JP6218221B2 - Hairy and flexible user interface - Google Patents

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Description

本発明は、情報機器のユーザインタフェースに関するものであり、より詳細には、形状記憶合金を用いた毛状で柔軟なアクチュエータを有するユーザインタフェースに関するものである。   The present invention relates to a user interface of an information device, and more particularly to a user interface having a hairy and flexible actuator using a shape memory alloy.

本発明の背景技術としては、以下のものが挙げられる。   Examples of the background art of the present invention include the following.

1. 凹凸を制御して任意表面形状を表現する装置
表面の凹凸の制御が可能な類似装置は多数開発されている。その多くはピンや棒の上下運動を制御し、その包洛線により凹凸を表現している。(例えば非特許文献1〜5)
1. Devices that control irregularities and express arbitrary surface shapes Many similar devices that can control irregularities on the surface have been developed. Many of them control the vertical movement of the pins and bars, and express the irregularities by their enveloping lines. (For example, non-patent documents 1 to 5)

2. 自発光型映像表示装置と組み合わせる制御体
液晶ディスプレイを含む自発光型映像表示装置からの映像情報に基づいた制御に類似する技術としてはDisplay based computingが知られている。ここでは、ディスプレイからの輝度情報に応じて、ディスプレイ上に物理的に配置したオブジェクトの制御を行っている。(例えば非特許文献6〜7)
2. Control body combined with self-luminous video display device Display based computing is known as a technique similar to control based on video information from a self-luminous video display device including a liquid crystal display. Here, an object physically arranged on the display is controlled in accordance with luminance information from the display. (For example, non-patent documents 6 to 7)

3. 静電容量タッチパネルのタッチ認識機能を流用するもの
静電容量タッチパネルの原理を応用し、別のデバイスを経由したタッチを認識させるシステムは存在する。いわゆるタッチパネル対応のペンや手袋がこれに該当する。(例えば非特許文献8)
3. What utilizes the touch recognition function of a capacitive touch panel There are systems that recognize the touch via another device by applying the principle of a capacitive touch panel. This applies to so-called touch panel compatible pens and gloves. (For example, Non-Patent Document 8)

4. 形状記憶合金を利用したアクチュエータ
形状記憶合金(Shape memory alloy, SMA)を駆動源とした装置は多数存在する(例えば非特許文献2)。また、SMAを用いた毛状のアクチュエータを2次元的に配列し、ユーザのジェスチャに応じて、アクチュエータを屈曲・伸長動作させることによって、やわらかな動きや生物的な動きを表現できるようにしたモーション・ディスプレイも存在する(例えば特許文献1、非特許文献9)。さらに、花弁の骨格に形状記憶合金を用いた造花と、光センサが光を検出すると発熱素子に通電する回路とを備え、光の検出に応じて発熱素子に発生した熱で形状記憶合金を変形させることによって、蕾状態の花弁を開かせるようにしたものも提案されている(特許文献2)。
4. Actuators using shape memory alloys There are many devices that use shape memory alloys (SMAs) as drive sources (for example, Non-Patent Document 2). In addition, motion that can express soft movement and biological movement by arranging hair-like actuators using SMA two-dimensionally and bending and extending the actuator according to the user's gesture. There are also displays (for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 9). In addition, it has an artificial flower that uses a shape memory alloy for the petal skeleton and a circuit that energizes the heating element when the light sensor detects light, and deforms the shape memory alloy with the heat generated in the heating element in response to the light detection. The thing which made the petal of a bud state open by making it be proposed is also proposed (patent document 2).

特開2011−187050号公報JP 2011-187050 A 実開平4−136298号公報Japanese Utility Model Publication No. 4-136298

Taylor, P. M., Moser, A., & Creed, A., 「A sixty-four element tactile display using shape memory alloy wires」, Displays, 18(3), 163-168, 1998, <URL:http://dx.doi.org/10.1016/S0141-9382(98)00017-1>Taylor, PM, Moser, A., & Creed, A., `` A sixty-four element tactile display using shape memory alloy wires '', Displays, 18 (3), 163-168, 1998, <URL: http: // dx.doi.org/10.1016/S0141-9382 (98) 00017-1> Nakatani, Kajimoto, Sekiguchi, Kawakami, Tachi, 「3D Form Display with Shape Memory Alloy」, Proc. of International Conference on Artificial Reality and Telexistence 2003. (ICAT 2003), 2003.Nakatani, Kajimoto, Sekiguchi, Kawakami, Tachi, `` 3D Form Display with Shape Memory Alloy '', Proc. Of International Conference on Artificial Reality and Telexistence 2003. (ICAT 2003), 2003. Poupyrev, I., Nashida, T., Maruyama, S., Rekimoto, J., & Yamaji, Y., 「Lumen: interactive visual and shape display for calm computing」, ACM SIGGRAPH 2004 Emerging technologies on - SIGGRAPH ’04, p. 17, New York, USA: ACM Press, 2004, <http://dl.acm.org/citation.cfm?id=1186155.1186173>Poupyrev, I., Nashida, T., Maruyama, S., Rekimoto, J., & Yamaji, Y., `` Lumen: interactive visual and shape display for calm computing '', ACM SIGGRAPH 2004 Emerging technologies on-SIGGRAPH '04, p. 17, New York, USA: ACM Press, 2004, <http://dl.acm.org/citation.cfm?id=1186155.1186173> Kanai, T., Kikukawa, Y., Suzuki, T., Baba, T., & Kushiyama, K., 「PocoPoco: a tangible device that allows users to play dynamic tactile interaction」, ACM SIGGRAPH 2011 Emerging Technologies on - SIGGRAPH ’11, p. Article No. 12, New York, USA: ACM Press, 2011, <http://dl.acm.org/citation.cfm?id=2048259.2048271>Kanai, T., Kikukawa, Y., Suzuki, T., Baba, T., & Kushiyama, K., `` PocoPoco: a tangible device that allows users to play dynamic tactile interaction '', ACM SIGGRAPH 2011 Emerging Technologies on-SIGGRAPH '11, p. Article No. 12, New York, USA: ACM Press, 2011, <http://dl.acm.org/citation.cfm?id=2048259.2048271> Leithinger, D., Lakatos, D., DeVincenzi, A., Blackshaw, M., & Ishii, H., 「Direct and gestural interaction with relief: a 2.5D shape display」, Proceedings of the 24th annual ACM symposium on User interface software and technology - UIST ’11, p. 541, New York, USA: ACM Press, 2011, <http://dl.acm.org/citation.cfm?id=2047196.2047268>Leithinger, D., Lakatos, D., DeVincenzi, A., Blackshaw, M., & Ishii, H., `` Direct and gestural interaction with relief: a 2.5D shape display '', Proceedings of the 24th annual ACM symposium on User interface software and technology-UIST '11, p. 541, New York, USA: ACM Press, 2011, <http://dl.acm.org/citation.cfm?id=2047196.2047268> Kojima, M., Sugimoto, M., Nakamura, A., Tomita, M., Inami, M., & Nii, H., 「Augmented Coliseum: An Augmented Game Environment with Small Vehicles.」, First IEEE International Workshop on Horizontal Interactive Human-Computer Systems (TABLETOP ’06), pp. 3-8, IEEE, 2006, <http://dl.acm.org/citation.cfm?id=1109723.1110608>Kojima, M., Sugimoto, M., Nakamura, A., Tomita, M., Inami, M., & Nii, H., `` Augmented Coliseum: An Augmented Game Environment with Small Vehicles. '', First IEEE International Workshop on Horizontal Interactive Human-Computer Systems (TABLETOP '06), pp. 3-8, IEEE, 2006, <http://dl.acm.org/citation.cfm?id=1109723.1110608> 有賀友恒, 清水紀芳, 冨田正浩, 杉本麻樹, 関口大陸, & 稲見昌彦, 「Stickable Bear:携帯型ロボティックユーザインタフェース」, エンタテインメントコンピューティング2007論文集, pp. 107-110,2007Tomonari Ariga, Noriyoshi Shimizu, Masahiro Hamada, Masaki Sugimoto, Continent Sekiguchi, & Masahiko Inami, "Stickable Bear: Portable Robotic User Interface", Proceedings of Entertainment Computing 2007, pp. 107-110, 2007 Wang, J., D’Alessandro, N., Fels, S., & Pritchard, B., 「SQUEEZY: Extending a Multi-touch Screen with Force Sensing Objects for Controlling Articulatory Synthesis」, In A. R. Jensenius, A. Tveit, R. I. Godoy, & D. Overholt (Eds.), Proceedings of the International Conference on New Interfaces for Musical Expression, pp. 531-532, University of Oslo and Norwegian Academy of Music, 2011, <http://www.nime2011.org/proceedings/papers/N03-Wang.pdf>Wang, J., D'Alessandro, N., Fels, S., & Pritchard, B., `` SQUEEZY: Extending a Multi-touch Screen with Force Sensing Objects for Controlling Articulatory Synthesis '', In AR Jensenius, A. Tveit, RI Godoy, & D. Overholt (Eds.), Proceedings of the International Conference on New Interfaces for Musical Expression, pp. 531-532, University of Oslo and Norwegian Academy of Music, 2011, <http: //www.nime2011. org / proceedings / papers / N03-Wang.pdf> 中安 翌, & 富松 潔, 「plant:Shape Memory Alloy Motion Displayによる葉群のざわめきの表現(<特集>アート&エンタテインメント2)」, 日本バーチャルリアリティ学会論文誌, 15(3), 289-296, 日本バーチャルリアリティ学会, 2010, <http://ci.nii.ac.jp/naid/10026691889/>Nakayasu Next, & Tomimatsu Kiyoshi, “plant: Shape Memory Alloy Motion Display for Expression of Leaf Rush (<Special Issue> Art & Entertainment 2)”, Transactions of the Virtual Reality Society of Japan, 15 (3), 289-296, Japan Virtual Reality Society, 2010, <http://ci.nii.ac.jp/naid/10026691889/>

しかしながら、前項1の技術では、ピンや棒を上下させているため、提示装置全体が上下方向に大きくなりがちであること、個々のアクチュエータの接続や制御を統合的に行う必要があるため、完成後にピンや棒の数を増減させることは不可能、といった点が挙げられる。また、多くの場合、凹凸面への接触検出の実装が困難であり、接触検出機能を有するものは少ない。
また、前項2の技術では、画面上の映像輝度変化を利用して、その上にあるロボットの位置や方向を制御している。制御をするための映像としては単色画像が前提とされており、さらに画面上のオブジェクトから画面側への入力は想定されていない。
前項3の技術は、別のデバイス上での点接触を前提としたものであり、別のデバイスに対してユーザがどのようにタッチするのかについては着目されていない。
前項4の技術では、アクチュエータの配列は固定的であり、また、タッチ認識の機能は有していない。
However, in the technique of the preceding paragraph, since the pins and bars are moved up and down, the entire presentation device tends to become larger in the vertical direction, and it is necessary to connect and control individual actuators in an integrated manner. It is impossible to increase or decrease the number of pins and bars later. In many cases, it is difficult to implement contact detection on the uneven surface, and few have a contact detection function.
Further, in the technique of the preceding item 2, the position and direction of the robot on the screen are controlled by using a change in image brightness on the screen. As a video for controlling, a monochromatic image is assumed, and an input from an object on the screen to the screen side is not assumed.
The technique of the preceding item 3 is based on point contact on another device, and no attention is paid to how the user touches another device.
In the technique of the preceding item 4, the arrangement of the actuators is fixed and does not have a touch recognition function.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、拡張のきわめて容易な毛状柔軟インタフェースを提供することを第1の目的とする。
また、ユーザにとって新しい出力インタラションを実現する毛状柔軟インタフェースを提供することを第2の目的とする。
さらに、ユーザにとって新しい入力インタラションを実現する毛状柔軟インタフェースを提供することを第3の目的とする。
The present invention has been made in view of such a situation, and a first object thereof is to provide a hairy flexible interface that is extremely easy to expand.
It is a second object of the present invention to provide a hairy flexible interface that realizes a new output interaction for the user.
It is a third object of the present invention to provide a hairy flexible interface that realizes a new input interaction for the user.

