(57)【要約】      （修正有）【課題】ユーザの入力の認識を遅れずに表示するフライトデッキを提供する。【解決手段】航空機のフライト動作を制御するための航空機フライトデッキ１８は、複数のユーザ入力を有する少なくとも１つのタッチスクリーン３０を含み、複数のユーザ入力の少なくとも一部はハプティック入力であり、特定のタッチに対してハプティック反応を提供し、複数のハプティック入力を有するハプティックタッチスクリーンディスプレイを備え、各々の入力がハプティック反応を提供するフライトデッキ１８を有する航空機１０を操作する方法は、ハプティック入力の１つのタッチを検知することで選択を定義するステップと、この選択に基づいてハプティック反応を出力するステップとを含むことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の飛行動作を制御するための航空機のフライトデッキであって、
複数のユーザ入力を有する少なくとも１つのタッチスクリーンを備え、前記複数のユーザ入力の少なくとも一部が触力覚による入力であり、これがタッチに対してハプティック反応を提供し、
ハプティック入力に対する前記ハプティック反応が、前記航空機の動作に対応する前記ハプティック入力の重大さのカテゴリ分類に基づいて決められる航空機のフライトデッキ。
【請求項２】
前記ハプティック入力が、メニュー機能、メニューアクション、ハードアクション、エラーアクションのうちの１つにカテゴリ分類される、請求項１記載の航空機のフライトデッキ。
【請求項３】
ハードアクションに対する前記ハプティック反応が、メニュー機能およびメニューアクションに対する前記ハプティック反応より激しいものである、請求項２記載の航空機のフライトデッキ。
【請求項４】
前記エラーアクションに対する前記ハプティック反応が、前記ハードアクションに対する前記ハプティック反応より激しいものである、請求項３記載の航空機のフライトデッキ。
【請求項５】
前記航空機の前記動作に対応する前記ハプティック入力の前記重大さが、全く影響しないもの、システムに対する作用およびエラー事象のうちの１つとしてカテゴリ分類される、請求項１記載の航空機のフライトデッキ。
【請求項６】
前記エラー事象に対する前記ハプティック反応が、前記システムに対する作用に対する前記ハプティック反応より激しいものである、請求項５記載の航空機のフライトデッキ。
【請求項７】
複数のハプティック入力を有し、各々の入力がハプティック反応を提供するハプティックタッチスクリーンディスプレイを備えたフライトデッキを有する航空機を操作する方法であって、
前記ハプティック入力の１つのタッチを検知することで選択を定義するステップと、
所定のカテゴリ分類に従って前記航空機の動作に対する前記選択の重大さを判断するステップと、
前記決められた重大さに基づいてハプティック反応を出力するステップとを含む方法。
【請求項８】
前記ハプティック入力が、メニュー機能、メニューアクション、ハードアクション、エラーアクションのうちの１つにカテゴリ分類される、請求項７記載の方法。
【請求項９】
ハードアクションに対する前記ハプティック反応出力が、メニュー機能およびメニューアクションに対するものより激しいものである、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記エラーアクションに対する前記ハプティック反応が、前記ハードアクションに対する前記ハプティック反応より激しいものである、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記航空機の前記動作に対応する前記選択の前記重大さが、全く影響しない、システムに対する作用およびエラー事象のうちの１つとしてカテゴリ分類される、請求項７記載の方法。
【請求項１２】
システムに対する作用の選択に対する前記ハプティック反応出力が、全く影響しない選択よりも激しいものである、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記エラー事象の選択に対する前記ハプティック反応出力が、前記システムに対する作用の選択に対する前記ハプティック反応よりも激しいものである、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
