WO2012102054A1 - 触感呈示装置 - Google Patents

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slide operation
touch sensor
user
unit
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須藤 智浩
裕 鶴田
敦夫 千葉
元昭 阿部
那由 能町
永愛 本間
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    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0487Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser
    • G06F3/0488Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures
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    • G06F2203/00Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/01Indexing scheme relating to G06F3/01
    • G06F2203/014Force feedback applied to GUI

Definitions

  • the present invention relates to a device that presents a tactile sensation in response to contact, and more particularly to a device that presents a different tactile sensation depending on the position in response to an operation of sliding a touch panel with a finger.
  • the touch panel is usually used in combination with a touch sensor that detects a user input operation and a display device such as a liquid crystal panel.
  • the touch panel When a user touches or applies pressure to an object such as an icon displayed on the touch panel with a finger or a pen called a stylus, the touch panel outputs position information corresponding to the position on the screen of the display device as an electrical signal. .
  • a touch panel portable terminal or the like executes a predetermined operation such as application activation in accordance with the received position information on the screen.
  • the interface using the touch panel has an advantage that the user can operate intuitively.
  • Patent Document 1 relates to a navigation device, and map data can be corrected by performing a slide operation from the original route toward the route to be corrected on a road map displayed on the screen. .
  • the touch panel detects a slide operation, and the navigation device can correct data such as map data according to the detected position of the slide operation.
  • an object of the present invention made in view of such points is to present different tactile sensations to the user's finger during the slide operation according to the position of the user's finger during the slide operation when the user's slide operation is detected.
  • An object of the present invention is to provide a tactile sensation presentation apparatus that can perform the above.
  • a tactile sensation providing apparatus includes: A touch sensor for detecting contact; A tactile sensation providing unit that presents a tactile sensation to a contact object that contacts the touch sensor; When the touch sensor detects a slide operation by the contact object, the touch object during the slide operation has a different tactile sensation according to the position of the contact object during the slide operation while continuously presenting the tactile sensation.
  • a control unit for controlling the tactile sensation presenting unit to present It is characterized by providing.
  • the tactile sensation providing device further includes: A display unit for displaying a map, which is arranged over the touch sensor; A storage unit for storing map data including characteristic information of each place on the map; With When the touch sensor detects the slide operation by the contact target, the control unit performs the slide according to the characteristic information of the place on the map corresponding to the position of the contact target during the slide operation. It is desirable to control the tactile sensation providing unit so as to present different tactile sensations to the contact target being operated.
  • the characteristic information is altitude information.
  • control unit searches for a route from a departure place to a destination and controls the display unit to display the route on the map to be displayed.
  • a re-search operation by the contact target is detected in a predetermined area including the upper position, it is desirable to re-search another route including an area having a height difference smaller than the height difference in the predetermined area.
  • the solution of the present invention has been described as an apparatus.
  • the present invention can be realized as a method, a program, and a storage medium that stores the program substantially corresponding to these, and the scope of the present invention. It should be understood that these are also included.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the tactile sensation providing apparatus 100.
  • the tactile sensation providing apparatus 100 includes a control unit 110, a touch sensor 120, a tactile sensation providing unit 130, a press detection unit 140, a display unit 150, a storage unit 160, and a position information acquisition unit 170.
  • the control unit 110 controls and manages the entire tactile sensation providing apparatus 100 including each functional unit of the tactile sensation providing apparatus 100, and is configured by a suitable processor such as a CPU.
  • the touch sensor 120 detects contact with the touch surface 120A with a finger, a stylus pen, or the like.
  • the touch sensor 120 outputs a known transparent two-dimensional position information such as a resistive film type, a capacitance type, and an optical type. It consists of a touch sensor and is arranged on the front surface of the display unit 150.
  • the position information from the touch sensor 120 is supplied to the control unit 110.
  • An object that contacts the touch surface 120A such as a user's finger or stylus is hereinafter referred to as a “contact object”.
  • the user's finger will be described as an example of the contact target, but this is an example, and the contact target is not limited to the user's finger.
  • the touch sensor 120 detects an input.
  • the touch sensor 120 is optical, the touch sensor 120 detects a position where infrared rays are blocked by a finger or the like, and therefore can detect an input even when there is no physical depression.
  • the tactile sensation providing unit 130 transmits vibration to the touch surface 120A of the touch sensor 120, and is configured using, for example, a piezoelectric element or an ultrasonic transducer.
  • a tactile sensation can be presented to the user's finger or the like pressing the touch sensor 120.
  • the tactile sensation providing unit 130 can be configured to indirectly vibrate the touch surface 120A of the touch sensor 120 with a vibration motor (eccentric motor).
  • the tactile sensation providing unit 130 presents a different tactile sensation to the user's finger when the control unit 110 changes the driving voltage applied to the piezoelectric element.
  • the controller 110 can change the frequency, amplitude, waveform, etc. of the drive voltage.
  • the frequency and amplitude can be changed in magnitude, and the waveform can be a sine wave, a rectangular wave, a triangular wave, or the like.
  • the pressure detection unit 140 detects pressure on the touch surface 120A of the touch sensor 120.
