JP2013134724A - 触覚ディスプレイ、操作入力装置、及び操作入力システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】突出部材を動かすための駆動機構を制御する操作入力演算部が、理想形状データを取得する理想形状データ取得部511と、突出部材のそれぞれに設定された突出領域の集合によって形成される突出領域配列と、理想形状データとを重ね合わせて比較する比較部512と、突出領域配列と理想形状データとの間にずれがある場合に、突出領域配列を構成する突出領域のそれぞれと理想形状データとの重なりの状態に応じて、各突出領域に対応する突出部材の突出量を決定する突出量決定部514と、を備える触覚ディスプレイ。
【選択図】図6
Description
前記突出部材の突出によって表現する理想的な形状のデータである理想形状データを取得する理想形状データ取得部と、
前記平面上における前記突出部材のそれぞれの配置領域に対応した突出領域を仮想的に設定すると共に、全ての前記突出部材のそれぞれの前記突出領域の集合によって形成される突出領域配列と、前記理想形状データとを重ね合わせて比較する比較部と、
前記突出領域配列と前記理想形状データとの間にずれがある場合に、前記突出領域配列を構成する前記突出領域のそれぞれと前記理想形状データとの重なりの状態に応じて、前記突出領域のそれぞれに対応する前記突出部材のそれぞれの前記平面に対する突出量を決定する突出量決定部と、
を備える点にある。
前記突出量決定部は、前記突出領域と前記理想形状データとの重なり面積が大きくなるに従って前記突出量を大きく決定すると好適である。
前記突出量決定部は、前記突出領域と前記理想形状データとの重なりの状態と前記突出高さ情報とに応じて前記突出量を決定すると好適である。
前記制御装置は、
前記突出部材の突出によって表現する理想的な形状のデータである理想形状データを取得する理想形状データ取得部と、
前記操作面上における前記突出部材のそれぞれの配置領域に対応した突出領域を仮想的に設定すると共に、全ての前記突出部材のそれぞれの前記突出領域の集合によって形成される突出領域配列と、前記理想形状データとを重ね合わせて比較する比較部と、
前記突出領域配列と前記理想形状データとの間にずれがある場合に、前記突出領域配列を構成する前記突出領域のそれぞれと前記理想形状データとの重なりの状態に応じて、前記突出領域のそれぞれに対応する前記突出部材のそれぞれの前記操作面に対する突出量を決定する突出量決定部と、
を備える点にある。
さらに、理想形状データと突出領域配列との重なりの状態に応じて突出部材の突出量を決定するため、突出領域配列と理想形状データとの間にずれがある場合でも、理想形状データに近い形状を突出部材により表現することができ、操作入力装置を、ユーザーにとって理想形状が認識し易いものとすることができる。すなわち、突出領域配列と、触角ディスプレイに表示する凹凸イメージ(理想形状データ)とが、1:1の対応にない場合であっても、ユーザービリティに優れた形態で凹凸イメージを表現可能な操作入力装置を実現することができる。
以上のように、突出部材を進退動作させることで、使用者によるタッチパッドへの操作感を損ねることなく、その使用者に触覚を利用した操作感を提供することができる。
前記制御装置は、
前記突出部材の突出によって前記表示画面に表示されている画像に応じた形状を表現する際の理想的な形状のデータである理想形状データを取得する理想形状データ取得部と、
前記操作面上における前記突出部材のそれぞれの配置領域に対応した突出領域を仮想的に設定すると共に、全ての前記突出部材のそれぞれの前記突出領域の集合によって形成される突出領域配列と、前記理想形状データとを重ね合わせて比較する比較部と、
前記突出領域配列と前記理想形状データとの間にずれがある場合に、前記突出領域配列を構成する前記突出領域のそれぞれと前記理想形状データとの重なりの状態に応じて、前記突出領域のそれぞれに対応する前記突出部材のそれぞれの前記操作面に対する突出量を決定する突出量決定部と、
を備える点にある。
さらに、理想形状データと突出領域配列との重なりの状態に応じて突出部材の突出量を決定するため、突出領域配列と理想形状データとの間にずれがある場合でも、理想形状データに近い形状を突出部材により表現することができ、操作入力システムを、ユーザーにとって理想形状を認識し易いものとすることができる。すなわち、突出領域配列と、触角ディスプレイに表示する凹凸イメージ(理想形状データ)とが、1:1の対応にない場合であっても、ユーザービリティに優れた形態で凹凸イメージを表現できる。
これにより、使用者は、例えば、表示画面における操作標章の位置と触覚により認識される操作面における突出状態にある突出部材の位置とを容易に関連付けることができ、望みの操作標章を容易に選択することができる。従って、表示画面を注視することなく従来に比べてより確実な操作入力を行うことが可能な操作入力システムを提供することができる。
ナビゲーション装置1の概略構成について、図1及び図2を参照して説明する。ナビゲーション装置1は、自車位置表示、出発地から目的地までの経路探索、経路案内、及び目的地検索等の基本機能を実現可能に構成されている。ナビゲーション装置1の内部構成については公知のため詳細については省略する。
