JP5773214B2 - 入力システム - Google Patents

Description

本発明は、表示画面を有する表示装置と、表示装置に対して離間して設けられた操作面を有し、操作面に対する操作を検出する入力検出装置と、制御装置と、を備えた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、表示画面を有する表示装置と、表示装置に対して離間して設けられた操作面を有し操作面に対する操作を検出する入力検出装置と、制御装置と、を備えた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、入力検出装置の一例としてのタッチパッドの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なぞり操作することで、当該入力検出装置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）を利用して操作入力を行うことができるようにした入力システムが提案されている。例えば特開２０１１−５４１９６号公報（特許文献１）には、表示画面上に表示される操作カーソルの位置が操作標章の位置に一致している場合に、操作面に対して振動等による触覚フィードバックを与え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、アクチュエータからの振動が入力検出装置全体を介してフィードバックされるので、操作カーソルと操作標章との位置が一致していることの触覚による識別には曖昧さが残る。この点で、従来の入力システムには改善の余地があった。

特開２０１１−０５４１９６号公報

そこで、表示画面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可能な入力システムの実現が望まれる。

本発明に係る、表示画面を有する表示装置と、前記表示装置に対して離間して設けられた操作面を有し、前記操作面に対する操作を検出する入力検出装置と、制御装置と、を備えた入力システムの特徴構成は、前記操作面に隆起部を形成可能な隆起形成装置を備え、前記隆起形成装置は、前記操作面に対して交差する方向に沿って進退する複数のピン状の突出部材を備え、当該突出部材を前記操作面から突出させて前記隆起部を形成可能に構成され、前記操作面には、複数の前記突出部材と同数の貫通孔が設けられていると共に、前記貫通孔のそれぞれに１つの前記突出部材が貫通し、前記入力検出装置は、前記貫通孔のそれぞれを囲む領域で、入力を受け付け可能であり、前記制御装置は、前記表示画面に表示する選択操作可能な操作標章を制御すると共に、前記操作標章の前記表示画面での配置に基づいて前記操作面における前記隆起部の位置を決定し、当該決定された位置に前記隆起部を形成するように前記隆起形成装置を制御し、前記表示画面に表示されている前記操作標章に対する選択操作の有無を判定する選択操作判定部を更に備え、前記選択操作判定部は、突出した状態とされた前記突出部材の前記操作面上における座標位置を囲む所定領域内で前記入力検出装置により入力を受け付けた場合に、当該突出部材に対応する前記操作標章の選択操作があったと判定する点にある。

この特徴構成によれば、制御装置が隆起形成装置を制御することで、表示画面に表示される表示内容に応じた操作面の位置に隆起部を形成することができる。操作面の他の部分に比べて明確に隆起する隆起部を形成することで、使用者に対して、その位置を直接的に触覚認識させることができる。これにより、表示画面における表示内容と触覚により認識される隆起部の全体的な形状とを容易に関連付けさせることができ、入力検出装置を介した望みの操作入力を容易に行わせることができる。従って、表示画面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可能な入力システムを提供することができる。

また、表示画面における機能要素と触覚により認識される隆起部の全体的な形状とを容易に関連付けさせることができる。よって、入力検出装置を介して望みの機能要素に対する操作入力を容易に行わせることができる。従って、表示画面を注視することなく容易に望みの処理を実行させることができる。

また、前記表示内容は、複数の前記操作標章を含み、前記制御装置は、複数の前記操作標章間の相対的な配置に基づいて前記操作面における前記隆起部の位置を決定すると好適である。

この構成によれば、表示画面における複数の機能要素の配置関係と触覚により認識される隆起部の全体的な形状とを容易に関連付けさせることができる。よって、入力検出装置を介して、複数の機能要素の中から選択される望みの機能要素に対する操作入力を容易に行わせることができる。

また、前記隆起形成装置は、前記操作面に複数の前記隆起部を形成可能であって、
前記制御装置は、前記表示画面における複数の前記操作標章間の相対的な配置に対応させて前記操作面における複数の前記隆起部を形成するように複数の前記隆起部の位置を決定すると好適である。

この構成によれば、表示画面における複数の機能要素の配置関係と操作面における複数の隆起部の配置関係とを１対１に対応させることができる。よって、表示画面における表示内容と触覚により認識される隆起部の全体的な形状とを容易かつ適切に関連付けさせることができる。従って、より確実な操作入力が可能となる。

また、前記制御装置は、前記操作標章に対応する前記隆起部に対する押し込み操作が検出された場合には、当該操作標章に対する選択操作の入力を受け付けると好適である。

この構成によれば、機能要素の一種としての操作標章に対応する隆起部に対する押し込み操作の検出に基づいて、当該操作標章に対する選択操作の入力を受け付けることができる。よって、その操作標章に関連付けられた処理の実行開始判定を適切に行うことができる。

また、前記表示内容は、当該表示画面を複数の区画に区切るための区画線を含み、前記制御装置は、前記区画線の前記表示画面での配置に基づいて前記操作面における前記隆起部の位置を決定すると好適である。

この構成によれば、表示画面における区画線に対応させて、操作面に隆起部を形成することができる。よって、表示画面における複数の区画に対応させて、操作面にも隆起部で区切られた複数の領域（区画）を設定することができる。従って、表示画面における望みの区画での操作入力を容易に行わせることができる。

また、前記制御装置は、前記区画線に対応する前記隆起部によって区切られた前記操作面における区画毎に操作入力を受け付けると好適である。

この構成によれば、表示画面における複数の区画のそれぞれにおける表示内容に応じて、操作入力を適切に受け付けることができる。

また、前記制御装置は、前記区画線に対応する前記隆起部に対する押し込み操作が検出された場合には、当該隆起部を復帰させる復帰処理を実行すると好適である。

区画線は、例えば表示画面が複数の区画に分割されている場合において隣り合う区画を区切ることで表示内容を整理する。このような区画線に対応する隆起部は、押し込み操作がなされても何らかの処理が実行される訳ではないが、それ以外の表示内容に対応する隆起部の整理のためには形成されることが好ましい。そこで、上記の構成のように、区画線に対応する隆起部に対する押し込み操作の検出に基づいて復帰処理を実行することで、操作面において、表示内容に応じた隆起部が適切に整理された状態を維持できる。

また、前記制御装置は、前記隆起部に対する押し込み操作が検出された場合に、前記操作面での操作位置に基づいて、当該押し込み操作の対象となった前記隆起部に対応する前記表示内容の要素を判定し、当該要素に対する操作入力を受け付けると好適である。

この構成によれば、表示内容を構成する各要素のうち、押し込み操作が検出された操作面上の操作位置に応じた要素に対する操作入力を適切に受け付けることができる。つまり、表示画面における表示内容と触覚により認識される隆起部の操作面上での位置との対応付けに基づく、入力検出装置を介した操作入力の実効性を確保することができる。

また、前記制御装置は、前記操作面上でのなぞり操作を優先的に受け付けるなぞり操作受付領域を、前記隆起部を形成可能な前記操作面の一部に設定すると共に、前記操作面における前記なぞり操作受付領域に前記隆起部を形成せず、前記操作面における前記なぞり操作受付領域以外の領域に前記隆起部を形成すると好適である。

この構成によれば、操作面に設定されるなぞり操作受付領域には隆起部が形成されないので、当該領域で行われるなぞり操作が妨げられることがない。よって、なぞり操作受付領域においてなぞり操作を適切に受け付けつつ、それ以外の領域では隆起部による案内機能も利用しながら表示内容に応じた操作入力を適切に受け付けることができる。

また、前記突出部材は、外部からの押し込み操作によって前記操作面以下の位置まで押し込み可能に支持されていると好適である。

この構成によれば、操作面に対して交差する方向に沿って進退する突出部材を操作面から突出させることで、適切に隆起部を形成することができる。このとき、そのような隆起部を突出部材により形成することで、触覚による位置認識の確実性を向上させることができる。また、突出部材が操作面以下の位置まで押し込み可能に支持されているので、突出部材が設けられた位置における操作面への操作が許容される。よって、突出部材により形成される隆起部によって使用者の指先等をその使用者の望む位置に案内しつつ、操作面への操作入力を受け付けることができる。よって、表示画面を注視することなく行われ得る操作入力の確実性を向上させることができる。

