JP2005234881A - Tactile force indicating portable terminal and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯電話機、PHS(Personal Handyphone System)、PDA(Personal Digital Assistants:個人向け携帯情報端末)等の携帯端末に適用され、画面に表示された画像の触圧覚や温度を擬似的に提示するための触圧覚提示機能を搭載した触圧覚提示携帯端末に関する。 The present invention is applied to mobile terminals such as mobile phones, PHS (Personal Handyphone System), PDA (Personal Digital Assistants: personal digital assistants), etc., and presents pseudo-tactile sensation and temperature of an image displayed on the screen. The present invention relates to a tactile pressure sense presenting portable terminal equipped with a tactile pressure sense presenting function.
従来、携帯電話機、PHS、PDA等の携帯端末において、画面に表示された凹凸感のある画像、温度感のある画像は参照するだけであり、携帯端末を用いてその凹凸を人間の皮膚を通じて触ることが不可能であった。 Conventionally, in a portable terminal such as a mobile phone, PHS, PDA, etc., an image with a feeling of unevenness and an image with a feeling of temperature displayed on the screen are only referred to, and the unevenness is touched through the human skin using the portable terminal. It was impossible.
また、点字ディスプレイに関する技術としては、ピン状の作動子を画面上に所定数マトリクス状に配置すると共に各作動子が画面に対して突出、後退し得るように構成し、各作動子の突出、後退状況に応じて点字またはグラフを表示するようにした表示ユニットを複数個マトリクス状に配置したディスプレイ画面を有する点字ディスプレイ装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In addition, as a technology related to the braille display, a predetermined number of actuators are arranged in a matrix on the screen, and each actuator can be projected and retracted from the screen. There has been proposed a braille display device having a display screen in which a plurality of display units configured to display braille or a graph in accordance with a retreating state are arranged in a matrix (see, for example, Patent Document 1).
あるいは、ユーザの手の触覚を利用したユーザインタフェースに関する技術としては、情報処理端末の筐体から突出し、触れられているユーザの手に変位を伝達する複数の変位部を有する変位発生手段と、処理に対応して、変位発生手段の複数の変位部の個々のタイミングを制御する制御手段とを備える情報処理端末が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、従来技術は、ピン状の作動子が画面に対して突出、後退することで点字やグラフを表示する、あるいは筐体から突出した変位部によりユーザの手に変位を伝達するだけであり、表示画像の凹凸感や温度を触圧覚情報としてユーザに提示することが不可能であった。 However, the conventional technique only displays the braille or graph by the pin-shaped actuator protruding and retracting with respect to the screen, or only transmitting the displacement to the user's hand by the displacement portion protruding from the housing. It has been impossible to present to the user the unevenness and temperature of the display image as tactile pressure information.
そこで本発明は、表示画像の凹凸感や温度感を、人間の皮膚を通じて擬似的に提示することができる触圧覚提示携帯端末及び方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a tactile pressure sense presenting portable terminal and a method capable of presenting a feeling of unevenness and temperature of a display image in a pseudo manner through human skin.
上述の課題を解決するため、本発明は、画像を表示する表示手段を備えた携帯端末において、前記表示手段に表示する画像の凹凸を示す凹凸情報を記憶する凹凸情報記憶手段と、前記携帯端末の動きに応じて、前記表示手段の画面の中で凹凸情報を提示する触圧覚領域を検知する領域検知手段と、前記画像の凹凸感を提示する触圧覚手段と、前記触圧覚領域に対応する前記触圧覚手段に対し、前記凹凸情報記憶手段から取得した前記画像の凹凸情報に基づき、上下動作及び/又は振動動作させる触圧覚制御手段とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a portable terminal including a display unit that displays an image, a concavo-convex information storage unit that stores concavo-convex information indicating a concavo-convex of an image displayed on the display unit, and the mobile terminal. Corresponding to the tactile pressure sense region, the tactile pressure sense means for presenting the sense of unevenness of the image, and the tactile pressure sense region. The tactile pressure sense means comprises tactile pressure sense control means for moving up and down and / or vibrating based on the unevenness information of the image acquired from the unevenness information storage means.
また、前記表示手段に表示する画像の温度を示す温度情報を記憶する温度情報記憶手段と、前記触圧覚手段の冷却又は加熱を行う冷却・加熱手段と、前記触圧覚領域に対応する前記触圧覚手段に対し、前記温度情報記憶手段から取得した前記画像の温度情報に基づき、前記冷却・加熱手段の冷却又は加熱制御を行う温度制御手段とをさらに備えることを特徴とする。 Also, temperature information storage means for storing temperature information indicating the temperature of the image displayed on the display means, cooling / heating means for cooling or heating the tactile pressure sense means, and the tactile pressure sense corresponding to the tactile pressure sense region The apparatus further includes temperature control means for performing cooling or heating control of the cooling / heating means based on the temperature information of the image acquired from the temperature information storage means.