上記の課題を解決するための、本発明のユーザインタフェース装置は、表示面が発光する表示装置の表示面上に配置され、前記表示装置の表示面と対向する面に設けられ、前記表示面の発光を検出する光検出部、および前記光検出部で光が検出されたときに通電する駆動回路を備えた筐体部と、前記駆動回路の通電時に発生する抵抗熱によって変形する形状記憶合金が長手方向に配置された毛状のアクチュエータとを有するユニットで構成され、前記アクチュエータの形状記憶合金は、前記光検出部で検出した光の光量または輝度に応じた屈曲量で屈曲することを特徴とする。
また、本発明の他の形態によるユーザインタフェース装置は、示面が発光する表示装置の表示面上に配置され、前記表示装置の表示面と対向する面に設けられ、前記表示面の発光を検出する光検出部、および前記光検出部で光が検出されたときに通電する駆動回路を備えた筐体部と、前記駆動回路の通電時に発生する抵抗熱によって変形する形状記憶合金が長手方向に配置された毛状のアクチュエータとを有するユニットで構成され、1ユニットの中に、前記光検出部、前記駆動回路、および前記形状記憶合金のセットが複数設置され、前記ユニットの各セットの光検出部は、それぞれ異なる色の光を検出し、前記ユニットの各セットの形状記憶合金は、対応する光検出部で検出された光の色に応じて変形することを特徴とする。
また、本発明の他の形態によるユーザインタフェース装置は、表示面が発光するタッチパネル上に配置され、前記タッチパネルと対向する面に設けられ、前記タッチパネルの発光を検出する光検出部、および前記光検出部で光が検出されたときに通電する駆動回路を備えた筐体部と、前記駆動回路の通電時に発生する抵抗熱によって変形する形状記憶合金が長手方向に配置された毛状のアクチュエータと、前記アクチュエータ上に配置され、前記筐体部の底部に電気的に接続された導電体とを有するユニットで構成され、前記タッチパネルは、ユーザが前記導電体に接触したことにより電荷が前記筐体部の底部に達すると、前記導電体に対応する位置を発光させることを特徴とする。
また、本発明の他の形態によるユーザインタフェース装置は、表示面が発光するタッチパネルの表示面上に配置され、前記タッチパネルの表示面と対向する面に設けられ、前記表示面の発光を検出する光検出部、および前記光検出部で光が検出されたときに通電する駆動回路を備えた筐体部と、前記駆動回路の通電時に発生する抵抗熱によって変形する形状記憶合金が長手方向に配置された毛状のアクチュエータとを有するユニットで構成され、1ユニットの中に、前記光検出部、駆動回路、および形状記憶合金のセットが複数設置されるとともに、各セットにそれぞれ対応して、前記筐体の底部の異なる位置に接続された複数の導電体が前記アクチュエータ上に設置され、前記タッチパネルは、ユーザが接触した導電体に対応する位置を発光させ、前記タッチパネル上の発光した位置に対応する光検出部で発光が検出されると、当該光検出部に対応する形状記憶合金が変形することを特徴とする。
また、本発明の他の形態によるユーザインタフェース装置は、表示面が発光する表示装置の表示面上に配置され、前記表示装置の表示面と対向する面に設けられ、前記表示面の発光を検出する光検出部、および前記光検出部で光が検出されたときに通電する駆動回路を備えた筐体部と、前記駆動回路の通電時に発生する抵抗熱によって変形する形状記憶合金が長手方向に配置された毛状のアクチュエータとを有するユニットで構成され、1ユニットの中に、前記光検出部、駆動回路、および形状記憶合金のセットが複数設置され、前記ユニットの各セットの光検出部は、それぞれ異なる方向の光を偏光する偏光フィルタで覆われ、前記ユニットが前記表示装置の表示面上で回転動作されたときに、当該回転動作に応じて変化する、各光検出部で対応する偏光フィルタを透過して検出される光量に応じて、対応する形状記憶合金が変形することを特徴とする。
以下、本発明の様々な態様について説明する。
In order to solve the above problems, a user interface device according to the present invention is disposed on a display surface of a display device that emits light, is provided on a surface facing the display surface of the display device, A light detection unit that detects light emission, a housing unit that includes a drive circuit that is energized when light is detected by the light detection unit, and a shape memory alloy that is deformed by resistance heat generated when the drive circuit is energized. A unit having a hair-like actuator arranged in the longitudinal direction, and the shape memory alloy of the actuator is bent with a bending amount corresponding to the light amount or luminance of the light detected by the light detection unit. To do.
According to another aspect of the present invention, a user interface device is disposed on a display surface of a display device whose display surface emits light, and is provided on a surface facing the display surface of the display device, and detects light emission of the display surface. And a shape memory alloy that is deformed by resistance heat generated when the drive circuit is energized in the longitudinal direction, and a housing unit that includes a drive circuit that is energized when light is detected by the light detection unit. And a plurality of sets of the light detection unit, the drive circuit, and the shape memory alloy are installed in one unit, and light detection of each set of the units is performed. The units detect light of different colors, and the shape memory alloy of each set of the units is deformed according to the color of the light detected by the corresponding light detection unit.
A user interface device according to another aspect of the present invention is provided on a touch panel on which a display surface emits light, provided on a surface facing the touch panel, and a light detection unit that detects light emission of the touch panel, and the light detection A housing having a drive circuit that is energized when light is detected in the unit, and a hair-like actuator in which a shape memory alloy that is deformed by resistance heat generated when the drive circuit is energized is disposed in the longitudinal direction; A unit disposed on the actuator and electrically connected to a bottom portion of the casing unit, and the touch panel is configured such that an electric charge is generated when the user contacts the conductor. When reaching the bottom of the substrate, light is emitted at a position corresponding to the conductor.
According to another aspect of the present invention, there is provided a user interface device that is disposed on a display surface of a touch panel on which a display surface emits light, is provided on a surface facing the display surface of the touch panel , and detects light emitted from the display surface. A detection unit, a casing unit including a drive circuit that is energized when light is detected by the light detection unit, and a shape memory alloy that is deformed by resistance heat generated when the drive circuit is energized are arranged in the longitudinal direction. And a plurality of sets of the light detection unit, the drive circuit, and the shape memory alloy are installed in one unit, and the housings correspond to the respective sets. a plurality of conductors connected to the bottom at different positions of the body portion is mounted on the actuator, the touch panel positions corresponding to the conductive member touched by the user Is light, the light emission by the light detecting portion is detected corresponding to the light emitting positions on the touch panel, the shape memory alloy corresponding to the light detector, characterized in that the deformation.
According to another aspect of the present invention, there is provided a user interface device that is disposed on a display surface of a display device that emits light, is provided on a surface that faces the display surface of the display device, and detects light emission of the display surface. And a shape memory alloy that is deformed by resistance heat generated when the drive circuit is energized in the longitudinal direction, and a housing unit that includes a drive circuit that is energized when light is detected by the light detection unit. It is composed of a unit having a hair-like actuator arranged, and a plurality of sets of the light detection unit, drive circuit, and shape memory alloy are installed in one unit, and the light detection unit of each set of the unit is Each of the light detection units is covered with a polarization filter that polarizes light in different directions, and changes according to the rotation operation when the unit is rotated on the display surface of the display device. Depending on the amount of light detected is transmitted through the corresponding polarization filters, the corresponding shape memory alloy characterized by deformation.
Hereinafter, various aspects of the present invention will be described.

1. 拡張が容易な面分布型凹凸表現装置について
本発明の第1のユーザインタフェース装置は、所定のトリガによって通電する駆動回路を備えた筐体部と、駆動回路の通電時に発生する抵抗熱によって伸縮する形状記憶合金が長手方向に配設された毛状のアクチュエータとを有する、単一または複数のユニットで構成されたユーザインタフェース装置であり、筐体部は、ユニット間を電気的に接続する、ユニット同士の着脱が可能な接続部を有するようにしたものである。
1. Easy-to-expand surface-distributed unevenness expression device A first user interface device according to the present invention includes a housing unit having a drive circuit that is energized by a predetermined trigger, and resistance heat that is generated when the drive circuit is energized. A user interface device composed of a single unit or a plurality of units having a hair-like actuator in which a shape memory alloy that expands and contracts is disposed in the longitudinal direction, and the housing unit electrically connects the units. The unit has a connecting portion that can be attached to and detached from each other.

本発明の一態様は、小型の駆動回路筐体とSMA(形状記憶合金)を用いた毛状柔軟アクチュエータとを有するユニットの集合体であり、液晶ディスプレイなど、自発光式の映像表示装置の上に置いて利用する。個々のアクチュエータの屈曲を制御することで、全体の凹凸および動きを表現する。屈曲の程度はアクチュエータの下からの輝度信号、すなわち自発光式映像表示装置上に表示される映像をセンサで検出することにより制御が可能である(次項2.参照)。また、アクチュエータ自身は独立性が高く、互いに電力を供給するのみで動作可能に構成する。例えば、アクチュエータの筐体部同士が接触したときに互いに電力を供給できるようなコネクタを各アクチュエータの筐体部に設ける。これにより、ユニットの離合集散が自在に可能となる。   One embodiment of the present invention is an assembly of units each including a small drive circuit housing and a hairy flexible actuator using SMA (shape memory alloy), and is provided on a self-luminous video display device such as a liquid crystal display. Use it in the place. By controlling the bending of each actuator, the entire unevenness and movement are expressed. The degree of bending can be controlled by detecting a luminance signal from the bottom of the actuator, that is, an image displayed on the self-luminous image display device with a sensor (see the next section 2). Further, the actuator itself is highly independent and is configured to be operable only by supplying power to each other. For example, a connector that can supply electric power to each other when the casings of the actuators come into contact with each other is provided on the casing of each actuator. As a result, the unit can be separated and scattered freely.

