WO2018159856A1 - 力覚提示物 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a technique for presenting a sense of force.
- Patent Document 1 discloses a technique for feeding back a force sense to an operator of a pen tablet as an input device.
- Patent Document 1 in order to present a force sense by a magnetic field generated using an electromagnet, a power source for driving the electromagnet is required.
- a force sense is presented to a person who has operated the input device without using an electromagnet.
- the haptic presentation includes a first object and a second object.
- the first object includes a first surface, and a first texture including an S-pole region and an N-pole region is preliminarily magnetized on the first surface, and is disposed on the input surface of the touch panel.
- the second object includes a second surface, and a second texture including an S-pole region and an N-pole region is pre-magnetized on the second surface, and is attached to an operation subject that performs an input operation on the touch panel. Grasped or supported.
- a force sense can be presented to a person who has operated the input device without using an electromagnet.
- FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a functional configuration of a magnetizing apparatus according to an embodiment.
- 2A and 2B are conceptual diagrams for explaining the functional configuration of the magnetizing apparatus according to the embodiment.
- FIG. 3A is a perspective view illustrating a cutter part of a cutting plotter, and FIG. 3B is an exploded perspective view of the cutter part.
- FIG. 3C is a perspective view illustrating the magnetizing component, and FIG. 3D is an exploded perspective view of the magnetizing component.
- FIG. 4 is a graph illustrating the relationship between the magnet shape and the surface magnetic flux density.
- FIG. 5 is a diagram illustrating texture information including S-pole pattern information and N-pole pattern information.
- 6A and 6B are diagrams illustrating a magnetized magnetic sheet.
- FIG. 7 is a diagram illustrating an operation of presenting a feeling of unevenness with two magnetic sheets.
- FIG. 8 is a diagram illustrating an operation of presenting a feeling of unevenness with two magnetic sheets.
- 9A to 9D are diagrams illustrating a magnetized magnetic sheet.
- 10A to 10C are diagrams illustrating an operation of presenting a feeling of unevenness with two magnetic sheets.
- 11A to 11D are diagrams for illustrating the attractive area ratio between two magnetic sheets.
- FIG. 12 is a diagram illustrating the relationship between the pitch of the magnetic pattern, the holding force, and the attractive area ratio.
- 13A to 13D are diagrams illustrating a magnetized magnetic sheet.
- 14A and 14B are diagrams illustrating a magnetized magnetic sheet.
- FIG. 15 is a diagram illustrating the difference in the attractive area ratio between the stripe texture and the checker texture.
- FIG. 16A and FIG. 16B are diagrams respectively illustrating the relationship between the pitch of a set of magnetic sheets magnetized with a stripe texture, the holding force, and the attractive area ratio.
- FIG. 17A and FIG. 17B are diagrams respectively illustrating the relationship between the pitch of a set of magnetic sheets magnetized with a checker texture, the holding force, and the attractive area ratio.
- FIG. 18A and FIG. 18B are diagrams illustrating a sheet superimposed on a base object.
- FIG. 19 is a diagram illustrating a base object.
- 20A to 20D are diagrams illustrating contact objects.
- 21A to 21C are diagrams illustrating contact objects.
- FIG. 22A and 22B are diagrams for explaining the relationship of the attractive area ratio between two magnetic sheets.
- FIG. 23 is a diagram for illustrating the input device according to the embodiment.
- 24A to 24C are diagrams for illustrating the input device according to the embodiment.
- FIG. 25 is a diagram for illustrating the input device of the embodiment.
- FIG. 26A to FIG. 26C are diagrams for illustrating the input device of the embodiment.
- FIG. 27 is a diagram for illustrating a magnetic braille block according to the embodiment.
- FIG. 28A and FIG. 28B are diagrams for illustrating a shoe for magnetic braille blocks of the embodiment.
- FIG. 29A and FIG. 29B are diagrams for illustrating the white cane for the magnetic braille block of the embodiment.
- 30A and 30B are diagrams illustrating a magnetized magnetic sheet.
- FIG. 30C is a conceptual diagram illustrating an uneven feeling.
- FIG. 31A and FIG. 31B are diagrams illustrating a magnetized magnetic sheet.
- FIG. 31C is a conceptual diagram illustrating the sense of unevenness.
- FIG. 32 is a diagram for illustrating the input device of the embodiment.
- 33A and 33B are diagrams illustrating a magnetized magnetic sheet.
- FIG. 33C and FIG. 33D are diagrams illustrating an operation of presenting a concavo-convex sensation with two magnetic sheets.
- 34A and 34B are diagrams illustrating a magnetized magnetic sheet.
- FIG. 35A and FIG. 35B are diagrams illustrating magnetized magnetic sheets.
- FIG. 36A to FIG. 36C are diagrams illustrating magnetized magnetic sheets.
- FIG. 37D are diagrams illustrating an example in which a magnet with a strong magnetic force is combined with a magnetized magnetic sheet.
- FIG. 38 is a diagram for illustrating the input device according to the embodiment.
- FIG. 39A to FIG. 39D are diagrams illustrating a magnetic sheet supported by a mechanical structure.
- FIG. 40A to FIG. 40F are diagrams illustrating the magnetic sheet positioned by the mechanical structure.
- 41A to 41C are diagrams illustrating a magnetic sheet positioned by magnetic force.
- 42A and 42B are diagrams illustrating a magnetic sheet positioned by a magnetic force.
- FIG. 43A to FIG. 43C are diagrams for explaining modifications of the dial-type force sense presentation.
- a cutter part of a cutting plotter (also referred to as a “cutting machine”), which is a device for making a cut corresponding to the texture information in an object based on the input texture information, is replaced with a magnetizing part, By driving the cutting plotter, the magnetic sheet is magnetized (the magnetic sheet is magnetized).
- the magnetizing device 1 of this embodiment includes a magnetizing component 11, a cutter component mounting unit 12, a drawing head 13, an input unit 14, a storage unit 15, a control unit 16, and a drive.
- the magnetic sheet 18 having the portion 17 is magnetized.
- This magnetizing apparatus 1 includes a cutter part 101, a cutter part mounting part 12, a drawing head 13, an input part 14, a storage part 15, a control part 16, and a cutter part 101 of a cutting plotter having a drive part 17 for magnetizing. 11 is replaced.
- the cutter component 101 includes a cutter part 101a for making a cut in the object, a columnar fixing part 101b to which the cutter part 101a is fixed, and a cap part 101c.
- One end of the cutter unit 101a is a cutting edge 101aa, and the other end is fixed to the fixing unit 101b.
- the cutter unit 101a may or may not be removable from the fixed unit 101b.
- a through hole 101ca is provided on the tip side of the cap portion 101c.
- the cap part 101c can be mounted on the cutter part 101a side of the fixed part 101b.
- the blade edge 101aa protrudes outside the cap portion 101c through the through hole 101ca.
- a mounting region 101ba is provided on the outer wall side surface of the fixing portion 101b, and this mounting region 101ba can be fixed to the mounting position of the cutting plotter described above.
- the magnetizing component 11 replaced with the cutter component 101 is a columnar magnet 11 a for magnetizing an object (supported by the mounting mechanism, and the mounting mechanism is mounted).
- the magnet 11a is a permanent magnet such as a neodymium magnet. When a neodymium magnet is used as the magnet 11a, the surface magnetic flux density of the tip 11aa varies depending on the shape of the magnet 11a.
- FIG. 4 illustrates the surface magnetic flux density (Surface Magnetic Flex Density (Bs) [mT]) at the center of the bottom of a cylindrical neodymium magnet having a different diameter (Diameter [mm]) and length (Length [mm]).
- Bs Surface Magnetic Flex Density
- FIG. 4 illustrates the surface magnetic flux density at the center of the bottom of a cylindrical neodymium magnet having a different diameter (Diameter [mm]) and length (Length [mm]).
- the surface magnetic flux density increases as the diameter of the magnet 11 a increases.
- the diameter is too large, the magnetic flux density at the center portion decreases and the resolution of the pattern that can be magnetized on the magnetic sheet 18 decreases.
- the longer the magnet 11a the larger the surface magnetic flux density.
- the length of the magnet 11a is limited due to the restriction of the magnetizing component 11 that can be replaced with the cutter component 101.
- a neodymium magnet having a diameter of 2 mm and a length of 10 mm can be used as the magnet 11a.
- the tip 11aa at one end of the magnet 11a is one of the magnetic poles (S pole or N pole), and the other end is fixed to the fixed portion 11b.
- the magnet 11a may or may not be removable from the fixed portion 11b.
- a through hole 11ca is provided on the tip end side of the cap portion 11c.
- the cap part 11c can be mounted on the magnet 11a side of the fixed part 11b.
- the tip part 11aa of the magnet 11a protrudes outside the cap part 11c through the through hole 11ca (the magnetic pole of the magnet 11a is arranged outside the cap part 11c).
- a mounting region 11ba is provided on the outer wall side surface of the fixing portion 11b, and this mounting region 11ba can be fixed to the mounting position of the above-described cutting plotter.
- the external shape of the fixing part 11b is substantially the same as the external shape of the fixing part 101b, and the arrangement and shape of the mounting area 11ba (structure of the mounting mechanism) are also the arrangement and shape of the mounting area 101ba (the mounting position of the cutter parts).
- the mounting portion is substantially the same.
- the external shape of the cap portion 11c is preferably substantially the same as the external shape of the cap portion 101c, but these shapes may be different. It is desirable that the relative position of the tip 11aa with respect to the mounting area 11ba is substantially the same as the relative position of the blade edge 101aa with respect to the mounting area 101ba. Preferably, when the cap portion 11c is attached to the fixed portion 11b, the length of the tip portion 11aa disposed outside the cap portion 11c is set to be outside the cap portion 101c when the cap portion 101c is attached to the fixed portion 101b. It is substantially the same as the length of the blade edge 101aa to be arranged. For example, the magnetized part 11 may be obtained by replacing the cutter part 101a included in the cutter part 101 with a magnet 11a.
- the fixing part 101b is the fixing part 11b
- the cap part 101c is the cap part 11c.
- the shape of the cutter component 101 on the fixed portion 101b side and the shape of the magnetized component 11 on the fixed portion 11b side are substantially the same.
- the magnetizing component 11 can be produced
- ⁇ and ⁇ are substantially identical means that ⁇ and ⁇ are the same, or ⁇ and ⁇ are approximated.
- ⁇ Cutter component mounting part 12 and drawing head 13 >> Originally, the cutter component 101 is attached to the drawing head 13 by fixing the mounting region 101ba of the cutter component 101 to the cutter component mounting portion 12.
- the magnetized component 11 is attached to the drawing head 13 by fixing the mounting region 11ba of the magnetized component 11 to the cutter component mounting portion 12 (the mounting position of the cutter component). (FIGS. 1 and 2B).
- the magnetizing part 11 attached to the cutter part mounting part 12 is such that the tip part 11aa (magnetic pole) of the magnet 11a faces the surface 18a of the magnetic sheet 18 (object) arranged as a magnetizing target. Be placed. That is, the magnetizing component 11, which is a component including a magnet 11 a with a magnetic pole (S pole or N pole) facing the surface 18 a of the magnetic sheet 18, is attached to the cutter component mounting portion 12.
- the tip 11aa of the magnet 11a is an N pole
- the tip 11aa of the magnet 11a is an S pole
- the magnetized component 11 having the tip 11 aa including the N-pole magnet 11 a for S-pole magnetization
- a magnetizing component 11 (for N pole magnetizing) in which the tip end portion 11aa includes an S pole magnet 11a is required.
- the magnet 11a can be attached to and detached from the fixed portion 11b, when the S pole is magnetized on the surface 18a of the magnetic sheet 18, the tip 11aa attaches the N pole magnet 11a to the fixed portion 11b, When N-pole magnetization is performed on the surface 18a of the sheet 18, a magnet 11a having an S-pole tip 11aa may be attached to the fixed portion 11b. Both ends of the magnet 11a may be different magnetic poles (S pole and N pole), and one end selected from the both ends may be the tip end portion 11aa and the other end fixed to the fixing portion 11b.
- the magnet 11a can be reversed with respect to the fixed portion 11b, and it can be selected which one end (S pole or N pole) of the magnet 11a is the tip portion 11aa.
- the positions of the drawing head 13 and the magnetic sheet 18 are digitally controlled, and the relative position of the drawing head 13 with respect to the surface 18a of the magnetic sheet 18 can be changed.
- the surface different from the surface 18a of the magnetic sheet 18 is magnetized by a magnetic pole different from the surface 18a. That is, magnetizing the surface 18a of the magnetic sheet 18 also means magnetizing the magnetic sheet 18 itself.
- the input unit 14, the storage unit 15, the control unit 16, and the drive unit 17 are functional configurations originally provided in the cutting plotter.
- the input unit 14 is an input interface
- the storage unit 15 is a RAM (random-access memory), a hard disk, and the like
- the drive unit 17 is a drive device including a motor, an actuator, and the like.
- the control unit 16 includes a processor (hardware processor) such as a central processing unit (CPU) and a memory such as a random-access memory (RAM) / read-only memory (ROM), and the like, and a computer executes a predetermined program. It may be constituted by an integrated circuit.
- the magnetic sheet 18 is a sheet mainly made of a ferromagnetic material.
- a magnetic rubber sheet mainly made of magnetic rubber a magnetic plastic sheet mainly made of magnetic plastic
- a magnetic metal sheet mainly made of metal Etc.
- a ferromagnetic material is exposed to a strong magnetic field, the atomic dipoles align with the magnetic field, which remains after the magnetic field is removed.
- a ferromagnetic material retains its magnetic pole orientation until a sufficiently strong magnetic field in the opposite direction is applied, strong impact, or fully heated.
- this feature is utilized, and the magnetic sheet 18 is magnetized so as to be rewritable by the magnet 11 a of the magnetizing component 11.
- Texture information representing a pattern (magnetization pattern) magnetized on the surface 18a of the magnetic sheet 18 is input to the input unit 14 of the magnetizing apparatus 1 (FIG. 1).
- the texture information is two-dimensional data representing which coordinates of the surface 18a of the magnetic sheet 18 are magnetized.
- the texture information is It includes pattern information representing the pattern magnetized on the magnetic pole.
- FIG. 5 illustrates a magnetization pattern 110 for magnetizing the surface 18a of the magnetic sheet 18 to both magnetic poles. As illustrated in FIG.
- the magnetized pattern 110 includes a pattern 111 that is magnetized to the S pole and a pattern 112 that is magnetized to the N pole.
- the texture information in this case includes information representing the pattern 111 and information representing the pattern 112.
- the texture information may be vector format image data created by the drawing software, or such image data or converted raster format image data (bitmap image data).
- the input texture information is stored in the storage unit 15.
- a magnetic sheet 18 is attached to the magnetizing apparatus 1. Thereby, the front-end
- the control unit 16 reads texture information from the storage unit 15 and controls the driving unit 17 to change the relative position of the drawing head 13 with respect to the surface 18a of the magnetic sheet 18;
- the surface 18a of the magnetic sheet 18 is magnetized in the pattern corresponding to the texture information by the magnetic force of the tip 11aa of the magnet 11a (the magnetization corresponding to the texture information is performed on the surface 18a of the magnetic sheet 18). That is, the drive unit 17 can change the relative position of the tip portion 11aa of the magnet 11a with respect to the surface 18a of the magnetic sheet 18 by moving the drawing head 13 along at least one of the X axis and the Z axis. .
- the drive part 17 can change the relative position of the front-end
- the X axis, the Y axis, and the Z axis are coordinate axes orthogonal to each other.
- the XY plane passing through the X axis and the Y axis is substantially parallel (for example, parallel) to the surface 18a of the magnetic sheet 18, and the Z axis is substantially orthogonal (for example, orthogonal) to the surface 18a of the magnetic sheet 18.
- the (X, Y) coordinate of the tip 11aa of the magnet 11a on the surface 18a of the magnetic sheet 18 can be changed.
- the magnetization position in the surface 18a of the magnetic sheet 18 can be changed.
- the relative position of the drawing head 13 with respect to the magnetic sheet 18 is changed along the Z coordinate, the distance between the surface 18a of the magnetic sheet 18 and the tip 11aa of the magnet 11a can be changed. Magnetization of the surface 18a of the magnetic sheet 18 is performed when the surface 18a of the magnetic sheet 18 and the tip end portion 11aa of the magnet 11a are in contact with or close to each other.
- the presence / absence of magnetization can be controlled by changing the distance between the surface 18a of the magnetic sheet 18 and the tip 11aa of the magnet 11a.
- the drive unit 17 changes the relative position between the drawing head 13 and the magnetic sheet 18 along the X axis, the Y axis, and the Z axis, and thereby the magnetic sheet 18 has a magnetization pattern represented by the texture information.
- the surface 18a side is magnetized.
- the drive unit 17 uses the magnetic sheet 18 for the pattern corresponding to each magnetic pole.
- the surface 18a side is magnetized.
- the tip 11aa uses the magnetizing component 11 including the N pole magnet 11a, and the driving unit 17 follows the pattern of the S pole. Is changed along the X-axis, Y-axis, and Z-axis, and an S-pole pattern (for example, pattern 111 in FIG. 5) is magnetized on the surface 18 a of the magnetic sheet 18.
- an S-pole pattern (for example, pattern 111 in FIG. 5) is magnetized on the surface 18 a of the magnetic sheet 18.
- the tip part 11aa uses the magnetizing component 11 including the S pole magnet 11a, and the driving unit 17 follows the pattern of the N pole.
- an N-pole pattern (for example, pattern 112 in FIG. 5) is magnetized on the surface 18 a of the magnetic sheet 18. That is, when the N pole (the other magnetic pole) of the magnet 11a included in the magnetized component 11 faces the surface 18a of the magnetic sheet 18, the S pole pattern (for example, the pattern 111 in FIG. 5) Magnetization (magnetization corresponding to the first pattern information) is performed on the surface 18 a of the magnetic sheet 18. On the other hand, when the S pole (one magnetic pole) of the magnet 11a included in the magnetized component 11 faces the surface 18a of the magnetic sheet 18, the N pole pattern (for example, the pattern 112 in FIG.
- Magnetization magnetization corresponding to the second pattern information
- Slide method A method of changing the (X, Y) coordinates of the drawing head 13 on the magnetic sheet 18 while keeping the magnetic pole of the tip 11aa of the magnet 11a in contact with or close to the surface 18a of the magnetic sheet 18.
- Plot method The tip of the magnet 11a is changed to the magnetized coordinates by changing the (X, Y) coordinates of the drawing head 13 on the magnetic sheet 18 while keeping the magnetic pole of the tip 11aa of the magnet 11a away from the surface 18a of the magnetic sheet 18.
- the slide method can be magnetized at high speed, the direction of the atomic dipole of the magnetized portion cannot be aligned perpendicular to the surface 18a, and the surface magnetic flux density may be reduced.
- the plotting method can align the direction of the atomic dipole in the magnetized portion perpendicular to the surface 18a, but it takes a lot of time for magnetization.
- the comparison results of the number of steps, the processing time, and the surface magnetic flux density when the same pattern is magnetized by the plotting method in which magnetization is performed at intervals of 2 mm and 1 mm and the sliding method are illustrated.
- the S pole (one magnetic pole) of the magnet 11 a included in the magnetic sheet 18 may be automatically opposed to the surface 18 a of the magnetic sheet 18. That is, the polarity of the magnetic pole facing the surface 18a of the magnetic sheet 18 (object) may be switchable when the fixing portion 11b (mounting mechanism) is mounted on the cutter component mounting portion 12 (mounting position). For example, the magnetic pole of the tip portion 11aa of the magnet 11a may be automatically switched by physically reversing the magnet 11a of the magnetizing component 11.
- the electromagnet as the magnet 11a, and may change the magnetic pole of the front-end
- unevenness also referred to as “irregularity”
- the force sense presentation in this embodiment includes a “first object” and a “second object”.
- the “first object” includes the “first surface”, and the “first texture” including the S-pole region and the N-pole region is magnetized on the “first surface”.
- the “second object” includes a “second surface”, and a “second texture” including an S-pole region and an N-pole region is magnetized on the “second surface”.
- the “moving subject” that is a human being or a non-human animal is in contact with at least one of the “first object” and the “second object”, and the “first surface” and the “second surface” are mutually connected.
- An operation for changing the relative positional relationship between the “first surface” and the “second surface” while being in contact with or close to each other, and / or the relative relationship between the “first surface” and the “second surface” By performing the operation of changing the positional relationship, the “operation subject” perceives unevenness.
- the “action subject” is in contact with at least one of the “first object” and the “second object”, and the “first surface” and the “second surface” are in contact with each other or close to each other.
- An operation for changing the relative positional relationship between the “first surface” and the “second surface” and / or an operation for changing the relative positional relationship between the “first surface” and the “second surface” is performed.
- the shear stress that the “moving subject” receives from at least one of the “first object” and the “second object” periodically changes.
- the change of the shear stress is a change in the linear direction included in the plane along the “first surface” and the “second surface”, but the “acting subject” changes this change into the “first surface” and the “second surface”.
- first texture and second texture regions magnetized in the S pole and regions magnetized in the N pole are alternately and periodically arranged.
- the “first texture” and the “second texture” are obtained by alternately and periodically arranging a band-like region magnetized at the S pole and a band-like region magnetized at the N pole.
- it may include a periodic substantially checkered region magnetized in the S pole and a periodic substantially checkered region magnetized in the N pole.
- the “first texture” pattern and the “second texture” pattern may be the same or different.
- the manner in which the “acting subject” changes the shear stress received from at least one of the “first object” and the “second object” differs.
- the unevenness perceived by the “moving subject” is also different.
- the “acting subject” is determined from at least one of the “first object” and the “second object”.
- the way of changing the shear stress to be received may be different. In this case, depending on which direction the relative positional relationship between the “first surface” and the “second surface” is changed, the unevenness perceived by the “acting subject” also varies.
- the “first texture” and the “second texture” are formed by alternately arranging a tabular region magnetized at the S pole and a tabular region magnetized at the N pole. Yes, the first surface and the second surface are in contact with each other so that the longitudinal direction of the tabular region of the first texture follows the longitudinal direction of the tabular region of the second texture Alternatively, an operation of changing the relative positional relationship between the “first surface” and the “second surface” is performed while being close to each other, and / or between the “first surface” and the “second surface”. An operation for changing the relative positional relationship may be performed.
- the “operation subject” is “ The method of changing the shear stress received from at least one of the “first object” and the “second object” is different, and the perceived unevenness is also different.
- the operation of changing the relative positional relationship between the “first surface” and the “second surface” and / or the relative positional relationship between the “first surface” and the “second surface” are changed.
- An example of the operation is any one of the following (1) to (3), or a part or all of the combinations.
- the “moving subject” directly moves at least one of the “first object” and the “second object” to change the relative positional relationship between the “first surface” and the “second surface”. Operation.
- the “moving subject” moves indirectly between at least one of the “first object” and “second object” and the “moving subject”, thereby indirectly “first object” and “ An operation of moving at least one of the “second object” and changing the relative positional relationship between the “first surface” and the “second surface”.
- Relative position between “first surface” and “second surface” when “acting subject” drives a device that automatically moves at least one of “first object” and “second object” An operation that changes the relationship.
- the magnetic sheet 210 in FIG. 6A is a specific example of “first object”, and the magnetic sheet 220 in FIG. 6B is a specific example of “second object”.
- a texture including an S-pole region 211a and an N-pole region 211b is magnetized.
- strip-shaped (tape-shaped) regions 211a magnetized at the S pole and strip-shaped (tape-shaped) regions 211b magnetized at the N pole are alternately arranged periodically.
- a texture (second texture) including an S-pole region 221a and an N-pole region 221b is magnetized on one surface (plate surface) 221 (second surface) of the magnetic sheet 220.
- strip-shaped (tape-shaped) regions 221a magnetized at the S pole and strip-shaped (tape-shaped) regions 221b magnetized at the N pole are alternately and periodically arranged.
- the width (pitch) in the short direction of the region 211a, the width (pitch) in the short direction of the region 211b, the width (pitch) in the short direction of the region 221a, and the width in the short direction of the region 221b is 2 mm.
- the magnetic poles of the region 211a, the region 211b, the region 221a, and the region 221b are represented by the difference in the graphic pattern.
- the region 211a, the region 211b, the region 221a, and the region 221b are not separately painted so as to be visually identifiable. That is, these textures are magnetized patterns and are not visually painted patterns (hereinafter the same).
- Magnetization of the magnetic sheets 210 and 220 is performed, for example, by the method described in the first embodiment.
- the magnetic sheets 210 and 220 may be magnetized by other methods (the same applies hereinafter).
- the user arranges the magnetic sheet 210 so that the surface 211 faces outward, and the magnetic sheet so that the surface 221 contacts the surface 211. 220 is arranged.
- the magnetic sheet 220 is superimposed on the magnetic sheet 210 in a direction in which the longitudinal direction D1 of the areas 211a and 211b of the magnetic sheet 210 follows the longitudinal direction D2 of the areas 221a and 221b of the magnetic sheet 220.
- the magnetic sheet 220 is stacked on the magnetic sheet 210 so that the longitudinal direction D1 is a direction along the longitudinal direction D2 (in other words, the longitudinal direction D1 and the longitudinal direction D2 are substantially parallel to each other).
- the user touches the other surface 222 of the magnetic sheet 220 superimposed on the magnetic sheet 210 with the finger 200 and keeps the surface 211 and the surface 221 in contact with each other or close to each other (substantially in contact).
- An operation for changing the relative positional relationship between the two is performed.
- the relative positional relationship between the surface 211 and the surface 221 is changed in the XA direction, which is the short direction of the regions 211 a and 211 b of the magnetic sheet 210.
- the shear stress of the XA direction which a user receives from the magnetic sheet 220 changes periodically.
- the user perceives a feeling of unevenness in a direction substantially orthogonal to the surface 221.
- the shear stress received by the user does not change, and the user perceives a sense of unevenness. do not do.
- the method of changing the shear stress received by the user from the magnetic sheet 220 is different, and the perceived unevenness is also different.
- FIGS. 9A and 9B are examples of magnetic sheets 230 and 250 having a pitch different from that of the magnetic sheet 210
- FIGS. 9C and 9D are examples of magnetic sheets 240 and 260 having a pitch different from that of the magnetic sheet 220.
- the magnetic sheets 230 and 250 are specific examples of “first objects”, and the magnetic sheets 240 and 260 are specific examples of “second objects”.
- On one 231 (first surface) of the magnetic sheet 230 strip-shaped regions 231a magnetized in the S pole and strip-shaped regions 231b magnetized in the N pole are alternately and periodically arranged.
- a strip-shaped region 241a magnetized in the S pole and a strip-shaped region 241b magnetized in the N pole are alternately arranged periodically.
- strip-shaped regions 251a magnetized in the S pole and strip-shaped regions 251b magnetized in the N pole are alternately and periodically arranged.
- a strip-shaped region 261a magnetized in the S pole and a strip-shaped region 261b magnetized in the N pole are alternately arranged periodically.
- the width of the region 231a in the short direction, the width of the region 231b in the short direction, the width of the region 241a in the short direction, and the width of the region 241b in the short direction are all 4 mm.
- the width of the region 251a in the short direction, the width of the region 251b in the short direction, the width of the region 261a in the short direction, and the width of the region 261b in the short direction are all 6 mm.
- the surfaces 231 and 241 and the regions 231a, 231b, 241a and 241b, and the surfaces 231 and 241 are kept in contact with or close to each other as in the case of using the magnetic sheets 210 and 220.
- the operation of changing the relative positional relationship between the surface 231 and the surface 241 and / or the operation of changing the relative positional relationship between the surface 231 and the surface 241 are performed, thereby perceiving unevenness (see FIG. 10B).
