JP2019016285A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】触れ方の差があっても、安定した触覚の得られる入力装置を提供する。
【解決手段】操作体の操作状態を検出する検出部１１２、所定の機器５０に対する入力を行う制御部１３０、および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、検出部による操作状態から推定される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振動制御することで、操作体に対して引込み力を発生させる入力装置において、制御部は、予め定めた引込み力の狙い値を示す想定ベクトルに対して、操作体が行う実際の操作ベクトルとの差を無くすように、振動制御における振動補正量を設定する。
【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触れ方に差があると、発生する引込み力が変化して、得られる触覚が異なる場合があった。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、触れ方の差があっても、安定した触覚の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検出部（１１２）と、
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（１３０）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、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振動制御することで、操作体に対して引込み力を発生させる入力装置において、
制御部は、予め定めた引込み力の狙い値を示す想定ベクトルに対して、操作体が行う実際の操作ベクトルとの差を無くすように、振動制御における振動補正量を設定することを特徴としている。

この発明によれば、制御部（１３０）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み力が発生されて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（Ｆ）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）の操作面（１１１）に対する触れ方に差があると、発生する引込み力が変化して、得られる触覚が異なる場合があった。

よって、制御部（１３０）は、予め定めた想定ベクトルと、操作体（Ｆ）が行う実際の操作ベクトルとの差を無くすように、振動制御における振動補正量を設定する。そして、振動補正量を用いて、振動制御を実行することで、操作体（Ｆ）の操作面（１１１）対する触れ方に差があっても、実際の操作ベクトルを想定ベクトルに近いものにすることができ、引込み力に伴う触覚のバラツキを抑えることが可能となる。

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。 入力装置の構成を示すブロック図である。 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。 振動制御における振動の加速度を示すグラフである。 第１実施形態におけるキャリブレーション時の制御内容を示すフローチャートである。 キャリブレーション時の操作ガイド画面を示す説明図である。 ベクトルの差を算出する要領を示す説明図である。 ベクトルの差のｘ、ｙ軸方向の成分を算出する要領を示す説明図である。 第１実施形態における補正量を用いた制御内容を示すフローチャートである。 第２実施形態における自動補正時の制御内容を示すフローチャートである。 想定ベクトルと操作ベクトルとが同一方向である場合を示す説明図である。 指と引込み点（操作ボタン）との距離を示す説明図である。

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１０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３、図４）。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２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、および制御部１３０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、およびタッチセンサ１１２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３、図４）に沿って延びる電極と、ｙ軸方向（図３、図４）に沿って延びる電極とが格子状に配列されることにより形成されている。これら各電極は、後述する制御部１３０と接続されている。ｘ軸方向、およびｙ軸方向は、操作面１１１上で直交する２軸方向となっている。

各電極は、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１３０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、他の感圧式等、各種タイプのものを使用することができる。

上記操作面１１１およびタッチセンサ１１２は、筐体によって支持されている。筐体は、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１３０と接続されており、制御部１３０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。

制御部１３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、および記憶媒体等を有している。制御部１３０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。

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３〜図１０を加えて説明する。

１．基本的な振動制御（図３〜図５）
制御部１３０は、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。尚、図３、図４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。

制御部１３０は、操作者の指Ｆが操作面１１１にタッチされていると判定すると、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１３０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１３０は、指Ｆが操作ボタン５２ａを選択中でないと判定すると、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１３０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１３０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。

そして、制御部１３０は、上記ベクトル（長さと向き）に応じて、操作者の指Ｆを操作ボタン５２ａに引込む（誘導する）ために、駆動部１２０を駆動させて、操作面１１１に振動を発生させる。即ち、制御部１３０は、駆動部１２０に対して、ベクトルの向き（操作体の移動先の方向）に往復する振動を操作面１１１に発生させる。

例えば、制御部１３０は、上記ベクトルが２軸方向のうち、いずれか一方の軸方向であると、図３に示すように、その軸方向に沿う振動を発生させ、また、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４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発生させる。

そして、制御部１３０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駆動部１２０を制御する。尚、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１３０は、図５に示すように、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が小さくなるように駆動部１２０を制御する。尚、図５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。

そして、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、制御部１３０は、上記の振動制御を繰り返す。

この振動制御により、操作面１１１において、指Ｆの移動先となる操作ボタン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。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、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との間の摩擦力が作用して、慣性の法則によって、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、総じて指Ｆは、振動の速度あるいは加速度が小さい方向（ここでは往路側）に引込み力が発生されて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。

