JP2019003341A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作面に対する操作体の操作荷重が異なる場合でも、安定的な引込み力が得られる入力装置を提供する。【解決手段】操作面１１１に対する操作体Ｆの操作状態を検出する操作検出部１１２と、操作状態に応じて所定の機器５０に対する入力を行う制御部１４０と、操作面を振動させる駆動部１２０とが設けられ、操作体が操作面に接触しているときに、駆動部に対して制御部が、操作状態から推定される操作体の移動先５２ａの方向に往復する振動を操作面に発生させると共に、往復する振動の往路側と復路側とで振動の速度あるいは加速度が異なるように制御する振動制御を実行する入力装置において、操作面に対する操作体の操作荷重Ｗを検出する荷重検出部１３０を設け、制御部は振動制御を実行する際に、操作荷重に応じて、往路側あるいは復路側における振動の速度あるいは加速度の大きさを変更する。【選択図】図２

Description

本発明は、タッチパッドやタッチパネルのように、指等の操作体による入力操作を可能とする入力装置に関するものである。

従来の入力装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１の入力装置（電子機器）は、操作体（例えば操作者の指）が接触する接触面と、接触面を支持する筐体と、筐体に対して接触面を移動させる駆動装置とを備えている。そして、操作体の位置情報をもとに、駆動装置によって接触面が移動されるようになっている。

これにより、操作体の移動方向に対して逆方向に接触面を移動させることで、操作体に対して抗力を与え、また操作体の移動方向と同一方向に接触面を移動させることで、引き込み力（誘導力）を与えるようになっている。

特開２０１６−１８４４２８号公報

特許文献１の入力装置では、操作体の移動量が大きい場合では、これに応じて接触面の移動量も大きくする必要が生ずる。よって、その分、筐体において接触面の可動範囲を大きくとる必要が生じ、筐体の大型化を招き、現実性に欠けるものとなってしまう。

そこで、本発明者らは、先の出願（特願２０１７−４４１９６）において、操作体の移動先の方向に往復する振動を操作面に発生させると共に、往復する振動の往路側と復路側とで振動の速度あるいは加速度が異なるように制御する入力装置を提案した。

この入力装置においては、振動の速度あるいは加速度が大きい方向においては、操作面と操作体との間に滑りが発生して、慣性の法則によって、操作体は、操作面の動きに追従しにくく、その位置に取り残される形となる。逆に、振動の速度あるいは加速度が小さい方向においては、操作面と操作体との間の摩擦力が作用して、慣性の法則によって、操作体には、操作面の動きと共に移動される力が働きやすくなる。

これにより、小さな可動領域で、振動の速度あるいは加速度が小さい側に効果的な引込み力を得ることができるようにし、従来技術のように、操作体の移動量が大きい場合に、これに応じて接触面の移動量も大きくしなければならないといった問題を解消するようにした。

しかしながら、操作体の操作面に対する操作荷重（押圧力）によっては、操作面と操作体との間の摩擦力が変化して、安定的な引込み力が得られない場合があり、引込みの触覚が異なってしまうことが分かった。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、操作面に対する操作体の操作荷重が異なる場合でも、安定的な引込み力が得られる入力装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

本発明では、操作側となる操作面（１１１）に対する操作体（Ｆ）の操作状態を検出する操作検出部（１１２）と、
操作検出部によって検出される操作状態に応じて、所定の機器（５０）に対する入力を行う制御部（１４０）と、
操作面の拡がる方向に操作面を振動させる駆動部（１２０）と、が設けられ、
操作体が操作面に接触しているときに、駆動部に対して制御部が、操作検出部による操作状態から推定される操作体の移動先（５２ａ）の方向に往復する振動を操作面に発生させると共に、往復する振動の往路側と復路側とで振動の速度あるいは加速度が異なるように制御する振動制御を実行する入力装置において、
操作面に対する操作体の操作荷重（Ｗ）を検出する荷重検出部（１３０）を設け、
制御部は、振動制御を実行する際に、操作荷重に応じて、往路側あるいは復路側における振動の速度あるいは加速度の大きさを変更することを特徴としている。

