JP2007242390A - 車両用シート - Google Patents

Abstract

【課題】人間の触感覚特性に合致した振動フィードバック機能を備えた車両用シートの提供を課題とする。
【解決手段】複数の電子機器を単一で操作可能な操作部材２６の操作に連動して振動する振動部材１６が、背部１２の複数箇所に、運転者にその振動が感知可能に設けられ、操作部材２６の操作内容に応じて、特定の振動部材１６が振動する構成とされている車両用シート１０とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用シートに関する。

従来から、車両等において、エアコン、オーディオ等の複数の電子機器を単一の入力装置によって操作できるようにした車載用入力装置が知られている。このような車載用入力装置には、例えばマウス状の操作部材に設けられた操作ボタンを手指で押下してオン／オフ操作したときに、その操作部材が振動することで、どういう操作をしたかの情報を手指から運転者に伝達する構成とされたものがある（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このような操作部材振動型の車載用入力装置では、その振動提示の条件として感覚閾値が示されていても、各操作ボタンに対する振動提示の区別を予め設定する必要があるため、操作上の認識負担が大きいという問題がある。つまり、手指だけでは、振動提示の区別を予め設定したとしても認識し難い問題があり、人間の触感覚特性に好適に合致しているとは必ずしも言えない。
特開２００４−２５９５４４号公報

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、人間の触感覚特性に合致した振動フィードバック機能を備えた車両用シートを得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車両用シートは、複数の電子機器を単一で操作可能な操作部材の操作に連動して振動する振動部材が、背部の複数箇所に、運転者にその振動が感知可能に設けられ、前記操作部材の操作内容に応じて、特定の振動部材が振動する構成とされていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、手指による操作部材の操作に連動して、背部に設けられた特定の振動部材が振動するので、手指が行った操作が何であるかを、背中を介して把握することができる。つまり、人間の触感覚特性に合致した振動フィードバックを実現することができる。

また、請求項２に記載の車両用シートは、請求項１に記載の車両用シートにおいて、前記振動部材が、周波数の異なる振動子が２個１組として構成されていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、操作部材を操作したときに、その操作内容の違いを振動の違いによって認識することができる。

以上のように、本発明によれば、人間の触感覚特性に合致した振動フィードバック機能を備えた車両用シートを提供することができる。

以下、本発明の最良な実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。図１は本発明に係る車両用シートを示す概略斜視図であり、図２は操作部材が採り得る操作位置を示す説明図である。また、図３は車両用シートのシートバック（背部）に埋設された振動部材の行列ラインと操作部材及び押圧子との対応関係を示す説明図であり、図４はその振動部材と操作部材との制御系を示す概略ブロック図である。そして、図５は操作部材を操作し、振動部材が振動するまでの工程を示したフローチャートである。

図１で示すように、車両用シート１０のシートバック１２には、触感覚振動フィードバック機能としての振動部材１６が、縦３個×横３個の行列状に、かつ運転者にその振動が感知可能なように埋設されている。なお、説明の便宜上、振動部材１６に番号を付与する。すなわち、図１の正面視で、上部左から順にＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３とし、中央部左から順にＮｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６とし、下部左から順にＮｏ．７、Ｎｏ．８、Ｎｏ．９とする。これを模式的に示したのが図３（Ｂ）になる。また、各振動部材１６は、図６で示すように、周波数の異なる振動子１６Ａと振動子１６Ｂが２個１組として構成されており、各振動部材１６において、低い周波数と高い周波数の２種類の振動パターンを発生できるようになっている。なお、低い周波数の振動子１６Ａ及び高い周波数の振動子１６Ｂとしては、従来公知のバイブレーター等を適宜使用すればよい。

次に、エアコン、オーディオ等の複数の電子機器を単一の操作部材によって操作できるようにした操作盤２０について、図２、図３（Ａ）を基に説明する。図２で示すように、操作盤２０には、前後方向（図示の矢印方向）に細長いガイド溝２２が形成されており、そのガイド溝２２に沿って、操作部材としてのマウス２６がスライド可能となるように設けられている。マウス２６は、掌の大きさ程度に形成され、その前端部には、手指で押下操作する３個の押圧子２８が並設されており、左から順に押圧子２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃとされている。そして、マウス２６のガイド溝２２内におけるポジション操作及び押圧子２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃの押下操作によって、各種機能の設定ができるようになっている。更に、ガイド溝２２近傍の操作盤２０には、薄型の圧力センサースイッチ（以下「圧力スイッチ」という）２４が前後方向にスライド可能に設けられており、各種機能における切替や調節等ができるようになっている。

