(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記タッチパッドとは別に設けられ、表示画面を有すると共に当該表示画面に画像を表示する表示装置と、を備え、
前記突出制御部は、前記表示画面がそれぞれ独立した画像を表示する複数の画面領域に分割されている場合に、複数の前記画面領域のそれぞれに対応させて前記操作面を前記画面領域の数と同数の操作面領域に分割すると共に、前記操作面領域のそれぞれの面積が、対応する前記画面領域の表示内容に応じた面積となるように、複数の前記画面領域の相互の面積の比率に拘わらず、前記操作面領域の境界を設定し、当該境界に沿って前記突出部材を突出させる操作入力システム。
【請求項２】
前記突出制御部は、前記画面領域の少なくとも一つに特定の操作標章が表示されている場合に、前記操作面領域のそれぞれの面積が、対応する前記画面領域内の前記操作標章の数に応じた面積となるように前記操作面領域の境界を設定する請求項１に記載の操作入力システム。
【請求項３】
前記突出制御部は、前記画面領域内に含まれる前記操作標章の数が多い前記画面領域に対応する前記操作面領域ほど、大きい面積となるように前記境界を設定する請求項２に記載の操作入力システム。
【請求項４】
前記突出制御部は、複数の前記画面領域のそれぞれに含まれる前記操作標章の数の比率に応じた面積の比率となるように、前記画面領域のそれぞれに対応する前記操作面領域の面積を設定する請求項２又は３に記載の操作入力システム。
【請求項５】
前記突出制御部は、それぞれの前記画面領域の前記表示内容に対応した操作方法であって、各画面領域に対応する前記操作面領域のそれぞれが受け付け可能な操作方法に応じて、前記操作面領域の面積を設定する請求項１に記載の操作入力システム。
【請求項６】
前記突出制御部は、それぞれの前記画面領域の前記表示内容に対応した操作方法であって、各画面領域に対応する前記操作面領域のそれぞれが受け付け可能な操作方法として、前記被検知物を接触又は近接させるタッチ操作を含むか否か、或いは前記被検知物を接触又は近接させた状態でスライドさせるスライド操作及び前記タッチ操作の双方を含むか否かに応じて、前記操作面領域の面積を設定する請求項１又は５に記載の操作入力システム。
【請求項７】
前記表示画面は、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機能を有し、
前記突出制御部は、前記表示画面上において前記画面領域の前記表示内容に対応して前記画面領域のそれぞれが受け付け可能な操作方法に応じて、前記操作面領域の面積を設定する請求項１、５及び６の何れか一項に記載の操作入力システム。
【請求項８】
前記表示画面は、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機能を有し、
前記突出制御部は、前記表示画面上において前記画面領域の前記表示内容に対応して前記画面領域のそれぞれが受け付け可能な操作方法として、前記被検知物を接触又は近接させるタッチ操作を含むか否か、或いは前記被検知物を接触又は近接させた状態でスライドさせるスライド操作及び前記タッチ操作の双方を含むか否かに応じて、前記操作面領域の面積を設定する請求項１、及び５から７の何れか一項に記載の操作入力システム。
【請求項９】
前記突出制御部は、前記表示画面に特定の操作標章が表示されている場合、複数の前記画面領域のそれぞれにおける前記操作標章の配置に対応した配置となるように、当該画面領域のそれぞれに対応する前記操作面領域内に含まれる前記突出部材を前記操作面から突出した状態とする請求項１から８の何れか一項に記載の操作入力システム。
【請求項１０】
前記表示画面への表示画像を描画制御する描画制御部をさらに備え、
前記表示画面に特定の操作標章が表示されており、前記境界が前記操作面の外周又は他の前記境界から所定距離内に設定されており、前記境界と前記外周との間又は前記境界と前記他の境界との間に設定された前記操作面領域である狭幅操作面領域に対応する前記画面領域内に複数の前記操作標章が存在する場合、
前記突出制御部は、前記狭幅操作面領域内において前記複数の操作標章に対応して前記操作面から突出される前記突出部材を、前記境界に対して平行に配置し、
前記描画制御部は、前記突出制御部による前記突出部材の配置に対応した配置となるように、前記狭幅操作面領域に対応する前記画面領域内の前記複数の操作標章を配置する請求項１から９の何れか一項に記載の操作入力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
また、ナビゲーション装置には、表示装置に表示される画面を分割して、例えば地図と経路情報や、地図とテレビ放送画面など、複数の異なる画面を表示するものもある。このように複数の異なる画面が存在する場合には、操作面において画面の区別がつきにくく、何れの画面を操作しているのかが使用者にとって判りづらい可能性がある。単純に操作面に分割線を設けるだけでは、却って触覚操作を妨げる可能性もあり、使用者の利便性の観点からは、より直感的な操作入力が行えることが好ましい。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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６８０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、
前記タッチパッドとは別に設けられ、表示画面を有すると共に当該表示画面に画像を表示する表示装置と、を備え、
前記突出制御部は、前記表示画面がそれぞれ独立した画像を表示する複数の画面領域に分割されている場合に、複数の前記画面領域のそれぞれに対応させて前記操作面を前記画面領域の数と同数の操作面領域に分割すると共に、前記操作面領域のそれぞれの面積が、対応する前記画面領域の表示内容に応じた面積となるように、複数の前記画面領域の相互の面積の比率に拘わらず、前記操作面領域の境界を設定し、当該境界に沿って前記突出部材を突出させる点にある。
【０００８】
この特徴構成によれば、タッチパッドの操作面に接触又は近接する被検知物の検知位置に応じて、情報伝達可能に接続された他の機器に対して所定操作を入力することができる。表示装置の表示画面が複数の画面領域に分割されている場合、それぞれの画面領域は、一般的に異なる入力を受け付けるようにも構成されていることが多い。従って、使用者が特定の画面領域に対して所定操作を行う場合には、タッチパッドの操作面においても当該特定の画面領域に対応する領域に対して操作を行うことが好ましい。本特徴構成によれば、分割された画面領域に対応するように、操作面が複数の操作面領域に分割される。そして、操作面領域の境界に沿って突出部材がタッチパッド正面の操作板を貫通して操作面から突出する。その結果、各操作面領域は、操作面から突出した突出部材によって形成された立体的な境界によって、使用者にとって明確に区別が可能な状態となる。つまり、使用者は所定操作の入力を行いたい特定の画面領域に対応する操作面領域を触覚によって明確に認識することができる。
【０００９】
さらに、本特徴構成によれば、各操作面領域の面積は、各画像領域の表示内容に応じて、複数の前記画面領域の相互の面積の比率に拘わらずに設定される。各画像領域の表示内容によって、使用者により入力される所定操作の種別や所定操作の際に区別すべき操作箇所の数なども異なるため、操作面領域に必要とされる面積も画像領域の表示内容によって異なる。各操作面領域の面積が各画像領域の表示内容に応じて設定されることで、各操作面領域は、所定操作に必要な面積を適切に確保することができ、各操作面領域において使用者による所定操作を良好に検出することが可能となる。つまり、使用者は、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であり、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される。
