(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗物に使用するシステムにおいて、
乗物の運転席に対向して配置されたステアリング要素であって、該ステアリング要素の周囲に包囲されて、該ステアリング要素の外周に沿った手のジェスチャーを検出するように動作し、その各々が対応する受光器と対になる送光器を含む複数の接近センサを含むステアリング要素と；
乗物に収容されて、ラジオ放送、ビデオ放送、オーディオ娯楽、ビデオ娯楽、及び乗物のナビゲーション支援、のうちの少なくとも１つを与える双方向デッキと；
乗物に収容され、前記接近センサ及び前記デッキに結合され、手の前記ステアリング要素を握っている指を持ち上げることを識別し、前記手の持ち上げられた指がいずれの指であるかに応じて、前記双方向デッキに対応する処理を行わせるよう制御するように動作可能なプロセッサと；を備えたシステム。
【請求項２】
乗物に使用するシステムにおいて、
乗物の運転席に対向して配置されたステアリング要素であって、
該ステアリング要素の周囲に包囲されて、該ステアリング要素の外周に沿った手のジェスチャーを検出するように動作可能な複数の接近センサ、
空洞、
前記空洞を横切る非可視光ビームを投影するように動作可能な非可視光放射器のアレイ、及び
前記非可視光放射器により投影された非可視光ビームを検出し、そして前記非可視光放射器により投影された非可視光ビームを遮る前記空洞内のジェスチャーを検出するように動作可能な光検出器のアレイ、
を含むものであるステアリング要素と；
乗物に収容されて、ラジオ放送、ビデオ放送、オーディオ娯楽、ビデオ娯楽、及び乗物のナビゲーション支援、のうちの少なくとも１つを与える双方向デッキと；
乗物に収容され、前記接近センサ及び前記デッキに結合され、(ｉ)前記接近センサにより検出された手のジェスチャーを識別しそしてそのように識別された手のジェスチャーに応答して前記デッキをコントロールし、及び(ii) 前記光検出器によって検出された前記空洞内のジェスチャーを識別しそして前記空洞内のそのように識別されたジェスチャーに応答して前記デッキをコントロールするように動作可能なプロセッサと；
を備えたシステム。
【請求項３】
前記デッキは、調整可能な設定を有する複数の特徴に基づいて動作し、前記プロセッサは、手をスライドさせるジェスチャーを識別するのに応答して前記特徴のうちの現在選択されている１つの特徴の設定を調整するように動作し、そして前記プロセッサは、前記ステアリング要素の外周での少なくとも１つのタップジェスチャーを識別するのに応答して前記現在選択されている特徴を切り換えるように動作可能である、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記デッキは、ディスプレイを備え、前記プロセッサは、選択された特徴を切り換えるときに、新たに選択された特徴を指示するグラフィックを前記ディスプレイにレンダリングする、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記調整可能な設定は、ボリューム、ラジオチャンネル、音楽ライブラリのトラック、ウェブページ、マップ、及びピクチャーより成るグループのメンバーである、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
運転席を向いて前記ステアリング要素に包囲されて、前記ステアリング要素とドライバとの間のハンドウェーブジェスチャーを検出するための第２の複数の接近センサを更に備え、前記プロセッサは、前記第２の接近センサにより検出されたハンドウェーブジェスチャーを識別し、そしてそのように識別されたハンドウェーブジェスチャーに応答して前記デッキのモードを切り換えるように動作可能である、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項７】
乗物は、調整可能な膨張設定を有するエアバッグを備え、前記プロセッサは、ドライバとステアリング要素との間の距離を前記第２の接近センサからの出力に基づいて決定し、そして前記プロセッサは、そのように決定された距離に基づいてエアバッグの膨張設定を調整する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記ステアリング要素は、更に、
空洞と；
前記プロセッサに接続されて、前記空洞を横切る非可視光ビームを投影するように動作可能な非可視光放射器のアレイと；
前記プロセッサに接続されて、前記非可視光放射器により投影された非可視光ビームを検出し、そして前記非可視光放射器により投影された非可視光ビームを遮る前記空洞内のジェスチャーを検出するように動作可能な光検出器のアレイと；
を備え、前記プロセッサは、前記光検出器により検出される前記空洞内のジェスチャーを識別し、そして前記空洞内のそのように識別されたジェスチャーに応答して前記デッキをコントロールするように動作可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記プロセッサに接続され、そして前記空洞内の異なる幾何学的平面を横切って非可視光ビームを投影するように動作可能な非可視光放射器の複数のアレイと；
前記プロセッサに接続され、前記非可視光放射器により投影された非可視光ビームを検出し、そして前記非可視光放射器により投影された非可視光ビームを遮る、前記空洞内の複数の幾何学的平面を横切るウェーブジェスチャーを検出するように動作可能な光検出器の複数のアレイと；
を更に備え、前記プロセッサは、前記光検出器のアレイにより検出される前記空洞内のウェーブジェスチャーを識別し、そしてそのように識別されたウェーブジェスチャーに応答して前記デッキをコントロールするように動作可能である、請求項２又は８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ステアリング要素に収容され且つ前記プロセッサに接続された可視光放射器を更に備え、前記プロセッサは、前記非可視光放射器により投影された非可視光ビームが遮られたことを前記光検出器が検出するのに応答して前記可視光放射器の少なくとも１つを作動するように動作可能である、請求項２又は８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記デッキは、ディスプレイを備え、前記プロセッサは、前記空洞内で複数本の指を広げるジェスチャーを識別するのに応答して前記ディスプレイ上の画像を拡大するように動作可能である、請求項２又は８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記プロセッサは、前記空洞内での１本指並進移動ジェスチャーを識別するのに応答して前記ディスプレイ上の画像をパンするように動作可能である、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記プロセッサは、前記ステアリング要素が実質的に回転されないときだけ、前記識別された手のジェスチャーに応答して前記デッキをコントロールする、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項１４】
到来する電話コールを受信するためのワイヤレス電話インターフェイスを更に備え、前記プロセッサは、前記ステアリング要素の外周での単一タップジェスチャーを識別するのに応答して到来する電話コールを拒絶し、そして前記ステアリング要素の外周での二重タップジェスチャーを識別するのに応答して到来する電話コールを受け容れるように動作可能である、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記プロセッサは、前記ステアリング要素の外周に沿って突然迅速に手をスライドさせるジェスチャーを識別するのに応答して前記デッキをミュートするように動作可能である、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ステアリング要素の周囲は、バーチャル入力ゾーンに分割され、前記プロセッサは、異なる入力ゾーンでの手のジェスチャーを識別するのに応答して、前記デッキにおいて異なるコントロールコマンドを遂行し、そして前記ステアリング要素の外周での少なくとも１つのタップジェスチャーを識別するのに応答して、各入力ゾーンにどのコントロールコマンドが関連しているか指示する前記ステアリング要素の画像を、乗物にマウントされたディスプレイにレンダリングするように動作可能である、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項１７】
前記プロセッサは、更に、各々の手のジェスチャーを識別するのに応答して、乗物のガソリンタンクを開き、乗物のトランクを開き、乗物のドアをロックし、及び乗物のウインドウを閉じるように動作可能である、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項１８】
前記双方向デッキは、
ディスプレイと；
前記ディスプレイを取り巻くフレームであって、その上での手のジェスチャーを検出するように動作可能な第２の複数の接近センサを含むフレームと；
を備え、前記プロセッサは、関連機能のグループを表わすグラフィックを前記ディスプレイのコーナーに提示し、そして前記第２の複数の接近センサにより検出された、前記ディスプレイのコーナー上で始まる前記フレーム上の対角方向のハンドウェーブジェスチャーを識別し、そして前記ディスプレイを横切ってグラフィックを並進移動し、それにより、そのように識別された対角方向のハンドウェーブジェスチャーに応答して関連機能のためのアイコンを露呈させる、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項１９】
前記プロセッサは、前記ディスプレイの各コーナーに複数のグラフィックを提示するように動作可能である、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
乗物に使用するシステムにおいて、
乗物の運転席に対向して配置されたステアリング要素であって、該ステアリング要素の周囲に包囲されて、該ステアリング要素の外周に沿った手のジェスチャーを検出するように動作可能な複数の接近センサを含むステアリング要素と；
乗物に収容されて、ラジオ放送、ビデオ放送、オーディオ娯楽、ビデオ娯楽、及び乗物のナビゲーション支援、のうちの少なくとも１つを与える双方向デッキと；
ディスプレイと；
前記ディスプレイを取り巻くフレームであって、その上での手のジェスチャーを検出するように動作可能な第２の複数の接近センサを含むフレームと；
