CN1938675B - 具有触觉功能的输入设备、信息输入方法、以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

图中所示的数字摄像机(100)包括：具有输入检测屏面的输入检测部分(24)，用于检测操作者的手指(30a)的接触位置和手指(30a)的滑动速度；CPU(32)，用于根据输入检测部分(24)所检测的滑动速度计算振动图案；以及振动部分(40)，用于根据所计算的振动图案振动输入检测屏面。在手指(30a)从其接触输入检测屏面的位置离开时，CPU(32)计算输入检测屏面的振动图案以产生从低频小振幅到高频大振幅的振动。

Description

具有触觉功能的输入设备、信息输入方法、以及电子设备
技术领域
本发明涉及一种具有触觉功能的输入设备、信息输入方法、以及电子设备，能够很好地应用到通过在输入检测屏面上以滑动方式执行触摸操作而将信息输入其中的信息数字摄像机、信息处理装置、便携式电话、便携式信息终端单元等上。更具体地说，本发明涉及具有振动部件的输入设备、信息输入方法、以及电子设备，所述振动部件通过使用根据操作体在输入检测屏面上的触摸位置和该操作体的滑动速度所计算的振动图案来振动输入检测屏面，由此产生针对每一个单独的操作者具有不同的振动时间周期(振幅、频率、以及振动次数)、并且相应于作为所述操作体的操作者的手指等的滑动速度或滑动时间流逝的多种振动。
背景技术
近来用户(操作者)开始使用具有多种操作模式的数字摄像机拍摄物体，以及将各种内容存入诸如便携式电话或个人数字助理(PDA)的便携式终端单元并利用这些内容。这些数字摄像机、便携式终端单元等各自具有输入设备。作为输入设备，在许多情况下使用键盘以及具有诸如轻推拨盘(JOG dial)的输入部件和显示部分的触摸面板。
对于这种类型的数字摄像机、便携式终端单元等，在日本专利文献1(日本专利申请公开No.2003-256120，pp.2-3，图1)已经公开了一种便携式信息终端及其程序。该便携式信息终端具有在其终端单元主体上显示部分、以及大约在主体的中间的轻推拨盘。该轻推拨盘设置在与显示部分的位置不同的位置处。该轻推拨盘顺时针旋转或逆时针旋转，使得显示部分上的图像能够与该旋转互锁地进行旋转。而且，通过朝向主体按压轻推拨盘，能够改变图像范围。通过以如此方式配置信息终端，能够更加舒适地执行各种不同的操作。也就是说，该轻推拨盘采用的机械结构使得在每次选择显示部分上的输入条目时，都能够给操作者一种与显示在显示部分上的内容变化同步的触摸感觉。
此外，某些具有触觉输入功能的其它便携式终端单元具有将任意一种类型的触摸面板和显示部分组合在一起的提供输入功能的显示部分。借助这种类型的便携式终端单元，操作者通过直接触摸二维空间中的图标显示位置而不是从操作者角度观察显示部分的深度方向来选择输入条目。以这种方式，操作者能够使用比轻推拨盘类型小的眼球移动通过接触(输入、触摸)显示在输入部分上的多种图标来执行输入操作，由此能够更加直接地选择输入条目。
应该指出的是，相对于提供触觉输入功能的诸如数字摄像机、信息处理装置、便携式电话、以及便携式信息终端单元的上述几个示例，电子设备具有如下几个问题。
i.借助如专利文献1中所公开的其中显示部分和轻推拨盘分开布置的便携式信息终端，操作者仅能获得由机械结构产生的单个触摸感觉，以至于该触摸感觉对于他或她不会当即带来较大的影响。
ii.借助组合了任意一种不同类型的触摸面板和显示部分的提供输入功能的便携式终端单元，当已经在显示部分上选择了图标时，操作者不能与该选择同步地获得触摸感觉。
iii.就此而论，在通过组合多种振动器和输入部件来配置提供触觉功能的输入设备、以便能够通过直接触摸其输入检测屏面的操作来获得触摸感觉的情况下，可以预言如果操作者以不同的速度接触输入检测屏面，仅仅将专利文献1公开的分开布置显示部分和输入部件的结构、以及组合各种不同类型触摸面板和显示部分的输入功能合并不能给出足够的触摸感觉。
发明内容
本发明涉及的提供触觉功能的输入设备是一种执行接触操作以在输入检测屏面上滑动的设备。该输入设备包括：具有输入检测屏面的输入检测部件，用于检测操作体的接触位置和操作体的滑动速度；计算部件，用于根据输入检测部件所检测的滑动速度计算振动图案；以及振动部件，用于根据计算部件所计算的振动图案振动输入检测屏面。
根据本发明所涉及的提供触觉功能的输入设备，假定执行接触操作以在输入检测屏面上滑动，则具有输入检测屏面的输入检测部件检测作为操作体的一种示例的操作者手指的接触位置、以及该手指的滑动速度。计算部件根据输入检测部件所检测的操作者的手指等的滑动速度计算振动图案。
例如，在操作体从其接触输入检测屏面的位置离开时，计算部件计算输入检测屏面的振动图案以产生从低频小振幅到高频大振幅的振动。因此，能够产生针对每一个操作者具有不同振动图案(振幅、频率、以及振动次数)、并且相应于操作者的手指的滑动速度或滑动时间流逝的多种振动。
本发明涉及的信息输入方法是一种通过执行接触操作以在输入检测屏面上滑动的输入信息的方法。该方法包括步骤：检测接触输入检测屏面的操作体的接触位置和滑动速度；根据所检测的接触位置和滑动速度计算振动图案；以及根据计算的振动图案振动输入检测屏面。
根据本发明所涉及的信息输入方法，在通过执行接触操作以在输入检测屏面上滑动而输入信息的情况下，能够产生针对每一个操作者具有不同振动图案、并且相应于作为操作体的操作者的手指等的滑动速度或滑动时间流逝的多种振动。
本发明涉及的电子设备是一种包括执行接触操作以在输入检测屏面上滑动的提供触觉功能的输入设备、以及根据输入设备所输入的信息进行显示图像的显示的显示部件的电子设备。该输入设备包括：具有输入检测屏面的输入检测部件，用于检测操作体的接触位置和操作体的滑动速度；计算部件，用于根据输入检测部件所检测的滑动速度计算振动图案；以及振动部件，用于根据计算部件所计算的振动图案振动输入检测屏面。
根据本发明所涉及的电子设备应用本发明所涉及的提供触觉功能的输入设备，从而在通过执行接触操作以在输入检测屏面上滑动而输入信息的情况下，能够产生针对每一个操作者具有不同振动图案、并且相应于作为操作体的操作者的手指等的滑动速度或滑动时间流逝的多种振动。
附图说明
图1是数字摄像机100的透视图，用于说明应用根据本发明的各个实施例的提供触觉功能的输入设备的数字摄像机的结构；
图2是摄像机主体20的透视图，用于说明其背面的结构；
图3A是摄像机主体20的横截面图，用于说明从其底部观察时的结构；
图3B摄像机主体20的横截面图，用于说明从其顶部观察时的结构；
图4是用于说明数字摄像机100的内部结构的方框图；
图5是输入检测部分24的透视图，用于说明其操作示例；
图6A是用于说明在输入检测部分24上设置输入位置P1-P5的示例图；
图6B是用于说明输入检测部分24和输入点P1-P5之间的关系的示例图；
图7A是用于说明在操作情形I中设置输入位置P1-P5的示例图；
图7B是用于说明在操作情形I中在时间点Tp2+Tα输入位置P2和P4之间的振动图案的示例图；
图7C是用于说明在操作情形I中在时间点Tp2+Tα+Tβ输入位置P2和P4之间的振动图案的示例图；
图7D是用于说明在操作情形I中在时间点Tp2+Tα+2XTβ输入位置P2和P4之间的振动图案的示例图；
图7E是用于说明在操作情形I中在时间点Tp2+Tα+3XTβ输入位置P2和P4之间的振动图案的示例图；
图7F是用于说明在操作情形I中在时间点Tp2+Tα+4XTβ输入位置P2和P4之间的振动图案的示例图；
图7G是用于说明在操作情形I中输入点P2和P4之间的触摸图像的示例图；
图8A是用于说明在操作情形II中设置输入位置P1-P5的示例图；
图8B是用于说明在操作情形II中在时间点Tp2+Tα输入位置P2和P4之间的振动图案的示例图；
图8C是用于说明在操作情形II中在时间点Tp2+Tα+Tβ输入位置P2和P4之间的振动图案的示例图；
图8D是用于说明在操作情形II中在时间点Tp2+Tα+2XTβ输入位置P2和P4之间的振动图案的示例图；
图8E是用于说明在操作情形II中在时间点Tp2+Tα+3XTβ输入位置P2和P4之间的振动图案的示例图；
