JP2003076472A - 人間−マシンインタフェースを具えた装置 - Google Patents

人間−マシンインタフェースを具えた装置

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JP2003076472A
JP2003076472A JP2002150420A JP2002150420A JP2003076472A JP 2003076472 A JP2003076472 A JP 2003076472A JP 2002150420 A JP2002150420 A JP 2002150420A JP 2002150420 A JP2002150420 A JP 2002150420A JP 2003076472 A JP2003076472 A JP 2003076472A
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ヘラルダス マリア ベウク レオナルダス
Albart J Kip
ヨハネス キップ アルバート
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 特に自動車のユーザ制御インタフェースとし
て使用する人間−マシンインタフェースを具えた装置で
あって、制御部材を今にも駆動しようとしている状態に
対応するユーザ操作を検出する手段と、この検出時に、
選択した機能の指示をユーザに出力手段により一時的に
開示させる手段とを具え、ユーザが制御部材を今にも駆
動しようとしているが、まだ実際に駆動してないときに
制御部材の機能の指示を一時的に視覚可能にする。 【効果】 この装置によれば、ユーザは正しい制御部材
を容易に見つけることができ、また危険な制御部材につ
いての警告を得ることができる。また、ユーザの注意が
機能指示に不必要にそらされることもない。更に、制御
部材のグループを見つけること、及び制御部材のグルー
プの設定を検証することも可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、人間−マシンインタフ
ェースを具えた装置、及びユーザインタフェース装置の
機能生起素子の選択のために前記素子の機能の指示をユ
ーザによる予備選択の検出時に与えるユーザ入力処理方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第4,390,861号に、空間見当識
障害やめまいの防止のために、パイロットの標準視界内
にパイロットの手が触れているノブやスイッチの正体を
パイロットに視覚的に表示するよう構成されたコックピ
ット表示システムが開示されている。ドイツ国特許出願
公開ＤＥ３７００９１３号から、押圧駆動し得るキーボ
ードキーを具備するコンピュータ装置用のユーザ制御イ
ンタフェースが既知である。このインタフェースは各キ
ーに対応するイメージを表示スクリーン上に表示し、各
キーと関連する機能の指示を与える。「Ｎ.Ｔ.Ｉ.Ｓ. T
echnical Notes Vol B. no.６」米国、バージニア州、
スプリングフィールド、第672ページから、可聴指示を
与える装置が既知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特
に、ユーザが不定の期間に亘る選択機能の指示の表示に
より気が散らされるのを避けることができる装置及び方
法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の人間−マシンインタフェースを具えた装置
は、システムの機能を選択的に制御する操作可能な制御
部材を具え、更に、前記制御部材を今にも駆動しようと
している状態に対応するユーザ操作を検出する手段と、
この検出時に、選択した機能の指示を、出力手段によ
り、前記制御部材の今にも駆動しようとしているユーザ
操作の検出後の限定時間中のみ、一時的にユーザに開示
させる手段とを具えることを特徴とする。
【０００５】このようなユーザインタフェース装置は、
指示が一時的に表示されるように構成されているため、
この指示は今にも駆動しようとしているユーザ操作の検
出の若干時間後には知覚不能となる。したがって、ユー
ザの注意が不定の期間に亘ってそらされることはない。
【０００６】一実施例では、前記指示の開示を、前記ユ
ーザ操作の検出後の所定時間内に制御部材の駆動が検出
されないときにのみ実効させる。この実施例によれば、
