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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung.
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TECHNISCHER
HINTERGRUND
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Als
herkömmliche
Touchpanel-Anzeigevorrichtung ist eine Vorrichtung von einem Aufbau
bekannt, bei dem, wenn ein Dateneingabeglied durch einen Finger
heruntergedrückt
wird, der Finger elektrisiert wird, so dass ein Benutzer einen Pseudo-Click fühlen kann
(siehe beispielsweise Patentdokument 1).
Patentdokument 1:
offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2000-284909
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INHALT DER ERFINDUNG
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Zwar
war die im Patentdokument 1 beschriebene Vorrichtung in der Lage,
den Benutzer mittels Elektrizität über das
Vorliegen/Nichtvorliegen einer Eingabe zu benachrichtigen, sie war
jedoch nicht in der Lage, dem Benutzer ein solches Eingabegefühl zu vermitteln,
wie er es beim Herunterdrücken
eines Bediengliedes fühlt,
was das Problem eines wenig realistischen Bediengefühls aufwarf.
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Ein
Ziel der Erfindung besteht darin, eine Anzeigevorrichtung bereitzustellen,
die dem Benutzer ein realistisches Bediengefühl ermöglicht, wobei dabei das zuvor
beschriebene Problem gelöst
wird.
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Um
das zuvor beschriebene Ziel zu erreichen, handelt es sich bei einer
Anzeigevorrichtung der Erfindung um eine Anzeigevorrichtung, die
aufweist: eine Anzeigeeinrichtung; eine transparente Elektrodenschicht,
die einem Bildschirm der Anzeigeeinrichtung überlagert ist und eine Mehrzahl
von transparenten Elektroden aufweist, die in einem zweidimensionalen
Feld auf einer Seite angeordnet sind, die einer dem Bildschirm zugewandten
Fläche entgegengesetzt
ist; eine nicht-erfassende
Elektrode (Erdungselektrode), die gegen die transparenten Elektroden
elektrisch isoliert ist und auf konstantem Potenzial gehalten wird;
und eine Spannungsanlegeeinrichtung, die ein Potenzial der transparenten
Elektroden variiert, um eine Potenzialdifferenz zwischen einer jeweiligen
transparenten Elektrode und der nicht-erfassenden Elektrode herzustellen;
wobei, reagierend auf eine Berührung
der transparenten Elektrodenschicht, die Spannungsanlegeeinrichtung
das Potenzial einer transparenten Elektrode in einem Gebiet der
transparenten Elektrodenschicht, das berührt wurde, über die Zeit variiert.
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Bei
der zuvor beschriebenen Anzeigevorrichtung wird, wenn ein Finger
des Benutzers die transparente Elektronenschicht berührt, um
die Anzeigevorrichtung zu bedienen, die Potentialdifferenz zwischen
der transparenten Elektrode und der nicht-erfassenden Elektrode variiert. Falls
die nicht-erfassende Elektrode beispielsweise in der Nähe der Basis
des Fingers des Benutzers angebracht ist, fließt ein der Potentialänderung
entsprechender elektrischer Strom bedingt durch die Potentialdifferenz
durch den Finger des Benutzers. Daher ist die Anzeigevorrichtung
beispielsweise in der Lage, dem Benutzer fortlaufend das Gefühl zu vermitteln,
dass sein Finger auf die Anzeigevorrichtung auftrifft, und das Gefühl, dass
der Finger die Anzeigeeinrichtung herunterdrückt, wodurch der Benutzer ein realistisches
Bediengefühl
haben kann.
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Die
Anzeigevorrichtung der Erfindung ist auch vorzugsweise so konfiguriert,
dass, wenn die transparente Elektrodenschicht berührt wird,
die Spannungsanlegeeinrichtung das Potenzial einer transparenten
Elektrode in einem Gebiet der transparenten Elektrodenschicht, das
berührt
wurde, variiert, derart dass ein erster Zustand her vorgerufen wird, bei
dem das Potenzial der transparenten Elektrode höher ist als das Potenzial der
nicht-erfassenden Elektrode, und zwar in dem vorbestimmten Zeitraum unmittelbar
nach der Berührung,
und ein zweiter Zustand hervorgerufen wird, bei dem das Potenzial
der nicht-erfassenden Elektrode höher ist als das Potenzial der
transparenten Elektrode, und zwar in einem sich daran anschließenden Zeitraum
der Berührung.
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Bei
der Anzeigevorrichtung der zuvor beschriebenen bevorzugten Konfiguration
wird, wenn der Finger des Benutzers die transparente Elektrodenschicht
berührt,
um die Anzeigevorrichtung zu bedienen, die Potentialdifferenz zwischen
der transparenten Elektrode und der nicht-erfassenden Elektrode
verändert.
Wenn die nicht-erfassende
Elektrode beispielsweise in der Nähe der Basis des Fingers des
Benutzers angebracht ist, fließt
ein elektrischer Strom gemäß der Potentialänderung
aufgrund der zuvor beschriebenen Potentialdifferenz durch den Finger
des Benutzers. Da die Potentialdifferenz den ersten Zustand bewirkt,
bei dem das Potential der transparenten Elektrode höher ist
als das der nicht-erfassenden Elektrode, fließt in dem vorbestimmten Zeitraum
unmittelbar nach der Berührung der
elektrische Strom durch den Finger in Richtung von außen her
zur Fingerspitze und ändert
sich in ähnlicher
Weise so, dass er der Änderung
der Potentialdifferenz folgt. Wenn der elektrische Strom dieses Typs
dazu gebracht wird, durch den Finger des Benutzers zu fließen, kann
der Benutzer ein solches Gefühl
haben, als ob der Finger auf ein Gebiet auf der Anzeigevorrichtung
auftrifft. Da die Potentialdifferenz den zweiten Zustand bewirkt,
bei dem das Potential der nicht-erfassenden Elektrode höher ist
als das der transparenten Elektrode, fließt während des kontinuierlichen
Zeitraums der Berührung
der elektrische Strom durch den Finger in Richtung von der Fingerspitze
nach außen
hin, und ändert
sich in ähnlicher
Weise so, dass er der Änderung
der Potentialdifferenz folgt. Wenn das Fließen eines elektrischen Stroms
dieses Typs durch den Finger des Benutzers verursacht wird, kann
der Benutzer ein solches Gefühl
haben, als wenn der Finger ein Gebiet der Anzeigevorrichtung herunterdrückt. Auf
diese Weise ist die Anzeigevorrichtung in der Lage, dem Benutzer
kontinuierlich das Gefühl
zu geben, dass der Finger auf die Anzeigeeinrichtung auftrifft,
und das Gefühl,
dass der Finger die Anzeigeeinrichtung herunterdrückt, wodurch
der Benutzer ein realistisches Bediengefühl haben kann.
