(57)【要約】【課題】  タッチセンサーパネル等のスイッチ装置を視認する時間をより短くして、安全で快適な運転走行を可能とした情報操作装置を提供する。【解決手段】  処理内容を操作者に選択させる複数の選択肢として表示する表示装置１０２０と、車両内の所定位置に設置され、表示装置１０２０の選択肢の表示レイアウトと略相似形状に分割された検出領域を備え、操作者１０７０の操作指が接触した検出領域を示す操作情報を生成するタッチセンサーパネル１２００と、生成された操作情報に基づいて、操作指１０７７が接触した検出領域に対応する表示装置１０２０上に表示された選択肢を該操作者が選択した処理内容として決定し、該決定結果に従って車両搭載機器を制御する制御装置１０１０と、を有して構成し、タッチセンサーパネル１２００には、一体に設置され、検出領域の境界を触覚的に呈示する触覚刺激呈示アレイを備える。【選択図】    図１
2005216110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器を操作する情報操作装置において、
前記電気機器の処理内容を操作者に選択させる複数の選択肢として表示する表示手段と、
前記表示手段の選択肢の表示レイアウトと略相似形状に分割された検出領域を備え、操作者の操作指が接触した検出領域を示す操作情報を生成する入力操作手段と、
前記入力操作手段により生成された操作情報に基づいて、操作者の操作指が接触した検出領域に対応する前記表示手段上に表示された選択肢を該操作者が選択した処理内容として決定し、この決定結果に従って前記車両搭載機器を制御する制御手段と、を有し、
前記入力操作手段は、該入力操作手段と一体に設置され、前記検出領域の境界を触覚的に呈示する触覚刺激呈示アレイを備えることを特徴とする情報操作装置。
【請求項２】
前記入力操作手段は、前記表示手段上の選択肢の表示レイアウトが縦線および横線で区切られたテーブル状レイアウト、或いは、放射状レイアウトの何れであるかに応じて、前記触覚刺激呈示アレイの刺激呈示パターンを変更することを特徴とする請求項１に記載の情報操作装置。
【請求項３】
前記入力操作手段を前記触覚刺激呈示アレイと一体に透明基板上に構成し、
該透明基板上に構成された前記入力操作手段を前記表示手段上に積層して設置し、
前記触覚刺激呈示アレイは、前記表示手段上に表示された選択肢の領域に対応した前記入力操作手段の検出領域の境界に重畳して触覚情報を呈示することを特徴とする請求項１または請求項２の何れかに記載の情報操作装置。
【請求項４】
前記触覚刺激呈示アレイを静電型アクチュエータで構成したことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の情報操作装置。
【請求項５】
前記触覚刺激呈示アレイを電磁型アクチュエータで構成したことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の情報操作装置。
【請求項６】
前記触覚刺激呈示アレイを圧電素子型アクチュエータで構成したことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の情報操作装置。
【請求項７】
前記電気機器は、車両に搭載される車両搭載機器であり、前記入力操作手段は、前記車両内の適所に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１つに記載の情報操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両に搭載された車両搭載機器を操作する情報操作装置に係り、特に、表示装置やタッチセンサーパネル等のスイッチ装置を視認する時間をより短くして、安全で快適な運転走行を可能とした情報操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
少数のスイッチで構成された操作スイッチパネルで複数の車載機器を制御する自動車用多機能スイッチシステムとしては、例えば特開２００１−１１３９８１号公報に開示された「車両用表示装置」のように、複数の選択肢が表示された表示画面を参照しながら、入力操作手段上で表示画面上に表示された目的の選択肢の表示位置と略対応が付く場所に設置されている電気的スイッチを操作していくシステムがある。
