JPH05270296A - 車両用操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】車両の前方を注視したままで各種端末装置を操
作可能な車両用操作装置を提供する。 【構成】車両のフロントウインドウに端末装置の操作項
目を表示する表示手段１００と、乗員の視点を検出する
視点検出手段１０１と、この視点検出手段１０１によっ
て乗員の視点がフロントウインドウに表示された端末装
置の操作項目上にあることが検出されると、端末装置へ
操作項目に応じた操作信号を出力する操作手段１０２と
を備え、車両の前方を注視したままで端末装置を操作可
能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両の各種端末装置を操
作するための車両用操作装置に関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】車両には、各種の端末装置を
操作するためにいろいろな形式の操作操作装置が数多く
用いられている。例えば、図１３に示すように、センタ
ーコンソール上の空調装置１やオーディオ装置２にはス
ライドスイッチ３やプッシュスイッチ４などが設けら
れ、ＣＲＴ５には画面上にタッチスイッチ６などが設け
られている。

【０００３】また、オペレーターの注視点（以下、視点
と呼ぶ）を検出して対応する制御装置に動作指令を与え
る装置が知られている（例えば、特開昭５８−７２２３
５号公報参照）。

【０００４】しかし、従来の車両用スイッチは車両のい
ろいろな場所に設けられており、操作に際して乗員に大
きな負担がかかっている。また、後者の視点検出装置を
車両用操作装置に応用し、ＣＲＴ上に表示された操作項
目上の乗員の視点位置を検出して対応する端末装置を操
作することが考えられるが、車両の前方を注視したまま
でそれらを操作することはできない。

【０００５】本発明の目的は、車両の前方を注視したま
まで各種端末装置を操作可能な車両用操作装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】クレーム対応図である図
１に対応づけて本発明を説明すると、本発明は、車両の
フロントウインドウに端末装置の操作項目を表示する表
示手段１００と、乗員の視点を検出する視点検出手段１
０１と、この視点検出手段１０１によって乗員の視点が
フロントウインドウに表示された端末装置の操作項目上
にあることが検出されると、端末装置へ操作項目に応じ
た操作信号を出力する操作手段１０２とを備え、これに
より、上記目的を達成する。

【０００７】

【作用】車両のフロントウインドウには車両の端末装置
の操作項目が表示されており、乗員の視点が端末装置の
操作項目上にあることが検出されると、その端末装置へ
操作項目に応じた操作信号が出力される。

【０００８】

【実施例】

−第１の実施例− 次に、図２〜８により本発明の第１の実施例を説明す
る。図２は第１の実施例の車両用操作装置を装備した車
両の運転席前方を示し、図３は第１の実施例の構成を示
す。フロントウインドウ１１の運転席正面の中央部には
ウインドウシールドガラスをミラーとして利用し、そこ
に画像を表示する虚像型表示装置（以下、ヘッドアップ
ディスプレイまたは略してＨＵＤと呼ぶ）１２による画
像の表示エリア１３が設けられ、ここに車速や車室内温
度などの種々の情報が表示される。この図では、車室内
温度「２５℃」の表示例を示す。また、フロントウイン
ドウ１１の運転席正面の下部には視線スイッチエリア１
４が設けられ、図４に示す各種視線スイッチがこの視線
スイッチエリア１４に表示される。この実施例では、視
線スイッチエリア１４にオーディオ装置１５の音量調節
スイッチ１６，空調装置１７の温度調節スイッチ１８，
ラジオ１９のチャンネル切り換えスイッチ２０、および
自動速度調整装置（以下、ＡＳＣＤと略す）２１の速度
調整スイッチ２２を表示して、それぞれの調整をこれら
のスイッチを通して行なう。なお、視線スイッチの個数
は余り多いと選択しずらいので４〜５個が望ましい。ま
た、各視線スイッチ１６，１８，２０，２２には、増量
またはチャンネルアップを示すマーク１６ａ，１８ａ，
２０ａ，２２ａと、減量またはチャンネルダウンを示す
マーク１６ｂ，１８ｂ，２０ｂ，２２ｂを表示する。

【０００９】運転席の計器パネル上には視線検出用の赤
外線カメラ２３と赤外光源２４が設けられ、後述する検
出方法で乗員の視点、すなわち視線スイッチエリア１４
に表示された視線スイッチ１６，１８，２０，２２の中
のどれを乗員が注視しているかを検出する。また、ステ
アリングパッド２５上にはメインスイッチ２６が設けら
れる。運転席の計器パネル内にはマイクロコンピュータ
およびタイマー２７ｔなどの周辺部品から構成される制
御回路２７が設けられ、上述したメインスイッチ２６，
赤外線カメラ２３，赤外光源２４，ＨＵＤ１２および各
種端末装置１５，１７，１９，２１が接続される。この
制御回路２７は、後述する制御プログラムを実行して、
視線スイッチエリア１４内の乗員の視点を検出し、対応
する上記端末装置１５，１７，１９，２１を制御する。