２．補正制御（図６〜図１０） 上記の振動制御において、操作者の指Ｆの操作面１１１に対する触れ方に差があると、発生する引込み力が変化して、得られる触覚が異なる場合が考えられる。よって、制御部１３０は、予め定めた引込み力の狙い値を示す想定ベクトルに対して、指Ｆが行う実際の操作ベクトルとの差を無くすように、上記振動制御において振動補正量を設定して（キャリブレーション）、振動補正量を考慮した振動制御を行う。

２−１ キャリブレーションによる補正（図６〜図９）
操作者からのキャリブレーションの要求があると、図６のフローチャートに示すように、制御部１３０は、まず、ステップＳ１００で、キャリブレーション画面（補正用画面）を液晶ディスプレイ５１（表示画面５２）に表示する。尚、操作者からのキャリブレーション要求は、例えば、操作者が表示画面５２に設定される各種操作ボタン５２ａのうち、「キャリブレーションボタン」を選択することで実施される。

次に、制御部１３０は、ステップＳ１１０で、キャリブレーション画面を用いて、操作ガイドを行うことで、操作者（ユーザ）に対してキャリブレーション用の指操作を行わせる。制御部１３０は、例えば、図７に示すように、表示画面５２の所定領域に設定された基準位置５２ｃと、この基準位置５２ｃおよび２軸方向成分を含む所定方向先にある操作ボタン５２ａを結ぶ指操作用の矢印５２ｄとを表示する。そして、制御部１３０は、「基準位置５２ｃに指を置いて、矢印５２ｄに沿って指をスライドしてください」等の表示、あるいは音声によって操作者をガイド（指示）する。操作者は、この操作ガイドにしたがって、キャリブレーション用の指操作を行うことになる。

次に、制御部１３０は、ステップＳ１２０で、予め想定している指Ｆの引込み方と、実際の指Ｆの動きとのベクトル差を抽出する。これは、図８に示すように、制御部１３０に予め記憶された「想定している指の引込みベクトル（想定ベクトル）」と、上記ステップＳ１１０で得られた操作者の実際の指の動きベクトル（操作ベクトル）との差を、ベクトル差として算出するものである。このとき、制御部１３０は、図９に示すように、ベクトル差を、ｘ軸方向と、ｙ軸方向とに分解して算出する。

次に、制御部１３０は、ステップＳ１３０で、ベクトル差から触覚フィードバックパラメータの補正量（振動補正量）を算出する。即ち、上記で説明した基本的な振動制御における振動の大きさを補正する。尚、振動の大きさの補正は、ベクトル差の軸方向成分ごとに行われる。図８に示すように、想定ベクトルに対して、操作ベクトルが小さい場合、制御部１３０は、操作者の指Ｆの動きに対して引込み力を想定ベクトルと同等になるように大きくするために、図５で説明した振動パターンの往路側の振動の速度あるいは加速度をベクトル差に応じて、より小さくなるように補正量を算出する。

尚、往路側の振動の速度あるいは加速度の大きさを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（復路側振動時間／（往路側振動時間＋復路側振動時間））を変更することで対応可能である。

例えば、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。

尚、ここでは、想定ベクトルに対して、操作ベクトルが大きい場合、つまり、ベクトル差が想定ベクトルに対して逆方向となる場合は、操作者が意図して指Ｆを速く動かしている可能性が高いことから、制御部１３０は、補正量の算出を行わない（中止する）ようにしている。

そして、制御部１３０は、ステップＳ１４０で、操作者毎に算出した補正量を登録する。

２−２ 補正量を用いた振動制御
表示画面５２に表示されたアプリ（ナビゲーションシステム）に対して、操作面１１１上で操作者の指操作が実施されているときに、上記の補正制御において登録した補正量を用いて、制御部１３０は、図１０に示すフローチャートに基づいて、補正振動制御を行う。

制御部１３０は、まず、ステップＳ２００で、操作者（ユーザ）の認識を行う。操作者の認識は、例えば、操作者による名簿（名前、名前相当の記号等）からの選択入力、あるいは操作者のスマートフォン等の携帯用端末機に登録されたＩＤナンバーの照合、あるいは指紋認証等によって行うことができる。

次に、制御部１３０は、ステップＳ２１０で、認識した操作者の補正量は、登録済であるか否かを判定する。登録済であると判定すると、制御部１３０は、ステップＳ２２０で、対象となる操作者用として登録されている補正量を読み出す。

次に、制御部１３０は、ステップＳ２３０で、読み出した補正量を考慮して、往路側、および復路側における振動の速度あるいは加速度の大きさを示す振動パターンを作成する。つまり、図５で説明した基本振動パターンに対して、補正量に応じて、往路側、および復路側の速度あるいは加速度の大きさを設定する。ここでは、操作ベクトルが想定ベクトルよりも小さい場合を想定しているので、ベクトル差に応じて、主に往路側（引込み側）の速度あるいは加速度を小さくする側に設定する。

