JP5007807B2 - 車載用電子機器操作ユニット - Google Patents

Description

この発明は、車載用電子機器操作ユニットに関する。

特開２００２−９１６７４号公報 特開平１０−６４３８３号公報

カーナビゲーション装置やカーエアコン装置等に用いられる、多数の操作入力部を備えた車載用電子機器操作ユニットにおいて、ユーザーの指（操作身体部位）の操作入力部までの距離を赤外線センサにて検出し、操作入力部上の照明輝度をその距離に応じて変化させる構成が知られている（特許文献１，２）。特に、特許文献１においては、複数の操作入力部をいくつかのグループに分割し、グループ毎に反射式赤外線センサで指を接近検知して、指が接近したグループの操作入力部の照明輝度をアップする構成が開示されている。

しかし、上記の構成は、主として夜間等における操作性の向上を図るため、操作入力部への指の接近に伴い、単純に照明輝度のみを増加させる構成となっており、無機的で美観に乏しい難点がある。また、照明形態が単色的であり、多数の操作入力部のうち、狙ったものを選択的に強調する効果にもいささか欠ける問題がある。

本発明の課題は、多様な照明形態により操作入力部への指の接近をより強調でき、また照明による美観も向上できるとともに、多数の操作入力部がある場合も目指す操作部を確実に把握することができる車載用電子機器操作ユニットを提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するために、本発明の車載用電子機器操作ユニットは
該車両に搭載された車載用電子機器の操作入力を行なうために車両内に取り付けて使用される車載用電子機器操作ユニットであって、
車両内の座席に着座した乗員から操作可能な位置に設けられた操作入力部と、
操作入力部と、該操作入力部に向けて接近する乗員の操作身体部位との距離を検出する距離検出手段と、
操作入力部に随伴して設けられた該操作入力部の存在位置を示すインジケータ光源と、
操作入力部と操作身体部位との距離に応じて点灯色が変化するようにインジケータ光源を点灯駆動するインジケータ光源駆動手段と、を有したことを前提とする。

上記本発明の車載用電子機器操作ユニットの構成によると、操作入力部と操作身体部位との距離に応じてインジケータ光源の点灯色が変化するので、操作入力部への指の接近をより強調でき、また照明による美観も向上できる。また、多数の操作入力部がある場合も、色換え表示により目指す操作部を確実に把握することができる。

インジケータ光源駆動手段は、インジケータ光源の点灯輝度が点灯色とともに操作身体部位との距離に応じて変化するように駆動制御するものとして構成できる。操作身体部位の接近に伴い、インジケータ光源の点灯色とともに点灯輝度も変化させることで、指が接近した操作入力部をより強調することができる。

操作入力部とインジケータ光源との組は複数設けることができる。この場合、距離検出手段は、操作身体部位と各操作入力部との距離を検出するものとして構成することができる。インジケータ光源駆動手段は、各操作入力部に随伴するインジケータ光源を、操作身体部位までの距離が小さいものほど高輝度となるように点灯駆動するものとして構成することができる。操作身体部位と各操作入力部との距離を個別に把握することで、各操作入力部に随伴するインジケータ光源の輝度をよりきめ細かく点灯制御することができ、目指す操作入力部をより的確に強調することができる。特に、インジケータ光源駆動手段を、操作身体部位との距離が閾距離未満であって、かつ該距離が最も小さい操作入力部のインジケータ光源のみ点灯状態とする構成とすれば、該強調効果がさらに高められる。なお、インジケータ光源の点灯色に関しては、操作身体部位までの距離が最も小さいもののみ点灯させつつ、その距離に応じて点灯色を変化させるように構成してもよいし、操作身体部位までの距離が最も小さい操作入力部だけでなく、その周囲に存在する操作入力部も含めて点灯させ、かつ距離に応じてそれぞれ点灯色を変化させるように構成してもよい。

また、複数の操作入力部が設けられる場合、それら操作入力部が各々複数個の操作入力部を含む２以上のグループに分割し、インジケータ光源駆動手段は、操作身体部位との距離が閾距離未満となっているグループのインジケータ光源の点灯色を一括して変化させるように構成することもできる。これにより、例えば機能的に関連付けられた操作入力部グループのインジケータ光源を一括して強調でき、操作の便宜を図ることができる。

複数の操作入力部が筐体前面エリア内に配列する形で操作パネルが形成される場合、距離検出手段は、筐体前面エリア内にて同一直線上配列とならないように分散配置され、各々操作身体部位までの空間距離を独立に検出する３以上の距離検出センサと、各距離検出センサの筐体前面エリア内の配置位置座標情報と、各距離検出センサの空間距離検出情報とに基づいて、操作身体部位の筐体前面エリア前方における三次元位置情報を演算する操作身体部位三次元位置情報演算手段とを有するものとして構成することができる。

