(57)【要約】      （修正有）【課題】操作面上に仮想的に配置される操作対象物の配置態様や形状をユーザに正確に把握させ、誤りのない正確な操作を行わせることを可能にした操作支援システム、操作支援方法及びコンピュータプログラムを提供する。【解決手段】ユーザがタッチパッドをタッチしたタッチ地点の位置を検出し、タッチ地点の移動に伴うタッチ地点の位置に対応する振動基準値の変位態様を特定し、タッチ地点が移動することによって移動前後の振動基準値が変位する場合に、タッチパッドの振動を行うように構成する。【選択図】図１１
2014102653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの操作を受け付ける操作面と、前記操作面を振動させる振動機構とを備えた操作支援システムにおいて、
前記ユーザが前記操作面に触れたタッチ地点の位置を検出するタッチ地点検出手段と、
前記タッチ地点検出手段によって検出された前記タッチ地点が前記操作面の対象エリア内で移動する場合に、前記振動機構による前記操作面の振動を行う操作面振動手段と、を有することを特徴とする操作支援システム。
【請求項２】
前記対象エリアは、前記操作面に仮想的に配置される操作対象物の配置態様及び形状に応じて設定されることを特徴とする請求項１に記載の操作支援システム。
【請求項３】
前記操作面振動手段は、前記タッチ地点が前記対象エリア内で移動する間において継続して、前記操作面を振動させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の操作支援システム。
【請求項４】
前記操作面振動手段は、前記対象エリアに対する前記タッチ地点の移動方向に基づく振動態様で、前記操作面を振動させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の操作支援システム。
【請求項５】
ユーザの操作を受け付ける操作面と、前記操作面を振動させる振動機構とを備えた操作機器の操作支援方法において、
前記ユーザが前記操作面に触れたタッチ地点の位置を検出するタッチ地点検出ステップと、
前記タッチ地点検出ステップによって検出された前記タッチ地点が前記操作面の対象エリア内で移動する場合に、前記振動機構による前記操作面の振動を行う操作面振動ステップと、を有することを特徴とする操作支援方法。
【請求項６】
ユーザの操作を受け付ける操作面と、前記操作面を振動させる振動機構とを備えた操作機器を操作するコンピュータプログラムにおいて、
前記ユーザが前記操作面に触れたタッチ地点の位置を検出するタッチ地点検出機能と、
前記タッチ地点検出機能によって検出された前記タッチ地点が前記操作面の対象エリア内で移動する場合に、前記振動機構による前記操作面の振動を行う操作面振動機能と、
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ操作による機器の操作を支援する操作支援システム、操作支援方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、パーソナルコンピュータ、ＡＴＭ、券売機、スマートフォン等の機器に対してユーザが操作を行う際に、機器に対するユーザの操作を受け付ける手段として、様々なマンマシンインタフェースが用いられている。特に、近年、マンマシンインタフェースの一つとして、ユーザのタッチ操作を受け付ける操作面を設け、該操作面に対するユーザのタッチ操作（例えば、タッチオンする操作、タッチオフする操作、ドラッグ操作、フリック操作等）をユーザの操作として検出する操作機器が良く用いられる。このような操作機器としては、タッチパッド、タッチパネル、タブレット等（以下、タッチパッド等という）があり、ユーザに直感的で分かり易い操作を行わせることが可能となる。
【０００３】
ここで、上記タッチパッド等をユーザが操作する場合の操作態様として、ユーザがタッチパッド等を視認せずに操作を行う場合がある。具体的には、他の作業を行いながら、タッチパッド等の操作を行う場合であり、例えば、車両の運転操作をしながらタッチパッド等の操作を行う場合がある。しかし、そのような操作態様では、タッチパッド等に仮想的に配置されるボタンやレバー等の操作対象物の配置態様や形状を把握できないので、操作に時間がかかったり、誤った操作が行われる虞があった。そこで、例えば特開２０１０−９３２１号公報には、タッチパネル上の仮想ボタンの周囲に操作ボタン領域を設定し、操作ボタン領域がユーザによってタッチされた場合に、タッチされた操作ボタン領域に応じた振動パターンによってタッチパネルを振動させることによって、タッチパネルを視認させることなく仮想ボタンを認識させる技術について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−９３２１号公報（第９頁−第１０頁、図７−図１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の技術によれば、ユーザはタッチした位置の周辺に仮想ボタンがあるか否かについて判断することが可能となる。しかしながら、ユーザがタッチパネルを視認せずに正確な操作を行う為には、タッチパッド上の仮想ボタンの位置を把握する必要がある。
【０００６】
ここで、一般的に実在するボタンを視認せずにユーザが把握する場合には、ユーザがボタン周辺をタッチした後に、そのタッチ位置をスライド移動し、触感の違いによってボタンの形状等を把握する。しかしながら、上記特許文献１の技術では仮想ボタン毎に振動パターンを変えることについては記載されているが、同一仮想ボタンの周囲をタッチした状態では、タッチ位置が静止した状態でも移動する状態でも常に同じ振動が行われるので、タッチパネルに配置される仮想ボタンを把握することができなかった。
【０００７】
本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、操作対象となる操作面をユーザが視認していない場合であっても、操作面上に仮想的に配置される操作対象物をユーザに正確に把握させ、誤りのない正確な操作を行わせることを可能にした操作支援システム、操作支援方法及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため本願の請求項１に係る操作支援システム（１）は、ユーザの操作を受け付ける操作面（７）と、前記操作面を振動させる振動機構（８）とを備えた操作支援システムにおいて、前記ユーザが前記操作面に触れたタッチ地点の位置を検出するタッチ地点検出手段（１１）と、前記タッチ地点検出手段によって検出された前記タッチ地点が前記操作面の対象エリア内で移動する場合に、前記振動機構による前記操作面の振動を行う操作面振動手段（１１）と、を有することを特徴とする。
尚、「操作面に触れた」とは、実際にユーザが操作面に接触する場合に加えて、静電容量方式ではユーザが操作面に接触していなくても静電容量が変化した場合には触れたとみなす。
【０００９】
また、請求項２に係る操作支援システム（１）は、請求項１に記載の操作支援システムであって、前記対象エリアは、前記操作面に仮想的に配置される操作対象物の配置態様及び形状に応じて設定されることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に係る操作支援システム（１）は、請求項１又は請求項２に記載の操作支援システムであって、前記操作面振動手段（１１）は、前記タッチ地点が前記対象エリア内で移動する間において継続して、前記操作面（７）を振動させることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に係る操作支援システム（１）は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の操作支援システムであって、前記操作面振動手段（１１）は、前記対象エリアに対する前記タッチ地点の移動方向に基づく振動態様で、前記操作面（７）を振動させることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に係る操作支援方法は、ユーザの操作を受け付ける操作面（７）と、前記操作面を振動させる振動機構（８）とを備えた操作機器（２）の操作支援方法において、前記ユーザが前記操作面に触れたタッチ地点の位置を検出するタッチ地点検出ステップと、前記タッチ地点検出ステップによって検出された前記タッチ地点が前記操作面の対象エリア内で移動する場合に、前記振動機構による前記操作面の振動を行う操作面振動ステップと、を有することを特徴とする。
【００１３】
更に、請求項６に係るコンピュータプログラムは、ユーザの操作を受け付ける操作面（７）と、前記操作面を振動させる振動機構（８）とを備えた操作機器（２）を操作するコンピュータプログラムにおいて、前記ユーザが前記操作面に触れたタッチ地点の位置を検出するタッチ地点検出機能と、前記タッチ地点検出機能によって検出された前記タッチ地点が前記操作面の対象エリア内で移動する場合に、前記振動機構による前記操作面の振動を行う操作面振動機能と、を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