图8F是用于说明在操作情形II中在时间点Tp2+Tα+4XTβ输入位置P2和P4之间的振动图案的示例图；
图8G是用于说明在操作情形II中输入点P2和P5之间的触摸图像的示例图；
图9A是用于说明与传统方法相关的、在滑动速度为V1时执行元件25e的振动图案的示例图；
图9B是用于说明与传统方法相关的、在滑动速度为V1时另一执行元件25f的振动图案的示例图；
图9C是用于说明与传统方法相关的、接触输入检测部分的时间的长流逝的示例图；
图9D是用于说明与传统方法相关的、在滑动速度为V2时执行元件25e的振动图案的示例图；
图9E是用于说明与传统方法相关的、在滑动速度为V2时另一执行元件25f的振动图案的示例图；
图9F是用于说明与传统方法相关的、接触输入检测部分的时间的短流逝的示例图；
图10A是用于说明与本发明的方法相关的、在滑动速度为Vx＝V1时执行元件25e的振动图案的示例图；
图10B是用于说明与本发明的方法相关的、在滑动速度为Vx＝V1时另一执行元件25f的振动图案的示例图；
图11A是用于说明根据本发明的方法和传统方法在手指缓慢移动的情况下在滑动速度为V1时设置输入位置P1-P5的示例图；
图11B是用于说明根据本发明的方法和传统方法在滑动速度为V1时触摸图像的示例图；
图11C是用于说明根据本发明的方法和传统方法在手指快速移动的情况下在滑动速度为V2时设置输入位置P1-P5的示例图；
图11D是用于说明根据传统方法在滑动速度为V2时触摸图像的示例图；
图11E是用于说明根据本发明的方法在滑动速度为V2时触摸图像的示例图；
图12A是用于说明在放大模式下在放大之前图像显示的示例概念图；
图12B是用于说明在放大期间图像显示的示例概念图；
图12C是用于说明在放大之后图像显示的示例概念图；
图13A是用于说明在音量调节模式下在调节之前操作的示例概念图；
图13B是用于说明在调节期间操作的示例概念图；
图13C是用于说明在调节之后操作的示例概念图；
图14A是用于说明在根据第一实施例的数字摄像机100中的信息处理示例的流程图(第一部分)；
图14B是用于说明在数字摄像机100中的信息处理示例的流程图(第二部分)；
图14C是用于说明在数字摄像机100中的信息处理示例的流程图(第三部分)；
图14D是用于说明在数字摄像机100中的信息处理示例的流程图(第四部分)；
图15是表示在放大模式下的处理示例的流程图(子例程)；以及
图16是根据第二实施例的数字摄像机200的透视图，用于说明其中使用的提供触觉功能的输入机构的示例。
具体实施方式
本发明已经解决了前述现有问题，并且本发明的目的是提供一种提供触觉功能的输入设备、信息输入方法、以及电子设备，能够产生针对每一个操作者具有不同振动次数、并且相应于操作者的手指等的滑动速度或滑动时间流逝的多种振动。
下面将描述本发明所涉及的提供触觉功能的输入设备、信息输入方法、以及电子设备的一种实施方式。
【第一实施例】
在第一实施例中，设置用于根据基于操作体在输入检测屏面上的接触位置和滑动速度所计算的振动图案来振动输入检测屏面的振动部件，从而能够产生针对每一个操作者具有不同振动时间周期(振幅、频率、以及次数)、并且相应于作为所述操作体的操作者的手指等的滑动速度或滑动时间流逝的多种振动。
图1所示的数字摄像机100是应用本发明所涉及的提供触觉功能的输入设备的电子设备的一种示例。该数字摄像机100具有摄像机主体20。摄像机主体20构成为壳体22。通过使大体盒状的前壳21A和后壳21B彼此紧靠、在这些壳的开口之间夹入用橡胶制成的大体方形的震动吸收体23来组装壳体22。
在壳体22的顶部面板上安装构成提供触觉功能的输入设备的输入检测部分24(输入检测部件)。输入检测部分24具有输入检测屏面并且运行在滑动输入模式下。滑动输入模式指的是当切换诸如重放/快进模式、缩小模式、放大模式、以及音量调节模式之类的模式时执行任意接触输入以在输入检测屏面上滑动的操作。在该实施例中，除了滑动输入模式之外，也准备了其它处理模式。在这些其它模式中，包括快门按钮操作模式、擦除按钮操作模式、电源按钮操作模式、在标准模式和快速(snap)模式之间切换的操作模式等。作为输入检测部分24，使用矩形静电输入片。
在前壳21A内部，沿着输入检测部分24的纵向方向，构成振动部件的执行元件25a和25b间隔预定间距配置，并且配置为根据期望的振动图案振动输入检测屏面。类似地，在后壳21B内部，沿着输入检测部分24的纵向方向，执行元件25c和25d间隔预定间距配置，并且配置为根据期望的振动图案振动输入检测屏面。在本实施例中，执行元件25a和25c彼此相对，执行元件25b和25d彼此相对。这使得振动增强。
此外，如图1所示，前壳21A上安装透镜26以具有变焦功能，从而在拍摄物体时能够形成物体的图像。另外，在前壳21A的右下角，设置外部接口端子39以便连接能够向其传输任意信息的外部设备。
图2所示的后壳21B上设置有显示部分29，用于根据输入检测部分24输入的信息显示待显示的图像。显示部分29配置为执行监视器功能以及诸如探测器功能的其它功能。作为显示部分29，可以使用分辨率为大约640像素×480像素的液晶显示器(LCD)。
从图3A所示的摄像机主体20的底部可以看出，除了透镜26和显示部分29，在壳体22内部安装基板安装组件27和电池28。从图3B所示的摄像机主体20的顶部可以看出，在壳体22内部安装输入检测部分24和执行元件25a-25f。图3B所示的输入检测部分24由静电电容输入片构成。一片静电电容输入片构成为大致矩形片，以便通过按压该静电电容片的多个预定位置分别实现上面描述的模式按钮。
在本实施例中，在输入检测部分24下方的右边和左边位置，除了安装在前壳21A和后壳21B内部的执行元件25a-25d，还安装执行元件25e和25f，以便根据期望的振动图案振动输入检测屏面，从而振动能够传播到例如操作方向。每一个执行元件25a-25f由压电片或压电元件构成。
下面将描述本发明的提供触觉功能的输入设备、数字摄像机100、以及数字摄像机中的触觉反馈输入方法。图4是用于说明数字摄像机100的内部结构的方框图，示出了构成图1、2、3A和3B所示的壳体中的基板安装组件27等的功能的重要部分块。图4和图2中类似的部件用相同的符号表示。
图4中所示的数字摄像机100配置有输入检测部分24、显示部分29、A/D驱动器31、CPU 32、电源单元33、摄像机34、其它设备35、扬声器36、以及振动部分40。
输入检测部分24具有如图2等所示的输入检测面，并且配置为检测作为操作体的操作者的手指30a的接触位置、以及该操作者的手指30a的滑动角度(移动速度)。尽管在图2中将描述为静电电容片的静电电容输入设备用作该输入检测部分24，但是本发明不仅限于此，而是可以使用任何能够区分指向功能和选择功能的设备。
例如，输入检测部分24可以是诸如阻抗膜类型的输入设备、表面声波(SAW)类型的输入设备、光学类型的输入设备的输入设备、或者多级类型的触摸开关。优选地，可以使用任意的输入设备，只要能够向CPU 32提供位置信息和压力信息即可。向上面所述的输入检测部分24提供至少位置信息S1、以及通过操作者的手指30a提供输入量的压力信息S2(按压力)。
显示部分29配置为根据输入检测部分24所输入的信息显示待显示的图像。设置显示部分29以执行监视器功能以及诸如探测器功能的其它功能。例如，显示部分29根据来自CPU 32的控制信息(命令D)显示放大模式、缩小模式、重复/快进模式、音量(Vol)调节模式等的图标。
输入检测部分24具有与其相连的A/D驱动器31，用于接收从输入检测部分24输出的位置信息S1和输入量S2并执行模数转换。例如，A/D驱动器31将包括位置信息S1和输入量S2的模拟信号转换成数字数据，以便区分指向和选择功能。与此一起，A/D驱动器31通过计算检测是指向输入还是选择信息，并且向CPU 32提供由指示指向或者选择的标记构成的数据D3、位置检测数据D1或输入量数据D2。这些计算可以在CPU 32中执行。
