车辆操作设备的制作方法

专利名称：车辆操作设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆操作设备，其中，操作开关布置在其上的操作部分被 布置在车厢中在物理上远离显示部分的独立位置上，所述显示部分显示示 出所述操作部分的所述操作开关的位置布置和功能的操作菜单图像。
背景技术：
例如，日本专利申请公开号JP-A-2000-6687公开了一种相关的车载设 备开关安全操作系统，其包括布置在车辆的优选位置上的多功能开关操 作板，其中集中布置了用于操作各种车载设备的多种开关；显示器，其被 布置在车辆中的操作者前视视野内的优选位置处，且显示所述多种开关的 布置的图像；以及控制器，所述控制器在操作者用指尖操作特定开关时， 根据在检测到对特定开关的操作时输出的检测信号执行控制，以示明操作 者在显示器上显示的特定开关的在该图像中的位置布置及功能。此操作系 统被构造成如下在操作者当向前看的同时视觉确认显示在显示器上的特 定开关的图像的同时，可以通过指尖实时地操作多功能开关操作板上的特 定开关。并且，另一种由驾驶员操作并且控制车辆中的电子设备的相关的车载开关操作设备包括开关阵列，其可以布置在靠近驾驶员座位的位置上，从而允许驾驶员容易进行操作，并且其中布置有多个开关；摄像机，其可 以布置在驾驶员座位附近并且连续地拍摄开关阵列和驾驶员进行的开关操 作的图像；指示器图像数据存储部分，其存储指示器图像数据，用于在各 个开关附近指示摄像机拍摄的图像上的所述开关的功能；图像合成部分； 其将指示器图像数据存储部分中的指示图像数据的图像与拍摄图像的图像 数据进行合成；显示部分，其可以布置在前面板中或附近，并且显示合成 图像；以及控制部分，其接收开关操作信号并且输出控制信号，以执行对应于开关图像上所指示的功能的控制(例如，日本专利申请公开号JP-A-2000-335330;类似的技术还被公开于日本专利申请公开号JP-A-10-269012 和曰本专利申请公开号JP-A-2004-26046)。并且，日本专利申请公开号JP-A-10-236243公开了一种用于指定显示 器上显示的车辆信息的菜单的非目视触摸控制器，其具有用于指定车辆信 息菜单的开关操作装置。人检测装置被设置在开关操作装置上。当操作手 指被伸出来操作开关操作菜单时，该人检测装置检测靠近处于距离开关操 作装置预定距离范围内的进入区域的目标，识别所检测的目标是操作手 指，并且产生进入信号。在上述的各种车辆操作设备中，通过使用摄像机拍摄正在操作操作部 分的使用者的手的图像并且示出被叠加于示出了操作菜单图像的显示部分 上的所述图像，可以将操作部分布置在物理上远离显示部分的位置上。因 此，这些设备是有用的，因为其使得所谓的车载设备的非目视操作变得容 易。但是，因为操作部分被安装在车辆中，所以其不可避免地被暴露于其 中曰光会照耀在其上的环境中。当日光进入操作部分，其可以导致图像中 操作部分的颜色(饱和度)和亮度变化，或者导致物体的阴影被投射到操 作部分上。结果，图像中手部分的图像和除手以外的部分的图像(即，操 作部分的图像)之间的对比度差异或彩色(饱和度)差异往往变小，使得 难以或者不可能从摄像机所拍摄的图像从准确地提取手部分的图像。并 且，在诸如黑夜的光线不足的环境中，相反地需要利用车厢内部照明等照 亮操作部分。同样在此情况下，提供充足的照明的企图可能干扰使用者， 而且还像日光中的情形一样，例如导致阴影透射到操作部分上，从而导致 难以或不可能提取手的图像。发明内容因此，本发明的目的是允许上述的各种车辆操作设备即使在由于拍摄 装置安装在车辆中而不可避免的环境中也能够从由拍摄装置拍摄的图像提 取手的图像。为了实现上述目的，本发明的第一方面设计一种车辆操作设备，在所 述车辆操作设备中，操作开关布置在其上的操作部分可以被布置在车厢中在物理上远离显示部分的位置上，所述显示部分显示示出所述操作部分的 所述操作开关的位置布置和功能的操作菜单图像，其特征在于包括成像 装置，用于拍摄操作所述操作部分的用户的手的图像；合成和显示装置， 用于将所述手的所述拍摄图像与所述操作菜单图像合成，并且在所述显示 部分上显示所述合成图像；以及发光装置，用于照明所述操作部分。根据第二方面，在根据第一方面的所述车辆操作设备中，所述合成和 显示装置可以使用色度键合成技术，并且所述发光装置以键色照明所述操根据第三方面，在根据第一或第二方面的所述车辆操作设备中，所述 发光装置可以至少利用日光的量作为参数来调节所发射的光的亮度。根据第四方面，在根据第一到第三方面中任意一项的所述车辆操作设 备中，用于阻挡日光照耀在所述操作部分上的屏蔽装置可以设置在围绕所 述操作部分的区域中。