JP2022085518A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 使用者によるディスプレイに表示されたアイコンのタッチ操作を補助することができる車両用表示装置を提供する。【解決手段】 本発明に係る車両用表示装置は、車両に固定して設置される固定部と、固定部に振動可能に支持された振動部と、振動部に設けられ、使用者の手指によるタッチ操作が可能なアイコンを表示するディスプレイと、振動部を振動させるアクチュエータと、アクチュエータを制御する制御部とを備え、制御部は、ディスプレイにアイコンが表示されているときに、ディスプレイにおける手指の接触が検出された位置とアイコンの表示位置との距離が最も短いアイコンを決定し、その距離が最も短いアイコンが所定時間変わらなかった場合に、そのアイコンを目標アイコンとして決定し、目標アイコンに向けて手指を誘導するようにアクチュエータを制御して振動部を振動させる。【選択図】 図８

Description

本発明は、使用者によるタッチ操作を振動で触覚フィードバックするハプティクス機能を備えた車両用表示装置に関する。

使用者によるタッチ操作を振動で触覚フィードバックするハプティクス機能を備えた車両用表示装置として、例えば特許文献１に記載の車両用操作ユニットが知られている。この車両用操作ユニットでは、操作面を備えるディスプレイアセンブリとして構成された操作要素が第１ばね及び第２ばねを介して筐体上で弾性的に支持されるとともに、アクチュエータの駆動要素が操作要素に機械的に連結され、触覚フィードバック時に操作要素が並進運動を行う。

国際公開第２０１７／１２９５５７号

ところで、使用者がディスプレイに表示されたアイコンをタッチ操作して所望の機能を実行しようとする場合、ディスプレイ上のアイコンの位置とそうでない位置との間に凹凸等がなく手探りの操作が難しい一方、使用者が運転者で車両の運転操作中であれば、アイコンを注視し難いことが多く、使用者が運転者又は同乗者で視覚障害を有する場合も、その手指を直ちにアイコンの位置に動かしてタッチ操作することが容易ではない。視覚障害者については、表示の大きさや配色によってはアイコンの配置の認識が難しく、思いどおりに操作ができないという問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、使用者によるディスプレイに表示されたアイコンのタッチ操作を補助することができる車両用表示装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る車両用表示装置は、固定部と、前記固定部に振動可能に支持された振動部と、前記振動部に設けられ、使用者の手指によるタッチ操作が可能なアイコンを表示するディスプレイと、前記振動部を振動させる振動発生部と、前記振動発生部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記ディスプレイに前記アイコンが複数表示されているときに、前記ディスプレイにおける前記手指の接触が検出された位置と各アイコンの表示位置との距離が最も短いアイコンを決定し、前記距離が最も短いアイコンが所定時間変わらなかった場合に、そのアイコンを目標アイコンとして決定し、前記目標アイコンに向けて前記手指を誘導するように前記振動発生部を制御して前記振動部を振動させることを特徴とする。

前記制御部は、前記ディスプレイに前記アイコンが複数表示されているときに、前記距離が最も短いアイコンを決定し、前記距離が最も短いアイコンが前記所定時間未満で変わった場合に、前記距離が最も短くなったアイコンを前記目標アイコンとして決定してもよい。

前記制御部は、前記目標アイコンに固有の振動パターンで前記振動部が振動するように、前記振動発生部を制御してもよい。

また、前記制御部は、前記手指が前記目標アイコンに近づくと前記振動部の振動が強くなるように、前記振動発生部を制御してもよい。

さらに、前記制御部は、前記距離が複数のアイコンについて等距離の場合に、等距離時に固有の振動パターンで前記振動部が振動するように、前記振動発生部を制御してもよい。

本発明に係る車両用表示装置によれば、使用者によるディスプレイに表示されたアイコンのタッチ操作を補助することができる。

発明を実施するための形態に係る車両用表示装置が設けられた車両のインストルメントパネルを示す説明図である。 図１の車両用表示装置の正面を示す説明図である。 図２のＡ－Ａ線に沿った断面を示す説明図である。 図３の板ばねを示す説明図である。 図１の車両用表示装置の構成を示すブロック図である。 図１の車両用表示装置のディスプレイに表示されたアイコンを示す説明図である。 図６のアイコンが表示されたディスプレイで使用者の手指がアイコン以外の位置に接触した状態を示す説明図である。 図１の車両用表示装置における入力補助処理を示す流れ図である。