【００１０】
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、前記画面領域の少なくとも一つに特定の操作標章が表示されている場合に、前記操作面領域のそれぞれの面積が、対応する前記画面領域内の前記操作標章の数に応じた面積となるように前記操作面領域の境界を設定すると好適である。つまり、前記突出制御部は、前記表示画面がそれぞれ独立した画像を表示する複数の画面領域に分割されており、当該画面領域の少なくとも一つに特定の操作標章が表示されている場合に、複数の前記画面領域のそれぞれに対応させて前記操作面を前記画面領域の数と同数の操作面領域に分割すると共に、前記操作面領域のそれぞれの面積が、対応する前記画面領域内の前記操作標章の数に応じた面積となるように前記操作面領域の境界を設定し、当該境界に沿って前記突出部材を突出させると好適である。つまり、各画像領域の表示内容に応じて設定される各操作面領域の面積は、より具体的な１つの態様として、各画像領域に含まれる操作標章の数に応じて設定される。換言すれば、各操作面領域の面積は、所定操作の際に区別すべき操作箇所の数に応じて設定される。このため、各画像領域の操作標章は、対応する各操作面領域へ適切に配分され、各操作面領域において使用者による所定操作を良好に検出することが可能となる。つまり、使用者は、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であり、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される。
【００１１】
前記画面領域の少なくとも一つに特定の操作標章が表示されている場合、本発明に係る操作入力システムの前記突出制御部は、複数の前記画面領域の相互の面積の比率に拘わらず、前記画面領域内に含まれる前記操作標章の数が多い前記画面領域に対応する前記操作面領域ほど、大きい面積となるように前記境界を設定すると好適である。この構成によれば、操作標章の数が多いほど、操作面領域の面積が大きくなるので、各画像領域の操作標章は、対応する各操作面領域へ適切に配分される。例えば、操作面領域において各操作標章に対応する位置の間に、タッチパッド全体として統一感のある適切な隙間を設定することができ、使用者は、より確実な操作入力が可能となる。
【００１２】
また、前記画面領域の少なくとも一つに特定の操作標章が表示されている場合、本発明に係る操作入力システムの前記突出制御部は、複数の前記画面領域の相互の面積の比率に拘わらず、複数の前記画面領域のそれぞれに含まれる前記操作標章の数の比率に応じた面積の比率となるように、前記画面領域のそれぞれに対応する前記操作面領域の面積を設定すると好適である。このように、画面領域内に含まれる操作標章の数の比率に応じた面積の比率となるように操作面領域の面積が設定されることによって、各画像領域の操作標章は、対応する各操作面領域へ適切に配分される。つまり、操作面領域において各操作標章に対応する位置が、操作面のほぼ全体に亘って、バランス良く、統一感を有して配置されるようになる。その結果、使用者は、より確実な操作入力が可能となる。
【００１３】
ところで、使用者により入力される所定操作の種別が、各画像領域の表示内容によって異なる場合がある。この場合、操作面領域のそれぞれが受け付け可能な操作方法は、各操作面領域に応じて異なり、受け付け可能な操作方法によって、操作面領域に必要とされる面積も異なる。各操作面領域の面積がこの操作方法に応じて設定されることで、各操作面領域は、所定操作に必要な面積を適切に確保することができる。操作面領域のそれぞれの面積が、対応する画面領域の表示内容に応じた面積となるように操作面領域の境界を設定する１つの好適な態様として、本発明に係る操作入力システムの前記突出制御部は、それぞれの前記画面領域の前記表示内容に対応した操作方法であって、各画面領域に対応する前記操作面領域のそれぞれが受け付け可能な操作方法に応じて、前記操作面領域の面積を設定することができる。その結果、各操作面領域において使用者による所定操作を良好に検出することが可能となり、使用者は、より確実な操作入力が可能となる。
【００１４】
また、操作面領域のそれぞれの面積が、対応する画面領域の表示内容に応じた面積となるように操作面領域の境界を設定する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突出制御部は、それぞれの前記画面領域の前記表示内容に対応した操作方法であって、各画面領域に対応する前記操作面領域のそれぞれが受け付け可能な操作方法として、前記被検知物を接触又は近接させるタッチ操作を含むか否か、或いは前記被検知物を接触又は近接させた状態でスライドさせるスライド操作及び前記タッチ操作の双方を含むか否かに応じて、前記操作面領域の面積を設定することができる。タッチ操作が操作面のほぼ一点を操作するのに対して、スライド操作は操作面を少なくとも線状に、あるいは面状に操作する。点状の操作と、線状あるいは面状の操作とは、操作面領域に必要とされる面積も異なる。当然ながら、点状の操作に対して、線状あるいは面状の操作の方が操作面領域に必要とされる面積が大きくなる。従って、本構成のように各操作面領域の面積が設定されることで、各操作面領域は、所定操作に必要な面積をより適切に確保することができる。その結果、使用者は、より確実な操作入力が可能となる。
【００１５】
ここで、操作面領域のそれぞれの面積が、対応する画面領域の表示内容に応じた面積となるように操作面領域の境界を設定する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表示画面が、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機能を有し、前記突出制御部が、前記表示画面上において前記画面領域の前記表示内容に対応して前記画面領域のそれぞれが受け付け可能な操作方法に応じて、前記操作面領域の面積を設定すると好適である。表示画面上において画面領域のそれぞれが受け付け可能な操作方法は、各画像領域に応じて異なる。そして、受け付け可能な操作方法によって、操作面領域に必要とされる面積も異なる。各操作面領域の面積が表示画面上において画面領域のそれぞれが受け付け可能な操作方法に応じて設定されることで、各操作面領域は、所定操作に必要な面積を適切に確保することができる。その結果、各操作面領域において使用者による所定操作を良好に検出することが可能となり、使用者は、より確実な操作入力が可能となる。
【００１６】
また、操作面領域のそれぞれの面積が、対応する画面領域の表示内容に応じた面積となるように操作面領域の境界を設定する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表示画面が、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機能を有し、前記突出制御部が、前記表示画面上において前記画面領域の前記表示内容に対応して前記画面領域のそれぞれが受け付け可能な操作方法として、前記被検知物を接触又は近接させるタッチ操作を含むか否か、或いは前記被検知物を接触又は近接させた状態でスライドさせるスライド操作及び前記タッチ操作の双方を含むか否かに応じて、前記操作面領域の面積を設定すると好適である。上述したように、タッチ操作に対して、スライド操作の方が操作面領域に必要とされる面積が大きくなる。本構成のように各操作面領域の面積が設定されることで、各操作面領域は、所定操作に必要な面積をより適切に確保することができ、使用者は、より確実な操作入力が可能となる。
【００１７】
