操作感触付与型入力装置
【課題】複数のボタンが縦横に配列して表示される場合において、縦横いずれか一方の方向に沿ってポインタを移動させる場合、他方の方向へのずれ込みが起こりにくくする。
【解決手段】操作感触付与型入力装置は、表示画面内のポインタＰをユーザの操作に応じて移動させる際、各ボタンの内方に向けてポインタＰを移動させる引込力を発生させている。例えば、複数のボタンが縦横に配列して表示されている画面内でユーザがボタンＢＳ０内からＸ（横）方向に並んでいるボタンＢＳ１〜ＢＳ３へポインタＰを移動させようとする場合、Ｘ方向の引込力Ｆｘを減衰させて縦方向へのずれ込みを防止する。
【解決手段】操作感触付与型入力装置は、表示画面内のポインタＰをユーザの操作に応じて移動させる際、各ボタンの内方に向けてポインタＰを移動させる引込力を発生させている。例えば、複数のボタンが縦横に配列して表示されている画面内でユーザがボタンＢＳ０内からＸ（横）方向に並んでいるボタンＢＳ１〜ＢＳ３へポインタＰを移動させようとする場合、Ｘ方向の引込力Ｆｘを減衰させて縦方向へのずれ込みを防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の電子機器や車載電装品等の入力デバイスとして利用することができる操作感触付与型入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の操作感触付与型入力装置に関して、レバーやスティック等の操作部材をユーザが操作すると、その操作位置に応じて表示画面内でポインタを移動させるとともに、表示画面内でボタンの近くにポインタが位置すると、ボタンの内方に向けてポインタを引き込む制御を実行する先行技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。先行技術でいう引込力は、実際にユーザが操作している操作部材への外力（動作力）として付与される。このためユーザは、操作部材を通じてあたかもポインタがボタンの内方へ引き込まれていくかのような操作感覚を得ることができる。
【０００３】
上記の先行技術では、ボタンの中心位置もしくは辺縁位置からポインタの位置までの距離に基づき引込先となる１つのボタンが決定され、その引込先のボタンの中心位置からポインタの位置までの距離に応じて引込力の大きさが設定されている。すなわち、画面内には現在の引込先となっているボタンの周囲に引込領域が形成され、この引込領域内でポインタはボタンの中心位置に向かって引き込まれるものとなっている。
【特許文献１】特開２００６−２６８１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば複数のボタンが縦方向及び横方向（升目状）に配列されている表示画面内でユーザがポインタを縦方向又は横方向のどちらか一方の方向だけに移動させようとする場合、先行技術の手法では、ポインタが引込領域を抜け出す際にユーザは大きな反力を受けるため、それによってポインタの位置が他方の方向にずれ込むことがある。例えば、ユーザが現在のボタンから横方向に隣接する別のボタンに向かってポインタを移動させようとする場合、引込領域から抜け出す際に発生する引込力がユーザの操作に対する大きな反力となり、それによってユーザの操作が縦方向にぶれることがある。この場合、次の引込先となるボタンが横方向ではなく縦方向に隣接した他のボタンに決定されることがあり、その結果、ポインタの位置がユーザの意図に反して縦方向にずれ込むことがある。
【０００５】
そこで本発明は、縦方向及び横方向に複数のボタンが配列して表示される場合において、縦横いずれか一方の方向に沿ってポインタを移動させる場合、他方の方向へのずれ込みが起こりにくくする技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明は以下の解決手段を採用する。
すなわち本発明は、少なくとも縦方向及び横方向を含む２次元内で操作可能に設けられ、操作者による操作に応じて任意の操作位置に変位する操作部材と、この操作部材の操作位置を検出する操作位置検出手段と、操作部材に動作力を付与することで、操作者による操作とは別に操作部材の操作位置を変化させるアクチュエータと、所定の表示画面内にその縦方向及び横方向に配列して表示された複数のボタンの表示領域に関する情報を記憶する記憶手段と、操作位置検出手段により検出された操作部材の操作位置に基づき、表示画面内で操作部材の操作位置に対応した指示位置にポインタを表示させるための指示信号を出力するとともに、表示画面内でみて各ボタンの内方に向けてポインタを移動させる縦方向への引込力及び横方向への引込力をそれぞれ発生するべく操作部材の操作位置を縦方向及び横方向にそれぞれ変化させる態様でアクチュエータを駆動する制御手段とを備えた操作感触付与型入力装置である。
【０００７】
その上で制御手段は、所定の条件に基づき表示画面上でポインタが縦方向又は横方向のうちいずれか一方の移動方向に沿ってボタンの表示領域内からその外方へ向けて移動される特定移動状態であるかを判断し、その結果、特定移動状態であると判断した場合、縦方向又は横方向のうちポインタの移動方向に対応するいずれか一方向への引込力の大きさを、特定移動状態であると判断しない場合（通常の場合）に発生させる引込力の大きさに比較して小さく設定するものである。
【０００８】
上記のように本発明の入力装置は、アクチュエータを駆動することで操作部材に動作力を付与し、それによって表示画面に表示されているボタンの内方に向けてポインタを移動させる引込力を発生させている。このとき操作部材の操作位置は、表示画面内でポインタが表示される指示位置に対応しているので、アクチュエータの動作力で操作部材の操作位置が変化すると、その変化に連動して表示画面内でポインタの表示位置も移動する。このため操作者であるユーザは、表示画面内でのポインタの移動と連動して発生する操作部材への動作力から引込力を実感することができ、そこに明確な操作感触を見出すことができる。
【０００９】
一方で引込力は、ボタンの表示領域内からその外方へ向けてポインタを移動させようとする場合（ボタンから抜け出させようとする場合）、ユーザにとっては操作に対する反力として覚知されることになる。したがって、発生させる引込力が大きければ大きいほど、ポインタを抜け出させる際の反力が大きく感じられるため、それだけポインタの自由な移動は制限されることになる。逆に言えば、あるボタンからポインタを抜け出させる場合は、より反力の小さい方向へ抜け出させる方が容易であることがわかる。
【００１０】
そうすると、特に横方向に長いボタンについては、単純にその中心位置からポインタの指示位置までの距離に依存して引込力の大きさを設定すると、ボタンの横方向（長手方向）の辺縁部において縦方向の引込力が横方向の引込力より小さくなる。このため、横長のボタンについては基本的に横方向よりも縦方向へ抜け出させる方がユーザにとっての操作は比較的容易である。
【００１１】
このような背景から、表示画面内に複数のボタンが縦方向及び横方向に配列して表示されている場合、たとえユーザが横方向への移動を意図していたとしても、その途中で縦方向にポインタがずれ込む現象が発生しやすくなる。
【００１２】
そこで本発明の入力装置は、表示画面内に複数のボタンが縦方向及び横方向に配列して表示されている場合において、ユーザの操作に基づくポインタの移動がボタンの表示領域内からその外方に向かうものであり、そのときの移動方向が縦方向又は横方向のどちらか一方向に沿うものであれば、一方向に関して引込力の大きさを通常よりも小さくすることで、ポインタの移動を容易化している。また、他方向については特定移動状態と判断されない場合（通常）の大きさで引込力が発生するので、他方向よりも一方向への移動が相対的に容易化されることになる。
【００１３】
これにより、例えばある１つのボタンからその横方向に隣接するボタンへの移動過程では、横方向への反力を小さくしてユーザの操作を容易化することにより、結果的に縦方向へのずれ込みを発生しにくくすることができる。また、横方向への反力を小さくした分、ユーザにとっては相対的に縦方向への反力が大きくなることから、横方向への移動中に操作部材の操作方向が縦方向にぶれたとしても、そのようなぶれが反力によって押し戻され（跳ね返され）、あたかも操作部材が横方向にだけ案内されているかのような操作感触を受けることになる。これにより、ユーザが主に横方向への移動を所望している場合、その意思に沿った操作感触の付与を実現することができる。
【００１４】
また本発明において、制御手段は複数の制御態様を有する。第１の制御態様は、所定の条件として以下の内容を定めたものである。すなわち制御手段は、所定時間における表示画面内でのポインタの縦方向又は横方向のうちいずれか一方向への移動量が他方向への移動量より大きい場合、特定移動状態であると判断して、一方向への引込力の大きさを特定移動状態であると判断しない場合に発生させる引込力の大きさに比較して小さく設定することができる。
【００１５】
この場合、縦方向と横方向のうち、ユーザがポインタを移動させようとしている一方向については、他方向に比較して所定時間あたりの移動量が大きくなる傾向にある。したがって、このような傾向を利用して条件判断を行えば、ユーザの意思を正確に判断した上で上記の制御を実現することができる。また、所定時間の長さを制御上で適切に設定することにより、ユーザによる操作部材の操作開始に伴って即座に条件判断を行い、上述した制御を迅速に実行することができる。
【００１６】
第２の制御態様は、所定の条件として以下の内容を定めたものである。すなわち制御手段は、所定時間における表示画面内でのポインタの縦方向又は横方向のうちいずれか一方向への移動量が所定の移動量より大きい場合、特定移動状態であると判断して、一方向への引込力の大きさを特定移動状態であると判断しない場合に発生させる引込力の大きさに比較して小さく設定することができる。
【００１７】
この場合も同様に、縦方向と横方向のうち、ユーザがポインタを移動させようとしている一方向については、所定時間あたりの移動量が全体的に大きくなる傾向にあり、その移動量が所定距離よりも大きい場合に条件を満たすと判断すれば、ユーザの意思を正確に判断した上で上記の制御を実現することができる。また、所定時間の長さや所定距離をそれぞれ制御上で適切に設定することにより、ユーザによる操作部材の操作開始に伴って即座に条件判断を行い、上述した制御を迅速に実行することができる。
【００１８】
第３の制御態様は、所定の条件として以下の内容を定めたものである。すなわち制御手段は、所定時間における表示画面内でのポインタの縦方向又は横方向のうちいずれか一方向への移動量が他方向への移動量より大きく、かつ、所定の移動量より大きい場合、特定移動状態であると判断して、一方向への引込力の大きさを特定移動状態であると判断しない場合に発生させる引込力の大きさに比較して小さく設定することができる。なお、第３の制御態様において特定移動状態であると判断しない条件は、所定時間における表示画面内でのポインタの縦方向又は横方向のうちいずれか一方向への移動量が他方向への移動量より大きくないか、もしくは、所定の移動量より小さい場合である。
【００１９】
第３の制御態様によれば、上述した第１及び第２の制御態様の各条件を合わせて判断することにより、より精細な制御を実現することができる。
【００２０】
また本発明において、制御手段は、所定の条件に基づき特定移動状態であると判断した場合、縦方向又は横方向のうちポインタの移動方向に対応するいずれか一方向への引込力の大きさを他方向への引込力に比較して小さく設定するものとする。
【００２１】
この場合、例えば横方向について制御手段が特定移動状態と判断し、横方向への引込力の大きさを通常よりも小さく設定した場合、それによって横方向で発生する引込力の大きさが縦方向で発生する引込力よりも小さくなる。したがって、この点でもユーザにとっては縦方向よりも横方向へポインタを移動させる操作が容易になるので、確実に縦方向へのずれ込みを抑えることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の操作感覚付与型入力装置は、ユーザが表示画面内で縦横いずれか一方の方向にポインタを移動させる操作を容易にし、意思とは異なる方向へのずれ込みを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明の操作感触付与型入力装置は、例えば、各種の電子機器（コンピュータ機器、オーディオ機器、ビデオ機器）をはじめ、カーナビゲーション装置等の車載電装品用の入力デバイス（ユーザインタフェース）として利用することができる。
【００２４】
〔実施形態の概要〕
図１は、一実施形態の入力装置２が適用された車載部品を部分的に示す斜視図である。図１に示される車載部品は、例えばインストルメントパネル４、センタコンソール６及びフロアコンソール８等から構成されている。このうちインストルメントパネル４は、自動車の室内（フロントシートの前方）に車幅方向に沿って配置される内装品である。またセンタコンソール６は、インストルメントパネル４の下方に連結して配置される内装品であり、このセンタコンソール６は車幅方向でみて中央に位置する。そしてフロアコンソール８は、センタコンソール６に続いて自動車のフロアパネル上に配置される内装品であり、このフロアコンソール８は車室内で運転席と助手席（図示していない）との間に位置する。
【００２５】
インストルメントパネル４には、例えば幅方向の中央位置に液晶ディスプレイ等の表示装置１０が組み込まれている他、その両側にはエアコン（車内空調機）の噴出口１２が設けられている。またインストルメントパネル４には、表示装置１０の下方位置に各種のスイッチ類（参照符号省略）が埋め込まれている。これらスイッチ類は、例えばエアコンの温度設定や風量調節、図示しないオーディオ機器の音量調節、ラジオ放送の選局、オーディオトラックの変更等を行うためのものである。
【００２６】
またセンタコンソール６には、例えば上段位置に音楽ＣＤ（コンパクトディスク）の出入口１４が設けられている他、その下段位置にはシフトレバー１６が設置されている。
【００２７】
そしてフロアコンソール８には、本実施形態の入力装置２を構成する操作スティック２０及びプッシュスイッチ２２が設置されている。入力装置２はメカニカルボックス２４を備えており、このメカニカルボックス２４は操作スティック２０及びプッシュスイッチ２２に連なる機構部品を有している。
【００２８】
