JP4741863B2 - 力覚付与型入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばカーナビゲーションシステムなどに利用される力覚付与型入力装置に係り、特に、操作部の操作状態に応じて変化する指示位置を予め設定された機能領域内に引き込むような操作感触を操作部に付与するタイプの力覚付与型入力装置における操作性の改善手段に関する。

従来より、表示手段にメニュー選択用のボタン（機能領域）とカーソル（指示位置）とを表示し、入力手段（操作部）にて所望のボタンの表示位置にカーソルを移動することにより所望のメニュー選択を行えるようにした入力装置が知られている。また、この種の入力装置としては、所望のボタンの表示位置へのカーソルの移動を容易にするため、ボタン上に設定された引込ポイントにカーソルを自動的に引き込む機能を有するものも知られている。

図１０は従来より知られているカーソルの自動引き込み機能を有する入力装置の一例を示すブロック図であって、操作者によって操作され、それ自身が動いた移動量を検出する入力手段１０１と、前記入力手段１０１によって移動されるカーソル及び入力ポイント（ボタン）が表示される表示手段１０２と、前記入力手段１０１の移動量から前記表示手段１０２上の前記カーソルの座標位置を求める位置検出手段１０３と、前記カーソルの位置座標に応じた力を前記入力手段１０１に付与する駆動手段１０４とから構成されている。前記入力手段１０１は、机上で転動されるころがり球１０５と、前記表示手段１０２のｘ軸及びｙ軸に対応して配置され、ころがり球１０５のｘ軸方向の回転量及びｙ軸方向の回転量を検出する回転角検出器１０６，１０７とからなり、前記駆動手段１０４は、前記ころがり球１０５を回転駆動する駆動部１０８（モータ１０８ａ，１０８ｂ）と、前記位置検出手段１０３からの信号に応じた駆動部１０８の駆動信号を生成する駆動信号生成部１０９とからなる（例えば、特許文献１参照。）。

前記駆動信号生成部１０９には、図１１の下段に示すように、カーソルと入力ポイントとの相対的な距離及び入力ポイントに対するカーソルの相対的な移動方向と駆動部１０８に供給される駆動信号との関係が予め記憶されており、入力手段１０１を操作してカーソルを入力ポイントに近づけてゆくと、図１１の上段に示すように、カーソルが入力ポイントに対してｘ１≦ｘ≦ｘ２の範囲に至った段階で図１１の下段に示される＋１の駆動信号が駆動信号生成部１０９より駆動部１０８に供給され、ころがり球１０５に推進力が付与されて、図１１の中段に示すように、入力手段１０１にあたかも入力ポイントに引き込まれるかのような感触が付与されると共に、カーソルが入力ポイント上に引き込まれる。また、入力手段１０１を操作してカーソルを入力ポイントから離れる方向に移動してゆくと、カーソルと入力ポイントとの距離がｘ３≦ｘ≦ｘ４の範囲では、図１１の下段に示される−１の駆動信号が駆動信号生成部１０９より駆動部１０８に供給され、ころがり球１０５に抵抗力が付与されて、入力手段１０１にあたかも入力ポイントに引き戻されるかのような感触が付与される。前出のｘ１≦ｘ≦ｘ２の範囲及びｘ３≦ｘ≦ｘ４の範囲は、引込領域と呼ばれる。

したがって、前記構成の入力装置によれば、所望の入力ポイントにカーソルを合致させる操作が容易になり、例えば表示手段１０２に表示されたメニューの選択を容易に行うことができる。

なお、前記従来例においては、入力手段１０１としていわゆるマウスが用いられているが、これに代えて、いわゆるジョイスティックを用いたジョイスティック型の入力装置も従来より知られている。
特公平０７−１２０２４７号公報

ところで、特許文献１にも記載されているように、表示手段には、複数個のメニュー選択用のボタン（入力ポイント）が様々な配列で表示されるのが普通である。しかしながら、特許文献１に記載の技術は、表示手段に複数個のボタンが表示されていて、特にボタンどうしが近接している場合における引込力の制御に関して何ら考慮されていないので、特許文献１に記載の技術を実機に適用した場合、カーソルを１のボタンの表示位置から他の１のボタンの表示位置に移動しようとしたときに、１のボタンに対する引込力の影響を受けるために却って他の１のボタンに対する入力手段の操作性が悪くなり、ポインタ（カーソル）を所望のボタン上に円滑に移動できないという不都合を生じやすくなる。

即ち、図１２の上段に示すように、表示手段に第１乃至第３のボタンＢｔ１，Ｂｔ２，Ｂｔ３が一定の間隔を隔てて一列に表示されており、各ボタンＢｔ１，Ｂｔ２，Ｂｔ３の周囲にそれぞれ第１乃至第３の引込領域Ａ１，Ａ２，Ａ３が個別に設定されている場合において、引込領域Ａ１，Ａ２，Ａ３のうちの１つにポインタＰｔが移動されたとき、当該ポインタＰｔが移動された引込領域内に設定された引込ポイント（本例の場合には、各ボタンＢｔ１，Ｂｔ２，Ｂｔ３の中心位置Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３）からポインタＰｔの現在位置までの距離に応じた所定の引込力を入力手段１０１に付与する構成にすると、ボタンＢｔ１，Ｂｔ２，Ｂｔ３をこの順に横断するようにポインタＰｔを移動した場合、入力手段１０１に付与される引込力は、図１２の下段に示すように変動する。

