KR20150017383A - 스티어링 휠 및 대시보드에서 광선-기반 터치 컨트롤 - Google Patents

Abstract

차량의 운전석 앞에 스티어링 엘리먼트를 포함하는, 차량에 사용하기위한 시스템으로서, 스티어링 엘리먼트가 스티어링의 원주위 내에 내장된 다수의 근접 센서를 포함하며, 이 같은 근접 센서가 스트어링 엘리먼트의 외측 원주위를 따라 핸드 제스처를 검출하도록 동작 가능하며, 무선 방송, 비디오 방송, 오디오 엔터테인먼트, 비디오 엔터테인먼트 및 차량 항법 안내 중 하나 이상을 제공하기 위해 차량 내에 수납된 상호작용 데크, 그리고 상기 근접 센서와 데크에 연결되어 근접 센서에 의해 검출된 핸드 제스처를 식별하도록 하고 이와 같이 식별된 핸드 제스처에 응답하여 데크를 제어하도록 동작되는 차량에 수납된 처리기를 더욱 포함한다.

Description

스티어링 휠 및 대시보드에서 광선-기반 터치 컨트롤{LIGHT-BASED TOUCH CONTROLS ON A STEERING WHEEL AND DASHBOARD}

본 발명은 발명자 거너 마틴 프뢰드(Gunnar Martin Frojdh), 토마스 에릭슨(Thomas Eriksson), 존 칼슨(John Karlsson), 마리아 헤딘(Maria Hedin) 그리고 리차드 버글린드(Richard Berglind)에 의한 2012년 11월 27일 출원된 미국 출원 제61/730,139호, 스티어링 휠 및 대시보드에서 광선-기반 터치 컨트롤(LIGHT-BASED TOUCH CONTROLS ON A STEERING WHEEL AND DASHBOARD)을 우선권 주장의 기초로 한다. 본 발명은 차량용 광선 기반 사용자 인터페이스에 대한 것이다.

도 1과 관련하여, 이는 종래 기술의 스티어링 휠에 대한 간략 도면을 도시한다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 종래 기술의 스티어링 휠(400)은 원형의 그립 멤버(401), 상기 그립 멤버(401)를 조향 칼럼(407)에 연결시키는 하나 이상의 연결 멤버(402-404), 그리고 차량 내 다양한 장치를 제어하기 위한 연결 멤버(402, 403)에서의 버튼(405, 406)를 포함한다. 연결 멤버(402-404)는 그립 멤버(401)를 조향 칼럼(407)으로 연결시키며 스포크로 칭해진다.

도 1에서, 버튼(405)은 블루투스(BLUETOOTH) 스피커 폰에서 전화 호출에 응답하도록 사용되고, 버튼(406)은 이 같은 전화 호출을 끊는데 사용된다. 블루투스(BLUETOOTH)는 미국 워싱턴에 소재하는 Bluetooth SIG of Kirkland이 소유하는 상표이다. 스티어링 휠에서 장착된 컨트롤은 운전자가 휠로부터 핸드(손)를 떼지 않고 또는 도로에서 시야를 떼지 않고 이들 컨트롤을 제어하고 동작할 수 있기 때문에 편안하고 안전하게 동작될 수 있다.

본래, 스티어링 휠로 추가된 제1 버튼은 차량의 전자 크락션을 작동시키기 위한 스위치였다. 크루즈 컨트롤 시스템이 소개되었을 때, 자동차 제조업자는 스티어링 휠에서의 이 같은 특징을 위한 동작 스위치를 찾았다. 오늘날 오디오 시스템, 전화 및 음성 컨트롤 시스템, 네비게이션 시스템, 스테레오 시스템, 그리고 내장 컴퓨터 기능을 위한 추가 버튼이 보통 스티어링 휠 위에 위치한다.

"압력 민감 스티어링 휠 컨트롤"에 대한 미국 특허출원 제2012/0232751 A1호는 스티어링 휠의 원형 그립 멤버로 압력 민감 컨트롤을 추가함을 가르친다. 압력 센서는 그립 멤버의 주위를 따라 다양한 위치에 위치하며, 각기 다른 위치는 각기 다른 컨트롤에 해당한다. 한 컨트롤은 사용자가 가령 자신의 그립을 꼭 쥠에 의해 센서 위치에서 압력의 적용에 응답하여 작동된다.

많은 오늘날의 차량 대시보드 콘솔은 운전자에게 단순히 정보를 디스플레이하는 것보다 훨씬 많은 것을 포함한다. 많은 경우에, 운전자는 대시보드 콘솔을 동작시키기 위해 일련의 터치 스크린 메뉴 및 아이콘을 찾아보도록 요청된다.

본 발명은 조향 엘리먼트에 장착된 버튼 및 컨트롤 그리고 관련된 대시보드 사용자 인터페이스에 대한 것이다. 좀더 광범위하게, 본 발명은 내장된 차량 시스템 및 관련된 사용자 인터페이스를 위한 원격 컨트롤에 대한 것이다. 본원 명세서에서 용어 "조향(스티어링) 엘리먼트"라 함은 스티어링 휠, 항공기 요크, 사이드-스틱 그리고 센터-스틱, 배의 휠, 자전거 또는 오토바이 핸들 바아와 같은 차량을 운전하기 위해 사용되는 어떠한 실질적인 엘리먼트도 포함한다.

본 발명의 실시 예는 위치, 근접 및 압력을 검출하는 센서 시스템을 제공하며 분리하여 또는 조합하여 조향 엘리먼트 위 그리고 조향 엘리먼트 주변에서 복잡한 제스처의 입력을 가능하게 하도록 한다. 일정 실시 예에서, 본 발명의 센서 시스템은 픽쳐 프리젠테이션 내에 구축된 착용가능 고글 또는 헤드-업 디스플레이(HUD)와 함께 사용된다. 이 같은 경우, 상기 HUD 또는 고글은 사용자의 뷰 필드(field of view)에서 아이콘 또는 그리드를 제공한다. 사용자는 자기의 핸드를 확장하여 제공된 이미지 엘리먼트와 상호 작용한다. 센서는 3D 공간에서 사용자의 제스처를 검출하며 이들 좌표는 다음에 사용자 입력을 해석하기 위해 제공된 이미지로 맵핑된다.

본 발명의 실시 예는 또한 버튼을 갖는 대시보드를 혼란시키지 않고 관련된 정보를 위한 대시보드 디스플레이를 사용하는 센서 시스템에 연결된 대시보드를 제공한다. 상기 센서 시스템은 대시보드에서 복잡한 제스처의 입력에 대한 위치, 근접 및 방향을 검출한다. 일정 실시 예에서, 상기 대시보드는 픽쳐 프리젠테이션 내에 구축된 HUD 또는 착용가능 고글을 통해 운전자에게 제공된다. 이 같은 경우, 센서 시스템은 운전자 핸드 제스처를 검출하고 그리고 이들을 투사된 HUD 또는 고글 이미지로 맵핑함에 의해, 운전자가 상기 HUD 또는 고글에 의해 제공된 그래픽과 상호작용할 수 있도록 한다. 본 발명의 실시 예는 디스플레이로부터 무관한 정보를 제거함에 의해 차량 대시보드 시스템의 동작을 용이하게 한다. 더구나, 본 발명에 따른 사용자 인터페이스는 상황 관련(context-relevant) 옵션, 즉, 차량의 상태 그리고 환경과 관련된 옵션을 제공한다. 예를 들면, 사용자 인터페이스는 사용자가 차량을 정지하는 때 주차 옵션을 제공하며, 모터가 꺼지는 때 트렁크 및 가스 탱크와 같은 여러 도어를 잠그는 옵션을 제공한다.

본 발명은 모터 차량에서 운전자 좌석 앞에 위치한 스티어링 휠을 포함하는 모터 차량에 대한 것이며, 상기 스티어링 휠은 스티어링 휠 바깥 측 주변을 따라 핸드 슬라이드 제스처를 검출하기 위한 스티어링 휠 주변 내에 내장된 다수의 근접 센서, 차량 내 대시보드에 수용된 오락 및 항법 시스템, 그리고 차량 내에 수용되고 상기 센서 그리고 오락 및 항법 시스템에 연결되어 검출된 핸드 슬라이드 제스처에 응답하여 상기 오락 및 항법 시스템을 조정하도록 하는 처리기를 포함한다.

일정 실시 예에서, 상기 검출된 상향 슬라이드 제스처에 응답하여, 상기 처리기가 오락 그리고 항법 시스템을 위한 조정가능 세팅을 증가시키며, 검출된 하향 슬라이드 제스처에 응답하여, 상기 처리기가 조정가능 세팅을 감소시킨다.

일정 실시 예에서, 오락 및 항법 시스템이 다수의 조정가능 특징을 포함하며, 선택된 특징에 대한 세팅이 핸드 슬라이드 제스처에 응답하여 조정되고, 그리고 처리기가 상기 스티어링 휠의 바깥 측 주변에서 하나 이상의 탭에 응답하여 선택된 특징을 변경한다. 상기 처리기가 선택된 특징을 변경하는 때, 새로이 선택된 특징을 나타내는 그래프가 대시보드-장착 디스플레이 또는 HUD와 같은, 오락 및 항법 시스템에 연결된 디스플레이 상에서 제공된다. 일정 실시 예에서, 이 같은 디스플레이는 운전자가 착용하는 고글 안쪽에 위치한다. 조정가능 세팅 예로는 오디오 볼륨을 올리거나 내림, 라디오 채널을 선택, 그리고 뮤직 라이브러리에서 트랙, 저음, 고음, GPS 시스템에서 2D 뷰, 3D 뷰, 위성 뷰와 같은 이미지 뷰를 선택, 그리고 이미지를 줌잉(zooming) 하기를 포함한다.

일정 실시 예에서, 제2의 다수의 근접 센서가 운전자를 마주하고 있는 상기 스티어링 휠 내에 내장되며, 상기 스티어링 휠과 운전자 사이에서 핸드 웨이브 제스처를 검출하며, 상기 처리기가 핸드 웨이브 제스처에 응답하여 오락과 항법 시스템의 모드를 변경한다. 상기 제2 다수의 근접 센서는 또한 운전자가 모터 차량에 들어감을 탐지하도록 동작될 수 있다.

일정 실시 예에서, 상기 스티어링 휠은 공동, 즉, 에어 갭, 상기 공동을 가로질러 광선 비임을 투사하는 처리기로 연결된 광선 이미터 어레이, 그리고 상기 투사된 광선 비임을 검출하는 처리기에 연결된 광선 검출기의 어레이를 더욱 포함한다. 이와 같이 함에 의해, 광선 비임을 막는 공동 내 웨이브 제스처 검출을 가능하게 하고, 이는 사용자가 상기 공동 내 검출된 이들 제스처를 통하여 오락과 항법 시스템을 제어하도록 허용한다. 이와 같은 제스처는 하나 이상의 손가락 또는 핸드의 손바닥에 의해 수행된다.

