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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-21
(45)【発行日】2024-03-01
(54)【発明の名称】車両用表示装置
(51)【国際特許分類】
G06F 3/01 20060101AFI20240222BHJP
B60K 35/10 20240101ALI20240222BHJP
B60K 35/22 20240101ALI20240222BHJP
B60R 16/02 20060101ALI20240222BHJP
G06F 3/041 20060101ALI20240222BHJP
G06F 3/0482 20130101ALI20240222BHJP
【ＦＩ】
G06F3/01 560
B60K35/10
B60K35/22
B60R16/02 630L
G06F3/041 480
G06F3/0482
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020143146
(22)【出願日】2020-08-27
(65)【公開番号】P2022038568
(43)【公開日】2022-03-10
【審査請求日】2023-06-16
(73)【特許権者】
【識別番号】000231512
【氏名又は名称】日本精機株式会社
(72)【発明者】
【氏名】佐賀 祐哉
【審査官】田川 泰宏
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－０４９４３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／１６１８９２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１２－１７８１０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－０２２２２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０８５２０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０５８３２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２１６１５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２２８８８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０１６２８５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｆ ３／０１－３／０４８９５
Ｂ６０Ｒ １６／０２
Ｂ６０Ｋ ３５／１０
Ｂ６０Ｋ ３５／２２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両に固定して設置される固定部と、前記固定部に振動可能に支持された振動部と、
前記振動部に設けられたディスプレイと、
前記ディスプレイを覆い使用者の手指の接触を検出するタッチセンサと、
前記振動部を振動させる振動発生部と、
前記振動発生部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記ディスプレイにタッチ操作可能な複数のメニューボタンが表示されているときに、前記タッチセンサにおける前記手指の接触が検出された位置と前記ディスプレイにおける各メニューボタンの表示位置との距離を第１の時点及びその後の第２の時点で求め、前記第２の時点における前記距離が前記第１の時点における前記距離よりも最も短くなっているメニューボタンを目標メニューボタンとして決定し、前記目標メニューボタンに向けて前記手指を誘導するように、前記振動発生部を制御して前記振動部を振動させることを特徴とする車両用表示装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記手指が前記目標メニューボタンに近づくと前記振動部の振動が強くなるように、前記振動発生部を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項3】
前記制御部に制御される音声出力部を備え、前記制御部は、前記目標メニューボタンの決定後に前記目標メニューボタンの機能を音声で説明するように、前記音声出力部を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用表示装置。
【請求項4】
前記制御部に制御される音声出力部を備え、前記制御部は、前記複数のメニューボタンのいずれかが前記手指により長押しされると、長押しされたメニューボタンの機能を音声で説明するように、前記音声出力部を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用表示装置。
【請求項5】
