JP6960952B2 - 情報処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、情報処理装置に関するものである。

例えば、接触した指を所定のボタンの位置まで誘導するようにしたタッチパネルが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−５８３２１号公報

このタッチパネルは、液晶パネルの表面に移動自在に設置された面状のタッチセンサーを、鋸波形を用いて面方向に振動させることで、指先に往復速度に差を持たせた偏加速度振動を提示するものとなっている。偏加速度振動は、任意の方向へ短時間に大きな加速度を提示し、反対側へは比較的長い時間小さな加速度を提示するものである。偏加速度振動で片側だけの加速度を知覚させることにより、疑似力覚を生じさせることが可能になる。そして、鋸波形の振動によって、指を所定のボタンの位置まで誘導することができる。

しかし、このようなタッチパネルでは、タッチパネルを操作する指先（などのような小さな接点）のみに対して面方向の偏加速度振動が提示されるため、方向性を継続的に知覚させることが難しく、また、鋸波形の振動では指を所定のボタンの位置へ効率良く誘導することができなかった。

そこで、本発明は、主に、上記した問題点を解決することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、
面状の操作部と、
該操作部から離れた表示部と、該表示部に、前記操作部上の位置と関連付けて表示した入力部と、
前記操作部に対する操作体の接触によって、前記表示部に表示された前記入力部に対する操作を間接的に行わせる制御部とを有する情報処理装置であって、
前記操作部は、
該操作部を面直方向に振動させる面直方向振動部と、
前記操作部を面方向に振動させる面方向振動部とを有し、
前記制御部は、
前記面直方向振動部および前記面方向振動部によって前記操作部に面直方向の振動および面方向の振動を発生させる振動制御部を備え、
該振動制御部は、前記面直方向振動部が前記操作部に発生させる面直方向の振動によって、前記操作部を表面側へ変位させて前記操作体との接触圧が高くなったときに、前記操作体を誘導する面方向の変位の向きの振動を合わせるように制御して、前記操作部に接触された前記操作体を前記操作部の面に沿って誘導することを特徴とする情報処理装置。

本発明によれば、上記構成によって、鋸波のような偏加速度振動を用いずに、提示したい方向を操作体に効率良く伝えたり操作体を誘導したりすることなどができる。また、面直方向の振動によって、操作部を表面側へ変位させて操作体との接触圧が高くなったときに合わせた面方向の振動の変位の向きに、操作体を誘導することができる。

この実施例にかかる情報処理装置を備えた、自動車などの車両の車室内を示す斜視図である。 図１の情報処理装置の操作部を示す斜視図である。 図１の表示部の一例を示す平面図である。 情報処理装置の構成図である。 図４の制御部の構成図である。 操作部の構造図（縦断面図）である。 （ａ）は面直方向の振動（持ち上げ波）と面方向の振動（方向波）との関係を示す図である。（ｂ）は（ａ）のｔ１の時の状態、（ｃ）は（ａ）のｔ２の時の状態である。 図７の方向波を反転させた、面直方向の振動（持ち上げ波）と面方向の振動（方向波）との関係を示す図である。（ｂ）は（ａ）のｔ１の時の状態、（ｃ）は（ａ）のｔ２の時の状態である。 図５の振動制御部の構成図である。 速度調整部の作用を示す図である。このうち、（ａ）は移動速度を遅くする場合、（ｂ）は移動速度を早くする場合、（ｃ）は移動中に移動速度を変える場合である。 速度調整部および反転指示部の作用を示す図である。 ハプティック振動発生部によってハプティック振動を発生させる場合のフローチャートである。

以下、本実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１〜図１２は、この実施の形態を説明するためのものである。

＜構成＞以下、この実施例の構成について説明する。

例えば、図１は、自動車などの車両１の車室２内を示す斜視図である。車室２内の前方には、フロントガラス３の上下方向Ｚの下側にインストルメントパネル４が設けられている。このインストルメントパネル４の車両前後方向Ｘの後方には、車幅方向Ｙの一側に運転席５が設けられ、他側に助手席６が設けられている。運転席５と助手席６との間には、センターコンソール７が設置されている。

このような車両１に対して情報処理装置１１を設ける。この情報処理装置１１を、
面状の操作部１２と、操作部１２から離れた表示部１３とを有するものとする。
そして、操作部１２に対する操作体１４（図２）の接触によって、表示部１３に表示された入力部１５（図３）に対する操作を行わせる制御部１６（図４）とを有するものとする。

ここで、情報処理装置１１は、乗員が、車両１に関する各種の情報を処理できるようにした装置（車両用情報処理装置）である。車両１に関する情報の処理はどのようなものとしても良いが、例えば、車両１に搭載された空調装置（エアコン）や、オーディオ装置や、カーナビゲーション装置や、電子ミラーなどの機器の操作や、車両１に搭載された各種の運転支援装置の操作や、情報処理装置１１にインストールされたアプリなどの操作がある。また、例えば、ネットワークを介して車両１と外部との間で通信を行って、例えば、交通情報や道路情報や周辺情報などの各種の情報や、メールや電話やＳＮＳ（Social Networking Service）などのやりとりや処理などを行い得るようにしても良い。この実施例では、空調装置の操作を行う例などとして説明する。

