專利名稱：輸入裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及搭載于車輛等上并且檢測使用者以指尖等指示的操作位置而進行輸入的輸入裝置。
背景技術：
在車輛中，用于使駕駛舒適而搭載有音響裝置或導航裝置等的電子設備。在車輛的行駛中也會有操作這樣的電子設備的情況，在這種情況下，為了不妨礙行駛，需要設法使其容易操作。例如、按照人體工學數據而設計操作按鈕或操作旋鈕的位置及大小，而使之最合適。另外，還有如下的結構方案，即，為使顯示影像的顯示器不妨礙行駛，而在不使用時，將其收納在儀表盤內，只在使用時抽出，由此，在使用時設法使操作面不因顯示器而被隱藏(例如，參照日本專利公開公報平11-288227號)。
另一方面，作為光學地檢測通過手指等決定的操作位置的檢測技術，公知有假想鍵盤。在攜帶終端等小型計算機的領域中，進行著使作為輸入裝置的鍵盤的小型化的嘗試。通過最近的技術革新，裝置本身在一定程度上的小型化是可能的，但作為輸入裝置的鍵盤，由于以指尖輸入這樣的物理制約，所以在小型化上有限制。因此，正在開發如下的裝置，即，將鍵盤假想地顯示，光學地檢測以指尖指示假想的鍵盤的操作位置而進行輸入(例如，參照日本專利公開公報2000-89899號)。
但是，由于駕駛者的身高以及胳膊的長短等的身體條件不同，搭載于車輛的電子設備并不一定配置在容易進行操作的位置。另外，根據駕駛者的座位位置以及駕駛姿勢，如根據是在立起座位靠背的狀態下駕駛還是在斜躺狀態下駕駛，電子設備與操作者之間的相對距離變化，所以存在難以操作的情況。另一方面，使用上述假想鍵盤的輸入裝置，在作為車輛等的電子設備的輸入裝置而使用時，由于不需要直接接觸操作畫面，所以雖然在駕駛中容易操作，但也存在如在車輛中的什么位置顯示假想鍵盤等的很多的問題。
發明內容
本發明是為了解決上述的現有的問題而發明的，其目的在于提供一種能使使用者在最適合的位置操作電子設備的輸入裝置。
本發明的輸入裝置，具有，顯示部，其顯示圖像；輸入檢測部，其配置在所述顯示部的前面可向前后方向移動，對面向所述顯示部所顯示的操作畫面而指示的操作位置進行檢測；控制部，其輸出與所述檢測的操作位置相對應的控制信號。
根據此結構，使用者面向顯示部所顯示的操作畫面，例如以指尖指示需要的選擇項目，則通過輸入檢測部用紅外線或超音波等檢測操作位置的坐標，從控制部輸出與該操作位置相對應的控制信號，從而控制連接該輸入裝置的電子設備。而且，即使在使用者變更輸入檢測部的位置的情況下，輸入檢測部也能檢測出其操作位置，因而使用者可以在最適合的位置操作電子設備。
另外，本發明的輸入裝置的特征在于，具有使所述輸入檢測部向前后方向移動的電動驅動部。
根據此結構，使用者可以通過電動驅動部，使輸入檢測部向與使用者的落座位置相對應的最適合的操作位置移動。電動驅動部是，例如由電動機驅動而進行轉動的進給絲杠使輸入檢測部向前后方向移動的結構，使用者可以使輸入檢測部在所希望的位置停止。
另外，本發明的輸入裝置，其特征在于，所述控制部根據所述顯示部與所述輸入檢測部的距離控制所述顯示部的顯示。
根據此結構，在使輸入檢測部從顯示部遠離的情況下，通過擴大顯示部中的操作畫面使選擇項目放大地顯示，可增大取得利用指尖的指示范圍即檢測范圍，對使用者來說，可以使之操作容易地顯示。
另外，本發明的輸入裝置，其特征在于，所述控制部根據所述顯示部中的顯示的大小控制所述顯示部與所述輸入檢測部的距離。