例えば、特許文献１の構成では、筐体前面エリアの操作入力部のグループ毎に設けられた各赤外線センサが、指までの距離を一次元的に検出しているに過ぎないから、指位置を精密に特定することは不可能であり、赤外線センサの二値的な検知信号に基づいて、グループ内のＬＥＤの輝度を一括して切り替えるような単純な制御にしか適用できない難点がある。しかし、上記の構成では、応用個々のセンサが同時に検出する距離情報に各センサの配置位置座標情報を組み合わせることにより、いわゆる三角測量と類似した原理に基づいて操作身体部位（指）の筐体前面エリア前方における三次元位置情報、つまり、操作パネルに対する操作身体部位の空間的な現在位置情報を特定でき、これを用いたよりきめ細かいインジケータ用光源の点灯制御が可能となる。

距離検出センサは、操作身体部位に向けて赤外線を投光する赤外線発光部と、該赤外線の操作身体部位による反射光を受光する赤外線受光部とを備え、該反射光の情報に基づいて距離を検出するものとして構成できる。距離の検出情報は、例えば反射光の強度で検知することも可能であるし、赤外線受光部をラインセンサとして構成し、反射光の受光位置に基づいて距離を特定する方式を採用することも可能である。他方、距離検出センサは、操作身体部位から発せられる赤外線を検出する焦電センサを備え、該焦電センサによる赤外線の検出強度に基づいて距離を検出するように構成することもできる。

例えば、上記の三次元位置情報を用いると、各操作入力部に距離センサが設けられていなくとも、つまり、距離センサの数が少ないにも拘わらず、操作身体部位と各操作入力部との距離を個別に検出することが可能になる。例えば、前述のように、操作身体部位が最も接近した操作入力部に対応するインジケータ用光源のみを選択的に点灯されるような制御も容易に実現できる。

また、記筐体前面エリアが複数のサブエリアに分割されるとともに、複数の操作入力部は、各々複数個のグループに分割されて各サブエリアに割り当てられている構成では、距離検出手段は、三次元位置情報に基づいて操作身体部位がいずれのサブエリア内に位置しているかを検出することができる。これにより、操作身体部位の属するサブエリアをより正確に特定することができる。

さらに、操作身体部位三次元位置情報演算手段が演算する操作身体部位の三次元位置情報の時間的変化に基づいて、操作身体部位の操作入力部に対する接近方向を特定する操作身体部位接近方向特定手段を設けることもできる。接近方向が特定できることにより、インジケータ用光源の動作制御形態（さらには、対応する操作入力部による入力制御形態）を、その接近方向に応じて異ならせるなど、操作ユニットの動作のバリエーションを大幅に拡大することができる。

具体的には、操作身体部位接近方向特定手段より特定された操作身体部位の接近方向がいずれの座席からのものであるかを識別し、その識別された座席に固有の操作入力モードを操作入力部に設定する操作入力モード設定手段を設けることができる。これにより、操作入力部に操作があった場合の入力制御形態を、どの座席から操作されたかに応じた固有の内容とすることができる。例えば、同じ操作入力部に、座席種別に応じて互いに異なる複数の機器機能が割り当てられている場合は、操作入力モードとして識別された座席に対応する機器機能を選択し、当該操作入力部に設定することができる。

例えば、操作入力モード設定手段は、識別された座席が予め定められた無効化対象座席であった場合に、予め定められた操作入力部に対し操作入力を無効化するモードを設定することができる。これにより、特定の座席からの操作入力部の操作が不能となるように設定することができる。例えば、運転手による特定の操作入力部への操作を、車両走行中は禁止したい場合は、当該操作入力部に対し運転席側から操作があった場合に、当該の操作入力を無効化すればよい。また、いたずら防止等のため、特定の操作入力部への助手席や後部座席からの操作を禁止したい場合は、当該操作入力部に対し、それらの座席側から操作があった場合に、当該の操作入力を無効化すればよい。

また、識別された前記座席に応じて異なる点灯モードにてインジケータ光源を点灯駆動することも可能である。例えば、第一の座席から操作された場合に無効化される第一無効化操作入力部の種別が、第二の座席から操作された場合に無効化される第二無効化操作入力部の種別と異なる場合、第一無効化操作入力部に対応するインジケータ光源を、残余の操作入力部に対応するインジケータ光源とは異なる点灯状態となるように制御する第一点灯モードとし、第二無効化操作入力部に対応するインジケータ光源を、残余の操作入力部に対応するインジケータ光源とは異なる点灯状態となるように制御する第二点灯モードとなるように点灯駆動することが可能である。なお、第二点灯モードについては、第二の座席から操作された場合に無効化される操作入力部が存在しない場合を概念として含み、この場合は、各操作入力部は（操作身体部位が接近した場合に）同じ点灯状態となるように制御することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の車載用電子機器操作ユニットに使用される操作パネルの一例を示すものである。車載用電子機器操作ユニットは、具体的には、カーナビゲーションシステム、カーオーディオ（あるいはオーディオビジュアル）あるいはカーエアコンシステムなどの車載用電子機器の操作に使用するためのものである。この実施形態では、カーナビゲーションシステムに適用した場合を例に取る。このカーナビゲーションシステムの操作パネル１は、自動車のインパネ中央部に取り付けられ、運転席と助手席との双方から操作が可能となっている。

