JP2003256133A - Device for converting display image into sensation stimulus quantity, and mouse for personal computer - Google Patents
Device for converting display image into sensation stimulus quantity, and mouse for personal computerInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、表示画像/感覚量
変換装置に関し、具体的には、皮膚感覚を刺激する機構
を持つパソコン用マウスに関する。本発明の表示画像/
感覚量変換装置は、パソコン用マウスに適用することが
好ましいので、以下の説明はパソコン用マウスに関連し
て行うが、本発明はパソコン用マウスに限定されるもの
ではない。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display image / sensory quantity conversion device, and more particularly to a personal computer mouse having a mechanism for stimulating a skin sensation. Display image of the present invention /
Since the sensory quantity conversion device is preferably applied to a personal computer mouse, the following description will be made in relation to the personal computer mouse, but the present invention is not limited to the personal computer mouse.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のパソコン用マウスは、クリックの
ためのボタンを有するものであり、またはスクロール機
能を付加したものであった。また、マウスは、モニター
画面上に表示されるマウスカーソル(ポインタ)を指示
移動させるためのデータ入力装置であり、画期的な利便
性を提供してきた。2. Description of the Related Art A conventional mouse for a personal computer has a button for clicking or has a scroll function added. A mouse is a data input device for pointing and moving a mouse cursor (pointer) displayed on a monitor screen, and has provided epoch-making convenience.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、マウスはモニ
ター画面のカーソル位置を見て移動させ、ボタンをクリ
ックするものであり、マウス操作の初心者や視力の衰え
た年配の使用者には、その位置合わせが難しく、希望す
る位置にマウスを移動できなかったり、あるいは、クリ
ックする際にずれてしまい別な部分でクリックしたりと
いう場合があった。さらには、重度の視覚障害者はマウ
スを用いてモニターを見ながら操作することは出来ず、
パソコンの音声ガイド機能などの発展を待っているのが
現状であり、より多くの人がパソコンを利用してITの便
利さを享受するには、未だ問題が多く残されていた。However, the mouse is moved by looking at the cursor position on the monitor screen and clicking the button. For beginners of mouse operation and elderly users with impaired eyesight, the position is the same. In some cases, it was difficult to align the mouse, and the mouse could not be moved to the desired position, or the mouse was misaligned when clicked and clicked in another part. In addition, people with severe visual impairment cannot operate the mouse while looking at the monitor,
At present, we are waiting for the development of the voice guidance function of personal computers, and many problems still remain for more people to use the personal computers and enjoy the convenience of IT.
【0004】したがって、本発明は、マウスで操作ポイ
ンタやキーボードから操作するカーソルで指示する画像
部分を感覚刺激量に変換することで、視覚障害者等が容
易に操作を行うことができる表示画像/感覚刺激量変換
装置を提供することにある。Therefore, according to the present invention, by converting the image portion pointed by the operation pointer with the mouse or the cursor operated from the keyboard into the amount of sensory stimulus, the visually impaired person can easily operate the display image / It is to provide a sensory stimulus amount conversion device.
【0005】また、本発明は、マウス操作の初心者や視
力の衰えた年配の使用者、さらには重度の視覚障害者で
もマウス操作を容易に行うことができるマウスを提供す
ることにある。Another object of the present invention is to provide a mouse which can be easily operated by a beginner of mouse operation, an elderly user who has poor eyesight, and a visually impaired person who is severely visually impaired.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、第1に、表示装置に表示された画像をポ
イントした部分を含む所定領域の画像部分をデータ情報
として出力する出力手段と、該出力手段によって出力さ
れたデータ情報を感覚刺激量に変換する変換手段とを有
することを特徴とする表示画像/感覚刺激量変換装置を
採用するものである。In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, firstly, an output means for outputting, as data information, an image part of a predetermined area including a part pointing to an image displayed on a display device. And a display image / sensory stimulus amount conversion device, which comprises: and a conversion unit for converting the data information output by the output unit into a sensory stimulus amount.
【0007】本発明は、第2に、第1の発明の表示画像
/感覚刺激量変換装置において、前記表示装置はパソコ
ン本体に接続されたモニターで、パソコンから出力され
るデータを表示するものであり、データ情報として出力
される画像部分はパソコン本体に接続されたマウスから
の指示によってポインタでポイントされ、及び(又は)パ
ソコン本体に接続されたキーボードからの指示でカーソ
ルでポイントされることを特徴とする表示画像/感覚刺
激量変換装置を採用するものである。Secondly, the present invention is the display image / sensory stimulus amount conversion device of the first invention, wherein the display device is a monitor connected to a personal computer body and displays data output from the personal computer. Yes, the image part output as data information is pointed by the pointer according to the instruction from the mouse connected to the PC body, and / or the cursor is pointed by the instruction from the keyboard connected to the PC body. The display image / sensory stimulus amount conversion device is adopted.
