JP6520817B2 - 車両用操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両機器に対して、作動条件を入力するためのタッチパネルを備える車両用操作装置に関するものである。

従来の操作装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１の操作装置（入力装置）は、多機能周辺装置に適用されており、操作項目（設定項目）を表示する表示器（ＬＣＤ）と、表示器の表示面側に配置されるタッチパネルとを備えている。ユーザは、タッチパネルを通して視認される操作項目に対して、指を所定距離内に近接させると、操作項目に対応する処理が実行されるようになっている。

特許文献１では、操作項目に指を近づけると、操作項目が拡大表示され、選択した項目の内容を確認しやすくなり、意図しない誤操作が防止されるようになっている。

特許第４６８３１２６号公報

上記のような操作装置が車両に搭載されるものであると、近年では、ダッシュボード（インストルメントパネル）の形状とのマッチングを図るため、タッチパネルが曲面形成されることが考えられる。タッチパネルが曲面形成されると、タッチパネルと表示器との隙間が相対的に大きくなる領域が発生する。タッチパネルと表示器との隙間が大きくなると、操作者の見る角度によっては、表示器における実際の操作項目の位置と、タッチパネルを通して見える操作項目の位置との差、つまり視差が大きくなる。よって、表示器の操作項目の位置に対するタッチパネルへの実際のタッチ位置とのズレ量が大きくなり、誤操作が発生することが懸念される。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、タッチパネルが曲面形成されるものにおいて、タッチずれによる誤操作を抑制可能とする車両用操作装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

本発明では、所定機器に対する入力操作のための複数の操作項目（１１１〜１１５）を表示する表示器（１１０）と、
表示器の表示面（１１０ａ）側に配置されるタッチ操作用のタッチパネル（１２０）と、
操作者の指が表示面に近づいていることを検出できるセンサ部（１３０）と、
複数の操作項目の表示を制御すると共に、タッチパネルを通して視認される操作項目の位置を狙って、操作者がタッチパネル上で指タッチすると、所定機器に対する入力操作を行う制御部（１４０）と、を備える車両用操作装置において、
タッチパネルは、所定の半径（Ｒ）を持って表示面側に向けて凸となる凸曲面として形成されており、凸曲面を断面表示したときの円弧形状の両端部が表示器の上側と下側に位置するようになっており、
表示面とタッチパネルとの隙間は、表示器の上側と下側のうち、下側における隙間が上側における隙間より相対的に小さくなるように、表示器に対してタッチパネルが配置されており、
複数の操作項目は、隙間の小さい領域において、横方向に並ぶように配置されており、
制御部は、指が複数の操作項目のうちのいずれかに近づくと、その隣の操作項目との間隔が大きくなるように、操作項目の表示を変更することを特徴としている。

この発明によれば、タッチパネル（１２０）は凸曲面を形成しており、表示面（１１０ａ）とタッチパネルとの隙間は、表示器（１１０）の上側と下側のうち、下側における隙間が上側における隙間より相対的に小さくなるようにしている。そして、複数の操作項目（１１１〜１１５）は、隙間の小さい領域において、横方向に並ぶように配置されている。よって、視差に伴う操作項目の位置ずれを抑制することができ、タッチずれによる誤操作を抑制することが可能となる。

更に、制御部（１４０）は、指が複数の操作項目のうちのいずれかに近づくと、その隣の操作項目との間隔が大きくなるように、操作項目の表示を変更するようにしているので、狙いの操作項目に対するタッチ操作をやりやすくして、タッチずれによる誤操作を抑制することが可能となる。

