JP6069282B2 - 車両用操作装置 - Google Patents
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Description
(1)本発明の一態様に係る車両用操作装置は、操作者の手指により接触操作される操作面(例えば、実施形態でのパッド表面11A)と、前記操作面を前記操作面に平行な方向に変位させる操作面駆動部(例えば、実施形態でのX方向アクチュエータ27およびY方向アクチュエータ28、X方向モータ55およびY方向モータ56)と、前記操作面上における前記操作者の手指の接触位置を検出する接触位置検出部(例えば、実施形態でのトラックパッド11)と、表示画面(例えば、実施形態での表示画面14a)に少なくとも1つの所定領域(例えば、実施形態での項目31)を表示するとともに、前記操作面に対する前記操作者の手指による接触操作に応じて前記表示画面の表示態様を変化させるとともに前記表示画面上を仮想的に移動する仮想カーソルを設定する表示部(例えば、実施形態での表示制御部13および表示器14)と、を備え、前記操作面駆動部は、前記仮想カーソルが前記所定領域の境界に到達したときに前記操作者の手指の接触操作方向に前記操作面を変位させる。
トラックパッド11は、例えば、車両のセンターコンソールに配置される光学式のタッチパネルなどである。トラックパッド11は、操作面であるパッド表面11Aの操作領域を取り囲む枠体21に少なくとも一対の発光部22および受光部23を備えている。トラックパッド11は、枠体21の内部の操作領域を走査するように発光部22から出力される赤外線などの光が受光部23に入力する前に操作領域上の手指などによって遮られる場合に、光が遮断される座標を検出することによって操作入力を検知する。
トラックパッド11の枠体21の外縁部は、筐体29の開口部に固定されている。これにより筐体29は、パッド表面11Aを開口部から外部に露出させながら、操作板24、弾性部材25、支持部材26、X方向アクチュエータ27、およびY方向アクチュエータ28を筐体29の内部に収容している。
表示器14は、例えば、車両のインストルメントパネルに配置される液晶表示器などである。
表示制御部13は、図4に示すように、表示器14の表示画面14a上に複数の項目31を相互に所定間隔を置いて表示する際に、パッド表面11A上の接触位置に対応する表示画面14a上の位置に存在する項目31を強調表示する。これにより表示制御部13は、操作者の手指によるスライド操作によってパッド表面11A上の接触位置が変化する場合には、接触位置の変化に対応して強調表示する項目31を変化させる。表示制御部13は、図5に示すように、操作者の手指Pがパッド表面11A上の左上部から右上部に向かってX方向に接触移動する際に、図4に示すように、表示画面14a上の左上部から右上部に向かって配置される第1項目(A)31a,第2項目(B)31b,第3項目(C)31cを順次に強調表示する。なお、図5において、表示画面14a上における複数の項目31の各々の位置に対応するパッド表面11A上の各位置には、複数の項目31の各々の領域に対応する領域41を想像線によって仮想的に示した。
表示制御部13は、パッド表面11A上における操作者の手指のスライド操作に応じて、仮想カーソルが所定の項目31の境界に到達したときに、X方向アクチュエータ27およびY方向アクチュエータ28の少なくとも何れかの駆動によって操作者の手指の接触操作方向にパッド表面11Aを変位させる。表示制御部13は、操作者の手指の接触操作方向にパッド表面11Aを変位させる際には、パッド表面11Aの変位が操作者の手指によって触覚的に知覚されるように、ステップ状(例えば、10msなどの時間内)の変位を生じさせる。
表示制御部13は、パッド表面11A上における操作者の手指のスライド操作に応じて、仮想カーソルが所定の項目31の外部において移動するときに、X方向アクチュエータ27およびY方向アクチュエータ28の少なくとも何れかの駆動によって操作者の手指の接触操作方向の逆方向にパッド表面11Aを変位させる。表示制御部13は、操作者の手指の接触操作方向の逆方向にパッド表面11Aを変位させる際には、パッド表面11Aの変位が操作者の手指によって触覚的に知覚されないように、徐々に変化する変位を生じさせる。
表示制御部13は、パッド表面11A上における操作者の手指のスライド操作に応じて、仮想カーソルが各項目31の所定領域内に位置する場合に、X方向アクチュエータ27およびY方向アクチュエータ28の駆動を停止することによって、パッド表面11Aの位置(中心位置など)を所定の基準位置に一致させる。
