遠隔入力装置
【課題】複雑な処理、制御を必要とせずに、メニュー画面上の反力エリアの中心にポインタを移動させ易く、操作性に優れた遠隔入力装置を提供する。
【解決手段】メニュー表示が表示される表示部３００と、入力スイッチ１９０、位置検出部としてのＸ軸エンコーダ１７０とＹ軸エンコーダ１７５、および、２次元駆動部としてのＸ軸モータ１５０とＹ軸モータ１５５を備え、表示部３００上へポインタを表示して遠隔入力操作する遠隔操作部１００と、メニュー表示の座標に対応した力覚パターン及びポインタの位置座標に基づく反力並びにポインタの移動方向と逆向きに作用するブレーキ力を遠隔操作部１００に力覚として付与する駆動部２０１と、ブレーキ力を時間に比例して低減調整する調整部２０２を備える操作制御部としての制御ＥＣＵ２００と、を有して構成する。
【解決手段】メニュー表示が表示される表示部３００と、入力スイッチ１９０、位置検出部としてのＸ軸エンコーダ１７０とＹ軸エンコーダ１７５、および、２次元駆動部としてのＸ軸モータ１５０とＹ軸モータ１５５を備え、表示部３００上へポインタを表示して遠隔入力操作する遠隔操作部１００と、メニュー表示の座標に対応した力覚パターン及びポインタの位置座標に基づく反力並びにポインタの移動方向と逆向きに作用するブレーキ力を遠隔操作部１００に力覚として付与する駆動部２０１と、ブレーキ力を時間に比例して低減調整する調整部２０２を備える操作制御部としての制御ＥＣＵ２００と、を有して構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、遠隔入力装置において、操作者によって操作される操作部に操作感を付与するものとして、力覚付与型の遠隔入力装置がある（例えば、特許文献１参照）。この遠隔入力装置は、操作者によって操作される操作部と、操作状態を検出する検出部と、操作部に力覚を付与するアクチュエータと、メニュー画面等の仮想平面及び仮想平面上に設定される操作ボタン等の複数の反力エリアを記憶する記憶手段と、検出部の出力信号に基づき仮想平面上におけるポインタを反力エリアに向かわせるようにアクチュエータの駆動制御を行う制御部とを有して構成されている。
【０００３】
この遠隔入力装置によれば、制御部は、反力エリア内にポインタを引き込む目標位置として引込中心を設定し、ポインタが反力エリア内に進入したとき、ポインタを引込中心に向かわせるようにアクチュエータの駆動制御を行う。さらに、ポインタが進入する方向に応じて、進入方向と逆向きに反力エリア内の引込中心を移動し、所定の時間が経過すると引込中心を元の目標位置に戻すよう制御する。このため、ポインタが目標位置を通り過ぎることを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１０８０６２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、特許文献１に示す遠隔入力装置は、所定の時間の経過前にポインタが目標位置と異なる移動された引込中心に停止した場合、所定の時間の経過後に、操作者の操作によることなく目標位置に向かってポインタを移動するようアクチュエータを駆動制御することとなるため、操作者の操作に違和感を与えることがあった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、メニュー画面上の反力エリアの中心にポインタを移動させ易く、操作性に優れた遠隔入力装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、メニュー表示が表示される表示部と、入力スイッチ、位置検出部、および、２次元駆動部を備え、前記表示部上へポインタを表示して遠隔入力操作する遠隔操作部と、前記メニュー表示の座標に対応した力覚パターン及び前記ポインタの位置座標に基づく第１の反力並びに前記ポインタの移動に基づく第２の反力を前記遠隔操作部に力覚として付与する駆動部と、前記メニュー表示上の前記第１の反力が作用する位置に前記ポインタが滞在した時間に基づいて前記第２の反力を低減調整する調整部を備える操作制御部と、を有することを特徴とする遠隔入力装置を提供する。
【０００８】
上記遠隔入力装置の前記調整部は、前記メニュー表示上の前記第１の反力が作用する位置に前記ポインタが滞在した時間に基づいて前記第２の反力を低減調整して、予め定めた時間経過後に前記第２の反力を力覚として付与しないようにしてもよい。
【０００９】
上記遠隔入力装置の前記第２の反力は、前記ポインタの進入方向と逆向きに作用するもの又は前記ポインタの移動方向と逆向きに移動速度に比例して作用するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、メニュー画面上の反力エリアから他の選択ボタンにポインタを移動させ易く、操作性に優れた遠隔入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置を構成する表示部、遠隔操作部が車両のセンターコンソールに装着された斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置を構成する遠隔操作部を示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置の構成ブロック図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置１における表示部３００に表示された表示メニュー例である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置１における表示部３００に表示された表示メニュー上での反力エリアと反力が働く方向を矢印で示した図であり、（ｂ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とＸ方向の反力レベルの関係を示す基本力覚パターン例であり、（ｃ）は、表示メニュー画面に対応するＹ位置とＹ方向の反力レベルの関係を示す基本力覚パターン例であり、また、（ｄ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とポインタ３２０の移動方向と逆向きに働くブレーキ力の関係を示す基本力覚パターン例である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の実施の形態に係る遠隔入力装置１のブレーキ力調整のための係数ｋの時間に対する特性を示すグラフ図であり、図６（ｂ）は、ポインタがＸ方向に移動している場合であって、アイコンの反力エリアに進入した時点（ｔ＝０）におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例であり、図６（ｃ）は、ポインタがＸ方向に移動している場合であって、アイコンの反力エリアに進入してから時間ｔ＝ｔ１が経過した時点におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例であり、図６（ｄ）は、アイコンの反力エリアに進入してから時間ｔ＝ｔｒｅｆが経過した時点におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施の形態に係る遠隔入力装置１における表示部３００に表示された表示メニュー上での反力エリアと反力が働く方向を矢印で示した図であり、（ｂ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とＸ方向の反力レベルの関係を示す基本力覚パターン例であり、また、（ｃ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とポインタ３２０の移動方向と逆向きに働くブレーキ力の関係を示す基本力覚パターン例である。
