JP2022150463A - ユーザインターフェース装置、制御装置、およびコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】被制御装置の被制御量に関する画像を表示する表示部を備えたユーザインターフェース装置の利便性を高める。【解決手段】表示部１１は、被制御装置の被制御量に関する画像を表示する表示面１１１を有している。検出部１２は、乗員の手指３１の表示面１１１への接近を検出する。処理部１３２は、接近が検出されると、被制御装置の被制御量を連続的に変化させるための乗員の操作に対応する形状を有するガイド画像を、表示部１１に表示させる。【選択図】図２

Description

本発明は、被制御装置の被制御量に関する画像を表示する表示部を備えたユーザインターフェース装置に関連する。本発明は、当該ユーザインターフェース装置に搭載される制御装置、および当該制御装置の処理部により実行可能なコンピュータプログラムに関連する。

特許文献１は、タッチパネルを備えたユーザインターフェース装置を開示している。タッチパネルには、空調機器の設定温度の数値を示す画像と温度調整ボタンを示す画像が表示される。温度調節ボタンを示す画像としては、温度を上げるためのボタン画像と温度を下げるためのボタン画像が表示される。ユーザは、温度を上げるためのボタン画像または温度を下げるためのボタン画像に指を近づけることにより設定温度を変更できる。

特開２０１０－１９６４３号公報

本発明の目的は、被制御装置の被制御量に関する画像を表示する表示部を備えたユーザインターフェース装置の利便性を高めることである。

上記の目的を達成するための一態様は、ユーザインターフェース装置であって、
被制御装置の被制御量に関する画像を表示する表示面を有している表示部と、
ユーザの身体の一部の前記表示面への接近を検出する検出部と、
前記接近が検出されると、前記被制御装置の被制御量を連続的に変化させるためのユーザの操作に対応する形状を有するガイド画像を、前記表示部に表示させる処理部と、
を備えている。

上記の目的を達成するための一態様は、被制御装置の被制御量に関する画像を表示する表示部を備えたユーザインターフェース装置に搭載される制御装置であって、
前記表示部へのユーザの身体の一部の接近に対応する検出信号を受け付ける受付部と、
前記検出信号に基づいて、前記被制御装置の被制御量を連続的に変化させるためのユーザの操作に対応する形状を有するガイド画像を、前記表示部に表示させる処理部と、
を備えている。

上記の目的を達成するための一態様は、被制御装置の被制御量に関する画像を表示する表示部を備えたユーザインターフェース装置に搭載される制御装置の処理部によって実行可能なコンピュータプログラムであって、
実行されることにより、前記制御装置に、
前記表示部へのユーザの身体の一部の接近に対応する検出信号を受け付けさせ、
前記検出信号に基づいて、前記被制御装置の被制御量を連続的に変化させるためのユーザの操作に対応する形状を有するガイド画像を、前記表示部に表示させる。

上記の各態様に係る構成によれば、ユーザが身体の一部を表示面に近づけない限りガイド画像が表示されないので、必要以上の情報提示が抑制されたユーザインターフェースの外観を提供できる。換言すると、必須情報の視認性が高められたユーザインターフェースの外観を提供できる。他方、ユーザが操作入力を行うために身体の一部を表示面に近づけると当該操作に対応する形状を有するガイド画像が表示されるので、ユーザは操作入力の仕方を直感的に理解できる。したがって、ユーザインターフェース装置の利便性を高めることができる。

一実施形態に係るユーザインターフェース装置が搭載される車両を例示している。 図１のユーザインターフェース装置の機能構成を例示している。 表示部の表示面に表示される画像の一例を示している。 表示部の表示面に表示される画像の一例を示している。 ユーザインターフェース装置の機能構成の別例を示している。 図５における線ＶＩ－ＶＩに沿う断面を矢印方向から見た構成を例示している。 表示部の表示面に表示される画像の別例を示している。 表示部の表示面に表示される画像の別例を示している。

添付の図面を参照しつつ、実施形態の例について以下詳細に説明する。以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