操作パネル１は、筐体前面エリア内に複数の操作入力部９が配列する形で設けられている。筐体前面エリアの中央（上方）には、地図による案内画面等を表示するモニタ１４（例えば、バックライト付き液晶ディスプレイにて構成される）が配置され、その周囲領域が、複数のサブエリア９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃに分割されている。そして、複数の操作入力部９は、各々複数個のグループに分割されて各サブエリア９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃに割り当てられている。具体的には、モニタ１４の右側に位置する右サブエリア９０Ａと、同じく左側に位置する左サブエリア９０Ｂと、モニタ１４の下側にて中央に位置する中央サブエリア９０Ｃが形成されている。

各操作入力部９は、透光性樹脂により全体が構成されるか、あるいは非透光性樹脂による本体部の前面側に操作部識別用の投光部が形成された構造を有するキーあるいはダイヤルからなり、その内部にそれぞれインジケータ光源をなすインジケータＬＥＤ１１が内蔵されている。インジケータＬＥＤ１１からの光は、該操作入力部９を透過してユーザーにより視認され、操作入力部９の存在位置をユーザーに知らせる役割を果たす。

また、筐体前面エリアには、距離検出手段として、ユーザーの操作身体部位（指）までの空間距離を独立に検出する３つ（ただし、３以上に冗長化して設けてもよい）の距離検出センサ２Ａ，２Ｂ，２Ｃが、同一直線上配列とならないように分散配置されている。具体的には、距離検出センサ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、各々三角形の頂点をなす形で、各サブエリア９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃの中央に配置されている。

各距離検出センサ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、操作身体部位に向けて赤外線を投光する赤外線発光部３と、該赤外線の操作身体部位による反射光を受光する赤外線受光部４とを備え、該反射光の情報に基づいて操作身体部位までの距離を検出するものである。赤外線発光部３は、例えば赤外線ＬＥＤにて構成される。また、赤外線受光部４はＣｄＳセンサ等により構成され、その反射光の受光強度出力に基づいて操作身体部位までの距離が特定される。なお、赤外線受光部を、赤外線検知素子（例えばフォトトランジスタ）を一次元配列したラインセンサとして構成し、反射光の受光位置に基づいて距離を特定するようにしてもよい。

図２は、上記車載用電子機器操作ユニットの電気的構成の一例を示すブロック図である。車載用電子機器操作ユニット１００の制御主体はマイコン５０であり、ＣＰＵ５２，ＲＡＭ５３，ＲＯＭ５４及び入出力部５１を有している。入出力部５１には、距離検出センサ２Ａ，２Ｂ，２Ｃが接続されている。赤外線発光部３はドライバ（駆動回路）５を介して、赤外線受光部４は、その検出入力を増幅するアンプ６とＡ／Ｄ変換器８を介して、それぞれ入出力部５１に接続される。これら距離検出センサ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの動作は、マイコン５０がセンサ駆動プログラム（ＲＯＭ５４）を実行することにより制御される。

なお、図２を援用して示すごとく、距離検出センサ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、操作身体部位から発せられる赤外線を検出する焦電センサ４Ｐとして構成してもよく、この場合は、該焦電センサ４Ｐによる赤外線の検出強度に基づいて操作身体部位までの距離が特定される（当然、該構成では赤外線発光部３は省略される）。

次に、モニタ１４と各操作入力部９及びインジケータＬＥＤ１１も入出力部５１に接続されている。インジケータＬＥＤ１１は、本実施形態ではフルカラーＬＥＤユニットとして構成されている。具体的には、赤色系（Ｒ）、緑色系（Ｇ）、青色系（Ｂ）の３原色の発光ダイオードを組み合わせることにより、種々の照明光を簡単に得ることができるものである。図３は、その回路構成の一例を示すもので、赤色系（Ｒ）、緑色系（Ｇ）、青色系（Ｂ）の各発光ダイオード３４０１が電源（Ｖｓ）に接続され、ドライバ１２を構成するトランジスタ３４０２で各々スイッチング駆動される。このスイッチングは、ドライバ１２に含まれるコンパレータ３４０３に入力される三角波（のこぎり波でもよい）の周期と、指令信号の電圧レベルとによって定まるデューティ比によりＰＷＭ制御される。各色の発光ダイオード３４０１への指令信号の入力波形は、各々独立に変更可能であり、３つの点灯色の混合比率に応じて任意の色調及び強度の発光が得られる。図４は、赤色系（Ｒ）、緑色系（Ｇ）、青色系（Ｂ）の各光の混合比（デューティ比による）を変えて実現できる、視認される混合光の例を示す。

