JP2020187410A - 注意喚起装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置サイズの小型化を可能にした注意喚起装置を提供する。【解決手段】制御部１３は、ユーザに注意喚起を実行する際、刺激発生部２のコイルに駆動信号Ｓoutを出力する。駆動信号Ｓoutは、刺激発生部２を振動刺激及び音刺激させるための信号である。刺激発生部２のコイルが駆動信号Ｓoutを入力すると、刺激発生部２の可動子が振動し、操作部３を介して振動がユーザに伝達される。また、刺激発生部２から可聴音が出力され、この可聴音による音刺激もユーザに付与される。【選択図】図１

Description

本発明は、刺激による体感を通じた注意喚起を行う注意喚起装置に関する。

従来、ユーザに体感を通じた注意喚起を行う注意喚起装置として、発生する刺激が異なる複数の装置を用いた覚醒維持装置が周知である（特許文献１等参照）。

特開２０１７−２２８２８０号公報

しかし、特許文献１の場合、各々異なる刺激を発生する装置が複数必要となるので、全体の装置サイズが大型化してしまう問題があった。よって、その分、搭載スペースを要してしまうので、何らかの対策が必要とされていた。

本発明の目的は、装置サイズの小型化を可能にした注意喚起装置を提供することにある。

前記問題点を解決する注意喚起装置は、ユーザによって操作される操作部に設けられ、振動及び音による刺激をユーザに付与可能な刺激発生部と、前記操作部を介した振動刺激及び音刺激のうち、少なくとも一方を実行する制御部とを備えた。

本発明によれば、装置サイズを小型化できる。

一実施形態の注意喚起装置の構成図。 刺激発生部の断面図。 刺激発生部に出力される駆動信号の波形図。 振動刺激及び音刺激の作動図。 注意喚起の動作時に実行されるフローチャート。

以下、注意喚起装置の一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、注意喚起装置１は、車両に搭載される場合、車両のユーザである運転者に対し、運転中において人体の感覚を通じた注意喚起を実行するものである。本例の場合、注意喚起で用いる感覚は、例えば触覚及び聴覚である。すなわち、本例の注意喚起装置１は、触覚による通知としての振動刺激と、聴覚による通知としての音刺激とにより、運転者に注意喚起を実行する。

注意喚起装置１は、人体に対して刺激を与える刺激発生部２を備える。刺激発生部２は、磁気で駆動する磁気アクチュエータ２ａからなる。刺激発生部２は、注意喚起装置１が車載される場合、操作部３に取り付けられる。この場合、刺激発生部２は、操作部３の裏面に取り付けられることが好ましい。刺激発生部２は、振動及び音による刺激をユーザに付与可能である。

図２に示すように、刺激発生部２は、刺激発生部２の基部となるベース４と、ベース４に取り付けられたコイル５と、コイル５の通電に応じて振動する可動子６と、ベース４及び可動子６の間に取り付けられて可動子６を付勢する弾性部７とを備える。可動子６は、コイル５の内側に収納されるように配置された磁石８と、磁石８が固定されたヨーク９とを備える。ヨーク９は、片側が開口した有底形状をなし、コイル５を外側から覆うように取り付けられている。弾性部７は、例えばコイルばねからなり、コイル５を囲うように配置されている。可動子６は、刺激発生部２の軸方向（図２のＺ軸方向）に沿って振動する。

図１に戻り、操作部３には、操作部３がユーザに操作されているか否かを検出する検出センサ１２が設けられている。検出センサ１２は、例えば静電容量方式や抵抗膜方式のタッチセンサであることが好ましい。

注意喚起装置１は、刺激発生部２の動作を制御する制御部１３を備える。制御部１３は、入力が検出センサ１２及び検知部１４に接続され、出力が刺激発生部２に接続されている。制御部１３は、検出センサ１２から入力する検出信号Ｓ１を基に、操作部３が操作されているか否かを検出する。