【０００３】
ここで、入力操作手段としては、表示画面内の選択肢の配置と対応して設置された個別のプッシュスイッチ等を適用するだけでなく、例えば特開２０００−７１８０９号公報に開示された「車載用入力装置」のように、表面に２次元的なマトリクス状の検出領域を有するタッチセンサーパネルを用いることにより、選択領域の大きさ、配置を自在に変化させることができる。
【０００４】
また、上記タッチセンサーパネルの検出機構を略透明材料で構成し、このタッチセンサーパネルを選択肢の表示を行う表示装置の上に重ねて設置することによって、選択肢の表示に直接操作指を接触させるような操作を介して表示された選択肢を選択するように構成したシステムは、タッチパネルとして広く実用化されている（例えば、特開２００３−１７３２２８号公報に開示された「表示装置」等）。
【０００５】
このようなタッチセンサーパネルを用いた選択システムは、表示内容の変更に対して検出領域の大きさや位置を柔軟に変化させることができること、また、スイッチ部分の占有面積を少なくできることから、家電製品、自動券売機等の公共用製品、自動車用情報操作装置等に幅広く使用されている。
【０００６】
しかしながら自動車内で使用する用途に適用し運転中の操作を前提として考えると、目的とする選択肢を表示装置上で視認した後は、その選択肢に対応するタッチセンサーパネル上の検出領域をなるべく視覚情報を使わずに、手探りで探し出して操作できることが、前方からの視線逸脱時間を低減させるためには望ましい。
【０００７】
そのため、例えば特開２０００−１９４４８３号公報に開示された「タッチ操作入力装置」のように、タッチセンサーパネルの表面上に凹凸の触知形状を設けたり、タッチセンサーパネルの表面材料の粗さを変えたりして、該当する検出領域を触覚的に検出可能とする工夫が考えられる。しかしながら、操作内容に応じて検出領域の大きさや位置が随時変化するような場合には、大きさや配置が固定された凹凸形状や表面性状による触覚情報では柔軟に対応することができない。
【特許文献１】特開２００１−１１３９８１号公報
【特許文献２】特開２０００−７１８０９号公報
【特許文献３】特開２００３−１７３２２８号公報
【特許文献４】特開２０００−１９４４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
自動車用の多機能スイッチは、その制御対象がエアコンデショナーの調整、ラジオ受信、ＣＤ／ＴＡＰＥ等の音楽ソースの再生、ナビゲーションシステムの操作（目的地選択、地図表示操作、各種機能設定等）、自動車内の各種機能の設定（時計、燃費計算、表示装置の明るさ、各種警報システムの設定等）等々と幅広く、操作対象によってその操作内容は異なり、自然に操作方法、操作方向が想起しやすい操作形態、操作方向も異なる。
【０００９】
例えば、ナビゲーションの目的地入力方法の選択のように、類似した選択肢の中から所望の対象を選ぶ操作の場合は、上下左右という順序、方向による関連付けは効果が少ない。また、カセットテープの早送り巻き戻し等の走行制御の場合は、左右方向に操作を行うことが操作の結果を想起しやすい。また、エアコンの温度の調整やラジオ周波数の微調整のように調整対象の増減を制御する場合には、上下方向に操作することが操作対象の変化を想起しやすい。さらに、地図の東西南北スクロールのように８方向への操作が自然とされるものもある。またさらに、電話番号リストから発呼する操作のように、リスト状のメニューを上下に操作して電話番号を選択し、次に決定、発信という機能操作を行う場合には、上下方向への操作と、その上下方向の操作と区別してＯＮ／ＯＦＦを行う操作形態が必要とされる。このように、操作内容に応じて操作方法、操作方向が想起しやすい操作形態が複数存在するのである。
【００１０】
すなわち、自動車用に適用する入力操作手段は、選択肢の大きさ、配置を各操作内容に応じて自在に変化させられることが望ましい。選択肢の表示の大きさ、配置を変化させた時には、入力操作手段上の検出領域も、その大きさ、配置を変化させる必要がある。しかし、自動車内での使用にあっては、両手を用いた運転操作が主務であるため、入力操作手段による操作は、運転操作の合間を縫って離散的に行わざるを得ない。そのため操作を再開する度に操作指と入力操作手段との位置関係を再確認しなくてはならず、操作時間が延長してしまうという事情があった。
