(57)【要約】【課題】操作感を向上させることができる操作装置を提供する。【解決手段】操作装置１は、主に、非操作状態では中立位置にある操作部２と、操作部２の操作位置を検出する検出部１４と、操作部２に付加する第１の操作荷重、及び第１の操作荷重と異なる第２の操作荷重、を生成する操作荷重生成部４と、第１の操作荷重から第２の操作荷重に切り替えさせる切替信号を取得し、かつ検出部１４により検出された操作部２の操作位置が中立位置を含む予め定められた領域内にある場合、操作荷重を切り替えるように操作荷重生成部４を制御する制御ＥＣＵ１８と、を備えて概略構成されている。【選択図】図５
2013191140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非操作状態では中立位置にある操作部と、
前記操作部の操作位置を検出する検出部と、
前記操作部に付加する第１の操作荷重、及び前記第１の操作荷重と異なる第２の操作荷重、を生成する操作荷重生成部と、
前記第１の操作荷重から前記第２の操作荷重に切り替えさせる切替信号を取得し、かつ前記検出部により検出された前記操作部の操作位置が前記中立位置を含む予め定められた領域内にある場合、操作荷重を切り替えるように前記操作荷重生成部を制御する制御部と、
を備えた操作装置。
【請求項２】
前記制御部は、表示装置に表示された画像が切り替わる信号を、前記切替信号とする請求項１に記載の操作装置。
【請求項３】
前記制御部は、表示装置との関係が第１の操作系から第２の操作系へ切り替わる信号を、前記切替信号とする前記請求項１に記載の操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、操作部と、力感覚（ハプティック）を操作部に付加するアクチュエータと、を備えたハプティックデバイスが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このハプティックデバイスは、目標操作位置方向以外への操作に対して目標操作位置方向と反対方向の力感覚を作用させるので、操作部を目標操作位置方向以外に操作し難くなり、良好な操作感を与えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−４１２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような操作部に荷重を付加する操作装置において、操作者が荷重の切り替わりで違和感を覚え、操作感が低下する可能性がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、操作感を向上させることができる操作装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、非操作状態では中立位置にある操作部と、操作部の操作位置を検出する検出部と、操作部に付加する第１の操作荷重、及び第１の操作荷重と異なる第２の操作荷重、を生成する操作荷重生成部と、第１の操作荷重から第２の操作荷重に切り替えさせる切替信号を取得し、かつ検出部により検出された操作部の操作位置が中立位置を含む予め定められた領域内にある場合、操作荷重を切り替えるように操作荷重生成部を制御する制御部と、を備えた操作装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、操作感を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係る操作装置の概略図である。
【図２】図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る操作装置が搭載された車両内の概略図であり、（ｂ）は、操作装置のブロック図である。
【図３】図３（ａ）は、第１の実施の形態に係る磁性体の移動が規制されていない場合の要部断面の模式図であり、（ｂ）は、磁性体の移動が規制された場合の要部断面の模式図である。
【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施の形態に係る操作装置の動作を説明するための概略図であり、（ｃ）は、操作荷重の切替を説明するためのグラフである。
【図５】図５は、第１の実施の形態に係るフローチャートである。
【図６】図６は、第２の実施の形態に係る操作装置の概略図である。