【図８】図８（ａ）は、ポインタがＸ方向に移動している場合であって、アイコンの反力エリアに進入した時点（ｔ＝０）におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例であり、図８（ｂ）は、ポインタがＸ方向に移動している場合であって、アイコンの反力エリアに進入してから時間ｔ＝ｔ１が経過した時点におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例であり、図８（ｃ）は、アイコンの反力エリアに進入してから時間ｔ＝ｔｒｅｆが経過した時点におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。
【図９】図９は、本発明の第３の実施の形態に係る遠隔入力装置１における表示部３００に表示された表示メニュー上での反力エリアと反力が働く方向を矢印で示した図であり、（ｂ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とＸ方向の反力レベルの関係を示す基本力覚パターン例であり、また、（ｃ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とポインタ３２０の移動方向と逆向きに働くブレーキ力の関係を示す基本力覚パターン例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施の形態）
本発明の実施の形態に係る遠隔入力装置１は、メニュー表示が表示される表示部３００と、入力スイッチ１９０、位置検出部としてのＸ軸エンコーダ１７０とＹ軸エンコーダ１７５、および、２次元駆動部としてのＸ軸モータ１５０とＹ軸モータ１５５を備え、表示部３００上へポインタを表示して遠隔入力操作する遠隔操作部１００と、メニュー表示の座標に対応した力覚パターン及びポインタの位置座標に基づく反力並びにポインタの移動方向と逆向きに作用するブレーキ力を遠隔操作部１００に力覚として付与する駆動部２０１と、ブレーキ力を時間に比例して低減調整する調整部２０２を備える操作制御部としての制御ＥＣＵ２００と、を有して構成されている。
【００１３】
ポインタによる選択、決定で特定の機能を実行するメニュー表示上の特定範囲を反力エリアという。例えば、特定の機能を実行するアイコン、また、そのアイコンの周辺領域で一定の機能が割り当てられた領域である。力覚パターンは、この反力エリアがメニュー表示に対応して形成された２次元データプロファイルである。具体的には、メニュー表示に対応して、Ｘ方向、Ｙ方向距離Ｓと反力レベルＦとの関係（Ｆ−Ｓ特性）が規定され、力覚パターンとして定義されている。このＦ−Ｓ特性は、記憶部に数値データ、テーブルとして格納され、所定の処理時に適宜参照される。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置１を構成する遠隔操作部１００が車両のセンターコンソール６に装着された場合の斜視図である。運転席５の左方で車両の中央付近に遠隔操作部１００が設けられたセンターコンソール６が配置され、インスツルメントパネル８でステアリング７の左方、運転者から視認できる位置に表示部３００が設けられている。
【００１５】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置１を構成する遠隔操作部１００を示す斜視図である。遠隔操作部１００には、ベース１１０およびベース１１０を覆うカバー１１１と、運転者が操作できるようにこのカバー１１１から突出して取付けられた操作ノブ１２０が設けられている。この操作ノブ１２０は、ベース１１０に取付けられたＸＹ球面軸受１２５４に一端が支持されたノブシャフト１２５に取り付けられている。
【００１６】
Ｘ方向にはノブシャフト１２５と当接しＹ方向にはノブシャフト１２５と摺動するＸ方向へスライド移動可能なＸキャリッジ１４０と、Ｘキャリッジ１４０と直交しＹ方向にはノブシャフト１２５と当接しＸ方向にはノブシャフト１２５と摺動するＹ方向へスライド移動可能なＹキャリッジ１４５により、２次元スライド機構が構成されている。操作ノブ１２０のＸＹ操作により、ノブシャフト１２５はこの２次元スライド機構をＸ方向およびＹ方向に移動させる。
【００１７】
一方、Ｘキャリッジ１４０、Ｙキャリッジ１４５は、それぞれの両端がＸ軸スライドガイド１８０とＹ軸スライドガイド１８５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１３０、Ｙ軸ラックギア１３５が取付けられており、このラックギアはベース１１０側に装着されたＸ軸モータ１５０、Ｙ軸モータ１５５と歯合して、各モータから力覚パターンに基づいた反力を受ける。
【００１８】
上記の反力は、２次元スライド機構およびノブシャフト１２５を介してＸ軸モータ１５０、Ｙ軸モータ１５５からの力を操作ノブ１２０に作用させて反力を呈示する。すなわち、遠隔操作部１００に対して力覚制御を行い、操作者が操作ノブ１２０を操作する際に適度な操作感覚を付与する。
【００１９】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置１の構成ブロック図である。遠隔操作部１００は、入力スイッチ１９０、位置検出部としてのＸ軸エンコーダ１７０とＹ軸エンコーダ１７５、および、２次元駆動部としてのＸ軸モータ１５０とＹ軸モータ１５５を備える。入力スイッチ１９０、Ｘ軸エンコーダ１７０、Ｙ軸エンコーダ１７５、および、Ｘ軸モータ１５０、Ｙ軸モータ１５５は、いずれも制御ＥＣＵ２００と接続されている。
【００２０】
入力スイッチ１９０は、操作ノブ１２０の押圧操作によりスイッチＯＮされて、制御ＥＣＵ２００にスイッチ信号を出力する。また、Ｘ軸エンコーダ１７０とＹ軸エンコーダ１７５は、操作ノブ１２０のＸＹ操作によるＸ方向移動信号およびＹ方向移動信号を制御ＥＣＵ２００に出力する。一方、Ｘ軸モータ１５０、Ｙ軸モータ１５５には、制御ＥＣＵ２００から力覚制御のための駆動電流が供給される。
【００２１】
制御ＥＣＵ２００は、主に判断処理を行なうマイコン（ＣＰＵ）、処理演算プログラム、メニュー画面の位置データ、力覚付与のための力覚パターン等を記憶しておく記憶部、演算処理の作業領域としてのＲＡＭ等から構成される。また、Ｘ軸モータ１５０とＹ軸モータ１５５をドライブするための駆動部２０１、後述する反力調整のための調整部２０２を備えている。この制御ＥＣＵ２００は表示部３００に接続され、メニュー画面の位置データに基づいて表示部３００にメニュー表示を行なうと共に、操作ノブ１２０のＸＹ操作によるポインタを表示部３００に表示する。
【００２２】
また、制御ＥＣＵ２００は、ＣＡＮ通信等の車載ＬＡＮの車両通信バス４００を介して制御対象機器、例えば、カーナビ装置４０１、エアコン装置４０２等と接続されている。これにより、表示部３００に表示されたメニュー表示に対する遠隔操作部１００の操作に基づいて、車両通信バス４００を介して制御対象機器、例えば、カーナビ装置４０１、エアコン装置４０２等が遠隔制御される。
【００２３】
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置１における表示部３００に表示された表示メニュー例である。
【００２４】
図４において、左上に原点Ｏをとり、右方向にＸ軸、下方向にＹ軸とする。表示メニュー３１０の上段には、エアコン装置４０２の３段階の風量調節のためのアイコン３１１、３１２、３１３が並んで表示され、下段には、３段階の温度調節のためのアイコン３１４、３１５、３１６が並んで表示されている。反力エリアは、アイコン３１１〜３１６、および、アイコンを取り巻く周辺領域３１７に区画されたエリアである。
【００２５】
