KR20140113059A - 차량의 탑재기기의 조작 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 탑재기기의 조작 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 스티어링 휠에 신축성 물질을 사이에 두고 전극을 배치하고 운전자의 그립 압력에 따른 정전용량의 변화량에 의해 차량의 탑재기기를 조작할 수 있는 차량의 탑재기기의 조작 장치 및 방법에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 실시예는, 오디오, 네비게이션 및 에어컨을 포함한 차량의 탑재기기를 조작하기 위한 조작 장치로서, 스티어링 휠에 설치되며, 운전자의 그립(grip) 압력에 따라 정전용량이 변화되도록 이루어진 전극; 상기 전극에 연결되어 상기 전극의 정전용량을 검출하는 정전용량 검출부; 상기 정전용량 검출부에서 검출되는 정전용량의 변화를 토대로 상기 운전자의 그립 압력 패턴을 분석하여 상기 그립 압력 패턴에 대응하는 조작 신호를 발생하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부에서 발생된 조작신호를 통해 조작대상 탑재기기의 해당 기능을 조작하는 기기 조작부;를 포함할 수 있다.

Description

차량의 탑재기기의 조작 장치 {Apparatus for operating devices installed in vehicle}
본 발명은 차량의 탑재기기의 조작 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 스티어링 휠에 신축성 물질을 사이에 두고 전극을 배치하고 운전자의 그립 압력에 따른 정전용량의 변화량에 의해 차량의 탑재기기를 조작할 수 있는 차량의 탑재기기의 조작 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 실내에는 운전자의 조작이 필요한 기기로서 에어컨, 네비게이션, 오디오 및/또는 AVN(audio video navigation) 시스템 등과 같은 기기들이 탑재된다.
최근, 차량의 일부 기기들은 운전 중에 조작 버튼의 접촉 조작에 의한 운전자의 주의 집중이 방해 받는 것을 방지하기 위해 원격 제어 방법으로 조작되도록 제조되고 있다.
원격 제어 방법으로는 접촉식 방법과 비접촉식 방법이 있을 수 있다.
접촉식 방법은, 예를 들어 스티어링 휠 중간부에 별도의 버튼을 부착하여 운전 중 스티어링 휠에서 손을 떼지 않고 오디오(audio)를 제어하는 기술이나 이와 유사한 기술을 말하고, 비접촉식 방법은 음성 인식을 이용하여 오디오를 제어하는 기술이나 이와 유사한 기술을 말한다.
예를 들면, 접촉식 방법의 일례로는 대한민국 공개공보 제2009-0090007호의 스티어링 휠과 리모콘의 결합구조가 있다. 이 공개공보에서는 차량의 스티어링 칼럼에 고정되는 스티어링 휠과 스티어링 휠의 결합부에 설치되는 리모콘의 결합구조를 통해 차량내 해당 기기(예; 오디오 기기)를 제어할 수 있도록 구성된다.
그런데, 상기 종래의 접촉식 방법도 운전 중 기기 조작을 위해서는 손을 스티어링 휠 또는 스티어링 휠의 중간부에 마련된 버튼 쪽으로 이동해야 하기 때문에 시선이 분산될 수 있어 안전과 편의성에서 문제의 소지가 있을 수 있다.
또한, 상기 음성인식을 이용한 비접촉식 방법은 조작자의 음성에 따라 음식인식에 오류가 많은 단점이 해결되지 않고 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명이 해결하려는 과제는, 운전 중에 시선의 분산 없이도 차량의 탑재기기를 조작할 수 있도록, 스티어링 휠에 신축성 물질을 사이에 두고 전극을 배치하고 운전자의 그립 압력에 따른 정전용량의 변화량에 의해 차량의 탑재기기를 조작할 수 있도록 한 차량의 탑재기기의 조작 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량의 탑재기기의 조작 장치는, 오디오, 네비게이션 및 에어컨을 포함한 차량의 탑재기기를 조작하기 위한 조작 장치로서, 스티어링 휠에 설치되며, 운전자의 그립(grip) 압력에 따라 정전용량이 변화되도록 이루어진 전극; 상기 전극에 연결되어 상기 전극의 정전용량을 검출하는 정전용량 검출부; 상기 정전용량 검출부에서 검출되는 정전용량의 변화를 토대로 상기 운전자의 그립 압력 패턴을 분석하여 상기 그립 압력 패턴에 대응하는 조작 신호를 발생하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부에서 발생된 조작신호를 통해 조작대상 탑재기기의 해당 기능을 조작하는 기기 조작부;를 포함할 수 있다.
