JP2013156779A - 操作入力システム - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比べてより確実な操作入力を行うことが可能であると共に、利便性に優れた操作入力が可能な操作入力システムを実現する。
【解決手段】既入力文字Ｃが入力を受け付けた順に表示入力装置の文字入力領域４８に表示され、既入力文字Ｃの配列に対応付けて、タッチパッド１０の操作面１１ａにおいて突出部材２０の先端部が操作面よりも高い第一状態とされる。操作入力判定部は、被検知物Ｄによる操作によって、第一状態から突出部材２０の先端部が操作面以下の第二状態に変化した突出部材２０に対応する修正指示位置Ｐを判定する。表示入力装置は、修正指示位置Ｐに最新の文字入力を受け付ける位置を示す入力待ち標章４５を表示し、修正指示位置Ｐから入力用文字標章を介した操作入力を受け付ける。
【選択図】図１１

Description

本発明は、ポインティングデバイスとしてのタッチパッドを備えた操作入力システムに関する。

例えばノート型パーソナルコンピュータ等において、ポインティングデバイスとしてのタッチパッドを備えた操作入力システムを標準装備した機器が利用されている。使用者は、タッチパッド表面に設けられた操作面上で指先やスタイラスペンのペン先等をスライド操作することで、当該タッチパッドと情報伝達可能に接続された表示画面上に表示される操作カーソルを移動させる。また例えば、表示画面上に表示される操作カーソルを操作標章（例えば操作アイコン等）上に合わせた状態で操作面を所定操作することで、当該操作標章に関連付けられた機能を実現させる。このようなタッチパッドを備えた操作入力システムは、車載用ナビゲーション装置に対する所定の操作入力を行うためにも利用することができる。

ところで、車載用ナビゲーション装置は車両の運転者によって操作されることも多い。そのような場合、使用者（車両の運転者）は運転の合間にナビゲーション装置を操作することになるため、表示画面を注視して操作を行うことは困難であり、望む操作を正確に行うことができない場合がある。このような点に鑑み、触覚（触感）を利用して表示画面を注視せずとも操作入力を行うことができるようにした操作入力システムが提案されている。例えば特開２００６−２６８０６８号公報（特許文献１）には、操作面全体を繊維毛で覆い、表示装置に表示された操作標章の位置に対応する操作面上の位置にある繊維毛を立毛させる技術が開示されている。しかし、特許文献１のシステムでは、操作面全体が繊維毛で覆われており、立毛している繊維毛とそうでない繊維毛との触覚による識別には曖昧さが残る。

また、車両用ナビゲーション装置では、目的地の名称などを検索画面に表示された操作標章（文字標章）を用いて入力して検索する場合がある。しかし、限られた表示画面に表示される操作標章の数には限りがあり、ポインティングデバイスやキーボードなどを用いて文字を入力することができるコンピュータなどに比べて文字入力の効率は低い。また、既に入力済みの文字列の途中を修正したいような場合にも、ポインティングデバイスを用いて任意の位置を指定することが容易なコンピュータと比べて自由度は低い。このように、表示画面に表示された操作標章を用いた文字入力は、必ずしも効率が高くはなく、修正などの自由度も高くはない。文字入力に必要な文字数を考慮すると、コンピュータに接続されるタッチパッドのようなポインティングデバイスを単純に車両用ナビゲーション装置に付加しても、文字入力の効率の向上や修正時の自由度の向上につながらない可能性がある。使用者の利便性の観点からは、より直感的な入力や修正が可能なことが好ましい。これらの点で、従来の操作入力システムには改善の余地があった。

特開２００６−２６８０６８号公報

上記背景に鑑みて、従来に比べてより確実な操作入力を行うことが可能であると共に、利便性に優れた操作入力が可能な操作入力システムの実現が望まれる。

上記課題に鑑みた本発明に係る操作入力システムの特徴構成は、
正面に操作面が形成された操作板を有し、前記操作面に接触又は近接する被検知物を検知して当該検知位置に応じた入力を受け付けるタッチパッドと、
前記操作面に沿って所定の規則で配列されていると共に、先端部が前記操作板を貫通して前記操作面から突出可能に設けられた複数の突出部材と、
前記操作面に対する前記突出部材の突出方向の位置を制御する突出制御部と、
前記先端部の高さが前記操作面よりも高い第一状態と前記先端部の高さが前記操作面以下の第二状態とを識別可能に検知する突出状態検知部と、
前記突出状態検知部により前記突出部材が前記第一状態から前記第二状態に変化したことを検知した場合に、当該突出部材への操作入力があったことを判定する操作入力判定部と、
前記タッチパッドとは別に設けられ、表示画面を有して当該表示画面に画像を表示すると共に当該表示画面に接触又は近接する被検知物を検知して当該検知位置に応じた入力を受け付ける表示入力装置と、を備え、
前記表示入力装置は、少なくとも文字入力に必要な文字が配列された複数の入力用文字標章を表示すると共に当該入力用文字標章に接触又は近接する被検知物を検知して文字入力を受け付け、既に入力を受け付けた文字である既入力文字を受け付けた順に文字入力領域に表示するものであり、
前記突出制御部は、前記文字入力領域に表示される前記既入力文字の配列に対応して予め規定された位置に対応する突出割当領域を前記操作面に設定すると共に、前記突出割当領域に対応する前記突出部材を前記第一状態とし、
前記操作入力判定部は、前記第一状態から前記第二状態に変化した前記突出部材が含まれる前記突出割当領域に対応する修正指示位置を判定し、
前記表示入力装置は、前記修正指示位置に最新の文字入力を受け付ける位置を示す入力待ち標章を表示し、当該修正指示位置から前記入力用文字標章を介した操作入力を受け付ける点にある。

この特徴構成によれば、表示画面の文字入力領域に表示される既入力文字の配列に対応付けて突出割当領域が操作面に設定され、その領域に対応する突出部材が第一状態に制御される。即ち、仮想的な文字の配列に準じた配列が操作面上に凹凸情報として表現される。用者は、操作面上において指などの被検知物をスライドさせることによって、表示されている文字列に対応付けて、修正を開始する位置を比較的容易に認識することができる。また、使用者がこの認識できた位置において被検知物を介して突出部材を第二状態に変化させることによって、操作入力判定部は使用者の所望の修正指示位置を判定し、表示入力装置の表示画面に反映させることができる。つまり、最新の文字入力を受け付ける位置を示す入力待ち標章が修正指示位置に表示され、使用者は所望の修正指示位置から文字入力を行うことができる。つまり、使用者は、より直感的な入力や修正が可能となる。このように本構成によれば、従来に比べてより確実な操作入力を行うことが可能であると共に、利便性に優れた操作入力が可能な操作入力システムが実現できる。

ここで、本発明に係る操作入力システムの前記突出制御部は、前記突出割当領域として、前記文字入力領域に表示される前記既入力文字の配列に対応付けて、前記既入力文字のそれぞれに対応する既入力文字割当領域を前記操作面に設定し、前記操作入力判定部は、前記第一状態から前記第二状態に変化した前記突出部材が含まれる前記既入力文字割当領域に対応する前記既入力文字を、操作入力があった選択文字であると判定すると共に、当該選択文字に対応する前記修正指示位置を判定すると好適である。この構成によれば、表示画面の文字入力領域に表示される既入力文字の配列に対応付けて既入力文字割当領域が操作面に設定され、その領域に対応する突出部材が第一状態に制御される。即ち、仮想的な文字列が操作面上に凹凸情報として表現される。使用者は、操作面上において指などの被検知物をスライドさせることによって文字列の中で修正対象となる位置を文字列に対応付けて比較的容易に認識することができる。

表示画面上に表示される既入力文字の文字列と、タッチパッドの操作面上に表現される突出部材による文字列とは、上述したように１対１で対応付けられていると、使用者の認識性がよく、利便性も高い。但し、文字列の修正には、既入力文字を上書きして（置き換えて）さらに入力を続ける場合や、既入力文字の前や後ろに新たな文字を追加していく場合などがある。従って、選択文字と修正指示位置との関係は、種々の形態を採りうることができる。１つの態様として、本発明に係る操作入力システムの前記修正指示位置は、文字入力を受け付けた順において前記選択文字の前、又は、前記選択文字の後ろ、又は、前記選択文字上であると好適である。

また、本発明に係る操作入力システムの前記突出制御部は、前記突出割当領域として、前記文字入力領域に表示される前記既入力文字の配列に対応付けて、前記既入力文字のそれぞれの文字間の位置に対応する既入力文字間割当領域を前記操作面に設定し、前記操作入力判定部は、前記第一状態から前記第二状態に変化した前記突出部材が含まれる前記既入力文字間割当領域に対応する文字間の位置を、修正指示位置であると判定すると好適である。この構成によれば、表示画面の文字入力領域に表示される既入力文字の配列に対応付けて既入力文字間割当領域が操作面に設定され、その領域に対応する突出部材が第一状態に制御される。即ち、仮想的な文字間の配列が操作面上に凹凸情報として表現される。文字間の配列は、文字の配列とほぼ等価であり、使用者の認識性も高い。また、文字間は、修正入力を開始する位置として使用者が把握し易い。使用者は、操作面上において指などの被検知物をスライドさせることによって、表示されている文字列に対応付けて、文字間の配列の中から修正を開始する位置を比較的容易に認識することができる。

