JP5876733B2 - オブジェクトの高さに応じた触覚振動を付与可能なユーザインタフェース装置、触覚振動付与方法及びプログラム - Google Patents
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Description
タッチパネルに接触した指に対して、触覚をもたらす触覚振動を付与する触覚振動機構部と、
画面に垂直な方向の高さ分を含む高さ情報が表示位置範囲内の各位置に割り当てられた表示対象である立体オブジェクトを、画像表示部の画面に表示させる立体オブジェクト表示手段と、
指の接触位置が立体オブジェクトの表示位置範囲内に含まれるか否かを判定し、指の接触位置を逐次出力する接触判定・モニタ手段と、
接触判定・モニタ手段が真の判定を行った際、指の接触位置に割り当てられた高さ情報を取得し、指の接触位置が移動した際の、当該指の接触してきた位置範囲における高さ情報の変化分を算出する高さ情報取得手段と、
この高さ情報の変化分に応じた触覚振動を、指に対してタッチパネルを介して付与すべく触覚振動機構部に指示する触覚振動制御手段と
を有するユーザインタフェース装置が提供される。
触覚振動制御手段は、上記各時刻における高さ情報の変化分と所定の基準値との差に応じた触覚振動を、指に対して付与させることも好ましい。
指によりタッチパネルに与えられた押圧力を検出する押圧力検出部と、
押圧力が所定閾値以上であるか否かを判定する押圧力判定手段と
を更に有しており、
触覚振動制御手段は、押圧力判定手段が真の判定を行った際、触覚振動を指に対して付与させることも好ましい。
タッチパネルに接触した指に対して、触覚をもたらす触覚振動を付与する触覚振動機構部を備えており、上記プログラムが、
画面に垂直な方向の高さ分を含む高さ情報が表示位置範囲内の各位置に割り当てられた表示対象である立体オブジェクトを、画像表示部の画面に表示させる立体オブジェクト表示手段と、
指の接触位置が立体オブジェクトの表示位置範囲内に含まれるか否かを判定し、指の接触位置を逐次出力する接触判定・モニタ手段と、
接触判定・モニタ手段が真の判定を行った際、指の接触位置に割り当てられた高さ情報を取得し、指の接触位置が移動した際の、当該指の接触してきた位置範囲における高さ情報の変化分を算出する高さ情報取得手段と、
この高さ情報の変化分に応じた触覚振動を、指に対してタッチパネルを介して付与すべく触覚振動機構部に指示する触覚振動制御手段と
してコンピュータを機能させるユーザインタフェース装置用のプログラムが提供される。
タッチパネルに接触した指に対して、触覚をもたらす触覚振動を付与する触覚振動機構部を備えており、上記触覚振動付与方法が、
画面に垂直な方向の高さ分を含む高さ情報が表示位置範囲内の各位置に割り当てられた表示対象である立体オブジェクトを、画像表示部の画面に表示させる第1のステップと、
指の接触位置が立体オブジェクトの表示位置範囲内に含まれるか否かを判定し、指の接触位置を出力する第2のステップと、
第2のステップで真の判定が行われた際、指の接触位置に割り当てられた高さ情報を取得し、指の接触位置が移動した際の、当該指の接触してきた位置範囲における高さ情報の変化分を算出する第3のステップと、
この高さ情報の変化分に応じた触覚振動を、指に対してタッチパネルを介して付与すべく触覚振動機構部に指示する第4のステップと
を有する触覚振動付与方法が提供される。
(イ)ディスプレイの画面に立体オブジェクトを表示する
が、この立体オブジェクトは、画面に垂直な方向の高さ分を含む高さ情報が表示位置範囲内の各位置に割り当てられた表示対象又は操作対象である。ここで、本発明によるユーザインタフェース装置は、
(ロ)指の接触位置が立体オブジェクトの表示位置範囲内に含まれる際、この指の接触位置に割り当てられた高さ情報を取得して、指の接触位置が移動した際の高さ情報の変化分を算出し、