以上の構成によって、画像の凹凸感や温度感を、人間の皮膚を通じて擬似的に提示させることが可能となる。 With the configuration described above, it is possible to simulate the impression of unevenness and the temperature of an image through human skin.
本発明によれば、携帯端末の使用者に、凹凸情報、温度情報を持つ画像を表示するだけでなく、触圧覚手段により画像の凹凸感、温度感を擬似的に提示させることができる効果がある。例えば、表示手段に表示された洋服の手触り感を触圧覚手段により擬似的に再現したり、表示手段に表示された点字を触圧覚手段により提示することが可能となる。 According to the present invention, not only an image having unevenness information and temperature information is displayed to a user of a mobile terminal, but also an effect that a sense of unevenness and temperature of the image can be presented in a pseudo manner by the tactile sense means. is there. For example, it becomes possible to reproduce the hand feeling of clothes displayed on the display means in a pseudo manner by the tactile pressure sense means, or to present the braille displayed on the display means by the tactile pressure sense means.
また、画像が持つ温度情報により、表示手段に表示された物体の暖かさや冷たさを触圧覚手段により擬似的に再現したり、表示手段に表示された仮想現実となる画像の気温等も触圧覚手段により擬似的に提示することも可能である。 In addition, based on the temperature information of the image, the warmth or coldness of the object displayed on the display means is simulated by the tactile pressure sense means, or the temperature or the like of the virtual reality image displayed on the display means is also detected by the tactile pressure sense. It is also possible to present it in a pseudo manner by means.
また、領域検知手段により、机上等に載置された携帯端末の動きに応じた空間座標を計測することができるため、携帯端末の操作部以外からの入力を増やすことが可能となる。 In addition, since the space detection unit can measure the spatial coordinates according to the movement of the mobile terminal placed on the desk or the like, it is possible to increase inputs from other than the operation unit of the mobile terminal.
次に、本発明の最良の形態について図面を参照して説明する。 Next, the best mode of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明による携帯端末として、携帯電話機の回路構成の要部を示すブロック図である。携帯電話機11は、CPU(中央処理装置)1、ROM2、作業用メモリ3、表示制御部4、表示部5、触圧覚領域検知部6、トラックボール(又は赤外線式測定部)7、触圧覚ピン制御部8、触圧覚ピン9、バス10、温度制御部12、冷却及び加熱装置13を含んで構成される。なお、PHS、PDA等に適用しても同様である。
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of a circuit configuration of a mobile phone as a mobile terminal according to the present invention. The
図2(a)は携帯電話機の正面図、図2(b)は携帯電話機の背面図である。携帯電話機11は、筐体上部と筐体下部から構成され、折り畳み自在となっている。図2(a)に示すように、携帯電話機11の筐体上部の正面側には、表示部5が配置され、筐体下部の正面側には、操作部14と複数本の触圧覚ピン9が配置されている。また、図2(b)に示すように、携帯電話機11の筐体下部の背面側には、トラックボール(又は赤外線式測定部)7が配置されている。トラックボール(又は赤外線式測定部)7は、公知のマウスの原理を用いている。
2A is a front view of the mobile phone, and FIG. 2B is a rear view of the mobile phone. The
図1において、CPU1は、バス10を介して携帯電話機内の各部と接続されている。CPU1は、制御用プログラムを実行することで図4のフローチャートの触圧覚提示処理を行う。ROM2は、CPU1が実行するための各種の制御用プログラムや、画像の凹凸情報や温度情報等の固定的なデータを格納したリード・オンリ・メモリである。作業用メモリ3は、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)によって構成されており、CPU1が制御用プログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納するようになっている。また、作業用メモリ3には、表示部5に表示され画像情報や触圧覚ピン9によりユーザに提示される画像の凹凸情報や温度情報も格納される。
In FIG. 1, the
トラックボール(又は赤外線式測定部)7は、携帯電話機11の筐体下部の背面側を例えば机上等に載置し、筐体下部を机上で任意の方向に移動させた際の移動距離を測定可能である。触圧覚領域検知部6は、トラックボール(又は赤外線式測定部)7により測定されたデータを検知し、測定データ(X座標値、Y座標値)を表示制御部4に渡す。触圧覚ピン制御部8は、表示部5に表示された画像に対応する画像データが保持する凹凸情報を作業用メモリ3から取得し、その凹凸情報を基に複数本の触圧覚ピン9の上下動作(又は上下動作及び振動動作)を制御する。
