JP2020111289A - 車両用入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの必要性に応じて操作のガイダンスを行うことのできる車両用入力装置を提供する。【解決手段】車両の制御に用いられる車両用入力装置が提供される。この車両用入力装置は、ステアリングホイールに設けたスイッチを有する。そのスイッチの操作が行われたときに、その操作が例えば親指などの所定の指で行われたか否かを判定し、操作が所定の指で行われたと判定した場合には、スイッチに対応した機能を提供し、操作が前記所定の指で行われなかったと判定した場合には、スイッチに対応した機能のガイダンスを出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用入力装置に関し、特にステアリングホイールに設けた車両用入力装置に関する。

近年の自動車は様々な機能を搭載しており、それら機能を利用するために機能の増加に合わせてスイッチ類も増えている。そのために運転者は、機能を使いこなすために、スイッチ類の位置や使用方法も知らなければならない。そのために、操作説明を音声で行う技術も提案されている（特許文献１参照）。特許文献1では、入力待ちの状態で一定時間入力が無いと音声による操作説明が行われる。

特開平6-444491号公報

しかしながら、特許文献1記載の技術では、操作待ちの状態でなければ操作説明は受けられない。そのため、運転者が主導的に操作するスイッチについては、運転者が必要としていたとしても操作を受ける機会がない。また、操作説明が始まるまでに運転者は一定時間待たねばならない。そのため、運転中に操作するスイッチであれば、操作の機会を逸するおそれもある。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、ユーザの必要性に応じて操作のガイダンスを行うことのできる車両用入力装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の車両用入力装置は以下の構成を有する。すなわち、本発明の一側面によれば、車両の制御に用いられる車両用入力装置であって、
スイッチと、
前記スイッチの操作が行われたときに、前記操作が所定の指で行われたか否かを判定する判定手段と、
前記操作が前記所定の指で行われたと判定した場合には、前記スイッチに対応した機能を提供し、前記操作が前記所定の指で行われなかったと判定した場合には、前記スイッチに対応した機能のガイダンスを出力する制御手段と
を有することを特徴とする車両用入力装置が提供される。

本発明によれば、ユーザの必要性に応じて操作のガイダンスを行うことのできる車両用入力装置を提供できる。

実施形態の運転席周囲の構成の一例を示す図である。 第１実施形態の車両用入力装置の制御のためのブロック図である。 第１実施形態の車両用入力装置の制御手順のフローチャートである。 第２実施形態の車両用入力装置の制御のためのブロック図である。 第２実施形態の車両用入力装置の制御手順のフローチャートである。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでするものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴うち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

［第一実施形態］
図１に本実施形態の車両の運転席を後方から見た、運転席周辺の様子を示す。運転席にはステアリングホイール１００（ハンドルとも呼ぶ）が備えられている。そステアリングホイールの内側の、ステアリングホイールとステアリング軸と結合するスポークには、操作スイッチ１０１（ステアリングスイッチとも呼ぶ）が設けられている。操作スイッチ１０１は、運転者がステアリングホイールを把持した状態で親指を用いて操作できるよう配置されている。なお図１では符号は省略したが、ステアリング軸の左右にそれぞれ３個ずつのスイッチが設けられている。それらの操作スイッチについても操作スイッチ１０１と称する。なお操作スイッチは、スイッチといっても２つの状態を切り替えるものとは限らない。２よりも多い状態を切り替えるためのスイッチであってもよい。またその機構も、押しボタンであってもよいし、ダイヤルであってもよいし、トグルであってもよいし、タッチセンサであってもよいし、ステアリングホイールを把持したまま親指で操作できるものならどのような機構であってもよい。

ステアリングスイッチ１０１として設けられるスイッチは、たとえば音量調節や、チャネルの切り替え、音源の切り替えなどのオーディオ関連のスイッチや、オートクルーズのオン／オフ、速度の上げ下げ、車間距離を伸長する或いは短縮するなどのオートクルーズ関連のスイッチなどがある。また、運転者に対する車両状態の表示内容の切り替えなどのためのスイッチもある。このように、ステアリングスイッチ１０１には、走行中に操作されることを前提したスイッチ類が配置される場合が多い。