【0008】さらに、具体的には、本発明者は、マウス
表面上の任意の部分に、マウスを握った際に皮膚感覚を
刺激することができる機構を有する素子をマトリックス
状に複数本平面的に並べた装置を組み込み、該装置の配
列素子がパソコンモニター画面のマウスカーソル周辺の
ドット情報に対応して刺激量を調節できるようにし、マ
ウスを握る手の感覚でパソコンモニター画面の情報を得
ることができるようにしたパソコン用マウスを開発する
に至った。[0008] More specifically, the present inventor has made a plurality of planar elements arranged in a matrix on a portion of the surface of the mouse having a mechanism capable of stimulating the skin sensation when the mouse is grasped. Incorporating a device arranged in the above, and enabling the array element of the device to adjust the stimulus amount according to the dot information around the mouse cursor on the personal computer monitor screen, and to obtain the information on the personal computer monitor screen as if the user holds the mouse. We have developed a personal computer mouse that enables
【0009】すなわち、本発明は、第3に、クリックす
るボタンを有するパソコン用マウスにおいて、マウス表
面上の任意の部分に、マウスを握った際に皮膚感覚を刺
激することができる機構を有する素子をマトリックス状
に複数本平面的に並べた装置を組み込み、該装置の配列
素子がパソコンモニター画面のマウスカーソル周辺のド
ット情報に対応して刺激量を調節できることを特徴とす
るパソコン用マウスを採用する。That is, the present invention thirdly, in a mouse for a personal computer having a click button, an element having a mechanism capable of stimulating a skin sensation when the mouse is grasped at an arbitrary portion on the surface of the mouse. Incorporating a device in which a plurality of are arranged in a matrix in a plane, and the array element of the device is capable of adjusting the stimulus amount according to the dot information around the mouse cursor on the personal computer monitor screen. .
【0010】また、本発明は、第4に、皮膚感覚を刺激
することができる機構を有する素子をマトリックス状に
複数本平面的に並べた装置が、マウスのクリックボタン
を兼ねることを特徴とする第3の発明記載のパソコン用
マウスを採用する。Fourthly, the present invention is characterized in that a device in which a plurality of elements having a mechanism capable of stimulating a skin sensation are arranged in a matrix in a plane also serves as a mouse click button. The personal computer mouse described in the third invention is adopted.
【0011】また、本発明は、第5に、皮膚感覚を刺激
することができる機構を有する素子をマトリックス状に
複数本平面的に並べた装置が、パソコンのプログラムに
より、モニター画面のドットとの対応を一時的に破り、
強制的にパソコン内部からの信号に対応した配列駆動す
ることを特徴とする第3,4の発明記載のパソコン用マ
ウスを採用する。Fifthly, the present invention provides a device in which a plurality of elements having a mechanism capable of stimulating a skin sensation are arranged in a matrix in a plane, and a device for displaying dots on a monitor screen according to a program of a personal computer. Temporarily break the correspondence,
A mouse for a personal computer according to the third and fourth inventions is employed, which is forcibly driven in an array corresponding to a signal from the inside of the personal computer.
【0012】さらに、本発明は、第6に、第3の発明記
載の皮膚感覚を刺激することができる機構を有する素子
が、平面に垂直な方向にピンが1μ〜3mm移動できるピン
駆動機構を有するピン駆動素子であり、該素子をマトリ
ックス状に複数本平面的に並べ、ピン頭部によって曲面
を形成できる装置を組み込んだことを特徴とする第3の
発明記載のパソコン用マウスを採用する。Further, in the sixth aspect of the present invention, an element having a mechanism capable of stimulating the skin sensation according to the third aspect of the present invention is a pin driving mechanism capable of moving a pin in the direction perpendicular to a plane by 1 to 3 mm. A personal computer mouse according to a third aspect of the present invention, characterized in that a plurality of the elements are arranged in a matrix in a plane and a device capable of forming a curved surface by a pin head is incorporated.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。マウス操作の初心者や視力の衰えた
年配の使用者にはその位置合わせが難しく、希望する位
置にマウスを移動できなかったり、あるいは、クリック
する際にずれてしまい別な部分でクリックしたりという
場合が多かった。この理由は、マウス位置の手による制
御を視覚を用いてコントロールしているという制御系で
あることにある。本来、マウス操作の初心者や視力の衰
えた年配の使用者であっても、直接に触れることができ
るボタンなどは、マウス操作よりも容易に押すことが出
来る。このことから、直接タッチできるマウスカーソル
のデータ入力装置がより容易な操作性を得るために求め
られるわけである。これを実現するために、本発明で
は、クリックするボタンを有するパソコン用マウスにお
いて、マウス表面上の任意の部分に、マウスを握った際
に皮膚感覚を刺激することができる機構を有する素子を
マトリックス状に複数本平面的に並べた装置を組み込
み、該装置の配列素子がパソコンモニター画面のマウス
カーソル周辺のドット情報に対応して刺激量を調節でき
るようにした。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below. If you are unable to move the mouse to the desired position, or if you click on another part because it is misaligned when you click, it is difficult for the beginner mouse operation or the elderly user with poor eyesight to align the position There were many The reason for this is that it is a control system that visually controls the control of the mouse position by hand. Originally, even a beginner of mouse operation or an elderly user with impaired eyesight can easily press buttons and the like that can be directly touched as compared with mouse operation. Therefore, a mouse cursor data input device that can be directly touched is required to obtain easier operability. In order to achieve this, in the present invention, in a mouse for a personal computer having a button to be clicked, an element having a mechanism capable of stimulating a skin sensation when the mouse is gripped is matrixed at an arbitrary portion on the mouse surface. A plurality of devices arranged in a plane were incorporated so that the array element of the device could adjust the stimulus amount according to the dot information around the mouse cursor on the personal computer monitor screen.