乗物に収容され、前記接近センサ及び前記デッキに結合され、(ｉ)前記接近センサによって検出された上方の手のジェスチャーを識別しそしてそのように識別された上方の手のジェスチャーに応答して前記デッキの調整可能な設定を上げ、（ｉｉ）前記接近センサによって検出された下方の手のジェスチャーを識別しそしてそのように識別された下方の手のジェスチャーに応答して前記調整可能な設定を下げ、及び（ｉｉｉ）関連機能のグループを表わすグラフィックを前記ディスプレイのコーナーに提示し、そして前記第２の複数の接近センサにより検出された、前記ディスプレイのコーナー上で始まる前記フレーム上の対角方向のハンドウェーブジェスチャーを識別し、そして前記ディスプレイを横切ってグラフィックを並進移動し、それにより、そのように識別された対角方向のハンドウェーブジェスチャーに応答して関連機能のためのアイコンを露呈させるように動作可能なプロセッサと；を備えたシステム。
【請求項２１】
前記プロセッサは、前記ディスプレイの各コーナーに複数のグラフィックを提示するように動作可能である、請求項２０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照：本出願は、ガナーマーチンフロジュ、トーマスエリクソン、ジョンカールソン、マリアヘディン及びリチャードバーグリンドを発明者として、２０１２年１１月２７日に出願された“LIGHT-BASED TOUCH CONTROLS ON A STEERING WHEEL AND DASHBOARD”と題する米国プロビジョナル特許出願第６１／７３０，１３９号のノン・プロビジョナルであり、その内容がここにそのまま参考として援用される。
【０００２】
本発明の分野は、乗物用の光ベースのユーザインターフェイスである。
【背景技術】
【０００３】
従来のステアリングホイールを簡単に示した図１を参照する。図１に示す従来のステアリングホイール４００は、丸いグリップ部材４０１と、そのグリップ部材４０１をステアリングカラム４０７に接続する１つ以上の接続部材４０２−４０４と、その接続部材４０２及び４０３上にあって乗物内の種々の装置をコントロールするためのボタン４０５及び４０６と、を備えている。グリップ部材４０１をステアリングカラム４０７に接続する接続部材４０２−４０４は、スポークとも称される。図１において、ボタン４０５は、乗物のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）スピーカにおける到来電話コールに応答するのに使用され、そしてボタン４０６は、コールを切るためのものである。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈは、米国ワシントン州、カークランドのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  ＳＩＧが所有する商標である。ステアリングホイールにマウントされたコントロール類は、ドライバがホイールから手を離したり道路から目を離したりせずにそれらコントロール類を制御及び動作できるので、快適に且つ安全に操作することができる。
【０００４】
最初に、ステアリングホイールに追加された第１のボタンは、車の電気警笛を作動するスイッチであった。クルーズコントロールシステムが導入されると、ある自動車メーカーは、その特徴物に対する操作スイッチもステアリングホイール上に配置した。今日では、オーディオシステム、電話及びボイスコントロールシステム、ナビゲーションシステム、ステレオシステム、及びオンボードコンピュータファンクションのための付加的なコントロールボタンがステアリングホイール上に共通に配置されている。
【０００５】
“PRESSURE SENSITIVE STEERING WHEEL CONTROLS”という米国特許公告第２０１２／０２３２７５１Ａ１号は、ステアリングホイールの丸いグリップ部材に感圧コントロールを追加することを教示している。グリップ部材の周囲に沿って種々の位置に圧力センサが配置され、そして異なる位置が異なるコントロールに対応している。例えば、ユーザが自分のグリップを締め付けることによりセンサの位置に圧力を加えることに応答して、コントロールが作動される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
今日の乗物のダッシュボードコンソールの多くは、ドライバへの単なる表示情報以外の多数の情報を含む。ドライバは、多くの場合、一連のタッチスクリーンメニュー及びアイコンを操縦してダッシュボードコンソールを操作することが要求される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ステアリング要素及び関連ダッシュボードユーザインターフェイスにマウントされたボタン及びコントロールに関する。より広くは、本発明は、オンボード乗物システム及び関連ユーザインターフェイスのためのリモートコントロールに関する。本明細書において「ステアリング要素」という語は、乗物を航行するのに使用される物理的要素、例えば、ステアリングホイール（操向輪）、航空機ヨーク、サイドスティック及びセンタースティック、船の操向舵、自転車又はオートバイのハンドルバーを含む。
【０００８】
本発明の実施形態は、ステアリング要素上及びその周りに複雑なジェスチャーを入力できるように、位置、接近性及び圧力を個別に又は組み合わせて検出するセンサシステムを提供する。ある実施形態では、本発明のセンサシステムは、ピクチャープレゼンテーション内蔵のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）又はウェラブルゴーグルに関連して使用される。このケースでは、ＨＵＤ又はゴーグルは、アイコン又はグリッドをユーザの視野にレンダリングする。ユーザは、自分の手を伸ばして、レンダリングされた画像要素と相互作用する。センサは、３Ｄスペースにおけるユーザのジェスチャーを検出し、そしてユーザの入力を解釈するためにそれらの座標がレンダリングされた画像へとマップされる。
【０００９】
又、本発明の実施形態は、センサシステムに結合されたダッシュボードであって、ダッシュボードにボタンが散らかることなく当該情報のためのダッシュボードディスプレイを利用するダッシュボードも提供する。センサシステムは、ダッシュボードにおける複雑なジェスチャーの入力に対して位置、接近性及び方向を検出する。ある実施形態では、ピクチャープレゼンテーションを内蔵したＨＵＤ又はウェアラブルゴーグルを通してドライバにダッシュボードを提示する。このケースでは、センサシステムは、ドライバの手のジェスチャーを検出してそれをＨＵＤ又はゴーグルの投影像にマッピングすることによりＨＵＤ又はゴーグルにより提示されるグラフィックにドライバが相互作用できるようにする。本発明の実施形態は、ディスプレイから無関係の情報を排除することにより乗物ダッシュボードシステムの動作を促進する。更に、本発明によるユーザインターフェイスは、コンテキスト関連オプション、即ち乗物の状態及び環境に関連したオプションを提供する。例えば、ユーザインターフェイスは、ユーザが乗物を停止するときに駐車オプションを提示し、そしてエンジンを切るときにトランクやガソリンタンクのような種々のドアを解錠するオプションを提示する。
【００１０】
本発明は、自動車の運転席に対向して位置するステアリングホイールを備え、このステアリングホイールは、ステアリングホイールの外周に沿って手をスライドするジェスチャーを検出するためにステアリングホイールの周囲に包囲された複数の接近センサと、乗物のダッシュボードに収容された娯楽・ナビゲーションシステムと、検出された手のスライドジェスチャーに応答して娯楽・ナビゲーションシステムをコントロールするために乗物に収容され且つセンサ及び娯楽・ナビゲーションシステムに接続されたプロセッサと、を備えている自動車に関する。
【００１１】
ある実施形態では、検出された上方スライドジェスチャーに応答して、プロセッサは、娯楽・ナビゲーションシステムの調整可能な設定を増加し、そして検出された下方スライドジェスチャーに応答して、プロセッサは、調整可能な設定を減少する。
【００１２】
ある実施形態では、娯楽・ナビゲーションシステムは、複数の調整可能な特徴を含み、選択された特徴の設定が手のスライドジェスチャーに応答して調整され、そしてプロセッサは、ステアリングホイールの外周における少なくとも１つのタップに応答してその選択された特徴を切り換える。プロセッサがその選択された特徴を切り換えると、新たに選択された特徴を示すグラフが、娯楽・ナビゲーションシステムに接続されたディスプレイ、例えば、ダッシュボードマウントのディスプレイ又はＨＵＤにレンダリングされる。ある実施形態では、このディスプレイは、ドライバが着用するゴーグル内に位置される。調整可能な設定は、例えば、音声ボリュームの上げ下げ、ラジオチャンネルの選択、音楽ライブラリのトラック、低音、高音、ＧＳＭシステムの画像ビュー、例えば、２Ｄビュー、３Ｄビュー、衛星ビュー、及び画像のズーミングの選択を含む。
【００１３】
ある実施形態では、ドライバに向いたステアリングホイールに包囲された第２の複数の接近センサは、ステアリングホイールとドライバとの間のハンドウェーブ(hand wave)ジェスチャーを検出し、プロセッサは、ハンドウェーブジェスチャーに応答して、娯楽・ナビゲーションシステムのモードを切り換える。この第２の複数の接近センサは、ドライバが自動車に乗り込むことも検出する。
【００１４】
ある実施形態では、ステアリングホイールは、更に、空洞、即ちエアギャップを備え、この空洞を横切って光ビームを投影する光放射器のアレイがプロセッサに接続され、且つ投影された光ビームを検出する光検出器のアレイがプロセッサに接続される。これは、光ビームを遮る空洞内のウェーブジェスチャーを検出できるようにし、空洞内で検出されたそれらジェスチャーによりユーザが娯楽・ナビゲーションシステムコントロールできるようにする。それらウェーブジェスチャーは、１本以上の指又は手のひらにより行われる。
【００１５】
ステアリングホイール空洞を有するある実施形態では、プロセッサに接続されていて、空洞を横切って異なる幾何学的平面に光ビームを投影する光放射器の複数のアレイと、空洞内の複数の幾何学的平面を横切って光ビームを遮るウェーブジェスチャーを検出するために、プロセッサに接続されていて、投影された光ビームを検出する光検出器の複数のアレイとがある。これは、広範囲のウェーブジェスチャーに対して空洞の深さを横切るウェーブジェスチャーを検出できるようにする。例えば、それらのセンサは、指又は手が空洞に貫通する角度を検出する。又、指又は手が各幾何学的平面を横切る異なる時間を測定することで接近速度も検出する。空洞のある実施形態では、光ビームが、全て、空洞を横切って垂直に投影される。他の実施形態では、光ビームの両方向グリッドが空洞を横切って投影される。
