JP2002236543A - Input device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、入力装置に係り、
特に使用者の押圧による入力操作時に力覚が使用者に帰
還されるように構成された入力装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an input device,
In particular, the present invention relates to an input device configured so that a force sense is returned to a user at the time of an input operation by a user's pressing.
【0002】[0002]
【従来の技術】指で入力操作を行なうようにしたタッチ
パネルやタッチパッドが電子機器の入力装置として用い
られている。このようなタッチパネルやタッチパッドに
おいて、特開平9−251347号公報に開示されてい
るように、タッチパッドの下にパンタグラフ状の金具を
配し、これによってクリック感等の力覚を持たせるよう
にすることが提案されている。また、特開2000−1
15306号公報には、タッチパネル上に透明な反転板
を配し、このような反転板によってクリック感を得るよ
うにした構造が提案されている。2. Description of the Related Art A touch panel or a touch pad in which an input operation is performed with a finger is used as an input device of an electronic device. In such a touch panel or a touch pad, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-251347, a pantograph-shaped metal fitting is arranged below the touch pad to thereby give a sense of force such as a click feeling. It has been proposed to. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-1
No. 15306 proposes a structure in which a transparent reversing plate is arranged on a touch panel, and a click feeling is obtained by such a reversing plate.
【0003】また、特開平11−327756号公報や
特開平11−327786号公報、或いは特開2000
−49913号公報等には、タッチパネルの表示面上に
突起を設け、使用者に触覚情報を与えるようにした構造
が提案されている。このような構造は、予め表面に突起
を形成しておき、その位置に対応して釦等の表示機構を
表示部に表示させるものである。Further, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 11-327756 and 11-327786, and
No.-49913 and the like propose a structure in which projections are provided on the display surface of a touch panel to provide tactile information to a user. In such a structure, a projection is formed on the surface in advance, and a display mechanism such as a button is displayed on the display unit in accordance with the position.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】特開平9−25134
7号公報に係る方法は、パンタグラフ状の金具を構成す
る構成部品のための空間が必要となり、これによってタ
ッチパッドの薄型化が阻害される。また、機能が無効な
時でも反力をタッチパッドが返すために、使用者が混乱
してしまうという問題がある。また、特開2000−1
15306号公報の方法においても、無効なキ−操作に
対して反力を返してしまい、あたかも操作が受入れられ
たようにとらえられ、混乱してしまうという問題があっ
た。また、これらの構造は、反力を返す以外に、振動や
パルス呼応のような力覚的情報を伝えることができない
という欠点がある。Problems to be Solved by the Invention Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-25134
The method according to Japanese Patent Publication No. 7 requires space for components constituting a pantograph-shaped metal fitting, which hinders reduction in thickness of the touch pad. In addition, even when the function is disabled, the reaction force is returned by the touchpad, so that the user is confused. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-1
Also in the method disclosed in Japanese Patent No. 15306, there is a problem in that a reaction force is returned to an invalid key operation, and the operation is perceived as being accepted, resulting in confusion. In addition, these structures have a disadvantage that, besides returning a reaction force, they cannot transmit haptic information such as vibration or pulse response.
【0005】特開平11−327756号公報や特開平
11−327786号公報、或いは特開2000−49
913号公報の構成は、表示項目が少ない画面におい
て、入力待ちの領域でない個所にも突起が配されること
になり、使用者が触覚に頼って入力を行なう際に混乱を
生ずる。また本来、入力イベント待ち領域等の必要な個
所のみに対して、その都度突起を設けることが出来なか
った。[0005] JP-A-11-327756 and JP-A-11-327786, or JP-A-2000-49
In the configuration of Japanese Patent Publication No. 913, projections are also arranged at positions other than the input waiting area on a screen having a small number of display items, and confusion occurs when the user performs input by relying on tactile sensation. Originally, it was not possible to provide a projection only for a necessary portion such as an input event waiting area each time.
【0006】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、使用者の入力操作に対して、使用者の
触覚に力覚による帰還を可能にした入力装置を提供する
ことを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide an input device which enables a user to return to the tactile sensation by force in response to an input operation by the user. Aim.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本願の一発明は、非圧縮
液体が封止された封止構造と非圧縮液体を加熱及び又は
冷却する熱源とから成る力覚帰還機構を有する入力装置
に関するものである。SUMMARY OF THE INVENTION One aspect of the present invention relates to an input device having a haptic feedback mechanism including a sealing structure in which an incompressible liquid is sealed and a heat source for heating and / or cooling the incompressible liquid. It is.
【0008】また、本願の他の一発明は、非圧縮液体が
封止された封止構造と該非圧縮液体を圧縮する加圧源と
から成る力覚帰還機構を有する入力装置に関するもので
ある。その帰還される力覚が単なる振動や膨出により動
作し、或いは周期的な振動、任意の波形振動、ステップ
により動作する。Another aspect of the present invention relates to an input device having a force sense feedback mechanism including a sealing structure in which a non-compressed liquid is sealed and a pressure source for compressing the non-compressed liquid. The returned force sense operates by simple vibration or bulge, or operates by periodic vibration, arbitrary waveform vibration, or steps.
【0009】ここで入力装置はタッチパネルであってよ
く、また表側が透明または半透明の部材から構成され、
表示装置と組み合わせて使用してよい。Here, the input device may be a touch panel, and the front side is made of a transparent or translucent member.
It may be used in combination with a display device.
【0010】更にまた力覚を発生する部位がダイアフラ
ムから成り、気体の発生に伴う非圧縮液体の内圧の変化
によって前記ダイアフラムが力覚を発生するようにして
よい。[0010] Furthermore, the portion that generates a force sensation may comprise a diaphragm, and the diaphragm may generate a force sensation by a change in the internal pressure of the non-compressed liquid accompanying the generation of gas.
【0011】そして熱源に対して通電することによって
非圧縮液体が加熱、蒸発して気体を生成し、また加熱が
除去されることによって非圧縮液体が元の性状に戻る可
逆反応であることが好適である。熱源としては、電気抵
抗体であってもよく、ペルチェ素子であってもよい。特
に後者のペルチェ素子を用いると、印加電圧の極性によ
り加熱及び冷却を同一の素子で行うことができる。[0011] It is preferable that the non-compressed liquid is heated and evaporated by applying a current to the heat source to generate a gas, and that the non-compressed liquid returns to its original property by removing the heating. It is. The heat source may be an electric resistor or a Peltier element. In particular, when the latter Peltier element is used, heating and cooling can be performed by the same element depending on the polarity of the applied voltage.
【0012】そしてまた、加圧源に対して通電すること
によって非圧縮液体に圧力が付与され、前記ダイアフラ
ムを膨出させ、通電を遮断することによって前記ダイア
フラムの膨出を消滅させるようにしてもよい。その加圧
源は前記封止構造部の内部に封止してもよく、加圧源が
封止構造部である本体とは別の副室とで構成し、前記本
体と前記副室とを連通手段によって連通させ、加圧源の
作動に伴う圧力上昇が前記連通手段を介して本体側に伝
達されるようにすることもできる。前者の場合、加圧源
と表示部との間を仕切るようにセパレ−タを配し、表示
部側のみを膨出させることが好ましい。Further, by applying a current to the pressurizing source, a pressure is applied to the non-compressed liquid to cause the diaphragm to swell and cut off the swelling to eliminate the swelling of the diaphragm. Good. The pressurizing source may be sealed inside the sealing structure, and the pressurizing source is configured with a sub-chamber separate from the main body that is the sealing structure, and the main body and the sub-chamber are It is also possible to make the communication by means of the communication means, so that a pressure increase accompanying the operation of the pressurizing source is transmitted to the main body through the communication means. In the former case, it is preferable to dispose a separator so as to partition between the pressure source and the display unit, and to swell only the display unit side.