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Bei
der Anzeigevorrichtung der Erfindung ist vorzugsweise das Potential
der transparenten Elektrode zumindest einmal innerhalb einer vorbestimmten
Impulsbreite und mit vorbestimmter Frequenz höher eingestellt. Und zwar ist
es auch möglich,
die Anzeigevorrichtung der Erfindung so zu konfigurieren, dass der
erste Zustand zumindest einmal innerhalb der vorbestimmten Impulsbreite
und mit der vorbestimmten Frequenz verursacht wird.
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Bei
der Anzeigevorrichtung der Erfindung wird das Potential der transparenten
Elektrode intermittierend innerhalb einer vorbestimmten Impulsbreite
und mit vorbestimmter Frequenz niedriger eingestellt. Und zwar ist
es auch zu bevorzugen, die Anzeigevorrichtung der Erfindung so zu
konfigurieren, dass der zweite Zustand intermittierend innerhalb
der vorbestimmten Impulsbreite und mit der vorbestimmten Frequenz
verursacht wird.
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Die
Anzeigevorrichtung der Erfindung ist auch vorzugsweise konfiguriert,
um eine Berührungsdruckerfassungseinrichtung
aufzuweisen, die, wenn die transparente Elektrodenschicht berührt wird,
einen Berührungsdruck
erfasst, und ist so konfiguriert, dass, wenn die transparente Elektrodenschicht
berührt
wird, die Spannungsanlegeeinrichtung das Potenzial der transparenten
Elektrode in einem Gebiet der transparenten Elektrodenschicht, das
berührt
wurde, über
die Zeit variiert, derart, dass der zweite Zustand intermittierend
hervorgerufen wird, bei dem das Potenzial der nicht-erfassenden Elektrode
höher ist
als das Potenzial der transparenten Elektrode, und zwar innerhalb
der vorbestimmten Impulsbreite und mit der vorbestimmten Frequenz während des
andauernden Zeitraums der Berührung, und
derart, dass die Frequenz wie erforderlich variiert wird, und zwar
basierend auf dem Berührungsdruck, der
durch die Berührungsdruckerfassungseinrichtung
erfasst wurde.
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Bei
der Anzeigevorrichtung dieser bevorzugten Konfiguration wird, wenn
der Finger des Benutzers die transparente Elektrodenschicht berührt, um die
Touchpanel- Anzeigevorrichtung
zu bedienen, die Potentialdifferenz zwischen der transparenten Elektrode
und der nicht-erfassenden Elektrode verändert. Wenn die nicht-erfassende Elektrode
beispielsweise in der Nähe
der Basis des Fingers des Benutzers angebracht ist, fließt ein elektrischer
Strom gemäß der Potentialänderung
bedingt durch die zuvor beschriebene Potentialdifferenz durch den
Finger des Benutzers. Da sich die zuvor beschriebene Potentialdifferenz
so verändert,
dass der zweite Zustand der Potentialdifferenz, bei dem das Potential
der nicht-erfassenden Elektrode höher ist als das der transparenten Elektrode,
innerhalb der vorbestimmten Impulsbreite und mit der vorbestimmten
Frequenz während
des kontinuierlichen Zeitraums der Berührung verursacht wird, fließt der elektrische
Strom durch den Finger in Richtung von der Fingerspitze zur Außenseite
hin und ändert
sich in ähnlicher
Weise so, dass er der Änderung
der Potentialdifferenz folgt. Wenn der elektrische Strom dieses
Typs zum Fließen
durch den Finger des Benutzers veranlasst wird, kann der Benutzer
ein solches Gefühl
haben, als wenn der Finger ein Gebiet der Anzeigeeinrichtung herunterdrückt. Da
sich die Frequenz der Potentialänderung
basierend auf einer Änderung
der Kraft, mit dem der Finger des Benutzers heruntergedrückt wird, ändert, kann der
Benutzer ein solches Gefühl
haben, dass sich die Reaktionskraft der Anzeige gemäß der Herunterdrückkraft ändert. Auf
diese Weise ermöglicht
die Anzeigevorrichtung, dass der Benutzer ein realistisches Bediengefühl hat.
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Bei
der Anzeigevorrichtung der Erfindung stellt die Spannungsanlegeeinrichtung
weiter das Potential der transparenten Elektrode höher ein
als das der nicht-erfassenden
Elektrode in einem vorbestimmten Zeitraum vor einem Ende der Berührung.
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Und
zwar ist es ebenfalls zu bevorzugen, die Anzeigevorrichtung der
Erfindung so zu konfigurieren, dass die Spannungsanlegeeinrichtung
weiter den ersten Zustand bewirkt, bei dem das Potential der transparenten
Elektrode im vorbestimmten Zeitraum vor dem Ende der Berührung höher ist
als das der nicht-erfassenden Elektrode.
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Bei
der Anzeigevorrichtung der Erfindung bewirkt die Spannungsanlegeeinrichtung
weiter den ersten Zustand, bei dem das Potential der transparenten
Elektrode höher
ist als das der nicht-erfassenden Elektrode, und zwar zumindest
einmal innerhalb einer vorbestimmten Impulsbreite und mit einer
vorbestimmten Frequenz in einem vorbestimmten Zeitraum vor einem
Ende der Berührung.
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Die
Anzeigevorrichtung dieser bevorzugten Konfiguration kann dem Benutzer
ein solches Gefühl vermitteln,
dass der Finger des Benutzers von einem Bedienknopf weggestoßen wird,
unmittelbar bevor er die transparente Elektrodenschicht verlässt, wodurch der
Benutzer ein realistischeres Bediengefühl haben kann.
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Bei
der Anzeigevorrichtung der Erfindung ändert vorzugsweise die Spannungsanlegeeinrichtung über die
Zeit das Potenzial einer transparenten Elektrode in einem vorbestimmten
Gebiet, und zwar der transparenten Elektroden, die sich in dem Gebiet der
transparenten Elektrodenschicht befinden, das berührt wurde,
und das vorbestimmte Gebiet ist entsprechend einem auf der Anzeigeeinrichtung
angezeigten Bild festgelegt.