この発明によれば、制御部（１４０）によって、振動制御が実行されると、操作面（１１１）において、操作体（Ｆ）の移動先（５２ａ）の方向に往路側と復路側とで、速度あるいは加速度が異なる振動が発生される。振動の速度あるいは加速度が大きい方向においては、操作面（１１１）と操作体（Ｆ）との間に滑りが発生して、慣性の法則によって、操作体（Ｆ）は、操作面（１１１）の動きに追従しにくく、その位置に取り残される（置いていかれる）形となる。逆に、振動の速度あるいは加速度が小さい方向においては、操作面（１１１）と操作体（Ｆ）との間の摩擦力が作用して、慣性の法則によって、操作体（Ｆ）には、操作面（１１１）の動きと共に移動される力が働きやすくなり、総じて操作体（Ｆ）は、振動の速度あるいは加速度が小さい方向に引込まれる形となる。

よって、上記のように振動制御を実行することで、小さな可動領域で、振動の速度あるいは加速度が小さい側に効果的な引込み力を得ることができる。したがって、従来技術のように、操作体の移動量が大きい場合に、これに応じて接触面の移動量も大きくしなければならないといった問題を無くすことができる。

ここで、操作体（Ｆ）による操作荷重（Ｗ）が変化すると、操作面（１１１）と操作体（Ｆ）との間の摩擦力（Ｆｒ）が変化する。これに伴い、操作面（１１１）と操作体（Ｆ）との間の滑り状態が変化して、引込み力が変化してしまう。つまり、引込みの触覚が変化してしまう。本発明では、制御部（１４０）は、振動制御を実行する際に、操作荷重（Ｗ）に応じて、往路側あるいは復路側における振動の速度あるいは加速度の大きさを変更するようにしている。これにより、操作荷重（Ｗ）に伴う、引込み力の変化を抑制することが可能となり、安定的な引込み力を得ることができる（詳細後述）。

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

車両における入力装置の搭載状態を示す説明図である。 第１実施形態における入力装置を示すブロック図である。 操作部および荷重センサを示す断面図である。 操作荷重と摩擦力との関係を説明するためのグラフである。 制御部が行う制御内容を示すフローチャートである。 １軸方向への指操作が行われる様子を示す説明図である。 斜め方向（２軸方向）への指操作が行われる様子を示す説明図である。 操作荷重に対して標準振動パターンを変更する際の要領を示す説明図である。 振動加速度を変更する際の要領を示す説明図である。 第２実施形態における操作部および荷重センサを示す断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
第１実施形態の入力装置１００を図１〜図９に示す。本実施形態の入力装置１００は、例えば、ナビゲーション装置５０を操作するための遠隔操作デバイスに適用したものである。入力装置１００は、ナビゲーション装置５０と共に、車両１０に搭載されている。ナビゲーション装置５０は、本発明の所定の機器に対応する。

ナビゲーション装置５０は、地図上における自車の現在位置情報、進行方向情報、あるいは操作者の希望する目的地への案内情報等を表示する航路誘導システムである。図１に示すように、ナビゲーション装置５０は、表示部としての液晶ディスプレイ５１を有している。液晶ディスプレイ５１は、車両１０のインストルメントパネル１３の車両幅方向の中央部に配置されて、表示画面５２が操作者によって視認されるようになっている。

ナビゲーション装置５０は、入力装置１００に対して別体で形成されており、入力装置１００から離れた位置に設定されている。ナビゲーション装置５０と入力装置１００とは、例えば、Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋバス（ＣＡＮバス（登録商標））によって接続されている。

液晶ディスプレイ５１の表示画面５２には、地図上における自車位置が表示されると共に、地図の拡大表示、縮小表示、および目的地案内設定等のための各種操作ボタン５２ａが表示されるようになっている（図６、図７）。操作ボタン５２ａは、いわゆる操作アイコンと呼ばれるものである。また、表示画面５２には、後述する操作部１１０（操作面１１１）における操作者の指Ｆ（操作体）の位置に対応するように、例えば、矢印状にデザインされたポインタ５２ｂが表示されるようになっている。

入力装置１００は、図１〜図３に示すように、車両１０のセンターコンソール１１にて、アームレスト１２と隣接する位置に設けられ、操作者の手の届き易い範囲に配置されている。入力装置１００は、操作部１１０、駆動部１２０、荷重センサ１３０、および制御部１４０等を備えている。

