JP2010149617A - 操作者識別装置、車載装置及びナビゲーションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】何れかの乗員が車両のシャーシに触れながら車載装置を操作しても、その装置の操作に関与した乗員を識別できる操作者識別装置を提供する。
【解決手段】操作者識別装置１は、車両のシャーシの電位をグラウンドとする回路と絶縁された電力を供給する電源装置２と、識別部３とを有する。識別部３は、電源装置２から供給された電力により、第１のオペレータに対する第１の識別信号を出力する発振器１１と、車載装置の操作部２０に配置された電極１５を通じて、第１のオペレータが操作部２０に接触することにより流れた第１の識別信号を検出することにより、第１のオペレータが操作部２０を操作したと判定するコントローラ１７とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、操作者識別装置、及び操作者識別装置を用いた車載装置及びナビゲーションシステムに関する。

近年、車両走行中の安全性を向上させるために、走行中において、ドライバがナビゲーション装置またはオーディオ装置などの車載装置を操作することを禁止する装置が開発されている。しかし、ドライバが車載装置を操作することを禁止する一方で、利便性の観点から、同乗者が車載装置を操作することを可能とすることが望ましい。そこで、ドライバが車載装置を操作したのか、同乗者が車載装置を操作したのかを判定する装置が開発されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１には、「ステアリングホイール５をカバーする導電性被覆材６にセンサ電源部２から微弱電流を印加し、運転者がステアリングホイール５を握った状態で操作スイッチ４に触れると、運転者を通して操作スイッチ４の電位が上昇変化する。走行中、この電圧差に基づいて運転者入力判定部１２が運転者による操作であると判定したときは、入力信号制御部１４が操作スイッチ４からの入力を受け付けない」ことが開示されている。

特開２００５−１７８４７１号公報

ところで、ドライバまたは同乗者が窓枠など車両のシャーシに接触しつつ、車載装置を操作することもある。あるいは、ドライバは靴を履かずに運転操作をすることもある。このような場合、操作者を識別するための微弱電流がシャーシを経由してシャーシグラウンドへリークしてしまう。そのため、ドライバまたは同乗者と車載装置の操作スイッチを経由して流れるその微弱電流が減衰し、操作スイッチにおける電位の上昇を検知することが困難となるおそれがあった。

そこで、本発明は、何れかの乗員が車両のシャーシに触れながら車載装置を操作しても、その装置の操作に関与した乗員を識別できる操作者識別装置、その操作者識別装置を用いた車載装置及びナビゲーションシステムを提供することを課題とする。

本発明の一つの側面によれば、操作部を有する装置の操作者を識別する操作者識別装置が提供される。係る操作者識別装置は、車両のシャーシの電位をグラウンドとする回路と絶縁された電力を供給する電源装置と、操作者を識別する識別部とを有する。その識別部は、電源装置から供給された電力により、第１のオペレータに対する第１の識別信号を出力する第１の発振器と、操作部に配置された電極を通じて、第１のオペレータが操作部に接触することにより流れた第１の識別信号を検出することにより、第１のオペレータが操作部を操作したと判定するコントローラとを有する。

本発明の別の側面によれば、車載装置が提供される。係る車載装置は、上記の操作者識別装置と、操作部と、操作部を介して行われた操作に応じた処理を行う制御部とを有する。その制御部は、車両の走行中に操作部が操作された場合において、操作者識別装置から第１のオペレータが操作部を操作したことを示す信号を受信すると、その操作を無効とする。

本発明のさらに別の側面によれば、車両に搭載されるナビゲーションシステムが提供される。係るナビゲーションシステムは、車両の現在位置を検出する位置検出部と、地図情報を記憶する地図記憶部と、操作部と、操作部を介して入力された目的地情報と、位置検出部により検出された車両の現在位置と、地図記憶部に記憶された地図情報に基づいて、車両の現在位置から目的地までの経路を決定する経路決定部と、経路を表示する表示部と、車両のシャーシの電位をグラウンドとする回路と絶縁された電力を供給する電源装置と、ドライバまたはパッセンジャの何れが操作部を操作したかを識別する識別部と、車両の走行中に操作部が操作された場合において、識別部からドライバが操作部を操作したことを示す信号を受信すると、その操作を無効とする制御部とを有する。そして識別部は、車両のシャーシを基準とするグラウンドと絶縁されたグラウンドを持つ電源装置から供給された電力により、ドライバまたはパッセンジャに対して識別信号を出力する少なくとも一つの発振器と、操作部に配置された電極を通じて、ドライバまたはパッセンジャが操作部に接触することにより流れた識別信号を検出することにより、ドライバまたはパッセンジャの何れが操作部を操作したかを識別する判定部とを有する。

本発明によれば、何れかの乗員が車両のシャーシに触れながら車載装置を操作しても、その装置の操作に関与した乗員を識別できる操作者識別装置、その操作者識別装置を用いた車載装置及びナビゲーションシステムを提供することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照しつつ説明する。
本発明の一つの実施形態による操作者識別装置は、例えば車両に搭載され、ナビゲーションシステムなど、複数の乗員の何れかが操作可能な車載装置を操作した乗員を識別する。そのために、この操作者識別装置は、運転席と助手席に対して、識別信号を出力する。そしてこの操作者識別装置は、車載装置の操作部に設けた電極に操作者が触れると、その電極に触れた乗員と電極を通じて流れたその識別信号を検出器により検出して、車載装置を操作した乗員を識別する。さらにこの操作者識別装置は、操作者識別装置の電源系統を、車両のシャーシグラウンドを基準とする車載の他のシステムが使用する電源系統と絶縁することにより、識別信号が車両のシャーシを通じてリークすることを防止して、乗員が車両のシャーシに触れながら車載装置を操作しても、識別信号を検出器により容易に検知できることを可能とする。

