JP2011227735A - 遠隔入力装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複雑な処理、制御を必要とせずに、適度な拘束感と良好な触感を有する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を遠隔操作部100に力覚として付与する駆動部201と、表示部300上のポインタの移動状態に基づいてメニュー表示上のポインタの位置に対応した反力を低減調整して遠隔操作部100に力覚として付与する調整部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。
【選択図】図3
【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を遠隔操作部100に力覚として付与する駆動部201と、表示部300上のポインタの移動状態に基づいてメニュー表示上のポインタの位置に対応した反力を低減調整して遠隔操作部100に力覚として付与する調整部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。
【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。
しかし、特許文献1に示す遠隔入力装置は、表示画面上に反力エリアが表示されている場合に、反力エリアにポインタが移動されると操作者の意図する以上にポインタを反力エリアの中心に引き込み、良好な操作フィールを妨げていた。また、この対応として反力を弱くした場合、引き込み中心での拘束感を弱めるため、良好な操作フィールと拘束感との両立が課題となっている。
従って、本発明の目的は、複雑な処理、制御を必要とせずに、適度な拘束感と良好な触感を有する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と、前記表示部上のポインタの移動状態に基づいて前記メニュー表示上の前記ポインタの前記位置に対応した前記反力を低減調整して前記遠隔操作部に力覚として付与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。
[2]前記調整部は、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内において、前記ポインタの移動方向と同一方向の前記反力の低減調整を行なってもよい。
[3]前記反力の低減調整は、前記力覚パターンの変更または前記力覚パターンに基づく演算値によるものであってもよい。
本発明によれば、複雑な処理、制御を必要とせずに、適度な拘束感と良好な触感を提供することができる。
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と、表示部300上のポインタの移動状態に基づいてメニュー表示上のポインタの位置に対応した反力を低減調整して遠隔操作部100に力覚として付与する調整部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。
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。
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。
各反力エリア(311〜316、317)には、図4(b)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。
図4(c)に示すように、X方向について、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。
Y方向についても同様である。図4(d)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。
(本発明の実施の形態に係る遠隔入力装置1の動作)
図7は、本発明の実施の形態に係る遠隔入力装置1の動作、すなわち、力覚制御時の反力調整制御のフローチャートを示す図である。以下に、遠隔入力装置1の力覚制御時の反力の低減調整制御の動作を説明する。
図7は、本発明の実施の形態に係る遠隔入力装置1の動作、すなわち、力覚制御時の反力調整制御のフローチャートを示す図である。以下に、遠隔入力装置1の力覚制御時の反力の低減調整制御の動作を説明する。
(Step1)
まず、制御ECU200は、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)内にあるかどうかを判断する。以降に説明する反力調整制御は、ポインタ320が一定の反力エリア(アイコン311〜317)内にある間は継続して行なわれる(Step1;Yes)。
まず、制御ECU200は、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)内にあるかどうかを判断する。以降に説明する反力調整制御は、ポインタ320が一定の反力エリア(アイコン311〜317)内にある間は継続して行なわれる(Step1;Yes)。
(Step2)
次に、制御ECU200は、ポインタ320が移動状態かどうかを判断する。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。この判断は、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で判断することができる。ポインタ320が移動状態であると判断された場合は、Step3へ進み、Noの場合はStep1の始めに戻って繰返して判断を行なう。
次に、制御ECU200は、ポインタ320が移動状態かどうかを判断する。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。この判断は、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で判断することができる。ポインタ320が移動状態であると判断された場合は、Step3へ進み、Noの場合はStep1の始めに戻って繰返して判断を行なう。
(Step3)
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、移動方向と同方向の反力Fxi、Fyiに引き込み有効割合を示す係数k(<1)を掛けてポインタ320への反力の呈示を行なう。ここで、係数kは、速度に比例するものである。尚、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に限定して上記の反力低減調整制御を行なう。
