JP2005276089A - 入力装置、画像表示装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】情報入力が確実に行われたことを触覚により確認することが可能な入力装置、及び快適な情報入力を行うことが可能な画像表示装置及びプロジェクタを提供すること。
【解決手段】接触体により表面を触れることで情報を入力する情報入力部２００と、接触体が触れている表面上の位置を検知する位置検知部５２３と、位置検知部５２３により検知された位置を触れている接触体に所定の強度の刺激を与えるように駆動する駆動部である振動伝送部２０１、２０２、２０３、２０４と、を有し、振動伝送部２０１、２０２、２０３、２０４は、情報入力部２００の表面に振動波を伝送し、位置検知部５２３により検知された情報入力部２００上の表面を触れている接触体に所定の強度の振動波を与えることで所定の強度の刺激を与える。
【選択図】 図５

Description

本発明は、入力装置、画像表示装置及びプロジェクタ、特に、接触体で触れることで情報を入力可能な入力装置の技術に関する。

従来、画面を指や専用のペンで画面を触れることで情報を入力することが可能な入力装置、いわゆるタッチパネルが用いられている。近年、パソコン、時計、ゲーム機、家庭用電化製品に至るまで普及している対話型の電気機器は、機能が豊富になるにつれ、操作が複雑化している。このため、これらの電気機器において、画面そのものに情報入力機能を持たせるタッチパネルの有用性が近年高まりつつある。

通常、従来のタッチパネルは、画面の硬い表面に触れることで情報を入力する。情報の入力を画面の硬い表面に触れることのみによって行うと、ユーザは、スイッチを押圧するときのようなクリック感を感じることはない。情報の入力時にクリック感がないと、確実に情報が入力されたか否かを触覚で確認することができない。この場合、確実な入力を行うためには、入力作業において例えば画面を注視する必要が生じることがある。このようにタッチパネルにクリック感を感じないと、ユーザは、確実な入力を行うために快適さを妨げられる場合が生じ得る。情報が入力されたことの確認を容易にするため、クリック音の発生、画面の表示色の変化等、聴覚や視覚により確実に情報が入力されたことを確認できる工夫が行われている。ここで、確実に情報が入力されたことの確認において、聴覚や視覚に対する働きかけは触覚に対する働きかけより弱いと考えられる。このため、タッチパネルにおいて、確実に情報が入力されたことを触覚により確認できる技術が求められている。

触覚で情報入力を確認可能な技術としては、画面の押圧に伴って画面全体が沈む構成が考えられている。また、画面を押圧するときにクリック感を得るための技術としては、例えば、特許文献１に提案されているものがある。

特開２０００−２５０７０９号公報

しかし、画面の押圧に伴って画面全体が沈むタッチパネルは、画面全体を押圧する構成であるから押圧抵抗が大きく、かえって快適な情報入力の妨げともなりかねない。また、画面のどの位置を押圧しても同様に画面が沈むことから、押圧動作を行ったことを確認できるのみで、押圧位置の選択の正しさまでを確認し得るものとは言い難い。上記特許文献１の技術はスイッチ間の分離や押圧動作を触覚によって確認できる構成である。しかし、特許文献１の技術によると、クリック感はスイッチのＯＮ／ＯＦＦに関係なく生じるものであるから、情報入力は、やはり画面を注視しながらの確認とともに行う必要が生じてしまう。このように、タッチパネルを用いて快適に情報入力を行うために、情報入力が行われたことを触覚により確認できる技術が求められている。

本発明は、上述に鑑みてなされたものであり、情報入力が確実に行われたことを触覚により確認することが可能な入力装置、その入力装置を用いることで快適な情報入力を行うことが可能な画像表示装置及びプロジェクタを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、接触体により表面を触れることで情報を入力する情報入力部と、接触体が触れている表面上の位置を検知する位置検知部と、位置検知部により検知された位置を触れている接触体に所定の強度の刺激を与えるように駆動する駆動部と、を有することを特徴とする入力装置を提供することができる。

入力装置は、例えば接触体であるユーザの指を用いて情報入力を行う。情報入力は、例えば情報入力部の表面を指で触れることによる電気的な抵抗値の変化を検知することで行う。位置検知部は、例えば電気的な抵抗値が変化する位置によって、ユーザが指で触れている情報入力部の表面上の位置を検知する。そして、駆動部は、位置検知部により検知した位置を触れている指に、所定の刺激をフィードバックするように駆動する。従って、ユーザは、情報入力に伴って、情報入力部の表面を触れている指に所定の刺激を受ける。情報入力とともに所定の刺激を受けることで、ユーザは、入力が確実に行われたことを確認することができる。

本発明によると、ユーザは、指に刺激を受けることで、情報入力を行ったことを触覚によって確認することができる。情報入力のために触れた位置で指に刺激を感じることで、情報入力のために触れた位置を確認できる。また入力に応じて刺激をフィードバックする構成とすることで、情報入力を行ったときのみ刺激を受けることとなる。これにより、情報入力が確実に行われたことを触覚により確認することが可能な入力装置を得られる。

また、本発明の好ましい態様によれば、駆動部は、情報入力部の表面に振動波を伝送する振動伝送部であって、振動伝送部は、位置検知部により検知された情報入力部上の表面を触れている接触体に所定の強度の振動波を与えることが望ましい。駆動部である振動伝送部は、振動波により接触体に刺激を与える。振動伝送部は、情報入力部の表面に振動波を与えることが可能であれば良いことから、情報入力部の外部に設けることができる。このようにすることで、入力装置は、振動伝送部が画面の表示光を遮らない構成にできる。振動伝送部としては、例えば従来の電磁アクチュエータや電歪素子を用いることができる。このため、入力装置を簡易な構成にできる。これにより、簡易な構成の入力装置を得られる。