図１は、本発明の一つの実施形態に係る操作者識別装置１の概略構成図である。図１に示すように、操作者識別装置１は、絶縁型直流電圧変換器２と、識別部３とを有する。
絶縁型直流電圧変換器２は、車両１００に搭載されたバッテリ４と接続され、バッテリ４から供給された第１の所定電圧（例えば、１２Ｖ）の電力を、第２の所定電圧（例えば、５Ｖ）に変換する。そして絶縁型直流電圧変換器２は、その第２の所定電圧の電力を識別部３に供給する。また第２の所定電圧は、車両１００のシャーシ１０１の電位とは異なる基準電位のグラウンドを持つ。すなわち、絶縁型直流電圧変換器２は、バッテリ４から電力供給され、かつ車両１００のシャーシ１０１の電位をグラウンドとする他の装置１０２の電源系統と、識別部３の電源系統を絶縁する。なお、本明細書において、車両１００のシャーシ１０１とは、バッテリ４のマイナス極と電気的に導通している車両の部分をいう。また、他の装置１０２には、操作者識別装置１が操作者を識別しようとする車載装置も含まれる。例えば、他の装置１０２は、空調装置、ナビゲーションシステム、またはオーディオシステムである。また、第１の所定電圧と第２の所定電圧は異なる必要はなく、絶縁型直流電圧変換器２は、バッテリ４から絶縁型直流電圧変換器２に供給される、シャーシ１０１の電位をグラウンドとする電源系統と、絶縁型直流電圧変換器２により電力供給される識別部３の電源系統を絶縁するものであればよい。また、本明細書において、「絶縁」という用語の意味は、識別部３を構成する回路と、シャーシ１０１の電位をグラウンドとする回路とを接続する線の抵抗値が無限大となることだけでなく、識別部３を流れる電流がシャーシ１０１にリークすることを実質的に防止できる程度の抵抗値を有することも含む。したがって、絶縁型直流電圧変換器２は、識別部３を構成する回路と、シャーシ１０１の電位をグラウンドとする回路との間の抵抗値として通常は１ＭΩ〜１０ＧΩ程度の抵抗値を有するが、そのリークを防止できる限り１ＭΩよりも小さい抵抗値を有していてもよい。絶縁型直流電圧変換器２は、例えば、公知の様々な絶縁型直流電圧変換器の何れかとすることができるので、絶縁型直流電圧変換器２の詳細な説明は省略する。

図２は、操作者識別装置１の識別部３の構成の一例を示す図である。図２に示すように、識別部３は、二つの発振器１１及び１２と、二つのシート電極１３及び１４と、電極１５と、検出器１６と、コントローラ１７を有する。なお、識別部３の構成は、図２に示すものに限られず、識別部３は、微弱電流を発振器により発生させ、乗員が車載装置の操作部を操作したときに、乗員を介して流れるその微弱電流を検出器により検知することにより、操作者を識別する構成を有していればよい。例えば、識別部３は、特開２００５−１７８４７１号公報に開示されたシステムにおいて操作者を識別するために使用される構成と同様の構成を有していてもよい。

発振器１１は、運転席２１に配置されたシート電極１３と電気的に接続され、シート電極１３に対してドライバ用識別信号Ｄを出力する。ドライバ用識別信号Ｄは、所定の周波数で振動する信号波であり、例えば、矩形波、サイン波または鋸波とすることができる。その所定の周波数は、車載装置が１回操作されるときに、ドライバが車載装置の操作部２０に触れる期間中に、複数個の信号波が出力される周波数、例えば、1kHzあるいは2kHzに設定することができる。
一方、発振器１２は、助手席２２に配置されたシート電極１４と電気的に接続される。そして発振器１２は、パッセンジャ用識別信号Ｐを出力する。パッセンジャ用識別信号Ｐは、ドライバ用識別信号Ｄと略同一の周波数及び略同一の振幅を有する信号波である。
発振器１１及び１２は、コントローラ１７により同期制御され、ドライバ用識別信号Ｄの位相は、パッセンジャ用識別信号Ｐの位相に対して反転される。また、発振器１１及び１２は、例えば、公知の様々な発振回路の何れかとすることができるので、その構成の詳細については説明を省略する。

電極１５は、例えば透明導電膜で形成され、操作者を識別しようとする車載装置の操作部２０、例えばタッチパネルディスプレイなどに設けられている。電極１５は、検出器１６と電気的に接続される。そして電極１５は、ドライバが車載装置の操作部２０に触れたときに、ドライバ用識別信号Ｄを検出器１６へ伝達する。同様に、電極１５は、パッセンジャがその操作部２０に触れたときに、パッセンジャ用識別信号Ｐを検出器１６へ伝達する。

なお、電極１５は、車載装置の操作部２０が、抵抗膜方式のタッチパネルなど、操作されたことを検出するための導電膜を有している場合、その導電膜としてもよい。また車載装置の操作部２０が静電容量方式のタッチパネルの場合には、電極１５を、導電膜と、タッチパネル周辺部に配置され、パネル表面の容量変化を検出するための電極とで構成してもよい。また車載装置の操作部２０が、ボタンスイッチのように導電膜を有さない場合、電極１５は、金属板などの不透明な電極で形成され、操作部２０の表面に配置されてもよい。また電極１５が、上記のように静電容量方式のタッチパネルの部品などで構成される場合、そのタッチパネルは、同時にタッチパネルに触れた者同士の通電が生じない多点同時検出可能なタッチパネルであってもよい。また操作部２０は、絶縁体で構成されたハウジングの内部に電極を設け、操作者と電極との静電容量結合で操作を検知するスイッチであってもよい。