また、前記制御装置は、前記操作標章に対応する前記隆起部に対する押し込み操作が検出された場合には、当該操作標章に対する選択操作の入力を受け付け、前記表示内容は、当該表示画面を複数の区画に区切るための区画線を更に含み、前記制御装置は、前記区画線の前記表示画面での配置にも基づいて前記操作面における前記隆起部の位置を決定し、前記制御装置は、前記区画線に対応する前記隆起部に対する押し込み操作が検出された場合には、当該隆起部を復帰させる復帰処理を実行し、前記操作標章に対応する前記隆起部に対する押し込み操作が検出された場合には、前記復帰処理を実行せずそのままの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 ナビゲーション装置の概略構成を示すブロック図 操作入力システムの概略構成を示すブロック図 操作入力装置に備えられるタッチパッドの斜視図 駆動機構の構成を示す断面図 操作入力システムを利用した操作入力の一例を示す図 操作入力システムを利用した操作入力の一例を示す図 操作入力システムを利用した操作入力の一例を示す図 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 第一の実施形態に係る入力判定処理の処理手順を示すフローチャート 操作入力システムを利用した操作入力の一例を示す図 突出ステータス判定処理の処理手順を示すフローチャート 第二の実施形態に係る入力判定処理の処理手順を示すフローチャート 突出状態とされる突出部材の配置形状の他の例を示す模式図 突出状態とされる突出部材の配置形状の他の例を示す模式図 突出状態とされる突出部材の配置形状の他の例を示す模式図

１．第一の実施形態
本発明に係る入力システムの第一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）に対する予め規定された（所定の）操作入力を行うための入力システム（操作入力システム）３を例として説明する。この操作入力システム３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、タッチパッド１０と、隆起形成装置３５と、制御装置５とを備えている。本実施形態では、タッチパッド１０と隆起形成装置３５とにより操作入力装置４が構成される。従って、本実施形態に係る操作入力システム３は、表示入力装置４０と、操作入力装置４と、制御装置５とを備える。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。

１−１．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に示すように制御装置５を備えている。制御装置５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処理装置として構成されている。制御装置５は、操作入力演算部５０とナビゲーション用演算部７０とを備えている。また、制御装置５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（図６を参照）等の画像を表示する。本実施形態では、表示入力装置４０が本発明における「表示装置」に相当する。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やボタンイメージ、文字キーイメージ等が含まれる。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。表示入力装置４０は第一の操作入力手段として機能する。

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、表示入力装置４０に対して離間して設けられた操作面１１ａを有し、操作面１１ａに対する操作を検出する。すなわち、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（図６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、表示画面４１に操作カーソル４５（図６を参照）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（なぞる）ことによって、表示画面４１上で操作カーソル４５を移動させる。そして、その操作カーソル４５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。また、ユーザーは、表示画面４１に表示された操作標章４４以外の位置に操作カーソル４５が位置する状態で操作面１１ａを所定操作することで、例えば地図上の地点選択等を行うことができる。本実施形態では、タッチパッド１０が本発明における「入力検出装置」に相当し、このタッチパッド１０は第二の操作入力手段として機能する。

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。音声入力装置８７は第三の操作入力手段として機能する。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。

本発明では、ナビゲーション装置１と情報伝達可能に接続された各機器のうち、第二の操作入力手段としてのタッチパッド１０の具体的構成に関して、従来品との対比において新規な特徴を有している。そこで以下では、タッチパッド１０を含んで構成される操作入力装置４の構成、及び当該操作入力装置４を含んで構成される操作入力システム３の構成について、より詳細に説明する。

１−２．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と隆起形成装置３５とを備えている。本実施形態では、隆起形成装置３５は、突出部材２０と駆動機構３０とにより構成されている。従って、本実施形態に係る操作入力装置４は、タッチパッド１０と、突出部材２０と、駆動機構３０とを備える。操作入力装置４は、概略的には、隆起形成装置３５により、タッチパッド１０の表面に隆起部Ｕ（図５等を参照）が形成可能に構成されている。より具体的には、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）とされることにより、隆起部Ｕが形成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、このような孔部１２が複数（多数）設けられている。それぞれの孔部１２は、操作板１１の正面から見て円形状に形成されている。また、それぞれの孔部１２には、突出部材２０が挿入されている。従って本例では、突出部材２０も複数（多数）設けられ、具体的には孔部１２と同数の突出部材２０が設けられている。これら複数の孔部１２及び突出部材２０は、操作面１１ａに沿って所定の規則で配列されている。本例では、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。なお、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良い。

本実施形態では、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。

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、反突出方向側である埋没方向側（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（突出状態）となり得る。この突出状態は、進退動作方向Ｚに沿った突出部材２０の先端部の高さが操作面１１ａよりも高い状態（第一状態）である。

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（埋没状態）ともなり得る。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。この埋没状態は、進退動作方向Ｚに沿った突出部材２０の先端部の高さが操作面１１ａ以下の状態（第二状態）である。なお、突出部材２０は、筒状部材２２と連結部材３３とが摺動可能な状態で、連結部材３３及び圧電素子３１を介して駆動機構３０のハウジングに支持されている。これにより、突出部材２０は、圧電素子３１の振動とは無関係に、外部からの押込操作によっても埋没状態（第二状態）となる位置まで押し込み可能に支持されている。

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。この駆動機構３０は、操作入力演算部５０に含まれる突出制御部５２によって駆動制御される。複数の突出部材２０は、駆動機構３０により、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。なお、本実施形態では、突出部材２０と駆動機構３０とによって隆起形成装置３５が構成されている。従って、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に隆起部Ｕを形成可能な隆起形成装置３５とを組み合わせて有するとも言える。

なお、本実施形態のように、静電容量式のタッチパッド１０と圧電素子３１を用いる駆動機構３０とを組み合わせて備える構成が特に好ましい。静電容量式のタッチパッド１０は、操作面１１ａとユーザーの指先等の被検知物Ｄとの間での静電容量の変化に基づいて操作面１１ａにおける被検知物Ｄの位置を検出している。静電容量式のタッチパッド１０を備える場合において、圧電素子３１以外のアクチュエータ（例えば、モータ、ソレノイド等）を用いる駆動機構３０を更に備える場合には、その駆動に伴ってノイズが生じて静電容量が変化する可能性がある。その結果、タッチパッド１０での被検知物Ｄの位置検出精度が低下する可能性がある。これに対して、本実施形態のように駆動機構３０のアクチュエータが圧電素子３１であれば、その駆動に伴って生じるノイズが非常に小さく抑えられる。そのため、タッチパッド１０が静電容量式であったとしても、タッチパッド１０での被検知物Ｄの位置検出精度を高く維持することができる。

１−３．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制御装置５（操作入力演算部５０）とを備えている。本実施形態では、制御装置５は、ナビゲーション装置１の制御装置と共通のハードウェアを備えている。また、操作入力演算部５０は、制御装置５においてナビゲーション用演算部７０とは別の機能部として設けられている。（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とナビゲーション用演算部７０とが共通の機能部（制御演算部）として設けられても良い。また、操作入力システム３用の制御装置５とナビゲーション装置１用の制御装置とが別のハードウェアを備えても良い。操作入力装置４と表示入力装置４０とは、制御装置５（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、選択操作判定部５５を備えている。また本実施形態では、操作入力演算部５０は、状態検知部５６及び入力受付部５７を更に備えている。

ステータス判定部５１は、表示画面４１に表示される表示内容（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。制御装置５（操作入力演算部５０）は、このようなステータス判定部５１の機能により、突出ステータス判定処理を実行可能である。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。ここで、突出ステータスの１つとしての「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、他の１つとしての「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。