【００１６】
運転中に娯楽システムのコントロールの不注意な調整を防止するために、ある実施形態では、ステアリングホイールが実質的に回転されないときだけ、即ちそれが「１２時」の位置にあるか、又は「１２時」の位置からスレッシュホールド量以上それないときだけ、手のスライドジェスチャーで娯楽・ナビゲーションシステムをコントロールする。
【００１７】
ある実施形態では、娯楽・ナビゲーションシステムがディスプレイを備え、そしてプロセッサは、空洞において２本以上の指で行われる広がりジェスチャーを検出するのに応答してディスプレイの画像をズームし、及び空洞において１本以上の指で行われる並進移動ジェスチャーに応答して画像をパンする。本発明のある実施形態では、指を広げるジェスチャーは、空洞内で片方の手の全ての指の先端を広げ又は分離することにより行われる。本発明の他の実施形態では、指を広げるジェスチャーは、空洞内で片方の手の全ての指を伸ばすことにより行われる。画像は、特に、ナビゲーションシステムに関連したマップ、リアビューカメラ画像、又は娯楽システムに関連したグラフィックである。
【００１８】
ある実施形態では、乗物は、ワイヤレス電話インターフェイス、特に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を備え、これは、ステアリングホイールの外周におけるタップジェスチャー又は手のスライドジェスチャーを使用してコントロールされる。例えば、単一タップは、コールに応答し、二重タップは、コールを切るか又は断る。
【００１９】
ある実施形態では、ステアリングホイールの外周に沿った突然の素早い手のスライドジェスチャーは、娯楽・ナビゲーションシステムをミュートさせる。
【００２０】
ある実施形態では、プロセッサが選択された特徴を切り換えるときに、プロセッサは、乗物にマウントされたディスプレイにステアリングホイールの画像をレンダリングし、その画像は、ステアリングホイールの各入力ゾーンにどのコマンドが関連しているか指示する。
【００２１】
又、本発明は、接近センサのフレーム上でのウェーブジェスチャーを検出するためにそのフレームによって取り巻かれたダッシュボードディスプレイを有する自動車にも関する。関連する機能のグループを表わすグラフィックがディスプレイのコーナーに提示される。フレーム上での対角方向のウェーブジェスチャーがそのコーナー上で開始されるのに応答して、そのグラフィックがディスプレイを横切って並進移動されて、関連する機能のアイコンを露呈する。ある実施形態では、異なる機能グループを表わす異なるグラフィックが各ディスプレイコーナーに提示され、そしてあるコーナーで開始される対角方向のウェーブジェスチャーは、ディスプレイを横切ってそれに対応するグラフィックを対角方向に並進移動することによりそのコーナーの機能グループをオープンする。
【００２２】
従って、本発明の一実施形態によれば、乗物に使用するシステムであって、乗物の運転席の反対に位置するステアリング要素を備え、そのステアリング要素は、そのステアリング要素の周囲に包囲されて、そのステアリング要素の外周に沿った手のジェスチャーを検出するように動作できる複数の接近センサと；乗物に収容されて、ラジオ放送、ビデオ放送、音声娯楽、ビデオ娯楽、及び乗物のナビゲーション支援の少なくとも１つを与えるための双方向デッキと；乗物に収容され、接近センサ及びデッキに結合され、接近センサにより検出された手のジェスチャーを識別すると共に、そのように識別された手のジェスチャーに応答してデッキをコントロールするように動作できるプロセッサと；を備えているシステムが提供される。
【００２３】
更に、本発明の一実施形態によれば、ディスプレイと；フレームであって、その上での手のジェスチャーを検出するための接近センサを含むフレームと；ディスプレイ及びフレームに結合されたプロセッサであって、ディスプレイのコーナーに関連機能のグループを表わすグラフィックを提示すると共に、接近センサにより検出された手のジェスチャーを識別するように動作できるプロセッサと；を備え、フレーム上での対角方向のハンドウェーブジェスチャーを識別しそしてディスプレイのコーナー上で始めるのに応答して、プロセッサがディスプレイを横切ってグラフィックを並進移動し、それにより、関連機能のアイコンを露呈する、乗物用のダッシュボードが提供される。
【００２４】
本発明は、添付図面を参照した以下の詳細な説明からより完全に理解され明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来のステアリングホイールの簡単な図である。
【図２】本発明の実施形態による複数の検出ゾーンを有するステアリングホイールの第１の実施形態の簡単な図である。
【図３】本発明の実施形態による複数の検出ゾーンを有するステアリングホイールの第２の実施形態の簡単な図である。
【図４】本発明の実施形態により、図３のステアリングホイールの中空部分に挿入される物体を検出するための両方向光グリッド、即ち水平及び垂直方向光ビームの簡単な図である。
【図５】本発明の実施形態による図３のステアリングホイールの簡単な側面及びプロフィール図である。
【図６】本発明の実施形態により、カーステレオコントロールを調整するための一連のユーザインターフェイスイベントを示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態により、テキストを入力する一連のユーザインターフェイスイベントを示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態により、車のダッシュボードに表示される画像を操作するための一連のユーザユーザインターフェイスイベントを示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態によるステアリングホイールのＰＣＢアッセンブリ（ＰＣＢＡ）の簡単な図である。
【図１０】本発明の実施形態によるステアリングホイールのＰＣＢアッセンブリ（ＰＣＢＡ）の簡単な図である。
【図１１】本発明の実施形態によるステアリングホイールのＰＣＢアッセンブリ（ＰＣＢＡ）の簡単な図である。
【図１２】本発明の実施形態によるステアリングホイール上の接近センサの簡単な図である。
【図１３】本発明の実施形態によるステアリングホイール上の接近センサの簡単な図である。
【図１４】本発明の実施形態によるステアリングホイール上の接近センサの簡単な図である。
【図１５】本発明の実施形態によるステアリングホイール上の接近センサの簡単な図である。
【図１６】本発明の実施形態によるステアリングホイール上の接近センサの簡単な図である。
【図１７】本発明の実施形態により、ステアリングホイールに埋め込まれるスライダーコントロールの簡単な図である。
【図１８】本発明の実施形態により、ステアリングホイールに埋め込まれるスライダーコントロールの簡単な図である。
【図１９】本発明の実施形態により、ステアリングホイールに埋め込まれるスライダーコントロールの簡単な図である。
【図２０】本発明の実施形態により、ステアリングホイールに埋め込まれるスライダーコントロールの簡単な図である。
【図２１】本発明の実施形態により、ステアリングホイールのオープン空洞内でのジェスチャーを検出する、ステアリングホイールに埋め込まれたセンサの簡単な図である。
【図２２】本発明の実施形態により、ステアリングホイールのオープン空洞内でのジェスチャーを検出する、ステアリングホイールに埋め込まれたセンサの簡単な図である。
【図２３】本発明の実施形態により、ステアリングホイールのオープン空洞内でのジェスチャーを検出する、ステアリングホイールに埋め込まれたセンサの簡単な図である。
【図２４】本発明の実施形態により、ステアリングホイールのオープン空洞内でのジェスチャーを検出する、ステアリングホイールに埋め込まれたセンサの簡単な図である。
【図２５】本発明の実施形態により、ステアリングホイールのオープン空洞内でのジェスチャーを検出する、ステアリングホイールに埋め込まれたセンサの簡単な図である。
【図２６】本発明の実施形態により、ステアリングホイールのオープン空洞内でのジェスチャーを検出する、ステアリングホイールに埋め込まれたセンサの簡単な図である。
【図２７】本発明の実施形態により、ステアリングホイールのオープン空洞内でのジェスチャーを検出する、ステアリングホイールに埋め込まれたセンサの簡単な図である。
【図２８】本発明の実施形態により、ステアリングホイールのオープン空洞内でのジェスチャーを検出する、ステアリングホイールに埋め込まれたセンサの簡単な図である。
【図２９】本発明の実施形態により、ステアリングホイールのオープン空洞内でのジェスチャーを検出する、ステアリングホイールに埋め込まれたセンサの簡単な図である。
【図３０】本発明の実施形態により、ステアリングホイールのオープン空洞内でのジェスチャーを検出する、ステアリングホイールに埋め込まれたセンサの簡単な図である。
【図３１】本発明の実施形態により、ステアリングホイールの外側リムに埋め込まれた接近センサの簡単な図である。
【図３２】本発明の実施形態により、ステアリングホイールの外側リムに埋め込まれた接近センサの簡単な図である。
【図３３】本発明の実施形態により、ステアリングホイールの外側リムに埋め込まれた接近センサの簡単な図である。
【図３４】本発明の実施形態により、ステアリングホイールの外側リムに埋め込まれた接近センサの簡単な図である。
【図３５】本発明の実施形態により、ステアリングホイールの外側リムに埋め込まれた接近センサの簡単な図である。
【図３６】本発明の実施形態により、ステアリングホイールの外側リムを横切って埋め込まれたタッチセンサの簡単な図である。
【図３７】本発明の実施形態により、ステアリングホイールの外側リムを横切って埋め込まれたタッチセンサの簡単な図である。
【図３８】本発明の実施形態により、ステアリングホイールの外側リムを横切って埋め込まれたタッチセンサの簡単な図である。
【図３９】本発明の実施形態によるマルチタッチセンサ及び埋め込まれたタッチスクリーンディスプレイを伴うステアリングホイールの簡単な図である。
【図４０】本発明の実施形態によるヘッドアップディスプレイを伴う図３９のステアリングホイールの簡単な図である。
【図４１】本発明の実施形態による図３９のステアリングホイールのステアリングカラムに並んだ接近センサの簡単な図である。
【図４２】本発明の実施形態による図３９のステアリングホイールのステアリングカラムに並んだ接近センサの簡単な図である。
【図４３】本発明の実施形態による図３９のステアリングホイールのステアリングカラムにおいて行われるユーザインターフェイスジェスチャーの簡単な図である。
