(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールに配置され、操作者によるタッピングの振動を検出して電気的な信号に変換する複数のショックセンサと、
前記信号を入力して、当該信号のパターンに基づいて操作・制御対象装置へ所定の指令を出力する出力制御部を有し、
前記複数のショックセンサは、タッピングの振動を検出できる範囲が前記ステアリングホイールの取っ手の全体に及ぶように、隣接するショックセンサの振動検出範囲が互いに一部重なるようにしつつ前記ステアリングホイールの取っ手の周方向に互いに距離を開けて配置される
ことを特徴とする信号入出力装置。
【請求項２】
前記ショックセンサが取り付け手段を介して着脱可能とされている
ことを特徴とする請求項１に記載の信号入出力装置。
【請求項３】
前記ショックセンサ、出力制御部または操作・制御対象装置の間が無線通信で接続されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の信号入出力装置。
【請求項４】
前記操作・制御対象装置がスピーカであって、前記出力制御部は、前記信号パターンに対応した音声を生成するサウンド出力手段を含む
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れか一項に記載の信号入出力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の装置の操作信号や制御信号を操作者による信号入力に基づいて出力する信号入出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば車両には、空調装置やナビゲーション装置、ラジオやオーディオ、あるいは走行制御装置など種々の装置が搭載されて、その制御のために多数のスイッチ類が設けられている。
そして特定の装置を作動、あるいは制御するためには、この多数のスイッチのなかから対象装置に応じて特定のスイッチを選択して操作しなければならず、車載装置が増える傾向のなかでその煩雑さが問題となってきている。
【０００３】
とくに車外の周囲状況に注意を払いながらステアリングホイールを操作している走行中を考えると、各種装置の操作や制御はできるだけステアリングホイールから手を離さないでも可能で操作簡単な方式が望まれる。
このため、少しでもステアリングホイールから手を離さないままで車載装置の操作が可能となるように、例えばステアリングホイールの中心部にあるホーンパッドの一部またはその周辺にスイッチを設けたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来ステアリングホイールに設置されるスイッチはプッシュボタン形式で、押圧操作でオンまたはオフの単一信号を制御装置へ入力するものが大部分である。スイッチの形態としてはスライドスイッチやレバースイッチもあり、これらを用いれば例えば３位置の間を切り替えることができ、複雑な制御、操作が可能であるが、走行の間回転させるステアリングホイール上では誤操作のおそれがあるので、積極的には採用されない。
また、ステアリングホイールの取っ手の周上に異なる制御対象のために複数のプッシュボタンスイッチを設置することも考えられるが、この場合もステアリングホイールが回転している状態ではどれが目的とするスイッチか判断が極めて困難なものとなり、実用性がない。
【０００５】
したがって本発明は、上記問題点に鑑み、複数の信号を入力してそれぞれに対応する出力を可能とし、例えば車両のステアリングホイールなどに適用して有益な信号入出力装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の信号入出力装置は、例えば車両のステアリングホイールなど操作者によるタッピング可能の部位に、複数のショックセンサを隣接するショックセンサの振動検出範囲が互いに一部重なるように互いに距離を開けて設けて、タッピングの振動を検出できる範囲がタッピング可能の部位の全体に及ぶようにしてタッピングによる振動を検出し、その信号のパターンに基づいて出力制御部が操作・制御対象装置へ所定の指令を出力するようにした。
【０００７】
【発明の効果】
タッピングによる信号のパターンを出力制御部で判断して、操作・制御対象装置をパターンに対応して操作あるいは制御するから、タッピング可能の部位としてステアリングホイールやフットレストにショックセンサを設けることにより、ステアリングホイールやフットレストのどこをタッピングしても、何れかのショックセンサにより振動が検出されるので、ステアリングホイールから手を離さずに所望の操作、制御が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１は車両の変速機制御に適用した第１の実施例を示す図である。
