JP6524093B2 - 感覚フィードバックを備えた制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に自動車のための感覚フィードバックを備えた制御装置に関する。

昨今の自動車は、オーディオシステムや、空調システム、ナビゲーションシステムなどの様々なシステムを制御するための制御装置が取り付けられている。

これらのシステムに対しては様々なブラインド制御が開発されている。例えば、車両のセンターコンソールに設置される触覚制御装置がある。

また、命令に基づいたアクションをユーザーに通知するため、そのような触覚制御装置には触覚フィードバックユニットが追加されている。そのため、命令が作用すると、その触知表面が振動することで、命令が作用したことをユーザーに通知する。それによりユーザーは、ブラインド状態すなわち道路から目を離さずに、実行される命令をはっきりと意識しながら、全く安全に命令を下すことができる。

また近年では、自動車の様々なシステムを制御するためのジェスチャーセンサを備えた制御装置が提供されている。

多くの場合、そのような制御装置は、ビデオカメラ、超音波センサ、またはレーザセンサを備えている。これらの機器は、ダッシュボードの前の検出エリアに配置され、乗員室の内側方向を向いて、センターコンソールと同程度の高さに配置されている。

この場合、ユーザーが検出エリア内であらかじめ定義されたジェスチャーを行い、それが認識されると、車両のシステムの一つに対して命令が送られる。命令とは、例えば、オーディオシステムの音量の上げ下げや、乗員室内の温度の上げ下げの指示である。

ジェスチャーセンサを用いた制御装置は、例えば特許文献１（ＥＰ２６３９６７２）に記載されている。

しかしながら、そのような制御装置では、ユーザーがブラインド状態でジェスチャーを行った場合、ユーザーのジェスチャー、つまりユーザーの命令が作用したとユーザーが確信することは難しい。

ジェスチャーが認識され命令の実行に移ると、それをユーザーに知らせるために、音響信号または視覚信号が発せられるという形態の感覚フィードバックが、ゲームコンソールに関する特許文献２（ＥＰ２５２３０６９Ａ２）において提案されている。

しかしながら、ゲームコンソール用の感覚フィードバックを有するこの制御装置は、自動車用としては適さない。というのも、ゲームコンソールはユーザーの注意を必要とするが、自動車の運転手は、優先的に車両の前方に対して注意を払わなくてはならないからである。

また、上述のような音響信号は、オーディオシステムをオンにしている場合（例えば、運転手がラジオや音楽を聴いている場合など）、不快なものになる。

また、点滅するダイオードなどの視覚信号の場合は、運転手が道路から注意を逸らさなければならず、これもまた同様に適さない。

欧州特許公報ＥＰ２６３９６７２号明細書 欧州特許公報ＥＰ２５２３０６９Ａ２号明細書

よって、本発明の目的の一つは、運転手が道路から注意を逸らさずに、ジェスチャーが認識されたことを確実に知ることができる、感覚フィードバックを備えた制御装置を提案することにある。

他の目的は、第１の目的からは独立しているが、それを補うものであってもよく、運転手が装置を見ずに、検出エリアに手をかざすことができるようにすることである。

このため、本発明は、感覚フィードバックを備えた制御装置に関し、前記制御装置は、
ユーザーの手のジェスチャーを検出する検出器と、
前記ジェスチャー検出器に接続され、前記手のジェスチャーに従って前記ユーザーに感覚フィードバックをもたらす感覚フィードバックユニットと
を備え、
前記感覚フィードバックユニットは、前記ユーザーの前記手のジェスチャーを検出するエリアに対して空気流を吹き付けるユニットを有する。

