WO2018230088A1 - Input device - Google Patents
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- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
Definitions
- This disclosure relates to an input device that enables an input operation using an operating body such as a finger, such as a touch pad or a touch panel.
- An input device (electronic device) of Patent Document 1 includes a contact surface that an operating body (for example, an operator's finger) contacts, a housing that supports the contact surface, and a drive device that moves the contact surface relative to the housing. It has. The contact surface is moved by the driving device based on the position information of the operating body.
- an operating body for example, an operator's finger
- the contact surface is moved in the direction opposite to the moving direction of the operating body to provide a drag to the operating body, and the contact surface is moved in the same direction as the moving direction of the operating body.
- Force inductive force
- This disclosure is intended to provide an input device that can obtain a stable pulling force even when the operation load of the operation body on the operation surface is different.
- the input device includes an operation detection unit that detects an operation state of the operation body with respect to an operation surface that is an operation side, and an input to a predetermined device according to the operation state detected by the operation detection unit
- a control unit that performs the operation, a drive unit that vibrates the operation surface in a direction in which the operation surface expands, and a load detection unit that detects an operation load of the operation body on the operation surface.
- the control unit reciprocates in the direction of the movement destination of the operation body estimated from the operation state by the operation detection unit with respect to the drive unit. Is generated on the operation surface, and vibration control is performed so that the vibration speed or acceleration is different between the reciprocating vibration forward path side and the return path side.
- the control unit changes the speed or acceleration magnitude of the vibration on the forward path side or the return path side according to the operation load.
- vibrations with different speeds or accelerations are generated on the operation surface in the direction of the movement destination of the operating body on the forward path side and the return path side.
- the speed or acceleration of vibration In a direction in which the speed or acceleration of vibration is large, slip occurs between the operation surface and the operation object, and the operation object is less likely to follow the movement of the operation surface and is left at that position due to the law of inertia. To be left).
- the frictional force between the operation surface and the operation body acts, and the force that moves with the movement of the operation surface is applied to the operation body according to the law of inertia.
- the operating body is pulled in a direction in which the vibration speed or acceleration is small.
- the control unit when executing the vibration control, changes the speed of vibration or the magnitude of acceleration on the forward path side or the return path side in accordance with the operation load. Thereby, it becomes possible to suppress the change of the drawing force accompanying the operation load, and a stable drawing force can be obtained.
- the drawing It is explanatory drawing which shows the mounting state of the input device in a vehicle, It is a block diagram which shows the input device in 1st Embodiment, It is sectional drawing which shows an operation part and a load sensor, It is a graph for explaining the relationship between the operation load and the frictional force, It is a flowchart showing the control content performed by the control unit, It is explanatory drawing which shows a mode that the finger operation to 1 axial direction is performed, It is explanatory drawing which shows a mode that the finger operation to a diagonal direction (biaxial direction) is performed, It is explanatory drawing which shows the point at the time of changing a standard vibration pattern with respect to operation load, It is explanatory drawing which shows the point at the time of changing vibration acceleration, It is sectional drawing which shows the operation part and load sensor in 2nd Embodiment.
- This disclosure is to provide an input device that can obtain a stable pull-in force even when the operation load of the operation body on the operation surface is different.
- FIGS. 1 and 2 An input device 100 according to the first embodiment is shown in FIGS.
- the input device 100 of this embodiment is applied to a remote operation device for operating the navigation device 50, for example.
- the input device 100 is mounted on the vehicle 10 together with the navigation device 50.
- the navigation device 50 corresponds to a predetermined device of the present disclosure.
- the navigation device 50 is a route guidance system that displays the current position information of the vehicle on the map, traveling direction information, or guidance information for a destination desired by the operator. As shown in FIG. 1, the navigation device 50 has a liquid crystal display 51 as a display unit. The liquid crystal display 51 is disposed at the center of the instrument panel 13 of the vehicle 10 in the vehicle width direction, and the display screen 52 is visually recognized by the operator.
- the navigation device 50 is formed separately from the input device 100, and is set at a position away from the input device 100.
- the navigation device 50 and the input device 100 are connected to each other by, for example, a Controller Area Network bus (CAN bus (registered trademark)).