車両のステアリングホイール１０にタッピング検出手段として４個のショックセンサ１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）が埋め込まれている。ステアリングホイール１０の中立（直進）位置において、ショックセンサ１４ａ、１４ｃはステアリングホイールの取っ手１２の上下に、ショックセンサ１４ｂ、１４ｄはステアリングホイールのホーンパッド１１を挟む左右位置に配置されている。
【０００９】
各ショックセンサ１４は配線１６により出力制御部１８に接続され、出力制御部１８は変速機制御装置３０に接続されている。
ステアリングホイール１０の取っ手１２を手でポンと叩くタッピングを行うと、ショックセンサ１４はタッピングによるステアリングホイール１０（の取っ手）の振動を検出して振動信号を出力制御部１８へ入力する。
【００１０】
ショックセンサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄはそれぞれその近傍所定範囲がタッピングされたときその振動を検出し、隣接する各ショックセンサの振動検出範囲は互いに一部重なっている。これにより、取っ手１２のどこをタッピングしても、ショックセンサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのいずれかで振動が確実に検出される。
【００１１】
出力制御部１８は、ショックセンサ１４からの振動信号に基づいて、変速機制御装置３０へ変速指令を出力する。
すなわち、出力制御部１８には内蔵のメモリ２０にあらかじめタッピングのパターンが記憶させてあり、所定のパターンに対してそれぞれ異なる変速指令を対応させてある。これにより、出力制御部１８は入力する振動信号のパターンをメモリ２０のパターンと比較して、対応する指令を変速機制御装置３０へ出力する。
例えば、取っ手１２の任意の部位が「ポン」とシングル（１）タップされると、出力制御部１８はシフトアップの変速指令を出力する。また、「ポンポン」とダブル（２）タップされると、出力制御部１８はシフトダウンの変速指令を出力する。
【００１２】
本実施例は以上のように構成され、ステアリングホイール１０にショックセンサ１４を埋め込み、ステアリングホイール１０に対するタッピングの振動信号を受けて、そのパターンに基づいて出力制御部１８から変速機制御装置３０への変速指令を出力するものとしたので、ステアリングホイール１０から手を離さずに変速機制御装置３０の制御操作を行うことができる。
とくに、出力制御部１８への入力をショックセンサ１４による振動信号としていることから、ドライバはステアリングホイール１０の取っ手のどこをタッピングしてもよく、従来のスイッチのように確認する必要がないのでステアリング操舵中でも操作が迅速にできるとともに、スイッチを間違えるといった誤操作も発生しない。
【００１３】
なお、上記実施例ではステアリングホイール１０にショックセンサ１４を設けて手でタッピングするものとしたが、変形例として、ショックセンサ１４をドライバの左足を乗せるフットレストに設けて足でタッピングするものとすることもできる。
これによれば、クラッチ操作を模した操作形態となり、とくにシフトダウンの変速指令を与えるためのダブルタップのタッピングは、スポーツ走行を楽しむドライバにいわゆるダブルクラッチの感覚を与えることができる。
【００１４】
なおまた、実施例は変速機制御装置３０の制御に適用したものを説明したが、種々の制御に適用可能である。
第２の実施例として、図２に示すように、車載のハンズフリー携帯電話３２に出力制御部１８Ａを接続した場合にも、走行中に着信があってスピーカから着信音が出力されたとき、受信して会話したい場合には取っ手１２をシングルタップすることにより、出力制御部１８Ａが受信指令を出力し、ダブルタップすることにより、出力制御部１８Ａは受信拒否と着信音停止の指令を出力するものとすることができる。
【００１５】
さらには、受信して会話した後再びシングルタップしたときには、電話切断の指令を出力制御部１８Ａから出力するなど、出力制御部１８Ａに種々の条件と組み合わせてタッピングのパターンを記憶させておいて、パターンを照合して所定の制御を行わせることができる。
【００１６】
さらに他の例として、とくに図示はしないが、音声メッセージと組み合わせたナビゲーションシステムへの適用においては、音声メッセージで「・・・しますか？」という問いかけに対してシングルタップを「ＹＥＳ（はい）」とし、ダブルタップを「ＮＯ（いいえ）」として対話を進めたり、また「メニューから選んでください」という問いかけに対してタップ数で回答してナビゲーションの操作コマンドを選択していくことができる。