- the user can select the magnetic sheets 210 and 220, the surfaces 211 and 221, the regions 211 a and 211 b, Similar to the case where the magnetic sheets 210 and 220 are used instead of the magnetic sheets 250 and 260, the surfaces 251 and 261, and the regions 251a, 251b, 261a, and 261b, the surfaces 251 and 261 are in contact with or close to each other.
- the operation of changing the relative positional relationship between the surface 251 and the surface 261 is performed and / or the operation of changing the relative positional relationship between the surface 251 and the surface 261 is performed. (FIG. 10C).
- any one of the magnetic sheets 210, 230, and 250 is used as the “first object”, and any one of the magnetic sheets 220, 240, and 260 is used as the “second object”, and the pitch of the “first object”
- the pitch of the “second object” may be different.
- the pitch of the magnetic sheet used as the “first object” and the “second object” affects the shear stress perceived by the user, that is, the feeling of unevenness.
- the spatial frequency of the shear stress perceived by the user that is, the interval between the unevennesses, is used as the pitch of the magnetic sheet used as the “first object” and the “second object”. It depends on the smaller one of the pitches of the magnetic sheets to be produced.
- the pitches of the magnetic sheets used as the “first object” and the “second object” are both 2 mm
- the distance between the unevenness perceived is “first object” as shown in FIG. 10B.
- the pitch of the magnetic sheet used as the “second object” is 4 mm, which is narrower than the perceived spacing.
- the magnitude of the shear stress perceived by the user that is, the strength of the unevenness is determined by the pitch of the magnetic sheet used as the “first object” and the “second object”.
- the strength of the unevenness perceived by the user is formulated as follows.
- the pitch p of the magnetic sheet B used as the “first object” B M [mm].
- n ⁇ m.
- Attraction area ratio Ar on the surface where two magnetic sheets A and B touch (A, B) Is the two pitches p A , P B Is expressed by the function f.
- Ar (A, B) F (p A , P B ) [%] (1)
- the function f depends on the pattern magnetized on the magnetic sheets A and B.
- a holding force (H) is generated between the two magnetic sheets A and B.
- H (A, B) G (Ar (A, B) , Bs (A) , Bs (B) ) [G / cm 2 ] (2)
- Is H (A, B) Maximum value of H (A, B) MAX And can be expressed as a function h.
- FIG. 12 shows the pitch p of the magnetic sheets A and B. A , P B And the relationship between the holding force generated between the magnetic sheets A and B and the maximum attractive area ratio (the maximum value of the attractive area ratio).
- FIGS. 13A to 14B a texture including a periodic substantially checkered pattern (substantially checkered) region magnetized in the S pole and a periodic substantially checkered region magnetized in the N pole is magnetized.
- the magnetic sheets are referred to as “first object” and “second object”.
- the magnetic sheets 210 ′, 230 ′, and 250 ′ in FIGS. 13A, 13C, and 14A are specific examples of the “first object”, and the magnetic sheets 220 ′, 240 ′, and 260 ′ in FIGS. 13B, 13D, and 14B.
- the abbreviated checkered pattern means a checkered pattern or a pattern that approximates a checkered pattern. That is, the substantially checkered pattern of this embodiment is a pattern (checkered pattern) in which squares (or rectangles) magnetized with S poles and squares (or rectangles) magnetized with N poles are alternately arranged.
- one surface 211 ′ (first surface) of the magnetic sheet 210 ′ (first object) has a square area 211 a ′ with rounded corners with a south pole magnetized and N
- a substantially checkered texture (first texture) in which square areas 211b ′ with rounded corners with poles are periodically and alternately repeated is magnetized.
- one surface 221 ′ (second surface) of the magnetic sheet 220 ′ (second object) has a square area 221 a ′ with rounded corners with the S pole magnetized and N
- a substantially checkered texture (second texture) in which the square regions 221b ′ with rounded corners with the poles magnetized are periodically and alternately repeated is magnetized.
- the pitch of the substantially checkered pattern magnetized on the magnetic sheets 210 ′ and 220 ′ (the width of each pattern arranged alternately and periodically) is 2 mm. As illustrated in FIG.
- one surface 231 ′ (first surface) of the magnetic sheet 230 ′ (first object) has a square area 231 a ′ with rounded corners with the S pole magnetized and N A substantially checkered texture (first texture) in which the square regions 231b ′ with rounded corners with the poles magnetized are alternately repeated periodically is magnetized.
- one surface 241 ′ (second surface) of the magnetic sheet 240 ′ (second object) has a square area 241 a ′ with rounded corners with the S pole magnetized and N A substantially checkered texture (second texture) in which the square regions 241b ′ with rounded corners with the poles magnetized are alternately repeated periodically is magnetized.
- the pitch of the substantially checkered pattern magnetized on the magnetic sheets 230 ′ and 240 ′ is 4 mm.
- square areas 251a ′ and N having rounded corners with the S poles magnetized are formed.
- a substantially checkered texture (first texture) in which the square regions 251b ′ with rounded corners with the poles magnetized are periodically and alternately repeated is magnetized.
- one surface 261 ′ (second surface) of the magnetic sheet 260 ′ (second object) has a square area 261 a ′ with rounded corners with the south pole magnetized and N
- a substantially checkered texture (second texture) in which the square areas 261b ′ whose poles are magnetized and whose corners are rounded is periodically and alternately repeated is magnetized.
- the pitch of the substantially checkered pattern magnetized on the magnetic sheets 250 ′ and 260 ′ is 6 mm. Even when the magnetic sheet magnetized with the substantially checkered pattern texture as described above is set as the “first object” and the “second object”, the user can set the “first surface” and the “first object” of the “first object”.
- the operation of changing the relative positional relationship between the “first surface” and the “second surface” is performed while the two surfaces are in contact with or close to each other, and / or the “first surface” and the “first surface” Unevenness can be perceived by performing an operation of changing the relative positional relationship between the two surfaces.
- the pitch of the “first object” may be the same as or different from the pitch of the “second object”.
- a magnetic sheet magnetized with a substantially checkered texture may be referred to as a “first object”
- a magnetic sheet magnetized with a texture in which the band-like regions are alternately repeated may be referred to as a “second object”. Good.
- a magnetic sheet magnetized with a texture in which the band-like regions are alternately repeated is referred to as a “first object”, and a magnetic sheet magnetized with a substantially checkered texture is referred to as a “second object”. Also good.
- the magnetic sheet magnetized with the above-described checkered texture is used as at least one of the “first object” and the “second object”, it is also used as the “first object” and the “second object”.
- the pitch of the magnetic sheet affects the shear stress perceived by the user, that is, the feeling of unevenness.
- the spatial frequency of the shear stress perceived by the user that is, the interval between the irregularities depends on the smaller one of the pitch of the magnetic sheet used as the “first object” and the pitch of the magnetic sheet used as the “second object”.
- the magnitude of the shear stress perceived by the user that is, the strength of the unevenness, is a combination of the pitch of the magnetic sheet used as the “first object” and the pitch of the magnetic sheet used as the “second object”.
- the above-described formulation of the perceived unevenness strength is also applied to the case where a magnetic sheet magnetized with a substantially checkered texture is used as at least one of the “first object” and the “second object”. Can be perceived as the intensity of unevenness V (A, B) Is represented by Formula (3).
- the substantially checkered texture is magnetized.
- the magnetic sheet is used as at least one of the “first object” and the “second object”.
- the maximum attractive area ratio between the magnetic sheets is reduced, and the perceived unevenness can be reduced.
- a texture stripe texture in which strip-like regions are alternately repeated is magnetized.
- the maximum attractive area ratio when using a set of magnetic sheets is 66.67%, whereas the maximum attractive area ratio when using a set of magnetic sheets with a substantially checkered texture (checker texture) is 55.56%.
- the “first object” is used regardless of whether a magnetic sheet set with a stripe texture magnetized or a checker texture magnetized set is used.
- the pitch of the magnetic sheet used and the pitch of the magnetic sheet used as the “second object” are equal, the holding force and the maximum attractive area ratio between the magnetic sheets are maximized.
- the pitch of the magnetic sheet used as the “first object” is different from the pitch of the magnetic sheet used as the “second object”, a certain size is maintained.
- the unevenness can be perceived only when the relative position between the “first object” and the “second object” is changed in the one-dimensional direction. Can perceive unevenness even when this relative position is changed in a two-dimensional direction.
- the unevenness can be perceived using two magnetic sheets, and various unevenness can be expressed according to the texture and pitch magnetized to each. [Modification of Second Embodiment] If a sufficient magnetic force is applied between the pitch of the magnetic sheet used as the “first object” and the magnetic sheet used as the “second object”, the two magnetic sheets are in contact with each other. The relative positional relationship between the surfaces (the first surface and the second surface) may be changed.
- the third embodiment is an application of the principle of the second embodiment. As described above, even if the texture magnetized on one magnetic sheet is the same, if the texture magnetized on the other magnetic sheet superimposed thereon is different, a different uneven feeling can be presented to the user. In this embodiment, this feature is used.
- the force sense presentation in this embodiment has a “base object”, “first sheet”, “second sheet”, “first contact object”, and “second contact object”.
- the “base object” includes a “first surface”, and a “first texture” including an S-pole region and an N-pole region is magnetized in advance on the “first surface”.
- the “first sheet” is provided with a “first pattern” that can be visually recognized, and is superimposed on the “first surface” of the “base object”.
- the “second sheet” is provided with a “second pattern” that is visually recognizable and different from the “first pattern”, and is superimposed on the “first surface” of the “base object”.
- the “first contact object” includes a “second surface”, and a “second texture” including an S-pole region and an N-pole region is magnetized in advance on the “second surface”.
- the “second contact object” includes a “third surface”, and the “third surface” includes an S-pole region and an N-pole region, and a “third texture” different from the “second texture” Pre-magnetized.
- the concavo-convex sensation felt from the “first contact object” when the “motion subject” performs the “first action” and the concavo-convex sensation felt from the “second contact object” when the “second action” is performed. are different from each other.
- the method of changing the shear stress received from the “second contact object” is different from each other.
- the “first action” means that when the “first sheet” is superimposed on the “first surface” of the “base object”, the “acting subject” contacts the “first contact object”.
- the operation of changing the relative positional relationship between the “first surface” and the “second surface” while keeping the “first surface” and the “second surface” close to each other, or / It means an action of performing an operation of changing the relative positional relationship between the “first surface” and the “second surface”.
- FIG. 19 illustrates a base object 310 that is a “base object” of the present embodiment.
- the base object 310 of the present embodiment is a magnetic sheet, and one surface 310a (first surface) includes S-pole regions 311a, 312a, 313a, and 314a and N-pole regions 311b, 312b, 313b, and 314b.
- the texture (first texture) is magnetized in advance.
- the surface 310 a of the base object 310 is divided into four regions 311, 312, 313, and 314.
- the region 311 is magnetized so that an S-pole belt-like region 311 a and an N-pole belt-like region 311 b are periodically repeated alternately.
- the region 312 is magnetized so that the S-pole belt-like region 312 a and the N-pole belt-like region 312 b are periodically repeated alternately.
- FIG. 18A illustrates a sheet 341 that is a “first sheet” of the present embodiment
- FIG. 18B illustrates a sheet 342 that is a “second sheet” of the present embodiment.
- the sheets 341 and 342 are thin sheets of nonmagnetic material such as paper or synthetic resin.
- the sheets 341 and 342 may be made of an opaque material or may be made of a transparent material.
- a pattern (first pattern) that can be visually recognized is provided on one surface of the sheet 341.
- a visually recognizable pattern (second pattern) different from the pattern (first pattern) of the sheet 341 is provided on one surface of the sheets 341 and 342 illustrated in FIGS. 18A and 18B.
- the seat 341 represents a ski area
- the seat 342 represents an off-road course.
- the sheets 341 and 342 can be overlaid on the surface 310a of the base object 310, respectively.
- 20A and 20B illustrate a contact object 320 that is a “first contact object” of the present embodiment.
- the contact object 320 in this embodiment is a magnetic sheet.
- An image for example, a snowboarder's picture or photograph is drawn on one surface 322 of the contact object 320.
- a texture second texture including an S-pole region 321a and an N-pole region 321b is magnetized in advance.
- the surface 321 of the contact object 320 of this embodiment is magnetized so that the S-pole belt-like region 321a and the N-pole belt-like region 321b are alternately repeated periodically.
- 20C and 20D illustrate a contact object 330 that is a “second contact object” of the present embodiment.
- the contact object 330 of this embodiment is also a magnetic sheet.
- An image for example, a car picture or a photograph is drawn on one surface 332 of the contact object 330.
- a texture third texture including an S-pole region 331a and an N-pole region 331b is magnetized in advance.
- the texture magnetized on the surface 331 of the contact object 330 is different from the texture magnetized on the surface 321 of the contact object 320.
- the surface 331 of the contact object 330 of this embodiment is magnetized so that the S-pole band-like region 331a and the N-pole belt-like region 331b are periodically repeated alternately.
- the pitch of the texture magnetized on the surface 331 is different from the pitch of the texture magnetized on the surface 321 of the contact object 320.
- the contact object 320 is further superimposed on the sheet 341.
- the surface 321 of the contact object 320 is directed to the sheet 341 side, and the sheet 341 is disposed between the contact object 320 and the base object 310.
- the user acts the surface 322 of the contact object 320 with a finger or the like, and the surface 310a (first surface) is kept close to the surface 310a (first surface) and the surface 321 (second surface).
- the region of S pole (any one of regions 311a, 312a, 313a, and 314a) and the region of N pole (regions 311b, 312b) magnetized in the region 310a (any one of regions 311, 312, 313, and 314) , 313b, and 314b).
- the sheet 342 second sheet
- the contact object 330 is further superimposed on the sheet 342.
- the surface 331 of the contact object 330 is directed to the sheet 342 side, and the sheet 342 is disposed between the contact object 330 and the base object 310.
- the user contacts the surface 332 of the contact object 330 with a finger or the like, and the surface 310a (first surface) is kept close to the surface 310a (first surface) and the surface 331 (third surface).
- Operation to change the relative positional relationship between the surface) and the surface 331 (third surface) and / or to change the relative positional relationship between the 310a (first surface) and the surface 331 (third surface).
- the operation (second action) is performed. Thereby, the user perceives a feeling of unevenness from the contact object 330.
- this concavo-convex sensation is also caused by the pattern composed of the S-pole region 331a and the N-pole region 331b magnetized on the surface 331 of the contact object 330, and the surface of the base object 310 that is close to this pattern.
- the region of S pole any one of regions 311a, 312a, 313a, and 314a
- the region of N pole regions 311b, 312b magnetized in the region 310a (any one of regions 311, 312, 313, and 314) , 313b, and 314b).
- the texture including the S-pole region 321a and the N-pole region 321b magnetized on the surface 321 of the contact object 320 has the S-pole region 331a and N magnetized on the surface 331 of the contact object 330. This is different from the texture including the polar region 331b. Therefore, the texture including the regions 321a and 321b magnetized on the contact object 320 is close to any region ⁇ (any one of the regions 311, 312, 313, and 314) of the surface 310a of the base object 310 and used.
- the texture including the regions 331a and 331b magnetized on the contact object 330 is close to the same region ⁇ as the unevenness sensation perceived when the user performs the “first behavior”, and the user Are different from the uneven sensation perceived when “
- the shear stress received from the contact object 330 when the texture including the regions 331a and 331b magnetized on the contact object 330 is close to the same region ⁇ and the user is performing the “second action”. This is because the manner of change is different from each other.
- the concavo-convex sensation can be changed according to the image displayed on the sheet, although only the permanent magnet is used.
- Such a technique can be applied to, for example, a picture book that presents a different unevenness sense depending on the sheet.
- the “first texture” magnetized on the “first surface” of the “base object” has a periodic substantially checkered pattern area magnetized at the S pole and a periodic approximately checkered pattern magnetized at the N pole. It may be a “checker texture” including a pattern area.
- the “second texture” magnetized on the “second surface” of the “first contact object” may be a “checker texture”, or on the “third surface” of the “second contact object”.
- the “third texture” to be magnetized may be a “checker texture”.
- a base object 310 ′ illustrated in FIG. 21A may be used instead of the base object 310 described above, or a contact object 320 ′ illustrated in FIG. 21B may be used instead of the contact object 320.
- a contact object 330 ′ illustrated in FIG. 21C may be used.
- the base object 310 ′ is a magnetic sheet, and one surface 310 a ′ (first surface) has S pole regions 311 a ′, 312 a ′, 313 a ′, 314 a ′, 315 a ′ and N pole regions 311 b ′, 312 b.
- a periodic substantially checkered texture (first texture) including ', 313b', 314b ', and 315b' is magnetized in advance.
- the surface 310a ′ of the base object 310 ′ is divided into five regions 311 ′, 312 ′, 313 ′, 314 ′, and 315 ′.
- a periodic substantially checkered texture composed of an S-pole region 311a ′ and an N-pole region 311b ′ is magnetized.
- the region 312 ′ is magnetized with a periodic substantially checkered texture composed of an S-pole region 312a ′ and an N-pole region 312b ′.
- a periodic substantially checkered texture composed of an S-pole region 313a ′ and an N-pole region 313b ′ is magnetized.
- a periodic substantially checkered texture composed of an S-pole region 314a ′ and an N-pole region 314b ′ is magnetized.
- the region 315 ′ is magnetized with a periodic checkered texture that is composed of an S-pole region 315a ′ and an N-pole region 315b ′.
- the contact object 320 ′ is a magnetic sheet.
- An image is drawn on one surface of the contact object 320 ′, and the other surface 321 ′ (second surface) has a periodic abbreviation composed of an S-pole region 321a ′ and an N-pole region 321b ′.
- a checkered texture (second texture) is pre-magnetized.
- the contact object 330 ′ is a magnetic sheet.
- An image is drawn on one surface of the contact object 330 ′, and the other surface 331 ′ (third surface) has a periodic abbreviation composed of an S-pole region 331a ′ and an N-pole region 321b ′.
- a checkered texture (third texture) is magnetized in advance. Even if it does in this way, the effect similar to 3rd Embodiment can be acquired.
- the base object 310 ′, the contact object 320 ′, and the checker texture magnetized, and
- the magnitude of the shear stress perceived by the user that is, the intensity of the unevenness becomes small.
- the intensity of the unevenness perceived by the user when the pitch is the same is maximized. Even if the pitches are not the same, the shear stress perceived by the user is large to some extent, and there is a combination that perceives a certain degree of unevenness.
- the fourth embodiment also applies the principle of the second embodiment.
- the principle of the second embodiment is combined with an input device, and a “force presentation” that presents a sense of unevenness to the user when inputting information to the input device without using an electromagnet will be described.
- the “force sensation presentation” is attached, grasped or supported by a “first object” arranged on the input surface of the touch panel and an “acting subject” that performs an input operation on the touch panel.
- Second object “.
- the “first object” includes a “first surface”, and a “first texture” including an S-pole region and an N-pole region is magnetized in advance on the “first surface”.
- the “second object” includes a “second surface”, and a “second texture” including an S-pole region and an N-pole region is magnetized in advance on the “second surface”.
- the “first object” is, for example, a magnetic sheet disposed with one plate surface facing the input surface side of the touch panel, and the “first surface” is the other plate surface of the magnetic sheet.
- the “force sense presentation” includes a “first object” and a “second object”.
- the “first object” includes a “first surface”, and a “first texture” including an S-pole region and an N-pole region is magnetized in advance on the “first surface”.
- the “second object” includes a “second surface”, and a “second texture” including an S-pole region and an N-pole region is magnetized in advance on the “second surface”.
- the “second object” is attached or provided to the “input device” held by the “moving subject”.
- An operation subject operating the “input device” on which the “second object” is mounted or provided has the “first surface” while the “first surface” and the “second surface” are in contact with each other or close to each other. And / or an operation for changing the relative positional relationship between the “first surface” and the “second surface”, and / or an operation for changing the relative positional relationship between the “first surface” and the “second surface”.
- An input operation is performed on the “input device”, and the “operation subject” feels a sense of unevenness.
- ⁇ When the input device is a touch panel> 23 and 24 show an example in which the principle of the second embodiment is combined with a touch panel. As illustrated in FIG. 23, a magnetic sheet 410 that is a “first object” is attached to an input surface (front surface) of a touch panel 401 of an electronic device 400 such as a smartphone terminal device or a tablet terminal device.
- One plate surface 412 of the magnetic sheet 410 is disposed toward the input surface side of the touch panel 401, and the other plate surface 411 (first surface) of the magnetic sheet 410 includes an S-pole region 411a and an N-pole region 411b.
- a texture (first texture) including is previously magnetized.
- the “first texture” may include a plurality of regions having different pitches and patterns (such as a stripe texture and a checker texture).
- the “second object” illustrated in FIG. 24A is a glove 420 worn, held, or supported by a user.
- the surface 421 (second surface) of the abdomen of the finger has an S-pole region 421a and an N-pole region.
- a texture (second texture) including the region 421b is magnetized in advance.
- the second texture may have a plurality of regions having different pitches and patterns (such as a stripe texture and a checker texture).
- textures having different pitches and patterns are magnetized for each finger.
- the user wears, holds, or supports the glove 420, and the magnetic sheet 410 disposed on the input surface of the touch panel 401 of the electronic device 400 is a texture portion including the south pole area 421a and the north pole area 421b. rub.
- the plate surface 411 (first surface) of the magnetic sheet 410 and the surface 421 (second surface) of the abdomen portion of the glove 420 are kept in contact with or close to each other, and the plate surface 411 (first surface).
- the input operation is performed on the touch panel, and the user perceives the sensation of unevenness.
- an image for example, video, moving image, image
- a sound may be output from a speaker (output device) of the electronic device 400.
- the touch pen 430 illustrated in FIGS. 24B and 24C may be used.
- the touch pen 430 includes a substantially cylindrical grip portion 435 and a substantially disc-shaped tip portion 436. One end of the grip portion 435 is fixed or integrated near the center of one surface 432 of the tip portion 436.
- a texture (second texture) including an S-pole region 531a and an N-pole region 531b is magnetized in advance on the other surface 431 (second surface) of the distal end portion 436.
- the user grips or supports the grip portion 435 of the touch pen 430 and rubs the magnetic sheet 410 disposed on the input surface of the touch panel 401 of the electronic device 400 on the surface 431 side of the tip portion 436.
- the plate surface 411 (first surface) and the surface 431 are kept while the plate surface 411 (first surface) of the magnetic sheet 410 and the surface 431 (second surface) of the tip 436 are in contact with each other or close to each other.
- FIG. 25 illustrates an example in which game content is presented together with force sense according to an input operation. As illustrated in FIG.
- the magnetic sheet 210 illustrated in the second embodiment is attached to the lower part of the input surface (front surface) of the touch panel 401 ′ of the electronic device 400 ′ such as a smartphone terminal device or a tablet terminal device.
- One plate surface 212 of the magnetic sheet 210 is arranged toward the input surface side of the touch panel 401 ′, and the other plate surface 211 (first surface) of the magnetic sheet 210 has an S-pole region 211a and an N-pole region 211b.
- a texture (first texture) including the above is magnetized in advance.
- the magnetic sheet 220 illustrated in the second embodiment is disposed on the plate surface 211 of the magnetic sheet 210.
- One surface 221 (second surface) of the magnetic sheet 220 is magnetized with a texture (second texture) including an S-pole region 221 a and an N-pole region 221 b, and the surface 221 is formed on the plate surface 211. It arrange
- the user touches the other surface 222 of the magnetic sheet 220 superimposed on the magnetic sheet 210 with the finger 200 and keeps the surface 211 and the surface 221 in contact with each other or close to each other (substantially in contact).
- An operation for changing the relative positional relationship between the two is performed. As a result, an input operation is performed on the touch panel 401 ′, and the user perceives a sense of unevenness.
- FIG. 26A to FIG. 26C show an example in which the principle of the second embodiment is combined with a mouse 500.
- a magnetic sheet 510 that is a “second object” is fixed to the bottom surface 500 a of the mouse 500.
- One surface 511 (second surface) of the magnetic sheet 510 is preliminarily magnetized with a “second texture” including an S-pole region 511a and an N-pole region 511b.
- Examples of the “second texture” include a stripe texture and a checker texture.
- the other surface 512 of the magnetic sheet 510 is fixed to the bottom surface 500 a of the mouse 500.
- the “first object” for example, magnetic sheets 210, 230, 250, 210 ′, 230 ′, 250 ′, base objects 310, 310 ′, and the like can be used.
- the user acts the magnetic sheet 210 so that the surface 211 (first surface) faces outward, and the mouse is placed on the surface 211.
- the mouse 500 is held so that the surface 511 (second surface) of the magnetic sheet 510 fixed to the 500 comes into contact.
- the user slides the mouse 500 along the surface 211 (first surface) of the magnetic sheet 210 so that the surface 211 (first surface) and the surface 511 (second surface) are in contact with or close to each other.
- the relative positional relationship between the surface 211 (first surface) and the surface 511 (second surface) is changed.
- an input operation on the mouse 500 is performed, and the user perceives a sense of unevenness.
- an image may be displayed from a display (output device) (not shown), an image may be projected from a projector (output device), or a sound may be output from a speaker (output device). .
- the fifth embodiment also applies the principle of the second embodiment, and the first object is fixed on the walking surface, and when the moving subject wearing or holding the second object moves, a feeling of unevenness is presented, and walking The tactile information similar to the braille block is given to the person.
- the “first object” can be fixed to the walking surface with the “first surface” facing the front side
- the “second object” can be “moving subject” with the “second surface” facing the outside.
- the “first object” includes the “first surface”, and the “first texture” including the S-pole region and the N-pole region is magnetized on the “first surface”.
- the “second object” includes the “second surface”, and the “second texture” including the S-pole region and the N-pole region is magnetized on the “second surface”.
- the “moving subject” wearing or gripping the “second object” has the “first object” of the “first object” fixed to the walking surface while the “first surface” and the “second surface” are in contact with or in close proximity to each other. Unevenness is perceived by walking on the “first surface” and changing the relative positional relationship between the “first surface” and the “second surface”.
- FIG. 27 illustrates magnetic sheets 610 and 620 which are “first objects” of the present embodiment.
- a texture first texture including an S-pole region 611a and an N-pole region 611b is magnetized.
- the surface 611 (first surface) of the magnetic sheet 610 is directed to the front side, and the other surface 612 of the magnetic sheet 610 is fixed to the floor 600 (walking surface).
- a texture (first texture) including an S-pole region 621a and an N-pole region 621b is magnetized on one surface 621 (first surface) of the magnetic sheet 620.
- FIG. 28A and FIG. 28B illustrate a shoe 640 that is a “second object” of the present embodiment.
- One surface 632 of the magnetic sheet 630 is fixed to the shoe sole 641 (second surface) of the shoe 640.
- a texture (second texture) including an S-pole region 631a and an N-pole region 631b is magnetized.
- a pedestrian (operation subject) can be worn with the shoe sole 641 facing outward.
- a pedestrian wearing the shoe 640 is placed on the floor 600 (walking surface) while the surface 611 or 621 (first surface) and the shoe sole 641 (second surface) of the magnetic sheet 610 or 620 are in contact with or close to each other.
- 29A and 29B illustrate a white cane 650 that is another example of the “second object”.
- the white cane 650 includes a substantially cylindrical grip 655 and a substantially disc-shaped tip 656.
- One end of the grip portion 655 is fixed or integrated near the center of one surface 652 of the tip end portion 656.
- a texture (second texture) including an S-pole region 651a and an N-pole region 651b is magnetized in advance.
- the pedestrian holding the white cane 650 keeps the surface 611 or 621 (first surface) of the magnetic sheet 610 or 620 and the surface 651 (second surface) of the tip 656 of the white cane 650 in contact with or close to each other.