  • a strain gauge sensor or a piezoelectric device whose physical or electrical characteristics (distortion, resistance, voltage, etc.) change according to the pressure. It is configured using elements and the like.
  • the piezoelectric element of the pressure detection unit 140 is a magnitude (or load) of a load (force) related to the pressure on the touch surface 120 ⁇ / b> A of the touch sensor 120.
  • the magnitude (voltage value) of the voltage which is an electrical characteristic, changes according to the speed (acceleration) at which the magnitude of (force) changes.
  • the pressure detection unit 140 notifies the control unit 110 of the magnitude of the voltage (voltage value (hereinafter simply referred to as data)).
  • the control unit 110 acquires the data when the press detection unit 140 notifies the control unit 110 of the data, or when the control unit 110 detects data related to the piezoelectric element of the press detection unit 140. That is, the control unit 110 acquires data based on the pressure load on the touch surface 120A of the touch sensor 120. That is, the control unit 110 acquires data based on the pressure from the pressure detection unit 140.
  • the tactile sensation providing unit 130 and the press detection unit 140 can be configured integrally with a common piezoelectric element. This is because the piezoelectric element has a property of generating electric power when pressure is applied and deforming when electric power is applied.
  • the press detection unit 140 can be used for the purpose of preventing malfunction. For example, when the data based on the pressure acquired from the pressure detection unit 140 satisfies a predetermined standard, the control unit 110 regards the contact by the user's finger detected by the touch sensor 120 as the operation, but the data based on the pressure. When the predetermined criteria are not satisfied, the control unit 110 does not regard the contact with the user's finger detected by the touch sensor 120 as an operation. By doing so, the control unit 110 can prevent malfunction caused by contact unintended by the user.
  • the display unit 150 includes, for example, a liquid crystal display (LCD) or an organic EL display.
  • the display unit 150 displays a map, various information, and the like.
  • a touch sensor 120 that detects an input to the touch surface 120 ⁇ / b> A by a user's finger or the like is disposed on the front surface of the display unit 150.
  • the storage unit 160 stores map data.
  • the map data includes map information and characteristic information of each location on the map.
  • the characteristic information is, for example, altitude, road width, road pavement status, and the like, and is information associated with each location on the map.
  • the storage unit 160 stores a tactile sensation pattern presented by the tactile sensation presentation unit 130 and also functions as a work memory.
  • the tactile sensation pattern is defined by the manner of vibration (frequency, phase, vibration interval, number of vibrations, etc.), the strength of vibration (amplitude, etc.) and the like.
  • the position information acquisition unit 170 acquires the current position (position information) of the tactile sensation providing apparatus 100, and is configured by, for example, a GPS (Global Positioning System) device or the like.
  • the position information acquisition unit 170 further includes an orientation sensor, and can also acquire a direction (azimuth information) in which a mobile terminal or the like in which the tactile sensation providing device 100 is incorporated is facing.
  • the position information acquisition unit 170 supplies the acquired position information and orientation information to the control unit 110.
  • the tactile sensation providing unit 130 provides different tactile sensations according to the position of the user's finger during the slide operation. The procedure for presenting will be described.
  • the touch sensor 120 When the touch sensor 120 detects the slide operation, the touch sensor 120 outputs position information of the user's finger during the slide operation to the control unit 110 (step S101).
  • the position information of the user's finger is continuously output to the control unit 110 as the user's finger moves on the touch sensor 120 from the start to the end of the slide operation.
  • the control unit 110 reads information on the applied voltage to be applied to the tactile sensation providing unit 130 from the storage unit 160 in accordance with the position of the user's finger continuously received from the touch sensor 120 during the slide operation (step S102).
  • the control unit 110 applies the applied voltage read from the storage unit 160 in step S102 to the tactile sensation providing unit 130.
  • the tactile sensation providing unit 130 presents a tactile sensation according to the position of the slide operation on the user's finger during the slide operation (step S103). For example, when the display unit 150 displays a map, the tactile sensation providing unit 130 provides a tactile sensation according to altitude, road width, road pavement status, and the like at a location corresponding to the position of the user's finger on the map. Present.
  • the tactile sensation providing apparatus 100 can present different tactile sensations during the slide operation according to the position of the user's finger on the touch sensor 120 during the slide operation when the user performs the slide operation. .
  • the tactile sensation providing unit 130 presents a different tactile sensation according to altitude information at the position of the user's finger on the map displayed by the display unit 150.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating a scene in which a user starts a slide operation in which the user slides the touch sensor 120 with a finger in the navigation device.
  • the display unit 150 displays a recommended route searched by the control unit 110 according to a map and a departure place and a destination set by the user.
  • FIG. 3B shows the tactile sensation presented by the tactile sensation providing unit 130 during the slide operation.
  • the horizontal axis corresponds to the distance that the user moved the finger by the slide operation
  • the vertical axis corresponds to the altitude of the place on the map where the user is performing the slide operation. It represents the feeling of touch.
  • the vertical axis in FIG. 3B corresponds to the altitude of the place on the map during the user's slide operation. That is, the tactile sensation providing unit 130 presents a tactile sensation that the user feels “high altitude” such as strong vibration when the altitude of the place on the map corresponding to the position of the user's finger is high. When the altitude of the place on the map corresponding to is low, a tactile sensation that the user feels “low altitude” such as weak vibration is presented.
