JP2003345499A - 回転式入力処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転式入力装置のユーザの操作負荷を低減す
る。 【解決手段】 ユーザに回転機構部１１が操作されて回
転すると、その回転速度を操作検出部１２により検出し
て、回転に応じた操作処理をするときに、ユーザに対す
る回転機構部１１の操作感覚及び操作処理を変動させ
る。操作制御演算部１３は、検出した回転速度と予め設
定した切換速度とを比較して、検出した回転速度が切換
速度より小さい場合には、回転機構部１１の反力を回転
反力発生部１４により制御したダイヤル操作感覚、及び
表示部４に表示するメニュー項目の順次選択とし、検出
した回転速度が切換速度よりも大きい場合には、レバー
操作感覚及びメニュー項目の飛び越し選択とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ユーザが回転式入
力機構を操作することに応じた処理をする回転式入力処
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、回転式入力装置として、例え
ば特開平１１−２７２４０６号公報にて開示されたデー
タ入力装置のように、ダイヤルの回転速度に応じて、操
作対象である選択候補を表示する間隔や速さを変化させ
るものが知られている。

【０００３】このデータ入力装置は、ユーザが通常速度
でダイヤルを回転させているときには、選択候補を順次
選択又は順次増減して選択候補を表示させ、ユーザがダ
イヤルを速く回すと、複数先の選択候補を表示させるこ
とにより、より早く先の選択候補を表示するように構成
されている。これにより、従来では操作効率の向上を実
現している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の回転式入力装置では、選択項目数が多い場合
に操作効率を向上させることができるが、より早く先の
選択項目を表示するためには、ダイヤルを速く回す操作
を連続して実施する必要があり、ユーザの操作負荷が上
昇するという問題があった。

【０００５】また、通常、ダイヤルの位置検出装置の分
解能や、選択項目のスクロール表示時の視認性の観点か
ら、選択項目のスクロール速度には上限が設定される
が、ダイヤル自体は、ユーザの動作速度の範囲内でいく
らでも速く回せるため、ユーザは必要以上にダイヤルを
速く回す傾向があり、更に操作負荷が上昇するという問
題があった。

【０００６】ここで、ダイヤルの回転角と選択項目のス
クロール量が比例する回転式入力装置では、ダイヤルの
回転に応じて発生するディテント感により、ユーザはダ
イヤルの回転角と共に、選択項目のスクロール量を触覚
により認識することができる。

【０００７】しかし、上述のデータ入力装置では、ダイ
ヤルの回転速度に応じて選択項目のスクロール速度を制
御するため、ダイヤルの回転角と選択項目のスクロール
量が比例関係ではなくなる場合が発生する。この場合に
は、ディテント感による触覚の認識をすることができず
に表示画面のみで選択項目を確認せざるを得なくなるの
で、視覚負荷が増加するという問題点があった。

【０００８】そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて
提案されたものであり、ユーザの操作負荷を低減するこ
とができる回転式入力処理装置を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る回転式入力
処理装置は、ユーザに回転式入力機構が操作されて回転
すると、その回転速度を検出して、回転に応じた操作処
理をするときに、ユーザに対する回転式入力機構の操作
感覚及び操作処理を変動させるものである。

【００１０】この回転式入力処理装置では、検出した回
転速度と予め設定した切換速度とを比較して、検出した
回転速度が切換速度より小さい場合には、第１操作感覚
とすると共に第１操作処理をし、検出した回転速度が切
換速度よりも大きい場合には、第１操作感覚とは異なる
第２操作感覚とすると共に第１操作処理とは異なる第２
操作処理をすることで、上述の課題を解決する。

【００１１】

【発明の効果】本発明に係る回転式入力処理装置によれ
ば、１つの回転式操作機構を回転させる速度で２種類の
操作処理を切り換え、操作処理の違いを操作感覚にて認
識させるので、簡単、正確かつ迅速に２種類の操作処理
を使い分けることが可能となり、異なる２種類の操作処
理を行わせる場合の操作負荷を低減することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１３】本発明は、例えば図１に示すように構成さ
れた回転式入力処理装置に適用される。

【００１４】［回転式入力処理装置の構成］この回転式
入力処理装置は、回転式入力装置１がユーザに操作され
ることに応じた操作入力情報を操作／表示処理演算部２
に送り、操作／表示処理演算部２により情報処理演算部
３の演算内容を制御すると共に、表示部４の表示内容を
制御する。この回転式入力処理装置は、例えば車両に搭
載される場合、少なくとも回転機構部１１が車両乗員
（ユーザ）から操作可能な位置に設けられると共に、表
示部４が車両乗員から目視可能な位置に設けられ、操作
／表示処理演算部２及び情報処理演算部３がインストル
メントパネル内などに配設される。

【００１５】回転式入力装置１は、ユーザに操作される
回転機構部１１を有している。この回転機構部１１は、
その外観構成を図２に示すように、操作面１１ａにダイ
ヤル１１ｂの弧部分が突出してなり、回転方向Ａにおけ
る操作及び上下方向Ｂにおける押し込み操作が可能な機
構となっている。

【００１６】この回転式入力処理装置では、図３に示す
ようなリスト形式のメニューを操作対象として表示部４
に表示させ、回転機構部１１の回転操作によりメニュー
を画面内上下方向にスクロール表示させて、固定ポイン
タ表示２１に所望のメニュー項目２２を移動させること
により項目選択を行い、回転機構部１１を押し込むこと
によりメニュー項目２２の決定を行う。

【００１７】このとき、回転式入力装置１は、操作検出
部１２により回転機構部１１の操作を検出して、回転機
構部１１の回転角及び押し込み操作を示す操作入力信号
を操作制御演算部１３に送る。また、この回転式入力装
置１では、回転反力発生部１４により回転方向Ａにトル
クを発生させることで、操作反力を回転機構部１１に与
える。