前記制御部は、前記メニューボタンの機能を音声で説明する際に、そのメニューボタンに固有の振動パターンで前記振動部が振動するように、前記振動発生部を制御することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、使用者によるタッチ操作を振動で触覚フィードバックするハプティクス機能を備えた車両用表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
使用者によるタッチ操作を振動で触覚フィードバックするハプティクス機能を備えた車両用表示装置として、例えば特許文献１に記載の車両用操作ユニットが知られている。この車両用操作ユニットでは、操作面を備えるディスプレイアセンブリとして構成された操作要素が第１ばね及び第２ばねを介して筐体上で弾性的に支持されるとともに、アクチュエータの駆動要素が操作要素に機械的に連結され、触覚フィードバック時に操作要素が並進運動を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】国際公開第２０１７／１２９５５７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、使用者がディスプレイに表示されたメニューボタンをタッチ操作して所望の機能を実行しようとする場合、ディスプレイ上のメニューボタンの位置とそうでない位置との間に凹凸等がなく手探りの操作が難しい一方、使用者が運転者で車両の運転操作中であれば、メニューボタンを注視し難いことが多く、使用者が運転者又は同乗者で視覚障害を有する場合も、その手指を直ちにメニューボタンの位置に動かしてタッチ操作することが容易ではない。視覚障害者については、表示の大きさや配色によってはメニューボタンの配置の認識が難しく、思いどおりに操作ができないという問題がある。
【0005】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、使用者によるディスプレイに表示されたメニューボタンのタッチ操作を補助することができる車両用表示装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明に係る車両用表示装置は、車両に固定して設置される固定部と、前記固定部に振動可能に支持された振動部と、前記振動部に設けられたディスプレイと、前記ディスプレイを覆い使用者の手指の接触を検出するタッチセンサと、前記振動部を振動させる振動発生部と、前記振動発生部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記ディスプレイにタッチ操作可能な複数のメニューボタンが表示されているときに、前記タッチセンサにおける前記手指の接触が検出された位置と前記ディスプレイにおける各メニューボタンの表示位置との距離を第１の時点及びその後の第２の時点で求め、前記第２の時点における前記距離が前記第１の時点における前記距離よりも最も短くなっているメニューボタンを目標メニューボタンとして決定し、前記目標メニューボタンに向けて前記手指を誘導するように、前記振動発生部を制御して前記振動部を振動させることを特徴とする。
【0007】
前記制御部は、前記手指が前記目標メニューボタンに近づくと前記振動部の振動が強くなるように、前記振動発生部を制御してもよい。
【0008】
また、本発明に係る車両用表示装置は、前記制御部に制御される音声出力部を備え、前記制御部は、前記目標メニューボタンの決定後に前記目標メニューボタンの機能を音声で説明するように、前記音声出力部を制御してもよく、あるいは、前記制御部は、前記複数のメニューボタンのいずれかが前記手指により長押しされると、長押しされたメニューボタンの機能を音声で説明するように、前記音声出力部を制御してもよい。
【0009】
さらに、前記制御部は、前記メニューボタンの機能を音声で説明する際に、そのメニューボタンに固有の振動パターンで前記振動部が振動するように、前記振動発生部を制御してもよい。
【発明の効果】
【0010】
本発明に係る車両用表示装置によれば、使用者によるディスプレイに表示されたメニューボタンのタッチ操作を補助することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】発明を実施するための形態に係る車両用表示装置が設けられた車両のインストルメントパネルを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。
【0013】
図１乃至図３に示すように、本実施の形態に係る車両用表示装置１は、車両２のインストルメントパネル３にワイドディスプレイとして設けられ、インストルメントパネル３に固定される固定部４と、固定部４に板ばね５を介して支持される振動部６と、振動部６の振動を制御する制御部７とを備える。
【0014】
