特開 2024-109357 車両用入力装置及び車両用入力方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024109357

(43)【公開日】2024-08-14

(54)【発明の名称】車両用入力装置及び車両用入力方法

(51)【国際特許分類】

   B60R 16/02 20060101AFI20240806BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20240806BHJP

   G06F 3/04817 20220101ALI20240806BHJP

【ＦＩ】

B60R16/02 630L

G06F3/041 530

G06F3/041 512

G06F3/04817

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023014104

(22)【出願日】2023-02-01

(71)【出願人】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000486

【氏名又は名称】弁理士法人とこしえ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大泉 透

(72)【発明者】

【氏名】上島 宏幸

【テーマコード（参考）】

5E555

【Ｆターム（参考）】

5E555AA03

5E555AA54

5E555BA01

5E555BA23

5E555BB01

5E555BB23

5E555BC01

5E555BE10

5E555CA12

5E555CA42

5E555CB14

5E555CB34

5E555CB59

5E555CC01

5E555DA01

5E555DA26

5E555DD06

5E555EA07

5E555EA14

5E555EA22

5E555FA00

(57)【要約】

【課題】ユーザの操作負荷が大きい時に、ボタン操作を認識し易くした車両用入力装置及び車両用入力方法を提供する。
【解決手段】車両の室内に設けられるボタン３と、ボタン３の下に設けられる静電センサ１０と、ボタン３の表面上で所定の操作認識範囲内のタッチ操作を認識する操作認識装置５０を備え、操作認識装置５０は、ユーザによるボタン３の操作負荷を算出し、算出された操作負荷が大きい場合には、操作負荷が低い場合と比較して、操作認識範囲の面積及び／又は前記タッチ操作の感度を大きくする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の室内に設けられるボタンと、
前記ボタンの下に設けられる静電センサと、
前記静電センサの出力に基づき、前記ボタンの表面上で所定の操作認識範囲内のタッチ操作を認識する操作認識装置を備え、
前記操作認識装置は、
ユーザによる前記ボタンの操作負荷を算出し、
算出された前記操作負荷が大きい場合には、前記操作負荷が低い場合と比較して、前記操作認識範囲の面積及び／又は前記タッチ操作の感度を大きくする車両用入力装置。

【請求項2】

請求項１に記載の車両用入力装置において、
前記操作認識装置は、前記車両から他車両までの車間距離又は車間時間に基づき、前記操作負荷を算出する車両用入力装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の車両用入力装置において、
前記操作認識装置は、前記車両の自律運転レベルに基づき、前記操作負荷を算出する車両用入力装置。

【請求項4】

請求項１又は２に記載の車両用入力装置において、
前記操作認識装置は、前記車両の走行シーンに基づき、前記操作負荷を算出する車両用入力装置。

【請求項5】

請求項１又は２に記載の車両用入力装置において、
前記ボタンの下から照射するバックライトを備え、
前記操作認識装置は、算出された前記操作負荷が大きい場合には、前記操作負荷が低い場合と比較して、前記バックライトの輝度を低くする車両用入力装置。

【請求項6】

請求項１又は２記載の車両用入力装置において、
室内のユーザを検出するユーザ検出部を備え、
前記操作認識装置は、
前記ユーザ検出部の出力に基づき、前記ボタンを操作する操作ユーザを特定し、
前記操作ユーザが運転者であり、前記操作負荷が大きい場合には、前記操作負荷が低い場合と比較して、前記操作認識範囲の位置を前記運転者側に移動させる車両用入力装置。

【請求項7】

請求項１又は２記載の車両用入力装置において、
室内のユーザを検出するユーザ検出部を備え、
前記操作認識装置は、
前記ユーザ検出部の出力に基づき、前記ボタンを操作する操作ユーザを特定し、
前記操作ユーザが運転者であり、前記操作負荷が大きい場合には、前記操作負荷が低い場合と比較して、前記操作認識範囲の面積を前記運転者側に大きくする車両入力装置。

【請求項8】

プロセッサにより実行される、車両の室内に設けられたボタンへのタッチ操作を検出する車両用入力方法であって、
前記ボタンの下に設けられ静電センサの出力に基づき、前記ボタンの表面上で所定の操作認識範囲内のタッチ操作を認識し、
ユーザによる前記ボタンの操作負荷を算出し、
前記操作負荷が大きい場合には、前記操作負荷が低い場合と比較して、前記タッチ操作の感度及び／又は前記操作認識範囲の面積を大きくする車両用入力方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用入力装置及び車両用入力方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、車両に取り付けて使用される車両用入力装置が知られている。例えば特許文献１記載の車両用入力装置は、不透明な板状部材であって、車両の内装の一部を提供する内装パネルと、内装パネルを車両に対して固定するための固定部と、を備える。内装パネルには、乗員が指示可能な制御内容を示す複数の図柄が配されている操作エリア部と、操作エリア部以外の部分である非操作エリア部とが設定される。操作エリア部の背面側には、 操作エリア部の表面において図柄が配されている部分であるスイッチ部に対するユーザの押下操作を検出するための押下センサと、操作エリア部の表面と直交する方向である操作面直交方向に、操作エリア部を振動させる加振装置と、が配置され、押下センサの検出結果に基づいて乗員の操作内容を特定するとともに、加振装置を振動させる制御部を備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開２０２０－００３７９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記の車両用入力装置は、ボタンを操作する時のユーザの負荷が大きい時には、ユーザが操作エリア部を触りにくくなり、ユーザの操作を認識し難くなるという問題がある。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、ユーザの操作負荷が大きい時に、ボタン操作を認識し易くした車両用入力装置及び車両用入力方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、静電センサの出力に基づき、ボタンの表面上で所定の操作認識範囲内のタッチ操作を認識し、ユーザによる前記ボタンの操作負荷を算出し、操作負荷が大きい場合には、操作負荷が低い場合と比較して、タッチ操作の感度及び／又は前記操作認識範囲の面積を大きくすることによって、上記課題を解決する。

