JP5870688B2 - 操作入力システム - Google Patents

Description

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

例えばノート型パーソナルコンピュータ等において、ポインティングデバイスとしてのタッチパッドを備えた操作入力システムを標準装備した機器が利用されている。使用者は、タッチパッド表面に設けられた操作面上で指先やスタイラスペンのペン先等をスライド操作することで、当該タッチパッドと情報伝達可能に接続された表示画面上に表示される操作カーソルを移動させる。また例えば、表示画面上に表示される操作カーソルを操作標章（例えば操作ボタンや操作アイコン等）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、ナビゲーションシステムにおける車載端末装置（以下、「ナビゲーション装置」と称する場合がある）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、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。

特許文献１のシステムでは、繊維毛を立毛させる等して操作面上の触感を異ならせる領域は、表示画面上の操作標章の表示領域（実施の形態１〜３等）、又は、表示画面上の操作標章の表示領域に対して所定規則で対応付けられた領域（実施の形態４）に限られている。しかし、例えばナビゲーションシステムのように、主に地図画像（すなわち、道路を含む画像）を表示画面に表示させる機器又はシステムを操作入力の対象とする場合には、操作標章の表示領域以外の領域に対応する操作面上の部分でも触感を異ならせることが利便性の観点から好ましい場合がある。このような点に関して、特許文献１のシステムでは何の考慮もなされていなかった。

特開２００６−２６８０６８号公報

そこで、表示画面を注視することなく操作入力を行うことが可能であると共に、表示画面に地図画像等の道路を含む画像が表示される場合における利便性に優れた操作入力システムの実現が望まれる。

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、前記操作板を貫通して前記操作面からそれぞれ独立に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分離して設けられ、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、前記表示画面への表示画像を描画制御する描画制御部と、を備え、前記突出制御部は、前記表示画面に少なくとも道路を含む画像が表示されている場合に、当該道路を表す軌跡に含まれる各点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、複数の前記突出部材を前記操作面から突出した突出状態とし、前記道路が、道路種別に応じて複数レベルに階級分けされ、前記描画制御部は、表示用しきい値レベル以上の道路を前記表示画面に表示させ、前記突出制御部は、前記表示用しきい値レベルよりも高レベルに設定された突出用しきい値レベル以上の道路を対象として前記突出部材を前記突出状態とする点にある。

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。このとき、複数の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可能に設けられる。すなわち、これらの突出部材は、先端部が操作面より正面側に突出した突出状態と先端部が操作面に一致し又は当該操作面より背面側に埋没した状態（非突出状態）との間で移動可能とされる。突出部材の非突出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。よって、使用者は突出状態にある突出部材を頼りに、その近傍において操作面への操作入力を行うことができる。従って、表示画面を注視することなく操作入力を行うことが可能な操作入力システムを提供することができる。
その際、この特徴構成では、道路を含む画像がタッチパッドとは別体の表示装置の表示画面に表示されている場合に、当該道路を表す軌跡に含まれる各点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が突出状態とされる。これにより、使用者は、表示画面に表示される道路の形状と、触覚により認識される突出状態にある複数の突出部材の先端部の全体形状とを容易に関連付けることができる。よって、使用者は、表示される道路の形状に対応する全体形状となるように突出状態とされる複数の突出部材を頼りに、操作面の特定の位置において容易に操作入力を行うことができる。従って、利便性に優れた操作入力が可能となる。
ところで、実際の道路は、例えば高速自動車道や国道、都道府県道、市道、認定外道路（私道）等のように、複数の道路種別に分かれている。道路を含む画像が表示画面に表示される場合も、同様に複数の道路種別の道路が表示され得る。このとき、表示画面に表示される全ての道路種別の道路を対象とするのでは、突出状態とされる突出部材が多くなり過ぎて、煩雑であると共にかえって道路形状と突出状態にある突出部材の先端部の全体形状との関連付けが困難となる可能性がある。そこで、上記の特徴構成のように所定のしきい値レベル以上の道路のみを対象として突出部材を突出状態とすることで、利便性に優れた操作入力の実効性を確保できる。

ここで、前記突出制御部は、前記突出用しきい値レベル以上であってかつ前記突出用しきい値レベルよりも高レベルに設定された突出用第二しきい値レベル未満の道路を対象として前記突出部材を前記突出状態とすると好適である。

また、前記道路を含む画像が指定された縮尺に応じて表示切替可能に構成されると共に、当該指定された縮尺に応じた前記表示用しきい値レベル及び前記突出用しきい値レベルがそれぞれ設定されていると好適である。