前記構成を有する請求項１に記載の操作支援システムによれば、設定された対象エリア内でのタッチ地点の移動に伴って操作面の振動を行うので、操作対象となる操作面をユーザが視認していない場合であっても、タッチ地点の移動に伴う振動によって操作面の操作対象物をユーザに把握させ、操作対象物に対して誤りのない正確な操作を行わせることが可能となる。
【００１５】
また、請求項２に記載の操作支援システムによれば、操作面に仮想的に配置される操作対象物の配置態様及び形状に応じて振動を生じさせる所定エリアが設定されるので、操作対象となる操作面をユーザが視認していない場合であっても、操作面上に仮想的に配置される操作対象物の配置態様や形状をユーザに正確に把握させ、誤りのない正確な操作を行わせることが可能となる。
【００１６】
また、請求項３に記載の操作支援システムによれば、タッチ地点が対象エリア内で移動する間において継続して操作面を振動させるので、操作面に仮想的に配置される操作対象物の周辺をタッチ地点が移動する場合において、実在する操作対象物の斜面や段差を移動するのと同等の触感をユーザに付与することが可能となる。また、タッチ地点が操作対象物上へ移動したことや、操作対象物上から外れたことをユーザに把握させることが可能となる。
【００１７】
また、請求項４に記載の操作支援システムによれば、タッチ地点の対象エリア内での移動方向に応じた振動態様により操作面を振動させるので、実在する操作対象物の斜面や段差を移動するのと同等の触感をユーザに付与することが可能となる。その結果、操作対象物に対するタッチ地点の相対的な位置を把握させることが可能となる。
【００１８】
また、請求項５に記載の操作支援方法によれば、設定された対象エリア内でのタッチ地点の移動に伴って操作面の振動を行うので、操作対象となる操作面をユーザが視認していない場合であっても、タッチ地点の移動に伴う振動によって操作面の操作対象物をユーザに把握させ、操作対象物に対して誤りのない正確な操作を行わせることが可能となる。
【００１９】
更に、請求項６に記載のコンピュータプログラムによれば、設定された対象エリア内でのタッチ地点の移動に伴って操作面の振動を行わせるので、操作対象となる操作面をユーザが視認していない場合であっても、タッチ地点の移動に伴う振動によって操作面の操作対象物をユーザに把握させ、操作対象物に対して誤りのない正確な操作を行わせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る操作支援システム１の概略構成を示したブロック図である。
【図２】操作入力装置の車両に対する配置態様を示した図である。
【図３】操作入力装置のディスプレイに表示される表示画面の一例を示した図である。
【図４】振動基準情報として、特にＡ−Ａ線のｘ軸正方向に沿った振動基準値の変位と、Ｂ−Ｂ線のｙ軸正方向に沿った振動基準値の変位を示した図である。
【図５】本実施形態に係る操作支援処理プログラムのフローチャートである。
【図６】時間経過に対するタッチ座標の振動基準値の変位態様を示した図である。
【図７】第１振動処理のサブ処理プログラムのフローチャートである。
【図８】第１振動波形算出処理のサブ処理プログラムのフローチャートである。
【図９】時間経過に対するタッチ座標の振動基準値の変位態様を示した図である。
【図１０】タッチパッドの振動方向について示した図である。
【図１１】時間経過に対して振動基準値が上昇する場合、即ち操作対象物の傾斜を上る方向へとタッチ座標が移動する場合の振動態様について説明した図である。
【図１２】時間経過に対して振動基準値が上昇する場合、即ち操作対象物の傾斜を上る方向へとタッチ座標が移動する場合の振動態様について説明した図である。
【図１３】時間経過に対して振動基準値が下降する場合、即ち操作対象物の傾斜を下る方向へとタッチ座標が移動する場合の振動態様について説明する。
【図１４】時間経過に対して振動基準値が下降する場合、即ち操作対象物の傾斜を下る方向へとタッチ座標が移動する場合の振動態様について説明する。
【図１５】第２振動処理のサブ処理プログラムのフローチャートである。
【図１６】今後のタッチ座標の位置を予測する第１の方法について説明した図である。
【図１７】今後のタッチ座標の位置を予測する第２の方法について説明した図である。
【図１８】今後のタッチ座標の位置を予測する第３の方法について説明した図である。
【図１９】振動周期毎のタッチ座標の位置を予測する方法について説明した図である。
【図２０】振動周期毎に予測された振動基準値に基づいて決定された振動態様について説明した図である。
【図２１】波形特定処理のサブ処理プログラムのフローチャートである。
【図２２】振動波形の候補となる波形パターンを示した図である。
【図２３】第２振動波形算出処理のサブ処理プログラムのフローチャートである。
【図２４】振動基準値が変位を開始するタイミングの予測方法について説明した図である。
【図２５】タッチ座標が今後、操作対象物の無い面から操作対象物上に移動すると予測された場合の振動態様について説明した図である。
【図２６】タッチ座標が今後、操作対象物上から操作対象物の無い面へと移動すると予測された場合の振動態様について説明した図である。
【図２７】タッチ座標が今後、現在の操作対象物上から他の操作対象物上に移動すると予測された場合の振動態様について説明した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る操作支援システムについて具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係る操作支援システム１の概略構成について図１を用いて説明する。図１は本実施形態に係る操作支援システム１の概略構成を示したブロック図である。
【００２２】
図１に示すように本実施形態に係る操作支援システム１は、車両内に設置され、ユーザによる操作を受け付ける操作入力装置２と、操作入力装置２とＣＡＮ等の車載ネットワークを介して接続された各種車載器及び車両の制御ＥＣＵ等から構成されている。
【００２３】
ここで、操作入力装置２は、図２に示すように車両のハンドル３のスポーク部分に配置されている。操作入力装置２の前面には、後述のようにユーザのタッチ操作を受け付けるタッチパッド（操作面）が設けられており、ユーザはハンドル３を支持した状態で、後述のタッチ操作により操作入力装置２を操作可能に構成されている。そして、ユーザは操作入力装置２を介して、車両に搭載された各種車載器やシステムの操作を行うことが可能である。例えば、ナビゲーション装置の目的地設定操作や地図画像のスクロール操作、エアコンの電源切り替え操作や温度調整操作、オーディオのチャンネル操作や音量調整操作等を行うことが可能である。尚、図２ではハンドル３の右側のスポーク部分に操作入力装置２を配置しているが、左側のスポーク部分に配置しても良い。更に、両側にそれぞれ配置しても良い。尚、タッチ操作は、ユーザがタッチ面を触れることによって行う各種操作であり、例えばタッチパッド７のいずれかの地点に触れる（タッチする）操作、上記触れた状態（タッチ状態）を解除する操作、ドラッグ操作、フリック操作等がある。
【００２４】
また、図１に示すように、本実施形態に係る操作入力装置２は、各種の演算処理を行う操作支援ＥＣＵ５と、ユーザからの操作を受け付けるタッチパッド７と、タッチパッド７を振動させる為の圧電素子８と、ＣＡＮインターフェース９とから構成されている。
【００２５】
また、操作入力装置２には、ユーザにより操作対象となるボタンやレバーなどの操作対象物を表示するディスプレイ６が接続されている。ディスプレイ６はタッチパッド７の操作面と異なる場所、例えば、ダッシュボードに設置される。尚、ディスプレイ６の表示内容は、操作入力装置２によって操作対象となる車載器やシステムによって異なり、例えば、ナビゲーション装置の操作を行う場合には、カーソルキーや文字入力キー等の操作対象物が表示され、エアコンの操作を行う場合には電源切り替えボタンや温度調整ボタン等の操作対象物が表示される。また、それらの表示内容の切り替えは、例えばディスプレイ６上でフリック操作を受け付けた場合に行われる。
また、ディスプレイ６はヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）により構成しても良い。その場合には、映像の投射方向を運転席の前方のフロントガラスとなるように設定する。更に、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）等を用いても良い。
【００２６】
以下に、操作入力装置２を構成する各構成要素について順に説明する。