複数のハプティック入力を有し、各々の入力がハプティック反応を提供するハプティックタッチスクリーンディスプレイを備えたフライトデッキを有する航空機を操作する方法であって、
前記ハプティック入力の１つのタッチを検知することで選択を定義するステップであって、前記ハプティック入力が前記航空機の動作に対して有する重大さに従って前記ハプティック入力がカテゴリ分類されるステップと、
前記選択に基づいてハプティック反応を出力するステップとを含む方法。
【請求項１５】
前記重大さが、全く影響しないハプティック入力、システムに対して作用するハプティック入力およびエラー事象ハプティック入力のうちの１つとしてカテゴリ分類される、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記システムに対して作用するハプティック入力に対する前記ハプティック反応出力が、前記全く影響しないハプティック入力より激しいものである、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記エラー事象に対する前記ハプティック反応出力が、前記システムに対して作用するハプティック入力に対する前記ハプティック反応より激しいものである、請求項１６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機のハプティックタッチスクリーンおよびその操作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の航空機では、コックピットのタッチスクリーンディスプレイ、すなわちタッチスクリーンを利用して航空機の様々な機能を制御することができる。このようなタッチスクリーンは、音響または視覚的な指示を頼りにして、スクリーン上のユーザのタッチの入力が認識されたことを表示することができる。このような選択された入力の認識がわずかに遅れたとしても、ユーザを入力選択がなされたかどうか不確かなままにする可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／０２６７１８１号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態において、本発明は、航空機の飛行動作を制御するための航空機のフライトデッキに関し、これは複数のユーザ入力を有する少なくとも１つのタッチスクリーンを含んでおり、複数のユーザ入力の少なくとも一部は触力覚による入力であり、これがタッチに対してハプティック反応を提供し、ハプティック入力に対するハプティック反応は、航空機の動作に対応するユーザ入力の重大さのカテゴリ分類に基づいて決められる。
【０００５】
別の実施形態において、本発明は、複数のハプティック入力を有するハプティックタッチスクリーンディスプレイを備え、各々の入力がハプティック反応を提供するフライトデッキを有する航空機を操作する方法に関し、方法は、ハプティック入力の１つのタッチを検知することで選択を定義するステップと、所定のカテゴリ分類に従って航空機の動作に対する選択の重大さを判断するステップと、決められた重大さに基づいてハプティック反応を出力するステップとを含む。
【０００６】
さらに別の実施形態において、本発明は、複数のハプティック入力を有し、各々の入力がハプティック反応を提供するハプティックタッチスクリーンディスプレイを備えたフライトデッキを有する航空機を操作する方法に関し、方法は、ハプティック入力の１つのタッチを検知することで選択を定義するステップであって、このハプティック入力が航空機の動作に対して有する重大さに従って当該ハプティック入力がカテゴリ分類されるステップと、この選択に基づいてハプティック反応を出力するステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態によるタッチスクリーンディスプレイを有するフライトデッキを備えた航空機のコックピットの一部の斜視図である。
