JP2017207795A - ジェスチャー操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】視覚に頼らない直観的な方法により、操作者に対して操作位置を知らせることが可能なジェスチャー操作装置を提供することである。【解決手段】実施形態の一例であるジェスチャー操作装置１０は、操作対象１００の操作を示唆するジェスチャーを検知するためのジェスチャーセンサ１１と、ジェスチャーセンサ１１の検知範囲に操作者の手が進入したときに、当該検知範囲の外周に風を噴出させる第１送風ユニット２０と、ジェスチャーセンサ１１の検知情報に基づいて操作対象１００に操作信号を出力すると共に、第１送風ユニット２０の駆動を制御する制御部４０とを備える。【選択図】図５

Description

本発明は、ジェスチャー操作装置に関し、より詳しくは操作対象の操作を示唆するジェスチャーを検知するためのジェスチャーセンサを備えた装置に関する。

情報機器の入力装置において、ジェスチャー操作による入力方式が知られている。例えば、特許文献１には、車両のハンドル及びその周辺を含む領域を検出領域として同検出領域内で行われる、車載機器の操作を示唆する手指のジェスチャーを検出するジェスチャーセンサを備えた車載機器操作装置が開示されている。特許文献１の装置では、ジェスチャーセンサにより検出されたジェスチャーを特定の車載機器を操作する操作情報として認識し、当該特定車載機器に対して操作信号が出力される。

特開２０１６−０５２８６１号公報

ところで、ジェスチャー操作は、スイッチのような接触物のない空間での操作となるため、操作位置が分かり難いという問題がある。ＬＥＤインジケータ等により操作位置を示す方法が知られているが、例えば操作対象が車載用機器である場合、視覚に頼る方法は好ましくない。なお、特許文献１の車載機器操作装置では、操作位置を知らせるための目印として、エンジン回転数計と車両速度計を利用している。

本発明の目的は、視覚に頼らない直観的な方法により、操作者に対して操作位置を知らせることが可能なジェスチャー操作装置を提供することである。

本発明に係るジェスチャー操作装置は、操作対象の操作を示唆するジェスチャーを検知するためのジェスチャーセンサと、前記ジェスチャーセンサの検知範囲に操作者の手が進入したときに、当該検知範囲の外周に風を噴出させる送風ユニットと、前記ジェスチャーセンサの検知情報に基づいて前記操作対象に操作信号を出力すると共に、前記送風ユニットの駆動を制御する制御部とを備えることを特徴とする。

上記構成によれば、送風ユニットから噴出される風（以下、「操作範囲伝達風」という場合がある）によって、ジェスチャーセンサの検知範囲、即ち操作範囲を操作者（以下、「ユーザー」という場合がある）に知らせることができる。つまり、ユーザーは手にあたる操作範囲伝達風によって操作範囲を直観的に認識することができる。

本発明に係るジェスチャー操作装置は、前記操作対象の操作を示唆する前記ジェスチャーが検知されたときに、前記ジェスチャーセンサの前記検知範囲内に風を噴出させる第２送風ユニットをさらに備え、前記制御部は、さらに前記第２送風ユニットの駆動を制御することが好ましい。

上記構成によれば、第２送風ユニットから噴出される風（以下、「操作受付伝達風」という場合がある）によって、ジェスチャー操作が受け付けられたことをユーザーに知らせることができる。

本発明に係るジェスチャー操作装置は、前記ジェスチャーセンサを覆う意匠パネルをさらに備え、前記意匠パネルは、平面視において前記ジェスチャーセンサを囲むように形成された前記送風ユニットの送風口と、前記送風口に囲まれた範囲に形成された前記第２送風ユニットの第２送風口とを有することが好ましい。

本発明に係るジェスチャー操作装置によれば、視覚に頼らない直観的な方法により、ユーザーに対して操作位置を知らせることができる。

実施形態の一例であるジェスチャー操作装置の全体構成を示すブロック図である。 実施形態の一例であるジェスチャー操作装置の斜視図である。 実施形態の一例であるジェスチャー操作装置の分解斜視図である。 実施形態の一例であるジェスチャー操作装置の断面図である。 実施形態の一例であるジェスチャー操作装置の動作を説明するための図である。 実施形態の一例であるジェスチャー操作装置の制御手順を示すフローチャートである。

以下、実施形態の一例について詳細に説明する。
実施形態の説明で参照する図面は模式的に記載されたものであるから、実施形態の各構成要素の寸法等は以下の説明を参酌して判断されるべきである。また、複数の実施形態の各構成要素を適宜組み合わせてジェスチャー操作装置を構成することは当初から想定されている。