指定された縮尺によっては、表示画面に表示される道路の道路種別が異なり得る。例えば縮尺が大きい場合には、高速自動車道や国道、都道府県道等の比較的上位レベルの道路種別の道路までしか表示されず、縮尺が小さい場合には、都道府県道や市道、認定外道路（私道）等の比較的下位レベルの道路種別の道路まで表示され得る。そこで、上記のように指定された縮尺に応じてしきい値レベルを設定することで、指定された縮尺によらずに、利便性に優れた操作入力の実効性を確保できる。

また、前記突出制御部は、前記表示画面の座標と前記操作面の座標とを対応付け、前記表示画面に特定の操作標章を更に含む画像が表示されている場合に、当該操作標章の座標に対応する前記操作面上の座標に位置する前記突出部材をも前記突出状態とすると好適である。

この構成によれば、使用者は、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状態の突出部材を頼りに、その位置において操作面への操作入力を行うことができる。よって、表示画面を注視することなく特定の操作標章の選択操作の入力を容易に行うことが可能な操作入力システムを実現できる。

また、前記突出制御部は、前記表示画面に表示される画像に含まれる道路が変更される際に、前記操作標章に対応する前記突出部材の突出方向の位置を維持させたまま、前記道路に対応する前記突出部材の突出方向の位置を前記画像に含まれる道路の変更態様に応じて変化させると好適である。

表示画面に表示される画像のうち、道路の画像は例えば使用者の現在位置等に基づいて刻々と変更され得るのに対して、特定の操作標章の画像は使用者による何らかの操作入力がない限り変更されないことがある。このような点に鑑み、上記の構成によれば、必要最小限の突出部材の突出方向の位置の変更で、表示画面に表示される切り替え後の画像に含まれる道路及び操作標章に対応させて、それぞれの突出部材を適切に突出状態とすることができる。

また、前記描画制御部は、前記突出状態とされる前記突出部材に対応する道路をそれ以外の道路と視覚的に異なる態様で表示すると好適である。

この構成によれば、突出状態とされる突出部材によって表現される道路とそれ以外の道路とを表示画面上で明確に区別して使用者に視覚認識させることができる。よって、道路形状と突出状態にある突出部材の先端部の全体形状との関連付けを容易化することができ、使用者に対する利便性を更に向上させることができる。このような構成は、例えば所定のしきい値レベル以上の道路を対象として突出部材を突出状態とする場合に特に有用である。

また、前記描画制御部は、前記突出状態とされる前記突出部材の前記操作面上におけるそれぞれの位置を含む所定領域内で前記タッチパッドにより入力が受け付けられた場合に、前記タッチパッドによる検知位置に対応する地点を中心とする周辺地図をスクロール表示すると好適である。

この構成によれば、突出状態とされる突出部材を、表示画面に表示された道路を表現するための媒体として利用しつつ、周辺地図を表示させるべき特定地点を指定する際のガイドとして利用することができる。すなわち、ディスプレイ媒体及び入力ガイドの双方の機能を果たし得る突出部材を利用して、表示画面の特定地点の周辺地図を一動作で表示させることができ、使用者に対する利便性を更に向上させることができる。

操作入力システムの車両への搭載状態を示す模式図である。 ナビゲーション装置の概略構成を示すブロック図である。 操作入力システムの概略構成を示すブロック図である。 操作入力装置に備えられるタッチパッドの斜視図である。 駆動機構の構成を示す断面図である。 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。 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。 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。 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である。 入力判定処理の処理手順を示すフローチャートである。

本発明に係る操作入力システムの実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、ナビゲーションシステム（本例では、車載用のナビゲーション装置１）に対する予め規定された（所定の）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と操作入力装置４とを備えている。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の概略構成、操作入力システム３の構成、及び操作入力受付処理の手順の順に説明する。

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

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

地図データベース８５は、所定の区画毎に分けられた地図データを記憶している。地図データは、交差点に対応する複数のノードと各ノード間を接続する道路に対応する複数のリンクとの接続関係により構成される道路ネットワークデータを含んでいる。各ノードは、緯度及び経度で表現された地図上の位置の情報を有している。各リンクは、その属性情報として、道路種別、リンク長、道路幅等の情報を有している。ここで、本実施形態では一例として、道路種別には「高速自動車道」、「国道」、「主要地方道」、「都道府県道」、「市道」、「町村道」、及び「認定外道路」が含まれている。これらの道路種別は、複数レベルに階級分けされている。本例では、「高速自動車道」から「認定外道路」に向かって、記載の順に低いレベルとなるようにそれぞれの道路種別が階級付けられている。ここでは、それぞれの道路種別のレベルを、「高速自動車道」から「認定外道路」に向かって「Ｌｖ７」〜「Ｌｖ１」で表すものとする。