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

車室内における車両用操作装置の搭載位置を示す正面図である。 車両用操作装置の構成を示すブロック図である。 表示器およびタッチパネルを示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 表示器とタッチパネルとの隙間によって発生する視差を説明する説明図である。 第１実施形態における制御部が実行する制御の要領を示すフローチャートである。 指が接近した場合のボタンの表示状態を示す説明図である。 第２実施形態におけるボタンの表示状態を示す説明図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
第１実施形態の車両用操作装置１００について図１〜図６を用いて説明する。本実施形態の車両用操作装置１００は、所定の機器として、例えば、車両用のエアコン装置に適用したものである。車両用操作装置１００は、エアコン装置に対する作動条件を入力すると共に、入力された作動条件（作動状態）を表示器１１０に表示する装置となっており、図１、図２に示すように、表示器１１０、タッチパネル１２０、近接センサ１３０、および制御部１４０等を備えている。車両用操作装置１００は、車両のインストルメントパネルの左右方向のほぼ中央に配置されている。

表示器１１０は、エアコン装置の作動条件（作動状態）、および入力操作用の各種ボタン１１１〜１１５を表示する表示部となっている。表示器１１０は、例えば、液晶ディスプレイ（ＴＦＴ液晶ディスプレイ）、有機ＥＬディスプレイ等を用いて構成することができる。表示器１１０の表示面１１０ａは、正面形状が、例えば縦長の四角形を成して、操作者に対向しており、インストルメントパネルに対して、下側が操作者（運転者あるいは助手席者）側に近づくように、ある程度の傾斜（例えば、３０度、程度の角度）をもって搭載されている。

表示器１１０は、表示面１１０ａの下側を除く領域に、例えば、空調空気の設定温度値、エアコンのオンオフ状態、送風量レベル、内外気モードの選択状態等の作動条件（作動状態）の画像を表示するようになっている。また、表示器１１０は、表示面１１０ａの下側の領域において、入力操作用の各種ボタン１１１〜１１５の画像を表示するようになっている。各種ボタン１１１〜１１５は、横方向に一列に並ぶように表示される。表示器１１０における表示状態（各画像）は、制御部１４０（表示合成部１４４）によって制御されるようになっている。

各種ボタン１１１〜１１５は、本発明の複数の操作項目に対応するものである。各種ボタン１１１〜１１５は、例えば、空調空気の温度設定のための温度設定ボタン１１１（運転者用）、エアコンを作動あるいは停止させるためのエアコンボタン１１２、風量を設定するための風量設定ボタン１１３、空調空気の導入モードを内気モードに決定するための内気モードボタン１１４、および空調空気の温度設定のための温度設定ボタン１１５（助手席者用）等となっている。

タッチパネル１２０は、エアコン装置に対する作動条件を入力操作（指によるタッチ操作）するための入力操作部となっている。タッチパネル１２０は、表示器１１０の表示面１１０ａ側に配置されている。タッチパネル１２０は、タッチパネルセンサ１２１、および樹脂カバー１２２等を有している。

タッチパネルセンサ１２１は、例えば、透明なフィルム部材の裏面に、マトリックス状（網目状）に配置された透明な静電容量式の電極部が接合されて形成されている。また、樹脂カバー１２２は、タッチパネルセンサ１２１を保護する透明薄肉の樹脂製の板材であり、タッチパネルセンサ１２１の操作者側に設けられている。

タッチパネルセンサ１２１（電極部）は、樹脂カバー１２２を介して、操作者の指操作時の指との間でコンデンサを形成し、静電容量を発生させるようになっている。上記のように、タッチパネルセンサ１２１、および樹脂カバー１２２は、透明部材から形成されていることから、表示器１１０における各種作動状態画像、および各種ボタン１１１〜１１５の画像は、操作者に透過して視認されるようになっている（図３（ａ））。タッチパネルセンサ１２１は、操作者が、各種ボタン１１１〜１１５のいずれかに指を近づけたとき（例えば、５ｍｍ程度）、更には指タッチしたとき、操作した指の位置に応じて生ずる静電容量の変化を、静電容量の信号として、制御部１４０（タッチ位置演算部１４１）に出力するようになっている。