これを具体的に説明すると、例えば図２（Ａ）で示すように、マウス２６をガイド溝２２中央の中立位置にポジション操作したときには、図３（Ａ）で示すように、カーナビゲーションシステム（以下「ナビ」という）の設定領域とできる。そして、その中立位置で、押圧子２８Ａを押下操作すると、メニュー設定画面を選択でき、押圧子２８Ｂを押下操作すると、メニュー設定画面で選択した検索対象場所等の名前の五十音入力ができ、押圧子２８Ｃを押下操作すると、ナビ画面からテレビ画面への切り替えができる。なお、ナビの設定操作は、停車時において、図示しない表示パネルを見ながらのタッチ操作でも行えることは言うまでもない。

一方、例えば図２（Ｂ）で示すように、マウス２６を前方にスライドさせてガイド溝２２前端の前方位置にポジション操作したときには、図３（Ａ）で示すように、エアコンの設定領域とできる。そして、その前方位置で、押圧子２８Ａを押下操作すると、Ａｕｔｏ／Ｍａｎｕａｌの切り替えができ、押圧子２８Ｂを押下操作すると、内気／外気の切り替えができ、押圧子２８Ｃを押下操作すると、温度／風量の切り替えができる。なお、押圧子２８Ｃを押下操作した後、圧力スイッチ２４を前方に向かってスライドさせると（前押しすると）、温度や風量を増大させることができ、圧力スイッチ２４を後方に向かってスライドさせると（後押しすると）、温度や風量を低減させることができる構成になっている。

他方、例えば図２（Ｃ）で示すように、マウス２６を後方にスライドさせてガイド溝２２後端の後方位置にポジション操作したときには、図３（Ａ）で示すように、オーディオの設定領域とできる。そして、その後方位置で、押圧子２８Ａを押下操作すると、ラジオ／ＣＤの切り替えができ、押圧子２８Ｂを押下操作すると、ＦＭ／ＡＭ（選局）の切り替えができ、押圧子２８Ｃを押下操作すると、選曲／音量の切り替えができる。なお、押圧子２８Ｃを押下操作した後、圧力スイッチ２４を前方に向かってスライドさせると（前押しすると）、１つ又は複数前の選曲ができたり、音量を増大させることができ、圧力スイッチ２４を後方に向かってスライドさせると（後押しすると）、１つ又は複数後の選曲ができたり、音量を低減させることができる構成になっている。

そして、このような構成とされたマウス２６及び押圧子２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃと、振動部材１６とが連動するように構成されている。すなわち、図４で示すように、マウス２６又は押圧子２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃが操作されると、その操作内容が、音声による情報伝達３０とともに、ＥＣＵ（電子制御装置）１８によって、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．９のうちの特定の振動部材１６（振動子１６Ａ、１６Ｂ）へ電波で伝達され、その振動部材１６（振動子１６Ａ、１６Ｂ）が振動することにより、運転者は背中で、今どの位置にマウス２６があり、どの押圧子２８が押下操作されたかが判るように構成されている。

例えば、マウス２６が前方位置にポジション操作されると、エアコンの設定領域に操作されたことが、音声によって情報提示されるとともに、第１行ラインのＮｏ．１〜Ｎｏ．３の振動部材１６が、例えば緩慢なパターンで振動することによって背中に情報提示される。そして、押圧子２８Ａを押下操作すると、Ａｕｔｏ又はＭａｎｕａｌに切り替えられたことが、音声によって情報提示されるとともに、Ｎｏ．１の振動部材１６が、例えば緩慢なパターンで振動することによって背中に情報提示される（図５参照）。つまり、これにより、マウス２６がエアコンの設定領域に操作され、Ａｕｔｏ又はＭａｎｕａｌに切り替えられたことが、運転者に耳（聴覚）と背中（触感覚）で把握される。

以上のような構成の車両用シート１０において、次に、その作用について説明する。まず、運転者が車両用シート１０に着座して、エンジンをオンにすると、運転者の背中に接触するシートバック１２内に埋設された振動部材１６が、例えばＮｏ．１→Ｎｏ．２→Ｎｏ．３→Ｎｏ．６→Ｎｏ．９→Ｎｏ．８→Ｎｏ．７→Ｎｏ．４→Ｎｏ．１の順番で３周ほど回転しながら振動を繰り返し、運転者の背中に四角形状の認識枠を提示する。この繰り返し行われる認識枠の提示は、第１行ライン〜第３行ラインまでの行列ラインを運転者に明確に認識させる（背中に感じさせる）ために行われるキャリブレーション（校正）である。

