JP2010250735A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作の感触をフィードバックして誤操作の防止を図り、かつ入力操作部で行える操作を容易に視認できる入力装置を提供する。
【解決手段】複数のピン１２を長手方向に駆動可能に平面状に並べてなるピン１２群と、ピン１２に設けられ、発光した光が当該ピン１２を透過する発光素子１８ａとを備え、ピン１２群のピン１２で凸部又は凹部を形成し、凸部又は凹部を形成するピン１２が発光素子１８ａの発光色を呈する入力部を構成して、ピン１２の長手方向の動きを検出する位置センサ２０ａの検出結果に基づいて、入力部に対する操作の有無を判断する。
【選択図】図１

Description

この発明は、車載情報機器等に使用される入力装置に関するものである。

従来の入力装置には、入力インタフェースに人間の五感を活用することで、入力操作が円滑に行え、かつ誤操作を起こりにくくしたものがある。例えば、操作した感触を操作者にフィードバックすることが考えられる。

特許文献１は、車載機器等の機能調整を１つのノブで実行するハプティック入力装置を開示している。この入力装置は、ノブに操作方向又は操作位置に応じた特有の操作フィーリングを与える手段を有しており、ノブを使って入力操作した感触をユーザにフィードバックさせている。

また、特許文献２は、グランドに対して２自由度で動く操作可能オブジェクトを備え、センサで検知した操作可能オブジェクトの位置に基づき入力を行うアイソトニックモードと、操作可能オブジェクトに加えられた力に基づいて入力を行うアイソメトリックモードとを有するインタフェース装置を開示する。この装置においても、アイソメトリックモードで入力操作した感触をユーザにフィードバックさせている。

さらに、特許文献３には、操作対象の機能を特定する機能番号情報及び機能毎の感触を特定する感触番号情報とを有し、該当する機能の操作が行われると、これに応じた感触をユーザに与える多機能入力装置が開示されている。

特許第３９７３８７５号公報 特許第３７５３７４４号公報 特許第３９５８９４４号公報

特許文献１〜３に記載の装置を含む従来の入力装置では、ボタンやダイヤル、スライダー等の物理的な形状が固定された入力インタフェースを使用目的に応じて使い分けることで入力操作が行われていたため、様々な操作シーンにおいて同一の入力インタフェースが繰り返し使用されることとなり、不可避的に操作が煩雑になるという課題があった。

また、使用目的に応じた様々な入力部をタッチパネルの表示画面に描画することで、入力操作を直感的に行わせる入力装置があるが、表示画面の２次元平面上に触れて操作を行う、いわゆる仮想的な入力インタフェースを提供するものであり、入力位置や入力状態の認識を視覚に依存せざるを得ず、誤操作の要因となる可能性があった。

さらに、上記タッチパネルを用いた入力装置において、入力操作に際して音声を出力したり、アニメーションを表示して入力位置や入力状態を認識させようとしても、物理的に形状が固定された入力部を操作した際に得られる感触を再現することはできない。

さらに、特許文献１，２では、ある一定の入力操作に限定されており、これに対応する専用の入力装置として適用される。このため、汎用性がない。また、特許文献３に開示される多機能入力装置は、機能／感触ライブラリに登録された多種の機能入力が可能であるが、各々の入力操作がどの機能に対応するかを容易に視認できず、誤操作を招く可能性がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、操作の感触をフィードバックして誤操作の防止を図り、かつ入力操作部で行える操作を容易に視認できる入力装置を得ることを目的とする。

この発明に係る入力装置は、複数のピンを長手方向に駆動可能に平面状に並べてなるピン群と、ピン群のピンを長手方向に駆動させる駆動手段と、ピン群に対する操作でピンに生じた長手方向の動きを検出する第１の検出手段と、ピンに設けられ、発光した光が当該ピンを透過する発光手段と、駆動手段を制御してピン群のピンを駆動させて凸部又は凹部を形成し、発光手段の駆動を制御して凸部又は凹部を形成するピンが当該発光手段の発光色を呈する入力部を構成し、第１の検出手段の検出結果に基づいて、入力部に対する操作の有無を判断する制御手段とを備えるものである。