先ず、表示制御部13は、仮想カーソルが第2項目(B)31bの外部における第1項目(A)31a側から第2項目(B)31bに向かって移動する際に、第2項目(B)31bを所定の項目31とする。表示制御部13は、仮想カーソルが第2項目(B)31bの外部における第1項目(A)31a側から第2項目(B)31bに向かって移動する際に、第1項目(A)31aの所定領域ではX方向アクチュエータ27の駆動を停止する。表示制御部13は、第1項目(A)31aの所定領域以外ではX方向アクチュエータ27の駆動によって手指Pの接触操作方向の逆方向(つまりX方向の負方向)にパッド表面11Aを変位させる。これによりパッド表面11Aの基準位置からX方向への変位量(Xストローク量)は、第1項目(A)31a内の所定領域に対応するX方向の位置Xa1から位置Xa2までにおいて、ゼロとなる。第1項目(A)31aの所定領域以外に対応するX方向の位置Xa2から第2項目(B)31bの第1項目(A)31a側の境界の位置Xb0までにおいて、Xストローク量は、手指Pの接触位置がX方向の正方向に移動することに伴って、ゼロから最小値(=−XS)に向かって減少傾向に変化する。
次に、表示制御部13は、仮想カーソルが第2項目(B)31bの境界に到達したときに、X方向アクチュエータ27の駆動によって手指Pの接触操作方向(つまりX方向の正方向)にパッド表面11Aを変位させる。これによりXストローク量は、最小値(=−XS)から最大値(=+XS)にステップ状(例えば、10msなどの時間内)に変化する。
次に、表示制御部13は、仮想カーソルが第3項目(C)31cの境界に到達したときに、X方向アクチュエータ27の駆動によって手指Pの接触操作方向(つまりX方向の正方向)にパッド表面11Aを変位させる。これによりXストローク量は、最小値(=−XS)から最大値(=+XS)にステップ状(例えば、10msなどの時間内)に変化する。
表示制御部13は、図7に示すように、操作者の手指Pがパッド表面11A上の右上部から左上部に向かってX方向の負方向に接触移動する際に、仮想カーソルの移動方向に存在する新たな項目31(つまり、仮想カーソルが新たに接触する項目31)を順次に所定の項目31として、X方向アクチュエータ27を駆動する。
次に、表示制御部13は、仮想カーソルが第2項目(B)31bの境界に到達したときに、X方向アクチュエータ27の駆動によって手指Pの接触操作方向(つまりX方向の負方向)にパッド表面11Aを変位させる。これによりXストローク量は、最大値(=+XS)から最小値(=−XS)にステップ状(例えば、10msなどの時間内)に変化する。
次に、表示制御部13は、仮想カーソルが第1項目(A)31aの境界に到達したときに、X方向アクチュエータ27の駆動によって手指Pの接触操作方向(つまりX方向の負方向)にパッド表面11Aを変位させる。これによりXストローク量は、最大値(=+XS)から最小値(=−XS)にステップ状(例えば、10msなどの時間内)に変化する。
上述した実施形態では、表示制御部13は、パッド表面11A上における操作者の手指のスライド操作に応じて、仮想カーソルが各項目31の所定領域内に位置する場合に、X方向アクチュエータ27およびY方向アクチュエータ28の駆動を停止するとしたが、これに限定されない。
表示制御部13は、例えば、仮想カーソルの位置が各項目31の所定の位置に一致する場合に、X方向アクチュエータ27およびY方向アクチュエータ28の駆動を停止することによって、パッド表面11Aの位置(中心位置など)を所定の基準位置に一致させてもよい。
先ず、表示制御部13は、図4に示すように、仮想カーソルが第2項目(B)31bの外部における第1項目(A)31a側から第2項目(B)31bに向かって移動する際に、第2項目(B)31bを所定の項目31とする。表示制御部13は、仮想カーソルが第2項目(B)31bの外部における第1項目(A)31a側から第2項目(B)31bに向かって移動する際に、第1項目(A)31a内の所定位置ではX方向アクチュエータ27の駆動を停止する。表示制御部13は、第1項目(A)31aの所定位置以外ではX方向アクチュエータ27の駆動によって手指Pの接触操作方向の逆方向(つまりX方向の負方向)にパッド表面11Aを変位させる。これによりXストローク量は、第1項目(A)31a内の所定位置に対応するX方向の位置Xa1において、ゼロとなる。第1項目(A)31aの所定位置以外に対応するX方向の位置Xa1から第2項目(B)31bの第1項目(A)31a側の境界の位置Xb0までにおいて、Xストローク量は、手指Pの接触位置がX方向の正方向に移動することに伴って、ゼロから最小値(=−XS)に向かって減少傾向に変化する。
