JP2014102654A - 操作支援システム、操作支援方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ユーザがタッチパッド7をタッチしたタッチ地点の位置を検出し、タッチ地点の移動に伴うタッチ地点に対応する振動基準値の変位態様を特定し、タッチ地点が振動境界を横切って移動することによって移動前後の振動基準値が変位する場合に、タッチパッド7の振動を行うように構成する。
【選択図】図11
Description
尚、「操作面に触れた」とは、実際にユーザが操作面に接触する場合に加えて、静電容量方式ではユーザが操作面に接触していなくても静電容量が変化した場合には触れたとみなす。
また、ディスプレイ6はヘッドアップディスプレイ(HUD)により構成しても良い。その場合には、映像の投射方向を運転席の前方のフロントガラスとなるように設定する。更に、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)等を用いても良い。
先ず、操作支援ECU(エレクトロニック・コントロール・ユニット)5は、操作入力装置2の全体の制御を行う電子制御ユニットであり、演算装置及び制御装置としてのCPU11、並びにCPU11が各種の演算処理を行うにあたってワーキングメモリとして使用されるRAM12、制御用のプログラムのほか、後述の操作支援処理プログラム(図5参照)等が記録されたROM13、ROM13から読み出したプログラムやタッチ座標の履歴や後述の振動基準情報15を記憶するフラッシュメモリ14等の内部記憶装置を備えている。尚、操作支援ECU5は、処理アルゴリズムとしての各種手段を構成する。例えば、タッチ地点検出手段は、ユーザが操作面に触れたタッチ地点の位置を検出する。振動境界設定手段は、タッチパッド7の操作面に設定された操作領域の境界に振動境界を設定する。操作面振動手段は、タッチ地点検出手段によって検出されたタッチ地点の位置が操作領域外から振動境界を横切って操作領域内に移動したとき及び操作領域内から振動境界を横切って操作領域外に移動したときに振動機構によってタッチパッド7を振動させる。
ここで、振動基準情報15は、タッチパッド7に仮想的に配置される操作対象物(即ち操作領域)の配置態様及び形状に応じて設定され、タッチパッド7の座標系と振動基準値とを対応付けた情報である。また、振動基準値は、タッチパッド7にユーザがタッチ操作を行っている状態で、タッチパッド7の振動を行うか否か及び振動を行う場合にはどのような態様で振動を行うのかを決定する為の基準となる値であり、タッチパッド7に仮想的に配置される操作対象物の高さ情報に基づいて設定される。従って、振動基準情報は、タッチパッド7に対して仮想的に配置される操作対象物の種類や位置等の配置態様に基づいて決定されることとなり、予め設定可能な操作対象物の配置態様毎に異なる振動基準情報(例えば、エアコンの操作を行う場合の操作対象物の配置パターンに対応する振動基準情報、ナビゲーション装置の操作を行う場合の操作対象物の配置態様に対応する振動基準情報)が記憶される。
V=L/T・・・・(1)
図6はエアコン操作画面20がディスプレイ6に表示された状態で、ユーザが地点Sから右方向にドラッグ操作を行った場合において、時間経過に対するタッチ座標の振動基準値の変位態様を示した図である。図6のグラフが示すように、タッチ座標の移動速度が遅い場合には、タッチ座標の移動速度が速い場合よりも、同じ距離を移動する場合であっても、振動基準値の変位を特定する為のサンプル数が多くなる。従って、タッチ座標の移動速度が遅い場合には、検出周期毎に検出されたタッチ座標(より具体的にはタッチ座標に基づいて特定された振動基準値)に基づいて、振動基準値の変位態様を特定することが可能となる。
尚、特定する対象となる振動基準値の変位態様としては、振動基準値の単位時間当たりの変位量(例えば、ボタンの斜面角度)θ、単位時間当たりの振動基準値の変位量θが増加するタイミング(例えば、ボタンの上り斜面に到達したタイミングや下り斜面が終了したタイミング)t1、単位時間当たりの振動基準値の変位量θが減少するタイミング(例えば、ボタンの上り斜面が終了したタイミングや下り斜面に到達したタイミング)t2がある。
一方、タッチ座標の移動速度が速い場合には、振動基準値の変位を特定する為のサンプル数が少ないので、検出周期毎に検出されたタッチ座標(より具体的にはタッチ座標に基づいて特定された振動基準値)に基づいて、上記振動基準値の変位態様(t1、t2、θ)を特定することが困難となる。
Uh=D×V×A・・・・(2)
尚、『A』は装置毎の固有の係数である。
Δθ=θ2−θ1・・・・(3)
Uθ=sinΔθ×B・・・・(4)
尚、『B』は装置毎の固有の係数である。
U=Uh+Uθ・・・・(5)