【0014】また、上記皮膚感覚を刺激することができ
る機構を有する素子をマトリックス状に複数本平面的に
並べた装置が、マウスのクリックボタンを兼ねるように
したものである。Further, a device in which a plurality of elements having a mechanism capable of stimulating the above-mentioned skin sensation are arranged in a matrix in a plane also serves as a mouse click button.
【0015】また、上記皮膚感覚を刺激することができ
る機構を有する素子をマトリックス状に複数本平面的に
並べた装置が、パソコンのプログラムにより、モニター
画面のドットとの対応を一時的に破り、強制的にパソコ
ン内部からの信号に対応した配列駆動するようにしたも
のである。A device in which a plurality of elements having a mechanism capable of stimulating the above-mentioned skin sensation are arranged in a matrix in a plane, temporarily breaks the correspondence with dots on the monitor screen by a program of a personal computer, This is an array drive forcibly corresponding to the signal from the inside of the personal computer.
【0016】さらに、上記皮膚感覚を刺激することがで
きる機構を有する素子が、平面に垂直な方向にピンが1
μ〜3mm移動できるピン駆動機構を有するピン駆動素子
であり、該素子をマトリックス状に複数本平面的に並
べ、ピン頭部によって曲面を形成できる装置を組み込ん
だことを特徴としている。Furthermore, the element having a mechanism capable of stimulating the skin sensation described above has a pin in the direction perpendicular to the plane.
It is a pin driving element having a pin driving mechanism capable of moving by μ to 3 mm, and is characterized in that a plurality of the elements are arranged in a matrix in a plane and a device capable of forming a curved surface by a pin head is incorporated.
【0017】これは、マウスに直接モニター画面上に仕
組まれたボタンなどを押せるように、マウス上の任意の
部分に平面上に平面に垂直な方向に1μ〜3mm駆動するピ
ンを複数本並べた素子または装置を組み込んでいる。こ
の駆動するピンは、モニター画面のドットが持つ色彩情
報を、ピンの初期位置からの移動距離に変換することが
でき、画面上のボタンの周囲にある境界線や、ウインド
ウ機能を持つパソコンのOS(オペレーティングシステ
ム)ではウインドウの境界など色彩情報の変化を、ピン
を複数本並べ、ピン頭部が作る曲面により手の指、掌な
どにより直接感じ取ることができるようになり、パソコ
ン使用者のカーソルの位置制御を補助するものとなる。
また、重度の視覚障害者でも、パソコンのモニター画面
の内容をマウスの移動によって感じ取ることが出来、音
声ガイドの機能が十分でなくても容易に画面内容を把握
することが可能となる。This is to arrange a plurality of pins for driving 1 μ to 3 mm in a direction perpendicular to the plane on an arbitrary portion on the mouse so that the mouse can directly press buttons and the like arranged on the monitor screen. It incorporates an element or device. This driving pin can convert the color information of the dot on the monitor screen into the moving distance from the initial position of the pin, the boundary line around the button on the screen, and the OS of the personal computer that has the window function. In (Operating system), changes in color information such as window borders can be arranged by arranging multiple pins, and the curved surface created by the pin head makes it possible to directly feel the changes with the fingers of the hand, palm, etc. It will assist position control.
In addition, even a visually impaired person can sense the contents of the monitor screen of the personal computer by moving the mouse, and can easily grasp the screen contents even if the function of the voice guide is not sufficient.
【0018】画面上のドットの色彩情報は赤(R)、緑
(G)、青(B)に対応した3つパラメータからなり、マ
ウス上のピン突出は突出量という1つのパラメータであ
る。したがって、3つのパラメータ(3次元データ)の
色彩値をマウス上ピンの1つのパラメータ(1次元デー
タ)の突出量に変換するには、次のような2段階方法が
例として挙げられる。The color information of dots on the screen is composed of three parameters corresponding to red (R), green (G) and blue (B), and the pin protrusion on the mouse is one parameter of the protrusion amount. Therefore, in order to convert the color values of the three parameters (three-dimensional data) into the protrusion amount of one parameter (one-dimensional data) of the mouse pin, the following two-step method can be given as an example.