- the pedestrian (The manner in which the shearing stress changes from the sole 641 or the surface 651 is different, and different unevenness may be perceived. Thereby, the unevenness
- the sixth embodiment also applies the principle of the second embodiment. Similar to the fourth embodiment, this embodiment also applies the principle of the second embodiment to the input interface of the touch panel, and presents a sense of unevenness to the user when inputting information to the touch panel without using an electromagnet.
- the “force sensation presentation object” of the present embodiment includes a plurality of “first objects” placed on, held by, or supported by a “first object” disposed on the input surface of the touch panel and an “operation subject” that performs an input operation on the touch panel. 2 objects ".
- the “first object” includes a “first surface”, and a “first texture” including an S-pole region and an N-pole region is magnetized in advance on the “first surface”.
- the “second object” includes a “second surface”, and a “second texture” including an S-pole region and an N-pole region is magnetized in advance on the “second surface”.
- the magnetization pattern of the “second texture” is different for each “second object”. That is, the magnetization patterns of the “second objects” of the plurality of “second objects” are different from each other.
- the “acting subject” mounts, holds or supports a “selected object” selected from a plurality of “second objects”, and “first surface” and “first object” of the “first object” arranged on the input surface.
- FIG. 30A and FIG. 30B illustrate a slider-type “force sense presentation” of this embodiment.
- the slider-type “force sense presentation” is an input interface for operating a volume of sound output from a speaker by a slide operation, for example, and can be freely set within a range between a predetermined minimum value and a maximum value, for example. This is an input interface used for an operation when a user sets a possible parameter value to a desired value.
- a texture including an S-pole region 711a and an N-pole region 711b is magnetized.
- strip-shaped regions 711a magnetized in the S pole and strip-shaped regions 711b magnetized in the N pole are alternately and periodically arranged.
- strip-like regions 711a and 711b extending in the direction D1 are alternately and repeatedly arranged in the direction XA substantially perpendicular to the direction D1.
- the width of the region 711a in the short direction (direction XA) and the width of the region 711b in the short direction are both 6 mm.
- Multiple magnetic sheets 720-m 2 One surface 721-m 2 In the (second surface), the S pole region 721a-m 2 And N pole region 721b-m 2 A texture (second texture) including is magnetized.
- Surface 721-m of this form 2 Includes a band-like region 721a-m magnetized in the S pole. 2 And a band-like region 721b-m magnetized in the N pole 2 Are periodically arranged alternately.
- a band-shaped region 721a-m extending in the direction D2. 2 , 721b-m 2 Are alternately and repeatedly arranged in a direction XB substantially perpendicular to the direction D2.
- the magnetic sheet 720-1, ..., M 2 The magnetization patterns of the textures are different from each other.
- the width of the region 721a-1 in the short direction (direction XB) and the width of the region 721b-1 in the short direction are both 3 mm
- the width of the region 721a-2 in the short direction and the region 721b.
- the width in the short direction of -1 is 2 mm
- the width in the short direction of the region 721a-1 and the width in the short direction of the region 721b-1 are both 6 mm.
- a magnetic sheet 710 that is a “first object” is attached to the input surface of the touch panel 401 of the electronic device 400.
- the other surface 712 (the surface opposite to the surface 711) of the magnetic sheet 710 is disposed toward the input surface side of the touch panel 401.
- the touch panel 401 of the electronic device 400 is determined as an area for receiving a slide input operation (input by a slide operation) (when determined by software or the like installed in the electronic device 400)
- the electronic device 400 displays the area on the touch panel 401
- the surface 712 of the magnetic sheet 710 is arranged in the area by the user.
- the electronic device 400 may detect in which area of the touch panel 401 the magnetic sheet 710 is attached and accept a slide input operation in the detected area.
- the surface 712 of the magnetic sheet 710 may be arranged in an arbitrary area of the touch panel 401 that can accept a slide input operation.
- the user may be able to specify in which area of the touch panel 401 the slide input operation is accepted (for example, when the user inputs to the touch panel 401 to specify this area).
- the electronic device 400 detects which area of the touch panel 401 is specified, and the surface 712 of the magnetic sheet 710 is disposed in the specified area input by the user.
- the user can use one of the magnetic sheets 720-m 2 And select the selected magnetic sheet 720-m 2 (Selected Object) surface 722-m 2 Facing outward, the magnetic sheet 720-m on the surface 711 of the magnetic sheet 710 2 Face 721-m 2 Magnetic sheet 720-m so that the 2 Place.
- the longitudinal direction D1 of the regions 711a and 711b of the magnetic sheet 710 is the magnetic sheet 720-m. 2 Area 721a-m 2 , 721b-m 2
- the magnetic sheet 720-m is oriented in the direction following the longitudinal direction D2. 2 Is superimposed on the magnetic sheet 710.
- the user uses a finger to place the magnetic sheet 720-m on the magnetic sheet 710.
- the user is face 721-m 2 Perception of unevenness in a direction substantially orthogonal to As described above, the magnetic sheet 720-m 2 Every area 721a-m 2 , 721b-m 2 The magnetization patterns of are different. Therefore, the magnetic sheet 710 and the selected magnetic sheet 720-m 2 According to the combination with the user, the magnetic sheet 720-m 2 The maximum value of the shear stress and / or the period of the shear stress received from the user is different, and the unevenness perceived by the user is also different. That is, although the magnetic sheet 710 is the same, the user selects the magnetic sheet 720-m selected. 2 Depending on the perception of different concavo-convex sensations.
- the user can use the magnetic sheet 720-m. 2
- Different tactile sensations can be perceived simply by changing.
- the user when the user selects a magnetic sheet 720-1 when performing a certain slide input operation on the touch panel 401, the user does not perceive a sense of unevenness, that is, The slide input operation can be smoothly performed without perceiving a click feeling, and when the magnetic sheet 720-2 is selected, a sense of unevenness at fine intervals (for example, an unevenness sense of W stages (W is a positive integer)) That is, the same slide input operation can be performed while perceiving the click feeling of the W stage, and when the magnetic sheet 720-3 is selected, an uneven feeling of rough intervals (for example, an uneven feeling of the W 'stage) (W ′ is the maximum integer equal to or less than W / 2)), that is, the same slide input operation can be performed while perceiving the click feeling of the W ′ stage.
- W unevenness sense of W stages
- FIG. 31A and FIG. 31B illustrate a dial-type “force sensation presentation” of this embodiment.
- the dial-type “force sense presentation” is an input interface that operates a volume or the like by, for example, a rotation operation. For example, when a user sets a parameter value that can be freely set to a desired value, It is an input interface used for operation.
- the magnetic sheet 810 has a substantially disk shape.
- a texture including an S-pole region 811a and an N-pole region 811b is magnetized.
- regions 811a magnetized in the S pole and regions 811b magnetized in the N pole are alternately and periodically arranged.
- the region 811a and the region 811b are repeatedly arranged along the axial direction R1 of the central axis (axis substantially perpendicular to the surface 811) O1 of the magnetic sheet 810.
- the arc length corresponding to each area 811a and the arc length corresponding to each area 811b are both 6 mm.
- the S-pole region 811a and the N-pole region 811b provided on the surface 811 are preferably sector-shaped regions each centered on the central axis O1.
- the N-pole regions 811b are first magnetized by a cylindrical magnet having a predetermined diameter (for example, 2 mm), and then all the S-pole regions 811a are magnetized by reversing the magnetic poles of the magnets.
- a texture as illustrated in FIG. 31A is formed.
- Magnetic sheet 820-m 2 Is also substantially disk-shaped.
- Magnetic sheet 820-m 2 Is approximately the same as the diameter of the magnetic sheet 810, for example.
- Multiple magnetic sheets 820-m 2 One side 821-m 2 On the (second surface), the S pole region 821a-m 2 And N pole region 821b-m 2 A texture (second texture) including is magnetized.
- Surface 821-m of this form 2 Includes a region 821a-m magnetized in the S pole. 2 And the region 821b-m magnetized in the N pole 2 Are alternately arranged periodically.
- the magnetic sheet 820-1, ..., M 2 The magnetization patterns of the textures are different from each other.
- the length of the arc corresponding to each region 821a-1 and the length corresponding to each region 821b-1 are both 3 mm.
- the length of the arc corresponding to each region 821a-2 and the length corresponding to each region 821b-2 are both 2 mm.
- the length of the arc corresponding to each region 821a-3 and the length corresponding to each region 821b-3 are both 6 mm.
- the surface 821-m 2 S region 821a-m provided in 2 And N pole region 821b-m 2 are preferably sector-shaped regions each centered on the central axis O2.
- a cylindrical magnet having a predetermined diameter for example, 2 mm
- an N-pole region 821b-m 2 Are then magnetized, and then the magnetic poles of the magnets are inverted so that the south pole region 821a-m 2 Is magnetized, a texture as illustrated in FIG. 31B is formed.
- the S-pole region 821a-m which is not completely fan-shaped 2 And N pole region 821b-m 2 Even if it is provided, it is sufficient to present a desired unevenness sensation.
- a magnetic sheet 810 that is a “first object” is attached to the input surface of the touch panel 401 of the electronic device 400.
- the other surface 812 (the surface opposite to the surface 811) of the magnetic sheet 810 is disposed toward the input surface side of the touch panel 401.
- the area is used by the electronic device 400 displaying the area on the touch panel 401.
- the surface 812 of the magnetic sheet 810 is arranged in that region by a person.
- the electronic device 400 may detect in which area of the touch panel 401 the magnetic sheet 810 is attached, and accept a rotation input operation of the detected area.
- the surface 812 of the magnetic sheet 810 may be disposed in an arbitrary region of the touch panel 401 that can accept a rotation input operation.
- the user may be able to specify in which area of the touch panel 401 the rotation input operation is accepted.
- the electronic device 400 detects which area of the touch panel 401 is designated, and the surface 812 of the magnetic sheet 810 is disposed in the designated area input by the user.
- the user can use any one of the magnetic sheets 820-m 2 And the selected magnetic sheet 820-m 2 (Selected object) face 822-m 2 Facing outward, the magnetic sheet 820-m on the surface 811 of the magnetic sheet 810 2 Face 821-m 2
- the magnetic sheet 820-m 2 Place.
- the magnetic sheet 820-m is arranged so that the central axis O1 and the central axis O2 overlap or are close to each other. 2 Is superimposed on the magnetic sheet 810.
- the user uses a finger to place the magnetic sheet 820-m on the magnetic sheet 810. 2 Face 822-m 2
- the surface 811 and the surface 821-m 2 The surface 811 and the surface 821-m are kept in contact with or close to each other.
- the magnetic sheet 810 and the selected magnetic sheet 820-m 2 According to the combination with the user, the magnetic sheet 820-m 2
- the maximum value of the shear stress and / or the period of the shear stress received from the user is different, and the unevenness perceived by the user is also different. That is, although the magnetic sheet 810 is the same, the user selects the selected magnetic sheet 820-m. 2 Depending on the perception of different concavo-convex sensations. That is, the user can use the magnetic sheet 820-m. 2 Different tactile sensations can be perceived simply by changing For example, as illustrated in FIG.
- Modification 1 of the sixth embodiment By changing the “first object” instead of the “second object”, a different operation feeling may be presented to the user.
- the “force sense presentation” of Modification 1 is attached, held, or supported by a plurality of “first objects” arranged on the input surface of the touch panel and an “acting subject” that performs an input operation on the touch panel.
- the “first object” includes a “first surface”, and a “first texture” including an S-pole region and an N-pole region is magnetized in advance on the “first surface”.
- the “second object” includes a “second surface”, and a “second texture” including an S-pole region and an N-pole region is magnetized in advance on the “second surface”.
- the “moving subject” has the “first surface” of the “selected object” and the “second surface” of the “second object” arranged on the input surface by mounting, holding or supporting the “second object”.
- the operation of changing the relative positional relationship between the “surface” and the “second surface” is performed.
- the “selected object” in the first modification is selected from a plurality of “first objects”.
- an input operation is performed on the touch panel, and the shear stress that the “motion subject” receives from the “selected object” periodically changes, thereby perceiving a sense of unevenness.
- the maximum value of the shear stress and / or the shear stress period and the unevenness sensation are different for each “selected object”.
- Modification 2 of the sixth embodiment Either “first object” or “second object” may be selectable.
- the “force sense presentation” of Modification 2 is mounted, held, or supported by a plurality of “first objects” arranged on the input surface of the touch panel and an “acting subject” that performs an input operation on the touch panel.
- the “first object” includes a “first surface”, and a “first texture” including an S-pole region and an N-pole region is magnetized in advance on the “first surface”. However, the magnetization pattern of the “first texture” is different for each “first object”.
- the “second object” includes a “second surface”, and a “second texture” including an S-pole region and an N-pole region is magnetized in advance on the “second surface”.
- the magnetization pattern of the “second texture” is different for each “second object”.
- the “moving subject” wears, holds or supports the “second selection object”, and the “first surface” of the “first selection object” and the “second selection object” of the “second selection object” arranged on the input surface.
- the “first selection object” is selected from a plurality of “first objects”, and the “second selection object” is selected from a plurality of “second objects”.
- an input operation is performed on the touch panel, and the shear stress that the “motion subject” receives from the “second selection object” periodically changes, thereby perceiving a sense of unevenness.
- the maximum value of the shear stress and / or the period of the shear stress and the unevenness sensation differ for each combination of the “first selection object” and the “second selection object”.
- the relative positional relationship between the surfaces may be changed.
- a magnetic sheet magnetized with a texture including a periodic substantially checkered pattern region magnetized in the S pole and a periodic substantially checkered region magnetized in the N pole is referred to as “first object” and / or Alternatively, it may be a “second object”.
- first object and / or Alternatively, it may be a “second object”.
- second object A magnetic sheet magnetized with a texture including a periodic substantially checkered pattern region magnetized in the S pole and a periodic substantially checkered region magnetized in the N pole.
- the pattern of the “first texture” varies depending on the position, and a different unevenness sensation is presented depending on the position of the “first texture” where the “second surface” of the “second object” is in contact with or close to.
- the “force sensation presentation object” of the present embodiment includes a plurality of “first objects” placed on, held by, or supported by a “first object” disposed on the input surface of the touch panel and an “operation subject” that performs an input operation on the touch panel. 2 objects ".
- the “first object” includes a “first surface”, and a “first texture” including an S-pole region and an N-pole region is magnetized in advance on the “first surface”.
- the “first texture” includes “first region” and “second region” having different magnetization patterns.
- the “first region” and the “second region” are different regions.
- the “second object” includes a “second surface”, and a “second texture” including an S-pole region and an N-pole region is magnetized in advance on the “second surface”.
- the “moving subject” wears, holds or supports the “second object”, and the “first region” or “second region” and “second surface” of the “first object” arranged on the input surface. In which the relative positional relationship between the “first surface” and the “second surface” is changed and / or the “first surface” and the “second surface” The operation of changing the relative positional relationship between the two is performed.
- an input operation is performed on the touch panel, and the shear stress that the “motion subject” receives from the “second object” periodically changes, thereby perceiving a sense of unevenness.
- the maximum value of the shear stress and / or the period of the shear stress and the unevenness sensation differ depending on whether the “first region” or the “second region” is in contact with or close to the “second surface”. That is, by performing an operation of changing the relative positional relationship and / or an operation of changing the relative positional relationship while the “first region” and the “second surface” are in contact with or in close proximity to each other.
- the unevenness sensation felt by the action subject is an operation to change the relative positional relationship and / or change the relative positional relationship while the “second region” and the “second surface” are in contact with or close to each other. It is different from the concavo-convex sensation felt by the action subject by performing the action. In other words, an operation of changing the relative positional relationship and / or an operation of changing the relative positional relationship is performed while the “first region” and the “second surface” are in contact with or close to each other.
- the “force sense presentation” of this embodiment includes a magnetic sheet 910 (first object) and a magnetic sheet 920 (second object).
- One surface 911 (first surface) of the magnetic sheet 910 is magnetized with a texture (first texture) including different regions 913-1 (first region) and regions 913-2 (second region). ing.
- first texture first texture
- strip-shaped regions 911a-1 magnetized in the S pole and strip-shaped regions 911b-1 magnetized in the N pole are alternately and periodically arranged.
- strip-like regions 911a-1 and 911b-1 extending in the direction D1 are alternately and repeatedly arranged in a direction XA substantially perpendicular to the direction D1.
- strip-shaped regions 911a-2 magnetized in the S pole and strip-shaped regions 911b-2 magnetized in the N pole are alternately and periodically arranged.
- strip-like regions 911a-2 and 911b-2 extending in the direction D1 are alternately and repeatedly arranged in the direction XA substantially perpendicular to the direction D1.
- the magnetization patterns of the region 913-1 and the region 913-2 are different from each other.
- the width in the direction XA of the region 911a-1 and the region 911b-1 belonging to the region 913-1 is different from the width in the direction XA of the region 911a-2 and the region 911b-2 belonging to the region 913-2. To do.
- the width in the direction XA of each of the regions 911a-1 and 911b-1 is 3 mm.
- the width in the direction XA of each of the regions 911a-2 and 911b-2 is 6 mm.
- a texture second texture including a south pole region 921a and a north pole region 921b is magnetized.
- strip-shaped regions 921a magnetized at the S pole and strip-shaped regions 921b magnetized at the N pole are alternately arranged periodically.
- strip-like regions 921a and 921b extending in the direction D2 are alternately and repeatedly arranged in the direction XB substantially perpendicular to the direction D2.
- the width of the region 921a and the region 921b in the direction XA is 6 mm.
- the difference between the region 913-1 and the region 913-2 magnetized on the magnetic sheet 910 (FIG. 33A) is that the region 921a (S pole) and the region 921b (magnetized on the magnetic sheet 920 (FIG. 33B)). N pole). That is, the area ratio of the region 921a (S pole) (FIG. 33B) to the region 911b-1 (N pole) (FIG. 33A) of the region 913-1 is the region 911b-2 (N pole) of the region 913-2 (FIG. 33B). 33A) and the area ratio of the region 921a (S pole).
- a magnetic sheet 910 is attached to the input surface of the touch panel 401 of the electronic device 400. The user arranges the magnetic sheet 920 so that the surface 922 of the magnetic sheet 920 faces outward and the surface 921 of the magnetic sheet 920 contacts the surface 911 of the magnetic sheet 910.
- the magnetic sheet 920 is overlaid on the magnetic sheet 910 so that the longitudinal direction D1 of the regions 911a and 911b of the magnetic sheet 910 follows the longitudinal direction D2 of the regions 921a and 921b of the magnetic sheet 920.
- the user touches the surface 922 of the magnetic sheet 920 superimposed on the magnetic sheet 910 with a finger, and changes the relative positional relationship between the surface 911 and the surface 921 while the surface 911 and the surface 921 are in contact with each other or close to each other. Operation (slide operation).
- the width in the direction XA of the region 911a-1 and the region 911b-1 belonging to the region 913-1 is different from the width in the direction XA of the region 911a-2 and the region 911b-2 belonging to the region 913-2.
- the period of the stress (FIG. 33C) is the shear stress that the user receives from the magnetic sheet 920 by performing an operation of changing the relative positional relationship while the region 913-2 and the surface 921 are in contact with or in close proximity to each other.
- the “force sense presentation” in this embodiment includes a magnetic sheet 1010 (first object) and a magnetic sheet 1020 (second object).
- the magnetic sheet 1010 has a substantially disk shape (FIG. 34A).
- One surface 1011 (first surface) of the magnetic sheet 1010 is magnetized with a texture (first texture) including different regions 1013-1 (first region) and 1013-2 (second region). ing.
- first texture first texture
- the regions 1011a-1 and 1011b-1 are periodically and alternately arranged along the direction R1 around the axis O1 of the magnetic sheet 1010.
- the areas 1011a-2 and 1011b-2 are alternately and periodically arranged along the direction R1 around the central axis O1 of the magnetic sheet 1010.
- the magnetization patterns of the region 1013-1 and the region 1013-2 are different from each other.
- the length of the arc corresponding to each region 1011a-1 and each region 1011b-1 belonging to the region 1013-1, each region 1011a-2 belonging to the region 1013-2, and each The lengths of the arcs corresponding to the area 1011b-2 are different from each other.
- the lengths of the arcs corresponding to the respective regions 1011a-1 and 1011b-1 belonging to the region 1013-1 in the outer periphery of the magnetic sheet 1010 are all 6 mm.
- the magnetic sheet 1020 has a substantially fan-shaped plate shape (FIG. 34B).
- a texture including an S-pole region 1021a and an N-pole region 1021b is magnetized.
- the regions 1021a-1 and the regions 1021b-1 are periodically and alternately arranged along the direction R2 around the axis O2 of the magnetic sheet 1020.
- the arc length corresponding to the region 1021a and each region 1021b in the arc-shaped outer periphery of the magnetic sheet 1020 is 6 mm.
- the difference between the region 1013-1 and the region 1013-2 magnetized on the magnetic sheet 1010 (FIG. 34A) is that the region 1021a (S pole) and the region 1021b (magnetized on the magnetic sheet 1020 (FIG. 34B)). N pole). That is, the area ratio of the region 1021a (S pole) (FIG. 34B) to the region 1011b-1 (N pole) of the region 1013-1 (FIG. 34A) is the region 1011b-2 (N pole) of the region 1013-2 (FIG. 34B).
- the magnetic sheet 1010 is attached to the input surface of the touch panel 401 of the electronic device 400. The user arranges the magnetic sheet 1020 so that the surface 1022 of the magnetic sheet 1020 faces outward and the surface 1021 of the magnetic sheet 1020 contacts the surface 1011 of the magnetic sheet 1010.
- the magnetic sheet 1020 is overlaid on the magnetic sheet 1010 so that the central axis O1 and the central axis O2 overlap or are close to each other (FIGS. 35A and 35B).
- the user touches the surface 1022 of the magnetic sheet 1020 superimposed on the magnetic sheet 1010 with a finger, and changes the relative positional relationship between the surface 1011 and the surface 1021 while the surfaces 1011 and 1021 are in contact with or in close proximity to each other. Operation (rotation operation in the direction around the axis R2).
- the arc lengths of the areas 1011a-1 and 1011b-1 belonging to the area 1013-1 and the arc lengths of the areas 1011a-2 and 1011b-2 belonging to the area 1013-2 are as follows. Different from each other.
- the period of the stress (FIG. 35A) is the shear stress that the user receives from the magnetic sheet 1020 by performing an operation to change the relative positional relationship while the region 1013-2 and the surface 1021 are in contact with or in close proximity to each other.
- / or shear stress period (FIG. 35B). Therefore, in the state where the surface 1021 is in contact with or close to the region 1013-1 (FIG. 35A) and the state where the surface 1021 is in contact with or close to the region 1013-2 (FIG.
- the magnetic sheet 920 is arranged so that the surface 921 (second surface) of the magnetic sheet 920 (second object) (FIG. 33B) is in contact with the surface 1111 of the magnetic sheet 1110, and the user touches the magnetic sheet 1110.
- An operation of changing the relative positional relationship between the surface 1111 and the surface 921 may be performed while the surface 1111 and the surface 921 are in contact with or close to each other while being in contact with the surface 922 of the stacked magnetic sheets 920.
- the area ratio of the region 1021a (S pole) (FIG. 33B) of the surface 921 to the pole (FIG. 36A) (and the area ratio of the region 1021b (N pole) to the region 1111a-1 (S pole)) is changed. It can. Accordingly, it is possible to present different unevenness sensations depending on the position of the “first texture” where the “second object” is in contact with or close to the “second object”. Further, as illustrated in FIG.
- the length in the direction (radial direction) from the central axis O1 to the one surface 1211 (first surface) of the substantially disk-shaped magnetic sheet 1210 (first object). May include a texture (first texture) including a non-uniform S-pole region 1211a and a N-pole region 1211b.
- the region 1211a and the region 1211b are repeatedly arranged along the direction R1 around the central axis O1 of the magnetic sheet 1210.
- the center of the magnetic sheet 1220 is formed only in a substantially fan-shaped region that is a part of one surface 1221 (second surface) of the substantially disk-shaped magnetic sheet 1220 (second object).
- the region 1221a and the region 1221b may be repeatedly arranged along the direction R2 around the axis O2.
- the magnetic sheet 1220 is arranged so that the surface 1211 of the magnetic sheet 1220 (second object) contacts the surface 1211 of the magnetic sheet 1210, and the user touches the magnetic sheet 1220 superimposed on the magnetic sheet 1210.
- An operation of changing the relative positional relationship between the surface 1211 and the surface 1221 may be performed while the surface 1211 and the surface 1221 are in contact with or close to each other. Accordingly, it is possible to present different unevenness sensations depending on the position of the “first texture” where the regions magnetized in the S pole and the N pole of the “second object” are in contact with or close to each other.
- the “first texture” may include regions having different magnetization patterns in addition to the “first region” and the “second region”. That is, the “first texture” may include three or more different regions having different magnetization patterns.
- the “first texture” may include “first region” and “second region” having different magnetization patterns, or three or more different magnetization patterns from each other. Different regions may be included. If a sufficient magnetic force is applied between the pitch of the magnetic sheet used as the “first object” and the magnetic sheet used as the “second object”, the two magnetic sheets are in contact with each other. The relative positional relationship between the surfaces (the first surface and the second surface) may be changed.
- a magnetic sheet magnetized with a texture including a periodic substantially checkered pattern region magnetized in the S pole and a periodic substantially checkered region magnetized in the N pole is referred to as “first object” and / or Alternatively, it may be a “second object”.
- first object and / or Alternatively, it may be a “second object”.
- second object In the sixth and seventh and the modifications thereof, a “first magnet” in contact with or in proximity to the “first object” and a “second magnet” in contact with or in proximity to the “second object” are provided. Also good. In this case, when the “first magnet” and the “second magnet” approach each other, the “operation subject” starts from the “second object” to the attractive force or repulsive force between the “first magnet” and the “second magnet”. Perceives force sense based on.
- FIG. 37A shows an example in which magnets 1331 and 1332 (first magnets) are arranged in the vicinity of the slider-type magnetic sheet 710 (first object) described in the sixth embodiment.
- FIG. 37B shows a magnetic sheet 720-m. 2 (Second object) surface 721-m 2
- a magnet 1333 second magnet
- the magnets 1331, 1332, and 1333 in this example have a substantially disk shape.
- One surface 1331a of the magnet 1331 is one magnetic pole (S pole or N pole), and the other surface 1331b is the other magnetic pole (N pole or S pole).
- one surface 1332a of the magnet 1332 is one magnetic pole, and the other surface 1332b is the other magnetic pole.
- One surface 1333a of the magnet 1333 is one magnetic pole, and the other surface 1333b is the other magnetic pole.
- the magnets 1331, 1332, and 1333 are permanent magnets such as neodymium magnets and ferrite magnets.
- magnets 1331 and 1332 and magnetic sheet 710 are disposed on the input surface of touch panel 401.
- magnets 1331 and 1332 are arranged on both ends of the magnetic sheet 710 (both ends in the direction XA).
- the surface 712 of the magnetic sheet 710 and the surfaces 1331 b and 1332 b of the magnets 1331 and 1332 are arranged toward the input surface side of the touch panel 401.
- the user uses a magnetic sheet 720-m superimposed on the magnetic sheet 710. 2 No 722-m 2
- An operation (sliding operation in the XA direction) for changing the relative positional relationship between the two is performed.
- FIG. 37C shows an example in which magnets 1341 and 1342 (first magnets) are placed in contact with positions on the outer peripheral side of the surface 1011 of the dial-type magnetic sheet 1010 (first object) described in the seventh embodiment.
