操作装置
【課題】検出部になされた操作の操作位置を、視線移動することなく認識す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、例えば、操作位置を検出するタッチセンサ１０と、タッチセンサ１０による操作位置の検出に基づいて操作音を生成する操作音生成部１２と、タッチセンサ１０が検出した操作位置に基づいて、操作音生成部１２から取得した操作音の音像定位を生成する音像定位処理部１４と、を備えて構成されている。
【解決手段】操作装置１は、例えば、操作位置を検出するタッチセンサ１０と、タッチセンサ１０による操作位置の検出に基づいて操作音を生成する操作音生成部１２と、タッチセンサ１０が検出した操作位置に基づいて、操作音生成部１２から取得した操作音の音像定位を生成する音像定位処理部１４と、を備えて構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、制御手段と、図形情報を表示するディスプレイ手段と、ディスプレイ手段に表示された図形部分に接触することによって操作を指令する操作手段と、制御手段の指令に基づいて音声情報を出力する音声情報出力手段と、を備えた手探り操作装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この手探り操作装置は、接触した図形に対応する音声情報が、音声情報出力手段から出力されるので、操作者は、手探りであっても目的とする操作を指令することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３０９１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の手探り操作装置は、音声情報が割り当てられた図形に接触しない限りは、音声情報は出力されないので、図形と図形との間隔が広い場合や図形が１つしかない場合などでは音声情報が出力されない時間が長いため、操作者は、ディスプレイ手段のどの部分に接触しているのかを知ることができない問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、検出部になされた操作の操作位置を、視線移動することなく認識す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、操作位置を検出する検出部と、検出部による操作位置の検出に基づいて操作音を生成する操作音生成部と、検出部が検出した操作位置に基づいて、操作音生成部から取得した操作音の音像定位を生成する音像定位処理部と、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、検出部になされた操作の操作位置を、視線移動することなく認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（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部の概略図であり（ｂ）は、車両を上方から見た模式図である。
【図２】図２（ａ）は、第１の実施の形態に係るタッチセンサの検出面の概略図であり、（ｂ）は、仮想接触面の概略図であり、（ｃ）は、操作装置のブロック図である。
【図３】図３（ａ）は、第２の実施の形態に係る仮想操作面の概略図であり、（ｂ）は、操作装置のブロック図である。
【図４】図４（ａ）は、変形例１に係る操作装置を搭載した車両内部の概略図であり、（ｂ）は、変形例２に係る操作装置を搭載した車両の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［実施の形態の概要］
本実施の形態に係る操作装置は、操作位置を検出する検出部と、検出部による操作位置の検出に基づいて操作音を生成する操作音生成部と、検出部が検出した操作位置に基づいて、操作音生成部から取得した操作音の音像定位を生成する音像定位処理部と、を備える。
【００１１】
ここで、音像とは、例えば、人間が知覚することができる音の空間的な像、つまり、人間の感覚上の音源を示している。また、音像定位とは、例えば、音像の空間的な配置を示している。
【００１２】
本実施の形態に係る操作装置は、例えば、検出部になされた操作の操作位置に応じた音像定位から操作音が発せられるように聞こえるので、操作者は、その操作音を聞くことにより、検出部に視線を移動することなく、検出部に対して行った操作の操作位置を認識することができる。
【００１３】
[第１の実施の形態]
（操作装置１の構成）
図１（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部の概略図であり（ｂ）は、車両を上方から見た模式図である。図２（ａ）は、第１の実施の形態に係るタッチセンサの検出面の概略図であり、（ｂ）は、仮想接触面の概略図であり、（ｃ）は、操作装置のブロック図である。
【００１４】
本実施の形態の操作装置１は、車両２に搭載され、車両２に搭載される電子機器３の操作を行うことができるように構成されている。この電子機器３は、例えば、図１（ａ）に示すように、車両２のインストルメントパネル２４に設けられた表示部３０を有している。
【００１５】
本実施の形態では、表示部３０には、例えば、複数の選択ボタンと、カーソルと、が表示されているものとする。カーソルとは、操作装置１になされた操作に追従して移動する画像である。選択ボタンとは、電子機器３の機能が割り当てられた画像であり、カーソルによる選択および決定により、割り当てられた機能が実行される。なお、本実施の形態では、タッチ操作した位置にカーソルが移動するものとする。
【００１６】
ここで、選択とは、カーソルを選択ボタンに重ねることであり、決定とは、カーソルを重ねた状態でタッチセンサ１０にタップ操作を行うことである。タップ操作とは、例えば、タッチセンサ１０の接触面１００ａに対し、所定の時間内に二回続けてタッチ操作を行うことである。タッチ操作とは、例えば、操作者の指と電極との間の静電容量が、検出される程度に接触面１００ａに接近、または接触する操作を示すものである。以下では、選択および決定を選択決定と示すものとする。
