JP6149825B2 - 車両用操作装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用操作装置に関する。
車両用操作装置としては、例えば、ナビゲーション装置等の操作入力に用いられるタッチパネルが知られている。
例えば、特許文献１では、タッチ位置の単位時間あたりの移動量として表される変動量が所定値以下であるか否かを判定し、所定値以下でない場合には、タッチ操作を受け付けないようにすることで、複数の操作が同時に行われた場合の誤判定を防止している。
また、タッチパネルは、スマートフォン等の携帯電話でも用いられており、なぞり操作（所謂フリック操作）等による操作入力方法が一般的に知られている。
特開２００６−１６１５９３号公報
しかしながら、特許文献１やスマートフォン等の携帯端末に使用されるタッチパネルは、操作面の素材が硬く、感触として柔らかくないため、無機質である。そのため、人に対しての親近感が低い。
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、触って気持ちよく操作を楽しむことができる車両用操作装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、操作面を備え、操作面に加えられた操作力に応じて、操作力が加えられた部分を含む領域が操作力が加えられた方向に凹まされて３次元的に変形されるスクリーンと、前記スクリーンに画像を投影する投影部と、操作力が加えられて３次元的に変形した前記スクリーンの変形部を操作位置として検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、前記スクリーンに投影された画像のうち前記操作位置に対応する画像に対して予め定めた処理を行う処理部と、を備えている。
請求項１に記載の発明によれば、スクリーンは、操作面を備えて、操作面に加えられた操作力に応じて、操作力が加えられた部分を含む領域が操作力が加えられた方向に凹まされて３次元的に変形する。すなわち、スクリーンは、３次元的に変形可能とされている。例えば、スクリーンは、布や、ゴム、フィルムなどの触感が柔らかく伸縮性を有する素材を適用することができる。
また、投影部によってスクリーンに画像が投影され、検出部では、操作力が加えられて３次元的に変形したスクリーンの変形部、すなわち、スクリーンへの操作によって３次元的に変形された部分が操作位置として検出される。
そして、処理部では、検出部の検出結果に基づいて、スクリーンに投影された画像のうち操作位置に対応する画像に対して予め定めた処理が行われる。すなわち、タッチパネルと同様に、操作位置に対応する操作指示や投影画像の切り替え等の予め定めた処理を行うことができる。
このように３次元的に変形可能なスクリーンを用いることで、従来の３次元的に変形しない硬いタッチパネルとは異なる触感を得て、触って気持ちよく操作を楽しむことができる。また、３次元的に凹ませるような操作を行うことができるので、従来にはない操作を楽しむことができる。
ここで、投影部は、スクリーンの操作面とは反対側からスクリーンに画像を投影するようにしてもよい。これにより、操作する手で投影された画像を遮って隠れてしまうことがなく、画像を見ながら操作することができる。
また、処理部は、操作力が加えられて３次元的に変形した前記スクリーンの変形部に周辺の画像を移動させる画像処理を更に行うようにしてもよい。これにより、スクリーンの操作によって３次元的に凹んだ部分に周辺の画像が吸い込まれるような画像が投影されるので、表面を凹ませてできた凹部に吸い込まれていくという、人の感覚にあった操作と表示を楽しむことができる。
なお、投影部が車両の天井方向へ画像を投影し、スクリーンが画像投影される投影位置と画像投影されない待避位置とに移動可能としてもよい。これにより、投影位置で画像をスクリーンに投影し、待避位置では、画像を天井に投影することが可能となる。
以上説明したように本発明によれば、触って気持ちよく操作を楽しむことができる車両用操作装置を提供することができる、という効果がある。