【発明の効果】

【0007】

本発明は、タッチ操作を認識し易くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の一実施の形態に係る車両用入力装置のブロック図である。

【図2】図２は、ダッシュボードの正面図である。

【図3】図３は、ボード、静電センサ、及びバックライトの断面図である。

【図4】図４は、見通しの悪いカーブ路を走行中の車両の概要図である。

【図5】図５は、図３に示すボードの一部を拡大した拡大平面図である。

【図6】図６は、ボードの一部を拡大した拡大平面図である。

【図7】図７は、図１に示す操作認識装置の制御フローを示すフローチャートである。

【図8】図８は、ボードの一部を拡大した拡大平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明に係る車両用入力装置及び車両用入力方法の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る車両用入力装置１００のブロック図である。車両用入力装置は、静電センサ１０、カメラ２０、振動素子３０、及び操作認識装置５０を備えている。車両用入力装置１００は、車両に設けられており、ユーザが車両の室内に設けられたボタンに触れた場合に、ボタンへの入力を検知し、タッチ操作に応じた操作指令をＥＣＵに送信する。

【0010】

車両用入力装置１００は車室内に設けられている。図２に示すように、車室前部に位置するインストルメントパネルには、ナビゲーションシステムやオーディオシステム等の車室内のシステムを操作するためのタッチパネル式ディスプレイ１が設けられており、ディスプレイ１の下部には、ボード２が設けられている。またボード２には、タッチ操作による入力を受け付けるための複数のボタン３が配置されている。複数のボタン３は、空調システムを操作用のボタンになっており、例えば、オートエアコンのオン／オフボタン、温度設定用の上下ボタン、風量設定用のプラス／マイナスボタン、デフロスターのオン／オフボタン、デフォッガーのオン／オフボタンなどである。ボード２に設けられるメインスイッチ４がオンになると、ボタン３に含まれるアイコンが点灯し、ユーザにとってアイコンが見やすくなる。メインスイッチ４は、車両全体の電源のオンオフを制御するためのスイッチであり、パワースイッチ又はイグニッションスイッチに相当する。メインスイッチ４は機械的なスイッチである。一方、ボタン３は機械的なスイッチではなく、ボード２と一体になっており、静電容量式のタッチスイッチ（無接点スイッチ）になっている。例えば、ユーザはメインスイッチ４をオンにした後、ユーザが、空調システムをオートエアコンモードで動作させる場合には、ユーザは「ＡＵＴＯ」アイコンのボタンを指で触れればよい。車室前部のステアリングには、ステアリングスイッチ５が設けられている。なお、以下の説明では、車両用入力装置１００をボタン３に適用した例を説明するが、車両用入力装置１００はステアリングスイッチ５に適用してもよい。車両用入力装置１００は、空調システムを操作するためのボタンに限らず、例えばナビゲーションシステムやオーディオシステム等のシステムを操作するためのボタンに適用してもよい。

【0011】

静電センサ１０はボタン３の下（背面）に設けられ、ユーザのボタン３へのタッチ操作を検出する。ユーザの指がボタン３に触れる、又は、ボタン３に近づくと、静電センサ１０に含まれる電極と指との間で電流が流れ、静電容量が変化する。静電センサ１０は、この静電容量の変化を検知して検出値を操作認識装置５０に出力する。

【0012】

カメラ２０は、車両に搭載され、車両の室内を撮像することで室内のユーザ（乗員）を検出する。カメラ２０は、撮像画像を操作認識装置５０に出力する。

【0013】

振動素子３０は、ボタン３の付近に設けられており、操作認識装置５０によりタッチ操作を認識した時に振動素子３０を振動させる。振動素子３０は、圧電素子等を有している。ユーザは、振動素子３０の振動を通じて、タッチ操作が正常に認識されたことを把握できる。