2. 柔軟アクチュエータの変形方向の制御について
本発明の第2のユーザインタフェース装置は、所定のトリガによって通電する駆動回路を備えた筐体部と、駆動回路の通電時に発生する抵抗熱によって伸縮する形状記憶合金が長手方向に配設された毛状のアクチュエータとを有する、単一または複数のユニットで構成されたユーザインタフェース装置であり、このユーザインタフェース装置は、表示面が発光する表示装置の表示面上に配置されるものであり、筐体部は、表示装置の表示面と対向する面に、光を検出する光検出部を有しており、光検出部で光が検出されたことをトリガとして駆動回路に通電するようにしたものである。
2. Control of deformation direction of flexible actuator A second user interface device according to the present invention includes a housing portion having a drive circuit that is energized by a predetermined trigger, and a shape that expands and contracts due to resistance heat generated when the drive circuit is energized. A user interface device composed of a single unit or a plurality of units having a hair-like actuator in which a memory alloy is arranged in a longitudinal direction. The user interface device is a display surface of a display device that emits light on a display surface. The housing unit has a light detection unit that detects light on a surface facing the display surface of the display device, and triggers that light is detected by the light detection unit. The drive circuit is energized.

通常SMAは熱を加えることにより伸縮をする。そこで、シリコンチューブ等の管状体の内部にSMAを通すことによってSMAを柔軟アクチュエータの長手方向に配設し、熱によってSMAの伸縮を制御することでシリコンチューブの屈曲が変化するようにした。また、内部に複数本のSMAを通すことで、方向を含めた屈曲制御が可能となる。本発明の一態様では屈曲方向の制御に関して、色情報を利用するものとした。具体的には、画面にフルカラー映像を表示した上で、上記センサの前段でRGBのフィルタを通し、各色の強度と屈曲方向とを関連づけることにより、SMAの屈曲方向の制御を行う。すなわち、1本のSMAと1つの駆動回路・センサとを1つのセットとし、1つのユニット内にこのセットを複数設け、各セットのセンサには、異なる色の光を通過させるフィルタを前段に設ける。これにより、各セットのセンサは異なる色の光を検出することができる。そして、光が検出されたセンサを含む駆動回路で熱が発生し、その熱により、発熱した駆動回路と同じセットに含まれるSMAが伸縮し、シリコンチューブの屈曲が変化する。   SMA usually expands and contracts by applying heat. Therefore, the SMA was placed in the longitudinal direction of the flexible actuator by passing the SMA through a tubular body such as a silicon tube, and the bending of the silicon tube was changed by controlling the expansion and contraction of the SMA by heat. Moreover, bending control including the direction can be performed by passing a plurality of SMAs inside. In one embodiment of the present invention, color information is used for controlling the bending direction. Specifically, after displaying a full-color image on the screen, the bending direction of the SMA is controlled by associating the intensity of each color with the bending direction through an RGB filter before the sensor. That is, one SMA and one drive circuit / sensor are set as one set, and a plurality of sets are provided in one unit, and a filter that allows light of different colors to pass is provided in the front stage of each set of sensors. . Thereby, each set of sensors can detect light of a different color. Then, heat is generated in the drive circuit including the sensor in which the light is detected, and the SMA included in the same set as the generated drive circuit expands and contracts due to the heat, and the bending of the silicon tube changes.

3. タッチ認識機構について
本発明の第3のユーザインタフェース装置は、静電容量型タッチパネル上に配置される、毛状の入力受付部を備えた単一または複数のユニットで構成されたユーザインタフェース装置であって、入力受付部は、互いに絶縁された複数の導電体が入力受付部の長手方向に配されており、導電部の各々の下端は互いに異なる位置でタッチパネルと接触するように構成されており、導電部の上端部は、入力受付部の異なる位置において、ユーザが接触可能に構成されているものである。
3. Touch recognition mechanism A third user interface device according to the present invention is a user interface device configured by a single unit or a plurality of units including a hair-like input receiving unit disposed on a capacitive touch panel. The input receiving unit is configured such that a plurality of insulated conductors are arranged in the longitudinal direction of the input receiving unit, and the lower ends of the conductive units are in contact with the touch panel at different positions. In addition, the upper end portion of the conductive portion is configured so that the user can contact at different positions of the input receiving portion.

前項1,2の説明では、毛状柔軟アクチュエータは自発光式映像表示装置の上に置いて使用するとしていた。その代わりに、本発明の一態様では静電容量型液晶タッチパネルの上に置くことを考える。毛状柔軟アクチュエータの上部に導電体を配置し、そこから底部まで導線を配して、アクチュエータ上部と筐体底部とを電気的に接続する。これにより、アクチュエータ上部の接触を、静電容量型タッチパネルの機能を利用して検出することが可能となる。すなわち、ユーザが、アクチュエータ上部の導電体に触れると、その接触が、導電体と接続された導線を通して筐体底部まで伝わり、導線の筐体底部側の端部がタッチパネルに触れることによって、タッチパネル側では、その触れた点へのタッチとして認識される。さらに、毛状柔軟アクチュエータ上の軸方向に導電体を複数互いに絶縁して配置する。ここで、各導電体がアクチュエータの軸方向における異なる位置になるようにするとともに、各導電体に接続された導線の筐体底部側の下端部は底面上における異なる位置になるようにすることによって、上端部のそれぞれをタッチパネル上の異なる点として認識させることができる。これにより、アクチュエータをなでるといった複雑な動作の認識も可能となる。   In the explanations in the preceding paragraphs 1 and 2, the hairy flexible actuator is used by being placed on the self-luminous video display device. Instead, in one embodiment of the present invention, the liquid crystal touch panel is placed on a capacitive liquid crystal touch panel. A conductor is disposed on the upper portion of the hairy flexible actuator, and a conductive wire is disposed from the conductor to the bottom, thereby electrically connecting the upper portion of the actuator and the bottom of the housing. Thereby, it is possible to detect the contact of the upper part of the actuator by using the function of the capacitive touch panel. That is, when the user touches the conductor on the top of the actuator, the contact is transmitted to the bottom of the housing through the conductor connected to the conductor, and the end of the conductor on the bottom of the casing touches the touch panel. Then, it is recognized as a touch to the touched point. Furthermore, a plurality of conductors are arranged in an insulated manner in the axial direction on the hair-like flexible actuator. Here, each conductor is located at a different position in the axial direction of the actuator, and the lower end portion on the bottom side of the casing of the conductive wire connected to each conductor is located at a different position on the bottom surface. Each of the upper end portions can be recognized as a different point on the touch panel. Accordingly, it is possible to recognize a complicated operation such as stroking the actuator.

4. その他入力方法について
アクチュエータへのタッチ認識が可能であることから、アクチュエータを掴んだ状態で、画面に設置させたままの移動を検出することができる(タッチパネルのスライド動作に相当)。
また、駆動回路筐体底部に偏光フィルムを添付する。これにより、表示装置からの光量が、筐体部の回転に応じて変化することになる。すなわち、回転に応じた屈曲の制御が可能となる。
また、駆動回路筐体底部にタッチ認識用の導体部を2点用意する。すると、この2点の動きからも回転を認識することができる。
4. Other input methods Because it is possible to recognize the touch of the actuator, it is possible to detect movement while the actuator is held on the screen while holding the actuator (corresponding to the sliding operation of the touch panel).
A polarizing film is attached to the bottom of the drive circuit housing. Thereby, the light quantity from a display apparatus changes according to rotation of a housing | casing part. That is, the bending can be controlled according to the rotation.
Also, two touch recognition conductors are prepared at the bottom of the drive circuit housing. Then, the rotation can be recognized from the movement of these two points.

本発明によれば、毛状柔軟インタフェース装置による、拡張容易性やユーザとの新たなインタラクションが実現される。   According to the present invention, easiness of expansion and new interaction with the user are realized by the hairy flexible interface device.

本発明の実施形態である毛状柔軟インタフェース(1ユニット)の試作品をタブレット端末上に配置した様子を表した図である。It is the figure showing a mode that the prototype of the hairy flexible interface (1 unit) which is embodiment of this invention was arrange | positioned on the tablet terminal. 本発明の実施形態である毛状柔軟インタフェース(複数ユニット)を視覚ディスプレイ上に配置した様子と、毛状柔軟インタフェースの筐体底部の構成とを模式的に表した図である。It is the figure which represented typically a mode that the hair-like flexible interface (plural units) which is an embodiment of the present invention was arranged on a visual display, and the composition of the case bottom of a hair-like flexible interface. 本発明の実施形態である毛状柔軟インタフェース(1ユニット)の動作の様子を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the mode of operation | movement of the hairy flexible interface (1 unit) which is embodiment of this invention. 本発明の実施形態である毛状柔軟インタフェース(1ユニット)の回路構成を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the circuit structure of the hairy flexible interface (1 unit) which is embodiment of this invention. ディスプレイの画面輝度に応じたアクチュエータ部の屈曲量変化の一例を表した図である。It is a figure showing an example of the bending amount change of the actuator part according to the screen brightness | luminance of a display. 本発明の実施形態である毛状柔軟インタフェース(1ユニット)のタッチ認識の仕組みを模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the mechanism of the touch recognition of the hairy flexible interface (1 unit) which is embodiment of this invention. 図6に示した毛状柔軟インタフェースを静電容量型タッチパネル上に複数ユニット配置した例を表した図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which a plurality of units of the hairy flexible interface illustrated in FIG. 6 are arranged on a capacitive touch panel. 本発明の実施形態である毛状柔軟インタフェース(1ユニット)による側面分割タッチ検出方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the side division | segmentation touch detection method by the hair-like flexible interface (1 unit) which is embodiment of this invention. 本発明の実施形態である毛状柔軟インタフェース(1ユニット)による軸方向分割タッチ検出方法の他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the axial direction division | segmentation touch detection method by the capillary flexible interface (1 unit) which is embodiment of this invention. 本発明の実施形態である、回転に応じて屈曲方向を変える毛状柔軟インタフェースを模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the hairy flexible interface which changes the bending direction according to rotation which is embodiment of this invention. 本発明の実施形態である毛状柔軟インタフェースを用いた視触覚変換装置を示す図である。It is a figure which shows the visual tactile sense conversion apparatus using the hairy flexible interface which is embodiment of this invention. 本発明の実施形態である毛状柔軟インタフェースを用いた視触覚変換装置の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the visual tactile sensation conversion apparatus using the hairy flexible interface which is embodiment of this invention.

