JP2014106743A - Electric tactile sense presentation device, control method and program for electric tactile sense presentation device, and portable equipment with electric tactile sense display - Google Patents

Electric tactile sense presentation device, control method and program for electric tactile sense presentation device, and portable equipment with electric tactile sense display Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten the time needed for touch sensing.SOLUTION: A switching control circuit 20 includes a contact detection control part 21 and a stimulation control part 22. The contact detection control part 21, for example, sets an icon area displayed on a touch screen as a monitor area, monitors a current flowing to an electrode arranged in the monitor area, and detects a finger or the like of a user being brought into contact with the touch panel on the basis of a monitor result. The stimulation control part 22, for example, sets the monitor area where the contact is detected as a stimulation area, and performs stimulation processing to supply a stimulation current to an electrode arranged on the stimulation area and to stimulate the finger or the like of the user as the stimulation current flows when the finger or the like comes into contact.

Description

本発明は、電気触覚提示装置(電気触覚ディスプレイ)を有してユーザの指等の接触を検知し、刺激を与える電気触覚提示装置、電気触覚提示装置の制御方法及びプログラム、並びに電気触覚ディスプレイを有する携帯機器に関する。   The present invention has an electric tactile presentation device (electric tactile display), detects contact of a user's finger, etc., and gives a stimulus, an electric tactile presentation device control method and program, and an electric tactile display. The present invention relates to a portable device.

電気接触ディスプレイとは、例えばスマートフォンやノートPCなどの携帯機器等の電気触覚提示装置を有する装置に採用されるものであって、触覚を大面積に分布して呈示することができる。その原理は、電気刺激により神経活動を誘発することにある。具体的には、例えば、ユーザの指又はタッチパネルへの指紋の付着を防ぐため等に指の替わりに操作する操作ペン等を接触させた場合に、タッチパネル上に表示されたアイコンの形状等を電気的刺激により触覚として知覚できるようにするものである。   The electric contact display is employed in a device having an electric tactile sense presentation device such as a portable device such as a smartphone or a notebook PC, and can present a tactile sense distributed over a large area. The principle is to induce neural activity by electrical stimulation. Specifically, for example, when an operation pen or the like operated in place of a finger is brought into contact with the user's finger or the touch panel to prevent fingerprints from being attached, the shape of the icon displayed on the touch panel is electrically It can be perceived as a tactile sensation by an artificial stimulus.

特許文献1及び2には、従来の電気接触ディスプレイの一例が開示されている。図11は、特許文献1に記載の電気触覚提示装置のシステム全体図である。図11に示すように、従来の電気触覚提示装置200は、パーソナル・コンピュータ(以下、PC)201、電流源202、スイッチング回路203、及びアレイ電極204を有している。アレイ電極204は、複数の刺激電極がアレイ状に配置されて構成される。アレイ電極を構成する各刺激電極は、スイッチング回路203を介して、電流源202及びグランドと電気的に接続されている。   Patent Documents 1 and 2 disclose an example of a conventional electric contact display. FIG. 11 is an overall system diagram of the electric tactile sensation presentation apparatus described in Patent Document 1. As shown in FIG. 11, the conventional electric tactile sensation presentation device 200 includes a personal computer (hereinafter, PC) 201, a current source 202, a switching circuit 203, and an array electrode 204. The array electrode 204 is configured by arranging a plurality of stimulation electrodes in an array. Each stimulation electrode constituting the array electrode is electrically connected to the current source 202 and the ground via the switching circuit 203.

図12(a)乃至図12(c)、及び図13(a)及び図13(b)は、2次元マトリクス状に配置したアレイ電極を用いた基本的な電気刺激手法を示す図であって、図12(a)は、スイッチング回路203及びこのスイッチング回路203を構成するスイッチに接続される各刺激電極241を示す模式図、図12(b)は、アレイ電極204を示す模式図、図12(c)は、アレイ電極204を構成する刺激電極241間のスイッチ切り替え間隔を説明するための模式図である。また、図13(a)及び図13(b)は、従来の電気触覚提示装置の制御方法を示す模式図であり、図13(a)は、スイッチング回路203及びアレイ電極204を示す模式図、図13(b)は、アノード電極A及びカソード電極Gを示す模式図である。   12 (a) to 12 (c), 13 (a), and 13 (b) are diagrams showing a basic electrical stimulation method using array electrodes arranged in a two-dimensional matrix. 12A is a schematic diagram showing the switching circuit 203 and each stimulation electrode 241 connected to the switch constituting the switching circuit 203, and FIG. 12B is a schematic diagram showing the array electrode 204. FIG. (C) is a schematic diagram for explaining a switch switching interval between stimulation electrodes 241 constituting the array electrode 204. FIGS. 13A and 13B are schematic diagrams showing a control method of a conventional electric tactile sensation presentation apparatus, and FIG. 13A is a schematic diagram showing the switching circuit 203 and the array electrode 204. FIG. 13B is a schematic diagram showing the anode electrode A and the cathode electrode G.

図12(a)に示すように、各刺激電極241はそれぞれ各ハーフブリッジ(Half Bridge)回路231に接続される。このハーフブリッジ回路231は、上部スイッチS101及び下部スイッチS102を有し、上部スイッチS101が電源電位側の電流源202と接続され、下部スイッチS102がグランド205に接続されている。また、図13(a)に示すように、アレイ電極204の各刺激電極241のそれぞれに、それぞれ1つのハーフブリッジ回路231が接続される。これらの上部スイッチS101及び下部スイッチS102のスイッチを切り替えることで刺激電極241を、電流源202又はグランド205のいずれか一方に選択的に接続する。つまり、各刺激電極241が、ハーフブリッジ回路231の上部スイッチS101を介して電流源202に電気的に接続されると、電流源電極(アノード電極)Aを構成する。一方、各刺激電極241が、ハーフブリッジ回路231の下部スイッチS102を介してグランド205に電気的に接続されると、グランド電極Gを構成する(図13(b))。   As shown in FIG. 12A, each stimulation electrode 241 is connected to each half bridge circuit 231. The half bridge circuit 231 includes an upper switch S101 and a lower switch S102. The upper switch S101 is connected to the current source 202 on the power supply potential side, and the lower switch S102 is connected to the ground 205. In addition, as shown in FIG. 13A, one half bridge circuit 231 is connected to each stimulation electrode 241 of the array electrode 204. The stimulation electrode 241 is selectively connected to either the current source 202 or the ground 205 by switching the upper switch S101 and the lower switch S102. That is, when each stimulation electrode 241 is electrically connected to the current source 202 via the upper switch S101 of the half bridge circuit 231, a current source electrode (anode electrode) A is configured. On the other hand, when each stimulation electrode 241 is electrically connected to the ground 205 via the lower switch S102 of the half-bridge circuit 231, a ground electrode G is formed (FIG. 13B).

そして、図12(b)及び図13(b)に示すように、1つの刺激電極241のみをアノード電極Aとし、他をグランド電極Gとしたとき、ユーザの指等が当該アノード電極Aとその周囲のグランド電極Gとの間に接触すると、当該グランド電極Gとグランド電極Gとの間に電流が流れる。ユーザはこの電流を刺激(触覚)として知覚する。アノード電極Aの位置を順次切り替え、その際の電流源202の電流値をモニタすることで、全アレイ電極が配置されている領域のいずれの位置にユーザの指等が接触しているかを検知することができる。さらに、接触が検出された後、接触検出時より大きな電位差を接触が検出された電極間に設定することで、接触しているユーザの指の皮膚下に電流経路を形成して、神経を刺激することができる。これにより、ボタンなどの形状をユーザに認識させることができる。この際の切換間隔(電流パルスの周期)は、図12(c)に示すように、例えば500μs程度とすることができる。   12 (b) and 13 (b), when only one stimulation electrode 241 is the anode electrode A and the other is the ground electrode G, the user's finger etc. When contact is made with the surrounding ground electrode G, a current flows between the ground electrode G and the ground electrode G. The user perceives this current as a stimulus (tactile sense). By sequentially switching the position of the anode electrode A and monitoring the current value of the current source 202 at that time, it is detected which position in the region where all the array electrodes are arranged is touched by the user's finger or the like. be able to. Furthermore, after the contact is detected, a potential difference larger than that at the time of contact detection is set between the electrodes where the contact is detected, thereby forming a current path under the skin of the user's finger that is in contact and stimulating the nerve. can do. Thereby, the user can recognize the shape of a button or the like. The switching interval (current pulse period) at this time can be set to, for example, about 500 μs as shown in FIG.

このような従来の電気触覚提示装置200は、以下のようなメリットを有する。なお、以下では操作部全てがタッチ画面で構成されるスマートフォンを例にとって説明する。先ず、ボタンを押し込んだ際の感触を再現するためリアル振動機能を有するような従前のスマートフォンと比べると、図12及び図13に示すような従来の電気触覚提示装置200を小型化することができる。つまり、特許文献1に記載の電気触覚提示装置200では、アレイ電極204を構成する刺激電極241の個数分のハーフブリッジ回路231を具備するスイッチング回路203を設けるのみで、ユーザの接触を検出し、刺激を与えることができる。これに対し、従前スマートフォンにおいては、各スマートフォンとタッチ画面全域にアレイ状に複数の振動子や押圧センサなどを設けるため、装置が大型化してしまう。   Such a conventional electric tactile sense presentation device 200 has the following merits. In the following, a description will be given by taking as an example a smartphone in which all the operation units are touch screens. First, the conventional electric tactile sensation presentation device 200 as shown in FIGS. 12 and 13 can be reduced in size as compared with a conventional smartphone having a real vibration function in order to reproduce the feeling when the button is pressed. . That is, in the electric tactile sense presentation device 200 described in Patent Document 1, it is possible to detect a user's contact only by providing the switching circuit 203 having half bridge circuits 231 corresponding to the number of stimulation electrodes 241 constituting the array electrode 204, Can give irritation. On the other hand, in a conventional smartphone, since a plurality of vibrators, press sensors, and the like are provided in an array form on each smartphone and the entire touch screen, the apparatus becomes large.

また、タッチ画面下に複数の振動子や押圧センサを設ける必要がないため、衝撃等にロバストであり、機械的共振等を生ずる必要がない。更に、複数の振動子や押圧センサを稼働する場合と比べノイズが極めて低減され、さらにスイッチのオンオフのみのため、これらの機能を搭載しても消費電力が少なくてよいという効果も有する。以上のことから、いわゆるマルチタッチインタフェースに対して触覚を生成する有力な手法の一つであるといえる。   Further, since it is not necessary to provide a plurality of vibrators and pressure sensors under the touch screen, it is robust against impacts and the like, and does not need to cause mechanical resonance. Furthermore, compared with the case where a plurality of vibrators and press sensors are operated, noise is extremely reduced, and since only the switch is turned on / off, the power consumption can be reduced even if these functions are installed. From the above, it can be said that this is one of the leading methods for generating a tactile sense for a so-called multi-touch interface.

特許第4360497号公報Japanese Patent No. 4360497

特許第5057068号公報Japanese Patent No. 5057068

上述したように、従来の電気触覚提示装置200においては、画面全域にアレイ配置された刺激電極241を使用し、スイッチング回路203により、各電極を1つずつ選択するという制御を行なう。上述したように、刺激電極241は、上部スイッチS101をオンすると陽極(電流が流れ出す電極)として働き、下部スイッチS102をオンすると陰極として働く。   As described above, in the conventional electric tactile sensation presentation device 200, the stimulation electrodes 241 arranged in the entire area of the screen are used, and the switching circuit 203 performs control to select each electrode one by one. As described above, the stimulation electrode 241 functions as an anode (electrode through which current flows) when the upper switch S101 is turned on, and functions as a cathode when the lower switch S102 is turned on.

典型的な刺激手法としては、刺激電極241のうち、1点だけ陽極とし、他の刺激電極241を全て陰極とすることで刺激点への接触・刺激を実施する。具体的には、陽極の位置を高速に移動させ、上部スイッチS101と電流源202との間で電圧値の観測(電圧源の場合は電流値の観測)をする。そして、電圧値/電流値の計算により刺激電極間に接触しているユーザの皮膚の抵抗値を算出することにより、いずれの位置の刺激電極241にユーザの指が接触しているかどうかを判断することができ、タッチパネル全域の接触センシングを行うことができる。この場合、電圧又は電流値の観測点は、回路的には1点のため計測回路も簡素なものとすることができる。   As a typical stimulation method, contact / stimulation to a stimulation point is performed by using only one point of the stimulation electrode 241 as an anode and all other stimulation electrodes 241 as a cathode. Specifically, the position of the anode is moved at high speed, and the voltage value is observed between the upper switch S101 and the current source 202 (in the case of a voltage source, the current value is observed). Then, by calculating the resistance value of the skin of the user who is in contact between the stimulation electrodes by calculating the voltage value / current value, it is determined whether the finger of the user is in contact with the stimulation electrode 241 at any position. And touch sensing of the entire touch panel can be performed. In this case, since the observation point of the voltage or current value is one in terms of the circuit, the measurement circuit can be simplified.

つまり、特許文献1の電気触覚提示装置(電気触覚ディスプレイ)は、刺激を与えるのみならず、タッチセンシングの能力も備えることになり、触覚呈示機能付き電気触覚提示装置として活用できることになる。   That is, the electric tactile sensation presentation device (electric tactile display) of Patent Document 1 not only provides stimulation, but also has a touch sensing capability, and can be used as an electric tactile sensation presentation device with a tactile presentation function.

しかしながら、1点の皮膚抵抗値計測には、最低でも0.1ms程度の時間が必要である。つまり、例えば、32×16の刺激点(刺激電極241)を用意する場合、刺激電極241が512点必要となる。このとき、全刺激電極241での皮膚抵抗値を計測するためには、51.2msの時間が必要となる。なお正確な観測を行うとする場合、1点に対して0.3msは必要であるため、タッチ画面全域に1回のタッチセンシングを行うためには、153.6msの時間が必要となる。タッチ画面領域のタッチセンシングを行う時間間隔がこのように大きいことは、タッチ入力装置の性能としては許容しがたく、現実的ではない。   However, at least one time of about 0.1 ms is required for measuring one point of skin resistance. That is, for example, when preparing a 32 × 16 stimulation point (stimulation electrode 241), 512 stimulation electrodes 241 are required. At this time, in order to measure the skin resistance value at all the stimulation electrodes 241, a time of 51.2 ms is required. If accurate observation is to be performed, 0.3 ms is required for one point, and thus 153.6 ms is required to perform touch sensing once over the entire touch screen. Such a large time interval for performing touch sensing in the touch screen area is unacceptable as the performance of the touch input device and is not realistic.

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、タッチセンシングに要する時間を短縮した電気触覚提示装置、電気触覚提示装置の制御方法、電気触覚提示装置の制御プログラム、及び電気触覚提示装置を備えた携帯機器を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and an electric tactile sensation presentation apparatus, a method for controlling an electric tactile sensation presentation apparatus, a control program for an electric haptic presentation apparatus, and a method for reducing the time required for touch sensing, and It is an object of the present invention to provide a portable device provided with an electrotactile presentation device.

本発明に係る電気触覚提示装置は、2以上の電源電位を生成する第1の電源と、前記電源電位とは異なる電位の基準電圧を供給する第2の電源と、ユーザの指及びユーザが操作する操作手段を含む接触体が接触するタッチ画面領域に配置される複数の電極と、各電極のそれぞれに対応して設けられ、前記第1の電源と前記第2の電源との間に相互に並列接続される複数の電極選択切替手段と、前記第1の電源と前記電極選択切替手段との間の電流値又は電圧値の変化を観測する観測手段と、前記観測手段の観測結果に応じて、前記複数の電極選択切替手段を制御するスイッチング制御回路と、を備え、前記電極選択切替手段は、前記第1の電源と前記第2の電源との間に直列接続される第1の及び第2のスイッチを有し、前記第1の電源は、前記接触体が前記タッチ画面領域に接触したか否かを検出するための接触検出用電源と、前記接触体に刺激を与えるための刺激用電源とを生成し、前記スイッチング制御回路は、前記タッチ画面領域に当該タッチ画面領域より小さい領域である1以上の監視領域を設定し、前記第1の電源の前記接触検出用電源生成時における前記観測手段の観測結果に応じて前記監視領域に対する前記接触体の接触を検出する接触検出処理を実行する接触検出制御手段と、前記接触が検出された監視領域に基づき前記タッチ画面領域より小さい領域である刺激領域を設定し、前記刺激用電源を使用して当該刺激領域に対して前記接触体に刺激を与える刺激処理を実行する刺激制御手段とを有するものである。   An electric tactile sense presentation device according to the present invention includes a first power source that generates two or more power source potentials, a second power source that supplies a reference voltage having a potential different from the power source potential, a user's finger, and a user operation A plurality of electrodes arranged in a touch screen area that is in contact with a contact body including an operation means for performing the operation, and provided corresponding to each of the electrodes, and between the first power source and the second power source. A plurality of electrode selection switching means connected in parallel, an observation means for observing a change in current value or voltage value between the first power source and the electrode selection switching means, and depending on the observation result of the observation means A switching control circuit for controlling the plurality of electrode selection switching means, wherein the electrode selection switching means is connected in series between the first power source and the second power source. The first power source has two switches. Generating a contact detection power source for detecting whether or not the contact body has touched the touch screen area, and a stimulation power source for stimulating the contact body, wherein the switching control circuit One or more monitoring areas, which are areas smaller than the touch screen area, are set in the screen area, and the contact with the monitoring area according to the observation result of the observation means when the contact detection power source of the first power source is generated A contact detection control means for executing a contact detection process for detecting a contact of a body; and a stimulation area that is smaller than the touch screen area is set based on the monitoring area where the contact is detected, and the stimulation power source is used. And a stimulus control means for executing a stimulus process for giving a stimulus to the contact body with respect to the stimulus region.