なお、電極１５が操作部２０の導電膜である場合のように、電極１５が操作部２０と一体に形成される場合、識別部３のコントローラ１７を経由して、シャーシ１０１をグラウンドとする他の装置１０２の一つである車載装置本体が操作部２０により行われた操作を表す信号を取得することができる。そのため、このような場合、コントローラ１７と車載装置本体を接続する導線を通じてドライバ用識別信号Ｄまたはパッセンジャ用識別信号Ｐがリークすることを防止することが好ましい。そこでこの場合には、コントローラ１７と車載装置本体を接続する導線の途中に、フォトカプラのような、信号のみを伝達して、コントローラ１７側と車載装置本体側との間を電流が流れることを防止する素子を設けることが好ましい。

検出器１６は、電極１５を経由して伝達されたドライバ用識別信号Ｄまたはパッセンジャ用識別信号Ｐを検出する。本実施形態では、検出器１６は電圧計を有する。そして検出器１６は、ドライバが車載装置の操作部２０を操作することにより、発振器１１、シート電極１３、ドライバ、電極１５により形成される回路において、電極１５から伝達された信号の電圧を測定する。また検出器１６は、パッセンジャが車載装置の操作部２０を操作することにより、発振器１２、シート電極１４、パッセンジャ、電極１５により形成される回路において、電極１５から伝達された信号の電圧を測定する。あるいは、検出器１６は、電流計を有し、ドライバまたはパッセンジャが車載装置の操作部２０に触れるか、ドライバとパッセンジャが触れることにより形成される閉回路に流れる電流値を測定してもよい。

ここで再度図１を参照すると、識別部３の発振器１１と、シート電極１３と、ドライバと、電極１５と検出器１６により形成される識別用回路が、バッテリ４から電源供給され、シャーシ１０１の電位をグラウンドとする他の装置１０２の電源系統と絶縁されている。そのため、例えば、ドライバがシャーシ１０１に接触しつつ車載装置の操作部２０に触れても、発振器１１から出力され、ドライバを経由したドライバ用識別信号Ｄは、シャーシ１０１を通じてシャーシグラウンドへ実質的に流れることはない。そのため、検出器１６は、ドライバがシャーシ１０１に接触しつつ車載装置の操作部２０に触れても、ドライバを経由したドライバ用識別信号Ｄを容易に検出できる。

このことを、上記の識別用回路を流れる電流に関して説明する。ここで、発振器１１から出力されるドライバ用識別信号Ｄの電圧をVとし、ドライバが操作部２０に触れているときの対地インピーダンスをZ_operator、ドライバからシャーシ１０１を経由する経路に対する対地インピーダンスをZ_leak、絶縁型直流電圧変換器２のインピーダンスをZ_isoとする。この場合、発振器１１から出力され、ドライバを経由したドライバ用識別信号Ｄについて、シャーシ１０１を通じてシャーシグラウンドへ流れる電流I_leakは、次式で表される。

（１）式から明らかなように、絶縁型直流電圧変換器２のインピーダンスZ_isoが大きくなるほど、I_leakは0に近づく。そして本実施形態では、絶縁型直流電圧変換器２が、識別部３をバッテリ４から電源供給され、シャーシグラウンドを基準とする他の装置１０２の電源系統と絶縁しているため、Z_isoは非常に大きな値となる。そのため、I_leakは実質的に0となる。

同様に、発振器１２と、シート電極１４と、パッセンジャと、電極１５と検出器１６により形成される回路が、バッテリ４から電源供給され、シャーシグラウンドを基準とする他の装置１０２の電源系統と絶縁されている。そのため、パッセンジャが車両１００のシャーシ１０１に接触しつつ車載装置の操作部２０に触れても、パッセンジャ用識別信号Ｐがシャーシ１０１を通じてリークすることはないので、検出器１６はパッセンジャを経由したパッセンジャ用識別信号Ｐを容易に検出できる。

検出器１６は、信号波形の測定結果（例えば、測定された電圧の最大値及び最小値）を、コントローラ１７へ送信する。

コントローラ１７は、組み込み型の制御ユニット、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の半導体メモリ、通信インターフェース及びその周辺回路を有する。コントローラ１７は、発振器１１、１２を制御する。またコントローラ１７は、検出器１６から得た信号波形の測定結果に基づいて、車載装置を操作した操作者がドライバかパッセンジャかを識別する。さらにコントローラ１７は、ドライバとパッセンジャの双方が車載装置の操作に関与しているか否かを判定してもよい。なお、ドライバとパッセンジャの双方が車載装置の操作に関与することには、ドライバとパッセンジャが接触しつつ車載装置の操作部に触れること、及びドライバとパッセンジャが互いに接触しているか否かにかかわらず、同時に操作部に触れることが含まれる。

図３（ａ）〜（ｄ）のタイミングチャートを参照しつつ、コントローラ１７による、車載装置の操作者の識別処理について説明する。図３（ａ）は、ドライバ用識別信号Ｄの信号波形３０１及びパッセンジャ用識別信号Ｐの信号波形３０２を示す。また図３（ｂ）は、ドライバが車載装置の操作部２０に触れたときに、検出器１６で検出される信号波形３０３を示す。また、図３（ｃ）は、パッセンジャが車載装置の操作部２０に触れたときに、検出器１６で検出される信号波形３０４を示す。さらに、図３（ｄ）は、ドライバとパッセンジャが接触しつつ、車載装置の操作部２０に触れたときに、検出器１６で検出される信号波形３０５を示す。なお、図３（ａ）〜（ｄ）において、横軸は経過時間を表す。また図３（ａ）〜（ｄ）において、縦軸は電圧を表し、Ａは基準電圧である。そして検出器１６により測定された電圧の最大値または最小値と基準電圧Ａとの差が、検出器１６により検出された信号の最大振幅となる。