【００１１】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、車両に搭載された車両搭載機器を操作する情報操作装置において、表示装置やタッチセンサーパネル等のスイッチ装置を視認する時間をより短くして、安全で快適な運転走行を可能とした情報操作装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を解決するため、本発明は、電気機器を操作する情報操作装置において、前記電気機器の処理内容を操作者に選択させる複数の選択肢として表示する表示手段と、前記表示手段の選択肢の表示レイアウトと略相似形状に分割された検出領域を備え、操作者の操作指が接触した検出領域を示す操作情報を生成する入力操作手段と、前記入力操作手段により生成された操作情報に基づいて、操作者の操作指が接触した検出領域に対応する前記表示手段上に表示された選択肢を該操作者が選択した処理内容として決定し、この決定結果に従って前記車両搭載機器を制御する制御手段と、を有し、前記入力操作手段は、該入力操作手段と一体に設置され、前記検出領域の境界を触覚的に呈示する触覚刺激呈示アレイを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る情報操作装置では、表示装置の画面に表示された選択肢の内容を選択決定する入力操作手段上に、人間の指先の分解能に適した間隔で配置された触覚刺激呈示アレイを設置し、この触覚刺激呈示アレイを電気的に駆動制御することによって、列状に並んだ凹凸などの触角的刺激を任意に呈示することができる。操作者は、画面に表示された選択肢と略対応する位置に接触することによって処理機能の選択を行う。そして、選択肢の検出領域の境界上に一列に並んだ触覚刺激を触知しながら操作指を移動することによって、検出領域の大きさや配置が変化しても、視覚の利用を控えながら、目的とする検出領域に的確に操作指を誘導することができる。さらに、現在の検出領域の大きさや配列を触覚によって知ることができることから、視覚を用いて画面に表示された情報を再認識しなくても、現在の操作対象となっている機能や操作階層に関する情報を類推することができ、前方からの視線の逸脱時間を短縮する効果が期待され、結果として安全で快適な運転走行を供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の情報操作装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
まず図１は、車両内において本実施形態の情報操作装置の配置を示す説明図である。図中、１０２０は表示装置、１０２２Ｐ〜１０２２Ｓは表示装置１０２０の選択肢、１０６６はステアリング、１０７０は運転者（操作者）、１０７７は運転者の操作指、１１００はコントロールパネル、１２００はタッチセンサーパネル、１２１０はタッチセンサーパネル１２００の選択肢である。
【００１６】
運転者１０７０が自動車のシートに着座して通常の運転操作を行うべくステアリング１０６０を保持した状態で、運転者１０７０が走行時に視認できる位置に表示装置１０２０を設置してある。また、同じく通常の運転操作を行う姿勢を崩さずに操作できる位置に、操作ユニットを備えたコントロールパネル１１００を設置してある。操作ユニットの上面には  複数の検出領域１２１０を有するタッチセンサーパネル１２００が設置されている。運転者１０７０がこのタッチセンサーパネル１２００上の検出領域１２１０に操作指１０７７を接触させると、その座標位置が検出され、タッチセンサーパネル１２００の座標位置に対応付けられた表示画面１０２０上の選択肢１０２２Ｐ〜１０２２Ｓの何れかを選択操作することができる。
【００１７】
また、図２は本発明の実施形態に係る情報操作装置の構成図である。同図において、本実施形態の情報操作装置は、入力ポート１０１２，画像出力ポート１０１４，外部出力ポート１０１６および出力ポート１０１７を備えた制御装置１０１０と、表示画面上に選択肢１０２２Ｐ〜１０２２Ｓを表示している表示装置１０２０と、記憶装置１０３０と、操作ユニット１１２０および該操作ユニット１１２０と一体に設置された触覚刺激呈示ユニット３０００とを備えたコントロールパネル１１００と、ドライバー３００５とを有して構成されている。なお、操作ユニット１１２０の上面には、検出領域１２１０ｐ〜１２１０ｓを有するタッチセンサーパネル１２００が設置され、制御装置１０１０の外部出力ポート１０１６には、車両搭載機器１０５０ａ，１０５０ｂ，１０５０ｃが接続されている。