A/D驱动器31与作为计算部件的一个示例的CPU 32相连，CPU32接收来自A/D驱动器31的输入信号并且向电源单元33、摄像机部分34、其它设备35、显示部分29、扬声器36、以及执行元件驱动电路37的设备提供命令D。
例如，CPU 32具有通过使用操作者30的滑动速度作为同一振动模式中的参数处理在执行元件驱动电路37中生成的正弦波的功能(算法)。CPU 32配置为根据输入检测部分24所检测的滑动速度计算振动图案。在本实施例中，CPU 32计算输入检测屏面的振动图案，使得在操作者的手指30a从其初始接触输入检测屏面的点离开时，输入检测屏面能够产生从低频小振幅到高频大振幅的振动图案。
此外，CPU 32包括控制部件，并且根据滑动速度对输入信息进行变量控制。例如，CPU 32进行如此控制，使得当操作者的手指快速滑动时设置的输入信息的量比以标准滑动速度滑动时的输入信息的量大。
振动部分40由执行元件驱动电路37和执行元件25a-25f构成，以便根据CPU 32计算的振动图案以振动能够传播到操作方向的方式振动输入检测屏面。上面所述的CPU 32连接到执行元件驱动电路37，执行元件驱动电路37根据来自CPU 32的每一个命令D生成作振动控制信号Sa-Sf，并且将振动控制信号Sa-Sf提供给各个执行元件25a、25b、25c、25d、25e、以及25f。振动控制信号Sa-Sf具有例如正弦波形状的输出波形W1-W3。这使得能够驱动6个执行元件25a-25f。
此外，CPU 32连接到摄像机34，以便根据命令D通过上面描述的透镜26拍摄物体。作为摄像机34，使用未示出的成像器件(CCD)，以便输出通过拍摄物体所获得的拍摄数据。
其它设备35包括存储设备、外部端子等。例如，存储设备存储拍摄数据并且根据来自CPU 32的命令D读取该拍摄数据。外部端子包括图1所示的外部接口端子39，将来自CPU 32的命令D输出到外部设备，比如打印机，以便能够激活未示出的打印模式。扬声器36根据来自CPU 32的命令D产生图标确认声音或设备处理告示声音。
电源单元33连接到前面描述的电池28，以便向输入检测部分24、显示部分29、A/D驱动器31、CPU 32、摄像机34、其它设备(存储设备、外部端子等)35、振动部分40等供电。
通过如上所述配置数字摄像机100，能够为每一个操作者产生与操作者的手指30a的滑动速度或滑动时间流逝相对应、并且具有不同的振动图案(振幅、频率、以及振动次数)的多种振动。当通过操作者的手指30a接收到振动时，操作者30感知来自CPU的特定功能的振动作为触摸感觉。另外，利用显示在显示部分29上的内容，以便每一个功能能够通过操作者的眼睛的视觉来判定，并且利用扬声器36产生的声音，以便每一个功能能够通过耳朵的听觉来判定。
接下来将描述操作者通过在输入检测屏面上滑动手指30a从摄像机主体20获得触摸感觉的操作示例。图5是输入检测部分24的透视图，用于说明输入检测部分24的操作示例，其中放大了部分操作者的手指30a。
在本实施例中，图5所示的输入检测部分24具有输入检测屏面PR，并且在手指30a通过恒定力与屏面PR接触的情况下以操作者的手指30a能够以预定速度在该输入检测屏面PR上例如从图中的左下部分到右上部分滑动(滑过)的方式操作。输入检测屏面PR定义为由虚线包围的区域，包括输入检测部分24从中凸出的壳体的顶部。
在本实施例中，在图6A所示的输入检测部分24的右侧和左侧，设置执行元件25f和25e。输入检测部分24和执行元件25a、25b、25e、25f等都通过粘合剂27固定到壳体22上。作为输入检测部分24，使用静电电容片(接触面板)等检测操作者的手指30a的滑动速度。
在图6B中，5个位置点P1-P5设置在输入检测屏面PR上。在本实施例中，采用输入检测部分24的一端布置在位置P1和P2之间而输入检测部分24的另一端布置在位置P4和P5之间的示例。操作者在从位置P1到位置P5的方向上以滑动速度Vo滑过输入检测屏面PR。在这种情况下，CPU 32计算在时间轴上输入位置P1到P5中由输入检测部分24检测的改变速率Vx，也就是说，操作者的手指30a的滑动速度Vx。
在本实施例中，输入检测部分24事先准备在沿着时间轴(基本时间轴)输入位置P1到P5中改变的标准速率、即操作者的手指30a的标准滑动速度设置为Vo时的触觉波形Wo。表1示出针对标准滑动速度Vo(位置中的改变速率Vo)触觉波形Wo的内容。
表1
Figure G16051351150138000D000121
在表1中，fx表示触觉波形Wo的频率，Ax表示其振幅，以及Nx表示其(波形)的次数。在振动图案的第一阶段，触觉波形Wo具有频率fx＝H1阻z]、振幅Ax＝A1[μm]、以及次数Nx＝n1。类似地，在其第二阶段，具有频率fx＝H2、振幅Ax＝A2、以及次数Nx＝n2；在其第三阶段，具有频率fx＝H3、振幅Ax＝A3、以及次数Nx＝n3；以及在其第四阶段，具有频率fx＝H4、振幅Ax＝A4、以及次数Nx＝n4；...；其中省略了单位。
此外，在本实施例中，在时间轴上，即，检测的时间轴上手指以标准滑动速度Vo或者更低速度(V1≤Vo)滑过输入检测屏面PR的情况下，将滑动速度Vx设置为等于V1(Vx＝V1)。这定义为操作情形I。表2示出针对滑动速度V1(位置中的改变速率V1)触觉波形Wv的内容。
表2
Figure G16051351150138000D000122
在表2所示的操作情形I中，fx表示触觉波形Wv的频率，Ax表示其振幅，以及Nx表示其波形的次数。在振动图案的第一阶段，触觉波形Wv具有频率fx＝H1[Hz]、振幅Ax＝A1[μm]、以及次数Nx＝n1·Vo/Vx。类似地，在其第二阶段，具有频率fx＝H2、振幅Ax＝A2、以及次数Nx＝n2·Vo/Vx；在第其三阶段，具有频率fx＝H3、振幅Ax＝A3、以及次数Nx＝n3·Vo/Vx；以及在其第四阶段，具有频率fx＝H4、振幅Ax＝A4、以及次数Nx＝n4·Vo/Vx；...；其中省略了单位。
另外，在本实施例中，在手指以比标准滑动速度Vo快的速度V2(V2＞Vo)滑过的情况下，将滑动速度Vx设置为等于V2(V1＜V2)。这定义为操作情形II。表3示出针对滑动速度V2触觉波形Wv的内容。
表3
在表3中，fx表示触觉波形Wv的频率，Ax表示其振幅，以及Nx表示其波形的次数。但是，在这种情况下，仅在次数Nx＝n1·Vo/Vx、Nx＝n2·Vo/Vx、Nx＝n3·Vo/Vx、Nx＝n4·Vo/Vx、......中的至少一个小于1时才采用这些内容。在振动图案的第一阶段，触觉波形Wv具有频率fx＝H1[Hz]、振幅Ax＝A1[μm]、以及次数Nx＝1。类似地，在其第二阶段，具有频率fx＝H2、振幅Ax＝A2、以及次数Nx＝1；在第其三阶段，具有频率fx＝H3、振幅Ax＝A3、以及次数Nx＝1；以及在其第四阶段，具有频率fx＝H4、振幅Ax＝A4、以及次数Nx＝1；...；其中省略了单位。
在这种情况下，如果在区分操作情形I和II时将次数Nx设置为nx·Vo/Vx(x＝1，2，3，4，...)，则CPU 32针对标准滑动速度Vo判定是否nx·Vo/Vx≥1。通过使用该判定的结果，数字摄像机100能够生成在相同振动模式中具有相同触觉图像但是具有不同振动时间周期的多种触摸感觉。
下面将描述在操作情形I中振动图案的示例和触觉图像的示例。沿着图7A所示的水平轴，给出操作情形I所涉及的输入位置P1-P5。图7B-7G所示的垂直轴均给出振幅Ax，并且其水平轴均给出时间t。时间轴的每一个刻度相应于0.1[s]。输入位置轴的每一个刻度相应于1cm。该示例示出了花费2[s]从输入位置P1移动到P5的情形，也就是以2cm/s的滑动速度移过4cm的所有部分的距离的情形(操作情形I)。
图7A示出操作情形I，即，操作者的手指30a以作为标准滑动速度Vo或者更低速度(V1≤Vo)的操作者的手指30a的滑动速度V1滑过输入检测屏面PR的情况。在这种情况下，在操作者的手指30a从输入位置P1移动到P3时的时间流逝期间，输入检测部分24检测操作者的手指30a的滑动速度V1。