図１に例示されるように、一実施形態に係るユーザインターフェース装置１０は、車両２０に搭載される。ユーザインターフェース装置１０は、車両２０の乗員により行なわれる操作に応じて、車両２０に搭載された被制御装置の動作制御に必要な信号を出力する装置である。被制御装置の例としては、空調機器、音響映像機器、照明装置などが挙げられる。車両２０は、移動体の一例である。乗員は、ユーザの一例である。

図２に例示されるように、ユーザインターフェース装置１０は、表示部１１を備えている。例えば、表示部１１は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）として構成されうる。

表示部１１は、表示面１１１を有している。本例においては、表示面１１１は、図１に例示されるセンタクラスタ２１に搭載された表示装置２２の画像表示面を形成している。表示面１１１は、被制御装置の被制御量に関する画像を表示する。例えば、空調機器における温度、風量などの設定値を示す画像や、温度、風量などを変化させるための乗員の操作をガイドするためのガイド画像が表示されうる。

ユーザインターフェース装置１０は、検出部１２を備えている。検出部１２は、乗員の手指３１の表示面１１１への接近を検出するように構成されている。乗員の手指３１は、ユーザの身体の一部の一例である。

例えば、検出部１２は、乗員の手指３１が表示面１１１に接近したことを静電的に検出する装置として構成されうる。この場合、検出部１２は、複数の電極と充放電回路を備える。複数の電極は、表示面１１１と対向するように配置される。複数の電極の各々は、表示面１１１における特定の位置に対応付けられる。充放電回路は、充電動作と放電動作を行ないうる。充電動作時の充放電回路は、不図示の電源から供給される電流を各電極へ供給する。放電動作時の充放電回路は、各電極から電流を放出させる。

各電極に供給された電流により、表示面１１１の周囲に電界が発生する。手指３１がこの電界に近づくと、特定の電極との間に疑似的なコンデンサが形成される。これにより、当該特定の電極と表示面１１１の間の静電容量が増加する。静電容量が増加すると、放電動作時に当該特定の電極から放出される電流が増加する。手指３１が表示面１１１に接触したときに生じる静電容量の変化量よりも小さな変化量を閾値に設定することにより、表示面１１１までの距離がＤ１である位置に手指３１が接近したことを検出できる。

検出部１２は、表示部１１の表示面１１１への乗員の手指３１の接近に対応する検出信号ＤＳを出力する。検出部１２は、規定された静電容量の変化が生じた電極を特定することにより、表示面１１１におけるいずれの箇所に手指３１が接近したのかを示す検出信号ＤＳを出力してもよい。

ユーザインターフェース装置１０は、制御装置１３を備えている。制御装置１３は、車両２０における適宜の位置に搭載される。制御装置１３は、受付部１３１、処理部１３２、および出力部１３３を備えている。

受付部１３１は、検出部１２から出力された検出信号ＤＳを受け付け可能なインターフェースとして構成されている。検出信号ＤＳがアナログデータの形態である場合、受付部１３１は、Ａ／Ｄコンバータを含む適宜の変換回路を備える。処理部１３２は、デジタルデータの形態である検出信号ＤＳを処理の対象とする。

処理部１３２は、表示面１１１への乗員の手指３１の接近が検出されると、ガイド画像を、表示部１１に表示させるように構成されている。具体的には、処理部１３２は、検出信号ＤＳに基づいて、ガイド画像を表示させるための制御信号ＣＳ１を出力部１３３に出力させる。表示部１１は、制御信号ＣＳ１に基づいて、ガイド画像を表示面１１１に表示させる。

例えば、図３に示されるように、空調機器の設定温度を示す画像Ｉ１が表示されている表示面１１１への乗員の手指３１の接近が検出されると、図４に例示されるように、ガイド画像Ｉ２が表示面１１１に表示される。ガイド画像Ｉ２は、制御装置の被制御量を連続的に変化させるための乗員の操作に対応する形状を有している。本例においては、ガイド画像Ｉ２は、円弧形状を有している。すなわち、ガイド画像Ｉ２は、その形状に沿って手指３１を移動させることにより空調機器の温度を変更できることを案内している。

