(57)【要約】【課題】視覚に頼ることなく触覚を通じて操作者に種々の情報を直感的に伝達する。【解決手段】駆動部２０は、ケース２１の底面に極性が交互になるように配設された磁石２２〜２５と、ケース２１内に収納されコイル２６〜２９を取り付ける可動可能なフレーム３０と、フレーム３０に固定された操作部位１２とを有する。状態検知部４は、ライト消し忘れや風向など車両や車外の状態を検知すると、制御部４０は、検知された状態を操作者への報知の是非を判断し、報知すべきと判断したときにはその情報の内容を操作者へ触覚刺激により伝えるためにコイル２６〜２９に所定方向の電流を流して駆動部２０を駆動する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の状態又は車外の状態の少なくとも一方を検知する状態検知手段と、
前記状態検知手段が検知した情報の操作者への報知の是非を判断し、報知すべきと判断したときにはその情報を触覚情報として生成する報知制御手段と、
前記報知制御手段からの触覚情報に基づいて駆動する触覚呈示手段と、
を有することを特徴とする触覚インターフェイス装置。
【請求項２】
請求項１記載の触覚インターフェイス装置において、
前記触覚呈示手段は、変位の呈示自由度が２自由度以上であることを特徴とする触覚インターフェイス装置。
【請求項３】
請求項２記載の触覚インターフェイス装置において、
前記触覚呈示手段は、
基台部材と、
操作者によって操作される操作部位と、
前記基台部材に対して可動可能に取り付けられるとともに、前記操作部位が固着される可動部材と、
前記可動部材を変位することによって前記操作部位を少なくとも２自由度に駆動する操作部位駆動制御手段と、
を有し、
前記操作部位駆動制御手段は、操作者へ提供する情報の内容に応じて前記可動部位を変位させる変位パターンで駆動制御することを特徴とする触覚インターフェイス装置。
【請求項４】
請求項３記載の触覚インターフェイス装置において、
配設されているステアリングの強い把持を必要とする状態が起きたと判断したときに前記可動部材を強制的に不動にする可動抑止手段を有することを特徴とする触覚インターフェイス装置。
【請求項５】
請求項４記載の触覚インターフェイス装置において、
前記可動抑止手段は、前記可動部材の可動可能な状態を物理的に阻止するロック機構を有することを特徴とする触覚インターフェイス装置。
【請求項６】
請求項３記載の触覚インターフェイス装置において、
前記操作部位駆動制御手段は、触覚情報により操作者に報知すべき情報の内容と関係する方向に前記操作部位を駆動することを特徴とする触覚インターフェイス装置。
【請求項７】
請求項１記載の触覚インターフェイス装置において、
前記状態検知手段は、車外の状態として事業者が発信する交通に関する情報を受信する情報受信部を有することを特徴とする触覚インターフェイス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は触覚インターフェイス装置、特に操作部位がステアリングに取り付けられることによって車載される装置であって車両の状態又は車外の状態を触覚を通じて運転者等の操作者へ知らせる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の走行中に、ガソリン残量などの車両の状態はいわゆるインパネと呼ばれる表示パネルを、また、前方障害物や路面状態などの車外の状態は車外の表示板や案内板、また交通情報を表示したナビゲーションシステムの表示画面を見て知覚する。これらの情報は視覚により認識することができるが、運転中は意識を運転に集中させているので、与えられる情報を凝視することもできず、場合によっては見落としてしまうこともあり得る。
【０００３】
更に、近年では、カーオーディオやカーナビなどを搭載している車両も少なくないが、これらの機器には高機能化に伴い多くの操作スイッチ類が搭載されており、視力の負担が更に増えてきている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３３０６８８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、現在においては、車載された機器類や車外から与えられる情報の量は、ますます増える傾向にあるが、その多くは視覚を通じて受け取るものであり、ドライバの視力へ与える負担は多大である。従って、ドライバの視覚に頼らずに他の手段で情報を提供できるような装置が望まれる。