本発明においては、タッチ画面領域より小さい領域を監視領域に設定し、この監視領域の接触検出を行うため、タッチ画面全域に配置される全電極の1つずつを陽極に設定して接触センシングを行う従来の手法に比べると、接触検出を行う時間を短縮化することができる。   In the present invention, an area smaller than the touch screen area is set as a monitoring area, and in order to detect contact in the monitoring area, contact sensing is performed by setting each of the electrodes arranged in the entire touch screen as an anode. Compared with the conventional method of performing, the time for performing contact detection can be shortened.

また、前記接触検出制御手段は、前記タッチ画面領域に対し、第1の監視領域と、当該第1の監視領域より前記接触体が接触する蓋然性が大きい領域の第2の監視領域とを設定し、当該第2の監視領域における前記接触検出処理を、前記第1の監視領域よりも高速に実行することができ、監視領域を複数設け、その接触頻度に応じて接触検出を行う頻度も変化させてもよい。これにより、更に効率的に接触検出を行うことができる。   Further, the contact detection control unit sets a first monitoring area and a second monitoring area having a higher probability of contact with the contact body than the first monitoring area for the touch screen area. The contact detection process in the second monitoring area can be executed faster than the first monitoring area, a plurality of monitoring areas are provided, and the frequency of contact detection is changed according to the contact frequency. May be. Thereby, contact detection can be performed more efficiently.

更に、前記接触検出制御手段は、前記第2の監視領域に対してのみ前記接触検出処理を実行することができ、従来はタッチ画面上に配置されるアレイ電極の全てに対して行っていいた刺激処理を、例えば接触を検出した監視領域のみを刺激領域に設定し、この刺激領域のみに行うことで、刺激処理においても処理を高速化することができる。   Further, the contact detection control means can execute the contact detection process only for the second monitoring region, and conventionally, the stimulation performed for all the array electrodes arranged on the touch screen. For example, by setting only the monitoring region where contact is detected as the stimulation region and performing the processing only on the stimulation region, the processing can be accelerated in the stimulation processing.

具体的には、前記接触検出制御手段は、前記タッチ画面領域に対し、2以上の前記第2の監視領域を設定して当該各第2の監視領域の前記接触検出処理を時分割で実行し、前記刺激制御手段は、前記接触検出制御手段により接触が検出された第2の監視領域を前記刺激領域に設定して前記刺激検出処理を実行することにより、処理を高速化する。   Specifically, the contact detection control unit sets two or more second monitoring areas for the touch screen area and executes the contact detection processing of each second monitoring area in a time-sharing manner. The stimulus control means speeds up the process by setting the second monitoring area where contact is detected by the contact detection control means as the stimulus area and executing the stimulus detection process.

更にまた、前記接触検出制御手段は、前記タッチ画面領域を2以上に分割した複数の分割領域を複数の監視領域とし当該複数の監視領域に対して時分割で前記接触検出処理を実行することができ、タッチ画面領域全体を監視領域に設定することにより、高効率に接触検出を実施することができる。   Still further, the contact detection control means may execute the contact detection process in a time-sharing manner with respect to the plurality of monitoring areas, with a plurality of divided areas obtained by dividing the touch screen area into two or more. The touch detection can be performed with high efficiency by setting the entire touch screen area as the monitoring area.

また、前記接触検出制御手段は、前記複数の監視領域のいずれかで接触が検出されたと判断された場合、当該接触が検出された監視領域を新たに2以上に分割した複数の分割領域を複数の監視領域に再設定し、当該再設定された複数の監視領域に対して時分割で前記接触検出処理を実行することができ、このように分割設定・接触検出を繰り返し行うことで、より広いタッチ画面領域の接触検出を高効率に行うことができる。   In addition, when it is determined that contact is detected in any of the plurality of monitoring areas, the contact detection control unit is configured to generate a plurality of divided areas obtained by newly dividing the monitoring area in which the contact is detected into two or more. The contact detection process can be executed in a time-sharing manner for a plurality of the reset monitoring areas, and the division setting / contact detection can be repeatedly performed in this manner, thereby making it wider. Touch detection in the touch screen area can be performed with high efficiency.

更に、前記刺激制御手段は、前記接触検出制御手段の前記再設定が終了した最終の複数の監視領域において前記接触体の接触が検出された領域を前記刺激領域に設定し前記刺激処理を実行することができ、複数の刺激領域の接触検出の結果に基づき刺激領域を抽出し、その領域のみに刺激処理することで、刺激処理も高速化することができる。   Further, the stimulation control means sets the area where contact of the contact body is detected in the plurality of final monitoring areas where the resetting of the contact detection control means is completed as the stimulation area, and executes the stimulation processing In addition, by extracting a stimulation region based on the result of contact detection of a plurality of stimulation regions and performing a stimulation process only on the region, the stimulation process can be speeded up.

更にまた、前記複数の電極は、前記タッチ画面領域又は前記分割領域にアレイ状に配置されるものであって、前記接触検出制御手段は、前記アレイ状の前記複数の電極の行又は列のいずれか一方の方向に監視領域を設定して当該領域全域を走査する第1の走査処理と、当該行又は列のいずれか他方の方向に監視領域を設定して当該全域を走査する第2の走査処理のいずれか1つ又はこれらの組み合わせを前記接触検出処理として実行し、前記刺激制御手段は、前記前記接触検出処理における前記観測手段の観測結果に応じて前記刺激領域を設定し前記刺激処理を実行することができ、監視領域の設定は用途等に応じて変更することで、より効率的に刺激処理を実施することができる。   Furthermore, the plurality of electrodes are arranged in an array in the touch screen area or the divided area, and the contact detection control means is configured to detect any of the rows or columns of the plurality of electrodes in the array. A first scanning process for setting the monitoring area in one direction and scanning the entire area, and a second scanning for setting the monitoring area in the other direction of the row or column and scanning the entire area Any one of the processes or a combination thereof is executed as the contact detection process, and the stimulation control unit sets the stimulation region according to the observation result of the observation unit in the contact detection process, and performs the stimulation process. It is possible to execute the stimulation process more efficiently by changing the setting of the monitoring area according to the application.

更にまた、前記複数の電極は、前記接触検出制御手段により接触が検出される領域にアレイ状に配置されるものであって、前記接触検出制御手段は、接触が検出される領域を2以上に分割した複数の分割領域を複数の監視領域とし当該複数の監視領域に対して時分割で接触検出を行う時分割処理と、接触が検出される領域における前記アレイ状の電極の行及び列方向のいずれか方向又は両方向それぞれに監視領域を設定して当該領域全域を走査することで接触検出を行う走査処理とを組み合わせて前記接触検出処理を実行し、前記刺激制御手段は、前記時分割処理及び前記走査処理における前記観測手段の観測結果に応じて前記刺激領域を設定し前記刺激処理を実行することができ、監視領域の設定の仕方を工夫することで、より効率的に刺激処理を実施することができる。   Furthermore, the plurality of electrodes are arranged in an array in a region where contact is detected by the contact detection control unit, and the contact detection control unit includes two or more regions where contact is detected. A plurality of divided areas are set as a plurality of monitoring areas, and time division processing for detecting contact in a time division manner with respect to the plurality of monitoring areas, and the row and column directions of the arrayed electrodes in the area where contact is detected The contact detection process is performed in combination with a scanning process for performing contact detection by setting a monitoring area in either or both directions and scanning the entire area, and the stimulus control means includes the time-division process and The stimulation area can be set and executed according to the observation result of the observation means in the scanning process, and the method of setting the monitoring area can be devised to improve the efficiency. It can be performed processing.

また、前記第1の電源は、1つの第1の電源に対して所定数以下の前記電極選択切替手段が並列接続されるよう、必要な個数設けられる、ことができ、第1の電源を複数設けることで、接触検出及び刺激処理時に同時に処理を実施できる領域を設けることで、広い領域に対してもより効率よく処理を行うことができる。   The first power supply can be provided in a necessary number so that a predetermined number or less of the electrode selection switching means are connected in parallel to one first power supply, and a plurality of first power supplies can be provided. By providing, the area | region which can process simultaneously at the time of a contact detection and a stimulus process is provided, and a process can be performed more efficiently also about a wide area | region.

更に、前記第1の電源の前記必要な個数とは、前記接触検出制御手段が前記複数の監視領域を設定した場合に1つの監視領域における前記接触検出処理が所定時間未満で実行可能な個数であることにより、所望の速度での接触検出・刺激処理を実施することが可能となる。   Further, the necessary number of the first power supplies is a number that allows the contact detection processing in one monitoring area to be executed in less than a predetermined time when the contact detection control means sets the plurality of monitoring areas. As a result, it is possible to perform contact detection / stimulation processing at a desired speed.

本発明に係る電気触覚提示装置の制御方法は、2以上の電源電位を生成する第1の電源と、前記電源電位とは異なる電位の基準電圧を供給する第2の電源と、ユーザの指及びユーザが操作する操作手段を含む接触体が接触するタッチ画面領域に配置される複数の電極と、各電極のそれぞれに対応して設けられ、前記第1の電源と前記第2の電源との間に相互に並列接続される複数の電極選択切替手段と、を有し、前記複数の電極により、ユーザの指及びユーザが操作する操作手段を含む接触体の接触を検出し刺激する電気触覚提示装置の制御方法において、前記第1の電源と前記複数の電極選択切替手段との間の電流値又は電圧値の変化を観測する観測工程と、前記観測工程の観測結果に応じて、前記複数の電極選択切替手段を制御するスイッチング制御工程と、を有し、前記スイッチング制御工程は、前記タッチ画面領域に当該タッチ画面領域より小さい領域である1以上の監視領域を設定し、前記第1の電源が、前記接触体が前記タッチ画面領域に接触したか否かを検出するための接触検出用電源を生成する間に、前記観測工程の観測結果に応じて前記監視領域に対する前記接触体の接触を検出する接触検出処理を実行する接触検出制御工程と、前記接触が検出された監視領域に基づき前記タッチ画面領域より小さい領域である刺激領域を設定し、前記第1の電源が生成する前記接触体に刺激を与えるための刺激用電源を使用して当該刺激領域に対して前記接触体に刺激を与える刺激処理を実行する刺激制御工程とを有する。   The control method of the electric tactile sensation presentation device according to the present invention includes: a first power source that generates two or more power source potentials; a second power source that supplies a reference voltage having a potential different from the power source potential; A plurality of electrodes arranged in a touch screen area in contact with a contact body including an operation means operated by a user, and provided corresponding to each of the electrodes, between the first power source and the second power source A plurality of electrode selection switching means connected in parallel to each other, and an electric tactile sense presentation device that detects and stimulates contact of a contact body including a user's finger and an operation means operated by the user by the plurality of electrodes. In the control method, an observation step of observing a change in current value or voltage value between the first power source and the plurality of electrode selection switching means, and the plurality of electrodes in accordance with an observation result of the observation step Switch for controlling the selection switching means A switching control step, wherein the switching control step sets one or more monitoring areas that are smaller than the touch screen area in the touch screen area, and the first power source is connected to the contact body. While generating a contact detection power source for detecting whether or not the touch screen area is touched, a contact detection process for detecting the contact of the contact body with the monitoring area according to the observation result of the observation step is executed. A contact detection control step, and a stimulation region that is smaller than the touch screen region based on the monitoring region where the contact is detected, and a stimulus for applying a stimulus to the contact body generated by the first power source A stimulus control step of executing a stimulus process for applying a stimulus to the contact body with respect to the stimulus area using a power source for operation.

また、本発明に係るプログラムは、2以上の電源電位を生成する第1の電源と、前記電源電位とは異なる電位の基準電圧を供給する第2の電源と、ユーザの指及びユーザが操作する操作手段を含む接触体が接触するタッチ画面領域に配置される複数の電極と、各電極のそれぞれに対応して設けられ、前記第1の電源と前記第2の電源との間に相互に並列接続される複数の電極選択切替手段と、前記第1の電源と前記複数の電極選択切替手段との間の電流値又は電圧値の変化を観測する観測手段と、を有する電気触覚提示装置において、前記複数の電極により、ユーザの指及びユーザが操作する操作手段を含む接触体の接触を検出し刺激する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記タッチ画面領域に当該タッチ画面領域より小さい領域である1以上の監視領域を設定し、前記第1の電源が、前記接触体が前記タッチ画面領域に接触したか否かを検出するための接触検出用電源を生成する間に、前記観測処理の観測結果に応じて前記監視領域に対する前記接触体の接触を検出する接触検出処理を実行する接触検出制御処理と、前記接触が検出された監視領域に基づき前記タッチ画面領域より小さい領域である刺激領域を設定し、前記第1の電源が生成する前記接触体に刺激を与えるための刺激用電源を使用して当該刺激領域に対して前記接触体に刺激を与える刺激処理を実行する刺激制御処理とを有する。   The program according to the present invention is operated by a first power source that generates two or more power source potentials, a second power source that supplies a reference voltage having a potential different from the power source potential, a user's finger, and a user. A plurality of electrodes arranged in a touch screen area that contacts a contact body including an operation means, and each electrode is provided corresponding to each electrode, and is parallel to each other between the first power source and the second power source. In the electrotactile sensation presentation apparatus comprising: a plurality of electrode selection switching means to be connected; and an observation means for observing a change in current value or voltage value between the first power source and the plurality of electrode selection switching means. A program for causing a computer to execute a process of detecting and stimulating contact of a contact body including a user's finger and an operation unit operated by the user with the plurality of electrodes, wherein the touch screen area includes the touch screen area. While setting one or more monitoring areas that are smaller areas, the first power source generates a power source for contact detection for detecting whether or not the contact body has touched the touch screen region. An area smaller than the touch screen area based on a contact detection control process for executing a contact detection process for detecting contact of the contact body with the monitoring area according to an observation result of the observation process, and a monitoring area where the contact is detected A stimulation area is set, and a stimulation process for applying stimulation to the contact body is performed on the stimulation area using a stimulation power source for applying stimulation to the contact body generated by the first power source. Stimulation control processing.