操作部１１０は、いわゆるタッチパッドを形成するものであり、操作者の指Ｆによって、ナビゲーション装置５０に対する入力操作を行う部位となっている。操作部１１０は、操作面１１１、タッチセンサ１１２、および筐体１１３等を有している。

操作面１１１は、アームレスト１２と隣接する位置で操作者側に露出して、操作者が指操作を行う平面部となっており、例えば、表面全体にわたって指の滑りを良くする素材等が設けられることで形成されている。操作面１１１上における操作者の指操作により、表示画面５２に表示される各種操作ボタン５２ａに対する操作（選択、押込み決定等）のための入力ができるように設定されている。表示画面５２における操作ボタン５２ａは、本発明の操作面における「操作状態から推定される操作体の移動先」に対応する。

タッチセンサ１１２は、操作面１１１の裏面側に設けられた、例えば、静電容量式の操作検出部である。タッチセンサ１１２は、矩形の平板状に形成されており、センサ表面に対する操作者の指Ｆによる操作状態を検出するようになっている。

タッチセンサ１１２は、操作面１１１上のｘ軸方向（図６、図７）に沿って延びる上電極１１２ａと、ｙ軸方向（図６、図７）に沿って延びる下電極１１２ｂとが格子状に配列されることにより形成されている。これら各電極１１２ａ、１１２ｂは、後述する制御部１４０と接続されている。

各電極１１２ａ、１１２ｂは、センサ表面に近接する操作者の指Ｆの位置で（操作位置座標で）、静電容量（所定の静電容量値）を発生させるようになっており、発生される静電容量の信号（感度値）が制御部１４０に出力されるようになっている。センサ表面は、絶縁材よりなる絶縁シートによって覆われている。尚、タッチセンサ１１２としては、上記静電容量式のものに限らず、他の抵抗膜式等、各種タイプのものを使用することができる。

筐体１１３は、上記操作面１１１およびタッチセンサ１１２を支持する支持部である。筐体１１３は、例えば、センターコンソール１１の内部に配置されている。

駆動部１２０は、操作面１１１の拡がる方向に操作面１１１を、ｘ、ｙ軸の２軸方向に振動させるものであり、操作面１１１の周囲４辺の少なくとも１辺に設けられている。駆動部１２０は、後述する制御部１４０と接続されており、制御部１４０によって振動発生の制御がなされるようになっている。

駆動部１２０は、２軸方向のうち、１軸方向のみの振動を有効にすることで、操作面１１１には１軸方向（ｘ軸方向、あるいはｙ軸方向）の振動を発生させ、また、２軸方向の振動を同時に有効にすることにより、操作面１１１には両振動を合成した斜め方向の振動を発生させることができるようになっている。

また、駆動部１２０は、往復する振動の往路側と復路側とにおいて、振動の速度あるいは加速度が異なるように作動することができるようになっている。

駆動部１２０としては、例えば、ソレノイド、ボイスコイルモータ等の電磁アクチュエータ、あるいはピエゾ等の振動体、更には、上記振動体とバネとが組み合わされたもの等を用いることができる。例えば、１つの振動体が２軸方向の振動を発生させるものであれば、操作面１１１の周囲４辺のうち少なくとも１つの辺部に１つの振動体を設けることで、駆動部１２０を形成することができる。あるいは、振動体が１軸方向のみの振動を発生させるものであれば、操作面１１１の周囲の隣合う２つの辺部にそれぞれ１つの振動体（合計２つ）を設けることで、駆動部１２０を形成することができる。あるいは、１軸方向の振動体とバネとの組合せを、対向する辺部に設けて、振動方向が直交するように２組設けることで駆動部１２０を形成することができる。

荷重センサ１３０は、操作面１１１に対する操作者の指操作による操作荷重（Ｗ）を検出するセンサとなっている。荷重センサ１３０は、本発明の荷重検出部に対応する。本実施形態では、荷重センサ１３０は、上記各電極１１２ａ、１１２ｂを活用したものとなっており、各電極１１２ａ、１１２ｂの間にシート状の弾性体１３１が介在されると共に、電圧の印加、放電回路が設けられて形成されている。