【００１８】操作検出部１２は、具体的な構成例を図４
に示すように、フォトエンコーダ３１にて回転機構部１
１の回転操作を光学的に検知すると共に、タクトスイッ
チ３２にて回転機構部１１の押し込み操作を機械的に検
知して、操作入力信号として操作制御演算部１３に出力
する。

【００１９】また、回転反力発生部１４は、シャフト３
３を介して回転機構部１１に接続している直流モータ３
４にて構成され、操作制御演算部１３からの制御信号に
応じて直流モータ３４を駆動し、シャフト３３を介して
駆動力を回転機構部１１に伝達する。

【００２０】操作制御演算部１３は、操作検出部１２か
らの操作入力信号をディジタル変換するＡ／Ｄ変換回
路、制御信号をアナログ変換して回転反力発生部１４に
供給するＤ／Ａ変換回路、回転反力発生部１４の制御や
操作／表示処理演算部２との通信を制御する制御プログ
ラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、
制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）
等から構成される。この操作制御演算部１３は、内部に
シリアルインターフェース回路１３ａを備え、シリアル
インターフェース回路１３ａが通信部１５と通信をする
ことで、回転式入力装置１と操作／表示処理演算部２と
の通信を実現する。なお、操作制御演算部１３は、この
ような構成に限らず、同一機能をもつ他の装置にて構成
してもよい。

【００２１】操作制御演算部１３は、操作検出部１２か
ら操作入力信号が送られると、この操作入力信号をディ
ジタル変換して操作入力情報にする。操作制御演算部１
３は、操作入力情報を用いて回転位置を微分して、回転
機構部１１の回転角速度を算出した後、回転機構部１１
の回転位置及び回転角速度に基づいて、「ダイヤルモー
ド」又は「レバーモード」の何れかの操作処理モードを
決定するモード切換処理を行う。

【００２２】ダイヤルモードは、回転機構部１１を回転
自在とする操作反力にしたダイヤル操作感覚をユーザに
与えると共に、メニュー項目２２を順次選択表示させる
操作処理モードである。また、レバーモードは、操作方
向と反対方向の中立位置へ押し戻すように操作反力を発
生させてレバー操作感覚をユーザに与えると共に、メニ
ュー項目２２を飛び越し選択表示させる操作処理モード
である。換言すれば、ダイヤルモードは、表示部４にお
けるスクロール量（操作対象量）を所定スクロール量ご
とに順次増減し、レバーモードは、表示部４におけるス
クロール量（操作対象量）を所定スクロール量に対して
飛び越し増減する。ここで、所定スクロール量とは、本
例において１つのメニュー項目２２をスクロールさせる
量に相当する。

【００２３】このとき、操作制御演算部１３は、回転反
力発生部１４でのモータトルクを制御してダイヤル操作
感覚及びレバー操作感覚を実現すると共に、モード切換
処理にて決定した操作処理モードを示す操作処理モード
情報を操作／表示処理演算部２に送る。なお、モード切
換処理の詳細な処理内容については後述する。

【００２４】また、操作制御演算部１３は、決定した操
作処理モード、回転位置及び通信部１５を介して入力し
た加振要求から、回転機構部１１に付与する操作反力を
演算して、回転反力発生部１４を制御する制御信号を送
る。これにより、操作制御演算部１３は、回転反力発生
部１４内のモータ駆動力を制御する。

【００２５】更に、操作制御演算部１３は、回転機構部
１１の回転位置の変化、回転機構部１１の押し込み操作
の有無を示す操作入力情報、操作処理モード情報を通信
部１５を介して操作／表示処理演算部２に送る。

【００２６】操作／表示処理演算部２は、通信部１５の
通信方式と同じ通信方式の通信部を有し、通信部１５か
ら入力される操作入力情報から回転位置を認識すると共
に、操作処理モード情報から現在の操作処理モードを認
識する。この操作／表示処理演算部２は、回転位置及び
操作処理モードからメニューのスクロール量を算出し、
固定ポインタ表示２１にて選択されるメニュー項目２２
を特定する。

【００２７】この操作／表示処理演算部２は、通信部１
５から回転機構部１１の押し込み操作の操作入力情報が
送られた場合、現在選択しているメニュー項目２２が決
定されたと判定して、決定されたメニュー項目２２を示
す情報を情報処理演算部３に送る。

【００２８】また、操作／表示処理演算部２は、操作処
理モードがレバーモードである場合、後述するタイミン
グにて回転機構部１１に振動を付与する加振要求を回転
式入力装置１に送る。

【００２９】情報処理演算部３は、操作／表示処理演算
部２にて決定されたメニュー項目２２に対応する情報処
理を実行し、必要に応じて次の選択メニュ一覧情報を操
作／表示処理演算部２に出力する。このとき、情報処理
演算部３は、決定されたメニュー項目２２に応じて予め
ＲＯＭなどに格納されている選択メニュ一覧情報を読み
出す。

【００３０】操作／表示処理演算部２では、選択メニュ
一覧情報が送られると、この情報を表示画像に変換し、
表示部４に出力して表示させる。また、操作／表示処理
演算部２は、演算したスクロール量に応じた表示画像を
生成して、表示部４にスクロール表示をさせる。

【００３１】［操作処理モードの説明］つぎに、上述の
操作処理モードにおける処理内容について説明する。な
お、本例では、操作対象として図３に示す５０音順に整
理されたアドレスリストをスクロール表示させる場合に
ついて説明する。

【００３２】「ダイヤルモード」ダイヤルモードは、回
転機構部１１を回転自在とする操作反力にしたダイヤル
操作感覚をユーザに与えると共に、メニュー項目２２を
順次選択表示させる操作処理モードである。