この発明によれば、駆動手段を制御してピン群のピンを駆動させて凸部又は凹部を形成し、発光手段の駆動を制御して凸部又は凹部を形成するピンが当該発光手段の発光色を呈する入力部を構成し、ピンの長手方向の動きを検出する第１の検出手段の検出結果に基づいて、入力部に対する操作の有無を判断するので、操作の感触をフィードバックして誤操作の防止を図ることができ、発光手段の発光色によって操作すべき部分を容易に視認できるという効果がある。

この発明の実施の形態１による入力装置の入力インタフェース部を示す斜視図である。 実施の形態１による入力装置を適用した車載機器の利用形態を示す図である。 実施の形態１による入力装置を適用した車載機器の利用形態を示す図である。 実施の形態１による入力装置を適用した車載機器の利用形態を示す図である。 実施の形態１による入力インタフェース部のピンの構成を示す図である。 実施の形態１による入力インタフェース部のピンの他の構成を示す図である。 実施の形態１による入力装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１による入力インタフェース部に操作ガイドを表示する処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態１による入力インタフェース部における文字認識によるコマンド入力の流れを示すフローチャートである。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による入力装置の入力インタフェース部を示す斜視図である。図１において、入力インタフェース部１０は、円柱状（例えばφ４ｍｍ程度）の複数のピン１２を、長手方向に上下動可能に、かつ各々の端面が揃うように基部１１上で平面状に並べたピン１２群を備える。また、各ピン１２は、発光素子が発光すると、その発光色で色付けされるように透明若しくは半透明の材料（例えば、アクリル樹脂）で形成される。

この実施の形態１による入力装置では、基部１１側のアクチュエータ（不図示）でピン１２を長手方向に駆動させてピン１２群に形成した隆起部分（凸部）や窪み部分（凹部）を、各ピン１２毎に設けた発光素子の発光色で色分けする。このように色分けされた隆起部分（凸部）や窪み部分（凹部）を、様々な操作シーンに応じた入力部として利用する。

例えば、複数の押しボタンが必要な操作シーンであれば、図１に示すようにピン１２群の一部を同時に長手方向上方に移動させて盛り上げ、それぞれを色分けすることにより、使用目的に応じた様々な色及び形状のボタン１３を形成できる。また、ピン１２群の一部を同時に長手方向下方に移動させて窪ませれば、連続して数値を可変する際のスライダー１４として利用できる。このとき、図１に示すように、入力操作された部分のピン１２の発光素子を周囲とは異なる色で発光させることで、スライダー１４が操作された方向に矢印を表示することもできる。

このように、実施の形態１による入力装置では、ピン１２群に形成した隆起部分や窪み部分をピン１２に設けた発光素子の発光色で色付けして入力部を構成することにより、アプリケーションソフトウエアの操作シーンに応じて、入力部の物理的な形状や色、入力操作面積を動的に変更でき、ユーザに最適な入力部を提供することが可能である。

また、従来のタッチパネルを利用した入力装置では、視覚のみで入力位置や入力状態を認識するものであったが、この発明による入力装置は、入力インタフェース部１０を手で触った触覚に加え、入力部の色で区別する視覚から、入力位置や入力状態を認識することが可能である。例えば、ボタンを構成するピン１２群の色をその周辺のピン１２の色から徐々に変化（グラデーション）させ、当該ボタン（操作する部分）に対する入力操作を、光イルミネーションで操作ガイドする。このようにしても、入力部に対する視認性及び操作性が向上する。

図２は、実施の形態１による入力装置を適用した車載機器の利用形態を示す図であり、図２（ａ）はボタンを形成した場合を示し、図２（ｂ）はスライダーを形成した場合を示している。図２（ａ）に示す例では、車載機器１５が実行しているアプリケーションソフトウエアにより、４つのボタン１７ａ〜１７ｄが記載された入力用画面１６ａが表示されている。この場合、入力インタフェース部１０のピン１２を長手方向上方に駆動させ、ピン１２の発光素子の発光色で色分けすることにより、ボタン１７ａ〜１７ｄの各々に対応した色の操作入力用ボタン１３ａ〜１３ｄを形成する。