【図７】図７（ａ）は、第２の実施の形態に係る操作装置のブロック図であり、（ｂ）は、力覚パターンを説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る操作装置は、非操作状態では中立位置にある操作部と、操作部の操作位置を検出する検出部と、操作部に付加する第１の操作荷重、及び第１の操作荷重と異なる第２の操作荷重、を生成する操作荷重生成部と、第１の操作荷重から第２の操作荷重に切り替えさせる切替信号を取得し、かつ検出部により検出された操作部の操作位置が中立位置を含む予め定められた領域内にある場合、操作荷重を切り替えるように操作荷重生成部を制御する制御部と、を備える。
【００１１】
[第１の実施の形態]
（操作装置１の構成）
図１は、第１の実施の形態に係る操作装置の概略図である。図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る操作装置が搭載された車両内の概略図であり、（ｂ）は、操作装置のブロック図である。なお、実施の形態に係る各図において、部品と部品との比率は、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１２】
この操作装置１は、例えば、車両８に搭載された電子機器を操作する遠隔操作装置である。操作装置１は、図１に示すように、操作レバー２２がＸ軸方向及びＹ軸方向、つまりＸＹ座標系の所望の操作位置に操作可能となるように構成されている。このＸＹ座標系は、直交座標系である。
【００１３】
また操作装置１は、例えば、図２（ａ）に示すように、車両８の運転席と助手席との間のセンターコンソール８２に配置されている。この操作装置１は、例えば、速度計等が配置されたインストルメントパネル８０の中央に配置された表示装置６ａに表示されたカーソル等を操作することが可能である。
【００１４】
操作装置１は、主に、非操作状態では中立位置にある操作部２と、操作部２の操作位置を検出する検出部１４と、操作部２に付加する第１の操作荷重、及び第１の操作荷重と異なる第２の操作荷重、を生成する操作荷重生成部４と、第１の操作荷重から第２の操作荷重に切り替えさせる切替信号を取得し、かつ検出部１４により検出された操作部２の操作位置が中立位置を含む予め定められた領域内にある場合、操作荷重を切り替えるように操作荷重生成部４を制御する制御部としての制御ＥＣＵ（Electric Control Unit）１８と、を備えて概略構成されている。
【００１５】
また操作装置１は、例えば、図２（ａ）に示すように、決定ボタン１ａを備えている。
【００１６】
この操作装置１は、主に、第１のばね４１と第２のばね４２によって生成される第１の操作荷重と、第１のばね４１によって生成される第２の操作荷重と、を切り替える構成を有している。
【００１７】
ここで中立位置とは、例えば、図１に示すように、節度ピース５０の先端部５００が節度山２６２の頂点部分に押し付けられて安定している状態における操作部２の操作位置であり、ＸＹ座標の原点でもある。また予め定められた領域とは、中立位置がＸＹ座標の原点であることから、原点を中心とした円形の領域となる。この円の半径ｒは、操作者が、操作荷重が切り替わっても不自然な動きと感じない程度に設定されることが好ましい。従って領域の半径ｒは、一例として、０＜ｒ≦５ｍｍ程度に設定される。
【００１８】
（操作部２の構成）
操作部２は、図１に示すように、操作ノブ２０と、操作レバー２２と、操作レバー２２を支持する支持機構部２３と、を備えて概略構成されている。
【００１９】
操作レバー２２は、例えば、円柱形状を有し、一方端部に操作ノブ２０が取り付けれ、他方端部に節度部２６が取り付けられている。操作ノブ２０は、例えば、半球形状を有する。操作者は、この操作ノブ２０を把持し、操作レバー２２を所望の方向に傾ける傾倒操作を行うことにより、操作装置１の操作を行う。
【００２０】
・支持機構部２３の構成
支持機構部２３は、操作レバー２２による傾倒操作が可能となるように操作レバー２２を支持するものである。
【００２１】
支持機構部２３は、Ｘ軸方向支持部２４と、Ｙ軸方向支持部２５と、を備えて概略構成されている。操作レバー２２は、このＸ軸方向支持部２４とＹ軸方向支持部２５との組み合わせによって、ＸＹ座標上の所望の操作位置を指示することができる。
【００２２】
