JP3925421B2 - 車載機器の操作装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載機器の操作装置に関し、特に、表示画面に複数の操作項目を表示するとともに、その表示画面上において特定の操作項目を指示することによって、その指示した操作項目に対応する操作を実行する車載機器の操作装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上述した車載機器の操作装置としては、例えば、車両周辺の地図を表示したり、車両の出発地から目的地に到るまでの経路を設定し、その経路に従って経路誘導を行なう車載用ナビゲーション装置に適用されたものがある。
【０００３】
すなわち、車載用ナビゲーション装置においては、目的地の設定、経路誘導の開始、表示地図のスクロール、表示地図の縮尺の変更等を初めとする各種の操作を表示画面に表示したタッチスイッチによって実行可能としている。
【０００４】
車載用ナビゲーション装置は、運転者や助手席の乗員が操作し易く、かつ表示画面が観易いように運転席と助手席との間のインストルメントパネル等に設置される。また安全運転を期すため、車両の走行中は、表示地図の縮尺の変更等の車載用ナビゲーションに必要最小限のスイッチ操作を除く他のスイッチ操作が禁止される。
【０００５】
ここで、運転者は車両の運転に専念すべきであるため、運転者が車両の運転操作を行なっている場合には、車載用ナビゲーション装置の各機能を実行するためのスイッチ操作が行なえないようにすることが望ましい。
【０００６】
しかしながら、従来の車載用ナビゲーション装置においては、車両の走行中は一律にスイッチ操作を禁止するので、運転者はもちろんのこと、車両の運転に直接関与しない助手席の乗員もスイッチ操作を行なうことができなかった。
【０００７】
このような問題を解決するために、特許文献１に記載された車載用ナビゲーション装置においては、表示画面を備える前面パネルの運転席側部分に、超音波の発信部と受信部とからなるセンサを設けている。このセンサは、車両の走行中に、発信部から超音波を放射する。車載ナビゲーション装置は、この超音波の放射領域を運転者の手が横切ったことを反射波の受信によって検出すると、表示画面のタッチスイッチや表示画面の周りに配置したパネルスイッチによる所定の操作を禁止する。逆に、運転者の手や腕が超音波の放射領域を横切ることなくスイッチ操作が行なわれた場合、助手席の乗員によるスイッチ操作であると推測でき、その場合には、タッチスイッチやパネルスイッチのスイッチ操作を可能とする。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−２９２２６１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した車載用ナビゲーション装置によれば、運転者による操作であるか助手席側の乗員による操作であるのかを判別するために、専用のセンサを設けることが必要である。
【００１０】
このため、装置全体のコストの上昇及び、センサを配設するためのスペース分だけ、装置の体格が大型化するとの問題が生じる。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、専用のセンサを設けることなく、運転者による操作と助手席側乗員による操作とを判別することが可能な車載機器の操作装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の車載機器の操作装置は、
運転席と助手席との間の領域であって、両席の操作者の到達可能範囲に配置される、表示画面を有する表示手段と、
表示画面上に設けられ、操作者の手が表示画面に接近もしくは接触した場合に、操作者の手との間に静電容量を形成して、操作者の手の接近位置及び指示位置を検出する検出手段と、
表示手段の表示画面に複数の操作項目を表示するとともに、操作者の指示位置に表示された操作項目に対応する操作を実行する制御手段と、
車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記走行状態検出手段によって車両が走行状態であることが検出された場合、表示手段に表示される操作項目の内、所定の操作項目による操作を禁止する禁止手段とを備えた車載機器の操作装置であって、