ここで、上述したように、表示画面４１には、自車位置周辺の地図画像の他にも、所定機能に関連付けられた操作標章４４の画像が表示され得る。例えば図６に示す例では、自車位置周辺の地図画像に重畳して、表示画面４１における下部側に設定された操作標章表示領域Ｒに、５つの操作標章４４の画像が等間隔で横一列に並んで表示されている。これらの操作標章４４は、ナビゲーション装置１や車両の各種装備類を操作する上での主要な機能に対応している。これらは、一例として、左から順にそれぞれプローブ交通情報表示機能、自車位置表示機能、目的地検索機能、オーディオ設定機能、エアコンディショナー設定機能に関連付けられている。

ステータス判定部５１は、表示画面４１に表示される表示内容に基づいて、その表示内容を構成する各要素の表示画面４１内における位置を取得する。制御装置５（操作入力演算部５０）は、このようなステータス判定部５１の機能により、要素位置取得処理を実行可能である。本実施形態では、表示内容の要素には、内容要素Ｃと機能要素Ｆと表示要素Ａとが含まれる。ここで、内容要素Ｃは、表示される実質的内容となる要素である。このような内容要素Ｃには、地図画像や自車位置マークの画像、目的地が設定されている場合における案内経路を表す画像等が含まれる。機能要素Ｆは、各種の処理の実行機能が設定された要素である。このような機能要素Ｆには、表示画面４１に表示されて選択操作可能な操作標章４４が含まれる。表示要素Ａは、表示内容を構成する要素の中で当該表示内容の整理のために設けられた要素である。このような表示要素Ａには、表示画面４１を区画する区画線が含まれる。

また、表示内容の要素には、通知要素Ｎや補助要素Ｇ等も含まれ得る。ここで、通知要素Ｎは、各種の情報をユーザーに対して通知する機能が設定された要素である。このような通知要素Ｎには、現在時刻や日付等を表示する表示標章等が含まれる。補助要素Ｇは、ユーザーによる操作入力を補助するための要素である。このような補助要素Ｇには、操作カーソル４５等が含まれる。このように、表示画面４１に表示される表示内容は、内容要素Ｃ、機能要素Ｆ、表示要素Ａ、通知要素Ｎ、及び補助要素Ｇ等の各要素の１つ以上の組み合わせによって構成さる。本実施形態では、これらのうち、機能要素Ｆとしての操作標章４４のみが隆起部Ｕの形成対象とされる場合の例について説明する。

ステータス判定部５１は、機能要素Ｆとしての各操作標章４４の表示画面４１での配置に関する情報を取得する。本実施形態では、ステータス判定部５１は、配置に関する情報として位置の情報を取得する。ステータス判定部５１は、機能要素Ｆとしての各操作標章４４の表示画面４１内における位置の情報を、表示画面４１における座標として取得する。ステータス判定部５１は、表示画面４１の座標と操作面１１ａの座標とを対応付け、表示された操作標章４４の表示画面４１上の座標に対応する操作面１１ａ上の座標に位置する１つ以上の突出部材２０について、その突出ステータスを突出状態と判定する。なお、表示画面４１の座標と操作面１１ａの座標との対応付けは、表示画面４１の形状及び大きさと操作面１１ａの形状及び大きさとに基づいて予め定められた縦横比情報（表示画面４１に対する操作面１１ａの縦横比情報）を用いて行われる。この縦横比情報に基づき、表示画面４１の座標に対する操作面１１ａの座標が取得され、或いは、操作面１１ａの座標に対する表示画面４１の座標が取得される。

本実施形態では、ステータス判定部５１は、表示された１つの操作標章４４に対してＹ方向に配列された２つ一組の突出部材２０のそれぞれについて、その突出ステータスを突出状態と判定する。一方、ステータス判定部５１は、操作標章４４が表示されていない領域の表示画面４１上の座標に対応する操作面１１ａ上の座標に位置する突出部材２０については、その突出ステータスを埋没状態と判定する。図６の例では、操作標章表示領域Ｒには５つの操作標章４４の画像が表示されているので、これらに対応する５組１０個の突出部材２０の突出ステータスが突出状態と判定される。

また、ステータス判定部５１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。図６においてオーディオ設定機能に関連付けられた操作標章４４が選択された場合には、図７に一例として示すように音量調整のための２つの操作標章４４の画像を含む画面に切り替わる。この場合、５つ並んで表示されていた操作標章４４のうち、両端の２つと中央の１つが消えると共に、残りの２つに関しては、画像は変更されるものの表示自体はそのまま維持される。そこで、一例としてそのような場合には、ステータス判定部５１は、Ｙ方向に配列された２つ一組の突出部材２０のそれぞれについて、Ｙ方向に沿って順に「埋没状態へ移行」、「変化なし」、「埋没状態へ移行」、「変化なし」、「埋没状態へ移行」のように判定する。

ステータス判定部５１は、突出部材２０のそれぞれについて判定した突出ステータス又はその差分の情報を、突出制御部５２に出力する。

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。制御装置５（操作入力演算部５０）は、このような突出制御部５２の機能により、突出制御処理を実行可能である。突出制御部５２は、ステータス判定部５１から受け取った情報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に表示される表示内容（本例では表示画面４１の所定位置に機能要素Ｆとしての操作標章４４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（隆起形成装置３５）を制御することで、突出制御部５２は、表示画面４１に表示される表示内容を構成する各要素（本例では各操作標章４４）の表示画面４１内における位置に応じた操作面１１ａの位置にある突出部材２０を、突出状態とする（図６及び図７を参照）。すなわち、突出制御部５２は、表示画面４１に特定の操作標章４４が表示されている場合に、当該操作標章４４の座標に対応する操作面１１ａ上の座標に位置する突出部材２０を突出状態とする。本実施形態では、１つの操作標章４４に対して２つ一組の突出部材２０を突出状態とする。つまり、突出制御部５２は、１つの操作標章４４を、それぞれ、操作面１１ａのＹ方向に並んだ２つの突起部の形態で表される隆起部Ｕに変形して表現する。

また、突出制御部５２は、操作標章４４が表示されていない領域の表示画面４１上の座標に対応する操作面１１ａ上の座標に位置する突出部材２０を埋没状態とする（図７を参照）。このようにして、突出制御部５２は、表示画面４１に表示されている特定の操作標章４４に対応する突出部材２０のみを突出状態とする。すなわち、制御装置５（操作入力演算部５０）は、駆動機構３０（隆起形成装置３５）を制御することにより、表示画面４１における表示内容に応じた操作面１１ａの特定位置に、突出部材２０の先端部を操作面１１ａから突出させて隆起部Ｕを形成する。そして、個々の隆起部Ｕが集合して、全体として操作面１１ａ上に隆起形状が形成される。なお、「隆起形状」は、操作面１１ａの高さを基準として表現された概念であり、例えば操作面１１ａより高くかつ突出部材２０の最大変位位置未満の高さを基準として考える場合には、「起伏形状」と表現することもできる。更に、本実施形態のように、操作面１１ａからその先端部が突出する突出部材２０により隆起部Ｕが形成される場合には、「凹凸形状」と表現することもできる。ステータス判定部５１による判定結果が突出ステータスの差分として得られる場合には、突出制御部５２は、その判定結果に基づいて、突出部材２０のそれぞれを突出状態若しくは埋没状態に維持し、又は、突出状態と埋没状態との間で切り替える。すなわち、制御装置５（操作入力演算部５０）は、既形成の隆起部Ｕを維持若しくは消失させ、又は、必要に応じて隆起部Ｕを新たに形成させる。

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。なお、突出状態とされた突出部材２０は、電圧印加の停止後は、外部からの押込操作によって、埋没状態となる位置まで進退動作方向Ｚに沿って押し込まれ得る。

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８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てなぞった際に、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。