面状の操作部１２は、情報処理装置１１の入力デバイスまたは操作デバイスとなるものであり、例えば、センターコンソール７に設けられる。この際、センターコンソール７には、アームレスト２１が設けられ、操作部１２は、アームレスト２１の前側の位置に設けられる。これにより、アームレスト２１に腕を乗せることで、乗員は自然に操作部１２にアクセスできるようになる。なお、この実施例では、操作部１２は、前傾状態に傾けて設けられているが、例えば、水平や後傾状態にして設けても良い。

センターコンソール７には、操作部１２を設置するためのほぼ矩形状をした穴部２２が形成され、操作部１２は矩形状の穴部２２の内側に配置されて、穴部２２の内側の部分を操作できるようになっている。矩形状の穴部２２は、車両前後方向Ｘに延びる左右一対の辺部と、車幅方向Ｙに延びる前後一対の辺部とを有している。

操作部１２は、タッチパッドなどとすることができ、このタッチパッドは、例えば、静電容量式センサーシートなどを用いたタッチセンサーで構成することができる。この静電容量式センサーシートは、面の縦方向（車両前後方向Ｘ）の位置や横方向（車幅方向Ｙ）の位置を検出することができると共に、上方の空間に対しても所定範囲の検知エリア２３（図６）を有しており、高さ（または、操作部１２に対する操作体１４の近接距離）を検知することができるようになっている。

表示部１３は、例えば、インストルメントパネル４やセンターコンソール７の前部に設けられた表示パネルなどとすることができる。表示パネルは、液晶パネルや有機ＥＬパネルやその他のものとすることができ、タッチパネルにすることもできる。表示部１３は、１枚または複数枚設けることができる。表示部１３が複数枚の場合には、操作部１２は、表示部１３を切り替えて使用することができる。この実施例では、表示部１３は、例えば、インストルメントパネル４における運転席５の前方の位置や、車幅方向Ｙの中央部（運転席５と助手席６との間）の位置や、車幅方向Ｙの両側の位置や、フロントガラス３の位置などに複数枚設けられている。このうち、運転席５の前方の表示部１３は、計器装置に付属の表示画面とされ、車幅方向Ｙの中央部の表示部１３は、カーナビゲーション装置などの表示画面とされ、車幅方向Ｙの両側の表示部１３は、ドアミラーモニタの表示画面とされ、フロントガラス３の位置の表示部１３は、ヘッドアップディスプレイ装置の反射部材などとされている。但し、表示部１３はこれに限るものではない。なお、上記したように小型の表示部１３を複数分散配置する代わりに、車室２の前方に大型の表示部１３を設置する構成にすることなども可能である。

操作体１４は、例えば、操作者の操作指（または操作手）や操作者が持つ操作具（例えば、タッチペンなど）などとすることができる。操作者は、運転席乗員や助手席乗員などのことである。なお、図３に示すように、表示部１３には、操作体１４の形を模したポインタ２４などの図柄を表示するようにしても良い。

入力部１５は、制御部１６によって表示部１３に表示されたスイッチやアイコンなどの画像のことである。表示部１３上のスイッチやアイコンなどの位置は、操作部１２上の位置と関連付けられている。そのため、操作部１２上の入力部１５と対応する位置（以下、対応位置２５という、図３）を操作することにより、表示部１３上の入力部１５を間接的に操作（または遠隔で操作）することができる。入力部１５は、表示部１３に対して単数または複数配置することができる。入力部１５は、表示部１３の表示が切替わるごとに異なるものを表示できる。なお、図３は表示部１３を表わすものであるが、必要な場合には、入力部１５を表わすものとして使用できるものとする。

制御部１６は、情報処理装置１１に設けられた制御装置であり、例えば、コンピュータなどで構成される。制御部１６を構成するコンピュータは、例えば、ＣＰＵやメモリなどを搭載した１チップマイコンなどによって構成することができる。メモリには、プログラムやデータなどが記憶され、プログラムは、ＣＰＵにインストールされて実行される。

制御部１６は、図４に示すように、少なくとも、操作部１２と表示部１３との間で信号のやり取りを行い得るように構成されている。制御部１６は、更に、車両１や、車両１に搭載された各種の機器や、外部との間で信号やデータなどのやり取りを行い得るようになっている。制御部１６は、図５に示すように、内部に入力処理部２６と、表示制御部２７とを備えている。

入力処理部２６は、主に、情報処理装置１１において行われる情報の処理を制御するものであり、操作部１２に対する操作を検知して表示部１３に表示された入力部１５の操作内容を実行する。

表示制御部２７は、主に、表示部１３の表示を制御するものであり、入力処理部２６による情報の処理内容に応じて表示部１３の表示を変更し、表示部１３に入力部１５などを表示する。

上記のような基本的な構成に対し、この実施例では、以下のような構成を備えることができる。

（１）図６に示すように、操作部１２は、操作部１２を面直方向３１に振動させる面直方向振動部３２と、
操作部１２を面方向３３に振動させる面方向振動部３４とを有している。
制御部１６は、面直方向振動部３２および面方向振動部３４によって操作部１２に面直方向３１の振動および面方向３３の振動を発生させる振動制御部３５（図５）を備える。
振動制御部３５は、操作部１２に発生させる面直方向３１の振動および面方向３３の振動を制御して、操作部１２に接触された操作体１４を操作部１２の面に沿って誘導するものとされる。