上記の操作スティック２０は、上記の表示装置１０と連動してユーザ（運転者）の操作を受け付けるための操作部材である。またプッシュスイッチ２２は、同じく表示装置１０と連動してユーザの操作を受け付けるための入力デバイスである。
【００２９】
具体的には、表示装置１０の表示画面内にはポインタＰ（例えば十字ポインタ、十字カーソル）や各種のボタンＢＬ，ＢＳの画像が表示されており、ユーザが操作スティック２０を任意の方向に傾ける操作を行うと、その操作に連動してポインタＰが表示画面内を移動する。そして、いずれかのボタンＢＬ，ＢＳ内にポインタＰが移動した状態でユーザがプッシュスイッチ２２を押し込む操作を行うと、そのボタンＢＬ，ＢＳに割り当てられたファンクションを選択することができる。
【００３０】
なおこの例では、表示画面内で上段に表示されている３つのボタンＢＳにそれぞれ「ＴＶ」、「ラジオ」、「ＣＤ」のファンクションが割り当てられており、下段に表示されている横長のボタンＢＬには「ナビゲーション」のファンクションが割り当てられている。したがって、ユーザがいずれかのファンクションを選択する際は、操作スティック２０を操作してポインタＰを所望のファンクションに対応したボタンＢＬ，ＢＳまで移動させ、その状態でプッシュスイッチ２２を操作すればよい。
【００３１】
〔構造例〕
図２及び図３は、メカニカルボックス２４の構造例を示す図である。以下、メカニカルボックス２４の構造について説明する。
【００３２】
図２中（Ａ）：ここにはメカニカルボックス２４が平面視で示されている。メカニカルボックス２４はケース体２４ａを備えており、このケース体２４ａは例えば中空の立方体形状をなしている。ケース体２４ａの上面には円形の開口２４ｂが形成されており、この開口２４ｂを通じて上記の操作スティック２０がケース体２４ａの天板を上下方向に貫通して延びている。なお操作スティック２０はノブ２０ａ及びレバー２０ｂからなり、レバー２０ｂの頂部にノブ２０ａが取り付けられている。なお、ケース体２４ａは複数のパーツを組み合わせた構造であってもよい。
【００３３】
また上記のプッシュスイッチ２２は、ケース体２４ａの上面に設置されている。プッシュスイッチ２２には例えばスイッチボックス２２ａが付属しており、このスイッチボックス２２ａには図示しないマイクロスイッチやこれに連なるスイッチ回路、配線等の電子部品がさらに付属する。
【００３４】
ケース体２４ａの外面には、第１モータ２６及び第２モータ２８が取り付けられている。これら２つのモータ２６，２８の出力軸は、互いに直角をなしてケース体２４ａの内部に向けて延びている。また、各出力軸の延長線は操作スティック２０の中心にて交差している。なおケース体２４ａには、各出力軸を挿通するための貫通孔（図中符号省略）が形成されている。
【００３５】
また第１モータ２６及び第２モータ２８には、それぞれ第１回転センサ３０、第２回転センサ３２が取り付けられている。これら回転センサ３０，３２は、それぞれ対応するモータ２６，２８の回転角及び回転方向に応じた検出信号を出力する。このような回転センサ３０，３２は、例えば２つの受光素子を備えて回転方向も検出可能なフォトインタラプタとスリット付ディスクとの組み合わせで構成することができる。
【００３６】
図２中（Ｂ）：ここにはメカニカルボックス２４の縦断面（図２中（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面）が示されている。ケース体２４ａの内部には、第１駆動部材３４が収容されており、この第１駆動部材３４の一端部は第１モータ２６の出力軸２６ａに連結されている。また第１駆動部材３４の他端部は、第１モータ２６と反対側でケース体２４ａの側板に回転自在に支持されている。他端部が支持される位置は、出力軸２６ａの延長線上にある。このため第１駆動部材３４は、第１モータ２６の出力軸２６ａの回転に伴って一体に回転することができる。なお、ここでは出力軸２６ａと第１駆動部材３４とを直結した例を挙げているが、これらの間に減速機構を介在させてもよい。
【００３７】
第１駆動部材３４の中央位置には、軸部３４ａが形成されている。この軸部３４ａは出力軸２６ａと直交する方向に延びている。レバー２０ｂには軸受孔２０ｃが形成されており、軸部３４ａはレバー２０ｂの軸受孔２０ｃ内を貫通している。この状態で、レバー２０ｂは軸部３４ａによって図中の左右方向にスイング（いわゆる揺動）可能に支持されている。ただし、これ以外についてレバー２０ｂの可動方向はなく、レバー２０ｂは第１駆動部材３４が回転すると、これに伴って一体に回転（図中の前後方向にスイング）する。
【００３８】
図３中（Ｃ）：ここにはメカニカルボックス２４の別の縦断面（図２中（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面）が示されている。上記の第１駆動部材３４とは別に、ケース体２４ａの内部には第２駆動部材３６が収容されており、この第２駆動部材３６の一端部は第２モータ２８の出力軸２８ａに連結されている。また第２駆動部材３６の他端部は、第２モータ２８と反対側でケース体２４ａの側板に回転自在に支持されている。他端部が支持される位置は、出力軸２８ａの延長線上である。このため第２駆動部材３６は、第２モータ２８の出力軸２８ａの回転に伴って一体に回転する。ここでも同様に、出力軸２８ａと第２駆動部材３６との間に減速機構を介在させてもよい。
【００３９】
第２駆動部材３６は、その中央部分が下方へクランク状に折れ曲がっており、これにより第２駆動部材３６と第１駆動部材３４との間には適度なクリアランスが確保されている。そして第２駆動部材３６には、このクランク状の部分にガイド溝３６ａが形成されており、このガイド溝３６ａ内にレバー２０ｂの下端部が挿入されている。ガイド溝３６ａは第２駆動部材３６の長手方向（図中の左右方向）に延びており、その幅はレバー２０ｂの外径よりも僅かに大きい。またガイド溝３６ａの長さは、第１駆動部材３４の回転に伴うレバー２０ｂの下端部の可動範囲よりも大きい。このためレバー２０ｂがスイングする際、その下端部はガイド溝３６ａ内をその長手方向へ自由に移動することができる。またレバー２０ｂが最大角度までスイングしても、その下端部はガイド溝３６ａから抜け出ることはない。ただし、ガイド溝３６ａ内では長手方向以外にレバー２０ｂの可動方向はなく、レバー２０ｂは第２駆動部材３６が回転すると、それに伴って一体に回転（図中の前後方向にスイング）する。
【００４０】
図３中（Ｄ）：ここにはメカニカルボックス２４の横断面（図２中（Ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面）が示されている。上記のようにメカニカルボックス２４は、第１及び第２駆動部材３４，３６の回転に伴い、それぞれの可動範囲内でレバー２０ｂを２方向にスイングさせることができる。したがってメカニカルボックス２４は、第１及び第２モータ２６，２８をそれぞれ回転させることで、レバー２０ｂの可動範囲内で操作スティック２０をケース体２４ａに対して任意の方向に任意の角度だけ傾斜させることができる。
【００４１】
〔制御に関する構成〕
図４は、入力装置２の制御に関する構成を概略的に示すブロック図である。入力装置２は制御ユニット４０を備えており、この制御ユニット４０は、ＣＰＵ４２をはじめＲＯＭ４４やＲＡＭ４６等のメモリデバイスを有する制御用コンピュータである。また制御ユニット４０は、入力回路４８や出力回路５０等のドライバや車両内部のネットワークに接続するための通信インタフェース５１を有する他、図示しないクロック発生回路や割り込みコントローラ等の周辺ＩＣを有している。
【００４２】
上記の第１及び第２モータ２６，２８は、この制御ユニット４０により動作を制御されている。すなわち制御ユニット４０は、第１及び第２モータ２６，２８にそれぞれ駆動信号を印加して、出力軸２６ａ，２８ａをそれぞれ決まった回転方向へ必要な回転角だけ回転させるとともに、必要なトルクを発生させる。これにより、操作スティック２０に対して動作力が付与されることになる。このときの動作力（ベクトル量）の大きさと方向は、モータ２６，２８の回転角、回転方向及びその時のトルクによって決定される。また制御ユニット４０は、各回転センサ３０，３２から出力される検出信号に基づいて、各モータ２６，２８の回転角及び回転方向を検出することができる。なお制御ユニット４０は、例えば上記のインストルメントパネル４内に設置されている。
【００４３】
〔入力対象システム〕
入力装置２の制御ユニット４０は、例えば自動車の車載電装システム５２に対してユーザの入力操作に応じた指示信号を出力する。制御ユニット４０は、上記の通信インタフェース５１により車内のネットワークを通じて車載電装システム５２との通信を行うことができる。なお車載電装システム５２は、例えば自動車のナビゲーション装置や、これと連動してエアコンやオーディオ機器、テレビ等を作動させる公知のシステムである。
【００４４】
また上記の表示装置１０は、車載電装システム５２の一部として機能する。制御ユニット４０から車載電装システム５２に出力（送信）される指示信号は、表示装置１０の表示画面内でポインタＰを任意の方向に移動させたり、各種のボタンＢＬ，ＢＳをクリックしたりするユーザの操作（意思）を反映したものとなる。
【００４５】
〔基本動作〕
このような入力装置２を車載電装システム５２の入力デバイスに適用することで、例えば以下の基本動作を実現することができる。
【００４６】
先ず入力装置２の制御ユニット４０は、各センサ３０，３２からの検出信号に基づいて現時点での操作スティック２０の操作位置を検出し、その検出結果に対応した指示位置を指示信号として出力する。操作スティック２０の操作位置はリアルタイムで検出され、その都度、リアルタイムな指示位置が指示信号として車載電装システム５２に送信される。
【００４７】
また制御ユニット４０は、ユーザによりプッシュスイッチ２２が操作されると、その操作信号を車載電装システム５２に向けて出力する。プッシュスイッチ２２の操作信号は、例えば外部割り込み信号として車載電装システム５２に入力される。
【００４８】
車載電装システム５２の制御部（図示していない）は、制御ユニット４０から受け取ったリアルタイムな指示位置に基づいて表示装置１０にポインタＰを表示する制御を実行する。またシステム５２の制御部は、プッシュスイッチ２２の操作信号に基づいて各種のボタンＢＬ，ＢＳに対応するファンクションの選択又は非選択を決定する制御を実行する。
【００４９】
また車載電装システム５２からは、現在表示中である各種のボタンＢＬ，ＢＳに関する表示情報が制御ユニット４０に提供される。この情報は、表示装置１０の表示画面を２次元平面（ｘ−ｙ座標面）としたとき、そのとき表示している各種のボタンＢＬ，ＢＳの位置（中心座標）とその表示領域の大きさ（縦方向及び横方向の長さ）を表すものである。制御ユニット４０は、システム５２から提供される表示情報を例えばＲＡＭ４６に記憶するとともに、現在のポインタＰの指示位置に関する情報（指示点の座標）を合わせて記憶する。また、システム５２において各種のボタンＢＬ，ＢＳの表示位置や大きさが変化すると、それに応じて表示情報は更新される。
【００５０】
あるいは、各種のボタンＢＬ，ＢＳの表示情報を予め制御ユニット４０のＲＯＭ４４に記憶させておき、システム５２からは現在表示中のボタンの種類（例えばボタン番号）だけを受け取って、制御ユニット４０はＲＯＭ４４から対応するボタンの表示情報を読み出すこととしてもよい。いずれにしても、制御ユニット４０が各種のボタンＢＬ，ＢＳに関する表示情報を記憶することで、自身のメモリ空間（ＲＡＭ４６）上で各ボタンＢＬ，ＢＳの表示領域及びポインタＰの指示位置を認識することができる。
【００５１】
〔引込力の発生〕
本実施形態の入力装置２は、ユーザに操作感覚を付与するタイプの入力装置である。操作感覚は、上記のように操作スティック２０に動作力を付与することでユーザに実感させることができる。特に本実施形態では、表示装置１０の表示画面内で現在のポインタＰの指示位置と各ボタンＢＳ，ＢＬとの位置関係から引込先となるいずれかのボタンＢＳ，ＢＬを決定し、そのいずれかのボタンＢＬ，ＢＳの内方に向けてポインタＰを移動させる引込力を発生させるべくモータ２６，２８の動作を制御している。これにより、ユーザは操作スティック２０を操作しながら自分でポインタＰを移動させつつ、その過程であたかも各ボタンＢＬ，ＢＳの内方にポインタＰが引き込まれていくかのような操作感覚を受けることになる。
【００５２】
〔制御方法〕
次に、制御ユニット４０において上記の基本動作や引込力の発生を実現するための具体的な制御方法について説明する。
【００５３】
〔デバイス管理処理〕
図５は、制御ユニット４０のＣＰＵ４２が実行するデバイス管理処理の手順例を示すフローチャートである。このデバイス管理処理は、例えばＣＰＵ４２に内蔵のＲＯＭにメイン制御プログラムとして格納されている。制御ユニット４０の電源投入（自動車のメインスイッチＯＮ）に伴いＣＰＵ４２が起動すると、ＣＰＵ４２はデバイス管理処理を実行する。
【００５４】
デバイス管理処理は、例えばＣＰＵ４２が定常的に実行する複数の処理（プログラムモジュール）の集合として構成されている。ＣＰＵ４２はデバイス管理処理に記述された順序で複数の処理を実行する。以下、それぞれの概要を説明する。
【００５５】
ステップＳ１０：先ずＣＰＵ４２は、初期設定処理を実行する。この処理は、各センサ３０，３２からの検出信号に基づき、各モータ２６，２８の回転に関する基準位置を定義（イニシャライズ）するための処理である。ＣＰＵ４２は、この処理を通じて各モータ２６，２８の基準位置を定義するとともに、この基準位置を操作スティック２０の基準位置（中立位置）に対応付けて定義する。ここで定義した基準位置は、例えばＲＡＭ４６にセーブされて制御ユニット４０の電源遮断後もバックアップされる。なお、この処理は毎回の起動時に必ず行うのではなく、ある程度の期間（例えば１０回の起動）をおいて実行してもよい。
【００５６】
ステップＳ２０：次にＣＰＵ４２は、座標取得処理を実行する。この処理は、現在の操作スティック２０の操作位置に対応する座標（ｘ−ｙ座標）を取得するためのものである。例えば、ＣＰＵ４２は各センサ３０，３２から出力された検出信号に基づき、先の初期設定処理で定義した基準位置から各モータ２６，２８がどの方向へどれだけの回転角だけ回転しているかを演算する。そしてＣＰＵ４２は、このときの回転方向と回転角から、仮想平面上で操作スティック２０が基準位置からどれだけ変位しているかを演算し、その結果から現在の操作位置の座標を取得する。なお、ここで取得した座標が表示画面内でのポインタＰの指示位置となる。
【００５７】