先ず、操作支援ＥＣＵ（エレクトロニック・コントロール・ユニット）５は、操作入力装置２の全体の制御を行う電子制御ユニットであり、演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ１１、並びにＣＰＵ１１が各種の演算処理を行うにあたってワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ１２、制御用のプログラムのほか、後述の操作支援処理プログラム（図５参照）等が記録されたＲＯＭ１３、ＲＯＭ１３から読み出したプログラムやタッチ座標の履歴や後述の振動基準情報１５を記憶するフラッシュメモリ１４等の内部記憶装置を備えている。尚、操作支援ＥＣＵ５は、処理アルゴリズムとしての各種手段を構成する。例えば、タッチ地点検出手段は、タッチパッド７に対してユーザが触れたタッチ地点の位置を検出する。操作面振動手段は、タッチ地点検出手段によって検出されたタッチ地点がタッチパッド７の対象エリア内で移動する場合に、圧電素子８によるタッチパッド７の振動を行う。
【００２７】
また、タッチパッド７は、ディスプレイ６に表示されたボタンやレバー等の操作対象物を操作する為の操作手段である。タッチパッド７としては抵抗膜方式や静電容量方式が用いられ、操作支援ＥＣＵ５は、所定の検出周期でユーザがタッチしたタッチ座標をタッチパッド７の座標系で検出する。尚、タッチ座標は、ユーザがタッチパッド７の操作面に触れた（静電容量方式では静電容量が変化したことを触れたとみなす）タッチ地点の位置の座標である。尚、検出周期はタッチパッド７の種類によって異なるが、例えば２００Ｈｚ〜２ｋＨｚとなる。また、操作支援ＥＣＵ５は、後述のようにタッチ座標が移動する場合（即ち、ユーザがタッチパッドにタッチした状態でスライド移動させた場合）には、タッチ座標に対応する振動基準位置の変位に基づいてタッチパッド７を振動させることについても行う。それによって、ユーザがディスプレイ６を視認しない状態であっても、タッチパッド７上に配置された操作対象物の形状や配置態様を把握することが可能となる。
【００２８】
また、図３はディスプレイ６に表示される表示画面をタッチパッド７と対応させて表示した図である。特に図３に示す例は、操作入力装置２を介して車両のエアコンの操作を行う場合にディスプレイ６に表示されるエアコン操作画面２０を示す。具体的にエアコン操作画面２０には、エアコンの電源の切り替えを行う電源ボタン２１や、設定温度を上昇させる温度上昇ボタン２２や、設定温度を下降させる温度下降ボタン２３がそれぞれ操作対象物として表示される。そして、電源ボタン２１の表示されたエリアをユーザがタッチすればエアコンの電源を切り替えることができ、温度上昇ボタン２２や温度下降ボタン２３の表示されたエリアをユーザがそれぞれタッチすればエアコンの設定温度を調整することができる。即ち、電源ボタン２１が仮想配置されたタッチパッド７の操作面上の領域が電源ボタン２１を操作する為の領域となり、温度上昇ボタン２２が仮想配置されたタッチパッド７の操作面上の領域が温度上昇ボタン２２を操作する為の領域となり、温度下降ボタン２３が仮想配置されたタッチパッド７の操作面上の領域が温度下降ボタン２３を操作する為の領域となる。
【００２９】
また、圧電素子８は、図３に示すようにタッチパッド７に接した状態でタッチパッド７の縁部付近に上下一対に配置される。そして、操作支援ＥＣＵ５は、圧電素子８に信号電圧を加えることにより、圧電素子８を歪ませ、タッチパッド７を振動させる。その際、操作支援ＥＣＵ５は、電圧値を変更することによって振動方向や振動の振幅を任意に設定することが可能である。また、振動周期は、圧電素子８の種類や設置態様によって異なるが、例えば２５０Ｈｚ〜２ｋＨｚとなる。尚、圧電素子８はタッチパッド７に直接接触して配置される必要はなく、タッチパッド７に振動を伝達できるのであれば、他の部材に対して配置されていても良い。また、タッチパッド７に振動を生じさせる手段としては、圧電素子８の代わりに小型の振動モータ等を用いても良い。
【００３０】
また、ＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）インターフェース９は、車両内に設置された各種車載器や車両の制御ＥＣＵ間で多重通信を行う車載ネットワーク規格であるＣＡＮに対して、データの入出力を行うインターフェースである。そして、操作支援ＥＣＵ５は、ＣＡＮを介して、各種車載器や車両の制御ＥＣＵ（例えば、ナビゲーション装置３１、ＡＶ装置３２、エアコン制御ＥＣＵ３３等）と相互通信可能に接続される。そして、操作支援ＥＣＵ５は、操作入力装置２においてユーザの操作を受け付けた場合に、操作信号を各種車載器や車両の制御ＥＣＵへと送信することによって、操作入力装置２を介した各種車載器やシステムの操作を行う。
【００３１】
次に、フラッシュメモリ１４に記憶される振動基準情報１５について説明する。
ここで、振動基準情報１５は、タッチパッド７に仮想的に配置される操作対象物（即ち操作領域）の配置態様及び形状に応じて設定され、タッチパッド７の座標系と振動基準値とを対応付けた情報である。また、振動基準値は、タッチパッド７にユーザがタッチ操作を行っている状態で、タッチパッド７の振動を行うか否か及び振動を行う場合にはどのような態様で振動を行うのかを決定する為の基準となる値であり、タッチパッド７に仮想的に配置される操作対象物の高さ情報に基づいて設定される。従って、振動基準情報は、タッチパッド７に対して仮想的に配置される操作対象物の種類や位置等の配置態様に基づいて決定されることとなり、予め設定可能な操作対象物の配置態様毎に異なる振動基準情報（例えば、エアコンの操作を行う場合の操作対象物の配置パターンに対応する振動基準情報、ナビゲーション装置の操作を行う場合の操作対象物の配置態様に対応する振動基準情報）が記憶される。
【００３２】
ここで、図４は、図３に示すエアコン操作画面２０がディスプレイ６に表示される場合において、タッチパッド７に設定される振動基準情報として、特にＡ−Ａ線のｘ軸正方向に沿った振動基準値の変位と、Ｂ−Ｂ線のｙ軸正方向に沿った振動基準値の変位を示した図である。尚、図４以降では本来別領域のディスプレイ６に表示される表示画面を、説明の為にタッチパッド７と対応させて表示することとする。図４に示すように振動基準値は、エアコン操作画面２０に含まれる電源ボタン２１、温度上昇ボタン２２、温度下降ボタン２３の配置態様及び形状に基づいて設定され、タッチパッド７上に電源ボタン２１、温度上昇ボタン２２、温度下降ボタン２３がそれぞれ機械的なボタンとして配置されたと仮定した場合の高さ情報に相当する。従って、Ｍ方向に沿った振動基準値は、地点Ａまでは０であり、地点Ａから地点Ｂまでは電源ボタン２１の外縁の斜面角度で上昇し、地点Ｂから地点Ｃまでは電源ボタン２１の頂上部の高さｈ１で推移し、その後、地点Ｃから地点Ｄまで電源ボタン２１の外縁の斜面角度で下降し、ボタンの存在しない地点Ｄから地点Ｅまでは再度０となる。以下同様に、地点Ｅから地点Ｆまでは温度上昇ボタン２２の外縁の斜面角度で上昇し、地点Ｆから地点Ｇまでは温度上昇ボタン２２の頂上部の高さｈ２で推移し、その後、地点Ｇから地点Ｈまで温度上昇ボタン２２の外縁の斜面角度で下降し、地点Ｈから地点Ｉまでは温度下降ボタン２３の外縁の斜面角度で上昇し、地点Ｉから地点Ｊまでは温度下降ボタン２３の頂上部の高さｈ２で推移し、その後、地点Ｊから地点Ｋまで温度下降ボタン２３の外縁の斜面角度で下降する。同様に、Ｎ方向に沿った振動基準値についても図４に示すように変位する。
【００３３】
そして、図４に示す例では各電源ボタン２１、温度上昇ボタン２２、温度下降ボタン２３の斜面となる地点Ａから地点Ｂまでの範囲、地点Ｃから地点Ｄまでの範囲、地点Ｅから地点Ｆまでの範囲、地点Ｇから地点Ｉまでの範囲、地点Ｊから地点Ｋまでの範囲、地点Ｏから地点Ｐまでの範囲、地点Ｑから地点Ｒまでの範囲がそれぞれ「対象エリア」に相当する。そして、後述のように対象エリア内をタッチ地点が移動する場合にタッチパッド７の操作面が振動される構成を有する。
【００３４】
そして、操作支援ＥＣＵ５は、タッチパッド７に対するユーザのタッチ座標の変位と図４に示す振動基準情報１５を用いて、後述のようにタッチパッド７の振動を行うか否か及び振動を行う場合にはどのような態様で振動を行うのかを決定する。より具体的には、実在する操作対象物に触れているかのような触覚（例えば、ボタンの角に指が掛かったり、ボタンの斜面を上ったり下ったりする触覚）をユーザに与えるように振動態様を決定する。その結果、ディスプレイ６を視認させなくともタッチパッド７上に仮想的に配置された操作対象物の配置態様及び形状をユーザに認識させることが可能となる。
【００３５】
続いて、前記構成を有する操作支援システム１において操作支援ＥＣＵ５が実行する操作支援処理プログラムについて図５に基づき説明する。図５は本実施形態に係る操作支援処理プログラムのフローチャートである。ここで、操作支援処理プログラムは車両のＡＣＣがＯＮされた後に実行され、タッチパッド７にユーザがタッチ操作を行っている状態でタッチパッド７を振動させることによって、タッチパッド７上に仮想的に配置された操作対象物の配置態様及び形状をユーザに認識させるプログラムである。尚、以下の図５、図７、図８、図１５、図２１及び図２３にフローチャートで示されるプログラムは、操作支援システム１が備えているＲＡＭ１２やＲＯＭ１３に記憶されており、ＣＰＵ１１により実行される。