ここで、突出割当領域として既入力文字間割当領域が設定される場合、本発明に係る操作入力システムの前記既入力文字間割当領域は、前記既入力文字の文字列の前端及び後端少なくとも一方を含んで設定されると好適である。文字間は、文字と文字との間に限定されることなく、文字列の両端部、つまり、文字入力領域の前端と文字列の先頭の文字との間である文字列の前端、及び、末尾の文字と文字入力領域の後端との間である文字列の後端の少なくとも一方を含むとよい。これにより、文字列を構成する全ての文字の前後が修正指示位置として設定可能となり、修正入力の自由度が向上する。

タッチパッドの操作面上に表現される突出部材による文字列は、修正のための文字入力が開始された後は、新たな文字列に対応した配列となると、再度、修正が必要な場合に、迅速に適用可能となって好ましい。そのような構成を実現する１つの態様として、本発明に係る操作入力システムは、前記表示入力装置が前記修正指示位置に前記入力待ち標章を表示させた後、前記突出制御部は、前記第一状態から前記第二状態に変化した前記突出部材を前記第一状態に復帰させ、前記修正指示位置から入力される文字も含めて、前記文字入力領域に表示される前記既入力文字の配列に対応付けて前記突出割当領域を設定して前記突出部材を前記第一状態とすると好適である。

操作入力システムの車両への搭載状態を示す模式図である。 ナビゲーション装置の概略構成を示すブロック図である。 操作入力システムの概略構成を示すブロック図である。 操作入力装置に備えられるタッチパッドの斜視図である。 駆動機構の構成を示す断面図である。 既入力文字に対応して突出部材が突出状態となる一例を示す図である。 操作入力システムを利用した操作入力の一例を示す図である。 既入力文字間に対応して突出部材が突出状態となる一例を示す図である。 操作入力受付処理の全体の処理手順を示すフローチャートである。 文字に対応して修正指示位置を指定する一例の手順１を示す図である。 文字に対応して修正指示位置を指定する一例の手順２を示す図である。 文字に対応して修正指示位置を指定する一例の手順３を示す図である。 文字に対応して修正指示位置を指定する一例の手順４を示す図である。 文字に対応して修正指示位置を指定する一例の手順５を示す図である。 文字に対応して修正指示位置を指定する一例の手順６を示す図である。 文字に対応して修正指示位置を指定する変形例の手順１を示す図である。 文字に対応して修正指示位置を指定する変形例の手順２を示す図である。 文字に対応して修正指示位置を指定する他の変形例の手順１を示す図である。 文字に対応して修正指示位置を指定する他の変形例の手順２を示す図である。 文字間に対応して修正指示位置を指定する一例の手順１を示す図である。 文字間に対応して修正指示位置を指定する一例の手順２を示す図である。 文字間に対応して修正指示位置を指定する一例の手順３を示す図である。 文字間に対応して修正指示位置を指定する一例の手順４を示す図である。 文字間に対応して修正指示位置を指定する一例の手順５を示す図である。 文字間に対応して修正指示位置を指定する一例の手順６を示す図である。

本発明に係る操作入力システムの実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、車載用のナビゲーション装置１（図１を参照）に対する所定の操作入力を行うための操作入力装置４を用いて構成されるシステムを例として説明する。この操作入力装置４は、ナビゲーション装置１と情報伝達可能に接続された表示入力装置４０と共に、操作入力システム３を構成している。以下では、ナビゲーション装置１の概略構成、操作入力装置４の構成、操作入力システム３の構成、及び操作入力受付処理の手順の順に説明する。

１．ナビゲーション装置の概略構成
ナビゲーション装置１の概略構成について、図１及び図２を参照して説明する。ナビゲーション装置１は、自車位置表示、出発地から目的地までの経路探索、経路案内、及び目的地検索等の基本機能を実現可能に構成されている。そのためナビゲーション装置１は、図２に示すように制御演算部６を備えている。制御演算部６は、ＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として備え、入力されたデータに対して種々の処理を行うための機能部として、ハードウェア又はソフトウェア（プログラム）或いはその両方により実装されて構成されている。制御演算部６は、ナビゲーション用演算部７０を備えている。また、制御演算部６は、ＧＰＳ受信機８１、方位センサ８２、距離センサ８３、地図データベース８５、表示入力装置４０、タッチパッド１０、音声入力装置８７、及び音声出力装置８８と情報伝達可能に接続されている。

ＧＰＳ受信機８１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からのＧＰＳ信号を受信する。方位センサ８２は、自車両の進行方位又はその変化を検出する。距離センサ８３は、自車両の車速や移動距離を検出する。良く知られているように、ナビゲーション用演算部７０は、ＧＰＳ受信機８１、方位センサ８２、及び距離センサ８３から得られる情報に基づき、更には公知のマップマッチングにも基づいて、推定自車位置を導出可能である。

地図データベース８５は、所定の区画毎に分けられた地図データを記憶している。地図データは、交差点に対応する複数のノードと各ノード間を接続する道路に対応する複数のリンクとの接続関係により構成される道路ネットワークデータを含んでいる。各ノードは、緯度及び経度で表現された地図上の位置の情報を有している。各リンクは、その属性情報として、道路種別、リンク長、道路幅等の情報を有している。地図データベース８５は、地図表示、経路探索、及びマップマッチング等の処理の実行時にナビゲーション用演算部７０により参照される。地図データベース８５は、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納して備えられている。

表示入力装置４０は、液晶表示装置等の表示装置とタッチパネル等の入力装置とが一体となったものである。表示入力装置４０は、表示画面４１を有すると共に当該表示画面４１に例えば自車位置周辺の地図や所定機能に関連付けられた操作標章４４等の画像を表示する（図６を参照）。ここで、操作標章４４は、タッチパネルやタッチパッド１０が操作され、その操作入力がナビゲーション装置１に伝達されて特定の機能が実現されるに際して、その機能をユーザー（ここでは車両の乗員）が容易に知覚できるように表示画面４１に表示される標章である。このような操作標章４４には、例えばイラスト等によって描画された操作アイコン（前画面遷移標章４４ｅ）やボタンイメージ（検索キー４４ｂ、クリヤーキー４４ｃ、入力切替標章４４ｄ）、文字キーイメージ（文字キー４４ａ）等が含まれる。表示入力装置４０は、タッチパネルに接触又は近接する被検知物を検知して当該検知位置に応じた入力を受け付ける。例えばユーザーは、表示画面４１に表示された操作標章４４に、被検知物としての指先やスタイラスペンのペン先等を接触又は近接させることで、その操作標章４４を選択してそれに関連付けられた機能を実現することができる。また、ユーザーは、表示画面４１に表示された操作標章４４以外の位置に被検知物を接触又は近接させることで、例えば地図上の地点選択等を行うことができる。

図１に示すように、タッチパッド１０は表示入力装置４０とは別体として設けられている。タッチパッド１０は、操作面１１ａを有し、操作面１１ａに接触又は近接する被検知物Ｄ（図７を参照）を検知して当該検知位置に応じた入力を受け付ける。ポインティングデバイスとしてのタッチパッド１０が検知した検知位置に対応させて、例えば、表示画面４１に不図示の操作カーソルが表示される。ユーザーは、操作面１１ａに被検知物Ｄとしての指先等を接触又は近接させながらスライドさせることによって、表示画面４１上で操作カーソルを移動させる。そして、その操作カーソルが操作標章４４上に一致している状態で操作面１１ａを所定操作することで、当該操作標章４４を選択してそれに関連付けられた機能を実現することができる。

なお、表示入力装置４０は、ユーザー（ここでは特に、車両の運転者）から見やすいように、運転時の視線方向を大きく変えることなく見ることができるような位置に配置されている。図１に示す例では、表示入力装置４０はダッシュボード上面の中央部に配置されているが、計器盤の位置等に配置しても良い。一方、タッチパッド１０は、ユーザーが操作しやすいように、ユーザーの手元に近い位置に配置されている。すなわち、タッチパッド１０は、表示入力装置４０よりもユーザーの手元に近く、かつ、視線方向から遠い位置に配置されている。図１に示す例では、タッチパッド１０はセンターコンソール部に配置されているが、ダッシュボード上面の中央部やステアリングホイールのスポーク部、ドアパネル等に配置しても良い。

音声入力装置８７は、ユーザーからの音声による入力を受け付ける。音声入力装置８７はマイクロフォン等を有して構成される。ナビゲーション用演算部７０は、音声入力装置８７で受け付けた音声に基づき、音声認識による目的地検索やハンズフリー通話等の機能を実現することができる。音声出力装置８８は、スピーカ等を有して構成される。ナビゲーション用演算部７０は、音声出力装置８８を介して、音声案内等の機能を実現することができる。
２．操作入力装置の構成
図３〜図５に示すように、操作入力装置４は、タッチパッド１０と、突出部材２０と、駆動機構３０とを備えている。操作入力装置４は、概略的には、駆動機構３０によって駆動される突出部材２０が、タッチパッド１０の表面から突出可能（出没可能）に構成されている。