固定部４は、車両２の運転席に座る運転者Ｄと略正対する平板状のセンター部８と、センター部８の左縁から前方に（固定部４がインストルメントパネル３に設置された状態では、車両２の後方側に向けて）起立し、さらに左方に折曲してセンター部８から遠ざかるにつれて前方に（センター部８に対して斜めに）延在するウイング部９と、センター部８の右縁から前方に起立し、さらに右方に折曲してセンター部８から遠ざかるにつれて前方に（センター部８に対して斜めに）延在するウイング部１０とを有する。
【0015】
板ばね５は、図４に示すように、帯状の金属板の長手方向の２か所が略直角に山折りと谷折りされてなり、取付片１１，１２と、取付片１１，１２を連結する連結片１３とを備える。取付片１１，１２には、円形の挿通穴１４，１５がそれぞれ設けられている。
【0016】
振動部６は、板ばね５により固定部４に支持された基部１６を備えるとともに、画像を表示する平面型のディスプレイ（フラットディスプレイ）１７，１８，１９と、運転者Ｄ等の使用者によるタッチ操作を検出するタッチセンサ２０が略全面に貼着され、ディスプレイ１７，１８，１９を覆うカバーレンズ２１と、基部１６（ひいては振動部６）を振動させるアクチュエータ２２が基部１６に設けられている。
【0017】
基部１６は、振動部６が固定部４に支持されたときに、センター部８の前方でセンター部８と略平行に配置される平板状のセンター部２３と、ウイング部９の前方でウイング部９と略平行に配置される湾曲板状のウイング部２４と、ウイング部１０の前方でウイング部１０と略平行に配置される湾曲板状のウイング部２５と、センター部２３、ウイング部２４及びウイング部２５の上下端、ウイング部２４の左端、並びに、ウイング部２５の右端から前方に延在する周壁部２６とを有する。
【0018】
センター部２３の背面には、左側に２つの板ばね５が上下対になって設けられるとともに、右側に２つの板ばね５が上下対になって設けられている。板ばね５の取付片１１は、挿通穴１４を挿通する図示を略すねじによりセンター部８にねじ止めされ、板ばね５の取付片１２は、挿通穴１５を挿通する図示を略すねじによりセンター部２３にねじ止めされる。
【0019】
ウイング部２４の背面には、２つの板ばね５が上下対になって設けられている。板ばね５の取付片１１は、挿通穴１４を挿通する図示を略すねじによりウイング部９にねじ止めされ、板ばね５の取付片１２は、挿通穴１５を挿通する図示を略すねじによりウイング部２４にねじ止めされる。
【0020】
ウイング部２５の背面には、左側に２つの板ばね５が上下対になって設けられるとともに、右側に２つの板ばね５が上下対になって設けられている。板ばね５の取付片１１は、挿通穴１４を挿通する図示を略すねじによりウイング部１０にねじ止めされ、板ばね５の取付片１２は、挿通穴１５を挿通する図示を略すねじによりウイング部２５にねじ止めされる。
【0021】
ディスプレイ１７は、センター部２３の正面側に設けられ、車両２のメーターパネルの画像を表示する。ディスプレイ１８は、ウイング部２４の正面側に設けられ、電子ドアミラーの画像等を表示し、ディスプレイ１９は、ウイング部２５の正面側に設けられ、ＣＩＤ（Center Information Display）として機能する。ディスプレイ１７，１８，１９の表示は、車速その他の車両情報が入力される制御部７（図５参照）により制御され、ディスプレイ１９には、図６に示すように、使用者が手指によりタッチ操作可能な複数のメニューボタン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄが表示される。
【0022】
カバーレンズ２１は、ここでは周壁部２６の前端に固着されているが、基部１６に直接設けられるのではなく、何らかの部材等を介して設けられてもよい。
【0023】
アクチュエータ２２は、センター部２３の背面側の四隅に４つ設けられ、使用者によるタッチ操作等をタッチセンサ２０が検出すると、制御部７に駆動制御されて振動部６を左右方向に振動させる。
【0024】
制御部７は、図５に示すように、ディスプレイ１７，１８，１９及びタッチセンサ２０に接続されるとともに、音声出力制御装置２８に接続され、音声出力制御装置２８を制御することにより、インストルメントパネル３、固定部４又は車両２のドア若しくはピラー等に設けられたスピーカー２９から音声を出力する。
【0025】
制御部７は、使用者によるメニューボタン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄのタッチ操作をタッチセンサ２０が検出すると、アクチュエータ２２を作動させて振動部６を振動させ、タッチ操作を受け付けたことを使用者に触覚フィードバックするとともに、タッチ操作されたメニューボタンについての機能を実行する。例えば、「ＡＵＤＩＯ」についてのメニューボタン２７ａがタッチ操作されると、制御部７は、音楽を再生したりオーディオ操作用の詳細画面をディスプレイ１９に表示したりする。
【0026】
また、図７に示すように、使用者の手指Ｆの接触がディスプレイ１９（及び、ディスプレイ１９を覆うタッチセンサ２０）におけるメニューボタン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ以外の位置で検出されると、制御部７は、図８に示す入力補助処理（使用者によるメニューボタン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄのタッチ操作を補助する処理）を実行する。
