JP5454495B2 - 表示システムおよび反力マップ生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示画面内のカーソルを移動させる操作部に対してカーソル表示位置に応じた反力を発生させる表示システムに関する。

従来、例えばナビゲーション装置、エアコン、およびオーディオ等の車載機器に対する操作を、車両に搭載される表示装置（以下、車載表示装置という）の表示画面上で指示するシステムが知られている。この表示画面は例えば液晶ディスプレイなどで構成され、液晶ディスプレイに表示されるボタン等の選択項目画像の位置が指示されることで、それに応じて車載機器が操作される。

このようなシステムでは、運転者の運転中の視点移動を軽減する必要性から、運転者前方のできるだけ上方かつ遠い位置に表示画面を配置することが好ましい。一方、表示画面における位置を指示するための操作装置については、運転者の手もとに配置することが好ましい。

そこで、表示画面と表示画面に対する操作装置とを分離した遠隔操作システムが実用化されている。遠隔操作システムでは、操作装置の操作ノブで移動するカーソルが表示画面に表示され、このカーソルによって表示画面の位置が指示される。

このとき、表示画面においてカーソルが指示している位置（以下、カーソル指示位置という）に応じた反力（抵抗力あるいはアシスト力）を操作ノブに対して加えることで、運転者による操作を触覚的にサポートして操作性を向上させる力覚付与型入力装置が提案されている。例えば、選択項目画像の近傍において、カーソルが当該選択項目画像の内部へ引き込まれるようにアシストする反力を操作ノブに加える技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００８−１０８０６２号公報

ところで、上記特許文献１に記載の力覚付与型入力装置において、カーソル指示位置に応じた反力（抵抗力またはアシスト力）を操作ノブに対して加えるには、表示画面内におけるカーソル指示位置と反力の大きさとの対応関係を示す反力マップデータを車載表示装置から力覚付与型入力装置に送信する必要がある。

具体的には、図７に示すように、表示装置１１０では、表示装置１１０の表示画面１１０ａのサイズと同じ画面サイズで表示される複数の表示コンテンツＡ，Ｂ，Ｃ・・・が予め設定されている。また、これらの表示コンテンツＡ，Ｂ，Ｃ・・・のそれぞれに対応した反力マップデータＭＤＡ，ＭＤＢ，ＭＤＣ・・・が表示装置１１０に予め記憶されている。そして例えば、表示装置１１０が表示コンテンツＡの表示を開始する時点で力覚付与型入力装置１１４に反力マップデータＭＤＡを送信し、その後、例えば表示コンテンツＡから表示コンテンツＢに表示画面が切り替わると、その時点で、反力マップデータＭＤＢを送信する。すなわち、異なる表示コンテンツに切り替わるごとに、反力マップデータを送信する。

しかし、例えばナビゲーション画面、ウェブ画面、スマートフォンの画面などのように、左右スクロールおよび画面の拡大・縮小に対応したコンテンツを表示する場合には、左右スクロールまたは画面の拡大・縮小が行われるたびに、表示画面内における選択項目画像の表示位置が変化する。このため、選択項目画像の表示位置が変化するごとに、表示装置１１０は、この表示位置変化に対応した反力マップデータを生成し、力覚付与型入力装置１１４に送信しなくてはならない。すなわち、左右スクロールまたは画面の拡大・縮小などによる選択項目画像の表示位置変化が頻発すると、表示装置１１０と力覚付与型入力装置１１４との間の通信負荷が増大し、反力マップデータの送信の遅延が発生する可能性がある。そして、上記のマップデータ送信が遅延すると、スクロールまたは拡大・縮小によって選択項目画像の表示位置が変化することに対応した反力マップデータの更新が力覚付与型入力装置１１４側で遅れてしまい、操作ノブの操作性が悪化してしまうおそれがある。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、選択項目画像の表示位置変化による操作性の悪化を抑制することができる技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の表示システムでは、利用者によって操作される操作部を有する操作装置と、画像を表示する表示画面を有し、利用者による操作部の操作に応じて表示画面内を移動するカーソルを表示画面に表示する表示装置とを備え、操作装置は、表示画面内におけるカーソルの位置であるカーソル表示位置と、操作部に対して発生させる反力との対応関係が予め設定されたマップであるカーソル表示位置反力マップを記憶し、カーソル表示位置反力マップに基づき、カーソル表示位置に応じて操作部に対して反力を発生させるように構成され、表示装置は、表示画面に表示される表示画像について、スクロール表示と、拡大表示および縮小表示との少なくとも一方を、利用者による操作部の操作に応じて実行可能であり、表示画像の全体の表示領域が表示画面の全体の表示領域より大きくなるように表示することが可能に構成されている。

また表示装置において、反力マップ出力手段が、表示画像の全体の表示領域について、表示領域内における位置と、操作部に対して発生させる反力との対応関係が予め設定されたマップである全表示領域反力マップを出力するとともに、画像表示範囲出力手段が、表示画像の全体のうち表示画面に表示される画像の表示範囲を示す画像表示範囲情報を出力する。

そして反力マップ生成装置が、反力マップ出力手段が出力した全表示領域反力マップのうち、表示範囲出力手段が出力した表示範囲情報により示される表示範囲の領域を抽出して、カーソル表示位置反力マップを生成し、生成したカーソル表示位置反力マップを操作装置へ出力する。

