JP2011164910A - 遠隔入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な処理、制御を必要とせずに、メニュー画面上の選択ボタンから他の選択ボタンにポインタを移動させやすく、機能が設定されていない領域へのポインタ移動が制限される、操作性に優れた遠隔入力装置を提供する。
【解決手段】メニューが表示される表示部と、入力スイッチ、位置検出部としてのＸ軸エンコーダとＹ軸エンコーダ、２次元駆動部としてのＸ軸モータとＹ軸モータを備え、ポインタを表示して遠隔入力操作する遠隔操作部と、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を遠隔操作部に力覚として付与する駆動部を有する制御ＥＣＵと、を有して構成し、力覚パターンは、メニュー表示上の特定範囲である反力エリアがメニュー表示に対応して形成されたものであって、特定の反力エリアの周囲の反力エリアの力覚パターンを特定の反力エリアの内部に設定される力覚パターンよりも大きく設定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、遠隔入力装置に関し、特に、表示画面と連携した操作感覚を有する遠隔操作スイッチによる遠隔入力装置に関する。

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ストローク検出部と、操作部に力覚を付与する力覚発生部と、外部装置と、ストローク検出部より出力されるストローク情報及び外部装置より送信される部品データに基づいて力覚発生部の駆動を制御し、操作部にその操作状態に応じた所定の力覚を付与する制御部とを有して構成されている。

この遠隔入力装置によれば、操作者が操作部を操作するときに力覚発生部から操作部に反力が作用するので、その操作状態に応じた操作感が得られる。そして、反力を操作部に付与するための力覚パターンを何段階にも切替えて調整することで操作性の向上を行なう構成とされている。

特開２００４−３１９１７３号公報

しかし、特許文献１に示す遠隔入力装置は、表示画面上に遠隔入力操作される機器の機能に対応した選択ボタンが配置されていても、その周囲にもポインタが移動可能であり無用なポインタ移動が行なわれ易く、また、目標とする選択ボタンへの移動時にオーバーシュートし易く、ユーザが注意深くポインタ操作して停止させる必要があり、操作性に改善すべきものがあった。

従って、本発明の目的は、複雑な処理、制御を必要とせずに、メニュー画面上の選択ボタンから他の選択ボタンにポインタを移動させやすく、機能が設定されていない領域へのポインタ移動が制限される、操作性に優れた遠隔入力装置を提供する。

［１］本発明は上記目的を達成するため、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反力を前記遠隔操作部に力覚として付与する駆動部を有する操作制御部と、を有し、前記力覚パターンは、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である反力エリアが前記メニュー表示に対応して形成されたものであって、特定の反力エリアの周囲の反力エリアの力覚パターンを前記特定の反力エリアの内部に設定される力覚パターンよりも大きく設定したものであることを特徴とする遠隔入力装置を提供する。

［２］前記大きく設定された前記力覚パターンは、前記表示部の縁部と等価な壁として機能することを特徴とする上記［１］に記載の遠隔入力装置であってもよい。

［３］また、前記特定の反力エリアは、遠隔入力操作される機器の機能に対応した選択ボタンであることを特徴とする上記［１］または［２］に記載の遠隔入力装置であってもよい。

本発明によれば、複雑な処理、制御を必要とせずに、メニュー画面上の選択ボタンから他の選択ボタンにポインタを移動させやすく、機能が設定されていない領域へのポインタ移動が制限される、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１は、本発明の実施の形態に係る遠隔入力装置１を構成する表示部３００、遠隔操作部１００が車両のセンターコンソール６に装着された斜視図である。 図２は、本発明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。 図３は、本発明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。 図４（ａ）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り、（ｂ）は、その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、（ｃ）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Ｙ位置とＹ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５（ａ）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例であり、（ｂ）は、その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、（ｃ）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Ｙ位置とＹ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。

（本発明の第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を遠隔操作部１００に力覚として付与する駆動部２０１を有す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。ここで、力覚パターンは、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である反力エリアがメニュー表示に対応して形成されたものであって、特定の反力エリアの周囲の反力エリアの力覚パターンを特定の反力エリアの内部に設定される力覚パターンよりも大きく設定したものである。

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。

図１は、本発明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。

図２は、本発明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１２４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。

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。

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。

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。

図３は、本発明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。

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。

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。

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。

図４（ａ）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り、（ｂ）は、その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、（ｃ）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Ｙ位置とＹ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４（ａ）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の中央部付近には、カーナビ装置４０１のアイコン３１１とエアコン装置４０２のアイコン３１２が表示されている。反力エリアは、アイコン３１１、アイコン３１２、アイコンを取り巻く周辺領域３１７、および、外周領域３１８に区画されたエリアである。尚、破線で示す境界３１９は、後述するように、ポインタ３２０の移動を規制する壁として機能する。