【0014】

静電センサ１０の周囲の構造を、図３を参照して説明する。図３は、ボード２、静電センサ１０、振動素子３０、及びバックライト４０の断面図である。静電センサ１０は、電極１１及び誘電体１２を有している。静電センサ１０の表面は、ボード２に覆われている。複数の電極１１は、複数のボタン３に対応して、誘電体１２の底面に設けられている。誘電体１２の表面には、複数のボタン３がボード２に埋め込まれている。すなわち、複数のボタン３及び複数の電極１１は誘電体１２を介して対向する。また電極１１の裏面には、振動素子３０とバックライト４０が設けられている。

【0015】

バックライト４０は、複数のボタン３の下にそれぞれ設けられており、ボタン３の下から照射する。バックライト４０の照度は操作認識装置５０により制御できる。

【0016】

操作認識装置５０は、静電センサ１０の出力に基づき、ボタン３の表面上で所定の操作認識範囲内のタッチ操作を認識する。また操作認識装置５０は、ユーザによるボタン３の操作負荷を算出し、算出された操作負荷が大きい場合には、操作負荷が低い場合と比較して、操作認識範囲の面積及び／又はタッチ操作の感度を大きくする。操作認識装置５０は、コントローラ（プロセッサ）であり、操作認識装置５０の有する機能を発揮するための機能ブロックとして、操作認識部５１と、負荷算出部５２と、操作認識範囲制御部５３を有している。

【0017】

操作認識部５１は、静電センサ１０の出力値に基づき、ボタン３のタッチ操作を認識する。具体的には、操作認識部５１は、静電センサ１０の出力から静電センサ１０の静電容量を取得する。ユーザがボタン３へのタッチ操作をした場合には、静電センサ１０の静電容量が増加する。操作認識部５１は、取得した静電容量と所定の判定閾値を比較し、静電容量が判定閾値以上である場合に、タッチ操作有りと判定し、出力値が判定閾値未満である場合には、タッチ操作なしと判定する。なお、ノイズのような短時間あたりの静電容量変化を、タッチ操作有りと判定しないように、操作認識部５１は、所定期間の静電容量が判定閾値以上である場合に、タッチ操作有りと判定してもよい。なお、静電センサ１０は、タッチ操作時に静電容量を減少させる構造である場合には、操作認識部５１は、静電容量が判定閾値未満である場合に、タッチ操作有りと判定すればよい。なお、操作認識部５１は、静電容量の変化量と変化量閾値とを比較して、タッチ操作の有無を判定してもよい。

【0018】

タッチ操作有りと判定した場合には、操作認識部５１は、タッチ操作を認識したボタンの操作指令をＥＣＵに出力する。例えば、ＥＣＵは、デフロスターがオフの状態で、操作認識部５１から、デフロスター操作用のボタン３を操作した旨の操作指令を受信した場合には、デフロスターをオフからオンに切り替える。

【0019】

負荷算出部５２は、ユーザによるボタン３の操作負荷を算出する。操作負荷は、ユーザがボタン３を操作するときの困難性（ボタン操作の難しさ）を示す指標であり、操作負荷が大きい程、ユーザはボタン３を的確に操作することが困難になる。負荷算出部５２は、車両の走行状態に基づき、操作負荷を算出する。車両の走行状態は、車両の周囲環境、車両の運転レベル、走行シーン等で示される。車両の周囲環境は、車両の周囲の障害物と車両との接近度、障害物の数等で示される。運転レベルは、自律運転で走行可能な車両の自律運転レベル（自動運転レベル）であり、運転レベルが高い程、運転支援のレベル、すなわちシステムの介入度が高い。走行シーンは、車両が現在走行している道路環境であり、例えばカーブ、勾配、見通しの良さ等で示される。

【0020】

以下、負荷算出部５２による操作負荷の算出方法について説明する。負荷算出部５２は、カメラ２０の撮像画像から車両周囲の他車両を検出する。負荷算出部５２は、撮像画像に限らず、測距装置の検出データから他車両を検出してもよい。他車両が、自車両の走行車線上を走行している場合には、負荷算出部５２は、車両（自車両）から他車両までの車間距離又は車間時間を算出する。負荷算出部５２は、ＧＰＳシステムで測定される自車両の位置と、他車両の位置から、車間距離を算出する。また、負荷算出部５２は、車間距離から自車両の車速を除算することで、車間時間を算出する。なお、車間距離及び車間時間は、他車両の接近度に相当する。

【0021】

負荷算出部５２は、算出された車間距離が短いほど操作負荷が高くなるように、操作負荷を算出する。また負荷算出部５２は、算出された車間時間が短いほど操作負荷が高くなるように、操作負荷を算出する。なお、操作負荷は、車間距離又は車間時間に対して連続的に変化する値に限らず、車間距離又は車間時間に対して段階的に変化する値としてもよい。

【0022】

負荷算出部５２は、他車両が自車両の前方に実際に位置する場合に限らず、他車両が仮想的に位置するものとして、仮想的な前方車両との車間距離又は車間時間を算出してもよい。例えば、見通しの悪いカーブ路を走行している場合や、逆光等で前方車両を検出できない場合には、負荷算出部５２は、仮想的な車間距離又は仮想的な車間時間を算出する。

