(57)【要約】【課題】タッチパネルをタッチしながら自然な操作感により３次元位置を操作入力できる３次元入力装置を提供する。【解決手段】タッチパネルを含み、前記タッチパネルのタッチパネル面がタッチされていないときは前記タッチパネル面に垂直な方向である高さ方向の所定位置で保持され、前記タッチパネル面がタッチされて加重されると前記高さ方向に平行移動可能なタッチパネル操作部と、前記タッチパネルのタッチされた２次元位置を検出する第１検出部と、前記タッチパネル操作部の平行移動量を検出する第２検出部と、前記第１検出部による検出結果と前記第２検出部による検出結果に基づき、３次元座標情報を生成して出力する座標情報生成部と、を備える３次元入力装置としている。【選択図】図１Ａ
2015014999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチパネルを含み、前記タッチパネルのタッチパネル面がタッチされていないときは前記タッチパネル面に垂直な方向である高さ方向の所定位置で保持され、前記タッチパネル面がタッチされて加重されると前記高さ方向に平行移動可能なタッチパネル操作部と、
前記タッチパネルのタッチされた２次元位置を検出する第１検出部と、
前記タッチパネル操作部の平行移動量を検出する第２検出部と、
前記第１検出部による検出結果と前記第２検出部による検出結果に基づき、３次元座標情報を生成して出力する座標情報生成部と、
を備える３次元入力装置。
【請求項２】
前記タッチパネル操作部に設けられたガイドピンと嵌合する第１ガイド孔を形成される突片部が突設される筐体部と、
前記第１ガイド孔の長手方向に対して長手方向が傾斜して前記ガイドピンと嵌合する第２ガイド孔が形成される突片部が突設されるスライド部材と、を更に備え、
前記タッチパネル面がタッチされていないとき、前記タッチパネル操作部は付勢によって前記所定位置に保持され、
前記タッチパネル面が加重されると、前記ガイドピンが前記第１ガイド孔及び前記第２ガイド孔に対して摺動することで前記スライド部材がスライドし、前記タッチパネル操作部が平行移動する、ことを特徴とする請求項１に記載の３次元入力装置。
【請求項３】
前記筐体部と前記スライド部材を接続する引張ばねを更に備え、前記タッチパネル面がタッチされていないとき、前記タッチパネル操作部は前記引張ばねによる前記スライド部材の付勢によって前記所定位置に保持される、ことを特徴とする請求項２に記載の３次元入力装置。
【請求項４】
２つの電極を有した静電容量センサを更に備え、前記スライド部材にはスライドによって前記静電容量センサとの位置関係が変化する導電性部材が設けられ、
前記第２検出部は、前記静電容量センサからの信号に基づき前記タッチパネル操作部の平行移動量を検出する、ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の３次元入力装置。
【請求項５】
前記第２ガイド孔は、前記タッチパネル操作部を押下げ切った状態で保持するための前記ガイドピンを係止する係止部を有していることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の３次元入力装置。
【請求項６】
前記ガイドピンが前記係止部に係止された状態で、前記筐体部の底面部と前記スライド部材に設けられた突片部との間に、前記スライド部材をスライド可能なように隙間が設けられることを特徴とする請求項５に記載の３次元入力装置。
【請求項７】
タッチパネルを含み、前記タッチパネルのタッチパネル面がタッチされていないときは前記タッチパネル面に垂直な方向である高さ方向の所定位置で保持され、前記タッチパネル面がタッチされて加重されると姿勢が傾けられるタッチパネル操作部と、
前記タッチパネルのタッチされた２次元位置を検出する第１検出部と、
前記タッチパネル操作部の傾きを検出する第２検出部と、
前記第１検出部による検出結果と前記第２検出部による検出結果に基づき、３次元座標情報を生成して出力する座標情報生成部と、
を備える３次元入力装置。
【請求項８】
前記タッチパネル操作部を支持する弾性体を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の３次元入力装置。
【請求項９】
前記タッチパネル操作部と前記弾性体との間に設けられた導電性部と、２つの電極を有して前記導電性部に対向して配置された静電容量センサと、を更に備え、
前記第２検出部は、前記静電容量センサからの信号に基づき前記タッチパネル操作部の傾きを検出する、ことを特徴とする請求項８に記載の３次元入力装置。
【請求項１０】
前記座標情報生成部は、前記タッチパネル操作部を押下げ切った状態とそうでない状態として、ゼロか所定の正値の２値の高さ方向位置情報を含む前記３次元座標情報を生成することを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の３次元入力装置。
【請求項１１】
前記座標情報生成部は、前記タッチパネル操作部が押下げ切られた状態、前記タッチパネル操作部が押下げられつつ押下げ切られていない中間の状態、及び前記タッチパネルをタッチしていない状態として、Ｚ＝０、Ｚ＝Ｚ１＞０、Ｚ＝Ｚ２＞Ｚ１の３値の高さ方向位置情報Ｚを含む前記３次元座標情報を生成することを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の３次元入力装置。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の３次元入力装置と、
タッチパネル操作部が押下げられつつ押下げ切られていないホバリング操作状態での前記３次元入力装置から出力される３次元座標情報を受けると、その３次元座標情報に含まれる２次元座標に対応する表示位置に所定のホバリングカーソルを表示部に表示させ、前記ホバリング操作状態から前記タッチパネル操作部を押下げ切った状態となった前記３次元入力装置から出力される３次元座標情報を受けると、前記ホバリングカーソルから所定のタッチカーソルへ表示を変更させる表示制御部と、
を備えることを特徴とする操作システム。
【請求項１３】