これにより操作装置は、反力マップ生成装置により生成されたカーソル表示位置反力マップを用いて、カーソル表示位置に応じて操作部に対して反力を発生させる。
このように構成された表示システムによれば、利用者による操作部の操作に応じてスクロール表示または拡大表示および縮小表示が行われて、表示画面に表示される表示画像の表示範囲が変化する毎に、表示装置から、表示画像の全体のうち表示画面に表示される画像の表示範囲を示す画像表示範囲情報が出力され、反力マップ生成装置が、この画像表示範囲情報に基づいて、全表示領域反力マップのうち、画像表示範囲情報により示される表示範囲の領域を抽出して、カーソル表示位置反力マップを生成することができる。

すなわち表示装置は、表示画像が初めに表示画面上に表示されるときに全表示領域反力マップを１回のみ反力マップ生成装置へ出力すれば、その後、別の表示画像が表示されるまでは、表示画像の表示範囲が変化する毎に、画像表示範囲情報を出力すればよい。これにより、反力マップ生成装置が、表示画像の表示範囲が変化する毎に、表示範囲の変化に対応したカーソル表示位置反力マップを生成することができるからである。

この画像表示範囲情報は、カーソル表示位置反力マップに比べてデータ量が非常に少ない。このため、データ量の多い全表示領域反力マップを一度送信すれば、その後において、利用者による操作部の操作が行われる毎に表示装置から反力マップ生成装置へ送信されるデータ量を少なくすることができ、表示装置から反力マップ生成装置への通信負荷を少なくすることができる。このため、表示範囲が変化する毎に、表示装置から操作装置へカーソル表示位置反力マップを送信する場合と比較して、表示範囲の変化に対応したカーソル表示位置反力マップの更新が遅れてしまうという状況の発生を抑制することができ、これにより操作装置の操作性の悪化を抑制することができる。

さらに、反力マップ生成装置を追加するとともに、上記の反力マップ出力手段と画像表示範囲出力手段を表示装置側に追加することにより、操作装置側に何ら変更を加えることなく、従来の表示システムから、請求項１に記載の表示システムを構成することができる。

また請求項１に記載の表示システムにおいて、表示画面内に、スクロール表示と拡大表示および縮小表示とによって、表示画面内における表示位置が変化しない画像である固定画像が表示される固定領域と、スクロール表示と拡大表示および縮小表示とによって、表示画面内における表示位置が変化する表示画像が表示される変動領域とが設けられている場合には、請求項２に記載のように、表示装置において、領域表示範囲出力手段が、表示画面内における固定領域の表示範囲と、表示画面内における変動領域の表示範囲とを示す領域表示範囲情報を出力するようにしてもよい。

このように構成された表示システムによれば、表示画像が初めに表示画面上に表示されるときに１回のみ領域表示範囲情報を反力マップ生成装置へ出力すれば、その後、反力マップ生成装置は、表示画面のうち、固定領域以外すなわち変動領域内に表示画像が表示されるとして、カーソル表示位置反力マップを生成することができる。これにより、スクロールバーのような固定領域を有する表示画面に対応したカーソル表示位置反力マップを生成することができる。

また、請求項１または請求項２に記載の表示システムにおいて、表示画像の全表示領域内には、カーソルによって選択可能な項目を示す選択項目画像が形成されるとともに、全表示領域反力マップに、選択項目画像に対応した位置に反力が設定されている場合には、請求項３に記載のように、反力マップ生成装置において、反力マップ修正手段が、選択項目画像の全体の面積に対する、表示画面に表示される選択項目画像の面積の割合である選択項目画像表示割合が、予め設定された反力無効判定値未満である場合には、選択項目画像に対応した位置で反力が発生しないように、当該反力マップ生成装置が生成したカーソル表示位置反力マップを修正するようにしてもよい。

このように構成された表示システムでは、表示画面に表示される選択項目画像の面積が反力無効判定値未満である場合にカーソルが選択項目画像上に位置しても反力が発生しない。これにより、選択項目画像表示割合が小さく、利用者が選択する意図がないような選択項目画像について、反力が発生しないようにすることができ、操作装置の操作性の悪化を抑制することができる。

また、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の表示システムにおいて、表示画像の全表示領域内には、カーソルによって選択可能な項目を示す選択項目画像が形成されるとともに、全表示領域反力マップには、選択項目画像に対応した位置に反力が設定されている場合には、請求項４に記載のように、操作装置において、表示範囲変更指示手段が、選択項目画像の全体の面積に対する、表示画面に表示される選択項目画像の面積の割合である選択項目画像表示割合が、予め設定された割合上昇判定値未満である場合において、選択項目画像の表示領域内にカーソル表示位置が位置しているときには、選択項目画像表示割合が、割合上昇判定値より大きくなるように設定された表示割合指示値となるように、表示画像の表示範囲の変更を指示する表示範囲変更指令を表示装置へ出力するようにしてもよい。

このように構成された表示システムでは、表示画面に表示される選択項目画像の面積が割合上昇判定値未満である場合にカーソルが選択項目画像上に位置すると、選択項目画像表示割合が大きくなるように、表示画像の表示範囲が変更される。このため、選択項目画像表示割合が小さい選択項目画像を選択しようとして利用者がカーソルを選択項目画像上に位置させることにより、スクロール表示または縮小表示のための操作をすることなく自動的に、選択項目画像の選択項目画像表示割合を大きくすることができる。