- CAN bus Controller Area Network bus
- the display screen 52 of the liquid crystal display 51 displays the position of the vehicle on the map, and various operation buttons 52a for enlarged display, reduced display, destination guidance setting, and the like are displayed. (FIGS. 6 and 7).
- the operation button 52a is a so-called operation icon.
- a pointer 52b designed in an arrow shape is displayed so as to correspond to the position of the operator's finger F (operation body) on an operation unit 110 (operation surface 111) described later. It is like that.
- the input device 100 is provided at a position adjacent to the armrest 12 in the center console 11 of the vehicle 10 as shown in FIGS.
- the input device 100 includes an operation unit 110, a drive unit 120, a load sensor 130, a control unit 140, and the like.
- the operation unit 110 forms a so-called touch pad, and is a part for performing an input operation on the navigation device 50 by an operator's finger F.
- the operation unit 110 includes an operation surface 111, a touch sensor 112, a housing 113, and the like.
- the operation surface 111 is exposed to the operator side at a position adjacent to the armrest 12, and is a flat surface part on which the operator performs finger operations. For example, a material that improves the sliding of the finger over the entire surface is provided. It is formed by that. It is set so that input for operations (selection, push determination, etc.) for various operation buttons 52a displayed on the display screen 52 can be performed by an operator's finger operation on the operation surface 111.
- the operation button 52a on the display screen 52 corresponds to “the movement destination of the operation object estimated from the operation state” on the operation surface of the present disclosure.
- the touch sensor 112 is, for example, a capacitance type operation detection unit provided on the back side of the operation surface 111.
- the touch sensor 112 is formed in a rectangular flat plate shape, and detects an operation state of the sensor surface with the operator's finger F.
- the touch sensor 112 has a grid of upper electrodes 112a extending along the x-axis direction (FIGS. 6 and 7) on the operation surface 111 and lower electrodes 112b extending along the y-axis direction (FIGS. 6 and 7). It is formed by arranging. Each of these electrodes 112a and 112b is connected to a control unit 140 described later.
- Each electrode 112a, 112b is configured to generate a capacitance (predetermined capacitance value) at the position of the operator's finger F close to the sensor surface (in the operation position coordinates).
- a capacitance signal (sensitivity value) is output to the control unit 140.
- the sensor surface is covered with an insulating sheet made of an insulating material.
- the touch sensor 112 is not limited to the capacitance type, and various types such as other resistive film types can be used.
- the housing 113 is a support portion that supports the operation surface 111 and the touch sensor 112.
- the housing 113 is disposed, for example, inside the center console 11.
- the driving unit 120 vibrates the operation surface 111 in two directions of the x and y axes in the direction in which the operation surface 111 spreads, and is provided on at least one of the four sides around the operation surface 111.
- the drive unit 120 is connected to a control unit 140, which will be described later, and the generation of vibration is controlled by the control unit 140.
- the drive unit 120 generates vibration in one axial direction (x-axis direction or y-axis direction) on the operation surface 111 by enabling vibration in only one axial direction out of the two axial directions.
- the operation surface 111 can generate oblique vibrations that are a combination of both vibrations.
- the drive unit 120 can operate so that the vibration speed or acceleration differs on the forward and backward sides of the reciprocating vibration.
- an electromagnetic actuator such as a solenoid or a voice coil motor, a vibrating body such as a piezo, or a combination of the vibrating body and a spring
- the driving unit 120 is formed by providing one vibrating body on at least one of the four sides around the operation surface 111. be able to.
- the driving unit 120 is provided by providing one vibrating body (two in total) on each of two adjacent sides around the operation surface 111. Can be formed.
- the drive unit 120 can be formed by providing a combination of a uniaxial vibrating body and a spring on opposite sides and providing two sets so that the vibration directions are orthogonal.
- the load sensor 130 is a sensor that detects an operation load (W) due to an operator's finger operation on the operation surface 111.
- the load sensor 130 corresponds to the load detection unit of the present disclosure.
- the load sensor 130 utilizes the electrodes 112a and 112b.
- a sheet-like elastic body 131 is interposed between the electrodes 112a and 112b, and voltage application and discharge are performed.
- a circuit is provided and formed.
- the elastic body 131 is deformed (thickness changes) according to the operation load W at the time of a finger operation on the operation surface 111, and the distance between the electrodes 112a and 112b changes. ing.