【００１７】
つぎに第３の実施例について説明する。これは、車両へ後付け可能のアミューズメントシステムとしたものである。
図３に示すように、ステアリングホイール１０の取っ手１２に覆い被せるステアリングカバー２５に、その周方向略等間隔にショックセンサ１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）が取り付けられている。各ショックセンサ１４はコード２６を通して送信ユニット４０に接続される。送信ユニット４０は赤外線発光部４２を有し、ショックセンサ１４が検出した振動信号を赤外線信号として無線通信で受信ユニット５０へ送出する。
受信ユニット５０は上記振動信号を受信する赤外線受光部５２と、スピーカ５８と、受信した振動信号に基づいてスピーカを駆動する出力制御部１８Ｂとを有している。
【００１８】
図４は各ユニットのレイアウトを示す。
ショックセンサ１４が取り付けられたステアリングカバー２５は、ステアリングホイール１０の中立位置において、ショックセンサ１４ａ、１４ｃが上下、ショックセンサ１４ｂ、１４ｄが左右の対称位置となるように取っ手１２に取り付けられる。ショックセンサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄはそれぞれその近傍所定範囲がタッピングされたときその振動を検出し、隣接する各ショックセンサの振動検出範囲は互いに一部重なるようになっている。
送信ユニット４０は例えばステアリングホイール１０裏側（前方）のステアリングポスト６上にマジックテープ（登録商標）あるいは両面接着テープで取り付けられる。
【００１９】
受信ユニット５０は、赤外線受光部５２とスピーカ５８を前面に配した一体のユニットとして構成され、例えばインストルメントパネル１上の缶ホルダ２に支持させてある。
また送信ユニット４０および受信ユニット５０の各電源は、それぞれに乾電池を内蔵させてもよく、あるいは車両におけるライタソケットから取り出すようにしてもよい。
【００２０】
図４に戻り、受信ユニット５０の出力制御部１８Ｂは、ドラムサウンド音源回路５４および増幅器５６を含み、受信した振動信号をドラム音に変換する。
これにより、ドライバがステアリングホイール１０をタッピングするリズムが、ドラム音でスピーカ５８から流れ、いわゆる電子ドラム装置機能が提供される。
ここでは、ドラムサウンド音源回路５４および増幅器５６が発明のサウンド出力手段を構成している。
【００２１】
本実施例は以上のように構成され、ステアリングカバー２５を介してショックセンサ１４をステアリングホイール１０の取っ手１２に取り付け、ショックセンサ１４の振動信号をスピーカ５８を有する受信ユニット５０へ送信して、ドラム音に変換して出力するものとしたので、例えばラジオから流れる音楽に合わせてステアリングホイール１０をタッピングするとそのリズムに従ってドラム音が聴け、渋滞や長距離ドライブの際の退屈解消の装置として好適であり、また仲間とのドライブにおける楽しい盛り上げツールとして使用することができる。
【００２２】
また、ショックセンサ１４はステアリングカバー２５に取付けた形でステアリングホイールの取っ手１２に取り付ける一方、受信ユニット５０もスピーカ５９を含んで一体のユニットとして構成して任意の場所に配置可能とし、送信ユニット４０と受信ユニット５０間を無線通信で接続するので、多くの車両に後付けで簡単に搭載でき、簡単、安価に利用することができる。
【００２３】
なお、第３の実施例ではショックセンサ１４をステアリングカバー２５を利用してステアリングホイール１０の取っ手１２に取り付けたが、このステアリングホイール１０の代わりに、あるいはステアリングホイール１０に加えて、図４に破線で示すように、車両のフットレスト４にショックセンサ１４ｅを取り付けることもできる。
また、スピーカ５８からの出力をドラム音としたが、これに限定されず、種々の楽器音を設定することができる。
【００２４】
図５はショックセンサの検出特性を変えた第４の実施例を示す。
第３の実施例では取っ手１２の周方向に沿って隣接するショックセンサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの振動検出範囲が重なるものとしたが、第４の実施例では各ショックセンサ１４ａ’、１４ｂ’、１４ｃ’、１４ｄ’の振動検出範囲を狭くして互いに重ならないようにしてある。