ユーザは、入力用画面１６ａに記載のボタン１７ａ〜１７ｄを選択する入力操作を行う場合、操作入力用ボタン１３ａ〜１３ｄを押下すればよい。このように操作シーンに応じた形状及び色の入力インタフェースを形成することにより、入力操作を迅速に実行できる。また、ピン１２を実際に押下して入力が実行されるので、ボタン押下の際に本来得られる感触をユーザにフィードバックすることもできる。

また、図２（ｂ）の例は、車載機器１５の表示画面上に車内温度の調節用画面１６ｂを表示し、温度を調節するための入力部として、ピン１２の押下に応じて色が変化するスライダー１４を入力インタフェース部１０に形成した場合を示している。ユーザは、スライダー１４の溝に沿ってピン１２をさらに押下してその色を変化させることで、押下されたピン１２で形成される領域の面積等に応じた数値が車内のエアコントローラ（不図示）に伝送され、車内温度が調節される。

図３及び図４は、実施の形態１による入力装置を適用した車載機器の利用形態を示す図である。ピン１２を発光素子の発光色とすれば、入力インタフェース部１０を表示部としても利用できる。図３に示す例では、ピン１２の発光素子の発光色で時計表示している。
また、図４に示すように、入力インタフェース部１０を手書き入力の入力盤として利用してもよい。この場合、入力された文字（図４中の「こ」）を車載機器１５の表示画面上に表示してもよいが、手書き入力で押下されたピン１２を周囲と異なる色にすることで、入力インタフェース部１０に文字表示してもよい。

図５は、実施の形態１による入力インタフェース部のピンの構成を示す図であり、図５（ａ）は側面図、図５（ｂ）は上面図、図５（ｃ）は図５（ｂ）中のＡ−Ａ線の断面を概略的に示す図である。図５（ａ）に示すように、入力インタフェース部１０Ａでは、ピン１２毎にピン上下駆動アクチュエータ（駆動手段）２０を設けて、ピン上下駆動アクチュエータ２０から延びる支柱１９を介してピン１２を上下駆動させる。なお、ピン上下駆動アクチュエータ２０には、超音波モータ、小型ステッピングモータ、サーボモータ、バイオメタル、高分子アクチュエータ等を、駆動源として用いる。

ピン１２と支柱１９との間には、３原色ＬＥＤ等の発光素子とピン１２への物体の接触又は接近を検出するセンサとを有する発光・検出部１８を設ける。この発光・検出部１８のセンサとしては、光学的に物体を検出するセンサが考えられ、例えば、反射式物体認識デバイス（フォトインタラプタ）を用いる。なお、光学的に検出するもの以外に、指やペンとピン１２との間の静電容量の変化を検出する静電センサや、ピン１２の押下による圧力変化を検出する圧力センサを利用してもよい。

実施の形態１によるピン１２は、下部端面側に設けた発光・検出部１８内の発光素子の発光色で色付けするため、アクリル樹脂などの透明材料で作成する。図５（ｂ）は、発光・検出部１８の発光素子（発光手段）１８ａが３原色ＬＥＤであり、センサ（第２の検出手段）１８ｂがフォトインタラプタである場合を示している。フォトインタラプタ１８ｂでは、指などの物体がピン１２の上部端面に接触又は接近すると、発光部１８ｂ−１から出力されるプローブ光（例えば赤外線）が当該物体（指）で反射され、受光部１８ｂ−２に入力される。これにより、受光部１８ｂ−２から、ピン１２の上部端面に接触又は接近する物体の有無を示す検出信号が出力される。