そして、第１ボタンＢｔ１の引込ポイントＯ１から第２ボタンＢｔ２の引込ポイントＯ２までポインタＰｔを移動する場合、ポインタＰｔを第１ボタンＢｔ１の引込ポイントＯ１から第１引込領域Ａ１と第２引込領域Ａ２の境界部まで移動する期間においては引込ポイントＯ１からポインタＰｔの現在位置までの距離に応じた引込力が入力手段１０１に付与されるので、操作者は、入力手段１０１にこの引込力に抗した大きな操作力を加える。そして、ポインタＰｔが前記境界部を越えると、その地点から引込ポイントＯ１への引込力はなくなり、代わって引込ポイントＯ２からポインタＰｔの現在位置までの距離に応じた引込力が入力手段１０１に付与される。ここで、第２ボタンＢｔ２が所望の引込先ボタンならば、操作者は前記境界部を越えた段階で入力手段１０１に加える操作力を弱めることにより、ポインタＰｔを所望の引込先ボタンである第２ボタンＢｔ２に位置付けることができる。しかし、現実には、入力手段１０１に加える操作力を前記境界部を越えた段階で速やかに弱めることは事実上困難であり、前記境界部を越えた後も操作者は引込ポイントＯ１への引込力に抗した操作力を加え続けてしまいやすいので、勢い余ってポインタＰｔが第２引込領域Ａ２と第３引込領域Ａ３の境界部を越え、所望の引込先ボタンではない第３引込領域Ａ３内に進入しやすくなる。

本発明は、かかる従来技術の不備を解決するためになされたものであり、その目的は、操作部の操作状態に応じて変化する指示位置を複数の機能領域のうちの所望の機能領域内に位置付けしやすくすることができる操作性に優れた力覚付与型入力装置を提供することにある。

本発明は、前記課題を解決するため、操作部と、前記操作部の操作状態を検出する検出手段と、前記操作部に力覚を付与するアクチュエータと、前記検出手段の出力信号に基づいて前記操作部の操作状態に応じた指示位置の演算及び前記アクチュエータの駆動制御を行う制御手段と、前記指示位置及び予め設定された複数の機能領域を記憶する記憶手段とを備え、前記指示位置が前記複数の機能領域のうちのいずれか１の機能領域の座標上の周囲に設定された引込領域内にあるとき、前記制御手段が前記アクチュエータの駆動制御を行って前記操作部に所定の引込力を付与し、前記指示位置を前記いずれか１の機能領域内に向かわせる力覚付与型入力装置であって、前記制御手段は、前記指示位置が１の機能領域の座標上の周囲に設定された１の引込領域内から他の機能領域の座標上の周囲に設定された他の引込領域に移動するとき、前記他の引込領域において前記指示位置を前記他の機能領域内に向かわせるために前記操作部に付与される引込力を、前記所定の引込力よりも小さくするという構成にした。

このように、指示位置が１の引込領域から他の引込領域に移動するときには、制御手段が他の引込領域内において操作部に付与する引込力をそうでないときに付与される所定の引込力よりも小さくすると、指示位置が２つの引込領域の境界を越えた後に加えられる加速エネルギーが小さくなるので、指示位置を他の機能領域内に位置付けやすくなる。

また、本発明は、前記構成の力覚付与型入力装置において、前記制御手段は、前記１の引込領域と前記他の引込領域が接する場合に、前記１の引込領域を前記他の引込領域の方向に延長して、延長した分だけ前記他の引込領域を縮小させるという構成にした。

１の引込領域と他の引込領域が互いに接して設定されている場合において、１の引込領域をこれと隣り合う他の引込領域の方向に延長すると、自動的に他の引込領域が縮小され、指示位置を他の機能領域内に引き込むために操作部に付与される引込力が自動的に小さくなる。そのため、他の引込領域内で付与する引込力を小さくするための特別な演算をする必要がなくなり、制御手段による演算負荷を低減することができる。

本発明は、操作部に機能領域に向かう方向の引込力を付与する力覚付与型入力装置において、指示位置が１の引込領域から他の引込領域に移動するときには、制御手段が他の引込領域内において操作部に付与する引込力をそうでないときに付与される所定の引込力よりも小さくするので、指示位置が２つの引込領域の境界を越えた後に加えられる加速エネルギーが小さくなり、指示位置を他の機能領域内に位置付けやすくなる。よって、操作部の過剰な操作が防止され、勢い余って指示位置が所望の機能領域から逸脱することを防止できる。

