JP4670914B2 - 車両用操作装置 - Google Patents

Description

本発明は車両用操作装置に関する。

特開２０００−６６８７号公報 特開２００７−１９８５７４号公報 特開２０００−１０６０６９号公報

近年では、操作装置（特許文献１）として、プロンプター方式等の遠隔的に機器操作を行う操作装置が開発されている。このような操作入力装置は、操作画面（メイン画面）を表示する表示装置とは別に、操作者の手元に遠隔操作部を設け、さらに、その遠隔操作部を操作する手を撮影・抽出し、得られた手画像および手操作を表示装置の操作画面（メイン画面）に反映して、あたかも操作画面を直接タッチ操作しているかのように表示制御するものである。また、このような操作装置のうち、車両に設けられるものについては、その操作性を増すために、遠隔操作部が座席に着座したユーザーの手元に設けられる。そして、その遠隔操作部は、タッチ操作面を有してなるタッチ操作式（接触操作式）の操作パネルを設けた構成とされることが多い。

上記のような操作パネルが車室内に設けられる場合には、操作パネルの周辺にも様々な操作部が配置される可能性が高い。特にその操作部が、プッシュスイッチやシーソースイッチのような所定の押圧変位を検知する押圧操作部であった場合、タッチ操作をするために操作パネルに伸ばしたはずの手が誤って押圧操作部に触れて誤操作を生じる可能性があった。特に押圧操作部への押圧操作とタッチ操作とを比べると、操作により操作ノブに変位が生ずるか否かの違いはあるものの、操作方向としては同じ方向になるため、他の操作部が周辺に配置されている場合よりも誤操作を招き易いという問題があった。

本発明の課題は、タッチ操作面の周辺に設けられた押圧操作部への誤操作を確実に防止できる車両用操作装置を提供することにある。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記課題を解決するために、本発明の車両用操作装置は、
車室内に露出する形で配置されるタッチ操作面を主表面とする操作パネルを有したタッチ操作部と、
前記タッチ操作面をタッチ操作するために前記操作パネルに近接対向する手を撮影手段により撮影し、その撮影画像に基づいて前記手を検出するタッチ操作手検出手段と、
前記操作パネルを操作可能な座席に着座したユーザーから操作可能であり、なおかつ前記タッチ操作面の方が当該ユーザーの肩位置から遠い位置にあって前記ユーザーが操作しているときその操作している手が前記撮影手段によって映らない位置関係となる形で、前記タッチ操作面に近接配置される押圧操作部と、
車室内において、表示画面が前記操作パネル及び前記押圧操作部とは異なる位置に設けられ、かつそれら操作パネル及び押圧操作部を操作可能な座席に着座した前記ユーザーから画面視認可能に配置されるとともに、当該表示画面上に、前記操作パネルへのタッチ操作に基づいて操作入力が可能な操作画像を表示可能な表示装置と、
前記撮影手段により撮影された撮影画像に基づいて前記タッチ操作面に近接対向する手が検出されている状態で、前記押圧操作部に押圧操作がなされた場合に、当該押圧操作を無効化する押圧操作無効化手段と、
前記操作パネルに近接対向する手を検出するために前記撮影手段により撮影された前記撮影画像に基づいて、前記タッチ操作面に近接対向する手の当該タッチ操作面上における指示位置を特定するとともに、特定された当該指示位置に対応する、前記表示装置の画面位置に、位置指示画像を表示する位置指示画像表示手段と、
を備えることを特徴とする。

上記本発明の構成によると、タッチ操作面に対向する手が検出された場合に、それと近接して配置されている押圧操作部への操作が無効化される。これにより、車室内の操作者が、タッチ操作面へのタッチ操作の意思を持っている可能性が高い状況において、押圧操作部への操作が無効化されるので、押圧操作部への誤操作を確実に防止することができる。

本発明において、前記押圧操作部と前記操作パネルとの位置関係は、当該押圧操作部を押圧操作する際の操作者の手が、前記タッチ操作手検出手段により前記タッチ操作面に近接対向する手として非検出となるような関係を満たすものとできる。この構成によると、車室内の操作者の手が押圧操作部を操作しようとした際に、その手がタッチ操作をする手として検出されて、押圧操作部になされる操作が誤って無効化されてしまうことがなくなる。

また、この場合、前記押圧操作部及び前記タッチ操作面は、車室内にて、座席に着座したユーザーが操作可能な位置に設けられるとともに、押圧操作部は、上記ユーザーにとって前記タッチ操作面よりも操作負担が小さい位置に配置されていることが望ましい。押圧操作部の方がタッチ操作面よりも操作負担の大きい位置にある場合、場合によっては、タッチ操作面の操作として検出されないような無理ある形でしか押圧操作部を操作できないような状況も想定できるので、押圧操作部の方がタッチ操作面よりも操作負担が小さい構成の方が、押圧操作部を押圧操作する際の操作者の手がタッチ操作面に近接対向する手として非検出となるような構成とし易い利点がある。もう少し具体的にいえば、押圧操作部は、タッチ操作面よりも上記ユーザーの肩位置に近い位置、さらにいえば、上記ユーザーが着座する座席の背もたれ部に近い位置に配置されることで、上記利点をより得られ易くなる。