荷重センサ１３０においては、操作面１１１への指操作時の操作荷重Ｗに応じて、弾性体１３１が変形し（厚さが変化し）、各電極１１２ａ、１１２ｂ間の距離が変化するようになっている。そして、各電極１１２ａ、１１２ｂ間の距離が変化すると、各電極１１２ａ、１１２ｂ間に発生される静電容量（静電容量値）の大きさが変化するようになっている。

そして、各電極１１２ａ、１１２ｂ間において、電圧の印加、放電回路によって、電圧を印加して充電した後に、放電させて、放電量（充電量がゼロになるまでの時間）を把握することで静電容量の大きさ、つまり操作荷重Ｗの大きさが検出できるようになっている。このときの静電容量（操作荷重Ｗに相当）の大きさを示す荷重信号は、制御部１４０に出力されるようになっている。

制御部１４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、および記憶媒体等を有している。制御部１４０は、タッチセンサ１１２から得られる信号から、操作者の指Ｆの操作状態として、操作面１１１上における指Ｆの接触位置（表示画面５２上のポインタ５２ｂの位置）、各種操作ボタン５２ａのうち操作者の指Ｆ（ポインタ５２ｂ）から一番近い操作ボタン５２ａへの方向、および操作者の指Ｆ（ポインタ５２ｂ）から一番近い操作ボタン５２ａまでの距離等を取得する。また、制御部１４０は、荷重センサ１３０から得られる荷重信号から、指操作時の操作荷重Ｗを取得する。

加えて、制御部１４０は、操作状態として、操作面１１１上において、操作ボタン５２ａに相当する位置での押込み操作の有無等を取得する。そして、制御部１４０は、これらの操作状態に応じて駆動部１２０による振動の発生状態を制御するようになっている（詳細後述）。

本実施形態の入力装置１００の構成は以上のようになっており、以下、作動および作用効果について、図４〜図９を加えて説明する。

まず、本入力装置１００における操作荷重Ｗと、摩擦力Ｆｒとの関係について、図４を用いて、簡単に説明しておく。

図４（ａ）に示すように、一般的に物体同士が相対運動することで発生する摩擦力Ｆｒは物体固有の摩擦係数μに垂直抗力（＝垂直荷重＝操作荷重）Ｎを乗ずることで算出できると知られている。したがって、操作面１１１上における指Ｆに対する摩擦力Ｆｒによってもたらされる本入力装置１００での引込み力は、垂直荷重Ｎ、つまり操作荷重Ｗによって変化する。

ここで、図４（ｂ）に示すように、摩擦係数μは、変形のない剛体であれば物体固有の値をもち、その値は垂直荷重Ｎには依存しない（μ＝一定）。しかしながら、図４（ｃ）に示すように、操作者の指Ｆ等の弾性体では、操作荷重Ｗによって接触部が変形することで、その変形に応じて真の接触面積が変動し、摩擦係数μも変化する（μ１＝変動）ことも知られている。

したがって、図４（ｄ）に示すように、本入力装置１００における操作者の指Ｆと操作面１１１との摩擦力Ｆｒは、操作者の操作状態に応じて変動する操作荷重Ｗと、それに伴って変化する摩擦係数μ１とを乗じて算出されることになる。

以下、制御部１４０が実行する制御内容について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、制御部１４０は、図５に示すステップＳ１００で、タッチセンサ１１２から得られる信号によって、操作者の指Ｆが操作面１１１にタッチ（接触）しているか否かを判定する。制御部１４０は、否と判定すれば、ステップＳ１００を繰り返し、肯定判定すれば、ステップＳ１１０に移行する。尚、図６、図７に示すように、操作者の指Ｆが操作面１１１にタッチされると、表示画面５２におけるポインタ５２ｂの表示が有効となって、操作面１１１上における操作者の指Ｆの位置に対応するように、ポインタ５２ｂが表示画面５２に表示される。

ステップＳ１１０では、制御部１４０は、操作面１１１に触れる指Ｆの操作荷重Ｗを荷重センサ１３０から取得する。

次に、ステップＳ１２０で、制御部１４０は、操作者の指Ｆが各種操作ボタンのうち、いずれかの操作ボタン５２ａを選択中か否かを判定する。制御部１４０は、操作者の指Ｆの位置がいずれかの操作ボタン５２ａに重なる位置にあると選択中（Ｙｅｓ）であると判定し、操作者の指Ｆの位置がいずれかの操作ボタン５２ａに重ならない位置であると選択中ではない（Ｎｏ）と判定する。

