JP2013163415A

JP2013163415A - 機器操作装置

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Publication number: JP2013163415A
Application number: JP2012026509A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Irie; 正之入江
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-02-09
Filing date: 2012-02-09
Publication date: 2013-08-22

Abstract

【課題】操作者が操作部を確実に目視しなくても、機器を操作する際の操作性を向上可能な機器操作装置を提供すること。
【解決手段】機器操作装置は、操作者の機器操作時における特定の握り位置を示すガイド部を有した把持部と、把持部に設置され、触覚ユーザインターフェース技術を利用した操作部と、把持部の特定の握り位置に配置され、操作者が把持部を特定の握り位置で握っているかを検知する握り検知部と、操作部に対する入力に応じた機器操作信号を生成する操作制御部とを備える。操作者が把持部を特定の握り位置で握っているときのみ操作部からの入力が有効化され、操作制御部は、機器操作信号を生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、操作者が把持部を握ったまま操作する機器操作装置に関する。

車両には複数の機器が備えられる。各機器は多くの機能を有し、各機能に対応して操作がなされる。近年、車両に設けられる機器数の増加及び機能の増加により、操作頻度も増加の傾向にある。操作頻度の増加に伴い、車両のステアリング等の把持部上に配置されるスイッチの数も増加の傾向にある。スイッチ数が増加すると、操作者の誤操作、又は操作者がスイッチの位置を目視確認することによる脇見運転の増加が懸念される。

特許文献１には、ステアリングに設置されたタッチパネルと、操作対象表示装置を用いて複数の機器を操作する技術が開示されている。この技術によれば、操作対象表示装置にさまざまな選択肢項目を表示することで、操作者がステアリングを握ったままで多くの機器を操作することができる。さらに、当該技術では、操作者が最初にタッチパネルに触れたとき、接触位置を操作中心位置として認識される。この操作中心位置を中心として複数の選択肢項目に対応して複数の接触領域がタッチパネル上に設定される。これにより、グリップ位置や手のサイズといった個人差に起因する誤操作を防止している。

また、特許文献２には、ステアリング上に複数設置されたタッチパネルに対して所定の操作を行うことで機器を操作する技術が開示されている。この技術によれば、所定の操作を複数定義しておけば、その操作を行うことにより、ステアリングを握ったままで多くの機器を操作できる。さらに、当該技術では、複数設置されたタッチパネルに対して同時に所定の操作が行われた場合のみ、当該操作が有効な操作として認識される。これにより、意図せずタッチパネルに接触したことによる誤操作を防止している。

特開２００５−１１９５４０号公報特開２００９−１３２２４８号公報

しかし、上記説明した技術では、操作者が操作部を目視して操作を行わないと確実な操作が行えない。また、操作者が所定の操作を覚えていなければ、その操作者は短い時間の間に所望の操作を行えない。

本発明の目的は、操作者が操作部を確実に目視しなくても、機器を操作する際の操作性を向上可能な機器操作装置を提供することである。

本発明は、操作者の機器操作時における特定の握り位置を示すガイド部を有した把持部と、前記把持部に設置され、触覚ユーザインターフェース技術を利用した操作部と、前記把持部の前記特定の握り位置に配置され、前記操作者が前記把持部を前記特定の握り位置で握っているかを検知する握り検知部と、前記操作部に対する入力に応じた機器操作信号を生成する操作制御部と、を備え、前記操作者が前記把持部を前記特定の握り位置で握っているときのみ前記操作部からの入力が有効化され、前記操作制御部は、前記機器操作信号を生成する機器操作装置を提供する。

上記機器操作装置は、前記操作部に重ねて設けられた、前記操作者が操作するスイッチを表示する表示部と、前記把持部を前記特定の握り位置で握っている操作者による前記操作部の操作に応じて、前記表示部に表示するスイッチの配置領域を決定するスイッチ配置部と、を備え、前記配置領域には前記操作者が所望する種類のスイッチが配置される。