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操作ボタン、文字キー等が含まれる。表示入力装置４０は、タッチパネルに接触又は近接する被検知物を検知して当該検知位置に応じた入力を受け付ける。例えばユーザーは、表示画面４１に表示された操作標章４４に、被検知物としての指先やスタイラスペンのペン先等を接触又は近接させることで、その操作標章４４を選択してそれに関連付けられた機能を実現することができる。また、ユーザーは、表示画面４１に表示された操作標章４４以外の位置に被検知物を接触又は近接させることで、例えば地図上の地点選択等を行うことができる。

図１に示すように、タッチパッド１０は表示入力装置４０とは別体として設けられている。タッチパッド１０は、操作面１１ａを有し、操作面１１ａに接触又は近接する被検知物Ｄ（図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。

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

音声入力装置８７は、ユーザーからの音声による入力を受け付ける。音声入力装置８７はマイクロフォン等を有して構成される。ナビゲーション用演算部７０は、音声入力装置８７で受け付けた音声に基づき、音声認識による目的地検索やハンズフリー通話等の機能を実現することができる。音声出力装置８８は、スピーカ等を有して構成される。ナビゲーション用演算部７０は、音声出力装置８８を介して、音声案内等の機能を実現することができる。

２．操作入力装置の構成
図３〜図５に示すように、操作入力装置４は、タッチパッド１０と、突出部材２０と、駆動機構３０とを備えている。操作入力装置４は、概略的には、駆動機構３０によって駆動される突出部材２０が、タッチパッド１０の表面から突出可能（出没可能）に構成されている。

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

操作板１１には、当該操作板１１を貫通する孔部１２が設けられている。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。これら複数の孔部１２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、複数の孔部１２が、操作面１１ａ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。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。

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。また、これら複数の突出部材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、複数の突出部材２０が、操作面１１ａ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に配列されている。

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。ピン部材２１は、その下端部において筒状部材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「突出方向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、突出方向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に作用する重力の突出方向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。

また本実施形態では、圧電素子３１の突出方向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５３（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、突出方向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、突出方向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（第二状態又は非突出状態）である。

このように、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。そして、操作面１１ａの全体に出没自在に設けられる多数の突出部材２０により、任意形状の凹凸を表現することが可能となっている。

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

操作入力演算部５０は、描画制御部５１、ステータス判定部５２、突出制御部５３、位置検知部５４、状態検知部５５、及び操作判定部５６を備えている。

描画制御部５１は、表示画面４１への表示画像を描画制御する。描画制御部５１は、自車位置周辺の背景、道路Ｒ、及び名称等の画像イメージを含む複数のレイヤ（層）を生成する。また、描画制御部５１は、自車両の現在位置を表す自車位置マークＰ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５１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５１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（図６及び図７を参照）。

ここで、描画制御部５１は、ユーザーからの求めや車両の走行状態等に応じて、表示画面４１に操作標章４４を表示させる。描画制御部５１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。なお、図６にはそのような操作標章４４として、道路Ｒを含む地図画像の縮尺の変更を指定するための操作ボタン（図示の例では、広域ボタン及び詳細ボタン）が表示された例が示されている。描画制御部５１は、これらの操作ボタン等によって指定された縮尺に応じて道路Ｒの画像イメージを含むレイヤを再生成することで、道路Ｒを含む地図画像を再描画することができる。これにより、表示入力装置４０は、指定された縮尺に応じて道路Ｒを含む地図画像を表示切替可能である。

また、描画制御部５１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５１は、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５１は、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。

また、描画制御部５１は、状況に応じて各種の道路Ｒの表示形態を適宜切り替える。例えば描画制御部５１は、渋滞又は混雑している道路Ｒを、それ以外の道路Ｒと視覚的に異なる態様で表示する。また例えば描画制御部５１は、後述する突出制御部５３等により突出状態とされる突出部材２０に対応する道路Ｒを、それ以外の道路Ｒと視覚的に異なる態様で表示する。描画制御部５１は、例えば特定の道路Ｒを表す線分に沿って他の画像イメージ（他の線分や点線等）を表示させることで、その道路Ｒとそれ以外の道路Ｒとを視覚的に異ならせることができる。また描画制御部５１は、例えば特定の道路Ｒを表す線分の太さ、形状、線種、輝度、及び色彩等を通常の態様から変更することで、その道路Ｒとそれ以外の道路Ｒとを視覚的に異ならせることができる。