Ｘ軸方向支持部２４は、本体２４０と、操作レバー２２が挿入され、操作レバー２２のＸ軸方向の操作を案内するガイド部２４１と、本体２４０の短手方向の両側面に設けられ、回転可能に支持される支持部２４２及び支持部２４３と、を備えて概略構成されている。従って操作レバー２２は、矢印Ａ及びＢ方向（Ｙ軸方向）に傾倒する。
【００２３】
Ｙ軸方向支持部２５は、本体２５０と、操作レバー２２が挿入され、操作レバー２２のＹ軸方向の操作を案内するガイド部２５１と、本体２５０の短手方向の両側面に設けられ、回転可能に支持される支持部２５２及び支持部２５３と、を備えて概略構成されている。従って操作レバー２２は、矢印Ｃ及びＤ方向（Ｘ軸方向）に傾倒する。
【００２４】
なお支持機構部２３の構成は、上記に限定されず、２次元の操作位置を指示可能な公知の支持機構によって構成されても良い。
【００２５】
・節度部２６の構成
節度部２６は、図１に示すように、球体であり、操作レバー２２の端部とは反対側となる底面２６０に節度山２６２を有する。この節度山２６２は、円錐形状を有し、底面２６０から凹むように形成されている。言い換えるなら、節度山２６２は、すり鉢形状を有している。
【００２６】
・節度ピース５０の構成
節度ピース５０は、円柱形状を有し、その先端部５００が丸い形状となっている。この先端部５００は、節度山２６２に接触している。また節度ピース５０の端部５０２は、第１のばね４１に接触している。
【００２７】
（操作荷重生成部４の構成）
操作荷重生成部４は、図１に示すように、筒部５１に配置されている。この操作荷重生成部４は、第１のばね４１と、第２のばね４２と、磁性体４４と、電磁石４６及び電磁石４７と、を備えて概略構成されている。
【００２８】
・第１のばね４１の構成
第１のばね４１は、例えば、金属材料をコイル状に加工して形成されたコイルばねである。なお第１のばね４１は、コイルばねに限定されず、図１に示すように、節度ピース５０を節度山２６２に押し付ける方向の力ｆ１を生成することができる機械要素であれば良い。
【００２９】
・第２のばね４２の構成
第２のばね４２は、例えば、金属材料をコイル状に加工して形成されたコイルばねである。なお第２のばね４２は、コイルばねに限定されず、図１に示すように、節度ピース５０を節度山２６２に押し付ける方向の力ｆ２を生成することができる機械要素であれば良い。
【００３０】
・磁性体４４の構成
磁性体４４は、円柱形状を有する。また磁性体４４は、一例として、フェライト等の強磁性体材料を用いて形成される。なお磁性体４４は、ネオジム等の磁石、及びフェライト等の強磁性体材料を樹脂に混ぜて成形されたものであっても良い。また磁性体４４は、電磁石４６及び電磁石４７に吸引されるものであれば、これらに限定されない。
【００３１】
磁性体４４は、筒部５１の開口５１２内を移動するように構成されている。磁性体４４の上面４４０には、第１のばね４１が接触している。また磁性体４４の下面４４１には、第２のばね４２が接触している。
【００３２】
・電磁石４６及び電磁石４７の構成
電磁石４６及び電磁石４７は、筒部５１に配置されている。また電磁石４６及び電磁石４７は、開口５１２を中心として向かい合って配置されている。この電磁石４６及び電磁石４７は、電流が流されることにより磁場を発生させるように構成されている。この磁場により、磁性体４４は、電磁石４６及び電磁石４７が配置された位置で移動を規制される。言い換えるなら、磁性体４４は、第１のばね４１の固定端となる。なお電磁石は、磁性体４４を固定端とすることができる構成であれば、個数及び形状は限定されない。
【００３３】
（検出部１４の構成）
検出部１４は、図２（ｂ）に示すように、Ｘ軸検出部１４０と、Ｙ軸検出部１４５と、を備えて概略構成されている。
【００３４】
Ｘ軸検出部１４０は、Ｙ軸方向支持部２５の支持部２５２又は支持部２５３の回転量を検出し、Ｘ軸方向の座標を算出するように構成されている。このＸ軸検出部１４０は、Ｘ軸方向の座標の情報であるＸ軸座標情報Ｓ１を制御ＥＣＵ１８に出力する。Ｘ軸検出部１４０は、操作部２の座標の検出を予め定められた周期で行う。
【００３５】
Ｙ軸検出部１４５は、Ｘ軸方向支持部２４の支持部２４２又は支持部２４３の回転量を検出し、Ｙ軸方向の座標を算出するように構成されている。このＹ軸検出部１４５は、Ｙ軸方向の座標の情報であるＹ軸座標情報Ｓ２を制御ＥＣＵ１８に出力する。Ｙ軸検出部１４５は、操作部２の座標の検出を予め定められた周期で行う。
【００３６】
（筒部５１の構成）