【0027】
すなわち、制御部７は、まず、使用者の手指Ｆが接触した位置を第１の時点における第１の接触検出点として取得し（ステップ１（図８において「Ｓ．１」と記載。以下同様。））、第１の接触検出点とメニューボタン２７ａの表示位置との距離Ｌａ１、第１の接触検出点とメニューボタン２７ｂの表示位置との距離Ｌｂ１、第１の接触検出点とメニューボタン２７ｃの表示位置との距離Ｌｃ１、及び、第１の接触検出点とメニューボタン２７ｄの表示位置との距離Ｌｄ１を算出する（ステップ２）。
【0028】
次に、制御部７は、Ｔ秒間（例えば、１?２秒間）待機して（ステップ３）、ディスプレイ１９（及び、ディスプレイ１９を覆うタッチセンサ２０）上の手指Ｆの位置が第１の接触検出点からＸミリメートル（例えば、１０ミリメートル）以上移動したかどうかを判断し（ステップ４）、移動していなければ入力補助処理を終了し、図９に示すように移動していれば（図９では、破線で示す手指Ｆが実線のように移動している。）、その位置を第１の時点から所定時間経過後（つまり前記Ｔ秒経過後）の第２の時点における第２の接触検出点として取得する（ステップ５）。
【0029】
そして、制御部７は、第２の接触検出点とメニューボタン２７ａの表示位置との距離Ｌａ２、第２の接触検出点とメニューボタン２７ｂの表示位置との距離Ｌｂ２、第２の接触検出点とメニューボタン２７ｃの表示位置との距離Ｌｃ２、及び、第２の接触検出点とメニューボタン２７ｄの表示位置との距離Ｌｄ２を算出した上で（ステップ６）、メニューボタン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄについて、第１の時点における距離と第２の時点における距離との差分（Ｌａ１－Ｌａ２、Ｌｂ１－Ｌｂ２、Ｌｃ１－Ｌｃ２、Ｌｄ１－Ｌｄ２）を比較し、第２の時点における距離が第１の時点における距離よりも最も短くなっているメニューボタンを目標メニューボタンとして決定する（ステップ７）。
【0030】
例えば図９のように手指が図９中、左側に移動する状況下において、説明を簡略化するために、距離Ｌａ１、距離Ｌｂ１、距離Ｌａ２、距離Ｌｂ２のみに着目し、距離Ｌａ１が２０ミリメートル、距離Ｌｂ１が１５ミリメートル、距離Ｌａ２が１２ミリメートル、距離Ｌｂ２が８ミリメートルとなった場合、距離Ｌａ２は距離Ｌａ１に対して８ミリメートル減少し、距離Ｌｂ２は距離Ｌｂ１に対して７ミリメートル減少することから、第１の時点から第２の時点へと至るまでの距離の減少量（距離の差分）が最も大きいメニューボタン２７ａを目標メニューボタンとして決定するように構成される。このように図９では、メニューボタン２７ａが目標メニューボタンと定まるが、もし目標メニューボタンが１つに定まらなければ（ステップ８）、制御部７は、デフォルトのフィードバック振動でアクチュエータ２２を駆動することにより、目標メニューボタンが１つに定まらなかったことを使用者にフィードバックした上で（ステップ９）、第２の接触検出点を第１の接触検出点に代入して第２の接触検出点をゼロにリセットし（ステップ１０）、ステップ３に戻る。
【0031】
目標メニューボタンが１つに定まると、制御部７は、その目標メニューボタンの機能をスピーカー２９からの音声出力で説明する（ステップ１１）。図７及び図９では、「ＡＵＤＩＯ」についてのメニューボタン２７ａが目標メニューボタンと定まるので、制御部７は「オーディオボタンです。音楽を再生することができます。」のように音声出力する。
【0032】
さらに、制御部７は、目標メニューボタンに固有のフィードバック振動（メニューボタン２７ａが目標メニューボタンであれば、メニューボタン２７ａに固有の（メニューボタン２７ｂ，２７ｃ，２７ｄとは異なる）フィードバック振動）でアクチュエータ２２を駆動することにより、目標メニューボタンを使用者に触覚でも知らせる（ステップ１２）。この振動は、引き続き使用者の手指Ｆを目標メニューボタンに誘導するもので、制御部７は、４つのアクチュエータ２２を適宜駆動制御することにより、使用者の手指Ｆが目標メニューボタンに近づけば振動を強くし、目標メニューボタンから遠ざかれば振動を弱くして（この強弱は、手指Ｆと目標メニューボタンとの距離に反比例させてもよい。）、使用者が振動を感じる方に手指Ｆを動かすように働き掛ける。
【0033】
続いて、制御部７は、使用者の手指Ｆが目標メニューボタン上にあるかどうかを判断し（ステップ１３）、図１０に示すように、まだ目標メニューボタン上になければ、ステップ１０で接触検出点を更新してステップ３以降の処理を繰り返す。
【0034】
ステップ１３で使用者の手指Ｆが目標メニューボタン上にあれば、制御部７は、使用者が目標メニューボタンを長押し（例えば、１秒以上の長押し）しているかどうかを判断し（ステップ１４）、長押ししていなければステップ１０に進み、長押ししていれば、目標メニューボタンに固有のフィードバック振動でアクチュエータ２２を駆動するとともに（ステップ１５）、目標メニューボタンの機能をスピーカー２９からの音声出力で説明する（ステップ１６）。ここで使用者が目標メニューボタンを短押しすれば、制御部７は、目標メニューボタンについての機能を実行する。