根據此結構，顯示部所顯示的操作畫面的選擇項目數少，或者是選擇項目大的情況下，能夠增大顯示部與輸入檢測部的距離。另外，所顯示的選擇項目數多或者是選擇項目的尺寸小的情況下，通過減小顯示部與輸入檢測部的距離，故可以防止指尖的誤操作，使輸入容易。
另外，本發明的輸入裝置，其特征在于，具有向所述顯示部投影圖像的圖像投影部，一體地構成所述輸入檢測部與所述圖像投影部。
根據此結構，可以通過圖像投影部向顯示部投影需要的操作畫面。此時的顯示部為屏幕，通過一體地構成圖像投影部和輸入檢測部，可使輸入裝置相對于電子設備主體裝置獨立地構成。
另外，本發明的輸入裝置，其特征在于，具有根據所述顯示部的配置角度，控制所述圖像投影部的投影的投影控制部。
根據此結構，在安裝該輸入裝置的場所受制約，或需要從外光的狀態改變顯示屏的角度的情況下，通過改變投影到顯示屏上的圖像的投影角度等，可顯示出對使用者來說容易看到的圖像。
另外，本發明的輸入裝置，其特征在于，具有根據所述顯示部的配置角度，控制所述輸入檢測部的檢測區域的檢測控制部。
根據此結構，在需要改變顯示屏的角度時，為適應投影到顯示屏上的操作畫面，可以改變輸入檢測部的檢測位置或范圍。
另外，本發明的輸入裝置，其特征在于，所述顯示部為車輛擋風玻璃。
根據此結構，可以實現不需要具有獨立的顯示部，即使不同種類的車輛上具有不同傾斜的擋風玻璃，也可以顯示良好的操作畫面，實現低成本的輸入裝置。
另外，本發明是具有上述任一輸入裝置的車輛。
根據此結構，可根據使用者的身體條件及落座姿勢而容易地操作搭載于車輛的電子設備，可得到在駕駛時疲勞少而舒適的車輛。
本發明具有，顯示圖像的顯示部；配置在所述顯示部的前面可向前后方向移動，對面向所述顯示部所顯示的操作畫面而指示的操作位置進行檢測的輸入檢測部；輸出與所述檢測的操作位置相對應的控制信號的控制部，使用者通過改變輸入檢測部的位置，可以獲得在最合適的位置操作電子設備的優良的效果。
參照
以下實施例，可以進一步明確本發明的上述目的及優點。
圖1是本發明的第1實施例的輸入裝置的功能框圖；
圖2是本發明的第1實施例的輸入檢測部的原理說明圖；圖3是本發明的第1實施例的包括電動驅動部的概略結構圖；圖4是表示本發明的第1實施例的車輛搭載狀態的概略說明圖；圖5是說明本發明的第1實施例的輸入裝置的動作的流程圖；圖6是本發明的第2實施例的輸入裝置的功能框圖；圖7是表示本發明的第2實施例的車輛搭載狀態的概略說明圖；圖8是表示本發明的第2實施例的圖像投影部和輸入檢測部的角度變更例的概略說明圖；圖9是本發明的第2實施例的包括電動驅動部的概略結構圖；圖10是說明本發明的第2實施例的輸入裝置的動作的流程圖；具體實施方式
以下，參照附圖，對本發明的實施例進行說明。
(實施例1)圖1表示本發明的第1實施例的輸入裝置的結構。圖1中，輸入裝置1具有顯示圖像的顯示部2；配置在所述顯示部2的前面可向前后方向移動，對面向所述顯示部2所顯示的操作畫面而指示的操作位置進行光學地檢測的輸入檢測部3；輸出與所述檢測的操作位置相對應的控制信號的控制部4；使所述輸入檢測部3向前后方向移動的電動驅動部5；存儲控制部4的動作程序及操作畫面數據的存儲部6。
顯示部2是使用液晶、EL、CRT等的顯示器，通過來自控制部4的圖像信號顯示操作項目所顯示的操作畫面。操作畫面，其根據成為操作對象的電子設備，對從一個畫面中的只顯示開、關的簡單顯示，到顯示數字鍵或鍵盤進行選擇。