このような構成によれば、乗員が手指３１を表示面１１１に近づけない限りガイド画像Ｉ２が表示されないので、必要以上の情報提示が抑制されたユーザインターフェースの外観を提供できる。換言すると、必須情報（本例では画像Ｉ１）の視認性が高められたユーザインターフェースの外観を提供できる。他方、乗員が操作入力を行うために手指３１を表示面１１１に近づけると当該操作に対応する形状を有するガイド画像Ｉ２が表示されるので、乗員は操作入力の仕方を直感的に理解できる。したがって、ユーザインターフェース装置１０の利便性を高めることができる。

検出部１２は、ガイド画像Ｉ２に対する乗員の手指３１の変位を検出するように構成されうる。処理部１３２は、当該変位に応じて被制御装置の被制御量を変化させるように構成されうる。

例えば、図２に示されるように、検出部１２は、表示面１１１までの距離がＤ１よりも小さいＤ２である位置に手指３１が接近したことを示す操作信号ＯＳを出力するように構成されうる。表示面１１１までの距離がＤ１である位置に手指３１が接近した時に生じる静電容量の変化量よりも大きく、かつ、手指３１が表示面１１１に接触したときに生じる静電容量の変化量よりも小さな変化量を閾値に設定することにより、表示面１１１までの距離がＤ２である位置に手指３１が接近したことを検出できる。なお、表示面１１１に乗員の手指が接触したことにより操作信号ＯＳを出力するように構成されてもよい。この場合、閾値は、手指３１が表示面１１１に接触したときに生じる静電容量の変化量に設定されうる。

検出部１２は、手指３１の接近または接触が検出された電極の位置の経時変化を特定することにより、ガイド画像Ｉ２に対する手指３１の変位を検出できる。検出部１２は、当該変位の向きや量を示す操作信号ＯＳを出力する。

処理部１３２は、受付部１３１により受け付けた操作信号ＯＳに基づいて、制御信号ＣＳ２を出力部１３３から出力する。被制御装置４０は、制御信号ＣＳ２に基づいて被制御量を変更する。このような構成によれば、表示面１１１に手指３１を接近させたときに現れるガイド画像Ｉ２を、被制御量を変更するための被操作部材であるかのように機能させることができる。すなわち、ユーザインターフェース装置１０の被操作部材にステルス機能を付与することができる。

図５に例示されるように、ユーザインターフェース装置１０は、ガイド部１４を備えうる。ガイド部１４は、被制御装置の被制御量を連続的に変化させるための乗員の操作に対応する形状を有する。

加えて、ユーザインターフェース装置１０は、パネル部材１５を備えうる。パネル部材１５は、表示部１１および検出部１２を覆うように配置されている。

図６に例示されるように、検出部１２は、パネル部材１５と表示部１１の間に配置されている。すなわち、検出部１２は、パネル部材１５に対する乗員の手指３１の接近または接触を検出するように構成される。

検出部１２とパネル部材１５は、透光性を有しており、表示部１１の表示面１１１に表示された画像は、検出部１２とパネル部材１５を通じて乗員により視認される。

ガイド部１４は、パネル部材１５に形成されている。ガイド部１４は、パネル部材１５の少なくとも第一面１５１に凹部と凸部の少なくとも一方を設けることにより形成されている。第一面１５１は、乗員に対向する側の面である。

また、図５に例示されるように、ガイド部１４は、空調機器の温度を変化させるための乗員の操作に対応する形状を有している。すなわち、ガイド部１４は、ガイド画像Ｉ２と同様に円弧形状を有している。

ステルス性を有するガイド画像Ｉ２をユーザインターフェース装置１０の被操作部材として機能させる場合、機械式スイッチのように明確な可動領域を提供できない。しかしながら、乗員の操作に対応する形状を有するガイド部１４によってガイド画像Ｉ２に対する乗員の手指３１の変位が案内されることにより、操作入力を円滑に行うことができる。また、画像を被操作部材として機能させる場合に固有の「手応えのなさ」に付随しがちな不安感を抑制できる。