本発明の実施形態に係る車両用操作装置の概略を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る車両用操作装置の概略構成を示すブロック図である。 スクリーンの起立状態を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る車両用操作装置のＥＣＵで行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。 （Ａ）は複数の音符の表示コンテンツがスクリーンに投影されている例を示す図であり、（Ｂ）は操作位置に対応する表示コンテンツに周りの表示コンテンツが流れ込むような表示を示す図である。 本発明の実施形態に係る車両用操作装置の具体的な動作例を示す図である。 本発明の実施形態に係る車両用操作装置の他の具体的な動作例を示す図である。 （Ａ）は鳥瞰の実写地図ベースの画像をスクリーンに表示した例を示す図であり、（Ｂ）は押し込む操作をした場所にその場所に入り込むように情報をスクリーンに表示する例を説明する図である。 位置検出部を操作面側にも設けた例を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る車両用操作装置の概略を示す斜視図である。また、図２は、本発明の実施形態に係る車両用操作装置の概略構成を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態に係る車両用操作装置１０は、各種画像を表示するためのスクリーン１２を備えている。スクリーン１２は、操作面を備えて、操作面に加えられた操作力に応じて、操作力が加えられた部分を含む領域が操作力が加えられた方向へ変形される。スクリーン１２は、柔らかい感触で伸縮性のある素材のものが適用され、当該スクリーン１２の部分がタッチパネルと同等になぞり等の操作が可能とされている。スクリーン１２は、例えば、布や薄い半透過のゴム、フィルム等の触感が柔らかく伸縮性のある素材が適用される。本実施形態では、スクリーン１２に柔らかい触感で伸縮性のある素材を適用することにより、従来の硬い素材のタッチパネルにはない３次元的に操作面を変形させる操作（例えば、３次元方向への押し込み操作や、押し込みながらのなぞり操作等）が可能とされている。なお、本実施形態では、スクリーン１２は、操作面とは反対側から画像が投影される構成のため、透過又は半透過性のものが適用される。
スクリーン１２は、枠部材５０によって固定され、枠部材５０は、支持部材５２によって支持されている。そして、支持部材５２は、車両のセンタコンソール等に設けられた台座５４に支持されている。
また、スクリーン１２の操作面は、図１、２の上側（例えば、車両上側）とされている。操作面とは反対側（例えば、車両下側）には、スクリーン１２に画像を投影するためのプロジェクタ等の画像投影装置１４、及びスクリーン１２へのタッチ操作を検出するための位置検出部１６が設けられている。画像投影装置１４及び位置検出部１６は、例えば、車両のセンタコンソール部分等に設けられる。
位置検出部１６は、操作力が加えられて３次元的に変形した前記スクリーンの部分を操作位置として検出するための情報を検出する。位置検出部１６としては、例えば、赤外線カメラや赤外線距離センサ等を適用して、スクリーン１２への操作によって３次元的に押し込まれた部分を特定するための情報（赤外線画像情報や距離情報等）を検出するようにしてもよい。或いは、スクリーン１２に位置検出部１６を設けて、スクリーン１２の変形を検出するようにしてもよい。この場合には、例えば、表面積の変化を検出可能なエラスティックセンサ等を適用することが可能である。
画像投影装置１４、及び位置検出部１６は、図２に示すように、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１８に接続されている。ＥＣＵ１８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び入出力ポート等がバスに接続されたマイクロコンピュータで構成されている。
ＥＣＵ１８は、位置検出部の検出結果に基づいて、スクリーン１２に投影された画像のうち操作位置に対して予め定めた処理を行う。具体的には、ＥＣＵ１８は、画像投影装置１４を制御して、スクリーン１２に画像を表示する制御を行うと共に、位置検出部１６の検出結果に基づいて、スクリーン１２の操作位置を検出して、検出した位置に対応する処理（例えば、操作指示や画像の切り替え等の制御）を行う。