스티어링 휠 공동을 갖는 일정 실시 예에서, 상기 공동을 가로지르는 각기 다른 기하학적 평면으로 광선 비임을 투사하는 처리기에 연결된 멀티플 어레이 광선 이미터 그리고 상기 투사된 광선 비임을 검출하는 처리기에 연결된 멀티플 어레이 광선 검출기가 있으며, 상기 광선 비임을 차단하는 공동 내 멀티플 기하학적 평면을 가로질러 웨이브 제스처를 검출하도록 한다.

이와 같이 함에 의해, 광범위 웨이브 제스처에 대하여 공동 깊이를 가로질러 웨이브 제스처 검출을 가능하게 한다. 예를 들면, 이들 센서가 손가락과 핸드가 공동으로 침투하는 각도를 검출한다. 이들은 또한 손가락과 핸드가 기하학적 평면 각각에서 교차하는 각기 다른 시간을 측정함에 의해 접근 속도를 검출한다. 상기 공동의 일정 실시 예에서, 광선 비임은 모두가 공동을 가로질러 수직으로 투사된다. 다른 실시 예에서, 광선 비임의 양 방향 그리드는 상기 공동을 가로질러 투사된다.

운전 중에 오락 시스템 컨트롤의 의도하지 않은 조작을 막기 위해, 일정 실시 예에서, 상기 스티어링 휠이 회전하지 않은 때에만, 즉, "12시 정각" 위치에 있을 때 또는 "12시 정각" 위치로부터 임계 값 이상 회전되지 않을 때, 핸드 슬라이드 제스처가 상기 오락과 항법 시스템을 제어한다.

일정 실시 예에서, 오락 및 항법 시스템은 디스플레이를 포함하며, 처리기는 공동 내 두 개 이상의 손가락에 의해 수행된 스프레드 제스처를 검출함에 응답하여 상기 디스플레이에서 이미지를 줌하고, 그리고 상기 공동 내 하나 이상의 손가락에 의해 수행된 병진 제스처에 응답하여 상기 이미지를 보여준다(pan). 본 발명의 일정 실시 예에서, 손가락 스프레드 제스처는 상기 공동 내 한 핸드의 모든 손가락 팁을 펼치고 분리시킴에 의해 수행된다. 본 발명의 다른 실시 예에서, 손가락 스프레드 제스처는 공동 내 한 핸드의 모든 손가락을 펼침에 의해 수행된다. 특히, 이 같은 이미지는 항법 시스템과 관련된 맵, 배면(rear view) 카메라 이미지, 또는 오락 시스템 관련 그래픽이다.

일정 실시 예에서, 차량은 무선 전화 인터페이스, 특히, 불루투스 인터페이스를 포함하며, 스티어링 휠의 바깥 측 주변에서 탭 제스처 또는 핸드 슬라이드 제스처를 사용하여 제어된다. 예를 들면, 단일 탭이 전화 호출에 응답하고 이중 탭은 전화 호출을 끊거나 거부한다.

일정 실시 예에서, 스티어링 휠의 바깥 측 주변을 따라 발생되는 서든 퀵 핸드 슬라이드 제스처가 오락 및 항법 시스템을 소리나지 않게 한다.

일정 실시 예에서, 처리기기가 상기 선택된 특징을 변경하는 때, 처리기가 차량에 장착된 디스플레이에서 스티어링 휠의 이미지를 제공하며, 이 같은 이미지가 어느 명령이 스티어링 휠 입력 영역 각각과 관련이 있는 가를 나타낸다.

본 발명은 또한 상기 프레임 위에서 웨이브 제스처를 검출하기 위해 근접 센서의 프레임에 의해 둘러싸인 대시보드 디스플레이를 갖는 모터 차량에 대한 것이다. 한 그룹의 관련 기능을 대표하는 그래프가 상기 디스플레이의 코너에서 제공된다. 이와 같은 코너 위에서 시작하는 상기 프레임 위의 대각선 웨이브 제스처에 응답하여, 상기 그래픽이 상기 디스플레이를 가로질러 번역되며(translated), 관련된 기능에 대한 아이콘을 나타낸다. 일정 실시 예에서, 각기 다른 그룹의 기능을 나타내는 각기 다른 그래픽이 각각의 디스플레이 코너에서 제공되며, 한 코너에서 시작되는 대각선 웨이브 제스처가 상기 디스플레이를 대각선으로 가로질러 상응하는 그래픽을 번역함에 의해 그와 같은 코너의 기능 그룹을 오픈 한다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따라, 차량에서 사용하기 위한 시스템이 차량의 운전석 앞에 위치한 스티어링 엘리먼트로서, 스티어링 엘리먼트의 원주위 내에 내장된 다수의 근접 센서를 포함하며, 이 같은 근접 센서가 스트어링 엘리먼트의 외측 원주위를 따라 핸드 제스처를 검출하도록 동작 가능한 상기 스티어링 엘리먼트; 무선 방송, 비디오 방송, 오디오 엔터테인먼트, 비디오 엔터테인먼트 및 차량 항법 안내 중 하나 이상을 제공하기 위해 차량 내에 수납된 상호작용 데크; 그리고 상기 근접 센서와 데크에 연결되어 근접 센서에 의해 검출된 핸드 제스처를 식별하도록 하고 이와 같이 식별된 핸드 제스처에 응답하여 데크를 제어하도록 동작되는 차량에 수납된 프로세서를 포함한다.

또한 추가로, 본 발명의 한 실시 에에 따라, 디스플레이; 프레임 위의 핸드 제스처를 검출하기 위한 근접 센서를 포함하는 프레임; 그리고 상기 디스플레이 그리고 상기 프레임에 결합된 처리기로서, 상기 디스플레이 코너에서 한 그룹의 관련된 기능을 대표하는 그래픽을 나타내고, 상기 근접 센서에 의해 검출된 핸드 제스처를 식별하도록 동작 가능한 처리기를 포함하며, 그리고 상기 프레임 위 대각선 핸드 웨이브 제스처를 식별함과 상기 디스플레이 코너 위 시작에 응답하여, 상기 처리기가 상기 디스플레이 위에서의 그래픽을 번역하고, 이에 의해 관련된 기능에 대한 아이콘을 나타내는 차량용 대시보드가 제공된다.

본 발명은 도면을 참조하여 하기에서 더욱 상세히 설명된다.
도1은 종래 기술의 스티어링 휠에 대한 간략 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라, 다중 검출 영역을 갖는 스티어링 휠 제1 실시에 대한 간략 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라, 다중 검출 영역을 갖는 스티어링 휠의 제2 실시에 대한 간략 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라, 도 3의 스티어링 휠 공동 부분 내로 삽입된 객체를 검출하기 위해, 양 방향 광선 그리드, 즉 수평 및 수직 광선을 간략하게 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라, 도 3의 스티어링 휠에 대한 측면 그리고 종 단면을 간략히 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 한 실시 예에 따라, 카 스테레오 컨트롤을 조정하기 위해 사용자 인터페이스의 순서를 설명하는 흐름도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라, 텍스트로 들어가기 위한 사용자 인터페이스 이벤트의 순서를 도시하는 흐름도.
도 8은 본 발명의 한 실시 예에 따라, 카 대시 보드에서 디스플레이된 이미지를 조작하기 위한 사용자 인터페이스 이벤트의 순서를 설명하는 흐름도.
도 9 -11은 본 발명의 한 실시 예에 따라, 스티어링 휠 내 PCB 조립(PCBA)을 간략히 도시한 도면.
도12-16은 본 발명의 할 실시 예에 따라, 스티어링 휠에서 근접 센서를 간략히 도시한 도면.
도 17-20은 본 발명의 한 실시 예에 따라,스티어링 휠 내에 내장된 슬라이더 컨트롤을 간략히 설명하는 도면.
도 21-30은 본 발명의 한 실시 예에 따라, 스티어링 휠 내 오프닝 공동 내 제스처를 검출하는 스티어링 휠내에 내장된 센서를 간략히 도시한 도면.
도 31-35는 본 발명의 한 실시 예에 따라, 스티어링 휠의 외측 림 내 내장된 근접 센서를 간략히 도시한 도면.
도 36-38은 본 발명의 한 실시 예에 따라, 스티어링 휠의 외측 림을 가로질러 내장된 터치 센서를 간략히 도시한 도면.
도 39는 본 발명의 한 실시 예에 따라, 멀티플 터치 센서 그리고 내장된 터치 스크린 디스플레이를 갖는 스티어링 휠을 간략히 도시한 도면.
도 40은 본 발명의 한 실시 예에 따라, 헤드-업 디스플레이를 갖는 도 39의 스티어링 휠을 간략히 도시한 도면.
도 41-42는 본 발명의 한 실시 예에 따라, 도 39의 스티어링 휠 조향 칼럼 라인을 따라 근접 센서를 간략히 도시한 도면.
도 43은 본 발명의 한 실시 예에 따라, 도 39의 스티어링 휠 조향 칼럼에서 수행된 사용자 인터페이스 제스처를 간략히 도시한 도면.
도 44-46은 본 발명의 한 실시 예에 따라, 차량 대시 보드에서 가능한 사용자 인터페이스 그리고 관련된 스윕 제스처를 간략히 도시한 도면.

본 발명의 특징은 차량 내 주변 전자 장치를 동작시키는 동안 운전자가 조향 엘리먼트 상에 그의 손을 유지하도록 하는 광선 기반 터치 컨트롤에 대한 것이다.

도 2를 참고로 하면, 이는 본 발명의 실시 예에 따라, 다중 검출 영역을 갖는 스티어링 휠 제1 실시에 대한 간략 도면이다. 도 2에서 도시한 바와 같이, 스티어링 휠은 사용자 입력을 위한 다중 검출 영역을 가지며, 이는 도면에서 번호로 표시된다. 각 영역에 대한 검출 특성이 아래에서 설명된다.