【図４４】本発明の実施形態により、乗物のダッシュボードにおいて可能にされるユーザインターフェイス及び関連スイープジェスチャーの簡単な図である。
【図４５】本発明の実施形態により、乗物のダッシュボードにおいて可能にされるユーザインターフェイス及び関連スイープジェスチャーの簡単な図である。
【図４６】本発明の実施形態により、乗物のダッシュボードにおいて可能にされるユーザインターフェイス及び関連スイープジェスチャーの簡単な図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
明細書及び図面には、次の番号付け構成が使用される。フローチャートのステップは、１から９９までの番号が付けされ、送光器は、１００番代の番号が付けられ、受光器は、２００番代の番号が付けられ、光ガイド及びレンズは、３００番代の番号が付けられ、種々雑多な品目は、４００番代の番号が付けられ、検出ゾーン及びセンサは、５００番代の番号が付けられ、そして光ビームは、６００番代の番号が付けられる。同じ番号の要素は、同様であるが、必ずしも同じではない。
【００２７】
以下のテーブルは、番号付けされた要素の目録であり、各番号付けされた要素が現れる図をリストしている。
0005946162.tif 000002
0005946162.tif 000003
0005946162.tif 000004
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【００２８】
詳細な説明
本発明の態様は、ドライバが乗物の周辺電子装置を動作しながらステアリング要素に自分の手を保持できるようにする光ベースのタッチコントロールに関する。
【００２９】
本発明の実施形態による複数の検出ゾーンを有するステアリングホイールの第１の実施形態の簡単な図である図２を参照する。図２には、ユーザ入力のための複数の検出ゾーンを伴うステアリングホイールが、図中の番号で指示されて示されている。各ゾーンの検出特性を以下に示す。
【００３０】
ゾーン５０１は、グリップ部材４０１及びステアリングカラム４０７の上部で取り巻かれた空洞の一部分である。本発明は、この空洞におけるユーザのジェスチャーを検出できるようにする。規範的なジェスチャーは、空洞を横切って水平に手又は指をスイープすることである。
【００３１】
ゾーン５０２は、グリップ部材４０１の外側リムの一部分に関連している。このゾーンは、ドライバが外側リムのこの部分に沿って指又は手をスライドさせるスライドジェスチャーを受けるように構成される。このジェスチャーの規範的な適用は、乗物のオーディオシステムのボリュームをコントロールすることであり、時計方向に手をスライド又はスイープさせるジェスチャーは、ボリュームを上げ、反時計方向に手をスライド又はスイープさせるジェスチャーは、ボリュームを下げ、そしてゾーン５０２に沿って素早く手をスライド又はスイープさせるジェスチャーは、音声をミュートする。音声のミュート時に、ゾーン５０２に沿って素早く手をスライド又はスイープさせるジェスチャーは、ミュートをキャンセルする。別の適用は、手をスライド又はスイープさせるジェスチャーを使用して、到来する電話コールに応答し又はそれを拒絶することである。このケースでは、第１の方法、例えば、時計方向に、手をスライド又はスイープさせるジェスチャーは、コールに応答し、そして反対方向に手をスライド又はスイープさせるジェスチャーは、コールを拒絶する。
【００３２】
ゾーン５０３及び５０４は、ステアリングホイールの各側で数インチ外方のエアスペースである検出ゾーンにおける手の動きを検出するように構成された接近センサゾーンである。規範的な適用として、風防ガラスのワイパをコントロールするためのゾーン５０３と、乗物の前部及び後部の左右のコーナー付近にマウントされてドライバにより一度に乗物の一方の側で作動されてその側に向けて転回又は車線変更する意図を知らせる方向信号、即ち点滅ランプをコントロールするためのゾーン５０４とが使用される。この例では、ゾーン５０３において上方への手のジェスチャーが検出されると、風防ガラスのワイパが作動されるか又はその速度が上げられ、そしてゾーン５０３において下方への手のジェスチャーが検出されると、風防ガラスのワイパが低速化されるか又はターンオフされる。同様に、ゾーン５０４において上方への手のジェスチャーが検出されると、右方向信号が作動され、そしてゾーン５０４において下方への手のジェスチャーが検出されると、左方向信号が作動される。
【００３３】
ゾーン５０３及び５０４に対する別の規範的な適用では、ギアシフタが２つのパドルの形態でステアリングホイールに適合され、右のパドルを押すと、高いギアへシフトし、一方、左のパドルを押すと、低いギアへシフトするという「フォーミュラ・ワン」スポーツカーに基づいてモデリングされる。ここに示す実施形態では、右パドルを押すことに対応するジェスチャーは、ゾーン５０３で検出され、そして左パドルを押すことに対応するジェスチャーは、ゾーン５０４で検出される。
【００３４】
ゾーン５０５及び５０６は、右の接続部材４０２における２つのタッチ・スライダーコントロールである。左の接続部材４０３には、付加的な２つのタッチ・スライダーコントロール（番号なし）が示されている。これらのゾーンは、タッチジェスチャー及び滑走ジェスチャーを受ける。滑走ジェスチャーは、ユーザがこのセンサにタッチしそしてセンサに沿って自分の指をスライドするステップを含む。スライダーコントロールは、例えば、ダッシュボードの輝度又はオーディオのボリュームを調整するために、ある範囲内の値を選択するのに適している。ある方向のスライドジェスチャーは、その値を徐々に増加し、反対方向の滑走ジェスチャーは、その値を徐々に減少する。
【００３５】
これらコントロールは、スライダに沿ったタッチの位置を決定し、それ故、タッチジェスチャーにも適している。例えば、ダッシュボードの輝度又はオーディオのボリュームを調整するために、ある範囲内の値を選択する拡張タッチ又はタップが使用される。スライダの一端のタップ又はタッチは、その値を増加し、そして反対端のタップ又はタッチは、その値を減少する。
【００３６】
ゾーン５０７及び５０８は、ステアリングホイールに対向するがタッチしない物体を検出するように構成されたホバー及び接近センサである。１つの規範的な用途では、ドライバが乗物に乗り込むときが検出される。これは、システムをウェイクアップさせ、挨拶のメッセージをドライバに表示する。本発明のある実施形態では、これらのセンサは、ドライバとホイールとの間の距離を検出し、特に、この距離に基づいてドライバのエアバックを調整し、即ち距離が大きいと、膨らみの程度を大きくする必要がある。
【００３７】
付加的な２つのホバー及び接近センサ（番号なし）が、左の接続部材４０３に示されている。本発明のある実施形態では、これらのゾーンは、タッチジェスチャーを検出するようにも構成される。ゾーン５０７及び５０８の別の用途は、ユーザ入力モードを選択することである。例えば、ゾーン５０２は、２つの関連する用途、即ち音楽ライブラリ、及びラジオ局セレクタを有する。ゾーン５０２に沿った、手をスライド又はスイープさせるジェスチャーは、アクティブなモードに基づいて音楽ライブラリをブラウズし又はラジオチャンネルをスキャンする。アクティブなモードは、ゾーン５０７及び５０８の１つにタッチすることによりトグル又は選択される。例えば、ゾーン５０８でタップすると、音楽ライブラリモードをアクチベートし、そしてゾーン５０７でタップすると、ラジオモードをアクチベートする。或いは又、ゾーン５０７及び５０８の上での右から左へのウェーブジェスチャーは、音楽ライブラリモードをアクチベートし、そしてゾーン５０７及び５０８の上での左から右へのウェーブジェスチャーは、ラジオモードをアクチベートする。
【００３８】
一般的に、複数の用途に対して流暢で且つ柔軟性のある操縦を行うように異なるゾーンが整合される。ユーザは、ゾーン５０７及び５０８と相互作用することにより用途を選択し、そして他のゾーン５０１−５０６の各々には、アクティブな用途の観点が指定される。用途が選択されるたびに、ステアリングホイールの画像がダッシュボードに現れ、入力ゾーンの各々にどのコマンドが関連しているか指示する。
【００３９】
次いで、本発明の実施形態による複数の検出ゾーンを有するステアリングホイールの第２の実施形態の簡単な図である図３を参照する。ユーザ入力のための複数の検出ゾーンが図中の番号で示されている。各ゾーンの検出特性を以下に示す。
【００４０】
ゾーン５１０−５１２は、ステアリングホイールのエアギャップである。各エアギャップには、そこに挿入される物体を検出するため光ビームの二次元グリッドが投影される。
【００４１】
次いで、本発明の実施形態により、図３のステアリングホイールの中空部分に挿入される物体を検出するための両方向光グリッド、即ち水平及び垂直方向光ビームの簡単な図である図４を参照する。図４には、ゾーン５１１に光ビームグリッド６００が示されている。
【００４２】
ある実施形態では、光ビームの２つ以上の層が各エアギャップに投影され、エアギャップの厚みに沿った異なるポイントで一連の検出が行われる。
【００４３】
次いで、本発明の実施形態による図３のステアリングホイールの簡単な側面図及びプロフィール図である図５を参照する。図５は、図３及び４のステアリングホイールをプロフィール図で示すと共に、ホイールの右上コーナーからの角度で示している。両図は、グリップ部材４０１の厚み４１０を示し、それに沿って複数の光グリッドが積み重ねられる。これは、物体をエアギャップに挿入する角度を検出できるようにする。ｚ軸座標検出のための複数の検出層及びその使用についての詳細な説明が、ここに参考として内容を援用する“LIGHT-BASED FINGER GESTURE USER INTERFACE”と題する米国特許第８，４１６，２１７号に述べられている。
【００４４】
図３に戻ると、検出ゾーン５１７は、ステアリングホイールの外周を取り巻くホバリングスペースである。ゾーン５１７に入る物体は、ステアリングホイールのグリップ部材に埋め込まれるセンサにより検出される。
【００４５】
ゾーン５１３−５１５は、これらのゾーンにタッチするか又は接近する１つ以上の物体の位置を検出する。接近検出の範囲は、図５において、公称範囲４０８で示されている。ある実施形態では、ゾーン５１３−５１５は、タッチ物体により加えられる圧力の程度を検出するのにも適応される。
【００４６】
ゾーン５１６は、これにタッチするか又は接近する１つ以上の物体の位置を検出する。接近検出の範囲は、図５において、公称範囲４０９で示されている。ある実施形態では、ゾーン５１６は、タッチ物体により加えられる圧力の程度を検出するのにも適応される。
【００４７】