また上記の制御装置はさらに、下記の特徴の１つ以上を、個別的にまたは組み合わせて有することができる。

例えば、空気流を吹き付ける前記ユニットは、前記ユーザーの前記手が、前記ジェスチャー検出エリアに位置する、及び／または入るときに空気流を送るように構成される。

前記ブロワーユニットが送る空気流は、前記ユーザーの周囲の空気の温度とは異なる温度を有していてもよい。

自動車乗員室の温度制御のために、前記ブロワーユニットから送られる空気流の温度は、温度上昇命令があった場合に上げられ、温度下降命令があった場合に下げられる。

本発明の一つの態様によれば、前記ブロワーユニットから送られる空気流は、パルス状である。

前記ブロワーユニットから送られる空気流のパルス周期は、前記検出エリア内における前記手の基端側距離と末端側距離の関数とすることができる。

本発明の変形例によれば、前記ブロワーユニットは、命令に対するアクションの実行を前記ユーザーに知らせるためにパルスパターンを送る。

本発明の他の態様によれば、前記ブロワーユニットは、湿気を含む空気流を送る。

本発明の一つの態様によれば、前記ブロワーユニットは、前記ジェスチャー検出エリアの境界を定める一組のノズルを有する。

この場合、前記ノズルは一列に、または二次元マトリックス状に配列することができる。

本発明の他の態様によれば、前記ブロワーユニットは、あらかじめ定義された形状に対応する強さの空気ジェットを送る。

前記ブロワーユニットは、そのため、前記ジェスチャー検出エリアの端部には弱い空気ジェットを送り、前記ジェスチャー検出エリアの中央に向かうにつれて強い空気ジェットを送ってもよい。

本発明はまた、上記のような感覚フィードバックを備えた制御装置を有するダッシュボードにも関する。

本発明のその他の利点や特徴は、下記の説明と添付の図面によって明らかにされる。

本発明による制御装置を備えた自動車乗員室の斜視図である。 本発明の一実施形態による制御装置の模式平面図である。 図１の制御装置のブロック図である。 図２と同様、本発明の他の実施形態による制御装置を示す模式平面図である。

これらの図面においては、同一の部材に対して同一の参照番号を付してある。

本発明による制御装置の一実施形態を、図１乃至図３を用いて説明する。

図１には、ダッシュボード１を備える乗員室を部分的に示す。

ユーザー／運転手３がステアリングホイール５の前に着座しており、本発明による感覚フィードバックを備えた制御装置７に対して、目視せずに手９を使ってジェスチャーを行い、何らかの命令を下そうとしている。

このため、感覚フィードバックを備えた制御装置７は、ユーザー３の手９のジェスチャーを検出する検出器１１を有している。検出器１１は、例えば表示スクリーン１２の下などにおいて、ダッシュボード１に組み込まれている。

ジェスチャー検出器１１は、例えば超音波ユニット１３を備えている。超音波ユニット１３は、手９の特定のジェスチャーを識別するレーザ装置やビデオカメラであり、それらを車両のシステムの一つに対する命令に変換する。特定のジェスチャーとは例えば、音量や乗員室の気温を下げるためにダッシュボード１に対して手９を近付ける動きや、乗員室の気温を上げるために手９をダッシュボード１から引き離す動きである。

もちろん、ナビゲーションシステムやその他のシステムに対する命令など、他の命令も考えられる。

また、ジェスチャーセンサの位置は他の場所でも良い。例えば、ビデオカメラをバックミラーに組み込んでも良い。

さらに、感覚フィードバックを有する制御装置７は感覚フィードバックユニット１５を有しており、この感覚フィードバックユニット１５はジェスチャー検出器１１に接続され、手９のジェスチャーに対する反応として感覚フィードバックをユーザー３に供給する。

この感覚フィードバックユニット１５は、ユーザー３の手９のジェスチャーの検出エリア１９（網掛け部分；図２参照）に対して空気流を吹き出すユニット１７を備えている。このブロワーユニット１７が、例えばジェスチャー検出器１１によって認識されたジェスチャーに反応して機能すると、ユーザー３は手９に空気流を感じる。

このように、車両のユーザー３は、道路から注意を逸らすことが要求されずかつ驚かされることもない感覚フィードバックを、容易に知覚することができる。

実際、ブロワーユニット１７によるアクションが実行されると、ユーザー３は全く自然にそれを感じることができる。

図１及び図２に示すように、ブロワーユニット１７は、ユーザー３のジェスチャーを検出するエリア１９の境界を定める複数のノズル２１を備えている。

図１の例では、ノズル２１はダッシュボード１に組み込まれ、例えば乗員室の換気口２２の真上に一列に配置されている。

このような配置であれば、感覚フィードバックユニット１５を自動車のダッシュボード１に組み込むことが容易になる。

図示していないが、より高度な変形例によれば、ノズルは二次元マトリックス状に配置される。

このような二次元の配置では、感覚フィードバックによって、ユーザー３の手９が検出エリア１９に実際に案内され易くなる。

また、ブロワーユニット１７は、ユーザー３の手９がジェスチャー検出エリア１９及び／又はその近辺に近付く、及び／または位置するときに、空気流を供給するようになっている。

