JP7786196B2 - 車両用操作装置 - Google Patents

Description

本開示は、車両用操作装置に関する。

通常、自動車などの車両は、手で操作される操作部（押ボタンスイッチ、タッチパネルなど）を備えている。例えば、特許文献１には、ステアリングホイールに手で操作される操作部を備え、この操作部に対する操作に応じて表示部の表示をスクロールさせる技術が開示されている。

特開２０１２－７８９８８号公報

この種の車両用操作装置では、操作部上、又は操作部の近傍において、文字又は画像で操作部の機能を示しているが（以下、適宜、機能表示部と称する）、操作部を手で操作する際、機能表示部が手で隠れてしまうことがあり、改善の余地があった。

そこで、本開示は、操作部を手で操作する際、操作部の機能を適切に認識できる車両用操作装置の提供を目的とする。

１つの側面では、以下のような解決手段を提供する。
（１）手で操作される操作部を備える車両用操作装置であって、
前記操作部上に重なった手を検出する手検出部と、
前記操作部の機能を示す文字又は画像を投影表示する投影表示部と、
前記投影表示部を制御する制御部と、を更に備え、
前記制御部は、前記手検出部が前記操作部上に重なった手を検出したとき、前記操作部上に重なった手、又は前記操作部の近傍に、前記操作部の機能を示す文字又は画像を投影表示させ、
さらに前記操作部が操作されたと判断したとき、操作に対するアンサーバックとして、前記操作部上に重なった手、又は前記操作部の近傍に投影表示している文字又は画像を変化させる操作機能投影表示制御手段を備えることを特徴とする。
（２）上記（１）の構成において、前記手検出部は、手の形状を検出可能であり、前記操作機能投影表示制御手段は、前記手検出部が前記操作部上に重なった手を検出したとき、前記操作部上に重なった指の爪部に、前記操作部の機能を示す文字又は画像を投影表示させることを特徴とする。
（３）上記（１）又は（２）の構成において、前記手検出部は、手の形状を検出可能であり、前記操作機能投影表示制御手段は、前記手検出部が前記操作部上に重なった手を検出したとき、前記操作部上に重なった手の甲部に、前記操作部の機能を示す文字又は画像を投影表示させることを特徴とする。
（４）上記（１）～（３）のいずれかの構成において、前記操作部は、前記操作部の機能を示す機能表示部を有し、前記操作機能投影表示制御手段は、前記手検出部が前記操作部上に重なった手を検出したとき、前記操作部上に重なった手、又は前記操作部の近傍に、前記操作部の機能を示す文字又は画像を前記機能表示部よりも大きく投影表示させることを特徴とする。

本開示によれば、操作部を手で操作する際、操作部の機能を適切に認識することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る車両用操作装置の操作状態を示す概略側面図である。 車両用操作装置の操作状態を示す概略正面図である。 車両用操作装置の構成を示すブロック図である。 重なり判定の例を示す図である。 手の操作機能投影表示エリアの一例を示す図である。 手の操作機能投影表示エリアの他例を示す図である。 車両用操作装置の作用を示す図であり、（ａ）は手の非重なり時を示す図、（ｂ）は手の重なり時を示す図である。 操作実行時における車両用操作装置の作用を示す図であり、（ａ）は手の重なり時を示す図、（ｂ）は操作実行時の一例を示す図、（ｃ）は操作実行時の他例を示す図である。 手以外の操作機能投影表示エリアを示す図である。 制御部による操作機能投影制御の処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。

図１～図３に示すように、本発明の一実施形態に係る車両用操作装置１は、操作部２と、手検出部３と、投影表示部４と、制御部５と、を備える。

操作部２は、車両の適所に設けられる。例えば、本実施形態の操作部２は、ステアリングホイール７に設けられたタッチパネル付き液晶パネルであり、操作部２の機能を示す文字又は画像を表示しつつ、そのタッチ操作を検出する。例えば、図７に示す例では、操作部２に４つの操作機能画像Ｇ１（機能表示部）を表示しつつ、各操作機能画像Ｇ１に対応する位置のタッチ操作を検出する。

なお、操作部２を構成する操作デバイスは、タッチパネルに限定されず、押ボタンスイッチ、シーソースイッチ、トグルスイッチなどの接点式スイッチであってもよい。接点式スイッチの場合は、スイッチ上、又はスイッチの近傍に、その操作機能を示す文字又は画像が印刷などによって付加される。

手検出部３は、操作部２上に重なったユーザ（運転者）の手８を検出する。例えば、本実施形態の手検出部３は、被写体の距離計測画像を取得するＴＯＦカメラ（Time-of-Flight Camera）を用いて構成され、車室の天井部からステアリングホイール７の周辺エリアを撮影する。このようなＴＯＦカメラの撮影画像によれば、手８の位置検出や手８の形状認識を行うことが可能になる。なお、本実施形態では手検出部３としてＴＯＦカメラを用いるが、赤外線カメラやＲＧＢカメラなど、ユーザの手８の画像認識が実施可能であれば撮像方式は問わない。