本実施形態では、表示画面４１における操作標章表示領域Ｒ以外の領域（主に表示画面４１における上側の一部の、地図画像等の内容要素Ｃが表示される主表示領域）に対応させて、操作面１１ａにはなぞり操作受付領域Ｓ（図６を参照）が設定される。操作受付領域Ｓは、表示画面４１における主表示領域に対応させて、操作面１１ａにおけるユーザーから見て奥側（本例では進行方向の前方側）の一部に設定される。このなぞり操作受付領域Ｓは、操作面１１ａ上でのなぞり操作を優先的に受け付ける領域である。そして、本実施形態では、突出制御部５２は、なぞり操作受付領域Ｓに含まれる突出部材２０を一律に埋没状態とする。突出制御部５２は、例えば表示画面４１の主表示領域に地図画像等の内容要素Ｃや現在時刻を示す表示標章等の通知要素Ｎが表示されている場合等にも、それに対応する突出部材２０を突出状態とはせずに埋没状態とする。これにより、制御装置５（操作入力演算部５０）は、操作面１１ａにおけるなぞり操作受付領域Ｓ以外の、ユーザーから見て手前側の一部の領域にのみ、隆起部Ｕを形成する。

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。制御装置５（操作入力演算部５０）は、このような位置検知部５３の機能により、位置検知処理を実行可能である。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、描画制御部５４及び選択操作判定部５５に出力する。

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。制御装置５（操作入力演算部５０）は、このような描画制御部５４の機能により、描画制御処理を実行可能である。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（層）を生成して内容要素Ｃ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して内容要素Ｃを生成する。更に描画制御部５４は、所定の操作標章４４及び表示標章の画像イメージを含むレイヤや、所定の操作カーソル４５の画像イメージを含むレイヤを生成して、機能要素Ｆや通知要素Ｎ、補助要素Ｇ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（各要素を組み合わせて表示内容を生成）し、これを表示画面４１に表示させる。

ここで、描画制御部５４は、表示画面４１に設定された操作標章表示領域Ｒに、主要な操作標章４４を表示させる（図６を参照）。表示される操作標章４４の種別は、ユーザーからの求めや車両の走行状態等に応じて異なり得る。描画制御部５４は、状況に応じて各種の操作標章４４の表示／非表示を適宜切り替える。

また、描画制御部５４は、ユーザーからの求めに応じて操作カーソル４５の表示／非表示を適宜切り替える。本実施形態では、描画制御部５４は、位置検知部５３により操作面１１ａへの被検知物Ｄの接触又は近接を検知していない場合には、操作カーソル４５を非表示とする。一方、描画制御部５４は、位置検知部５３により操作面１１ａへの被検知物Ｄの接触又は近接が検知されている場合には、その操作面１１ａ上での検知位置に対応する表示画面４１上の位置に、本例において円形状の操作カーソル４５を表示させる。本例では、上記検知位置と操作カーソル４５の中心位置とが一致するように当該操作カーソル４５が表示される。例えばユーザーのなぞり操作により、操作面１１ａに接触した状態で被検知物Ｄがスライドし、検知位置もスライドする場合には、表示される操作カーソル４５もそれに同調して表示画面４１上を移動する。

選択操作判定部５５は、表示画面４１に表示されている操作標章４４に対する選択操作の有無を判定する。制御装置５（操作入力演算部５０）は、このような選択操作判定部５５の機能により、選択操作判定処理を実行可能である。選択操作判定部５５は、操作面１１ａに対する所定操作に基づいて、機能要素Ｆとしての操作標章４４に対する選択操作の有無を判定する。また、選択操作判定部５５は、操作標章４４に対応する隆起部Ｕに対する押込操作の有無に基づいて、操作標章４４に対する選択操作の有無を判定する。選択操作判定部５５は、そのような押込操作が検出された場合に、操作標章４４に対する選択操作の入力を受け付ける。より具体的には、選択操作判定部５５は、突出状態にある突出部材２０の位置を含む所定領域内で上記所定操作を検知した場合に、当該突出部材２０に対応する操作標章４４の選択操作があったと判定する。

本実施形態では、１つの操作標章４４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。そこで、２つ一組の突出部材２０に対して、それぞれの位置を包含する１つの操作標章割当領域Ｉ（図４を参照）が上記「所定領域」として設定される。但し、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操作標章割当領域Ｉが重複することがないように設定される。本実施形態では、操作標章割当領域Ｉが本発明における「入力受付領域」に相当する。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。

上述したように、本実施形態では、制御装置５（操作入力演算部５０）は、表示画面４１に表示する表示内容を制御すると共に、当該表示内容に応じて操作面１１ａにおける隆起部Ｕの位置を決定し、その決定された位置に隆起部Ｕを形成させる。すなわち、表示画面４１の座標と操作面１１ａの座標とが対応付けられ、表示画面４１に表示されている特定の操作標章４４に対応する突出部材２０のみが突出状態とされて隆起部Ｕが形成される。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から明確に隆起（突出）し、ユーザーに対して触覚を利用した操作感を提供することができる。特に本実施形態のように突出部材２０の先端部によって隆起部Ｕが形成される場合には、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隆起部Ｕの位置と、表示画面４１に表示される操作標章４４の位置とを、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隆起部Ｕ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。

また、本実施形態では、制御装置５（操作入力演算部５０）は、操作面１１ａにおけるなぞり操作受付領域Ｓ以外の領域にのみ隆起部Ｕを形成させ、なぞり操作受付領域Ｓには隆起部Ｕを形成させない。すなわち、なぞり操作受付領域Ｓに含まれる突出部材２０は全て埋没状態とされる。突出部材２０の埋没状態では、突出部材２０の先端部はタッチパッド１０の操作面１１ａに一致した状態となって操作面１１ａが平坦となるので、ユーザーによるタッチパッド１０に対する操作（操作面１１ａ上でのなぞり操作）を阻害することもない。よって、本実施形態のようになぞり操作受付領域Ｓに含まれる突出部材２０を一律に埋没状態とすることで、ユーザーは突出部材２０に妨げられることなく操作面１１ａへの操作入力を円滑に行うことができる。また、なぞり操作受付領域Ｓ以外の領域においても、表示画面４１に操作標章４４が表示されていない場合に突出部材２０を埋没状態とすることで、ユーザーは同様に操作面１１ａへの操作入力を円滑に行うことができる。以上のように、突出部材２０を突出状態と埋没状態との間で進退制御することで、タッチパッド１０の操作感を損ねることなく触覚を利用した操作感を提供することが可能となっている。

また、本実施形態では、表示画面４１に表示される操作標章４４はそれぞれ、２つ一組の突出部材２０により２つ並んだ突起部の形態で表される隆起部Ｕに変形して表現される。そのため、ユーザーは、同一箇所における２点の触覚認識により、容易に操作面１１ａ上の操作標章割当領域Ｉの位置を把握することができる。

選択操作判定部５５は、操作標章４４の選択操作があったと判定した場合には、そのことを表す情報をナビゲーション用演算部７０等に出力して、当該選択された操作標章４４に関連付けられた機能を実現させる。また選択操作判定部５５は、その情報をステータス判定部５１及び描画制御部５４にも出力する。これにより、次に実現される機能に応じて表示画面４１への表示画像が変更される場合には、表示画像イメージが更新されると共に、それに合わせて各突出部材２０の突出ステータスの差分が判定されることになる。

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。制御装置５（操作入力演算部５０）は、このような状態検知部５６の機能により、状態検知処理を実行可能である。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。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。状態検知部５６は、その検知結果の情報を、選択操作判定部５５の入力受付部５７に出力する。

入力受付部５７は、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した場合に、その突出部材２０への入力を受け付ける。制御装置５（操作入力演算部５０）は、このような入力受付部５７の機能により、入力受付処理を実行可能である。ここで、上記のとおり本実施形態では、表示画面４１に表示されている特定の操作標章４４に対応する突出部材２０が突出状態とされている。そのため、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に対応する操作標章４４への入力を受け付けることと等価である。つまり、入力受付部５７は、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した場合に、その突出部材２０に対応する操作標章４４への入力を受け付ける。これに基づいて、選択操作判定部５５は、当該突出部材２０に対応する操作標章４４の選択操作があったと判定する。