尚、操作者の指Ｆがいずれかの操作ボタン５２ａを選択中ではないという状態は、いずれかの操作ボタン５２ａに対して操作者の指Ｆは離れた位置にあり、いずれかの操作ボタン５２ａに向けて移動されている状態を示す。制御部１４０は、ステップＳ１２０で、否と判定すると、ステップＳ１３０に移行する。

ステップＳ１３０では、制御部１４０は、操作者の指Ｆの操作状態から、指Ｆの移動先となる操作ボタン５２ａを推定する。ここでは、現在の指Ｆの位置から一番近い操作ボタン５２ａを移動先の操作ボタン５２ａとして推定する。

そして、制御部１４０は、表示画面５２におけるポインタ５２ｂの位置（操作面１１１上の操作者の指Ｆの位置）から、操作者の指Ｆが移動しようとする操作ボタン５２ａの位置へのベクトルを算出する。ベクトル算出にあたって、制御部１４０は、ポインタ５２ｂの位置と操作ボタン５２ａの位置との距離（ベクトルの長さ）と、ポインタ５２ｂの位置から操作ボタン５２ａの位置に向かう方向（ベクトルの向き）とを算出する。

次に、ステップＳ１４０で、制御部１４０は、算出したベクトルの方向に引込み力を発生させるための標準振動パターンを設定すると共に、取得した操作荷重Ｗに応じて、標準振動パターンを一部変更する。

即ち、制御部１４０は、まず、標準振動パターンとして、算出したベクトルの向き（操作体の移動先の方向）に往復する振動を設定する。例えば、制御部１４０は、上記ベクトルがｘｙの２軸方向のうち、いずれか一方の軸方向（例えばｙ軸方向）であると、図６に示すように、その軸方向に沿う振動を設定する。また、制御部１４０は、上記ベクトルが２軸に対して傾いている場合であると、図７に示すように、２軸方向の合成によって得られる斜め方向の振動を設定する。

そして、制御部１４０は、往復する振動の往路側と復路側とで振動の速度あるいは加速度が異なるように設定する。ここでは、往路側は、操作者の指Ｆが移動しようとする方向としており、制御部１４０は、図８中の波形例における実線で示すように、復路側よりも往路側の速度あるいは加速度が小さくなるように標準振動パターンを設定する。尚、図８、図９では、振動の速度あるいは加速度のうち、一例として、加速度を振動の制御対象として示している。

更に、制御部１４０は、操作荷重Ｗに応じて、標準振動パターンにおける速度あるいは加速度の大きさを変更した変更振動パターンを設定する。変更振動パターンは、図８中の波形例において破線で示したものである。

変更振動パターンの設定要領は、以下の通りである。即ち、制御部１４０は、操作荷重Ｗが予め定めた規定範囲の荷重よりも大きいときに、標準振動パターンにおける往路側はそのままとして、復路側の速度あるいは加速度を大きく設定する（図８中の上段）。また、制御部１４０は、操作荷重Ｗが規定範囲の荷重よりも小さいときに、標準振動パターンにおける復路側はそのままとして、往路側の速度あるいは加速度を小さく設定する（図８中の下段）。尚、操作荷重Ｗが規定範囲の荷重であると、標準振動パターンを変更することなく、そのまま使用するように設定する（図８中の中段）。

尚、図９に示すように、往路側あるいは復路側の振動の速度あるいは加速度の大きさを設定、更には変更するにあたっては、振動の振幅を変更する、振動の周波数を変更する、あるいは往路側と復路側の波形におけるデューティ比（Ａ／（Ａ＋Ｂ））を変更することで対応可能である。

具体的には、振動の振幅を大きくすることで、振動の速度あるいは加速度を大きくし、振動の振幅を小さくすることで振動の速度あるいは加速度を小さくすることができる。また、振動の周波数を大きくすることで、振動の速度あるいは加速度を大きくし、振動の周波数を小さくすることで振動の速度あるいは加速度を小さくすることができる。更には、デューティ比を小さくすることで、復路側の速度あるいは加速度を大きくし、往路側の速度あるいは加速度を小さくすることができる。逆に、デューティ比を大きくすることで、復路側の速度あるいは加速度を小さくし、往路側の速度あるいは加速度を大きくすることができる。