図４及び図５に示すように、タッチパッド１０は操作板１１を有し、操作板１１の正面には操作面１１ａが形成されている。このようなタッチパッド１０としては、抵抗膜式や静電容量式等、種々の方式のものを利用することができ、本例では静電容量式を採用している。操作面１１ａの背面側には基板や電極層が設けられている。タッチパッド１０は、操作面１１ａに接触又は近接する被検知物Ｄとしての指先等を検知して当該検知位置に応じた入力を受け付ける。

操作板１１には、当該操作板１１を貫通する孔部１２が設けられている。図４に示すように、本実施形態では、多数の孔部１２及び突出部材２０が操作面１１ａの全体に規則的に配列されている。つまり、孔部１２及び突出部材２０は、操作面１１ａの全体に亘って縦横にそれぞれ一定間隔で規則的に配列され、全体としてマトリクス状（直交格子状）に配列されている。この他、孔部１２及び突出部材２０は、ハニカム状（六角格子状）に配列されていてもよい。また本実施形態では、孔部１２は、操作板１１の正面から見て円形状に形成されている。なお、操作面１１ａの背面側に設けられた電極層に接続される導電性の配線部材１３が、操作面１１ａに沿って格子状に配設されているが、それぞれの孔部１２は配線部材１３を避けて設けられている。すなわち、それぞれの孔部１２は、本例では複数の配線部材１３によって囲まれた矩形状の領域内に、全ての配線部材１３と干渉することなく設けられている。ハニカム構造の場合には、それぞれの孔部１２は、複数の配線部材１３によって囲まれた六角形状の領域内に、全ての配線部材１３と干渉することなく設けられる。これにより、複数の孔部１２を操作板１１に設けることによってタッチパッド１０の機能が損なわれることが防止されている。

それぞれの孔部１２には、突出部材２０が挿入されている。本実施形態では、突出部材２０も複数（本実施形態では孔部１２と同数）設けられている。これらの突出部材２０は、突出制御部５２（図３参照）の制御により、操作面１１ａの全体でそれぞれ独立して出退自在に設けられている。図４に示す例では、１組の突出部材２０の対として、２つの突出部材２０が操作面１１ａのＹ方向に沿って配列され、そのような２つ１組の突出部材２０が全部で４組、Ｘ方向に沿って等間隔で突出する例を示している。但し、図４では、図示左から２番目の組については、突出部材２０が操作面１１ａから突出した状態ではなく、引退した状態を例示している。なお、詳細は後述するが、これら４組の突出部材２０の対は、表示画面４１に表示される既入力文字Ｃに対応して、操作面１１ａ上に設定された突出割当領域Ｉ（既入力文字割当領域Ｉ１）に属する突出部材２０である（図６参照）。また、このような突出部材２０の対は、表示画面４１に表示される既入力文字Ｃの文字間Ｇに対応して、操作面１１ａ上に設定された突出割当領域Ｉ（既入力文字間割当領域Ｉ２）に属する突出部材２０であってもよい（図８参照）。

図５に示すように、突出部材２０は、細長い円柱状（ピン状）のピン部材２１と、全体として円筒状の筒状部材２２とからなる。ピン部材２１の外径は、孔部１２の内径よりも僅かに小さい。筒状部材２２は、当該筒状部材２２の軸方向に沿って等分割された２つの半円筒状部材からなる。ピン部材２１は、その下端部において２つの半円筒状部材に挟まれた状態で筒状部材２２に係止されている。本例では、それぞれの孔部１２に、ピン部材２１の先端部（上端部）が挿入されている。駆動機構３０によって突出部材２０が駆動されていない基準状態（図５の左側の状態）では、平坦に形成されたピン部材２１の先端部（先端面）は、操作面１１ａのレベルに一致している。

図５に示すように、操作板１１に対して背面側に駆動機構３０が設けられている。この駆動機構３０は、操作面１１ａに対して交差（本例では直交）する方向（これを「進退動作方向Ｚ」と称する）に沿って突出部材２０を進退動作させるための機構である。駆動機構３０は、圧電素子３１を備えている。

圧電素子３１は圧電効果を利用した受動素子であり、圧電体に印加された電圧を力に変換し、或いは圧電体に加えられた外力を電圧に変換する。圧電素子３１は、進退動作方向Ｚに振動するように設けられている。圧電素子３１には連結部材３３が連結されており、この連結部材３３は圧電素子３１と一体的に振動する。連結部材３３は、細長い円柱状（ピン状）に形成されている。圧電素子３１に連結された側とは反対側の連結部材３３の先端部は、筒状部材２２の内側の空間に挿入されている。連結部材３３の外径は筒状部材２２の内径にほぼ等しく、連結部材３３の外周面と筒状部材２２の内周面とが接している。

連結部材３３と筒状部材２２とが接触する接触位置において、筒状部材２２を外周側から包囲するようにバネ部材３４が設けられている。バネ部材３４は、内周側に向かう所定の大きさの予圧を提供し、連結部材３３と突出部材２０を構成する筒状部材２２との間に所定の摩擦力を生じさせる。バネ部材３４が付与する予圧は、連結部材３３と筒状部材２２との間の静止摩擦力が突出部材２０に作用する重力の進退動作方向Ｚの分力よりも少なくとも大きくなるように設定される。また、上記予圧は、圧電素子３１の振動に伴い連結部材３３と筒状部材２２との間に動摩擦力が生じる状態でこれらが摺動可能となるように設定される。本実施形態では、筒状部材２２と連結部材３３との摺動部、及び予圧付与手段としてのバネ部材３４により、摺動機構３２が構成されている。

また本実施形態では、圧電素子３１の進退動作方向Ｚに沿った一方向側への振動速度と他方側への振動速度との大小関係が、後述する操作入力演算部５０に含まれる突出制御部５２（図３を参照）によって調整可能とされている。突出方向側（操作面１１ａよりも正面側）への振動速度を埋没方向側（操作面１１ａよりも背面側）への振動速度よりも小さくすることで、連結部材３３と筒状部材２２との間に生じる静止摩擦と動摩擦との差異に基づいて、突出部材２０が突出方向側へと移動する。これにより、突出部材２０（ピン部材２１）の先端部は、操作面１１ａよりも正面側に突出する。すなわち、突出部材２０は、先端部が操作板１１を貫通して操作面１１ａより正面側に突出した状態となり得る。この、突出部材２０の先端部の高さが操作面１１ａよりも高い状態を「突出状態（第一状態）」と称する。

一方、これとは逆に埋没方向側への振動速度を突出方向側への振動速度よりも小さくすることで、突出部材２０は埋没方向側へと移動する。すなわち、突出部材２０は、先端部が操作面１１ａより背面側に埋没した状態ともなり得る。この、突出部材２０の先端部の高さが操作面１１ａ以下の状態を「埋没状態（第二状態）」と称する。なお、「埋没状態」には、突出部材２０のピン部材２１の先端部が操作面１１ａのレベルに一致している状態も含まれるものとする。

本実施形態では、圧電素子３１と、摺動機構３２とにより駆動機構３０が構成される。なお、駆動機構３０には、圧電素子３１にパルス状の駆動信号を提供する突出制御部５２を含めてもよい。この駆動機構３０により、複数の突出部材２０は、それぞれ独立に突出状態と埋没状態との間で移動可能となっている。このように、本実施形態に係る操作入力装置４は、タッチパッド１０と、このタッチパッド１０の操作面１１ａから出没自在に設けられた複数の突出部材２０とを組み合わせて有する。

３．操作入力システムの構成
図３に示すように、操作入力システム３は、上述した操作入力装置４と、表示入力装置４０と、これらの間に介在される操作入力演算部５０とを備えている。本実施形態では、操作入力演算部５０はナビゲーション装置１を構成する制御演算部６に組み込まれて実装されている（図２を参照）。但し、このような構成に限られず、操作入力演算部５０が制御演算部６とは独立して設けられていても良い。操作入力装置４と表示入力装置４０とは、操作入力演算部５０を介して情報伝達可能に接続されている。

操作入力演算部５０は、ステータス判定部５１、突出制御部５２、位置検知部５３、描画制御部５４、操作入力判定部５５、突出状態検知部５６を備えている。本実施形態では、突出制御部５２にステータス判定部５１が含まれる形態を例示している。また、タッチパネルを有した表示入力装置４０に当該タッチパネルへの操作入力を検知する位置検知部４３が備えられている形態を例示している。

本実施形態では、ナビゲーション装置１の目的地をその名称等から検索するための検索画面を例として説明する。図６は、そのような検索画面の一例を示している。表示入力装置４０は、少なくとも文字入力に必要な文字が配列された複数の文字キー４４ａ（入力用文字標章）を表示すると共に文字キー４４ａに接触又は近接する被検知物Ｄを検知して文字入力を受け付ける。そして、表示入力装置４０は、既に入力を受け付けた文字である既入力文字Ｃを受け付けた順に入力フィールド４８（文字入力領域）に表示する。既入力文字Ｃの文字列の末尾には、その場所が次の文字が入力される位置（最新の文字入力を受け付ける位置）であることを示す入力カーソル４５（入力待ち標章）が表示される。必要な文字の入力が完了すると、ユーザーは、検索キー４４ｂ（検索実行指示標章）を操作して、入力済みの文字列に対する検索を実行させる。文字入力の途中で既入力文字Ｃに間違いがあった場合には、クリヤーキー４４ｃ（文字消去指示標章）を操作することによって、入力済みの文字列の末尾から先頭に向かって１文字ずつ既入力文字Ｃを消去することができる。また、所定時間以上、クリヤーキー４４ｃをタッチし続けるなど、所定の操作を連続して行うことによって、入力済みの文字列を一括消去することも可能である。