【００３６】
先ず、操作支援処理プログラムではステップ（以下、Ｓと略記する）１において、ＣＰＵ１１は初期化処理を行う。この初期化処理では、例えばフラッシュメモリ１４に記憶されたタッチ座標の履歴の初期化等が行われる。
【００３７】
次に、Ｓ２においてＣＰＵ１１は、タッチパッド７から送信される検出信号に基づいて、ユーザがタッチパッド７の少なくとも１点以上をタッチしている状態（以下、タッチ状態という）であるか否かを判定する。例えば、タッチパッド７が抵抗膜方式や静電容量方式である場合には、所定値以上の圧力を検出した場合や所定値以上の静電容量の変化を検出した場合に、タッチ状態にあると判定する。
【００３８】
そして、タッチ状態にあると判定された場合（Ｓ２：ＹＥＳ）には、Ｓ３へと移行する。それに対して、タッチ状態にないと判定された場合（Ｓ２：ＮＯ）には、Ｓ１２へと移行する。
【００３９】
Ｓ３においてＣＰＵ１１は、タッチパッド７から送信される検出信号に基づいて、ユーザがタッチパッド７をタッチする地点の座標であるタッチ座標を検出する。例えば、タッチパッド７が抵抗膜方式や静電容量方式である場合には、圧力変化のあった地点や静電容量の変化に基づいて流れた電流の位置を検出することによって、タッチ座標を検出する。尚、上記Ｓ２は後述のＳ１３で操作の受け付けを終了すると判定されるまで、所定の検出周期毎に繰り返し実行され、タッチ座標を検出することとなる。
【００４０】
次に、Ｓ４においてＣＰＵ１１は、前回の１検出周期前に実行された前記Ｓ３の処理でタッチ座標が検出されたか否かを判定する。
【００４１】
そして、前回の１検出周期前にタッチ座標が検出されたと判定された場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、即ち１検出周期以上前から継続してタッチ状態にあると判定された場合には、Ｓ６へと移行する。それに対して、前回の１検出周期前にタッチ座標が検出されなかったと判定された場合（Ｓ４：ＮＯ）、即ち今回新たにユーザがタッチオン（ユーザがタッチしていない状態からタッチした状態へと移行）したと判定された場合には、Ｓ５へと移行する。
【００４２】
Ｓ５においてＣＰＵ１１は、前記Ｓ３で検出したタッチ座標をタッチ座標の履歴としてフラッシュメモリ１４等の記憶媒体に累積的に記憶する。その後、Ｓ１２へと移行する。
【００４３】
Ｓ６においてＣＰＵ１１は、フラッシュメモリ１４に記憶されたタッチ座標の履歴を読み出し、前回の１検出周期前に検出されたタッチ座標と今回新たにＳ３で検出されたタッチ座標とに基づいて、タッチ座標の移動速度Ｖを算出する。具体的には、前回と今回の２点のタッチ座標間の距離をＬとし、タッチ座標の検出周期をＴとすると、以下の式（１）で算出される。
Ｖ＝Ｌ／Ｔ・・・・（１）
【００４４】
次に、Ｓ７においてＣＰＵ１１は、フラッシュメモリ１４に記憶されたタッチ座標の履歴を読み出し、フリック操作が行われたか否かを判定する。ここで、フリック操作とは、タッチ座標を移動させながらタッチオフ（ユーザがタッチした状態からタッチしていない状態へと移行）を行うタッチ操作である。
【００４５】
そして、フリック操作が行われたと判定された場合（Ｓ７：ＹＥＳ）には、Ｓ８へと移行する。それに対して、フリック操作が行われていないと判定された場合（Ｓ７：ＮＯ）には、Ｓ９へと移行する。
【００４６】
Ｓ８においてＣＰＵ１１は、フリック操作に基づく処理を実行する。具体的には、ディスプレイ６に表示された表示画面の切り換え等を行う。例えば、ナビゲーション装置の操作を行う操作画面と、エアコンの操作を行う操作画面と、オーディオの操作を行う操作画面との間で表示画面の切り換えを行う。尚、表示画面が切り替わると、タッチパッド７上に配置される操作対象物の種類（即ち形状）や配置態様も変化することとなり、それに伴って、振動基準情報１５（図４参照）も新たな表示画面に対応した情報へと切り替わる。その後、Ｓ１２へと移行する。尚、前記Ｓ８でＣＰＵ１１は、操作対象物の配置は変更せず、配置される操作対象物の種類（即ち形状）のみを変更しても良い。また、配置される操作対象物の種類（即ち形状）は変更せず、操作対象物の配置のみを変更しても良い。
【００４７】
一方、Ｓ９においてＣＰＵ１１は、前記Ｓ６で算出されたタッチ座標の移動速度Ｖが所定の閾値以上であるか否かを判定する。ここで、前記Ｓ９で判定基準となる閾値は、例えばＲＡＭ１２等に記憶されており、タッチ座標の検出周期に基づいて設定される。また、閾値は、タッチ座標の検出周期が短いほど、高い値が設定される。より具体的には、検出されたタッチ座標の履歴に基づいて振動基準値の変位態様（例えば、振動基準値の単位時間当たりの変位量、単位時間当たりの変位量が増加又は減少するタイミング等）を特定することが可能なタッチ座標の移動速度の上限値を閾値とする。
【００４８】
以下に、上記閾値について具体例を挙げてより詳細に説明する。
図６はエアコン操作画面２０がディスプレイ６に表示された状態で、ユーザが地点Ｓから右方向にドラッグ操作を行った場合において、時間経過に対するタッチ座標の振動基準値の変位態様を示した図である。図６のグラフが示すように、タッチ座標の移動速度が遅い場合には、タッチ座標の移動速度が速い場合よりも、同じ距離を移動する場合であっても、振動基準値の変位を特定する為のサンプル数が多くなる。従って、タッチ座標の移動速度が遅い場合には、検出周期毎に検出されたタッチ座標（より具体的にはタッチ座標に基づいて特定された振動基準値）に基づいて、振動基準値の変位態様を特定することが可能となる。
尚、特定する対象となる振動基準値の変位態様としては、振動基準値の単位時間当たりの変位量（例えば、ボタンの斜面角度）θ、単位時間当たりの振動基準値の変位量θが増加するタイミング（例えば、ボタンの上り斜面に到達したタイミングや下り斜面が終了したタイミング）ｔ１、単位時間当たりの振動基準値の変位量θが減少するタイミング（例えば、ボタンの上り斜面が終了したタイミングや下り斜面に到達したタイミング）ｔ２がある。
一方、タッチ座標の移動速度が速い場合には、振動基準値の変位を特定する為のサンプル数が少ないので、検出周期毎に検出されたタッチ座標（より具体的にはタッチ座標に基づいて特定された振動基準値）に基づいて、上記振動基準値の変位態様（ｔ１、ｔ２、θ）を特定することが困難となる。
【００４９】
また、振動基準値の変位を特定する為のサンプル数は、タッチ座標の検出周期にも依存する。即ち、検出周期が短い程、同じタッチ座標の移動速度であっても振動基準値の変位を特定する為のサンプル数が多くなり、タッチ座標の移動速度が早くても振動基準値の変位態様を特定することが可能となる。例えば、振動基準値の単位時間当たりの変位量が０以外の区間について、各区間内に複数点のサンプルが取得できるタッチ座標の移動速度の上限値を閾値とする。
【００５０】
そして、前記Ｓ９の判定の結果、タッチ座標の移動速度Ｖが所定の閾値未満であると判定された場合（Ｓ９：ＮＯ）には、Ｓ１０へと移行する。それに対して、タッチ座標の移動速度Ｖが所定の閾値以上であると判定された場合（Ｓ９：ＹＥＳ）には、Ｓ１１へと移行する。
【００５１】
Ｓ１０においてＣＰＵ１１は、後述の第１振動処理（図７）を実行する。ここで、第１振動処理は、前記Ｓ３で検出されたタッチ座標に対応する振動基準値に基づいて、タッチ座標の移動に伴う振動基準値の変位態様を特定し、特定された振動基準値の変位態様に基づいてタッチパッド７の振動を行う処理である。
【００５２】
一方、Ｓ１１においてＣＰＵ１１は、後述の第２振動処理（図１０）を実行する。ここで、第２振動処理は、前記Ｓ３で検出されたタッチ座標の履歴から、タッチ座標の移動に伴う振動基準値の変位態様を予測し、予測された振動基準値の変位態様に基づいてタッチパッド７の振動を行う処理である。
【００５３】
次に、Ｓ１２においてＣＰＵ１１は、前記Ｓ３で検出されたタッチ座標に基づくその他の処理を実行する。例えば、検出されたタッチ座標やタッチ操作の種別（ドラッグ操作、フリック操作等）に基づいて、操作対象となっている車載器やシステムの操作内容（例えばナビゲーション装置に表示された地図画像のスクロール、エアコンの設定温度上昇、オーディオのチャンネル変更）を特定し、ＣＡＮを介して、特定された操作内容を各種車載器や車両の制御ＥＣＵへと送信する。具体的には、タッチパッド７において操作対象物が仮想配置された領域がユーザの操作を受け付ける操作領域であり、操作領域内へのユーザの操作に基づいて、操作入力装置２を介した各種車載器やシステムの操作が行われることとなる。
【００５４】
その後、Ｓ１３においてＣＰＵ１１は、操作入力装置２によるユーザの操作の受け付けを終了するか否か判定する。例えば、シフト位置が「Ｐ」に変更された場合、ＡＣＣがオフされた場合等に、ユーザの操作の受け付けを終了すると判定する。
【００５５】
そして、操作入力装置２によるユーザの操作の受け付けを継続すると判定された場合（Ｓ１３：ＮＯ）には、Ｓ２へと戻る。一方、操作入力装置２によるユーザの操作の受け付けを終了すると判定された場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）には、当該操作支援処理プログラムを終了する。