アイコン３１１〜３１３は、ポインタによる選択、決定によってエアコン装置４０２の３段階の風量調節の機能が割り当てられている。一方、アイコン３１４〜３１６は、ポインタによる選択、決定によってエアコン装置４０２の３段階の温度調節の機能が割り当てられている。周辺領域３１７は、ポインタによる選択、決定によって特定の機能が実行される設定とはされていない。
【００２６】
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置１における表示部３００に表示された表示メニュー上での反力エリアと反力が働く方向を矢印で示した図であり、（ｂ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とＸ方向の反力レベルの関係を示す基本力覚パターン例であり、（ｃ）は、表示メニュー画面に対応するＹ位置とＹ方向の反力レベルの関係を示す基本力覚パターン例であり、また、（ｄ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とポインタ３２０の移動方向と逆向きに働くブレーキ力の関係を示す基本力覚パターン例である。
【００２７】
各反力エリア（３１１〜３１６、３１７）には、図５（ａ）に代表して示すように、それぞれ同様のパターンにより反力が作用する。すなわち、アイコン３１１〜３１６の各反力エリアでは、それぞれのアイコン中心に引き込むような反力が作用する。周辺領域３１７の反力エリアでは、反力は作用しない。
【００２８】
図５（ｂ）に示すように、Ｘ方向について、例えば、アイコン３１５の左側エッジ領域Ｘ１では、左側からポインタ３２０をアイコン中心方向へ移動させる場合、右側へ引込むために反力レベルはマイナス値Ｆｘｍに力覚パターンが設定されている。一方、アイコン３１５の右側エッジ領域Ｘ３では、右側からポインタ３２０をアイコン中心方向へ移動させる場合、左側へ引込むために反力レベルはプラス値Ｆｘｐに力覚パターンが設定されている。尚、上記の力覚パターンは図に示したように台形状に設定されているが、矩形状でもよく、また、角部を曲線状にした力覚パターン等でもよい。
【００２９】
Ｙ方向についても同様である。図５（ｃ）に示すように、アイコン３１５の上側エッジ領域Ｙ１では、上側からポインタ３２０をアイコン中心方向へ移動させる場合、下側へ引込むために反力レベルはマイナス値Ｆｙｍに力覚パターンが設定されている。一方、アイコン３１５の下側エッジ領域Ｙ３では、下側からポインタ３２０をアイコン中心方向へ移動させる場合、上側へ引込むために反力レベルはプラス値Ｆｙｐに力覚パターンが設定されている。尚、上記の力覚パターンは図に示したように台形状に設定されているが、矩形状でもよく、また、角部を曲線状にした力覚パターン等でもよい。
【００３０】
図５（ｄ）に示すように、ポインタ３２０がアイコン３１５の左側エッジ領域Ｘ１から右向きに進入し、右側エッジ領域Ｘ３まで移動した場合、一定のブレーキ力ＦＢ＝Ｆｂ１が生じるよう設定されている。すなわち、図５（ｂ）に示す力覚パターンと図５（ｄ）に示す力覚パターンを足し合わせた反力が作用する。また、ポインタ３２０がアイコン３１５の右側エッジ領域Ｘ３から左向きに進入し、左側エッジ領域Ｘ１まで移動した場合、図５（ｂ）に示す力覚パターンから図５（ｄ）に示す力覚パターンを減じた反力が作用する。また、Ｙ方向においてもポインタ３２０の進入方向に基づいてアイコン３１４の反力エリア内で同様のブレーキ力が作用するものとする。
【００３１】
尚、図５（ｂ）〜（ｄ）に説明した力覚パターンは、他のアイコン３１１〜３１６においても同様に適用される。
【００３２】
（本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置１の動作）
以下に、遠隔入力装置１の力覚制御時の反力の調整制御の動作を説明する。
【００３３】
まず、制御ＥＣＵ２００は、ポインタ３２０の位置及び移動状態を判断する。すなわち、ポインタ３２０がアイコン等の特定の反力エリア（アイコン３１１〜３１６、周辺領域３１７）内を移動しているかどうかを判断する。移動状態の判断は、制御ＥＣＵ２００がＸ軸エンコーダ１７０、Ｙ軸エンコーダ１７５から入力されるパルスをカウントし、一定時間内のパルスカウント値が閾値以下であるかどうかで判断することができる。
【００３４】
ポインタ３２０の位置する反力エリア（アイコン３１１〜３１６、周辺領域３１７）に基づき、反力Ｆｘｉ、Ｆｙｉを力覚パターンから求め、また、ポインタ３２０の移動方向と逆方向に作用するブレーキ力ＦＢを求める。さらに、ブレーキ力ＦＢにブレーキ力有効割合を示す係数ｋ（＜１）を乗じて、反力Ｆｘｉ、Ｆｙｉと足し合わせた合力を反力とする。例えば、ポインタ３２０がｘ方向に移動している場合は、ポインタ３２０へ合力Ｆｘｉ＋ｋＦＢの反力の呈示を行なう。
【００３５】
図６（ａ）は、本発明の実施の形態に係る遠隔入力装置１のブレーキ力調整のための係数ｋの時間に対する特性を示すグラフ図である。
【００３６】
図６（ａ）に示すように、係数ｋは、ポインタ３２０がアイコン３１４領域内に進入してから経過した時間ｔに比例して減少し、予め定めた時間ｔ＝ｔｒｅｆにおいてｋ＝０となるよう定義される。尚、ブレーキ有効係数ｋは、時間とともに減少するものであれば、非線型に振る舞うものでもよい。また、本発明の実施の形態では、反力エリアのうち、アイコン３１１〜３１６に限定して上記のブレーキ力の呈示及び調整制御を行なう。
【００３７】
ここで、図６（ｂ）は、ポインタ３２０がＸ方向に移動している場合であって、アイコン３１５の反力エリアに進入した時点（ｔ＝０）におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。図６（ａ）に示すように、ｔ＝０の時点においてブレーキ力有効割合ｋ＝１であるため、反力レベルＦｘは、図５（ｂ）に示す力覚パターンにブレーキ力ＦＢ１を加えたものとなる。すなわち、反力レベルＦｘ＝０となる位置（引込中心）が目標位置Ｘ２からＸ４に変化する。
【００３８】
次に、図６（ｃ）は、ポインタ３２０がＸ方向に移動している場合であって、アイコン３１５の反力エリアに進入してから時間ｔ＝ｔ１が経過した時点におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。図６（ａ）に示すように、ｔ＝ｔ１の時点においてブレーキ力有効割合ｋ＝ｋ１（０＜ｋ１＜１）であるため、反力レベルＦｘは、図５（ｂ）に示す力覚パターンにｋ１・Ｆｂ１を加えたものとなる。すなわち、反力レベルＦｘ＝０となる位置（引込位置）がＸ４からＸ５に変化する。
【００３９】
次に、図６（ｄ）は、アイコン３１５の反力エリアに進入してから時間ｔ＝ｔｒｅｆが経過した時点におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。図６（ａ）に示すように、ｔ＝ｔｒｅｆの時点においてブレーキ力有効割合ｋ＝０であるため、反力レベルＦｘは、図５（ｂ）に示す力覚パターンと一致し、反力レベルＦｘ＝０となる位置がＸ２に戻る。
【００４０】
尚、以上の説明において、ポインタがＹ方向に移動している状態では、Ｙ方向に同様にブレーキ力調整制御が行われる。
【００４１】
駆動部２０１は、上記演算による反力に対応する駆動電流を、Ｘ軸モータ１５０、Ｙ軸モータ１５５に供給し、操作ノブ１２０に反力呈示を行なう。これにより、以上の一連の動作において、ｔｒｅｆを、適切な値に設定することで、ポインタ３２０がアイコン３１５に差し掛かったときに、ポインタ３２０の移動方向と逆向きに適度にブレーキ力が作用し、目標位置と異なる引込中心Ｘ４にポインタ３２０を停止することなく又ポインタ３２０がＸ４からＸ２に操作者の操作によることなく移動するといった、操作ノブ１２０に対する不自然な反力呈示が生じにくくなる。
【００４２】
（本発明の第１の実施の形態の効果）