入力切替標章４４ｄは、文字列の入力方法を切り替えるための操作標章４４である。例えば、検索対象の文字列を構成する文字として、アルファベットだけでなく、日本語の表音文字である仮名文字や、表意文字である漢字が利用できる場合がある。その場合に、仮名文字の入力が可能な文字配列の画面や、漢字への変換入力が可能な文字配列の画面との間で相互に画面を変更するための操作標章４４が入力切替標章４４ｄである。前画面遷移標章４４ｅは、現在の画面から前に表示されていた画面に遷移させるための操作標章４４である。上述した、文字キー４４ａ（入力用文字標章）、検索キー４４ｂ（検索実行指示標章）、クリヤーキー４４ｃ（文字消去指示標章）も、操作標章４４の一例である。また、既入力文字Ｃや入力カーソル４５（入力待ち標章）は、入力結果や入力場所をユーザーに示す報知標章と称することもできる。

描画制御部５４は、表示画面４１への表示画像を描画制御する機能部である。例えば、描画制御部５４は、自車位置周辺の背景、道路、及び名称等の画像イメージを含む複数のレイヤを生成する。また、描画制御部５４は、自車位置を表す自車位置マークのイメージを含むレイヤや、目的地が設定されている場合には当該目的地までの案内経路の画像イメージを含むレイヤを生成する。また、描画制御部５４は、上述したような操作標章４４や、報知標章（既入力文字Ｃ、入力カーソル４５）の画像イメージを含むレイヤを生成する。そして、描画制御部５４は、これらの各レイヤを重ね合わせて１つの表示画像イメージを生成し、これを表示画面４１に表示させる。

ステータス判定部５１は、表示画面４１に表示される画像内容に応じて、突出部材２０のそれぞれについて突出の状態を表す突出ステータスを判定する。本実施形態では、突出ステータスには「突出状態」と「埋没状態」とが含まれる。「埋没状態」は、進退動作方向Ｚにおける可動範囲内で突出部材２０が最小変位位置にある状態（ピン部材２１の先端部が操作面１１ａのレベルに一致している状態）であり、「突出状態」は、進退動作方向Ｚにおける可動範囲内で突出部材２０が最大変位位置にある状態である。本実施形態では、ステータス判定部５１は、各突出部材２０を突出状態及び埋没状態のうちのいずれの状態とするかを択一的に判定する。

ステータス判定部５１（突出制御部５２）は、表示画面４１の入力フィールド４８に表示される既入力文字Ｃの配列に対応付けて、操作面１１ａ上に位置する１つ以上の突出部材２０の突出ステータスを突出状態と判定する。図６に示す例では、入力フィールド４８に４つの既入力文字Ｃが表示されている。ステータス判定部５１は、これら４文字の配列に対応付けて、既入力文字Ｃのそれぞれに対応して予め規定された規定位置に対応する突出割当領域Ｉ（既入力文字割当領域Ｉ１）を操作面１１ａに設定する（図４参照）。これらの突出割当領域Ｉ（既入力文字割当領域Ｉ１）に対応する突出部材２０の突出ステータスは、ステータス判定部５１により突出状態と判定され、これらの突出部材２０は駆動機構３０を介して突出状態に制御される。なお、既入力文字Ｃの配列に対応付けられる突出割当領域Ｉには、既入力文字割当領域Ｉ１の他に既入力文字間割当領域Ｉ２がある。図６は、４つの既入力文字Ｃに対応した突出割当領域Ｉとして４つの既入力文字割当領域Ｉ１が設定され、それぞれの既入力文字割当領域Ｉ１において、突出部材２０の突出ステータスが突出状態と判定されて、当該突出部材２０が突出している例を示している。既入力文字間割当領域Ｉ２については、図８を参照して後述する。以上、説明したように、既入力文字Ｃのそれぞれに対応して予め規定される“規定位置”には、既入力文字Ｃの文字位置及び既入力文字Ｃの文字間の位置が含まれる。

また、ステータス判定部５１（突出制御部５２）は、表示画面４１に表示される画像が変更される場合には、突出部材２０のそれぞれについて、切替前の画像に応じた突出ステータスと切替後の画像に応じた突出ステータスとの差分を判定する。ステータス判定部５１は、突出部材２０のそれぞれについて、「変化なし」、「突出状態へ移行」、及び「埋没状態へ移行」のいずれに該当するかを択一的に判定する。

突出制御部５２は、操作面１１ａに対する突出部材２０の突出方向（進退動作方向Ｚに一致する）の位置を制御する。突出制御部５２は、ステータス判定部５１の判定結果に基づいて駆動機構３０を制御する。本実施形態では、突出制御部５２は、パルス状の電圧を印加して圧電素子３１を振動させる。その際、突出制御部５２は、進退動作方向Ｚに沿った一方向側への振動速度と他方側への振動速度との大小関係を調整することができるように構成されている。このような構成は、圧電素子３１の振動方向に応じてデューティ比を異ならせることによって実現できる。突出制御部５２は、突出方向側への振動速度を埋没方向側への振動速度よりも小さくすることで、突出部材２０を突出方向側へと移動させる。一方、突出制御部５２は、埋没方向側への振動速度を突出方向側への振動速度よりも小さくすることで、突出部材２０を埋没方向側へと移動させる。

ところで、上述したように、ステータス判定部５１による判定結果は表示画面４１の所定位置に操作標章４４、既入力文字Ｃ、入力カーソル４５（入力待ち標章）などの標章（図６に示す例では、入力フィールド４８の既入力文字Ｃ）が表示されるか否かに基づいている。そのため、その判定結果に基づいて駆動機構３０を制御することで、突出制御部５２は、表示画面４１に特定の標章が表示されている場合に、当該標章の配列などに対応する操作面１１ａ上の座標に位置する突出部材２０を突出状態とする。図６に示す例では、突出制御部５２は、１つの既入力文字Ｃを、それぞれ、操作面１１ａのＹ方向に並んだ２つの突起部の形態に変形して表現する。

なお、突出制御部５２は、突出部材２０を突出状態と埋没状態との間で切り替えるために要する時間よりも長い所定時間だけ圧電素子３１を振動させ、その後は振動を停止させる。すなわち、上記所定時間だけ圧電素子３１に対して電圧を印加し、その後は電圧の印加を停止する。電圧印加の停止後であっても、突出部材２０は、連結部材３３と筒状部材２２との間の静止摩擦により進退動作方向Ｚの位置を維持する。

本実施形態では、突出状態とされる突出部材２０の突出高さ（操作面１１ａを基準とする突出部材２０の先端部の高さ）は比較的小さく設定されている。例えば図７に示すように、被検知物Ｄがユーザーの指先である場合には、操作面１１ａに沿って指先をスライドさせた際に、生体が元来有する指先腹部の柔軟性によって段差分を十分に吸収可能な程度の突出高さであって良い。例えば指先の厚みの２０％以下等とすることができる。なお、それ以上の突出高さとすることも、当然可能である。

位置検知部５３は、タッチパッド１０の操作面１１ａ上での被検知物Ｄの検知位置を取得する。位置検知部５３は、被検知物Ｄとしての指先等が操作面１１ａに接触又は近接することによって生じる電極間の静電容量の変化に基づいて、被検知物Ｄが最も接近した電極の位置を特定する。そして、位置検知部５３は、その特定された電極の位置を操作面１１ａ上での検知位置として取得する。このような位置検知部５３の機能により、タッチパッド１０は、操作面１１ａ上での検知位置に応じた入力を受け付けることができる。位置検知部５３は、取得した検知位置の情報を、操作入力判定部５５に出力する。

突出状態検知部５６は、突出部材２０の突出状態と埋没状態とを識別可能に検知する。突出状態検知部５６は、例えば位置センサ（図示せず）からの情報を取得可能に構成されている。突出状態検知部５６は、取得される各突出部材２０の進退動作方向Ｚにおける位置の情報に基づいて、各突出部材２０の実際の突出ステータスが突出状態及び埋没状態のいずれであるかを検知する。突出状態検知部５６は、その検知結果の情報を、操作入力判定部５５に出力する。

