JP2017045330A - 入力装置および車載装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザに対し斬新な触感を与える入力装置及び車載装置を提供する。【解決手段】入力装置１０は、入力操作面１１５を有するパネル１１０と、入力操作面１１５に対するユーザの接触操作を検出する検出部と、パネルを振動させることにより、入力操作面の摩擦力を変更可能な振動素子と、筐体２００の内側面にレール溝２０２が設けられるとともに、パネル１１０の側面にレール溝２０２にスライド自在に遊嵌される凸部２０１が設けられ、パネル１１０を入力操作面に沿って移動可能に支持するパネル支持部とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、入力装置および車載装置に関する。

従来、入力操作面に対して接触操作する際に、ユーザに所定の触感を与えることで入力を受け付けたことを知らせる入力装置がある。かかる入力装置では、例えば、ユーザによる押圧力に応じて振動を発生させることで、ユーザに対して入力を受け付けたことを知らせている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１３−２３５６１４号公報

しかしながら、従来の入力装置は、ユーザの接触操作における押圧力に応じて振動を発生させているに過ぎず、接触操作を行った場合にどのような触感を与えるかまでは考慮されていなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ユーザに対し斬新な触感を与えることのできる入力装置および車載装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る入力装置は、入力操作面を有するパネルと、前記入力操作面に対するユーザの接触操作を検出する検出部と、前記パネルを振動させることにより、前記入力操作面の摩擦力を変更可能な振動素子と、前記パネルを前記入力操作面に沿って移動可能に支持するパネル支持部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ユーザに対して斬新な触感を与えることで、操作性をより向上させることができる入力装置および車載装置を提供することができる。

図１は、第１の実施形態に係る車載装置を備える車両を示す模式図である。 図２は、同上の車載装置の構成を示すブロック図である。 図３は、同上の車載装置が備える入力装置の構造の一例を模式的に示す説明図である。 図４は、同上の入力装置の画像表示部を示す説明図である。 図５Ａは、所定の表示要素に対する接触操作における触感の変化を示す説明図である。 図５Ｂは、所定の表示要素に対する接触操作における触感の変化を示す説明図である。 図６Ａは、同上の入力装置における入力操作面に対する接触操作の第１の段階を示す説明図である。 図６Ｂは、同上の入力装置における入力操作面に対する接触操作の第２の段階を示す説明図である。 図６Ｃは、同上の入力装置における入力操作面に対する接触操作の第３の段階を示す説明図である。 図７は、同上の入力操作面に対する接触操作における触感の変化を示す説明図である。 図８は、同上の入力装置におけるパネルをアクチュエータとして利用する場合を示す説明図である。 図９は、同上の入力装置における触感制御処理の手順を示すフローチャートである。 図１０は、第２の実施形態に係る入力装置を備える車載装置の構成を示すブロック図である。 図１１は、同上の入力装置の構造の一例を模式的に示す説明図である。 図１２は、同上の入力装置の構造の変形例を模式的に示す説明図である。 図１３は、第３の実施形態に係る入力装置の構造の一例を模式的に示す説明図である。 図１４Ａは、同上の入力装置の一操作例を示す説明図である。 図１４Ｂは、同上の入力装置の一操作例を示す説明図である。 図１５は、第４の実施形態に係る入力装置の構造の一例を模式的に示す説明図である。 図１６は、実施形態に係る車載装置の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する入力装置、および入力装置を備える車載装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す各実施形態により本発明が限定されるものではない。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る車載装置を備える車両を示す模式図、図２は、同車載装置の構成を示すブロック図、図３は、同車載装置が備える入力装置の構造の一例を模式的に示す説明図である。

図１に示すように、本実施形態における車載装置１は、例えば車両２に装備されるカーナビゲーションシステムの一部を構成する。そして、かかる車載装置１に入力装置１０が搭載される。

本実施形態に係る車載装置１は、図２に示すように、入力装置１０と、記憶部３０と、ナビユニット４０とを備える。

入力装置１０は、例えば、画像表示機能を有するタッチパネルにより構成される。すなわち、入力装置１０は、地図画像などを含む表示画像を表示可能な画像表示部としての液晶ディスプレイの表面に、例えば静電容量方式で透過性を有する入力操作面１１５が設けられたパネル１１０を備える（図３）。

さらに、入力装置１０は、入力装置１０の動作制御を行うとともに、カーナビゲーションとしての機能を含む各種制御を行う制御部２０を備える。制御部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えるマイクロコンピュータにより構成される。

ナビユニット４０は、車両２の走行案内を行うナビゲーション機能を行うための位置検出器などの機器類および制御回路と、オーディオ関連の音楽再生機能および映像再生機能を行うためのドライブ類や制御回路などを備える。なお、位置検出器は、絶対方位を検出するための地磁気センサやヨー角速度（ヨーレート）を検出するためのジャイロスコープ、車両の走行距離を検出するための距離センサ、さらにはＧＰＳ（Global Positioning System）用人工衛星からの信号を受信するＧＰＳ受信機などから構成される。

記憶部３０は、ハードディスクやフラッシュメモリなどで構成されており、地図情報などの各種データや、制御部２０で実行する各種制御用のプログラムや必要データなどが格納される。例えば、入力装置１０に対する入力操作時に、入力操作に応じて入力操作面１１５の摩擦力を変動し、ユーザの接触操作における触感を変化させる触感制御プログラムなどが格納されている。例えば、制御部２０は、この触感制御プログラムに従って、指Ｆ（図５Ａ〜図６Ｃを参照）があたかも滑るような触感をユーザに付与する第１振動モードと、指Ｆがあたかも入力操作面１１５に密着するような触感を付与する第２振動モードとに切替えることができる。

ここで、本実施形態に係る入力装置１０について、さらに説明を加える。図２に示すように、入力装置１０が備えるパネル１１０には、このパネル１１０を超音波振動（高周波振動）させることができる振動素子１２０が取付けられる。振動素子１２０としては、例えば、ピエゾ素子（圧電素子）を用いることができる。振動素子１２０は、後述するように、パネル１１０を超音波振動させることにより、入力操作面１１５の摩擦力を変更することができる。そして、入力装置１０には、かかる振動素子１２０を駆動させる素子駆動回路１３０が設けられる。

