CN105389034B - 用于车辆的操作装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的操作装置，具有操作表面的屏幕(12)，所述屏幕(12)被配置为使得按照施加于所述操作表面的操作力，所述屏幕(12)的包括被施加所述操作力的部分在内的区域在所述操作力所施加的方向上变形；投影单元(14)，其被配置为投影图像到所述屏幕(12)上；检测单元，其被配置为检测所述屏幕(12)的被施加所述操作力并由于被施加的所述操作力而变形的所述部分作为操作位置；以及处理单元(18)，其被配置为基于由所述检测单元执行的检测的结果，执行与被投影到所述屏幕(12)上的所述图像的与所述操作位置对应的部分相关联的预定处理。

Description

用于车辆的操作装置
技术领域
本发明涉及用于车辆的操作装置。
背景技术
作为用于车辆的操作装置的示例，公知的是用于导航装置或类似物中的输入操作的触摸板。
例如，在日本专利申请公开号2013-016114(JP 2013-016114 A)中，判定变化量(即触摸位置每单元时间的移动量)是否等于或小于预定值，并且当变化量大于预定值时，触摸操作不被接受。因而，防止了由于同时执行的多个操作而带来的错误判定。
触摸板还在诸如为智能手机的移动电话中使用。作为触摸板的输入操作，通常公知的是跟踪操作(所谓的轻击操作)。
但是，因为在JP 2013-016114 A中使用的触摸板或诸如为智能手机的移动终端具有由硬材料形成的操作表面，也就是，感觉不软的材料，所以触摸板给人一种“冷印象”。因此，触摸板不会提供愉悦感或舒适感给用户。
发明内容
本发明提供了一种用于车辆的操作装置，其使得当用户触摸操作装置时具有愉悦感，并且其允许用户享受对操作装置的操作。
根据本发明的一个方面的用于车辆的操作装置包括具有操作表面的屏幕，该屏幕被配置为使得按照施加于操作表面的操作力，屏幕的包括被施加操作力的部分在内的区域在操作力所施加的方向上变形；投影单元，其被配置为投影图像到屏幕上；检测单元，其被配置为检测屏幕的被施加操作力并由于所施加的操作力而变形的部分作为操作位置；以及处理单元，其被配置为基于由检测单元执行的检测的结果，执行与被投影到屏幕上的图像的与操作位置对应的部分相关联的预定处理。
在本发明的上述方案中，屏幕具有操作表面，并且被配置为使得按照施加于操作表面的操作力，屏幕的包括被施加操作力的部分在内的区域在操作力所施加的方向上变形。也就是，屏幕为三维可变形的。例如，屏幕可以由感觉柔软并且为弹性的材料形成，诸如布、橡胶、或者薄膜。
投影单元被配置为投影图像到屏幕上，并且检测单元被配置为检测屏幕的被施加操作力并由于被施加的操作力而变形的部分作为操作位置，也就是，由在屏幕上执行的操作而三维变形的屏幕的一部分。
基于由检测单元执行的检测结果，处理单元执行与被投影到屏幕上的图像的与操作位置对应的部分相关联的预定的处理。换而言之，有可能执行预定的处理，例如，用于提供指令以执行对应于操作位置的操作的处理，或用于在投影的图像之间切换的处理。
因为使用三维可变形的屏幕，用户能够获得不同于当用户触摸非三维变形的传统的硬触摸板时获得的感受(感觉)。因而，当用户触摸屏幕时用户能够获得愉悦感，并且用户能够享受对屏幕的操作。进一步，因为用户能够操作屏幕使得屏幕三维凹陷(下压)，用户能够享受不能在传统的触摸板上执行的操作。
投影单元可以被配置为从屏幕的操作表面的相对侧投影图像到屏幕上。使用这一配置，图像不被用户的手(的阴影)阻挡或隐藏。对应地，用户能够在看到图像的同时操作屏幕。