【００１７】
電子機器３は、例えば、車両２に搭載されるカーナビゲーション装置、オーディオ装置、空調装置等であるが、これに限定されず、車両２に搭載されないテレビジョン装置等の電子機器であっても良い。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。
【００１８】
この操作装置１は、例えば、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、車両２の運転席２５と助手席２６の間に位置するセンターコンソール２７に設けられている。
【００１９】
本実施の形態に係る操作装置１は、例えば、図２（ｃ）に示すように、操作位置を検出する検出部としてのタッチセンサ１０と、タッチセンサ１０による操作位置の検出に基づいて操作音を生成する操作音生成部１２と、タッチセンサ１０が検出した操作位置に基づいて、操作音生成部１２から取得した操作音の音像定位を生成する音像定位処理部１４と、を備えて概略構成されている。
【００２０】
また、操作装置１は、例えば、図２（ｃ）に示すように、頭部伝達関数情報１６０を格納するメモリ１６と、音像定位処理部１４から出力された出力信号を増幅して車両２の右スピーカ２２および左スピーカ２３に出力するアンプ１８と、を備えている。
【００２１】
・タッチセンサ１０の構成
タッチセンサ１０は、例えば、静電容量の変化に基づいて、タップ操作、タッチ操作およびスライド操作がなされた座標の情報を含む操作情報を出力するように構成されている。この操作情報は、例えば、図２（ｃ）に示すように、電子機器３、操作音生成部１２および音像定位処理部１４に出力される。電子機器３は、例えば、取得した操作情報に基づいて表示部３０に表示されたカーソルを移動させたり、カーソルにより選択ボタンを選択決定させたりするように構成されている。なお、スライド操作とは、例えば、指を接触面１００ａに接触させながら移動させる操作を示すものである。
【００２２】
また、タッチセンサ１０は、図２（ａ）に示すように、矩形状を有する接触面１００ａを備えている。この接触面１００ａの下には、例えば、図示しない電極が設けられている。タッチセンサ１０は、操作者とこの電極との間に形成されるコンデンサの静電容量の変化を検出する。
【００２３】
・操作音生成部１２の構成
操作音生成部１２は、例えば、取得した操作情報に基づいて操作音を生成し、操作音信号として音像定位処理部１４に出力するように構成されている。この操作音とは、例えば、なされた操作に応じて車両２の右スピーカ２２および左スピーカ２３から出力される電子音である。スライド操作における操作音は、例えば、スライド操作の始点から終点まで連続的に出力されるか、または予め定められた間隔で、断続的に出力される。また、タッチ操作およびタップ操作における操作音は、例えば、接触面１００ａになされた操作の回数に応じて出力される。
【００２４】
・音像定位処理部１４の構成
音像定位処理部１４は、頭部伝達関数に基づいて音像定位を生成する。また、音像定位処理部１４は、例えば、接触面１００ａを車両２内の空間のある領域に対応させた仮想接触面１００ｂを設定し、検出された接触面１００ａの操作位置に対応する仮想接触面１００ｂの位置に音像が位置するように、すなわち、音像定位が得られるように操作信号を処理して出力信号を生成するように構成されている。なお、本実施の形態に係る仮想接触面１００ｂは、例えば、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、運転席２５に着座する操作者の前方に設定される。
【００２５】
ここで、本実施の形態では、例えば、接触面１００ａと仮想接触面１００ｂとは相似の関係にあり、また接触面１００ａの座標と仮想接触面１００ｂの座標とは、１：１対応とされている。相似の関係とすることにより、操作装置１は、操作者が触れた接触面１００ａの操作位置に対応する仮想接触面１００ｂの位置から操作音が聞こえてくるような出力信号を生成することができる。
【００２６】
音像定位処理部１４は、一例として、頭部伝達関数に基づいて操作音信号を処理することにより、出力信号を生成する。この出力信号は、例えば、車両２の右ドア２０の下方に設置された右スピーカ２２、および左ドア２１の下方に設置された左スピーカ２３から出力されることで、音像定位が得られるように構成される。
【００２７】
この頭部伝達関数とは、例えば、操作音を聞く操作者の胴、頭部、耳介の形状などによる影響を、周波数に対する振幅や位相の特性として表現したものである。本実施の形態に係る頭部伝達関数は、例えば、標準的な人間をモデルとして測定して得られ、頭部伝達関数情報１６０としてメモリ１６に格納されている。
【００２８】
頭部伝達関数の測定は、例えば、ＨＡＴＳ（Head and Torso Simulator）またはダミーヘッドと呼ばれる、人間の頭部および胴体を模した人形の外耳道入口にマイクを取り付けて行われる。なお、この人形は、例えば、車両２の運転席２５に座らせ、車両２の前方を向いた状態であるものとする。
【００２９】
まず、右スピーカ２２および左スピーカ２３から基準となる基準音を出力し、マイクにて基準音を測定する。この基準音は、例えば、フーリエ変換することにより周波数特性が平坦となるインパルス信号である。この出力されたインパルス信号を測定したインパルス応答が、右スピーカ２２および左スピーカ２３と操作者（人形）との位置関係に基づいた頭部伝達関数となる。
【００３０】
次に、音像定位を形成したい位置、すなわち、仮想接触面１００ｂにスピーカを設置し、インパルス応答を測定して頭部伝達関数を求める。このスピーカは、一例として、仮想接触面１００ｂを４行４列に分割した領域１０１〜領域１１６の中央に設置される。すなわち、仮想接触面１００ｂの音像定位を得るための頭部伝達関数情報１６０は、例えば、右スピーカ２２および左スピーカ２３から得られた頭部伝達関数と、仮想接触面１００ｂの領域１０１〜領域１１６から得られた頭部伝達関数と、を含んで構成される。出力信号の生成は、次の方法により行われる。なお、仮想接触面１００ｂの領域は、４行４列に限定されず、用途に応じて自由に設定される。
