JP4609261B2

JP4609261B2 - 操作装置

Info

Publication number: JP4609261B2
Application number: JP2005273967A
Authority: JP
Inventors: 仁久門
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-09-21
Filing date: 2005-09-21
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2025-09-21
Also published as: JP2007083834A

Description

本発明は、ユーザにより操作される操作スイッチが配置された操作部と、操作部に対してユーザの手の操作空間を介在させて対向するミラーを含み、該ミラーで反射する操作部の像をユーザの目に映す光学系とを備える操作装置に関する。

従来から、車内の好適位置に配置され，各種車載機器を作動操作するための複数種のスイッチが集約して配列された多機能スイッチ操作プレートと，操作者が前方視できる視野領域の車内好適位置に配置され，前記複数種のスイッチの配列画像を画面表示する表示器と，前記操作者が指先で前記スイッチの目標とするものを操作するとき，その目標スイッチを感知した検出信号に基づいて前記表示器に画面表示されている前記目標スイッチの画像の配列位置および機能を前記操作者に認識させるよう制御するコントローラと，を備え，前記操作者が前方視状態で前記表示器に表示されている前記目標スイッチの画像を視認しつつ前記多機能スイッチ操作プレート上の目標スイッチをリアルタイムで指先操作可能に構成したことを特徴とする車載機器スイッチ安全操作システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−６６８７号公報

ところで、上述の種の車両用操作装置では、操作部を操作するユーザの手をカメラで撮像して、当該手の画像を、表示部が表示する操作メニュー画像に重畳するので、車載機器のいわゆるブラインド操作が容易となり、操作性が非常に良好である。

しかしながら、上述の従来技術は、カメラで撮像した手の画像に基づいて抽象的な手の形状の手形データ画像を生成し、操作メニュー画像に手形データ画像を重畳表示する構成であるため、手形データ画像を生成するための高価な画像処理機能やカメラが必要となり、また、ディスプレイと操作部とを別々に構成しなければならない。

これに対して、手形データ画像を生成する高価な画像処理機能を省略して、ユーザの手の画像をそのまま操作メニュー画像に表示する構成や、カメラを省略して、操作するユーザの手を、ミラーを用いてユーザに見せる構成を考えられるが、かかる構成では、ユーザの手の画像がそのまま映し出されることによりユーザが生理的な違和感（嫌悪感、気持ち悪さ）受けうる虞がある。

そこで、本発明は、ユーザに生理的な違和感を与えることなく、より簡易な構成で操作性の高い操作装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明に係る操作装置は、ユーザにより操作される操作スイッチが配置された操作部と、操作部に対してユーザの手の操作空間を介在させて対向するミラーを含み、該ミラーで反射する操作部の像をユーザの目に映す光学系とを備える操作装置において、
前記光学系の光路内における前記操作空間よりもユーザの目に近い側に、透明度が制限された部材が設けられることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明に係る操作装置において、前記光学系は、操作部に対してユーザの手の操作空間を介在させて対向する第１ミラーと、前記第１ミラーで反射する操作部の像をユーザの目に映す第２ミラーを含み、
前記透明度が制限された部材は、操作部から第１ミラーまでの光路内における前記操作空間よりもユーザの目に近い側に、設けられることを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明に係る操作装置において、前記光学系は、操作部に対してユーザの手の操作空間を介在させて対向する第１ミラーと、前記第１ミラーで反射する操作部の像をユーザの目に映す第２ミラーを含み、
前記透明度が制限された部材は、第２ミラーからユーザの目までの光路内に、設けられることを特徴とする。

本発明によれば、操作部の像をユーザの目に映す光学系の光路内における操作空間よりもユーザの目に近い側に、透明度が制限された部材が設けることで、ユーザに生理的な違和感を与えることなく、より簡易な構成で操作性の高い操作装置を得ることができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明に係る車両用操作装置の一実施例を示す斜視図である。図２は、車両用操作装置に関連する車載システムの機能ブロックを示す。

タッチパネル付ディスプレイ２０は、好ましくは、運転者が手を伸ばして容易に操作できるような位置に配置される。例えば、タッチパネル付ディスプレイ２０は、図１に示すように、インストルメントパネルの上部に配置されてよい。タッチパネル付ディスプレイ２０は、その略平らな操作面が略水平になるように配置される。

タッチパネル付ディスプレイ２０は、通常的な構成であってよく、透明タッチパネルとその背後にディスプレイ（例えば液晶ディスプレイ）を備える。透明タッチパネルは、例えば、薄膜透明電極を設けたガラス基板を下に、薄膜透明電極を設けたフィルム基板を上にして、薄膜透明電極同士をドットスペーサを介して対向させた積層構造を有する。透明タッチパネル上での操作信号（操作位置信号）は、透明タッチパネルの側部に接着されるＦＰＣ（フレキシブル印刷回路）を介して表示制御装置２４（図２参照）に供給される。表示制御装置２４は、透明タッチパネル上での操作信号（操作位置信号）に応じた機能（後述の操作メニュー画像の切り替えを含む）を実現させるように各種車載機器３０を制御する。