禁止手段によって操作が禁止される所定の操作項目を、表示画面の周辺部に表示し、
操作者が表示手段に表示される操作項目を指示する際に、検出手段によって検出される接近位置に基づいて、操作者の手が助手席側から表示画面に向けて伸びたか否かを判定する判定手段と、
判定手段が助手席側から操作者の手が伸びたと判定した場合、禁止手段による所定の操作項目に対する操作の禁止を解除する解除手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
このように請求項１に記載の車載機器の操作装置においては、表示画面上に設けられ、操作者の手が表示画面に接近もしくは接触した場合に、操作者の手との間に静電容量を形成して、操作者の手の接近位置及び指示位置を検出する検出手段を採用する。そして、操作者が操作項目を指示する際に、検出手段によって検出される接近位置に基づいて、操作者の手が助手席側から表示画面に向けて伸びたか否かを判定する。このとき、判定手段が助手席側から操作者の手が伸びたと判定した場合、禁止手段による所定の操作項目に対する操作の禁止を解除する。請求項１に記載の車載装置の操作装置によれば、運者席側の操作者による操作か助手席側の操作者による操作かを判別するために、専用のセンサを設ける必要がないため、装置のコストの低減及び体格の小型化を図ることができる。
【００１４】
請求項２に記載したように、判定手段は、検出手段が表示画面上において操作者の指示位置を検出する以前の、操作者の手の接近位置に応じて出力する検出信号に基づいて、操作者の手が助手席側から表示画面に向けて伸びたか否かを判定することが好ましい。これにより、操作者が特定の操作項目を指示する以前に、その操作者が運転席側の乗員であるのか助手席側の乗員であるのかを即座に判断することが可能となるので、特定の操作項目が指示された以後の処理を円滑に行なうことができる。
【００１５】
特に、請求項３に記載したような検出手段を採用する場合には、操作者の手の指示位置と接近位置とを同時に検出することが困難であるため、請求項２に記載したように、事前に接近位置を検出することが不可欠となる。
【００１６】
すなわち、請求項３に記載した検出手段は、表示画面上に設けられ、操作者の手が表示画面に接近もしくは接触した場合に、操作者の手との間に静電容量を形成する静電容量形成膜と、静電容量形成膜に対して複数箇所から検出電流を通電する通電手段とを有し、複数箇所から通電される検出電流の値から算出される静電容量形成位置を、操作者の手の接近位置及び指示位置として検出するように構成される。このように構成された検出手段は、静電容量形成膜との間で静電容量が形成される程度まで操作者の手が表示画面に接近すれば、その接近位置を検出することができる。従って、この検出手段は、操作者が指示する指示位置の検出と操作者の手の接近位置の検出とに兼用することが可能である。
【００１７】
なお、指示位置と接近位置とを識別するためには、請求項４に記載したように、少なくとも静電容量形成膜に通電される検出電流の大きさを利用すれば良い。すなわち、操作者の手が表示画面に接近している状態においては、形成される静電容量が小さく、静電容量形成膜に通電される検出電流の大きさも小さい。一方、操作者が特定の操作項目を指示するために、表示画面に接触した場合には、形成される静電容量が大きくなり、検出電流も大きくなる。このように検出電流の大きさに基づいて、操作者の手が表示画面に接近している接近状態と特定の操作項目を指示している指示状態とを識別することができる。なお、検出電流が所定値以上の値になったとの条件に加えて、その継続時間が所定時間以上となったとの条件を満足した場合に、指示状態と判定しても良い。このようにすれば、指示位置に関する誤判定を低減することができる。
【００２１】
より好ましくは、請求項５に記載したように、制御手段は、禁止手段によって操作が禁止される所定の操作項目の表示位置が、運転席側もしくは助手席側に近い表示画面の水平方向の端部に表示する。この場合には、運転席側と助手席側の乗員の一方が操作したときのみ、接近位置が検出され、他方が操作した場合には接近位置が検出されない。従って、より一層、運転席側と助手席側のどちらの乗員による操作かを判別しやすくなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による車載機器の操作装置の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、本実施形態においては、本発明による車載機器の操作装置を車載用ナビゲーション装置に適用した例について説明する。ただし、本発明の車載機器の操作装置の適用例は、車載用ナビゲーション装置に限られるものではなく、他の車載機器の操作装置としても適用することができる。
