JP4310127B2 - 力覚付与型入力装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操作部にその操作状態に応じた力覚を付与する力覚付与型入力装置に係り、特に、力覚付与の基礎となる部品データの更新手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えばバイワイヤ方式の車載電気機器集中制御装置、ステアリング装置、ギアシフト装置又はブレーキ装置などに適用される入力装置として、操作者によって操作される操作部と、操作部の操作状態を検出する位置検出部と、操作部に力覚を付与する力覚発生部と、操作部の操作状態及び操作内容を表示する表示部と、力覚発生部の駆動を制御し、前記操作部にその操作状態に応じた力覚を付与すると共に、表示部の駆動を制御する力覚指令手段とを備えた力覚付与型入力装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この力覚付与型入力装置によれば、力覚発生部を駆動することにより、操作部にその操作方向や操作量等に応じた種々の力覚を付与することができるので、バイワイヤ方式の各種装置における操作部の操作に所要の操作感を付与することができる。
【０００４】
ところで、車載電気機器集中制御装置などにおける操作部への力覚の付与は、操作部を操作することによって車載電気機器の選択又は車載電気機器の機能の選択が行われた場合、選択された車載電気機器又は車載電気機器の機能に応じた力覚パターンを力覚指令手段に設定することによって行われる。
【０００５】
例えば、車載電気機器集中制御装置が起動され、表示部に当該装置によって制御可能な車載電気機器の種別、例えばエアコン、ＣＤプレーヤ、ＭＤプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ラジオ、テレビジョン、電話、カーナビゲーションシステムの選択ボタンとカーソルとが表示されている場合には、所定位置より操作部を各選ボタンの配列方向である８方向にのみ案内する壁面、カーソルを各選択ボタンのセンタ位置に引き込む引き込み点、操作部の操作にばねを引張又は圧縮するような感触を与えるダンパー、操作部の操作に一定の抵抗感を与える摩擦力などの力覚パターンが力覚指令手段に設定され、選択ボタンを選択することによって例えばエアコンが選択された場合には、次画面にエアコンの調整項目である温度、風量、吹き出し口を示す選択ボタンとカーソルとが表示され、所定位置より操作部を各選択ボタンの配列方向である３方向にのみ案内する壁面を含む力覚パターンが力覚指令手段に設定される。
【０００６】
なお、力覚パターンを力覚指令手段に設定する方式には、表示画面が切り替えられるごとに当該力覚付与型入力装置が接続されたマイコンなどの外部装置から力覚指令手段に所要の力覚パターンを生成するための部品データを送信する部品データ送信方式と、力覚指令手段に外部装置から送信された所要の部品データを組み合わせてなる各力覚パターンに応じたテーブルを備える力覚テーブル記憶方式とがある。
【０００７】
【特許文献】
特開２００１−８４８７５（図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
部品データ送信方式による力覚パターンの設定は、部品データ単位で設定位置の調整、形状の補正、力発生パラメータの修正等が可能であるので、操作者が利用しやすい力覚パターンを容易に作成でき、かつ、外部装置にて作成された部品データを力覚指令手段に送信するので、力覚パターンの追加を容易に行えるという利点がある反面、表示画面が切り替えられるごとに外部装置から力覚指令手段に所要の部品データを送信しなくてはならないので、送信すべき部品データの数が多いほど部品データの送信に長時間を要し、全ての部品データの送信後でなければ力覚を発生させないという制御方法をとった場合には、力覚パターンの切替レスポンスが悪くなるという不都合がある。また、各部品データの送信が完了するごとに当該送信された部品データに基づく力覚を発生させるという制御方法をとった場合には、送信された部品データによっては操作部に不所望な力覚が作用することになるため、操作部の操作性が悪くなるという不都合が生じる。
【０００９】
一方、力覚テーブル記憶方式による力覚パターンの設定は、外部装置から力覚指令手段に所望のテーブル番号を指定するコマンドを送信するだけで所望の力覚パターンを設定することができ、かつ、所望の力覚パターンを部品データ単位ではなく全体として一括に立ち上げることができるので、前記部品データ送信方式の不都合を解消することができるが、その反面、力覚指令手段に大容量の記憶装置を備えなくてはならないので、力覚付与型入力装置が高コスト化するという別の不都合がある。また、力覚パターンを部品データ単位ではなく全体として取り扱うので、部品データの設定位置、形状、力発生パラメータ等の変更を行うためにはテーブル内に格納されている全ての部品データの更新が必要となり、部品データの修正を容易に行うことができないという不都合もある。さらに、力覚付与型入力装置が取り扱える力覚パターンの追加を可能にするためには、データの追記又は書換が可能な高価な記憶装置が必要となり、力覚付与型入力装置の低コスト化を図るために安価な読み出し専用形の記憶装置を備えると、ユーザ（操作者）による力覚パターンの追加が事実上不可能になって、機能の拡張性が制限されるという不都合もある。