車両の中央付近の天井の前側には、運転者を撮影するドライバカメラ１０２が設けられている。ドライバカメラ１０２は、ステアリングホイールを把持する運転者の左右の手をその画角内に含むよう取り付けられている。さらにダッシュボードの中央付近には、運転者へのメッセージを含む種々の表示を行える表示部１０３が設けられている。また、図示していないが、車内にはスピーカが設けられており、音声を出力できる。なお運転者の左右の手を撮影できるのであれば、ドライバカメラはどの位置に設けてもよい。また図３の説明でも述べるように、運転者の手元を写せる位置に配置することで、操作のために使用する指の判定をより明確に行える。

●制御構成の一例
図２に、本実施形態に係るステアリングスイッチ１０１を含む車両用入力装置の制御のための構成を示す。図２において、制御部２０１は例えばＣＰＵやメモリを有しており、プログラムを実行して接続されている各種デバイスを制御する。各種デバイスとして、操作スイッチ１０１、ドライバカメラ１０２、音声出力部２０２、表示出力部２０３が制御部２０１に接続されている。これら各種のデバイスには、それを駆動するためのドライバなどが必要なこともあるが、図２では、それらについては省略した。制御部２０１は、ドライバカメラ１０２で撮影した画像を取得して解析することができる。また音声出力部２０２から、例えばあらかじめ記憶された音声データを音声として出力できる。ガイダンス情報記憶部２０４には、操作スイッチ１０１に対応するガイダンス情報が記憶されている。ガイダンス情報には、音声によるガイダンス情報のほか、画像や映像によるガイダンス情報が含まれてもよい。ガイダンス情報は、たとえば操作スイッチごとの機能を利用者に教示するための情報である。含まれるのは、機能そのものを示す情報や、あるいは操作方法を示す情報などであっってよい。

●制御手順の一例
図３に、制御部２０１による制御手順のフローチャートを示す。ステアリングスイッチ１０１の操作を検知すると、制御部２０１は図３の手順を開始する。ここでは、例えば対象のスイッチに操作者が触れるとそのスイッチの操作が行われたと判定し、図３が実行されてよい。触れたことは例えばスイッチを多段階（半押しと全押し等）にしておき、最も少ない操作量の操作（例えば半押し）が行われると、操作があったと判定されてよい。また接触を検知するスイッチであれば、その接触が検知された段階で操作がされたと判定し、図３の処理が実行されてよい。制御部２０１はまずドライバカメラで撮影された画像を取得して、その画像を分析する（Ｓ３０１）。ドライバカメラ１０２の取り付け方向が固定されていれば、画角内におけるステアリングホイール１００や運転者の手の位置は概ね一定なので、たとえば手の位置によって、ステアリングホイールを把持しているか否かを特定できる。また把持状態の特定の対象は両手である必要はなく、操作されたスイッチの側の手について行えばよい。例えば運転者から見て右側の操作スイッチ１０１が操作された場合には、右手についてその把持状態を特定すれば十分である。

次に分析結果に基づいて、図３の手順を実行するきっかけとなったスイッチ操作が行われた側の手が、ステアリングホイール１００から離れたか判定する（Ｓ３０３）。これは上述したように、画像分析の結果から特定した把持状態に基づいてよい。ステアリングホイール１００を把持していない、すなわち手が離れたと判定した場合には、ステップＳ３０５へ分岐し、離れていないと判定した場合にはステップＳ３１３へ分岐する。手がステアリングホイール１００から離れていない場合には、スイッチ操作は親指で行われたものと推認され、一方、手がステアリングホイールから離れた場合には、スイッチ操作は親指以外の指で行われたものと推認される。なお、ドライバカメラを運転者の手元（ステアリングホイールを把持する位置）を撮影できる位置に設け、その手や指の位置から、ステアリングホール（あるいはナビゲーションシステムなどの他の操作も含めて）のボタンをどの指で操作しているか判定してもよい。その判定の結果に応じて、ステップＳ３０３では分岐することになる。