【0019】第1段階はRGBの3次元のカラーデータをグ
レースケールまたは、単色例えば赤だけを取り出すなど
の処理により1次元のデータに変換する。第2段階とし
て、この1次元のデータをそのままマウス上の突出量に
対応させる場合とこの1次元のデータが傾きを表す微分
量であるとしてこれを積分してマウスの突出量に対応さ
せる場合がある。この方法はパソコンの内部でプログラ
ムにより実施することも、マウスの中に演算処理ICを組
み込んで実施することもできる。In the first step, RGB three-dimensional color data is converted into one-dimensional data by a process such as extracting only gray scale or a single color such as red. As the second step, there is a case where this one-dimensional data is directly associated with the protrusion amount on the mouse, and a case where this one-dimensional data is a differential amount representing a slope and is integrated to correspond to the mouse protrusion amount. is there. This method can be implemented by a program inside a personal computer or by incorporating an arithmetic processing IC in a mouse.
【0020】このとき、マウス上のピン配列で作る画面
上の色彩ドットの模様はドットとピンの1対1であって
も、拡大縮小してもよい。これを実現するための機構
は、使用者が事前に選択できるようにプログラム化する
こと、あるいはマウスに多段スイッチまたは連続可変調
整スイッチとして内蔵化することが挙げられる。プログ
ラム化の場合にはマウスに送出するモニター画面上での
範囲を設定することであり、かつその範囲に含まれる色
彩ドットの離散的なデータをマウス上のピン数に対応し
た離散的なデータに変換することである。この再離散化
は簡単には色彩ドットの離散的データを直線近似で内挿
した連続化データをマウス上のピン位置でその値をサン
プリングして実現できる。マウスに送出するモニター画
面上での範囲の設定を大きくするか小さくするかで拡大
と縮小が可能になる。At this time, the pattern of color dots formed on the screen by the pin arrangement on the mouse may be a one-to-one correspondence between dots and pins, or may be enlarged or reduced. The mechanism for achieving this may be programmed so that the user can select in advance, or built in the mouse as a multistage switch or a continuously variable adjustment switch. In the case of programming, it is to set the range on the monitor screen to be sent to the mouse, and the discrete data of the color dots contained in that range is converted into the discrete data corresponding to the number of pins on the mouse. Is to convert. This re-discretization can be realized simply by sampling the value of the continuous data obtained by interpolating the discrete data of color dots by linear approximation at the pin position on the mouse. You can enlarge or reduce by increasing or decreasing the range setting on the monitor screen sent to the mouse.
【0021】マウス内に多段スイッチまたは連続可変調
整スイッチとして設置する場合は、スイッチによって電
気信号に変えられた値が、拡大縮小を表す倍率としてパ
ソコンへ送られ前述のモニターでのマウスへの送出範囲
を設定する範囲に使用されたり、マウス内の演算処理IC
へ送られ離散化をマウス内部で実施する場合に使用され
たりする。When the switch is installed in the mouse as a multi-stage switch or a continuously variable adjustment switch, the value converted into an electric signal by the switch is sent to the personal computer as a magnification representing enlargement / reduction and is sent to the mouse on the monitor described above. Used in the range to set, arithmetic processing IC in the mouse
It is also used when the discretization is performed inside the mouse.
【0022】また、マウス上のピン配列はモニター画面
上のマウスカーソルが表示されている位置を中心にした
範囲が突出パターンとなって表現されているが、使い方
により、マウスカーソル以外の部分をマウスの動きとは
無関係にプログラムによって表示させてもよい。これに
より、モニター画面上でマウスカーソルの近傍に重要な
ボタン入力イメージがあって、かつマウスのピン配列内
に入っていない場合、視覚では確認できた周辺の状況
が、マウスカーソル近傍の画像を取り込んだマウス上の
ピン配列素子では周囲を隈なく位置を移動して触ること
以外確認が困難である点を、プログラムでマウスの動き
とは独立に重要なボタンにまでピン配列内の表示範囲を
強制的に変えることにより容易に気付かせることができ
て解消する。Further, the pin arrangement on the mouse is expressed as a protruding pattern in a range centered on the position where the mouse cursor is displayed on the monitor screen. It may be displayed by the program regardless of the movement of. As a result, if there is an important button input image near the mouse cursor on the monitor screen and it is not in the pin layout of the mouse, the surrounding conditions that can be visually confirmed include the image near the mouse cursor. However, with the pin array element on the mouse, it is difficult to check the position other than touching it by moving the position around the periphery, so the display range in the pin array is forced to important buttons independently of the mouse movement in the program. It can be easily noticed by changing it to eliminate it.
【0023】また、クリックが有効なボタンイメージの
上にマウスカーソルが位置したとき、モニター画面では
何も変わらなくとも、マウス上のピン配列をモニター画
面のドット配列の情報表示を中断して、有効な押しボタ
ン上に位置していることをプログラムによって例えば、
実際のボタンのような形状をピン配列で作りボタンを押
すタイミングを顕著にすることが、視覚に頼ることなく
容易にボタンを押す機能を高める。Further, when the mouse cursor is positioned on the button image for which the click is valid, even if nothing changes on the monitor screen, the pin layout on the mouse is suspended and the information display of the dot array on the monitor screen is interrupted to enable. Programmatically that is located on a push button, for example
Making the shape like an actual button with a pin array and making the timing of pressing the button noticeable enhances the function of easily pressing the button without relying on the visual sense.
