JP2009032139A - Tactile input device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば操作者の指を用いて操作することにより所望の内容を入力する触覚入力装置に関する。 The present invention relates to a tactile input device that inputs desired contents by operating, for example, an operator's finger.
近年、携帯電話装置に代表される小型の電子機器においては、その小型化に伴い、文字の入力などの操作がしにくい自体が生じている。このようなことから、近年、ボタンなどの操作性を良くするために様々な技術が開発されている。 2. Description of the Related Art In recent years, small electronic devices typified by mobile phone devices have become difficult to perform operations such as inputting characters due to their miniaturization. For these reasons, various techniques have been developed in recent years to improve the operability of buttons and the like.
従来の携帯電話装置においては、操作者の手に把持された状態でその指先の移動によって操作を行うことができる指先触覚入力装置を搭載する技術が存在している（特許文献１参照）。この指先触覚入力装置は、入力プレート及び入力制御手段を有する。入力プレートは、例えば携帯電話装置の背面に設けられており、指先で操作可能な触覚入力用凸部が複数設けられている。入力制御手段は、触覚入力用凸部を押圧したときに入力信号をコード化している。この指先触覚入力装置は、入力プレート上で操作者の手首を固定して指先を移動させたとき、左右両手の指先が共に触覚で表面を認識可能な倒立型卵型曲線で囲まれた領域内に、触覚入力用凸部が設けられている。 In a conventional mobile phone device, there is a technology that includes a fingertip tactile sense input device that can be operated by moving the fingertip while being held by an operator's hand (see Patent Document 1). This fingertip tactile sense input device has an input plate and input control means. The input plate is provided on the back surface of the mobile phone device, for example, and is provided with a plurality of tactile input convex portions that can be operated with a fingertip. The input control means codes the input signal when the tactile input convex portion is pressed. This fingertip tactile sense input device is located in an area surrounded by an inverted egg-shaped curve in which the fingertips of both left and right hands can be recognized by tactile sensation when the operator's wrist is fixed on the input plate and the fingertip is moved. In addition, a tactile input convex portion is provided.
このような従来技術では、入力プレートの触覚入力用凸部を操作しようとした場合、この入力プレートの表面に沿って指先を移動させる。しかもこの従来技術では、入力プレートにおける触覚入力用凸部が各々表す操作が予め定まっており、この操作者は各触覚入力用凸部が意味する操作内容を覚えていないと、この指先触覚入力装置を操作することができなかった。 In such a conventional technique, when the tactile input convex portion of the input plate is to be operated, the fingertip is moved along the surface of the input plate. Moreover, in this prior art, the operations represented by the tactile input convex portions on the input plate are determined in advance, and this fingertip tactile input device must be operated if the operator does not remember the operation content that each tactile input convex portion means. Could not be operated.
本発明が解決しようとする課題には、上記した問題が一例として挙げられる。 The problem to be solved by the present invention includes the above-described problem as an example.
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、触覚スイッチ電極群が操作面に沿って配列するパネルと、提示すべき所望の内容に応じて、前記触覚スイッチ電極群のうちから選択した触覚スイッチ電極の組み合わせから前記操作者の指に対して刺激を与える付与手段と、各前記触覚スイッチ電極と操作者の指との導通状態に応じた接触状態を検出する検出手段とを有する。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is selected from the panel in which the tactile switch electrode group is arranged along the operation surface and the tactile switch electrode group in accordance with a desired content to be presented. And applying means for applying a stimulus to the operator's finger from the combination of the tactile switch electrodes, and detecting means for detecting a contact state according to a conduction state between each of the tactile switch electrodes and the operator's finger.
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態としての触覚スイッチ装置１を搭載する電子機器１００の外観の一例を示す平面図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing an example of the appearance of an
電子機器１００は、例えば携帯型の電話装置、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの情報端末である。この電子機器１００は、ある内容を操作者に対し提示し、この操作者が提示内容を確認し、所望の反応を入力させる機能を備えている。
The
この電子機器１００は、触覚スイッチ装置１、表示部２０、音発生部１０、一般スイッチ部３０及び本体４０を備えている。本体４０は、例えばほぼ矩形であり、その表面に表示部２０、音発生部１０、スイッチ部３０及び触覚スイッチ装置１を備えている。
The
表示部２０は、本体４０の中央部のやや上部に設けられている。この表示部２０は、映像を表示する機能を有する。音発生部１０は、本体４０の左右それぞれに設けられている。この音発生部１０は、例えば表示部２０に表示された映像に伴った音を出力する。
The
一般スイッチ部３０は、第１の操作手段としての機能を有し、本体４０の下部左側に設けられている。一般スイッチ部３０は、電子機器１００の操作者が操作を行うための文字入力やボタン操作を行うための操作装置である。
The
触覚スイッチ装置１は、本体４０の下部中央から右側にわたり設けられている。この触覚スイッチ装置１の操作面９には、多数の触覚スイッチ電極８がマトリクス状に配列している。これら触覚スイッチ電極８のピッチは５ｍｍ程度の間隔の格子状配列で構成されている。
The tactile switch device 1 is provided from the lower center of the
これら触覚スイッチ電極８は、例えば高圧の微少電流で操作者の指に電気的な刺激を与える。つまり、これら触覚スイッチ電極８は、電気的な刺激により、本来は視覚により表される所定のデータを触覚を用いて表現することができる。この表現としては、例えば点字、記号の二値データを挙げることができる。また、この表現としては、例えば変調させることもできる。
These
操作者は、自らの指で操作面９に触れると、電気的な刺激により触れた場所を触覚により認識することができる。この触覚スイッチ装置１は、操作面９において操作者の指が触れた部分の触覚スイッチ電極８の電流変化を検出し、その触れた場所を特定できる。操作者は、このような触覚表示、音、光などによって入力されたことを認知することができる。
When the operator touches the
この触覚スイッチ装置１は、第２の操作手段であり、例えばその操作面９を見ることができない状態であっても、例えば操作者の指で電気的な刺激を感じ取ることにより、電子機器１００からの提示内容を触覚により認識させるための操作装置である。
The tactile switch device 1 is a second operation means. For example, even when the
また、この触覚スイッチ装置１は、このような提示内容に応じて操作者が所定の内容を入力しようとした場合に、その提示内容に応じて選択しうる必要な入力内容を提示し、この提示された入力内容から操作者に触覚により入力させる機能を有する。 Further, the tactile switch device 1 presents necessary input contents that can be selected according to the presentation contents when the operator tries to input predetermined contents according to the presentation contents. It has a function of allowing the operator to input from the input contents by touch.
つまりこの触覚スイッチ装置１は、その操作面が見えない状態であっても提示内容を触覚により把握することができる。また、この触覚スイッチパネル４には、その操作面９における特定の位置に、各触覚スイッチ電極８の先端よりも物理的に突出する凸部が形成されている。このような特定の位置としては、操作面９のほぼ中心の位置を例示することができる。このような凸部が存在していることにより、操作者は、この凸部の位置を基準として自らの指で操作面９を操作することができる。なお、この凸部が形成されている位置は、配列する各触覚スイッチ電極８のほぼ中心のみならず、その他の位置であってもよい。
That is, the tactile sensation switch device 1 can grasp the presentation contents by tactile sense even when the operation surface is not visible. In addition, the
しかもこの触覚スイッチ装置１は、この提示内容に応じて操作者が反応して、入力すべき内容を自らの指で触覚により確認した上で入力することができる構成となっている。この触覚スイッチ装置１の詳細な構成については後述する。 In addition, the tactile switch device 1 is configured such that the operator reacts in accordance with the presented content, and the content to be input can be input after confirming by touch with his / her finger. The detailed configuration of the tactile switch device 1 will be described later.