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、移動方向と同方向の反力Fxi、Fyiに引き込み有効割合を示す係数k(<1)を掛けてポインタ320への反力の呈示を行なう。ここで、係数kは、速度に比例するものである。尚、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に限定して上記の反力低減調整制御を行なう。
図5は、本発明の実施の形態に係る遠隔入力装置1の反力低減調整制御のための係数kの特性を示すグラフ図である。
引き込み有効割合を示す係数kは、図5に示すように、ポインタ320が予め定められた速度vrefより小さい速度で移動している状態では、所定の割合で反力レベルFxiを制御し、速度vref以上の速度で移動している状態では、反力レベルFxiを0とする。ここで、例えば、速度vrefは、反力によって生じるポインタ320の移動速度より大きい値に設定することが好ましいが、この限りではない。尚、係数kは、速度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。
ここで、図6は、ポインタ320がx正方向に移動している状態にあると判断された場合であって、ポインタ320がアイコン315上に位置している状態での表示メニュー画面に対応する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。ポインタ320の移動速度が速度vrefより小さい値の場合、反力レベルFxmは、係数kを乗じた値に調整制御される。また、左方向に働く反力は、ポインタ320の移動方向と異なるため、調整制御されない。なお、ポインタがY方向に移動している状態では、Y方向に同様に反力低減調整制御が行われる。
駆動部201は、上記演算による低減された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、ポインタ320がアイコン315に差し掛かったときに、過剰にアイコン315の中心に向かって付勢されるといった、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。
(Step4)
上記の反力調整制御は、ポインタ320が一定の反力エリア(アイコン311〜317)内にある間は継続して行なわれるが、反力エリア(アイコン311〜317)外となると(Step1;No)、Step4へ進んで反力調整制御を終了する。
上記の反力調整制御は、ポインタ320が一定の反力エリア(アイコン311〜317)内にある間は継続して行なわれるが、反力エリア(アイコン311〜317)外となると(Step1;No)、Step4へ進んで反力調整制御を終了する。
以上の一連のステップにより、本発明の実施の形態に係る遠隔入力装置1の反力調整制御が行なわれる。尚、本実施の形態では、周辺領域317において反力呈示が行なわれないので、アイコン311〜316に限定して上記の反力低減調整を行なうことができる。
(本発明の実施の形態の効果)
図4で示すような基本力覚パターンでは、ポインタ320をアイコンの中心へ向かって移動させる場合に、アイコンに差し掛かったときに、過剰にアイコンの中心に向かう反力が付勢されるため、アイコンの中心を通り過ぎることとなり、操作が不自然となる。例えば、図4(b)において、アイコン315の左側からアイコン315の中心へ移動させる場合に、アイコンの移動速度が大きいと、X1〜X2の反力が付勢されてアイコン315の中心へ移動した勢いで、アイコン315の中心を超えて右側へ移動してしまう場合があるが、本発明の実施の形態によれば、そのような遠隔操作を抑制することができる。
図4で示すような基本力覚パターンでは、ポインタ320をアイコンの中心へ向かって移動させる場合に、アイコンに差し掛かったときに、過剰にアイコンの中心に向かう反力が付勢されるため、アイコンの中心を通り過ぎることとなり、操作が不自然となる。例えば、図4(b)において、アイコン315の左側からアイコン315の中心へ移動させる場合に、アイコンの移動速度が大きいと、X1〜X2の反力が付勢されてアイコン315の中心へ移動した勢いで、アイコン315の中心を超えて右側へ移動してしまう場合があるが、本発明の実施の形態によれば、そのような遠隔操作を抑制することができる。
すなわち、上記の例では、ポインタ320の移動速度が予め定めた値より大きい場合に、アイコン315の中心に向かう反力が低減して呈示されるので、アイコン315の中心へ移動する際の付勢が通常より小さく、勢いによりアイコン315の右側までポインタが移動することがない。
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。
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、311〜316…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
Claims (3)
- 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と、前記表示部上のポインタの移動状態に基づいて前記メニュー表示上の前記ポインタの前記位置に対応した前記反力を低減調整して前記遠隔操作部に力覚として付与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。 - 前記調整部は、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内において、前記ポインタの移動方向と同一方向の前記反力の低減調整を行なうことを特徴とする請求項1に記載の遠隔入力装置。
- 前記反力の低減調整は、前記力覚パターンの変更または前記力覚パターンに基づく演算値によ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。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021220816A1 (ja) * | 2020-04-27 | 2021-11-04 | 株式会社Nttドコモ | 制御装置、操作装置、及び、操作システム |
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2010
- 2010-04-20 JP JP2010097327A patent/JP2011227735A/ja active Pending
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