如圖2(a)所示，輸入檢測部3，其通過使紅外線激光束從發光部11由上至下向左右方向來回掃描，形成二維檢測區域，使從進入到該檢測區域的指尖等的檢測物體12反射的反射光在感光部13感光，并且利用發光控制部14中的紅外線激光束的掃描時間以及感光控制部15中的反射光的感光時間，光學地檢測檢測物體12的坐標位置。也可代替該紅外線激光而使用超音波束，對到檢測物體的距離及方向進行測位而檢測坐標位置。另外，如圖2(b)所示，在顯示部2所顯示的操作畫面是定形物的情況下，在分別對應操作畫面的選擇項目的位置上配置使紅外線激光發光的發光部16，在其中央部配置使從檢測物體17的發射光感光的感光部18，通過發光控制部19中的紅外線發光時間和感光控制部20中的反射光的感光時間，可以檢測出檢測物體17的坐標位置。或者，測定來自發光部16的紅外線射到檢測物體上時的檢測物體的亮度，檢測距檢測物體的距離，或者也可以測定射到檢測物體上到由感光部檢測的時間，可以檢測距檢測物體的距離。另外，也可以在顯示部2的前面配置矩形框，在矩形框的分別相對的兩邊的發光元件和感光元件配置光耦合器，光學地檢測由檢測物體遮斷的指示位置，將輸入位置作為特定的光學式接觸面板使用。
在圖1中，控制部4是輸出與由輸入檢測部3光學地檢測的操作位置相對應的控制信號的微型計算機，根據顯示部2與輸入檢測部3之間的距離控制顯示部2的顯示，根據顯示部2中的顯示的大小控制顯示部2與輸入檢測部3之間的距離，進行由電動驅動部5驅動的輸入檢測部3的移動的控制。另外，將由輸入檢測部3檢測的操作位置信號向主體控制部10輸出，而控制電子設備主體，或切換顯示部2的操作畫面。
如圖3所示，電動驅動部5，其是由通過DC電動機22驅動轉動的進給絲杠23，使固定輸入檢測部3的滑架21來回直線運動的裝置，通過設置于進給絲杠23的一端部的轉動編碼器24檢測轉動角，將該信號輸入到電動機控制部25，檢測輸入檢測部3的移動量，同時，控制DC電動機22的轉動。在電動機控制部25上，連接未圖示的電動機驅動開關，使用者通過按壓電動機驅動開關，可使輸入檢測部3移動到自己所希望的位置。電動驅動部5，收納在輸入裝置1的外殼26內，其中也收納著安裝了控制部3及存儲部6的印刷基板。
圖4是表示將輸入裝置1安裝到車輛上的一例。輸入裝置1的外殼26，使輸入檢測部3露出而裝入到車輛的儀表盤31。在其它的實施例中，也可使其后附地安裝在儀表盤31上。顯示部2配置在儀表盤31的里側的擋風玻璃32的下面。在駕駛座33上落座的駕駛者34的視線LS的方向，由于與輸入檢測部3的移動方向大致平行，所以即使輸入檢測部3的檢測區域SA移動，也可通過檢測區域SA看見顯示部2的操作畫面。
下面，參照圖5對本實施例1的動作進行說明。
以下的說明中，為使說明簡單，對車載音響裝置的開、關控制狀態時的動作進行說明。首先，打開輸入裝置1的電源，在顯示部2上顯示操作畫面(步驟S1)。如通過使車輛的發動機鑰匙轉動到輔助位置而接通輸入裝置1的電源。接著，駕駛者按下電動機驅動開關，則控制部4只在電動機驅動開關被按下期間使輸入檢測部3移動(步驟S2)。控制部4監視輸入檢測部3相對于顯示部2的移動距離，并根據其移動距離擴大顯示顯示部3的操作畫面(步驟S3)。例如，使輸入檢測部3從顯示部2遠離的情況下，通過擴大顯示部2的操作畫面而放大顯示選擇項目，可以增大由指尖進行的指示范圍即檢測范圍，對使用者來說，可以使之操作容易地顯示。控制部4還監視擴大的操作畫面內的操作項目是否收容在畫面內(步驟S4)，在要超出畫面時，在停止擴大的同時，在該位置使輸入檢測部3停止(步驟S5)。