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Bei
der Anzeigevorrichtung dieser bevorzugten Konfiguration kann das
zuvor erwähnte
Gebiet, bei dem der elektrische Strom fließt, gemäß einem auf der Anzeigevorrichtung
angezeigten Bild eingestellt werden. Daher kann dem Benutzer das
Gefühl einer
Berührung
in Übereinstimmung
mit dem angezeigten Bild vermittelt werden, wodurch der Benutzer ein
realistisches Bediengefühl
haben kann.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung kann anhand der anliegenden Zeichnungen leichter beschrieben
werden; diese zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm, das eine Systemkonfiguration einer Touchpanel-Anzeigevorrichtung zeigt;
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2 eine
Darstellung, die einen Querschnitt in der Nähe einer Vorderseite der Touchpanel-Anzeigevorrichtung
zeigt;
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3A eine
Darstellung, die Stimulationselektroden zeigt, die auf einem transparenten
leitenden Film angeordnet sind;
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3B eine
Darstellung, die Stimulationselektroden zeigt, die auf einem transparenten
leitenden Film angeordnet sind;
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4 ist
eine Darstellung, die das Konzept von Bilddaten und Anlegungskartendaten
zeigt;
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5 ein
Ablaufdiagramm einer durch ein Steuerglied ausgeführten Verarbeitung;
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6A eine
Darstellung, die ein Berührungsgebiet
und Stimulationselektroden darstellt;
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6B eine
Darstellung, die ein Berührungsgebiet
und Stimulationselektroden zeigt; und
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7 ein
Graph, der den Berührungsdruck und
den zeitlichen Verlauf des sich mit diesem ändernden elektrischen Stroms
zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
Lehren der Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung
mit Bezug auf die anliegenden, lediglich illustrativen Zeichnungen klarer
verständlich.
Im Anschluss hieran werden die Ausführungsformen der Erfindung
mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Gleiche Abschnitte
sind soweit als möglich
mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und eine Wiederholung einer Beschreibung
entfällt.
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Eine
Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 (Anzeigevorrichtung gemäß einer
Ausführungsform) wird
mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben. 1 ist
ein Blockdiagramm, das eine Systemkonfiguration der Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 zeigt. Die
Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 besteht aus einer Anzeige 3,
einem transparenten leitenden Film (transparente Elektrodenschicht) 5,
einem Positionserfassungsglied 7, einem Druckerfassungsglied 9,
einer nicht-erfassenden Elektrode 11, einem Verstärkungsglied 13,
einem Datenspeicherglied 14 und einem Steuerglied 15. 2 ist
eine Darstellung, die einen Querschnitt in der Nähe einer Frontfläche der Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 zeigt.
Dabei wird eine Fläche,
die einem Benutzer der Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 zugewandt
ist, als "Vorderfläche" bezeichnet, und
die entgegengesetzte Fläche
wird als "Rückseite" bezeichnet.
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Jede
der Vorrichtungen, nämlich
die Anzeigeeinrichtung 3, der transparente leitende Film 5,
das Positionserfassungsglied 7, das Druckerfassungsglied 9,
die nicht-erfassende
Elektrode 11, das Verstärkungsglied 13 und
das Datenspeicherglied 14 sind mit dem Steuerglied 15 verbunden,
und das Steuerglied 15 tauscht elektrische Signale mit
jeder der Vorrichtungen aus. Das Steuerglied 15 verarbeitet
ein empfangenes elektrisches Signal gemäß einem vorbestimmten Programm
und führt
ein elektrisches Signal zu, um die Funktionsweise dieser Vorrichtungen
zu steuern, die mit diesem verbunden sind. Das Datenspeicherglied 14 speichert
Programme und dergleichen für
die Vorrichtungssteuerung, und je nach Notwendigkeit wird ein erforderliches Programm
in das Steuerglied 15 geladen.
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Die
Anzeigeeinrichtung 3 weist einen Anzeigebildschirm auf,
welcher dem Benutzer ein Bild von Information, die einen Bedienzustand
der Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 anzeigt,
oder Informationen präsentiert,
die den Benutzer zur Eingabe von Daten auffordern. Der Anzeigebildschirm
zeigt beispielsweise ein Bild von Druckknöpfen an, die eine Herunterdrück-Operation
des Benutzers oder dergleichen entgegennehmen. Dazu berührt der
Benutzer mit einem Finger 2 einen Abschnitt des transparenten
leitenden Films 5 an einer Position, die einem Bild eines
herunterzudrückenden
Druckknopfes entspricht, wodurch eine Operation wie beispielsweise
ein Herunterdrücken
des gewünschten
Druckknopfs durchgeführt wird.
Die Anzeigeeinrichtung 3 ist beispielsweise ein CRT-Monitor,
ein Flüssigkristallmonitor,
oder dergleichen.
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Der
transparente leitende Film 5 ist der Anzeigeeinrichtung 3 überlagert,
so dass er fast die gesamte Fläche
der Vorderseite des Anzeigebildschirms der Anzeigeeinrichtung 3 überdeckt.
Wie in 3A dargestellt, sind Stimulationselektroden (transparente
Elektroden) 17 in einer Matrix über fast der gesamten Fläche der
Vorderseite des transparenten leitenden Films 5 angeordnet
(d. h. auf der Seite, die der dem Bildschirm der Anzeigeeinrichtung 3 zugewandten
Fläche
entgegengesetzt ist). Der transparente leitende Film 5 ist
auf der am weitesten außen
befindlichen Vorderseite der Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 vorgesehen
und die Stimulationselektroden 17 liegen auf der am weitesten
außen
liegenden Vorderfläche
der Vorrichtung frei.
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Die
Stimulationselektroden 17 sind auf dem transparenten leitenden
Film 5 durch Ätzen
ausgebildet. Ein Verfahren zur Erzeugung der Stimulationselektroden 17 ist
nicht nur auf das Ätzen
eingeschränkt,
sondern kann ebenso Verdampfen, Kleben, Abschälen oder dergleichen sein.
Die Anordnungsdichte der Stimulationselektroden 17 beträgt ca. 30/cm2. Eine Vergrößerung der Anordnungsdichte der
Stimulationselektroden 17 kann ein feineres Berührungsgefühl mit sich
bringen, verkompliziert jedoch die Herstellungsschritte und dergleichen.
Wenn die Größe der Stimulationselektroden 17 zu
gering ist, wird die Impedanz der Berührung mit der Haut zu groß. Ausgehend
von den zuvor beschriebenen Standpunkten sind die Anordnungsdichte
und die Größe der Stimulationselektroden 17 auf
geeignete Werte festgelegt.
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Wenn
der Finger 2 des Benutzers den transparenten leitenden
Film 5 berührt,
kommt der Finger 2 eines Benutzers in Kontakt mit einer
beliebigen oder einigen der Stimulationselektroden 17.
Wenn der Finger 2 des Benutzers einen bestimmten Abschnitt
auf der Oberfläche
des transparenten leitenden Films 5 berührt, wird zwischen der Stimulationselektrode 17 und
der später
noch beschriebenen nicht-erfassenden
Elektrode 11 über
den Finger 2 Elektrizität
zugeführt,
so dass über
den Finger 2 des Benutzers aufgrund der Potentialdifferenz
zwischen der Stimulationselektrode 17 und der nicht-erfassenden
Elektrode 11 ein elektrischer Strom fließt.
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Der
transparente leitende Film 5 und die Stimulationselektroden 17 sind
beide im Wesentlichen durchsichtig, um dem Benutzer zu ermöglichen, durch
den transparenten leitenden Film 5 hindurch ein auf der
Anzeigeeinrichtung 3 angezeigtes Bild zu betrachten. Die
Form und die Anordnung der Konfiguration der Stimulationselektroden 17 sind
nicht auf 3A eingeschränkt, sondern sie können beispielsweise
auch wie in 3B dargestellt sein. Die Form
oder dergleichen der Stimulationselektroden 17 kann eine
beliebige Form wie beispielsweise ein Kreis, ein Rechteck, ein Dreieck,
oder dergleichen sein.