乗物を操向しながら検出ゾーンへの偶発的な入力を回避するために、タッチ感知入力システムは、特定の条件のもとでのみ作動される。例えば、システムがタッチ入力を登録するために、ユーザは、先ず、１つ以上の検出ゾーンにおいて特定のタッチジェスチャーを遂行する。別の例として、検出ゾーンがユーザ入力を登録する前に、ユーザは、ステアリングホイールから離れた位置にあるトグルスイッチを作動しなければならない。更に別の例として、ステアリングホイールの位置でタッチ入力を登録できるようにする。例えば、ステアリングホイールが「１２時」の位置又はニュートラルの位置にあるときだけ、システムが検出ゾーンからの入力を登録するが、ホイールがニュートラル位置から所与の度数だけ回転すると、システムは、検出ゾーンをアクティブに監視するが、他の装置への入力は発生しない。
【００４８】
本発明のユーザインターフェイスを幾つかの使用ケースにより示す。第１の使用ケースは、カーステレオのボリュームを調整する。
【００４９】
本発明の実施形態により、カーステレオコントロールを調整するための一連のユーザインターフェイスイベントを示すフローチャートである図６を参照する。ステップ１０において、ステアリングホイールは、タッチ入力を可能にするニュートラル位置にある。ステップ１１において、ドライバは、娯楽システムのためのコントロールを作動するゾーン５１３の位置を押す。コントロールにより調整されるべき第１のパラメータは、ボリュームである。ステップ１２において、ダッシュボードディスプレイ又はＨＵＤのようなディスプレイ装置にボリュームメータが現れる。ドライバは、ステアリングホイールの右外側リム、即ちゾーン５１７の右区分に沿って手をスライド又はスイープさせるジェスチャーを行うことによりボリュームレベルを調整する。ステップ１３−１６は、検出ゾーン５１７の右側に沿った反時計方向のジェスチャーがボリュームを上げ、そしてそのゾーンに沿った時計方向のジェスチャーがボリュームを下げることを示す。この反時計方向のジェスチャーは、ステアリングホイールに沿ってドライバの右手を上げることにより行うことができる。ステップ１７において、ステアリングホイールの外側（ゾーン５１７）で１回以上タップすると、入力システムは、例えば、低音又は高音を調整するための異なるモードに入る。次いで、システムは、ステップ１２に戻り、ボリュームではなく、例えば、低音又は高音の、アクティブなモードに関連したメータを表示する。システムの機能をアクチベートするジェスチャーを右手で行う間に、その右手のジェスチャーを妨げることのない検出ゾーンにおいて付加的なジェスチャーを左手で行うことができる。ある場合には、この左手のジェスチャーは、何のコマンドも発生しない。
【００５０】
第２の使用ケースは、乗物ナビゲーションシステムへのアドレスのテキスト入力である。
【００５１】
次いで、本発明の実施形態により、テキストを入力する一連のユーザインターフェイスイベントを示すフローチャートである図７を参照する。ステップ２０において、ドライバは、テキスト入力記号でマークされたゾーン５１４の位置を押して、テキスト入力モードをアクチベートする。ステップ２１及び２２において、ゾーン５１０内のジェスチャーは、キャラクタ又は記号と解釈される。或いは又、キャラクタは、ゾーン５１６の表面において指又はスタイラスの滑走ジェスチャーによって入力される。ステップ２３において、入力されたテキストがダッシュボード又はＨＵＤに表示される。ステップ２１−２３は、表示されたテキストが名前又はワード（又はその一部分）を形成するまでループ状に続けられる。入力を確認するために、ドライバは、ステップ２４で示すように、ステアリングホイールの外側リム（ゾーン５１７）を一度タップする。入力を削除又は拒絶するため、ドライバは、ステップ２５で示すように、ステアリングホイールの外側リムを二度タップする。システムは、左右の利き手に関わりなく動作する。
【００５２】
第３の使用ケースは、画像ビューアである。
【００５３】
本発明の実施形態により、車のダッシュボードに表示される画像を操作するための一連のユーザユーザインターフェイスイベントを示すフローチャートである図８を参照する。ステップ３０において、ダッシュボードに画像が表示される。或いは又、この画像は、ＨＵＤに表示される。この画像は、マップ、リアビューカメラのビューファインダー画像、又は他の画像である。ステップ３１において、ドライバは、例えば、画像記号でマークされたゾーン５１５の位置をタップすることにより、画像操作モードをアクチベートする。ステップ３２−３４において、検出ゾーン５１１における手の動きは、画像操作コマンドとして解釈される。これらのコマンドは、画像をパンし、ズームし及び回転することを含む。サポートされる手の動きは、１本指及び複数本指の並進移動ジェスチャー、２本指のピンチ、２本指広げ及び２本指回転ジェスチャーを含む。サポートされる更に別の手の動きは、完全に手を広げることを含み、従って、ユーザが片手の全ての指をエアギャップ内で広げることを含む。サポートされる他のジェスチャーは、完全に手をピンチするジェスチャーを含み、これは、片手の全ての指先が互いにタッチしないときに始めて、ユーザが自分の指先を一緒に引き寄せるジェスチャーである。光ビームガイドの複数の層がｚ軸検出を与えるときには、傾けるジェスチャーもサポートされる。傾けるジェスチャーは、指がエアギャップ５１１に挿入される角度をジェスチャー属性の１つとして使用する。サポートされるジェスチャー及びコマンドの完全な説明が“LIGHT-BASED FINGER GESTURE USER INTERFACE”と題する米国特許第８，４１６，２１７号に含まれている。ドライバは、ステップ３５に示すように、入力を受け容れるためにステアリングホイールの外側リム（ゾーン５１７）を一度タップし、そしてステップ３６に示すように、入力をキャンセルするためにステアリングホイールの外側リム（ゾーン５１７）を二度タップする。このシステムは、左右の利き手に関わらず動作する。
【００５４】
種々の検出ゾーンの各々に対するセンサの具現化について以下に説明する。一般的に述べると、光ベースのタッチ又は接近センサは、送光器及び受光器を備え、そしてセンサ上又はその付近に位置する指のような物体が送光器と受光器との間の光の結合を変化させる原理に基づいている。従って、送光器と受光器との間の信号を導通するチャンネルは、チャンネル内にタッチがあるかどうか指示する。
【００５５】
チャンネルは、次の２つのタイプがあり、即ち
Ａ．送光器と受光器との間の信号を指で作動するチャンネル；及び
Ｂ．送光器と受光器との間の信号を指でブロックするチャンネル。
【００５６】
タイプＡのチャンネルでは、ほぼ０の低い信号がノータッチを示し、そして高い信号がタッチを示す。タイプＢのチャンネルでは、高い信号がノータッチを示し、ほぼ０の低い信号がタッチを示す。
【００５７】
本発明の実施形態によるステアリングホイールのＰＣＢアッセンブリ（ＰＣＢＡ）の簡単な図である図９−１１を参照する。図９−１１は、本発明の実施形態により、ステアリングホイール４００の種々のタッチ及び接近センサコンポーネントがポピュレートされたプリント回路板アッセンブリ（ＰＣＢＡ）４１１を示している。光ガイドの三次元特徴を示すために、図９は、ＰＣＢＡを上から示し、図１０は、ＰＣＢＡを回転して示し、そして図１１は、断面図である。図９−１１に示す実施形態は、５つの異なるセンサシステムを含む。
【００５８】
第１のセンサシステムは、図２の検出ゾーン５０７及び５０８を備えている。この第１システムの各センサは、図９−１１に示すように、一対の光ガイド３３０及び３３１を含む。光ガイド３３０は、送光器（図示せず）に結合され、そして光ガイド３３１は、受光器（図示せず）に結合される。ドライバは、それらセンサの１つの上で自分の手をホバーするとき、その手が光ガイド３３０からの光を光ガイド３３１へ反射するので、高い信号を発生する。これは、タイプＡチャンネルである。ある実施形態では、ホイール４００のグリップ部材４０１をステアリングカラム４０７に接続するスポーク４０２−４０４に沿って配置された同様のセンサを使用して、図３の検出ゾーン５１３−５１５を形成することができる。又、本発明のある実施形態では、ホイール４００のステアリングカラム４０７内に配置された同様のセンサが、図３の検出ゾーン５１６を形成する。
【００５９】
第２のセンサシステムは、図２の検出ゾーン５０５及び５０６を形成する。この第２システムの各センサは、図９−１１に示すように、光ガイド３２０に結合された送光器１０３及び受光器２０３の交互の行を備えている。ドライバは、光ガイド３２０の上縁にタッチすると、そのタッチが１つ以上の送光器１０３からの光を１つ以上の各隣接受光器２０３へ反射するので、高い信号を発生する。これも、タイプＡチャンネルである。ある実施形態では、ホイール４００のグリップ部材４０１をステアリングカラム４０７に接続するスポーク４０２−４０４に沿って配置された同様のセンサを使用して、図３の検出ゾーン５１３−５１５を形成する。又、本発明のある実施形態では、ホイール４００のステアリングカラム４０７内に配置された同様のセンサが、図３の検出ゾーン５１６を形成する。
【００６０】
第３のセンサシステムは、図２の検出ゾーン５０１を形成する。このシステムは、コリメート光ガイド３４０の助けで開口４１２を横切ってコリメートされた光ビームを投影する放射器１０４の行を備えている。開口４１２の反対端にある受光器の行（図示せず）は、ホイール４００のグリップ部材４０１に埋め込まれた第２のコリメート光ガイド３４１の助けでコリメートされた光ビームを受光する。ドライバは、開口４１２のアクティブな検出ゾーン５０１へ手又は指を挿入するとき、自分の手又は指がコリメートされた光ビームの一部分を遮るので、低い信号を発生する。これは、タイプＢのチャンネルである。
【００６１】
ここに示す第３のセンサシステムは、垂直方向にコリメートされた光ビームを特徴とし、１つの軸のみに沿って物体を検出する。ある実施形態では、開口４１２を横切って水平にコリメートされたビームを投影するために、グリップ部材４０１の左右の部分に埋め込まれた付加的な同様のセンサシステムが追加される。このケースでは、直交方向にコリメートされたビームの２つのセットが、挿入された物体の二次元（２Ｄ）検出を与える。ある実施形態では、図４に光グリッド６００で示された２Ｄ検出を与えるために、直交ビームの同様のセットが図３の開口５１１及び５１２に使用される。
【００６２】