また、本発明の好ましい態様によれば、駆動部は、情報入力部の表面に電流を供給する電流供給部であって、電流供給部は、位置検知部により検知された情報入力部上の表面を触れている接触体に所定の強度の電圧を印加することが望ましい。駆動部である電流供給部は、電圧を印加することで接触体に刺激を与える。接触体に電圧を印加するために、例えば、情報入力部の表面に透明電極を設ける構成とすることができる。この場合、電流供給部は、情報入力部の外部に設ける構成にできる。このようにすることで、入力装置は、振動伝送部が画面の表示光を遮らない構成とし、さらに簡易な構成にできる。これにより、簡易な構成の入力装置を得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、少なくとも３つの振動伝送部は、情報入力部の表面の周辺部に設けられ、かつそれぞれが供給する振動波の位相を異ならせることで、情報入力部の表面の各位置で振動波を合成することが望ましい。少なくとも３つの振動伝送部を用いることで、情報入力部の表面の各位置に、各振動伝送部の振動波を合成することができる。また、振動伝送部からの振動波は、各振動伝送部からの振動波を合成したときのみ接触体で刺激として確認できる強度とすることが望ましい。これにより、接触体が情報入力をするために触れた位置に所定の強度の振動波を伝送することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、情報入力部は、矩形形状の表面を有し、振動伝送部は、情報入力部の矩形形状の各辺に沿って設けられることが望ましい。情報入力部の矩形形状の各辺に情報入力部を設けることで、情報入力部の矩形形状の周辺部から中心に向かう振動波を供給することができる。これにより、接触体が情報入力をするために触れた位置に所定の強度の振動波を伝送することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、情報入力部の矩形形状の各辺に対応して複数の振動伝送部が設けられることが望ましい。情報入力部の矩形形状の各辺に対応して複数の振動伝送部を設けることで、接触体の位置に応じて振動波を伝送する振動伝送部を選択して駆動することができる。これにより、少ない動力で各振動波を伝送する構成とすることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、情報入力部の表面にライン状の電極を有し、２つの電極は、表面上の１箇所に交点を有するように設けられ、電流供給部は、接触体が交点を触れるタイミングで電極に電流を供給することが望ましい。２つの電極を用いて接触体が交点を触れるタイミングで電流を供給する構成とすることで、交点位置の接触体に電圧を印加することができる。また、各電極を流れる電流は、各電極を流れる電流により印加する電圧値を合成したときのみ接触体で刺激として確認できる強度とすることが望ましい。これにより、接触体が情報入力をするために触れた各電極の交点の位置に所定の強度の電圧を印加することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、複数の電極は、互いに直交する２方向に格子状に設けられていることが望ましい。複数の電極を格子状に設けることで、情報入力部の表面に、２つの電極の交点を複数設ける構成にできる。これにより、接触体が情報入力をするために触れた位置に応じて所定の強度の電圧を印加することができる。

さらに、本発明によれば、画像信号に応じた画像を表示する画像表示部を有し、画像表示部は、上記の入力装置であることを特徴とする画像表示装置を提供することができる。上記の入力装置を用いることにより、情報入力が確実に行われたことを触覚により確認することができる。これにより、快適な情報入力を行うことが可能な画像表示装置を得られる。

さらに、本発明によれば、照明光を供給する光源部と、光源部からの照明光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、空間光変調装置からの光を投写する投写レンズと、投写レンズからの光により投写像を表示するスクリーンと、を有し、スクリーンは、上記の入力装置であることを特徴とするプロジェクタを提供することができる。上記の入力装置を用いることにより、情報入力が確実に行われたことを触覚により確認することができる。これにより、快適な情報入力を行うことが可能なプロジェクタを得られる。

以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る画像表示装置１００の概略構成を示す。画像表示装置１００は、画像信号に応じた画像を表示する画像表示部１１０を有する。また、画像表示部１１０は、接触体である指や専用ペンを触れることで情報を入力可能な、いわゆるタッチパネル式の入力装置である。ユーザは、画像表示部１１０上に表示されている入力ボタン１１２の画像の位置を接触体で触れることにより、情報を入力する。画像表示装置１００は、画像表示部１１０に情報を入力する接触体に所定の刺激を与えることで、情報の入力が行われたことをユーザが触覚で確認できることを特徴とする。ここでは、接触体として指を用いることとし、ユーザが直接指で所定の刺激を受けるものとして説明する。

次に、画像表示装置１００の画像表示部１１０により、指に所定の刺激を与えるための構成について説明する。図２は、画像表示部１１０の情報入力部及び駆動部の説明図である。情報入力部２００は、画像を表示するとともに、指により表面を触れることで情報を入力する。情報入力部２００は、矩形形状の表面を有する。情報入力部２００の周辺には、情報入力部２００の矩形形状の各辺に沿って振動伝送部２０１、２０２、２０３、２０４が設けられている。振動伝送部２０１、振動伝送部２０３は、情報入力部２００を挟んで互いに対向する位置に設けられている。振動伝送部２０２、振動伝送部２０４は、情報入力部２００を挟んで互いに対向する位置に設けられている。振動伝送部２０１、２０２、２０３、２０４としては、例えば、電磁アクチュエータや静電アクチュエータを用いる振動体や、ピエゾアクチュエータを用いる電歪素子を用いることができる。