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の不備を解消するためになされたものであり、その課題とするところは、安価にして力覚パターンの切替を迅速に行うことができ、かつ力覚パターンの追加や修正が容易で機能の拡張性に優れた力覚付与型入力装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するため、力覚付与型入力装置を、操作者によって操作される操作部と、当該操作部の操作量及び操作方向を検出する位置検出部と、前記操作部に力覚を付与する力覚発生部と、組み合わされて力覚パターンとなる部品データを送信する外部装置と、前記位置検出部より出力される前記操作部の操作量及び操作方向に応じた情報及び前記力覚パターンに基づいて前記力覚発生部の駆動を制御し、前記操作部にその操作量及び操作方向に応じた所定の力覚を付与する力覚指令手段とを備え、前記力覚指令手段は、前記外部装置より送信された前記部品データを格納する部品データ記憶部と、当該部品データ記憶部に格納された各部品データの有効及び無効を管理する部品データ管理テーブルを有し、前記外部装置より送信される管理テーブル更新コマンドに従って前記部品データごとに付与されたフラグを切り替えることにより前記部品データ管理テーブルに登録された前記部品データの有効及び無効を切り替え、前記管理テーブル更新コマンドにより有効とされた前記部品データを組合わせて前記力覚パターンを作成し、前記力覚パターンと前記位置検出部より出力される前記操作部の操作量及び操作方向に応じた情報に基づいて前記力覚発生部の駆動を制御し、前記操作部に所定の力覚を付与するという構成にした。
【００１２】
このように、力覚指令手段に備えられた部品データ記憶部に外部装置より送信された部品データを予め格納しておき、格納された各部品データの有効及び無効を外部装置より送信される管理テーブル更新コマンドに従って切り替えると、外部装置から力覚指令手段に部品データを送信することにより力覚パターンを切り替える場合に比べて外部装置から力覚指令手段に送信するデータのデータ量を減少することができ、外部装置の負担を軽減することができると共に、力覚パターンの切替を容易かつ迅速に行うことができる。また、力覚パターンの切替を容易かつ迅速に行えることから、切替後の力覚パターンと操作部とが干渉しないように力覚パターンを何段階にも分けて変更することが可能になり、力覚パターンの切替に伴う力覚パターンと操作部との干渉を確実に防止できて、操作部の操作性を良好なものにすることができる。また、部品データの有効及び無効を切り替えることによって少数の部品データより多様な力覚パターンを作成することができるので、各力覚パターンごとに必要な部品データを記憶装置に記憶する場合に比べて記憶装置（部品データ記憶部）に記憶すべき部品データの数を減少することができて、記憶装置の記憶容量の減少による力覚付与型入力装置の低コスト化を図ることができる。また、外部装置より送信された部品データをデータの追記又は書換が可能な記憶装置である部品データ記憶部に格納するので、部品データの設定位置、形状、力発生パラメータ等の変更が容易になり、ユーザの好みに合わせて操作感触を調整できるなど、力覚付与型入力装置のフレキシビリティを改善することができる。また、外部装置から力覚指令手段に随時部品データを送信できるので、力覚付与型入力装置が取り扱える力覚パターンの追加が容易で、力覚付与型入力装置の機能の拡張性を高めることができる。さらに、一般に外部装置と力覚指令手段との間では１６バイトのデータが通信されるので、部品データごとに付与されたフラグを外部装置から送信された１６バイトの管理テーブル更新コマンドに従って切り替えると、最大１２２個の部品データの切替を同時に行うことができ、操作部に多様な力覚を付与することができて、力覚付与型入力装置の多機能性を高めることができる。
【００１３】
また、本発明は、前記構成の力覚付与型入力装置において、前記力覚指令手段に表示部を接続し、前記外部装置より前記管理テーブル更新コマンドが送信されたとき、前記部品データ管理テーブルの更新と前記表示部の画面切替とを行うという構成にした。
【００１４】
このように、力覚指令手段に表示部を接続し、部品データ管理テーブルの更新と表示部の画面切替とを同期して行うと、操作者は操作部を操作していかなる操作を行おうとしているのかを力覚のみならず目視でも確認することができるので、力覚付与型入力装置の操作性をより良好なものにすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る力覚付与型入力装置の構成を、図１乃至図３に基づいて説明する。図１は実施形態例に係る力覚付与型入力装置の構成図、図２は部品データ記憶部のフォーマット構成の一例を示す表図、図３は部品データ管理テーブルのフォーマット構成の一例を示す表図である。
【００１６】
図１に示すように、本例の力覚付与型入力装置は、操作者によって操作される操作部１と、操作部１の操作状態を検出する位置検出部２と、操作部１に力覚を付与する力覚発生部３と、力覚発生部３の駆動を制御し、操作部１にその操作状態に応じた所定の力覚を付与する力覚指令手段４と、力覚指令手段４に部品データ及び管理テーブル更新コマンドを送信する外部装置５と、力覚指令手段４によって駆動が制御される表示部６とから主に構成されている。
【００１７】
操作部１は、操作者が手動にて操作するものであり、力覚付与型入力装置の用途に応じて、例えばロータリノブ、揺動レバー又はジョイスティックなどの適宜のものが用いられる。
【００１８】
位置検出部２は、操作部１の操作量及び操作方向を電気量に変換して出力するものであり、通常は２相の信号パルスを出力可能なロータリエンコーダが用いられる。
【００１９】
力覚発生部３は、操作部１に所要の力覚を付与するものであり、回転モータ、リニアモータ又はソレノイドなどが用いられる。なお、力覚発生部３としてリニアモータやソレノイドを用いた場合には、力覚発生部３と操作部１との間に、力覚発生部３の直線運動を回転運動に変換して操作部１に伝達するための所要の動力伝達機構が備えられる。
【００２０】
外部装置５は、力覚指令手段４に力覚付与の基礎となる部品データ及び所望の力覚を生成するに必要な部品データのみを選択する管理テーブル更新コマンドを送信するものであり、マイコンによって構成される。
【００２１】
表示部６は、操作部１を操作することによって実行しようとする入力の内容を目視可能な形式で表示するものであり、公知に属する任意のデータ表示装置を用いることができる。
【００２２】
