JP2022159790A - ユーザインターフェース装置 - Google Patents

Abstract

【課題】***作面に対する接触操作を受け付けるユーザインターフェース装置の利便性を高める。【解決手段】操作受付部１１は、***作面１１１を有している。操作検出部１２は、***作面１１１に対して接触操作を行なうユーザの手指３１を検出する。操作補助部１４は、接触操作を行なうユーザの手３２が接触する位置に配置されている。処理部１３は、操作検出部１２により接触操作が検出されると、振動源１５に操作補助部１４を振動させる。【選択図】図２

Description

本発明は、***作面に対する接触操作を受け付けるユーザインターフェース装置に関連する。

特許文献１は、ユーザインターフェース装置の一例としてのタッチパネル装置を開示している。当該タッチパネル装置は、ユーザによる接触操作を受け付ける***作面を有している。当該タッチパネル装置は、***作面がユーザの接触操作を受け付けると、当該ユーザに振動を伝達させるように構成されている。これにより、当該ユーザは、操作感を得ることができる。

特開２０２０－１８９６１３号公報

本発明の目的は、***作面に対する接触操作を受け付けるユーザインターフェース装置の利便性を高めることである。

上記の目的を達成するための一態様は、ユーザインターフェース装置であって、
***作面を有する操作受付部と、
前記***作面に対して接触操作を行なう被検出物を検出する操作検出部と、
前記接触操作を行なうユーザの身体の一部が接触する位置に配置された操作補助部と、
振動を発生可能な振動源と、
前記接触操作が前記操作検出部により検出されると、前記振動源に前記操作補助部を振動させる処理部と、
を備えている。

上記のような構成によれば、ユーザにより***作面に対して接触操作が行なわれる際に操作補助部により身体の一部が支持されるので、***作面に対する被検出物の位置決めが容易になる。これにより、***作面に対する操作性が向上する。

接触操作を通じて行なわれる制御の多様化に伴い、ユーザインターフェース装置の***作面は大きく重くなる傾向にある。ユーザに操作感を提供するためにそのような***作面を通じて振動を伝達させようとすると、より強い振動を発生可能な振動源が求められる。他方、上記のような構成によれば、接触操作時に身体の一部が触れる操作補助部を振動させているので、***作面の大型化・重量化に依らず、操作補助部の仕様に基づいて乗員に操作感を与えうる振動源の仕様を定めることができる。換言すると、***作面の大型化・重量化に伴う振動源の高出力化を不要にできる。

したがって、***作面に対する接触操作を受け付けるユーザインターフェース装置の利便性を高めることができる。

一実施形態に係るユーザインターフェース装置が搭載される車両を例示している。 図１のユーザインターフェース装置の機能構成を例示している。 図１の処理部により実行される処理の流れの一例を示している。

添付の図面を参照しつつ、実施形態の例について以下詳細に説明する。以降の説明に用いられる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

図１に例示されるように、一実施形態に係るユーザインターフェース装置１０は、車両２０に搭載される。ユーザインターフェース装置１０は、車両２０の乗員により行なわれる操作に応じて、車両２０に搭載された被制御装置の動作制御に必要な信号を出力する装置である。被制御装置の例としては、ナビゲーション装置、音響映像機器、空調機器、照明装置、操舵装置や座席の位置調節機構などが挙げられる。車両２０は、移動体の一例である。乗員は、ユーザの一例である。

図２に例示されるように、ユーザインターフェース装置１０は、乗員による接触操作を受け付ける操作受付部１１を備えている。操作受付部１１は、***作面１１１を備えている。本例においては、***作面１１１は、図１に例示される表示装置２１の画像表示面の少なくとも一部を形成している。画像表示面は、上記の被制御装置の動作に係る画像を表示しうる。例えば、空調機器における温度、風量、風向などを制御するためのアイコン画像が表示されうる。

***作面１１１は、車両２０の上下方向に沿う方向に延びている。本明細書で用いられる「車両２０の上下方向に沿う方向」という表現は、車両２０の左右方向または前後方向よりも車両の上下方向に近い方向を意味している。

図２に例示されるように、ユーザインターフェース装置１０は、操作検出部１２を備えている。操作検出部１２は、***作面１１１に対する乗員の接触操作を検出するように構成されている。

例えば、操作検出部１２は、乗員の手指３１が***作面１１１に接触したことを静電的に検出する装置として構成されうる。この場合、操作検出部１２は、複数の電極と充放電回路を備える。複数の電極は、***作面１１１と対向するように配置される。複数の電極の各々は、***作面１１１における特定の位置に対応付けられる。充放電回路は、充電動作と放電動作を行ないうる。充電動作時の充放電回路は、不図示の電源から供給される電流を各電極へ供給する。放電動作時の充放電回路は、各電極から電流を放出させる。

