JP6310787B2 - 車両用入力装置および車両用コックピットモジュール - Google Patents

車両用入力装置および車両用コックピットモジュール Download PDF

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Description

本発明は、車両に用いる入力装置および車両の運転席周辺の構造に関するものである。
従来、操作性の向上のために、運転手の手元に設置された操作部と、運転手から該操作部よりも遠方に設置された表示部とを備える車両用入力装置が提案されている。
例えば、特許文献１では、インスツルメントパネル上部に配置された表示装置と、運転席と助手席の間に設置されたセンターコンソールの上面に配置された静電容量タイプのタッチパッドとを備える車両用入出力装置が、提案されている。
特許第５１２４３９７号公報
上記車両用入出力装置による操作は、例えばステアリングホイールに置かれた手の位置から、表示装置と方向が大きく異なるタッチパッドへ手を移動させる必要があるため、表示装置に対する直感的な操作とは言えず、更にタッチパッドの入力面上での上下入力方向（車両前後方向）と表示装置の表面上での上下入力方向（車両上下方向）とが異なっているため、運転手は、入力操作とその入力操作によって表示装置上に現れる入力結果との対応を把握しにくいという課題がある。
本発明は、上記実情に鑑み、運転手が表示装置から離れた位置からでも、表示装置に対して直感的な入力操作できるとともに、該入力操作とその入力結果との対応を把握し易い車両用入力装置または車両用コックピットモジュールを提供することを主たる目的とする。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、メーターを取り囲んでインストルメントパネルから運転席に向かって突出するメーターフードを備える車両に配置され、インストルメントパネルのうち、メーターフードの側方に配置された表示装置に表示される入力画面に基づいて運転手が行った動作を検出する車両用入力装置において、メーターフードの側面に設けられ、表示装置と運転席との間の空間の側方に配置された検出部と、検出部の出力に応じて表示装置の表示態様を変化させる表示制御部を備えることを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、表示装置と運転席との間の空間の側方に配置された検出部によって、表示装置と運転席との間の空間中に運転手が手の指を伸ばし、表示装置に向けて指差した動きを検出することができる。よって、運転手は、表示装置に視線を向けたまま、表示装置から離れた位置からでも表示装置に対して直感的な入力操作を行うことができるようになり、入力操作の方向とその入力操作による表示装置上での入力結果との対応も把握しに易くなる。
さらに、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、表示制御部により、入力画面として上下に並ぶ複数のアイコン画像を表示装置に表示させ、検出部の出力に基づいて運転手の指の上下位置と検出部と運転手の指との間の間隔を推定し、推定した上下位置に基づいて上下に並ぶ複数のアイコン画像のうちの一つを選択し、推定した検出部と運転手の指との間の間隔が所定の閾値よりも短くなったと判定すると選択中のアイコン画像に対する入力を確定させ、その結果、表示装置の表示態様を変化させることを特徴としている。これにより、表示装置に向けて伸ばした指先により、上下に並ぶ複数のアイコン画像のうちの一つを選択し、入力を確定させるという一連の操作を行なうことが可能となる。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、表示制御部により、入力画面として２次元的に並んだ複数のアイコン画像を表示装置に表示させ、表示装置と運転席との間の空間内に、仮想入力平面を設定し、検出部の出力に基づいて該仮想入力平面上での運転手の指の位置を推定し、推定した指の位置に応じて複数のアイコン画像のうちの一つを選択することを特徴としている。これにより、上下方向だけでなく、２次元的に並んだ複数のアイコン画像から、そのうちの一つを選択することができるようになり、上記請求項２に記載の発明と比べてより複雑な操作系に対する入力を行うことができるようになる。