つまり、命令ジェスチャーを行う際、ユーザー３は検出エリア１９に手９を近付ける。手９が検出エリア１９に接近している、またはそのエリア内に位置しているとジェスチャー検出器１１が判断すると、ユニット１７が空気流を供給し始める。これにより、命令ジェスチャーを検出する正しい場所に手３が位置していること、及び装置１がジェスチャーを検出する準備が完了していることをユーザー３に知らせることができる。

その結果、運転手は、ブラインド状態で検出エリア１９の位置を容易に把握でき、そのエリア内で命令を下すことができる。

ブロワーユニット１７のノズル２１から出る流れをユーザーが区別し易くするためには、ブロワーユニット１７から供給される空気流が、ユーザー３の周囲の空気とは異なる温度であれば良い。乗員室の空気とブロワーユニット１７からの空気との温度差は、例えば５℃から１０℃である。この温度差によって、ユーザー３がブロワーユニット１７からの空気流をより確実に知覚できる。

もちろん、ブロワーユニット１７からの空気の温度は、乗員室の空気温度より高くても良いし、低くても良い。このため、ダクトを介してノズル２１を車両の空調システムに連結することで、ノズル２１が加熱または冷却された空気を受け取ることができる。

他の変形例によれば、加熱部材がノズル２１の下流側に配置され、空気を温める。

また、ユーザーが冷却空気を知覚するためには、空気流に湿気を加える方法も考えられる。湿気はユーザーの手に付着し、その湿気がユーザーの手９から蒸発する際に、冷たい空気流の感覚をユーザーに与えることができる。

自動車乗員室における温度制御に適した他の変形例によれば、ブロワーユニット１７から出る空気流の温度は、温度を上げる命令があった場合は空気流の温度を上げるように調節され、温度を下げる命令があった場合は下げるように調節される。

ユーザー３は、コントロールジェスチャーが作用したという感覚フィードバックだけでなく、同時に、その命令の程度／強さに関する情報も得ることができる。よって、ユーザー３は、乗員室の温度の上げ下げに関する命令を容易に下すことができる。

他の変形例によれば、ブロワーユニット１７は、パルス状の空気流を送るパルスユニットを有する。

パルス状の空気を送ることによって、感覚フィードバックの際の空気流をよりはっきりと知覚できるようになる。パルス状の空気流を送ることはさらに、効果的な感覚フィードバックを維持しながら、空気流の全体量を減らすこともできる。

また、感覚フィードバックの感覚が同程度の場合、パルス状の空気流は、連続的な流れよりも音が小さいことが分かっており、これによって、乗員室内の乗員の快適さが向上する。

パルスユニットはさらに、空気流のパルス周期を調整することもできる。

よって、ユーザーに対して、命令が作用したというフィードバックとその程度に関する情報を与えるために、空気流のパルス周期は、例えば、検出エリア１９内における手９の、ジェスチャー検出器１１に対する基端側距離と末端側距離の関数である。

空気流は、はっきりと知覚されるだけでなく、制御命令の強さや程度に関する情報や、検出エリア１９内の手９の位置に関する情報を有している。

代替的に、ブロワーユニット１７は、ユーザーに対してあるパルスパターンを送ることで、命令を受けたということを通知しても良い。例えば、３回の空気パルスを送った後に小休止を置き、その後に再び３回の空気パルスを送っても良い。

このようなパルスパターンは、ユーザーが容易に認識できるコードとして機能し、ジェスチャー検出器１１の使用がより簡単になる。

図４は、本発明の他の変形例を示す。この例は、複数のノズル２１が例えば一列に、または二次元的に配置される場合において、特に良く当てはまる。

この場合、ブロワーユニット１７は複数の空気ジェットを送り、その形状は空気ジェットの強さによって決まる。よってユーザー３は、空気ジェットに触れることで、あたかもレリーフに触れているような感覚を得る。