【００３１】
操作者により、図２（ａ）に示す接触面１００ａの点ａにタッチ操作が行われた場合、音像定位処理部１４は、操作情報に基づいて接触面１００ａの点ａが操作位置であると判定する。次に、音像定位処理部１４は、対応する仮想接触面１００ｂの点Ａが含まれる領域１０５の頭部伝達関数と、右スピーカ２２および左スピーカ２３から得られた頭部伝達関数と、を頭部伝達関数情報１６０から選択し、これらの頭部伝達関数に基づいて操作音信号を処理し、出力信号を生成する。
【００３２】
また、操作者により、図２（ａ）に示す接触面１００ａの点ｂから点ｃに向かってスライド操作が行われた場合、タッチセンサ１０は、例えば、所定の時間間隔で検出される点ｂから点ｃを結ぶ直線上の操作位置に応じて操作情報を出力する。音像定位処理部１４は、この操作情報に基づいて点Ｂから点Ｃを結ぶ直線上の操作位置を含む領域（例えば、領域１１０、領域１１１、領域１０８）の頭部伝達関数と、右スピーカ２２および左スピーカ２３から得られた頭部伝達関数と、を頭部伝達関数情報１６０から選択し、これらの頭部伝達関数に基づいて操作音信号を処理し、操作位置に応じた出力信号を生成する。音像定位処理部１４は、例えば、この点ｂから点ｃに向かうスライド操作に応じて、生成した出力信号を出力する。従って、操作者は、図２（ｂ）に示す点Ｂから点Ｃに向かって操作音が移動するように聞こえる。
【００３３】
以下に、本実施の形態に係る操作装置１の動作について各図を参照して説明する。操作者が、図２（ａ）に示す点ａにタッチ操作を行う場合について説明する。
【００３４】
（動作）
操作者が、図２（ａ）に示すように、操作装置１の接触面１００ａの点ａにタッチ操作を行うと、タッチセンサ１０は、電子機器３、操作音生成部１２および音像定位処理部１４に操作情報を出力する。
【００３５】
電子機器３は、取得した操作情報に基づいて、操作位置に応じた表示部３０の位置にカーソルを移動させる。
【００３６】
操作音生成部１２は、取得した操作情報に基づいて操作音信号を生成し、音像定位処理部１４に出力する。
【００３７】
音像定位処理部１４は、取得した操作情報に基づいて接触面１００ａにおける操作位置（点ａ）を判定し、この操作位置に対応する点Ａを含む領域１０５の頭部伝達関数と、右スピーカ２２および左スピーカ２３から得られた頭部伝達関数と、を頭部伝達関数情報１６０から選択し、これらの頭部伝達関数に基づいて操作音信号を処理し、出力信号を生成する。この出力信号は、アンプ１８により増幅されて右スピーカ２２および左スピーカ２３から出力される。
【００３８】
（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、タッチセンサ１０の接触面１００ａに対応する仮想接触面１００ｂを設定し、操作者が操作した接触面１００ａの操作位置に対応する音像定位から操作音が聞こえるように操作音に処理を行うことができる。操作者は、この処理された操作音を聞くことにより、接触面１００ａや表示部３０に視線移動することなく、接触面１００ａのどの位置に接触しているのかを認識することができる。
【００３９】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、個人に応じた頭部伝達関数を選択できる点で第１の実施の形態と異なっている。
【００４０】
（操作装置１の構成）
図３（ａ）は、第２の実施の形態に係る仮想操作面の概略図であり、（ｂ）は、操作装置のブロック図である。以下に記載する実施の形態および変形例において、第１の実施の形態と同じ構成および機能を有する部分は、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。
【００４１】
本実施の形態に係る操作装置１は、図３（ｂ）に示すように、複数の頭部伝達関数を含む頭部伝達関数テーブル１６１から、音像定位を生成する頭部伝達関数を選択する関数選択部１９を備えている。この関数選択部１９は、例えば、メモリ１６に格納された頭部伝達関数テーブル１６１から操作者に適した頭部伝達関数を選択することができるように構成されている。この頭部伝達関数テーブル１６１には、測定された複数の人間または人形の頭部伝達関数が格納されている。
【００４２】
また、本実施の形態に係る操作装置１は、例えば、操作者が、接触した接触面１００ａの操作位置と、操作音が聞こえてくる音像定位との差を解消するための選択モードを備える。この選択モードは、例えば、頭部伝達関数を選択することができるモードであり、操作装置１により指示される。以下に、この選択モードについて説明する。
【００４３】
（頭部伝達関数の選択モード）
関数選択部１９は、取得した操作情報に基づいて、選択モードが選択されたと判定すると、音像定位処理部１４およびアンプ１８を介して右スピーカ２２および左スピーカ２３から選択モードの開始を示す音声信号を出力する。この音声信号は、音像定位処理部１４によって、仮想接触面１００ｂの点Ｄに音像定位が得られるように、現在選択されている頭部伝達関数を用いて処理されている。表示部３０には、例えば、「Ｙｅｓ」の画像と「Ｎｏ」の画像が表示され、カーソルにより選択決定可能となっている。
【００４４】
操作者は、この音声信号が図３（ａ）に示す仮想接触面１００ｂの点Ｄ方向から聞こえないとき、タッチセンサ１０を操作して「Ｎｏ」を選択決定する。
【００４５】
関数選択部１９は、操作情報に基づいて、頭部伝達関数テーブル１６１から、現在選択されている頭部伝達関数とは異なる頭部伝達関数を読み出し、当該頭部伝達関数と音声信号とに基づいて点Ｄに音像定位が得られる出力信号を生成し、アンプ１８を介して右スピーカ２２および左スピーカ２３から出力する。
【００４６】
操作者は、仮想接触面１００ｂの点Ｄ方向から操作音が聞こえてきた場合、カーソルにより「Ｙｅｓ」を選択決定する。この「Ｙｅｓ」を選択決定した操作情報を取得した関数選択部１９は、頭部伝達関数の選択の動作を終了する。以後、音像定位処理部１４は、取得した頭部伝達関数を用いて出力信号を生成する。