振動伝送部２０１、２０２、２０３、２０４は、それぞれ情報入力部２００の表面に振動波を伝送する。振動伝送部２０１、２０２、２０３、２０４は、情報入力部２００の表面に振動波を伝送することで情報入力部２００の表面を触れている指に所定の強度の刺激を与えるように駆動する駆動部である。振動伝送部２０１は、情報入力部２００の表面に振動波Ｗ１を伝送する。振動伝送部２０２は、情報入力部２００の表面に振動波Ｗ２を伝送する。振動伝送部２０３は、情報入力部２００の表面に振動波Ｗ３を伝送する。振動伝送部２０４は、情報入力部２００の表面に振動波Ｗ４を伝送する。

なお、振動波Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４は、それぞれ伝送源である各振動伝送部２０１、２０２、２０３、２０４から略同心円状に広がる。本実施例は、各振動伝送部２０１、２０２、２０３、２０４が情報入力部２００の矩形形状の各辺に対応してライン状に設けられている。このことから、便宜上、情報入力部２００には、矩形形状の各辺に略平行な方向に連なる振動波Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４が発生するものとして説明を行う。

各振動伝送部２０１、２０２、２０３、２０４からの振動波Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４は、情報入力部２００の表面を伝送し、それぞれがぶつかりあう箇所において互いに干渉し合う。例えば、同一波形の振動波どうしは、互いに干渉し合うことで振幅が増幅された合成波を生じる。振動波どうしが合成する合成波は、さらに互いに干渉し合う。このとき、各合成波についても振幅が増幅されるように合成を繰り返すと、情報入力部２００の表面の１点に各振動波Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４のエネルギーを集中させて１つの合成波ＷＡを発生させることができる。各振動伝送部２０１、２０２、２０３、２０４は、所定の位相で振動波Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４を供給することで、このように１つの合成波ＷＡを発生させる。

４つの振動波Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４により生じる合成波ＷＡは、１つの振動伝送部から発生する振動波のエネルギーの略１６倍のエネルギーを有する。画像表示部１１０は、情報入力部２００上を触れている指に、所定の強度の合成波ＷＡを与える。ユーザは、指に合成波ＷＡが与えられることで所定の強度の刺激を受ける。これにより、ユーザは、画像表示部１１０で情報入力が行われたことを触覚により認識することができる。なお、振動波Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４はそれぞれ単独では指に刺激を感じない程度の強度とし、合成波ＷＡとすることで指に刺激を感じる程度の強度とすることで、指による情報入力の確認を明確にすることができる。

図３、図４は、合成波ＷＡの波形の例を示す。図３、図４ともに、縦軸に任意単位の振幅、横軸に時間ｔを示す。図３は、合成波ＷＡとして単数パルスを用いる場合における、合成波ＷＡの波形の例を示す。図３に示す合成波ＷＡは、単数パルスの振動波Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４を合成することで得られる。指が情報入力部２００の表面に触れた時間ｔ１に合成波ＷＡを発生することにより、指に１回の衝撃波が与えられる。

図４は、合成波ＷＡとして複数パルスを用いる場合における、合成波ＷＡの波動の例を示す。図４に示す合成波ＷＡは、３つのパルスの振動波Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４を合成することで得られる。指が情報入力部２００の表面に触れた時間ｔ２に合成波ＷＡを発生することにより、指に短時間の振動が与えられる。なお、指に与える刺激は、例えば合成波ＷＡの継続時間や波形に応じて、適宜設定することができる。例えば、情報入力部２００の表面から奥の方向へピークを有する合成波ＷＡを用いると、情報入力部２００の表面が凹んだようなクリック感を指に与えることも可能である。

次に、情報入力部２００の表面に触れている指の位置に応じて所定の刺激を与えるための構成について説明する。図５は、画像表示部１１０の位置検知部の説明図である。位置検知部５２３は、指が触れている情報入力部２００の表面上の位置を検知する。情報入力部２００の表面には、入力ボタン１１２（図１参照）の各位置にタッチスイッチ部５２１が設けられている。タッチスイッチ部５２１は、指を触れないときは、情報入力部２００の表面を構成する例えば透明樹脂部材により、電気的に絶縁されている。これに対して、タッチスイッチ部５２１に指を触れると、タッチスイッチ部５２１の抵抗値が小さくなるように変化する。

指を触れないとき、タッチスイッチ部５２１における抵抗値は、例えば数１００ＭΩである。これに対して、指を触れると、タッチスイッチ部５２１は、例えば１ＭΩにまで小さくなる。二値化部５２２は、タッチスイッチ部５２１における抵抗値を大小の２つで判定するコンパレータである。二値化部５２２による判定結果は、二値のディジタル信号で位置検知部５２３に出力される。位置検知部５２３は、各二値化部５２２からの出力により、情報入力部２００を触れている指の位置を検知する。

図６は、指で触れている位置を検知するための回路例を示す。情報入力部２００は、複数のライン状の電極６２６、６２７を有する。電極６２６は、長手方向がＸ方向となるように設けられている。電極６２７は、長手方向がＹ方向となるように設けられている。電極６２６、６２７としては、例えばＩＴＯで構成される透明電極や炭素膜を用いることができる。電極６２６、６２７は、情報入力部２００の表面上で直交するＸ方向及びＹ方向に格子状に設けられている。電極６２６は、一端がグラウンド電極６２８に接続され、他方の端が切断されているラインと、一端が二値化部５２２を介して不図示の外部電源に接続され、他方の端が切断されているラインとが交互に設けられている。