  • FIG. 3B illustrates a tactile sensation that the user receives according to altitude information during the slide operation shown in FIG.
  • the graph shown in FIG. 3B has a gentle downward slope. This indicates that during the slide operation, the user is presented with a tactile sensation that feels that the altitude gradually decreases from the tactile sensation providing unit 130. That is, the route on the map traced by the user in the slide operation is a gentle downhill.
  • the tactile sensation presented by the tactile sensation providing unit 130 may correspond to the absolute value of the altitude, or may correspond to the relative altitude from the reference based on the altitude of the place where the slide operation is started. Good.
  • FIG. 3C shows a state in which the user is further performing a slide operation to the right after FIG. 3A.
  • FIG. 3D illustrates the tactile sensation that the user receives according to the altitude information during the slide operation shown in FIG.
  • the part following FIG. 3B of the graph shown in FIG. This indicates that during the slide operation, the user is presented with a tactile sensation that feels as the altitude increases from the tactile sensation providing unit 130. That is, following FIG. 3B, the route on the map traced by the user in the slide operation is an uphill.
  • FIG. 3 (e) shows a state in which the user is performing a slide operation in the upward direction following FIG. 3 (c).
  • FIG. 3 (f) illustrates the tactile sensation that the user receives according to the altitude information during the slide operation shown in FIG. 3 (e).
  • the part following FIG. 3D of the graph shown in FIG. 3F is flattened after the right shoulder is lowered. This indicates that during the slide operation, the user is presented with a tactile sensation that feels that the altitude is decreasing from the tactile sensation providing unit 130, and then is presented with a tactile sensation that the altitude does not change. That is, following FIG. 3D, the route on the map that the user traced in the slide operation is flattened after the downhill.
  • the altitude information corresponding to the location on the map is presented as the tactile sensation corresponding to the altitude from the tactile sensation providing unit 130, so that the user can intuitively know the altitude at the location on the map displayed by the display unit 150. Can be grasped.
  • the control unit 110 reads a map from the storage unit 160 (step S201).
  • the control unit 110 displays the read map on the display unit 150 (step S202).
  • the touch sensor 120 detects the slide operation, the touch sensor 120 outputs position information of the user's finger during the slide operation to the control unit 110 (step S203).
  • the position information of the user's finger is continuously output to the control unit 110 as the user's finger moves on the touch sensor 120 from the start to the end of the slide operation.
  • the control unit 110 should be applied from the storage unit 160 to the tactile sensation providing unit 130 according to the altitude information of the location on the map corresponding to the position of the user's finger continuously received from the touch sensor 120 during the slide operation. Information on the applied voltage is read (step S204).
  • the control unit 110 applies the applied voltage read from the storage unit 160 in step S204 to the tactile sensation providing unit 130.
  • the tactile sensation providing unit 130 presents a tactile sensation according to altitude information of a place on the map corresponding to the position of the slide operation on the finger of the user during the slide operation (step S205).
  • FIG. 5A is a diagram illustrating a scene in which the user performs a slide operation in which the user slides the recommended route on the touch sensor 120 with a finger in the navigation device.
  • the user performs a slide operation from the left to the right on the touch sensor 120.
  • FIG. 5B illustrates the tactile sensation that the user receives during the slide operation of sliding along the recommended route shown in FIG.
  • the graph shown in FIG. 5B rises to the right after a flat state continues for a while. This indicates that in the second half of the slide operation, the user is presented with a tactile sensation that the user feels as the altitude increases from the tactile sensation providing unit 130. That is, the recommended route on the map that the user traced in the latter half of the slide operation is an uphill.
  • FIG. 5C illustrates a difference in elevation in a predetermined area where the user's finger is placed on the recommended route when the user is presented with a tactile sensation indicating that there is an uphill on the recommended route by the tactile sensation providing unit 130. It is a figure which shows the operation
  • re-search action There are several actions that are suitable for the action that causes another route to be re-searched.
  • FIG. 5C shows a recommended route by dragging a part of the recommended route. An example of dropping at a location off the top is shown.
  • the control unit 110 when the recommended route is slid on the recommended route, the control unit 110 is smaller than the height difference in the predetermined region when the user performs a re-search operation in the predetermined region on the recommended route. Search for another route that consists only of elevation differences.
  • FIG. 5D is a diagram illustrating a display on the display unit 140 when the operation illustrated in FIG. 5C is performed.
  • the control unit 110 triggers the route re-search. It can be.
  • control unit 110 may, for example, perform an operation in which the user moves his / her finger finely on the recommended route, or reverses the recommended route.
  • the touch sensor 120 detects an action of sliding, the action may be used as a trigger for route re-search.
  • FIG. 5E the control unit 110 automatically performs a re-search after the re-search operation shown in FIG. 5D is detected by the touch sensor 120, and displays another route that has been re-searched.
  • FIG. 6 is a diagram showing a state displayed on a unit 150.
  • the tactile sensation providing unit 130 presents a tactile sensation indicating that it is an uphill and has only a height difference smaller than the recommended route. A procedure for automatically re-searching the route by the control unit 110 will be described.