【００４７】
また、操作者は、仮想接触面１００ｂの点Ｄ方向から操作音が聞こえてこない場合、カーソルにより「Ｎｏ」を選択決定する。この「Ｎｏ」を選択決定した操作情報を取得した関数選択部１９は、現在選択されている頭部伝達関数とは異なる頭部伝達関数を読み出して音像定位処理部１４に出力する。音像定位処理部１４は、取得した頭部伝達関数、および音声信号に基づいて出力信号を出力する。この選択モードは、操作者が「Ｙｅｓ」を選択するまで継続される。
【００４８】
（第２の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る操作装置１は、操作者に適した頭部伝達関数情報を選択することができるので、選択できない場合と比べて、視線移動することなく、タッチセンサ１０に接触した操作位置を容易に認識することができる。
【００４９】
以下に第１の実施の形態および第２の実施の形態に係る変形例について説明する。
【００５０】
［変形例１］
図４（ａ）は、変形例１に係る操作装置を搭載した車両内部の概略図である。本変形例に係る操作装置１には、右スピーカ２２および左スピーカ２３に加えて右上スピーカ２８ａおよび左上スピーカ２８ｂが接続されている。右上スピーカ２８ａは、図４（ａ）の紙面の右上方に設けられている。左上スピーカ２８ｂは、図４（ａ）の紙面の左上方に設けられている。
【００５１】
本変形例の操作装置１は、音像定位処理部１４から出力された出力信号が、アンプ１８を介して右スピーカ２２、左スピーカ２３、右上スピーカ２８ａおよび左上スピーカ２８ｂから出力される。
【００５２】
また、音像定位処理部１４は、例えば、仮想接触面１００ｂの領域１０１〜領域１１６に対応する頭部伝達関数と、右スピーカ２２、左スピーカ２３、右上スピーカ２８ａおよび左上スピーカ２８ｂのインパルス応答に基づく頭部伝達関数と、を用いて操作信号を処理するように構成されている。
【００５３】
［変形例２］
図４（ｂ）は、変形例２に係る操作装置を搭載した車両の上面図である。本変形例では、一例として、仮想接触面１００ｂが、操作者の前方に設定されるのではなく、図４（ｂ）に示すように、操作者の前後、つまり、車両２の床平面に平行な平面として設定される。操作者から見て接触面１００ａの車両２後方側の操作位置は、仮想接触面１００ｂの車両２後方側に対応し、操作者から見て接触面１００ａの車両２前方側の操作位置は、仮想接触面１００ｂの車両２前方側に対応する。
【００５４】
また、本変形例２に係る操作装置１には、右スピーカ２２および左スピーカ２３に加えて右側面後部スピーカ２９ａおよび左側面後部スピーカ２９ｂが接続されている。右側面後部スピーカ２９ａは、車両２の右後部ドア２０ａに設けられている。左側面後部スピーカ２９ｂは、車両２の左後部ドア２１ａに設けられている。
【００５５】
本変形例の操作装置１は、音像定位処理部１４から出力された出力信号が、アンプ１８を介して右スピーカ２２、左スピーカ２３、右側面後部スピーカ２９ａおよび左側面後部スピーカ２９ｂから出力される。
【００５６】
音像定位処理部１４は、例えば、本変形例の仮想接触面１００ｂの領域１０１〜領域１１６に対応する頭部伝達関数と、右スピーカ２２、左スピーカ２３、右上スピーカ２８ａおよび左上スピーカ２８ｂのインパルス応答に基づく頭部伝達関数と、を用いて操作信号を処理するように構成されている。
【００５７】
上記の実施の形態および変形例では、頭部伝達関数を用いた音像定位を得る方法を用いているが、これに限定されず、音像定位が得られる他の周知の方法を用いても良い。例えば、音像定位の左右方向は、左右のスピーカの音量バランスで調整し、音像定位の上下方向は、上方向に聞こえ易い周波数を強調したり、下方向に聞こえ易い周波数を強調したりすることで調整するような方法でも良い。また、スピーカの設置位置および個数等は、上記の実施の形態および変形例に限定されず、例えば、車両２に搭載されたスピーカに基づいて変更可能である。
【００５８】
また、上記の実施の形態および変形例では、操作装置１の検出部としてタッチセンサ１０を用いたが、これに限定されず、操作位置に応じて電子機器を操作可能な操作装置、例えば、ジョイスティック装置、複数のスイッチからなるスイッチ装置等に適用可能である。
【００５９】
以上、本発明のいくつかの実施の形態および変形例を説明したが、これらの実施の形態および変形例は、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および変形例は、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、これら実施の形態および変形例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、これら実施の形態および変形例は、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】
【００６０】
１…操作装置、２…車両、３…電子機器、１０…タッチセンサ、１２…操作音生成部、１４…音像定位処理部、１６…メモリ、１８…アンプ、１９…関数選択部、２０…右ドア、２０ａ…右後部ドア、２１…左ドア、２１ａ…左後部ドア、２２…右スピーカ、２３…左スピーカ、２４…インストルメントパネル、２５…運転席、２６…助手席、２７…センターコンソール、２８ａ…右上スピーカ、２８ｂ…左上スピーカ、２９ａ…右側面後部スピーカ、２９ｂ…左側面後部スピーカ、３０…表示部、１００ａ…接触面、１００ｂ…仮想接触面、１０１〜１１６…領域、１６０…頭部伝達関数情報、１６１…頭部伝達関数テーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、制御手段と、図形情報を表示するディスプレイ手段と、ディスプレイ手段に表示された図形部分に接触することによって操作を指令する操作手段と、制御手段の指令に基づいて音声情報を出力する音声情報出力手段と、を備えた手探り操作装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この手探り操作