The trackball (or infrared measurement unit) 7 places the back side of the lower part of the casing of the
触圧覚ピン9は、図2(a)に示すようにマトリクス配置された複数のピン(約5×5本)から構成され、操作部14(キーパッド部)の下方側に配置されている。触圧覚ピン9の1本は、表示部に表示される触圧覚領域5C(図5)の1ピクセルに相当する。また、触圧覚ピン9は、2点弁別閾の理論から、各ピンの間隔が1mm〜数mmに設定される。
The
図3(a)は、携帯電話機11上における触圧覚膜で覆わない触圧覚ピン9の配設状態を示す側面図であり、触圧覚ピン9の携帯電話機11の筐体面からの高さが例えば3mm〜5mmに設定されている。図3(b)は、携帯電話機11上における触圧覚膜15で覆われた触圧覚ピン9の配設状態を示す側面図であり、触圧覚ピン9の上部を覆うように触圧覚膜15が配設されている。
FIG. 3A is a side view showing an arrangement state of the
触圧覚ピン9は、その1本1本が上記凹凸情報に基づいて触圧覚ピン制御部8により上下方向に駆動される。触圧覚ピン9は、図3(b)に示すように例えば0mm〜5mm程度上下方向に動作すること(又は、上下方向に動作し且つ振動すること)で、携帯電話機11の使用者に凹凸を提示する。触圧覚膜15は、素材は様々なものが考えられるが、切れにくく、弾力のある素材とする。触圧覚膜15により触圧覚ピン9を覆った状態で触圧覚ピン9を動作させることで、使用者に対し擬似的に滑らかな画像を提示する。
Each of the
温度制御部12は、表示部5に表示された画像に対応する画像データが保持する温度情報を作業用メモリ3から取得し、冷却及び加熱装置13を制御する。冷却及び加熱装置13は、触圧覚ピン9の冷却及び加熱を行うものである。冷却及び加熱装置13における具体的な冷却及び加熱方法については、電気によるジュール加熱、ペルチェ素子による冷却又は加熱、冷却水による冷却、冷却ガスによる冷却等、様々な方法が考えられるが、本実施例では詳細な説明は省略する。
The temperature control unit 12 acquires temperature information held by image data corresponding to the image displayed on the
本実施例では、携帯電話機11の表示部5に表示された画像における触圧覚領域5C(図5)の触圧覚情報を触圧覚ピン制御部8により検出し、触圧覚ピン9を動作させる。また、携帯電話機11の筐体下部の背面側を机上等に載置して移動させた際に、トラックボール(又は赤外線式測定部)7により測定された移動距離を基に、表示部5上の触圧覚領域5Cを画面の上下左右に移動させる。
In the present embodiment, the tactile pressure sense information of the tactile
次に、図4のフローチャートを参照して、本実施例の動作について説明する。携帯電話機11の使用者が、WEBページ又はJava(米国Sun Microsystems, Inc.の登録商標)アプリケーション等から画像を参照する際に、携帯電話機11の表示部5に表示された画像が凹凸情報又は温度情報を保持している場合(ステップS1でYES)、表示部5に表示されたサブメニューに触圧覚モードが追加される(ステップS2)。使用者が表示部5上で触圧覚モードを選択した場合(ステップS3でYES)、その画像の触圧覚が触圧覚ピン9により提示される。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. When a user of the
触圧覚ピン9による画像の触圧覚の提示前において、表示部5に表示された画像が温度情報を保持している場合(ステップS4でYES)、触圧覚ピン9により温度情報を提示するかどうか選択させるサブメニューに対応するキーを割り当てる(ステップS5)。一方、表示部5に表示された画像が温度情報を保持していない場合(ステップS4でNO)、上記の割り当ては行わない。
Whether or not temperature information is presented by the
図5は、触圧覚領域を提示中の画面を示す図であり、(a)は凹凸情報及び温度情報を有する洋服の表示画面を示し、(b)は凹凸情報を有する点字の表示画面を示す。触圧覚モードでは、表示部5に触圧覚領域5Cが表示され、使用者は携帯電話機11を机上等の水平面上において上下左右に移動させるか、または十字キー等のキー入力を行うことで、触圧覚領域5Cを移動させることができる。この動作は、トラックボール(又は赤外線式測定部)7を作動させ、トラックボール(又は赤外線式測定部)7により測定されたデータを触圧覚領域検知部6により検知することで行われる。
5A and 5B are diagrams showing a screen in which a tactile sensation area is being presented, in which FIG. 5A shows a display screen of clothes having unevenness information and temperature information, and FIG. 5B shows a Braille display screen having unevenness information. . In the tactile pressure sense mode, the tactile
触圧覚領域5Cにおける凹凸に対応して触圧覚ピン9が携帯電話機11の筐体面に対し上下方向に動作(又は上下方向に動作し振動)する。温度情報を保持する画面5Aにおいて、サブメニューに対応するキーに温度情報のON(入)/OFF(切)を対応付けることにより(ステップS5)、温度制御部12が冷却及び加熱装置13を制御する。この場合、触圧覚ピン9の1本1本に温度情報を対応させることが望ましいが、困難である場合は、触圧覚領域5Cの温度情報から平均データまたは最多データを採用することで、温度制御する。必要に応じて、自動又は手動で触圧覚ピン9を触圧覚膜15で覆い(図3(b)参照)、使用者に滑らかさを提示する(ステップS6)。
Corresponding to the unevenness in the
触圧覚モードを終了する場合は、表示部5の画面に表示された部分に対応するキーを押下することで(ステップS7でYES)、触圧覚モードが終了し、起動元の画面(WEBページ又はJavaアプリケーション等)となる。 When ending the tactile sensation mode, pressing the key corresponding to the portion displayed on the screen of the display unit 5 (YES in step S7) ends the tactile sensation mode and the screen (WEB page or Java application).