【0023】

図４は、仮想的な車間距離又は車間時間の算出方法を説明するための図であり、見通しの悪いカーブ路を走行中の車両の概要図である。図４に示すように、自車両Ｘが、カーブ径Ｒのカーブ路を車速ｖで走行している。ｗはカーブ路の車幅を示す。直線Ｑは見通し限界を表している。例えば、自車両が、カーブ径の小さい山道でのカーブ路や、峠などの急登坂直後の降板等、見通しの悪い道路を走行している場合には、運転者は前方車両を確認することが難しく、見通しの悪い道路の先には他車両が走行している可能性もある。負荷算出部５２は、自車両の現在位置が見通しの悪い道路上である場合には、仮想的な前方車両Ｙとの間で車間距離又は車間時間を算出する。負荷算出部５２は、地図情報から見通しの悪い道路の情報を抽出し、自車両の現在位置が見通しの悪い道路上であるか否かを判定する。

【0024】

自車両の現在位置が見通しの悪い道路上である場合には、負荷算出部５２は、地図情報と、現在の車両走行状態を示す車両情報から、仮想的な車間距離又は仮想的な車間時間を算出する。例えば、自車両が、図４に示すような見通しの悪いカーブ路を走行している場合には、負荷算出部５２は、地図情報からカーブ径Ｒ及び車幅ｗ特定し、車両情報から現在の車速ｖを特定する。カーブ径Ｒは、カーブの円の中心から道路の中央までの距離である。なお、車幅ｗは、必ずしも地図情報から特定される必要はなく、一般的な道路幅（例えば３ｍ）の固定値でもよい。負荷算出部５２は、下記式（１）により、仮想的な車間時間（Ｐ_Ｓ）を算出する。

【数1】

【0025】

負荷算出部５２は、仮想的な車間距離（Ｐ_Ｌ）を算出する際には、下記式（２）により算出すればよい。

【数2】

【0026】

なお上記の式（１）、（２）では、簡易のために、例えば、Ｒをカーブの円の中心からドライバの視点までの距離としたが、Ｒは必ずしもドライバの視点までの距離である必要はなく、また車間時間（Ｐ_Ｓ）及び車間距離（Ｐ_Ｌ）の算出方法は上記の式（１）、（２）には限定されず、他の算出式でもよく、また算出式は、式（１）、（２）に含まれるパラメータ以外のパラメータを含んでいてもよい。

【0027】

負荷算出部５２は、仮想的な車間時間（Ｐ_Ｓ）又は車間距離（Ｐ_Ｌ）を算出する際には、地図情報から傾斜角度の道路情報等を抽出し、道路情報で示されるパラメータを算出要素に含めてもよい。また負荷算出部５２は、峠などの急登坂直後の降板等、カーブ路以外の見通しの悪い道路を走行している場合には、自車両から所定距離、離れた位置に、仮想的な前方車両が位置すると仮定し、所定距離から現在の車速を除算することで、仮想的な車間時間（Ｐ_Ｓ）を算出してもよい。なお、所定距離は、予め設定される固定値でもよい。

【0028】

なお、負荷算出部５２は、カメラ２０の撮像画像及び／又は測距装置の検出データに基づき、他車両を検出できない（前方検出不可状態である）と判定した場合に、上記と同じ算出方法で、仮想的な車間時間（Ｐ_Ｓ）又は車間距離（Ｐ_Ｌ）を算出してもよい。また、自車両がカーブ路や登降坂を走行している場合には、前方の見通しが、直線路や平坦路を走行している場合よりも良くない可能性が高い。そのため、負荷算出部５２は、カメラ２０の撮像画像及び／又は測距装置の検出データに基づき、他車両を検出できない状態であるか否か判定せず、自車両の現在位置と走行している道路の状態から、見通しの悪い道路上であるか否か判定してもよい。

【0029】

そして、負荷算出部５２は、車間距離又は車間時間が短いほど、操作負荷が高くなるように、操作負荷を算出する。これにより、負荷算出部５２は、自車両から他車両までの車間距離又は車間時間に基づき、操作負荷を算出する。なお、負荷算出部５２は、車両周囲の他車両の数に応じて、操作負荷を算出してもよい。例えば、負荷算出部５２は、車両周囲の他車両の数が多いほど操作負荷が高くなるように、操作負荷を算出すればよい。

【0030】

負荷算出部５２は、車両の自動運転レベルに基づき操作負荷を算出する。具体的には、負荷算出部５２は、自動運転レベルが低い程、操作負荷が高くなるように、操作負荷を算出する。自動運転レベルが低い場合には、自律運転におけるシステムの介入度が低く、運転者の運転負荷が大きいため、ボタン３の操作の困難性は高くなる。そのため、負荷算出部５２は、自動運転レベルと操作負荷が相関性をもつように、自動運転レベルに応じて操作負荷を算出してもよい。なお、自動運転レベルが段階的に設定されている場合には、運転負荷もレベルに応じた段階的な値としてもよい。