また、このとき、マウス２６が中立位置にあり、停車時にナビ設定を行う場合には、運転者は手指をマウス２６に接触させる。すると、マウス２６内に内蔵された接触感知センサー（図示省略）により、手指が触れたことが感知され、それと同時に、第２行ラインの振動部材１６が選択されて、Ｎｏ．４→Ｎｏ．５→Ｎｏ．６の順に振動する（図３（Ｂ）参照）。これにより、マウス２６がナビ操作領域に入っていることが、運転者に音声によって情報提示されるとともに、背中を介しての触感覚によっても情報提示される。

その後、手指にて押圧子２８Ａを押下操作すると、メニュー設定画面（図示省略）が選択され、Ｎｏ．４の振動部材１６が振動する。これにより、メニュー設定画面であることが、運転者に音声によって情報提示されるとともに、背中を介しての触感覚によっても情報提示される。また、押圧子２８Ｂを押下操作すると、検索対象場所の名前の五十音入力が選択され、Ｎｏ．５の振動部材１６が振動する。これにより、検索対象場所の名前の五十音入力が可能であることが、運転者に音声によって情報提示されるとともに、背中を介しての触感覚によっても情報提示される。また、押圧子２８Ｃを押下操作すると、ナビ画面からテレビ画面へ切り替えられ、Ｎｏ．６の振動部材１６が振動する。これにより、ナビ画面からテレビ画面へ切り替えられたことが、運転者に音声によって情報提示されるとともに、背中を介しての触感覚によっても情報提示される。

次に、停車時又は走行時におけるエアコン操作について説明する。運転者が手動操作でマウス２６を前方ヘスライドさせると、第１行ラインの振動部材１６が選択されて、Ｎｏ．１→Ｎｏ．２→Ｎｏ．３の順に振動する（図３（Ｂ）参照）。これにより、マウス２６がエアコン操作領域に入ったことが、運転者に音声によって情報提示されるとともに、背中を介しての触感覚によっても情報提示される。

その後、手指にて押圧子２８Ａを押下操作すると、エアコンのＡｕｔｏ／Ｍａｎｕａｌが選択され、Ｎｏ．１の振動部材１６が、例えばＡｕｔｏの場合は高い周波数で（振動子１６Ｂが）振動し、Ｍａｎｕａｌの場合は低い周波数で（振動子１６Ａが）振動する。これにより、Ａｕｔｏ又はＭａｎｕａｌに切り替えられたことが、運転者に音声によって情報提示されるとともに、背中を介しての触感覚によっても情報提示される。また、押圧子２８Ｂを押下操作すると、エアコンの内気／外気が選択され、Ｎｏ．２の振動部材１６が、例えば内気の場合は高い周波数で（振動子１６Ｂが）振動し、外気の場合は低い周波数で（振動子１６Ａが）振動する。これにより、内気又は外気に切り替えられたことが、運転者に音声によって情報提示されるとともに、背中を介しての触感覚によっても情報提示される。

また、押圧子２８Ｃを押下操作すると、温度／風量が選択され、Ｎｏ．３の振動部材１６が、例えば温度の場合は高い周波数で（振動子１６Ｂが）振動し、風量の場合は低い周波数で（振動子１６Ａが）振動する。これにより、温度又は風量に切り替えられたことが、運転者に音声によって情報提示されるとともに、背中を介しての触感覚によっても情報提示される。なお、このとき、操作盤２０に設けられた圧力スイッチ２４を前方又は後方にスライドさせることにより、温度や風量を増大又は低減させることができるが、これと同時に、Ｎｏ．３の振動部材１６の振動量も増大又は低減する。これにより、運転者は背中を介しての触感覚的にそれらの変化を感じとることができる。

次に、停車時又は走行時におけるオーディオ操作について説明する。運転者が手動操作でマウス２６を後方ヘスライドさせると、第３行ラインの振動部材１６が選択されて、Ｎｏ．７→Ｎｏ．８→Ｎｏ．９の順に振動する（図３（Ｂ）参照）。これにより、マウス２６がオーディオ操作領域に入ったことが、運転者に音声によって情報提示されるとともに、背中を介しての触感覚によっても情報提示される。