例えば、本実施形態では図６に示すように、表示画面４１に表示されている既入力文字Ｃに対応する突出部材２０が突出状態とされている。操作入力判定部５５は、突出状態検知部５６により突出部材２０が突出状態から埋没状態に変化したことが検知された場合に、突出状態から埋没状態に変化した突出部材２０が含まれる突出割当領域Ｉ（既入力文字割当領域Ｉ１）に対応して予め規定される位置を修正指示位置Ｐであると判定する。図６に示す例では、操作入力判定部５５は、まず、突出状態から埋没状態に変化した突出部材２０が含まれる突出割当領域Ｉ（既入力文字割当領域Ｉ１）に対応既入力文字Ｃを操作入力があった選択文字Ｓ（図１１参照）であると判定する。そして、描画制御部５４は、この選択文字Ｓを基準として、修正指示位置Ｐを設定する。１つの態様として、描画制御部５４の制御により、表示入力装置４０は、選択文字Ｓに対応する位置である修正指示位置Ｐに最新の文字入力を受け付ける位置を示す入力カーソル４５（入力待ち標章）を表示し、修正指示位置Ｐ（入力カーソル４５の位置）から文字キー４４ａを介した操作入力を受け付ける。なお、修正指示位置Ｐは、文字列において（文字入力を受け付けた順において）、選択文字Ｓの前、又は後ろ、又は、選択文字Ｓ上に設定することができる。選択文字Ｓの前、又は後ろに修正指示位置Ｐが設定された場合には、１つ以上の文字を追加する挿入入力が実行され、選択文字Ｓ上に修正指示位置Ｐが設定された場合には、当該選択文字Ｓを１つ以上の新たな文字に入れ替える上書き入力が実行される。この、上書き入力は、選択文字Ｓを１文字と入れ替えること、或いは入れ替えた後に挿入入力を実行することと等価である。尚、この場合の埋没状態は、完全な埋没状態に限定されるものではなく、突出状態から所定量、引退方向へ移動したことを検知して埋没状態と判定することを妨げるものではない。

ところで、図８に示すように、表示画面４１に表示されている既入力文字Ｃ（報知標章）の間、つまり文字間Ｇに対応して突出部材２０が突出状態とすることもできる。この場合、ステータス判定部５１（突出制御部５２）は、表示画面４１の入力フィールド４８に表示される既入力文字Ｃの配列に対応付けて、既入力文字Ｃのそれぞれに対応して予め規定された位置である文字間Ｇに対応する突出割当領域Ｉ（既入力文字間割当領域Ｉ２）を操作面１１ａに設定する（図６参照）。ここで、「文字間Ｇ」とは、既入力文字Ｃの文字列の前端Ｈ及び後端Ｔの少なくとも一方を含む概念である。この場合には、突出部材２０への入力を受け付けることは、その突出部材２０に対応する文字間Ｇへの入力を受け付けることと等価である。つまり、操作入力判定部５５は、突出状態検知部５６により突出部材２０が突出状態から埋没状態に変化したことを検知された場合に、突出状態から埋没状態に変化した突出部材２０が含まれる突出割当領域Ｉ（既入力文字間割当領域Ｉ２）に対応する文字間Ｇの位置を修正指示位置Ｐとして設定する。１つの態様として、描画制御部５４の制御により表示入力装置４０は、修正指示位置Ｐに最新の文字入力を受け付ける位置を示す入力カーソル４５（入力待ち標章）を表示し、修正指示位置Ｐ（入力カーソル４５の位置）から文字キー４４ａを介した操作入力を受け付ける。

操作入力判定部５５は、表示画面４１に表示されている操作標章４４に対するユーザーの操作、つまりタッチパネルに対するユーザーの操作を表示入力装置４０の位置検知部４３を介して検知し、操作の有無を判定する。また、操作入力判定部５５は、タッチパッド１０の操作面１１ａに対する所定操作に基づいて、操作標章４４、既入力文字Ｃ、文字間Ｇなどの操作対象に対する操作の有無を判定する。つまり、操作入力判定部５５は、位置検知部５３及び突出状態検知部５６の少なくとも一方を介してユーザーの操作を検知して、当該操作の有無を判定する。

本実施形態では、１つの操作対象に対して２つの突出部材２０が割り当てられ、これら２つ一組の突出部材２０の突出ステータスは常に同一である。これら、２つ一組の突出部材２０は、それぞれの位置を包含する１つの突出割当領域Ｉ（図４を参照）に含まれる。ここで、隣接する突出割当領域Ｉは、互いに重複しないように設定される。本実施形態の構成例では、Ｘ方向に互いに隣接する組どうしの間で、それぞれに対応する突出割当領域Ｉが重複することがないように設定される。

また、判定対象となる「所定操作」には、例えば操作面１１ａに非接触となっている被検知物Ｄを操作面１１ａに接触させる操作（タッチ操作）、操作面１１ａに接触している被検知物Ｄを一旦操作面１１ａから浮かせた後で再度接触させる操作（タップ操作）、タップ操作を所定時間内に２度繰り返して行う操作（ダブルタップ操作）等が含まれる。これらのタッチ操作、タップ操作、ダブルタップ操作には、突出部材２０の状態を変化させるようなプッシュ操作も含まれる。つまり、タッチ操作の際に、突出状態にある突出部材２０を引退させる方向に押し込んで埋没状態とする操作（プッシュ操作）が同時に行われてもよい。

突出部材２０の埋没状態では、操作面１１ａにおけるその周辺部分は平坦であるのに対して、突出状態にある突出部材２０の先端部は操作面１１ａから明確に突出する。従って、図７に示したように、ユーザーは指先等によって直接的にその段差部分を触覚認識することができる。また、ユーザーは、操作面１１ａにおいて触覚認識される突出部材２０の位置と、表示画面４１の内容に応じた操作対象となる位置とを、意識の中で対比させて容易に関連付けることができる。更にユーザーは、操作面１１ａの望みの位置において触覚認識される突出部材２０を頼りに、その位置において操作面１１ａへのタッチ操作等を行なうことができる。よって、ユーザーは、手元付近に設けられるタッチパッド１０はもちろんのこと、運転時の視線方向に近い位置に設けられる表示入力装置４０すらほとんど見ることなく、望みの操作標章４４を容易に選択することができる。従って、本実施形態に係る操作入力装置４及び操作入力システム３によれば、表示画面４１を注視することなく従来に比べてより確実な操作入力を行うことができる。

本実施形態では、このような操作入力判定部５５を備えることで、タッチパッド１０に対するタッチ操作等に基づく通常の操作に加えて、突出部材２０を介した操作標章４４の選択操作を受け付けることができる。このとき、ユーザーは、図７に示すように、被検知物Ｄとしての指先等の操作面１１ａ上でのスライド操作により突出状態にある目的の突出部材２０を触覚により認識した後、そのまま当該突出部材２０を押し込んで埋没状態に変化させるだけで、望みの操作入力を行うことができる。すなわち、ユーザーは、突出状態にある突出部材２０をボタンに見立て、その模擬的なボタンを押し込むという直感的な操作によって操作入力を行うことができる。従って、本実施形態に係る操作入力装置４及び操作入力システム３によれば、利便性に優れた操作入力を行うことができる。

４．操作入力受付処理の処理手順
本実施形態に係る操作入力システム３による操作入力受付処理の処理手順について、図９を参照して説明する。以下に説明する操作入力受付処理の手順は、操作入力演算部５０の各機能部を構成するハードウェア又はソフトウェア（プログラム）或いはその両方により実行される。上記の各機能部がプログラムにより構成される場合には、操作入力演算部５０を含む制御演算部６が有する演算処理装置が、各機能部を構成するプログラムを実行するコンピュータとして動作する。

図９に示すように、操作入力受付処理では、まず各種の準備処理が実行される（ステップ＃０１）。この準備処理には、例えば表示画像イメージを作成するためのワークエリアの準備等が含まれる。次に、実際に表示画像イメージが作成される（ステップ＃０２）。また、各突出部材２０の突出ステータスが判定される（ステップ＃０３）。その判定結果は、例えばＯＮ／ＯＦＦ等の形態で設定される。次に、ステップ＃０２で作成された表示画像イメージに基づいて表示画面４１に画像が表示され、ステップ＃０３で判定された突出ステータスに基づいて駆動機構３０により突出部材２０が進退駆動される（ステップ＃０４）。本実施形態では、表示画面４１の入力フィールド４８に対応して、所定の突出部材２０が突出状態とされる。この状態で、操作入力判定部５５により、タッチパッド１０及び表示入力装置４０のタッチパネルに対する操作入力の入力判定処理が実行される（ステップ＃０５）。

以下、入力判定処理の具体例を図１０〜図２５を利用して説明する。図１０〜図２５では、図６や図８に示した表示入力装置４０とタッチパッド１０との関係を簡略的に示している。図１０〜図１５は、図６に例示したように、表示画面４１に表示されている既入力文字Ｃ（報知標章）に対応する突出部材２０を突出させ、ユーザーによる当該突出部材２０への操作入力、及び表示画面４１への操作入力に応じて表示画面４１を変更する例を示している。図１６〜図１９は、その場合の変形例を示している。また、図２０〜図２５は、図８に例示したように既入力文字Ｃの文字間Ｇに対応して突出部材２０を突出させ、ユーザーによる当該突出部材２０への操作入力、及び表示画面４１への操作入力に応じて表示画面４１を変更する例を示している。