なお、ＥＣＵ１８は、図２に示すように、ナビゲーション装置２０に接続するようにしてもよい。例えば、ナビゲーション装置２０と接続して、目的地設定等の操作入力を行うようにしてもよい。また、ナビゲーション装置２０以外にオーディオや空調装置等に接続して各々を操作するようにしてもよい。
また、本実施形態では、スクリーン１２が固定された枠部材５０が支持部材５２に対して回動可能とされると共に、支持部材５２が台座５４に対して回動可能とされている。すなわち、スクリーン１２が画像を投影する投影位置と、画像を投影しない待避位置とに移動可能とされている。本実施形態では、スクリーン１２を待避位置に移動した場合には、図３に示すように、枠部材５０及び支持部材５２が点線で示す位置から実線で示す位置に起立して画像投影装置１４によって投影された画像がスクリーン１２以外の天井２４に投影可能とされている。
続いて、上述のように構成された本実施形態に係る車両用操作装置１０のＥＣＵ１８で行われる具体的な処理例について説明する。図４は、本発明の実施形態に係る車両用操作装置１０のＥＣＵ１８で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図４の処理は、例えば、イグニッションスイッチがオンされた場合や車両用操作装置１０の電源がオンされた場合等に開始する。
ステップ１００では、ＥＣＵ１８が画像投影装置１４を制御してスクリーン１２に画像を投影してステップ１０２へ移行する。このとき、本実施形態では、スクリーン１２の操作面とは反対側から画像を投影するので、操作する際にユーザの手で投影画像を遮って隠れてしまうことがなく、スマートフォン等の携帯端末のタッチパネルと同様に画像を見ながら操作することができる。なお、投影する画像としては、種々の画像を投影することができる。例えば、予め定めたメニュー画像等を表示するようにしてもよいし、ナビゲーション画像や目的地設定画面等を表示するようにしてもよい。
ステップ１０２では、スクリーン１２に対して操作が行われたか否かをＥＣＵ１８が判定する。該判定は、位置検出部１６の検出結果をＥＣＵ１８が取得して、該検出結果に基づいて判定する。位置検出部として赤外線カメラ等のカメラを適用した場合には撮影画像からスクリーン１２の３次元的な変化があるか否かを判定し、赤外線距離センサ等の距離センサを適用した場合には、スクリーン１２との距離変化があるか否かを判定する。該判定が肯定された場合にはステップ１０４へ移行し、否定された場合にはステップ１１２へ移行する。
ステップ１０４では、ＥＣＵ１８が位置検出部１６の検出結果に基づいて操作位置を検出してステップ１０６へ移行する。ＥＣＵ１８は、撮影画像や距離検出結果から３次元的に押し込まれた部分を特定することにより操作位置を検出する。
ステップ１０６では、ＥＣＵ１８が特定した操作位置に対応する表示コンテンツを特定してステップ１０８へ移行する。ＥＣＵ１８は、例えば、現在表示している画像の表示コンテンツの位置と、特定した操作位置とをマッチングすることにより、操作位置に対応する表示コンテンツを特定する。
ステップ１０８では、ＥＣＵ１８が特定された表示コンテンツに周りの表示コンテンツが流れ込むように画像処理を行って画像投影装置１４によってスクリーン１２に投影してステップ１１０へ移行する。例えば、図５（Ａ）に示すように、複数の音符の表示コンテンツ６０ａ〜６０ｇがスクリーン１２に投影されていた場合を例に説明する。図５（Ｂ）に示すように、ユーザがスクリーン１２を３次元的に押し込んで操作した場合、操作力が加えられて変形したスクリーン１２の凹んだ部分に周辺の画像を移動させる画像処理を行う。すなわち、操作位置に対応する表示コンテンツ６０ｇに向かって周りの各表示コンテンツ６０ａ〜６０ｆが移動するように画像処理を行って画像を投影する。スクリーン１２が３次元的に押し込まれるため、操作位置に対応する表示コンテンツに向かって周りの表示コンテンツを移動させることにより、操作位置に対応する表示コンテンツに流れ込むような表示となる。換言すれば、表示コンテンツが押されて低くなったところに集まって吸い込まれるような動きを表現することができる。これにより、表面を凹ませてできた凹部に吸い込まれていくという、人の感覚にあった操作と表示を楽しむことができる。