【0013】また、前記封止構造を複数のセパレータで
複数の小空間に分割して複数の力覚帰還機構を並置、構
成してもよく、それらの小空間内に熱源を設け、非圧縮
液体に接触させ、これによって蒸発気体の生成を制御す
ることができる。この場合に外部に設けられている切換
え回路によって前記複数の力覚帰還機構の切換えを行な
うようにすることが好ましい。Further, the sealing structure may be divided into a plurality of small spaces by a plurality of separators, and a plurality of force feedback mechanisms may be juxtaposed and configured. A heat source is provided in these small spaces and the non-compressed liquid is provided. To control the generation of evaporative gas. In this case, it is preferable that the plurality of force feedback mechanisms be switched by a switching circuit provided outside.
【0014】更にまた、入力操作が行なわれる予定の領
域で気体を発生させて入力待機状態であることを知らせ
るようにしてよい。また気体が発生して入力待機状態の
領域を入力操作すると気体が消滅するようにしてよい。
また視覚帰還機構、聴覚帰還機構、その他の感覚の帰還
機構が前記力覚帰還機構とともに併用されるようにする
ことができる。Further, gas may be generated in an area where an input operation is to be performed, so as to notify that the apparatus is in an input standby state. When gas is generated and an input operation is performed in an area in an input standby state, the gas may disappear.
In addition, a visual feedback mechanism, an auditory feedback mechanism, and other sensation return mechanisms can be used together with the haptic feedback mechanism.
【0015】本願に含まれる発明の好ましい態様は、非
圧縮液体及びこれを加熱して蒸発気体を発生させるため
の熱源とこれらを封止する封止構造を備える力覚帰還機
構であり、また、本願に含まれる発明の他の好ましい態
様は、非圧縮液体及びこれを加圧する加圧源を封止した
封止構造を備える力覚帰還機構であって、このような力
覚帰還機構をタッチパネルあるいは表示機構の少なくと
もどちらかと組合わせた構造、およびその反応を制御す
るための回路を含めたシステムに関する。A preferred embodiment of the invention included in the present application is a haptic feedback mechanism including an uncompressed liquid, a heat source for heating the same and generating a vaporized gas, and a sealing structure for sealing them. Another preferred embodiment of the invention included in the present application is a haptic feedback mechanism including a sealing structure that seals a non-compressed liquid and a pressurizing source that pressurizes the liquid, and the haptic feedback mechanism includes a touch panel or The present invention relates to a structure including at least one of a display mechanism and a system including a circuit for controlling a reaction of the structure.
【0016】このような態様によれば、タッチパネル等
における入力操作に対する力覚による帰還機構の具現化
が達成される。また同時に触覚による位置認識とその制
御とを可能にする。また前記態様による力覚的帰還機能
は、表示画面による視覚的帰還、あるいは音声、音楽に
よる聴覚的帰還と組合わせて使用でき、使用者は使用状
態に合わせてこれらの帰還の形態を選択することができ
る。使用者にとっては、視覚、聴覚に頼らず触覚あるい
は力覚による確認を行なうことができ、素早くかつ確実
な機器操作が可能になり、いらいらすることがなくな
る。とくに視覚や聴覚にハンディキャップをもっている
使用者にとっては、触覚や力覚による帰還は非常に有効
である。According to such an embodiment, the realization of a feedback mechanism based on a force sense for an input operation on a touch panel or the like is achieved. At the same time, position recognition by tactile sensation and its control are enabled. In addition, the haptic feedback function according to the above aspect can be used in combination with visual feedback by a display screen, or auditory feedback by voice or music, and the user can select these return modes according to the use state. Can be. For the user, confirmation by touch or force can be performed without relying on sight or hearing, and quick and reliable operation of the device becomes possible, and no irritations are caused. Tactile or haptic feedback is very effective, especially for users with visual or hearing handicap.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の入力装置を図示の
各種の実施形態によって説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The input device of the present invention will be described below with reference to various embodiments shown in the drawings.
【0018】実施形態1 先ず、第1実施形態の入力装置を図1〜図9によって説
明する。First Embodiment First, an input device according to a first embodiment will be described with reference to FIGS.
【0019】図1は本発明の第1実施形態の力覚帰還シ
ートを備えた入力装置の正面図、図2は図1に示した入
力装置の一部拡大正面図、図3は図1に示した入力装置
の表示部の分解斜視図、図4は図1に示した入力装置の
表示部の断面側面図、図5は図4に示した表示部を構成
する本発明の第1実施形態の力覚帰還シ−トの断面側面
図、図6は図5に示した力覚帰還シ−トが作動した状態
を示した断面側面図、図7は図5に示した力覚帰還シ−
トの動作を説明するための図であって、同図Aはその気
体が発生した状態を要部の拡大断面側面図、同図Bはそ
の気体が消滅した状態を示す要部の拡大断面側面図、そ
して図8は図5に示した力覚帰還シ−トの力覚帰還動作
を示すグラフである。FIG. 1 is a front view of an input device having a force feedback sheet according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged front view of the input device shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view of the display unit of the input device shown, FIG. 4 is a cross-sectional side view of the display unit of the input device shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a first embodiment of the present invention which constitutes the display unit shown in FIG. FIG. 6 is a sectional side view showing a state in which the force-feedback sheet shown in FIG. 5 is operated, and FIG. 7 is a force-feedback sheet shown in FIG.
FIG. A is an enlarged cross-sectional side view of a main part showing a state in which the gas is generated, and FIG. B is an enlarged cross-sectional side view of a main part showing a state in which the gas has disappeared. FIG. 8 and FIG. 8 are graphs showing the haptic feedback operation of the haptic feedback sheet shown in FIG.
【0020】本発明の入力装置1Aは、情報端末等の小
型携帯機器、カーナビゲーションシステム、コンピュー
タ等のタッチパネルと組合わせた表示装置、電子機器な
どのリモートコマンダ或いはタッチパッド等の位置情報
機器に応用可能な入力装置に関するものである。The input device 1A of the present invention is applied to a small portable device such as an information terminal, a car navigation system, a display device combined with a touch panel such as a computer, a remote commander such as an electronic device, or a position information device such as a touch pad. It concerns a possible input device.
【0021】この入力装置1Aは、図1に示したよう
に、扁平な直方体状をなす外筐10を備えるとともに、
外筐10の両側端にはそれぞれフレ−ム11が結合され
て補強されている。そして外筐10の上面にはタッチパ
ネルを兼用する表示部12が設けられている。この表示
部12の下側には入力パネル13が設けられると共に、
入力パネル13の下方に複数の操作釦14が配されてい
る。As shown in FIG. 1, the input device 1A includes an outer casing 10 having a flat rectangular parallelepiped shape.
Frames 11 are respectively connected to both ends of the outer casing 10 and reinforced. On the upper surface of the outer casing 10, a display unit 12 which is also used as a touch panel is provided. An input panel 13 is provided below the display unit 12, and
A plurality of operation buttons 14 are arranged below the input panel 13.
【0022】ここで表示部12を構成するタッチパネル
は、図2に示すようにスタイラスのような指示具18に
よって入力を行なうか、使用者の指19によって直接入
力を行なうようになされている。指示具18や指19に
よる入力が容易に行えるように、表示部12にアイコン
20が表示される。従って、アイコン20をスタイラス
18や指19で触ることによって所定の入力動作を行う
ことができる。As shown in FIG. 2, the touch panel constituting the display unit 12 is configured to make an input with a pointing tool 18 such as a stylus or to make a direct input with a finger 19 of a user. An icon 20 is displayed on the display unit 12 so that the input with the pointing tool 18 or the finger 19 can be easily performed. Therefore, a predetermined input operation can be performed by touching the icon 20 with the stylus 18 or the finger 19.
【0023】表示部12は、図3および図4に示すよう
に、下から表示パネル24、タッチパネル用スイッチシ
ート25、本発明の第1実施形態の力覚帰還シ−ト26
Aの3層構造から構成されている。その表示パネル24
は所定の表示を行なうようになされており、タッチパネ
ル用スイッチシ−ト25は入力操作を伴ってスイッチン
グ動作を行なうように構成されている。As shown in FIGS. 3 and 4, the display unit 12 includes a display panel 24, a switch sheet 25 for a touch panel, and a haptic feedback sheet 26 according to the first embodiment of the present invention.