ステップＳ３０：次にＣＰＵ４２は、信号出力処理を実行する。この処理は、入力装置２の制御ユニット４０から車載電装システム５２に対して指示信号を出力するためのものである。具体的には、ＣＰＵ４２は先の座標取得処理で取得した座標、つまりポインタＰの指示位置を制御ユニット４０からの指示信号として車載電装システム５２に転送する。外部の車載電装システム５２は、この指示信号に基づいて表示装置１０におけるポインタＰの表示位置を制御する。
【００５８】
ステップＳ４０：続いてＣＰＵ４２は、引込力演算処理を実行する。この処理は、先の座標取得処理で取得した現在の座標（ｘ，ｙ）に基づき引込先となるいずれかのボタンＢＳ，ＢＬを決定するとともに、座標（ｘ，ｙ）をパラメータとして引込力の大きさを計算（設定）するためのものである。
【００５９】
例えば、ＣＰＵ４２は座標（ｘ，ｙ）と各ボタンＢＳ，ＢＬの距離に基づいていずれか１つのボタンＢＳ，ＢＬを引込先として決定すると、そのときのｘ軸方向におけるボタンの中心位置（座標ｘ０）とポインタの指示位置（座標ｘ）との距離Ｄｘ（＝ｘ−ｘ０）を計算する。続いてＣＰＵ４２は、ｙ軸方向におけるボタンの中心位置（座標ｙ０）とポインタの指示位置（座標ｙ）との距離Ｄｙ（＝ｙ−ｙ０）を計算する。そしてＣＰＵ４２は、算出した距離ＤｘとＸ方向に関する引込力の大きさとの対応関係から引込力Ｆｘ（スカラー量）を計算する。この計算には、例えば予め用意されたＦｘ−ｘ線図（関数）を用いることができる。またＣＰＵ４２は、算出した距離ＤｙとＹ方向に関する引込力の大きさとの対応関係から引込力Ｆｙ（スカラー量）を計算する。ここでも同様に、予め用意されたＦｙ−ｙ線図（関数）を用いることができる。なお、現在の座標（ｘ，ｙ）に対して特に引込先となるボタンが存在しない場合、ＣＰＵ４２は上記の計算を実行しない（引込力Ｆｘ＝０，Ｆｙ＝０）。
【００６０】
ステップＳ５０：そしてＣＰＵ４２は、アクチュエータ駆動処理を実行する。この処理は、先の引込力演算処理の算出結果に基づいて各モータ２６，２８を駆動することにより、実際に引込力を発生させるための処理である。
【００６１】
ここでは、例えばＣＰＵ４２は、先の引込力演算処理で算出したＸ方向への引込力Ｆｘに基づいて第１モータ２６を駆動するとともに、同じく算出したＹ方向への引込力Ｆｙに基づいて第２モータ２８を駆動する。これにより、操作スティック２０に対して実際に動作力が付与される結果、２つの引込力の合成引込力（ベクトル量）が発生する。このときの合成引込力がユーザに操作感触として覚知される。なお、上記のように引込先となるボタンが存在しない場合、ＣＰＵ４２はいずれのモータ２６，２８も駆動しない。
【００６２】
またこの間にプッシュスイッチ２２から操作信号（ＯＮ信号）が入力されると、ＣＰＵ４２は割込イベント処理を実行して上記のように車載電装システム５２に対する外部割り込み信号を送信する。
【００６３】
制御ユニット４０のＣＰＵ４２が以上の処理を定常的に実行することで、入力装置２において上記の基本動作や操作感覚を付与する動作が実現される。また本実施形態では、引込力の発生に際して制御ユニット４０が別途の引込力調整処理を行うことにより、表示画面の内容に適した引込力の調整機能を実現している。以下、本実施形態の調整機能について説明する。
【００６４】
図６は、表示装置１０により複数のボタンを配列して表示した画面の一例を示す図である。例えば、ユーザが車載電装システム５２に対して５０音で文字入力を行う場合、表示装置１０の画面内に「あ」〜「ん」の平仮名を表す複数のボタンＢＳ（一部のみ符号を付す）が縦方向及び横方向に配列して表示される。またボタンＢＳの配列中には、濁音符「゛」や半濁音符「゜」を表すものや、長音符号「ー」を表すもの、空白の記号「＿」を表すもの等が含まれている。
【００６５】
この他に表示画面内の上部位置には、例えば文字入力行Ｌが表示される。この文字入力行Ｌには、入力途中の平仮名や符号、記号等が表示されるものとなっている。また表示画面内でボタンＢＳの配列の下方には、例えば入力ファンクションとして「消去」や「後退」、「入力完了」の機能にそれぞれ対応した３つのボタンＢＬが表示されている。さらに表示画面内の右上位置には、操作ファンクションとして１つ前の画面に戻る意味の矢印記号を表すボタンＢＬが表示されている。なお、各ボタンＢＳ，ＢＬに対応する文字や機能はその他のものであってもよい。
【００６６】
各種のボタンＢＳ，ＢＬに対応する文字の入力やファンクションの実行は、上記のように表示画面内でポインタＰをいずれかのボタンＢＳ，ＢＬ内に位置付けた状態で、プッシュスイッチ２２をユーザが押下することで行われる。このためユーザは、文字の入力やファンクションの実行を行う場合、表示画面内でポインタＰを目的のボタンＢＳ，ＢＬに向けて移動させるべく操作スティック２０を操作することになる。
【００６７】
このとき、ボタンＢＳの配列内にポインタＰが位置した状態で、例えばユーザがポインタＰを横方向へ移動させようとした場合を想定する。すなわち図中に実線の矢印で示すように、平仮名の「る」を表すボタンＢＳ（図中符号なし）内から「く」を表す別のボタンＢＳ（図中網掛け）まで右方向にある程度の距離（７コマ分）だけポインタＰを移動させる場合である。
【００６８】
上記の基本動作では、現在のボタンＢＳから全方向（縦横斜めの８方向）へ自由な移動が可能であり、ポインタＰはこの後の指示位置（座標）の変化次第で、その周囲に位置する８つのボタンＢＳのいずれについても次の引込先として決定される可能性がある。この場合、横方向への移動中にユーザによる操作スティック２０の操作方向が縦方向にぶれると、それによって上段や下段のボタンＢＳが次の引込先となり、その結果、ポインタＰは上段や下段のボタンＢＳに引き込まれるため、図中に破線の矢印で示すように、ある程度の距離を移動していく過程でポインタＰが縦方向にも移動し、結果的にポインタＰが目的位置から上下（この例では「か」、「こ」等のボタンＢＳ）にずれ込むことがある。
【００６９】
そこで本実施形態では、制御ユニット４０が引込力演算処理において移動方向別の調整を行うことにより、ポインタＰの移動方向が主に横方向又は縦方向のいずれかである場合、そのときのユーザの意思を反映して引込力の大きさを適宜に調整する機能を有している。
【００７０】
〔引込力調整処理〕
図７は、制御ユニット４０のＣＰＵ４２が実行する引込力調整処理の手順例を示すフローチャートである。この処理は、例えば上述したデバイス管理処理とは別に一定の割り込み周期（例えば数ミリ秒周期）で実行されている。以下、各手順に沿って引込力調整処理の内容を説明する。
【００７１】
ステップＳ４００：先ずＣＰＵ４２は、現在の引込力の調整パラメータが有効であるか否かを確認する。調整パラメータは、縦方向又は横方向のいずれかについて引込力の大きさを通常よりも減衰させるための変数であり、例えば「０」〜「９９」の調整パラメータを受信していた場合、ＣＰＵ４２は調整パラメータが有効であると判断する（Ｙｅｓ）。
【００７２】
ここで調整パラメータは、表示装置１０による現在表示中の画面の内容に応じて適宜、車載電装システム５２から制御ユニット４０に送信されるものである。例えば、先の図６に示したように画面内に複数のボタンＢＳを縦横に配列して表示する場合、車載電装システム５２は「０」〜「９９」のいずれかの調整パラメータを制御ユニット４０に送信する。そして制御ユニット４０のＣＰＵ４２は、車載電装システム５２から調整パラメータを受信すると、その都度、最新の調整パラメータをＲＡＭ４６の変数領域に格納する。
【００７３】
なお、例えば画面内に表示されるボタンＢＳ，ＢＬの数が少なく、互いの位置が離れている場合（図１参照）のように、画面内でのボタンＢＳ，ＢＬの配列上、特に引込力の調整が必要でなければ、車載電装システム５２は調整パラメータとして「１００」を制御ユニット４０に送信する。この場合、ＣＰＵ４２は調整パラメータが有効でないと判断する（Ｎｏ）。
【００７４】
ステップＳ４０２：調整パラメータが有効でなければ（ステップＳ４００：Ｎｏ）、ＣＰＵ４２は通常状態を維持したまま定常のデバイス管理処理に復帰する。通常状態では特に引込力の調整は行われないので、上述した基本動作がそのまま適用されることになる。これに対し、調整パラメータが有効であると判断した場合（ステップＳ４００：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４２は以下の手順を実行する。
【００７５】
ステップＳ４０４：調整パラメータが有効である場合、ＣＰＵ４２は内蔵のタイマが現在カウント中であるか否かを確認する。現時点で内蔵タイマがカウント中でなければ（Ｎｏ）、次にＣＰＵ４２はステップＳ４０６を実行する。
【００７６】
ステップＳ４０６：ＣＰＵ４２は、移動前座標を取得する。ここで取得する座標は、内蔵タイマのカウント開始前における操作スティック２０の操作位置に対応する座標（ｘ−ｙ座標）である。取得した移動前座標は、例えばＲＡＭ４６のバッファ領域に保存される。
【００７７】
ステップＳ４０８：次にＣＰＵ４２は、内蔵のタイマをリセット（ｔ＝０）する。内蔵タイマはリセットされると始動し、その後の経過時間に応じてタイマ値をインクリメントする。
【００７８】
ステップＳ４１０：そしてＣＰＵ４２は、内蔵タイマの値（ｔ）を参照してタイマが満了したか否かを確認する。具体的には、現在のタイマ値（ｔ）が予め定められた所定時間（Ｔ：例えば数十ｍｓ）に達しているか否か（ｔ≧Ｔ）を確認する。未だタイマが満了していなければ（Ｎｏ）、ＣＰＵ４２は引込力調整処理から定常のデバイス管理処理に復帰する。
【００７９】
次回以降の割り込み周期では、既に内蔵タイマがカウント中であるので（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４２は引き続き内蔵タイマの値が所定時間に達したか否かの確認を繰り返す。この間、ユーザの操作に応じて操作スティック２０の操作位置が変化すると、その都度、座標取得処理（図５中のステップＳ２０）で取得される現在の座標も変化する。そして、タイマが満了したことを確認すると（Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４２は次のステップＳ４１２に進む。
【００８０】
ステップＳ４１２：この場合、ＣＰＵ４２は、内蔵タイマのカウントを停止する。
ステップＳ４１４：そしてＣＰＵ４２は、移動後座標を取得する。ここで取得する座標は、先のステップＳ４０６で移動前座標を取得してから所定時間経過後における操作スティック２０の操作位置に対応する座標（ｘ−ｙ座標）となる。
【００８１】
ステップＳ４１６：ＣＰＵ４２は、移動前座標と移動後座標からＸ方向（横方向）の移動量ΔＸとＹ方向（縦方向）の移動量ΔＹをそれぞれ算出し、以下の条件式（１），（２）をともに満たすか否かを判断する。
ΔＸ＞ΔＹ／２・・・（１）
ΔＸ≧Ｄ ・・・（２）
【００８２】
条件式（２）中、比較値Ｄは所定距離（判断閾値）を表す。すなわちタイマ満了までの間の移動量ΔＸが所定距離に満たない場合、引込力の調整は行わないこととしている。なお所定距離は、例えばユーザが単に操作スティック２０に手を触れているだけの状態（別のボタンＢＳへ移動しない場合）でも発生し得る移動量の上限値とすることができる。いずれにしても、条件式（１），（２）をともに満足する（特定移動状態）と判断した場合（Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４２は次にステップＳ４１８を実行する。
【００８３】
ステップＳ４１８：この場合、ＣＰＵ４２は制御上の内部ステータスとしてＸ方向（横方向）の引込力減衰状態を設定する。Ｘ方向引込力減衰状態を設定すると、ＣＰＵ４２はこれ以降の引込力演算処理（図５中のステップＳ４０）においてＸ方向への引込力を減衰調整して演算を行う。なお、減衰調整については具体例を挙げて後述する。
【００８４】
ステップＳ４２０：一方、上記の条件式（１），（２）をともに満足しなかった場合（ステップＳ４１６：Ｎｏ）、ＣＰＵ４２は以下の条件式（３），（４）をともに満たすか否かを判断する。なお、比較値Ｄは上記の所定距離と同じでよい。
ΔＹ＞ΔＸ／２・・・（３）
ΔＹ≧Ｄ ・・・（４）
【００８５】
そして、条件式（３），（４）をともに満足する（特定移動状態）と判断した場合（Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４２は次にステップＳ４２２を実行する。
【００８６】
ステップＳ４２２：この場合、ＣＰＵ４２は制御上の内部ステータスとしてＹ方向（縦方向）の引込力減衰状態を設定する。Ｙ方向引込力減衰状態を設定すると、ＣＰＵ４２はこれ以降の引込力演算処理（図５中のステップＳ４０）においてＹ方向への引込力を減衰調整して演算を行う。
【００８７】
これに対し、条件式（３），（４）をともに満足しなかった場合（ステップＳ４２０：Ｎｏ）、ＣＰＵ４２は新たに内部ステータスを設定することなくデバイス管理処理に復帰する。この場合、それまでの内部ステータスとして通常状態が設定されていれば（ステップＳ４０２）、そのまま通常状態が維持される。あるいは、既にＸ方向引込力減衰状態が設定されていれば（ステップＳ４１８）、引き続きその状態が維持されることになり、また、既にＹ方向引込力減衰状態が設定されていれば（ステップＳ４２２）、引き続きその状態が維持されることになる。したがって一度設定された内部ステータスは、その他の状態に遷移するまで継続される。
【００８８】
〔引込力調整機能の図解〕
図８は、複数のボタンＢＳが配列して表示された画面内でのポインタＰの位置と、そのときのＸ方向及びＹ方向にそれぞれ発生する引込力との関係を示した図である。
【００８９】
〔表示領域内〕
例えば、初期状態で画面内に表示されている１つのボタンＢＳ０内にポインタＰが位置しているとする。この場合、ボタンＢＳ０が現在の引込先として決定され、その表示領域内では図８中のＦｘ−ｘ線図（引込力ＬＦ１）に示すように、その中心位置Ｃ０（ｘ０，ｙ０）からポインタＰの現在位置までのＸ軸方向の距離に比例してＸ方向（横方向）への引込力Ｆｘが発生する。またＹ方向に関しては、図８中のＦｙ−ｙ線図（引込力ＬＦ２）に示すように、中心位置Ｃ０（ｘ０，ｙ０）からのＹ軸方向の距離に比例してＹ方向（縦方向）への引込力Ｆｙが発生する。したがってこの例では、ボタンＢＳ０の表示領域内ではポインタＰが中心位置Ｃ０から遠ざかるに連れて引込力Ｆｘ，Ｆｙの大きさがそれぞれ増していく。なお引込力Ｆｘは便宜上、表示画面内でみた左方向を正とし、右方向を負として表している。また引込力Ｆｙについては便宜上、表示画面内でみた下方向を正とし、上方向を負として表している。