図２は、図１に示す電子機器１００の電気的な構成例を示すブロック図である。電子機器１００は、上述した触覚スイッチ装置１、表示部２０、音発生部１０及び一般スイッチ部３０の他にも、入出力部５０、演算制御部６０、記憶部７０、バス８０及び電源部９０を備えている。電源部９０は、これら演算制御部６０及び触覚スイッチ装置１などに対して電力を供給したり電力の供給を停止する機能を有する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an electrical configuration example of the
このバス８０には、触覚スイッチ装置１、表示部２０、音発生部１０及び一般スイッチ部３０の他にも、入出力部５０、演算制御部６０及び記憶部７０が接続されている。従って触覚スイッチ装置１などは、バス８０を経由して演算制御部６０などとデータ通信を行うことができるようになっている。
In addition to the tactile switch device 1, the
入出力部５０は、電子機器１００の外部との間で映像データ及び音データの少なくとも一方を入力したり出力するインターフェース機能を有する。この入出力部５０は、ライン入力の形態であっても良いし、アンテナを用いて電磁波を受信する形態でもよいし、受発光した光によって光通信を行う形態であってもよい。記憶部７０は、このような映像データ及び音データの少なくとも一方を一時的に記憶したり、プログラムやパラメータを一時的に記憶する機能を有する。
The input /
表示部２０は、例えばプラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ或いは有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイである。この表示部２０は、演算制御部６０の制御によって、記憶部７０に記憶している映像データに基づく映像を表示する機能を有する。音発生部１０は、例えばスピーカーである。この音発生部１０は、演算制御部６０の制御によって、記憶部７０に記憶されている音データに基づく音を発生する機能を有する。
The
一般スイッチ部３０は、電子機器１００の操作者が操作可能なボタンなどの操作装置であり、操作者の操作に応じた操作信号を演算制御部６０に出力する機能を有する。この演算制御部６０は、この操作信号により、操作者の操作内容を把握する。この一般スイッチ部３０は、上述した触覚スイッチ装置１を用いずに操作するための操作装置である。
The
触覚スイッチ装置１は、演算制御部６０の制御によって電子機器１００の操作者が操作する操作装置の一種である。この触覚スイッチ装置１は、演算制御部６０の制御によって、所定の提示内容を電気的な刺激として操作者に与える触覚提示機能を有するとともに、この操作者がこの提示内容に応じて反応した所望の内容を触覚で入力するための触覚入力機能を有する。
The tactile switch device 1 is a kind of operation device operated by an operator of the
この触覚スイッチ装置１は、演算制御部６０からの演算結果を操作面９の触覚スイッチ電極８の金属端子からの高圧小電流の変調を用いた刺激で表現し、その表現した図形や文字に対応して入力を行うスイッチである。
The tactile switch device 1 expresses a calculation result from the
演算制御部６０は、電子機器１００の全体の制御を行う。この演算制御部６０は、基本的には入出力部５０のデータ入出力制御や、それに関わる入力データから出力データの演算、表示部３０や音発生部１０へのデータ転送なども行う。
The
図３は、図２に示す触覚スイッチ装置１の電気的な構成例を示すブロック図である。触覚スイッチ装置１は、ＸＹ走査駆動部３、触覚スイッチパネル４、電極電流検出部７、印加制御部５及び高圧パルス発生部６を備えている。なお図３では、説明の都合上、演算制御部６０を図示している。なお、この演算制御部６０は、その機能の一部が触覚スイッチ装置１内に内蔵されている形態であっても良い。これらＸＹ走査駆動部３、触覚スイッチパネル４、電極電流検出部７、印加制御部５及び高圧パルス発生部６は、それぞれ演算制御部６０によって制御されている。
FIG. 3 is a block diagram illustrating an electrical configuration example of the tactile switch device 1 illustrated in FIG. 2. The tactile switch device 1 includes an XY scanning drive unit 3, a
触覚スイッチパネル４（パネルに相当）は、触覚スイッチ電極部群が上述した操作面に沿って配列している。高圧パルス発生部６は、触覚スイッチ電極８に高電圧な微少電流（「高圧小電流」という）を発生する機能を有する。
In the tactile switch panel 4 (corresponding to the panel), tactile switch electrode portions are arranged along the operation surface described above. The high voltage pulse generator 6 has a function of generating a high voltage minute current (referred to as “high voltage small current”) in the
印加制御部５は、演算制御部６０の制御によって、触覚スイッチパネル４の各触覚スイッチ電極８から操作者の指に電気的な刺激を与える機能を有する（付与手段に相当）。なお、図示の例では、図面の簡素化のため、触覚スイッチ電極８の配列を省略し、１つの触覚スイッチ電極８のみを図示している。
The
印加制御部５は、演算制御部６０の制御によって、高圧パルス発生部６が発生する高圧小電流を変調し、触覚スイッチパネル４の触覚スイッチ電極８を介して操作者に対して与える電気的な刺激（「触感」ともいう）を変更する機能を有する。
The
ＸＹ走査駆動部３は、演算制御部６０の制御によって、触覚スイッチパネル４の触覚スイッチ電極８を逐次選択し、駆動させる機能を有する。電極電流検出部７は、検出手段に相当し、触覚スイッチパネル４の各触覚スイッチ電極８の導通状態を検出する機能を有する。この電極電流検出部７は、触覚スイッチパネル４の各触覚スイッチ電極８に操作者の指などが触れたときに流れる電流を検出する機能を有する。
The XY scanning drive unit 3 has a function of sequentially selecting and driving the
この演算制御部６０は、上述したように触覚提示機能及び触覚入力機能を制御している。演算制御部６０は、触覚提示機能として、付与手段としての印加制御部５（及び高圧パルス発生部６）に、提起すべき所望の内容に応じて触覚スイッチパネル４の触覚スイッチ電極８の一群のうちから選択した触覚スイッチ電極８の組み合わせから操作者の指に電気的な刺激を付与させる。
The
一方、演算制御部６０は、検出手段としての電極電流検出部７によって検出された触覚スイッチパネル４の各触覚スイッチ電極群８の導通状態に基づいて、操作者の指などと触覚スイッチパネル４の操作面９との接触状態を判断する機能を有する。
On the other hand, the
演算制御部６０は、電極電流検出部７によって導通が検出された特定の触覚スイッチ電極８の組み合わせに基づいて、操作者の指と触覚スイッチパネル４の操作面９との接触状態を判断する（接触状態判断手段に相当）。演算制御部６０によるこの機能を、本実施形態では接触状態判断機能と呼ぶ。また演算制御部６０は、操作者の指と触覚スイッチパネル４の操作面９との接触状態に基づいて操作者による操作内容を特定する機能を有する（操作特定手段に相当）。本実施形態では、演算制御部６０によるこのような機能を操作特定機能と呼ぶ。
The
また演算制御部６０は、このような操作特定機能として、触覚スイッチパネル４の操作面９に対する操作者の指の相対的な移動方向に基づいてその操作者による操作内容を特定する機能を有する。
Further, the
また、演算制御部６０は、上記操作特定機能として、上述した接触状態判断機能によって判断された接触状態に基づいて、操作者の指と触覚スイッチパネル４の操作面９との接触面積を算出する機能を有する。また演算制御部６０は、この操作特定機能において、このように算出した接触面積の単位時間当たりの遷移に基づいて操作者による操作を特定する機能を有する。
Further, the
また、演算制御部６０は、上述した操作特定機能として、電極電流検出部７によって触覚スイッチパネル４における複数の触覚スイッチ電極８の導通状態が検出された場合、複数の触覚スイッチ電極８のうち接触抵抗の最も低い触覚スイッチ電極８が操作者によって選択されたと特定する機能を有する。この演算制御部６０は、各触覚スイッチ電極８における電極電流に応じて、このような接触抵抗を計測している。
In addition, as the above-described operation specifying function, the
図４は、図１に示す触覚スイッチ装置１を奥行き方向に切断した場合における構成例を示す部分断面図である。
触覚スイッチパネル４は、操作面９においてその平面に方向に沿って触覚スイッチ電極８が５ｍｍ程度の間隔で格子状の配列を形成している。ここで触覚スイッチ電極８同士の間隔としては、このような５ｍｍ程度以外にも、操作者の指によってある程度多数の触覚スイッチ電極８を同時に触れることができる程度であればどのような間隔であってもよい。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a configuration example when the tactile switch device 1 shown in FIG. 1 is cut in the depth direction.