ここで、面直方向３１は、操作部１２の面と垂直な方向のことである。面直方向振動部３２は、操作部１２を面直方向３１に振動させることができればどのようなものとしても良い。面直方向振動部３２については、後述する。

面方向３３は、操作部１２の面に沿った方向のことである。面方向振動部３４は、操作部１２を面方向３３に振動させることができればどのようなものとしても良い。面方向振動部３４については、後述する。

振動制御部３５は、入力処理部２６や表示制御部２７の機能に加えて、情報処理装置１１に新たな機能を持たせるために制御部１６に設けられる。なお、入力処理部２６や表示制御部２７や振動制御部３５は、ソフトウェア上の機能ブロックとして設けることができる。

このように、面直方向振動部３２や面方向振動部３４などを設けたことに伴い、操作部１２は、操作部１２の振動が妨げられないように、車体に対し、浮かせた状態で取付けるようにするのが好ましい。そのために、操作部１２の裏面側を、振動を許容可能な軟質材３７を介して、車体に固定された取付ベース３８に取付ける。取付ベース３８は、センターコンソール７内に設けられる。また、必要に応じて、センターコンソール７の穴部２２の周縁部と、操作部１２の表面側の周縁部との間にも同様の軟質材３７を設置する。軟質材３７は、柔軟なクション材やゴムなどの弾性体などとすることができる。軟質材３７は、例えば、平面視ほぼ矩形状をした操作部１２の四隅の位置や、操作部１２の少なくとも対向する一対の辺部に沿った位置や、操作部１２の周縁部全周に沿って設けることができる。

（２）面直方向振動部３２は、操作部１２に対して面直方向３１へ向けて取付けられた振動伝達用アクチュエータ４１としても良い。
面方向振動部３４は、操作部１２に対して面方向３３へ向けて取付けられた方向提示用アクチュエータ４２としても良い。

ここで、振動伝達用アクチュエータ４１は、操作部１２に接触された操作体１４に対して面直方向３１の振動（持ち上げ波）を伝達するためのアクチュエータのことである。

方向提示用アクチュエータ４２は、操作部１２に接触された操作体１４に対して面方向３３の振動（方向波）を伝達するためのアクチュエータのことである。

振動伝達用アクチュエータ４１および方向提示用アクチュエータ４２は、それぞれ、電力を供給することによって振動を発生するようにした動電型の振動発生装置を用いるのが好ましい。このような動電型の振動発生装置には、例えば、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）や、リニア共振アクチュエータ（ＬＲＡ）などがある。ボイスコイルモータは、スピーカーの原理を発展的に応用した振動発生装置であり、永久磁石とコイルを使って、振動を起こすリニアモーターとなっている。リニア共振アクチュエータは、１本のシャフトに振動力を発生させるようにした振動モータである。ボイスコイルモータやリニア共振アクチュエータは、コンパクトにパッケージ化されている。

操作部１２に対する振動伝達用アクチュエータ４１や方向提示用アクチュエータ４２の取付けは、どのようにしても良いが、操作部１２に対して直接取付けるのが好ましい（直接固定部４５）。例えば、振動伝達用アクチュエータ４１や方向提示用アクチュエータ４２は、パッケージ化されているので、直接固定部４５は、操作部１２の裏面（下面）に直接、接着材で接着したり（接着部）、両面テープなどで貼付けたり（貼付部）したものとすることができる。

操作部１２に対する振動伝達用アクチュエータ４１や方向提示用アクチュエータ４２の取付位置は、操作部１２のどこでも良いが、操作部１２の各部に均等な振動を発生させるためには、操作部１２のほぼ中央部などに取付けるのが好ましい。

但し、操作部１２に対する振動伝達用アクチュエータ４１や方向提示用アクチュエータ４２の取付方や取付位置は上記に限るものではない。

なお、振動伝達用アクチュエータ４１や方向提示用アクチュエータ４２は、操作部１２に対してそれぞれ単数または複数取付けることができる。操作部１２が掌（手のひら）の大きさ程度の小面積のものであれば、振動伝達用アクチュエータ４１や方向提示用アクチュエータ４２は、単数で良い、操作部１２が掌よりも十分に大きな大面積のものであれば、振動伝達用アクチュエータ４１や方向提示用アクチュエータ４２は、それぞれ複数個取付けても良い。特に、振動伝達用アクチュエータ４１は、振動伝達用アクチュエータ４１からの距離が離れるに従って面直方向３１の振動が減衰して行くので、各部で面直方向３１の振動が均等化されるように、所要の間隔を有して複数設けるのが好ましい。これに対し、方向提示用アクチュエータ４２は、面方向３３の振動を操作部１２の全面に伝え易いので単数であっても良い。

（３）振動制御部３５は、図７、図８に示すように、面直方向振動部３２および面方向振動部３４を、等しい周波数で振動させると共に、周波数の位相を合わせたり（図７）、ズラせたり（図８）することによって、操作体１４の誘導方向を制御するようにしても良い。

ここで、振動の周波数や位相を調整するために、振動制御部３５には、図９に示すように、面直方向振動部３２に対する面直方向振動発生部５１と、面方向振動部３４に対する面方向振動部発生部５２とを設けるのが好ましい。面直方向振動発生部５１は、面直方向振動部３２に加える電力の波形を調整するためのものであり、面方向振動部発生部５２は、面直方向振動部３２に加える電力の波形を調整するためのものである。