力覚指令手段４には、図１に示すように、外部装置５との間でデータの送受信を行うデータ送受信部１１と、外部装置５より送信された部品データを格納する部品データ記憶部１２と、当該部品データ記憶部１２に格納された各部品データの有効及び無効を管理する部品データ管理テーブル１３と、部品データ管理テーブル１３より出力される管理データにしたがって有効とされた部品データを部品データ記憶部１２からサーチし、所定の力覚パターンを作成するサーチ部１４と、サーチ部１４にて作成された力覚パターンと位置検出部２より出力される操作部１の操作量及び操作方向に応じた情報とから力覚発生部３の駆動信号を生成する力覚演算部１５と、表示部６の駆動を制御する表示装置駆動部１６とが備えられている。
【００２３】
データ送受信部１１としては、公知に属する任意の通信インタフェースを用いることができるが、力覚付与型入力装置の高コスト化を防止するため、従来よりこの種の入力装置に用いられている１６バイトのシリアルインタフェースを用いることが特に好ましい。
【００２４】
部品データ記憶部１２は、データの追記又は書換が可能な記憶装置よりなり、図２に示すように、部品番号データ２１と各部品番号データ２１に対応する部品データ２２とが個々に読み出し可能な形式で記憶されている。
【００２５】
部品データ管理テーブル１３も、データの追記又は書換が可能な記憶装置よりなり、図３に示すように、部品番号データ２１と各部品番号データ２１ごとに付加されたフラグ２３とから構成されている。フラグ２３は、外部装置５より送信される管理テーブル更新コマンドによって部品番号データ２１ごとにオン又はオフに切り替えられ、各部品番号データ２１に対応する各部品データ２２の有効、無効を管理する。この場合、オンのフラグが立てられた部品データを有効とし、オフのフラグが立てられた部品データを無効とすることもできるし、これとは反対に、オフのフラグが立てられた部品データを有効とし、オンのフラグが立てられた部品データを無効とすることもできる。
【００２６】
サーチ部１４は、部品データ管理テーブル１３より出力される管理データ、即ち有効のフラグ２３が立てられた部品番号データ２１に基づいて当該部品番号データ２１が付与された部品データ２２を部品データ記憶部１２から読み出し、これを組み合わせて所定の力覚パターンを作成する。
【００２７】
力覚演算部１５は、サーチ部１４にて作成された力覚パターンの設定位置と位置検出部２より出力される操作部１の操作量及び操作方向に応じた情報によって特定される操作部１の操作位置（表示部６に表示されるカーソルの位置）との相対位置を算出し、予め定められた前記力覚パターンと前記相対位置と駆動信号との相関テーブルより力覚発生部３の駆動信号を生成して出力する。例えば、操作部１の移動方向を規制する壁面を生成する力覚パターンが設定されている場合において、当該力覚パターンの設定位置と操作部１の操作位置とが合致したときには、操作部１が壁面に突き当たったかのような力覚を操作部１に付与する駆動信号を出力する。また、操作部１を所定の引き込み点に引き込む力覚パターンが設定されている場合において、操作部１の操作位置が所定の引き込み開始点に達したときには、操作部１を引き込み点まで引き込んで安定に保持する駆動信号を出力する。
【００２８】
表示装置駆動部１６は、サーチ部１４にて作成された力覚パターンに応じて表示部６の表示画面を切り替えると共に、必要に応じて表示画面上にカーソルを表示する。例えば、力覚付与型入力装置が起動され、車載電気機器であるエアコン、ＣＤプレーヤ、ＭＤプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ラジオ、テレビジョン、電話、カーナビゲーションシステムを選択するための力覚パターンが作成された場合には、これら各車載電気機器の選択ボタンが所定の配列で表示部６に表示されると共に、所望の選択ボタンを選択するためのカーソルが表示部６に表示され、選択ボタンを選択することによって例えばエアコンが選択され、その結果、エアコンの調整項目である温度、風量、吹き出し口を選択するための力覚パターンが作成された場合には、これらエアコンの機能を示す選択ボタンが所定の配列で表示部６に表示されると共に、所望の選択ボタンを選択するためのカーソルが表示部６に表示される。
【００２９】
以下、本実施形態例に係る力覚付与型入力装置における具体的な力覚パターンの作成方法を、図４乃至図６に基づいて説明する。図４は力覚パターンの第１例を示す説明図、図５は力覚パターンの第２例を示す説明図、図６は力覚パターンの第３例を示す説明図である。
【００３０】
力覚指令手段４の部品データ記憶部１２に、図４乃至図６に示す引き込み点Ａ，Ａ２と壁面Ｂ，Ｂ２，Ｃ，Ｃ２，Ｄとが部品データ２２として記憶されている場合において、引き込み点Ａと壁面Ｂ，Ｃ，Ｄのみを有効とし、引き込み点Ａ２と壁面Ｂ２，Ｃ２とを無効にした場合には、図４に示す力覚パターンが作成され、引き込み点Ａ２と壁面Ｂ２，Ｃ２，Ｄのみを有効とし、引き込み点Ａと壁面Ｂ，Ｃとを無効とした場合には、図５に示す力覚パターンが作成され、引き込み点Ａと壁面Ｂ２，Ｃ２，Ｄのみを有効とし、引き込み点Ａ２と壁面Ｂ，Ｃとを無効とした場合には、図６に示す力覚パターンが作成される。図４の力覚パターンから図５の力覚パターンへの切り替えは、引き込み点Ａと壁面Ｂ，Ｃを無効にし、引き込み点Ａ２と壁面Ｂ２，Ｃ２を有効にすることによって行える。また、図４の力覚パターンから図６の力覚パターンへの切り替えは、壁面Ｂ，Ｃを無効にし、壁面Ｂ２，Ｃ２を有効にすることによって行える。さらに、図６の力覚パターンから図５の力覚パターンへの切り替えは、引き込み点Ａを無効にし、引き込み点Ａ２を有効にすることによって行える。
【００３１】
かように、本例の力覚付与型入力装置は、部品データ記憶部１２に記憶された部品データ２２の有効及び無効を制御するだけで多様な力覚パターンを瞬時に作成することができるので、外部装置５から力覚指令手段４に送信するデータのデータ量を減少することができ、力覚パターンの切替レスポンスを高めることができる。
【００３２】
なお、図５の力覚パターンから図４の力覚パターンへの切り替えに際しては、引き込み点Ａ２に引き込まれている操作部１が力覚パターンの切替後に壁面Ｃと干渉して操作部１にいきなり大きな力が作用するのを防止するため、まず図５の力覚パターンから図６の力覚パターンに切り替えて操作部１と壁面Ｃとの干渉を防止し、操作部１が引き込み点Ａに安定に保持された後に、図６の力覚パターンを図４の力覚パターンに切り替える。