根据由输入检测部分24所检测的在输入位置P1-P5中针对时间轴的改变速率Vx，CPU 32检测并识别操作者的手指30a滑过输入检测屏面PR的滑动速度V1＝2cm/s与标准速度Vo相同或者低于标准速度(V1≤Vo)。如果检测到操作情形I，则CPU 32向执行元件驱动电路37提供使得产生表2所示的振动图案的命令D(控制信息)。
图7B示出在TP2+Tα时的振动图案示例，TP2表示输入检测部分24检测输入位置P2时的输入检测时间。在图7B中，Tα表示振动延迟时间，即，从输入检测时间TP2到激活启动时间的时间滞后。在该情形中，大约为0.1s。
在该输入检测时间TP2，图4所示的执行元件驱动电路37根据命令D输出使得能够产生表2所示的振动图案的振动控制信号Sa-Sf。分别向执行元件25a供应振动控制信号Sa，向执行元件25b供应振动控制信号Sb，向执行元件25c供应振动控制信号Sc，向执行元件25d供应振动控制信号Sd，向执行元件25e供应振动控制信号Se，向执行元件25f供应振动控制信号Sf。
当然，本发明不仅限于此，例如可以供应四种图案的驱动信号，使得向执行元件25a和25c供应具有相同内容的振动控制信号Sa，向执行元件25b和25d供应具有相同内容的振动控制信号Sb，向执行元件25e供应振动控制信号Sc，向执行元件25f供应振动控制信号Sd。
根据振动控制信号Sa-Sd，执行元件25a-25f振动大约0.8s。具体地说，在图7B所示的振动波形中，在第一阶段i根据具有频率fx＝50Hz、振幅Ax＝5μm、以及次数Nx＝10的振动图案振动大约0.2s。这里将该图案描述为[fx Ax Nx]＝[50 5 10]。类似地，在第二阶段ii根据振动图案[fx Ax Nx]＝[100 10 20]振动大约0.2s。在第三阶段iii根据振动图案[fx Ax Nx]＝[200 20 40]振动大约0.2s。在第四阶段iv根据振动图案[fx Ax Nx]＝[400 30 80]振动大约0.2s。
此外，图7C示出在Tp2+Tα+Tβ时的振动图案示例，其中Tβ表示振动传播延迟时间，即，相对于振动延迟时间Tα的微小延迟时间。也就是说，在由图7C所示的第一至第四阶段i-iv构成的振动图案中，振动传播比图7B的晚振动传播延迟时间Tβ。
另外，对于图7D示出的在Tp2+Tα+2XTβ时的振动图案示例，在由第一至第四阶段i-iv构成的振动图案中，振动传播比图7C的还晚振动传播延迟时间Tβ。对于图7E示出的在Tp2+Tα+3XTβ时的振动图案示例，在由第一至第四阶段i-iv构成的振动图案中，振动传播比图7D的进一步晚振动传播延迟时间Tβ。对于图7F示出的在Tp2+Tα+4XTβ时的振动图案示例，在由第一至第四阶段i-iv构成的振动图案中，振动传播比图7E的还晚振动传播延迟时间Tβ。
根据在图7G所示的操作情形I中通过操作者的手指30a所获得的触觉图像，在手指从输入位置P2移动到P4的时间周期内，能够获得基于图7B-7F所示的振动图案的触摸感觉。在输入位置P2处，在大约0.2s的第一阶段i，获得基于振动图案[fx Ax Nx]＝[50 5 10]的触摸感觉，在大约0.2s的第二阶段ii，获得基于振动图案[fx Ax Nx]＝[100 10 20]的触摸感觉，在大约0.2s的第三阶段iii，获得基于振动图案[fx AxNx]＝[200 20 40]的触摸感觉，以及在大约0.2s的第四阶段iv，获得基于振动图案[fx Ax Nx]＝[400 30 80]的触摸感觉。
下面将描述在操作情形II中振动图案的示例和触觉图像的示例。沿着图8A所示的水平轴，给出操作情形II中的输入位置P1-P5。
图8B-8G所示的垂直轴均给出振幅Ax，并且其水平轴均给出时间t。时间轴的每一个刻度相应于0.1[s]。输入位置轴的每一个刻度相应于1cm。该示例示出了花费0.5[s]从输入位置P1移动到输入位置P2、花费0.5[s]从输入位置P2移动到输入位置P4、以及再花费0.5[s]从输入位置P4移动到输入位置P5的情形，即，对于4cm的所有部分的距离以2cm/s的滑动速度移过从输入位置P1到输入位置P2的距离、以4cm/s的滑动速度移过从输入位置P2到输入位置P4的距离、以及以2cm/s的滑动速度移过从输入位置P4到输入位置P5的距离的情形(操作情形II)。
图8A示出操作情形II，即，操作者的手指30a滑过输入检测屏面PR的操作者的手指30a的滑动速度V2比标准滑动速度Vo快(V2＞Vo)的情况。在这种情况下，同样在操作者的手指30a从输入位置P1移动到P3时的时间流逝期间，输入检测部分24检测操作者的手指30a的滑动速度V2。
根据由输入检测部分24所检测的在输入位置P1-P5中针对时间轴的改变速率Vx，CPU 32检测并识别操作者的手指30a滑过输入检测屏面PR的操作者的手指30a的滑动速度V2＝4cm/s比标准速度Vo快(V2＞Vo)。如果检测到操作情形II，则CPU 32向执行元件驱动电路37提供使得产生表3所示的振动图案的命令D(控制信息)。
另外，图8B示出在TP2+Tα时的振动图案示例，TP2表示输入检测部分24检测输入位置P2时的输入检测时间。在图8B中，Tα表示振动延迟时间，即，从输入检测时间TP2到激活启动时间的时间滞后。在该情形中，大约为0.1s。
在该输入检测时间TP2，图4所示的执行元件驱动电路37根据命令D输出使得能够产生表3所示的振动图案的振动控制信号Sa-Sf。分别向执行元件25a供应振动控制信号Sa，向执行元件25b供应振动控制信号Sb，向执行元件25c供应振动控制信号Sc，向执行元件25d供应振动控制信号Sd，向执行元件25e供应振动控制信号Se，向执行元件25f供应振动控制信号Sf。
根据振动控制信号Sa-Sf，执行元件25a-25f振动输入检测屏面大约0.4s。具体地说，在图8B所示的振动波形中，在第一阶段i根据具有频率fx＝50Hz、振幅Ax＝5μm、以及次数Nx＝5的振动图案振动大约0.1s。这里将该图案描述为[fx Ax Nx]＝[50 5 5]。类似地，在第二阶段ii根据振动图案[fx Ax Nx]＝[100 10 10]振动大约0.1s。在第三阶段iii根据振动图案[fx Ax Nx]＝[200 20 20]振动大约0.1s。在第四阶段iv根据振动图案[fx Ax Nx]＝[400 30 40]振动大约0.1s。
此外，图8C示出在Tp2+Tα+Tβ时的振动图案示例，其中Tβ表示振动传播延迟时间，即，相对于振动延迟时间Tα的微小延迟时间。也就是说，在由图8C所示的第一至第四阶段i-iv构成的振动图案中，振动传播比图8B的晚振动传播延迟时间Tβ。
对于图8D示出的在Tp2+Tα+2XTβ时的振动图案示例，在由第一至第四阶段i-iv构成的振动图案中，振动传播比图8C的还晚振动传播延迟时间Tβ。对于图8E示出的在Tp2+Tα+3XTβ时的振动图案示例，在由第一至第四阶段i-iv构成的振动图案中，振动传播比图8D的进一步晚振动传播延迟时间Tβ。对于图8F示出的在Tp2+Tα+4XTβ时的振动图案示例，在由第一至第四阶段i-iv构成的振动图案中，振动传播比图8E的还晚振动传播延迟时间Tβ。
根据在图8G所示的操作情形II中通过操作者的手指30a所获得的触觉图像，在手指从输入位置P2移动到P4的时间周期内，能够获得基于图8B-8F所示的振动图案的触摸感觉。在输入位置P2处，在大约0.1s的第一阶段i，获得基于振动图案[fx Ax Nx]＝[50 5 5]的触摸感觉，在大约0.1s的第二阶段ii，获得基于振动图案[fx Ax Nx]＝[100 10 10]的触摸感觉，在大约0.1s的第三阶段iii，获得基于振动图案[fx AxNx]＝[200 20 20]的触摸感觉，以及在大约0.1s的第四阶段iv，获得基于振动图案[fx Ax Nx]＝[400 30 40]的触摸感觉。
因此，在手指30a在输入检测屏面PR上移动的比标准滑动速度Vo快的情况下，根据传统的方法第三和第四阶段iii和iv进入死区，但是在本发明的该实施例中，没有阶段进入死区，因此能够获得图8G所示的触觉图像。
图9A-9F、图10A-10B、以及图11A-11E示出比较示例，其中将用于获得图8G所示的触摸感觉的本发明的方法与传统方法进行比较。