請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の３次元入力装置と、
前記３次元入力装置から出力された３次元座標情報を解析し、前記３次元座標情報に含まれる高さ方向位置情報の値が異なる状態における前記３次元入力装置のタッチパネルでの操作作法を個別のジェスチャとして認識する認識部と、
を備えることを特徴とする操作システム。
【請求項１４】
請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の３次元入力装置と、
前記３次元入力装置から出力された３次元座標情報を解析し、前記３次元座標情報に含まれる高さ方向位置情報の値が変化しながらの前記３次元入力装置のタッチパネルの操作作法をジェスチャとして認識する認識部と、
を備えることを特徴とする操作システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元位置を操作入力可能な３次元入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２次元的な位置を操作入力するための様々な方式のタッチパネルが開発されている。
【０００３】
また、特許文献１には、タッチパッドを用いた自動車用入出力装置が開示されている。ここでは、静電容量方式のタッチパッドの各電極における静電容量変化に基づいて、操作指のタッチパッド上の２次元位置と操作指とタッチパッドの距離を検出するようにしている。即ち、操作指のタッチパッド上における３次元位置を検出することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−６１２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１では、タッチパッド上の空中で操作することで３次元位置を操作入力できる。しかしながら、タッチパッドをタッチしながら３次元位置を操作入力することはできなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、タッチパネルをタッチしながら自然な操作感により３次元位置を操作入力できる３次元入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の一態様に係る３次元入力装置は、タッチパネルを含み、前記タッチパネルのタッチパネル面がタッチされていないときは前記タッチパネル面に垂直な方向である高さ方向の所定位置で保持され、前記タッチパネル面がタッチされて加重されると前記高さ方向に平行移動可能なタッチパネル操作部と、
前記タッチパネルのタッチされた２次元位置を検出する第１検出部と、
前記タッチパネル操作部の平行移動量を検出する第２検出部と、
前記第１検出部による検出結果と前記第２検出部による検出結果に基づき、３次元座標情報を生成して出力する座標情報生成部と、
を備える構成としている。
【０００８】
このような構成によれば、タッチパネルをタッチしながらタッチパネル操作部を押下げて平行移動させる操作を行うことにより、対応する３次元座標情報を出力できる。従って、タッチパネルをタッチしながら自然な操作感により３次元位置を操作入力できる。
【０００９】
また、前記タッチパネル操作部に設けられたガイドピンと嵌合する第１ガイド孔を形成される突片部が突設される筐体部と、
前記第１ガイド孔の長手方向に対して長手方向が傾斜して前記ガイドピンと嵌合する第２ガイド孔が形成される突片部が突設されるスライド部材と、を更に備え、
前記タッチパネル面がタッチされていないとき、前記タッチパネル操作部は付勢によって前記所定位置に保持され、
前記タッチパネル面が加重されると、前記ガイドピンが前記第１ガイド孔及び前記第２ガイド孔に対して摺動することで前記スライド部材がスライドし、前記タッチパネル操作部が平行移動する構成としてもよい。
【００１０】
このような構成によれば、簡易な機構によってタッチパネル操作部の平行移動を実現可能となる。
【００１１】
また、前記筐体部と前記スライド部材を接続する引張ばねを更に備え、前記タッチパネル面がタッチされていないとき、前記タッチパネル操作部は前記引張ばねによる前記スライド部材の付勢によって前記所定位置に保持される構成としてもよい。
【００１２】
また、２つの電極を有した静電容量センサを更に備え、前記スライド部材にはスライドによって前記静電容量センサとの位置関係が変化する導電性部材が設けられ、
前記第２検出部は、前記静電容量センサからの信号に基づき前記タッチパネル操作部の平行移動量を検出する構成としてもよい。
【００１３】
また、前記第２ガイド孔は、前記タッチパネル操作部を押下げ切った状態で保持するための前記ガイドピンを係止する係止部を有している構成としてもよい。
【００１４】
このような構成によれば、タッチパネル操作部を押下げ切った状態を容易に保持できる。
【００１５】
また、前記ガイドピンが前記係止部に係止された状態で、前記筐体部の底面部と前記スライド部材に設けられた突片部との間に、前記スライド部材をスライド可能なように隙間が設けられる構成としてもよい。
【００１６】
このような構成によれば、隙間に指などを挿入してスライド部材をスライドさせることで、タッチパネル操作部を押し切った状態で保持した状態を容易に解除できる。
【００１７】
また、本発明の一態様に係る３次元入力装置は、タッチパネルを含み、前記タッチパネルのタッチパネル面がタッチされていないときは前記タッチパネル面に垂直な方向である高さ方向の所定位置で保持され、前記タッチパネル面がタッチされて加重されると姿勢が傾けられるタッチパネル操作部と、
前記タッチパネルのタッチされた２次元位置を検出する第１検出部と、
前記タッチパネル操作部の傾きを検出する第２検出部と、
前記第１検出部による検出結果と前記第２検出部による検出結果に基づき、３次元座標情報を生成して出力する座標情報生成部と、
を備える構成としている。
【００１８】
このような構成によれば、タッチパネルをタッチしながらタッチパネル操作部を押下げて傾ける操作を行うことにより、対応する３次元座標情報を出力できる。従って、タッチパネルをタッチしながら自然な操作感により３次元位置を操作入力できる。