【００９０】
この状態で、例えばユーザが操作スティック２０を右方向に操作していくと、図８中のＦｘ−ｘ線図に示すように、ポインタＰがボタンＢＳ０の右辺に達したところでＸ方向への引込力Ｆｘが最大となり、この引込力Ｆｘが操作スティック２０を通じて反力としての操作感触をユーザに付与する。
【００９１】
この後、反力に抗してユーザが操作スティック２０をさらに右方向に操作し、ポインタＰがボタンＢＳ０の表示領域外に移動すると、ボタンＢＳ０の境界（辺縁）からの距離に応じてＸ方向への引込力Ｆｘは減少し、隣接するボタンＢＳ１との中間位置で引込力Ｆｘは０となる。このように、ボタンＢＳ０の表示領域外であっても、その周囲で引込力Ｆｘが０となる位置（この例ではボタンＢＳ０の右辺とボタンＢＳ１の左辺との中間位置）まではボタンＢＳ０の引込領域となっている。
【００９２】
そして、ポインタＰが右方向に隣接するボタンＢＳ１の引込領域内に移動すると、ボタンＢＳ１が次の引込先として決定される。この場合、ポインタＰの指示位置からボタンＢＳ１の境界（辺縁）までの距離に基づきボタンＢＳ１の内方（中心位置Ｃ１）に向かうＸ方向（図中右方向）への引込力Ｆｘが次第に大きくなり、ポインタＰがボタンＢＳ１の境界位置（表示領域内）まで移動すると、引込力Ｆｘは最大となる。このときの引込力Ｆｘが操作スティック２０を積極的に動作させる動作力となる。したがって、ユーザにはあたかも自然にポインタＰがボタンＢＳ１の内方へ引き込まれていくかのような操作感触が付与されることになる。
【００９３】
以上は基本動作の中での説明であるが、本実施形態ではポインタＰの移動方向が主にＸ方向（横方向）である場合、上述したように引込力調整処理においてＸ方向引込力減衰状態が設定される（図７中のステップＳ４１８）。
【００９４】
〔Ｘ方向引込力減衰状態〕
Ｘ方向引込力減衰状態では、ＣＰＵ４２は先の引込力演算処理（図５中のステップＳ４０）において、通常状態よりもＸ方向への引込力Ｆｘを減衰調整する。具体的には、図８中のＦｘ−ｘ線図において、実線で示される通常状態の引込力ＬＦ１を、破線で示される減衰状態の引込力ＬＦ１’として演算を行う。減衰状態の引込力ＬＦ１’は、通常状態の引込力ＬＦ１に比較して傾斜が緩やかであり、それだけ全体的に大きさが減衰されている。
【００９５】
なお、ここでの減衰率は上述した調整パラメータの値（０〜９９）に基づいて設定することができる。例えば、調整パラメータの値が「５０」であれば、ＣＰＵ４２は通常状態での引込力ＬＦ１の傾きを５０％低下させて減衰状態の引込力ＬＦ１’を設定することができる。したがって、調整パラメータが極端に小さい値（例えば「０」）になると、引込力ＬＦ１’はｘ軸に略一致する。
【００９６】
一方、Ｘ方向引込力減衰状態で、上記のようにＣＰＵ４２はＹ方向の引込力について減衰調整を行わない。したがってＹ方向の引込力Ｆｙについては、ＣＰＵ４２は図８中のＦｙ−ｙ線図に示される通常の引込力ＬＦ２に基づいて演算を行うことになる。
【００９７】
この結果、ポインタＰの横方向への移動中は通常よりも横方向への引込力が小さく設定されるため、ユーザにとっては通常よりも横方向への反力が軽減されたように感じられることになる。また、合わせて縦方向への引込力よりも横方向への引込力が相対的に小さくなり、この点でもユーザにとっては横方向への反力が比較的小さく感じられることになる。したがって、ユーザは操作スティック２０を右方向に移動させながら、順次、横方向に隣接するボタンＢＳ１〜ＢＳ３に向けてポインタＰを容易に移動させることができる。
【００９８】
この間、例えば図中に破線の矢印で示すように、たとえユーザによる操作スティック２０の操作が上方向にぶれたとしても、上記のように縦方向への引込力は通常状態と同じ大きさで発生するため、これが反力となって操作スティック２０を下方向に押し戻す（跳ね返らせる）ことができる。これにより、ポインタＰの移動方向を横方向に向けて適宜修正することで、ユーザの意思を反映した操作感触を付与することができる。
【００９９】
以上の説明は横方向への移動の場合の内容であるが、ポインタＰの移動方向が主にＹ方向（縦方向）である場合も同様である。すなわち、この場合は引込力調整処理においてＹ方向引込力減衰状態が設定される（図７中のステップＳ４２２）ため、ＣＰＵ４２は先の引込力演算処理（図５中のステップＳ４０）において、通常状態よりもＹ方向への引込力Ｆｙを減衰調整する。
【０１００】
この場合、ポインタＰの縦方向への移動中は通常よりも縦方向への引込力が小さく設定されるため、ユーザにとっては通常よりも縦方向への反力が軽減されたように感じられることになる。また、合わせて横方向への引込力よりも縦方向への引込力が相対的に小さくなり、この点でもユーザにとっては縦方向への反力が比較的小さく感じられることになる。したがって、ユーザは操作スティック２０を縦方向に移動させながら、順次、縦方向に隣接する他のボタンに向けてポインタＰを容易に移動させることができる。
【０１０１】
また同様に、この間にユーザによる操作スティック２０の操作が横方向にぶれたとしても、横方向への引込力は通常状態と同じ大きさで発生しているため、これが反力となって操作スティック２０を逆方向（例えば右方向にぶれた場合は左方向）に押し戻すことができる。これにより、ポインタＰの移動方向を縦方向に向けて適宜修正することで、同じくユーザの意思を反映した操作感触を付与することができる。
【０１０２】
〔その他の実施形態〕
図７の引込力調整処理において、Ｘ方向又はＹ方向の引込力減衰状態を設定するか否かを判断するための条件を以下のように設定してもよい。
【０１０３】
〔その他の条件１〕
例えば、図７中のステップＳ４１６では条件式（１）を満たすか否かだけを判断し、またステップＳ４２０では条件式（３）を満たすか否かだけを判断してもよい。この場合、Ｘ方向への移動量ΔＸがＹ方向への移動量ΔＹの２分の１より大きい場合にＸ方向引込力減衰状態が設定され、Ｙ方向への移動量ΔＹがＸ方向への移動量ΔＸの２分の１より大きい場合にＹ方向引込力減衰状態が設定される。
【０１０４】
〔その他の条件２〕
あるいは、図７中のステップＳ４１６では条件式（２）を満たすか否かだけを判断し、またステップＳ４２０では条件式（４）を満たすか否かだけを判断してもよい。この場合、Ｘ方向への移動量ΔＸが所定距離以上の場合にＸ方向引込力減衰状態が設定され、Ｙ方向への移動量ΔＹが所定距離以上の場合にＹ方向引込力減衰状態が設定されることになる。
【０１０５】
〔その他の条件３〕
また、図７中のステップＳ４１６では条件式（１）を満たすか否かだけを判断し、ステップＳ４２０では条件式（４）を満たすか否かだけを判断してもよい。この場合、Ｘ方向については移動量ΔＸがＹ方向への移動量ΔＹの２分の１より大きい場合にＸ方向引込力減衰状態が設定されるが、Ｙ方向については、移動量ΔＹが所定距離以上の場合にＹ方向引込力減衰状態が設定される。
【０１０６】
〔その他の条件４〕
逆に、図７中のステップＳ４１６では条件式（２）を満たすか否かだけを判断し、ステップＳ４２０では条件式（３）を満たすか否かだけを判断してもよい。この場合、Ｘ方向については、移動量ΔＸが所定距離以上の場合にＸ方向引込力減衰状態が設定されるが、Ｙ方向については移動量ΔＹがＸ方向への移動量ΔＸの２分の１より大きい場合にＹ方向引込力減衰状態が設定される。
【０１０７】
〔その他の条件５〕
また、図７中のステップＳ４１６では条件式（１），（２）をともに満たすか否かを判断するが、ステップＳ４２０では条件式（４）を満たすか否かだけを判断してもよい。この場合、Ｘ方向については移動量ΔＸがＹ方向への移動量ΔＹの２分の１より大きく、かつ、移動量ΔＸが所定距離以上の場合にＸ方向引込力減衰状態が設定されるが、Ｙ方向については、移動量ΔＹが所定距離以上の場合にＹ方向引込力減衰状態が設定される。
【０１０８】
〔その他の条件６〕
上記と逆に、図７中のステップＳ４１６では条件式（２）を満たすか否かだけを判断し、ステップＳ４２０では条件式（３），（４）をともに満たすか否かを判断してもよい。この場合、Ｘ方向については移動量ΔＸが所定距離以上の場合にＸ方向引込力減衰状態が設定されるが、Ｙ方向については移動量ΔＹがＸ方向への移動量ΔＸの２分の１より大きく、かつ、移動量ΔＹが所定距離以上の場合にＹ方向引込力減衰状態が設定される。
【０１０９】
また本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施することができる。一実施形態では、ボタンＢＳの形状を横長の長方形としているが、ボタンＢＳは縦長の長方形であってもよいし、正方形であってもよい。また、ボタンＢＳは四角形に限らず、その他の多角形や円形、楕円形、長円形であってもよい。
【０１１０】
また、Ｘ方向及びＹ方向の位置と引込力との関係（Ｆｘ−ｘ線図及びＦｙ−ｙ線図）は図示の例に限らず、その他の関係（例えば二次曲線的な関係）を適用してもよい。
【０１１１】
一実施形態では、Ｘ方向又はＹ方向の引込力だけを減衰させているが、例えばＸ方向引込力減衰状態ではＸ方向の引込力をある程度まで減衰させつつ、Ｙ方向の引込力を通常より増加してもよいし、Ｙ向引込力減衰状態ではＹ方向の引込力をある程度まで減衰させつつ、Ｘ方向の引込力を通常よりも増加してもよい。
【０１１２】
あるいは、Ｘ方向引込力減衰状態ではＹ方向の引込力を通常よりも増加することで、相対的にＸ方向への引込力が通常よりも減衰された状態としてもよい。同様にＹ方向引込力減衰状態ではＸ方向の引込力を通常よりも増加することで、相対的にＹ方向への引込力が通常よりも減衰された状態としてもよい。
【０１１３】
また一実施形態では、定常のデバイス管理処理（図７）の中で座標取得処理（ステップＳ２０）、信号出力処理（ステップＳ３０）、引込力演算処理（ステップＳ４０）及びアクチュエータ駆動処理（ステップＳ５０）を実行しているが、これら一連の処理をタイマ割込処理の中で実行してもよい。
【０１１４】
一実施形態ではスイング式の操作スティック２０を例示しているが、操作スティック２０が平面上で２次元方向にスライドする構造であってもよい。この場合、アクチュエータとして直動式のものを用いてもよいし、モータの回転運動を直線運動に変換する伝達機構を用いてもよい。
【０１１５】
その他、図示とともに示した各種部材の形状や配置はいずれも好ましい例であり、本発明の実施に際してこれらを適宜変更可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】一実施形態の入力装置が適用された車載部品を部分的に示す斜視図である。
【図２】メカニカルボックスの構造例を示す図（１／２）である。
【図３】メカニカルボックスの構造例を示す図（２／２）である。
【図４】入力装置の制御に関する構成を概略的に示すブロック図である。
【図５】デバイス管理処理の手順例を示すフローチャートである。
【図６】複数のボタンを配列して表示した画面の一例を示す図である。
【図７】引込力調整処理の手順例を示すフローチャートである。
【図８】画面内でのポインタＰの位置とＸ方向及びＹ方向にそれぞれ発生する引込力との関係を示した図である。
【符号の説明】
【０１１７】
２ 入力装置
１０ 表示装置
２０ 操作スティック
２０ａ ノブ
２０ｂ レバー
２２ プッシュスイッチ
２４ メカニカルボックス
２６ 第１モータ
２８ 第２モータ
３０ 第１回転センサ
３２ 第２回転センサ
４０ 制御ユニット
４２ ＣＰＵ
４４ ＲＯＭ
４６ ＲＡＭ
５２ 車載電装システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の電子機器や車載電装品等の入力デバイスとして利用することができる操作感触付与型入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の操作感触付与型入力装置に関して、レバーやスティック等の操作部材をユーザが操作すると、その操作位置に応じて表示画面内でポインタを移動させるとともに、表示画面内でボタンの近くにポインタが位置すると、ボタンの内方に向けてポインタを引き込む制御を実行する先行技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。先行技術でいう引込力は、実際にユーザが操作している操作部材への外力（動作力）として付与される。このためユーザは、操作部材を通じてあたかもポインタがボタンの内方へ引き込まれていくかのような操作感覚を得ることができる。
【０００３】
上記の先行技術では、ボタンの中心位置もしくは辺縁位置からポインタの位置までの距離に基づき引込先となる１つのボタンが決定され、その引込先のボタンの中心位置からポインタの位置までの距離に応じて引込力の大きさが設定されている。すなわち、画面内には現在の引込先となっているボタンの周囲に引込領域が形成され、この引込領域内でポインタはボタンの中心位置に向かって引き込まれるものとなっている。
【特許文献１】特開２００６−２６８１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば複数のボタンが縦方向及び横方向（升目状）に配列されている表示画面内でユーザがポインタを縦方向又は横方向のどちらか一方の方向だけに移動させようとする場合、先行技術の手法では、ポインタが引込領域を抜け出す際にユーザは大きな反力を受けるため、それによってポインタの位置が他方の方向にずれ込むことがある。例えば、ユーザが現在のボタンから横方向に隣接する別のボタンに向かってポインタを移動させようとする場合、引込領域から抜け出す際に発生する引込力がユーザの操作に対する大きな反力となり、それによってユーザの操作が縦方向にぶれることがある。この場合、次の引込先となるボタンが横方向ではなく縦方向に隣接した他のボタンに決定されることがあり、その結果、ポインタの位置がユーザの意図に反して縦方向にずれ込むことがある。
【０００５】
そこで本発明は、縦方向及び横方向に複数のボタンが配列して表示される場合において、縦横いずれか一方の方向に沿ってポインタを移動させる場合、他方の方向へのずれ込みが起こりにくくする技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明は以下の解決手段を採用する。