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、表示制御部により、表示装置と指との距離が、所定の範囲よりも近いか否かを判定し、所定の範囲よりも近いと判定された場合に、仮想入力平面上における運転手の指の位置に応じて選択したアイコン画像に対する入力を確定させ、結果、表示装置の表示態様を変化させることを特徴とする。これにより、請求項３に記載の発明において、別途決定ボタンなどを設けずとも、検出部からの信号に基づいて選択中のアイコン画像に対する入力を確定させることが可能となる。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項４のうちのいずれか一項に記載の発明において、検出部として静電容量センサを採用し、表示制御部が静電容量センサに蓄えられる電荷の容量変化に基づいて、表示装置と運転席との間の空間内における運転手の指の位置を推定し、推定した指の位置の変化に基づいて表示装置の表示態様を変化させることを特徴としている。これにより、カメラなど他の手段を用いた場合と比べて日射などの外部環境の影響を抑えることができる。
ここで、静電容量センサの出力は、検出対象との距離、および検出対象と静電容量センサとの対向面積に依存するものであるため、静電容量センサに蓄えられた電荷の大小だけでは、検出対象との距離が近いのか、それとも検出対象との対向面積が大きいのか判定し難いという課題がある。
そこで本願発明の発明者は、運転者が表示装置に向けて手や指を伸ばしたとき、静電容量センサ手前側（車両後方側）の縁と対向するのは、常に指の付け根側、もしくは手のひらであることに注目し、指の付け根側、もしくは手のひらとの対向面積として所定の定数を用いることができるのではないかと思いついた。
そこで、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、静電容量センサを少なくとも車両前後方向に並んで配置した複数の導体から構成するようにし、表示制御部によって、該複数の導体のうち、主に車両後方側に配置された導体に蓄えられた電荷の量に基づいて静電容量センサと運転手の指との距離を推測することを特徴とする。これにより、静電容量センサと運転手の指先との距離を、より正確に推測することができる。
また、請求項７に記載の発明は、メーターを取り囲んでインストルメントパネルから運転席に向かって突出するメーターフードと、インストルメントパネルのうち、メーターフードの側方であって、車両の幅方向中央寄りに配置された表示装置と、表示装置に表示される入力画面に基づいて運転手が行った動作を検出する車両用入力装置とを備える車両用コックピットモジュールであって、車両用入力装置が、メーターフードの側面に設けられ、表示装置と運転席との間の空間の側方に配置された検出部と、検出部の出力に応じて表示装置の表示態様を変化させる表示制御部を備えることを特徴としている。
これにより、上記請求項１に記載の発明と同じく、表示装置と運転席との間の空間の側方に配置された検出部によって、表示装置と運転席との間の空間中に運転手が手の指を伸ばし、表示装置に向けて指差した動きを検出することができる。よって、運転手は、表示装置に視線を向けたまま、表示装置から離れた位置で入力操作を行うことができるようになり、入力操作の方向とその入力操作による表示装置上での入力結果との対応を直感的に把握しに易くなる。
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、検出部は、少なくとも車両前後方向に並んで配置された複数の導体を備える静電容量センサであり、表示制御部は、複数の導体のうち、車両後方側に配置された導体に蓄えられた電荷の量に基づいて、静電容量センサと運転手の指との距離を推定し、推定した前記指の位置の変化に基づいて表示装置の表示態様を変化させることを特徴としている。これにより、上記請求項６に記載の発明と同じく、運転手の指が表示装置に向けて伸ばされたとき、静電容量センサと運転手の指先との距離を、指の付け根もしくは手のひらと対向する車両後方側に配置された導体に蓄えられた電荷の量に基づいて推測することができる。
また、請求項９に記載の発明は、請求項７ないし請求項８のいずれか一項に記載の発明において、メーターフードの側面が、他の部分と比べて、車両のステアリングホイール側に突出しており、該突出した側面に検出部が設けられていることを特徴としている。これにより、ステアリングホイールと検出部とを接近させることができ、運転手がステアリングホイールを把持している状態を検出部によって検出することが可能となる。