本発明の前記押圧操作部及び前記タッチ操作面は、車室内の座席の中で、少なくとも運転席に着座したユーザーにより操作可能な位置に設けることができる。運転席に着座する運転者は、車両走行中において運転者は運転に集中するため、タッチ操作面周辺の押圧操作部に対して意図しない押圧操作する可能性が高くなるので、誤操作防止効果がより有効に作用する。

本発明において、タッチ操作手検出手段は、前記タッチ操作面に近接対向する手を撮影する撮影手段とすることができる。撮影画像に基づいて手の接近が判定されるため、単純にタッチ操作面に接近した対象物を誤って検出することを防ぐことが可能となる。例えば、指の検出を条件に手を検出するよう判定することにより、手と他の接近対象物とを区別して認識することが可能となる。特に指が検出されるような場合は、操作者のタッチ操作面への操作意図も明確に現れた状態であるから、より有効である。

本発明の前記操作パネルは、車両に設けられた凹部の開口を覆う形で配置することができ、この場合の上記撮影手段は、前記操作パネルの裏面側となる前記凹部内に配置されるとともに、前記操作パネルを介してのみ当該操作パネルの表面側を撮影可能に構成できる。撮影手段による撮影範囲が広いほど、操作パネルに接近する操作者の手を撮影・検出し易くなるが、操作パネルを操作する意図の無い時の手まで撮影・検出される可能性が生ずる。上記構成のように、凹部内に撮影手段が配置されると、その撮影範囲には、凹部を構成する内周壁部が含まれることになり、当該撮影範囲に含まれる操作パネル表面側の撮影領域としては、凹部開口に配置された透明部材からなる操作パネルから見える領域に制限され、他の領域は撮影されなくなるので、操作パネルを操作する手だけを撮影するのに好適となる。

ところで、本発明は、車室内において、表示画面が前記操作パネル及び前記押圧操作部とは異なる位置に設けられ、かつそれら操作パネル及び押圧操作部を操作可能な座席に着座したユーザーから画面視認可能に配置されるとともに、当該表示画面上に操作画像を表示可能な表示装置を備えて構成することができる。この場合のタッチ操作部は、前記操作パネルへの前記タッチ操作に基づいて、前記表示装置おいて画面表示される操作画像に対し遠隔的に操作入力が可能な操作部として構成でき、他方、押圧操作部は、前記押圧操作に基づいて、前記表示装置において画面表示される表示内容に関連する操作入力が可能な操作部として構成できる。この構成によると、手元に位置する操作部を遠隔操作部として、より視認性の増す位置に設けられた表示装置に表示された操作画像（操作アイコン等）を操作可能となる。例えば操作者が運転者である場合には、表示装置の表示画面が車両前方側に位置していれば視認性も高いし、それを視認しながらとなる遠隔タッチ操作もスムーズに行いやすい。

また、この場合、更なる操作性の向上を図るために、前記撮影手段による撮影画像に基づいて、前記タッチ操作面に近接対向する手の当該タッチ操作面上における指示位置を特定するとともに、特定された当該指示位置に対応する、前記表示装置の画面位置に、位置指示画像を表示する位置指示画像表示手段を備えて構成することができる。遠隔操作部をなすタッチ操作部のタッチ操作面を操作する手が、表示画面上に表示されるので、遠隔位置指示操作が容易となる。

また、本発明における押圧操作部及び操作パネルは、車両乗員が背もたれにもたれた形で車両の座席に着座した状態にて操作可能な位置に固定配置された遠隔操作部とすることができ、それらは、別途設けられた主操作部よりも予め定められた座席に近い位置に固定配置されたものとすることができる。

また、本発明における表示装置は、少なくとも車両の運転席に着座した車両乗員から画面視認可能となるよう当該車両乗員よりも車両前方側に配置されたものとすることができる。さらに、上記主操作部を備える場合には、当該表示装置の画面上に設けられたタッチパネル（表示面接触型の操作部）を主操作部として備えた構成とできるし、上記遠隔操作部をなす押圧操作部及び操作パネルは、運転席の座部と助手席の座部との間に設けることができる。

なお、本発明における押圧操作部及び操作パネルは、車載電子機器の操作部とすることができ、例えば、エアコン操作部、オーディオ操作部、ナビゲーション操作部、パワーウィンドウ操作部、及びシート位置調整操作部のうち、１又は複数を兼用するものとすることができる。

以下、本発明の車両用操作装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の車両用操作装置の構成を示すブロック図である。本実施形態においては、遠隔操作部１０と表示装置２０とが制御部１００に接続された構成を有する。

表示装置２０は、表示画面上にタッチ操作用のスイッチ画像（操作アイコン）等の操作画像を表示可能とされている。本実施形態の表示装置２０は、運転席２Ｄ及び助手席２Ｐに着座した双方の車両乗員から画面視認可能となるようそれらの座席２Ｄ，２Ｐよりも車両前方側に配置されたカラー表示装置であり、液晶ディスプレイ，プラズマディスプレイ，有機ＥＬディスプレイ等のいずれを用いてもよい。

遠隔操作部１０は、上記した表示装置に画面表示される操作画像に対する操作入力を遠隔的に行うための補助操作部であって、タッチ操作部１２と、押圧操作部１１とを有して構成されている。ここでの遠隔操作部１０は、図２及び図３に示すように、運転席２Ｄと助手席２Ｐに着座したユーザーが着座状態のまま操作可能な位置として、車両の運転席２Ｄの座部と助手席２Ｐの座部との間に位置するセンターコンソールＣＢに設けられている。より具体的にいえば、遠隔操作部１０は、に設けられており、表示装置２０よりもそれら座席の搭乗者に近い位置に固定配置されている。さらに言うならば、そのセンターコンソールＣＢのうち、運転席２Ｄの座部と助手席２Ｐの座部とに挟まれる領域の車両前方側の領域に設けられている。