根据第五方面，在根据第一到第三方面中任意一项的所述车辆操作设 备中，所述操作部分可以布置在形成在所述车辆的内部构件中的凹入空间 中。根据第六方面，在根据第五方面的所述车辆操作设备中，所述成像装 置布置在所述凹入空间中。根据第七方面，在根据第五方面的所述车辆操作设备中，所述合成和 显示装置通过如下方式进行所述合成和显示将所述手的图像转化为手的 图形图像，将所述手的图形图像与所述操作菜单图像合成，并将所述合成 图像显示在所述显示部分上。根据第八方面，在根据第七方面的所述车辆操作设备中，所述手的图 形图像中的手的轮廓基于手的侧影来创建，所述手的侧影基于所述手的图 像来提取，并且由所述轮廓包围的手的区域小于由被所述被提取的手的所 述侧影所包围的同一区域。根据第九方面，在根据第一到第八方面中任意一项的所述车辆操作设被检测到处于所述操作部分附近或触摸所述操作部 分时，所述合成和显示装置变为可操作的。根据第十方面，在根据第一到第八方面中任意一项的所述车辆操作设 备中，在所述用户的手被检测到处在所述操作部分附近或触摸所述操作部 分时，所述发光装置可以在逐渐增大所发射的光的亮度的情况下照明所述 操作部分。根据第十一方面，在根据第九方面的所述车辆操作设备中，用于检测 所述用户的手的接近或接触的接近/接触检测装置可以设置在所述操作部分 附近的区域中。根据第十二方面，在根据第十方面的所述车辆操作设备中，用于检测 所述用户的手的接近或接触(即触摸)的接近/接触检测装置可以设置在所 述操作部分附近的当操作所述操作部分时手被放置在其上的区域中。上述方面的效果在于，其通过设置用于照明操作部分的发光装置，可 以允许即使在由于拍摄装置安装在车辆中而不可避免的环境中也能够从由 拍摄装置拍摄的图像提取手的图像。


参考附图，通过以下对优选实施例的说明，本发明的上述及其他目 的、特征及优点将变的清楚，其中使用类似的标号来表示类似的元件，其 中图1是根据本发明第一示例性实施例的车辆操作设备的车载布置的立 体图；图2是示意性地示出了从侧面观察时图1所示的车辆操作设备的剖面图；图3是与车辆操作设备相关的车载系统的功能框图； 图4是操作菜单图像的一个示例的视图； 图5是包括将被提取的手图像的摄像机图像的视图； 图6是示出了操作部分的主要部分的剖视图；图7A-图7D是合成图像的多个示例的视图；图8是手的图形图像中的手的优选生成的轮廓的示例的视图； 图9是根据本发明第二示例性实施例的车辆操作设备的车载布置的立 体图；图10是示意性地示出了当从侧面观察时图9所示的车辆操作设备的 剖视图；图11是根据另一个示例性实施例的车辆操作设备的立体图；图12是图示了凹入空间中摄像机的布置的另 一种方法的视图； 图13是带盖的操作单元的立体图；以及图14是图13所示的被覆盖的操作单元的剖视图。
具体实施方式
,图1是根据本发明第一示例性实施例的车辆操作设备的车载布置的立体图。图2是示意性地示出了从侧面观察时图l所示的车辆操作设备的剖 面图。图3是与车辆操作设备相关的车载系统的功能框图。如图l所示， 根据此示例性实施例的车辆操作设备包括操作部分20、显示部分40和摄 像机50，其中，操作部分20和显示部分40布置在车厢中物理上分离的不 同位置上。操作部分20可以例如是其上布置有多个操作开关的触摸面板，并且 操作部分20被布置在使得使用者能够容易地其的位置上，优选布置在使 得驾驶员可以通过简单地伸出他或她的手就可以操作其的位置上。例如， 如图1所示，操作部分20可以被布置在中央控制台部分中，或者布置在 仪表板中。操作部分20被布置成使得其大致平坦的操作部分是大致水平 的。显示部分40由液晶显示器等形成，并且被布置在使用者容易看到的 位置上，优选布置在驾驶员在驾驶时不用大幅度地改变他或她的视野的情 况下就可以看到其的位置上。例如，如图1所示，显示部分40可以布置 在仪表板的上表面的中央部分，或者布置在计量仪表中。由显示部分40显示的图像输出或图片输出由显示控制单元70控制 (参见图3)。例如，此显示控制单元70可以是巡航系统(即，包括成像处理器)的一部分，在此情况下，除了操作菜单图像之外，地像等 (将在后面描述)也被供应到显示部分40，并被显示。在显示控制单元70的控制下，帮助使用者操作操作部分20的操作菜 单图像被显示在显示部分40上，如图4所示。操作菜单图像示出了操作 部分20的操作开关的位置布置和功能。操作菜单图像用于通知使用者通 过操作操作部分20实现的各种功能，并且还向使用者示出了为了实现各 种功能而被操作的开关的位置。在图4所示的示例中，操作菜单图像包括模拟操作部分20的八个操 作开关的图形图像F1到F8。