CN1845837A

CN1845837A - 输入装置

Info

Publication number: CN1845837A
Application number: CNA2004800251818A
Authority: CN
Inventors: 板桥敏行; 岩崎守男; 小谷悟; 赤堀裕志; 野村登; 小野学
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2006-10-11
Also published as: JPWO2005023598A1; US20070188022A1; WO2005023598A1; EP1661764A1

Abstract

一种输入装置，其可以使使用者在最适合的位置操作电子设备。本发明的输入装置，其具有：显示部，其显示图像；输入检测部，其配置在显示部的前面可向前后方向移动，对面向显示部所显示的操作画面而指示的操作位置进行光学地检测；控制部，其输出与检测的操作位置相对应的控制信号；电动驱动部，其使输入检测部向前后方向移动。驾驶者可以通过将输入检测部的位置变更到适合自己的操作位置，对驾驶者来说，可以在最适合自己的位置操作电子设备。

Description

输入装置

技术领域

本发明涉及搭载于车辆等上并且检测使用者以指尖等指示的操作位置而进行输入的输入装置。

背景技术

在车辆中，用于使驾驶舒适而搭载有音响装置或导航装置等的电子设备。在车辆的行驶中也会有操作这样的电子设备的情况，在这种情况下，为了不妨碍行驶，需要设法使其容易操作。例如、按照人体工学数据而设计操作按钮或操作旋钮的位置及大小，而使之最合适。另外，还有如下的结构方案，即，为使显示影像的显示器不妨碍行驶，而在不使用时，将其收纳在仪表盘内，只在使用时抽出，由此，在使用时设法使操作面不因显示器而被隐藏(例如，参照日本专利公开公报平11-288227号)。

另一方面，作为光学地检测通过手指等决定的操作位置的检测技术，公知有假想键盘。在携带终端等小型计算机的领域中，进行着使作为输入装置的键盘的小型化的尝试。通过最近的技术革新，装置本身在一定程度上的小型化是可能的，但作为输入装置的键盘，由于以指尖输入这样的物理制约，所以在小型化上有限制。因此，正在开发如下的装置，即，将键盘假想地显示，光学地检测以指尖指示假想的键盘的操作位置而进行输入(例如，参照日本专利公开公报2000-89899号)。

但是，由于驾驶者的身高以及胳膊的长短等的身体条件不同，搭载于车辆的电子设备并不一定配置在容易进行操作的位置。另外，根据驾驶者的座位位置以及驾驶姿势，如根据是在立起座位靠背的状态下驾驶还是在斜躺状态下驾驶，电子设备与操作者之间的相对距离变化，所以存在难以操作的情况。另一方面，使用上述假想键盘的输入装置，在作为车辆等的电子设备的输入装置而使用时，由于不需要直接接触操作画面，所以虽然在驾驶中容易操作，但也存在如在车辆中的什么位置显示假想键盘等的很多的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述的现有的问题而发明的，其目的在于提供一种能使使用者在最适合的位置操作电子设备的输入装置。

本发明的输入装置，具有，显示部，其显示图像；输入检测部，其配置在所述显示部的前面可向前后方向移动，对面向所述显示部所显示的操作画面而指示的操作位置进行检测；控制部，其输出与所述检测的操作位置相对应的控制信号。

根据此结构，使用者面向显示部所显示的操作画面，例如以指尖指示需要的选择项目，则通过输入检测部用红外线或超音波等检测操作位置的坐标，从控制部输出与该操作位置相对应的控制信号，从而控制连接该输入装置的电子设备。而且，即使在使用者变更输入检测部的位置的情况下，输入检测部也能检测出其操作位置，因而使用者可以在最适合的位置操作电子设备。

另外，本发明的输入装置的特征在于，具有使所述输入检测部向前后方向移动的电动驱动部。

根据此结构，使用者可以通过电动驱动部，使输入检测部向与使用者的落座位置相对应的最适合的操作位置移动。电动驱动部是，例如由电动机驱动而进行转动的进给丝杠使输入检测部向前后方向移动的结构，使用者可以使输入检测部在所希望的位置停止。

另外，本发明的输入装置，其特征在于，所述控制部根据所述显示部与所述输入检测部的距离控制所述显示部的显示。

根据此结构，在使输入检测部从显示部远离的情况下，通过扩大显示部中的操作画面使选择项目放大地显示，可增大取得利用指尖的指示范围即检测范围，对使用者来说，可以使之操作容易地显示。