【００２３】
図１は、本実施形態による車載用ナビゲーション装置２０の全体構成を示すブロック図である。同図に示すように、車載ナビゲーション装置２０は、ＧＰＳ受信機７、車速センサ８、地磁気センサ９、ジャイロスコープ１０等からなる位置検出器を備えている。さらに、タッチスイッチ３、パネルスイッチ４、パーキングブレーキスイッチ１１、地図データ入力機器１２を備え、これらは、位置検出器とともに、ナビゲーションＥＣＵ１に接続されている。また、ナビゲーションＥＣＵ１には、地図等の表示や音声報知を行なうために、表示装置５及びスピーカ６が接続されている。
【００２４】
上述のように、位置検出器は、衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出するＧＰＳ(Global Positioning System)のためのＧＰＳ受信機７、車両の走行速度を検出する車速センサ８、地磁気センサ９、及びジャイロスコープ１０を有している。これらは、各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより各々補完しながら車両の現在位置を算出できるように構成されている。なお各センサの精度によっては、位置検出器を上述した内の一部のセンサで構成しても良い。また、ジャイロスコープ１０に代えて、ステアリングの操舵位置を検出する回転センサ、車体に発生するヨーを検出するヨーレートセンサなどを用いてもよい。
【００２５】
表示装置５は、例えば液晶ディスプレイによって構成される。表示装置５の画面には位置検出器によって検出された車両の現在位置に基づいて表示される自車両マーク、地図データ入力機器１３より入力される地図データ、更に目的地が設定されている場合には、その目的地までの誘導経路等が表示される。
【００２６】
また、表示装置５には、タッチスイッチ３を構成するために、車載用ナビゲーション装置２０に各種の機能を実行させたり、地図表示の設定状態を変更するための操作項目も表示される。この操作項目の種類や表示位置はナビゲーションＥＣＵ１によって制御される。
【００２７】
タッチスイッチ３は、表示装置５の表示画面に各種の操作項目が表示された状態で、操作者が、いずれかの操作項目が表示された画面位置に触れることによって、その操作項目を選択するものである。このため、表示装置５の表示画面には、操作者のタッチした位置を検出するためのタッチセンサが設けられる。このタッチセンサについて図２を用いて説明する。
【００２８】
図２に示すように、本実施形態におけるタッチセンサは、表示装置５の表示画面全体を覆うように貼り付けられ、操作者の手（指）との間で静電容量Ｚ３５を形成する静電容量形成膜３０と、この静電容量形成膜３０の四隅からそれぞれ交流電流を通電する交流電源３１〜３４とから構成される。このタッチセンサにおける、操作者のタッチ位置の検出原理を以下に説明する。
【００２９】
各交流電源３１〜３４は、それぞれ静電容量形成膜３０の四隅に同一の交流電圧を印加する。このため、静電容量形成膜３０が操作者の手（指）との間に静電容量Ｚ３５を形成していない場合には、静電容量形成膜３０には電流は通電されない。ここで、表示画面に表示されたいずれかの操作項目に対応する位置にタッチするために、操作者の手が静電容量形成膜３０に接近したり、表示画面（静電容量形成膜３０）にタッチすると、その間に静電容量Ｚ３５が形成される。
【００３０】
このとき、各交流電源３１〜３４と静電容量Ｚ３５が形成された位置との間の静電容量膜３０の抵抗値に応じて、各交流電源３１〜３４から静電容量形成膜３０に通電される電流値ｉ１〜ｉ４が変化する。従って、この各電流値ｉ１〜ｉ４の値から、操作者の手の接近位置やタッチ位置を検出することができる。
【００３１】
また、表示装置５には、その表示画面の周囲に、タッチスイッチ３と同様に、各種の操作を行なうためのパネルスイッチ４も設けられる。