本発明にかかる電気触覚ディスプレイを有する携帯機器は、電気触覚ディスプレイを有する携帯機器であって、前記電気触覚ディスプレイは、2以上の電源電位を生成する第1の電源と、前記電源電位とは異なる電位の基準電圧を供給する第2の電源と、ユーザの指及びユーザが操作する操作手段を含む接触体が接触するタッチ画面領域に配置される複数の電極と、各電極のそれぞれに対応して設けられ、前記第1の電源と前記第2の電源との間に相互に並列接続される複数の電極選択切替手段と前記第1の電源と前記電極選択切替手段との間の電流値又は電圧値の変化を観測する観測手段と、前記観測手段の観測結果に応じて、前記複数の電極選択切替手段を制御するスイッチング制御回路と、を備え、前記電極選択切替手段は、前記第1の電源と前記第2の電源との間に直列接続される第1の及び第2のスイッチを有し、前記第1の電源は、前記接触体が前記タッチ画面領域に接触したか否かを検出するための接触検出用電源と、前記接触体に刺激を与えるための刺激用電源とを生成し、前記スイッチング制御回路は、前記タッチ画面領域に当該タッチ画面領域より小さい領域である1以上の監視領域を設定し、前記第1の電源の前記接触検出用電源生成時における前記観測手段の観測結果に応じて前記監視領域に対する前記接触体の接触を検出する接触検出処理を実行する接触検出制御手段と、前記接触が検出された監視領域に基づき前記タッチ画面領域より小さい領域である刺激領域を設定し、前記刺激用電源を使用して当該刺激領域に対して前記接触体に刺激を与える刺激処理を実行する刺激制御手段とを有するものである。   A portable device having an electrotactile display according to the present invention is a portable device having an electrotactile display, wherein the electrotactile display is different from the first power supply that generates two or more power supply potentials and the power supply potential. A second power source for supplying a reference voltage of potential, a plurality of electrodes arranged in a touch screen area in contact with a contact body including a user's finger and an operation means operated by the user, and corresponding to each of the electrodes A plurality of electrode selection switching means provided and connected in parallel between the first power supply and the second power supply, and a current value or voltage between the first power supply and the electrode selection switching means Observation means for observing a change in value, and a switching control circuit for controlling the plurality of electrode selection switching means according to the observation result of the observation means, wherein the electrode selection switching means is the first selection means. First and second switches connected in series between a power source and the second power source, wherein the first power source detects whether the contact body touches the touch screen area Generating a contact detection power source and a stimulus power source for applying a stimulus to the contact body, wherein the switching control circuit is configured to monitor at least one of the touch screen regions that is smaller than the touch screen region. Contact detection control means for setting a region and executing contact detection processing for detecting contact of the contact body with respect to the monitoring region in accordance with an observation result of the observation means at the time of generation of the contact detection power source of the first power source And setting a stimulation area that is smaller than the touch screen area based on the monitoring area where the contact is detected, and using the stimulation power source to stimulate the contact body with the stimulation Those having a stimulation control unit for executing processing.

本発明によれば、タッチセンシングに要する時間を短縮した電気触覚提示装置、電気触覚提示装置の制御方法、電気触覚提示装置の制御プログラム、及び電気触覚提示装置を備えた携帯機器を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an electrotactile presentation device that shortens the time required for touch sensing, a control method for the electrotactile presentation device, a control program for the electrotactile presentation device, and a portable device including the electrotactile presentation device. it can.

(a)及び(b)は、スマートフォン100を示す外観図である。(A) And (b) is an external view which shows the smart phone 100. FIG. 本発明の実施の形態にかかるスマートフォン100の内部構成を示すブロック図であるIt is a block diagram which shows the internal structure of the smart phone 100 concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる電気触覚提示装置に該当する部分を上述のスマートフォン100の構成例から抜き出して示す図である。It is a figure which extracts and shows the part applicable to the electric tactile sense presentation apparatus concerning embodiment of this invention from the structural example of the above-mentioned smart phone. 図3Bは、電極選択切替部41を構成する上部スイッチS1及び下部スイッチS2を拡大して示す図である。FIG. 3B is an enlarged view showing the upper switch S1 and the lower switch S2 constituting the electrode selection switching unit 41. (a)及び(b)は、それぞれスマートフォン100のタッチパネル103、及び液晶パネル102での表示を示す模式図である。(A) And (b) is a schematic diagram which shows the display in the touchscreen 103 of the smart phone 100, and the liquid crystal panel 102, respectively. (a)及び(b)は、それぞれスマートフォン100のタッチパネル103、及び液晶パネル102での表示の他の例を示す模式図である。(A) And (b) is a schematic diagram which shows the other example of the display in the touchscreen 103 of the smart phone 100, and the liquid crystal panel 102, respectively. 本発明の実施の形態にかかる電気触覚提示装置の制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control method of the electric tactile sense presentation apparatus concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における接触検出制御部における接触検知方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the contact detection method in the contact detection control part in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における接触検出制御部における接触検知方法の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the contact detection method in the contact detection control part in embodiment of this invention. より簡略化された段階的手法を示す図である。It is a figure which shows the more simplified stepwise method. 本発明の実施の形態における接触検出制御部における異なる接触検知方法を示している。The different contact detection methods in the contact detection control part in embodiment of this invention are shown. 特許文献1に記載の電気触覚提示装置のシステム全体図である。1 is an overall system diagram of an electric tactile sensation presentation apparatus described in Patent Literature 1. FIG. (a)乃至(c)は、2次元マトリクス状に配置したアレイ電極を用いた基本的な電気刺激手法を示す図である。(A) thru | or (c) is a figure which shows the basic electrical stimulation method using the array electrode arrange | positioned in the two-dimensional matrix form. (a)及び(b)は、特許文献1に記載の電気触覚提示装置の制御方法を説明する図である。(A) And (b) is a figure explaining the control method of the electric tactile-sensation presentation apparatus of patent document 1. As shown in FIG.

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の形態は、本発明を、スマートフォンの電気触覚提示装置に適用したものである。なお、以下の実施の形態においては、電気触覚提示装置をスマートフォンで使用されるものとして説明するが、本発明の電気触覚提示装置は、その他、携帯ゲーム端末、タブレットPC(Personal Computer)、及びノートPC等のその他の電子機器の電気触覚提示装置としても適用可能であることはもちろんである。   Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, the present invention is applied to an electric tactile sense presentation device for a smartphone. In the following embodiments, the electric tactile presentation device will be described as being used in a smartphone. However, the electric tactile presentation device of the present invention includes a portable game terminal, a tablet PC (Personal Computer), and a notebook. Of course, the present invention can also be applied as an electric tactile sense presentation device for other electronic devices such as a PC.

<スマートフォン概要>
まず、図1(a)及び図1(b)参照して、本実施の形態にかかるスマートフォンの概要について説明する。図1(a)及び図1(b)は、スマートフォン100を示す外観図である。
<Smartphone overview>
First, an outline of a smartphone according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 (a) and 1 (b). FIG. 1A and FIG. 1B are external views showing the smartphone 100.

この図1(a)は、スマートフォン100の筐体101の一方の主面(前面)側から見たスマートフォン100の外観を示している。スマートフォン100は、筐体101の主面のほぼ全領域に配置された液晶パネル(Liquid Cristal Panel)102と、後述タッチパネル103と、幾つかの操作ボタン104と、カメラデバイス105とが配置されている。一方、図1(b)は、筐体101の他方の主面(背面)側から見たスマートフォン100の外観を示している。筐体101の背面には、カメラデバイス106が配置されている。   FIG. 1A illustrates the appearance of the smartphone 100 as viewed from one main surface (front surface) side of the housing 101 of the smartphone 100. The smartphone 100 includes a liquid crystal panel (Liquid Cristal Panel) 102, a touch panel 103 (described later), several operation buttons 104, and a camera device 105 that are arranged in almost the entire area of the main surface of the housing 101. . On the other hand, FIG. 1B shows the appearance of the smartphone 100 as viewed from the other main surface (back surface) side of the housing 101. A camera device 106 is disposed on the back surface of the housing 101.

液晶パネル102は、その表示面が筐体101の前面に位置するように配置されている。なお、液晶パネル102の代わりに有機ELパネル(Organic Light-Emitting Diode Panel)等とすることも可能である。   The liquid crystal panel 102 is arranged so that its display surface is located on the front surface of the housing 101. Instead of the liquid crystal panel 102, an organic EL panel (Organic Light-Emitting Diode Panel) or the like can be used.

タッチパネル103は、液晶パネル102の表示面を覆うように配置されるか、又は液晶パネル102の裏面側に配置される。そして、ユーザの指又はユーザが操作する専用の操作ペン(スタイラス)等の操作部等(以下、接触体ともいう。)で液晶パネル102のタッチ領域内に触れることで、スマートフォン100を直感的に操作することができる。   The touch panel 103 is disposed so as to cover the display surface of the liquid crystal panel 102 or is disposed on the back side of the liquid crystal panel 102. The smartphone 100 is intuitively touched by touching the touch area of the liquid crystal panel 102 with an operation unit or the like (hereinafter also referred to as a contact body) such as a user's finger or a dedicated operation pen (stylus) operated by the user. Can be operated.

そして、本実施の形態にかかるタッチパネル103は、ユーザの指又は専用のペンが接触するタッチ画面領域において、その指やペンの接触位置を検出すると共に、接触位置が検出されると接触している指やペンに対して微弱な電流により刺激を与え、例えば電気触覚提示装置上にアイコン等のボタンの凹凸があるかのような感覚を与えることができる電気触覚提示装置として機能する。このタッチパネル103についての詳細は、後述する。   The touch panel 103 according to the present embodiment detects the contact position of the finger or the pen in the touch screen area where the user's finger or the dedicated pen contacts, and is in contact when the contact position is detected. It functions as an electric tactile sensation presentation apparatus that can give a stimulus to a finger or a pen by a weak current and can give a feeling as if there are irregularities of buttons such as icons on the electric tactile sensation presentation apparatus. Details of the touch panel 103 will be described later.

また、操作ボタン104は、スマートフォン100に対する補助的な操作に用いられる。なお、無線通信端末によっては、このような操作ボタンが設けられないこともある。カメラデバイス106は、そのレンズユニットが筐体101の背面に位置するように配置されたメインカメラである。一方、カメラデバイス105は、そのレンズユニットが筐体101の前面に位置するように配置されたサブカメラである。なお、このようなカメラデバイスは設けられなくてもよい。   The operation button 104 is used for an auxiliary operation on the smartphone 100. Note that such operation buttons may not be provided depending on the wireless communication terminal. The camera device 106 is a main camera arranged so that its lens unit is located on the back surface of the housing 101. On the other hand, the camera device 105 is a sub camera arranged such that its lens unit is positioned on the front surface of the housing 101. Note that such a camera device may not be provided.

次に、本実施の形態にかかるスマートフォン100の内部構成について説明する。図2は、本発明の実施の形態1にかかるスマートフォン100の内部構成を示すブロック図である。図2に示すように、スマートフォン100のメインボード10には、アプリケーションプロセッサ11、無線処理部12、メインメモリ13、フラッシュメモリ14、電源関連15、ボイス回路16、オーディオ回路17、及びセンサ18等が搭載されている。このメインボード10には、上述した液晶パネル102、タッチパネル103、及びカメラデバイス105、106が接続される他、マイク107、スピーカ108、バッテリ109、USB110、メモリカード111、及びアンテナ112等が接続される。   Next, the internal configuration of the smartphone 100 according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the smartphone 100 according to the first embodiment of the present invention. 2, the main board 10 of the smartphone 100 includes an application processor 11, a wireless processing unit 12, a main memory 13, a flash memory 14, a power source 15, a voice circuit 16, an audio circuit 17, a sensor 18, and the like. It is installed. The main board 10 is connected to the above-described liquid crystal panel 102, touch panel 103, and camera devices 105 and 106, as well as a microphone 107, a speaker 108, a battery 109, a USB 110, a memory card 111, an antenna 112, and the like. The

アプリケーションプロセッサ11は、一般的には、さまざまな周辺回路が1つのパッケージに統合されたSoC(System On a Chip)デバイスであり、無線処理部12等の通信関連のデバイスやタッチパネル103、カメラ105、106等の周辺機器を接続するためのインタフェースなど、多くのインタフェース回路が含まれる。   The application processor 11 is generally a SoC (System On a Chip) device in which various peripheral circuits are integrated into one package. The application processor 11 includes a communication-related device such as a wireless processing unit 12, a touch panel 103, a camera 105, Many interface circuits such as an interface for connecting peripheral devices such as 106 are included.

このアプリケーションプロセッサ11は、メインメモリ13に格納されたプログラムを読み出して、スマートフォン100の各種機能を実現するための処理を行う。例えば、アプリケーションプロセッサ11は、メインメモリ13からOS(Operating System)プログラムを読み出し実行すると共に、このOSプログラムを動作基板とするアプリケーションプログラムを実行する。より具体的には、アプリケーションプロセッサ11は、送信データをアプリケーションプロセッサ11ら受け取り、受け取った送信データに対して符号化処理を施し、さらに、搬送波により変調処理して送信信号を生成し、アンテナ112を介して送信信号を外部へ送信する。また、ベースバンドプロセッサ121は、アンテナ112を介して受信信号を受信し、この受信信号を搬送波により復調処理して受信データを生成し、さらにこの受信データに対して復号化処理を施してアプリケーションプロセッサ11に送信する。   The application processor 11 reads a program stored in the main memory 13 and performs processing for realizing various functions of the smartphone 100. For example, the application processor 11 reads and executes an OS (Operating System) program from the main memory 13 and executes an application program using the OS program as an operation board. More specifically, the application processor 11 receives the transmission data from the application processor 11, performs an encoding process on the received transmission data, further performs a modulation process using a carrier wave, generates a transmission signal, and sets the antenna 112. The transmission signal is transmitted to outside. The baseband processor 121 receives a reception signal via the antenna 112, demodulates the reception signal with a carrier wave to generate reception data, and further performs a decoding process on the reception data to perform application processing. 11 to send.

また、本実施の形態にかかるアプリケーションプロセッサ11は、スイッチング制御回路(図示せず)を有している。このスイッチング制御回路は、液晶パネル102のタッチ画面領域に当該タッチ画面領域より小さい領域である1以上の監視領域を設定し、ユーザの指や操作ペンの接触を検出する接触検出処理を実行する接触検出制御と、接触が検出された監視領域に基づきタッチ画面領域より小さい領域である刺激領域を設定し、この刺激領域に対してユーザの指に直接又は操作ペンを介して間接的に刺激を与える刺激処理の刺激制御とを行う。その詳細については後述する。   The application processor 11 according to the present embodiment has a switching control circuit (not shown). The switching control circuit sets one or more monitoring areas, which are areas smaller than the touch screen area, in the touch screen area of the liquid crystal panel 102, and performs contact detection processing for detecting contact of the user's finger or operation pen. A stimulation area that is smaller than the touch screen area is set based on the detection control and the monitoring area where contact is detected, and the stimulation is directly applied to the user's finger or indirectly via the operation pen. Performs stimulus control of stimulus processing. Details thereof will be described later.

無線処理部12は、ベースバンドプロセッサ121、無線LAN122、及びBluetooth(登録商標)123等を有する。ベースバンドプロセッサ121は、スマートフォン100が送受信するデータに対して符号化(例えば、畳み込み符号やターボ符号等の誤り訂正符号化)処理又は復号化処理等を含むベースバンド処理を行う。   The wireless processing unit 12 includes a baseband processor 121, a wireless LAN 122, Bluetooth (registered trademark) 123, and the like. The baseband processor 121 performs baseband processing including encoding (for example, error correction encoding such as convolutional code and turbo code) processing or decoding processing on data transmitted and received by the smartphone 100.

メインメモリ13は、アプリケーションプロセッサ11により利用されるプログラム及びデータを格納する。さらに、アプリケーションプロセッサ11には、電源が遮断されても記憶したデータを保持する不揮発性メモリ(フラッシュメモリ)14と接続される。   The main memory 13 stores programs and data used by the application processor 11. Further, the application processor 11 is connected to a nonvolatile memory (flash memory) 14 that retains stored data even when the power is turned off.

バッテリ109は、電池であり、スマートフォン100が外部電源によらずに動作する場合に利用される。なお、スマートフォン100に外部電源が接続されている場合においてもバッテリ109の電源を利用してもよい。また、バッテリ109としては、二次電池を利用することが好ましい。   The battery 109 is a battery, and is used when the smartphone 100 operates without depending on an external power source. Even when an external power source is connected to the smartphone 100, the power source of the battery 109 may be used. As the battery 109, a secondary battery is preferably used.

電源管理部15は、バッテリ109又は外部電源から内部電源を生成する。この内部電源は、スマートフォン100の各ブロックに与えられる。このとき電源管理部15は、アプリケーションプロセッサ11からの指示に基づき内部電源の電圧制御を行って、各ブロック回路毎に同一又は異なる内部電源を供給する。さらに、電源管理部15は、各ブロック回路毎に内部電源の遮断を制御することもできる。また、電源管理部15は、外部電源の供給がある場合、バッテリ109への充電制御も行う。本実施の形態にかかる電源管理部15は、アプリケーションプロセッサ11の上述のスイッチング制御回路の制御に基づき、2以上の異なる電源電位を生成してスイッチング回路40へ供給する。   The power management unit 15 generates an internal power supply from the battery 109 or an external power supply. This internal power supply is given to each block of the smartphone 100. At this time, the power management unit 15 performs voltage control of the internal power supply based on an instruction from the application processor 11 and supplies the same or different internal power supply for each block circuit. Further, the power management unit 15 can also control the interruption of the internal power for each block circuit. The power management unit 15 also performs charge control on the battery 109 when external power is supplied. The power management unit 15 according to the present embodiment generates two or more different power supply potentials and supplies them to the switching circuit 40 based on the control of the above-described switching control circuit of the application processor 11.