영역(501)은 그리핑 멤버(401) 그리고 조향 칼럼(407) 상부에 의해 둘러싸인 공동 한 부분이다. 본 발명은 이 같은 공동 내 사용자 제스처의 검출을 가능하게 한다. 한 제스처 예는 공동을 가로질러 핸드 또는 손가락을 수평으로 스위핑하는 것이다. 영역(502)은 그리핑 멤버(401)의 외측 림 일 부분과 관련된다. 이 같은 영역은 슬라이딩 제스처를 수용하도록 구성되며, 운전자는 손가락 또는 손을 상기 외측 림의 이 같은 부분을 따라 슬라이딩한다. 이 같은 제스처에 대한 한 예는 차량 오디오 시스템에 대한 볼륨을 컨트롤하는 것이며, 시계 방향 핸드 슬라이드 또는 스윕 제스처는 볼륨을 증가시키며, 시계 반대방향 핸드 슬라이드 또는 스윕 제스처는 볼륨을 줄이며, 그리고 영역(502)을 따라 빠른 핸드-슬라이드 또는 스윕 제스처는 오디오의 음을 소거한다. 오디오의 음이 소거 중이면, 영역(502)을 따른 빠른 핸드-슬라이드 또는 스윕 제스처가 음 소거를 취소한다. 또 다른 적용은 걸려온 전화 호출을 응답하거나 거부하기 위해 핸드-슬라이드 또는 스윕 제스처를 사용하는 것이다. 이 같은 경우, 제1 방향, 가령 시계 방향으로, 핸드-슬라이드 또는 스윕 제스처는 전화 호출을 응답하는 것이고, 반대 방향으로 핸드 슬라이드 또는 스윕 제스처는 전화 호출을 거절하는 것이다.

영역(503, 504)은 스티어링 휠 측면 바깥 측으로 몇 인치인 공간인 검출 영역 내 핸드의 이동을 검출하도록 구성된 근접 센서 영역이다. 한 응용은 윈드쉴드 와이퍼를 컨트롤하기 위한 영역(503)을 사용하며 영역(504)은 방향 신호, 즉, 영역(504)은 길을 턴하거나 좌우 회전을 함을 알리기 위해 차량의 일측에서 운전자에 의해 작동되는 차량의 전방 좌우 및 후방 코너 가까이에 설치된 방향 등을 위한 것이다. 이 같은 예에서, 상기 윈드쉴드 와이퍼가 작동되며, 영역(503)에서 상향 핸드 제스처가 검출되는 때 이들의 속도가 증가되고, 영역(503)에서 하향 핸드 제스처가 검출되는 때 윈드 쉴드 와이퍼 속도가 느려지거나 꺼진다. 이와 유사하게, 상향 핸드 제스처가 영역(504)에서 검출되는 때 우측 방향 신호가 작동되며, 하향 핸드 제스처가 영역(504)에서 검출되는 때 좌측 방향 신호 작동된다.

영역(503, 504)에 대한 또 다른 적용이 모델화된다. 기어 쉬프트가 두 패들(paddle) 형태로 스티어링 휠에 맞도록 적용되며; 우측 패들 쉬프트를 높은 기어로 누르고, 좌측 패들 쉬프트는 낮은 기로 누른다. 본 발명의 실시 예에서, 우측 패들을 누르는 제스처가 영역(503)에서 검출되며, 좌측 패들을 누르는 제스처는 영역(504)에서 검출된다.

영역(505, 506)은 우측 연결 멤버(402) 상에서 두 터치 및 슬라이더 컨트롤이다. 추가의 두 터치 및 슬라이더 컨트롤(번호로 표기되지 않음)이 좌측 연결 멤버(403) 상에서 도시된다. 이들 영역은 터치 제스처 그리고 그라이드 제스처를 수용한다. 한 글라이드 제스처가 이 같은 센서를 터치하고 다음에 센서를 따라 손가락을 슬라이딩하는 사용자 단계를 포함한다. 슬라이더는 가령 대시보드 밝기 또는 오디오 볼륨을 조정하기 위해, 일정 범위 내 한 크기를 선택하기 위해 적절하다. 한 방향으로 글라이드 제스처는 점점 그 크기를 증가시키며, 반대 방향으로 글라이드 제스처는 그 크기를 점점 감소시킨다.

이들 컨트롤은 슬라이더를 따라 터치의 위치를 결정하며 따라서 터치 제스처에도 적절하다. 예를 들면, 확장된 터치 또는 탭이 한 범위 내 크기를 선택하기 위해 사용될 수 있으며, 대시보드 밝기 또는 오디오 볼륨을 조정하도록 한다. 상기 슬라이더의 엔드(end)에서 탭 또는 터치가 상기 크기를 증가시키며, 반대편 엔드에서 탭 또는 터치가 그 크기를 감소시킨다.

영역(507, 508)은 하버(hover) 및 근접 센서이며, 반대편에 있지만 상기 스티어링 휠을 터치하지 않는 객체를 검출하도록 구성된다. 한 가지 적용은 운전자가 차량에 승차하는 때를 검출하는 것이다. 이는 시스템을 깨우고 운전자에게 인사 메시지를 디스플레이한다. 본 발명의 일정 실시 예에서, 이들 센서는 운전자와 휠 사이 거리 또는 그 반대를 검출하여 이 같은 거리에 따라 운전자의 에어 백을 조정하도록 한다; 즉, 그 거리가 멀면 더욱 큰 팽창을 필요로 한다.

추가의 두 하버(hover) 및 근접 센서(도면 부호 없음)는 좌측 연결 멤버(403) 상에 도시된다. 본 발명의 일정 실시 예에서, 이들 영역은 또한 터치 제스처를 검출하도록 구성되기도 한다. 영역(507, 508)에 대한 또 다른 적용은 사용자 입력 모드를 선택하는 것이다. 예를 들면, 영역(502)은 두 관련된 적용을 가진다: 뮤직 라이브러리 및 라디오 스테이션 선택 장치. 영역(502)을 따라 핸드 슬라이드 또는 스위프 제스처가 그 활성 모드에 따라 뮤직 라이브러리를 브라우즈하거나 라디오 채널을 스캔한다. 이 같은 능동 모드는 영역(507, 508) 중 하나를 터치함에 의해 토글되거나 선택된다. 예를 들면, 영역(508)에서 탭이 뮤직 라이브러리 모드를 작동시키고 영역(507)에서의 탭이 라디오 모드를 작동시킨다. 선택적으로, 영역(507, 508) 위에서 우측에서 좌측으로 웨이브 제스처는 뮤직 라이브러리 모드를 작동시키며, 그리고 영역(507, 508) 위에서 좌측에서 우측으로 웨이브 제스처는 라디오 모드를 작동시킨다.

일반적으로, 다수의 영역들이 조정되어 다수의 응용에 대한 유연한 네비게이션을 제공하도록 한다. 사용자는 영역(507, 508)과 상호 작용함에 의해 애플리케이션을 선택하며 다른 영역(501, 506) 각각이 활성 애플리케이션 특징을 할당 받는다. 애플리케이션이 선택될 때마다, 스티어링 휠의 이미지가 대시보드에 나타나며, 어떤 명령이 입력 영역 각각과 관련이 있는 것인지를 나타내도록 한다.

도 3과 관련하여, 이 도면은 본 발명의 실시 예에 따라, 다중 검출 영역을 갖는 스티어링 휠의 제2 실시에 대한 간략 도면이다. 사용자 입력에 대한 다중 검출 영역이 도면에서 도면 부호로 표시된다 각 영역에 대한 검출 특성이 하기에서 설명된다.

영역(510, 512)은 스티어링 휠에서 공기 갭이다. 광선의 이차원 그리드가 공기 갭 각각 내로 투사되어 그 속에 삽입된 객체를 검출하도록 한다.

도 4와 관련하여, 이 도면은 본 발명의 실시 예에 따라, 도 3의 스티어링 휠 공동 부분 내로 삽입된 객체를 검출하기 위해, 양 방향 광선 그리드, 즉 수평 및 수직 광선을 간략하게 도시한 도면이다. 도 4에서는 영역(511)에서 광선 그리드(600)가 도시된다.

일정 실시 예에서, 두 층 이상의 광선이 에어 갭 각각 내로 투영되며 에어 갭 두께를 따라 각기 다른 포인트에서 일련의 검출을 제공하도록 한다.

도 5와 관련하여, 이 도면은 본 발명의 실시 예에 따라, 도 3의 스티어링 휠에 대한 측면 그리고 종 단면을 간략히 도시한 도면이다. 도 5는 도 3과 4의 스티어링 휠을 단면도와 스티어링 휠 상부 우측 코너 위에서 볼 때의 도면을 도시한 것이다. 이들 두 도면은 그립핑 멤버(401)의 두께(410)를 나타내며, 이 같은 멤버를 따라 다중 광선 그리드가 쌓인다. 이는 객체가 에어 갭 내로 삽입되는 각도를 검출할 수 있도록 한다. 다중 검출 층 그리고 z-축 좌표 검출을 위한 이들의 사용에 대한 완전한 설명이 "광선-기반 손가락 제스처 사용자 인터페이스"에 대한 미국 특허 제8,416,217호에서 제공되며, 그 내용이 본원 발명에서 참고로 원용된다.

도 3과 관련하여, 검출 영역(517)이 상기 스티어링 휠의 외측 주변 둘레 하버링 공간(hovering space)이다. 영역(517)로 들어가는 객체는 스티어링 휠의 그립핑 멤버 내로 내장되는 센서에 의해 검출된다.

영역(513, 515)은 이들 영역을 또는 이들 영역에 근접하여 하나 또는 둘 이상의 객체 터치 위치를 검출한다. 근접 검출의 범위가 도 5에서 공칭 범위(408)에 의해 표시된다. 일정 실시 예에서, 영역(513, 515)은 객체 터치(touch object)에 의해 적용된 압력의 양을 검출하도록 적용되기도 한다.

영역(516)은 이 것을 터치하거나 근접하여 있는 하나 이상의 객체 위치를 검출한다. 상기 근접 검출의 범위는 도 5에서 공칭 범위(409)에 의해 표시된다. 일정 실시 예에서, 영역(516)이 또한 터치 객체에 의해 적용된 압력의 양을 검출하도록 적응된다.

차량을 조향하는 동안 검출 영역으로 우발적인 입력을 피하기 위하여, 상기 터치 민감 입력 시스템이 특정한 조건하에서만 작동된다. 예를 들면, 시스템이 터치 입력을 등록하도록, 사용자가 먼저 하나 이상의 검출 영역에서 특정 터치 제스처를 수행한다. 또 다른 예로서, 사용자는 상기 검출 영역이 사용자 입력을 등록하기 전에 스티어링 휠로부터 떨어져 위치한 토글 스위치를 작동시켜야 한다. 그러나 또 다른 예는 상기 스티어링 휠의 위치가 터치 입력이 등록될 수 있도록 한다. 예를 들면, 스티어링 휠이 "12시 정각" 또는 중립 위치를 가르키는 때, 시스템이 상기 검출 영역으로부터의 입력을 등록하며, 반면에 스티어링 휠이 상기 중립 위치로부터 일정한 각도로 회전되는 때, 시스템이 상기 검출 영역을 모니터하며 그러나 다른 장치로 입력을 발생시키지 않는다.