面直方向振動発生部５１や面方向振動部発生部５２に加える電力の波形は、それぞれどのようなものとしても良いが、共にサイン波とするのが最も効率が良く（または、小さい振幅で済み）、しかも、振動が静かなものとなるので、好ましい。これによって、面直方向振動部３２および面方向振動部３４は、それぞれサイン波に合わせた面直方向３１の振動と面方向３３の振動とを発生する。

このとき、面直方向振動部３２および面方向振動部３４は、互いに異なる周波数で振動させても良いが、互いに等しい周波数で振動させるのが、操作体１４を効率的に誘導する上で好ましい。面直方向振動部３２および面方向振動部３４の振動の周波数は、操作体１４の誘導に必要なエネルギーが得られる程度には大きく、また、振動が強調され過ぎない程度（または、乗員に振動をあまり意識させない程度）に小さくなるような範囲内で、より有効に誘導できるものを適宜選定する。面直方向振動部３２および面方向振動部３４の振動の周波数は、一定としても良いが、可変としても良い。

振動の振幅は、操作部１２に対する操作体１４の移動量（または変位量）や移動速度を設定するものとなる。振幅を大きくすると操作体１４の移動量や移動速度が大きくなり、振幅を小さくすると操作体１４の移動量や移動速度が小さくなる。振動の振幅ついては、状況に応じて適宜変えることができる。例えば、面直方向振動部３２と面方向振動部３４とで、振動の振幅を互いに異ならせたり、互いに同じにしたりすることができる。

そして、図７（ａ）に示すように、面直方向３１の振動（持ち上げ波）と面方向３３の振動（方向波）との位相を合わせることで、面直方向３１の振動および面方向３３の振動は、互いに一致され、図８（ａ）に示すように、面直方向３１の振動（持ち上げ波）と面方向３３の振動（方向波）との位相を半波長ズラせることで、面直方向３１の振動および面方向３３の振動は、互いに反転したものとされる。

この際、図７（ａ）に示すように、面直方向３１の振動と面方向３３の振動との位相を合わせると、図７（ｂ）に示すように、面直方向振動部３２が発生する面直方向３１の振動（持ち上げ波）によって、操作部１２が表面側へ変位したときに操作体１４に対する操作部１２の接触圧が高くなり（または、操作体１４に操作部１２が押付けられ）、図７（ｃ）に示すように、面直方向振動部３２が発生する面直方向３１の振動（持ち上げ波）によって、操作部１２が裏面側へ変位したときに操作体１４に対する操作部１２の接触圧が低くなる（または、操作体１４から操作部１２が僅かに離される）。そのため、接触圧が高くなったときに、面方向３３の振動（方向波）が操作体１４に強く伝わり、反対に、接触圧が低くなったときに、面方向３３の振動（方向波）が操作体１４に伝わり難くなる。よって、操作部１２が表面側へ変位したときの、操作部１２の面方向３３の変位の向きに、操作体１４は誘導されることになる。

反対に、図８（ａ）に示すように、面直方向３１の振動と面方向３３の振動との位相を半波長ズラせると、図８（ｂ）（ｃ）に示すようになって、操作体１４は、上記とは反対の向きに誘導されることになる。

（４）図４に示すように、面方向振動部３４は、操作部１２を横方向６１に振動させる横方向提示用アクチュエータ６２と、操作部１２を縦方向６３に振動させる縦方向提示用アクチュエータ６４とを含むようにしても良い。

ここで、操作部１２の横方向６１は、操作部１２の面における横（ほぼ車幅方向Ｙ）へ向けて延びる辺の方向のことである。横方向提示用アクチュエータ６２は、横方向６１へ向けることで横方向６１に振動する。

縦方向６３は、操作部１２の面における縦（ほぼ車両前後方向Ｘ）へ向けて延びる辺の方向のことである。縦方向提示用アクチュエータ６４は、縦方向６３へ向けて設置されることで縦方向６３に振動する。

これに伴い、図９に示すように、面方向振動部発生部５２には、横方向振動部発生部６５と、縦方向振動部発生部６６とを設けて、横方向提示用アクチュエータ６２と縦方向提示用アクチュエータ６４との横方向６１と縦方向６３とに対する振動を別個に制御させるようにするのが好ましい。これにより、操作体１４を操作部１２の斜め方向に誘導することが可能になる。なお、横方向振動部発生部６５および縦方向振動部発生部６６は、横方向提示用アクチュエータ６２と縦方向提示用アクチュエータ６４とを、同じ周波数で振動させるのが好ましい。振動の位相や振幅については、互いに異ならせたり、互いに同じにしたりするように制御できる。

なお、面方向振動部３４として、横方向６１および縦方向６３以外の向きに二種類の方向提示用アクチュエータ４２を面方向３３の向きが互いに異なるように設けて、横方向提示用アクチュエータ６２と縦方向提示用アクチュエータ６４とに代替させることも可能である。

（５）振動制御部３５は、図３に示すように、操作部１２に接触された操作体１４の位置が、入力部１５（対応位置２５）から外れている場合に、操作体１４を入力部１５へ向けて誘導するようにしても良い。
この際、操作体１４の位置が、複数の入力部１５の中間に位置しているときには、操作体１４を重要度が高い方の入力部１５へ向けて誘導するようにしても良い。