スイッチング回路40は、その電源電位と基準電位(グランド)との間に、直列された2つのスイッチ(電極選択切替手段)が複数、相互に並列接続されたもので、これらのスイッチを切替選択することでタッチパネル103のタッチ領域にアレイ状に配置される複数の電極を、電源電位又は基準電位に接続する。このため、スイッチング回路40は、電極と同一個数の電極選択切替手段からなり、各電極に1つの電極選択切替手段がそれぞれ対応して設けられ、これら複数の電極選択切替手段が電源電位とグランドとの間で相互に並列接続されて構成されている。このスイッチング回路40についてもその詳細は後述する。   In the switching circuit 40, a plurality of two switches (electrode selection switching means) connected in series are connected in parallel between the power supply potential and the reference potential (ground), and these switches are switched and selected. Thus, the plurality of electrodes arranged in an array in the touch area of the touch panel 103 are connected to the power supply potential or the reference potential. Therefore, the switching circuit 40 includes the same number of electrode selection switching means as the electrodes, and one electrode selection switching means is provided for each electrode, and the plurality of electrode selection switching means are connected to the power supply potential, the ground, and the like. Are connected in parallel with each other. Details of the switching circuit 40 will be described later.

オーディオ17は、アプリケーションプロセッサ11から送信される音声データをデコードしてスピーカ108を駆動する。ボイス16は、マイク107から得た音声情報をエンコードして音声データを生成し、この音声データをアプリケーションプロセッサ11に出力する。   The audio 17 decodes the audio data transmitted from the application processor 11 and drives the speaker 108. The voice 16 encodes voice information obtained from the microphone 107 to generate voice data, and outputs the voice data to the application processor 11.

センサ部18には、温度センサ、GPS(Global Positioning System)システム等が含まれる。温度センサにより本体側が充電時にバッテリ温度を管理することができる。また、GPSを備えることで、スマートフォン100の位置を高精度に測定することが可能であり、位置を正確に把握することで、目的地までのナビゲーションが可能になる。ここで、スマートフォン100のGPSシステムは、通信により位置測定を補助し、短期間での位置を測定するための機能を備える(A-GPS(Assisted GPS))。   The sensor unit 18 includes a temperature sensor, a GPS (Global Positioning System) system, and the like. The temperature sensor allows the main body to manage the battery temperature during charging. Moreover, by providing GPS, the position of the smartphone 100 can be measured with high accuracy, and navigation to a destination can be performed by accurately grasping the position. Here, the GPS system of the smartphone 100 has a function for assisting position measurement by communication and measuring a position in a short period (A-GPS (Assisted GPS)).

液晶パネル102は、アプリケーションプロセッサ11における処理に従い様々な画像を表示する。この液晶パネル102において表示される画像には、ユーザがスマートフォン100に動作指示を与えるユーザーインタフェース画像、カメラ画像、又は動画等が表される。   The liquid crystal panel 102 displays various images according to processing in the application processor 11. The image displayed on the liquid crystal panel 102 represents a user interface image, a camera image, a moving image, or the like that gives an operation instruction to the smartphone 100 by the user.

さらに、本実施の形態におけるスマートフォン100は、上述したように、高解像度の背面のカメラデバイス106だけでなく、ディスプレイ側にもカメラデバイス105を装備し、カメラデバイス105、106は、アプリケーションプロセッサ11からの指示に従い、画像を取得する。   Furthermore, as described above, the smartphone 100 according to the present embodiment includes not only the high-resolution rear camera device 106 but also the camera device 105 on the display side, and the camera devices 105 and 106 are connected to the application processor 11. Follow the instructions to obtain an image.

<本発明の実施の形態1>
次に、本発明の実施の形態1にかかる電気触覚提示装置の構成について更に詳細に説明する。図3Aは、本実施の形態にかかる電気触覚提示装置に該当する部分を上述のスマートフォン100の構成例から抜き出して示す図である。
<Embodiment 1 of the present invention>
Next, the configuration of the electric tactile sensation presentation apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described in more detail. FIG. 3A is a diagram illustrating a portion corresponding to the electric tactile sense presentation device according to the present embodiment, extracted from the configuration example of the smartphone 100 described above.

図3Aに示すように、電気触覚提示装置1は、第1の電源としての電流源31と、第2の電源と、複数の電極51と、スイッチング回路40と、観測手段としての観測部32と、スイッチング制御回路20とを有する。   As shown in FIG. 3A, the electric tactile sense presentation device 1 includes a current source 31 as a first power source, a second power source, a plurality of electrodes 51, a switching circuit 40, and an observation unit 32 as an observation unit. And a switching control circuit 20.

電流源31は、2以上の電源電位を生成又は2以上の電源電位が図2に示す電源管理部15から供給され、これに応じた定電流を出力する。なお、本実施の形態においては、定電流を出力する電流源として説明するが、定電圧を出力する1又は2以上の電圧源であってもよい。   The current source 31 generates two or more power supply potentials, or two or more power supply potentials are supplied from the power management unit 15 shown in FIG. 2, and outputs a constant current according to the power supply potential. In this embodiment, the current source that outputs a constant current is described. However, one or more voltage sources that output a constant voltage may be used.

第2の電源は、電源電位とは異なる電位の基準電圧を供給するもので、基準電圧とは例えばグランド電位である。複数の電極51は、ユーザの指及びユーザが操作する操作手段を含む接触体が接触するタッチ画面領域に配置される。本実施の形態においては、タッチ画面領域にアレイ状に配置される例(アレイ電極50)をとって説明するが、複数の電極を、例えば、接触する頻度、確率等に応じて、粗密を設けて配置されるようにしてもよい。すなわち、接触する頻度、確率が高い領域の密度を高く、頻度、確率が低い領域の密度を低く設ける等してもよい。   The second power supply supplies a reference voltage having a potential different from the power supply potential, and the reference voltage is, for example, a ground potential. The plurality of electrodes 51 are arranged in a touch screen area in contact with a contact body including a user's finger and an operation unit operated by the user. In the present embodiment, an example (array electrode 50) arranged in an array in the touch screen area will be described. However, a plurality of electrodes are provided with a high density according to, for example, the contact frequency and probability. May be arranged. That is, the density of a region with a high frequency and probability of contact may be set high, and the density of a region with a low frequency and probability may be set low.

スイッチング回路40は、複数の電極選択切替手段としての電極選択切替部(ハーフブリッジ回路ともいう。)41から構成される。各電極選択切替部41は、各電極51のそれぞれに対応して設けられるもので、電流源31とグランドとの間で相互に並列接続される。観測部32は、電流源31とスイッチング回路40との間に流れる電流値の変化を観測する。スイッチング制御回路20は、観測部32の観測結果に応じて、複数の電極選択切替部41を制御する。   The switching circuit 40 includes an electrode selection switching unit (also referred to as a half bridge circuit) 41 as a plurality of electrode selection switching means. Each electrode selection switching unit 41 is provided corresponding to each electrode 51 and is connected in parallel between the current source 31 and the ground. The observation unit 32 observes a change in current value flowing between the current source 31 and the switching circuit 40. The switching control circuit 20 controls the plurality of electrode selection switching units 41 according to the observation result of the observation unit 32.

ここで、電極選択切替部41は、直列された第1のスイッチとしての上部スイッチ(ハイエンド側スイッチともいう。)S1及び第2のスイッチとしての下部スイッチ(ロウエンド側スイッチともいう。)S2が電流源31とグランドとの間に接続されてなる。スイッチング制御回路20は、これらの上部スイッチS1及び下部スイッチS2のスイッチングを制御することで、各電極選択切替部41に接続される各電極51を電源電位又はグランド電位に接続する。   Here, in the electrode selection switching unit 41, an upper switch (also referred to as a high-end switch) S1 serving as a first switch and a lower switch (also referred to as a low-end switch) S2 serving as a second switch are connected to a current. Connected between the source 31 and the ground. The switching control circuit 20 controls the switching of the upper switch S1 and the lower switch S2, thereby connecting each electrode 51 connected to each electrode selection switching unit 41 to a power supply potential or a ground potential.

電流源31は、ユーザの指や操作ペンがタッチ画面領域に接触したか否かを検出するための接触検出用電源と、ユーザの指に直接又は間接的に刺激を与えるための刺激用電源とを生成する。   The current source 31 includes a contact detection power source for detecting whether or not a user's finger or operation pen has touched the touch screen area, and a stimulation power source for directly or indirectly stimulating the user's finger. Is generated.

スイッチング制御回路20は、接触検出制御手段としての接触検出制御部21と、刺激制御手段としての刺激制御部22とを有する。接触検出制御部21は、タッチパネル103のタッチ画面領域において、このタッチ画面領域より小さい領域である1以上の監視領域を設定し、観測部32の接触検出用電源生成時における観測部32の観測結果に応じて監視領域に対する接触体の接触を検出する接触検出処理を実行する。刺激制御部22は、接触が検出された監視領域に基づき、タッチ画面領域より小さい領域である刺激領域を設定し、刺激用電源を使用して、この刺激領域に対して接触体に刺激を与える刺激処理を実行する。   The switching control circuit 20 includes a contact detection control unit 21 as a contact detection control unit and a stimulus control unit 22 as a stimulus control unit. The contact detection control unit 21 sets one or more monitoring regions that are smaller than the touch screen region in the touch screen region of the touch panel 103, and the observation result of the observation unit 32 when the observation unit 32 generates the power for contact detection. In response to this, contact detection processing for detecting contact of the contact body with the monitoring region is executed. The stimulation control unit 22 sets a stimulation area that is smaller than the touch screen area based on the monitoring area where contact is detected, and uses the stimulation power source to give stimulation to the contact body. Perform stimulus processing.

図3Bは、電極選択切替部41を構成する上部スイッチS1及び下部スイッチS2を拡大して示す図である。図3Bに示すように、電極選択切替部41は、上部スイッチS1及び下部スイッチS2が直列接続されて構成されるもので、上部スイッチS1が図示せぬ観測部を介して電流源31と接続され、下部スイッチS2がグランド等の基準電位に接続される。ここで、ユーザの指等の接触を検出する接触検出フェーズであっても、ユーザの指等に刺激を与えるための刺激フェーズであっても、ユーザの指等を介して電極51間に微弱の電流を流す必要がある。電極51は、スマートフォンの場合、例えば3mm間隔などでアレイ配置される。この場合は、隣り合う電極51間に異なる電位を設定すると、ユーザの指等が接触した場合、この指等を介して電位の高位側から電位の低位側に微弱な電流を流すことができる。なお、隣り合う電極51間に異なる電位を設定することができればよいので、基準電位はグランドでなくてもよいし、電流源31側の電位より高電位であってもよい。   FIG. 3B is an enlarged view showing the upper switch S1 and the lower switch S2 constituting the electrode selection switching unit 41. As shown in FIG. 3B, the electrode selection switching unit 41 is configured by connecting an upper switch S1 and a lower switch S2 in series, and the upper switch S1 is connected to the current source 31 via an observation unit (not shown). The lower switch S2 is connected to a reference potential such as ground. Here, even in the contact detection phase for detecting the contact of the user's finger or the like, or in the stimulation phase for giving a stimulus to the user's finger or the like, the weakness between the electrodes 51 via the user's finger or the like. It is necessary to pass current. In the case of a smartphone, the electrodes 51 are arranged in an array at intervals of 3 mm, for example. In this case, if different potentials are set between the adjacent electrodes 51, when a user's finger or the like comes into contact, a weak current can flow from the higher potential side to the lower potential side via the finger or the like. Note that the reference potential may not be the ground or may be higher than the potential on the current source 31 side, as long as different potentials can be set between the adjacent electrodes 51.

また、ユーザの指の代わりに、操作ペンなどを使用する場合、同じく電位差がある電極間を電気的に接続して電流経路となり得る素材のものであれば、操作ペン自体が金属などの導電性材料で生成されるもの以外であってもよい。具体的には、例えば導電性布をペンの先端に被覆したものや、ペンの少なくともパネルに接触する部分に導電性塗料を塗装したもの等を使用することができる。   In addition, when using an operation pen instead of the user's finger, the operation pen itself is made of a conductive material such as metal if it is made of a material that can be used as a current path by electrically connecting electrodes having the same potential difference. It may be other than that produced by the material. Specifically, for example, a material in which a conductive cloth is coated on the tip of the pen, or a material in which a conductive paint is applied to at least a portion of the pen that contacts the panel can be used.

ユーザの指等の接触検出では、隣り合う電極51間に電位差を設けておけば、ユーザの指等が隣り合う電極51間に触れると当該ユーザの指等を介して微弱電流が流れる。各電極51は、電流源31に対して、上部スイッチS1を介して並列に接続されており、よって、電流源31と各電極との間に接続された観測部により、この電流源31から電流が流れるか否かを観測することで、ユーザの指等の接触の有無を検出することができる。なお、観測部では、基本的にいずれの電極51間に指が接触したのかは把握できないが、電極選択切替部41のスイッチングを制御するスイッチング制御回路20又は接触検出制御部21はいずれの電極51間に電位差を設けているかを把握している。   In contact detection of a user's finger or the like, if a potential difference is provided between the adjacent electrodes 51, a weak current flows through the user's finger or the like when the user's finger or the like touches between the adjacent electrodes 51. Each electrode 51 is connected in parallel to the current source 31 via the upper switch S1, and accordingly, an observing unit connected between the current source 31 and each electrode causes a current from the current source 31. It is possible to detect the presence or absence of contact with the user's finger or the like by observing whether or not the current flows. Note that the observation unit basically cannot grasp which electrode 51 the finger touches, but the switching control circuit 20 that controls the switching of the electrode selection switching unit 41 or the contact detection control unit 21 determines which electrode 51 It knows whether there is a potential difference between them.

ここで、本実施の形態にかかるスマートフォン100は、従来のように、いずれか1つとその他との間に電位差を設けるのとは異なり、より高速に接触検出を行うものである。次に、本実施の形態にかかるスマートフォン100が高速に接触検出することができる理由について説明する。   Here, smartphone 100 according to the present embodiment performs contact detection at a higher speed, unlike the conventional case where a potential difference is provided between any one and the other. Next, the reason why the smartphone 100 according to the present embodiment can detect contact at high speed will be described.

図4(a)及び図4(b)は、それぞれスマートフォン100のタッチパネル103、及び液晶パネル102での表示を示す模式図である。以下では、説明の簡単のため、図4(a)に示すように、本実施の形態にかかるタッチパネル103のタッチ領域には、縦8つ×横8つで64個の電極51がアレイ配置される。   FIGS. 4A and 4B are schematic diagrams illustrating display on the touch panel 103 and the liquid crystal panel 102 of the smartphone 100, respectively. In the following, for simplicity of explanation, as shown in FIG. 4A, in the touch area of the touch panel 103 according to the present embodiment, 64 electrodes 51 are arranged in an array of 8 × 8. The

図4(a)に示すように、本実施の形態にかかるスイッチング制御回路20の接触検出制御部21は、タッチパネル領域(103)に対し、このタッチパネル領域より小さい領域を監視領域60として定める。そして、監視領域60には、上部スイッチS1のみオンして電源電位とされる電源電位電極61と、下部スイッチS2のみをオンしてグランド電位とされるグランド電位電極62とを設定する。このとき、ユーザの指乃至操作ペンの先端により、電源電位電極61とグランド電位電極62との間に電流経路が生成されるような位置に、電源電位電極61及びグランド電位電極62を配置する。   As shown in FIG. 4A, the contact detection control unit 21 of the switching control circuit 20 according to the present embodiment defines an area smaller than the touch panel area as the monitoring area 60 with respect to the touch panel area (103). Then, in the monitoring region 60, a power supply potential electrode 61 that turns on only the upper switch S1 and sets the power supply potential, and a ground potential electrode 62 that turns on only the lower switch S2 and sets the ground potential are set. At this time, the power supply potential electrode 61 and the ground potential electrode 62 are disposed at a position where a current path is generated between the power supply potential electrode 61 and the ground potential electrode 62 by the user's finger or the tip of the operation pen.