なお、振動素子１２０としてピエゾ素子を用いる構成としたが、入力操作面１１５を超音波周波数帯で振動させることのできる構成であれば何ら構成を限定するものではない。

制御部２０は、検出部２１０と、振動制御部２２０と、表示制御部２３０とを備える。検出部２１０は、入力操作面１１５に対するユーザの指Ｆ（図５Ａ〜図６Ｃを参照）、あるいはタッチペン等のポインティングデバイスの接触位置およびその移動などを含む接触操作を検出する。例えば、検出部２１０は、所定の周期でユーザの接触位置を検出するものとすれば、例えばユーザの指Ｆが入力操作面１１５上を移動して接触位置が変化した場合であっても、検出部２１０はかかる変化に追従して接触位置を検出することができる。検出部２１０は、検出結果であるユーザの接触位置を振動制御部２２０および表示制御部２３０へ出力する。なお、以下では、入力操作面１１５に対するユーザの接触操作は、指Ｆで行う場合として説明する。

振動制御部２２０は、検出部２１０による検出結果に基づき素子駆動回路１３０を制御して、振動素子１２０の振動状態を変化させ、パネル１１０の入力操作面１１５の摩擦力を変化させる。すなわち、振動制御部２２０は、いわゆるスクイーズ効果を利用して摩擦力を変化させ、第１振動モードと第２振動モードとに切替えることができる。

ここで、スクイーズ効果とは、振動素子１２０により入力操作面１１５が超音波振動すると、振動による圧力変動で、空気が指Ｆと入力操作面１１５との間に引き込まれて空気層が形成され、指Ｆと入力操作面１１５との間の摩擦抵抗が、振動がない場合に比べて相対的に低くなる現象を指す。

表示制御部２３０は、入力操作面１１５に対するユーザの接触操作によって受け付けられた入力操作に応じて、液晶ディスプレイに表示させる画像を生成するとともに画像表示の制御を行う。

また、本実施形態に係る入力装置１０は、図３に示すように、パネル１１０を保持する筐体２００を備えている。そして、かかる筐体２００に、弾性体３００を有するパネル支持部を介してパネル１１０が保持される。本実施形態に係るパネル支持部は、弾性体３００として、例えば圧縮スプリングを備えており、この圧縮スプリングにより、入力操作面１１５に沿ってパネル１１０を移動可能に支持している。

また、図３に示すように、筐体２００の内側面はレール溝２０２が設けられるとともに、パネル１１０の側面にはレール溝２０２にスライド自在に遊嵌される凸部２０１が設けられている。かかる構成により、パネル１１０は、パネル支持部により、入力操作面１１５に対して平行な方向に移動可能に支持されることになる。なお、図３では省略しているが、パネル１１０は、図中の左右方向のみならず前後方向へも入力操作面１１５に対して平行移動可能に構成される。すなわち、パネル１１０はＸＹ方向に平行移動可能となっている。

すなわち、パネル支持部は、入力操作面１１５に対して接触操作（入力操作）を行う際に、かかる接触操作に伴う摩擦によって生じるパネル１１０の推進力に抗する弾性体３００を主体要素としている。なお、図３においては省略しているが、パネル１１０には振動素子１２０が設けられる。

振動素子１２０が駆動すると、前述したように、パネル１１０が超音波振動することによって、パネル１１０の表面、すなわち入力操作面１１５上には薄い空気層が形成される。表面に空気層が形成された入力操作面１１５は、摩擦力が相対的に小さくなり、例えば指Ｆの滑りが極めてスムーズになる。このように、入力操作面１１５の摩擦力が小さくなると、ユーザは、あたかも入力操作面１１５に対して指Ｆが滑っていくかのような触感を得ることができる。

他方、振動素子１２０の駆動が停止状態である場合、入力操作面１１５上には空気層は形成されず、入力操作面１１５は、相対的に摩擦力が大きくなる。入力操作面１１５の摩擦力が大きくなると、ユーザは、あたかも入力操作面１１５に対する指Ｆの粘着性が高まったかのような触感を得ることができる。しかも、入力装置１０は、弾性体３００を有するパネル支持部を備えているため、ユーザは、入力操作面１１５に対する指Ｆの粘着性度合がより高まった密着性を伴う触感を得ることができる。

かかる密着性を伴う触感が得られるのは、以下の作用によるものである。すなわち、振動素子１２０が駆動しておらず、入力操作面１１５の摩擦力が大きいときは、この摩擦力によって指Ｆの移動に伴いパネル１１０も連動して指Ｆと同方向に移動する。このとき、弾性体３００を有するパネル支持部は、パネル１１０の推進力に抵抗する。そして、弾性体３００に抗してなおも移動するとき、指Ｆの滑動に対する抵抗力が漸次大きくなり、ユーザは、それに応じて押圧力を高めるため、入力操作面１１５に対して、あたかも指Ｆが密着するような触感を得ることになる。

また、指Ｆの移動距離が長くなると、ユーザは、周期的な引っ掛かり感がある触感を得られる。すなわち、指Ｆが移動している間に抵抗力が摩擦力を超える大きさになると、抵抗力の方向にパネル１１０は抵抗力が充分小さくなるまで滑ることになる。そして、再び上述のようにパネル１１０が移動し、次いで滑るという状況が繰り返されることになるため、周期的な引っ掛かり感がある触感が生じる。

このように、本実施形態に係る入力装置１０は、入力操作面１１５に対する指Ｆの接触操作における摩擦の大きさを変化させることによって、接触操作を行う際のユーザの触感を変更することができる。

ここで、実施形態に係る入力装置１０を用いた入力操作の一例について説明する。図４は、車載装置１が備える入力装置１０のパネル１１０における画像表示部１１２を示す説明図である。

図４に示すように、パネル１１０の入力操作面１１５を透かして視認される画像表示部１１２には、車両２が位置する場所を含む地図情報である地図画像１１１を表示することができる。