上記機器操作装置では、前記操作部は、触覚ユーザインターフェース技術を利用して、前記表示部に表示中のスイッチの配置又は形状にあわせて擬似スイッチを出力する。

上記機器操作装置は、前記操作者が所望するスイッチの配置領域、種類及び配置を記憶する記憶部を備え、前記表示部には、前記記憶部が記憶する配置領域及び配置に前記記憶部が記憶する種類のスイッチが表示される。

本発明によれば、操作者が操作部を確実に目視しなくても、機器を操作する際の操作性を向上できる。

本発明の一実施の形態における機器操作装置のブロック図操作者の指１本の操作位置を固定する場合の把持部３０の側面図操作者の指４本の操作位置を固定する場合の把持部３０の側面図把持部３０と情報表示タッチパネル５０との位置関係の一例を示す図情報表示タッチパネル５０に表示する、スイッチの配置領域、種類及び配置を決定する際の機器操作装置ための動作を示すフローチャート作者が情報表示タッチパネル５０を操作した際の機器操作装置の動作を示すフローチャート情報表示タッチパネル５０に表示されるユーザ選択画面の一例を示す図情報表示タッチパネル５０に表示される、操作者に把持部３０の特定の握り位置を握るよう促す画面を示す図情報表示タッチパネル５０に表示される、操作者が把持部３０の特定の握り位置を握った状態のまま親指で円弧を描くように情報表示タッチパネル５０をなぞるよう促す画面を示す図情報表示タッチパネル５０上の操作対象機器選択領域１０１と機器機能操作領域１０２を示す図情報表示タッチパネル５０に表示されるスイッチの一例を示す図触覚ユーザインターフェース出力部５３が出力する擬似スイッチのスイッチ高の一例を示す図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態における機器操作装置のブロック図である。図１に示すように、一実施の形態の機器操作装置は、車両に搭載される少なくとも１つの機器１０と、機器１０の動作を制御する操作制御部２０と、車両のステアリング等の把持部３０とを備える。

まず、把持部３０について説明する。図２及び図３は、把持部３０の側面図である。図２及び図３に示すように、把持部３０は、操作者の手の握り位置を固定するための凹部３５を有する。把持部３０の形状は、図２に示すように操作者の指１本（人差し指）の位置を固定する形状、又は、図３に示すように操作者の指４本（人差し指、中指、薬指、小指）の位置を固定する形状のいずれかが考えられるが、少なくとも操作者の人差し指の位置を固定できる形状であることが望ましい。

また、把持部３０は、操作者の手の握り位置を検知する握り検知部４０と、操作者の操作を操作制御部２０に入力するための操作部であり操作画面を表示する表示部でもある情報表示タッチパネル５０とを有する。なお、握り検知部４０は、凹部３５内に設けられている。握り検知部４０は、操作者が把持部３０を特定の位置で握っているかを検知する。握り検知部４０は、押し込み式のボタンや感圧センサ、温度センサなどであるが、特に指定しない。

図４は、把持部３０と情報表示タッチパネル５０との位置関係の一例を示す図である。情報表示タッチパネル５０の設置位置は、図４に示すように、把持部３０の中心より下方が望ましいと思われるが、特に指定しない。また、情報表示タッチパネル５０の設置数としては、操作者の右手側又は左手側に１つ設置するか、図４に示すように、操作者の右手側及び左手側にそれぞれ１つずつ設置する形態が考えられるが、特に指定しない。また、情報表示タッチパネル５０の設置領域についても、把持部３０の全面に設置するか、図４に示すように、把持部３０の一部に設置する形態が考えられるが、特に指定しない。

操作者は、把持部３０を特定の握り位置で握った状態で、情報表示タッチパネル５０に表示された操作画面中の所望するスイッチを選択することにより、機器１０の動作を制御する。なお、スイッチの選択とは、操作者が指などで情報表示タッチパネル５０に表示されたスイッチを触れることをいう。

