(57)【要約】【課題】表示画面と連携した遠隔操作スイッチにおいて、反力レベルの学習機能を有するユーザの嗜好に合った快適な操作フィーリングの入力装置を提供する。【解決手段】所定の入力メニューに対応した表示画面を表示する表示部８と、表示部８に表示されるポインタの位置を移動させて座標値を検出する２次元機構部１００と遠隔操作される機器の階層構造メニューに従いＧＵＩ入力を行なう選択決定部としての入力ＳＷ１１０とを備えた入力操作部としての操作ノブ１０と、入力メニューの表示部８上の座標と操作されるポインタの操作軌跡の座標との差に基づく力を発生させて操作ノブ１０に力覚を付与する制御部２２と、入力メニューの表示部上の座標と操作されるポインタの操作軌跡の座標を比較して力覚のパターンを変更するかどうかを判断する切替判断部２３と、を有して構成する。【選択図】図２
2011059865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の入力メニューに対応した表示画面を表示する表示部と、
前記表示部へポインタを表示して遠隔入力する入力操作部と、
前記入力メニューの前記表示部上の座標と前記ポインタの操作軌跡の座標との差に基づく力を発生させて前記入力操作部に力覚を付与する制御部と、
前記入力メニューの前記表示部上の座標と前記ポインタの操作軌跡の座標を比較して前記力覚のパターンを変更するかどうかを判断する切替判断部と、
を有する入力装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記切替判断部の判断に基づいて、前記力覚パターンを構成する反力レベル及び/又はダンパレベルを変更することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記切替判断部は、前記入力メニューの前記表示部上の座標と前記ポインタの操作軌跡の座標の複数回の比較に基づいて前記判断を行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置に関し、特に、表示画面と連携した操作感覚を有する遠隔操作スイッチの入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力装置において、操作者によって操作される操作部に操作感を付与するものとして、力覚付与型入力装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この入力装置は、操作者によって操作される操作部と、操作状態を検出するストローク検出部と、操作部に力覚を付与する力覚発生部と、外部装置と、ストローク検出部より出力されるストローク情報及び外部装置より送信される部品データに基づいて力覚発生部の駆動を制御し、操作部にその操作状態に応じた所定の力覚を付与する制御部とを有して構成されている。
【０００４】
この入力装置によれば、操作者が操作部を操作するときに力覚発生部から操作部に反力が作用するので、その操作状態に応じた操作感が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３１９１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に示す入力装置では、反力レベルの管理テーブルに従った力覚を発生させて操作部に操作感を付与するが、操作者が操作部を操作した結果に基づいて反力レベルを変更させて制御することまではなされていなかった。このため、操作者が操作する場合に、オーバーシュートやアンダーシュートの状態でポインタの移動がされても力覚パターンは修正されなかった。すなわち、表示画面と連携した遠隔操作スイッチにおいて、操作者であるユーザの嗜好に合った快適な操作フィーリングが提供されないという問題があった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、表示画面と連携した遠隔操作スイッチにおいて、反力レベルの学習機能を有するユーザの嗜好に合った快適な操作フィーリングの入力装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［１］本発明は上記目的を達成するため、所定の入力メニューに対応した表示画面を表示する表示部と、前記表示部へポインタを表示して遠隔入力する入力操作部と、前記入力メニューの前記表示部上の座標と前記ポインタの操作軌跡の座標との差に基づく力を発生させて前記入力操作部に力覚を付与する制御部と、前記入力メニューの前記表示部上の座標と前記ポインタの操作軌跡の座標を比較して前記力覚のパターンを変更するかどうかを判断する切替判断部と、を有する入力装置を提供する。