先ず、図11を用いて時間経過に対して振動基準値が上昇する場合、即ち操作対象物の傾斜を上る方向へとタッチ座標が移動する場合の振動態様について説明する。図11に示す例では、単位時間当たりの振動基準値の変位量が増加するタイミング(操作対象物の縁部(振動境界)を横切って操作対象物の上り斜面に到達したタイミング)t1で、先ず振動を生じさせる。その際の振動波形は、振動成分Uh、Uθ>0となるので、正方向により大きな振幅を有する振動波形となる。それによって、ボタンの角に指が掛かった触感を付与することが可能となる。
その後、振動基準値が変位する間において、上昇角度に応じた同一形状の振動波形により繰り返し振動を生じさせる。その間の振動成分Uθは0である。それによって一定角度のボタンの斜面を上る触覚を付与することが可能となる。
次に、単位時間当たりの振動基準値の変位量が減少して「0」となるタイミング(操作対象物の上り斜面が終了したタイミング)t2で、最後の振動を生じさせた後に振動を終了する。その際の振動波形は、振動成分Uh=0、Uθ<0となるので、それまでと反対方向である負方向に振幅を有する振動波形となる。それによって、上り傾斜が終了して平面に指が移動した触感を付与することが可能となる。
その後、振動基準値が変位する間において、下降角度に応じた同一形状の振動波形により繰り返し振動を生じさせる。その間の振動成分Uθは0である。それによって一定角度のボタンの斜面を下る触覚を付与することが可能となる。
次に、単位時間当たりの振動基準値の変位量が増加して「0」となるタイミング(操作対象物の縁部(振動境界)を横切って操作対象物の下り斜面が終了したタイミング)t2で、最後の振動を生じさせた後に振動を終了する。その際の振動波形は、振動成分Uh=0、Uθ>0となるので、それまでと反対方向である正方向に振幅を有する振動波形となる。それによって、下り傾斜が終了して平面に指が移動した触感を付与することが可能となる。
更に、図11及び図12に示す振動態様では、振動基準値の単位時間当たりの変位量が増加するタイミングでタッチパッド7を振動させる振幅の大きさは、振動基準値の単位時間当たりの変位量が減少するタイミングで操作面を振動させる振幅の大きさに比べて大きくなる。
《第1の方法》
例えば、図16に示す第1の方法では、前回のタッチ座標に対する今回のタッチ座標の離間距離Pと方位γをそれぞれ特定し、以降も同方向に同距離移動すると予測して次回のタッチ座標を予測する。
《第2の方法》
また、図17に示す第2の方法では、前々回のタッチ座標に対する前回のタッチ座標の離間距離P1と方位γ1をそれぞれ特定し、前回のタッチ座標に対する今回のタッチ座標の離間距離P2と方位γ2をそれぞれ特定する。そして、同じ方位変化量及び距離変化量で以降も移動すると予測して次回のタッチ座標を予測する。例えば、前々回のタッチ座標に対する前回のタッチ座標の離間距離が「2」及び方位が「10°」であって、前回のタッチ座標に対する今回のタッチ座標の離間距離が「4」及び方位が「20°」である場合には、今回のタッチ座標から方位「30°」方向に「6」離れた地点を次回のタッチ座標として予測する。
《第3の方法》
また、図18に示す第3の方法では、図16に示す第1の方法で予測されたタッチ座標と、図16に示す第1の方法で予測されたタッチ座標と、図17に示す第2の方法で予測されたタッチ座標との中間点を次回のタッチ座標として予測する。
V=L´/(T´/N)・・・・(6)
Uh=D×V×A・・・・(7)
尚、『A』は装置毎の固有の係数である。
先ず、図25を用いてタッチ座標が今後、操作対象物の無い面から操作対象物上に移動すると予測された場合の振動態様について説明する。図25に示す例では、振動基準値が変位を開始すると予測されたタイミング(操作対象物の縁部(即ち操作領域の境界である振動境界)を横切って操作対象物の上り斜面に到達したタイミング)s1で、振動を生じさせる。その際の振動波形は、タッチパッド7の正面方向(即ちタッチパッド7を凸状)に1回振動させる振動波形となる。それによって、ボタンの角に指が掛かり、その後にボタンの斜面を上り、最終的に上り傾斜が終了して平面に指が移動した触感を付与することが可能となる。
また、振動基準値が変位している間において継続してタッチパッド7を振動させるので、タッチパッド7に仮想的に配置される操作対象物の周辺をタッチ座標が移動する場合において、実在する操作対象物の斜面や段差を移動するのと同等の触感をユーザに付与することが可能となる。また、タッチ座標が操作対象物上へ移動したことや、操作対象物上から外れたことをユーザに把握させることが可能となる。
また、振動基準値の単位時間当たりの変位量が大きい程、タッチパッド7を振動させる振動の振幅を大きくするので、タッチ座標の移動速度や操作対象物の形状を考慮して、実在する操作対象物の斜面や段差を移動するのと同等の触感をより正確にユーザに付与することが可能となる。
また、タッチ座標の移動速度が速い程、タッチパッド7を振動させる振動の振幅を大きくするので、タッチ座標の移動速度を考慮して、実在する操作対象物の斜面や段差を移動するのと同等の触感をより正確にユーザに付与することが可能となる。