アイコンの中心に向かう反力とともに、ポインタ３２０の移動方向と逆向きにブレーキ力を作用させ、そのブレーキ力をポインタ３２０がアイコンに進入してからの時間とともに減少させる構成としたため、アイコンの引込中心が進入時は進入方向と逆向きに移動し、時間とともにアイコンの中心へ移動することとなり、ポインタ３２０がアイコンの中心を通り過ぎることなく、かつポインタ３２０がアイコンの中心より手前の位置に停止することなく、さらには操作者の操作に違和感を与えることなくポインタ３２０をアイコンの中心に案内することができる。
【００４３】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る遠隔入力装置１における表示部３００に表示された表示メニュー上での反力エリアと反力が働く方向を矢印で示した図であり、（ｂ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とＸ方向の反力レベルの関係を示す基本力覚パターン例であり、また、（ｃ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とポインタ３２０の移動方向と逆向きに働くブレーキ力の関係を示す基本力覚パターン例である。第２の実施の形態は、ブレーキ力の力覚パターンがアイコン内の位置によって変化する点で第１の実施の形態と異なる。
【００４４】
図７（ｃ）に示すように、ブレーキ力ＦＢは、アイコン３１５の左端Ｘ１から中心Ｘ２に近づくに従って増加する。尚、この力覚パターンは、ポインタ３２０がアイコン３１５の左端Ｘ１から進入する場合のものであり、アイコン３１５の右端Ｘ３から進入する場合は、右端Ｘ３から中心Ｘ２に近づくに従って増加するものとなる。また、ブレーキ力ＦＢは、ブレーキ有効割合ｋに応じて時間とともに減少する。
【００４５】
（第２の実施の形態に係る遠隔入力装置１の動作）
図８（ａ）は、ポインタ３２０がＸ方向に移動している場合であって、アイコン３１５の反力エリアに進入した時点（ｔ＝０）におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。図６（ａ）に示すように、ｔ＝０の時点においてブレーキ力有効割合ｋ＝１であるため、反力レベルＦｘは、図７（ｂ）に示す力覚パターンに図７（ｃ）ブレーキ力Ｆｂ２を加えたものとなる。すなわち、反力レベルＦｘ＝０となる位置（引込中心）が目標位置Ｘ２及びＸ６に現れる。
【００４６】
次に、図８（ｂ）は、ポインタ３２０がＸ方向に移動している場合であって、アイコン３１５の反力エリアに進入してから時間ｔ＝ｔ１が経過した時点におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。図６（ａ）に示すように、ｔ＝ｔ１の時点においてブレーキ力有効割合ｋ＝ｋ１（０＜ｋ１＜１）であるため、反力レベルＦｘは、図７（ｂ）に示す力覚パターンにｋ１・Ｆｂ２を加えたものとなる。すなわち、反力レベルＦｘ＝０となる位置（引込位置）がＸ６からＸ７に変化する。
【００４７】
次に、図８（ｃ）は、アイコン３１５の反力エリアに進入してから時間ｔ＝ｔｒｅｆが経過した時点におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。図６（ａ）に示すように、ｔ＝ｔｒｅｆの時点においてブレーキ力有効割合ｋ＝０であるため、反力レベルＦｘは、図７（ｂ）に示す力覚パターンと一致し、反力レベルＦｘ＝０となる位置がＸ２のみとなる。
【００４８】
（本発明の第２の実施の形態の効果）
第１の実施の形態と異なる力覚パターンを有するブレーキ力を呈示する場合であっても、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。すなわち、アイコンの引込中心が最初は進入方向と逆向きに移動し、時間とともにアイコンの中心へ移動することとなり、ポインタ３２０がアイコンの中心を通り過ぎることなく、ポインタ３２０がアイコンの中心より手前の位置に停止することなく、さらには操作者の操作に違和感を与えることなくポインタ３２０をアイコンの中心に案内することができる。
【００４９】
（第３の実施の形態）
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る遠隔入力装置１における表示部３００に表示された表示メニュー上での反力エリアと反力が働く方向を矢印で示した図であり、（ｂ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とＸ方向の反力レベルの関係を示す基本力覚パターン例であり、また、（ｃ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とポインタ３２０の移動方向と逆向きに働くブレーキ力の関係を示す基本力覚パターン例である。第３の実施の形態は、ブレーキ力に換えてアイコンの移動速度に応じて作用する粘性抵抗力を呈示する点で第１の実施の形態と異なる。
【００５０】
図９（ｃ）に示すように、粘性抵抗力を生じさせる粘性係数μは、アイコン３１５の左端Ｘ１から右端Ｘ３にかけて一定である。尚、粘性抵抗力は、ポインタ３２０の速度と粘性係数μとを乗じて求められ、ポインタ３２０の進行方向と逆向きに作用する。また、粘性抵抗力は、第１の実施の形態のブレーキ力有効割合ｋを粘性抵抗力有効割合として準用して時間とともに減少する。
【００５１】
（本発明の第３の実施の形態の効果）
ブレーキ力に換えてポインタ３２０の速度に比例する粘性抵抗力を呈示するため、粘性抵抗有効割合ｋの時間依存性に加えて、粘性抵抗力の速度依存性が引込中心の目標位置への移動に寄与し、ポインタ３２０がアイコンに進入して時間が経過するにつれて、ポインタ３２０の移動速度が低下するにつれて反力が減少する。すなわち、より操作者の操作に違和感を与えることなくポインタ３２０をアイコンの中心に案内することができる。
【００５２】
尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは調整しない範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１…遠隔入力装置、５…運転席、６…センターコンソール、７…ステアリング、８…インスツルメントパネル、１００…遠隔操作部、１１０…ベース、１１１…カバー、１２０…操作ノブ、１２４…球面軸受、１２５…ノブシャフト、１２５…球面軸受、１３０…Ｘ軸ラックギア、１３５…Ｙ軸ラックギア、１４０…Ｘキャリッジ、１４５…Ｙキャリッジ、１５０…Ｘ軸モータ、１５５…Ｙ軸モータ、１７０…Ｘ軸エンコーダ、１７５…Ｙ軸エンコーダ、１８０…Ｘ軸スライドガイド、１８５…Ｙ軸スライドガイド、１９０…入力スイッチ、２００…制御ＥＣＵ、２０１…駆動部、２０２…調整部、３００…表示部、３１０…表示メニュー、３１１〜３１６…アイコン、３１７…周辺領域、３２０…ポインタ、４００…車両通信バス、４０１…カーナビ装置、４０２…エアコン装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、遠隔入力装置において、操作者によって操作される操作部に操作感を付与するものとして、力覚付与型の遠隔入力装置がある（例えば、特許文献１参照）。この遠隔入力装置は、操作者によって操作される操作部と、操作状態を検出する検出部と、操作部に力覚を付与するアクチュエータと、メニュー画面等の仮想平面及び仮想平面上に設定される操作ボタン等の複数の反力エリアを記憶する記憶手段と、検出部の出力信号に基づき仮想平面上におけるポインタを反力エリアに向かわせるようにアクチュエータの駆動制御を行う制御部とを有して構成されている。
【０００３】