【0031】

負荷算出部５２は、自車両の走行シーンに基づき操作負荷を算出してもよい。上記の例では、負荷算出部５２は、操作負荷を算出するために、車間時間又は車間距離を算出したが、車間時間又は車間距離を算出せず、自車両の現在の走行シーンから操作負荷を算出してもよい。例えば、操作認識装置５０は、カーブ路、登降坂、混雑度の高い道路、交差点、高速道路、直線路、平坦路等の走行シーンと、操作負荷とを対応付けて、テーブルとしてメモリに格納する。カーブ路、登降坂、混雑度の高い道路、交差点等、運転者が運転に集中しなければならないような走行シーンでは、ボタン３の操作の困難性は高くなる。運転のために高い集中力を要するような走行シーンには、大きい操作負荷が割り当てられ、高い集中力を必ずしも必要としない走行シーンには、小さい操作負荷が割り当てられる。そして、テーブルにおいて、走行シーン毎に、操作負荷が割り当てられている。負荷算出部５２は、地図情報に基づき、現在、自車両が走行している走行シーンを特定し、テーブルを参照して走行シーンに対応する操作負荷を特定することで、操作負荷を算出する。

【0032】

操作認識範囲制御部５３は、負荷算出部５２により算出された操作負荷に応じて、操作認識範囲の面積を設定する。操作認識範囲は、ボタン３の表面上で、タッチ操作を有効に認識できる範囲を示しており、複数のボタン３毎に決められている。図５を参照し、ボタン３の操作認識範囲について説明する。図５はボード２の一部を拡大した拡大平面図である。操作認識範囲は、ボタン３の表面上の閉空間で規定され、図５に示すように、ボタン３のアイコンを中心とした所定範囲である。また操作認識装置５０は、操作認識範囲の大きさを変えることができる。例えば、電極１１が平面に沿って縦方向と横方向にアレイ上に配置されており、静電センサ１０は、ボタン３へのタッチ操作の位置に応じて静電容量の変化を検出できるような構造になっている。操作認識部５１は、アレイ状に配置された電極１１の座標のうち、操作認識範囲に対応する部分で、静電容量の変化を検出した場合には、タッチ操作有りと判定する。操作認識範囲制御部５３は、静電容量の変化を検出可能な、電極１１の座標範囲を広げることで、操作認識範囲の面積を大きくする。

【0033】

なお、操作認識範囲制御部５３は、操作認識範囲の面積を設定のためには、例えば、タッチ操作の位置に応じた閾値の設定を利用してもよい。操作認識範囲制御部５３は、アレイ状に配置された電極１１の座標位置毎に、タッチ操作の有無を判定するための閾値を設定する。操作認識部５１は、静電センサ１０の静電容量が判定閾値以上である場合にタッチ操作有りと判定し、静電センサ１０の静電容量が判定閾値未満である場合にタッチ操作無しと判定する。操作認識範囲制御部５３は、ボタン３の表面上に位置する、静電センサ１０の検出可能範囲のうち操作認識範囲に該当する部分では、タッチ操作の有無を検出できるように判定閾値を初期値に設定する。静電センサ１０の検出可能範囲は、電極１１の配列された範囲に対応する。一方、操作認識範囲制御部５３は、ボタン３の表面上に位置する、静電センサ１０の検出可能範囲のうち操作認識範囲に該当しない部分では、タッチ操作の有りと検出しないように判定閾値を初期値より高くする。このとき、操作認識範囲制御部５３は、タッチ操作の有りと検出しないように、判定閾値を、タッチ操作で変化する静電容量の上限値以上の値に設定する。これにより、操作認識部５１は、操作認識範囲に該当しない部分のタッチ操作により、静電容量が変化した場合でも、タッチ操作無しと判断できる。そして、操作認識範囲制御部５３は、電極１１の座標位置毎に、判定閾値を変えることで、操作認識範囲の大きさを変えることができる。

【0034】

操作認識範囲制御部５３は、操作認識範囲の面積を設定のためには、例えば静電センサ１０の出力波形に対する信号処理を用いてもよい。操作認識装置５０は、静電センサ１０の出力波形からタッチ操作の位置を特定できる。操作認識範囲制御部５３は、静電センサ１０の出力波形に対してフィルタリング処理を行い、電極１１の外周部分からの信号波形をカットする。そして、操作認識範囲制御部５３は、カットする部分を狭める、言い換えると、フィルタリング処理で通過させる信号波形を拡げることで、操作認識範囲の面積を大きくする。

【0035】

また、操作認識範囲制御部５３は、負荷算出部５２により算出された操作負荷が所定値以上である場合に、操作認識範囲の面積を大きくする。操作負荷が高い場合には、ユーザ（特に運転者）がボタンを触りにくくなる。例えば、運転者が運転に集中している状態で、デフロスターのアイコンを押したつもりが、タッチの位置がずれて、デフロスターのボタン３に触れていない、あるいは、別のボタン３やボタン３を配置していない位置を触れてしまう。このようなボタン３の誤操作の可能性は、操作負荷が大きいほど、高くなる。そのため、本実施形態では、操作負荷を算出し、操作負荷が所定値以上である場合に、操作認識範囲の面積を大きくする。