【００１０】ここで図５，６により、この実施例の視点
検出動作について説明する。赤外光源２４から発射され
た参照光は乗員の目の角膜で反射され、乗員の目を撮影
している赤外線カメラ２３により参照光の角膜反射像が
観測される。制御回路２７は、赤外線カメラ２３で撮像
された乗員の目の画像から、まず図６（ａ）に示すよう
に暗い部分を抽出し、続いて図６（ｂ）に示すように乗
員の目の瞳孔を抽出する。また制御回路２７は、乗員の
目の画像から図６（ｃ）に示すように明るい所を抽出
し、続いて図６（ｄ）に示すように参照光の角膜反射像
を抽出する。さらに、制御回路２７は抽出された瞳孔の
重心（Ｘｇ１，Ｙｇ１）と参照光の角膜反射像の重心
（Ｘｇ２，Ｙｇ２）とを算出し、それらの重心の位置関
係に基づいて乗員の視線の方向を算出する。次に、制御
回路２７は、車室内の天井に取り付けられた超音波や赤
外線などの図示しない位置センサによって乗員の頭、す
なわち目の位置を検出し、算出された視線の方向と目の
位置とに基づいて乗員の視点、つまり乗員が視線スイッ
チエリア１４の各スイッチのどれを注視しているかを特
定する。なお、視点検出の精度を上げるために、赤外線
カメラを複数台設置して乗員の目を撮像し、得られた画
像の中から目が最も大きい画像を用いて上記の視点検出
演算を行なってもよいし、赤外線カメラを可動にして乗
員の目を追跡して撮像してもよい。

【００１１】図７は乗員の視野を示す運転席の横断面図
であり、この図により、乗員の視野と視線スイッチエリ
ア１４との関係を説明する。通常、人間の視野には弁別
視野と有効視野とがある。弁別視野は、視線の上下左右
に約５度の範囲の視野で、その範囲における人間の視力
および色弁別能力は特に優れている。一方、有効視野
は、弁別視野の周辺の左右に１５度、上に８度、下に１
２度の範囲の視野であって、その範囲では弁別視野ほど
視力，色弁別能力は優れていないが、種々の情報を瞬時
に視認できる。一般の乗用車では、乗員がフロントウイ
ンドウ１１の下端１１ａを注視したときの視線と、乗員
の目の高さの水平線ＨＬとのなす角度はほぼ１２度であ
る。さらに、乗員が計器パネル３１上の計器類３２の下
端３２ａを注視したときの視線と、水平線ＨＬとのなす
角度はほぼ２０度である。本発明に係わる視線スイッチ
エリア１４は図７に示すように水辺線ＨＬから８〜１２
度の範囲内にあって、乗員が視線スイッチエリア１４を
注視しているときでも車両の前方視界は乗員の有効視野
内にある。つまり、乗員が視線スイッチエリア１４を注
視していても車両前方の状況を常に視認できる。一方、
従来の車両用スイッチは計器パネル３１上か、それより
も下に配置されており、乗員がそれらのスイッチを注視
すると車両の前方視界は有効視野から外れてしまう。す
なわち、従来の車両用スイッチを操作するために、乗員
がそれらのスイッチを注視している間は車両前方の状況
を視認できない。

【００１２】図８は、第１の実施例の制御回路２７で実
行される制御プログラムを示すフローチャートである。
このフローチャートにより、温度調節スイッチ１８によ
る空調装置１７の温度調節を例に上げて一実施例の車両
用スイッチの動作を説明する。制御回路２７はステアリ
ングパッド２５に設けられたメインスイッチ２６がオン
されると、この制御プログラムの実行を開始する。実行
開始後のステップＳ１において、ＨＵＤ１２を制御して
視線スイッチエリア１４に視線スイッチ１６，１８，２
０，２２を表示する。続くステップＳ２で赤外光源２４
を点灯させるとともに、赤外線カメラ２３により乗員の
目の撮像を開始する。ステップＳ３では、上述したよう
に乗員の目の画像を解析して視点を演算し、ステップＳ
４で、注視時間を計時するタイマー２７ｔをスタートさ
せる。ステップＳ５においてふたたび乗員の目の画像を
解析して視点を演算し、続くステップＳ６で前回の視点
と今回の視点とが同じ位置であるか、すなわち乗員が同
じ点を注視しているか否かを判別する。同じ視点であれ
ばステップＳ７へ進み、そうでなければステップＳ１０
へ進んでタイマー２７ｔをクリヤした後、ステップＳ３
へ戻る。ステップＳ７ではタイマー２７ｔにより所定の
時間が経過したか、すなわち乗員の視点が同じ場所に所
定時間停留したか否かを判別し、所定時間同じ場所に停
留していればステップＳ８へ進み、そうでなければステ
ップＳ５へ戻る。なお、タイマー２７ｔに設定する停留
時間は例えば０．５秒とする。