(ハ)この高さ情報の変化分に応じた触覚振動を、指に対してタッチパネルを介して付与する
点に特徴を有する。
(1) h=h(x,y)
であり、高さ情報hは、表示位置範囲内の位置(x,y)の関数となる。ここで、立体オブジェクト104は、本実施形態において、四角錐台状の建造物のイメージであり、建造物における建築面積(建坪)内の各地点での鉛直方向における高さを所定の縮尺で変換した量が、高さ情報hとなっている。
(2) h=h(t)
が取得される。即ち、高さ情報hは、時刻tの関数となる。尚、単位時間Δtは、例えば、0.01秒から0.2秒までの範囲内の値に設定可能である。
(3) Δh(t)=h(t)−h(t−Δt) (h(0)=0)
を用いて、単位時間Δt経過毎の各時刻t(=Δt×i)における、高さ情報の変化分Δh(t)を算出する。
(4) D(t)=Δh(t)−Δstd
を算出する。ここで、基準値Δstdは、正値(Δstd>0)、ゼロ(Δstd=0)、及び負値(Δstd<0)のいずれにも設定可能である。
図2(D)に、基準値Δstd=0の場合における差D(t)、及び指に付与する触覚振動vの強度Ivのグラフを示す。ここで、差D(t)は、基準値Δstd=0であるからΔh(t)に等しく、移動する指の接触位置105における、時間についてのh(t)の勾配に相当している。
(5) Iv(t)=C1・D(Δt×i) (D(Δt×i)≧0の場合)
=C2・D(Δt×i) (D(Δt×i)<0の場合)
と設定される。ここで、Iv(t)とD(Δt×i)との関係は、上記のような比例関係に限定されるものではないが、Iv(t)は、D(Δt×i)の単調増加関数であることが好ましい。
(a1)D(t)>0(指にとって上り坂に相当)の際の振動は、Iv(t)=C1・D(Δt×i)の強度と、第1の振動数f1とを有し、
(b1)D(t)=0(指にとって水平面に相当)の際の振動は、Iv(t)=0であり、
(c1)D(t)<0(指にとって下り坂に相当)の際の振動は、Iv(t)=C2・D(Δt×i)の強度と、第1の振動数f1とは異なる第2の振動数f2とを有する。
(a2)指が、進むにつれて高さ情報hが増加する領域に入った際、凸部(上り坂)に差し掛かって上りを開始したような感触を得ることができ、
(b2)指が、高さ情報hの変化しない領域を進む際、抵抗感のない水平面をなぞったような感触を得ることができ、
(c2)指が、進むにつれて高さ情報hが減少する領域に入った際、凹部(下り坂)に差し掛かって下りを開始したような感触を得ることができる。
即ち、タッチパネル100に接触した指に対して、立体物に触った感触を付与することができる。
図3(A)〜(C)は、図2(C)に示した基準値Δstdが負値をとる場合での触覚振動が決定される処理手順を示すグラフである。
(d1)Δh(t)>0(指にとって上り坂に相当)である際の振動は、強度Iv(t)=C1・D(Δt×i)と、第1の振動数f1とを有し、
(e1)Δh(t)=0(指にとって水平面に相当)である際の振動は、(d)でのIv(t)よりも小さい一定値の強度と、第1の振動数f1とを有し、
(f1)Δh(t)<0(指にとって下り坂に相当)である際の振動は、強度Iv(t)=C2・D(Δt×i)と、第2の振動数f2とを有する。
即ち、振動数fに関しては、D(t)>0(≧0)では第1の振動数f1が、D(t)<0では第2の振動数f2が採用される。
(d2)指が、進むにつれて高さ情報hが増加する領域に入った際、凸部(上り坂)に差し掛かって上りを開始したような感触を得ることができ、
(e2)指が、高さ情報hの増加する領域から変化しない領域に進む際、抵抗感が低減して水平面をなぞり始めたような感触を得ることができ、