上述したように、複数の突出部材は、タッチパッド正面の操作板を貫通して操作面から突出可能に設けられる。これらの突出部材は、突出制御部によって、突出状態と埋没状態との間で移動可能である。突出部材の埋没状態では操作面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の先端部は操作面から明確に突出し、使用者の指先等によって直接的に触覚認識可能となる。例えば、表示装置に表示された操作標章の座標に対応する操作面上の座標に位置する突出部材を突出状態とすることで、使用者は突出状態にある突出部材を頼りに、その位置において操作面への操作入力を容易に行なうことができる。一つの態様として、本発明に係る操作入力システムの前記突出制御部は、前記表示画面に特定の操作標章が表示されている場合、複数の前記画面領域のそれぞれにおける前記操作標章の配置に対応した配置となるように、当該画面領域のそれぞれに対応する前記操作面領域内に含まれる前記突出部材を前記操作面から突出した状態とすると好適である。
【００１８】
また、本発明に係る操作入力システムは、前記表示画面への表示画像を描画制御する描画制御部をさらに備え、前記表示画面に特定の操作標章が表示されており、前記境界が前記操作面の外周又は他の前記境界から所定距離内に設定されており、前記境界と前記外周との間又は前記境界と前記他の境界との間に設定された前記操作面領域である狭幅操作面領域に対応する前記画面領域内に複数の前記操作標章が存在する場合、前記突出制御部は、前記狭幅操作面領域内において前記複数の操作標章に対応して前記操作面から突出される前記突出部材を、前記境界に対して平行に配置し、前記描画制御部は、前記突出制御部による前記突出部材の配置に対応した配置となるように、前記狭幅操作面領域に対応する前記画面領域内の前記複数の操作標章を配置すると好適である。この構成によれば、操作面領域における操作標章（操作標章に対応する領域）の配置に応じて、画面領域において対応する操作標章の配置を変更し、操作面領域と画面領域とにおいて対応する操作標章の配置が共通化される。その結果、使用者は操作面領域と画面領域とにおいて対応する操作標章を容易に対応づけることができ、より確実な操作入力が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】操作入力システムの概略構成を示すブロック図である。
【図４】操作入力装置に備えられる簡略化したタッチパッドの斜視図である。
【図５】駆動機構の構成を示す断面図である。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】入力判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】複数の画面領域を有する表示画面とタッチパッドの操作面領域との関係の第１例を示す図である。
【図１３】操作面領域を設定する第１例の全体の手順を示すフローチャートである。
【図１４】操作標章数取得処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１４の手順を具体例を用いて示すフローチャートである。
【図１６】突出部材駆動制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図１７】複数の画面領域を有する表示画面とタッチパッドの操作面領域との関係の第２例を示す図である。
【図１８】操作面領域を設定する第２例の全体の手順を示すフローチャートである。
【図１９】画面領域特性取得処理の手順を示すフローチャートである。
【図２０】図１９の手順を具体例を用いて示すフローチャートである。
【図２１】複数の画面領域を有する表示画面とタッチパッドの操作面領域との関係の第３例の一例を示す図である。
【図２２】複数の画面領域を有する表示画面とタッチパッドの操作面領域との関係の第３例の他の例を示す図である。
【図２３】画面領域内の操作標章を再配置する手順を示すフローチャートである。
【図２４】複数の画面領域を有する表示画面とタッチパッドの操作面領域との関係の第４例を示す図である。
【図２５】複数の画面領域を有する表示画面とタッチパッドの操作面領域との関係の第５例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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（予め規定された）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、操作入力受付処理の手順、操作入力装置４の操作面の制御処理の手順、の順に説明する。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、操作カーソル４５が表示画面４１に表示された操作標章４４以外の位置にある状態で操作面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。タッチパッド１０は第二の操作入力手段として機能する。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
２．操作入力装置の構成
図３〜図５、及び図９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。
【００３０】
図４、図５及び図９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。
【００３１】
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９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。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、全ての配線部材１３と干渉することなく設けられている。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。
【００３２】
以下、操作入力装置４の詳細な構成を説明するが、ここでは、説明を容易にするために、図４に例示されたような簡略化された構造例を用いて説明する。つまり、孔部１２が１０個設けられている例を用いて説明する。本例では、２つの孔部１２が操作面１１ａのＹ方向に沿って配列され、そのような２つ一組の孔部１２が全部で５組、Ｘ方向に沿って等間隔で配列されている。それぞれの孔部１２には、突出部材２０が挿入されている。従って本例では、突出部材２０も複数（本例では孔部１２と同数の１０個）設けられている。また、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つ一組の突出部材２０が全部で５組、Ｘ方向に沿って等間隔で配列されている。なお、これらの孔部１２及び突出部材２０のタッチパッド１０上での配置領域は、後述する操作標章表示領域Ｒ（図６を参照）の表示画面４１上での配置領域に対応している。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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（突出状態）となり得る。
【００３８】
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。
【００３９】
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。尚、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。
【００４０】
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。
【００４１】
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、突出状態検知部５６及び入力受付部５７を更に備えている。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。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には表示可能数の上限である５つの操作標章４４の画像が表示されているので、１０個の突出部材２０の突出ステータスは全て突出状態と判定される。