【００５６】
次に、前記Ｓ１０において実行される第１振動処理のサブ処理について図７に基づき説明する。図７は第１振動処理のサブ処理プログラムのフローチャートである。
【００５７】
先ず、Ｓ２１においてＣＰＵ１１は、フラッシュメモリ１４に記憶された振動基準情報１５を読み出し、今回新たにＳ３で検出されたタッチ座標に対応する振動基準値を特定する。尚、振動基準値は、前記したようにタッチパッド７に仮想的に配置される操作対象物の配置態様及び形状に応じて設定され、タッチパッド７の座標系と振動基準値とを対応付けた情報である（図４参照）。
【００５８】
次に、Ｓ２２においてＣＰＵ１１は、フラッシュメモリ１４に記憶された振動基準情報１５を読み出し、前回の１検出周期前に検出されたタッチ座標に対応する振動基準値を同様に特定する。
【００５９】
続いて、Ｓ２３においてＣＰＵ１１は、前記Ｓ２２で特定された前回のタッチ座標に対応する振動基準値と前記Ｓ２１で特定された今回のタッチ座標に対応する振動基準値との差分を算出する。
【００６０】
次に、Ｓ２４においてＣＰＵ１１は、前記Ｓ２３で算出された差分に基づいて、前回のタッチ座標に対応する振動基準値と今回のタッチ座標に対応する振動基準値とが異なっているか否か、即ち振動基準値が変位したか否かを判定する。
【００６１】
そして、振動基準値が変位したと判定された場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、即ち、前回の検出時からタッチ座標が移動しており、且つ移動前後の振動基準値が異なると判定された場合には、Ｓ２５へと移行する。例えば、図４に示す区間Ａ−Ｂ間をｘ軸正方向または負方向に移動する場合には、振動基準値が変位することとなる。それに対して、振動基準値が変位していないと判定された場合（Ｓ２４：ＮＯ）、即ち、前回の検出時からタッチ座標が移動していない、或いは移動していたとしても移動前後の振動基準値が同じと判定された場合には、Ｓ２７へと移行する。
【００６２】
Ｓ２５においてＣＰＵ１１は、後述の第１振動波形算出処理（図８）を実行する。ここで、第１振動波形算出処理は、前回のタッチ座標に対応する振動基準値と今回のタッチ座標に対応する振動基準値とに基づいて、タッチパッドを振動させる際の振動波形を算出する処理である。尚、振動波形は、振動方向、振幅、振動周期によって規定されるが、振動周期については圧電素子８の種類や設置態様によって決定されるので、前記Ｓ２５では特に振動方向と振幅について算出される。
【００６３】
次に、Ｓ２６においてＣＰＵ１１は、前記Ｓ２５で算出された振動波形に基づいてタッチパッド７を振動させる。具体的には、ＣＰＵ１１は前記Ｓ２５で算出された振動波形に対応する信号電圧を圧電素子８に加えることにより、圧電素子８を歪ませ、タッチパッド７を振動させる。その結果、前記Ｓ２５で算出された振動波形による振動がタッチパッド７に生じる。そして、振動を生じさせることによって、タッチパッドをタッチするユーザに対して実在する操作対象物に触れているかのような触覚（例えば、ボタンの角に指が掛かったり、ボタンの斜面を上ったり下ったりする触覚）を与える。
【００６４】
その後、Ｓ２７においてＣＰＵ１１は、今回新たにＳ３で検出したタッチ座標をタッチ座標の履歴としてフラッシュメモリ１４等の記憶媒体に累積的に記憶する。その後、Ｓ１２へと移行する。
【００６５】
次に、前記Ｓ２５において実行される第１振動波形算出処理のサブ処理について図８に基づき説明する。図８は第１振動波形算出処理のサブ処理プログラムのフローチャートである。
【００６６】
先ず、Ｓ３１においてＣＰＵ１１は、前記Ｓ２３で算出された前回のタッチ座標に対応する振動基準値と今回のタッチ座標に対応する振動基準値との差分Ｄを読み出す。
【００６７】
次に、Ｓ３２においてＣＰＵ１１は、前記Ｓ３１で読み出した差分Ｄに基づく振動成分Ｕｈを算出する。具体的には、前記Ｓ６で算出されたタッチ座標の移動速度をＶとすると、以下の式（２）により算出される。
Ｕｈ＝Ｄ×Ｖ×Ａ・・・・（２）
尚、『Ａ』は装置毎の固有の係数である。
【００６８】
続いて、Ｓ３３においてＣＰＵ１１は、前記Ｓ２３で算出された前回のタッチ座標に対応する振動基準値の角度θ１（単位時間当たりの振動基準値の変位量）と今回のタッチ座標に対応する振動基準値の角度θ２との角度差分Δθを算出する。具体的には、以下の式（３）により算出される。
Δθ＝θ２−θ１・・・・（３）
【００６９】
例えば、図９に示すように時間経過に対して振動基準値が変位する場合において、（Ａ）に示すタイミングで角度差分Δθを算出すると、前回のタッチ座標に対応する振動基準値の角度θ１及び今回のタッチ座標に対応する振動基準値の角度θ２はともに「０」であるから、角度差分Δθは「０」となる。また、（Ｂ）に示す操作対象物の縁部（即ち操作領域の境界である振動境界）を横切るタイミングで角度差分Δθを算出すると、前回のタッチ座標に対応する振動基準値の角度θ１は「０」であり、今回のタッチ座標に対応する振動基準値の角度θ２は「α」であるから、角度差分Δθは「α」となる。更に、（Ｃ）に示すタイミングで角度差分Δθを算出すると、前回のタッチ座標に対応する振動基準値の角度θ１は「α」であり、今回のタッチ座標に対応する振動基準値の角度θ２は「０」であるから、角度差分Δθは「−α」となる。
【００７０】
次に、Ｓ３４においてＣＰＵ１１は、前記Ｓ３３で算出された角度差分Δθに基づく振動成分Ｕθを算出する。具体的には、以下の式（４）により算出される。
Ｕθ＝ｓｉｎΔθ×Ｂ・・・・（４）
尚、『Ｂ』は装置毎の固有の係数である。
【００７１】
その後、Ｓ３５においてＣＰＵ１１は、前記Ｓ３２で算出された振動基準値の差分に基づく振動成分Ｕｈと、振動基準値の角度差分に基づく振動成分Ｕθを合成することによって、最終的な振動波形Ｕを算出する。具体的には、以下の式（５）により算出される。
Ｕ＝Ｕｈ＋Ｕθ・・・・（５）
【００７２】
その結果、最終的な振動波形Ｕは、タッチ座標の移動方向や移動速度によっても変化し、振動基準値の単位時間当たりの変位量が大きい程及びタッチ座標の移動速度が速い程、タッチパッド７を振動させる振動の振幅が大きくなることとなる。また、操作対象物の縁部（即ち操作領域の境界である振動境界）を横切ること等によって前回の検出時に対して振動基準値の単位時間当たりの変位量が増加する場合（０°＜Δθ＜９０°の場合）には、変位量に応じてタッチパッド７を振動させる振動の振幅が正方向に大きくなることとなる。また、同じく操作対象物の縁部（即ち操作領域の境界である振動境界）を横切ること等によって前回の検出時に対して振動基準値の単位時間当たりの変位量が減少する場合（−９０°＜Δθ＜０°の場合）には、変位量に応じてタッチパッド７を振動させる振動の振幅が負方向に大きくなることとなる。尚、図１０に示すように振動波形の正方向は、タッチパッド７の正面方向（即ちタッチパッド７を凸状）に振動させる方向であり、負方向はタッチパッド７の奥方向（即ちタッチパッド７を凹状）に振動させる方向である。
【００７３】
その後、Ｓ２６へと移行し、前記したようにＣＰＵ１１は、前記Ｓ３５で算出された振動波形Ｕによりタッチパッド７を振動させる。そして、前記Ｓ２６の振動処理はＳ１３で操作の受け付けを終了すると判定されるまで、所定の検出周期毎に繰り返し実行されることとなる。
【００７４】
以下に、図１１〜図１４を用いて操作支援処理プログラム前記Ｓ２６によるタッチパッド７の振動態様について具体例を挙げて説明する。
先ず、図１１を用いて時間経過に対して振動基準値が上昇する場合、即ち操作対象物の傾斜を上る方向へとタッチ座標が移動する場合の振動態様について説明する。図１１に示す例では、単位時間当たりの振動基準値の変位量が増加するタイミング（操作対象物の縁部（振動境界）を横切って操作対象物の上り斜面に到達したタイミング）ｔ１で、先ず振動を生じさせる。その際の振動波形は、振動成分Ｕｈ、Ｕθ＞０となるので、正方向により大きな振幅を有する振動波形となる。それによって、ボタンの角に指が掛かった触感を付与することが可能となる。
その後、振動基準値が変位する間において、上昇角度に応じた同一形状の振動波形により繰り返し振動を生じさせる。その間の振動成分Ｕθは０である。それによって一定角度のボタンの斜面を上る触覚を付与することが可能となる。
次に、単位時間当たりの振動基準値の変位量が減少して「０」となるタイミング（操作対象物の上り斜面が終了したタイミング）ｔ２で、最後の振動を生じさせた後に振動を終了する。その際の振動波形は、振動成分Ｕｈ＝０、Ｕθ＜０となるので、それまでと反対方向である負方向に振幅を有する振動波形となる。それによって、上り傾斜が終了して平面に指が移動した触感を付与することが可能となる。
【００７５】
尚、図１２に示すようにタッチ座標の検出周期間にｔ２が位置する場合には、最後の振動波形は図１１に示すような負方向の振動波形ではなく、振幅を減少させた正方向の波形となる。
【００７６】