装置は、接触した図形に対応する音声情報が、音声情報出力手段から出力されるので、操作者は、手探りであっても目的とする操作を指令することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３０９１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の手探り操作装置は、音声情報が割り当てられた図形に接触しない限りは、音声情報は出力されないので、図形と図形との間隔が広い場合や図形が１つしかない場合などでは音声情報が出力されない時間が長いため、操作者は、ディスプレイ手段のどの部分に接触しているのかを知ることができない問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、検出部になされた操作の操作位置を、視線移動することなく認識す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、操作位置を検出する検出部と、検出部による操作位置の検出に基づいて操作音を生成する操作音生成部と、検出部が検出した操作位置に基づいて、操作音生成部から取得した操作音の音像定位を生成する音像定位処理部と、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、検出部になされた操作の操作位置を、視線移動することなく認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（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部の概略図であり（ｂ）は、車両を上方から見た模式図である。
【図２】図２（ａ）は、第１の実施の形態に係るタッチセンサの検出面の概略図であり、（ｂ）は、仮想接触面の概略図であり、（ｃ）は、操作装置のブロック図である。
【図３】図３（ａ）は、第２の実施の形態に係る仮想操作面の概略図であり、（ｂ）は、操作装置のブロック図である。
【図４】図４（ａ）は、変形例１に係る操作装置を搭載した車両内部の概略図であり、（ｂ）は、変形例２に係る操作装置を搭載した車両の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［実施の形態の概要］
本実施の形態に係る操作装置は、操作位置を検出する検出部と、検出部による操作位置の検出に基づいて操作音を生成する操作音生成部と、検出部が検出した操作位置に基づいて、操作音生成部から取得した操作音の音像定位を生成する音像定位処理部と、を備える。
【００１１】
ここで、音像とは、例えば、人間が知覚することができる音の空間的な像、つまり、人間の感覚上の音源を示している。また、音像定位とは、例えば、音像の空間的な配置を示している。
【００１２】
本実施の形態に係る操作装置は、例えば、検出部になされた操作の操作位置に応じた音像定位から操作音が発せられるように聞こえるので、操作者は、その操作音を聞くことにより、検出部に視線を移動することなく、検出部に対して行った操作の操作位置を認識することができる。
【００１３】
[第１の実施の形態]
（操作装置１の構成）
図１（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部の概略図であり（ｂ）は、車両を上方から見た模式図である。図２（ａ）は、第１の実施の形態に係るタッチセンサの検出面の概略図であり、（ｂ）は、仮想接触面の概略図であり、（ｃ）は、操作装置のブロック図である。
【００１４】
本実施の形態の操作装置１は、車両２に搭載され、車両２に搭載される電子機器３の操作を行うことができるように構成されている。この電子機器３は、例えば、図１（ａ）に示すように、車両２のインストルメントパネル２４に設けられた表示部３０を有している。
【００１５】
本実施の形態では、表示部３０には、例えば、複数の選択ボタンと、カーソルと、が表示されているものとする。カーソルとは、操作装置１になされた操作に追従して移動する画像である。選択ボタンとは、電子機器３の機能が割り当てられた画像であり、カーソルによる選択および決定により、割り当てられた機能が実行される。なお、本実施の形態では、タッチ操作した位置にカーソルが移動するものとする。
【００１６】
ここで、選択とは、カーソルを選択ボタンに重ねることであり、決定とは、カーソルを重ねた状態でタッチセンサ１０にタップ操作を行うことである。タップ操作とは、例えば、タッチセンサ１０の接触面１００ａに対し、所定の時間内に二回続けてタッチ操作を行うことである。タッチ操作とは、例えば、操作者の指と電極との間の静電容量が、検出される程度に接触面１００ａに接近、または接触する操作を示すものである。以下では、選択および決定を選択決定と示すものとする。
【００１７】
電子機器３は、例えば、車両２に搭載されるカーナビゲーション装置、オーディオ装置、空調装置等であるが、これに限定されず、車両２に搭載されないテレビジョン装置等の電子機器であっても良い。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。
【００１８】
この操作装置１は、例えば、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、車両２の運転席２５と助手席２６の間に位置するセンターコンソール２７に設けられている。
【００１９】
本実施の形態に係る操作装置１は、例えば、図２（ｃ）に示すように、操作位置を検出する検出部としてのタッチセンサ１０と、タッチセンサ１０による操作位置の検出に基づいて操作音を生成する操作音生成部１２と、タッチセンサ１０が検出した操作位置に基づいて、操作音生成部１２から取得した操作音の音像定位を生成する音像定位処理部１４と、を備えて概略構成されている。
【００２０】
また、操作装置１は、例えば、図２（ｃ）に示すように、頭部伝達関数情報１６０を格納するメモリ１６と、音像定位処理部１４から出力された出力信号を増幅して車両２の右スピーカ２２および左スピーカ２３に出力するアンプ１８と、を備えている。