タッチパネル付ディスプレイ２０には、表示制御装置２４による制御下で、図３に示すような操作メニュー画像（映像）が表示される。操作メニュー画像は、タッチパネル付ディスプレイ２０の操作スイッチ（タッチスイッチ）２２の配置位置及びその機能を表す。操作メニュー画像は、操作スイッチ２２に対する操作で実現される各種機能を、ユーザに知らせると共に、当該各種機能を実現するために操作されるべき各操作スイッチ２２の位置を、ユーザに知らせる役割を果たす。タッチパネル付ディスプレイ２０上に表示される操作メニュー画像は、後述の如くミラーを含む光学系を介してユーザの目に映される。

図３に示す例では、操作メニュー画像は、８つの操作スイッチ２２を表す図形画像Ｆ１〜Ｆ９を含む。この操作メニュー画像を見るユーザは、操作スイッチ２２が前後２列に配列されていることを知ると共に、各図形画像Ｆ１〜Ｆ９内の文字を見ることで、各操作スイッチ２２を操作して実現できる機能を知ることができる。例えば、ユーザがメールをしたいと思った場合、ユーザは、“メール” の文字を含む図形画像Ｆ３に対応する位置にある操作スイッチ２２、即ち、前列の左から３番目の操作スイッチ２２を押せばよいことを理解することができる。

尚、操作メニュー画像は、各種用意されてよく、タッチパネル付ディスプレイ２０の操作スイッチ２２に対するユーザの操作状況等に応じて、適宜切り替えられてよい。この場合、当該操作メニュー画像の切り替えに応じて、タッチパネル付ディスプレイ２０の操作スイッチ２２の配置位置及びその機能が変更される。かかる構成では、タッチパネル付ディスプレイ２０において多くの車載機器の操作スイッチを実現することができ、操作スイッチ２２の効率的な集約を図ることができる。例えば、タッチパネル付ディスプレイ２０には、図３には示していないが、メールや電話、周辺施設案内等の情報通信系の車載機器の操作のみならず、空調装置、オーディオ装置の各種操作のための各種操作スイッチ２２が実現されてよい。

図４は、図１に示す車両用操作装置の側面視での断面図であり、スモーク板８０を用いて像を形成する光学系の構成の一実施例（実施例１）を示す。

図４に示すように、タッチパネル付ディスプレイ２０の上方には、タッチパネル付ディスプレイ２０の操作スイッチ２２をユーザが手で操作するのに必要な操作空間７０が形成されている。タッチパネル付ディスプレイ２０自体は、ユーザが手で操作するための開口部を除いて実質的に閉塞された凹部（操作空間７０）内に配置されている。従って、このタッチパネル付ディスプレイ２０は、ユーザが直視しながら操作するのには適していない。

第１ミラー５２は、タッチパネル付ディスプレイ２０に対して操作空間７０を挟んで対向配置され、第２ミラー５４は、ユーザが俯瞰できる位置に配置されている。第１ミラー５２及び第２ミラー５４は、ユーザが俯瞰できる開口窓７２（図１参照）を除いて実質的に閉塞された凹部内に配置されている。尚、第１ミラー５２及び第２ミラー５４は、全反射型の平面鏡又は微凸面鏡若しくは微凹面鏡であってよい。

タッチパネル付ディスプレイ２０（及びそこに表示される映像）の像は、第１ミラー５２及び第２ミラー５４からなる光学系により、ユーザの目に到達される。より具体的には、第１ミラー５２で、タッチパネル付ディスプレイ２０（及びそれを操作するユーザの手）の像が反射され、第２ミラー５４で、第１ミラー５２で反射されるタッチパネル付ディスプレイ２０（実質的にそこに表示される画像）の像が反射され、その結果、タッチパネル付ディスプレイ２０（実質的にそこに表示される画像）の像がユーザの目に到達される。

従って、タッチパネル付ディスプレイ２０の操作スイッチ２２を操作するためユーザの手が操作空間７０内に入ると、図５に示すように、ユーザの目にはタッチパネル付ディスプレイ２０の像と共に手の像が映ることになる。この場合、ユーザは、現在の手の位置でスイッチ操作を行うと、図形画像Ｆ３に対応するスイッチの機能、即ちメール機能が実現されることを知ることができる。このように、ユーザは、タッチパネル付ディスプレイ２０を直視しなくても、開口窓７２付近を見ながら開口窓７２における所望の操作スイッチ２２を操作することができる。従って、ユーザが運転者の場合は、特に運転姿勢や視線を大きく変えることなく、視野前方の開口窓７２付近を見ながらタッチパネル付ディスプレイ２０でスイッチ操作（いわゆるブラインドタッチ操作）を行うことが可能となり、運転に支障の出ない安全なスイッチ操作を実現することができる。