【００１９】
また、前記タッチパネル操作部を支持する弾性体を更に備える構成としてもよい。
【００２０】
このような構成によれば、タッチパネルをタッチしないときは、弾性体による付勢によりタッチパネル操作部は高さ方向の所定位置で保持される。そして、付勢に反してタッチパネルをタッチして押下げると、弾性体の変形により、タッチパネル操作部が傾く。
【００２１】
また、前記タッチパネル操作部と前記弾性体との間に設けられた導電性部と、２つの電極を有して前記導電性部に対向して配置された静電容量センサと、を更に備え、
前記第２検出部は、前記静電容量センサからの信号に基づき前記タッチパネル操作部の傾きを検出する構成としてもよい。
【００２２】
また、前記座標情報生成部は、前記タッチパネル操作部を押下げ切った状態とそうでない状態として、ゼロか所定の正値の２値の高さ方向位置情報を含む前記３次元座標情報を生成する構成としてもよい。
【００２３】
また、前記座標情報生成部は、前記タッチパネル操作部が押下げ切られた状態、前記タッチパネル操作部が押下げられつつ押下げ切られていない中間の状態、及び前記タッチパネルをタッチしていない状態として、Ｚ＝０、Ｚ＝Ｚ１＞０、Ｚ＝Ｚ２＞Ｚ１の３値の高さ方向位置情報Ｚを含む前記３次元座標情報を生成する構成としてもよい。
【００２４】
また、本発明の一態様に係る操作システムは、上記いずれかの構成の３次元入力装置と、タッチパネル操作部が押下げられつつ押下げ切られていないホバリング操作状態での前記３次元入力装置から出力される３次元座標情報を受けると、その３次元座標情報に含まれる２次元座標に対応する表示位置に所定のホバリングカーソルを表示部に表示させ、前記ホバリング操作状態から前記タッチパネル操作部を押下げ切った状態となった前記３次元入力装置から出力される３次元座標情報を受けると、前記ホバリングカーソルから所定のタッチカーソルへ表示を変更させる表示制御部と、を備える構成としている。
【００２５】
このような構成によれば、タッチパネル操作部が押下げられつつ押下げ切られていないホバリング操作によってホバリングカーソルを操作することができ、あたかも空中で操作しているかのような操作感を得ることができる。そして、ホバリング操作からタッチパネル操作部を押下げ切った状態とすれば、ホバリングカーソルからタッチカーソルへ表示が変更され、あたかも空中における操作から或る平面をタッチしたかのような操作感となる。
【００２６】
また、本発明の一態様に係る操作システムは、上記いずれかの構成の３次元入力装置と、前記３次元入力装置から出力された３次元座標情報を解析し、前記３次元座標情報に含まれる高さ方向位置情報の値が異なる状態における前記３次元入力装置のタッチパネルでの操作作法を個別のジェスチャとして認識する認識部と、を備える構成としている。
【００２７】
このような構成によれば、ジェスチャのバリエーションを拡げることが可能となる。また、３次元入力装置のタッチパネルをタッチしつつ高さ方向位置情報の値を確実に保持できるので、３次元的にバリエーションを持たせたジェスチャを確実に実現できる。
【００２８】
また、本発明の一態様に係る操作システムは、上記いずれかの構成の３次元入力装置と、前記３次元入力装置から出力された３次元座標情報を解析し、前記３次元座標情報に含まれる高さ方向位置情報の値が変化しながらの前記３次元入力装置のタッチパネルの操作作法をジェスチャとして認識する認識部と、を備える構成としている。
【００２９】
このような構成によれば、タッチパネルを用いたジェスチャのバリエーションを拡げることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によると、タッチパネルをタッチしながら自然な操作感により３次元位置を操作入力できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１Ａ】本発明に係る操作装置の第１実施形態における主要機構部の側面図である（タッチパネルをタッチしていない状態）。
【図１Ｂ】本発明に係る操作装置の第１実施形態における主要機構部の側面図である（タッチパネル操作部を押下げ切った状態）。
【図２】本発明に係る操作装置の第１実施形態におけるタッチパネル操作部の上面図である。
【図３】本発明に係る操作装置の第１実施形態においてタッチパネル操作部の基台部を取り除いたとした場合の上面図である。
【図４】本発明に係る操作装置の第１実施形態における静電容量センサ付近の拡大斜視図である。
【図５】本発明に係る操作装置の第１実施形態の電気的ブロック構成図である。
【図６】本発明に係る操作装置の第１実施形態の変形例を示す側面断面図である。
【図７】本発明に係る操作装置の第２実施形態の概略分解斜視図である。
【図８】本発明に係る操作装置の第２実施形態の側面断面図である。
【図９】本発明に係る操作装置と情報処理装置を含めたシステム例の全体構成図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る情報処理装置のブロック構成図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るテレビ装置のブロック構成図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るキー画像とホバリングカーソルの重畳表示を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係るキー画像とタッチカーソルの重畳表示を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
＜操作装置の第１実施形態＞
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。ここでは、第１実施形態に係る操作装置（３次元入力装置）の構成について説明する。まず、第１実施形態に係る操作装置の機構について、図１Ａ、図１Ｂ、及び図２〜図４を用いて説明する。
【００３３】