  • the control unit 110 reads a map from the storage unit 160 (step S301).
  • the control unit 110 displays the read map on the display unit 150 (step S302).
  • the control unit 110 searches for a recommended route based on the departure place and destination input by the user, and causes the display unit 150 to display the recommended route (step S303).
  • the touch sensor 120 detects a slide operation on the recommended route
  • the touch sensor 120 outputs position information of the user's finger during the slide operation to the control unit 110 (step S304).
  • the position information of the user's finger is continuously output to the control unit 110 as the user's finger moves on the touch sensor 120 from the start to the end of the slide operation.
  • the control unit 110 applies an application to be applied from the storage unit 160 to the tactile sensation providing unit 130 according to altitude information on the recommended route corresponding to the position of the user's finger continuously received from the touch sensor 120 during the slide operation. Voltage information is read (step S305).
  • the control unit 110 applies the applied voltage read from the storage unit 160 in step S305 to the tactile sensation providing unit 130.
  • the tactile sensation providing unit 130 presents a tactile sensation according to altitude information of a place on the map corresponding to the position of the slide operation on the finger of the user during the slide operation (step S306).
  • the touch sensor 120 detects a re-search operation in a predetermined area on the recommended route, the touch sensor 120 notifies the control unit 110 to that effect (step S307).
  • the control unit 110 automatically re-searches another route having only a height difference smaller than the height difference in the predetermined area, and causes the display unit 150 to display the re-searched different route (step S308).
  • the tactile sensation providing apparatus 100 can intuitively present the user with the tactile sensation presented by the tactile sensation providing unit 130 when there is an uphill on the recommended route.
  • the control unit 110 automatically selects another route having only a height difference smaller than the height difference in the predetermined area in accordance with the re-search operation. Can be searched again.
  • the display unit 150 and the touch sensor 120 in the description of the above embodiment are configured by an integrated device, for example, by providing both functions of the display unit 150 and the touch sensor 120 on a common substrate. Also good.
  • a plurality of photoelectric conversion elements such as photodiodes are regularly arranged in a matrix electrode array of pixel electrodes included in the liquid crystal panel.