そして、ステップＳ１５０にて、制御部１４０は、上記のようにベクトルの方向、および操作荷重Ｗに応じて設定した振動パターン（標準振動パターン、あるいは変更振動パターン）となるように、駆動部１２０を駆動させて、操作面１１１を振動させる。尚、標準振動パターンに基づく操作面１１１への振動付加は、本発明の振動制御に対応する。 ステップＳ１５０の後、操作者の指Ｆによって、操作者が希望する操作ボタン５２ａが選択されるまで（ステップＳ１２０でＹｅｓ場合）、制御部１４０は、ステップＳ１００〜ステップＳ１５０を繰り返す。

上記ステップＳ１００〜ステップＳ１５０を繰り返す中で、ステップＳ１２０で、肯定判定すると、制御部１４０は、ステップＳ１６０で、操作ボタン５２ａに対する押込み操作があったか否かを判定する。押込み操作は、操作者の操作ボタン５２ａに対する選択決定を示す操作であり、操作者が操作面１１１上で、操作ボタン５２ａに対応する位置で指を押込むことで行われる。ステップＳ１６０で肯定判定すると、制御部１４０は、ステップＳ１７０で押込み決定処理を行う。つまり、操作ボタン５２ａに対応する指示をナビゲーション装置５０に対して行う。尚、ステップＳ１６０で否定判定すると、ステップＳ１００に戻る。

そして、ステップＳ１８０で、制御部１４０は、操作者の指Ｆに対してクリック感を与えるための振動（クリック感振動）を発生させる。ここでは、駆動部１２０を流用して、上記ステップＳ１４０、Ｓ１５０における引込み用の振動とは異なり、駆動部１２０を単発的に振動させることで、操作者が押込み操作をしたことが認識できるようにする。 以上のように本実施形態では、操作荷重Ｗが規定範囲の荷重であると、操作面１１１において、制御部１４０によって、操作者の指Ｆの移動先（操作ボタン５２ａ）の方向に往路側と復路側とで、速度あるいは加速度が異なる振動が発生される（標準振動パターンによる振動制御）。振動の速度あるいは加速度が大きい方向においては、操作面１１１と指Ｆとの間に滑りが発生して、慣性の法則によって、操作者の指Ｆは、操作面１１１の動きに追従しにくく、その位置に取り残される（置いていかれる）形となる。逆に、振動の速度あるいは加速度が小さい方向においては、操作面１１１と指Ｆとの間の摩擦力Ｆｒが作用して、慣性の法則によって、操作者の指Ｆには、操作面１１１の動きと共に移動される力が働きやすくなり、総じて操作者の指Ｆは、振動の速度あるいは加速度が小さい方向に引込まれる形となる。

よって、上記のように振動制御を実行することで、小さな可動領域で、振動の速度あるいは加速度が小さい側に効果的な引込み力を得ることができる。したがって、従来技術のように、操作体の移動量が大きい場合に、これに応じて接触面の移動量も大きくしなければならないといった問題を無くすことができる。

また、本実施形態では、振動の往路側を移動先の方向としており、制御部１４０は、駆動部１２０に対して、復路側よりも往路側の速度あるいは加速度を小さくするようにしている。これにより、操作ボタン５２ａに近づいて行こうとしている操作者の指Ｆに対して、この操作ボタン５２ａに引込ませるような引込み力を発生させることができる。

更に、操作荷重Ｗが規定範囲の荷重よりも大きいときは、標準振動パターンに対して、制御部１４０は、復路側の振動の速度あるいは加速度を大きくしている。

操作荷重Ｗが大きくなると摩擦力Ｆｒも大きくなって、指Ｆは、操作面１１１上で滑りにくくなり、振動の往路側、および復路側の両方向で指Ｆが滑らずに移動を繰り返し、結果的に指Ｆの位置が変化しない（引込み力が得られない）。