第１実施形態における入力装置を含む車載機器の信号の入出力関係を示すブロック図である。 第１実施形態における入力装置が搭載された車室内の斜視図である。 第１実施形態における入力装置近傍の拡大図である。 第１実施形態における表示制御部の構成を示した図である。 第１実施形態における入力操作と、表示装置の入力画面の例を示す図である。 第１実施形態における検出部と運転手の手の進入方向を示す図である。 第２実施形態における入力装置の拡大図である。 第２実施形態における入力装置において、選択操作を行う様子を示した図である。 第２実施形態における入力装置において、決定操作を行う様子を示した図である。 第３実施形態における入力装置において、選択操作と決定操作を行う様子を示した図である。 上記実施形態における静電容量センサの縦方向電極と横方向電極の拡大図である。 静電容量センサの各横方向電極に蓄えられた電荷の量に基づく運転手の指の上下方向位置推定を説明するための図である。
以下、各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について、図１ないし図６を用いて説明する。図１は本実施形態における入力装置１０を含む車載機器の信号の入出力関係を示すブロック図である。本実施形態の入力装置１０は、検出部１２と表示制御部１４とから構成されている。検出部１２は、運転手の手がかざされると、手のひらや指先の動きに応じた検出結果を信号として出力する空間入力が検出可能なセンサである。検出部１２からの出力信号は、表示制御部１４に入力される。表示制御部１４は、表示装置１６の表示制御を司るＣＰＵ及びメモリ等を備えた演算装置であり、本実施形態では、空調装置１８、オーディオ２０、ナビゲーションシステム２２等のその他の車載機器への入力制御を行うＨＭＩ制御ＥＣＵ２４の一機能として実現されている。
本実施形態では、ＨＭＩ制御ＥＣＵ２４により、入力装置１０からの入力に応じて表示装置１６の画面上でボタン画像が選択され、当該ボタン画像が確定された場合に、空調装置１８、オーディオ２０、ナビゲーションシステム２２等のその他の車載機器への信号入力が行われる。なお、図１に示された矢印は信号の入出力関係を示したものであり、実際の接続は通信用のケーブルによって一対一で接続するものに限らず、車内ネットワーク通信や無線ＬＡＮを用いるようにしてもよい。
図２は第１実施形態における入力装置１０が搭載されたコックピットモジュールの斜視図である。本実施形態における検出部１２は、メーターフード２６の車両中央側の側面に設けられている。メーターフード２６は、メーター２８を取り囲んでインストルメントパネル３０から運転席に向かって突出している。また、本実施形態における表示装置１６は、インストルメントパネル３０のうち、メーターフード２６の側方であって、車両中央寄りに配置されている。具体的には、表示装置１６は液晶パネルや有機ＥＬパネル等から構成され、インストルメントパネル３０上部の車幅方向の略中央位置、すなわちインストルメントパネル３０上部且つセンターコンソールの前方位置に、画面が後方に向くように設置されている。このように配置されることで、運転手が前方を向いていると、運転手の視野内に表示装置１６が入る。
また、検出部１２がメーターフード２６の側面に設けられることで、検出部１２は、表示装置１６と運転席３２の乗員との間の空間３４の側方に配置される。表示装置１６は、複数のボタンアイコンが表示された入力画面を表示するものであり、表示制御部１４は、入力画面を見ながら運転手が行った入力操作が検出部１２によって検知されると、検出部１２の出力に応じて表示装置１６に対してその表示態様を変化させるよう信号を出力する。
以上のように構成すれば、表示装置１６と運転席３２との間の空間３４中に運転手が手の指を伸ばし、表示装置１６に向けて指を動かしたことを検出することができるため、運転手は、表示装置１６に視線を向けたまま、表示装置１６から離れた位置からでも表示装置１６に対して直感的な入力操作を行うことができるようになり、また、入力操作の方向とその入力操作による表示装置１６の表示画面上での入力結果との対応関係も把握しに易くなる。尚、本実施形態によれば、センターコンソール上に手元の操作部を別途設ける必要なく、表示装置１６への入力が可能となるが、もちろんセンターコンソール上に操作部１７を設け、操作部１７でも操作ができるようにしてもよい。
図３は第１実施形態におけるメーターフード２６、ステアリングホイール３６、検出部１２、表示装置１６の位置関係を示す拡大図である。本実施形態のメーターフード２６の側面は、他の部分（メーターフード２６の上面）と比べて、ステアリングホイール３６側に突出した突出部３８を有している。検出部１２の少なくとも一部（運転手に対して手前端、即ち車両の後方端の一部）は、該突出部３８に設けられている。これにより、ステアリングホイール３６と検出部１２を接近させることができ、例えば、静電容量センサを用いて検出部１２を構成した場合、運転手がステアリングホイール３６を把持しているか、否かを静電容量センサの出力から推測したり、運転手にステアリングホイール３６を把持したまま指先で入力操作を行わせたりすることができるようになる。また、本実施形態における検出部１２は、複数の導体が網目状に配置されたシートからなる静電容量センサである。静電容量センサシートは電極に手が近付くと、電極と周りの導電体との間の静電容量が変化する。自己容量式の静電容量センサであれば、電極に手が近付くと導体に蓄えられている静電容量が増加し、相互容量式の静電容量センサであれば、電極に手が近付くと導体に蓄えられている静電容量が減少する。