【００４５】
なお、図９に例示したように、突出部材２０が、操作面１１ａの全体に亘って規則的に配列されている場合には、表示画面における５つの操作標章４４の座標に対応する操作面１１ａの座標に割り当てられている突出部材２０が突出状態と判定される。例えば、操作面１１ａの全体に亘って規則的に配列されている多数の突出部材２０の内、該当する座標に配置された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、他の突出部材２０の突出ステータスは埋没状態と判定される。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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（図６及び図７を参照）。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つの突起部の形態に変形して表現する。
【００５０】
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。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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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、描画制御部５４及び選択操作判定部５５に出力する。
【００５４】
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。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。更に描画制御部５４は、所定の操作標章４４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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。操作面１１ａに接触又は近接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。
【００５７】
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。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、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、各突出部材２０の位置にも基づいて、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。
【００５８】
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、隣接する操作標章割当領域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。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。
【００５９】
本実施形態では、上述したように表示画面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から明確に突出し、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。
【００６０】
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。また、必要以上に突出部材２０の数を増加させることなく、駆動機構３０の構成を比較的簡素化できるという利点もある。
【００６１】
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。
【００６２】
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、選択操作判定部５５の入力受付部５７に出力する。
【００６３】
入力受付部５７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した場合に、その突出部材２０への入力を受け付ける。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。
【００６４】
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。
【００６５】
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１０及び図１１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。
【００６６】
図１０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）。
【００６７】
図１１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。
【００６８】
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）。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。
【００６９】
入力判定処理が終了すると、図１０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。
【００７０】
５．操作入力装置のタッチパッドの操作面の制御処理の手順
ところで、表示入力装置４０の表示画面４１は、図１２に示すように複数の画面領域４８に分割されている場合がある。図１２は、図示左側の第一画面領域４８ａに広域地図が表示され、図示右側の第二画面領域４８ｂに分岐における拡大地図が表示されている例を示している。この他、地図画面、テレビ放送画面、ビデオディスク等映像表示画面、オーディオ設定画面、高速道路略図、ルート略図画面等がそれぞれ異なる画面領域４８に表示される場合がある。また、図１２に示すように画面領域４８は２つに限定されることなく、３つ以上の画面領域４８が表示画面４１に設定されていてもよい。
【００７１】
突出制御部５２は、表示画面４１がそれぞれ独立した画像を表示する複数の画面領域４８に分割されている場合、タッチパッド１０の操作面１１ａを画面領域４８の数と同数の操作面領域１８に分割する。つまり、突出制御部５２は、操作面領域１８の境界１９を設定して、この境界１９に沿って突出部材２０を操作面１１ａから突出した状態とする。その結果、各操作面領域１８は、突出した突出部材２０によって形成された境界１９によって、ユーザーにとって明確に区別が可能な状態となる。従って、ユーザーは所定操作の入力を行いたい特定の画面領域４８に対応する操作面領域１８を触覚によって明確に認識することができる。この際、突出制御部５２は、操作面領域１８のそれぞれの面積が、対応する画面領域４８の表示内容に応じた面積となるように、複数の前記画面領域の相互の面積の比率に拘わらず、操作面領域１８の境界１９を設定する。つまり、１つの観点として、突出制御部５２は、操作面領域１８のそれぞれの面積が、対応する画面領域４８内の操作標章４４の数に応じた面積となるように操作面領域１８の境界１９を設定する（後述する第１例等参照）。また、１つの観点として、突出制御部５２は、それぞれの画面領域４８の表示内容に対応した操作方法であって、各画面領域４８に対応する操作面領域１８のそれぞれが受け付け可能な操作方法に応じて、操作面領域１８の面積を設定する（後述する第２例等参照）。
【００７２】