この遠隔入力装置によれば、制御部は、反力エリア内にポインタを引き込む目標位置として引込中心を設定し、ポインタが反力エリア内に進入したとき、ポインタを引込中心に向かわせるようにアクチュエータの駆動制御を行う。さらに、ポインタが進入する方向に応じて、進入方向と逆向きに反力エリア内の引込中心を移動し、所定の時間が経過すると引込中心を元の目標位置に戻すよう制御する。このため、ポインタが目標位置を通り過ぎることを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１０８０６２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、特許文献１に示す遠隔入力装置は、所定の時間の経過前にポインタが目標位置と異なる移動された引込中心に停止した場合、所定の時間の経過後に、操作者の操作によることなく目標位置に向かってポインタを移動するようアクチュエータを駆動制御することとなるため、操作者の操作に違和感を与えることがあった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、メニュー画面上の反力エリアの中心にポインタを移動させ易く、操作性に優れた遠隔入力装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、メニュー表示が表示される表示部と、入力スイッチ、位置検出部、および、２次元駆動部を備え、前記表示部上へポインタを表示して遠隔入力操作する遠隔操作部と、前記メニュー表示の座標に対応した力覚パターン及び前記ポインタの位置座標に基づく第１の反力並びに前記ポインタの移動に基づく第２の反力を前記遠隔操作部に力覚として付与する駆動部と、前記メニュー表示上の前記第１の反力が作用する位置に前記ポインタが滞在した時間に基づいて前記第２の反力を低減調整する調整部を備える操作制御部と、を有することを特徴とする遠隔入力装置を提供する。
【０００８】
上記遠隔入力装置の前記調整部は、前記メニュー表示上の前記第１の反力が作用する位置に前記ポインタが滞在した時間に基づいて前記第２の反力を低減調整して、予め定めた時間経過後に前記第２の反力を力覚として付与しないようにしてもよい。
【０００９】
上記遠隔入力装置の前記第２の反力は、前記ポインタの進入方向と逆向きに作用するもの又は前記ポインタの移動方向と逆向きに移動速度に比例して作用するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、メニュー画面上の反力エリアから他の選択ボタンにポインタを移動させ易く、操作性に優れた遠隔入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置を構成する表示部、遠隔操作部が車両のセンターコンソールに装着された斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置を構成する遠隔操作部を示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置の構成ブロック図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置１における表示部３００に表示された表示メニュー例である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置１における表示部３００に表示された表示メニュー上での反力エリアと反力が働く方向を矢印で示した図であり、（ｂ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とＸ方向の反力レベルの関係を示す基本力覚パターン例であり、（ｃ）は、表示メニュー画面に対応するＹ位置とＹ方向の反力レベルの関係を示す基本力覚パターン例であり、また、（ｄ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とポインタ３２０の移動方向と逆向きに働くブレーキ力の関係を示す基本力覚パターン例である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の実施の形態に係る遠隔入力装置１のブレーキ力調整のための係数ｋの時間に対する特性を示すグラフ図であり、図６（ｂ）は、ポインタがＸ方向に移動している場合であって、アイコンの反力エリアに進入した時点（ｔ＝０）におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例であり、図６（ｃ）は、ポインタがＸ方向に移動している場合であって、アイコンの反力エリアに進入してから時間ｔ＝ｔ１が経過した時点におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例であり、図６（ｄ）は、アイコンの反力エリアに進入してから時間ｔ＝ｔｒｅｆが経過した時点におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施の形態に係る遠隔入力装置１における表示部３００に表示された表示メニュー上での反力エリアと反力が働く方向を矢印で示した図であり、（ｂ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とＸ方向の反力レベルの関係を示す基本力覚パターン例であり、また、（ｃ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とポインタ３２０の移動方向と逆向きに働くブレーキ力の関係を示す基本力覚パターン例である。
【図８】図８（ａ）は、ポインタがＸ方向に移動している場合であって、アイコンの反力エリアに進入した時点（ｔ＝０）におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例であり、図８（ｂ）は、ポインタがＸ方向に移動している場合であって、アイコンの反力エリアに進入してから時間ｔ＝ｔ１が経過した時点におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例であり、図８（ｃ）は、アイコンの反力エリアに進入してから時間ｔ＝ｔｒｅｆが経過した時点におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。
【図９】図９は、本発明の第３の実施の形態に係る遠隔入力装置１における表示部３００に表示された表示メニュー上での反力エリアと反力が働く方向を矢印で示した図であり、（ｂ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とＸ方向の反力レベルの関係を示す基本力覚パターン例であり、また、（ｃ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とポインタ３２０の移動方向と逆向きに働くブレーキ力の関係を示す基本力覚パターン例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施の形態）
本発明の実施の形態に係る遠隔入力装置１は、メニュー表示が表示される表示部３００と、入力スイッチ１９０、位置検出部としてのＸ軸エンコーダ１７０とＹ軸エンコーダ１７５、および、２次元駆動部としてのＸ軸モータ１５０とＹ軸モータ１５５を備え、表示部３００上へポインタを表示して遠隔入力操作する遠隔操作部１００と、メニュー表示の座標に対応した力覚パターン及びポインタの位置座標に基づく反力並びにポインタの移動方向と逆向きに作用するブレーキ力を遠隔操作部１００に力覚として付与する駆動部２０１と、ブレーキ力を時間に比例して低減調整する調整部２０２を備える操作制御部としての制御ＥＣＵ２００と、を有して構成されている。
【００１３】