また、請求項５に記載の反力マップ生成装置は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の表示システムで用いられる反力マップ生成装置であって、反力マップ出力手段が出力した全表示領域反力マップのうち、表示範囲出力手段が出力した表示範囲情報により示される表示範囲の領域を抽出して、カーソル表示位置反力マップを生成し、生成したカーソル表示位置反力マップを操作装置へ出力することを特徴とする。

このように構成された反力マップ生成装置は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の表示システムを構成することができるものであり、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の表示システムと同様の効果を得ることができる。

第１実施形態のナビゲーションシステム１の概略構成を示すブロック図である。 反力情報出力処理を示すフローチャートである。 反力マップデータ、画面構成情報、画像表示範囲情報、反力マップを示す図である。 第２実施形態のナビゲーションシステム１の概略構成を示すブロック図である。 第３実施形態のナビゲーションシステム１の概略構成を示すブロック図である。 第２，３実施形態の処理を説明する図である。 従来の表示装置と力覚付与型入力装置の構成を示す図である。

（第１実施形態）
以下に本発明の第１実施形態について図面とともに説明する。
図１は、本実施形態のナビゲーションシステム１の概略構成を示すブロック図である。

ナビゲーションシステム１は、車両に搭載され、図１に示すように、表示装置１０と、車両の現在地を検出する位置検出装置１１と、ナビゲーションＥＣＵ１２と、記憶媒体に格納されている地図データおよびプログラム等の各種データを入力するデータ入力装置１３と、操作者によって操作される操作装置１４と、音声出力装置１５と、反力マップ座標変換装置１６とを備える。

表示装置１０は、液晶ディスプレイ等の表示画面１０ａを有するカラー表示装置であり、ナビゲーションＥＣＵ１２からの映像信号の入力に応じて各種画像を表示画面１０ａに表示可能である。なお本実施形態では、表示画面１０ａの画面サイズは８００×４８０である。

表示画面１０ａには、例えば、各種情報を表示する表示領域ＤＲを有するウインドウＷＤが表示画面１０ａ全体に表示される。このウインドウＷＤにおける表示領域ＤＲの右端部には縦スクロールバーＳＣ１が設けられており、縦スクロールバーＳＣ１を操作することにより表示領域ＤＲの表示内容を上下方向に移動させることができる。また、表示領域ＤＲの下端部には横スクロールバーＳＣ２が設けられており、横スクロールバーＳＣ２を操作することにより表示領域ＤＲの表示内容を左右方向に移動させることができる。

なお表示装置１０は、車室内において、運転者の前方にあるダッシュボード（不図示）上で、運転席と助手席との中間となる位置に配置されており、運転者が表示装置１０の表示面を見る際の視点移動が軽減されるようになっている。一方、操作装置１４は、運転席のすぐ横にあるセンターコンソール（不図示）の上面に配置されており、運転者が遠方へ手を伸ばしたり姿勢を変えたりすることなく容易に操作できるようになっている。

位置検出装置１１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）用の人工衛星からの送信電波を受信して車両の位置座標を検出するＧＰＳ受信機、車両に加えられる回転運動の角速度に応じた検出信号を出力するジャイロスコープ、車両の速度に応じた検出信号を出力する車速センサ等から構成されている。そして、これらの各センサを互いに補完しながら使用することで車両の現在地を検出する。

データ入力装置１３は、ＤＶＤ−ＲＯＭまたはハードディスクドライブといった記憶媒体に格納されている各種プログラムや、ナビゲーション処理用の地図データ等の各種データを読み出し、ナビゲーションＥＣＵ１２へ入力するための装置である。

音声出力装置１５は、各種情報を音声でユーザに報知するための装置である。これによって、表示装置１０による表示と音声出力装置１５からの音声出力との両方で運転者に対して各種情報の提供を行うことができる。

ナビゲーションＥＣＵ１２は、上記各装置を統括制御するための装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらを接続するバスライン等からなる周知のコンピュータを中心に構成されている。ナビゲーションＥＣＵ１２は、ＲＯＭまたはデータ入力装置１３から読み出したプログラムに従って各種処理を実行する。

例えば、ナビゲーション関係の処理としては、地図表示処理および経路案内処理等が挙げられる。地図表示処理は、位置検出装置１１からの検出信号に基づいて車両の現在地を算出し、データ入力装置１３から読み込んだ現在地周辺の地図を所定の縮尺で表示する処理である。また、現在地の移動、または地図の表示範囲を手動で変更する操作に応じて表示中の地図画像をスクロールしたり縮尺等を変更したりする。経路案内処理は、データ入力装置１３から読み込んだ地図データと、ユーザにより指定された目的地とに基づいて現在地から目的地までの最適経路を算出し、その算出した最適経路を地図画像上に表示するとともに音声および表示による走行案内を行う処理である。このように、目的地までの最適経路を自動的に計算する手法として、ダイクストラ法によるコスト計算等の手法が知られている。

またナビゲーションＥＣＵ１２は、操作装置１４を介して操作者からの操作を受け付ける。このとき、操作装置１４から入力される座標を操作画面内の指示位置として決定する。なおナビゲーションＥＣＵ１２は、ボタンに対応する引き込み反力等の反力マップを定義するための反力情報（詳細は後述）を操作装置１４へ出力するように構成されている。

またナビゲーションＥＣＵ１２は、様々なコンテンツを表示装置１０に表示させることができる。例えば、現在地周辺の地図を所定の縮尺で表示するコンテンツ、経路案内のための目的地を設定するコンテンツ、ナビゲーションシステム１についての各種設定内容を変更するコンテンツなどが挙げられる。