몇 가지 사용 경우가 본 발명의 사용자 인터페이스를 설명할 것이다. 처음 사용자 경우는 차량 스테레오 볼륨을 조정하는 것이다.

도 6과 관련하여, 이 도면은 본 발명의 한 실시 예에 따라, 카 스테레오 컨트롤을 조정하기 위해 사용자 인터페이스의 순서를 설명하는 흐름도이다. 단계(10)에서, 스티어링 휠은 터치 입력을 가능하게 하기 위해 중립 위치에 있다. 단계(11)에서, 운전자는 엔터테인먼트 시스템에 대한 컨트롤을 작동시키는 영역(513)에서 한 위치를 프레스 한다. 상기 컨트롤에 의해 조정되어야 할 제1 파라미터는 볼륨이다. 단계(12)에서, 한 볼륨 미터가 대시보드 디스플레이 또는 HUD와 같은 디스플레이 장치에서 제공된다.

운전자는 스티어링 휠의 우측 외측 림, 즉, 영역(517)의 우측 섹션을 따라 핸들 슬라이드 또는 스윕 제스처를 수행함에 의해 볼륨 레벨을 조정한다. 단계(13 - 6)는 검출 영역(517)의 우측을 따라 시계 반대 방향 제스처는 볼륨을 높이며, 이 같은 영역을 따라 시계방향 제스처는 볼륨을 낮추는 것임을 보여준다. 이와 같은 시계반대 방향 제스처는 운전자의 우측 핸드를 스티어링 휠을 따라 들어올림에 의해 수행될 수 있다. 단계(17)에서, 상기 스티어링 휠(영역 517)의 외측에서 하나 이상의 탭이 예를 들면 저음 또는 고음을 조정하기 위해 입력 시스템이 다른 모드가 되도록 한다. 다음에 상기 시스템은 단계(12)로 되돌아가며, 여기서 볼륨 대신 저음 또는 고음과 같은 능동적인 모드에 관련된 미터를 디스플레이 한다. 우측 핸드가 시스템 기능을 활성화하는 제스처를 수행하는 동안, 좌측 핸드는 우측 핸드 제스처를 방해하지 않는 검출 영역에서 추가의 제스처를 수행할 수 있다. 어떤 경우에서는, 이들 좌측 핸드 제스처는 어떠한 명령도 발생시키지 않는다.

제2 사용 경우는 차량 네비게이션 시스템으로 어드레스의 텍스트 입력이다.

도 7과 관련하여, 이 도면은 본 발명의 실시 예에 따라, 텍스트로 들어가기 위한 사용자 인터페이스 이벤트의 순서를 도시하는 흐름도이다. 단계(20)에서, 운전자는 텍스트 입력 모드를 작동시키기 위해 텍스트 입력 심볼에 의해 표시된 영역(514)에서 한 위치를 프레스 한다. 단계(21, 22)에서, 제스처 인사이드 영역(510)이 문자 또는 심볼로서 해석된다. 선택적으로, 문자가 영역(516) 표면에서 손가락 또는 스타일러스 글라이드 제스처에 의해 입력된다. 단계(23)에서, 상기 입력된 텍스트가 대시보드 또는 HUD 상에서 디스플레이 된다. 단계(21-23)는 상기 디스플레이된 텍스트가 한 명칭 또는 단어(또는 이들의 일부)를 형성하는 때까지 루프에서 계속된다. 상기 입력을 확인하기 위해, 운전자는 단계(24)에 의해 표시된 바와 같이, 스티어링 휠(영역517)의 외측 림 상에서 한 번 탭(tap)한다. 상기 입력을 삭제하거나 거절하기 위해, 운전자는 단계(25)에 의해 표시되는 바와 같이 스티어링 휠(영역 517)의 외측 림 상에서 두 번 탭(tap)한다. 상기 시스템은 우측/좌측 손잡이와 무관하게 동작한다.

도 8과 관련하여, 이 도면은 본 발명의 한 실시 예에 따라, 카 대시 보드에서 디스플레이된 이미지를 조작하기 위한 사용자 인터페이스 이벤트의 순서를 설명하는 흐름도이다. 단계(30)에서, 이미지가 대시보드에서 디스플레이 된다. 선택적으로, 한 이미지가 HUD 에서 디스플레이 된다. 이 같은 이미지는 맵, 리어-뷰 카메라 뷰파인더(viewfinder) 이미지 또는 다른 이미지 일 수 있다. 단계(31)에서, 운전자는 이미지 조작 모드를 가령, 이미지 심볼에 의해 표시된 영역(515) 에서의 한 위치를 탭(tap)함에 의해 이미지 조작을 활성화한다.

단계(32-34)에서, 검출 영역(511)에서 핸드 운동은 이미지 조작 명령으로 해석된다. 이들 명령은 이미지를 보여주기(panning), 줌잉(zooming) 그리고 회전시키는 것으로 해석된다. 지원된 핸드 운동은 한 손가락 그리고 멀티-손가락 병진 제스처, 그리고 두-손가락 핀치, 두-손가락 스프레드 및 두-손가락 회전 제스처를 포함한다. 지원된 또 다른 핸드 운동은 전-핸드 스프레드를 포함하며, 이에 의해 사용자가 한 핸드의 모든 손가락을 에어 갭 안에서 펼친다. 다른 지원된 제스처는 완전한 핸드 핀치 제스처를 포함하며, 이는 한 손의 모든 손가락 끝이 서로 터치하지 않는 때 시작되며, 사용자는 자신의 손가락 끝을 잡아당긴다. 광선 가이드의 다중 층이 z-축 검출을 제공하는 때, 틸트(기울임) 제스처가 역시 지원된다. 틸트 제스처는 제스처 속성의 하나로서 에어 갭(511)을 통해 손가락이 삽입되는 각도를 사용한다. 지원된 제스처 그리고 명령에 대한 완전한 설명이 "광선-기반 손가락 제스처 사용자 인터페이스"에 대한 앞서 설명된 미국 특허 8,416,217에 포함되어 있다. 운전자는 단계(35)에서 표시한 바와 같이, 입력을 받아들이기 위해 스티어링 휠(영역 517)의 외측 림에서 한번 탭하며, 단계(36)에서 표시한 바와 같이, 입력을 취소하기 위해 스티어링 휠(영역 517)의 외측 림에서 두 번 탭한다. 이 같은 시스템은 우측/좌측 손잡이와 무관하게 동작한다.

이제 다양한 검출 영역 각각에 대하여 센서를 실현하는 것에 대하여 설명한다. 일반적으로 광선 기반 터치 또는 근접 센서는 광선 송신기 및 광선 수신기를 포함하며, 센서 위에 또는 가까이에 위치한 손가락과 같은 물체가 상기 송신기와 수신기 사이에서 광선 커플링을 변경시키는 원리에 기초한다. 따라서, 송신기와 수신기 사이에서 신호를 전달시키는 채널이 그와 같은 채널 안쪽에 터치가 있는가를 나타낸다. 두 종류의 이 같은 채널이 있다; 즉

A. 손가락이 송신기와 수신기 사이 신호를 작동시키는 채널; 그리고

B. 손가락이 송신기와 수신기 사이 신호를 차단시키는 채널.

A 타입의 채널 경우, 0 가까이의 낮은 신호가 어떠한 터치도 나타내지 않으며 높은 신호는 터치를 나타낸다. B 타입의 채널의 경우, 높은 신호는 어떠한 터치도 나타내지 않으며, 0 가까이 낮은 신호는 터치를 나타낸다.

도 9 내지 11은 본 발명의 한 실시 예에 따라, 스티어링 휠 내 PCB 조립(PCBA)을 간략히 도시한 도면이다. 도 9 내지 11은 본 발명의 실시 예에 따라 스티어링 휠(400)에 대한 다양한 터치 및 근접 센서 컴포넌트로 채워진 인쇄 회로기판 조립(PCBA)를 도시한다. 도 9는 상기 설명으로부터의 PCBA를 도시하며, 도 10은 상기 PCBA가 회전된 것을 도시하고, 그리고 도 11은 광선 가이드의 3차원 특징을 도시하기 위해 단면을 도시한 것이다. 도 9 내지 11에서 도시된 실시 예는 5개의 상이한 센서 시스템을 포함한다.

제1 센서 시스템은 도 2에서 검출 영역(507, 508)을 제공한다. 이 같은 제1 시스템에서의 센서 각각은 도 9 내지 11에서 도시된 바와 같이 광선 가이드(331) 쌍을 포함한다. 광선 가이드(330)는 송신기(도시되지 않음)에 결합되며 광선 가이드(331)는 수신기(역시 도시되지 않음)에 결합된다. 운전자가 이들 센서 중 하나 위로 자신의 손을 놓을 때, 자신의 손이 광선 가이드(330)로부터의 광선을 광선 가이드(331) 내로 되 반사시키는 때 높은 신호를 발생시킨다. 이는 A 타입 채널이다. 일정 실시 예에서, 휠(400)의 그립핑 멤버(401)를 스티어링 휠(407)에 연결시키는 스포크(402-404)를 따라 위치한 유사 센서들이 사용되어 도 3에서의 검출 영역(513-515)을 제공한다. 본 발명의 일정 실시 예에서, 휠(400)의 조향 칼럼(407) 안쪽에 위치한 유사 센서들은 도 3에서의 검출 영역(516)을 제공한다.

제2 센서 시스템은 도 2에서의 검출 영역(505, 506)을 제공한다. 이 같은 제2 시스템에서 센서 각각은 도 9 내지 11에서 도시된 바와 같이, 광선 가이드(320)에 결합된 송신기(103) 및 수신기(203) 교번 열(alternating row)을 포함한다. 운전자가 광선 가이드(320)의 상측 에지를 터치하는 때 이 같은 터치가 하나 이상의 송신기(103)로부터 하나 이상의 각각의 이웃하는 수신기(203)로 광선을 반사시킴에 따라 높은 신호를 발생시킨다. 이는 A 타입 채널이다. 일정 실시 예에서, 휠(400)의 그립핑 멤버(401)를 조향 칼럼(407)으로 연결시키는 스포크(402-404)를 따라 위치하는 유사한 센서들이 사용되어 도 3에서의 검출 영역(513-515)을 제공하도록 한다. 휠(400)의 조향 칼럼(407) 안쪽에 위치하는 유사한 센서들은 본 발명의 일정한 실시 예에서 도 3에서의 검출 영역(516)을 제공한다.