当使用者看到此显示部分40时，他或她(此 后在本说明书中，为了简便，术语"他"将用于指代男性和女性两者)将 操作部分20的操作开关被布置成两排，其中， 一排处于另一排的后方。 通过看到图形图像Fl到F8中的每一个的字符，使用者能够知道通过操作 各操作开关可以实现的功能。例如，如果使用者想查看电子邮件，他能够 知道他所需要做的是按压处于对应于包括字符"mail"的图形图像F3的位 置上的操作开关，即，操作部分20的前排从左数的第三个操作开关。可以准备多种操作菜单图像，并且可以根据操作部分20的操作状态 等进行适当交换。在此情况下，当操作菜单变化时，操作部分20中的操 作开关的位置布置和功能也变化。利用此结构，在操作部分20中可以实 现用于车载设备的主机的操作开关，从而可以高效地整合操作开关。例 如，虽然没有在图4中示出，但是除了用于诸如电子邮件、电话、周围设 施指南(nearby facility guidance)等之类的信息通信系统的车载设备的操 作的操作开关之外，还可以实现用于空调系统和音频系统的各种操作的各 种操作开关。摄像机50 (成像装置)是其中例如CCD或CMOS被用作成像器件的 小型彩色摄像机。摄像机50被布置成其可以俯视操作部分20 (以及使用 者的操作操作部分20的手)。就是说，确定摄像机50的焦点以及与操作 部分20的位置/角度关系等，使得摄像机50拍摄整个操作部分20。因 此，操作部分20的整个图像被基本包括在由摄像机50拍摄的整个图像 (此后，称为"摄像机图像")中。当使用者的手为了操作操作部分20进入被摄像机50拍摄的区域时，手的图像被包括在摄像机图像中，如图5 所示。然后，包括此手的图像的摄像机图像被提供到手图像合成电路72 (参见图3)。在手图像合成电路72中，从摄像机图像仅仅提取手的图像 (此后称为"手图像")，并且该提取的手图像与由显示控制单元70供 应的操作菜单图像合成，并且由显示部分40显示。就是说，将手图像与 操作菜单图像合成，然后将该合成图像显示在显示部分40上。此后，以 此方式显示在显示部分40上的包括手图像的操作菜单图像将被简称为 "合成图像"。手图像的提取和合成可以利用包括在摄像机图像中的手和手以外的部 分(即，操作部分20)之间的色(饱和度)差或对比度差来实现。通常使 用其本身是广为人知的色度键合成技术(chroma key combining technique)。色度键合成技术通过获取具有特定颜色(键色)的背景的图 像并将另一图像叠加在键色背景上来合成独立的图像。通常使用的键色为 蓝色，因为蓝色与人的皮肤颜色反差最强，使其适用于从图像提取人手图 像。因此，操作部分20被制成键色(例如，蓝色)(这将在下面描 述)，从而当通过色度键将摄像机图像中的蓝色部分键除(即去除)时， 仅留下手图像。然后，将此手图像与被准备成背景图像的操作菜单图像(参见图4)合成。此外，还存在提取和合成手图像的其他方法，例如， 发光度合成技术(在包含图像亮度及对比度相关信息的发光度信号中规定 特定亮度信号，并仅取出规定信号之下或之上的亮度信号的方法)等。但 是，在以下描述中，将描述主要使用色度键合成技术的情况。图7示出了多个合成图像的示例。确定手图像的合成位置，即手图像 与操作菜单图像合成的位置，使得显示部分40中的手图像(即，基于合 成图像)中的手的位置与各个图形图像Fl到F8之间的相互位置关系准确 地再现了操作部分20上的手的实际位置和各个操作开关的位置之间的相 互位置关系。此合成位置可以基于摄像机图像的坐标系统和操作菜单图像 的坐标系统之间的相互关系来计算(即，坐标转换方法)d此时，摄像机 50的车载位置的任何误差等可以被适当地校正。在图7所示的示例中，手图像中的手被示为处于操作图形图像F3的位置上。在此情况下，使用者能够知道如果他用他的手在当前的位置上操 作开关，则对应于图形图像F3的开关的功能，即电子邮件功能，将被实现。这样，即使使用者不直接看着操作部分20，他也能够在看着显示部分 40的情况下操作操作部分20的所期望的操作开关。因此，当使用者是驾 驶员时，他可以在看着显示部分40 (其处于他的前视野中而不用大程度地 改变他的驾驶姿势或视线)的同时操作操作部分20 (其处于容易够着的范 围中)的开关(所谓的非目视触摸操作)，从而使得能够在不妨碍驾驶的 情况下安全地进行开关操作。为了操作触摸面板，人们往往依赖于手指末 端部分而不是由传感器检测到的手指的平坦部分的位置将指尖置于操作开 关上。因此，优选将摄像机布置成从操作部分20的前方以一定角度拍摄 操作部分20，如图2所示。例如，摄像机50的光轴被设为相对于操作部 分20的大致平坦的操作表面倾斜约20度的角度。