另外，本发明的输入装置，其特征在于，所述控制部根据所述显示部中的显示的大小控制所述显示部与所述输入检测部的距离。

根据此结构，显示部所显示的操作画面的选择项目数少，或者是选择项目大的情况下，能够增大显示部与输入检测部的距离。另外，所显示的选择项目数多或者是选择项目的尺寸小的情况下，通过减小显示部与输入检测部的距离，故可以防止指尖的误操作，使输入容易。

另外，本发明的输入装置，其特征在于，具有向所述显示部投影图像的图像投影部，一体地构成所述输入检测部与所述图像投影部。

根据此结构，可以通过图像投影部向显示部投影需要的操作画面。此时的显示部为屏幕，通过一体地构成图像投影部和输入检测部，可使输入装置相对于电子设备主体装置独立地构成。

另外，本发明的输入装置，其特征在于，具有根据所述显示部的配置角度，控制所述图像投影部的投影的投影控制部。

根据此结构，在安装该输入装置的场所受制约，或需要从外光的状态改变显示屏的角度的情况下，通过改变投影到显示屏上的图像的投影角度等，可显示出对使用者来说容易看到的图像。

另外，本发明的输入装置，其特征在于，具有根据所述显示部的配置角度，控制所述输入检测部的检测区域的检测控制部。

根据此结构，在需要改变显示屏的角度时，为适应投影到显示屏上的操作画面，可以改变输入检测部的检测位置或范围。

另外，本发明的输入装置，其特征在于，所述显示部为车辆挡风玻璃。

根据此结构，可以实现不需要具有独立的显示部，即使不同种类的车辆上具有不同倾斜的挡风玻璃，也可以显示良好的操作画面，实现低成本的输入装置。

另外，本发明是具有上述任一输入装置的车辆。

根据此结构，可根据使用者的身体条件及落座姿势而容易地操作搭载于车辆的电子设备，可得到在驾驶时疲劳少而舒适的车辆。

本发明具有，显示图像的显示部；配置在所述显示部的前面可向前后方向移动，对面向所述显示部所显示的操作画面而指示的操作位置进行检测的输入检测部；输出与所述检测的操作位置相对应的控制信号的控制部，使用者通过改变输入检测部的位置，可以获得在最合适的位置操作电子设备的优良的效果。

参照附图说明以下实施例，可以进一步明确本发明的上述目的及优点。

附图说明

图1是本发明的第1实施例的输入装置的功能框图；

图2是本发明的第1实施例的输入检测部的原理说明图；

图3是本发明的第1实施例的包括电动驱动部的概略结构图；

图4是表示本发明的第1实施例的车辆搭载状态的概略说明图；

图5是说明本发明的第1实施例的输入装置的动作的流程图；

图6是本发明的第2实施例的输入装置的功能框图；

图7是表示本发明的第2实施例的车辆搭载状态的概略说明图；

图8是表示本发明的第2实施例的图像投影部和输入检测部的角度变更例的概略说明图；

图9是本发明的第2实施例的包括电动驱动部的概略结构图；

图10是说明本发明的第2实施例的输入装置的动作的流程图；

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施例进行说明。

(实施例1)

图1表示本发明的第1实施例的输入装置的结构。图1中，输入装置1具有：显示图像的显示部2；配置在所述显示部2的前面可向前后方向移动，对面向所述显示部2所显示的操作画面而指示的操作位置进行光学地检测的输入检测部3；输出与所述检测的操作位置相对应的控制信号的控制部4；使所述输入检测部3向前后方向移动的电动驱动部5；存储控制部4的动作程序及操作画面数据的存储部6。

显示部2是使用液晶、EL、CRT等的显示器，通过来自控制部4的图像信号显示操作项目所显示的操作画面。操作画面，其根据成为操作对象的电子设备，对从一个画面中的只显示开、关的简单显示，到显示数字键或键盘进行选择。

如图2(a)所示，输入检测部3，其通过使红外线激光束从发光部11由上至下向左右方向来回扫描，形成二维检测区域，使从进入到该检测区域的指尖等的检测物体12反射的反射光在感光部13感光，并且利用发光控制部14中的红外线激光束的扫描时间以及感光控制部15中的反射光的感光时间，光学地检测检测物体12的坐标位置。也可代替该红外线激光而使用超音波束，对到检测物体的距离及方向进行测位而检测坐标位置。另外，如图2(b)所示，在显示部2所显示的操作画面是定形物的情况下，在分别对应操作画面的选择项目的位置上配置使红外线激光发光的发光部16，在其中央部配置使从检测物体17的发射光感光的感光部18，通过发光控制部19中的红外线发光时间和感光控制部20中的反射光的感光时间，可以检测出检测物体17的坐标位置。或者，测定来自发光部16的红外线射到检测物体上时的检测物体的亮度，检测距检测物体的距离，或者也可以测定射到检测物体上到由感光部检测的时间，可以检测距检测物体的距离。另外，也可以在显示部2的前面配置矩形框，在矩形框的分别相对的两边的发光元件和感光元件配置光耦合器，光学地检测由检测物体遮断的指示位置，将输入位置作为特定的光学式接触面板使用。