筒部５１は、図１に示すように、底のある円筒形状を有し、上面５１０には、開口５１２が形成されている。この開口５１２には、第２のばね４２、磁性体４４、第１のばね４１及び節度ピース５０が、挿入されている。また開口５１２の底面５１４には、第２のばね４２が接触し、上面５１０から節度ピース５０の先端部５００が突出している。
【００３７】
（制御ＥＣＵ１８の構成）
制御ＥＣＵ１８は、切替信号を取得し、かつ検出部１４により検出された操作部２の操作位置が中立位置を含む予め定められた領域内にある場合、第１の操作荷重から第２の操作荷重へと操作荷重を切り替えるように操作荷重生成部４を制御する。
【００３８】
制御ＥＣＵ１８は、主に、判断処理を行なうＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理演算プログラム、メニュー画像の位置データ等を記憶しておくＲＯＭ（Read Only Memory）、演算処理の作業領域としてのＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成される。
【００３９】
この制御ＥＣＵ１８は、図２（ｂ）に示すように、車両通信バス８００を介して表示装置６ａに電気的に接続される。また制御ＥＣＵ１８には、決定ボタン１ａが電気的に接続され、決定ボタン１ａから出力されたボタン信号Ｓ３が入力するように構成されている。
【００４０】
さらに制御ＥＣＵ１８は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信等の車載ＬＡＮ（Local Area Network）の車両通信バス８００を介して表示装置６ａ、カーナビ装置６ｂ、空調装置６ｃ、オーディオ装置６ｄ等の電子機器と電気的に接続されている。これにより、操作者は、例えば、表示装置６ａに表示されたメニュー画像に対する操作装置１の操作に基づいて、車両通信バス８００を介してカーナビ装置６ｂ、空調装置６ｃ、オーディオ装置６ｄ等を遠隔制御することが可能となる。
【００４１】
また車両通信バス８００には、車両ＥＣＵ８０１と電気的に接続されている。この車両ＥＣＵ８０１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータであり、表示装置６ａの制御を行う。
【００４２】
また車両ＥＣＵ８０１は、表示装置６ａに表示された画像が切り替わることを示す切替信号を、車両通信バス８００を介して操作装置１に出力する。
【００４３】
制御ＥＣＵ１８は、表示装置６ａに表示された画像が切り替わる信号を、上述の切替信号とするように構成されている。
【００４４】
なお制御ＥＣＵ１８は、表示装置６ａと操作装置１の関係が第１の操作系から第２の操作系へ切り替わる信号を、上述の切替信号としても良い。この際、車両ＥＣＵ８０１は、操作系が切替わることを示す切替信号を生成するように構成される。この第１の操作系は、一例として、絶対操作系である。また第２の操作系は、一例として、相対操作系である。ここで絶対操作系とは、表示画面と操作部２の操作領域とが１対１対応である操作系である。また相対操作系とは、操作部２の移動量に応じてカーソル等が移動する操作系である。
【００４５】
以下では、操作装置１の操作荷重の切り替えについて、各図を参照しながら説明する。
【００４６】
（操作荷重の切替）
図３（ａ）は、第１の実施の形態に係る磁性体の移動が規制されていない場合の要部断面の模式図であり、（ｂ）は、磁性体の移動が規制された場合の要部断面の模式図である。この図３（ａ）及び（ｂ）では、操作部２を簡略化して図示している。
【００４７】
操作装置１は、図３（ａ）の紙面右側に操作レバー２２が傾倒操作された場合、節度山２６２の斜面によって節度ピース５０の先端部５００が開口５１２の底面５１４方向に押される。つまり第１のばね４１及び第２のばね４２は、圧縮する方向に縮むと共に、節度ピース５０を節度山２６２に押し付ける。この傾倒操作の際の操作荷重が、第１の操作荷重となる。この傾倒操作後、操作者が操作ノブ２０から手を離すと、節度ピース５０により節度山２６２が押されるので、操作レバー２２が中立位置に復帰する。
【００４８】
一方、操作装置１は、図３（ｂ）に示すように、電磁石４６及び電磁石４７に電流が流され、磁石として機能すると、磁性体４４が吸引されて移動が規制される。この磁性体４４が吸引されて移動が規制されている状態で、図３（ｂ）の紙面右側に操作レバー２２が傾倒操作された場合、節度山２６２の斜面によって節度ピース５０の先端部５００が開口５１２の底面５１４方向に押され、磁性体４４が第１のばね４１の固定端となって、第１のばね４１のみが縮む。