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Die
Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 der Erfindung verwendet
ein Widerstandsfilmverfahren, bei dem es sich um ein allgemein bekanntes
Verfahren handelt, als Verfahren, bei dem, wenn der Finger 2 des
Benutzers den transparenten leitenden Film 5 berührt, das
Positionserfassungsglied 7 erfasst, welcher Positionsbereich
des transparenten leitenden Films 5 (nachfolgend als "Berührungsposition" bezeichnet) ein
Gebiet der Berührung
ist (nachfolgend als "Berührungsgebiet" bezeichnet).
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Normalerweise
berührt
der Finger 2 des Benutzers den transparenten leitenden
Film 5 über
eine Berührungsoberfläche von
gewissem Berührungsflächeninhalt,
und daher erkennt die Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 einen
Bereich der Position des Berührungsgebietes.
Daher bezeichnet "Berührungsgebiet" einen Abschnitt
von gewissem Flächeninhalt, und "Berührungsposition" bezeichnet einen
Bereich von gewissem Flächeninhalt
als Positionsbereich des Berührungsgebietes.
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Das
Positionserfassungsglied 7 weist einen Positionssensor 7s auf.
Der Positionssensor 7s ist in Schichten zwischen dem transparenten
leitenden Film 5 und dem Anzeigebildschirm der Anzeigeeinrichtung 3 vorgesehen
und bedeckt fast die gesamte Fläche
des Anzeigebildschirms der Anzeigeeinrichtung 3. Wie in 2 dargestellt,
ist der Positionssensor 7s so konfiguriert, dass aus einem
Isolator bestehende Punktabstandhalter 7b zwischen zwei
Schichten von leitenden Filmen 7a eingelegt sind. Wenn
der Finger 2 eines Benutzers den transparenten leitenden
Film 5 berührt,
wird der leitende Film 7a auf der Vorderseite an der Berührungsposition
verformt, um in einen Berührungs-
und Leitungszustand mit dem auf der Rückseite befindlichen leitenden
Film 7a zu kommen. Ein elektrisches Signal gemäß der Berührungsposition
kann dadurch erzeugt werden, dass erfasst wird, welches durch Punktabstandhalter 7b unterteiltes
Gebiet der leitende Punkt ist.
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Wenn
der Finger 2 des Benutzers den transparenten leitenden
Film 5 berührt, überträgt der Positionssensor 7s ein
Berührungspositionssignal
gemäß der Berührungsposition
an das später
noch beschriebene Steuerglied 15. Das Steuerglied 15 verarbeitet das
empfangene Berührungspositionssignal
gemäß einem
vorab im Datenspeicherglied 14 oder dergleichen gespeicherten
Programm, um die Berührungsposition
herzuleiten. Die durch den Positionssensor 7s und das Steuerglied 15 erfolgende
zuvor beschriebene Verarbeitung wird durch das Positionserfassungsglied
(Berührungspositions-Erfassungseinrichtung) 7 als
funktionales Bauelement dargestellt.
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Das
Erfassungsverfahren der Berührungsposition
durch das Positionserfassungsglied 7 kann ein beliebiges
anderes Verfahren sein, das die Berührungsposition erfassen kann,
ohne dass es auf das Widerstandsfilmverfahren eingeschränkt sein braucht.
Beispielsweise kann das durch das Positionserfassungsglied 7 durchgeführte Positionserfassungsverfahren
ein anderes gut bekanntes Verfahren, wie beispielsweise ein Infrarotverfahren,
ein Ultraschallverfahren oder ein kapazitives Verfahren sein.
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Das
Druckerfassungsglied 9 weist Drucksensoren 9s auf.
Wie in 2 dargestellt, sind die Drucksensoren 9s in
vorbestimmten Abständen
zwischen einer Glasschicht 19, die auf der Rückseite des
Positionssensors 7s vorgesehen sind, und der Anzeigeeinrichtung 3 vorgesehen.
Wenn der Finger 2 des Benutzers den transparenten leitenden
Film 5 berührt,
wird ein Drucksensor einer Kompressionsbelastung zwischen der Glasschicht 19 und
dem Anzeigebildschirm der Anzeigeeinrichtung 3 unterzogen und
sendet ein Berührungsdrucksignal
gemäß einem Herunterdrückdruck
(nachfolgend als "Berührungsdruck" bezeichnet) des
transparenten leitenden Films 5 durch den Finger 2 des
Benutzers an das später noch
beschriebene Steuerglied 15.
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Das
Steuerglied 15 verarbeitet das empfangene Berührungsdrucksignal
gemäß einem
vorab im Datenspeicherglied 14 gespeicherten Programm oder
dergleichen, um den Berührungsdruck
daraus herzuleiten. Die zuvor beschriebene, durch den Drucksensor 9 und
das Steuerglied 15 erfolgende Verarbeitung wird durch das
Druckerfassungsglied (Berührungsdruck-Erfassungseinrichtung) 9 als
funktionales Bauelement dargestellt. Die Drucksensoren 9s sind
beispielsweise Drucksensoren, welche die allgemein bekannten piezoelektrischen
Elemente, druckempfindlichen leitenden Gummi, oder dergleichen,
verwenden.
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Die
nicht-erfassende Elektrode 11 besteht aus einem elektrisch
leitenden Material und ist gegenüber
den Stimulationselektroden 17 elektrisch isoliert, und
die nicht-erfassende
Elektrode 11 wird immer auf einem Potential von 0 V gehalten.
Die nicht-erfassende Elektrode 11 wird in einem Zustand verwendet,
bei dem sie in der Nähe
der Basis des Fingers 2 angebracht ist, um die Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 zu
bedienen, wie in 2 dargestellt. Bei einem Zustand,
bei dem die nicht-erfassende Elektrode 11 in der Nähe der Basis
des Fingers 2 des Benutzers angebracht ist, fließt, wenn
die Spitze des Fingers 2 des Benutzers eine Stimulationselektrode 17 des
transparenten leitenden Films berührt, ein elektrischer Strom
zwischen den zwei Elektroden, d. h. zwischen der Fingerspitze des
Benutzers und der Umgebung der Basis des Fingers unter einem vorbestimmten
Zustand, wodurch der Benutzer am Finger, bedingt durch den elektrischen
Strom, einen Stimulus fühlt.