第４のセンサシステムは、ステアリングホイール４００の各側に沿って２つのセンサを備えている。これらのセンサは、図２において検出ゾーン５０３及び５０４を形成する。この第４のシステムの各センサは、図９−１１に示すように、一対の光ガイド３１０及び３１１を備えている。光ガイド３１０は、送光器（図示せず）に結合され、そして光ガイド３１１は、受光器（図示せず）に結合される。ドライバは、これらセンサの１つに対向して自分の手をホバーさせたとき、そのタッチが光ガイド３１０からの光を光ガイド３１１へ反射するので、高い信号を発生する。これは、タイプＡのチャンネルである。ある実施形態では、図３の検出ゾーン５１７を形成するように、全ホイールの周りに同様のセンサが配置される。
【００６３】
第５のセンサシステムは、ステアリングホイール４００の上部外側リムに沿った一連のセンサを備えている。これらのセンサは、図２の検出ゾーン５０２を形成する。この第５のシステムの各センサは、送光器１００、受光器２００、及び光ガイド３００を備えている。これらセンサの１つに対向するホイールの外側リムにタッチするドライバは、そのタッチが放出器１００からの光を受光器２００へ反射するので高い信号を発生する。それ故、これは、タイプＡのチャンネルである。全ホイールの周りに配置された同様のセンサを使用して、図３の検出ゾーン２２を形成する。
【００６４】
本発明のある実施形態では、センサに使用される近赤外線に加えて、ステアリングホイールには種々の検出ゾーンをライトアップするために可視光素子も埋め込まれる。可視光素子は、特に、ゾーン５１０−５１２内の手を照明するか、或いはゾーン５１０−５１２内又はゾーン５０２−５０６に沿った手の動きを追跡して、センサと相互作用するドライバに視覚フィードバックを与えるために、使用される。
【００６５】
上述したタイプＡのチャンネルセンサシステムは、送光器からの光がドライバの指又は手から近傍の受光器へと反射されるのを検出する。このタイプＡセンサが検出可能な最大距離が、センサの「公称範囲(nominal range)」として定義される。ある実施形態では、異なるセンサシステムは、異なる公称範囲を有する。例えば、第２及び第５のセンサシステムがタッチスイッチ又はスライダーコントロールとして使用されるように設計されたときには、それらは、非常に短い公称範囲に対して調整される。同様に、第１及び第４のセンサシステムがセンサの上又はセンサに対向する空気中でのホバージェスチャーを検出するように設計されたときには、それらは、数インチの公称範囲に対して調整される。又、第１システムは、ドライバが車に乗り込むのを検出するように設計されたときには、非常に大きな公称範囲に対して調整される。
【００６６】
特に、送光器の強度、チャンネルに物体が存在するかどうか判断するのに使用される検出スレッシュホールド、及び光ガイドに基づいて、公称範囲を調整する多数の方法がある。特に、光ガイドが検出チャンネルの光の一部分を吸収するときには、センサが短い公称範囲を有する。
【００６７】
検出ゾーン５０７及び５０８に使用される第１のセンサシステムについて以下に詳細に述べる。
【００６８】
本発明の実施形態によるステアリングホイール上の接近センサの簡単な図である図１２−１６を参照する。図１２−１５は、センサ５２０及び５２１を形成するコンポーネントの層を示す。図１２は、ドライバが見る接近センサ５２０及び５２１を示す。図１３は、上部ステアリングホイールケーシング層を除去した接近センサ５２０及び５２１を示す。図１３に見られるように、これらの接近センサは、支持カラム３３２がその上部に送光器光ガイド上面３３３及び受光器光ガイド上面３３４を有することを特徴とする。図１４において、カラム３３２が除去されて、光ガイド３３０の真下の上方を向いた送光器１０１と、光ガイド３３１の真下の上方を向いた受光器２０１と、送光器１０１からの散乱光が受光器２０１に到達するのを防止するために送光器１０１と受光器２０１との間にある光バリア３３５とを露出している。図１５は、両接近センサ５２０及び５２１における素子、即ち送光器１０１及び１０２、受光器２０１及び２０２、光ガイド３３０、３３１、３３６及び３３７と、光バリア３３５及び３３８との別の図である。光ガイド３３０、３３１、３３６及び３３７は、全反射（ＴＩＲ）を利用してこの検出チャンネルにおける光の量を最大にする。
【００６９】
放射器１０１が光ガイド３３０を通してセンサの上に直接光ビーム６０１及びＴＩＲビーム６０２を送光することを示す図１６に、センサ５２０及び５２１の動作が示されている。センサの上でホバリングする指４１３は、両矢印６０３で示すように、放射ビームの一部分を隣接光ガイド３３１及び受光器２０１へ反射する。光ガイド３３１及び受光器２０１は、図１６には示されていない。
【００７０】
非常に短い公称距離に調整され、そしてゾーン５０２、５０５及び５０６に使用される第２のセンサシステムについて以下に詳細に述べる。
【００７１】
本発明の実施形態により、ステアリングホイールに埋め込まれるスライダーコントロールの簡単な図である図１７−２０を参照する。図１７−２０は、スライダーコントロール５２２及び５２３を形成するコンポーネントの層を示す。ここに示す実施形態では、これらスライダーコントロールの各々は、道路から目をそらすことなくコントロールに沿って指を滑走し易いように、穏やかに傾斜する凹んだ空洞内に位置される。第１の凹んだ空洞は、壁４１４−４１６によって３辺を取り巻かれた傾斜面４１７により形成される。スライダーコントロール５２３は、壁４１５への境界接合面４１７に沿って配置される。
【００７２】
図１８に示すように、スライダーコントロール５２２及び５２３の露出面は、直立した光ガイド３２０及び３２１の長くて薄い上面である。光ガイド３２０及び３２１は、中間層４１８の狭い開口スロット４１９に挿入することにより直立位置に支持される。
【００７３】
図１９は、中間層４１８が除去された後のスライダーコントロール５２２の内側コンポーネントを示す。スライダーコントロール５２２は、送光器１０３及び受光器２０３の１つの交互の行と、１つの直立した光ガイド３２０とを備えている。スライダーコントロール５２２は、直線的な一連の検出チャンネルであり、各チャンネルは、チャンネルの一端に送光器を有すると共に、チャンネルの他端に送光器及び受光器の交互の行におけるその隣接受光器を有する。
【００７４】
このチャンネルを通る光ビーム路を示す図２０を参照する。光ビーム６０４は、送光器１０３を出て、光ガイド３２０を通して上方に向けられる。光ガイド３２０の頂部にタッチする指４１３は、ビームの一部分を光ガイド３２０へと下方に反射する。この反射された光の一部分は、光ガイド３２０を経て、検出チャンネルを完成する隣接受光器２０３（図１９に示す）に向けられる。ドライバの指を光ガイド３２０の露出面に沿って滑走すると、異なる検出チャンネルがアクチベートされて、このスライダーコントロールに沿った指の位置を指示する。光ガイド３２０及び３２１は、ＴＩＲを使用して、検出チャンネルにおける光の両を最大にする。
【００７５】
ゾーン５０１に使用されるタイプＢのセンサシステムについて以下に詳細に述べる。
【００７６】
本発明の実施形態により、ステアリングホイールに埋め込まれて、ステアリングホイールの開いた空洞内でジェスチャーを検出するセンサの簡単な図である図２１−３０を参照する。図２１には検出ゾーン５０１が示されている。図２２は、光ビームをゾーン５０１へ投影する光ガイド３４１の露出上縁３４２を示す。図２３は、光ガイド３４１と、ステアリングカラムにおいて光ガイド３４１の下に位置された送光器１０４のアレイとの回転断面図である。光ガイド３４１は、その光ガイド内の光をコリメートするコリメート内部反射素子（図示せず）と、内部反射小面３４４と、カーブしたウインドウ３４５とを含む。カーブしたウインドウ３４５は、この光ガイドが、これをマウントする丸み付けされたステアリングカラムの輪郭をたどるようにするために要求される。ウインドウ３４５の外面は、図２２の露出した上縁３４２である。本発明のある実施形態において、ウインドウ３４５は、このウインドウがセンサの光ビームに対して及ぼすレンズ作用を最小にするために均一な厚みで形成される。又、ある実施形態では、ウインドウ３４５は、光ビームがウインドウを通過するときに横方向にシフトされる距離を最小にするために、できるだけ薄く形成される。
【００７７】
下から見た光ガイド３４１を示す図２４を参照する。この図では、内部反射コリメート面３４３が見える。各面３４３は、送光器により光ガイドへ放射された巾の広い光ビームをコリメートする。更に、面３４３は、図２５の光ビーム６０５のように、コリメートされた光を内部反射面３４４へ向け直す。
【００７８】
図２６は、各放射器１０６−１０８からレンズ３４５を通過する３本のビーム６０６−６０８を示す。図２６は、ウインドウ３４５の均一な厚み及び大きな曲率半径対ビーム巾が３本の光ビーム６０６−６０８に対するレンズ作用をどのように減少するか示している。例えば、ビーム６０６は、カーブしたウインドウ３４５を出るときに放射器１０６の左へオフセットするが、ウインドウを通過する結果として向き直されるのではない。ビーム６０６のオフセットは、図中、距離４２０により示されている。ウインドウ３４５が薄いときには、オフセットを無視できる。オフセットを無視でき、送光器及び受光器がＰＣＢ４１１上に均一に離間される実施形態では、ビームオフセットは、特に、ブロックされた対応ビームの位置を、送光器及び受光器の位置からオフセットした、スクリーンを横切るときのビームの位置に基づいて計算することにより、ソフトウェアで取り扱われる。オフセットを無視できず、送光器及び受光器がＰＣＢ４１１上で均一に離間されていない他の実施形態では、オフセットが、検出ゾーン５０１に交差するビームを均一に離間させる。ビームのドット部分６１０は、この図に示されていない光ガイド３４０及び３４１を通過するビームを表わす。
【００７９】
ゾーン５０１に対する光センサの第２の半分について以下に述べる。図２７は、投影された光ビームを受光し、そしてビームを、ステアリングホイールの丸いグリップ部材内に埋め込まれた受光器に向ける光ガイドの露出下縁３４６を示す。図２８及び２９は、ステアリングホイール４００の丸いグリップ部材内にある受光素子２０４の３つの食い違った行及びそれらの各光ガイドを示す２つの断面図である。検出ゾーン５０１に交差するコリメートされた光が、カーブしたウインドウ３５３を通してグリップ部材に入る。光ビームのコリメーションを維持するために、ウインドウ３５３は、上述したウインドウ３４５と同様に、その内面及び外面の両方に均一な巾及び実質的に同様の弧を有する。
【００８０】