【００３３】このダイヤルモードでは、回転機構部１１
を回転自在とする操作反力にし、回転機構部１１の回転
量に伴い、等間隔のディテント感を発生させる。具体的
には、操作制御演算部１３は、図５に示すような回転角
に対する反力パターン４１を発生するよう回転反力発生
部１４である直流モータ３４を制御することにより回転
機構部１１に付与する操作反力を制御する。

【００３４】図５において、縦軸の反力ポテンシャルと
は、回転機構部１１の回転角に対応して発生する操作反
力を積分した値である。なお、説明の簡単のために図５
を用いて説明をするが、実際に回転反力発生部１４にて
発生する操作反力は、各回転角における反力ポテンシャ
ルの傾きである。

【００３５】この反力パターン４１は、Ｕ字状のカーブ
であるディテント４１ａ〜４１ｅを回転角に対して等間
隔に連ねたパターンである。これに対し、操作／表示処
理演算部２では、各ディテント４１ａ〜４１ｅを、操作
対象である各メニュー項目２２のスクロールタイミング
に対応させる。このとき、操作／表示処理演算部２で
は、回転角を示す操作入力情報が送られると、ディテン
ト４１ａ〜４１ｅを認識して、表示部４にスクロール表
示をさせる。

【００３６】具体的には、現在の回転機構部１１の回転
角がディテント４１ａの回転角位置４２であって、その
時点における選択メニュ表示が図３（ａ）の状態であっ
たとすると、ダイヤルモードにおいては、ディテントが
４１ａ→４１ｂ→４１ｃ→４１ｄ→４１ｅとなるように
回転機構部１１を回転させたことに従って、選択メニュ
を図３（ａ）→図３（ｂ）→図３（ｃ）→図３（ｄ）→
図３（ｅ）と順にスクロール表示していき、固定ポイン
タ表示２１で選択されるメニュー項目２２を順次切り換
える。なお、この例では、ユーザが後述のモード切換速
度より小さい回転速度にて回転機構部１１を操作した場
合である。

【００３７】このように、回転式入力装置１では、ダイ
ヤル操作感覚となる範囲内にて各ディテント４１ａ〜４
１ｅに移動する際に回転機構部１１に操作反力を与える
ことにより、周期的にユーザにクリック感覚を与え、メ
ニュー項目２２が次のメニュー項目２２に移動したこと
をユーザに触覚で認識させることが可能となる。

【００３８】「レバーモード」レバーモードは、操作方
向と反対方向の中立位置へ押し戻すように操作反力を発
生させてレバー操作感覚をユーザに与えると共に、メニ
ュー項目２２を飛び越し選択表示させる操作処理モード
である。

【００３９】このレバーモードでは、操作感覚として、
中立位置に押し戻される感覚をユーザに与える。具体的
には、操作制御演算部１３は、図６に示す反力パターン
５１を発生するように直流モータ３４を制御して回転機
構部１１に付与する操作反力を制御する。この反力パタ
ーン５１は、回転機構部１１の中立位置５２における操
作反力を極小値にして変化させる２次曲線パターンと、
中立位置５２の両操作方向のロック位置５３における操
作反力を最大値とする障壁パターンとを組み合わせてい
る。

【００４０】操作制御演算部１３は、回転機構部１１の
回転角が中立位置５２とロック位置５３との間では、中
立位置５２からの回転角の変化に比例して操作反力を変
化させ、操作を許容する限界位置である回転角のロック
位置５３となると、それ以上回転機構部１１が回転しな
いように、直流モータ３４の最大トルクを操作反力とし
て発生させ、回転機構部１１の回転を制限する。

【００４１】ロック位置５３の間の回転角量は、回転機
構部１１の直径、幅、操作面からの突出量、取付位置、
取付角度等と、想定されるユーザの操作指、操作指長、
操作角度、操作方法等から人間工学的な検討により決定
する。

【００４２】また、ロック位置５３の間の回転角は、良
好な操作性を考慮し、図２の操作面１１ａに対するダイ
ヤル１１ｂの突出量に相当する回転角より少なく設定
し、ダイヤル１１ｂに接する操作指の位置を変えること
なく、中立位置５２に対する両方向のロック位置５３ま
で操作可能とすることが望ましい。

【００４３】このようにレバー操作感覚をユーザに与え
ているレバーモードであるときに、ユーザが回転機構部
１１を中立位置５２から一方に回転させると、操作／表
示処理演算部２は、操作対象であるアドレスリストを、
５０音の各音の先頭を順次表示部４に表示させる。これ
により、操作／表示処理演算部２は、複数のメニュー項
目２２を飛び越して表示部４にスクロール表示をさせ
る。すなわち、操作／表示処理演算部２では、複数のメ
ニュー項目２２を分類する項目分類表示に固定ポインタ
表示２１を移動させる。

【００４４】例えば、現在の回転機構部１１の回転角が
中立位置５２にあり、その時点における選択メニュ表示
が図７（ｄ）の状態であったとすると、レバーモードに
おいては、中立位置５２から図６の回転角位置５４に順
方向に回転機構部１１が操作されて、回転角位置５４に
て保持された場合、操作／表示処理演算部２は、図７
（ｄ）→図７（ｅ）→図７（ｆ）の順に５０音表示２３
を順次にスクロール表示させ、結果として各メニュー項
目２２の飛び越しスクロールを実施する。

【００４５】このとき、次の５０音表示２３に表示を切
り換える際に、操作／表示処理演算部２は、通信部１５
を介して操作制御演算部１３に加振要求を出力する。こ
れに対し、操作制御演算部１３では、入力した加振要求
に従い、回転機構部１１を一定時間振動させるように回
転反力発生部１４に制御信号を出力する。そして、回転
反力発生部１４では、現在の回転角を中心として順／逆
方向に振動トルク発生させるように直流モータ３４を駆
動する。