このように、センサ１８ｂにフォトインタラプタを用いることで、ピン１２群の端面に接触又は接近する物体の有無を認識できるため、操作入力されたピン１２で形作られた文字に対し文字認識技術を適用することにより、図４で示したような手書き入力が可能となる。この構成は、単純な命令（コマンド）を入力する際に有効である。

なお、ピン１２の長手方向上下の位置レベルは、ピン１２の長さに応じて、例えば４段階に上下駆動させる。この場合、入力部の形成前は、ピン上下駆動アクチュエータ２０で基準となる位置レベル（０レベル）まで押し上げて、各ピン１２の端面がほぼ同一平面上に揃うように並べておく。この状態からボタン形状の入力部を形成する場合、例えば＋２レベルまでピン１２を長手方向上方に移動させてボタンを形成する。位置センサによってピン１２が＋１レベル以下まで押下されたことが検出されると、当該ボタンが押下されたと判断する。また、スライダー１４を形成する場合は、例えば−１レベルまでピン１２を下方に移動させてスライダー溝を形成する。位置センサによって−２レベルまで押下されたことが検出されると、スライダー１４が操作されたと判断する。

図６は、実施の形態１による入力インタフェース部のピンの他の構成を示す図である。図６に示す入力インタフェース部１０Ｂは、発光・検出部１８と支柱１９との間に、ピン１２が入力操作されると、機械的な感触を与える感触付与部（感触付与手段）２１を備える。感触付与部２１として、例えばタクトスイッチ（メタルドームスイッチ）を設けることにより、ピン１２を介しても押下した感触がわかりやすい（クリック感のよい）入力部を提供できる。

図７は、実施の形態１による入力装置の構成を示すブロック図である。図７において、ＵＩ部２２は、実施の形態１による入力装置を設けた機器の一部からなり、図２〜４で示したような操作画面を表示する表示モニタを備え、アプリケーションソフトウエアを実行するＣＰＵ（不図示）を備える。なお、このＣＰＵ（以下、上位ＣＰＵと呼ぶ）は、後述するＣＰＵ３０のように当該入力装置を制御するものではないが、ＣＰＵ３０の制御機能を兼用するように構成しても構わない。また、上位ＣＰＵで実行されるアプリケーションを上位アプリケーションと呼ぶ。

実施の形態１による入力装置では、ＵＩ（User Interface）部（外部装置）２２の上位ＣＰＵが実行する上位アプリケーションの操作シーン毎に対応する入力部情報が、ＵＩ部２２側、ＲＡＭ（Random Access Memory）３１ａ、若しくは不図示のハードディスク装置等に格納される。なお、入力部情報とは、各操作シーンに応じた入力部の形状パターンを規定する情報であり、入力部の形状パターンを規定するためのピン１２の位置座標やピン１２の長手方向上下の位置レベルを示す情報が含まれる。

可変型入力デバイス２３は、図１で示した入力インタフェース部１０の基部１１側に設けられ、ピン上下駆動アクチュエータ２０、位置センサ２０ａ、発光素子１８ａ及びセンサ１８ｂを備える。ピン上下駆動アクチュエータ２０は、電流ドライバ３３からの駆動電流でピン１２をその長手方向上下に駆動させるアクチュエータであり、前記駆動電流で駆動するステッピングモータ、サーボモータ、超音波モータ、高分子アクチュエータ等を駆動源として構成される。また、位置センサ（第１の検出手段）２０ａは、ピン１２の長手方向上下の位置を検出するセンサである。

ＣＰＵ３０は、位置センサ２０ａからのセンサ情報に基づいて、ピン１２群に形成された入力部が入力操作されたか否かを判断する。ここで、入力操作されたと判断すると、ＣＰＵ３０は、その旨をＵＩ部２２へ通知する。これにより、ＵＩ部２２が、上位アプリケーションにおける当該入力操作に応じた情報処理を実行する。