操作装置１４は、表示画面１０ａ上でカーソルの移動方向や決定指示を入力するためのポインティングデバイスであり、運転者によって動かされる操作ノブ２２を有している。この操作ノブ２２は、その軸部２２ａの軸方向と垂直な平面に沿って二次元方向（図中の記号Ｘ，Ｙで示す方向）に移動可能に構成されている。そして、操作ノブ２２のＸ軸方向およびＹ軸方向それぞれの座標位置は、Ｘ方向に０〜２５５、Ｙ方向に０〜２５５の整数値をとる。なお操作ノブ２２は、軸部２２ａの軸方向下向き（図１の矢印Ｚの方向）にも移動可能に構成され、操作者により下向きの力が加えられていない状態、すなわち押下されていない状態ではその軸方向上方の定位置に戻るようにされている。

また操作装置１４は、操作制御部２１と、操作ノブ２２がＺ軸方向に押下されたことを検出する押操作検出センサ２３と、操作ノブ２２のＸ軸方向およびＹ軸方向の座標位置を検出する位置検出センサ２４と、操作ノブ２２の軸部２２ａを支持するとともに操作ノブ２２に加えられるＸ軸方向およびＹ軸方向の操作力に応じた反力（抵抗力またはアシスト力）を軸部２２ａに加える反力発生ユニット２５とを備える。

操作制御部２１は、操作画面における操作対象領域（本実施形態では表示装置１０の表示画面１０ａの全域を想定する）の座標と、操作ノブ２２のＸ軸方向およびＹ軸方向の移動可能領域における座標とを一対一に対応させる。

そして、移動可能領域における操作ノブ２２の座標値はナビゲーションＥＣＵ１２へ操作データとして出力され、ナビゲーションＥＣＵ１２は、操作ノブ２２の座標に対応する表示画面上の位置に矢印状のカーソルを表示する。これにより、操作者の操作によって操作ノブ２２の位置が移動可能領域内の任意の位置に移動すると、操作画面上のカーソルも操作対象領域内の対応する位置に移動する。なお、操作ノブ２２のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置は、操作者によって力が加えられていない状態では、その位置に停滞するようになっている。また、操作ノブ２２をＺ軸方向に押す操作（以下、決定操作ともいう）が行われると、操作制御部２１は、カーソル位置での入力指示がなされたと判断し、その決定操作情報をナビゲーションＥＣＵ１２へ出力する。

また操作制御部２１は、ナビゲーションＥＣＵ１２から入力される反力情報（詳細は後述）で定義される反力の内容に従い、反力発生ユニット２５を介し、所定の位置で操作ノブ２２に反力（抵抗力またはアシスト力）を加える。

また反力マップ座標変換装置１６は、変換制御部３１とデータ記憶部３２とを備える。
変換制御部３１は、操作装置１４の操作制御部２１とデータ入出力可能に接続されており、表示画面１０ａ上でのスクロールまたは拡大・縮小によって表示内容が変化するごとに、表示画面１０ａに対応するように反力マップデータの座標変換を行う（詳細は後述）。

データ記憶部３２は、操作制御部２１と変換制御部３１とを介してナビゲーションＥＣＵ１２から入力した反力情報を記憶する。
このように構成されたナビゲーションシステム１において、ナビゲーションＥＣＵ１２は、表示画面１０ａの表示内容に応じて反力情報を出力する反力情報出力処理を実行する。

ここで、ナビゲーションシステム１のＥＣＵ１２が実行する反力情報出力処理の手順を、図２を用いて説明する。図２は反力情報出力処理を示すフローチャートである。この反力情報出力処理は、ナビゲーションＥＣＵ１２が起動（電源オン）している間に繰り返し実行される処理である。

この反力情報出力処理が実行されると、ＥＣＵ１２は、まずＳ１０にて、表示画面１０ａに表示されるコンテンツ（以下、表示コンテンツという）が変更されるか否かを判断する。なお、表示コンテンツが変更されると判断されるのは、ナビゲーションＥＣＵ１２が起動した直後と、表示コンテンツを変更させるための操作が操作装置１４で行われたときである。

ここで、表示コンテンツが変更されない場合には（Ｓ１０：ＮＯ）、Ｓ３０に移行する。一方、表示コンテンツが変更される場合には（Ｓ１０：ＹＥＳ）、Ｓ２０にて、変更後の表示コンテンツの反力マップデータＭＤ１と、表示ウインドウＷＤのスクロールバーＳＣ１，ＳＣ２の反力マップデータＭＤ２と、表示ウインドウＷＤの画面構成情報ＣＤと、表示位置オフセット情報ＯＤと、表示倍率情報ＳＤとから構成される反力情報を操作装置１４に出力して、Ｓ３０に移行する。