【００３２】
スピーカ６は、音声案内や各種警告音等の出力に使用されるものであり、例えば、車両に装備されたスピーカであっても良いし、カーナビゲーション装置に内蔵されたものであっても良い。
【００３３】
パーキングブレーキスイッチ１１は、パーキングブレーキがかけられている場合にオンし、パーキングブレーキが解除されている場合にはオフするように構成されている。本実施形態では、このパーキングブレーキスイッチ１１からの検出信号に基づいて、車両が走行している状態か、停止している状態かを識別する。ただし、車両の走行状態と停止状態との識別は、例えば上述した車速センサ８の検出信号に基づいて実施することも可能である。
【００３４】
地図データ入力機器１２は、道路データや目印データ等の各種の地図データをナビゲーションＥＣＵ１に入力するためのものである。この地図データ入力機器１２は、各種の地図データを記憶する記憶媒体を備える。その記憶媒体としては、データ量からＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭを用いるのが一般的であるが、メモリカードやハードディスクなどの媒体を用いてもよい。
【００３５】
ナビゲーションＥＣＵ１は通常のコンピュータとして構成されており、内部には周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力回路、及びこれらの構成を接続するバスラインが備えられている。ＲＯＭには、車載ナビゲーション装置が実行するためのプログラムが書き込まれており、このプログラムに従ってＣＰＵが所定の演算処理を実行する。
【００３６】
また、ナビゲーションＥＣＵ１の内部には、タッチスイッチ３及びパネルスイッチ４からのスイッチ操作信号を入力し、そのスイッチ操作に対応する制御信号を生成したり、そのスイッチ操作が禁止されている旨を報知するための報知信号を生成するスイッチ入力制御部２が設けられている。
【００３７】
このように構成された車載用ナビゲーション装置２０は、運転席と助手席との間のインストルメントパネル等、運転席及び助手席の乗員によってタッチスイッチ３やパネルスイッチ４が操作可能な位置に設置される。
【００３８】
次に、本実施形態の特徴部分に係わるナビゲーションＥＣＵ１におけるスイッチ入力制御部２が実行する処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。
【００３９】
まず、図３のステップＳ１０において、パーキングブレーキがオンされているか否かをパーキングブレーキスイッチ１１からの検出信号に基づいて判断する。このステップＳ１０において、パーキングブレーキがオンされている、すなわち車両停車中と判断すると、ステップＳ２０において、タッチスイッチ３及びパネルスイッチ４からの全スイッチ入力を受け付ける受け付け状態に設定する。一方、ステップＳ１０においてパーキングブレーキがオンされていない、すなわち車両走行中と判断すると、ステップＳ３０に進む。
【００４０】
ステップＳ３０では、操作者の手が表示装置５の表示画面に接近しているか否かを、上述したタッチスイッチ３のタッチセンサを利用して判定する。すなわち、操作者の手がタッチセンサに接近すると、静電容量形成膜３０と操作者の手との微小ではあるが静電容量Ｚ３５が発生する。この操作者の手の接近状態は、各交流電源３１〜３４から静電容量形成膜３０に通電される電流値に基づいて判定することができる。
【００４１】
ここで、本実施形態においては、ナビゲーションＥＣＵ１は、図４に示すように、表示装置５の表示画面５ａの運転席側に近い端部にタッチスイッチ３の操作項目を表示する。また、パネルスイッチ４も、運転席側の前面パネルに設けられている。このため、表示画面５ａに操作者の手が接近するのは、助手席側の乗員によってタッチスイッチ３もしくはパネルスイッチ４が操作される場合である。
【００４２】