次に、表示制御部13は、仮想カーソルが第2項目(B)31bの境界に到達したときに、X方向アクチュエータ27の駆動によって手指Pの接触操作方向(つまりX方向の正方向)にパッド表面11Aを変位させる。これによりXストローク量は、最小値(=−XS)から最大値(=+XS)にステップ状(例えば、10msなどの時間内)に変化する。
次に、表示制御部13は、仮想カーソルが第3項目(C)31cの境界に到達したときに、X方向アクチュエータ27の駆動によって手指Pの接触操作方向(つまりX方向の正方向)にパッド表面11Aを変位させる。これによりXストローク量は、最小値(=−XS)から最大値(=+XS)にステップ状(例えば、10msなどの時間内)に変化する。
上述した実施形態では、表示制御部13は、パッド表面11A上における操作者の手指のスライド操作に応じて、仮想カーソルが所定の項目31の外部から内部に向かって所定の項目31の境界に到達する場合に、接触操作方向にパッド表面11Aを変位させるとしたが、これに限定されない。
表示制御部13は、所定の項目31、つまり仮想カーソルの移動方向に存在する新たな項目31に限らず、複数の項目31の各々の境界に仮想カーソルが到達する場合に、接触操作方向にパッド表面11Aを変位させてもよい。
表示制御部13は、パッド表面11A上における操作者の手指のスライド操作に応じて接触操作方向にパッド表面11Aを変位させる際には、仮想カーソルが各項目31の外部から内部に向かって境界に到達する場合の操作面の変位量に比べて、仮想カーソルが各項目31の内部から外部に向かって境界に到達する場合の操作面の変位量を、より小さくしてもよい。
先ず、表示制御部13は、図4に示すように、仮想カーソルが第1項目(A)31aから第2項目(B)31bに向かって移動する際に、第1項目(A)31a内の所定位置ではX方向アクチュエータ27の駆動を停止する。表示制御部13は、第1項目(A)31a内の所定位置以外ではX方向アクチュエータ27の駆動によって手指Pの接触操作方向の逆方向(つまりX方向の負方向)にパッド表面11Aを変位させる。これによりXストローク量は、第1項目(A)31a内の所定位置に対応するX方向の位置Xa1において、ゼロとなる。第1項目(A)31a内の所定位置以外に対応するX方向の位置Xa1から第2項目(B)31b側の境界の位置Xa3までにおいて、Xストローク量は、手指Pの接触位置がX方向の正方向に移動することに伴って、ゼロから最小値(=−XS)に向かって減少傾向に変化する。
次に、表示制御部13は、仮想カーソルが、第1項目(A)31aと第2項目(B)31bとの間ではX方向アクチュエータ27の駆動によって手指Pの接触操作方向の逆方向(つまりX方向の負方向)にパッド表面11Aを変位させる。これによりXストローク量は、第1項目(A)31aから第2項目(B)31bまでにおいて、手指Pの接触位置がX方向の正方向に移動することに伴って、所定値(=−XS1)から最小値(=−XS)に向かって減少傾向に変化する。
次に、表示制御部13は、仮想カーソルが第2項目(B)31bの第1項目(A)31a側の境界の位置Xb0に到達したときに、X方向アクチュエータ27の駆動によって手指Pの接触操作方向(つまりX方向の正方向)にパッド表面11Aを変位させる。これによりXストローク量は、最小値(=−XS)から最大値(=+XS)にステップ状(例えば、10msなどの時間内)に変化する。
次に、表示制御部13は、仮想カーソルが、第2項目(B)31bと第3項目(C)31cとの間ではX方向アクチュエータ27の駆動によって手指Pの接触操作方向の逆方向(つまりX方向の負方向)にパッド表面11Aを変位させる。これによりXストローク量は、第2項目(B)31bから第3項目(C)31cまでにおいて、手指Pの接触位置がX方向の正方向に移動することに伴って、所定値(=−XS1)から最小値(=−XS)に向かって減少傾向に変化する。
次に、表示制御部13は、仮想カーソルが第3項目(C)31cの第2項目(B)31b側の境界の位置Xc0に到達したときに、X方向アクチュエータ27の駆動によって手指Pの接触操作方向(つまりX方向の正方向)にパッド表面11Aを変位させる。これによりXストローク量は、最小値(=−XS)から最大値(=+XS)にステップ状(例えば、10msなどの時間内)に変化する。
上述した実施形態では、表示制御部13は、操作者の手指の接触操作方向の逆方向にパッド表面11Aを変位させる際には、パッド表面11Aの変位が操作者の手指によって触覚的に知覚されないようにするとしたが、これに限定されない。