また、図示するように、画像表示部１１２には、例えば、カーナビゲーション機能をオン・オフするスライドスイッチを示すスイッチ画像１１３が表示されている。符号１１３ａは、スライドスイッチの摘み部を示す。なお、画像表示部１１２には、操作スイッチ部１１４も画像表示される。かかる操作スイッチ部１１４に対する接触操作によって、例えば、地図画像１１１をオーディオ情報やその他の画像情報などに関する画像に表示を切り替えることができる。

以下、本実施形態に係る入力装置１を用いてスイッチ画像１１３を接触操作する場合における触感の変化について、図面を参照しながら説明する。図５Ａおよび図５Ｂは、所定の表示要素に対する接触操作における触感の変化を示す説明図、図６Ａ〜図６Ｃは、入力装置１０における入力操作面１１５に対する接触操作の第１の段階〜第３の段階を示す説明図である。また、図７は、入力操作面１１５に対する接触操作における触感の変化を示す説明図である。

入力装置１０は、ユーザの操作対象となるスイッチ画像１１３に応じて所定の操作領域を設定する。すなわち、図４のスイッチ画像１１３の輪郭に応じた左右方向の長さ、幅に応じた操作領域が設定される。

そして、入力装置１０は、入力操作面１１５に対するユーザの指Ｆの接触位置を検出し、検出した接触位置に応じて振動素子１２０を制御し、操作領域上の指Ｆの位置に応じて異なる触感を付与する。すなわち、入力装置１０は、前述したスクイーズ効果を利用して、ユーザの指Ｆの接触位置に応じて、指Ｆが滑っていくかのような触感や指Ｆが入力操作面１１５に密着しているかのような触感を付与する。

例えば、ユーザの指Ｆが、図５Ａ（ａ）に示す位置から図５Ｂ（ａ）に示す位置へと変化した場合、ユーザの指Ｆの触感は、図５Ａ（ｂ）から図５Ｂ（ｂ）のように変化する。

すなわち、指Ｆがスイッチ画像１１３の摘み部１１３ａに触れた状態で右へスライドする場合は、振動素子１２０の駆動を停止した状態とする。この場合、指Ｆと入力操作面１１５との密着性が高いため、パネル１１０も指Ｆに追従して移動し、ユーザには摘み部１１３ａを移動させる抵抗感も伝わる。そして、摘み部１１３ａが終点近傍になると、振動素子１２０を駆動させてスクイーズ効果を生起させる。これにより、指Ｆと入力操作面１１５との間の摩擦力が軽減し、パネル１１０が元の位置へ復帰するため、ユーザの指Ｆには、あたかもトッグルスイッチが支点越えしたかのような弾力感が伝わる。

かかる触感の変化は、具体的には、例えば予め設定した移動距離に対する振動特性のパターン（振動パターン）を利用することができる。なお、振動パターンは、少なくとも１種類以上が記憶されているとよい。すなわち、かかる振動パターンを記憶部３０に記憶しておき、指Ｆによる接触操作が検出された場合、その接触操作時における指Ｆの位置（操作位置）に対応した振動パターンを記憶部３０から読み出し、その振動パターンを用いて指Ｆの移動距離に応じて振動特性を制御するとよい。

このように、本実施形態に係る入力装置１０によれば、スクイーズ効果を奏するパネル１１０と、このパネル１１０を支持する弾性体３００を備えているため、入力操作面１１５に接触した指Ｆに、より強い抵抗感（摩擦感）や弾力感などの斬新な触感を付与することができる。したがって、例えば、入力操作面１１５を直接視認していなくても、指Ｆによる触感だけでも入力操作状態を認識できるため、操作性が著しく向上する。

また、本実施形態では、接触操作時に、上述したような斬新な触感をユーザに付与することができるため、単にスクイーズ効果のみを利用した触感の変化よりも、触感変化の度合が大きく、触感変化を認知しやすい。このように、触感変化を認知しやすい入力装置１０であれば、これを本実施形態のように車載装置１に採用したとき、車両２がエンジンの駆動により振動していても、より正確な入力操作を行うことが可能となる。

上述した入力操作における触感の変化を、図６Ａ〜図６Ｃおよび図７を参照しながら、より具体的に説明する。なお、図６Ａ〜図６Ｃでは省略したが、パネル１１０には振動素子１２０が取付けられている。

図６Ａ（ａ）に示すように、ユーザの指Ｆがパネル１１０の入力操作面１１５に接触したとする。この位置が、例えば、図４のスイッチ画像１１３の摘み部１１３ａの位置である場合、入力装置１０の振動制御部２２０は、素子駆動回路１３０を制御して、指Ｆが滑るような触感をユーザに付与する第１振動モードとする。すなわち、振動制御部２２０は、振動素子１２０を駆動して入力操作面１１５を超音波振動させる。振動制御部２２０は、かかる第１振動モードを、図６Ａ（ｂ）に示す状態まで維持する。すなわち、指Ｆが右方向へわずかにスライドした位置に至るまで第１振動モードを維持する（矢印Ｍ１で示す）。

矢印Ｍ１に相当する指Ｆの移動距離を、図７にＤ１で示す。このように、指Ｆが距離Ｄ１を移動する間は第１振動モードに制御され、振動素子１２０は駆動してＯＮ状態となり、スクイーズ効果によって、ユーザの触感は、指Ｆがあたかも入力操作面１１５上を滑るような感覚となる。

次に、図６Ｂ（ａ）に示すように、ユーザの指Ｆが所定位置まで移動すると、入力装置１０の振動制御部２２０は、素子駆動回路１３０を制御して、指Ｆが入力操作面１１５に粘着するような触感をユーザに付与する第２振動モードとする。すなわち、振動制御部２２０は、振動素子１２０の駆動を停止して第２振動モードとする。そして、振動制御部２２０は、かかる第２振動モードを、図６Ｂ（ｂ）に示す状態まで維持する。このとき、指Ｆ１と入力操作面１１５との間の摩擦力は相対的に大きくなるため、この摩擦力によって指Ｆの移動に伴いパネル１１０も連動して指Ｆと同方向に移動する。このとき、パネル支持部の弾性体（スプリング）３００は、パネル１１０の推進力に抵抗するが、図６Ｂ（ｂ）に示すように、かかる弾性体３００を縮ませながらパネル１１０が移動する（矢印Ｍ２で示す）。