A has a three-layer structure. The display panel 24
Are designed to perform a predetermined display, and the touch panel switch sheet 25 is configured to perform a switching operation with an input operation.
【0024】ここで言うタッチパネル用スイッチシ−ト
25には、抵抗膜式、その他の方式がある。また、表示
パネル24としては、液晶ディスプレイ、有機ELディ
スプレイ、CRT(Cathode Ray Tube)
ディスプレイ等、平面ディスプレイや曲面ディスプレイ
等がある。そして、力覚帰還シ−ト26Aは後記するよ
うに入力操作に応じた力覚の帰還のための動作を行なう
ように構成されている。The touch panel switch sheet 25 mentioned here includes a resistive film type and other types. The display panel 24 includes a liquid crystal display, an organic EL display, a CRT (Cathode Ray Tube).
There are flat displays and curved displays such as displays. The haptic feedback sheet 26A is configured to perform an operation for haptic feedback according to an input operation as described later.
【0025】このような表示パネル24、タッチパネル
用スイッチシート25及び力覚帰還シ−ト26Aは、図
4に示したように、重ね合わされ、外筐10に収められ
て使用される。As shown in FIG. 4, the display panel 24, the switch sheet 25 for the touch panel, and the haptic feedback sheet 26A are overlapped and used in the outer casing 10.
【0026】入力装置1Aはその表示部12上にタッチ
パネル機能を具備し、表示部12の表示によって映出さ
れた釦、スイッチ、メニュ−、アイコン等の位置に応じ
て、タッチパネル用スイッチシート25からの入力イベ
ントを受付けるようになっている。ここで入力イベント
はタッチパネル用スイッチシート25に、図2に示すよ
うに、使用者の指19やスタイラス18によって入力さ
れる。The input device 1A has a touch panel function on the display unit 12, and switches the touch panel switch sheet 25 according to the positions of buttons, switches, menus, icons, and the like projected on the display unit 12. To accept input events. Here, the input event is input to the touch panel switch sheet 25 by the user's finger 19 or stylus 18, as shown in FIG.
【0027】このような操作の際に、従来技術のタッチ
パネルでは、そのタッチパネル自体の押下げ力P−変位
δカーブでは、図8において、1で示すような直線的な
P−δカーブになる。また、抵抗膜式タッチパネル等の
場合には、1よりも若干ストロ−クを持った2のP−δ
カーブになる。この場合に、何れも使用者にはどの時点
でタッチパネルがONになって入力イベントが発生した
か判らない。一方、図8において3で示すような反転機
構及び反転板を用いたタッチパネルの場合には、押込ん
で行くと、或る押下げ力で反力が抜けることによって使
用者はONになったことを認知することができる。At the time of such an operation, in the conventional touch panel, the pressing force P-displacement δ curve of the touch panel itself becomes a linear P-δ curve shown by 1 in FIG. Further, in the case of a resistive touch panel or the like, 2 P-δ having a stroke slightly more than 1
Become a curve. In this case, in any case, the user does not know at which point the touch panel is turned on and an input event has occurred. On the other hand, in the case of a touch panel using a reversing mechanism and a reversing plate as indicated by 3 in FIG. 8, as the user pushes down, the reaction force is released by a certain depressing force, so that the user is turned on. Can be recognized.
【0028】これに対して本発明の入力装置1Aに用い
られる本第1実施形態の力覚帰還シ−ト26Aにおいて
は、加圧時の特性が図8の1または2に近いプロファイ
ルになるが、ON状態になり、入力イベントが発生した
時点で4で示したような押戻しが発生し、このような押
戻しを力覚として帰還され、使用者に入力イベントが発
生したことを確実に伝えるようになされているものであ
る。On the other hand, in the force feedback sheet 26A of the first embodiment used in the input device 1A of the present invention, the characteristics at the time of pressurization have a profile close to 1 or 2 in FIG. , ON state, and when the input event occurs, the push-back as indicated by 4 occurs, and the push-back is returned as a force sense to inform the user that the input event has occurred. It is something that has been done.
【0029】その力覚帰還シ−ト26Aは、図5に示す
ように、基板を構成する背面板30とダイアフラム31
とからなり、これらの間に均一な隙間が形成されるよう
に周辺部にスペ−サ32が配されており、背面板30上
の所定の位置には発熱源33を設けられ、そして背面板
30とダイアフラム31との間の空間に透明或いは半透
明の非圧縮液体34が充填、封止された構造で構成され
ている。このときの内部圧力はほぼ大気圧に等しくして
おく。As shown in FIG. 5, the haptic feedback sheet 26A has a back plate 30 and a diaphragm 31 which constitute a substrate.
A spacer 32 is arranged in the periphery so as to form a uniform gap between them, a heat source 33 is provided at a predetermined position on the back plate 30, and a back plate is provided. The space between the diaphragm 30 and the diaphragm 30 is filled with a transparent or translucent non-compressed liquid 34 and sealed. The internal pressure at this time is set substantially equal to the atmospheric pressure.
【0030】この力覚帰還のための力覚帰還シ−ト26
Aは、図3に示すように、タッチパネル用スイッチシ−
ト25及び表示パネル24も含めた状態で重ね合わせて
使用することを前提としている。The haptic feedback sheet 26 for this haptic feedback
A is a touch panel switch screen as shown in FIG.
It is assumed that they are used in a state where they are overlapped with each other in a state including the display panel 25 and the display panel 24.
【0031】力覚帰還機構に関して、本実施の形態は非
圧縮液体34の加熱による体積の膨張及び冷却による体
積の縮小を利用し、封止された非圧縮液体34中での加
熱による蒸発気体の発生及びその蒸発気体の冷却による
液体化の体積変化を起させ、使用者の指19等に表示面
に対して垂直方向の振動や変位を帰還させることを特徴
としている。Regarding the haptic feedback mechanism, the present embodiment utilizes the expansion of the volume of the non-compressed liquid 34 by heating and the reduction of the volume by cooling, and the evaporating gas generated by heating in the sealed non-compressed liquid 34. It is characterized in that a volume change of liquefaction due to generation and cooling of the vaporized gas is caused, and a vibration or a displacement in a direction perpendicular to the display surface is fed back to the user's finger 19 or the like.
【0032】背面板30としては、例えば、硬質のガラ
ス、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PMMA
(アクリル:ポリメタクリル酸メチル)、PI(ポリイ
ミド)、PE(ポリエチレン)、ポリウレタンのような
プラスチックを用いることが好ましい。As the back plate 30, for example, hard glass, PET (polyethylene terephthalate), PMMA
It is preferable to use plastics such as (acryl: polymethyl methacrylate), PI (polyimide), PE (polyethylene), and polyurethane.
【0033】そして、使用者の指19が接触する表面の
ダイアフラム31としては、例えば、前記のようなPE
T、PMMA、PI、PE、ポリウレタンのような軟質
のプラスチックを用いることができる。As the diaphragm 31 on the surface with which the user's finger 19 contacts, for example, the above-mentioned PE
Soft plastics such as T, PMMA, PI, PE, polyurethane can be used.
【0034】また、発熱源33としては、例えば、透明
性を持つものとしてITO(Indium Tin O
xide)薄膜、非透明性のものとして、例えば、ニク
ロムなどの通電によりジュール熱を発生する高抵抗合金
材料などを用いることができる。As the heat source 33, for example, a material having transparency such as ITO (Indium Tin O) is used.
xide) As the thin film and the non-transparent material, for example, a high-resistance alloy material that generates Joule heat when energized, such as nichrome, can be used.
【0035】更にまた、非圧縮液体34としては、水が
好ましいが、グリセリン、エーテル系であってもよい。
混合溶液または溶質を加えることにより、沸点、粘度、
透明性を調整したものでもよい。The non-compressed liquid 34 is preferably water, but may be glycerin or ether.
By adding a mixed solution or solute, the boiling point, viscosity,
What adjusted transparency may be sufficient.