处理单元可以被配置为进一步执行图像处理以屏幕的被施加操作力并由于被施加的操作力而变形的部分周围的多个图像移动到屏幕的该部分。使用这一配置，屏幕的由于对屏幕执行操作而三维凹陷(下压)的部分周围的多个图像被吸入(吞没)到屏幕的该部分。也就是，在所投影的图像(视觉呈现)中该多个图像被吸入屏幕的一部分。换而言之，该多个图像被吸入通过使屏幕的表面凹陷而形成的凹陷部分。因而，用户能够享受向用户提供愉悦感觉和愉悦感受的操作和显示(视觉呈现)。
投影单元可以被配置为朝车辆的顶棚投影图像；以及投影单元可以移动到投影位置和到非投影位置，使得当投影单元位于投影位置时图像被投影到屏幕上，并且当投影单元位于非投影位置处时图像不被投影到屏幕上。
如上所述，根据本发明的上述方面，有可能提供用于车辆的操作装置，其当用户触摸操作装置时提供愉悦感，并且允许用户享受对操作装置的操作。
附图说明
以下将结合所附附图来描述本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义，其中相同的标记指代相同的元件，并且其中：
图1为根据本发明的实施例的示出用于车辆的操作装置的示意性透视图；
图2为根据本发明的实施例的示出用于车辆的操作装置的示意性配置的框图；
图3为示出立起状态的屏幕的示意图；
图4为根据本发明的实施例的示出由用于车辆的操作装置的ECU执行的处理的流程的示例的流程图；
图5A为示出其中多个显示的标记内容被投影到屏幕上的示例的视图，以及图5B为示出其中对应于操作位置的显示内容周围的显示内容流入该对应于操作位置的显示内容的视图；
图6为根据本发明的实施例的示出用于车辆的操作装置的操作的具体示例的视图；
图7为根据本发明的实施例的示出用于车辆的操作装置的操作的其它具体示例的视图；
图8为示出其中基于拍照的地图的鸟瞰图显示在屏幕上、并且按压的位置的信息以让信息进入按压位置的方式来显示在按压的位置处的示例的视图；以及
图9为示出其中位置检测单元被进一步设置在操作表面的一侧上的示例的视图。
具体实施方式
下面，将参照附图来具体描述本发明的实施例。图1为根据本发明的实施例的示出用于车辆的操作装置的示意性透视图。图2为示出根据本发明的实施例的用于车辆的操作装置的示意配置的框图。
如图1中所示，根据实施例的用于车辆的操作装置(此后，简称“操作装置”)10包括显示各种图像的屏幕12。屏幕12具有操作表面，并且被配置为使得按照施加于操作表面的操作力，屏幕的包括被施加操作力的部分在内的区域在所施加的操作力的方向上变形。屏幕12由感觉软(易弯曲)并且为弹性(可伸展)的材料形成。跟踪操作(即，轻击操作)能够在屏幕12上执行，如在触摸板的情况中那样。屏幕12由感觉软并且为弹性的材料形成，诸如布(织物)、半透射(半透明)橡胶、或薄半透射(半透明)膜。在实施例中，通过使用由感觉软并且为弹性的材料形成的屏幕12，用户能够使操作表面三维地变形，换而言之，用户能够执行使操作表面三维地变形的操作(例如，三维地按压操作表面的按压操作，以及三维地按压操作表面的同时跟踪(轻击)操作表面的按压-跟踪(按压-轻击)操作)。在由硬材料形成的传统的触摸板中，不可能执行使操作表面三维地变形的操作。在实施例中，图像从操作表面的相对侧投影。因此，使用由透射(半透明)或半透射(半透明)材料形成的屏幕12。
屏幕12由框架构件50固定，并且框架构件50由支撑构件52支撑。支撑构件52由设置在例如车辆的中央控制台中的基座54支撑。