なお、入力インタフェース部１０のピン１２群は、例えば、数百〜数千個のピン１２をマトリクス状に配置して構成する。制御部２４のＣＰＵ３０は、マトリクス状にピン１２が配置されたピン１２群に２次元座標系を規定し、この２次元座標系に基づいてピン１２の位置座標を特定する。発光素子１８ａは、図５に示したように、発光・検出部１８の構成部としてピン１２毎に設けられ、電流ドライバ３４からの電流を入力すると発光する。発光素子１８ａとしては、可視領域の発光色を有するものであればよく、例えば赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の３原色ＬＥＤなどを用いる。

図３で示したような簡易表示やボタン位置を示すための色分けを行う場合、ＣＰＵ３０が、簡易表示やボタン配置に対応するイメージ画像を生成して、このイメージ画像を発光素子１８ａの発光色で実現するよう、マトリクスドライバ２７で電流ドライバ３４による発光素子１８ａへの電流供給を制御する。これにより、ピン１２群としてマトリクス状に配置されたピン１２の発光素子１８ａが、このイメージ画像に従った色で発光して、簡易表示やボタン着色が実現される。

センサ１８ｂは、図５に示したように、発光・検出部１８の構成部としてピン１２毎に設けられ、ピン１２の上部端面に接触又は接近してきた物体の有無を示す検出信号を出力する。例えば、センサ１８ｂがフォトインタラプタである場合、図５（ｃ）で示したように、物体で反射されたプローブ光が受光部１８ｂ−２に入力すると、有意な信号レベルの電気信号が得られる。このようにピン１２の上部端面に接触又は接近した物体の有無は、センサ１８ｂの出力信号レベルの強弱に変換される。

制御部（制御手段）２４は、マトリクスドライバ２７、ＶＲＡＭ（Video RAM）２７ａ、アクチュエータ制御部２８、センサ信号処理部２９、ＣＰＵ３０、ＲＡＭ３１ａ及び外部インタフェース（外部ＩＦ）３２を備える。マトリクスドライバ２７は、ＶＲＡＭ２７ａに格納したイメージ画像の表示用データに基づいて発光素子１８ａを駆動させる構成部である。なお、イメージ画像の表示用データは、ＣＰＵ３０により生成され、ＶＲＡＭ２７ａに格納される。

アクチュエータ制御部２８は、ＣＰＵ３０からの指示に従って、電流ドライバ３３からピン上下駆動アクチュエータ２０への電流供給を制御することにより、ピン１２を上下駆動させる構成部である。センサ信号処理部２９は、マトリクス状に配置したピン１２群の各センサ１８ｂのマトリクススキャンを制御する構成部であり、スキャン結果のデータを取得してＣＰＵ３０へ出力する。

ＣＰＵ３０は、外部インタフェース３２を介して、上位アプリケーションの操作シーンに対応する入力部情報をＵＩ部２２から受信するか、若しくは、ＵＩ部２２から操作シーンを特定する情報（例えば、上位アプリケーションの操作画面のプログラムモジュールを示す情報）を受信して、対応する入力部情報を、ＲＡＭ３１ａやＳＲＡＭ（Static RAM）３１ｂ、ＦｌａｓｈＲＯＭ３１ｃ等から読み出すと、アクチュエータ制御部２８でピン上下駆動アクチュエータ２０の駆動を制御して当該入力部情報で指定された形状の入力部を形成し、さらに、マトリクスドライバ２７で発光素子１８ａの発光を制御して当該入力部情報で指定された色付けを行う。入力部が形成されると、ＣＰＵ３０は、位置センサ２０ａのセンサ情報に基づいて、ピン１２の駆動位置が規定位置になったか否かを確認し、この結果に応じて、ピン１２の長手方向上下の位置レベルを調節する。

アナログマルチプレクサ３５は、マトリクス状に配置された各ピン１２のセンサ１８ｂの出力信号を入力し、アナログバッファであるオペアンプ（ＯＰＡＭＰ）３６に出力する構成部である。また、オペアンプ３６は、アナログマルチプレクサ３５からの入力信号を増幅してＡＤコンバータ３７に出力する構成部である。さらに、ＡＤコンバータ３７は、オペアンプ３６からの入力信号をデジタル信号に変換する構成部であり、デジタル変換した信号をセンサ信号処理部２９に出力する。