より詳細には、描画制御部５４から表示入力装置４０の表示画面４１の画面領域４８の区分情報を取得したステータス判定部５１が、境界１９に割り当てられる突出部材２０の突出ステータスを突出状態と判定する。そして、この判定結果に基づいて、突出制御部５２が、該当する突出部材２０を突出させる。このように、境界１９の設定には複数の機能部が協働するが、以下の説明では特に断らない限り、突出制御部５２が制御の主体となるものとして説明する（操作入力演算部５０が制御の主体となると考えてもよい。）。
【００７３】
例えば、図１２を参照すると、表示画面４１においては２つの画面領域４８がほぼ同じ面積であるのに対して、操作面１１ａにおいては２つの操作面領域１８が異なる面積である。このように、本発明では、表示画面４１における複数の画面領域４８の面積比率と、操作面１１ａにおける複数の操作面領域１８の面積比率とが異なる点に特徴を有する。つまり、操作面領域１８の境界１９は、複数の画面領域４８の相互の面積の比率に拘わらず、設定される（同じ面積比率となることを妨げるものではない。）。これにより、各画面領域４８の操作標章４４は、対応する各操作面領域１８へ適切に配分され、各操作面領域１８において使用者による所定操作を検出することが可能となる。つまり、ユーザーは、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可能であり、利便性に優れた操作入力が可能な操作入力システム３が実現される。以下、種々の具体例を示して説明する。
【００７４】
〔第１例〕
図１２に示した第１例において、図示左側の第一画面領域４８ａには、図６と同様に５つの操作標章４４が表示されている。一方、図示右側の第二画面領域４８ｂには、１つの操作標章４４のみが表示されている。この操作標章４４は、第二画面領域４８ｂに表示された拡大地図を消す操作、例えば「拡大消し」の操作を示している。このようにそれぞれの画面領域４８に含まれる操作標章４４の数が異なる場合には、突出制御部５２は、複数の画面領域４８の相互の面積の比率に拘わらず、操作面領域１８のそれぞれの面積が、対応する画面領域４８内の操作標章４４の数に応じた面積となるように操作面領域１８の境界１９を設定する。つまり、操作標章４４が５つ含まれる第一画面領域４８ａに対応する第一操作面領域１８ａの面積の方が、操作標章４４が１つだけ含まれる第二画面領域４８ｂに対応する第二操作面領域１８ｂの面積よりも広くなるように、第二操作面領域１８ｂ寄りに境界１９が設定される。
【００７５】
このように、１つの態様として、突出制御部５２は、複数の画面領域４８の相互の面積の比率に拘わらず、画面領域４８内に含まれる操作標章４４の数が多い画面領域４８に対応する操作面領域１８ほど、大きい面積となるように境界１９を設定する。つまり、操作標章４４の数が多いほど、操作面領域１８の面積が大きくなるので、各画面領域４８の操作標章４４は、対応する各操作面領域１８へ適切に配分される。例えば、操作面領域１８において各操作標章４４に対応する操作標章割当領域Ｉの間に、タッチパッド１０全体として統一感のある適切な隙間を設定することができるので、ユーザーはより確実な操作入力が可能となる。
【００７６】
ここで、突出制御部５２は、さらに定量的に境界１９を設定すると好適である。例えば、１つの態様として、突出制御部５２は、複数の画面領域４８の相互の面積の比率に拘わらず、複数の画面領域４８のそれぞれに含まれる操作標章４４の数の比率に応じた面積の比率となるように、画面領域４８のそれぞれに対応する操作面領域１８の面積を設定することができる。例えば、図１２に例示した第一操作面領域１８ａと、第二操作面領域１８ｂとの面積の比率は、第一画面領域４８ａに含まれる操作標章４４の数“５”と第二画面領域４８ｂに含まれる操作標章４４の数“１”と応じて、“５対１”と設定することができる。つまり、画面領域４８内に含まれる操作標章４４の数の比率に応じた面積の比率となるように操作面領域１８の面積が設定されるので、各画面領域４８の操作標章４４は、対応する各操作面領域１８へさらに適切に配分される。その結果、各操作標章４４に対応する操作標章割当領域Ｉが、操作面１１ａのほぼ全体に亘って、バランス良く、統一感を有して配置されるようになる。その結果、ユーザーは、より確実な操作入力が可能となる。
【００７７】
以下、図１３から図１６のフローチャートも利用して、操作面領域１８及び境界１９を設定する手順について説明する。図１３に示すように、描画制御部５４から表示入力装置４０の表示画面４１の情報を取得した突出制御部５２は、表示画面４１が分割表示されているか否かを判定する（ステップ＃２０）。表示画面４１が分割表示されておらず、つまり、表示画面４１が複数の画面領域４８に分割されていなければ（ステップ＃２０：Ｎｏ）、操作面領域１８及び境界１９を設定する必要がないため、突出制御部５２は、全ての処理を終了する。一方、表示画面４１が分割表示されている場合、つまり、表示画面４１が複数の画面領域４８に分割されていると判定されれば（ステップ＃２０：Ｙｅｓ）、操作標章数取得による操作面領域境界設定処理（ステップ＃３０）、突出部材駆動制御処理（ステップ＃５０）が実行される。
【００７８】
図１４に示すように、操作標章数取得による操作面領域境界設定処理では、１つの画面領域４８内の操作標章４４の数が取得され（ステップ＃３１）、これが、全ての画面領域４８の操作標章４４の数を取得するまで繰り返し実行される（ステップ＃３２→＃３１）。全ての画面領域４８の操作標章４４の数が取得されると（ステップ＃３２：Ｙｅｓ）、上述したように操作標章４４の数に応じて境界１９が設定される（ステップ＃３３）。
【００７９】
ここで、図１２及び図１５を利用して、具体的な例を用いて操作標章数取得による操作面領域境界設定処理について説明する。図１５に示すように、例えば、初めに第一画面領域４８ａ内の操作標章４４の数Ｎ１（ここでは“５”）が取得される（ステップ＃３１０）。次に、第二画面領域４８ｂ内の操作標章４４の数Ｎ２（ここでは“１”）が取得される（ステップ＃３２０）。次に、第一画面領域４８ａ内の操作標章４４の数Ｎ１と、第二画面領域４８ｂ内の操作標章４４の数Ｎ２とが等しいか否かが判定される（ステップ＃３３１）。両者が等しい場合には、第一画面領域４８ａ及び第二画面領域４８ｂの何れに対応する操作面領域１８の面積も優先的に広く設定する必要はないので、画面領域４８に応じた面積の操作面領域１８となる境界１９が設定される。つまり、両画面領域４８の中央に対応する操作面１１ａの位置に境界１９が設定される（ステップ＃３３３）。
【００８０】
一方、本例のように、それぞれの操作標章４４の数Ｎ１，Ｎ２が等しくない場合には、ステップ＃３３１において“Ｎｏ”に分岐し、次に、操作標章４４の数Ｎ１，Ｎ２の内、何れの方が多いかが判定される（ステップ＃３３２）。本例では、第一画面領域４８ａ内の操作標章４４の数Ｎ１の方が多いので、ステップ＃３３２において“真”と判定され（ステップ＃３３２：Ｙｅｓ）、ステップ＃３３４に移行する。つまり、第二画面領域４８ｂに対応する第二操作面領域１８ｂに対して、第一画面領域４８ａに対応する第一操作面領域１８ａの面積が優先的に広く設定され、第二画面領域４８ｂ寄りに対応する操作面１１ａ上の位置に、境界１９が設定される。これに対して、第二画面領域４８ｂ内の操作標章４４の数Ｎ２の方が多い場合には、第一画面領域４８ａに対応する第一操作面領域１８ａに対して、第二画面領域４８ｂに対応する第二操作面領域１８ｂの面積が優先的に広く設定される。つまり、第一画面領域４８ａ寄りに対応する操作面１１ａ上の位置に、境界１９が設定される（ステップ＃３３５）。
【００８１】
このようにして、操作標章数取得による操作面領域境界設定処理（図１４のステップ＃３０及び図１５）によって境界１９が設定されると、次に突出部材駆動制御処理（図１４のステップ＃５０及び図１６）が実行される。図１６に示すように、突出部材駆動制御処理の初めに、突出制御部５２は、操作面領域境界設定処理において設定された境界１９の情報である境界情報を取得する（ステップ＃５１）。次に、突出制御部５２は、画面領域４８に操作標章４４が含まれていた場合には、各操作面領域１８において操作標章割当領域Ｉを設定する（ステップ＃５２）。そして、突出制御部５２は、図４及び図５を利用して上述したように圧電素子３１を振動させて、境界１９及び操作標章割当領域Ｉに対応する突出部材２０を駆動制御して、操作面１１ａから突出させる（ステップ＃５３）。