図１は、実施形態の一例であるジェスチャー操作装置１０の全体構成を示すブロック図である。図１に例示するように、ジェスチャー操作装置１０は、操作対象１００の操作を示唆するジェスチャーを検知するためのジェスチャーセンサ１１と、ジェスチャーセンサ１１の検知情報に基づいて操作対象１００に操作信号を出力する制御部４０とを備える。ジェスチャー操作装置１０は、例えば自動車の車内に搭載される。以下では、ジェスチャー操作装置１０を車載用装置として説明するが、ジェスチャー操作装置１０は車載用に限定されない。

操作対象１００は、特に限定されず、例えばオーディオ、エアコン、ナビゲーション装置、室内灯、ウィンカー、ワイパー装置、ヘッドライト、窓の開閉装置、ドアのロック装置などが挙げられる。１つのジェスチャー操作装置１０によって操作可能な操作対象１００は、１つに限定されず、複数であってもよい。

ジェスチャーセンサ１１は、例えば赤外線を照射する光源と、受光素子とを有する。この場合、光源から照射された赤外線が検知対象物であるユーザーの手にあたり、その反射光の変化を受光素子で捉えて手の動き、即ちジェスチャーを検知する。ジェスチャーセンサ１１は、例えば手の前後左右の動きだけでなく、高さ方向の動きを検知することも可能である。ジェスチャーセンサ１１の設置場所は、特に限定されず、ハンドル及びその周辺、インストルメントパネル、センターコンソールなどが例示できる。なお、ジェスチャーセンサ１１として、ジェスチャーを撮像するカメラを用いることも可能である。

操作対象１００の操作を示唆するジェスチャーは、操作対象１００に応じて適宜設定される。例えば、ウィンカーを操作するジェスチャー操作としては、ジェスチャーセンサ１１の上方において、左に曲がる場合は手を右から左にスライドさせ、右に曲がる場合は手を左から右にスライドさせる動きが挙げられる。また、オーディオの音量を上げるジェスチャー操作の例としては、ジェスチャーセンサ１１の上方にかざした手をセンサの近傍から遠ざける動きが挙げられる。本実施形態では、ジェスチャーセンサ１１が検知範囲内でこのようなジェスチャーがなされたときの上記反射光を検知し、当該検知情報を制御部４０に出力する。

制御部４０は、上述の通り、ジェスチャーセンサ１１の検知情報に基づいて操作対象１００に操作信号を出力する。詳しくは後述するが、制御部４０は、さらに第１送風ユニット２０及び第２送風ユニット３０の駆動を制御する。本実施形態では、第１送風ユニット２０の風の供給源としてブロアファン１０１を利用している。

制御部４０は、例えばＣＰＵ、メモリ、及び入出力ポートを含むマイコンによって構成され、メモリには各ジェスチャーに対応する上記反射光のパターンであるマスターパターンが予め記憶されている。制御部４０は、ジェスチャーセンサ１１により検知された反射光のパターンをマスターパターンと比較し、各パターンが一致する場合に、当該マスターパターンに対応するジェスチャーがなされたものと判断する。そして、当該ジェスチャーに基づく操作信号を対応する操作対象１００に出力する。

ジェスチャー操作装置１０は、さらに第１送風ユニット２０（送風ユニット）を備える。第１送風ユニット２０は、ジェスチャーセンサ１１の検知範囲にユーザーの手が進入したときに、当該検知範囲の外周に操作範囲伝達風Ｗ１（後述の図５参照）を噴出させる。操作範囲伝達風Ｗ１は、ジェスチャーセンサ１１の検知範囲を囲み、風の壁となるように噴出される。そして、手に操作範囲伝達風Ｗ１を感じたユーザーは、操作範囲伝達風Ｗ１に囲まれた範囲がジェスチャー操作が可能な操作範囲であることを認識する。

ジェスチャー操作装置１０は、さらに第２送風ユニット３０を備えることが好適である。第２送風ユニット３０は、操作対象１００の操作を示唆するジェスチャーが検知されたときに、ジェスチャーセンサ１１の検知範囲内に操作受付伝達風Ｗ２（後述の図５参照）を噴出させる。操作受付伝達風Ｗ２は、操作範囲伝達風Ｗ１に囲まれた範囲において、局所的に噴出される。そして、手に操作受付伝達風Ｗ２を感じたユーザーは、ジェスチャー操作が受け付けられたことを認識する。