すなわち本発明は、少なくとも縦方向及び横方向を含む２次元内で操作可能に設けられ、操作者による操作に応じて任意の操作位置に変位する操作部材と、この操作部材の操作位置を検出する操作位置検出手段と、操作部材に動作力を付与することで、操作者による操作とは別に操作部材の操作位置を変化させるアクチュエータと、所定の表示画面内にその縦方向及び横方向に配列して表示された複数のボタンの表示領域に関する情報を記憶する記憶手段と、操作位置検出手段により検出された操作部材の操作位置に基づき、表示画面内で操作部材の操作位置に対応した指示位置にポインタを表示させるための指示信号を出力するとともに、表示画面内でみて各ボタンの内方に向けてポインタを移動させる縦方向への引込力及び横方向への引込力をそれぞれ発生するべく操作部材の操作位置を縦方向及び横方向にそれぞれ変化させる態様でアクチュエータを駆動する制御手段とを備えた操作感触付与型入力装置である。
【０００７】
その上で制御手段は、所定の条件に基づき表示画面上でポインタが縦方向又は横方向のうちいずれか一方の移動方向に沿ってボタンの表示領域内からその外方へ向けて移動される特定移動状態であるかを判断し、その結果、特定移動状態であると判断した場合、縦方向又は横方向のうちポインタの移動方向に対応するいずれか一方向への引込力の大きさを、特定移動状態であると判断しない場合（通常の場合）に発生させる引込力の大きさに比較して小さく設定するものである。
【０００８】
上記のように本発明の入力装置は、アクチュエータを駆動することで操作部材に動作力を付与し、それによって表示画面に表示されているボタンの内方に向けてポインタを移動させる引込力を発生させている。このとき操作部材の操作位置は、表示画面内でポインタが表示される指示位置に対応しているので、アクチュエータの動作力で操作部材の操作位置が変化すると、その変化に連動して表示画面内でポインタの表示位置も移動する。このため操作者であるユーザは、表示画面内でのポインタの移動と連動して発生する操作部材への動作力から引込力を実感することができ、そこに明確な操作感触を見出すことができる。
【０００９】
一方で引込力は、ボタンの表示領域内からその外方へ向けてポインタを移動させようとする場合（ボタンから抜け出させようとする場合）、ユーザにとっては操作に対する反力として覚知されることになる。したがって、発生させる引込力が大きければ大きいほど、ポインタを抜け出させる際の反力が大きく感じられるため、それだけポインタの自由な移動は制限されることになる。逆に言えば、あるボタンからポインタを抜け出させる場合は、より反力の小さい方向へ抜け出させる方が容易であることがわかる。
【００１０】
そうすると、特に横方向に長いボタンについては、単純にその中心位置からポインタの指示位置までの距離に依存して引込力の大きさを設定すると、ボタンの横方向（長手方向）の辺縁部において縦方向の引込力が横方向の引込力より小さくなる。このため、横長のボタンについては基本的に横方向よりも縦方向へ抜け出させる方がユーザにとっての操作は比較的容易である。
【００１１】
このような背景から、表示画面内に複数のボタンが縦方向及び横方向に配列して表示されている場合、たとえユーザが横方向への移動を意図していたとしても、その途中で縦方向にポインタがずれ込む現象が発生しやすくなる。
【００１２】
そこで本発明の入力装置は、表示画面内に複数のボタンが縦方向及び横方向に配列して表示されている場合において、ユーザの操作に基づくポインタの移動がボタンの表示領域内からその外方に向かうものであり、そのときの移動方向が縦方向又は横方向のどちらか一方向に沿うものであれば、一方向に関して引込力の大きさを通常よりも小さくすることで、ポインタの移動を容易化している。また、他方向については特定移動状態と判断されない場合（通常）の大きさで引込力が発生するので、他方向よりも一方向への移動が相対的に容易化されることになる。
【００１３】
これにより、例えばある１つのボタンからその横方向に隣接するボタンへの移動過程では、横方向への反力を小さくしてユーザの操作を容易化することにより、結果的に縦方向へのずれ込みを発生しにくくすることができる。また、横方向への反力を小さくした分、ユーザにとっては相対的に縦方向への反力が大きくなることから、横方向への移動中に操作部材の操作方向が縦方向にぶれたとしても、そのようなぶれが反力によって押し戻され（跳ね返され）、あたかも操作部材が横方向にだけ案内されているかのような操作感触を受けることになる。これにより、ユーザが主に横方向への移動を所望している場合、その意思に沿った操作感触の付与を実現することができる。
【００１４】
また本発明において、制御手段は複数の制御態様を有する。第１の制御態様は、所定の条件として以下の内容を定めたものである。すなわち制御手段は、所定時間における表示画面内でのポインタの縦方向又は横方向のうちいずれか一方向への移動量が他方向への移動量より大きい場合、特定移動状態であると判断して、一方向への引込力の大きさを特定移動状態であると判断しない場合に発生させる引込力の大きさに比較して小さく設定することができる。
【００１５】
この場合、縦方向と横方向のうち、ユーザがポインタを移動させようとしている一方向については、他方向に比較して所定時間あたりの移動量が大きくなる傾向にある。したがって、このような傾向を利用して条件判断を行えば、ユーザの意思を正確に判断した上で上記の制御を実現することができる。また、所定時間の長さを制御上で適切に設定することにより、ユーザによる操作部材の操作開始に伴って即座に条件判断を行い、上述した制御を迅速に実行することができる。
【００１６】
第２の制御態様は、所定の条件として以下の内容を定めたものである。すなわち制御手段は、所定時間における表示画面内でのポインタの縦方向又は横方向のうちいずれか一方向への移動量が所定の移動量より大きい場合、特定移動状態であると判断して、一方向への引込力の大きさを特定移動状態であると判断しない場合に発生させる引込力の大きさに比較して小さく設定することができる。
【００１７】
この場合も同様に、縦方向と横方向のうち、ユーザがポインタを移動させようとしている一方向については、所定時間あたりの移動量が全体的に大きくなる傾向にあり、その移動量が所定距離よりも大きい場合に条件を満たすと判断すれば、ユーザの意思を正確に判断した上で上記の制御を実現することができる。また、所定時間の長さや所定距離をそれぞれ制御上で適切に設定することにより、ユーザによる操作部材の操作開始に伴って即座に条件判断を行い、上述した制御を迅速に実行することができる。
【００１８】
第３の制御態様は、所定の条件として以下の内容を定めたものである。すなわち制御手段は、所定時間における表示画面内でのポインタの縦方向又は横方向のうちいずれか一方向への移動量が他方向への移動量より大きく、かつ、所定の移動量より大きい場合、特定移動状態であると判断して、一方向への引込力の大きさを特定移動状態であると判断しない場合に発生させる引込力の大きさに比較して小さく設定することができる。なお、第３の制御態様において特定移動状態であると判断しない条件は、所定時間における表示画面内でのポインタの縦方向又は横方向のうちいずれか一方向への移動量が他方向への移動量より大きくないか、もしくは、所定の移動量より小さい場合である。
【００１９】
第３の制御態様によれば、上述した第１及び第２の制御態様の各条件を合わせて判断することにより、より精細な制御を実現することができる。
【００２０】
また本発明において、制御手段は、所定の条件に基づき特定移動状態であると判断した場合、縦方向又は横方向のうちポインタの移動方向に対応するいずれか一方向への引込力の大きさを他方向への引込力に比較して小さく設定するものとする。
【００２１】
この場合、例えば横方向について制御手段が特定移動状態と判断し、横方向への引込力の大きさを通常よりも小さく設定した場合、それによって横方向で発生する引込力の大きさが縦方向で発生する引込力よりも小さくなる。したがって、この点でもユーザにとっては縦方向よりも横方向へポインタを移動させる操作が容易になるので、確実に縦方向へのずれ込みを抑えることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の操作感覚付与型入力装置は、ユーザが表示画面内で縦横いずれか一方の方向にポインタを移動させる操作を容易にし、意思とは異なる方向へのずれ込みを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明の操作感触付与型入力装置は、例えば、各種の電子機器（コンピュータ機器、オーディオ機器、ビデオ機器）をはじめ、カーナビゲーション装置等の車載電装品用の入力デバイス（ユーザインタフェース）として利用することができる。
【００２４】
〔実施形態の概要〕
図１は、一実施形態の入力装置２が適用された車載部品を部分的に示す斜視図である。図１に示される車載部品は、例えばインストルメントパネル４、センタコンソール６及びフロアコンソール８等から構成されている。このうちインストルメントパネル４は、自動車の室内（フロントシートの前方）に車幅方向に沿って配置される内装品である。またセンタコンソール６は、インストルメントパネル４の下方に連結して配置される内装品であり、このセンタコンソール６は車幅方向でみて中央に位置する。そしてフロアコンソール８は、センタコンソール６に続いて自動車のフロアパネル上に配置される内装品であり、このフロアコンソール８は車室内で運転席と助手席（図示していない）との間に位置する。
【００２５】
インストルメントパネル４には、例えば幅方向の中央位置に液晶ディスプレイ等の表示装置１０が組み込まれている他、その両側にはエアコン（車内空調機）の噴出口１２が設けられている。またインストルメントパネル４には、表示装置１０の下方位置に各種のスイッチ類（参照符号省略）が埋め込まれている。これらスイッチ類は、例えばエアコンの温度設定や風量調節、図示しないオーディオ機器の音量調節、ラジオ放送の選局、オーディオトラックの変更等を行うためのものである。
【００２６】
またセンタコンソール６には、例えば上段位置に音楽ＣＤ（コンパクトディスク）の出入口１４が設けられている他、その下段位置にはシフトレバー１６が設置されている。
【００２７】
そしてフロアコンソール８には、本実施形態の入力装置２を構成する操作スティック２０及びプッシュスイッチ２２が設置されている。入力装置２はメカニカルボックス２４を備えており、このメカニカルボックス２４は操作スティック２０及びプッシュスイッチ２２に連なる機構部品を有している。
【００２８】
上記の操作スティック２０は、上記の表示装置１０と連動してユーザ（運転者）の操作を受け付けるための操作部材である。またプッシュスイッチ２２は、同じく表示装置１０と連動してユーザの操作を受け付けるための入力デバイスである。
【００２９】
具体的には、表示装置１０の表示画面内にはポインタＰ（例えば十字ポインタ、十字カーソル）や各種のボタンＢＬ，ＢＳの画像が表示されており、ユーザが操作スティック２０を任意の方向に傾ける操作を行うと、その操作に連動してポインタＰが表示画面内を移動する。そして、いずれかのボタンＢＬ，ＢＳ内にポインタＰが移動した状態でユーザがプッシュスイッチ２２を押し込む操作を行うと、そのボタンＢＬ，ＢＳに割り当てられたファンクションを選択することができる。
【００３０】
なおこの例では、表示画面内で上段に表示されている３つのボタンＢＳにそれぞれ「ＴＶ」、「ラジオ」、「ＣＤ」のファンクションが割り当てられており、下段に表示されている横長のボタンＢＬには「ナビゲーション」のファンクションが割り当てられている。したがって、ユーザがいずれかのファンクションを選択する際は、操作スティック２０を操作してポインタＰを所望のファンクションに対応したボタンＢＬ，ＢＳまで移動させ、その状態でプッシュスイッチ２２を操作すればよい。
【００３１】
〔構造例〕
図２及び図３は、メカニカルボックス２４の構造例を示す図である。以下、メカニカルボックス２４の構造について説明する。
【００３２】
図２中（Ａ）：ここにはメカニカルボックス２４が平面視で示されている。メカニカルボックス２４はケース体２４ａを備えており、このケース体２４ａは例えば中空の立方体形状をなしている。ケース体２４ａの上面には円形の開口２４ｂが形成されており、この開口２４ｂを通じて上記の操作スティック２０がケース体２４ａの天板を上下方向に貫通して延びている。なお操作スティック２０はノブ２０ａ及びレバー２０ｂからなり、レバー２０ｂの頂部にノブ２０ａが取り付けられている。なお、ケース体２４ａは複数のパーツを組み合わせた構造であってもよい。
【００３３】
また上記のプッシュスイッチ２２は、ケース体２４ａの上面に設置されている。プッシュスイッチ２２には例えばスイッチボックス２２ａが付属しており、このスイッチボックス２２ａには図示しないマイクロスイッチやこれに連なるスイッチ回路、配線等の電子部品がさらに付属する。
【００３４】
ケース体２４ａの外面には、第１モータ２６及び第２モータ２８が取り付けられている。これら２つのモータ２６，２８の出力軸は、互いに直角をなしてケース体２４ａの内部に向けて延びている。また、各出力軸の延長線は操作スティック２０の中心にて交差している。なおケース体２４ａには、各出力軸を挿通するための貫通孔（図中符号省略）が形成されている。
【００３５】
また第１モータ２６及び第２モータ２８には、それぞれ第１回転センサ３０、第２回転センサ３２が取り付けられている。これら回転センサ３０，３２は、それぞれ対応するモータ２６，２８の回転角及び回転方向に応じた検出信号を出力する。このような回転センサ３０，３２は、例えば２つの受光素子を備えて回転方向も検出可能なフォトインタラプタとスリット付ディスクとの組み合わせで構成することができる。
【００３６】
図２中（Ｂ）：ここにはメカニカルボックス２４の縦断面（図２中（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面）が示されている。ケース体２４ａの内部には、第１駆動部材３４が収容されており、この第１駆動部材３４の一端部は第１モータ２６の出力軸２６ａに連結されている。また第１駆動部材３４の他端部は、第１モータ２６と反対側でケース体２４ａの側板に回転自在に支持されている。他端部が支持される位置は、出力軸２６ａの延長線上にある。このため第１駆動部材３４は、第１モータ２６の出力軸２６ａの回転に伴って一体に回転することができる。なお、ここでは出力軸２６ａと第１駆動部材３４とを直結した例を挙げているが、これらの間に減速機構を介在させてもよい。
【００３７】