以下、本発明に係る力覚付与型入力装置の実施形態例を図１乃至図９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は実施形態例に係る入力手段の側面方向より見た断面図、図３は実施形態例に係る入力手段の平面方向より見た断面図、図４は実施形態例に係る記憶手段に記憶される仮想表示画面を示す図、図５は１の引込領域内における指示位置の変化に対する操作部に付与される引込力の変化を示すグラフ図、図６は指示位置が隣接する引込領域の境界を越えた場合における指示位置の変化に対する操作部に付与される引込力の変化を示すグラフ図、図７は引込先機能領域の検索動作を示すフローチャート、図８は引込先機能領域の検索結果に応じた引込力の説明図、図９は指示位置が隣接する引込領域の境界を越えた場合における指示位置の変化に対する操作部に付与される引込力の変化の他の例を示すグラフ図である。

図１に示すように、本実施形態例に係る力覚付与型入力装置は、ポインタＰｔ及び複数個のボタンＢｔ１〜Ｂｔｎを含む所要の画像を表示する表示手段１と、表示手段１に表示されたポインタＰｔの移動及び表示手段１に表示されたボタンＢｔ１〜Ｂｔｎの選択を行う入力手段２と、表示手段１及び入力手段２の制御を行う制御手段３とから主に構成されている。なお、ポインタＰｔは、後述する位置情報記憶部４５に記憶された指示位置Ｐに対応して表示されるものであり、ボタンＢｔ１〜Ｂｔｎは位置情報記憶部４５に記憶された機能領域Ｂ１〜Ｂｎに対応して表示されるものである。

表示手段１としては、例えば液晶表示装置が用いられる。なお、ポインタＰｔ及びボタンＢｔ１〜Ｂｎの座標は、表示手段１の水平方向をｘ軸、垂直方向をｙ軸として決定される。

入力手段２は、図１に示すように、揺動レバー２１ａを有する機構部２１と、揺動レバー２１ａの先端部に取り付けられた操作部２２と、揺動レバー２１ａを介して操作部２２に引込力を付与する第１及び第２のアクチュエータ２３，２４と、揺動レバー２１ａの直交する２方向の操作量を検出する第１及び第２の検出部２５，２６とからなる。

機構部２１は、図２及び図３に示すように、揺動レバー２１ａと、ケース３１と、ケース３１に回転可能に保持されたレバー保持軸３２及びスイングアーム３３とからなる。レバー保持軸３２とスイングアーム３３とは、互いに直交する方向に配置され、レバー保持軸３２には、揺動レバー２１ａがスイングアーム３３の回転方向にのみ回転できるように取り付けられる。なお、図中の符号２１ｂは、揺動レバー２１ａの揺動中心軸を示している。一方、スイングアーム３３には長溝３３ａが開設されており、揺動レバー２１ａの下端部が貫通される。前記長溝３３ａの溝幅は、揺動レバー２１ａの下端部の直径よりも若干大きい程度に形成され、揺動レバー２１ａをレバー保持軸３２の回転に伴って揺動する方向（Ｘ−Ｘ方向）に揺動した場合には、長溝３３ａ内を揺動レバー２１ａの下端部が自由に摺動でき、揺動レバー２１ａを揺動中心軸２１ｂの回転に伴って揺動する方向（Ｙ−Ｙ方向）に揺動した場合には、スイングアーム３３が揺動レバー２１ａと一体となって揺動するようになっている。

このように構成されていることから、揺動レバー２１ａはレバー保持軸３２及び揺動中心軸２１ｂを中心として任意の方向に揺動することができる。そして、レバー保持軸３２は、揺動レバー２１ａのＸ−Ｘ方向への揺動量に比例する回転量だけ揺動レバー２１ａの揺動方向に回転され、スイングアーム３３は、揺動レバー２１ａのＹ−Ｙ方向への揺動量に比例する回転量だけ揺動レバー２１ａの揺動方向に回転される。

操作部２２は、操作者によって操作可能な形状及びサイズに形成されている。また、ケース３１の上面には、表示手段１に表示されたボタンＢｔ１〜Ｂｔｎの選択スイッチ２２ａが設定されている。

第１のアクチュエータ２３は、前記レバー保持軸３２に連結され、前記操作部２２を表示手段１に設定されたｘ軸方向に駆動する。これに対して、第２のアクチュエータ２４は、前記スイングアーム３３に連結され、前記操作部２２を表示手段１に設定されたｙ軸方向に駆動する。これら第１及び第２のアクチュエータ２３，２４としては、ＤＣモータなどの電動モータを用いることができる。

第１及び第２の検出部２５，２６は、アクチュエータ２３，２４の回転軸に連結されて、それらの回転軸の回転方向と回転量とを検出し、それに応じた電気信号を出力するものであって、例えばロータリエンコーダなどが用いられる。