図１Ａ及び図１Ｂは、第１実施形態に係る操作装置における主要機構部の側面図を示す。図１Ａは、後述するタッチパネル操作部をタッチしていない状態を、図１Ｂは、タッチパネル操作部を押下げ切った状態をそれぞれ示す。
【００３４】
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、第１実施形態に係る操作装置１の主要機構部は、タッチパネル操作部１１と、筐体部１２と、スライド部材１３を備えている。ここで、タッチパネル操作部１１の上面図（図１Ａの紙面上方から見た図）を図２に示す。
【００３５】
図２に示すように、タッチパネル操作部１１は、タッチパネル面Ｓを有したタッチパネル１１Ａと、タッチパネル１１Ａを支持する基台部１１Ｂから成り、基台部１１Ｂの両側面には両端部にガイドピン１１１が突出されて設けられる。
【００３６】
タッチパネル１１Ａは、タッチすることにより２次元位置を操作入力するためのものであり、例えば静電容量方式など様々な方式のものを採用できる。
【００３７】
筐体部１２は、タッチパネル操作部１１の下方に設けられ、タッチパネル操作部１１及びスライド部材１３を収容する。筐体部１２の有する底面部１２Ａの両側面（図１Ａの紙面手前側及び奥側）において両端（図１Ａの紙面左右両端）から少し内側の各位置には、底面部１２Ａの垂直上方向に突出するような突片部１２Ｂが形成される（即ち、突片部１２Ｂは合計４つ形成される）。突片部１２Ｂには、その突出方向に延在する形状のガイド孔１２１が形成される。
【００３８】
スライド部材１３は、板状の基部１３Ａを有する。基部１３Ａの両側面における両端部の位置には、基部１３Ａの垂直上方向から傾斜する方向に突出する突片部１３Ｂが形成される（即ち、突片部１３Ｂは合計４つ形成される）。突片部１３Ｂには、その突出方向に延在する形状のガイド孔１３１が形成される。
【００３９】
各突片部１２Ｂに対応した位置に各突片部１３Ｂは配置され、突片部１３Ｂは対応する突片部１２Ｂより幅方向内側に配置される（幅方向は図１Ａの紙面奥行き方向）。そして、タッチパネル操作部１１の基台部１１Ｂに形成される各ガイドピン１１１が、各ガイド孔１３１及び１２１と摺動可能に嵌合する。
【００４０】
ここで、図３に、基台部１１Ｂを取り除いたとした場合の上面図を示す。図３に示すように、スライド部材１３の基部１３Ａの幅方向中央には基部１３Ａの長手方向（図３の紙面左右方向）に並んでガイド孔１３２が２つ形成される。そして、各ガイド孔１３２には、底面部１２Ａから垂直方向に突出して設けられる各ガイドピン１２２が摺動可能に嵌合する。
【００４１】
底面部１２Ａの幅方向中央において底面部１２Ａの長手方向の一端部には、接続ピン１２３が底面部１２Ａから垂直方向に突出して形成される。また、基部１３Ａの長手方向の一端部には切欠き部１３４が設けられ、切欠き部１３４の頂部付近に基部１３Ａから垂直方向に突出する接続ピン１３３が形成される。そして、接続ピン１２３と接続ピン１３３が引張ばねＰにより接続される。
【００４２】
引張ばねＰによりスライド部材１３は、長手方向の一方向（図３及び図１Ａの紙面左方向）に付勢される。スライド部材１３の付勢により、ガイドピン１１１はガイド孔１２１及び１３１の最上方の位置で保持される。これにより、タッチパネル１１Ａをタッチしない状態では、タッチパネル操作部１１は所定の高さ方向位置で保持される。
【００４３】
タッチパネル１１Ａをタッチしない状態からタッチパネル１１Ａをタッチして、タッチパネル面Ｓの垂直方向に加重し、タッチパネル操作部１１を押下げると、ガイドピン１１１がガイド孔１２１及び１３１に対して摺動し、タッチパネル操作部１１が下方に平行移動するに従ってスライド部材１３が付勢に反して長手方向（図１Ａの紙面右方向）にスライドする。なお、このとき、ガイドピン１２２は、ガイド孔１３２に対して摺動する。
【００４４】
そして、図１Ｂのように、ガイドピン１１１が摺動によりガイド孔１２１及び１３１の最下方の位置に到達すると、タッチパネル操作部１１は押下げ切った状態となり、スライド部材１３のスライドは停止する。ここで、タッチパネル操作部１１のタッチを解除すれば、引張ばねＰによる付勢によりタッチパネル操作部１１は図１Ａで示す高さ方向位置に戻る。
【００４５】
ここで、図３に示すように、スライド部材１３の基部１３Ａには、一部が突片部１３６により凹んだ形状となる孔部１３５が形成される。そして、孔部１３５内に位置するよう、筐体部１２の底面部１２Ａ上に静電容量センサ１４が設けられる。
【００４６】
静電容量センサ１４付近の拡大斜視図を図４に示す。静電容量センサ１４は、底面部１２Ａ上に載置される基板１４Ａと、基板１４Ａ上に形成される電極１４１及び電極１４２から構成される。スライド部材１３のスライドによって突片部１３６が電極１４１及び１４２に近づいたり離れたりする（図４の矢印方向）。
【００４７】
突片部１３６は金属片であり、突片部１３６の電極１４１及び１４２に対する位置関係の変化によって静電容量が変化する。従って、この静電容量の変化を検出することで、スライド部材１３のスライド位置、即ちタッチパネル操作部１１の高さ方向位置（タッチパネル面Ｓに垂直方向な位置）を検出することができる。
【００４８】
第１実施形態に係る操作装置の電気的ブロック構成図を図５に示す。図５に示す第１実施形態に係る操作装置１は、タッチパネル１１Ａと、静電容量センサ１４と、タッチパネルコントローラ１５と、静電容量センサコントローラ１６と、座標情報生成部１７と、無線通信部１８と、アンテナ１９を備えている。タッチパネル１１Ａ及び静電容量センサ１４は、先述した主要機構部に備えられるものである。
【００４９】
タッチパネルコントローラ１５は、タッチパネル１１Ａのタッチパネル面Ｓ（図２）においてタッチされた２次元位置を検出し、検出結果を座標情報生成部１７へ送る。なお、タッチパネルコントローラ１５は、タッチパネル操作部１１の基台部１１Ｂに収容されていてもよいし、タッチパネル操作部１１の外部に設けられてもよい。
【００５０】
静電容量センサコントローラ１６は、静電容量センサ１４からの検出信号に基づいて静電容量の変化を検出し、検出結果を座標情報生成部１７へ送る。
【００５１】