ポインタによる選択、決定で特定の機能を実行するメニュー表示上の特定範囲を反力エリアという。例えば、特定の機能を実行するアイコン、また、そのアイコンの周辺領域で一定の機能が割り当てられた領域である。力覚パターンは、この反力エリアがメニュー表示に対応して形成された２次元データプロファイルである。具体的には、メニュー表示に対応して、Ｘ方向、Ｙ方向距離Ｓと反力レベルＦとの関係（Ｆ−Ｓ特性）が規定され、力覚パターンとして定義されている。このＦ−Ｓ特性は、記憶部に数値データ、テーブルとして格納され、所定の処理時に適宜参照される。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置１を構成する遠隔操作部１００が車両のセンターコンソール６に装着された場合の斜視図である。運転席５の左方で車両の中央付近に遠隔操作部１００が設けられたセンターコンソール６が配置され、インスツルメントパネル８でステアリング７の左方、運転者から視認できる位置に表示部３００が設けられている。
【００１５】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置１を構成する遠隔操作部１００を示す斜視図である。遠隔操作部１００には、ベース１１０およびベース１１０を覆うカバー１１１と、運転者が操作できるようにこのカバー１１１から突出して取付けられた操作ノブ１２０が設けられている。この操作ノブ１２０は、ベース１１０に取付けられたＸＹ球面軸受１２５４に一端が支持されたノブシャフト１２５に取り付けられている。
【００１６】
Ｘ方向にはノブシャフト１２５と当接しＹ方向にはノブシャフト１２５と摺動するＸ方向へスライド移動可能なＸキャリッジ１４０と、Ｘキャリッジ１４０と直交しＹ方向にはノブシャフト１２５と当接しＸ方向にはノブシャフト１２５と摺動するＹ方向へスライド移動可能なＹキャリッジ１４５により、２次元スライド機構が構成されている。操作ノブ１２０のＸＹ操作により、ノブシャフト１２５はこの２次元スライド機構をＸ方向およびＹ方向に移動させる。
【００１７】
一方、Ｘキャリッジ１４０、Ｙキャリッジ１４５は、それぞれの両端がＸ軸スライドガイド１８０とＹ軸スライドガイド１８５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１３０、Ｙ軸ラックギア１３５が取付けられており、このラックギアはベース１１０側に装着されたＸ軸モータ１５０、Ｙ軸モータ１５５と歯合して、各モータから力覚パターンに基づいた反力を受ける。
【００１８】
上記の反力は、２次元スライド機構およびノブシャフト１２５を介してＸ軸モータ１５０、Ｙ軸モータ１５５からの力を操作ノブ１２０に作用させて反力を呈示する。すなわち、遠隔操作部１００に対して力覚制御を行い、操作者が操作ノブ１２０を操作する際に適度な操作感覚を付与する。
【００１９】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置１の構成ブロック図である。遠隔操作部１００は、入力スイッチ１９０、位置検出部としてのＸ軸エンコーダ１７０とＹ軸エンコーダ１７５、および、２次元駆動部としてのＸ軸モータ１５０とＹ軸モータ１５５を備える。入力スイッチ１９０、Ｘ軸エンコーダ１７０、Ｙ軸エンコーダ１７５、および、Ｘ軸モータ１５０、Ｙ軸モータ１５５は、いずれも制御ＥＣＵ２００と接続されている。
【００２０】
入力スイッチ１９０は、操作ノブ１２０の押圧操作によりスイッチＯＮされて、制御ＥＣＵ２００にスイッチ信号を出力する。また、Ｘ軸エンコーダ１７０とＹ軸エンコーダ１７５は、操作ノブ１２０のＸＹ操作によるＸ方向移動信号およびＹ方向移動信号を制御ＥＣＵ２００に出力する。一方、Ｘ軸モータ１５０、Ｙ軸モータ１５５には、制御ＥＣＵ２００から力覚制御のための駆動電流が供給される。
【００２１】
制御ＥＣＵ２００は、主に判断処理を行なうマイコン（ＣＰＵ）、処理演算プログラム、メニュー画面の位置データ、力覚付与のための力覚パターン等を記憶しておく記憶部、演算処理の作業領域としてのＲＡＭ等から構成される。また、Ｘ軸モータ１５０とＹ軸モータ１５５をドライブするための駆動部２０１、後述する反力調整のための調整部２０２を備えている。この制御ＥＣＵ２００は表示部３００に接続され、メニュー画面の位置データに基づいて表示部３００にメニュー表示を行なうと共に、操作ノブ１２０のＸＹ操作によるポインタを表示部３００に表示する。
【００２２】
また、制御ＥＣＵ２００は、ＣＡＮ通信等の車載ＬＡＮの車両通信バス４００を介して制御対象機器、例えば、カーナビ装置４０１、エアコン装置４０２等と接続されている。これにより、表示部３００に表示されたメニュー表示に対する遠隔操作部１００の操作に基づいて、車両通信バス４００を介して制御対象機器、例えば、カーナビ装置４０１、エアコン装置４０２等が遠隔制御される。
【００２３】
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置１における表示部３００に表示された表示メニュー例である。
【００２４】
図４において、左上に原点Ｏをとり、右方向にＸ軸、下方向にＹ軸とする。表示メニュー３１０の上段には、エアコン装置４０２の３段階の風量調節のためのアイコン３１１、３１２、３１３が並んで表示され、下段には、３段階の温度調節のためのアイコン３１４、３１５、３１６が並んで表示されている。反力エリアは、アイコン３１１〜３１６、および、アイコンを取り巻く周辺領域３１７に区画されたエリアである。
【００２５】
アイコン３１１〜３１３は、ポインタによる選択、決定によってエアコン装置４０２の３段階の風量調節の機能が割り当てられている。一方、アイコン３１４〜３１６は、ポインタによる選択、決定によってエアコン装置４０２の３段階の温度調節の機能が割り当てられている。周辺領域３１７は、ポインタによる選択、決定によって特定の機能が実行される設定とはされていない。
【００２６】
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置１における表示部３００に表示された表示メニュー上での反力エリアと反力が働く方向を矢印で示した図であり、（ｂ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とＸ方向の反力レベルの関係を示す基本力覚パターン例であり、（ｃ）は、表示メニュー画面に対応するＹ位置とＹ方向の反力レベルの関係を示す基本力覚パターン例であり、また、（ｄ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とポインタ３２０の移動方向と逆向きに働くブレーキ力の関係を示す基本力覚パターン例である。
【００２７】
各反力エリア（３１１〜３１６、３１７）には、図５（ａ）に代表して示すように、それぞれ同様のパターンにより反力が作用する。すなわち、アイコン３１１〜３１６の各反力エリアでは、それぞれのアイコン中心に引き込むような反力が作用する。周辺領域３１７の反力エリアでは、反力は作用しない。
【００２８】
図５（ｂ）に示すように、Ｘ方向について、例えば、アイコン３１５の左側エッジ領域Ｘ１では、左側からポインタ３２０をアイコン中心方向へ移動させる場合、右側へ引込むために反力レベルはマイナス値Ｆｘｍに力覚パターンが設定されている。一方、アイコン３１５の右側エッジ領域Ｘ３では、右側からポインタ３２０をアイコン中心方向へ移動させる場合、左側へ引込むために反力レベルはプラス値Ｆｘｐに力覚パターンが設定されている。尚、上記の力覚パターンは図に示したように台形状に設定されているが、矩形状でもよく、また、角部を曲線状にした力覚パターン等でもよい。
【００２９】