投影表示部４は、操作部２の機能を示す文字又は画像を投影表示する。例えば、本実施形態の投影表示部４は、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）を使用したプロジェクタを用いて構成されており、操作部２の機能を示す文字又は画像を投影表示する。例えば、図２、図７～図９に示す例では、操作部２の機能を示す操作機能画像Ｇ２を投影表示する。なお、操作機能画像Ｇ２の投影表示タイミング及び投影表示エリアについては後述する。なお、本実施形態の投影表示部４は、ＤＭＤ方式としたが、ＴＦＴ方式やＬＣＯＳ方式としてもよい。

制御部５は、マイクロコントローラなどの制御プロセッサを用いて構成されている。図３に示すように、制御部５の入力側には、操作部２及び手検出部３が接続され、制御部５の出力側には、投影表示部４が接続されている。

制御部５は、ハードウェアとソフトウェアとの協働により実現される機能的な構成として、操作機能投影表示制御手段を備える。操作機能投影表示制御手段は、手検出部３が操作部２上に重なった手８を検出したとき、図２、図７、図８に示すように、操作部２上に重なった手８に、操作部２の機能を示す操作機能画像Ｇ２を投影表示させる。

このような操作機能投影表示制御手段によれば、ユーザの手８が操作部２に重なっても、その操作部２の操作機能を示す操作機能画像Ｇ２がユーザの手８に投影表示されるので、ユーザは、自分の手８で操作部２の操作機能画像Ｇ１が隠れてしまった状況でも、操作部２の操作機能を正しく認識した上で、操作部２を適切に操作することが可能になる。

操作機能投影表示制御手段は、例えば、図４に示す判定ルールを用いて、操作部２に対する手８の重なりを判定する。具体的には、操作部２に対する手８の重なり面積比率が３０％を超え、且つ手８の移動量が３ｃｍを超えたとき、操作部２を操作するためにユーザが操作部２上にて手８を重ねたと判定する。なお、重なり判定に用いる判定値は、ユーザの好みなどに応じて変更することができる。

図５及び図６に示すように、操作機能投影表示制御手段は、手検出部３が操作部２上に重なった手８を検出したとき、手検出部３から取得した検出信号に基づいて手８の形状を認識し、操作部２上に重なった指の爪部８ａ、又は操作部２上に重なった手８の甲部８ｂに、操作部２の機能を示す操作機能画像Ｇ２を投影表示させる。操作機能画像Ｇ２の投影エリアは、ユーザが好みなどに応じて選択することができる。

例えば、ユーザが投影エリアとして爪部８ａを選択している場合、図５に示すように、人差し指で操作部２を操作しようとすると、人差し指の爪部８ａに操作機能画像Ｇ２が投影表示され、また、図６に示すように、親指で操作部２を操作しようとすると、親指の爪部８ａに操作機能画像Ｇ２が投影表示される。このようにすると、自分が操作しようと指を重ねた操作部２の操作機能がそのまま指先に投影表示されるので、ユーザは操作機能を直感的に認識した上で適切に操作を実行することが可能になる。

また、ユーザが投影エリアとして甲部８ｂを選択している場合、図５に示すように、人差し指で操作部２を操作しようとすると、手８の甲部８ｂの正面部分に操作機能画像Ｇ２が投影表示され、また、図６に示すように、親指で操作部２を操作しようとすると、手８の甲部８ｂの側面部分に操作機能画像Ｇ２が投影表示される。このようにすると、手８が小さいユーザや、爪部８ａに装飾を施しているユーザであっても、指で隠れた操作部２の操作機能を甲部８ｂに投影される操作機能画像Ｇ２で認識することができる。

なお、操作機能画像Ｇ２の投影エリアは、手８に限らず、図９に示すように、操作部２の近傍としてもよい。このようにしても、ユーザは、自分の手８で操作部２の操作機能画像Ｇ１が隠れてしまった状況でも、操作部２の操作機能を正しく認識した上で、操作部２を適切に操作することが可能になる。

図７に示すように、操作部２上に重なった手８、又は操作部２の近傍に投影する操作機能画像Ｇ２は、操作部２に表示される操作機能画像Ｇ２よりも大きいことが望ましい。例えば、操作機能投影表示制御手段は、手検出部３からの情報に基づいて、爪部８ａからはみ出ない操作機能画像Ｇ２の大きさを判断し、可能な限り操作機能画像Ｇ２を拡大して投影表示させる。このようにすると、操作機能画像Ｇ２の視認性が向上するだけでなく、解像度が低い投影表示部４でも操作機能画像Ｇ２の適切な投影表示が可能になる。