そして、制御部１３０は、ステップＳ２４０で、操作者の指操作（タッチ操作）に応じて、補正した振動パターンに基づいて、操作面１１１を振動させることで、操作者の指Ｆに触覚フィードバックを提供する。

尚、ステップＳ２１０で否と判定したときは、登録した補正量のデータがないことから、制御部１３０は、ステップＳ２５０にて、予め定めたデフォルトの振動パターンを用いて、ステップＳ２４０に移行する。

これにより、制御部１３０は、予め定めた想定ベクトルと、指Ｆが行う実際の操作ベクトルとの差を無くすように、振動制御における振動補正量を設定する。そして、振動補正量を用いて、振動制御を実行することで、指Ｆの操作面１１１対する触れ方に差があっても、実際の操作ベクトルを想定ベクトルに近いものにすることができ、引込み力に伴う触覚のバラツキを抑えることが可能となる。

また、制御部１３０は、図６中の制御フローにおいて、図７で説明したキャリブレーション画面（補正用画面）に基づいて操作ガイドをしながら、キャリブレーションを行うようにしており、操作者に容易にキャリブレーションを行わせることができ、適切に補正量を算出することができる。

また、制御部１３０は、キャリブレーショを行う際に、操作面１１１上の所定の位置（基準位置５２ｃ）から、操作面１１１上の直交する２軸方向成分を含む所定方向（操作ボタン５２ａ方向）へ指Ｆを操作させるようにしている。これにより、２軸方向それぞれの補正値を算出することができ、適切な補正量の設定が可能となる。

尚、上記実施形態中の説明では、想定ベクトルと操作ベクトルとの差が、想定ベクトルに対して逆方向のときは、補正量の設定を行わないようにしたが、これに限定することなく、逆方向のときにも、補正量の設定を行うようにしてもよい。

（第２実施形態）
第２実施形態を図１１〜図１３に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、キャリブレーションの制御ステップをわざわざ行わなくとも、操作者が操作面１１１上を指操作しているときに補正量の設定を行いつつ（自動キャリブレーション）、補正振動制御を実行するものとしている。

図１１のフローチャートに示すように、制御部１３０は、まず、ステップＳ３００で、操作者の認識を行う。操作者認識の要領は、図１０のステップＳ２００と同じである。

次に、制御部１３０は、ステップＳ３１０で、自動キャリブレーションを実施したか否かを判定する。肯定判定をすると、制御部１３０は、ステップＳ３２０で、前回の補正量を読み出し、ステップＳ３４０に移行する。尚、ステップＳ３１０で、否と判定すると、前回の補正量が無いことから、制御部１３０は、ステップＳ３３０で、補正量＝０として、ステップＳ３４０に移行する。

ステップＳ３４０では、制御部１３０は、操作者の指操作を検知して、ステップＳ３５０で、補正量を考慮して振動パターンを作成する。

次に、制御部１３０は、ステップＳ３６０で、操作者の指操作に応じて、補正した振動パターンに基づいて、操作面１１１を振動させることで、操作者の指Ｆに触覚フィードバックを提供する。

次に、制御部１３０は、ステップＳ３７０で、指Ｆの動きが自動キャリブレーションする場合のパターンであるか否かを判定する。自動キャリブレーションする場合のパターンは、例えば、以下の４つのパターンがある。

パターン１
図１２に示すように、指Ｆが引き込まれているときに実施するパターンであり、具体的には「想定している指の引込みベクトル」と「実際の指の動きのベクトル」とが同じ方向の場合、あるいは両ベクトルのなす角θが一定角以下の範囲の場合（所定のバラツキを含む場合）である。一定角（バラツキ）は、例えば、２〜３度程度と設定することができる。尚、ベクトル差が予め定めた所定値よりも大きいときは補正しない。これは、操作者が意図して指を止めている場合が考えられ、間違った補正になる場合があるためである。

パターン２
図１３に示すように、指Ｆが引込み点の近くにあるとき、例えば、引込み点と指Ｆの位置との距離が予め定めた所定距離以下の場合に自動キャリブレーションする。引込み点は、例えば、指Ｆと近接する操作ボタン５２ａの想定される位置である。

パターン３
指Ｆが操作面１１１を押す押圧力が所定値以下の場合に自動キャリブレーションする。押圧力が高いと操作面１１１との摩擦が大きくなり引込みができない状態になるので、自動キャリブレーションすると間違った補正をしてしまう場があるためである。尚、操作面１１１における指Ｆの押圧力は、例えば、操作面１１１に押圧センサを設けることで押圧力を検出することができる。あるいは、押圧されることで検出される静電容量の変化した領域の大きさや形状等から押圧力を推測することができる。