【００２１】
・タッチセンサ１０の構成
タッチセンサ１０は、例えば、静電容量の変化に基づいて、タップ操作、タッチ操作およびスライド操作がなされた座標の情報を含む操作情報を出力するように構成されている。この操作情報は、例えば、図２（ｃ）に示すように、電子機器３、操作音生成部１２および音像定位処理部１４に出力される。電子機器３は、例えば、取得した操作情報に基づいて表示部３０に表示されたカーソルを移動させたり、カーソルにより選択ボタンを選択決定させたりするように構成されている。なお、スライド操作とは、例えば、指を接触面１００ａに接触させながら移動させる操作を示すものである。
【００２２】
また、タッチセンサ１０は、図２（ａ）に示すように、矩形状を有する接触面１００ａを備えている。この接触面１００ａの下には、例えば、図示しない電極が設けられている。タッチセンサ１０は、操作者とこの電極との間に形成されるコンデンサの静電容量の変化を検出する。
【００２３】
・操作音生成部１２の構成
操作音生成部１２は、例えば、取得した操作情報に基づいて操作音を生成し、操作音信号として音像定位処理部１４に出力するように構成されている。この操作音とは、例えば、なされた操作に応じて車両２の右スピーカ２２および左スピーカ２３から出力される電子音である。スライド操作における操作音は、例えば、スライド操作の始点から終点まで連続的に出力されるか、または予め定められた間隔で、断続的に出力される。また、タッチ操作およびタップ操作における操作音は、例えば、接触面１００ａになされた操作の回数に応じて出力される。
【００２４】
・音像定位処理部１４の構成
音像定位処理部１４は、頭部伝達関数に基づいて音像定位を生成する。また、音像定位処理部１４は、例えば、接触面１００ａを車両２内の空間のある領域に対応させた仮想接触面１００ｂを設定し、検出された接触面１００ａの操作位置に対応する仮想接触面１００ｂの位置に音像が位置するように、すなわち、音像定位が得られるように操作信号を処理して出力信号を生成するように構成されている。なお、本実施の形態に係る仮想接触面１００ｂは、例えば、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、運転席２５に着座する操作者の前方に設定される。
【００２５】
ここで、本実施の形態では、例えば、接触面１００ａと仮想接触面１００ｂとは相似の関係にあり、また接触面１００ａの座標と仮想接触面１００ｂの座標とは、１：１対応とされている。相似の関係とすることにより、操作装置１は、操作者が触れた接触面１００ａの操作位置に対応する仮想接触面１００ｂの位置から操作音が聞こえてくるような出力信号を生成することができる。
【００２６】
音像定位処理部１４は、一例として、頭部伝達関数に基づいて操作音信号を処理することにより、出力信号を生成する。この出力信号は、例えば、車両２の右ドア２０の下方に設置された右スピーカ２２、および左ドア２１の下方に設置された左スピーカ２３から出力されることで、音像定位が得られるように構成される。
【００２７】
この頭部伝達関数とは、例えば、操作音を聞く操作者の胴、頭部、耳介の形状などによる影響を、周波数に対する振幅や位相の特性として表現したものである。本実施の形態に係る頭部伝達関数は、例えば、標準的な人間をモデルとして測定して得られ、頭部伝達関数情報１６０としてメモリ１６に格納されている。
【００２８】
頭部伝達関数の測定は、例えば、ＨＡＴＳ（Head and Torso Simulator）またはダミーヘッドと呼ばれる、人間の頭部および胴体を模した人形の外耳道入口にマイクを取り付けて行われる。なお、この人形は、例えば、車両２の運転席２５に座らせ、車両２の前方を向いた状態であるものとする。
【００２９】
まず、右スピーカ２２および左スピーカ２３から基準となる基準音を出力し、マイクにて基準音を測定する。この基準音は、例えば、フーリエ変換することにより周波数特性が平坦となるインパルス信号である。この出力されたインパルス信号を測定したインパルス応答が、右スピーカ２２および左スピーカ２３と操作者（人形）との位置関係に基づいた頭部伝達関数となる。
【００３０】
次に、音像定位を形成したい位置、すなわち、仮想接触面１００ｂにスピーカを設置し、インパルス応答を測定して頭部伝達関数を求める。このスピーカは、一例として、仮想接触面１００ｂを４行４列に分割した領域１０１〜領域１１６の中央に設置される。すなわち、仮想接触面１００ｂの音像定位を得るための頭部伝達関数情報１６０は、例えば、右スピーカ２２および左スピーカ２３から得られた頭部伝達関数と、仮想接触面１００ｂの領域１０１〜領域１１６から得られた頭部伝達関数と、を含んで構成される。出力信号の生成は、次の方法により行われる。なお、仮想接触面１００ｂの領域は、４行４列に限定されず、用途に応じて自由に設定される。
【００３１】
操作者により、図２（ａ）に示す接触面１００ａの点ａにタッチ操作が行われた場合、音像定位処理部１４は、操作情報に基づいて接触面１００ａの点ａが操作位置であると判定する。次に、音像定位処理部１４は、対応する仮想接触面１００ｂの点Ａが含まれる領域１０５の頭部伝達関数と、右スピーカ２２および左スピーカ２３から得られた頭部伝達関数と、を頭部伝達関数情報１６０から選択し、これらの頭部伝達関数に基づいて操作音信号を処理し、出力信号を生成する。
【００３２】
また、操作者により、図２（ａ）に示す接触面１００ａの点ｂから点ｃに向かってスライド操作が行われた場合、タッチセンサ１０は、例えば、所定の時間間隔で検出される点ｂから点ｃを結ぶ直線上の操作位置に応じて操作情報を出力する。音像定位処理部１４は、この操作情報に基づいて点Ｂから点Ｃを結ぶ直線上の操作位置を含む領域（例えば、領域１１０、領域１１１、領域１０８）の頭部伝達関数と、右スピーカ２２および左スピーカ２３から得られた頭部伝達関数と、を頭部伝達関数情報１６０から選択し、これらの頭部伝達関数に基づいて操作音信号を処理し、操作位置に応じた出力信号を生成する。音像定位処理部１４は、例えば、この点ｂから点ｃに向かうスライド操作に応じて、生成した出力信号を出力する。従って、操作者は、図２（ｂ）に示す点Ｂから点Ｃに向かって操作音が移動するように聞こえる。