はじめに、図１０〜図２５に共通する点について説明する。表示入力装置４０のタッチパネル等へのユーザーによる操作によって表示画面４１には、ナビゲーション装置１の目的地を検索する検索画面が表示されている（図６、図８等参照。）。ここで、ユーザーは、表示画面４１上（タッチパネル上）の文字キー４４ａをタッチ操作して、文字入力を行う。ユーザーにより入力された文字は、入力フィールド４８に入力順に表示される。図１０〜図２５に示す例では、「ＹＯＫＯＨＡ」と入力されている例を示している。これは例えば、「ＹＯＫＯＨＡＭＡ」と入力する途中を示しているが、図１０〜図２５では、ユーザーが「ＹＯＫＯＳＵＫＡ」と入力するつもりで、誤って「ＹＯＫＯＨＡＭＡ」と入力しようとし、６文字目の「ＹＯＫＯＨＡ」まで入力したところで気がつき、入力を修正する場合を例示している。

検索画面には、クリヤーキー４４ｃも設けられているが、本実施形態では、クリヤーキー４４ｃは、いわゆるバックスペースキーである。従って、ユーザーは２文字分消去した後に再入力する必要がある。本例では、戻る文字数が少ないが戻る必要のある文字数が多い場合などでは、戻るための操作数が多くなるばかりでなく、消去する必要のない文字まで消去して再入力する必要が生じ、ユーザーの利便性を損なう可能性がある。図１０〜図２５に示す例では、クリヤーキー４４ｃを用いて、文字列の末尾から先頭へ１文字ずつ入力済みの文字を消去しながら所望の再入力位置へ戻ることなく、タッチパッド１０を用いて、直接に所望の再入力位置へと入力カーソル４５を移動させる。

〔第１例〕
はじめに図１０〜図１５を利用して第１例について説明する。図１０は、ユーザーが表示画面４１上（タッチパネル上）の文字キー４４ａをタッチ操作して、「ＹＯＫＯＨＡ」まで入力した状態を示している。入力フィールド４８には、「Ｙ」、「Ｏ」、「Ｋ」、「Ｏ」、「Ｈ」、「Ａ」の６つの既入力文字Ｃが表示される。また、入力フィールド４８には、既入力文字Ｃによる文字列「ＹＯＫＯＨＡ」の末尾に続いて次の文字が入力される位置を示す入力カーソル４５が表示される。この際、タッチパッド１０の操作面１１ａには、６つの既入力文字Ｃの配列に対応付けて、既入力文字Ｃのそれぞれに対応する既入力文字割当領域Ｉ１（図４参照）が設定され、それら既入力文字割当領域Ｉ１に対応する突出部材２０が突出制御部５２により突出状態に制御される。図１０に示すように、６つの既入力文字Ｃに対応して、６組の突出部材２０の対が突出状態に制御されている。

ここで、「ＹＯＫＯＨＡＭＡ」ではなく「ＹＯＫＯＳＵＫＡ」と入力するために、「ＹＯＫＯＨＡ」まで入力済みの文字列の「Ｈ」から後を修正する。修正指示位置Ｐに対応する既入力文字Ｃは「Ｈ」であり、当該既入力文字Ｃは文字列の５番目であるから、６組の突出部材２０の対の内、左から５番目の対が操作対象突出部材２０ａとなる。ユーザーは、被検知物Ｄ（例えばユーザーの指）を当該操作対象突出部材２０ａの位置に移動させる（図１０参照）。そして、ユーザーは、当該操作対象突出部材２０ａを押し込んで埋没状態に変化させる（図１１参照）。操作入力判定部５５は、埋没状態に変化した突出部材２０（操作対象突出部材２０ａ）への操作の有無を判定し、描画制御部５４に判定結果を提供する。つまり、操作対象突出部材２０ａに対応する既入力文字Ｃ（「Ｈ」）は、ユーザーによる操作入力があった選択文字Ｓであると判定され、その結果が描画制御部５４に提供される。描画制御部５４は、操作対象突出部材２０ａに対応する既入力文字Ｃである「Ｈ」に入力カーソル４５を重畳させる。既入力文字Ｃである「Ｈ」は、例えば所定時間、反転表示された後、消去され、その位置には入力カーソル４５のみが表示される（図１１〜図１２参照）。

図１１及び図１２に示すように、入力カーソル４５は、入力フィールド４８における文字列の末尾に続く位置から文字列の途中へと移動されている。本例では、入力カーソル４５が本来存在すべき位置（文字列の末尾に続く位置：入力カーソル初期位置４５ａ）に対応する突出部材２０が、文字列に対応する突出部材２０の並びから所定の距離だけ離れた位置において突出状態に制御される。つまり、文字列を示す突出部材２０と、入力カーソル初期位置４５ａを示す突出部材２０とが、明確に区別可能に配置される。例えば、図１１及び図１２に示すように、文字列に対応する突出部材２０は、操作面１１ａの左端から順に配置し、入力カーソル初期位置４５ａに対応する突出部材２０は、操作面１１ａの右端に配置すると好適である。なお、入力カーソル初期位置４５ａに対応する突出割当領域Ｉとして、図４では不図示であるが、例えば、入力カーソル初期位置割当領域（入力待ち標章初期位置割当領域）が設定されると好適である。

図１２に示すように、入力カーソル４５が「ＹＯＫＯ」と「Ａ」との間に再配置されると共に、操作対象突出部材２０ａは、再び、既入力文字Ｃに対応して突出状態に制御される。なお、この際、図１２〜図１４に示すように、文字列の途中に配置されている入力カーソル４５も既入力文字Ｃとして扱われると、文字数と突出部材２０の対の突出数との関係をユーザーが把握し易く、好適である。そして、突出制御部５２は、入力カーソル４５から新たに入力される文字を含めて、入力フィールド４８に表示される既入力文字Ｃの配列に対応付けて、操作面１１ａに突出割当領域Ｉ（既入力文字割当領域Ｉ１）を設定して、突出割当領域Ｉに含まれる突出部材２０を突出状態に制御する（図１３参照）。

図１３に示すように、「Ｓ」、「Ｕ」、「Ｋ」の３文字を新たに入力することによって、修正は完了する。ここで、文字列の途中から、入力カーソル初期位置４５ａ（入力待ち標章初期位置）に入力カーソル４５を戻すために、入力カーソル初期位置４５ａに対応する突出部材２０が、操作対象突出部材２０ａとしてユーザーによって操作される。つまり、図１４に示すように、ユーザーは、操作面１１ａの右端部において突出状態となっている操作対象突出部材２０ａに被検知物Ｄ（例えばユーザーの指）を移動させ、操作対象突出部材２０ａを押し込んで埋没状態に変化させる。

描画制御部５４は、操作対象突出部材２０ａに対応する位置である入力カーソル初期位置４５ａに入力カーソル４５を移動させる。つまり、描画制御部５４は、文字列の途中に配置されていた入力カーソル４５を初期位置に復帰させる（図１５参照）。さらに、文字入力が必要な場合、例えば「ＹＯＫＯＳＵＫＡＳＨＩ」などと入力する場合には、初期位置に復帰した入力カーソル４５の位置から、新たに「Ｓ」、「Ｈ」、「Ｉ」を入力することができる。検索に必要な全ての文字を入力フィールド４８に入力すると、ユーザーは表示画面４１の検索キー４４ｂをタッチ操作する。この操作によって、目的地が検索される。

〔第１例の変形例〕
図１０〜図１５を用い上述した第１例では、表示画面４１に表示されている既入力文字Ｃ（報知標章）に対応する突出部材２０を突出させ、それらの突出部材２０へのユーザーの操作入力に応じて、入力カーソル４５を当該既入力文字Ｃ上に上書きする例を示した。下記に説明する変形例では、入力カーソル４５を当該既入力文字Ｃの前、又は後ろに設定する。例えば、図１６に示すように、ユーザーは、既入力文字Ｃの「Ｈ」に対応する左から５番目の突出部材２０の対である操作対象突出部材２０ａを押し込んで埋没状態に変化させる。操作入力判定部５５は、操作対象突出部材２０ａに対応する既入力文字Ｃの「Ｈ」が、ユーザーによる操作入力があった選択文字Ｓであると判定する。そして、操作入力判定部５５は、操作対象突出部材２０ａに対応する既入力文字Ｃである「Ｈ」の前、つまり、「Ｈ」と「Ｈ」の前の「Ｏ」との文字間Ｇを、選択文字Ｓに対応する修正指示位置Ｐであると判定し、その判定結果を描画制御部５４に提供する。描画制御部５４は、図１７に示すように、この修正指示位置Ｐに入力カーソル４５を移動させる。入力カーソル初期位置４５ａに対応する突出部材２０は、文字列に対応する突出部材２０の並びから所定の距離だけ離れた位置において突出状態に制御される。

図１６及び図１７を利用して上述した変形例は、入力カーソル４５を選択文字Ｓの前に設定する場合を示したが、以下、図１８及び図１９を利用して、入力カーソル４５を選択文字Ｓの後ろに設定する場合の変形例を説明する。