図１に示すように、情報表示タッチパネル５０は、操作入力部５１と、情報表示部５２と、触覚（tactile）ユーザインターフェース出力部５３とを有する。操作入力部５１は、スイッチの選択を検出した際に、接触位置情報を操作制御部２０に送信する。操作入力部５１は感圧式タッチパネルや静電式タッチパネルなどであるが、特に指定しない。情報表示部５２は、操作制御部２０から送られたスイッチ配置情報に基づいて、操作対象機器や操作対象機能を選択するためのスイッチを表示する。情報表示部５２は薄型のものが望ましく、液晶パネルやプラズマパネル、有機ＥＬパネルなどであるが、特に指定しない。触覚ユーザインターフェース出力部５３は、操作制御部２０から送られたスイッチ配置情報に基づいて、情報表示タッチパネル５０上にあたかもスイッチが存在するように感じる物理的出力を行う。当該物理的出力とは、触覚ユーザインターフェース技術を利用したものであり、モータ振動によるものや、電界によるものなどが知られているが、特に指定しない。

次に、操作制御部２０について説明する。操作制御部２０は、機器１０の動作を操作者に選択させる操作画面を情報表示タッチパネル５０に表示し、情報表示タッチパネル５０を介して入力された操作情報に基づき、機器１０の動作を制御する。また、操作制御部２０は、把持部３０の握り検知部４０が検知した情報に基づいて、操作者が把持部３０の特定の握り位置を握っているかを判断する。操作制御部２０は、ＣＰＵやメモリなどから構成される。

図１に示すように、操作制御部２０は、車両情報処理部２１と、操作信号生成部２２と、スイッチ配置記憶部２３と、操作制御処理部２４と、操作解析部２５と、スイッチ配置部２６と、握り状況判断部２７とを有する。車両情報処理部２１は、機器１０を搭載した車両の状態、すなわちエアコンのオンオフ状態や走行中又は停止中など状態を示す情報を処理する。操作信号生成部２２は、機器１０を制御する信号を生成する。スイッチ配置記憶部２３は、操作者が登録したスイッチの配置等を記憶する。

操作制御処理部２４は、各部からの情報をもとに出力を決定する。操作解析部２５は、情報表示タッチパネル５０の操作入力部５１から得られた情報を解析し、その結果（接触位置情報）を操作制御処理部２４に出力する。スイッチ配置部２６は、情報表示タッチパネル５０の情報表示部５２及び触覚ユーザインターフェース出力部５３に、スイッチの配置又は種類などに関する情報を送る。握り状況判断部２７は、握り検知部４０から得られた情報を解析して、操作者が把持部３０の特定の握り位置を握っているかを判断する。

以下、本実施の形態の機器操作装置の動作について、図５及び図６を参照して説明する。まず、情報表示タッチパネル５０にスイッチを表示するまでの動作について、図５を参照して説明する。図５は、情報表示タッチパネル５０に表示するスイッチの配置領域、種類及び配置を決定する際の機器操作装置の動作を示すフローチャートである。なお、この動作は車両走行時には実施できないものとする。

図５に示すように、車両情報処理部２１は、車両が停止中であるかを判断し（ステップＳ１）、車両が停止中の場合はステップＳ２に進む。ステップＳ２では、スイッチ配置部２６から送られた情報に応じて、例えば図７に示すユーザ選択画面が情報表示タッチパネル５０に表示される。図７は、情報表示タッチパネル５０に表示されるユーザ選択画面の一例を示す図である。また、情報表示タッチパネル５０の触覚ユーザインターフェース出力部５３は、情報表示部５２に表示されたスイッチの形状にあわせて擬似スイッチを出力する。

操作者が既に登録済みのスイッチ配置を使用する場合、ユーザｎは、ユーザ選択画面に「ユーザｎ」と示されたスイッチの表示領域に触れ、さらに、車両を今後使用する予定があれば「ユーザ登録」と示されたスイッチの表示領域に触れ、車両を一時的に利用するのであれば「一時利用」と示されたスイッチの表示領域に触れる。「ユーザ登録」が選択された場合、情報表示タッチパネル５０に表示するスイッチをカスタマイズすることができる。カスタマイズされたスイッチの配置等が例えば「ユーザ１」に登録されると、次回以降、操作者がユーザ選択画面上の「ユーザ１」を選択すると、カスタマイズされたスイッチが情報表示タッチパネル５０の情報表示部５２に表示される。