制御手段３は、図１に示すように、ＣＰＵ又はＭＰＵからなる制御部４１と、制御部４１の動作プログラムが記憶されるプログラム記憶部４２と、第１の検出部２５から出力される第１の検出信号ａ及び第２の検出部２６から出力される第２の検出信号ｂを制御部４１に取り込む検出信号入力部４３と、選択スイッチ２２ａから出力されるスイッチ信号ｃを制御部４１に取り込むスイッチ信号入力部４４と、表示手段１に表示されるポインタＰｔの表示位置を決定する指示位置Ｐの座標やボタンＢｔ１〜Ｂｔｎの表示位置を決定する機能領域Ｂ１〜Ｂｎの座標等を記憶する位置情報記憶部４５と、機能領域Ｂ１〜Ｂｎの座標及び指示位置Ｐの座標に応じた引込力の演算式を記憶するフィーリングデータ記憶部４６と、制御部４１から出力されるアクチュエータ駆動信号ｄ，ｅに応じたアクチュエータ駆動電力ｆ，ｇを出力して第１及び第２のアクチュエータ２３，２４を駆動する第１及び第２のモータドライバ４７，４８と、制御部４１から出力される表示手段駆動信号ｈに応じた表示手段駆動電力ｉを出力して表示手段１を駆動するディスプレイドライバ４９とから構成されている。

制御部４１は、第１の検出信号ａ及び第２の検出信号ｂより指示位置Ｐを算出し、算出された指示位置Ｐに基づいて表示手段１に表示されたポインタＰｔを操作部２２の操作方向に応じた方向に操作部２２の操作量に応じた量だけ移動する。

また、制御部４１は、図４に示すように、指示位置Ｐの現在位置の座標（ｘ，ｙ）と位置情報記憶部４５に記憶された各機能領域Ｂ１〜Ｂｎの中心位置の座標（ｘ１，ｙ１）とから指示位置Ｐを引き込ませるべき機能領域の現在位置（図４の例では機能領域Ｂ５）を割り出すと共に、フィーリングデータ記憶部４６に記憶された演算式（図５のフィーリングパターンに相当）に基づいて指示位置Ｐの現在位置と指示位置Ｐを引き込ませるべき機能領域の中心位置の座標に応じた引込力Ｆを求め、前記割り出された機能領域の中心位置に指示位置Ｐを引き込むように第１及び第２のアクチュエータ２３，２４を駆動する。

指示位置Ｐを機能領域Ｂの中心位置に引き込むために第１及び第２のアクチュエータ２３，２４によって操作部２２に付与される引込力Ｆは、指示位置Ｐが１の引込領域内で移動する場合には、図５に例示するように、機能領域Ｂの中心位置から引込領域Ａ内に設定された所定の半径位置までは機能領域Ｂの中心位置からの距離に応じて１次関数的に増加し、前記所定の半径位置から引込領域Ａの境界までは予め定められた所定の値Ｆｍａｘに設定される。したがって、指示位置Ｐを機能領域Ｂの中心位置から引込領域Ａの終端まで移動するまでの間には、図５のハッチングを施した面積に相当する引込力の総量（力積）が操作部２２に付与される。

これに対して、指示位置Ｐが１の引込領域からこれに隣接する他の引込領域に移動する場合、例えば引込領域Ａ１から引込領域Ａ２に移動する場合には、図６に示すように、指示位置Ｐが機能領域Ｂ１と機能領域Ｂ２の中間位置を越えた段階で制御部４１が引込領域Ａ１を両側にそれぞれＤ文だけ拡張し、その結果として引込領域Ａ２の引込領域Ａ１側をＤ分だけ縮小させる。このように引込領域Ａ２の引込領域Ａ１側を縮小すると、縮小した領域においては、機能領域Ａ２に向かわせるために付与される引込力は所定の値Ｆｍａｘよりも小さくなる。そして、図５と図６の比較から明らかなように、指示位置Ｐを機能領域Ｂ２の中心位置まで引き込むための操作部２２に付与される引込力の総量も引込領域Ａ２が縮小されていない場合の引込力の総量よりも減少する。これにより、指示位置Ｐが２つの引込領域Ａ１，Ａ２の境界を越えた後に操作部２２に加えられる加速エネルギーが小さくなり、指示位置Ｐを機能領域Ｂに位置付けやすくなる。そのため、操作部２２の過剰な操作が防止され、勢い余って指示位置Ｐｔが所望の引込先機能領域であるボタンＢｔ２から逸脱することを防止できる。

以下、図８に示すように、位置情報記憶部４５の仮想表示画面上に機能領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３が並列して配置されており、引込領域Ａ１と引込領域Ａ２との境界を越えて指示位置Ｐを移動する場合を例にとり、プログラム記憶部４２に記憶された動作プログラムに従って制御部４１にて行われる引込先機能領域の検索動作及び当該検索結果に基づく引込力の演算動作を図７及び図８に基づいて説明する。なお、図７中に表記された符号Ｎ，ＬＮ，ＬＮ′，Ｌｍａｘ，Ｌｍｉｎ，Ｎｍｉｎ，ＯｌｄＮｍｉｎ，２Ｄの意味内容は以下の通りである。
Ｎ：検索中の機能領域の機能領域番号
ＬＮ：検索中の機能領域と指示位置Ｐとの距離
ＬＮ′：ＬＮの補正値
Ｌｍａｘ：最大距離（定数）
Ｌｍｉｎ：現在の指示位置Ｐと機能領域との最小距離
Ｎｍｉｎ：現在の指示位置Ｐに最も近いと判定されている機能領域の機能領域番号
ＯｌｄＮｍｉｎ：前回のフローで指示位置Ｐに最も近いと判定された機能領域の機能領域番号
２Ｄ：引込領域の変動定数