矢印Ｍ２に対応する指Ｆの移動距離を図７にＤ２で示す。弾性体３００を縮ませながらパネル１１０が移動する距離Ｄ２では、図７に示すように、指Ｆの移動に対する抵抗力が次第に大きくなる。ユーザは、かかる抵抗力に応じて押圧力を高めていくため、入力操作面１１５に対して、あたかも指Ｆが密着するような触感を得ることになる。

そして、図６Ｃ（ａ）に示すように、ユーザの指Ｆがパネル１１０を移動させながら、弾性体３００が最も縮んだ状態となる位置、この場合はスイッチ画像１１３の右端位置に至るとする（矢印Ｍ３で示す）。すると、振動制御部２２０は、素子駆動回路１３０を制御して振動素子１２０を再び駆動し、入力操作面１１５を超音波振動させる第１振動モードに復帰させる。

矢印Ｍ３に対応する指Ｆの移動距離を図７にＤ３で示す。すなわち、振動素子１２０が駆動してＯＮ状態となると、スクイーズ効果によって、図７に示すように、摩擦力が相対的に小さくなる。そのため、摩擦力によってバランスを維持していた弾性体３００が伸長し、パネル１１０は元の位置に向かってスライドする。このとき、指Ｆの接触面をさすっていくように入力操作面１１５がスライドする。換言すれば、指Ｆが入力操作面１１５の上を瞬時にスライドするかのような触感を得ることができる。そのため、あたかもトッグルスイッチが支点越えしたかのような弾力感が指Ｆに伝わる。かかる斬新な触感が付与されるため、ユーザは、例えばスイッチ操作の際にオンあるいはオフになったことを、視認せずとも触感のみでも確実に認識することが可能となる。

このように、本実施形態に係る入力装置１０では、制御部２０は、入力操作面１１５に対する接触操作に基づいて、移動表示される所定の表示要素、例えばスイッチ画像１１３の摘み部１１３ａの表示位置に応じて振動素子１２０の駆動状態と非駆動状態とを切り替えることができる。

したがって、本実施形態に係る入力装置１０によれば、例えばスイッチ画像１１３を用いて操作する際に、指Ｆの触感があたかも実際のスライドスイッチを操作しているかのような感触を得ることができ、タッチパネルにおける操作性を向上させることができる。

上述してきた例では、入力装置１０に表示されたスイッチ画像１１３を用いた入力操作について説明したが、同様に画像表示される操作スイッチ部１１４についても、同様に第１振動モードと第２振動モードとを適宜使い分け、ユーザに対して異なる触感を与えることで、操作性を向上させることができる。

また、本実施形態に係る入力装置１０は、上述してきたように、画像表示されるスイッチなどの操作ではなく、例えば、パネル１１０自体をスイッチとして用いることができる。図８は、パネル１１０自体をアクチュエータとして利用する場合を示す説明図である。

図８に示すように、パネル１１０を保持する筐体２００に、機械的なスイッチ５００を配設しておく。このとき、スイッチ５００は、オン位置とオフ位置との間を移動するスイッチレバー５１０が筐体２００の底面から内部に臨むように配設される。なお、配設位置は、スイッチのオン・オフを実行するに適切な位置とする。ここでは、パネル１１０の一側の端部と筐体２００の一側の内側面との間に形成される空間にスイッチレバー５１０を臨ませている。なお、図８においても省略されているが、振動素子１２０はパネル１１０に取り付けられている。

かかる構成において、例えば、図８（ａ）に示すように、指Ｆが入力操作面１１５に当接すると、入力装置１０は、先ず第１振動モードに設定する。すなわち、入力装置１０は、スクイーズ効果によって入力操作面１１５の摩擦力を小さくし、ユーザに指Ｆが滑るような触感を付与して操作を受け付けたことを報知する。

次いで、入力装置１０は、第２振動モードに切り替える。すなわち、入力装置１０は、入力操作面１１５の摩擦力を相対的に大きくし、指Ｆが入力操作面１１５に密着するような触感を付与する。すると、指Ｆと入力操作面１１５との間の摩擦力が大きいため、図８（ｂ）に示すように、指Ｆの移動に伴ってパネル１１０自体も移動し、パネル１１０の端部によってスイッチレバー５１０を押し込み、例えばスイッチ５００のオン操作、あるいはオフ操作がなされる。

その後、例えば第１振動モードに切り替わると、スクイーズ効果によって、摩擦力が相対的に小さくなるため、摩擦力によってバランスを維持していた弾性体３００が伸長し、パネル１１０は元の位置に向かってスライドする。すなわち、この場合でも、指Ｆの接触面をさすっていくように入力操作面１１５がスライドするため、スイッチ５００のオン操作時には、あたかも、トッグルスイッチが支点越えしたかのような弾力感が指Ｆに伝わることになる。

なお、上述したようにパネル１１０をアクチュエータとして利用する場合、入力操作開始時に指Ｆが入力操作面１１５に当接すると、入力装置１０は、第１振動モードをスキップして第２振動モードに設定することもできる。

また、ここでは、パネル１１０をアクチュエータとしたスイッチのオン・オフ操作について説明したが、それに限らず、パネル１１０をアクチュエータとしたスライド位置センサのスライド操作を行うこともできる。

このように、本実施形態に係る入力装置１０は、パネル１１０をアクチュエータとしたオン・オフスイッチやスライド位置センサの操作を行うことができる。さらに、入力操作時における指Ｆの位置に応じて第１振動モードと第２振動モードとを適宜切り替えて触感を変化させることにより、操作性を向上させることができる。

また、入力装置１０は、振動素子１２０を用いたスクイーズ効果のみならず、パネル１１０を、パネル支持部により入力操作面１１５に沿って移動可能に支持しているため、パネル１１０の移動を加えることによって、より斬新な触感による接触操作が可能となる。