ステップＳ３０３において、操作した手がステアリングホイール１００から離れていないと判定した場合には、操作されたスイッチに応じた機能を遂行する（Ｓ３１３）。例えばオートクルーズやオーディオの調整などである。オートクルーズなど、車両の走行を制御する必要がある場合には、その制御を司るＥＣＵが、操作に応じた制御を行うことになる。

一方ステップＳ３０３で手がステアリングを把持していると判定した場合には、車両が停車しているか判定する（Ｓ３０５）。車両が停止していなければ、運転者の注意を運転以外のことに向けけることはできないため、操作されたスイッチ１０１に関するガイダンスを、音声で出力する（Ｓ３０７）。一方、車両が停止していれば、運転者の注意を運転以外のことに向けても安全は損なわれないため、操作されたスイッチ１０１に関するガイダンスを、映像があれば映像の表示と音声とで出力する（Ｓ３０９）。

ガイダンスを出力したなら、ガイダンス後所定時間内に再操作が行われたか判定する（Ｓ３１１）。再操作とは、図３の手順が開始されるきっかけとなった操作と同じ操作を再び行うことである。所定時間は短時間であって良くたとえば２〜３秒程度であってもよい。

所定時間内に再操作が行われなければそのまま処理は終了する。ただし、所定時間内に他の操作スイッチ１０１が操作された場合には、図３の手順が先頭から実行されてよい。一方、所定時間内に再操作が行われたなら、操作に応じた機能が遂行される（Ｓ３１３）。

以上説明したように、本実施形態によれば、スイッチを操作した指を判定し、どの指で操作されたかに応じて、スイッチに対応したガイダンスを出力したり、あるいはスイッチに対応した機能を遂行したりする。これによって、スイッチの機能を理解しており、ハンドルを把持したままスイッチを行える運転者に対しては、ガイダンスを経ることなく直ちにスイッチに対応した機能を提供する。一方、スイッチの機能を理解していな運転者に対しては、所定の指（本例では親指）以外の指でスイッチ操作が行われたことをもって、そのスイッチのガイダンスを提供することができる。このように、ガイダンスの要不要の別を操作する指に基づいて判定することで、運転者の必要に応じてガイダンスを提供できる。

さらに、車両が停止中か否かによってガイダンスとして出力する媒体を変更する。このため、運転者に対して安全にガイダンスを提供することができる。

［変形例］
なお本実施形態では、運転者のステアリングの把持状態をドライバカメラ１０２で判定しているが、ステアリングホイールの通常把持される位置にステアリング把持センサを設けておき、その検知状態で判定してもよい。その場合には、操作スイッチ１０１が操作されると、操作された側（すなわち右または左のいずれか）のステアリング把持センサで、把持の状態を判定する。そして、操作されたスイッチの側ではステアリングが把持されていると判定すれば、操作は親指で行われたと判定してよい。一方、操作されたスイッチの側でステアリングが把持されていないと判定すれば、操作は親指以外の指で行われたと判定してよい。このように図３のステップＳ３０３における判定を、ステアリング把持センサの検知結果に基づいて行ってもよい。もちろんこの場合にはドライバカメラは不要である。ドライバカメラやステアリング把持センサ以外にも、ステアリングホイールから手を離したことが検知できるセンサであればどのようなセンサを用いてもよい。

［第二実施形態］
第二実施形態は、ステアリングホイールの把持状態に基づいてスイッチを操作した指を判定するのではなく、操作スイッチ１０１に設けた指紋センサで検知した指紋に基づいて、操作した指を判定する。図４に、図２に代えて本実施形態で用いられる制御部２０１の構成を示す。