ステップ１１０では、ＥＣＵ１８が特定された表示コンテンツに対応する処理を実行してステップ１１２へ移行する。例えば、特定された表示コンテンツに対応する装置に操作指示を行ったり、特定された表示コンテンツに対応する画像をスクリーン１２に投影するように画像投影装置１４を制御する。具体的には、特定された表示コンテンツが地図画面の表示であった場合には、ＥＣＵ１８が地図画像をナビゲーション装置から取得して、画像投影装置１４によってスクリーン１２に投影するように制御する。
ステップ１１２では、操作終了か否かＥＣＵ１８が判定する。該判定は、例えば、イグニッションスイッチや車両用操作装置１０の図示しない電源スイッチが操作されてオフされたか否かを判定する。該判定が否定された場合にはステップ１０２に戻って上述の処理を繰り返し、判定が肯定された場合には画像投影装置１４の画像の投影を終了して一連の処理を終了する。
以上説明したように、本実施形態に係る車両用操作装置１０は、タッチパネルディスプレイに対応するスクリーン１２に柔らかい感触のものを適用したので、従来の硬いタッチパネルとは異なる触感を得ることができる。また、乗員が触って気持ちよく操作を楽しむことができる。さらに、３次元的にスクリーン１２を凹まして操作するという従来には無い操作を楽しむことができる。
また、画像投影装置１４をスクリーン１２の操作面とは反対側に設けてスクリーン１２の操作面とは反対側から画像を投影するようにしたので、スクリーン１２への操作を行う際に、画像を遮って隠してしまうことなく、画像を見ながら操作を行うことができる。
続いて、本実施形態に係る車両用操作装置１０の具体的な動作例について簡単に説明する。
乗員の乗車を検出するセンサ等を設けてＥＣＵ１８に接続した場合には、ＥＣＵ１８は、乗員の乗車人数を把握することが可能である。そこで、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、乗員の乗車人数に応じてスクリーン１２に投影する光の色を変化させるようにしてもよい。すなわち、ＥＣＵ１８が乗員の乗車人数を確認して乗車人数に応じてスクリーン１２に投影する光の色を変化させる。例えば、待機状態から人が一人乗車したら、紫色の光をスクリーン１２に投影し（図６（Ａ））、二人目が乗車したら緑色の光をスクリーン１２に投影し（図６（Ｂ））、三人目が乗車したら青色の光をスクリーン１２に投影する（図６（Ｃ））。
スクリーン１２の操作面側を撮影するカメラを更に備えて、カメラの撮影結果をＥＣＵ１８が取得してナビゲーション装置２０の目的地設定を行うようにしてもよい。例えば、図６（Ｄ）に示すように、紙６２やスマートフォン等の携帯端末６４をスクリーン１２上に乗せた場合に、カメラによって紙６２や携帯端末６４を撮影する。そして、撮影画像から紙６２に記載された場所や、携帯端末６４に表示された場所を２次元バーコード等から特定して目的地に変換し、図６（Ｅ）に示すように、スクリーン１２に表示するようにしてもよい。或いは、図６（Ｆ）に示すようにナビゲーション装置に設定された目的地のルートをＥＣＵ１８が取得して、スクリーン１２に表示するようにしてもよい。
また、目的地までのルート中の周辺スポットを検索してスクリーン１２に表示することも可能である。例えば、図６（Ｇ）に示すように、「ＣＡＦＥ ａｂｃ」を経由して「ｘｘｘ公園」へ向かうルート設定であるとする。まず、図６（Ｇ）に示すように、スクリーン１２にルートのプランを表示する。次に、プランに入っていない周辺のスポット等をＥＣＵ１８やナビゲーション装置２０が抽出して、図６（Ｈ）に示すように、ぼんやりとスクリーン１２に表示するようにＥＣＵ１８が画像投影装置１４を制御する。ここで、気になるスポットがある場合には、図６（Ｉ）に示すように、ぼんやりしたイメージを押し込むことで情報を見ることができるようにしてもよい。例えば、イメージを押し込むと、図６（Ｊ）に示すように、選択しているイメージに対応する色で内装の照明等の照明色を変化させるようにしてもよいし、その場所の環境音を流すようにしてもよい。そして、気に入ったプランがある場合には、図６（Ｋ）に示すように、情報を再度押し込む等の操作を行うことでプランに追加可能としてもよい。