【００４９】
従って第２のばね４２は、圧縮方向に縮むことなく、第１のばね４１のみが縮み、第１のばね４１が生成する弾性力のみが節度ピース５０に付加される。この傾倒操作の際の操作荷重が、第２の操作荷重となる。この傾倒操作後、操作者が操作ノブ２０から手を離すと、節度ピース５０により節度山２６２が押されるので、操作レバー２２が中立位置に復帰する。
【００５０】
ここで第１のばね４１及び第２のばね４２が直列につながれた場合、第１のばね４１のばね定数をｋ１、第２のばね４２のばね定数をｋ２とすると、合成ばね定数ｋｔは以下の式から求められる。なおばね定数ｋ１、ｋ２及びｋｔは、正の数であるものとする。
ｋｔ＝（ｋ１・ｋ２）／（ｋ１＋ｋ２）…（１）
【００５１】
（１）式より、合成ばね定数ｋｔは、第１のばね４１のばね定数ｋ１、及び第２のばね４２のばね定数ｋ２よりも小さいことが分かる。この結果は、ばね定数ｋ１とばね定数ｋ２の大小関係に依存しない。つまり第２のばね４２のばね定数ｋ２が、第１のばね４１のばね定数ｋ１よりも大きい場合、磁性体４４が自由に移動する第１の操作荷重は、磁性体４４の移動が規制される第２の操作荷重よりも小さい。また第１のばね４１のばね定数ｋ１と第２のばね４２のばね定数ｋ２が同じ値であった場合もまた同様であり、さらに第１のばね４１のばね定数ｋ１が第２のばね４２のばね定数ｋ２よりも大きい場合も同様である。
【００５２】
よって操作装置１は、磁性体４４が開口５１２内を移動する場合、操作荷重が軽く、磁性体４４が電磁石４６及び電磁石４７によって移動を規制される場合、規制されない場合よりも操作荷重が重くなり、電磁石４６及び電磁石４７に電流が流されるか否かよって、操作荷重を切り替えることが可能となる。
【００５３】
続いて、以下では、一例として、表示装置６ａに表示された画像が切り替わり、かつ操作部２が非操作位置である中立位置にある場合に、第１の操作荷重から第２の操作荷重の切り替えを行う動作について、各図を参照しながら図５のフローチャートに従って説明する。
【００５４】
（動作）
図４（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施の形態に係る操作装置の動作を説明するための概略図であり、（ｃ）は、操作荷重の切替を説明するためのグラフである。図４（ａ）は、操作装置１により操作されるカーナビ装置６ｂの表示画面６０である。図４（ｂ）は、車両ＥＣＵ８０１の制御によって表示画面６０に表示されるメニュー画像６０ｂである。このメニュー画像６０ｂとは、操作される電子機器を選択させる画像のことである。このメニュー画像６０ｂには、カーナビ装置６ｂの機能である目的地等の設定が可能となるアイコン６３と、オーディオ装置６ｄの機能である音楽の再生等の指示が可能となるアイコン６４と、空調装置６ｃの機能である温度等の設定が可能となるアイコン６５と、各種情報を表示させることが可能となるアイコン６６と、各種設定が可能となるアイコン６７と、が表示されている。また図４（ｃ）は、縦軸が操作荷重、横軸が時間である。
【００５５】
操作者は、操作装置１による遠隔操作でカーナビ装置６ｂを操作するものとする。図４（ａ）に示す表示画面６０には、カーナビ装置６ｂにより生成された地図画像６０ａが表示されている。この地図画像６０ａには、地図の画像の他に、アイコン６１と、カーソル６２と、が表示されている。
【００５６】
表示画面６０に表示されたアイコン６１は、矩形状の画像上に「戻る」の文字が表示された画像である。このアイコン６１には、例えば、上述のメニュー画像６０ｂに画像を切り替える機能が割り当てられている。
【００５７】
またカーソル６２は、操作装置１の操作部２になされた操作に基づいて表示画面６０を移動する画像である。アイコン６１に割り当てられた機能の実行は、例えば、カーソル６２が重ねられることでアイコン６１が選択され、操作装置１の決定ボタン１ａが押し下げられることにより行われる。
【００５８】
操作者は、例えば、カーナビ装置６ｂ以外の電子機器を操作するため、操作部２を操作して、アイコン６１を選択し、続いて決定ボタン１ａを押し下げする。
【００５９】
制御ＥＣＵ１８は、Ｘ軸座標情報Ｓ１、Ｙ軸座標情報Ｓ２及びボタン信号Ｓ３に基づいて操作情報を生成し、車両通信バス８００を介して車両ＥＣＵ８０１に出力する。
【００６０】