その後、手指にて押圧子２８Ａを押下操作すると、ラジオ／ＣＤが選択され、Ｎｏ．７の振動部材１６が、例えばラジオの場合は高い周波数で（振動子１６Ｂが）振動し、ＣＤの場合は低い周波数で（振動子１６Ａが）振動する。これにより、ラジオ又はＣＤに切り替えられたことが、運転者に音声によって情報提示されるとともに、背中を介しての触感覚によっても情報提示される。また、押圧子２８Ｂを押下操作すると、ＦＭ／ＡＭ（選局）が選択され、Ｎｏ．８の振動部材１６が、例えばＦＭの場合は高い周波数で（振動子１６Ｂが）振動し、ＡＭの場合は低い周波数で（振動子１６Ａが）振動する。これにより、ＦＭ又はＡＭに切り替えられたことが、運転者に音声によって情報提示されるとともに、背中を介しての触感覚によっても情報提示される。

また、押圧子２８Ｃを押下操作すると、選曲／音量が選択され、Ｎｏ．９の振動部材１６が、例えば選曲の場合は高い周波数で（振動子１６Ｂが）振動し、音量の場合は低い周波数で（振動子１６Ａが）振動する。これにより、選曲又は音量に切り替えられたことが、運転者に音声によって情報提示されるとともに、背中を介しての触感覚によっても情報提示される。なお、このとき、操作盤２０に設けられた圧力スイッチ２４を前方又は後方にスライドさせることにより、前の曲又は後の曲の選曲や、音量を増大又は低減させることができるが、これと同時に、Ｎｏ．９の振動部材１６の振動量も増大又は低減する。これにより、運転者は背中を介しての触感覚的にそれらの変化を感じとることができる。

ここで、運転者に情報提示する振動子１６Ａ、１６Ｂの周波数帯域は、図７で示すように、人間の皮膚触感覚特性において、比較的感度の良好な周波数帯域を選択することが望ましい。すなわち、低い周波数としては２０Ｈｚ近傍、高い周波数としては１００Ｈｚ近傍を選択するのが好適である。また、図８は手指操作だけの場合（フィードバックなし）の操作感覚と、手指操作と同時に背中に振動を与えた場合（フィードバックあり）の操作感覚とを被験者による認識度で比較したグラフである。このグラフから、触感覚振動フィードバック機能を備えた車両用シート１０の方が、認識度が向上することが判る。

以上、説明したように、本発明によれば、人間の視覚、聴覚に加えて、触感覚へ積極的に働きかけができるので、情報に対する認識度を向上させることができる。つまり、運転者が操作盤２０において所定の操作を行う場合、走行中は手探りで行う場合が多く、例えば手指が接触している押圧子２８が、何をする押圧子２８であるか不明な場合が多い。本発明によれば、マウス２６又は押圧子２８に対する手指の接触や操作と同時に、音声による情報提示がなされるだけではなく、それに加えて背中の皮膚表面への振動（周波数の異なる振動）による情報提示がなされるので、運転者にとって感覚機能が強調、増幅され、操作内容に対する認識度が向上し、より正確な情報を把握することが可能となる。

なお、上記実施例では、背中への触感覚振動フィードバックについて説明したが、触感覚振動フィードバックは、背中に限定されるものではない。但し、背中を振動部材１６で振動させると、快適性の向上が図れるので好ましい。すなわち、操作盤２０を操作したときに、振動部材１６により背中が振動されるので、肉体疲労を回復できるなどの副次的効果が狙える。また、情報提示手段は、シートバック１２に埋設した振動部材１６による振動に限定されるものではなく、例えば圧力発生部材（図示省略）による押圧にしてもよい。更に、振動部材１６をシートバック１２に完全に埋設するのではなく、若干突出させるように設けてもよい。また、振動部材１６の数量や、マウス２６に設ける押圧子２８の数量等は適宜設計変更可能であることは言うまでもない。

その他、例えば図９で示すように、車両用シート１０の振動部材１６を、通常走行では操作盤２０と連動して機能させ、走行中において危険な状況が検出されると、操作盤２０との連動モード（操作盤モード）から運転者への警告報知モードに優先的に切り替わるように構成してもよい。これによれば、事故の発生を予防でき、安全性を向上させることができる。なお、警告報知モードの場合、運転者が緊急度合いを高く感じられるように、振動部材１６は、人間の皮膚触感覚特性において最も感度が良好な８０Ｈｚ〜１５０Ｈｚ付近の高い周波数で振動する（振動子１６Ｂのみが振動する）構成とすることが好ましい。