以下、図２〜図５をさらに参照しながら、特に各送風ユニットについて詳説する。図２はジェスチャー操作装置１０の斜視図、図３はジェスチャー操作装置１０の分解斜視図、図４はジェスチャー操作装置１０の断面図である。図５は、ジェスチャー操作装置１０の動作を説明するための図である。

図２〜図５に例示するように、ジェスチャー操作装置１０は、ジェスチャーセンサ１１を覆う意匠パネル１２を備える。意匠パネル１２は、平面視においてジェスチャーセンサ１１を囲むように形成された第１送風ユニット２０の第１送風口２１（送風口）と、第１送風口２１に囲まれた範囲に形成された第２送風ユニット３０の第２送風口３２とを有する。ここで、平面視とは、パネル表面に対して垂直に意匠パネル１２を見た状態を意味する。本実施形態では、意匠パネル１２の裏側に配置される基板１３上にジェスチャーセンサ１１が搭載されている。制御部４０は、例えばジェスチャーセンサ１１と同様に基板１３上に設けられる（図示せず）。

意匠パネル１２は、ジェスチャーセンサ１１等を隠してジェスチャー操作装置１０の意匠性を向上させる。このため、意匠パネル１２は不透明であることが好ましい。但し、ジェスチャーセンサ１１から照射される赤外線及びその反射光は透過させる必要がある。意匠パネル１２は、例えば円板形状を有する樹脂製パネルである。本実施形態では、意匠パネル１２の周囲に円環状の周辺意匠パネル１６が設けられている。

意匠パネル１２の裏側には、パネル側から順に、基板１３、ホルダー１４、及びブロア接続カバー１５が設けられている。基板１３は、上述の通り、ジェスチャーセンサ１１が搭載される部材であって、意匠パネル１２よりも直径が小さな円板形状を有する。ジェスチャーセンサ１１は、例えば基板１３の中央に配置される。基板１３の中央近傍には、ジェスチャーセンサ１１と干渉しない位置に操作受付伝達風Ｗ２を通すための貫通孔３３が形成されている。ホルダー１４は、第２送風ユニット３０を構成するエアポンプ３１を収容すると共に、第１送風ユニット２０の操作範囲伝達風Ｗ１を通す通風路２２を形成する。ブロア接続カバー１５は、通風路２２とブロアファン１０１を接続する部材である。

ホルダー１４は、第２送風ユニット３０のエアポンプ３１を収容する有底円筒形状の収容部３４と、収容部３４の周囲に形成され、底に貫通孔が形成された平面視円環状の凹部とを有する。基板１３は、収容部３４を覆うようにホルダー１４上に配置され、意匠パネル１２とホルダー１４によって挟持される。凹部上には、意匠パネル１２の第１送風口２１が形成された部分が重ねられ、これにより通風路２２が形成される。ホルダー１４の裏側には、有底円筒形状のブロア接続カバー１５が取り付けられる。ブロア接続カバー１５は、底部中央を貫通して形成され、ブロアファン１０１に接続される筒状の接続部２３を有する。

第１送風ユニット２０は、ジェスチャーセンサ１１の検知範囲にユーザーの手が進入したときに、第１送風口２１から操作範囲伝達風Ｗ１を噴出させる。ジェスチャーセンサ１１の検知範囲へのユーザーの手の進入は、ジェスチャーセンサ１１により検知されることが好ましい。そして、ジェスチャーセンサ１１の検知情報を取得した制御部４０が、第１送風ユニット２０を駆動させて操作範囲伝達風Ｗ１を噴出させる。ユーザーは、ジェスチャーセンサ１１の検知範囲の外周に噴出される操作範囲伝達風Ｗ１が手に当たることによって操作範囲を直観的に認識することができる。また、操作範囲伝達風Ｗ１を常時噴出させると、ジェスチャーセンサ１１の検知範囲外で風を感じて操作範囲が不明確になることが想定されるが、検知範囲にユーザーの手が進入したタイミングで操作範囲伝達風Ｗ１を噴出させることで、かかる不具合の発生を防止できる。