また、図４及び図５に示すように、本実施形態の遠隔操作部１０には、操作する手を載せておくための湾曲形状をなす載置台部１４が設けられており、載せられた手が湾曲形状にフィットするようになっている。そして、載置台部１４に置かれた手の指が位置するであろう車両前方側の位置に、タッチ操作部１２（タッチ操作面１２ａ１）と押圧操作部１１が配置されている。さらに言えば、押圧操作部１１がタッチ操作部１２よりも車両後方側に配置されている。このため、タッチ操作部１２（タッチ操作面１２ａ１）の方が、押圧操作部１１よりも操作対象者（ここでは運転者及び助手席搭乗者）の肩位置から遠い位置にあり、押圧操作部１１の方が操作の容易な位置となっている。また、図５に示すように、押圧操作部１３に対し車両後方側に隣接する車両後方側の領域には、当該押圧操作部１１への操作が容易となるよう凹部１３が形成されている。

タッチ操作部１２は、タッチ操作面となる主表面１２ａ１が車室内上方を臨む形で配置される操作パネル１２ａを有し、当該タッチ操作面１２ａになされたタッチ操作による操作位置を検知し、当該操作位置を反映したタッチ操作入力信号を出力するものである。このタッチ操作入力信号を受信する制御部１００は、受信した該タッチ操作入力信号に基づいて、対応する制御を実行する制御実行手段として機能する。本実施形態におけるタッチ操作部１２は、例えば抵抗膜式タッチスイッチ（タッチセンサ）として構成できる。

押圧操作部１１は、操作パネル１２ａに対し近接配置され、押圧操作により操作ノブが所定変位を生じたことを検知した場合に、押圧操作入力信号を出力するプッシュスイッチやシーソースイッチ等のスイッチである。この押圧操作入力信号を受信する制御部１００は、受信した該押圧操作入力信号に基づいて、対応する制御を実行する制御実行手段として機能する。ここでは、２つのプッシュスイッチ１１が設けられている。

駆動部３０は、タッチ操作部１２や押圧操作部１１からの操作に基づいて制御される対象となる駆動部である。そうした対象としては、ナビゲーション機能等の各種車載電子機器の機器機能とすることができる。ナビゲーション機能のほかにも、車両空調機能や、パワーウィンドウ機能、オーディオ機能等を実行する各種の駆動部とすることができる。

制御部１００は、図示しない周知のＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ（Input/Output）およびこれらの構成を接続するバスライン等からなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されており、ＲＯＭや外部記憶装置４０等の記憶部に記憶されたプログラムに基づいて各種制御を実施する。また、ＬＡＮ Ｉ／Ｆ及び車載ＬＡＮを介して、例えば他のＥＣＵ等、外部からのデータ取り込みを行うこともできる。

ところで、本発明においては、タッチ操作部１２を操作する手を検出する操作手検出部（タッチ操作手検出手段）１２ｂが設けられている。この操作手検出部１２ｂは、タッチ操作面１２ａ１に近接対向する手を検出するものであり、ここでは、図６に示すように、予め定められた波長帯の光を照射する光源１２ｃと、操作パネル１２ａを撮影範囲に含む形で該操作パネル１２ａの裏面１２ａ２側から表面１２ａ１側を撮影するカメラ（接近対象物撮影手段）１２ｂと、を備えて構成されている。なお、操作パネル１２ａは、カメラ１２ｂによる撮影が可能となるように、光源１２ｃからの照射光が裏面１２ａ２側から表面１２ａ１側に向けて透過するよう透光性を有している。カメラによる撮影画像データは制御部１００に入力され、画像解析部１００ａによる解析処理に基づいて手の存在を判定する。

そして、制御部１００では、タッチ操作面１２ａ１に近接対向する手の存在判定結果に基づいて、押圧操作部への誤操作を防止するための処理がなされる。図７は、その誤操作防止処理の一例を示すフローチャートであり、制御部１００のＲＯＭや外部記憶装置４０に記憶された所定のプログラムをＣＰＵが実行する形で実施される。なお、制御部１００は、この位置指示画像の表示処理を実行することにより、押圧操作無効化手段として機能する。

Ｓ１では、制御部１００がタッチ操作部１２を操作する手の存在を判定する。この判定は、制御部１００の画像解析部１００ａが、カメラ１２ｂによる撮影画像データの入力を受けてその解析を実施し、その撮影画像内に手画像が含まれているか否かに基づいて判定する。カメラ１２ｂは、操作パネル１２ａの裏面１２ａ２側から該操作パネル１２ａを介してタッチ操作面（表面）１２ａ１側に接近する接近対象物（例えば運転者等の操作者の手）Ｈを常時撮影しているから、その撮影画像は常に制御部１００の画像処理部１００ａに入力されている。タッチ操作面１２ａ１に近接対向する接近対象物Ｈがあると、当然その接近対象物Ｈを含む撮影画像１５０が画像処理部１８ａに入力される。入力された撮影画像１５０は、画像処理部１８ａにて公知の画像解析手法によって解析され、色や輝度の相違等に基づいて接近対象物画像１５０Ｈが抽出される。ここでは、撮影画像の輝度に基づいて二値化処理を施し、所定レベルを越える画像領域を接近対象物画像１５０Ｈとして検出する。そして、抽出された接近対象物画像１５０Ｈの形状を、手の形状パターンと比較し、当該画像１５０Ｈが人の手の画像であるか否かを判定する。例えば接近対象物画像１５０Ｈの形状に、所定長さ以上の軸線を有する略直線的な棒状の指画像パターンが存在する場合に、手の画像であると判定するようにする。判定結果は制御部１００に出力される。