【００３３】
以下に、本実施の形態に係る操作装置１の動作について各図を参照して説明する。操作者が、図２（ａ）に示す点ａにタッチ操作を行う場合について説明する。
【００３４】
（動作）
操作者が、図２（ａ）に示すように、操作装置１の接触面１００ａの点ａにタッチ操作を行うと、タッチセンサ１０は、電子機器３、操作音生成部１２および音像定位処理部１４に操作情報を出力する。
【００３５】
電子機器３は、取得した操作情報に基づいて、操作位置に応じた表示部３０の位置にカーソルを移動させる。
【００３６】
操作音生成部１２は、取得した操作情報に基づいて操作音信号を生成し、音像定位処理部１４に出力する。
【００３７】
音像定位処理部１４は、取得した操作情報に基づいて接触面１００ａにおける操作位置（点ａ）を判定し、この操作位置に対応する点Ａを含む領域１０５の頭部伝達関数と、右スピーカ２２および左スピーカ２３から得られた頭部伝達関数と、を頭部伝達関数情報１６０から選択し、これらの頭部伝達関数に基づいて操作音信号を処理し、出力信号を生成する。この出力信号は、アンプ１８により増幅されて右スピーカ２２および左スピーカ２３から出力される。
【００３８】
（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、タッチセンサ１０の接触面１００ａに対応する仮想接触面１００ｂを設定し、操作者が操作した接触面１００ａの操作位置に対応する音像定位から操作音が聞こえるように操作音に処理を行うことができる。操作者は、この処理された操作音を聞くことにより、接触面１００ａや表示部３０に視線移動することなく、接触面１００ａのどの位置に接触しているのかを認識することができる。
【００３９】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、個人に応じた頭部伝達関数を選択できる点で第１の実施の形態と異なっている。
【００４０】
（操作装置１の構成）
図３（ａ）は、第２の実施の形態に係る仮想操作面の概略図であり、（ｂ）は、操作装置のブロック図である。以下に記載する実施の形態および変形例において、第１の実施の形態と同じ構成および機能を有する部分は、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。
【００４１】
本実施の形態に係る操作装置１は、図３（ｂ）に示すように、複数の頭部伝達関数を含む頭部伝達関数テーブル１６１から、音像定位を生成する頭部伝達関数を選択する関数選択部１９を備えている。この関数選択部１９は、例えば、メモリ１６に格納された頭部伝達関数テーブル１６１から操作者に適した頭部伝達関数を選択することができるように構成されている。この頭部伝達関数テーブル１６１には、測定された複数の人間または人形の頭部伝達関数が格納されている。
【００４２】
また、本実施の形態に係る操作装置１は、例えば、操作者が、接触した接触面１００ａの操作位置と、操作音が聞こえてくる音像定位との差を解消するための選択モードを備える。この選択モードは、例えば、頭部伝達関数を選択することができるモードであり、操作装置１により指示される。以下に、この選択モードについて説明する。
【００４３】
（頭部伝達関数の選択モード）
関数選択部１９は、取得した操作情報に基づいて、選択モードが選択されたと判定すると、音像定位処理部１４およびアンプ１８を介して右スピーカ２２および左スピーカ２３から選択モードの開始を示す音声信号を出力する。この音声信号は、音像定位処理部１４によって、仮想接触面１００ｂの点Ｄに音像定位が得られるように、現在選択されている頭部伝達関数を用いて処理されている。表示部３０には、例えば、「Ｙｅｓ」の画像と「Ｎｏ」の画像が表示され、カーソルにより選択決定可能となっている。
【００４４】
操作者は、この音声信号が図３（ａ）に示す仮想接触面１００ｂの点Ｄ方向から聞こえないとき、タッチセンサ１０を操作して「Ｎｏ」を選択決定する。
【００４５】
関数選択部１９は、操作情報に基づいて、頭部伝達関数テーブル１６１から、現在選択されている頭部伝達関数とは異なる頭部伝達関数を読み出し、当該頭部伝達関数と音声信号とに基づいて点Ｄに音像定位が得られる出力信号を生成し、アンプ１８を介して右スピーカ２２および左スピーカ２３から出力する。
【００４６】
操作者は、仮想接触面１００ｂの点Ｄ方向から操作音が聞こえてきた場合、カーソルにより「Ｙｅｓ」を選択決定する。この「Ｙｅｓ」を選択決定した操作情報を取得した関数選択部１９は、頭部伝達関数の選択の動作を終了する。以後、音像定位処理部１４は、取得した頭部伝達関数を用いて出力信号を生成する。
【００４７】
また、操作者は、仮想接触面１００ｂの点Ｄ方向から操作音が聞こえてこない場合、カーソルにより「Ｎｏ」を選択決定する。この「Ｎｏ」を選択決定した操作情報を取得した関数選択部１９は、現在選択されている頭部伝達関数とは異なる頭部伝達関数を読み出して音像定位処理部１４に出力する。音像定位処理部１４は、取得した頭部伝達関数、および音声信号に基づいて出力信号を出力する。この選択モードは、操作者が「Ｙｅｓ」を選択するまで継続される。
【００４８】
（第２の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る操作装置１は、操作者に適した頭部伝達関数情報を選択することができるので、選択できない場合と比べて、視線移動することなく、タッチセンサ１０に接触した操作位置を容易に認識することができる。
【００４９】
以下に第１の実施の形態および第２の実施の形態に係る変形例について説明する。
【００５０】
［変形例１］
図４（ａ）は、変形例１に係る操作装置を搭載した車両内部の概略図である。本変形例に係る操作装置１には、右スピーカ２２および左スピーカ２３に加えて右上スピーカ２８ａおよび左上スピーカ２８ｂが接続されている。右上スピーカ２８ａは、図４（ａ）の紙面の右上方に設けられている。左上スピーカ２８ｂは、図４（ａ）の紙面の左上方に設けられている。
