JP2015074271A - 車両用アクセサリ機器操作ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】車両に搭載されるアクセサリ機器の操作感覚を良好にすることを目的とする。
【解決手段】車両用アクセサリ機器操作ユニットは、複数の光源１２と、各光源１２から放射された光を透過する光透過パネル１０と、光透過パネル１０における人体の接触位置を検知するタッチセンサと、タッチセンサによって検知された接触位置に基づいて、アクセサリ機器を制御する機器制御部と、接触位置に基づいて、複数の光源の点灯状態を制御する光源制御部とを備える。ユーザの指が光透過パネル１０の表面をなぞった場合には、指の位置の変化に応じてアクセサリ機器を制御し、複数の光源１２の点灯状態を変化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用アクセサリ機器操作ユニットに関し、特に、人体の接触に応じてアクセサリ機器を制御する操作ユニットに関する。

自動車には、ルームライト、エアコンディショナ、オーディオ機器等のアクセサリ機器が搭載される。アクセサリ機器の操作は、多くの場合、車室のコンソールに設けられた操作パネルによって行われる。従来、アクセサリ機器の操作パネルには、押しボタン式のスイッチや、回転つまみ式のロータリスイッチ、回転つまみ式のボリューム等が用いられていた。

近年、車室内の居心地を向上させるため、操作パネルには様々な工夫が凝らされている。例えば、乗員がパネルをなぞったり、軽く触れたりするだけでアクセサリ機器の操作が行われるスイッチが広く用いられている。特許文献１には、このようなスイッチとして、複数のセンサ電極が設けられ、各センサ電極の静電容量の変化に基づいてアクセサリ機器を操作するスイッチが記載されている。特許文献１に記載のスイッチでは、車室のインストルメントパネルに乗員が触れる領域が設けられている。この領域の裏側には、センサ電極が固定されたフレキシブル基板が設けられている。各センサ電極は、フレキシブル基板に設けられた配線を介してアクセサリ機器の制御コントローラに接続されている。

特許文献２には、電子機器用の入力装置が記載されている。この入力装置では、静電容量式タッチセンサのキースイッチが用いられている。複数のキースイッチが一列に配列され、操作者の指先が触れた位置が複数のキースイッチによって検知される。この入力装置は、照明機器の調光、送風機器の風量調整、空調機器の温度設定、ＡＶ機器の音量や音質の調整、映像機器の画質調整、調理機器の出力調整などの電子機器が有する調整機能に適用される。

特開２００９−４３４７３号公報 特開２０１３−９２８９９号公報

特許文献１および２に記載の技術は、ユーザの操作に応じてセンサが反応して電子機器等を制御しているに過ぎない。そのため、ユーザに対して動作を示唆する、あるいは、ユーザを次の動作へといざなうといった、ユーザと電子機器との間にあたかもコミュニケーションが成立しているかのような操作感覚が得られるものではなかった。

本発明は、車両に搭載されるアクセサリ機器の操作感覚を良好にすることを目的とする。

本発明は、複数の光源と、各光源から放射された光を透過するパネルと、前記パネルにおける人体の接触位置を検知するタッチセンサと、前記タッチセンサによって検知された接触位置に基づいて、アクセサリ機器を制御する機器制御部と、前記接触位置に基づいて、前記複数の光源の点灯状態を制御する光源制御部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る車両用アクセサリ機器操作ユニットは、望ましくは、人体の接近を検知する近接センサを備え、前記光源制御部は、前記近接センサが人体の接近を検知したときに、前記複数の光源の点灯状態を制御する。

また、本発明に係る車両用アクセサリ機器操作ユニットは、望ましくは、前記光源制御部は、前記複数の光源に対し、前記接触位置に対応する前記アクセサリ機器の動作状態を表示させる。

本発明によれば、車両に搭載されるアクセサリ機器の操作感覚を良好にすることができる。

本発明に係る車両用アクセサリ機器操作ユニットを示す図である。 光透過パネルの上面を示す図である。 基板の上面を示す図である。 車両用アクセサリ機器操作ユニットの構成を示す図である。 制御回路が実行する処理の例を示すフローチャートである。 制御回路が実行する処理の例を示すフローチャートである。

