６…操作レバー制御部、１７…操作レバー駆動部、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…間隔
【図１】
2015003541.tif 000003
【図２】
2015003541.tif 000004
【図３】
2015003541.tif 000005
【図４】
2015003541.tif 000006
【図５】
2015003541.tif 000007