- the capacitance (capacitance value) generated between the electrodes 112a and 112b changes.
- the voltage is applied and charged by a discharge circuit, and then discharged, and then discharged to grasp the discharge amount (time until the charge amount becomes zero).
- the magnitude of the electric capacity that is, the magnitude of the operation load W can be detected.
- a load signal indicating the magnitude of the capacitance (corresponding to the operation load W) at this time is output to the control unit 140.
- the control unit 140 includes a CPU, a RAM, a storage medium, and the like. From the signal obtained from the touch sensor 112, the control unit 140 sets the operation state of the operator's finger F, the contact position of the finger F on the operation surface 111 (the position of the pointer 52b on the display screen 52), and various operation buttons 52a. The direction from the operator's finger F (pointer 52b) to the nearest operation button 52a, the distance from the operator's finger F (pointer 52b) to the nearest operation button 52a, and the like are acquired. In addition, the control unit 140 acquires the operation load W at the time of finger operation from the load signal obtained from the load sensor 130.
- control unit 140 acquires the presence / absence of a push operation at a position corresponding to the operation button 52a on the operation surface 111 as the operation state. And the control part 140 controls the generation
- the configuration of the input device 100 of the present embodiment is as described above. Hereinafter, the operation and effect will be described with reference to FIGS.
- the frictional force Fr between the operator's finger F and the operation surface 111 in the input device 100 includes an operation load W that varies according to the operation state of the operator, and a corresponding force. It is calculated by multiplying by the coefficient of friction ⁇ 1 that changes.
- control contents executed by the control unit 140 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
- the control unit 140 determines whether or not the operator's finger F is touching (contacting) the operation surface 111 based on a signal obtained from the touch sensor 112 in step S100 illustrated in FIG. If the determination is NO, the control unit 140 repeats Step S100. If the determination is affirmative, the control unit 140 proceeds to Step S110. 6 and 7, when the operator's finger F is touched on the operation surface 111, the display of the pointer 52b on the display screen 52 becomes valid, and the operator's finger on the operation surface 111 is displayed. A pointer 52b is displayed on the display screen 52 so as to correspond to the position of F.
- step S ⁇ b> 110 the control unit 140 acquires the operation load W of the finger F touching the operation surface 111 from the load sensor 130.
- step S120 the control unit 140 determines whether or not the operator's finger F is selecting any one of the operation buttons 52a among the various operation buttons.
- the control unit 140 determines that the position of the operator's finger F is selected (Yes) when the position of the operator's finger F overlaps any of the operation buttons 52a, and the position of the operator's finger F is any of the operation buttons 52a. If it is a position that does not overlap, it is determined that it is not being selected (No).
- step S120 the control unit 140 proceeds to step S130.
- step S130 the control unit 140 estimates the operation button 52a that is the movement destination of the finger F from the operation state of the operator's finger F.
- the operation button 52a closest to the current position of the finger F is estimated as the operation button 52a to be moved.
- the control unit 140 calculates a vector from the position of the pointer 52b on the display screen 52 (the position of the operator's finger F on the operation surface 111) to the position of the operation button 52a to which the operator's finger F is to move. calculate. In calculating the vector, the control unit 140 determines the distance (vector length) between the position of the pointer 52b and the position of the operation button 52a and the direction (vector direction) from the position of the pointer 52b toward the position of the operation button 52a. calculate.
- step S140 the control unit 140 sets a standard vibration pattern for generating a pulling force in the calculated vector direction, and partially changes the standard vibration pattern according to the acquired operation load W. .
- the control unit 140 sets a vibration that reciprocates in the calculated vector direction (direction of the movement destination of the operating body) as a standard vibration pattern. For example, if the vector is in any one of the two xy directions (for example, the y-axis direction), the control unit 140 sets vibration along the axial direction as shown in FIG. . Further, when the vector is inclined with respect to the two axes, the control unit 140 sets the vibration in the oblique direction obtained by the synthesis in the two-axis directions as shown in FIG.
- the control unit 140 sets the vibration speed or acceleration to be different between the reciprocating vibration forward path side and the return path side.