例如，在顯示部2所顯示的操作畫面的選擇項目數少或選擇項目的尺寸大的情況下，可以增大顯示部2與輸入檢測部3的距離，另外，所顯示的選擇項目數多，或選擇項目的尺寸小的情況下，通過減小顯示部2與輸入檢測部3之間的距離，可防止指尖的誤操作而可容易地進行輸入。之后，駕駛者監視指尖是否放入輸入檢測部3的檢測區域SA(步驟S6)，在檢測到指尖放入到檢測區域SA時，通過蜂嗚音將其報告給駕駛者，另外，確定由指尖進行的操作位置時，以另外的蜂嗚音報告給駕駛者。而且，若操作位置確定，則控制部4將與其操作位置相對應的控制信號向主體控制部10輸出(步驟S7)，主體控制部10根據其控制信號，控制車載音響裝置的開，關動作。
由此，根據本發明的第1實施例的裝置，具有顯示圖像的顯示部2；配置在所述顯示部2的前面可向前后方向移動，對面向所述顯示部2所顯示的操作畫面而指示的操作位置進行檢測的輸入檢測部3；輸出與所檢測的操作位置相對應的控制信號的控制部4，使所述輸入檢測部3向前后方向移動的電動驅動部5，所以，駕駛者可以通過將輸入檢測部3的位置變更到適合自己的位置，對駕駛者來說，可以在最合適的位置操作電子設備。
另外，在本實施例1中，作為顯示部2可以使用搭載于車輛上的導航裝置的監視器。在導航裝置的監視器中，由于顯示菜單畫面等的操作畫面，所以可通過一邊觀看其操作畫面一邊通過輸入檢測部3輸入操作選擇項目，通過向導航裝置發送其輸入操作位置信號，可以進行與現有的帶觸摸面板的監視器同樣的操作。在這種情況下，本實施例1中，由于使輸入檢測部3從監視器畫面遠離，可以配置在操作者的附近，所以與現有的帶觸摸面板的監視器相比，具有輸入操作變得非常容易的優點。
(實施例2)下面，對本發明的第2實施例進行說明。圖6表示本發明的第2實施例的輸入裝置的結構。在圖6中，輸入裝置51具有作為顯示圖像的屏幕的顯示部52；將操作畫面投影到顯示部52上的圖像投影部53；根據顯示部52的配置角度控制圖像投影部53的投影的投影控制部54；配置在顯示部52的前面可向前后方向移動，對面向顯示部52所顯示的操作畫面而指示的操作位置進行檢測的輸入檢測部55；根據顯示部52的配置角度控制輸入檢測部55的檢測區域的檢測控制部56；輸出與檢測的操作位置相對應的控制信號的控制部57；使圖像投影部53與輸入檢測部55向前后方向一體地移動的電動驅動部58；存儲控制部57中的動作程序以及操作畫面數據的存儲部59。在控制部57上，連接有電子設備主體的主體控制部60。
顯示部52使用普通的具有白色投影面的屏幕，作為圖像投影部53可使用將實像投影在該屏幕上的投影機。在其它的結構中，作為顯示部52使用半反半透鏡，在圖像投影部53中，可使用在該半反半透鏡上投影虛像的擋風玻璃映像顯示器。
投影控制部54根據顯示部52的配置角度控制圖像投影部53的投影。圖7表示改變顯示部52的配置的情況下的例子。圖7(a)是大致垂直于視線方向而相對于相同顯示面擴大視野范圍而設置顯示部52的例子。圖7(b)是為避面通過擋風玻璃71入射的外光72由顯示部52反射而難以看到顯示，而帶角度來設置顯示部52的例子。另外，圖7(c)是通過與擋風玻璃71的傾斜配合減小擋風玻璃71與顯示部52的空間而謀求省空間化的例子。另外，圖7(d)是通過在擋風玻璃71上粘貼白色片或半反半透片作為顯示部52，將擋風玻璃71的一部分作為顯示部52使用，在謀求省空間化和確保前方視野的同時可以進行顯示的例子。