【００１８】
運転者１０７０は、複数の選択肢が表示画面上に表示される表示装置１０２０を視認して、表示されている選択肢１０２２Ｐ〜１０２２Ｓの中から自分が所望する処理機能を表す選択肢１０２２Ｐ〜１０２２Ｓが表示画面上のどの位置に表示されているかを識別する。図２の例では、複数の選択肢１０２２Ｐ〜１０２２Ｓは表示装置上に、２×２のテーブル状に表示されている。
【００１９】
運転者１０７０は、表示装置１０２０に表示されている選択肢１０２２Ｐ〜１０２２Ｓの中から、所望の選択肢、例えば１０２２Ｐの位置と対応するタッチセンサーパネル１２００上の検出領域１２１０ｐに操作指１０７７を接触させることによって所望の選択肢１０２２Ｐを選択することができ、さらに、接触したタッチセンサーパネル１２００の検出領域１２１０ｐをさらに押し下げ操作することによって、所望の選択肢１０２２Ｐの処理機能の選択を決定する操作を行うことができる。
【００２０】
運転者１０７０によって処理機能が選択されると、制御装置１０１０を介して、制御装置１０１０の外部出力ポート１０１６に接続された車両搭載機器１０５０ａ〜１０５０ｃを制御してその処理機能が実施される。
【００２１】
制御装置１０１０は、記憶装置１０３０から次の操作に用いる機能選択の表示画面をダウンロードしてくるときに、表示装置１０２０上に表示する選択肢の配列の仕方に関する情報、例えば２×２の配列の場合には、「田」の字状の配列であるのか、十字状の配列であるのかを示す情報を同時に取得し、その配列情報に従って、ドライバー３００５に所定の信号を送出して、触覚刺激呈示ユニット３０００上に所定の触覚刺激パターンを呈示する。
【００２２】
次に、図３にはタッチセンサーパネル１２００の操作面上に配置された触覚刺激呈示装置３０００の構成の概要を示す。図３において、触覚刺激呈示装置３０００は、９個の触覚刺激アレイ３１００−１〜３１００−９を備えており、これらの触覚刺激アレイ３１００−１〜３１００−９が８個の領域ａ〜ｈの境界となっている。
【００２３】
タッチセンサーパネル１２００の表面を貫通して、触覚刺激呈示装置３０００の触知ピン（図中、塗り潰しの丸印）が所定の高さ（５０［μｍ］〜２００［μｍ）程度）突出する構成となっている。運転者１０７０は、操作指１０７７をタッチセンサーパネル１２００上で滑らせることによって触知ピンの存在を検知し、検出領域の境界を触知することができる。これらの触知ピンを複数個一列に並べることによって触覚刺激アレイ３１００を構成している。図３の例では、タッチセンサーパネル１２００の表面上に、中心と、中心からの８つの方向とに合計９個の触覚刺激アレイ３１００−１〜３１００−９が配置されている。
【００２４】
また、図４には触覚刺激アレイ３１００−１〜３１００−９の断面構造を示す。図中、６０１０はケース、６０１５は可動ケース、６１００はタッチセンサーパネル、６２１０は触知ピン、６２２０はプッシュロッド、６２３０はバネ、６２４０はフランジ、６２５０は基板、６３００はマイクロアクチュエータ、６４００はスイッチ、６４１０は基板、６６００はコネクター、６６１０はリード線である。
【００２５】
ケース６０１０の中に上下に可動する可動ケース６０１５が設置されている。この可動ケース６０１５の中には、最上部にタッチセンサーパネル６１００が設置されており、このタッチセンサーパネル６１００を貫通するように、所定の位置に触知ピン６２１０が上下にスライド可能に設置されている。この触知ピン６２１０は、バネ６２３０、フランジ６２４０、基板６２５０によって下方向に付勢されており、通常はタッチセンサーパネル６１００の上面と同じ高さに位置して、その存在を触知し難いように設定されている。触知ピン６２１０は、プッシュロッド６２２０を介してマイクロアクチュエータ６３００に接触している。
【００２６】