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Nachfolgend
wird die Potentialdifferenz zwischen der nicht-erfassenden Elektrode 11 und
der Stimulationselektrode 17, und der zwischen den zwei Elektroden
fließende
Strom beschrieben. Die nicht-erfassende Elektrode 11 wird
auf einem Potential von 0 V gehalten, und das Potential an der Stimulationselektrode 17 wird
verändert,
um die Potentialdifferenz zwischen der nicht-erfassenden Elektrode 11 und
der Stimulationselektrode 17 herzustellen (nachfolgend
einfach als "Anlegen
der Spannung" bezeichnet).
Die Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 ist konfiguriert, um
zwei Arten der Spannungsanlegung auszuführen, bei denen die Stimulationselekt rode 17 auf
ein positives Potential gebracht wird (nachfolgend als "positives Anlegen" bezeichnet), und
bei denen die Stimulationselektrode 17 auf ein negatives
Potential gebracht wird (nachfolgend als "negatives Anlegen") bezeichnet.
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Das
positive Anlegen kann den zuvor erwähnten ersten Zustand bewirken,
hingegen kann das negative Anlegen den zuvor erwähnten zweiten Zustand bewirken.
Das Anlegen der Spannung kann für
jede der auf den transparenten leitenden Film 5 angeordneten
Stimulationselektroden 17 unabhängig realisiert werden. Und
zwar können
die Stimulationselektroden 17 unabhängig unterschiedliche Potentiale
haben. Das Potential einer jeden Stimulationselektrode 17 kann
auch über
die Zeit verändert
werden, und die Potentiale der jeweiligen Stimulationselektroden 17 können auch
in unterschiedlichen Modi (z. B. unterschiedlichen Impulsbreiten
und Frequenzen) unabhängig
verändert
werden.
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Die
Potentialdifferenz zwischen der nicht-erfassenden Elektrode 11 und
der Stimulationselektrode 17 beträgt höchstens ca. ± 150 V,
und die Größe der Berührungsfläche der
nicht-erfassenden Elektrode, die mit der Oberfläche des Fingers 2 in
Berührung steht,
beträgt
ca. 5 cm2. Bei dieser Einstellung fließt ein elektrischer
Strom von ca. ±2
mA pro Stimulationselektrode 17 durch den Finger des Benutzers 2, wodurch
dem Finger 2 des Benutzers ein Stimulus in ausreichender
Größe vermittelt
wird. Da die nicht-erfassende Elektrode 11 aufgebaut ist,
damit sie an der Basis des Fingers des Benutzers angebracht werden können, um
die Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 zu bedienen,
kann der Abstand zwischen der nicht-erfassenden Elektrode 11 und
der Stimulationselektrode 17 gering sein. Dies kann eine Änderung
des elektrischen Widerstandes zwischen den zwei Elektroden verringern,
wodurch ein stabiler elektrischer Strom erzielt werden kann.
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Das
Datenspeicherglied 14 speichert Bilddaten, die in einem
jeweiligen Bedienstadium auf der Anzeigeeinrichtung 3 angezeigt
werden sollen, und Anlegungskartendaten, die Anordnungsvorgaben von
eine (Spannungs-)Anlegung aufweisenden Elektroden und keine (Spannungs-)Anlegung
aufweisenden Elektroden in einem jeweiligen Bedienstadium bezeichnen.
Dabei bezieht sich der Begriff "Elektroden
mit Anlegung" auf
Stimulationselektroden 17, an die bei einer Berührung des
Fingers 2 des Benutzers eine Spannung angelegt ist, und "Elektroden ohne Anlegung" bezieht sich auf
Stimulationselektroden 17, an die bei einer Berührung des
Fingers 2 des Benutzers keine Spannung angelegt ist. Sowohl
die Elektroden mit Anlegung als auch die Elektroden ohne Anlegung
sind ohne eine Berührung
des Fingers 2 des Benutzers in einem Zustand, bei dem keine
Spannung angelegt ist. Bei den Anlegungskartendaten ist jede Stimulationselektrode 17 des
transparenten leitenden Films 5 entweder als Elektrode
mit Anlegung oder Elektrode ohne Anlegung festgelegt.
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Das
Steuerglied 15 lädt
die Bilddaten eines jeden Bedienstadiums, um die Bilddaten eines
jeden Bedienstadiums auf der Anzeigeeinrichtung 3 anzuzeigen.
Das Steuerglied 15 führt
auch ein Laden der Anlegungskartendaten in einem jeweiligen Bedienzustand
durch, um eine Anordnungsfestlegung von Elektroden mit Anlegung
und Elektroden ohne Anlegung des transparenten leitenden Films 5 zu
erkennen.
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Die
Bilddaten 21 sind Daten von auf dem Anzeigebildschirm der
Anzeige 3 anzuzeigenden Bildern. Die Anlegungskartendaten 23 sind
Daten der Anordnungen von Elektroden mit Anlegung und Elektroden
ohne Anlegung des transparenten leitenden Films 5. 4 ist
eine Darstellung, die das Konzept der Bilddaten 21 und
der Anlegungskartendaten 23 in einem bestimmten Bedienstadium
der Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 zeigt.
Bei den Anlegungskartendaten 23 von 5 stellen
schwarze Punkte Elektroden mit Anlegung dar, hingegen stellen weiße Punkte
Elektroden ohne Anlegung dar.
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Wie
in 4 dargestellt, sind die Elektroden mit Anlegung
und die Elektroden ohne Anlegung bei den Anlegungskartendaten 23 gemäß Positionen und
Mustern von in den Bilddaten 21 dargestellten Gegenständen angeordnet.
Beispielsweise sind, betreffend einen Positionsbereich zur Anzeige
eines Bedienknopfes 21a bei den Bilddaten 21,
Stimulationselektroden 17 an Positionen, die dem Inneren
dieses Positionsbereiches entsprechen (innerhalb des vorbestimmten
Bereiches liegen) als Elektroden mit Anlegung bei den Anlegungskartendaten 23 festgelegt
(Stimulati onselektroden 23a), hingegen sind Stimulationselektroden 17 an
Positionen, die dem Äußeren 21b dieses
Positionsbereiches entsprechen als Elektroden ohne Anlegung festgelegt
(Stimulationselektroden 23b).
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Die
Stimulationselektroden 17 an Positionen, die schwarzen
Abschnitten 21c der Streifenmuster in den Bilddaten 21 entsprechen
(Stimulationselektroden 23c), sind ebenfalls als Elektroden
mit Anlegung festgelegt, hingegen sind die Stimulationselektroden 17 an
Positionen, die weißen
Abschnitten 21d entsprechen als Elektroden ohne Anlegung
festgelegt (Stimulationselektroden 23d). Auf diese Weise
sind die Elektroden mit Anlegung und die Elektroden ohne Anlegung
entsprechend den Mustern von auf der Anzeigeeinrichtung 3 angezeigten
Bildern angeordnet.
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Nachfolgend
wird die durch das Steuerglied 15 ausgeführte Verarbeitung
mit Bezug auf 5 beschrieben. 5 ist
ein Ablaufdiagramm der durch das Steuerglied 15 und dergleichen
ausgeführten Verarbeitung,
wenn der Finger 2 des Benutzers den transparenten leitenden
Film 5 in einem gewissen Bedienstadium der Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 berührt.