尚、本実施例では、上述の如くタッチパネル付ディスプレイ２０はインストルメントパネルに形成される凹部内に配置されているので、タッチパネル付ディスプレイ２０の映像は、タッチパネル付ディスプレイ２０に直接的に入射する太陽光の影響を受け難く、安定した映像をユーザの目に到達させることができる。他言すると、タッチパネル付ディスプレイ２０の映像は開口窓７２を介して見ることができるので、タッチパネル付ディスプレイ２０を、太陽光の入射の少ない閉塞された空間内に配置することができ、これにより、開口窓７２を介してユーザの目に映るタッチパネル付ディスプレイ２０の像の品質の安定化を図ることができる。

また、本実施例では、タッチパネルを操作するユーザの手をカメラで撮像して、当該手の画像を、ディスプレイが表示する操作メニュー画像に重畳する構成とは対照的に、タッチパネルとディスプレイとを別々に配置する必要がなく、また、カメラを用いる必要がなく、比較的安価な構成で操作性の高いし車両用操作装置を実現することができる。

また、本実施例では、図４に示すように、ユーザの手の像がそのまま映ることによりユーザが受けうる生理的な違和感（嫌悪感、気持ち悪さ）を防止すべく、ユーザの手の像は、透明度が制限された部材８０（以下、「スモーク板８０」という。）を介してユーザの目に到達される。スモーク板８０は、例えば透明板（例えば透明樹脂板ないしフィルム板、透明ガラス板）に不透明膜ないし不透明材料を被覆する（スモークする）ことで形成される。例えばスモーク板８０は、グレー（灰色）に着色されたものであってよい。尚、スモーク板８０は、平らであるが、好ましくは、無反射カーブ（湾曲面）を有する。

図４に示す実施例では、スモーク板８０は、タッチパネル付ディスプレイ２０から第１ミラー５２までの光路内における操作空間７０よりもユーザの目に近い側に配置されている。即ち、タッチパネル付ディスプレイ２０、スモーク板８０及び第１ミラー５２が、それぞれ距離を置いて積層構造で配置されている。この場合、タッチパネル付ディスプレイ２０（及びそれを操作するユーザの手）の像は、スモーク板８０を通過してから第１ミラー５２で反射され、更に、第２ミラー５４で反射されて、ユーザの目に到達される。

図５（Ａ）は、スモーク板８０を介さずにユーザの目に映る手の像を示し、図５（Ｂ）は、その対照として、スモーク板８０を介してユーザの目に映る手の像を模式的に示す。

スモーク板８０を介さずにユーザの目に映る手の像は、図５（Ａ）に示すように、手の細部がそのままユーザの目に映るため、生理的な違和感をユーザに与えうる。これに対して、スモーク板８０を介してユーザの目に映る手の像は、図５（Ｂ）に示すように、手の細部が見え難くなる。このように、手の細部を見え難くすることにより、リアルな手の生々しさを低減することができ、生理的な違和感をユーザに与えることを防止することができる。

また、本実施例では、タッチパネルを操作するユーザの手をカメラで撮像して、当該手の画像を画像処理により抽象化して、ディスプレイが表示する操作メニュー画像に重畳する構成とは対照的に、高価な画像処理装置を用いる必要がなく、スモーク板８０を用いる比較的安価な構成で、手の像が詳細に映ることによる生理的な違和感を防止することができる。

尚、本実施例では、タッチパネル付ディスプレイ２０で表示される映像自体もスモーク板８０を介してユーザの目に映るので、タッチパネル付ディスプレイ２０で表示される映像は、当該スモーク板８０での影響を補償すべく、適切に輝度調整や色彩調整等がなされてよい。この場合、スモーク板８０を介してユーザの目に映る手の像は、タッチパネル付ディスプレイ２０の発する光を背景としたシルエット状に映り、リアルな手の生々しさを低減することができる。

図６は、図１に示す車両用操作装置の側面視での断面図であり、スモーク板８０を用いて像を形成する光学系の構成のその他の実施例（実施例２）を示す。

図４に示す実施例１では、スモーク板８０は、タッチパネル付ディスプレイ２０から第１ミラー５２までの光路内における操作空間７０よりもユーザの目に近い側に配置されているのに対して、図６に示す実施例２では、スモーク板８０は、第２ミラー５４からユーザの目までの光路内に配置される。より具体的には、スモーク板８０は、第２ミラー５４に対して対向するように開口窓７２付近に配置される。この場合、スモーク板８０は、開口窓７２のカバー部材としても機能する。