図４の例によれば、ブロワーユニットは、ジェスチャー検出エリア１９の端部側には弱い空気ジェットを送り、ジェスチャー検出エリア１９の中央に向かうにつれて強い空気ジェットを送る。

図４では、複数の空気ジェット２５Ａ〜２５Ｆとそれらの強さが模式的に示されている。空気ジェットの強さは、その長さによって表されている。よって図を見れば、端部側空気ジェット２５Ａ及び２５Ｆが、中間空気ジェット２５Ｂ及び２５Ｅよりも弱く、ジェスチャー検出エリア１９の中央に位置する空気ジェット２５Ｃ及び２５Ｄが最も強いことが分かる。

これは、連続送風モードで行っても良いし、パルス状送風モードで行っても良い。

この変形例は、空気流に対して複次元形状が与えられ、ジェスチャー検出エリア１９に対してはレリーフのような形状が与えられるため、注目に値する。

より高度な変形例においては、送風の強さによって決まる空気ジェットの形状が、スクリーン１２に表示される制御ボタンや制御アイコンのレリーフ、及びそれらの位置に対応しても良い。

上述のように、本発明の装置１によって、ユーザー３、特に自動車の運転手は、目の前の道路から注意を逸らすことなく、効果的な感覚フィードバックを得ることができる。

Claims (12)

1. 感覚フィードバックを備えた制御装置（７）であって、
   ユーザー（３）の手（９）のジェスチャーを検出するジェスチャー検出器（１１）と、
   前記ジェスチャー検出器（１１）に接続され、前記手（９）のジェスチャーに従って前記ユーザー（３）に感覚フィードバックをもたらす感覚フィードバックユニット（１５）と
   を備え、
   前記感覚フィードバックユニット（１５）が、前記ユーザー（３）の前記手（９）によるジェスチャーを検出するジェスチャー検出エリア（１９）に対して空気流を吹き付けるブロワーユニット（１７）を有し、
   前記ブロワーユニット（１７）が送る空気流が、前記ユーザー（３）の周囲の空気の温度とは異なる温度を有し、
   前記制御装置（７）は自動車乗員室の温度制御のためのものであり、前記ブロワーユニット（１７）から送られる空気流の温度が、温度上昇命令があった場合に上げられ、温度下降命令があった場合に下げられることを特徴とする、制御装置（７）。
2. 前記ユーザーの前記手（９）が前記ジェスチャー検出エリア（１９）に位置するとき及び／または接近するときに、空気流を吹き付ける前記ブロワーユニット（１７）が空気流を送るように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置（７）。
3. 前記ブロワーユニット（１７）から送られる空気流がパルス状であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の制御装置（７）。
4. 前記ブロワーユニット（１７）から送られる空気流のパルス周期が、前記ジェスチャー検出エリア（１９）内における前記手（３）の基端側距離と末端側距離の関数であることを特徴とする、請求項３に記載の制御装置（７）。
5. 前記ブロワーユニット（１７）が、命令に対するアクションを前記ユーザー（３）に知らせるためにパルスパターンを送ることを特徴とする、請求項３に記載の制御装置（７）。
6. 前記ブロワーユニット（１７）が湿気を含む空気流を送ることを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の制御装置（７）。
7. 前記ブロワーユニット（１７）が、前記ジェスチャー検出エリア（１９）の境界を定める一組のノズル（２１）を有することを特徴とする、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の制御装置（７）。
8. 前記ノズル（２１）が一列に配列されていることを特徴とする、請求項７に記載の制御装置（７）。
9. 前記ノズル（２１）が二次元マトリックス状に配置されていることを特徴とする、請求項７に記載の制御装置（７）。
10. 前記ブロワーユニット（１７）が、あらかじめ定義された形状に対応する強さの空気ジェットを送ることを特徴とする、請求項８または請求項９に記載の制御装置（７）。
11. 前記ブロワーユニット（１７）が、前記ジェスチャー検出エリア（１９）の端部には弱い空気ジェットを送り、前記ジェスチャー検出エリアの中央に向かうにつれて強い空気ジェットを送ることを特徴とする、請求項１０に記載の制御装置（７）。
12. 自動車のダッシュボード（１）であって、
    請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の感覚フィードバックを備えた制御装置（７）を備えたことを特徴とするダッシュボード（１）。

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