図1は、本発明の第1の実施形態となる毛状柔軟インタフェース(1ユニット)の試作品をタブレット端末上に配置した様子を表した図である。図に示したように、本実施形態の毛状柔軟インタフェースの1ユニットは、単一の毛状柔軟アクチュエータ部と、光センサ、駆動回路を含む筐体部とからなる。アクチュエータ部の表面はシリコンチューブであり、SMAが内蔵されている。このアクチュエータ部が屈曲する部位である。   FIG. 1 is a diagram showing a state in which a prototype of a hairy flexible interface (1 unit) according to the first embodiment of the present invention is arranged on a tablet terminal. As shown in the figure, one unit of the hairy flexible interface of the present embodiment is composed of a single hairy flexible actuator part, and a housing part including an optical sensor and a drive circuit. The surface of the actuator part is a silicon tube and SMA is built in. This is the part where the actuator part bends.

図2は、本発明の毛状柔軟インタフェース(複数ユニット)を視覚ディスプレイ(液晶画面)上に配置した様子と、毛状柔軟インタフェースの筐体底部の構成とを模式的に表した図である。また、図3は、本実施形態の毛状柔軟インタフェース(1ユニット)の動作の様子を模式的に表した図である。図に示したように、毛状柔軟アクチュエータが視覚ディスプレイの液晶画面からの輝度情報を筐体部の光センサで受け取り、それによってアクチュエータ部のSMAが伸縮することにより、アクチュエータ部のシリコンチューブが変形(屈曲)するものとなっている。   FIG. 2 is a diagram schematically showing a state in which the hairy flexible interface (a plurality of units) of the present invention is arranged on a visual display (liquid crystal screen) and the configuration of the bottom of the case of the hairy flexible interface. FIG. 3 is a diagram schematically showing the operation of the hairy flexible interface (1 unit) of the present embodiment. As shown in the figure, the hairy flexible actuator receives the luminance information from the LCD screen of the visual display by the optical sensor of the housing part, and the SMA of the actuator part expands and contracts, thereby deforming the silicon tube of the actuator part (Bend).

図4は、本実施形態の毛状柔軟インタフェース(1ユニット)の回路構成を模式的に表した図である。図に示したように、この回路は、フォトトランジスタと増幅部(2つのトランジスタ)とから構成されている。フォトトランジスタで液晶画面から光を検知すると、その光量に応じた電流が増幅部に流れる。増幅部にて増幅された電流は、SMAに流れ、電流に応じた抵抗熱がSMAに発生する。この抵抗熱により、SMAが屈曲する。   FIG. 4 is a diagram schematically showing a circuit configuration of the hairy flexible interface (1 unit) of the present embodiment. As shown in the figure, this circuit includes a phototransistor and an amplifying unit (two transistors). When light is detected from the liquid crystal screen by the phototransistor, a current corresponding to the amount of light flows to the amplifying unit. The current amplified by the amplifying unit flows in the SMA, and resistance heat corresponding to the current is generated in the SMA. This resistance heat causes the SMA to bend.

図5は、ディスプレイの画面輝度に応じたアクチュエータ部の屈曲量変化の一例を表した図である。図の縦軸は、無通電状態(直立状態)から屈曲した量を示しており、縦軸の値が大きいほど大きく曲がっていることを意味する。また、横軸は、ディスプレイの画面輝度を表す。図に示したように、ディスプレイの画面輝度が大きくなるにつれて、アクチュエータ部の屈曲量が大きくなる。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a change in the amount of bending of the actuator unit according to the screen brightness of the display. The vertical axis in the figure indicates the amount of bending from the non-energized state (upright state), and the greater the value on the vertical axis, the greater the bending. The horizontal axis represents the screen brightness of the display. As shown in the figure, the amount of bending of the actuator portion increases as the screen brightness of the display increases.

次に、本発明の第2の実施形態となる、タッチ認識機能を有する毛状柔軟インタフェースについて説明する。本実施形態の毛状柔軟インタフェースは、静電容量型タッチパネルの上に置いて使用されることを想定している。この時、図6に模式的に示したように、アクチュエータ上部に導電ゴムなどの導電体を配置し、導電体と筐体底部とを電気的に接続する。これにより、ユーザが導電ゴムに接触すると、電荷が導線を通って筐体底部まで移動し、タッチパネル表面と接触している導線の筐体底部側の端部に達する。すなわち、導電ゴムに接触することが、電気的にはタッチパネルに直接接触するのと等価な状態となる。これはいわゆるタッチパネル用のタッチペンと同じ原理である。   Next, a hairy flexible interface having a touch recognition function, which is a second embodiment of the present invention, will be described. The hair-like flexible interface of the present embodiment is assumed to be used by being placed on a capacitive touch panel. At this time, as schematically shown in FIG. 6, a conductor such as conductive rubber is disposed on the top of the actuator, and the conductor and the bottom of the housing are electrically connected. As a result, when the user contacts the conductive rubber, the charge moves through the conductive wire to the bottom of the housing, and reaches the end of the conductive wire in contact with the touch panel surface on the bottom side of the housing. In other words, contacting the conductive rubber is electrically equivalent to directly contacting the touch panel. This is the same principle as a so-called touch pen for a touch panel.

図7は、図6に示した毛状柔軟インタフェースを静電容量型タッチパネル上に複数配置した例である。図7(a)のように、ユーザが複数本の毛状柔軟インタフェースの上部の導電体に接触すると、図7(b)のように、接触した毛状柔軟インタフェースが折れ曲がる。この動きは以下のようにして実現される。すなわち、タッチパネルは、接触した毛状柔軟インタフェースの筐体底部側の各端部においてタッチを認識し、それに応じて、図7(c)のように、接触した毛状柔軟インタフェースの筐体底部の光センサの位置を所定の輝度で発光させる。これにより、接触した毛状柔軟インタフェースの駆動回路で抵抗熱が発生し、その熱に応じてSMAが屈曲する。このように、毛状柔軟インタフェースを、ユーザのタッチ操作に応じて屈曲させることが可能になる。   FIG. 7 shows an example in which a plurality of hairy flexible interfaces shown in FIG. 6 are arranged on a capacitive touch panel. As shown in FIG. 7A, when the user contacts the conductors on the top of the plurality of hair-like flexible interfaces, the contacted hair-like flexible interfaces are bent as shown in FIG. 7B. This movement is realized as follows. That is, the touch panel recognizes a touch at each end on the bottom side of the contacted hairy flexible interface, and accordingly, as shown in FIG. The position of the photosensor is caused to emit light with a predetermined luminance. As a result, resistance heat is generated in the drive circuit of the contacted hairy flexible interface, and the SMA bends according to the heat. In this way, the hairy flexible interface can be bent according to the user's touch operation.

本実施形態の毛状柔軟インタフェースをさらに拡張し、毛状柔軟アクチュエータ上(表面)に複数の導電体を配置する。例えば図8は側面分割タッチ検出方式を示しており、アクチュエータの円周方向における異なる位置に複数の導電体を互いに絶縁しつつ設置し、筐体部底面において異なる位置になるように設置されている。図では、アクチュエータに設置された導電体である指接触部(1)、筐体部のパネル側接触部(1)を1つのセットとして、指接触部(2)、筐体部のパネル側接触部(2)、および、指接触部(3)、筐体部のパネル側接触部(3)の各セットとは互いに絶縁しつつ、3セットを設置した例を表している。各セットにおいて指接触部とパネル側接触部とは電気的に接続されている。これによって、ユーザが例えば指接触部(1)に接触すると、タッチパネルにおいてパネル側接触部(1)との接触位置においてタッチが検出される。同様に、指接触部(2)、(3)への接触に対しては、各々、パネル側接触部(2)、(3)との接触位置においてタッチが検出される。このように、アクチュエータに対して、接触した方向(指接触部)を区別して認識させることが可能となる。   The hair-like flexible interface of this embodiment is further expanded, and a plurality of conductors are arranged on the hair-like flexible actuator (surface). For example, FIG. 8 shows a side-division touch detection method, in which a plurality of conductors are installed at different positions in the circumferential direction of the actuator while being insulated from each other, and are installed at different positions on the bottom surface of the casing. . In the figure, the finger contact part (1), which is a conductor installed in the actuator, and the panel side contact part (1) of the housing part are combined into one set, and the finger contact part (2) and the panel side contact of the housing part This shows an example in which three sets are installed while being insulated from each set of the part (2), the finger contact part (3), and the panel side contact part (3) of the housing part. In each set, the finger contact portion and the panel side contact portion are electrically connected. As a result, when the user touches the finger contact portion (1), for example, a touch is detected at the contact position with the panel side contact portion (1) on the touch panel. Similarly, for the contact with the finger contact portions (2) and (3), a touch is detected at the contact position with the panel side contact portions (2) and (3), respectively. In this way, the actuator can distinguish and recognize the contact direction (finger contact portion).

なお、図中、SMA(1)〜(3)は、上記第1の実施形態と同様のものであり、図示されていない筐体部の光センサ、駆動回路が、SMA毎に独立して設けられている。これにより、タッチパネルに表示された画像による光を検出した光センサと対応するSMAが変形するので、アクチュエータの屈曲方向を制御することが可能になる。また、光センサの前段に異なる色の光を通過させるRGBのフィルタを設ければ、各センサは異なる色の光を検出することができ、色に応じた屈曲方向の制御も可能になる。また、指接触部およびパネル側接触部のセットと同じセット内にあるSMA(( )内の数字が同じもの)を対応づけておけば、アクチュエータ部のタッチに応じてそのアクチュエータ部を変形させることが可能になる。例えば、指接触部(1)にユーザがタッチすると、パネル側接触部(1)との接触位置においてタッチパネルがタッチを認識する。ここで、タッチパネル側の制御により、認識されたタッチに応じて、SMA(1)に対応する光センサの設置位置において、タッチパネルを所定の輝度や色で発光させる。そして、毛状柔軟インタフェース側では、SMA(1)に対応する光センサがその光を検知すると、その光センサに対応する筐体部の駆動回路が発熱し、その駆動回路に対応するSMA(1)が屈曲する。   In the figure, SMA (1) to (3) are the same as those in the first embodiment, and the optical sensor and the drive circuit of the housing portion not shown are provided independently for each SMA. It has been. As a result, the SMA corresponding to the optical sensor that detects light from the image displayed on the touch panel is deformed, so that the bending direction of the actuator can be controlled. If an RGB filter that allows light of different colors to pass is provided in front of the optical sensor, each sensor can detect light of different colors and can control the bending direction according to the color. In addition, if the SMA in the same set as the set of the finger contact part and the panel side contact part (the same number in parentheses) is associated, the actuator part can be deformed according to the touch of the actuator part. Is possible. For example, when the user touches the finger contact portion (1), the touch panel recognizes the touch at the contact position with the panel side contact portion (1). Here, by the control on the touch panel side, the touch panel is caused to emit light with a predetermined luminance or color at the installation position of the optical sensor corresponding to the SMA (1) according to the recognized touch. On the side of the hairy flexible interface, when the light sensor corresponding to the SMA (1) detects the light, the drive circuit of the housing section corresponding to the light sensor generates heat, and the SMA (1 ) Bends.