図２に示すように、インジケータＬＥＤ１１はドライバ１２及びＤ／Ａ変換器１３を介して入出力部５１に接続されている。マイコン５０は、インジケータ駆動プログラム（ＲＯＭ５４内）の実行により、個々のインジケータＬＥＤ１１に対する点灯色及び点灯輝度の指定値をＲＧＢの各デューティ比η_Ａ、η_Ｂ及びη_Ｃに変換し、その値がＤ／Ａ変換器１３にてアナログのデューティ比指示電圧に変換されて、図３に示すごとくドライバ１２に入力される。これにより、インジケータＬＥＤ１１は、対応する点灯色及び点灯輝度にてＰＷＭ発光駆動される。

次に、マイコン５０は、ＲＯＭ５４内の位置・距離演算プログラムにより、距離検出センサ２Ａ，２Ｂ，２Ｃが各々独立に検出する操作身体部位までの空間距離と、各距離検出センサ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの筐体前面エリア内の配置位置座標情報とに基づいて、検出した操作身体部位の筐体前面エリア前方における三次元位置情報を演算する（操作身体部位三次元位置情報演算手段）。

演算内容は具体的には以下の通りである。まず、筐体前面エリアをなす平面上に互いに直交するＸ軸及びＹ軸を取り、該平面と直交する向きにＺ軸を取る。そして、図５に示すように、この（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標系の、筐体前面エリアをなすＸ−Ｙ平面上にて、その原点Ｏと、ＡＯ＝ＡＢの二等辺三角形となる点Ａ及び点Ｂに相当する位置に距離検出センサ２Ａ，２Ｂ，２Ｃを配置する。センサの各座標を点Ｏ（０，０，０）、点Ａ（ａ，ｂ，０）、点Ｂ（２ａ，０，０）とし、各センサが検出する操作身体部位上の被測定点Ｐまでの距離をＬ_１、Ｌ_２、Ｌ_３としたとき、被測定点Ｐの座標（Ｘ_Ｐ，Ｙ_Ｐ，Ｚ_Ｐ）（三次元位置情報）は以下のようにして計算することが可能である。まず、被測定点Ｐと各センサとの距離は、
Ｌ_１ ^２＝Ｘ_Ｐ ^２＋Ｙ_Ｐ ^２＋Ｚ_Ｐ ^２ ・・ （１）
Ｌ_２ ^２＝（Ｘ_Ｐ−ａ）^２＋（Ｙ_Ｐ−ｂ）^２＋Ｚ_Ｐ ^２ ・・ （２）
Ｌ_３ ^２＝（Ｘ_Ｐ−２ａ）^２＋Ｙ_Ｐ ^２＋Ｚ_Ｐ ^２ ・・ （３）
である。Ｘ_Ｐは、上記（１）、（３）より、
Ｘ_Ｐ＝（Ｌ_１ ^２−Ｌ_３ ^２＋４ａ^２）／４ａ ・・ （４）
として求められ、Ｙ_Ｐは（１）、（２）、（４）より、
Ｙ_Ｐ＝（Ｌ_１ ^２−２Ｌ_２ ^２＋Ｌ_３ ^２−２ａ^２＋２ｂ^２）／４ｂ ・・ （５）
として求めることができる。
また、Ｚ_Ｐは、（１）式を変形した、
Ｚ_Ｐ＝（Ｌ_１ ^２−Ｘ_Ｐ ^２−Ｙ_Ｐ ^２）^１／２ ・・（１）’
より、（４）、（５）により求めたＸ_Ｐ及びＹ_Ｐの値をこれに代入することで算出できる。

そして、各操作入力部９の配設位置を（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）とすれば、操作入力部９と操作身体部位上の被測定点Ｐとの距離ｄｎは、
ｄｎ＝｛（Ｘ_Ｐ−Ｘｎ）^２＋（Ｙ_Ｐ−Ｙｎ）^２＋（Ｚ_Ｐ−Ｚｎ）^２｝^１／２・・（６）
として算出される。

以下、車載用電子機器操作ユニット１００の動作について説明する。基本となる処理の流れを図７に示している。すなわち、Ｓ１では、センサ駆動プログラムにより、被測定点Ｐの座標（Ｘ_Ｐ，Ｙ_Ｐ，Ｚ_Ｐ）を算出するためのセンシング処理を行なう。そして、算出された被測定点Ｐの座標値を用いて、上記式（６）により、個々の操作入力部９と操作身体部位との距離ｄｎとの距離を個別に演算する。各操作入力部９に随伴するインジケータＬＥＤ１１は、操作入力部９と操作身体部位との距離ｄｎに応じて点灯色が変化するように駆動制御される（Ｓ２，Ｓ３）。すなわち、図２のＲＯＭ５４には、図８上に示すように、距離ｄｎの各値（ｄ１，ｄ２‥）毎に設定すべき点灯色（ｃ１，ｃ２‥）及び輝度（ｂ１，ｂ２‥）の設定値を示すテーブルが格納されており、これを参照することにより、演算された距離ｄｎに対応する点灯色及び輝度を読み出し、当該の点灯色及び輝度が得られるＲＧＢの各デューティ比η_Ａ、η_Ｂ及びη_Ｃに変換する。