- FIG. 37C shows an example in which magnets 1341 and 1342 (first magnets) are placed in contact with positions on the outer peripheral side of the surface 1011 of the dial-type magnetic sheet 1010 (first object) described in the seventh embodiment.
- FIG. 37D shows an example in which a magnet 1343 (second magnet) is placed in contact with a position on the outer peripheral side of the surface 1021 of the magnetic sheet 1020 (second object).
- the magnets 1341, 1342, and 1343 in this example are also substantially disk-shaped.
- One surface 1341a of the magnet 1341 is one magnetic pole (S pole or N pole), and the other surface 1341b is the other magnetic pole (N pole or S pole).
- one surface 1342a of the magnet 1342 is one magnetic pole, and the other surface 1342b is the other magnetic pole.
- One surface 1343a of the magnet 1343 is one magnetic pole, and the other surface 1343b is the other magnetic pole.
- the magnets 1341, 1342, and 1343 are permanent magnets such as neodymium magnets and ferrite magnets.
- the magnetic sheet 1010 is disposed on the input surface of the touch panel 401.
- the surface 1012 of the magnetic sheet 1010 is disposed toward the input surface of the touch panel 401.
- the magnetic sheet 1020 is disposed so that the surface 1022 of the magnetic sheet 1020 faces outward and the surface 1021 of the magnetic sheet 1020 is close to the surface 1011 of the magnetic sheet 1010.
- the magnitude of the force sense can be changed according to the magnitude of the magnetic force of the “first magnet” and the “second magnet”. As described above, various force senses can be fed back in response to information input to the touch panel 401.
- the “second object” described in the sixth to eighth embodiments and the modifications thereof is mechanically positioned to the “first object”.
- the “force sense presentation” includes a rail-shaped (strip-shaped) magnetic sheet 1420 (first object) and a magnetic sheet 1420 (second object) provided with a groove 1420 a. You may have.
- a texture (first texture) including the S-pole region and the N-pole region as described above is magnetized on one surface 1411 (first surface) of the magnetic sheet 1410.
- the bottom surface 1421 (second surface) inside the groove 1420a of the magnetic sheet 1420 is magnetized with a texture (second texture) including the S pole region and the N pole region as described above.
- the magnetic sheet 1410 is disposed on the input surface of the touch panel 401.
- the surface 1412 of the magnetic sheet 1410 is arranged toward the input surface side of the touch panel 401.
- a part of the magnetic sheet 1410 is disposed inside the groove 1420 a of the magnetic sheet 1420.
- the magnetic sheet 1420 is disposed so that the surface 1422 of the magnetic sheet 1420 faces outward and the surface 1421 of the magnetic sheet 1420 is in contact with or close to the surface 1411 of the magnetic sheet 1410.
- the user touches the surface 1422 of the magnetic sheet 1420 superimposed on the magnetic sheet 1410, and changes the relative positional relationship between the surface 1411 and the surface 1421 while keeping the surfaces 1411 and 1421 in contact with each other or close to each other. (Sliding operation in the XA direction) is performed. At this time, the magnetic sheet 1420 slides in the XA direction while being supported by the inner wall of the groove 1420a of the magnetic sheet 1420.
- a curved rail-shaped magnetic sheet 1420 ′ (first object) may be used.
- ⁇ Example of dial type> 40A to 40F includes a substantially disk-shaped magnetic sheet 1510 (first object) and a magnetic sheet 1520 (second object), a rotation support portion 1514 having a cylindrical rotation axis, 1524 and a substantially prismatic support 1530.
- On one surface 1511 (first surface) of the magnetic sheet 1510, along the direction R1 around the central axis O1 of the magnetic sheet 1510, a region magnetized in the S pole and a region magnetized in the N pole Are alternately and periodically arranged.
- a rotation support portion 1514 is attached to the surface 1511 of the magnetic sheet 1510 so that the axis of the rotation axis substantially coincides with the center axis O1.
- the axis of the rotation shaft of the rotation support portion 1514 and the surface 1511 are substantially orthogonal to each other, and the rotation shaft of the rotation support portion 1514 protrudes outward of the surface 1511 (FIGS. 40A and 40E).
- On one surface 1521 (second surface) of the magnetic sheet 1520 there are a region magnetized in the S pole and a region magnetized in the N pole along the axial direction R2 of the central axis O2 of the magnetic sheet 1520. Are alternately and periodically arranged.
- the magnetic sheet 1520 is provided with a through hole 1523 along the central axis O2. Further, a rotation support portion 1524 is attached to the outer peripheral side of the other surface 1522 of the magnetic sheet 1520.
- the axis of the rotation shaft of the rotation support portion 1524 and the surface 1522 are substantially orthogonal to each other, and the rotation shaft of the rotation support portion 1524 protrudes outward of the surface 1522 (FIGS. 40B, 40C, and 40E).
- the magnetic sheet 1510 is disposed on the input surface of the touch panel 401. However, the other surface 1512 of the magnetic sheet 1510 (the surface opposite to the surface 1511) is arranged toward the input surface side of the touch panel 401.
- the surface 1521 side of the magnetic sheet 1420 is disposed on the surface 1511 side of the magnetic sheet 1510, and the rotation shaft of the rotation support portion 1514 passes through the through hole 1523 of the magnetic sheet 1420. Accordingly, the magnetic sheet 1420 is supported so as to be rotatable in the R1 direction with respect to the magnetic sheet 1410 in a state where the surface 1421 of the magnetic sheet 1420 is in contact with or close to the surface 1411 of the magnetic sheet 1410. Further, a support portion 1530 is disposed on the other surface 1522 (surface opposite to the surface 1521) side of the magnetic sheet 1420.
- the tip of the rotation shaft of the rotation support portion 1514 penetrating the through hole 1523 is inserted into a hole near the center of the support portion 1530, and supports the support portion 1530 in a rotatable manner. Further, the distal end of the rotation support portion 1524 is inserted into a hole near the end portion of the support portion 1530 to support the support portion 1530 in a rotatable manner.
- the user contacts the support portion 1530 and rotates the support portion 1530 in the directions R1 and R2 around the central axes O1 and O2. As a result, the relative positional relationship between the surface 1511 and the surface 1521 changes.
- the “second object” is mechanically positioned to the “first object”, the operability is improved.
- the “second object” described in the sixth to eighth embodiments and the modifications thereof is positioned to the “first object” using magnetic force.
- the “first texture” is a “first repetition” in which an S-pole region and an N-pole region are repeatedly arranged along a specific “first line” included in the “first surface”.
- the “second texture” includes a “second repeating region” in which an S-pole region and an N-pole region are repeatedly arranged along a specific “second line” included in the “second surface”; And a “second support region” including an N-pole strip region and an S-pole strip region that are adjacent to each other along the “second line”.
- the “first line” and the “second line” may be a straight line or a curved line.
- the “second line” has a shape along the “first line”. For example, when the “first line” is a substantially straight line, it is desirable that the “second line” is also a substantially straight line.
- the “second line” is a curve having substantially the same radius of curvature as the “first line”.
- the “second object” is supported by the “first object” by the magnetic attractive force between the “first support region” and the “second support region” along the “first line”.
- the relative positional relationship with respect to the “object” can be changed.
- the “first texture” is a “first texture” in which an S-pole region and an N-pole region are repeatedly arranged along the direction of the “first axis” that is substantially perpendicular to the “first surface”.
- the “second texture” is a “second repeating region” in which an S-pole region and an N-pole region are repeatedly arranged along the direction of the axis of the “second axis” substantially perpendicular to the “second surface”.
- the “second object” is supported by the “first object” by the magnetic attraction force between the “first support region” and the “second support region”, while being “first” with respect to the “first object”.
- a texture (first texture) is magnetized in advance on one surface 1611 (first surface) of the magnetic sheet 1610.
- This texture has repeating regions 1610A and 1610B (first repeating region) and a supporting region 1610C (first supporting region) along the direction XA.
- S-pole regions 1611Aa and N-pole regions 1611Ab are alternately and alternately arranged along a specific straight line LA (first line) included in the surface 1611.
- the south pole region 1611Ba and the north pole region 1611Bb are repeatedly and alternately arranged along the straight line LA.
- the straight line LA is a straight line along the direction XA.
- the support region 1610C includes an S-pole strip region 1610Ca and an N-pole strip region 1610Cb that are adjacent to each other along the straight line LA.
- the total number of the band-like region 1610Ca and the band-like region 1610Cb may be two or more, and more preferably three or more.
- a texture (second texture) is preliminarily magnetized on one surface 1621 (second surface) of the magnetic sheet 1620.
- This texture has repeating regions 1620A and 1620B (second repeating regions) and a supporting region 1620C (second supporting region) along the direction XB.
- S-pole regions 1621Aa and N-pole regions 1621Ab are alternately and repeatedly arranged along a specific straight line LB (second line) included in the surface 1621.
- S-pole regions 1621Ba and N-pole regions 1621Bb are alternately and repeatedly arranged along the straight line LB.
- the straight line LB is a straight line along the direction XB.
- the support region 1620C includes an S-pole belt-like region 1620Ca and an N-pole belt-like region 1620Cb that are adjacent to each other along the straight line LB.
- the total number of the band-like region 1610Ca and the band-like region 1610Cb may be two or more, and more preferably three or more.
- the strip region 1610Ca (S pole) is opposed to the strip region 1620Cb (N pole)
- the strip region 1610Cb (N pole) is opposed to the strip region 1620Ca (S pole). It is desirable to be configured as follows.
- the magnetic sheet 1610 is disposed on the input surface of the touch panel 401. At this time, the magnetic sheet 1610 is disposed so that the surface 1611 faces outward.
- the magnetic sheet 1620 is disposed so that the surface 1622 of the magnetic sheet 1620 faces outward and the surface 1621 of the magnetic sheet 1620 is in contact with or close to the surface 1611 of the magnetic sheet 1610.
- the magnetic sheets 1610 and 1620 are arranged such that the repeating regions 1610A and 1610B and the supporting region 1610C face the repeating regions 1620A and 1620B and the supporting region 1620C, respectively.
- the magnetic sheets 1610 and 1620 are arranged so that the straight line LA (first line) and the straight line LB (second line) described above coincide or approximate. Thereby, a slide operation input becomes possible.
- the user touches the surface 1622 of the magnetic sheet 1620 overlaid on the magnetic sheet 1610, and changes the relative positional relationship between the surface 1611 and the surface 1621 while the surfaces 1611 and 1621 are in contact with or in close proximity to each other.
- sliding operation in the XA direction is performed.
- the magnetic field in the direction from the strip region 1610Cb to the strip region 1610Ca of the support region 1610C and the magnetic field in the direction from the strip region 1620Cb to the strip region 1620Ca of the support region 1620C are between the support region 1610C and the support region 1620C.
- a magnetic attraction force is generated in (FIG. 41C).
- the magnetic sheet 1620 can change the relative positional relationship with respect to the magnetic sheet 1610 along the straight line LA while being supported by the magnetic sheet 1610 by the magnetic attractive force between the support region 1610C and the support region 1620C.
- the magnetic attractive force between the support region 1610C and the support region 1620C has little influence on the unevenness sensation presented based on the repeated regions 1610A, 1610B, 1620A, and 1620B.
- a texture (first texture) is preliminarily magnetized on one surface 1711 (first surface) of the magnetic sheet 1710.
- This texture has a central axis O1 (first axis) substantially perpendicular to the surface 1711, a support region 1710C (first support region) around the center axis O1 and a repeat region 1710A (first repeat region) around the support region 1710C.
- the support region 1710C is a region surrounded by a substantially circle centered on the central axis O1, and includes an S-pole annular region 1711Ca and an N-pole annular region 1711Cb that are adjacent to each other about the center axis O1.
- the total number of the annular regions 1711Ca and 1711Cb may be two or more, and more preferably three or more.
- the south pole regions 1711Aa and the north pole regions 1711Ab are alternately and repeatedly arranged along the direction R1 around the central axis O1.
- a texture (second texture) is preliminarily magnetized on one surface 1721 (second surface) of the magnetic sheet 1720.
- This texture has a central axis O2 (second axis) substantially perpendicular to the surface 1721, a supporting region 1720C (second supporting region) around the center axis O2 and a repeating region 1720A (second repeating region) around the supporting region 1720C. .
- the support region 1720C is a region surrounded by a substantially circle centered on the central axis O2, and includes an S-pole annular region 1721Ca and an N-pole annular region 1721Cb that are adjacent to each other about the center axis O2.
- the strip region 1710Ca (S pole) is opposed to the strip region 1720Cb (N pole)
- the strip region 1710Cb (N pole) is opposed to the strip region 1720Ca (S pole). It is configured as follows.
- the total number of the annular regions 1721Ca and 1721Cb may be two or more, and more preferably three or more.
- the magnetic sheet 1710 is disposed on the input surface of the touch panel 401.
- the magnetic sheet 1710 is disposed so that the surface 1711 faces outward.
- the magnetic sheet 1720 is disposed such that the surface 1722 (the surface opposite to the surface 1721) of the magnetic sheet 1720 faces outward and the surface 1721 of the magnetic sheet 1720 is in contact with or close to the surface 1711 of the magnetic sheet 1710.
- the magnetic sheets 1710 and 1720 are arranged such that the repeating region 1710A and the supporting region 1710C face the repeating region 1720A and the supporting region 1720C, respectively.
- the magnetic sheets 1710 and 1720 are arranged so that the above-described central axis O1 (first axis) and the central axis O2 (second axis) coincide or approximate.
- the user touches the surface 1722 of the magnetic sheet 1720 superimposed on the magnetic sheet 1710, and changes the relative positional relationship between the surface 1711 and the surface 1721 while keeping the surfaces 1711 and 1721 in contact with or in close proximity to each other. (Rotation operation about the central axes O1 and O2) is performed.
- the magnetic sheet 1720 can be rotated around the central axes O1 and O2 with respect to the magnetic sheet 1710 while being supported by the magnetic sheet 1710 by the magnetic attractive force between the support area 1710C and the support area 1720C.
- the magnetic attractive force between the support region 1710C and the support region 1720C has little effect on the unevenness sensation presented based on the repeated regions 1710A and 1720A.
- the S-pole and N-pole magnetization patterns of the “first repeat region” and the “second repeat region” are not limited to those exemplified in the present embodiment, and are the above-described periodic checkered pattern magnetization patterns.
- the magnetization pattern may change depending on the position.
- the present invention is not limited to the embodiment described above. For example, as shown when the dial-type “force sensation presentation” is exemplified in the sixth embodiment, it is difficult to magnetize an accurate sector-shaped region with a magnet having a predetermined diameter.
- a fan-shaped region can be magnetized.
- the surface 1811 of the disk-shaped magnetic sheet 1810 is magnetized by one band-shaped S-pole region 1811 a passing through the central axis O and one band-shaped passing through the central axis O.