ステータス判定部５２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。ここで、突出ステータスの１つとしての「埋没状態」は、突出方向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、突出方向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５２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、自車位置マークＰの画像、所定機能に関連付けられた操作標章４４の画像等が表示され得る。ステータス判定部５２は、表示画面４１に道路Ｒを含む画像が表示されている場合、当該道路Ｒを表す軌跡に含まれる各点の座標の相互の位置関係に対応する位置関係となる複数の突出部材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５２は、表示画面４１の座標と操作面１１ａの座標とを対応付け、表示された道路Ｒを表す軌跡に含まれる各点の座標に対応する操作面１１ａ上の各点の座標に位置する複数の突出部材２０について、その突出ステータスを突出状態と判定する。

ところで、本実施形態では、表示画面４１に表示される１つ以上の道路Ｒは、複数レベルに階級分けされた道路種別のいずれかにそれぞれ属する。そして、表示画面４１に表示される画像には、様々なレベルの道路種別に属する道路Ｒが含まれ得る。ステータス判定部５２は、これら複数の道路Ｒのうち、所定のしきい値レベルＬｔ以上の道路Ｒを対象として、それに対応する突出部材２０について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５２は、表示画面４１に表示される画像に含まれる道路Ｒであっても、所定のしきい値レベルＬｔ未満の道路Ｒに対しては、それに対応する突出部材２０についての突出ステータスを埋没状態と判定する。

また、上述したように表示入力装置４０には、道路Ｒを含む地図画像が、指定された縮尺に応じて表示切替可能である。この場合、突出ステータスの判定基準となるしきい値レベルＬｔは、指定された縮尺に応じて設定される。すなわち、ステータス判定部５２は、指定された縮尺に応じた所定のしきい値レベルＬｔ以上の道路Ｒを対象として、それに対応する突出部材２０についての突出ステータスを突出状態と判定し、それ以外の道路Ｒに対応する突出部材２０についての突出ステータスを埋没状態と判定する。

また、ステータス判定部５２は、表示画面４１に自車位置マークＰを含む画像が表示されている場合、当該自車位置マークＰに対応する突出部材２０についても、その突出ステータスを突出状態と判定する。更にステータス判定部５２は、表示画面４１に特定の操作標章４４を含む画像が表示されている場合、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についても、その突出ステータスを突出状態と判定する。

なお、ステータス判定部５２は、表示画面４１に表示された画像において、道路Ｒ、自車位置マークＰ、及び操作標章４４のいずれも表示されていない領域の各点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。

また、ステータス判定部５２は、表示画面４１に表示される画像が変更される場合には、突出部材２０のそれぞれについて、切替前の画像に応じた突出ステータスと切替後の画像に応じた突出ステータスとの差分を判定する。ステータス判定部５２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。ここでは特に、表示画面４１に表示される地図画像（道路Ｒを含む画像）が変更される場合には、ステータス判定部５２は、画像に含まれる道路Ｒの変更態様に応じて突出部材２０の突出ステータスの差分をそれぞれ判定する。

ステータス判定部５２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５３に出力する。

突出制御部５３は、操作面１１ａに対する突出部材２０の突出方向Ｚの位置を制御する。突出制御部５３は、ステータス判定部５２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５３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５３は、突出方向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５３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５３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。

上述したように、ステータス判定部５２による判定結果は表示画面４１に道路Ｒ、自車位置マークＰ、及び操作標章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５３は、突出制御部５３は、表示画面４１に少なくとも道路Ｒを含む画像が表示されている場合に、当該道路Ｒを表す軌跡に含まれる各点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。本実施形態では、突出制御部５３は、表示画面４１の座標と操作面１１ａの座標とを対応付け、表示された道路Ｒを表す軌跡に含まれる各点の座標に対応する操作面１１ａ上の各点の座標に位置する複数の突出部材２０を突出状態とする。このとき、突出制御部５３は、指定された縮尺に応じた所定のしきい値レベルＬｔ以上の道路Ｒを対象として、それに対応する複数の突出部材２０を突出状態とする（図６及び図７を参照）。

また、突出制御部５３は、表示画面４１に自車位置マークＰや操作標章４４を更に含む画像が表示されている場合、当該自車位置マークＰや操作標章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をも突出状態とする。

一例として、図６には、表示画面４１に道路Ｒ、自車位置マークＰ、及び操作標章４４が表示された例が示されている。本例では、道路Ｒとして、２つの国道（Ｒ１，Ｒ２）、１つの都道府県道（Ｒ３）、及び２つの市道（Ｒ４，Ｒ５）が表示されている。なお、図６において各道路Ｒに括弧書きで付した符号は、それぞれの道路種別に応じたレベルである。この例の縮尺においてしきい値レベルＬｔが都道府県道のレベル（Ｌｖ４）に設定されているとすると、２つの国道（Ｒ１，Ｒ２）、１つの都道府県道（Ｒ３）、自車位置マークＰ、及び操作標章４４が操作面１１ａ上に表現されるように、複数の突出部材２０が突出状態とされる。