ここで、振動制御部３５は、操作体１４を入力部１５へ向けて自動的に誘導するための誘導部７１（図９）を備えても良い。

誘導部７１は、操作部１２上の操作体１４の現在位置から誘導しようとする入力部１５と対応する位置（対応位置２５）までの方向や距離を算出して、算出した方向へ向けて、操作体１４が算出した距離を移動するように（面直方向振動発生部５１と面方向振動部発生部５２へ信号を送り、）面直方向振動部３２と面方向振動部３４とを振動させる。

なお、誘導部７１は、操作体１４の位置をモニタして、操作体１４が入力部１５と対応する位置へ確実に移動されたことを確認するように位置制御を行っても良い。

この際、各入力部１５には、予め、重要度を数値化して設定しておくようにする。これにより、誘導部７１は、操作体１４を重要度が高い方の入力部１５へ向けて自動的に誘導することが可能になる。

なお、入力部１５に重要度を設けることにより、例えば、誘導部７１は、現在表示中の画面の最も重要度が高い入力部１５へ操作体１４をいきなり誘導するようなことも可能になる。この場合、誘導部７１は、経路が最短となるように、目的とする入力部１５以外の入力部１５の上を通過するように誘導しても良い。

また、振動制御部３５は、経路に沿って操作体１４を順番に誘導する経路案内部７２（図９）を備えても良い。経路案内部７２は、予め設定された経路を誘導するようにしても良いし、検索などによって得られた経路を誘導するようにしても良い。また、経路案内部７２は、複数の入力部１５を順番に誘導するようにしても良い。経路案内部７２は、誘導部７１とは別に設けても良いし、誘導部７１の機能の一部として設けても良い。以下、誘導部７１は、必要に応じて経路案内部７２と読み替えることができるものとする。

（６）図１０に示すように、振動制御部３５は、操作部１２に接触された操作体１４と誘導しようとする入力部１５（対応位置２５）との距離に応じて移動速度を可変にしても良い。

ここで、入力部１５は、上記したように表示部１３に表示されたスイッチやアイコンなどのことであるが、入力部１５は、スイッチやアイコンなどに限らず、誘導の目的位置などと読み替えることができる（以下の項目でも同様である）。

移動速度を可変にするとは、操作体１４の移動速度に緩急を付けることである。振動制御部３５は、操作体１４の移動速度を可変にするための、速度調整部７５（図９）を備えても良い。

速度調整部７５は、誘導部７１や経路案内部７２などによって移動されている操作体１４の移動速度を変えるためのものであり、例えば、予め設定されパターンに従って操作体１４の移動速度を変更するように構成できる。この実施例では、速度調整部７５は、距離に応じて操作体１４の移動速度を変更する機能を備えたものとされている。速度調整部７５は、例えば、誘導部７１が算出した距離を用いて移動速度を変更するように構成できる。この場合、速度調整部７５は、例えば、距離が予め設定された閾値７６よりも短い場合に、図１０（ａ）に示すように移動速度を遅くし（緩）、閾値７６よりも長い場合に、図１０（ｂ）に示すように移動速度を早く（急）することができる。または、上記とは反対に、距離が予め設定された閾値７６よりも短い場合に、移動速度を早くし、閾値７６よりも長い場合に、移動速度を遅くするようにしても良い。

あるいは、誘導する距離が上記した閾値７６よりも十分に長い場合などに、図１０（ｃ）に示すように誘導の始めと終わりの移動速度を遅くし（緩）、誘導の中間部分で移動速度を早く（急）するようにしても良い。このような、移動中の移動速度の変化は、特に、経路案内部７２による経路案内中などに有効である。

なお、操作体１４の移動速度の変化のさせ方などについては、上記に限るものではない。

（７）振動制御部３５は、操作部１２に接触された操作体１４を入力部１５へ向けて誘導している途中で誘導方向を反転できるようにしても良い。

ここで、振動制御部３５は、（誘導部７１や経路案内部７２などによる）操作体１４の誘導方向を反転させるための反転指示部８１（図９）を備えても良い。反転指示部８１は、速度調整部７５とは別に設けても良いし、速度調整部７５の機能の一部として設けても良い。

反転指示部８１は、例えば、以下のように機能する。即ち、表示部１３の表示を行うためのデータ（例えば、カーナビゲーション装置の地図データ）などに凹凸形状を示すデータ（凹凸データ８２、例えば、等高線データなど、図１１）などが付随されている場合に、経路案内部７２が、地図データに合わせて、操作体１４を誘導する。このとき、速度調整部７５および／または反転指示部８１は、図中に矢印で示すように、誘導中の操作体１４の移動速度（や移動量）を、凹凸データ８２に基づいて可変させる。

具体的には、例えば、平地では、操作体１４の移動速度を一定にする。そして、上りでは、操作体１４の移動速度を遅くしたり、移動方向の細かい反転などを繰り返したりしながら移動させるようにする。特に、上りの移動速度は、減速しながら移動速度を遅くして行ったり、前進と後退を繰り返しながらゆっくり進めて行ったりするのが好ましい。反対に、下りでは、操作体１４の移動速度を早くする。特に、下りの移動速度は、加速しながら移動速度を早くして行くのが好ましい。これらにより、誘導中に凹凸などの立体感を表現することが可能になる。なお、実際の凹凸の表現は、上記よりも複雑なものになる。