- the forward side is the direction in which the operator's finger F is about to move
- the controller 140 has a speed or acceleration on the forward side that is higher than the backward side as shown by the solid line in the waveform example in FIG. Set the standard vibration pattern to be smaller.
- acceleration is shown as a vibration control target as an example of vibration speed or acceleration.
- control unit 140 sets a changed vibration pattern in which the magnitude of the speed or acceleration in the standard vibration pattern is changed according to the operation load W.
- the changed vibration pattern is indicated by a broken line in the waveform example in FIG.
- the setting procedure of the changed vibration pattern is as follows. That is, when the operation load W is larger than a predetermined range of loads, the control unit 140 sets the speed or acceleration on the return path side to be large while leaving the forward path side in the standard vibration pattern as it is (upper stage in FIG. 8). ). Further, when the operation load W is smaller than the load in the specified range, the control unit 140 sets the speed or acceleration on the forward path side to be small while keeping the return path side in the standard vibration pattern as it is (lower stage in FIG. 8). If the operation load W is within a specified range, the standard vibration pattern is set to be used as it is without being changed (middle stage in FIG. 8).
- the vibration amplitude is changed, the vibration frequency is changed, or the forward path side is changed.
- This can be dealt with by changing the duty ratio (A / (A + B)) in the waveform on the return path side.
- the vibration speed or acceleration can be increased by increasing the vibration amplitude, and the vibration speed or acceleration can be decreased by decreasing the vibration amplitude. Further, by increasing the vibration frequency, the vibration speed or acceleration can be increased, and by reducing the vibration frequency, the vibration speed or acceleration can be decreased. Furthermore, by reducing the duty ratio, the speed or acceleration on the return path side can be increased, and the speed or acceleration on the forward path side can be decreased. Conversely, by increasing the duty ratio, the speed or acceleration on the return path side can be reduced, and the speed or acceleration on the forward path side can be increased.
- control unit 140 causes drive unit 120 to have the vibration pattern (standard vibration pattern or changed vibration pattern) set according to the vector direction and operation load W as described above.
- the operation surface 111 is vibrated by driving. Note that the addition of vibration to the operation surface 111 based on the standard vibration pattern corresponds to the vibration control of the present disclosure.
- the control unit 140 repeats steps S100 to S150 until the operation button 52a desired by the operator is selected by the operator's finger F (Yes in step S120).
- step S120 determines whether or not there has been a pressing operation on the operation button 52a in step S160.
- the push-in operation is an operation that indicates selection of the operation button 52a by the operator, and is performed when the operator pushes a finger on the operation surface 111 at a position corresponding to the operation button 52a. If an affirmative determination is made in step S160, the control unit 140 performs a push determination process in step S170. That is, an instruction corresponding to the operation button 52a is given to the navigation device 50. If a negative determination is made in step S160, the process returns to step S100.
- step S180 the control unit 140 generates a vibration (click feeling vibration) for giving a click feeling to the operator's finger F.
- the driving unit 120 is vibrated once so that the operator can recognize that the pushing operation has been performed. To do.
- the control unit 140 causes the control unit 140 on the operation surface 111 to move toward the destination of the operator's finger F (operation button 52a). Vibrations with different speeds or accelerations are generated on the return path side (vibration control using a standard vibration pattern).
- the forward path side of the vibration is set as the direction of the movement destination, and the control unit 140 makes the speed or acceleration of the forward path side smaller than that of the return path side with respect to the drive unit 120. Thereby, it is possible to generate a retraction force that causes the operator's finger F approaching the operation button 52a to be retracted by the operation button 52a.
- control unit 140 increases the speed or acceleration of the return path vibration relative to the standard vibration pattern.
- the frictional force Fr also increases, and the finger F becomes less likely to slip on the operation surface 111, and the finger F repeatedly moves without slipping in both the forward and backward directions of vibration. The position of the finger F does not change (the pulling force cannot be obtained).
- the speed or acceleration on the return path side is made larger than the standard vibration pattern (the upper stage in FIG. 8) so that more slippage between the operation surface 111 and the finger F occurs. be able to. Accordingly, it is possible to make it difficult for the finger F to follow the movement of the operation surface 111 on the return path side of the vibration, and even when the operation load W is large, the finger F is prevented from moving toward the return path side (the direction opposite to the retracting direction). can do.