表示制御部13は、所定の項目31の境界の近傍などにおいて、操作者の手指の接触操作方向の逆方向にパッド表面11Aを変位させる際には、操作者の手指によって触覚的に知覚される振動(微振動など)を発生させることによって、仮想カーソルが所定の項目31の境界に接近していることを報知してもよい。
上述した実施形態では、トラックパッド11は、X方向アクチュエータ27およびY方向アクチュエータ28を備えるとしたが、これに限定されない。
トラックパッド11は、図10に示すように、X方向アクチュエータ27およびY方向アクチュエータ28の代わりに、X方向弾性部材51およびY方向弾性部材52と、X方向カム部材53およびY方向カム部材54と、X方向モータ55およびY方向モータ56と、を備えてもよい。
Y方向弾性部材52は、Y方向において筐体29と支持部材26との間に接続され、自然状態においてパッド表面11Aの位置(中心位置など)を筐体29に対する所定の基準位置に維持する一対のばね部材52a,52bを備えている。
先ず、表示制御部13は、仮想カーソルが第2項目(B)31bの外部における第1項目(A)31aから第2項目(B)31bに向かって移動する際に、第2項目(B)31bを所定の項目31とする。表示制御部13は、第1項目(A)31aの所定領域に対応するX方向の位置Xa1から位置Xa2までにおいて、X方向モータ55の駆動を停止して、X方向カム部材53の回転角をゼロとする。これによりXストローク量は、図12に示すように、ゼロとなる。表示制御部13は、第1項目(A)31aの所定領域以外に対応するX方向の位置Xa2から第2項目(B)31bの第1項目(A)31a側の境界の位置Xb0までにおいて、X方向モータ55の駆動によってX方向カム部材53を第1回転方向(例えば、図12に示す反時計回りの方向)に回転角のゼロから−180°まで回転させる。これにより表示制御部13は、手指Pの接触操作方向の逆方向(つまりX方向の負方向)にパッド表面11Aを変位させ、Xストローク量をゼロから最小値(=−XS)に向かって減少傾向に変化させる。
そして、表示制御部13は、仮想カーソルが第2項目(B)31bの境界に到達したときに、X方向カム部材53の第1回転方向の回転角を−180°にすることによって、X方向カム部材53が第1レバー部材26aをX方向の負方向に押圧する状態を解消する。これにより表示制御部13は、X方向弾性部材51の弾性力によって手指Pの接触操作方向(つまりX方向の正方向)にパッド表面11Aを変位させ、Xストローク量を最小値(=−XS)からゼロにステップ状(例えば、10msなどの時間内)に変化させる。
そして、表示制御部13は、仮想カーソルが第3項目(C)31cの境界に到達したときに、X方向カム部材53の第1回転方向の回転角を−360°にすることによって、X方向カム部材53が第1レバー部材26aをX方向の負方向に押圧する状態を解消する。これにより表示制御部13は、X方向弾性部材51の弾性力によって手指Pの接触操作方向(つまりX方向の正方向)にパッド表面11Aを変位させ、Xストローク量を最小値(=−XS)からゼロにステップ状(例えば、10msなどの時間内)に変化させる。
そして、表示制御部13は、仮想カーソルが第2項目(B)31bの境界に到達したときに、X方向カム部材53の第2回転方向の回転角を+180°にすることによって、X方向カム部材53が第1レバー部材26aをX方向の正方向に押圧する状態を解消する。これにより表示制御部13は、X方向弾性部材51の弾性力によって手指Pの接触操作方向(つまりX方向の負方向)にパッド表面11Aを変位させ、Xストローク量を最大値(=+XS)からゼロにステップ状(例えば、10msなどの時間内)に変化させる。
そして、表示制御部13は、仮想カーソルが第1項目(A)31aの境界に到達したときに、X方向カム部材53の第2回転方向の回転角を+360°にすることによって、X方向カム部材53が第1レバー部材26aをX方向の正方向に押圧する状態を解消する。これにより表示制御部13は、X方向弾性部材51の弾性力によって手指Pの接触操作方向(つまりX方向の負方向)にパッド表面11Aを変位させ、Xストローク量を最大値(=+XS)からゼロにステップ状(例えば、10msなどの時間内)に変化させる。
なお、この第4変形例において、表示制御部13は、X方向カム部材53およびY方向カム部材54を同時に駆動する場合には、各々の回転角を同一に制御することによって、X方向およびY方向に対して45°だけ傾いた斜め方向においてパッド表面11Aを変位させる。
上述した実施形態の第4変形例では、X方向カム部材53およびY方向カム部材54は各々の中心軸周りに回転するとしたが、これに限定されない。