発振器１１がドライバ用識別信号Ｄを出力している間に、運転席２１に座ったドライバが、車載装置を操作しようとしてその操作部２０に触れると、ドライバ用識別信号Ｄが、シート電極１３、ドライバ及び電極１５を通じて検出器１６へ流れる。そのため、図３（ｂ）に示すように、検出器１６は、ドライバ用識別信号Ｄと同じ周期で振動する、比較的振幅の大きな信号を検出することができる。

また、発振器１２がパッセンジャ用識別信号Ｐを出力している間に、助手席２２に座ったパッセンジャが車載装置の操作部２０に触れると、発振器１２から出力されたパッセンジャ用識別信号Ｐが、シート電極１４、パッセンジャ及び電極１５を経由して検出器１６へ流れる。そのため、図３（ｃ）に示すように、検出器１６は、パッセンジャ用識別信号Ｐと同じ周期で振動する、比較的振幅の大きな信号を検出することができる。

さらに、ドライバとパッセンジャが接触しつつ、どちらか一方が車載装置の操作部２０に触れた場合、あるいは、、ドライバとパッセンジャが相互に接触したか否かにかかわらず、ドライバとパッセンジャが同時に操作部２０に触れた場合、ドライバ用識別信号Ｄとパッセンジャ用識別信号Ｐの両方が、電極１５を経由して検出器１６に伝達される。ここで、上記のように、ドライバ用識別信号Ｄとパッセンジャ用識別信号Ｐは、同じ振幅及び同じ周波数を持ち、位相が互いに対して反転している。そのため、検出器１６において、ドライバ用識別信号Ｄとパッセンジャ用識別信号Ｐは、互いに打ち消し合う。従って、検出器１６で検出される識別信号の振幅は、ドライバ用識別信号Ｄまたはパッセンジャ用識別信号Ｐの何れか一方のみが検出器１６に伝達される場合において検出器１６により検出される識別信号の振幅よりも小さくなる。

以下、図４に示したフローチャートを参照しつつ、コントローラ１７による操作者識別処理の動作手順を説明する。
まず、車載装置が、その操作部２０が接触されたことを検出して、操作者識別装置１に対して操作者識別処理の開始を指示すると、コントローラ１７は、発振器１１からシート電極１３へドライバ用識別信号Ｄを出力させる。またコントローラ１７は、発振器１２からシート電極１４へ、ドライバ用識別信号Ｄと同じ振幅及び周波数を有し、ドライバ用識別信号Ｄに対して位相が反転したパッセンジャ用識別信号Ｐを出力させる（ステップＳ１０１）。

次に、コントローラ１７は、検出器１６により検出された信号の最大振幅の絶対値が、所定の閾値Th_cを超えるか否か判定する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において、検出信号の最大振幅の絶対値が、閾値Th_cを超える場合、コントローラ１７は、ドライバ用識別信号Ｄか、パッセンジャ用識別信号Ｐの何れかが検出されたと判定する。そしてコントローラ１７は、その検出信号がドライバ用識別信号Ｄか、パッセンジャ用識別信号Ｐか判定する（ステップＳ１０３）。

ステップＳ１０３において、コントローラ１７は、ドライバ用識別信号Ｄの振幅が正の値を持つときに、検出器１６で検出された信号の振幅が所定の閾値Th_cを超える場合、ドライバ用識別信号Ｄが検出されたと判定する。同様に、コントローラ１７は、ドライバ用識別信号Ｄの振幅が負の値を持つときに、その検出信号の振幅が閾値-Th_cを下回る場合、ドライバ用識別信号Ｄが検出されたと判定してもよい。
逆に、コントローラ１７は、パッセンジャ用識別信号Ｐの振幅が正の値を持つときに、検出器１６で検出された信号の振幅が閾値Th_cを超える場合、パッセンジャ用識別信号Ｐが検出されたと判定する。同様に、コントローラ１７は、パッセンジャ用識別信号Ｐの振幅が負の値を持つときに、検出器１６で検出された信号の振幅が閾値-Th_cを下回る場合、パッセンジャ用識別信号Ｐが検出されたと判定してもよい。

なお、コントローラ１７は、ノイズ等による誤検出を防止するために、検出信号と閾値Th_cとの比較を複数回実行してもよい。例えば、コントローラ１７は、ドライバ用識別信号Ｄの振幅が正の値を持つときに検出信号の振幅が閾値Th_cを超えたこと、またはドライバ用識別信号Ｄの振幅が負の値を持つときに検出信号の振幅が閾値-Th_cを下回ることが、複数回検出されると、ドライバ用識別信号Ｄが検出されたと判定してもよい。また、パッセンジャ用識別信号Ｐの位相は、ドライバ用識別信号Ｄの位相に対して反転しているので、検出器１６において、両方の識別信号が同時に正の振幅を有したり、同時に負の振幅を有することはないことは明らかである。

ステップＳ１０３において、検出信号がドライバ用識別信号Ｄと判定された場合、コントローラ１７は、ドライバが操作部２０を操作したと判定する（ステップＳ１０４）。一方、検出信号がパッセンジャ用識別信号Ｐと判定された場合、コントローラ１７は、パッセンジャが操作部２０を操作したと判定する（ステップＳ１０５）。

一方、ステップＳ１０２において、検出器１６にて検出された信号の最大振幅の絶対値が、閾値Th_c以下のとき、コントローラ１７は、ドライバとパッセンジャの双方が車載装置の操作に関与していると判定する（ステップＳ１０６）。
コントローラ１７は、上記の処理を終了した後、操作者の識別結果を示す操作者識別信号を、車載装置に通知する。