ここで、本実施形態のタッチパネル１２０は、インストルメントパネルの面形状とのマッチングを図るために、図３（ｂ）に示すように、所定の半径Ｒ（例えば、半径Ｒ＝５００〜１０００ｍｍ程度）を持って表示面１１０ａ側に向けて凸となる凸曲面として形成されている。そして、タッチパネル１２０は、凸曲面を断面表示したときの円弧形状の両端部が表示器１１０の上側と下側に位置するように設けられている。

加えて、タッチパネル１２０と表示面１１０ａとの隙間は、表示器１１０の上側と下側のうち、下側における隙間が上側における隙間よりも相対的に小さくなるように、表示器１１０に対してタッチパネル１２０が配置されている。そして、上記で説明した表示器１１０における各種ボタン１１１〜１１５は、この隙間の小さい領域（下側領域）に対応して表示されるようになっている。

近接センサ１３０は、操作者の指が表示面１１０ａに近づいていることを検出可能とするセンサ部である。具体的には、近接センサ１３０は、操作者のタッチパネル１２０に対する指の位置（タッチパネル面上の２軸方向位置）、および距離（タッチパネル面からの距離）を検出するようになっており、例えば、インストルメントパネルにおいて、表示器１１０の上側に配置されている。近接センサ１３０は、例えば、カメラ、あるいは赤外線センサ等が使用されている。近接センサ１３０は、タッチパネル面に対して、例えば、５０〜１００ｍｍ程度離れた位置から近接する指を捉えることが可能となっている。近接センサ１３０によって得られた指の位置信号は、制御部１４０（近接位置演算部１４２）に出力されるようになっている。

制御部１４０は、表示器１１０におけるエアコン装置の各種作動状態の画像、および各種ボタン１１１〜１１５の画像の表示を制御するようになっている。また、制御部１４０は、タッチパネル１２０を通して視認される各種ボタン１１１〜１１５の位置を狙って、操作者がタッチパネル１２０上で指操作（指タッチ）すると、タッチされたボタンの位置に応じて、エアコン装置に対する入力操作（入力指示）を行うようになっている。加えて、制御部１４０は、近接センサ１３０によって得られるタッチパネル面からの指の距離に応じて、各種ボタン１１１〜１１５の表示状態を変更するようになっている（詳細後述）。

制御部１４０は、タッチ位置演算部１４１、近接位置演算部１４２、中央処理部１４３、および表示合成部１４４等を有している。

タッチ位置演算部１４１は、タッチパネル１２０から出力される静電容量の信号から、操作者の指が、タッチパネル面上において、各種ボタン１１１〜１１５のうち、どの位置に近接して、タッチされたかを算出する部位となっている。タッチ位置演算部１４１は、算出した指の位置データを中央処理部１４３に出力するようになっている。

近接位置演算部１４２は、近接センサ１３０から得られる指の位置信号から、操作者の指がタッチパネル面からどれだけ離れた位置にあるか、および指がタッチパネル面上において、各種ボタン１１１〜１１５のうち、どの位置に対応しているかを算出する部位となっている。近接位置演算部１４２は、算出した指の位置、距離データを中央処理部１４３に出力するようになっている。

中央処理部１４３は、タッチ位置演算部１４１で算出されたタッチパネル面上の指の位置、および近接位置演算部１４２で算出されたタッチパネル面上の指の位置、距離に基づいて、タッチパネル１２０に対する総合的な指の位置（３次元位置）を算出する部位となっている。

表示合成部１４４は、中央処理部１４３から得られる総合的な指の位置に基づいて、表示すべき画像の合成データを表示器１１０に対して指示する部位となっている。

本実施形態の車両用操作装置１００の構成は、以上のようになっており、以下、その作動および作用効果について説明する。

上記のように形成される車両用操作装置１００においては、各種ボタン１１１〜１１５のうち、操作者が所望するボタンに指でタッチすることによって、制御部１４０によって、各種ボタン１１１〜１１５に対応する各種作動状態画像が、表示器１１０に形成される。そして、エアコン装置は、指操作されたボタンに対応する作動条件となるように作動の切替えが行われることになる。

