KR101696593B1 - 입력장치, 이를 포함하는 차량 및 그 제어방법 - Google Patents

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민정상
홍기범
주시현
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Abstract

이동 가능한 입력 장치와 이를 포함하는 차량 및 그 제어 방법에 관한 발명이다.
일 측면은 입력 모듈, 사용자의 손목 위치를 검출하는 검출부 및 검출부에서 검출되는 사용자의 손목 위치 정보에 기초해 입력 모듈의 이동을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

입력장치, 이를 포함하는 차량 및 그 제어방법 {INPUT APPARATUS, VEHICLE COMPRISING THE SAME AND CONTROL METHOD FOR THE VEHICLE}
이동 가능한 입력 장치와 이를 포함하는 차량 및 그 제어 방법에 관한 발명이다.
일반적으로 차량에는 공조 장치, AVN(audio video navigation) 장치 등과 같이 운전자의 조작이 필요한 각종 장치들이 마련된다.
운전자는 차량 내부에 마련된 각종 입력 장치를 조작하여 차량에 마련된 각종 장치를 조작하여야 한다. 이와 같은 조작은 운전자의 시선 분산을 야기하고, 운전자의 주의를 분산하므로, 사고를 방지하기 위하여 운전자의 입력 장치 조작을 용이하게 할 필요가 있다.
탑승자가 조작하기 용이한 위치로 이동 가능한 차량용 입력 장치와 이를 포함하는 차량 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
일 측면에 따른 입력 장치는 입력 모듈; 사용자의 손목 위치를 검출하는 검출부; 및 검출부에서 검출되는 사용자의 손목 위치 정보에 기초해 입력 모듈의 이동을 제어하는 제어부;를 포함한다.
또한, 제어부는, 검출부에서 검출되는 사용자의 손목 위치로부터 미리 설정된 제 1 거리만큼 이격된 지점으로 입력 모듈의 이동을 제어할 수 있다.
또한, 검출부는, 사용자의 생체 신호를 수집하는 생체 신호 센서;를 포함할 수 있다.
또한, 생체 신호 센서는, CCD 카메라 모듈 및 PPG 센서 모듈을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 사용자의 팔을 거치하는 암레스트;를 더 포함하고, 암레스트는, 외관을 형성하는 제 1 암레스트와, 제 1 암레스트 내부에 이동 가능하게 마련된 제 2 암레스트를 포함할 수 있다.
또한, 검출부는, 제 1 암레스트 내측에 설치되고, 제 1 암레스트에 가해지는 압력 데이터를 수집하는 압력 센서; 및 제 2 암레스트 내측에 설치되고, 사용자의 생체 신호를 수집하는 생체 신호 센서;를 포함할 수 있다.
또한, 생체 신호 센서는, 제 2 암레스트 내측에서 이동 가능하도록 마련될 수 있다.
또한, 제어부는, 압력센서로부터 수집된 압력 정보에 기초해 제 2 암레스트의 이동을 제어할 수 있다.
또한, 제어부는, 압력센서로부터 수집된 압력 정보에 기초해 사용자의 팔꿈치 위치를 결정하고, 결정된 위치로부터 미리 설정된 제 2 거리만큼 이격된 지점으로 제 2 암레스트의 이동을 제어할 수 있다.
또한, 제어부는, 차량의 시동이 켜지면 미리 설정된 기준 위치로 이동하도록 입력 모듈의 이동을 제어할 수 있다.
또한, 제어부는, 차량의 시동이 꺼지면 미리 설정된 초기 위치로 이동하도록 입력 모듈의 이동을 제어할 수 있다.
다음으로, 일 측면에 따른 차량은 제어 명령을 수신하는 입력 모듈; 사용자의 손목 위치를 검출하는 검출부; 및 검출부에서 검출되는 사용자의 손목 위치 정보에 기초해 입력 모듈의 이동을 제어하는 제어부;를 포함한다.
또한, 제어부는, 검출부에서 검출되는 사용자의 손목 위치로부터 미리 설정된 제 1 거리만큼 이격된 지점으로 입력 모듈의 이동을 제어할 수 있다.
또한, 검출부는, 사용자의 생체 신호를 수집하는 생체 신호 센서;를 포함할 수 있다.
또한, 사용자의 팔을 거치하는 암레스트;를 더 포함하고, 암레스트는, 외관을 형성하는 제 1 암레스트와, 제 1 암레스트 내부에 이동 가능하게 마련된 제 2 암레스트를 포함할 수 있다.
또한, 검출부는, 제 1 암레스트 내측에 설치되고, 제 1 암레스트에 가해지는 압력 데이터를 수집하는 압력 센서; 및 제 2 암레스트 내측에 설치되고, 사용자의 생체 신호를 수집하는 생체 신호 센서;를 포함할 수 있다.
또한, 생체 신호 센서는, 제 2 암레스트 내측에서 이동 가능하도록 마련될 수 있다.
일 측면에 따른 차량의 제어 방법은 생체 신호 센서가 사용자의 생체 신호를 수집하는 단계; 수집된 생체 신호 데이터로부터 사용자의 손목 위치를 검출하는 단계; 및 검출된 손목 위치 정보에 기초해 손목 위치로부터 미리 설정된 제 1 거리만큼 이격된 지점으로 입력 모듈의 이동을 제어하는 단계;를 포함한다.
또한, 차량은 외관을 형성하는 제 1 암레스트와 제 1 암레스트 내부에 이동 가능하게 마련된 제 2 암레스트를 포함할 수 있으며, 차량의 제어 방법은 제 1 암레스트에 가해지는 압력 데이터를 수집하는 단계; 수집된 압력 데이터로부터 사용자의 팔꿈치 위치를 검출하는 단계; 및 검출된 팔꿈치 위치 정보에 기초해 팔꿈치 위치로부터 미리 설정된 제 2 거리만큼 이격된 지점으로 제 2 암레스트의 이동을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 생체 신호 센서가 사용자의 생체 신호를 수집하는 단계는, 생체 신호 센서가 차량의 전후 방향으로 이동하며 사용자의 생체 신호를 수집하는 것을 포함할 수 있다.
탑승자에 따라 개인화된 차량용 입력 장치를 제공함으로써, 탑승자의 입력 장치 조작을 용이하게 할 수 있다.
또한, 자동으로 입력 장치의 이동이 이루어지므로, 입력 장치를 인지하기 위한 탑승자의 시선 분산을 최소화할 수 있으며, 탑승자에게 고급감 또는 현대감과 같은 감성 가치를 추가로 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 차량의 외관도 이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 차량의 내부를 도시한 도면이다.
도 3 내지 도5는 입력 장치의 이동을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 입력 장치의 제어 블록도 이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 차량에 마련된 입력 장치의 입력 모듈의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 차량에 마련된 입력 장치의 입력 모듈의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 입력 장치의 구동부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 구동부의 구동력 전달의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 구동부의 구동력 전달의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 다른 실시 예에 따른 입력 장치의 제어 블록도를 도시한 도면이다.
도 13은 다른 실시 예에 따른 입력 장치의 이중 암레스트 구조를 도시한 도면이다.
도 14 및 도 15는 입력 장치의 암레스트의 이동 예를 도시한 도면이다.
도 16은 일 실시 예에 따른 차량의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 17은 다른 실시 예에 따른 차량의 제어 방법을 도시한 순서도 이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 차량 및 그 제어 방법에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 차량(100)의 외관도 이다.
도 1을 참조하면, 차량(100)은 차량(100)의 외관을 형성하는 본체(1)와, 차량(100) 내부의 운전자에게 차량(100) 전방의 시야를 제공하는 전면 유리(2)와, 차량(100)을 이동시키는 차륜(3, 4)과, 차륜(3, 4)을 회전시키는 구동 장치(5)와, 차량(100) 내부를 외부로부터 차폐시키는 도어(6)와, 운전자에게 차량(100) 후방의 시야를 제공하는 사이드 미러(7, 8)를 포함할 수 있다.
전면 유리(2)는 본체(100)의 전방 상측에 마련되어 차량(100) 내부의 운전자가 차량(100) 전방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 하는 것으로서, 윈드쉴드 글래스(windshield glass)라고도 한다.