  • This device displays an image with a liquid crystal panel structure, while reflecting the light of a backlight for liquid crystal display at the tip of a pen that touches and inputs a desired position on the surface of the panel. The reflected light is reflected by peripheral photoelectric conversion elements.
  • the touch position can be detected by receiving the light.

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Abstract

 ユーザのスライド操作を検出した場合に、スライド操作中のユーザの指の位置に応じて、スライド操作中のユーザの指に異なる触感を呈示することができる触感呈示装置を提供する。 本発明に係る触感呈示装置は、接触を検出するタッチセンサ120と、タッチセンサ120に接触する接触対象に触感を呈示する触感呈示部130と、タッチセンサ120が接触対象によるスライド操作を検出した場合に、連続的に触感を呈示しながら当該スライド操作中の接触対象の位置に応じて、当該スライド操作中の接触対象に異なる触感を呈示するように触感呈示部130を制御する制御部110と、を備えることを特徴とする。

Description

触感呈示装置 関連出願へのクロスリファレンス
 本出願は、日本国特許出願2011-15708号(2011年1月27日出願)の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
 本発明は、接触に応じて触感を呈示する装置に関し、特に、タッチパネルを指でスライドする操作に対し、位置に応じて異なる触感を呈示する装置に関するものである。
 近年、タッチパネルを利用した様々なユーザインタフェースが提供されている。タッチパネルは、通常、ユーザの入力操作を検出するタッチセンサと液晶パネルのような表示装置とを組み合わせて使用される。
 タッチパネルに表示されるアイコンなどのオブジェクトに、ユーザが指やスタイラスと呼ばれるペンで触れたり圧力を加えたりすると、タッチパネルは、その表示装置の画面上の位置に対応する位置情報を電気信号として出力する。タッチパネル方式の携帯端末などは、受け取った画面上の位置情報に応じて、アプリケーション起動などの所定の動作を実行する。
 このように、タッチパネルを利用したインターフェースは、ユーザが直感的に操作することができるという利点がある。
 タッチパネルを利用したインターフェースには、タッチパネルを指でなぞる操作(以下スライド操作と称する)を検出するものもある。例えば、特許文献1は、ナビゲーション装置に関するものであり、画面上に表示される道路地図上において、もとの経路から修正したい経路に向けてスライド操作を行うと、地図データを修正することができる。
特開2007-205889号公報
 特許文献1に記載の発明によれば、タッチパネルは、スライド操作を検出し、検出したスライド操作の位置に応じて、ナビゲーション装置は、地図データなどのデータ修正を行うことができる。
 しかしながら、タッチパネルを利用した、さらなる直感的なユーザインタフェースが求められており、スライド操作についても、より直感的なユーザインタフェースが求められている。
 したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、ユーザのスライド操作を検出した場合に、スライド操作中のユーザの指の位置に応じて、スライド操作中のユーザの指に異なる触感を呈示することができる触感呈示装置を提供することにある。
 上述した諸課題を解決すべく、本発明に係る触感呈示装置は、
 接触を検出するタッチセンサと、
 前記タッチセンサに接触する接触対象に触感を呈示する触感呈示部と、
 前記タッチセンサが前記接触対象によるスライド操作を検出した場合に、連続的に触感を呈示しながら当該スライド操作中の前記接触対象の位置に応じて、当該スライド操作中の前記接触対象に異なる触感を呈示するように前記触感呈示部を制御する制御部と、
 を備えることを特徴とする。
 また、前記触感呈示装置は、さらに、
 前記タッチセンサに重ねて配される、地図を表示する表示部と、
 前記地図上における各場所の特性情報を含んだ地図データを記憶する記憶部と、
 を備え、
 前記制御部は、前記タッチセンサが前記接触対象による前記スライド操作を検出した場合に、当該スライド操作中の前記接触対象の位置に対応する前記地図上における場所の前記特性情報に応じて、当該スライド操作中の前記接触対象に異なる触感を呈示するように前記触感呈示部を制御することが望ましい。
 また、前記特性情報は高度情報であることが望ましい。
 また、前記制御部は、出発地から目的地までのルートを探索し、表示する前記地図上に当該ルートを表示するように前記表示部を制御し、前記制御部は、前記タッチセンサが前記ルート上の位置を含む所定領域において、前記接触対象による再探索動作を検出した場合に、当該所定領域における高低差よりも小さい高低差を有する領域からなる別ルートを再探索することが望ましい。
 上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
 本発明によれば、ユーザのスライド操作を検出した場合に、スライド操作中のユーザの指の位置に応じて、スライド操作中のユーザの指に異なる触感を呈示することができる。
本発明の一実施形態に係る触感呈示装置の概略構成を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る触感呈示装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る高度情報を触感により呈示する様子を説明する図である。 本発明の他の実施形態に係る触感呈示装置の高度情報に応じた触感を呈示する動作を説明するフローチャートである。 本発明の変形例に係る触感呈示装置のルートを再探索する動作を説明する図である。 本発明の変形例に係る触感呈示装置のルートを再探索する動作を説明するフローチャートである。
 以下、本発明に係る触感呈示装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