Ｓ１にて、タッチ操作部１２を操作する手が存在すると判定された場合にはＳ２に進み、制御部１００は、押圧操作部１１への押圧操作を無効化するモード（押圧操作部無効化モード）を設定する。これにより、押圧操作部１１に押圧操作があった場合であっても、少なくともその押圧操作に対応する制御が禁止され、実施されないようになる。一方で、タッチ操作部１２を操作する手が存在しないと判定された場合にはＳ３に進み、制御部１００は、押圧操作部無効化モードを解除し、押圧操作部１１への押圧操作を通常通り有効化するモード（通常モード）を設定する。これにより、押圧操作部１１に押圧操作があった場合、通常通り、その押圧操作に対応する制御が実施される。

なお、押圧操作の無効化方法としては、例えば、スイッチ回路等により、制御部１００に入力される押圧操作入力信号が制御部１００に入力されないようにしたり、制御部１００に押圧操作入力信号が入力されても対応する制御信号が出力されないようにする等の簡易な方法がある。また、他の方法としては、押圧操作部１１に所定変位が生じないよう操作ロック機構を設ける方法でもよい。Ｓ２では、こうしたスイッチング動作やロック動作を実行することにより押圧操作部無効化モードを実行し、他方、Ｓ３では、それを解除するスイッチング動作やアンロック動作を実行することにより通常モードに復帰させる。

以下、本実施形態における他の特徴部について説明する。

まずは、本実施形態の表示装置２０について説明する。
本実施形態の表示装置２０は、表示画面上に配置された表示面接触型の操作部であるタッチパネル２２と、当該表示画面の周辺に配置されるスイッチ類２１と、を有して構成されている。

タッチパネル２２は、表示装置２０の画面上に取り付けられ、車室内に露出する主表面２２ａ１がタッチ操作面となる形で配置される透明な操作パネルを有して構成されており、当該タッチ操作面２２ａ１になされたタッチ操作による操作位置を検知し、当該操作位置を反映したタッチ操作入力信号を制御部１００に出力するタッチ操作部とされている。このタッチ操作入力信号を受信する制御部１００は、受信した該タッチ操作入力信号に基づいて、対応する制御を実行する制御実行手段として機能する。遠隔操作部１０は、これらの操作部２２，２１を主操作部としてそれに代わる操作が可能な補助操作部とされており、操作部２２，２１への操作よりも操作負担が小さくなるよう、ユーザーにより近い位置に配置されている。

一方、表示装置２０の表示画面上に定められる二次元表示座標系と、タッチパネル２２のタッチ操作面２２ａ１上に定められる二次元操作座標系との間には一義的な対応関係が予め定められており、一方の面内位置に対応する他方の面内位置が一義的に特定可能とされており、タッチ操作面２２ａ１にタッチ操作があった場合には、その対応関係に基づいて、当該タッチ操作がなされた位置座標に対応する、表示装置２０の表示画面上の位置座標への操作入力が受け付けられる。同じく、表示装置２０の表示画面上に定められる二次元表示座標系と、遠隔操作部１０のタッチ操作面１２ａ１上に定められる二次元操作座標系との間にも一義的な対応関係が予め定められており、一方の面内位置に対応する他方の面内位置が一義的に特定可能とされていて、遠隔操作部１０のタッチ操作面１２ａ１からも、タッチパネル２２のタッチ操作面２２ａ１と同様のタッチ操作入力が可能とされている。

これらタッチ操作面１２ａ１，２２ａ１のいずれかにタッチ操作があった場合、制御部１００がそのタッチ操作がなされたタッチ操作面１２ａ１，２２ａ１上の位置座標を特定し、さらに、特定された当該位置座標に対応する、表示装置２０の表示画面上の位置座標を特定して、その上で、特定された当該位置座標に対応する制御内容を実行する制御信号を出力する。このため、表示装置２０の表示画面に操作画像（操作アイコン等）１６０Ｉが表示されていた場合に、タッチ操作面２２ａ１上において当該操作画像１６０Ｉに対応する位置にタッチ操作をすると、その操作画像１６０Ｉに対応する操作入力が制御部１００にて受け付けられる。タッチ操作面１２ａ１，２２ａ１へのタッチ操作に伴い制御部１００が受信するタッチ操作入力信号には、タッチ操作面１２ａ１，２２ａ１上のタッチ位置を反映した操作位置情報が含まれているので、これを受信した制御部１００は、当該操作位置情報に基づいてタッチ位置を特定し、さらにそのタッチ位置に対応する制御内容を実行する。