ここで、本実施形態に係る入力装置１０が、上述したような第１振動モードと第２振動モードとを適宜切り替える触感制御処理を実行する手順について、図９を用いて説明する。図９は、実施形態に係る入力装置１０における触感制御処理の手順を示すフローチャートである。

図９に示すように、入力装置１０の制御部２０は、検出部２１０により、入力操作面１１５に対する指Ｆの接触位置を検出する（ステップＳ１００）。すなわち、検出部２１０は、表示画像（例えばスイッチ画像１１３）に対応付けられて予め設定されている操作領域のどの位置に指Ｆが接触したかを検出する。

次いで、制御部２０は、指Ｆの検出位置における振動モードが第１振動モードであるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。この判定に際しては、制御部２０は、表示画像に対応付けられた操作領域の位置に応じて、振動モードが第１振動モードであるか、あるいは第２振動モードであるかを判定している。すなわち、入力装置１０の記憶部３０には、操作領域の位置に応じて割付けられた振動モードが、例えばテーブルなどに格納された情報として記憶されており、制御部２０は、かかるテーブルに基づいて判定する。

指Ｆの検出位置における振動モードは第１振動モードであると判定した場合（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、制御部２０は、第１振動モードに設定する（ステップＳ１２０）。すなわち、制御部２０は、第１振動モードが実行されるように素子駆動回路１３０を制御し、振動素子１２０を駆動状態にして、パネル１１０の入力操作面１１５を高周波振動させる。

他方、指Ｆの検出位置における振動モードは第１振動モードではないと判定した場合（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、制御部２０は、検出位置に割付けられた振動モードが第２振動モードであるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。

そして、指Ｆの検出位置における振動モードが第２振動モードであると判定した場合（ステップＳ１４０：Ｙｅｓ）、制御部２０は、第２振動モードに設定する（ステップＳ１５０）一方、振動モードは第２振動モードではないと判定した場合（ステップＳ１４０：Ｎｏ）、制御部２０は、本処理を終える。ステップＳ１５０においては、制御部２０は、第２振動モードが実行されるように素子駆動回路１３０を制御する。具体的には、振動素子１２０を停止状態とする。

ステップＳ１２０において第１振動モードが実行された後、およびステップＳ１５０にて第２振動モードが実行された後、制御部２０は、指Ｆが入力操作面１１５との接触が完了したか否かを判定し（ステップＳ１３０）、完了していない場合（ステップＳ１３０：Ｎｏ）、ステップＳ１１０からの処理を繰り返す。一方、指Ｆが入力操作面１１５から離れて接触操作が終了したと判定した場合（ステップＳ１３０：Ｙｅｓ）、制御部２０は本触感制御処理を終了する。

このように、入力装置１０は、表示画像のどの位置にユーザの指Ｆが接触したかによって、振動モードが適宜変更され、ユーザに対して異なる触感を付与することができる。しかも、本実施形態に係る入力装置１０では、振動モードの変化と、パネル１１０自体の水平移動とが組み合わされるため、例えば弾力感のようなこれまでにない斬新な触感をユーザに付与することができる。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態に係る入力装置１０および同入力装置１０を備える車載装置１について、図面を参照しながら説明する。図１０は、第２の実施形態に係る入力装置１０を備える車載装置１の構成を示すブロック図、図１１は、同上の入力装置１０の構造の一例を模式的に示す説明図である。なお、以下では、第１の実施形態と同一の構成要素については同一符号を付して詳細な説明は省略する。

第２の実施形態に係る入力装置１０が第１の実施形態と異なるのは、図１０に示すように、パネル支持部として、パネル１１０を強制的に駆動させることのできる駆動部１５０を備えるとともに、制御部２０には、駆動部１５０を制御する駆動制御部２４０が設けられた点にある。

ここでは、図１１に示すように、駆動部１５０として、モータ１５１と、減速装置およびギヤ群により構成され、モータ１５１の出力を受けてピニオンを減速回転駆動させる減速機構１５２と、パネル１１０の下面に設けられ、減速機構１５２のピニオンが噛み合うラック１５３とを備える。

このように、本実施形態に係る入力装置１０は、パネル１１０を入力操作面１１５に対して平行な方向に移動可能に支持するパネル支持部として、パネル１１０を強制的に駆動させることのできる駆動部１５０を備えている。

かかる構成により、例えば、ユーザが指Ｆを入力操作面１１５に接触させた状態で接触位置に止めている場合でも、駆動部１５０を駆動してパネル１１０を移動させれば、指Ｆに対して触感を付与することが可能となる。また、パネル１１０を水平移動させることで、指Ｆの位置を誘導することも可能となる。

例えば、入力操作面１１５に、２つのボタンスイッチを示す表示画像が並んで表示されている場合、ユーザが一方のボタンスイッチに接触すれば、パネル１１０のみを水平駆動し、他方のボタンスイッチに接触した場合は、パネル１１０の水平駆動に加え、振動素子１２０を駆動させてスクイーズ効果を伴う触感を付与することができる。あるいは、他方のボタンスイッチに接触した場合は、駆動部１５０を停止して振動素子１２０のみを駆動させることもできる。

このように、本実施形態に係る入力装置１０は、パネル１１０を強制的に水平移動させることができる駆動部１５０と、入力操作面１１５の摩擦力を変更することのできる振動素子１２０との駆動状態を適宜切り替えることができる。したがって、入力操作の種類に応じて異なる触感を付与することができるため、操作性を向上させることが可能となる。

図１２は、上述した第２の実施形態に係る入力装置１０の構造の変形例を模式的に示す説明図である。図示するように、この場合の駆動部１５０は、モータ１５１などに代えて、ソレノイドなどのアクチュエータ１５４を採用し、アクチュエータ１５４の進退ロッド１５５の先端にパネル１１０を連結している。