よって、操作荷重Ｗが大きいとき、復路側の速度あるいは加速度を標準振動パターンよりも大きくすることで（図８上段）、操作面１１１と指Ｆとの間の滑りがより多く発生するようにすることができる。したがって、振動の復路側において、指Ｆが操作面１１１の動きに追従しにくくすることができ、操作荷重Ｗが大きい場合でも復路側（引込みと逆方向）に指が移動しようとするのを抑制することができる。

逆に、操作荷重Ｗが規定範囲の荷重よりも小さいときは、標準振動パターンに対して、制御部１４０は、往路側の振動の速度あるいは加速度を小さくしている。

操作荷重Ｗが小さくなると摩擦力Ｆｒも小さくなって、指Ｆは、操作面１１１上で滑りやすくなり、振動の往路側における操作面１１１の動きに対して移動されにくくなる（引込み力が小さくなる）。よって、指Ｆは、振動の往路側、および復路側の両方向で滑りやすくなり、結果的に指Ｆが移動しない（引込み力が得られない）。

よって、操作荷重Ｗが小さいとき、往路側の速度あるいは加速度を標準振動パターンよりも小さくすることで（図８下段）、操作面１１１と指Ｆとの間の滑りが起きにくくすることができる。したがって、振動の往路側において、指Ｆが操作面１１１の動きに追従しやすくすることができ、操作荷重Ｗが小さい場合でも往路側（引込み側）に指が移動しやすくすることができる。

以上のことから、制御部１４０は、振動制御を実行する際に、操作荷重Ｗに応じて、往路側あるいは復路側における振動の速度あるいは加速度の大きさを変更することで、操作荷重Ｗに伴う、引込み力の変化を抑制することが可能となり、安定的な引込み力を得ることができる。安定的な引込み力によって、操作荷重Ｗによらず、引込みの触覚が同等に維持される。

また、制御部１４０は、タッチセンサ１１２より操作状態として、操作面１１１に対する押込み操作を取得すると（ステップＳ１６０）、駆動部１２０に対して、引込みのための振動とは異なり、操作者の指Ｆに対してクリック感を与えるクリック感振動を発生させるようにしている（ステップＳ１８０）。これにより、駆動部１２０を流用して、操作者に選択決定操作を認識させることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態を図１０に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、荷重センサ１３０Ａの設定位置を変更したものである。尚、操作部１１０のタッチセンサ１１２は、各電極１１２ａ、１１２ｂ間に弾性体１３１は、介在されないものとなっており、指Ｆの座標位置を検出するものとなっている。

荷重センサ１３０Ａは、上記第１実施形態の荷重センサ１３０に対して、複数設けられて（例えば、４つ）、筐体１１３の底部（例えば、四角形の各角部）に配置されている。操作面１１１に対する指Ｆの座標位置、および操作荷重Ｗに応じて、それぞれの荷重センサ１３０Ａに静電容量（静電容量値）が発生して、各静電容量値の大小によって、トータルの操作荷重Ｗが検出されるようになっている。尚、荷重センサ１３０Ａは、上記のように複数設けられるものに限定されず、１つの荷重センサ１３０Ａであってもよい。

本実施形態は、上記第１実施形態に対して、荷重センサ１３０Ａの形態が異なるものであり、基本的な機能は同一であり、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

尚、荷重センサについては、更に、上記第１実施形態、および本実施形態のような静電容量式のものに代えて、操作荷重Ｗに応じて抵抗値の変化する抵抗式の荷重センサを用いるようにしてもよい。

（その他の実施形態）
上記各実施形態では、制御部１４０は、操作者の指Ｆの操作状態から、指Ｆの移動先となる操作ボタン５２ａを推定するにあたって、現在の指Ｆの位置から一番近い操作ボタン５２ａを移動先の操作ボタン５２ａとして推定するようにした。しかしながら、これに限定されることなく、例えば、過去の所定期間における操作者の使用頻度の高い操作ボタン５２ａを移動先となる操作ボタン５２ａとして推定してもよい。あるいは、現時点での操作者の指Ｆの移動しようとするその先にある操作ボタン５２ａを移動先となる操作ボタン５２ａとして推定してもよい。