座標情報生成部１７は、タッチパネルコントローラ１５から送られる検出結果と、静電容量センサコントローラ１６から送られる検出結果に基づき、タッチパネル１１Ａにおけるタッチ位置の２次元座標情報（Ｘ，Ｙ）と、タッチパネル操作部１１の高さ方向位置情報（Ｚ）から成る３次元座標情報を生成する。
【００５２】
高さ方向位置情報については、例えば座標情報生成部１７は、静電容量センサコントローラ１６から送られる検出結果に応じて、タッチパネル操作部１１を押下げ切った状態（図１Ｂ）の値をゼロとし、タッチパネル１１Ａをタッチしていない状態（図１Ａ）の値を最大値Ｚｍａｘ（＞０）として、ゼロ以上Ｚｍａｘ以下の連続値の高さ方向位置情報を生成する。
【００５３】
または、例えば座標情報生成部１７は、静電容量センサコントローラ１６から送られる検出結果と１つの閾値の比較により、タッチパネル操作部１１を押下げ切った状態とそうでない状態として、ゼロか所定の正値（Ｚ＞０）の２値の高さ方向位置情報を生成してもよい。
【００５４】
または、例えば座標情報生成部１７は、静電容量センサコントローラ１６から送られる検出結果と２つの閾値の比較により、タッチパネル操作部１１が押下げ切られた状態、タッチパネル操作部１１が押下げられつつ押下げ切られていない中間の状態、及びタッチパネル１１Ａをタッチしていない状態として、Ｚ＝０、Ｚ＝Ｚ１（中間値）＞０、Ｚ＝Ｚ２＞Ｚ１の３値の高さ方向位置情報を生成してもよい。
【００５５】
なお、上記閾値を３つ以上として、更に細かく高さ方向位置情報を生成してもよい。
【００５６】
図５の説明に戻り、無線通信部１８は、座標情報生成部１７により生成された３次元座標情報をアンテナ１９を介して無線信号として出力する。
【００５７】
このように本実施形態に係る操作装置１によれば、タッチパネル１１Ａをタッチしながらタッチパネル面Ｓに垂直な方向にタッチパネル操作部１１を押下げる操作によって、対応する３次元座標情報を出力することができる。従って、タッチパネル１１Ａをタッチしながら自然な操作感により３次元位置を操作入力することができる。
【００５８】
なお、本実施形態においては、以下のような変形を行ってもよい。例えば、静電容量センサ１４を使用する代わりに、タクトスイッチ（押下げるとオンとなり、押下げを解除するとオフとなるスイッチ）を用いてもよい。
【００５９】
この場合、例えば第１のタクトスイッチと第２のタクトスイッチの２つのタクトスイッチを設け、タッチパネル操作部１１をタッチしていない状態でスライド部材１３が第１のタクトスイッチを押下げてオンとし、第２のタクトスイッチは押下げられずオフとなるようにする。そして、タッチパネル操作部１１が押下げられつつ押下げ切られていない状態では、両方のタクトスイッチがオフとなり、タッチパネル操作部１１が押下げ切られた状態になるとスライド部材１３により第２のタクトスイッチが押下げられてオンとなり、第１のタクトスイッチはオフとなるようにする。このような動作となるようスライド部材１３を適宜設計すればよい。
【００６０】
このようにすれば、２つのタクトスイッチのオンオフのパターンにより、高さ方向位置情報として先述のような３値を出力することが可能となる。
【００６１】
なお、タクトスイッチを１つとし、タッチパネル操作部１１を押下げ切るまではタクトスイッチはオフであり、押下げ切られるとスライド部材１３による押下げによりタクトスイッチがオンとなるようにしてもよい。これにより、高さ方向位置情報として先述のような２値を出力することが可能となる。
【００６２】
また、変形例に係るスライド部材１３’及び筐体部１２’の側面断面図を図６に示す。図６に示すスライド部材１３’では、基部１３’Ａから突出する突片部１３’Ｂにガイド孔１３１’が形成される。ガイド孔１３１’は、スライド部材１３’のスライド方向（図６の紙面左右方向）に延在する係止部１３１’Ａを有している。なお、図６では図示していないが、筐体部１２’側の突片部のガイド孔は、ガイド孔１２１（図１Ａ）と同様でよい。
【００６３】
タッチパネル操作部１１がタッチされていない状態では、スライド部材１３’の付勢により、タッチパネル操作部１１のガイドピン１１１はガイド孔１３１’の上方端部に位置し、タッチパネル操作部１１が上方の高さ位置で保持される。
【００６４】
そして、タッチパネル操作部１１が押下げられると、ガイドピン１１１がガイド孔１３１’に対して摺動し、スライド部材１３’がスライドする。このとき、基部１３’Ａから下方へ突設された突片部１３７は、底面部１２’Ａに設けられた孔部１２４内をスライドする（図６の紙面右方向）。
【００６５】
そして、ガイドピン１１１が係止部１３１’Ａに到達すると係止され（図６の状態）、タッチパネル操作部１１はタッチを解除しても下方の高さ位置に保持される。この状態で突片部１３７と孔部１２４の間に隙間Ｑが生じ、この隙間Ｑに指などを押し込んで突片部１３７をスライドさせれば（図６の紙面左方向）、ガイドピン１１１の係止が解除され、スライド部材１３’の付勢によりガイドピン１１１がガイド孔１３１’の上方端部まで摺動し、タッチパネル操作部１１が最上方まで移動して保持される。
【００６６】
これにより、タッチパネル操作部１１を押下げ切った状態を容易に保持でき、その状態の解除も容易な操作で行うことができる。
【００６７】
＜操作装置の第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る操作装置について説明する。本発明の第２実施形態に係る操作装置の概略分解斜視図を図７に示す。また、第２実施形態に係る操作装置の側面断面図を図８に示す。
【００６８】
図７及び図８に示す第２実施形態に係る操作装置２１は、タッチパネル操作部２１１と、金属シート２１２と、弾性体２１３と、静電容量センサ２１４と、筐体部２１５を備えている。
【００６９】
筐体部２１５には静電容量センサ２１４が収容される。静電容量センサ２１４は、四隅が切り欠かれた形状の基板２１４Ａと、基板２１４Ａ上に形成された電極２１４Ｂ及び２１４Ｃから構成される。櫛状の電極２１４Ｂ及び２１４Ｃは、基板２１４Ａの大部分の領域において、互いに噛み合って形成される。
【００７０】