また、振動基準値の単位時間当たりの変位量が増加又は減少するタイミングにおいて、該増加量又は減少量に基づいてタッチパッド7を振動させるので、操作対象物の縁部や角部上をタッチ座標が移動する場合において、実在する操作対象物の縁部や角部を横切るのと同等の触感をユーザに付与することが可能となる。
また、タッチ座標の検出周期毎に特定された振動基準値の変位態様に基づいて、タッチパッド7を振動させるので、現在のタッチ座標に応じた適切な振動を検出周期毎に付与することが可能となる。
例えば、本実施形態ではタッチパッドによるタッチ操作を行う場合について説明しているが、タッチ操作を受け付ける手段としてはタッチパッド以外のタッチパネル、タブレット等を用いても良い。その場合には、タッチパネル、タブレットを振動させるように構成する。また、タッチパネルを用いる場合には、タッチパネル上に仮想配置された操作対象物を表示するディスプレイ6は、タッチパネルに重畳して配置する。
5 操作支援ECU
6 ディスプレイ
7 タッチパッド
8 圧電素子
11 CPU
12 RAM
13 ROM
14 フラッシュメモリ
15 振動基準情報
21 電源ボタン
22 温度上昇ボタン
23 温度下降ボタン
Claims (9)
- ユーザの操作を受け付ける操作領域が設定された操作面と、前記操作面を振動させる振動機構とを備えた操作支援システムにおいて、
前記ユーザが前記操作面に触れたタッチ地点の位置を検出するタッチ地点検出手段と、
前記操作面の前記操作領域の境界に振動境界を設定する振動境界設定手段と、
前記タッチ地点検出手段によって検出された前記タッチ地点の位置が前記操作領域外から前記振動境界を横切って前記操作領域内に移動したとき及び前記操作領域内から前記振動境界を横切って前記操作領域外に移動したときに前記振動機構によって前記操作面を振動させる操作面振動手段と、を有することを特徴とする操作支援システム。 - 前記操作領域は、前記操作面に仮想的に配置される操作対象物の配置態様及び形状に応じて設定されることを特徴とする請求項1に記載の操作支援システム。
- 前記操作領域の境界は、前記振動境界を前記操作面に仮想的に配置される前記操作対象物の縁部であることを特徴とする請求項2に記載の操作支援システム。
- 前記操作面振動手段は、前記振動境界に対する前記タッチ地点の位置の移動方向に基づく振動態様で、前記振動機構によって前記操作面を振動させることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の操作支援システム。
- 前記操作面振動手段は、前記タッチ地点の位置が前記操作領域内から前記振動境界を横切って前記操作領域外に移動したとき及び前記タッチ地点の位置が前記操作領域外から前記振動境界を横切って前記操作領域内に移動したときに前記振動機構によって前記操作面を夫々異なる振動態様で振動させることを特徴とする請求項1乃至請求項4に記載の操作支援システム。
- 前記操作面振動手段は、前記タッチ地点の位置が前記操作領域内から前記振動境界を横切って前記操作領域外に移動したときに比べて前記タッチ地点の位置が前記操作領域外から前記振動境界を横切って前記操作領域内に移動するときに、前記振動機構により前記操作面を振動させる振動の振幅を大きくすることを特徴とする請求項1乃至請求項5に記載の操作支援システム。
- 前記操作面振動手段は、前記タッチ地点の移動速度が速い程、前記操作面を振動させる振動の振幅を大きくすることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の操作支援システム。
- ユーザの操作を受け付ける操作領域が設定された操作面と、前記操作面を振動させる振動機構とを備えた操作機器の操作支援方法において、
前記ユーザが前記操作面に触れたタッチ地点の位置を検出するタッチ地点検出ステップと、
前記操作面の前記操作領域の境界に振動境界を設定する振動境界設定ステップと、
前記タッチ地点検出ステップによって検出された前記タッチ地点の位置が前記操作領域外から前記振動境界を横切って前記操作領域内に移動したとき及び前記操作領域内から前記振動境界を横切って前記操作領域外に移動したときに前記振動機構によって前記操作面を振動させる操作面振動ステップと、を有することを特徴とする操作支援方法。 - ユーザの操作を受け付ける操作領域が設定された操作面と、前記操作面を振動させる振動機構とを備えた操作機器を操作するコンピュータプログラムにおいて、
前記ユーザが前記操作面に触れたタッチ地点の位置を検出するタッチ地点検出機能と、
前記操作面の前記操作領域の境界に振動境界を設定する振動境界設定機能と、
前記タッチ地点検出機能によって検出された前記タッチ地点の位置が前記操作領域外から前記振動境界を横切って前記操作領域内に移動したとき及び前記操作領域内から前記振動境界を横切って前記操作領域外に移動したときに前記振動機構によって前記操作面を振動させる操作面振動機能と、
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
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