【００８２】
〔第２例〕
上述した第１例では、突出制御部５２は、操作面領域１８のそれぞれの面積が、対応する画面領域４８内の操作標章４４の数に応じた面積となるように操作面領域１８の境界１９を設定する態様を例示した。しかし、境界１９を設定する態様は第１例の態様に限定されるものではない。以下に示す第２例では、操作面領域１８のそれぞれの面積が、対応する画面領域４８の表示内容に応じた面積となるように操作面領域１８の境界が設定される。ここで、表示内容とは、描画制御部５４に各画面領域４８に描画される画面の特性（画面領域特性）を示す。この画面領域特性は、地図画面、テレビ放送画面、ビデオディスク等映像表示画面、オーディオ設定画面、高速道路略図、ルート略図画面、などの表示画像の種別とすることができる。
【００８３】
また、画面領域特性は、各画面領域４８や各画面領域４８に対応する操作面領域１８に対して、ユーザーが操作可能な操作形態の種別とすることもできる。操作形態の種別とは、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。また、被検知物Ｄを接触又は近接させた状態でスライドさせる操作（スライド操作）、２つの被検知物Ｄを同時に操作面１１ａに接触させた状態で両被検知物Ｄを接近させたり離間させたりして、相互の距離を変化させる操作（ピンチタッチ操作）も含まれる。例えば、地図画面においてピンチタッチ操作を行い、両被検知物Ｄを離間させて当該両被検知物Ｄの間の領域を拡大させたり、両被検知物Ｄを接近させて当該両被検知物Ｄの間の領域を縮小させたりすることができる。また、表示画面の種別と操作形態の種別とを関連づけて操作の優先度を規定し、この優先度を画面領域特性としてもよい。
【００８４】
上記において、画面領域特性は、各画面領域４８や各画面領域４８に対応する操作面領域１８に対して、ユーザーが操作可能な操作形態の種別とすることができると説明した。例えば、画面領域４８に表示される表示画像が地図画像である場合には、操作標章４４に対するタッチ操作よりも、スライド操作やピンチタッチ操作によって直感的に地図の拡大／縮小ができる方が、利便性が高い場合がある。また、表示画面４１上（例えばタッチパネル上）においては、タッチ操作のみが受け付け可能であり、スライド操作やピンチタッチ操作が受け付けられない場合であっても、タッチパッド１０においては、スライド操作やピンチタッチ操作が受け付け可能に構成される場合もある。従って、画面領域特性は、画面領域４８に対して直接ユーザーが操作可能な操作形態に限定されることなく、画面領域４８に対応する操作面領域１８に対してユーザーが操作可能な操作形態を含めて、その操作形態の種別に応じた情報とすると好ましい。
【００８５】
また、このような観点から、操作面領域１８には、必ずしも、操作標章４４が再現される必要はない。例えば、地図を表示する画面領域４８に当該地図の縮尺を変更する操作標章４４が表示されている場合であっても、当該画面領域４８に対応する操作面領域１８には、当該操作標章４４に対応する位置に突出部材２０が突出されていなくてよい。例えば、画面領域４８においては操作標章４４に対するタッチ操作によって地図の縮尺を変更可能に構成され、操作面領域１８においてはピンチタッチ操作やスライド操作によって地図の縮尺を変更可能に構成されていてもよい。以下、図１７を利用して第２例の具体例を説明するが、ここでは操作標章４４が操作面領域１８に再現される場合を例示している。
【００８６】
図１７に示した第２例において、図示左側の第一画面領域４８ａは、地図画面であり、操作標章４４として当該地図画面の縮尺を変更する操作標章４４である“−”及び“＋”が表示されている（−：縮小、＋：拡大）。図示右側の第二画面領域４８ｂはオーディオ設定画面であり、音量を調整する操作標章４４である“上向き三角”及び“下向き三角”が表示されている（上向き：音量上昇、下向き：音量低下）。第一画面領域４８ａ及び第二画面領域４８ｂに含まれる操作標章４４は、何れも２つである。従って、第１例の態様に従えば、両画面領域４８の中央に対応する操作面１１ａの位置に境界１９が設定されることになる。しかし、第２例では、図１７に示すように、第一画面領域４８ａに対応する第一操作面領域１８ａに対して、第二画面領域４８ｂに対応する第二操作面領域１８ｂの面積が優先的に広く設定されている。つまり、第一画面領域４８ａ寄りに対応する操作面１１ａ上の位置に、境界１９が設定されている。
【００８７】
第一画面領域４８ａは地図画面であり、操作標章４４（“−”及び“＋”）を利用した操作の他、上述したピンチタッチ操作での拡大／縮小も可能である。また、ナビゲーション装置１においては、オーディオ設定機能よりも、地図の表示機能の方が優先される。従って、表示内容（画面領域特性）に基づいて、第一画面領域４８ａの方が第二画面領域４８ｂよりも、タッチパッド１０において面積を専有する優先度が高いと判定される。そして、操作面領域１８のそれぞれの面積が、対応する画面領域４８の表示内容に応じた面積となるように操作面領域１８の境界が設定される第２例においては、第二画面領域４８ｂに対応する第二操作面領域１８ｂの面積が優先的に広く設定される。
【００８８】
どのような表示内容の画面領域４８が優先されるかについては、予め、表示画像の種別や、表示画像の種別及び操作形態の種別を複合した特性情報などに応じて順位（優先順位）を定めておき、テーブル等に記憶しておいてもよい。また、表示画像の種別や操作形態の種別などを数値化しておいて演算により優先度を求め、この優先度に応じて順位を決定してもよい。また、優先順位や優先度に応じて、定量的に操作面領域の面積の比率を決定してもよい。
【００８９】
つまり、突出制御部５２は、操作面領域１８のそれぞれの面積が、対応する画面領域４８の表示内容（表示画像の種別、操作形態の種別などの画面領域特性）に応じた面積となるように操作面領域１８の境界１９を設定し、当該境界１９に沿って突出部材２０を突出させる。好適な態様として、本実施形態の表示入力装置４０のように、表示画面４１が、当該表示画面４１に接触又は近接する被検知物Ｄを検知して当該検知位置に応じた入力を受け付ける機能を有したタッチパネルである場合には、突出制御部５２は、表示画面４１上において画面領域４８のそれぞれが受け付け可能な操作方法（操作形態の種別）に応じて、操作面領域１８の面積を設定する。また、表示画面４１が、当該表示画面４１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機能を有しているか否かに拘わらず、突出制御部５２は、それぞれの画面領域４８に対応した操作方法であって、各画面領域４８に対応する操作面領域１８のそれぞれが受け付け可能な操作方法に応じて、操作面領域１８の面積を設定する態様とすることもできる。
【００９０】
特に、突出制御部５２は、画面領域４８や操作面領域１８が受け付け可能な操作方法として、タッチ操作を含むか否か、或いはスライド操作（特にピンチタッチ操作）及び前記タッチ操作の双方を含むか否かに応じて、操作面領域１８の面積を設定すると好適である。例えば、ピンチタッチ操作を含むスライド操作は、操作面１１ａに沿った動作を伴う操作であるから、操作面１１ａに対して垂直な動作を伴う操作であるタッチ操作やタップ操作などと比べて、操作のために広い面積を必要とする。従って、そのようなスライド操作を受けつける画面領域４８に対応する操作面領域１８の面積をより広く設定することによって、ユーザーの利便性が向上する。
【００９１】