제 3센서 시스템은 도 2에서의 검출 영역(501)을 제공한다. 이 같은 시스템은 시준 광선 가이드(340)의 도움으로 오프닝(412)에서 시준 광선 비임을 투사하는 한 행의 이미터(104)를 포함한다. 오프닝(412)의 반대편 엔드에서 한 행의 수신기(도시되지 않음)는 휠(400)의 그립 멤버(401)에 내장된 제 2 시준 광선 가이드(341) 도움으로 시준된 광선 비임을 수신한다. 운전자가 핸드와 손가락을 오프닝(412) 내 활성 검출 영역(501)으로 핸드 또는 손가락을 삽입하는 때, 그의 핸드와 손가락이 시준 광선 비임 일부를 차단하기 때문에 낮은 신호를 발생시킨다. 이는 B 타입 채널이다.

상기 설명된 제3 센서 시스템은 수직 시준 광선 비임을 특징으로 하며 한 축만을 따라 오브젝트를 검출한다. 일정 실시 예에서, 그립 멤버(401)의 좌우 부분 내에 내장된 유사한 센서 시스템이 추가되어 오프닝(412)에서 수평의 시준 광선(collimated beams)을 투사하도록 한다. 이와 같은 경우, 두 세트의 직교하는 시준 광선은 삽입된 오브젝트에 대한 이차원(2D) 검출을 제공한다. 일정 실시 예에서, 유사한 세트의 직교 광선이 도 3의 오프닝(511, 512)에서 사용되어 도 4에서 광선 그리드(600)에 의해 도시된 바와 같은 2D의 검출을 제공하도록 한다.

제4 센서 시스템은 스티어링 휠(400)의 측면 각각을 따라 두 개의 센서를 포함한다. 이들 센서들은 도 2에서 검출 영역(503, 504)를 제공한다. 이 같은 제4 시스템에서 센서 각각은 도 9-11에서 도시된 바와 같이 한 쌍의 광선 가이드(310, 311)를 포함한다. 광선 가이드(310)는 송신기(도시되지 않음)에 연결되며 광선 가이드(311)는 수신기(도시되지 않음)에 결합된다. 운전자가 이들 센서 가운데 한 센서 앞에 자신의 핸드를 올려놓은 때 운전자는 자신의 터치가 광선 가이드(310)로부터 광선 가이드(311)로 되 반사시키는 때 높은 신호를 발생시킨다. 이는 A 타입 채널이다. 일정 실시 예에서, 유사한 센서가 상기 전체 휠 주위에 놓이며 도 3에서 검출 영역(517)을 제공하도록 하다.

제5 센서 시스템은 스티어링 휠(400)의 상측 바깥 측 림을 따라 일련의 센서를 포함한다. 이들 센서들은 도 2에서 검출 영역(502)을 제공한다. 이 같은 제5 시스템에서 센서 각각은 송신기(100), 수신기 (200), 그리고 광선 가이드(300)를 포함한다. 이들 센서 중 한 센서 앞에 있는 휠의 바깥 측 림을 터치하는 운전자는 자신의 터치가 이미터(100)로부터의 광선을 수신기(200)로 되반사시키는 때 높은 신호를 발생시킨다. 따라서 이는 A 타입 채널이다. 전체 휠 주위에 위치한 유사한 센서는 도 3에서 검출 영역(22)을 제공하도록 사용된다.

본 발명의 일정 실시 예에서, 센서를 위해 사용된 적외선 근접 광선에 추가하여, 가시광선 엘리먼트가 상기 스티어링 휠 내로 내장되어 다양한 검출 영역을 조명하도록 한다. 특히 영역(510-512) 내 핸드를 조명하기 위해, 또는 영역(510-512) 안쪽 또는 영역(502-506)을 따라 핸드 운동을 뒤따르기 위해, 특히 가시광선 엘리먼트가 사용되어, 센서와 상호 작용하는 운전자에게 가시적인 피드백을 제공하도록 한다. 본원 명세서에서 설명된 A 타입 채널 센서 시스템은 근접한 수신기로 운전자의 손가락 또는 핸드에서 반사된 송신기로부터의 광선을 검출한다. 이 같은 A 타입 센서가 검출할 수 있는 최대 거리는 센서의 "공칭 레인지(nominal range)"로 정해진다. 일정 실시 예에서, 상기 차이 센서 시스템은 각기 다른 공칭 레인지를 갖는다. 예를 들면, 제2의 그리고 제5의 센서 시스템이 터치 스위치 또는 슬라이더 컨트롤로서 사용되도록 디자인되는 때, 이들은 매우 짧은 공칭 레인지로 조정된다. 이와 유사하게, 제1 및 제4 센서 시스템이 상기 센서 위 또는 앞에 공기에서 위에 놓이는(hover) 제스처를 검출하도록 디자인 되는 때, 이들은 수 인치의 공칭 레인지로 조정된다. 그리고 제1 시스템이 차량으로 들어가는 운전자를 검출하도록 디자인되는 때 매우 큰 공칭 레인지로 조정된다.

특히 송신기의 세기, 물체가 채널 내에 존재하는 가를 결정하기 위해 사용된 검출 임계값, 그리고 광선 가이드를 기초로하여 상기 공칭 레인지를 조정하기 위한 여러 방법이 있다. 특히, 상기 광선 가이드가 검출 채널에서 광선의 일부를 흡수하는 때 센서가 더욱 짧은 공칭 레인지를 갖는다.

검출 영역(507, 508)을 위해 사용된 상기 제1 센서 시스템이 이제 상세하게 설명된다.

도 12-16을 참조하면, 이는 본 발명의 할 실시 예에 따라, 스티어링 휠에서 근접 센서를 간략히 도시한 도면이다. 도 12-15는 센서(520, 521)를 형성하는 컴포넌트 층을 도시한다. 도 12는 운전자가 볼 수 있는 근접 센서(520, 521)를 도시한다. 도 13은 상측 스티어링 휠 케이싱 층이 제거된 근접 센서(520, 521)를 도시한다. 도 13에서 도시된 바와 같이, 이들 근접 센서는 칼럼의 상부에서 송신기 광선 가이드 상측 표면(333) 그리고 수신기 광선 가이드 상측 표면(334)을 갖는 지지 칼럼(332)을 특징으로 한다. 도 14에서, 칼럼(332)이 제거되며, 광선 가이드(330) 바로 아래에서 상측을 향한 전송기(101), 광선 가이드(331) 바로 아래에서 상측을 향한 수신기(201), 그리고 송신기(101)와 수신기(201) 사이에 위치하여 송신기(101)로부터 분산된 광선이 수신기(201)에 도달하는 것을 막기 위한 광선 차단기(335)를 가진다. 도 15는 두 근접 센서(520, 521)에서 엘리먼트 들, 송신기(101, 102), 수신기(201, 202), 광선 가이드(330, 331, 336, 337) 그리고 광선 차단기(335, 338)에 대한 또 다른 도면이다. 광선 가이드(330, 331, 336, 337)는 이 같은 검출 채널에서 광선의 양을 최대로 하기 위해 전체 내부 반사(TIR)를 사용하도록 적용된다.

상기 센서(520, 521)의 동작이 도 16에 도시되며, 센서 위에서 광선 가이드(330)를 통해 직접적인 광선 비임(601) 그리고 TIR 비임(602)을 보내는 이미터(101)를 도시한다. 센서 위에서 올려 놓이는 손가락(413)이 이미터 비임의 일부를 화살표(603)로 도시한 바와 같이, 이웃하는 광선 가이드(331)로 그리고 수신기(201)로 되반사한다. 광선 가이드(331) 그리고 수신기(201)는 도 16에서 도시되지 않는다.

매우 짧은 공칭 레인지로 조정되고 영역(502, 505, 506)에서 사용된 상기 제2 센서 시스템이 이제 상세히 설명된다.

도 17-20에 대하여 설명하면, 이들은 본 발명의 한 실시 예에 따라, 스티어링 휠 내에 내장된 슬라이더 컨트롤을 간략히 설명하는 도면이다. 도 17-20은 슬라이더 컨트롤(522, 523)를 형성하는 컴포넌트 층들을 도시한다. 도시된 실시 예에서, 이들 슬라이더 컨트롤 각각은 도로 주행에서 눈을 떼지 않고 컨트롤을 따라 손가락을 글라이딩 할 수 있도록 하기 위해 완만하게 경사진 리세스 공동 안쪽에 위치한다. 제1 리세스 공동은 벽(414-416)에 의해 세 측벽에 의해 둘러싸인 기울어진 표면(417)에 의해 형성된다. 슬라이더 컨트롤(523)은 벽(415)으로의 경계 연결 표면을 따라 위치한다.

도 18은 슬라이더 컨트롤(522, 523)의 노출된 표면이 수직으로 세워진(직립) 광선 가이드(320, 321)의 길고, 얇은 상부 표면임을 도시한다. 광선 가이드(320, 321)는 중간 층(418) 내 좁은 오프닝 슬롯(419)을 통해 삽입됨에 의해 이들의 직립 위치로 지지된다.

도 19는 중간 층(418)이 제거된 후 슬라이더 컨트롤(522)의 내측 컴포넌트를 도시한다. 슬라이더 컨트롤(522)은 교대하는 한 행의 송신기(103) 그리고 수신기(203), 그리고 한 직립 광선 가이드(320)를 포함한다. 슬라이더 컨트롤(522)은 교대하는 한 행의 송신기(103)와 수신기(203)를 포함한다. 슬라이더 컨트롤(522)은 일련의 검출 채널이며, 각 채널은 채널의 한 단부에서 한 송신기를 가지며, 상기 채널의 다른 단부에서 송신기와 수신기 교번 열(alternating row)내 이웃하는 수신기를 갖는다.

도 20은 이 같은 채널을 통과하는 광선 비임 경로를 도시한다. 광선 비임(604)은 송신기(103)를 나오며 광선 가이드(320)에서 상측을 향한다. 광선 가이드(320)의 상부를 터치하는 손가락(413)은 비임의 일부를 광선 가이드(320)로 되 반사시킨다. 이 같은 반사된 광선의 일부는 광선 가이드(320)를 통해서 이웃하는 수신기(203)로 향하게 되며(도 19에 도시됨), 상기 검출 채널을 완성한다. 운전자의 손가락이 광선 가이드(320)의 노출된 표면을 따라 글라이드함에 따라 각기 다른 검출 채녈이 활성화되고 이 같은 슬라이더 컨트롤을 따라 손가락의 위치를 나타낸다. 광선 가이드(320, 321)는 TIR을 사용하도록 적용되며 검출 채널 내 광선의 양을 최대로 하도록 한다.

영역(501)에 대하여 사용된 B 타입 센서 시스템이 하기에서 상세히 설명될 것이다.