図８下に示すように、操作しようとする操作入力部の直上にて指（操作身体部位）の距離が変化したとき、この実施形態では、至近距離まで指が近づくと、点灯色が黄色となり輝度も最大値となるが、距離が大きくなると赤→紫→青と点灯色が変化し（括弧書きで示すように、点灯色の変化順を逆転させてもよい）、輝度が徐々に減少するように設定してある。また、点灯色は、黄→赤→紫→青と段階的に変化させてもよいし、中間色の遷移区間Ｔｂを経て連続的に変化させてもよい（点灯輝度は図８下では連続的に変化しているが、これを段階的に変化させることも可能である）。

このとき、図９に示すように、操作しようとする操作入力部９Ｍに隣接して別の操作入力部９Ｓが存在する場合（例えば、図１のサブエリア９０Ｃにてモニタ１４の下に左右に配列する複数の操作入力部９など）、指を斜めに見込む形で該操作入力部９Ｓまでの距離ｄ１’が算出され，その距離に応じて該操作入力部９Ｓに随伴するインジケータＬＥＤも独立して点灯色及び輝度による点灯制御がなされる。

例えば、状態１に示すごとく、指Ｆが中央の操作入力部９Ｍに接近すると対応するインジケータＬＥＤは黄色にて比較的高輝度で点灯制御されるが、その隣の操作入力部９Ｓは、指Ｆまでの距離が遠くなる分だけ異なる点灯色（例えば、赤）にてやや暗く点灯制御される。その結果、操作を狙った操作入力部９Ｍの周囲の操作入力部９Ｓも赤く裾を引くように点灯し、演出効果が高められる。そして、状態２→状態３と指Ｆを遠ざけると、操作入力部９ＭのインジケータＬＥＤは黄→赤→青と変化しつつ減光する。また、周囲の操作入力部９ＳのインジケータＬＥＤは赤→青と変化し、状態３では操作入力部９ＭのインジケータＬＥＤより先に消灯する。指Ｆを接近させる場合は、この逆順となる。なお、点灯輝度は距離によらず一定とし、点灯色のみ変化させる態様も可能である。

また、状態４に示すように、指Ｆの距離を保ったまま操作入力部９Ｍの直上位置から周囲の操作入力部９Ｓ側へ移動させると、指Ｆが近づいてゆく先の操作入力部９ＳのインジケータＬＥＤは赤→黄と変化しつつ増光し、逆に指Ｆが離れてゆく操作入力部９ＭのインジケータＬＥＤは黄→赤と変化しつつ減光する。例えば、図１のサブエリア９０Ｃの左右に配列する複数の操作入力部９の配列に沿って指Ｆを移動させると、該指Ｆに対応する位置に隣接配置する点灯インジケータＬＥＤ群が、指Ｆの両側で色変わりしつつ減光する形態で、指Ｆに合わせて移動してゆくように見え、楽しい演出効果が得られる。

図８下では、インジケータＬＥＤ１１は、操作身体部位との距離ｄｎが閾距離ｄｓを超える場合は輝度がゼロ、すなわち消灯するように点灯制御されていたが、閾距離ｄｓ以上でも輝度がゼロにならないように点灯制御すること、例えば、閾距離ｄｓ以上で一定のベース輝度（及び一定の点灯色）にて点灯させることも可能である。

次に、上記の例では、指Ｆ（操作身体部位）との距離ｄが閾距離ｄｓ未満の操作入力部９が複数存在している場合、それらがいずれも点灯するように（あるいは、ベース輝度以上となるように）制御を行なっていたが、該距離ｄが最も小さい操作入力部９のインジケータＬＥＤ１１のみを点灯状態とする（あるいは、ベース輝度以上とする）ような制御も可能である。この場合の処理の流れは図１０のごとくとなる。

すなわち、Ｓ５０では、図７のＳ１と同様に、センサ駆動プログラムにより、被測定点Ｐの座標（Ｘ_Ｐ，Ｙ_Ｐ，Ｚ_Ｐ）を算出するためのセンシング処理を行なう。そして、Ｓ５１，Ｓ５２にて、算出された被測定点Ｐの座標値を用いて、個々の操作入力部９と操作身体部位との距離ｄｎとの距離を個別に演算する。Ｓ５５では、算出された距離ｄｎを比較し、該距離ｄｎが最も小さい操作入力部９を見出すとともに、その操作入力部９に随伴するインジケータＬＥＤ１１のみ、操作入力部９と操作身体部位との距離ｄｎに応じて点灯色が変化するように駆動制御する（Ｓ５５，Ｓ５６）。