検知部１４は、ユーザに係る状況を検知可能である。ユーザに係る状況とは、例えば車両の走行時の車外内の周辺環境や、ユーザ自身の運転状態などがある。本例の場合、検知部１４は、例えば車両の周辺や車内を撮影するカメラや、車体に対する障害物の接近有無を検知する近接センサなどがある。

制御部１３は、検知部１４から検知信号Ｓ２を入力し、この検知信号Ｓ２を基に、注意喚起の動作に係る判定を実行する。そして、注意喚起の動作に係る判定の結果を基に、刺激発生部２を制御する。

次に、図３〜図５を用いて、本実施形態の注意喚起装置１の作用について説明する。
図５に示すように、ステップ１０１において、制御部１３は、検知部１４から入力する検知信号Ｓ２を基に、運転者等のユーザの現在状況等の情報収集を実行する。情報収集するユーザの現在状況は、例えば運転者の運転状況や、車両周辺における障害物の有無状況であることが好ましい。運転状況を確認するのは、例えば余所見運転や居眠り運転等を監視するためである。障害物の有無状況は、車両に障害物が接近した場合には、障害物接近を予め運転者に伝えるためである。

ステップ１０２において、制御部１３は、検知部１４から入力する検知信号Ｓ２を基に、注意喚起の実行に係る判定を実行し、注意喚起すべきか否かを判定する。注意喚起の実行に係る判定としては、例えば検知部１４がカメラの場合、カメラに映る運転者の画像から、運転者が運転に集中しているか否かを画像認識する判定がある。制御部１３は、運転者が運転に集中していない旨の画像認識の結果を得た場合、運転者に注意喚起を実行すべきと判定する。

また、その他の注意喚起の動作に係る判定としては、例えば検知部１４が近接センサの場合、近接センサのセンサ出力から、車体が障害物に接近したか否かの判定がある。このとき、制御部１３は、接近センサの検知結果で車体に障害物が接近している判定結果を得た場合、運転者に注意喚起を実行すべきと判定する。制御部１３は、注意喚起すべきか否かの判定において、注意喚起すべきと判定した場合、ステップ１０３に移行し、注意喚起する必要はないと判定した場合、ステップ１０７に移行する。

ステップ１０３において、制御部１３は、検出センサ１２から入力する検出信号Ｓ１を基に、操作部３がユーザにより操作されているか否かを判定する。同ステップにおいて、操作部３の操作が検出されれば、ステップ１０４に移行し、操作部３の操作が検出されなければ、ステップ１０６に移行する。

ステップ１０４において、制御部１３は、刺激発生部２に振動刺激及び音刺激を実行させる駆動信号Ｓoutをコイル５に出力する。この駆動信号Ｓoutは、注意喚起すべきと判定されている間、継続して出力される。

ステップ１０５において、制御部１３は、前述の駆動信号Ｓoutをコイル５に出力することによって刺激発生部２を所定の態様で駆動させる。すなわち、制御部１３は、車両の運転者に対し、刺激発生部２によって振動刺激及び音刺激を実行する。

図３に示すように、振動刺激及び音刺激の両方を同時に行う際の駆動信号Ｓoutは、刺激発生部２を振動させるための振動刺激信号Ｓout1と、刺激発生部２から音を出力するための音刺激信号Ｓout2とを組み合わせた信号からなる。振動刺激信号Ｓout1及び音刺激信号Ｓout2は、図に示すように各々が選択的に出力される形式で出力されてもよいし、或いは図示はしないが、これらの合成波としてもよい。本例の場合、磁気アクチュエータ２ａで刺激発生するので、磁気アクチュエータ２ａのワイドバンド特性、すなわち使用できる周波数帯が広いことを活かして、単一の磁気アクチュエータ２ａで振動刺激及び音刺激の両方を実現することが可能である。