第１送風ユニット２０の第１送風口２１は、細長く湾曲した貫通孔であって、意匠パネル１２に形成されている。第１送風口２１は、平面視においてジェスチャーセンサ１１を囲むように同一円周上に形成されることが好適である。図２に示す例では、ジェスチャーセンサ１１を中心とする同一円周上に４つに分割された第１送風口２１が形成されている。各第１送風口２１は、それぞれの間に小さな隙間をあけて略円形状に形成されている。これにより、ジェスチャーセンサ１１の検知範囲を囲むように筒状の操作範囲伝達風Ｗ１を噴出させることができる。但し、第１送風口２１の形状は特に限定されず、例えばジェスチャーセンサ１１を囲むように複数の円形状の第１送風口２１が形成されてもよい。

各第１送風口２１に沿った円の直径は、ジェスチャーセンサ１１の検知範囲よりもやや大きいことが好ましく、当該円の半径は、例えば手の幅よりもやや小さく設定される。第１送風口２１の幅は、例えば指の幅程度に設定される。ジェスチャーセンサ１１の検知範囲全体に操作範囲伝達風Ｗ１を噴出させることも考えられるが、この場合は、操作受付伝達風Ｗ２と区別することが難しくなり、また風圧が弱くなる、大きなエネルギーが必要になるといった不具合がある。ジェスチャーセンサ１１の検知範囲の外周に操作範囲伝達風Ｗ１を噴出させることで、かかる不具合の発生を防止できる。

第１送風ユニット２０は、操作範囲伝達風Ｗ１の供給源としてブロアファン１０１を利用している。ブロアファン１０１から供給される風は、ブロア接続カバー１５の接続部２３からジェスチャー操作装置１０内に入り、ホルダー１４の通風路２２を通って第１送風口２１から噴出される。ブロアファン１０１と接続部２３の間には、例えば図示しない弁が設けられる。制御部４０は、ジェスチャーセンサ１１の検知範囲にユーザーの手が進入したときに当該弁を開く。ブロアファン１０１が停止している場合は、当該弁を開くと共にブロアファン１０１を駆動させる。

第２送風ユニット３０は、操作対象１００の操作を示唆するジェスチャーが検知されたときに、第２送風口３２から局所的かつ瞬間的に操作受付伝達風Ｗ２を噴出させる。ジェスチャーセンサ１１の検知情報を取得した制御部４０が、第２送風ユニット３０を駆動させて操作受付伝達風Ｗ２を噴出させる。ユーザーは、操作受付伝達風Ｗ２が手に当たることによってジェスチャー操作が受け付けられたことを直観的に認識することができる。

第２送風ユニット３０は、ホルダー１４に収容された操作受付伝達風Ｗ２の供給源であるエアポンプ３１を備え、エアポンプ３１から基板１３の貫通孔３３及び意匠パネル１２の第２送風口３２を介して操作受付伝達風Ｗ２が噴出される。第２送風ユニット３０における操作受付伝達風Ｗ２の供給源としては、エアポンプ３１に限定されず、例えばエアシリンダであってもよく、また第１送風ユニット３０と同様にブロアファン１０１を利用してもよい。

第２送風ユニット３０の第２送風口３２は、意匠パネル１２に形成された円形状の貫通孔であって、第１送風口２１に囲まれた範囲に形成される。図３に示す例では、意匠パネル１２の中央に対応する位置（重なる位置）にジェスチャーセンサ１１が配置され、パネルの中央近傍であって第１送風口２１から離れた位置に１つの第２送風口３２が形成されている。なお、第２送風口３２の形状等は特に限定されず、例えば操作範囲伝達風Ｗ１と容易に区別可能な局所的かつ瞬間的な操作受付伝達風Ｗ２を噴出できる限り、複数の第２送風口３２が形成されてもよい。第２送風口３２の直径は、第１送風口２１の幅よりも小さいことが好ましく、例えば１ｍｍ程度である。

図６は、ジェスチャー操作装置１０の制御手順を示すフローチャートである。図６では、ユーザーがジェスチャーセンサ１１上に手をかざしてジェスチャー操作を行い、当該操作に基づく操作信号が操作対象１００に出力されるまでの手順を示している。

まず初めに、操作対象１００を操作しようとするユーザーは、ジェスチャー操作装置１０の意匠パネル１２上に手をかざす。このとき、ジェスチャー操作装置１０は、ジェスチャーセンサ１１の検知範囲へのユーザーの手の進入を検知する（Ｓ１０）。かかる検知は、上述の通り、ジェスチャーセンサ１１によりなされることが好ましい。