マイクロアクチュエータ６２２０は、プリント基板上の回路によって供給される電力によって変位を出力し、触知ピン６２１０を所定の高さまで押し上げて停止する。可動ケース６０１５はバネによって上方向に付勢されている。運転者１０７０がタッチセンサーパネル６１００全体を押し下げることによって、可動ケース６０１５は下方向に移動し、ケース６０１０の底面に設置されたスイッチ６４００を起動する。この操作によって、タッチパネルセンサー６１００上で選択した検出領域の位置に対応する選択肢の処理機能選択を決定する操作とすることができる。タッチパネルセンサー６１００、マイクロアクチュエータ６３００、スイッチ６４００の信号は、リード線６６１０とコネクター６６００を介して制御装置１０１０に接続される。
【００２７】
次に、図５には操作内容と触覚刺激呈示装置３０００が呈示する触覚刺激パターンとの関連を示す。制御装置１０１０は、記憶装置１０３０から、次の操作に用いる機能選択の表示画面をダウンロードしてくるときに、表示する内容が「田」の字状の配列を持つものか、十字上の配列を持つものなのかを識別し、ドライバー３００５を介してマイクロアクチュエータ６３００を駆動する。
【００２８】
図５において、例えばＦＭプリセット局を選択する場合は、表示装置１０２０上の表示形態として、プリセットされた各局名を「田」の字状に配列する。この場合、タッチセンサーパネル１２００上の検出領域も「田」の字状の配列となる。この状態では、触覚刺激アレイは「田」の字領域の境界に沿って十字状に触覚刺激を呈示するように駆動制御される。つまり、触覚刺激アレイ３１００−２，３１００−４，３１００−６，３１００−８および３１００−９を駆動して、領域ａ，ｂで「ＦＭ１」に対応した検出領域を、領域ｃ，ｄで「ＦＭ２」に対応した検出領域を、領域ｅ，ｆで「ＦＭ４」に対応した検出領域を、領域ｇ，ｈで「ＦＭ３」に対応した検出領域を、それぞれ構成する。
【００２９】
また、ＴＡＰＥの早送り、巻き戻し制御のように操作内容に方向性があるときには、図５の２段目に示したように、表示装置１０２０上の表示形態として各選択肢を十字状に配置する。この場合、検出領域の境界を示すための触覚刺激アレイは、クロス状の触覚刺激を発生するように駆動制御される。つまり、触覚刺激アレイ３１００−１，３１００−３，３１００−５，３１００−７および３１００−９を駆動して、領域ｂ，ｃで「ＰＬＡＹ」に対応した検出領域を、領域ｄ，ｅで「ＦＦＷＤ」に対応した検出領域を、領域ｆ，ｇで「ＳＴＯＰ」に対応した検出領域を、領域ｈ，ａで「ＲＷＤ」に対応した検出領域を、それぞれ構成する。
【００３０】
このようにして、運転者１０７０はタッチセンサーパネル１２００（６１００）上に突起した触知ピン６２１０を、指を滑らせながら触知することによって検出領域の境界線の存在を知ることができ、検出領域の配置が「田」の字状になっていても、十字状になっていても的確な位置に操作指１０７７を導くことができる。
【００３１】
次に、マイクロアクチュエータ６２２０の構成について具体例を示して説明する。図６および図７には静電力を用いた静電型マイクロアクチュエータの動作原理図と構成図を示す。
【００３２】
図６において、静電型マイクロアクチュエータの動作原理は、絶縁体基板７０００の両面に設置した電極７０１０、７０２０の間に電位差を生じさせることによって、電極７０１０、７０２０間に生じる力を応用している。片方の電極を固定電極７０１０として、もう一方の電極７０２０を渦巻状バネ上の可動電極となるように構成する。
【００３３】
また、図７において、７１００は可動ケース、７１１０は固定電極、７２２０は可動電極、７２３０はコネクター、７２４０は信号端子、７２６０はプッシュピン、７２７０はリード線である。
【００３４】
このように構成して、両電極７０１０、７０２０間に電位差を加えると、可動電極７０２０が渦巻き形状によって生じるバネ力に打ち勝って、固定電極７０１０側に引き寄せられる。この状態で電位差を取り除けば、可動電極７０２０は元の状態に戻り、可動電極７０２０に固定したプッシュピン７２６０を押し上げるように動作する。
【００３５】
次に、図８は電磁型マイクロアクチュエータの構成図である。図中、５２１０はプッシュロッド、５５００はコイル、５５１０はバネ、５５１５は底板、５５２０はプランジャー、５５３０はケースである。
【００３６】
コイル５５００に通電することによって電磁力が発生する磁性体で構成されており、電磁力が発生すると、バネ５５１０によって付勢されたプランジャー５５２０が、コイル５５００に引き込まれるように動作する、このプランジャー５５２０の先端に設置されたプッシュロッド５２１０によって、触知ピン６２１０を所定量押し上げることができる。