- an ideal fan-shaped region can be magnetized to some extent. Even in this case, the last magnetized region Z1 has a strip shape.
- FIG. 43A the surface 1811 of the disk-shaped magnetic sheet 1810 is magnetized by one band-shaped S-pole region 1811 a passing through the central axis O and one band-shaped passing through the central axis O.
- a single band-shaped S-pole region 1821a passing through a position shifted from the central axis O (for example, a position shifted by 1 mm) is attached to the surface 1821 of the disk-shaped magnetic sheet 1820.
- a somewhat ideal fan-shaped region can be magnetized.
- the last magnetized region Z2 has a belt shape.
- FIG. 31B shows an example in which a disk-shaped magnetic sheet magnetized so that there is no gap that is not magnetized by a desired magnetic pole, but FIG. 43C is used instead of the magnetic sheet 820-3 in the right diagram of FIG. 31B.
- FIG. 43C is used instead of the magnetic sheet 820-3 in the right diagram of FIG. 31B.
- the gap at the boundary between the region 821a-3 and the region 821b-3 in the outer peripheral portion of the magnetic sheet 820-3 in FIG. 43C is centered on the surface of the disk-shaped magnetic sheet by a magnet having a magnetic pole having a predetermined diameter. It is formed when the magnetic sheet surface is magnetized by changing the relative position between the magnetic sheet surface and the magnetic pole so that the magnetic pole of the magnet does not protrude from the surface of the magnetic sheet. Even if there is a gap, it is possible to present a desired unevenness sensation.
- first object”, “second object”, “base object”, “first contact object”, “second contact object”, and the like may be made of a magnetic material other than the magnetic sheet.
- the “first object”, “second object”, “base object”, “first contact object”, “second contact object”, and the like may be electromagnets.
- the stripe texture and / or the checker texture is magnetized on the magnetic material.
- the texture of other patterns is the magnetic material. May be magnetized.
- the cutter part of the cutting plotter is replaced with a magnetizing part, and the magnetic sheet is magnetized by driving the cutting plotter.
- other devices that can move the head in the plane direction such as a pen printer, may be used.
- a part such as a pen attached to the head of such a device may be replaced with a magnetizing component, and this device may be driven to magnetize the magnetic sheet.
- a conductive member may be provided on a surface opposite to the “second surface” of the “second object”.
- the magnetic sheet 720-m illustrated in FIG. 30B. 2 No 722-m 2 Side, the magnetic sheet 820-m illustrated in FIG. 31B 2 Face 822-m 2 A conductive film may be provided on the side. Accordingly, the “second object” is easily detected by the capacitive sensor of the touch panel 401.
- the rotation support portions 1514 and 1524 and the support portion 1530 may be composed of conductive members, or these are provided by providing conductive members on the surface. They may be electrically connected to each other.
- the conductor connecting the two conductors is obtained. It will be operated by the user.
- the electronic device 400 can recognize that a rotation (“rotate”) command has been input.
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Abstract
電磁石を用いることなく、入力装置への操作を行った者に力覚を提示する。力覚提示物は、第1オブジェクトと第2オブジェクトとを含む。第1オブジェクトは、第1面を含み、第1面にはS極の領域とN極の領域とを含む第1テクスチャが予め着磁されており、タッチパネルの入力面に配置される。第2オブジェクトは、第2面を含み、第2面にはS極の領域とN極の領域とを含む第2テクスチャが予め着磁されており、タッチパネルに対する入力操作を行う動作主体に装着、把持、または支持される。
Description
本発明は力覚を提示する技術に関する。
特許文献1には、入力装置であるペンタブレットの操作者に対して力覚をフィードバックする技術が開示されている。
特許文献1では電磁石を用いて発生させた磁場によって力覚を提示するため、電磁石を駆動させるための電源が必要である。本発明では、電磁石を用いることなく、入力装置への操作を行った者に力覚を提示する。
力覚提示物は、第1オブジェクトと第2オブジェクトとを含む。第1オブジェクトは、第1面を含み、第1面にはS極の領域とN極の領域とを含む第1テクスチャが予め着磁されており、タッチパネルの入力面に配置される。第2オブジェクトは、第2面を含み、第2面にはS極の領域とN極の領域とを含む第2テクスチャが予め着磁されており、タッチパネルに対する入力操作を行う動作主体に装着、把持、または支持される。
本発明では、電磁石を用いることなく、入力装置への操作を行った者に力覚を提示できる。
図1は実施形態の着磁装置の機能構成を説明するための概念図である。
図2Aおよび図2Bは、実施形態の着磁装置の機能構成を説明するための概念図である。
図3Aはカッティングプロッタのカッター部品を例示した斜視図であり、図3Bは当該カッター部品の分解斜視図である。図3Cは着磁用部品を例示した斜視図であり、図3Dは当該着磁用部品の分解斜視図である。
図4は磁石の形状と表面磁束密度との関係を例示したグラフである。
図5はS極パタン情報とN極パタン情報とを含むテクスチャ情報を例示した図である。
図6Aおよび図6Bは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図7は2つの磁性シートによって凹凸感を提示する動作を例示した図である。
図8は2つの磁性シートによって凹凸感を提示する動作を例示した図である。
図9Aから図9Dは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図10Aから図10Cは、2つの磁性シートによって凹凸感を提示する動作を例示した図である。
図11Aから図11Dは2つの磁性シート間の引力面積比を例示するための図である。
図12は、磁性パタンのピッチと保持力および引力面積比との関係を例示した図である。
図13Aから図13Dは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図14Aおよび図14Bは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図15は、ストライプテクスチャとチェッカーテクスチャとの引力面積比の違いを例示した図である。
図16Aおよび図16Bは、ストライプテクスチャが着磁された磁性シートの組のピッチと保持力および引力面積比との関係をそれぞれ例示した図である。
図17Aおよび図17Bは、チェッカーテクスチャが着磁された磁性シートの組のピッチと保持力および引力面積比との関係をそれぞれ例示した図である。
図18Aおよび図18Bはベースオブジェクトに重ね合わされるシートを例示した図である。
図19はベースオブジェクトを例示した図である。
図20Aから図20Dは接触オブジェクトを例示した図である。
図21Aから図21Cは接触オブジェクトを例示した図である。
図22Aおよび図22Bは2つの磁性シート間の引力面積比の関係を説明するための図である。
図23は実施形態の入力装置を例示するための図である。
図24Aから図24Cは実施形態の入力装置を例示するための図である。
図25は実施形態の入力装置を例示するための図である。
図26Aから図26Cは実施形態の入力装置を例示するための図である。
図27は実施形態の磁性点字ブロックを例示するための図である。
図28Aおよび図28Bは実施形態の磁性点字ブロック用のシューズを例示するための図である。
図29Aおよび図29Bは実施形態の磁性点字ブロック用の白杖を例示するための図である。
図30Aおよび図30Bは、着磁された磁性シートを例示した図である。図30Cは凹凸感覚を例示する概念図である。
図31Aおよび図31Bは、着磁された磁性シートを例示した図である。図31Cは凹凸感覚を例示する概念図である。
図32は実施形態の入力装置を例示するための図である。
図33Aおよび図33Bは、着磁された磁性シートを例示した図である。図33Cおよび図33Dは2つの磁性シートによって凹凸感覚を提示する動作を例示した図である。
図34Aおよび図34Bは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図35Aおよび図35Bは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図36Aから図36Cは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図37Aから図37Dは、着磁された磁性シートに強い磁力の磁石を組み合わせた例を表す図である。
図38は実施形態の入力装置を例示するための図である。
図39Aから図39Dは、機械的構造によって支持される磁性シートを例示した図である。
図40Aから図40Fは、機械的構造によって位置決めされる磁性シートを例示した図である。
図41Aから図41Cは、磁力によって位置決めされる磁性シートを例示した図である。
図42Aおよび図42Bは、磁力によって位置決めされる磁性シートを例示した図である。
図43Aから図43Cは、ダイヤル型の力覚提示物の変形例を説明するための図である。
図2Aおよび図2Bは、実施形態の着磁装置の機能構成を説明するための概念図である。
図3Aはカッティングプロッタのカッター部品を例示した斜視図であり、図3Bは当該カッター部品の分解斜視図である。図3Cは着磁用部品を例示した斜視図であり、図3Dは当該着磁用部品の分解斜視図である。
図4は磁石の形状と表面磁束密度との関係を例示したグラフである。
図5はS極パタン情報とN極パタン情報とを含むテクスチャ情報を例示した図である。
図6Aおよび図6Bは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図7は2つの磁性シートによって凹凸感を提示する動作を例示した図である。
図8は2つの磁性シートによって凹凸感を提示する動作を例示した図である。
図9Aから図9Dは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図10Aから図10Cは、2つの磁性シートによって凹凸感を提示する動作を例示した図である。
図11Aから図11Dは2つの磁性シート間の引力面積比を例示するための図である。
図12は、磁性パタンのピッチと保持力および引力面積比との関係を例示した図である。
図13Aから図13Dは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図14Aおよび図14Bは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図15は、ストライプテクスチャとチェッカーテクスチャとの引力面積比の違いを例示した図である。
図16Aおよび図16Bは、ストライプテクスチャが着磁された磁性シートの組のピッチと保持力および引力面積比との関係をそれぞれ例示した図である。
図17Aおよび図17Bは、チェッカーテクスチャが着磁された磁性シートの組のピッチと保持力および引力面積比との関係をそれぞれ例示した図である。
図18Aおよび図18Bはベースオブジェクトに重ね合わされるシートを例示した図である。
図19はベースオブジェクトを例示した図である。
図20Aから図20Dは接触オブジェクトを例示した図である。
図21Aから図21Cは接触オブジェクトを例示した図である。
図22Aおよび図22Bは2つの磁性シート間の引力面積比の関係を説明するための図である。
図23は実施形態の入力装置を例示するための図である。
図24Aから図24Cは実施形態の入力装置を例示するための図である。
図25は実施形態の入力装置を例示するための図である。
図26Aから図26Cは実施形態の入力装置を例示するための図である。
図27は実施形態の磁性点字ブロックを例示するための図である。
図28Aおよび図28Bは実施形態の磁性点字ブロック用のシューズを例示するための図である。
図29Aおよび図29Bは実施形態の磁性点字ブロック用の白杖を例示するための図である。
図30Aおよび図30Bは、着磁された磁性シートを例示した図である。図30Cは凹凸感覚を例示する概念図である。
図31Aおよび図31Bは、着磁された磁性シートを例示した図である。図31Cは凹凸感覚を例示する概念図である。
図32は実施形態の入力装置を例示するための図である。
図33Aおよび図33Bは、着磁された磁性シートを例示した図である。図33Cおよび図33Dは2つの磁性シートによって凹凸感覚を提示する動作を例示した図である。
図34Aおよび図34Bは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図35Aおよび図35Bは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図36Aから図36Cは、着磁された磁性シートを例示した図である。
図37Aから図37Dは、着磁された磁性シートに強い磁力の磁石を組み合わせた例を表す図である。
図38は実施形態の入力装置を例示するための図である。
図39Aから図39Dは、機械的構造によって支持される磁性シートを例示した図である。
図40Aから図40Fは、機械的構造によって位置決めされる磁性シートを例示した図である。
図41Aから図41Cは、磁力によって位置決めされる磁性シートを例示した図である。
図42Aおよび図42Bは、磁力によって位置決めされる磁性シートを例示した図である。
図43Aから図43Cは、ダイヤル型の力覚提示物の変形例を説明するための図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
[第1実施形態]
本形態では、入力されたテクスチャ情報に基づいて対象物に当該テクスチャ情報に対応する切れ目を入れるための装置であるカッティングプロッタ(「カッティングマシン」ともいう)のカッター部品を着磁用部品に置き換え、このカッティングプロッタを駆動させることで磁性シートに着磁する(磁性シートを磁化する)。
<構成>
図1から図3に例示するように、本形態の着磁装置1は、着磁用部品11、カッター部品装着部12、描画ヘッド13、入力部14、記憶部15、制御部16、および駆動部17を有し、配置された磁性シート18に着磁する。この着磁装置1は、カッター部品101、カッター部品装着部12、描画ヘッド13、入力部14、記憶部15、制御部16、および駆動部17を有するカッティングプロッタのカッター部品101を着磁用部品11に置き換えたものである。
≪カッター部品101および着磁用部品11≫
図3Aおよび図3Bに例示するように、カッター部品101は、対象物に切れ目を入れるためのカッター部101a、カッター部101aが固定される円柱状の固定部101b、およびキャップ部101cを有する。カッター部101aの一端は刃先101aaとなっており、その他端は固定部101bに固定されている。カッター部101aは固定部101bに対して脱着可能であってもよいし、脱着できなくてもよい。キャップ部101cの先端側には貫通孔101caが設けられている。キャップ部101cは固定部101bのカッター部101a側に装着可能である。キャップ部101cを固定部101bのカッター部101a側に装着すると、刃先101aaが貫通孔101caを通じてキャップ部101cの外側に突出する。固定部101bの外壁側面には装着領域101baが設けられており、この装着領域101baが上述のカッティングプロッタの装着位置に固定可能である。
図3Cおよび図3Dに例示するように、カッター部品101に置き換えられる着磁用部品11は、対象物に着磁するための円柱状の磁石11a(装着機構に支持されており、装着機構が装着位置に装着されたときに磁極が対象物に対向する構造を持つ磁石)、磁石11aが固定される円柱状の固定部11b(カッター部品の装着位置への装着部分と略同一の構造を持つ装着機構)、およびキャップ部11cを有する。磁石11aはネオジム磁石などの永久磁石である。磁石11aとしてネオジム磁石を用いる場合、その先端部11aaの表面磁束密度は、磁石11aの形状に応じて異なる。図4に異なる直径(Diameter[mm])および長さ(Length[mm])を持つ円柱状のネオジム磁石の円柱底面中心部における表面磁束密度(Surface Magnetic Flux Density(Bs)[mT])を例示する。図4に例示するように、直径の大きな磁石11aほど表面磁束密度が大きくなるが、直径が大きすぎると中心部の磁束密度は低下し、また磁性シート18に着磁可能なパタンの解像度は低下する。同一の直径では長い磁石11aほど表面磁束密度が大きくなるが、カッター部品101に置き換え可能な着磁用部品11としての制約から磁石11aの長さが制限される。一例として、直径2mm、長さ10mmのネオジム磁石を磁石11aとして用いることができる。磁石11aの一端の先端部11aaは何れかの磁極(S極またはN極)であり、他端は固定部11bに固定されている。磁石11aは固定部11bに対して脱着可能であってもよいし、脱着できなくてもよい。キャップ部11cの先端側には貫通孔11caが設けられている。キャップ部11cは固定部11bの磁石11a側に装着可能である。キャップ部11cを固定部11bの磁石11a側に装着すると、磁石11aの先端部11aaが貫通孔11caを通じてキャップ部11cの外側に突出する(磁石11aの磁極がキャップ部11cの外側に配置される)。固定部11bの外壁側面には装着領域11baが設けられており、この装着領域11baが上述のカッティングプロッタの装着位置に固定可能である。
本形態では、固定部11bの外部形状は固定部101bの外部形状と略同一であり、装着領域11baの配置および形状(装着機構の構造)も装着領域101baの配置および形状(カッター部品の装着位置への装着部分)と略同一である。キャップ部11cの外部形状はキャップ部101cの外部形状と略同一であることが望ましいが、これらの形状が異なっていてもよい。装着領域11baに対する先端部11aaの相対位置は、装着領域101baに対する刃先101aaの相対位置と略同一であることが望ましい。好ましくは、キャップ部11cを固定部11bに装着した際にキャップ部11cの外側に配置される先端部11aaの長さは、キャップ部101cを固定部101bに装着した際にキャップ部101cの外側に配置される刃先101aaの長さと略同一である。例えば、カッター部品101が含むカッター部101aを磁石11aに置換したものを着磁用部品11としてもよい。この場合、固定部101bが固定部11bであり、キャップ部101cがキャップ部11cである。このような場合、固定部101b側のカッター部品101の形状と、固定部11b側の着磁用部品11の形状とが略同一であることが望ましい。これにより、特別なスペーサーの設置や加工を行うことなく、公知のカッター部品101から着磁用部品11を生成することができる。なお、αとβとが略同一とは、αとβとが同一であるか、または、αとβとが近似することを意味する。
≪カッター部品装着部12および描画ヘッド13≫
本来、カッター部品101の装着領域101baがカッター部品装着部12に固定されることで、カッター部品101が描画ヘッド13に取り付けられる。本形態ではこのカッター部品101に代え、着磁用部品11の装着領域11baがカッター部品装着部12(カッター部品の装着位置)に固定されることで、着磁用部品11が描画ヘッド13に取り付けられる(図1および図2B)。カッター部品装着部12に取り付けられた着磁用部品11は、その磁石11aの先端部11aa(磁極)が、着磁対象として配置された磁性シート18(対象物)の面18aに対向するように配置される。すなわち、カッター部品装着部12に、磁極(S極またはN極)が磁性シート18の面18aに対向する磁石11aを含む部品である着磁用部品11が取り付けられる。磁性シート18の面18aをS極に着磁するときには磁石11aの先端部11aaをN極とし、磁性シート18の面18aをN極に着磁するときには磁石11aの先端部11aaをS極とする。磁性シート18の面18aにS極の着磁とN極の着磁とを行う必要がある場合、先端部11aaがN極の磁石11aを含む着磁用部品11(S極の着磁用)と、先端部11aaがS極の磁石11aを含む着磁用部品11(N極の着磁用)とが必要となる。磁石11aが固定部11bに対して脱着可能であれば、磁性シート18の面18aにS極の着磁を行うときに、先端部11aaがN極の磁石11aを固定部11bに装着し、磁性シート18の面18aにN極の着磁を行うときに、先端部11aaがS極の磁石11aを固定部11bに装着してもよい。磁石11aの両端が互いに異なる磁極(S極およびN極)であり、その両端のうち選択された一端を先端部11aaとし、他端を固定部11bに固定可能であってもよい。すなわち、磁石11aが固定部11bに対して反転可能であり、磁石11aのいずれの一端(S極またはN極)を先端部11aaとするかが選択可能であってもよい。後述のように、描画ヘッド13および磁性シート18の位置はデジタル的に制御され、磁性シート18の面18aに対する描画ヘッド13の相対位置を変化させることができる。なお、磁性シート18の面18aとは別の面は、面18aとは異なる磁極に着磁される。すなわち、磁性シート18の面18aに着磁することは、磁性シート18自体に着磁することでもある。
≪入力部14、記憶部15、制御部16、および駆動部17≫
入力部14、記憶部15、制御部16、および駆動部17は、カッティングプロッタにもともと備えられた機能構成である。入力部14は入力インタフェースであり、記憶部15はRAM(random−access memory)やハードディスクなどであり、駆動部17はモータやアクチュエータなどからなる駆動装置である。制御部16は、CPU(central processing unit)等のプロセッサ(ハードウェア・プロセッサ)およびRAM(random−access memory)・ROM(read−only memory)等のメモリ等を備えるコンピュータが所定のプログラムを実行することで構成されてもよいし、集積回路によって構成されてもよい。
≪磁性シート18≫
磁性シート18は、強磁性材料を主原料とするシートであり、例えば、磁性ゴムを主原料とする磁性ゴムシート、磁性プラスチックを主原料とする磁性プラスチックシート、金属を主原料とする磁性金属シートなどである。強磁性材料が強い磁界内にさらされると、原子の双極子が磁場と整列し、その並びは磁場が除去された後も残る。一度磁化された強磁性材料は、反対向きの十分に強い磁界が印加されるか、強い衝撃、または十分に加熱されるまではその磁極の向きを保持する。本形態ではこの特徴を利用し、着磁用部品11の磁石11aによって磁性シート18を書き換え可能なように磁化する。
<動作>
本形態の着磁方法を説明する。着磁装置1(図1)の入力部14に、磁性シート18の面18aに着磁するパタン(着磁パタン)を表すテクスチャ情報が入力される。テクスチャ情報は磁性シート18の面18aのどの座標を磁化するかを表す二次元データである。着磁パタンが何れか一方の磁極(S極またはN極)に磁性シート18の面18aを磁化するためのものである場合(一方の磁極にのみに対応するパタンである場合)、テクスチャ情報はその磁極に磁化するパタンを表すパタン情報を含む。一方、着磁パタンが両方の磁極(S極およびN極)に磁性シート18の面18aを磁化するためのものである場合(両方の磁極に対応するパタンである場合)、テクスチャ情報は一方の磁極(例えばS極)に磁化するパタンを表すパタン情報(一方の磁極に対応するパタンを表す第1パタン情報)、および他方の磁極(例えばN極)に磁化するパタンを表すパタン情報(他方の磁極に対応するパタンを表す第2パタン情報)を含む。図5に、両方の磁極に磁性シート18の面18aを磁化するための着磁パタン110を例示する。図5に例示するように、着磁パタン110はS極に磁化するパタン111およびN極に磁化するパタン112を含む。この場合のテクスチャ情報は、パタン111を表す情報およびパタン112を表す情報を含む。テクスチャ情報は、描画ソフトウェアによって作成されたベクター形式の画像データであってもよいし、そのような画像データか変換されたラスタ形式の画像データ(ビットマップ画像データ)であってもよい。入力されたテクスチャ情報は記憶部15に格納される。また磁性シート18が着磁装置1に装着される。これにより、カッター部品装着部12に取り付けられた着磁用部品11の磁石11aの先端部11aa(磁極)が、磁性シート18の面18aに対向する。
カッティングプロッタである着磁装置1を動作させると、制御部16は記憶部15からテクスチャ情報を読み込み、駆動部17を制御して磁性シート18の面18aに対する描画ヘッド13の相対位置を変化させ、磁石11aの先端部11aaの磁力によって、テクスチャ情報に対応するパタンに磁性シート18の面18aを着磁する(テクスチャ情報に対応する着磁を磁性シート18の面18aに行う)。すなわち、駆動部17は、描画ヘッド13をX軸とZ軸の少なくとも何れかに沿って移動させることで、磁性シート18の面18aに対する磁石11aの先端部11aaの相対位置を変化させることができる。さらに駆動部17は、磁性シート18をY軸に沿って移動させることで磁性シート18の面18aに対する磁石11aの先端部11aaの相対位置を変化させることができる。ただし、X軸、Y軸、Z軸は互いに直交する座標軸である。X軸およびY軸を通るX−Y平面は磁性シート18の面18aと略平行(例えば、平行)であり、Z軸は磁性シート18の面18aに略直交(例えば、直交)する。磁性シート18に対する描画ヘッド13の相対位置をX座標および/またはY軸に沿って変化させると、磁性シート18の面18aにおける磁石11aの先端部11aaの(X,Y)座標を変化させることができ、磁性シート18の面18a内の着磁位置を変化させることができる。磁性シート18に対する描画ヘッド13の相対位置をZ座標に沿って変化させると、磁性シート18の面18aと磁石11aの先端部11aaとの距離を変化させることができる。磁性シート18の面18aへの着磁は、磁性シート18の面18aと磁石11aの先端部11aaとが接触または近接した場合に行われる。そのため、磁性シート18の面18aと磁石11aの先端部11aaとの距離を変化させることで、着磁の有無を制御することができる。駆動部17はテクスチャ情報に基づいて描画ヘッド13と磁性シート18との間の相対位置をX軸、Y軸、Z軸に沿って変化させ、これによってテクスチャ情報が表す着磁パタンで磁性シート18の面18a側を磁化する。なお、着磁パタンが両方の磁極(S極およびN極)に磁性シート18の面18aを磁化するためのものである場合、駆動部17はそれぞれの磁極に対応するパタンについて、磁性シート18の面18a側を磁化する。S極に磁化するパタンに基づいて磁化を行う場合、先端部11aaがN極の磁石11aを含む着磁用部品11を用い、駆動部17がS極のパタンに従って描画ヘッド13と磁性シート18との間の相対位置をX軸、Y軸、Z軸に沿って変化させ、S極のパタン(例えば、図5のパタン111)を磁性シート18の面18aに着磁する。N極に磁化するパタンに基づいて磁化を行う場合、先端部11aaがS極の磁石11aを含む着磁用部品11を用い、駆動部17がN極のパタンに従って描画ヘッド13と磁性シート18との間の相対位置をX軸、Y軸、Z軸に沿って変化させ、N極のパタン(例えば、図5のパタン112)を磁性シート18の面18aに着磁する。すなわち、着磁用部品11に含まれた磁石11aのN極(他方の磁極)が磁性シート18の面18aに対向しているときに、S極のパタン(例えば、図5のパタン111)の着磁(第1パタン情報に対応する着磁)を磁性シート18の面18aに行う。一方、着磁用部品11に含まれた磁石11aのS極(一方の磁極)が磁性シート18の面18aに対向しているときに、N極のパタン(例えば、図5のパタン112)の着磁(第2パタン情報に対応する着磁)を磁性シート18の面18aに行う。なお、先端部11aaの磁極の切り替え方法は前述の通りである。
着磁方法としては、以下の二種類が想定できる。
スライド法:磁石11aの先端部11aaの磁極を磁性シート18の面18aに接触または近接させたまま、磁性シート18における描画ヘッド13の(X,Y)座標を変化させる方法。
プロット法:磁石11aの先端部11aaの磁極を磁性シート18の面18aから離したまま、磁性シート18における描画ヘッド13の(X,Y)座標を変化させ、着磁する座標で磁石11aの先端部11aaの磁極を磁性シート18の面18aに接触または近接させる方法。
スライド法は、高速な着磁が可能であるが、着磁部分の原子双極子の向きを面18aに対して垂直に揃えることができず、表面磁束密度が低下する可能性がある。一方、プロット法は、着磁部分の原子双極子の向きを面18aに対して垂直に揃えることができるが、着磁に多くの時間を費やしてしまう。2mm間隔および1mm間隔で着磁するプロット法、ならびにスライド法によって、同じパタンを着磁した場合のステップ数、処理時間、および表面磁束密度の比較結果を例示する。
この結果より、プロット法とスライド法とで表面磁束密度の最大値に大きな違いがないことが分かる。さらに、スライド法はプロット法に比べてステップ数および処理時間が格段に小さいことが分かる。また、プロット法を用いて2mm間隔で着磁した場合、表面磁束密度の最小値が大幅に低下する。これは、着磁点の間隔が広くなり、表面磁束密度が不均一になっているためである。以上より、プロット法よりもスライド法を用いて着磁する方が好ましいことが分かる。
<本形態の特徴>
本形態では、着磁用の特別な装置を用いることなく、任意の磁気パタンを着磁できる。
[第1実施形態の変形例]
第1実施形態では、磁性シート18の面18aを両方の磁極(S極およびN極)に磁化する場合、手動によって磁石11aの先端部11aaの磁極を切り替えていた。しかしながら、磁石11aの先端部11aaの磁極が自動的に切り替えられてもよい。すなわち、S極のパタンの着磁(第1パタン情報に対応する着磁)を磁性シート18の面18aに行う際に、着磁用部品11に含まれた磁石11aのN極(他方の磁極)を磁性シート18の面18aに自動的に対向させ、N極のパタンの着磁(第2パタン情報に対応する着磁)を磁性シート18の面18aに行う際に、着磁用部品11に含まれた磁石11aのS極(一方の磁極)を磁性シート18の面18aに自動的に対向させてもよい。すなわち、固定部11b(装着機構)がカッター部品装着部12(装着位置)に装着されたときに磁性シート18(対象物)の面18aに対向する磁極の極性が切り替え可能であってもよい。例えば、着磁用部品11の磁石11aが物理的に反転することで、磁石11aの先端部11aaの磁極が自動的に切り替えられてもよい。あるいは、磁石11aとして電磁石を用い、その電磁石に供給する電流の向きを切り替えることで、磁石11aの先端部11aaの磁極を自動的に切り替えてもよい。
[第2実施形態]
第2実施形態では、S極およびN極からなるパタンが着磁された2つのオブジェクトを用いて凹凸(「凸凹」ともいう)を知覚させる。本形態の力覚提示物は、「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」とを有する。「第1オブジェクト」は「第1面」を含み、「第1面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第1テクスチャ」が着磁されている。「第2オブジェクト」は「第2面」を含み、「第2面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第2テクスチャ」が着磁されている。ただし、人間または人間以外の動物である「動作主体」が、「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との少なくとも何れかに接して、「第1面」と「第2面」とを互いに接触または近接させたまま、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作が行われることにより、「動作主体」が凹凸を知覚するようにされている。すなわち、「動作主体」が、「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との少なくとも何れかに接して、「第1面」と「第2面」とを互いに接触または近接させたまま、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作が行われることにより、「動作主体」が「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との少なくとも一方から受けるせん断応力が周期的に変化する。せん断応力の変化は「第1面」および「第2面」に沿った平面が含む直線方向の変化であるが、「動作主体」はこの変化を「第1面」および「第2面」に対して略垂直な凹凸として知覚(錯覚)する。「第1テクスチャ」および「第2テクスチャ」の例は、S極に着磁された領域とN極に着磁された領域とが交互に周期的に配置されたものである。例えば、「第1テクスチャ」および「第2テクスチャ」は、S極に着磁された帯状の領域とN極に着磁された帯状の領域とが交互に周期的に配置されたものであってもよいし、S極に着磁された周期的な略市松模様の領域とN極に着磁された周期的な略市松模様の領域とを含んでいてもよい。「第1テクスチャ」のパタンと「第2テクスチャ」のパタンとは同一であってもよいし、異なっていてもよい。「第1テクスチャ」のパタンと「第2テクスチャ」のパタンとの組み合わせによって、「動作主体」が「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との少なくとも一方から受けるせん断応力の変化の仕方が異なり、「動作主体」が知覚する凹凸感も異なる。「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係をいずれの方向に変化させるかに応じ、「動作主体」が「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との少なくとも一方から受けるせん断応力の変化の仕方が異なってもよい。この場合には「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係をいずれの方向に変化させるかに応じ、「動作主体」が知覚する凹凸感も異なる。例えば、「第1テクスチャ」および「第2テクスチャ」が、S極に着磁されたテーブ状の領域とN極に着磁されたテーブ状の領域とが交互に周期的に配置されたものであり、「第1テクスチャ」の当該テーブ状の領域の長手方向が「第2テクスチャ」の当該テーブ状の領域の長手方向に倣うように「第1面」と「第2面」とを互いに接触または近接させたまま、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作を行う、または/および、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作が行われてもよい。この場合、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を、テーブ状の領域の長手方向に変化させるか、短手方向に変化させるかによって、「動作主体」が「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との少なくとも一方から受けるせん断応力の変化の仕方が異なり、知覚する凹凸感も異なる。なお、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作の例は、以下(1)から(3)の何れか、またはその一部またはすべての組み合わせである。