【図２】図１のタッチスクリーンの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、コックピット１２を有する航空機１０の一部を示している。商業的な航空機が示されているが、本発明の実施形態は、いずれのタイプの航空機でも使用され得ることが企図されており、例えば限定するものではないが、固定翼、回転翼、ロケット、自家用航空機および軍用機などである。第１のユーザ（例えばパイロット）は、コックピット１２の左側のシート１４にいる場合があり、別のユーザ（例えば副パイロット）は、コックピット１２の右側でシート１６にいる場合がある。種々の計器２０を有するフライトデッキ１８および複数の多機能フライトディスプレイ２２が、パイロットおよび副パイロットの前方に配置されてよく、乗務員に情報を提供することで航空機１０の飛行を助けることができる。フライトディスプレイ２２は、主要なフライトディスプレイまたは多機能ディスプレイのいずれかを含むことができ、広範囲の航空機、飛行、ナビゲーション、および航空機１０の動作および制御に使用される他の情報を表示することができる。
【０００９】
フライトディスプレイ２２は、互いに離間され横ならびに配置されるように示されている。フライトディスプレイ２２は、これより少ないまたはこれより多いディスプレイを有することを含めたいずれの方法でレイアウトされてもよい。さらにフライトディスプレイ２２は、同一平面内にある必要はなく、同一サイズである必要もない。
【００１０】
１つまたは複数のカーソル制御デバイス２６および１つまたは複数の多機能キーボード２８がコックピット１２内に含まれる場合があり、これはまた１人または複数の乗務員によって使用されることで、航空機１０のシステムと相互に作用することができる。好適なカーソル制御デバイス２６は、ユーザから入力を受信し、その入力を複数のフライトディスプレイ２２のいずれかのグラフィカルな位置に変換するのに適した何らかのデバイスを含むことができる。種々のジョイスティック、多方向ロッカースイッチ、マウス、トラックボールなどがこのような目的に適しており、各々のユーザは、別々になったカーソル制御デバイス２６とキーボード２８を有する場合もある。
【００１１】
少なくとも１つのタッチスクリーン３０がフライトデッキ１８に含まれる場合があり、パイロットおよび副パイロットを含めた１人または複数の乗務員によって使用されることで航空機１０のシステムと相互に作用することができる。図示の例では、タッチスクリーン３０は、シートの間のコンソール領域に位置しているが、タッチスクリーン３０は、フライトデッキ１８の他の領域に位置する場合もあることが理解されるであろう。このようなタッチスクリーン３０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含めた任意の好適な形態をとることができる。複数のユーザ入力３２がタッチスクリーン３０上に含まれてよい。このような複数のユーザ入力３２は、動的に変化する場合、あるいは同一のままの場合もある。
【００１２】
タッチスクリーン３０は、種々の物理的または電気的属性を利用して乗務員からの入力を感知することができる。例えば１つまたは複数のセンサ３４が、タッチスクリーン３０に作動可能に結合され、複数のユーザ入力３２の１つの選択を感知するように構成されてよい。センサ３４は、静電容量式、抵抗性を含めた任意の好適なタイプであってよい。
【００１３】
複数のユーザ入力３２の少なくとも一部は、ハプティック入力３６であってよく、これは、ユーザによるタッチまたは選択に対してハプティック反応を提供する。ハプティック反応は、ユーザによるタッチまたは選択を認識した際のタッチスクリーン３０からユーザへの任意の好適な物理的フィードバックであり得る。全てのユーザ入力３２がハプティック入力３６である場合も企図されている。またハプティック入力３６が、ユーザ入力３２として特定されないタッチスクリーン３０の一部として含まれる場合も企図されている。１つまたは複数の作動装置３８が、タッチスクリーン３０に作動可能に結合されることで、タッチスクリーン３０上のハプティック入力３６に触れているユーザに対してハプティック反応を提供することができる。非制限的な例として、作動装置３８は、タッチスクリーン３０の下側に結合された圧電作動装置であってよい。作動装置のタイプに関わらず、１つまたは複数の作動装置３８を任意の好適なやりかたでタッチスクリーンに隣接して配置することができる。例えば単一の作動装置３８が、タッチスクリーン３０の中央に、またはその付近に位置決めされる場合もある。あるいは作動装置３８は、タッチスクリーン３０の片側にある場合もある。図示の実施形態では、複数の作動装置３８がタッチスクリーン３０の異なる領域に位置決めされており、これには１つの作動装置３８がタッチスクリーン３０のそれぞれの隅に配置される場合も含まれる。作動装置は、ディスプレイ全体にわたって位置決めされる可能性がある。