【０００９】
［２］前記制御部は、前記切替判断部の判断に基づいて、前記力覚パターンを構成する反力レベル及び/又はダンパレベルを変更することを特徴とする上記［１］に記載の入力装置であってもよい。
【００１０】
［３］また、前記切替判断部は、前記入力メニューの前記表示部上の座標と前記ポインタの操作軌跡の座標の複数回の比較に基づいて前記判断を行なうことを特徴とする上記［１］又は［２］に記載の入力装置であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、表示画面と連携した遠隔操作スイッチにおいて、反力レベルの学習機能を有するユーザの嗜好に合った快適な操作フィーリングの入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る入力装置１の入力操作部としての操作ノブ１０が車両のセンターコンソール６に装着された場合の斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る入力装置１の構成ブロック図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の実施の形態に係る入力装置１における表示部８に表示された表示メニューの図であり、（ｂ）は、それに対応する位置と反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る入力装置１における速度と反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る入力装置１の、オーバーシュート、アンダーシュート時における位置と反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る入力装置１の表示部８に表示された表示メニュー上でのオーバーシュート時のポインタ軌跡を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る入力装置１の表示部８に表示された表示メニュー上でのアンダーシュート時のポインタ軌跡を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る入力装置１の、オーバーシュート、アンダーシュート時における速度と反力レベル（ダンパレベル）の関係を示す力覚パターン例である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係る入力装置１の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（本発明の実施の形態）
本発明の実施の形態に係る入力装置１は、所定の入力メニューに対応した表示画面を表示する表示部８と、表示部８に表示されるポインタの位置を移動させて座標値を検出する２次元機構部１００と遠隔操作される機器の階層構造メニューに従いＧＵＩ入力を行なう選択決定部としての入力ＳＷ１１０とを備えた入力操作部としての操作ノブ１０と、入力メニューの表示部８上の座標と操作されるポインタの操作軌跡の座標との差に基づく力を発生させて操作ノブ１０に力覚を付与する制御部２２と、入力メニューの表示部上の座標と操作されるポインタの操作軌跡の座標を比較して力覚のパターンを変更するかどうかを判断する切替判断部２３と、を有して構成されている。尚、制御部２２、切替判断部２３の他、ＳＷ（スイッチ）状態判定部２１、記憶部２４、通信部２５を有して入力装置ＥＣＵ(Electric Control Unit)２０が構成されている。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係る入力装置１の入力操作部としての操作ノブ１０が車両のセンターコンソール６に装着された場合の斜視図である。運転席５の左方で車両の中央付近に操作ノブ１０が設けられたセンターコンソール６が配置され、インスツルメントパネル９上でステアリング７の左方、運転者から視認できる位置に表示部８が設けられている。