【００１３】ステップＳ８において乗員の視点が所定時
間停留している視線スイッチ１６，１８，２０，２２を
特定し、続くステップＳ９で特定された視線スイッチに
対応する端末装置を制御する。さらに、ステップＳ１０
で端末装置の制御内容をＨＵＤ１２に表示させた後、ス
テップＳ５へ戻る。例えば、乗員の視線が所定時間、視
線スイッチエリア１４内の温度調節スイッチ１８の温度
上昇を示すマーク１８ａ上に注がれていれば、空調装置
１７へ温度上昇信号を出力し、例えば０．５度車室内温
度を上昇させるとともに、ＨＵＤ１２で空調装置１７の
設定温度を表示エリア１３に表示させる。

【００１４】−第２の実施例− 上記の実施例では、各視線スイッチ１６，１８，２０，
２２の増量または減量やチャンネルアップまたはダウン
を示すマーク１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂ，２０
ａ，２０ｂ，２２ａ，２２ｂを表示して、乗員の視点位
置に応じて各視線スイッチ１６，１８，２０，２２の調
節内容まで制御したが、視線スイッチ１６，１８，２
０，２２だけを視線スイッチエリア１４に表示し、増量
または減量などの操作スイッチを別に設けた第２の実施
例を説明する。図９は第２の実施例の車両用操作装置を
装備した運転席前方を示し、図１０は第２の実施例の構
成を示す。なお、第１の実施例を示す図２〜４と同様な
機器に対しては同一の符号を付して相違点を中心に説明
する。この第２の実施例の視線スイッチエリア１４Ａに
は、図１１に示すようにＨＵＤ１２によってオーディオ
装置１５の音量調節スイッチ１６Ａ，空調装置１７の温
度調節スイッチ１８Ａ，ラジオ１９のチャンネル切り換
えスイッチ２０Ａ、およびＡＳＣＤ２１の速度調整スイ
ッチ２２Ａが表示される。さらに、図１２に示すように
ステアリングパッド２５Ａには、メインスイッチ２６の
他にアップスイッチ４１およびダウンスイッチ４２が設
けられ、これらのスイッチ４１，４２は制御回路２７Ａ
に接続される。

【００１５】第１の実施例と同様に、赤外線カメラ２３
で撮像した乗員の目の画像を解析して乗員の視点が演算
され、所定時間、乗員の視点が停留している位置の視線
スイッチ１６Ａ，１８Ａ，２０Ａ，２２Ａが特定され
る。その状態で、アップスイッチ４１またはダウンスイ
ッチ４２が操作されると、視線スイッチに対応した端末
装置が操作されたアップスイッチ４１またはダウンスイ
ッチ４２に応じて制御される。例えば、第１の実施例と
同様に、空調装置１７による車室内の温度調節を例に上
げて説明すると、乗員の視点が空調装置１７の視線スイ
ッチ１８Ａの位置に所定時間、停留していることが検出
され、さらにアップスイッチ４１が操作されると、制御
回路２７Ａは空調装置１７に温度上昇信号を出力し、車
室内温度を上昇させる。なお、ダウンスイッチ４２が操
作されたときは、空調装置１７に温度低減信号を出力
し、車室内温度を低下させる。

【００１６】このように、フロントウインドウの運転席
前方下部に各種端末装置の操作項目を表示し、乗員の視
点がいずれかの端末装置の操作項目上に所定時間、停留
したことが検出されると、その操作項目に応じて端末装
置を駆動するようにしたので、車両の前方を注視したま
まで端末装置を操作することができ、端末装置の操作に
対する乗員の負担を軽減することができる。また、フロ
ントウインドウ上に視線スイッチを設けることにより、
計器パネルやセンターコンソール上の各種スイッチを必
要最小限にすることができ、運転席周辺のデザイン上の
自由度が大きくなる。

【００１７】上記実施例では、メインスイッチ２６がオ
ンされた後は常に乗員の視点を検出するようにしたが、
メインスイッチ２６がオンされたときだけ乗員の視点検
出を行なってもよい。これによって、視線スイッチを操
作する意志がないのに視線スイッチを所定時間注視した
ため、端末装置が動作してしまうようなことが防止さ
れ、さらに確実な操作が行なえる。