また、図４は、表示制御部１４の構成を示した図である。表示制御部１４のＣＰＵは各種プログラムを実行することにより、後述するセンサ信号取得部１４ａ、座標計算・フィルタ部１４ｂ、イベント判定部１４ｃ、描画制御部１４ｄの機能を実現する。
センサ信号取得部１４ａは、検出部１２からセンサ信号を取得する。本実施形態におけるセンサ信号には、静電容量センサの各導体に蓄えられた静電容量値及びその位置が含まれる。座標計算・フィルタ部１４ｂは、位置検出部１４ｂ１と操作距離検出部１４ｂ２を備え、検出部１２をなす静電容量センサの近傍に手が存在しない場合と比べて、導体の静電容量値が変化している座標を計算するとともに、静電容量値に対してフィルタ等の信号処理を行う。より詳しくは、位置検出部１４ｂ１は、静電容量の容量変化に基づいて、操作指の指先を静電容量センサの二次元平面に投影した位置を検出する。また、操作距離検出部１４ｂ２は、静電容量センサと操作指との距離を検出する。
例えば、水平方向をｘ方向、鉛直方向をｙ方向、表示装置１６から車両の後方へ向かう方向をｚ方向とし、静電容量センサがメーターフード２６の右外側面に設置されているとする。この場合、位置検出部１４ｂ１は、ｙｚ平面における操作指の指先の位置を検出する。また、操作距離検出部１４ｂ２は、ｘ方向における操作指の指先の位置を検出する。
イベント判定部１４ｃは、待機状態、近接状態、接触状態の判定を行う。検出部１２をなす静電容量センサとステアリングホイール３６との距離は近いため、運転手がステアリングホイール３６を把持している場合は、静電容量センサの近傍に手が存在しない場合と比べて、ステアリングホイール３６側の導体に蓄えられる静電容量が少し変化する。そこで、イベント判定部１４ｃは、運転手がステアリングホイール３６に手を触れていない時の値（通常時）から静電容量に変化が生じ、例えばその変化量が第１閾値よりも小さい場合は、運転手の手がステアリングホイール３６に置かれている待機状態と判定する。また、本実施形態では、運転手の手が静電容量センサに近付くほど、静電容量の変化量は大きくなる自己容量式の静電容量センサを採用している。そこで、イベント判定部１４ｃは、静電容量の変化量が第１閾値よりも大きく且つ第２閾値（第１閾値＜第２閾値）よりも小さい場合は、運転手の手が静電容量センサに近付いている近接状態と判定する。さらに、イベント判定部１４ｃは、静電容量の変化量が第２閾値よりも大きい場合は、運転手の手が静電容量センサに接触している接触状態と判定し、表示装置１６において接触位置に対応する位置に表示されている情報入力用のアイコンの入力を確定する。
描画制御部１４ｄは、イベント判定部１４ｃの判定に応じて、表示装置１６に表示する描画の制御を行う。例えば、待機状態の場合には、表示装置１６に情報の入力に用いるアイコンを表示しない。また、近接状態の場合には、表示装置１６に情報の入力に用いるアイコンを表示する。また、接触状態の場合には、選択されたアイコンを反転表示させ、入力された情報の処理後に処理内容に応じた画面を表示させる制御を行う。
なお、本実施例では左ハンドル仕様の車両を例に挙げたため、運転手は右手で入力操作を行い、メーターフード２６の右外側面に設置されている検出部１２により、入力操作を検出す場合について説明するが、本発明はこれに限られるものではなく、右ハンドル仕様の車両においては、左手で入力操作を行い、検出部１２および表示装置１６をメーターフードの左側に設置するようにするとよい。また、本実施形態では検出部１２をなす静電容量センサをメーターフード２６の一方側（車両中央寄り側）のみに設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、静電容量センサをもう一枚、表示装置１６とは逆側のメーターフードの外側側面に設け、方向指示器や灯火類、ワイパーなどの作動スイッチとして用いるようにしてもよい。