図１８に示すように、ユーザーは、既入力文字Ｃの「Ｈ」に対応する左から５番目の突出部材２０の対である操作対象突出部材２０ａを押し込んで埋没状態に変化させる。操作入力判定部５５は、操作対象突出部材２０ａに対応する既入力文字Ｃの「Ｈ」が、ユーザーによる操作入力があった選択文字Ｓであると判定する。そして、操作入力判定部５５は、操作対象突出部材２０ａに対応する既入力文字Ｃである「Ｈ」の後ろ、つまり、「Ｈ」と「Ｈ」の後ろの「Ａ」との文字間Ｇを、選択文字Ｓに対応する修正指示位置Ｐであると判定し、その判定結果を描画制御部５４に提供する。描画制御部５４は、図１９に示すように、この修正指示位置Ｐに入力カーソル４５を移動させる。入力カーソル初期位置４５ａに対応する突出部材２０は、文字列に対応する突出部材２０の並びから所定の距離だけ離れた位置において突出状態に制御される。

図１６〜図１９を用いて例示した変形例においては、選択文字Ｓとなる既入力文字Ｃが消去されずにそのまま残ることになる。従って、必要に応じて、表示画面４１に表示されているクリヤーキー４４ｃを利用して不要な文字を消去すると好適である。

〔第２例〕
以下、図２０〜図２５を利用して、図８に例示したように既入力文字Ｃの文字間Ｇに対応して突出部材２０を突出させ、それらの突出部材２０へのユーザーの操作入力に応じて表示画面４１を変更する例（第２例）について説明する。図２０は、ユーザーが文字キー４４ａをタッチ操作して文字入力を行い、入力フィールド４８に「Ｙ」、「Ｏ」、「Ｋ」、「Ｏ」、「Ｈ」、「Ａ」の６つの既入力文字Ｃが表示された状態を示している。入力カーソル４５は、入力カーソル初期位置４５ａに表示されている。この際、タッチパッド１０の操作面１１ａには、６つの既入力文字Ｃの配列に対応付けて、既入力文字Ｃの文字間Ｇにそれぞれに対応する既入力文字間割当領域Ｉ２（図４参照）が設定される。そして、それら既入力文字間割当領域Ｉ２に対応する突出部材２０が突出制御部５２により突出状態に制御される。

本例では、文字列の先頭文字と入力フィールド４８の先頭側枠端との間に当たる文字間Ｇとして、文字列の前端Ｈを含んで既入力文字間割当領域Ｉ２が設定される例を示している。なお、当然ながら同様に文字列の後端Ｔを含んで既入力文字間割当領域Ｉ２が設定されてもよいが、文字列の後端Ｔは、入力カーソル初期位置４５ａでもある。従って、本例では、文字列の後端Ｔは、入力カーソル初期位置４５ａとして突出割当領域Ｉ（入力カーソル初期位置割当領域）が設定される。本例では、図２０に示すように、６つの既入力文字Ｃに対応する６つの文字間Ｇ（前端Ｈと５つの文字間Ｇ）に対応して、６組の突出部材２０の対が突出状態に制御されている。従って、別の観点からは、６つの既入力文字Ｃの前の位置に対応する６つの文字前位置に対応して、６組の突出部材２０の対が突出状態に制御されるということもできる。

ここで、「ＹＯＫＯＨＡＭＡ」ではなく「ＹＯＫＯＳＵＫＡ」と入力するために、「ＹＯＫＯＨＡ」まで入力済みの文字列の「Ｈ」から後を修正する。修正指示位置Ｐに対応する文字間Ｇは「Ｈ」と「Ａ」との間であり、当該文字間Ｇは既入力文字Ｃの文字列において６番目であるから、６組の突出部材２０の対の内、左から６番目の対が操作対象突出部材２０ａとなる。ユーザーは、被検知物Ｄ（例えばユーザーの指）を当該操作対象突出部材２０ａの位置に移動させる（図２０参照）。そして、ユーザーは、当該操作対象突出部材２０ａを押し込んで埋没状態に変化させる（図２１参照）。操作入力判定部５５は、埋没状態に変化した突出部材２０（操作対象突出部材２０ａ）への操作の有無を判定する。操作入力判定部５５は、操作対象突出部材２０ａに対応する文字間Ｇ（「Ｈ」と「Ａ」との間の文字間Ｇ）が修正指示位置Ｐであると判定し、描画制御部５４にその判定結果を提供する。描画制御部５４は、この修正指示位置Ｐに入力カーソル４５を移動させる（図２１〜図２２参照）。入力カーソル初期位置４５ａに対応する突出部材２０は、文字列に対応する突出部材２０の並びから所定の距離だけ離した位置において突出状態に制御される。

上述したように、別の観点からは、６つの既入力文字Ｃの前の位置に対応する６つの文字前位置に対応して、６組の突出部材２０の対が突出状態に制御されるということもできる。この観点からは、操作入力判定部５５は、操作対象突出部材２０ａに対応する既入力文字Ｃの「Ａ」が選択文字Ｓであると判定し、当該選択文字Ｓの文字前の位置である「Ｈ」と「Ａ」との間の文字間Ｇを修正指示位置Ｐと判定するということもできる。

図２２に示すように、入力カーソル４５が「ＹＯＫＯＨ」と「Ａ」との間に再配置されると共に、操作対象突出部材２０ａは、再び、文字間Ｇに対応して突出状態に制御される。第１例と同様に、この際、文字列の途中に配置されている入力カーソル４５も既入力文字Ｃとして扱われる。つまり、図２２において既入力文字Ｃの「Ｈ」と入力カーソル４５との間、入力カーソル４５と既入力文字Ｃの「Ａ」との間も、それぞれ文字間Ｇとして扱われる。このように構成すると、文字数（文字間数）と突出部材２０の対の突出数との関係をユーザーが把握し易い。

ところで、本例では、単なる文字の途中挿入ではなく、「ＹＯＫＯＨＡＭＡ」と入力してしまうところを「ＹＯＫＯＳＵＫＡ」に変更する。従って、「Ｈ」の文字は不要であり、ユーザーは表示画面４１上のクリヤーキー４４ｃを用いて入力カーソル４５の前の既入力文字Ｃである「Ｈ」を消去する。そして、ユーザーは、文字キー４４ａを用いて「Ｓ」、「Ｕ」、「Ｋ」の３文字を修正指示位置Ｐである入力カーソル４５の位置から新たに入力する。突出制御部５２は、入力カーソル４５から新たに入力される文字を含めて、入力フィールド４８に表示される既入力文字Ｃの配列に対応付けて、操作面１１ａに突出割当領域Ｉ（既入力文字間割当領域Ｉ２）を設定して、突出割当領域Ｉに含まれる突出部材２０を突出状態に制御する（図２３参照）。

図２３に示すように、「Ｓ」、「Ｕ」、「Ｋ」の３文字を新たに入力することによって、修正は完了する。その後、文字列の途中から入力カーソル初期位置４５ａ（入力待ち標章初期位置）に入力カーソル４５を戻すために、入力カーソル初期位置４５ａに対応する突出部材２０が、操作対象突出部材２０ａとしてユーザーによって操作される。つまり、図２４に示すように、ユーザーは、操作面１１ａの右端部において突出状態となっている操作対象突出部材２０ａに被検知物Ｄ（例えばユーザーの指）を移動させ、操作対象突出部材２０ａを押し込んで埋没状態に変化させる。

描画制御部５４は、操作対象突出部材２０ａに対応する位置である入力カーソル初期位置４５ａに入力カーソル４５を移動させる。つまり、描画制御部５４は、文字列の途中に配置されていた入力カーソル４５を初期位置に復帰させる（図２５参照）。さらに、文字入力が必要な場合、例えば「ＹＯＫＯＳＵＫＡＳＨＩ」などと入力する場合には、初期位置に復帰した入力カーソル４５の位置から、新たに「Ｓ」、「Ｈ」、「Ｉ」を入力することができる。検索に必要な全ての文字を入力フィールド４８に入力すると、ユーザーは表示画面４１の検索キー４４ｂをタッチ操作する。この操作によって、目的地が検索される。

５．その他の実施形態
最後に、本発明に係る操作入力システムの、その他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）上記実施形態では、目的地検索を例として説明したが、ナビゲーション装置１は、インターネットなどのネットワークに接続可能に構成されている場合がある。その場合には、いわゆるインターネットブラウザのアドレス入力や、当該ブラウザを用いた任意の検索においても上記態様を適用することが可能である。

（２）上記実施形態においては、修正指示位置Ｐに設定された入力カーソル４５の位置から連続して複数の文字が入力され、必要な文字入力を終えた後、入力カーソル初期位置４５ａに対応する突出部材２０が、ユーザーによって操作されて、入力カーソル初期位置４５ａに入力カーソル４５が戻される例を示した。しかし、この形態に限定されることはなく、入力カーソル初期位置４５ａに対応して突出部材２０が突出状態に制御されない形態を採ることも可能である。つまり、修正指示位置Ｐに設定された入力カーソル４５の位置において、１つの入力操作が実施されると、その都度、入力カーソル４５が入力カーソル初期位置４５ａに復帰するように構成されていてもよい。なお、「入力操作」には、文字キー４４ａを利用した文字入力の他、クリヤーキー４４ｃを利用した消去入力も含まれる。入力カーソル４５が自動的に復帰する態様の一例として、修正指示位置Ｐに設定された入力カーソル４５の位置において、１文字入力された後に、入力カーソル４５が入力カーソル初期位置４５ａに復帰するように構成することができる。また、修正指示位置Ｐに設定された入力カーソル４５の位置において、１文字消去された後に、入力カーソル４５が入力カーソル初期位置４５ａに復帰するように構成することができる。