- control unit 140 reduces the speed or acceleration of the vibration on the forward path side with respect to the standard vibration pattern.
- the frictional force Fr is also reduced, so that the finger F is easily slipped on the operation surface 111 and is not easily moved with respect to the movement of the operation surface 111 on the forward path side of vibration (the pull-in force is reduced). ). Therefore, the finger F becomes slippery in both directions of the forward path and the return path of the vibration, and as a result, the finger F does not move (a pulling force cannot be obtained).
- the speed or acceleration on the forward path side is made smaller than the standard vibration pattern (lower stage in FIG. 8), and slippage between the operation surface 111 and the finger F can be made difficult to occur. Therefore, the finger F can easily follow the movement of the operation surface 111 on the forward path side of vibration, and the finger can easily move to the forward path side (retraction side) even when the operation load W is small.
- the control unit 140 changes the vibration speed or the magnitude of the acceleration on the forward path side or the return path side according to the operation load W, thereby accompanying the operation load W.
- the control unit 140 changes the vibration speed or the magnitude of the acceleration on the forward path side or the return path side according to the operation load W, thereby accompanying the operation load W.
- control unit 140 acquires a pressing operation on the operation surface 111 as an operation state from the touch sensor 112 (step S160), the control unit 140 makes the operator's finger F different from the pulling vibration for the driving unit 120. A click feeling vibration that gives a click feeling is generated (step S180). Accordingly, the driver 120 can be used to make the operator recognize the selection determination operation.
- FIG. 1 A second embodiment is shown in FIG.
- the setting position of the load sensor 130A is changed with respect to the first embodiment.
- the elastic body 131 is not interposed between the electrodes 112a and 112b, and the coordinate position of the finger F is detected.
- the load sensors 130A are provided in a plurality (for example, four) with respect to the load sensor 130 of the first embodiment, and are arranged at the bottom (for example, each square corner) of the housing 113.
- a capacitance (capacitance value) is generated in each load sensor 130A according to the coordinate position of the finger F with respect to the operation surface 111 and the operation load W, and the total operation is performed depending on the magnitude of each capacitance value.
- the load W is detected.
- the load sensor 130A is not limited to a plurality of load sensors as described above, and may be a single load sensor 130A.
- This embodiment is different from the first embodiment in the form of the load sensor 130A, has the same basic function, and can obtain the same effects as the first embodiment.
- a resistance type load sensor whose resistance value changes according to the operation load W is used instead of the capacitance type as in the first embodiment and the present embodiment. You may do it.
- the controller 140 estimates the operation button 52a that is the movement destination of the finger F from the operation state of the operator's finger F.
- the movement button 52a is estimated as the movement destination.
- the present invention is not limited to this, and for example, the operation button 52a frequently used by the operator in the past predetermined period may be estimated as the operation button 52a that is the movement destination.
- the operation button 52a ahead of the operator's finger F to be moved may be estimated as the operation button 52a to be moved.
- the pulling force is generated on the operation button 52a side with respect to the operator's finger F approaching the operation button 52a.
- a pulling force toward the operation button 52a may be generated.
- vibration is generated in the direction in which the operator's finger F moves away from the operation button 52a, the direction in which the operator's finger F moves away is the forward path side, and the opposite direction is the return path side. Should be made smaller than the outgoing path side.
- the operation unit 110 is based on a so-called touch pad type.
- the operation unit 110 is not limited to this, and is a so-called touch panel type that is visible on the operation surface 111 through the display screen 52 of the liquid crystal display 51. It can also be applied to things.
- a click feeling vibration that gives a click feeling is generated.
- the present disclosure basically generates a pulling force by changing the vibration speed or acceleration on the forward path side and the return path side, and changes the speed or acceleration according to the operation load W. By doing so, the pulling force is stabilized, and steps S160 to S180 may be eliminated.
- the operation body is described as the operator's finger F.
- the operation body is not limited to this, and may be a stick imitating a pen or the like.
- the navigation device 50 is used as an input control target (predetermined device) by the input device 100.
- predetermined device predetermined device
- the present invention is not limited to this, and the vehicle air conditioner, the vehicle audio device, or the like. It can be applied to other devices.
- each section is expressed as S100, for example.