【0024】曲面を形成するためのマウス上ピン配列素
子のピン駆動機構は、信号電流を流すことにより発生す
る電磁コイルの吸引反発力を利用してピンを駆動する方
法を採用して作製される。The pin driving mechanism of the pin array element on the mouse for forming the curved surface is manufactured by adopting the method of driving the pins by utilizing the attractive repulsive force of the electromagnetic coil generated by passing the signal current. .
【0025】移動距離は1μm以下であると、凹凸が感
じられにくく曲面を構成できず、3mm以上であるとピン
が1本だけ突出した場合に皮膚を破る長さをもった針と
なり指をけがしてしまう危険性がある。If the moving distance is 1 μm or less, unevenness is not easily felt and a curved surface cannot be formed, and if it is 3 mm or more, the needle becomes a needle with a length that breaks the skin when only one pin projects, and the finger is injured. There is a risk that
【0026】曲面を形成させるピン駆動素子の代わり
に、細長い管に開閉可能な弁(たとえば、電磁弁など)
を有する管に空気を送る機構を有し、ピンの突出量に対
応して空気の流量を弁の開閉によって調整し、この平面
上の空気の流れ方によってモニター画面のマウス近傍の
模様パターンを手の指、掌などにより直接感じ取ること
ができる機構(図7)を用いることができる。Instead of a pin drive element forming a curved surface, a valve that can be opened and closed in an elongated tube (for example, a solenoid valve)
It has a mechanism to send air to the tube with a pin, adjusts the flow rate of air according to the amount of protrusion of the pin by opening and closing the valve, and the pattern pattern near the mouse on the monitor screen is adjusted by the flow of air on this plane. It is possible to use a mechanism (FIG. 7) that can be directly sensed by the fingers, palms, or the like.
【0027】また、ピン突出量の代わりに該駆動電流を
ヒーターに流し、温度上昇させることにより一方の端部
に有する細長い管から、瞬間的に空気を突出させる機構
を用いても良い。空気を突出させる方法にはピエゾ素子
を使用して機械的に押し出す方法も採用できる。図8に
はピエゾ素子をポンプとして用いた圧力差生成素子を示
す。当該圧力差生成素子により、図7に示す空気突出型
の機構を置き換えてもよい。さらに、当該圧力差生成素
子を圧力伝達媒体、たとえばシリコン系オイルなどに用
いてこの圧力差を利用して、図1に示す電磁的なピン押
し出し機構の代わりに用いることができる。Further, instead of the pin protrusion amount, a mechanism may be used in which the driving current is passed through the heater and the temperature is raised to momentarily eject air from the elongated tube at one end. A method of mechanically pushing out using a piezo element can also be adopted as the method of ejecting air. FIG. 8 shows a pressure difference generating element using a piezo element as a pump. The pressure difference generation element may replace the air protrusion type mechanism shown in FIG. 7. Further, the pressure difference generating element can be used as a pressure transmitting medium, for example, silicon-based oil or the like, and by utilizing this pressure difference, it can be used in place of the electromagnetic pin pushing mechanism shown in FIG.
【0028】さらに、ピン突出量の代わりに該駆動電流
に比例した電圧を平面的に並べたピンに印加し触れるこ
とにより指に微弱電流を流す機構も使用できる。他に、
ピン突出量の代わりに、ペルチェ素子(2種類の金属ま
たは半導体の接合面を通じて電流を流すとき、電流の向
きによって接合面で発生する発熱または吸熱をすること
を利用した素子)を平面的に並べ、該駆動電流に比例し
た熱量を発熱あるいは吸熱させることにより、手の指、
掌などで冷・熱を感じ取ることができる機構も使用でき
る。Further, instead of the pin protrusion amount, a mechanism in which a voltage proportional to the driving current is applied to the pins arranged in a plane and touched to cause a weak current to flow to the finger can be used. other,
Instead of the pin protrusion amount, a Peltier element (an element that utilizes heat generation or heat absorption generated at the junction surface depending on the direction of the current when an electric current is passed through the junction surface of two kinds of metal or semiconductor) is arranged in a plane. , By generating or absorbing a heat quantity proportional to the drive current,
You can also use a mechanism that allows you to feel cold / heat with your palm.