突出制御部５３は、道路Ｒ、自車位置マークＰ、及び操作標章４４のいずれも表示されていない領域（例えば、背景や施設等の領域）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６及び図７を参照）。このようにして、突出制御部５３は、表示画面４１に表示されている特定の道路Ｒ、自車位置マークＰ、及び特定の操作標章４４に対応する突出部材２０を突出状態とする。ステータス判定部５２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５３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。

なお、突出制御部５３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突出方向Ｚの位置を維持する。

位置検知部５４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５４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５４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５４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５４は、取得した検知位置の情報を、描画制御部５１及び操作判定部５６に出力する。

状態検知部５５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。状態検知部５５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５５は、取得される各突出部材２０の突出方向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５５は、その検知結果の情報を、操作判定部５６に出力する。

操作判定部５６は、少なくとも操作面１１ａに対する所定操作に基づいて、ユーザーによるナビゲーション装置１への所定の操作入力を判定する。本実施形態では、判定基準となる「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。また本実施形態では、そのような「所定操作」には、突出部材２０に対する押込操作も含まれる。押込操作とは、突出状態にある突出部材２０を操作面１１ａ側に押し込む操作である。

操作判定部５６は、所定操作が行われた操作面１１ａの位置に基づいて、ユーザーによるナビゲーション装置１への所定の操作入力を判定する。ユーザーによるナビゲーション装置１への操作入力としては、例えば表示画面４１に表示された操作標章４４に関連付けられた特定の機能の選択や、表示画面４１に表示された地図中の特定の地点の選択等が挙げられる。表示画面４１上の操作標章４４の位置に対応する操作面１１ａの位置（「操作標章割当領域」と称する）で上記の所定操作が行われた場合、操作判定部５６は、その操作標章４４に関連付けられた機能が選択されたと判定する。この場合、操作判定部５６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、当該選択された機能を実現させる。

一例として、図６において、広域ボタンとしての操作標章４４についての操作標章割当領域で所定操作が行われた場合には、表示される地図画像の縮尺が大きくなるように変更され、図７の表示画像のように切り替わる。図７にも、表示画面４１に道路Ｒ、自車位置マークＰ、及び操作標章４４が表示されている。本例では、縮尺の変更に伴い、２つの市道（Ｒ４，Ｒ５）が非表示となると共に１つの高速自動車道（Ｒ６）が新たに表示されている。すなわち、道路Ｒとして、１つの高速自動車道（Ｒ６）、２つの国道（Ｒ１，Ｒ２）、及び１つの都道府県道（Ｒ３）が表示されている。この例の縮尺においてしきい値レベルＬｔが主要地方道のレベル（Ｌｖ５）に設定されているとすると、１つの高速自動車道（Ｒ６）、２つの国道（Ｒ１，Ｒ２）、自車位置マークＰ、及び操作標章４４が操作面１１ａ上に表現されるように、複数の突出部材２０が突出状態とされる。図６で指定された縮尺では操作面１１ａ上に表現されていた都道府県道（Ｒ３）は、図７で指定された縮尺での地図画像への表示切替に際して、操作面１１ａ上から消失している。

なお、図６及び図７の例では、表示画像の切り替えの前後で、地図画像（道路Ｒを含む画像）は変更されているものの、広域ボタン及び詳細ボタンとしての操作標章４４は何ら変更されていない。そこで、突出制御部５３は、操作標章４４に対応する突出部材２０については、これらを突出状態に維持させたまま、変更前後の各道路Ｒに対応する各突出部材２０の突出ステータスを、道路Ｒの変更態様に応じて変化させている。

操作判定部５６は、操作標章４４の存在しない位置に対応する操作面１１ａの位置（「非標章領域」と称する）で上記の所定操作が行われた場合には、例えばその位置に対応する地図中の地点が選択されたと判定する。この場合、操作判定部５６はそのことを表す情報を描画制御部５１に出力し、描画制御部５１は当該選択された地点を中心とする地図画像（当該地点の周辺の地図画像）を表示画面４１に表示させる。なお、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、それに応じてそれぞれ突出状態と埋没状態との間での切り替えが行われる。

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道路Ｒ、自車位置マークＰ、及び操作標章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。

特に本実施形態では、特定の操作標章４４だけでなく、道路Ｒや自車位置マークＰが表示画面４１に表示されている場合に、当該道路Ｒや自車位置マークＰに対応する突出部材２０も突出状態とされる。これにより、ユーザーは、表示画面４１に表示される道路Ｒ等の形状と、触覚により認識される突出状態にある複数の突出部材２０の先端部の集合により形成される集合形状とを、意識の中で対比させて容易に関連付けることができる。このとき、自車両の現在位置との関係も考慮することで、関連付けを容易に行うことができる。更にユーザーは、表示される道路Ｒの形状に対応する集合形状となるように突出状態とされる複数の突出部材２０を頼りに、特定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、容易に望みの操作入力を行うことができる。従って、本実施形態に係る操作入力システム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と共に、利便性に優れた操作入力が可能である。