パターン４
操作面１１１上における指操作として、予め定められた所定の操作用ジェスチャのときは、自動キャリブレーションを行わない（中止する）ものとする。操作用のジェスチャは、例えば、フリック操作、スワイプ操作、タップ操作、ピンチイン操作、およびピンチアウト操作等である。

自動キャリブレーションする場合のパターン（ステップＳ３７０の条件）としては、上記パターン１〜４のいずれか１つ、あるいは、２つ以上の組合せとして設定することができる。

ステップＳ３７０で、制御部１３０は、自動キャリブレーションする場合のパターンに該当すると判定すると、ステップＳ３８０に移行し、また、否と判定するとステップＳ３４０に戻る。

ステップＳ３８０では、制御部１３０は、上記第１実施形態の図６におけるステップＳ１２０と同様に、予め想定している指Ｆの引込み方と、実際の指Ｆの動きとのベクトル差を抽出する。

次に、ステップＳ３９０で、制御部１３０は、上記第１実施形態の図６におけるステップＳ１３０と同様に、ベクトル差から触覚フィードバックパラメータの補正量（振動補正量）を算出する。

そして、制御部１３０は、ステップＳ４００で、操作者毎に算出した補正量を保存し、ステップＳ３４０からステップＳ４００を繰り返す。

以上のように、本実施形態においても、制御部１３０は、上記第１実施形態と同様に、予め定めた想定ベクトルと、指Ｆが行う実際の操作ベクトルとの差を無くすように、振動制御における振動補正量を設定し、振動補正量を用いて、振動制御を実行する。よって、指Ｆの操作面１１１対する触れ方に差があっても、実際の操作ベクトルを想定ベクトルに近いものにすることができ、引込み力に伴う触覚のバラツキを抑えることが可能となる。

本実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、制御部１３０は、操作面１１１に対する指操作が行われているときに自動キャリブレーションを実施するようにしているので、操作者によるキャリブレーションの手間（図６）を軽減させることができる。

また、予め、自動キャリブレーションするための条件（ステップＳ３７０の判断）を、例えば、パターン１〜４のように設定しているので、操作者が行う操作の実情に合ったキャリブレーションが可能となり、想定ベクトルに近い引込み力（触覚フィードバック）を提供することができる。

（その他の実施形態）
また、上記各実施形態では、制御部１３０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、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）
５１ 液晶ディスプレイ（表示部）
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（検出部）
１２０ 駆動部
１３０ 制御部
Ｆ 操作者の指（操作体）

Claims (9)

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検出部（１１２）と、
   前記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（１３０）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振動制御することで、前記操作体に対して引込み力を発生させる入力装置において、
   前記制御部は、予め定めた前記引込み力の狙い値を示す想定ベクトルに対して、前記操作体が行う実際の操作ベクトルとの差を無くすように、前記振動制御における振動補正量を設定する入力装置。
2. 前記所定の機器は、前記振動補正量を設定するための補正用画面を表示可能とする表示部（５１）を含み、
   前記制御部は、前記操作体を操作する操作者に対して、前記補正用画面上で操作ガイドしながら、前記振動補正量を設定する請求項１に記載の入力装置。
3. 前記操作ガイドには、前記操作面上の所定の位置から、前記操作面上の直交する２軸方向成分を含む所定方向へ前記操作体を操作させる指示が含まれる請求項２に記載の入力装置。
4. 前記制御部は、前記想定ベクトルと前記操作ベクトルとの差が、前記想定ベクトルに対して逆方向のときは、前記振動補正量の設定を中止する請求項２または請求項３に記載の入力装置。
5. 前記制御部は、前記操作面に対する前記操作体による操作が行われているときに、前記振動補正量の設定を行う請求項１に記載の入力装置。
6. 前記制御部は、前記想定ベクトルと前記操作ベクトルとが所定のバラツキを含んで同じ方向となるときに、前記振動補正量の設定を行う請求項５に記載の入力装置。
7. 前記移動先は、所定の操作ボタンの想定される位置として設定されており、
   前記制御部は、前記操作体と、前記移動先との距離が所定距離以下であるときに前記振動補正量の設定を行う請求項５または請求項６に記載の入力装置。
8. 前記制御部は、前記操作面に対する前記操作体の押圧力が所定値以下のときに、前記振動補正量の設定を行う請求項５〜請求項７のいずれか１つに記載の入力装置。
9. 前記制御部は、前記操作体が予め定めた操作用ジェスチャを行うときは、前記振動補正量の設定を中止する請求項５〜請求項８のいずれか１つに記載の入力装置。

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