一方、WEBページ又はJavaアプリケーション等における画像が凹凸情報又は温度情報を保持していない場合(ステップS1でNO)、サブメニューに触圧覚モードが追加されず、現状の画面のまま(WEBページ又はJavaアプリケーション等)となる。また、WEBページ又はJavaアプリケーション等における画像が凹凸情報又は温度情報を保持しているが、使用者が触圧覚モードを選択しなかった場合(ステップS3でNO)も、同様に現状の画面のまま(WEBページ又はJavaアプリケーション等)となる。 On the other hand, if the image in the WEB page or Java application or the like does not hold unevenness information or temperature information (NO in step S1), the tactile pressure mode is not added to the submenu and the current screen remains unchanged (WEB page or Java Application). In addition, even if the image on the WEB page or Java application holds unevenness information or temperature information, but the user does not select the tactile pressure mode (NO in step S3), the current screen remains the same. (WEB page or Java application).
また、使用者が触圧覚モード時以外で携帯電話機11を使用している場合には、触圧覚ピン制御部8により、触圧覚ピン9の上下動作範囲が携帯電話機11の側面方向から見て−数mm〜0mmとなるよう制御する。
When the user is using the
本実施例によれば、携帯電話機11の使用者に、凹凸情報、温度情報を持つ画像を表示部5に表示するだけでなく、触圧覚ピン9により画像の凹凸感、温度感を擬似的に提示させることができる効果がある。例えば、表示部5の画面5A(図5(a))に表示された洋服の手触り感を触圧覚ピン9により擬似的に再現したり、画面5B(図5(b))に表示された点字を触圧覚ピン9により提示することが可能となる。
According to the present embodiment, not only the image having unevenness information and temperature information is displayed on the
また、画像が持つ温度情報により、表示部5に表示された物体の暖かさや冷たさを触圧覚ピン9により擬似的に再現したり、仮想現実となる外国の気温等も触圧覚ピン9により擬似的に提示することも可能である。
In addition, the warmth and coldness of the object displayed on the
また、トラックボール(又は赤外線式測定部)7により、机上等に載置された携帯電話機11の動きに応じた空間座標を計測することができるため、携帯電話機11の操作部14以外からの入力を増やすことが可能となる。
In addition, since the spatial coordinates corresponding to the movement of the
前述の実施例1では、携帯電話機で凹凸情報や温度情報を持つ画像の触圧覚を擬似的に提示する場合を説明したが、カメラにより撮影した画像について、撮影対象の物体との距離を測定することで撮影画像に凹凸情報を持たせることができ、その撮影画像の触圧覚を擬似的に提示することが可能となる。 In the first embodiment described above, a case has been described in which a tactile pressure sense of an image having unevenness information and temperature information is presented on a mobile phone in a pseudo manner, but the distance from an object to be imaged is measured for an image captured by a camera. Thus, the unevenness information can be given to the captured image, and the tactile pressure sense of the captured image can be presented in a pseudo manner.
また、前述の実施例1では、触圧覚モード時のみの動作について説明したが、触圧覚ピンを他の動作(例えば、つぼ押し)に応用することもできる。 In the first embodiment described above, the operation only in the tactile pressure mode has been described. However, the tactile pressure pin can be applied to other operations (for example, pressing a pot).