次に動作について説明する。
ここでは、実施の形態１による発光・検出部１８を用いた特有の処理について述べる。
（１）操作ガイドの表示
先ず、入力インタフェース部１０が入力操作されようとしていることを検出して、この入力操作を円滑に実行させるための操作ガイドを表示する処理について説明する。
図８は、実施の形態１による入力インタフェース部に操作ガイドを表示する処理の流れを示すフローチャートであり、既にピン１２群に形成された入力部に対する操作ガイドを行う場合を示している。以降、センサ１８ｂがフォトインタラプタであるものとする。

センサ信号処理部２９は、入力部を構成する各ピン１２のセンサ１８ｂに対して、検出動作を実行するように指示する。これにより、入力部を構成するピン１２のセンサ１８ｂの発光部１８ｂ−１が、所定のスキャン周期に同期して順にプローブ光を出力する。
このとき、アナログマルチプレクサ３５は、スキャン周期に同期してプローブ光を出力したセンサ１８ｂをスキャン対象として、このセンサ１８ｂの出力信号を入力する。
この信号は、アナログマルチプレクサ３５から、オペアンプ３６、ＡＤコンバータ３７及びセンサ信号処理部２９を介してＣＰＵ３０へ出力される。ここまでが、マトリクススキャンの一周期分の動作に相当する（ステップＳＴ１）。

ＣＰＵ３０では、センサ信号処理部２９から入力したデジタル信号を所定の閾値と比較して、信号レベルが所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ２）。所定の閾値以上の信号レベルでない場合（ステップＳＴ２；ＮＯ）、ＣＰＵ３０は、ステップＳＴ１の処理に戻って、次のスキャン対象のセンサ１８ｂに対応するデジタル信号をセンサ信号処理部２９から入力し、上述の処理を繰り返す。

一方、所定の閾値以上の信号レベルである場合（ステップＳＴ２；ＹＥＳ）、ＣＰＵ３０は、ピン１２の上部端面に指等の物体が接触又は接近していると判断し、ピン１２群の各ピン１２に規定したアドレスに基づいて、このピン１２の位置座標（ピン１２群に規定した２次元座標の位置座標）を算出する（ステップＳＴ３）。

次に、ＣＰＵ３０は、物体の接触又は接近が検出されたピン１２の位置座標に基づき、所定の操作ガイド用のイメージ画像を生成し、このイメージ画像の表示用データをマトリクスドライバ２７へ出力し、マトリクスドライバ２７を制御して当該操作ガイドをＬＥＤ表示する（ステップＳＴ４）。
例えば、入力部を構成するピン１２のうち、物体の接触又は接近が検出されたピン１２の色を、その周辺のピン１２の色から徐々に変化（グラデーション）させることにより、当該入力部を光イルミネーションで操作ガイドする。
また、物体の接触又は接近が検出されたピン１２に先端部が位置する矢印を周辺のピン１２の色で表示することにより、操作すべき入力部がどれであるのかを適確にガイドすることができる。

（２）文字認識によるコマンド入力
図９は、実施の形態１による入力インタフェース部における文字認識によるコマンド入力の流れを示すフローチャートである。ここでも、センサ１８ｂがフォトインタラプタであるものとする。
センサ信号処理部２９は、入力インタフェース部１０のピン１２群における各ピン１２のセンサ１８ｂに対して検出動作を実行するように指示する。これによって、ピン１２のセンサ１８ｂの発光部１８ｂ−１が、所定のスキャン周期に同期して順にプローブ光を出力する。アナログマルチプレクサ３５は、スキャン周期に同期してプローブ光を出力したセンサ１８ｂをスキャン対象として、このセンサ１８ｂの出力信号を入力する。この信号は、アナログマルチプレクサ３５から、オペアンプ３６、ＡＤコンバータ３７及びセンサ信号処理部２９を介してＣＰＵ３０へ出力される。ここまでが、ステップＳＴ１ａの処理に相当する。