【００３３】
これにより、操作部１にいきなり大きな力が作用することが防止され、操作部１の安定制御が可能になる。
【００３４】
本例の力覚付与型入力装置は、力覚指令手段４に備えられた部品データ記憶部１２に外部装置５より送信された部品データ２２を予め格納しておき、格納された各部品データ２２の有効及び無効を外部装置５より送信される管理テーブル更新コマンドに従って切り替えるので、外部装置５から力覚指令手段４に部品データ２２を送信することにより力覚パターンを切り替える場合に比べて外部装置５から力覚指令手段に送信するデータのデータ量を減少することができ、外部装置の負担を軽減することができると共に、力覚パターンの切替を容易かつ迅速に行うことができる。また、力覚パターンの切替を容易かつ迅速に行えることから、切替後の力覚パターンと操作部１とが干渉しないように力覚パターンを何段階にも分けて変更することが可能となり、力覚パターンの切替に伴う力覚パターンと操作部１との干渉を確実に防止できて、操作部１の操作性を良好なものにすることができる。また、部品データ２２の有効及び無効を切り替えることによって少数の部品データより多様な力覚パターンを作成することができるので、各力覚パターンごとに必要な部品データ２２を記憶装置に記憶する場合に比べて記憶装置（部品データ記憶部１２）に記憶すべき部品データ２２の数を減少することができて、記憶装置の記憶容量の減少による力覚付与型入力装置の低コスト化を図ることができる。また、外部装置５より送信された部品データ２２をデータの追記又は書換が可能な記憶装置である部品データ記憶部１２に格納するので、部品データ２２の設定位置、形状、力発生パラメータ等の変更が容易になり、ユーザの好みに合わせて操作感触を調整できるなど、力覚付与型入力装置のフレキシビリティを改善することができる。また、外部装置５から力覚指令手段４に随時部品データ２２を送信できるので、力覚付与型入力装置が取り扱える力覚パターンの追加が容易で、力覚付与型入力装置の機能の拡張性を高めることができる。
【００３５】
さらに、本例の力覚付与型入力装置は、フラグ２３を切り替えることによって部品データ２２の有効、無効を管理するので、多数の部品データ２２を同時に切り替えることができ、力覚付与型入力装置の多機能性と力覚パターンの高速レスポンス性に優れる。
【００３６】
加えて、本例の力覚付与型入力装置は、力覚指令手段４に表示部６を接続し、部品データ管理テーブル１３の更新と表示部６の画面切替とを同期して行うので、操作者は操作部１を操作していかなる操作を行おうとしているのかを力覚のみならず目視でも確認することができ、力覚付与型入力装置の操作性をより良好なものにすることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の力覚付与型入力装置は、力覚指令手段に備えられた部品データ記憶部に外部装置より送信された部品データを予め格納しておき、格納された各部品データの有効及び無効を外部装置より送信される管理テーブル更新コマンドに従って切り替えるので、外部装置から力覚指令手段に部品データを送信することにより力覚パターンを切り替える場合に比べて外部装置から力覚指令手段に送信するデータのデータ量を減少することができ、外部装置の負担を軽減することができると共に、力覚パターンの切替を容易かつ迅速に行うことができる。また、力覚パターンの切替を容易かつ迅速に行えることから、切替後の力覚パターンと操作部とが干渉しないように力覚パターンを何段階にも分けて変更することが可能になり、力覚パターンの切替に伴う力覚パターンと操作部との干渉を確実に防止できて、操作部の操作性を良好なものにすることができる。また、部品データの有効及び無効を切り替えることによって少数の部品データより多様な力覚パターンを作成することができるので、各力覚パターンごとに必要な部品データを記憶装置に記憶する場合に比べて記憶装置（部品データ記憶部）に記憶すべき部品データの数を減少することができて、記憶装置の記憶容量の減少による力覚付与型入力装置の低コスト化を図ることができる。また、外部装置より送信された部品データをデータの追記又は書換が可能な記憶装置である部品データ記憶部に格納するので、部品データの設定位置、形状、力発生パラメータ等の変更が容易になり、ユーザの好みに合わせて操作感触を調整できるなど、力覚付与型入力装置のフレキシビリティを改善することができる。また、外部装置から力覚指令手段に随時部品データを送信できるので、力覚付与型入力装置が取り扱える力覚パターンの追加が容易で、力覚付与型入力装置の機能の拡張性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態例に係る力覚付与型入力装置の構成図である。
【図２】 部品データ記憶部のフォーマット構成の一例を示す表図である。
【図３】 部品データ管理テーブルのフォーマット構成の一例を示す表図である。
【図４】 力覚パターンの第１例を示す説明図である。
【図５】 力覚パターンの第２例を示す説明図である。
【図６】 力覚パターンの第３例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 操作部
２ 位置検出部
３ 力覚発生部
４ 力覚指令手段
５ 外部装置
６ 表示部
１１ データ送受信部
１２ 部品データ記憶部
１３ 部品データ管理テーブル
１４ サーチ部
１５ 力覚演算部
１６ 表示装置駆動部
【発明の属する技術分野】
本発明は、操作部にその操作状態に応じた力覚を付与する力覚付与型入力装置に係り、特に、力覚付与の基礎となる部品データの更新手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えばバイワイヤ方式の車載電気機器集中制御装置、ステアリング装置、ギアシフト装置又はブレーキ装置などに適用される入力装置として、操作者によって操作される操作部と、操作部の操作状態を検出する位置検出部と、操作部に力覚を付与する力覚発生部と、操作部の操作状態及び操作内容を表示する表示部と、力覚発生部の駆動を制御し、前記操作部にその操作状態に応じた力覚を付与すると共に、表示部の駆動を制御する力覚指令手段とを備えた力覚付与型入力装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この力覚付与型入力装置によれば、力覚発生部を駆動することにより、操作部にその操作方向や操作量等に応じた種々の力覚を付与することができるので、バイワイヤ方式の各種装置における操作部の操作に所要の操作感を付与することができる。