また、本実施形態では、表示される道路Ｒに関しては、指定された縮尺に応じた所定のしきい値レベルＬｔ以上の道路Ｒに対応する複数の突出部材２０のみが突出状態とされる。これにより、突出状態とされる突出部材２０が多くなり過ぎて煩雑となることを抑制できる。また、指定された縮尺との関係でユーザーが注目すると予想される主要な道路Ｒを優先的に操作面１１ａ上に表現させ、そのような主要な道路Ｒの形状と突出状態にある突出部材２０の先端部の集合形状との関連付けを容易化することができる。従って、利便性に優れた操作入力の実効性を確保することが可能となっている。

更に本実施形態では、描画制御部５１は、突出状態とされる突出部材２０に対応する道路Ｒを、それ以外の道路Ｒと視覚的に異なる態様で表示する。これにより、突出状態とされる突出部材２０によって表現される道路Ｒと、それ以外の道路Ｒとを表示画面４１上で明確に区別してユーザーに視覚認識させることができる。よって、この点からも、主要な道路Ｒの形状と突出状態にある突出部材２０の先端部の集合形状との関連付けを容易化することができる。

４．操作入力受付処理の処理手順
本実施形態に係る操作入力システム３による操作入力受付処理の処理手順について、図８〜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を含む制御演算部６が有する演算処理装置が、各機能部を構成するプログラムを実行するコンピュータとして動作する。

図８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）。本例では特に、指定された縮尺に応じた地図画像イメージを含む表示画像イメージが作成される。また、各突出部材２０の突出ステータスを判定するため、突出ステータス判定処理が実行される（ステップ＃０３）。

図９に示すように、突出ステータス判定処理では、地図画像イメージに含まれる各道路Ｒの道路種別の情報が取得される（ステップ＃１１）。地図画像イメージに含まれる１つ以上の道路Ｒの中から、１つの道路Ｒが選択される（ステップ＃１２）。選択された道路Ｒの道路種別のレベルが、所定のしきい値レベルＬｔ以上であるか否かが判定される（ステップ＃１３）。しきい値レベルＬｔ以上の場合には（ステップ＃１３：Ｙｅｓ）、その道路Ｒに対応する突出部材２０の突出ステータスが突出状態と判定される（ステップ＃１４）。しきい値レベルＬｔ未満の場合には（ステップ＃１３：Ｎｏ）、その道路Ｒに対応する突出部材２０の突出ステータスが埋没状態と判定される（ステップ＃１５）。

地図画像イメージに含まれる全ての道路Ｒについてステップ＃１２〜ステップ＃１５の処理が完了すると（ステップ＃１６：Ｙｅｓ）、次に、表示予定範囲内に自車両の現在位置が含まれるか否かが判定される（ステップ＃１７）。含まれる場合に限り（ステップ＃１７：Ｙｅｓ）、自車位置マークＰに対応する突出部材２０の突出ステータスが突出状態と判定される（ステップ＃１８）。また、特定の操作標章４４を表示するか否かが判定される（ステップ＃１９）。表示する場合に限り（ステップ＃１９：Ｙｅｓ）、その操作標章４４に対応する突出部材２０の突出ステータスが突出状態と判定される（ステップ＃２０）。なお、これらの判定結果は、例えばＯＮ／ＯＦＦ等の形態で設定される。以上で突出ステータス判定処理を終了する。

突出ステータス判定処理が終了すると、図８に戻り、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道路Ｒ、自車位置マークＰ、及び特定の操作標章４４に対応する突出部材２０が突出状態とされる。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＃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、突出状態にある突出部材２０を操作面１１ａ側に押し込む押込操作の有無が判定される（ステップ＃４３）。押込操作があったと判定された場合には（ステップ＃４３：Ｙｅｓ）、押込操作がされた突出部材２０に対応する操作標章４４が存在するか否かが判定される（ステップ＃４４）。そのような操作標章４４が存在する場合には（ステップ＃４４：Ｙｅｓ）、操作された操作標章４４が特定される（ステップ＃４５）。例えば複数の操作標章４４に対応する突出部材２０に対して押込操作がなされた場合には、押込操作がなされた突出部材２０の数に基づいて、押込操作がなされた突出部材２０の数が多い方の単一の操作標章４４が特定される。或いは、それぞれの押込量に基づいて、押込量が最も大きい突出部材２０に対応する単一の操作標章４４が特定されても良い。