（８）振動制御部３５は、操作体１４を入力部１５へ誘導した後に、入力部１５に対する操作を検知したときにハプティック振動を発生できるようにしても良い。

ここで、振動制御部３５は、ハプティック振動を発生させるためのハプティック振動発生部８５（図９）を備えても良い。ハプティック振動は、ハプティック技術を用いて発生された、擬似的に触感を生じさせるための振動のことである。振動制御部３５は、入力処理部２６が入力部１５に対する操作を検知したときに、ハプティック振動を発生させるようにする。ハプティック振動は、主に、面直方向振動部３２を用いて操作部１２の面全体または面の一部を面方向３３に振動させることによって操作体１４に触感（手応え）を感じさせる。ハプティック振動は、感じるように与えられる振動であり、操作体１４を誘導するための振動は、感じないように与えられる振動であるため、ハプティック振動は、操作体１４を誘導するための振動とは異なる振動となる。

ハプティック振動発生部８５は、例えば、図１２のように機能する。
例えば、操作体１４が操作部１２の入力部１５以外の位置に置かれたときに、振動制御部３５による振動制御が開始される。
Ｓ１で、誘導部７１（または経路案内部７２）が、操作体１４の現在位置から誘導しようとする（入力部１５の）位置までの距離と方向を求める。
Ｓ２で、面直方向振動発生部５１および面方向振動部発生部５２が、面直方向振動部３２と面方向振動部３４とを振動させて、操作体１４を誘導しようとする（入力部１５の）位置へ向けて移動させる。
Ｓ３で、誘導部７１は、操作体１４が誘導しようとする（入力部１５の）位置に到達したかどうかを判断する。
Ｎｏの場合には、Ｓ１へ戻って、上記を繰り返す。
Ｙｅｓの場合には、Ｓ４で、入力処理部２６が入力部１５に対する操作を検知したかを判断する。
Ｎｏの場合には、Ｓ４へ戻って、操作を待つ。
Ｙｅｓの場合には、Ｓ５で、ハプティック振動発生部８５が、ハプティック振動を発生させる。

以上のフローチャートを実行することにより、移動後の入力部１５に対する操作に伴ってハプティック振動を発生させ、操作体１４に触感（手応え）を与えることが可能になる。

＜作用＞以下、この実施例の作用について説明する。

情報処理装置１１では、制御部１６は、面状の操作部１２に対して操作体１４を接触させることによって、表示部１３に表示された入力部１５に対する入力などの操作を行わせ得ることができる（入力処理部２６による入力制御）。

また、操作部１２に対する操作体１４の接触や、入力部１５に対する入力などの操作によって、表示部１３の表示や入力部１５を変更することができる（表示制御部２７による表示制御）。

更に、この実施例の情報処理装置１１では、上記した入力制御や表示制御の他に、振動制御部３５を備えることにより、面直方向振動部３２や、面方向振動部３４で操作部１２に振動を発生させて（振動制御を行って）、各種の機能を得ることができる。

＜効果＞この実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。

（効果 １）面直方向振動部３２は、操作部１２を面直方向３１に振動させる。また、面方向振動部３４は、操作部１２を面方向３３に振動させる。そして、振動制御部３５は、面直方向振動部３２および面方向振動部３４によって操作部１２に発生された面直方向３１の振動および面方向３３の振動（複数の振動または３次元的な振動）が最適に組み合わせられるように、面直方向振動部３２および面方向振動部３４をそれぞれ制御する。このように、面直方向３１の振動と、面方向３３の振動とを、それぞれ振動伝達用の振動および方向提示用の振動に分けて、これらを個別に制御することにより、操作部１２に接触された操作体１４に方向を提示する（または、知覚させる）と共に、操作部１２に接触された操作体１４を操作部１２に沿って容易に誘導する（移動または変位させる）ことができる（入力補助）。

そのため、鋸波のような偏加速度振動を用いずに、提示したい方向を操作体１４に効率良く伝えることができるようになると共に、提示したい方向のみを操作体１４に強く伝えることが可能になる。しかも、面方向３３の振動のうちの特定の方向の変位を取出して操作体１４に強く伝えることができるので、単に方向を提示する（知覚させる）だけではなく、操作体１４を提示したい方向へ誘導する（移動させる）ことができる。この際、面直方向３１の振動と面方向３３の振動とを組み合わせることで、鋸波のような偏加速度振動の場合よりも効率良く提示したい方向や位置へ操作体１４を誘導することができる。よって、操作体１４が操作指の指先やタッチペンのペン先などのような小面積のものであっても、有効に方向を提示したり誘導したりすることが可能になる。

（効果 ２）面直方向振動部３２は、操作部１２に対して面直方向３１へ向けて取付けられた振動伝達用アクチュエータ４１としても良い。これにより、操作部１２に面直方向３１へ向けて（直接）取付けられた振動伝達用アクチュエータ４１を面直方向振動部３２にして、操作部１２に対して面直方向３１の振動を発生させることができる。

また、面方向振動部３４は、操作部１２に対して面方向３３へ向けて取付けられた方向提示用アクチュエータ４２としても良い。これにより、操作部１２に面方向３３へ向けて（直接）取付けられた方向提示用アクチュエータ４２を面方向振動部３４にして、操作部１２に対して面方向３３の振動を発生させることができる。