(f2)指が、進むにつれて高さ情報hが減少する領域に入った際、凹部(下り坂)に差し掛かって下りを開始したような感触を得ることができる。
(g1)指の接触位置105が立体オブジェクト104の表示位置範囲外(h=0)である際の振動は、十分に小さい一定の強度Iv(t)=C1・|s2|と、第1の振動数f1とを有し、
(h1)指の接触位置105が立体オブジェクト104の表示位置範囲内に入り、Δh(t)>0(指にとって上り坂に相当)である際の振動は、(g)での強度よりも十分に大きい強度Iv(t)=C1・D(Δt×i)と、第1の振動数f1とを有し、
(i1)Δh(t)=0(指にとって水平面に相当)である際の振動は、(g)と同一の一定値の強度と、第1の振動数f1とを有し、
(j1)Δh(t)<0(指にとって下り坂に相当)である際の振動は、Iv(t)=0であり、
(k1)指が立体オブジェクト104の表示位置範囲から外に出た直後(h=0)の振動は、(g)と同一の一定値の強度と、第1の振動数f1とを有する
ことが可能になる。ここで、(g1)、(i1)及び(k1)での一定の強度Iv(t)=C1・|s2|は、指が水平面をなぞりながら進む場合の、動摩擦に起因する抵抗感(バックグラウンド)として捉えられ得る。ここで、基準値の絶対値|s2|は、このバックグラウンドに適した振動を具現するために、十分小さい値に設定されるのである。
(g2)指が立体オブジェクト104の表示位置範囲に差し掛かる前には、水平面を若干の動摩擦を感じながらなぞっているような感触を得ることができ、
(h2)指が立体オブジェクト104の高さ情報hが増加する領域に入った際、凸部(上り坂)に差し掛かり上りを開始したような感触を得ることができ、
(i2)指が、高さ情報hが増加する領域から変化しない領域に進む際、抵抗感が低減して動摩擦分のみとなり、水平面をなぞり始めたような感触を得ることができ、
(j2)指が、進むにつれて高さ情報hが減少する領域に入った際、抵抗感が抜けて下りを開始したような感触を得ることができ、
(k2)指が立体オブジェクト104の表示位置範囲から外に出た直後では、水平面を若干の動摩擦を感じながらなぞっている状態に戻る感触を得ることができる。
即ち、タッチパネル100に接触した指に対して、立体物に触った感触を付与することができる。
図4(A)〜(C)は、触覚振動が決定される処理手順の他の実施形態を示すグラフである。
(l1)指の接触位置105が、立体オブジェクト104の表示位置範囲内であって、押圧力pcが所定閾値pth以上である際、図3(B)に示した強度Iv(t)の振動が指に付与され、
(m1)指の接触位置105が、立体オブジェクト104の表示位置範囲内であって、押圧力pcが所定閾値pth未満である際、強度Iv(t)=0となり、指への振動付与が停止される。
(l2)指を所定閾値pc以上の押圧力pcで押し込んで、立体オブジェクト104をなぞった際、指に対して立体物に触った感触を与え、
(m2)立体オブジェクト104を、所定閾値pc未満の押圧力pcでなぞった際、指に対して立体物に触った感触を与えない
とすることができる。即ち、ある程度押し込んでなぞることによって初めて、立体オブジェクト104に触れた感触を得られるようになっている。
(n1)指の接触位置105が、立体オブジェクト104の表示位置範囲内であって、押圧力pcが所定閾値pth以上である際、図3(B)に示した強度Ivに、押圧力pcの関数としての増分ΔIpcが付加されることによって、強度Iv(t)が決定され、
(o1)指の接触位置105が、立体オブジェクト104の表示位置範囲内であって、押圧力pcが所定閾値pth未満である際、図3(B)に示した強度Iv(t)が指に付与される。
(n2)指を所定閾値pc以上の押圧力pcで押し込んで、立体オブジェクト104をなぞった際、指に対して立体物に触った感触を、押し込んだ分だけより強く与え、