【００５１】
本変形例の操作装置１は、音像定位処理部１４から出力された出力信号が、アンプ１８を介して右スピーカ２２、左スピーカ２３、右上スピーカ２８ａおよび左上スピーカ２８ｂから出力される。
【００５２】
また、音像定位処理部１４は、例えば、仮想接触面１００ｂの領域１０１〜領域１１６に対応する頭部伝達関数と、右スピーカ２２、左スピーカ２３、右上スピーカ２８ａおよび左上スピーカ２８ｂのインパルス応答に基づく頭部伝達関数と、を用いて操作信号を処理するように構成されている。
【００５３】
［変形例２］
図４（ｂ）は、変形例２に係る操作装置を搭載した車両の上面図である。本変形例では、一例として、仮想接触面１００ｂが、操作者の前方に設定されるのではなく、図４（ｂ）に示すように、操作者の前後、つまり、車両２の床平面に平行な平面として設定される。操作者から見て接触面１００ａの車両２後方側の操作位置は、仮想接触面１００ｂの車両２後方側に対応し、操作者から見て接触面１００ａの車両２前方側の操作位置は、仮想接触面１００ｂの車両２前方側に対応する。
【００５４】
また、本変形例２に係る操作装置１には、右スピーカ２２および左スピーカ２３に加えて右側面後部スピーカ２９ａおよび左側面後部スピーカ２９ｂが接続されている。右側面後部スピーカ２９ａは、車両２の右後部ドア２０ａに設けられている。左側面後部スピーカ２９ｂは、車両２の左後部ドア２１ａに設けられている。
【００５５】
本変形例の操作装置１は、音像定位処理部１４から出力された出力信号が、アンプ１８を介して右スピーカ２２、左スピーカ２３、右側面後部スピーカ２９ａおよび左側面後部スピーカ２９ｂから出力される。
【００５６】
音像定位処理部１４は、例えば、本変形例の仮想接触面１００ｂの領域１０１〜領域１１６に対応する頭部伝達関数と、右スピーカ２２、左スピーカ２３、右上スピーカ２８ａおよび左上スピーカ２８ｂのインパルス応答に基づく頭部伝達関数と、を用いて操作信号を処理するように構成されている。
【００５７】
上記の実施の形態および変形例では、頭部伝達関数を用いた音像定位を得る方法を用いているが、これに限定されず、音像定位が得られる他の周知の方法を用いても良い。例えば、音像定位の左右方向は、左右のスピーカの音量バランスで調整し、音像定位の上下方向は、上方向に聞こえ易い周波数を強調したり、下方向に聞こえ易い周波数を強調したりすることで調整するような方法でも良い。また、スピーカの設置位置および個数等は、上記の実施の形態および変形例に限定されず、例えば、車両２に搭載されたスピーカに基づいて変更可能である。
【００５８】
また、上記の実施の形態および変形例では、操作装置１の検出部としてタッチセンサ１０を用いたが、これに限定されず、操作位置に応じて電子機器を操作可能な操作装置、例えば、ジョイスティック装置、複数のスイッチからなるスイッチ装置等に適用可能である。
【００５９】
以上、本発明のいくつかの実施の形態および変形例を説明したが、これらの実施の形態および変形例は、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および変形例は、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、これら実施の形態および変形例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、これら実施の形態および変形例は、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】
【００６０】
１…操作装置、２…車両、３…電子機器、１０…タッチセンサ、１２…操作音生成部、１４…音像定位処理部、１６…メモリ、１８…アンプ、１９…関数選択部、２０…右ドア、２０ａ…右後部ドア、２１…左ドア、２１ａ…左後部ドア、２２…右スピーカ、２３…左スピーカ、２４…インストルメントパネル、２５…運転席、２６…助手席、２７…センターコンソール、２８ａ…右上スピーカ、２８ｂ…左上スピーカ、２９ａ…右側面後部スピーカ、２９ｂ…左側面後部スピーカ、３０…表示部、１００ａ…接触面、１００ｂ…仮想接触面、１０１〜１１６…領域、１６０…頭部伝達関数情報、１６１…頭部伝達関数テーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作位置を検出する検出部と、
前記検出部による前記操作位置の検出に基づいて操作音を生成する操作音生成部と、
前記検出部が検出した前記操作位置に基づいて、前記操作音生成部から取得した前記操作音の音像定位を生成する音像定位処理部と、
を備えた操作装置。
【請求項２】
前記音像定位処理部は、頭部伝達関数に基づいて前記音像定位を生成する請求項１に記載の操作装置。
【請求項３】
複数の頭部伝達関数を含む頭部伝達関数テーブルから、前記音像定位を生成する頭部伝達関数を選択する関数選択部を有する請求項２に記載の操作装置。
【請求項１】
操作位置を検出する検出部と、
前記検出部による前記操作位置の検出に基づいて操作音を生成する操作音生成部と、
前記検出部が検出した前記操作位置に基づいて、前記操作音生成部から取得した前記操作音の音像定位を生成する音像定位処理部と、
を備えた操作装置。
【請求項２】
前記音像定位処理部は、頭部伝達関数に基づいて前記音像定位を生成する請求項１に記載の操作装置。
【請求項３】
複数の頭部伝達関数を含む頭部伝達関数テーブルから、前記音像定位を生成する頭部伝達関数を選択する関数選択部を有する請求項２に記載の操作装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２２１１６１（Ｐ２０１２−２２１１６１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８５４７１（Ｐ２０１１−８５４７１）
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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