【００４６】これにより、回転式入力装置１では、レバ
ーモードにおいて順次５０音表示２３を切り換えるごと
に、回転機構部１１に振動を発生させ、固定ポインタ表
示２１が次の５０音表示２３に移動したことをユーザの
触覚で認識させることが可能となる。

【００４７】また、この回転式入力処理装置では、飛び
越しスクロールする際のスクロール速度を、中立位置５
２からの回転角に応じて変化させるように制御しても良
い。これにより、回転式入力処理装置では、回転機構部
１１の回転角によりスクロール速度を制御することが可
能となり、さらに操作性を向上させる。

【００４８】更に、回転式入力処理装置では、中立位置
５２の付近の一定範囲においては、回転機構部１１の回
転を検知してもスクロールを実施しない不感帯としても
良い。このようにすることで、中立位置５２の付近にお
ける意図しない動作やスクロール方向の反転を防止で
き、さらに操作性を向上させる。

【００４９】本実施形態では、５０音表示２３をインデ
ックスとして飛び越しスクロールをする場合について説
明したが、これに限らず、頁単位のスクロールや、一定
項目数のスキップであっても良い。

【００５０】［回転式入力処理装置によるモード切換処
理］つぎに、上述した回転式入力処理装置の操作制御演
算部１３におけるモード切換処理について図８のフロー
チャートを参照して説明する。

【００５１】回転式入力処理装置が起動すると、操作制
御演算部１３により制御プログラムの起動をして、ステ
ップＳ１に処理を進めて初期設定を行う。この初期設定
では、初期の操作処理モードとしてダイヤルモードに設
定した後、前回の処理ループにて使用した各前回値をリ
セットして、ステップＳ２に処理を進める。

【００５２】ステップＳ２において、操作制御演算部１
３により現在の操作処理モードを判断し、ダイヤルモー
ドの場合はステップＳ３に処理を進め、レバーモードの
場合はステップＳ１１に処理を進める。

【００５３】ステップＳ３において、操作検出部１２で
あるフォトエンコーダ５２ａから出力される操作入力信
号の位相に基づいて回転機構部１１の回転の有無及び回
転方向を操作制御演算部１３により検出すると、前回の
回転方向と同一の回転方向か否かを判定する。前回の回
転方向と同一の回転方向を検出した場合にはステップＳ
４に処理を進め、前回と逆方向の回転を検出した場合は
ステップＳ２に処理を戻す。また、ステップＳ３では、
操作制御演算部１３により、次回のステップＳ３にて回
転方向を判定するために今回の回転方向を記憶してお
く。

【００５４】ステップＳ４において、操作制御演算部１
３により、フォトエンコーダ５２ａから出力される波形
に基づいて回転機構部１１が操作された回転角を決定
し、さらに前回の回転角との差分と処理周波数との積を
演算して回転機構部１１の回転角速度を算出してステッ
プＳ５に処理を進める。また、ステップＳ４では、操作
制御演算部１３により次回のステップＳ４にて使用する
回転角を記憶しておく。

【００５５】ステップＳ５において、操作制御演算部１
３により、ステップＳ４にて算出した回転角速度が、予
め設定したモード切換速度以上か否かの判定を行い、回
転角速度がモード切換速度以上の場合はステップＳ６に
処理を進め、回転角速度がモード切換速度未満の場合は
ステップＳ２に処理を戻してダイヤルモードを継続す
る。

【００５６】ステップＳ６において、操作制御演算部１
３により、前回の処理ループにおける回転角速度がモー
ド切換速度以上か否かの判定を行い、前回の回転角速度
がモード切換速度以上の場合は、レバーモードへの切換
前の空走区間中と判断してステップＳ８に処理を進め、
モード切換速度未満の場合は、今回処理で初めてモード
切換速度に達したと判断してステップＳ７へ移行する。

【００５７】ここで、操作制御演算部１３は、ダイヤル
モードからレバーモードに移行するに際して、回転機構
部１１がモード切換速度以上にて回転し続けた回転角
（モード切換空走距離）を保持しており、ステップＳ６
にて空走開始を検出する。

【００５８】ステップＳ７では、操作制御演算部１３に
より、空走距離加算処理の初期化処理として、空走距離
のカウンタをリセットし、現在の回転機構部１１の回転
角を空走開始位置としてセットしてステップＳ９に処理
を進める。

【００５９】一方、ステップＳ８においては、操作制御
演算部１３により、空走距離加算処理として、現在の回
転機構部１１の回転角と、前回のステップＳ７において
セットした空走開始位置との差より空走距離を更新し
て、ステップＳ９に処理を進める。

【００６０】ステップＳ９において、操作制御演算部１
３により、ステップＳ７及びステップＳ８にて求めた空
走距離が、予め設定したモード切換空走距離以上である
か否かの判定を行い、求めた空走距離がモード切換空走
距離以上である場合は空走区間終了と判断してステップ
Ｓ１０に処理を進め、モード切換空走距離未満の場合は
ステップＳ２に処理を戻す。すなわち、操作制御演算部
１３では、回転機構部１１の回転角速度がモード切換空
走距離の間継続されたと判定するまで、ステップＳ２〜
ステップＳ９の処理を繰り返す。

【００６１】ステップＳ１０では、操作制御演算部１３
により操作処理モードをレバーモードに切り換えると共
に、現在の回転機構部１１の回転角位置をレバーモード
における中立位置として設定してステップＳ２に処理を
戻す。

【００６２】そして、ステップＳ２にてレバーモードと
判定してステップＳ１１に処理を進め、ステップＳ１１
において、操作制御演算部１３により、現在の回転機構
部１１の回転角位置が、ステップＳ１０にて設定したレ
バーモードの中立位置にあるか否かを判定する。操作制
御演算部１３は、現在の回転角位置が中立位置にあると
判定した場合はステップＳ１２に処理を進め、現在の回
転角位置が中立位置にないと判定した場合はステップＳ
２に処理を戻して、レバーモードを継続させる。