振動刺激信号Ｓout1は、人体の触覚知覚特性から、例えば１０〜５００Ｈｚの周波数の正弦波であることが好ましい。特に、振動刺激信号Ｓout1は、２００Ｈｚ前後の周波数であることが好ましい。音刺激信号Ｓout2は、人体の音知覚特性から、例えば１０００〜８０００Ｈｚの周波数であることが好ましい。また、音刺激は、ピープ音でもよいし、音声信号でもよい。

図４に示すように、刺激発生部２は、運転者と正対する方向（図４のＺ軸方向：矢印Ｚ１方向）に沿って振動する。このため、操作部３の操作面３ａ側には、主に、操作面３ａの平面方向に交差する方向（図４のＺ軸方向）に振動が伝達される。このため、皮膚に対して法線方向の振動となるため、軽いタッチでの接触や手袋を装着したときにも、振動が認識し易くなる。よって、注意喚起を伝える旨の振動を運転者の指や手に伝わり易くすることが可能となる。

また、刺激発生部２は、運転者の対面位置から音を出力する。このため、刺激発生部２からの音は、操作部３の操作面３ａから放射される。よって、刺激発生部２からの音は、運転者にダイレクトに届き易くなる。

図５に戻り、ステップ１０６において、制御部１３は、注意喚起を実行する判定をしたものの、操作部３のユーザによる操作を検出しない場合、刺激発生部２に音刺激のみを実行させる駆動信号Ｓoutをコイル５に出力する。この駆動信号Ｓoutは、前述の音刺激信号Ｓout2のみを含む信号であることが好ましい。また、この駆動信号Ｓoutは、注意喚起すべきと判定されている間、継続して出力される。そして、刺激発生部２は、音をユーザに向けて発することにより、音刺激を実行する。

ステップ１０７において、制御部１３は、注意喚起する必要はないとステップ１０２で判定された場合、駆動を止める停止信号Ｓstをコイル５に出力する。
ステップ１０８において、制御部１３は、前述の停止信号Ｓstをコイル５に出力することによって、駆動中のコイル５を停止させる。すなわち、コイル５への通電を停止する。これにより、刺激発生部２からの振動刺激や音刺激の出力が停止される。

上記実施形態の注意喚起装置１によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）注意喚起装置１の刺激発生部２は、ユーザによって操作される操作部３に設けられ、振動及び音による刺激をユーザに付与可能である。注意喚起装置１の制御部１３は、操作部３を介した振動刺激と、可聴音による音刺激とのうち、少なくとも一方を実行するように刺激発生部２を制御する。本構成によれば、１つの刺激発生部２から振動刺激及び音刺激の療法を出力可能としたので、それぞれの刺激ごとに装置を設けずに済む。よって、注意喚起装置１の装置サイズを小型化できる。

（２）刺激発生部２は、操作部３の操作面３ａと交差する方向に振動を発生する。よって、振動刺激をユーザに伝え易くすることができる。
（３）刺激発生部２は、操作面３ａがユーザの方向を向くように配置されている。よって、操作部３をタッチ操作するユーザにとっては、皮膚に対して法線方向の振動となるので、軽いタッチいでの接触や手袋装着時であっても、振動が認識し易くなる。従って、音刺激の際に発生する音をユーザへ伝え易くすることができる。

（４）制御部１３は、ユーザに係る状況を検知可能な検知部１４から入力される検知信号Ｓ２を基に、刺激発生の実行に係る判定を行い、その判定結果を基に刺激発生部２を動作させる。よって、刺激発生すべきか否かの判定結果を基に刺激発生部２を動作させるので、不要なときに刺激を発生してしまう状況を生じ難くすることができる。

（５）刺激発生部２は、磁気で駆動する磁気アクチュエータ２ａからなる。よって、単一の磁気アクチュエータ２ａによって、小スペースで振動及び音刺激の両方を出力することができるようになる。

（６）刺激発生部２は、車両に設けられる場合、車体の前後方向に振動を発生する。このため、車両に乗車したユーザに対し、その正対方向に振動を付与することが可能となるので、対面から振動や音を発生させることが可能となる。よって、振動や音をユーザに気付き易くすることができる。