【００３７】
さらに、図９は圧電素子による圧電バイモルフ型マイクロアクチュエータの構成図を示す。図中、９０１０は表面パネル、９０２０はホール、９０３０は固定板、９０３５は固定穴、９１００は圧電バイモルフ素子、９１１０は中央電極、９１２０，９１４０は圧電素子、９１３０，９１５０は電極、９１９０は接触ピン、９２００はアンプ、９２１０はリード線、９２２０は信号端子である。
【００３８】
強誘電体であるチタン酸バリウムなどの圧電セラミックス材料は、電界を加えると結晶に歪みが生じて伸縮する。分極方向を逆にした短冊状の二枚の圧電セラミックスを張り合わせて、中央電極と表裏の電極との間に電位差を与えることによって、一方の圧電素子を伸展させ、もう一方を収縮させることによって大きな変位を得るバイモルフ型の利用方法が広く知られている。
【００３９】
運転者１０７０が接触する表面パネル９０１０上には、接触ピン９１９０が貫通するホール９０２０が設けられている。短冊状の圧電バイモルフ素子９１００は、表面パネル９０１０に固定された固定板９０３０の上に設けられた固定穴９０３５に接着剤で接着されている。圧電バイモルフ素子９１００は、導電性の材料でできた中央電極９１１０の両側に、強誘電製のセラミックス素子９１２０と９１４０を分極の方向を反対にして接着し、圧電素子９１２０と９１４０の表面には導電性塗料による電極９１３０と９１５０が設置されている。
【００４０】
中央電極９１１０と電極９１３０，９１４０は、アンプ９２００に接続されており、制御装置１０１０からの信号９２２０に応じて、圧電バイモルフ素子９１００の電極間に所定の電界が印加される。この電界によって圧電バイモルフ素子９１００は撓みを生じ、電極９１５０上に接着剤９１８０で接着されている接触ピン９１９０を所定量押し上げる動作を起こす。この結果、運転者１０７０は、表面パネル９０１０上を触知動作したときに、この接触ピン９１９０の突起を検知することができる。
【００４１】
次に、タッチセンサーパネル１２００について具体的に説明する。図１０はタッチセンサーパネル１２００の構成図であり、図１１はタッチセンサーパネル１２００の断面図である。図中、８０００は基板、８０１０は横方向のスダレ状電極、８０２０は感圧導電ゴム、８０３０は縦方向のスダレ状電極、８０４０は樹脂膜、８０５０，８０６０は電極端子、８１００はマトリクスエンコーダー、８１１０は信号である。
【００４２】
操作パネルに接触した指先の２次元的な位置情報を検出する手段としては、マトリクス検出方式、抵抗値検出方式、静電容量検出方式、光学式検出方式などが公知となっている。ここでは、代表例としてマトリクス検出方式を示す。
【００４３】
図１１に示すように、基板８０００上に横方向のスダレ状電極８０１０を設置し、その電極８０１０に重ねて押し圧力によって導電性が変化する感圧導電ゴムの層８０４０を形成する。さらに、その上に縦方向のスダレ状電極８０３０を設置し、最上部に保護用の樹脂膜８０４０を設置した構成とする。
【００４４】
保護用の樹脂膜８０４０を介して操作指１０７７によって押し圧力が印加されると、操作指１０７７の位置にある感圧導電ゴム８０４０が収縮し、ゴム８０４０内に分散された導電粒の間隔が狭まることによって導電率が変化する、この結果、操作指先の位置において、下部の横方向スダレ状電極８０１０と上部の縦方向スダレ状電極８０３０との間に導通状態が発生する。
【００４５】
また、図１０に示すように、横方向および縦方向のスダレ状電極８０１０，８０３０の各電極端子８０５０，８０６０は、マトリクスエンコーダー８１００の入力端子に接続されている。このマトリクスエンコーダー８１００は、入力端子間の接続の組み合わせに応じて、所定の信号をコンピューターに送り出す動作をする。このようにして、操作指１０７７が接触して押圧された位置に対応して、コード化された信号を発生することができ、タッチセンサーパネル１２００上のどの位置が押圧されたかを知ることができる。