本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。

図１乃至図３に示すように、本実施の形態に係る車両用表示装置１は、車両２のインストルメントパネル３にワイドディスプレイとして設けられ、インストルメントパネル３に固定される固定部４と、固定部４に板ばね５を介して支持される振動部６と、振動部６の振動を制御する制御部７とを備える。

固定部４は、車両２の運転席に座る運転者Ｄと略正対する平板状のセンター部８と、センター部８の左縁から前方に（固定部４がインストルメントパネル３に設置された状態では、車両２の後方側に向けて）起立し、さらに左方に折曲してセンター部８から遠ざかるにつれて前方に（センター部８に対して斜めに）延在するウイング部９と、センター部８の右縁から前方に起立し、さらに右方に折曲してセンター部８から遠ざかるにつれて前方に（センター部８に対して斜めに）延在するウイング部１０とを有する。

板ばね５は、図４に示すように、帯状の金属板の長手方向の２か所が略直角に山折りと谷折りされてなり、取付片１１，１２と、取付片１１，１２を連結する連結片１３とを備える。取付片１１，１２には、円形の挿通穴１４，１５がそれぞれ設けられている。

振動部６は、板ばね５により固定部４に支持された基部１６を備えるとともに、画像（所定情報）を表示する平面型のディスプレイ（フラットディスプレイ）１７，１８，１９と、運転者Ｄ等の使用者によるタッチ操作を検出するタッチセンサ２０が略全面に貼着され、表示手段としてのディスプレイ１７，１８，１９を覆うカバーレンズ２１と、基部１６（ひいては振動部６）を振動させるアクチュエータ２２が基部１６に設けられている。

基部１６は、振動部６が固定部４に支持されたときに、センター部８の前方でセンター部８と略平行に配置される平板状のセンター部２３と、ウイング部９の前方でウイング部９と略平行に配置される湾曲板状のウイング部２４と、ウイング部１０の前方でウイング部１０と略平行に配置される湾曲板状のウイング部２５と、センター部２３、ウイング部２４及びウイング部２５の上下端、ウイング部２４の左端、並びに、ウイング部２５の右端から前方に延在する周壁部２６とを有する。

センター部２３の背面には、左側に２つの板ばね５が上下対になって設けられるとともに、右側に２つの板ばね５が上下対になって設けられている。板ばね５の取付片１１は、挿通穴１４を挿通する図示を略すねじによりセンター部８にねじ止めされ、板ばね５の取付片１２は、挿通穴１５を挿通する図示を略すねじによりセンター部２３にねじ止めされる。

ウイング部２４の背面には、２つの板ばね５が上下対になって設けられている。板ばね５の取付片１１は、挿通穴１４を挿通する図示を略すねじによりウイング部９にねじ止めされ、板ばね５の取付片１２は、挿通穴１５を挿通する図示を略すねじによりウイング部２４にねじ止めされる。

ウイング部２５の背面には、左側に２つの板ばね５が上下対になって設けられるとともに、右側に２つの板ばね５が上下対になって設けられている。板ばね５の取付片１１は、挿通穴１４を挿通する図示を略すねじによりウイング部１０にねじ止めされ、板ばね５の取付片１２は、挿通穴１５を挿通する図示を略すねじによりウイング部２５にねじ止めされる。

ディスプレイ１７は、センター部２３の正面側に設けられ、車両２のメーターパネルの画像を表示する。ディスプレイ１８は、ウイング部２４の正面側に設けられ、電子ドアミラーの画像等を表示し、ディスプレイ１９は、ウイング部２５の正面側に設けられ、ＣＩＤ（Center Information Display）として機能する。ディスプレイ１７，１８，１９の表示は、車速その他の車両情報が入力される制御部７（図５参照）により制御され、ディスプレイ１９には、図６に示すように、使用者が手指によりタッチ操作可能な複数のアイコン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ（以下、アイコン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄを区別せずに「アイコン２７」ともいう。）が表示される。