结果，手指的末端部分 被包含在合成图像的手图像中，由此提高了可操作性。在此，从摄像机图像提取的手图像优选在被转换为抽象地或人工地示 出手的图形图像之后进行合成(如图7A、 7B、 7C和7D所示)，以避免 使用者在如果其自己的手的图像直接显现的情况下可能产生的生理上不习 惯的感觉(即毛骨悚然感或厌恶感)。手的图形图像基于从摄像机图像提取的手图像中的手的轮廓来生成。 这样不使用手的轮廓内的区域可以提供不容易受到在白天和夜晚之间不同 的环境光的影响，以及如上所述，可以避免使用者产生在如果其手的较大 部分以真实方式被显示的情况下可能产生的生理上不习惯的感觉。手的图形图像可以以若干种方式中的一种生成。例如，如图7A所 示，轮廓内的区域可以被去除，并且该区域被着以预定的颜色(非透明 色)，使得手的侧影显现在显示部分40上。或者，如图7B所示，半透明 颜色可以被施加到轮廓内的区域。在此情况下，操作菜单图像的被隐藏在 手后的部分在半透明的情况下可以被示出给使用者。或者，如图7C所 示，可以仅仅显示手的轮廓。同样在此情况下，操作菜单图像的被隐藏在 手后的部分也可以被示出给使用者。为了使得使用者能够快速地识别出手 的位置，轮廓可以以其由相对粗的线或者强烈的亮度强调的方式显示，如图7C所示。或者，如图7D所示，图形图像可以通过将图7B和7C结合 的来产生。就是说，轮廓可以在半透明颜色被施加到轮廓内的区域的情况 下被强调。结果，操作菜单图像的被隐藏在手后的部分在半透明的情况下 可以被示出给使用者。并且，手的位置可以通过经强调的轮廓被快速地识 别。上述的各种图形图像由手图像合成电路72生成。所述结构还可以使 得使用者能够在前述各种图形图像中选择和/或改变此时生成的图形图像。 并且，优选生成如下的手图形图像图形图像中的手看起来比实际的手小。就是说，优选生成如下的手图形图像由图形图像中的手的轮廓所包围的手的区域小于从摄像机图像提取的手图像中的手的轮廓所包围的同 一区域。这可以例如通过如下方法实现利用粗线生成图形图像中的手的轮 廓，使得从摄像机图像提取的手图像的手的轮廓成为外界线，并且向着内 侧加粗粗线，如图8所示。就是说，可以使得图形图像中的手轮廓的外界 线(粗线)与从摄像机图像提取的手图像中的手轮廓(即，在手被增大或 复制以与操作菜单图像匹配之后的手轮廓)匹配，因此，在不改变图形图 像中的手的外廓的尺寸(即，粗线的外侧位置)的情况下，可以使得由图 形图像中的手轮廓所包围的手区域(即，由轮廓的内界线所包围的区域) 看起来小了对应于粗线的粗度的量。结果，可以减少使用者由于手看起来 大于实际的手而可能产生的不习惯的感觉。此外，图像中的手的对于执行 实际操作有效的部分对应于手的内侧(例如，手指的平坦部分)，这可以 使得准确指向特定操作开关变得更容易，从而提高了可操作性。或者，通过将图形图像中的手轮廓的外界线(即，粗线)较之从摄像 机图像提取的手图像中的手轮廓更靠内侧，也可以使得图形图像中的手的 外廓本身小于从摄像机图像提取的手图像中的手的外廓。在此情况下，图 形图像的外廓变得更小，使得图形图像中隐藏在手后的部分变得更小，从而提高了可视性。使用手图像合成电路72来适当地调节摄像机图像或从摄像机图像提取的手图像的比例因子，可以生成外廓尺寸减小的手的图形 图像。但是，不仅可以按比例地减小整个手，而且还可以仅仅减小手的一 部分(即，仅仅手指)，而不是按比例地减小整个手。如上所述，在操作过程中操作部分20不是由使用者直接可视，这消 除了将示出了操作开关的位置和功能等的图形图像(如图4所示)应用于操作部分20的需要。更确切地，操作部分20需要具有使得提取手图像变 容易的结构。就是说，如上所述，依赖于摄像机图像(见图5)中的手图 像和除手之外的部分的图像(即操作部分20的图像)之间的对比度差异 或色差，提取手图像。因此，操作部分20是有用的，其可以在图像中提 供亮度或颜色，以增大对比度差异或色差。但是，如在上面的"背景技术"中所指出的，操作部分20被暴露于 其中由于操作部分20被安装在车辆中这一事实而使得日光不可避免地照 耀其的环境中。当日光照耀在操作部分20上时，导致图像中的操作部分 20的颜色(饱和度)和亮度变化，并导致物体的阴影(包括手的阴影)显 现在操作部分20上。结果，图像中的手图像和作为除手之外的部分的背 景的图像(即，操作部分的图像)之间的对比度差异或颜色(饱和度)差 异往往减小，使得难以或不可能从摄像机图像准确地提取手图像，并且可 能导致手之外的物体的图像被合成进来。因此，在本示例性实施例中设置的特征结构是用于照明操作部分20 的发光装置24。下面将参考图6详细描述包括发光装置24的操作部分20 的结构。