一方、図9は軸方向分割タッチ検出方式を示している。図に示したとおり、アクチュエータの軸方向に複数の導電体(指接触部(1)〜(3))を設置する。それぞれの導電体は、タッチパネル上の異なる点として認識されるように設計されている。すなわち、各導電体(指接触部(1)〜(3))と電気的に接続された下端部(パネル側接触部(1)〜(3))は、タッチパネルとの接触面である筐体部底面上の異なる位置にある。また、各指接触部と各パネル側接触部のセット(( )内の数字が同じもの)は、互いに絶縁されている。これによって、アクチュエータの軸方向において異なる位置でのユーザのタッチ動作が、タッチパネルにおける異なる位置でのタッチ動作として検出できるようになる。例えば、指接触部(1)の部分をタッチした場合には、指接触部(1)と電気的に接続されたパネル側接触部(1)とタッチパネルとの接触位置においてタッチが検出される。これにより、軸方向になでるといった行為を検出することが可能となる。すなわち、ユーザがアクチュエータに対してなでる操作を行うと、アクチュエータの軸方向の先端側の導電体である指接触部(1)から根元側の導電体である指接触部(2)(3)に向かってタッチが開始された後、アクチュエータの根元側の導電体である指接触部(3)から先端側の導電体である指接触部(2)(1)に向かってタッチが終了される。これに伴い、タッチパネルにおいて、各導電体の筐体部底部の対応する接触位置であるパネル側接触部(1)(2)(3)で順にタッチの開始が検出され、その後、各導電体の筐体部底部の対応する接触位置であるパネル側接触部(3)(2)(1)で順にタッチの終了が検出される。そして、この一連のタッチ開始から終了までのタッチ検出パターンを、タッチパネル側でなでるジェスチャとして認識するように実装しておけばよい。
また、図9に示したように、どの指接触部にタッチするかによってアクチュエータの屈曲の度合を変化させるように構成してもよい。具体的には、タッチパネルにおいて、パネル側接触部(1)(2)(3)のうちのどの接触部との接触位置においてタッチが認識されたかに応じて、筐体部の光センサの設置位置で発光させる輝度を変化させればよい。例えば、図5の例を用いると、パネル側接触部(1)との接触位置においてタッチが認識された場合に最も輝度が低く、パネル側接触部(3)においてタッチが認識された場合に輝度が最も高くなるようにすればよい。これにより、パネル側接触部(1)と接続されている指接触部(1)にタッチした場合にアクチュエータの屈曲が最も小さくなり、指接触部(3)にタッチした場合に屈曲が最も大きくなる。なお、この例では、1セットのSMA、駆動回路、光センサが設けられていることを前提としている。
On the other hand, FIG. 9 shows an axially divided touch detection method. As shown in the figure, a plurality of conductors (finger contact portions (1) to (3)) are installed in the axial direction of the actuator. Each conductor is designed to be recognized as a different point on the touch panel. That is, the lower end part (panel side contact part (1)-(3)) electrically connected with each conductor (finger contact part (1)-(3)) is a housing | casing which is a contact surface with a touch panel. It is in a different position on the bottom surface. Each finger contact portion and each panel side contact portion set (the same numbers in parentheses) are insulated from each other. Thereby, a user's touch operation at a different position in the axial direction of the actuator can be detected as a touch operation at a different position on the touch panel. For example, when the part of the finger contact part (1) is touched, the touch is detected at the contact position between the panel side contact part (1) electrically connected to the finger contact part (1) and the touch panel. This makes it possible to detect an action such as stroking in the axial direction. That is, when the user performs a stroke operation on the actuator, the finger contact portion (1) that is the conductor on the tip end side in the axial direction of the actuator changes from the finger contact portion (2) (3) that is the conductor on the root side. After the touch is started, the touch is ended from the finger contact portion (3) that is the conductor on the base side of the actuator toward the finger contact portion (2) and (1) that is the conductor on the tip side. Along with this, on the touch panel, the start of touch is detected in order at the panel side contact portions (1), (2), and (3) that are corresponding contact positions of the bottom portion of the casing of each conductor, and then the touch of each conductor is detected. The end of the touch is sequentially detected at the panel side contact portions (3), (2), and (1) that are corresponding contact positions on the bottom of the casing. The touch detection pattern from the start to the end of the series of touches may be mounted so as to be recognized as a gesture stroked on the touch panel side.
Further, as shown in FIG. 9, the degree of bending of the actuator may be changed depending on which finger contact portion is touched. Specifically, on the touch panel, the installation position of the optical sensor on the housing unit depends on which contact part of the panel side contact parts (1), (2), and (3) is touched. What is necessary is just to change the brightness | luminance to light-emit with. For example, using the example of FIG. 5, the luminance is lowest when a touch is recognized at the position of contact with the panel-side contact portion (1), and when the touch is recognized at the panel-side contact portion (3). Should be the highest. As a result, when the finger contact part (1) connected to the panel side contact part (1) is touched, the bending of the actuator becomes the smallest, and when the finger contact part (3) is touched, the bending becomes the largest. . In this example, it is assumed that one set of SMA, a drive circuit, and an optical sensor are provided.

図10は、本発明の第3の実施形態となる、回転に応じて屈曲方向を変える毛状柔軟インタフェースを模式的に表した図である。この毛状柔軟インタフェースは、筐体部に複数(ここでは2つ)の光センサを有しており、各光センサに対応する駆動回路とSMAを有している。また、図に示したとおり、各光センサは方向が異なる偏光フィルタ(ここでは縦偏光と横偏光)で覆われている。この毛状柔軟インタフェースを液晶ディスプレイ上に置いた場合、液晶ディスプレイからの光は、偏光フィルタによって偏光されるため、各偏光フィルタを透過する光の量が異なってくる。したがって、各光センサで検出される光の量が異なってくるため、各駆動回路で発生する抵抗熱の量も異なる。その結果、各駆動回路に対応するSMAの屈曲量も変わってくるため、各SMAの屈曲量に応じて毛状柔軟インタフェースの屈曲方向も変わってくる。図に示したように、この毛状柔軟インタフェースをユーザが回転させる動作を行うと、毛状柔軟インタフェースの筐体底部の向きによって各偏光フィルタを透過する光の量が変化するので、それに伴って、各光センサの受光量が変化し、各駆動回路で発生する抵抗熱が変化し、その結果、各SMAの屈曲量も変化し、毛状柔軟インタフェースの屈曲方向が変化する。これにより、毛状柔軟インタフェースの回転操作に応じて毛状部分の屈曲方向を変化させることが可能になる。   FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a hairy flexible interface that changes the bending direction in accordance with the rotation according to the third embodiment of the present invention. This hair-like flexible interface has a plurality (two in this case) of optical sensors in the casing, and has a drive circuit and an SMA corresponding to each of the optical sensors. Further, as shown in the figure, each optical sensor is covered with polarizing filters (in this case, longitudinally polarized light and laterally polarized light) having different directions. When this hairy flexible interface is placed on a liquid crystal display, the light from the liquid crystal display is polarized by the polarizing filter, so the amount of light that passes through each polarizing filter differs. Accordingly, since the amount of light detected by each optical sensor is different, the amount of resistance heat generated in each drive circuit is also different. As a result, the bending amount of the SMA corresponding to each drive circuit also changes, and the bending direction of the hairy flexible interface also changes according to the bending amount of each SMA. As shown in the figure, when the user rotates the capillary flexible interface, the amount of light transmitted through each polarizing filter changes depending on the orientation of the bottom of the casing of the capillary flexible interface. The amount of light received by each optical sensor changes, the resistance heat generated in each drive circuit changes, and as a result, the amount of bending of each SMA also changes, and the bending direction of the hairy flexible interface changes. Thereby, it becomes possible to change the bending direction of a hairy part according to rotation operation of a hairy flexible interface.

以上では、単一の毛状柔軟インタフェース・ユニットの動作を中心に説明してきたが、この毛状柔軟インタフェース・ユニットは、原理上、電源以外には外部と電気的な接続を必要としない (消費電力が充分に小さいため、電池を利用して電源を内蔵することも可能)。 そのため、複数のユニット間で、アクチュエータの筐体部が接触した時に、互いに電力を供給できるようなコネクタを設けることで、図2に示したように、アクチュエータを並べるだけで動作させることが可能となる。すなわち、並べるだけで必要な面積の凹凸表現が可能となる。
各ユニット同士の接続方法としては、例えば、以下の4つの方法が考えられる。
The above description has focused on the operation of a single capillary flexible interface unit. However, in principle, this capillary flexible interface unit requires no electrical connection to the outside other than the power supply. Since the power is small enough, it is possible to use a battery to incorporate the power supply.) Therefore, by providing a connector that can supply power to each other when the casing of the actuator comes into contact between a plurality of units, it is possible to operate by simply arranging the actuators as shown in FIG. Become. In other words, it is possible to express the unevenness of the required area simply by arranging them.
As a method for connecting each unit, for example, the following four methods are conceivable.

1つ目はブロック玩具のように、筐体に凹凸をつけて互いにはめあう方式である。ユニット同士が接触する接触部に金属端子をつけて、そこを経由してユニット間で電源を供給する。
2つ目はノートPCの電源コネクタのように、磁石を使ってユニット同士を互いにくっつけて、接触部に電源供給用の端子をつけておく方式である。
3つ目は給電用と送電用のコネクタ付きケーブルを各ユニットから出す方式である。
4つ目は透明の導電性フィルム上に各ユニットを配置する方式である。
The first is like a block toy, where the housings are fitted to each other with irregularities. A metal terminal is attached to a contact portion where the units contact each other, and power is supplied between the units via the metal terminal.
The second is a method of attaching units to each other using a magnet and attaching a terminal for supplying power to the contact portion, like a power connector of a notebook PC.
The third is a method in which cables with connectors for power feeding and power transmission are taken out from each unit.
The fourth method is to arrange each unit on a transparent conductive film.

1つ目・2つ目の方式では、ブロックのように互いにしっかりと接触した状態が実現できる。逆に、しっかりと接触しているので、配置の自由度が若干下がる。したがって、円など、曲線状の配置は困難となる。
3つ目・4つ目の方式は要するに互いを線で結ぶような方式であるから、円形など、配置の自由度は極めて高くなる。
また、4つ目の方式では、透明のフィルムを用いるため、フィルムの下にあるディスプレイ面からの光が妨げられることもない。
In the first and second methods, it is possible to achieve a state of being in close contact with each other like blocks. On the contrary, since the contact is tight, the degree of freedom of arrangement is slightly reduced. Therefore, a curved arrangement such as a circle is difficult.
Since the third and fourth methods are basically methods that connect each other with a line, the degree of freedom of arrangement such as a circle is extremely high.
In the fourth method, since a transparent film is used, light from the display surface under the film is not hindered.

次に、本発明の応用例を説明する。   Next, application examples of the present invention will be described.