【0036】

操作認識範囲制御部５３には、操作認識範囲の面積を大きくするか否かを判定するための面積設定用の閾値が設定されている。面積設定用の閾値は操作負荷で規定される。例えば、操作認識範囲制御部５３は、操作負荷が操作負荷閾値以上である場合には、操作認識範囲を、初期設定時の操作認識範囲（以下、初期範囲とも称する）よりも大きくする。また操作認識範囲制御部５３は、操作負荷が操作負荷閾値未満である場合には、操作認識範囲を、初期範囲に設定する。

【0037】

なお、操作認識範囲制御部５３は、操作負荷が大きいほど、操作認識範囲を大きくしてよい。操作負荷が大きいほど操作認識範囲を大きくする際には、操作認識範囲制御部５３は、操作負荷が大きくなるに従って、操作認識範囲を段階的又は連続的に大きくしてもよい。

【0038】

操作認識範囲制御部５３は、操作認識範囲を大きくする際には、操作認識範囲の周囲を拡げることで、前記操作認識範囲の面積を大きくする。図５の例では、ボタン３の囲う実線のエリアが、拡大前の操作認識範囲（初期範囲に相当）であり、点線のエリアが拡大後の操作認識範囲である。操作認識範囲制御部５３は、図５に示すように、操作認識範囲の周囲を拡げて、実線で囲う範囲から、点線で囲う範囲に変更する。これにより、操作認識範囲制御部５３は、算出された操作負荷が大きい場合には、操作負荷が低い場合と比較して、操作認識範囲の面積を大きくする。

【0039】

操作認識範囲制御部５３は、負荷算出部５２により算出された操作負荷に応じて、操作認識範囲内のタッチ操作の感度を制御してもよい。図６を参照し、ボタン３の操作認識範囲とタッチ操作の感度について説明する。図６はボード２の一部を拡大した拡大平面図である。操作認識範囲６０は、ボタン３の表面上で、タッチ操作を有効に認識できる範囲を示しており、複数のボタン３毎に決められている。操作認識範囲６０は、ボタン３の中央部６１と、中央部６１の周囲を囲う周辺部６２を有している。中央部６１はアイコンの部分に相当する。操作認識装置５０は、操作認識範囲６０内の位置に応じてゲインを設定できる。例えば、電極１１が平面に沿って縦方向と横方向にアレイ上に配置されており、静電センサ１０は、ボタン３へのタッチ操作の位置に応じて静電容量の変化を検出できるような構造になっている。また静電センサ１０の増幅回路は、電極１１の座標に応じてゲインを設定できるような回路構成になっている。なお、増幅回路は、必ずしも電極１１の座標ごとにゲインを変える必要はなく、操作認識範囲６０内のエリア毎にゲインを変えてもよい。図６の例では、静電センサ１０の増幅回路は、中央部６１と周辺部６２との間で、異なるゲインを設定できるような回路になっている。操作認識部５１は、アレイ状に配置された電極１１の座標のうち、操作認識範囲に対応する部分で、静電容量の変化を検出した場合には、タッチ操作有りと判定する。操作認識範囲制御部５３は、操作負荷の大きさに応じて、操作認識範囲６０におけるタッチ操作の感度を制御する。

【0040】

操作認識範囲制御部５３には、感度を大きくするか否かを判定するための感度制御用の閾値が設定されている。感度制御用の閾値は操作負荷で規定される。例えば、操作認識範囲制御部５３は、操作負荷が操作負荷閾値以上である場合には、操作認識範囲におけるタッチ操作の感度を、初期設定時の感度（以下、初期感度とも称する）よりも大きくする。また操作認識範囲制御部５３は、操作負荷が操作負荷閾値未満である場合には、タッチ操作の感度を初期感度に設定する。

【0041】

なお、操作認識範囲制御部５３は、操作負荷が大きいほど、タッチ操作の感度を大きくしてよい。操作負荷が大きいほどタッチ操作の感度を大きくする際には、操作認識範囲制御部５３は、算出された操作負荷が大きくなるに従って、タッチ操作の感度を段階的又は連続的に大きくしてもよい。

【0042】

操作認識範囲制御部５３は、タッチ操作の感度を大きくする場合には、操作認識範囲６０の全体の感度を一律に大きくしてもよいが、中央部６１の感度を周辺部６２の感度よりも高くしてもよい。図６の例では、風量の「＋」のボタン３及びデフロスターのボタン３の中央部６１の感度を、周辺部６２の感度より大きくする。