【0036】また、発熱源33に関して、連続して発熱
させる場合、熱的に飽和状態となり、発生気体の熱力学
的ヒステリシスによる気体残存現象、気体発生量の不足
が問題となる。これを解決するために、発熱源33近傍
に熱溜め、または冷却源を設置し、熱伝導的に接続して
おくことで前記の問題点は使用上解消できる。連続的に
機器を使用する場合、発熱源33の冷却機構を設置する
必要がある。その冷却機構の例としては、金属ケースや
鉄のようなもので熱を急速に吸収できる部材であっても
よく、発熱源と冷却源の機能とを兼ね備えたベルチェ素
子を用いると効果的である。ベルチェ素子は、素子両端
に電圧を印加することで、両端に温度差が生じる素子で
あり、この特性を用いて、発熱源33及び冷却源とする
ことができる。この場合、外部回路より印加電圧の正負
を切り替えることにより、発熱、冷却を時系列的に行な
わせることができる。Further, when the heat source 33 is continuously heated, it is thermally saturated, and the gas remaining phenomenon due to the thermodynamic hysteresis of the generated gas and the shortage of gas generation become problems. In order to solve this, a heat reservoir or a cooling source is installed near the heat source 33 and connected in a thermally conductive manner, so that the above problem can be solved in use. When using the equipment continuously, it is necessary to install a cooling mechanism for the heat source 33. As an example of the cooling mechanism, a member such as a metal case or iron that can rapidly absorb heat may be used, and it is effective to use a Peltier element having both functions of a heat source and a cooling source. . The Peltier element is an element in which a temperature difference is generated between both ends by applying a voltage to both ends of the element, and by using this characteristic, the heat source 33 and the cooling source can be used. In this case, heat generation and cooling can be performed in chronological order by switching the polarity of the applied voltage from an external circuit.
【0037】前記の電気抵抗体の電極である発熱源33
は、それが非透明性のものであれば、有効画面から外れ
た背面板30の外周部に形成し、フレーム11などで目
隠しをするとよい。記すまでもないが、透明電極であれ
ば、このような配慮を払う必要はない。発熱源33は接
続部材を介して後記の図19に示したような制御部、増
幅部などの外部回路に接続される。The heat source 33 which is an electrode of the electric resistor
If it is non-transparent, it may be formed on the outer peripheral portion of the back plate 30 deviating from the effective screen, and may be closed with the frame 11 or the like. Needless to say, such considerations need not be taken for a transparent electrode. The heat source 33 is connected to an external circuit such as a control unit and an amplification unit as shown in FIG.
【0038】次に、本発明の第1実施形態の力覚帰還シ
−ト26Aの力覚帰還動作を説明する。Next, the haptic feedback operation of the haptic feedback sheet 26A according to the first embodiment of the present invention will be described.
【0039】外部の切換え回路の切換えに応じて発熱源
33が通電されると、発熱源33の近傍に接触している
非圧縮液体34が加熱されて蒸発し、気体35が生成す
る。この蒸発気体35が生成されると、空間内の非圧縮
液体34の圧力が増加するために、ダイアフラム31が
図6に示すように山形に膨出、変形する(以下、この現
象を「膨出」と記す)。発熱源33に対する通電を遮断
すると、図7Aに示した膨出状態から図7Bに示した状
態に変化し、発熱源33上の蒸発気体35が消滅する。
このような原理によって、発熱源33近傍の非圧縮液体
34を蒸発気体35に変換することによって、力覚の帰
還が行われる。When the heat source 33 is energized in accordance with the switching of the external switching circuit, the non-compressed liquid 34 in contact with the vicinity of the heat source 33 is heated and evaporated, and gas 35 is generated. When the evaporating gas 35 is generated, the pressure of the non-compressed liquid 34 in the space increases, so that the diaphragm 31 swells and deforms as shown in FIG. 6 (hereinafter, this phenomenon is referred to as “swelling”). "). When the power supply to the heat source 33 is cut off, the swelling state shown in FIG. 7A changes to the state shown in FIG. 7B, and the evaporated gas 35 on the heat source 33 disappears.
By converting the non-compressed liquid 34 in the vicinity of the heat source 33 into the evaporated gas 35 based on such a principle, the feedback of the force sense is performed.
【0040】従って、このようなダイアフラム31の膨
出が使用者の指19に伝達され、入力イベントの発生に
対する力覚的な帰還が生じる。そしてこのような帰還動
作から成る帰還作用を入力イベントの発生や画面表示と
同期させることによって、力覚帰還の機能が達成され
る。Accordingly, the bulging of the diaphragm 31 is transmitted to the user's finger 19, and a haptic feedback on the occurrence of the input event occurs. Then, by synchronizing the feedback action composed of such a feedback action with the occurrence of an input event and the screen display, the function of force feedback is achieved.
【0041】実施形態2 次に、図9乃至図11を用いて、本発明の入力装置に用
いることができる第2実施形態の力覚帰還シ−トを説明
する。Embodiment 2 Next, a haptic feedback sheet according to a second embodiment which can be used in the input device of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0042】図9は本発明の第2実施形態の力覚帰還シ
−トの断面平面図、図10は図9に示した力覚帰還シ−
トのA―A線上における断面側面図、そして図11は入
力操作が異なる状態の図1に示した入力装置の一部拡大
正面図である。FIG. 9 is a sectional plan view of a haptic feedback sheet according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a haptic feedback sheet shown in FIG.
FIG. 11 is a partially enlarged front view of the input device shown in FIG. 1 in a state where the input operation is different, along the line AA of FIG.
【0043】第1実施形態の力覚帰還シ−ト26Aで
は、ダイアフラム31の帰還による膨出領域が表示面の
全面であったが、例えば、図11に示すように指19を
2本使用して入力操作を行なう場合に、それぞれの指1
9に個別に帰還を与えることができなかった。In the force feedback sheet 26A of the first embodiment, the swelling area due to the return of the diaphragm 31 is the entire display surface. For example, as shown in FIG. 11, two fingers 19 are used. Each finger 1
9 could not be returned individually.
【0044】そこで、この実施形態の力覚帰還シ−ト2
6Bにおいては、図9に示すように、背面板30とダイ
アフラム31との間にセパレ−タ40を立設して力覚帰
還シ−トの内部を複数の密閉の小空間36で形成し、こ
れらを配列した形とし、しかも個々の小空間36にそれ
ぞれ発熱源33を設置し、非圧縮液体34を封止した構
造で構成されている。そして、それぞれの小空間36の
発熱源33は外部に配設されているドライバ50に接続
されている。Therefore, the haptic feedback sheet 2 of this embodiment
In FIG. 6B, as shown in FIG. 9, a separator 40 is erected between the back plate 30 and the diaphragm 31 to form the inside of the force-feedback sheet by a plurality of sealed small spaces 36. These are arranged in a form, and a heat source 33 is provided in each small space 36 to seal the non-compressed liquid 34. The heat source 33 in each small space 36 is connected to a driver 50 provided outside.
【0045】このような構造を採ると、それぞれの小空
間36に発熱源33を必要となるが、外部回路から発熱
させる発熱源33を選択的に切り換えることができ、ま
た、入力位置情報と同期させることで使用者の指19が
触れている領域の近傍のみで振動し、動作を与えること
ができる。このことは一小空間36の体積が小さいため
に一小空間36当たりの発熱源33に対して投入される
電力が少なくて済むため、全体として省電力化が図れ
る。また、使用者の指が触れている領域近傍のみに力覚
帰還が与えられるため、例えば、図11に示したよう
に、2本以上の指19を使用して、機器に指令を与える
操作手順に関しても、該当する指19にのみ力覚帰還を
与えることができ、使用者が触感を通じて機器側の反応
や状況、状態を知ることができる。With such a structure, a heat source 33 is required in each small space 36. However, the heat source 33 for generating heat from an external circuit can be selectively switched, and the heat source 33 can be synchronized with the input position information. By doing so, it vibrates only in the vicinity of the area where the user's finger 19 is touching, and an action can be given. This means that the power supplied to the heat source 33 per small space 36 is small because the volume of the small space 36 is small, so that power saving can be achieved as a whole. In addition, since the haptic feedback is given only to the vicinity of the area touched by the user's finger, for example, as shown in FIG. Also, the force feedback can be given only to the corresponding finger 19, and the user can know the reaction, the situation, and the state of the device through the tactile sensation.