在图1中，控制部4是输出与由输入检测部3光学地检测的操作位置相对应的控制信号的微型计算机，根据显示部2与输入检测部3之间的距离控制显示部2的显示，根据显示部2中的显示的大小控制显示部2与输入检测部3之间的距离，进行由电动驱动部5驱动的输入检测部3的移动的控制。另外，将由输入检测部3检测的操作位置信号向主体控制部10输出，而控制电子设备主体，或切换显示部2的操作画面。

如图3所示，电动驱动部5，其是由通过DC电动机22驱动转动的进给丝杠23，使固定输入检测部3的滑架21来回直线运动的装置，通过设置于进给丝杠23的一端部的转动编码器24检测转动角，将该信号输入到电动机控制部25，检测输入检测部3的移动量，同时，控制DC电动机22的转动。在电动机控制部25上，连接未图示的电动机驱动开关，使用者通过按压电动机驱动开关，可使输入检测部3移动到自己所希望的位置。电动驱动部5，收纳在输入装置1的外壳26内，其中也收纳着安装了控制部3及存储部6的印刷基板。

图4是表示将输入装置1安装到车辆上的一例。输入装置1的外壳26，使输入检测部3露出而装入到车辆的仪表盘31。在其它的实施例中，也可使其后附地安装在仪表盘31上。显示部2配置在仪表盘31的里侧的挡风玻璃32的下面。在驾驶座33上落座的驾驶者34的视线LS的方向，由于与输入检测部3的移动方向大致平行，所以即使输入检测部3的检测区域SA移动，也可通过检测区域SA看见显示部2的操作画面。

下面，参照图5对本实施例1的动作进行说明。

以下的说明中，为使说明简单，对车载音响装置的开、关控制状态时的动作进行说明。首先，打开输入装置1的电源，在显示部2上显示操作画面(步骤S1)。如通过使车辆的发动机钥匙转动到辅助位置而接通输入装置1的电源。接着，驾驶者按下电动机驱动开关，则控制部4只在电动机驱动开关被按下期间使输入检测部3移动(步骤S2)。控制部4监视输入检测部3相对于显示部2的移动距离，并根据其移动距离扩大显示显示部3的操作画面(步骤S3)。例如，使输入检测部3从显示部2远离的情况下，通过扩大显示部2的操作画面而放大显示选择项目，可以增大由指尖进行的指示范围即检测范围，对使用者来说，可以使之操作容易地显示。控制部4还监视扩大的操作画面内的操作项目是否收容在画面内(步骤S4)，在要超出画面时，在停止扩大的同时，在该位置使输入检测部3停止(步骤S5)。例如，在显示部2所显示的操作画面的选择项目数少或选择项目的尺寸大的情况下，可以增大显示部2与输入检测部3的距离，另外，所显示的选择项目数多，或选择项目的尺寸小的情况下，通过减小显示部2与输入检测部3之间的距离，可防止指尖的误操作而可容易地进行输入。之后，驾驶者监视指尖是否放入输入检测部3的检测区域SA(步骤S6)，在检测到指尖放入到检测区域SA时，通过蜂呜音将其报告给驾驶者，另外，确定由指尖进行的操作位置时，以另外的蜂呜音报告给驾驶者。而且，若操作位置确定，则控制部4将与其操作位置相对应的控制信号向主体控制部10输出(步骤S7)，主体控制部10根据其控制信号，控制车载音响装置的开，关动作。

由此，根据本发明的第1实施例的装置，具有：显示图像的显示部2；配置在所述显示部2的前面可向前后方向移动，对面向所述显示部2所显示的操作画面而指示的操作位置进行检测的输入检测部3；输出与所检测的操作位置相对应的控制信号的控制部4，使所述输入检测部3向前后方向移动的电动驱动部5，所以，驾驶者可以通过将输入检测部3的位置变更到适合自己的位置，对驾驶者来说，可以在最合适的位置操作电子设备。