例えば数十分の一秒の短い所定時間内の制御部材の急速
駆動時にユーザが指示の開示により悩まされることが避
けられる。これは、例えば熟練したユーザにとって、ま
た隣の制御部材を試したことによりその制御部材の機能
についてすでにわかっているユーザにとって好適であ
る。
【０００７】他の実施例では、ユーザインタフェース装
置は、制御部材の駆動が前記ユーザ操作の検出後の追加
の所定期間内に検出されないとき、出力手段により追加
の機能指示を開示するよう構成する。このようにする
と、例えば制御部材の機能を説明する追加の補助情報が
与えられるため優柔不断なユーザを助けることができ
る。補助情報が与えられるまでの時間インターバルは数
秒程度以内とするのが好適である。
【０００８】本発明によるユーザ入力処理方法は、(a)
ユーザインタフェース装置の機能生起素子に対するユー
ザによる予備選択操作を検出するステップと、(b)この
検出時に、前記機能生起素子の機能の指示を、前記予備
選択の検出後の限定時間中のみ、一時的に与えるステッ
プとを具えることを特徴とする。
【０００９】この方法では、指示が一時的に与えられる
ために、今にも駆動しようとしているユーザ操作の検出
の若干時間後には知覚不能となる。したがって、ユーザ
の注意が不定の期間に亘ってそらされることはない。
【００１０】
【実施例】図面につき本発明の実施例を説明する。図1
a, 1b及び1cはユーザ制御インタフェースを具えた装置
のための一群(10)の制御部材11, 12, 13の一実施例を示
す。本例ではこれら制御部材は指14により押すことがで
きる押ボタンとして示してある。通例、ボタン群10から
一つのボタン12を選択するにはユーザはこれら制御部材
を見て指をボタン群10の中の所望のボタン12上に置く必
要がある。
【００１１】自動車、モータバイク等のような乗り物に
おいては、ユーザは例えばハンドルやブレーキを制御す
る責任があるので、複数の制御部材を見るためにユーザ
が目をそらさなければならないのは望ましくない。制御
部材は運転席からの通常の視線外に、例えばカバーの下
に配置して見えないようにするのが好ましい。例えばカ
ーラジオを制御するにはユーザは制御部材に手を伸ば
し、見ないで手探りで捜した一つのボタンを押す必要が
あり、誤操作を生じ易く、例えばカーラジオの離同調、
或は自動車電話の誤ダイアルを生じた場合にはこれをも
とに戻すのが困難になる。誤って押した制御ボタンが自
動車の運転に関するものである場合にはこのような誤操
作は損傷や危険を生ずることもある。
【００１２】このような誤操作を防止するために、本発
明によるユーザ制御インタフェース装置は、制御部材を
今にも駆動しようとしている状態に相当するユーザ操作
の検出時に、この制御部材の機能の指示を与えて、ユー
ザが、その機能が今操作しようとしているものであるこ
とを決定する段階まではその操作を進めないでその機能
を実行しないことができるようにする。この指示を与え
るメカニズムが不必要にユーザの気を散らせるのを阻止
するために、この指示は種々のタイプのメッセージに使
用される標準出力インタフェースにより発生させる。こ
の指示は制御部材の今にも駆動されようとしている状態
の検出後の限られた時間のみ一時的に発生され、即ちこ
の指示はある機能の駆動を試みた瞬時にのみユーザに知
覚可能にされる。これによりユーザの気を散らせること
が最低になり、これは自動車において不可欠のことであ
る。
【００１３】制御部材を常時は知覚し得ないようにした
人間−マシンインタフェース装置は乗り物以外の他の環
境においても有用であること勿論である。このようなイ
ンタフェースを達成するために、ユーザによる駆動動作
を段階的とし、制御部材の機能を実行するインタフェー
スは最終段階のみとし、それより前の段階では選択した
制御部材の機能の指示を与えるようにする。このように
すると、ユーザは最終段階に達する前に選択的に操作を
やめて機能の実行をやめることができる。
【００１４】この原理を説明するために、図1a, 1b, 1c
に、順次の段階が制御部材12への指14の順次の接近距離
によりトリガされることを示してある。指の接近距離は
例えば、光、音又は熱で動作する近接センサにより検出
することができる。今にも駆動しようとしている段階は
図1aにおいて指14が線15で示す境界線を越えるときに生
じ、人間−マシンインタフェースを具えた装置がこれを
検出すると、制御部材12と関連する機能の指示を与え
る。実際の駆動は指14が境界線17を越えるときに生じ、