なお、制御部１００のＲＯＭや外部記憶装置４０等の記憶部には、操作画像１６０Ｉを表示するための操作画像データが記憶されており、操作画像１６０Ｉの重ね表示ないし合成表示に用いられている。一方で、同じく制御部１００の記憶部には、各操作画像１６０Ｉに対応付けた形で、各々への操作入力（対応するタッチ操作面１２ａ１，２２ａ１上の領域へのタッチ入力）により実施される制御内容も記憶されている。制御部１００により、表示画面に表示されたメイン画像（背景画像）１６０Ｂ上にスイッチ画像１６０Ｉが重なった画像１６０が表示されると、タッチ操作面１２ａ１，２２ａ１には、スイッチ画像１６０Ｉの表示位置に対応する領域に操作入力受付範囲（操作入力位置）が設定される（操作入力位置設定手段）。

次に、本実施形態の表示装置２０において画面表示される位置指示画像について説明する。

本実施形態においては、遠隔操作部１０をなすタッチ操作部１２に操作がなされている場合に、その手が位置指示している表示装置２０の画面位置に位置指示画像が表示される。図８は、その位置指示画像を表示する処理の一例を示すフローチャートであり、制御部１００のＲＯＭや外部記憶装置４０に記憶された所定のプログラムをＣＰＵが実行する形で実施される。なお、制御部１００は、この位置指示画像の表示処理を実行することにより、位置指示画像表示手段として機能する。

まず、Ｓ２１では、制御部１００が、カメラ１２ｂによって撮影された撮影画像に基づいて、タッチ操作部１２を操作する手が存在するか否かを、操作者の手の画像を取得したか否かから判定する。これは、図７のＳ１と同様の処理である。手の画像が存在すると判定された場合にはＳ２２に進み、判定されなければ本処理を終了する。

Ｓ２２では、制御部１００が、存在すると判定された手の画像に基づいて、表示装置２０に表示されている背景画像１６０Ｂ（１６０Ｂ１，１６０Ｂ２）上に、位置指示画像１６０Ｈを重ね表示あるいは合成表示する。位置指示画像とは、カメラ１２ｂによる撮影画像１５０から抽出される手の画像１５０Ｈにおいて、少なくともその指が指示している位置に対応する画面位置に表示される画像である。ここでは、図９及び図１０の（ｂ）のように二値化して抽出された手画像１５０Ｈに基づいて、位置指示画像１６０Ｈとして、図９及び図１０の（ｃ）のような手画像１５０Ｈの輪郭（外形形状）が表示されるような画像を、背景画像１６０Ｂが半透過状態で視認できるような状態で表示する。Ｓ２２の終了により本処理は終了となる。なお、本処理は終了後も所定周期で繰り返し実施され、操作パネル１２ａに対向する手・指が移動すると、これに合わせて、表示装置２０の表示画面に表示される位置指示画像（加工画像）１６０Ｈの表示位置も移動する。

なお、位置指示画像１６０Ｈは、必ずしも撮影された手形状・指形状の輪郭を反映していなくともよく、少なくとも撮影された手の指が指し示す位置を指示する画像であればよく、例えばポインタ画像等のシンボル画像であってもよい。また、位置指示画像１６０Ｈとして、カメラ１２ｂにより撮影された手の画像（ないし指の画像）１５０Ｈを加工せずにそのまま表示（重畳表示や合成表示）しても問題はないが、これと重なる位置に表示されるはずのメイン画像１６０Ｂの一部分が見えなくなること等を考慮すると、より操作がし易くなるような加工（例えば半透過合成）を施しておいた方がより望ましい。

次に、本実施形態の遠隔操作部１０について説明する。

遠隔操作部１０のタッチ操作部１２は、操作パネル１２ａが車室内に設けられた凹部の開口１２ｈを覆う形で配置されている。そして、カメラ１２ｂは、操作パネル１２ａの裏面１２ａ２側となる凹空間内に配置されるとともに、操作パネル１２ａを介してのみ当該操作パネル１２ａの表面１２ａ１側を撮影可能に構成できる。カメラ１２ｂによる撮影範囲が広いほど、操作パネルに接近する操作者の手を撮影・検出し易くなるが、逆に操作パネルを操作する意図の無い時の手まで撮影・検出される可能性が生ずるから、上記のようにカメラ１２ｂを凹部内に配置することで効果的に撮影範囲を制限できる。つまり、こうした構成とすることで、カメラ１２ｂの撮影範囲には、凹部を構成する壁部１２ｆ、１２ｅが含まれるようになり、結果として、カメラ１２ｂの主な撮影領域を、操作パネル越しに見える領域、つまり、操作パネル１２ａの主表面１２ａ１と対向する領域とすることが可能となったのである。

また、本実施形態の遠隔操作部１０においては、タッチ操作部１２（タッチ操作面１２ａ１）の方が、押圧操作部１１よりも操作対象者（ここでは運転者及び助手席搭乗者）の肩位置から遠い位置にあることで、押圧操作部１１を当該操作対象者が操作しているときに、その操作している手がカメラ１２ｂによって撮影されないようになっている。

本実施形態の遠隔操作部１０のタッチ操作部１２は、図６に示すように、車室内において車両上方に臨む開口１２ｈを有した中空の筐体１２Ｐの該開口１２ｈに操作パネル１２ａが嵌め込まれており、その表面１２ａ１がタッチ操作面（遠隔タッチ操作面）とされている。開口１２ｈを形成する筐体開口周辺部１２ｆの外縁からは、後方に向けて筒状の周壁部１２ｅが設けられており、その後端部が回路基板１２ｋに固定されている。この筐体１２Ｐは、車室内のセンターコンソールＣＢの所定位置に固定配置されており、内部に、カメラ１２ｂ及び光源１２ｃが配置されている。