차륜(3, 4)은 차량(100)의 전방에 마련되는 전륜(3)과 차량(100)의 후방에 마련되는 후륜(4)을 포함하며, 구동 장치(5)는 본체(1)가 전방 또는 후방으로 이동하도록 전륜(3) 또는 후륜(4)에 회전력을 제공할 수 있다. 이와 같은 구동 장치(5)는 화석 연료를 연소시켜 회전력을 생성하는 엔진(engine) 또는 축전기(미도시)로부터 전원을 공급받아 회전력을 생성하는 모터(motor)를 채용할 수 있다.
도어(6)는 본체(1)의 좌측 및 우측에 회동 가능하게 마련되어 개방 시에 운전자가 차량(100)의 내부에 탑승할 수 있도록 하며, 폐쇄 시에 차량(100)의 내부를 외부로부터 차폐시킬 수 있다. 도어(6)에는 밖을 내다 보거나 밖에서 안을 볼 수 있는 윈도우가 설치될 수 있다. 실시 예에 따라 윈도우는 한쪽에서만 볼 수 있도록 마련될 수 있으며, 개폐 가능하도록 마련될 수도 있다.
사이드 미러(7, 8)는 본체(1)의 좌측에 마련되는 좌측 사이드 미러(7) 및 우측에 마련되는 우측 사이드 미러(8)를 포함하며, 차량(100) 내부의 운전자가 차량(100) 측면 및 후방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 차량(100)의 내부 구성을 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바를 참조하면 차량(100)은 운전자 등이 탑승하는 시트(10)와, 센터 콘솔(20), 센터페시아(30) 및 스티어링 휠(40) 등이 마련된 대시보드(50)(dashboard) 를 포함할 수 있다.
운전석과 조수석 사이에는 센터 콘솔(20)이 마련되어 운전석과 조수석을 구획할 수 있다. 센터 곤솔(20)은 기어 장치가 내장되는 기어 박스를 포함할 수 있으며, 기어 박스에는 차량(100) 변속을 위한 변속 레버(21) 등이 설치될 수 있다.
센터 콘솔(20)의 후방에는 차량(100)의 탑승자가 팔을 거치할 수 있도록 암레스트(25, Arm Rest)가 마련될 수 있다. 암레스트(25)는 탑승자가 차량(100) 내에서 편안한 자세를 취하기 위해 팔을 올려놓도록 한 부분으로, 암레스트(25) 내부에는 사용자의 팔 정보를 수집하는 센서들이 설치될 수 있다.
센터 콘솔(20)에는 차량(100)의 제어 명령을 수신하기 위한 입력장치(200)가 마련될 수 있다. 탑승자는 입력 장치(200)를 이용하여 차량(100)의 설정을 변경하거나 차량(100)에 마련된 다양한 편의 장치 등을 제어할 수 있다. 이러한 입력 장치(200)는 탑승자의 조작을 용이하게 하도록 이동 가능하게 마련될 수 있으며, 이하 관련 부분에서 후술한다.
센터페시아(30)에는 공조 장치(31), 시계(32), 오디오 장치(33) 및 AVN 장치(34) 등이 설치될 수 있다.
공조 장치(31)는 차량(100) 내부의 온도, 습도, 공기의 청정도, 공기의 흐름을 조절하여 차량(100) 내부를 쾌적하게 유지한다. 공조 장치(31)는 센터페시아(30)에 설치되고 공기를 토출하는 적어도 하나의 토출구(31a)를 포함할 수 있다. 센터페시아(30)에는 공조 장치(31) 등을 제어하기 위한 버튼이나 다이얼 등이 설치될 수 있다. 운전자 등의 사용자는 센터페시아(30)에 배치된 버튼을 이용하여 공조 장치(31)를 제어할 수 있다.
시계(32)는 공조 장치(31)를 제어하기 위한 버튼이나 다이얼 주위에 마련될 수 있다.
오디오 장치(33)는 오디오 장치(33)의 기능 수행을 위한 다수의 버튼들이 마련된 조작패널을 포함한다. 오디오 장치는 라디오 기능을 제공하는 라디오 모드와 오디오 파일이 담긴 다양한 저장매체의 오디오 파일을 재생하는 미디어 모드를 제공할 수 있다.
AVN 장치(34)는 차량(100)의 센터페시아(30) 내부에 매립되어 형성될 수 있다. AVN 장치(34)는 사용자의 조작에 따라 오디오 기능, 비디오 기능 및 내비게이션 기능을 통합적으로 수행할 수 있는 장치이다. AVN 장치(34)는 AVN 장치(34)에 대한 사용자 명령을 입력받는 입력부(35)와, 오디오 기능과 관련된 화면, 비디오 기능과 관련된 화면 또는 내비게이션 기능과 관련된 화면을 표시하는 디스플레이(36)를 포함할 수 있다.
스티어링 휠(40)은 차량(100)의 주행 방향을 조절하기 위한 장치로, 운전자에 의해 파지되는 림(41) 및 차량(100)의 조향 장치와 연결되고 림(41)과 조향을 위한 회전축의 허브를 연결하는 스포크(42)를 포함할 수 있다. 실시 예에 따라서 스포크(42)에는 차량(100) 내의 각종 장치, 일례로 오디오 장치 등을 제어하기 위한 조작 장치(42a, 42b)가 형성될 수 있다.
대시보드(50)는 실시 예에 따라서 차량(100)의 주행 속도, 엔진 회전 수 또는 연료 잔량 등을 표시할 수 있는 각종 계기판 및 각종 물건을 수납할 수 있는 글로브 박스(globe box) 등을 포함할 수 있다.
이하 일 실시 예에 따른 이동 가능하도록 마련된 입력 장치(200)에 대해 보다 상세하게 설명한다. 도 3 내지 5는 일 실시 예에 따른 입력 장치(200)의 이동을 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 제 1 위치에 마련된 입력 장치(200)를 도시한 도면이고, 도 4는 제 2 위치에 마련된 입력 장치(200)의 예를 도시한 도면이고, 도 5는 초기 위치에 마련된 입력 장치(200)의 예를 도시한 도면이다.
사용자가 입력 장치(200)를 자연스럽게 조작하도록 하기 위해서는, 입력 장치(200)가 사용자의 손에 대응되는 지점에 위치 하여야 한다. 그러나, 사용자의 착석 자세나, 키 또는 팔 길이 등과 같은 신체적인 특징에 따라 사용자의 손이 자연스럽게 위치하는 곳이 달라지므로 사용자의 상황에 맞게 입력 장치(200)의 위치를 조절할 필요가 있다. 이에, 일 실시 예에 따른 차량(100)에 마련된 입력 장치(200)는 사용자가 조작하기 편안한 위치로 이동하도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 입력 장치(200)의 입력 모듈(210)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 사용자의 손(H)에 대응되는 위치로 이동할 수 있으며, 이와 같이 손(H)의 위치에 따라 입력 장치(200)의 입력 모듈(210)이 이동 함으로써 사용자가 입력 장치(200)를 보다 용이하게 조작하도록 함과 동시에, 사용자의 입력 장치(200)로의 시선 분산을 최소화할 수 있다.
실시 예에 따라, 입력 장치(200)의 입력 모듈(210)은 그 조작이 불필요한 경우 초기 위치로 이동할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 차량(100)이 고속도로에서 주행중인 경우이거나, 실시 예에 따라 시동이 꺼진 상태에서는 입력 장치(200)의 조작이 불필요할 수 있으며, 이 경우 입력 장치(200)의 입력 모듈(210)은 초기 위치로 이동할 수 있다. 여기서, 초기 위치란 사용자 또는 차량(100)의 제조사에 의해 미리 설정된 위치를 의미할 수 있다. 일 예에 따른 초기 위치는 도 5에 도시된 바와 같이 암레스트(25)의 내부에 마련된 공간일 수 있으나 초기 위치가 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 입력 장치(200)가 도 5에 도시된 바와 같이 암레스트(25)의 내부에 위치하는 경우 입력 장치(200)의 오염을 최소화할 수 있을 것이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 입력 장치(200)의 제어 블록도이다. 일 실시 예에 따른 차량(100)의 제어 블록도는 도 6에서 설명한 구성을 그대로 포함할 수 있으며 이하 입력 장치(200)의 구성을 중심으로 설명하도록 한다.