このときユーザ制御インタフェースを具えた装置は制御
部材12と関連する機能を実行させる。今にも駆動しよう
としている状態はユーザが実際の駆動を実行するための
物理的必須条件である。
【００１５】全ての制御部材の駆動の２以上の段階を検
出する手段を設けるのが好ましい。しかし、多くの場合
は重要な機能に対応する制御部材又は容易に元にもどせ
ない機能に対応する制御部材に対してのみこのようにす
るのが一層好ましい。これは経済的理由又は指示に高い
警告効果を与えるために有用である。
【００１６】制御部材は関連する機能を制御するグルー
プごとにまとめて配置される場合が多い。例えば自動車
環境では、ヒータの制御部材及びカーラジオの制御部材
がそれぞれまとめて配置される。この場合には最初にグ
ループの機能を開示させ、次いで特定の制御部材の機能
を、その機能の実行前に開示させるようにするのが望ま
しい。こうして指の位置のおおまかな指示を与えること
により、例えばユーザが所望のグループを一層速く見つ
け出すことができるようになる。これを達成する方法を
図1cに示してあり、この場合には指14が境界線16を越え
るとき中間駆動段階が検出される。３つの境界線15, 1
6, 17を有する人間−マシンインタフェース装置では、
第１境界線15が機能グループの指示をトリガし、第２境
界線16が特定の制御部材の機能の指示をトリガし、第３
境界線17がその機能の実行をトリガする。
【００１７】機能グループ指示は、一つの制御部材グル
ープを別の機能の制御部材グループとして再度割当てる
ことができるとき、例えば同じ制御部材により自動車電
話又はカーラジオの何れかを選択的に制御できるときに
も特に有用である。この場合には機能グループ指示は機
能グループを再割当てすべきことをユーザに知らせるよ
う作用する。
【００１８】以上、本発明を押ボタンに関連して説明し
たが、本発明は、例えば回転又は摺動式等の種々のポテ
ンシオメータのような任意の種類の制御部材に適用する
ことができるものである。制御部材の実際の駆動及び今
にも駆動しようとしている状態を検出する検出機構は種
々に実現することができる。重要な点は、これらの機能
は駆動に至る操作の２以上の段階を検出するよう構成す
ること、及びユーザの使用時に、これら各段階が次の段
階に対する物理的な必須条件となるようにし、ユーザの
判断に従って次の段階をやめることができるようにする
ことだけである。
【００１９】概念的に最も簡単な例では、これを達成す
るために、各制御部材に少なくとも２個の検出機構を設
け、一方の検出機構が今にも駆動されようとしている状
態を検出し、他方の検出機構が実際の駆動を検出し、一
方の検出機構が他方の検出機構より指の接近の早い段階
に応答するようにする。しかし、本発明の目的のために
は、特定の制御部材の実際の駆動を検出する手段及び今
にも駆動しようとしている状態を検出する手段を物理的
に関連させる必要はなく； 1)実際の駆動を検出する機構と今にも駆動しようとして
いる状態を検出する機構を物理的に分離することがで
き、幾何学的に異なる位置に配置することができる； 2)これら検出機構を複数の制御部材の間で共用させるこ
とができる； 3)数個の制御部材を単一の物理的装置として設けること
ができる。
【００２０】これらの可能性を説明するために、(1) 例
えば押ボタンを駆動の検出に用いると共に光センサを今
にも駆動しようとしている状態の検出に用いる場合に
は、押ボタン及びセンサはこれらが同一の領域内の指を
検出するものである限り一緒に配置する必要はない。
(2) 今にも駆動しようとしている状態を検出するタッチ
センスボタン（即ち力を加えることなく接触するだけで
駆動される例えば容量センサ）及び実際の駆動を検出す
る力センサを使用すると、どの制御部材を実際に駆動す
べきかを決定するにはタッチセンサに触れるだけでよい
ため、力センサを数個の制御部材に共通にすることがで
きる。これは、今にも行なおうとしている駆動と実際の
駆動とが自動的に同一の制御部材に対応することが保証
される利点を有する。(3) タッチした点の座標を決定す
る手段を具える共通のタッチセンス表面を用い、その座
標値を用いて１つの制御部材を選択し、この制御部材に
対する今にも駆動しようとしている状態又は実際の駆動
を検出することができる。このようにすると一つのセン
サが複数の制御部材に対し作用することになる。本発明
によれば制御部材の機能が別々のメッセージで識別され
るため、制御部材の識別のためにタッチタブレットのよ