本実施形態では、このような入力受付部５７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選択操作とは別に、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８に示すように、被検知物Ｄとしての指先等の操作面１１ａ上でのなぞり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、望みの操作標章４４を選択することができる。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標章４４を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、利便性に優れた操作入力を行うことができる。

なお、図６及び図７を参照して説明した表示画像の切替処理の一例において、オーディオ設定機能に関連付けられた操作標章４４がタッチパッド１０の操作面１１ａでの所定操作（例えば、ダブルタップ操作）で選択された場合には、音量調整のための２つの操作標章４４の画像を含む画面に切り替わるだけである（図７を参照）。一方、オーディオ設定機能に関連付けられた操作標章４４が突出部材２０に対する押込操作で選択された場合には、上記と同様の画面切替が行われると共に、当該押込操作により埋没状態となった突出部材２０は、再度、突出状態へと移行する。

１−４．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及び図１０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とステップ＃０３で判定された突出ステータスに基づいて、表示画面４１に画像が表示され、また駆動機構３０により突出部材２０が進退駆動される（ステップ＃０４）。これにより、表示画面４１に表示されている特定の操作標章４４に対応する突出部材２０が突出状態とされる。なお、表示されていない操作標章４４に対応する突出部材２０は埋没状態とされる。この状態で、入力判定処理が実行される（ステップ＃０５）。

図１０に示すように、入力判定処理では、操作面１１ａ上での被検知物Ｄの検知位置が取得される（ステップ＃１１）。取得された検知位置に対応する表示画面４１上の位置に操作カーソル４５が表示される（ステップ＃１２）。なお、操作面１１ａ上での被検知物Ｄの検知位置が移動する場合には、表示される操作カーソル４５もそれに合わせて表示画面４１上を移動する。その後、突出状態にある突出部材２０を強制的に埋没状態へと移行させる操作（押込操作）の有無が判定される（ステップ＃１３）。そのような押込操作がないと判定された場合には（ステップ＃１３：Ｎｏ）、操作面１１ａ上でのタッチ操作（タップ操作やダブルタップ操作を含む）の有無が判定される（ステップ＃１４）。そのようなタッチ操作がないと判定された場合には（ステップ＃１４：Ｎｏ）、そのまま入力判定処理を終了する。

ステップ＃１４においてタッチ操作が検知された場合には（ステップ＃１４：Ｙｅｓ）、そのタッチ操作の検知位置が操作標章割当領域Ｉ内であるか否かが判定される（ステップ＃１５）。検知位置が操作標章割当領域Ｉ内であると判定された場合や（ステップ＃１５：Ｙｅｓ）、ステップ＃１３において突出部材２０の押込操作が検知された場合には（ステップ＃１３：Ｙｅｓ）、操作標章割当領域Ｉ又は押込操作された突出部材２０に対応する操作標章４４の種別が判定される（ステップ＃１６）。そして、その操作標章４４が選択され、それに関連付けられた各種機能（例えば、目的地検索機能やオーディオ設定機能等）が実現される（ステップ＃１７）。この場合において、例えば複数の操作標章４４が選択された場合であって、どの操作標章４４が選択されたかが判定しにくい場合があり得る。このような場合には、押込操作がなされた突出部材２０の数及び被検知物Ｄの検知位置の少なくとも一方に基づいて選択の確からしさ（ユーザーの意思に対する推定合致度）を判定し、選択された操作標章４４を決定する構成とすると良い。その後、入力判定処理を終了する。ステップ＃１５において検知位置が操作標章割当領域Ｉ外であると判定された場合には（ステップ＃１５：Ｎｏ）、操作標章割当領域Ｉ以外の領域（非標章領域）での選択処理が実行される（ステップ＃１８）。例えば、タッチ操作の検知位置を表示画面４１の中心として地図画像をスクロールさせる処理等が実行される。以上で、入力判定処理を終了する。

入力判定処理が終了すると、図９に戻り、表示画面４１における表示画像の変更の有無が判定される（ステップ＃０６）。入力判定処理において押込操作もタッチ操作も検知されなかった場合には、画面遷移はない可能性が高い。そのような場合には（ステップ＃０６：Ｎｏ）、再度入力判定処理を実行する。一方、入力判定処理の結果として操作標章４４が選択された場合や、地図画像のスクロール処理が実行される場合等には、画面遷移が伴い得る。そのような場合には（ステップ＃０６：Ｙｅｓ）、操作入力受付処理を終了する。なお、変更後の表示画像に対して再度ステップ＃０１以降の処理が実行される。以上の処理が逐次繰り返して実行される。

２．第二の実施形態
本発明に係る入力システムの第二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、表示内容を構成する各要素のうち、機能要素Ｆとしての操作標章４４と表示要素Ａとしての区画線４７とが隆起部Ｕの形成対象とされる場合への適用について説明する。以下では、その場合における上記第一の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、特に明記しない点に関しては、上記第一の実施形態と同様である。

２−１．操作入力システムの構成
本例では、表示画面４１は、それぞれ独立した表示内容を表示する複数の画面領域４８に分割されている。一例として示す図１１の例において、表示画面４１は、左右に隣り合う等面積の２つの画面領域４８（第一画面領域４８ａと第二画面領域４８ｂ）に分割されている。これらの第一画面領域４８ａと第二画面領域４８ｂとの間である表示画面４１の左右方向の中央に、１つの直線状の区画線４７が画定されている。表示画面４１における左側の第一画面領域４８ａには、自車位置マークを含む地図画像が表示されていると共に、図６と同様の５つの操作標章４４が表示されている。一方、右側の第二画面領域４８ｂには、自車位置周辺の拡大地図画像が表示されていると共に、１つの操作標章４４が表示されている。なお、この第二画面領域４８ｂ側の操作標章４４は、表示された拡大地図を消す機能（拡大地図消去機能）に関連付けられている。

ステータス判定部５１は、表示画面４１に表示される表示内容に基づいて、その表示内容を構成する各要素の表示画面４１内における位置を取得する。制御装置５（操作入力演算部５０）は、このようなステータス判定部５１の機能により、要素位置取得処理を実行可能である。ステータス判定部５１は、表示要素Ａとしての区画線４７の表示画面４１内における位置の情報を、表示画面４１における座標として取得する。また、ステータス判定部５１は、機能要素Ｆとしての各操作標章４４の表示画面４１内における位置の情報を、表示画面４１における座標として取得する。ステータス判定部５１は、表示画面４１の座標と操作面１１ａの座標とを対応付け、表示された区画線４７及び操作標章４４の表示画面４１上の座標に対応する操作面１１ａ上の座標に位置する１つ以上の突出部材２０について、その突出ステータスを突出状態と判定する。

図１１の例では、表示画面４１の左右方向の中央に区画線４７が表示されているので、操作面１１ａの左右方向の中央の位置において一列に並んだ複数の突出部材２０の突出ステータスが突出状態と判定される。また、第一画面領域４８ａには５つの操作標章４４の画像が表示されると共に第二画面領域４８ｂには１つの操作標章４４の画像が表示されているので、これらに対応する計６組１２個の突出部材２０の突出ステータスが突出状態と判定される。

突出制御部５２は、ステータス判定部５１から受け取った情報に基づいて駆動機構３０を制御する。これにより、突出制御部５２は、表示画面４１に表示される表示内容を構成する各要素（本例では区画線４７及び各操作標章４４）の表示画面４１内における位置に応じた操作面１１ａの位置にある突出部材２０を突出状態とする。すなわち、突出制御部５２は、区画線４７の表示画面４１上の座標に対応する操作面１１ａ上の座標に位置する突出部材２０を突出状態とする。突出制御部５２は、本例では直線として表される１本の区画線４７を、操作面１１ａのＹ方向に直線状に一列に並んだ突起部の形態で表される隆起部Ｕに変形して表現する。これら一群の隆起部Ｕにより、操作面１１ａ上に、表示画面４１上の区画線４７に対応する境界１７が形成される。この境界１７により、操作面１１ａは、左右に隣り合う等面積の２つの操作面領域１６（第一操作面領域１６ａと第二操作面領域１６ｂ）に分割される。境界１７は、操作面１１ａの左右方向の中央に形成される。なお、表示画面４１における区画線４７の位置が変更されれば、それに応じて操作面１１ａにおける隆起部Ｕ（境界１７）の位置も変更される。