なお、画面領域４８が受け付け可能な操作方法は、表示入力装置４０のように表示画面４１が当該表示画面４１に接触又は近接する被検知物Ｄを検知して当該検知位置に応じた入力を受け付ける機能を有している場合には、表示画面４１上において画面領域４８のそれぞれが受け付け可能な操作方法である。また、操作面領域１８が受け付け可能な操作方法は、表示画面４１がこのような操作入力を受け付け可能であるか否かに拘わらず、それぞれの画面領域４８に応じて各画面領域４８に対応する操作面領域１８にそれぞれ設定される操作方法であって、各画面領域４８に対応する操作面領域１８のそれぞれが受け付け可能な操作方法である。
【００９２】
以下、図１８から図２０のフローチャートも利用して、操作面領域１８及び境界１９を設定する手順について説明する。図１８に示すように、描画制御部５４から表示入力装置４０の表示画面４１の情報を取得した突出制御部５２は、表示画面４１が分割表示されているか否かを判定する（ステップ＃２０）。表示画面４１が分割表示されておらず、つまり、表示画面４１が複数の画面領域４８に分割されていなければ（ステップ＃２０：Ｎｏ）、操作面領域１８及び境界１９を設定する必要がないため、突出制御部５２は、全ての処理を終了する。一方、表示画面４１が分割表示されている場合、つまり、表示画面４１が複数の画面領域４８に分割されていると判定されれば（ステップ＃２０：Ｙｅｓ）、後述する画面領域特性取得による操作面領域境界設定処理（ステップ＃４０）、突出部材駆動制御処理（ステップ＃５０）が実行される。
【００９３】
図１９に示すように、画面領域特性取得による操作面領域境界設定処理では、１つの画面領域４８内の画面領域特性が取得され（ステップ＃４１）、これが、全ての画面領域４８の画面領域特性を取得するまで繰り返し実行される（ステップ＃４２→＃４１）。全ての画面領域４８の画面領域特性が取得されると（ステップ＃４２：Ｙｅｓ）、上述したように画面領域特性に応じて境界１９が設定される（ステップ＃４３）。
【００９４】
ここで、図１７及び図２０を利用して、具体的な例を用いて画面領域特性取得による操作面領域境界設定処理について説明する。図２０に示すように、例えば、初めに第一画面領域４８ａの画面領域特性（ここでは“地図画面・ピンチタッチ操作あり”）が取得される（ステップ＃４１０）。次に、第二画面領域４８ｂの画面領域特性（ここでは“オーディオ設定画面・タッチ操作のみ”）が取得される（ステップ＃４２０）。例えば、ステップ＃４１０，＃４２０において、画面領域特性に基づいて優先度が演算されると好適である。ここでは、優先度が演算されるものとして説明する。
【００９５】
次に、第一画面領域４８ａの画面領域特性に基づく優先度と、第二画面領域４８ｂの画面領域特性に基づく優先度とが等しいか否かが判定される（ステップ＃４３１）。両優先度が等しい場合には、第一画面領域４８ａ及び第二画面領域４８ｂの何れに対応する操作面領域１８の面積も優先的に広く設定する必要はないので、画面領域４８に応じた面積の操作面領域１８となる境界１９が設定される。つまり、両画面領域４８の中央に対応する操作面１１ａの位置に境界１９が設定される（ステップ＃４３３）。
【００９６】
本例においては、上述したように第一画面領域４８ａの方が高い優先度であり、両画面領域４８の優先度は等しくないので、ステップ＃４３１において“Ｎｏ”に分岐し、何れの優先度が高いかが判定される（ステップ＃４３２）。本例のように、第一画面領域４８ａの優先度の方が高い場合には、第二画面領域４８ｂに対応する第二操作面領域１８ｂに対して、第一画面領域４８ａに対応する第一操作面領域１８ａの面積が優先的に広く設定される。つまり、第二画面領域４８ｂ寄りに対応する操作面１１ａ上の位置に、境界１９が設定される（ステップ＃４３４）。これに対して、第二画面領域４８ｂの優先度の方が高い場合には、第一画面領域４８ａに対応する第一操作面領域１８ａに対して、第二画面領域４８ｂに対応する第二操作面領域１８ｂの面積が優先的に広く設定される。つまり、第一画面領域４８ａ寄りに対応する操作面１１ａ上の位置に、境界１９が設定される（ステップ＃４３５）。
【００９７】
このようにして、画面領域特性取得による操作面領域境界設定処理（図１８のステップ＃５０及び図１９）によって境界１９が設定されると、次に突出部材駆動制御処理（図１８のステップ＃５０及び図１６）が実行される。図１６に示すように、突出部材駆動制御処理の初めに、突出制御部５２は、操作面領域境界設定処理において設定された境界１９の情報である境界情報を取得する（ステップ＃５１）。次に、突出制御部５２は、画面領域４８に操作標章４４が含まれていた場合には、各操作面領域１８において操作標章割当領域Ｉを設定する（ステップ＃５２）。そして、突出制御部５２は、図４及び図５を利用して上述したように圧電素子３１を振動させて、境界１９及び操作標章割当領域Ｉに対応する突出部材２０を駆動制御して、操作面１１ａから突出させる（ステップ＃５３）。
【００９８】
〔第３例〕
第１例及び第２例においては、画面領域４８の面積の比率に拘わらず、操作面領域１８が設定された。このため、画面領域４８に操作標章４４が含まれていた場合に、特に画面領域４８に比べて面積の比率が低く設定された各操作面領域１８においては、充分な間隔を設けて操作標章割当領域Ｉを設定することができない場合がある。図２１及び図２２は、そのような一例を示している。図２１は、第１例に対応し、画面領域４８に含まれる操作標章４４の数に応じて、操作面領域１８の面積を設定した場合の例である。また、図２２は、第２例に対応し、画面領域４８の表示内容に応じて操作面領域１８の面積を設定した場合の例である。図２１及び図２２に示すように、第二画面領域４８ｂでは、破線で示すように図示横方向に配置されていた操作標章４４は、第二操作面領域１８ｂでは、図示縦方向に配置されている。第二操作面領域１８ｂは、境界１９が操作面１１ａから所定距離（Ｍ）内に設定された狭幅操作面領域１８Ｎであり、図示横方向に第二画面領域４８ｂと同じ数の操作標章４４を配置することが困難であるためである。
【００９９】
ここで、第二画面領域４８ｂに表示される操作標章４４の配列方向と、第二操作面領域１８ｂに設定される操作標章割当領域Ｉの配列方向とが異なっていると、タッチパッド１０に対して正確な操作入力を行うことがユーザーにとって難しい。そこで、描画制御部５４は、図２１及び図２２に実線で示すように、突出制御部５２による突出部材２０の配置に対応した配置となるように、狭幅操作面領域１８Ｎに対応する画面領域４８内の複数の操作標章４４を配置する（再配置する）。
【０１００】
即ち、境界１９が操作面１１ａの外周から所定距離（Ｍ）内に設定されており、境界１９と外周との間に設定された操作面領域１８である狭幅操作面領域１８Ｎに対応する画面領域４８内に複数の操作標章４４が存在する場合、突出制御部５２は、狭幅操作面領域１８Ｎ内において複数の操作標章４４に対応して操作面１１ａから突出される突出部材２０を、境界１９に対して平行に配置する。さらに、描画制御部５４は、突出制御部５２による突出部材２０（操作標章割当領域Ｉ）の配置に対応した配置となるように、狭幅操作面領域１８Ｎに対応する画面領域４８内の複数の操作標章４４を配置する（再配置する）。
【０１０１】
図２３に示すように、突出制御部５２は、まず、境界１９の位置情報を示す境界情報を取得する（ステップ＃７１）。次に、突出制御部５２は、各操作面領域１８に対応する画面領域４８に含まれる操作標章４４の数を取得する（ステップ＃７２）。この際、突出制御部５２は、各操作面領域１８に含まれる操作標章割当領域Ｉの数を取得してもよい。次に、境界情報と操作標章割当領域Ｉ（操作標章４４）の数とに基づいて、各操作面領域１８が狭幅操作面領域１８Ｎに該当するか否かが判定される。つまり、狭幅操作面領域１８Ｎが存在するか否かが判定される（ステップ＃７３）。例えば、境界１９が操作面１１ａの外周の近傍に設定されている操作面領域１８であっても、その操作面領域１８に含まれる操作標章割当領域Ｉ（操作標章４４）の数が、“１”や“０”であり、充分に配置可能であれば、その操作面領域１８は狭幅操作面領域１８Ｎには該当しない。つまり、操作面１１ａの外周から所定距離（Ｍ）は、固定値ではなく、操作標章割当領域Ｉ（操作標章４４）の数に応じて変動する値（可変値）であると好適である。