次に、図１３を用いて時間経過に対して振動基準値が下降する場合、即ち操作対象物の傾斜を下る方向へとタッチ座標が移動する場合の振動態様について説明する。図１３に示す例では、単位時間当たりの振動基準値の変位量が減少するタイミング（操作対象物の下り斜面に到達したタイミング）ｔ１で、先ず振動を生じさせる。その際の振動波形は、振動成分Ｕｈ、Ｕθ＜０となるので、負方向により大きな振幅を有する振動波形となる。それによって、ボタンの角に指が掛かった触感を付与することが可能となる。
その後、振動基準値が変位する間において、下降角度に応じた同一形状の振動波形により繰り返し振動を生じさせる。その間の振動成分Ｕθは０である。それによって一定角度のボタンの斜面を下る触覚を付与することが可能となる。
次に、単位時間当たりの振動基準値の変位量が増加して「０」となるタイミング（操作対象物の縁部（振動境界）を横切って操作対象物の下り斜面が終了したタイミング）ｔ２で、最後の振動を生じさせた後に振動を終了する。その際の振動波形は、振動成分Ｕｈ＝０、Ｕθ＞０となるので、それまでと反対方向である正方向に振幅を有する振動波形となる。それによって、下り傾斜が終了して平面に指が移動した触感を付与することが可能となる。
【００７７】
尚、図１４に示すようにタッチ座標の検出周期間にｔ２が位置する場合には、最後の振動波形は図１３に示すような正方向の振動波形ではなく、振幅を減少させた負方向の波形となる。
【００７８】
また、図１１〜図１４を比較すると、タッチ地点の位置が操作領域内から振動境界を横切って操作領域外に移動したときと、タッチ地点の位置が操作領域外から振動境界を横切って操作領域内に移動したときとでは、タッチパッド７を振動させる振動態様は異なる。また、タッチ地点の位置が操作領域内から振動境界を横切って操作領域外に移動したとき（図１３や図１４の振動波形）に比べて、タッチ地点の位置が操作領域外から振動境界を横切って操作領域内に移動するとき（図１１や図１２の振動波形）は、タッチパッド７を振動させる振動の振幅を大きくするのが望ましい。
更に、図１１及び図１２に示す振動態様では、振動基準値の単位時間当たりの変位量が増加するタイミングでタッチパッド７を振動させる振幅の大きさは、振動基準値の単位時間当たりの変位量が減少するタイミングで操作面を振動させる振幅の大きさに比べて大きくなる。
【００７９】
尚、以上に説明した実施例は、タッチ座標の検出周期と振動周期とが完全に一致している場合であるが、検出周期の方が長い場合には、次の検出周期が訪れるまで前記Ｓ２５で算出された振動波形による振動を繰り返し行うように構成する。また、振動周期の方が長い場合には、振動周期が終了する度に、直近の前記Ｓ２５で算出された振動波形による振動で次回の振動を行うように構成する。
【００８０】
続いて、前記Ｓ１１において実行される第２振動処理のサブ処理について図１５に基づき説明する。図１５は第２振動処理のサブ処理プログラムのフローチャートである。
【００８１】
先ず、Ｓ４１においてＣＰＵ１１は、フラッシュメモリ１４に記憶された振動基準情報１５を読み出し、今回新たにＳ３で検出されたタッチ座標に対応する振動基準値を特定する。尚、振動基準値は、前記したようにタッチパッド７に仮想的に配置される操作対象物の配置態様及び形状に応じて設定され、タッチパッド７の座標系と振動基準値とを対応付けた情報である（図４参照）。
【００８２】
次に、Ｓ４２においてＣＰＵ１１は、今回新たにＳ３で検出されたタッチ座標とフラッシュメモリ１４に記憶されたタッチ座標の履歴に基づいて、次回の１検出周期後に検出されるタッチ座標の位置を予測する。
【００８３】
ここで、図１６〜図１８を用いて前記Ｓ４２のタッチ座標の予測処理について、複数の例を挙げて説明する。
《第１の方法》
例えば、図１６に示す第１の方法では、前回のタッチ座標に対する今回のタッチ座標の離間距離Ｐと方位γをそれぞれ特定し、以降も同方向に同距離移動すると予測して次回のタッチ座標を予測する。
《第２の方法》
また、図１７に示す第２の方法では、前々回のタッチ座標に対する前回のタッチ座標の離間距離Ｐ１と方位γ１をそれぞれ特定し、前回のタッチ座標に対する今回のタッチ座標の離間距離Ｐ２と方位γ２をそれぞれ特定する。そして、同じ方位変化量及び距離変化量で以降も移動すると予測して次回のタッチ座標を予測する。例えば、前々回のタッチ座標に対する前回のタッチ座標の離間距離が「２」及び方位が「１０°」であって、前回のタッチ座標に対する今回のタッチ座標の離間距離が「４」及び方位が「２０°」である場合には、今回のタッチ座標から方位「３０°」方向に「６」離れた地点を次回のタッチ座標として予測する。
《第３の方法》
また、図１８に示す第３の方法では、図１６に示す第１の方法で予測されたタッチ座標と、図１６に示す第１の方法で予測されたタッチ座標と、図１７に示す第２の方法で予測されたタッチ座標との中間点を次回のタッチ座標として予測する。
【００８４】
次に、Ｓ４２においてＣＰＵ１１は、タッチ座標の検出周期が振動周期の２倍以上であるか否か判定する。尚、検出周期は基本的にタッチパッド７の種類に基づいて決定され、振動周期は圧電素子８の種類や設置態様によって決定される。
【００８５】
そして、タッチ座標の検出周期が振動周期の２倍未満であると判定された場合（Ｓ４３：ＮＯ）には、Ｓ４４へと移行する。それに対して、タッチ座標の検出周期が振動周期の２倍以上であると判定された場合（Ｓ４３：ＹＥＳ）には、Ｓ４８へと移行する。
【００８６】
Ｓ４４においてＣＰＵ１１は、後述の波形特定処理（図２１）を実行する。波形特定処理は、今後に予測されるタッチ座標の移動態様に基づいて、タッチパッド７を振動させる振動波形の基本形状を複数のパターンから選択する処理である。
【００８７】
Ｓ４５においてＣＰＵ１１は、後述の第２振動波形算出処理（図２３）を実行する。ここで、第２振動波形算出処理は、今回のタッチ座標に対応する振動基準値と次回のタッチ座標に対応する振動基準値とに基づいて、前記Ｓ４４で基本形状が選択された振動波形のより具体的な形状を算出する処理である。尚、振動波形は、振動方向、振幅、振動周期によって規定されるが、振動周期については圧電素子８の種類や設置態様によって決定されるので、振動方向は前記Ｓ４４で決定されるので、前記Ｓ４５では特に振幅について算出される。
【００８８】
その後、Ｓ４６においてＣＰＵ１１は、前記Ｓ４４及びＳ４５で選択及び算出された振動波形に基づいてタッチパッド７を振動させる。具体的には、ＣＰＵ１１は前記Ｓ４４及びＳ４５で選択及び算出された振動波形に対応する信号電圧を圧電素子８に加えることにより、圧電素子８を歪ませ、タッチパッド７を振動させる。その結果、前記Ｓ４４及びＳ４５で選択及び算出された振動波形による振動がタッチパッド７に生じる。そして、振動を生じさせることによって、タッチパッドをタッチするユーザに対して実在する操作対象物に触れているかのような触覚（例えば、ボタンの角に指が掛かったり、ボタンの斜面を上ったり下ったりする触覚）を与える。
【００８９】
その後、Ｓ４７においてＣＰＵ１１は、今回新たにＳ３で検出したタッチ座標をタッチ座標の履歴としてフラッシュメモリ１４等の記憶媒体に累積的に記憶する。その後、Ｓ１２へと移行する。
【００９０】
一方、Ｓ４８においてＣＰＵ１１は、今回新たにＳ３で検出したタッチ座標と、前記Ｓ４２で予測された次回の１検出周期後に検出されるタッチ座標との間を、振動周期に応じて等分し、各区分点のタッチ座標の位置を特定する。具体的には、タッチ座標の検出周期が振動周期の２倍であれば２等分し、タッチ座標の検出周期が振動周期の３倍であれば３等分する。尚、小数点以下については切り捨てる（例えば２．５倍であれば２等分とする）。その結果、その後の振動周期の開始点毎におけるタッチ座標の位置を、振動周期毎に予測することが可能となる。
【００９１】
例えば、図１９に示すように今回のタッチ座標と次回のタッチ座標が位置する場合であって、タッチ座標の検出周期が振動周期の３倍であれば、今回のタッチ座標と次回のタッチ座標との間を３等分する。そして、各区分点の２点のタッチ座標Ｒ１、Ｒ２を特定する。その結果、Ｒ１は次の振動周期の開始時点（現時点から１振動周期後）におけるタッチ座標の位置であり、Ｒ１は更にその次の振動周期の開始時点（現時点から２振動周期後）におけるタッチ座標の位置となる。
【００９２】
尚、以降のＳ４９〜Ｓ５３の処理は、前記Ｓ４８で特定された全てのタッチ座標について、今回のタッチ座標から近いタッチ座標から順に処理対象として繰り返し実行される。そして、前記Ｓ４８で特定された全てのタッチ座標を対象としてＳ４９〜Ｓ５３の処理が実行された後にＳ５４へと移行する。
【００９３】
先ず、Ｓ４９は、フラッシュメモリ１４に記憶された振動基準情報１５を読み出し、処理対象のタッチ座標に対応する振動基準値を特定する。
【００９４】
次に、Ｓ５０は、フラッシュメモリ１４に記憶された振動基準情報１５を読み出し、前回処理対象のタッチ座標に対応する振動基準値を特定する。尚、前記Ｓ５０の処理が最初に行われる場合（前回処理対象のタッチ座標が存在しない場合）には、前記Ｓ４１で特定された今回のタッチ座標に対応する振動基準値を代わりに用いる。
【００９５】