【０００６】
本発明は以上のような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、視覚に頼ることなく触覚を通じて操作者に種々の情報を直感的に伝達することのできる触覚インタフェース装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するために、本発明に係る触覚インターフェイス装置は、車両の状態又は車外の状態の少なくとも一方を検知する状態検知手段と、前記状態検知手段が検知した情報の操作者への報知の是非を判断し、報知すべきと判断したときにはその情報を触覚情報として生成する報知制御手段と、前記報知制御手段からの触覚情報に基づいて駆動する触覚呈示手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
また、前記触覚呈示手段は、変位の呈示自由度が２自由度以上であることを特徴とする。
【０００９】
更に、前記触覚呈示手段は、基台部材と、操作者によって操作される操作部位と、前記基台部材に対して可動可能に取り付けられるとともに、前記操作部位が固着される可動部材と、前記可動部材を変位することによって前記操作部位を少なくとも２自由度に駆動する操作部位駆動制御手段とを有し、前記操作部位駆動制御手段は、操作者へ提供する情報の内容に応じて前記可動部位を変位させる変位パターンで駆動制御することを特徴とする。
【００１０】
更に、配設されているステアリングの強い把持を必要とする状態が起きたと判断したときに前記可動部材を強制的に不動にする可動抑止手段を有することを特徴とする。
【００１１】
更に、前記可動抑止手段は、前記可動部材の可動可能な状態を物理的に阻止するロック機構を有することを特徴とする。
【００１２】
また、前記操作部位駆動制御手段は、触覚情報により操作者に報知すべき情報の内容と関係する方向に前記操作部位を駆動することを特徴とする。
【００１３】
また、前記状態検知手段は、車外の状態として事業者が発信する交通に関する情報を受信する情報受信部を有することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る触覚インタフェース装置の一実施の形態を示した概略的な斜視図である。図２は、図１に示した触覚インタフェース装置の筐体上面を取り除いた状態の平面図であり、図３は、図２に示した触覚インタフェース装置の側面図である。また、図４には、ステアリングの裏側に埋め込まれた状態の触覚インタフェース装置２が示されている。
【００１６】
図１には、本実施の形態における触覚インタフェース装置２の本体部分と、本体とは別に設けられ、接続線６で接続された状態検知部４とが示されている。触覚インタフェース装置２の本体部分は、操作者（通常は運転者）によって操作される操作部位１２のみがステアリング８から突出した状態でステアリング８の裏側に埋め込まれる。状態検知部４は、車両の状態を検知するための各種センサにより構成される。車両の状態というのは、ライトの消し忘れ、ガソリン残量不足、タイヤ空気圧低下など、車両において発生した事象又は現在の状態のうち運転者に知らせるべき事象等をいう。基本的には警告レベル以上の事象等である。例えば、ライトの消し忘れを検知するために、状態検知部４は、車外の光量を検知する照度計を持ち、ある基準光量以上あると検知し、かつライトの点灯がある時間以上あるとき、「ライト消し忘れ」を示す信号を送信する。ガソリン残量、タイヤ空気圧低下などの場合は、ガソリン残量検知手段、タイヤ空気圧検知手段を持ち、所定のガソリン残量、タイヤ空気圧を下回ったとき、「ガソリン不足」「空気圧不足」を示す信号をそれぞれ送信する。このように、状態検知部４は、検知すべき車両の状態に応じて１乃至複数のセンサを有することになる。