 図1は、触感呈示装置100の概略構成を示す機能ブロック図である。触感呈示装置100は、制御部110、タッチセンサ120、触感呈示部130、押圧検出部140、表示部150、記憶部160および位置情報取得部170を備える。
 制御部110は、触感呈示装置100の各機能部をはじめとして触感呈示装置100の全体を制御および管理するものであり、CPU等の好適なプロセッサによって構成される。
 タッチセンサ120は、そのタッチ面120Aに対する指やスタイラスペンなどによる接触を検出するもので、抵抗膜方式、静電容量方式、光学式等のタッチ位置の二次元位置情報を出力する公知の透明なタッチセンサからなり、表示部150の前面に配設される。このタッチセンサ120からの位置情報は、制御部110に供給される。ユーザの指やスタイラスなどのタッチ面120Aに接触する対象のことを、以下「接触対象」と称する。また、これ以後、接触対象としてユーザの指を例に説明するが、これは一例であり、接触対象をユーザの指に限定するものではない。なお、タッチセンサ120が入力を検出する上で、ユーザの指等がタッチセンサ120を物理的に押下することは必須ではない。例えば、タッチセンサ120が光学式である場合には、タッチセンサ120は、赤外線が指等により遮られた位置を検出するため、物理的な押下がない場合でも入力を検出することができる。
 触感呈示部130は、タッチセンサ120のタッチ面120Aに振動を伝えるもので、例えば、圧電素子または超音波振動子などを用いて構成する。この触感呈示部130が振動することにより、タッチセンサ120を押圧しているユーザの指などに対して触感を呈示することができる。また、触感呈示部130は、振動モータ(偏心モータ)により、タッチセンサ120のタッチ面120Aを間接的に振動させるように構成することもできる。
 また、触感呈示部130は、制御部110が圧電素子に印加する駆動電圧を変化させると、ユーザの指に異なる触感を呈示する。制御部110は、駆動電圧の周波数、振幅、波形などを変化させることができる。周波数および振幅は、大小を変化させることができ、波形は、サイン波、矩形波または三角波などとすることができる。
 押圧検出部140は、タッチセンサ120のタッチ面120Aに対する押圧を検出するもので、例えば、押圧に応じて物理的または電気的な特性(歪み、抵抗、電圧等)が変化する歪みゲージセンサや圧電素子等を用いて構成する。押圧検出部140が、例えば、圧電素子等を用いて構成された場合、押圧検出部140の圧電素子は、タッチセンサ120のタッチ面120Aに対する押圧に係る荷重(力)の大きさ(または、荷重(力)の大きさが変化する速さ(加速度))に応じて、電気的な特性である電圧の大きさ(電圧値)が変化する。押圧検出部140は、この電圧の大きさ(電圧値(以下、単にデータと称する))を、制御部110に通知する。制御部110は、押圧検出部140がデータを制御部110に通知することにより、または、制御部110が、押圧検出部140の圧電素子に係るデータを検出することにより、当該データを取得する。つまり、制御部110は、タッチセンサ120のタッチ面120Aに対する押圧加重に基づくデータを取得する。すなわち、制御部110は、押圧検出部140から押圧に基づくデータを取得する。なお、例えば、触感呈示部130および押圧検出部140を共に圧電素子を用いて構成する場合は、触感呈示部130および押圧検出部140を共通の圧電素子により一体化して構成することができる。圧電素子は、圧力が加えられると電力を発生し、電力が加えられると変形するという性質を有するためである。
 押圧検出部140は、誤動作防止を目的として用いることができる。例えば、押圧検出部140から取得する押圧に基づくデータが所定の基準を満たした際には、制御部110は、タッチセンサ120が検出したユーザの指による接触を操作とみなすが、押圧に基づくデータが所定の基準を満たさない場合は、制御部110は、タッチセンサ120が検出したユーザの指による接触を操作とみなさない。こうすることで、制御部110は、ユーザの意図しない接触による誤動作を防ぐことができる。
 表示部150は、例えば液晶ディスプレイ(LCD)または有機ELディスプレイなどで構成される。表示部150は、地図や各種情報等を表示する。表示部150の前面には、ユーザの指などによるタッチ面120Aへの入力を検出するタッチセンサ120が配設される。
 記憶部160は、地図データを記憶する。地図データには、地図情報、および、地図上における各場所の特性情報などが含まれる。特性情報とは、例えば、高度、道路の幅、道路の舗装状況などであり、地図上の各場所に対応付けられる情報である。
 また、記憶部160は、触感呈示部130が呈示する触感パターンなどを記憶するとともに、ワークメモリなどとしても機能する。ここで、触感パターンとは、振動の仕方(周波数、位相、振動間隔、振動回数など)や振動の強さ(振幅など)等により規定されるものである。
 位置情報取得部170は、触感呈示装置100の現在位置(位置情報)を取得するものであり、例えば、GPS(Global Positioning System)装置等によって構成される。位置情報取得部170は、さらに方位センサを備え、触感呈示装置100が組み込まれている携帯端末などが向いている方向(方位情報)を取得することもできる。位置情報取得部170は、取得した位置情報及び方位情報を制御部110に供給する。
 次に、図2に示すフローチャートを参照しながら、タッチセンサ120が、ユーザのスライド操作を検出したときに、触感呈示部130が、スライド操作中のユーザの指の位置に応じて、異なる触感を呈示する手順を説明する。
 タッチセンサ120は、スライド操作を検出すると、スライド操作中のユーザの指の位置情報を制御部110に出力する(ステップS101)。このユーザの指の位置情報は、スライド操作の開始から終了までの間、ユーザの指のタッチセンサ120上の動きに伴い連続的に制御部110に出力される。制御部110は、スライド操作中にタッチセンサ120から連続的に受け取るユーザの指の位置に応じて、記憶部160から、触感呈示部130に印加するべき印加電圧の情報を読み込む(ステップS102)。制御部110は、ステップS102において記憶部160から読み込んだ印加電圧を触感呈示部130に印加する。触感呈示部130は、スライド操作中のユーザの指に、当該スライド操作の位置に応じた触感を呈示する(ステップS103)。触感呈示部130は、例えば、表示部150が地図を表示している場合、地図上のユーザの指の位置に対応する場所における、高度、道路の幅、道路の舗装状況などに応じた触感を呈示する。