光源１２ｃは、同じく図６に示すように、操作パネル１２ａを裏面１２ａ２から表面１２ａ１に透過させる形で光を照射する。光源１２ｃからの光（照射光）は、タッチ操作面１２ａ１を被うように位置する接近対象物（例えば手等）が存在しない限り、該タッチ操作面１２ａ１から外に通過していくが、該タッチ操作面１２ａ１に対向する形で接近した接近対象物Ｈが存在する場合には、当該接近対象物Ｈに反射して、その光（反射光）の一部は裏面１２ａ２側に戻り、カメラ１２ｂに捉えられる。

カメラ１２ｂは、光源１２ｃから照射された光が接近対象物Ｈにて反射した反射光を捉える形で、当該接近対象物Ｈを操作パネル１２ａの裏面１２ａ２側から撮影するものであり、予め定められた撮影範囲を撮影するよう車体側に固定されている。また、ここでのカメラ１２ｂは、反射部材１２ｒの反射面を撮影しており、当該反射面に映し出される画像（反射画像）に上記撮影範囲が含まれるように各々が配置されている。反射部材１２ｒが無い場合は、当該撮影範囲をカメラ１２ｂにより直接撮影する形となるから、撮影後の画像に左右反転処理を施す必要がある。

なお、本実施形態の光源１２ｃは赤外光光源である。具体的にいえば、操作パネル１２ａの裏面側後方に位置するＬＥＤである。一方で、本実施形態のカメラ１２ｂは、暗所での撮影にも適した赤外線カメラ（可視光をシャットアウトする図示しない赤外線フィルタを備え、これを介して撮影を行う）であり、赤外光光源１２ｃから照射された光（赤外線）が接近対象物Ｈにて反射した反射光をカメラ１２ｂが捉える形で撮影がなされる。ここでのカメラ１２ｂは、車体側に固定された基板上に固定配置されている。また、本実施形態の操作パネル１２ａは、光源１２ｃの光に対してのみ透光性を有した材料にて構成され、筐体１２Ｐの内部を外部から視認することができない。

本実施形態において撮影手段をなすカメラ１２ｂは、操作パネル１２ａの表面１２ａ１に対向する形で接近する接近対象物を撮影する接近対象物撮影手段として機能するものであり、接近対象物に手が含まれることを考慮すれば、その手の画像を撮影する手画像撮影手段として機能しているともいえる。

図９及び図１０は、操作パネル１２ａの表面１２ａ１に対向する手Ｈの撮影を説明する図である。各図の（ａ）は、操作パネル１２ａと、その表面１２ａ１に対向する手の状態（指の状態）を示しており、各図の（ｂ）は、（ａ）の状態の手（指）をカメラ１２ｂにて撮影した映像１５０であり、操作パネル１２ａ全体を撮影領域として撮影された画像である。ただし、本実施形態における（ｂ）の映像１５０は、撮影後にその映像を２値化したものである。（ｂ）において、符号１５０Ｈは接近対象物Ｈが映った領域、符号１５０Ｂは何も映らなかった領域である。符号１５０Ｂの領域は本来、操作パネル１２ａが映る領域であるが、該操作パネル１２ａが光源１２ｃの光に対し透光性を有するので映らない。また、それであっても、その操作パネル１２ａ越しに背景（本実施形態でいえば車両の天井面等）が映っていてもおかしくないが、赤外反射光を十分に捉えることができずに映像として映らなかったか、多少の赤外反射光が捉えられたものの２値化処理により背景と同一化されたかのいずれかである。

図９及び図１０の（ｃ）は、（ｂ）の映像１５０が撮影されているときの、表示装置２０における画面表示の一例である。図９の（ｃ）に示す表示画面は、メイン画像１６０Ｂ１として５０音入力画面が表示されている。他方、図１０（ｃ）に示す表示画面は、メイン画像１６０Ｂ２としてナビゲーション装置において表示される地図画面（地図操作用画像）が表示されている。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、これはあくまでも例示にすぎず、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。以下、上記実施形態とは異なる実施形態について説明する。なお、共通する構成については、同符号を用いることで説明を略する。

上記実施形態において、表示装置２０に設けられたタッチパネル２２や他のスイッチ類２１は本発明に必須の構成ではない。このため、本発明における表示装置２０は、図２及び図３に示すようなセンターコンソールＣＢ内に配置されるものに限られず、例えばフロントガラスＦＧ下縁よりも上方に設置されるものであってもよい。具体的には、車両のフロントガラスＦＧに、上述の画像・データを表示するヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）や、ステアリングホイール６の車両前方側の奥に位置するメーター表示装置等を例示することもできる。