本実施例においても、タッチパネル付ディスプレイ２０（及びそこに表示される画像）の像は、第１ミラー５２及び第２ミラー５４からなる光学系により、ユーザの目に到達される。また、同様に、タッチパネル付ディスプレイ２０の操作スイッチ２２を操作するためユーザの手が操作空間７０内に入ると、ユーザの手の像は、スモーク板８０を介してユーザの目に到達される。尚、この場合、タッチパネル付ディスプレイ２０（及びそれを操作するユーザの手）の像は、第１ミラー５２で反射され、第２ミラー５４で反射され、その後スモーク板８０を通過してから、ユーザの目に到達される。

本実施例においても、スモーク板８０を介してユーザの目に映る手の像（図５（Ｂ）参照）は、手の細部が見え難くなり、リアルな手の生々しさを低減することができ、生理的な違和感をユーザに与えることを防止することができる。

また、本実施例においても、タッチパネルを操作するユーザの手をカメラで撮像して、当該手の画像を画像処理により抽象化して、ディスプレイが表示する操作メニュー画像に重畳する構成とは対照的に、高価な画像処理装置を用いる必要がなく、スモーク板８０を用いる比較的安価な構成で、手の像が詳細に映ることによる生理的な違和感を防止することができる。

このように、スモーク板８０は、操作空間７０よりもユーザの目に近い側であれば、如何なる位置に配置されてもよい。尚、実施例１及び実施例２のいずれの場合も、スモーク板８０は、第１ミラー５２及び第２ミラー５４と共にインストルメントパネル内に組み込まれ、外観を損なわないように配慮されている。タッチパネル付ディスプレイ２０、スモーク板８０、第１ミラー５２及び第２ミラー５４は、一体ユニットしてインストルメントパネル内に組み込まれてもよい。

尚、本実施例においても、タッチパネル付ディスプレイ２０で表示される映像自体もスモーク板８０を介してユーザの目に映るので、タッチパネル付ディスプレイ２０で表示される映像は、当該スモーク板８０での影響を補償すべく、適切に輝度調整や色彩調整等がなされてよい。この場合、スモーク板８０を介してユーザの目に映る手の像は、タッチパネル付ディスプレイ２０の発する光を背景としたシルエット状に映り、リアルな手の生々しさを低減することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述した実施例では、操作部がタッチパネル付ディスプレイ２０により構成され、操作スイッチ２２は、タッチパネル付ディスプレイ２０の接触ないし近接感知式タッチスイッチであるが、本発明は、押しボタン式のメカニカルスイッチが配設された操作部に対しても適用可能である。

本発明に係る車両用操作装置の一実施例を示す斜視図である。車両用操作装置に関連する車載システムの機能ブロックを示す図である。タッチパネル付ディスプレイ２０の画面を示し、操作メニュー画像の一例を示す図である。実施例１による車両用操作装置に係り、スモーク板８０を用いて像を形成する光学系を示す側面視での断面図である。図５（Ａ）は、スモーク板８０を介さずにユーザの目に映る手の像を示し、図５（Ｂ）は、その対照として、スモーク板８０を介してユーザの目に映る手の像を模式的に示す図である。実施例２による車両用操作装置に係り、スモーク板８０を用いて像を形成する光学系を示す側面視での断面図である。

符号の説明

２０タッチパネル付ディスプレイ
２２操作スイッチ
５２第１ミラー
５４第２ミラー
７０操作空間
７２開口窓
８０スモーク板

Claims

ユーザにより操作される操作スイッチが配置された操作部と、操作部に対してユーザの手の操作空間を介在させて対向するミラーを含み、該ミラーで反射する操作部の像をユーザの目に映す光学系とを備える操作装置において、
前記光学系の光路内における前記操作空間よりもユーザの目に近い側に、透明度が制限された部材が設けられることを特徴とする操作装置。
前記光学系は、操作部に対してユーザの手の操作空間を介在させて対向する第１ミラーと、前記第１ミラーで反射する操作部の像をユーザの目に映す第２ミラーを含み、
前記透明度が制限された部材は、操作部から第１ミラーまでの光路内における前記操作空間よりもユーザの目に近い側に、設けられることを特徴とする、請求項１に記載の操作装置。
前記光学系は、操作部に対してユーザの手の操作空間を介在させて対向する第１ミラーと、前記第１ミラーで反射する操作部の像をユーザの目に映す第２ミラーを含み、
前記透明度が制限された部材は、第２ミラーからユーザの目までの光路内に、設けられることを特徴とする、請求項１に記載の操作装置。