图6是示出了操作部分20的主要部分的剖视图。操作部分20具有透 明触摸面板22。透明触摸面板22具有一般的结构。例如，透明触摸面板 22具有分层结构。在该分层结构中，丙烯酸树脂基板22b (或玻璃基板 等)被设置在底部，膜基板22d被设置在顶部。薄膜透明电极22a被设置 在丙烯酸树脂基板22b上。薄膜透明电极22c被设置在膜基板22d下方。 薄膜透明电极22a和22c在圆点隔离物22e两侧彼此相对。透明触摸面板 22上的操作信号(操作位置信号)经由没有示出的连接到透明触摸面板 22的侧部的FPC (柔性印刷电路)供应到显示控制单元70 (见图3)。显 示控制单元70控制各种车载设备，以响应于透明触摸面板22上的操作信 号(操作位置信号)实现各种功能(包括切换上述的显示部分40的操作 菜单图像)。 '发光装置24被设置在透明触摸面板22的侧部。发光装置24是诸如 LED的光源，其被布置来从侧部将光照耀到作为透明触摸面板22的底层 的丙烯酸树脂基板22b上。发光装置24在下面将详细描述的发光控制部 分74 (参见图3)的控制下从透明触摸面板22的侧部照明整个透明触摸 面板22(即，整个操作部分20)。由发光装置24发射的光通过丙烯酸树 脂光导板漫射，以基本均匀地照明透明触摸面板22的整个区域。或者， 发光装置24可以从透明触摸面板22后方照明整个透明触摸面板22 (即， 整个操作面板20)。类似地，由发光装置24发射的光散射，以利用基本 均匀的发光度照明整个操作部分20，即使得光均匀地在透明触摸面板22 的整个操作区域穿过透明触摸面板22。此发光装置24的结构可以与液晶 显示器的背光的结构(例如，具有丙烯酸树脂光导板、灯、灯反射器板等 的光导板型背光)相似。并且，利用具有特定波长的光源，可以设置允许光源的该波长透过到 达摄像机50的滤光器。在此情况下，摄像机仅仅响应于光源的波长，因 此不容易受到日光的影响。此外，不被包括在日光中的波长的光可以被用 于光源。结果，摄像机50利用不被包括在日光中的波长段中的光拍摄图 像。因此，即使日光进入操作部分20，也可以防止日光改变图像中的操作 部分20的颜色(饱和度)或亮度，并且防止物体的阴影同时出现在图像 中。根据此示例性实施例，操作部分20本身被发光装置24照明，因此即 使日光进入操作部分20，也可以抵消该日光，这可以避免诸如图像中的操 作部分20的颜色(饱和度)或亮度由于日光而变化以及物体的阴影被投 射在操作部分20上的问题。因此，操作部分20的图像的亮度或颜色很稳 定，因为其不受日光影响。因此，即使日光由于例如车辆行进时附近建筑 和车辆之间的位置变化而突然进入操作部分20，也仍然可以从摄像机图像 准确地提取手图像，因此在此情况下还是可以稳定地生成所期望的合成图 像。并且，根据本发明，如上所述，对于准确提取手图像所必需的色差等 被保持在高水平而不会受到日光的影响，这也消除了要求摄像机50是昂 贵的高分辨率摄像机的需要。此外，根据此示例性实施例，操作部分20被照明，因此即使在诸如 夜晚的没有充足照明的环境中，也不需要使用内部车厢照明等来照明操作部分20。此外，仅仅是容易够着的操作部分20被照明，因此防止了驾驶 员像被车厢内部照明那样被干扰。并且在此示例性实施例中，当在手图像合成电路72中使用色度键合 成技术时，发光装置24以键色照明操作部分20。结果，手和手之外的部 分之间的颜色差异很大并很稳定，因此可以生成期望的合成图像，该合成 图像是稳定的，因为其不受日光等影响。以此键色发射到操作部分20上 的光可以例如通过如下方式来实现将丙烯酸树脂光导板着以键色(例 如，利用蓝色荧光剂涂刷透明触摸面板22的后表面)；采用颜色滤光 器；或者使用键色光源(例如，当键色是蓝色时的蓝色LED)。并且，还 可以是如下结构利用颜色滤光器或多种颜色的光源，使用者可以选择键 色。发光装置24的开/关状态以及发射亮度等由发光控制部分74 (见图 3)控制。发光控制部分74可以根据时间(诸如白天或夜晚)(或者根据 天气信息)调节发光装置的发射亮度(即，强度)。在此情况下，在日光 最强的白天中，发光装置24可以发射较大亮度的光，在日光较弱的夜 晚，发光装置24可以发射较低亮度的光，而在早晨和傍晚，可以发射中 等亮度的光。或者，发光装置24可以利用日光量(例如由日光传感器获 得)或外部光的量等作为参数来调节所发射的光的亮度。结果，如上所 述，因为不受日光影响，所以可以生成稳定的高质量合成图像。此外，同 样如上所述，当光照较弱时(例如在夜晚)，不用强光照明操作部分20， 所以可以发射既节省能量又不干扰驾驶员的光。优选当使用者的手被检测到在操作部分20附近或触摸操作部分20 时，发光控制部分74控制发光装置24来发射光。