図３は、反力マップデータＭＤ１，ＭＤ２、画面構成情報ＣＤ、表示位置オフセット情報ＯＤ、表示倍率情報ＳＤ、および反力マップＦＭを示す図である。図３に示すように、反力マップデータＭＤ１は、一つの表示コンテンツの全画面について、個々のボタンの位置および形状に対応する範囲に、抵抗力（図中の斜線部）またはアシスト力（図中の破線で囲まれた部分）の発生範囲を設定したものである。この反力マップデータＭＤ１，２では、ボタンまたはスクロールバーの内部において、ボタンまたはスクロールバーの外周部にカーソルが位置するときに抵抗力（図中の斜線部を参照）が発生し、外周部以外の領域に位置するときにアシスト力（図中の破線で囲まれた部分を参照）が発生するように反力の大きさが定義されている。すなわち、ボタン（スクロールバー）の外側からボタン（スクロールバー）に向けてカーソルを移動させて、ボタン（スクロールバー）の外周部にカーソルが到達すると、ボタン（スクロールバー）の内部に向かってカーソルが移動するのを妨げる抵抗力が操作ノブ２２に作用する。しかし、この抵抗力に抗してカーソルを移動させて、カーソルがボタン（スクロールバー）の外周部を超えるとアシスト力が操作ノブ２２に作用する。つまり、ボタン（スクロールバー）の外周部を一旦超えれば、カーソルの位置をボタン（スクロールバー）の内部に保持し易くなる。

表示ウインドウＷＤの画面構成情報ＣＤは、ウインドウＷＤの表示領域ＤＲの範囲（図中の一点鎖線で囲まれた矩形領域を参照）を示す表示領域指定情報と、縦スクロールバーＳＣ１の範囲を示す縦スクロールバー指定情報と、横スクロールバーＳＣ２の範囲を示す横スクロールバー指定情報とから構成されている。なお、表示領域ＤＲ、縦スクロールバーＳＣ１、および横スクロールバーＳＣ２は矩形状であるため、これらの範囲を示す上記指定情報は、矩形の左上端点（以下、始点ともいう）の位置と、矩形の右下端点（以下、終点ともいう）の位置を示す情報で構成される。

表示位置オフセット情報ＯＤは、反力マップデータＭＤ１において、表示ウインドウＷＤの表示領域ＤＲの左上端点に表示される位置（図中のＸｏｓｔ，Ｙｏｓｔを参照）を指定するものである。また、表示倍率情報ＳＤは、表示ウインドウＷＤの表示領域ＤＲに表示される画像の表示倍率を示すものである。すなわち、表示領域ＤＲの範囲は固定されているため、表示倍率が指定されれば、反力マップデータＭＤ１において、表示位置オフセット情報ＯＤが示す位置を始点とした表示範囲を決定することができる。

そして、Ｓ２０の処理により、反力情報が操作装置１４の操作制御部２１に入力すると、操作制御部２１は、この反力情報を反力マップ座標変換装置１６の変換制御部３１へ出力する。そして、反力情報が変換制御部３１に入力すると、変換制御部３１は、まず、この反力情報をデータ記憶部３２に記憶する。なお、既に別の反力情報がデータ記憶部３２に記憶されている場合には、新たに入力した反力情報をこの別の反力情報に対して上書きすることにより、反力情報を更新する。そして反力情報の記憶が完了すると、変換制御部３１は、記憶した反力情報に基づいて、反力マップＦＭ（図３を参照）を生成する。具体的には、表示位置オフセット情報ＯＤと表示倍率情報ＳＤに基づいて、反力マップデータＭＤ１において、表示画面１０ａに表示される範囲を決定し、この表示範囲内の反力マップデータＭＤ１を反力マップデータＭＤ２と組み合わせて、操作ノブ２２の移動可能領域である２５６×２５６座標系に変換することにより、反力マップＦＭを生成する。

そして反力マップＦＭが生成されると、変換制御部３１は、この反力マップＦＭを操作装置１４の操作制御部２１へ出力する。これにより、操作装置１４の操作制御部２１は、変換制御部３１から入力した反力マップＦＭを用いて反力発生ユニット２５を制御し、新たな表示コンテンツの表示内容に対応して操作ノブ２２に反力を加えることができる。

図２に戻り、Ｓ３０に移行すると、表示内容が移動するか否かを判断する。なお、表示内容が移動すると判断されるのは、スクロールバーＳＣ１，ＳＣ２の操作を指示する操作が操作装置１４で行われたときである。

ここで、表示内容が移動しない場合には（Ｓ３０：ＮＯ）、反力情報出力処理を一旦終了する。一方、表示内容が移動する場合には（Ｓ３０：ＹＥＳ）、Ｓ４０にて、移動後の表示内容の表示範囲を示す表示位置オフセット情報ＯＤと表示倍率情報ＳＤを反力情報として操作装置１４に出力して、反力情報出力処理を一旦終了する。

Ｓ４０の処理により、反力情報（表示位置オフセット情報ＯＤと表示倍率情報ＳＤ）が操作装置１４の操作制御部２１に入力すると、操作制御部２１は、この反力情報を反力マップ座標変換装置１６の変換制御部３１へ出力する。そして、反力情報が変換制御部３１に入力すると、変換制御部３１は、まず、この反力情報をデータ記憶部３２に記憶する。そして反力情報の記憶が完了すると、変換制御部３１は、既に記憶されている反力マップデータＭＤ１において、新たに入力した表示位置オフセット情報ＯＤと表示倍率情報ＳＤに基づいて表示画面１０ａに表示される範囲を決定し、この表示範囲内の反力マップデータ１を反力マップデータＭＤ２と組み合わせて、操作ノブ２２の移動可能領域である２５６×２５６座標系に変換することにより、反力マップＦＭを生成する。