なお、所定の閾値Th_cは、以下の条件を満たすように決定される。

ここで、Noise floorは、ノイズフロアである。V_smallerは、ドライバとパッセンジャが接触していないときにおいて、ドライバ用識別信号Ｄまたはパッセンジャ用識別信号Ｐが、ドライバかパッセンジャの何れか一方のみを経由して検出器１６へ伝達されたときの、その識別信号の振幅に相当する電圧のうちの低い方の電圧値に対応する。V_operatorは、ドライバとパッセンジャが接触しているときにおいて、ドライバとパッセンジャのうちの操作部２０に触れている方のみを経由して検出器１６へ伝達されたドライバ用識別信号Ｄまたはパッセンジャ用識別信号Ｐの振幅に相当する電圧値である。さらに、V_toucherは、ドライバとパッセンジャの両方を経由して、検出器１６へ伝達されたドライバ用識別信号Ｄまたはパッセンジャ用識別信号Ｐの振幅に相当する電圧値である。またV_m1、V_m2は、誤検出を防止するためのマージン値である。また、α、βは、それぞれV_operator、V_toucherの減衰率である。

（２）式に示すように、閾値Th_cは、V_operator、V_toucherをそれぞれ減衰率α、βで除した値の絶対値の差にマージン値V_m2を加えた値よりも大きい値に設定される。なぜなら、ドライバ用識別信号Ｄの位相とパッセンジャ識別信号Ｐの位相は反転されており、ドライバとパッセンジャが接触しているときには、検出器１６では、ドライバ用識別信号Ｄとパッセンジャ識別信号Ｐは打ち消しあうためである。なお、減衰率α、βは、それぞれ下記のように表される。

ここで、Z_operatorは、ドライバとパッセンジャが接触しているときにおいて、ドライバとパッセンジャのうちの操作部２０に触れている方の対地インピーダンスである。また、Z_toucherは、ドライバとパッセンジャが接触しているときにおいて、ドライバとパッセンジャのうちの操作部２０に触れていない方の対地インピーダンスである。ドライバとパッセンジャが接触することは、ドライバとパッセンジャのうちの操作部２０に触れた方及び操作部２０に触れていない方ともに接地インピーダンスが追加されたとみなすことができる。そのため、検出器１６の入力インピーダンスが十分に大きいと仮定すると、Z_operatorとZ_toucherの分圧比の逆数が減衰率α、βとなる。

また（２）式に示すように、閾値Th_cは、V_smallerはからマージン値V_m1を引いた値以下に設定される。これにより、ドライバとパッセンジャが接触していないときに、それらのどちらか一方のみを経由して検出器１６に伝達された識別信号の最大振幅が、Th_c以下となることを防止できる。そのため、コントローラ１７は、ドライバとパッセンジャが接触せず、ドライバとパッセンジャの何れかが操作部２０を操作したことを容易に検出できる。

なお、識別部３は、パッセンジャ用識別信号Ｐがシート電極１４に供給されない休止期間を設け、その休止期間中に、ドライバとパッセンジャの両方を通るドライバ用識別信号Ｄを検出することにより、ドライバとパッセンジャの双方が操作に関与していることを検知してもよい。あるいは、識別部３は、検出器１６の他にもう一つ検出器を有し、例えば、スイッチにより、発振器１１とそのもう一つの検出器とが、選択的にシート電極１３に接続されるように構成されてもよい。この場合、発振器１１と発振器１２は異なるタイミングで交互にドライバ用識別信号Ｄとパッセンジャ用識別信号Ｐを出力する。そして、発振器１２がパッセンジャ用識別信号Ｐを出力している間、シート電極１３は上記のもう一つの検出器に接続され、発振器１１がドライバ用識別信号Ｄを出力している間、発振器１１とシート電極１３が接続される。そして識別部３は、検出器１６がドライバ用識別信号Ｄを検知するとドライバが操作部２０を操作したと判定し、検出器１６がパッセンジャ用識別信号Ｐを検知するとパッセンジャが操作部２０を操作したと判定できる。さらに識別部３は、上記のもう一つの検出器が、パッセンジャ、ドライバ及びシート電極１３を経由したパッセンジャ用識別信号Ｐを検出することにより、ドライバとパッセンジャの双方が操作に関与していることを検知できる。

また、識別部３に対して、ドライバとパッセンジャの両方が操作に関与したことを検知することは必要でなく、単にドライバかパッセンジャの何れが操作部２０を操作したかを検知することが必要とされる場合、発振器１１と発振器１２は、異なるタイミングで交互にドライバ用識別信号Ｄとパッセンジャ用識別信号Ｐを出力してもよい。この場合、ドライバ用識別信号Ｄが出力されている間に検出器１６が識別信号を検知すれば、コントローラ１７はドライバが操作部２０を操作したと判定できる。一方、パッセンジャ用識別信号Ｐが出力されている間に検出器１６が識別信号を検知すれば、コントローラ１７はパッセンジャが操作部２０を操作したと判定できる。さらに、識別部３は、一つの発振器のみを有し、その一つの発振器から出力される識別信号を、周期的に切り替えられるスイッチにて何れか一方のシート電極１３または１４に供給するようにしてもよい。この場合、識別信号が運転席に設置されたシート電極１３に供給されている間に検出器１６が識別信号を検知すれば、コントローラ１７はドライバが操作部２０を操作したと判定できる。一方、識別信号が助手席に設置されたシート電極１４に供給されている間に検出器１６が識別信号を検知すれば、コントローラ１７はパッセンジャが操作部２０を操作したと判定できる。