屏幕12的操作表面位于图1和图2中的上侧(例如，车辆高度方向中的上侧)。图像投影单元14被配置为投影图像到屏幕12上，诸如投影仪，且被配置为检测在屏幕12上执行的触摸操作的位置检测单元16(第一位置检测单元)被设置在相对侧(即，在操作表面的相对侧，例如，在车辆的高度方向中的下侧)。换而言之，图像投影单元14和位置检测单元16设置在屏幕12的与其操作表面相对一侧上的区域中。图像投影单元14和位置检测单元16设置在例如车辆的中央控制台部分。
位置检测单元16对用于检测屏幕12的被施加操作力并且由于被施加的操作力而三维变形的部分的信息进行检测。作为位置检测单元16，例如，红外摄像机或红外距离传感器可以用于检测用于识别由在屏幕上执行的操作三维地按压的部分的信息(例如，红外图像信息或距离信息)。可选地，位置检测单元16可以设置在屏幕12中，以检测屏幕12的变形。在这一情况中，例如，可以使用能够检测表面区域中的改变的弹性传感器。
如图2中所示，图像投影单元14和位置检测单元16连接到电子控制单元(ECU)18。例如，ECU 18包括微计算机，微计算机包括中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、以及输入/输出端口。CPU、ROM、RAM、以及输入/输出端口连接到总线。
ECU 18基于由位置检测单元16执行的检测的结果来执行与投影到屏幕12上的图像中的操作位置相关联的预定处理。更具体地，ECU 18控制图像投影单元14来执行用于在屏幕12上显示图像的控制。除此之外，ECU 18基于由位置检测单元16执行的检测的结果来检测屏幕12中的操作位置，并且执行对应于(关联于)所检测的位置的处理(例如，执行用于提供操作指令或图像间的切换的控制)。
如图2中所示，ECU 18可以连接到导航装置20。例如，ECU 18可以连接到导航装置20以执行输出操作，例如，设置目的地的操作。除了导航装置20之外，ECU 18可以连接到音频-视频装置、空调装置等以操作各个装置。
在实施例中，屏幕12所固定到的框架构件50相对于支撑构件52可旋转。支撑构件52相对于基座54可旋转。也就是，屏幕12可移动到投影位置以及到非投影位置。当屏幕12位于投影位置处时，图像被投影到屏幕12上，并且当屏幕12位于非投影位置处时，图像不被投影到屏幕12上。在实施例中，当屏幕12移动到非投影位置时，框架构件50和支撑构件52从由点划线指示的位置移动到由实线指示的位置，也就是，使框架构件50和支撑构件52处于立起状态，如图3中所示。因而，图像能够投影到顶棚24，替代被投影到屏幕12上，如图3中所示。
接下来，将描述由根据实施例的具有上述配置的操作装置10中的ECU18执行的具体处理的示例。图4为根据本发明的实施例的示出操作装置10中的ECU 18执行的处理的流程的示例的流程图。例如，当点火开关打开时，或者当用于操作装置10的电源打开时，图4中的处理启动。
在步骤100中，ECU 18控制图像投影单元14投影图像到屏幕12上。接着，处理进行到步骤102。此时，在实施例中，图像从屏幕12的操作表面的相对侧投影。因此，当用户执行屏幕12上的操作时(即，当用户操作屏幕12时)用户的手(的阴影)不会阻挡或隐藏所投影的图像。用户能够执行屏幕12上的操作，同时看见图像，如在诸如为智能手机的移动终端的触摸板的情况中那样。各种图像能够投影到屏幕12上。例如，可以显示预定菜单图像。可以显示导航图像、为用于设定目的地的屏幕的目的地设定屏幕、等等。
在步骤102中，ECU 18判定操作是否已经在屏幕12上执行(即，屏幕12是否已经被操作)。ECU 18获得由位置检测单元16执行的检测的结果，并且基于检测的结果来执行判定。在诸如为红外摄像机的摄像机用作位置检测单元16的情况中，基于所捕获的图像，ECU18判定屏幕12是否已经三维地改变。在诸如为红外距离传感器的距离传感器被使用的情况中，ECU18判定距离传感器与屏幕12之间的距离是否已经改变。当做出肯定判定时，处理进行到步骤104。当做出否定判定时，处理进行到步骤112。