第１駆動部材３４の中央位置には、軸部３４ａが形成されている。この軸部３４ａは出力軸２６ａと直交する方向に延びている。レバー２０ｂには軸受孔２０ｃが形成されており、軸部３４ａはレバー２０ｂの軸受孔２０ｃ内を貫通している。この状態で、レバー２０ｂは軸部３４ａによって図中の左右方向にスイング（いわゆる揺動）可能に支持されている。ただし、これ以外についてレバー２０ｂの可動方向はなく、レバー２０ｂは第１駆動部材３４が回転すると、これに伴って一体に回転（図中の前後方向にスイング）する。
【００３８】
図３中（Ｃ）：ここにはメカニカルボックス２４の別の縦断面（図２中（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面）が示されている。上記の第１駆動部材３４とは別に、ケース体２４ａの内部には第２駆動部材３６が収容されており、この第２駆動部材３６の一端部は第２モータ２８の出力軸２８ａに連結されている。また第２駆動部材３６の他端部は、第２モータ２８と反対側でケース体２４ａの側板に回転自在に支持されている。他端部が支持される位置は、出力軸２８ａの延長線上である。このため第２駆動部材３６は、第２モータ２８の出力軸２８ａの回転に伴って一体に回転する。ここでも同様に、出力軸２８ａと第２駆動部材３６との間に減速機構を介在させてもよい。
【００３９】
第２駆動部材３６は、その中央部分が下方へクランク状に折れ曲がっており、これにより第２駆動部材３６と第１駆動部材３４との間には適度なクリアランスが確保されている。そして第２駆動部材３６には、このクランク状の部分にガイド溝３６ａが形成されており、このガイド溝３６ａ内にレバー２０ｂの下端部が挿入されている。ガイド溝３６ａは第２駆動部材３６の長手方向（図中の左右方向）に延びており、その幅はレバー２０ｂの外径よりも僅かに大きい。またガイド溝３６ａの長さは、第１駆動部材３４の回転に伴うレバー２０ｂの下端部の可動範囲よりも大きい。このためレバー２０ｂがスイングする際、その下端部はガイド溝３６ａ内をその長手方向へ自由に移動することができる。またレバー２０ｂが最大角度までスイングしても、その下端部はガイド溝３６ａから抜け出ることはない。ただし、ガイド溝３６ａ内では長手方向以外にレバー２０ｂの可動方向はなく、レバー２０ｂは第２駆動部材３６が回転すると、それに伴って一体に回転（図中の前後方向にスイング）する。
【００４０】
図３中（Ｄ）：ここにはメカニカルボックス２４の横断面（図２中（Ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面）が示されている。上記のようにメカニカルボックス２４は、第１及び第２駆動部材３４，３６の回転に伴い、それぞれの可動範囲内でレバー２０ｂを２方向にスイングさせることができる。したがってメカニカルボックス２４は、第１及び第２モータ２６，２８をそれぞれ回転させることで、レバー２０ｂの可動範囲内で操作スティック２０をケース体２４ａに対して任意の方向に任意の角度だけ傾斜させることができる。
【００４１】
〔制御に関する構成〕
図４は、入力装置２の制御に関する構成を概略的に示すブロック図である。入力装置２は制御ユニット４０を備えており、この制御ユニット４０は、ＣＰＵ４２をはじめＲＯＭ４４やＲＡＭ４６等のメモリデバイスを有する制御用コンピュータである。また制御ユニット４０は、入力回路４８や出力回路５０等のドライバや車両内部のネットワークに接続するための通信インタフェース５１を有する他、図示しないクロック発生回路や割り込みコントローラ等の周辺ＩＣを有している。
【００４２】
上記の第１及び第２モータ２６，２８は、この制御ユニット４０により動作を制御されている。すなわち制御ユニット４０は、第１及び第２モータ２６，２８にそれぞれ駆動信号を印加して、出力軸２６ａ，２８ａをそれぞれ決まった回転方向へ必要な回転角だけ回転させるとともに、必要なトルクを発生させる。これにより、操作スティック２０に対して動作力が付与されることになる。このときの動作力（ベクトル量）の大きさと方向は、モータ２６，２８の回転角、回転方向及びその時のトルクによって決定される。また制御ユニット４０は、各回転センサ３０，３２から出力される検出信号に基づいて、各モータ２６，２８の回転角及び回転方向を検出することができる。なお制御ユニット４０は、例えば上記のインストルメントパネル４内に設置されている。
【００４３】
〔入力対象システム〕
入力装置２の制御ユニット４０は、例えば自動車の車載電装システム５２に対してユーザの入力操作に応じた指示信号を出力する。制御ユニット４０は、上記の通信インタフェース５１により車内のネットワークを通じて車載電装システム５２との通信を行うことができる。なお車載電装システム５２は、例えば自動車のナビゲーション装置や、これと連動してエアコンやオーディオ機器、テレビ等を作動させる公知のシステムである。
【００４４】
また上記の表示装置１０は、車載電装システム５２の一部として機能する。制御ユニット４０から車載電装システム５２に出力（送信）される指示信号は、表示装置１０の表示画面内でポインタＰを任意の方向に移動させたり、各種のボタンＢＬ，ＢＳをクリックしたりするユーザの操作（意思）を反映したものとなる。
【００４５】
〔基本動作〕
このような入力装置２を車載電装システム５２の入力デバイスに適用することで、例えば以下の基本動作を実現することができる。
【００４６】
先ず入力装置２の制御ユニット４０は、各センサ３０，３２からの検出信号に基づいて現時点での操作スティック２０の操作位置を検出し、その検出結果に対応した指示位置を指示信号として出力する。操作スティック２０の操作位置はリアルタイムで検出され、その都度、リアルタイムな指示位置が指示信号として車載電装システム５２に送信される。
【００４７】
また制御ユニット４０は、ユーザによりプッシュスイッチ２２が操作されると、その操作信号を車載電装システム５２に向けて出力する。プッシュスイッチ２２の操作信号は、例えば外部割り込み信号として車載電装システム５２に入力される。
【００４８】
車載電装システム５２の制御部（図示していない）は、制御ユニット４０から受け取ったリアルタイムな指示位置に基づいて表示装置１０にポインタＰを表示する制御を実行する。またシステム５２の制御部は、プッシュスイッチ２２の操作信号に基づいて各種のボタンＢＬ，ＢＳに対応するファンクションの選択又は非選択を決定する制御を実行する。
【００４９】
また車載電装システム５２からは、現在表示中である各種のボタンＢＬ，ＢＳに関する表示情報が制御ユニット４０に提供される。この情報は、表示装置１０の表示画面を２次元平面（ｘ−ｙ座標面）としたとき、そのとき表示している各種のボタンＢＬ，ＢＳの位置（中心座標）とその表示領域の大きさ（縦方向及び横方向の長さ）を表すものである。制御ユニット４０は、システム５２から提供される表示情報を例えばＲＡＭ４６に記憶するとともに、現在のポインタＰの指示位置に関する情報（指示点の座標）を合わせて記憶する。また、システム５２において各種のボタンＢＬ，ＢＳの表示位置や大きさが変化すると、それに応じて表示情報は更新される。
【００５０】
あるいは、各種のボタンＢＬ，ＢＳの表示情報を予め制御ユニット４０のＲＯＭ４４に記憶させておき、システム５２からは現在表示中のボタンの種類（例えばボタン番号）だけを受け取って、制御ユニット４０はＲＯＭ４４から対応するボタンの表示情報を読み出すこととしてもよい。いずれにしても、制御ユニット４０が各種のボタンＢＬ，ＢＳに関する表示情報を記憶することで、自身のメモリ空間（ＲＡＭ４６）上で各ボタンＢＬ，ＢＳの表示領域及びポインタＰの指示位置を認識することができる。
【００５１】
〔引込力の発生〕
本実施形態の入力装置２は、ユーザに操作感覚を付与するタイプの入力装置である。操作感覚は、上記のように操作スティック２０に動作力を付与することでユーザに実感させることができる。特に本実施形態では、表示装置１０の表示画面内で現在のポインタＰの指示位置と各ボタンＢＳ，ＢＬとの位置関係から引込先となるいずれかのボタンＢＳ，ＢＬを決定し、そのいずれかのボタンＢＬ，ＢＳの内方に向けてポインタＰを移動させる引込力を発生させるべくモータ２６，２８の動作を制御している。これにより、ユーザは操作スティック２０を操作しながら自分でポインタＰを移動させつつ、その過程であたかも各ボタンＢＬ，ＢＳの内方にポインタＰが引き込まれていくかのような操作感覚を受けることになる。
【００５２】
〔制御方法〕
次に、制御ユニット４０において上記の基本動作や引込力の発生を実現するための具体的な制御方法について説明する。
【００５３】
〔デバイス管理処理〕
図５は、制御ユニット４０のＣＰＵ４２が実行するデバイス管理処理の手順例を示すフローチャートである。このデバイス管理処理は、例えばＣＰＵ４２に内蔵のＲＯＭにメイン制御プログラムとして格納されている。制御ユニット４０の電源投入（自動車のメインスイッチＯＮ）に伴いＣＰＵ４２が起動すると、ＣＰＵ４２はデバイス管理処理を実行する。
【００５４】
デバイス管理処理は、例えばＣＰＵ４２が定常的に実行する複数の処理（プログラムモジュール）の集合として構成されている。ＣＰＵ４２はデバイス管理処理に記述された順序で複数の処理を実行する。以下、それぞれの概要を説明する。
【００５５】
ステップＳ１０：先ずＣＰＵ４２は、初期設定処理を実行する。この処理は、各センサ３０，３２からの検出信号に基づき、各モータ２６，２８の回転に関する基準位置を定義（イニシャライズ）するための処理である。ＣＰＵ４２は、この処理を通じて各モータ２６，２８の基準位置を定義するとともに、この基準位置を操作スティック２０の基準位置（中立位置）に対応付けて定義する。ここで定義した基準位置は、例えばＲＡＭ４６にセーブされて制御ユニット４０の電源遮断後もバックアップされる。なお、この処理は毎回の起動時に必ず行うのではなく、ある程度の期間（例えば１０回の起動）をおいて実行してもよい。
【００５６】
ステップＳ２０：次にＣＰＵ４２は、座標取得処理を実行する。この処理は、現在の操作スティック２０の操作位置に対応する座標（ｘ−ｙ座標）を取得するためのものである。例えば、ＣＰＵ４２は各センサ３０，３２から出力された検出信号に基づき、先の初期設定処理で定義した基準位置から各モータ２６，２８がどの方向へどれだけの回転角だけ回転しているかを演算する。そしてＣＰＵ４２は、このときの回転方向と回転角から、仮想平面上で操作スティック２０が基準位置からどれだけ変位しているかを演算し、その結果から現在の操作位置の座標を取得する。なお、ここで取得した座標が表示画面内でのポインタＰの指示位置となる。
【００５７】
ステップＳ３０：次にＣＰＵ４２は、信号出力処理を実行する。この処理は、入力装置２の制御ユニット４０から車載電装システム５２に対して指示信号を出力するためのものである。具体的には、ＣＰＵ４２は先の座標取得処理で取得した座標、つまりポインタＰの指示位置を制御ユニット４０からの指示信号として車載電装システム５２に転送する。外部の車載電装システム５２は、この指示信号に基づいて表示装置１０におけるポインタＰの表示位置を制御する。
【００５８】
ステップＳ４０：続いてＣＰＵ４２は、引込力演算処理を実行する。この処理は、先の座標取得処理で取得した現在の座標（ｘ，ｙ）に基づき引込先となるいずれかのボタンＢＳ，ＢＬを決定するとともに、座標（ｘ，ｙ）をパラメータとして引込力の大きさを計算（設定）するためのものである。
【００５９】
例えば、ＣＰＵ４２は座標（ｘ，ｙ）と各ボタンＢＳ，ＢＬの距離に基づいていずれか１つのボタンＢＳ，ＢＬを引込先として決定すると、そのときのｘ軸方向におけるボタンの中心位置（座標ｘ０）とポインタの指示位置（座標ｘ）との距離Ｄｘ（＝ｘ−ｘ０）を計算する。続いてＣＰＵ４２は、ｙ軸方向におけるボタンの中心位置（座標ｙ０）とポインタの指示位置（座標ｙ）との距離Ｄｙ（＝ｙ−ｙ０）を計算する。そしてＣＰＵ４２は、算出した距離ＤｘとＸ方向に関する引込力の大きさとの対応関係から引込力Ｆｘ（スカラー量）を計算する。この計算には、例えば予め用意されたＦｘ−ｘ線図（関数）を用いることができる。またＣＰＵ４２は、算出した距離ＤｙとＹ方向に関する引込力の大きさとの対応関係から引込力Ｆｙ（スカラー量）を計算する。ここでも同様に、予め用意されたＦｙ−ｙ線図（関数）を用いることができる。なお、現在の座標（ｘ，ｙ）に対して特に引込先となるボタンが存在しない場合、ＣＰＵ４２は上記の計算を実行しない（引込力Ｆｘ＝０，Ｆｙ＝０）。
【００６０】
ステップＳ５０：そしてＣＰＵ４２は、アクチュエータ駆動処理を実行する。この処理は、先の引込力演算処理の算出結果に基づいて各モータ２６，２８を駆動することにより、実際に引込力を発生させるための処理である。
【００６１】
ここでは、例えばＣＰＵ４２は、先の引込力演算処理で算出したＸ方向への引込力Ｆｘに基づいて第１モータ２６を駆動するとともに、同じく算出したＹ方向への引込力Ｆｙに基づいて第２モータ２８を駆動する。これにより、操作スティック２０に対して実際に動作力が付与される結果、２つの引込力の合成引込力（ベクトル量）が発生する。このときの合成引込力がユーザに操作感触として覚知される。なお、上記のように引込先となるボタンが存在しない場合、ＣＰＵ４２はいずれのモータ２６，２８も駆動しない。
【００６２】
またこの間にプッシュスイッチ２２から操作信号（ＯＮ信号）が入力されると、ＣＰＵ４２は割込イベント処理を実行して上記のように車載電装システム５２に対する外部割り込み信号を送信する。
【００６３】
制御ユニット４０のＣＰＵ４２が以上の処理を定常的に実行することで、入力装置２において上記の基本動作や操作感覚を付与する動作が実現される。また本実施形態では、引込力の発生に際して制御ユニット４０が別途の引込力調整処理を行うことにより、表示画面の内容に適した引込力の調整機能を実現している。以下、本実施形態の調整機能について説明する。
【００６４】
図６は、表示装置１０により複数のボタンを配列して表示した画面の一例を示す図である。例えば、ユーザが車載電装システム５２に対して５０音で文字入力を行う場合、表示装置１０の画面内に「あ」〜「ん」の平仮名を表す複数のボタンＢＳ（一部のみ符号を付す）が縦方向及び横方向に配列して表示される。またボタンＢＳの配列中には、濁音符「゛」や半濁音符「゜」を表すものや、長音符号「ー」を表すもの、空白の記号「＿」を表すもの等が含まれている。
【００６５】
この他に表示画面内の上部位置には、例えば文字入力行Ｌが表示される。この文字入力行Ｌには、入力途中の平仮名や符号、記号等が表示されるものとなっている。また表示画面内でボタンＢＳの配列の下方には、例えば入力ファンクションとして「消去」や「後退」、「入力完了」の機能にそれぞれ対応した３つのボタンＢＬが表示されている。さらに表示画面内の右上位置には、操作ファンクションとして１つ前の画面に戻る意味の矢印記号を表すボタンＢＬが表示されている。なお、各ボタンＢＳ，ＢＬに対応する文字や機能はその他のものであってもよい。