通常，即当没有检测到 使用者的手在操作部分20附近或触摸操作部分20时，发光装置24可以发 射少量的光(在此情况下，发射亮度很低)或者被关断(在此情况下，发 射亮度为零)。当开始发射光时，优选地控制发光装置24，以逐渐增大发 射亮度，直到目标亮度(其为固定值或可变值)(即，渐显)，这给人以温暖感或豪华感。当使用者的手不再被检测到在操作部分20附近或触摸操作部分20时或者当操作部分20在预定的时间段或更长的时间段内一直 没有被操作时，发光装置24返回到其初始的关断或少量照明状态。在此 时，类似地，优选控制发光装置24，使得发射亮度逐渐减小(即，渐 隐)，这也给人以豪华感或温暖感。发光装置24发射的光的渐显或渐隐 可以通过对供应到发光装置24电压(电流)进行负载控制容易地实现。类似地，当使用者的手被检测到在操作部分20附近或触摸操作部分 20时，手图像合成电路72也变为可操作的(即，基于摄像机图像生成和 输出合成图像)。就是说，发光装置24和手图像合成电路72都是响应于 来自接近/接触检测装置30的接近/接触检测信号，被控制开关状态，这节 省了能量并可以防止当不是手的其它物体被摄像机50时该物体的图像被 错误地合成。手对操作部分20的接近或触摸优选地由设置在操作部分附近的接近/ 接触检测装置30 (参见图1， 3， 13和14)来检测。接近/接触检测装置 30可以被构造来类似于操作部分20的检测模式，根据多种方法中的任意 一种(诸如接触电力、电容、红外测量等)进行检测。接近/接触检测装置 30优选设置在操作部分附近的当操作操作部分20时放置手的部分(即支 撑操作手的手腕周围的区域的部分)处，就是说设置在操作部分20的前 方部分处。在此情况下，发光装置24和手图像合成电路72仅仅在使用者 将其手放置在操作部分附近的部分上时才激活。将接近/接触检测装置30 设置在使用者在以此方式操作过程中自然地放置其手的区域中7允许使用 者能够容易地了解适当的操作方法，同时还防止了手图像合成电路72等 的不必要操作，而不会损失可操作性。在图1中，标号30以虚线示出了 接近/接触检测装置的检测区域。但是，在实际应用中，接近/接触检测装 置30也可以被安装在中央控制台的表面层的下方，从而其不会使得设计 减损(参见图13)。图9是根据本发明第二示例性实施例的车辆操作设备的车载布置的立 体图，图10是示意性地示出了当从侧面观察时图9所示的车辆操作设备 的剖视图。第二示例性实施例与第一示例性实施例的主要不同之处在于操作部分20和摄像机50的布置。在下面的描述中，与第一示例性实施例中 相同的结构元件由相同的标号表示，并且对这些结构元件的描述将被省在此示例性实施例中，操作部分20被布置在形成在仪表板中的凹入 空间或凹陷(此后称为"凹入空间90")中，如图9和IO所示。此凹入 空间90的开口具有适当的尺寸，允许使用者能够将其手插入其中并操作 操作部分20。因此，使用者能够根据凹入空间90的凹入部分通过他的手 进行摸索来定位操作部分20，从而操作操作部分20。并且在此示例中，如上所述，操作部分20被布置在凹入部分90中， 所以当从上方观察时定义凹入空间90的凹入部分的左和右侧壁部分92以 及当从侧面观察时定义凹入空间90的凹入部分的檐部94的上侧屏蔽(即 阻挡)了操作部分20不暴露于日光。该屏蔽装置(即，侧壁部分92和檐 部94)减小了进入操作部分20的日光量，从而允许如上所述不受口光影 响的相同的摄像机图像能够被更稳定地获得。从这一点来看，操作部分20 优选在不损失可操作性的程度内被全体地容纳在凹入空间90中，但是操 作部分20的一部分也可以突出凹入空间90 (参见图13)。在图9和IO所示的示例中，凹入空间90通过将凹入部分形成在仪表 板中而与仪表板一体地形成。然而，凹入部分90或者也可以由将在后面 描述的带盖的操作单元定义，所述操作单元可以被附接到仪表板。在任一 种情形中，侧壁部分92和/或檐部94的定义凹入空间90的一部分可以较 之围绕仪表板的部分更加朝向驾驶员乘坐侧(即朝向车辆的后部)突出。 这使得使用者(特别是驾驶员)能够根据凹入空间90的凹入部分和围绕 该凹入部分的突出部分，通过用手摸索来定位操作部分20。此外，摄像机50被布置在凹入空间90中与操作部分20相对，如图9 和10所示。就是说，摄像机50被面向下方布置在定义凹入空间90的檐部 94上。结果，防止了日光直接进入摄像机50镜头，以及防止了日光通过 由操作部分20反射而进入摄像机50镜头，由此可以防止晕影。图11是根据另一示例性实施例的车辆操作设备的立体图。在此示例 性实施例中，操作部分20被布置在形成在中央控制台部分中的凹入空间90中。