投影控制部54具有用于調整圖像投影部53的投影方向和焦距的傾斜機構和變焦機構等的驅動部和用于進行變形校正的軟件部，并根據配置顯示部52的位置和角度，改變投影到顯示部52上的圖像的角度或焦距，或者，通過梯形校正進行變形少的顯示。
另外，檢測控制部56還具有為根據所顯示的位置改變輸入檢測部55的檢測區域SA的位置和范圍而改變檢測用光束的照射方向的機構部、求出檢測位置的軟件部。
另外，可改變顯示部52的位置或角度，如圖8(a)所示，從大致垂直于視線的位置，如圖8(b)所示地傾斜，在防止由于外光72而難以看見時，在圖8(b)時，為了使視線向上方移動，也可通過檢測控制部56使輸入顯示部55的檢測區域SA向上方改變。
控制部57是輸出與由輸入檢測部55檢測的操作位置相對應的控制信號的微型計算機，控制投影控制部54和檢測控制部56，同時，根據顯示部52與輸入檢測部55之間的距離控制顯示部52的顯示，根據顯示部52的顯示的尺寸控制顯示部52與輸入檢測部55之間的距離，進行被單元化的輸入裝置51的由電動驅動部58所驅動而進行的移動的控制等。然后，將由輸入檢測部55檢測的操作位置信號發送到主體控制部60，而控制電子設備主體。
如圖9所示，電動驅動部58具有與實施例1的電動驅動部5相同的結構。圖像投影部53與輸入檢測部55一體地搭載在滑架81上，構成傳感器·投影機單元82。滑架81通過由DC電動機83驅動而轉動的進給絲杠84來回直線移動，通過設置在進給絲杠84一端部上的轉動編碼器85檢測轉速。將檢測的轉速信號輸入到電動機控制部86，檢測傳感器·投影機單元82的移動量，并且，根據該移動信號，控制部57通過投影控制部54控制圖像投影部53的同時，通過檢測控制部56控制輸入檢測部55。在電動機控制部86中，連接未圖示的電動機驅動開關，使用者可以通過按下電動機驅動開關，而使投影機單元82移動到適合自己的位置。電動驅動部58收納在輸入裝置51的外殼84內，其中，除顯示部52以外，還收納有輸入裝置51的各部分。
下面，利用圖10對本實施例2的動作進行說明。
首先，接通輸入裝置51的電源，在顯示部52上顯示操作畫面(步驟S11)。如通過使車輛的發動機鑰匙轉動到輔助位置而接通輸入裝置1的電源。接著，若駕駛者按下電動機驅動開關，則控制部57只在電動機驅動開關被按下期間移動傳感器投影機單元82(步驟S12)。控制部57監視傳感器.投影機單元82相對于顯示部52的移動距離，并根據該移動距離改變圖像投影部53的投影角度，改變輸入檢測部55的檢測位置或范圍(步驟S13)。此時，與實施例1相同，根據顯示部52與輸入檢測部55的距離擴大顯示部52的顯示，也可根據顯示部52中的顯示的尺寸限制顯示部52與輸入檢測部55之間的距離。然后，控制部57監視駕駛者的指尖是否放入輸入檢測部55的檢測區域SA(步驟S14)，在檢測指尖放入到檢測區域SA時，通過蜂鳴音將其報告給駕駛者，另外，確定檢測到由指尖進行的操作位置時，以另外的蜂鳴音報告給駕駛者。于是，操作位置被確定，則控制部57將與其操作位置相對應的控制信號向主體控制部60輸出(步驟S15)，主體控制部60根據其控制信號，控制車載音響裝置等的動作。
由此，根據本發明的第2實施例的裝置，由于具有作為顯示圖像屏幕的顯示部52；將操作畫面投影在顯示部52上的圖像投影部53；根據顯示部52的配置角度控制圖像投影部53的投影的投影控制部54；配置在所述顯示部52的前面可向前后方向移動，對面向所述顯示部52所顯示的操作畫面而指示的操作位置進行檢測的輸入檢測部55；根據顯示部52的配置角度控制輸入檢測部55的檢測位置和范圍的檢測控制部56；輸出與檢測的操作位置相對應的控制信號的控制部57；作為傳感器·投影機單元82使圖像投影部53與輸入檢測部55向前后方向一體地移動的電動驅動部58，所以，可使輸入裝置相對于電子設備主體裝置獨立地構成，并且，駕駛者可以通過將輸入檢測部55的操作位置變更到適合自己的位置，對駕駛者來說，可以在最適合的位置操作電子設備。