電極６２７も、一端がグラウンド電極６２９に接続され、他方の端が切断されているラインと、一端が二値化部５２２を介して不図示の外部電源に接続され、他方の端が切断されているラインとが交互に設けられている。電極６２６、６２７は、いずれも二値化部５２２が設けられているラインが高電位、グラウンド電極６２８、６２９が設けられているラインがグラウンド電位と略同一の低電位である。

電極６２６と電極６２７は、情報入力部２００の表面に表示される入力ボタン１１２の位置で直交するように設けられている。ここで、電極６２６、６２７は、入力ボタン１１２の位置で直交する位置において、情報入力部２００の表面の部材の抵抗値に相当する抵抗が接続されているとみなすことができる。ユーザが入力ボタン１１２の位置を指で触れると、電極６２６、６２７は、指により導通経路が短絡される。例えば、指を触れることで電極６２６、６２７の抵抗値はそれぞれ略１００分の１となるように設定することができる。

指を触れることで電極６２６、６２７の抵抗値が小さくなると、指が触れられた電極６２６、６２７のうち高電位のラインがそれぞれグラウンド電位と略同一の低電位となる。二値化部５２２は、高電位のラインが低電位になることを検知することで、例えばＯＮ信号を位置検知部５２３に出力する。位置検知部５２３は、ＯＮ信号を出力した電極６２６に接続された二値化部５２２、電極６２７に接続された二値化部５２２のうちそれぞれ１つずつからのＯＮ信号を入力することで、ユーザが指で触れた位置を検知することができる。このほか、例えば指の誘電率による電気容量の変化を検出する方法や、指による圧力で抵抗値が変化するシートを積層する方法がある。

図５に戻って、位置検知部５２３は、指で触れられた位置の情報を振動発生駆動部５２４に出力する。振動発生駆動部５２４は、位置検知部５２３からの位置情報に応じて所定の位相及びレベルを有する駆動信号を、各振動発生ドライバ５２５を介して各振動伝送部２０１、２０２、２０３、２０４に供給する。各振動発生ドライバ５２５は、振動発生駆動部５２４からの信号に応じて各振動伝送部２０１、２０２、２０３、２０４を駆動することで、指で触れられた１箇所に合成波を与える。振動発生駆動部５２４は、各振動伝送２０１、２０２、２０３、２０４の振動波の位相（タイミング）を適宜変更することで、情報入力部２００の表面のいずれの位置にも合成波を発生させることができる。

例えば、情報入力部２００への情報入力と、位置検知部５２３への入力とを同一の電極６２６、６２７（図６参照）で行うこととすると、画像表示部１１０は、情報入力に対して合成波による刺激をフィードバックする構成とすることができる。ユーザは、情報入力に伴って、情報入力部２００の表面を触れている指に所定の刺激を受ける。情報入力とともに所定の刺激を受けることで、ユーザは、入力が確実に行われたことを確認することができる。

ユーザは、指に刺激を受けることで情報入力が行われたことを触覚によって確認することができる。情報入力のために触れた位置で指に刺激を感じることで、情報入力のために触れた位置を確認できる。また入力に応じて刺激をフィードバックする構成とすることで、情報入力を行ったときのみ刺激を受けることとなる。これにより、情報入力が確実に行われたことを触覚により確認することができるという効果を奏する。

また、情報入力が行われたことを触覚により確認することが可能であっても、複雑な構成が必要であると高コストになってしまう。また、情報入力部２００の表面に厚い層状構造が必要であると、画面を透過する光が層状構造で遮られる、あるいは全反射により閉じ込められることにより、画面の表示を暗くしてしまう場合もあり得る。従って、情報入力が行われたことを触覚で確認可能とする技術は、簡易な構成によって実現することが求められている。

振動伝送部２０１、２０２、２０３、２０４は、振動波により接触体に刺激を与える。各振動伝送部は、情報入力部２００の表面に振動波を与えることが可能であれば良いことから、情報入力部２００の外部に設けることができる。このようにすることで、画像表示部１１０は、振動伝送部２０１、２０２、２０３、２０４が表示光を遮らない構成とすることができる。また、振動伝送部２０１、２０２、２０３、２０４としては、簡易な構成の電磁アクチュエータや電歪素子等を用いることができる。

情報入力が確実に行われたことを触覚により確認することができることで、例えば入力の確認のために画面を注視しながらの入力を行う必要が無くなる。また、クリック音等の音声により入力を確認する必要も無いことから、静粛性を高くすることもできる。これにより、簡易な構成で、快適な情報入力を行うことが可能な画像表示装置１００を得られるという効果を奏する。なお、情報入力を行うための接触体としてはユーザの指に限らず、例えばユーザの手のひらやユーザが手にする専用ペンであっても良い。また、情報入力部２００は矩形形状に限らず、三角形等の多角形形状や、円形形状、及びこれらに類似する形状であっても良い。