ただ、いわゆるインパネの警告インジケータランプに表示されるガソリン残量などのように、既存の車両の構成部品として搭載されているセンサによって検知可能な車両の状態であれば、その車載センサを共用するようにしてもよい。あるいは、各センサからの検知信号を入力する車載電子制御装置などから必要な情報を取得できるように構成してもよい。このようにして構成される状態検知部４が検知した車両の状態は、接続線６を介して触覚インタフェース装置２の本体部分に入力される。いずれにせよ、状態検知手段は、ステアリング以外の箇所に配設されることになるので、接続線６はステアリングポストの内部に配線される。なお、本実施の形態における触覚インタフェース装置は、上記説明から明らかなようにステアリング８に埋め込まれる装置本体部分と、接続線６により接続された状態検知部４で構成されるが、以降の説明では、説明の便宜上、特に明示しない限り、状態検知部４と接続線６を除く触覚インタフェース装置の本体部分を単に触覚インタフェース装置と称する場合もある。
【００１７】
ステアリング８に埋め込まれる触覚インタフェース装置２は、図３に示したように、操作部１０と駆動部２０と制御部４０とに大別できる。操作部１０は、操作者によって操作される操作部位１２を有している。操作部位１２を支持する基台１４の中心部分には、操作部位１２と反対方向に光を発する発光部１６が取り付けられている。なお、図２には、発光部１６を便宜的に省略している。
【００１８】
駆動部２０は、操作部位１２を操作する操作者に反力を与えるために操作部位１２に対して電磁気により駆動力を与える。駆動部２０は、ケース２１の底面を基台として配設した、極性が交互になるように配設された磁石２２，２３，２４，２５を有している。磁石２２〜２５は、装置２の厚さ方向に分極されており、隣接した磁石間で磁界が発生するようにしている。磁石２１〜２５の上方の空間には、各磁石２１〜２５の間にそれぞれが配設されるようにコイル２６，２７，２８，２９と、各コイル２６〜２９を取り付けるフレーム３０とが設けられている。フレミングの左手の法則に従い、磁界中をＸ軸方向に並設したコイル２６，２８に対して電流を所定方向に流すことによって可動状態にあるフレーム３０をＹ軸方向に沿って駆動する。同様にＹ軸方向に並設したコイル２７，２９に対して電流を所定方向に流すことによってフレーム３０をＸ軸方向に沿って駆動する。従って、上記コイルの組のいずれか一方のみに電流を流せば一次元方向に、双方に電流を流せば各一次元方向のベクトル和により表される二次元方向に、フレーム３０を駆動することができる。このように、駆動部２０は、ケース２１の中においてフレーム３０を可動可能な部材として設けた構造を有している。フレーム３０には、操作部１０の基台１４が取り付けられており、また、フレーム３０の中央部分には、基台１４に取り付けた発光部１６を被わないように開口部３２が形成されている。後述する制御部４０は、信号線３１を介してコイル２６〜２９へ電流を流すことによって駆動部２０の駆動制御に行うことでフレーム３０を変位させる。フレーム３０に取り付けられている操作部位１２は、フレーム３０の変位に連動して変位することになるが、駆動部２０は、操作者に反力を与えるために制御部４０における駆動制御のもと、操作部位１２に対して電磁気により駆動力を与えることになる。駆動部２０は、例えば上記特許文献１に記載された２次元アクチュエータにより実現することができる。
【００１９】
発光部１６が発した光は、開口部３２を通過して光センサ４１により受光される。光センサ４１は、光検出方向により操作部位１２の移動量を検出するので、開口部３２は、操作部位１２の可動範囲において光の通過を阻止しないような大きさとする必要がある。また、光センサ４１は、光検出方向だけでなく光の照射位置や光量から検出する方法を用いるようにしてもよい。なお、操作部位１２の可動範囲は、光センサ４１による光の検出範囲と同義であるが、実際には筐体の表面３３の開口領域の大きさにより決定される。筐体の表面３３は、ステアリング８の表面の一部を形成することになるため、ステアリング８の形状に合わせて丸みを持たせることになる。あるいは、表面３３を形成するケース２１の上板を取り外し、ステアリング８を形成する部材によって駆動部２０を被うようにしてもよい。