図3及び図4に示すように、操作入力装置4は、正面に操作面11aが形成された操作板11を有し、操作面11aに接触又は近接する被検知物Dを検知して当該検知位置に応じた入力を受け付けるタッチパッド10と、それぞれが操作板11を貫通可能な状態で操作面11aに沿って所定の規則で配列されている複数の突出部材20と、突出部材20のそれぞれを操作板11の貫通方向に沿って独立に進退動作させる駆動機構30と、当該駆動機構30を制御する操作入力演算部50と、を備えている。操作入力装置4は、概略的には、駆動機構30によって駆動される突出部材20が、タッチパッド10の表面から突出可能(出没可能)に構成されている。ここで、操作板11に対する突出部材20の貫通方向は、操作面11aに対して交差する方向、具体的には操作面11aに対して直交する方向に設定されている。
図5に示すように、上述した操作入力装置4と、表示入力装置40と、これらの間に介在される操作入力演算部50とにより、ナビゲーション装置1における操作入力システム3が形成されている。本実施形態では、操作入力演算部50は、不揮発性メモリなどの記憶領域を備えたマイクロコンピュータによって構成されている。操作入力装置4と表示入力装置40とは、操作入力演算部50を介して情報伝達可能に接続されている。
4−1.理想形状データ
ステータス決定部51の説明に先立って、ステータス決定部51に入力される理想形状データIについて説明する。本実施形態においては、理想形状データIとして、突出部材20の数よりも多い画素数のラスタデータを用いる。具体的には、描画制御部54により表示入力装置40に描画されるラスタデータのうちの一部の領域又は全ての領域が理想形状データとして、ステータス決定部51に入力される。本実施形態においては、理想形状データとして、操作標章表示領域Rの画像を設定している。また、本実施形態においては、描画制御部54は、操作標章表示領域Rに含まれる操作標章44を単純な幾何学図形に変換した上で、ステータス決定部51へと出力するように構成されている。操作標章表示領域Rに含まれる操作標章44をどのような幾何学図形に変換するかは、あらかじめ操作標章44の作成時に設定しておくと良い。
以下では、図6及び図7に基づいて操作入力演算部50の内部構成とその機能について説明する。図6に示すように、操作入力演算部50に含まれるステータス決定部51は、理想形状データ取得部511と、比較部512と、記憶部513と、突出量決定部514と、変化量決定部515と、を備えている。
本実施形態では、突出量決定部514は、ある突出部材20について、その突出領域aの全体が理想形状データIと重なっている場合には、当該突出部材20の突出量を最大としている。一方、突出領域aの一部のみが理想形状データIと重なっている場合には、当該突出部材20の突出量を、最大の突出量以下であって当該突出領域と理想形状データIとの重なりの程度に応じた量に決定する。
次に、操作入力演算部50において、突出部材20それぞれの変化量を求めるための処理手順について、図9〜図11に基づいて説明する。以下に説明する処理の手順は、操作入力演算部50の各機能部を構成するハードウェア又はソフトウェア(プログラム)或いはその両方により実行可能である。上記の各機能部がプログラムにより構成される場合には、操作入力演算部50を含む演算処理装置が、各機能部を構成するプログラムを実行するコンピュータとして動作する。
図10に示すように、突出量決定処理#01では、まず突出部材20それぞれについての処理に入る前の準備処理が行なわれる。この準備処理としては、まず理想形状データ取得部511により理想形状データIを読み込む(ステップ#101)。次に、比較部512により操作入力装置4の突出領域配列Aの座標に、理想形状データIを割り付ける(ステップ#102)。
図11に示すように、変化量決定処理#02では、まず突出部材20それぞれについて変化量を決定するための処理(ステップ#201〜#205)を行う。具体的には、まず突出量決定処理#01で決定した突出量Bを読み込む(ステップ#201)。次に、現在の突出量Cを読み込む(ステップ#202)。続いて、突出量Bと突出量Cが等しくないかを判定する(ステップ#203)。突出量Bと突出量Cが等しい場合(ステップ#203:No)には、変化量は0に決定する(ステップ#205)。一方、突出量Bと突出量Cが等しくない場合(ステップ#203:Yes)には、突出量Bと突出量Cの差を変化量Δとする。以上のようにして、各突出部材20の変化量を決定する(ステップ#204)。
最後に、本発明に係る触覚ディスプレイ等の、その他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
11a:操作面(平面)
20 :突出部材
30 :駆動機構
50 :操作入力演算部(制御装置)
511:理想形状データ取得部
512:比較部
514:突出量決定部
I :理想形状データ
a :突出領域
A :突出領域配列
Z :進退動作方向(貫通方向)
Claims (9)
- 単一の平面に沿って所定の規則で配列されている複数の突出部材と、前記平面に対して交差する方向に沿って前記突出部材のそれぞれを独立に進退動作させる駆動機構と、当該駆動機構を制御する制御装置と、を備えた触覚ディスプレイであって、