図１には、本発明の実施形態に係る車両用アクセサリ機器操作ユニットが示されている。車両用アクセサリ機器操作ユニットは、光透過パネル１０におけるユーザの指が触れた位置に応じてアクセサリ機器を制御すると共に、その位置に応じて複数の光源１２の点灯状態を制御する。ユーザの指が光透過パネル１０の表面をなぞった場合には、指の位置の変化に応じてアクセサリ機器を制御し、複数の光源１２の点灯状態を変化させる。制御対象のアクセサリ機器としては、オーディオ機器、エアコンディショナ、ルームライト等がある。

車両用アクセサリ機器操作ユニットの筐体は、本体部１４および光透過パネル１０を備える。本体部１４は、上方が開放された容器形状を有し、光透過パネル１０は本体部１４の開口を覆っている。本体部１４および光透過パネル１０は、例えば、プラスチック樹脂で形成される。光透過パネル１０は、透明であってもよいし、半透明に着色されたものであってもよい。

本体部１４には基板１６が収容されている。基板１６の下面には、車両用アクセサリ機器操作ユニットを制御する制御回路１８が配置され、基板１６の上面には、複数の光源１２が配置されている。図示の例では、１０個の光源１２が一列に配置されている。各光源１２の点灯状態は制御回路１８によって制御される。基板１６の上面には、さらに、２つの近接センサ２０が１０個の光源１２を挟む位置に配置されている。近接センサ２０は、ユーザの指が接近したことを制御回路１８が検知するためのデバイスである。

光透過パネル１０の下面、すなわち、光透過パネル１０の内面には、複数の電極２２が配置されている。各電極２２は、透明または半透明な導電性材料で形成されている。図示の例では、１０個の光源１２が配列された方向と同一の方向に、６個の電極２２が配置されている。各電極２２は、光透過パネル１０に設けられた導線、および光透過パネル１０と基板１６との間に設けられた柱状の配線部材２４を介して基板１６に接続され、さらには、基板１６に設けられた配線パターンを介して制御回路１８に接続されている。後述のように、制御回路１８は、各電極２２の静電容量の変化に基づいて、光透過パネル１０の外面にユーザの指が接触したこと、および、ユーザの指が接触した位置を検知する。

図２には光透過パネル１０の上面が示されている。電極２２−０，２２−２，２２−４，２２−６，２２−８，および２２−１０、ならびに、各電極に接続される導線２６は光透過パネル１０の内面に配置されている。各電極および導線２６は、透明または半透明な材料で形成されている。図２では、これらの部材が破線で描かれている。電極２２−０，２２−２，２２−４，２２−６，２２−８，および２２−１０には、それぞれ、ｘ座標値としてｘ０，ｘ２，ｘ４，ｘ６，ｘ８，およびｘ１０が対応付けられている。また、電極間の隙間には、左から順に、ｘ１，ｘ３，ｘ５，ｘ７，およびｘ９が対応付けられている。各電極に接続された導線２６は左方向に伸び、左端において配線部材２４に接続されている。光透過パネル１０に配置された６個の電極によれば、ｘ０〜ｘ１０の分解能でユーザの指の接触位置が検知可能である。

図３には基板１６の上面が示されている。基板１６には、光源１２−１〜１２−１０が直線状に配置されている。本実施形態においては、各光源に３色発光ダイオードが用いられる。３色発光ダイオードは、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、および青色発光ダイオードを組み合わせたものである。各発光ダイオードの輝度を調整することで、様々な色の光を発することが可能である。図３には、制御回路によって各光源の状態が次のような状態に制御されていることが示されている。