【００１５】
図２は、本発明の実施の形態に係る入力装置１の構成ブロック図である。２次元機構部１００は、２次元駆動機構１０１と座標検出部１０２とから構成される。入力装置ＥＣＵ２０は、ＳＷ（スイッチ）状態判定部２１、制御部２２、切替判断部２３、記憶部２４、及び通信部２５から構成される。入力ＳＷ１１０は、ＳＷ状態判定部２１に接続されて、階層構造メニューのＧＵＩ入力時に選択、決定のスイッチ操作によりオンオフ信号を出力する。座標検出部１０２は、制御部２２に接続され、２次元駆動機構１０１のノブ操作に伴うＸ、Ｙ座標を出力する。入力装置ＥＣＵ２０の演算、判定結果に基づいて、通信部２５から例えばＣＡＮ通信等の車載ＬＡＮを介して表示部８に接続されて表示データが出力される。
【００１６】
２次元機構部１００は、操作ノブ１０の２次元方向（Ｘ、Ｙ方向）の移動操作及び駆動を可能とする２次元駆動機構１０１と、２次元駆動機構１０１のＸ、Ｙ座標のそれぞれの移動量を検出する座標検出部１０２とから構成される。この座標検出部１０２と選択決定部としての入力ＳＷ１１０を合わせて入力操作部としての操作ノブ１０が構成され、センターコンソール６に装着される。２次元駆動機構１０１としては、Ｘ、Ｙ方向に操作ノブ１０を支持して、操作される操作ノブ１０に対して反力として力を付与し、この駆動により力覚（操作感）を付与できるものであればよい。Ｘ、Ｙリニアモータ、Ｘ、Ｙステージを回転モータにより駆動するスライド駆動機構等が使用できる。また、座標検出部１０２は、操作ノブ１０のＸ、Ｙ方向の移動操作によるＸ、Ｙ座標を検出できるものであればよく、例えば、Ｘ、Ｙリニアエンコーダ、Ｘ、Ｙリニアポテンショメータ等が使用できる。
【００１７】
図３（ａ）は、本発明の実施の形態に係る入力装置１における表示部８に表示された表示メニューの図であり、（ｂ）は、それに対応する位置と反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。図示したＡ−Ａ断面において、Ｘ方向の各位置での反力レベルを示す力覚パターンである。尚、同様に、Ｙ方向の各位置での反力レベルを示す力覚パターンも同様に定義される。
【００１８】
図３（ａ）において、左上に原点をとり、右方向にＸ軸、下方向にＹ軸とする。以下の説明では、Ｘ軸方向について説明するが、Ｙ軸方向でも同様であり、Ｘ及びＹを同時に制御することにより、本発明の実施の形態はＸＹ方向に２次元の力覚制御が可能である。図３（ａ）に示した表示メニュー８０の各々のアイコン８１〜８６の各中心部に対応するＸ４〜Ｘ５、Ｘ１１〜Ｘ１２、Ｘ１８〜Ｘ１９では、反力レベルはゼロ。各々のアイコン８１〜８６の左側エッジ領域Ｘ２〜Ｘ３、Ｘ９〜Ｘ１０、Ｘ１６〜Ｘ１９は右側へ引込むために反力レベルはマイナスの一定値Ｒｍ１に設定されている。一方、各々のアイコン８１〜８６の右側エッジ領域Ｘ６〜Ｘ７、Ｘ１３〜Ｘ１４、Ｘ２０〜Ｘ２１は左側へ引込むために反力レベルはプラスの一定値Ｒｐ１に設定されている。また、Ｘ０〜Ｘ１では表示メニュー８０の画面左端部にポインタが停滞しないように大きく右側へ引込むよう反力レベルは大きくマイナスの一定値Ｒｍ２に設定されている。同様に、Ｘ２２〜Ｘ２３では表示メニュー８０の画面右端部にポインタが停滞しないように大きく左側へ引込むよう反力レベルは大きくプラスの一定値Ｒｐ２に設定されている。
【００１９】
上記のように所定の入力メニューに対応した表示画面の座標と反力レベルの関係が定義された図３（ｂ）に示すような力覚パターンは、記憶部２４にテーブルとして記憶され、必要に応じて制御部２２等から随時参照可能である。
【００２０】