さらに、識別部３に対して、ドライバか操作部２０を操作したことのみを検知することが必要とされる場合、発振器１２及びシート電極１４は省略されてもよい。この場合、検出器１６が識別信号を検知すれば、コントローラ１７はドライバが操作部２０を操作したと判定できる。逆に、識別部３に対して、パッセンジャか操作部２０を操作したことのみを検知することが必要とされる場合、発振器１１及びシート電極１３は省略されてもよい。この場合、検出器１６が識別信号を検知すれば、コントローラ１７はパッセンジャが操作部２０を操作したと判定できる。

以上説明してきたように、本発明の一つの実施形態による操作者識別装置は、操作者識別装置の電源系統を、車両のシャーシの電位をグラウンドとする車載の他の装置の電源系統と絶縁する。そのため、この操作者識別装置は、ドライバまたはパッセンジャが車両のシャーシに触れながら車載装置を操作しても、発振器から出力されてドライバまたはパッセンジャを経由したドライバ用識別信号またはパッセンジャ用識別信号がシャーシを経由してリークすることを防止できる。したがって、この操作者識別装置は、ドライバまたはパッセンジャ経由したドライバ用識別信号またはパッセンジャ用識別信号を検出器により容易に検知できるので、ドライバとパッセンジャの何れが車載装置を操作したのかを容易に識別することができる。また、この操作者識別装置では、ドライバとパッセンジャが接触しているときには、ドライバ用識別信号とパッセンジャ用識別信号が互いに打ち消しあうことにより、検出器で検出される識別信号の振幅が小さくなる。そこで、この操作者識別装置は、検出器で検出された識別信号の振幅が、何れか一方の識別信号のみが検出器に伝達される場合よりも小さいか否かを調べることにより、ドライバとパッセンジャの双方が車載装置の操作に関与しているか否かを判定することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、操作者識別装置は、絶縁型直流電圧変換器の代わりに、車載バッテリから電力供給され、車両のシャーシの電位をグラウンドとする他の装置の電源系統と異なるグラウンドを持つ別個の電源装置を有していてもよい。この場合でも、操作者識別装置は、ドライバまたはパッセンジャがシャーシに触れながら車載装置を操作しても、発振器から出力されてドライバまたはパッセンジャを経由したドライバ用識別信号またはパッセンジャ用識別信号が、シャーシを経由してリークすることを防止できる。なお、このような電源装置は、例えば、アルカリ電池、リチウム電池、オキシライド電池などの一次電池とすることができる。

次に、上述した操作者識別装置を利用した車載装置の一例として、ナビゲーションシステムについて説明する。
図５は、上述した操作者識別装置を有するナビゲーションシステム５０の機能ブロック図である。ナビゲーションシステム５０は、操作者識別装置５１と、位置検出部５２と、道路情報記憶部５３と、操作部５４と、記憶部５５と、通信部５６と、制御部５７を有する。

操作者識別装置５１は、上述した、本発明の実施形態に係る操作者識別装置とすることができる。そして操作者識別装置５１は、操作部５４を介して何等かの操作が行われたとき、ドライバかパッセンジャの何れが操作部５４を操作したか、及びドライバとパッセンジャの双方がナビゲーションシステム５０の操作に関与していたか否かを示す操作者識別信号を制御部５７へ送信する。なお、ドライバとパッセンジャの双方がナビゲーションシステム５０の操作に関与することには、上記のように、ドライバとパッセンジャが接触しつつ操作部５４に触れること、及びドライバとパッセンジャが同時に操作部５４に触れることが含まれる。

位置検出部５２は、ナビゲーションシステム５０が搭載された車両の現在位置及び進行方向を検出する。そのために、位置検出部５２は、センサとして、例えば、地磁気センサ、ジャイロスコープ、距離センサ及びＧＰＳ受信機を有する。そして、地磁気センサは絶対方位を取得し、ジャイロスコープは相対方位を検出する。また、距離センサは、車速パルス信号に基づいて、出発点からの走行距離を算出する。さらに、ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ（全地球測位システム）を構成するＧＰＳ衛星からの情報に基づいて、車両の現在位置の緯度及び経度を得る。位置検出部５２は、これらの情報を組み合わせて、車両の現在位置及び進行方向を検出する。なお、地磁気センサ、ジャイロスコープ、距離センサ及びＧＰＳ受信機は、それぞれ周知のものを用いることができるため、ここではその詳細な説明を省略する。また、それらのセンサからの情報を組み合わせて車両の位置及び進行方向を検出する方法も、周知であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
位置検出部５２は、一定の距離間隔、あるいは一定の時間間隔に、車両の現在位置及び進行方向を検出し、制御部５７へ送信する。

道路情報記憶部５３は、車両の現在位置周辺の道路情報を含む地図を取得し、制御部５７へ送信する。そのために、道路情報記憶部５３は、例えば、地図情報を記録したＤＶＤ、ＣＤなどの記録媒体と、その記録媒体の読取装置を有する。道路情報は、例えば、各交差点を表すノードと、隣接する交差点間をつなぐ道路を表すリンクを含む。そして、ノードには、そのノード自体の識別情報、位置、ノードに接続されたリンクの識別情報などが関連付けられる。またリンクには、そのリンク自体の識別情報、リンクの位置、長さ、道路の種別（例えば、一般道路か高速道路）、一方通行情報などが関連付けられる。なお、道路情報記憶部５３は、無線通信ネットワークを介して、サーバから地図情報を取得するようにしてもよい。

