JP2007302116A - 車両搭載機器の操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＨＵＤによって車載機器の操作項目表示を行う操作装置に利便性を高める付加価値を加えること。
【解決手段】運転者のアイレンジの視線方向から、車両のフロントガラス上の視点位置を検出し、運転者の視点位置がフロントガラスに表示された車両機器の操作項目を示すアイコンにあるか否かを判別し、該判別結果に応じて車両の状態を示す情報、例えば車速に応じてＨＵＤによる操作項目のアイコン表示に変化を与えるようにする。
【選択図】図９

Description

本発明は、自動車等の車両に搭載された各種機器の操作装置に関し、特に、運転者の視点位置を検出して車両搭載機器を操作する操作装置に関するものである。

オーディオ装置や空気調和装置、定速走行装置などの車両搭載機器（以下、車載機器）の操作装置として、それら車載機器の操作項目をヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤ）によってフロントガラスにアイコン表示すると共に、カメラを用いて撮像した運転者の瞳の位置からフロントガラス上における運転者の視点位置を検出し、フロントガラスに表示されているアイコンを運転者が注視するだけで操作項目が選択されて車載機器の操作を行えるようした車両用操作装置が、例えば特許文献１に提案されている。

この車両用操作装置によれば、運転者は走行視界を確保した状態で、視線を大きく移動させることなく車載機器の操作を行うことができる。
特開平５−２７０２９６号公報

他方、車両の運転者は、車速、加速度、減速度、横加速度、並びに旋回度合い等、車両の現在の状態を知りたいことがある。これらに関わる情報は、インストルメントパネルやセンタコンソール等にメータやディスプレイ等を設け、それらに表示することで運転者に知らせることができる。

しかるに、インストルメントパネルやセンタコンソール等に設置されたメータやディスプレイの表示を見るためには、運転者は、フロントガラス越しに見る運転に必要な前方視界からインストルメントパネルやセンタコンソールの側に視線を大きく移動させなければならない。このことは、運転者の負担を増やす要因となる。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決すべく案出されたものであり、その課題は、ＨＵＤによってフロントガラスに表示する車載機器の操作項目のアイコン表示を有効に利用することにより、その表示によって運転者の負担を増やすことなく車両の現在の状態を運転者に知らせることができるようにし、併せてＨＵＤによって車載機器の操作項目表示を行う操作装置の利便性を高めることにある。

上述の課題を解決するため、本発明は、車両のフロントガラス１に車載機器（定速走行装置９１、空気調和装置９２、オーディオ装置９３）の操作項目（アイコン１０１・１０２・１０３）を表示する表示手段１０と、運転者のアイレンジを基準とした該アイレンジでの視線方向からフロントガラス上における視点位置を検出する視点検出手段２０と、視点検出手段によって検出される運転者の視点位置がフロントガラスに表示された操作項目上にあるか否かを判別し、この判別結果に応じて操作項目を選択する操作項目選択手段３０とを有する車載機器の操作装置において、前記表示手段を、車両の状態を検出する車両状態検出手段（舵角センサ５５、車速センサ５６、横加速度センサ５７）から車両の状態を示す情報を入力し、当該入力情報に応じて前記操作項目の表示に変化を与えるものとした（請求項１）。

本発明による車載機器の操作装置における表示手段は、好ましくは、車両の状態を示す情報として車速情報を入力し、車速の増大に応じて操作項目の表示位置をフロントガラスの上側位置に変更するものとしたり（請求項２）、車速の増大に応じて操作項目の表示サイズを小さくするものとしたり（請求項３）、操作項目の表示をアイコンによって行い、前記入力情報に応じた車両状態を表す装飾をアイコンの表示に加えるものとしたり（請求項４）すると良い。

このような本発明によれば、フロントガラスに表示される車載機器の操作項目の表示が車両の状態に応じて変化するので、フロントガラス上の車載機器の操作項目の表示を見るだけで、運転に必要な前方視界から視線を大きく変更することなく車両の現在の状態を運転者が直感的に認識することができると共に、フロントガラスに表示される車載機器の操作項目から外界に視線を移した際にも容易に焦点を合わせることができる。即ち、これにより、運転者の負担を増大させずに車両の現在状態に関する情報の伝達量を増やす上に多大な効果を奏することができる。

以下に添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明による車載機器の操作装置の概要を示している。この操作装置は、基本構成として、車両のフロントガラス１に車載機器の操作項目を表示する表示手段１０と、運転者のアイレンジＥ（図２）を基準とした該アイレンジＥでの視線方向からフロントガラス１上における視点位置を検出する視点検出手段２０と、視点検出手段２０によって検出される運転者の視点位置がフロントガラス１に表示された操作項目上にあるか否かを判別し、当該判別結果に応じて操作項目を選択する操作項目選択手段３０と、車載機器の操作指令出力部４０とを備えている。