상기 전극은 상기 스티어링 휠을 구성하는 신축부재를 사이에 두고 대향으로 배치된 도전성 재질로 형성되고, 상기 도전성 재질로 형성된 전극은 상기 스티어링 휠에 다수개 형성될 수 있다.
상기 다수의 전극 사이에는 절연 간극이 형성될 수 있다.
상기 다수의 전극은 그립 압력에 의해 대향 전극 간의 거리가 좁아질 때 정전용량이 커지도록 형성될 수 있다.
상기 조작대상 탑재기기는 에이브이엔(AVN; audio video navigation)이고, 상기 정전용량 검출부에 의해 운전자의 왼손 그립 압력이 시계방향 또는 반시계방향으로 증가하는 것이 검출될 때, 상기 신호처리부는 AVN의 채널을 업 또는 다운시키는 신호를 발생할 수 있다.
상기 조작대상 탑재기기는 AVN이고, 상기 정전용량 검출부에 의해 운전자의 오른손 그립 압력이 시계방향 또는 반시계방향으로 증가하는 것이 검출될 때, 상기 신호처리부는 AVN의 볼륨을 업 또는 다운시키는 신호를 발생할 수 있다.
상기 조작대상 탑재기기는 AVN이고, 상기 정전용량 검출부에 의해 운전자의 양손의 그립 압력이 동시에 상기 스티어링 휠의 내측 또는 외측으로 증가하는 것이 검출될 때, 상기 신호처리부는 AVN의 화면을 줌인 또는 줌아웃하는 신호를 발생할 수 있다.
상기 조작대상 탑재기기는 AVN이고, 상기 정전용량 검출부에 의해 운전자의 양손의 그립 압력이 동시에 상기 스티어링 휠의 시계방향 또는 반시계방향으로 증가하는 것이 검출될 때, 상기 신호처리부는 AVN의 모드를 변경하는 신호를 발생할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 스티어링 휠에 신축성 물질을 사이에 두고 전극을 배치하고 운전자의 그립 압력에 따른 정전용량의 변화량에 의해 차량의 탑재기기를 조작할 수 있도록 함으로써, 운전 중에 시선의 분산 없이도 차량의 탑재기기를 안전하고도 편리하게 조작할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 그립의 압력 패턴을 분석하고 인식하여 탑재기기를 조작할 수 있게 함으로써 오인식의 확률을 충분히 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 탑재기기 조작 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 탑재기기 조작 장치의 전극의 상세 구성도이다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 탑재기기 조작 장치의 전극의 그립 압력에 따른 형상 변화를 보인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 탑재기기 조작 장치의 전극의 그립 압력에 따른 정전용량 변화를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 탑재기기 조작 장치의 사용 예를 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐서 부재번호와 함께 쓰이는 영문자 L, R은 특별히 다른 설명이 없는 한, 각각 왼쪽(left), 오른쪽(right)을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 탑재기기 조작 장치의 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량의 탑재기기 조작 장치는, 예를 들어 오디오, 네비게이션, 에어컨 및 AVN(audio video navigation)과 같은 차량의 탑재기기를, 스티어링 휠에 신축부재를 사이에 두고 전극을 배치하고 운전자의 그립 압력에 따른 정전용량의 변화량에 의해 조작하는 장치이다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 차량의 탑재기기 조작 장치는, 스티어링 휠(100)에 설치되며, 운전자의 그립(grip) 압력에 따라 정전용량이 변화되도록 이루어진 전극(120); 상기 전극(120)에 연결되어 상기 전극(120)의 정전용량을 검출하는 정전용량 검출부(200); 상기 정전용량 검출부(200)에서 검출되는 정전용량의 변화를 토대로 상기 운전자의 그립 압력 패턴을 분석하여 상기 그립 압력 패턴에 대응하는 조작 신호를 발생하는 신호처리부(300); 및 상기 신호처리부(300)에서 발생된 조작신호를 통해 조작대상 탑재기기의 해당 기능을 조작하는 기기 조작부(400);를 포함할 수 있다.