另外，在以上的實施例的說明中，通過電動驅動部使輸入檢測部或輸入檢測部和圖像投影部移動，但也可以為滑動結構并且以手動進行移動。另外，在顯示部中的選擇項目限定在2～4左右的情況下，也可以不進行如下控制，即，根據顯示部與輸入檢測部的距離擴大顯示部的顯示，或者根據顯示部的顯示的尺寸限制顯示部與輸入檢測部之間的距離。
如上所述，本發明涉及的輸入裝置，在對顯示部所顯示的操作畫面進行操作時，具有在離開畫面的操作位置且根據使用者的身體條件或落座位置可改變操作位置的效果，作為設想的輸入裝置是有用的，在車輛，船舶，飛機等的交通工具或在醫療現場，作為在離開監視器的位置操作畫面的輸入裝置，還可以在家庭內遠離電視機的位置作為代替現有的遙控器的輸入裝置，而能夠適用多種用途。
根據附圖所示的實施例對本發明進行了說明，但顯然對于本領域的技術人員，可以不脫離本發明的思想容易地進行各種變更而獲得。本發明也包括了這樣的變更例。
權利要求
1.一種輸入裝置，其特征在于，具有顯示部，其顯示圖像；輸入檢測部，其配置在所述顯示部的前面可向前后方向移動，對面向所述顯示部所顯示的操作畫面而指示的操作位置進行檢測；控制部，其輸出與所述檢測的操作位置相對應的控制信號。
2.如權利要求1所述的輸入裝置，其特征在于，具有使所述輸入檢測部向前后方向移動的電動驅動部。
3.如權利要求1所述的輸入裝置，其特征在于，所述控制部根據所述顯示部與所述輸入檢測部的距離控制所述顯示部的顯示。
4.如權利要求1所述的輸入裝置，其特征在于，所述控制部根據所述顯示部的顯示的大小來控制所述顯示部與所述輸入檢測部的距離。
5.如權利要求1所述的輸入裝置，其特征在于，具有在所述顯示部上投影圖像的圖像投影部，所述輸入檢測部與所述圖像投影部一體地構成。
6.如權利要求5所述的輸入裝置，其特征在于，具有投影控制部，其根據所述顯示部的配置角度控制所述圖像投影部的投影。
7.如權利要求5所述的輸入裝置，其特征在于，具有檢測控制部，其根據所述顯示部的配置角度控制所述輸入檢測部的檢測區域。
8.如權利要求6所述的輸入裝置，其特征在于，所述顯示部是車輛的擋風玻璃。
9.如權利要求7所述的輸入裝置，其特征在于，所述顯示部是車輛的擋風玻璃。
10.一種車輛，其特征在于，具有如權利要求1～8的任意一項所述的輸入裝置。
全文摘要
一種輸入裝置，其可以使使用者在最適合的位置操作電子設備。本發明的輸入裝置，其具有顯示部，其顯示圖像；輸入檢測部，其配置在顯示部的前面可向前后方向移動，對面向顯示部所顯示的操作畫面而指示的操作位置進行光學地檢測；控制部，其輸出與檢測的操作位置相對應的控制信號；電動驅動部，其使輸入檢測部向前后方向移動。駕駛者可以通過將輸入檢測部的位置變更到適合自己的操作位置，對駕駛者來說，可以在最適合自己的位置操作電子設備。
文檔編號B60R11/02GK1845837SQ20048002518
公開日2006年10月11日 申請日期2004年8月31日 優先權日2003年9月2日
發明者板橋敏行, 巖崎守男, 小谷悟, 赤堀裕志, 野村登, 小野學 申請人:松下電器產業株式會社