操作制御処理部２４は、操作解析部２５による解析結果に基づいて、ユーザ選択画面中の「ユーザｎ」のスイッチが選択されたか否かを判断し（ステップＳ３）、「ユーザｎ」が選択された場合はステップＳ４に進み、「ユーザｎ」以外のスイッチ（「ユーザ登録」又は「一時利用」）が選択された場合はステップＳ１１に進む。ステップＳ４では、操作制御処理部２４が、スイッチ配置記憶部２３からスイッチの配置領域、種類及び配置に関する情報を含む「ユーザｎ」のスイッチ配置情報を読み出す。次に、操作制御処理部２４は、スイッチ配置情報に応じた画面を表示するようスイッチ配置部２６に指示し、スイッチ配置部２６は情報表示タッチパネル５０にスイッチを表示する（ステップＳ５）。また、触覚ユーザインターフェース出力部５３は、スイッチの形状にあわせて擬似スイッチを出力する。

一方、ステップＳ１１では、握り状況判断部２７が、握り検知部４０から得られた情報を解析して、操作者が把持部３０の特定の握り位置を握っているかを判断する。当該ステップＳ１１で、操作者が把持部３０の特定の握り位置を握っていると判断した場合はステップＳ１３に進み、操作者が把持部３０の特定の握り位置を握っていないと判断した場合はステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、例えば図８に示す、操作者に把持部３０の特定の握り位置を握るよう促す画面が情報表示タッチパネル５０に表示される。この後、再びステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１３では、スイッチ配置部２６から送られた情報に応じて、例えば図９に示す、操作者が把持部３０の特定の握り位置を握った状態のまま親指で円弧を描くように情報表示タッチパネル５０をなぞるよう促す画面が情報表示タッチパネル５０に表示される。ここで操作者は、把持部３０の特定の握り位置を握った状態のまま、親指で円弧を描くように情報表示タッチパネル５０をなぞる。次に、親指でなぞられた円弧の位置を操作解析部２５が解析し、操作制御処理部２４が、図１０に示すように、当該円弧の外側を操作対象機器選択領域１０１、内側を機器機能操作領域１０２と定義する。

次に、操作制御処理部２４は、ステップＳ２での操作解析部２５による解析結果が「ユーザ登録」の選択であるか「一時利用」の選択であるかを判断する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４の判断結果が「ユーザ登録」の選択である場合はステップＳ１５に進み、「一時利用」の選択である場合はステップＳ２１に進む。ステップＳ２１では、操作制御処理部２４は、スイッチ配置記憶部２３から例えば図４に示したようなデフォルトのスイッチ配置情報を読み出し、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、ステップＳ１３で決定した配置領域及びステップＳ２１で読み出したスイッチ配置情報に基づいて、操作制御処理部２４がスイッチ配置部２６にスイッチ表示を指示し、スイッチ配置部２６は情報表示タッチパネル５０にスイッチを表示する。また、触覚ユーザインターフェース出力部５３は、スイッチの形状にあわせて擬似スイッチを出力する。

一方、ステップＳ１５では、操作制御処理部２４は、ステップＳ１３で決定した配置領域に各スイッチを配置する。このとき、操作制御処理部２４は、以下説明するように、各スイッチの配置を段階的に決定していく。まずはじめに、操作制御処理部２４は、操作対象機器選択領域１０１及び機器機能操作領域１０２に各々配置するスイッチの数を設定する。操作対象機器選択領域１０１の面積と機器機能操作領域１０２の面積は、操作者によって異なるため、各配置領域の最低面積をあらかじめ決定されている。操作制御処理部２４は、各配置領域の最低面積を満たした上で、操作対象機器選択領域１０１と機器機能操作領域１０２のそれぞれに配置可能なスイッチ数の上限を設けても良い。

次に、操作制御処理部２４は、操作対象機器選択領域１０１に配置する操作対象機器を設定する。操作対象機器には、「オーディオ機器」や「ナビゲーション装置」、「エアコン」、「オートクルーズシステム」などが挙げられる。操作者は、操作対象機器の候補のうち、操作者自身が使用頻度が高いと思う操作対象機器を、操作対象機器選択領域１０１に配置されるスイッチとして選択していく。