図５は、上述した本実施形態における検出部１２が検出する入力操作と、それに伴う表示装置１６の入力画面の遷移の例をより具体的に示す図である。図５に例示した入力画面は、表示制御部１４によって表示制御されたオーディオ操作に関わる入力画面であり、右側領域４０と左側領域４２とに２分割されている。右側領域４０には現在再生中の音楽アルバムのジャケット写真、あるいは再生中の音楽アルバムに含まれる楽曲のリスト表示する領域４４と、現在再生中のアルバム名又は再生中の曲名を表示する領域４６とが包含されている。左側領域４２には、選択可能な他の音楽アルバムの名称を示した矩形状の領域４８が複数上下に並んでいる。上下に並んだ複数の矩形状の領域４８は、半月形状のガイド線５０に沿って、円弧をなすように略等間隔に並んでいる。
表示制御部１４は、検出部１２の出力に基づいて運転手の指の上下位置（図５中のｙ方向）と検出部１２と運転手の指との間の間隔（図５中のｘ方向）を推定し、運転手の指の上下の動きと連動して、上記ガイド線５０に沿って矩形状の領域４８を矢印の方向に移動させる。これにより、運転手は、検出部１２の側面に手を伸ばし、指先を上下させることで次にどの音楽アルバムを再生するかを上下に並ぶ複数の矩形状の領域（音楽アルバム名を示すアイコン画像）から一つ選択することができる。
ここで、上述した位置検出部１４ｂ１が静電容量の容量変化に基づいて運転手の指先の上下位置を検出する方法を、図１２を用いて説明する。図１２に示すグラフの横軸は、上下方向（図５におけるｙ方向）の変位を示しており、静電容量センサの下端に配置された横方向電極５６の位置をゼロとしている。また、図１２に示すグラフの縦軸は、自己容量式の静電容量センサを用いた場合の、運転者の指と横方向電極５６との間に蓄えられた電荷の量を表している。また、図１２に示すグラフ中の菱形のマーカーは、各横方向電極５６に蓄えられた電荷の量を示している。
本実施形態における位置検出部１４ｂ１はまず、もっとも大きな電荷を蓄えた横方向電極５６を中心として、３つまたは５つの横方向電極５６の電荷の量を抽出し、次にそれらを結んだ曲線を上に凸となる放物線で近似する。そして、近似した放物線の頂点座標を用いて運転手の指の上下位置（5.50または5.52）を推測する。これにより、全ての横方向電極５６が蓄えている電荷に基づいて上下位置の平均をとった場合（9.39）や、一部の横方向電極５６が蓄えている電荷に基づいて上下位置の平均をとった場合（5.02）と比べて、より確からしい値を得ることが可能となる。
そして、表示制御部１４は、検出部１２と運転手の指との間の間隔が所定の閾値よりも短くなったと判定すると、選択中の矩形状の領域が示す音楽アルバムのアイコン画像に対して、決定入力がなされたと判断して、その入力を確定させ、右側領域４０の表示態様を変化させる。尚、入力を確定させるために検出部１２と運転手の指との間の間隔と比較する所定の閾値は、好ましくは運転手の指が検出部１２にちょうど接触する距離とすることが運転手の誤操作を抑止する上で望ましい。
また、音楽アルバムの選択・決定に加えて、各音楽アルバム内における楽曲の選択・決定も検出部１２で検出した信号に基づいて同様に行うようにしてもよく、その場合は、音楽アルバム選択モードと、楽曲選択モードの二つのモードを切り替える切り替えボタンを操作画面（Graphic User Interface:ＧＵＩ）上に設けるようにするとよい。例えば、音楽アルバムが選択されると、自動的に楽曲選択モードに移行し、楽曲選択モードから音楽アルバム選択モードへは、楽曲リストの末尾に音楽アルバム選択モードへの切り替えるボタンの画像を表示するなどすればよい。
もちろん、本発明は図５に示したＧＵＩに限定されるものではないが、図５のようにすることで、運転手は表示装置１６に向けて伸ばした指先を上下に動かす空中操作により、円弧を描いて上下に並ぶ複数の矩形状の領域４８（アイコン画像）のうちの一つを選択し、指先を左（右ハンドル車では右）に動かして検出部１２に接近させることで、選択入力を確定させるという操作を一連の流れで行なうことができる。
尚、本実施形態における検出部１２は、静電容量センサであり、表示制御部１４は該静電容量センサの容量変化に基づいて、表示装置１６と運転席との間の空間３４内における運転手の指の位置を推定し、推定した指の位置の変化に基づいて表示装置の表示態様を変化させている。これにより、カメラなど他の手段を用いた場合と比べて日射などの外部環境の影響を抑えることができる。