【００２０】
更に、本実施の形態における触覚インタフェース装置２は、図４に示したように立たせた状態でステアリング８に取り付けられるので、駆動部２０は、制御部４０による駆動制御に基づきフレーム３０及び操作部１０の自重を考慮して駆動しなければならない。更に、駆動していないときに可動部分を支持するため、また、走行に伴う振動をも考慮するためにも、本実施の形態では、フレーム３０の四方をケース２１にゴムやバネ等の弾性部材３４によって結合している。
【００２１】
制御部４０は、報知制御手段として動作するための制御回路が形成された制御基板４２と、制御基板４２上に配設された前述の光センサ４１とを有している。光センサ４１は、前述したように発光部１６が発した光を検出することによって操作部位１２の可動範囲内における位置を検出する。本実施の形態における検出手段は、この光センサ４１と、制御基板４２上に形成され、操作者が操作部位１２に対して行っている操作状況を検出する検出回路（図示せず）とを有している。制御回路は、状態検知部４が検知した車両の状態の操作者への報知の是非を判断し、報知すべきと判断したときにはその車両の状態を触覚情報として生成する。そして、その触覚情報に基づき駆動部２０の駆動制御を行う。これにより、操作部位１２に触れている運転者は、触覚情報に従った操作感が与えられることにより、車両の状態を知ることができる。
【００２２】
本実施の形態においては、図３に示したように、駆動部２０の下側に制御部４０を配設し、触覚インターフェイス装置２を一部品として扱うことができる。しかしながら、ステアリング８の大きさによっては、図３に示した本体形状のままステアリング８の内部に納まらない場合もあり得る。この場合、制御部４０を駆動部２０の側面に結合させたり、あるいは駆動部２０から切り離して別筐体として並べて配設したりして、ステアリング８の中に収納できるようにする。ただ、この場合も光センサ４１は、発光部１６が発した光を受光できる位置に残しておかなくてはならない。
【００２３】
図５は、本実施の形態における触覚インタフェース装置の機能ブロック構成図である。状態検知部４は、ガソリン残量を検知するなど車両の状態を検知する手段である。報知制御部５０は、制御部４０により実現され、状態検知部４が検知した車両の状態を運転者への報知すべき情報であるか否かを判断し、報知すべきと判断したときにはその情報を触覚情報として生成する。この触覚情報というのは、操作部位１２を接触している運転者に対して振動等によりライトの消し忘れやガソリン残量不足などの車両の状態を知らせるための情報であり、具体的には操作部位１２を振動させたりする駆動部２０に対する駆動制御情報である。触覚呈示部５２は、駆動部２０及び操作部１０により実現され、報知制御部５０から送られてくる触覚情報に基づいて駆動する。
【００２４】
次に、本実施の形態における動作について説明する。
【００２５】
状態検知部４は、各種センサからの信号に基づき車両がどのような状態にあるかを常時監視している。そして、例えば、照度計が予め設定されている基準光量以上あることを検知し、かつライトの点灯状態が予め設定されている時間以上続いていることを検知すると、このときの状態を「ライトの消し忘れ」と判断してその旨を示す信号を送信する。
【００２６】
制御部４０は、接続線６を介して車両の状態が状態検知部４から通知されてくると、触覚情報を生成するかどうか判断する。例えば、図示しないモード選択機構を操作して操作者が触覚インタフェース装置２における動作の停止モードを選択している場合、また、ステアリング８を大きく切っているような急ハンドル操作を行っている場合などでは操作部位１２を動かさないために触覚情報を生成しない。また、操作部位１２を動かして運転者に刺激を一定時間以上与えていた後も刺激に対する慣れをなくすため、所定時間経過するまで触覚情報を生成しない。
【００２７】