【０００４】
ところで、車載電気機器集中制御装置などにおける操作部への力覚の付与は、操作部を操作することによって車載電気機器の選択又は車載電気機器の機能の選択が行われた場合、選択された車載電気機器又は車載電気機器の機能に応じた力覚パターンを力覚指令手段に設定することによって行われる。
【０００５】
例えば、車載電気機器集中制御装置が起動され、表示部に当該装置によって制御可能な車載電気機器の種別、例えばエアコン、ＣＤプレーヤ、ＭＤプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ラジオ、テレビジョン、電話、カーナビゲーションシステムの選択ボタンとカーソルとが表示されている場合には、所定位置より操作部を各選ボタンの配列方向である８方向にのみ案内する壁面、カーソルを各選択ボタンのセンタ位置に引き込む引き込み点、操作部の操作にばねを引張又は圧縮するような感触を与えるダンパー、操作部の操作に一定の抵抗感を与える摩擦力などの力覚パターンが力覚指令手段に設定され、選択ボタンを選択することによって例えばエアコンが選択された場合には、次画面にエアコンの調整項目である温度、風量、吹き出し口を示す選択ボタンとカーソルとが表示され、所定位置より操作部を各選択ボタンの配列方向である３方向にのみ案内する壁面を含む力覚パターンが力覚指令手段に設定される。
【０００６】
なお、力覚パターンを力覚指令手段に設定する方式には、表示画面が切り替えられるごとに当該力覚付与型入力装置が接続されたマイコンなどの外部装置から力覚指令手段に所要の力覚パターンを生成するための部品データを送信する部品データ送信方式と、力覚指令手段に外部装置から送信された所要の部品データを組み合わせてなる各力覚パターンに応じたテーブルを備える力覚テーブル記憶方式とがある。
【０００７】
【特許文献】
特開２００１−８４８７５（図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
部品データ送信方式による力覚パターンの設定は、部品データ単位で設定位置の調整、形状の補正、力発生パラメータの修正等が可能であるので、操作者が利用しやすい力覚パターンを容易に作成でき、かつ、外部装置にて作成された部品データを力覚指令手段に送信するので、力覚パターンの追加を容易に行えるという利点がある反面、表示画面が切り替えられるごとに外部装置から力覚指令手段に所要の部品データを送信しなくてはならないので、送信すべき部品データの数が多いほど部品データの送信に長時間を要し、全ての部品データの送信後でなければ力覚を発生させないという制御方法をとった場合には、力覚パターンの切替レスポンスが悪くなるという不都合がある。また、各部品データの送信が完了するごとに当該送信された部品データに基づく力覚を発生させるという制御方法をとった場合には、送信された部品データによっては操作部に不所望な力覚が作用することになるため、操作部の操作性が悪くなるという不都合が生じる。
【０００９】
一方、力覚テーブル記憶方式による力覚パターンの設定は、外部装置から力覚指令手段に所望のテーブル番号を指定するコマンドを送信するだけで所望の力覚パターンを設定することができ、かつ、所望の力覚パターンを部品データ単位ではなく全体として一括に立ち上げることができるので、前記部品データ送信方式の不都合を解消することができるが、その反面、力覚指令手段に大容量の記憶装置を備えなくてはならないので、力覚付与型入力装置が高コスト化するという別の不都合がある。また、力覚パターンを部品データ単位ではなく全体として取り扱うので、部品データの設定位置、形状、力発生パラメータ等の変更を行うためにはテーブル内に格納されている全ての部品データの更新が必要となり、部品データの修正を容易に行うことができないという不都合もある。さらに、力覚付与型入力装置が取り扱える力覚パターンの追加を可能にするためには、データの追記又は書換が可能な高価な記憶装置が必要となり、力覚付与型入力装置の低コスト化を図るために安価な読み出し専用形の記憶装置を備えると、ユーザ（操作者）による力覚パターンの追加が事実上不可能になって、機能の拡張性が制限されるという不都合もある。
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の不備を解消するためになされたものであり、その課題とするところは、安価にして力覚パターンの切替を迅速に行うことができ、かつ力覚パターンの追加や修正が容易で機能の拡張性に優れた力覚付与型入力装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するため、力覚付与型入力装置を、操作者によって操作される操作部と、当該操作部の操作量及び操作方向を検出する位置検出部と、前記操作部に力覚を付与する力覚発生部と、組み合わされて力覚パターンとなる部品データを送信する外部装置と、前記位置検出部より出力される前記操作部の操作量及び操作方向に応じた情報及び前記力覚パターンに基づいて前記力覚発生部の駆動を制御し、前記操作部にその操作量及び操作方向に応じた所定の力覚を付与する力覚指令手段とを備え、前記力覚指令手段は、前記外部装置より送信された前記部品データを格納する部品データ記憶部と、当該部品データ記憶部に格納された各部品データの有効及び無効を管理する部品データ管理テーブルを有し、前記外部装置より送信される管理テーブル更新コマンドに従って前記部品データごとに付与されたフラグを切り替えることにより前記部品データ管理テーブルに登録された前記部品データの有効及び無効を切り替え、前記管理テーブル更新コマンドにより有効とされた前記部品データを組合わせて前記力覚パターンを作成し、前記力覚パターンと前記位置検出部より出力される前記操作部の操作量及び操作方向に応じた情報に基づいて前記力覚発生部の駆動を制御し、前記操作部に所定の力覚を付与するという構成にした。