車両ＥＣＵ８０１は、取得した操作情報に基づいて、表示画面６０に表示された地図画像６０ａを切り替えるように表示装置６ａを制御すると共に、切り替えることを示す切替信号を操作装置１に出力する。この地図画像６０ａの切り替えは、図４（ｃ）に示す画像切替の時間ｔ１に行われたものとする。この時間ｔ１までは、操作部２に第１の操作荷重が付加されている。
【００６１】
操作装置１の制御ＥＣＵ１８は、ステップ１においてＹｅｓが成立する、つまり車両通信バス８００を介して切替信号を取得すると（Ｓ１：Ｙｅｓ）、Ｘ軸座標情報Ｓ１及びＹ軸座標情報Ｓ２に基づいて操作位置を検出する（Ｓ２）。
【００６２】
制御ＥＣＵ１８は、検出された操作位置が中立位置を含む予め定められた領域内であると（Ｓ３：Ｙｅｓ）、操作荷重生成部４を制御して電磁石４６及び電磁石４７に電流を流して磁性体４４の移動を規制し、第１の操作荷重から第２の操作荷重に切り替える（Ｓ４）。この第１の操作荷重から第２の操作荷重への切り替えは、図４（ｃ）に示すように、操作荷重切替の時間ｔ２で行われる。
【００６３】
つまり図４（ｃ）に示すように、画面の切り替えを行った時間ｔ１と、操作荷重を切り替えた時間ｔ２と、は、異なる時間となる。
【００６４】
ここでステップ３において、制御ＥＣＵ１８は、操作部２が中立位置を含む予め定められた領域の外に操作位置にあるとき（Ｓ３：Ｎｏ）、ステップ２に戻って、操作荷重の切り替えを行わずに予め定められた周期で操作部２の操作位置を検出する。
【００６５】
（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る操作装置１は、操作感を向上させることができる。具体的には、操作装置１は、切替信号を取得し、さらに操作部２の操作位置が中立位置を含む予め定められた領域内である条件で、操作荷重の切り替えを行う。従って操作装置１は、表示画像が切り替わることによる、操作者の意図に反した操作部２の移動を抑制することができるので、操作感を向上させることができる。
【００６６】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、モータの駆動により操作荷重を生成する点が第１の実施の形態と異なっている。
【００６７】
図６は、第２の実施の形態に係る操作装置の概略図である。図７（ａ）は、第２の実施の形態に係る操作装置のブロック図であり、（ｂ）は、力覚パターンを説明するための概略図である。なお以下の実施の形態において、第１の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分については、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。
【００６８】
本実施の形態に係る操作装置９は、一例として、操作部９０を中立位置に戻す力覚パターン９ａに応じた操作荷重を付加することによって、操作の補助等が可能となるように構成されている。
【００６９】
この力覚パターン９ａは、一例として、図７（ｂ）に示すように、中立位置に向って操作荷重が付加されるパターンを示している。図７（ｂ）に示す実線が、第１の操作荷重の力覚パターンを示し、一点鎖線が、第２の操作荷重の力覚パターンを示している。
【００７０】
この操作装置１は、主に、非操作状態では中立位置にある操作部９０と、操作部９０の操作位置を検出する検出部９４と、操作部９０に付加する第１の操作荷重、及び前記第１の操作荷重と異なる第２の操作荷重、を生成する操作荷重生成部９６と、第１の操作荷重から第２の操作荷重に切り替えさせる切替信号を取得し、かつ検出部９４により検出された操作部９０の操作位置が中立位置を含む予め定められた領域内にある場合、操作荷重を切り替えるように操作荷重生成部９６を制御する制御ＥＣＵ９８と、を備えて概略構成されている。
【００７１】
また操作装置９は、図６に示すように、各部品が取り付けられるベース９００と、このベース９００を覆うカバー９０１と、を備えている。上記に記載した操作装置９の主要部分は、一例として、ベース９００とカバー９０１で囲まれた領域に配置される。
【００７２】
（操作部９０の構成）
操作部９０は、図６に示すように、半球形状を有する操作ノブ９１と、円柱形状を有し、その一方端に操作ノブ９１が取り付けられた操作レバー９２と、を備えて概略構成されている。なお操作部９０が操作される操作位置は、例えば、図６に示すように、直交座標系であるＸＹ座標系のＸＹ平面内の位置として検出部９４により検出される。中立位置は、一例として、ＸＹ座標系の原点とする。