うな他の識別マークを必要としない。従って、自動車、
その他の任意の用途における制御インタフェースに可視
制御部材を設けないことができる。
【００２１】種々のセンサを選択することができる。一
実施例では今にも駆動しようとしている状態の検出用に
近接センサ（反射又は吸収光、音波、電界又は磁界等を
用いて近接物体の存在を検出する）及び実際の駆動を検
出する押ボタンを用いる。或は又、制御部材をタッチ及
び押圧に独立に応答してタッチ及び押圧の結果としての
今にも駆動しようとしている状態及び実際の駆動を検出
するようにすることもできる。他の実施例では、制御部
材を通常の制御部材、例えば押ボタンとし、これが押さ
れたとき今にも駆動されようとしている状態を検出する
と共に、押ボタンが所定の期間（即ち、ユーザが最初の
駆動によりトリガされた指示から誤りを認識するに十分
な時間）に亘って押されつづけたとき実際の駆動を検出
するようにする。とにかく、制御部材の種々の駆動段階
に対応する駆動信号を取り出せばよい。
【００２２】図２は本発明による人間−マシンインタフ
ェースを具えた装置の一実施例を示す。簡単のために、
一つの制御部材12のみを示す。この制御部材は今にも駆
動されようとしている駆動状態の第１及び第２段階及び
実際の駆動のそれぞれの検出に対応する３つの信号を出
力する出力端子31, 32, 33を有する（第２段階は任意で
ある）。本実施例では、第１検出出力端子をスピーカ20
に結合された音声信号発生回路22に結合する。例えば指
が図1aの境界線15を越え、今にも駆動しようとしている
状態が検出されると、この制御部材の機能がスピーカに
より知らされる。乗り物においては、このような可聴指
示の使用は、ユーザの目を道路からそらさせず、制御部
材がもう少しで駆動されるまでユーザの注意をそらす信
号が存在しない利点を有する。音声信号発生器22は例え
ば記録メッセージの再生又は音声合成器を使用して口語
メッセージを発生するようにするのが好ましいが、駆動
しようとしている機能が危険であることを知らせる警告
音のような他の信号を発生させるのも有用である。
【００２３】或は又、今にも駆動しようとしている状態
の検出時にその情報をウインドスクリーンに投写するデ
ィスプレイドライバ22及びヘッドアップ表示スクリーン
を用いることもできる。制御部材12の他の出力端子32は
実際の駆動の検出を信号し、制御部材の機能を実行せし
める。この実行を、図２ではこの出力端子32を機能実行
用サブシステム21の駆動入力端子に接続することにより
記号的に示してある。
【００２４】その作動自体に不可欠でないが、ユーザの
注意が不必要にそらされるのを最低にし、当該インタフ
ェース装置の有効性の著しい改善をもたらすいくつかの
付加手段も図２に示してあり、これら手段について以下
に説明する。第１に、機能の指示は、その機能が制御部
材の実際の駆動により駆動されたら切るのが好ましい。
これを、図２には信号発生器22とスピーカ20との間に挿
入した出力端子32の出力で制御されるスイッチ23により
記号的に示してある。このようにすると、不必要なメッ
セージが短時間で切られる。信号発生器22に僅かな遅延
（数10分の１秒程度）を与えて熟練したユーザが不必要
に指示にわずらわされることがなくなるようにするのも
有効である。
【００２５】第２の付加手段は、実際の駆動に至るユー
ザ操作の第２段階の検出出力33によりトリガされる第２
の機能指示発生器26である。これらの段階は例えば制御
部材に対し異なる距離にある指を検出することにより検
出することができるが、上述した検出機構の任意の組合
せを用い、一方の検出機構が他方の検出機構よりユーザ
操作の早い段階でトリガするようにしてもよい。第１機
能指示発生器22との組合せにより、最初に第１段階の検
出後に機能グループ指示を発生させ、次いで第２段階の
検出後に特定機能指示を発生させることができる。ユー
ザ制御インタフェース装置はユーザが特定の機能を駆動
しない場合にはグループ指示を切るよう構成するのが好
ましい。
【００２６】更に、極めて優柔不断なユーザのために、
今にも駆動しようとしている状態の検出信号を時間しき
い値回路24に通し、その出力で補助情報発生回路25をト
リガして追加の補助情報を発生させるようにするのが好
ましい。このようにすると、今にも駆動しようとしてい
る状態が持続しているが例えば２秒以内に実際の駆動が
行なわれない場合に、追加の補助情報をスピーカ20によ
り発生させることができる。
【００２７】図２は各別の機能部を各別のボックスで表