【００１２】
このように、力覚指令手段に備えられた部品データ記憶部に外部装置より送信された部品データを予め格納しておき、格納された各部品データの有効及び無効を外部装置より送信される管理テーブル更新コマンドに従って切り替えると、外部装置から力覚指令手段に部品データを送信することにより力覚パターンを切り替える場合に比べて外部装置から力覚指令手段に送信するデータのデータ量を減少することができ、外部装置の負担を軽減することができると共に、力覚パターンの切替を容易かつ迅速に行うことができる。また、力覚パターンの切替を容易かつ迅速に行えることから、切替後の力覚パターンと操作部とが干渉しないように力覚パターンを何段階にも分けて変更することが可能になり、力覚パターンの切替に伴う力覚パターンと操作部との干渉を確実に防止できて、操作部の操作性を良好なものにすることができる。また、部品データの有効及び無効を切り替えることによって少数の部品データより多様な力覚パターンを作成することができるので、各力覚パターンごとに必要な部品データを記憶装置に記憶する場合に比べて記憶装置（部品データ記憶部）に記憶すべき部品データの数を減少することができて、記憶装置の記憶容量の減少による力覚付与型入力装置の低コスト化を図ることができる。また、外部装置より送信された部品データをデータの追記又は書換が可能な記憶装置である部品データ記憶部に格納するので、部品データの設定位置、形状、力発生パラメータ等の変更が容易になり、ユーザの好みに合わせて操作感触を調整できるなど、力覚付与型入力装置のフレキシビリティを改善することができる。また、外部装置から力覚指令手段に随時部品データを送信できるので、力覚付与型入力装置が取り扱える力覚パターンの追加が容易で、力覚付与型入力装置の機能の拡張性を高めることができる。さらに、一般に外部装置と力覚指令手段との間では１６バイトのデータが通信されるので、部品データごとに付与されたフラグを外部装置から送信された１６バイトの管理テーブル更新コマンドに従って切り替えると、最大１２２個の部品データの切替を同時に行うことができ、操作部に多様な力覚を付与することができて、力覚付与型入力装置の多機能性を高めることができる。
【００１３】
また、本発明は、前記構成の力覚付与型入力装置において、前記力覚指令手段に表示部を接続し、前記外部装置より前記管理テーブル更新コマンドが送信されたとき、前記部品データ管理テーブルの更新と前記表示部の画面切替とを行うという構成にした。
【００１４】
このように、力覚指令手段に表示部を接続し、部品データ管理テーブルの更新と表示部の画面切替とを同期して行うと、操作者は操作部を操作していかなる操作を行おうとしているのかを力覚のみならず目視でも確認することができるので、力覚付与型入力装置の操作性をより良好なものにすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る力覚付与型入力装置の構成を、図１乃至図３に基づいて説明する。図１は実施形態例に係る力覚付与型入力装置の構成図、図２は部品データ記憶部のフォーマット構成の一例を示す表図、図３は部品データ管理テーブルのフォーマット構成の一例を示す表図である。
【００１６】
図１に示すように、本例の力覚付与型入力装置は、操作者によって操作される操作部１と、操作部１の操作状態を検出する位置検出部２と、操作部１に力覚を付与する力覚発生部３と、力覚発生部３の駆動を制御し、操作部１にその操作状態に応じた所定の力覚を付与する力覚指令手段４と、力覚指令手段４に部品データ及び管理テーブル更新コマンドを送信する外部装置５と、力覚指令手段４によって駆動が制御される表示部６とから主に構成されている。
【００１７】
操作部１は、操作者が手動にて操作するものであり、力覚付与型入力装置の用途に応じて、例えばロータリノブ、揺動レバー又はジョイスティックなどの適宜のものが用いられる。
【００１８】
位置検出部２は、操作部１の操作量及び操作方向を電気量に変換して出力するものであり、通常は２相の信号パルスを出力可能なロータリエンコーダが用いられる。
【００１９】
力覚発生部３は、操作部１に所要の力覚を付与するものであり、回転モータ、リニアモータ又はソレノイドなどが用いられる。なお、力覚発生部３としてリニアモータやソレノイドを用いた場合には、力覚発生部３と操作部１との間に、力覚発生部３の直線運動を回転運動に変換して操作部１に伝達するための所要の動力伝達機構が備えられる。
【００２０】
外部装置５は、力覚指令手段４に力覚付与の基礎となる部品データ及び所望の力覚を生成するに必要な部品データのみを選択する管理テーブル更新コマンドを送信するものであり、マイコンによって構成される。
【００２１】
表示部６は、操作部１を操作することによって実行しようとする入力の内容を目視可能な形式で表示するものであり、公知に属する任意のデータ表示装置を用いることができる。
【００２２】
力覚指令手段４には、図１に示すように、外部装置５との間でデータの送受信を行うデータ送受信部１１と、外部装置５より送信された部品データを格納する部品データ記憶部１２と、当該部品データ記憶部１２に格納された各部品データの有効及び無効を管理する部品データ管理テーブル１３と、部品データ管理テーブル１３より出力される管理データにしたがって有効とされた部品データを部品データ記憶部１２からサーチし、所定の力覚パターンを作成するサーチ部１４と、サーチ部１４にて作成された力覚パターンと位置検出部２より出力される操作部１の操作量及び操作方向に応じた情報とから力覚発生部３の駆動信号を生成する力覚演算部１５と、表示部６の駆動を制御する表示装置駆動部１６とが備えられている。
【００２３】
データ送受信部１１としては、公知に属する任意の通信インタフェースを用いることができるが、力覚付与型入力装置の高コスト化を防止するため、従来よりこの種の入力装置に用いられている１６バイトのシリアルインタフェースを用いることが特に好ましい。
【００２４】
部品データ記憶部１２は、データの追記又は書換が可能な記憶装置よりなり、図２に示すように、部品番号データ２１と各部品番号データ２１に対応する部品データ２２とが個々に読み出し可能な形式で記憶されている。