【００６３】また、ステップＳ１１において、操作制御
演算部１３では、中立位置付近に不感帯を設定している
場合は、現在の回転角位置が不感帯域に入っているか否
かを判定し、現在の回転角位置が不感帯に入っている場
合にはステップＳ１２に処理を進め、不感帯に入ってい
ない場合にはステップＳ２に処理を戻す処理をしても良
い。このとき、操作制御演算部１３では、次回の処理ル
ープにて前回値として使用するために、現在の回転角位
置を記憶しておく。

【００６４】ステップＳ１２において、操作制御演算部
１３により前回の処理ループにおける回転機構部１１の
回転角位置が、中立位置又は不感帯域にあるか否かの判
定を行う。操作制御演算部１３により、前回の回転角位
置が中立位置又は不感帯域にある場合は停留期間中と判
断してステップＳ１４に処理を進め、中立位置又は不感
帯域にない場合は今回の処理ループにて初めて中立位置
又は不感帯域に入ったと判断してステップＳ１３に処理
を進める。

【００６５】ステップＳ１３においては、停留時間加算
処理の初期化処理として、停留時間のカウンタをリセッ
トしてステップＳ１５に処理を進める。

【００６６】また、ステップＳ１４においては、操作制
御演算部１３により、停留時間加算処理として、停留時
間のカウンタをカウントアップしてステップＳ１５に処
理を進める。

【００６７】ステップＳ１５において、操作制御演算部
１３により、ステップＳ１３及びステップＳ１４にて求
めた停留時間が、予め設定したモード切換停留時間以上
か否かの判定を行う。操作制御演算部１３により、求め
た停留時間がモード切換停留時間以上であると判定した
場合には停留期間終了と判断してステップＳ１６に処理
を進め、求めた停留時間がモード切換停留時間未満であ
る場合にはステップＳ２に処理を戻す。ここで、モータ
切換停留時間とは、飛び越し選択をした結果、ユーザが
目標とするメニュー項目２２付近と認識して順次選択を
するときの操作などに基づいて決定される時間であっ
て、予め回転式入力処理装置の製造時に決定されてい
る。

【００６８】ステップＳ１６において、操作制御演算部
１３により、操作処理モードをダイヤルモードに切り換
えて、ステップＳ２に処理を戻す。

【００６９】このようなモード切換処理を、例えば、モ
ード切換速度を１００°（回転角）／秒、モード切換空
走距離を２ディテント分に相当する回転角、モード切換
停留時間を０．５秒に設定した場合について具体的に説
明する。

【００７０】先ず、回転式入力装置１から操作／表示処
理演算部２にダイヤルモードの操作処理モード情報が送
られた後に、ユーザが図７に示すアドレスリストの先の
メニュー項目２２を早く選択しようとして、回転機構部
１１を素早く回転させ、回転機構部１１の回転速度が１
００°／秒以上になると、このときの回転角が図６の空
走開始位置５４であって選択メニュが図７（ａ）である
場合、２ディテント分（２つのメニュー項目２２分）の
空走距離を経て、回転機構部１１はレバーモードに切り
替わる。この空走期間中では、操作／表示処理演算部２
により、選択メニュを図７（ａ）、図７（ｂ）、図７
（ｃ）と順次にスクロールさせていたため、ユーザによ
り選択メニュのスクロール方向を直感的に確認させる。

【００７１】そして、レバーモードに移行する操作処理
モード情報が操作／表示処理演算部２に送られてレバー
モードに切り換えた後は、中立位置５２に戻すまで、選
択メニュを操作／表示処理演算部２により、図７
（ｄ）、図７（ｅ）、図７（ｆ）に示すように５０音表
示２３の順に飛び越しスクロールさせて、素早く先の項
目を検索することが可能となる。

【００７２】このとき、操作／表示処理演算部２から操
作制御演算部１３に加振要求が送られ、回転反力発生部
１４によって回転機構部１１に飛び越しスクロールの度
に振動を付与する。このため、レバーモードにて飛び越
しスクロールをしているときであっても、視覚のみなら
ず触覚によってもスクロールの進行をユーザに認識させ
る。

【００７３】また、この回転式入力処理装置では、飛び
越しスクロールする際のスクロール速度を、回転機構部
１１の中立位置５２からの回転角に応じて変化させるよ
うに制御している場合は、回転機構部１１の回転角及び
操作反力により、スクロール速度を制御することが可能
となり、さらに操作性を向上させると共に、レバー操作
の両端にロック位置５３が設けられているため、スクロ
ール速度の限界を触覚により認識させ、ユーザが必要以
上の操作を実施することを防止できる。

【００７４】さらに、この回転式入力処理装置では、レ
バーモードに切り換えた後の中立位置に戻しても、０．
５秒の停留時間が経過するまでは、ダイヤルモードに切
り換えずにレバーモードを継続するため（ステップＳ１
５）、例えば飛び越しスクロールによる操作が目標とす
る５０音表示２３に満たない場合や、目標とする５０音
表示２３を通過してスクロールさせた場合でも、０．５
秒の停留時間以内に修正操作を実施させて、レバーモー
ドによる飛び越し選択で目標の５０音表示２３に到達さ
せる。