Ｙ方向についても同様である。図５（ｃ）に示すように、アイコン３１５の上側エッジ領域Ｙ１では、上側からポインタ３２０をアイコン中心方向へ移動させる場合、下側へ引込むために反力レベルはマイナス値Ｆｙｍに力覚パターンが設定されている。一方、アイコン３１５の下側エッジ領域Ｙ３では、下側からポインタ３２０をアイコン中心方向へ移動させる場合、上側へ引込むために反力レベルはプラス値Ｆｙｐに力覚パターンが設定されている。尚、上記の力覚パターンは図に示したように台形状に設定されているが、矩形状でもよく、また、角部を曲線状にした力覚パターン等でもよい。
【００３０】
図５（ｄ）に示すように、ポインタ３２０がアイコン３１５の左側エッジ領域Ｘ１から右向きに進入し、右側エッジ領域Ｘ３まで移動した場合、一定のブレーキ力ＦＢ＝Ｆｂ１が生じるよう設定されている。すなわち、図５（ｂ）に示す力覚パターンと図５（ｄ）に示す力覚パターンを足し合わせた反力が作用する。また、ポインタ３２０がアイコン３１５の右側エッジ領域Ｘ３から左向きに進入し、左側エッジ領域Ｘ１まで移動した場合、図５（ｂ）に示す力覚パターンから図５（ｄ）に示す力覚パターンを減じた反力が作用する。また、Ｙ方向においてもポインタ３２０の進入方向に基づいてアイコン３１４の反力エリア内で同様のブレーキ力が作用するものとする。
【００３１】
尚、図５（ｂ）〜（ｄ）に説明した力覚パターンは、他のアイコン３１１〜３１６においても同様に適用される。
【００３２】
（本発明の第１の実施の形態に係る遠隔入力装置１の動作）
以下に、遠隔入力装置１の力覚制御時の反力の調整制御の動作を説明する。
【００３３】
まず、制御ＥＣＵ２００は、ポインタ３２０の位置及び移動状態を判断する。すなわち、ポインタ３２０がアイコン等の特定の反力エリア（アイコン３１１〜３１６、周辺領域３１７）内を移動しているかどうかを判断する。移動状態の判断は、制御ＥＣＵ２００がＸ軸エンコーダ１７０、Ｙ軸エンコーダ１７５から入力されるパルスをカウントし、一定時間内のパルスカウント値が閾値以下であるかどうかで判断することができる。
【００３４】
ポインタ３２０の位置する反力エリア（アイコン３１１〜３１６、周辺領域３１７）に基づき、反力Ｆｘｉ、Ｆｙｉを力覚パターンから求め、また、ポインタ３２０の移動方向と逆方向に作用するブレーキ力ＦＢを求める。さらに、ブレーキ力ＦＢにブレーキ力有効割合を示す係数ｋ（＜１）を乗じて、反力Ｆｘｉ、Ｆｙｉと足し合わせた合力を反力とする。例えば、ポインタ３２０がｘ方向に移動している場合は、ポインタ３２０へ合力Ｆｘｉ＋ｋＦＢの反力の呈示を行なう。
【００３５】
図６（ａ）は、本発明の実施の形態に係る遠隔入力装置１のブレーキ力調整のための係数ｋの時間に対する特性を示すグラフ図である。
【００３６】
図６（ａ）に示すように、係数ｋは、ポインタ３２０がアイコン３１４領域内に進入してから経過した時間ｔに比例して減少し、予め定めた時間ｔ＝ｔｒｅｆにおいてｋ＝０となるよう定義される。尚、ブレーキ有効係数ｋは、時間とともに減少するものであれば、非線型に振る舞うものでもよい。また、本発明の実施の形態では、反力エリアのうち、アイコン３１１〜３１６に限定して上記のブレーキ力の呈示及び調整制御を行なう。
【００３７】
ここで、図６（ｂ）は、ポインタ３２０がＸ方向に移動している場合であって、アイコン３１５の反力エリアに進入した時点（ｔ＝０）におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。図６（ａ）に示すように、ｔ＝０の時点においてブレーキ力有効割合ｋ＝１であるため、反力レベルＦｘは、図５（ｂ）に示す力覚パターンにブレーキ力ＦＢ１を加えたものとなる。すなわち、反力レベルＦｘ＝０となる位置（引込中心）が目標位置Ｘ２からＸ４に変化する。
【００３８】
次に、図６（ｃ）は、ポインタ３２０がＸ方向に移動している場合であって、アイコン３１５の反力エリアに進入してから時間ｔ＝ｔ１が経過した時点におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。図６（ａ）に示すように、ｔ＝ｔ１の時点においてブレーキ力有効割合ｋ＝ｋ１（０＜ｋ１＜１）であるため、反力レベルＦｘは、図５（ｂ）に示す力覚パターンにｋ１・Ｆｂ１を加えたものとなる。すなわち、反力レベルＦｘ＝０となる位置（引込位置）がＸ４からＸ５に変化する。
【００３９】
次に、図６（ｄ）は、アイコン３１５の反力エリアに進入してから時間ｔ＝ｔｒｅｆが経過した時点におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。図６（ａ）に示すように、ｔ＝ｔｒｅｆの時点においてブレーキ力有効割合ｋ＝０であるため、反力レベルＦｘは、図５（ｂ）に示す力覚パターンと一致し、反力レベルＦｘ＝０となる位置がＸ２に戻る。
【００４０】
尚、以上の説明において、ポインタがＹ方向に移動している状態では、Ｙ方向に同様にブレーキ力調整制御が行われる。
【００４１】
駆動部２０１は、上記演算による反力に対応する駆動電流を、Ｘ軸モータ１５０、Ｙ軸モータ１５５に供給し、操作ノブ１２０に反力呈示を行なう。これにより、以上の一連の動作において、ｔｒｅｆを、適切な値に設定することで、ポインタ３２０がアイコン３１５に差し掛かったときに、ポインタ３２０の移動方向と逆向きに適度にブレーキ力が作用し、目標位置と異なる引込中心Ｘ４にポインタ３２０を停止することなく又ポインタ３２０がＸ４からＸ２に操作者の操作によることなく移動するといった、操作ノブ１２０に対する不自然な反力呈示が生じにくくなる。
【００４２】
（本発明の第１の実施の形態の効果）
アイコンの中心に向かう反力とともに、ポインタ３２０の移動方向と逆向きにブレーキ力を作用させ、そのブレーキ力をポインタ３２０がアイコンに進入してからの時間とともに減少させる構成としたため、アイコンの引込中心が進入時は進入方向と逆向きに移動し、時間とともにアイコンの中心へ移動することとなり、ポインタ３２０がアイコンの中心を通り過ぎることなく、かつポインタ３２０がアイコンの中心より手前の位置に停止することなく、さらには操作者の操作に違和感を与えることなくポインタ３２０をアイコンの中心に案内することができる。
【００４３】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る遠隔入力装置１における表示部３００に表示された表示メニュー上での反力エリアと反力が働く方向を矢印で示した図であり、（ｂ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とＸ方向の反力レベルの関係を示す基本力覚パターン例であり、また、（ｃ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とポインタ３２０の移動方向と逆向きに働くブレーキ力の関係を示す基本力覚パターン例である。第２の実施の形態は、ブレーキ力の力覚パターンがアイコン内の位置によって変化する点で第１の実施の形態と異なる。
【００４４】
図７（ｃ）に示すように、ブレーキ力ＦＢは、アイコン３１５の左端Ｘ１から中心Ｘ２に近づくに従って増加する。尚、この力覚パターンは、ポインタ３２０がアイコン３１５の左端Ｘ１から進入する場合のものであり、アイコン３１５の右端Ｘ３から進入する場合は、右端Ｘ３から中心Ｘ２に近づくに従って増加するものとなる。また、ブレーキ力ＦＢは、ブレーキ有効割合ｋに応じて時間とともに減少する。
【００４５】
（第２の実施の形態に係る遠隔入力装置１の動作）
図８（ａ）は、ポインタ３２０がＸ方向に移動している場合であって、アイコン３１５の反力エリアに進入した時点（ｔ＝０）におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。図６（ａ）に示すように、ｔ＝０の時点においてブレーキ力有効割合ｋ＝１であるため、反力レベルＦｘは、図７（ｂ）に示す力覚パターンに図７（ｃ）ブレーキ力Ｆｂ２を加えたものとなる。すなわち、反力レベルＦｘ＝０となる位置（引込中心）が目標位置Ｘ２及びＸ６に現れる。
【００４６】