The
各触覚スイッチ電極８は、操作面９から触覚スイッチパネル４の厚み方向に伸びる円柱形状の部材である。なお触覚スイッチ電極８の形状としては、このような円柱形状に限られず、例えば角柱形状であってもよい。また各触覚スイッチ電極８は、操作面９から触覚スイッチパネル４の厚み方向に長く伸びる必要はなく、操作者の指が操作面９に触れているか否かを検出することができれば、どのような厚みであってもよい。
Each
図５は、図４に示す各触覚スイッチ電極８の周囲における操作面９を拡大して表した構成例を示す斜視図である。各触覚スイッチ電極８は、操作面９の上方から見た場合に、その外観として高圧小電流パルス電極部８ａ、絶縁部８ｂ及びアース電極部８ｃを備えている。
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration example in which the
高圧小電流パルス電極部８ａは、操作面９から触覚スイッチパネル４の厚み方向に伸びる円柱形状の導体である。絶縁部８ｂは、この高圧小電流パルス電極部８ａの周囲に沿って操作面９から触覚スイッチパネル４の厚み方向に沿って伸びる円筒形状の絶縁体である。つまり絶縁部８ｂの内周面で囲われた部分には、高圧小電流パルス電極部８ａが充填されている。
The high voltage small current
さらにアース電極部８ｃは、絶縁部８ｂの外周に沿って操作面９から触覚スイッチパネル４の厚み方向に沿って伸びる円筒形状の導体である。つまりアース電極部８ｃの内周面には、絶縁部８ｂ及び高圧電流パルス電極部８ａが充填されている。
Furthermore, the
なお本実施形態では、高圧小電流パルス電極部８ａが絶縁部８ｂを介してアース電極部８ｃの内側に配置した構成となっているが、これに限られず、アース電極部８ｃが絶縁部８ｂの内側に配置しているとともに高圧小電流パルス電極部８ａがこの絶縁部８ｂの外側に配置している構成であってもよい。
In the present embodiment, the high voltage small current
図６は、触覚スイッチパネル４の各触覚スイッチ電極８に電力を供給する構成例を示す概念図である。各触覚スイッチ電極８は、操作面９において格子状の配列を構成しているが、各触覚スイッチ電極８には、アースライン４ａ及び高圧小電流パルスライン４ｂが接続されている。
FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a configuration example in which power is supplied to each
アースライン４ａは、触覚スイッチパネル４の長手方向（図示の横方向）に沿って１列ずつ形成された配線である。このアースライン４ａは、上述したアース電極部８ｃに接続されているとともに、接地されている。一方、高圧電流パルスライン４ｂは、触覚スイッチパネル４ａにおいて上記長手方向に垂直な方向に沿って各触覚スイッチ電極８に接続された配線である。この高圧電流パルスライン４ｂは、上述した印加制御部５を介して高圧パルス発生部６に接続されている。
The ground lines 4a are wirings formed one by one along the longitudinal direction (the horizontal direction in the drawing) of the
図７は、図６に示す各触覚スイッチ電極８に高圧小電流が印加される様子の一例を示すイメージ図である。上述したようにアース電極部８ｃは接地されており、上述した演算制御部６０の制御によって高圧小電流パルス電極部８ａに対し印加制御部６の制御により高圧パルス発生部６が高圧小電流パルスを提供すると、この操作面９においては、これら高圧小電流パルス電極部８ａ及びアース電極部８ｃ間において高圧の電位差が生じる。
FIG. 7 is an image diagram showing an example of a state in which a high-voltage small current is applied to each
ここで本実施形態では、上述した演算制御部６０が、印加制御部６に対して指示する高圧小電流のパルスで構成される印加パターンを制御すると、これら高圧小電流パルス電極部８ａ及びアース電極部８ｃ間に生じ得るパルスを様々に変更することができる。本実施形態では、このようにパルス（刺激の一例）を様々な態様とすることを変調とも呼んでいる。
Here, in the present embodiment, when the
図８は、触覚スイッチパネル４を操作者の指１１が触れる様子の一例を示す部分断面図である。
上述のように触覚スイッチパネル４の操作面９には、多数の触覚スイッチ電極８が配列しつつ露出している。操作者の指１１がその操作面９上に配置されると、図示のように操作者の指１１が操作面９に配列する触覚スイッチ電極８を覆うように接触する。
FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing an example of how the operator's
As described above, a large number of
一般的に人間の指は、一定の水分を含有しており導電性を有することが知られている。従って指１１が操作面９に触れると、各触覚スイッチ電極８においては、上述した高圧小電流パルス電極部８ａとアース電極部８ｃとの間で次のように導通状態に移行する。
In general, it is known that a human finger contains a certain amount of moisture and has conductivity. Therefore, when the
図９は、図８に示す範囲Ｗの範囲を拡大した構成例を示す部分断面図である。各触覚スイッチ電極８においては、操作面９を触れた操作者の指１１によって、高圧小電流パルス電極部８ａからアース電極部８ｃに微少電流が流れる。ここで本実施形態では、上述したようにこの高圧小電流パルス電極部８ａには、微少電流ながら高圧とされているため、指１１の表面近傍には電気的な刺激が与えられることになる。
FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a configuration example in which the range W shown in FIG. 8 is enlarged. In each
この指１１の操作者は、この電気的な刺激によって、この触覚スイッチ電極８の存在及び配置が何かしらの内容を提示していることを意味しているものと体感することができる。
The operator of the
図１０は、触覚スイッチ電極８に印加される印加パターンの一例を示す図である。図１０における縦軸が電圧を表しており、横軸が時間を表している。なお、縦軸に付された「Ａ」から「Ｆ」は、それぞれ印加パターンの一例を表している。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an application pattern applied to the
図示の印加パターンは、演算制御部６０の制御によって、印加制御部６が発生する高圧小電流パルスを分周などすることにより構成されている。この印加パターンとしては、単位時間当たりに細かいパルスを複数発生させたり、単位時間当たりのパルス数を少なくすることによって、操作者の指１１に与える電気的な刺激に変化を持たせることができる。本実施形態では、このように印加パターンを変化させることを「変調」とも呼んでいる。
The illustrated application pattern is configured by dividing the high-voltage small current pulse generated by the application control unit 6 under the control of the
操作者は、このような印加パターンの電気的な刺激を指１１により触感によって体感すると、このような印加パターンを発生している触覚スイッチ電極８の組み合わせの配置に基づいて、これら触覚スイッチ電極８の組み合わせの配列が示す文字、記号その他提示内容を触覚によって認識することができる。
When the operator senses an electrical stimulus of such an application pattern by touch with the
また本実施形態では、演算制御部６０は、この印加パターン自体に所定のメッセージを表すようにして提示することによって、操作者が自らの指１１によって触感によってこの印加パターン自体が意味する提示内容を触覚によって認識させることもできる。
Further, in the present embodiment, the
触覚スイッチ装置１を搭載する電子機器１００の構成は以上のようであり、次に図１〜図１０を参照しつつこの触覚スイッチ装置１を用いた触覚提示方法及び触覚入力方法の手順の一例について説明する。
The configuration of the
図１１は、これら触覚提示方法及び触覚入力方法を含む触覚入力処理の手順の一例を示すフローチャートである。
まず最初に、この触覚スイッチ装置１においては、演算制御部６０が、触覚提示方法及び触覚提示入力に関して所定のルールを有しているものとする。このようなルールには、触覚提示方法として、例えば現在の状態を触覚スイッチパネル４に表示することを挙げることができる。またこのようなルールには、触覚提示入力として、例えば触覚スイッチ装置１を用いて動作を開始する場合には、例えば触覚スイッチパネル４の操作面９を指１１で軽く２回触れることを挙げることができる。
FIG. 11 is a flowchart showing an example of the procedure of the haptic input process including the haptic presentation method and the haptic input method.