1. 視触覚変換装置
タブレット端末のタッチパネル上に本発明の毛状柔軟インタフェースを配置することで、タッチパネルの表示面に表示された任意の静止画や動画を、本発明の毛状柔軟インタフェースで凹凸情報として表現することができる。すなわち、視触覚変換を可能とするインタフェースとなる。ここで、静止画や動画は、端末にカメラが搭載されている場合にはそのカメラで撮影されたものでもよいし、端末の記憶装置に記憶されたものであってもよい。図11は、図左側の初期状態から、図右側のように、タッチパネルの表示面に表示された線分を毛状柔軟アクチュエータが凹状に表現した様子を表している。これは、表示された線分の輝度情報に応じて、その線分上に配置された毛状柔軟アクチュエータのSMAが屈曲することによって実現される。図12は、タブレット端末と有線で接続されたカメラやタブレット端末の内蔵カメラで得られた画像を、毛状柔軟インタフェースを用いて触覚的に表現する例を模式的に表したものである。例えば、カメラとして深度カメラ(深度センサ)を用いて、奥行き情報を表すグレースケールの画像を取得した場合、その画像の輝度情報をそのまま用いて毛状柔軟アクチュエータのSMAを屈曲させることによって、深度カメラで撮影された被写体の凹凸情報をそのまま毛状柔軟インタフェースで表現することができる。
1. Visual / tactile sensation conversion device By arranging the hair-like flexible interface of the present invention on the touch panel of a tablet terminal, an arbitrary still image or video displayed on the display surface of the touch panel can be unevenly formed by the hair-like flexible interface of the present invention. It can be expressed as information. In other words, the interface enables visual / tactile conversion. Here, when the camera is mounted on the terminal, the still image or the moving image may be taken by the camera or stored in the storage device of the terminal. FIG. 11 shows a state where the line-shaped flexible actuator is expressed in a concave shape by the line segment displayed on the display surface of the touch panel from the initial state on the left side of the drawing, as shown on the right side of the drawing. This is realized by bending the SMA of the hair-like flexible actuator arranged on the line segment according to the luminance information of the displayed line segment. FIG. 12 schematically shows an example of tactilely expressing an image obtained by a camera connected to the tablet terminal by wire or a built-in camera of the tablet terminal using a hairy flexible interface. For example, when a gray scale image representing depth information is acquired using a depth camera (depth sensor) as a camera, the depth information is obtained by bending the SMA of the hairy flexible actuator using the luminance information of the image as it is. The unevenness information of the subject photographed with can be expressed as it is with the hairy flexible interface.

このような視触覚変換装置は、健常者と視覚障がい者との間でのコミュニケーションツールとして利用することも可能である。例えば健常者Aさんが、タブレット端末で絵を見ている、あるいは道案内のために案内図を描いたとする。そして、視覚障がい者Bさんにその内容を伝える場合、Bさんはこの毛状柔軟インタフェース(複数ユニット)を、Aさんのタブレット端末上に配置することで、毛状柔軟インタフェースの凹凸から、描かれた内容を把握することができる。なお、Aさんは、Bさん自身のタブレット端末に案内図を描いてもよい。   Such a visual / tactile sensation conversion device can also be used as a communication tool between a healthy person and a visually handicapped person. For example, suppose healthy person A is watching a picture on a tablet terminal or drawing a map for directions. And when telling the contents to visually impaired person B, Mr. B is drawn from the unevenness of the hairy flexible interface by placing this hairy flexible interface (multiple units) on Mr. A's tablet terminal. Can understand the contents. In addition, Mr. A may draw a guide map on Mr. B's own tablet terminal.

2. 凹凸による絵画表現
上記第1、第2の実施形態の毛状柔軟インタフェースを組み合わせたものを用いた場合(図8参照)、毛先もしくは側面への接触は、タッチパネルのタッチ認識機能を経由して、パネル側に送信される。これにより、毛状柔軟アクチュエータへの接触に応じて、触ったところの屈曲程度を変化させることが可能になる。つまり触ることによって屈曲量を変化させ、凹凸にて絵を描くことが可能である。
2. Painting expression by unevenness When using the combination of the hairy flexible interface of the first and second embodiments (see FIG. 8), the touch to the hair tip or the side is via the touch recognition function of the touch panel. And sent to the panel side. This makes it possible to change the degree of bending when touched according to the contact with the hairy flexible actuator. That is, it is possible to change the amount of bending by touching and draw a picture with unevenness.

3. 接触による二次元絵画表現
本発明の第2の実施形態の毛状柔軟インタフェースのように、インタフェースの各ユニットとタッチパネル側の通信を可能とすることで、手を使って毛状柔軟アクチュエータをより自由度の高い入力インタフェースとして利用可能となる。例えば図8に示した毛状柔軟アクチュエータをタッチパネル上に複数ユニット配置し、特定の毛状柔軟アクチュエータを曲げることで、タッチパネルに対して特定のポイントの輝度ないしは色の指定に変えることができる。これにより、毛状柔軟アクチュエータへの接触を利用した描画や高い自由度でのコマンド入力が可能となる。
3. Two-dimensional painting expression by contact Like the hairy flexible interface of the second embodiment of the present invention, by enabling communication between each unit of the interface and the touch panel side, the hairy flexible actuator can be used by hand. It can be used as an input interface with a higher degree of freedom. For example, by arranging a plurality of hair-like flexible actuators shown in FIG. 8 on the touch panel and bending a particular hair-like flexible actuator, it is possible to change the brightness or color to a specific point on the touch panel. As a result, drawing using contact with the hairy flexible actuator and command input with a high degree of freedom are possible.

4. 遠隔コミュニケーション
本発明の毛状柔軟アクチュエータの曲げ情報を、遠隔地にある同種の装置と互いに通信し、互いに遠隔地の曲げ情報に応じて、自らの曲げ状態を制御することが可能となる。すなわち、遠隔地間の触覚コミュニケーションが可能となる。ここで、曲げ情報の具体例としては、毛状柔軟インタフェースが設置されているタッチパネルの表示位置の輝度や色の情報とすることができる。この場合、前項2.と同様に、第1、第2の実施形態を組み合わせた毛状柔軟インタフェースを用いることが考えられる。例えば、送信元のユーザがアクチュエータ部にタッチを行うと、それに応じてそのユーザのアクチュエータ部が屈曲する。これと同時に、この屈曲を引き起こしたタッチパネルの発光情報(位置、輝度、色)を相手先のユーザのタッチパネル端末に送信し、相手先のユーザの端末では、受信した発光情報に応じてタッチパネルの発光を行う。相手先のユーザは、自らのタッチパネルに毛状柔軟インタフェースを配置しておけば、相手先ユーザの毛状柔軟インタフェースのアクチュエータ部は、この発光に応じて、送信元のユーザの同インタフェースと同じように屈曲する。
4. Remote communication The bending information of the hair-like flexible actuator of the present invention can be communicated with the same type of device at a remote place, and the bending state of each can be controlled according to the bending information at the remote place. . That is, tactile communication between remote locations is possible. Here, as a specific example of the bending information, it can be information on luminance and color of the display position of the touch panel on which the hairy flexible interface is installed. In this case, it is conceivable to use a hairy flexible interface in which the first and second embodiments are combined, as in the previous item 2. For example, when the transmission source user touches the actuator unit, the user's actuator unit bends accordingly. At the same time, the light emission information (position, brightness, color) of the touch panel that causes the bending is transmitted to the touch panel terminal of the partner user, and the touch panel terminal emits light according to the received light emission information. I do. If the user at the other end places the hairy flexible interface on his / her touch panel, the actuator unit of the hairy flexible interface of the other user will be the same as the same interface of the user at the source according to this light emission. Bend to.

また、SMAに沿うように光ファイバをはわせ、その状態でSMAが屈曲すると、屈曲した量に応じた光が光ファイバから漏れるので、この光の漏れ量を計測することで、どれくらい曲がったかを測ることができる。したがって、この漏れ量を曲げ情報として用いることも可能である。あるいは、ひずみゲージを用いて曲げ情報を取得することも可能である。この場合、SMAの屈曲によって変化する物理量は、光の漏れ量ではなく抵抗値となる。すなわち、SMAが変形した分だけ抵抗値が変化するので、それを測定する。さらに、SMAはその長さと抵抗値の間に比例関係が成立する(非特許文献1等参照)ことを利用し、抵抗値から屈曲量を推定することができるので、この抵抗値を計測した結果を曲げ情報として用いることもできる。   In addition, when the optical fiber is fitted along the SMA and the SMA is bent in that state, light according to the amount of bending leaks from the optical fiber. Can be measured. Therefore, this leakage amount can be used as bending information. Or it is also possible to acquire bending information using a strain gauge. In this case, the physical quantity that changes due to the bending of the SMA is not the amount of light leakage but the resistance value. That is, the resistance value changes by the amount of deformation of the SMA, and is measured. Furthermore, SMA uses the fact that a proportional relationship is established between its length and resistance value (see Non-Patent Document 1, etc.), so that the amount of bending can be estimated from the resistance value. Can also be used as bending information.

5. 音楽演奏装置
上記第2の実施形態の毛状柔軟アクチュエータを特定の場所に置き、アクチュエータ自体の回転、あるいはその曲げる方向や量、あるいは軸方向になでる動作によって音程や音色を連続的に変化させることが可能となる。すなわち、シンセサイザーなどの入力装置として構成可能である。また、逆に音声に合わせて変化する映像を利用することで、上記第1の実施形態の毛状柔軟アクチュエータを音楽に合わせて踊らせることが可能となる。すなわち、音楽の表現装置として構成することも可能である。
5. Musical performance device The hair-like flexible actuator of the second embodiment is placed at a specific location, and the pitch and tone are continuously changed by the rotation of the actuator itself, the direction and amount of bending, or the movement in the axial direction. It becomes possible to make it. That is, it can be configured as an input device such as a synthesizer. On the other hand, by using a video that changes in accordance with the sound, the hairy flexible actuator of the first embodiment can be danced to music. That is, it can be configured as a music expression device.

6. バーチャルペット
例えば上記第1の実施形態の毛状柔軟インタフェースの1ユニットのみを抜き出し、これをスマートホンやタブレット端末(以下、スマートホン等)上に固定する。そして、スマートホン等に記憶されているユーザの行動記録にもとづいて、ユーザの疲労度や精神状態を推定し、推定された疲労度や精神状態に応じた輝度情報や色情報を、毛状柔軟インタフェースが固定された位置に提示し、その輝度情報や色情報に応じて、毛状柔軟アクチュエータの動きで表現させる。きわめて生物らしい動きをさせることができるので、バーチャルペットとして構成する。さらには、上記第2の実施形態の毛状柔軟インタフェースの側面部への接触認識機構(図8,9)を利用して、なでると言ったインタラクションを可能とする。
6. Virtual pet For example, only one unit of the hairy flexible interface of the first embodiment is extracted and fixed on a smart phone or a tablet terminal (hereinafter referred to as a smart phone or the like). Then, based on the user's behavior record stored in a smart phone or the like, the user's fatigue level or mental state is estimated, and brightness information and color information corresponding to the estimated fatigue level and mental state are converted to hairy flexibility. The interface is presented at a fixed position, and is expressed by the movement of the hairy flexible actuator according to the luminance information and color information. Because it can be made to move very biologically, it is configured as a virtual pet. Furthermore, the contact recognition mechanism (FIGS. 8 and 9) for the side surface portion of the hairy flexible interface of the second embodiment enables the interaction that is said to be stroked.