まず、機能領域番号Ｎを“１”、現在の指示位置Ｐと機能領域との最小距離ＬｍｉｎをＬｍａｘに設定する（手順Ｓ−１）。Ｌｍａｘは、任意の値、例えば仮想表示画面の対角線の長さ或いはそれ以上の値に設定される。次いで、指示位置Ｐと１番機能領域Ｂ１との距離Ｌ１を演算し（手順Ｓ−２）、機能領域番号Ｎ＝１が前回のフローで指示位置Ｐに最も近いと判定された機能領域の機能領域番号ＯｌｄＮｍｉｎであるか否かを判定する（手順Ｓ−３）。図８の上段に示すように、指示位置Ｐが引込領域Ａ１内を移動中である場合には、ＯｌｄＮｍｉｎは“１”であるので、手順Ｓ−３ではＮ＝ＯｌｄＮｍｉｎと判定され、手順Ｓ−４に移行してＬ１の補正値Ｌ１′をＬ１′＝Ｌ１−２Ｄに設定する。次いで、手順Ｓ−５で、補正値Ｌ１′が現在の機能領域Ｂ１と指示位置Ｐとの距離である現在の指示位置と機能領域との最小距離Ｌｍｉｎよりも小さいか否かを判定する。手順Ｓ−１でＬｍｉｎはＬｍａｘに設定されているので、必然的にＬ１′＜Ｌｍｉｎになる。そして、手順Ｓ−６に移行し、現在の指示位置と機能領域との最小距離ＬｍｉｎをＬ１′に設定すると共に、現在の指示位置に最も近いと判定されている機能領域の機能領域番号Ｎｍｉｎを“１”に設定する。これにより、１番機能領域Ｂ１に関する演算を終了する。

１番機能領域Ｂ１に関する演算を終了した後は、手順Ｓ−７に移行し、全ての機能領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に関する演算が終了したか否かを判定する。この段階では、２番機能領域Ｂ２に関する演算と３番機能領域Ｂ３に関する演算とが終了していないので、手順Ｓ−８に移行して機能領域番号Ｎを“２”に設定し、手順Ｓ−２に戻る。そして、手順Ｓ−２で指示位置Ｐと２番機能領域Ｂ２との距離Ｌ２を演算し、手順Ｓ−３で機能領域番号Ｎ＝２が前回のフローで指示位置Ｐに最も近いと判定された機能領域の機能領域番号ＯｌｄＮｍｉｎであるか否かを判定する。ＯｌｄＮｍｉｎは“１”であり、現在検索中の機能領域番号は“２”であるので、手順Ｓ−３においてはＮ≠ＯｌｄＮｍｉｎと判定され、手順Ｓ−９に移行してＬ２の補正値Ｌ２′をＬ２′＝Ｌ２に設定する。次いで、手順Ｓ−５に移行し、補正値Ｌ２′が現在の指示位置Ｐと機能領域との最小距離Ｌｍｉｎ（Ｌ１）よりも小さいか否かを判定する。図８の上段に示すように、指示位置Ｐが引込領域Ａ１内のＰ１の位置にあるときには、Ｌ２′＞Ｌｍｉｎ（Ｌ１）であるので、手順Ｓ−７に移行する。これにより、２番機能領域Ｂ２に関する演算を終了し、３番機能領域Ｂ３に関する演算ルーチンに移行する。

３番機能領域Ｂ３に関する演算結果も２番機能領域Ｂ２に関する演算結果と同様であり、手順Ｓ−３においてＮ≠ＯｌｄＮｍｉｎと判定されて手順Ｓ−９に移行すると共に、手順Ｓ−５において補正値Ｌ３′が現在の指示位置Ｐと機能領域との最小距離Ｌｍｉｎ（Ｌ１）よりも大きいと判定され、手順Ｓ−７に移行する。そして、手順Ｓ−７において全機能領域に関する演算が終了したと判定され、手順Ｓ−１０において、機能領域番号ＯｌｄＮｍｉｎを手順Ｓ−６において設定されたＮｍｉｎ＝１に設定する。次いで、手順Ｓ−１１に移行し、フィーリングデータ記憶部４６に記憶された演算式に基づいて指示位置Ｐと１番機能領域Ｂ１との距離Ｌ１に応じた引込力Ｆを演算する。図８の上段に示すように、指示位置ＰがＰ１の位置にある場合、操作部２２には指示位置Ｐを１番機能領域Ｂ１の中心部に引き込む方向の引込力Ｆｍａｘが付与される。