なお、この実施形態では、車載機器の操作項目として、定速走行装置９１、空気調和装置９２、並びにオーディオ装置９３が挙げられている。

表示手段１０は、図２に併せて示されているように、自動車のダッシュボード２内に設置されたプロジェクタ１１および反射鏡１２等の光学系を含むヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）１３と、プロジェクタ１１による投影画像を設定する表示制御部１４とを備えており、この実施形態においては、車載機器の各操作項目に対応して図４に示したような形態に設定されたアイコン、即ち、定速走行装置用アイコン１０１、空気調和装置用アイコン１０２、及びオーディオ装置用アイコン１０３を、フロントガラス１に光学的画像で表示する機能を備えている。

視点検出手段２０は、視線検出用カメラとして、C−ＭＯＳ又はＣＣＤを用いた可視光カメラ２１と、可視光カメラ２１によって撮像された画像の解析処理を行う画像解析処理部２２とを備えている。

可視光カメラ２１は、図２〜図４に示されているように、ステアリングホイール３のセンタパッド４上におけるステアリングシャフトの回転中心位置に設置されており、運転席５に着座している運転者の瞳を撮像する機能を備えている。このようにステアリングシャフトの回転中心位置に可視光カメラ２１を設置しているので、格別な配慮を要さずに運転者の瞳を常時撮像することができる。なお、一般的に、運転席に着座して運転中に前方を見る運転者の瞳の位置は、図２に示した所定領域であるアイレンジＥ内にあるので、このアイレンジＥを基準にして可視光カメラ２１の画角が定められている。

画像解析処理部２２は、可視光カメラ２１によって撮像された画像データから瞳孔を抽出（瞳検出）し、運転者の視線方向からフロントガラス１上における運転者の視点位置を検出する機能を備えている。なお、視点検出については、公知の手法を適用することができるので、ここでは、視点検出についての詳細な説明を省略する（必要ならば、特開平５−２７０２９６号公報などを参照されたい）。

操作項目選択手段３０は、視点検出手段２０の画像解析処理部２２によって検出された運転者の視点位置がフロントガラス１に表示された操作項目（アイコン１０１・１０２・１０３）上にあるか否かを判別し、当該判別結果に応じて操作項目を選択する機能を備えている。例えば、アイコン１０１上に連続して所定時間以上視点位置があれば、操作対象の車載機器として、定速走行装置９１が選択される。

操作項目選択手段３０によって選択された操作項目の車載機器、つまり操作対象の車載機器に関する情報は、車載機器の操作指令出力部４０に入力される。

ステアリングホイール３には、運転者の車載機器操作の意志確認を行うためのコマンドスイッチ５０が組み込まれている。コマンドスイッチ５０は、例えば、静電容量式のタッチセンサ５１と、押し込むと接点が閉じる押釦式のトリガスイッチ５２とからなっている。ここでトリガスイッチ５２は、現時点における車載機器の選択的な操作が運転者の明確な意志によるものであることを運転者自身に認識させるために用いるものであり、このような構成とすることにより、例えば、単に手が触れてしまっただけ等といった運転者の意志によらない誤操作を排除し得るのみならず、操作スイッチに視線を移さずに各車載機器を操作することができる。なお、この実施形態におけるコマンドスイッチ５０は、押釦からなるトリガスイッチ５２の押圧面がタッチセンサ５１になっている。

操作指令出力部４０は、操作項目選択手段３０によって操作項目が選択された状態下、つまり、操作項目選択手段３０から操作対象の車載機器に関する情報を入力している状態下で、運転者によってトリガスイッチ５２が押圧操作されることにより、操作対象の車載機器、例えば、定速走行装置９１に操作指令（オン指令）を出力する。

表示手段１０の表示制御部１４は、タッチセンサ５１からオン／オフ信号を、視点検出手段２０の画像解析処理部２２により運転者の視点・視線に関する情報を、操舵輪の舵角を検出する舵角検出手段である舵角センサ５５から舵角情報を、それぞれ入力し、これらオン／オフ信号、視点・視線情報、並びに舵角情報に基づいてプロジェクタ１１によるアイコンの画像表示を制御する。

次に、この表示制御部１４が行うアイコン表示制御の具体例について説明する。

（１）運転者がタッチセンサ５１に触れたことが検出されると、操作項目（アイコン１０１・１０２・１０３）を、図４（Ａ）に示されているように、フロントガラス１の下縁近傍であり且つ運転席の真正面位置に設定されたホームポジションに投影表示する。

（２）操作項目選択手段３０によって操作項目が選択されると、選択された操作項目のアイコンを拡大表示する。図４（Ｂ）は、定速走行装置９１のアイコン１０１が選択されてアイコン１０１が拡大表示された様子を示している。