図4(a)に示す本実施の形態においては、各電極間の距離は例えば3mmであるため、上下左右で隣り合う電極の電位が異なるよう、つまり市松模様のように、電源電位電極61及びグランド電位電極62を配置している例を示している。なお、電極間隔が小さい又は大きい場合、電極の大きさが大きい又は小さい場合においては、それらの間隔や大きさを考慮し、また接触体がユーザの指であるのか、専用の操作ペンであるのか、それらにより形成されるタッチパネル103との接触点の面積の大きさはどの程度であるか、等も考慮し、電源電位電極61及びグランド電位電極62の配置を適宜決定すればよい。このように電源電位電極61及びグランド電位電極62を配置することで、監視領域60内で接触があるか否かを1パルスで検出することができる。   In the present embodiment shown in FIG. 4A, the distance between the electrodes is, for example, 3 mm, so that the potentials of the adjacent electrodes are different from each other in the vertical and horizontal directions, that is, like the checkered pattern, The example which has arrange | positioned the ground potential electrode 62 is shown. In addition, when the electrode interval is small or large, when the size of the electrode is large or small, considering the interval or size, whether the contact body is a user's finger or a dedicated operation pen The arrangement of the power supply potential electrode 61 and the ground potential electrode 62 may be appropriately determined in consideration of the size of the area of the contact point with the touch panel 103 formed by them. By arranging the power supply potential electrode 61 and the ground potential electrode 62 in this manner, it is possible to detect whether there is a contact in the monitoring region 60 with one pulse.

ここで、上述した従来の方法であると、タッチパネル103における接触を検出するには、最低でもタッチパネル103に配置される全電極の数、つまり最低でも64回の計測を必要とする。電極1点において、ユーザの指等が接触しているか否かを計測するには、つまり、皮膚抵抗値計測には、最低でも0.1ms程度の時間が必要である。つまり例えば、32×16個の電極(刺激点)を配置した場合には、電極の個数は512個なので521×0.1ms=51.2msの時間がかかることになる。更に、正確な計測を行う場合はこの3倍の長さ(1点について0.3ms)が必要となり、タッチパネル全域に対し1回の接触検出に153.6ms必要となってしまい、タッチ入力装置の性能としては現実的ではない。つまり、ユーザの接触に対する反応が極めて遅くなってしまう。   Here, in the conventional method described above, in order to detect contact on the touch panel 103, the number of all the electrodes arranged on the touch panel 103, that is, at least 64 measurements are required. In order to measure whether or not a user's finger or the like is in contact with one electrode, that is, skin resistance measurement requires a time of at least about 0.1 ms. That is, for example, when 32 × 16 electrodes (stimulation points) are arranged, since the number of electrodes is 512, it takes 521 × 0.1 ms = 51.2 ms. Furthermore, in order to perform accurate measurement, this length is three times longer (0.3 ms for each point), and 153.6 ms are required for one touch detection over the entire touch panel. The performance is not realistic. That is, the reaction to the user's contact is extremely slow.

これに対し、本実施の形態においては、監視領域60を設定し、1つの監視領域60内の接触検出を同時に行う。つまり、図4(b)に示すように、液晶パネル102の表示領域内にはアイコン領域130が1つのみ表示されており、ユーザがこのアイコン領域130をタッチするか否かしか動作がないと仮定する。ここで、この監視領域内の各電極に対し、1つのみを陽極、その他を陰極にする手法で接触検出しても、監視領域60を定め、この監視領域60内のみの接触検出・刺激処理を実行すれば、従来に比してより高速な接触検出することは可能である。これに対し、本実施の形態においては、更に、1つの監視領域における電極の電位の設定を工夫することで、1パルスで、1つの監視領域内の接触検出を実施する。つまり、各電極を1単位としいずれの電極が接触しているかを検出するのではなく、監視領域を1単位とし、この領域内で接触があったか否かを検出することで、接触検出を行う時間を飛躍的に向上させる。本例においては、監視領域が1つしかないので、この領域にユーザがタッチしたか否かは、例えば0.3ms毎に検出できることになる。なお、後述するように、監視領域60を複数設け、これを同時又は時分割等の異なるタイミングで接触検出してもよい。   On the other hand, in the present embodiment, the monitoring area 60 is set, and contact detection in one monitoring area 60 is simultaneously performed. That is, as shown in FIG. 4B, only one icon area 130 is displayed in the display area of the liquid crystal panel 102, and there is only an operation whether or not the user touches the icon area 130. Assume. Here, even if contact detection is performed with respect to each electrode in the monitoring region using a method in which only one is an anode and the other is a cathode, the monitoring region 60 is defined, and the contact detection / stimulation process only in the monitoring region 60 is performed. If this is executed, it is possible to detect contact at a higher speed than in the prior art. On the other hand, in the present embodiment, contact detection in one monitoring region is performed with one pulse by devising the setting of the electrode potential in one monitoring region. That is, instead of detecting each electrode as one unit and detecting which electrode is in contact, the monitoring area is set as one unit, and it is detected whether or not there is contact in this area, thereby performing the contact detection time. Improve dramatically. In this example, since there is only one monitoring area, whether or not the user has touched this area can be detected, for example, every 0.3 ms. As will be described later, a plurality of monitoring regions 60 may be provided, and contact detection may be performed at different timings such as simultaneous or time division.

次に、スイッチング制御回路20は、接触検出制御部21が、監視領域60におけるユーザのタッチ操作を検出すると、刺激制御部22は、この検出結果に基づき、タッチ画面領域よりも小さい領域を刺激領域に設定し、この刺激領域に対してユーザの接触如何にかかわらず刺激処理を実行する。刺激処理は、従来と同様、1点の電極のみ電源電位、その他をグランド電位に設定して実行する。これにより、刺激領域内に接触しているユーザの指等に対し、2つの電極間の電位差に応じた電流が刺激電流として流れる。ユーザは、この刺激電流の大きさ等に応じて異なった感覚、触覚を受け、アイコンのボタン形状を認識するなどすることができる。なお、刺激処理においても、各電極の電位設定を工夫することで、刺激領域内の刺激処理を同時に行うようにしてもよい。   Next, when the contact detection control unit 21 detects the user's touch operation in the monitoring region 60, the switching control circuit 20 determines that the stimulation control unit 22 selects a region smaller than the touch screen region based on the detection result. And the stimulation process is executed regardless of the user's contact with the stimulation area. The stimulation processing is executed by setting the power supply potential at only one electrode and the other at the ground potential as in the conventional case. As a result, a current corresponding to the potential difference between the two electrodes flows as a stimulation current for the user's finger or the like that is in contact with the stimulation region. The user can receive different sensations and touches according to the magnitude of the stimulation current, etc., and can recognize the button shape of the icon. Also in the stimulation process, the stimulation process in the stimulation area may be performed simultaneously by devising the potential setting of each electrode.

刺激処理においても、従来は、タッチパ画面全域の各電極全てに対して刺激処理を実行していたのに対し、タッチ画面より小さい領域を刺激領域に設定することで、刺激処理を行う時間間隔を、タッチ画面全域に行う従来の時間時間に比して短くすることができる。   In the stimulation processing, conventionally, the stimulation processing is executed for all the electrodes on the entire touch screen, but the time interval for performing the stimulation processing is set by setting a region smaller than the touch screen as the stimulation region. This can be shortened compared to the conventional time required for the entire touch screen.

次に、監視領域の設定方法の他の例について説明する。図5(a)及び図5(b)は、それぞれスマートフォン100のタッチパネル103、及び液晶パネル102での表示の他の例を示す模式図である。図5(a)に示すように、この例では、タッチパネル103には、アレイ電極50として、8×24=192個の電極51がアレイ状に配置されている。   Next, another example of the monitoring area setting method will be described. FIGS. 5A and 5B are schematic diagrams illustrating other examples of display on the touch panel 103 and the liquid crystal panel 102 of the smartphone 100, respectively. As shown in FIG. 5A, in this example, 8 × 24 = 192 electrodes 51 are arranged in an array on the touch panel 103 as array electrodes 50.

そして、図5(a)に示すよう、接触検出制御部21は、タッチパネル103のタッチ領域に、3つの監視領域60を設定している。このような3つの監視領域を設ける例としては、図5(b)に示すように、液晶パネル102における表示面に、アイコン領域130が3つ表示されているような場合が考えられる。上述したように、1点(1箇所)の接触検出に0.3ms必要であるとすると、本例においては、監視領域60が3つであるので、その接触検出処理は0.9msで足りることになる。一方、従来のように、監視領域60を設定せず、タッチパネル103のタッチ領域に配置される全電極51に対して接触検出を行おうとすると、1回の接触処理に要する時間が56.6msとなり、スマートフォン100に指等が接触しても素早くそれを検知することができない。   Then, as illustrated in FIG. 5A, the contact detection control unit 21 sets three monitoring areas 60 in the touch area of the touch panel 103. As an example of providing such three monitoring areas, a case where three icon areas 130 are displayed on the display surface of the liquid crystal panel 102 as shown in FIG. As described above, assuming that 0.3 ms is required for contact detection at one point (one place), since there are three monitoring areas 60 in this example, 0.9 ms is sufficient for the contact detection processing. become. On the other hand, if contact detection is to be performed for all the electrodes 51 arranged in the touch area of the touch panel 103 without setting the monitoring area 60 as in the prior art, the time required for one contact process is 56.6 ms. Even if a finger or the like touches the smartphone 100, it cannot be detected quickly.

なお、ここでは簡単な例として、3つのアイコン領域を監視領域に設定し、順次接触検出処理するものとして説明するが、表示面にアイコン領域が20個等、多数表示される場合においては、例えばユーザがそのプログラムを使用する頻度を管理しておりき、この頻度に応じて、接触検出処理の頻度を異ならせてもよい。すなわち、メールや予定表などのアプリケーションの使用頻度が高い場合、メールや予定表などのユーザがよく使用するアプリケーション用アイコン領域に設定した監視領域の接触検出処理を、他のアイコン領域に設定した監視領域より、高い頻度で行うようにしてもよい。さらに、実際に使用する頻度ではなく、あらかじめアプリケーション毎に自動又はユーザの手動で検出頻度レベル等を設定しておき、この設定レベルに応じて接触検出処理の頻度を異ならせてもよい。   Here, as a simple example, it is assumed that three icon areas are set as monitoring areas and the contact detection process is sequentially performed. However, when a large number of icon areas such as 20 are displayed on the display surface, for example, The frequency with which the user uses the program may be managed, and the frequency of the contact detection process may be varied according to this frequency. In other words, when the frequency of use of applications such as e-mails and calendars is high, the contact detection processing set in the icon area for applications frequently used by users such as e-mails and schedules is monitored by setting other icon areas. You may make it carry out more frequently than an area | region. Furthermore, instead of the frequency of actual use, a detection frequency level or the like may be set in advance automatically or manually by the user for each application, and the frequency of the contact detection process may be varied according to this setting level.

また、本実施の形態においては、全電極51は、1つの電流源31に接続されるものとして説明したが、電流源31を2以上有していてもよい。その場合、異なる電流源31に接続される場合は、同時に監視領域の計測を行うことができる。例えば図5に示す例では、監視領域3つに合わせて3つの電流源又は電圧源を設けることにより、3つの監視領域に対し並列的に接触検出を行うことができるので、図4に示す場合と同じく、3つの監視領域の接触検出処理を0.3msで行うことができる。また、刺激処理においても電流源又は電圧源の個数だけ同時に行うことができるため、N(Nは2以上の整数)以上の電流源又は電圧源を設けることで、1つの電流源又は電圧源の場合と比べると刺激処理もN倍に向上する。   In the present embodiment, all the electrodes 51 have been described as being connected to one current source 31, but two or more current sources 31 may be provided. In that case, when connected to different current sources 31, the monitoring area can be measured simultaneously. For example, in the example shown in FIG. 5, by providing three current sources or voltage sources corresponding to the three monitoring regions, contact detection can be performed in parallel on the three monitoring regions. Similarly, the contact detection processing of the three monitoring areas can be performed in 0.3 ms. In addition, since the number of current sources or voltage sources can be simultaneously performed in the stimulation processing, providing a current source or voltage source of N (N is an integer of 2 or more) or more provides one current source or voltage source. Compared to the case, the stimulation process is improved N times.

スマートフォン100程度の小さなタッチパネル領域の機器には、監視領域を設けることで十分高速に接触検出処理が可能であるので、電流源又は電圧源は1つで十分であるが、例えばノートPCやテレビ等のもっと広いタッチ画面を有する機器やシステムに本発明を適用する場合であって、タッチパネル領域が広すぎて適切な接触検出処理速度、刺激処理速度を得られない場合等には、処理速度を高速化する有効な手段となる。   A device with a small touch panel area, such as a smartphone 100, can perform contact detection processing at a sufficiently high speed by providing a monitoring area. Therefore, a single current source or voltage source is sufficient. When the present invention is applied to a device or system having a wider touch screen, and the touch panel area is too wide to obtain an appropriate contact detection processing speed and stimulation processing speed, the processing speed is increased. It becomes an effective means to make it.

なお、システムは、監視領域内のどの部分をユーザの指等がタッチしたかを把握することができない。本実施の形態においては、1つの電源に全ての電極が並列接続されており、これら全部の電流値の変化を観測部32は、1点で観測しているためである。ただし、例えばアイコン領域を監視領域に設定している場合、アイコン領域のいずれの位置で接触があったか否かを検出する必要はない。つまり、アイコン領域内に配置される電極のいずれかに接触があることが検出できれば、当該アイコン領域が触覚できるような刺激処理に移行することができるためである。   Note that the system cannot grasp which part in the monitoring area is touched by the user's finger or the like. This is because in the present embodiment, all electrodes are connected in parallel to one power source, and the observation unit 32 observes changes in all of these current values at one point. However, for example, when the icon area is set as the monitoring area, it is not necessary to detect at which position of the icon area contact has occurred. In other words, if it can be detected that any of the electrodes arranged in the icon region is in contact, it is possible to shift to a stimulation process in which the icon region can be touched.

次に、本実施の形態にかかる電気触覚提示装置の制御方法について説明する。図6は、本実施の形態にかかる電気触覚提示装置の制御方法を示すフローチャートである。ここでは、図5及び図6を参照して図3Aに示すスイッチング制御回路20の動作について説明する。   Next, a control method of the electric tactile sensation presentation apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 6 is a flowchart showing a control method of the electric tactile sensation presentation apparatus according to the present embodiment. Here, the operation of the switching control circuit 20 shown in FIG. 3A will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

図6に示すように、先ず、接触検出制御部21が図5に示す監視領域60を設定する(ステップSP1)。本例においては、接触検出制御部21は、タッチパネル103のタッチ領域に3つの監視領域60を設定している。次いで、接触検出制御部21は、3つの監視領域60の電極51のうち、1つの監視領域60において、上下左右に隣接する電極51が異なる電位となるよう電極選択切替部41を制御する。つまり、図5(a)に示すように、接触検出対象となる監視領域60において、電源電位電極61とグランド電位電極62とが市松模様になるよう監視領域6内の全電極51の電位を設定する。この処理を、各監視領域60に対して順次行いつつ、図3Aに示す観測部32の観測結果をモニタする。   As shown in FIG. 6, first, the contact detection control unit 21 sets the monitoring area 60 shown in FIG. 5 (step SP1). In this example, the contact detection control unit 21 sets three monitoring areas 60 in the touch area of the touch panel 103. Next, the contact detection control unit 21 controls the electrode selection switching unit 41 so that, in one monitoring region 60 among the electrodes 51 of the three monitoring regions 60, the electrodes 51 adjacent in the vertical and horizontal directions have different potentials. That is, as shown in FIG. 5A, the potentials of all the electrodes 51 in the monitoring region 6 are set so that the power supply potential electrode 61 and the ground potential electrode 62 are in a checkered pattern in the monitoring region 60 that is a contact detection target. To do. While performing this process sequentially for each monitoring region 60, the observation result of the observation unit 32 shown in FIG. 3A is monitored.

本例では、各監視領域60に対して同一期間(例えば、0.3ms)及び一頻度(時分割)で、時分割に、ユーザの指等の接触があるか否かの接触検出を行う(ステップSP2)。ここで、接触検出が行われる場合、監視領域60におけるそれぞれ隣り合う電極51は異なる電位(接触検出用電位とグランド電位)に設定される。これにより、ユーザの指等が接触すると、隣接する電極間に電流経路が生成され電流が流れるため、観測部32で観測している電流値の値が変化する。なお、観測部32は、電流値の変動を計測してもよいし、抵抗を直列に挿入して、その電圧値をモニタするようにしてもよい。ユーザの指等が接触した場合、電圧が検出されるため接触の有無を検出することができる(ステップSP3)。ここで、ユーザの接触が検出されなければ、ステップSP2に戻り、次の監視領域60の接触検出を行う。なお、接触検出処理においては、ユーザの指などに接触により流れる電流(接触検出電流)は、ユーザには検知できない程度の電流(接触検出電流)でよい。よって、接触検出用電位は、接触検出電流が電流値の変化がモニタできるレベルで微弱な電流となるよう適宜設定すればよい。   In this example, contact detection is performed for each monitoring area 60 in the same period (for example, 0.3 ms) and once (time division) to determine whether or not there is a touch of the user's finger or the like in the time division ( Step SP2). Here, when contact detection is performed, the adjacent electrodes 51 in the monitoring region 60 are set to different potentials (contact detection potential and ground potential). Thereby, when a user's finger or the like comes into contact, a current path is generated between adjacent electrodes and a current flows, so that the value of the current value observed by the observation unit 32 changes. Note that the observation unit 32 may measure the fluctuation of the current value, or may insert a resistor in series to monitor the voltage value. When the user's finger or the like is in contact, the voltage is detected, so that the presence or absence of contact can be detected (step SP3). Here, if the user's contact is not detected, the process returns to step SP <b> 2 and the next contact detection of the monitoring area 60 is performed. In the contact detection process, the current (contact detection current) that flows through contact with the user's finger or the like may be a current that cannot be detected by the user (contact detection current). Therefore, the contact detection potential may be set as appropriate so that the contact detection current becomes a weak current at a level at which a change in the current value can be monitored.