도 6에 도시된 바를 참조하면, 일 실시 예에 따른 입력 장치(200)는 사용자로부터 제어 명령을 수신하는 입력 모듈(210)과, 입력 모듈(210)을 구동시키기 위한 구동부(260)와, 메모리(270)와, 사용자의 손목 위치를 검출하는 검출부(280)와, 입력 장치(200)의 동작을 전반적으로 제어하는 제어부(290)를 포함한다.
입력 모듈(210)은 사용자로부터 입력된 제어 명령을 전기적인 신호로 변환하여 이를 제어부(290)로 전달한다. 이하 도 7 및 도 8을 참조하여 입력 모듈(210)의 구체적인 실시 예에 대해 보다 상세하게 설명한다.
도 7은 일 실시 예에 따른 차량(100)에 마련된 입력 장치(200)의 입력 모듈(210)의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시된 바를 참조하면, 일 실시 예에 따른 입력 장치(200)의 입력 모듈(210)은 오목형 입력 모듈(210) 형태로 마련될 수 있다. 구체적으로, 오목형 입력 모듈(210)은 장착면(220)과, 장착면(220)에 설치되되 장착면(220)으로부터 돌출되는 돌출부(230)와, 돌출부(230) 내측에 요입되도록 형성되는 요입부(240)와, 요입부(240)의 바닥면에 마련되는 터치부(250)를 포함할 수 있다. 여기서 돌출부(230)와 요입부(240)와 터치부(250)는 일체로 형성되거나 서로 결합하여 하나의 구조체로 형성될 수 있다.
장착면(220)은 오목형 입력 모듈(210)의 전반적인 외관을 형성하는 것으로, 돌출부(230), 요입부(240) 및 터치부(250)와는 별도의 부재로 마련될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
장착면(220)은 평면 형상으로 마련될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 실시 예에 따라 볼록하거나 오목한 형상으로 마련될 수 있다.
한편 도 7에 도시되어 있지는 않지만 입력 모듈(210)은 다른 입력 수단을 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 장착면(220)에는 제어 명령을 입력하기 위한 푸시 버튼(push button) 또는 멤브레인 버튼(membrane button)이 마련될 수 있으며, 돌출부(230) 또는 요입부(240)에는 토글 스위치가 마련될 수 있다.
돌출부(230)는 장착면(220)으로부터 돌출되어 마련될 수 있다. 구체적으로 돌출부(230)는 장착면(220)과 연결되는 외측면부(231)와 외측면부(231)와 연결되는 등성이부(232)를 포함할 수 있다. 여기서, 외측면부(231)는 장착면(220)과 등성이부(232) 사이에 소정의 곡률을 가지고 마련되어 장착면(220)과 등성이부(232)를 연결할 수 있으나, 외측면부(231)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.
등성이부(232)는 요입부(240)와 대응되는 형상, 예를 들어 링 형상으로 마련될 수 있다. 다만, 등성이부(232)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니며 오목형 입력 모듈(210)의 터치부(250) 형상에 따라 달리 마련될 수도 있다.
요입부(240)는 등성이부(232)로부터 돌출부(230)의 내측으로 요입되도록 형성될 수 있다. 요입부(240)는 수평 단면이 원형 형상의 개구를 포함할 수 있다. 일 예로 요입부(240)는 등성이부(232)에서 원형으로 개구되어 내측으로 요입되는 형상으로 마련될 수 있다.
요입부(240)는 등성이부(232)와 연결되는 내측면부(241)와 터치부(250)가 마련되는 바닥부(242)를 포함한다. 일 예로 도면에는 원기둥 내측 형상의 내측면부(241)와 원형 평면 형상의 바닥부(242)를 도시하였다.
요입부(240)는 내측면부(241)와 바닥부(242)를 연결하는 연결부(243)를 포함할 수 있다. 연결부(243)는 경사면 또는 음의 곡률을 가지는 곡면으로 형성될 수 있다. 여기서 음의 곡률이란 요입부(240)의 외측에서 보았을 때 오목하게 형성된 곡률을 의미할 수 있다. 연결부(243)에는 사용자의 터치 입력을 직관적으로 하기 위해 소정의 간격으로 눈금이 형성될 수 있으며, 실시 예에 따라 눈금은 양각 또는 음각 방식으로 형성될 수 있다.
사용자가 연결부(243)를 따라 터치 입력을 하는 경우, 눈금에 의한 촉각적 자극으로 인해 사용자는 보다 직관적으로 터치 입력을 수행할 수 있다.
바닥부(242)는 터치부(250)를 포함할 수 있으며, 터치부(250)는 사용자의 터치 입력 신호를 수신할 수 있다. 이를 위해, 터치부(250)는 사용자의 손가락 또는 터치펜 등과 같은 포인터의 접촉 또는 근접을 인식하는 터치 패드를 포함할 수 있다. 터치 패드는 저항막 방식, 광학 방식, 정전용량 방식, 초음파 방식, 또는 압력 방식 등을 채용할 수 있으나, 사용자의 근접 또는 접촉을 인식하는 방식이 이에 한정되는 것은 아니다.
터치부(250)는 소정의 곡률을 가지는 곡면으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 터치부(250)는 하측으로 오목한 형상을 가질 수 있으나 터치부(250)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예에 따르면 터치부(250)는 평편하게 마련될 수 있으며, 실시 예에 따라 상측으로 볼록한 형상을 가질 수도 있다.
한편, 상술한 연결부(243)에도 터치 패드가 마련되어 사용자의 터치 입력 신호를 수신할 수 있다. 이 때, 바닥부(242)와 연결부(243)에는 하나의 터치 패드가 포함되어 사용자의 바닥부(242) 터치 입력과 연결부(243) 터치 입력을 동시에 수신할 수 있으며, 필요에 따라 바닥부(242)와 연결부(243)가 서로 다른 터치 패드로 구현될 수 있음은 물론이다.
장착면(220)에는 사용자의 손목을 지지하는 손목 지지부(221)가 형성될 수 있으며, 손목 지지부(221)는 터치부(250)보다 높게 위치할 수 있다. 이로 인해 사용자가 손목 지지부(221)에 손목을 지지한 상태에서 손가락으로 터치부(250)에 제스처를 입력할 때 손목이 위로 꺾이는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 사용자의 근골격계 질환을 방지하고 보다 편안한 조작감을 제공할 수 있다.
도 8은 일 실시 예에 따른 차량(100)에 마련된 입력 장치(200)의 입력 모듈(210)의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8에 도시된 바를 참조하면, 다른 실시 예에 따른 입력 장치(200)의 입력 모듈(210a)은 다이얼 입력 모듈(210a)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 다이얼 입력 모듈(210a)은 장착부(220a)와, 장착부(220a)에 마련되는 다이얼 입력부(230a)를 포함할 수 있다. 다이얼 입력부(230a)는 회전축을 따라 회전하거나, 일방향으로 기울어지도록 마련되어 회전 또는 기울어짐에 대응되는 입력 신호를 출력할 수 있다.
다이얼 입력부(230a)의 상측에는 터치 입력을 위한 다이얼 터치부(231a)가 마련될 수 있으며, 측면에는 조작시에 사용자의 그립감을 향상시키기 위한 손잡이부(232a)가 마련될 수 있다. 사용자는 다이얼 입력부(230a)의 상측에 마련된 터치부(231a)를 통해 제어 명령을 입력하거나, 손잡이부(232a)를 파지하고 다이얼 입력부(230a) 전체를 회전시키거나 또는 특정 방향으로 기울어지게 함으로써 소정의 제어 명령을 입력할 수 있다.
다이얼 입력 모듈(210)은 사용자의 조작 편의성을 향상시키도록 다이얼 입력부(230a)의 주위에 키 조작부가 마련될 수 있으며, 이하 전술한 바와 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
입력 모듈(210)은 이동 가능하도록 마련될 수 있다. 보다 상세하게, 입력 모듈(210)은 사용자의 조작이 편안한 위치로 이동 가능하도록 마련될 수 있다.