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Zuerst
lädt das
Steuerglied die Bilddaten und die Anlegungskartendaten gemäß einem
Bedienzustand der Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 (S102). Ein
Bild wird gemäß den geladenen
Bilddaten auf der Anzeigeeinrichtung 3 angezeigt und es
wird auf eine Berührung
des transparenten leitenden Films 5 gewartet.
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Wenn
der Finger 2 des Benutzers den transparenten leitenden
Film berührt,
sendet der Positionssensor 7s ein Berührungspositionssignal gemäß der Berührungsposition
an das Steuerglied 15, und das Steuerglied 15 erfasst
die Berührungsposition auf
Basis des Berührungspositionssignals
S106.
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Dann
wird die Berührungsposition
mit den Anlegungskartendaten verglichen, und ein positives Anlegen
wird lediglich bei den als Elektroden mit Anlegung festgelegten
Stimulationselektroden 17 der Stimulationselektroden 17 des
Berührungsgebietes durchgeführt, wodurch
ein elektrischer Strom durch den Finger 2 des Benut zers
fließt
(S108). Wenn die als Elektroden mit Anlegung festgelegten Stimulationselektroden 17 nicht
im Berührungsgebiet
enthalten sind, kann die Verarbeitung direkt beendet werden.
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Die
Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 ist so konfiguriert, dass
beim positiven Anlegen bei S108 eine Spannung von Rechteckwellenform
mit der Impulsbreite von 500 μsec
in einem einzigen Impuls mit einer Spannung von 150 V angelegt wird.
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Dann
sendet ein Drucksensor 9s ein Berührungsdrucksignal gemäß einem
Berührungsdruck
an das Steuerglied 15, und das Steuerglied 15 erfasst den
Berührungsdruck
auf Basis des Berührungsdrucksignals
(S110). Der Berührungsdruck
wird mit einem vorbestimmten Druck verglichen (S112), und wenn der
Berührungsdruck
niedriger ist als der vorbestimmte Druck, wird angenommen, dass
sich der Finger 2 des Benutzers vom transparenten leitenden Film 5 entfernt
befindet oder gerade dabei ist, sich von diesem zu entfernen. Das
positive Anlegen wird in gleicher Weise wie das Anlegen bei S108
erneut ausgeführt
(S120), und die Verarbeitung wird beendet.
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Der
vorbestimmte Druck ist beispielsweise im Bereich von ca. 0,1 bis
3,0 N/m2 festgelegt. Wenn der Berührungsdruck
nicht niedriger ist als der vorbestimmte Druck, wird die Frequenz
für das
Anlegen der Spannung berechnet. Die Frequenz wird gemäß dem erfassten
Berührungsdruck
durch ein vorbestimmtes Berechnungsverfahren berechnet. Beim vorbestimmten
Berechnungsverfahren ist die Frequenz proportional zum Berührungsdruck:
Die Frequenz nimmt mit einer Erhöhung
des Berührungsdrucks
zu, und die Frequenz nimmt mit einer Verringerung des Berührungsdrucks
ab (S114).
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Anschließend wird
erneut die Berührungsposition
erfasst (S116). Die erfasste Berührungsposition wird
mit den Anlegungskartendaten verglichen und das negative Anlegen
wird lediglich für
die als Elektroden mit Anlegung festgelegten Stimulationselektroden 17 der
im Berührungsgebiet
befindlichen Stimulationselektroden 17 durchgeführt, wodurch
ein elektrischer Strom durch den Finger 2 des Benutzers fließt (S118).
Das negative Anlegen wird dabei intermittierend mit der berechneten
Frequenz bei S114 ausgeführt.
Beim negativen Anlegen bei S118 wird eine Spannung einer Rechteckwellenform
mit der Impulsbreite von 500 μsec
intermittierend mit einer Spannung von ca. –150 V und mit einer Frequenz von
ca. 50 bis 200 Hz angelegt. Da der Prozess von S114 je nach Bedarf
während
des Berührungszeitraums
des Fingers 2 des Benutzers ausgeführt wird, ändert sich die Frequenz gemäß dem Berührungsdruck
je nach Anforderung.
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Danach
geht der Ablauf zurück
auf S110, um die Prozesse zu wiederholen, die seit der Erfassung des
Berührungsdrucks
durchgeführt
wurden. Da der Berührungsdruck
bei S112 nicht größer wird
als der vorbestimmte Druck, unmittelbar bevor der Finger 2 des
Benutzers sich vom transparenten leitenden Film entfernt, wird das
positive Anlegen erneut in gleicher Weise wie das Anlegen bei S108
ausgeführt
(S120) und die Verarbeitung wird beendet.
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Wie
zuvor beschrieben, sind die Elektroden, die dem positiven Anlegen
bei S108 und dem negativen Anlegen bei S118 unterzogen wurden, lediglich die
als Elektroden mit Anlegung festgelegten Stimulationselektroden 17 der
im Berührungsgebiet
befindlichen Stimulationselektroden 17. Dies wird speziell mit
Bezug auf die 6A und 6B beschrieben.
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6A ist
eine Darstellung, die ein Beispiel zeigt, bei dem ein Berührungsgebiet 31 teilweise
ein Gebiet (vorbestimmtes Gebiet) 33 überlappt, das einen Bedienknopf
anzeigt, und 6B ist eine Darstellung, die
ein Beispiel zeigt, bei dem ein Berührungsgebiet 31 eine
Position überlappt,
bei der Streifenmuster angezeigt sind.
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Der
Fall von 6B ist ein Zustand, bei dem das
Berührungsgebiet 31 teilweise
ein Gebiet (vorbestimmtes Gebiet) 33 überlappt, das schwarze Linien von
Streifenmustern anzeigt. Große
schwarze Punkte stellen im Berührungsgebiet
befindliche Elektroden 35a mit Anlegung dar, hingegen stellen
große weiße Punkte
im Berührungsgebiet
befindliche Elektroden 35b ohne Anlegung dar. Kleine schwarze Punkte
stellen nicht im Berührungsgebiet
befindliche Elektroden 35c mit Anlegung dar, hin gegen stellen kleine
weiße
Punkte nicht im Berührungsgebiet
befindliche Elektroden 35d ohne Anlegung dar. Bei S108
und S118 wird die Spannung lediglich an die Elektroden angelegt,
die sich im Berührungsgebiet und
in dem vorbestimmten Gebiet 33 befinden, das dem Bild entspricht
(diejenigen, die als Elektroden mit Anlegung festgelegt sind, d.
h. lediglich an die Stimulationselektroden 35a, die durch
die großen schwarzen
Punkte dargestellt sind, und an die übrigen Stimulationselektroden 35b, 35c, 35d wird
keine Spannung angelegt.