First, in the tactile switch device 1, it is assumed that the
また、この触覚スイッチ装置１が所定の内容を操作者に提示した場合に、この操作者の意思表示としてＯＫを入力するときは、操作面９を押圧するようにするものとする。また操作者が触覚スイッチ装置１に対し、その提示内容に対してＮＧという意思表示をするときには、操作者は自らの指１１を操作面９に押し当てて左右にこするように触れるものとする。
In addition, when the tactile switch device 1 presents predetermined contents to the operator, the
またこの触覚スイッチ装置１を用いてあるモードから次のモードに移行させようとする場合には、操作者は自らの指１１を触覚スイッチパネル４の操作面９を上から下へこすりながら触れたり、又は例えば左から右へこするように触れるものとする。
When the touch switch device 1 is used to shift from one mode to the next mode, the operator touches his / her
また操作者が触覚スイッチ装置１を用いて上述した提示内容に応じた入力を終了する場合には、触覚スイッチパネル４の操作面９を軽く２回たたくことによって行う。まず、電子機器１００が、二つの操作手段を備えており、そのうち一つが一般スイッチ部３０であり（第１の操作手段に相当）、他方が触覚スイッチ装置１である（第２の操作手段に相当）。
Further, when the operator finishes the input corresponding to the above-described presentation contents using the tactile switch device 1, it is performed by tapping the
この電子機器１００の操作者は、例えばこの触覚スイッチ装置１を恒常的に使用しなくても、視覚によって一般スイッチ部３０を操作することにより、例えば表示部２０などに表示された提示内容を認識し、一般スイッチ部３０からこの提示内容に応じた入力を行うことができる。
Even if the operator of the
しかしながらこの電子機器１００においては、触覚スイッチ装置１が搭載されているため、このように視覚的に表示部２０に提示内容が表示されない場合（音発生部１０でもよい）、視覚によらず触覚スイッチ装置１を用いてそのような提示内容を触覚によって認識することができるとともに、この触覚によって認識した提示内容に応じて操作者の意志を反映した入力を行うことができるようになっている。
However, in this
まずステップＳ１では、演算制御部６０が、電源がＯＮされたか否かを判断する。具体的には、この演算制御部６０が、電源部９０が電力の供給を開始したか否かを判断する。
First, in step S1, the
まず、演算制御部６０は、このような電源がＯＮされたか否かの判断をするために、印加制御部５を制御し、高圧パルス発生部６が発生する高圧小電流パルスを触覚スイッチパネル４に与える。またこのとき演算制御部６０は、ＸＹ走査駆動部３を制御し、触覚スイッチパネル４の各触覚スイッチ電極８を駆動する。
First, the
すると触覚スイッチパネル４では、各触覚スイッチ電極８に、上述した高圧小電流パルスが供給されるようになる。上述したように、この状態では、高圧小電流パルス電極部８ａ及びアース電極部８ｃとの間には、絶縁部８ｂの絶縁作用によって高圧の電位差が生じているだけの状態となっている。本実施形態では、このような状態を「接触検出状態」と呼ぶ。
Then, in the
ここで操作者が、例えば自らの指１１によって触覚スイッチパネル４の操作面９を所定時間内に２回触れた場合、演算制御部６０は、電極電流検出部７の機能によって、この指１１が触れた個所に該当する触覚スイッチ電極８から電流を検出する。
Here, when the operator touches the
演算制御部６０は、一定時間内に操作者の指１１が操作面９に触れたと判断した場合には、電源がＯＮされたと判断しステップ２を実行する。一方、演算制御部６０は、一定時間内に操作面９が指１１を用いてこのように操作されなかったと判断した場合には、そのままステップＳ１を繰り返す。
If it is determined that the operator's
次にステップＳ２では、演算制御部６０が、電子機器１００の本体４０における演算制御部６０から触覚提示データが入力されたか否かを判断する。具体的には、電子機器１００は、その操作者に対し、この触覚スイッチ装置１を用いて触覚により何らかの内容を提示し、この提示内容に対する操作者の反応を入力させようとしている。
Next, in step S <b> 2, the
このステップＳ２においては、演算制御部６０が、この触覚提示データを受け取るまで待機処理を行い、この触覚提示データを受け取った場合には、次に示すような触覚提示処理を実行する（ステップＳ３）。
In step S2, the
この触覚提示処理では、演算制御部６０が、その触覚提示データに基づいて操作者に対し触覚により提示すべき内容を導き出す。そしてこの演算制御部６０は、導き出した提示内容に基づいて、後述するように電気的な刺激を用いて触覚によりこの内容を提示するよう触覚スイッチパネル４を制御する。
In this tactile sense presentation process, the
より具体的には、この触覚提示処理では、演算制御部６０が、この触覚提示データに基づいて、印加制御部５、ＸＹ操作駆動部３及び電極電流検出部７を制御する。この演算制御部６０は、この触覚提示データに基づいてＸＹ操作駆動部３を制御し、提示すべき触覚表示に応じた触覚スイッチ電極８の組み合わせを駆動させる。さらに、この演算制御部６０は、印加制御部５を制御し、高圧パルス発生部６から、これら触覚スイッチ電極８の組み合わせに高圧小電流パルスを与える。この触覚提示処理Ｓ３のより詳細な説明については後述する。
More specifically, in this tactile sense presentation process, the
次にステップＳ４では、演算制御部６０が、電極電流検出部７を制御し、触覚スイッチパネル４において電極電流を検出した触覚スイッチ電極８が存在しているか否かを確認する。
Next, in step S4, the
演算制御部６０は、このような電極電流を検出していない場合には、待ち処理を行い、触覚スイッチパネル４において電極電流を検出した触覚スイッチ電極８が存在する場合には、触覚入力解析処理を実行する（ステップＳ５）。
The
この触覚入力解析処理では、演算制御部６０が、操作者の指１１によって触覚スイッチパネル４が触れられている場合に、この接触状態が操作者のどのような意図を反映した入力であるのかを解析する処理である。この触覚入力解析処理の詳細については後述する。次にステップＳ６では、演算制御部６０が、このような解析結果を触覚入力データとして電子機器１００の本体４０へ出力する。
In this tactile input analysis process, when the
次にステップＳ７では、演算制御部６０が、上述した接触検出状態に移行し、操作者が指１１によって触覚スイッチパネル４を一定時間内に２回操作したか否かを判断する。つまり演算制御部６０は、この操作によって電子機器１００の電源がＯＦＦされることが指示されたか否かを判断する。演算制御部６０は、電源がＯＦＦされてない場合には上述したステップＳ２を実行する一方、電源がＯＦＦされたと判断された場合には、以上のような触覚入力処理を終了する。
Next, in step S7, the
図１２は、図１１に示す触覚提示処理Ｓ３の手順の一例を示すフローチャートである。まずステップＳ３１では、演算制御部６０が、受け取った触覚提示データから、触覚スイッチパネル４に多数配列する触覚スイッチ電極８のうち、駆動すべき少なくとも１つの触覚スイッチ電極８又は触覚スイッチ電極８の組み合わせを特定する。
FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a procedure of the tactile sense presentation process S3 illustrated in FIG. First, in step S31, the arithmetic and
具体的には、この触覚提示データは、電子機器１００の本体４０が操作者に対し触覚によって提示すべき内容を表しており、この触覚提示データは、その提示内容に応じて駆動するべき触覚スイッチ電極８の位置（例えばＸＹ座標）及び印加パターンを含んでいる。
Specifically, the tactile sense presentation data represents content that the
さらに具体的には、演算制御部６０は、例えばこの触覚提示データがＯＫを操作者に対し提示すべきデータである場合に、このＯＫの文字を外観上表す位置に配置している触覚スイッチ電極８の組み合わせ各々座標を特定する。
More specifically, when the tactile sensation presentation data is data that should be presented to the operator, for example, the
次にステップＳ３２では、この演算制御部６０が、このように触覚スイッチパネル４の操作面９における座標を特定した触覚スイッチ電極８の組み合わせに対し、同じく特定した印加パターンに従って高圧小電流を印加するべく印加制御部５を制御する。この印加制御部５には、高圧パルス発生部６が接続されており、この印加制御部５は、この印加パターンに従って高圧パルス発生部６が発生した高圧パルスを用いて、その印加パターンに従った高圧小電流を、上述のように特定した触覚スイッチ電極８の組み合わせに対し印加する。