이러한 입력 모듈(210)은 구동부(260)에 의해 구동될 수 있으며, 도 9 내지 11을 참조해 일 실시 예에 따른 입력 장치(200)의 구동부(260)에 대해 상세하게 상세하게 설명한다. 도 9는 일 실시 예에 따른 입력 장치(200)의 구동부(260)를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 10은 구동부(260)의 구동력 전달의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 구동부(260)의 구동력 전달의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
구동부(260)는 제어부(290)의 제어에 따라 입력 장치(200)를 구동할 수 있다. 다시 말해, 구동부(260)는 제어부(290)의 제어 신호에 따라 입력 모듈(210)을 전후 또는 좌우로 이동시킬 수 있다. 도 9 내지 도 11에서는 구동부(260)가 입력 장치(200)를 전후로 구동시키도록 마련된 경우를 예로 들어 도시하였으나, 구동부(260)가 입력 장치(200)를 좌우로 구동시키도록 마련될 경우 도 9 내지 도 11의 구성이 채용될 수 있다. 이하, 입력 장치(200)를 전후로 구동시키는 경우를 예로 들어 구동부(260)에 대해 설명한다.
도 9에 도시된 바를 참조하면, 구동부(260)는 센터 콘솔(20)에 마련될 수 있으며, 구동력을 생성하는 구동 모터(261)와, 구동 모터(261)에 의해 생성된 구동력을 이용하여 입력 장치(200)를 이동시키는 제 1 가이드부(262)와, 입력 장치(200)의 이동을 보조하는 제 2 가이드부(263)를 포함할 수 있다.
구동 모터(261)는 회전 각도의 조절이 가능한 스탭핑 모터(stepping motor)로 구현될 수 있다.
제 1 가이드부(262)는 도 10에 도시된 바와 같이, 외관을 형성하는 하우징(262a)과, 하우징(262a) 내부에 마련되는 스크류축(262b)과, 스크류축(262b)의 회전에 의하여 진퇴 운동하는 이송부재(262c)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 스크류축(262b)은 구동 모터(261)와 연결되어 구동 모터(261)의 회전 시 회전축(C) 상에서 회전할 수 있으며, 스크류축(262b)에는 나사선이 마련될 수 있다. 이송부재(262c)는 스크류축(262b)의 나사선에 결합될 수 있으며, 이송부재(262c)의 일면은 입력 모듈(210)과 결합될 수 있다. 이에, 구동 모터(261)에 의하여 스크류축(262b)이 회전할 경우, 스크류축(262b)에 결합된 이송부재는 스크류축(262b)의 나사선을 따라 진퇴 이동할 수 있으며, 이에 따라 이송부재(262c)와 결합된 입력 모듈(210)이 이동하게 된다. 이 때, 이송부재(262c)의 이동 방향은 스크류축(262b)의 회전 방향에 따라 결정될 수 있다.
제 2 가이드부(263)는 입력 모듈(210)과 결합되어 제 1 가이드부(262)에 의하여 진퇴이동하는 입력 모듈(210)의 직선 이동을 가이드 할 수 있다.
한편, 도 10에서는 구동부(260)가 스크류축(262b)의 회전을 이동하여 압력 모듈을 이동시키는 것으로 설명하였으나, 입력 장치(200)의 구동 방법이 이에 한정되는 것은 아니며, 입력 모듈(210)을 이동시킬 수 있는 다양한 장치의 조합을 포함할 수 있다. 예를들어, 제 1 가이드부(262)는 도 11에 도시된 것과 같이 외관을 형성하는 하우징(264a)과, 하우징(264a)의 길이 방향을 따라 폐곡선을 형성하며 배치되어 하우징(264a)의 길이 방향을 따라 회전하는 구동 밸트(264b)와, 구동 밸트(264b)에 의하여 이동하는 이송부재(264c)를 포함하는 제 3 가이드부(264)로 치환될 수 있다. 즉, 구동 모터(261)에 생성된 구동력은 구동 밸트(264b)에 의하여 입력 모듈(210)로 전달될 수 있다.
검출부(280)는 사용자의 손목의 위치를 검출할 수 있다. 보다 상세하게, 검출부(280)는 사용자의 생체 신호를 수집해 사용자의 손목 위치를 검출할 수 있다.
이러한 검출부(280)는, 사용자의 생체 신호를 수집하는 생체 신호 센서(281)를 포함할 수 있다. 생체 신호 센서(281)는 사용자의 팔이 거치되는 암레스트(25) 내부에 장착될 수 있으며, 실시 예에 따라 암레스트(25) 내부에서 전후 방향으로 이동 가능하게 마련되거나, 제자리에서 회전 가능하도록 마련될 수 있다. 생체 신호 센서(281)가 암레스트(25) 내부에서 전후 방향으로 이동 가능하게 마련될 경우 생체 신호 센서(281)는 암레스트(25) 내부에 형성된 레일을 따라 이동하며 사용자의 손목의 생체 신호를 수집할 수 있으며, 생체 신호 센서(281)가 회전 가능하게 마련될 경우 생체 신호 센서(281)는 고정된 지점에서 회전하며 사용자의 손목의 생체 신호를 수집할 수 있다. 실시 예에 따라 생체 신호 센서(281)가 레일을 따라 이동함과 동시에 특정 회전축을 중심으로 회전하며 사용자의 손목의 생체 신호를 수집할 수도 있다. 생체 신호 센서(281)가 고유의 회전축을 중심으로 회전하며 생체 신호를 수집할 경우, 생체 신호 센서(281)가 고정된 경우에 비해 넓은 시야를 확보하여 보다 넓은 범위의 생체 신호 데이터를 수집할 수 있다.
생체 신호 센서(281)는 적외선 CCD 카메라 모듈과, PPG 센서 모듈과 같이 생체 신호의 수집이 가능한 구성을 포함할 수 있다.
CCD 카메라 모듈을 사용한 생체 신호 수집 방식은 사용자의 손(H)으로 뻗어져 나가는 정맥이 집중적으로 분포하고 있는 부분을 검출해 사용자의 손목 위치를 검출할 수 있다. 일 예에 따른 CCD 카메라 모듈은 사용자의 손목을 촬영하는 촬영부와, 촬영된 영상을 처리해 정맥 분포 패턴을 분석하는 영상처리부를 포함할 수 있다. 여기서, CCD 카메라 모듈의 촬영부는 적외선 CCD 카메라를 포함할 수 있다. 촬영부는 사용자의 손목 영상 데이터를 수집하고, 수집된 영상 데이터를 영상 처리부로 출력할 수 있다. 영상 처리부는 촬영부에서 수집된 영상 데이터로부터 정맥이 집중적으로 분포하고 있는 관심영역 영상을 추출하고, 추출된 관심영역 영상으로부터 사용자 손목의 정맥 패턴을 추출할 수 있다. 영상 처리부는 추출된 손목의 정맥 패턴 데이터를 제어부(290)로 출력할 수 있으며, 제어부(290)는 추출된 손목의 정맥 패턴과 미리 저장된 데이터를 비교해 손목의 위치를 결정할 수 있다.
PPG 센서 모듈을 사용한 생체 신호 수집 방식은 특정 파장대역의 광을 인체에 조사하고 반사 또는 투과된 광을 검출해 사용자의 맥박을 검출하고, 검출된 맥박 정보에 근거해 사용자의 손목 위치를 검출하는 방식이다. 본 실시 예에 따른 PPG 센서 모듈은 팔의 일부 영역을 스캔하여 사용자의 생체 신호를 수집하고 이를 제어부(290)로 출력할 수 있다. PPG 센서 모듈을 이용해 생체 신호를 수집할 경우 비 침습적인 방법으로 사용자의 생체 신호 수집이 가능할 수 있으며, 단일 센서로 맥박의 검출이 가능한 바 보다 간편하게 사용자의 생체 신호 수집이 가능할 수 있다.
한편, 사용자의 생체 신호를 수집하는 방식이 이에 한정되는 것은 아니며 실시 예에 피에조(piezo) 소자 등을 이용하는 압전식 방식, 자기 접합 터널(MTJ : Magnetic Tunnel Junction) 소자를 이용하는 자기 방식, 필름형 압박 센서를 이용하는 방식, 생체 전기 임피던스를 이용하는 임피던스 방식 등이 적용될 수 있음은 물론이다.