そして反力マップＦＭが生成されると、変換制御部３１は、この反力マップＦＭを操作装置１４の操作制御部２１へ出力する。これにより、操作装置１４の操作制御部２１は、変換制御部３１から入力した反力マップＦＭを用いて反力発生ユニット２５を制御し、新たな表示範囲に対応して操作ノブ２２に反力を加えることができる。

このように構成されたナビゲーションシステム１では、運転者によって操作される操作ノブ２２を有する操作装置１４と、画像を表示する表示画面１０ａを有し、運転者による操作ノブ２２の操作に応じて表示画面１０ａ内を移動するカーソルを表示画面１０ａに表示する表示装置１０とを備え、操作装置１４は、表示画面１０ａ内におけるカーソルの位置（以下、カーソル表示位置という）と、操作ノブ２２に対して発生させる反力との対応関係が予め設定された反力マップＦＭを記憶し、反力マップＦＭに基づき、カーソル表示位置に応じて操作ノブ２２に対して反力を発生させるように構成され、表示装置１０は、表示画面１０ａに表示される表示コンテンツについて、スクロール表示を、運転者による操作ノブ２２の操作に応じて実行可能であり、表示コンテンツの全体の表示領域が表示画面１０ａの全体の表示領域より大きくなるように表示することが可能に構成されている。

また表示装置１０において、表示コンテンツの全体の表示領域について、表示領域内における位置と、操作ノブ２２に対して発生させる反力との対応関係が予め設定された反力マップデータＭＤ１を出力する（Ｓ２０）とともに、表示コンテンツの全体のうち表示画面１０ａに表示される画像の表示範囲を示す表示位置オフセット情報ＯＤと表示倍率情報ＳＤ（以下、表示位置オフセット情報ＯＤと表示倍率情報ＳＤをまとめての画像表示範囲情報という）を出力する（Ｓ２０，Ｓ４０）。

そして反力マップ座標変換装置１６が、表示装置１０が出力した反力マップデータＭＤ１のうち、表示装置１０が出力した画像表示範囲情報により示される表示範囲の領域を抽出して、反力マップＦＭを生成し、生成した反力マップＦＭを操作装置１４へ出力する。

これにより操作装置１４は、反力マップ座標変換装置１６により生成された反力マップＦＭを用いて、カーソル表示位置に応じて操作ノブ２２に対して反力を発生させる。
このように構成されたナビゲーションシステム１によれば、運転者による操作ノブ２２の操作に応じてスクロール表示が行われて、表示画面１０ａに表示される表示コンテンツの表示範囲が変化する毎に、表示装置１０から、表示コンテンツの全体のうち表示画面１０ａに表示される画像の表示範囲を示す画像表示範囲情報が出力され、反力マップ座標変換装置１６が、この画像表示範囲情報に基づいて、反力マップデータＭＤ１のうち、画像表示範囲情報により示される表示範囲の領域を抽出して、反力マップＦＭを生成することができる。

すなわち表示装置１０は、表示コンテンツが初めに表示画面１０ａ上に表示されるときに反力マップデータＭＤ１を１回のみ反力マップ座標変換装置１６へ出力すれば、その後、別の表示コンテンツが表示されるまでは、表示コンテンツの表示範囲が変化する毎に、画像表示範囲情報を出力すればよい。これにより、反力マップ座標変換装置１６が、表示コンテンツの表示範囲が変化する毎に、表示範囲の変化に対応した反力マップＦＭを生成することができるからである。

この画像表示範囲情報は、反力マップＦＭに比べてデータ量が非常に少ない。このため、データ量の多い反力マップデータＭＤ１を一度送信すれば、その後において、運転者による操作ノブ２２の操作が行われる毎に表示装置１０から反力マップ座標変換装置１６へ送信されるデータ量を少なくすることができ、表示装置１０から反力マップ座標変換装置１６への通信負荷を少なくすることができる。このため、表示範囲が変化する毎に、表示装置１０から操作装置１４へ反力マップＦＭを送信する場合と比較して、表示範囲の変化に対応した反力マップＦＭの更新が遅れてしまうという状況の発生を抑制することができ、これにより操作装置１４の操作性の悪化を抑制することができる。

さらに、反力マップ座標変換装置１６を追加するとともに、反力情報出力処理（図２を参照）を表示装置１０側に追加することにより、操作装置１４側に何ら変更を加えることなく、従来のナビゲーションシステムから、本実施形態のナビゲーションシステム１を構成することができる。

また、表示画面１０ａ内に、スクロール表示によって、表示画面１０ａ内における表示位置が変化しない縦スクロールバーＳＣ１および横スクロールバーＳＣ２と、スクロール表示によって、表示画面１０ａ内における表示位置が変化する表示コンテンツが表示される表示領域ＤＲとが設けられており、表示装置１０において、表示画面１０ａ内におけるスクロールバーＳＣ１，ＳＣ２の表示範囲と、表示画面１０ａ内における表示領域ＤＲの表示範囲とを示す画面構成情報ＣＤを出力する（Ｓ２０）。

このように構成されたナビゲーションシステム１によれば、表示コンテンツが初めに表示画面１０ａ上に表示されるときに１回のみ画面構成情報ＣＤを反力マップ座標変換装置１６へ出力すれば、その後、反力マップ座標変換装置１６は、表示画面１０ａのうち、スクロールバーＳＣ１，ＳＣ２以外すなわち表示領域ＤＲ内に表示コンテンツが表示されるとして、反力マップＦＭを生成することができる。これにより、スクロールバーＳＣ１，ＳＣ２を有する表示画面１０ａに対応した反力マップＦＭを生成することができる。