カバーレンズ２１は、ここでは周壁部２６の前端に固着されているが、基部１６に直接設けられるのではなく、何らかの部材等を介して設けられてもよい。

アクチュエータ２２は、センター部２３の背面側の四隅に４つ設けられ、使用者によるタッチ操作等をタッチセンサ２０が検出すると、制御部７に駆動制御されて振動部６を左右方向に振動させる。

制御部７は、図５に示すように、ディスプレイ１７，１８，１９及びタッチセンサ２０に接続されるとともに、メモリ等からなる記録装置２８に接続され、記録装置２８は、後述の入力補助処理の際に一時的な記憶領域として用いられる他、制御部７がアクチュエータ２２を駆動制御する際のフィードバック振動の種類（振動パターン）及び強度に関する情報を記憶している。振動の強度は、後述の距離Ｌが長い場合には弱く、距離が短い場合には強くなるように設定されている。

制御部７は、使用者によるアイコン２７のタッチ操作をタッチセンサ２０が検出すると、アクチュエータ２２を作動させてアイコン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄに固有の振動パターンで振動部６を振動させ、タッチ操作を受け付けたことを使用者に触覚フィードバックするとともに、タッチ操作されたアイコン２７についての機能を実行する。例えば、「ＡＵＤＩＯ」についてのアイコン２７ａがタッチ操作されると、制御部７は、アイコン２７ａに固有の振動パターンで振動部６を振動させ、音楽を再生したり、オーディオ操作用の詳細画面をディスプレイ１９に表示したりする。

また、図７に示すように、使用者の手指Ｆの接触がディスプレイ１９（及び、ディスプレイ１９を覆うタッチセンサ２０）におけるアイコン２７以外の位置で検出されると、制御部７は、図８に示す入力補助処理（使用者によるアイコン２７のタッチ操作を補助する処理）を実行する。

すなわち、制御部７は、まず、使用者の手指Ｆが接触した位置を接触検出点として取得し（ステップ１（図８において「Ｓ．１」と記載。以下同様。））、接触検出点とアイコン２７ａの表示位置との距離Ｌａ、接触検出点とアイコン２７ｂの表示位置との距離Ｌｂ、接触検出点とアイコン２７ｃの表示位置との距離Ｌｃ、及び、接触検出点とアイコン２７ｄの表示位置との距離Ｌｄを算出する（ステップ２）。

次に、制御部７は、距離Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄ（以下、距離Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄを区別せずに「距離Ｌ」ともいう。）を比較して、最も短い２つの距離Ｌを第１の最短距離及び第２の最短距離（第１の最短距離≦第２の最短距離）として決定し（ステップ３，４）、第１の最短距離に対応するアイコン２７を第１のアイコンとして記録装置２８に記録するとともに（ステップ５）、第２の最短距離に対応するアイコン２７を第２のアイコンとして記録装置２８に記録する（ステップ６）。

続いて、制御部７は、第１のアイコン及び第２のアイコンについて距離Ｌが等距離かどうか（第１の最短距離＝第２の最短距離が成り立つかどうか）を判断し（ステップ７）、等距離の場合には、記録装置２８に記憶された振動パターンのうち、接触検出点と複数のアイコンの表示位置とが等距離時に固有の振動パターンの情報を取得し（ステップ８）、振動部６がその振動パターンで振動するようにアクチュエータ２２を駆動する（ステップ９）。

ステップ７で第１のアイコン及び第２のアイコンについて距離Ｌが等距離でない（第１の最短距離＜第２の最短距離）場合には、制御部７は、第１のアイコンについての距離Ｌが最短の状態が所定時間（ｔ秒間）以上継続しているかどうかを判断する（ステップ１０）。

ここで、所定時間の計測方法は、ステップ１の時点から計測しても他のステップの時点から計測してもよく（ステップ１からステップ７を経てステップ１０に至るまでの処理は、使用者からすると一瞬で行われるので、計測の開始をステップ１としても他のステップとしても使用者の体感的には変わらない。）、その方法が特に限定されるものではない。