【0046】セパレータ40によって区画されるそれぞ
れの小空間36の寸法は、指19がパネル12に触れる
領域の大きさによって、例えば、5mm×5mm程度の
領域とすることが好ましい。これによって外部回路に選
択器を設け、どの小空間36に接続するかを制御するこ
とによって、帰還を返す領域の制御が可能になる。The size of each of the small spaces 36 defined by the separator 40 is preferably, for example, about 5 mm × 5 mm, depending on the size of the area where the finger 19 touches the panel 12. Thus, by providing a selector in the external circuit and controlling which small space 36 is connected, it is possible to control the area in which feedback is returned.
【0047】実施形態3 次に、図12〜図14を用いて、本発明の第3実施形態
の力覚帰還シ−トを説明する。Third Embodiment Next, a haptic feedback sheet according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0048】図12は本発明の第3実施形態の力覚帰還
シ−トを備えた入力装置1Bの一部正面平面図、図13
は本発明の第3実施形態の力覚帰還シ−トを示してい
て、同図Aはその入力待ち状態にある断面側面図、同図
Bはその入力された状態にある断面側面図、同図Cは力
覚が帰還された状態の断面側面図、そして図14は図1
3に示した力覚帰還シ−トの押下げ力とダイアフラムの
変位との関係を示すグラフである。FIG. 12 is a partial front plan view of an input device 1B having a haptic feedback sheet according to a third embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 7A shows a force feedback sheet according to a third embodiment of the present invention. FIG. 7A is a sectional side view in an input waiting state, FIG. 6B is a sectional side view in an input state. FIG. C is a cross-sectional side view with the haptic feedback, and FIG.
4 is a graph showing the relationship between the pressing force of the haptic feedback sheet shown in FIG. 3 and the displacement of the diaphragm.
【0049】この第3実施形態の力覚帰還シート26C
の内部構造は前記の第2実施形態の力覚帰還シ−ト26
Bと同様である。即ち、図13A〜Cに示すように、セ
パレータ40によって区画して複数の小空間36を形成
すると共に、それぞれの小空間36に発熱源33を設
け、非圧縮液体34を封止した構造で構成されている。The haptic feedback sheet 26C of the third embodiment
The internal structure of the second embodiment is the haptic feedback sheet 26 of the second embodiment.
Same as B. That is, as shown in FIGS. 13A to 13C, a plurality of small spaces 36 are formed by being divided by the separator 40, and a heat source 33 is provided in each of the small spaces 36 to seal the non-compressed liquid 34. Have been.
【0050】このような構造において、表示画面の入力
待ち領域に対応する本機構の小空間36を予め発熱状態
にして、本機構の体裁面(表面)を構成するダイアフラ
ム31を図13Aに示したように膨出させた状態にして
おく。従って、この状態を入力操作待領域、例えば、図
12に示した入力装置1Bの表示部12に示すような正
誤の選択を使用者に促す図面中の釦領域からなる入力待
機状態の領域56やメニュー選択領域58等に対応させ
るようにする。In such a structure, the small space 36 of the mechanism corresponding to the input waiting area of the display screen is heated in advance, and the diaphragm 31 constituting the appearance surface (surface) of the mechanism is shown in FIG. 13A. So that it is swollen. Accordingly, this state is changed to an input operation waiting area, for example, an input waiting state area 56 including a button area in the drawing that prompts the user to make a right / wrong selection as shown on the display unit 12 of the input device 1B shown in FIG. It is made to correspond to the menu selection area 58 and the like.
【0051】このような領域56、58において、ダイ
アフラム31が局部的に上方に膨出させた状態にするこ
とによって、使用者は表示自体を見ることなく、その膨
出部分を指19の先端部で感じ取ることができ、指19
の触覚のみによっで探し当てることができる。次の段階
として、この状態で使用者によって入力待機状態の領域
56の操作釦等が図13Bに示すように押込まれた場合
に、これを受けてタッチパネル12が入力を感知し、入
力イベントを発生する。そして、その入力イベントが発
生した時、その帰還動作として図13Cに示すように発
熱を停止し、入力待機状態で発生していた蒸発気体35
を消滅させることによって、内圧が低下して表面の膨出
が消滅する。このような動作により使用者の指19は表
面に対して垂直方向に押し込まれ、このことが使用者の
触覚として感じ取られるため、使用者に対し力覚帰還情
報を与えることができる。In such a region 56, 58, the diaphragm 31 is locally bulged upward, so that the user can see the bulged portion without touching the display itself and move the bulged portion to the tip of the finger 19. With the finger 19
Can be found only by the tactile sensation. In the next stage, when the user presses an operation button or the like in the input waiting area 56 as shown in FIG. 13B in this state, the touch panel 12 receives the input and generates an input event. I do. When the input event occurs, the heat generation is stopped as a feedback operation as shown in FIG. 13C, and the evaporative gas 35 generated in the input standby state is stopped.
By eliminating the internal pressure, the swelling of the surface disappears. By such an operation, the user's finger 19 is pressed in a direction perpendicular to the surface, and this is perceived as a user's tactile sensation, so that the user can be provided with force feedback information.
【0052】このような動作の際における非圧縮液体3
4の押下げ力Pとダイアフラム31の変位δとの関係を
図14に示した。即ち、入力待機状態においてはダイア
フラム31が盛上った状態になっており、入力イベント
が発生すると急激に蒸発気体35が消滅し、その後に指
19による押圧によって非圧縮液体34の圧力が増加す
る。The non-compressed liquid 3 during such an operation
FIG. 14 shows the relationship between the pressing force P of No. 4 and the displacement δ of the diaphragm 31. That is, in the input standby state, the diaphragm 31 is in a raised state, and when an input event occurs, the evaporating gas 35 disappears rapidly, and thereafter, the pressure of the non-compressed liquid 34 increases by pressing with the finger 19. .
【0053】実施形態4 次に、図15及び図16を用いて、本発明の第4実施形
態の力覚帰還シ−ト26Dを説明する。Embodiment 4 Next, a haptic feedback sheet 26D according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0054】図15は本発明の第4実施形態の力覚帰還
シ−トの断面平面図、及び図16は図15に示した力覚
帰還シ−トのA―A線上における断面側面図である。FIG. 15 is a sectional plan view of a force-feedback sheet according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a sectional side view of the force-feedback sheet shown in FIG. is there.
【0055】これまでに記してきた各実施形態における
力覚帰還シ−ト26は発熱源33により非圧縮液体34
を蒸発させ、生じた蒸発気体35によってダイアフラム
31を膨出させる機構のものであったが、本実施形態に
おける力覚帰還シ−ト26Dにおいては、発熱源33で
はなく、電磁アクチュエータの一つとしてとして電磁プ
ランジャ60を用いていることである。この電磁プラン
ジャ60は強磁性体のピストン61とボビンにソレノイ
ドコイルを巻いたソレノイド62とからなり、ソレノイ
ド62に通電することによりピストン61が矢印Aの方
向に押し出され、通電を断てばピストン61が矢印Bの
元位置に復帰する動作を行う。The haptic feedback sheet 26 in each of the embodiments described above uses the heat source 33 to generate the non-compressed liquid 34.
Is evaporated, and the diaphragm 31 is expanded by the generated evaporative gas 35. However, in the haptic feedback sheet 26D of the present embodiment, not the heat source 33 but one of the electromagnetic actuators. Is that the electromagnetic plunger 60 is used. The electromagnetic plunger 60 comprises a ferromagnetic piston 61 and a solenoid 62 having a bobbin wound with a solenoid coil. When power is supplied to the solenoid 62, the piston 61 is pushed out in the direction of arrow A. Performs an operation of returning to the original position indicated by the arrow B.