光源１２−４は、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、および青色発光ダイオードが同一、かつ 最大の輝度で発光した状態に制御されている。この状態において光源１２−４は白色の光を発する。光源１２−３および１２−５は、赤色発光ダイオードが消灯し、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードが最大輝度の２０％の輝度で発光した状態に制御されている。この状態で光源１２−３および２１−５は水色の光を発する。光源１２−２および１２−６は、赤色発光ダイオードおよび緑色発光ダイオードが消灯し、青色発光ダイオードが最大輝度の７％の輝度で発光した状態に制御されている。この状態で光源１２−２および１２−６は青色の光を発する。光源１２−１、１２−７〜１２−１０は、総ての発光ダイオードが消灯した状態にある。

すなわち、白色で発光する光源の隣の光源は水色で発光し、その隣の光源は青色で発光している。そして、さらにその隣の光源は消灯している。これによって、光源１２−１〜１２−１０は、白色に発光する光源を中心に、水色から青色へと変化するグラデーション調の発色をする。後述のように、白色に発光する光源の位置は、光透過パネルにおけるユーザの接触位置およびアクセサリ機器の動作状態に対応している。

光源１２−１〜１２−１０を挟む位置には、近接センサ２０−１および２０−２が配置されている。光源１２−１の左隣には近接センサ２０−１が配置され、光源１２−１０の右隣には近接センサ２０−２が配置されている。本実施形態においては、各近接センサとして赤外線センサが用いられている。各近接センサは制御回路の制御に基づき赤外線を送信し、障害物としての人体で反射した赤外線を受信する。制御回路は、各近接センサで赤外線が受信されたことに応じて人体が接近したことを検知する。

図４には、車両用アクセサリ機器操作ユニットの構成が示されている。制御回路１８の内部には、接近検知部２８、位置検知部３０、機器制御部３２および光源制御部３４が構成されている。

接近検知部２８は、近接センサ２０−１および２０−２に対し、赤外線の送信および受信を行わせる。各近接センサは、赤外線の送受信方向を表す情報を接近検知部２８に出力する。接近検知部２８は各近接センサから出力された方位情報および近接センサ２０−１および２０−２の間の距離に基づいて、人体までの距離を測定する。この距離は、例えば、近接センサ２０−１および２０−２の間の中点を基準位置として測定される。接近検知部２８は、人体までの距離が予め定められた閾値未満となったときは、人体が接近したと判断する。また、各近接センサには、このような方位情報を出力するものの他、単に赤外線が受信されたことを示す受信情報を制御回路１８に出力するものを用いてもよい。この場合、制御回路１８は、各近接センサから受信情報が出力されたときに、人体が接近したと判断する。

位置検知部３０は、電極２２−０，２２−２，２２−４，２２−６，２２−８，および２２−１０と共にタッチセンサを構成する。光透過パネルの外面に人体が接触すると、これらの電極のうち接触位置に対応する電極の静電容量が変化する。位置検知部３０は、各電極の静電容量を検出し、静電容量が変化した電極を特定することで、光透過パネルにおける接触位置を検知する。

本実施形態においては、図２に示されているように、電極の配置方向であるｘ軸上の座標値によって接触位置が表される。１つの電極の静電容量が変化したときは、接触位置として、その電極に対応付けられたｘ座標値が検知される。例えば、電極２２−０の静電容量が変化したときは接触位置としてｘ０が検知され、電極２２−２の静電容量が変化したときは接触位置としてｘ２が検知される。また、電極２２−４の静電容量が変化したときは接触位置としてｘ４が検知され、電極２２−６の静電容量が変化したときは接触位置としてｘ６が検知される。そして、電極２２−８の静電容量が変化したときは接触位置としてｘ８が検知され、電極２２−１０の静電容量が変化したときは接触位置としてｘ１０が検知される。

また、隣接する２つの電極の静電容量が変化したときは、接触位置として、その隣接する２つの電極の隙間に対応付けられたｘ座標値が検知される。例えば、電極２２−０および２２−２の静電容量が変化したときは、接触位置としてｘ１が検知され、電極２２−２および２２−４の静電容量が変化したときは、接触位置としてｘ３が検知される。また、電極２２−４および２２−６の静電容量が変化したときは接触位置としてｘ５が検知され、電極２２−６および２２−８の静電容量が変化したときは接触位置としてｘ７が検知される。そして、電極２２−８および２２−１０の静電容量が変化したときは接触位置としてｘ９が検知される。