【０１０２】
１つの態様として、所定距離（Ｍ）は、画面領域４８に含まれる操作標章４４の数Ｎ（あるいは、操作面領域１８に含まれる操作標章割当領域Ｉの数）に基づいて設定されると好適である。例えば、所定距離（Ｍ）は、以下のように、Ｎの関数ｆとして定義されてもよい。
Ｍ  ＝  ｆ（Ｎ）
そして、求められた所定距離（Ｍ）と、操作面１１ａの外周と境界１９との実際の距離Ｌ（あるいは、図２５に例示する隣接する境界１９の間の実際の距離Ｌ）とに基づいて、操作面領域１８が狭幅操作面領域１８Ｎに該当するか否かが判定されると好適である。
【０１０３】
ステップ＃７３において、狭幅操作面領域１８Ｎがあると判定されると、突出制御部５２は、狭幅操作面領域１８Ｎの操作標章割当領域Ｉ（操作標章４４）を境界１９に対して平行に配置する（ステップ＃７４）。そして、突出制御部５２は、狭幅操作面領域１８Ｎに対応する画面領域４８における操作標章４４の配置と異なる配置で操作標章割当領域Ｉを設定したことを描画制御部５４に伝達する（ステップ＃７５）。描画制御部５４は、狭幅操作面領域１８Ｎに対応する画面領域４８における操作標章４４を、狭幅操作面領域１８Ｎにおける操作標章割当領域Ｉの配置に応じて再配置する（ステップ＃７６）。
【０１０４】
このように、操作面領域１８における操作標章割当領域Ｉ（操作標章４４）の配置に応じて、画面領域４８において対応する操作標章４４の配置を変更し、操作面領域１８と画面領域４８とにおいて対応する操作標章４４の配置が共通化される。その結果、ユーザーは操作面領域１８と画面領域４８とにおいて対応する操作標章４４を容易に対応づけることができ、より確実な操作入力が可能となる。
【０１０５】
なお、本実施形態では、１つの操作標章４４に対応する操作標章割当領域Ｉに含まれる突出部材２０が出退する孔部１２について、２つの孔部１２が操作面１１ａのＹ方向に沿って配列されている例を用いている（図４等参照）。しかし、狭幅操作面領域１８Ｎの操作標章割当領域Ｉ（操作標章４４）を境界１９に対して平行に配置する際に、並び方向が９０°変更されることに合わせて、２つの孔部１２が操作面１１ａのＸ方向に沿って配列される形態に変更してもよい。
【０１０６】
〔第４例〕
上述した第１例から第３例では、表示画面４１が２つの画面領域４８を有して構成される例を示した。しかし、表示画面４１は、図２４や図２５に示すように、３つ以上の画面領域４８を有して構成されてもよい。また、上述した第１例から第３例では、表示画面４１を図示横方向に分割する例を示したが、当然ながら縦方向に分割してもよい。また、３つ以上の画面領域４８を設ける場合には、図２４に示すように、横方向及び縦方向の双方に分割してもよい。また、この際、各操作面領域１８は、上述した第１例から第３例を組み合わせて、適切な面積に設定される。図２４は、第二操作面領域１８ｂが狭幅操作面領域１８Ｎと判定されている例を示している。
【０１０７】
〔第５例〕
上述した第３例では、境界１９が操作面１１ａの外周から所定距離（Ｍ）内に設定されており、境界１９と外周との間に設定された操作面領域１８である狭幅操作面領域１８Ｎに対応する画面領域４８内に複数の操作標章４４が存在する場合を例として説明した。つまり、狭幅操作面領域１８Ｎが操作面１１ａの外周に面している場合を例として説明した。しかし、狭幅操作面領域１８Ｎは、必ずしも操作面１１ａの外周に面している必要はない。例えば、図２５に示すように、狭幅操作面領域１８Ｎは、境界１９（第一境界１９ａ）と他の境界１９（第二境界１９ｂ）との間に設定された操作面領域１８（第三操作面領域１８ｃ）に設定されていてもよい。図２５の例では、境界１９（第一境界１９ａ）と外周との間に設定された第二操作面領域１８ｂ、及び境界１９（第一境界１９ａ）と他の境界１９（第二境界１９ｂ）との間に設定された第三操作面領域１８ｃの双方が、狭幅操作面領域１８Ｎに設定されている。
【０１０８】
６．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。
【０１０９】
（１）上記の実施形態では、操作標章割当領域Ｉにおいて突出部材２０を突出させる構成を例として説明した。しかし、例えば、画面領域４８に表示される表示画像が地図画像である場合には、操作標章４４に対するタッチ操作はできなくても、スライド操作やピンチタッチ操作によって地図の拡大／縮小ができる方が、利便性が高い場合がある。つまり、タッチパッド１０に対して、ユーザーが単にスライド操作やピンチタッチ操作を行うことで、操作標章４４には全く依存されずに地図の拡大／縮小が可能であると高い利便性を得ることができる。従って、画面領域４８に操作標章４４が表示されている場合であっても、必ずしも、当該画面領域４８に対応する操作面領域１８において当該操作標章４４に対応する位置に突出部材２０を突出させる必要はない。つまり、操作標章割当領域Ｉにおいて突出部材２０を突出させることなく、画面領域４８の表示内容に応じて操作面領域１８の面積を設定し、境界１９を設定する構成も好適な実施形態の１つである。
【０１１０】
（２）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。
【０１１１】
（３）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。
【０１１２】
（４）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。
【０１１３】
（５）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。
【０１１４】
（６）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。
【０１１５】
（７）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。
【０１１６】
（８）上記の実施形態では、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。
【０１１７】
（９）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。
【０１１８】
（１０）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。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
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。
【符号の説明】
【０１２０】
３        操作入力システム
４        操作入力装置
１０      タッチパッド
１１      操作板
１１ａ    操作面
１２      孔部
１３      配線部材
１８      操作面領域
１８ａ    第一操作面領域（操作面領域）
１８ｂ    第二操作面領域（操作面領域）
１８ｃ    第三操作面領域（操作面領域）
１９      境界
１９ａ    第一境界
１９ｂ    第二境界
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
Ｚ        進退動作方向
４０      表示入力装置（表示装置）
４１      表示画面
４４      操作標章
４８      画面領域
４８ａ    第一画面領域（画面領域）
４８ｂ    第二画面領域（画面領域）
４８ｃ    第三画面領域（画面領域）
５１      ステータス判定部
５２      突出制御部
５５      選択操作判定部
５６      突出状態検知部
５７      入力受付部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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