本実施形態では、表示画面４１における区画線４７に対応する隆起部Ｕ（境界１７）によって区切られた２つの操作面領域１６（第一操作面領域１６ａ，第二操作面領域１６ｂ）のそれぞれで、操作入力が受け付けられる。この場合において、突出制御部５２は、各画面領域４８に表示されている操作標章４４の座標に対応する操作面１１ａ上の座標に位置する突出部材２０を突出状態とする。突出制御部５２は、１つの操作標章４４を、それぞれ、操作面１１ａのＹ方向に並んだ２つの突起部の形態で表される隆起部Ｕに変形して表現する。本実施形態では、各画面領域４８における各操作標章４４の相対位置と、対応する操作面領域１６における各隆起部Ｕの相対位置とが合致するように、それぞれの位置に隆起部Ｕが形成される。なお、各画面領域４８における各操作標章４４や区画線４７等の相対位置は、例えば、表示画面４１における左上頂点を基準点として当該基準点から上辺に沿って右に向かう方向にＸ軸、上記基準点から左辺に沿って下に向かう方向にＹ軸をそれぞれ仮想的に設定し、各画面領域４８における各操作標章４４の位置をＸ−Ｙ平面での座標として求めて取得することができる。

隆起部Ｕを構成する突出部材２０の周囲には、それぞれの位置を包含する入力受付領域Ｊが設定される。本実施形態では、境界１７に係る隆起部Ｕを構成する一群の突出部材２０の周囲には、それらの全体をまとめて包含する１つの入力受付領域Ｊが設定される。各操作標章４４にそれぞれ対応する隆起部Ｕを構成する２つ一組の突出部材２０の周囲に設定される入力受付領域Ｊは、上記第一の実施形態における操作標章割当領域Ｉと同様とすることができる。つまり、操作面１１ａ上には、区画線４７に対応する入力受付領域Ｊと、操作標章４４に対応する入力受付領域Ｊ（すなわち、操作標章割当領域Ｉ）とが設定される。

本実施形態では、選択操作判定部５５は、被検知物Ｄの入力受付領域Ｊ（操作標章割当領域Ｉ）への接触を検出した場合に、当該入力受付領域Ｊ（操作標章割当領域Ｉ）に設けられた突出部材２０の押込操作を検出する。選択操作判定部５５は、突出部材２０の押込操作が検出されると、その押込操作がなされた突出部材２０の操作面１１ａ内での位置（座標）に基づいて、その突出部材２０に対応する表示内容の要素を判定する。選択操作判定部５５は、押込操作がなされた突出部材２０に対応する表示内容の要素が、少なくとも機能要素Ｆ（操作標章４４）及び表示要素Ａ（区画線４７）のうちのいずれであるかを判定する。そして、機能要素Ｆ（操作標章４４）であると判定された場合に、当該機能要素Ｆ（操作標章４４）に対する操作入力が受け付けられる。すなわち、制御装置５（操作入力演算部５０）は、操作標章割当領域Ｉでの被検知物Ｄの検出によって操作標章４４に対応する隆起部Ｕに対する押込操作が検出された場合には、当該操作標章４４に対する選択操作の入力を受け付ける。

一方、押込操作がなされた突出部材２０に対応する表示内容の要素が表示要素Ａ（区画線４７）であると判定された場合には、復帰処理が実行される。上述したように、表示要素Ａは表示内容を構成する要素の中で当該表示内容の整理のために設けられた要素であり、機能要素Ｆ（操作標章４４）とは異なり、対応する隆起部Ｕが押し込まれても何らかの処理が実行される訳ではない。しかしながら、このような表示要素Ａ（区画線４７）に対応する隆起部Ｕも、各画面領域４８と各操作面領域１６との対応関係の明確化のためには適正に形成されていることが好ましい。そこで、制御装置５（操作入力演算部５０）は、入力受付領域Ｊでの被検知物Ｄの検出によって区画線４７に対応する隆起部Ｕに対する押込操作が検出された場合には、当該隆起部Ｕを復帰させる復帰処理を実行する。具体的には、押し込まれた突出部材２０の突出ステータスを再度突出状態に設定し、駆動機構３０（隆起形成装置３５）を制御することによってその位置に隆起部Ｕを再度形成させる。

２−２．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１２及び図１３を参照して説明する。本実施形態では、複数の要素、具体的には機能要素Ｆ（操作標章４４）と表示要素Ａ（区画線４７）とが隆起部Ｕの形成対象とされることを考慮して、上記第一の実施形態の操作入力受付処理（図９を参照）におけるステップ＃０３の処理が詳細に設計されている。また、それに応じて、入力判定処理の内容も上記第一の実施形態のものとは一部異なっている。以下、順に説明する。

図１２に示すように、突出ステータス判定処理では、表示画面４１内の操作標章４４及び区画線４７が判定され（ステップ＃２１）、これらうちの少なくとも一方が表示画面４１に含まれるか否かが判定される（ステップ＃２２）。いずれかが含まれる場合には（ステップ＃２２：Ｙｅｓ）、区画線４７が表示画面４１に含まれるか否かが判定される（ステップ＃２３）。含まれる場合には（ステップ＃２３：Ｙｅｓ）、表示画面４１内での区画線４７の位置（座標）が取得され（ステップ＃２４）、区画線４７で区画されるそれぞれの画面領域４８内での操作標章４４の位置が取得される（ステップ＃２５）。そして、表示画面４１内での区画線４７の位置に対応する操作面１１ａの位置にある突出部材２０の突出ステータスが突出状態とされる（ステップ＃２６）。また、各画面領域４８内での操作標章４４の位置に対応する操作面領域１６の位置にある突出部材２０の突出ステータスが突出状態とされる（ステップ＃２７）。

ステップ＃２３の判定において区画線４７が含まれず、操作標章４４のみが含まれる場合には（ステップ＃２３：Ｎｏ）、表示画面４１内での操作標章４４の位置（座標）が取得される（ステップ＃２８）。そして、表示画面４１内での操作標章４４の位置に対応する操作面１１ａの位置にある突出部材２０の突出ステータスが突出状態とされる（ステップ＃２９）。最後に、それ以外の突出部材２０の突出ステータスが埋没状態とされる（ステップ＃３０）。ここで、ステップ＃２２の判定において操作標章４４及び区画線４７の双方が含まれない場合には（ステップ＃２２：Ｎｏ）、ステップ＃３０では全ての突出部材２０の突出ステータスが埋没状態とされる。

なお、ここでは簡略化した図としているが、操作標章４４及び区画線４７のうち、区画線４７のみが表示画面４１に表示されている場合には、上記のステップ＃２５及びステップ＃２７の処理は省略される。

本実施形態では、入力判定処理が、操作面１１ａに対するタッチ操作にのみ基づいて行われる場合の例について説明する。なお、そのようなタッチ操作に基づいて、突出部材２０の押込操作が判定される。図１３に示すように、入力判定処理では、操作面１１ａ上での被検知物Ｄの検知位置が取得される（ステップ＃４１）。取得された検知位置に対応する表示画面４１上の位置に操作カーソル４５が表示される（ステップ＃４２）。なお、操作面１１ａ上での被検知物Ｄの検知位置が移動する場合には、表示される操作カーソル４５もそれに合わせて表示画面４１上を移動する。その後、操作面１１ａ上でのタッチ操作（タップ操作やダブルタップ操作を含む）の有無が判定される（ステップ＃４３）。そのようなタッチ操作がないと判定された場合には（ステップ＃４３：Ｎｏ）、そのまま入力判定処理を終了する。