図４に戻り、機器制御部３２は、接触位置に基づいてアクセサリ機器３６を制御する。例えば、アクセサリ機器３６がオーディオ機器である場合には、接触位置のｘ座標値が大きい程、音量が大きくなるようにオーディオ機器を制御する。アクセサリ機器３６がエアコンディショナである場合には、接触位置のｘ座標値が大きい程、設定温度が高くなるように、あるいは、送風強度が強くなるようにエアコンディショナを制御する。アクセサリ機器３６がルームライトである場合には、接触位置のｘ座標値が大きい程、明るくなるようにルームライトを制御する。これによって、ユーザが透過パネルの外面を左右になぞることで、オーディオ機器の音量、エアコンディショナの設定温度若しくは送風強度、ルームライトの明るさ等が調整される。

各光源が備える赤色発光ダイオードｒ、緑色発光ダイオードｇおよび青色発光ダイオードｂは、消灯時を０、最高輝度を１００として、０〜１００までの範囲で輝度が調整可能である。光源制御部３４は、各光源について、赤色発光ダイオードｒの輝度Ｒ、緑色発光ダイオードｇの輝度Ｇ、および青色発光ダイオードｂの輝度Ｂのそれぞれを制御することで、各光源の点灯状態として色および明るさを調整する。例えば、Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＝１００とすることで、光源は明るい白色を発する。また、Ｒ＝０、Ｇ＝Ｂ＝２０とすることで、光源は、やや明るさが衰えた水色を発する。そして、Ｒ＝Ｇ＝０、Ｂ＝７とすることで、光源は暗い青色を発する。グラデーション調の色段階は、白、水色および青で構成されるものの他、例えば、白、黄色、黄緑、緑および青で構成されるもの等、任意の色段階が採用され得る。また、光源として単色の発光ダイオードを用いた場合には、光源制御部３４は、中心となる光源から離れるに従って輝度が小さくなるように各光源の輝度を制御してもよい。

光源制御部３４は、接触位置に基づいて光源１２−１〜１２−１０の点灯状態を制御する。具体的には、図３に示されているように、接触位置に対応する光源を中心としたグラデーション調の発色となるよう光源１２−１〜１２−１０を発光させる。例えば、光源制御部３４は、接触位置に対応する光源を白色に発光させ、その光源に隣接する光源がある場合には、その光源を水色で発光させる。水色で発光する光源の隣に光源がある場合には、その光源を青色で発光させ、さらに隣に光源があるときは、その光源を消灯させる。なお、ここでの隣とは、白色に発光する光源から離れる側の隣をいう。

接触位置ｘ１〜ｘ１０に対しては、それぞれ、光源１２−１〜１２−１０が対応付けられている。したがって、接触位置ｘ１〜ｘ１０に対しては、それぞれ、光源１２−１〜１２−１０を中心としたグラデーション調の発色がされるよう、光源１２−１〜１２−１０が発光する。これによって、接触位置およびアクセサリ機器３６の動作状態が光源１２−１〜１２−１０の点灯状態によって表示される。

接触位置がｘ０であるときは、総ての光源を青色等で同一色に発光させてもよいし、総ての光源を消灯させてもよい。また、接触位置がｘ０であるときは、光源１２−１を水色に発色させ、光源１２−２を青色に発色させ、さらに、光源１２−３〜１２−１０を消灯させて、あたかも白色の光源が左側に隠れてしまったかのように各光源の点灯状態を制御してもよい。また、接触位置ｘ０に対しては、接触位置ｘ１と共通の光源１２−１を対応付けてもよい。