【００１８】また、図９に示すように、フロントウイン
ドウ１１の運転席正面の上部にＨＵＤ１２でメインスイ
ッチ２６に代る視線スイッチ４３を表示し、乗員が所定
時間、この視線スイッチ４３を注視したときに視点検出
およびそれに基づく端末装置の制御を行なうようにして
もよい。さらに、ラジオや空調装置などの端末装置自体
のメインスイッチを乗員が操作したときに、上述した乗
員の視点検出結果に基づくスイッチ処理を開始するよう
にしてもよい。

【００１９】上記実施例では乗員の視点が所定時間、同
じ位置に停留したときにその位置にある視線スイッチを
特定するようにしたが、乗員の視点がある視線スイッチ
上にあり、その状態で乗員の瞬きが検出されたらその視
線スイッチを特定するようにしてもよい。また、単純な
瞬きの代りに、乗員の目がある視線スイッチに対して左
右上下の動きや瞬きなど予め定めたパターンの動きをし
たときに、その視線スイッチを特定するようにしてもよ
い。さらに、ステアリングパッド上に視線スイッチ特定
用の手動のスイッチを設け、乗員の視点がある視線スイ
ッチ上にあるときにそのスイッチが操作されたら、その
視線スイッチの操作処理を行なうようにしてもよい。

【００２０】乗員の視点検出結果に基づいてある視線ス
イッチが特定されたときに、その視線スイッチの操作項
目を運転席前方の中央部に拡大して表示するようにして
もよい。

【００２１】ステアリングパッドに手動のスクロールス
イッチを設け、このスクロールスイッチによって視線ス
イッチエリアに表示する操作項目を切り換えてもよい。
また、スクロールスイッチをＨＵＤにより視線スイッチ
として表示してもよい。

【００２２】上記実施例では車両用操作装置として各種
端末装置の操作スイッチを例に上げて説明したが、車両
用操作装置は上記実施例に限定されず、各種端末装置を
操作するものであれば何でもよい。また、上記実施例で
は端末装置の操作項目として文字およびマークで表した
像を表示したが、端末装置の操作項目は上記実施例に限
定されず、絵文字や記号などでもよい。

【００２３】以上の実施例の構成において、ＨＵＤ１２
が表示手段を、赤外線カメラ２３，赤外光源２４および
制御回路２７，２７Ａが視点検出手段を、制御回路２
７，２７Ａが操作手段をそれぞれ構成する。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、フ
ロントウインドウに表示された端末装置の操作項目上に
乗員の視点が検出されたら、端末装置へ操作項目に応じ
た操作信号を出力するようにしたので、車両の前方を注
視したままで端末装置を操作することができ、端末装置
の操作に対する乗員の負担を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】クレーム対応図。

【図２】第１の実施例の車両用操作装置を装備した車両
の運転席前方を示す図。

【図３】第１の実施例の構成を示すブロック図。

【図４】視線スイッチエリアの拡大図。

【図５】実施例の視点検出動作を説明する図。

【図６】実施例の視点検出動作を説明する図。

【図７】乗員の視野を説明する運転席の横断面図。

【図８】制御回路で実行されるプログラム例を示すフロ
ーチャート。

【図９】第２の実施例の車両用操作装置を装備した車両
の運転席前方を示す図。

【図１０】第２の実施例の構成を示すブロック図。

【図１１】第２の実施例の視線スイッチエリアの拡大
図。

【図１２】第２の実施例のステアリングパッドを示す
図。

【図１３】従来の車両用操作装置が装備された運転席を
示す図。

【符号の説明】

１１ フロントウインドウ １１ａ，３２ａ 下端 １２ 虚像型表示装置（ヘッドアップディスプレイ，Ｈ
ＵＤ） １３ 表示エリア １４，１４Ａ 視線スイッチエリア １６，１６Ａ 音量調節スイッチ １６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂ，２０ａ，２０ｂ，２
２ａ，２２ｂ マーク １８，１８Ａ 温度調節スイッチ ２０，２０Ａ チャンネル切り換えスイッチ ２２，２２Ａ 速度調整スイッチ ２３ 赤外線カメラ ２４ 赤外光源 ２５ ステアリングパッド ２６ メインスイッチ ２７，２７Ａ 制御回路 ２７ｔ タイマー ４１ アップスイッチ ４２ ダウンスイッチ ４３ 視線スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両のフロントウインドウに端末装置の操
   作項目を表示する表示手段と、 乗員の視点を検出する視点検出手段と、 この視点検出手段によって前記乗員の視点が前記フロン
   トウインドウに表示された前記端末装置の操作項目上に
   あることが検出されると、前記端末装置へ前記操作項目
   に応じた操作信号を出力する操作手段とを備えることを
   特徴とする車両用操作装置。