- each section can be divided into a plurality of subsections, while a plurality of sections can be combined into one section.
- each section configured in this manner can be referred to as a device, module, or means.
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Abstract
Description
本出願は、2017年6月13日に出願された日本特許出願番号2017-116210号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。 This application is based on Japanese Patent Application No. 2017-116210 filed on June 13, 2017, the contents of which are incorporated herein by reference.
本開示は、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。 This disclosure relates to an input device that enables an input operation using an operating body such as a finger, such as a touch pad or a touch panel.
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。
As a conventional input device, for example, the one described in
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。 As a result, the contact surface is moved in the direction opposite to the moving direction of the operating body to provide a drag to the operating body, and the contact surface is moved in the same direction as the moving direction of the operating body. Force (inductive force) is applied.
本開示は、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を目的とする。 This disclosure is intended to provide an input device that can obtain a stable pulling force even when the operation load of the operation body on the operation surface is different.
本開示の態様において、入力装置は、操作側となる操作面に対する操作体の操作状態を検出する操作検出部と、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、所定の機器に対する入力を行う制御部と、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と、前記操作面に対する前記操作体の操作荷重を検出する荷重検出部とを設ける。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。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。 In the aspect of the present disclosure, the input device includes an operation detection unit that detects an operation state of the operation body with respect to an operation surface that is an operation side, and an input to a predetermined device according to the operation state detected by the operation detection unit A control unit that performs the operation, a drive unit that vibrates the operation surface in a direction in which the operation surface expands, and a load detection unit that detects an operation load of the operation body on the operation surface. When the operation body is in contact with the operation surface, the control unit reciprocates in the direction of the movement destination of the operation body estimated from the operation state by the operation detection unit with respect to the drive unit. Is generated on the operation surface, and vibration control is performed so that the vibration speed or acceleration is different between the reciprocating vibration forward path side and the return path side. When executing the vibration control, the control unit changes the speed or acceleration magnitude of the vibration on the forward path side or the return path side according to the operation load.
上記の入力装置によれば、制御部によって、振動制御が実行されると、操作面において、操作体の移動先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(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り、総じて操作体は、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。 According to the above input device, when vibration control is executed by the control unit, vibrations with different speeds or accelerations are generated on the operation surface in the direction of the movement destination of the operating body on the forward path side and the return path side. . In a direction in which the speed or acceleration of vibration is large, slip occurs between the operation surface and the operation object, and the operation object is less likely to follow the movement of the operation surface and is left at that position due to the law of inertia. To be left). On the contrary, in the direction where the speed or acceleration of vibration is small, the frictional force between the operation surface and the operation body acts, and the force that moves with the movement of the operation surface is applied to the operation body according to the law of inertia. In general, the operating body is pulled in a direction in which the vibration speed or acceleration is small.
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。 Therefore, by executing the vibration control as described above, an effective pulling force can be obtained on the side where the vibration speed or acceleration is small in a small movable region. Therefore, when the movement amount of the operating body is large as in the prior art, the problem that the movement amount of the contact surface must be increased accordingly can be eliminated.
ここで、操作体による操作荷重が変化すると、操作面と操作体との間の摩擦力が変化する。これに伴い、操作面と操作体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。本開示では、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ようにしている。これにより、操作荷重に伴う、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。 Here, when the operation load by the operating body changes, the frictional force between the operating surface and the operating body changes. Along with this, the sliding state between the operation surface and the operation body changes, and the pulling force changes. That is, the tactile sensation of retraction changes. In the present disclosure, when executing the vibration control, the control unit changes the speed of vibration or the magnitude of acceleration on the forward path side or the return path side in accordance with the operation load. Thereby, it becomes possible to suppress the change of the drawing force accompanying the operation load, and a stable drawing force can be obtained.
本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
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。
In the input device of
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。 Therefore, in the previous application (Japanese Patent Application No. 2017-44196), the present inventors generate vibrations reciprocating in the direction of the movement destination of the operating body on the operation surface, and on the forward path side and the return path side of the reciprocating vibration. An input device was proposed to control the vibration speed or acceleration.