 このように、触感呈示装置100は、ユーザがスライド操作を実行したときに、スライド操作中におけるユーザの指のタッチセンサ120上の位置に応じて、スライド操作中に異なる触感を呈示することができる。
 次に、図3(a)~(f)を用いて、触感呈示装置100が携帯型のナビゲーション装置の一部として使用されている例を示す。この例においては、触感呈示部130は、表示部150が表示する地図上のユーザの指の位置における高度情報に応じて、異なる触感を呈示する。
 図3(a)は、ナビゲーション装置において、ユーザが指でタッチセンサ120をスライドするスライド操作を開始する場面を示す図である。具体的には、表示部150は、地図およびユーザが設定した出発地および目的地に応じて制御部110が探索した推奨ルートを表示している。
 また、図3(b)は、スライド操作中に、触感呈示部130が呈示する触感を示すものである。具体的には、図3(b)に示すグラフは、横軸が、ユーザがスライド操作によって指を動かした距離、縦軸が、ユーザがスライド操作中の地図上の場所の高度に対応して受ける触感を表したものである。
 また、図3(b)の縦軸は、ユーザがスライド操作中の地図上の場所の高度にも対応している。すなわち、触感呈示部130は、ユーザの指の位置に対応する地図上の場所の高度が高いときは、強い振動など、ユーザが「高度が高い」と感じる触感を呈示し、ユーザの指の位置に対応する地図上の場所の高度が低いときは、弱い振動など、ユーザが「高度が低い」と感じる触感を呈示する。
 つまり、図3(b)は、図3(a)に示すスライド操作の間に、ユーザが高度情報に応じて受け取る触感を図示したものである。図3(b)に示すグラフは、緩やかな右肩下がりとなっている。このことは、スライド操作中に、ユーザが、触感呈示部130から徐々に高度が下がっていくと感じられる触感を呈示されていることを示す。つまり、ユーザがスライド操作においてなぞった地図上のルートは緩やかな下り坂であることを示す。
 ここで触感呈示部130が呈示する触感は、高度の絶対値に対応させてもよいし、スライド操作が開始された場所の高度を基準にして、基準からの相対的な高度に対応させてもよい。
 図3(c)は、図3(a)に引き続いて、ユーザが、さらに右方向へスライド操作を実行している様子を示す。
 また、図3(d)は、図3(c)に示すスライド操作の間に、ユーザが高度情報に応じて受け取る触感を図示したものである。図3(d)に示すグラフの図3(b)に続く部分は、右肩上がりになっている。このことは、スライド操作中に、ユーザが、触感呈示部130から高度が上がっていくと感じられる触感を呈示されていることを示す。つまり、図3(b)に続いて、ユーザがスライド操作においてなぞった地図上のルートは上り坂であることを示す。
 図3(e)は、図3(c)に引き続いて、ユーザが、上方向へスライド操作を実行している様子を示す。
 図3(f)は、図3(e)に示すスライド操作の間に、ユーザが高度情報に応じて受け取る触感を図示したものである。図3(f)に示すグラフの図3(d)に続く部分は、右肩下がりの後に平らになっている。このことは、スライド操作中に、ユーザが、触感呈示部130から高度が下がっていくと感じられる触感を呈示され、その後、高度が変化しないと感じる触感を呈示されていることを示す。つまり、図3(d)に続いて、ユーザがスライド操作においてなぞった地図上のルートは、下り坂の後に平らになっていることを示す。
 このように、地図上の場所に対応する高度情報を、触感呈示部130から、高度に対応する触感として呈示されることで、ユーザは、表示部150が表示する地図上の場所における高度を直感的に把握することができる。
 次に、図4に示すフローチャートを参照しながら、ユーザのスライド操作を検出したときに、スライド操作中のユーザの指の位置に対応する地図上の場所に応じて、異なる触感をユーザに呈示する手順を説明する。
 制御部110は、記憶部160から地図を読み込む(ステップS201)。制御部110は、表示部150に読み込んだ地図を表示させる(ステップS202)。タッチセンサ120は、スライド操作を検出すると、スライド操作中のユーザの指の位置情報を制御部110に出力する(ステップS203)。このユーザの指の位置情報は、スライド操作の開始から終了までの間、ユーザの指のタッチセンサ120上の動きに伴い連続的に制御部110に出力される。制御部110は、スライド操作の間にタッチセンサ120から連続的に受け取るユーザの指の位置に対応する地図上の場所の高度情報に応じて、記憶部160から、触感呈示部130に印加するべき印加電圧の情報を読み込む(ステップS204)。制御部110は、ステップS204において記憶部160から読み込んだ印加電圧を触感呈示部130に印加する。触感呈示部130は、スライド操作中のユーザの指に、当該スライド操作の位置に対応する地図上の場所の高度情報に応じた触感を呈示する(ステップS205)。
 続いて、ナビゲーション装置において、ユーザが推奨ルートに対してスライド操作を実行したときに、急な上り坂があることを触感呈示部130により呈示された場合に、別ルートを再探索する様子を、図5~6を参照して説明する。
 図5(a)は、ナビゲーション装置において、ユーザが指でタッチセンサ120上の推奨ルートをスライドするスライド操作を実行している場面を示す図である。図5(a)においては、ユーザは、タッチセンサ120上で左から右に向かってスライド操作を実行している。
 図5(b)は、図5(a)に示す推奨ルートをスライドするスライド操作の間に、ユーザが受け取る触感を図示したものである。図5(b)に示すグラフは、しばらく平らな状態が続いた後に右肩上がりとなっている。このことは、スライド操作中の後半において、ユーザが、触感呈示部130から高度が上がっていくと感じられる触感を呈示されていることを示す。つまり、ユーザがスライド操作の後半においてなぞった地図上の推奨ルートは上り坂であることを示す。