X方向カム部材53およびY方向カム部材54の各々の中心軸は、X方向カム部材53およびY方向カム部材54の各々の回転時に変位してもよい。
表示制御部13は、図15に示すように、X方向カム部材53およびY方向カム部材54の各々の回転角が+180°または−180°に到達する前のタイミングにおいて、X方向カム部材53およびY方向カム部材54の各々の中心軸を変位させることによって第1レバー部材26aおよび第2レバー部材26bの各々との接触を解消してもよい。
この第5変形例によれば、パッド表面11Aの基準位置からX方向およびY方向への変位量の最大値を変化させることができる。これによりパッド表面11Aを変位させるために必要となる領域(スペース)が過大になることを防ぐことができる。
上述した実施形態では、トラックパッド11は、光学式のタッチパネルであるとしたが、これに限定されず、抵抗膜型および静電容量型などの他のタッチパネルでもよい。
また、上述した実施形態では、トラックパッド11は、X方向アクチュエータ27およびY方向アクチュエータ28を備えるとしたが、これに限定されない。
トラックパッド11は、図16に示すように、タッチパネル61と、タッチパネル61の表面を覆うように配置される無端ベルト部材62と、無端ベルト部材62が架け渡される一対の筒状部材63と、一対の筒状部材63を回転駆動するモータ64と、を筐体29内に備えてもよい。
上述した実施形態では、表示制御部13は、表示器14の表示画面14a上に相互に所定間隔を置いて表示される複数の項目31の境界に対して、パッド表面11A上における操作者の手指のスライド操作に応じてパッド表面11A上を変位させるとしたが、これに限定されない。
表示制御部13は、図17に示すように、表示器14の表示画面14a上に表示される各種の領域71(A〜D)の境界(例えば、隣接する領域の境界、地図画面における各種の境界線など)に対して、パッド表面11A上における操作者の手指のスライド操作に応じてパッド表面11A上を変位させてもよい。
Claims (5)
- 操作者の手指により接触操作される操作面と、
前記操作面を前記操作面に平行な方向に変位させる操作面駆動部と、
前記操作面上における前記操作者の手指の接触位置を検出する接触位置検出部と、
表示画面に少なくとも1つの所定領域を表示するとともに、前記操作面に対する前記操作者の手指による接触操作に応じて前記表示画面の表示態様を変化させるとともに前記表示画面上を仮想的に移動する仮想カーソルを設定する表示部と、
を備え、
前記操作面駆動部は、前記仮想カーソルが前記所定領域の境界に到達したときに前記操作者の手指の接触操作方向に前記操作面を変位させる、
ことを特徴とする車両用操作装置。 - 前記操作面駆動部は、前記仮想カーソルが前記所定領域に接していない場合に前記接触操作方向の逆方向に前記操作面を変位させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用操作装置。 - 前記操作面駆動部は、前記仮想カーソルが前記所定領域に接していない状態から前記所定領域に接する状態に向かって前記所定領域の境界に到達する場合の前記操作面の変位量に比べて、前記仮想カーソルが前記所定領域に接している状態から前記所定領域に接していない状態に向かって前記所定領域の境界に到達する場合の前記操作面の変位量を、より小さくする、
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用操作装置。 - 前記操作面駆動部は、
前記操作面に平行な第1方向に前記操作面に弾性力を付与する第1弾性部材と、前記第1方向とは異なる前記操作面に平行な第2方向に前記操作面に弾性力を付与する第2弾性部材と、回転軸周りの回転によって前記操作面を前記第1方向に変位させる第1カム部材と、回転軸周りの回転によって前記操作面を前記第2方向に変位させる第2カム部材と、前記第1カム部材を前記回転軸周りに回転駆動する第1モータと、前記第2カム部材を前記回転軸周りに回転駆動する第2モータと、
を備える、
ことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1つに記載の車両用操作装置。 - 前記仮想カーソルが前記所定領域に接している状態において、前記所定領域に応じた所定操作の実行を指示する信号を出力する制御部を備える、
ことを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1つに記載の車両用操作装置。
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