図４は、本発明の実施の形態に係る入力装置１における速度と反力レベル（ダンパレベル）の関係を示す力覚パターン例である。操作ノブ１０の操作によるポインタの移動速度が正（右方向）の場合は操作抵抗として左方向への反力レベル（ダンパレベル）が発生するように設定され、一方、ポインタの移動速度が負（左方向）の場合は操作抵抗として右方向への反力レベル（ダンパレベル）が発生するように設定されている。尚、ポインタの移動速度が一定レベルＶｐ、Ｖｍに達した後は、反力レベル（ダンパレベル）はそれぞれ一定値Ｒｄｐ、Ｒｄｍに設定されている。
【００２１】
上記のように所定の入力メニューに対応した表示画面の座標と反力レベル（ダンパレベル）の関係が定義された図４に示すような力覚パターンは、図３（ｂ）に示す力覚パターンと同様に、記憶部２４にテーブルとして記憶され、必要に応じて制御部２２等から随時参照可能である。
【００２２】
図５は、本発明の実施の形態に係る入力装置１の、オーバーシュート、アンダーシュート時における位置と反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。図３に示した標準状態での力覚パターン（標準または基準力覚パターン）に対して、オーバーシュート時の力覚パターンは反力レベルが左方向へ大きく作用するように図５の上側へシフトした力覚パターンとして規定されている。一方、アンダーシュート時の力覚パターンは反力レベルが右方向へ大きく作用するように図５の下側へシフトした力覚パターンとして規定されている。これらの反力レベルは、オーバーシュート、アンダーシュート量に応じて切替できるように複数レベルの力覚パターンとして規定することができる。また、これらの力覚パターンは、後述する切替判断部２３の判断結果に基づいて、最適な操作フィーリングを実現するよう反力レベルが変更されて学習機能を発揮する。
【００２３】
図６は、本発明の実施の形態に係る入力装置１の表示部８に表示された表示メニュー上でのオーバーシュート時のポインタ軌跡を示す図である。操作ノブ１０を操作して、移動開始点９１からポインタの移動が開始され、途中点９２で一旦速度がゼロになった後、逆方向に移動終了点９３まで移動し、その点（座標）で操作ノブ１０の入力ＳＷ１１０がオンされて入力操作が行なわれた場合である。
【００２４】
例えば、座標検出部１０２としてＸ、Ｙリニアポテンショメータでポインタの座標を検出する場合は、その検出値からＸ、Ｙ座標、また、その検出値の微分値から速度を算出する。ポインタ軌跡を所定時間間隔で検出し、一旦速度がゼロになる点、すなわち途中点９２が存在し、かつ、その後の移動方向が逆方向と判断された場合は、オーバーシュートと判断できる。また、途中点９２と移動終了点９３の座標の差分からオーバーシュート量αが算出される。図５では、オーバーシュート時の力覚パターンを１種類としたが、このオーバーシュート量αに対応して複数のαをパラメータとしてそれぞれにオーバーシュート時の力覚パターンを規定することもできる。尚、上記は、Ｘ及びＹ方向にそれぞれ独立に判断される。
【００２５】
図７は、本発明の実施の形態に係る入力装置１の表示部８に表示された表示メニュー上でのアンダーシュート時のポインタ軌跡を示す図である。オーバーシュートの場合と違うのは、一旦速度がゼロになった後、その後の移動方向が同方向であることである。すなわち、ポインタ軌跡を所定時間間隔で検出し、一旦速度がゼロになる点、すなわち途中点９２が存在し、かつ、その後の移動方向が同方向と判断された場合は、アンダーシュートと判断できる。また、途中点９２と移動終了点９３の座標の差分からアンダーシュート量βが算出される。図５では、アンダーシュート時の力覚パターンを１種類としたが、このアンダーシュート量βに対応して複数のβをパラメータとしてそれぞれにアンダーシュート時の力覚パターンを規定することもできる。尚、上記は、Ｘ及びＹ方向にそれぞれ独立に判断される。
【００２６】
（本発明の実施の形態に係る入力装置１の動作）
以下に、入力装置１の通常動作を説明する。図３（ａ）の移動開始点９１から移動終了点９３までの動作、すなわち、操作ノブ１０の操作による表示部８上のポインタの遠隔操作、その時の力覚（操作感覚）の付与、及び、入力ＳＷ１１０のオンによるＧＵＩメニューの選択決定について説明する。