次に、図８（ｂ）は、ポインタ３２０がＸ方向に移動している場合であって、アイコン３１５の反力エリアに進入してから時間ｔ＝ｔ１が経過した時点におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。図６（ａ）に示すように、ｔ＝ｔ１の時点においてブレーキ力有効割合ｋ＝ｋ１（０＜ｋ１＜１）であるため、反力レベルＦｘは、図７（ｂ）に示す力覚パターンにｋ１・Ｆｂ２を加えたものとなる。すなわち、反力レベルＦｘ＝０となる位置（引込位置）がＸ６からＸ７に変化する。
【００４７】
次に、図８（ｃ）は、アイコン３１５の反力エリアに進入してから時間ｔ＝ｔｒｅｆが経過した時点におけるＸ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。図６（ａ）に示すように、ｔ＝ｔｒｅｆの時点においてブレーキ力有効割合ｋ＝０であるため、反力レベルＦｘは、図７（ｂ）に示す力覚パターンと一致し、反力レベルＦｘ＝０となる位置がＸ２のみとなる。
【００４８】
（本発明の第２の実施の形態の効果）
第１の実施の形態と異なる力覚パターンを有するブレーキ力を呈示する場合であっても、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。すなわち、アイコンの引込中心が最初は進入方向と逆向きに移動し、時間とともにアイコンの中心へ移動することとなり、ポインタ３２０がアイコンの中心を通り過ぎることなく、ポインタ３２０がアイコンの中心より手前の位置に停止することなく、さらには操作者の操作に違和感を与えることなくポインタ３２０をアイコンの中心に案内することができる。
【００４９】
（第３の実施の形態）
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る遠隔入力装置１における表示部３００に表示された表示メニュー上での反力エリアと反力が働く方向を矢印で示した図であり、（ｂ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とＸ方向の反力レベルの関係を示す基本力覚パターン例であり、また、（ｃ）は、表示メニュー画面に対応するＸ位置とポインタ３２０の移動方向と逆向きに働くブレーキ力の関係を示す基本力覚パターン例である。第３の実施の形態は、ブレーキ力に換えてアイコンの移動速度に応じて作用する粘性抵抗力を呈示する点で第１の実施の形態と異なる。
【００５０】
図９（ｃ）に示すように、粘性抵抗力を生じさせる粘性係数μは、アイコン３１５の左端Ｘ１から右端Ｘ３にかけて一定である。尚、粘性抵抗力は、ポインタ３２０の速度と粘性係数μとを乗じて求められ、ポインタ３２０の進行方向と逆向きに作用する。また、粘性抵抗力は、第１の実施の形態のブレーキ力有効割合ｋを粘性抵抗力有効割合として準用して時間とともに減少する。
【００５１】
（本発明の第３の実施の形態の効果）
ブレーキ力に換えてポインタ３２０の速度に比例する粘性抵抗力を呈示するため、粘性抵抗有効割合ｋの時間依存性に加えて、粘性抵抗力の速度依存性が引込中心の目標位置への移動に寄与し、ポインタ３２０がアイコンに進入して時間が経過するにつれて、ポインタ３２０の移動速度が低下するにつれて反力が減少する。すなわち、より操作者の操作に違和感を与えることなくポインタ３２０をアイコンの中心に案内することができる。
【００５２】
尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは調整しない範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１…遠隔入力装置、５…運転席、６…センターコンソール、７…ステアリング、８…インスツルメントパネル、１００…遠隔操作部、１１０…ベース、１１１…カバー、１２０…操作ノブ、１２４…球面軸受、１２５…ノブシャフト、１２５…球面軸受、１３０…Ｘ軸ラックギア、１３５…Ｙ軸ラックギア、１４０…Ｘキャリッジ、１４５…Ｙキャリッジ、１５０…Ｘ軸モータ、１５５…Ｙ軸モータ、１７０…Ｘ軸エンコーダ、１７５…Ｙ軸エンコーダ、１８０…Ｘ軸スライドガイド、１８５…Ｙ軸スライドガイド、１９０…入力スイッチ、２００…制御ＥＣＵ、２０１…駆動部、２０２…調整部、３００…表示部、３１０…表示メニュー、３１１〜３１６…アイコン、３１７…周辺領域、３２０…ポインタ、４００…車両通信バス、４０１…カーナビ装置、４０２…エアコン装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メニュー表示が表示される表示部と、
入力スイッチ、位置検出部、および、２次元駆動部を備え、前記表示部上へポインタを表示して遠隔入力操作する遠隔操作部と、
前記メニュー表示の座標に対応した力覚パターン及び前記ポインタの位置座標に基づく第１の反力並びに前記ポインタの移動に基づく第２の反力を前記遠隔操作部に力覚として付与する駆動部と、前記メニュー表示上の前記第１の反力が作用する位置に前記ポインタが滞在した時間に基づいて前記第２の反力を低減調整する調整部を備える操作制御部と、
を有することを特徴とする遠隔入力装置。
【請求項２】
前記調整部は、前記メニュー表示上の前記第１の反力が作用する位置に前記ポインタが滞在した時間に基づいて前記第２の反力を低減調整して、予め定めた時間経過後に前記第２の反力を力覚として付与しないようにすることを特徴とする請求項１に記載の遠隔入力装置。
【請求項３】
前記第２の反力は、前記ポインタの進入方向と逆向きに作用するもの又は前記ポインタの移動方向と逆向きに移動速度に比例して作用するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の遠隔入力装置。
【請求項１】
メニュー表示が表示される表示部と、
入力スイッチ、位置検出部、および、２次元駆動部を備え、前記表示部上へポインタを表示して遠隔入力操作する遠隔操作部と、
前記メニュー表示の座標に対応した力覚パターン及び前記ポインタの位置座標に基づく第１の反力並びに前記ポインタの移動に基づく第２の反力を前記遠隔操作部に力覚として付与する駆動部と、前記メニュー表示上の前記第１の反力が作用する位置に前記ポインタが滞在した時間に基づいて前記第２の反力を低減調整する調整部を備える操作制御部と、
を有することを特徴とする遠隔入力装置。
【請求項２】
前記調整部は、前記メニュー表示上の前記第１の反力が作用する位置に前記ポインタが滞在した時間に基づいて前記第２の反力を低減調整して、予め定めた時間経過後に前記第２の反力を力覚として付与しないようにすることを特徴とする請求項１に記載の遠隔入力装置。
【請求項３】
前記第２の反力は、前記ポインタの進入方向と逆向きに作用するもの又は前記ポインタの移動方向と逆向きに移動速度に比例して作用するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の遠隔入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２２７６３７（Ｐ２０１１−２２７６３７Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９５６６５（Ｐ２０１０−９５６６５）
【出願日】平成２２年４月１９日（２０１０．４．１９）
【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２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１９日（２０１０．４．１９）
【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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