図５と図６に例示されるように、ガイド部１４は、表示部１１を正面から見て表示部１１と重複しない領域に形成されうる。このような構成によれば、図６に例示されるように、表示部１１が収容されている空間に対向する側の面であるパネル部材１５の第二面１５２にも凹部と凸部の少なくとも一方を設けることにより、第一面１５１側に設けられた凹部と凸部の少なくとも一方との組合せで高低差の大きなガイド部１４を形成できる。したがって、表示部１１が収容されている空間の利用効率を高めつつ、ガイド部材１４の案内性も高めることができる。

図７に例示されるように、表示部１１は、空調機器の設定温度を示す画像Ｉ１に加えて、他の画像Ｉ３を表示面１１１に表示するように構成されうる。画像Ｉ３の例としては、被制御装置の被制御量を示す画像、その他の被制御装置の動作制御に関する画像などが挙げられる。

処理部１３２は、表示面１１１の画像Ｉ１への乗員の手指３１の接近が検出されると、図８に例示されるように、ガイド画像Ｉ２を表示面１１１に表示させるとともに、他の画像Ｉ３の色を暗くさせる制御信号ＣＳ１を出力するように構成されてもよい。これにより、ガイド画像Ｉ２の視認性を相対的に高めることができる。これにより、ガイド画像Ｉ２の案内性をさらに高めることができる。

これまで説明した各機能を有する処理部１３２は、汎用メモリと協働して動作する汎用マイクロプロセッサにより実現されうる。汎用マイクロプロセッサとしては、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵが例示されうる。汎用メモリとしては、ＲＯＭやＲＡＭが例示されうる。この場合、ＲＯＭには、上述した処理を実行するコンピュータプログラムが記憶されうる。ＲＯＭは、コンピュータプログラムが記憶された非一時的なコンピュータ可読媒体の一例である。プロセッサは、ＲＯＭ上に記憶されたコンピュータプログラムの少なくとも一部を指定してＲＡＭ上に展開し、ＲＡＭと協働して上述した処理を実行する。上記のコンピュータプログラムは、汎用メモリにプリインストールされてもよいし、通信ネットワークを介して外部サーバからダウンロードされて汎用メモリにインストールされてもよい。この場合、外部サーバは、コンピュータプログラムが記憶された非一時的なコンピュータ可読媒体の一例である。

処理部１３２は、マイクロコントローラ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどの上記のコンピュータプログラムを実行可能な専用集積回路によって実現されてもよい。この場合、当該専用集積回路に含まれる記憶素子に上記のコンピュータプログラムがプリインストールされる。当該記憶素子は、コンピュータプログラムが記憶された非一時的なコンピュータ可読媒体の一例である。処理部１３２は、汎用マイクロプロセッサと専用集積回路の組合せによっても実現されうる。

上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の実施形態に係る構成は、本発明の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。

検出部１２は、静電容量の変化に基づいて、表示部１１の表示面１１１への乗員の手指３１の接近を検出している。しかしながら、検出部１２は、静電容量の変化に基づく検出手法に代えて、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）カメラやＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）スキャナなどを用いた測距技術によって乗員の手指３１が表示面１１１から所定の距離まで接近したことを検出するように構成されてもよい。

画像Ｉ１の表示位置は、ガイド画像Ｉ２が表示される前後において表示位置は変化していない。しかしながら、画像Ｉ１は、ガイド画像Ｉ２が表示される場合、その表示位置が変更されてもよい。

ガイド画像Ｉ２は、その位置に応じて色が変化する画像として形成されうる。例えば、温度を上げる操作に対応する領域が赤色で表示され、温度を下げる操作に対応する領域が青色で表示される。これにより、乗員は、例えば被制御量の増加または減少させるために操作する方向を視覚的に認識できる。