【００１４】
１つまたは複数の作動装置３８を制御装置４０によって制御されるように使用することで、多様なハプティック反応をタッチスクリーン３０に触れているユーザに出力することができる。例えば、可変の大きさまたは一定の大きさおよび可変周波数または一定の周波数を有し得る急な揺さぶり、振動、あるいは正弦波、方形波、のこぎり波などの波などが出力されてよい。ハプティック入力３６に対するハプティック反応出力は、航空機１０の動作に対応するユーザの入力３２の重大さのカテゴリ分類に基づく可能性があることが企図されている。ハプティック反応は、変えることができ、例えば作動装置３８による振動出力の周波数は、作動装置３８に異なる制御信号を提供することにより変えることができる。さらにパルス、振動または波の大きさは、このカテゴリ分類に基づいて変えることができる。図示のケースでは、複数の作動装置３８が含まれており、全ての作動装置ではなく一部の作動装置を始動させることによって異なるハプティック反応を得ることができる。例えば、２つ以上の作動装置３８を同時に始動することによって、より強力な振動をタッチスクリーン３０に与えることができる。このやり方では、制御装置４０は、作動装置３８の物理的な反応を制御することで、提供される物理的な反応を区別することができる。また制御装置４０によって、ユーザが、周波数、波形、大きさなどを設定することが可能になり、このような特徴を制御可能にすることもできる。
【００１５】
制御装置４０は、航空機１０の構成要素に作動可能に結合されてよく、この構成要素には種々の計器２０、フライトディスプレイ２２、カーソル制御デバイス２６、キーボード２８、タッチスクリーン３０、センサ３４および作動装置３８が含まれる。制御装置４０はまた、航空機１０の他の制御装置およびシステムと接続される場合もある。制御装置４０は、メモリ４２および処理ユニット４４を含む場合があり、これらは任意の好適なプログラムを実行することで、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）およびオペレーティングシステムを実装することができる。このようなプログラムは典型的には、ユーザがタッチスクリーン３０上で、複数のユーザ入力３２およびハプティック入力３６の選択を含めた機能を果たすことを可能にするデバイスドライバを含む。これは、ファイルの選択および開く動作、アイコンの移動、オプションの選択、ならびにコマンドおよび他のデータをタッチスクリーン３０を介して入力することが含まれてよい。センサ３４は、制御装置４０に情報を提供することができ、この情報には複数のユーザ入力３２およびハプティック入力３６のどれが選択されたかが含まれる。あるいは制御装置４０は、センサ３４からのデータ出力を処理し、この出力から複数のユーザ入力３２およびハプティック入力３６のどれが選択されたかを判断することができる。制御装置４０はまた、１つまたは複数の他の追加のセンサ（図示せず）から入力を受け取る場合もあり、これらは、制御装置４０に様々な情報を提供することで航空機１０の動作を助けることができる。
【００１６】
図２は、多様な例示のユーザ入力３２およびハプティック入力３６を備えたタッチスクリーン３０をより明確に図示している。メニュー見出し５０が頂部に表示され、ユーザによって選択されることで、各々のメニュー見出し５０に関連するグラフィカルディスプレイを切り換えることができる。例示の図面は、航空機と地上局の間で情報を送信するための様々なＶＨＦデータリンク制御装置を示している。
【００１７】
動作中、制御装置４０は、どのハプティック入力３６が選択されたかを判断することができ、航空機の動作に対応するユーザ入力の重大さのカテゴリ分類に基づいてハプティック入力に対するハプティック反応を決定することができる。例示の一実施形態において、制御装置４０は、感知した選択のカテゴリを判定し、判定されたカテゴリに基づいて作動装置３８を介してタッチスクリーン３０にハプティックフィードバックを出力させるように構成されてよい。ハプティック入力３６は、制御装置４０によってメニュー機能、メニューアクション、ハードアクション、エラーアクションなどのうちの１つにカテゴリ分類されてよい。このようなカテゴリは各々、航空機１０の動作に対する異なる重大さを有することができる。
【００１８】