ここで、タッチパネル１２０は、インストルメントパネルの面形状とのマッチングを図るために、所定の半径Ｒを持った曲面で形成されていることから、図４に示すように、表示器１１０とタッチパネル１２０との間に隙間が形成される。よって、操作者の見る角度によっては、表示器１１０上における各種ボタン１１１〜１１５の実際の位置と、タッチパネル１２０を通して見える各種ボタン１１１〜１１５の位置との差、つまり視差が発生する。この視差は、表示器１１０とタッチパネル１２０との隙間が大きいほど、大きくなる。

本実施形態では、曲面形成されるタッチパネル１２０を採用するにあたって、上記で説明したように、
１）タッチパネル１２０は、所定の半径Ｒを持って表示面１１０ａ側に向けて凸となる凸曲面として形成されており、凸曲面を断面表示したときの円弧形状の両端部が表示器１１０の上側と下側に位置するようにしている。

２）また、表示器１１０とタッチパネル１２０との隙間は、表示器１１０の上側と下側のうち、下側における隙間が上側における隙間より相対的に小さくなるようにしている。

３）更に、表示器１１０における各種ボタン１１１〜１１５は、隙間の小さい領域において、横方向に並ぶように配置している。

加えて、制御部１４０は、図５に示すように、指が各種ボタン１１１〜１１５のうちのいずれかに近づくと、その隣のボタンとの間隔が大きくなるように、各種ボタン１１１〜１１５の表示を変更するようにしている。

具体的には、制御部１４０は、図５中のステップＳ１００で、近接センサ１３０からの指の位置信号から、タッチパネル面と指との距離を算出する。

次に、ステップＳ１１０で、制御部１４０は、タッチパネル面と指との距離が、予め定めた所定距離（例えば、２０ｍｍ程度）以下となったかを判定する。

ステップＳ１１０で否定判定すると、制御部１４０は、本制御を終了し、「開始」に戻り、本制御を繰り返す。しかしながら、ステップＳ１１０で肯定判定すると、ステップＳ１２０で、制御部１４０は、各種ボタン１１１〜１１５に対して、指接近モード表示に変更する。指接近表示モードは、図６に示すように、指操作によって選択されたボタン（例えば、１１３）と、隣のボタン（例えば、１１２と１１４）との間隔が大きくなるように表示するモードである。

加えて、指接近モード表示においては、図６に示すように、選択されたボタン（例えば、１１３）の大きさが、他のボタンに比べて大きく表示されるものとしてもよい。逆に、指接近モード表示においては、選択されていないボタン（例えば、１１１、１１２、１１４、１１５）の大きさが、選択されたボタン（例えば、１１３）に比べて小さく表示されるものとしてもよい。

以上のように、本実施形態では、曲面形成されたタッチパネル１２０を採用する場合であっても、上記説明の１）〜３）によって、各種ボタン１１１〜１１５の視差をより小さくすることができるので、視差に伴う各種ボタン１１１〜１１５の位置ずれを抑制することができ、タッチずれによる誤操作を抑制することが可能となる。

加えて、制御部１４０は、図５、図６で説明した表示制御を行うようにしているので、狙いのボタンに対するタッチ操作をやりやすくして、タッチずれによる誤操作を抑制することが可能となる。

（第２実施形態）
第２実施形態を図７に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、図５で説明したステップＳ１２０の指接近モードの表示制御の内容を変更したものである。

制御部１４０は、ステップＳ１２０において、指が各種ボタン１１１〜１１５のうちのいずれか（例えば、１１３）に近づくと、いずれかのボタン（１１３）、および隣のボタン（１１２、１１４）の領域を、あたかも虫メガネを通して拡大されたように、ボタンの表示を変更する。