상기 전극(120)은 도 2에 도시한 바와 같이 상기 스티어링 휠(100)을 구성하는 신축부재(110)를 사이에 두고 대향으로 배치된 도전성 재질로 형성된다.
상기 전극(120)을 신축부재(110)를 사이에 두고 대향으로 배치된 도전성 재질로 형성하는 이유는 이 도전성 재질 간에 정전용량이 형성되도록 하기 위함이다. 따라서, 상기 신축부재(110)에는 상기 대향으로 배치된 도전성 재질 간에 정전용량이 원하는 만큼 형성되도록 하기 위한 유전체 물질이 포함될 수 있다.
상기 도전성 재질로 형성되는 전극(120)은 상기 스티어링 휠(100)에 원주 방향으로 다수개 형성될 수 있다.
상기 도전성 재질로 형성된 다수의 전극(120) 사이에는 전극 간의 간섭을 배제하기 위해 절연 간극이 형성된다.
이러한 다수의 전극(120)은 도 3에 도시한 바와 같이 사용자의 그립 압력에 의해 도전성 재질 간에 거리가 좁아질 때 정전용량이 커지도록 형성될 수 있다.
상기 정전용량 검출부(200)는 상기 다수의 전극(120) 각각에 연결되어 각 전극(120)의 정전용량(capacitance)을 검출한다. 이를 위해 상기 정전용량 검출부(200)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 마이크로프로세서 및/또는 전기 전자 부품들로 구성되는 하드웨어로 형성될 수 있다.
상기 정전용량 검출부(200)는 일반적인 정전용량 검출 방법에 따라 상기 각 전극(120)의 정전용량을 용이하게 검출할 수 있다.
상기 신호처리부(200)는 상기 정전용량 검출부(200)에서 검출되는 정전용량을 토대로 상기 운전자의 그립 압력 패턴을 분석하여 상기 그립 압력 패턴에 대응하는 조작 신호를 발생한다. 이를 위해 상기 신호처리부(200)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 마이크로프로세서 및/또는 전기 전자 부품들로 구성되는 하드웨어로 형성될 수 있다.
상기 그립 압력 패턴의 일례는, 도 4에 도시한 바와 같이, 운전자의 그립 압력이 전극A에 가해지다가 전극B로 가해지면, 정전용량의 크기가 전극A에서 커졌다가 전극B에서 커지는 형태이다. 즉, 운전자가 스티어링 휠(100)을 잡은 상태에서 쥐어짜듯이 비틀면, 그립 압력이 가해지는 크기에 따라 해당 전극(120)의 대향 위치가 도 3에 도시한 바와 같이 좁아지고, 이에 따라 해당 전극(120)의 정전용량이 커지게 된다.
상기 기기 조작부(400)는 상기 신호처리부(300)에서 발생된 조작신호를 통해 해당 조작대상 탑재기기(예; 에어컨, 오디오, 네비게이션, AVN 등)의 해당 기능을 조작한다. 상기 기기 조작부(400)는 상기 조작대상 탑재기기 내에 설치될 수도 있다.