本発明の画像表示部１１０には、例えば液晶パネル、ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等の直視型ディスプレイを用いることができる。特に、硝子部材や樹脂部材で構成された基板を用いるこれらのディスプレイは、剛性が高いことから、伝送する振動の減衰が少なく好適である。また、情報入力部２００の一部を振動発生部で構成しても良い。例えば、情報入力部２００に電磁アクチュエータに用いるシートコイルや静電アクチュエータに用いる電極部材を成膜又は貼付することができる。また、ピエゾ膜を成膜又は貼付しても良い。さらに、振動伝送部は、画像表示装置１００のパネルスピーカと兼用としても良い。画像表示部１１０は、１つの振動伝送部を用いて、指が触れている期間常に情報入力部２００の表面に振動を伝送することとしても良い。

図７は、本発明の実施例２に係る画像表示部７１０の一部の特徴的部分の構成を示す。本実施例の画像表示部７１０は、上記実施例１の画像表示装置１００に適用することができる。上記実施例１の画像表示装置１００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例の画像表示部７１０は、情報入力部２００の矩形形状の各辺に対応して複数の振動伝送部が設けられることを特徴とする。

情報入力部２００の矩形形状のＸ方向の辺に対応して、振動伝送ユニット７０１、７０３が設けられている。振動伝送ユニット７０１は、振動伝送部７０１ａ、７０１ｂ、７０１ｃ、７０１ｄ、７０１ｅをＸ方向に並列して構成される。振動伝送ユニット７０３は、情報入力部２００を挟んで振動伝送ユニット７０１に対向する位置に設けられている。振動伝送ユニット７０３は、振動伝送部７０３ａ、７０３ｂ、７０３ｃ、７０３ｄ、７０３ｅをＸ方向に並列して構成される。

情報入力部２００の矩形形状のＹ方向の辺に対応して、振動伝送ユニット７０２、７０４が設けられている。振動伝送ユニット７０２は、振動伝送部７０２ａ、７０２ｂ、７０２ｃ、７０２ｄ、７０２ｅをＹ方向に並列して構成される。振動伝送ユニット７０４は、情報入力部２００を挟んで振動伝送ユニット７０２に対向する位置に設けられている。振動伝送ユニット７０４は、振動伝送部７０４ａ、７０４ｂ、７０４ｃ、７０４ｄ、７０４ｅをＹ方向に並列して構成される。

各振動伝送ユニットの各振動伝送部は、上記実施例１の振動伝送部と同様に、情報入力部２００の表面に振動波を伝送する。また、各振動伝送部は、それぞれが振動発生駆動部（図５参照）によって異なる位相（タイミング）の振動波を伝送することができる。例えば、各振動伝送ユニット７０１のうちの振動伝送部７０１ｃ、７０２ｃ、７０３ｃ、７０４ｂがそれぞれ振動波Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４を伝送する場合を考える。各振動波Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４は、それぞれ振動源の振動伝送部を中心とする略同心円状に広がる。そして、上記実施例１と同様に、情報入力部２００の表面の１点に各振動波Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４のエネルギーを集中させて１つの合成波ＷＢを発生させることができる。

このように情報入力部２００の矩形形状の各辺に対応して複数の振動伝送部を設けることで、接触体の位置に応じて振動波を伝送する振動伝送部を選択して駆動することができる。これにより、少ない動力で各振動波を伝送する構成とすることができるという効果を奏する。なお、本実施例は各振動伝送ユニットについて１つの振動伝送部から振動を伝送することとしているが、各振動伝送ユニットから振動を伝送する構成に限られない。例えば、全ての振動伝送部のうち３つから振動を伝送する構成としても良い。

（実施例２の変形例）
図８は、実施例２の変形例に係る画像表示部８１０の概略構成を示す。本変形例の画像表示部８１０は、３つの振動伝送部８０１、８０２、８０３を有する。振動伝送部８０１は、情報入力部２００の矩形形状の１辺の略中央の位置に設けられている。振動伝送部８０２、８０３は、それぞれ振動伝送部８０１が設けられている辺に対向する辺の両側の２隅にそれぞれ対向させて設けられている。振動伝送部８０１、８０２、８０３は、情報入力部２００の表面にそれぞれ振動波Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３を伝送する。そして、情報入力部２００の表面の１点に各振動波Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３のエネルギーを集中させて１つの合成波ＷＣを発生させる。

各振動波Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３が略同心円状に伝送することから、３つの振動伝送部８０１、８０２、８０３を用いることで情報入力部２００の表面の各位置に合成波ＷＣを発生させることができる。なお、３つの振動伝送部の位置は本変形例のものに限られない。例えば図９に示す画像表示部９１０の振動伝送部９０１、９０２、９０３のように情報入力部２００の矩形形状の３隅にそれぞれ対向させて設けることができる。また、図１０に示す画像表示部１０１０のように、情報入力部２００の矩形形状の４隅にそれぞれ対向させて駆動伝送部１００１、１００２、１００３、１００４を設けることもできる。

図１１は、本発明の実施例３に係る画像表示部１１１０の回路例を示す。本実施例の画像表示部１１１０は、上記実施例１の画像表示装置１００に適用することができる。上記実施例１の画像表示装置１００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例の画像表示部１１１０は、駆動部として、振動伝送部に代えて電流供給部を有することを特徴とする。

電極６２６、６２７は、位置検知部５２３において指で触れている位置を検知するための２本のラインの間に、情報入力部２００の表面に表示されている入力ボタン１１２の位置に電流を供給するための出力ラインが設けられている。入力ボタン１１２に電流を供給するための出力ラインは、アンプ１１２２を介して電流供給部１１０１に接続されている。位置検知部５２３は、指で触れられた位置の情報を電流供給部１１０１に出力する。電流供給部１１０１は、所定の強度の電流を位置検知部５２３からの位置情報に応じて電極６２６、６２７の出力ラインに供給する。このようにして、電流供給部１１０１は、情報入力部２００表面に電流を供給する。