ここで、静電容量センサの出力は、検出対象との距離、および検出対象と静電容量センサとの対向面積に依存するものであるため、静電容量センサに蓄えられた電荷の大小だけでは、検出対象との距離が近いのか、それとも検出対象との対向面積が大きいのか判定し難い。換言すると、静電容量センサのうち、運転手の手の移動方向における奥寄りの部分に配置された静電容量センサと手との対向面積は、運転手の手の位置や指の長さに応じて、極端に小さくなるおそれがあるとともに、変化し易い。そこで本実施形態では、運転者が表示装置に向けて手や指を伸ばしたとき、静電容量センサの手前側（車両後方側）の縁領域５２と対向する指の付け根側、もしくは手のひらの対向面積が運転手の手の位置や指の長さに影響されにくく、ある程度の大きさを確保できることに着目し、静電容量センサの手前側の縁領域５２と対向する指の付け根側、もしくは手のひらの対向面積として所定の定数を用いている。
図６は、本実施形態における検出部１２と運転手の手の進入方向を示す図である。本実施形態における検出部１２は、ひし形のパターンが複数上下に並んだ縦方向電極５４と、同じくひし形のパターンが複数左右に並んだ横方向電極５６とがそれぞれ複数並んで重ねあわされることで構成されている（図１１参照）。上記手前側の縁領域５２は、車両の前後方向に並んで配置された縦方向電極５４のうちの車両後方側に配置された電極５４ａによって構成されている。そして、表示制御部１４は、主にこの車両後方側に配置された電極５４ａと横方向電極５６に蓄えられた電荷の量と、予め設定するなどしておいた指と検出部１２の縁領域５２との対向面積を示すパラメータに基づいて検出部１２と運転手の指との距離を推測している。これにより、指の上下位置（図５のｙ方向）を検出部１２の静電容量センサのどの領域に電荷が偏って蓄えられているかに基づいて推測し、指の左右位置（図５のｘ方向）を該静電容量センサの手前側の縁領域５２に蓄えられた電荷の量に基づいて推測するため、より正確に指の動きを検出することができる。
尚、上記実施形態では、静電容量センサに蓄えられた電荷の量に基づいて運転手の指の左右方向（ｘ方向）の位置を検出するようにしたが、例えば、静電容量センサが、タッチされた接触点の数を出力する機能を備えているような場合には、上記静電容量を用いた左右方向の位置推定の代わりに、接触点の有無や接触点の数を示す信号に基づいて、運転手の指が検出部１２に触れたか否かを判定し、選択されたボタン画像に対する入力を確定させるようにしてもよい。
以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。
・運転手は、表示装置１６から離れた手元で入力操作できるとともに、入力操作とその入力操作による情報の入力との対応を実感し易い。
・運転手は、静電容量センサにおいて、選択するアイコン画像の上下方向の表示位置に対応する位置に配置された静電容量センサに接触すればよい。そのため、運転手は、表示装置１６に表示されたアイコン画像を見て、直感的な入力操作を行うことができる。
・静電容量センサに対する接触をアイコン画像の入力確定としているので、運転手に操作感を与えることができるとともに、接触したままスライドするような入力操作を行うこともできる。
・表示装置１６は、インストルメントパネル３０上部の中央に配置される。また、静電容量センサは、ステアリングホイール３６に対向するメーター２８の外周を覆うメーターフード２６の左右の外側面に設置される。よって、静電容量センサを、ステアリングホイール３６の近傍に配置できる。ひいては、手をステアリングホイール３６に置いた状態から表示装置１６に向かって少し移動させると、入力操作を行うことができるため、安全運転を損なうおそれが低い。
・静電容量センサの容量に基づいて、運転手がステアリングホイール３６を把持している状態を検出することができる。さらに、運転手がステアリングホイール３６を把持している状態を検出した場合には、入力操作を行っていない待機状態であると判定できる。
・静電容量センサにおいて、運転手の手の移動方向における手前寄りの部分の電極に蓄えられた電荷の変化に基づいて距離を検出することにより、静電容量センサと手との操作距離を高精度に検出することができる。
・運転手の手をステアリングホイール３６に置かれた状態から所定方向に移動させると、手の移動方向における手前寄りの部分に配置された静電容量センサの容量変化に基づいて、静電容量センサと手との操作距離を検出することができる。
・運転手の手を、ステアリングホイール３６に置かれた状態から静電容量センサの方へ移動させると、運転手の手の平と静電容量センサとが向き合い、手の移動方向における手前寄りの部分に配置された静電容量センサと手との対向面積が大きくなる。よって、静電容量センサと手との操作距離を高精度に検出することができる。
・メーターフード２６はステアリングホイール３６の少し前方に設置されているので、運転手の手をステアリングホイール３６に置かれた状態から前方に少し移動させれば、操作指の位置及び操作距離を検出することができる。
（第２実施形態）