指示位置Ｐが機能領域Ｂ１と機能領域Ｂ２との中間位置Ｍを越えて機能領域Ｂ１より機能領域Ｂ２に近い位置に入り、図８の中段に示すＰ２の位置に至ったときも、前記と同様に、手順Ｓ−２から手順Ｓ−７までのルーチンを繰り返し実行し、全ての機能領域に関する手順Ｓ−２から手順Ｓ−７までのルーチンが終了した後に、手順Ｓ−１０と手順Ｓ−１１とを実行する。即ち、まず、指示位置Ｐと１番機能領域Ｂ１との距離Ｌ１を演算（手順Ｓ−２）した後、機能領域番号Ｎ＝１が前回のフローで指示位置Ｐに最も近いと判定された機能領域の機能領域番号ＯｌｄＮｍｉｎ（Ｎ＝１）であるか否かを判定する（手順Ｓ−３）。指示位置Ｐが機能領域Ｂ１と機能領域Ｂ２との中間位置Ｍを越える以前においては、ＯｌｄＮｍｉｎ＝１であったから、この手順Ｓ−３においてはＮ＝ＯｌｄＮｍｉｎと判定され、手順Ｓ−４に移行してＬ１の補正値Ｌ１′をＬ１′＝Ｌ１−２Ｄに設定する。次いで、手順Ｓ−５で補正値Ｌ１′が現在の指示位置と機能領域との最小距離Ｌｍｉｎ（Ｌｍａｘ）よりも小さいか否かを判定する。ＬｍｉｎはＬｍａｘに設定されているので必然的に補正値Ｌ１′は現在の指示位置と機能領域との最小距離Ｌｍｉｎよりも小さくなり、手順Ｓ−６に移行する。そして、現在の指示位置と機能領域との最小距離ＬｍｉｎをＬ１′と設定し、現在の指示位置に最も近いと判定されている機能領域の機能領域番号Ｎｍｉｎを“１”に設定する。これにより、１番機能領域Ｂ１に関する演算を終了する。

１番機能領域Ｂ１に関する演算を終了した後は、手順Ｓ−７に移行し、全ての機能領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に関する演算が終了したか否かを判定する。この段階では、２番機能領域Ｂ２に関する演算と３番機能領域Ｂ３に関する演算とが終了していないので、手順Ｓ−８に移行して機能領域番号Ｎを“２”に設定し、手順Ｓ−２に戻る。そして、手順Ｓ−２で指示位置Ｐと２番機能領域Ｂ２との距離Ｌ２を演算し、手順Ｓ−３で機能領域番号Ｎ＝２が前回のフローで指示位置Ｐに最も近いと判定された機能領域の機能領域番号ＯｌｄＮｍｉｎ（Ｎ＝１）であるか否かを判定する。このルーチンにおいては、手順Ｓ−８にて機能領域番号Ｎが“１”から“２”に切り換えられているので、手順Ｓ−３ではＮ≠ＯｌｄＮｍｉｎと判定され、手順Ｓ−９に移行してＬ２の補正値Ｌ２′をＬ２′＝Ｌ２に設定する。次いで、手順Ｓ−５に移行し、補正値Ｌ２′が現在の指示位置Ｐと機能領域との最小距離Ｌｍｉｎ（Ｌ１′）よりも小さいか否かを判定する。指示位置Ｐは機能領域Ｂ１と機能領域Ｂ２との中間位置Ｍより機能領域Ｂ２側にあるが、Ｌ１′は２Ｄ分だけ差し引かれているので、手順Ｓ−５においては補正値Ｌ２′が現在の指示位置Ｐと機能領域Ｂ２との最小距離Ｌｍｉｎ（Ｌ１′）よりも小さくないと判定され、手順Ｓ−７に移行する。これにより、２番機能領域Ｂ２に関する演算を終了し、３番機能領域Ｂ３に関する演算ルーチンに移行する。

３番機能領域Ｂ３に関する演算結果も２番機能領域Ｂ２に関する演算結果と同様であり、手順Ｓ−３においてＮ≠ＯｌｄＮｍｉｎと判定されて手順Ｓ−９に移行すると共に、手順Ｓ−５において補正値Ｌ３′が現在の指示位置Ｐと機能領域との最小距離Ｌｍｉｎ（Ｌ１′）よりも大きいと判定され、手順Ｓ−７に移行する。そして、手順Ｓ−７において全機能領域に関する演算が終了したと判定され、手順Ｓ−１０において、機能領域番号ＯｌｄＮｍｉｎを手順Ｓ−６において設定されたＮｍｉｎ＝１に設定する。次いで、手順Ｓ−１１に移行し、フィーリングデータ記憶部４６に記憶された演算式に基づいて指示位置Ｐと１番機能領域Ｂ１との距離Ｌ１に応じた引込力Ｆを演算する。このように、指示位置Ｐが引込領域の変動定数２Ｄの範囲内であるＰ２の位置にある場合には、指示位置Ｐが機能領域Ｂ１と機能領域Ｂ２との中間位置Ｍを越えて機能領域Ｂ１より機能領域Ｂ２に近い位置に移動されたにもかかわらず、操作部２２には指示位置Ｐを１番機能領域Ｂ１の中心部に引き込む方向の引込力Ｆｍａｘが付与される。