7. コミュニケーションツール
例えば、スマートホン等に上記第1の実施形態の毛状柔軟インタフェースを取り付ける。そして、ショートメッセージサービスや、短文投稿サービス、SNS等の他者とのコミュニケーションのためのアプリケーションを実行し、他者からのメッセージと連動して毛状柔軟インタフェースを曲げる。具体的には、他者から所定の画像や文字、記号、アイコン、スタンプ等を受信した場合には、そのアプリケーションの制御により、スマートホン等の画面上の毛状柔軟インタフェースの筐体底部の光センサの位置を所定の輝度で発光させる。これにより、毛状柔軟インタフェースを曲げることができる。
また、上記第2、第3の実施形態の毛状柔軟インタフェースを動かすことによって、上記アプリケーションでメッセージの入力を行うことができる。具体的には、送信側のユーザが毛状柔軟インタフェースへのタッチやなでる動作、回転動作等を行うと、送信側のスマートホン等でこの動作を認識し、その内容を表すメッセージを受信側のスマートホン等に送信し、受信側のスマートホン等において、受信したメッセージに基づいて、受信側の毛状柔軟インタフェースの筐体底部の光センサの位置を所定の輝度で発光させることによって、毛状柔軟インタフェースを動かす。
このように、毛状柔軟インタフェースをコミュニケーションツールとともに用いることによって、より多彩なコミュニケーションが実現される。
7. Communication tool For example, the hair-like flexible interface of the first embodiment is attached to a smart phone or the like. And the application for communication with others, such as a short message service, a short sentence contribution service, and SNS, is performed, and a hair-like flexible interface is bent in conjunction with the message from others. Specifically, when a predetermined image, character, symbol, icon, stamp, or the like is received from another person, the light at the bottom of the casing of the hairy flexible interface on the screen of a smart phone or the like is controlled by the application. The position of the sensor is caused to emit light with a predetermined luminance. Thereby, the hairy flexible interface can be bent.
Further, by moving the hairy flexible interface of the second and third embodiments, a message can be input by the application. Specifically, when the user on the transmission side performs touching, stroking operation, rotation operation, etc. on the hairy flexible interface, the transmission side smartphone recognizes this operation and sends a message indicating the content on the reception side. By transmitting light to the smart phone on the receiving side and emitting light at a predetermined luminance on the bottom of the housing of the hairy flexible interface on the receiving side based on the received message in the receiving smart phone, etc. Move the flexible interface.
As described above, by using the hair-like flexible interface together with the communication tool, more various communications are realized.

8. ルアー(疑似餌)
毛状柔軟インタフェースをルアーの形状で作成する。すなわち、ルアーの芯部を毛状柔軟インタフェースとし、光センサは外光を検出できるようにする。このような構成のルアーを水中に投下し、水面上から投光器で水中を照らすことにより、ルアーの光センサが投光された光を検出し、駆動回路において検出された光に応じた抵抗熱を発生させ、SMAを屈曲させてルアーに動きを持たせる。
8. Lure (pseudo bait)
Create a hairy flexible interface in the shape of a lure. That is, the core portion of the lure is a hairy flexible interface, and the optical sensor can detect external light. The lure with such a configuration is dropped into the water, and the light is illuminated by the projector from the surface of the water, so the light sensor of the lure detects the projected light, and the resistance heat corresponding to the light detected in the drive circuit is generated. Generate and bend the SMA to make the lure move.

9. ゲームツール
毛状柔軟インタフェースをゲームのプレイヤ(キャラクタ、コマ)として用いる。スマートホン等の画面上に複数本(例えばプレイヤの数)の毛状柔軟インタフェースを配置する。ゲームのアプリケーションでは、各毛状柔軟インタフェースの筐体底部の光センサの位置において所望の輝度で画面を発光させるGUIを設ける。ユーザは、このGUIを用いて自分の毛状柔軟インタフェースのSMAを所望の量、向き(毛状柔軟インタフェースにSMA、駆動回路、光センサのセットを複数設けた場合)に屈曲させることにより、毛状柔軟インタフェースで構成されたプレイヤを動かすことができる。したがって、複数のユーザが各々のGUIを用いて自らの毛状柔軟インタフェースを動かすことにより、例えばチャンバラや指相撲のような対戦型ゲームを楽しむことができる。なお、毛状柔軟インタフェースが配置された(第1の)スマートホン等とは別の(第2の)スマートホン等でゲームアプリケーションを実行し、第2のスマートホン等でのGUIによる操作内容を第1のスマートホン等に送信することによって、第2のスマートホン等からの遠隔操作により、第1のスマートホン等に配置された毛状柔軟インタフェースを動かすことができる。
9. Game tool The hair-like flexible interface is used as a game player (character, piece). A plurality of hairy flexible interfaces (for example, the number of players) are arranged on a screen of a smart phone or the like. In the game application, a GUI that emits a screen with a desired luminance is provided at the position of the photosensor at the bottom of the casing of each hairy flexible interface. The user can use this GUI to bend the hair SMA of the hair-like flexible interface in the desired amount and direction (when the hair-like flexible interface is provided with a plurality of sets of SMAs, drive circuits, and optical sensors). A player configured with a flexible interface can be moved. Therefore, a plurality of users can enjoy a battle-type game such as chamara or finger sumo by moving their hairy flexible interface using their GUIs. The game application is executed on a (second) smart phone or the like that is different from the (first) smart phone or the like on which the hairy flexible interface is arranged, and the operation contents by the GUI on the second smart phone or the like are displayed. By transmitting to the first smart phone or the like, the hairy flexible interface arranged on the first smart phone or the like can be moved by remote control from the second smart phone or the like.

10. デジタルサイネージ
デジタルサイネージの表示面に毛状柔軟インタフェースを取り付け、デジタルサイネージに出力される、毛状柔軟インタフェースの筐体底部の光センサの位置での輝度情報に応じて、毛状柔軟インタフェースに動きを表現させるようにしてもよい。これにより、デジタルサイネージによる2次元的な表現だけでなく、そこに設けられた毛状柔軟インタフェースによる3次元的な動きの表現も加わり、人の目を惹きつける広告的効果の向上に資する。
10. Digital signage The hairy flexible interface is attached to the display surface of the digital signage according to the brightness information at the position of the optical sensor at the bottom of the housing of the hairy flexible interface that is output to the digital signage. You may make it express a motion. As a result, not only two-dimensional expression by digital signage but also three-dimensional movement expression by a hairy flexible interface provided therein contributes to the improvement of the advertising effect that attracts human eyes.

11. 光ファイバによる発光・表示機能の追加
毛状柔軟インタフェースと光ファイバ(例えば、毛状柔軟インタフェースと同程度の長さのもの)をディスプレイ上に混在させて配置させる。これにより、ディスプレイ上に表示出力される光の一部が光ファイバに入射し、光ファイバの先端部が発光する。これにより、光ファイバによる発光と毛状柔軟インタフェースの動きとが融合した新たな表現が可能になる。なお、光ファイバは、毛状柔軟インタフェースと一体的に構成してもよい。
11. Addition of light emission / display function using optical fiber Place a flexible capillary interface and an optical fiber (for example, the same length as the flexible capillary interface) on the display. As a result, part of the light displayed on the display is incident on the optical fiber, and the tip of the optical fiber emits light. This enables a new expression in which the light emission by the optical fiber and the movement of the hairy flexible interface are fused. The optical fiber may be integrated with the hairy flexible interface.

12. 毛状柔軟インタフェースによる物体搬送
毛状柔軟インタフェースをディスプレイ上に多数配置し、ディスプレイに表示出力する光を制御することにより、毛状柔軟インタフェースの表面に載せた物体を移動させることができる。また、毛状柔軟インタフェースが多数配置されたディスプレイを、上下逆に、すなわち、毛状柔軟インタフェースの先端部が床面に接するように配置し、ディスプレイに表示出力する光を制御することにより、毛状柔軟インタフェースを脚としてディスプレイを動かすことができる。
12. Object transportation by the hair-like soft interface By arranging many hair-like soft interfaces on the display and controlling the light output on the display, the object placed on the surface of the hair-like soft interface can be moved. In addition, a display having a large number of hairy flexible interfaces arranged upside down, that is, with the tip of the hairy flexible interface being in contact with the floor surface, and controlling the light output on the display, the hair The display can be moved using the flexible interface as a leg.

13. デザインのバリエーション
毛状柔軟インタフェースは、その本数や形、表面の素材等を変更することにより、様々なデザインとなる。例えば、ディスプレイを胴部、複数本の毛状柔軟インタフェースを脚部や羽として、昆虫や動物を模することが考えられる。また、1本の毛状柔軟インタフェースを尻尾や耳の形状にすることにより、スマートホン等のアクセサリのように用いることも考えられる。さらに、表面を毛で覆った毛状柔軟インタフェースを1本以上用いることによって、体表が毛で覆われた動物をよりリアルに表現することも考えられる。
13. Design Variations The hairy flexible interface can be designed in various ways by changing the number, shape, surface material, etc. For example, it is conceivable to imitate insects and animals by using the display as the torso and multiple hairy flexible interfaces as the legs and wings. It is also conceivable that one hairy flexible interface can be used like an accessory such as a smart phone by making the tail or ear shape. Furthermore, it may be possible to more realistically represent an animal whose body surface is covered with hair by using one or more hairy soft interfaces whose surfaces are covered with hair.