また、第１のアイコンについての距離Ｌが最短の状態が所定時間継続しているかどうかを判断するために、必ずしも４つの距離Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄを常時算出して比較する必要はなく、手指Ｆが接触した位置（接触検出点）が所定時間変わらなければ（又は、その位置が多少動いても事実上変わらないとみなされれば）、その間、第１のアイコンについての距離Ｌが最短の状態で維持されているといえるし、第１のアイコンについての距離Ｌを第２のアイコンについての距離Ｌとだけ比べて第１のアイコンについての距離Ｌが第２のアイコンについての距離Ｌを所定時間超えることがなければ、その間、第１のアイコンについての距離Ｌが最短の状態で維持されているとすることもできる。

ステップ１０において、第１のアイコンについての距離Ｌが最短の状態が所定時間継続している場合には、制御部７は、第１のアイコンを目標アイコンと決定した上で（ステップ１１）、その距離Ｌ（ステップ３で決定した第１の最短距離、又は、ステップ１０の時点における距離Ｌ）の長さを記録装置２８に記録して（ステップ１２）、その長さに対応する振動の強度に関する情報及び目標アイコンに固有の振動パターンに関する情報を記録装置２８から取得し（ステップ１３）、振動部６がその振動パターン及び強度で振動するようにアクチュエータ２２を駆動する（ステップ１４）。

一方、ステップ１０において、第１のアイコンについての距離Ｌが最短の状態が所定時間継続しなかった場合、制御部７は、アイコン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄについて距離Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄをあらためて算出し（ステップ１５）、それらを比較して最も短い距離Ｌに対応するアイコン２７を目標アイコンと決定する（ステップ１６）。

そして、制御部７は、目標アイコンについての距離Ｌの長さを記録装置２８に記録して（ステップ１７）、その長さに対応する振動の強度に関する情報及び目標アイコンに固有の振動パターンに関する情報を記録装置２８から取得し（ステップ１８）、振動部６がその振動パターン及び強度で振動するようにアクチュエータ２２を駆動する（ステップ１９）。

入力補助処理を終えた制御部７は、その時点で使用者の手指Ｆが目標アイコン上にあれば、使用者による目標アイコンの短押操作により振動部６を振動させて目標アイコンについての機能を実行する。

一方、制御部７は、入力補助処理を終えても使用者の手指Ｆがディスプレイ１９においてアイコン２７上になければ、再度ステップ１からの処理を繰り返す。

本実施の形態に係る車両用表示装置１は、車両に固定して設置される固定部４と、固定部４に振動可能に支持された振動部６と、振動部６に設けられ、タッチセンサ２０に覆われて運転者Ｄ等の使用者の手指Ｆによるタッチ操作が可能なアイコン２７を表示するディスプレイ１９と、振動部６を振動させるアクチュエータ２２と、アクチュエータ２２を制御する制御部７とを備え、制御部７は、ディスプレイ１９にアイコン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄが表示されているときに、ディスプレイ１９における手指Ｆの接触が検出された位置（接触検出点）とアイコン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄの表示位置との距離Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄのうち距離Ｌが最も短いアイコン２７を決定し、この距離Ｌが最も短いアイコン２７が所定時間変わらなかった場合に、そのアイコン２７を目標アイコンとして決定し、目標アイコンに向けて手指Ｆを誘導するようにアクチュエータ２２を制御して振動部６を振動させるので、使用者がディスプレイ１９を注視し難かったりアイコン２７の配置を認識し難かったりして手指Ｆでアイコン２７の位置をうまくタッチすることができなくても、手指Ｆの位置から使用者がタッチ操作しようとしているアイコン２７と推測される目標アイコンを決定して手指Ｆを目標アイコンに誘導する振動を発生させ、使用者が振動に合わせて手指Ｆを動かせば手指Ｆが目標アイコンの位置に到達することにより、使用者によるディスプレイ１９に表示されたアイコン２７のタッチ操作を補助することができる。