Next, in step S32, the arithmetic and
すると、操作者は、このように触覚スイッチパネル４の操作面９における触覚スイッチ電極８の組み合わせから与えられる高圧小電流を、自らの指１１によって触覚により感じ取ることができる。このため、操作者は、この操作面９との指１１の接触面からこれらを触覚スイッチ電極８の組み合わせが意味する提示内容を接触によって体感することができる。
Then, the operator can feel the high voltage and small current given from the combination of the
操作者の指１１は、このように特定された触覚スイッチ電極８における高圧小電流パルス電極部８ａとアース電極部８ｃとの間に生じる導通状態によってこれら触覚スイッチ電極８の組み合わせの位置を視覚によらず触覚によって把握することができる。
The operator's
図１３は、図１１に示す触覚入力解析処理の手順の一例を示すフローチャートである。なお、この触覚入力解析処理は、上述した触覚入力方法の一部に相当する。 FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of a procedure of the tactile input analysis process illustrated in FIG. 11. This haptic input analysis process corresponds to a part of the haptic input method described above.
まずステップＳ５１では、演算制御部６０が、電極電流検出部７を制御し、この電極電流検出部７に触覚スイッチパネル４において電極電流を検出した触覚スイッチ電極８の位置として例えば座標を特定する。つまり、ステップＳ５１では、演算制御部６０が触覚スイッチ電極８の集合体を特定する。なお、これら触覚スイッチ電極８の集合体は、操作者の指１１が操作面９に接触している接触部分を表している。
First, in step S51, the
次にステップＳ５２では、演算制御部６０が、これら触覚スイッチ電極８の集合体のうちから一つ一つ触覚スイッチ電極８を指定する。ここで電極電流検出部７は、各触覚スイッチ電極８における電極電流を検出している。
Next, in step S <b> 52, the
次にステップＳ５３では、演算制御部６０が、指定した触覚スイッチ電極８における電極電流が触覚しきい値を上回っているか否かを判断する内容。ここで演算制御部６０は、これら触覚スイッチ電極８の集合体を構成する各触覚スイッチ電極８が指１１によって接触されているか否かを表す状態を管理している。
Next, in step S53, the
この状態としては、指１１によって操作面９に接触されていると判断された場合、その該当する触覚スイッチ電極８に関して接触状態と設定される（ステップ５４）。一方、その触覚スイッチ電極８において指１１が接触されてないと判断した場合には、その触覚スイッチ電極８に関して非接触状態と設定される（ステップ５５）。
As this state, when it is determined that the
次にステップＳ５６では、演算制御部６０が、上述のように特定した触覚スイッチ電極８の集合体を構成する触覚スイッチ電極８全てについて、ステップＳ５３に示す電極電流の判断が終了したか否かを判断する。なお、この触覚スイッチ電極８の集合体は、例えば操作者の指と接触面９との接触部分を表している。演算制御部６０は、これら触覚スイッチ電極８の集合体全てについて終了していない場合には上記ステップＳ５２に戻って実行する。
Next, in step S56, the
一方、演算制御部６０は、これら触覚スイッチ電極８の集合体全てについて処理を終了している場合には、ステップＳ５７を実行する。演算制御部６０が、ステップＳ５２〜ステップＳ５６を実行するのは、操作者がその指１１によって操作面９を触れた場合でも触れていると思われる場合でも軽く接触した場合においては操作者の意志が反映されているとはいえないため、そのような場合に接触フラグをＯＦＦとすることで、真に操作者が意図していると思われる接触状態のみを検出している。
On the other hand, the
次にステップＳ５７では、演算制御部６０が、指１１による操作面９の接触面積を演算する。具体的には、演算制御部６０は、上述した触覚スイッチ電極８の集合体を構成する触覚スイッチ電極８のうち触覚（接触）フラグがＯＮである触覚スイッチ電極８の組み合わせを寄せ集め、これら触覚スイッチ電極８のピッチを考慮することで操作者の指１１が操作面９に接触している面積を演算する。
Next, in step S57, the
次にステップＳ５８では、演算制御部６０が一定時間を経過したか否かを判断する。このように演算制御部６０が一定時間が経過したか否かを判断するのは、操作者が自らの指１１を操作面９上においてこすりながら移動させるなどして操作者の意志をさらに表示したか否かを判断するためである。
Next, in step S58, the
演算制御部６０は、一定時間が経過していないと判断した場合には上述したステップＳ５１に戻り、一定時間が経過したと判断した場合には、次に示すステップＳ５９を実行する。このステップＳ５９では、操作特定手段に相当する演算制御部６０が、操作者の指１１と触覚スイッチパネル４の操作面９との接触状態に基づいて操作者による操作内容を特定する（操作特定機能）。
If it is determined that the predetermined time has not elapsed, the
具体的には演算制御部６０は、このような操作特定機能として、例えば触覚スイッチパネル４の操作面９に対する操作者の指１１の相対的な移動方向に基づいて操作者による操作内容を特定している。このような相対的な移動方向は、上述したように演算制御部６０がステップＳ５８において一定時間が経過しているか否かを判断する接触状態を判断しているため時間的な前後における接触状態を判断することによって把握することが可能となっている。
Specifically, the
また演算制御部６０は、このような操作特定機能として、上述した接触状態判断機能によってによって判断された接触状態に基づいて操作者の指１１と触覚スイッチパネル４の操作面９との接触面積を算出するとともに、算出した接触面積の単位時間当たりの遷移に基づいて操作者による操作を特定している。このような接触面積の単位時間当たりの遷移は、上述のように演算制御部６０が、一定時間を経過しているか否かを判断しつつ接触状態を判断していることから導き出すことができる。
Further, as such an operation specifying function, the
また演算制御部６０は、上述した操作特定機能として、電極電流検出部７によって複数の触覚スイッチ電極８の導通状態が検出された場合、複数の触覚スイッチ電極８のうち接触抵抗の最も低い触覚スイッチ電極８が操作者によって選択されたと特定している。ここでいう導通状態が検出された複数の触覚スイッチ電極８とは、上述した触覚スイッチ電極８の集合体に相当している。
Further, as the operation specifying function described above, when the electrode
＜触覚提示方法の表現＞
図１４〜図１７は、それぞれ触覚スイッチパネル４の各触覚スイッチ電極８に対する通電状態に応じて触覚により所定の内容を操作者に対して提示している様子の一例を示す平面図である。なお、これらの図において、触覚により提示するために通電している触覚スイッチ電極８は、通電触覚スイッチ電極８ｄとしハッチングを付し、通電されていない触覚スイッチ電極８は、非通電触覚スイッチ電極８ｅと表現している。
<Expression of tactile presentation method>
FIG. 14 to FIG. 17 are plan views showing examples of a state in which predetermined contents are presented to the operator by tactile sensation according to the energization state of each
図１４に示す触覚提示例では、通電触覚スイッチ電極８ｄの組み合わせ（例えば配列）によって、例えば数字の「３７」が表現されている。操作者が自らの指１１をこの操作面９上に配置すると、通電触覚スイッチ電極８ｄの組み合わせを触覚により電気的な刺激を体感することで、これら通電触覚スイッチ電極８ｄの組み合わせによって提示される「３７」という数字を触覚によって認識することができる。
In the tactile presentation example shown in FIG. 14, for example, the numeral “37” is expressed by the combination (for example, arrangement) of the energized
図１５に示す触覚提示例では、非通電触覚スイッチ電極８ｅの中に通電触覚スイッチ電極８ｄが存在し、これら通電触覚スイッチ電極８ｄの組み合わせによる電気的な刺激により、例えばローマ字の「ＡＢ」が提示されている。
In the tactile presentation example shown in FIG. 15, the energized