この場合は、図１１に示すように、操作しようとする操作入力部９Ｍに隣接して別の操作入力部９Ｓが存在する場合は、仮に、それら操作入力部９Ｓまでの距離が閾距離未満となっていても、距離が最も小さい操作入力部９ＭのインジケータＬＥＤのみが点灯状態となり、状態１〜状態３に示すように、該操作入力部９Ｍの直上で距離を変化させることにより、該インジケータＬＥＤの点灯色及び輝度が変化するよう点灯制御される。残余の操作入力部９ＭのインジケータＬＥＤは、この実施形態では消灯するように制御されているが、例えば、一定の点灯色を有したベース輝度点灯状態とすることも可能である。

また、状態４に示すように、指Ｆの距離を保ったまま操作入力部９Ｍの直上位置から周囲の操作入力部９Ｓ側へ移動させると、その移動先となる操作入力部９Ｓが最近接となるに伴い、今まで点灯していた操作入力部９ＳのインジケータＬＥＤが消灯（ないしベース輝度点灯状態）となり、代わって消灯（ないしベース輝度点灯状態）状態であった操作入力部９ＳのインジケータＬＥＤが、距離ｄ２に応じて輝度や点灯色が変化する点灯状態となる。

次に、図１２に示すように、指Ｆ（操作身体部位）との距離が閾距離未満となっているグループ（すなわち、サブエリア内）のインジケータＬＥＤ１１の点灯色を一括して変化させるように構成することもできる。ここでは、サブエリア９０Ｂに指Ｆが接近することにより、当該サブエリア９０Ｂ内のインジケータＬＥＤ１１が一斉に点灯する場合を例示している。

この場合は、まず、指Ｆ（操作身体部位）がどのサブエリア内に存在するかを特定する。その方式には２つあり、その第一は、図５に示すように演算した指Ｆの被測定点Ｐ（三次元位置）を演算し、その被測定点ＰのＸ−Ｙ座標（Ｘ_Ｐ，Ｙ_Ｐ）が、Ｘ−Ｙ平面上に領域規定されたサブエリア９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃのどれの内側に位置しているかを演算判定する方式である。この場合、被測定点Ｐ（つまり、指Ｆ）が属するサブエリアに属さない操作入力部のインジケータＬＥＤは、一括して消灯又はベース点灯状態とする。つまり、サブエリアの外縁領域に被測定点Ｐが属する場合、その隣のサブエリアに属する操作入力部のインジケータＬＥＤは、仮に距離が閾値未満となっていても、消灯又はベース点灯状態とするのである。

他方、被測定点Ｐが属するサブエリアのインジケータＬＥＤについては、点灯色（及び輝度）に関しては、操作身体部位までの距離が最も小さいもののみ点灯させつつ、その距離に応じて点灯色を変化させるように構成してもよいし、操作身体部位までの距離が最も小さい操作入力部だけでなく、その周囲に存在する操作入力部も含めて点灯させ、かつ距離に応じてそれぞれ点灯色を変化させるように構成してもよい。

また、該サブエリア内のインジケータＬＥＤの全ての点灯色及び点灯輝度を、指Ｆ（操作身体部位）の接近・離間に応じて一様に変化させるようにしてもよい。この場合は、指Ｆがどのサブエリア内に存在するかを特定する方式として、上記第一の方式を用いてもよいが、第二の方式として、各サブエリア９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃの距離検出センサ２Ａ，２Ｂ，２Ｃのうち、どれが指Ｆまでの最短距離を検出しているかにより、より簡便にエリア判定を行なう方式を採用することも可能である。この場合の処理の流れを図１３に示す。まず、Ｓ１５１，Ｓ１５２，Ｓ１５３では、各サブエリア（グループ）の距離検出センサ２Ａ，２Ｂ，２Ｃのうち、閾距離未満にて指Ｆを検出しているものがあるかどうかを特定する。検出しているものがあれば、Ｓ１５４にて、どの距離検出センサが指Ｆまでの最短距離を検出しているかを判定し、その距離検出センサが属するサブエリア内の全てのインジケータＬＥＤにつき、点灯色及び点灯輝度を検出距離に応じて一様に変化させる（Ｓ１５５，Ｓ１５６）。