また、制御部７は、ディスプレイ１９にアイコン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄが表示されているときに、ディスプレイ１９における手指Ｆの接触が検出された位置とアイコン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄの表示位置との距離Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄのうち距離Ｌが最も短いアイコン２７を決定した後、この距離Ｌが最も短いアイコン２７が所定時間未満で変わった場合に、新たに距離Ｌが最も短くなったアイコン２７を目標アイコンとして決定し、この目標アイコンに向けて手指Ｆを誘導するようにアクチュエータ２２を制御して振動部６を振動させるので、目標アイコンが手指Ｆの動きに応じて変更され、手指Ｆの誘導先が使用者の意思と乖離する可能性を低減させることができる。

手指Ｆの誘導に際し、制御部７は、手指Ｆが目標アイコンに近づくと振動部６の振動が強くなるようにアクチュエータ２２を制御するので（前述のとおり、振動の強度は、距離Ｌが長い場合には弱く、距離が短い場合には強い。）、使用者は手指Ｆをより振動を感じる方に直感的に動かすことができる。

また、制御部７は、目標アイコンに固有の振動パターンで振動部６が振動するようにアクチュエータ２２を制御するので、使用者がアイコン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄに固有の振動パターンを覚えれば、振動による誘導先（目標アイコン）が使用者の意図しているものであるかどうかを触覚で判断することができる。

さらに、制御部７は、距離Ｌが複数のアイコン２７について等距離の場合に、等距離時に固有の振動パターンで振動部６が振動するようにアクチュエータ２２を制御するので、使用者が等距離時に固有の振動パターンを覚えれば、その振動パターンによる振動を感た際に手指Ｆの位置を動かすことにより、接触検出点がアイコン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄのいずれかに近づいて目標アイコンが決定し、制御部７は手指Ｆを目標アイコンに誘導することができる。

以上、本発明を実施するための形態について例示したが、本発明の実施形態は上述したものに限られず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更等してもよい。

例えば、制御部７は固定部４ではなく振動部６に設けられてもよく、ディスプレイ１７又はディスプレイ１８にアイコン２７が表示されてもよく、アクチュエータ２２の数や配置、入力補助処理の内容も上述したものに限られない。

１ 車両用表示装置
２ 車両
４ 固定部
６ 振動部
７ 制御部
１９ ディスプレイ
２２ アクチュエータ（振動発生部）
２７ａ アイコン
２７ｂ アイコン
２７ｃ アイコン
２７ｄ アイコン
Ｄ 運転者（使用者）
Ｆ 手指
Ｌａ 距離
Ｌｂ 距離
Ｌｃ 距離
Ｌｄ 距離

Claims (5)

1. 固定部と、
   前記固定部に振動可能に支持された振動部と、
   前記振動部に設けられ、使用者の手指によるタッチ操作が可能なアイコンを表示するディスプレイと、
   前記振動部を振動させる振動発生部と、
   前記振動発生部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記ディスプレイに前記アイコンが複数表示されているときに、前記ディスプレイにおける前記手指の接触が検出された位置と各アイコンの表示位置との距離が最も短いアイコンを決定し、前記距離が最も短いアイコンが所定時間変わらなかった場合に、そのアイコンを目標アイコンとして決定し、前記目標アイコンに向けて前記手指を誘導するように前記振動発生部を制御して前記振動部を振動させることを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記制御部は、前記ディスプレイに前記アイコンが複数表示されているときに、前記距離が最も短いアイコンを決定し、前記距離が最も短いアイコンが前記所定時間未満で変わった場合に、前記距離が最も短くなったアイコンを前記目標アイコンとして決定することを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記制御部は、前記目標アイコンに固有の振動パターンで前記振動部が振動するように、前記振動発生部を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用表示装置。
4. 前記制御部は、前記手指が前記目標アイコンに近づくと前記振動部の振動が強くなるように、前記振動発生部を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用表示装置。
5. 前記制御部は、前記距離が複数のアイコンについて等距離の場合に、等距離時に固有の振動パターンで前記振動部が振動するように、前記振動発生部を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車両用表示装置。

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