ＣＰＵ３０では、センサ信号処理部２９から入力したデジタル信号を所定の閾値と比較して、信号レベルが所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ２ａ）。所定の閾値以上の信号レベルでない場合（ステップＳＴ２ａ；ＮＯ）、ＣＰＵ３０は、ステップＳＴ１ａの処理に戻って、次のスキャン対象のセンサ１８ｂに対応するデジタル信号をセンサ信号処理部２９から入力し、上述の処理を繰り返す。

一方、所定の閾値以上の信号レベルである場合（ステップＳＴ２ａ；ＹＥＳ）、ＣＰＵ３０は、ピン１２の上部端面に指等の物体が接触又は接近していると判断し、ピン１２群の各ピン１２に規定したアドレスに基づいて、このピン１２の位置座標（ピン１２群に規定した２次元座標の位置座標）を算出する（ステップＳＴ３ａ）。このようにして、ＣＰＵ３０は、物体の接触又は接近が検出されたピン１２の位置座標を順次演算して、ＲＡＭ３１ａに格納する。

ステップＳＴ４ａにおいて、ＣＰＵ３０は、物体の接触又は接近が検出されたピン１２の位置座標を求めて、ピン１２群における当該物体の軌跡を入力パターンとして特定し、この入力パターンを認識用パターンのライブラリから読み出した認識用パターンと照合して、この照合結果から入力パターンが表す文字を認識する。なお、文字に限らず、記号の認識用パターンをライブラリに登録しておくことで、記号を認識対象としてもよい。
また、ＣＰＵ３０には、文字や記号と各種のコマンドとの対応関係を示すデータを予め設定しておく。ＣＰＵ３０は、この対応関係に基づいて、認識文字に対応するコマンドを解釈する。なお、認識用パターンライブラリは、例えばＲＡＭ３１ａ又はＳＲＡＭ３１ｂ若しくはＦｌａｓｈＲＯＭ３１ｃに格納しておく。

ＣＰＵ３０は、ステップＳＴ４ａで認識された文字に対応するコマンドを実行するか、外部インタフェース３２を介してＵＩ部２２へ通知する（ステップＳＴ５ａ）。
例えば、入力インタフェース部１０のピン１２群に入力部を形成しておかず、物体の接触又は接近が検出されたピン１２がその後に押下された時点で、当該ピン１２を入力スイッチとして認識して、ＵＩ部２２に所定の処理を実行させる。
また、物体の接触又は接近が検出されたピン１２が押下された反動で上方に飛び出すように、アクチュエータ制御部２８を制御して当該ピン１２の上下の位置レベルを変更し、入力ボタンとしてもよい。
さらに、認識された文字に対応するコマンドをＣＰＵ３０が実行することで、図３で示したような時計表示を入力インタフェース部１０で行ってもよい。
ＣＰＵ３０が、外部インタフェース３２を介してコマンドをＵＩ部２２に通知し、ＵＩ部２２の上位ＣＰＵで当該コマンドを実行するようにしてもよい。これにより、図４で示したように、ＵＩ部２２の表示部で認識文字を表示できる。

以上のように、この実施の形態１によれば、ピン上下駆動アクチュエータ２０を制御してピン１２群のピン１２を駆動させて凸部又は凹部を形成し、発光素子１８ａの駆動を制御して凸部又は凹部を形成するピンが当該発光素子１８ａの発光色を呈する入力部を構成し、ピン１２の長手方向の動きを検出する位置センサ２０ａの検出結果に基づいて、入力部に対する操作の有無を判断し、ピン１２への物体の接触又は接近を検出するセンサ１８ｂの検出結果に基づいて、入力部で操作されようとしているピン１２を特定する。これにより、入力インタフェース部１０のピン１２群で形成した入力部に所望の色に色付けすることで視認性が向上し、入力操作を迅速に実行することが可能である。また、物理的形状を有する入力部を提示して入力操作した感触を操作者にフィードバックすることができ、誤操作を低減できる。さらに、センサ１８ｂにより、実際に入力操作されていないが、操作されようとしている状況であることを予測でき、この状況に応じた適切な操作ガイドをピン１２の色表示で実現することができる。