(1)「動作主体」が直接「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との少なくとも一方を動かすことで、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作。
(2)「動作主体」が「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との少なくとも一方と「動作主体」との間に介在するものを動かすことで、間接的に「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との少なくとも一方を動かし、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作。
(3)「動作主体」が「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との少なくとも一方を自動的に動かす装置を駆動し、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作。
また、「第1面と第2面との間の相対位置関係を変化させる」とは、例えば、「第1面」に対して「第2面」をスライドさせること、「第2面」に対して「第1面」をスライドさせることなどである。
以下、図面を用いて本形態の具体例を説明する。
図6Aの磁性シート210は「第1オブジェクト」の具体例であり、図6Bの磁性シート220は「第2オブジェクト」の具体例である。磁性シート210の一方の面(板面)211(第1面)には、S極の領域211aとN極の領域211bとを含むテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。面211にはS極に着磁された帯状(テープ状)の領域211aとN極に着磁された帯状(テープ状)の領域211bとが交互に周期的に配置されている。同様に、磁性シート220の一方の面(板面)221(第2面)には、S極の領域221aとN極の領域221bとを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されている。面221にはS極に着磁された帯状(テープ状)の領域221aとN極に着磁された帯状(テープ状)の領域221bとが交互に周期的に配置されている。この例の場合、領域211aの短手方向の幅(ピッチ)、領域211bの短手方向の幅(ピッチ)、領域221aの短手方向の幅(ピッチ)、領域221bの短手方向の幅(ピッチ)はいずれも2mmである。また、図6Aおよび図6Bでは、図形パタンの相違によって領域211a、領域211b、領域221a、および領域221bの磁極の相違を表現している。領域211a、領域211b、領域221a、および領域221bが視覚的に識別可能に塗り分けられているわけではない。すなわち、これらのテクスチャは着磁パタンであり、視覚的に塗り分けられた模様ではない(以下、同様)。磁性シート210および220への着磁は、例えば、第1実施形態で説明した方法によって行われる。しかし、それ以外の方法で磁性シート210および220への着磁が行われてもよい(以下、同様)。
図7、図8および図10Aに例示するように、利用者(動作主体)は、面211が外方を向くように磁性シート210を配置し、面211に面221が接触するように磁性シート220を配置する。ただし、磁性シート210の領域211a,211bの長手方向D1が磁性シート220の領域221a,221bの長手方向D2に倣う向きに、磁性シート220が磁性シート210に重ねられる。例えば、長手方向D1が長手方向D2に沿った方向となるように(言い換えると、長手方向D1と長手方向D2とが互いに略平行となるように)、磁性シート220が磁性シート210に重ねられる。利用者は指200で磁性シート210に重ねられた磁性シート220の他方の面222に接し、面211と面221とを互いに接触または近接(ほぼ接触)させたまま、面211と面221との間の相対位置関係を変化させる操作を行う。図7および図8の例では、面211と面221との間の相対位置関係を磁性シート210の領域211a,211bの短手方向であるXA方向に変化させる。これにより、利用者が磁性シート220から受けるXA方向のせん断応力が周期的に変化する。その結果、利用者は面221に略直交する方向の凹凸感を知覚する。なお、211と面221との間の相対位置関係を磁性シート210の領域211a,211bの長手方向に変化させた場合には利用者が受けるせん断応力は変化せず、利用者は凹凸感を知覚しない。面211と面221との間の相対位置関係をいずれの方向に変化させるかに応じ、利用者が磁性シート220から受けるせん断応力の変化の仕方が異なり、知覚する凹凸感も異なる。
図9Aおよび図9Bは、磁性シート210とピッチが相違する磁性シート230,250の例示であり、図9Cおよび図9Dは、磁性シート220とピッチが相違する磁性シート240,260の例示である。磁性シート230,250は「第1オブジェクト」の具体例であり、磁性シート240,260は「第2オブジェクト」の具体例である。磁性シート230の一方の231(第1面)には、S極に着磁された帯状の領域231aとN極に着磁された帯状の領域231bとが交互に周期的に配置されている。同様に、磁性シート240の一方の面241(第2面)には、S極に着磁された帯状の領域241aとN極に着磁された帯状の領域241bとが交互に周期的に配置されている。磁性シート250の一方の251(第1面)には、S極に着磁された帯状の領域251aとN極に着磁された帯状の領域251bとが交互に周期的に配置されている。同様に、磁性シート260の一方の面261(第2面)には、S極に着磁された帯状の領域261aとN極に着磁された帯状の領域261bとが交互に周期的に配置されている。ただし、領域231aの短手方向の幅、領域231bの短手方向の幅、領域241aの短手方向の幅、領域241bの短手方向の幅はいずれも4mmである。領域251aの短手方向の幅、領域251bの短手方向の幅、領域261aの短手方向の幅、領域261bの短手方向の幅はいずれも6mmである。
「第1オブジェクト」として磁性シート230が用いられ、「第2オブジェクト」として磁性シート240が用いられる場合、利用者は、磁性シート210,220、面211,221、領域211a,211b,221a,221bを磁性シート230,240、面231,241、領域231a,231b,241a,241bに代え、磁性シート210および220を用いた場合と同様に、面231と面241とを互いに接触または近接させたまま、面231と面241との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、面231と面241との間の相対位置関係を変化させる動作を行い、これによって凹凸感を知覚する(図10B)。同様に、「第1オブジェクト」として磁性シート250が用いられ、「第2オブジェクト」として磁性シート260が用いられる場合、利用者は、磁性シート210,220、面211,221、領域211a,211b,221a,221bを磁性シート250,260、面251,261、領域251a,251b,261a,261bに代え、磁性シート210および220を用いた場合と同様に、面251と面261とを互いに接触または近接させたまま、面251と面261との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、面251と面261との間の相対位置関係を変化させる動作を行い、これによって凹凸感を知覚する(図10C)。
その他、「第1オブジェクト」として磁性シート210,230,250の何れかが用いられ、「第2オブジェクト」として磁性シート220,240,260の何れかが用いられ、「第1オブジェクト」のピッチと「第2オブジェクト」のピッチとが異なっていてもよい。
「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチは、利用者が知覚するせん断応力、すなわち凹凸感に影響を与える。まず、図10Aから図10Cに例示するように、利用者が知覚するせん断応力の空間周波数、すなわち凹凸の間隔は、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチおよび「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチのうち小さいほうに依存する。例えば、図10Aのように「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチがともに2mmである場合に知覚される凹凸の間隔は、図10Bのように「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチがともに4mmである場合に知覚される凹凸の間隔よりも狭い。次に、図11Aから図11Dに例示するように、利用者が知覚するせん断応力の大きさ、すなわち凹凸感の強さは、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチとの組み合わせに依存する。図11Aおよび図11Bに例示するように、「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが同一である場合(例えば、同じ2mm)である場合、「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」として用いられる磁性シート間の引力面積比(Attractive force area Ratio)の最大値(100%)と最小値(0%)の差が最大となり、利用者が知覚する凹凸感の強さが最大となる。図11Aおよび図11Cに例示するように、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが6mmであり、「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが2mmである場合、磁性シート間の引力面積比の最大値は66.67%となり、最小値は33.33%となり、利用者が知覚する凹凸感の強さは「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが同一である場合よりも小さくなる。さらに、図11Aおよび図11Dに例示するように、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが4mmであり、「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが2mmである場合、磁性シート間の引力面積比の最大値および最小値はともに50%となり、利用者は凹凸感を知覚しない。
利用者が知覚する凹凸感の強さを定式化すると以下のようになる。「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートAのピッチをpA=n[mm]とし、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートBのピッチpB=m[mm]とする。ただし、n≦mとする。2つの磁性シートA,Bが触れ合う面での引力面積比Ar(A,B)は、2つのピッチpA、pBの関数fで表される。
Ar(A,B)=f(pA,pB)[%] (1)
ただし、関数fは磁性シートA,Bに着磁されたパタンに依る。また2つの磁性シートA,B間に発生する保持力(Holding Force:H(A,B)[g/cm2])は、Ar(A,B)および両磁性シートA,Bの表面磁束密度BsA、BsB[mT]に依存し、関数gで表せる。
H(A,B)=g(Ar(A,B),Bs(A),Bs(B))[g/cm2] (2)
この2つの磁性シートA,Bの面を互いに接触または近接させたまま、これらの面の間の相対位置関係を変化させたときに知覚される凹凸感の強さV(A,B)は、H(A,B)の最大値H(A,B)MAXに依存し、関数hで表せる。
V(A,B)=h(H(A,B)MAX)
=h(g(Ar(A,B),Bs(A),Bs(B))MAX) (∵(2))
=h(g(f(pA,pB),pA,pB)MAX) (∵(1)および同一部材を用いた場合、表面磁束密度BsA、BsBは主にピッチpA,pBにそれぞれ依存)
=F(pA,pB) (3)
図12は、磁性シートA,BのピッチpA,pBと、磁性シートA,B間に発生する保持力および最大引力面積比(引力面積比の最大値)との関係を例示したものである。図12の左側の縦軸は保持力を表し、右側の縦軸は最大引力面積比を表し、横軸は磁性シートA,BのピッチpA,pB((A)はピッチpA、(B)はピッチpB)を表す。このように、「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートA,Bによって知覚される凹凸の強さは、磁性シートA,Bのピッチに応じて変化する。
「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」の他の例を示す。図13Aから図14Bは、S極に着磁された周期的な略市松模様(略チェッカー)の領域とN極に着磁された周期的な略市松模様の領域とを含むテクスチャが着磁された磁性シートを「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」とする例である。図13A、図13Cおよび図14Aの磁性シート210’,230’,250’は「第1オブジェクト」の具体例であり、図13B、図13Dおよび図14Bの磁性シート220’,240’,260’は「第2オブジェクト」の具体例である。略市松模様とは、市松模様または市松模様に近似する模様を意味する。すなわち、本形態の略市松模様とは、S極が着磁された正方形(または長方形)とN極が着磁された正方形(または長方形)とが交互に周期的に配置されたパタン(市松模様)のみならず、S極が着磁された正方形(または長方形)に類似するパタンとN極が着磁された正方形(または長方形)に類似するパタンとが交互に周期的に配置されたパタンをも含む。正方形(または長方形)に類似するパタンの例は、正方形(または長方形)の角が丸められたパタン、円、楕円などである。
図13Aに例示するように、磁性シート210’(第1オブジェクト)の一方の面211’(第1面)には、S極が着磁された角が丸められた正方形の領域211a’とN極が着磁された角が丸められた正方形の領域211b’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。図13Bに例示するように、磁性シート220’(第2オブジェクト)の一方の面221’(第2面)には、S極が着磁された角が丸められた正方形の領域221a’とN極が着磁された角が丸められた正方形の領域221b’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されている。磁性シート210’および220’に着磁された略市松模様のパタンのピッチ(周期的に交互に繰り返し配置される各パタンの幅)はすべて2mmである。
図13Cに例示するように、磁性シート230’(第1オブジェクト)の一方の面231’(第1面)には、S極が着磁された角が丸められた正方形の領域231a’とN極が着磁された角が丸められた正方形の領域231b’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。図13Dに例示するように、磁性シート240’(第2オブジェクト)の一方の面241’(第2面)には、S極が着磁された角が丸められた正方形の領域241a’とN極が着磁された角が丸められた正方形の領域241b’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されている。磁性シート230’および240’に着磁された略市松模様のパタンのピッチはすべて4mmである。
図14Aに例示するように、磁性シート250’(第1オブジェクト)の一方の面251’(第1面)には、S極が着磁された角が丸められた正方形の領域251a’とN極が着磁された角が丸められた正方形の領域251b’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。図14Bに例示するように、磁性シート260’(第2オブジェクト)の一方の面261’(第2面)には、S極が着磁された角が丸められた正方形の領域261a’とN極が着磁された角が丸められた正方形の領域261b’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されている。磁性シート250’および260’に着磁された略市松模様のパタンのピッチはすべて6mmである。
上述のような略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」とした場合も、利用者が「第1オブジェクト」の「第1面」と「第2面」とを互いに接触または近接させたまま、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作を行う、または/および、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行うことにより、凹凸を知覚することができる。なお「第1オブジェクト」のピッチと「第2オブジェクト」のピッチとは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。その他、略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第1オブジェクト」とし、前述のような帯状の領域が交互に繰り返されるテクスチャが着磁された磁性シートを「第2オブジェクト」としてもよい。逆に、前述のような帯状の領域が交互に繰り返されるテクスチャが着磁された磁性シートを「第1オブジェクト」とし、略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第2オブジェクト」としてもよい。
上述のような略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」の少なくとも一方として用いる場合も、「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチは、利用者が知覚するせん断応力、すなわち凹凸感に影響を与える。すなわち、利用者が知覚するせん断応力の空間周波数、すなわち凹凸の間隔は、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチおよび「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチのうち小さいほうに依存する。また、利用者が知覚するせん断応力の大きさ、すなわち凹凸感の強さは、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチとの組み合わせに依存する。また、前述した知覚される凹凸感の強さの定式化は、略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」の少なくとも一方として用いる場合にも適用でき、知覚される凹凸感の強さV(A,B)は式(3)で表される。ただし、前述のような帯状の領域が交互に繰り返されるテクスチャが着磁された磁性シートを「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」とする場合に比べ、略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」の少なくとも一方として用いる場合の方が、磁性シート間の最大引力面積比が小さくなり、知覚される凹凸感を小さくできる。例えば、図15に例示するように、2mmのピッチの磁性シートと6mmのピッチの磁性シートとを用いる場合であっても、帯状の領域が交互に繰り返されるテクスチャ(ストライプテクスチャ)が着磁された磁性シートの組を用いる場合の最大引力面積比は66.67%となるのに対し、略市松模様のテクスチャ(チェッカーテクスチャ)が着磁された磁性シートの組を用いる場合の最大引力面積比は55.56%となる。また、図16Aから図17Bに例示するように、ストライプテクスチャが着磁された磁性シートの組を用いる場合でもチェッカーテクスチャが着磁された磁性シートの組を用いる場合でも、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチとが等しい場合に、それらの磁性シート間の保持力および最大引力面積比が最大になる。ここで、ストライプテクスチャの場合には、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチとが相違する場合でも、或る程度の大きさの保持力および最大引力面積比が得られている(図16Aおよび図16B)。これに対し、チェッカーテクスチャの場合には、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチとが相違する場合の保持力および最大引力面積比が、それらのピッチが同一の場合に比べて大幅に低下する(図17Aおよび図17B)。すなわち、ストライプテクスチャの場合には、2つの磁性シートのピッチが相違してもある程度の強さの凹凸感を知覚させることができるが、チェッカーテクスチャの場合には、2つの磁性シートのピッチが相違すると知覚される凹凸感の強さが大幅に低下することが分かる。一方、ストライプテクスチャの場合には、「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との相対位置を1次元方向に変化させたときにしか凹凸感を知覚させることができないが、チェッカーテクスチャの場合には、この相対位置を二次元方向に変化させた場合にも凹凸感を知覚させることができる。
<本形態の特徴>
本形態では、2つの磁性シートを用いて凹凸感を知覚させることができ、それぞれに着磁されたテクスチャやピッチに応じて多様な凹凸感を表現できる。
[第2実施形態の変形例]
「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートとの間で十分な磁力が及ぶのであれば、これらの2つの磁性シートが非接触な状態でそれらの面(第1面と第2面)の間の相対位置関係を変化させてもよい。例えば、これらの2つの磁性シートの間に紙などの非磁性体の薄いシートが介在してもよい。利用者が「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートの両方に接していてもよいし、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのみに接していてもよい。
[第3実施形態]
第3実施形態は第2実施形態の原理を応用したものである。前述のように、一方の磁性シートに着磁されたテクスチャが同一であったとしても、それに重ねられる他方の磁性シートに着磁されたテクスチャが異なれば、利用者に異なる凹凸感を提示できる。本形態ではこの特徴を利用する。本形態の力覚提示物は、「ベースオブジェクト」「第1シート」「第2シート」「第1接触オブジェクト」および「第2接触オブジェクト」を有する。「ベースオブジェクト」は、「第1面」を含み、「第1面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第1テクスチャ」が予め着磁されている。「第1シート」は、視覚によって認識可能な「第1パタン」が設けられており、「ベースオブジェクト」の「第1面」に重ね合せられる。「第2シート」は、「第1パタン」とは異なる、視覚によって認識可能な「第2パタン」が設けられており、「ベースオブジェクト」の「第1面」に重ね合せられる。「第1接触オブジェクト」は、「第2面」を含み、「第2面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第2テクスチャ」が予め着磁されている。「第2接触オブジェクト」は、「第3面」を含み、「第3面」にはS極の領域とN極の領域とを含み、「第2テクスチャ」とは異なる「第3テクスチャ」が予め着磁されている。ここで、「動作主体」が「第1行動」を行ったときに「第1接触オブジェクト」から感じる凹凸感覚と、「第2行動」を行ったときに「第2接触オブジェクト」から感じる凹凸感覚とは互いに異なる。言い換えると、「動作主体」が「第1行動」を行ったときに「第1接触オブジェクト」から受けるせん断応力の変化の仕方と、「動作主体」が「第2行動」を行ったときに「第2接触オブジェクト」から受けるせん断応力の変化の仕方と、は互いに異なる。ただし、「第1行動」とは、「ベースオブジェクト」の「第1面」に「第1シート」が重ね合せられているときに、「動作主体」が、「第1接触オブジェクト」に接触して、「第1面」と「第2面」とを互いに近接させたまま、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行う行動を意味する。「第2行動」とは、「ベースオブジェクト」の「第1面」に「第2シート」が重ね合せられているときに、「動作主体」が、「第2接触オブジェクト」に接触して、「第1面」と「第3面」とを互いに近接させたまま、「第1面」と「第3面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、「第1面」と「第3面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行う行動を意味する。
以下、図面を用いて本形態の具体例を説明する。
図19に本形態の「ベースオブジェクト」であるベースオブジェクト310を例示する。本形態のベースオブジェクト310は磁性シートであり、その一方の面310a(第1面)にはS極の領域311a,312a,313a,314aとN極の領域311b,312b,313b,314bとを含むテクスチャ(第1テクスチャ)が予め着磁されている。ベースオブジェクト310の面310aは、4つの領域311,312,313,および314に区分されている。領域311には、S極の帯状の領域311aとN極の帯状の領域311bとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。領域312には、S極の帯状の領域312aとN極の帯状の領域312bとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。領域313には、S極の帯状の領域313aとN極の帯状の領域313bとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。領域314には、S極の帯状の領域314aとN極の帯状の領域314bとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。
図18Aに本形態の「第1シート」であるシート341を例示し、図18Bに本形態の「第2シート」であるシート342を例示する。シート341,342は、紙や合成樹脂などの非磁性体の薄いシートである。シート341,342は、不透明な材質から構成されていてもよいし、透明な材質から構成されていてもよい。シート341の一方の面には、視覚によって認識可能なパタン(第1パタン)が設けられている。シート342の一方の面には、シート341のパタン(第1パタン)とは異なる、視覚によって認識可能なパタン(第2パタン)が設けられている。図18Aおよび図18Bに例示するシート341,342の一方の面には、互いに相違する画像(例えば、絵や写真など)が描かれている。この例の場合、シート341ではスキー場が表現されており、シート342ではオフロードコースが表現されている。シート341および342は、ベースオブジェクト310の面310aにそれぞれ重ね合わせることができる。
図20Aおよび図20Bに本形態の「第1接触オブジェクト」である接触オブジェクト320を例示する。本形態の接触オブジェクト320は磁性シートである。接触オブジェクト320の一方の面322には画像(例えば、スノーボーダーの絵や写真など)が描かれている。接触オブジェクト320の他方の面321(第2面)には、S極の領域321aとN極の領域321bとを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が予め着磁されている。本形態の接触オブジェクト320の面321には、S極の帯状の領域321aとN極の帯状の領域321bとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。
図20Cおよび図20Dに本形態の「第2接触オブジェクト」である接触オブジェクト330を例示する。本形態の接触オブジェクト330も磁性シートである。接触オブジェクト330の一方の面332には画像(例えば、車の絵や写真など)が描かれている。接触オブジェクト330の他方の面331(第3面)には、S極の領域331aとN極の領域331bとを含むテクスチャ(第3テクスチャ)が予め着磁されている。接触オブジェクト330の面331に着磁されたテクスチャは、接触オブジェクト320の面321に着磁されたテクスチャと相違する。本形態の接触オブジェクト330の面331には、S極の帯状の領域331aとN極の帯状の領域331bとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。ただし、面331に着磁されているテクスチャのピッチは、接触オブジェクト320の面321に着磁されているテクスチャのピッチと異なる。
ベースオブジェクト310の面310aにシート341(第1シート)が重ね合わされているとき、さらにシート341に接触オブジェクト320が重ね合わされる。接触オブジェクト320の面321はシート341側に向けられ、接触オブジェクト320とベースオブジェクト310との間にシート341が配置される。利用者(動作主体)は、指などで接触オブジェクト320の面322に接触して、面310a(第1面)と面321(第2面)とを互いに近接させたまま、面310a(第1面)と面321(第2面)との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、310a(第1面)と面321(第2面)との間の相対位置関係を変化させる動作(第1行動)を行う。これにより、利用者は接触オブジェクト320から凹凸感を知覚する。前述のように、この凹凸感覚は、接触オブジェクト320の面321に着磁されたS極の領域321aとN極の領域321bとからなるパタンと、このパタンが近接しているベースオブジェクト310の面310aの領域(領域311,312,313,および314の何れか)に着磁されたS極の領域(領域311a,312a,313a,および314aの何れか)とN極の領域(領域311b,312b,313b,および314bの何れか)とからなるパタンとの組み合わせによって異なる。
一方、ベースオブジェクト310の面310aにシート342(第2シート)が重ね合わされているとき、さらにシート342に接触オブジェクト330が重ね合わされる。接触オブジェクト330の面331はシート342側に向けられ、接触オブジェクト330とベースオブジェクト310との間にシート342が配置される。利用者(動作主体)は、指などで接触オブジェクト330の面332に接触して、面310a(第1面)と面331(第3面)とを互いに近接させたまま、面310a(第1面)と面331(第3面)との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、310a(第1面)と面331(第3面)との間の相対位置関係を変化させる動作(第2行動)を行う。これにより、利用者は接触オブジェクト330から凹凸感を知覚する。前述のように、この凹凸感覚も、接触オブジェクト330の面331に着磁されたS極の領域331aとN極の領域331bとからなるパタンと、このパタンが近接しているベースオブジェクト310の面310aの領域(領域311,312,313,および314の何れか)に着磁されたS極の領域(領域311a,312a,313a,および314aの何れか)とN極の領域(領域311b,312b,313b,および314bの何れか)とからなるパタンとの組み合わせによって異なる。
さらに、接触オブジェクト320の面321に着磁されているS極の領域321aとN極の領域321bとを含むテクスチャは、接触オブジェクト330の面331に着磁されているS極の領域331aとN極の領域331bとを含むテクスチャとは相違する。そのため、ベースオブジェクト310の面310aのいずれかの領域α(領域311,312,313,および314の何れか)に、接触オブジェクト320に着磁された領域321aおよび321bを含むテクスチャが近接し、利用者が「第1行動」を行っているときに知覚する凹凸感覚と、同じ領域αに、接触オブジェクト330に着磁された領域331aおよび331bを含むテクスチャが近接し、利用者が「第2行動」を行っているときに知覚する凹凸感覚とは、互いに相違する。前述のように、領域αに、接触オブジェクト320に着磁された領域321aおよび321bを含むテクスチャが近接し、利用者が「第1行動」を行っているときに接触オブジェクト320から受けるせん断応力の変化の仕方と、同じ領域αに、接触オブジェクト330に着磁された領域331aおよび331bを含むテクスチャが近接し、利用者が「第2行動」を行っているときに接触オブジェクト330から受けるせん断応力の変化の仕方とは、互いに相違するからである。
<本形態の特徴>
以上より、同じベースオブジェクト310を用いた場合でも、接触オブジェクト320を用いるか接触オブジェクト330を用いるかによって、利用者に異なる凹凸感覚を提示できる。例えば、接触オブジェクト320を用いるか接触オブジェクト330を用いるかによって、凹凸感覚の強さやピッチ(知覚される凹凸の間隔)を相違させることもできるし、凹凸感覚を知覚しない領域を相違させることもできる。このように互いに異なる凹凸感覚に対応する互いに異なる画像をシート341およびシート342に描いておけば、シート341およびシート342に表された互いに異なる画像に応じ、互いに異なる凹凸感覚を知覚させることができる。このように、本形態では永久磁石のみを用いているにもかかわらず、シートに表された画像に応じて凹凸感覚を変化させることができる。このような技術は、例えば、シートに応じて異なる凹凸感覚を提示する絵本などに応用することができる。
[第3実施形態の変形例]
「ベースオブジェクト」の「第1面」に着磁される「第1テクスチャ」が、S極に着磁された周期的な略市松模様の領域とN極に着磁された周期的な略市松模様の領域とを含む「チェッカーテクスチャ」であってもよい。同様に、「第1接触オブジェクト」の「第2面」に着磁される「第2テクスチャ」が「チェッカーテクスチャ」であってもよいし、「第2接触オブジェクト」の「第3面」に着磁される「第3テクスチャ」が「チェッカーテクスチャ」であってもよい。
例えば、前述したベースオブジェクト310に代えて、図21Aに例示するベースオブジェクト310’が用いられてもよいし、接触オブジェクト320に代えて、図21Bに例示する接触オブジェクト320’が用いられてもよいし、接触オブジェクト330に代えて、図21Cに例示する接触オブジェクト330’が用いられてもよい。
ベースオブジェクト310’は磁性シートであり、その一方の面310a’(第1面)にはS極の領域311a’,312a’,313a’,314a’,315a’とN極の領域311b’,312b’,313b’,314b’,315b’とを含む周期的な略市松模様のテクスチャ(第1テクスチャ)が予め着磁されている。ベースオブジェクト310’の面310a’は、5つの領域311’,312’,313’,314’,および315’に区分されている。領域311’には、S極の領域311a’とN極の領域311b’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャが着磁されている。領域312’には、S極の領域312a’とN極の領域312b’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャが着磁されている。領域313’には、S極の領域313a’とN極の領域313b’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャが着磁されている。領域314’には、S極の領域314a’とN極の領域314b’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャが着磁されている。領域315’には、S極の領域315a’とN極の領域315b’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャが着磁されている。
接触オブジェクト320’は磁性シートである。接触オブジェクト320’の一方の面には画像が描かれており、他方の面321’(第2面)には、S極の領域321a’とN極の領域321b’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャ(第2テクスチャ)が予め着磁されている。接触オブジェクト330’は磁性シートである。接触オブジェクト330’の一方の面には画像が描かれており、他方の面331’(第3面)には、S極の領域331a’とN極の領域321b’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャ(第3テクスチャ)が予め着磁されている。