更具体地，侧壁部分92和檐部94被竖直形成在中央控制台部分 上，使得凹入空间90被形成为由这些部分包围，并使得操作部分20布置 在其中。结果，直接进入操作部分20的日光量，从而类似地允许如上所 述不受日光影响的相同的摄像机图像能够被更稳定地获得。在图11所示 的示例中，凹入空间90由与中央控制台部分一体形成的侧壁部分92和檐 部94定义。然而，凹入部分90或者也可以由将在后面描述的带盖的操作 单元(见图13)定义，所述操作单元可以被附接到仪表板。在任一种情形 中，侧壁部分92和/或檐部94的定义凹入空间90的一部分可以较之围绕 中央控制台部分的部分更加朝向驾驶员乘坐侧突出(即更高)。这使得使 用者(特别是驾驶员)能够根据突出部分，通过用手摸索来定位操作部分 20。同样在图11所示的示例性实施例中，摄像机50也可以布置在凹入空 间90中与操作部分20相对，如图10所示。结果，防止了日光直接进入摄 像机50镜头，以及防止了日光通过由操作部分20反射而进入摄像机50镜 头，由此可以防止晕影。图12是以从侧面观察的示意性剖视示了凹入空间中摄像机的布 置的另一种方法的视图。在图12所示的示例中，摄像机50被布置在凹入空间90中操作部分 20附近(在此示例性实施例中，在操作部分20的远侧)，并且反射镜52 被布置在檐部94上与操作部分20相对。此反射镜52是全反射型平面镜或 微凸反射镜。在此情况下，摄像机50和反射镜52被以如下的关系布置 摄像机50能够经由反射镜52俯视操作部分20 (以及操作操作部分20的 使用者的手)。结果，即使在受限的凹入空间90中也可以保证必要的光 路。就是说，反射镜52布置在从摄像机50到操作部分20的光路的中途， 因此例如当反射镜52是基本靠近光路的中心布置的平面反射镜时，在从 侧面观察的情况下在凹入空间90中在操作部分20和檐部94之间的各侧的 必要距离为不使用反射镜52时的基本一半。图13是带盖的操作单元的立体图，图14是沿图13中的线XIV-XIV 所取的剖视图。在图13所示的示例中，带盖的操作单元200被构造成结合在中央控制台部分中。如图14所示，带盖的操作部分20是设置有操作部分20、摄像机50、反射镜52和接近/接触检测装置30的集成单元。带 盖的操作单元200也具有如上所述的凹入空间90，其中，操作部分20 (其操作部分20的一部分)、摄像机50和反射镜52被布置在凹入空间 90中。车辆操作设备的主要结构单元也可以以此方式被一体化。在此情况 下，例如，它们可以被容易地组装到中央控制台部分中，并且摄像机50 和反射镜52的光学系统相对于操作部分20的定位精度变得容易控制。在 图14所示的示例中，装饰性浮雕(雕刻)100被添加到丙烯酸树脂基板 22b的后表面上，以增强设计。虽然参考其示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明并不 限于上述示例性实施例或构造。相反，还可在不脱离本发明的精神和范围 的情况下向上述示例性实施例添加各种修改及等同布置。例如，在上述示例性实施例中，仅仅接近或接触检测型操作开关被设 置在操作部分20中。然而或者或此外，可以设置按钮型机械开关。例 如，机械开关可以被设置在操作部分20的框部分(即，围绕透明触摸面 板22的框架部分)中。并且在上述示例性实施例中，操作菜单图像被输出到显示部分40。然 而或者，也可以显示其它的图像或画面(诸如来自正被播放的TV或DVD 等的各种画面以及来自循环系统的地像)。在此情况下，小的操作菜 单图像也可以被叠加在TV画面等上来显示。例如，示出了用于改变频道 或音量的操作开关的位置的小的操作菜单图像可以被显示在屏幕的底部 TV画面上方。在此情况下，包括试图操作例如频道开关的使用者的手的 图像的合成图像被叠加在TV画面上，这使得使用者能够在以与如上所述 相同的方式下查看手图像中的手和操作菜单图像之间的位置关系的同时， 在操作部分20中改变频道等并且，在上述示例性实施例中，可以利用操作部分20来进行操作， 因此显示部分40的显示不必是触摸面板型的，但是其也可以是触摸面板 型的。了电发光的发光装置24。然而或者，操作部分20可以涂刷对应于键色的 夜光涂料，使得从发光装置24发射的光不能被消除，或者其亮度仅在夜 晚减小。并且，利用对应于键色的荧光丙烯酸材料，可以通过利用日光进 入时来自日光的激发光，来补充亮度。
权利要求
1.一种车辆操作设备，在所述车辆操作设备中，操作开关布置在其上的操作部分被布置在车厢中在物理上远离显示部分的位置上，所述显示部分显示示出所述操作部分的所述操作开关的位置布置和功能的操作菜单图像，其特征在于包括成像装置，用于拍摄操作所述操作部分的用户的手的图像；合成和显示装置，用于将所述手的所述拍摄图像与所述操作菜单图像合成，并且在所述显示部分上显示所述合成图像；以及发光装置，用于照明所述操作部分。