次に、ユーザの指の接触が検知された場合について説明する。この場合、接触検出制御部21の接触検出処理は一旦終了し、刺激制御部22により刺激処理を実行する。なお、本実施の形態においては、接触検出処理は、接触を検出した時点で終了するものとして説明するが、監視領域が複数ある場合であって、接触が複数個所想定できる場合等においては、1つの監視領域で接触を検出しても全監視領域の接触検出が一旦終了するまで接触検出処理を続けるようにしてもよい。   Next, a case where contact with the user's finger is detected will be described. In this case, the contact detection process of the contact detection control unit 21 is temporarily terminated, and the stimulation control unit 22 executes the stimulation process. In the present embodiment, the contact detection process is described as being terminated when contact is detected. However, in the case where there are a plurality of monitoring regions and a plurality of contacts can be assumed, 1 Even if contact is detected in one monitoring region, the contact detection processing may be continued until the contact detection in all the monitoring regions is once completed.

刺激処理においては、先ず、刺激制御部22は、ユーザの接触を検出した監視領域60を刺激領域に設定する(ステップSP4)。そして、この刺激領域の各電極から、ユーザの指等に例えばアイコンのボタン形状を認識させるような刺激電流を供給する(ステップSP5)。すなわち、電極選択切替部41の上部スイッチS1をオンすることで、刺激領域内の各電極を順次刺激用電位に設定する。これにより、接触検出処理における各電極間51の電位差よりも大きな電位差を設定し刺激用電源により接触検出電流より大きな刺激電流を生成し、当該刺激領域に配置される各電極51に順次与える。ここでユーザの指等の接触があればその指等を介して刺激電流が隣接する電極に流れる。ユーザはこの刺激電流により、タッチパネル103上のタッチ面にアイコンのボタン形状を認識したり、スクロールバーを触覚により知覚したりすることができる。   In the stimulation process, first, the stimulation control unit 22 sets the monitoring area 60 where the user's contact is detected as a stimulation area (step SP4). Then, a stimulation current is supplied from each electrode in the stimulation region so that the user's finger or the like recognizes the button shape of the icon, for example (step SP5). That is, by turning on the upper switch S1 of the electrode selection switching unit 41, each electrode in the stimulation region is sequentially set to the stimulation potential. Thereby, a potential difference larger than the potential difference between the electrodes 51 in the contact detection process is set, a stimulation current larger than the contact detection current is generated by the stimulation power supply, and sequentially applied to each electrode 51 arranged in the stimulation region. Here, if there is a contact with the user's finger or the like, the stimulation current flows to the adjacent electrode through the finger or the like. With this stimulation current, the user can recognize the button shape of the icon on the touch surface on the touch panel 103 and can perceive the scroll bar by touch.

次に、刺激処理の終了方法について説明する。刺激処理においては、接触を検知して刺激処理に移行した後、所定の時間だけ刺激処理を継続し、所定時間の経過後に、自動的に再度接触検出処理に移行することができる(ステップSP6)。所定期間、刺激処理を実行した後、接触検出処理に戻る場合は、テップSP1からの処理を繰り返し実施し、再度、接触を検知したら刺激制御、接触検知しなければ、接触検知するまで接触検出処理を続ける等とすることができる。   Next, a method for ending the stimulation process will be described. In the stimulation process, after the contact is detected and the process proceeds to the stimulation process, the stimulation process can be continued for a predetermined time, and after the elapse of the predetermined time, the process can automatically proceed to the contact detection process again (step SP6). . When returning to the contact detection process after executing the stimulus process for a predetermined period, the process from the step SP1 is repeatedly performed. If the contact is detected again, the stimulus control is performed. If the contact is not detected, the contact detection process is performed until the contact is detected. Etc.

例えばアイコンを押した際の感触をユーザに与えるためには、典型的には100Hz程度(10msおき程度)の刺激を3回乃至10回程度与えればよく、これにかかる時間は0.1秒程度となる。   For example, in order to give the user a feeling of pressing an icon, typically, a stimulus of about 100 Hz (about every 10 ms) may be given 3 to 10 times, and the time required for this is about 0.1 seconds. It becomes.

また、このように所定時間経過後に、自動的に接触検知に移行する場合、この刺激処理期間中は接触検出処理に戻らないので観測部32で電圧や電流を観測する必要はない。刺激処理の期間中は、観測部32で、電流源31と各電極との間に流れる電流値の変化を観測する必要がなくなり、処理が簡略化する。   Further, in the case of automatically shifting to contact detection after the elapse of a predetermined time in this manner, it is not necessary to observe the voltage and current in the observation unit 32 because the process does not return to the contact detection process during the stimulation process period. During the period of the stimulation process, the observation unit 32 does not need to observe a change in the value of the current flowing between the current source 31 and each electrode, and the process is simplified.

一方で、刺激処理の最中であっても、観測部32により電流値又は電圧値の変化を観測しておくことで、刺激パルス中の抵抗値計測で皮膚状態に対応した電流値制御を行うことが可能となる。つまり、刺激処理中における観測部32の観測結果を使用し、刺激処理を途中で中止し接触検出処理に移行することも可能である。具体的には、観測部32の観測値により、刺激処理中に刺激電流が流れていなければ、ユーザの指等の接触がないと判断することができるので、所定時間の経過前であっても、接触検出処理に戻ることも可能である。具体的には、刺激処理の時間が予め予想できない場合や、刺激処理の時間が短時間である場合にこの方法がより効果的であり、例えばピアノの鍵盤を表示し、この鍵盤に対する高速連打を把握する必要があるときなどには、刺激処理中も観測部32の観測値をモニタし、接触がないと判断したらすぐに接触検出処理に戻るようにしてもよい。   On the other hand, the current value control corresponding to the skin state is performed by measuring the resistance value during the stimulation pulse by observing the change of the current value or the voltage value by the observation unit 32 even during the stimulation process. It becomes possible. That is, it is also possible to use the observation result of the observation unit 32 during the stimulus process, stop the stimulus process halfway, and shift to the contact detection process. Specifically, according to the observation value of the observation unit 32, if no stimulation current is flowing during the stimulation process, it can be determined that there is no contact with the user's finger or the like. It is also possible to return to the contact detection process. Specifically, this method is more effective when the stimulation processing time cannot be predicted in advance or when the stimulation processing time is short. For example, a piano keyboard is displayed, and high-speed repeated strikes are performed on the keyboard. When it is necessary to grasp, for example, the observation value of the observation unit 32 may be monitored during the stimulus process, and the process may return to the contact detection process as soon as it is determined that there is no contact.

これにより、ユーザの指等が接触している間のみ刺激処理を行い、その他の間は接触検出処理とすることで、省電力化となると共に、次回のユーザの指等の接触検知をより迅速に行うことができるという効果を奏する。   As a result, the stimulation process is performed only while the user's finger or the like is in contact, and the contact detection process is performed during the other period, thereby saving power and more quickly detecting the next contact of the user's finger or the like. The effect that it can be performed is produced.

更に、刺激処理と接触検出処理は、タッチパネル104の領域によって混在し得る。すなわち、図5(b)に示すように、プログラムAのアイコン130の領域に対し、刺激処理を行っている間に、プログラムBのアイコン130の領域に対し、接触検出処理を実行することも可能である。具体的には、プログラムAのアイコン130の領域に配置される16個の電極それぞれに刺激用電源を供給する。例えば、各電極を刺激用電源に接続する時間を0.1ms×16個=1.6ms、すなわち、1.6msで当該領域における刺激処理を1回完了することができる。次にプログラムBのアイコン130の領域に配置される16個の電源に対し、図5(a)に示すように、上下左右が異なる電位となるようスイッチを制御し接触検知用電源に接続すれば接触検出を行うことができる。この場合、1回の接触検知に必要な時間は例えば0.1msである。   Further, the stimulation process and the contact detection process may be mixed depending on the area of the touch panel 104. That is, as shown in FIG. 5B, it is also possible to execute the contact detection process for the area of the icon 130 of the program B while performing the stimulation process for the area of the icon 130 of the program A. It is. Specifically, the stimulation power is supplied to each of the 16 electrodes arranged in the area of the icon 130 of the program A. For example, the time for connecting each electrode to the power source for stimulation is 0.1 ms × 16 = 1.6 ms, that is, the stimulation process in the region can be completed once with 1.6 ms. Next, with respect to the 16 power supplies arranged in the area of the icon 130 of the program B, as shown in FIG. Contact detection can be performed. In this case, the time required for one contact detection is, for example, 0.1 ms.

また、上述したように、監視領域60に対し個別に電流源31を有するか、監視領域60毎に各電極が並列接続され、監視領域60毎に並列に電流源31に接続する場合は、一方の監視領域60を刺激領域に設定し刺激処理を実行しつつ、他方の監視領域60では接触検出処理を行うことも勿論可能である。例えば、マルチタッチインタフェースの場合には、このように各監視領域60に対し並列的な処理が必要となる。   In addition, as described above, the current source 31 is individually provided for the monitoring region 60, or the electrodes are connected in parallel for each monitoring region 60 and connected to the current source 31 in parallel for each monitoring region 60. It is of course possible to perform the contact detection process in the other monitoring area 60 while setting the monitoring area 60 as the stimulation area and executing the stimulation process. For example, in the case of a multi-touch interface, parallel processing is required for each monitoring area 60 in this way.

次に、接触検出制御部21が設定する監視領域60の他の例について説明する。上述したように、本実施の形態においては、接触検出処理では、タッチパネル領域より小さい領域を監視領域60に設定し、この監視領域60の一部又は全部に対し一度に接触検出を実施する。すなわち、どの電極間にユーザの指等が接触しているかを検出するのではなく、接触が予想される領域を適宜予想し、まとまった領域における1又は複数の電極に対し一斉に接触検出を行うことで、1回の接触検出に必要な時間を大幅に減少し高速な接触検出を可能にする。   Next, another example of the monitoring area 60 set by the contact detection control unit 21 will be described. As described above, in the present embodiment, in the contact detection process, an area smaller than the touch panel area is set as the monitoring area 60, and contact detection is performed on a part or all of the monitoring area 60 at a time. That is, instead of detecting which electrode a user's finger or the like is in contact with, the region where contact is expected is predicted as appropriate, and contact detection is simultaneously performed on one or a plurality of electrodes in the grouped region. As a result, the time required for one contact detection is greatly reduced, and high-speed contact detection is possible.

図7乃至図10は、接触検出制御部21における異なる接触検知方法を示している。図7乃至図10に示すように、接触検出制御部21が設定する監視領域は、矩形の領域に限らない。また、図7(a)は、列方向に監視領域を設定するものであり、図7(b)は、V字型に監視領域を設定する例を示している。例えば、あるラインに触れているかどうかをユーザに判断させたい場合などにおいては、そのライン上の電極をすべて電源電位側に接続して陽極とすることで、帯状であっても、V字状であっても同様に接触検出処理、刺激処を実行することができる。例えばウィンドウの境界等においてはラインに触れたかどうかは重要となる。   7 to 10 show different contact detection methods in the contact detection control unit 21. FIG. As shown in FIGS. 7 to 10, the monitoring area set by the contact detection control unit 21 is not limited to a rectangular area. FIG. 7A shows an example in which a monitoring area is set in the column direction, and FIG. 7B shows an example in which the monitoring area is set in a V shape. For example, when the user wants to determine whether or not he / she is touching a certain line, all the electrodes on that line are connected to the power supply potential side to form an anode, so that even if it is strip-like, it is V-shaped. Even if it exists, a contact detection process and a stimulation process can be performed similarly. For example, it is important to touch a line at the border of the window.

図8は、図7(a)に示す列方向に設定された監視領域を使用してタッチパネル103
のタッチ領域全域の接触検出処理を実行する方法を説明する図である。図8(a)乃至図8(d)に示すように、アレイ状に配置された電極の列方向を監視領域として設定する。これは、例えばピアノの鍵盤を演奏するようなアプリケーションのように縦列方向はどこに触れてもよく、横行方向の接触位置情報だけが重要であるような場合等に好適である。なお、本例においては、電極1列からなる監視領域としているが、複数列とすれば、より広いエリアの接触検出を一斉に行うことができるため、検出処理を高速化することができる。
FIG. 8 shows the touch panel 103 using the monitoring area set in the column direction shown in FIG.
It is a figure explaining the method to perform the contact detection process of the whole touch area | region. As shown in FIGS. 8A to 8D, the column direction of the electrodes arranged in an array is set as a monitoring region. This is suitable, for example, when the column direction can be touched anywhere, such as an application for playing a piano keyboard, and only the contact position information in the horizontal direction is important. In this example, the monitoring region is composed of one row of electrodes. However, if a plurality of rows are used, contact detection in a wider area can be performed simultaneously, so that the detection process can be speeded up.

図8(a)に示すように、1列(縦列)の監視領域を左端に設定、この監視領域の電極のみ電源電位電極61とし、他の領域の電極をグランド電位電極62とに設定することで接触検出を行う。この監視領域を図8(b)乃至図8(d)に示すように一列ずつずらしていくことで、0.1×列数の時間で、全域について接触検出ことができる。また、この場合はどの列に接触しているかを検出することができるが列上の位置(何番目の行か)も検出したい場合は、1行の監視領域を設定し、同じく上端又は下端から1行(横列)を構成する電極全てを電源電位電極61とし、他の電極をグランド電位電極62として監視領域を順次走査していくことで、いずれの列(縦)及び行(横)で接触があるかを検出することができる。また、このように列方向又は行方向の領域を刺激領域として順次走査すれば、スクロールバー等の凹凸を表現することも可能である。   As shown in FIG. 8A, one row (vertical column) of the monitoring region is set at the left end, only the electrode of this monitoring region is set as the power supply potential electrode 61, and the electrode of the other region is set as the ground potential electrode 62. Perform contact detection with. By shifting the monitoring area by one column as shown in FIGS. 8B to 8D, contact detection can be performed for the entire region in a time of 0.1 × number of columns. Further, in this case, it is possible to detect which column is touching, but when it is desired to detect the position on the column (the number of the row), a monitoring area of one row is set, and 1 from the upper end or the lower end is also set. By sequentially scanning the monitoring region with all the electrodes constituting the rows (rows) as the power supply potential electrodes 61 and the other electrodes as the ground potential electrodes 62, contact can be made in any column (vertical) and row (horizontal). It can be detected. Further, by sequentially scanning the region in the column direction or the row direction as the stimulation region in this way, it is possible to express unevenness such as a scroll bar.

更に、図9は、より簡略化された段階的手法を示す図である。上述したように、タッチパネル領域にアレイ状に配置される電極のうち、1又は複数列からなる監視領域を1又は複数設定し、この監視領域を電源電位電極61(陽極)、その他の電極をグランド電位電極62(陰極)として、いずれの縦列に触っているかどうかを判定する。同じく、1又は複数行からなる監視領域を1又は複数設定し、同様の処理を横列(行方向)に対しても行なうことで、いずれの横列に触っているかどうかを検出する。これにより、縦の接触領域、横の接触領域が判定されるため、接触点はこのクロスした領域中に存在する。よって、クロスした領域を1点ずつ接触判定することでより正確な接触判定を行うことができる。なおシングルタッチ(一本の指だけで操作する)のアプリケーションの場合は、縦列、横列の接触判定結果のみで接触重心がわかり、これで十分である。   Furthermore, FIG. 9 is a diagram illustrating a more simplified stepwise approach. As described above, one or a plurality of monitoring areas consisting of one or a plurality of columns are set out of electrodes arranged in an array in the touch panel area, the monitoring area is the power supply potential electrode 61 (anode), and the other electrodes are grounded. It is determined which column is touched as the potential electrode 62 (cathode). Similarly, one or a plurality of monitoring areas consisting of one or a plurality of rows are set, and the same processing is performed for the rows (row direction), thereby detecting which row is touched. Thereby, since the vertical contact area and the horizontal contact area are determined, the contact point exists in the crossed area. Therefore, more accurate contact determination can be performed by determining contact of the crossed areas one by one. In the case of a single touch application (operating with only one finger), the center of gravity of the contact can be found from only the contact determination results in the column and row, and this is sufficient.