【0056】この実施形態のダイアフラム31でも、基
板を構成する背面板30とダイアフラム31とを具備
し、これらの間に隙間を形成するように周辺部にスペ−
サ32を配するようにしている。そして形成された空間
に前記のような透明或いは半透明の非圧縮液体34が充
填、封止されている。この場合の内部圧力もほぼ大気圧
に等しくなされている。The diaphragm 31 of this embodiment also has a back plate 30 and a diaphragm 31 constituting a substrate, and a space is formed around the periphery so as to form a gap between them.
The arrangement is made such that a support 32 is provided. The formed space is filled and sealed with the transparent or translucent non-compressed liquid 34 as described above. The internal pressure in this case is also substantially equal to the atmospheric pressure.
【0057】また、図15における右側の空間にセパレ
ータ40で仕切られており、画面を表示する広い空間と
画面を表示しない狭い空間とに分けられている。しか
し、セパレータ40は両側にスペ−サ32の幅より短
く、従って、両空間は通路41を介して連通し、非圧縮
液体34の一部分が互いの方向に流入、流出できるよう
に構成されている。そして前記狭い空間に電磁プランジ
ャ60が配設されている。セパレータ40及び電磁プラ
ンジャ60部分は画面の有効表示面外に配されているこ
とは記すまでもない。The space on the right side in FIG. 15 is partitioned by a separator 40, and is divided into a wide space for displaying a screen and a narrow space for not displaying a screen. However, the separators 40 are shorter on both sides than the width of the spacers 32, so that both spaces communicate through the passages 41 so that a portion of the uncompressed liquid 34 can flow in and out of each other. . An electromagnetic plunger 60 is disposed in the narrow space. It goes without saying that the separator 40 and the electromagnetic plunger 60 are disposed outside the effective display surface of the screen.
【0058】このような構造で構成された力覚帰還シ−
ト26では、ソレノイド62に通電すると、電磁プラン
ジャ60が作動し、ピストン61は矢印Aの方向に移動
して非圧縮液体34に正圧を与えることによって、使用
者が接触している表面で垂直方向に振動、反力を発生さ
せることができ、力覚帰還機能が得られるものである。The haptic feedback system constructed as described above
When the solenoid 62 is energized, the electromagnetic plunger 60 is actuated, and the piston 61 moves in the direction of arrow A to apply a positive pressure to the non-compressed liquid 34, thereby causing the uncompressed liquid 34 to move vertically on the surface with which the user is in contact. Vibration and reaction force can be generated in the direction, and a haptic feedback function can be obtained.
【0059】逆に非圧縮液体34を静圧に保っておく
か、前記の実施形態のようにダイアフラム31面を膨出
させておいて、使用者がダイアフラム31に触れた場合
に、電磁プランジャ60を作動、後退させ、非圧縮液体
34に負圧を与えて力覚帰還を得るように構成すること
もできる。Conversely, the non-compressed liquid 34 is maintained at a static pressure, or the diaphragm 31 surface is expanded as in the above embodiment, and when the user touches the diaphragm 31, the electromagnetic plunger 60 May be operated and retracted to apply a negative pressure to the non-compressed liquid 34 to obtain a tactile feedback.
【0060】実施形態5 次に、図17を用いて、本発明の入力装置に使用可能な
第5実施形態の力覚帰還シ−トを説明する。Fifth Embodiment Next, with reference to FIG. 17, a description will be given of a haptic feedback sheet according to a fifth embodiment which can be used for the input device of the present invention.
【0061】図17は本発明の第5実施形態の力覚帰還
シ−トの断面平面図である。FIG. 17 is a sectional plan view of a haptic feedback sheet according to a fifth embodiment of the present invention.
【0062】前記の第4実施形態の力覚帰還シ−ト26
Dにおいては、電磁プランジャ60を非圧縮液体34が
封止されたダイアフラム31内の空間内に配した一体構
造のものであるが、本発明の第5実施形態の力覚帰還シ
−ト26Eでは、そのダイアフラム31の構造部である
本体63とは独立させて副室64を設け、その副室64
内に電磁プランジャ60を配設して、本体63と副室6
4とを連通手段を構成するジョイント65によって接続
し、構成したものである。The haptic feedback sheet 26 of the fourth embodiment described above.
In D, the electromagnetic plunger 60 has an integral structure in which the non-compressed liquid 34 is disposed in the space inside the diaphragm 31. However, in the haptic feedback sheet 26E of the fifth embodiment of the present invention, A sub-chamber 64 is provided independently of the main body 63 which is a structural part of the diaphragm 31, and the sub-chamber 64
The electromagnetic plunger 60 is disposed inside the main body 63 and the sub-chamber 6.
4 are connected to each other by a joint 65 constituting communication means.
【0063】ここで、電磁プランジャ60に通電すると
副室64内の非圧縮液体34の内圧が増加する。このよ
うな内圧の増加がジョイント65を介して本体63に伝
達され、このために本体63の上部を覆っているダイア
フラム31が上方に膨出し、前記第4実施形態と同様の
機能が達成される。Here, when the electromagnetic plunger 60 is energized, the internal pressure of the non-compressed liquid 34 in the sub-chamber 64 increases. Such an increase in the internal pressure is transmitted to the main body 63 via the joint 65, whereby the diaphragm 31 covering the upper part of the main body 63 bulges upward, and the same function as in the fourth embodiment is achieved. .
【0064】このように力覚帰還シ−ト26Eを構成す
ることによって、その表示部の有効面積を広くすること
ができる。しかも、ここでは副室64を設けることによ
って本体63と副室64の配置に自由度ができ、機器設
計上、或いはまた取回しなどが楽になる。また、表示部
12の力覚帰還シ−トの側部等に突起部がなくなってデ
ザイン上スリムな形状になる。By configuring the force feedback sheet 26E in this manner, the effective area of the display unit can be increased. In addition, by providing the sub-chamber 64, the arrangement of the main body 63 and the sub-chamber 64 can be changed freely, so that the equipment design or the handling can be facilitated. In addition, no projection is provided on the side of the force sense feedback sheet of the display unit 12, and the display unit 12 is slim in design.
【0065】前記の第4及び第5実施形態においては、
電磁アクチュエータとして電磁プランジャ60を用いた
例を示したが、電磁アクチュエータの他の例としてはリ
ニアモータ、ボイスコイルなどを挙げることができるこ
とを付言しておく。In the fourth and fifth embodiments,
Although the example in which the electromagnetic plunger 60 is used as the electromagnetic actuator has been described, it should be added that other examples of the electromagnetic actuator include a linear motor, a voice coil, and the like.
【0066】前記の各実施形態における力覚帰還シ−ト
26を構成する帰還機構の動作は、例えば、タッチパネ
ル(用スイッチシート)25からの入力があった場合の
処理システムのシーケンスとして図18に示した。使用
者が入力操作を行なうと(S1)、タッチパネル25か
ら入力イベントが発生し(S2)、例えば、処理部を構
成するマイクロコンピュータ等がこれを受け(S3)、
最適なタイミング及び動作モードを指定した命令を発行
する(S4)。これを受けて力覚帰還機構が作動し(S
5)、接触している使用者の指19に対して振動及び又
は反力を与える。この動作を感じて使用者は機器が使用
者の入力を受付けたと認識することができる(S6)。The operation of the feedback mechanism constituting the haptic feedback sheet 26 in each of the above embodiments is shown in FIG. 18 as a sequence of a processing system when there is an input from the touch panel (switch sheet) 25, for example. Indicated. When the user performs an input operation (S1), an input event occurs from the touch panel 25 (S2). For example, a microcomputer or the like constituting a processing unit receives the input event (S3).
An instruction designating an optimal timing and operation mode is issued (S4). In response, the haptic feedback mechanism operates (S
5) Vibration and / or reaction force is applied to the user's finger 19 in contact. By feeling this operation, the user can recognize that the device has accepted the user's input (S6).