図２９は、図２８とは異なる角度から見た光ガイド３４０を示す。この光ガイドのコリメート部分は、丸い断面３４７である。このコリメート部分は、２つの空気対プラスチック界面を使用して、コリメートされた巾広のビームを各受光器に向ける。これらのコリメートレンズの動作は、参考としてここに内容を援用する“OPTICAL ELEMENTS WITH ALTERNATING REFLECTIVE LENS FACETS”と題する米国特許出願第１３／４２４，５４３号に詳細に説明されている。特に、この米国特許出願第１３／４２４，５４３号の図５０から５２及びその関連段落［００２６７］−［００２７１］を参照されたい。図２９に示す実施形態では、光ガイドが単一のプラスチック部片３４８で形成される。受光器２０４は、プラスチック３４８で形成された空洞４２１に懸架されて示されている。それらの受光器がマウントされるＰＣＢは、図中に示されておらず、受光器の上にあって、空洞４２１をカバーする。光ガイド３４０を通る光ビーム６１１の経路が示されている。
【００８１】
２つの異なるセンサのための送光器及び受光器がＰＣＢ４１１の両側にマウントされている。図３０は、ステアリングホイールＰＣＢ４１１の両側からの分解図である。検出ゾーン５０１の受光器２０４は、ＰＣＢの片側にあり、そして検出ゾーン５０２の送光器・受光器対１００−２００は、このＰＣＢの反対側にマウントされる。又、この分解図は、検出ゾーン５０２に使用される光ガイド３００と、光ガイド３４０を形成するプラスチック素子３４８も示しており、それらは、両方とも、ＰＣＢ４１１にマウントされる。
【００８２】
上述した検出ゾーン５０３及び５０４に使用されるタイプＡのセンサについて以下に詳細に述べる。
【００８３】
本発明の実施形態により、ステアリングホイールの外側リムに埋め込まれた接近センサの簡単な図である図３１−３５を参照する。図３１は、ステアリングホイール４００の各側に４つの検出ゾーン５２４−５２７を示している。図３２は、ホイールから離れる光ビームを投影し、そしてホバリングする指又は手により反射されるビームの一部分を検出することにより、ステアリングホイールの片側に検出ゾーンを形成する２つのセンサを示している。ドライバが見たとき、各センサは、発光面３５４又は３５６と、隣接受光面３５５又は３５７を含む。図３３は、ステアリングホイールの外側リムにはめ込まれたプラスチックリム４２２を示しており、これは、それらのセンサに対する近赤外線（ＮＩＲ）の通過を許すＮＩＲ透過部分３５４−３５７を有している。図３４は、ＮＩＲ透過部分が実際に個別の光ガイド３５８−３６１であることを示し、一対の光ガイドが検出チャンネルを形成している。光ガイド３５８−３６１の各々は、各送光器又は各受光器コンポーネントに結合される。従って、光ガイド３５８及び３６０は、各送光器（図において光ガイド３５９及び３６１のために見えない）に結合され、そして光ガイド３５９及び３６１は、受光器２０９及び２１０に各々結合される。図３５は、光ガイド３５８を通る光ビーム路６１２を示している。又、図３５は、光ガイド３５８に結合された送光器１０９も示している。
【００８４】
本発明の実施形態により、ステアリングホイールの外側リムを横切って埋め込まれたタッチセンサの簡単な図である図３６−３８を参照する。図３６及び３７は、上述した検出ゾーン５０２に使用されるタイプＡのセンサのコンポーネント、即ち送光器・受光器対１００・２００、及び光ガイド３００を示している。光ガイド３００は、送光器１００及び受光器２００の両方により共有され、そして光ガイド３００は、各送光器及び各受光器に対向するコリメートレンズ部分３６２を有する。図３８は、光ガイド３００が、放射器１００により放射された光ビーム６１３のような光ビームに対してペリスコープとしてどのように働くか示している。上述したように、一連のこれらセンサが外側リムに沿って設けられたステアリングホイールは、ホイールの外側リムに沿ったタップジェスチャー及び手をスライドするジェスチャーを検出することができる。
【００８５】
本発明のある実施形態では、ステアリングホイールのリム又はスポークに沿ってタッチセンサに接続されたプロセッサは、ホイールにタッチする各手の指の本数を検出する。これは、ホイールを保持する手で覆われたセグメントのサイズを発見的に決定することにより、又はセンサアレイに沿った一連の４個までの物体を互いに検出することにより、実行される。ドライバがホイールを握ったときに１本の指だけでホイールをタップするとき、例えば、他の指でホイールを握り続けながら１本の指でホイールをタップすることで、プロセッサは、保持されているホイールのセグメント内のタップの位置によりどの指でタップを行ったか決定する。これは、異なる指が異なる機能に関連付けられるユーザインターフェイスを可能にする。例えば、人差指によるタップは、ステレオをコントロールし、そして中指によるタップは、電話をコントロールする。どの指でホイールをタップしたかの決定は、保持されたホイールのセグメント内の、タッチセンサにより検出された指の相対的な位置に基づく。従って、このユーザインターフェイスは、ホイールのどのセグメントにタッチしたかに依存するものではない。従って、これは、相対的な指の位置に基づいてホイールのどこにでも適用される。ある場合には、プロセッサは、ホイールの右半分及び左半分に基づいて右手と左手を区別する。
【００８６】
本発明のある実施形態では、オートバイのドライバがハンドルバーのグリップを回転することによりオートバイのエンジンを吹かすようにドライバがグリップの周りで自分の手を回転するときを検出するために、ホイールグリップの管状又は円筒状表面の周りに複数のセンサが配置されている。ユーザインターフェイスは、このジェスチャーによる特定の特徴をコントロールするように構成される。本発明をオートバイのハンドルバーに適用する場合には、それらのセンサが、オートバイのエンジンのスピードをコントロールするためにハンドルバーグリップを回転する代替手段をなす。
【００８７】
又、本発明のある実施形態では、ステアリングホイールのグリップ又はスポークの後部に接近検出器又はタッチ検出器をマウントして、ホイールの周りに巻いた指でホイールグリップの後部又はスポークの後部に対して行われるタップジェスチャーを検出する。例えば、これらのジェスチャーは、ギアをシフトするか、又はドライブモードをシフトするのに使用される。ドライブモードは、特に、エコモード、スポーツモード、２輪駆動、及び４輪駆動を含む。
【００８８】
本発明のある実施形態では、各コントロール設定に種々のジェスチャーを指定することを含めて、ユーザインターフェイスを構成するユーザプロフィールを乗物にロードする。各ユーザが自分の設定を乗物にダウンロードできるようにすることで乗物は複数のユーザをサポートする。従って、複数のユーザの設定がインターネットサーバーにアップロードされる。ドライバは、車に乗り込むと、自分の設定をインターネットサーバーから乗物へダウンロードし、従って、自分のカスタマイズした設定に乗物を適応させる。例えば、ドライバによる異なる特徴をコントロールするために異なるジェスチャーをマップすることができる。このシステムの１つの用途は、レンタカーである。ドライバは、車をレンタルするとき、自分のユーザプロフィールをレンタカーにダウンロードし、ユーザインターフェイスを馴染み深いものにする。別の用途は、カーディーラーショップであり、購入者がテストモデルを試乗するか又は模擬運転席に座る間に車のインターフェイスを購入者用にカスタマイズする。ディーラーは、デモカーにおいてユーザプロフィールを構成し、それをインターネットサーバーにアップロードする。ディーラーは、購入された車が到着したときに購入者のプロフィールのダウンロードを越えてカスタマイズする必要はない。
【００８９】
又、本発明の態様は、コンテキストユーザインターフェイスにも関する。ドライバが車に乗り込むと、ディスプレイスクリーンを使用して、車のユーザインターフェイスがドライバに何をしたいか尋ね、それを行うように誘導する。従って、ＵＩは、コンテキストに基づいてオプションを表わす。エンジンがオフである場合には、ＵＩは、車を始動したいかどうかドライバに尋ねる。ドライバがエンジンを切った場合には、ＵＩは、次の初期オプションを提示する。即ち、ドアを開く、ガソリンタンクを開く、トランクを開く、及びフードを開く。ある実施形態では、ディスプレイは、ドライバがそれらオプションを実行するためにステアリング要素において実行可能な、手をスライド及びタップさせる異なるジェスチャーのマップをレンダリングする。ドライバが車を停止すると、ＵＩは、ドライバが駐車したいかどうか尋ねる。ドライバが駐車したい旨の応答をすると、ＵＩは、例えば、道路に駐車するか又は近傍の駐車場に駐車する等の駐車オプションを提示する。ドライバがいなくても走行できる自動化された車両では、ＵＩは、ドライバが買物又は仕事で不在である間に、（車がどのような動力で動くかに基づいて）ガソリン、バッテリ又はソーラパネルを補充する更に別のオプションを提示する。車を去る前に、ＵＩは、駐車場にいつ戻るかドライバに尋ねる。
【００９０】
又、ある実施形態では、本発明のステアリング要素にバイオメトリックセンサも追加される。ＵＩにアクセスするために、バイオメトリックセンサは、先ず、ドライバを登録しなければならない。ドライバが車を運転するのに適合しないことをバイオメトリックセンサが検出し、例えば、センサが高い心拍数又は高いアルコール飲酒量を検出する場合には、ＵＩは、それに応じて応答し、そしてそのドライバが運転することを許さない。
【００９１】
本発明によるステアリングホイールの別の実施形態が図３９−４２に示されている。この実施形態では、ステアリングホイールは、２つの埋め込まれたタッチ感知ディスプレイスクリーンを備えている。ディスプレイスクリーンの情報は、ヘッドアップディスプレイにおいてドライバに表示され、ドライバは、ディスプレイを見下ろすために道路から目をそらす必要がない。
【００９２】
本発明の実施形態によるマルチタッチセンサ及び埋め込まれたタッチスクリーンディスプレイを伴うステアリングホイールの簡単な図である図３９を参照する。図３９は、２つの埋め込まれたタッチスクリーン４５０及びスライダーコントロール５３０を有するステアリングホイール４００を示している。スライダーコントロール５３０は、図１７−２０を参照して上述したスライダーコントロール５２２及び５２３と同様の一連の送光器及び受光器として具現化される。タッチスクリーン４５０は、各スクリーン４５０をカバーするタッチ検出光ガイドを形成するスクリーン縁に沿った一連の送光器及び受光器によってタッチ可能とされる。２つの接近センサストリップ５３１及び５３２を有するステアリングホイール４００も示されており、これら２つのストリップ間でステアリングカラムに置かれるドライバの手を検出する。
【００９３】
本発明の実施形態によるヘッドアップディスプレイを伴う図３９のステアリングホイールの簡単な図である図４０を参照する。図４０は、ステアリングホイール４００をある角度で見て示している。ドライバが容易に見ることのできる位置にスクリーン４５０からのグラフィックをレンダリングするために２つのヘッドアップディスプレイ４５１が設けられている。ドライバは、ヘッドアップディスプレイ４５１を見てスクリーン４５０上でタッチジェスチャーを遂行することによりスクリーン４５０上のユーザインターフェイスと相互作用することができる。