そして、基板２１４Ａの四隅の切欠き部分に弾性体２１３がそれぞれ配置され、配置された弾性体２１３上に金属シート２１２が支持される。
【００７１】
タッチパネル操作部２１１は、タッチパネル面Ｓを有したタッチパネル２１１Ａと、タッチパネル２１１Ａを支持する基台部２１１Ｂを備えている。そして、金属シート２１２上に基台部２１１Ｂが支持される。
【００７２】
なお、第２実施形態に係る操作装置２１の電気的ブロック構成は、上記第１実施形態に係る図５に示す構成と同様となる（タッチパネル１１Ａをタッチパネル２１１Ａに、静電容量センサ１４を静電容量センサ２１４に置き換える）。
【００７３】
タッチパネル２１１Ａがタッチされない状態では、タッチパネル操作部２１１は弾性体２１３による付勢により高さ方向（タッチパネル面Ｓに垂直な方向）の所定位置に保持される。そして、タッチパネル２１１Ａ（タッチパネル面Ｓ）がタッチされて加重されると、加重された位置に応じて、弾性体２１３が変形し、タッチパネル操作部２１１及び金属シート２１２の姿勢が傾く。
【００７４】
金属シート２１２は傾くことにより、静電容量センサ２１４の電極２１４Ｂ及び２１４Ｃに近接するので、近接度合いによって静電容量が変化する。この静電容量の変化を静電容量センサコントローラ１６（図５）により検出し、検出結果が座標情報生成部１７に送られる。座標情報生成部１７は、タッチパネル２１１Ａにおけるタッチされた２次元位置の検出結果と、静電容量変化の検出結果に基づき３次元座標情報（２次元座標情報と高さ方向位置情報）を生成する。生成された３次元座標情報は、無線通信部１８によりアンテナ１９を介して無線信号として出力される。
【００７５】
座標情報生成部１７は、上記第１実施形態と同様に、高さ方向位置情報Ｚとしては、連続値を生成してもよいし、閾値との比較によって２値や３値などを生成してもよい。
【００７６】
このように本実施形態に係る操作装置２１によれば、タッチパネル２１１Ａをタッチしながらタッチパネル面Ｓに加重をかける操作によって、対応する３次元座標情報を出力することができる。従って、タッチパネル２１１Ａをタッチしながら自然な操作感により３次元位置を操作入力することができる。
【００７７】
なお、金属シート２１２の代わりに、タッチパネル操作部２１１の下面に金属メッキ層を設けるようにしてもよい。
【００７８】
＜操作装置の情報処理装置との連携例１＞
次に、以上説明した操作装置と情報処理装置との連携の一例について説明する。ここでは、第１実施形態に係る操作装置１を例として説明するが、第２実施形態に係る操作装置２１にも適用可能である。
【００７９】
操作装置と情報処理装置を含めたシステム例の全体構成を図９に示す。図９に示すシステムは、操作装置１と、情報処理装置２５と、テレビ装置３０から構成される。なお、操作装置１と情報処理装置２５とから操作システムが構成される。
【００８０】
操作装置１は、先述したように、タッチパネル１１Ａを有したタッチパネル操作部１１を備えており、タッチパネル１１Ａのタッチしながらの押下げ操作に応じて３次元座標情報を無線信号で出力する。
【００８１】
テレビ装置３０は、表示画面３５１を有する。情報処理装置２５は、操作装置１との間で、例えば、近距離無線通信規格の１つであるBluetooth（登録商標）に従って無線通信を行い、所定の情報を送受する。
【００８２】
また、情報処理装置２５は、テレビ装置３０にＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）ケーブルＣを介して接続されており、テレビ装置３０に所定の画像情報を提供する。なお、情報処理装置２５とテレビ装置３０とは、無線通信を行うことができるようにしてもよい。また、本実施形態では、操作装置１と情報処理装置２５とが別個に設けられているが、この例には限られず、操作装置１及び情報処理装置２５の各々の機能を有する装置単体としてもよい。
【００８３】
ここで、情報処理装置２５のブロック構成を図１０に示す。情報処理装置２５は、図１０に示すように、アンテナ２５１と、無線通信部２５２と、制御部２５３と、ＨＤＭＩインタフェース２５４を備えている。
【００８４】
無線通信部２５２は、アンテナ２５１を介して操作装置１との間で、各種の情報を無線を通じて送受するユニットである。
【００８５】
制御部２５３は、例えばアンドロイド（登録商標）が予め記憶されたメモリと、ＣＰＵを備え、情報処理装置２５を制御する。
【００８６】
また、制御部２５３は、座標情報変換部２５３Ａを機能部として有しており、この機能部はソフトウェア的に実現される。座標情報変換部２５３Ａについては後述する。
【００８７】
ＨＤＭＩインタフェース２５４は、各種画像情報などの各種情報をＨＤＭＩ規格に準拠してＨＤＭＩケーブルＣ（図９）を介して制御部２５３がテレビ装置３０との間で送受するためのユニットである。
【００８８】
次に、テレビ装置３０のブロック構成を図１１に示す。テレビ装置３０は、図１１に示すように、ＨＤＭＩインタフェース３０１と、制御部３０２と、ＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ）部３０３と、映像出力部３０４と、表示部３０５を備えている。
【００８９】
なお、テレビ装置３０は、当然ながらチューナ等の放送受信に関する構成や音声出力に関する構成も有しているが、図１１では図示を省略している。
【００９０】
ＨＤＭＩインタフェース３０１は、各種画像情報などの各種情報をＨＤＭＩケーブルＣ（図９）を介して制御部３０２が情報処理装置２５との間で送受するためのユニットである。
【００９１】
制御部３０２は、テレビ装置３０を統括的に制御する制御装置であり、例えばマイコンで構成される。
【００９２】
ＯＳＤ部３０３は、制御部３０２による指示によりオンスクリーンディスプレイ用の表示データを生成するユニットである。例えば、メニュー画面や後述するキー画像、カーソル画像などの表示データがＯＳＤ部３０３により生成される。
【００９３】
映像出力部３０４は、ＯＳＤ部３０３から入力される表示データを表示部３０５に適した映像信号に変換して表示部３０５に出力する。なお、映像出力部３０４は、放送受信による映像とオンスクリーンディスプレイの映像を重畳する機能も有する。