在步骤104中，ECU 18基于由位置检测单元16执行的检测的结果来检测操作位置。接着，处理进行到步骤106。基于所捕获的图像或所检测的距离(距离检测的结果)，ECU 18通过识别被三维地按压的部分来检测操作位置。因为通过使用摄像机或距离传感器识别被三维按下的部分(凹陷的部分)来检测操作位置，能够增加检测到的操作位置的准确性。也就是，相比于使用传统的触摸板的情况，有可能更可靠地检测用户的意图。
在步骤106中，ECU 18识别对应于所确定的操作位置的显示的内容。接着，处理进行到步骤108。ECU 18例如通过匹配当前显示的图像中的所显示的内容的位置与所确定的操作位置，来识别对应于操作位置的所显示的内容。
在步骤108中，ECU 18执行图像处理以生成所识别的显示内容周围的显示内容流入该所识别的显示内容中的图像，并且使用图像投影单元14来投影所生成的图像到屏幕12上。接着，处理进行到步骤110。此后，将描述如图5A中所示的投影到屏幕12上的音符60a到60g的多个显示内容的示例。如图5B中所示，当用户三维地按压屏幕12以操作屏幕12时，ECU18执行图像处理，使得屏幕12的因操作力而变形的凹陷部分(下压部分)周围所显示的内容移动到凹陷部分。也就是，执行图像处理以生成对应于操作位置的显示内容60g周围的显示内容60a到60f朝显示内容60g移动的图像，并且该图像被投影。屏幕12被三维地按压，并且对应于操作位置的显示内容周围的显示内容朝对应于操作位置的显示内容移动。因而，在所显示的图像中，各个显示内容流入对应于操作位置的显示内容中。换而言之，有可能表达所显示的内容的移动，也就是，有可能表达其中所显示的内容在被按和凹陷(下压)的部分处聚集、并且被吸入(吞没)到凹陷部分(下压部分)的情形。因而，用户能够享受使显示内容被吸入通过使表面凹陷而形成的凹陷部分中的操作和显示(视觉呈现)。也就是，用户能够享受提供愉悦的感觉和愉悦的感受给用户的操作和显示(视觉呈现)。换而言之，在根据实施例的操作装置10中，用户能够执行不能在传统的触摸板上执行的操作。进一步，根据实施例的操作装置10能够提供不能由传统的触摸板提供的显示(视觉呈现)。因而，有可能增加能够执行的操作的种类，并且有可能增加能够提供的视觉呈现的种类。
在步骤110中，ECU 18执行对应于所识别的显示内容的处理，并且接着，处理进行到步骤112。例如，ECU 18提供操作指令给对应于所识别的显示内容的装置，和/或控制图像投影单元14，以投影对应于所识别的显示内容的图像到屏幕12上。更具体地，在其中所识别的显示内容指示地图屏幕应该被显示的情况中，ECU 18从导航装置获得地图图像，并且控制图像投影单元14，以投影地图图像到屏幕12上。
在步骤112中，ECU 18判定操作是否已经结束。ECU 18例如通过判定操作装置10的点火开关或电源开关(未示出)是否已经操作和关闭来判定操作是否已经结束。当做出否定判定时，处理返回步骤102，并且重复上述处理。当做出肯定判定时，结束使用图像投影单元14进行的对图像的投影，并且处理结束。
如上所述，在根据实施例的操作装置10中，将感到软的屏幕用作对应于触摸板显示的屏幕12，并且因此，乘员(用户)能够获得不同于当乘员触摸传统的硬触摸板时所获得的感受(感觉)。进一步，当乘员触摸屏幕12时具有愉悦感，并且能够享受对屏幕12的操作。进一步，乘员在三维地按压(下压)屏幕12的同时能够享受对屏幕12的操作。也就是，乘员能够享受不能在传统的操作装置(传统的触摸板)上执行的操作。