【００２５】
部品データ管理テーブル１３も、データの追記又は書換が可能な記憶装置よりなり、図３に示すように、部品番号データ２１と各部品番号データ２１ごとに付加されたフラグ２３とから構成されている。フラグ２３は、外部装置５より送信される管理テーブル更新コマンドによって部品番号データ２１ごとにオン又はオフに切り替えられ、各部品番号データ２１に対応する各部品データ２２の有効、無効を管理する。この場合、オンのフラグが立てられた部品データを有効とし、オフのフラグが立てられた部品データを無効とすることもできるし、これとは反対に、オフのフラグが立てられた部品データを有効とし、オンのフラグが立てられた部品データを無効とすることもできる。
【００２６】
サーチ部１４は、部品データ管理テーブル１３より出力される管理データ、即ち有効のフラグ２３が立てられた部品番号データ２１に基づいて当該部品番号データ２１が付与された部品データ２２を部品データ記憶部１２から読み出し、これを組み合わせて所定の力覚パターンを作成する。
【００２７】
力覚演算部１５は、サーチ部１４にて作成された力覚パターンの設定位置と位置検出部２より出力される操作部１の操作量及び操作方向に応じた情報によって特定される操作部１の操作位置（表示部６に表示されるカーソルの位置）との相対位置を算出し、予め定められた前記力覚パターンと前記相対位置と駆動信号との相関テーブルより力覚発生部３の駆動信号を生成して出力する。例えば、操作部１の移動方向を規制する壁面を生成する力覚パターンが設定されている場合において、当該力覚パターンの設定位置と操作部１の操作位置とが合致したときには、操作部１が壁面に突き当たったかのような力覚を操作部１に付与する駆動信号を出力する。また、操作部１を所定の引き込み点に引き込む力覚パターンが設定されている場合において、操作部１の操作位置が所定の引き込み開始点に達したときには、操作部１を引き込み点まで引き込んで安定に保持する駆動信号を出力する。
【００２８】
表示装置駆動部１６は、サーチ部１４にて作成された力覚パターンに応じて表示部６の表示画面を切り替えると共に、必要に応じて表示画面上にカーソルを表示する。例えば、力覚付与型入力装置が起動され、車載電気機器であるエアコン、ＣＤプレーヤ、ＭＤプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ラジオ、テレビジョン、電話、カーナビゲーションシステムを選択するための力覚パターンが作成された場合には、これら各車載電気機器の選択ボタンが所定の配列で表示部６に表示されると共に、所望の選択ボタンを選択するためのカーソルが表示部６に表示され、選択ボタンを選択することによって例えばエアコンが選択され、その結果、エアコンの調整項目である温度、風量、吹き出し口を選択するための力覚パターンが作成された場合には、これらエアコンの機能を示す選択ボタンが所定の配列で表示部６に表示されると共に、所望の選択ボタンを選択するためのカーソルが表示部６に表示される。
【００２９】
以下、本実施形態例に係る力覚付与型入力装置における具体的な力覚パターンの作成方法を、図４乃至図６に基づいて説明する。図４は力覚パターンの第１例を示す説明図、図５は力覚パターンの第２例を示す説明図、図６は力覚パターンの第３例を示す説明図である。
【００３０】
力覚指令手段４の部品データ記憶部１２に、図４乃至図６に示す引き込み点Ａ，Ａ２と壁面Ｂ，Ｂ２，Ｃ，Ｃ２，Ｄとが部品データ２２として記憶されている場合において、引き込み点Ａと壁面Ｂ，Ｃ，Ｄのみを有効とし、引き込み点Ａ２と壁面Ｂ２，Ｃ２とを無効にした場合には、図４に示す力覚パターンが作成され、引き込み点Ａ２と壁面Ｂ２，Ｃ２，Ｄのみを有効とし、引き込み点Ａと壁面Ｂ，Ｃとを無効とした場合には、図５に示す力覚パターンが作成され、引き込み点Ａと壁面Ｂ２，Ｃ２，Ｄのみを有効とし、引き込み点Ａ２と壁面Ｂ，Ｃとを無効とした場合には、図６に示す力覚パターンが作成される。図４の力覚パターンから図５の力覚パターンへの切り替えは、引き込み点Ａと壁面Ｂ，Ｃを無効にし、引き込み点Ａ２と壁面Ｂ２，Ｃ２を有効にすることによって行える。また、図４の力覚パターンから図６の力覚パターンへの切り替えは、壁面Ｂ，Ｃを無効にし、壁面Ｂ２，Ｃ２を有効にすることによって行える。さらに、図６の力覚パターンから図５の力覚パターンへの切り替えは、引き込み点Ａを無効にし、引き込み点Ａ２を有効にすることによって行える。
【００３１】
かように、本例の力覚付与型入力装置は、部品データ記憶部１２に記憶された部品データ２２の有効及び無効を制御するだけで多様な力覚パターンを瞬時に作成することができるので、外部装置５から力覚指令手段４に送信するデータのデータ量を減少することができ、力覚パターンの切替レスポンスを高めることができる。
【００３２】
なお、図５の力覚パターンから図４の力覚パターンへの切り替えに際しては、引き込み点Ａ２に引き込まれている操作部１が力覚パターンの切替後に壁面Ｃと干渉して操作部１にいきなり大きな力が作用するのを防止するため、まず図５の力覚パターンから図６の力覚パターンに切り替えて操作部１と壁面Ｃとの干渉を防止し、操作部１が引き込み点Ａに安定に保持された後に、図６の力覚パターンを図４の力覚パターンに切り替える。
【００３３】
これにより、操作部１にいきなり大きな力が作用することが防止され、操作部１の安定制御が可能になる。
【００３４】