電極６２６、６２７の出力ラインに電流が供給されると、ユーザの指は、所定の強度の電圧が印加されることによる刺激を受ける。このようにして、画像表示部１１１０は、情報入力に対して電圧印加による刺激をフィードバックする構成とすることができる。このとき供給される電流は瞬間的かつ微量とする。例えば印加電圧は、数十ボルトとすることで、指の筋肉そのものを収縮させることで刺激を与える構成としても良い。

図１２、図１３、図１４は、いずれも電流供給部１１０１から電極６２６、６２７の出力ラインに供給する電流によって情報入力部２００の表面に印加される電圧の波形の例を示す。図１２、図１３、図１４ともに、縦軸に任意単位の振幅、横軸に時間ｔを示す。図１２は、単数パルスを用いる場合における電圧の波形の例を示す。単数パルスに限らず、図１３に示す複数のパルスを用いても良い。また、図１４に示すように、略１秒程度の短期間における正弦波を用いても良い。特に、図１４に示す短期間における正弦波を用いると、指による明瞭な確認と電圧による不快感をさらに低減することができる。

図１５は、電極６２６の出力ラインに供給する電流による電圧ＥＸ、電極６２７の出力ラインに供給する電流による電圧ＥＹの波形の例を示す。電圧ＥＸは、電極６２６の出力ライン上のいずれの位置でも印加される。電圧ＥＹは、電極６２７の出力ライン上のいずれの位置でも印加される。そこで、実施例１の画像表示装置１００と同様に、電圧ＥＸ、電圧ＥＹ単体の強度としては、指に刺激を感じない程度とすることが望ましい。そして、図１５に示すように、電圧ＥＸ、電圧ＥＹは、グラウンド電位ＥＧを挟むような逆位相のパルスとする。このとき指には電圧ＥＸ、ＥＹの電位差に相当する電圧が印加される。電圧ＥＸ、ＥＹの電位差に相当する電圧を指に刺激を感じる程度とすると、指で触れている位置にスポット的に所定の強度の電圧を印加することができる。

このように、情報入力部２００の表面の電極６２６、６２７に電流供給部１１０１の出力ラインを設けることで、電圧による刺激を指に与えることができる。電極６２６、６２７としては上記実施例１と同様に透明電極を用いることができる。また、情報入力部２００の表面に電圧を印加可能とするためには、電極６２６、６２７の出力ライン以外の構成を情報入力部２００の表面に設ける必要がない。このようにすることで、画像表示部１１１０は、電圧印加のための構成を設けても画面の表示光を遮らない構成にでき、さらに簡易な構成にできる。これにより、簡易な構成で、情報入力が確実に行われたことを触覚により確認することができるという効果を奏する。なお、指に対してクリック感に近い刺激を与えるのに最適な印加電圧は、指の発汗状態等により変化する。タッチスイッチ部５２１における出力を計測すると、指の表面抵抗を感知することができる。これにより指の表面抵抗に応じて印加電圧をフィードバック制御すると、指の発汗状態等に関わらず常に略一定のクリック感を与えることができる。

図１６は、本発明の実施例４に係るプロジェクタ１６００の概略構成を示す。本実施例のプロジェクタ１６００は、筐体１６８０に設けられたスクリーン１６１０に投写光を透過させることによって画像を表示する、いわゆるリア型プロジェクタである。また、スクリーン１６１０は、投写光の観察者側の面Ｓ１を接触体により触れることで情報を入力することができる入力装置である。

光源部１６０１としては、例えば超高圧水銀ランプを用いることができる。光源部１６０１は、第１色光であるＲ光、第２色光であるＧ光、及び第３色光であるＢ光を含む照明光を供給する。光源部１６０１からの照明光は、直接又はリフレクタ１６０２で反射してフライアイ型インテグレータ１６１２に入射する。フライアイ型インテグレータ１６１２は、光源部１６０１からの光の照度分布を均一化する。

フライアイ型インテグレータ１６１２で照度分布を均一化された光は、偏光変換素子１６１４にて特定の振動方向を有する偏光光、例えばｓ偏光光に変換される。ｓ偏光光に変換された光は、Ｒ光透過ダイクロイックミラー１６２１に入射する。以下、Ｒ光について説明する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１６２１は、Ｒ光を透過し、Ｇ光、Ｂ光を反射する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１６２１を透過したＲ光は、反射ミラー１６２２に入射する。反射ミラー１６２２は、Ｒ光の光路を９０度折り曲げる。

光路を折り曲げられたＲ光は、第１色光用空間光変調装置であるＲ光用の液晶型空間光変調装置１６３０Ｒに入射する。液晶型空間光変調装置１６３０Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。なお、ダイクロイックミラーを透過しても、光の偏光方向は変化しないため、液晶型空間光変調装置１６３０Ｒに入射するＲ光は、ｓ偏光光のままの状態である。液晶型空間光変調装置１６３０Ｒに入射したｓ偏光光は、ｐ偏光光に変換されたのち、画像信号に応じた変調によりｓ偏光光に変換される。変調によりｓ偏光光に変換されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１６４０に入射する。