例えば、メニュー機能はメニュー自体に対してのみ特定の作用を有することができ、例えばこれは、メニュー機能をスタンドバイ（「STANDBY」）からアクティブ（「ACTIVE」）に変更することを含むことができる。図２に示される例示のハプティック入力３６に関して、メニュー見出し５０の選択は、メニュー機能としてカテゴリ分類することができ、航空機１０の動作には全く影響することはない。制御装置は、例えばパルスなどのハプティック反応を出力することで、その選択が記録されたことを表示することができる。メニューアクションは、メニュー全体のナビゲーションまたはメニューに対するオプションの選択を含むことができる。図２に示される例示のハプティック入力３６に関して、スタンドバイチャネルに対する帯域指定の変更は、メニューアクションとしてカテゴリ分類することができ、航空機１０の動作には全く影響することはない。制御装置４０は、例えばパルスなどのハプティック反応を出力することで、その選択が記録されたことを表示することができる。メニュー機能およびメニューアクションに対するハプティック反応は、同一であってよい。
【００１９】
ハードアクションは、航空機１０のシステムに対する作用を有する、または航空機１０の外形を幾分変える場合もある。例えばハードアクションは、燃料ポンプの遮断、着陸装置の巻下げ、燃料タンク内の燃料の変更、実施されるべきフライトプランとしての臨時のフライトプランの選択、コックピット警告の認知、地上のまたは独立した職員に対する航空機のハンドオフ制御を含むことができる。図示の例では、アクティブチャネルの１つをスタンドバイチャネルと入れ替えること（「SWAP」）を選択することは、それが、航空機１０におよび航空機１０からデータを転送するのにどの帯域が使用されているかについて特定の作用を有する際、ハードアクションとしてカテゴリ分類されてよい。制御装置４０は、メニュー機能およびメニューアクションに対するハプティック反応と比べてより厳格なハプティック反応を出力することができる。非制限的な例の目的で、ハードアクションに対するハプティック反応は、大きさが増大する振動であってよい。
【００２０】
エラーアクションは、許容できないオプションまたはデータエントリとして利用できない選択に関連する場合がある。例えばエラーアクションは、データベースにないミスタイプされた中間地点などを含む場合がある。図示の例では、アクティブチャネルと同一の帯域指定であるスタンドバイ帯域指定の入れ替えを選択することは、エラーアクションとしてカテゴリ分類することができる。さらに、データエントリにおいて、ユーザが無効の文字または数字をキーボード、ナンバーパッドまたはスクロールボタンなどのオンスクリーン制御装置を使用してタイプした場合、このような選択はエラーアクションとしてカテゴリ分類することができる。さらに、システムの機能しないメニューページの選択は、エラーアクションとしてカテゴリ分類することができる。
【００２１】
ハプティック入力３６はまた、タッチスクリーン３０の一部である場合もあり、この場合ユーザ入力３２は表示されない。例えばユーザは、限定されたオプションのみが利用可能である場合、恐らくタッチスクリーン３０の特定の領域を押そうと試みる。例えば警告が認識される必要があり、他の有効なユーザエントリがない場合、認識された入力とは関係なく、タッチスクリーン３０の任意の領域に対するタッチは、エラーアクションとしてカテゴリ分類されるであろう。
【００２２】
エラーアクションのタイプに関係なく、その選択がエラーアクションである場合、制御装置４０は、ハードアクションに対するハプティック反応より厳格なハプティック反応を出力することができる。非制限的な例の目的で、エラーアクションに対するハプティック反応は、より多くの作動装置３８を利用することによって大きさおよび周波数が増大する正弦波あるいは大きさが増大する振動であってよい。
【００２３】
全ての記載される実施形態において、ハプティック入力は、メニュー機能、メニューアクション、ハードアクションおよびエラーアクションのうちの１つにカテゴリ分類することができる。ハードアクションに対するハプティック反応出力は、メニュー機能およびメニューアクションに対するものより激しいものであってよい。エラーアクションに対するハプティック反応出力は、ハードアクションに対するハプティック反応より激しいものであってよい。これは各々のカテゴリ選択は、航空機１０の動作に対して異なる重大さを有する可能性があるためである。上記のハプティック入力が種々のアクションにカテゴリ分類されても、あるいはされなくても、ハプティック反応入力は、全く影響しない、システムに対する作用およびエラー事象のうちの１つを有するものとしてとしてカテゴリ分類することができる。システムに対して作用を有する選択に対するハプティック反応出力は、全く影響のない選択の場合よりも激しくなるように企図されている。さらに、エラー事象選択に対するハプティック反応出力は、システムに対する作用の選択に対するハプティック反応よりも激しいものであり得る。