以上説明した実施形態において、ナビゲーションシステム１は本発明における表示システム、操作ノブ２２は本発明における操作部、反力マップＦＭは本発明におけるカーソル表示位置反力マップ、表示コンテンツは本発明における表示画像、反力マップ座標変換装置１６は本発明における反力マップ生成装置、反力マップデータＭＤ１は本発明における全表示領域反力マップ、Ｓ２０の処理は本発明における反力マップ出力手段、Ｓ２０，Ｓ４０の処理は本発明における画像表示範囲出力手段、スクロールバーＳＣ１，ＳＣ２は本発明における固定領域、表示領域ＤＲは本発明における変動領域、、画面構成情報ＣＤは本発明における領域表示範囲情報、Ｓ２０の処理は本発明における領域表示範囲出力手段である。

（第２実施形態）
以下に本発明の第２実施形態について図面とともに説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。

第２実施形態におけるナビゲーションシステム１は、反力マップ座標変換装置１６の構成が変更された点以外は第１実施形態と同じである。
図４は、第２実施形態のナビゲーションシステム１の概略構成を示すブロック図である。

第２実施形態のナビゲーションシステム１は、図４に示すように、反力マップ座標変換装置１６に、反力マップ修正部３３が追加されたこと以外は第１実施形態と同じである。
この反力マップ修正部３３は、図６（ａ）に示すように、ボタン画像全体の面積に対して、表示画面１０ａに表示されるボタン画像の表示面積の割合（以下、ボタン画像表示割合という）が、予め設定された反力無効判定値（本実施形態では例えば５０％）未満である場合には（図６（ａ）中のボタン画像ＢＤ１，ＢＤ２，ＢＤ３，ＢＤ４を参照）、このボタン画像に対応した位置で反力が発生しないように、変換制御部３１が生成した反力マップＦＭを修正する（図６（ａ）中の反力マップＦＭを参照）。

このように構成されたナビゲーションシステム１では、反力マップ座標変換装置１６の反力マップ修正部３３において、ボタン画像表示割合が反力無効判定値未満である場合には、ボタン画像に対応した位置で反力が発生しないように、当該反力マップ座標変換装置１６が生成した反力マップＦＭを修正する。

これにより、ボタン画像表示割合が小さく、運転者が選択する意図がないようなボタン画像について、反力が発生しないようにすることができ、操作装置１４の操作性の悪化を抑制することができる。

以上説明した実施形態において、ボタン画像は本発明における選択項目画像、ボタン画像表示割合は本発明における選択項目画像表示割合、反力マップ修正部３３は本発明における反力マップ修正手段である。

（第３実施形態）
以下に本発明の第３実施形態について図面とともに説明する。なお、第３実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。

第３実施形態におけるナビゲーションシステム１は、操作装置１４の構成が変更された点以外は第１実施形態と同じである。
図５は、第３実施形態のナビゲーションシステム１の概略構成を示すブロック図である。

第３実施形態のナビゲーションシステム１は、図５に示すように、操作装置１４に、表示範囲指示部２６が追加されたこと以外は第１実施形態と同じである。
この表示範囲指示部２６は、図６（ｂ）の左側の表示画面１０ａで示すように、ボタン画像全体の面積に対して、表示画面１０ａに表示されるボタン画像の表示面積の割合（以下、ボタン画像表示割合という）が、予め設定された割合上昇判定値（本実施形態では例えば５０％）未満である場合において（図６（ｂ）中のボタン画像ＢＤ１，ＢＤ２，ＢＤ３，ＢＤ４を参照）、このボタン画像内にカーソルＣＳが位置しているときに（図６（ｂ）では、ボタン画像ＢＤ１にカーソルＣＳが位置している）、ボタン画像表示割合が、設定された表示割合指示値（本実施形態では例えば９０％）となるように、表示画像の表示範囲の変更を指示する表示範囲変更指令（図６（ｂ）の場合には、画面上方向へのスクロールを指示する指令）を出力する。

この表示範囲変更指令が、操作制御部２１を介してナビゲーションＥＣＵ１２に入力すると、図６（ｂ）の右側の表示画面１０ａで示すように、ボタン画像ＢＤ１のボタン画像表示割合が表示割合指示値となるように、表示範囲が変更される。

このように構成されたナビゲーションシステム１では、表示コンテンツの全表示領域内には、カーソルによって選択可能な項目を示すボタン画像が形成されるとともに、反力マップデータＭＤ１に、ボタン画像に対応した位置に反力が設定されており、操作装置１４の表示範囲指示部２６において、ボタン画像表示割合が割合上昇判定値未満である場合において、ボタン画像の表示領域内にカーソルＣＳが位置しているときには、ボタン画像表示割合が、割合上昇判定値より大きくなるように設定された表示割合指示値となるように、表示コンテンツの表示範囲の変更を指示する表示範囲変更指令を出力する。

これにより、表示画面１０ａに表示されるボタン画像の面積が割合上昇判定値未満である場合にカーソルＣＳがボタン画像上に位置すると、ボタン画像表示割合が大きくなるように、表示コンテンツの表示範囲が変更される。このため、ボタン画像表示割合が小さいボタン画像を選択しようとして運転者がカーソルＣＳをボタン画像上に位置させることにより、スクロール表示のための操作をすることなく自動的に、ボタン画像のボタン画像表示割合を大きくすることができる。