前記制御装置は、
前記突出部材の突出によって表現する理想的な形状のデータである理想形状データを取得する理想形状データ取得部と、
前記平面上における前記突出部材のそれぞれの配置領域に対応した突出領域を仮想的に設定すると共に、全ての前記突出部材のそれぞれの前記突出領域の集合によって形成される突出領域配列と、前記理想形状データとを重ね合わせて比較する比較部と、
前記突出領域配列と前記理想形状データとの間にずれがある場合に、前記突出領域配列を構成する前記突出領域のそれぞれと前記理想形状データとの重なりの状態に応じて、前記突出領域のそれぞれに対応する前記突出部材のそれぞれの前記平面に対する突出量を決定する突出量決定部と、
を備える触覚ディスプレイ。 - 前記突出量決定部は、前記突出領域の全体が前記理想形状データと重なっている場合には、当該突出領域に対応する前記突出部材の前記突出量を最大とし、前記突出領域の一部が前記理想形状データと重なっている場合には、当該突出領域に対応する前記突出部材の前記突出量を、前記最大の突出量以下であって当該突出領域と前記理想形状データとの重なりの程度に応じた量に決定する請求項1に記載の触覚ディスプレイ。
- 前記駆動機構は、前記突出部材の前記突出量を段階的に設定可能に構成され、
前記突出量決定部は、前記突出領域と前記理想形状データとの重なり面積が大きくなるに従って前記突出量を大きく決定する請求項1又は2に記載の触覚ディスプレイ。 - 前記突出量決定部は、前記突出領域と前記理想形状データとの重なり面積が所定のしきい値以上である場合に前記突出量を最大とし、前記突出領域と前記理想形状データとの重なり面積が前記しきい値未満である場合に前記突出量を最小とする請求項1又は2に記載の触覚ディスプレイ。
- 前記理想形状データが、突出高さ情報を有し、
前記突出量決定部は、前記突出領域と前記理想形状データとの重なりの状態と前記突出高さ情報とに応じて前記突出量を決定する請求項1から3のいずれか一項に記載の触覚ディスプレイ。 - 前記理想形状データが、前記突出部材の数よりも多い画素数のラスタデータである請求項1から5のいずれか一項に記載の触覚ディスプレイ。
- 前記平面は平板の正面側平面により構成され、前記突出部材のそれぞれが前記平板を貫通して設けられた孔部に挿入されており、前記駆動機構は、前記平板に対して背面側に設けられ、前記突出部材の先端部の高さが前記正面側平面よりも高い第一状態と前記先端部の高さが前記正面側平面以下の第二状態との間の任意の突出量で突出させることが可能に構成されている請求項1から6のいずれか一項に記載の触覚ディスプレイ。
- 正面に操作面が形成された操作板を有し、前記操作面に接触又は近接する被検知物を検知して当該検知位置に応じた入力を受け付けるタッチパッドと、それぞれが前記操作板を貫通可能な状態で前記操作面に沿って所定の規則で配列されている複数の突出部材と、前記突出部材のそれぞれを前記操作板の貫通方向に沿って独立に進退動作させる駆動機構と、当該駆動機構を制御する制御装置と、を備えた操作入力装置であって、
前記制御装置は、
前記突出部材の突出によって表現する理想的な形状のデータである理想形状データを取得する理想形状データ取得部と、
前記操作面上における前記突出部材のそれぞれの配置領域に対応した突出領域を仮想的に設定すると共に、全ての前記突出部材のそれぞれの前記突出領域の集合によって形成される突出領域配列と、前記理想形状データとを重ね合わせて比較する比較部と、
前記突出領域配列と前記理想形状データとの間にずれがある場合に、前記突出領域配列を構成する前記突出領域のそれぞれと前記理想形状データとの重なりの状態に応じて、前記突出領域のそれぞれに対応する前記突出部材のそれぞれの前記操作面に対する突出量を決定する突出量決定部と、
を備える操作入力装置。 - 正面に操作面が形成された操作板を有し、前記操作面に接触又は近接する被検知物を検知して当該検知位置に応じた入力を受け付けるタッチパッドと、それぞれが前記操作板を貫通可能な状態で前記操作面に沿って所定の規則で配列されている複数の突出部材と、前記突出部材のそれぞれを前記操作板の貫通方向に沿って独立に進退動作させる駆動機構と、表示画面を有すると共に当該表示画面に画像を表示する表示装置と、前記駆動機構を制御する制御装置と、を備えた操作入力システムであって、
前記制御装置は、
前記突出部材の突出によって前記表示画面に表示されている画像に応じた形状を表現する際の理想的な形状のデータである理想形状データを取得する理想形状データ取得部と、
前記操作面上における前記突出部材のそれぞれの配置領域に対応した突出領域を仮想的に設定すると共に、全ての前記突出部材のそれぞれの前記突出領域の集合によって形成される突出領域配列と、前記理想形状データとを重ね合わせて比較する比較部と、
前記突出領域配列と前記理想形状データとの間にずれがある場合に、前記突出領域配列を構成する前記突出領域のそれぞれと前記理想形状データとの重なりの状態に応じて、前記突出領域のそれぞれに対応する前記突出部材のそれぞれの前記操作面に対する突出量を決定する突出量決定部と、
を備える操作入力システム。
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