●制御構成の一例
図４において、制御部２０１、音声出力部２０２、表示出力部２０３、ガイダンス情報記憶部２０４については、図２と同様であり、説明を省略する。指紋センサ４０１は、操作スイッチ１０１の表面、すなわち指が直に当たる部分に設けられている。この指紋センサ４０１は、指を置くことで指紋を検知できる面タイプのセンサであることが望ましい。すなわち、制御上は図４に示すように指紋センサ４０１は操作スイッチ１０１と別であるが、機構上あるいは構成上は、操作スイッチ１０１を操作する際には指紋センサ４０１に必ず触れるよう一体化されている。

●制御手順の一例
図５に、本実施形態における制御部２０１による制御手順のフローチャートを示す。ステアリングスイッチ１０１の操作を検知すると、制御部２０１は図５の手順を開始する。制御部２０１はまず指紋センサ４０１で取得したデータを取得して、その指紋データを分析する（Ｓ５０１）。本来操作スイッチ１０１を操作することが想定された指の指紋はあらかじめ登録され制御部２０１により保持されている。登録時には、ステアリングホイール１００を把持した通常の運転状態で指紋センサ４０１に指をあてて指紋を登録することが望ましい。

次に指紋データの分析結果に基づいて、図５の手順を実行するきっかけとなったスイッチ操作が行われた指の指紋が、予め登録された指の指紋と一致するか判定する（Ｓ５０３）。予め登録された指紋の指は所定の指であり、本例では親指とする。ステップＳ５０３での判定の結果、操作した指があらかじめ登録された指であればステップＳ３１３へ分岐して操作されたスイッチに応じた機能を遂行する（Ｓ３１３）。一方、操作した指があらかじめ登録された指でなければステップＳ３０３へと分岐してガイダンスの出力が行われる。以下の手順は図３と同様であり、説明は省略する。

以上説明したように、本実施形態によっても、スイッチの機能を理解しており、ハンドルを把持したままスイッチを行える運転者に対しては、ガイダンスを経ることなく直ちにスイッチに対応した機能を提供する。一方、スイッチの機能を理解していな運転者に対しては、所定の指（本例では親指）以外の指でスイッチ操作が行われたことをもって、そのスイッチのガイダンスを提供することができる。このように、ガイダンスの要不要の別を操作する指に基づいて判定することで、運転者の必要に応じてガイダンスを提供できる。

なお、上記実施形態は、ステアリングスイッチ１０１が、親指で操作されることを前提としている。そこで例えば他の指で操作するよう設計されたスイッチがあれば、手が離れたことをもって、操作すると想定されている指以外の指で操作されたものと判定してもよい。すなわち、上記実施形態は親指以外の指、例えば人差し指などにも適用することができる。

［変形例］
本変形例では、操作スイッチ１０１は、半押し状態を持つスイッチである。例えばプッシュボタン式なら半押し状態と全押し状態とがある。またダイヤル式などプッシュボタン以外のスイッチなら、ダイヤルを回転させる操作以外に、ダイヤルを押し込むという操作も可能である。この主のスイッチについては、本来の操作ではない押し込み操作をここでは半押しと呼ぶことにする。本変形例では、このような半押しの状態でガイダンスを出力する。また全押しにされたなら、または本来の操作がされたなら、そのスイッチに対応する機能が遂行される。

さらに、半押し状態で、上述した２つの実施形態による操作した指の判定を行ってもよい。すなわち、半押しした指が所定の指なら何もせず、そうでないならガイダンスを表示する。そして全押しされたなら（あるいは本来の操作がされたなら）、操作されたスイッチに対応する機能が遂行される。この場合、ガイダンス途中であっても全押しされたならガイダンスを中断して機能を遂行する。