また、図８の（ｂ）、（ｃ）に示すように、操作機能投影表示制御手段は、操作部２が操作されたと判断したとき、操作部２上に重なった手８、又は操作部２の近傍に投影表示している操作機能画像Ｇ２を変化させる。例えば、図８の（ｂ）に示す例では、操作部２の操作に応じて操作機能画像Ｇ２の投影サイズを小さくし、図８の（ｃ）に示す例では、操作部２の操作に応じて操作機能画像Ｇ２の色を変えている。このようにすると、操作部２の操作に対するアンサーバックとして操作機能画像Ｇ２を変化させることで、操作感を演出できるだけでなく、ユーザに操作の実行を認識させることができる。なお、操作機能投影表示制御手段は、操作機能画像Ｇ２を操作部２の操作状態に連動して縮小と拡大の変化を行ったり、ユーザが認識できる程度の速さで操作機能画像Ｇ２の一部または全部を徐々に色変化させることも考えられる。操作機能画像Ｇ２を表示変化させる際にアニメーションを用いて徐々に行うことによって、操作部２の操作状態についてユーザが気が付き易くなる。

つぎに、上記のような操作機能投影表示制御手段を実現する制御部５の処理手順について、図１０を参照して説明する。

図１０に示すように、制御部５は、操作機能投影表示制御において、まず、操作部２上に手８が重なっているか否かを判定し（ステップＳ１）、この判断結果がＮＯの場合は、投影表示部４の投影を停止して上位ルーチンに復帰する（ステップＳ２）。

制御部５は、ステップＳ１の判断結果がＹＥＳの場合、手８が重なった操作部２の位置を特定するとともに（ステップＳ３）、手８の形状認識やユーザ設定に基づいて操作機能画像Ｇ２の投影位置を決定する（ステップＳ４）。

続いて、制御部５は、手８が重なっている操作部２の操作を判断し（ステップＳ５）、この判断結果がＮＯの場合は、非操作時用の操作機能画像Ｇ２（例えば、図８の（ａ）参照）をステップＳ４で決定した投影位置に投影させ（ステップＳ６）、判断結果がＹＥＳの場合は、操作時用の操作機能画像Ｇ２（例えば、図８の（ｂ）、（ｃ）参照）をステップＳ４で決定した投影位置に投影させる（ステップＳ７）。

つぎに、本発明の他の実施形態について説明する。ただし、前述した実施形態と共通の構成については、前述した実施形態と同じ符号を用いることで、前述した実施形態の説明を援用する場合がある。

他の実施形態に係る車両用操作装置は、手８で操作される操作部２と、操作部２上、又は操作部２の近傍に、操作部２の機能を示す文字又は画像を投影表示する投影表示部４と、投影表示部４を制御する制御部５と、を備える点は前述の実施形態と同様であるが、手検出部３を備えない点が前述の実施形態と相違している。

つまり、他の実施形態に係る車両用操作装置は、手８の重なりにかかわらず、操作部２上、又は操作部２の近傍に、操作部２の機能を示す文字又は画像を投影表示している。このような他の実施形態においても、ユーザの手８が操作部２に重なったときには、その操作部２の操作機能を示す文字又は画像がユーザの手８、又はその近傍に投影表示されるので、ユーザは、自分の手８で操作部２の操作機能画像Ｇ１が隠れてしまった状況でも、操作部２の操作機能を正しく認識した上で、操作部２を適切に操作することが可能になる。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

１ 車両用操作装置
２ 操作部
３ 手検出部
４ 投影表示部
５ 制御部
７ ステアリングホイール
８ 手
８ａ 爪部
８ｂ 甲部
Ｇ１ 操作機能画像（機能表示部）
Ｇ２ 操作機能画像

Claims (4)

1. 手で操作される操作部を備える車両用操作装置であって、
   前記操作部上に重なった手を検出する手検出部と、
   前記操作部の機能を示す文字又は画像を投影表示する投影表示部と、
   前記投影表示部を制御する制御部と、を更に備え、
   前記制御部は、前記手検出部が前記操作部上に重なった手を検出したとき、前記操作部上に重なった手、又は前記操作部の近傍に、前記操作部の機能を示す文字又は画像を投影表示させ、
   さらに前記操作部が操作されたと判断したとき、操作に対するアンサーバックとして、前記操作部上に重なった手、又は前記操作部の近傍に投影表示している文字又は画像を変化させる操作機能投影表示制御手段を備える、車両用操作装置。
2. 前記手検出部は、手の形状を検出可能であり、
   前記操作機能投影表示制御手段は、前記手検出部が前記操作部上に重なった手を検出したとき、前記操作部上に重なった指の爪部に、前記操作部の機能を示す文字又は画像を投影表示させる、請求項１に記載の車両用操作装置。
3. 前記手検出部は、手の形状を検出可能であり、
   前記操作機能投影表示制御手段は、前記手検出部が前記操作部上に重なった手を検出したとき、前記操作部上に重なった手の甲部に、前記操作部の機能を示す文字又は画像を投影表示させる、請求項１又は２に記載の車両用操作装置。
4. 前記操作部は、前記操作部の機能を示す機能表示部を有し、
   前記操作機能投影表示制御手段は、前記手検出部が前記操作部上に重なった手を検出したとき、前記操作部上に重なった手、又は前記操作部の近傍に、前記操作部の機能を示す文字又は画像を前記機能表示部よりも大きく投影表示させる、請求項１～３のいずれか１項に記載の車両用操作装置。