실시 예에 따라 검출부(280)는 사용자의 팔꿈치 위치를 검출하는 압력 센서(282)를 더 포함할 수 있다. 사용자는 암레스트(25)에 팔을 올려 놓은 채 입력 장치(200)를 조작할 수 있으며, 이 경우 암레스트(25)에 팔을 올려놓은 부분에는 압력이 가해질 수 있다. 압력 센서(282)는 수집된 압력 데이터를 제어부(290)로 출력할 수 있으며, 제어부(290)는 수집된 압력 데이터에 기초해 가장 압력이 높게 검출되는 지점을 팔꿈치의 위치로 결정할 수 있다. 한편, 검출부(280)는 압력 센서(282) 외에 사용자의 팔 위치를 검출할 수 있는 다양한 센서들을 포함할 수 있다.
압력 센서(282)에서 획득된 데이터에 기초해 팔꿈치의 위치가 결정되면 보다 용이하게 생체 신호 센서(281)의 이동을 제어할 수 있다. 구체적으로, 사용자는 일정한 범위 내의 팔 길이를 가지는데, 사용자의 팔꿈치의 위치가 결정될 경우 이로부터 미리 설정된 거리 범위 내에 사용자의 손목이 위치하는 것으로 결정될 수 있다. 따라서, 팔 꿈치 위치 정보를 기초로 팔꿈치 위치로부터 미리 설정된 거리 범위 내에서 생체 신호 센서(281)의 이동을 조작함으로써 용이하게 사용자의 손목 위치를 결정할 수 있다. 다만, 생체 신호 센서(281)의 이동이 반드시 압력 센서(282)에서 획득된 데이터에 기초하여야 하는 것은 아니며, 실시 예에 따라 입력 장치(200)가 압력 센서(282)를 포함하지 않을 수 있음은 물론이다.
메모리(270)는 입력 장치(200)를 구동하고 제어하기 위한 다양한 데이터, 프로그램 또는 어플리케이션을 저장할 수 있다. 보다 상세하게, 입력 장치(200)의 제어를 위한 제어 프로그램, 제조사에서 최초로 제공되는 전용 어플리케이션 또는 외부로부터 다운받은 범용 어플리케이션 등의 프로그램을 저장할 수 있다.
메모리(270)는 사용자 손목 부위의 정맥 패턴에 대한 정보를 저장할 수 있다. 실시 예에 따라 생체 신호 센서(281)로 CCD 카메라 모듈이 사용될 경우, 메모리(270)에는 미리 학습된 사용자의 정맥 패턴 데이터와 함께, CCD 카메라 모듈에서 실시간으로 수집된 영상 데이터로부터 추출된 사용자의 정맥 패턴 데이터가 저장될 수 있다. 미리 학습된 사용자의 정맥 패턴 데이터는 사용자의 손목 위치를 식별하는데 제공될 수 있다. 후술할 제어부(290) 에서는, 미리 학습된 사용자의 정맥 패턴 데이터와 실시간으로 수집된 영상 데이터를 정합해 사용자의 손목 위치를 식별하거나, 정맥의 분기 특성 등을 이용해 사용자의 손목 위치를 식별할 수 있다.
메모리(270)는 사용자의 손목 부위의 맥박 정보를 저장할 수 있다. 구체적으로, 메모리(270)는 PPG 센서 모듈에서 실시간으로 획득되는 PPG 신호에 대한 정보를 저장할 수 있다. 여기서 PPG 신호는 사용자의 심장 박동에 따라 발생하는 맥동 성분을 나타내는 신호를 의미한다. 메모리(270)는 제어부(290)의 요청에 따라 제어부(290)에 PPG 신호에 대한 정보를 제공할 수 있으며, 제어부(290)는 PPG 신호의 진폭이 가장 높게 나오는 부위를 손목 위치로 결정할 수 있다.
메모리(270)는 압력 센서(282)로부터 획득한 사용자의 팔꿈치 위치 정보 및 사용자의 팔 길이 정보를 저장할 수 있다. 메모리(270)는 제어부(290)의 요청에 따라 제어부(290)에 팔꿈치 위치 정보 및 사용자의 팔 길이 정보를 제공할 수 있으며, 제어부(290)는 팔꿈치 위치 정보 및 사용자의 팔 길이 정보에 기반해 전술한 생체 신호 센서(281)의 이동을 제어할 수 있다.
제어부(290)는 입력 장치(200)의 구동을 전반적으로 제어한다. 제어부(290)는 하나 또는 복수의 프로세서를 포함할 수 있다. 이러한 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수 있으며, 범용적인 마이크로 프로세서와 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수 있다.
제어부(290)는 입력 모듈(210)을 통해 입력되는 제어 명령을 인식하고, 입력된 제어 명령에 대응되는 제어 신호를 출력할 수 있다. 이러한 제어 신호들은 차량(100)의 각 장치에 전달될 수 있다. 일 예에 따르면, 제어부(290)는 입력 모듈(210)을 통해 입력되는 플리킹(Fliking), 스와핑(Swiping), 롤링(Rolling), 서클링(Circling), 스핀(Spin) 또는 탭(Tap) 동작과 같은 제어 명령을 인식하고, 제어 명령에 따라 각 구성이 동작하도록 인식된 제어 명령에 대응하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
제어부(290)는 생체 신호 센서(281)로부터 수집한 데이터를 기초로 사용자의 손목 위치를 결정할 수 있다.
CCD 카메라 모듈을 통해 수집한 영상 정보를 기초로 사용자의 손목 위치를 결정하는 과정은 다음과 같다. 먼저, CCD 카메라 모듈은 촬영부를 통해 사용자 손목의 영상을 수집하고, 수집된 영상을 영상 처리부로 출력한다. 실시 예에 따라 영상 처리부는 제어부(290) 내의 일 구성으로 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 영상 처리부는 촬영부로부터 획득한 영상에서 정맥이 집중적으로 분포하고 있는 관심 영역 영상을 추출하고, 추출된 관심 영역 영상으로부터 사용자 손목의 정맥 패턴을 추출한 후 추출된 정맥 패턴 데이터를 제어부(290)로 출력한다. 제어부(290)는 영상 처리부로부터 획득된 손목의 정맥 패턴 데이터와 메모리(270)에 미리 저장된 사용자의 정맥 패턴 데이터를 비교해 손목의 위치를 결정할 수 있다. 이 때, 미리 저장된 사용자의 정맥 패턴 데이터는 다양한 사람의 영상으로부터 손목 부위의 정맥 패턴을 미리 학습시켜 획득된 데이터일 수 있다.
PPG 센서 모듈을 통해 수집한 영상 정보를 기초로 사용자의 손목 위치를 결정하는 과정은 다음과 같다. 먼저, PPG 센서 모듈은 사용자의 손목 부위에 조사된 광의 반사 또는 투과 특성을 검출하고, 검출된 데이터를 제어부(290)로 출력한다. PPG란 심장 박동에 따라 발생하는 맥동 성분을 나타내는 신호로 맥동 성분에 따라 광의 반사 또는 투과 특성이 상이한 바, 이러한 광 특성을 분석해 맥박을 검출할 수 있다. 제어부(290)는 PPG 센서 모듈로부터 획득한 데이터를 분석해 PPG 신호의 진폭이 가장 높게 나오는 위치를 사용자 손목의 위치로 결정할 수 있다.
제어부(290)는 검출부(280)에서 검출되는 사용자의 손목 위치 정보에 기초해 입력 모듈(210)의 이동을 제어할 수 있다.
일 예에 따르면 제어부(290)는 차량(100)의 시동이 꺼진 상태와 같이 입력 장치(200)의 사용이 불필요한 경우, 입력 모듈(210)이 초기 위치로 이동하도록 제어하여 입력 장치(200)의 오염을 최소화할 수 있다. 동시에, 차량(100)의 시동이 다시 켜진 상태와 같이 입력 장치(200)의 사용이 필요한 경우, 입력 모듈(210)이 기준 위치로 이동하도록 제어할 수 있다. 여기서 기준 위치는 사용자 또는 차량(100) 제조사에 의해 미리 설정된 위치일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 초기 위치로 이동하기 이전의 입력 모듈(210)의 위치가 기준 위치로 설정될 수 있으며, 이 경우 기준 위치는 상황에 따라 달라질 수 있다.