상기한 정전용량 검출부(200), 신호처리부(300) 및 기기 조작부(400)는, 한 몸체로 구성될 수 있다. 즉, 상기 정전용량 검출부(200), 신호처리부(300) 및 기기 조작부(400)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서 및/또는 하드웨어로서, 상기 설정된 프로그램은 후술할 본 발명의 실시예에 따른 동작을 수행하기 위한 일련의 명령으로 형성될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 탑재기기 조작 장치의 동작을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
예를 들어, 차량의 탑재기기가 AVN라고 할 때, 운전자가 도 5의 (A)에 도시한 바와 같이 왼손(LH; left hand)으로 스티어링 휠(100)을 그립(grip)한 상태에서 시계방향(clockwise) 또는 반시계방향(counterclockwise)으로 비틀면, 비트는 방향의 순서로 각 전극(120)의 정전용량의 크기가 변화하고, 이를 정전용량 검출부(200)가 검출한다.
상기와 같이 정전용량 검출부(200)에 의해 운전자의 왼손 그립 압력이 시계방향 또는 반시계방향으로 증가하는 것이 검출될 때, 상기 신호처리부(300)는 AVN의 채널을 업 또는 다운시키는 신호를 발생하고, 기기 조작부(400)는 상기 AVN의 채널을 업 또는 다운시킬 수 있다.
다른 예를 들면, 차량의 탑재기기가 AVN라고 할 때, 운전자가 도 5의 (B)에 도시한 바와 같이 오른손(LH; left hand)으로 스티어링 휠(100)을 그립(grip)한 상태에서 시계방향 또는 반시계방향으로 비틀면, 비트는 방향의 순서로 각 전극(120)의 정전용량의 크기가 변화하고, 이를 정전용량 검출부(200)가 검출한다.
상기와 같이 정전용량 검출부(200)에 의해 운전자의 오른손 그립 압력이 시계방향 또는 반시계방향으로 증가하는 것이 검출될 때, 상기 신호처리부(300)는 AVN의 볼륨을 업 또는 다운시키는 신호를 발생하고, 기기 조작부(400)는 상기 AVN의 볼륨을 업 또는 다운시킬 수 있다.
또 다른 예를 들면, 차량의 탑재기기가 AVN라고 할 때, 운전자가 도 5의 (C) 및 (D)에 도시한 바와 같이 왼손과 오른손을 모두 스티어링 휠(100)을 그립(grip)한 상태에서 동시에 스티어링 휠(100)의 내측 또는 외측으로 비틀면, 비트는 방향의 순서로 각 전극(120)의 정전용량의 크기가 변화하고, 이를 정전용량 검출부(200)가 검출한다.
상기와 같이 정전용량 검출부(200)에 의해 운전자 양손의 그립 압력이 동시에 스티어링 휠(100)의 내측 또는 외측으로 증가하는 것이 검출될 때, 상기 신호처리부(300)는 AVN의 화면을 줌인(zoom-in) 또는 줌아웃(zoom-out)하는 신호를 발생하고, 기기 조작부(400)는 상기 AVN의 화면을 줌인 또는 줌아웃할 수 있다.
또 다른 예를 들면, 차량의 탑재기기가 AVN라고 할 때, 운전자가 도 5의 (E) 및 (F)에 도시한 바와 같이 왼손과 오른손을 모두 스티어링 휠(100)을 그립(grip)한 상태에서 동시에 스티어링 휠(100)의 오른쪽 또는 왼쪽으로 비틀면, 비트는 방향의 순서로 각 전극(120)의 정전용량의 크기가 변화하고, 이를 정전용량 검출부(200)가 검출한다.
상기와 같이 정전용량 검출부(200)에 의해 운전자 양손의 그립 압력이 동시에 스티어링 휠(100)의 오른쪽 또는 왼쪽으로 증가하는 것이 검출될 때, 상기 신호처리부(300)는 AVN의 모드를 오른쪽 방향 또는 왼쪽 방향으로 변경하는 신호를 발생하고, 기기 조작부(400)는 상기 AVN의 모드를 오른쪽 방향 또는 왼쪽 방향으로 변경할 수 있다.