図７は第２実施形態における入力装置１０の拡大図である。上記第１実施形態では、運転手の指の上下位置（図５中のｙ方向）を検出部１２の全域で検出していたのに対し、本実施形態では、検出部１２を車両進行方向の前側領域５８と車両進行方向の後側領域６０との二つに分け、該前側領域５８でのみ、運転手の指の上下位置を検出するようにしている。つまり、図８に示すように運転手は前側領域５８まで指を伸ばして指を上下運動させ、どの音楽アルバムを再生するかを選択した後、図９に示すように、後側領域６０まで指を後退させて、決定操作をすることになる。
このようにすることで、一度選択した音楽アルバムなどの選択項目が、検出部１２に指を近づける（上記実施例および本実施例では検出部１２に触れる）という決定操作を完了させるまでに、意図せず指の位置が上下することで他の選択項目に変わってしまうという事態を防ぐことができる。換言すると、検出部１２を複数の領域に分け、入力できる項目を領域ごとに分けることで、誤操作が発生することを抑止することができる。
（第３実施形態）
図１０は第３実施形態における入力装置を示す図である。第１、第２の実施形態では、指先を上下に動かす空中操作で、上下に並ぶ複数のアイコン画像のうちの一つを選択し、指先を左右に動かして選択入力を確定させるようにしたが、本実施形態は、指先を上下左右に動かす空中操作により選択入力を行い、指先を更に前に突き出すことで選択入力を確定させている。
具体的には、図１０に示すように表示制御部１４により、表示装置１６の表示入力画面として２次元的に並んだ複数のアイコン画像６４やカーソル６６を表示させ、表示装置１６と運転席との間の空間内に、検出部１２と略直交し、表示装置１６からの距離が所定の範囲となる仮想入力平面６２を設定し、検出部１２の出力に基づいて該仮想入力平面６２上での運転手の指の位置を推定し、推定した指の位置に応じて上記複数のアイコン画像６４のうちの一つを選択する。
これにより、上下方向だけでなく、２次元的に並んだ複数のアイコン画像６４から一つを選択することができるようになり、上記実施形態と比べてより複雑な操作系に対する入力を行うことができるようになる。また、第３実施形態における選択入力の確定は、運転手の指が、上記仮想入力平面６２を超えて、表示装置１６側に侵入したこと、即ち、表示装置１６と指との距離が上記所定の範囲よりも近くなったときに、仮想入力平面６２上における運転手の指の位置に応じて選択したアイコン画像６４に対する入力が確定される。これにより、別途決定ボタンなどを設ける必要がなく、検出部からの信号に基づいて選択中のアイコン画像に対する入力を確定させることが可能となる。尚、指の左右位置（図７のｘ方向）は、上記実施形態と同じく、静電容量センサの手前側の縁領域５２に蓄えられた電荷の量に基づいて推測するようにすると良い。
（他の実施形態）
上記実施形態では、検出部１２を一つの静電容量センサによって構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の静電容量センサのシートを用いて検出部１２を構成するようにしてもよい。
上記実施形態では、検出部１２として、自己容量式の菱形の導体を並べて積層したダイヤモンド配列の静電容量センサを用いるようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、碁盤の目上に直線状の導体を並べて積層したマンハッタン配列の静電容量センサや、赤外線センサ、レーザセンサ、カメラなど他の空間入力手段によって検出部１２を構成するようにしてもよい。
１０・・・入力装置
１２・・・検出部
１４・・・表示制御部
１４ａ・・・センサ信号取得部
１４ｂ・・・座標演算・フィルタ部
１４ｃ・・・イベント判定部
１４ｄ・・・描画制御部
１６・・・表示装置
１８・・・空調装置
２０・・・オーディオ
２２・・・ナビゲーションシステム
２４・・・ＨＭＩ制御ＥＣＵ
２６・・・メーターフード
２８・・・メーター
３０・・・インストルメントパネル
３２・・・運転席
３４・・・空間
３６・・・ステアリングホイール
３８・・・突出部
４０・・・右側領域
４２・・・左側領域
４４・・・ジャケット写真／曲のリストを表示する領域
４６・・・現在再生中のアルバム名又は再生中の曲名を表示する領域
４８・・・矩形状の領域
５０・・・ガイド線
５２・・・手前側の縁領域
５４・・・縦方向電極
５６・・・横方向電極
５８・・・前側領域
６０・・・後側領域
６２・・・仮想入力平面
６４・・・アイコン画像
６６・・・カーソル

Claims (10)

  1. メーターを取り囲んでインストルメントパネルから運転席に向かって突出するメーターフードを備える車両に配置され、前記インストルメントパネルのうち、前記メーターフードの側方に配置された表示装置に表示される入力画面に基づいて運転手が行った動作を検出する車両用入力装置であって、