该比较示例示出了输入检测部分24以及执行元件25e和25f都设置在如图6A所示的同一屏面上的情形。在这种情况下，当执行使用两个执行元件25e和25f传送“振动方向”的模式(下文中称作“振动模式”)时，对应用本发明的方法用于在波形产生定时上反映滑动速度Vx的情形与传统方法没有执行振动模式的情形进行比较。应该指出的是，下面的描述将省略对振动传播延迟时间Tβ的解释。
在图9A、9B、9D和9E中，垂直轴表示由执行元件25e、25f导致的振动图案的振幅Ax。在图9A-9E中，水平轴均表示时间t。此外，在图9A、9B、9D和9E中，T表示标准滑动速度Vo下执行元件25e和25f之间的振动时间差。
在该示例中，不管操作者的手指30a的滑动速度Vx是等于、小于还是大于标准滑动速度Vo，振动时间差T都设置为常数。也就是说，根据传统的方法，不管操作者的手指30a的滑动速度Vx是等于、小于还是大于标准滑动速度Vo，都是执行元件25e首先振动，然后执行元件25f振动，期间具有振动时间差T。
因此，如果操作者的手指30a的滑动速度V1等于或小于标准滑动速度Vo，则可能获得如图11B所示的由第一阶段i至第四阶段iv构成的触觉图像。但是，根据传统方法，如果操作者的手指30a的滑动速度V2超过标准滑动速度Vo，即，如果滑动速度V2变得大于滑动速度V1，则可能获得如图11D所示的由第一阶段i和第二阶段ii构成的触觉图像；但是，由于第三阶段iii和第四阶段iv之间的振动时间差T是固定的，因此阻止了第三和第四阶段iii和iv的振动波形充分传播到操作者的手指30a，从而使得不能获得触觉图像。
根据本发明的方法，设置了一种标准滑动条件。在该实施例中，在标准滑动速度Vo下，即，在其标准时间下，两个执行元件25e和25f之间的激活定时的偏移设置为振动偏移时间t’。针对于此，执行元件25e和25f之间振动时间差T’根据操作者的手指30a的滑动速度Vx而变化，如图10A和10B所示。
下面将描述滑动速度为Vx时的振动图案。在图10A中，垂直轴表示执行元件25e的振动图案的振幅Ax。在图10B中，垂直轴表示执行元件25f的振动图案的振幅Ax。它们的水平轴均表示时间t。在这些图中，T’表示执行元件25e和25f之间的振动时间差和波形上升沿时间差。
根据本发明的方法，检测给定输入位置处操作者的手指30a的滑动速度Vx，并且通过将在该检测进行时两个执行元件25e和25f之间的激活定时中的偏移假设为振动时间差T’，引入判别式T’＝Vo·t’/Vx以判定是进入操作情形I还是操作情形II。根据该判定，进入操作情形I和II中的一个，创建图2和3中所示的振动图案。
下面将比较在本发明的方法中手指30a慢速移动情况下的触觉图像与传统方法的触觉图像。另外，还比较在本发明的方法中手指30a快速移动情况下的触觉图像与传统方法的触觉图像。
根据传统方法，如果操作者的手指30a的滑动速度V2超过标准滑动速度Vo，即，如果滑动速度V2变得大于滑动速度V1，则阻止了第三和第四阶段iii和iv的振动波形充分传播到操作者的手指30a，这是因为执行元件25e和25f之间的振动时间差T是固定的，从而使得不能获得触觉图像。
与此相反，根据本发明的方法，振动时间差T’结合标准滑动速度Vo变化，如图10A和10B所示，因此即使表示操作者的手指30a的运动的滑动速度V2超出标准速度Vo，即，即使滑动速度V2大于滑动速度V1，如图11E和8G所示，也能够获得第一阶段i至第二阶段ii的触觉图像，并且振动波形充分传播到操作者的手指30a，从而能够获得第三阶段iii至第四阶段iv的触觉图像。
接下来，相对于根据本发明的信息输入方法，将参照图12A-12C、13A-13C、14A-14D和15描述在数字摄像机100中的信息处理示例。
在本实施例中，对于数字摄像机100中滑动操作时的信息处理示例，假定通过执行任意接触操作以在输入检测部分24的输入检测屏面上滑动来输入信息。
在本实施例中，根据如图12A所示的图像显示示例，当滑动功能将要被放大时，在图像中心所示的道路的右侧和左侧为建筑物，诸如一个人的物体站在图像的后部中心所示的道路上。
在该示例中，如果输入检测部分24检测滑过距离量超出设置量，即，如果满足X2-X1＞x的关系，其中X1是输入起始点坐标值、X2是当前点的坐标值、以及x是表示在连续提供输入的条件下与设置的滑过距离量相对应的坐标值差值的控制阈值，则CPU 32使显示部分29显示具有与滑动速度Vx相对应的尺寸的放大模式图像。在这种情况下，CPU 32向显示部分29输出命令D，使得在显示部分上的如图12A所示的显示图像能够切换到诸如图12B或12C所示的显示图像。
此外，根据通过放大在中途中的图像显示示例，如图12B所示，如果执行接触操作以在输入检测部分24的输入检测屏面上例如以标准滑动速度Vo滑动，在感觉到触摸感觉之后，操作者30能够确认在图像中心的道路右侧和左侧的建筑物、以及站在道路上并向他或她移动的物体的图像显示。
此外，根据放大后的图像显示的示例，如图12C所示，如果执行接触操作以在输入检测部分24的输入检测屏面上以比标准滑动速度Vo快的滑动速度Vx＝V2滑动，在感觉到触摸感觉之后，操作者30能够确认比图12B所示的情况下更向他或她移动的物体的图像显示。在该实施例中，能够显示具有与速度相对应的尺寸的放大模式图像，并且确认在显示图像中心的物体脸部的靠近图像的显示。
因此，通过使在输入检测屏面上滑动的滑动速度Vx大于标准滑动速度Vo，能够控制待放大的图像的尺寸。在数字摄像机100中的滑动操作时的信息处理示例不仅限于放大模式，而且也可以应用到重放/快进模式、缩小模式、倒退模式、聚焦调节模式、音量调节模式、通道(CH)改变模式等。应该指出的是，数字摄像机100可以配置成通过一次滑动检测多个输入位置差X2-X1，也可以通过一次滑动仅检测一个输入位置差X2-X1。
下面将描述在音量(Vol)调节模式下的操作示例。在该示例中，在滑动功能设置成“音量调节”的情况下，根据图13A所示的音量调节之前的图像显示示例，音量调节条29a显示在图像的较低部分。音量调节条29a在“-”到“+”的方向上具有例如6个调节框。在这些图中，第一个调节框用阴影线表示。
在该示例中，如果输入检测部分24检测滑过距离量超出设置量，即，如果满足X2-X1＞x的关系，其中X1是输入起始点坐标值、X2是当前点的坐标值、以及x是表示在连续提供输入的条件下与设置的滑过距离量相对应的坐标值差值的控制阈值，则CPU 32使显示部分29显示与滑动速度Vx相对应的音量调节图像。在这种情况下，CPU 32向显示部分29输出命令D，使得在显示部分上的如图13A所示的图像能够切换到诸如图13B或13C所示的图像。
例如，根据通过音量调节在中途中的图像显示示例，如图13B所示，如果执行接触操作以在输入检测部分24的输入检测屏面上以标准滑动速度Vo滑动，则在感觉到触摸感觉之后，将在图像较低部分的音量调节条29a的另一个“+”方向调节框切换成阴影框。CPU 32向扬声器36输出命令D，以便控制扬声器36使其音量与图13A所示的相比增加一级。
此外，根据音量调节后的图像显示的示例，如图13C所示，如果执行接触操作以在输入检测部分24的输入检测屏面上以比标准滑动速度Vo快的滑动速度Vx＝V2滑动，则在感觉到触摸感觉之后，操作者30能够确认在图像较低部分的音量调节条29a的“+”方向调节框比图13B所示的进一步增加阴影的调节框。在这种情况下，CPU 32向扬声器36输出命令D，以便控制扬声器36使其音量与图13A所示的相比增加例如三级。因此，通过使在输入检测屏面上滑动的滑动速度Vx大于标准滑动速度Vo，能够控制音量调节量。
接下来将参照附图14A-14D和15描述根据本发明第一实施例的数字摄像机100中的信息处理示例。
在本实施例中，假定通过执行接触操作以在输入检测屏面上滑动来输入信息。在该实施例中，假设如下情形，即检测执行接触操作的操作者的手指30a的接触位置和滑动速度，以便根据这些检测的操作者的手指30a的接触位置和滑动速度来计算振动图案，从而根据所计算的振动图案振动输入检测屏面。