2. 如权利要求1所述的车辆操作设备，其特征在于所述合成和显示装 置使用色度键合成技术，并且所述发光装置以键色照明所述操作部分。
3. 如权利要求1或2所述的车辆操作设备，其特征在于所述发光装置 至少利用日光的量作为参数来调节所发射的光的亮度。
4. 如权利要求1-3任意一项所述的车辆操作设备，其特征在于还包括用于阻挡日光照耀在所述操作部分上的屏蔽装置，其围绕所述操作部 分设置。
5. 如权利要求1-3任意一项所述的车辆操作设备，其特征在于所述操 作部分布置在形成在所述车辆的内部构件中的凹入空间中。
6. 如权利要求5所述的车辆操作设备，其特征在于所述成像装置布置在所述凹入空间中。
7. 如权利要求5所述的车辆操作设备，其特征在于还包括反射镜，其布置在所述凹入空间中以与所述操作部分相对，其中，所述成像装置布置在经由所述反射镜俯视所述操作部分的位置上。
8. 如权利要求1所述的车辆操作设备，其特征在于所述合成和显示装置通过如下方式进行所述合成和显示将所述手的图像转化为手的图形图像，将所述手的图形图像与所述操作菜单图像合成，并将所述合成图像显示在所述显示部分上。
9. 如权利要求8所述的车辆操作设备，其特征在于所述手的图形图像 中的手的轮廓基于手的侧影来创建，所述手的侧影基于所述手的图像来提 取，并且由所述轮廓包围的手的区域小于由被所述被提取的手的所述侧影 所包围的同一区域。
10. 如权利要求l-9中任意一项所述的车辆操作设备，其特征在于当所述用户的手被检测到处于所述操作部分附近或触摸所述操作部分时，所述 合成和显示装置变为可操作的。
11. 如权利要求IO所述的车辆操作设备，其特征在于还包括 接近/接触检测装置，用于检测所述用户的手的接近或接触，所述接近/接触检测装置设置在所述操作部分附近的区域中。
12. 如权利要求l-9中任意一项所述的车辆操作设备，其特征在于在所述用户的手被检测到处在所述操作部分附近或触摸所述操作部分时，所述 发光装置在逐渐增大所发射的光的亮度的情况下照明所述操作部分。
13. 如权利要求12所述的车辆操作设备，其特征在于在没有检测到所述用户的手处在所述操作部分附近或触摸所述操作部分时，或者当所述操 作部分在预定的或者更长的时间段内没有被操作时，所述发光装置在逐渐 减小所发射的光的亮度的情况下返回到初始关断状态或光减弱状态。
14. 如权利要求12所述的车辆操作设备，其特征在于还包括接近/接触检测装置，用于检测所述用户的手的接近或接触，所述接近 /接触检测装置设置在所述操作部分附近的区域中。
15. —种车辆操作设备，其特征在于包括操作开关布置在其上的操作部分；显示部分，其布置在车厢中在物理上远离所述操作部分的位置上，所述显示部分显示示出所述操作开关的位置布置和功能的操作菜单图像； 成像部分，用于拍摄操作所述操作部分的用户的手的图像； 合成和显示部分，用于将所述手的所述拍摄图像与所述操作菜单图像合成，并且在所述显示部分上显示所述合成图像；以及 发光部分，用于照明所述操作部分。
16. 如权利要求15所述的车辆操作设备，其特征在于所述发光部分是 设置在所述操作部分的所述用户的手被置于其上的表面的下方的光源。
17. 如权利要求16所述的车辆操作设备，其特征在于所述光源发射包括特定波长的光，并且所述成像部分具有允许所述光源的所述波长穿过的滤光器。 '
18. 如权利要求16或17所述的车辆操作设备，其特征在于所述光源 发射日光中没有包括的波长的光。
19. 如权利要求15所述的车辆操作设备，其特征在于还包括 设置在所述操作部分上的漫射构件，其中，所述漫射构件在整个操作部分上基本均匀地漫射由所述发光部 分发射的光。
全文摘要
本发明提供一种车辆操作设备，在所述车辆操作设备中，其上布置有操作开关的操作部分(20)在物理上远离显示部分(40)的位置处被布置在车厢中，所述显示部分(40)对示出所述操作部分的所述操作开关的位置布置和功能的操作菜单图像进行显示，所述设备的特征在于包括成像装置(50)，用于拍摄用户操作所述操作部分(20)的手的图像；合成和显示装置(72)，用于将所述手的所述拍摄图像与所述操作菜单图像合成，并且在所述显示部分上显示所述合成图像，以及发光装置(24)，用于照亮所述操作部分。
文档编号B60K37/06GK101258046SQ200680032516
公开日2008年9月3日 申请日期2006年9月4日 优先权日2005年9月5日
发明者久门仁 申请人:丰田自动车株式会社