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態の情報操作装置では、車両搭載機器１０５０ａ〜１０５０ｃの処理内容を操作者に選択させる複数の選択肢として表示する表示装置１０２０と、車両内の所定位置に設置され、表示装置１０２０の選択肢１０２２Ｐ〜１０２２Ｓの表示レイアウトと略相似形状に分割された検出領域１２１０ｐ〜１２１０ｓを備え、操作者１０７０の操作指が接触した検出領域を示す操作情報を生成するタッチセンサーパネル１２００（入力操作手段）と、タッチセンサーパネル１２００により生成された操作情報に基づいて、操作者１０７０の操作指１０７７が接触した検出領域１２１０ｐ〜１２１０ｓに対応する表示装置１０２０上に表示された選択肢１０２２Ｐ〜１０２２Ｓを該操作者１０７０が選択した処理内容として決定し、該決定結果に従って車両搭載機器１０５０ａ〜１０５０ｃを制御する制御装置１０１０と、を有して構成し、タッチセンサーパネル１２００には、当該タッチセンサーパネル１２００と一体に設置され、検出領域１２１０ｐ〜１２１０ｓの境界を触覚的に呈示する触覚刺激呈示アレイ３１００−１〜３１００−９を備えている。
【００４７】
このように、本実施形態の情報操作装置では、表示装置１０２０の画面に表示された選択肢１０２２Ｐ〜１０２２Ｓの内容を選択決定するタッチセンサーパネル１２００上に、人間の指先の分解能に適した間隔で配置された触覚刺激呈示アレイ３１００−１〜３１００−９を設置し、この触覚刺激呈示アレイ３１００−１〜３１００−９を電気的に駆動制御することによって、列状に並んだ凹凸などの触角的刺激を任意に呈示することができる。
【００４８】
操作者１０７０は、画面に表示された選択肢１０２２Ｐ〜１０２２Ｓと略対応する位置に接触することによって処理機能の選択を行う。そして、選択肢の検出領域１２１０ｐ〜１２１０ｓの境界上に一列に並んだ触覚刺激を触知しながら操作指１０７７を移動することによって、検出領域１２１０ｐ〜１２１０ｓの大きさや配置が変化しても、視覚の利用を控えながら、目的とする検出領域１２１０ｐ〜１２１０ｓに的確に操作指１０７７を誘導することができる。
【００４９】
さらに、現在の検出領域１２１０ｐ〜１２１０ｓの大きさや配列を触覚によって知ることができることから、視覚を用いて画面に表示された情報を再認識しなくても、現在の操作対象となっている機能や操作階層に関する情報を類推することができ、前方からの視線の逸脱時間を短縮する効果が期待され、結果として安全で快適な運転走行を供することが可能となる。
【００５０】
また、本実施形態の情報操作装置では、タッチセンサーパネル１２００の触覚刺激呈示装置３０００は、表示装置１０２０上の選択肢の表示レイアウトが縦線および横線で区切られたテーブル状レイアウト（具体例では「田」の字状配列）、或いは、直交状、８方向方位状等の放射状レイアウト（具体例では十字状配列）の何れであるかに応じて、触覚刺激呈示アレイ３１００−１〜３１００−９の刺激呈示パターンを変更する。
【００５１】
上述したように、操作内容に応じて操作方法や操作方向が想起しやすい操作形態が複数存在するが、検出領域の境界に関する情報を、選択肢の表示内容に応じて自在に変化させて、触覚情報として呈示することができるので、選択肢の位置に関する情報や現時点で制御の対象となっている機能に関する情報を、操作者が触覚を介して知ることができ、表示装置やタッチセンサーパネル等のスイッチ装置を視認する時間をより短くすることができる。
【００５２】
なお、本実施形態の情報操作装置の変形として、タッチセンサーパネル１２００を触覚刺激呈示アレイ３１００−１〜３１００−９と一体に透明基板上に構成し、該透明基板上に構成されたタッチセンサーパネル１２００を表示装置１０２０上に積層して設置し、触覚刺激呈示アレイ３１００−１〜３１００−９が、表示装置１０２０上に表示された選択肢の領域に対応したタッチセンサーパネル１２００の検出領域の境界に重畳して触覚情報を呈示するようにする構成も考えられる。このような構成により、装置構成を簡素化することができる。
【００５３】
また、触覚刺激提示アレイを、図６に示した如くの静電型アクチェータで構成し、電極に加える電位差を制御することにより、プッシュピンの出没を操作することができるので、信頼性を向上させることができる。
【００５４】
さらに、触覚刺激提示アレイを、図８に示した如くの電磁型アクチェータで構成し、コイルに通電することによりプッシュロッドの出没を操作することができるので、信頼性を向上させることができる。
【００５５】
また、触覚刺激提示アレイを、図９に示した如くの圧電素子型アクチェータで構成し、圧電バイモルフ素子電極間に電界を印加することにより、接触ピンを出没させることができるので、信頼性を向上させることができる。