另外，在本实施例1中，作为显示部2可以使用搭载于车辆上的导航装置的监视器。在导航装置的监视器中，由于显示菜单画面等的操作画面，所以可通过一边观看其操作画面一边通过输入检测部3输入操作选择项目，通过向导航装置发送其输入操作位置信号，可以进行与现有的带触摸面板的监视器同样的操作。在这种情况下，本实施例1中，由于使输入检测部3从监视器画面远离，可以配置在操作者的附近，所以与现有的带触摸面板的监视器相比，具有输入操作变得非常容易的优点。

(实施例2)

下面，对本发明的第2实施例进行说明。图6表示本发明的第2实施例的输入装置的结构。在图6中，输入装置51具有：作为显示图像的屏幕的显示部52；将操作画面投影到显示部52上的图像投影部53；根据显示部52的配置角度控制图像投影部53的投影的投影控制部54；配置在显示部52的前面可向前后方向移动，对面向显示部52所显示的操作画面而指示的操作位置进行检测的输入检测部55；根据显示部52的配置角度控制输入检测部55的检测区域的检测控制部56；输出与检测的操作位置相对应的控制信号的控制部57；使图像投影部53与输入检测部55向前后方向一体地移动的电动驱动部58；存储控制部57中的动作程序以及操作画面数据的存储部59。在控制部57上，连接有电子设备主体的主体控制部60。

显示部52使用普通的具有白色投影面的屏幕，作为图像投影部53可使用将实像投影在该屏幕上的投影机。在其它的结构中，作为显示部52使用半反半透镜，在图像投影部53中，可使用在该半反半透镜上投影虚像的挡风玻璃映像显示器。

投影控制部54根据显示部52的配置角度控制图像投影部53的投影。图7表示改变显示部52的配置的情况下的例子。图7(a)是大致垂直于视线方向而相对于相同显示面扩大视野范围而设置显示部52的例子。图7(b)是为避面通过挡风玻璃71入射的外光72由显示部52反射而难以看到显示，而带角度来设置显示部52的例子。另外，图7(c)是通过与挡风玻璃71的倾斜配合减小挡风玻璃71与显示部52的空间而谋求省空间化的例子。另外，图7(d)是通过在挡风玻璃71上粘贴白色片或半反半透片作为显示部52，将挡风玻璃71的一部分作为显示部52使用，在谋求省空间化和确保前方视野的同时可以进行显示的例子。

投影控制部54具有：用于调整图像投影部53的投影方向和焦距的倾斜机构和变焦机构等的驱动部和用于进行变形校正的软件部，并根据配置显示部52的位置和角度，改变投影到显示部52上的图像的角度或焦距，或者，通过梯形校正进行变形少的显示。

另外，检测控制部56还具有：为根据所显示的位置改变输入检测部55的检测区域SA的位置和范围而改变检测用光束的照射方向的机构部、求出检测位置的软件部。

另外，可改变显示部52的位置或角度，如图8(a)所示，从大致垂直于视线的位置，如图8(b)所示地倾斜，在防止由于外光72而难以看见时，在图8(b)时，为了使视线向上方移动，也可通过检测控制部56使输入显示部55的检测区域SA向上方改变。

控制部57是输出与由输入检测部55检测的操作位置相对应的控制信号的微型计算机，控制投影控制部54和检测控制部56，同时，根据显示部52与输入检测部55之间的距离控制显示部52的显示，根据显示部52的显示的尺寸控制显示部52与输入检测部55之间的距离，进行被单元化的输入装置51的由电动驱动部58所驱动而进行的移动的控制等。然后，将由输入检测部55检测的操作位置信号发送到主体控制部60，而控制电子设备主体。

如图9所示，电动驱动部58具有与实施例1的电动驱动部5相同的结构。图像投影部53与输入检测部55一体地搭载在滑架81上，构成传感器·投影机单元82。滑架81通过由DC电动机83驱动而转动的进给丝杠84来回直线移动，通过设置在进给丝杠84一端部上的转动编码器85检测转速。将检测的转速信号输入到电动机控制部86，检测传感器·投影机单元82的移动量，并且，根据该移动信号，控制部57通过投影控制部54控制图像投影部53的同时，通过检测控制部56控制输入检测部55。在电动机控制部86中，连接未图示的电动机驱动开关，使用者可以通过按下电动机驱动开关，而使投影机单元82移动到适合自己的位置。电动驱动部58收纳在输入装置51的外壳84内，其中，除显示部52以外，还收纳有输入装置51的各部分。