다른 예에 따르면 제어부(290)는 결정된 손(H) 위치에 대응되는 위치로 입력 모듈(210)이 이동하도록 입력 모듈(210)의 이동을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(290)는 검출부(280)에서 검출되는 사용자의 손목 위치로부터 미리 설정된 제 1 거리만큼 이격된 지점으로 입력 모듈(210)의 이동을 제어할 수 있다. 여기서 제 1 거리는 평균적인 사용자의 손(H) 크기를 고려해 결정될 수 있으며, 실시 예에 따라 약 15cm 내지 25 cm 범위 내에서 결정될 수 있다. 또한, 제 1 거리는 챠량 제조 시 제조사에 의해 초기 값이 결정될 수 있으며, 실시 예에 따라 사용자에 의해 임의로 결정될 수 있음은 물론이다.
제어부(290)는 사용자의 손(H) 위치를 고려해 결정된 입력 모듈(210)의 위치가 현재 입력 모듈(210)의 위치보다 전방이면 입력 모듈(210)이 전방으로 이동하도록 제어할 수 있으며, 결정된 입력 모듈(210)의 위치가 현재 입력 모듈(210)의 위치보다 후방이면 입력 모듈(210)이 후방으로 이동하도록 제어할 수 있다. 한편 실시 예에 따라 제어부(290)는 결정된 입력 모듈(210)의 위치가 현재 입력 모듈(210)의 위치보다 우측이면 입력 모듈(210)이 우측으로 이동하도록 제어할 수 있으며, 결정된 입력 모듈(210)의 위치가 현재 입력 모듈(210)의 위치보다 좌측이면 입력 모듈(210)이 좌측으로 이동하도록 제어할 수도 있다.
한편, 실시 예에 따라 제어부(290)는 팔꿈치의 위치를 결정하고, 팔꿈치의 위치에 기초해 생체 신호 센서(281)의 이동을 제어할 수도 있다.
생체 신호 센서(281)가 사용자의 손목의 생체 신호를 보다 효과적으로 수집하기 위해 이동 가능하도록 마련될 수 있음은 전술한 바와 같다. 여기서, 생체 신호 센서(281)가 최소한의 이동으로 사용자의 손목 위치를 검출할 수 있도록 하기 위해 사용자의 팔꿈치 위치 정보를 활용할 수 있다. 사용자는 일정한 범위 내의 팔 길이를 가지는데, 사용자의 팔꿈치의 위치가 결정될 경우 이로부터 미리 설정된 거리 범위 내에 사용자의 손목이 위치하는 것으로 결정될 수 있는 바, 제어부(290)는 사용자의 손목이 위치하는 것으로 예상되는 지점에서 생체 신호 센서(281)가 이동하도록 생체 신호 센서(281)의 이동을 제어할 수 있다.
다음으로, 다른 실시 예에 따른 입력 장치(200a)에 대해 설명한다.
도 12는 다른 실시 예에 따른 입력 장치(200a)의 제어 블록도를 도시한 도면이다. 일 실시 예에 따른 차량(100)의 제어 블록도는 도 12에서 설명한 구성을 그대로 포함할 수 있으며, 이하 입력 장치(200a)의 구성을 중심으로 설명한다.
도 12에 도시된 바를 참조하면, 다른 실시 예에 따른 입력 장치(200a)는 암레스트(25a)와, 입력 모듈(210a)과, 구동부(260a)와, 메모리(270a)와, 검출부(280a)와, 제어부(290a)를 포함한다. 본 실시 예에 따른 입력 장치(200a)는 암레스트(25a)가 이동 가능하도록 마련된 점에서 전술한 입력 장치(200a)와 차이가 있으며, 이하 일 실시 예에 따른 입력 장치(200a)와의 차이를 중심으로 설명한다.
도 13은 다른 실시 예에 따른 입력 장치(200a)의 이중 암레스트(25a) 구조를 도시한 도면이고, 도 14 및 도 15는 입력 장치(200a)의 제 2 암레스트(25-2a)의 이동 예를 도시한 도면이다.
도 13에 도시된 바를 참조하면, 다른 실시 예에 따른 입력 장치(200a)의 암레스트(25a)는 이중 암레스트(25a) 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 암레스트(25a)는 암레스트(25a)의 외관을 형성하는 제 1 암레스트(25-1a)와, 제 1 암레스트(25-1a) 내부에 마련된 제 2 암레스트(25-2a)를 포함할 수 있다.
제 1 암레스트(25-1a)는 암레스트(25a)의 외관을 형성하는 하우징으로 기능할 수 있으며 센터 콘솔(20)에 고정된 형태로 마련될 수 있다. 제 1 암레스트(25-1a)의 내부에는 제 1 암레스트(25-1a)에 가해지는 압력 데이터를 수집하는 압력 센서(282a)가 설치될 수 있다. 압력 센서(282a)는 사용자의 팔에 의해 가해지는 압력 데이터를 수집하고, 이를 제어부(290a)로 전달할 수 있다.
제 2 암레스트(25-2a)는 제 1 암레스트(25-1a)의 내부에 이동 가능하게 마련될 수 있다. 제 2 암레스트(25-2a)에는 사용자의 생체 신호를 수집하도록 마련된 생체 신호 센서(281a)가 설치될 수 있으며, 생체 신호 센서(281a)는 사용자가 암레스트(25a)에 팔을 올려놓을 경우 사용자의 손목이 자연스럽게 위치하는 제 2 암레스트(25-2a)의 일단에 설치될 수 있다. 실시 예에 따라 생체 신호 센서(281a)는 제 2 암레스트(25-2a) 내에서 전후 방향 또는 좌우 방향으로 이동 가능하도록 마련될 수 있으며, 실시 예에 따라 고정된 회전 축을 중심으로 회전 가능하도록 마련될 수 있다. 실시 예에 따라 생체 신호 센서(281a)가 이동하며 회전 가능하도록 마련될 수 있음은 물론이다.
제 2 암레스트(25-2a)는 제 2 암레스트 구동부(260-2a)에 의해 전후 방향으로 이동 가능하게 마련될 수 있다. 제 2 암레스트 구동부(260-2a)는 전술한 도 9 내지 도 11에서 설명한 입력 장치(200a)의 구동부(260)와 동일한 방식을 채용할 수 있으며, 이하 도 9 내지 도 11과 중복되는 설명은 생략한다.
제 2 암레스트(25-2a) 내부에는 입력 모듈(210a)이 설치될 수 있으며, 입력 모듈(210a)은 이동 가능하도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 입력 모듈(210a)은 입력 모듈 구동부(260-1a)에 의해 전후 방향으로 이동 가능하도록 마련될 수 있으며, 이하 입력 모듈(210a) 및 입력 모듈 구동부(260-1a)와 관련해 전술한 도 7 내지 도 11과 중복되는 설명은 생략한다.
이하, 도 14 및 도 15를 참조해 제 2 암레스트(25-2a) 및 입력 모듈(210a)의 이동 방식에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
사용자가 도 14에 도시된 바와 같이 팔을 제 1 암레스트(25-1a)에 거치한 경우, 사용자의 손목은 제 2 암레스트(25-2a)의 일단에 마련된 생체 신호 센서(281a) 위치에 위치하게 된다. 이 경우, 제 2 암레스트(25-2a)는 이동하지 않을 수 있으며, 실시 예에 따라 제 2 암레스트(25-2a) 내부에 설치된 생체 신호 센서(281a)가 전후 또는 좌우 방향으로 이동하며 사용자의 생체 신호 데이터를 수집할 수 있다.