そのため、ステップＳ３０において、操作者の手が表示画面５ａに接近したと判定した場合には、助手席側の乗員による操作とみなして、ステップＳ４０において、タッチスイッチ３及びパネルスイッチ４の全スイッチ入力を受け付ける受け付け状態に設定する。一方、ステップＳ３０にて、表示画面５ａへの操作者の手の接近と判定されない場合には、ステップＳ５０にて、タッチスイッチ３及びパネルスイッチ４に関して、所定のスイッチ入力の受け付け禁止状態を維持し、また、一旦、操作者の手が接近して受け付け状態に設定されている場合には、受け付け禁止状態に変更する。なお、この受付禁止状態は、パーキングブレーキが解除された時点で初期状態として設定されており、操作者の手の接近と判定されない限り、その設定状態が維持される。
【００４３】
そして、ステップＳ６０において、タッチスイッチ３もしくはパネルスイッチ４からいずれかのスイッチ入力がなされたと判定されると、ステップＳ７０に進む。タッチスイッチ３に関しては、操作者が特定の操作項目を指示するために、表示画面５ａにタッチした場合、静電容量形成膜３０と操作者との間に形成される静電容量Ｚ３５が大きくなり、その結果、各交流電源３１〜３４から静電容量形成膜３０に通電される電流値も大きくなる。このように電流値の大きさに基づいて、操作者の手が表示画面５ａに接近している接近状態と特定の操作項目を指示している指示状態とを識別する。なお、各交流電源３１〜３４から通電される電流が所定値以上の値になったとの条件に加えて、その継続時間が所定時間以上となったとの条件を満足した場合に、指示状態と判定しても良い。このようにすれば、指示位置に関する誤判定を低減することができる。
【００４４】
ステップＳ７０では、上述したステップＳ２０，４０，５０において設定されたスイッチの受け付け状態もしくは受け付け禁止状態に応じた処理を行なう。すなわち、スイッチの受け付け状態に設定されている場合には、すべてのスイッチ入力を受け付けるとともに、そのスイッチ入力に応じた操作を実行するための制御信号を生成する。一方、スイッチの受け付け禁止状態に設定されている場合には、操作が禁止されているスイッチ入力があった場合には、走行中には操作ができない旨の警告を表示装置５及びスピーカ６を介して行なう。なお、スイッチ受付禁止状態であっても、もともと操作が禁止されていないスイッチ入力があった場合には、そのスイッチ入力に対応する操作を実行する。
【００４５】
このような処理を行なうことにより、車両の走行中、運転者のタッチスイッチ３、パネルスイッチ４による所定のスイッチ入力による操作を禁止しつつ、助手席側の乗員によるスイッチ操作のみを実行することができる。
【００４６】
なお、本発明による車載機器の操作装置は、上述した実施形態に制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【００４７】
例えば、上述した実施形態においては、表示装置５の表示画面５ａの運転席側に近い端部にタッチスイッチ３の操作項目を表示するとともに、パネルスイッチ４も、運転席側の前面パネルに設けていた。しかしながら、そのタッチスイッチ３の操作項目の表示位置やパネルスイッチ４の設置位置は他の位置に設定しても良い。一例としては、タッチスイッチ３の操作項目の表示位置やパネルスイッチ４の設置位置を助手席側に近い位置に設定すると、運転者の操作が行なわれる場合に、その運転者の手が表示装置５の表示画面５ａに接近することになり、助手席側の乗員による操作時には、表示画面５ａへ接近することはない。従って、このように、タッチスイッチ３の操作項目の表示位置やパネルスイッチ４の設置位置を助手席側に近い位置に設定した場合も、運転席側の乗員による操作と助手席側の乗員による操作とを識別することができる。
【００４８】
さらに、タッチスイッチ３の操作項目やパネルスイッチ４は、運転席側や助手席側に近い端部に設ける以外に、例えば、表示装置５の設置位置に応じて、表示装置５の上部あるいは下部に設けても良い。すなわち、表示装置５が比較的低い位置に設置される場合には、表示装置５の下部に、一方、表示装置５が比較的高い位置に設置される場合には、表示装置５の上部に、タッチスイッチ３の操作項目やパネルスイッチ４を設ける。このようにすると、操作者の手が、スイッチ操作を行なう場合、必ず表示画面５ａの前方に接近するため、運転席側の乗員による操作か助手席側の乗員による操作かを、その接近位置に基づいて識別することができる。
【００４９】
また、上述した実施形態においては、静電容量形成膜３０を用いてタッチセンサを構成したが、操作者の手の接近位置と指示位置とを検出できるものであれば、それ以外のタッチセンサを用いても良い。
【００５０】