(o2)立体オブジェクト104を、所定閾値pc未満の押圧力pcでなぞった際、指に対して立体物に触った感触を、(n2)に比較してより弱く与える
ことができる。即ち、立体オブジェクト104を強く押し込みながらなぞると、立体オブジェクト104に触れた感触をより強く得られるようになっている。
(6) Iv(t)=Iv(D(t)、Pc(t))
と設定される。即ち、差D(高さ情報の変化分Δh)と押圧力pcとに応じた振動強度Ivの触覚振動vが、指に対して付与される。ここで、Iv(t)は、D(t)及びPc(t)の各々の値が増加する場合に単調に増加することが好ましい。尚、押圧力pc(t)は、時刻tに対して、時刻tでの押圧力pc値を取る関数である。
(α)図2(D)に示したように、差D(t)=Δh(t)−Δstdを求める際の基準値Δstdをゼロとして、振動強度Iv(t)を決定する、
(β)図3(B)に示したように、差D(t)=Δh(t)−Δstdを求める際の基準値Δstdを負値(s1)として、振動強度Iv(t)を決定する、
(γ)図3(C)に示したように、基準値Δstd(=s2(負値))の絶対値|s2|を十分に小さくし、D(t)<0(≦0)の場合Iv(t)=0とし、さらに、指の接触位置105がこの表示位置範囲外であっても、D(t)=|s2|として振動強度Iv(t)を決定する、及び
(δ)図4(B)及び(C)に示したように、振動強度Iv(t)を、差D(t)及び指による押圧力pc(t)の関数として決定する
といった手順のうち、いずれを用いて触覚振動vを付与してもよい。また、上記以外の実施形態、例えば基準値Δstdを正値にとる等、も採用可能である。
100 タッチパネル
101 ディスプレイ
102 触覚振動機構部
103 押圧力検出部
104、204 立体オブジェクト
105 接触位置
106 高さ情報hのグラフ
107 パルス状強度
110 表示制御部
111 アプリケーション処理部
120 立体オブジェクト表示部
121 接触判定・モニタ部
122 高さ情報取得部
123 押圧力判定部
124 触覚振動制御部
Claims (9)
- 表示対象を画面に表示する画像表示部と、指の接触位置を逐次検出するタッチパネルとを備えたユーザインタフェース装置であって、
前記タッチパネルに接触した当該指に対して、触覚をもたらす触覚振動を付与する触覚振動機構部と、
前記画面に垂直な方向の高さ分を含む高さ情報が表示位置範囲内の各位置に割り当てられた表示対象である立体オブジェクトを、前記画像表示部の画面に表示させる立体オブジェクト表示手段と、
当該指の接触位置が前記立体オブジェクトの表示位置範囲内に含まれるか否かを判定し、当該指の接触位置を逐次出力する接触判定・モニタ手段と、
前記接触判定・モニタ手段が真の判定を行った際、当該指の接触位置に割り当てられた高さ情報を取得し、当該指の接触位置が移動した際の、当該指の接触してきた位置範囲における当該高さ情報の変化分を算出する高さ情報取得手段と、
当該高さ情報の変化分に応じた触覚振動を、当該指に対して前記タッチパネルを介して付与すべく前記触覚振動機構部に指示する触覚振動制御手段と
を有することを特徴とするユーザインタフェース装置。 - 前記高さ情報取得手段は、当該高さ情報を単位時間経過毎に取得して、単位時間経過毎の各時刻における高さ情報の変化分を算出し、
前記触覚振動制御手段は、前記各時刻における当該高さ情報の変化分と所定の基準値との差に応じた触覚振動を、当該指に対して付与させることを特徴とする請求項1に記載のユーザインタフェース装置。 - 前記触覚振動制御手段は、前記差が正値である際、第1の振動数を有する触覚振動を付与させ、前記差が負値である際、前記第1の振動数とは異なる第2の振動数を有する触覚振動を付与させることを特徴とする請求項2に記載のユーザインタフェース装置。