【0029】[0029]
【実施例】図1は本発明で用いるのに適した1つのピン
駆動機構を示す概略図である。図1において、ピン駆動
機構10は垂直方向(図面上、左または右方向)に最大
1mm移動することができるピン12を有し、ピン12の
直径は300μmの太さに製作した。ピン12の駆動は丸棒
状の磁石14を巻腺コイル16の中に入れて、電磁的な
力を発生する機構によって行われた。コイル16内部に
磁石14のN極が位置する場合図1の右から左向きの磁
力線を発するようにコイルに電流を流すことにより磁石
が発する磁力線とコイルが生成する磁力線とが対抗し、
対抗した部分の磁束密度が高くなりマックスウエルの応
力により磁石とコイルには離れようとする力が生じる。
このとき電流を逆にした場合には引きつけようとする力
が生じる。この力を利用してピンを駆動している。1 is a schematic diagram showing one pin drive mechanism suitable for use in the present invention. In FIG. 1, the pin driving mechanism 10 has a maximum in the vertical direction (in the drawing, left or right direction).
It has a pin 12 that can move 1 mm, and the diameter of the pin 12 is 300 μm. The pin 12 was driven by a mechanism that puts a round bar-shaped magnet 14 in the winding coil 16 and generates an electromagnetic force. When the N pole of the magnet 14 is located inside the coil 16, the magnetic field lines generated by the magnet and the magnetic field lines generated by the coil oppose each other by passing a current through the coil so as to generate magnetic field lines from the right to the left in FIG.
The magnetic flux density of the opposing portion is increased, and the force of the Maxwell stress causes the magnet and the coil to separate from each other.
At this time, when the current is reversed, a force to attract is generated. This force is used to drive the pin.
【0030】また、突出量の制御はピン12の終端とコ
イル16の端部に設置した電極18でピンの抵抗を計測
することにより突出量が算定でき、制御期待値である突
出量との差分値により電流の符号および強さを変えて行
っている。Further, the protrusion amount can be controlled by measuring the resistance of the pin with the electrode 18 installed at the end of the pin 12 and the end of the coil 16, and the difference between the protrusion amount and the expected control value can be obtained. The sign and strength of the current are changed according to the value.
【0031】図2は複数のピン駆動機構で構成したピン
配列素子を示す斜視図である。図2において、ピン駆動
機構10を1mmに3個の間隔で6個×8個を平面状に設
置しピン配列素子20とした。曲面形成ユニット(図示
せず)のためには、この機構を縦横6×6のマトリックス
状に並べた。マウスのクリックボタンに当該曲面形成ユ
ニットを組み込んだ。このピンにモニター画面上のボタ
ン機能を有する画像の中心にマウスカーソルを位置さ
せ、周辺のドット72×84をピン配列36×42に対応させ
て、そのモニターの色彩をグレースケールに変換し、そ
の明度を突出量とした。したがって白色をピン移動距離
1mm、黒色を移動距離なしと設定し、その間を256
に分割し、256個の値を持つグレースケールの濃淡値
を対応させてピンの移動距離とし、曲面形成ユニットを
駆動した。FIG. 2 is a perspective view showing a pin array element composed of a plurality of pin driving mechanisms. In FIG. 2, 6 × 8 pin driving mechanisms 10 are arranged in a plane at a distance of 3 in 1 mm to form a pin array element 20. For a curved surface forming unit (not shown), this mechanism was arranged in a matrix of 6 × 6 in length and width. The curved surface forming unit was incorporated into the mouse click button. Position the mouse cursor on the center of the image that has the button function on the monitor screen on this pin, make the peripheral dots 72x84 correspond to the pin array 36x42, and convert the monitor color to grayscale, The brightness was taken as the amount of protrusion. Therefore, white is set as the pin moving distance of 1 mm and black is set as no moving distance.
Then, the curved surface forming unit was driven by setting the gray scale grayscale value having 256 values to correspond to the movement distance of the pin.
【0032】このマウスを用いて操作試験を行い、従来
のマウスとの操作のミスの発生頻度を調査したところ、
マウスクリック時に位置ずれを起こしやすい初心者10人
に対して10人が位置ずれを起こさずにクリックできた。
また、日頃使い慣れている経験者10人に、視界をマスク
で遮ってモニター画面のボタンを探してクリックする試
験を実施したところ、10人がモニター画面を見ることな
く正しくボタンをクリックすることができた。また上下
に二つ用意したボタンを、モニター画面を見ずに交互に
4回クリックする試験を実施したところ、指に感じるピ
ン配列だけで正しくクリックすることができた。An operation test was conducted using this mouse, and the occurrence frequency of operation mistakes with the conventional mouse was investigated.
For 10 beginners who tend to get misaligned when clicking the mouse, 10 people could click without misalignment.
In addition, we conducted a test of 10 experienced people who are familiar with everyday use by blocking the view with a mask and looking for a button on the monitor screen and clicking, and 10 people were able to click the button correctly without looking at the monitor screen. It was In addition, we conducted a test in which two buttons, one on the top and one on the bottom, were clicked alternately four times without looking at the monitor screen, and it was possible to click correctly with only the pin arrangement felt on the finger.