（３）車速センサ５６によって検出された車速が増大することに応じてアイコン１０１・１０２・１０３の表示位置を、図５に示されているように、フロントガラス１の上側位置に変更すると良い。これにより、運転者は、フロントガラス１におけるアイコン１０１・１０２・１０３の表示位置から現在の車速を感覚的に知ることができる。

運転中の視界は、高速運転になるほど視線を水平方向よりに移すことになるので、車速の増減に応じてアイコン１０１・１０２・１０３の表示位置を上下に移動させることにより、低〜高速運転時の何れにおいても、アイコン１０１・１０２・１０３の表示位置が運転者の視線の向きに適合するようになる。つまり運転者は、走行視界を確保した状態で、視線を大きく移動させることなく、特に頭の移動を伴っての視線移動なく、車載機器の操作と車速確認とを行うことができる。

フロントガラス１における車速対応のアイコン１０１・１０２・１０３の表示位置は、現在の車速で、所定時間（例えば２秒）後に車両が到達するであろうと予測されるフロントガラス１越しに見える地点に対応する位置に設定することができる。このアイコン表示によれば、前方車両との適正な車間距離を取る目安になる。

また、フロントガラス１における車速対応のアイコン１０１・１０２・１０３の表示位置は、現在車速による走行下でブレーキをかけた時に車両が停止すると予測されるフロントガラス１越しに見える地点に対応する位置に設定することができる。このアイコン表示によれば、停止に要する制動距離を知ることができる。

さらに、車速が１００ｋｍ／ｈの高速運転時には、図６に示されているように、アイコン１０１・１０２・１０３の表示がフロントガラス１の上方へ消えていくように表現しても良い。また、車速が高くなるほど注視界が狭くなるので、車速が高くなるに連れてアイコン１０１・１０２・１０３の表示サイズが小さくなるようにしても良い。

（４）車速センサ５６によって検出された車速およびその微分値から求められる加減速度、舵角センサ５５によって検出される舵角から求められる車両旋回による横加速度、あるいは横加速度センサ５７によって検出される横加速度に応じて、アイコン１０１・１０２・１０３の表示に車両状態を表す装飾を加えると良い。

例えば、車速に応じたスピード感を演出するために、図７に示されているように、アイコン１０１・１０２・１０３が、走行風によってはためくようなアニメーション表示にすることができる。

また、横加速度が作用している状態では、図８に示されているように、アイコン１０１・１０２・１０３が横加速度の作用方向に転がるようにアニメーション表示にすることもできる。

次に、本発明装置の使用要領（処理フロー）を、図９のフローチャートを参照して説明する。

アクセサリ電源あるいはイグニッション電源がキースイッチ（図示省略）などで投入されたことが検出されると（ステップ１：肯定）、操作装置が起動する（ステップ２）。

操作装置起動下において、運転中に前方を注視した運転者の瞳が可視光カメラ２１の画角内にない場合、あるいは、運転者がサングラスやマスクを着用するなどして瞳抽出の画像を取得できない場合には（ステップ３：否定）、システムは起動したが、視点検出できない状態であることを、ＨＵＤ１３により、例えば×印でフロントガラス１に表示する（ステップ２）。これを視点未検出表示と云う。

可視光カメラ２１が運転者の瞳を撮像し、瞳検出が行われると（ステップ３：肯定）、システムの準備が完了し、システムが使用可能であることを、ＨＵＤ１３により、例えば○印でフロントガラス１に表示する（ステップ４）。この状態で、システムを利用することの意志確認を、タッチセンサ５１によって行う（ステップ５）。

運転者がタッチセンサ５１に触れたことを検出し、システムを利用することの意志確認が取られると（ステップ５：肯定）、現在操作可能な車載機器（例えば、定速走行装置９１、空気調和装置９２、並びにオーディオ装置９３）の一覧を、ＨＵＤ１３によって、例えば、図４（Ａ）に示されているように、シンボルマークによるアイコン１０１・１０２・１０３を並べてフロントガラス１のホームポジションに表示する（ステップ６）。

ここでのアイコン１０１・１０２・１０３の表示は、前述の（３）や（４）で説明したように、車速に応じた表示や車両状態を表す装飾を加えた表示になる。

なお、タッチセンサ５１のタッチ入力（オン信号）がない限り（ステップ５：否定）、瞳検出、視点未検出表示（×印）あるいは指示待ち表示（○印）が行われる。また、その後、運転者がタッチセンサ５１から手を離しても、瞳検出、視点未検出表示（×印）あるいは指示待ち表示（○印）が行われる。