制御部４０は、上記以外の触覚刺激生成モードの場合は、受け取った車両の状態に応じた触覚情報を生成し、その触覚情報に基づき駆動部２０を駆動制御することで操作部位１２を動かし、その操作部位１２に触れている運転者に所定の触覚刺激を与える。例えば、「ライト消し忘れ」ではＸ軸の振動刺激、「ガソリン不足」ではＹ軸の振動刺激、「空気圧不足」ではＸ軸から４５度に傾いた振動刺激をそれぞれ生成する。これにより、与えられる刺激が何を意味しているのかを事前に知っている運転者は、与えられた触覚刺激の種類によってライトスイッチの状態やインパネ等を視覚により確認しなくても車両の状態を触覚を通じて知ることができる。なお、操作部位１２を通じて運転者に呈示する触覚刺激は振動でなくてもよい。例えば、円運動や四角、三角など、２次元で表わせる任意の動きでもよい。
【００２８】
本実施の形態によれば、視覚に頼ることなく車両の状態を運転者の触覚を通じて知らせることができる。また、触覚インターフェイス装置２が生成するパターンを伝えたい情報の内容によって異ならせることで、各車載器が持つ操作スイッチの数を削減することができるという効果も得ることができる。
【００２９】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、検知した車両の状態を運転者に伝える装置について説明した。本実施の形態では、車外の状態を検知して運転者に伝えることのできる装置について説明する。本実施の形態における状態検知部４は、車外の状態を検知する状態検知手段として設けらている。なお、その他の構成要素は図１乃至図５を用いて説明した実施の形態１と同じである。
【００３０】
ここで、車外の状態というのは、例えば、風の向きや強さ、坂の傾斜状態、路面状態、前方障害物の有無、車線逸脱など車両の外において発生した事象又は現在の状態のうち運転者に知らせるべき事象等をいう。基本的には警告レベル以上の事象等である。例えば、風の向きや強さを検知するために、状態検知部４は、風速計及び風向計を持ち、風速データ、風向データを送信する。また、坂の傾斜状態を検知するために、状態検知部４は、車体の傾斜計を持ち、傾斜方向データ、傾斜角度データを送信する。
【００３１】
本実施の形態における動作は、実施の形態１と同様である。すなわち、制御部４０は、接続線６を介して車外の状態が状態検知部４から通知されてくると、触覚情報を生成するかどうか判断する。生成すると判断したとき、制御部４０は、受け取った車外の状態に応じた触覚情報を生成し、その触覚情報に基づき駆動部２０を駆動制御することで操作部位１２を動かし、その操作部位１２に触れている運転者に所定の触覚刺激を与える。
【００３２】
例えば、風速データ、風向データが状態検知部４から送られてきたとすると、車の進行方向をＸ軸の正方向に見立て、風向に対応する方向に、風速に比例した振幅の振動刺激を生成するように駆動部２０を駆動制御する。また、傾斜方向データ、傾斜角度データが状態検知部４から送られてきたとすると、方向と角度に対応した触覚刺激を生成するように駆動部２０を駆動制御する。更に、道路の路面に設置されたレーンマーカを、車載したセンサで検知して車線内の位置情報を検知する。車両が走行車線を逸脱しそうになったとき、横方向に振動刺激を生成するように駆動部２０を駆動制御する。車線内の位置検知は、例えば、車体に搭載したカメラでレーンマーカをみるか、磁気を帯びたレーンマーカを車体の磁気センサで検出することで行なう。
【００３３】
これにより、与えられる刺激が何を意味しているのかを事前に知っている運転者は、与えられた触覚刺激の種類によって車外の状態を触覚を通じて知ることができる。このため、風速など車内にいて確認できないような情報を知ることができる。なお、操作部位１２を通じて運転者に呈示する触覚刺激は振動でなくてもよい。例えば、円運動や四角、三角など、２次元で表わせる任意の動きでもよい。
【００３４】
また、車外の状態は、必ずしも車載したセンサに基づくだけではなく、車外にある機器からデータを受けてもよい。例えば、状態検知部４は、車両に対して情報を提供し、警報を発し、また操作を支援する走行支援機能を有する走行支援道路システム（ＡＨＳ）などからの情報を受信する受信器を有しているとすると、道路インフラ（センサ）が停止車両や落下物等の障害物を検知し、その情報をＡＨＳのビーコンから発信する。状態検知部４は、受信器によりビーコンより発せられた前方障害物を表すデータを受信する。そして、制御部４０は、車両の進行方向に見立てた方向に所定の振動刺激を与えるような触覚情報を生成するように駆動部２０を駆動制御する。また、道路の凍結などの路面状況が車両に伝えられたとき、制御部４０は、例えば、車の進行方向に見立てた方向に長い楕円を描くような所定の振動刺激を与えるように触覚情報を生成するように駆動部２０を駆動制御する。このように、事業者が発信する交通に関する情報を車外の状態として受信する情報受信部を設けることによって車載のセンサ以外からも車外の状態を得ることができる。