进一步，因为图像投影单元14设置在屏幕12的操作表面的相对侧上(换而言之，图像投影单元14设置在屏幕12的操作表面的相对侧上的区域中)，以及图像从操作表面的相对侧投影到屏幕12上，当用户操作屏幕12时图像不会被阻挡或隐藏。因此，用户能够在看见图像的同时操作屏幕12。接着，将描述操作装置10的具体操作。
在其中例如检测上车的乘员的传感器被设置并且连接到ECU 18的情况中，ECU 18能够判定车辆中的乘员的数量。因此，如图6中的(A)到(C)中所示，投影到屏幕12上的光的颜色可以按照车辆中的乘员的数量而改变。也就是，在这一情况中，ECU 18判定车辆中的乘员的数量，并且按照车辆中的乘员的数量来改变投影到屏幕12上的光的颜色。例如，当一个人(第一人)登上备用状态的车辆时，紫色光投影到屏幕12上(参见图6中的(A))。当第二人登上车辆时，绿色光投影到屏幕12上(参见图6中的(B))，并且当第三人登上车辆时，蓝色光投影到屏幕12上(参见图6中的(C))。
操作装置10可以进一步包括捕获屏幕12的操作表面侧的图像的摄像机，并且ECU18可以获得由摄像机捕获的图像，并且可以在导航装置20中设定目的地。例如，在如图6中的(D)中所示的，纸62和诸如为智能手机的移动终端64放置在屏幕12上的情况中，摄像机捕获纸62和移动终端64的图像。基于所捕获的图像，在纸62上描述的位置、或者在移动终端64中指示的位置可以使用二维码来确定，并且所确定的位置可以转换成目的地，并且如图6中的(E)中所示，目的地可以显示在屏幕12上。可选地，ECU 18可以获得用于行进到图6中的(F)中所示的导航装置中设定的目的地的路线，并且路线可以显示在屏幕12上。
用于行进到目的地的路线上的附近的地点(位置)可以被搜索(检索)和显示在屏幕12上。例如，用于经由“abc咖啡店”行进到“xxx停车场”的路线可以设置为如图6中的(G)中所示。在这一情况中，首先，如图6中的(G)中所示，计划的路线显示在屏幕12上。接下来，ECU 18或导航装置20提取例如没有包括在计划的路线中的附近的地点，并且接着，ECU 18控制图像投影单元14，使得地点以模糊的方式显示，如图6中的(H)中所示。当用户对一地点感兴趣时，用户可以能够通过按压该地点的模糊的图像来看见地点信息，如图6中的(I)中所示。例如，当用户按压图像时，车辆的内部的发光装置的颜色可以改变成对应于所选的图像的颜色，或者可以生成(播放)对应于该地点的环境声(音乐)，如图6中的(J)中所示。当用户想要添加地点到路线时，用户能够例如通过再次按压所显示的信息来添加地点到路线，如图6中的(K)中所示。
发光装置可以打开，且/或光可以与车辆的内部的音乐同步地投影到屏幕12。可选地，基于车辆当前所处的位置的信息，可以使用车辆当前位置的卫星图像或使用摄像机或类似物，来识别车辆外部的风景，并且发光装置可以输出具有对应于车辆外部的风景的颜色的光，或具有对应于车辆外部的风景的颜色的光可以投影到屏幕12上。
用户能够执行添加地点到到达目的地的路线的操作。例如，在其中如图7中的(A)中所示的显示用于行进到“abc咖啡店”的路线的情况中，到达“abc咖啡店”的路线上的地点显示为屏幕12上的黑圈。地点可以从例如导航装置中的一类别的地点中选择。例如，当选择餐馆时，餐馆的位置可以显示为屏幕12上的黑圈，如图7中的(A)中所示。当用户执行对屏幕12的触摸操作时(即，当用户触摸屏幕12上的黑圈时)，如图7中的(B)中所示，显示对应于触摸的黑圈的具体信息。如图7中的(C)中所示，通过执行预定操作(如通过再次执行触摸操作)，可以添加地点(位置)到路线。在图7中的(C)中所示的示例中，在到达“出租店”之前添加地点(位置)。