【００７３】
操作ノブ９１は、操作者が操作できるようにこのカバー９０１から突出するように取り付けられている。操作レバー９２は、ベース９００に取付けられたＸＹ軸受９２４、及び支持機構部９３に支持されている。
【００７４】
（支持機構部９３の構成）
支持機構部９３は、図６に示すように、Ｘキャリッジ９３０と、Ｙキャリッジ９３５と、Ｘ軸スライドガイド９７０と、Ｙ軸スライドガイド９７５と、を備えて概略構成されている。
【００７５】
Ｘキャリッジ９３０は、Ｘ軸方向には、操作レバー９２と接触し、Ｙ軸方向には、操作レバー９２と接触しながらＸ軸方向へスライド移動可能に構成されている。
【００７６】
Ｙキャリッジ９３５は、Ｘキャリッジ９３０と直交し、Ｙ軸方向には、操作レバー９２と接触し、Ｘ軸方向には、操作レバー９２と接触しながらＹ軸方向へスライド移動可能に構成されている。操作ノブ９１の操作により、操作レバー９２は、この支持機構部９３により、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に構成されている。
【００７７】
一方、Ｘキャリッジ９３０及びＹキャリッジ９３５は、それぞれの両端がＸ軸スライドガイド９７０とＹ軸スライドガイド９７５にそれぞれ支持されている。それぞれの一端側には、Ｘ軸ラックギア９６２及びＹ軸ラックギア９６７が取付けられており、このＸ軸ラックギア９６２及びＹ軸ラックギア９６７は、ベース９００側に装着されたＸ軸モータ９６０の出力軸に設けられたＸ軸モータギア９６１、及びＹ軸モータ９６５の出力軸に設けられたＹ軸モータギア９６６、と噛み合うことで、Ｘ軸モータ９６０及びＹ軸モータ９６５の駆動力をＸ軸ラックギア９６２及びＹ軸ラックギア９６７に伝達させてＸキャリッジ９３０及びＹキャリッジ９３５を駆動して操作荷重を生成する。
【００７８】
（検出部１４の構成）
検出部１４は、操作部９０のＸ軸方向の操作位置を検出するＸ軸エンコーダ９４０と、操作部９０のＹ軸方向の操作位置を検出するＹ軸エンコーダ９４５と、を備えて概略構成されている。
【００７９】
Ｘキャリッジ９３０の先端部９３０ａは、Ｘ軸エンコーダ９４０に案内されながらＸ軸方向に移動する。このＸ軸エンコーダ９４０は、図７（ａ）に示すように、先端部９３０ａの位置からＸ軸方向の操作位置を検出してＸ軸座標情報Ｓ１１を制御ＥＣＵ１８に出力する。
【００８０】
一方Ｙキャリッジ９３５の先端部９３５ａは、Ｙ軸エンコーダ９４５に案内されながらＹ軸方向に移動する。このＹ軸エンコーダ９４５は、図７（ａ）に示すように、先端部９３５ａの位置からＹ軸方向の操作位置を検出してＹ軸座標情報Ｓ１２を制御ＥＣＵ１８に出力する。なお検出部１４は、ＸＹ平面の操作位置が検出できる周知の検出装置を用いることが可能である。
【００８１】
（操作荷重生成部９６の構成）
操作荷重生成部９６は、Ｘ軸駆動部９６ａ及びＹ軸駆動部９６ｂを備えて概略構成されている。またＸ軸駆動部９６ａは、一例として、Ｘキャリッジ９３０、Ｘ軸モータ９６０、Ｘ軸モータギア９６１及びＸ軸ラックギア９６２を備えて概略構成されている。さらにＹ軸駆動部９６ｂは、一例として、Ｙキャリッジ９３５、Ｙ軸モータ９６５、Ｙ軸モータギア９６６及びＹ軸ラックギア９６７を備えて概略構成されている。なお操作荷重生成部９６は、操作部９０をＸＹ軸方向に駆動する周知の駆動機構を用いることが可能である。
【００８２】
操作荷重生成部９６は、上述の支持機構部９３、及び操作レバー９２を介してＸ軸モータ９６０、Ｙ軸モータ９６５の駆動力を操作ノブ９１に作用させて操作荷重を生成する。すなわち、操作装置１は、操作ノブ９１に力覚制御を行い、操作者が操作ノブ９１を操作する際に適度な操作感覚を付与する。なお支持機構部９３は、図６に示すスライド操作可能な機構に限定されず、ジョイステックのような周知の機構であっても良い。
【００８３】
（制御ＥＣＵ９８の構成）
制御ＥＣＵ９８は、主に、判断処理を行なうＣＰＵ、処理演算プログラム、メニュー画像の位置データ、力覚付与のための力覚パターン９ａ等を記憶しておくＲＯＭ、演算処理の作業領域としてのＲＡＭ等から構成される。また、制御ＥＣＵ９８は、Ｘ軸モータ９６０及びＹ軸モータ９６５の駆動の制御、Ｘ軸モータ９６０及びＹ軸モータ９６５を用いた操作荷重の制御を行うように構成されている。
【００８４】
以下に、本実施の形態に係る操作装置９が、操作荷重の切り替えを行う動作を各図を参照しながら図５のフローチャートに従って説明する。
【００８５】
（動作）