【００７５】［第１実施形態の効果］この回転式入力処
理装置によれば、１つの回転機構部１１を回転させる速
度で２種類の操作処理（ダイヤルモード、レバーモー
ド）を切り換え、操作処理の違いを操作感覚にて認識さ
せるので、簡単、正確かつ迅速に２種類の操作処理を使
い分けさせることが可能となり、異なる２種類の操作処
理を行わせる場合の操作負荷を低減することができる。
すなわち、回転式入力処理装置によれば、モード切換速
度以下のゆっくりした操作ではダイヤル操作感覚にてメ
ニュー項目２２を順次確実に選択させ、モード切換速度
以上に速い操作にてレバーモードに切り換えてレバー操
作感覚にてメニュー項目２２を飛び越し選択させること
ができるため、回転機構部１１という一つの操作端で２
種類の選択方法を操作でき、特に、操作時間が増大した
り、操作負荷が上昇したりしがちであった、長大なリス
ト形式のメニュー項目２２を選択するような場合におい
て、操作効率の向上と操作負荷の低減を図ることができ
る。

【００７６】また、この回転式入力処理装置によれば、
回転速度が所定のモード切換速度未満の場合は、ダイヤ
ル操作感覚による操作対象項目の順次選択又は操作対象
量の順次増減を行い、回転速度が所定のモード切換速度
以上の場合は、レバー操作感覚による操作対象項目の飛
び越し選択又は操作対象量の飛び越し増減を行うため、
早く先のメニュー項目２２を選択したい場合又は操作対
象量を大幅に増減したい場合は、回転機構部１１を早く
回すという自然な操作で、飛び越し選択又は飛び越し増
減に切り換え、一旦レバー操作感覚による飛び越し選択
又は飛び越し増減に切り替わった後は、回転機構部１１
の回転速度に関わらずレバー操作の中立位置５２に戻る
まで、飛び越し選択又は飛び越し増減を継続することが
でき、操作効率の向上と操作負荷の低減の両立を図るこ
とができる。

【００７７】更に、回転式入力処理装置によれば、レバ
ーモードに切り換えた場合、中立位置５２から所定の許
容回転角を越ないように回転機構部１１の回転を制限す
るようにロック位置５３を設定するように操作反力を発
生させるので、飛び越し選択又は飛び越し増減の操作量
に上限があることを触覚で認識させることができ、必要
以上に回転機構部１１を回転させるという行為を防止で
き、さらに操作負荷の低減を図ることができる。

【００７８】更にまた、この回転式入力処理装置によれ
ば、レバーモードとした場合に、操作対象項目又は操作
対象量の飛び越し増減に同期して、回転機構部１１に振
動を付与するようにので、振動により飛び越し選択又は
飛び越し増減の操作結果を触覚で認識させることがで
き、表示画面を注視しなくても操作処理の状況を把持さ
せることが可能となる。

【００７９】更にまた、この回転式入力処理装置によれ
ば、検出した回転速度がモード切換速度よりも大きい場
合、予め設定した空走回転角を越えた後にダイヤルモー
ドからレバーモードに切り換えるので、操作の初期段階
においては、必ず順次選択又は順次増減の操作及び操作
に対応する表示をすることができ、ユーザに操作初期の
メニュー項目２２や操作方向の確認を容易行わせること
ができ、更に操作負荷を低減することができる。

【００８０】更にまた、この回転式入力処理装置によれ
ば、ダイヤルモードからレバーモードに切り換えた後、
所定の停留時間以上中立位置５２から回転機構部１１が
操作されない場合にはダイヤルモードに切り換え、所定
の停留時間未満に中立位置５２から回転機構部１１が操
作された場合にはレバーモードを継続するので、停留時
間を経てモード切換をすることができ、レバーモード時
にユーザが目標とするメニュー項目２２と誤って選択し
た場合においても、すぐにはダイヤルモードに遷移させ
ずにレバーモードのまま操作をさせることができ、操作
効率の向上を図ることが可能となる。

【００８１】更にまた、回転式入力処理装置によれば、
直流モータ３４のトルクを制御することにより、回転機
構部１１の操作反力を回転角に応じて発生するので、回
転機構部１１の操作反力の動的に変化させる場合でも直
流モータ３４のトルクを制御のみで良く、より少ない部
品点数かつ省スペースの構成により操作負荷の低減とい
う効果を実現することができる。

【００８２】［第２実施形態］つぎに、本発明を適用し
た第２実施形態に係る回転式入力処理装置について説明
する。なお、上述の第１実施形態と同様の部分について
は同一符号を付することによりその詳細な説明を省略す
る。

【００８３】第２実施形態に係る回転式入力処理装置で
は、第１実施形態において直流モータ３４により発生さ
せていた回転機構部１１の操作反力を、回転機構部１１
の摩擦力を利用して実施する構成とした点で、第１実施
形態とは異なる。また、以下の説明では、操作対象を数
値とし、操作対象量を検出する場合について説明する。

【００８４】回転式入力装置１は、具体的な構成例を図
９に示すように、操作検出部１２を、回転機構部１１の
回転を接点のＯＮ／ＯＦＦで検知する機械式エンコーダ
７１及び回転機構部１１の押し込みを機械的に検知する
タクトスイッチ３２にて構成する。

【００８５】また、回転反力発生部１４は、ソレノイド
７２と、ソレノイド７２の伸縮方向Ｃの伸縮によって回
転機構部１１に接することにより摩擦による操作反力を
発生する制御パッド７３と、この制御パッド７３を通じ
て振動を回転機構部１１に与える小型振動子７４とから
構成される。

【００８６】このように操作反力を機械的に発生させる
ため、回転反力発生部１４の制御が第１実施形態と比較
して単純であり、操作制御演算部１３の制御ロジックを
簡単にすることができる。

【００８７】このような回転反力発生部１４を備えた回
転式入力処理装置において、操作対象を図１０に示すよ
うなラジオチューナの周波数表示８１である数値設定と
したときのモード切換処理について説明する。