各電極に供給された電流により、***作面１１１の周囲に電界が発生する。手指３１がこの電界に近づくと、特定の電極との間に疑似的なコンデンサが形成される。これにより、当該特定の電極と***作面１１１の間の静電容量が増加する。静電容量が増加すると、放電動作時に当該特定の電極から放出される電流が増加する。手指３１が***作面１１１に接触したときに生じる静電容量の変化量を閾値に設定することにより、***作面１１１に手指３１が接触したことを検出できる。

すなわち、操作検出部１２は、規定された静電容量の変化が生じた電極を特定することにより、***作面１１１におけるいずれの箇所に手指３１が接触したのかを検出できる。操作検出部１２は、***作面１１１におけるいずれの箇所に手指３１が接触したのかを示す操作検出信号ＯＤを出力する。乗員の手指３１は、被検出物の一例である。

上記の静電方式に加えてあるいは代えて、感圧方式により***作面１１１におけるいずれの箇所に手指３１が接触したのかが検出されてもよい。

ユーザインターフェース装置１０は、処理部１３を備えている。処理部１３は、操作検出部１２から出力された操作検出信号ＯＤに基づいて、***作面１１１に対してどのような接触操作がなされたのかを判断するように構成される。***作面１１１に対する特定の操作は、予め特定の被制御装置４０の動作に関連付けられている。当該関連付けに係る情報は、不図示の記憶部に予め記憶されている。処理部１３は、当該情報を参照することにより、***作面１１１に対してなされた接触操作に対応する被制御動作を被制御装置４０に行なわせる制御信号ＣＳを出力する。

被制御装置４０は、制御信号ＣＳに基づいて、***作面１１１に対してなされた接触操作に対応する動作を実行する。

ユーザインターフェース装置１０は、操作補助部１４を備えている。操作補助部１４は、車両２０の乗員から見て***作面１１１の手前に配置されている。操作補助部１４は、***作面１１１に対して接触操作を行なう乗員の手３２が接触する位置に配置されている。手３２は、ユーザの身体の一部の一例である。

ユーザインターフェース装置１０は、振動源１５を備えている。振動源１５は、処理部１３から入力される振動制御信号ＶＣに応じて振動を発生可能に構成される。振動源１５は、圧電素子、ボイスコイル、ソレノイド、偏心モータなどにより実現されうる。

処理部１３は、操作検出部１２により***作面１１１に対する乗員の接触操作が検出されると、振動源１５に操作補助部１４を振動させるように構成されている。すなわち、乗員は、***作面１１１に対して手指３１で接触操作を行なうと、操作補助部１４に触れた手３２に振動源１５から発生された振動を感じる。

本実施形態に係る構成によれば、乗員により***作面１１１に対して接触操作が行なわれる際に操作補助部１４により手３２が支持されるので、***作面１１１に対する手指３１の位置決めが容易になる。これにより、***作面１１１に対する操作性が向上する。

接触操作を通じて行なわれる制御の多様化に伴い、ユーザインターフェース装置の***作面は大きく重くなる傾向にある。ユーザに操作感を提供するためにそのような***作面を通じて振動を伝達させようとすると、より強い振動を発生可能な振動源が求められる。他方、本実施形態に係る構成によれば、接触操作時に乗員の手３２が触れる操作補助部１４を振動させているので、***作面１１１の大型化・重量化に依らず、操作補助部１４の仕様に基づいて乗員に操作感を与えうる振動源１５の仕様を定めることができる。換言すると、***作面１１１の大型化・重量化に伴う振動源１５の高出力化を不要にできる。

したがって、***作面１１１に対する接触操作を受け付けるユーザインターフェース装置１０の利便性を高めることができる。

図２に例示されるように、操作受付部１１と操作補助部１４は、分離されている。この場合、振動源１５により発生された振動が、***作面１１１の大型化に伴い重量化する傾向にある操作受付部１１の側へ伝達されにくくなり、より効率的に操作補助部１４を振動させることができる。

なお、操作受付部１１と操作補助部１４は、完全に分離されていることを要しない。図２に例示されるように、ユーザインターフェース装置１０は、操作受付部１１と操作補助部１４を連結する連結部１６を備えうる。操作受付部１１と操作補助部１４は、連結部１６によって部分的に分離されている。

このような構成によれば、操作受付部１１と操作補助部１４の一体性を確保することにより取扱作業性を高めつつも、振動源１５による操作補助部１４の振動が操作受付部１１の側へ伝達されにくくできる。