かかる構成によっても、駆動部１５０は、パネル１１０を強制的に水平移動、すなわち、入力操作面１１５に対して平行に移動させることができる。

［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態に係る入力装置１０について、図面を参照しながら説明する。図１３は、第３の実施形態に係る入力装置１０の構造の一例を模式的に示す説明図である。また、図１４Ａおよび図１４Ｂは、入力装置１０の一操作例を示す説明図である。なお、以下では、第１あるいは第２の実施形態と同一の構成要素については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

第３の実施形態に係る入力装置１０が第２の実施形態に係る入力装置１０と異なる点は、パネル支持部である駆動部１５０が、パネル１１０を入力操作面１１５に対して垂直方向へ移動させる点にある。

すなわち、本実施形態に係る駆動部１５０は、図１３に示すように、モータ１５１と、減速装置およびギヤ群により構成され、モータ１５１の出力を受けてピニオンを減速回転駆動させる減速機構１５２とを備えるとともに、上下移動機構を備える。上下移動機構は、減速機構１５２からの回転を受けて順転および反転（例えば時計回りおよび反時計回り）可能な回転体１５６と、パネル１１０を筐体２００の底面との間で上下移動可能に支持するパンダグラフ機構１５７とを備えて構成される。すなわち、第３の実施形態に係る入力装置１０は、駆動部１５０として、モータ１５１と、減速機構１５２と、回転体１５６と、パンダグラフ機構１５７とを備える。

このように、本実施形態に係る入力装置１０は、パネル１１０を移動可能に支持するパネル支持部として、パネル１１０を入力操作面１１５に対して垂直方向に強制的に移動させることのできる駆動部１５０を備えている。

かかる入力装置１０を用いることにより、入力操作面１１５を介して接触操作するユーザに対し、より斬新な触感を付与することができる。すなわち、制御部２０が検出部２１０の検出結果に基づいて、駆動部１５０の駆動状態を変化させることにより、ユーザに立体感を伴う斬新な触感を付与することができる。具体的には、入力操作面１１５に移動表示される所定の表示要素の表示位置に応じて、あるいは指Ｆの接触位置に応じて、駆動部１５０を駆動して、パネル１１０を上下移動させることによってユーザに立体感を伴う斬新な触感を付与することができる。

すなわち、図１４Ａに示すように、ユーザが指Ｆで入力操作する場合、所定の接触位置から例えば右方向にスライドさせ、第１の位置Ａ１に至ったところで制御部２０が駆動部１５０を駆動してパネル１１０を上昇させる。ユーザは、引き続き指Ｆを右方向にスライドさせていき、例えば第２の位置Ａ２に至った場合に、制御部２０が駆動部１５０を駆動してパネル１１０を下降させるとする。

この場合、第１の位置Ａ１と第２の位置Ａ２に至る間、指Ｆは、パネル１１０が上昇しているため、他の領域と異なり浮き上がったような触感を得ることができる。また、制御部２０は、駆動部１５０による上下動の制御に加え、振動素子１２０の駆動制御を適宜組み合わせることにより、さらなる斬新な触感をユーザに付与することが可能となる。また、このとき、制御部２０は、例えば、指Ｆの位置や表示要素の表示位置に応じて、パネル１１０の移動量を変化させることができ、かかる制御を行うことで、この場合でも、入力操作の種類に応じて異なる触感を付与することによって、操作性を向上させることが可能となる。

また、制御部２０は、図１４Ｂに示すように、駆動部１５０によるパネル１１０の移動時の加速度、すなわち上昇時および下降時の加速度を変化させることができる。すなわち、指Ｆがスライドしている最中に、パネル１１０の上昇加速度を漸次大きくし、次いで、パネル１１０の下降加速度を漸次大きくしていくように制御すると、例えばエリアＢにおいては、指Ｆがあたかも山を乗り越えるかのような触感をユーザに付与することもできる。

そして、この場合においても、制御部２０は、駆動部１５０による上下動の制御に加え、振動素子１２０の駆動制御を適宜組み合わせることにより、さらなる斬新な触感をユーザに付与することが可能となる。しかも、パネル１１０の上下移動に加え、振動素子１２０を駆動させてスクイーズ効果を利用すれば、さらに斬新な触感を付与することができる。

［第４の実施形態］
次に、第４の実施形態に係る入力装置１０について、図面を参照しながら説明する。図１５は、第４の実施形態に係る入力装置１０の構造の一例を模式的に示す説明図である。なお、以下では、第１〜第３の実施形態と同一の構成要素については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

第４の実施形態に係る入力装置１０が第３の実施形態に係る入力装置１０と異なる点は、パネル支持部である駆動部１５０がパネル１１０の少なくとも３点を、入力操作面１１５に対して垂直方向へ、それぞれ独立して移動させる点にある。

すなわち、本実施形態に係る駆動部１５０は、図１５に示すように、パネル１１０の少なくとも３点を上方へ移動可能な３つの独立した駆動機構により駆動部１５０が構成される。なお、図１５では、便宜上、１つの駆動機構は省略している。

駆動部１５０を構成する３つの駆動機構は、それぞれ、モータ１５１と、減速装置およびギヤ群により構成され、モータ１５１の出力を受けてピニオンを減速回転駆動させる減速機構１５２と、減速機構１５２からの回転を受けて順転および反転（例えば時計回りおよび反時計回り）可能な回転体１５６とを備える。

駆動機構の配置は、入力操作面１１５が所望する角度で傾斜するように配設する。なお、パネル１１０を任意の支持角度で支持できるように、例えば複数の駆動機構の配置を変更自在な構成とすることもできる。

このように、本実施形態では、パネル１１０を全方向に任意の角度で傾斜させることができるように、パネル支持部である駆動部１５０を、パネル１１０を少なくとも３点で支持する３つの独立した駆動機構を備える構成としている。そのため、入力操作面１１５の傾斜の方向、傾斜の角度によって、操作する指Ｆに異なる触感を付与することができる。しかも、この場合も、パネル１１０を傾斜させることに加え、振動素子１２０を駆動させてスクイーズ効果を利用すれば、さらに斬新な触感を付与することができる。