このような変形例によっても実施形態と同様の効果を奏する。さらに、ガイダンスの中断が可能となるために、より迅速な機能の遂行ができる。

また上記実施形態及び変形例はステアリングホイール内側に設けたスイッチ類の操作を例としたが、例えばダッシュボードに設けられたナビゲーション装置用のスイッチなど、他のスイッチについて適用することもできる。また、ドライバカメラにより運転者の手元（ステアリングホイールを把持する位置）を撮影している場合には、単に親指かそのほかの指かの区別だけにとどまらず、操作に用いる指がどの指であるかまで判定してもよい。例えば操作されたと判定したスイッチに置かれた指がどの指であるかを手の形状から判定すればよい。その場合には、使用する指に応じて情報提供の仕方や提供する情報の内容等を変えてもよい。

●実施形態のまとめ
以上説明した本実施形態をまとめると以下のとおりである。
（１）本発明の第１の態様によれば、車両の制御に用いられる車両用入力装置であって、
スイッチと、
前記スイッチの操作が行われたときに、前記操作が所定の指で行われたか否かを判定する判定手段と、
前記操作が前記所定の指で行われたと判定した場合には、前記スイッチに対応した機能を提供し、前記操作が前記所定の指で行われなかったと判定した場合には、前記スイッチに対応した機能のガイダンスを出力する制御手段と
を有することを特徴とする車両用入力装置が提供される。
この構成により、操作した指に応じてガイダンスを出力することが可能となる。

（２）本発明の第２の態様によれば、（１）に記載の車両用入力装置であって、
前記スイッチは、前記車両のステアリングホイールの内側に設けられていることを特徴とする車両用入力装置が提供される。
この構成により、ステアリングスイッチについて、それを操作した指に応じてガイダンスを出力することが可能となる。

（３）本発明の第３の態様によれば、（２）に記載の車両用入力装置であって、
運転者を撮影する撮影手段を更に有し、
前記判定手段は、前記撮影手段により撮影した画像に基づいて、前記操作が所定の指で行われたか否かを判定することを特徴とする車両用入力装置が提供される。
この構成により、撮影した画像から操作した指を判定でき、操作した指に応じてガイダンスを出力することが可能となる。

（４）本発明の第４の態様によれば、（２）に記載の車両用入力装置であって、
前記ステアリングホイールには、運転者による把持を検知する把持検知手段を更に有し、
前記判定手段は、前記は時検知手段による検知結果に基づいて、前記操作が所定の指で行われたか否かを判定することを特徴とする車両用入力装置が提供される。
この構成により、検知したステアリングの把持状態から操作した指を判定でき、操作した指に応じてガイダンスを出力することが可能となる。

（５）本発明の第５の態様によれば、本発明は、（２）に記載の車両用入力装置であって、
前記スイッチには指紋検知手段が設けられ、
前記判定手段は、前記指紋検知手段による検知結果に基づいて、前記操作が所定の指で行われたか否かを判定することを特徴とする車両用入力装置が提供される。
この構成により、検知した指紋から操作した指を判定でき、操作した指に応じてガイダンスを出力することが可能となる。

（６）本発明の第６の態様によれば、本発明は、（２）乃至（５）のいずれかに記載の両用入力装置であって、
前記スイッチは、前記ステアリングホイールの内側の左右それぞれに設けられており、
前記判定手段は、前記スイッチの操作が行われたときに、前記操作が、前記操作の対象となった前記スイッチと同じ側の前記所定の指で行われたか否かを判定し、
前記制御手段は、前記操作が、前記操作の対象となった前記スイッチと同じ側の前記所定の指で行われたと判定した場合には、前記スイッチに対応した機能を提供し、前記操作が、前記操作の対象となった前記スイッチと同じ側の前記所定の指で行われなかったと判定した場合には、前記スイッチに対応した機能のガイダンスを出力することを特徴とする車両用入力装置が提供される。
この構成により、スイッチを操作した側の手について、操作した指を判定すれば十分となり、処理負担を軽減できる。