図２に例示されるように、ユーザインターフェース装置１０は、可動ユニット１７と弾性部材１８を備えうる。可動ユニット１７は、操作補助部１４と振動源１５を含むように構成されている。弾性部材１８は、車両２０の一部である支持部２２に可動ユニット１７を連結している。弾性部材１８の例としては、各種のばねやラバーパッドなどが挙げられる。支持部２２は、車両２０に対して不動に固定されている。したがって、弾性部材１８は、可動ユニット１７を車両２０に対して変位可能に連結している。

このような構成によれば、振動源１５により生成された振動をより直接的に操作補助部１４へ伝達しやすくしつつ、当該振動が車両２０の側に伝達されにくくできる。他方、車両２０の側で生じた振動が操作補助部１４の側に伝達されにくくできる。これにより、ユーザインターフェース装置１０の使用時における振動に起因する快適性の低下を抑制できる。

処理部１３は、操作検出部１２により検出される***作入力の態様に応じて、振動源１５による操作補助部１４の振動態様を変更するように構成されうる。一例として、接触操作により動作を制御される被制御装置４０の種別に応じて、振動の態様が変更されうる。別例として、入力される操作の選択時と決定時とで、振動の態様が変更されうる。具体的には、処理部１３は、操作検出部１２より受け付けた操作検出信号ＯＤが示す***作入力の態様に応じて、振動源１５へ入力される振動制御信号ＶＣの態様を変更する。

このような構成によれば、乗員は、操作補助部１４を通じて提供される触感フィードバックの種別に応じて、自身が行なっている操作の種別や内容を把握できる。これにより、接触操作に際して乗員が***作面１１１を注視する必要性を低減できる。

図２に例示されるように、ユーザインターフェース装置１０は、支持検出部１９を備えうる。支持検出部１９は、操作補助部１４により乗員の手３２が支持されている状態を検出するように構成される。例えば、支持検出部１９は、操作補助部１４に設けられた荷重センサや接触センサにより実現されうる。この場合、乗員の手３２が操作補助部１４に載置されることによって操作補助部１４に加わる荷重や操作補助部１４の表面状態（形状、静電容量、抵抗値など）が変化すると、支持検出部１９は、支持検出信号ＳＤを出力するように構成される。

処理部１３は、支持検出部１９から支持検出信号ＳＤを受け付けていない状態では、操作検出部１２による接触操作の検出結果に依らず、振動源１５に操作補助部１４を振動させないように構成されうる。図３は、このように構成された処理部１３による処理の流れを例示している。

処理部１３は、操作検出部１２から操作検出信号ＯＤを受信したかを判断する（ＳＴＥＰ１１）。操作検出信号ＯＤが受信されたと判断されるまで、当該処理が繰り返される（ＳＴＥＰ１１においてＮＯ）。

操作検出信号ＯＤが受信されたと判断されると（ＳＴＥＰ１１においてＹＥＳ）、処理部１３は、支持検出部１９から支持検出信号ＳＤを受信したかを判断する（ＳＴＥＰ１２）。支持検出信号ＳＤが受信されたと判断されると（ＳＴＥＰ１２においてＹＥＳ）、処理部１３は、検出された接触操作に応じた振動を振動源１５に行なわせるための振動制御信号ＶＣを出力する（ＳＴＥＰ１３）。すなわち、乗員の手３２が操作補助部１４に支持されている状態で手指３１による接触操作が検出された場合、操作補助部１４が振動する。

支持検出部１９から支持検出信号ＳＤが受信されていないと判断されると（ＳＴＥＰ１２においてＮＯ）、処理部１３は、処理をＳＴＥＰ１１に戻す。すなわち、乗員の手３２が操作補助部１４に支持されていない状態では、手指３１による接触操作が検出されても、操作補助部１４は振動しない。

このような構成によれば、乗員の手３２に触感フィードバックを提供する必要性の低い状況下での操作補助部１４の振動を回避できる。これにより、振動発生に伴う電力消費や、無用な振動音が乗員に与えうる煩わしさを抑制できる。

これまで説明した各機能を有する処理部１３は、汎用メモリと協働して動作する汎用マイクロプロセッサにより実現されうる。汎用マイクロプロセッサとしては、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵが例示されうる。汎用メモリとしては、ＲＯＭやＲＡＭが例示されうる。この場合、ＲＯＭには、上述した処理を実行するコンピュータプログラムが記憶されうる。汎用マイクロプロセッサは、ＲＯＭ上に記憶されたコンピュータプログラムの少なくとも一部を指定してＲＡＭ上に展開し、ＲＡＭと協働して上述した処理を実行する。上記のコンピュータプログラムは、汎用メモリにプリインストールされてもよいし、無線通信ネットワークを介して外部サーバ装置からダウンロードされた後、汎用メモリにインストールされてもよい。