생체 신호 데이터는 전후 또는 좌우 방향으로 이동하며 사용자의 생체 신호 데이터를 수집하고, 수집한 데이터를 제어부(290a)로 전송할 수 있다. 제어부(290a)는 수집한 사용자의 생체 신호 데이터에 기초해 사용자의 손목 위치를 결정할 수 있으며, 사용자의 손목 위치가 결정되면 입력 모듈(210a)의 최적 위치가 결정될 수 있다. 입력 모듈(210a)의 최적 위치는 사용자의 손목 위치로부터 미리 설정된 제 1 거리만큼 이격된 지점으로 결정될 수 있으며, 입력 모듈(210a)의 위치가 결정되면 입력 모듈(210a)은 결정된 위치로 이동할 수 있다. 여기서 입력 모듈(210a)의 최적 위치는 사용자의 조작이 편리할 것으로 예상되는 위치로, 제 1 거리는 제조사에 의해 미리 프로그래밍 되거나 사용자의 설정에 따라 변경 가능할 수 있다. 이하 전술한 바와 중복되는 설명은 생략한다.
한편, 사용자가 도 15에 도시에 도시된 바와 같이 팔을 제 1 암레스트(25-1a)에 거치한 경우 사용자의 손목은 제 2 암레스트(25-2a)에 설치된 생체 신호 센서(281a)로부터 멀리 떨어져 위치하게 되어 사용자의 손목 위치 파악이 어려울 수 있다. 따라서, 이 경우에는 생체 신호 센서(281a)가 사용자의 생체 신호를 보다 잘 수집할 수 있도록 제 2 암레스트(25-2a)가 전방으로 이동할 수 있다. 이 경우, 제 1 암레스트(25-1a)에 설치된 압력 센서(282a)로부터 압력 데이터를 수집해 사용자의 팔꿈치 위치를 결정하고, 사용자의 팔꿈치 위치 및 사용자의 팔 길이 데이터로부터 제 2 암레스트(25-2a)의 이동 거리를 결정할 수 있다.
제 2 암레스트(25-2a)가 전방으로 이동하면 생체 신호 센서(281a)가 보다 용이하게 사용자의 생체 신호를 수집할 수 있다. 보다 상세하게, 생체 신호 센서(281a)는 전후 또는 좌우 방향으로 이동하며 사용자의 생체 신호 데이터를 수집할 수 있다.
생체 신호 데이터는 전후 또는 좌우 방향으로 이동하며 사용자의 생체 신호 데이터를 수집하고, 수집한 데이터를 제어부(290a)로 전송할 수 있다. 제어부(290a)는 수집한 사용자의 생체 신호 데이터에 기초해 사용자의 손목 위치를 결정할 수 있으며, 사용자의 손목 위치가 결정되면 입력 모듈(210a)의 최적 위치가 결정될 수 있다. 이하 도 14와 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
검출부(280a)는 사용자의 손목 위치를 검출하도록 마련된 생체 신호 센서(281a)를 포함할 수 있다. 생체 신호 센서(281a)는 CCD 카메라 모듈과, PPG 센서 모듈 등을 포함할 수 있으며, 이하 CCD 카메라 모듈 및 PPG 센서 모듈과 관련해 전술한 바와 중복되는 설명은 생략한다.
실시 예에 따라, 검출부(280a)는 사용자의 팔꿈치 위치를 검출하는 압력 센서(282a)를 더 포함할 수 있다. 사용자는 암레스트(25a)에 팔을 올려 놓은 채 입력 장치(200a)를 조작할 수 있으며, 이 경우 암레스트(25a)에 팔을 올려놓은 부분에는 압력이 가해질 수 있다. 압력 센서(282a)는 수집된 압력 데이터를 제어부(290a)로 출력할 수 있으며, 제어부(290a)는 수집된 압력 데이터에 기초해 가장 압력이 높게 검출되는 지점을 팔꿈치의 위치로 결정할 수 있다.
압력 센서(282a)에서 획득된 데이터에 기초해 팔꿈치의 위치가 결정되면 제 2 암레스트(25-2a)의 이동 및 생체 신호 센서(281a)의 이동을 용이하게 조절할 수 있다. 구체적으로, 사용자는 일정한 범위 내의 팔 길이를 가지는데, 사용자의 팔꿈치의 위치가 결정될 경우 이로부터 미리 설정된 거리 범위 내에 사용자의 손목이 위치하는 것으로 결정될 수 있다. 따라서, 팔꿈치 위치로부터 미리 설정된 제 2 거리 이격된 지점에 생체 신호 센서(281a)가 위치하도록 제 2 암레스트(25-2a)의 이동을 조절할 수 있다. 여기서 제 2 거리는 평균적인 사용자의 팔 길이를 고려해 결정될 수 있다. 제 2 거리는 차량(100) 제조 시 제조사에 의해 미리 결정될 수 있으며, 사용자에 의해 임의로 결정될 수도 있다. 한편 실시 예에 따라, 제 2 암레스트(25-2a)의 이동 후 제 2 암레스트(25-2a) 내부에 설치된 생체 신호 센서(281a)의 이동이 전후 또는 좌우 방향으로 조절될 수 있다. 이는 보다 정밀하게 사용자의 생체 신호 데이터를 수집하도록 하기 위함이다.
제어부(290a)는 입력 장치(200a)의 구동을 전반적으로 제어한다. 제어부(290a)는 하나 또는 복수의 프로세서를 포함할 수 있다. 이러한 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수 있으며, 범용적인 마이크로 프로세서와 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수 있다. 이하, 본 실시 예에 따른 제어부(290a)는 도 6에서 설명한 제어부(290a)에 대한 설명을 포함할 수 있으며, 이하 도 6에 대한 설명과 중복되는 설명은 생략한다.
제어부(290a)는 압력 센서(282a)로부터 수집된 압력 정보에 기초해 제 2 암레스트(25-2a)의 이동을 제어할 수 있다. 보다 상세하게 압력 센서(282a)로부터 수집된 압력 정보에 기초해 사용자의 팔꿈치 위치를 결정하고, 결정된 위치로부터 미리 설정된 제 2 거리만큼 이격된 지점으로 제 2 암레스트(25-2a)의 이동을 제어할 수 있다. 다만, 제 2 암레스트(25-2a) 및 생체 신호 센서(281a)의 이동이 반드시 압력 센서(282a)에서 획득된 데이터에 기초하는 것은 아니며, 적외선 센서 등을 이용해 제 2 암레스트(25-2a) 및 생체 신호 센서(281a)의 이동을 조절할 수 있음은 물론이다.
이상으로 다른 실시 예에 따른 입력 장치(200a)에 대해 설명하였다.
다음으로, 차량(100)의 제어 방법에 대해 설명한다.
도 16은 일 실시 예에 따른 차량(100)의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 16에 도시된 바를 참조하면, 일 실시 예에 따른 차량(100)의 제어 방법은 생체 신호 센서(281)로부터 사용자의 생체 신호를 수집하는 단계와(340), 수집된 생체 신호 데이터로부터 사용자의 손목 위치를 검출하는 단계와(350), 검출된 손목 위치 정보에 기초해 입력 모듈(210)의 이동을 제어하는 단계(360)를 포함한다.
생체 신호 센서(281)로부터 사용자의 생체 신호를 수집하는 단계는, CCD 카메라 모듈 및 PPG 센서 모듈로부터 사용자의 손목 주위의 생체 신호를 수집하는 것을 포함할 수 있다. 사용자의 생체 신호는 사용자의 정맥 패턴, 맥박 신호 등을 의미할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다(340).
다음으로, 수집된 생체 신호 데이터로부터 사용자의 손목 위치를 검출하는 단계가 수행된다. CCD 카메라 모듈을 통해 사용자의 생체 신호를 수집할 경우, CCD 카메라 모듈에서 획득한 사용자의 정맥 패턴 데이터와 미리 저장된 정맥 패턴 데이터를 비교해 손목의 위치를 결정할 수 있다. PPG 센서 모듈을 통해 사용자의 생체 신호를 수집할 경우, PPG 센서 모듈로부터 획득한 데이터를 분석해 PPG 신호의 진폭이 가장 높게 나오는 지점을 사용자의 손목 위치로 결정할 수 있다(350).
다음으로, 검출된 손목 위치 정보에 기초해 입력 모듈(210)의 이동을 제어하는 단계가 수행된다. 입력 모듈(210)의 이동을 제어하는 단계는 손목 위치로부터 미리 설정된 제 1 거리만큼 이격된 지점으로 입력 모듈(210)의 이동을 제어하는 것을 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 거리는 평균적인 사용자의 손(H) 크기를 고려해 결정될 수 있으며, 실시 예에 따라 약 15cm 내지 25 cm 범위 내에서 결정될 수 있다(360).