次に、図５を用いて説明した方式により指Ｆの被測定点Ｐを演算する場合、この被測定点Ｐの時間的変化を、指Ｆの移動履歴として記憶することができる（図２：ＲＡＭ５３内の位置メモリ）。例えば、図１４に示すように、該移動履歴にて被測定点Ｐ（Ｘ_Ｐ，Ｙ_Ｐ，Ｚ_Ｐ）が、一定時間後にＰ’（Ｘ_Ｐ’，Ｙ_Ｐ’，Ｚ_Ｐ’）に移動した場合、両座標点Ｐ，Ｐ’が決定する移動軌跡ベクトルｋの向きから、操作身体部位の接近方向を特定することができる。この実施形態のように、操作パネルが運転席と助手席との間に位置している場合、左右方向を示すＸ座標の変化、つまり、Ｘ_Ｐ’−Ｘ_Ｐの符号から、操作が運転席側からのものか助手席側からのものかを特定することができる。運転席が右、助手席が左の場合、Ｘ_Ｐ’−Ｘ_Ｐの符号が正であれば助手席側からの操作であり、同じく負であれば運転席側からの操作であると特定できる。

そして、図１の操作入力部群に対しては、識別された座席に応じて異なる操作入力モードを設定することが可能である。例えば、図１５において、自動車が一定車速以上にて走行中の場合、例えば目的地設定に使用する操作入力部９Ｉに対し、上記の方式により、その操作が運転席側からの操作であると特定されれば、その操作を無効化し、助手席側からの操作であれば操作を受け付ける処理を行なうことができる（つまり、運転席が無効化対象座席となっている）。

この場合、インジケータＬＥＤは、次のように駆動できる。すなわち、識別された座席に応じて異なる点灯モードにてインジケータＬＥＤ１１を点灯駆動することも可能である。すなわち、操作入力部９Ｉは、運転席（第一の座席）から操作された場合に無効化される第一無効化操作入力部となっており、助手席（第二の座席）からの操作に関しては、無効化される操作入力部は存在しない。そして、この操作入力部９Ｉに対応するインジケータＬＥＤ１１は、運転席（第一の座席）から操作された場合には、指Ｆが接近しても点灯状態とならない（あるいはベース点灯状態を維持する）が、助手席（第二の座席）から操作された場合には、指Ｆの接近により点灯輝度が増大し、点灯色が変化するように制御される。残余の操作入力部９Ａについては、運転席及び助手席のいずれの座席からの操作であっても、指Ｆの接近により点灯輝度が増大し、点灯色が変化するように制御される。なお、該残余の操作入力部９Ａの一部を、助手席（第二の座席）からの操作に対しては無効化され、運転席（第一の座席）から操作に関しては無効化されない操作入力部とすることも可能である。この操作入力部のインジケータＬＥＤは、上記とは逆に、助手席（第二の座席）から操作された場合には、指Ｆが接近しても点灯状態とならない（あるいはベース点灯状態を維持する）が、運転席（第一の座席）から操作された場合には、指Ｆの接近により点灯輝度が増大し、点灯色が変化するように制御される。

以上、本発明の実施形態を、カーナビゲーションシステムに適用した場合を例にとって説明したが、本発明の適用対象はカーナビゲーションシステムに限らず、例えばカーエアコンの操作ユニットにも同様に適用可能である。例えば、運転席側と助手席側とで独立して空調温度設定が可能なデュアルモードエアコンに適用する場合、両座席で温度設定入力部を共用化し、運転席側からの操作であった場合は運転席側の空調設定温度を変更し、助手席側からの操作であった場合は助手席側の空調設定温度を変更する処理を行なうことができる。つまり、この場合は、共用化される温度設定入力部に対し、座席種別に応じて互いに異なる機器機能（つまり、運転席側の空調設定温度変更と、助手席側の空調設定温度変更）が割り当てられており、識別された座席に対応する機器機能が選択されて、当該操作入力部に設定されることとなる。

本発明の適用対象となるカーナビゲーションシステムの操作パネルの一例を示す正面図。 図１の操作パネルを用いた操作ユニットの全体構成を示すブロック図。 インジケータ用ＬＥＤをフルカラーＬＥＤとして構成した例を示す回路図。 図３のインジケータ用ＬＥＤにて出力可能な点灯色をＲＧＢのデューティ比設定例とともに示す図。 ３つの距離検出センサの検出結果を用いて操作身体部位の三次元位置情報を演算する方法を示す図。 インジケータ用ＬＥＤの第一の動作例を示す説明図。 第一の動作例に対応する点灯駆動制御の流れを示すフローチャート。 インジケータ用ＬＥＤの点灯駆動制御に用いる輝度及び点灯色のデータ例を示す模式図。 第一の動作例をより詳細に示す説明図。 インジケータ用ＬＥＤの第二の動作例に対応する点灯駆動制御の流れを示すフローチャート。 第二の動作例を詳細に示す説明図。 インジケータ用ＬＥＤの第三の動作例を示す説明図。 第三の動作例に対応する点灯駆動制御の流れを示すフローチャート。 演算された三次元位置情報に基づいて操作方向を特定する方法を説明する図。 操作方向の特定結果を用いたインジケータ用ＬＥＤの第四の動作例を示す説明図。