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Als
Folge des zuvor Beschriebenen ergibt sich eine zeitliche Änderung
der angelegten Spannung wie durch eine Wellenform in 7 dargestellt. Ein
oberer Graph in 7 bezeichnet die zeitliche Änderung
des Berührungsdrucks,
wobei die horizontale Achse die Zeit bezeichnet und die vertikale
Achse den Druck bezeichnet. Ein unterer Graph gibt die zeitliche Änderung
des elektrischen Stroms entsprechend dem Berührungsdruck an, wobei die horizontale
Achse die Zeit angibt, übereinstimmend
zu der im oberen Graph, und die vertikale Achse den elektrischen
Strom angibt.
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Zuerst
wird in einem vorbestimmten Zeitraum unmittelbar nach einer Berührung (der
Bereich von 201 in der Figur), lediglich einmal das positive Anlegen
mit einem Impuls einer Rechteckswellenform mit einer Impulsbreite
von 500 μsec
durchgeführt.
Danach wird, während
eines durchgehenden Zeitraums der Berührung (dem Bereich von 203 in der
Figur), das intermittierende negative Anlegen mit Rechteckimpulsen
von einer Impulsbreite von 500 μsec
und der Frequenz von ca. 50 bis 200 Hz durchgeführt. Während dieses Zeitraums erfasst
das Druckerfassungsglied 9 den Berührungsdruck, und die Frequenz
wird je nach Notwendigkeit derart geändert, dass die Frequenz mit
einer Erhöhung
des Berührungsdrucks
zunimmt und die Frequenz mit einer Verringerung des Berührungsdrucks
abnimmt.
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Unmittelbar
vor Ende der Berührung
(im Bereich von 205 in der Figur) wird das positive Anlegen lediglich
einmal mit einem Rechteckimpuls mit einer Impulsbreite von 500 μsec durchgeführt. Jedoch
wird hier das positive Anlegen unter der Annahme durchgeführt, dass
ein Zeitpunkt, bei dem der durch das Berührungserfas sungsglied 9 erfasste
Berührungsdruck
niedriger wird als der vorbestimmte Druck, ein Zeitpunkt unmittelbar
vor dem Ende der Berührung ist.
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Die
Funktions- und Wirkungsweise der zuvor beschriebenen Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 wird
nachfolgend beschrieben. Als erstes werden, gemäß dem Mechanismus des über ein
Berührungsgefühl verfügenden menschlichen
Fingers, wenn die Fingerspitze eines Menschen einer Vibration unterzogen
wird, Nerven stimuliert, die in Richtung senkrecht zur Haut verlaufen.
Wenn die Fingerspitze eines Menschen einem Druck ausgesetzt wird,
werden Nerven stimuliert, die sich in Richtung parallel zur Haut
erstrecken.
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Umgekehrt
fühlt,
wenn in Richtung senkrecht zur Haut verlaufende Nerven an der Fingerspitze
stimuliert werden, ein Mensch eine Vibration an der Fingerspitze.
Wenn Nerven, die in Richtung parallel zur Haut verlaufen, stimuliert
werden, fühlt
ein Mensch einen Druck an der Fingerspitze. Die Nerven, die in Richtung
senkrecht zur Haut verlaufen, können
dadurch stimuliert werden, dass man einen elektrischen Strom in
Richtung von der Außenseite
zur Fingerspitze hin fließen
lässt (nachfolgend
als "positiver Strom" bezeichnet). Die
Nerven, die in Richtung parallel zur Haut verlaufen, können stimuliert
werden, indem man einen elektrischen Strom in Richtung von der Fingerspitze
nach außen
hin fließen
lässt (nachfolgend
als "negativer Strom" bezeichnet).
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Damit
dem Benutzer die zuvor beschriebenen Gefühle durch den positiven Strom
und durch den negativen Strom vermittelt werden, ist es effektiv, einen
elektrischen Strom intermittierend mit Rechteckimpulsen von vorbestimmter
Impulsbreite und vorbestimmter Frequenz fließen zu lassen. Insbesondere
sind sowohl der positive Strom als auch der negative Strom vorzugsweise
intermittierende elektrische Ströme
mit einer Impulsbreite von ca. 500 μsec, einer Frequenz von ca.
50 bis 200 Hz und einer Stromstärke
von ca. 2 mA.
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Wenn
der negative Strom intermittierend in Rechteckwellenform fließt, nimmt
mit einer Erhöhung der
Frequenz des negativen Stroms der von einem Menschen ge fühlte Druck
zu, und mit Abnahme der Frequenz nimmt der von einem Menschen gefühlte Druck
ab. In Anbetracht des zuvor beschriebenen Mechanismus wird nachfolgend
die Funktions- und Wirkungsweise der Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 beschrieben.
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Bei
der Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 kommt, wenn der Finger 2 des
Benutzers den transparenten leitenden Film berührt, um die Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 zu
bedienen, der Finger in Berührung
mit den Stimulationselektroden 17, die auf dem transparenten
leitenden Film 5 angeordnet sind. Wenn der Finger 2 des
Benutzers eine als Elektrode mit Anlegung festgelegte Stimulationselektrode
von den Stimulationselektroden berührt, wird eine Spannung, die
sich wie dargestellt im Graph von 7 mit der
Zeit wellenförmig
verändert,
zwischen der Stimulationselektrode 17 und der nicht-erfassenden
Elektrode 11 angelegt. Dieses Anlegen einer Spannung führt dazu,
dass ein elektrischer Strom einer Wellenform, die der Wellenform
der angelegten Spannung ähnlich
ist, durch den Finger 2 des Benutzers fließt.
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Beispielsweise
sei ein Fall betrachtet, bei dem der Finger 2 des Benutzers
einen auf der Anzeigeeinrichtung 3 angezeigten Bedienknopf
bedient. Um einen virtuellen Bedienknopf auf der Anzeigeeinrichtung 3 zu
bedienen, berührt
der Finger 2 des Benutzers ein Gebiet des transparenten
leitenden Films 5, das einem Gebiet entspricht, auf dem
der Bedienknopf angezeigt wird. Die Stimulationselektroden 17 in
diesem Gebiet sind entsprechend dem Bedienknopf als Elektroden mit
Anlegung festgelegt, und der Finger 2 des Benutzers berührt diese
Stimulationselektroden 17.
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Als
erstes fließt,
unmittelbar nachdem der Finger 2 des Benutzers den Bedienknopf
berührt
(im Bereich von 201 in 7), der
positive Strom durch den Finger 2, woraufhin der Benutzer
das Gefühl
einer Vibration hat. Dies gibt dem Benutzer ein Gefühl, als
wenn der Finger auf den Bedienknopf auftrifft. Als nächstes lässt man,
während
eines kontinuierlichen Zeitraums der Berührung mit dem Bedienknopf (dem Bereich
von 203 in 7), den negativen Strom intermittierend
mit einer Frequenz von ca. 50 bis 200 Hz durch den Finger 2 fließen, wodurch
der Benutzer einen Druck fühlt.