【0043】

なお、本実施形態において、操作認識装置５０は、静電センサ１０の出力が高まるようにゲインを大きくしたが、操作認識部５１に設定される判定閾値の値を変更することで、タッチ操作に対する感度を設定してもよい。操作認識部５１は、静電センサ１０から取得した静電容量が判定閾値以上である場合にタッチ操作有りと判定する。例えば、操作認識範囲制御部５３は、操作負荷が所定値以上である場合に、操作認識範囲制御部５３は判定閾値を低くしてもよい。なお、操作認識範囲制御部５３は、中央部６１のタッチ操作を判定するための判定閾値を、周辺部６２のタッチ操作を判定するための判定閾値より低くすることで、中央部６１の感度を周辺部６２の感度よりも高くしてもよい。これにより、操作認識範囲制御部５３は、算出された操作負荷が大きい場合には、操作負荷が低い場合と比較して、タッチ操作の感度を大きくする。

【0044】

次に、操作認識装置５０の制御フローを説明する。図７は、操作認識装置５０の制御フローを示すフローチャートである。なお、図７の制御フローは、メインスイッチのオン状態で実行される。ステップＳ１にて、負荷算出部５２は操作負荷を算出する。ステップＳ２にて、操作認識範囲制御部５３は、負荷算出部５２により算出された操作負荷が操作負荷閾値以上であるか否かを判定する。ステップＳ３にて、操作負荷が操作負荷閾値以上である場合には、操作認識範囲制御部５３は、操作認識範囲の面積を大きくする（操作認識範囲を拡大する）。ステップＳ４にて、操作負荷が操作負荷閾値未満である場合には、操作認識範囲制御部５３は操作認識範囲を初期範囲に設定する。

【0045】

ステップＳ５にて、操作認識部５１は、操作認識範囲内における静電センサ１０の検出値を取得する。つまり、操作認識部５１は、操作認識範囲内で変化する、静電センサ１０の静電容量の検出値を取得する。ステップＳ６にて、操作認識部５１は、静電センサ１０の検出値（静電容量）が判定閾値以上であるか否かを判定する。静電センサ１０の検出値（静電容量）が判定閾値以上である場合には、ステップＳ７にて、操作認識部５１はタッチ操作有りと認識し、制御フローは終了する。静電センサ１０の検出値（静電容量）が判定閾値未満である場合には、操作認識部５１は、タッチ操作有りと認識せずに、制御フローは終了する。すなわち、操作認識装置５０は、ステップＳ５～Ｓ７の制御フローを実行することで、静電センサの出力に基づき、ボタン３の表面上で所定の操作認識範囲内のタッチ操作を認識する。なお、操作認識範囲制御部５３は、操作負荷に応じて、操作認識範囲内のタッチ操作の感度を制御する場合には、ステップＳ３にて、操作負荷が操作負荷閾値以上である場合には、操作認識範囲制御部５３はタッチ操作の感度を大きし、ステップＳ４にて、操作負荷が操作負荷閾値未満である場合には、操作認識範囲制御部５３はタッチ操作の感度を初期感度に設定すればよい。

【0046】

上記のように本実施形態では、車両用入力装置１００は、静電センサ１０と、ボタン３の表面上で所定の操作認識範囲内のタッチ操作を認識する操作認識装置５０を備える。操作認識装置５０は、ユーザによるボタン３の操作負荷を算出し、算出された操作負荷が大きい場合には、操作負荷が低い場合と比較して、操作認識範囲の面積及び／又はタッチ操作の感度を大きくする。これにより、操作負荷が大きく、ユーザがボタン３のタッチ操作を的確にできない可能性が高い場合には、ボタン３の操作性が高まるように、操作認識範囲の面積又はタッチ操作の感度が大きくなる。その結果として、操作負荷が大きい時に、ボタン操作を認識し易くすることができる。

【0047】

また本実施形態において、操作認識装置５０は、車両から他車両までの車間距離又は車間時間に基づき、操作負荷を算出する。これにより、車間距離又は車間時間が狭まり、運転に集中する必要がある場合には、ボタン３の操作性が高まるように、操作認識範囲の面積又はタッチ操作の感度が大きくなる。その結果として、操作負荷が大きい時に、ボタン操作を認識し易くすることができる。

【0048】

また本実施形態において、操作認識装置５０は、車両の自律運転レベルに基づき、操作負荷を算出する。これにより、自動運転レベルが低く、操作負荷が高い場合には、ボタン３の操作性が高まるように、操作認識範囲の面積又はタッチ操作の感度が大きくなる。その結果として、操作負荷が大きい時に、ボタン操作を認識し易くすることができる。

【0049】

また本実施形態において、操作認識装置５０は、車両の走行シーンに基づき、操作負荷を算出する。これにより、操作負荷が高くなるような走行シーンでは、ボタン３の操作性が高まるように、操作認識範囲の面積又はタッチ操作の感度が大きくなる。その結果として、操作負荷が大きい時に、ボタン操作を認識し易くすることができる。

【0050】

なお本実施形態の変形例では、操作認識装置５０は、負荷算出部５２により算出された操作負荷が大きい場合には、操作負荷が低い場合と比較して、バックライト４０の輝度を低くしてもよい。操作負荷が大きい場合には、運転者が運転に集中している可能性が高い。このような状態では、バックライト４０の輝度を低くして、バックライト４０の光が運転者の視界に入りにくいようにする。これにより、運転への集中力の低下を防止できる。