도 21-30은 본 발명의 한 실시 예에 따라, 스티어링 휠 내 오프닝 공동 내 제스처를 검출하는 스티어링 휠 내에 내장된 센서를 간략히 도시한 도면이다. 검출 영역(501)은 도 21에 도시된다. 도 22는 광선 비임을 영역(501) 내로 투사하는 광선 가이드(341)의 노출된 상측 에지(342)를 도시한다. 도 23은 광선 가이드(341)의 회전 단면 그리고 조향 칼럼 내 광선 가이드(341) 아래에 위치한 송신기(104) 어래이를 도시한다.

광선 가이드(341)는 시준하며 내부적으로 반사하는 엘리먼트(도시되지 않음)를 포함하며, 이 같은 엘리먼트는 광선 가이드, 내부 반사 면(344) 그리고 곡선 윈도우(345) 내측으로 광선을 시준 한다. 곡선 윈도우(345)는 이 같은 광선 가이드가 그것이 속에 장치된 둥근 조향 칼럼 윤곽을 따르도록 요청된다. 윈도우(345)의 바깥 측 표면은 도 22의 노출된 상측 에지(342)이다. 본 발명의 일정 실시 예에서, 윈도우(345)는 균일한 두께로 만들어져서, 이 같은 윈도우가 센서 광선 비임에서의 렌즈 효과를 최소이도록 한다. 일정 실시 예에서, 윈도우(345)는 또한 가능한 한 얇게 만들어져서, 광선 비임이 윈도우를 통과하는 때 광선 비임이 측면으로 이동되는 거리를 최소이도록 한다.

도 24에서는, 광선 가이드(341)가 아래에 도시된다. 이 도면에서, 내부적으로 반사하는 시준 표면(343)이 도시된다. 표면(343) 각각은 송신기에 의해 방출된 와이드 광선 비임을 시준 한다. 또한, 표면(343)은 도 25에서 광선 비임(605)과 같이, 내부 반사 표면(344)으로 시준된 광선을 다시 반사한다.

도 26은 각 이미터(106-108)로부터의 3개 비임(606, 608)이 렌즈(345)를 통과함을 도시한다. 도 26은 렌즈(345) 두께에 대비한 큰 곡률 반경 그리고 균일한 두께가 어떻게 3개의 광선 비임(606-608)에 대한 렌즈 효과를 최소로 하는 가를 설명한다. 예를 들면, 비임(606)이 굴곡된 윈도우(345)로부터 나오는 때 이미터(106)의 좌측으로 오프셋되며, 그러나 윈도우를 통과한 뒤에 다시 방향이 변경되지는 않는다. 이 같은 비임(606)의 오프셋이 도면에서 길이(420)로 표시된다. 윈도우(345)가 얇은 때, 상기 오프셋은 무시해도 좋을 정도이다. 일정 실시 예에서, 오프셋이 무시할 수 없을 정도이고 이미터와 수신기가 PCB(411)로부터 균등하게 떨어져 있는 경우, 특히 비임 오프셋은 스크린을 가로지는 때 비임 위치에 따라 차단된 비임의 위치를 계산함에 의해 소프트웨어로 처리되며, 이때의 오프셋은 이미터 및 수신기 위치로부터의 오프셋이다. 오프셋이 무시할 수 없을 정도인 다른 실시 예에서, 이미터와 수신기는 PCB(411)에서 균등하게 떨어져 있지 않으며, 오프셋이 검출 영역(501)을 가로지르는 비임으로 하여금 균등하게 떨어져 있도록 한다. 상기 비임의 점선 부분(610)은 광선 가이드(340, 341)를 통과하는 비임을 나타내며, 이때 상기 비임은 도면에 도시되지 않는다.

이제 영역(501)에 대한 광선 센서의 나머지 절반에 대하여 설명한다. 도 27은 투사된 광선 비임을 수신하고 비임을 스티어링 휠의 원형 그립 멤버 내에 내장된 수신기로 향하도록 하는 광선 가이드의 노출된 하측 에지(346)를 도시한다. 도 28 및 29는 스티어링 휠(400)의 원형 그립 멤버 내 각각의 광선 가이드를 갖는 3개의 지그재그 행의 수신기 엘리먼트(204)를 도시한 단면도이다. 시준된 광선 크로싱 검출 영역(501)이 곡선 윈도우(353)를 통하여 그립 멤버로 들어간다. 광선 비임의 시준을 유지시키기 위해, 상기에서 윈도우(345)와 관련하여 설명한 바와 같이, 윈도우(353)는 균일한 폭 그리고 내측 및 외측 표면 모두에서 상당히 유사한 호를 가진다.

도 29는 도 28에서와는 다른 각도로 광선 가이드(340)를 도시한다. 이와 같은 광선 가이드의 시준 부분은 원형 섹션(347)이다. 이 같은 시준 부분은 두 공기-플라스틱 인터페이스를 사용하여 상기 시준된 와이드 비임이 각각의 수신기(204)를 향할 수 있도록 한다. 이와 같은 시준 렌즈의 동작은 "교번하는 반사 렌즈 면을 갖는 광학 엘리먼트(OPTICAL ELEMENTS WITH ALTERNATING REFLECTIVE LENS FACETS)"ㅇ에 대한 미국 특허 출원 제13/424,543호에서 상세히 설명되며, 그 내용이 참고로 원용된다. 특히, 상기 특허출원 제13/424,543호 도 50-52와 이에 관련한 상세한 설명 문단[00267] - [00271]을 참고로 원용한다. 도 29에서 도시된 실시 예에서, 광선 가이드는 단일 플라스틱(348)으로 형성된다. 수신기(204)는 플라스틱(348) 내에 형성된 공동(421) 내에 매달려 있는다. 이들 수신기가 장착된 PCB는 도면에서 도시되지 않는다. 이는 수신기 위에 있으며, 공동(421)을 커버한다. 광선 가이드(340)를 통한 광선 비임(611)의 경로가 도시된다.

두 상이한 센서에 대한 광선 송신기 그리고 수신기가 PCB(411)의 두 측면 상에 장착된다. 도 30은 스티어링 휠 PCB(411)의 두 측으로부터의 분해 사시도를 도시한 도면이다. 검출 영역(501)에 대한 상기 광선 수신기(204)는 PCB의 일측에 있으며, 검출 영역(502)에 대한 송신기-수신기 쌍(100-200)이 동 PCB의 타측에 장착된다. 상기 분해 사시도는 또한 검출 영역(502)에 대하여 사용된 광선 가이드(300), 그리고 광선 가이드(340)를 형성하는 플라스틱 엘리먼트(348)를 도시하며, 이들 모두는 PCB(411)상에 모두 장착된다.

상기 설명된 검출 영역(503, 504)에 대하여 사용된 A 타입 센서가 다음에 상세히 설명된다.

도 31-35는 본 발명의 한 실시 예에 따라, 스티어링 휠의 외측 림 내 내장된 근접 센서를 간략히 도시한 도면이다. 도 31은 스티어링 휠(400)의 어느 한 측에서 4개의 검출 영역(524-527)을 도시한다. 도 32는 상기 휠로부터 광선 비임을 투사시키고 그리고 올려 놓인 손가락 또는 핸드에 의해 반사된 비임의 일부를 검출함에 의해 스티어링 휠 일측에서 이들 검출 영역을 제공하는 두 센서를 도시한다. 운전자가 볼 수 있는 바와 같이, 센서 각각은 광선 방출 표면(354, 356), 그리고 이웃하는 광선 수신 표면(355, 357)를 포함한다. 도 33은 스티어링 휠의 바깥 측 림 내에 새겨진, 그리고 센서에 대한 NIP 광선 통과를 허용하는 적외선 근접 투과 부분(354-356)을 갖는 플라스틱 림(422)을 도시한다. 도 34는 NIR 투과 부분이 실제로 광선 가이드(358-361)를 분리시킴을 도시하며, 이때 한 쌍의 광선 가이드가 한 검출 채널을 형성한다. 광선 가이드(358-361) 각각은 각각의 송신기 또는 수신기 컴포넌트에 연결된다. 따라서, 광선 가이드(358, 360)가 송신기 각각에 연결되며(광선 가이드(359, 361)에 의해 도면에서 관찰이 차단된다), 광선 가이드(359, 361)가 수신기(209, 210) 각각에 연결된다. 도 35는 광선 가이드(358)을 통한 광선 비임 경로(612)를 도시한다. 도 35는 광선 가이드(358)에 연결된 송신기(109)를 도시한다.

도 36-38은 본 발명의 한 실시 예에 따라, 스티어링 휠의 외측 림을 가로질러 내장된 터치 센서를 간략히 도시한 도면이다. 도 36 및 37은 상기 설명된 검출 영역(502)에서 사용된 A 타입 센서에서 컴포넌트를 도시한다; 즉, 송신기-수신기 쌍(100-200) 그리고 광선 가이드(300). 광선 가이드(300)는 송신기(100)와 수신기(200) 모두에 의해 공유되며, 광선 가이드(300)는 송신기 각각의 맞은편 그리고 수신기 각각의 맞은편에서 시준 렌즈 부분(362)을 갖는다. 도 38은 광선 가이드(300)가 이미터(100)에 의해 방출된 광선 비임과 같은 광선 비임을 위한 잠망경으로 어떻게 작용하는 가를 도시한다. 상기 설명한 바와 같이, 바깥 측 림을 따라 일련의 이들 센서가 장치된 스티어링 휠은 휠의 바깥 측 림을 따라 탭 제스처 그리고 핸드-슬라이드 제스처를 검출할 수 있도록 만들어진다.

본 발명의 일정 실시 예에서, 스티어링 휠 림 또는 스포크(spokes)를 따라 있는 터치 센서에 연결된 처리기가 상기 휠을 터치하는 핸드 각각에서 손가락의 수를 검출한다. 이는 상기 휠을 잡고 있는 핸드에 의해 커버된 세그먼트의 크기를 결정하거나, 또는 센서 어레이를 따라 서로 인접하여 놓인 4개 까지의 오브젝트를 검출함에 의해 수행된다. 운전자가 예를 들어 다른 손가락으로 휠을 계속하여 붙잡고 있는 동안 한 손가락으로 휠을 두드림에 의해, 운전자가 휠을 잡고 있는 때 한 손가락 만으로 휠을 두드리는 때, 처리기는 휠의 세그먼트 내 탭의 위치에 따라 어느 손가락이 탭을 수행하였는 가를 결정한다. 이는 사용자 인터페이스를 가능하게 하며, 이에 의해 각기 다른 손가락이 다른 기능과 관련된다. 예를 들면, 집게 손가락에 의한 탭은 스테레오를 제어하고 중지 손가락에 의한 탭은 전화를 제어한다. 어느 손가락이 휠을 탭하는 가를 결정하는 것은, 터치 센서에 의해 검출되는 바와 같이, 잡고 있는 휠의 세그먼트 내 손가락의 상대적인 위치에 기초한다. 따라서, 이 같은 사용자 인터페이스는 휠의 어느 세그먼트가 터치되고 있는 가에 종속되지 않는다. 따라서 상대적인 손가락 위치에 기초하여, 휠에서의 어느 위치에도 적용된다. 어떤 경우에는, 상기 처리기는 휠의 좌우 반쪽에 따라 왼손과 오른손 사이를 구분한다.