【００６６】
各種のボタンＢＳ，ＢＬに対応する文字の入力やファンクションの実行は、上記のように表示画面内でポインタＰをいずれかのボタンＢＳ，ＢＬ内に位置付けた状態で、プッシュスイッチ２２をユーザが押下することで行われる。このためユーザは、文字の入力やファンクションの実行を行う場合、表示画面内でポインタＰを目的のボタンＢＳ，ＢＬに向けて移動させるべく操作スティック２０を操作することになる。
【００６７】
このとき、ボタンＢＳの配列内にポインタＰが位置した状態で、例えばユーザがポインタＰを横方向へ移動させようとした場合を想定する。すなわち図中に実線の矢印で示すように、平仮名の「る」を表すボタンＢＳ（図中符号なし）内から「く」を表す別のボタンＢＳ（図中網掛け）まで右方向にある程度の距離（７コマ分）だけポインタＰを移動させる場合である。
【００６８】
上記の基本動作では、現在のボタンＢＳから全方向（縦横斜めの８方向）へ自由な移動が可能であり、ポインタＰはこの後の指示位置（座標）の変化次第で、その周囲に位置する８つのボタンＢＳのいずれについても次の引込先として決定される可能性がある。この場合、横方向への移動中にユーザによる操作スティック２０の操作方向が縦方向にぶれると、それによって上段や下段のボタンＢＳが次の引込先となり、その結果、ポインタＰは上段や下段のボタンＢＳに引き込まれるため、図中に破線の矢印で示すように、ある程度の距離を移動していく過程でポインタＰが縦方向にも移動し、結果的にポインタＰが目的位置から上下（この例では「か」、「こ」等のボタンＢＳ）にずれ込むことがある。
【００６９】
そこで本実施形態では、制御ユニット４０が引込力演算処理において移動方向別の調整を行うことにより、ポインタＰの移動方向が主に横方向又は縦方向のいずれかである場合、そのときのユーザの意思を反映して引込力の大きさを適宜に調整する機能を有している。
【００７０】
〔引込力調整処理〕
図７は、制御ユニット４０のＣＰＵ４２が実行する引込力調整処理の手順例を示すフローチャートである。この処理は、例えば上述したデバイス管理処理とは別に一定の割り込み周期（例えば数ミリ秒周期）で実行されている。以下、各手順に沿って引込力調整処理の内容を説明する。
【００７１】
ステップＳ４００：先ずＣＰＵ４２は、現在の引込力の調整パラメータが有効であるか否かを確認する。調整パラメータは、縦方向又は横方向のいずれかについて引込力の大きさを通常よりも減衰させるための変数であり、例えば「０」〜「９９」の調整パラメータを受信していた場合、ＣＰＵ４２は調整パラメータが有効であると判断する（Ｙｅｓ）。
【００７２】
ここで調整パラメータは、表示装置１０による現在表示中の画面の内容に応じて適宜、車載電装システム５２から制御ユニット４０に送信されるものである。例えば、先の図６に示したように画面内に複数のボタンＢＳを縦横に配列して表示する場合、車載電装システム５２は「０」〜「９９」のいずれかの調整パラメータを制御ユニット４０に送信する。そして制御ユニット４０のＣＰＵ４２は、車載電装システム５２から調整パラメータを受信すると、その都度、最新の調整パラメータをＲＡＭ４６の変数領域に格納する。
【００７３】
なお、例えば画面内に表示されるボタンＢＳ，ＢＬの数が少なく、互いの位置が離れている場合（図１参照）のように、画面内でのボタンＢＳ，ＢＬの配列上、特に引込力の調整が必要でなければ、車載電装システム５２は調整パラメータとして「１００」を制御ユニット４０に送信する。この場合、ＣＰＵ４２は調整パラメータが有効でないと判断する（Ｎｏ）。
【００７４】
ステップＳ４０２：調整パラメータが有効でなければ（ステップＳ４００：Ｎｏ）、ＣＰＵ４２は通常状態を維持したまま定常のデバイス管理処理に復帰する。通常状態では特に引込力の調整は行われないので、上述した基本動作がそのまま適用されることになる。これに対し、調整パラメータが有効であると判断した場合（ステップＳ４００：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４２は以下の手順を実行する。
【００７５】
ステップＳ４０４：調整パラメータが有効である場合、ＣＰＵ４２は内蔵のタイマが現在カウント中であるか否かを確認する。現時点で内蔵タイマがカウント中でなければ（Ｎｏ）、次にＣＰＵ４２はステップＳ４０６を実行する。
【００７６】
ステップＳ４０６：ＣＰＵ４２は、移動前座標を取得する。ここで取得する座標は、内蔵タイマのカウント開始前における操作スティック２０の操作位置に対応する座標（ｘ−ｙ座標）である。取得した移動前座標は、例えばＲＡＭ４６のバッファ領域に保存される。
【００７７】
ステップＳ４０８：次にＣＰＵ４２は、内蔵のタイマをリセット（ｔ＝０）する。内蔵タイマはリセットされると始動し、その後の経過時間に応じてタイマ値をインクリメントする。
【００７８】
ステップＳ４１０：そしてＣＰＵ４２は、内蔵タイマの値（ｔ）を参照してタイマが満了したか否かを確認する。具体的には、現在のタイマ値（ｔ）が予め定められた所定時間（Ｔ：例えば数十ｍｓ）に達しているか否か（ｔ≧Ｔ）を確認する。未だタイマが満了していなければ（Ｎｏ）、ＣＰＵ４２は引込力調整処理から定常のデバイス管理処理に復帰する。
【００７９】
次回以降の割り込み周期では、既に内蔵タイマがカウント中であるので（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４２は引き続き内蔵タイマの値が所定時間に達したか否かの確認を繰り返す。この間、ユーザの操作に応じて操作スティック２０の操作位置が変化すると、その都度、座標取得処理（図５中のステップＳ２０）で取得される現在の座標も変化する。そして、タイマが満了したことを確認すると（Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４２は次のステップＳ４１２に進む。
【００８０】
ステップＳ４１２：この場合、ＣＰＵ４２は、内蔵タイマのカウントを停止する。
ステップＳ４１４：そしてＣＰＵ４２は、移動後座標を取得する。ここで取得する座標は、先のステップＳ４０６で移動前座標を取得してから所定時間経過後における操作スティック２０の操作位置に対応する座標（ｘ−ｙ座標）となる。
【００８１】
ステップＳ４１６：ＣＰＵ４２は、移動前座標と移動後座標からＸ方向（横方向）の移動量ΔＸとＹ方向（縦方向）の移動量ΔＹをそれぞれ算出し、以下の条件式（１），（２）をともに満たすか否かを判断する。
ΔＸ＞ΔＹ／２・・・（１）
ΔＸ≧Ｄ ・・・（２）
【００８２】
条件式（２）中、比較値Ｄは所定距離（判断閾値）を表す。すなわちタイマ満了までの間の移動量ΔＸが所定距離に満たない場合、引込力の調整は行わないこととしている。なお所定距離は、例えばユーザが単に操作スティック２０に手を触れているだけの状態（別のボタンＢＳへ移動しない場合）でも発生し得る移動量の上限値とすることができる。いずれにしても、条件式（１），（２）をともに満足する（特定移動状態）と判断した場合（Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４２は次にステップＳ４１８を実行する。
【００８３】
ステップＳ４１８：この場合、ＣＰＵ４２は制御上の内部ステータスとしてＸ方向（横方向）の引込力減衰状態を設定する。Ｘ方向引込力減衰状態を設定すると、ＣＰＵ４２はこれ以降の引込力演算処理（図５中のステップＳ４０）においてＸ方向への引込力を減衰調整して演算を行う。なお、減衰調整については具体例を挙げて後述する。
【００８４】
ステップＳ４２０：一方、上記の条件式（１），（２）をともに満足しなかった場合（ステップＳ４１６：Ｎｏ）、ＣＰＵ４２は以下の条件式（３），（４）をともに満たすか否かを判断する。なお、比較値Ｄは上記の所定距離と同じでよい。
ΔＹ＞ΔＸ／２・・・（３）
ΔＹ≧Ｄ ・・・（４）
【００８５】
そして、条件式（３），（４）をともに満足する（特定移動状態）と判断した場合（Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４２は次にステップＳ４２２を実行する。
【００８６】
ステップＳ４２２：この場合、ＣＰＵ４２は制御上の内部ステータスとしてＹ方向（縦方向）の引込力減衰状態を設定する。Ｙ方向引込力減衰状態を設定すると、ＣＰＵ４２はこれ以降の引込力演算処理（図５中のステップＳ４０）においてＹ方向への引込力を減衰調整して演算を行う。
【００８７】
これに対し、条件式（３），（４）をともに満足しなかった場合（ステップＳ４２０：Ｎｏ）、ＣＰＵ４２は新たに内部ステータスを設定することなくデバイス管理処理に復帰する。この場合、それまでの内部ステータスとして通常状態が設定されていれば（ステップＳ４０２）、そのまま通常状態が維持される。あるいは、既にＸ方向引込力減衰状態が設定されていれば（ステップＳ４１８）、引き続きその状態が維持されることになり、また、既にＹ方向引込力減衰状態が設定されていれば（ステップＳ４２２）、引き続きその状態が維持されることになる。したがって一度設定された内部ステータスは、その他の状態に遷移するまで継続される。
【００８８】
〔引込力調整機能の図解〕
図８は、複数のボタンＢＳが配列して表示された画面内でのポインタＰの位置と、そのときのＸ方向及びＹ方向にそれぞれ発生する引込力との関係を示した図である。
【００８９】
〔表示領域内〕
例えば、初期状態で画面内に表示されている１つのボタンＢＳ０内にポインタＰが位置しているとする。この場合、ボタンＢＳ０が現在の引込先として決定され、その表示領域内では図８中のＦｘ−ｘ線図（引込力ＬＦ１）に示すように、その中心位置Ｃ０（ｘ０，ｙ０）からポインタＰの現在位置までのＸ軸方向の距離に比例してＸ方向（横方向）への引込力Ｆｘが発生する。またＹ方向に関しては、図８中のＦｙ−ｙ線図（引込力ＬＦ２）に示すように、中心位置Ｃ０（ｘ０，ｙ０）からのＹ軸方向の距離に比例してＹ方向（縦方向）への引込力Ｆｙが発生する。したがってこの例では、ボタンＢＳ０の表示領域内ではポインタＰが中心位置Ｃ０から遠ざかるに連れて引込力Ｆｘ，Ｆｙの大きさがそれぞれ増していく。なお引込力Ｆｘは便宜上、表示画面内でみた左方向を正とし、右方向を負として表している。また引込力Ｆｙについては便宜上、表示画面内でみた下方向を正とし、上方向を負として表している。
【００９０】
この状態で、例えばユーザが操作スティック２０を右方向に操作していくと、図８中のＦｘ−ｘ線図に示すように、ポインタＰがボタンＢＳ０の右辺に達したところでＸ方向への引込力Ｆｘが最大となり、この引込力Ｆｘが操作スティック２０を通じて反力としての操作感触をユーザに付与する。
【００９１】
この後、反力に抗してユーザが操作スティック２０をさらに右方向に操作し、ポインタＰがボタンＢＳ０の表示領域外に移動すると、ボタンＢＳ０の境界（辺縁）からの距離に応じてＸ方向への引込力Ｆｘは減少し、隣接するボタンＢＳ１との中間位置で引込力Ｆｘは０となる。このように、ボタンＢＳ０の表示領域外であっても、その周囲で引込力Ｆｘが０となる位置（この例ではボタンＢＳ０の右辺とボタンＢＳ１の左辺との中間位置）まではボタンＢＳ０の引込領域となっている。
【００９２】
そして、ポインタＰが右方向に隣接するボタンＢＳ１の引込領域内に移動すると、ボタンＢＳ１が次の引込先として決定される。この場合、ポインタＰの指示位置からボタンＢＳ１の境界（辺縁）までの距離に基づきボタンＢＳ１の内方（中心位置Ｃ１）に向かうＸ方向（図中右方向）への引込力Ｆｘが次第に大きくなり、ポインタＰがボタンＢＳ１の境界位置（表示領域内）まで移動すると、引込力Ｆｘは最大となる。このときの引込力Ｆｘが操作スティック２０を積極的に動作させる動作力となる。したがって、ユーザにはあたかも自然にポインタＰがボタンＢＳ１の内方へ引き込まれていくかのような操作感触が付与されることになる。
【００９３】
以上は基本動作の中での説明であるが、本実施形態ではポインタＰの移動方向が主にＸ方向（横方向）である場合、上述したように引込力調整処理においてＸ方向引込力減衰状態が設定される（図７中のステップＳ４１８）。
【００９４】
〔Ｘ方向引込力減衰状態〕
Ｘ方向引込力減衰状態では、ＣＰＵ４２は先の引込力演算処理（図５中のステップＳ４０）において、通常状態よりもＸ方向への引込力Ｆｘを減衰調整する。具体的には、図８中のＦｘ−ｘ線図において、実線で示される通常状態の引込力ＬＦ１を、破線で示される減衰状態の引込力ＬＦ１’として演算を行う。減衰状態の引込力ＬＦ１’は、通常状態の引込力ＬＦ１に比較して傾斜が緩やかであり、それだけ全体的に大きさが減衰されている。
【００９５】
なお、ここでの減衰率は上述した調整パラメータの値（０〜９９）に基づいて設定することができる。例えば、調整パラメータの値が「５０」であれば、ＣＰＵ４２は通常状態での引込力ＬＦ１の傾きを５０％低下させて減衰状態の引込力ＬＦ１’を設定することができる。したがって、調整パラメータが極端に小さい値（例えば「０」）になると、引込力ＬＦ１’はｘ軸に略一致する。
【００９６】
一方、Ｘ方向引込力減衰状態で、上記のようにＣＰＵ４２はＹ方向の引込力について減衰調整を行わない。したがってＹ方向の引込力Ｆｙについては、ＣＰＵ４２は図８中のＦｙ−ｙ線図に示される通常の引込力ＬＦ２に基づいて演算を行うことになる。
【００９７】
この結果、ポインタＰの横方向への移動中は通常よりも横方向への引込力が小さく設定されるため、ユーザにとっては通常よりも横方向への反力が軽減されたように感じられることになる。また、合わせて縦方向への引込力よりも横方向への引込力が相対的に小さくなり、この点でもユーザにとっては横方向への反力が比較的小さく感じられることになる。したがって、ユーザは操作スティック２０を右方向に移動させながら、順次、横方向に隣接するボタンＢＳ１〜ＢＳ３に向けてポインタＰを容易に移動させることができる。
【００９８】
この間、例えば図中に破線の矢印で示すように、たとえユーザによる操作スティック２０の操作が上方向にぶれたとしても、上記のように縦方向への引込力は通常状態と同じ大きさで発生するため、これが反力となって操作スティック２０を下方向に押し戻す（跳ね返らせる）ことができる。これにより、ポインタＰの移動方向を横方向に向けて適宜修正することで、ユーザの意思を反映した操作感触を付与することができる。
【００９９】