なお、列方向の監視領域60を、1列でなくて例えば4列からなる領域とする場合は、隣り合う電極同士が異なる電位となるよう、電源電位電極61、グランド電位電極62を生成(配置)する。行方向の監視領域60についても同様である。さらに、複数の電流源31を有する場合は、列方向の監視領域が複数ある場合であっても、電流源31と同一の数の監視領域を同時に接触検査することができ、例えば広いタッチパネル領域であっても、接触処理速度を維持することができる。また、電流源31が1つの場合は、縦及び横の帯状監視領域60によりクロス領域が増えるが、必要に応じてクロス領域も接触検査すればよい。   When the monitoring region 60 in the column direction is not a single column but a region composed of, for example, four columns, the power supply potential electrode 61 and the ground potential electrode 62 are generated (arranged) so that adjacent electrodes have different potentials. ) The same applies to the monitoring area 60 in the row direction. Further, when a plurality of current sources 31 are provided, even if there are a plurality of monitoring regions in the column direction, the same number of monitoring regions as the current sources 31 can be contact-inspected at the same time. Even if it exists, a contact processing speed can be maintained. In addition, when there is one current source 31, the cross area is increased by the vertical and horizontal band-shaped monitoring areas 60, but the cross area may be contact-inspected as necessary.

次に、タッチパネル領域に所定の監視領域を設定する必要がない場合、すなわち、タッチパネル領域全域で接触検出が必要な場合に極めて好適な方法について説明する。図10は、監視領域の設定方法の他の例を説明する図である。   Next, a method that is extremely suitable when it is not necessary to set a predetermined monitoring area in the touch panel area, that is, when contact detection is necessary in the entire touch panel area will be described. FIG. 10 is a diagram for explaining another example of the monitoring area setting method.

図10に示すように、タッチパネル103においてユーザがタッチする可能性がある領域を、例えば4つに分割し、4つの監視領域60を設定する。そして、接触検出制御部21は、この4つの監視領域60に対し、時分割で接触検出を実施する。図10に示す例では、1回の接触検出に64×0.1msの時間要する従来の方法と比較すると、4×0.1ms、すなわち16分の1の時間でアレイ電極50の領域でいずれの監視領域でユーザの接触があったかを検出することができる。   As shown in FIG. 10, an area that the user may touch on the touch panel 103 is divided into four areas, for example, and four monitoring areas 60 are set. Then, the contact detection control unit 21 performs contact detection on the four monitoring areas 60 in a time division manner. In the example shown in FIG. 10, compared with the conventional method in which 64 × 0.1 ms is required for one contact detection, any one of the regions of the array electrode 50 takes 4 × 0.1 ms, that is, 1/16 of the time. It is possible to detect whether there is a user contact in the monitoring area.

その後、図10(b)に示すように、接触が検出された上述の4分割領域のいずれか1領域に対し、これを更に4分割して新たな監視領域70を設定する。同様に、これら4つの分割領域を新たな監視領域60に設定し、同様に時分割で接触検出を行う。そして、いずれの電極がユーザの指等と接触しているかを、監視領域60を順次分割処理を繰り返すことで検出することができる。図10に示す例では、4つの監視領域60(図10(a))のうち、接触を検出した監視領域60から4つの監視領域70が設定され(時10(b)、さらに接触を検出した監視領域70から4つの監視領域80が設定される(図10(c))例を示している。この場合、(4+4+4)×0.1ms=1.2msで、タッチパネル103全体に対する1回の接触処理が終了する。さらに、この図10に示す例は、同様の分割処理を繰り返すのみでよく、制御がより容易となる。ここで、監視領域60の接触検出を行う場合、上述の例と同様、監視領域60内の電極に対し、電源電位電極61を市松模様状に陽極を配置する。これにより、監視領域60のいずれの位置に接触してもこれを検出することができる。   After that, as shown in FIG. 10B, any one of the above-described four divided areas where contact is detected is further divided into four to set a new monitoring area 70. Similarly, these four divided areas are set as a new monitoring area 60, and similarly, contact detection is performed in time division. Then, which electrode is in contact with the user's finger or the like can be detected by sequentially repeating the dividing process on the monitoring area 60. In the example shown in FIG. 10, among the four monitoring areas 60 (FIG. 10A), four monitoring areas 70 are set from the monitoring area 60 that detected the contact (time 10 (b), and further contact is detected. 10 shows an example in which four monitoring areas 80 are set from the monitoring area 70. In this case, (4 + 4 + 4) × 0.1 ms = 1.2 ms, and one touch on the touch panel 103 as a whole. Furthermore, in the example shown in Fig. 10, it is only necessary to repeat the same division process, and the control becomes easier, where the contact detection of the monitoring region 60 is performed as in the above example. The anodes are arranged in a checkered pattern with respect to the electrodes in the monitoring region 60. Thus, any position in the monitoring region 60 can be detected.

例えばタッチパネル上に表示されるアイコン領域等、予め監視領域が明らかである場合には、上述の図4及び図5等に示した方法が好適であったが、この図10に示す例においては、予め決まった監視領域を予想することができない場合も、タッチ画面の全領域に対して階層的走査を行うことにより、電極を1点ずつ走査して接触を検出するのに比べて素早く接触センシングを行うことができ、接触検出を高速化することが可能である。更に、図7(b)に示すV字の領域を監視領域に設定する方法、図9に示す1又は複数の列又は行を監視領域に設定する方法、及び図10に示す分割領域を監視領域に設定する方法のうち2以上の方法を組み合わせて接触検出処理を行ってよい。   For example, when the monitoring area such as an icon area displayed on the touch panel is clear in advance, the method shown in FIG. 4 and FIG. 5 described above is suitable, but in the example shown in FIG. Even when it is not possible to predict a predetermined monitoring area, by performing hierarchical scanning on the entire area of the touch screen, contact sensing can be performed more quickly than by scanning the electrodes one by one and detecting contact. It is possible to speed up contact detection. Furthermore, the method of setting the V-shaped area shown in FIG. 7B as the monitoring area, the method of setting one or more columns or rows shown in FIG. 9 as the monitoring area, and the divided area shown in FIG. 10 as the monitoring area. The contact detection process may be performed by combining two or more methods among the methods set to “1”.

なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、上述の実施の形態では、ハードウェアの構成として説明したが、これに限定されるものではなく、任意の処理を、CPU(Central Processing Unit)にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD−ROM(Read Only Memory)、CD−R、CD−R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(random access memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。   For example, in the above-described embodiment, the hardware configuration has been described. However, the present invention is not limited to this, and arbitrary processing may be realized by causing a CPU (Central Processing Unit) to execute a computer program. Is possible. In this case, the computer program can be stored using various types of non-transitory computer readable media and supplied to the computer. Non-transitory computer readable media include various types of tangible storage media. Examples of non-transitory computer-readable media include magnetic recording media (for example, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (for example, magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-Rs, CD-R / W and semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (random access memory)) are included. The program may also be supplied to the computer by various types of transitory computer readable media. Examples of transitory computer readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves. The temporary computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.

1 電気触覚提示装置
10 メインボード
12 無線処理部
11 アプリケーションプロセッサ
13 メインメモリ
14 フラッシュメモリ
15 電源管理部
16 ボイス回路
17 オーディオ回路
18 センサ
20 スイッチング制御回路
21 接触検出制御部
22 刺激制御部
31 電流源
32 観測部
40 スイッチング回路
41 電極選択切替部
50 アレイ電極
51 電極
60、70、80 監視領域
61 電源電位電極
62 グランド電位電極
100 スマートフォン
101 筐体
102 液晶パネル
103 タッチパネル
104 操作ボタン
105 カメラデバイス
106 カメラデバイス
107 マイク
108 スピーカ
109 バッテリ
110 USB
111 メモリカード
112 アンテナ
121 ベースバンドプロセッサ
122 無線LAN
123 Bluetooth
130 アイコン領域
200 電気触覚提示装置
201 PC
202 電流源
203 スイッチング回路
204 アレイ電極
205 グランド
231 ハーフブリッジ回路
241 刺激電極
S1 上部スイッチ
S2 下部スイッチ
S101 上部スイッチ
S102 下部スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric tactile sense presentation apparatus 10 Main board 12 Wireless processing part 11 Application processor 13 Main memory 14 Flash memory 15 Power supply management part 16 Voice circuit 17 Audio circuit 18 Sensor 20 Switching control circuit 21 Contact detection control part 22 Stimulation control part 31 Current source 32 Observation unit 40 Switching circuit 41 Electrode selection switching unit 50 Array electrode 51 Electrode 60, 70, 80 Monitoring area 61 Power supply potential electrode 62 Ground potential electrode 100 Smartphone 101 Housing 102 Liquid crystal panel 103 Touch panel 104 Operation button 105 Camera device 106 Camera device 107 Microphone 108 Speaker 109 Battery 110 USB
111 Memory Card 112 Antenna 121 Baseband Processor 122 Wireless LAN
123 Bluetooth
130 Icon area 200 Electric tactile display device 201 PC
202 Current source 203 Switching circuit 204 Array electrode 205 Ground 231 Half bridge circuit 241 Stimulation electrode S1 Upper switch S2 Lower switch S101 Upper switch S102 Lower switch

Claims (22)