【００８８】まず、ダイヤルモードとレバーモードとに
おける操作感覚及び操作処理について説明する。

【００８９】ダイヤルモードでは、第１実施形態と同様
の操作感覚を発生させる。このとき、回転反力発生部１
４では、回転機構部１１に接続された機械式エンコーダ
７１のリング状に複数設けられた接点との摩擦により図
５に示す反力パターン４１を発生させる。この場合、回
転機構部１１が操作されることに応じて、図５に示す反
力パターン４１を、ディテント４１ａ、４１ｂ、４１
ｃ、４１ｄ、４１ｅの順に回転角に対して一定間隔に発
生させる。

【００９０】また、操作／表示処理演算部２では、操作
制御演算部１３からの操作入力情報に従って、各々のデ
ィテント４１ａ〜４１ｅを、操作対象である周波数表示
８１の下位１桁に対応させて表示内容を制御する処理を
する。そして、操作入力情報を操作制御演算部１３から
操作／表示処理演算部２に送ると、操作／表示処理演算
部２は、図１０に示すように、ラジオチューナの周波数
下一桁を図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）、
図１１（ｄ）、図１１（ｅ）の順に１ＫＨｚずつ順次増
加していく。

【００９１】レバーモードでは、第１実施形態と同様の
操作感覚を発生させる。このとき、回転反力発生部１４
では、ソレノイド７２の伸展力により制御パッド７３を
回転機構部１１に押し付けることにより、図６に示す反
力パターン５１を発生させる。このとき、回転反力発生
部１４では、制御パッド７３の押しつけ強度を調整して
ロック位置５３及び中立位置５２を実現する。制御パッ
ド７３とソレノイド７２は、回転バネ７２ａを介して接
続されており、中立位置５２からの回転角に対し、図６
に示す反力パターン７１を発生するよう、回転バネ７２
ａのバネ定数、ストッパーが設計されている。

【００９２】これにより、レバーモードにおいては、機
械式エンコーダ７１の接点の摩擦力により発生する反力
パターン４１と、制御パッド７３の摩擦力により発生す
る反力パターン７１の合力が、回転機構部１１に発生
し、クリック感をもつレバー操作感覚をユーザに与え
る。

【００９３】このようなレバーモードにおいて、ユーザ
が回転機構部１１を中立位置５２から一方に回転させる
と、操作／表示処理演算部２は、操作対象である周波数
表示８１を、例えば１００ＫＨｚずつ飛び越し増減させ
る。例えば、現在の回転機構部１１の回転角が図６の中
立位置５２にあり、その時点における周波数設定が図１
１（ｃ）の状態であったとすると、ユーザが回転機構部
１１を図６の回転角位置５４まで順方向に操作した場
合、操作／表示処理演算部２は、周波数表示８１を図１
１（ｃ）、図１１（ｄ）、図１１（ｅ）の順に１００Ｋ
Ｈｚずつ順に増加させることで飛び越し増減をする。

【００９４】このとき、操作／表示処理演算部２は、１
００ＫＨｚずつ増減する際に、操作制御演算部１３に加
振要求を出力して、操作制御演算部１３に回転機構部１
１を一定時間振動するよう小型振動子７４を制御させ
る。これにより、１００ＫＨｚ増減する度に、回転機構
部１１に制御パッド７３を介して図９中のＤ方向に振動
を発生させ、ユーザに１００ＫＨｚ増減したことを触覚
で認識させる。

【００９５】また、この第２実施形態では、レバーモー
ドにおいても、機械式エンコーダ７１による反力パター
ン４１が発生するため、ディテントに応じて飛び越し増
減速度を変化させることにより、さらに操作性を向上さ
せることができる。

【００９６】［第２実施形態の効果］第２実施形態に係
る回転式入力処理装置によれば、ラジオ・チューナの周
波数設定のような設定幅の広い量を設定する場合であっ
ても、上述の第１実施形態と同様の効果を発揮させるこ
とができる。

【００９７】また、この回転式入力処理装置によれば、
ソレノイド７２、制動パッド７３、小型振動子７４を組
合せて回転反力発生部１４を構成したので、機械的に反
力パターン及び振動を発生させることができ、操作制御
演算部１３における回転反力発生部１４の制御を簡単と
することができる。

【００９８】更に、この回転式入力処理装置によれば、
回転機構部１１の操作反力の動的変化を、ソレノイド７
２及び小型振動子７４の双方を個別にＯＮ／ＯＦＦ制御
することにより実施するため、単純な制御ロジックで簡
易に、操作負荷の低減という効果を実現することができ
る。

【００９９】なお、上述の実施の形態は本発明の一例で
ある。このため、本発明は、上述の実施形態に限定され
ることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明
に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に
応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

【０１００】すなわち、上述した実施形態では、操作／
表示処理演算部２と情報処理演算部３とを、別の機能と
して説明したが、これらの機能を一つの装置で実現して
もよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した第１実施形態に係る回転式入
力処理装置の機能的な構成を示すブロック図である。

【図２】本発明を適用した第１実施形態に係る回転式入
力処理装置における回転機構部の外観構成を示す斜視図
である。

【図３】本発明を適用した第１実施形態に係る回転式入
力処理装置におけるダイヤルモードにて、メニュー項目
を順次増減する画面遷移を示す図である。

【図４】本発明を適用した第１実施形態に係る回転式入
力処理装置における回転反力発生部の構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】ダイヤルモードにおける回転角に対する反力ポ
テンシャルの変化を示す図である。

【図６】レバーモードにおける回転角に対する反力ポテ
ンシャルの変化を示す図である。

【図７】ダイヤルモードの画面遷移からレバーモードの
画面遷移に切り換わることを説明するための図である。

【図８】本発明を適用した第１実施形態に係る回転式入
力処理装置の操作制御演算部のモード切換処理を示すフ
ローチャートである。

【図９】第２実施形態に係る回転式入力処理装置におけ
る回転反力発生部の構成を示すブロック図である。

【図１０】第２実施形態に係る回転式入力処理装置にお
いて、ダイヤルモードにて（ａ）の周波数表示から順次
周波数を増加させて（ｅ）の周波数表示とする画面遷移
図である。