【0051】

また本実施形態の変形例では、室内のユーザを検出するユーザ検出部を備え、操作認識装置５０は、ユーザ検出部の出力に基づき、ボタン３を操作する操作ユーザを特定し、操作ユーザが運転者であり、負荷算出部５２により算出される操作負荷が大きい場合には、操作負荷が低い場合と比較して、操作認識範囲の面積を運転者側に移動させる。

【0052】

まず、操作認識範囲制御部５３は、カメラ２０の撮像画像に基づいて、操作ユーザを特定する。操作認識範囲制御部５３は、カメラ２０の撮像画像から、室内に乗車しているユーザの位置を特定する。また、操作認識範囲制御部５３は、カメラ２０の撮像画像から、ボタン３を操作する時のユーザの動きを検出する。例えば、運転席側のユーザがボタン３を操作する際には、操作認識範囲制御部５３は、カメラ２０の撮像画像から、運転席にユーザ（運転者）が乗車していることを検出した上で、カメラ２０により撮像された連続静止画又は動画から、運転者の指の動きを検出する。そして、操作認識範囲制御部５３は、運転者の指がボタン３に近づいたことを特定することで、操作ユーザを特定する。これにより、操作認識範囲制御部５３は、ボタン３の操作前に、ボタン３を操作しようとしているユーザ、すなわち操作ユーザを特定する。また操作認識範囲制御部５３は、操作ユーザの位置も特定できる。なお、操作ユーザは、カメラ２０の撮像画像に限らず、例えば、座席に設置された重量センサを用いて検出されてもよい。カメラ２０が本発明の「ユーザ検出部」に相当する。

【0053】

そして、操作認識範囲制御部５３は、操作ユーザが運転者であり、負荷算出部５２により算出された操作負荷が大きい場合には、操作負荷が低い場合と比較して、操作認識範囲の位置を運転者側に移動させる。操作認識範囲制御部５３は、算出された操作負荷が操作負荷閾値以上である場合には、操作認識範囲を、初期設定時の操作認識範囲の位置（以下、初期位置とも称する）よりも操作ユーザ側に移動させる。また操作認識範囲制御部５３は、算出された操作負荷が振幅閾値未満である場合には、操作認識範囲の位置を初期位置とする。

【0054】

図８の例では、ボタン３を囲う実線のエリアが、初期位置の操作認識範囲であり、点線のエリアが移動後の操作認識範囲である。操作認識範囲制御部５３は、図８に示すように、操作認識範囲の位置を、操作ユーザに近い運転者側に移動させる。これにより、操作負荷が大きい時に、ボタン操作を認識し易くすることができる。なお、操作認識範囲の移動量は、固定値又は変動値でもよい。また、操作認識範囲の移動量は、ボタン３に応じて異なる値としてもよい。

【0055】

また操作認識範囲制御部５３は、操作認識範囲を移動させる際には、隣のボタン上の操作認識範囲と重ならないように、操作認識範囲の位置を移動させる。つまり、移動後の操作認識範囲は対応するボタン上のアイコンを含み、かつ、移動後の操作認識範囲が他の操作認識範囲と重ならないように、操作認識範囲制御部５３は操作認識範囲を移動させる。図８の例では、風量設定用のプラス「＋」ボタン上の操作認識範囲を操作ユーザ側に移動させる際には、プラス「＋」ボタン上の操作認識範囲はアイコン「＋」を含み、かつ、プラス「＋」ボタン上の操作認識範囲はデフロスターのボタン上の操作認識範囲と重ならないように、操作認識範囲制御部５３は、アイコン「＋」上の操作認識範囲を移動させる。

【0056】

なお本実施形態の変形例では、室内のユーザを検出するユーザ検出部を備え、操作認識装置５０は、ユーザ検出部の出力に基づき、ボタン３を操作する操作ユーザを特定し、操作ユーザが運転者であり、負荷算出部５２により算出される操作負荷が大きい場合には、操作負荷が低い場合と比較して、操作認識範囲の面積を運転者側に大きくする。図５の例では、操作認識範囲の周囲を拡げることで、操作認識範囲の面積を大きくしたが、初期範囲に対して、操作認識範囲を運転席側に拡げて、運転席側以外の部分は拡げない（矩形状の操作認識範囲のうち、運転席側の辺を運転席側に移動させる）。これにより、操作負荷が大きい時に、ボタン操作を認識し易くすることができる。

【0057】

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

【符号の説明】

【0058】

１ ディスプレイ
２ ボード
３ ボタン
４ メインスイッチ
５ ステアリングスイッチ
１０ 静電センサ
２０ カメラ
３０ 振動素子
４０ バックライト
５０ 操作認識装置
５１ 操作認識部
５２ 負荷算出部
５３ 操作認識範囲制御部
１００ 車両用入力装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】