14. 光センサ以外のセンサ等の利用
上記の実施形態では、ディスプレイに表示出力された光を光センサによって検出することをトリガとして駆動回路に抵抗熱を発生させ、その抵抗熱によりSMAを屈曲させているが、圧力センサ、マイク、温度センサ、カラーセンサ、深度カメラ等の各種センサや、眼球運動、脳血流量、脳波、脈拍、血圧等の生体情報を測定する装置による取得結果に応じて抵抗熱を発生させるようにしてもよい。
例えば、エンターテインメント分野での用途としては、眼鏡に、小型の眼球運動計測装置と、まつ毛を模した毛状柔軟インタフェースとを設け、眼球運動に応じて毛状柔軟インタフェースのまつ毛を動かすようにすることが考えられる。また、かつらに頭髪を模した毛状柔軟インタフェースを植え付け、さらに脳血流量や脳波の計測装置を設け、計測結果に応じて毛状柔軟インタフェースの頭髪を動かすようにすることが考えられる。
また、SMA自体を、マイクロ波を検出するアンテナとして用いて、検出されたマイクロ波による発熱によってSMAを屈曲させるようにしてもよい。この場合は、別途センサや電源を設ける必要がない。
14. Utilization of sensor other than optical sensor In the above embodiment, resistance heat is generated in the drive circuit triggered by detection of light displayed on the display by the optical sensor, and the SMA is bent by the resistance heat. However, resistance depends on the results obtained by various sensors such as pressure sensors, microphones, temperature sensors, color sensors, depth cameras, and devices that measure biological information such as eye movements, cerebral blood flow, brain waves, pulse, blood pressure, etc. Heat may be generated.
For example, as an application in the entertainment field, the eyeglasses are provided with a small eye movement measuring device and a hairy soft interface simulating eyelashes, and the eyelashes of the hairy soft interface are moved according to eye movements. Can be considered. It is also conceivable that a hairy flexible interface imitating hair is planted in a wig, and a cerebral blood flow rate or brain wave measuring device is provided to move the hair of the hairy flexible interface according to the measurement result.
Further, the SMA itself may be used as an antenna for detecting a microwave, and the SMA may be bent by heat generated by the detected microwave. In this case, there is no need to provide a separate sensor or power source.

上記実施形態はあくまでも例示であり、上記のすべての説明が本発明の技術的範囲を限定的に解釈するために利用されるべきものではない。また、上記の実施形態におけるハードウェア構成や制御や処理内容等に対して、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な改変を行ったものも、本発明の技術的範囲に含まれる。
The above embodiment is merely an example, and all the above description should not be used to limit the technical scope of the present invention. In addition, the technical scope of the present invention includes various modifications made to the hardware configuration, control, processing contents, and the like in the above embodiments without departing from the spirit of the present invention.

Claims (9)

表示面が発光する表示装置の表示面上に配置されるユーザインタフェース装置であって、
前記表示装置の表示面と対向する面に設けられ、前記表示面の発光を検出する光検出部、および前記光検出部で光が検出されたときに通電する駆動回路を備えた筐体部と、前記駆動回路の通電時に発生する抵抗熱によって変形する形状記憶合金が長手方向に配置された毛状のアクチュエータとを有するユニットで構成され、
前記アクチュエータの形状記憶合金は、前記光検出部で検出した光の光量または輝度に応じた屈曲量で屈曲する
ことを特徴とするユーザインタフェース装置。
A user interface device disposed on a display surface of a display device whose display surface emits light,
A housing provided with a light detection unit that is provided on a surface facing the display surface of the display device and detects light emission of the display surface; and a drive circuit that is energized when light is detected by the light detection unit; And a unit having a hair-like actuator in which a shape memory alloy deformed by resistance heat generated during energization of the drive circuit is arranged in the longitudinal direction,
The user interface device, wherein the shape memory alloy of the actuator is bent with a bending amount corresponding to the light amount or luminance of light detected by the light detection unit.
表示面が発光する表示装置の表示面上に配置されるユーザインタフェース装置であって、
前記表示装置の表示面と対向する面に設けられ、前記表示面の発光を検出する光検出部、および前記光検出部で光が検出されたときに通電する駆動回路を備えた筐体部と、前記駆動回路の通電時に発生する抵抗熱によって変形する形状記憶合金が長手方向に配置された毛状のアクチュエータとを有するユニットで構成され、1ユニットの中に、前記光検出部、前記駆動回路、および前記形状記憶合金のセットが複数設置され、
前記ユニットの各セットの光検出部は、それぞれ異なる色の光を検出し、
前記ユニットの各セットの形状記憶合金は、対応する光検出部で検出された光の色に応じて変形する
ことを特徴とするユーザインタフェース装置。
A user interface device disposed on a display surface of a display device whose display surface emits light,
A housing provided with a light detection unit that is provided on a surface facing the display surface of the display device and detects light emission of the display surface; and a drive circuit that is energized when light is detected by the light detection unit; And a unit having a hair-like actuator in which a shape memory alloy deformed by resistance heat generated during energization of the drive circuit is arranged in the longitudinal direction, and the light detection unit and the drive circuit are included in one unit. And a plurality of sets of the shape memory alloy are installed,
The light detection unit of each set of the units detects light of different colors,
The shape memory alloy of each set of the units is deformed according to the color of light detected by the corresponding light detection unit.
表示面が発光するタッチパネル上に配置されるユーザインタフェース装置であって、
前記タッチパネルと対向する面に設けられ、前記タッチパネルの発光を検出する光検出部、および前記光検出部で光が検出されたときに通電する駆動回路を備えた筐体部と、前記駆動回路の通電時に発生する抵抗熱によって変形する形状記憶合金が長手方向に配置された毛状のアクチュエータと、前記アクチュエータ上に配置され、前記筐体部の底部に電気的に接続された導電体とを有するユニットで構成され、
前記タッチパネルは、ユーザが前記導電体に接触したことにより電荷が前記筐体部の底部に達すると、前記導電体に対応する位置を発光させる
ことを特徴とするユーザインタフェース装置。
A user interface device arranged on a touch panel on which a display surface emits light,
A light detection unit that is provided on a surface facing the touch panel and that detects light emission of the touch panel; a housing unit that includes a drive circuit that is energized when light is detected by the light detection unit; and A hair-like actuator in which a shape memory alloy that is deformed by resistance heat generated during energization is disposed in the longitudinal direction, and a conductor that is disposed on the actuator and is electrically connected to the bottom of the housing. Composed of units,
The touch panel causes a position corresponding to the conductor to emit light when an electric charge reaches the bottom of the casing due to a user touching the conductor.
前記導電体は、前記アクチュエータ上に複数配置され、
前記複数の導電体はそれぞれ、前記筐体の底部の異なる位置に接続され、
前記タッチパネルは、ユーザが接触した導電体に対応する位置を発光させる
ことを特徴とする請求項3に記載のユーザインタフェース装置。
A plurality of the conductors are disposed on the actuator,
Each of the plurality of conductors is connected to a different position on the bottom of the housing part ,
The user interface device according to claim 3, wherein the touch panel emits light at a position corresponding to a conductor contacted by a user.
前記タッチパネルは、前記導電体ごとに、対応する位置の発光輝度を変化させ、
前記形状記憶合金は、対応する光検出部で検出した光の輝度に応じた屈曲量で屈曲する
ことを特徴とする請求項4に記載のユーザインタフェース装置。
The touch panel changes the light emission luminance of the corresponding position for each conductor,
5. The user interface device according to claim 4, wherein the shape memory alloy is bent with a bending amount corresponding to the luminance of light detected by a corresponding light detection unit.
表示面が発光するタッチパネルの表示面上に配置されるユーザインタフェース装置であって、
前記タッチパネルの表示面と対向する面に設けられ、前記表示面の発光を検出する光検出部、および前記光検出部で光が検出されたときに通電する駆動回路を備えた筐体部と、前記駆動回路の通電時に発生する抵抗熱によって変形する形状記憶合金が長手方向に配置された毛状のアクチュエータとを有するユニットで構成され、1ユニットの中に、前記光検出部、駆動回路、および形状記憶合金のセットが複数設置されるとともに、各セットにそれぞれ対応して、前記筐体の底部の異なる位置に接続された複数の導電体が前記アクチュエータ上に設置され、
前記タッチパネルは、ユーザが接触した導電体に対応する位置を発光させ、
前記タッチパネル上の発光した位置に対応する光検出部で発光が検出されると、当該光検出部に対応する形状記憶合金が変形する
ことを特徴とするユーザインタフェース装置。
A user interface device disposed on a display surface of a touch panel on which a display surface emits light,
A light detection unit that is provided on a surface facing the display surface of the touch panel , detects a light emission of the display surface, and a housing unit including a drive circuit that is energized when light is detected by the light detection unit; A unit having a hair-like actuator in which a shape memory alloy deformed by resistance heat generated when the drive circuit is energized is arranged in a longitudinal direction, and the light detection unit, the drive circuit, and A plurality of sets of shape memory alloys are installed, and corresponding to each set, a plurality of conductors connected to different positions on the bottom of the housing unit are installed on the actuator,
The touch panel emits light at a position corresponding to a conductor contacted by a user,
A user interface device, wherein when light emission is detected by a light detection unit corresponding to a light emission position on the touch panel, a shape memory alloy corresponding to the light detection unit is deformed.
前記ユニットの各セットの光検出部は、それぞれ異なる色の光を検出し、
前記ユニットの各セットの形状記憶合金は、対応する光検出部で検出された光の色に応じて変形する
ことを特徴とする請求項6に記載のユーザインタフェース装置。
The light detection unit of each set of the units detects light of different colors,
7. The user interface device according to claim 6, wherein the shape memory alloy of each set of the units is deformed according to the color of light detected by a corresponding light detection unit.
前記複数の導電体は、前記アクチュエータの異なる周方向の位置、または前記アクチュエータの異なる長手方向の位置に設置される
ことを特徴とする請求項6または7に記載のユーザインタフェース装置。
The user interface device according to claim 6 or 7, wherein the plurality of conductors are installed at different circumferential positions of the actuator or at different longitudinal positions of the actuator.
表示面が発光する表示装置の表示面上に配置されるユーザインタフェース装置であって、
前記表示装置の表示面と対向する面に設けられ、前記表示面の発光を検出する光検出部、および前記光検出部で光が検出されたときに通電する駆動回路を備えた筐体部と、前記駆動回路の通電時に発生する抵抗熱によって変形する形状記憶合金が長手方向に配置された毛状のアクチュエータとを有するユニットで構成され、1ユニットの中に、前記光検出部、駆動回路、および形状記憶合金のセットが複数設置され、
前記ユニットの各セットの光検出部は、それぞれ異なる方向の光を偏光する偏光フィルタで覆われ、
前記ユニットが前記表示装置の表示面上で回転動作されたときに、当該回転動作に応じて変化する、各光検出部で対応する偏光フィルタを透過して検出される光量に応じて、対応する形状記憶合金が変形する
ことを特徴とするユーザインタフェース装置。
A user interface device disposed on a display surface of a display device whose display surface emits light,
A housing provided with a light detection unit that is provided on a surface facing the display surface of the display device and detects light emission of the display surface; and a drive circuit that is energized when light is detected by the light detection unit; And a unit having a hair-like actuator in which a shape memory alloy deformed by resistance heat generated during energization of the drive circuit is arranged in the longitudinal direction, and in one unit, the light detection unit, the drive circuit, And multiple sets of shape memory alloys,
The light detection unit of each set of the units is covered with a polarization filter that polarizes light in different directions,
When the unit is rotated on the display surface of the display device, corresponding to the amount of light detected by transmitting through the corresponding polarizing filter in each light detection unit, which changes according to the rotation operation. A user interface device in which a shape memory alloy is deformed.
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