また、制御部２０は、入力操作面１１５に移動表示される所定の表示要素の表示位置に応じて駆動部１５０の駆動状態を変化させ、入力操作する指Ｆに、様々な斬新な触感を付与することができる。

最後に、本実施形態に係る車載装置１のハードウェア構成について説明する。図１６は、車載装置１の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図であり、かかる一例として示す構成のコンピュータ６００で車載装置１を実現することができる。

コンピュータ６００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）６２０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）６３０と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）６４０とを備える。また、コンピュータ６００は、メディアインターフェイス（Ｉ／Ｆ）６５０と、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）６６０と、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）６７０とを備える。

なお、コンピュータ６００は、ＳＳＤ（Solid State Drive）を備え、かかるＳＳＤがＨＤＤ６４０の一部または全ての機能を実行するようにしてもよい。また、ＨＤＤ６４０に代えてＳＳＤを設けることとしてもよい。

ＣＰＵ６１０は、ＲＯＭ６２０およびＨＤＤ６４０の少なくとも一方に格納されるプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。ＲＯＭ６２０は、コンピュータ６００の起動時にＣＰＵ６１０によって実行されるブートプログラムや、コンピュータ６００のハードウェアに依存するプログラムなどを格納する。ＨＤＤ６４０は、ＣＰＵ６１０によって実行されるプログラムおよびかかるプログラムによって使用されるデータ等を格納する。

メディアＩ／Ｆ６５０は、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光磁気記録媒体やＳＤカード、ＵＳＢメモリなどの記憶媒体６８０に格納されたプログラムやデータを読み取り、ＲＡＭ６３０を介してＣＰＵ６１０に提供する。ＣＰＵ６１０は、かかるプログラムを、メディアＩ／Ｆ６５０を介して記憶媒体６８０からＲＡＭ６３０上にロードし、ロードしたプログラムを実行する。あるいは、ＣＰＵ６１０は、かかるデータを用いてプログラムを実行する。

通信Ｉ／Ｆ６６０は、ネットワーク６９０を介して他の機器からデータを受信してＣＰＵ６１０に送り、ＣＰＵ６１０が生成したデータを、ネットワーク６９０を介して他の機器へ送信する。あるいは、通信Ｉ／Ｆ６６０は、ネットワーク６９０を介して他の機器からプログラムを受信してＣＰＵ６１０に送り、ＣＰＵ６１０がかかるプログラムを実行する。

ＣＰＵ６１０は、入出力Ｉ／Ｆ６７０を介して、液晶ディスプレイなどの表示部、スピーカなどの出力部、キーボードやマウス、ボタン、操作部などの入力部を制御する。ＣＰＵ６１０は、入出力Ｉ／Ｆ６７０を介して、入力部からデータを取得する。また、ＣＰＵ６１０は、生成したデータを入出力Ｉ／Ｆ６７０を介して表示部や出力部に出力する。

例えば、コンピュータ６００が車載装置１として機能する場合、コンピュータ６００のＣＰＵ６１０は、ＲＡＭ６３０上にロードされたプログラムを実行することにより、検出部２１０と、振動制御部２２０と、表示制御部２３０と、さらには駆動制御部２４０を含む入力装置１０の制御部２０の各機能を実現する。

コンピュータ６００のＣＰＵ６１０は、例えばこれらのプログラムを記憶媒体６８０から読み取って実行するが、他の例として、他の装置からネットワーク６９０を介してこれらのプログラムを取得してもよい。また、ＨＤＤ６４０は、記憶部３０が記憶する情報を記憶することができる。

上述してきた実施形態より、以下の入力装置１０または車載装置１が実現できる。

（１）入力操作面１１５を有するパネル１１０と、入力操作面１１５に対するユーザの接触操作を検出する検出部２１０と、パネル１１０を振動させることにより、入力操作面１１５の摩擦力を変更可能な振動素子１２０と、パネル１１０を、入力操作面１１５に対して平行あるいは垂直な方向に移動可能に支持するパネル支持部（３００，１５０）とを備える入力装置１０。

（２）上記（１）において、パネル支持部は、接触操作に伴う摩擦によって生じるパネル１１０の面方向への推進力に抗する弾性体３００を備える入力装置１０。

（３）上記（１）または（２）において、接触操作における触感を変化させる制御部２０を備え、制御部２０は、検出部２１０による検出結果に基づき振動素子１２０の駆動状態を変化させ、入力操作面１１５の摩擦力を変更する入力装置１０。

（３−１）上記（２）において、弾性体３００の弾性力に抗して移動するパネル１１０の物理的な動きにより、スイッチをオン・オフ可能とした入力装置１０。

（３−２）上記（２）において、弾性体３００の弾性力に抗して移動するパネル１１０の動きにより、画面表示されるスライド式センサをスライド可能とした入力装置１０。

（４）上記（３）において、制御部２０は、入力操作面１１５に対する接触操作に基づいて、移動表示される所定の表示要素の表示位置に応じて振動素子１２０の駆動状態と非駆動状態とを切り替える入力装置１０。

（５）上記（１）において、パネル支持部は、パネル１１０を、入力操作面１１５に沿って移動させる駆動部１５０である入力装置１０。

（６）上記（１）において、パネル支持部は、パネル１１０を、入力操作面１１５に対して垂直方向へ移動させる駆動部１５０である入力装置１０。

（７）上記（５）または（６）において、接触操作における触感を変化させる制御部２０を備え、制御部２０は、検出部２１０による検出結果に基づいて、駆動部１５０の駆動状態を変化させる入力装置１０。

（８）上記（７）において、制御部２０は、入力操作面１１５に対する接触操作に基づいて移動表示される所定の表示要素の表示位置に応じて、駆動部１５０によるパネル１１０の移動量を変化させる入力装置１０。

（９）上記（７）において、制御部２０は、入力操作面１１５に対する接触操作に基づいて移動表示される所定の表示要素の表示位置に応じて、駆動部１５０によるパネル１１０の移動時の加速度を変化させる入力装置１０。