例如，在行进期间，具有漂亮风景的地点可以显示在屏幕12上以通知用户该地点。例如，指示路线上具有漂亮风景的地点的标记如图7中的(D)中所示地显示。当用户执行对标记的触摸操作时(即，当用户触摸标记时)，地点信息显示在屏幕12上，如图7中的(E)中所示。ECU 18可以控制图像投影单元14，使得当车辆通过其中用户能够看见该地点的风景的区域时，标记消失，如图7中的(F)中所示。在如上所述的其中图像投影单元14结合导航装置20操作的情况中，如图8中的(A)中所示，基于拍照的地图的鸟瞰图可以显示在屏幕12上。当用户对位置感兴趣时，用户可以按压该位置，并且接着，位置信息可以以让信息进入按压(下压)位置的方式来显示在屏幕12上，如图8中的(B)中所示。此时，可以执行控制，使得发光装置的光的颜色或投影到屏幕12上的光的颜色对应于该位置的颜色而变化。
在实施例中，位置检测单元16(第一位置检测单元)被布置在屏幕12的操作表面的相对侧上(换而言之，位置检测单元16被布置在屏幕12的操作表面的相对侧上的区域中)，以检测用于识别操作位置的信息。但是，本发明不限于这一配置。例如，如图9中所示，位置检测单元22(第二位置检测单元)可以设置在屏幕12的操作表面侧上。通过如图9中所示地提供两个位置检测单元16、22，有可能检测例如多触摸操作(即，有可能检测例如多点接触)。可选地，可以设置仅仅在屏幕12的操作表面侧上的位置检测单元22。本发明不限于上述配置。在本发明的范围内，可以对上述配置做出各种修改。进一步，除了车辆，根据本发明的操作装置能够利用于各种装置(例如，游戏机)。

Claims (5)

1.一种用于车辆的操作装置，其特征在于包括：
具有操作表面的屏幕(12)，所述屏幕(12)被配置为使得按照施加于所述操作表面的操作力，所述屏幕(12)的包括被施加所述操作力的部分在内的区域在所述操作力所施加的方向上发生三维变形而被下压；
投影单元(14)，其被配置为投影图像到所述屏幕(12)上；
检测单元，其被配置为检测所述屏幕(12)的被施加所述操作力并由于被施加的所述操作力而发生三维变形的所述部分作为操作位置；以及
处理单元(18)，其被配置为基于由所述检测单元执行的检测的结果，执行与被投影到所述屏幕(12)上的所述图像的与所述操作位置对应的部分相关联的预定处理，
其中所述处理单元(18)被配置为进一步执行图像处理以使得所述屏幕(12)的被施加所述操作力并由于被施加的所述操作力而发生三维变形的所述部分周围的多个图像移动到所述屏幕(12)的所述部分。
2.根据权利要求1所述的操作装置，其中所述投影单元(14)被配置为从所述屏幕(12)的所述操作表面的相对侧投影所述图像到所述屏幕(12)上。
3.根据权利要求1或2所述的操作装置，其中：
所述投影单元(14)被配置为朝所述车辆的顶棚投影所述图像；并且
所述屏幕(12)能够移动到投影位置和非投影位置，以使得当所述屏幕(12)位于所述投影位置时所述图像被投影到所述屏幕(12)上，并且当所述屏幕(12)位于所述非投影位置时所述图像不被投影到所述屏幕上。
4.根据权利要求1所述的操作装置，其中所述检测单元为摄像机或距离传感器。
5.根据权利要求1所述的操作装置，其中所述检测单元包括设置在所述屏幕(12)的所述操作表面的相对侧上的第一位置检测单元(16)和设置在所述屏幕(12)的所述操作表面侧上的第二位置检测单元(22)。
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