본 발명의 일정 실시 예에서, 멀티플 센서가 휠 그립의 관형 또는 원통형 표면 둘레에 배치되며 언제 운전자가 핸들 바아 그립을 회전 시킴에 의해 모터 사이클 엔진의 속도를 올리는 방식으로 그립 둘레로 자신의 핸드를 회전시키는 가를 검출하도록 한다. 상기 사용자 인터페이스는 이 같은 제스처에 의해 특정 특징을 제어하도록 구성된다. 모터 사이클 핸들 바아로 본 발명을 응용함에 있어서, 이들 센서는 모터 사이클 엔진의 속도를 제어하기 위해 핸들 바아 그립을 회전시키는 대신 다른 선택을 제공하기도 한다.

본 발명의 일정 실시 예에서, 근접 검출기 또는 터치 검출기는 또한 스티어링 휠 그립 또는 스포크 배면에서 장착되어 스포크 뒤에서 또는 휠 둘레를 싸는 손가락에 의해 수행된 휠 그립의 백(back)에서 탭 제스처를 검출하도록 한다. 예를 들면, 이들 제스처는 기어를 이동하고, 또는 구동 모드를 이동하도록 사용된다. 구동 모드는 특히, 에코 모드, 스포츠 모드, 2-륜 구동 및 4-륜 구동을 포함한다.

본 발명의 일정 실시 예에서, 다양한 제스처를 각 컨트롤 세팅에 할당함을 포함하여, 차량이 사용자 인터페이스를 구성시키는 사용자 프로파일을 적재한다. 상기 차량은 사용자 각각이 자신의 세팅을 차량에 다운로드하게 허용함으로써 여러 사용자를 지원한다. 운전자가 차량으로 들어가는 때, 운전자가 인터넷 서버로부터 차량으로 자신의 세팅을 다운로드하며, 따라서 차량을 자신의 개인 세팅으로 적응시킨다. 예를 들면, 각기 다른 제스처가 운전자에 의해 각기 다른 제스처를 컨트롤하도록 맵핑될 수 있다. 이 같은 시스템에 대한 한 응용은 렌탈 차량이다. 운전자가 차량을 렌트하는 때 사용자 인터페이스가 친숙하도록 운전자는 자신의 사용자 프로파일을 렌탈 차량으로 다운로드 한다. 또 다른 응용은 차량 판매의 경우이며, 차량 매수자가 테스트 모델을 시도하거나 더미 조정석(dummy cockpit)에 앉아 있는 동안 차량의 사용자 인터페이스가 매수자를 위해 변경된다. 차량 딜러는 매수자의 프로파일을 다운로드 한 후에는 매수된 차량의 인터페이스를 변경할 필요가 없다.

본 발명의 특징은 또한 문맥상 사용자 인터페이스에 대한 것이다. 운전자가 차량에 들어가는 때, 디스플레이 스크린을 사용하여 차량의 사용자 인터페이스는 운전자에게 그가 무엇을 하기를 원하는 지를 묻고 그에게 어떻게 할 것인지를 가이드 한다. 따라서 UI는 콘텍스트(context)에 기초하여 옵션을 제공한다. 엔진이 오프이면, UI는 운전자가 차량을 시동 걸 것인지 묻는다. 운전자가 모터를 오프하면 UI는 다음의 초기 옵션을 제공한다: 도어를 오픈, 가스 탱크를 오픈, 트렁크를 오픈, 그리고 후드를 오픈. 일정 실시 예에서, 상기 디스플레이는 운전자가 이들 옵션을 실행하기 위해 조향 엘리먼트에서 수행하는 각기 다른 핸드 슬라이드와 탭 제스처의 맵을 제공한다. 운전자가 차량을 정지시키면, UI는 운전자가 주차하길 원하는가를 묻는다. 만약 운전자가 주차할 것을 원한다고 응답하면, UI는 주차 옵션, 즉, 스트리트 또는 근처의 주차장에 주차한다. 운전자 없이 이동할 수 있는, 자동 차량의 경우, UI는 운전자가 쇼핑하는 동안 또는 일하러 간 사이 (차량이 어떻게 주유되는 가에 따라) 가스, 배터리 또는 태양 전지를 충전하는 또 다른 옵션을 제공한다. 차량을 떠나기 전에, UI는 운전자에게 언제 주차장으로 되돌아 갈 것인지 운전자에게 묻는다.

일정 실시 예에서, 생체 인식 센서가 본 발명의 조향 요소로 추가 될 수 있다. UI로 접근하기 위해, 생체 인식 센서가 먼저 운전자를 등록하여야 한다. 만약 생체 인식 센서가 운전자가 차량을 운전하는 데 적합하지 않음을 탐지하면, 가령 센서가 높은 심장 박동 또는 높은 알코올 수치를 검출하면, UI는 그와 같이 응답하고 운전자가 운전하지 못하도록 한다.

본 발명에 따른 스티어링 휠의 또 다른 실시 예가 도 39-42에서 도시된다. 이 실시 예에서, 상기 스티어링 휠은 두 내장된 터치-감지 디스플레이 스크린을 포함한다. 상기 디스플레이 스크린 정보는 헤드-업 디스플레이에서 운전자에게 디스플레이 되어, 운전자가 디스플레이를 아래로 보기 위해 도로로부터 눈을 이동시킬 필요가 없도록 한다.

도 39와 관련하여, 이는 본 발명의 한 실시 예에 따라, 멀티플 터치 센서 그리고 내장된 터치 스크린 디스플레이를 갖는 스티어링 휠을 간략히 도시한 도면이다. 도 39는 두 내장된 터치 스크린(450) 및 슬라이더 컨트롤(530)을 갖는 스티어링 휠(400)을 도시한다. 슬라이더 컨트롤(530)은 도 17-20과 관련하여 상기 설명된 슬라이더 컨트롤(522, 523)과 유사한 일련의 광선 이미터 및 수신기로서 실시된다. 터치 스크린(450)은 스크린(450) 각각을 커버하는 터치-검출 광선 그리드를 형성하는 스크린 에지를 따라 난 일련의 이미터와 수신기에 의해 터치가 가능하게 된다. 스티어링 휠(400)은 또한 두 개의 근접 센서 스트립(531, 532)을 가져서 이들 두 스트립 사이 조향 칼럼 위에 운전자의 손이 놓이는 것을 검출하도록 한다.

도 40과 관련하여, 이는 본 발명의 한 실시 예에 따라, 헤드-업 디스플레이를 갖는 도 39의 스티어링 휠을 간략히 도시한 도면이다. 도 40은 일정한 각도로 관찰된 스티어링 휠(400)을 도시한다. 두 헤드-업 디스플레이(451)가 운전자가 쉽게 볼 수 있는 위치에서 스크린(450)으로부터 그래픽을 제공하기 위해 제공된다. 운전자는 헤드-업 디스플레이(451)를 보여주고 스크린(450) 위에서 터치 제스처를 수행함에 의해 스크린(450) 위에서 사용자 인터페이스와 상호 작용할 수 있다.

도 41-42과 관련하여, 이는 본 발명의 한 실시 예에 따라, 도 39의 스티어링 휠 조향 칼럼 라인을 따라 근접 센서를 간략히 도시한 도면이다. 도 41은 조향 칼럼(407)의 정면과 상부가 근접 센서의 두 스트립에 의해 터치 민감함을 도시한다. 제1 근접 센서 스트립(531)이 도시된다. 이 같은 스트립은 칼럼(407)의 외측 표면을 가로질러 광선 비임을 방출하는 교대하는 이미터와 검출기 시리즈에 의해 형성된다. 이 같은 스트립은 조향 칼럼(407)의 윤곽을 따라 굴곡된다. 운전자가 자신의 핸드를 조향 칼럼(407) 위에 놓는 때, 핸드가 투사된 광선 비임을 근접 센서로 되반사하며, 여기서 이웃하는 검출기가 반사된 광선의 증가를 감지한다. 이 같은 타입의 근접 센서 동작이 "내장된 근접 센서를 갖는 제거가능 보호 커버(REMOVABLE PROTECTIVE COVER WITH EMBEDDED PROXIMITY SENSORS)"라는 명칭의 본 발명 출원인의 동시 계류중인 미국 특허출원 제 13/775,269호, 특히 도 4-10에서 설명된다. 제2 근접 센서 스트립(532)은 스트립(531) 반대편에 있으며 도 41의 각도로는 보이지 않는다.

도 42는 근접 센서 스트립(531)의 광선 비임을 도시한다. 이미터 비임(614)이 조향 칼럼(407)의 윤곽을 유지하는 것으로 도시된다. 반사된 한 비임이 대시 비임(dashed beam)(615)으로 도시된다. 운전자가 조향 칼럼(407) 위에 핸드를 올려 놓는 때 자신의 핸드는 하나 이상의 비임(614)을 비임(615)으로 되 반사시킨다.

도 43과 관련하여, 이는 본 발명의 한 실시 예에 따라, 도 39의 스티어링 휠 조향 칼럼에서 수행된 사용자 인터페이스 제스처를 간략히 도시한 도면이다. 도 43은 두 근접 센서 라이닝 조향 카럼(407)에 의해 검출된 핸드 제스처를 도시한다. 이 같은 제스처에서, 운전자는 조향 칼럼(407)에 의해 형성된 둥근 코너를 따라 손바닥(452)을 기울인다. 일정 실시 예에서, 이 같은 제스처는 측면 관찰 거울(side view mirror)의 각을 조종하도록 사용된다. 따라서, 손바닥을 아래 방향을 향해 기울이고 칼럼(407)의 더욱 높은 부분을 터치하는 것은 거울(mirror)을 상향으로 기울이며; 손바닥을 더욱 수직으로 기울이는 것은 거울을 하향으로 기울인다.