1 CPU
3 作業用メモリ
5 表示部
6 触圧覚検知部
7 トラックボール(又は赤外線測定部)
8 触圧覚ピン制御部
9 触圧覚ピン
10 バス
11 携帯電話機
12 温度制御部
13 冷却及び加熱装置
1 CPU
3 working
8 Tactile Pressure Sensing
Claims (6)
前記表示手段に表示する画像の凹凸を示す凹凸情報を記憶する凹凸情報記憶手段と、
前記携帯端末の動きに応じて、前記表示手段の画面の中で凹凸情報を提示する触圧覚領域を検知する領域検知手段と、
前記画像の凹凸感を提示する触圧覚手段と、
前記触圧覚領域に対応する前記触圧覚手段に対し、前記凹凸情報記憶手段から取得した前記画像の凹凸情報に基づき、上下動作及び/又は振動動作させる触圧覚制御手段とを備えることを特徴とする触圧覚提示携帯端末。 In a portable terminal having a display means for displaying an image,
Concavo-convex information storage means for storing concavo-convex information indicating the unevenness of the image displayed on the display means;
An area detecting means for detecting a tactile sensation area that presents unevenness information in the screen of the display means according to the movement of the mobile terminal;
Tactile sensation means for presenting the unevenness of the image;
And a tactile pressure control means for causing the tactile pressure sense means corresponding to the tactile pressure sense area to move up and down and / or vibrate based on the unevenness information of the image acquired from the unevenness information storage means. A tactile sense presentation mobile terminal.
前記触圧覚手段の冷却又は加熱を行う冷却・加熱手段と、
前記触圧覚領域に対応する前記触圧覚手段に対し、前記温度情報記憶手段から取得した前記画像の温度情報に基づき、前記冷却・加熱手段の冷却又は加熱制御を行う温度制御手段とをさらに備えることを特徴とする請求項1記載の触圧覚提示携帯端末。 Temperature information storage means for storing temperature information indicating the temperature of the image displayed on the display means;
Cooling and heating means for cooling or heating the tactile pressure sense means;
A temperature control unit that controls cooling or heating of the cooling / heating unit based on the temperature information of the image acquired from the temperature information storage unit with respect to the tactile pressure unit corresponding to the tactile pressure sense region; The tactile pressure sense presenting portable terminal according to claim 1.
前記複数のピンのそれぞれに、前記画像のピクセル毎の凹凸情報を対応付けたことを特徴とする請求項1記載の触圧覚提示携帯端末。 The tactile pressure sense means is composed of a plurality of pins,
The tactile pressure sense presenting portable terminal according to claim 1, wherein unevenness information for each pixel of the image is associated with each of the plurality of pins.
前記表示手段に表示する画像の凹凸を示す凹凸情報を記憶する凹凸情報記憶手段から前記画像の凹凸情報を取得するステップと、
前記携帯端末の動きに応じて、前記表示手段の画面の中で凹凸情報を提示する触圧覚領域を検知するステップと、
前記触圧覚領域に対応して前記画像の凹凸感を提示する触圧覚手段に対し、取得した前記画像の凹凸情報に基づき、上下動作及び/又は振動動作させるステップとを含むことを特徴とする触圧覚提示方法。 A method for presenting a tactile sensation of a portable terminal provided with a display means for displaying an image,
Obtaining unevenness information of the image from unevenness information storage means for storing unevenness information indicating unevenness of the image displayed on the display means;
Detecting a tactile sensation region presenting unevenness information in the screen of the display means according to the movement of the mobile terminal;
A tactile sensation means that presents a feeling of unevenness in the image corresponding to the tactile pressure sense region, and a step of moving up and down and / or vibrating based on the acquired unevenness information of the image. Pressure sense presentation method.
前記触圧覚領域に対応する前記触圧覚手段に対し、取得した前記画像の温度情報に基づき、冷却又は加熱を行うステップとをさらに含むことを特徴とする請求項4記載の触圧覚提示方法。 Acquiring temperature information of the image from temperature information storage means for storing temperature information indicating the temperature of the image displayed on the display means;
5. The tactile sensation presentation method according to claim 4, further comprising a step of cooling or heating the tactile sensation means corresponding to the tactile sensation area based on the acquired temperature information of the image.
前記複数のピンのそれぞれに、前記画像のピクセル毎の凹凸情報を対応付けたことを特徴とする請求項4記載の触圧覚提示方法。 The tactile sensation means is composed of a plurality of pins,
5. The tactile pressure sense presentation method according to claim 4, wherein unevenness information for each pixel of the image is associated with each of the plurality of pins.
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