わした簡略ブロック図で示してあるが、制御部材12と出
力手段20との間のリンク部分を構成するインタフェース
部分はコンピュータシステムのプログラムとして実現す
ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による人間−マシンインタフェースを
具えた装置の制御部材の一連の駆動段階を例示する図で
ある。
【図２】 本発明による人間−マシンインタフェースを
具えた装置の一実施例のブロック構成図である。 11, 12, 13 制御部材 14, 指 15, 16, 17 境界線 20 スピーカ 21 サブシステム 22 音声信号発生器 23 スイッチ 24 時間しきい値回路 25 補助情報発生回路 26 第２機能指示発生器 31, 32, 33 今にも駆動しようとしている状態及び実際
の駆動の検出信号出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レオナルダス へラルダス マリア ベウ ク オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネバウツウェッハ１ (72)発明者 アルバート ヨハネス キップ オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネバウツウェッハ１ Ｆターム(参考） 5B020 BB10 GG03 GG05 5B068 AA05 CD02 5D045 AB30 5E501 AA22 BA02 CA01 CA06 CB03 CB05 EA02 FA06 FA32 FA42

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 システムの機能を選択的に制御する操作
    可能な制御部材を具え、更に前記制御部材を今にも駆動
    しようとしている状態に対応するユーザ操作を検出する
    手段と、この検出時に、選択した機能の指示を、出力手
    段により、前記制御部材の今にも駆動しようとしている
    ユーザ操作の検出後の限定時間中のみ、一時的にユーザ
    に開示させる手段とを具えることを特徴とする人間- マ
    シンインタフェースを具えた装置。
  2. 【請求項２】 前記ユーザ操作の検出後の所定時間内に
    前記制御部材の駆動が検出されないときにのみ前記開示
    を実行するよう構成したことを特徴とする請求項１記載
    の装置。
  3. 【請求項３】 前記ユーザ操作の検出後の追加の所定時
    間内に前記制御部材の駆動が検出されないときに出力手
    段により追加の機能指示を開示するよう構成したことを
    特徴とする請求項１記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記制御部材は仮想制御部材であことを
    特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の装置。
  5. 【請求項５】 仮想制御部材はタッチセンシティブ表面
    上でユーザにより指示された座標の関数として選択され
    ることを特徴とする請求項４記載の装置。
  6. 【請求項６】 (a)ユーザインタフェース装置の機能生
    起素子に対するユーザによる予備選択操作を検出するス
    テップと、(b)この検出時に、前記機能生起素子の機能
    の指示を、前記予備選択の検出後の限定時間中のみ、一
    時的に与えるステップとを具えることを特徴とするユー
    ザ入力処理方法。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の方法において,更に、(c)
    前記機能生起素子に対するユーザによる後続の選択操作
    を待つステップと、(d)前記待ちが所定の期間経過した
    ときこれを検出し、この検出時にのみ前記機能生起素子
    の機能の指示を与えるステップとを具えることを特徴と
    するユーザ入力処理方法。
  8. 【請求項８】 請求項６記載の方法において、更に、選
    択操作の検出が前記予備選択操作の検出後の追加の所定
    期間内に検出されないときに追加の機能指示を開示させ
    るステップを具えることを特徴とするユーザ入力処理方
    法。
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