送信ユニット４０’はどのショックセンサからのものであるかを識別して振動信号を受信ユニット５０’へ送信する。また車両のフットレスト４にもショックセンサ１４ｅを取り付け、送信ユニット４０’はショックセンサ１４ｅからの振動信号も識別して送信する。
【００２５】
受信ユニット５０’の出力制御部１８Ｃでは、取っ手１２に沿った上下、左右のどの位置のショックセンサか、あるいはフットレスト４のショックセンサかに対応させて、ドラム音の異なる音色や音程を内蔵のメモリ２０’に記憶させてある。こうして、タッピングした取っ手１２の位置、またはフットレスト４に応じて異なるドラム音をドラムサウンド音源回路５４で生成してスピーカ５８から出力する。
【００２６】
また出力制御部１８Ｃには切り替えスイッチ６０が設けられるとともに、内部メモリ２０’には各ショックセンサからの振動信号に対応させる音色や音程の組み合わせを複数組記憶させてあり、切り替えスイッチ６０により所望の組み合わせを選択可能としてある。
その他の構成は第３の実施例の図３の構成と同じである。
【００２７】
本実施例によれば、手または足でタッピングした部位によってドラム音の音色や音程が変化するので、多数のドラムを叩くフィーリングが得られ、とくにステアリング操舵から開放された駐車時におけるアミューズメント性が増大する。
【００２８】
なお、第４の実施例はドラム音を出力するアミューズメントシステムとしたが、第１の実施例と同様に種々の車載装置の操作、制御に適用することができる。すなわち、右手、左手および足で選択するステアリングホイール１０の取っ手１２上の位置およびフットレスト４とタップ数の組み合わせ、さらには所定の順序による複数の位置の連続的なタッピング、タッピングの時間間隔、強弱などにより、多種の入力操作が可能である。
ステアリングホイール１０の取っ手１２上の位置を識別して操作入力する場合には、ステアリング操舵を要しない停車、駐車時に操作する装置を対象装置とするのが好ましい。
【００２９】
以上、実施の形態を実施例および変形例で説明したが、これらは単なる例に過ぎず、本発明をこれらに限定することを意図するものではない。操作対象や設置環境に応じて各実施例や変形例を組み合わせるももちろん可能である。
また、実施の形態では、ステアリングホイールの取っ手１２に配置するショックセンサ４を４個としたが、この個数も任意に設定できる。また、タッピング検出手段として、圧力センサを用い、タッピング圧力の強弱を検出するようにしてもよい。
【００３０】
さらに、第３、第４の実施例では送信ユニットと受信ユニット間の無線通信を赤外線によるものとしたが、これも超音波その他任意の手段によることができる。
また、無線通信は、送信ユニットと受信ユニット間だけでなく、各実施例において出力制御部と操作・制御対象装置である変速制御装置やスピーカ等の間にも必要に応じて採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】第２の実施例を示す図である。
【図３】第３の実施例を示す図である。
【図４】第３の実施例のレイアウトを示す図である。
【図５】第４の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１        インストルメントパネル
２        缶ホルダ
４        フットレスト
６        ステアリングポスト
１０      ステアリングホイール
１１      ホーンパッド
１２      取っ手
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ    ショックセンサ（タッピング検出手段）
１４ａ’、１４ｂ’、１４ｃ’、１４ｄ’    ショックセンサ（タッピング検出手段）
１６      配線
１８、１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ    出力制御部
２０、２０’    メモリ
２５      ステアリングカバー
２６      コード
３０      変速機制御装置（操作・制御対象装置）
３２      ハンズフリー携帯電話（操作・制御対象装置）
４０、４０’    送信ユニット
４２      赤外線発光部
５０、５０’    受信ユニット
５２      赤外線受光部
５４      ドラムサウンド音源回路
５６      増幅器
５８      スピーカ（操作・制御対象装置）
６０      切り替えスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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