また、上記実施形態において、遠隔操作部１０にはタッチ操作部として抵抗膜式のタッチパネル１２ａが設けられているが、他の方式のタッチパネルでもよい。例えば、操作パネル１２ａとして、タッチ操作の位置検出を、カメラ１２ｂ等の撮影手段により撮影された撮影画像への画像処理により行うものを、タッチパネルに代わって採用してもよい。具体的にいえば、操作パネル１２ａを、表面１２ａ１がタッチ操作面をなす透光性を有したパネルとし、この操作パネル１２ａにタッチ操作面１２ａ１側から接近する接近対象物に予め定められた波長帯の光を、当該操作パネル１２ａを介して照射する光源１２ｃを設ける。そして、撮影手段をなすカメラ１２ｂを、少なくともその光源１２ｃから照射された光が接近対象物にて反射した反射光を捉える形で、当該接近対象物を操作パネル１２ａ１の裏面１２ａ２側から撮影する撮影手段とする。さらに、図１１に示すように、制御部１００を、このカメラ１２ｂにより撮影された画像１７０Ｈ上において、反射光の強度が予め定められた閾強度を上回る光反射領域１７１Ｈを特定する光反射領域特定手段として機能させるとともに、特定されたこの光反射領域１７１Ｈの位置を特定して、その位置に対応するタッチ入力を受け付ける入力受付手段としても機能させるように構成する。なお、画像１７０Ｈは、上記の画像１５０のような２値化処理が施されたものではなく、撮影されたままの画像であり、領域全体に様々な輝度レベルの違いを有している。操作パネル１２ａに手が接触している領域は、他の領域に比べて反射光強度が格段に高くなるから、これにより、操作パネル１２ａへの操作の有無を、さらには操作された位置を特定することができる。

この構成によると、カメラ１２ｂの撮影画像に予め定められた閾強度を上回る光反射領域１７１Ｈが特定された場合に、その特定された領域にタッチ操作入力があったと判定して入力が受け付けられる。つまり、カメラ１２ｂの撮影画像は、上記した実施形態と同様の、操作する手の検出や、位置指示画像の表示に利用されるだけでなく、上記光反射領域１７１Ｈの有無判定や、上記光反射領域１７１Ｈの位置（操作位置）の特定にも利用される構成となっている。また、この場合、特定された光反射領域１７１Ｈの面積が予め定められた閾面積を上回った場合に限り、当該光反射領域１７１Ｈへのタッチ操作入力を受け付けるようにすることもできる。

また、上記実施形態において、押圧操作部１１は、運転席及び助手席から操作可能な操作部とされているが、他の座席から操作可能な操作部に設定することもできるし、運転席及び助手席の一方からのみ操作可能な操作部であってもよい。

また、上記実施形態における制御部１００は、例えば車載ナビゲーション装置の制御回路に兼用させることができる。図１２は、その車載ナビゲーション装置の構成の一例を示すブロック図である。図１２に示すように、ナビゲーション装置５０は、車両の現在位置を検出する位置検出器５７と、運転者等の操作者からの各種指示を入力するための操作部５１（１１，１２，２１，２２）と、地図データや各種の情報を記録した外部記録媒体から地図データ等を入力する地図データ入力器５５と、地図表示画面やＴＶ（Television）画面等の各種表示を行うための表示装置５２と、各種のガイド音声等を出力したり運転者等の操作者の音声を入力したりするための音声入出力装置５３と、車両情報等の各種のデータを記憶するためのハードディスク記憶装置５４と、車両情報の授受を行うための車両Ｉ／Ｆ（Interface）部５６と、これら５１〜５７と接続する制御回路５９とを備えている。

位置検出器５７は、ＧＰＳ受信機、ジャイロスコープ、距離センサ、地磁気センサとを備えた周知のものである。地図データ入力器５５は、ネットワークデータとしての道路データ，位置特定の精度向上のためのいわゆるマップマッチング用データ等の地図データ，施設を示すマークデータ，案内用の画像や音声データ等を含む各種のデータを入力するための装置である。

音声入出力装置５３は、地図データ入力器５５より入力した施設のガイドや各種案内の音声や、Ｉ／Ｆ５６を介して他の車載機器から取得した情報の読み上げ音声を出力することができる。また、音声入出力装置５３は、図示しないマイクおよび周知の音声認識ユニットを含み、運転者等の操作者の音声をコマンド等として制御回路５９に入力することができる。

制御回路５９は、図示しない周知のＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ（Input/Output）およびこれらの構成を接続するバスラインなどからなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されており、ＲＯＭ等の記憶部に記憶されたプログラムに基づいて、位置検出器５７からの各検出信号に基づき座標および進行方向の組として車両の現在位置を算出し、地図データ入力器５５を介して読み込んだ現在位置付近の地図や、各種操作入力部５１（５３を含む）等の操作入力によって指示された範囲の地図等をメイン画像（動画・静止画を含む）２００Ｂとして表示部１５に画面表示する地図表示処理や、地図データ入力器１４に格納された地点データに基づき、操作入力部５１（５３を含む）等の操作入力に従って目的地となる施設を選択し、現在位置から目的地までの最適な経路を自動的に求める経路計算を行って経路案内を行う経路案内処理等を行う。このように自動的に最適な経路を設定する手法は、ダイクストラ法等の手法が知られている。

また、制御回路５９は、ＲＯＭ等の記憶部に記憶された所定プログラムをＣＰＵが実行することにより、図８の処理を実施することができる。これにより、操作画像（操作アイコン）１６０Ｉと、カメラ１２ｂにより撮影された接近対象物画像１５０Ｈに基づく位置指示画像１６０Ｈとの双方をサブ画像とし、これらサブ画像を背景をなすメイン画像２００Ｂ（例えば地図操作用画像等）に重ねた形で表示することもできる。