【００２７】
図３（ａ）の移動開始点９１から操作ノブ１０をＸ方向又はＹ方向に操作して表示部８上に表示された表示メニュー上のポインタを移動させる。以下では、Ｘ方向にのみ移動させる場合について説明するが、Ｙ方向への移動も同様である。
【００２８】
図３（ａ）の移動開始点９１では、図３（ｂ）のＸ０〜Ｘ１の領域であるので、画面左端部にポインタが停滞しないように大きく右側へ引込むような反力レベルの力覚が操作ノブ１０に作用する。すなわち、表示部８上のポインタの位置（移動開始点９１）に対応した操作ノブ１０のＸ座標が座標検出部１０２により検出され、この座標がＸ０〜Ｘ１の領域であれば反力レベルＲｍ２が２次元駆動機構１０１により発生して、操作ノブ１０に力覚（操作感覚）が付与される。よって、表示部８上のポインタを操作ノブ１０で遠隔操作して移動させる際にはポインタがアイコン８１側へ引込まれる方向に操作感覚が発生する。
【００２９】
表示部８上のポインタを右側へ移動させと、図３（ｂ）のＸ２〜Ｘ３の領域はアイコン８１の左側境界領域であり、反力レベルＲｍ１が２次元駆動機構１０１により発生して、操作ノブ１０に力覚（操作感覚）が付与され、アイコン８１の中心へ引込まれる方向に操作感覚が発生する。アイコン８１の中心部では、反力レベルはゼロであり、中立である。
【００３０】
さらに、表示部８上のポインタを右側へ移動させようとすると、Ｘ５〜Ｘ６の領域で漸次反力レベルが増加してアイコン８１の中心へ引き戻される力覚（操作感覚）が付与される。この引き戻される力覚（操作感覚）は、アイコン８１の右側境界領域であるＸ６〜Ｘ７の領域でＲｐ１の最大となる。
【００３１】
以降、同様にして、ポインタがアイコン８２、８３を通過する毎に、アイコンの中心へ引込まれる方向に操作感覚が発生する。
【００３２】
また、図４に示すポインタの移動速度と反力レベル（ダンパレベル）の関係に従い、操作ノブ１０に操作抵抗が付与される。この反力レベルはポインタの移動速度に比例して発生するダンパレベルである。但し、過剰なダンパレベルを回避して操作性を確保するために、一定の速度（Ｖｐ、Ｖｍ）を超えた領域では反力レベル（ダンパレベル）を一定値（Ｒｄｐ、Ｒｄｍ）になるように設定している。以上の反力レベルが２次元駆動機構１０１を介してポインタに作用するので、操作ノブ１０を速く動かそうとすると重い力覚（操作感覚）が付与されることになる。
【００３３】
移動終了点９３までポインタを移動させて、操作ノブ１０を押圧操作して入力ＳＷ１１０をオンすることにより、表示メニュー８０のアイコン８３、すなわち、「エアコン」のボタンを遠隔操作によりオンさせてエアコンの機能メニューへ移行することができる。
【００３４】
（反力レベルの切替）
図９は、本発明の実施の形態に係る入力装置１の動作を示すフローチャートである。これに基づいて、反力レベルの切替動作について説明する。
【００３５】
まず、ポインタの移動が開始されたかどうかを判断する（Ｓｔｅｐ１）。座標検出部１０２の出力の変化が所定値以上になったら移動開始と判断できる。移動開始と判断された場合はＳｔｅｐ２へ進み、移動開始と判断されない場合は、Ｓｔｅｐ１を繰り返す。
【００３６】
ポインタの移動中において、ポインタの座標及び速度を検出する（Ｓｔｅｐ２）。
【００３７】
ポインタの移動中に検出された速度がゼロになったかどうかを判断する。速度がゼロになった場合は、Ｓｔｅｐ４へ進み、速度がゼロにならない場合は、Ｓｔｅｐ３を繰り返す（Ｓｔｅｐ３）。
【００３８】
速度がゼロになった後の移動方向を判断する。検出された座標及び速度により、速度がゼロになった後の方向を判断する。例えば、座標値が増加する場合は移動方向は同方向と判断され、座標値が減少する場合は移動方向は逆方向と判断される（Ｓｔｅｐ４）。移動方向が同方向と判断された場合はＳｔｅｐ５へ進み、同方向と判断されない場合はＳｔｅｐ９へ進む。
【００３９】
移動方向が同方向と判断された場合は、アンダーシュートと判断してＳｔｅｐ６へ進む（Ｓｔｅｐ５）。
【００４０】