また、上記各実施形態では、操作ボタン５２ａに近づいていく操作者の指Ｆに対して操作ボタン５２ａ側に引込み力を発生させるものとしたが、これに加えて、操作者の指Ｆが操作ボタン５２ａの近傍から離れようとするときに、操作ボタン５２ａ側に向かう引込み力を発生させるものとしてもよい。この場合は、操作者の指Ｆが操作ボタン５２ａに対して離れていく方向に振動を発生させ、離れていく方向を往路側、その反対方向を復路側とし、復路側の振動の速度あるいは加速度を往路側よりも小さくするようにしてやればよい。

また、上記各実施形態では、操作部１１０として、いわゆるタッチパッド式のもとしたが、これに限らず、液晶ディスプレイ５１の表示画面５２が透過されて操作面１１１に視認されるいわゆるタッチパネル式のものにも適用可能である。

また、上記各実施形態では、図５で説明したステップＳ１６０〜ステップＳ１８０で、押込み操作があると、クリック感を与えるクリック感振動を発生させるものとした。しかしながら、本発明は、基本的には、往路側と復路側とで振動の速度あるいは加速度が異なるようにすることで、引込み力を発生させると共に、操作荷重Ｗに応じて、速度あるいは加速度を変更することで引込み力の安定化を図るものとしており、ステップＳ１６０〜ステップＳ１８０を廃止したものとしてもよい。

また、上記各実施形態では、操作体を操作者の指Ｆとして説明したが、これに限らず、ペンを模したスティック等としてもよい。

また、上記各実施形態では、入力装置１００による入力制御の対象（所定の機器）として、ナビゲーション装置５０としたが、これに限定されることなく、車両用の空調装置、あるいは車両用オーディオ装置等の他の機器にも適用することができる。

５０ ナビゲーション装置（所定の機器）
５２ａ 操作ボタン（移動先）
１００ 入力装置
１１１ 操作面
１１２ タッチセンサ（操作検出部）
１２０ 駆動部
１３０ 荷重センサ（荷重検出部）
１４０ 制御部
Ｆ 操作者の指（操作体）
Ｗ 操作荷重

Claims (4)

1. 操作側となる操作面（１１１）に対する操作体（Ｆ）の操作状態を検出する操作検出部（１１２）と、
   前記操作検出部によって検出される前記操作状態に応じて、所定の機器（５０）に対する入力を行う制御部（１４０）と、
   前記操作面の拡がる方向に前記操作面を振動させる駆動部（１２０）と、が設けられ、
   
   前記操作体が前記操作面に接触しているときに、前記駆動部に対して前記制御部が、前記操作検出部による前記操作状態から推定される前記操作体の移動先（５２ａ）の方向に往復する振動を前記操作面に発生させると共に、前記往復する振動の往路側と復路側とで前記振動の速度あるいは加速度が異なるように制御する振動制御を実行する入力装置において、
   前記操作面に対する前記操作体の操作荷重（Ｗ）を検出する荷重検出部（１３０）を設け、
   前記制御部は、前記振動制御を実行する際に、前記操作荷重に応じて、前記往路側あるいは前記復路側における前記振動の速度あるいは加速度の大きさを変更する入力装置。
2. 前記制御部は、前記振動制御を実行する際に、前記駆動部に対して、前記復路側よりも前記往路側における前記振動の速度あるいは加速度を小さくするようにしており、
   前記操作荷重が予め定めた規定範囲の荷重よりも大きいときに、前記振動制御にて設定した前記復路側における前記振動の速度あるいは加速度を、大きくするように変更し、
   前記操作荷重が前記規定範囲の荷重よりも小さいときに、前記振動制御にて設定した前記往路側における前記振動の速度あるいは加速度を、小さくするように変更する請求項１に記載の入力装置。
3. 前記制御部は、前記駆動部に対して、前記往路側、あるいは前記復路側における前記振動の速度あるいは加速度を、振動振幅、振動周波数、あるいは前記往路側と前記復路側の前記振動のデューティ比を基に変更する請求項１または請求項２に記載の入力装置。
4. 前記制御部は、前記操作検出部より前記操作状態として、前記操作面に対する押込み操作を取得すると、前記駆動部に対して、前記振動とは異なり、前記操作体に対してクリック感を与えるクリック感振動を発生させる請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の入力装置。

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