【図１１】第２実施形態に係る回転式入力処理装置にお
いて、操作対象であるラジオチューナの周波数表示を飛
び越し表示するときの画面遷移図であり、（ａ）は初期
状態、（ｂ）は（ａ）からダイヤルモードにて画面遷移
したときの周波数表示、（ｃ）〜（ｅ）は（ｃ）からレ
バーモードにて画面遷移したときの周波数表示を示す。

【符号の説明】

１ 回転式入力装置 ２ 操作／表示処理演算部 ３ 情報処理演算部 ４ 表示部 １１ 回転機構部 １２ 操作検出部 １３ 操作制御演算部 １４ 回転反力発生部 １５ 通信部 ２１ 固定ポインタ表示 ２２ メニュー項目 ２３ ５０音表示 ３１ フォトエンコーダ ３２ タクトスイッチ ３３ シャフト ３４ 直流モータ ４１，５１ 反力パターン ５２ 中立位置 ５３ ロック位置 ５４ 回転角位置 ６１ ディテント ７１ 機械式エンコーダ ７２ ソレノイド ７３ 制御パッド ７４ 小型振動子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B020 AA12 DD05 FF16 5E501 AA01 BA05 CB01 EB05 FA21 FB22

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ユーザに操作された回転式入力機構の回
   転速度を検出する回転速度検出手段と、 上記回転式入力機構の回転量に応じた操作処理をする操
   作処理手段と、 上記回転式入力機構の操作反力を発生して、ユーザに対
   する上記回転式入力機構の操作感覚を制御する操作反力
   発生手段と、 上記回転速度検出手段で検出した回転速度と、予め設定
   した切換速度とを比較して、検出した回転速度が切換速
   度より小さい場合には、第１操作感覚とすると共に第１
   操作処理をし、検出した回転速度が切換速度よりも大き
   い場合には、上記第１操作感覚とは異なる第２操作感覚
   とすると共に上記第１操作処理とは異なる第２操作処理
   をするように、上記操作反力発生手段及び上記操作処理
   手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする回
   転式入力処理装置。
2. 【請求項２】 上記回転式入力機構の位置を検出する位
   置検出手段を更に備え、 上記制御手段は、 上記回転式入力機構を回転自在とする操作反力にしたダ
   イヤル操作感覚を上記第１操作感覚とすると共に、操作
   対象項目を順次選択又は操作対象量を順次増減する上記
   第１操作処理とし、操作方向と反対方向の中立位置へ押
   し戻す操作反力にしたレバー操作感覚を上記第２操作感
   覚とすると共に、操作対象項目を飛び越し選択又は操作
   対象量を飛び越し増減する上記第２操作処理とするよう
   に、上記操作反力発生手段及び上記操作処理手段を制御
   し、 第１操作感覚及び第１操作処理から第２操作感覚及び第
   ２操作処理に切り換えた場合には、上記回転式入力機構
   の回転速度に関わらず、上記位置検出手段により検出し
   た位置に基づいて、上記回転式入力機構の位置が中立位
   置に戻るまで第２操作感覚及び第２操作処理を継続する
   ように、上記操作反力発生手段及び上記操作処理手段を
   制御することを特徴とする請求項１に記載の回転式入力
   処理装置。
3. 【請求項３】 上記制御手段は、上記第２操作処理及び
   上記第２操作感覚に切り換えた場合、中立位置から所定
   の許容回転角を越ないように上記回転式入力機構の回転
   を制限するように上記操作反力発生手段を制御すること
   を特徴とする請求項２記載の回転式入力処理装置。
4. 【請求項４】 上記制御手段は、上記第２操作処理を実
   施している場合に、上記操作対象項目又は操作対象量の
   飛び越し増減に同期して、上記回転式入力機構に振動を
   付与するように上記操作反力発生手段を制御することを
   特徴とする請求項２又は請求項３に記載の回転式入力処
   理装置。
5. 【請求項５】 上記制御手段は、検出した回転速度が切
   換速度よりも大きい場合、予め設定した空走回転角を越
   えた後に第１操作感覚及び第１操作処理から上記第２操
   作感覚及び第２操作処理に切り換えることを特徴とする
   請求項２〜請求項４の何れかに記載の回転式入力装置。
6. 【請求項６】 上記制御手段は、上記第１操作感覚及び
   第１操作処理から上記第２操作感覚及び上記第２操作処
   理に切り換えた後、所定の停留時間以上上記中立位置か
   ら回転式入力機構が操作されない場合には第１操作感覚
   及び第１操作処理に切り換え、所定の停留時間未満に上
   記中立位置から回転式入力機構が操作された場合には第
   ２操作感覚及び第２操作処理を継続することを特徴とす
   る請求項２〜請求項５の何れか記載の回転式入力処理装
   置。
7. 【請求項７】 上記操作反力発生手段は、上記回転式入
   力機構に駆動力を伝達するモータからなり、 上記制御手段は、上記モータのトルクを制御することに
   より、上記回転式入力機構の操作反力を回転角に応じて
   発生することを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか
   記載の回転式入力処理装置。
8. 【請求項８】 上記操作反力発生手段は、上記回転式入
   力機構の回転方向の運動を制限する回転運動制動部と、
   上記回転式入力機構に振動を付与する振動発生部とから
   なり、 上記制御手段は、上記回転運動制動部と上記振動発生部
   とを個別に制御して、上記回転式入力機構の操作反力を
   回転角に応じて発生することを特徴とする請求項１〜請
   求項６の何れか記載の回転式入力処理装置。