このようにしても第3実施形態と同様な効果を得ることができる。ただし、第2実施形態で説明したように、ベースオブジェクト310、接触オブジェクト320、および接触オブジェクト330の少なくとも何れかに代えて、チェッカーテクスチャが着磁されたベースオブジェクト310’、接触オブジェクト320’、および接触オブジェクト330’の少なくとも何れかとして用いた場合、利用者が知覚するせん断応力の大きさ、すなわち凹凸感の強さは小さくなる。図22Aに例示するように、ストライプテクスチャが着磁されたベースオブジェクトAおよび接触オブジェクトBを用いた場合、それらのピッチが同一のときに利用者が知覚する凹凸感の強さが最大となり、それらのピッチが同一ではない場合でも、利用者が知覚するせん断応力はある程度大きく、ある程度の強さの凹凸感を知覚する組み合わせが存在する。一方、図22Bに例示するように、チェッカーテクスチャが着磁されたベースオブジェクトAおよび接触オブジェクトBを用いた場合、それらのピッチが同一のときに利用者が知覚する凹凸感の強さが最大となり、それらのピッチが同一ではない場合には利用者が知覚するせん断応力が小さくなり、凹凸感はほとんど知覚されない。すなわち、チェッカーテクスチャが着磁されたベースオブジェクトAおよび接触オブジェクトBを用いた場合には、凹凸感を知覚させる領域を制限することができる。
[第4実施形態]
第4実施形態も第2実施形態の原理を応用したものである。本形態では、第2実施形態の原理を入力装置に組み合わせ、電磁石を用いることなく、入力装置への情報入力の際に利用者に凹凸感を提示する「力覚提示物」の説明を行う。
入力装置がタッチパネルの場合、「力覚提示物」は、タッチパネルの入力面に配置される「第1オブジェクト」と、タッチパネルに対する入力操作を行う「動作主体」に装着、把持、または支持される「第2オブジェクト」とを有する。「第1オブジェクト」は「第1面」を含み、「第1面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第1テクスチャ」が予め着磁されている。「第2オブジェクト」は「第2面」を含み、「第2面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第2テクスチャ」が予め着磁されている。「第1オブジェクト」は、例えば、一方の板面をタッチパネルの入力面側に向けて配置される磁気シートであり、「第1面」は、磁気シートの他方の板面である。入力面に「第1オブジェクト」が配置されたタッチパネルに対する入力操作を行う「動作主体」が、「第2オブジェクト」を装着、把持または支持して、「第1面」と「第2面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、第1面と第2面との間の相対位置関係を変化させる動作を行うことにより、タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、「動作主体」が凹凸感覚を感じる。すなわち、「動作主体」がこのような動作を行うことにより、タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、「動作主体」が第2オブジェクトから受けるせん断応力が周期的に変化し、それによって凹凸感覚を知覚する。
入力装置がマウスなどの入力装置の場合、「力覚提示物」は、「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」とを有する。「第1オブジェクト」は「第1面」を含み、「第1面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第1テクスチャ」が予め着磁されている。「第2オブジェクト」は「第2面」を含み、「第2面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第2テクスチャ」が予め着磁されている。「第2オブジェクト」は「動作主体」に把持される「入力装置」に装着または設けられる。「第2オブジェクト」が装着または設けられた「入力装置」を操作する動作主体が、「第1面」と「第2面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行うことにより、「入力装置」に対する入力操作が行われるとともに、「動作主体」が凹凸感覚を感じる。すなわち、「動作主体」がこのような動作を行うことにより、入力装置に対する入力操作が行われるとともに、動作主体が入力装置から受けるせん断応力が周期的に変化し、それによって凹凸感覚を知覚する。
以下、図面を用いて本形態の具体例を説明する。
<入力装置がタッチパネルの場合>
図23および図24に、第2実施形態の原理をタッチパネルに組み合わせた例を示す。
図23に例示するように、スマートフォン端末装置やタブレット端末装置などの電子機器400のタッチパネル401の入力面(表面)に、「第1オブジェクト」である磁性シート410が装着される。磁性シート410の一方の板面412がタッチパネル401の入力面側に向けて配置され、磁性シート410の他方の板面411(第1面)にはS極の領域411aとN極の領域411bとを含むテクスチャ(第1テクスチャ)が予め着磁されている。なお、「第1テクスチャ」はピッチやパタン(ストライプテクスチャやチェッカーテクスチャなど)が異なる複数の領域を有していてもよい。
図24Aに例示する「第2オブジェクト」は利用者が装着、把持、または支持する手袋420であり、その指の腹部分の表面421(第2面)に、S極の領域421aとN極の領域421bとを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が予め着磁されている。なお、第2テクスチャはピッチやパタン(ストライプテクスチャやチェッカーテクスチャなど)が異なる複数の領域を有していてもよい。図24Aでは、指ごとにピッチやパタンが異なるテクスチャが着磁されている。
利用者は、手袋420を装着、把持、または支持し、S極の領域421aとN極の領域421bとを含むテクスチャ部分で、電子機器400のタッチパネル401の入力面に配置された磁性シート410を擦る。これにより、磁性シート410の板面411(第1面)と手袋420の腹部分の表面421(第2面)とが互いに接触または近接するようにしたまま、板面411(第1面)と表面421(第2面)の間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、板面411(第1面)と表面421(第2面)との間の相対位置関係を変化させる動作が行われ、タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、利用者が凹凸感覚を知覚する。この入力操作に応じてタッチパネル401(出力装置)から像(例えば、映像、動画、画像)を表示したり、電子機器400のスピーカ(出力装置)から音を出力したりしてもよい。これにより、入力操作に応じて、力覚を提示するとともに、像および/または音の提示内容を変化させることができる。なお、図24Aに例示した手袋420では、指ごとにピッチやパタンが異なるテクスチャが着磁されているため、どの指でタッチパネル401を操作するかによって異なる凹凸感を知覚させることができる。また、磁性シート410の板面411(第1面)にピッチやパタンが異なる複数の領域が設けられている場合、利用者がどの指でどの領域を操作するかによって、利用者に異なる凹凸感を知覚させることができる。
「第2オブジェクト」として図24Bおよび図24Cに例示するタッチペン430が用いられてもよい。タッチペン430は、略円柱状の把持部435および略円盤状の先端部436を有する。把持部435の一端は、先端部436の一方の面432の中央付近に固定または一体化されている。先端部436の他方の面431(第2面)には、S極の領域531aとN極の領域531bとを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が予め着磁されている。利用者は、タッチペン430の把持部435を把持または支持し、先端部436の面431側で電子機器400のタッチパネル401の入力面に配置された磁性シート410を擦る。これにより、磁性シート410の板面411(第1面)と先端部436の面431(第2面)とが互いに接触または近接するようにしたまま、板面411(第1面)と面431(第2面)の間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、板面411(第1面)と面431(第2面)との間の相対位置関係を変化させる動作が行われ、タッチパネル401に対する入力操作が行われるとともに、利用者が凹凸感覚を知覚する。この入力操作に応じてタッチパネル401(出力装置)から像を表示したり、電子機器400のスピーカ(出力装置)から音を出力したりしてもよい。これにより、入力操作に応じて、力覚を提示するとともに、像および/または音の提示内容を変化させることができる。
図25に、入力操作に応じ、力覚の提示とともにゲームコンテンツの提示を行う例を例示する。図25に例示するように、スマートフォン端末装置やタブレット端末装置などの電子機器400’のタッチパネル401’の入力面(表面)の下部に、第2実施形態で例示した磁性シート210が装着される。磁性シート210の一方の板面212がタッチパネル401’の入力面側に向けて配置され、磁性シート210の他方の板面211(第1面)にはS極の領域211aとN極の領域211bとを含むテクスチャ(第1テクスチャ)が予め着磁されている。磁性シート210の板面211には、第2実施形態で例示した磁性シート220が配置される。磁性シート220の一方の面221(第2面)には、S極の領域221aとN極の領域221bとを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されており、面221が板面211に対向するように配置される。利用者は指200で磁性シート210に重ねられた磁性シート220の他方の面222に接し、面211と面221とを互いに接触または近接(ほぼ接触)させたまま、面211と面221との間の相対位置関係を変化させる操作を行う。これにより、タッチパネル401’に対する入力操作が行われるとともに、利用者が凹凸感覚を知覚する。この入力操作に応じてタッチパネル401’(出力装置)でのゲームコンテンツの表示内容が変化したり、電子機器400’のスピーカ402’(出力装置)から出力される音が変化したりする。
<入力装置がマウスなどの入力装置の場合>
図26Aから図26Cに、第2実施形態の原理をマウス500に組み合わせた例を示す。マウス500の底面500aには、「第2オブジェクト」である磁性シート510が固定されている。磁性シート510の一方の面511(第2面)にはS極の領域511aとN極の領域511bとを含む「第2テクスチャ」が予め着磁されている。「第2テクスチャ」の例はストライプテクスチャとチェッカーテクスチャなどである。磁性シート510の他方の面512はマウス500の底面500aに固定されている。
「第1オブジェクト」としては、例えば、磁性シート210,230,250,210’,230’,250’、ベースオブジェクト310,310’などを用いることができる。例えば、「第1オブジェクト」として磁性シート210が用いられる場合、利用者(動作主体)は、面211(第1面)が外方を向くように磁性シート210を配置し、この面211にマウス500に固定された磁性シート510の面511(第2面)が接触するようにマウス500を把持する。利用者はこのマウス500を磁性シート210の面211(第1面)に沿ってスライドさせることにより、面211(第1面)と面511(第2面)とが互いに接触または近接するようにしたまま、面211(第1面)と面511(第2面)との間の相対位置関係を変化させる。これにより、マウス500に対する入力操作が行われるとともに、利用者が凹凸感覚を知覚する。この入力操作に応じて図示していないディスプレイ(出力装置)から像を表示したり、投影機(出力装置)から映像を投影したり、スピーカ(出力装置)から音を出力したりしてもよい。これにより、入力操作に応じて、力覚を提示するとともに、像および/または音の提示内容を変化させることができる。
<本形態の特徴>
本形態では、入力装置への情報入力を行う際に、情報入力を行う利用者に凹凸感覚を知覚させることができる。
[第5実施形態]
第5実施形態も第2実施形態の原理を応用したものであり、歩行面に第1オブジェクトを固定し、第2オブジェクトを装着または把持した動作主体が移動する際に凹凸感が提示され、歩行者に点字ブロックと同様な触覚情報を与えるものである。本形態の「第1オブジェクト」は「第1面」を表側に向けた状態で歩行面に固定可能であり、「第2オブジェクト」は「第2面」を外部に向けた状態で「動作主体」が装着可能または把持可能な部材である。なお、前述のように「第1オブジェクト」は「第1面」を含み、「第1面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第1テクスチャ」が着磁されており、「第2オブジェクト」は「第2面」を含み、「第2面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第2テクスチャ」が着磁されている。「第2オブジェクト」を装着または把持した「動作主体」は、「第1面」と「第2面」とを互いに接触または近接させたまま、歩行面に固定された「第1オブジェクト」の「第1面」の上を歩行し、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させることによって凹凸を知覚する。
以下、図面を用いて本形態の具体例を説明する。
図27に、本形態の「第1オブジェクト」である磁性シート610および620を例示する。磁性シート610の一方の面611(第1面)には、S極の領域611aとN極の領域611bとを含むテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。磁性シート610の面611(第1面)は表側に向けられ、磁性シート610の他方の面612は床600(歩行面)に固定されている。同様に、磁性シート620の一方の面621(第1面)には、S極の領域621aとN極の領域621bとを含むテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。磁性シート620の面621(第1面)は表側に向けられ、磁性シート620の他方の面622は床600(歩行面)に固定されている。図27では面611,621にストライプテクスチャが着磁されているが、チェッカーテクスチャが着磁されていてもよい。
図28Aおよび図28Bに、本形態の「第2オブジェクト」である靴640を例示する。靴640の靴底641(第2面)には磁性シート630の一方の面632が固定されている。磁性シート630の他方の面631には、S極の領域631aとN極の領域631bとを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されている。当然ながら、歩行者(動作主体)は靴底641を外部に向けた状態で装着可能である。
靴640を装着した歩行者は、磁性シート610または620の面611または621(第1面)と靴底641(第2面)とを互いに接触または近接させたまま、床600(歩行面)に固定された磁性シート610または620の面611または621(第1面)の上を歩行し、面611または621(第1面)と靴底641(第2面)との間の相対位置関係を変化させることによって凹凸を知覚する。
図29Aおよび図29Bに、「第2オブジェクト」の他の例である白杖650を例示する。白杖650は、略円柱状の把持部655および略円盤状の先端部656を有する。把持部655の一端は、先端部656の一方の面652の中央付近に固定または一体化されている。先端部656の他方の面651(第2面)には、S極の領域651aとN極の領域651bとを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が予め着磁されている。白杖650を把持した歩行者は、磁性シート610または620の面611または621(第1面)と白杖650の先端部656の面651(第2面)とを互いに接触または近接させたまま、床600(歩行面)に固定された磁性シート610または620の面611または621(第1面)の上を歩行し、面611または621(第1面)と面651(第2面)との間の相対位置関係を変化させることによって凹凸を知覚する。
<本形態の特徴>
本形態では、床600に物理的な凹凸を設けることなく、歩行者に凹凸感を知覚させることができる。床600に物理的な凹凸を設ける必要がないため、床600にゴミは埃がたまりにくいといった利点がある。さらに、ストライプテクスチャなどを用い、面611または621(第1面)と靴底641または面651(第2面)との間の相対位置関係をいずれの方向に変化させるかに応じ、歩行者(動作主体)が靴底641または面651から受けるせん断応力の変化の仕方が異なり、異なる凹凸感を知覚できるようにしてもよい。これにより、歩行者の進行方向によって異なる凹凸感を提示することもできる。
[第6実施形態]
第6実施形態も第2実施形態の原理を応用したものである。第4実施形態と同様、本形態でも、第2実施形態の原理をタッチパネルの入力インタフェースに応用し、電磁石を用いることなく、タッチパネルへの情報入力の際に利用者に凹凸感を提示する。特に本形態では、タッチパネルの入力面に配置される「第1オブジェクト」と、利用者に装着、把持、または支持される「第2オブジェクト」と、の組み合わせを変えることで、利用者に異なる操作感覚を提示する。
本形態の「力覚提示物」は、タッチパネルの入力面に配置される「第1オブジェクト」と、タッチパネルに対する入力操作を行う「動作主体」に装着、把持、または支持される複数個の「第2オブジェクト」とを有する。「第1オブジェクト」は「第1面」を含み、「第1面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第1テクスチャ」が予め着磁されている。「第2オブジェクト」は「第2面」を含み、「第2面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第2テクスチャ」が予め着磁されている。ただし、「第2オブジェクト」ごとに「第2テクスチャ」の着磁パタンが相違する。すなわち、複数個の「第2オブジェクト」の「第2オブジェクト」の着磁パタンは互いに異なる。
「動作主体」は、複数個の「第2オブジェクト」から選択された「選択オブジェクト」を装着、把持または支持して、入力面に配置された「第1オブジェクト」の「第1面」と「選択オブジェクト」の「第2面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、「第1面」と「選択オブジェクト」の「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作、および/または、「第1面」と「選択オブジェクト」の「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行う。これにより、タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、「動作主体」が「選択オブジェクト」から受けるせん断応力が周期的に変化し、それによって凹凸感覚を知覚する。このせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期および凹凸感覚は、「選択オブジェクト」ごとに異なる。
以下、図面を用いて本形態の具体例を説明する。
<スライダー型>
図30Aおよび図30Bに、本形態のスライダー型の「力覚提示物」を例示する。スライダー型の「力覚提示物」は、例えば、スライド操作によってスピーカから出力する音のボリューム等を操作する入力インタフェースであり、例えば、所定の最小値と最大値の間の範囲内で自由に設定可能とされているパラメータ値を利用者が所望の値に設定する際の操作に用いられる入力インタフェースである。
本形態の「力覚提示物」は1個の磁性シート710(第1オブジェクト)とM2個の磁性シート720−m2(第2オブジェクト)を有する。ただし、m2=1,…,M2であり、M2は2以上の整数である。本形態ではM2=3の例を示す。
磁性シート710の一方の面711(第1面)には、S極の領域711aとN極の領域711bとを含むテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。本形態の面711には、S極に着磁された帯状の領域711aと、N極に着磁された帯状の領域711bと、が交互に周期的に配置されている。図30Aの例では、方向D1に延びる帯状の領域711a,711bが、方向D1と略垂直の方向XAに、交互に繰り返し配置されている。この例では、領域711aの短手方向(方向XA)の幅、領域711bの短手方向の幅はいずれも6mmである。
複数個の磁性シート720−m2の一方の面721−m2(第2面)には、S極の領域721a−m2とN極の領域721b−m2とを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されている。本形態の面721−m2には、S極に着磁された帯状の領域721a−m2と、N極に着磁された帯状の領域721b−m2と、が交互に周期的に配置されている。図30Bの例では、方向D2に延びる帯状の領域721a−m2,721b−m2が、方向D2と略垂直の方向XBに交互に繰り返し配置されている。ただし、磁性シート720−1,…,M2のテクスチャの着磁パタンは互いに相違する。この例の場合、領域721a−1の短手方向(方向XB)の幅、領域721b−1の短手方向の幅はいずれも3mmであり、領域721a−2の短手方向の幅、領域721b−1の短手方向の幅はいずれも2mmであり、領域721a−1の短手方向の幅、領域721b−1の短手方向の幅はいずれも6mmである。
図32に例示するように、電子機器400のタッチパネル401の入力面に「第1オブジェクト」である磁性シート710が装着される。ただし、磁性シート710の他方の面712(面711の反対側の面)がタッチパネル401の入力面側に向けて配置される。例えば、電子機器400のタッチパネル401の何れかの位置がスライド入力操作(スライド操作による入力)を受け付ける領域として決められている場合(電子機器400に実装されたソフトウェア等によって決められている場合)、例えばその領域を電子機器400がタッチパネル401に表示することで、利用者によってその領域に磁性シート710の面712が配置されるようにする。あるいは、電子機器400が、タッチパネル401のどの領域に磁性シート710が装着されたかを検出し、検出した領域のスライド入力操作を受け付けてもよい。この場合には、スライド入力操作を受け付け可能なタッチパネル401の任意の領域に磁性シート710の面712を配置してよい。その他、タッチパネル401のどの領域でスライド入力操作を受け付けつけるかを利用者が指定できてもよい(例えば、利用者がタッチパネル401へこの領域を指定するための入力を行うことで)。この場合には、タッチパネル401のどの領域が指定されたかを電子機器400が検出するようにし、利用者が入力した指定した領域に磁性シート710の面712を配置する。利用者は、いずれかの磁性シート720−m2を選択し、選択した磁性シート720−m2(選択オブジェクト)の面722−m2が外方を向き、磁性シート710の面711に磁性シート720−m2の面721−m2が接触するように磁性シート720−m2を配置する。ただし、磁性シート710の領域711a,711bの長手方向D1が磁性シート720−m2の領域721a−m2,721b−m2の長手方向D2に倣う向きに、磁性シート720−m2が磁性シート710に重ねられる。
利用者は指で磁性シート710に重ねられた磁性シート720−m2の面722−m2に接し、面711と面721−m2とを互いに接触または近接させたまま、面711と面721−m2との間の相対位置関係を変化させる操作を行う。図32の例では、面711と面721−m2との間の相対位置関係を磁性シート720−m2の領域711a,711bの短手方向であるXA方向に変化(スライド)させる。これにより、タッチパネル401に対する入力操作(スライド入力操作)が行われるとともに、利用者が磁性シート720−m2から受けるXA方向のせん断応力が周期的に変化する。その結果、利用者は面721−m2に略直交する方向の凹凸感を知覚する。前述のように、磁性シート720−m2ごとに領域721a−m2,721b−m2の着磁パタンが相違する。そのため、磁性シート710と選択された磁性シート720−m2との組み合わせに応じ、利用者が磁性シート720−m2から受けるせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期が異なり、利用者が知覚する凹凸感覚も異なる。すなわち、磁性シート710は同一であるにもかかわらず、利用者は選択した磁性シート720−m2に応じて異なる凹凸感覚を知覚する。つまり、利用者は磁性シート720−m2を変えるだけで異なる触覚を知覚できる。例えば、図30Cに例示するように、利用者は、あるスライド入力操作をタッチパネル401に対して行う際に、磁性シート720−1を選択した場合には凹凸感覚を知覚せずに、すなわち、そのスライド入力操作をクリック感を知覚せずに滑らかに行うことができ、磁性シート720−2を選択した場合には細かい間隔の凹凸感覚(例えば、W段の凹凸感覚(Wは正の整数))を知覚し、すなわち、同じスライド入力操作をW段のクリック感を知覚しながら行うことができ、磁性シート720−3を選択した場合には粗い間隔の凹凸感覚(例えば、W’段の凹凸感覚(W’はW/2以下の最大の整数))を知覚し、すなわち、同じスライド入力操作をW’段のクリック感を知覚しながら行うことができる。
<ダイヤル型>
図31Aおよび図31Bに、本形態のダイヤル型の「力覚提示物」を例示する。ダイヤル型の「力覚提示物」は、例えば、回転操作によってボリューム等を操作する入力インタフェースであり、例えば、自由に設定可能とされているパラメータ値を利用者が所望の値に設定する際の操作に用いられる入力インタフェースである。
本形態の「力覚提示物」は1個の磁性シート810(第1オブジェクト)とM2個の磁性シート720−m2(第2オブジェクト)を有する。ただし、m2=1,…,M2であり、M2は2以上の整数である。本形態ではM2=3の例を示す。
磁性シート810は略円盤形状である。磁性シート810の一方の面811(第1面)には、S極の領域811aとN極の領域811bとを含むテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。本形態の面811には、S極に着磁された領域811aとN極に着磁された領域811bとが交互に周期的に配置されている。図31Aの例では、磁性シート810の中心軸(面811に対して略垂直な軸)O1の軸周り方向R1に沿って、領域811aと領域811bとが繰り返し配置されている。例えば、磁性シート810の外周のうち、各領域811aに対応する円弧の長さおよび各領域811bに対応する円弧の長さはいずれも6mmである。理想的には、面811に設けられるS極の領域811aとN極の領域811bは、それぞれ中心軸O1を中心とする扇形の領域であることが望ましい。しかし、所定の直径(例えば2mm)を持つ円柱状の磁石によって、まずN極の領域811bをすべて着磁し、次にその磁石の磁極を反転させてS極の領域811aをすべて着磁した場合には、図31Aに例示したようなテクスチャが形成される。ただ、図31Aのように完全に扇形ではないS極の領域811aとN極の領域811bが設けられたとしても、所望の凹凸感覚を提示するには十分である。
磁性シート820−m2も略円盤形状である。磁性シート820−m2の直径は、例えば磁性シート810の直径と略同一である。複数個の磁性シート820−m2の一方の面821−m2(第2面)には、S極の領域821a−m2とN極の領域821b−m2とを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されている。本形態の面821−m2には、S極に着磁された領域821a−m2とN極に着磁された領域821b−m2とが交互に周期的に配置されている。図31Bの例では、磁性シート820−m2の中心軸(面821−m2に対して略垂直な軸)O2の軸周り方向R2に沿って、領域821a−m2と領域821b−m2とが繰り返し配置されている。ただし、磁性シート820−1,…,M2のテクスチャの着磁パタンは互いに相違する。例えば、磁性シート820−1の外周のうち、各領域821a−1に対応する円弧の長さおよび各領域821b−1に対応する長さはいずれも3mmである。磁性シート820−2の外周のうち、各領域821a−2に対応する円弧の長さおよび各領域821b−2に対応する長さはいずれも2mmである。磁性シート820−3の外周のうち、各領域821a−3に対応する円弧の長さおよび各領域821b−3に対応する長さはいずれも6mmである。理想的には、面821−m2に設けられるS極の領域821a−m2とN極の領域821b−m2も、それぞれ中心軸O2を中心とする扇形の領域であることが望ましい。しかし、所定の直径(例えば2mm)を持つ円柱状の磁石によって、まずN極の領域821b−m2をすべて着磁し、次にその磁石の磁極を反転させてS極の領域821a−m2をすべて着磁した場合には、図31Bに例示したようなテクスチャが形成される。ただ、図31Bのように完全に扇形ではないS極の領域821a−m2とN極の領域821b−m2が設けられたとしても、所望の凹凸感覚を提示するには十分である。
図32に例示するように、電子機器400のタッチパネル401の入力面に「第1オブジェクト」である磁性シート810が装着される。ただし、磁性シート810の他方の面812(面811の反対側の面)がタッチパネル401の入力面側に向けて配置される。例えば、電子機器400のタッチパネル401の何れかの位置が回転入力操作(回転操作による入力)を受け付ける領域として決められている場合、例えばその領域を電子機器400がタッチパネル401に表示することで、利用者によってその領域に磁性シート810の面812が配置されるようにする。あるいは、電子機器400が、タッチパネル401のどの領域に磁性シート810が装着されたかを検出し、検出した領域の回転入力操作を受け付けてもよい。この場合には、回転入力操作を受け付け可能なタッチパネル401の任意の領域に磁性シート810の面812を配置してよい。その他、タッチパネル401のどの領域で回転入力操作を受け付けつけるかを利用者が指定できてもよい。この場合には、タッチパネル401のどの領域が指定されたかを電子機器400が検出するようにし、利用者が入力した指定した領域に磁性シート810の面812を配置する。利用者は、いずれかの磁性シート820−m2を選択し、選択した磁性シート820−m2(選択オブジェクト)の面822−m2が外方を向き、磁性シート810の面811に磁性シート820−m2の面821−m2が接触するように磁性シート820−m2を配置する。ただし、中心軸O1と中心軸O2とが重なるか近接するように、磁性シート820−m2が磁性シート810に重ねられる。
利用者は指で磁性シート810に重ねられた磁性シート820−m2の面822−m2に接し、面811と面821−m2とを互いに接触または近接させたまま、面811と面821−m2との間の相対位置関係を変化させる操作を行う。図32の例では、面811と面821−m2との間の相対位置関係を軸周り方向R1,R2に変化(回転)させる。これにより、タッチパネル401に対する入力操作(回転入力操作)が行われるとともに、利用者が磁性シート820−m2から受ける軸周り方向R1,R2のせん断応力が周期的に変化する。その結果、利用者は面821−m2に略直交する方向の凹凸感を知覚する。前述のように、磁性シート820−m2ごとに領域821a−m2,821b−m2の着磁パタンが相違する。そのため、磁性シート810と選択された磁性シート820−m2との組み合わせに応じ、利用者が磁性シート820−m2から受けるせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期が異なり、利用者が知覚する凹凸感覚も異なる。すなわち、磁性シート810は同一であるにもかかわらず、利用者は選択した磁性シート820−m2に応じて異なる凹凸感覚を知覚する。つまり、利用者は磁性シート820−m2を変えるだけで異なる触覚と知覚できる。例えば、図31Cに例示するように、利用者は、ある回転入力操作をタッチパネル401に対して行う際に、磁性シート820−1を選択した場合には凹凸感覚を知覚せずに、すなわち、その回転入力操作をクリック感を知覚せずに滑らかに行うことができ、磁性シート820−2を選択した場合には細かい間隔の凹凸感覚(例えば、W段の凹凸感覚)を知覚し、すなわち、同じ回転入力操作をW段のクリック感を知覚しながら行うことができ、磁性シート820−3を選択した場合には粗い間隔の凹凸感覚(例えば、W’段の凹凸感覚)を知覚し、すなわち、同じ回転入力操作をW’段のクリック感を知覚しながら行うことができる。
<本形態の特徴>
本形態では、タッチパネルへの情報入力を行う際に、情報入力を行う利用者に凹凸感覚を知覚させることができる。また「第1オブジェクト」は同一であるにもかかわらず、「第2オブジェクト」を変えることで異なる凹凸感覚を提示できる。なお、このような入力操作に応じてタッチパネル401から像を表示したり、電子機器400のスピーカから出力される音を変化させてもよい。その他、例えば、タッチパネルへの入力によってステージ照明を制御する場合、クリック感のある「第2オブジェクト」を用いれば照明を段階的、離散的に制御できるためアップテンポな演出が可能になる。そこからクリック感のない「第2オブジェクト」に変えることで証明のスムースなグラデーション調整が可能になるため、瞬時にゆったりとした演出へと切り替えることができる。
[第6実施形態の変形例1]
「第2オブジェクト」ではなく「第1オブジェクト」を変えることで、利用者に異なる操作感覚を提示してもよい。この変形例1の「力覚提示物」は、タッチパネルの入力面に配置される複数個の「第1オブジェクト」と、タッチパネルに対する入力操作を行う「動作主体」に装着、把持、または支持される「第2オブジェクト」とを有する。「第1オブジェクト」は「第1面」を含み、「第1面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第1テクスチャ」が予め着磁されている。ただし、「第1オブジェクト」ごとに「第1テクスチャ」の着磁パタンが相違する。すなわち、複数個の「第1オブジェクト」の「第1オブジェクト」の着磁パタンは互いに異なる。「第2オブジェクト」は「第2面」を含み、「第2面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第2テクスチャ」が予め着磁されている。
「動作主体」は、「第2オブジェクト」を装着、把持または支持して、入力面に配置された「選択オブジェクト」の「第1面」と「第2オブジェクト」の「第2面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、「選択オブジェクト」の「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作、および/または、「選択オブジェクト」の「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行う。この変形例1の「選択オブジェクト」は、複数の「第1オブジェクト」から選択されたものである。これにより、タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、「動作主体」が「選択オブジェクト」から受けるせん断応力が周期的に変化し、それによって凹凸感覚を知覚する。このせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期および凹凸感覚は、「選択オブジェクト」ごとに異なる。
[第6実施形態の変形例2]
「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」のいずれもが選択可能であってもよい。この変形例2の「力覚提示物」は、タッチパネルの入力面に配置される複数個の「第1オブジェクト」と、タッチパネルに対する入力操作を行う「動作主体」に装着、把持、または支持される複数個の「第2オブジェクト」とを有する。「第1オブジェクト」は「第1面」を含み、「第1面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第1テクスチャ」が予め着磁されている。ただし、「第1オブジェクト」ごとに「第1テクスチャ」の着磁パタンが相違する。「第2オブジェクト」は「第2面」を含み、「第2面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第2テクスチャ」が予め着磁されている。ただし、「第2オブジェクト」ごとに「第2テクスチャ」の着磁パタンが相違する。
「動作主体」は、「第2選択オブジェクト」を装着、把持または支持して、入力面に配置された「第1選択オブジェクト」の「第1面」と「第2選択オブジェクト」の「第2面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、「第1選択オブジェクト」の「第1面」と「第2選択オブジェクト」の「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作、および/または、「第1選択オブジェクト」の「第1面」と「第2選択オブジェクト」の「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行う。「第1選択オブジェクト」は複数の「第1オブジェクト」から選択されたものであり、「第2選択オブジェクト」は複数の「第2オブジェクト」から選択されたものである。これにより、タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、「動作主体」が「第2選択オブジェクト」から受けるせん断応力が周期的に変化し、それによって凹凸感覚を知覚する。このせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期および凹凸感覚は、「第1選択オブジェクト」と「第2選択オブジェクト」との組み合わせごとに異なる。
[第6実施形態の変形例4]
「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートとの間で十分な磁力が及ぶのであれば、これらの2つの磁性シートが非接触な状態でそれらの面(第1面と第2面)の間の相対位置関係を変化させてもよい。S極に着磁された周期的な略市松模様の領域とN極に着磁された周期的な略市松模様の領域とを含むテクスチャが着磁された磁性シートを「第1オブジェクト」および/または「第2オブジェクト」としてもよい。