ステップ＃４３においてタッチ操作が検知された場合には（ステップ＃４３：Ｙｅｓ）、そのタッチ操作の検知位置が入力受付領域Ｊ（操作標章割当領域Ｉを含む）内であるか否かが判定される（ステップ＃４４）。検知位置が入力受付領域Ｊ内であると判定された場合には（ステップ＃４４：Ｙｅｓ）、その中でも特に操作標章割当領域Ｉ内であるか否かが判定される（ステップ＃４５）。検知位置が操作標章割当領域Ｉ内であると判定された場合には（ステップ＃４５：Ｙｅｓ）、その操作標章割当領域Ｉに設けられた突出部材２０に対応する操作標章４４の種別が判定される（ステップ＃４６）。そして、その操作標章４４が選択され、それに関連付けられた各種機能が実現される（ステップ＃４７）。その後、入力判定処理を終了する。ステップ＃４５において検知位置が入力受付領域Ｊのうち操作標章割当領域Ｉ外の領域内であると判定された場合には（ステップ＃４５：Ｎｏ）、復帰処理が実行される（ステップ＃４８）。この復帰処理では、区画線４７に対応する突出部材２０であってユーザーにより押し込まれたものを再度突出状態とすることで、隆起部Ｕを再度形成する。その後、入力判定処理を終了する。

ステップ＃４４において検知位置が入力受付領域Ｊ（操作標章割当領域Ｉを含む）外であると判定された場合には（ステップ＃４４：Ｎｏ）、入力受付領域Ｊ以外の領域（非受付領域）での選択処理が実行される（ステップ＃４９）。例えば、タッチ操作の検知位置を表示画面４１の中心として地図画像をスクロールさせる処理等が実行される。以上で、入力判定処理を終了する。

３．その他の実施形態
最後に、本発明に係る入力システムの、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）上記の各実施形態では、操作面１１ａの所定位置に、突出部材２０の先端部を操作面１１ａから突出させて隆起部Ｕを形成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、柔軟性を有する材料を用いて操作面１１ａを構成すると共に、上記と同様の隆起形成装置３５により背面側から操作面１１ａを突き上げることで、当該操作面１１ａに直接的に隆起部Ｕを形成可能な構成としても良い。このような構成では、操作面１１ａの全体に、滑らかに変位する隆起形状（起伏形状）が形成される。

（２）上記の各実施形態では、表示される操作標章４４に対応する２つ一組の突出部材２０が、全て同一の配置形状と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、例えば図１４に示すように、突出状態とされる複数の突出部材２０の配置形状を、表示画面４１に表示される操作標章４４の内容（種別）に応じて異ならせる構成としても良い。なお、図１４においては、埋没状態にある突出部材２０を破線で示し、突出状態にある突出部材２０を黒塗りで示している。このようにすれば、突出状態にある複数の突出部材２０全体での触覚パターンを異ならせることができ、各操作標章４４を触覚により明確に識別可能とすることができる。この場合、例えば突出状態とされる複数の突出部材２０の配置形状を、表示画面４１に表示された操作標章４４の内容に応じた形状となるようにすると、望みの操作標章４４に対応する突出部材２０を直感的に識別しやすくなるので、より好ましい。

（３）上記の各実施形態では、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素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。この場合において、突出制御部５２が、１つの操作標章４４に対して複数の突出部材２０を枠状に突出した状態とする構成としても良い。すなわち、表示される操作標章４４が、図１５に示すように枠状に配列された突起部群の形態として表現されても良い。或いは、突出制御部５２が、１つの操作標章４４に対して複数の突出部材２０を枠状に突出した状態とすると共に、枠状に突出された複数の突出部材２０によって囲まれた領域内にある全ての突出部材２０をも突出状態とする構成としても良い。すなわち、表示される操作標章４４が、図１６に示すように塊状に配列された突起部群の形態として表現されても良い。これらの場合、枠状に配列された突出状態にある突出部材２０によって囲まれた領域が操作標章割当領域Ｉに設定され、選択操作判定部５５は、当該操作標章割当領域Ｉ内でタップ操作等の所定操作を検知した場合に、それらの突出部材２０に対応する操作標章４４の選択操作があったと判定する構成としても良い。

（４）上記の各実施形態では、突出制御部５２が、表示画面４１に特定の操作標章４４が表示されている場合に、当該操作標章４４の座標に対応する操作面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、突出制御部５２が、表示画面４１に特定の操作標章４４が複数表示されている場合に、表示画面４１における各操作標章４４の位置関係に対応させて、各突出部材２０を突出状態とする構成としても良い。つまり、突出制御部５２が、表示画面４１に表示された複数の操作標章４４の座標の相互の位置関係に対応する位置関係となるように、複数の突出部材２０を突出状態とする構成としても良い。言い換えれば、ステータス判定部５１が、表示画面４１における複数の操作標章４４間の相対的な配置に対応させて操作面１１ａにおける複数の隆起部Ｕの位置を決定し、突出制御部５２が、その決定された位置に複数の隆起部Ｕを形成する構成としても良い。この場合、例えば複数の突出部材２０を、操作面１１ａのＸ方向の配列をそのまま維持しつつ上記の実施形態とは異なるＹ方向位置に出没自在に設ける。このような構成でも、ユーザーは、操作面１１ａにおいて触覚認識される複数の突出部材２０の相互の位置関係と、表示画面４１に表示される複数の操作標章４４の相互の位置関係とを容易に関連付けることができ、望みの操作標章４４を容易に選択することができる。

（５）上記の各実施形態では、駆動機構３０が、突出部材２０を突出状態（ここでは、突出部材２０が可動範囲内で最大変位位置にある状態）及び埋没状態（ここでは、突出部材２０が可動範囲内で最小変位位置にある状態）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。このような構成を採用する場合において、上記第二の実施形態のように表示内容を構成する複数の要素が隆起部Ｕの形成対象とされる場合には、対応する要素に応じて、突出部材２０の突出量（隆起部Ｕの隆起量）を異ならせても好適である。

（６）上記第二の実施形態では、表示画面４１を左右に分割する１つの直線状の区画線４７が表示された場合の例について説明した。しかし、本発明の適用対象はこれに限定されない。例えば、表示画面４１を上下に分割する直線状の区画線４７が表示された場合や、表示画面４１を枠状（表示画面４１の縁部を利用した部分的な枠状のものも含む）に区画する区画線４７が表示された場合にも、当然ながら本発明を適用することができる。また、複数の区画線４７が同時に表示される場合にも、当然ながら本発明を適用することができる。この場合において、各区画線４７どうしが重なるような場合には、その重なりの状態を考慮して隆起部Ｕの形成位置を決定する構成としても好適である。

（７）上記第二の実施形態では、操作面１１ａにおける境界１７が適正に形成された状態を常時維持させるべく、区画線４７に対応する隆起部Ｕに対する押込操作が検出された場合には直ちに復帰処理が実行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。そのような復帰処理が、予め定められた開始条件を満足して初めて実行される構成としても良い。また、そのような復帰処理が一切実行されない構成としても良い。この場合、区画線４７に対応する隆起部Ｕに対する押込操作を不可能又は困難とする構成としても好適である。例えば、隆起部Ｕを構成する突出部材２０の進退動作方向Ｚの位置を必要に応じて固定可能なロック機構を設けたり、突出制御部５２が区画線４７に対応する突出部材２０を突出方向側へと移動させるような電気信号を出力し続ける構成としたりしても良い。

（８）上記の各実施形態では、操作面１１ａにおけるなぞり操作受付領域Ｓ以外の領域にのみ隆起部Ｕを形成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、状況に応じて、なぞり操作受付領域Ｓにも隆起部Ｕが形成可能な構成としても良い。例えば、上記の各実施形態のように表示画面４１における主表示領域に対応させてなぞり操作受付領域Ｓが設定される場合には、所定条件下で内容要素Ｃ（地図画像等）の一部に対応する隆起部Ｕがなぞり操作受付領域Ｓに形成されても良い。