なお、室内の音楽にシンクロして照明やスクリーン１２に投影する光が光るようにしてもよい。或いは、現在地情報から現在地の衛星画像から車外の景色を認識したり、カメラ等によって車外の景色を認識して、車外の景色に対応する照明色やスクリーン１２に投影する光の色で光るようにしてもよい。
また、目的地までのルート中のスポットを追加する操作が可能なようにしてもよい。例えば、図７（Ａ）に示すように、「ＣＡＦＥ ａｂｃ」へ向かうルートが表示されている場合に、「ＣＡＦＥ ａｂｃ」までの間に存在するスポットを「●」でスクリーン１２に表示する。スポットとしては、ナビゲーション装置のカテゴリ等から選択するようにしてよい。例えば、飲食店等を選択した場合にはその情報を図７（Ａ）に示すように「●」で表示する。そして、スクリーン１２をユーザがタッチ操作すると、図７（Ｂ）に示すように、対応する詳細な情報を表示する。ここで、再度タッチ操作する等の予め定めた操作等を行うことで、図７（Ｃ）に示すように、ルートに追加するようにしてもよい。図７（Ｃ）の例では、「ＲＥＮＴＡＬ ＳＨＯＰ」の前に行き先を追加した例を示す。
また、走行中の絶景ポイント等をスクリーン１２に表示して報知するようにしてもよい。例えば、図７（Ｄ）に示すように、ルート上の絶景ポイントを表すマークを表示する。ここで、該マークをユーザがタッチ操作することで、図７（Ｅ）に示すように、その情報をスクリーン１２に表示する。そして、絶景ポイントの景色が見えるエリアを通過した場合には、図７（Ｆ）に示すように、マークが消えて行くように画像投影装置１４をＥＣＵ１８が制御するようにしてもよい。
このように、ナビゲーション装置２０と連動するような場合には、図８（Ａ）に示すように、鳥瞰の実写地図ベースの画像をスクリーン１２に表示するようにしてもよい。そして、気になる場所を押し込む操作を行うことで、図８（Ｂ）に示すように、その場所に入り込むように情報をスクリーン１２に表示するようにしてもよい。このとき、照明色や、スクリーン１２に投影される光の色も場所に対応する色となるように制御するようにしてもよい。
なお、上記の実施形態では、位置検出部１６をスクリーン１２の操作面と反対側に設けて操作位置を特定するための情報を検出するようにしたが、これに限るものではない。例えば、図９に示すように、スクリーン１２の操作面側にも位置検出部２２を設けるようにしてもよい。図９に示すように、２つの位置検出部１６、２２を設けることで、マルチタッチ等にも対応することが可能となる。或いは、スクリーン１２の操作面側にのみに位置検出部２２を設けるようにしてもよい。
また、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
１０ 車両用操作装置
１２ スクリーン
１４ 画像投影装置（投影部）
１６、２２ 位置検出部（検出部）
１８ ＥＣＵ（検出部、処理部）

Claims (4)

  1. 操作面を備え、操作面に加えられた操作力に応じて、操作力が加えられた部分を含む領域が操作力が加えられた方向に凹まされて３次元的に変形されるスクリーンと、
    前記スクリーンに画像を投影する投影部と、
    操作力が加えられて３次元的に変形した前記スクリーンの変形部を操作位置として検出する検出部と、
    前記検出部の検出結果に基づいて、前記スクリーンに投影された画像のうち前記操作位置に対応する画像に対して予め定めた処理を行う処理部と、
    を備えた車両用操作装置。
  2. 前記投影部は、前記スクリーンの操作面とは反対側から前記スクリーンに画像を投影する請求項１に記載の車両用操作装置。
  3. 前記処理部は、操作力が加えられて３次元的に変形した前記スクリーンの変形部に周辺の画像を移動させる画像処理を更に行う請求項１又は請求項２に記載の車両用操作装置。
  4. 前記投影部が車両の天井方向へ画像を投影し、前記スクリーンが画像投影される投影位置と画像投影されない待避位置とに移動可能とされた請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用操作装置。
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