【0067】この帰還方法と併用して、処理部70が発
行する命令に、表示部12に対して表示の反転等の命令
セットと、音声出力部に対してビープ音等を発生する命
令を加えることによって、複数の帰還を同時に使用者に
与えることができる。このような視覚帰還及び聴覚帰還
を兼用した力覚帰還システムを図19に示した。In combination with this feedback method, a command set for inverting display on the display unit 12 and a command for generating a beep sound or the like for the audio output unit are added to the command issued by the processing unit 70. Thereby, a plurality of returns can be provided to the user at the same time. FIG. 19 shows such a haptic feedback system that combines visual feedback and auditory feedback.
【0068】ここではタッチパネル25、ドライバ7
1、処理部70、ドライバ50、力覚帰還シート26か
ら成る力覚帰還機構を構成する帰還システムに、ドライ
バ72、及び表示装置12から成る視覚帰還機構と、ド
ライバ73及びスピーカ74から成る聴覚帰還機構を付
加したものである。これによって力覚のみならず視覚や
聴覚による帰還を同時に使用者に与えることができる。
なお、処理部70はタッチパネル25からの入力イベン
トに対し、予めプログラムされた指示または設定に従い
処理を行い、単一または複数の出力機構を選択して出力
指令を出す機能を備えている。Here, the touch panel 25 and the driver 7
1. A feedback system comprising a processing unit 70, a driver 50 and a haptic feedback sheet 26, a haptic feedback mechanism comprising a driver 72 and a display device 12, and a audible feedback comprising a driver 73 and a speaker 74. A mechanism is added. As a result, not only force sense but also visual or auditory return can be given to the user at the same time.
Note that the processing unit 70 has a function of performing an input event from the touch panel 25 in accordance with an instruction or setting programmed in advance, selecting a single or a plurality of output mechanisms, and issuing an output command.
【0069】以上、本発明を図示の複数の実施形態によ
って説明したが、本発明はこれらの実施形態のみに限定
されるものではなく、本願に含まれる発明の技術的思想
の範囲内で各種の変更が可能である。例えば、前記複数
の実施形態によって示されるシステムの何れかを用いる
ことによって、使用者に対して、例えば、振動と反力と
を帰還することができる。ここで言う振動とは、前記発
熱源33の発熱によって生じる蒸発気体35によるダイ
アフラム31の膨出とその消滅、或いは電磁アクチュエ
ータの作動によるダイアフラム31の膨出とその消滅と
を繰り返すことによって得られる内圧変動を利用するも
のである。また反力とは、正反応と逆反応の内のどちら
か一方によって内圧変動を起して得られるものである。The present invention has been described with reference to a plurality of embodiments shown in the drawings. However, the present invention is not limited to only these embodiments, and various modifications are possible within the technical idea of the invention included in the present application. Changes are possible. For example, by using any of the systems described in the embodiments, for example, the vibration and the reaction force can be returned to the user. The vibration referred to here is the internal pressure obtained by repeating the expansion and extinction of the diaphragm 31 due to the evaporative gas 35 generated by the heat generation of the heat source 33 or the expansion and extinction of the diaphragm 31 due to the operation of the electromagnetic actuator. It uses fluctuations. The reaction force is obtained by causing the internal pressure to fluctuate by one of the forward reaction and the reverse reaction.
【0070】更に、その帰還される力覚が単なる振動や
膨出による動作であっても、或いは周期的な振動、任意
の波形振動、ステップによる動作であってもよい。Further, the returned force sensation may be an operation based on simple vibration or bulging, or may be an operation based on periodic vibration, arbitrary waveform vibration, or step.
【0071】[0071]
【発明の効果】本願の主要な発明は、非圧縮液体を封止
した封止構造から成り、非圧縮液体を加熱して生じた蒸
発気体或いは非圧縮液体に圧力を付与して生じた内圧に
より使用者の指などに力覚を帰還させる力覚帰還機構を
有するものである。これらの具現化はタッチパネルなど
における入力操作で実現でき、また、同時に触覚による
位置認識とその制御を可能とした。The main invention of the present application is a sealing structure in which a non-compressed liquid is sealed, and the evaporating gas generated by heating the non-compressed liquid or the internal pressure generated by applying pressure to the non-compressed liquid. It has a haptic feedback mechanism that returns haptics to the user's finger or the like. These realizations can be realized by an input operation on a touch panel and the like, and at the same time, a tactile position recognition and its control have been made possible.
【0072】従って、このような構成に係る入力装置に
よれば、表示画面による視覚的帰還並びに音声、音楽に
よる聴覚的帰還と組み合わせて使用できるため、使用者
は使用状況に合わせて、これら帰還の形態を選択するこ
とができる。Therefore, according to the input device having such a configuration, since it can be used in combination with the visual return by the display screen and the auditory return by voice and music, the user can adjust the return according to the use situation. The form can be selected.
【0073】使用者にとっては、視覚、聴覚に頼らず力
覚、触覚による確認が出来るため、素早く確実な機器操
作が可能となり、誤入力が少なくなるのでいらいらする
こともなくなる。特に視覚、聴覚にハンディキャップを
持つ使用者にとって、力覚、触覚による帰還は非常に有
効である。For the user, since confirmation by force sense and tactile sense can be performed without relying on visual and auditory senses, the device can be operated quickly and reliably, and erroneous input is reduced, so that there is no frustration. In particular, for a user who has a handicap in sight and hearing, return by force and touch is very effective.
【図1】 本発明の第1実施形態の力覚帰還シートを備
えた入力装置の正面図である。FIG. 1 is a front view of an input device including a force feedback sheet according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 図1に示した入力装置の一部拡大正面図であ
る。FIG. 2 is a partially enlarged front view of the input device shown in FIG.
【図3】 図1に示した入力装置の表示部の分解斜視図
である。FIG. 3 is an exploded perspective view of a display unit of the input device shown in FIG.
【図4】 図1に示した入力装置の表示部の断面側面図
である。4 is a cross-sectional side view of a display unit of the input device shown in FIG.
【図5】 図4に示した表示部を構成する本発明の第1
実施形態の力覚帰還シ−トの断面側面図である。FIG. 5 is a first view of the present invention constituting the display unit shown in FIG. 4;
It is a sectional side view of the haptic feedback sheet of an embodiment.
【図6】 図5に示した力覚帰還シ−トが作動した状態
を示した断面側面図である。FIG. 6 is a cross-sectional side view showing a state where the force feedback sheet shown in FIG. 5 is operated.
【図7】 図5に示した力覚帰還シ−トの動作を説明す
るための図であって、同図Aはその気体が発生した状態
を要部の拡大断面側面図、同図Bはその気体が消滅した
状態を示す要部の拡大断面側面図である。7 is a diagram for explaining the operation of the force feedback sheet shown in FIG. 5, wherein FIG. 7A is an enlarged cross-sectional side view of a main part showing a state in which the gas is generated, and FIG. It is an expanded sectional side view of the important section showing the state where the gas disappeared.
【図8】 図5に示した力覚帰還シ−トの力覚帰還動作
を示すグラフである。8 is a graph showing a haptic feedback operation of the haptic feedback sheet shown in FIG.
【図9】 本発明の第2実施形態の力覚帰還シ−トの断
面平面図である。FIG. 9 is a sectional plan view of a haptic feedback sheet according to a second embodiment of the present invention.
【図10】 図9に示した力覚帰還シ−トのA―A線上
における断面側面図である。10 is a sectional side view of the force feedback sheet shown in FIG. 9 taken along line AA.
【図11】 入力操作が異なる状態の図1に示した入力
装置の一部拡大正面図である。11 is a partially enlarged front view of the input device shown in FIG. 1 in a state where input operations are different.
【図12】 本発明の第3実施形態の力覚帰還シ−トを
備えた入力装置の一部正面平面図である。FIG. 12 is a partial front plan view of an input device including a haptic feedback sheet according to a third embodiment of the present invention.