Dies verursacht, dass der Benutzer ein Gefühl hat, als wenn der Finger
den Bedienknopf herunterdrückt
und eine Reaktionskraft vom Bedienknopf empfängt.
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Wenn
der Druck des durch den Benutzer erfolgenden Herunterdrückens des
Bedienknopfes verändert
wird, verändert
sich die Frequenz des elektrischen Stroms gemäß der Änderung des Drucks, wodurch
der Benutzer ein Gefühl
hat, als wenn sich die Reaktionskraft des Bedienknopfes gemäß der Herunterdrückkraft
des Fingers ändert.
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Unmittelbar
bevor der Finger 2 des Benutzers den Bedienknopf verlässt (im
Bereich von 205 in 7), fließt der positive
Strom durch den Finger 2, woraufhin der Benutzer eine Vibration
fühlt.
Dies bedingt, dass der Benutzer ein Gefühl hat, als wenn der Finger
vom Bedienknopf jeden Moment weggestoßen wird, bei dem der Finger
den Bedienknopf verlässt.
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Auf
diese Weise ist die Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 so
konfiguriert, dass, wenn der Benutzer einen virtuellen Gegenstand
bedient, der als ebenes Bild auf der Anzeigeeinrichtung 3 angezeigt
wird der/die Benutzer/in ein solches Bediengefühl hat, als würde er oder
sie einen realen Gegenstand bedienen.
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Bei
der Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 wird, wenn der Finger 2 des
Benutzers eine als Elektrode mit Anlegung festgelegte Elektrode
von den Stimulationselektroden 17 berührt, die zuvor erwähnte Spannung
an diesen angelegt. Andererseits wird, wenn der Finger 2 des
Benutzers eine als Elektrode ohne Anlegung festgelegte Elektrode
von den Stimulationselektroden 17 berührt, keine Spannung an diesen
angelegt.
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Die
Festlegung der Anordnung von Elektroden mit Anlegung und Elektroden
ohne Anlegung erfolgt gemäß einem
auf der Anzeigeeinrichtung 3 angezeigten Bild. Beispielsweise
ist die Festlegung derart, dass Elektroden mit Anlegung einem Gebiet entsprechen,
das mit einem auf der Anzeigeeinrichtung 3 angezeigten
Gegenstand übereinstimmt,
und Elektroden ohne Anlegung dem übrigen Gebiet entsprechen.
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Diese
Festlegung erlaubt, dass der Benutzer ein solches Berührungsgefühl hat,
dass in dem einen angezeigten Gegenstand aufweisenden Bereich ein Gegenstand
vorhanden ist und dass im übrigen
Bereich kein Gegenstand vorhanden ist, und zwar durch eine Tastempfindung
am Finger, wodurch dem Benutzer ein realistisches Bediengefühl vermittelt
wird. Da die Position des Gegenstandes dem Benutzer durch Tastempfindungen
vermittelt wird, kann sogar eine Person mit Sehbehinderung oder
dergleichen diese problemlos bedienen.
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Der
Finger 2 des Benutzers berührt häufig den transparenten leitenden
Film 5 in einem Berührungsgebiet,
das einen gewissen Flächeninhalt
hat, und dabei berührt
der Finger 2 des Benutzers eine Mehrzahl von Stimulationselektroden 17,
die sich im Berührungsgebiet
befinden. Bei der Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 geben,
da lediglich diejenigen Stimulationselektroden 17, die
sich in einem Bereich befinden, der einem Bild des Gegenstandes
entspricht, der im Berührungsgebiet
befindlichen Stimulationselektroden 17 als Elektroden mit
Anlegung festgelegt sind, lediglich diese Stimulationselektroden 17 dem Benutzer
das Tastgefühl
einer Berührung
mit dem Gegenstand. Daher kann beispielsweise, falls das Berührungsgebiet
ein Gebiet ist, das über
einen Rand eines auf der Anzeigeeinrichtung 3 angezeigten
Gegenstandes hinweg verläuft,
wie in 6A dargestellt, der Benutzer
ein solches Berührungsgefühl haben,
da der Finger den Rand des Gegenstandes berührt.
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Bei
der Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1, wie in 6B dargestellt,
erfolgt die Festlegung der Anordnung der Elektroden mit Anlegung
und der Elektroden ohne Anlegung entsprechend feinen Mustern wie
beispielsweise Streifenmustern. Daher kann der Benutzer, wenn sein
Finger 2 einen Abschnitt berührt, der einem Bild von feinen
Mustern entspricht, ein solches Berührungsgefühl haben, als wenn die feinen
Muster tatsächlich
in unebener Form ausgebildet sind. Wenn man die Festlegung der Anordnung
von Elektroden ohne Anlegung und Elektroden mit Anlegung gemäß dem Material
eines auf der Anzeigeeinrichtung 3 angezeigten Gegenstandes
(z. B. Holz oder Stoff) verändert,
kann der Benutzer das Material des Gegenstandes durch Tastempfindungen fühlen.
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Die
Erfindung kann auf verschiedene Arten modifiziert werden, ohne dass
eine Einschränkung auf
die zuvor beschriebenen Ausführungsformen
besteht. Beispielsweise war die Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 konfiguriert,
um das positive Anlegen mittels eines einzigen Impulses durchzuführen, unmittelbar
nachdem der Finger 2 des Benutzers den transparenten leitenden
Film 5 berührt,
jedoch ist es ebenfalls möglich,
eine Konfiguration zu verwenden, bei der der Zeitpunkt des positiven
Anlegens auf einen vorbestimmten Zeitraum unmittelbar nach einer Berührung festgelegt
ist, bei der die Anzahl der Impulse auf zwei oder mehr festgelegt
ist und bei der das positive Anlegen mit einer Mehrzahl von Impulsen
von vorbestimmter Frequenz durchgeführt wird. In gleicher Weise
kann die Impulsanzahl für
das positive Anlegen unmittelbar vor dem Ende der Berührung ebenfalls
auf zwei oder mehr festgelegt werden. Der vorbestimmte Zeitraum
ist vorzugsweise auf ca. 0,1 sec festgelegt, in Anbetracht dessen,
dass dem Benutzer ein realistisches Vibrationsgefühl vermittelt werden
soll.
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Die
Touchpanel-Anzeigevorrichtung 1 ist konfiguriert, um den
Berührungsdruck
mittels des Druckerfassungsgliedes 9 zu erfassen und die
Frequenz der angelegten Spannung gemäß dem Berührungsdruck zu verändern, jedoch
sei angemerkt, dass das Berührungserfassungsglied 9 und
das Verändern
der Frequenz gemäß dem Berührungsdruck bei
der Erfindung nicht unbedingt vorhanden sein müssen.