次に図１６に示す触覚提示例では、上述した図１４及び図１５に示すような数字やローマ字の代わりに、通電状態の強弱（例えば波形の強弱）によって通電している触覚スイッチ電極８ｄにおいて印加状態を変えている。この触覚提示例では、通電触覚スイッチ電極８ｅが通電触覚スイッチ電極８ｄよりも、例えば印加パターンにおける通電状態を強めたものとなっている。
Next, in the tactile sense presentation example shown in FIG. 16, instead of the numbers and Roman letters as shown in FIGS. 14 and 15 described above, application is made at the
なお、右上から左下に抜けるハッチングで表される通電触覚スイッチ電極８ｄは通電状態が弱いことを示し、右上から左下に抜けるとともに左上から右下に抜けるハッチングで表されている通電触覚スイッチ電極８ｅは通電状態が強いことを示している。ここで、通電状態が強いとは、印加する電流がより大きい又はパルス幅が大きいことを示し、通電状態が弱いとは、印加する電流がより小さい又はパルス幅が小さいことを示している。
The energized
このような触覚提示例を示す触覚スイッチパネル４の操作面９に操作者が自らの指１１を触れると、これら非通電触覚スイッチ電極８ｅ及び通電触覚スイッチ電極８ｄとの間で触覚により多少の電気的な刺激の違いを体感することができる。この操作者は、このような電気的な刺激の違いにより、この触覚提示例が表す提示内容を触覚によって体感し、認識することができる。
When the operator touches his / her
図１７に示す触覚提示例では、触覚スイッチパネル４の操作面９における非通電触覚スイッチ電極８ｅの中に通電触覚スイッチ電極８ｄを適宜配置することによって、いわゆる点字を表現している。この触覚提示例では、上から４列目の横１列の触覚スイッチ電極８及び、左から３列目、６列目及び９列目の縦３列の触覚スイッチ電極８の１列が、各点字の区画を表している。つまり、この点字は、これら区画の間における６個の触覚スイッチ電極８によって一つの点字を表している。
In the tactile presentation example shown in FIG. 17, so-called Braille is expressed by appropriately arranging the energized
図１７に示す触覚表示例では、６個の触覚スイッチ電極８のうち左上に配置する触覚スイッチ電極８を通電することによって（通電触覚スイッチ電極８ｄに相当）、例えば点字による日本語の「あ」を表している。同様にして図１７では、左上２番目が表す文字として日本語の「い」を表している。
In the tactile display example shown in FIG. 17, by energizing the
図１８〜図２１は、それぞれ操作者の指１１による触覚入力方法の一例を示す平面図である。
図１８に示す触覚入力方法では、指１１が触覚スイッチパネル４の操作面９上の同一個所において例えば所定時間内に２回触れる様子を表している。
18 to 21 are plan views illustrating examples of tactile input methods using the
In the tactile sense input method shown in FIG. 18, the
このような操作をすると、上述したように演算制御部６０が、電極電流検出部７によって短時間内に検出された電極電流に基づいて、指１１が同一個所で同一の触覚スイッチ電極８の集合体に所定回数接触していることを把握することができる。すると、演算制御部６０は、これら電極電流に基づいて、操作者がこのような所定時間内における２回の接触が意味する動作開始又は動作終了を意図しているものと解析することができる。
When such an operation is performed, as described above, the
図１９に示す接触入力方法においては、操作者の指が触覚スイッチパネル４の操作面９上を左右方向ＲＬに移動させながら接触している状態を表している。この場合、演算制御部６０は、電極電流検出部７によって所定時間内に検出される接触部分の変化によって、指１１が操作面９上をこのように左右に移動していることとして認識することができる。すると、演算制御部６０は、このような接触部分の移動に応じて、この指１１による操作が操作者の意思表示としてＮＧを表しているものと解析することができる。
The contact input method shown in FIG. 19 represents a state in which an operator's finger is in contact while moving on the
図２０に示す触覚入力方法では、操作者の指１１がほぼ同一の場所で徐々に触覚スイッチパネル４の操作面９に徐々に強く押し付けられる様子を表している。この場合、演算制御部６０は、電極電流検出部７によって、点線で示すように時間の経過とともに徐々に接触面１１ａから接触面１１ｂのように接触面の面積が広がるため、操作者が自らの指１１によって触覚スイッチパネル４の操作面９を押圧しようとしていることを認識することができる。すると、演算制御部６０は、上述したようにこのような接触面積の増加がＯＫを意味すると解釈する。
The tactile sense input method shown in FIG. 20 shows a state where the operator's
次に図２１に示す接触入力方法では、指が触覚スイッチパネル４の操作面９において例えば左から右へ移動させながら接触するように移動されている様子を表している。この場合、演算制御部６０は、電極電流検出部７によって所定時間内に検出される接触部分が遷移していく様子に基づいて、操作者が現在のモードから次のモードに移行させようとしていると解析することができる。
Next, the contact input method shown in FIG. 21 shows a state in which the finger is moved so as to come in contact with the
上記実施形態における触覚入力装置１（触覚スイッチ装置に相当）においては、触覚スイッチ電極８群が操作面９に沿って配列するパネル４（触覚スイッチパネルに相当）と、提示すべき所望の内容に応じて、上記触覚スイッチ電極８群のうちから選択した触覚スイッチ電極８の組み合わせから上記操作者の指に対して刺激を与える付与手段５，６（印加制御部、高圧パルス発生部に相当）と、各上記触覚スイッチ電極８と上記操作者の指との導通状態に応じた接触状態を検出する検出手段７（電極電流検出部）とを有する。
In the haptic input device 1 (corresponding to the haptic switch device) in the above embodiment, the panel 4 (corresponding to the haptic switch panel) in which the
このようにすると、この触覚入力装置１は、付与手段５，６が、パネル４の操作面９に沿って配列する各触覚スイッチ電極８のうちある触覚スイッチ電極８の組み合わせに通電し、提示すべき所望の内容として刺激を与える。
In this way, in the tactile input device 1, the applying
操作者は、自らの指１１でパネル４の操作面９の各触覚スイッチ電極８を触れると、視覚により確認しなくても、触覚スイッチ電極８の組み合わせから提示される内容を、指１１から刺激により体感することができる。このため操作者は、複雑な操作を必要とせず簡単な操作で、視覚によらなくても触覚でのみ触覚スイッチ電極８の組み合わせが表す所望の内容を体感することができる。従って、この触覚入力装置１は、視覚によらなくても、ある状況において入力が必要な内容を操作者に認識させることができます。
When the operator touches each
しかも、この触覚入力装置１は、検出手段７によって検出された各触覚スイッチ電極８の導通状態に基づいて、操作者の指１１とパネル４の操作面９との間の接触状態を判断しているため、これらの接触状態に基づいて操作者が意図する入力内容を把握することができる。
Moreover, the tactile input device 1 determines the contact state between the operator's
上記実施形態における触覚入力装置１においては、上記構成に加えてさらに、上記付与手段５，６は、各上記触覚スイッチ電極８から上記操作者の指１１に電気的な刺激を与える。
In the haptic input device 1 in the above embodiment, in addition to the above configuration, the applying
このようにすると、この触覚入力装置１は、制御手段６０の制御によって、付与手段５，６が、パネル４の操作面９に沿って配列する各触覚スイッチ電極８のうち所定の触覚スイッチ電極８の組み合わせから、提示すべき所望の内容を電気的な刺激として与える。この状態で、操作者は、自らの指１１でパネル４の操作面９の各触覚スイッチ電極８を触れると、視覚により確認しなくても、触覚スイッチ電極８の組み合わせによる電気的な刺激を触覚で感じ取ることができる。
In this way, the tactile input device 1 is controlled by the
上記実施形態における触覚入力装置１においては、上記構成に加えてさらに、上記付与手段５，６及び上記検出手段７を制御する制御手段６０を有し、上記制御手段６０は、上記検出手段７によって導通状態が検出された上記触覚スイッチ電極８の組み合わせに基づいて、上記操作者の指１１と上記パネル４の操作面９との接触状態を判断する接触状態判断手段（接触状態判断機能に相当）と、上記操作者の指１１と上記パネル４の操作面９との接触状態に基づいて上記操作者による操作内容を特定する操作特定手段（操作特定機能に相当）を有する。