操作部５４は、ナビゲーションシステム５０を操作するためのユーザインタフェースである。そのために、操作部５４は、例えば、タッチパネルディスプレイで構成される。そして操作部５４は、何等かの操作が行われたことを検出すると、その操作内容を表す信号を制御部５７へ送信する。また操作部５４には、操作者識別装置５１の電極が設けられ、上記のように、ドライバまたはパッセンジャが操作部５４に触れて操作すると、その電極を介してドライバ用識別信号Ｄまたはパッセンジャ用識別信号Ｐが検出器に伝達されるようになっている。
なお、上記のように、操作部５４が、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルのように、ドライバ等の乗員により接触される部分に透明導電膜を有している場合、その透明導電膜を、操作者識別装置５１の電極としても機能させてもよい。

記憶部５５は、例えば、書き換え可能な不揮発性の半導体メモリ、または磁気記録媒体及びその読取装置などで構成される。そして記憶部５５は、制御部５７で実行されるプログラム、そのプログラムが使用する各種設定パラメータなどを記憶する。

通信部５６は、車両内の他の機器と、車内ネットワークを介して通信するための通信インターフェース及びその周辺回路を有する。そして通信部５６は、車内ネットワークを介して、車両に設置された、車速センサなどの各種センサにより検出されたセンサ信号などを取得する。

制御部５７は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる１個もしくは複数個の図示してないマイクロコンピュータ及びその周辺回路で構成される。そして、制御部５７は、ナビゲーションシステム５０の各部を制御する。例えば、制御部５７は、位置検出部５２から得た車両の現在位置などに基づいて、道路情報記憶部５３から車両の現在位置周辺の道路情報を含む地図を取得する。そして制御部５７は、取得した地図上に、車両の現在位置を示す記号を配置した画像データを作成し、その画像データをナビゲーションシステム５０のディスプレイに表示する。さらに、制御部５７は、制御部５７のＣＰＵ上で実行されるソフトウェアモジュールとして、経路決定部５８を有する。その経路決定部５８は、操作部５４を介して入力された目的地、車両の現在位置、地図情報などに基づいて、現在位置から目的地までの最短経路を算出する。そして制御部５７は、その最短経路にしたがって、車両が交差点に接近すると、ディスプレイに直進、右折、左折などの進行方向情報を表示したり、スピーカを通じて進行方向を表す音声を出力するなどにより、ドライバに対して進行方向を報知する。

さらに、制御部５７は、操作部５４から何等かの操作信号が入力されると、操作者識別装置５１に対して、操作者識別処理を実行する命令を送信する。そして操作者識別装置５１から操作者識別信号を受信すると、制御部５７は、車両が走行中である場合、その操作者識別信号に基づいて、入力された操作を有効とするか無効とするかを判定する。本実施形態では、制御部５７は、車両に設置された車速センサ（図示せず）から取得した車速が所定の速度以上、例えば5km/h以上の場合、車両は走行中と判定する。そして操作者識別信号が、ドライバが操作したことまたはドライバとパッセンジャの双方がナビゲーションシステム５０の操作に関与していることを示していれば、制御部５７は、その操作を無効とする。一方、制御部５７は、操作者識別信号が、パッセンジャあるいは第３者が操作したことを示す場合には、その操作を有効とし、その操作に応じた処理を実行する。なお、車速センサから取得した車速が所定の速度未満、例えば5km/h未満である場合、制御部５７は、車両は停止中であると判定し、操作者が誰であってもその操作を有効とする。なお、「操作を無効とする」には、ナビゲーションシステム５０が操作者により行われた操作に対応する処理を実行せず、かつ何の反応も示さないことだけでなく、その操作に対応する処理を実行せず、かつ操作が無効である旨の警告メッセージを乗員に報知することも含まれる。

このように、ナビゲーションシステム５０は、走行中において、ドライバの操作を無効とすることにより、ドライバがナビゲーションシステム５０に注意を向ける可能性を減らせるので、車両走行中の安全性を向上できる。さらに、ナビゲーションシステム５０は、走行中において、ドライバとパッセンジャの双方がナビゲーションシステム５０の操作に関与していることを示す操作者識別信号を受け取ったときも、その操作を無効とすることにより、ドライバの不正な操作を禁止できるので、車両走行中の安全性を向上できる。

なお、操作者識別装置５１は、ドライバか操作部５４を操作したことのみを検知してもよい。この場合、パッセンジャシートに設けられるシート電極及びそのシート電極を通じてパッセンジャへ識別信号を出力する発振器は省略されてもよい。この場合、操作者識別装置５１の検出器が識別信号を検知すれば、操作者識別装置５１はドライバが操作部５４を操作したと判定し、検出器が識別信号を検出できない場合には、パッセンジャまたはその他の同乗者が操作部５４を操作したと判定できる。

さらに、本発明に係る操作者識別装置は、オーディオ装置などの車載装置にも適用し、上記と同様に、走行中のドライバの操作を無効することができる。この場合、それら車載装置の制御部は、上記のナビゲーションシステムと同様に、操作部を介して何等かの操作が行われたとき、操作者識別装置に、その操作者識別処理を実行させる。そして、操作者識別装置から受け取った操作者識別信号に基づいて、その操作を有効とするか、無効とするかを判定する。そして操作が有効であると判定した場合には、操作部は、その操作に応じた処理（例えば、車載装置がオーディオである場合、ボリュームの変更、ラジオの選局、ＣＤプレーヤの再生などの処理）を実行する。また、車両の操作に関係する装置に本発明を適用する場合、その装置は、操作者識別装置から受け取った操作者識別信号が、ドライバが操作したことを示す場合にのみ、その操作を有効としてもよい。さらにまた本発明に係る操作者識別装置は、車両以外にも搭載することができる。本発明に係る操作者識別装置を、車両以外に搭載する場合、上記の運転席に配置されるシート電極及び助手席に配置されるシート電極を、それぞれ、識別対象となる第１のオペレータが接触する領域及び第２のオペレータが接触する領域に配置する。そして第１のオペレータと第２のオペレータの両方が接触する可能性のある部分に、第１のオペレータ用識別信号（上記のドライバ用識別信号に相当）及び第２のオペレータ用識別信号（上記のパッセンジャ用識別信号に相当）を検出器に伝達するための電極を配置すればよい。
さらに、本発明に係る操作者識別装置は、操作者を識別しようとする対象装置と一体に構成されてもよい。操作者識別装置が操作者をその対象装置と一体に構成される場合には、その対象装置の制御部が、操作者識別装置のコントローラの機能を有することができる。