例えば、ガラス等の透明基板上に、複数の受発光素子を配列し、当該複数の受発光素子は、それぞれ、基板に対して垂直方向に光を発光するとともに、その反射光を受光するように構成されたタッチセンサを用いることも可能である。このタッチセンサにおいては、表示画面上における操作者の指示位置と同時に、表示画面に接近している操作者の手の接近位置を検出することが可能である。このため、タッチセンサに同時に検出される操作者の指示位置及び接近位置に基づいて、操作者の手が指示位置まで助手席側から伸びているか否かを判定しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態における車載用ナビゲーション装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】タッチセンサにおける、操作者のタッチ位置の検出原理を説明するための説明図である。
【図３】スイッチ入力に関する処理を示すフローチャートである。
【図４】タッチスイッチ３の操作項目の表示位置及びパネルスイッチ４の設置位置を示す平面図である。
【符号の説明】
１ ナビゲーションＥＣＵ
２ スイッチ入力制御部
３ タッチスイッチ
４ パネルスイッチ
５ 表示装置
７ ＧＰＳ受信機
８ 車速センサ
９ 地磁気センサ
１０ジャイロスコープ
１１ パーキングブレーキスイッチ
１２ 地図データ入力機器
２０ 車載用カーナビゲーション装置

Claims (5)

1. 運転席と助手席との間の領域であって、両席の操作者の到達可能範囲に配置される、表示画面を有する表示手段と、
   前記表示画面上に設けられ、操作者の手が表示画面に接近もしくは接触した場合に、操作者の手との間に静電容量を形成して、前記操作者の手の接近位置及び指示位置を検出する検出手段と、
   前記表示手段の表示画面に複数の操作項目を表示するとともに、前記操作者の指示位置に表示された操作項目に対応する操作を実行する制御手段と、
   車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   前記走行状態検出手段によって車両が走行状態であることが検出された場合、前記表示手段に表示される操作項目の内、所定の操作項目による操作を禁止する禁止手段とを備えた車載機器の操作装置であって、
   前記禁止手段によって操作が禁止される所定の操作項目を、前記表示画面の周辺部に表示し、
   前記操作者が前記表示手段に表示される操作項目を指示する際に、前記検出手段によって検出される前記接近位置に基づいて、前記操作者の手が助手席側から前記表示画面に向けて伸びたか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段が前記助手席側から前記操作者の手が伸びたと判定した場合、前記禁止手段による前記所定の操作項目に対する操作の禁止を解除する解除手段とを備えることを特徴とする車載機器の操作装置。
2. 前記判定手段は、前記検出手段が、前記表示画面上において前記操作者の指示位置を検出する以前の、前記操作者の手の接近位置に応じて出力する検出信号に基づいて、前記操作者の手が助手席側から前記表示画面に向けて伸びたか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の車載機器の操作装置。
3. 前記検出手段は、
   前記表示画面上に設けられ、前記操作者の手が前記表示画面に接近もしくは接触した場合に、前記操作者の手との間に静電容量を形成する静電容量形成膜と、
   前記静電容量形成膜に対して複数箇所から検出電流を通電する通電手段とを有し、
   前記複数箇所から通電される検出電流の値から算出される前記静電容量形成位置を、前記操作者の手の接近位置及び指示位置として検出することを特徴とする請求項２に記載の車載機器の操作装置。
4. 前記判定手段は、少なくとも前記検出電流の大きさから、前記操作者の手が前記表示画面に接近している状態と、特定の操作項目を指示している指示状態とを識別することを特徴とする請求項３に記載の車載機器の操作装置。
5. 前記制御手段は、前記禁止手段によって操作が禁止される所定の操作項目の表示位置が、前記運転席側もしくは前記助手席側に近い前記表示画面の水平方向の端部に表示することを特徴とする請求項１に記載の車載機器の操作装置。

Images