【００９４】
表示部３０５は、例えば液晶表示部により構成され、表示画面３５１（図９）を有する。表示部３０５は、映像出力部３０４から入力される映像信号に基づき表示画面３５１に映像を表示させる。
【００９５】
次に、このようなシステムにおける情報処理装置２５の処理例について説明する。ここで、操作装置１は、一例として、先述のように３値の高さ方向位置情報（Ｚ＝０、Ｚ＝Ｚ１（中間値）＞０、Ｚ＝Ｚ２＞Ｚ１）を含む３次元座標情報を出力するものとする。
【００９６】
まず、情報処理装置２５の制御部２５３は、操作装置１からアンテナ２５１及び無線通信部２５２を介して３次元座標情報（２次元座標情報と高さ方向位置情報）を受信したかを監視する。そして、中間値Ｚ１の値である高さ方向位置情報を含む３次元座標情報を受信した場合（即ち、タッチパネル操作部１１を押下げつつ押下げ切っていない状態）、制御部２５３は、ホバリング操作モードへ移行する。
【００９７】
すると、制御部２３は、リモコン装置のキーの画像を表示するキー画像情報と、上記キー画像をテレビ装置３０の表示画面３５１に表示させる所定位置を示す座標情報をＨＤＭＩインタフェース２５４を介してテレビ装置３０へ送信する。それと共に制御部２５３は、ホバリングカーソルを表示するホバリングカーソル画像情報と、上記ホバリングカーソルを表示画面３５１に表示させる所定位置を示す座標情報もＨＤＭＩインタフェース２５４を介してテレビ装置３０へ送信する。これにより、表示画面３５１には、所定の位置にキー画像とホバリングカーソルが重畳表示される。
【００９８】
キー画像とホバリングカーソルの重畳表示の一例を図１２に示す。図１２の例では、キー画像７１Ａ、７１Ｂ及び７１Ｃと、ホバリングカーソル７２が重畳表示されている。キー画像７１Ａは上下左右の十字キーを示し、キー画像７１Ｂは決定キーを示し、キー画像７１Ｃは「戻る」キー（前の画面に戻るなどのためのキー）を示す。また、キー画像とホバリングカーソルは、例えばメニュー画面などの基本画面に対して重畳表示される。
【００９９】
なお、キー画像は、図１２の例に限らず、例えば音量キー、チャンネルキーなど各種キーを採用してよい。
【０１００】
そして、制御部２５３は、操作装置１から中間値Ｚ１の高さ位置情報を含む３次元座標情報を受信する間、受信された２次元座標を座標情報変換部２５３Ａによりテレビ装置３０の表示画面３５１における表示位置の座標に変換し、変換した座標情報をＨＤＭＩインタフェース２５４を介してテレビ装置３０へ送信する。これにより、表示画面３５１において、送信した座標情報の位置にホバリングカーソルを表示させる。
【０１０１】
これにより、タッチパネル１１Ａを押下げつつ押下げ切っていない状態でタッチ位置を変化させることで、ホバリングカーソルがキー画像に対して移動表示される。これにより、ユーザはあたかも空中で操作している操作感を得ることができる。
【０１０２】
そして、ゼロである高さ方向位置情報を含む３次元座標情報を受信した場合（即ち、タッチパネル操作部１１を押下げ切った状態）、制御部２５３は、タッチカーソルを表示するタッチカーソル画像情報をＨＤＭＩインタフェース２５４を介してテレビ装置３０へ送信し、表示画面３５１におけるホバリングカーソルの表示をタッチカーソルの表示に変化させる。タッチカーソルの表示例を図１３に示す。図１３では、タッチカーソル８１が表示されている。タッチカーソルは、ホバリングカーソルと形状、色などを異ならせる。
【０１０３】
それと共に、制御部２５３は、座標情報変換部２５３Ａにより、上記受信した３次元座標情報に含まれる２次元座標を表示画面３５１における表示位置の座標に変換し、変換した座標位置のキーに対応する機能情報をＨＤＭＩインタフェース２５４を介してテレビ装置３０へ送信する（対応する機能情報がない場合は、機能情報は出力しない）。ＨＤＭＩ通信では、機能情報は例えばＣＥＣ（Consumer Electronics Control）コマンドとして送信される。
【０１０４】
例えば、図１３の例であれば、十字キーであるキー画像７１Ａの上下左右の各表示位置、決定キーであるキー画像７１Ｂの表示位置、「戻る」キーであるキー画像７１Ｃの表示位置の各表示位置に対応して各機能情報が割り当てられる。
【０１０５】
テレビ装置３０側では、ＨＤＭＩインタフェース３０１が情報処理装置２５から送信された機能情報を受信し、受信した機能情報に対応する制御動作を制御部３０２が行う。例えば、十字キーに対応する機能情報を受信した場合は、表示部３０５に表示されるメニュー画面において項目選択を移動させる、「戻る」キーに対応する機能情報を受信した場合は、表示部３０５において前の画面を表示させる、などである。
【０１０６】
これにより、タッチパネル操作部１１を押下げつつ押下げ切っていない状態でタッチ位置を変化させる操作（ホバリング操作）中にタッチパネル操作部１１を押下げ切ると、ホバリングカーソルからタッチカーソルへ表示が変化し、対応するキーの機能が発現される。従って、ユーザにとっては、あたかも空中における操作から或る平面をタッチしたかのような操作感となる。
【０１０７】
このように本実施形態によれば、ユーザはテレビ装置３０の表示画面を見ながら、手元の操作装置１のタッチパネル操作部１１における操作を行うことにより、従来のリモコン装置のような操作感を得ることができる。
【０１０８】
＜操作装置と情報処理装置との連携例２＞
次に、先述した実施形態に係る操作装置と情報処理装置との連携の別の実施例について説明する。ここでも、一例として、図９に示す操作装置１、情報処理装置２５、及びテレビ装置３０から成るシステムを用いるとして説明する（操作装置は操作装置２１でもよい）。
【０１０９】
従来、タッチパネル上の指先による各種操作作法（例えばタッチパネル上で指先を掃う操作であるスワイプや、タッチパネル上で２本の指先をつまむように近付ける操作であるピンチインなど）をフィンガージェスチャ、または単にジェスチャと呼ぶ。本実施形態では、３次元位置を操作入力可能な操作装置１を用いることにより、ジェスチャのバリエーションを格段に拡げることを実現する。
【０１１０】