上述した本発明に係る操作者識別装置を適用した装置の何れに関しても、操作者識別装置の識別部の電源系統が、他の装置の電源系統と絶縁される。そのため、本発明に係る操作者識別装置を適用した装置は、その識別部において操作者の識別に利用される識別信号が車両のシャーシなどを通じてリークすることを防止できる。したがって、本発明に係る操作者識別装置を適用した装置は、乗員が車両のシャーシなどに接触しつつその装置を操作しても、その操作を行った乗員を容易に識別できる。
以上のように、当業者は、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。

本発明の一つの実施形態による操作者識別装置の概略構成図である。 本発明の一つの実施形態による操作者識別装置の識別部の概略構成図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の一つの実施形態による操作者識別装置における発振器から出力される識別信号及び検出器で検出される信号のタイミングチャートである。 本発明の一つの実施形態による操作者識別装置の操作者識別処理の手順を示すフローチャートである。 本発明に係る操作者識別装置を有するナビゲーションシステムの機能ブロック図である。

符号の説明

１ 操作者識別装置
２ 絶縁型直流電圧変換器
３ 識別部
４ バッテリ
１１、１２ 発振器
１３、１４ シート電極
１５ 電極
１６ 検出器
１７ コントローラ
２０ 操作部
５０ ナビゲーションシステム
５１ 操作者識別装置
５２ 位置検出部
５３ 道路情報記憶部
５４ 操作部
５５ 記憶部
５６ 通信部
５７ 制御部
５８ 経路決定部
１００ 車両
１０１ シャーシ

Claims (5)

1. 操作部を有する装置の操作者を識別する操作者識別装置であって、
   車両のシャーシの電位をグラウンドとする回路と絶縁された電力を供給する電源装置と、
   操作者を識別する識別部とを有し、
   前記識別部は、前記電源装置から供給された電力により、第１のオペレータに対する第１の識別信号を出力する第１の発振器と、
   前記操作部に配置された電極を通じて、第１のオペレータが前記操作部に接触することにより流れた前記第１の識別信号を検出することにより、第１のオペレータが前記操作部を操作したと判定するコントローラと、
   を有することを特徴とする操作者識別装置。
2. 前記電源装置は、車両に搭載された他の電圧源から供給された第１の所定電圧を第２の所定電圧に変換する絶縁型直流電圧変換器である、請求項１に記載の操作者識別装置。
3. 前記識別部は、
   前記第１の発振器と接続され、第１のオペレータに前記第１の識別信号を伝達可能に配置される第１のオペレータ電極と、
   前記第１の識別信号と同一の周期及び同一の振幅を有し、かつ前記第１の識別信号と位相が反転した前記第２の識別信号を出力する第２の発振器と、
   前記第２の発振器と接続され、第２のオペレータに前記第２の識別信号を伝達可能に配置される第２のオペレータ電極と、
   前記第１の識別信号または前記第２の識別信号を検出する検出器とをさらに有し、
   前記コントローラは、前記検出器と接続され、
   前記検出器が前記第１の識別信号を検出したときは第１のオペレータが前記操作部を操作したと判定し、
   前記検出器が前記第２の識別信号を検出したときは第２のオペレータが前記操作部を操作したと判定する、
   請求項１また２に記載の操作者識別装置。
4. 車載装置であって、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の操作者識別装置と、
   操作部と、
   前記操作部を介して行われた操作に応じた処理を行う制御部とを有し、
   前記制御部は、車両の走行中に前記操作部が操作された場合において、前記操作者識別装置から第１のオペレータが前記操作部を操作したことを示す信号を受信すると、該操作を無効とする、
   ことを特徴とする車載装置。
5. 車両に搭載されるナビゲーションシステムであって、
   車両の現在位置を検出する位置検出部と、
   地図情報を記憶する地図記憶部と、
   操作部と、
   前記操作部を介して入力された目的地情報と、前記位置検出部により検出された車両の現在位置と、前記地図記憶部に記憶された地図情報に基づいて、車両の現在位置から目的地までの経路を決定する経路決定部と、
   前記経路を表示する表示部と、
   車両のシャーシの電位をグラウンドとする回路と絶縁された電力を供給する電源装置と、
   ドライバまたはパッセンジャの何れが前記操作部を操作したかを識別する識別部と、
   車両の走行中に前記操作部が操作された場合において、前記識別部からドライバが前記操作部を操作したことを示す信号を受信すると、該操作を無効とする制御部とを有し、
   前記識別部は、
   前記電源装置から供給された電力により、ドライバまたはパッセンジャに対して識別信号を出力する少なくとも一つの発振器と、
   前記操作部に配置された電極を通じて、ドライバまたはパッセンジャが前記操作部に接触することにより流れた前記識別信号を検出することにより、ドライバまたはパッセンジャの何れが前記操作部を操作したかを識別する判定部と、
   を有することを特徴とするナビゲーションシステム。

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