2以上の電源電位を生成する第1の電源と、
前記電源電位とは異なる電位の基準電圧を供給する第2の電源と、
ユーザの指及びユーザが操作する操作手段を含む接触体が接触するタッチ画面領域に配置される複数の電極と、
各電極のそれぞれに対応して設けられ、前記第1の電源と前記第2の電源との間に相互に並列接続される複数の電極選択切替手段と、
前記第1の電源と前記電極選択切替手段との間の電流値又は電圧値の変化を観測する観測手段と、
前記観測手段の観測結果に応じて、前記複数の電極選択切替手段を制御するスイッチング制御回路と、を備え、
前記電極選択切替手段は、前記第1の電源と前記第2の電源との間に直列接続される第1の及び第2のスイッチを有し、
前記第1の電源は、前記接触体が前記タッチ画面領域に接触したか否かを検出するための接触検出用電源と、前記接触体に刺激を与えるための刺激用電源とを生成し、
前記スイッチング制御回路は、前記タッチ画面領域に当該タッチ画面領域より小さい領域である1以上の監視領域を設定し、前記第1の電源の前記接触検出用電源生成時における前記観測手段の観測結果に応じて前記監視領域に対する前記接触体の接触を検出する接触検出処理を実行する接触検出制御手段と、前記接触が検出された監視領域に基づき前記タッチ画面領域より小さい領域である刺激領域を設定し、前記刺激用電源を使用して当該刺激領域に対して前記接触体に刺激を与える刺激処理を実行する刺激制御手段とを有する
電気触覚提示装置。
A first power supply that generates two or more power supply potentials;
A second power supply for supplying a reference voltage having a potential different from the power supply potential;
A plurality of electrodes arranged in a touch screen area in contact with a contact body including a user's finger and an operation means operated by the user;
A plurality of electrode selection switching means provided corresponding to each of the electrodes and connected in parallel to each other between the first power source and the second power source;
Observation means for observing a change in current value or voltage value between the first power source and the electrode selection switching means;
A switching control circuit for controlling the plurality of electrode selection switching means according to the observation result of the observation means,
The electrode selection switching means includes first and second switches connected in series between the first power source and the second power source,
The first power source generates a contact detection power source for detecting whether or not the contact body has touched the touch screen area, and a stimulation power source for stimulating the contact body,
The switching control circuit sets one or more monitoring areas that are smaller than the touch screen area in the touch screen area, and sets the observation result of the observation means when generating the contact detection power source of the first power source. In response, a contact detection control means for performing contact detection processing for detecting contact of the contact body with the monitoring area, and a stimulation area that is smaller than the touch screen area are set based on the monitoring area where the contact is detected. An electrical tactile sensation presentation apparatus comprising: a stimulus control unit that executes a stimulus process for applying a stimulus to the contact body with respect to the stimulus region using the stimulus power source.
前記接触検出制御手段は、前記タッチ画面領域に対し、第1の監視領域と、当該第1の監視領域より前記接触体が接触する蓋然性が大きい領域の第2の監視領域とを設定し、当該第2の監視領域における前記接触検出処理を、前記第1の監視領域よりも高速に実行する
請求項1記載の電気触覚提示装置。
The contact detection control unit sets a first monitoring area and a second monitoring area having a higher probability of contact with the contact body than the first monitoring area for the touch screen area, The electrotactile sensation presentation apparatus according to claim 1, wherein the contact detection process in the second monitoring area is executed at a higher speed than in the first monitoring area.
前記接触検出制御手段は、前記第2の監視領域に対してのみ前記接触検出処理を実行する
請求項2記載の電気触覚提示装置。
The electric tactile sensation presentation apparatus according to claim 2, wherein the contact detection control unit performs the contact detection process only on the second monitoring region.
前記接触検出制御手段は、前記タッチ画面領域に対し、2以上の前記第2の監視領域を設定して当該各第2の監視領域の前記接触検出処理を時分割で実行し、
前記刺激制御手段は、前記接触検出制御手段により接触が検出された第2の監視領域を前記刺激領域に設定して前記刺激検出処理を実行する
請求項3記載の電気触覚提示装置。
The contact detection control means sets two or more second monitoring areas for the touch screen area and executes the contact detection processing of each second monitoring area in a time-sharing manner,
The electrotactile sensation presentation apparatus according to claim 3, wherein the stimulus control unit sets the second monitoring region in which contact is detected by the contact detection control unit as the stimulus region and executes the stimulus detection process.
前記接触検出制御手段は、前記タッチ画面領域を2以上に分割した複数の分割領域を複数の監視領域とし当該複数の監視領域に対して時分割で前記接触検出処理を実行する
請求項1記載の電気触覚提示装置。
The contact detection control means executes the contact detection processing in a time division manner with respect to the plurality of monitoring areas, with a plurality of divided areas obtained by dividing the touch screen area into two or more as a plurality of monitoring areas. Electric tactile presentation device.
前記接触検出制御手段は、前記複数の監視領域のいずれかで接触が検出されたと判断された場合、当該接触が検出された監視領域を新たに2以上に分割した複数の分割領域を複数の監視領域に再設定し、当該再設定された複数の監視領域に対して時分割で前記接触検出処理を実行する
請求項5記載の電気触覚提示装置。
When it is determined that a contact is detected in any of the plurality of monitoring areas, the contact detection control unit monitors a plurality of divided areas obtained by newly dividing the monitoring area in which the contact is detected into two or more. The electric tactile sensation presentation apparatus according to claim 5, wherein the contact detection process is performed in a time-sharing manner for the plurality of reset monitoring areas.
前記刺激制御手段は、前記接触検出制御手段の前記再設定が終了した最終の複数の監視領域において前記接触体の接触が検出された領域を前記刺激領域に設定し前記刺激処理を実行する
請求項6記載の電気触覚提示装置。
The stimulation control means sets the area where contact of the contact body is detected in the final plurality of monitoring areas where the resetting of the contact detection control means is completed as the stimulation area, and executes the stimulation process. 6. The electric tactile sensation presentation device according to 6.
前記複数の電極は、前記タッチ画面領域又は前記分割領域にアレイ状に配置されるものであって、
前記接触検出制御手段は、前記アレイ状の前記複数の電極の行又は列のいずれか一方の方向に監視領域を設定して当該領域全域を走査する第1の走査処理と、当該行又は列のいずれか他方の方向に監視領域を設定して当該全域を走査する第2の走査処理とのいずれか1つ又はこれらの組み合わせを前記接触検出処理として実行し、
前記刺激制御手段は、前記前記接触検出処理における前記観測手段の観測結果に応じて前記刺激領域を設定し前記刺激処理を実行する
請求項1又は5乃至7のいずれか1項記載の電気触覚提示装置。
The plurality of electrodes are arranged in an array in the touch screen area or the divided area,
The contact detection control means includes a first scanning process in which a monitoring region is set in one of the rows or columns of the plurality of electrodes in the array and the entire region is scanned, and the row or column Performing any one or a combination thereof with the second scanning process for setting the monitoring region in the other direction and scanning the entire area as the contact detection process,
The electrical tactile sensation presentation according to claim 1, wherein the stimulation control unit sets the stimulation region according to an observation result of the observation unit in the contact detection processing and executes the stimulation processing. apparatus.
前記複数の電極は、前記接触検出制御手段により接触が検出される領域にアレイ状に配置されるものであって、
前記接触検出制御手段は、接触が検出される領域を2以上に分割した複数の分割領域を複数の監視領域とし当該複数の監視領域に対して時分割で接触検出を行う時分割処理と、接触が検出される領域における前記アレイ状の電極の行及び列方向のいずれか1方向又は両方向それぞれに監視領域を設定して当該領域全域を走査することで接触検出を行う走査処理とを組み合わせて前記接触検出処理を実行し、
前記刺激制御手段は、前記時分割処理及び前記走査処理における前記観測手段の観測結果に応じて前記刺激領域を設定し前記刺激処理を実行する
請求項1記載の電気触覚提示装置。
The plurality of electrodes are arranged in an array in a region where contact is detected by the contact detection control means,
The contact detection control means includes a plurality of divided regions obtained by dividing a region where contact is detected into two or more as a plurality of monitoring regions, a time division process for performing contact detection in time division on the plurality of monitoring regions, and a contact In combination with a scanning process in which contact detection is performed by setting a monitoring area in one or both of the row and column directions of the array-like electrode in the area where the detection is detected and scanning the entire area. Execute the contact detection process
The electrotactile sensation presentation apparatus according to claim 1, wherein the stimulation control unit sets the stimulation region according to an observation result of the observation unit in the time division processing and the scanning processing and executes the stimulation processing.
前記第1の電源は、1つの第1の電源に対して所定数以下の前記電極選択切替手段が並列接続されるよう、必要な個数設けられる、
請求項1乃至9のいずれか1項記載の電気触覚提示装置。
A necessary number of the first power supplies are provided so that a predetermined number or less of the electrode selection switching means are connected in parallel to one first power supply.
The electrotactile sensation presentation apparatus according to any one of claims 1 to 9.
前記第1の電源の前記必要な個数とは、前記接触検出制御手段が前記複数の監視領域を設定した場合に1つの監視領域における前記接触検出処理が所定時間未満で実行可能な個数である
請求項10記載の電気触覚提示装置。
The required number of the first power supplies is a number that allows the contact detection processing in one monitoring area to be executed in less than a predetermined time when the contact detection control unit sets the plurality of monitoring areas. Item 10. The electric tactile sense presentation device according to Item 10.
2以上の電源電位を生成する第1の電源と、
前記電源電位とは異なる電位の基準電圧を供給する第2の電源と、
ユーザの指及びユーザが操作する操作手段を含む接触体が接触するタッチ画面領域に配置される複数の電極と、
各電極のそれぞれに対応して設けられ、前記第1の電源と前記第2の電源との間に相互に並列接続される複数の電極選択切替手段と、
を有し、前記複数の電極により、ユーザの指及びユーザが操作する操作手段を含む接触体の接触を検出し刺激する電気触覚提示装置の制御方法において、
前記第1の電源と前記複数の電極選択切替手段との間の電流値又は電圧値の変化を観測する観測工程と、
前記観測工程の観測結果に応じて、前記複数の電極選択切替手段を制御するスイッチング制御工程と、を有し、
前記スイッチング制御工程は、
前記タッチ画面領域に当該タッチ画面領域より小さい領域である1以上の監視領域を設定し、前記第1の電源が、前記接触体が前記タッチ画面領域に接触したか否かを検出するための接触検出用電源を生成する間に、前記観測工程の観測結果に応じて前記監視領域に対する前記接触体の接触を検出する接触検出処理を実行する接触検出制御工程と、
前記接触が検出された監視領域に基づき前記タッチ画面領域より小さい領域である刺激領域を設定し、前記第1の電源が生成する前記接触体に刺激を与えるための刺激用電源を使用して当該刺激領域に対して前記接触体に刺激を与える刺激処理を実行する刺激制御工程とを有する
電気触覚提示装置の制御方法。
A first power supply that generates two or more power supply potentials;
A second power supply for supplying a reference voltage having a potential different from the power supply potential;
A plurality of electrodes arranged in a touch screen area in contact with a contact body including a user's finger and an operation means operated by the user;
A plurality of electrode selection switching means provided corresponding to each of the electrodes and connected in parallel to each other between the first power source and the second power source;
In the control method of the electric tactile sensation presentation device for detecting and stimulating the contact of the contact body including the user's finger and the operation means operated by the user by the plurality of electrodes,
An observation step of observing a change in current value or voltage value between the first power source and the plurality of electrode selection switching means;
A switching control step of controlling the plurality of electrode selection switching means according to the observation result of the observation step,
The switching control step includes
One or more monitoring areas that are smaller than the touch screen area are set in the touch screen area, and the first power source detects whether the contact body has touched the touch screen area or not. A contact detection control step for performing a contact detection process for detecting contact of the contact body with the monitoring region according to an observation result of the observation step, while generating a power source for detection;
A stimulation area that is smaller than the touch screen area is set based on the monitoring area where the contact is detected, and the stimulation power source for applying stimulation to the contact body generated by the first power source is used. A control method for an electrotactile sensation presentation device, comprising: a stimulus control step of executing a stimulus process for applying a stimulus to the contact body with respect to a stimulus region.
前記接触検出制御工程では、前記タッチ画面領域に対し、第1の監視領域と、当該第1の監視領域より前記接触体が接触する蓋然性が大きい領域の第2の監視領域とを設定し、当該第2の監視領域における前記接触検出処理を、前記第1の監視領域よりも高速に実行する
請求項12記載の電気触覚提示装置の制御方法。
In the contact detection control step, for the touch screen area, a first monitoring area and a second monitoring area having a higher probability of contact with the contact body than the first monitoring area are set, The method for controlling an electrotactile sensation presentation device according to claim 12, wherein the contact detection process in the second monitoring area is executed at a higher speed than in the first monitoring area.
前記接触検出制御工程では、前記第2の監視領域に対してのみ前記接触検出処理を実行する
請求項13記載の電気触覚提示装置の制御方法。
The method of controlling an electric tactile sensation presentation device according to claim 13, wherein, in the contact detection control step, the contact detection process is executed only for the second monitoring region.
前記接触検出制御工程では、前記タッチ画面領域に対し、2以上の前記第2の監視領域を設定して当該各第2の監視領域の前記接触検出処理を時分割で実行し、
前記刺激制御工程では、前記接触検出制御工程により接触が検出された第2の監視領域を前記刺激領域に設定して前記刺激検出処理を実行する
請求項14記載の電気触覚提示装置の制御方法。
In the contact detection control step, two or more second monitoring areas are set for the touch screen area, and the contact detection processing of each second monitoring area is executed in a time-sharing manner,
The control method of the electrotactile sensation presentation device according to claim 14, wherein, in the stimulus control step, the stimulus detection process is executed by setting the second monitoring region where the contact is detected in the contact detection control step as the stimulus region.
前記接触検出制御工程では、前記タッチ画面領域を2以上に分割した複数の分割領域を複数の監視領域とし当該複数の監視領域に対して時分割で前記接触検出処理を実行する
請求項12記載の電気触覚提示装置の制御方法。
The contact detection control step executes the contact detection process in a time-sharing manner with respect to the plurality of monitoring regions, with a plurality of divided regions obtained by dividing the touch screen region into two or more as a plurality of monitoring regions. A method for controlling an electrotactile sensation presentation apparatus.
前記接触検出制御工程では、前記複数の監視領域のいずれかで接触が検出されたと判断された場合、当該接触が検出された監視領域を新たに2以上に分割した複数の分割領域を複数の監視領域に再設定し、当該再設定された複数の監視領域に対して時分割で前記接触検出処理を実行する
請求項16記載の電気触覚提示装置の制御方法。
In the contact detection control step, when it is determined that contact is detected in any of the plurality of monitoring regions, a plurality of divided regions obtained by newly dividing the monitoring region in which the contact is detected into two or more are monitored. The method of controlling an electric tactile sensation presentation device according to claim 16, wherein the touch detection process is performed in a time-sharing manner for a plurality of reset monitoring areas.
前記刺激制御工程では、前記接触検出制御工程の前記再設定が終了した最終の複数の監視領域において前記接触体の接触が検出された領域を前記刺激領域に設定し前記刺激処理を実行する
請求項17記載の電気触覚提示装置の制御方法。
The stimulation control step sets the region where contact of the contact body is detected in the final plurality of monitoring regions where the resetting of the contact detection control step is completed as the stimulation region, and executes the stimulation process. The control method of the electrotactile sensation presentation apparatus according to claim 17.
前記複数の電極は、前記タッチ画面領域又は前記分割領域にアレイ状に配置されるものであって、
前記接触検出制御工程では、前記アレイ状の前記複数の電極の行又は列のいずれか一方の方向に監視領域を設定して当該領域全域を走査する第1の走査処理と、当該行又は列のいずれか他方の方向に監視領域を設定して当該全域を走査する第2の走査処理とのいずれか1つ又はこれらの組み合わせを前記接触検出処理として実行し、
前記刺激制御工程では、前記接触検出処理における前記観測工程の観測結果に応じて前記刺激領域を設定し前記刺激処理を実行する
請求項12又は16乃至18のいずれか1項記載の電気触覚提示装置の制御方法。
The plurality of electrodes are arranged in an array in the touch screen area or the divided area,
In the contact detection control step, a first scanning process in which a monitoring region is set in one direction of either the row or column of the plurality of electrodes in the array and the entire region is scanned, and the row or column Performing any one or a combination thereof with the second scanning process for setting the monitoring region in the other direction and scanning the entire area as the contact detection process,
19. The electric tactile sensation presentation device according to claim 12, wherein in the stimulus control step, the stimulus region is set according to an observation result of the observation step in the contact detection process and the stimulus process is executed. Control method.
前記複数の電極は、前記接触検出制御工程により接触が検出される領域にアレイ状に配置されるものであって、
前記接触検出制御工程では、接触が検出される領域を2以上に分割した複数の分割領域を複数の監視領域とし当該複数の監視領域に対して時分割で接触検出を行う時分割処理と、接触が検出される領域における前記アレイ状の電極の行及び列方向のいずれか1方向又は両方向それぞれに監視領域を設定して当該領域全域を走査することで接触検出を行う走査処理とを組み合わせて前記接触検出処理を実行し、
前記刺激制御工程では、前記時分割処理及び前記走査処理における前記観測工程の観測結果に応じて前記刺激領域を設定し前記刺激処理を実行する
請求項12記載の電気触覚提示装置の制御方法。
The plurality of electrodes are arranged in an array in a region where contact is detected by the contact detection control step,
In the contact detection control step, a plurality of divided areas obtained by dividing a region where contact is detected into two or more are set as a plurality of monitoring areas, and time division processing for performing contact detection in a time division manner on the plurality of monitoring areas; In combination with a scanning process in which contact detection is performed by setting a monitoring area in one or both of the row and column directions of the array-like electrode in the area where the detection is detected and scanning the entire area. Execute the contact detection process
The method for controlling an electrotactile sensation presentation device according to claim 12, wherein in the stimulus control step, the stimulus region is set according to an observation result of the observation step in the time-sharing process and the scanning process and the stimulus process is executed.
2以上の電源電位を生成する第1の電源と、
前記電源電位とは異なる電位の基準電圧を供給する第2の電源と、
ユーザの指及びユーザが操作する操作手段を含む接触体が接触するタッチ画面領域に配置される複数の電極と、
各電極のそれぞれに対応して設けられ、前記第1の電源と前記第2の電源との間に相互に並列接続される複数の電極選択切替手段と、
前記第1の電源と前記複数の電極選択切替手段との間の電流値又は電圧値の変化を観測する観測手段と、を有する電気触覚提示装置において前記複数の電極により、ユーザの指及びユーザが操作する操作手段を含む接触体の接触を検出し刺激する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記タッチ画面領域に当該タッチ画面領域より小さい領域である1以上の監視領域を設定し、前記第1の電源が、前記接触体が前記タッチ画面領域に接触したか否かを検出するための接触検出用電源を生成する間に、前記観測処理の観測結果に応じて前記監視領域に対する前記接触体の接触を検出する接触検出処理を実行する接触検出制御処理と、
前記接触が検出された監視領域に基づき前記タッチ画面領域より小さい領域である刺激領域を設定し、前記第1の電源が生成する前記接触体に刺激を与えるための刺激用電源を使用して当該刺激領域に対して前記接触体に刺激を与える刺激処理を実行する刺激制御処理とを有するプログラム。
A first power supply that generates two or more power supply potentials;
A second power supply for supplying a reference voltage having a potential different from the power supply potential;
A plurality of electrodes arranged in a touch screen area in contact with a contact body including a user's finger and an operation means operated by the user;
A plurality of electrode selection switching means provided corresponding to each of the electrodes and connected in parallel to each other between the first power source and the second power source;
In the electrotactile sensation presentation apparatus having an observing means for observing a change in current value or voltage value between the first power source and the plurality of electrode selection switching means, the plurality of electrodes allow the user's finger and the user to A program for causing a computer to execute a process of detecting and stimulating contact of a contact body including an operating means for operating,
One or more monitoring areas that are smaller than the touch screen area are set in the touch screen area, and the first power source detects whether the contact body has touched the touch screen area or not. A contact detection control process for executing a contact detection process for detecting a contact of the contact body with respect to the monitoring region according to an observation result of the observation process, while generating a power source for detection;
A stimulation area that is smaller than the touch screen area is set based on the monitoring area where the contact is detected, and the stimulation power source for applying stimulation to the contact body generated by the first power source is used. A stimulation control process for executing a stimulation process for applying a stimulus to the contact body with respect to a stimulation area.
電気触覚ディスプレイを有する携帯機器であって、
前記電気触覚ディスプレイは、
2以上の電源電位を生成する第1の電源と、
前記電源電位とは異なる電位の基準電圧を供給する第2の電源と、
ユーザの指及びユーザが操作する操作手段を含む接触体が接触するタッチ画面領域に配置される複数の電極と、
各電極のそれぞれに対応して設けられ、前記第1の電源と前記第2の電源との間に相互に並列接続される複数の電極選択切替手段と、
前記第1の電源と前記電極選択切替手段との間の電流値又は電圧値の変化を観測する観測手段と、
前記観測手段の観測結果に応じて、前記複数の電極選択切替手段を制御するスイッチング制御回路と、を備え、
前記電極選択切替手段は、前記第1の電源と前記第2の電源との間に直列接続される第1の及び第2のスイッチを有し、
前記第1の電源は、前記接触体が前記タッチ画面領域に接触したか否かを検出するための接触検出用電源と、前記接触体に刺激を与えるための刺激用電源とを生成し、
前記スイッチング制御回路は、前記タッチ画面領域に当該タッチ画面領域より小さい領域である1以上の監視領域を設定し、前記第1の電源の前記接触検出用電源生成時における前記観測手段の観測結果に応じて前記監視領域に対する前記接触体の接触を検出する接触検出処理を実行する接触検出制御手段と、前記接触が検出された監視領域に基づき前記タッチ画面領域より小さい領域である刺激領域を設定し、前記刺激用電源を使用して当該刺激領域に対して前記接触体に刺激を与える刺激処理を実行する刺激制御手段とを有する
電気触覚ディスプレイを有する携帯機器。
A portable device having an electrotactile display,
The electrotactile display is
A first power supply that generates two or more power supply potentials;
A second power supply for supplying a reference voltage having a potential different from the power supply potential;
A plurality of electrodes arranged in a touch screen area in contact with a contact body including a user's finger and an operation means operated by the user;
A plurality of electrode selection switching means provided corresponding to each of the electrodes and connected in parallel to each other between the first power source and the second power source;
Observation means for observing a change in current value or voltage value between the first power source and the electrode selection switching means;
A switching control circuit for controlling the plurality of electrode selection switching means according to the observation result of the observation means,
The electrode selection switching means includes first and second switches connected in series between the first power source and the second power source,
The first power source generates a contact detection power source for detecting whether or not the contact body has touched the touch screen area, and a stimulation power source for stimulating the contact body,
The switching control circuit sets one or more monitoring areas that are smaller than the touch screen area in the touch screen area, and sets the observation result of the observation means when generating the contact detection power source of the first power source. In response, a contact detection control means for performing contact detection processing for detecting contact of the contact body with the monitoring area, and a stimulation area that is smaller than the touch screen area are set based on the monitoring area where the contact is detected. A portable device having an electrotactile display, comprising: a stimulus control unit that executes a stimulus process for applying a stimulus to the contact body with respect to the stimulus region using the stimulus power source.
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