なお、ここでは、光透過パネルに６個の電極を設け、接触位置がｘ０〜ｘ１０の１１種の座標値で表されるものとしたが、電極の数を増加させて接触位置の検出分解能をより高くしてもよい。一般に、電極の数をＮ個とすれば、２Ｎ−１種の座標値によって接触位置を表すことができる。例えば、電極の数を１６個とすれば、３１種の座標値ｘ０〜ｘ３０によって接触位置を表すことができる。この場合、座標値ｘ０〜ｘ３０を１０個の範囲に区切り、各ｘ座標値の範囲に対して１つの光源を対応付ければよい。例えば、座標値ｘ０〜ｘ３に対しては光源１２−１を対応付け、座標値ｘ４〜ｘ６に対しては光源１２−２を対応付け、座標値ｘ７〜ｘ９に対しては光源−３を対応付ける等である。

図５には、制御回路が実行する処理の例がフローチャートによって示されている。初めに総ての光源は消灯しているものとする。制御回路は、各近接センサから出力される情報に基づいて、人体が光透過パネルに接近したか否かを判定する（Ｓ１０１）。制御回路は、人体が光透過パネルに接近したと判定した場合には、先に総ての光源が消灯した時の直前の点灯状態となるように各光源を制御する。この際、点灯対象の光源については、輝度が徐々に大きくなるようにフェードイン点灯させる（Ｓ１０２）。制御回路は、各電極の静電容量の変化を検知することで、光透過パネルに人体が接触したか否かを判定する（Ｓ１０３）。

制御回路は、光透過パネルに人体が接触したと判定したときは、上述のように接触位置に応じて各光源の点灯状態を制御する（Ｓ１０４）。さらに、制御回路は、アクセサリ機器を接触位置に応じて制御するための制御信号をアクセサリ機器に出力する（Ｓ１０５）。制御回路は、光透過パネルに人体が接触しているか否かを判定し、人体が接触していると判定した場合には、ステップＳ１０４の処理に戻る（Ｓ１０６）。制御回路は、光透過パネルに人体が接触していないと判定したときは、その判定後、人体が光透過パネルから離れている時間が所定時間Ｔ以上であるかを判定する（Ｓ１０７）。制御回路は、人体が光透過パネルから離れている時間が所定時間Ｔ未満であるときは、ステップＳ１０３の処理に戻る。一方、制御回路は、人体が光透過パネルから離れている時間が所定時間Ｔ以上であるときは、点灯していた光源を、輝度が徐々に小さくなるようにフェードアウト消灯させる（Ｓ１０８）。

なお、ステップＳ１０３において、制御回路が光透過パネルに人体が接触していないと判定したときは、制御回路はステップＳ１０７の処理に進む。すなわち、点灯対象の光源がフェードイン点灯した後（Ｓ１０２）において、人体が光透過パネルから離れている時間が所定時間Ｔ以上であるかを判定する（Ｓ１０７）。制御回路は、人体が光透過パネルから離れている時間が所定時間Ｔ未満であるときは、ステップＳ１０３の処理に戻る。

このような処理によれば、ユーザの指が光透過パネルに接近したときは、先に総ての光源が消灯した時の直前の点灯状態となるように、点灯対象の光源がフェードイン点灯する。その後、ユーザの指が光透過パネルに接触したときは、その接触位置に応じて各光源が点灯すると共に、アクセサリ機器が制御される。ユーザの指が透過パネルの外面をなぞったときは、ユーザの指の接触位置の変化に応じて、各光源の点灯状態が変化すると共に、アクセサリ機器の制御状態が変化する。点灯対象の光源がフェードイン点灯した後、ユーザの指が光透過パネルに触れない状態で時間Ｔが経過したときは、点灯していた光源はフェードアウト消灯する。

また、ユーザの指が光透過パネルに接触した後、光透過パネルを離れたとしてもその時間が時間Ｔに満たない場合には、引き続き接触位置に応じた各光源の点灯状態の制御およびアクセサリ機器の制御が行われる。そして、ユーザの指が光透過パネルを離れてから時間Ｔを経過したときは、点灯していた光源がフェードアウト消灯する。

これによって、ユーザに対して動作を示唆する、あるいは、ユーザを次の動作へといざなうといった、ユーザとアクセサリ機器との間にあたかもコミュニケーションが成立しているかのような操作感覚が実現される。