（９）上記の各実施形態では、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、電磁石又はソレノイド等の電磁力を利用する駆動機構３０を用いても良い。静電容量式のタッチパッド１０を備える場合において、例えばモータやソレノイド等を駆動機構３０のアクチュエータとして用いる場合には、その駆動に伴ってノイズが生じて静電容量が変化する可能性がある。そこで、そのような場合には、そのアクチュエータの駆動に伴って生じるノイズを遮蔽する遮蔽部（例えば、電磁シールド等）を備える構成とすることが好ましい。

（１０）上記の各実施形態では、タッチパッド１０の操作板１１に複数の孔部１２が設けられると共に、これと同数の突出部材２０が設けられ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、そのような孔部１２及び突出部材２０がそれぞれ１つだけ設けられた構成としても良い。この場合、例えば選択頻度の高い操作標章４４の表示画面４１上での表示位置を定位置に設定しておき、その操作標章４４に対応する操作面１１ａの位置に孔部１２及び突出部材２０を設けると良い。

（１１）上記の各実施形態では、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。

（１２）上記の各実施形態では、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。

（１３）上記の各実施形態では、操作入力装置４が、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表示入力装置４０に情報伝達可能に接続され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、タッチパネル（上記の実施形態における第一の操作入力手段）を備えていることは必須ではなく、少なくとも表示画面を有する表示装置（ディスプレイ装置）に操作入力装置４が接続されれば良い。

（１４）上記の各実施形態では、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、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、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、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。

（１５）上記第一の実施形態では、操作入力演算部５０が状態検知部５６及び入力受付部５７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、状態検知部５６及び入力受付部５７は、位置検知部５３と選択操作判定部５５との協働による選択操作の有無判定を代替的に補助する（図１０を参照）ための機能部であって、これらが操作入力演算部５０に備えられていることは必須ではない。例えば上記第二の実施形態のように、入力判定処理が操作面１１ａに対するタッチ操作にのみ基づいて行われる場合には、状態検知部５６や入力受付部５７を省略することができる。この場合、突出状態とされる突出部材２０の突出高さ（突出量）は、被検知物Ｄの検知限界距離にほぼ等しく、かつ、それよりも大きい値に設定されていると好適である。このようにすれば、ユーザーは、操作面１１ａ上でのなぞり操作から目的の突出部材２０に対する押込操作までの一連の操作の中で自動的にタップ操作を行うことができ、目的の操作標章４４を容易に選択することができる。

（１６）上記の各実施形態では、操作入力演算部５０が各機能部５１〜５７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。

（１７）上記の各実施形態では、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システム３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、本発明に係る入力システムによる操作入力の対象となり得る。

（１８）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。

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（入力システム）
４ 操作入力装置
５ 制御装置
１０ タッチパッド（入力検出装置）
１１ 操作板
１１ａ 操作面
１２ 孔部
１３ 配線部材
３５ 隆起形成装置
Ｄ 被検知物
２０ 突出部材
３０ 駆動機構
３１ 圧電素子
３２ 摺動機構
４７ 区画線
４０ 表示入力装置（表示装置）
４１ 表示画面
４４ 操作標章
５１ ステータス判定部
５２ 突出制御部
５５ 選択操作判定部
５６ 状態検知部
５７ 入力受付部
Ｕ 隆起部
Ｆ 機能要素
Ａ 表示要素
Ｊ 入力受付領域
Ｉ 操作標章割当領域
Ｓ なぞり操作受付領域
Ｚ 進退動作方向

Claims (11)

1. 表示画面を有する表示装置と、
   前記表示装置に対して離間して設けられた操作面を有し、前記操作面に対する操作を検出する入力検出装置と、
   制御装置と、を備えた入力システムであって、
   前記操作面に隆起部を形成可能な隆起形成装置を備え、
   前記隆起形成装置は、前記操作面に対して交差する方向に沿って進退する複数のピン状の突出部材を備え、当該突出部材を前記操作面から突出させて前記隆起部を形成可能に構成され、
   前記操作面には、複数の前記突出部材と同数の貫通孔が設けられていると共に、前記貫通孔のそれぞれに１つの前記突出部材が貫通し、
   前記入力検出装置は、前記貫通孔のそれぞれを囲む領域で、入力を受け付け可能であり、
   前記制御装置は、前記表示画面に表示する選択操作可能な操作標章を制御すると共に、前記操作標章の前記表示画面での配置に基づいて前記操作面における前記隆起部の位置を決定し、当該決定された位置に前記隆起部を形成するように前記隆起形成装置を制御し、
   前記表示画面に表示されている前記操作標章に対する選択操作の有無を判定する選択操作判定部を更に備え、
   前記選択操作判定部は、突出した状態とされた前記突出部材の前記操作面上における座標位置を囲む所定領域内で前記入力検出装置により入力を受け付けた場合に、当該突出部材に対応する前記操作標章の選択操作があったと判定する入力システム。
2. 前記表示内容は、複数の前記操作標章を含み、
   前記制御装置は、複数の前記操作標章間の相対的な配置に基づいて前記操作面における前記隆起部の位置を決定する請求項１に記載の入力システム。
3. 前記隆起形成装置は、前記操作面に複数の前記隆起部を形成可能であって、
   前記制御装置は、前記表示画面における複数の前記操作標章間の相対的な配置に対応させて前記操作面における複数の前記隆起部を形成するように複数の前記隆起部の位置を決定する請求項２に記載の入力システム。
4. 前記制御装置は、前記操作標章に対応する前記隆起部に対する押し込み操作が検出された場合には、当該操作標章に対する選択操作の入力を受け付ける請求項１から３のいずれか一項に記載の入力システム。
5. 前記表示内容は、当該表示画面を複数の区画に区切るための区画線を含み、
   前記制御装置は、前記区画線の前記表示画面での配置に基づいて前記操作面における前記隆起部の位置を決定する請求項１から４のいずれか一項に記載の入力システム。
6. 前記制御装置は、前記区画線に対応する前記隆起部によって区切られた前記操作面における区画毎に操作入力を受け付ける請求項５に記載の入力システム。
7. 前記制御装置は、前記区画線に対応する前記隆起部に対する押し込み操作が検出された場合には、当該隆起部を復帰させる復帰処理を実行する請求項５又は６に記載の入力システム。
8. 前記制御装置は、前記隆起部に対する押し込み操作が検出された場合に、前記操作面での操作位置に基づいて、当該押し込み操作の対象となった前記隆起部に対応する前記表示内容の要素を判定し、当該要素に対する操作入力を受け付ける請求項１から７のいずれか一項に記載の入力システム。
9. 前記制御装置は、前記操作面上でのなぞり操作を優先的に受け付けるなぞり操作受付領域を、前記隆起部を形成可能な前記操作面の一部に設定すると共に、前記操作面における前記なぞり操作受付領域に前記隆起部を形成せず、前記操作面における前記なぞり操作受付領域以外の領域に前記隆起部を形成する請求項１から８のいずれか一項に記載の入力システム。
10. 前記突出部材は、外部からの押し込み操作によって前記操作面以下の位置まで押し込み可能に支持されている請求項１から９のいずれか一項に記載の入力システム。
11. 前記制御装置は、前記操作標章に対応する前記隆起部に対する押し込み操作が検出された場合には、当該操作標章に対する選択操作の入力を受け付け、
    前記表示内容は、当該表示画面を複数の区画に区切るための区画線を更に含み、
    前記制御装置は、前記区画線の前記表示画面での配置にも基づいて前記操作面における前記隆起部の位置を決定し、
    前記制御装置は、前記区画線に対応する前記隆起部に対する押し込み操作が検出された場合には、当該隆起部を復帰させる復帰処理を実行し、前記操作標章に対応する前記隆起部に対する押し込み操作が検出された場合には、前記復帰処理を実行せずそのままの状態とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の入力システム。

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