下面，利用图10对本实施例2的动作进行说明。

首先，接通输入装置51的电源，在显示部52上显示操作画面(步骤S11)。如通过使车辆的发动机钥匙转动到辅助位置而接通输入装置1的电源。接着，若驾驶者按下电动机驱动开关，则控制部57只在电动机驱动开关被按下期间移动传感器投影机单元82(步骤S12)。控制部57监视传感器.投影机单元82相对于显示部52的移动距离，并根据该移动距离改变图像投影部53的投影角度，改变输入检测部55的检测位置或范围(步骤S13)。此时，与实施例1相同，根据显示部52与输入检测部55的距离扩大显示部52的显示，也可根据显示部52中的显示的尺寸限制显示部52与输入检测部55之间的距离。然后，控制部57监视驾驶者的指尖是否放入输入检测部55的检测区域SA(步骤S14)，在检测指尖放入到检测区域SA时，通过蜂鸣音将其报告给驾驶者，另外，确定检测到由指尖进行的操作位置时，以另外的蜂鸣音报告给驾驶者。于是，操作位置被确定，则控制部57将与其操作位置相对应的控制信号向主体控制部60输出(步骤S15)，主体控制部60根据其控制信号，控制车载音响装置等的动作。

由此，根据本发明的第2实施例的装置，由于具有：作为显示图像屏幕的显示部52；将操作画面投影在显示部52上的图像投影部53；根据显示部52的配置角度控制图像投影部53的投影的投影控制部54；配置在所述显示部52的前面可向前后方向移动，对面向所述显示部52所显示的操作画面而指示的操作位置进行检测的输入检测部55；根据显示部52的配置角度控制输入检测部55的检测位置和范围的检测控制部56；输出与检测的操作位置相对应的控制信号的控制部57；作为传感器·投影机单元82使图像投影部53与输入检测部55向前后方向一体地移动的电动驱动部58，所以，可使输入装置相对于电子设备主体装置独立地构成，并且，驾驶者可以通过将输入检测部55的操作位置变更到适合自己的位置，对驾驶者来说，可以在最适合的位置操作电子设备。

另外，在以上的实施例的说明中，通过电动驱动部使输入检测部或输入检测部和图像投影部移动，但也可以为滑动结构并且以手动进行移动。另外，在显示部中的选择项目限定在2～4左右的情况下，也可以不进行如下控制，即，根据显示部与输入检测部的距离扩大显示部的显示，或者根据显示部的显示的尺寸限制显示部与输入检测部之间的距离。

如上所述，本发明涉及的输入装置，在对显示部所显示的操作画面进行操作时，具有在离开画面的操作位置且根据使用者的身体条件或落座位置可改变操作位置的效果，作为设想的输入装置是有用的，在车辆，船舶，飞机等的交通工具或在医疗现场，作为在离开监视器的位置操作画面的输入装置，还可以在家庭内远离电视机的位置作为代替现有的遥控器的输入装置，而能够适用多种用途。

根据附图所示的实施例对本发明进行了说明，但显然对于本领域的技术人员，可以不脱离本发明的思想容易地进行各种变更而获得。本发明也包括了这样的变更例。

Claims

1.一种输入装置，其特征在于，具有：显示部，其显示图像；输入检测部，其配置在所述显示部的前面可向前后方向移动，对面向所述显示部所显示的操作画面而指示的操作位置进行检测；控制部，其输出与所述检测的操作位置相对应的控制信号。

2.如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，具有使所述输入检测部向前后方向移动的电动驱动部。

3.如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，所述控制部根据所述显示部与所述输入检测部的距离控制所述显示部的显示。

4.如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，所述控制部根据所述显示部的显示的大小来控制所述显示部与所述输入检测部的距离。

5.如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，具有在所述显示部上投影图像的图像投影部，所述输入检测部与所述图像投影部一体地构成。

6.如权利要求5所述的输入装置，其特征在于，具有投影控制部，其根据所述显示部的配置角度控制所述图像投影部的投影。

7.如权利要求5所述的输入装置，其特征在于，具有检测控制部，其根据所述显示部的配置角度控制所述输入检测部的检测区域。

8.如权利要求6所述的输入装置，其特征在于，所述显示部是车辆的挡风玻璃。

9.如权利要求7所述的输入装置，其特征在于，所述显示部是车辆的挡风玻璃。

10.一种车辆，其特征在于，具有如权利要求1～8的任意一项所述的输入装置。