상기 두 근접 센서가 조향 칼럼(407)의 두 마주하는 에지를 라이닝하는 것은 고유한 2차원 검출기를 형성한다. 상기 반사된 비임이 검출되는 근접 센서를 따라 발생되는 위치는 1차원(선)을 따라 만들어지는 위치이다. 상기 반사 물체가 스트립(531, 532)에 근접할수록, 검출 신호가 더욱 커진다. 근접 스트립(531)의 검출 신호를 근접 스트립(532)의 검출 신호와 비교함으로써 손가락이 두 스트립 사이에 위치하는 개괄적인 평가를 제공한다. 따라서, 스트립이 유사한 크기의 반사 광선을 검출하면, 손가락은 대략 상기 두 스트립 사이 중앙에 있는다. 반면에 한 근접 센서 스트립이 다른 스트립에서 보다 더욱 많은 광선을 검출하면, 손가락은 높은 검출 스트립에 더욱 가까이 있는다.

본 발명의 실시 예들은 차량 대시보드, 운전자 디스플레이 시스템 그리고 관련된 사용자 인터페이스에 관한 것이다.

도 44-46과 관련하여, 이는 본 발명의 한 실시 예에 따라, 차량 대시 보드에서 가능한 사용자 인터페이스 그리고 관련된 스윕 제스처를 간략히 도시한 도면이다. 도 44는 그 에지들을 따라 근접 센서를 갖는 대시보드 디스플레이(423)를 도시한다. 본 발명의 일정 실시 예에서, 디스플레이 자체는 터치 검출을 제공하지 않으며, 즉, 터치 스크린이 아니다. 프레임(528)은 상기 디스플레이를 에워싸는 것으로 도시된다. 이 같은 프레임은 근접 및 하버(hover) 제스처를 검출하기 위한 검출 영역을 나타낸다. 상기 디스플레이는 우측 및 좌측 상단 코너에서 두 아이콘(424, 425)을 도시하며, 각각은 관련 기능의 패밀리를 나타낸다. 운전자가 상기 디스플레이 일부분 위로 자기의 핸드로 스윕 제스처를 수행하는 때, 해당하는 아이콘을 팽창시키어 완전한 관련 기능 세트를 나타내도록 한다.

도 45는 이와 관련하여 제스처의 효과를 도시한다. 대시보드 디스플레이(423)는 (A)라고 표기된 도 45의 상측 부분에서 도시된다. 디스플레이 좌측 상단 코너 스위 제스처는 디스플레이를 대각선으로 가로질러 계속되며 화살표(426)로 표시된다. 상기 제스처가 스크린 대각선을 진행함에 따라, 아이콘(425)이 스크린에서 팽창된다. 이와 같이 팽창된 아이콘은 도 45에서 (B)로 표시된 하측 부분에서 아이콘(427)으로서 도시된다. 일정 실시 예에서, 이 같이 팽창된 영역은 아이콘(425)에 의해 대표되는 기능과 관련이 있는 아이콘으로 알려진다. 다른 실시 예에서, 상기 팽창된 아이콘은 팽창되는 유사한 제스처를 위한 또 다른 옵션을 대표하며, 다수 층의 팽창된 스크린을 제공한다.

따라서 본 발명의 실시 예는 연관된 코너 또는 디스플레이 사이드에서 단순한 핸드 제스처로 상당한 기능 어레이에 용이하게 접근할 수 있도록 한다. 이와 같이 함으로써 사용자 인터페이스가 디스플레이를 어수선하게 하지 않고 최초 디스플레이에서 제한된 수의 아이콘을 대표할 수 있도록 하고, 그리고 상기 언급한 스위핑 제스처에 응답하여 관련된 기능의 전 기능을 드러내도록 선택된 아이콘을 팽창시키도록 한다.

도 46은 디스플레이의 네 코너에서 4개의 아이콘(428, 429, 431, 432)을 갖는 대시보드 디스플레이(423) 그리고 디스플레이의 우측 에지에 있는 텍스트 박스(430)를 도시한다. 8개의 각기 다른 스윕 제스처를 나타내는 8개의 화살표(433-440)가 도시된다. 스윕 제스처 각각은 그와 같은 제스처와 관련된 아이콘 또는 텍스트에 따라 디스플레이를 변경시킨다. 도 46에서, 제스처(433, 435, 437, 439)는 각각의 아이콘과 관련되며, 제스처(436)는 텍스트(430)와 관련된다. 디스플레이 에지를 따라 글라이딩하는 것과 같은 추가의 제스처는 또한 일정 실시 예에서 기능성을 제공한다.

상기 설명된 대시보드 스윕 제스처를 검출하는 하버 및 근접 센서는 상기 스티어링 휠과 관련하여 설명된 동일한 센이다. 이들 센서는 대시보드 디스플레이 주변 이산 위치에서 분산된다.

앞서 설명에서, 본 발명이 특정 실시 예와 관련하여 설명되었다. 그러나, 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않는 한도에서 특정 실시 예에 대한 다양한 수정과 변경이 가능함이 명백하다. 따라서, 상기 명세서 및 도면은 설명의 목적인 것이며 제한의 의미가 있는 것이 아닌 것이다.

본원 명세서 및 도면에서, 다음 도면 부호 방법이 사용된다. 흐름도 단계는 1-99로 번호가 붙여지며, 광선 송신기는 번호 100번대로 번호가 지정되고, 광선 수신기는 번호 200번대로 번호가 지정되며, 광선 가이드 및 렌즈는 번호 300번대로 번호가 지정되고, 기타 항목은 번호 400번대로 번호가 지정되며, 검출 영역 그리고 센서는 번호 500번대로 번호가 지정되고, 그리고 광선 비임은 600번대로 번호가 지정된다. 유사하게 도면부호가 지정된 것은 필요적으로 동일한 것을 지정하는 것은 아니다.
다음 테이블은 도면 부호 설명이다.

Claims (10)

1. 차량의 운전석 앞에 위치한 스티어링 엘리먼트로서, 스티어링 엘리먼트를 동시에 터치하는 다수 손가락를 검출하기 위한 다수의 근접 센서를 포함하는 상기 스티어링 엘리먼트;
   무선 방송, 비디오 방송, 오디오 엔터테인먼트, 비디오 엔터테인먼트, 전화 통신 및 차량 항법 어시스턴스 중 하나 이상을 제공하기 위해 차량 내에 수납된 상호작용 데크; 그리고
   상기 근접 센서와 데크에 연결되어, 손가락 중 하나가 상기 스티어링 엘리먼트로부터 들어올려짐을 검출하는 때, 처리기가 다수의 손가락 가운데 들어올려진 손가락의 상대적인 위치에 기초하여 어느 손가락이 들어올려졌는가를 결정하고, 상기 처리기가 이와 같이하여 결정된 각기 다른 손가락에 의해 수행될 유사한 제스처에 응답하여 상기 데크의 각기 다른 기능을 수행하는 차량에 수용된 처리기를 포함하는 차량에서 사용하기 위한 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 처리기가 상기 스티어링 엘리먼트를 붙잡고 있는 핸드에 의해 커버된 세그먼트의 크기에 따라, 상기 처리기가 한 핸드의 손가락으로서 상기 스티어링 엘리먼트를 동시에 터치하는 다수의 손가락을 식별함을 특징으로 하는 차량에서 사용하기 위한 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 처리기가 상기 스티어링 엘리먼트의 주변을 따라 서로 인접한 4개까지의 손가락을 검출함에 의해, 한 핸드의 손가락으로서 상기 스티어링 엘리먼트를 동시에 터치하는 다수의 손가락을 식별함을 특징으로 하는 차량에서 사용하기 위한 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 처리기가 제1 결정된 손가락에 의해 수행된 탭 제스처에 응답하여 상기 데크의 무선 또는 오디오 기능을 제어하며, 상기 제1 결정된 손가락 이외의 제2 결정된 손가락에 의해 수행된 유사한 탭 제스처에 응답하여 상기 데크의 전화 기능을 제어함을 특징으로 하는 차량에서 사용하기 위한 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 스티어링 엘리먼트의 왼쪽 절반에서 검출을 운전자의 왼손과 결부시키고, 상기 스티어링 엘리먼트의 오른쪽 절반에서 검출을 운전자의 오른손과 결부시킴에 의해, 상기 처리기가 상기 검출된 손가락이 운전자의 어느 핸드에 속하는가를 더욱 결정함을 특징으로 하는 차량에서 사용하기 위한 시스템.
6. 제5항에 있어서, 상기 처리기가 운전자 왼손의 검지와 중지에 의해 각각 수행된 탭 제스처에 응답하여 제1 및 제2 제어 기능을 실행하며, 그리고 운전자 오른손의 검지와 중지에 의해 각각 수행된 탭 제스처에 응답하여 제1 및 제2 제어 기능과는 다른 제3 및 제 4 기능을 실행함을 특징으로 하는 차량에서 사용하기 위한 시스템.
7. 차량의 운전석 앞에 위치한 스티어링 엘리먼트로서, 스티어링 엘리먼트의 바깥 측 주위를 따라 핸드 제스처를 검출하도록 동작 가능한 다수의 근접 센서를 포함하는 상기 스티어링 엘리먼트;
   무선 방송, 비디오 방송, 오디오 엔터테인먼트, 비디오 엔터테인먼트, 전화 통신 및 차량 항법 어시스턴스 중 하나 이상을 제공하기 위해 차량 내에 수납된 상호작용 데크;
   다수의 각기 다른 운전자 테이블을 저장하기 위한 메모리로서, 운전자 테이블 각각이 다수의 핸드 제스처 각각을 상기 데크를 위한 각각의 제어 기능과 결부시키는 메모리; 그리고
   상기 근접 센서, 상기 데크 그리고 상기 메모리에 연결되어, (i) 현재 운전자에게 적합한 운전자 테이블을 선택하고, (ii) 상기 선택된 운전자 테이블에 따라 상기 근접 센서에 의해 검출된 핸드 제스처를 식별하도록 동작 가능한, 차량에 수용된 처리기를 포함하는 차량에서 사용하기 위한 시스템.
8. 제7항에 있어서, 상기 처리기가:
   현재 운전자를 식별하기 위한 사용자 식별 모듈; 그리고
   원격 서버와 무선 통신하기 위한 통신 모듈을 더욱 포함하며, 현재 운전자가 상기 사용자 식별 모듈에 의해 식별되는 때 상기 처리기가 원격 서버로부터 상기 메모리로 현재 운전자에게 적합한 운전자 테이블을 다운로드함을 특징으로 하는 차량에서 사용하기 위한 시스템.
9. 제8항에 있어서, 현재 운전자가 차량의 렌터(renter)인 렌트 차량에서 사용하기 위한 차량에서 사용하기 위한 시스템.
10. 제8항에 있어서, 운전자 테이블 각각이 자동차 외부 모의 운전자 환경과 상호작용하는 운전자 각각에 의해 자동으로 군중화됨을 특징으로 하는 차량에서 사용하기 위한 시스템.
    

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