指示位置Ｐが機能領域Ｂ１と機能領域Ｂ２との中間位置Ｍを越えて中間位置ＭからＤ以上移動し、図８の下段に示すＰ３の位置に至ったときも、前記と同様に、手順Ｓ−２から手順Ｓ−７までのルーチンを繰り返し実行し、全ての機能領域に関する手順Ｓ−２から手順Ｓ−７までのルーチンが終了した後に、手順Ｓ−１０と手順Ｓ−１１とを実行する。即ち、まず、指示位置Ｐと１番機能領域Ｂ１との距離Ｌ１を演算（手順Ｓ−２）した後、機能領域番号Ｎ＝１が前回のフローで指示位置Ｐに最も近いと判定された機能領域の機能領域番号ＯｌｄＮｍｉｎ（Ｎ＝１）であるか否かを判定する（手順Ｓ−３）。機能領域Ｂ１と機能領域Ｂ２との中間位置ＭからＤだけ機能領域Ｂ２側に寄った位置を越えた直後においては、この手順Ｓ−３においてＮ＝ＯｌｄＮｍｉｎと判定され、手順Ｓ−４に移行してＬ１の補正値Ｌ１′をＬ１′＝Ｌ１−２Ｄに設定する。次いで、手順Ｓ−５に移行し、補正値Ｌ１′＝Ｌ１−２Ｄが現在の指示位置Ｐと機能領域との最小距離Ｌｍｉｎ（Ｌｍａｘ）よりも小さいか否かを判定する。ＬｍｉｎはＬｍａｘに設定されているので、必然的に補正値Ｌ１′が現在の指示位置Ｐと機能領域との最小距離Ｌｍｉｎよりも小さいと判定され、手順Ｓ−６に移行する。そして、ＬｍｉｎをＬ１′に設定し、Ｎｍｉｎを“１”に設定する。これにより、１番機能領域Ｂ１に関する演算を終了する。

手順Ｓ−７においては、全ての機能領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に関する演算が終了したか否かを判定する。この段階では、２番機能領域Ｂ２に関する演算と３番機能領域Ｂ３に関する演算とが終了していないので、手順Ｓ−８に移行して機能領域番号Ｎを“２”に設定し、手順Ｓ−２に戻る。そして、手順Ｓ−２で指示位置Ｐと２番機能領域Ｂ２との距離Ｌ２を演算し、手順Ｓ−３で機能領域番号Ｎ＝２が前回のフローで指示位置Ｐに最も近いと判定された機能領域の機能領域番号ＯｌｄＮｍｉｎであるか否かを判定する。指示位置Ｐが機能領域Ｂ１と機能領域Ｂ２との中間位置ＭからＤだけ機能領域Ｂ２側に寄った位置を越えた直後においては、前回のフローで指示位置Ｐに最も近いと判定された機能領域の機能領域番号ＯｌｄＮｍｉｎは“１”であり、手順Ｓ−３ではＮ≠ＯｌｄＮｍｉｎと判定され、手順Ｓ−９に移行してＬ２′＝Ｌ２と設定する。次いで、手順Ｓ−５に移行し、補正値Ｌ２′が現在の指示位置Ｐと機能領域との最小距離Ｌｍｉｎ（Ｌ１′）よりも小さいか否かを判定する。図８の下段から明らかなように、指示位置Ｐが機能領域Ｂ１と機能領域Ｂ２との中間位置ＭからＤだけ機能領域Ｂ２側に寄った位置を越えた直後のＰ３の位置にあるときには、補正値Ｌ２′は現在の指示位置と機能領域との最小距離Ｌｍｉｎ（Ｌ１′）よりも小さくなるので、手順Ｓ−６に移行し、現在の指示位置と機能領域との最小距離ＬｍｉｎをＬ２′と設定し、現在の指示位置に最も近いと判定されている機能領域の機能領域番号Ｎｍｉｎを“２”と設定する。これにより、２番機能領域Ｂ２に関する演算を終了し、３番機能領域Ｂ３に関する演算ルーチンに移行する。

３番機能領域Ｂ３に関する演算結果も２番機能領域Ｂ２に関する演算結果と同様であり、手順Ｓ−３においてＮ≠ＯｌｄＮｍｉｎと判定されて手順Ｓ−９に移行する。そして、手順Ｓ−５において補正値Ｌ３′が現在の指示位置Ｐと機能領域Ｂ２との最小距離Ｌｍｉｎ（Ｌ２′）よりも大きいと判定され、手順Ｓ−７に移行する。そして、手順Ｓ−７において全機能領域に関する演算が終了したと判定され、手順Ｓ−１０において、機能領域番号ＯｌｄＮｍｉｎを手順Ｓ−６において設定されたＮｍｉｎ＝２に設定する。次いで、手順Ｓ−１１に移行し、フィーリングデータ記憶部４６に記憶された演算式に基づいて指示位置Ｐと２番機能領域Ｂ２との距離Ｌ２に応じた引込力Ｆを演算する。