【００２４】
進歩的な方法の以下に記載される実施形態は、航空機１０を様々な方法で動作させることで、その入力が航空機の動作に対して有する決められた重大さに基づいてハプティック反応を出力する。一実施形態は、その入力の所定のカテゴリ分類に従って航空機１０の動作に対する選択の重大さを決定することができる。例えば航空機１０を操作する方法は、ハプティック入力の１つのタッチを検知するステップを含むことができる。これは、タッチスクリーン３０上の対象物のタッチ動作を感知することで選択を定義するステップを含むことができる。制御装置４０はこのとき、所定のカテゴリ分類に従って航空機の動作に対するその選択の重大さを判断することができる。例えば制御装置４０は、ハプティック入力が航空機の動作に影響するか、すなわち航空機のシステムに対して作用するかどうか、あるいはハプティック入力がエラー事象であるかどうかを判断することができる。その後決められた重大さに基づいてハプティック反応が出力されてよい。より具体的には、１つまたは複数の作動装置３８が始動されて、決められた重大さに基づいてハプティック反応を提供することができる。
【００２５】
別の実施形態は、代替として各々の異なるタイプのカテゴリに対するハプティック反応が、ハプティック入力３６に直結される場合も含むことができる。このような場合、ハプティック入力３６の１つのタッチが検出されて選択を定義し、適切なハプティック反応が出力されることが必要なだけである。ハプティック入力３６は、ハプティック入力３６がハプティック反応に直結されるのと同時に、ハプティック入力が航空機の動作に対して有する重大さに従ってカテゴリ分類されることになる。
【００２６】
上記に記載される実施形態によって、迅速な相互作用を促進することができ、乗務員に直感的なヒューマン−マシンインタフェース（ＨＭＩ）を提供することができるタッチスクリーンの利用が可能になる。上記に記載される実施形態は、タッチスクリーン上で選択する際のユーザの確信を高めることを含め様々な利点を提供する。フライトデッキにおいて、その目的は、乗務員がタッチスクリーンを見ることに費やす必要な時間量を最小限にすることであり、これはタッチスクリーンが座席の間のコンソール内に位置する場合に特に当てはまる。上記に記載される実施形態は、ユーザによる様々な選択に対して異なるハプティック反応を提供することで、ユーザは、自分の選択が航空機の動作に何を行なうのかに気付くことができる。
【００２７】
この書面による記載は、本発明を開示することを目的とした最適な態様を含む例を利用しており、また任意の装置またはシステムを作製し利用すること、ならびに任意の採用された方法を実行することを含め、当業者が本発明を実施することができるようにするものである。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義されており、当業者が思い付く他の例を含むことができる。このような他の例は、それらが特許請求の範囲の文字通りの言い回しと相違ない構造上の要素を含む場合、あるいはそれらが特許請求の範囲の文字通りの言い回しとわずかな相違点を有する等価な構造上の要素を含む場合、特許請求の範囲の範囲内にあることが意図されている。
【符号の説明】
【００２８】
１０  航空機
１２  コックピット
１４  シート
１６  シート
１８  フライトデッキ
２０  計器
２２  多機能フライトデッキ
２６  カーソル制御デバイス
２８  多機能キーボード
３０  タッチスクリーン
３２  ユーザ入力
３４  センサ
３６  ハプティック入力
３８  作動装置
４０  制御装置
４２  メモリ
４４  処理ユニット
５０  メニュー見出し
【図１】
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【図２】
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