以上説明した実施形態において、表示範囲指示部２６は本発明における表示範囲変更指示手段である。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。

例えば上記実施形態においては、スクロール表示によって表示コンテンツの表示範囲が変更されるものを示したが、拡大・縮小表示によって変更されるものであってもよい。
また上記第２，３実施形態においては、ボタン画像表示割合が反力無効判定値または割合上昇判定値未満である場合にそれぞれ、反力マップＦＭの修正、または表示範囲変更指令の出力を行うものを示したが、これに限られるものではなく、例えば、ボタン画像のＸ方向長さ及びＹ方向長さの少なくとも一方が所定値未満である場合に、反力マップＦＭの修正と表示範囲変更指令の出力を行うようにしてもよい。

１…ナビゲーションシステム、１０…表示装置、１０ａ…表示画面、１２…ナビゲーションＥＣＵ、１４…操作装置、１６…反力マップ座標変換装置、２１…操作制御部、２２…操作ノブ、２３…押操作検出センサ、２４…位置検出センサ、２５…反力発生ユニット、２６…表示範囲指示部、３１…変換制御部、３２…データ記憶部、３３…反力マップ修正部

Claims (5)

1. 利用者によって操作される操作部を有する操作装置と、
   画像を表示する表示画面を有し、前記利用者による前記操作部の操作に応じて前記表示画面内を移動するカーソルを前記表示画面に表示する表示装置とを備え、
   前記操作装置は、
   前記表示画面内における前記カーソルの位置であるカーソル表示位置と、前記操作部に対して発生させる反力との対応関係が予め設定されたマップであるカーソル表示位置反力マップを記憶し、前記カーソル表示位置反力マップに基づき、前記カーソル表示位置に応じて前記操作部に対して反力を発生させるように構成され、
   前記表示装置は、
   前記表示画面に表示される表示画像について、スクロール表示と、拡大表示および縮小表示との少なくとも一方を、前記利用者による前記操作部の操作に応じて実行可能であり、前記表示画像の全体の表示領域が前記表示画面の全体の表示領域より大きくなるように表示することが可能に構成された表示システムであって、
   前記カーソル表示位置反力マップを生成して、生成した前記カーソル表示位置反力マップを前記操作装置へ出力する反力マップ生成装置を備え、
   前記表示装置は、
   前記表示画像の全体の表示領域について、前記表示領域内における位置と、前記操作部に対して発生させる反力との対応関係が予め設定されたマップである全表示領域反力マップを出力する反力マップ出力手段と、
   前記表示画像の全体のうち前記表示画面に表示される画像の表示範囲を示す画像表示範囲情報を出力する画像表示範囲出力手段とを備え、
   前記反力マップ生成装置は、
   前記反力マップ出力手段が出力した前記全表示領域反力マップのうち、前記表示範囲出力手段が出力した前記表示範囲情報により示される前記表示範囲の領域を抽出して、前記カーソル表示位置反力マップを生成する
   ことを特徴とする表示システム。
2. 前記表示画面内には、
   前記スクロール表示と前記拡大表示および前記縮小表示とによって、前記表示画面内における表示位置が変化しない画像である固定画像が表示される固定領域と、
   前記スクロール表示と前記拡大表示および前記縮小表示とによって、前記表示画面内における表示位置が変化する前記表示画像が表示される変動領域とが設けられ、
   前記表示装置は、
   前記表示画面内における前記固定領域の表示範囲と、前記表示画面内における前記変動領域の表示範囲とを示す領域表示範囲情報を出力する領域表示範囲出力手段を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示システム。
3. 前記表示画像の全表示領域内には、前記カーソルによって選択可能な項目を示す選択項目画像が形成されるとともに、前記全表示領域反力マップには、前記選択項目画像に対応した位置に反力が設定されており、
   前記反力マップ生成装置は、
   前記選択項目画像の全体の面積に対する、前記表示画面に表示される前記選択項目画像の面積の割合である選択項目画像表示割合が、予め設定された反力無効判定値未満である場合には、前記選択項目画像に対応した位置で反力が発生しないように、当該反力マップ生成装置が生成した前記カーソル表示位置反力マップを修正する反力マップ修正手段を備える
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示システム。
4. 前記表示画像の全表示領域内には、前記カーソルによって選択可能な項目を示す選択項目画像が形成されるとともに、前記全表示領域反力マップには、前記選択項目画像に対応した位置に反力が設定されており、
   前記操作装置は、
   前記選択項目画像の全体の面積に対する、前記表示画面に表示される前記選択項目画像の面積の割合である選択項目画像表示割合が、予め設定された割合上昇判定値未満である場合において、前記選択項目画像の表示領域内に前記カーソル表示位置が位置しているときには、前記選択項目画像表示割合が、前記割合上昇判定値より大きくなるように設定された表示割合指示値となるように、前記表示画像の表示範囲の変更を指示する表示範囲変更指令を前記表示装置へ出力する表示範囲変更指示手段を備える
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の表示システム。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の表示システムで用いられる反力マップ生成装置であって、
   前記反力マップ出力手段が出力した前記全表示領域反力マップのうち、前記表示範囲出力手段が出力した前記表示範囲情報により示される前記表示範囲の領域を抽出して、前記カーソル表示位置反力マップを生成し、生成した前記カーソル表示位置反力マップを前記操作装置へ出力する
   ことを特徴とする反力マップ生成装置。