続いて、操作制御処理部２４は、機器機能操作領域１０２に配置する機器機能操作を設定する。このとき、操作者は、操作対象機器選択領域１０１に配置した各操作対象機器を操作するためのスイッチの候補のうち、機器機能操作領域１０２に設定したいスイッチを、機器機能操作領域１０２に配置されるスイッチとして選択していく。例えば、操作者が操作対象機器として「オーディオ機器」を選択したとき、機器機能操作領域１０２に設定可能なスイッチとしては、図１１に示すように、「ＶＯＬＵＰ」、「ＶＯＬＤＯＷＮ」、「ＴＲＡＣＫＵＰ」、「ＴＲＡＣＫＤＯＷＮ」、「ＳＯＵＲＣＥ」などが挙げられる。

なお、操作対象機器選択領域１０１におけるスイッチの配置は図１１に示すように１列であっても、複数列であっても良い。また、機器機能操作領域１０２におけるスイッチの配置は１列であっても、図１１に示すように複数列であっても良い。また、操作制御処理部２４は、操作対象機器選択領域１０１と機器機能操作領域１０２とでスイッチの表示色を変更しても良い。さらに、操作制御処理部２４は、図１２に示すように、触覚ユーザインターフェース出力部５３が出力する擬似スイッチのスイッチ高を、操作対象機器選択領域擬似スイッチ２０１と機器機能操作領域擬似スイッチ２０２とで変えてもよい。

ステップＳ１５の後、操作制御処理部２４は、ステップＳ１５で決定された各配置領域におけるスイッチの種類及び配置をスイッチ配置記憶部２３に保存する（ステップＳ１６）。次に、操作制御処理部２４は、ステップＳ１３で決定した配置領域並びにスイッチ配置記憶部２３が記憶するスイッチの種類及び配置に基づいて、スイッチ配置部２６にスイッチ表示を指示し、スイッチ配置部２６は情報表示タッチパネル５０にスイッチを表示する（ステップＳ５）。また、触覚ユーザインターフェース出力部５３は、スイッチの形状にあわせて擬似スイッチを出力する。

ステップＳ１において、車両情報処理部２１によって車両が停止中ではないと判断された場合は、ステップＳ３１に進む。ステップＳ３１では、操作制御処理部２４は、スイッチ配置記憶部２３から例えば図４に示したようなデフォルトのスイッチ配置領域情報を読み出す。続いて、操作制御処理部２４は、スイッチ配置記憶部２３から例えば図４に示したようなデフォルトのスイッチ配置情報を読み出し（ステップＳ３２）、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、ステップＳ３１で読み出したスイッチ配置領域及びステップＳ３２で読み出したスイッチ配置情報に基づいて、操作制御処理部２４がスイッチ配置部２６にスイッチ表示を指示し、スイッチ配置部２６は情報表示タッチパネル５０にスイッチを表示する。また、触覚ユーザインターフェース出力部５３は、スイッチの形状にあわせて擬似スイッチを出力する。

なお、上記説明した一連の動作中に、車両情報処理部２１によって車両が停止中ではないと判断された場合、操作制御処理部２４は即座にステップＳ３１に処理を進める。

次に、操作者が情報表示タッチパネル５０を操作した際の機器操作装置の動作について、図６を参照して説明する。図６は、操作者が情報表示タッチパネル５０を操作した際の機器操作装置の動作を示すフローチャートである。

図６に示すように、操作制御処理部２４は、握り状況判断部２７によって操作者が把持部３０の特定の握り位置を握っていると判断されたかを確認する（ステップＳ５１）。把持部３０の特定の握り位置が握られている場合はステップＳ５２に進み、特定の握り位置が握られていない場合、操作制御処理部２４は、操作者が情報表示タッチパネル５０に誤って触れてしまったものと判断し、操作者による情報表示タッチパネル５０への操作を無視する。