【0033】ここで、図3は、モニター画面上の色彩パ
ターンのグレースケール表示を示す図であり、図4は、
図3のうち、曲面形成ユニットで表現するポインタ(マ
ウスカーソル)の近傍の所定領域(画像データとして出
力)のグレースケールドットパターンを示す図である。
図5は、図4に対応する突出量分布の拡大図であり、曲
面形成ユニット36×42のピン配列での各ピンの突出
量分布を表す。図5において、白は突出量1mm、黒は
なし、グレーはその中間の値を持つ。図6は、図5をピ
ンの突出量で示した斜視図である。Here, FIG. 3 is a diagram showing a gray scale display of the color pattern on the monitor screen, and FIG.
It is a figure which shows the gray scale dot pattern of the predetermined area | region (outputted as image data) near the pointer (mouse cursor) represented by the curved surface formation unit in FIG.
FIG. 5 is an enlarged view of the protrusion amount distribution corresponding to FIG. 4, and shows the protrusion amount distribution of each pin in the pin array of the curved surface forming unit 36 × 42. In FIG. 5, white has a protrusion amount of 1 mm, black has no protrusion, and gray has an intermediate value. FIG. 6 is a perspective view showing FIG. 5 by the protruding amount of the pin.
【0034】(その他の実施例)前述の説明では、パソ
コン用マウスに関連して説明したが、曲面形成ユニット
が設けられるのはマウスに限られず、単独に設けられて
もよい。また、曲面形成ユニットで感覚刺激量に変換す
るものは、マウスのポインタでポイントするものに限ら
れず、例えば、キーボードで操作されるモニター上のカ
ーソルで指示する位置の近傍でもよい。この場合、これ
ら両方の曲面形成ユニットが設けられてもよく、また後
者の曲面形成ユニットはキーボードに設けられてもよ
く、単独に設けられても良い。(Other Embodiments) In the above description, the mouse for a personal computer has been described, but the curved surface forming unit is not limited to the mouse and may be provided independently. Further, what is converted into a sensory stimulus amount by the curved surface forming unit is not limited to one which is pointed by a mouse pointer, and may be, for example, in the vicinity of a position designated by a cursor on a monitor operated by a keyboard. In this case, both of these curved surface forming units may be provided, and the latter curved surface forming unit may be provided in the keyboard or may be provided independently.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マウスで操作ポインタやキーボードから操作するカーソ
ルで指示する画像部分を感覚刺激量に変換することで、
視覚障害者等が容易に操作を行うことができる表示画像
/感覚刺激量変換装置が得られる。As described above, according to the present invention,
By converting the image part pointed by the operation pointer with the mouse or the cursor operated from the keyboard into the amount of sensory stimulation,
A display image / sensory stimulus amount conversion device that can be easily operated by a visually impaired person or the like can be obtained.
【0036】また、本発明によって、クリックするボタ
ンを有するパソコン用マウスにおいて、マウス表面上の
任意の部分に、マウスを握った際に皮膚感覚を刺激する
ことができる機構を有する素子をマトリックス状に複数
本平面的に並べた装置を組み込み、該装置の配列素子が
パソコンモニター画面のマウスカーソル周辺のドット情
報に対応して刺激量を調節できるようになり、画面上の
ボタンの周囲の境界線や、ウインドウ機能を持つパソコ
ンのOS(オペレーティングシステム)ではウインドウ
の境界など色彩情報の変化を、手の指、掌などにより直
接感じ取ることができるようになり、パソコン使用者の
カーソルの位置制御を補助するものとなり、また、重度
の視覚障害者でも、パソコンのモニター画面の内容をマ
ウスを移動させることで感じ取ることが出来、音声ガイ
ドの機能が十分でなくても容易に画面内容を把握するこ
とが可能となった。Further, according to the present invention, in a personal computer mouse having a click button, an element having a mechanism capable of stimulating a skin sensation when the mouse is gripped is arranged in a matrix at an arbitrary portion on the mouse surface. A device in which a plurality of devices are arranged in a plane is built in, and the array element of the device can adjust the stimulus amount according to the dot information around the mouse cursor on the personal computer monitor screen. In the OS (operating system) of a personal computer that has a window function, changes in color information such as window boundaries can be directly sensed by the fingers and palm of the hand, and assists the position control of the cursor by the personal computer user. Also, even for people with severe visual impairment, move the mouse on the contents of the PC monitor screen. That it is possible to feel in, it has made it possible to voice guide function to grasp easily screen content may not be sufficient.
【図1】図1は本発明で用いるのに適した1つのピン駆
動機構を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing one pin drive mechanism suitable for use in the present invention.
【図2】図2は複数のピン駆動機構で構成したピン配列
素子を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a pin array element composed of a plurality of pin driving mechanisms.
【図3】図3はモニター画面上の色彩パターンのグレー
ススケール表示を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a grace scale display of a color pattern on a monitor screen.