【００３５】
本実施の形態によれば、視覚に頼ることなく車外の状態を運転者の触覚を通じて知らせることができる。また、運転者に知らせるために生成する触覚刺激も、前方障害物の有無では前後に動く刺激、車線逸脱では左右に動く刺激のように、操作者に報知すべき事象、情報の内容と関係する方向に操作部位１２を動かし刺激を呈示することによって直感的にわかりやすい触覚呈示を行うことができる。
【００３６】
なお、上記実施の形態１では、車両の状態を検知した場合、本実施の形態では車外の状態を検知した場合についてそれぞれ説明したが、車両の状態と車外の状態の双方を検知する手段を設けることによって双方の状態に対応できるようにしてもよい。
【００３７】
実施の形態３．
急ブレーキ、急ハンドル操作、衝突時などのように、ステアリングの強い把持を必要とする状態が起きたとき、ステアリングを強く把持して体を支える必要が生じてくる。この場合、図４に示したようにステアリングの運転者が把持する位置に触覚インターフェイス装置２が配置されていると、操作部位１２は本来可動状態にあるので把持力が十分にステアリング８に伝わらない場合が生じうる。そこで、本実施の形態においては、急ブレーキ、急ハンドル操作、衝突時などのようにステアリングの強い把持を必要とする状態が起きたと判断したときに可動部材を強制的に不動にする可動抑止手段を設けることにした。
【００３８】
図６は、本実施の形態における触覚インタフェース装置の筐体上面を取り除いた状態の平面図であり、図７は、図６に示した触覚インタフェース装置の側面図である。なお、上記実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付け、説明を省略する。
【００３９】
本実施の形態では、駆動部２０のケース２１に固定されたソレノイド５４を取り付ける。ソレノイド５４のソレノイド可動部５６は、電源がＯＦＦのときフレーム３０から遠のく方向（図面の上方）に、電源がＯＮのときフレーム３０に近づく方向（図面の下方）に位置するように作動する。そして、電源がＯＮのとき、ソレノイド可動部５６は、図面下方に下がり続け、フレーム３０の上面に設けられた係止穴５８に嵌合するようになっている。本実施の形態では、このような構造によって可動部材の可動可能な状態を物理的に阻止するロック機構を形成する。このロック機構によるロック制御は、制御部４０が行う。
【００４０】
次に、本実施の形態における動作について説明すると、状態検知部４は、急ブレーキ等によりステアリングの強い把持を必要とする状態が起きたか否かを判断し、その必要があるときは要固定の旨の信号を出力する。制御部４０は、状態検知部４から要固定の旨の信号を受け取ると、ソレノイド５４の電源をＯＮにする。これにより、ソレノイド可動部５６は、フレーム３０側へ移動して係止穴５８に嵌合する。フレーム３０は、ソレノイド可動部５６により物理的に動きが抑止されるので、これに伴い操作部位１２に把持力が加わったとしても操作部位１２は動かない。
【００４１】
本実施の形態によれば、以上のようにして可動部材を強制的に動かない状態にすることができる。
【００４２】
なお、制御部４０により駆動されていない状態をフレーム３０のニュートラルな位置とすると、フレーム３０は、ロックされていない状態では駆動されることによりニュートラルな位置に存在するとは限らない。従って、ニュートラルな位置にいないときにソレノイド可動部５６がフレーム３０側へ移動しても、対応する位置に係止穴５８がないために結果としてロックすることができない。そこで、通常であれば、制御部４０は、状態検知部４から要固定の旨の信号を受け取ると、フレーム３０をニュートラルな位置まで戻し、ソレノイド可動部５６が係止穴５８に嵌合されるように駆動制御するが、フレーム３０がニュートラルな位置まで戻っていなくてもソレノイド５４を駆動してソレノイド可動部５６にフレーム３０の上面を押さえ付けるようにする。制御部４０は、フレーム３０がニュートラルな位置まで戻れていなくても押圧力によりフレーム３０の動きを阻止することを優先する。