なお、上記実施の形態１では、ピン１２が円柱状である場合を例に示したが、三角柱状や四角柱状などの多角柱状であってもよい。

１０，１０Ａ，１０Ｂ 入力インタフェース部、１１ 基部、１２ ピン、１３，１３ａ〜１３ｄ 操作入力用ボタン、１４ スライダー、１５ 車載機器、１６ａ，１６ｂ 操作画面、１７ａ〜１７ｄ ボタン、１８ 発光・検出部、１８ａ 発光素子（発光手段）、１８ｂ センサ（第２の検出手段）、１８ｂ−１ 発光部、１８ｂ−２ 受光部、１９ 支柱、２０ ピン上下駆動アクチュエータ（駆動手段）、２０ａ 位置センサ（第１の検出手段）、２１ 感触付与部（感触付与手段）、２２ ＵＩ部（外部装置）、２３ 可変型入力デバイス、２４ 制御部（制御手段）、２７ マトリクスドライバ、２７ａ ＶＲＡＭ、２８ アクチュエータ制御部、２９ センサ信号処理部、３０ ＣＰＵ、３１ａ ＲＡＭ、３１ｂ ＳＲＡＭ、３１ｃ ＦｌａｓｈＲＯＭ、３２ 外部インタフェース、３３，３４ 電流ドライバ、３５ アナログマルチプレクサ、３６ オペアンプ、３７ ＡＤコンバータ。

Claims (8)

1. 複数のピンを長手方向に駆動可能に平面状に並べてなるピン群と、
   前記ピン群のピンを長手方向に駆動させる駆動手段と、
   前記ピン群に対する操作でピンに生じた長手方向の動きを検出する第１の検出手段と、
   前記ピンに設けられ、発光した光が当該ピンを透過する発光手段と、
   前記駆動手段を制御して前記ピン群のピンを駆動させて凸部又は凹部を形成し、前記発光手段の駆動を制御して前記凸部又は前記凹部を形成するピンが当該発光手段の発光色を呈する入力部を構成し、前記第１の検出手段の検出結果に基づいて、前記入力部に対する操作の有無を判断する制御手段とを備えた入力装置。
2. 制御手段は、ピンに発光手段の発光色を呈させてピン群に所定の内容を表示することを特徴とする請求項１記載の入力装置。
3. ピンに設けられ、当該ピンへの物体の接触又は接近を検出する第２の検出手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の入力装置。
4. 制御手段は、第２の検出手段によりピンへの物体の接触又は接近が検出されると、当該検出されたピンに発光手段の発光色を呈させてピン群に前記物体の軌跡を表示することを特徴とする請求項３記載の入力装置。
5. 制御手段は、第２の検出手段により物体の接触又は接近が検出されたピンが入力部を構成するピンであると、ピンに発光手段の発光色を呈させて当該入力部に対する所定の操作案内を前記ピン群上に表示することを特徴とする請求項３又は請求項４記載の入力装置。
6. 文字及び記号の認識用パターンが登録された認識用パターンライブラリを備え、
   制御手段は、第２の検出手段によりピンへの接触又は接近が検出された物体による軌跡を入力パターンとして特定し、前記特定された入力パターンを前記認識用パターンと照合して、当該入力パターンが示す前記文字及び前記記号を認識することを特徴とする請求項３から請求項５のうちのいずれか１項記載の入力装置。
7. 制御手段は、
   文字及び記号と各種のコマンドとの対応関係が予め設定されており、
   入力パターンが示す前記文字及び前記記号を認識すると、これに対応するコマンドを実行する、若しくは、自身を搭載する入力装置に接続された外部装置へ前記コマンドを通知することを特徴とする請求項６記載の入力装置。
8. ピンに設けられ、当該ピンを押下した感触を操作者に与える感触付与手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の入力装置。

Images