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。 In this input device, in the direction in which the vibration speed or acceleration is large, slip occurs between the operation surface and the operation body, and due to the law of inertia, the operation body is less likely to follow the movement of the operation surface, It will be left in that position. On the contrary, in the direction where the speed or acceleration of vibration is small, the frictional force between the operation surface and the operation body acts, and the force that moves with the movement of the operation surface is applied to the operation body according to the law of inertia. It becomes easy to work.
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。 As a result, it is possible to obtain an effective pulling force on the side where the vibration speed or acceleration is small in a small movable region, and according to this when the movement amount of the operating body is large as in the prior art. The problem that the amount of movement of the contact surface also has to be increased was solved.
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。 However, depending on the operation load (pressing force) on the operating surface of the operating body, the frictional force between the operating surface and the operating body may change, and a stable pulling force may not be obtained. I found it different.
本開示は、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。 This disclosure is to provide an input device that can obtain a stable pull-in force even when the operation load of the operation body on the operation surface is different.
以下に、図面を参照しながら本開示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。 Hereinafter, a plurality of modes for carrying out the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other parts of the configuration. Not only combinations of parts that clearly indicate that the combination is possible in each embodiment, but also a combination of the embodiments even if they are not clearly specified unless there is a problem with the combination. It is also possible.
(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、本開示の所定の機器に対応する。
(First embodiment)
An
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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、本開示の操作面における「操作状態から推定される操作体の移動先」に対応する。
The
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。
The
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。
The
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。
Each
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。
The
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。
The driving
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。
The
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。
Also, the
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。
As the
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、本開示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。
The
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。
In the
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。
Then, between the
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。
The
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)。
In addition, the
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。
The configuration of the
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。
First, the relationship between the operation load W and the frictional force Fr in the
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。
As shown in FIG. 4A, the frictional force Fr generally generated by relative movement between objects is calculated by multiplying the friction coefficient μ inherent to the object by a normal force (= vertical load = operation load) N. It is known that you can. Accordingly, the pull-in force in the
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。 Here, as shown in FIG. 4B, the friction coefficient μ has a value unique to the object if it is a rigid body without deformation, and the value does not depend on the vertical load N (μ = constant). However, as shown in FIG. 4C, in the elastic body such as the operator's finger F, the contact portion is deformed by the operation load W, so that the true contact area varies according to the deformation, and the friction coefficient. It is also known that μ also changes (μ1 = variation).
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。
Therefore, as shown in FIG. 4D, the frictional force Fr between the operator's finger F and the
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。
Hereinafter, the control contents executed by the
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。
First, the
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。
In step S <b> 110, the
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。
Next, in step S120, the
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。
Note that when the operator's finger F is not selecting any one of the
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。
In step S130, the
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。
Then, the
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。
Next, in step S140, the
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。
That is, first, the
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。
The
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。
Furthermore, the
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)。
The setting procedure of the changed vibration pattern is as follows. That is, when the operation load W is larger than a predetermined range of loads, the
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。 As shown in FIG. 9, when setting or changing the speed or acceleration magnitude of the vibration on the forward path side or the return path side, the vibration amplitude is changed, the vibration frequency is changed, or the forward path side is changed. This can be dealt with by changing the duty ratio (A / (A + B)) in the waveform on the return path side.
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。 Specifically, the vibration speed or acceleration can be increased by increasing the vibration amplitude, and the vibration speed or acceleration can be decreased by decreasing the vibration amplitude. Further, by increasing the vibration frequency, the vibration speed or acceleration can be increased, and by reducing the vibration frequency, the vibration speed or acceleration can be decreased. Furthermore, by reducing the duty ratio, the speed or acceleration on the return path side can be increased, and the speed or acceleration on the forward path side can be decreased. Conversely, by increasing the duty ratio, the speed or acceleration on the return path side can be reduced, and the speed or acceleration on the forward path side can be increased.
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、本開示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。
In step S150,
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。
If the affirmative determination is made in step S120 while repeating the above steps S100 to S150, the
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。
In step S180, the
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。 Therefore, by executing the vibration control as described above, an effective pulling force can be obtained on the side where the vibration speed or acceleration is small in a small movable region. Therefore, when the movement amount of the operating body is large as in the prior art, the problem that the movement amount of the contact surface must be increased accordingly can be eliminated.