ステップ＃４３において、押込操作がないと判定された場合には（ステップ＃４３：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＃４６）。タッチ操作が検知された場合には（ステップ＃４６：Ｙｅｓ）、そのタッチ操作の検知位置が、表示画面４１上の操作標章４４に対応する操作面１１ａの領域（操作標章割当領域）内であるか否かが判定される（ステップ＃４７）。操作標章割当領域内であると判定された場合には（ステップ＃４７：Ｙｅｓ）、当該操作標章割当領域に対応する操作標章４４が特定される（ステップ＃４８）。そして、ステップ＃４５又はステップ＃４８で特定された操作標章４４が選択され、それに関連付けられた各種機能（例えば、地図画像の縮尺変更機能等）が実現される（ステップ＃４９）。その後、入力判定処理を終了する。

一方、ステップ＃４４において対応する操作標章４４が存在しないと判定された場合や（ステップ＃４４：Ｎｏ）、ステップ＃４７において操作標章割当領域外であると判定された場合には（ステップ＃４７：Ｎｏ）、操作標章割当領域以外の領域（非標章領域）での選択処理が実行される（ステップ＃５０）。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。その後、入力判定処理を終了する。なお、ステップ＃４６においてタッチ操作がないと判定された場合も（ステップ＃４６：Ｎｏ）、入力判定処理を終了する。

入力判定処理が終了すると、図８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、或いは自車両の現在位置が変更された場合等には、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。

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

（１）上記の実施形態では、突出制御部５３が、特定の道路Ｒに対応する突出部材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５３が、表示画面４１に表示される全ての道路Ｒに対応する突出部材２０を突出状態とする構成としても良い。

（２）上記の実施形態では、突出制御部５３が、指定された縮尺に応じた所定のしきい値レベルＬｔ以上の道路Ｒを対象として、それに対応する突出部材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、例えば上記のしきい値レベルＬｔ（これを「第１のしきい値レベルＬｔ１」とする）に加え、それよりも高い第２のしきい値レベルＬｔ２が設定されても良い。すなわち、突出制御部５３が、指定された縮尺に応じた第１のしきい値レベルＬｔ１以上であってかつ第２のしきい値レベルＬｔ２未満の道路Ｒを対象として、それに対応する複数の突出部材２０を突出状態とする構成としても良い。或いは、指定された縮尺に応じた上限レベル（上記第２のしきい値レベルＬｔ２に相当する所定のしきい値レベルＬｔ）のみが設定されても良い。すなわち、突出制御部５３が、指定された縮尺に応じたしきい値レベルＬｔ未満の道路Ｒを対象として、それに対応する複数の突出部材２０を突出状態とする構成としても良い。

（３）上記の実施形態では、突出ステータスの判定基準となるしきい値レベルＬｔが、指定された縮尺に応じて設定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、そのようなしきい値レベルＬｔが、指定された縮尺によらずに一律に設定される構成としても良い。また、そのようなしきい値レベルＬｔが、表示される道路Ｒの数や密度等、縮尺以外の他の基準に応じて設定される構成としても良い。

（４）上記の実施形態では、描画制御部５１が、突出状態とされる突出部材２０に対応する道路Ｒをそれ以外の道路Ｒと視覚的に異なる態様で表示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、描画制御部５１が、突出状態とされる突出部材２０に対応する道路Ｒとそれ以外の道路Ｒとを区別することなく、これらを同一の態様で表示する構成としても良い。

（５）上記の実施形態では、突出制御部５３が、表示画面４１に自車位置マークＰや操作標章４４を更に含む画像が表示されている場合、当該自車位置マークＰや操作標章４４に対応する突出部材２０をも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、操作標章４４や自車位置マークＰに対応する突出部材２０を突出状態とするか否かは任意であり、これら双方が表示されている場合であっても、これらのうちの少なくとも一方に対応する突出部材２０を埋没状態としても良い。

（６）上記の実施形態では、表示画像の切り替えに際して、突出制御部５３が、操作標章４４に対応する突出部材２０を突出状態に維持させたまま、変更前後の各道路Ｒに対応する各突出部材２０の突出ステータスを道路Ｒの変更態様に応じて変化させ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、画面遷移に際して、突出制御部５３が、全ての突出部材２０の状態を一旦初期化した後で、変更後の表示画像に応じた突出ステータスとなるように各突出部材２０を制御する構成としても良い。例えば、突出制御部５３が、全ての突出部材２０を一旦埋没状態とした後で、表示される特定の道路Ｒ、自車位置マークＰ、及び特定の操作標章４４に対応する突出部材２０を突出状態に移行させる構成としても良い。或いは、全ての突出部材２０を一旦突出状態とした後で、表示される特定の道路Ｒ、自車位置マークＰ、及び特定の操作標章４４に対応する突出部材２０のみを残してそれ以外の突出部材２０を埋没状態に移行させる構成としても良い。