ステップＳ５２では、操作制御処理部２４は、操作解析部２５による解析結果より、操作対象機器選択領域１０１に配置されたスイッチが選択されたと判断した場合はステップＳ５３に進み、機器機能操作領域１０２に配置されたスイッチが選択されたと判断した場合はステップＳ５５に進む。ステップＳ５３では、操作制御処理部２４は、選択されたスイッチに対応する情報をスイッチ配置記憶部２３から読み出す。次に、操作制御処理部２４は、読み出したスイッチに対応する情報に基づいて、スイッチ配置部２６にスイッチ表示を指示し、スイッチ配置部２６は情報表示タッチパネル５０にスイッチを表示する（ステップＳ５４）。また、触覚ユーザインターフェース出力部５３は、スイッチの形状にあわせて擬似スイッチを出力する。一方、ステップＳ５５では、操作制御処理部２４は、選択されたスイッチに基づいて、当該スイッチに対応する操作信号を生成するよう操作信号生成部２２に指示し、操作信号生成部２２は該当する機器１０に操作信号を送信する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、把持部３０の形状により操作者に把持部３０上に設置された情報表示タッチパネル５０を操作する際の握り位置が固定されるため、操作者は、情報表示タッチパネル５０に表示されたスイッチの位置を目視で確認する必要がない。その結果、わき見運転を減少できる。また、車両の運転開始前に情報表示タッチパネル５０に表示されるスイッチを操作者の手指にあわせて予め配置しておくことができるため、操作者は、スイッチの操作時にスイッチの位置を目視で確認したり、把持部３０から手を離す必要がない。その結果、運転中も無理なく機器を操作できる。

さらに、車両の所有者や同車両を頻繁に運転するユーザなど、繰り返し同車両を利用するユーザにおいては、操作者の手指にあわせたスイッチの配置及びスイッチの種類を操作者毎にスイッチ配置記憶部２３に登録することができる。スイッチの種類を設定する際には操作者自身によるスイッチの選択が可能であるため、スイッチの数も操作者自身に適したものとなる。また、操作者自身が設定したスイッチの配置であれば、デフォルトの配置又は他者による配置に比べて、操作者はスイッチの配置を記憶しやすい。その結果、操作者は情報表示タッチパネル５０を目視せずに操作できるようになり、操作時のわき見運転を減少できる。

また、情報表示タッチパネル５０を用いることで、多くの機能を操作するスイッチを省スペースで設置できる。さらに、触覚ユーザインターフェース出力部５３を設けることで、一般的なタッチパネルの操作者接触面が平面であることに起因する操作者の誤操作を減少できる。

本発明に係る機器操作装置は、車両の把持部に設置される車載搭載機器操作スイッチ等として有用である。

１０機器
２０操作制御部
２１車両情報処理部
２２操作信号生成部
２３スイッチ配置記憶部
２４操作制御処理部
２５操作解析部
２６スイッチ配置部
２７握り状況判断部
３０把持部
３５凹部
４０握り検知部
５０情報表示タッチパネル
５１操作入力部
５２情報表示部
５３触覚ユーザインターフェース出力部

Claims

操作者の機器操作時における特定の握り位置を示すガイド部を有した把持部と、
前記把持部に設置され、触覚ユーザインターフェース技術を利用した操作部と、
前記把持部の前記特定の握り位置に配置され、前記操作者が前記把持部を前記特定の握り位置で握っているかを検知する握り検知部と、
前記操作部に対する入力に応じた機器操作信号を生成する操作制御部と、を備え、
前記操作者が前記把持部を前記特定の握り位置で握っているときのみ前記操作部からの入力が有効化され、前記操作制御部は、前記機器操作信号を生成する機器操作装置。
前記操作部に重ねて設けられた、前記操作者が操作するスイッチを表示する表示部と、
前記把持部を前記特定の握り位置で握っている操作者による前記操作部の操作に応じて、前記表示部に表示するスイッチの配置領域を決定するスイッチ配置部と、を備え、
前記配置領域には前記操作者が所望する種類のスイッチが配置される請求項１に記載の機器操作装置。
前記操作部は、触覚ユーザインターフェース技術を利用して、前記表示部に表示中のスイッチの配置又は形状にあわせて擬似スイッチを出力する請求項２に記載の機器操作装置。
前記操作者が所望するスイッチの配置領域、種類及び配置を記憶する記憶部を備え、
前記表示部には、前記記憶部が記憶する配置領域及び配置に前記記憶部が記憶する種類のスイッチが表示される請求項２又は３に記載の機器操作装置。