此外，在振动图案的计算中，当操作者的手指30a从其初始接触输入检测屏面的点远离时，计算使得产生从其低频小振幅到高频大振幅的振动的输入检测屏面的振动图案。作为该数字摄像机100的操作模式，准备滑动输入模式和其它处理模式，以便根据这些模式之间的切换，能够执行各种信息处理。其它模式包括快门按钮操作模式、擦除按钮操作模式、电源按钮操作模式、在标准模式和快速模式之间的切换操作模式等。
在这些信息处理条件下，在图14A的流程图的步骤R1等待加电操作。例如，CPU 32检测加电信息，然后激活系统。加电信息通常在定时器功能启动时发生，以便接通已经睡眠的便携式电话上的电源开关。
处理前进到步骤R2，在此CPU 32根据系统是处于滑动输入模式还是其它处理模式分支其控制。滑动输入模式指的是当在重放/快进模式、缩小模式、放大模式、音量调节模式等之间进行切换时，通过执行接触操作以在输入检测屏面上滑动来提供输入的操作。
如果设置了滑动输入模式，则处理前进到步骤R3，在此检测是否提供了输入。是否提供了输入通过检测输入检测部分24是否被接触来判定。如果输入检测部分24被接触，则处理前进到步骤R4，在此根据输入模式被选择(设置)到重放/快进模式或其它模式来分支控制。应该指出的是，将在例如按照重放/快进模式、缩小模式、放大模式、音量调节模式顺序处理的情况下描述哪一个输入模式被选择。
在该实施例中，当操作者30接触输入检测部分24的未示出的重放模式区域时，接触位置信息S1和压力信息S2供应给A/D驱动器31，以便重放模式图像能够显示在数字摄像机100的显示部分29上。然后，A/D驱动器31将位置检测信号转换成数字信号并检测位置信息D1和压力信息D2、以及检测系统是处于指向状态还是选择状态，由此生成指向/选择数据D3作为标志。
如果选择重放/快进模式，则处理前进到步骤R5，在此确定给出了多大的滑动速度Vx。在这种情况下，CPU 32计算由输入检测部分24检测的、例如在图6A和6B所示的输入位置P1-P5中相对于时间轴的变化速率Vx，也就是操作者的手指30a的滑动速度Vx。
然后，处理前进到步骤R6，在此CPU 32根据判别式T’＝Vo·t’/Vx检测操作情形I或操作情形II，以便提供控制分支。在该实施例中，将在以标准滑动速度Vo或更低速度(V1≤Vo)滑过输入检测屏面PR的情况下的滑动速度Vx设置为等于V1(Vx＝V1)。这种情况定义为操作情形I。前面示出的表2示出相对于该滑动速度V1的触觉波形Wv的内容。
因此，如果作为上述判定的结果发现Vo·t’/Vx≥1的关系，则处理前进到步骤R7，在此向执行元件驱动电路37供应控制信息，以便生成相应于操作情形I的振动图案。在这种情况下，根据图7B-7G所示的示例，在输入检测时间点TP2，执行元件驱动电路37根据命令D输出振动控制信号Sa-Sf，以便产生如表2所示的振动图案。分别向执行元件25a供应振动控制信号Sa，向执行元件25b供应振动控制信号Sb，向执行元件25c供应振动控制信号Sc，向执行元件25d供应振动控制信号Sd，向执行元件25e供应振动控制信号Se，向执行元件25f供应振动控制信号Sf。
根据振动控制信号Sa-Sd，执行元件25a-25f振动大约0.8s。具体地说，在图7B所示的振动波形中，在第一阶段i根据具有频率fx＝50Hz、振幅Ax＝5μm、以及次数Nx＝10的振动图案振动大约0.2s。这里将该图案描述为[fx Ax Nx]＝[50 5 10]。类似地，在第二阶段ii根据振动图案[fx Ax Nx]＝[100 10 20]振动大约0.2s。在第三阶段iii根据振动图案[fx Ax Nx]＝[200 20 40]振动大约0.2s。在第四阶段iv根据振动图案[fx Ax Nx]＝[400 30 80]振动大约0.2s。
此外，根据在操作情形I中作为图7C、7D、7E和7F所示的振动图案的传播结果、操作者的手指30a接收到的图7G所示的触觉图像，能够在移动输入位置P2-P4的时间周期内获得基于图7B-7F所示的振动图案的触摸感觉。在输入位置P2，能够获得基于第一阶段i的大约0.2s的振动图案[fx Ax Nx]＝[50 5 10]的触摸感觉、基于第二阶段ii的大约0.2s的振动图案[fx Ax Nx]＝[100 10 20]的触摸感觉、基于第三阶段iii的大约0.2s的振动图案[fx Ax Nx]＝[200 20 40]的触摸感觉、以及基于第四阶段iv的大约0.2s的振动图案[fx Ax Nx]＝[400 30 80]的触摸感觉。然后，处理前进到步骤R9，在此根据滑动速度Vx执行快进模式。
在该实施例中，将以比标准滑动速度Vo快的滑动速度(V2＞Vo)滑过输入检测屏面PR的滑动速度Vx设置为等于V2(Vx＝V2)。这种情况定义为操作情形II。前面示出的表3示出相对于该滑动速度V2的触觉波形Wv的内容。因此，如果在上述步骤R6判定Vo·t’/Vx＜1的关系，则处理前进到步骤R8，在此向执行元件驱动电路37供应控制信息，以便生成相应于操作情形II的振动图案。
在这种情况下，根据图8B-8G所示的示例，在输入检测时间点TP2，执行元件驱动电路37根据命令D输出振动控制信号Sa-Sf，以便产生如表3所示的振动图案。分别向执行元件25a供应振动控制信号Sa，向执行元件25b供应振动控制信号Sb，向执行元件25c供应振动控制信号Sc，向执行元件25d供应振动控制信号Sd，向执行元件25e供应振动控制信号Se，向执行元件25f供应振动控制信号Sf。
根据振动控制信号Sa-Sf，执行元件25a-25f振动大约0.4s。具体地说，在图8B所示的振动波形中，在第一阶段i根据具有频率fx＝50Hz、振幅Ax＝5μm、以及次数Nx＝5的振动图案振动大约0.1s。这里将该图案描述为[fx Ax Nx]＝[50 5 5]。类似地，在第二阶段ii根据振动图案[fx Ax Nx]＝[100 10 10]振动大约0.1s。在第三阶段iii根据振动图案[fx Ax Nx]＝[200 20 20]振动大约0.1s。在第四阶段iv根据振动图案[fxAx Nx]＝[400 30 40]振动大约0.1s。
此外，根据在操作情形II中作为图8C、8D、8E和8F所示的振动图案的传播结果、操作者的手指30a接收到的图8G所示的触觉图像，能够在移动输入位置P2-P4的时间周期内获得基于图8B-8F所示的振动图案的触摸感觉。在输入位置P2，能够获得基于第一阶段i的大约0.1s的振动图案[fx Ax Nx]＝[50 5 5]的触摸感觉、基于第二阶段ii的大约0.1s的振动图案[fx Ax Nx]＝[100 10 10]的触摸感觉、基于第三阶段iii的大约0.1s的振动图案[fx Ax Nx]＝[200 20 20]的触摸感觉、以及基于第四阶段iv的大约0.1s的振动图案[fx Ax Nx]＝[400 30 40]的触摸感觉。
因此，如果手指30a以比标准滑动速度Vo快的速度在输入检测屏面PR上移动，则传统方法在第三和第四阶段iii和iv提供死区部分80，但是在本发明的该实施例中，该死区部分80消失，从而能够获得如图8G所示的触觉图像。随后，处理前进到步骤R9，在此根据滑动速度Vx执行快进模式。然后，处理返回到步骤R3。
此外，当在步骤R3进一步接触输入检测部分24时，如果在步骤R4中输入模式是除重放/快进模式之外的任意其它模式，则处理前进到步骤R10，在此根据是设置缩小模式还是设置其它模式来提供控制分支。如果选择缩小模式，则处理前进到图14B所示的流程图中的步骤R11，在此检测给出多大的滑动速度Vx(参见步骤R6)。
然后，处理前进到步骤R12，在此CPU 32根据判别式T’＝Vo·t’/Vx检测操作情形I或操作情形II，以便提供控制分支。在该实施例中，如果建立Vo·t’/Vx≥1的关系，则处理前进到步骤R13，在此向执行元件驱动电路37供应控制信息，以便生成相应于操作情形I的振动图案(参见步骤R7)。
然后，处理前进到步骤R15，在此执行缩小模式。另一方面，如果在上述步骤R12判定Vo·t’/Vx＜1的关系，则处理前进到步骤R14，在此向执行元件驱动电路37供应控制信息，以便生成相应于操作情形II的振动图案(参见步骤R8)。接着，处理前进到步骤R15，在此根据滑动速度Vx执行缩小模式。然后，处理返回到图14A所示的流程图的步骤R3。