The haptic input device 1 according to the embodiment further includes a
このようにすると、制御手段６０は、パネル４の操作面９と指１１との接触状態に基づいて操作者により操作を特定し、操作者による操作に基づく入力内容を把握することができる。
In this way, the control means 60 can identify the operation by the operator based on the contact state between the
上記実施形態における触覚入力装置１においては、上記構成に加えてさらに、上記操作特定手段（操作特定機能に相当）は、上記パネル４の操作面９に対する上記操作者の指１１の相対的な移動方向に基づいて上記操作者による操作内容を特定する。
In the haptic input device 1 in the above embodiment, in addition to the above configuration, the operation specifying means (corresponding to an operation specifying function) is a relative movement of the operator's
このようにすると、操作者が自らの指１１で操作面９を所望の移動態様で移動させると、制御手段６０は、操作者の指１１の相対的な移動態様に応じて操作者による操作内容に基づく入力事項を把握することができる。従って操作者は、視覚によらなくても簡単な操作によって所望の入力事項を入力することができる。
In this way, when the operator moves the
上記実施形態における触覚入力装置１においては、上記構成に加えてさらに、上記操作特定手段（操作特定機能に相当）は、上記接触状態判断手段によって判断された上記接触状態について、上記操作者の指１１と上記パネル４の操作面９との接触面積を算出するとともに、上記接触面積の単位時間当たりの遷移に基づいて操作者に操作を特定する。
In the haptic input device 1 according to the embodiment, in addition to the above-described configuration, the operation specifying unit (corresponding to the operation specifying function) further includes a finger of the operator regarding the contact state determined by the contact state determining unit. 11 and the
このようにすると、操作者が自らの指１１で操作面９を所望の態様で押し当てる又はこの操作面９に接触させた状態から引き上げると、制御手段６０は、パネル４の操作面９と指１１との接触面積の遷移に応じて操作者による操作を特定し、その接触面積の遷移に応じて操作者の意志に基づく入力内容を把握することができる。
In this way, when the operator presses the
上記実施形態における触覚入力装置１においては、上記構成に加えてさらに、上記操作特定手段（操作特定機能に相当）は、上記検出手段７によって複数の上記触覚スイッチ電極８の導通状態が検出された場合、複数の上記触覚スイッチ電極８のうち触覚抵抗の最も低い触覚スイッチ電極８が上記操作者によって選択されたと特定する。
In the haptic input device 1 in the above embodiment, in addition to the above configuration, the operation specifying means (corresponding to the operation specifying function) detects the conduction state of the plurality of
このようにすると、導通が検出された複数の触覚スイッチ電極８のうち触覚抵抗が最も小さい触覚スイッチ電極８が、操作者の指によって最も強く押圧されており、この操作者の意志を最も反映した操作であると認識することができる。従って制御手段６０は、操作者が最も選択したい触覚スイッチ電極８を正確に特定することができる。
In this way, the
上記実施形態における触覚入力装置１は、上記構成にさらに、上記パネル４には、上記操作面９における特定の位置に、各上記スイッチ電極８の先端よりも物理的に突出する突部が形成されている。
In the haptic input device 1 according to the above-described embodiment, in addition to the above configuration, the
このようにすると、操作者は、視覚によらなくても、パネル４の操作面９に配列する触覚スイッチ電極８群の中心地を把握することができるため、この突部を基準に指を用いて操作しやすくなる。
In this way, the operator can grasp the center of the
なお、本実施形態は、上記に限られず、種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。 In addition, this embodiment is not restricted above, A various deformation | transformation is possible. Hereinafter, such modifications will be described in order.
上記実施形態では、触覚スイッチ装置１によって操作者に対して与えられる刺激として、電気的な刺激が与えれらていたが、これに限られず、次のようなものであってもよい。すなわち、このような刺激としては、例えば触覚スイッチ電極８に相当する触覚ピンが物理的に操作面９から突出したり、例えば超音波による刺激であったり、各触覚スイッチ電極８間における温度分布の違いであってもよい。
In the above embodiment, an electrical stimulus is given as a stimulus given to the operator by the tactile switch device 1, but the present invention is not limited to this, and the following may be used. That is, as such stimulation, for example, a tactile pin corresponding to the
上記実施形態では、触覚スイッチ電極８から操作者の指に与えられる電気的な刺激のパルスの変調例として、図１０に示すようなものを挙げたが、これに限られず、次のような印加パターンの変調例を挙げることができる。
In the above embodiment, the modulation example of the pulse of the electrical stimulation given to the operator's finger from the
この印加パターンとしては、例えば曲を表すメロディー調の刺激でもよい。このようなメロディー調の刺激が操作者の指１１に与えられると、操作者がこのメロディーから提示内容を類推し易くなる。
The applied pattern may be, for example, a melody-like stimulus representing a song. When such a melody-like stimulus is applied to the
この印加パターンとしては、例えば振幅及びパルス幅を所定の規則に従ってに変えることを挙げることができる。このようにすると、リズミカルな刺激を受けた操作者が、この刺激に何かしらの提示内容が含まれているとの暗示を確実に把握することができる。 Examples of the application pattern include changing the amplitude and pulse width according to a predetermined rule. In this way, an operator who has received a rhythmic stimulus can surely grasp the suggestion that some presentation content is included in the stimulus.
また、この印加パターンとしては、例えば振幅及びパルス幅の少なくとも一方を不規則に変更することを挙げることができる。このようにすると、リズムのない不規則な刺激に操作者が注意を払い、より確実に注目させることができる。 Moreover, as this application pattern, for example, at least one of the amplitude and the pulse width can be changed irregularly. In this way, the operator can pay attention to an irregular stimulus having no rhythm, and can be more surely focused.