【図13】 本発明の第3実施形態の力覚帰還シ−トを
示していて、同図Aはその入力待ち状態にある断面側面
図、同図Bはその入力された状態にある断面側面図、同
図Cは力覚が帰還された状態の断面側面図である。13A and 13B show a force feedback sheet according to a third embodiment of the present invention. FIG. 13A is a cross-sectional side view in a state of waiting for input, and FIG. 13B is a cross-sectional side view in the input state. FIG. C is a cross-sectional side view in a state where the force sense is returned.
【図14】 図13に示した力覚帰還シ−トの押下げ力
とダイアフラムの変位との関係を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing the relationship between the pressing force of the haptic feedback sheet shown in FIG. 13 and the displacement of the diaphragm.
【図15】 本発明の第4実施形態の力覚帰還シ−トの
断面平面図である。FIG. 15 is a sectional plan view of a haptic feedback sheet according to a fourth embodiment of the present invention.
【図16】 図15に示した力覚帰還シ−トのA―A線
上における断面側面図である。16 is a cross-sectional side view of the force feedback sheet shown in FIG. 15 taken along line AA.
【図17】 本発明の第5実施形態の力覚帰還シ−トの
断面平面図である。FIG. 17 is a sectional plan view of a force feedback sheet according to a fifth embodiment of the present invention.
【図18】 本発明の力覚帰還シ−トを備えた入力装置
のタッチパネルからの入力があった場合の帰還機構の処
理システムのシーケンスである。FIG. 18 is a sequence diagram of a processing system of a feedback mechanism when an input is provided from a touch panel of the input device including the force feedback sheet according to the present invention.
【図19】 視覚帰還及び聴覚帰還を併用した力覚帰還
システムの構成ブロック図である。FIG. 19 is a configuration block diagram of a haptic feedback system using both visual feedback and auditory feedback.
10…外筐、11…フレーム、12…表示部(タッチパ
ネル)、13…入力パネル、14…操作釦、18…指示
具(スタイラス)、19…指、20…アイコン、24…
表示パネル、25…タッチパネル用スイッチシート、2
6A…本発明の第1実施形態の力覚帰還シート、26B
…本発明の第2実施形態の力覚帰還シート、30…背面
板、26C…本発明の第3実施形態の力覚帰還シート、
26D…本発明の第4実施形態の力覚帰還シート、26
E…本発明の第5実施形態の力覚帰還シート、30…背
面板、31…ダイアフラム、32…スペーサ、33…発
熱源、34…非圧縮液体、35…蒸発気体、40…セパ
レータ、50…(切換え)ドライバ(IC)、56…入
力待機状態の領域、57…選択指示領域、58…メニュ
ー選択領域、62…処理部、63…本体、64…副室、
65…ジョイント、71,72,73…ドライバ、74
…スピーカDESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... outer case, 11 ... frame, 12 ... display part (touch panel), 13 ... input panel, 14 ... operation button, 18 ... pointing tool (stylus), 19 ... finger, 20 ... icon, 24 ...
Display panel, 25 ... Switch sheet for touch panel, 2
6A: Haptic feedback sheet according to the first embodiment of the present invention, 26B
... the haptic feedback sheet of the second embodiment of the present invention, 30 ... the rear plate, 26C ... the haptic feedback sheet of the third embodiment of the present invention,
26D: Haptic return sheet according to the fourth embodiment of the present invention, 26
E: Force feedback sheet according to the fifth embodiment of the present invention, 30: back plate, 31: diaphragm, 32: spacer, 33: heat source, 34: non-compressed liquid, 35: evaporated gas, 40: separator, 50 ... (Switching) Driver (IC), 56: Input standby state area, 57: Selection instruction area, 58: Menu selection area, 62: Processing unit, 63: Main body, 64: Sub chamber,
65 joint, 71, 72, 73 driver, 74
… Speaker
Claims (18)
縮液体を加熱及び又は冷却する熱源とから成る力覚帰還
機構を有する入力装置。1. An input device having a haptic feedback mechanism including a sealing structure in which an incompressible liquid is sealed and a heat source for heating and / or cooling the incompressible liquid.
圧縮液体を圧縮する加圧源とから成る力覚帰還機構を有
する入力装置。2. An input device having a haptic feedback mechanism including a sealing structure in which the non-compressed liquid is sealed and a pressure source for compressing the non-compressed liquid.
とする請求項1または請求項2に記載の入力装置。3. The input device according to claim 1, wherein the non-compressed liquid is transparent.
よって容易に蒸発気体となり、前記加熱が除去されると
元の性状に戻ることを特徴とする請求項1に記載の入力
装置。4. The input device according to claim 1, wherein the non-compressed liquid easily becomes an evaporating gas by heating by the heat source, and returns to its original property when the heating is removed.
抗体の表面に前記非圧縮液体が接触していることを特徴
とする請求項1に記載の入力装置。5. The input device according to claim 1, wherein the heat source is an electric resistor, and the surface of the electric resistor is in contact with the non-compressed liquid.
を特徴とする請求項1に記載の入力装置。6. The input device according to claim 1, wherein a cooling source is attached to the heat source.
徴とする請求項1または請求項6に記載の入力装置。7. The input device according to claim 1, wherein the heat source is a Peltier device.
スペーサを介して所定の間隔を開けて保持されて両者間
に空間が形成されて、前記ダイアフラムを押圧すること
により前記非圧縮液体の前記空間内における圧力変化に
よって力覚を発生することを特徴とする請求項1または
請求項2に記載の入力装置。8. In the sealing structure, a substrate and a diaphragm are held at a predetermined interval via a spacer, a space is formed between the two, and the non-compressed liquid is compressed by pressing the diaphragm. 3. The input device according to claim 1, wherein a force sensation is generated by a pressure change in the space.
外部に設けられている切換回路によって前記各小空間の
切換えが行われることを特徴とする請求項8に記載の入
力装置。9. The sealing structure comprises a plurality of small spaces,
9. The input device according to claim 8, wherein the switching of each of the small spaces is performed by a switching circuit provided outside.
ことを特徴とする請求項2に記載の入力装置。10. The input device according to claim 2, wherein the pressure source is an electromechanical converter.
設されていることを特徴とする請求項2に記載の入力装
置。11. The input device according to claim 2, wherein the pressurizing source is provided outside the sealing structure.
ていて圧縮力が印加されることを特徴とする請求項9に
記載の入力装置。12. The input device according to claim 9, wherein the pressurizing source is connected to each of the small spaces to apply a compressive force.
非圧縮液体に圧力を加えて前記ダイアフラムを膨出さ
せ、入力待機状態であることを知らせるようにしたこと
を特徴とする請求項8または請求項9に記載の入力装
置。13. The system according to claim 8, wherein a pressure is applied to the non-compressed liquid in an area where an input operation is to be performed, so that the diaphragm expands to notify that the input is in a standby state. The input device according to claim 9.
状態の領域を入力操作を行うことにより前記圧力が除去
されて前記ダイアフラムの膨出が消滅することを特徴と
する請求項13に記載の入力装置。14. The input device according to claim 13, wherein the pressure is removed by performing an input operation in an area in an input standby state in which the diaphragm bulges and the bulge of the diaphragm disappears. .
請求項1乃至請求項14に記載の入力装置。15. The input device according to claim 1, wherein the input device is a touch panel.
成され、表示装置と組み合わされて使用されることを特
徴とする請求項1乃至請求項13に記載の入力装置。16. The input device according to claim 1, wherein the surface is formed of a transparent or translucent member and used in combination with a display device.
の帰還機構が前記力覚帰還機構と共に併用されることを
特徴とする請求項1及び請求項2に記載の入力装置。17. The input device according to claim 1, wherein a visual feedback mechanism, an auditory feedback mechanism, and another feedback mechanism are used together with the haptic feedback mechanism.
波形振動、ステップ動作であることを特徴とする請求項
1及び請求項2に記載の入力装置。18. The input device according to claim 1, wherein the haptic feedback is a periodic vibration, an arbitrary waveform vibration, or a step operation.
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