このように、指示位置Ｐが引込領域の変動定数２Ｄの範囲内であるＰ２の位置にある場合には、指示位置Ｐが機能領域Ｂ１よりも機能領域Ｂ２の方に近いにもかかわらず、最も近い機能領域はＢ１であると判定され、操作部２２には指示位置Ｐを１番機能領域Ｂ１の中心部に引き込む方向の最大引込力Ｆｍａｘが付与される。

この結果、本例の力覚付与型入力装置においては、指示位置Ｐが１の引込領域から他の引込領域に移動するとき、例えば指示位置Ｐが引込領域Ａ１内から引込領域Ａ２に移動するとき、引込領域Ａ１が引込領域Ａ２の方向に延長され、引込領域Ａ２が引込領域Ａ１の方向に縮小されるので、指示位置Ｐを機能領域Ｂ２内に向かわせるために操作部２２に付与される引込力Ｆが、そうでないときに操作部２２に付与される引込力よりも小さくなる。よって、指示位置Ｐが２つの引込領域の境界を越えた後に加えられる加速エネルギーが小さくなり、指示位置Ｐを所望の機能領域Ｂ２に位置付けしやすくなる。即ち、操作部２２の過剰な操作が防止されて、勢い余って指示位置Ｐが所望の機能領域から逸脱するといった不都合の発生を抑制することができる。また、このように、引込領域Ａ１を延長することにより引込領域Ａ２を自動的に縮小させ、指示位置Ｐを所望の機能領域Ｂ２内に引き込むために操作部２２に付与される引込力を制御すると、引込領域Ａ２ないで付与する引込力を小さくするための特別な演算をする必要がなくなり、演算負荷を低減することができる。

なお、前記実施形態例においては、所望の機能領域の周囲に現れる引込領域の幅を小さくすることにより、所望の機能領域に向かわせる引込力を小さくしたが、かかる構成に代えて、図９に示すように、引込領域の幅はそのままで、引込力の大きさを小さくするようにしてもよい。

また、前記実施形態例においては、表示手段１に表示されたポインタＰを同じく表示手段１に表示されたボタンに引き込まれるように表示制御を行うものを例にとって説明したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、矢印状のポインタではなく枠状の選択表示を行うものにも応用することができ、また、図９に示すように、表示手段１を備えないシステムにも応用することができる。

実施形態例に係る力覚付与型入力装置の構成図である。 実施形態例に係る入力手段の側面方向より見た断面図である。 実施形態例に係る入力手段の平面方向より見た断面図である。 実施形態例に係る記憶手段に記憶される仮想表示画面を示す図である。 １の引込領域内における指示位置の変化に対する操作部に付与される引込力の変化を示すグラフ図である。 図６は指示位置が隣接する引込領域の境界を越えた場合における指示位置の変化に対する操作部に付与される引込力の変化を示すグラフ図である。 引込先機能領域の検索動作を示すフローチャートである。 引込先機能領域の検索結果に応じた引込力の説明図である。 指示位置が隣接する引込領域の境界を越えた場合における指示位置の変化に対する操作部に付与される引込力の変化の他の例を示すグラフ図である。 従来例に係る入力装置の構成図である。 従来例に係る入力装置の動作説明図である。 従来例に係る入力装置におけるカーソル位置に対する引込力の変化を示すグラフ図である。

符号の説明

１ 表示手段
２ 入力手段
３ 制御手段
２２ 操作部
２３，２４ アクチュエータ
２５，２６ 検出部
Ａ１〜Ａ３ 引込領域
Ｂｔ１〜Ｂｔｎ ボタン
Ｂ１〜Ｂｎ 機能領域
Ｐｔ ポインタ
Ｐ 指示位置

Claims (2)

1. 操作部と、
   前記操作部の操作状態を検出する検出手段と、
   前記操作部に力覚を付与するアクチュエータと、
   前記検出手段の出力信号に基づいて前記操作部の操作状態に応じた指示位置の演算及び前記アクチュエータの駆動制御を行う制御手段と、
   前記指示位置及び予め設定された複数の機能領域を記憶する記憶手段とを備え、
   前記指示位置が前記複数の機能領域のうちのいずれか１の機能領域の座標上の周囲に設定された引込領域内にあるとき、前記制御手段が前記アクチュエータの駆動制御を行って前記操作部に所定の引込力を付与し、前記指示位置を前記いずれか１の機能領域内に向かわせる力覚付与型入力装置であって、
   前記制御手段は、前記指示位置が１の機能領域の座標上の周囲に設定された１の引込領域内から他の機能領域の座標上の周囲に設定された他の引込領域に移動するとき、前記他の引込領域において前記指示位置を前記他の機能領域内に向かわせるために前記操作部に付与される引込力を、前記所定の引込力よりも小さくすることを特徴とする力覚付与型入力装置。
2. 前記制御手段は、前記１の引込領域と前記他の引込領域が接する場合に、前記１の引込領域を前記他の引込領域の方向に延長して、延長した分だけ前記他の引込領域を縮小させる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。

Images