【0035】
本実施の形態に係る車両用表示装置１は、車両２に固定して設置される固定部４と、固定部４に振動可能に支持された振動部６と、振動部６に設けられたディスプレイ１９と、ディスプレイ１９を覆い使用者の手指Ｆの接触を検出するタッチセンサ２０と、振動部６を振動させるアクチュエータ２２と、アクチュエータ２２を制御する制御部７とを備え、制御部７は、ディスプレイ１９にタッチ操作可能な複数のメニューボタン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄが表示されているときに、タッチセンサ２０における手指Ｆの接触が検出された位置とディスプレイ１９における各メニューボタンの表示位置との距離を第１の時点及びその後の第２の時点で求め、第２の時点における距離が第１の時点における距離よりも最も短くなっているメニューボタンを目標メニューボタンとして決定し、目標メニューボタンに向けて手指Ｆを誘導するように、アクチュエータ２２を制御して振動部６を振動させるので、使用者がディスプレイ１９を注視し難かったりメニューボタン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄの配置を認識し難かったりして手指Ｆでメニューボタンの位置をうまくタッチすることができなくても、手指Ｆの遷移（手指Ｆの動き）から使用者が望むメニューボタンと推測される目標メニューボタンを決定して手指Ｆを目標メニューボタンに誘導する振動を発生させ、使用者が振動に合わせて手指Ｆを動かせば手指Ｆが目標メニューボタンの位置に到達することにより、使用者によるディスプレイ１９に表示されたメニューボタン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄのタッチ操作を補助することができる。手指Ｆの誘導に際し、制御部７は、手指Ｆが目標メニューボタンに近づくと振動部６の振動が強くなるようにアクチュエータ２２を制御するので、使用者は手指Ｆをより振動を感じる方に直感的に動かすことができる。
【0036】
また、制御部７は、目標メニューボタンの決定後に目標メニューボタンの機能を音声で説明するように音声出力制御装置２８を制御するので、使用者は、どのメニューボタンに誘導されているのかを聴覚的に知ることができる。
【0037】
さらに、制御部７は、複数のメニューボタン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄのいずれかが手指Ｆにより長押しされると、長押しされたメニューボタンの機能を音声で説明するように音声出力制御装置２８を制御するので、例えば、使用者は、目標メニューボタンに誘導された後も、どのメニューボタンに誘導されたのかを聴覚的に知ることができる。
【0038】
本実施の形態では、制御部７は、メニューボタンの機能を音声で説明する際に、そのメニューボタンに固有の振動パターンで振動部６が振動するようにアクチュエータ２２を制御するので、使用者は、どのメニューボタンに誘導されているのか、あるいは、誘導されたのかを、聴覚的のみならず触覚的にも知ることができる。
【0039】
以上、本発明を実施するための形態について例示したが、本発明の実施形態は上述したものに限られず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更等してもよい。
【0040】
例えば、制御部７は固定部４ではなく振動部６に設けられてもよく、ディスプレイ１７又はディスプレイ１８にメニューボタンが表示されてもよく、アクチュエータ２２の数や配置も上述したものに限られない。
【0041】
また、目標メニューボタンの決定後に行われる目標メニューボタンの機能の音声による説明は、図８のステップ１１のように目標メニューボタンの決定直後に行われることが必須ではなく、その他図８の入力補助処理を適宜変更することも任意である。
【符号の説明】
【0042】
１ 車両用表示装置
２ 車両
４ 固定部
６ 振動部
７ 制御部
１７ ディスプレイ
１８ ディスプレイ
１９ ディスプレイ
２０ タッチセンサ
２２ アクチュエータ（振動発生部）
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ メニューボタン
２８ 音声出力制御装置（音声出力部）
Ｄ 運転者（使用者）
Ｆ 手指
２ 車両
４ 固定部
６ 振動部
７ 制御部
１７ ディスプレイ
１８ ディスプレイ
１９ ディスプレイ
２０ タッチセンサ
２２ アクチュエータ（振動発生部）
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ メニューボタン
２８ 音声出力制御装置（音声出力部）
Ｄ 運転者（使用者）
Ｆ 手指
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】