（１０）上記（７）〜（９）において、制御部２０は、検出部２１０による検出結果に基づいて、振動素子１２０の振動状態を変化させる入力装置１０。

（１１）上記（１）において、パネル支持部は、パネル１１０の少なくとも３点を、入力操作面１１５に対して垂直方向へ、それぞれ独立して移動させる駆動部１５０である入力装置１０。

（１２）上記（１１）において、接触操作における触感を変化させる制御部２０を備え、制御部２０は、検出部２１０による検出結果に基づいて、駆動部１５０の駆動状態を変化させる入力装置１０。

（１３）上記（１２）において、制御部２０は、入力操作面１１５に対する接触操作に基づいて移動表示される所定の表示要素の表示位置に応じて、駆動部１５０によりパネル１１０の支持角度を変化させる入力装置１０。

（１４）上記（１２）または（１３）において、制御部２０は、検出部２１０による検出結果に基づいて、振動素子１２０の振動状態を変化させる入力装置１０。

（１５）上記（１）〜（１４）において、パネル支持部を介してパネル１１０を保持する筐体２００を備える入力装置１０。

（１６）上記（１）〜（１５）において、パネル１１０は、画像表示部を有するタッチパネルである入力装置１０。

（１７）上記（１）〜（１６）のいずれか一つの入力装置１０と、入力操作面１１５に対するユーザの接触操作によって受け付けられた入力操作に応じて画像表示の制御を行う表示制御部２３０とを備える車載装置１。

ところで、上述してきた実施形態では、振動素子１２０の配置数については特に触れていないが、少なくとも１つの振動素子１２０が設けられていればよい。また、好ましくは、入力操作面１１５の全体を均一に振動させることができる数および配置とするとよい。また、複数の振動素子１２０を設ける場合、互いに周波数の異なる振動素子１２０とすれば、触感の変化をより細かく設定することが可能となる。

また、上述してきた実施形態では、入力装置１０を、画像などの表示機能を有するタッチパネルとして説明したが、これに限られない。例えば、入力装置１０は、タッチパッドなどのように、ユーザの接触操作に応じて入力を受け付ける装置であってもよい。

また、タッチパッドを入力装置１０として車載装置１に適用する場合、タッチパッドとは別に、画像を表示する機能をフロントガラスに付与したり、あるいは前方を見ている乗員が視線を大きくずらさない位置に表示装置を設けたりすることができる。かかる構成とすれば、運転者であっても、視線を前方から移すことなく、タッチパッドへの接触操作のみでも触感の変化を頼りに、確実な入力操作を行うことができる。

また、入力装置１０を、車両に搭載されるナビゲーションシステムを構成する車載装置１に採用された場合について説明したが、これに限られるものではない。また、入力装置１０は、例えば、スマートフォンやタブレット端末、パソコンなどに採用することもできる。

また、入力装置１０の入力操作面１１５を、例えば押し込み可能な素材で形成し、操作する指Ｆを押し付けたときと押し付けないときとで、入力操作面１１５の摩擦力を変化させることもできる。さらに、駆動部１５０を備える入力装置１０であれば、指Ｆを押し付けたときと押し付けないときとで、駆動状態を変化させるなどして、多様な触感をユーザに付与することができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 車載装置
１０ 入力装置
２０ 制御部
１１０ パネル
１１５ 入力操作面
１２０ 振動素子
１５０ 駆動部
２００ 筐体
２１０ 検出部
２２０ 振動制御部
２３０ 表示制御部
２４０ 駆動制御部
３００ 弾性体

Claims (12)

1. 入力操作面を有するパネルと、
   前記入力操作面に対するユーザの接触操作を検出する検出部と、
   前記パネルを振動させることにより、前記入力操作面の摩擦力を変更可能な振動素子と、
   前記パネルを、前記入力操作面に対して平行あるいは垂直な方向に移動可能に支持するパネル支持部と、を備える
   ことを特徴とする入力装置。
2. 前記パネル支持部は、
   前記接触操作に伴う摩擦によって生じる前記パネルの面方向への推進力に抗する弾性体を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 前記接触操作における触感を変化させる制御部を備え、
   前記制御部は、
   前記検出部による検出結果に基づき前記振動素子の駆動状態を変化させ、前記入力操作面の摩擦力を変更する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の入力装置。
4. 前記制御部は、
   前記入力操作面に対する接触操作に基づいて、移動表示される所定の表示要素の表示位置に応じて前記振動素子の駆動状態と非駆動状態とを切り替える
   ことを特徴とする請求項３に記載の入力装置。
5. 前記パネル支持部は、
   前記パネルを、前記入力操作面に沿って移動させる駆動部である
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の入力装置。
6. 前記パネル支持部は、
   前記パネルを、前記入力操作面に対して垂直方向へ移動させる駆動部である
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の入力装置。
7. 前記パネル支持部は、
   前記パネルの少なくとも３点を、前記入力操作面に対して垂直方向へ、それぞれ独立して移動させる駆動部である
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の入力装置。
8. 前記接触操作における触感を変化させる制御部を備え、
   前記制御部は、
   前記検出部による検出結果に基づいて、前記駆動部の駆動状態を変化させる
   ことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の入力装置。
9. 前記制御部は、
   前記入力操作面に対する接触操作に基づいて移動表示される所定の表示要素の表示位置に応じて、前記駆動部による前記パネルの移動量を変化させる
   ことを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載の入力装置。
10. 前記制御部は、
    前記入力操作面に対する接触操作に基づいて移動表示される所定の表示要素の表示位置に応じて、前記駆動部による前記パネルの移動時の加速度を変化させる
    ことを特徴とする請求項５〜９のいずれか一項に記載の入力装置。
11. 前記制御部は、
    前記入力操作面に対する接触操作に基づいて移動表示される所定の表示要素の表示位置に応じて、前記駆動部により前記パネルの支持角度を変化させる
    ことを特徴とする請求項５〜１０のいずれか一項に記載の入力装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の入力装置と、
    前記入力操作面に対するユーザの接触操作によって受け付けられた入力操作に応じて画像表示の制御を行う表示制御部と、を備える
    ことを特徴とする車載装置。

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