ガイド画像Ｉ２およびガイド部１４は、円弧形状を有している。しかしながら、ガイド画像Ｉ２およびガイド部１４は、リング形状や棒形状などの他の形状を有しうる。

ガイド部１４は、ガイド画像Ｉ２の一部の領域に沿って延びるように形成されている。しかしながら、ガイド部１４は、ガイド画像Ｉ２の全領域に沿って延びるように形成されてもよい。また、ガイド部１４は、表示部１１を正面から見てガイド画像Ｉ２と重複しない領域に形成されている。しかしながら、ガイド部１４は、表示部１１を正面から見てガイド画像Ｉ２と重複する領域に形成されてもよい。

表示部１１の表示面１１１に表示される画像は、画像Ｉ１、ガイド画像Ｉ２、画像Ｉ３とは異なる画像を含みうる。例えば、画像Ｉ３が空調機器の温度以外の被制御装置の被制御量を示す画像である場合、画像Ｉ３への乗員の手指３１の接近が検出されると、当該被制御量を変化させるための乗員の操作をガイドするためのガイド画像が表示されてもよい。

ガイド部１４は、パネル部材１５に形成されている。しかしながら、例えばユーザインターフェース装置１０がパネル部材１５を有しておらず、表示部１１が外部に露出されている場合は、表示部１１の表示面１１１に形成されてもよい。あるいは、パネル部材１５または表示部１１とは異なる部材に形成されてもよい。

ユーザインターフェース装置１０は、車両２０以外の移動体にも適用されうる。他の移動体の例としては、鉄道、航空機、船舶などが挙げられる。当該移動体は、運転者を必要としなくてもよい。

ユーザインターフェース装置１０は、移動体に搭載されることを要しない。被制御量を変更する被制御装置が設置された適宜の装置や設備に搭載されうる。

１０：ユーザインターフェース装置、１１：表示部、１２：検出部、１３：制御装置、１４：ガイド部、３１：乗員の手指、４０：被制御装置、１１１：表示面、１３１：受付部、１３２：処理部、ＤＳ：検出信号、Ｉ２：ガイド画像

Claims (6)

1. 被制御装置の被制御量に関する画像を表示する表示面を有している表示部と、
   ユーザの身体の一部の前記表示面への接近を検出する検出部と、
   前記接近が検出されると、前記被制御装置の被制御量を連続的に変化させるためのユーザの操作に対応する形状を有するガイド画像を、前記表示部に表示させる処理部と、
   を備えている、ユーザインターフェース装置。
2. 前記検出部は、前記ガイド画像に対する前記ユーザの身体の一部の変位を検出し、
   前記処理部は、前記変位に応じて前記被制御量を変化させる、
   請求項１に記載のユーザインターフェース装置。
3. 前記操作に対応する形状を有するガイド部を備えている、請求項２に記載のユーザインターフェース装置。
4. 前記ガイド部は、前記表示部を正面から見て前記表示部と重複しない領域に形成されている、請求項３に記載のユーザインターフェース装置。
5. 被制御装置の被制御量に関する画像を表示する表示部を備えたユーザインターフェース装置に搭載される制御装置であって、
   前記表示部へのユーザの身体の一部の接近に対応する検出信号を受け付ける受付部と、
   前記検出信号に基づいて、前記被制御装置の被制御量を連続的に変化させるためのユーザの操作に対応する形状を有するガイド画像を、前記表示部に表示させる処理部と、
   を備えている、制御装置。
6. 被制御装置の被制御量に関する画像を表示する表示部を備えたユーザインターフェース装置に搭載される制御装置の処理部によって実行可能なコンピュータプログラムであって、
   実行されることにより、前記制御装置に、
   前記表示部へのユーザの身体の一部の接近に対応する検出信号を受け付けさせ、
   前記検出信号に基づいて、前記被制御装置の被制御量を連続的に変化させるためのユーザの操作に対応する形状を有するガイド画像を、前記表示部に表示させる、
   コンピュータプログラム。

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