タッチセンサ５１のタッチ入力状態下で、視点検出手段２０の画像解析処理部２２による運転者の視点検出の結果から、運転者が所定時間に亘って一つのアイコン（例えば、定速走行装置用アイコン１０１）を注視し続けたことが操作項目選択手段３０によって判定されると（ステップ７：肯定）、図４（Ｂ）に示されているように、注視したアイコン１０１を選択的に拡大表示し（ステップ８）、その機器が作動待機状態に入ったことを運転者に伝える。

この運転者の視点に基づく操作対象車載機器の選択が正しい場合には、運転者はタッチセンサ５１に併設されたトリガスイッチ５２を押すことによって決定指令を出力する（ステップ９：肯定）。すると、操作指令出力部４０が操作指令を出力し（ステップ１０）、選択された車載機器、例えば、定速走行装置９１が作動を開始し、トリガスイッチ押圧時の車速をもって定速走行制御を開始する。

これに対し、操作項目選択手段３０が誤った選択をした場合には、アイコンの拡大表示が行われても、運転者が所定時間に亘ってトリガスイッチ５２を操作しなければ（ステップ９：否定）、車載機器の作動待機状態は自動的にクリアされ、図４（Ａ）に示された現在操作可能な車載機器の一覧表示（ステップ６）に戻るので、その段階で、運転者は、再度、ＨＵＤ１３によるホームポジション表示のアイコンの注視をやり直せば良い。

なお、トリガスイッチ５２のオン信号を入力すると、選択されたコンテンツの機能が起動し、その機能に応じて次の操作階層（例えば、空気調和装置では設定温度）を示すアイコンが表示されるようにしても良い。

このように、運転者が直接操作するトリガスイッチ５２とＨＵＤ１３によるアイコンの注視検出とを併用することにより、誤操作を少なくして使い勝手を向上させることができ、しかも、運転者は、運転中に前方を注視したまま、つまり事象の変化を即座に視認・判読し得る瞬読視野角内の視線を大きく移動させることなく、車載機器を操作することができるので、外界の変化に対する注意力が削がれずに済む。

タッチセンサ５１のタッチ状態下で、視点検出手段２０の画像解析処理部２２による運転者の視点検出により、アイコン１０１・１０２・１０３の何れにも連続した所定時間に亘って運転者の視点がない状態が検出された場合は（ステップ７：否定）、瞳検出のステップ３に戻る。

本発明による車載機器の操作装置の一つの実施形態の概要を示すブロツク線図である。 本発明による車載機器の操作装置が適用された車両の要部を示す側面図である。 本発明による車載機器の操作装置が適用された車両の要部を示す運転席から見た正面図である。 本発明による車載機器の操作装置におけるアイコン選択の表示変化例を示す説明図である。 本発明による車載機器の操作装置における車両状態変化に対応したアイコン表示例を示す説明図である。 本発明による車載機器の操作装置における車両状態変化に対応したアイコン表示例を示す説明図である。 本発明による車載機器の操作装置における車速対応のアイコンの加飾表示例を示す説明図である。 本発明による車載機器の操作装置における横加速度作用下のアイコンの加飾表示例を示す説明図である。 本発明による車載機器の操作装置の処理フローの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ フロントガラス
１０ 表示手段
３０ 操作項目選択手段
５１ タッチセンサ
５２ トリガスイッチ
５５ 舵角センサ
５６ 車速センサ
５７ 横加速度センサ
９１ 定速走行装置
９２ 空気調和装置
９３ オーディオ装置
１０１・１０２・１０３ アイコン

Claims (4)

1. 車両のフロントガラスに車両搭載機器の操作項目を表示する表示手段と、運転者のアイレンジを基準とした該アイレンジでの視線方向から前記フロントガラス上における視点位置を検出する視点検出手段と、前記視点検出手段により検出される運転者の視点位置が前記フロントガラスに表示された前記操作項目上にあるか否かを判別し、当該判別結果に応じて操作項目を選択する操作項目選択手段とを有する車両搭載機器の操作装置であって、
   前記表示手段は、車両の状態を検出する車両状態検出手段から車両の状態を示す情報を入力し、当該入力情報に応じて前記操作項目の表示に変化を与えることを特徴とする車両搭載機器の操作装置。
2. 前記表示手段は、車両の状態を示す情報として車速情報を入力し、車速の増大に応じて前記操作項目の表示位置を前記フロントガラスの上側位置に変更することを特徴とする請求項１に記載の車両搭載機器の操作装置。
3. 前記表示手段は、車速の増大に応じて前記操作項目の表示サイズを小さくすることを特徴とする請求項２に記載の車両搭載機器の操作装置。
4. 前記表示手段は、前記操作項目の表示をアイコンにより行い、前記入力情報に応じた車両状態を表す装飾を前記アイコンの表示に加えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の車両搭載機器の操作装置。

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