続いて、Ｓ５１においてＣＰＵ１１は、前記Ｓ４９で特定された今回処理対象のタッチ座標に対応する振動基準値と前記Ｓ５０で特定された前回処理対象のタッチ座標に対応する振動基準値との差分を算出する。
【００９６】
Ｓ５２においてＣＰＵ１１は、今回処理対象のタッチ座標と前回処理対象のタッチ座標とに基づいて、前記Ｓ６で算出されたタッチ座標の移動速度Ｖを修正する。具体的には、前回と今回の２点のタッチ座標間の距離をＬ´とし、タッチ座標の検出周期をＴ´とし、前記Ｓ４８で等分した数をＮとすると、以下の式（６）で算出される。
Ｖ＝Ｌ´／（Ｔ´／Ｎ）・・・・（６）
【００９７】
次に、Ｓ５３においてＣＰＵ１１は、前述した第１振動波形算出処理（図８）を実行する。但し、Ｓ３１では前記Ｓ５１で算出された差分を読み出し、Ｓ３３では前回処理対象のタッチ座標に対応する振動基準値の角度と今回処理対象のタッチ座標に対応する振動基準値の角度の角度差分を算出する。その結果、次回のタッチ座標の検出周期までの間に含まれる振動周期毎に振動波形Ｕが算出されることとなる。
【００９８】
その後、前記Ｓ４８で特定された全てのタッチ座標を対象としてＳ４９〜Ｓ５３の処理が実行された後に実行されるＳ５４では、前記Ｓ５３で算出された振動周期毎の振動波形Ｕを合成する。その結果、図２０に示すような振動波形が算出されることとなる。
【００９９】
その後、Ｓ５５においてＣＰＵ１１は、前記Ｓ５４で算出された振動波形に基づいてタッチパッド７を振動させる。具体的には、ＣＰＵ１１は前記Ｓ５４で算出された振動波形に対応する信号電圧を振動周期毎に連続して圧電素子８に加えることにより、圧電素子８を歪ませ、タッチパッド７を振動させる。例えば、図２０に示す例では次のタッチ座標の検出周期までに含まれる３振動周期分の振動を前記Ｓ４６で順次行わせる。その結果、前記Ｓ５４で算出された振動波形による振動がタッチパッド７に生じる。そして、振動を生じさせることによって、タッチパッドをタッチするユーザに対して実在する操作対象物に触れているかのような触覚（例えば、ボタンの角に指が掛かったり、ボタンの斜面を上ったり下ったりする触覚）を与える。
【０１００】
その後、Ｓ４７においてＣＰＵ１１は、今回新たにＳ３で検出したタッチ座標をタッチ座標の履歴としてフラッシュメモリ１４等の記憶媒体に累積的に記憶する。その後、Ｓ１２へと移行する。
【０１０１】
続いて、前記Ｓ４４において実行される波形特定処理のサブ処理について図２１に基づき説明する。図２１は波形特定処理のサブ処理プログラムのフローチャートである。
【０１０２】
先ず、Ｓ６１においてＣＰＵ１１は、タッチパッド７を振動させる振動波形の候補となる波形パターンをＲＡＭ１２等から読み出す。尚、本実施形態では、図２２に示す３つの波形パターンＡ〜Ｃを読み出す。図２２に示すように、波形パターンＡはタッチパッド７の正面方向（即ちタッチパッド７を凸状）に１回振動させるパターンであり、波形パターンＢはタッチパッド７の奥方向（即ちタッチパッド７を凹状）に１回振動させるパターンであり、波形パターンＣはタッチパッド７の奥方向に振動させた後に連続して正面方向に振動させるパターンである。尚、振動波形の候補となる波形パターンは、上記Ａ〜Ｃ以外のパターンを用意しても良い。
【０１０３】
次に、Ｓ６２においてＣＰＵ１１は、今回新たにＳ３で検出されたタッチ座標が、タッチパッド７上に仮想配置されたいずれかの操作対象物上に位置するか否かを判定する。具体的には、操作対象物の配置エリアを表示画面毎に予め記憶しておき、タッチ座標と配置エリアを比較することにより判定する。尚、タッチ座標に対応する振動基準値が表示画面毎に予め設定された値（例えば図４に示す例では「ｈ１」及び「ｈ２」）である場合に、操作対象物上に位置すると判定しても良い。
【０１０４】
そして、今回新たにＳ３で検出されたタッチ座標がタッチパッド７上に仮想配置されたいずれかの操作対象物上に位置すると判定された場合（Ｓ６２：ＹＥＳ）に、Ｓ６３へと移行する。それに対して、今回新たにＳ３で検出されたタッチ座標がタッチパッド７上に仮想配置されたいずれの操作対象物上にも位置しないと判定された場合（Ｓ６２：ＮＯ）には、Ｓ６８へと移行する。
【０１０５】
Ｓ６３においてＣＰＵ１１は、前記Ｓ４２で予測された次回の１検出周期後のタッチ座標が、今回のタッチ座標と同一の操作対象物上に位置するか否かを判定する。具体的な判定方法については前記Ｓ６２と同様であるので省略する。
【０１０６】
そして、次回の１検出周期後のタッチ座標が、今回のタッチ座標と同一の操作対象物上に位置すると判定された場合（Ｓ６３：ＹＥＳ）には、Ｓ６４へと移行する。それに対して、次回の１検出周期後のタッチ座標が、今回のタッチ座標と同一の操作対象物上に位置しないと判定された場合（Ｓ６３：ＮＯ）には、Ｓ６５へと移行する。
【０１０７】
Ｓ６４においてＣＰＵ１１は、タッチ座標は今後、同一の操作対象物上を移動する（即ち、振動基準値が変位しない）と推定し、タッチパッド７を振動させる振動波形を選択しない（即ち、振動させないことを決定する）。その後、Ｓ４５へと移行する。
【０１０８】
一方、Ｓ６５においてＣＰＵ１１は、前記Ｓ４２で予測された次回の１検出周期後のタッチ座標が、今回のタッチ座標と異なる操作対象物上に位置するか否かを判定する。具体的な判定方法については前記Ｓ６２と同様であるので省略する。
【０１０９】
そして、次回の１検出周期後のタッチ座標が、今回のタッチ座標と異なる操作対象物上に位置すると判定された場合（Ｓ６５：ＹＥＳ）には、Ｓ６６へと移行する。それに対して、次回の１検出周期後のタッチ座標が、今回のタッチ座標と異なる操作対象物上にも位置しないと判定された場合（Ｓ６５：ＮＯ）には、Ｓ６７へと移行する。
【０１１０】
Ｓ６６においてＣＰＵ１１は、タッチ座標は今後、現在の操作対象物上から他の操作対象物上に移動する（即ち、振動基準値が一旦減少した後に再度上昇する）と推定し、タッチパッド７を振動させる振動波形の基本形状として波形パターンＣを選択する。その後、Ｓ４５へと移行する。尚、波形パターンＣは、上述したようにタッチパッド７の奥方向に振動させた後に正面方向に連続して振動させるパターンである。波形パターンＣに基づく振動を加えることによって、一旦操作対象物上から下りて他の操作対象物上へと上がる触感を付与することが可能となる。
【０１１１】
また、Ｓ６７においてＣＰＵ１１は、タッチ座標は今後、操作対象物上から操作対象物の無い面へと移動する（即ち、振動基準値が減少する）と推定し、タッチパッド７を振動させる振動波形の基本形状として波形パターンＢを選択する。その後、Ｓ４５へと移行する。尚、波形パターンＢは、上述したようにタッチパッド７の奥方向に１回振動させるパターンである。波形パターンＢに基づく振動を加えることによって、操作対象物上から下りる触感を付与することが可能となる。
【０１１２】
一方、Ｓ６８においてＣＰＵ１１は、前記Ｓ４２で予測された次回の１検出周期後のタッチ座標が、タッチパッド７上に仮想配置されたいずれかの操作対象物上に位置するか否かを判定する。具体的な判定方法については前記Ｓ６２と同様であるので省略する。
【０１１３】
そして、次回の１検出周期後のタッチ座標が、タッチパッド７上に仮想配置されたいずれかの操作対象物上に位置すると判定された場合（Ｓ６８：ＹＥＳ）には、Ｓ６９へと移行する。それに対して、次回の１検出周期後のタッチ座標が、タッチパッド７上に仮想配置されたいずれの操作対象物上にも位置しないと判定された場合（Ｓ６８：ＮＯ）には、Ｓ７０へと移行する。
【０１１４】
Ｓ６９においてＣＰＵ１１は、タッチ座標は今後、操作対象物の無い面から操作対象物上に移動する（即ち、振動基準値が上昇する）と推定し、タッチパッド７を振動させる振動波形の基本形状として波形パターンＡを選択する。その後、Ｓ４５へと移行する。尚、波形パターンＡは、上述したようにタッチパッド７の正面方向に１回振動させるパターンである。波形パターンＡに基づく振動を加えることによって、操作対象物上へと上がる触感を付与することが可能となる。
【０１１５】
一方、Ｓ７０においてＣＰＵ１１は、タッチ座標は今後、操作対象物上へは移動しない（即ち、振動基準値が変位しない）と推定し、タッチパッド７を振動させる振動波形を選択しない（即ち、振動させないことを決定する）。その後、Ｓ４５へと移行する。
【０１１６】
次に、前記Ｓ４５において実行される第２振動波形算出処理のサブ処理について図２３に基づき説明する。図２３は第２振動波形算出処理のサブ処理プログラムのフローチャートである。
【０１１７】
先ず、Ｓ７１においてＣＰＵ１１は、フラッシュメモリ１４に記憶された振動基準情報１５を読み出し、前記Ｓ４２で予測された次回の１検出周期後のタッチ座標に対応する振動基準値を特定する。そして、前記Ｓ４１で特定された今回のタッチ座標に対応する振動基準値と次回の１検出周期後のタッチ座標に対応する振動基準値との差分Ｄを算出する。
【０１１８】
次に、Ｓ７２においてＣＰＵ１１は、前記Ｓ７１で算出した差分Ｄに基づく振動成分Ｕｈを算出する。具体的には、前記Ｓ６で算出されたタッチ座標の移動速度をＶとすると、以下の式（７）により算出される。