【００４３】
本実施の形態では、ソレノイド５４を設けて、フレーム３０を上方から固定するようにしたが、フレーム３０の側面や底面に係止穴を配設してフレーム３０の側面や底面から固定するようにしてもよい。また、本実施の形態では、可動部材であるフレーム３０を動かない状態にしたが、運転者がかける把持力によって操作部位１２が動かなければよいので、可動抑止手段としては、必ずしもフレーム３０ではなく操作部位１２を固定するような機構としてもよい。
【００４４】
実施の形態４．
上記実施の形態では、平面上の２次元方向に操作部位１２を動かすことにより運転者に触覚刺激を与えていた。本実施の形態では、２自由度の触覚インタフェース装置を提供することによって３次元方向の触覚刺激を与えることができるようにしたことを特徴としている。
【００４５】
図８は、本実施の形態における触覚インタフェース装置の他の実施の形態を示した概略的な斜視図である。図９（ａ）は、図８に示した触覚インタフェース装置のうち上方から見たときのコイルと磁石との位置関係を示した図、図９（ｂ）は図８に示した触覚インタフェース装置の筐体の一部分のみを取り除いて筐体内の構成を示した側面図である。なお、状態検知部と制御部は、実施の形態１と同じ構成でよいので図から省略する。
【００４６】
各図には、上下に重ねられた状態の２つの筐体６０，７０が示されている。筐体６０には、図９に示したように回転型モータ６２が収納されており、その回転型モータ６２の回転軸６４は筐体７０に連結されている。筐体７０の内部には、その底面に敷設されたレール７２と、そのレール７２の上を摺動するスライダー７４と、そのスライダー７４に固定され、筐体７０の一側面に設けられた開口部から延出したアーム７６とが設けられている。また、筐体７０の上面の内側には、磁石７８，８０が取り付けられている。磁石７８，８０は、磁極が逆になるように設置される。この磁石７８，８０と対向するアーム７６の上部にはコイル８２が配設されている。コイル８２は、図示しない制御回路と図示しない信号線によって電気的に接続されている。また、筐体７０から延出しているアーム７６の先端には、操作部位１２が取り付けられている。
【００４７】
本実施の形態における触覚インタフェース装置１０２は、以上のように回転モータとリニアモータとを組み合わせた構成を有しており、操作部位１２のみがステアリングから突出するように埋め込まれる。操作部位１２の３次元方向への移動が可能なように、ステアリングの表面には切り込みが施され、また、内部には空間が設けられる。
【００４８】
本実施の形態における機能ブロック構成は、上記実施の形態１に示した図５と同じである。図８，図９には、触覚呈示部５２に相当する部分の構成のみが示されている。そして、報知制御部５０は、状態検知部４から送られてくる車両の状態あるいは車外の状態から必要に応じて触覚情報を生成して触覚呈示部５２の駆動制御を行う。状態検知部４が検知した車両の状態あるいは車外の状態の状態に応じて触覚呈示部５２を駆動させるまでの処理の流れにおいて状態検知部４と報知制御部５０における処理は、実施の形態１と同じなので、ここでは制御部による駆動制御に従った図８，９に示した触覚呈示部５２の動作について説明する。
【００４９】
制御部による駆動制御のもと、回転型モータ６２は、回転軸６４を回転させることによって回転軸６４に連結された筐体７０を矢印Ｂ方向に回転させる。これにより、操作部位１２を回転する方向に変位させることができる。また、制御部による駆動制御のもと、コイル８２に電流を所定方向に流すと、可動状態にあるスライダー７４は、フレミングの左手の法則に従いレール７２の上を摺動する。これにより、アーム７６は、スライダー７４の摺動に連動してレール７２に沿った方向（矢印Ａ方向に）に移動するので、筐体７０からはアーム７６が矢印Ａ方向に伸縮するようにみえる。このようにして、操作部位１２を直線方向に変位させることができる。