本実施形態では、情報処理装置２５の制御部２５３は、操作装置１から無線通信部２５２を介して受信された３次元座標情報を解析し、高さ方向位置情報Ｚの値が異なる状態におけるタッチパネル１１Ａでの操作作法を個別のジェスチャとして認識する。
【０１１１】
ここで、操作装置１は、一例として、先述のように３値の高さ方向位置情報（Ｚ＝０、Ｚ＝Ｚ１（中間値）＞０、Ｚ＝Ｚ２＞Ｚ１）を含む３次元座標情報を出力するものとする。
【０１１２】
高さ方向位置情報Ｚ＝０の状態、即ちタッチパネル操作部１１を押下げ切った状態でのジェスチャとしては以下を例として挙げることができる。
（１）１本の指をタッチパネル面Ｓに置き、指を少し持ち上げてからタッチパネル面Ｓを軽く１回タッチする操作であるシングルタップ
（２）上記（１）においてタッチパネル面Ｓを２回タッチする操作であるダブルタップ
（３）上記（１）においてタッチパネル面Ｓを３回タッチする操作であるトリプルタップ
（４）上記シングルタップ、ダブルタップ、トリプルタップを２本の指で行う操作
（５）タッチパネル面Ｓ上で１本の指を滑らせる操作であるスワイプ
（６）上記スワイプを２本または３本の指で行う操作
（７）一方の指をタッチパネル面Ｓに当てて軸としたまま、他方の指をタッチパネル面Ｓに当てたまま回転方向に移動させる操作であるツイスト
（８）２本の指をほぼ同時にタッチパネル面Ｓに置き、つまむように近付ける操作であるピンチイン
（９）２本の指をほぼ同時にタッチパネル面Ｓに置き、広げるように離す操作であるピンチアウト
（１０）上記ピンチイン、ピンチアウトを３本または４本の指で行う操作
【０１１３】
そして、本実施形態では、更に高さ方向位置情報Ｚ＝Ｚ２の状態、即ちタッチパネル操作部１１がほぼ押下げられていない状態でのジェスチャとして、例えば、上記（１）〜（１０）と同様のものとする。即ち、タッチパネル操作部１１の高さ方向位置が異なる状態におけるタッチパネル１１Ａでの同一の操作作法に対して個別のジェスチャを定義できる。
【０１１４】
また、本実施形態では、更に高さ方向位置情報Ｚ＝Ｚ１（中間値）の状態、即ちタッチパネル操作部１１が押下げられつつ押下げ切られていない状態でのジェスチャとして、例えば、１本の指をタッチパネル面Ｓに当てながら円弧状または波状に移動させる操作などとする。なお、ここでも上記（１）〜（１０）と同様のジェスチャを採用してもよい。
【０１１５】
なお、例えば上記のように高さ方向位置情報Ｚ＝Ｚ１の状態ではジェスチャを定義せず、Ｚ＝０とＺ＝Ｚ２の状態にだけジェスチャを定義してもよい。
【０１１６】
このように本実施形態であれば、ジェスチャのバリエーションを格段に拡げることができる。特に、操作装置１であれば、タッチパネル１１Ａをタッチしつつ高さ方向位置情報Ｚの値を確実に保持できるので、３次元的にバリエーションを持たせたジェスチャを確実に実現できる。
【０１１７】
また、情報処理装置２５の制御部２５３は、操作装置１から無線通信部２５２を介して受信された３次元座標情報を解析し、高さ方向位置情報Ｚの値が変化しながらのタッチパネル１１Ａの操作作法をジェスチャとして認識するようにしてもよい。例えば、１本の指をタッチパネル面Ｓ上に当てて滑らせながらタッチパネル操作部１１を押下げる操作をジェスチャとして認識するなどである。
【０１１８】
なお、本実施形態により認識されたジェスチャに応じて、制御部２５３は、ＨＤＭＩインタフェース２５４を介してテレビ装置３０に指令を送り、テレビ装置３０に対応する機能を発現させる。
【０１１９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変形が可能である。
【０１２０】
例えば、本発明に係る操作装置は、タッチパネルとディスプレイが一体化したスマートフォンなどに適用してもよいし、ノートＰＣなどの操作部として組み込んでもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
１  操作装置
１１  タッチパネル操作部
１１１  ガイドピン
１１Ａ  タッチパネル
１１Ｂ  基台部
１２  筐体部
１２Ａ  底面部
１２Ｂ  突片部
１２１  ガイド孔
１２２  ガイドピン
１２３  接続ピン
１２４  孔部
１３  スライド部材
１３Ａ  基部
１３Ｂ  突片部
１３１、１３１’  ガイド孔
１３１’Ａ  係止部
１３２  ガイド孔
１３３  接続ピン
１３４  切欠き部
１３５  孔部
１３６  突片部
１３７  突片部
１４  静電容量センサ
１４Ａ  基板
１４１  電極
１４２  電極
１５  タッチパネルコントローラ
１６  静電容量センサコントローラ
１７  座標情報生成部
１８  無線通信部
１９  アンテナ
２１  操作装置
２１１  タッチパネル操作部
２１１Ａ  タッチパネル
２１１Ｂ  基台部
２１２  金属シート
２１３  弾性体
２１４  静電容量センサ
２１４Ａ  基板
２１４Ｂ  電極
２１４Ｃ  電極
２１５  筐体部
２５  情報処理装置
２５１  アンテナ
２５２  無線通信部
２５３  制御部
２５４  ＨＤＭＩインタフェース
３０  テレビ装置
３０１  ＨＤＭＩインタフェース
３０２  制御部
３０３  ＯＳＤ部
３０４  映像出力部
３０５  表示部
Ｓ  タッチパネル面
Ｐ  引張ばね
Ｑ  隙間
【図１Ａ】
2015014999.tif 000003
【図１Ｂ】
2015014999.tif 000004
【図２】
2015014999.tif 000005
【図３】
2015014999.tif 000006
【図４】
2015014999.tif 000007
【図５】
2015014999.tif 000008
【図６】
2015014999.tif 000009
【図７】
2015014999.tif 000010
【図８】
2015014999.tif 000011
【図９】
2015014999.tif 000012
【図１０】
2015014999.tif 000013
【図１１】
2015014999.tif 000014
【図１２】
2015014999.tif 000015
【図１３】
2015014999.tif 000016