此外，当在步骤R3再次接触输入检测部分24时，如果在步骤R4和R10中输入模式是除重放/快进模式和缩小模式之外的任意其它模式，则处理前进到步骤R16，在此根据是设置放大模式还是设置其它模式来提供控制分支。如果设置放大模式，则处理前进到图14C所示的流程图中的步骤R17，检测给出多大的滑动速度Vx(参见步骤R6)。
然后，处理前进到步骤R18，在此CPU 32根据判别式T’＝Vo·t’/Vx检测操作情形I或操作情形II，以便提供控制分支。在该实施例中，如果建立Vo·t’/Vx≥1的关系，则处理前进到步骤R19，在此向执行元件驱动电路37供应控制信息，以便生成相应于操作情形I的振动图案(参见步骤R7)。
然后，处理前进到步骤R21，在此根据滑动速度Vx执行放大模式。同时CPU 32输出命令D给显示部分29以进行显示控制。例如，CPU 32调用图15的子例程，在其流程图的步骤ST1检测输入起始点的坐标值X1和当前点的坐标值X2之间的差，即，输入位置差X2-X1。然后处理前进到步骤ST2，在此将该输入位置差X2-X1与预设的控制阈值x进行比较。如果在步骤ST3判定X2-X1＞x，则处理前进到步骤ST4，在此CPU 32输出命令D给显示部分29。根据该命令D，显示部分29在步骤ST5将图12A所示的放大前的图像显示切换到图12B所示的放大后的图像显示。
另一方面，如果在上述步骤R18判定Vo·t’/Vx＜1的关系，则处理前进到步骤R20，在此向执行元件驱动电路37供应控制信息，以便生成相应于操作情形II的振动图案(参见步骤R8)。然后，处理前进到步骤R21，在此根据滑动速度Vx执行放大模式。同时，根据命令D，显示部分29将图12A所示的放大前的图像显示切换到图12C所示的放大后的图像显示。然后，处理返回到图14A所示的流程图的步骤R3。
此外，当在步骤R3进一步接触输入检测部分24时，如果在步骤R4、R10和R16中输入模式是除重放/快进模式、缩小模式和放大模式之外的任意其它模式，则设置(选择)音量调节模式并且处理前进到图14D所示的流程图中的步骤R22，在此检测给出多大的滑动速度Vx(参见步骤R6)。
然后，处理前进到步骤R23，在此CPU 32根据判别式T’＝Vo·t’/Vx检测操作情形I或操作情形II，以便提供控制分支。在该实施例中，如果判定Vo·t’/Vx≥1，则处理前进到步骤R24，在此向执行元件驱动电路37供应控制信息，以便生成相应于操作情形I的振动图案(参见步骤R7)。
然后，处理前进到步骤R26，在此根据滑动速度Vx执行音量调节模式。同时CPU 32输出命令D给显示部分29以进行显示控制。例如，CPU 32调用图15的子例程，在其流程图的步骤ST1检测输入起始点的坐标值X1和当前点的坐标值X2之间的差，即，输入位置差X2-X1。然后处理前进到步骤ST2，在此将该输入位置差X2-X1与预设的控制阈值x进行比较。如果在步骤ST3判定X2-X1＞x，则处理前进到步骤ST4，在此CPU 32输出命令D给显示部分29。根据该命令D，显示部分29在步骤ST5将图13A所示的音量调节前的图像显示切换到图13B所示的音量调节后的图像显示。
另一方面，如果在上述步骤R23判定Vo·t’/Vx＜1，则处理前进到步骤R25，在此向执行元件驱动电路37供应控制信息，以便生成相应于操作情形II的振动图案(参见步骤R8)。然后，处理前进到步骤R26，在此根据滑动速度Vx执行音量调节模式。同时，根据命令D，显示部分29将图13A所示的音量调节前的图像显示切换到图13C所示的音量调节后的图像显示。然后，处理返回到图14A所示的流程图的步骤R3。
应该指出的是，如果在步骤R2选择其它处理模式，则处理前进到步骤R27，在此执行其它处理模式。在其它处理模式中，执行快门按钮操作、擦除按钮操作、电源按钮操作、在标准模式和快速模式之间切换的操作等。然后，处理前进到步骤R28。此外，如果在步骤R3没有接触输入检测部分24，则处理前进到步骤R28，在此CPU 32判定是否结束信息处理。例如，如果已经检测到任何断电信息，则处理结束该信息处理。如果没有检测到断电信息，则处理返回到步骤R2。
通过这种方式，根据本发明所涉及的数字摄像机和信息输入方法的实施例，假定执行接触操作以在输入检测部分24的输入检测屏面上滑动，输入检测部分24检测操作者的手指30a的接触位置和滑动速度。CPU 32根据输入检测部分24所检测的操作者的手指30a的滑动速度计算振动图案。根据CPU 32所计算的振动图案，执行元件25a-25f等振动输入检测屏面。
因此，能够为每一个操作者生成具有不同振动图案并且对应于操作者的手指30a的滑动速度或滑动时间的流逝的多种振动。由此能够改善触觉输入功能的便利性和确定性。此外，能够将提供触觉的输入功能引入多种类型的输入形式。
【第二实施例】
下面将描述作为第二实施例的数字摄像机200的提供触觉功能的输入机构的示例。在第二实施例中，根据关于从操作者的手指30a接触输入检测屏面PR的点到其滑动停止的点之间的距离的距离信息Lx可变地控制输入信息。
与第一实施例相反，根据图16所示的数字摄像机200的提供触觉功能的输入机构，在输入检测部分24下面设置执行元件A和B。以使得执行元件A和B用作桥梁的的结构布置输入检测部分24桥接在执行元件A和B之间。作为执行元件A和B，使用第一实施例描述的执行元件25e和25f。
输入检测部分24、执行元件A和B等都通过间隔组件28a-28f使用粘结剂等固定。作为输入检测部分24，使用静电电容片(接触面板)等检测操作者的手指30a接触的位置。图中的箭头表示操作者的手指30a的接触和移动方向。应该指出的是，对于控制系统的配置，可以参照第一实施例，因此省略其详细描述。该提供触觉功能的输入机构大体上布置在摄像机主体的顶部。
在图16中，在输入检测部分24上设置6个输入位置P1-P6。对于操作内容，输入位置P1表示输入操作的起始点。输入点P2表示代表例如缩放量“X0.5”作为输入操作量的点。相对于输入位置P1作为初始点0，输入位置P2设置到其间间隔分离距离L1的位置。输入点P3表示代表缩放量“X1”的点。类似地，输入点P3设置到间隔分离距离L2的位置。
输入点P4表示代表缩放量“X2”作为输入操作量的点。输入点P4设置到间隔分离距离L3的位置。输入点P5表示代表缩放量“X4”作为输入操作量的点。输入点P5设置到间隔分离距离L4的位置。输入点P6表示代表输入操作的“结束位置”的点。输入点P6设置到间隔分离距离L5的位置。
操作者以任意的滑动速度沿着图中箭头所示的接触和移动方向滑过输入检测屏面PR。在这种情况下，参照第一实施例描述的CPU 32检测操作者的手指30a从输入检测部分24检测的输入位置P1已经到达哪一个输入位置P2-P6。
此外，根据该提供触觉功能的输入机构，如果操作者的手指30a在输入位置P1接触输入检测屏面，则执行元件A根据具有频率fx＝400Hz、振幅Ax＝30μm、以及次数Nx＝20的振动图案振动该输入检测屏面PR。另外，如果操作者的手指30a从其输入位置P1滑向箭头方向，则一旦执行元件A停止其振动并且当到达下一输入位置P2时，根据具有频率fx＝200Hz、振幅Ax＝10μm、以及次数Nx＝1的振动图案振动输入检测屏面PR。
此外，如果操作者的手指30a从其输入位置P2滑向箭头方向，则一旦执行元件A停止其振动并且当到达下一输入位置P3时，根据具有频率fx＝200Hz、振幅Ax＝15μm、以及次数Nx＝1的振动图案振动输入检测屏面PR。另外，如果操作者的手指30a从其输入位置P3滑向箭头方向，则一旦执行元件A停止其振动并且当到达下一输入位置P4时，根据具有频率fx＝200Hz、振幅Ax＝20μm、以及次数Nx＝1的振动图案振动输入检测屏面PR。
此外，如果操作者的手指30a从其输入位置P4滑向箭头方向，则一旦执行元件A停止其振动并且当到达下一输入位置P5时，根据具有频率fx＝200Hz、振幅Ax＝25μm、以及次数Nx＝1的振动图案振动输入检测屏面PR。另外，如果操作者的手指30a从其输入位置P5滑向箭头方向，则一旦执行元件A停止其振动并且当到达下一输入位置P6时，根据具有频率fx＝400Hz、振幅Ax＝30μm、以及次数Nx＝20的振动图案振动输入检测屏面PR。