以上の説明は横方向への移動の場合の内容であるが、ポインタＰの移動方向が主にＹ方向（縦方向）である場合も同様である。すなわち、この場合は引込力調整処理においてＹ方向引込力減衰状態が設定される（図７中のステップＳ４２２）ため、ＣＰＵ４２は先の引込力演算処理（図５中のステップＳ４０）において、通常状態よりもＹ方向への引込力Ｆｙを減衰調整する。
【０１００】
この場合、ポインタＰの縦方向への移動中は通常よりも縦方向への引込力が小さく設定されるため、ユーザにとっては通常よりも縦方向への反力が軽減されたように感じられることになる。また、合わせて横方向への引込力よりも縦方向への引込力が相対的に小さくなり、この点でもユーザにとっては縦方向への反力が比較的小さく感じられることになる。したがって、ユーザは操作スティック２０を縦方向に移動させながら、順次、縦方向に隣接する他のボタンに向けてポインタＰを容易に移動させることができる。
【０１０１】
また同様に、この間にユーザによる操作スティック２０の操作が横方向にぶれたとしても、横方向への引込力は通常状態と同じ大きさで発生しているため、これが反力となって操作スティック２０を逆方向（例えば右方向にぶれた場合は左方向）に押し戻すことができる。これにより、ポインタＰの移動方向を縦方向に向けて適宜修正することで、同じくユーザの意思を反映した操作感触を付与することができる。
【０１０２】
〔その他の実施形態〕
図７の引込力調整処理において、Ｘ方向又はＹ方向の引込力減衰状態を設定するか否かを判断するための条件を以下のように設定してもよい。
【０１０３】
〔その他の条件１〕
例えば、図７中のステップＳ４１６では条件式（１）を満たすか否かだけを判断し、またステップＳ４２０では条件式（３）を満たすか否かだけを判断してもよい。この場合、Ｘ方向への移動量ΔＸがＹ方向への移動量ΔＹの２分の１より大きい場合にＸ方向引込力減衰状態が設定され、Ｙ方向への移動量ΔＹがＸ方向への移動量ΔＸの２分の１より大きい場合にＹ方向引込力減衰状態が設定される。
【０１０４】
〔その他の条件２〕
あるいは、図７中のステップＳ４１６では条件式（２）を満たすか否かだけを判断し、またステップＳ４２０では条件式（４）を満たすか否かだけを判断してもよい。この場合、Ｘ方向への移動量ΔＸが所定距離以上の場合にＸ方向引込力減衰状態が設定され、Ｙ方向への移動量ΔＹが所定距離以上の場合にＹ方向引込力減衰状態が設定されることになる。
【０１０５】
〔その他の条件３〕
また、図７中のステップＳ４１６では条件式（１）を満たすか否かだけを判断し、ステップＳ４２０では条件式（４）を満たすか否かだけを判断してもよい。この場合、Ｘ方向については移動量ΔＸがＹ方向への移動量ΔＹの２分の１より大きい場合にＸ方向引込力減衰状態が設定されるが、Ｙ方向については、移動量ΔＹが所定距離以上の場合にＹ方向引込力減衰状態が設定される。
【０１０６】
〔その他の条件４〕
逆に、図７中のステップＳ４１６では条件式（２）を満たすか否かだけを判断し、ステップＳ４２０では条件式（３）を満たすか否かだけを判断してもよい。この場合、Ｘ方向については、移動量ΔＸが所定距離以上の場合にＸ方向引込力減衰状態が設定されるが、Ｙ方向については移動量ΔＹがＸ方向への移動量ΔＸの２分の１より大きい場合にＹ方向引込力減衰状態が設定される。
【０１０７】
〔その他の条件５〕
また、図７中のステップＳ４１６では条件式（１），（２）をともに満たすか否かを判断するが、ステップＳ４２０では条件式（４）を満たすか否かだけを判断してもよい。この場合、Ｘ方向については移動量ΔＸがＹ方向への移動量ΔＹの２分の１より大きく、かつ、移動量ΔＸが所定距離以上の場合にＸ方向引込力減衰状態が設定されるが、Ｙ方向については、移動量ΔＹが所定距離以上の場合にＹ方向引込力減衰状態が設定される。
【０１０８】
〔その他の条件６〕
上記と逆に、図７中のステップＳ４１６では条件式（２）を満たすか否かだけを判断し、ステップＳ４２０では条件式（３），（４）をともに満たすか否かを判断してもよい。この場合、Ｘ方向については移動量ΔＸが所定距離以上の場合にＸ方向引込力減衰状態が設定されるが、Ｙ方向については移動量ΔＹがＸ方向への移動量ΔＸの２分の１より大きく、かつ、移動量ΔＹが所定距離以上の場合にＹ方向引込力減衰状態が設定される。
【０１０９】
また本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施することができる。一実施形態では、ボタンＢＳの形状を横長の長方形としているが、ボタンＢＳは縦長の長方形であってもよいし、正方形であってもよい。また、ボタンＢＳは四角形に限らず、その他の多角形や円形、楕円形、長円形であってもよい。
【０１１０】
また、Ｘ方向及びＹ方向の位置と引込力との関係（Ｆｘ−ｘ線図及びＦｙ−ｙ線図）は図示の例に限らず、その他の関係（例えば二次曲線的な関係）を適用してもよい。
【０１１１】
一実施形態では、Ｘ方向又はＹ方向の引込力だけを減衰させているが、例えばＸ方向引込力減衰状態ではＸ方向の引込力をある程度まで減衰させつつ、Ｙ方向の引込力を通常より増加してもよいし、Ｙ向引込力減衰状態ではＹ方向の引込力をある程度まで減衰させつつ、Ｘ方向の引込力を通常よりも増加してもよい。
【０１１２】
あるいは、Ｘ方向引込力減衰状態ではＹ方向の引込力を通常よりも増加することで、相対的にＸ方向への引込力が通常よりも減衰された状態としてもよい。同様にＹ方向引込力減衰状態ではＸ方向の引込力を通常よりも増加することで、相対的にＹ方向への引込力が通常よりも減衰された状態としてもよい。
【０１１３】
また一実施形態では、定常のデバイス管理処理（図７）の中で座標取得処理（ステップＳ２０）、信号出力処理（ステップＳ３０）、引込力演算処理（ステップＳ４０）及びアクチュエータ駆動処理（ステップＳ５０）を実行しているが、これら一連の処理をタイマ割込処理の中で実行してもよい。
【０１１４】
一実施形態ではスイング式の操作スティック２０を例示しているが、操作スティック２０が平面上で２次元方向にスライドする構造であってもよい。この場合、アクチュエータとして直動式のものを用いてもよいし、モータの回転運動を直線運動に変換する伝達機構を用いてもよい。
【０１１５】
その他、図示とともに示した各種部材の形状や配置はいずれも好ましい例であり、本発明の実施に際してこれらを適宜変更可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】一実施形態の入力装置が適用された車載部品を部分的に示す斜視図である。
【図２】メカニカルボックスの構造例を示す図（１／２）である。
【図３】メカニカルボックスの構造例を示す図（２／２）である。
【図４】入力装置の制御に関する構成を概略的に示すブロック図である。
【図５】デバイス管理処理の手順例を示すフローチャートである。
【図６】複数のボタンを配列して表示した画面の一例を示す図である。
【図７】引込力調整処理の手順例を示すフローチャートである。
【図８】画面内でのポインタＰの位置とＸ方向及びＹ方向にそれぞれ発生する引込力との関係を示した図である。
【符号の説明】
【０１１７】
２ 入力装置
１０ 表示装置
２０ 操作スティック
２０ａ ノブ
２０ｂ レバー
２２ プッシュスイッチ
２４ メカニカルボックス
２６ 第１モータ
２８ 第２モータ
３０ 第１回転センサ
３２ 第２回転センサ
４０ 制御ユニット
４２ ＣＰＵ
４４ ＲＯＭ
４６ ＲＡＭ
５２ 車載電装システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも縦方向及び横方向を含む２次元内で操作可能に設けられ、操作者による操作に応じて任意の操作位置に変位する操作部材と、
前記操作部材の操作位置を検出する操作位置検出手段と、
前記操作部材に動作力を付与することで、操作者による操作とは別に前記操作部材の操作位置を変化させるアクチュエータと、
所定の表示画面内にその縦方向及び横方向に配列して表示された複数のボタンの表示領域に関する情報を記憶する記憶手段と、
前記操作位置検出手段により検出された前記操作部材の操作位置に基づき、前記表示画面内で前記操作部材の操作位置に対応した指示位置にポインタを表示させるための指示信号を出力するとともに、前記表示画面内でみて前記各ボタンの内方に向けて前記ポインタを移動させる縦方向への引込力及び横方向への引込力をそれぞれ発生するべく前記操作部材の操作位置を縦方向及び横方向にそれぞれ変化させる態様で前記アクチュエータを駆動する制御手段とを備えた操作感触付与型入力装置であって、
前記制御手段は、
所定の条件に基づき前記表示画面上で前記ポインタが縦方向又は横方向のうちいずれか一方の移動方向に沿って前記ボタンの表示領域内からその外方へ向けて移動される特定移動状態であるかを判断し、その結果、前記特定移動状態であると判断した場合、縦方向又は横方向のうち前記ポインタの移動方向に対応するいずれか一方向への引込力の大きさを前記特定移動状態であると判断しない場合に発生させる引込力の大きさに比較して小さく設定することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記制御手段は、
所定時間における前記表示画面内での前記ポインタの縦方向又は横方向のうちいずれか一方向への移動量が他方向への移動量より大きい場合、前記特定移動状態であると判断することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項３】
請求項１に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記制御手段は、
所定時間における前記表示画面内での前記ポインタの縦方向又は横方向のうちいずれか一方向への移動量が所定の移動量より大きい場合、前記特定移動状態であると判断することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項４】
請求項１に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記制御手段は、
所定時間における前記表示画面内での前記ポインタの縦方向又は横方向のうちいずれか一方向への移動量が他方向への移動量より大きく、かつ、所定の移動量より大きい場合、前記特定移動状態であると判断することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の操作感触付与型入力装置において、
前記制御手段は、
前記特定移動状態であると判断した場合、縦方向又は横方向のうち前記ポインタの移動方向に対応するいずれか一方向への引込力の大きさを他方向への引込力に比較して小さく設定することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項１】
少なくとも縦方向及び横方向を含む２次元内で操作可能に設けられ、操作者による操作に応じて任意の操作位置に変位する操作部材と、
前記操作部材の操作位置を検出する操作位置検出手段と、
前記操作部材に動作力を付与することで、操作者による操作とは別に前記操作部材の操作位置を変化させるアクチュエータと、
所定の表示画面内にその縦方向及び横方向に配列して表示された複数のボタンの表示領域に関する情報を記憶する記憶手段と、
前記操作位置検出手段により検出された前記操作部材の操作位置に基づき、前記表示画面内で前記操作部材の操作位置に対応した指示位置にポインタを表示させるための指示信号を出力するとともに、前記表示画面内でみて前記各ボタンの内方に向けて前記ポインタを移動させる縦方向への引込力及び横方向への引込力をそれぞれ発生するべく前記操作部材の操作位置を縦方向及び横方向にそれぞれ変化させる態様で前記アクチュエータを駆動する制御手段とを備えた操作感触付与型入力装置であって、
前記制御手段は、
所定の条件に基づき前記表示画面上で前記ポインタが縦方向又は横方向のうちいずれか一方の移動方向に沿って前記ボタンの表示領域内からその外方へ向けて移動される特定移動状態であるかを判断し、その結果、前記特定移動状態であると判断した場合、縦方向又は横方向のうち前記ポインタの移動方向に対応するいずれか一方向への引込力の大きさを前記特定移動状態であると判断しない場合に発生させる引込力の大きさに比較して小さく設定することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記制御手段は、
所定時間における前記表示画面内での前記ポインタの縦方向又は横方向のうちいずれか一方向への移動量が他方向への移動量より大きい場合、前記特定移動状態であると判断することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項３】
請求項１に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記制御手段は、
所定時間における前記表示画面内での前記ポインタの縦方向又は横方向のうちいずれか一方向への移動量が所定の移動量より大きい場合、前記特定移動状態であると判断することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項４】
請求項１に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記制御手段は、
所定時間における前記表示画面内での前記ポインタの縦方向又は横方向のうちいずれか一方向への移動量が他方向への移動量より大きく、かつ、所定の移動量より大きい場合、前記特定移動状態であると判断することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の操作感触付与型入力装置において、
前記制御手段は、
前記特定移動状態であると判断した場合、縦方向又は横方向のうち前記ポインタの移動方向に対応するいずれか一方向への引込力の大きさを他方向への引込力に比較して小さく設定することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−９２４０８（Ｐ２０１０−９２４０８Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６３９７４（Ｐ２００８−２６３９７４）
【出願日】平成２０年１０月１０日（２００８．１０．１０）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１０日（２００８．１０．１０）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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