 図5(c)は、ユーザが触感呈示部130によって推奨ルート上に上り坂があることを示す触感を呈示された時に、推奨ルート上におけるユーザの指が載置されている所定領域における高低差(ユーザの指が載置されている領域における高さの微分値)よりも小さい高低差のみで成り立っている別ルートを再探索するための動作を示す図である。別ルートを再探索するきっかけとなる動作(以下「再探索動作」という)に適当な動作は、いくつか考えられるが、図5(c)は、推奨ルートの一部をドラッグして、推奨ルート上から外れた場所でドロップする例を示す。つまり、換言すれば、制御部110は、推奨ルートをスライド操作している場合において、推奨ルート上の所定領域において、ユーザによる再探索動作が行われたとき、当該所定領域における高低差よりも小さい高低差のみで成り立っている別ルートを探索する。
 図5(d)は、図5(c)に示す動作が行われたときの、表示部140の表示を示す図である。このように、制御部110は、推奨ルート上の一部からドラッグを開始し、推奨ルート上から外れた場所でドロップする動作をタッチセンサ120が検出した場合に、当該動作をルート再探索のきっかけとすることができる。
 また、図5(c)および(d)で示した再探索動作以外にも、制御部110は、例えば、ユーザが推奨ルート上で指を左右に細かく動かす動作、または、推奨ルートを逆向きにスライドするという動作をタッチセンサ120が検出した場合に、当該動作をルート再探索のきっかけとしてもよい。
 図5(e)は、図5(d)の示す再探索動作をタッチセンサ120が検出したことをきっかけとして、制御部110が自動的に再探索を実行し、再探索された別ルートを表示部150に表示した様子を示す図である。
 図6に示すフローチャートを参照しながら、推奨ルート上におけるスライド操作に対して、触感呈示部130から、上り坂であることを示す触感をユーザが呈示され、推奨ルートより小さい高低差のみを有する別ルートを、制御部110が自動的に再探索する手順を説明する。
 制御部110は、記憶部160から地図を読み込む(ステップS301)。制御部110は、表示部150に読み込んだ地図を表示させる(ステップS302)。制御部110は、ユーザが入力した出発地および目的地をもとに推奨ルートを探索し、当該推奨ルートを表示部150に表示させる(ステップS303)。タッチセンサ120は、推奨ルート上におけるスライド操作を検出すると、スライド操作中のユーザの指の位置情報を制御部110に出力する(ステップS304)。このユーザの指の位置情報は、スライド操作の開始から終了までの間、ユーザの指のタッチセンサ120上の動きに伴い連続的に制御部110に出力される。制御部110は、スライド操作の間にタッチセンサ120から連続的に受け取るユーザの指の位置に対応する推奨ルート上の高度情報に応じて、記憶部160から、触感呈示部130に印加するべき印加電圧の情報を読み込む(ステップS305)。制御部110は、ステップS305において記憶部160から読み込んだ印加電圧を触感呈示部130に印加する。触感呈示部130は、スライド操作中のユーザの指に、当該スライド操作の位置に対応する地図上の場所の高度情報に応じた触感を呈示する(ステップS306)。タッチセンサ120は、推奨ルート上のある所定領域における再探索動作を検出すると、その旨を制御部110に通知する(ステップS307)。制御部110は、所定領域における高低差よりも小さい高低差のみを有する別ルートを自動的に再探索し、再探索した別ルートを表示部150に表示させる(ステップS308)。
 このように、触感呈示装置100は、推奨ルートに上り坂がある場合に、その旨を、触感呈示部130が呈示する触感によって、ユーザに直感的に呈示することができる。ユーザが、上り坂が急であると判断し再探索動作を実行した場合は、制御部110は、再探索動作に応じて、所定領域における高低差よりも小さい高低差のみを有する別ルートを自動的に再探索することができる。
 本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
 また、上記実施の形態の説明における表示部150およびタッチセンサ120は、表示部150とタッチセンサ120との両機能を共通の基板に持たせる等により、一体化した装置によって構成されるようにしてもよい。このように表示部150とタッチセンサ120との両機能を一体化した装置の構成の一例としては、液晶パネルが有するマトリクス状配列の画素電極群に、フォトダイオード等の複数の光電変換素子を規則的に混在させたものを挙げることができる。この装置は、液晶パネル構造によって画像を表示する一方で、パネル表面の所望位置をタッチ入力するペンの先端で液晶表示用のバックライトの光を反射し、この反射光を周辺の光電変換素子が受光することによって、タッチ位置を検出することができる。
 100 触感呈示装置
 110 制御部
 120 タッチセンサ
 130 触感呈示部
 140 押圧検出部
 150 表示部
 160 記憶部
 170 位置情報取得部

Claims (4)

  1.  接触を検出するタッチセンサと、
     前記タッチセンサに接触する接触対象に触感を呈示する触感呈示部と、
     前記タッチセンサが前記接触対象によるスライド操作を検出した場合に、連続的に触感を呈示しながら当該スライド操作中の前記接触対象の位置に応じて、当該スライド操作中の前記接触対象に異なる触感を呈示するように前記触感呈示部を制御する制御部と、
     を備えることを特徴とする触感呈示装置。
  2.  請求項1に記載の触感呈示装置であって、さらに、
     前記タッチセンサに重ねて配される、地図を表示する表示部と、
     前記地図上における各場所の特性情報を含んだ地図データを記憶する記憶部と、
     を備え、
     前記制御部は、前記タッチセンサが前記接触対象による前記スライド操作を検出した場合に、当該スライド操作中の前記接触対象の位置に対応する前記地図上における場所の前記特性情報に応じて、当該スライド操作中の前記接触対象に異なる触感を呈示するように前記触感呈示部を制御すること
     を特徴とする触感呈示装置。
  3.  請求項2に記載の触感呈示装置であって、前記特性情報は高度情報であることを特徴とする触感呈示装置。
  4.  請求項3に記載の触感呈示装置であって、
     前記制御部は、出発地から目的地までのルートを探索し、表示する前記地図上に当該ルートを表示するように前記表示部を制御し、
     前記制御部は、前記タッチセンサが前記ルート上の位置を含む所定領域において、前記接触対象による再探索動作を検出した場合に、当該所定領域における高低差よりも小さい高低差を有する領域からなる別ルートを再探索することを特徴とする触感呈示装置。
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