【図4】図4は、図3のうち、曲面形成ユニットで表現
するポインタ(マウスカーソル)の近傍の所定領域(画
像データとして出力)のグレースケールドットパターン
を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a grayscale dot pattern in a predetermined area (output as image data) near a pointer (mouse cursor) represented by the curved surface forming unit in FIG. 3;
【図5】図5は図4に対応する突出量分布の拡大図であ
り、曲面形成ユニット36×42のピン配列での各ピン
の突出量分布を表す。5 is an enlarged view of the protrusion amount distribution corresponding to FIG. 4, and shows the protrusion amount distribution of each pin in the pin array of the curved surface forming unit 36 × 42.
【図6】図6は図5をピンの突出量で示した斜視図であ
る。FIG. 6 is a perspective view showing FIG. 5 by a protruding amount of a pin.
【図7】図7は電磁弁により調整する空気突出型素子を
示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing an air protruding type element adjusted by a solenoid valve.
【図8】図8はピエゾ素子を用いたポンプを利用した圧
力差生成素子の斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of a pressure difference generating element using a pump using a piezo element.
10 ピン駆動機構 12 ピン 14 磁石 16 コイル 18 電極 20 ピン配列素子 10-pin drive mechanism 12 pin 14 magnets 16 coils 18 electrodes 20 pin array element
Claims (6)
部分を含む所定領域の画像部分をデータ情報として出力
する出力手段と、該出力手段によって出力されたデータ
情報を感覚刺激量に変換する変換手段とを有することを
特徴とする表示画像/感覚刺激量変換装置。1. Output means for outputting, as data information, an image portion of a predetermined area including a portion pointed to by an image displayed on a display device, and conversion for converting the data information output by the output means into a sensory stimulus amount. And a display image / sensory stimulus amount conversion device.
装置において、前記表示装置はパソコン本体に接続され
たモニターで、パソコンから出力されるデータを表示す
るものであり、データ情報として出力される画像部分は
パソコン本体に接続されたマウスからの指示によってポ
インタでポイントされ、及び(又は)パソコン本体に接続
されたキーボードからの指示でカーソルでポイントされ
ることを特徴とする表示画像/感覚刺激量変換装置。2. The display image / sensory stimulus amount conversion device according to claim 1, wherein the display device is a monitor connected to a main body of a personal computer and displays data output from the personal computer, and is output as data information. The displayed image / feel is characterized in that the displayed image portion is pointed by the pointer according to the instruction from the mouse connected to the personal computer body and / or is pointed at by the cursor according to the instruction from the keyboard connected to the personal computer body. Stimulus conversion device.
ウスにおいて、マウス表面上の任意の部分に、マウスを
握った際に皮膚感覚を刺激することができる機構を有す
る素子をマトリックス状に複数本平面的に並べた装置を
組み込み、該装置の配列素子がパソコンモニター画面の
マウスカーソル周辺のドット情報に対応して刺激量を調
節できることを特徴とするパソコン用マウス。3. In a mouse for a personal computer having a button to be clicked, a plurality of elements having a mechanism capable of stimulating a skin sensation when the mouse is gripped are arranged in a matrix on an arbitrary portion on the surface of the mouse. A mouse for a personal computer, characterized in that the device arranged in line is incorporated, and the array element of the device can adjust the stimulus amount according to the dot information around the mouse cursor on the personal computer monitor screen.
する素子をマトリックス状に複数本平面的に並べた装置
が、マウスのクリックボタンを兼ねることを特徴とする
請求項3記載のパソコン用マウス。4. A mouse for a personal computer according to claim 3, wherein the device in which a plurality of elements having a mechanism capable of stimulating a skin sensation are arranged in a matrix in a plane also serves as a mouse click button. .
する素子をマトリックス状に複数本平面的に並べた装置
が、パソコンのプログラムにより、モニター画面のドッ
トとの対応を一時的に破り、強制的にパソコン内部から
の信号に対応した配列駆動することを特徴とする請求項
3または4記載のパソコン用マウス。5. A device in which a plurality of elements having a mechanism capable of stimulating a skin sensation are arranged in a matrix in a plane, temporarily breaking the correspondence with dots on a monitor screen by a program of a personal computer and forcing it. The mouse for a personal computer according to claim 3 or 4, characterized in that it is array driven corresponding to a signal from inside the personal computer.
できる機構を有する素子が、平面に垂直な方向にピンが
1μ〜3mm移動できるピン駆動機構を有するピン駆動素子
であり、該素子をマトリックス状に複数本平面的に並
べ、ピン頭部によって曲面を形成できる装置を組み込ん
だことを特徴とするパソコン用マウス。6. An element having a mechanism capable of stimulating a skin sensation according to claim 3, wherein a pin is provided in a direction perpendicular to a plane.
A mouse for a personal computer, which is a pin driving element having a pin driving mechanism capable of moving 1 μ to 3 mm, in which a plurality of the elements are arranged in a plane in a matrix and a device capable of forming a curved surface by a pin head is incorporated.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002050706A JP2003256133A (en) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | Device for converting display image into sensation stimulus quantity, and mouse for personal computer |
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- 2002-02-27 JP JP2002050706A patent/JP2003256133A/en active Pending
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