以下、具体的に説明すると、図１０、図１１で示すように、例えば通常走行中に運転者が操作盤２０の操作時等にステアリング操作を誤って車線を逸脱した場合には、カメラ等の車線逸脱検出手段３２による検出と、ＥＣＵ１８における判定ＲＯＭにより、車線逸脱と判断され、音声による警告とともに、第１行ラインの振動部材１６が選択され、Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３の各振動部材１６（振動子１６Ｂ）が同時に振動して運転者に警告される。なお、このとき、どちら側へ逸脱したかを運転者に的確に報知するため、右側ならばＮｏ．１の振動部材１６を、左側ならばＮｏ．３の振動部材１６を適宜断続的に振動させる構成とすることが好ましい。

また、例えば通常走行中に運転者が車間距離を詰めすぎた場合には、距離センサー等の車間距離検出手段３４による検出と、ＥＣＵ１８における判定ＲＯＭにより、その車間距離が所定値以下であると判断され、音声による警告とともに、第２行ラインの振動部材１６が選択され、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６の各振動部材１６（振動子１６Ｂ）が同時に振動して運転者に警告される。更に、例えば通常走行中に他車両、障害物、歩行者を近接センサー等の障害物接近検出手段３６で検出し、ＥＣＵ１８における判定ＲＯＭにより、接近情報として判断された場合には、音声による警告とともに、第３行ラインの振動部材１６が選択され、Ｎｏ．７、Ｎｏ．８、Ｎｏ．９の振動部材１６（振動子１６Ｂ）が同時に振動して運転者に警告される。なお、このとき、障害物等がどちら側に存在するかを運転者に的確に報知するため、Ｎｏ．７又はＮｏ．９の何れかの振動部材１６を適宜断続的に振動させる構成とすることが好ましい。

また、警告報知モードに関しては、背中ではなく、大腿部への振動提示にしてもよい。すなわち、図１２で示すように、車両用シート１０のシートクッション（座部）１４に、左右の大腿部に沿った形で振動部材１６を埋設してもよい。この場合、シートクッション１４を、シートバック１２側から順に座骨部、大腿中心部、前縁部の３つの部位（行）に分割し、それぞれの行において機能が割り当てられるようにすればよい。例えば、第１行ラインが車線逸脱警告、第２行ラインが車間距離警告、第３行ラインが障害物接近警告とすればよい。また、それらの方向提示も左右の振動部材１６により行われるようにすればよい。更に、大腿部へ認識させる場合には、圧力が徐々に加わるモダリティーも考えられ、その発生素子としては、バイモルフポンプや電磁式アクチュエーターによる空気袋の拡張・収縮を利用した方法が好適とされる。

本発明に係る車両用シートを示す概略斜視図 操作部材が採り得る操作位置を示す説明図 振動部材の行列ラインと操作部材及び押圧子との対応関係を示す説明図 振動部材と操作部材との制御系を示す概略ブロック図 操作部材を操作し、振動部材が振動するまでの工程を示したフローチャート 振動部材の特性を示すグラフ 皮膚表面の触感覚特性を示すグラフ フィードバックなしとフィードバックありの認識度の差異を示すグラフ 操作盤モードから警告報知モードへ切り替わる工程を示したフローチャート 振動部材と危険検出手段との制御系を示す概略ブロック図 振動部材の行列ラインと危険検出手段との対応関係を示す説明図 車両用シートを示す概略斜視図

符号の説明

１０ 車両用シート
１２ シートバック（背部）
１４ シートクッション（座部）
１６ 振動部材
１８ ＥＣＵ
２０ 操作盤
２２ ガイド溝
２４ 圧力スイッチ
２６ マウス（操作部材）
２８ 押圧子

Claims (2)

1. 複数の電子機器を単一で操作可能な操作部材の操作に連動して振動する振動部材が、背部の複数箇所に、運転者にその振動が感知可能に設けられ、前記操作部材の操作内容に応じて、特定の振動部材が振動する構成とされていることを特徴とする車両用シート。
2. 前記振動部材は、周波数の異なる振動子が２個１組として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用シート。

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