（７）上記の実施形態では、道路種別が「高速自動車道」、「国道」、「主要地方道」、「都道府県道」、「市道」、「町村道」、及び「認定外道路」に分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、上記の実施形態で示した道路種別は一例であり、これらのうちの１つ以上が含まれなかったり、上記以外の他の種別が含まれたりしても良い。或いは、上記の各種別のうちの１つ以上が更に細分化されていても良い。

（８）上記の実施形態では、複数の突出部材２０が操作面１１ａ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、複数の突出部材２０は少なくとも操作面１１ａに沿って所定の規則で配列されていれば良く、操作面１１ａ全体に亘って例えばハニカム状（六角格子状）に配列されていても良い。これらの場合において、複数の突出部材２０は、操作面１１ａの全体ではなくその一部のみに配列されていても良い。

（９）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（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。そのような中間状態も、「第一状態」に含まれる。この場合、突出制御部５３が、操作面１１ａに対する突出部材２０の突出方向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。

（１０）上記の実施形態では、駆動機構３０が圧電素子３１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、突出方向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。

（１１）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突出方向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、突出方向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、突出方向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）上記の実施形態では、状態検知部５５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５５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５３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５２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５５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５５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５５はその突出部材２０が突出状態となったと判定する。

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

（１６）上記の実施形態では、全ての構成が車両に搭載された車載用のナビゲーション装置１（ナビゲーションシステムの一例）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クライアント／サーバ型の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システムによる操作入力の対象となり得る。

（１７）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操作入力システムに好適に利用することができる。

３ 操作入力システム
１０ タッチパッド
１１ 操作板
１１ａ 操作面
２０ 突出部材
４０ 表示入力装置（表示装置）
４１ 表示画面
４４ 操作標章
５１ 描画制御部
５３ 突出制御部
Ｄ 被検知物
Ｚ 突出方向
Ｒ 道路
Ｌｖ レベル
Ｌｔ しきい値レベル

Claims (7)

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、前記操作板を貫通して前記操作面からそれぞれ独立に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分離して設けられ、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、
   前記表示画面への表示画像を描画制御する描画制御部と、を備え、
   前記突出制御部は、前記表示画面に少なくとも道路を含む画像が表示されている場合に、当該道路を表す軌跡に含まれる各点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、複数の前記突出部材を前記操作面から突出した突出状態とし、
   前記道路が、道路種別に応じて複数レベルに階級分けされ、
   前記描画制御部は、表示用しきい値レベル以上の道路を前記表示画面に表示させ、
   前記突出制御部は、前記表示用しきい値レベルよりも高レベルに設定された突出用しきい値レベル以上の道路を対象として前記突出部材を前記突出状態とする操作入力システム。
2. 前記突出制御部は、前記突出用しきい値レベル以上であってかつ前記突出用しきい値レベルよりも高レベルに設定された突出用第二しきい値レベル未満の道路を対象として前記突出部材を前記突出状態とする請求項１に記載の操作入力システム。
3. 前記道路を含む画像が指定された縮尺に応じて表示切替可能に構成されると共に、当該指定された縮尺に応じた前記表示用しきい値レベル及び前記突出用しきい値レベルがそれぞれ設定されている請求項１又は２に記載の操作入力システム。
4. 前記突出制御部は、前記表示画面の座標と前記操作面の座標とを対応付け、前記表示画面に特定の操作標章を更に含む画像が表示されている場合に、当該操作標章の座標に対応する前記操作面上の座標に位置する前記突出部材をも前記突出状態とする請求項１から３のいずれか一項に記載の操作入力システム。
5. 前記突出制御部は、前記表示画面に表示される画像に含まれる道路が変更される際に、前記操作標章に対応する前記突出部材の突出方向の位置を維持させたまま、前記道路に対応する前記突出部材の突出方向の位置を前記画像に含まれる道路の変更態様に応じて変化させる請求項４に記載の操作入力システム。
6. 前記描画制御部は、前記突出状態とされる前記突出部材に対応する道路をそれ以外の道路と視覚的に異なる態様で表示する請求項１から５のいずれか一項に記載の操作入力システム。
7. 前記描画制御部は、前記突出状態とされる前記突出部材の前記操作面上におけるそれぞれの位置を含む所定領域内で前記タッチパッドにより入力が受け付けられた場合に、前記タッチパッドによる検知位置に対応する地点を中心とする周辺地図をスクロール表示する請求項１から６のいずれか一項に記載の操作入力システム。

Images