（３）上記の実施形態では、駆動機構３０が、突出部材２０を突出状態及び埋没状態のうちのいずれかの状態とする構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、突出部材２０を突出状態と埋没状態との間の中間状態とすることができるように駆動機構３０を構成しても良い。この場合、突出制御部５２が、操作面１１ａに対する突出部材２０の突出方向（進退動作方向Ｚ）の位置を段階的に制御するように構成し、突出部材２０を段階的に突出可能としても良い。

（４）上記の実施形態では、駆動機構３０が圧電素子３１と摺動機構３２と突出制御部５２とを備える構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、進退動作方向Ｚに沿って突出部材２０を進退動作させて、突出部材２０を突出状態と埋没状態との間で移動させることが可能な機構であれば、駆動機構３０の具体的構成は任意である。例えば液圧や気圧等の流体圧を利用する駆動機構３０や、電磁石等の電磁力を利用する駆動機構３０を用いても良い。

（５）上記の実施形態では、操作面１１ａに対して直交する方向に設定された進退動作方向Ｚに沿って突出部材２０が進退駆動される構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、進退動作方向Ｚが操作面１１ａに対して直交せずに傾斜した方向に設定された構成としても良い。この場合において、例えば上記の実施形態のようにセンターコンソール部にタッチパッド１０が略水平に配置されている場合には、進退動作方向Ｚを運転席側に傾斜させて設定しても好適である。

（６）上記の実施形態では、操作面１１ａに接触又は近接する被検知物Ｄを検知可能な静電容量式のタッチパッド１０を用いた構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、静電容量式のタッチパッド１０に代えて抵抗膜式のタッチパッド１０を利用しても良い。また、操作面１１ａに接触する被検知物Ｄを検知可能な感圧式のタッチパッド１０を利用しても良い。

（７）上記の実施形態では、表示される操作標章４４が、２つ一組の突出部材２０により２つ並んだ突起部の形態に変形して表現される構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、操作標章４４が１つの突出部材２０により単一の突起部の形態に簡略化して表現される構成としても良い。また、３つ以上の突出部材２０により全体として所定形状を呈する突起部群の形態に変形して表現される構成としても良い。

（８）上記の実施形態では、突出状態検知部５６が、位置センサから取得される情報に基づいて各突出部材２０の実際の突出ステータスを検知する構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば突出状態検知部５６を、駆動機構３０に備えられる圧電素子３１の特性を利用し、圧電素子３１をセンサ素子として用いて構成することも可能である。上述したように、突出制御部５２が突出部材２０を進退駆動する際、所定時間経過後に電圧印加が停止される。そのため、その後、突出部材２０及び連結部材３３を介して圧電素子３１に加えられる外力（ユーザーによる押込力）を電気信号として検知可能に構成することで、ユーザーによる突出部材に対する操作（押込操作）を検知可能な構成を実現し得る。そして、その検知された押込操作と、ステータス判定部５１により判定される各突出部材２０の突出ステータスとに基づいて、突出状態検知部５６が各突出部材２０の実際の突出ステータスを検知する構成を実現し得る。すなわち、突出状態にある突出部材２０に対応する圧電素子３１からの電気信号が検知された場合に、突出状態検知部５６はその突出部材２０が埋没状態となったと判定する。また、埋没状態にある突出部材２０に対応する圧電素子３１を振動させ、タイマー等で所定時間の経過が判定された場合に、突出状態検知部５６はその突出部材２０が突出状態となったと判定する。

（９）上記の実施形態では、操作入力演算部５０が各機能部（５１〜５６）を備えている構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、上記の実施形態で説明した機能部の割り当ては単なる一例であり、複数の機能部を組み合わせたり、１つの機能部を更に区分けしたりすることも可能である。

（１０）上記の実施形態では、車載用のナビゲーション装置１に対する操作入力を行うための操作入力装置４を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えば上記の実施形態において説明したナビゲーション装置１の各構成がサーバ装置と車載端末装置とに分かれて備えられたナビゲーションシステムや、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機、各種機械の制御装置等の他のシステム又は機器も、本発明に係る操作入力装置による操作入力の対象となり得る。

（１１）その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、本願の特許請求の範囲に記載されていない構成に関しては、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。例えば、第二状態は、突出部材２０の先端部の高さが最大突出量未満の高さであって、操作面１１ａの以上の高さに制御される状態であっても良い。即ち、ユーザーが第一状態及び第二状態を区別可能な状態であれば良い。

本発明は、ポインティングデバイスとしてのタッチパッドを備えた操作入力システムに好適に利用することができる。

３ 操作入力システム
１０ タッチパッド
１１ 操作板
１１ａ 操作面
１２ 孔部
２０ 突出部材
４０ 表示入力装置
４１ 表示画面
４４ａ 文字キー（入力用文字標章）
４５ 入力カーソル（入力待ち標章）
４８ 入力フィールド（文字入力領域）
５２ 突出制御部
５５ 操作入力判定部
Ｃ 既入力文字
Ｄ 被検知物
Ｇ 文字間
Ｈ 前端
Ｉ 割当領域
Ｉ１ 既入力文字割当領域
Ｉ２ 既入力文字間割当領域
Ｐ 修正指示位置
Ｓ 選択文字
Ｔ 後端

Claims (6)

1. 正面に操作面が形成された操作板を有し、前記操作面に接触又は近接する被検知物を検知して当該検知位置に応じた入力を受け付けるタッチパッドと、
   前記操作面に沿って所定の規則で配列されていると共に、先端部が前記操作板を貫通して前記操作面から突出可能に設けられた複数の突出部材と、
   前記操作面に対する前記突出部材の突出方向の位置を制御する突出制御部と、
   前記先端部の高さが前記操作面よりも高い第一状態と前記先端部の高さが前記操作面以下の第二状態とを識別可能に検知する突出状態検知部と、
   前記突出状態検知部により前記突出部材が第一状態から第二状態に変化したことを検知した場合に、当該突出部材への操作入力があったことを判定する操作入力判定部と、
   前記タッチパッドとは別に設けられ、表示画面を有して当該表示画面に画像を表示すると共に当該表示画面に接触又は近接する被検知物を検知して当該検知位置に応じた入力を受け付ける表示入力装置と、を備え、
   前記表示入力装置は、少なくとも文字入力に必要な文字が配列された複数の入力用文字標章を表示すると共に当該入力用文字標章に接触又は近接する被検知物を検知して文字入力を受け付け、既に入力を受け付けた文字である既入力文字を受け付けた順に文字入力領域に表示するものであり、
   前記突出制御部は、前記文字入力領域に表示される前記既入力文字の配列に対応して予め規定された規定位置に対応する突出割当領域を前記操作面に設定すると共に、前記突出割当領域に対応する前記突出部材を前記第一状態とし、
   前記操作入力判定部は、前記第一状態から前記第二状態に変化した前記突出部材が含まれる前記突出割当領域に対応する修正指示位置を判定し、
   前記表示入力装置は、前記修正指示位置に最新の文字入力を受け付ける位置を示す入力待ち標章を表示し、当該修正指示位置から前記入力用文字標章を介した操作入力を受け付ける操作入力システム。
2. 前記突出制御部は、前記突出割当領域として、前記文字入力領域に表示される前記既入力文字の配列に対応付けて、前記既入力文字のそれぞれに対応する既入力文字割当領域を前記操作面に設定し、
   前記操作入力判定部は、前記第一状態から前記第二状態に変化した前記突出部材が含まれる前記既入力文字割当領域に対応する前記既入力文字を、操作入力があった選択文字であると判定すると共に、当該選択文字に対応する前記修正指示位置を判定する請求項１に記載の操作入力システム。
3. 前記修正指示位置は、文字入力を受け付けた順において前記選択文字の前、又は、前記選択文字の後ろ、又は、前記選択文字上である請求項２に記載の操作入力システム。
4. 前記突出制御部は、前記突出割当領域として、前記文字入力領域に表示される前記既入力文字の配列に対応付けて、前記既入力文字のそれぞれの文字間の位置に対応する既入力文字間割当領域を前記操作面に設定し、
   前記操作入力判定部は、前記第一状態から前記第二状態に変化した前記突出部材が含まれる前記既入力文字間割当領域に対応する文字間の位置を、修正指示位置であると判定する請求項１に記載の操作入力システム。
5. 前記既入力文字間割当領域は、前記既入力文字の文字列の前端及び後端少なくとも一方を含んで設定される請求項４に記載の操作入力システム。
6. 前記表示入力装置が前記修正指示位置に前記入力待ち標章を表示させた後、前記突出制御部は、前記第一状態から前記第二状態に変化した前記突出部材を前記第一状態に復帰させ、前記修正指示位置から入力される文字も含めて、前記文字入力領域に表示される前記既入力文字の配列に対応付けて前記突出割当領域を設定して前記突出部材を前記第一状態とする請求項１から４の何れか一項に記載の操作入力システム。
   

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