次に、Ｇ光について説明する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１６２１で反射されたＧ光とＢ光とは、光路を９０度折り曲げられる。光路を折り曲げられたＧ光とＢ光とは、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１６２３に入射する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１６２３は、Ｇ光を反射し、Ｂ光を透過する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１６２３で反射されたＧ光は、第２色光用空間光変調装置であるＧ光用の液晶型空間光変調装置１６３０Ｇに入射する。

液晶型空間光変調装置１６３０Ｇは、Ｇ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。液晶型空間光変調装置１６３０Ｇに入射するＧ光は、ｓ偏光光に変換されている。液晶型空間光変調装置１６３０Ｇに入射したｓ偏光光は、画像信号に応じた変調により、ｐ偏光光に変換される。変調によりｐ偏光光に変換されたＧ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１６４０に入射する。

次に、Ｂ光について説明する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１６２３を透過したＢ光は、リレーレンズ１６２４を透過した後、反射ミラー１６２５により光路を９０度折り曲げられる。そして、Ｂ光は、さらにリレーレンズ１６２６を透過し、反射ミラー１６２７により光路を９０度折り曲げられて、第３色光用空間光変調装置であるＢ光用の液晶型空間光変調装置１６３０Ｂに入射する。液晶型空間光変調装置１６３０Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。

なお、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１６２３を透過したＢ光を２つのリレーレンズ１６２４、１６２６に透過させるのは、Ｂ光の光路の長さがＲ光及びＧ光の光路の長さよりも長いためである。２つのリレーレンズ１６２４、１６２６を用いることにより、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１６２３を透過したＢ光を、そのまま液晶型空間光変調装置１６３０Ｂに導くことができる。液晶型空間光変調装置１６３０Ｂに入射するＢ光は、ｓ偏光光に変換されている。液晶型空間光変調装置１６３０Ｂに入射したｓ偏光光は、ｐ偏光光に変換されたのち、画像信号に応じた変調により、ｓ偏光光に変換される。液晶型空間光変調装置１６３０Ｂで変調されたＢ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１６４０に入射する。

色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１６４０は、２つのダイクロイック膜１６４２、１６４４をＸ字型に直交して配置して構成されている。ダイクロイック膜１６４２は、Ｒ光を反射し、Ｂ光、Ｇ光を透過する。ダイクロイック膜１６４４は、Ｂ光を反射し、Ｒ光、Ｇ光を透過する。このように、クロスダイクロイックプリズム１６４０は、各色光用の液晶型空間光変調装置１６３０Ｒ、１６３０Ｇ、１６３０Ｂでそれぞれ変調されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光を合成する。

なお、上述のように、液晶型空間光変調装置１６３０Ｒ、１６３０Ｂからクロスダイクロイックプリズム１６４０に入射される光は、ｓ偏光光となるように設定される。また、液晶型空間光変調装置１６３０Ｇからクロスダイクロイックプリズム１６４０に入射される光は、ｐ偏光光となるように設定される。このようにクロスダイクロイックプリズム１６４０に入射される光の偏光方向に差異をつけるのは、クロスダイクロイックプリズム１６４０において各色光用液晶表示装置から射出される光を有効に合成するためである。

ダイクロイック膜１６４２、１６４４は、通常、ｓ偏光光の反射特性に優れる。このため、ダイクロイック膜１６４２、１６４４で反射されるべきＲ光及びＢ光をｓ偏光光とし、ダイクロイック膜１６４２、１６４４を透過すべきＧ光をｐ偏光光としている。投写レンズ１６５０は、クロスダイクロイックプリズム１６４０で合成された光を反射ミラー１６５２の方向へ投写する。反射ミラー１６５２は、投写レンズ１６５０からの投写光をスクリーン１６１０の方向へ反射する。スクリーン１６１０は、反射ミラー１６５２で反射された投写光を透過させることにより、観察者側の面Ｓ１に投写像を表示する。

このようにして、プロジェクタ１６００は、スクリーン１６１０の面Ｓ１に画像信号に応じた画像を表示する。また、スクリーン１６１０は、上記各実施例の画像表示装置の画像表示部と同様の構成を有する。プロジェクタ１６００は、スクリーン１６１０において画像信号に応じた画像に対応して情報を入力することができる。そして、スクリーン１６１０は、情報入力が確実に行われたことを触覚により確認することができる。これにより、快適な情報入力を行うことが可能なプロジェクタ１６００を得られるという効果を奏する。スクリーン１６１０は、剛性が高い硝子部材や樹脂部材で基板を構成すると、伝送する振動の減衰が少なく好適である。また、リア型プロジェクタのスクリーンは、比較的画面が小さい上投写光を遮らないため、タッチパネルとして用いるのに好適である。従って、上記の画像表示装置の画像表示部は、リア型プロジェクタのスクリーンとして特に好適である。

なお、本実施例は、スクリーン１６１０に投写光を透過させるリア型のプロジェクタ１６００について説明したが、投写光の投写側から画像を観察するフロント型プロジェクタについても適用することができる。例えば、フロント型プロジェクタは、上記の画像表示装置をスクリーンとして用いることで、プロジェクタからの画像に応じて情報を入力することができる。フロント型のプロジェクタのスクリーンは巻き取り可能な柔軟なものが一般的であるが、振動の伝送や電流の供給が可能であれば上記実施例と同様の効果を得ることができる、フロント型のプロジェクタのスクリーンに用いる振動伝送部としては、例えば柔軟な圧電膜を用いることで、スクリーンを巻き取り可能な構成にできる。