アイコン３１１は、ポインタによる選択、決定によってカーナビ装置４０１の詳細メニューに切替えられ、アイコン３１２は、同様にエアコン装置４０２の詳細メニューに切替えられる。周辺領域３１７、および、外周領域３１８は、ポインタ３２０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。この周辺領域３１７と外周領域３１８に挟まれた部分が前述の境界３１９である。

図４（ｂ）に示すように、各反力エリア（３１１、３１２、３１７、３１８）には、それぞれのパターンにより反力が作用する。アイコン３１１、アイコン３１２の反力エリアでは、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。また、外周領域３１８の反力エリアでは、ポインタを周辺領域３１７の方向に反力呈示して、表示部３００の縁部３２３にポインタが滞留しないように設定されている。この反力呈示は大きく設定され、前述の境界３１９が表示部３００の縁部３２３に相当する（等価な）壁として機能する。

図４（ｃ）に示すように、Ｘ方向について、各々のアイコン３１１、３１２の左側エッジ領域Ｘ２、Ｘ５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に力覚パターン設定されている。一方、各々のアイコン３１１、３１２の右側エッジ領域Ｘ４、Ｘ７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に力覚パターン設定されている。尚、急激な操作感の変化を緩和するために、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。

外周領域３１８のうち、Ｘ０〜Ｘ１の区間では、ポインタ３２０をアイコン側へ寄せるように右方向への大きな反力Ｆｘｖが作用し、Ｘ８〜Ｘ９の区間では、ポインタ３２０をアイコン側へ寄せるように左方向への大きな反力Ｆｘｗが作用する。上記の大きな反力Ｆｘｖ、Ｆｘｗは、境界３１９においてポインタ３２０が縁部３２３の方向へ移動するのが困難な程度に設定され、Ｘ方向への移動に際して壁と等価な効果を呈する。

Ｙ方向についても同様である。図４（ｄ）に示すように、各々のアイコン３１１、３１２の上側エッジ領域Ｙ２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に力覚パターン設定されている。一方、各々のアイコン３１１、３１２の下側エッジ領域Ｙ４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に力覚パターン設定されている。尚、急激な操作感の変化を緩和するために、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。

また、外周領域３１８のうち、Ｙ０〜Ｙ１の区間では、ポインタ３２０をアイコン側へ寄せるように下方向への大きな反力Ｆｙｖが作用し、Ｙ５〜Ｙ６の区間では、ポインタ３２０をアイコン側へ寄せるように上方向への大きな反力Ｆｙｗが作用する。上記の大きな反力Ｆｙｖ、Ｆｙｗは、境界３１９においてポインタ３２０が縁部３２３の方向へ移動するのが困難な程度に設定され、Ｙ方向への移動に際して壁と等価な効果を呈する。

従って、上記示した大きな反力Ｆｘｖ、Ｆｘｗ、Ｆｙｖ、Ｆｙｗは、ポインタ３２０がアイコン３１１、３１２の周囲へ大きく移動するのを制限するためのアイコン３１１、３１２を境界３１９で囲む壁として機能する。

（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）
図４（ａ）において、例えば、ポインタ３２０をアイコン３１１からアイコン３１２へ移動する場合を説明する。図４（ｂ）に示すように、アイコン３１１内にあるポインタ３２０には、アイコン中心に引き込もうとする反力が作用する。従って、ポインタ３２０をアイコン３１１の中心からアイコン３１２へ移動させる場合には、図４（ｃ）に示すように、Ｘ３〜Ｘ４の区間で同図左方向に反力が作用する。この反力に抗してポインタ３２０を右方向に移動させると、Ｘ４〜Ｘ５の区間では反力レベルが一旦ゼロとなり、さらにＸ５から右方向へ移動させるとポインタ３２０には右方向への反力が作用してアイコン３１２の中心へ引き込まれるような反力が作用する。従って、アイコン３１１からアイコン３１２へ移動する場合、最初にアイコン３１１の中心から右エッジであるＸ４まで反力に抗して移動させれば、容易に隣のアイコン３１２に移動させることができる。

一方、ポインタ３２０をアイコン３１１の中心から下方向（Ｙ方向）へ移動させる場合には、図４（ｄ）に示すように、Ｙ３〜Ｙ４の区間で同図上方向に反力が作用する。この反力に抗してポインタ３２０を下方向に移動させると、Ｙ４〜Ｙ５の区間では反力レベルが一旦ゼロとなる。しかし、さらにＹ５から下方向へ移動させようとすると、大きな上方向の反力Ｆｙｗが作用し、操作ノブ１２０の操作感が重くなって境界３１９において壁の存在を感じる。このような力覚付与により、境界３１９を越えた縁部３２３方向へのポインタ３２０の移動が制限される。