Ｕｈ＝Ｄ×Ｖ×Ａ・・・・（７）
尚、『Ａ』は装置毎の固有の係数である。
【０１１９】
続いて、Ｓ７３においてＣＰＵ１１は、今回のタッチ座標に対応する振動基準値から振動基準値が変位を開始するタイミングを予測する。例えば、図２４に示すように各タッチ座標に応じた振動基準値が特定された場合には、ｓ１が今回のタッチ座標に対応する振動基準値から振動基準値が変位を開始するタイミングとして予測される。尚、予測には、各タッチ座標に応じた振動基準値の他、フラッシュメモリ１４に記憶された振動基準情報１５も用いられる。
【０１２０】
その後、Ｓ７４においてＣＰＵ１１は、前記Ｓ７２で算出された振動基準値の差分に基づく振動成分Ｕｈを、前記Ｓ４４で選択された波形パターンに当てはめ、更に、前記Ｓ７３で予測された振動基準値が変位を開始するタイミングで振動を開始する振動波形を、振動波形Ｕとして算出する。但し、前記Ｓ４４で波形パターンが選択されなかった場合には、Ｕ＝０（振動しない）とする。
【０１２１】
その結果、最終的な振動波形Ｕは、前記Ｓ４４で選択された波形パターン（図２２）に従った方向に振動し、更に、振動基準値の単位時間当たりの変位量が大きい程及びタッチ座標の移動速度が速い程、タッチパッド７を振動させる振動の振幅が大きくなることとなる。
【０１２２】
その後、Ｓ４６へと移行し、前記したようにＣＰＵ１１は、前記Ｓ７４で算出された振動波形Ｕによりタッチパッド７を振動させる。尚、前記Ｓ４６で実行された振動が終了する前に、次のタッチ座標の検出周期となった場合には、現在の振動が終了した後に次の振動を行うように構成する。
【０１２３】
以下に、図２５〜図２７を用いて操作支援処理プログラムの前記Ｓ４６によるタッチパッド７の振動態様について具体例を挙げて説明する。
先ず、図２５を用いてタッチ座標が今後、操作対象物の無い面から操作対象物上に移動すると予測された場合の振動態様について説明する。図２５に示す例では、振動基準値が変位を開始すると予測されたタイミング（操作対象物の縁部（即ち操作領域の境界である振動境界）を横切って操作対象物の上り斜面に到達したタイミング）ｓ１で、振動を生じさせる。その際の振動波形は、タッチパッド７の正面方向（即ちタッチパッド７を凸状）に１回振動させる振動波形となる。それによって、ボタンの角に指が掛かり、その後にボタンの斜面を上り、最終的に上り傾斜が終了して平面に指が移動した触感を付与することが可能となる。
【０１２４】
次に、図２６を用いてタッチ座標が今後、操作対象物上から操作対象物の無い面へと移動すると予測された場合の振動態様について説明する。図２６に示す例では、振動基準値が変位を開始すると予測されたタイミング（操作対象物の下り斜面に到達したタイミング）ｓ２で、振動を生じさせる。その際の振動波形は、タッチパッド７の奥方向（即ちタッチパッド７を凹状）に１回振動させる振動波形となる。それによって、ボタンの角に指が掛かり、その後にボタンの斜面を下り、最終的に下り傾斜が終了して平面に指が移動した触感を付与することが可能となる。
【０１２５】
次に、図２７を用いてタッチ座標が今後、現在の操作対象物上から他の操作対象物上に移動すると予測された場合の振動態様について説明する。図２７に示す例では、振動基準値が変位を開始すると予測されたタイミング（ボタンの下り斜面に到達すると予測されるタイミング）ｓ３で、振動を生じさせる。その際の振動波形は、タッチパッド７の奥方向（即ちタッチパッド７を凹状）に振動させた後にタッチパッド７の正面方向（即ちタッチパッド７を凸状）に連続して各１回（計２回）振動させる振動波形となる。それによって、ボタンの角に指が掛かり、その後にボタンの斜面を下り、更に、他のボタンの斜面を上り、最終的に上り傾斜が終了して平面に指が移動した触感を付与することが可能となる。
【０１２６】
以上詳細に説明した通り、本実施形態に係る操作支援システム１、操作支援システム１による操作支援方法及び操作支援システム１で実行されるコンピュータプログラムによれば、タッチパッド７に仮想的に配置される操作対象物の配置態様及び形状に基づいてタッチパッド７の座標系に対して振動基準値を設定し、ユーザがタッチパッド７をタッチしたタッチ座標を検出し（Ｓ３）、タッチ座標の移動に伴うタッチ座標に対応する振動基準値の変位態様を特定し（Ｓ２１〜Ｓ２５）、特定された変位態様に基づく波形によってタッチパッド７の振動を行う（Ｓ２６）ので、操作対象となるタッチパッド７をユーザが視認していない場合であっても、タッチパッド７上に仮想的に配置される操作対象物の配置態様や形状をユーザに正確に把握させ、誤りのない正確な操作を行わせることが可能となる。
また、振動基準値が変位している間において継続してタッチパッド７を振動させるので、タッチパッド７に仮想的に配置される操作対象物の周辺をタッチ座標が移動する場合において、実在する操作対象物の斜面や段差を移動するのと同等の触感をユーザに付与することが可能となる。また、タッチ座標が操作対象物上へ移動したことや、操作対象物上から外れたことをユーザに把握させることが可能となる。
また、振動基準値の単位時間当たりの変位量が大きい程、タッチパッド７を振動させる振動の振幅を大きくするので、タッチ座標の移動速度や操作対象物の形状を考慮して、実在する操作対象物の斜面や段差を移動するのと同等の触感をより正確にユーザに付与することが可能となる。
また、タッチ座標の移動速度が速い程、タッチパッド７を振動させる振動の振幅を大きくするので、タッチ座標の移動速度を考慮して、実在する操作対象物の斜面や段差を移動するのと同等の触感をより正確にユーザに付与することが可能となる。
また、振動基準値の単位時間当たりの変位量が増加又は減少するタイミングにおいて、該増加量又は減少量に基づいてタッチパッド７を振動させるので、操作対象物の縁部や角部上をタッチ座標が移動する場合において、実在する操作対象物の縁部や角部を横切るのと同等の触感をユーザに付与することが可能となる。
また、タッチ座標の検出周期毎に特定された振動基準値の変位態様に基づいて、タッチパッド７を振動させるので、現在のタッチ座標に応じた適切な振動を検出周期毎に付与することが可能となる。
【０１２７】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、本実施形態ではタッチパッドによるタッチ操作を行う場合について説明しているが、タッチ操作を受け付ける手段としてはタッチパッド以外のタッチパネル、タブレット等を用いても良い。その場合には、タッチパネル、タブレットを振動させるように構成する。また、タッチパネルを用いる場合には、タッチパネル上に仮想配置された操作対象物を表示するディスプレイ６は、タッチパネルに重畳して配置する。
【０１２８】
また、本実施形態では図２１に示す波形特定処理において、図２２に示す３つの波形パターンの内からタッチパッド７を振動させる振動波形を選択することとしているが、図２２に示す３つの波形パターン以外から選択させる構成としても良い。
【０１２９】
また、本実施形態ではタッチ操作として特にフリック操作が行われた場合にはタッチパッド７の振動を行わないこととしているが、フリック操作以外の特定のタッチ操作が行われた場合にタッチパッド７の振動を行わない構成としても良い。
【０１３０】
また、本発明は車両を運転する運転者のタッチ操作によって車両に搭載された各種車載器やシステムの操作を行う装置以外に、タッチ操作を受け付ける手段を有する各種装置に対して適用することが可能である。例えば、携帯電話機、スマートフォン、タブレット型端末、パーソナルコンピュータ、携帯型音楽プレイヤ等（以下、携帯端末等という）に適用することも可能である。
【符号の説明】
【０１３１】
１                操作支援システム
５                操作支援ＥＣＵ
６                ディスプレイ
７                タッチパッド
８                圧電素子
１１              ＣＰＵ
１２              ＲＡＭ
１３              ＲＯＭ
１４              フラッシュメモリ
１５              振動基準情報
２１              電源ボタン
２２              温度上昇ボタン
２３              温度下降ボタン
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2014102653.tif 000020
【図１９】
2014102653.tif 000021
【図２０】
2014102653.tif 000022
【図２１】
2014102653.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2014102653.tif 000027
【図２６】
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【図２７】
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