操作入力部５１は、既に述べた実施形態（図１）と同様の遠隔操作部１０をなすタッチ操作部１２及び押圧操作部１１を備えている。さらに、制御回路５９も、既に述べた実施形態（図１）の制御部１００と同様に機能することができ、図７と同じ処理を実施して、押圧操作部１１に対し同様の操作制限を付与する。また、ここでの表示装置５２も、既に述べた実施形態（図１）の表示装置２０と同様であり、操作入力部５１にはタッチパネル２２と周辺スイッチ２１も含まれている。つまり、本発明の車両用操作装置は、その一例として、ナビゲーション装置５０の操作装置として適用可能である。よって、図１の操作装置１も、ナビゲーション装置の操作装置として適用できる。

なお、押圧操作部１１の押圧操作に伴い実行される制御内容は、表示装置２０がどのような画面状態であっても受け付けることが制御内容とすることができる。例えば、どのような画面状態であっても、予め決められた表示画面に強制的に切り替える制御内容とすることができる。ナビゲーション装置５０の操作装置として、本発明の車両用操作装置１が適用された場合には、例えば、表示装置２０の表示画面を、車両の現在位置が所定位置に固定された地図画面に切り替えるための操作部（現在地ボタン）や、メニュー画面を表示させる操作部（メニューボタン）とすることができる。

本発明の一実施形態である車両用操作装置の構成を示すブロック図。 図１の車両用操作装置を搭載する車両の車室内外観図。 図１の車両用操作装置の操作状態の一例を示す概略図。 図１の車両用操作装置における遠隔操作部を示す概略斜視図。 図４の遠隔操作部を拡大して示す拡大図。 図４の遠隔操作部におけるタッチ操作部を示す概略断面図。 本発明の誤操作防止処理の流れを示すフローチャート。 位置指示画像表示処理の流れを示すフローチャート。 操作パネルに対向する手の撮影を説明する第一の図。 操作パネルに対向する手の撮影を説明する第二の図。 操作パネルにタッチ操作がなされた位置を特定可能な撮影画像の一例。 本発明の一実施形態である車両用操作装置を、車載ナビゲーション装置の操作装置として適用した構成を示すブロック図。

符号の説明

１ 車両用操作装置
１００ 制御部
１０ 遠隔操作部
１１ 押圧操作部
１２ タッチ操作部
１２ａ 操作パネル
１２ｂ カメラ（撮影手段）
１２ｃ 光源
２０ 表示装置（表示手段）
２１ 周辺スイッチ
２２ａ タッチパネル

Claims (6)

1. 車室内に露出する形で配置されるタッチ操作面を主表面とする操作パネルを有したタッチ操作部と、
   前記タッチ操作面をタッチ操作するために前記操作パネルに近接対向する手を撮影手段により撮影し、その撮影画像に基づいて前記手を検出するタッチ操作手検出手段と、
   車室内にて前記操作パネルを操作可能な座席に着座したユーザーから操作可能であり、なおかつ前記タッチ操作面の方が当該ユーザーの肩位置から遠い位置にあって前記ユーザーが操作しているときその操作している手が前記撮影手段によって映らない位置関係となる形で、前記タッチ操作面に近接配置される押圧操作部と、
   車室内において、表示画面が前記操作パネル及び前記押圧操作部とは異なる位置に設けられ、かつそれら操作パネル及び押圧操作部を操作可能な座席に着座した前記ユーザーから画面視認可能に配置されるとともに、当該表示画面上に、前記操作パネルへのタッチ操作に基づいて操作入力が可能な操作画像を表示可能な表示装置と、
   前記撮影手段により撮影された撮影画像に基づいて前記タッチ操作面に近接対向する手が検出されている状態で、前記押圧操作部に押圧操作がなされた場合に、当該押圧操作を無効化する押圧操作無効化手段と、
   前記操作パネルに近接対向する手を検出するために前記撮影手段により撮影された前記撮影画像に基づいて、前記タッチ操作面に近接対向する手の当該タッチ操作面上における指示位置を特定するとともに、特定された当該指示位置に対応する、前記表示装置の画面位置に、位置指示画像を表示する位置指示画像表示手段と、
   を備えることを特徴とする車両用操作装置。
2. 前記押圧操作部と前記操作パネルとの位置関係は、当該押圧操作部を押圧操作する際の操作者の手が、前記タッチ操作手検出手段により前記タッチ操作面に近接対向する手として非検出となるような関係を満たすものである請求項１記載の車両用操作装置。
3. 前記押圧操作部及び前記タッチ操作面は、車室内にて、座席に着座したユーザーが操作可能な位置に設けられるとともに、前記押圧操作部は、該ユーザーにとって前記タッチ操作面よりも操作負担が小さい位置に配置されている請求項２記載の車両用操作装置。
4. 前記押圧操作部及び前記タッチ操作面は、車室内の座席の中で、少なくとも運転席に着座したユーザーにより操作可能な位置に配置されている請求項３記載の車両用操作装置。
5. 前記操作パネルは、車両に設けられた凹部の開口を覆う形で配置され、
   前記撮影手段は、前記操作パネルの裏面側となる前記凹部内に配置されるとともに、前記操作パネルを介してのみ当該操作パネルの表面側を撮影可能となっている請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用操作装置。
6. 前記タッチ操作部は、前記操作パネルへの前記タッチ操作に基づいて、前記表示装置おいて画面表示される操作画像に対し遠隔的に操作入力が可能な操作部であり、
   前記押圧操作部は、前記押圧操作に基づいて、前記表示装置において画面表示される表示内容に関連する操作入力が可能な操作部とされている請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両用操作装置。

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