（７）本発明の第７の態様によれば、本発明は、（１）乃至（６）のいずれかに記載の両用入力装置であって、
前記制御手段は、前記車両が停車していない場合には前記ガイダンスを音声で出力し、前記車両が停車している場合には前記ガイダンスを、少なくとも映像または画像で出力することを特徴とする車両用入力装置が提供される。
この構成により、車両が停止していない場合にはガイダンスとして映像を出力しないので、運転者が注意をそぐことを防止できる。

（８）本発明の第８の態様によれば、本発明は、（１）乃至（７）のいずれかに記載の両用入力装置であって、
前記所定の指は親指であることを特徴とする車両用入力装置が提供される。
この構成により、スイッチを操作した指が親指でなければガイダンスを出力することが可能となる。

（９）本発明の第９の態様によれば、本発明は、（１）乃至（７）のいずれかに記載の両用入力装置であって、
前記所定の指は人差し指であることを特徴とする車両用入力装置が提供される。
この構成により、スイッチを操作した指が人差し指でなければガイダンスを出力することが可能となる。

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

１０１ 操作スイッチ、１０２ ドライバカメラ、２０１ 制御部、音声出力部、２０３ 表示出力部

Claims (9)

1. 車両の制御に用いられる車両用入力装置であって、
   スイッチと、
   前記スイッチの操作が行われたときに、前記操作が所定の指で行われたか否かを判定する判定手段と、
   前記操作が前記所定の指で行われたと判定した場合には、前記スイッチに対応した機能を提供し、前記操作が前記所定の指で行われなかったと判定した場合には、前記スイッチに対応した機能のガイダンスを出力する制御手段と
   を有することを特徴とする車両用入力装置。
2. 請求項１に記載の車両用入力装置であって、
   前記スイッチは、前記車両のステアリングホイールの内側に設けられている
   ことを特徴とする車両用入力装置。
3. 請求項２に記載の車両用入力装置であって、
   運転者を撮影する撮影手段を更に有し、
   前記判定手段は、前記撮影手段により撮影した画像に基づいて、前記操作が所定の指で行われたか否かを判定する
   ことを特徴とする車両用入力装置。
4. 請求項２に記載の車両用入力装置であって、
   前記ステアリングホイールには、運転者による把持を検知する把持検知手段を更に有し、
   前記判定手段は、前記は時検知手段による検知結果に基づいて、前記操作が所定の指で行われたか否かを判定する
   ことを特徴とする車両用入力装置。
5. 請求項２に記載の車両用入力装置であって、
   前記スイッチには指紋検知手段が設けられ、
   前記判定手段は、前記指紋検知手段による検知結果に基づいて、前記操作が所定の指で行われたか否かを判定する
   ことを特徴とする車両用入力装置。
6. 請求項２乃至５のいずれか一項に記載の車両用入力装置であって、
   前記スイッチは、前記ステアリングホイールの内側の左右それぞれに設けられており、
   前記判定手段は、前記スイッチの操作が行われたときに、前記操作が、前記操作の対象となった前記スイッチと同じ側の前記所定の指で行われたか否かを判定し、
   前記制御手段は、前記操作が、前記操作の対象となった前記スイッチと同じ側の前記所定の指で行われたと判定した場合には、前記スイッチに対応した機能を提供し、前記操作が、前記操作の対象となった前記スイッチと同じ側の前記所定の指で行われなかったと判定した場合には、前記スイッチに対応した機能のガイダンスを出力する
   ことを特徴とする車両用入力装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の車両用入力装置であって、
   前記制御手段は、前記車両が停車していない場合には前記ガイダンスを音声で出力し、前記車両が停車している場合には前記ガイダンスを、少なくとも映像または画像で出力することを特徴とする車両用入力装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の車両用入力装置であって、
   前記所定の指は親指である
   ことを特徴とする車両用入力装置。
9. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の車両用入力装置であって、
   前記所定の指は人差し指である
   ことを特徴とする車両用入力装置。

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