【００９４】
本発明の実施形態による図３９のステアリングホイールのステアリングカラムに並んだ接近センサの簡単な図である図４１及び４２を参照する。図４１は、ステアリングカラム４０７の前部及び頂部が接近センサの２本のストリップによりタッチ感知となることを示している。第１の接近センサストリップ５３１が示されている。このストリップは、カラム４０７の外面を横切って光ビームを放射する交互の一連の放射器及び検出器により形成される。このストリップは、ステアリングカラム４０７の輪郭に沿ってカーブしている。ドライバがステアリングカラム４０７に手を置くと、手が投影された光ビームを接近センサへ反射し、隣接する検出器が反射光の増加を感知する。このタイプの接近センサの動作が、“REMOVABLE PROTECTIVE COVER WITH EMBEDDED PROXIMITY SENSORS”と題する本出願人の同時係争中の米国特許出願第１３／７７５，２６９号の特に図４から１０に示されている。第２の接近センサストリップ５３２は、ストリップ５３１とは反対であり、図４１の視線角度では見えない。
【００９５】
図４２は、接近センサストリップ５３１の光ビームを示す。放射ビーム６１４は、ステアリングカラム４０７の輪郭に一致して示されている。１本の反射ビームが破線のビーム６１５として示されている。ドライバがステアリングカラム４０７に手を置くと、その手が１本以上のビーム６１４をビーム６１５として反射する。
【００９６】
本発明の実施形態による図３９のステアリングホイールのステアリングカラムにおいて行われるユーザインターフェイスジェスチャーの簡単な図である図４３を参照する。図４３は、ステアリングカラム４０７に並んだ２つの接近センサにより検出される手のジェスチャーを示す。このジェスチャーにおいて、ドライバは、ステアリングカラム４０７により形成される丸み付けされたコーナーに沿って手のひら４５２を傾斜させる。ある用途では、このジェスチャーは、サイドミラーの角度を調整するのに使用される。従って、手のひらを下に傾けてカラム４０７の上部にタッチすると、ミラーが上に傾き；手のひらをもっと垂直に傾けると、ミラーが下に傾く。
【００９７】
ステアリングカラム４０７の２つの互いに逆の縁に並んだ２つの接近センサは、独特の二次元検出器を形成する。反射ビームを検出する接近センサに沿った位置は、１つの次元に沿った位置である。反射物体がストリップ５３１又は５３２に近いほど、検出信号が大きなものとなる。接近ストリップ５３１の検出信号を接近ストリップ５３２と比較することにより、２つのストリップ間のどこに指があるかおおよその推定がなされる。従って、両ストリップが同様の量の反射光を検出する場合には、指は、２つのストリップ間のほぼ中間にある。それに対して、一方の接近センサが他方より多くの光を検出する場合には、指は、高い検出量のストリップに接近している。
【００９８】
本発明の実施形態は、乗物のダッシュボード、ドライバディスプレイシステム及び関連ユーザインターフェイスにも関する。
【００９９】
本発明の実施形態により、乗物のダッシュボードにおいて可能にされるユーザインターフェイス及び関連スイープジェスチャーの簡単な図である図４４−４６を参照する。図４４は、縁に沿って接近センサを有するダッシュボードディスプレイ４２３を示す。本発明のある実施形態では、ディスプレイそれ自体は、タッチ検出を行わず、即ちタッチスクリーンではない。フレーム５２８は、ディスプレイを取り巻くように示されている。このフレームは、接近及びホバージェスチャーを検出するための検出ゾーンを示す。ディスプレイは、一群の関連機能を各々表わす２つのアイコン４２４及び４２５を右上及び左上のコーナーに示している。ドライバは、ディスプレイの一部分の上において自分の手でスイープジェスチャーを行うとき、対応するアイコンを拡張して、関連機能の完全セットを露呈させる。
【０１００】
図４５は、この状況におけるジェスチャーの作用を示す。（Ａ）とマークされた図４５の上部にダッシュボードディスプレイ４２３が示されている。ディスプレイの左上コーナーを横切ってスイープしそしてディスプレイを対角方向に横切って続けるジェスチャーが矢印４２６で示されている。スクリーンを対角方向に横切ってジェスチャーが進むにつれて、アイコン４２５がスクリーンを横切って膨張する。膨張されたアイコンが、（Ｂ）とマークされた図４５の下部にアイコン４２７として示されている。ある実施形態では、この膨張されたエリアは、アイコン４２５で表わされた機能に関連したアイコンがポピュレートされる。他の実施形態では、膨張されたアイコンは、膨張する同様のジェスチャーに対する更に別のオプションを提示し、膨張スクリーンの複数の層を与える。
【０１０１】
従って、本発明の実施形態は、ディスプレイの関連するコーナー又は側部における簡単な手のジェスチャーで機能の広いアレイへの容易なアクセスを与える。これは、ユーザインターフェイスがディスプレイを散らかすことなく限定された数のアイコンを初期ディスプレイに提示すると共に、前記スイープジェスチャーに応答して、選択されたアイコンを膨張させて、関連機能の全リストを明示できるようにする。
【０１０２】
図４６は、ディスプレイの４つのコーナーに４つのアイコン４２８、４２９、４３１及び４３２を、そしてディスプレイの右縁にテキストボックス４３０を伴うダッシュボードディスプレイ４２３を示している。８つの異なるスイープジェスチャーを示す８つの矢印４３３−４４０が示されている。各スイープジェスチャーは、そのジェスチャーに関連したアイコン又はテキストに基づいてディスプレイを変更させる。図４６において、ジェスチャー４３３、４３５、４３７及び４３９には、各アイコンが各々関連付けられ、そしてジェスチャー４３６には、テキスト４３０が関連付けられる。又、ある実施形態では、ディスプレイの縁に沿って滑走するような付加的なジェスチャーも機能を与える。
【０１０３】
上述したダッシュボードスイープジェスチャーを検出するホバー及び接近センサは、ステアリングホイールに関して述べたセンサと実質的に同じである。これらのセンサは、ダッシュボードディスプレイの周りの個別の位置に分散される。
【０１０４】
以上、特定の実施形態を参照して本発明を説明した。しかしながら、本発明の広い範囲及び精神から逸脱せずにその特定の実施形態に対して種々の変更や修正がなされることが明らかである。従って、明細書及び添付図面は、例示に過ぎず、それに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１０５】
１０３：送光器
２０３：受光器
３３０、３３１、３３６、３３７：光ガイド
３３２：支持カラム
３３３、３３４：光ガイド上面
３３５、３３８：光バリア
３４０、３４１：コリメート光ガイド
３４３：コリメート面
３４５：カーブしたウインドウ
３４８：プラスチック素子
３５４、３５６：発光面
３５５、３５７：受光面
４００：ステアリングホイール
４０１：グリップ部材
４０２、４０３、４０４：接続部材（スポーク）
４０７：ステアリングカラム
４０８、４０９：公称範囲
４１０：厚み
４１１：プリント回路板アッセンブリ（ＰＣＢＡ）
４１２：開口
４１３：指
４２１：空洞
４２２：プラスチックリム
５０１、５０２、５０３、５０４、５０７、５０８：検出ゾーン
５１０、５１１、５１２、５１３、５１４、５１５、５１６、５１７：検出ゾーン
５２０、５２１：センサ
５２２、５２３：スライダーコントロール
６００：光ビームグリッド
６０１：直接光ビーム
６０２：ＴＩＲビーム
６０６、６０７、６０８：光ビーム
【図１】
0005946162.tif 000009
【図２】
0005946162.tif 000010
【図３】
0005946162.tif 000011
【図４】
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【図５】
0005946162.tif 000013
【図６】
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【図７】
0005946162.tif 000015
【図８】
0005946162.tif 000016
【図９】
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【図１０】
0005946162.tif 000018
【図１１】
0005946162.tif 000019
【図１２】
0005946162.tif 000020
【図１３】
0005946162.tif 000021
【図１４】
0005946162.tif 000022
【図１５】
0005946162.tif 000023
【図１６】
0005946162.tif 000024
【図１７】
0005946162.tif 000025
【図１８】
0005946162.tif 000026
【図１９】
0005946162.tif 000027
【図２０】
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【図２１】
0005946162.tif 000029
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
0005946162.tif 000039
【図３２】
0005946162.tif 000040
【図３３】
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【図３４】
0005946162.tif 000042
【図３５】
0005946162.tif 000043
【図３６】
0005946162.tif 000044
【図３７】
0005946162.tif 000045
【図３８】
0005946162.tif 000046
【図３９】
0005946162.tif 000047
【図４０】
0005946162.tif 000048
【図４１】
0005946162.tif 000049
【図４２】
0005946162.tif 000050
【図４３】
0005946162.tif 000051
【図４４】
0005946162.tif 000052
【図４５（Ａ）】
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【図４５（Ｂ）】
0005946162.tif 000054
【図４６】
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