図６には、制御回路が実行する処理の第２の例がフローチャートによって示されている。図５に示されている処理と同一の処理については同一の符号を付してその説明を省略する。この処理は、図５に示されているステップＳ１０７における、人体が光透過パネルから離れている時間が所定時間Ｔ以上であるかを判定する処理を、人体が光透過パネルに接近した位置にあるか否かを判定する処理（Ｓ２０７）に置き換えたものである。この処理は、ステップＳ１０１と同様、各近接センサから出力される情報に基づいて行われる。

ステップＳ１０３の処理において、制御回路が光透過パネルに人体が接触していないと判定したときは、制御回路は、ステップＳ２０７の処理に進む。すなわち、人体が光透過パネルに接近した位置にあるか否かを判定する（Ｓ２０７）。制御回路は、人体が光透過パネルに接近した位置にあるときは、ステップＳ１０３の処理に戻る。一方、制御回路は、人体が光透過パネルに接近した位置にないときは、点灯していた光源を、輝度が徐々に小さくなるようにフェードアウト消灯させる（Ｓ１０８）。

また、ステップＳ１０６において制御回路は、光透過パネルに人体が接触していないと判定したときは、各近接センサから出力される情報に基づいて、人体が光透過パネルに接近した位置にあるか否かを判定する（Ｓ２０７）。制御回路は、人体が光透過パネルに接近した位置にあるときは、ステップＳ１０３の処理に戻る。一方、制御回路は、人体が光透過パネルに接近した位置にないときは、点灯していた光源を、輝度が徐々に小さくなるようにフェードアウト消灯させる（Ｓ１０８）。

このような処理によれば、ユーザの指が光透過パネルに接近したときは、先に総ての光源が消灯した時の直前の点灯状態となるように、点灯対象の光源がフェードイン点灯する。その後、ユーザの指が光透過パネルに触れずに再び光透過パネルから離れたときは、点灯していた光源はフェードアウト消灯する。

また、ユーザの指が光透過パネルに接触した後、光透過パネルを離れたとしても、光透過パネルからユーザの指までの距離が所定範囲内である場合には、引き続き接触位置に応じた各光源の点灯状態の制御およびアクセサリ機器の制御が行われる。そして、光透過パネルからユーザの指までの距離が所定範囲外となった場合には、点灯していた光源がフェードアウト消灯する。

これによって、ユーザに対して動作を示唆する、あるいは、ユーザを次の動作へといざなうといった、ユーザとアクセサリ機器との間にあたかもコミュニケーションが成立しているかのような操作感覚が実現される。

１０ 光透過パネル、１２，１２−１〜１２−１０ 光源、１４ 本体部、１６ 基板、１８ 制御回路、２０，２０−１，２０−２ 近接センサ、２２，２２−０，２２−２，２２−４，２２−６，２２−８，２２−１０ 電極、２４ 配線部材、２６ 導線、２８ 接近検知部、３０ 位置検知部、３２ 機器制御部、３４ 光源制御部、３６ アクセサリ機器。

Claims (3)

1. 複数の光源と、
   各光源から放射された光を透過するパネルと、
   前記パネルにおける人体の接触位置を検知するタッチセンサと、
   前記タッチセンサによって検知された接触位置に基づいて、アクセサリ機器を制御する機器制御部と、
   前記接触位置に基づいて、前記複数の光源の点灯状態を制御する光源制御部と、
   を備えることを特徴とする車両用アクセサリ機器操作ユニット。
2. 請求項１に記載の車両用アクセサリ機器操作ユニットにおいて、
   人体の接近を検知する近接センサを備え、
   前記光源制御部は、前記近接センサが人体の接近を検知したときに、前記複数の光源の点灯状態を制御することを特徴とする車両用アクセサリ機器操作ユニット。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両用アクセサリ機器操作ユニットにおいて、
   前記光源制御部は、
   前記複数の光源に対し、前記接触位置に対応する前記アクセサリ機器の動作状態を表示させることを特徴とする車両用アクセサリ機器操作ユニット。
   

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