また、プロジェクタの構成は、光源部として超高圧水銀ランプを用いる構成に限らず、例えば発光ダイオード素子（ＬＥＤ）等の固体発光素子を用いても良い。また、３つの透過型液晶表示装置を設けたいわゆる３板式のプロジェクタに限らず、例えば、反射型液晶表示装置を用いたプロジェクタやティルトミラーデバイスを用いたプロジェクタであっても良い。

以上のように、本発明に係る入力装置は、指で接触することで情報を入力する場合に適している。

本発明の実施例１に係る画像表示装置の概略構成図。 情報入力部及び駆動部の説明図。 合成波の説明図。 合成波の波形の説明図。 位置検知部の説明図。 指で触れている位置を検知するための回路の説明図。 本発明の実施例２に係る画像表示部の説明図。 実施例２の変形例に係る画像表示部の説明図。 実施例２の変形例に係る画像表示部の説明図。 実施例２の変形例に係る画像表示部の説明図。 本発明の実施例３に係る画像表示部の説明図。 印加電圧の波形の説明図。 印加電圧の波形の説明図。 印加電圧の波形の説明図。 印加電圧の波形の説明図。 本発明の実施例４に係るプロジェクタの概略構成図。

符号の説明

１００ 画像表示装置、１１０ 画像表示部、１１２ 入力ボタン、２００ 情報入力部、２０１、２０２、２０３、２０４ 振動伝送部、５２１ スイッチ部、５２１ タッチスイッチ部、５２２ 二値化部、５２３ 位置検知部、５２４ 振動発生駆動部、５２５ 振動発生ドライバ、６２６、６２７ 電極、６２８、６２９ グラウンド電極、７０１、７０２、７０３、７０４ 振動伝送ユニット、７０１ａ〜７０１ｅ、７０２ａ〜７０２ｅ、７０３ａ〜７０３ｅ、７０４ａ〜７０４ｅ、７０５ａ〜７０５ｅ 振動伝送部、７１０ 画像表示部、８０１、８０２、８０３ 振動伝送部、８１０ 画像表示部、９０１、９０２、９０３ 振動伝送部、９１０ 画像表示部、１００１、１００２、１００３、１００４ 駆動伝送部、１０１０ 画像表示部、１１０１ 電流供給部、１１１０ 画像表示部、１１２２ アンプ、１６００ プロジェクタ、１６０１ 光源部、１６０２ リフレクタ、１６１０ スクリーン、１６１２ フライアイ型インテグレータ、１６１４ 偏光変換素子、１６２１ Ｒ光透過ダイクロイックミラー、１６２２ 反射ミラー、１６２３ Ｂ光透過ダイクロイックミラー、１６２４、１６２６ リレーレンズ、１６２５、１６２７ 反射ミラー、１６３０Ｒ、１６３０Ｇ、１６３０Ｂ 液晶型空間光変調装置、１６４０ クロスダイクロイックプリズム、１６４２、１６４４ ダイクロイック膜、１６５０ 投写レンズ、１６５２ 反射ミラー、１６８０ 筐体、Ｗ１〜Ｗ４ 振動波、ＷＡ、ＷＢ、ＷＣ 合成波

Claims (10)

1. 接触体により表面を触れることで情報を入力する情報入力部と、
   前記接触体が触れている前記表面上の位置を検知する位置検知部と、
   前記位置検知部により検知された位置を触れている前記接触体に所定の強度の刺激を与えるように駆動する駆動部と、を有することを特徴とする入力装置。
2. 前記駆動部は、前記情報入力部の前記表面に振動波を伝送する振動伝送部であって、
   前記振動伝送部は、前記位置検知部により検知された前記情報入力部上の前記表面を触れている前記接触体に所定の強度の前記振動波を与えることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 前記駆動部は、前記情報入力部の前記表面に電流を供給する電流供給部であって、
   前記電流供給部は、前記位置検知部により検知された前記情報入力部上の前記表面を触れている前記接触体に所定の強度の電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
4. 少なくとも３つの前記振動伝送部は、前記情報入力部の前記表面の周辺部に設けられ、かつそれぞれが供給する前記振動波の位相を異ならせることで、前記情報入力部の前記表面の各位置で前記振動波を合成することを特徴とする請求項２に記載の入力装置。
5. 前記情報入力部は、矩形形状の前記表面を有し、
   前記振動伝送部は、前記情報入力部の前記矩形形状の各辺に沿って設けられることを特徴とする請求項４に記載の入力装置。
6. 前記情報入力部の前記矩形形状の前記各辺に対応して複数の前記振動伝送部が設けられることを特徴とする請求項５に記載の入力装置。
7. 前記情報入力部の前記表面にライン状の電極を有し、
   ２つの前記電極は、前記表面上の１箇所に交点を有するように設けられ、
   前記電流供給部は、前記接触体が前記交点を触れるタイミングで前記電極に前記電流を供給することを特徴とする請求項３に記載の入力装置。
8. 複数の前記電極は、互いに直交する２方向に格子状に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の入力装置。
9. 画像信号に応じた画像を表示する画像表示部を有し、
   前記画像表示部は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の入力装置であることを特徴とする画像表示装置。
10. 照明光を供給する光源部と、
    前記光源部からの前記照明光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
    前記空間光変調装置からの光を投写する投写レンズと、
    前記投写レンズからの光により投写像を表示するスクリーンと、を有し、
    前記スクリーンは、請求項１〜８のいずれか一項に記載の入力装置であることを特徴とするプロジェクタ。

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