지금까지 본 발명의 실시예의 동작을 AVN 탑재기기를 예로 하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 이에 한정된 것으로 이해되어서는 안된다. 차량의 탑재기기가 AVN이 아니더라고 해도, 상기 AVN과 유사한 조작이 필요한 탑재기기에도 본 발명의 실시예의 동작이 적용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 스티어링 휠 110: 신축부재
120: 전극 130: 절연 간극
200: 정전용량 검출부 300: 신호처리부
400: 기기 조작부

Claims (9)

  1. 오디오, 네비게이션 및 에어컨을 포함한 차량의 탑재기기를 조작하기 위한 조작 장치로서,
    스티어링 휠에 설치되며, 운전자의 그립(grip) 압력에 따라 정전용량이 변화되도록 이루어진 전극;
    상기 전극에 연결되어 상기 전극의 정전용량을 검출하는 정전용량 검출부;
    상기 정전용량 검출부에서 검출되는 정전용량의 변화를 토대로 상기 운전자의 그립 압력 패턴을 분석하여 상기 그립 압력 패턴에 대응하는 조작 신호를 발생하는 신호처리부; 및
    상기 신호처리부에서 발생된 조작신호를 통해 조작대상 탑재기기의 해당 기능을 조작하는 기기 조작부;
    를 포함하는 차량의 탑재기기 조작 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 전극은 상기 스티어링 휠을 구성하는 신축부재를 사이에 두고 대향으로 배치된 도전성 재질로 형성되고,
    상기 도전성 재질로 형성된 전극은 상기 스티어링 휠에 다수개 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 탑재기기 조작 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 다수의 전극 사이에는 절연 간극이 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 탑재기기 조작 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 다수의 전극은 그립 압력에 의해 대향 전극 간의 거리가 좁아질 때 정전용량이 커지도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 탑재기기 조작 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 조작대상 탑재기기는 에이브이엔(AVN; audio video navigation)이고,
    상기 정전용량 검출부에 의해 운전자의 왼손 그립 압력이 시계방향 또는 반시계방향으로 증가하는 것이 검출될 때, 상기 신호처리부는 AVN의 채널을 업 또는 다운시키는 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 차량의 탑재기기 조작 장치.
  6. 제3항에서,
    상기 조작대상 탑재기기는 AVN이고,
    상기 정전용량 검출부에 의해 운전자의 오른손 그립 압력이 시계방향 또는 반시계방향으로 증가하는 것이 검출될 때, 상기 신호처리부는 AVN의 볼륨을 업 또는 다운시키는 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 차량의 탑재기기 조작 장치.
  7. 제3항에서,
    상기 조작대상 탑재기기는 AVN이고,
    상기 정전용량 검출부에 의해 운전자의 양손의 그립 압력이 동시에 상기 스티어링 휠의 내측 또는 외측으로 증가하는 것이 검출될 때, 상기 신호처리부는 AVN의 화면을 줌인 또는 줌아웃하는 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 차량의 탑재기기 조작 장치.
  8. 제3항에서,
    상기 조작대상 탑재기기는 AVN이고,
    상기 정전용량 검출부에 의해 운전자의 양손의 그립 압력이 동시에 상기 스티어링 휠의 시계방향 또는 반시계방향으로 증가하는 것이 검출될 때, 상기 신호처리부는 AVN의 모드를 변경하는 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 차량의 탑재기기 조작 장치.
  9. 스티어링 휠에 설치되며, 운전자의 그립(grip) 압력에 따라 정전용량이 변화되도록 이루어진 전극;
    상기 전극에 연결되어 상기 전극의 정전용량을 검출하는 정전용량 검출부; 및
    상기 정전용량 검출부에서 검출되는 정전용량의 변화를 토대로 상기 운전자의 그립 압력 패턴을 분석하여 상기 그립 압력 패턴에 대응하는 조작 신호를 발생하는 신호처리부;
    를 포함하는 차량의 탑재기기를 조작하는 신호 발생 장치.
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