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。
Further, in the present embodiment, the forward path side of the vibration is set as the direction of the movement destination, and the
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。
Furthermore, when the operation load W is larger than the load in the specified range, the
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)。
As the operation load W increases, the frictional force Fr also increases, and the finger F becomes less likely to slip on the
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。
Therefore, when the operation load W is large, the speed or acceleration on the return path side is made larger than the standard vibration pattern (the upper stage in FIG. 8) so that more slippage between the
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。
On the contrary, when the operation load W is smaller than the load in the specified range, the
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)。
When the operation load W is reduced, the frictional force Fr is also reduced, so that the finger F is easily slipped on the
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。
Therefore, when the operation load W is small, the speed or acceleration on the forward path side is made smaller than the standard vibration pattern (lower stage in FIG. 8), and slippage between the
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。
From the above, when the vibration control is executed, the
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。
In addition, when the
(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。
(Second Embodiment)
A second embodiment is shown in FIG. In the second embodiment, the setting position of the
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。
The
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。
This embodiment is different from the first embodiment in the form of the
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。 As for the load sensor, a resistance type load sensor whose resistance value changes according to the operation load W is used instead of the capacitance type as in the first embodiment and the present embodiment. You may do it.
(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。
(Other embodiments)
In each of the above-described embodiments, the
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。
In each of the above-described embodiments, the pulling force is generated on the
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。
In each of the above embodiments, the
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、本開示は、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。 Further, in each of the above-described embodiments, when a pressing operation is performed in steps S160 to S180 described with reference to FIG. 5, a click feeling vibration that gives a click feeling is generated. However, the present disclosure basically generates a pulling force by changing the vibration speed or acceleration on the forward path side and the return path side, and changes the speed or acceleration according to the operation load W. By doing so, the pulling force is stabilized, and steps S160 to S180 may be eliminated.
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。 In each of the above embodiments, the operation body is described as the operator's finger F. However, the operation body is not limited to this, and may be a stick imitating a pen or the like.
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。
In each of the above embodiments, the
ここで、この出願に記載されるフローチャート、あるいは、フローチャートの処理は、複数のセクション(あるいはステップと言及される)から構成され、各セクションは、たとえば、S100と表現される。さらに、各セクションは、複数のサブセクションに分割されることができる、一方、複数のセクションが合わさって一つのセクションにすることも可能である。さらに、このように構成される各セクションは、デバイス、モジュール、ミーンズとして言及されることができる。 Here, the flowchart or the process of the flowchart described in this application is configured by a plurality of sections (or referred to as steps), and each section is expressed as S100, for example. Further, each section can be divided into a plurality of subsections, while a plurality of sections can be combined into one section. Further, each section configured in this manner can be referred to as a device, module, or means.
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。 Although the present disclosure has been described based on the embodiments, it is understood that the present disclosure is not limited to the embodiments and structures. The present disclosure includes various modifications and modifications within the equivalent range. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms including only one element, more or less, are within the scope and spirit of the present disclosure.
Claims (4)
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、
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)とを設け、
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し、
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。 An operation detection unit (112) for detecting an operation state of the operation body (F) with respect to the operation surface (111) on the operation side;
A control unit (140) for performing input to a predetermined device (50) according to the operation state detected by the operation detection unit;
A drive unit (120) that vibrates the operation surface in a direction in which the operation surface expands;
A load detection unit (130) for detecting an operation load (W) of the operating body with respect to the operation surface;
When the operation body is in contact with the operation surface, the control unit is in the direction of the movement destination (52a) of the operation body estimated from the operation state by the operation detection unit with respect to the drive unit. Performing vibration control for generating reciprocating vibration on the operation surface and controlling the vibration speed or acceleration to be different between the forward path side and the return path side of the reciprocating vibration;
The control unit is an input device that changes the speed of vibration or the magnitude of acceleration on the forward path side or the return path side in accordance with the operation load when the vibration control is executed.
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。 The control unit is configured to reduce the speed or acceleration of the vibration on the forward path side relative to the drive path side when performing the vibration control,
When the operation load is larger than a predetermined range of load, the speed or acceleration of the vibration on the return path set in the vibration control is changed to increase,
The input device according to claim 1, wherein when the operation load is smaller than the load in the specified range, the speed or acceleration of the vibration on the forward path side set in the vibration control is changed to be small.
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