操作ノブ１０の押圧操作により入力ＳＷ１１０がオンされたかどうか判断する。入力ＳＷ１１０がオンされた場合にポインタが移動終了点９３に到達したと判断されるからである。入力ＳＷ１１０がオンされた場合には、Ｓｔｅｐ７へ進み、入力ＳＷ１１０がオンされない場合には、Ｓｔｅｐ６を繰り返す（Ｓｔｅｐ６）。
【００４１】
速度がゼロとなった途中点９２と移動終了点９３の座標の差分からアンダーシュート量βを算出する（Ｓｔｅｐ７）。
【００４２】
標準状態での力覚パターン（標準または基準力覚パターン）から図５に示したようなアンダーシュート時の反力レベルに、また、図８に示すようなアンダーシュート時の反力レベル（ダンパレベル）に変更することにより力覚パターンを変更する（Ｓｔｅｐ８）。反力レベルが複数設定されている場合には、Ｓｔｅｐ７で算出されたアンダーシュート量βに応じて最適な反力レベルに変更することができる。
【００４３】
Ｓｔｅｐ４からＳｔｅｐ９へ進んだ場合は、Ｓｔｅｐ９〜Ｓｔｅｐ１２においてオーバーシュートかどうかの判断がなされ、オーバーシュートと判断された場合はオーバーシュート時の反力レベルに、また、オーバーシュート時の反力レベル（ダンパレベル）に変更することにより力覚パターンが変更される、これらは、Ｓｔｅｐ５〜Ｓｔｅｐ８と同様の手法により行なわれるので詳細は省略する。
【００４４】
上記のＳｔｅｐ１〜Ｓｔｅｐ１２は、切替判断部２３で行なわれ、１回または複数回の比較に基づいてアンダーシュート又はオーバーシュートかどうかの判断を行なうことができる。複数回の比較に基づく判断により、判断精度が向上する。
【００４５】
（本発明の実施の形態の効果）
上記示した実施の形態によれば、以下のような効果を有する。
（１）本発明の実施の形態では切替判断部２３を有し、ポインタの操作軌跡がオーバーシュートしたかアンダーシュートしたかを判断して反力レベルを変更する学習機能を有するので、ユーザの嗜好に合った快適な操作フィーリングの遠隔操作スイッチが可能になる。
（２）上記のような学習機能を有するので、ユーザが操作する場合に、利き手と非利き手では操作力が異なるが、その場合においても最適な操作フィーリングの実現が可能となる。
（３）また、車両が停止状態か運転状態かでも操作力が異なるが、その場合においても最適な操作フィーリングの実現が可能となる。
【００４６】
尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、反力レベルの切替のフローにおいて、オーバーシュートとアンダーシュートが混在した場合は、反力レベルの切替を行なわないようにしてもよい。また、例えば、オーバーシュート（アンダーシュート）で同様な軌跡があった場合にオーバーシュート（アンダーシュート）量を平均化して反力レベルの切替に反映してもよく、また、オーバーシュート（アンダーシュート）量の最大値あるいは最小値に基づいて反力レベルの切替に反映してもよい。また、オーバーシュートとアンダーシュートの回数が多い方の操作軌跡を採用して反力レベルの切替を行なうようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１…入力装置、
５…運転席
６…センターコンソール
７…ステアリング
８…表示部
９…インスツルメントパネル
１０…操作ノブ
２０…入力装置ＥＣＵ
２１…状態判定部
２２…制御部
２３…切替判断部
２４…記憶部
２５…通信部
８０…表示メニュー
８１-８６…アイコン
９１…移動開始点
９２…途中点
９３…移動終了点
１００…２次元機構部
１０１…２次元駆動機構
１０２…座標検出部
１１０…入力ＳＷ
【図１】
2011059865.tif 000003
【図２】
2011059865.tif 000004
【図３】
2011059865.tif 000005
【図４】
2011059865.tif 000006
【図５】
2011059865.tif 000007
【図６】
2011059865.tif 000008
【図７】
2011059865.tif 000009
【図８】
2011059865.tif 000010
【図９】
2011059865.tif 000011