これにより、上記第１実施形態と同様に、選択されたボタン（１１３）と隣のボタン（１１２、１１４）との間隔が大きくなるように、視認されるので、狙いのボタンに対するタッチ操作をやりやすくして、タッチずれによる誤操作を抑制することが可能となる。

（その他の実施形態）
上記各実施形態では、近接センサ１３０を用いて、タッチパネル面からの指の距離を把握するようにしたが、近接センサ１３０を廃止したものとしてもよい。即ち、ステップＳ１１０における判定距離（所定距離）を、例えば、５ｍｍ程度以下にして、タッチパネル１２０によって得られる指の総合的な位置（タッチパネル面上の位置および距離）をもとにして、ステップＳ１２０の指接近モード表示を行うようにしてもよい。

また、車両用操作装置１００の対象となる所定機器として、車両用のエアコン装置としたが、これに限らず、オーディオ装置、あるいはカーナビゲーション装置等にも適用可能である。

また、上記実施形態では、タッチパネル１２０を静電容量式のタッチパネルにより構成したが、抵抗膜を用いた感圧式のタッチパネル等、他の構造のタッチパネルとしてもよい。

１００ 車両用操作装置
１１０ 表示器
１１０ａ 表示面
１１１ 温度設定ボタン（操作項目）
１１２ エアコンボタン（操作項目）
１１３ 風量設定ボタン（操作項目）
１１４ 内気モードボタン（操作項目）
１１５ 温度設定ボタン（操作項目）
１２０ タッチパネル
１３０ 近接センサ（センサ部）
１４０ 制御部

Claims (5)

1. 所定機器に対する入力操作のための複数の操作項目（１１１〜１１５）を表示する表示器（１１０）と、
   前記表示器の表示面（１１０ａ）側に配置されるタッチ操作用のタッチパネル（１２０）と、
   操作者の指が前記表示面に近づいていることを検出できるセンサ部（１３０）と、
   複数の前記操作項目の表示を制御すると共に、前記タッチパネルを通して視認される前記操作項目の位置を狙って、操作者が前記タッチパネル上で指タッチすると、前記所定機器に対する入力操作を行う制御部（１４０）と、を備える車両用操作装置において、
   前記タッチパネルは、所定の半径（Ｒ）を持って前記表示面側に向けて凸となる凸曲面として形成されており、前記凸曲面を断面表示したときの円弧形状の両端部が前記表示器の上側と下側に位置するようになっており、
   前記表示面と前記タッチパネルとの隙間は、前記表示器の上側と下側のうち、下側における隙間が上側における隙間より相対的に小さくなるように、前記表示器に対して前記タッチパネルが配置されており、
   複数の前記操作項目は、前記隙間の小さい領域において、横方向に並ぶように配置されており、
   前記制御部は、前記指が複数の前記操作項目のうちのいずれかに近づくと、その隣の操作項目との間隔が大きくなるように、前記操作項目の表示を変更する車両用操作装置。
2. 前記制御部は、前記センサ部によって得られる前記タッチパネルに対する前記指の距離が、予め定めた所定距離以下になると、前記操作項目の表示を変更する請求項１に記載の車両用操作装置。
3. 前記制御部は、前記指が複数の前記操作項目のうちのいずれかに近づくと、いずれかの操作項目の大きさが大きくなるように、前記操作項目の表示を変更する請求項１または請求項２に記載の車両用操作装置。
4. 前記制御部は、前記指が複数の前記操作項目のうちのいずれかに近づくと、いずれかの操作項目の隣の操作項目の大きさが小さくなるように、前記操作項目の表示を変更する請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の車両用操作装置。
5. 前記制御部は、前記指が複数の前記操作項目のうちのいずれかに近づくと、いずれかの操作項目、および隣の操作項目の領域を拡大するように、前記操作項目の表示を変更する請求項１または請求項２に記載の車両用操作装置。

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