    前記メーターフードの側面に設けられ、前記表示装置と前記運転席との間の空間の側方に配置された検出部と、
    前記検出部の出力に応じて前記表示装置の表示態様を変化させる表示制御部を備えることを特徴とする車両用入力装置。
  2. 前記表示制御部は、
    前記入力画面として上下に並ぶ複数のアイコン画像を前記表示装置に表示させ、前記検出部の出力に基づいて、前記運転手の指の上下位置と、前記検出部と前記運転手の指との間の間隔を推定し、
    推定した前記上下位置に基づいて前記上下に並ぶ複数のアイコン画像のうちの一つを選択し、
    推定した前記検出部と前記運転手の指との間の間隔が所定の閾値よりも短くなったと判定すると選択中の前記アイコン画像に対する入力を確定させ、結果、前記表示装置の表示態様を変化させることを特徴とする請求項１に記載の車両用入力装置。
  3. 前記表示制御部は、
    前記入力画面として２次元的に並んだ複数のアイコン画像を前記表示装置に表示させ、
    前記表示装置と前記運転席との間の前記空間内に仮想入力平面を設定し、前記検出部の出力に基づいて前記仮想入力平面上での前記運転手の指の位置を推定し、推定した前記指の位置に応じて前記複数のアイコン画像のうちの一つを選択することを特徴とする請求項１に記載の車両用入力装置。
  4. 前記表示制御部が、
    前記表示装置と前記指との距離が所定の範囲よりも近いか否かを判定し、
    前記距離が前記所定の範囲よりも近いと判定された場合に、前記仮想入力平面上における前記運転手の指の位置に応じて選択した前記アイコン画像に対する入力を確定させ、結果、前記表示装置の表示態様を変化させることを特徴とする請求項３に記載の車両用入力装置。
  5. 前記検出部は、静電容量センサであり、
    前記表示制御部は、前記静電容量センサの容量変化に基づいて、前記表示装置と前記運転席との間の前記空間内における前記運転手の指の位置を推定し、推定した前記指の位置の変化に基づいて前記表示装置の表示態様を変化させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の車両用入力装置。
  6. 前記静電容量センサは、少なくとも車両前後方向に並んで配置された複数の導体を備えており、
    前記表示制御部は、前記複数の導体のうち、車両後方側に配置された導体に蓄えられた電荷の量に基づいて前記静電容量センサと前記運転手の指との距離を推測することを特徴とする請求項５に記載の車両用入力装置。
  7. メーターを取り囲んでインストルメントパネルから運転席に向かって突出するメーターフードと、
    前記インストルメントパネルのうち、前記メーターフードの側方であって、車両の幅方向中央寄りに配置された表示装置と、
    前記表示装置に表示される入力画面に基づいて運転手が行った動作を検出する車両用入力装置と、を備える車両用コックピットモジュールであって、
    前記車両用入力装置は、
    前記メーターフードの側面に設けられ、前記表示装置と前記運転席との間の空間の側方に配置された検出部と、
    前記検出部の出力に応じて前記表示装置の表示態様を変化させる表示制御部と、を備えることを特徴とする車両用コックピットモジュール。
  8. 前記検出部は、静電容量センサであり、
    前記表示制御部は、前記静電容量センサの容量変化に基づいて、前記表示装置と前記運転席との間の前記空間内における前記運転手の指の位置を推定し、推定した前記指の位置の変化に基づいて前記表示装置の表示態様を変化させることを特徴とする請求項７に記載の車両用コックピットモジュール。
  9. 前記メーターフードの側面は、他の部分と比べて、前記車両のステアリングホイール側に突出しており、
    該突出した側面に前記検出部が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の車両用コックピットモジュール。
  10. 前記検出部は、少なくとも車両前後方向に並んで配置された複数の導体を備える静電容量センサであり、
    前記表示制御部は、前記複数の導体のうち、車両後方側に配置された導体に蓄えられた電荷の量に基づいて、前記静電容量センサと前記運転手の指との距離を推定し、推定した前記指の位置の変化に基づいて前記表示装置の表示態様を変化させることを特徴とする請求項８又は９に記載の車両用コックピットモジュール。
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