应该指出的是，在操作者的手指30a与输入检测屏面PR接触期间，将执行元件B设置为根据具有fx＝200Hz和Ax＝30μm的振动图案连续振动输入检测屏面PR。表4示出输入位置P1-P6与执行元件A和B的任意一个振动图案、它们的振动声音及其操作内容之间的关系。
表4
下面将描述在该提供触觉功能的数字摄像机200中的输入操作示例。
例如，如果图16所示的操作者的手指30a接触输入位置P1，则输入检测部分24检测操作者的手指30a已经接触输入位置P1并且将其通知给CPU 32。当收到该通知时，CPU 32控制执行元件A和B的输出。执行元件A根据具有fx＝400Hz、Ax＝30μm、以及Nx＝20的振动图案振动输入检测屏面PR。作为该振动的结果，发出“唧唧”的振动声音。执行元件B根据具有fx＝200Hz和Ax＝30μm的振动图案连续振动输入检测屏面PR。CPU 32识别输入操作的“开始位置”。
此外，如果操作者的手指30a从例如输入位置P1移动作为距离信息Lx的分离距离L1，则到达输入位置P2。在这种情况下，输入检测部分24检测操作者的手指30a已经到达输入位置P2并将其通知CPU32。当收到该通知时，CPU 32控制执行元件A的输出。根据该控制，当操作者的手指30a到达输入位置P2时，曾经停止振动的执行元件A根据具有fx＝200Hz、Ax＝10μm、以及Nx＝1的振动图案振动输入检测屏面PR。作为该振动的结果，发出“唧唧”的振动声音。CPU 32将缩放量“X0.5”作为输入操作量设置到缩放驱动系统等。
此外，如果操作者的手指30a从输入位置P1移动分离距离L2，则到达输入位置P3。在这种情况下，输入检测部分24检测操作者的手指30a已经到达输入位置P3并将其通知CPU 32。当收到该通知时，CPU32控制执行元件A的输出。根据该控制，当操作者的手指30a到达输入位置P3时，曾经停止振动的执行元件A根据具有fx＝200Hz、Ax＝15μm、以及Nx＝1的振动图案振动输入检测屏面PR。作为该振动的结果，发出“唧唧”的振动声音。CPU 32将缩放量“X1”作为输入操作量设置到缩放驱动系统等。
此外，如果操作者的手指30a从输入位置P1移动分离距离L3，则到达输入位置P4。在这种情况下，输入检测部分24检测操作者的手指30a已经到达输入位置P4并将其通知CPU 32。当收到该通知时，CPU32控制执行元件A的输出。根据该控制，当操作者的手指30a到达输入位置P4时，曾经停止振动的执行元件A根据具有fx＝200Hz、Ax＝20μm、以及Nx＝1的振动图案振动输入检测屏面PR。作为该振动的结果，发出“唧唧”的振动声音。CPU 32将缩放量“X2”作为输入操作量设置到缩放驱动系统等。
此外，如果操作者的手指30a从输入位置P1移动分离距离L4，则到达输入位置P5。在这种情况下，输入检测部分24检测操作者的手指30a已经到达输入位置P5并将其通知CPU 32。当收到该通知时，CPU32控制执行元件A的输出。根据该控制，当操作者的手指30a到达输入位置P5时，曾经停止振动的执行元件A根据具有fx＝200Hz、Ax＝25μm、以及Nx＝1的振动图案振动输入检测屏面PR。作为该振动的结果，发出“唧唧”的振动声音。CPU 32将缩放量“X4”作为输入操作量设置到缩放驱动系统等。
应该指出的是，如果操作者的手指30a从输入位置P1移动分离距离L5，则到达输入位置P6。在这种情况下，输入检测部分24检测操作者的手指30a已经到达输入位置P6并将其通知CPU 32。当收到该通知时，CPU 32控制执行元件A的输出。根据该控制，当操作者的手指30a到达输入位置P6时，曾经停止振动的执行元件A根据具有fx＝400Hz、Ax＝30μm、以及Nx＝20的振动图案振动输入检测屏面PR。作为该振动的结果，发出“唧唧”的振动声音。CPU 32识别输入操作的“结束位置”。
以这种方式，根据第二实施例所涉及的具有提供触觉功能的输入机构的数字摄像机200，根据关于从操作者的手指30a接触输入检测屏面PR的点到其滑动停止的点之间的距离的距离信息Lx可变地控制输入信息。
因此，能够获得与输入操作相匹配以调整模拟量、并且与操作者的手指30a的滑动位置相对应的触摸感觉。由此能够生成与操作图像相匹配的操作感觉，从而改进触觉输入功能的便利性和确定性。
尽管上面的实施例描述了与电子设备相关的数字摄像机的情况，但是该提供触觉功能的输入设备也能够应用到诸如笔记本型个人计算机的信息处理装置和诸如便携式电话、电子记事薄、游戏设备、或者电子书籍之类的便携式信息终端单元。
工业可利用性
本发明能够很好地应用到其中通过执行接触操作以在输入检测屏面上滑动来输入信息的数字摄像机、信息处理装置、便携式电话、便携式信息终端单元等。

Claims (12)

1.一种提供触觉功能的输入设备，执行接触操作以在输入检测屏面上滑动，所述设备包括：
具有输入检测屏面的输入检测部件，用于检测操作体的接触位置和操作体的滑动速度；
计算部件，用于计算与根据输入检测部件所检测的操作体的滑动速度相对应的振动图案；
第一振动部件，根据计算部件所计算的振动图案振动输入检测屏面；以及
第二振动部件，根据上述计算部件所计算的振动图案，以相对于上述第一振动部件具有时间差的方式振动输入检测屏面。
2.根据权利要求1所述的提供触觉功能的输入设备，其中在操作体从其接触输入检测屏面的位置离开时，计算部件计算输入检测屏面的振动图案以产生从低频小振幅到高频大振幅的振动。
3.根据权利要求1所述的提供触觉功能的输入设备，还包括控制部件，用于根据滑动速度可变地控制输入信息。
4.根据权利要求1所述的提供触觉功能的输入设备，还包括控制部件，用于根据关于从操作体接触输入检测屏面的点到其滑动停止的点之间的距离的距离信息可变地控制输入信息。
5.一种信息输入方法，通过执行接触操作以在输入检测屏面上滑动来输入信息，所述方法包括步骤：
检测接触输入检测屏面的操作体的接触位置和该操作体的滑动速度的步骤；
计算与所检测的上述操作体的接触位置和该操作体的滑动速度相对应的振动图案的步骤；
根据所计算的上述振动图案振动输入检测屏面的第一振动步骤；以及
根据所计算的振动图案，以相对于上述第一振动步骤具有时间差的方式振动上述输入检测屏面的第二振动步骤。
6.根据权利要求5所述的信息输入方法，其中当计算振动图案时，在操作体从其接触输入检测屏面的位置离开时，计算产生从低频小振幅到高频大振幅的振动的输入检测屏面的振动图案。
7.根据权利要求5所述的信息输入方法，其中根据滑动速度调整输入信息的量。
8.根据权利要求5所述的信息输入方法，其中根据关于从操作体接触输入检测屏面的点到其滑动停止的点之间的距离的距离信息选择输入信息。
9.一种电子设备，包括执行接触操作以在输入检测屏面上滑动的提供触觉功能的输入设备、以及根据输入设备所输入的信息进行显示图像的显示的显示部件，所述输入设备包括：
具有输入检测屏面的输入检测部件，用于检测操作体的接触位置和操作体的滑动速度；
计算部件，用于计算与输入检测部件所检测的操作体的滑动速度相对应的振动图案；
第一振动部件，根据计算部件所计算的振动图案振动输入检测屏面；以及
第二振动部件，根据上述计算部件所计算的振动图案，以相对于上述第一振动部件具有时间差的方式振动上述输入检测屏面。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其中在操作体从其接触输入检测屏面的位置离开时，计算部件计算输入检测屏面的振动图案以产生从低频小振幅到高频大振幅的振动。
11.根据权利要求9所述的电子设备，还包括控制部件，用于根据滑动速度可变地控制输入信息。
12.根据权利要求9所述的电子设备，还包括控制部件，用于根据关于从操作体接触输入检测屏面的点到其滑动停止的点之间的距离的距离信息可变地控制输入信息。
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