処理部１３は、上記のコンピュータプログラムを実行可能な専用集積回路によって実現されてもよい。専用集積回路としては、マイクロコントローラ、ＡＣＩＣ、ＦＰＧＡなどが例示されうる。この場合、当該専用集積回路に含まれる記憶素子に上記のコンピュータプログラムがプリインストールされる。処理部１３は、汎用マイクロプロセッサと専用集積回路の組合せによっても実現されうる。

上記の各実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の各実施形態に係る構成は、本発明の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。

上記の実施形態においては、操作補助部１４は、***作面１１１に対して接触操作を行なう乗員の手３２を支持するように配置されている。しかしながら、操作検出部１２により検出される手指３１の***作面１１１に対する位置決めを容易にできるのであれば、操作補助部１４の位置は適宜に定められうる。例えば、***作面１１１に対して接触操作を行なう乗員の手首、前腕、肘などのいずれかを支持可能な位置に操作補助部１４が配置されうる。手首、前腕、肘などは、ユーザの身体の一部の一例である。

上記の実施形態においては、表示装置２１の画像表示面の少なくとも一部が、ユーザインターフェース装置１０の***作面１１１を兼ねている。この場合、操作の入力対象をアイコンなどの画像として表示し、想定される入力操作に応じて表示画像を変更することができる。したがって、多様な操作入力を許容しうるインターフェースを限られた領域内に提供できる。

支持検出部１９は、荷重センサや接触センサによる検出手法に代えて、撮像技術や上記の測距技術を用いて乗員の手３２が操作補助部１４に触れている状態を検出するように構成されてもよい。

ユーザインターフェース装置１０は、車両２０以外の移動体にも搭載されうる。他の移動体の例としては、鉄道、航空機、船舶などが挙げられる。移動体の変位や振動は、接触操作時において***作面１１１に対する乗員の手指３１の位置決めを阻害する傾向にある。上記の実施形態に係る構成は、接触操作を行なう手指３１の位置を正確に操作検出部１２に検出させることが容易になるので、移動体に搭載される場合において特に有用である。また、***作面１１１が移動体の運転者によって操作される場合、接触操作時に運転者の注意が運転から散逸することを抑制できる。

ユーザインターフェース装置１０は、移動体に搭載されることを要しない。***作面１１１に対する接触操作が求められる適宜の装置や設備に搭載されうる。搭載される装置や設備に応じて、適宜の道具が接触操作の入力に用いられてもよい。当該道具は、被検出物の一例である。

１０：ユーザインターフェース装置、１１：操作受付部、１１１：***作面、１２：操作検出部、１３：処理部、１４：操作補助部、１５：振動源、１７：可動ユニット、１８：弾性部材、１９：支持検出部、２０：車両、２１：表示装置、２２：支持部、３１：手指、３２：手、４０：被制御装置

Claims (8)

1. ***作面を有する操作受付部と、
   前記***作面に対して接触操作を行なう被検出物を検出する操作検出部と、
   前記接触操作を行なうユーザの身体の一部が接触する位置に配置された操作補助部と、
   振動を発生可能な振動源と、
   前記接触操作が前記操作検出部により検出されると、前記振動源に前記操作補助部を振動させる処理部と、
   を備えている、
   ユーザインターフェース装置。
2. 前記操作受付部と前記操作補助部とは、少なくとも部分的に分離されている、
   請求項１に記載のユーザインターフェース装置。
3. 前記処理部は、前記接触操作の態様に応じて、前記振動源による前記操作補助部の振動態様を変更する、
   請求項１または２に記載のユーザインターフェース装置。
4. 前記操作補助部により前記身体の一部が支持されている支持状態を検出する支持検出部を備えており、
   前記処理部は、前記支持状態が検出されていない状態では前記振動源に前記操作補助部を振動させない、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のユーザインターフェース装置。
5. 前記***作面は、画像を表示する画像表示面の少なくとも一部である、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のユーザインターフェース装置。
6. 前記被検出物は、前記ユーザの手指であり、
   前記操作補助部は、前記ユーザの少なくとも手を支持するように配置されている、
   請求項１から５のいずれか一項に記載のユーザインターフェース装置。
7. 移動体に搭載されるように構成されている、
   請求項１から６のいずれか一項に記載のユーザインターフェース装置。
8. 前記操作補助部と前記振動源を含むように構成されたユニットを前記移動体の一部に連結する弾性部材を備えている、
   請求項７に記載のユーザインターフェース装置。

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