도 17은 다른 실시 예에 따른 차량(100)의 제어 방법을 도시한 순서도 이다.
도 17에 도시된 바를 참조하면, 다른 실시 예에 따른 차량(100)의 제어 방법은 도 16에서 설명한 과정 외에 제 1 암레스트(25)에 가해지는 압력 데이터를 수집하는 단계와(310), 수집된 압력 데이터로부터 사용자의 팔꿈치 위치를 검출하는 단계와(320), 검출된 팔꿈치 위치 정보에 기초해 제 2 암레스트(25)의 이동을 제어하는 단계(330)를 더 포함할 수 있다.
본 실시 예에 따른 차량(100)의 제어 방법은, 암레스트(25)가 이중으로 마련된 차량(100)을 전제로 하는 것으로, 제 1 암레스트(25) 내부에 차량(100)의 전후방향으로 이동 가능하도록 마련된 제 2 암레스트(25)의 이동을 조절해 사용자의 생체 신호를 보다 효과적으로 수집할 수 있도록 한다.
구체적으로, 제 1 암레스트(25)에 가해지는 압력 데이터를 수집하는 것은, 사용자가 암레스트(25)에 팔을 올려 놓을 경우 사용자의 팔에 의해 가해지는 압력 데이터를 수집하는 것을 포함할 수 있다. 제 1 암레스트(25) 내부에는 압력 센서(282)가 설치될 수 있으며, 압력 센서(282)는 압력 데이터를 수집해 이를 제어부(290)로 출력할 수 있다(310).
다음으로, 수집된 압력 데이터로부터 사용자의 팔꿈치 위치를 검출하는 단계가 수행될 수 있다. 구체적으로, 제어부(290)는 압력 센서(282)로부터 획득된 압력 데이터를 분석해 압력이 가장 높은 지점을 사용자의 팔꿈치 위치로 결정할 수 있다(320).
다음으로, 검출된 팔꿈치 위치 정보에 기초해 제 2 암레스트(25)의 이동을 제어하는 단계가 수행될 수 있다. 구체적으로, 제어부(290)는 검출된 팔꿈치 위치 정보에 기초해 팔꿈치 위치로부터 미리 설정된 제 2 거리만큼 이격된 지점으로 제 2 암레스트(25)의 이동을 제어할 수 있다. 여기서 제 2 거리는 평균적인 사용자의 팔 길이를 고려해 결정될 수 있으며, 이하 전술한 바와 중복되는 설명은 생략한다(330).
이상으로, 입력 장치(200), 이를 포함하는 차량(100) 및 차량(100)의 제어 방법에 대해 설명하였다. 발명의 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니며 당해 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있는 범위 내에서 변경 가능할 수 있다.
100 : 차량
200 : 터치 입력장치
210 : 입력 모듈
220 : 장착면
230 : 돌출부
240 : 요입부
250 : 터치부
260 : 구동부
270 : 메모리
280 : 검출부
290 : 제어부

Claims (20)

  1. 차량 내 전자 장치들의 동작 제어 명령을 수신하고, 이동 가능하도록 마련된 입력 모듈;
    사용자의 손목 위치를 검출하는 검출부; 및
    상기 검출부에서 검출되는 사용자의 손목 위치 정보에 기초해 상기 입력 모듈의 이동을 제어하는 제어부;를 포함하는 입력 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 검출부에서 검출되는 사용자의 손목 위치로부터 미리 설정된 제 1 거리만큼 이격된 지점으로 상기 입력 모듈의 이동을 제어하는 입력 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 검출부는,
    사용자의 생체 신호를 수집하는 생체 신호 센서;를 포함하는 입력 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 생체 신호 센서는,
    CCD 카메라 모듈 및 PPG 센서 모듈을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 입력 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    사용자의 팔을 거치하는 암레스트;를 더 포함하고,
    상기 암레스트는,
    외관을 형성하는 제 1 암레스트와,
    상기 제 1 암레스트 내부에 이동 가능하게 마련된 제 2 암레스트를 포함하는 입력 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 검출부는,
    상기 제 1 암레스트 내측에 설치되고, 상기 제 1 암레스트에 가해지는 압력 데이터를 수집하는 압력 센서; 및
    상기 제 2 암레스트 내측에 설치되고, 사용자의 생체 신호를 수집하는 생체 신호 센서;를 포함하는 입력 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 생체 신호 센서는,
    상기 제 2 암레스트 내측에서 이동 가능하도록 마련된 입력 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 압력센서로부터 수집된 압력 정보에 기초해 상기 제 2 암레스트의 이동을 제어하는 입력 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 압력센서로부터 수집된 압력 정보에 기초해 사용자의 팔꿈치 위치를 결정하고, 상기 결정된 위치로부터 미리 설정된 제 2 거리만큼 이격된 지점으로 상기 제 2 암레스트의 이동을 제어하는 입력 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    차량의 시동이 켜지면 미리 설정된 기준 위치로 이동하도록 상기 입력 모듈의 이동을 제어하는 입력 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    차량의 시동이 꺼지면 미리 설정된 초기 위치로 이동하도록 상기 입력 모듈의 이동을 제어하는 입력 장치.
  12. 차량 내 전자 장치들의 동작 제어 명령을 수신하고, 이동 가능하도록 마련된 입력 모듈;
    사용자의 손목 위치를 검출하는 검출부; 및
    상기 검출부에서 검출되는 사용자의 손목 위치 정보에 기초해 상기 입력 모듈의 이동을 제어하는 제어부;를 포함하는 입력 장치를 포함하는 차량.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 검출부에서 검출되는 사용자의 손목 위치로부터 미리 설정된 제 1 거리만큼 이격된 지점으로 상기 입력 모듈의 이동을 제어하는 입력 장치를 포함하는 차량.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 검출부는,
    사용자의 생체 신호를 수집하는 생체 신호 센서;를 포함하는 입력 장치를 포함하는 차량.
  15. 제 12항에 있어서,
    사용자의 팔을 거치하는 암레스트;를 더 포함하고,
    상기 암레스트는,
    외관을 형성하는 제 1 암레스트와,
    상기 제 1 암레스트 내부에 이동 가능하게 마련된 제 2 암레스트를 포함하는 입력 장치를 포함하는 차량.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 검출부는,
    상기 제 1 암레스트 내측에 설치되고, 상기 제 1 암레스트에 가해지는 압력 데이터를 수집하는 압력 센서; 및
    상기 제 2 암레스트 내측에 설치되고, 사용자의 생체 신호를 수집하는 생체 신호 센서;를 포함하는 입력 장치를 포함하는 차량.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 생체 신호 센서는,
    상기 제 2 암레스트 내측에서 이동 가능하도록 마련된 입력 장치를 포함하는 차량.
  18. 차량 내 전자 장치들의 동작 제어 명령을 수신하고, 이동 가능하도록 마련된 입력 모듈을 포함하는 차량의 제어 방법에 있어서,
    생체 신호 센서가 사용자의 생체 신호를 수집하는 단계;
    상기 수집된 생체 신호 데이터로부터 사용자의 손목 위치를 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 손목 위치 정보에 기초해 상기 손목 위치로부터 미리 설정된 제 1 거리만큼 이격된 지점으로 상기 입력 모듈의 이동을 제어하는 단계;를 포함하는 차량의 제어 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 차량은, 외관을 형성하는 제 1 암레스트와 상기 제 1 암레스트 내부에 이동 가능하게 마련된 제 2 암레스트를 포함하고,
    상기 제 1 암레스트에 가해지는 압력 데이터를 수집하는 단계;
    상기 수집된 압력 데이터로부터 사용자의 팔꿈치 위치를 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 팔꿈치 위치 정보에 기초해 상기 팔꿈치 위치로부터 미리 설정된 제 2 거리만큼 이격된 지점으로 상기 제 2 암레스트의 이동을 제어하는 단계;를 포함하는 차량의 제어 방법.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 생체 신호 센서가 사용자의 생체 신호를 수집하는 단계는,
    상기 생체 신호 센서가 상기 차량의 전후 방향으로 이동하며 사용자의 생체 신호를 수집하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
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