（効果 ３）振動制御部３５は、面直方向振動部３２および面方向振動部３４を、等しい周波数で振動させると共に、周波数の位相を合わせたりズラせたりしても良い。

このように、面直方向振動部３２および面方向振動部３４を、等しい周波数で振動させることにより、面直方向３１の振動と面方向３３の振動とを効率的に組み合わせることができ、操作体１４を操作部１２の面に沿って効率的に誘導することが可能になる。

また、等しくした周波数の位相を合わせたりズラせたりすることで、簡単に操作体１４の誘導方向を制御できる。

例えば、周波数の位相を合わせることで、操作体１４を特定の方向へ誘導し、周波数の位相を半波長ズラせるか、または、位相を反転させることで、操作体１４を特定の方向とは逆の方向へ誘導することができる。

（効果 ４）面方向振動部３４は、操作部１２を横方向６１に振動させる横方向提示用アクチュエータ６２と、操作部１２を縦方向６３に振動させる縦方向提示用アクチュエータ６４とを含んでも良い。これにより、横方向提示用アクチュエータ６２によって操作部１２を横方向６１に振動させて操作体１４を操作部１２の横方向６１へ誘導することができる。また、縦方向提示用アクチュエータ６４によって操作部１２を縦方向６３に振動させて操作体１４を操作部１２の縦方向６３へ誘導することができる。そして、横方向提示用アクチュエータ６２による操作部１２の横方向６１の振動と、縦方向提示用アクチュエータ６４による操作部１２の縦方向６３の振動とを組み合わせることによって、操作部１２を任意の方向に振動させることができ、これにより、操作体１４を操作部１２の斜め方向（合力の方向）へ自由に誘導することができる。

（効果 ５）振動制御部３５は、操作部１２に接触された操作体１４の位置が、入力部１５から外れている場合に、操作体１４を入力部１５へ向けて誘導するようにしても良い。これにより、例えば、前方を向いて運転している操作者が、操作部１２を見ずに、操作体１４（操作指または操作具）で操作部１２を触ったときに、操作部１２に接触された操作体１４の位置が、入力部１５から外れるようなことがあっても、操作体１４を正しい入力部１５へと誘導する（移動させる）ことができる。そのため、操作者は、入力部１５に対する位置調整動作が少なくて済み、また、入力部１５を押し込む時に発生するズレなどによって誤った入力部１５を押し込むことがなくなるので、操作性が向上する。よって、簡単確実に入力部１５に対する操作を行わせることができる。

この際、操作体１４の位置が、複数の入力部１５の中間に位置しているときには、操作体１４を（予め設定した重み付けにおける）重要度が高い方の入力部１５へ向けて誘導するようにしても良い。

正しい入力部１５は、例えば、最寄りのスイッチやアイコンの位置のことである。または、システム側が推奨するスイッチの位置のことである。推奨するスイッチとは、重要度が高いスイッチのことである。または、操作部１２の特定位置（例えば、操作部１２の中央や端部）のことである。または、多数設定された選択肢のうちの特定位置（例えば、中央や端に位置する選択肢）のことである。または、多数設定された選択肢のうちの最寄りの選択肢の位置のことである。または、「はい」「いいえ」の２つの選択肢のうちの最寄りの選択肢の位置や、システム側が推奨する選択肢の位置のことである。または、テンキー入力時の分かり易いキー（例えば、テンキー表示の真中にある５の位置や、テンキー表示の端にある１の位置など）のことである。

また、振動制御部３５は、経路案内部７２によって、例えば、操作部１２に接触された操作体１４の位置を、表示部１３に表示された経路に沿って誘導する（移動させる）ことなどもできる。このような、経路に沿った操作体１４の誘導により、例えば、ナビゲーションのルート確認時に、地図上のコースの上をなぞるように誘導することができる。また、ターンバイターンで、指先を曲がる方向へ誘導することなどもできる。

（効果 ６）振動制御部３５は、操作部１２に接触された操作体１４と誘導しようとする入力部１５との距離に応じて移動速度が可変となるようにしても良い。これにより、例えば、誘導する距離が短いときには移動速度を遅くしたり、誘導する距離が長いときには移動速度を早くしたりすることができる。反対に、誘導する距離が短いときには移動速度を早くしたり、誘導する距離が長いときには移動速度を遅くしたりすることができる。

また、例えば、誘導する距離が長い場合に、誘導の始めと終わりの移動速度を遅くして、誘導の真中部分の移動速度を早くするなど、誘導中に細かく速度調整を行うことができる。これにより、操作体１４を素早く丁寧に誘導することができ、誘導機能を質の高いものにすることができる。

そして、経路案内部７２によって操作体１４を経路に沿って誘導している場合などに、例えば、直線に沿って誘導しているときには移動速度を早くし、コーナーやカーブなどに沿って誘導するときには移動速度を遅くするようなことなどもできる。そのため、操作体１４を正確に経路に沿わせることや、経路に沿った誘導をメリハリのあるものにすることなどができる。

なお、操作体１４の移動速度を可変にするのは、上記した場合に限るものではない。

（効果 ７）振動制御部３５は、操作部１２に接触された操作体１４を入力部１５へ向けて誘導する途中で誘導方向を反転できるようにしても良い。これにより、誘導方向を一時的に反転させることで、操作体１４を急激に反対方向へ誘導することができる。そのため、移動速度の早い誘導や、移動速度の遅い誘導や、反対方向への移動が混ざった誘導などを適宜組み合わせることで、誘導中に凹凸などの立体感を知覚させることができる。例えば、表示部１３に表示された地図などの図形が平面的なものであっても、下りになっている場所では移動速度を早くして誘導し、上りになっている場所では移動速度を遅くしたり細かい反転を混ぜてゆっくり誘導したりすることで、高低差や段差などを触覚的に知らせることなどができる。