上記実施形態では、操作者が、自らの指で触覚スイッチ装置１を操作して電子機器１００の状態を遷移させる方法として、上述した図１８〜図２１の例を挙げたが、これに限られず、その他の状態を遷移させることに適用しても良い。
In the above-described embodiment, the example of FIGS. 18 to 21 described above is given as a method for the operator to operate the tactile switch device 1 with his / her finger to change the state of the
上述した実施形態においては、電子機器１００では、主として触覚スイッチ装置１が、音発生部８や表示部２０とは独立して動作している形態を例示しているが、これに限られず、これら音発生部１０及び表示部２０の少なくとも一方と連携している形態であってもよい。特に触覚スイッチ装置１は、音発生部１０と連携し、視覚によらなくても操作者が音発生部１０からの提示内容に応じて、所定の内容を入力する形態であっても良い。
In the embodiment described above, the
上述した実施形態においては、触覚スイッチ装置１と一般スイッチ部３０とが主として独立して作動することを例示しているが、これに限られず、双方の利点を発揮するように互いに切り替えて用いられるようにしても良い。例えばｋの触覚スイッチ装置１は、所定の内容がいずれかの方法で提示されたのにもかかわらず、一般スイッチ部３０によって入力がされない場合、この一般スイッチ部３０に代えて触覚スイッチ装置１が操作可能とすることもできる。このようにすると、一般スイッチ部３０から何も入力されない場合は、操作者が視覚によって一般スイッチ部３０を視覚的に認識することができない可能性があり、この一般スイッチ部３０に代えて触覚スイッチ装置１から入力できれば、操作者にとって便利な入旅行方法となるためである。
In the above-described embodiment, the tactile switch device 1 and the
上記実施形態では、触覚スイッチ装置１が電子機器１００の本体４０の表面に露出する形態で設けられているが、これに限られず、その代わりに或いは併せて、この本体４０の裏面に設けられていても良い。このようにすると、操作者が、電子機器１００の本体４０を親指と人さし指、中指及び薬指などで把持した場合、これらいずれかの指によって所定の提示内容を触覚により把握することができるばかりでなく、これらいずれかの指により所定の内容を必要に応じて入力することができる。
In the embodiment described above, the tactile switch device 1 is provided in a form that is exposed on the surface of the
上記実施形態では、触覚スイッチ装置１が本体４０のやや右側に設けられているが、これに限られず、左右両手で操作可能なように左右で複数に分かれていたり、操作者が指で把持しやすい部分に分かれている形態であっても良い。
In the above embodiment, the tactile switch device 1 is provided slightly on the right side of the
また、上記実施形態では、触覚スイッチ装置１が電子機器１００の正面に設けられている形態を例示しているが、これに限られず、電子機器１００がある程度厚みがあれば、その電子機器１００の、両側面の少なくとも一方、底面及び上面のいずれかに形成されている形態であっても良い。このようにすると、操作者が電子機器１００を持った場合に、その操作者が指を大きく動かさなくてもこの触覚スイッチ装置１を操作することができるようになる。
In the above embodiment, the tactile switch device 1 is illustrated as being provided on the front surface of the
上記実施形態では、触覚スイッチ装置１が触覚入力装置であると例示しているが、このような触覚スイッチ１を内蔵する電子機器１００全体を触覚入力装置としてもよい。
In the above embodiment, the tactile switch device 1 is exemplified as a tactile input device. However, the entire
１ 触覚スイッチ装置（触覚入力装置に相当）
４ 触覚スイッチパネル（パネルに相当）
５ 印加制御部（付与手段に相当）
６ 高圧パルス発生部（付与手段に相当）
７ 電極電流検出部（検出手段に相当）
８ 触覚スイッチ電極
８ａ 高圧小電流パルス電極部
８ｂ 絶縁部
８ｃ アース電極部
８ｄ 通電触覚スイッチ電極（触覚スイッチ電極に相当）
８ｅ 非通電触覚スイッチ電極（触覚スイッチ電極に相当）
９ 操作面
１１ 指
６０ 演算制御部（制御手段、接触状態判断手段、操作特定手段に相当）
１００ 電子機器（触覚入力装置に相当）
1 Tactile switch device (equivalent to a tactile input device)
4 Tactile switch panel (equivalent to panel)
5 Application control unit (equivalent to applying means)
6 High-pressure pulse generator (equivalent to applying means)
7 Electrode current detector (equivalent to detection means)
8
8e Non-energized tactile switch electrode (equivalent to tactile switch electrode)
9
100 Electronic equipment (equivalent to tactile input device)
Claims (7)
提示すべき所望の内容に応じて、前記触覚スイッチ電極群のうちから選択した触覚スイッチ電極の組み合わせから前記操作者の指に対して刺激を与える付与手段と、
各前記触覚スイッチ電極と操作者の指との導通状態に応じた接触状態を検出する検出手段と
を有することを特徴とする触覚入力装置。 A panel in which tactile switch electrode groups are arranged along the operation surface;
According to a desired content to be presented, an applying unit that gives a stimulus to the operator's finger from a combination of tactile switch electrodes selected from the tactile switch electrode group;
A tactile sensation input device comprising: detecting means for detecting a contact state according to a conduction state between each tactile switch electrode and an operator's finger.
前記付与手段は、各前記触覚スイッチ電極から前記操作者の指に電気的な刺激を与えることを特徴とする触覚入力装置。 The haptic input device according to claim 1, wherein
The tactile input device, wherein the applying means applies an electrical stimulus to the operator's finger from each tactile switch electrode.
前記付与手段及び前記検出手段を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、
前記検出手段によって導通状態が検出された特定の前記触覚スイッチ電極の組み合わせに基づいて、前記操作者の指と前記パネルの操作面との接触状態を判断する接触状態判断手段と、
前記操作者の指と前記パネルの操作面との接触状態に基づいて前記操作者による操作内容を特定する操作特定手段と
を備えることを特徴とする触覚入力装置。 In the haptic input device according to claim 1 or 2,
Control means for controlling the applying means and the detecting means;
The control means includes
Contact state determination means for determining a contact state between the finger of the operator and the operation surface of the panel based on a specific combination of the tactile switch electrodes whose conduction state is detected by the detection means;
A tactile input device comprising: an operation specifying unit that specifies an operation content by the operator based on a contact state between the operator's finger and an operation surface of the panel.
前記操作特定手段は、
前記パネルの操作面に対する前記操作者の指の相対的な移動方向に基づいて前記操作者による操作内容を特定することを特徴とする触覚入力装置。 The haptic input device according to claim 3,
The operation specifying means includes
The tactile input device characterized in that an operation content by the operator is specified based on a relative movement direction of the operator's finger with respect to an operation surface of the panel.
前記操作特定手段は、
前記接触状態判断手段によって判断された前記接触状態に基づいて、前記操作者の指と前記パネルの操作面との接触面積を算出するとともに、前記接触面積の単位時間あたりの遷移に基づいて前記操作者による操作を特定することを特徴とする触覚入力装置。 The haptic input device according to claim 3,
The operation specifying means includes
Based on the contact state determined by the contact state determination means, the contact area between the operator's finger and the operation surface of the panel is calculated, and the operation based on the transition per unit time of the contact area A tactile input device characterized by specifying an operation by a person.
前記操作特定手段は、
前記検出手段によって複数の前記触覚スイッチ電極の導通が検出された場合、複数の前記触覚スイッチ電極のうち接触抵抗の最も低い触覚スイッチ電極が選択されたと特定することを特徴とする触覚入力装置。 The haptic input device according to claim 3,
The operation specifying means includes
A tactile input device that identifies that a tactile switch electrode having the lowest contact resistance is selected from the plurality of tactile switch electrodes when conduction of the plurality of tactile switch electrodes is detected by the detecting means.
前記パネルには、前記操作面における特定の位置に、各前記触覚スイッチ電極の先端よりも物理的に突出する凸部が形成されていることを特徴とする触覚入力装置。 The haptic input device according to any one of claims 1 to 6,
The tactile input device according to claim 1, wherein a convex portion that physically protrudes from a tip of each tactile switch electrode is formed at a specific position on the operation surface of the panel.
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