操作者は、例えば、カーナビ装置６ｂ以外の電子機器を操作するため、操作部９０を操作して、アイコン６１を選択し、続いて決定ボタン１ａを押し下げする。
【００８６】
制御ＥＣＵ９８は、Ｘ軸座標情報Ｓ１１、Ｙ軸座標情報Ｓ１２及びボタン信号Ｓ３に基づいて操作情報を生成し、車両通信バス８００を介して車両ＥＣＵ８０１に出力する。
【００８７】
車両ＥＣＵ８０１は、取得した操作情報に基づいて、表示画面６０に表示された地図画像６０ａを切り替えるように表示装置６ａを制御すると共に、切り替えることを示す切替信号を操作装置１に出力する。この地図画像６０ａの切り替えは、図４（ｃ）に示す画像切替の時間ｔ１に行われたものとする。この時間ｔ１までは、操作部９０に第１の操作荷重が付加されているものとする。
【００８８】
操作装置１の制御ＥＣＵ９８は、ステップ１においてＹｅｓが成立する、つまり車両通信バス８００を介して切替信号を取得すると（Ｓ１：Ｙｅｓ）、Ｘ軸座標情報Ｓ１１及びＹ軸座標情報Ｓ１２に基づいて操作位置を検出する（Ｓ２）。
【００８９】
制御ＥＣＵ９８は、検出された操作位置が中立位置であると（Ｓ３：Ｙｅｓ）、操作荷重生成部９６を制御して操作部９０を駆動し、第１の操作荷重から第２の操作荷重に切り替える（Ｓ４）。この第１の操作荷重から第２の操作荷重への切り替えは、図４（ｃ）に示すように、操作荷重切替の時間ｔ２で行われる。
【００９０】
ここでステップ３において、制御ＥＣＵ９８は、操作部９０が中立位置以外の操作位置にあるとき（Ｓ３：Ｎｏ）、ステップ２に戻って、操作荷重の切り替えを行わずに予め定められた周期で操作部９０の操作位置を検出する。
【００９１】
（第２の実施の形態の効果）
例えば、操作部９０が中立位置に戻る前に操作荷重が切り替わる場合、操作者は、第１の操作荷重を感じていたところ、画像の切り替わりで、第１の操作荷重よりも大きい第２の操作荷重を感じることとなる。具体的には、図７（ｂ）に示すように、座標ｘ１において、操作荷重が切替えられる場合、第１の操作荷重に基づく操作荷重Ｔ１から第２の操作荷重に基づく操作荷重Ｔ２へと切り替えられると、差Ｔ２−Ｔ１のために、操作者は、操作に違和感を覚える。しかし、本実施の形態に係る操作装置９は、切替信号を取得し、さらに操作部２の操作位置が中立位置を含む予め定められた領域内である条件で、操作荷重の切り替えを行うので、操作荷重の切り替わりによる違和感を覚え難く、操作感を向上させることができる。
【００９２】
以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９３】
１…操作装置、１ａ…決定ボタン、２…操作部、４…操作荷重生成部、６ａ…表示装置、６ｂ…カーナビ装置、６ｃ…空調装置、６ｄ…オーディオ装置、８…車両、９…操作装置、９ａ…力覚パターン、１４…検出部、１８…制御ＥＣＵ、２０…操作ノブ、２２…操作レバー、２３…支持機構部、２４…Ｘ軸方向支持部、２５…Ｙ軸方向支持部、２６…節度部、４１…第１のばね、４２…第２のばね、４４…磁性体、４６、４７…電磁石、５０…節度ピース、５１…筒部、６０…表示画面、６０ａ…地図画像、６０ｂ…メニュー画像、６１、６３〜６７…アイコン、６２…カーソル、８０…インストルメントパネル、８２…センターコンソール、９０…操作部、９１…操作ノブ、９２…操作レバー、９３…支持機構部、９４…検出部、９６…操作荷重生成部、９６ａ…Ｘ軸駆動部、９６ｂ…Ｙ軸駆動部、９８…制御ＥＣＵ、１４０…Ｘ軸検出部、１４５…Ｙ軸検出部、２４０…本体、２４１…ガイド部、２４２、２４３…支持部、２５０…本体、２５１…ガイド部、２５２、２５３…支持部、２６０…底面、２６２…節度山、４４０…上面、４４１…下面、５００…先端部、５０２…端部、５１０…上面、５１２…開口、５１４…底面、８００…車両通信バス、８０１…車両ＥＣＵ、９００…ベース、９０１…カバー、９２４…ＸＹ軸受、９３０…Ｘキャリッジ、９３０ａ…先端部、９３５…Ｙキャリッジ、９３５ａ…先端部、９４０…Ｘ軸エンコーダ、９４５…Ｙ軸エンコーダ、９６０…Ｘ軸モータ、９６１…Ｘ軸モータギア、９６２…Ｘ軸ラックギア、９６５…Ｙ軸モータ、９６６…Ｙ軸モータギア、９６７…Ｙ軸ラックギア、９７０…Ｙ軸スライドガイド、９７５…Ｙ軸スライドガイド
【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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