（効果 ８）振動制御部３５は、操作体１４を入力部１５へ誘導した後で、入力部１５に対する操作を検知したときにハプティック振動を発生できるようにしても良い。ハプティック振動は、平面的な表示部１３に表示された入力部１５を操作したときに、あたかも実物のスイッチなどを押し込んだかのような感触を擬似的に生じさせるものである。これにより、面直方向振動部３２や面方向振動部３４を、操作体１４の誘導だけでなく、ハプティック振動の発生にも利用することができる。

（その他）振動制御部３５は、上記した経路案内部７２による経路に沿った誘導に代えて、例えば、操作部１２に触れることで、表示部１３の触れた位置に表示されている場所（例えば、目的地）のある方向を、（移動を伴うことなく）振動によって触覚的に知らせるようなこと（触覚による道案内）などもできる。これにより、表示部１３の表示を案内図的に使用することができる。この場合、振動制御部３５は、例えば、車両１に搭載されたカーナビゲーション装置などに搭載された地図データから、現在位置に対する目的地の方向を得るための目的方向取得部９１を備えることで、上記機能を実施することができる。

更に、振動制御部３５は、例えば、操作部１２上の操作体１４に僅かな動きがあった場合に、この動きを検知して、操作体１４を動かそうとしている方向（の先にある入力部１５など）へ向けて積極的または強制的に誘導することなどもできる（移動補助）。そのために、振動制御部３５は、移動補助部９２などを設けることができる。この移動補助部９２は、操作体１４の僅かな動きから目的の方向を取得して、その先にある入力部１５へ向けて操作体１４を誘導することで、乗員の意識的行動を先取りするものであるため、システムによって予め定められた位置や方向へ操作体１４を誘導する誘導部７１や経路案内部７２などとは異なるものである。

また、振動制御部３５は、誘導部７１や経路案内部７２や移動補助などによる操作体１４の誘導中の経路に選択肢などの入力部１５がある場合に、選択肢の内容を音声で読み上げていったり、読み上げた選択肢が目的とする選択肢である場合に自動的に選択決定操作を行わせたりすることなどもできる（なお、選択決定操作を行いたくない場合には、例えば、操作体１４を操作部１２から離したり、操作体１４を移動経路から外したりすることで、選択決定操作が行われないようにできる）。そのために、振動制御部３５は、音声合成部９３を備えることができる。音声合成部９３は、情報処理装置１１に専用のものを設けても良いし、車両１に搭載された他の装置などの機能を取り込んで利用できるようにしても良い。振動制御部３５は、音声合成部９３や入力処理部２６の機能などを組み合わせることで、上記機能を実現することができる。

この実施例の情報処理装置１１では、振動制御部３５は、上記した各構成を上記以外の組合せ方で使用することが可能であり、これによって上記以外の様々な機能を実現することが可能である。

１１ 情報処理装置
１２ 操作部
１３ 表示部
１４ 操作体
１５ 入力部
１６ 制御部
３１ 面直方向
３２ 面直方向振動部
３３ 面方向
３４ 面方向振動部
３５ 振動制御部
４１ 振動伝達用アクチュエータ
４２ 方向提示用アクチュエータ
６１ 横方向
６２ 横方向提示用アクチュエータ
６３ 縦方向
６４ 縦方向提示用アクチュエータ

Claims (4)

1. 面状の操作部と、
   該操作部から離れた表示部と、
   該表示部に、前記操作部上の位置と関連付けて表示した入力部と、
   前記操作部に対する操作体の接触によって、前記表示部に表示された前記入力部に対する操作を間接的に行わせる制御部とを有する情報処理装置であって、
   前記操作部は、
   該操作部を面直方向に振動させる面直方向振動部と、
   前記操作部を面方向に振動させる面方向振動部とを有し、
   前記制御部は、
   前記面直方向振動部および前記面方向振動部によって前記操作部に面直方向の振動および面方向の振動を発生させる振動制御部を備え、
   該振動制御部は、
   前記面直方向振動部が前記操作部に発生させる面直方向の振動によって、前記操作部を表面側へ変位させて前記操作体との接触圧が高くなったときに、前記操作体を誘導する面方向の変位の向きの振動を合わせるように制御して、前記操作部に接触された前記操作体を前記操作部の面に沿って誘導することを特徴とする情報処理装置。
2. 請求項１に記載の情報処理装置であって、
   前記振動制御部には、前記面直方向振動部に対する面直方向振動発生部と、前記面方向振動部に対する面方向振動部発生部を設け、前記面直方向振動発生部および前記面方向振動部発生部に加える電力の波形は、サイン波としたことを特徴とする情報処理装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の情報処理装置であって、
   前記面直方向振動部および前記面方向振動部は、互いに等しい周波数で振動させることを特徴とする情報処理装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の情報処理装置であって、
   前記振動制御部は、振動の振幅を制御して操作部に対する操作体の移動速度を設定するようにした速度調整部を設けたことを特徴とする情報処理装置。
   

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