【００５０】
本実施の形態によれば、２自由度の触覚インタフェース装置を提供することによってより複雑な触覚刺激を運転者に与えることができる。
【００５１】
図８を用いて説明した構造では、アーム７６がステアリングの円周方向に沿った方向に動作する。このアーム７６をステアリングの円周方向に対して略直交する方向に動作するように構成することもできる。図１０は、図８に相当する触覚インタフェース装置の概略的な斜視図であるが、筐体６０に搭載されている回転型モータの回転軸を筐体７０に直結せずに、かさ歯車などを用いることで回転方向を９０度変えるように構成すれば、操作部位１２を上下（矢印Ｃ）方向に動作させる触覚インタフェース装置を提供することができる。更に、本実施の形態では、２自由度の触覚インタフェース装置を例にしたが、３自由度以上としてもよく、これにより、運転者に対してより多くの情報を運転者に与えることができると共に、操作部位を運転者に報知すべき内容に即した動作あるいは報知すべき内容に関連した方向に動作させることができるので、より直感的にわかりやすい触覚呈示を行うことができる。
【００５２】
なお、本実施の形態では、車両のステアリングに埋め込むことに適した触覚インタフェース装置を説明したが、これに限定されることなくステアリング以外の器具、あるいは車両以外の器具にも必要により適用することは可能である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、視覚に頼ることなく車内の状態又は車外の状態を操作者の触覚を通じて提供することができる。特に、操作者に報知すべき情報の内容と関係する方向に操作部位を駆動することによって報知すべき情報の内容を直感的に伝えることができる。
【００５４】
更に、操作部位を２自由度以上に駆動できるようにしたので、報知すべき情報の内容に即したより直感的にわかりやすい触覚刺激を生成することができる。
【００５５】
また、触覚インターフェイス装置がステアリングに取り付けられている場合においてステアリングの強い把持を必要とする状態が起きたと判断したときに可動部材を強制的に不動にするようにしたので、運転者の把持力をステアリングに十分に伝えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る触覚インタフェース装置の一実施の形態を示した概略的な斜視図である。
【図２】図１に示した触覚インタフェース装置の筐体上面を取り除いた状態の平面図である。
【図３】図２に示した触覚インタフェース装置の側面図である。
【図４】実施の形態１においてステアリングの裏側に埋め込まれた状態の触覚インタフェース装置を示した斜視図である。
【図５】実施の形態１における触覚インタフェース装置の機能ブロック構成図である。
【図６】実施の形態２における触覚インタフェース装置の筐体上面を取り除いた状態の平面図である。
【図７】図６に示した触覚インタフェース装置の側面図である。
【図８】本発明に係る触覚インタフェース装置の一実施の形態を示した概略的な斜視図である。
【図９】図８に示した触覚インタフェース装置の側面図である。
【図１０】図８に示した触覚インタフェース装置の変形例を示した概略的な斜視図である。
【符号の説明】
２，１０２  触覚インタフェース装置、４  状態検知部、６  接続線、８  ステアリング、１０  操作部、１２  操作部位、１４  基台、１６  発光部、２０駆動部、２１  ケース、２２，２３，２４，２５，７８，８０  磁石、２６，２７，２８，２９、８２  コイル、３０  フレーム、３１  信号線、３２  開口部、３３  表面、３４  弾性部材、４０  制御部、４１  光センサ、４２  制御基板、５０  報知制御部、５２  触覚呈示部、５４  ソレノイド、５６  ソレノイド可動部、５８  係止穴、６０，７０  筐体、６２  回転型モータ、６４  回転軸、７２  レール、７４  スライダー、７６  アーム。
【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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