符号の説明

１００ 車載用電子機器操作ユニット
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 距離検出センサ（距離検出手段）
９ 操作入力部
１１ インジケータＬＥＤ（インジケータ光源）
５０ マイコン（インジケータ光源駆動手段、操作入力モード設定手段。操作身体部位接近方向特定手段、操作身体部位三次元位置情報演算手段）
９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ サブエリア

Claims (13)

1. 車両に搭載された車載用電子機器の操作入力を行なうために前記車両内に取り付けて使用される車載用電子機器操作ユニットであって、
   前記車両内の座席に着座した乗員から操作可能な位置に設けられた操作入力部と、
   前記操作入力部と、該操作入力部に向けて接近する前記乗員の操作身体部位との距離を検出する距離検出手段と、
   前記操作入力部に随伴して設けられた該操作入力部の存在位置を示すインジケータ光源と、
   前記操作入力部と前記操作身体部位との距離に応じて点灯色が変化するように前記インジケータ光源を点灯駆動するインジケータ光源駆動手段と、
   を有し、
   複数の前記操作入力部が筐体前面エリア内に配列する形で操作パネルが形成され、
   前記距離検出手段は、前記筐体前面エリア内にて同一直線上配列とならないように分散配置され、
   各々前記操作身体部位までの空間距離を独立に検出する３以上の距離検出センサと、各前記距離検出センサの前記筐体前面エリア内の配置位置座標情報と、各前記距離検出センサの空間距離検出情報とに基づいて、前記操作身体部位の前記筐体前面エリア前方における三次元位置情報を演算する操作身体部位三次元位置情報演算手段をさらに有したことを特徴とする車載用電子機器操作ユニット。
2. 前記インジケータ光源駆動手段は、前記インジケータ光源の点灯輝度が前記点灯色とともに前記操作身体部位との距離に応じて変化するように駆動制御する請求項１に記載の車載用電子機器操作ユニット。
3. 前記操作入力部と前記インジケータ光源との組が複数設けられるとともに、
   前記距離検出手段は、前記操作身体部位と各前記操作入力部との距離を検出し、
   前記インジケータ光源駆動手段は、各操作入力部に随伴するインジケータ光源を、前記操作身体部位までの距離が小さいものほど高輝度となるように点灯駆動する請求項２に記載の車載用電子機器操作ユニット。
4. 前記インジケータ光源駆動手段は、前記操作身体部位との距離が閾距離未満であって、かつ該距離が最も小さい前記操作入力部のインジケータ光源のみ点灯状態とする請求項３に記載の車載用電子機器操作ユニット。
5. 複数の前記操作入力部が設けられるとともに、それら操作入力部が各々複数個の操作入力部を含む２以上のグループに分割され、
   前記インジケータ光源駆動手段は、前記操作身体部位との距離が閾距離未満となっているグループのインジケータ光源の点灯色を一括して変化させる請求項１又は請求項２に記載の車載用電子機器操作ユニット。
6. 前記距離検出センサは、前記操作身体部位に向けて赤外線を投光する赤外線発光部と、該赤外線の前記操作身体部位による反射光を受光する赤外線受光部とを備え、該反射光の情報に基づいて前記距離を検出する請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車載用電子機器操作ユニット。
7. 前記距離検出センサは、前記操作身体部位から発せられる赤外線を検出する焦電センサを備え、該焦電センサによる赤外線の検出強度に基づいて前記距離を検出する請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車載用電子機器操作ユニット。
8. 前記距離検出手段は、前記三次元位置情報に基づいて前記操作身体部位と各前記操作入力部との距離を検出する請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の車載用電子機器操作ユニット。
9. 前記筐体前面エリアが複数のサブエリアに分割されるとともに、複数の前記操作入力部は、各々複数個のグループに分割されて各前記サブエリアに割り当てられ、
   前記距離検出手段は、前記三次元位置情報に基づいて前記操作身体部位がいずれの前記サブエリア内に位置しているかを検出する請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の車載用電子機器操作ユニット。
10. 前記操作身体部位三次元位置情報演算手段が演算する前記操作身体部位の前記三次元位置情報の時間的変化に基づいて、前記操作身体部位の前記操作入力部に対する接近方向を特定する操作身体部位接近方向特定手段を備える請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の車載用電子機器操作ユニット。
11. 前記操作身体部位接近方向特定手段より特定された前記操作身体部位の接近方向がいずれの座席からのものであるかを識別し、その識別された座席に応じて異なる操作入力モードを前記操作入力部に設定する操作入力モード設定手段が設けられる請求項１０に記載の車載用電子機器操作ユニット。
12. 前記操作入力モード設定手段は、前記識別された座席が予め定められた無効化対象座席であった場合に、予め定められた操作入力部に対し、操作入力を無効化するモードを設定する請求項１１に記載の車載用電子機器操作ユニット。
13. 前記識別された座席に応じて異なる点灯モードにて前記インジケータ光源を点灯駆動する請求項１１または請求項１２に記載の車載用電子機器操作ユニット。

Images