（７）制御部１３は、操作部３の把持を検出する検出センサ１２から入力する検出信号Ｓ１を基に、操作部３の操作の有無を判定し、その判定結果を基に刺激発生部２を動作させる。よって、操作部３が操作されているときのみ刺激発生を行うので、適切なタイミングでの刺激発生が可能となる。

（８）刺激発生部２は、操作部３としての車両用のステアリングホイールに取り付けられてもよい。よって、ステアリングホイールを操作する運転者に対し、ステアリングホイールを振動させる振動刺激と、ステアリングホイール側から出力される音刺激とにより、運転者に注意喚起を行うことができる。

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
［振動刺激及び音刺激について］
・振動刺激の方向は、操作部３の操作面３ａに対して交差する方向に限定されず、ユーザに振動を付与できる方向であればよい。

・振動刺激の方向は、車体の前後方向に限定されず、車体の幅方向など、他の方向に変更してもよい。
・振動刺激は、一定の振動に限定されず、例えば複数の振動周期を組み合わせた態様としてもよい。

・音刺激は、可聴音による通知であればよい。
・刺激は、規定時間の間、出力される構成としてもよい。この場合、規定時間が過ぎれば、出力が自動で停止される。

［刺激発生部２について］
・刺激発生部２の配置位置は、操作部３の裏面に限定されず、例えば操作部３の操作面３ａや側面など、他の箇所としてもよい。

・刺激発生部２は、例えば操作部３の内部に埋設されたり、ステアリングコラム内に収納されたりしてもよい。
・刺激発生部２は、磁気アクチュエータ２ａに限定されず、振動及び音を出力できる部材であればよい。

［検知部１４について］
・検知部１４は、車両に既設された部品に限定されず、新たに車載された部品でもよい。

・検知部１４は、複数の部材としてもよい。すなわち、制御部１３は、複数の検知部１４から取得する情報を複合的に判断して、刺激を発生すべきか否かを判定してもよい。
［検出センサ１２について］
・検出センサ１２は、把持センサに限定されず、他のセンサやメカスイッチに変更してもよい。

・検出センサ１２は、例えば車速センサ等の車両走行系のセンサでもよい。
［刺激発生部２が取り付けられる操作部３について］
・操作部３は、例えばステアリングスイッチ等の車載スイッチであることが好ましい。また、操作部３は、操作前後で位置が変わらないセンサや、オンオフ間で位置が切り替わるメカスイッチのいずれでもよい。

・操作部３は、他の車載装置に変更してもよい。
・操作部３は、車載品に限定されず、他の機器や装置としてもよい。
［その他］
・刺激発生部２は、振動刺激及び音刺激の少なくとも一方を選択的に出力できるものであればよい。

・注意喚起装置１は、車両に設けられることに限定されず、他の機器や装置に使用されてもよい。

１…注意喚起装置、２…刺激発生部、２ａ…磁気アクチュエータ、３…操作部、３ａ…操作面、１２…検出センサ、１３…制御部、１４…検知部、Ｓ１…検出信号、Ｓ２…検知信号。

Claims (5)

1. ユーザによって操作される操作部に設けられ、振動及び音による刺激をユーザに付与可能な刺激発生部と、
   前記操作部を介した振動刺激及び音刺激のうち、少なくとも一方を実行する制御部と
   を備えた注意喚起装置。
2. 前記刺激発生部は、前記操作部の操作面と交差する方向に振動を発生する
   請求項１に記載の注意喚起装置。
3. 前記操作部は、操作面がユーザの方向を向くように配置されている
   請求項１又は２に記載の注意喚起装置。
4. 前記制御部は、ユーザに係る状況を検知可能な検知部から入力される検知信号を基に、刺激発生の実行に係る判定を行い、その判定結果を基に前記刺激発生部を動作させる
   請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の注意喚起装置。
5. 前記刺激発生部は、磁気で駆動する磁気アクチュエータからなる
   請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の注意喚起装置。