（本発明の第１の実施の形態の効果）
機能の設定されたアイコン（３１１、３１２）の周囲に、ポインタ３２０の移動を制限する境界３１９を設けたので、機能の設定されていない領域へのポインタ移動を制限することができる。すなわち、遠隔入力操作される機器の機能に対応した選択ボタンとして表示部３００にアイコンを表示して操作ノブ１２０により選択、決定を行なう操作において、機能の設定されていない領域のポインタ移動を抑制できる。これにより、目標とする選択ボタンへの移動時にオーバーシュートしにくく、ユーザが注意深くポインタ操作して停止させる必要のない操作性にすぐれた遠隔入力装置が実現できる。

（本発明の第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、アイコンの周囲に周辺領域３１７が設けられていたが、第２の実施の形態では、この周辺領域３１７を可能な限り小さくして、アイコン３１１，３１２の外枠に重ねて境界３１９を設ける構成にした。

図５（ａ）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例であり、（ｂ）は、その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、（ｃ）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Ｙ位置とＹ方向の反力レベルの関係を示す力覚パターン例である。

第１の実施の形態での動作説明と同様に、図５（ｃ）、（ｄ）に示した力覚パターンにより、ポインタ３２０をアイコン３１１からアイコン３１２へ移動する場合を説明する。図５（ｂ）に示すように、アイコン３１１内にあるポインタ３２０には、アイコン中心に引き込もうとする反力が作用する。従って、ポインタ３２０をアイコン３１１の中心からアイコン３１２へ移動させる場合には、図５（ｃ）に示すように、Ｘ２〜Ｘ３の区間で同図左方向に反力が作用する。この反力に抗してポインタ３２０を右方向に移動させると、Ｘ３〜Ｘ４の区間では反力レベルが一旦ゼロとなり、さらにＸ４から右方向へ移動させるとポインタ３２０には右方向への反力が作用してアイコン３１２の中心へ引き込まれるような反力が作用する。従って、アイコン３１１からアイコン３１２へ移動する場合、最初にアイコン３１１の中心から右エッジであるＸ３まで反力に抗して移動させれば、容易に隣のアイコン３１２に移動させることができる。

一方、ポインタ３２０をアイコン３１１の中心から下方向（Ｙ方向）へ移動させる場合には、図５（ｄ）に示すように、Ｙ２〜Ｙ３の区間で同図上方向に反力が作用する。この反力に抗してポインタ３２０を下方向に移動させると、Ｙ３のアイコン下端、すなわち、境界３１９まで移動する。しかし、さらにＹ３から下方向へ移動させようとすると、大きな上方向の反力Ｆｙｗが作用し、操作ノブ１２０の操作感が重くなって境界３１９において壁の存在を感じる。このような力覚付与により、境界３１９を越えた縁部３２３方向へのポインタ３２０の移動が制限される。

（本発明の第２の実施の形態の効果）
本発明の第２の実施の形態によれば、アイコンの周囲に周辺領域１１７を設けないので、第１の実施の形態の効果に加えて、ポインタ３２０がアイコン３１１、３１２の周囲へ移動せずアイコンの境界近傍以内に位置するので、機能が設定されていない範囲へのポインタ移動を限界まで制限することができる。

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。例えば、第２の実施の形態において、境界３１９をアイコン３１１、３１２の内部まで食い込ませて設定することも可能である。

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、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、３１３…アイコン、３１７…周辺領域、３１８…外周領域、３１９…境界、３２０…ポインタ、３２３…縁部、４００…車両通信バス、４０１…カーナビ装置、４０２…エアコン装置

Claims (3)

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反力を前記遠隔操作部に力覚として付与する駆動部を有する操作制御部と、を有し、
   前記力覚パターンは、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である反力エリアが前記メニュー表示に対応して形成されたものであって、特定の反力エリアの周囲の反力エリアの力覚パターンを前記特定の反力エリアの内部に設定される力覚パターンよりも大きく設定したものであることを特徴とする遠隔入力装置。
2. 前記大きく設定された前記力覚パターンは、前記表示部の縁部と等価な壁として機能することを特徴とする請求項１に記載の遠隔入力装置。
3. 前記特定の反力エリアは、遠隔入力操作される機器の機能に対応した選択ボタン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。
   
   
   
   

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