本例の力覚付与型入力装置は、力覚指令手段４に備えられた部品データ記憶部１２に外部装置５より送信された部品データ２２を予め格納しておき、格納された各部品データ２２の有効及び無効を外部装置５より送信される管理テーブル更新コマンドに従って切り替えるので、外部装置５から力覚指令手段４に部品データ２２を送信することにより力覚パターンを切り替える場合に比べて外部装置５から力覚指令手段に送信するデータのデータ量を減少することができ、外部装置の負担を軽減することができると共に、力覚パターンの切替を容易かつ迅速に行うことができる。また、力覚パターンの切替を容易かつ迅速に行えることから、切替後の力覚パターンと操作部１とが干渉しないように力覚パターンを何段階にも分けて変更することが可能となり、力覚パターンの切替に伴う力覚パターンと操作部１との干渉を確実に防止できて、操作部１の操作性を良好なものにすることができる。また、部品データ２２の有効及び無効を切り替えることによって少数の部品データより多様な力覚パターンを作成することができるので、各力覚パターンごとに必要な部品データ２２を記憶装置に記憶する場合に比べて記憶装置（部品データ記憶部１２）に記憶すべき部品データ２２の数を減少することができて、記憶装置の記憶容量の減少による力覚付与型入力装置の低コスト化を図ることができる。また、外部装置５より送信された部品データ２２をデータの追記又は書換が可能な記憶装置である部品データ記憶部１２に格納するので、部品データ２２の設定位置、形状、力発生パラメータ等の変更が容易になり、ユーザの好みに合わせて操作感触を調整できるなど、力覚付与型入力装置のフレキシビリティを改善することができる。また、外部装置５から力覚指令手段４に随時部品データ２２を送信できるので、力覚付与型入力装置が取り扱える力覚パターンの追加が容易で、力覚付与型入力装置の機能の拡張性を高めることができる。
【００３５】
さらに、本例の力覚付与型入力装置は、フラグ２３を切り替えることによって部品データ２２の有効、無効を管理するので、多数の部品データ２２を同時に切り替えることができ、力覚付与型入力装置の多機能性と力覚パターンの高速レスポンス性に優れる。
【００３６】
加えて、本例の力覚付与型入力装置は、力覚指令手段４に表示部６を接続し、部品データ管理テーブル１３の更新と表示部６の画面切替とを同期して行うので、操作者は操作部１を操作していかなる操作を行おうとしているのかを力覚のみならず目視でも確認することができ、力覚付与型入力装置の操作性をより良好なものにすることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の力覚付与型入力装置は、力覚指令手段に備えられた部品データ記憶部に外部装置より送信された部品データを予め格納しておき、格納された各部品データの有効及び無効を外部装置より送信される管理テーブル更新コマンドに従って切り替えるので、外部装置から力覚指令手段に部品データを送信することにより力覚パターンを切り替える場合に比べて外部装置から力覚指令手段に送信するデータのデータ量を減少することができ、外部装置の負担を軽減することができると共に、力覚パターンの切替を容易かつ迅速に行うことができる。また、力覚パターンの切替を容易かつ迅速に行えることから、切替後の力覚パターンと操作部とが干渉しないように力覚パターンを何段階にも分けて変更することが可能になり、力覚パターンの切替に伴う力覚パターンと操作部との干渉を確実に防止できて、操作部の操作性を良好なものにすることができる。また、部品データの有効及び無効を切り替えることによって少数の部品データより多様な力覚パターンを作成することができるので、各力覚パターンごとに必要な部品データを記憶装置に記憶する場合に比べて記憶装置（部品データ記憶部）に記憶すべき部品データの数を減少することができて、記憶装置の記憶容量の減少による力覚付与型入力装置の低コスト化を図ることができる。また、外部装置より送信された部品データをデータの追記又は書換が可能な記憶装置である部品データ記憶部に格納するので、部品データの設定位置、形状、力発生パラメータ等の変更が容易になり、ユーザの好みに合わせて操作感触を調整できるなど、力覚付与型入力装置のフレキシビリティを改善することができる。また、外部装置から力覚指令手段に随時部品データを送信できるので、力覚付与型入力装置が取り扱える力覚パターンの追加が容易で、力覚付与型入力装置の機能の拡張性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態例に係る力覚付与型入力装置の構成図である。
【図２】 部品データ記憶部のフォーマット構成の一例を示す表図である。
【図３】 部品データ管理テーブルのフォーマット構成の一例を示す表図である。
【図４】 力覚パターンの第１例を示す説明図である。
【図５】 力覚パターンの第２例を示す説明図である。
【図６】 力覚パターンの第３例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 操作部
２ 位置検出部
３ 力覚発生部
４ 力覚指令手段
５ 外部装置
６ 表示部
１１ データ送受信部
１２ 部品データ記憶部
１３ 部品データ管理テーブル
１４ サーチ部
１５ 力覚演算部
１６ 表示装置駆動部
Claims (2)
- 操作者によって操作される操作部と、当該操作部の操作量及び操作方向を検出する位置検出部と、前記操作部に力覚を付与する力覚発生部と、組み合わされて力覚パターンとなる部品データを送信する外部装置と、前記位置検出部より出力される前記操作部の操作量及び操作方向に応じた情報及び前記力覚パターンに基づいて前記力覚発生部の駆動を制御し、前記操作部にその操作量及び操作方向に応じた所定の力覚を付与する力覚指令手段とを備え、
前記力覚指令手段は、前記外部装置より送信された前記部品データを格納する部品データ記憶部と、当該部品データ記憶部に格納された各部品データの有効及び無効を管理する部品データ管理テーブルを有し、前記外部装置より送信される管理テーブル更新コマンドに従って前記部品データごとに付与されたフラグを切り替えることにより前記部品データ管理テーブルに登録された前記部品データの有効及び無効を切り替え、前記管理テーブル更新コマンドにより有効とされた前記部品データを組合わせて前記力覚パターンを作成し、前記力覚パターンと前記位置検出部より出力される前記操作部の操作量及び操作方向に応じた情報に基づいて前記力覚発生部の駆動を制御し、前記操作部に所定の力覚を付与することを特徴とする力覚付与型入力装置。 - 前記力覚指令手段に表示部を接続し、前記外部装置より前記管理テーブル更新コマンドが送信されたとき、前記部品データ管理テーブルの更新と前記表示部の画面切替とを行うことを特徴とする請求項１に記載の力覚付与型入力装置。
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