- 前記基準値は負値に設定され、前記触覚振動制御手段は、前記差が負値である際、触覚振動の付与を停止させることを特徴とする請求項2に記載のユーザインタフェース装置。
- 当該指により前記タッチパネルに与えられた押圧力を検出する押圧力検出部と、
前記押圧力が所定閾値以上であるか否かを判定する押圧力判定手段と
を更に有しており、
前記触覚振動制御手段は、前記押圧力判定手段が真の判定を行った際、触覚振動を当該指に対して付与させることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のユーザインタフェース装置。 - 前記触覚振動制御手段は、当該高さ情報の変化分と前記押圧力とに応じた触覚振動を、当該指に対して付与させることを特徴とする請求項5に記載のユーザインタフェース装置。
- ユーザの操作から見て、当該指が、前記画像表示部の画面に表示された前記立体オブジェクトを横切るようになぞった際、前記触覚振動制御手段は、前記立体オブジェクトの表示位置範囲内に凹部、凸部又は凹凸部が存在していると認識される触覚振動を、当該指に対して付与させることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のユーザインタフェース装置。
- 表示対象を画面に表示する画像表示部と、指の接触位置を逐次検出するタッチパネルとを備えたユーザインタフェース装置に搭載されたプログラムであって、前記ユーザインタフェース装置が、
前記タッチパネルに接触した当該指に対して、触覚をもたらす触覚振動を付与する触覚振動機構部を備えており、前記プログラムが、
前記画面に垂直な方向の高さ分を含む高さ情報が表示位置範囲内の各位置に割り当てられた表示対象である立体オブジェクトを、前記画像表示部の画面に表示させる立体オブジェクト表示手段と、
当該指の接触位置が前記立体オブジェクトの表示位置範囲内に含まれるか否かを判定し、当該指の接触位置を逐次出力する接触判定・モニタ手段と、
前記接触判定・モニタ手段が真の判定を行った際、当該指の接触位置に割り当てられた高さ情報を取得し、当該指の接触位置が移動した際の、当該指の接触してきた位置範囲における当該高さ情報の変化分を算出する高さ情報取得手段と、
当該高さ情報の変化分に応じた触覚振動を、当該指に対して前記タッチパネルを介して付与すべく前記触覚振動機構部に指示する触覚振動制御手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とするユーザインタフェース装置用のプログラム。 - 表示対象を画面に表示する画像表示部と、指の接触位置を逐次検出するタッチパネルとを備えたユーザインタフェース装置における触覚振動付与方法であって、前記ユーザインタフェース装置が、
前記タッチパネルに接触した当該指に対して、触覚をもたらす触覚振動を付与する触覚振動機構部を備えており、前記触覚振動付与方法が、
前記画面に垂直な方向の高さ分を含む高さ情報が表示位置範囲内の各位置に割り当てられた表示対象である立体オブジェクトを、前記画像表示部の画面に表示させる第1のステップと、
当該指の接触位置が前記立体オブジェクトの表示位置範囲内に含まれるか否かを判定し、当該指の接触位置を出力する第2のステップと、
第2のステップで真の判定が行われた際、当該指の接触位置に割り当てられた高さ情報を取得し、当該指の接触位置が移動した際の、当該指の接触してきた位置範囲における当該高さ情報の変化分を算出する第3のステップと、
当該高さ情報の変化分に応じた触覚振動を、当該指に対して前記タッチパネルを介して付与すべく前記触覚振動機構部に指示する第4のステップと
を有することを特徴とする触覚振動付与方法。
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