【００５６】
さらに、車両搭載機器を操作する情報操作装置とすることにより、運転中における操作を容易とすることができる。
【００５７】
また、上記した実施形態では、車両に搭載される情報操作装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の電気機器を操作する情報操作装置として適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
複数の選択肢から所望するものを選択する上で極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】車両内において本実施形態の情報操作装置の配置を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る情報操作装置の構成図である。
【図３】タッチセンサーパネル１２００の操作面上に配置された触覚刺激呈示装置３０００の構成の概要を説明する平面図である。
【図４】触覚刺激アレイ３１００−１〜３１００−９の断面構造図である。
【図５】操作内容と触覚刺激呈示装置３０００が呈示する触覚刺激パターンとの関連を示す説明図である。
【図６】静電型マイクロアクチュエータの動作原理図である。
【図７】静電型マイクロアクチュエータの構成図である。
【図８】電磁型マイクロアクチュエータの構成図である。
【図９】圧電バイモルフ型マイクロアクチュエータの構成図である。
【図１０】タッチセンサーパネル１２００の構成図である。
【図１１】タッチセンサーパネル１２００の断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０１０    制御装置
１０１２    入力ポート
１０１４    画像出力ポート
１０１６    外部出力ポート
１０１７    出力ポート
１０２０      表示装置
１０２２Ｐ〜１０２２Ｓ    表示装置１０２０の選択肢
１０３０    記憶装置
１０６６    ステアリング
１０７０    運転者（操作者）
１０７７    運転者の操作指
１１００    コントロールパネル
１１２０    操作ユニット
１２００    タッチセンサーパネル
１２１０    タッチセンサーパネル１２００の選択肢
３０００    触覚刺激呈示ユニット
３００５    ドライバー
１０５０ａ，１０５０ｂ，１０５０ｃ    車両搭載機器
３１００−１〜３１００−９    触覚刺激アレイ
ａ〜ｈ    領域
５２１０    プッシュロッド
５５００    コイル
５５１０    バネ
５５１５    底板
５５２０    プランジャー
５５３０    ケース
６０１０    ケース
６０１５    可動ケース
６１００    タッチセンサーパネル
６２１０    触知ピン
６２２０    プッシュロッド
６２３０    バネ
６２４０    フランジ
６２５０    基板
６３００    マイクロアクチュエータ
６４００    スイッチ
６４１０    基板
６６００    コネクター
６６１０    リード線
７１００    可動ケース
７１１０    固定電極
７２２０    可動電極
７２３０    コネクター
７２４０    信号端子
７２６０    プッシュピン
７２７０    リード線
８０００    基板
８０１０    横方向のスダレ状電極
８０２０    感圧導電ゴム
８０３０    縦方向のスダレ状電極
８０４０    樹脂膜
８０５０，８０６０    電極端子
８１００    マトリクスエンコーダー
８１１０    信号
９０１０    表面パネル
９０２０    ホール
９０３０    固定板
９０３５    固定穴
９１００    圧電バイモルフ素子
９１１０    中央電極
９１２０，９１４０    圧電素子
９１３０，９１５０    電極
９１９０    接触ピン
９２００    アンプ
９２１０    リード線
９２２０    信号端子
【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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