ジェスチャーセンサ１１の検知範囲への手の進入が検知された場合は、第１送風口２１から操作範囲伝達風Ｗ１を噴出させる（Ｓ１１）。制御部４０は、必要により第１送風ユニット２０の操作範囲伝達風Ｗ１の供給源であるブロアファン１０１を駆動させ、弁を開放してジェスチャーセンサ１１の検知範囲を囲む筒状の操作範囲伝達風Ｗ１を噴出させる。これにより、ユーザーはジェスチャー操作装置１０の操作範囲を明確に認識し、当該範囲内で操作対象１００の操作を示唆する所定のジェスチャー操作を継続する。

そして、所定のジェスチャー操作がなされた場合は、第２送風口３２から操作受付伝達風Ｗ２を噴出させる（Ｓ１２、Ｓ１３）。これにより、ユーザーはジェスチャー操作が受け付けられたことを認識する。制御部４０は、ジェスチャーセンサ１１の検知情報と予め登録されたマスター情報を比較して、所定のジェスチャー操作がなされたか否かを判断する。制御部４０は、例えばジェスチャーセンサ１１により検知された反射光パターンと上述のマスターパターンが一致する場合に所定のジェスチャーがなされたものと判断する。続いて、第２送風ユニット３０のエアポンプ３１を駆動させて操作受付伝達風Ｗ２を噴出させると共に、当該ジェスチャーに基づく操作信号を対応する操作対象１００に出力する（Ｓ１４）。最後に、操作範囲伝達風Ｗ１の噴出を停止させる（Ｓ１５）。

一方、所定のジェスチャー操作がなされなかった場合、即ちジェスチャーセンサ１１の検知情報とマスター情報が一致しなかった場合は、操作範囲伝達風Ｗ１の噴出を停止し（Ｓ１５）、操作対象１００に対する操作信号の出力は行わない。即ち、Ｓ１３及びＳ１４の処理をとばしてＳ１５の処理を実行する。ジェスチャー操作を受け付ける時間、回数等は、任意に設定できる。検知されたジェスチャー操作がマスター情報と一致しない場合は、音等によりエラー情報を出力してもよい。

以上のように、上述の構成を備えたジェスチャー操作装置１０によれば、風の壁が形成されるように噴出される第１送風ユニット２０の操作範囲伝達風Ｗ１によって、視覚に頼らない方法で操作範囲をユーザーに知らせることができる。さらに、局所的かつ瞬間的に噴出される操作受付伝達風Ｗ２によって、ジェスチャー操作が受け付けられたことをユーザーに知らせることができる。

なお、上述の実施形態は、本発明の目的を損なわない範囲で適宜設計変更できる。例えば、送風ユニットとして第１送風ユニット２０のみを備え、操作対象の操作を示唆するジェスチャーが検知されたときに、音を出力してジェスチャー操作が受け付けられたことをユーザーに知らせてもよい。また、意匠パネル１２を有さず、ジェスチャーセンサ１１が露出した形態とすることも可能である。この場合、例えばジェスチャーセンサ１１が搭載される基材に送風ユニットの送風口が形成される。

１０ ジェスチャー操作装置、１１ ジェスチャーセンサ、１２ 意匠パネル、１３ 基板、１４ ホルダー、１５ ブロア接続カバー、１６ 周辺意匠パネル、２０ 第１送風ユニット、２１ 第１送風口、２２ 通風路、２３ 接続部、３０ 第２送風ユニット、３１ エアポンプ、３２ 第２送風口、３３ 貫通孔、３４ 収容部、４０ 制御部、１００ 操作対象、１０１ ブロアファン

Claims (3)

1. 操作対象の操作を示唆するジェスチャーを検知するためのジェスチャーセンサと、
   前記ジェスチャーセンサの検知範囲に操作者の手が進入したときに、当該検知範囲の外周に風を噴出させる送風ユニットと、
   前記ジェスチャーセンサの検知情報に基づいて前記操作対象に操作信号を出力すると共に、前記送風ユニットの駆動を制御する制御部と、
   を備える、ジェスチャー操作装置。
2. 前記操作対象の操作を示唆する前記ジェスチャーが検知されたときに、前記ジェスチャーセンサの前記検知範囲内に風を噴出させる第２送風ユニットをさらに備え、
   前記制御部は、さらに前記第２送風ユニットの駆動を制御する、請求項１に記載のジェスチャー操作装置。
3. 前記ジェスチャーセンサを覆う意匠パネルをさらに備え、
   前記意匠パネルは、平面視において前記ジェスチャーセンサを囲むように形成された前記送風ユニットの送風口と、前記送風口に囲まれた範囲に形成された前記第２送風ユニットの第２送風口とを有する、請求項１又は２に記載のジェスチャー操作装置。

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