[第7実施形態]
第7実施形態も第2実施形態の原理を応用したものである。第4実施形態と同様、本形態でも、第2実施形態の原理をタッチパネルの入力インタフェースに応用し、電磁石を用いることなく、タッチパネルへの情報入力の際に利用者に凹凸感を提示する。特に本形態では、「第1テクスチャ」のパタンが位置によって異なり、「第2オブジェクト」の「第2面」が接触または近接する「第1テクスチャ」の位置によって異なる凹凸感覚を提示する。
本形態の「力覚提示物」は、タッチパネルの入力面に配置される「第1オブジェクト」と、タッチパネルに対する入力操作を行う「動作主体」に装着、把持、または支持される複数個の「第2オブジェクト」とを有する。「第1オブジェクト」は「第1面」を含み、「第1面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第1テクスチャ」が予め着磁されている。「第1テクスチャ」は、互いに着磁パタンの異なる「第1領域」および「第2領域」を含む。「第1領域」と「第2領域」とは互いに異なる領域である。「第2オブジェクト」は「第2面」を含み、「第2面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第2テクスチャ」が予め着磁されている。
「動作主体」は、「第2オブジェクト」を装着、把持または支持して、入力面に配置された「第1オブジェクト」の「第1領域」または「第2領域」と「第2面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作、および/または、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行う。これにより、タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、「動作主体」が「第2オブジェクト」から受けるせん断応力が周期的に変化し、それによって凹凸感覚を知覚する。このせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期および凹凸感覚は、「第1領域」または「第2領域」のいずれが「第2面」に接触または近接しているかによって異なる。すなわち、「第1領域」と「第2面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、当該相対位置関係を変化させる操作、および/または、当該相対位置関係を変化させる動作を行うことによって動作主体が感じる凹凸感覚は、「第2領域」と「第2面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、当該相対位置関係を変化させる操作、および/または、当該相対位置関係を変化させる動作を行うことによって動作主体が感じる凹凸感覚と相違する。言い換えると、「第1領域」と「第2面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、当該相対位置関係を変化させる操作、および/または、当該相対位置関係を変化させる動作を行うことによって動作主体が受けるせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期は、「第2領域」と「第2面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、当該相対位置関係を変化させる操作、および/または、当該相対位置関係を変化させる動作を行うことによって動作主体が受けるせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期と相違する。これにより、操作位置によって異なる凹凸感覚を提示できる。
以下、図面を用いて本形態の具体例を説明する。
<スライダー型>
図33A~図33Dに、本形態のスライダー型の「力覚提示物」を例示する。本形態の「力覚提示物」は磁性シート910(第1オブジェクト)と磁性シート920(第2オブジェクト)を有する。
磁性シート910の一方の面911(第1面)には、互いに相違する領域913−1(第1領域)と領域913−2(第2領域)を含むテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。領域913−1には、S極に着磁された帯状の領域911a−1とN極に着磁された帯状の領域911b−1とが交互に周期的に配置されている。この例では、方向D1に延びる帯状の領域911a−1,911b−1が、方向D1と略垂直の方向XAに、交互に繰り返し配置されている。領域913−2には、S極に着磁された帯状の領域911a−2とN極に着磁された帯状の領域911b−2とが交互に周期的に配置されている。この例では、方向D1に延びる帯状の領域911a−2,911b−2が、方向D1と略垂直の方向XAに、交互に繰り返し配置されている。ただし、領域913−1と領域913−2とは互いに着磁パタンが相違する。本形態では、領域913−1に属する領域911a−1および領域911b−1の方向XAの幅と、領域913−2に属する領域911a−2および領域911b−2の方向XAの幅とが互いに相違する。図33Aの例では、領域911a−1および領域911b−1の方向XAの幅はいずれも3mmである。一方、領域911a−2および領域911b−2の方向XAの幅はいずれも6mmである。
磁性シート920の一方の面921(第2面)には、S極の領域921aとN極の領域921bとを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されている。面921にはS極に着磁された帯状の領域921aとN極に着磁された帯状の領域921bとが交互に周期的に配置されている。この例では、方向D2に延びる帯状の領域921a,921bが、方向D2と略垂直の方向XBに交互に繰り返し配置されている。図33Bの例では、領域921aおよび領域921bの方向XAの幅はいずれも6mmである。
なお、磁性シート910(図33A)に着磁された領域913−1と領域913−2との違いは、磁性シート920(図33B)に着磁された領域921a(S極)および領域921b(N極)との関係によっても表現できる。すなわち、領域913−1の領域911b−1(N極)(図33A)に対する領域921a(S極)(図33B)の面積比は、領域913−2の領域911b−2(N極)(図33A)に対する領域921a(S極)の面積比と相違する。同様に、領域913−1の領域911a−1(S極)に対する領域921b(N極)の面積比は、領域913−2の領域911a−2(S極)に対する領域921b(N極)の面積比と相違する。
第6実施形態と同様、電子機器400のタッチパネル401の入力面に磁性シート910が装着される。利用者は、磁性シート920の面922が外方を向き、磁性シート910の面911に磁性シート920の面921が接触するように磁性シート920を配置する。ただし、磁性シート910の領域911a,911bの長手方向D1が磁性シート920の領域921a,921bの長手方向D2に倣う向きに、磁性シート920が磁性シート910に重ねられる。
利用者は指で磁性シート910に重ねられた磁性シート920の面922に接し、面911と面921とを互いに接触または近接させたまま、面911と面921との間の相対位置関係を変化させる操作(スライド操作)を行う。本形態では、領域913−1に属する領域911a−1および領域911b−1の方向XAの幅と、領域913−2に属する領域911a−2および領域911b−2の方向XAの幅とが互いに相違する。そのため、領域913−1と面921とが互いに接触または近接するようにしたまま、当該相対位置関係を変化させる操作を行うことによって利用者が磁性シート920から受けるせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期は(図33C)、領域913−2と面921とが互いに接触または近接するようにしたまま、当該相対位置関係を変化させる操作を行うことによって利用者が磁性シート920から受けるせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期(図33D)と相違する。よって、面921が領域913−1に接触または近接している状態(図33C)と、面921が領域913−2に接触または近接している状態(図33C)とでは、利用者が磁性シート920から感じる凹凸感覚も相違する。
<ダイヤル型>
図34A,図34B,図35A,図35Bに、本形態のダイヤル型の「力覚提示物」を例示する。本形態の「力覚提示物」は磁性シート1010(第1オブジェクト)と磁性シート1020(第2オブジェクト)を有する。
磁性シート1010は略円盤形状である(図34A)。磁性シート1010の一方の面1011(第1面)には、互いに相違する領域1013−1(第1領域)と領域1013−2(第2領域)を含むテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。領域1013−1には、磁性シート1010の中心軸O1の軸周り方向R1に沿って、領域1011a−1と領域1011b−1とが交互に周期的に配置されている。領域1013−2には、磁性シート1010の中心軸O1の軸周り方向R1に沿って、領域1011a−2と領域1011b−2とが交互に周期的に配置されている。ただし、領域1013−1と領域1013−2とは互いに着磁パタンが相違する。本形態では、磁性シート1010の外周のうち、領域1013−1に属する各領域1011a−1および各領域1011b−1に対応する円弧の長さと、領域1013−2に属する各領域1011a−2および各領域1011b−2に対応する円弧の長さとが互いに相違する。図34Aの例では、磁性シート1010の外周のうち、領域1013−1に属する各領域1011a−1および各領域1011b−1に対応する円弧の長さは、いずれも6mmである。一方、磁性シート1010の外周のうち、領域1013−2に属する各領域1011a−2および各領域1011b−2に対応する円弧の長さは、いずれも2mmである。
磁性シート1020は板面が略扇形の板形状である(図34B)。磁性シート1020の一方の面1021(第2面)には、S極の領域1021aとN極の領域1021bとを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されている。面1021には、磁性シート1020の中心軸O2の軸周り方向R2に沿って、領域1021a−1と領域1021b−1とが交互に周期的に配置されている。図34Bの例では、磁性シート1020の円弧状の外周のうち、領域1021aおよび各領域1021bに対応する円弧の長さは、いずれも6mmである。
なお、磁性シート1010(図34A)に着磁された領域1013−1と領域1013−2との違いは、磁性シート1020(図34B)に着磁された領域1021a(S極)および領域1021b(N極)との関係によっても表現できる。すなわち、領域1013−1の領域1011b−1(N極)(図34A)に対する領域1021a(S極)(図34B)の面積比は、領域1013−2の領域1011b−2(N極)(図34A)に対する領域1021a(S極)の面積比と相違する。同様に、領域1013−1の領域1011a−1(S極)に対する領域1021b(N極)の面積比は、領域1013−2の領域1011a−2(S極)に対する領域1021b(N極)の面積比と相違する。
第6実施形態と同様、電子機器400のタッチパネル401の入力面に磁性シート1010が装着される。利用者は、磁性シート1020の面1022が外方を向き、磁性シート1010の面1011に磁性シート1020の面1021が接触するように磁性シート1020を配置する。ただし、中心軸O1と中心軸O2とが重なるか近接するように、磁性シート1010に磁性シート1020が重ねられる(図35Aおよび図35B)。
利用者は指で磁性シート1010に重ねられた磁性シート1020の面1022に接し、面1011と面1021とを互いに接触または近接させたまま、面1011と面1021との間の相対位置関係を変化させる操作(軸周り方向R2への回転操作)を行う。本形態では、領域1013−1に属する各領域1011a−1および各領域1011b−1の円弧の長さと、領域1013−2に属する各領域1011a−2および各領域1011b−2の円弧の長さとが互いに相違する。そのため、領域1013−1と面1021とが互いに接触または近接するようにしたまま、当該相対位置関係を変化させる操作を行うことによって利用者が磁性シート1020から受けるせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期は(図35A)、領域1013−2と面1021とが互いに接触または近接するようにしたまま、当該相対位置関係を変化させる操作を行うことによって利用者が磁性シート1020から受けるせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期(図35B)と相違する。よって、面1021が領域1013−1に接触または近接している状態(図35A)と、面1021が領域1013−2に接触または近接している状態(図35B)とでは、利用者が磁性シート1020から感じる凹凸感覚も相違する。
<本形態の特徴>
本形態では、「第2オブジェクト」が接触または近接する「第1テクスチャ」の位置によって異なる凹凸感覚を提示できる。
[第7実施形態の変形例1]
図36Aに例示するように、磁性シート1110(第1オブジェクト)の面1111(第1面)に、S極に着磁された帯状の領域1111a−1とN極に着磁された帯状の領域1111b−1とが交互に周期的に配置されてもよい。これらの領域1111a−1,1111b−1の幅(方向XAの幅)はすべて同一である。しかし、すべての領域1111a−1,1111b−1の長さ(D1方向の長さ)は同一ではない。このような磁性シート1110の面1111に、磁性シート920(第2オブジェクト)(図33B)の面921(第2面)が接触するように磁性シート920を配置し、利用者が磁性シート1110に重ねられた磁性シート920の面922に接し、面1111と面921とを互いに接触または近接させたまま、面1111と面921との間の相対位置関係を変化させる操作を行ってもよい。このようにしても、磁性シート920(第2オブジェクト)の面921(第2面)が接触または近接する磁性シート1110(第1オブジェクト)の面1111(第1面)の領域1111b−1(N極)(図36A)に対する、面921の領域1021a(S極)(図33B)の面積比(および領域1111a−1(S極)に対する領域1021b(N極)の面積比)を変化させることができる。これにより、「第2オブジェクト」が接触または近接する「第1テクスチャ」の位置によって異なる凹凸感覚を提示できる。
また、図36Bに例示するように、略円盤状の磁性シート1210(第1オブジェクト)の一方の面1211(第1面)に、中心軸O1から外方に向かう方向(放射方向)の長さが不均一なS極の領域1211aとN極の領域1211bとを含むテクスチャ(第1テクスチャ)が設けられもよい。ただし、領域1211aと領域1211bとは、磁性シート1210の中心軸O1の軸周り方向R1に沿って繰り返し配置されている。また、図36Cに例示するように、略円盤状の磁性シート1220(第2オブジェクト)の一方の面1221(第2面)の一部である略扇型の領域のみに、磁性シート1220の中心軸O2の軸周り方向R2に沿って、領域1221aと領域1221bとが繰り返し配置されていてもよい。このような磁性シート1210の面1211に、磁性シート1220(第2オブジェクト)の面1221が接触するように磁性シート1220を配置し、利用者が磁性シート1210に重ねられた磁性シート1220に接し、面1211と面1221とを互いに接触または近接させたまま、面1211と面1221との間の相対位置関係を変化させる操作を行ってもよい。これにより、「第2オブジェクト」のS極およびN極に着磁された領域が接触または近接する「第1テクスチャ」の位置によって異なる凹凸感覚を提示できる。
[第7実施形態の変形例2]
「第1テクスチャ」が「第1領域」および「第2領域」のほかに、さらに着磁パタンの異なる領域を含んでいてもよい。すなわち、「第1テクスチャ」が互いに着磁パタンの異なる3以上の異なる領域を含んでいてもよい。
第6実施形態またはその変形例において、「第1テクスチャ」が互いに着磁パタンの異なる「第1領域」および「第2領域」を含んでいてもよいし、互いに着磁パタンの異なる3以上の異なる領域を含んでいてもよい。
「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートとの間で十分な磁力が及ぶのであれば、これらの2つの磁性シートが非接触な状態でそれらの面(第1面と第2面)の間の相対位置関係を変化させてもよい。S極に着磁された周期的な略市松模様の領域とN極に着磁された周期的な略市松模様の領域とを含むテクスチャが着磁された磁性シートを「第1オブジェクト」および/または「第2オブジェクト」としてもよい。
[第8実施形態]
第6および第7ならびにそれらの変形例において、さらに「第1オブジェクト」に接触または近接した「第1磁石」と、「第2オブジェクト」に接触または近接した「第2磁石」とが設けられてもよい。この場合、「第1磁石」と「第2磁石」とが接近した際、「動作主体」は「第2オブジェクト」から、「第1磁石」と「第2磁石」との間の引力または斥力に基づく力覚を知覚する。
<スライダー型の例>
図37Aに、第6実施形態で説明したスライダー型の磁性シート710(第1オブジェクト)の近傍に磁石1331,1332(第1磁石)を配置した例を示す。図37Bに、磁性シート720−m2(第2オブジェクト)の面721−m2側に磁石1333(第2磁石)を接触させて配置した例を示す。この例の磁石1331,1332,1333は略円盤形状である。磁石1331の一方の面1331aは一方の磁極(S極またはN極)であり、他方の面1331bは他方の磁極(N極またはS極)である。同様に、磁石1332の一方の面1332aは一方の磁極であり、他方の面1332bは他方の磁極である。磁石1333の一方の面1333aは一方の磁極であり、他方の面1333bは他方の磁極である。磁石1331,1332,1333の例は、ネオジム磁石やフェライト磁石などの永久磁石である。
図38に例示するように、磁石1331,1332および磁性シート710は、タッチパネル401の入力面に配置される。この例では、磁性シート710の両端側(方向XAの両端側)に磁石1331,1332がそれぞれ配置される。ただし、磁性シート710の面712および磁石1331,1332の面1331b,1332bの面がタッチパネル401の入力面側に向けて配置される。磁性シート720−m2の面722−m2が外方を向き、磁性シート710の面711に磁性シート720−m2の面721−m2が近接するように磁性シート720−m2を配置する。利用者は磁性シート710に重ねられた磁性シート720−m2の面722−m2に接し、面711と面721−m2とを互いに接触または近接させたまま、面711と面721−m2との間の相対位置関係を変化させる操作(XA方向のスライド操作)を行う。これにより、利用者は前述のような凹凸感覚を知覚する。さらに利用者は、磁石1333と磁石1331との距離に応じ、磁石1333と磁石1331との間の引力または斥力に基づく力覚を知覚する。同様に利用者は、磁石1333と磁石1332との距離に応じ、磁石1333と磁石1332との間の引力または斥力に基づく力覚を知覚する。
<ダイヤル型の例>
図37Cに、第7実施形態で説明したダイヤル型の磁性シート1010(第1オブジェクト)の面1011の外周側の位置に磁石1341,1342(第1磁石)を接触させて配置した例を示す。図37Dに、磁性シート1020(第2オブジェクト)の面1021の外周側の位置に磁石1343(第2磁石)を接触させて配置した例を示す。この例の磁石1341,1342,1343も略円盤形状である。磁石1341の一方の面1341aは一方の磁極(S極またはN極)であり、他方の面1341bは他方の磁極(N極またはS極)である。同様に、磁石1342の一方の面1342aは一方の磁極であり、他方の面1342bは他方の磁極である。磁石1343の一方の面1343aは一方の磁極であり、他方の面1343bは他方の磁極である。磁石1341,1342,1343の例は、ネオジム磁石やフェライト磁石などの永久磁石である。
図38に例示するように、磁性シート1010は、タッチパネル401の入力面に配置される。磁性シート1010の面1012の面がタッチパネル401の入力面側に向けて配置される。磁性シート1020の面1022が外方を向き、磁性シート1010の面1011に磁性シート1020の面1021が近接するように磁性シート1020を配置する。利用者は磁性シート1010に重ねられた磁性シート1020の面1022に接し、面1011と面1021とを互いに接触または近接させたまま、面1011と面1021との間の相対位置関係を変化させる操作(R1方向の回転操作)を行う。これにより、利用者は前述のような凹凸感覚を知覚する。さらに利用者は、磁石1343と磁石1341との距離に応じ、磁石1343と磁石1341との間の引力または斥力に基づく力覚を知覚する。同様に利用者は、磁石1343と磁石1342との距離に応じ、磁石1343と磁石1342との間の引力または斥力に基づく力覚を知覚する。
<本形態の特徴>
本形態では凹凸感覚を提示するとともに、「第1磁石」と「第2磁石」との間の引力または斥力に基づく力覚を提示できる。「第1磁石」と「第2磁石」の磁力の大きさによって力覚の大きさを変えることもできる。以上により、タッチパネル401への情報入力に対して、より多彩な力覚をフィードバックできる。
[第8実施形態]
本形態では、前述した第6から第8実施形態およびそれらの変形例で説明した「第2オブジェクト」を機械的に「第1オブジェクト」に位置決めする。
<スライダー型の例>
図39Aから図39Cに例示するように、「力覚提示物」が、レール状(帯状)の磁性シート1420(第1オブジェクト)と、溝1420aが設けられた磁性シート1420(第2オブジェクト)とを有していてもよい。磁性シート1410の一方の面1411(第1面)には、前述したようなS極の領域とN極の領域とを含むテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。磁性シート1420の溝1420aの内部の底面1421(第2面)には、前述したようなS極の領域とN極の領域とを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されている。
図39Cに例示するように、磁性シート1410は、タッチパネル401の入力面に配置される。ただし、磁性シート1410の面1412がタッチパネル401の入力面側に向けて配置される。磁性シート1410の一部は磁性シート1420の溝1420aの内部に配置される。これにより、磁性シート1420の面1422が外方を向き、磁性シート1410の面1411に磁性シート1420の面1421が接触または近接するように磁性シート1420が配置される。利用者は磁性シート1410に重ねられた磁性シート1420の面1422に接し、面1411と面1421とを互いに接触または近接させたまま、面1411と面1421との間の相対位置関係を変化させる操作(XA方向のスライド操作)を行う。この際、磁性シート1420は、磁性シート1420の溝1420aの内壁に支持された状態でXA方向にスライドする。
なお、図39Dに例示するように、直線状の磁性シート1420に代え、湾曲したレール状の磁性シート1420’(第1オブジェクト)が用いられてもよい。
<ダイヤル型の例>
図40Aから図40Fに例示する「力覚提示物」は、略円盤状の磁性シート1510(第1オブジェクト)および磁性シート1520(第2オブジェクト)、円筒状の回転軸を持つ回転支持部1514,1524、ならびに略角柱状の支持部1530を有する。
磁性シート1510の一方の面1511(第1面)には、磁性シート1510の中心軸O1の軸周り方向R1に沿って、S極に着磁された領域とN極に着磁された領域とが交互に周期的に配置されている。また、磁性シート1510の面1511には、回転軸の軸心が中心軸O1と略一致するように回転支持部1514が取り付けられている。回転支持部1514の回転軸の軸心と面1511とは互いに略直交し、回転支持部1514の回転軸は面1511の外方側に突出している(図40A,図40E)。
磁性シート1520の一方の面1521(第2面)には、磁性シート1520の中心軸O2の軸周り方向R2に沿って、S極に着磁された領域とN極に着磁された領域とが交互に周期的に配置されている。また、磁性シート1520には中心軸O2に沿った貫通孔1523が設けられている。さらに、磁性シート1520の他方の面1522の外周側には回転支持部1524が取り付けられている。回転支持部1524の回転軸の軸心と面1522とは互いに略直交し、回転支持部1524の回転軸は面1522の外方側に突出している(図40B,図40C,図40E)。
図40Eおよび図40Fに例示するように、磁性シート1510は、タッチパネル401の入力面に配置される。ただし、磁性シート1510の他方の面1512(面1511の反対側の面)がタッチパネル401の入力面側に向けて配置される。磁性シート1510の面1511側には磁性シート1420の面1521側が配置され、回転支持部1514の回転軸が磁性シート1420の貫通孔1523を貫通している。これにより、磁性シート1420の面1421が磁性シート1410の面1411に接触または近接した状態で、磁性シート1420が磁性シート1410に対してR1方向に回転可能に支持されている。さらに、磁性シート1420の他方の面1522(面1521の反対側の面)側には支持部1530が配置されている。貫通孔1523を貫通した回転支持部1514の回転軸の先端は、支持部1530の中央付近の孔に挿入され、支持部1530を回転可能に支持している。さらに、回転支持部1524の先端は、支持部1530の端部付近の孔に挿入され、支持部1530を回転可能に支持している。利用者は支持部1530に接し、支持部1530を中心軸O1,O2回り方向R1,R2に回転させる。これにより、面1511と面1521との間の相対位置関係が変化する。
<本形態の特徴>
本形態では「第2オブジェクト」を機械的に「第1オブジェクト」に位置決めするため、操作性が向上する。
[第9実施形態]
本形態では、前述した第6から第8実施形態およびそれらの変形例で説明した「第2オブジェクト」を磁力を利用して「第1オブジェクト」に位置決めする。
スライダー型の場合、「第1テクスチャ」は、「第1面」に含まれた特定の「第1線」に沿ってS極の領域とN極の領域とが繰り返し配置された「第1繰り返し領域」と、「第1線」に沿った(略平行な)互いに隣り合うS極の帯状領域とN極の帯状領域とを含む「第1支持領域」と、を含む。「第2テクスチャ」は、「第2面」に含まれた特定の「第2線」に沿ってS極の領域とN極の領域とが繰り返し配置された「第2繰り返し領域」と、「第2線」に沿った互いに隣り合うN極の帯状領域とS極の帯状領域とを含む「第2支持領域」と、を含む。「第1線」および「第2線」は直線であってもよいし曲線であってもよい。ただし、「第2線」は「第1線」に沿った形状を持つ。例えば、「第1線」が略直線である場合には「第2線」も略直線であることが望ましい。「第1線」が曲線である場合には「第2線」は「第1線」と曲率半径が略同一の曲線であることが望ましい。「第2オブジェクト」は、「第1支持領域」と「第2支持領域」との間の磁気吸引力によって「第1オブジェクト」に支持されたまま、「第1線」に沿って「第1オブジェクト」に対する相対位置関係を変化させることができる。
ダイヤル型の場合、「第1テクスチャ」は、「第1面」と略垂直な「第1軸」の軸周り方向に沿ってS極の領域とN極の領域とが繰り返し配置された「第1繰り返し領域」と、「第1軸」を中心とした互いに隣り合うS極の環状領域とN極の環状領域とを含む「第1支持領域」と、を含む。「第2テクスチャ」は、「第2面」と略垂直な「第2軸」の軸周り方向に沿ってS極の領域とN極の領域とが繰り返し配置された「第2繰り返し領域」と、「第2軸」を中心とした互いに隣り合うN極の環状領域とS極の環状領域とを含む「第2支持領域」と、を含む。「第2オブジェクト」は、「第1支持領域」と「第2支持領域」との間の磁気吸引力によって「第1オブジェクト」に支持されたまま、「第1オブジェクト」に対して「第1軸」を中心とした回転が可能である。
以下、図面を用いて本形態の構成を例示する。
<スライダー型の例>
図41Aに例示するように、磁性シート1610の一方の面1611(第1面)にはテクスチャ(第1テクスチャ)が予め着磁されている。このテクスチャは、方向XAに沿った繰り返し領域1610A,1610B(第1繰り返し領域)および支持領域1610C(第1支持領域)を有する。繰り返し領域1610Aでは、面1611に含まれた特定の直線LA(第1線)に沿ってS極の領域1611AaとN極の領域1611Abとが繰り返し交互に配置されている。繰り返し領域1610Bでは、直線LAに沿ってS極の領域1611BaとN極の領域1611Bbとが繰り返し交互に配置されている。直線LAは方向XAに沿った直線である。支持領域1610Cは、直線LAに沿った互いに隣り合うS極の帯状領域1610CaとN極の帯状領域1610Cbとを含む。帯状領域1610Caと帯状領域1610Cbの総数は2以上であればよく、3以上であることがより望ましい。
図41Bに例示するように、磁性シート1620の一方の面1621(第2面)にはテクスチャ(第2テクスチャ)が予め着磁されている。このテクスチャは、方向XBに沿った繰り返し領域1620A,1620B(第2繰り返し領域)および支持領域1620C(第2支持領域)を有する。繰り返し領域1620Aでは、面1621に含まれた特定の直線LB(第2線)に沿ってS極の領域1621AaとN極の領域1621Abとが繰り返し交互に配置されている。繰り返し領域1620Bでは、直線LBに沿ってS極の領域1621BaとN極の領域1621Bbとが繰り返し交互に配置されている。直線LBは方向XBに沿った直線である。支持領域1620Cは、直線LBに沿った互いに隣り合うS極の帯状領域1620CaとN極の帯状領域1620Cbとを含む。帯状領域1610Caと帯状領域1610Cbの総数は2以上であればよく、3以上であることがより望ましい。支持領域1610Cを支持領域1620Cに対向させた際、帯状領域1610Ca(S極)が帯状領域1620Cb(N極)に対向し、帯状領域1610Cb(N極)が帯状領域1620Ca(S極)に対向するように構成されることが望ましい。
磁性シート1610は、タッチパネル401の入力面に配置される。この際、磁性シート1610の面1611が外方を向くように配置される。さらに、磁性シート1620の面1622が外方を向き、磁性シート1610の面1611に磁性シート1620の面1621が接触または近接するように磁性シート1620が配置される。磁性シート1610,1620は、繰り返し領域1610A,1610Bおよび支持領域1610Cが、それぞれ、繰り返し領域1620A,1620Bおよび支持領域1620Cに対向するように配置される。この際、前述の直線LA(第1線)と直線LB(第2線)とが一致または近似するように磁性シート1610,1620が配置される。これにより、スライド操作入力が可能になる。利用者は磁性シート1610に重ねられた磁性シート1620の面1622に接し、面1611と面1621とを互いに接触または近接させたまま、面1611と面1621との間の相対位置関係を変化させる操作(XA方向のスライド操作)を行う。ここで、支持領域1610Cの帯状領域1610Cbから帯状領域1610Caへ向かう方向の磁界と、支持領域1620Cの帯状領域1620Cbから帯状領域1620Caへ向かう方向の磁界とにより、支持領域1610Cと支持領域1620Cとの間に磁気吸引力が生じる(図41C)。これにより、磁性シート1620は、支持領域1610Cと支持領域1620Cとの間の磁気吸引力によって磁性シート1610に支持されたまま、直線LAに沿って磁性シート1610に対する相対位置関係を変化させることができる(図41C)。支持領域1610Cと支持領域1620Cとの間の磁気吸引力は、繰り返し領域1610A,1610B,1620A,1620Bに基づいて提示される凹凸感覚にほとんど影響を与えない。
<ダイヤル型の例>
図42Aに例示するように、磁性シート1710の一方の面1711(第1面)にはテクスチャ(第1テクスチャ)が予め着磁されている。このテクスチャは、面1711と略垂直な中心軸O1(第1軸)およびその周囲の支持領域1710C(第1支持領域)および、支持領域1710Cの周囲の繰り返し領域1710A(第1繰り返し領域)を有する。支持領域1710Cは、中心軸O1を中心とした略円によって囲まれた領域であり、中心軸O1を中心とした互いに隣り合うS極の環状領域1711CaとN極の環状領域1711Cbとを含む。環状領域1711Ca,1711Cbの総数は2以上であればよく、3以上であることがより望ましい。繰り返し領域1710Aでは、中心軸O1の軸周り方向R1に沿ってS極の領域1711AaとN極の領域1711Abとが繰り返し交互に配置されている。
図42Bに例示するように、磁性シート1720の一方の面1721(第2面)にはテクスチャ(第2テクスチャ)が予め着磁されている。このテクスチャは、面1721と略垂直な中心軸O2(第2軸)およびその周囲の支持領域1720C(第2支持領域)および、支持領域1720Cの周囲の繰り返し領域1720A(第2繰り返し領域)を有する。支持領域1720Cは、中心軸O2を中心とした略円によって囲まれた領域であり、中心軸O2を中心とした互いに隣り合うS極の環状領域1721CaとN極の環状領域1721Cbとを含む。支持領域1710Cを支持領域1720Cに対向させた際、帯状領域1710Ca(S極)が帯状領域1720Cb(N極)に対向し、帯状領域1710Cb(N極)が帯状領域1720Ca(S極)に対向するように構成されている。環状領域1721Ca,1721Cbの総数は2以上であればよく、3以上であることがより望ましい。
磁性シート1710は、タッチパネル401の入力面に配置される。この際、磁性シート1710の面1711が外方を向くように配置される。さらに、磁性シート1720の面1722(面1721の反対側の面)が外方を向き、磁性シート1710の面1711に磁性シート1720の面1721が接触または近接するように磁性シート1720が配置される。磁性シート1710,1720は、繰り返し領域1710Aおよび支持領域1710Cが、それぞれ、繰り返し領域1720Aおよび支持領域1720Cに対向するように配置される。この際、前述の中心軸O1(第1軸)と中心軸O2(第2軸)とが一致または近似するように磁性シート1710,1720が配置される。これにより、回転操作入力が可能になる。利用者は磁性シート1710に重ねられた磁性シート1720の面1722に接し、面1711と面1721とを互いに接触または近接させたまま、面1711と面1721との間の相対位置関係を変化させる操作(中心軸O1,O2を中心とした回転操作)を行う。磁性シート1720は、支持領域1710Cと支持領域1720Cとの間の磁気吸引力によって磁性シート1710に支持されたまま、磁性シート1710に対して中心軸O1,O2を中心とした回転が可能である。支持領域1710Cと支持領域1720Cとの間の磁気吸引力は、繰り返し領域1710A,1720Aに基づいて提示される凹凸感覚にほとんど影響を与えない。
<本形態の特徴>
本形態では「第2オブジェクト」を磁力を用いて「第1オブジェクト」に位置決めするため、操作性が向上する。なお、「第1繰り返し領域」および「第2繰り返し領域」のS極とN極の着磁パタンは本形態で例示したものに限定されず、前述した周期的な略市松模様の着磁パタンであってもよいし、位置によって着磁パタンが変化するものであってもよい。
[その他の変形例等]
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、第6実施形態でダイヤル型の「力覚提示物」を例示した際に示したように、所定の径を持つ磁石によって正確な扇形の領域を着磁することは困難である。しかし、1つの領域を着磁するたびに着磁用の磁石の磁極を反転させ、S極の領域の着磁とN極の領域の着磁を交互に着磁することで、ある程度理想的な扇形の領域を着磁できる。例えば、図43Aに例示するように、円盤状の磁性シート1810の面1811に、中心軸Oを通る1本の帯状のS極の領域1811aの着磁と、中心軸Oを通る1本の帯状のN極の領域1811aの着磁とを交互に繰り返すことで、ある程度理想的な扇形の領域を着磁できる。この場合であっても、最後に着磁される領域Z1は帯状となる。同様に、図43Bに例示するように、円盤状の磁性シート1820の面1821に、中心軸Oからずれた位置(例えば1mmずれた位置)を通る1本の帯状のS極の領域1821aの着磁と、当該位置を通る1本の帯状のN極の領域1821aの着磁とを交互に繰り返すことで、ある程度理想的な扇形の領域を着磁できる。この場合であっても、最後に着磁される領域Z2は帯状となる。
なお、これまでの説明では磁気シートの面の領域について隙間なく所望の磁極に着磁されている例を説明したが、着磁された領域に対して着磁されていない(できない)領域が面積比にして十分に小さく無視できる程度であれば、領域の一部(領域の端部など)に所望の磁極に着磁されていない部分領域(隙間)があってもよく、この場合でも所望の凹凸感覚を提示することはできる。例えば、図31Bは所望の磁極に着磁されない隙間が無くなるように着磁した円盤状の磁気シートを用いる場合の例であるが、図31Bの右図の磁気シート820−3に代えて図43Cのように外周側の辺縁部に所望の磁極に着磁されない隙間が形成された磁気シート820−3を用いても、所望の凹凸感覚を提示することはできる。例えば、図43Cの磁性シート820−3の外周部分における領域821a−3と領域821b−3との境界部分の隙間は、所定の径の磁極を持つ磁石によって円盤状の磁性シートの面に中心軸から放射状に、磁性シートの面から磁石の磁極がはみ出さないように、磁性シートの面と磁石の磁極の相対位置を変化させて着磁する場合などに形成されるものであるが、このような隙間があっても所望の凹凸感覚を提示することはできる。また、例えば、図43Cの磁性シート820−3の外周部分における領域821a−3内の隙間や領域821b−3内の隙間は、1つの領域の外周部分の長さよりも径が小さい磁極を持つ磁石によって、円盤状の磁性シートの面に中心軸から放射状に、磁性シートの面から磁石の磁極がはみ出さないように、磁性シートの面と磁石の磁極の相対位置を変化させて、複数の帯状に着磁する場合などに形成されるものであるが、このような隙間があっても所望の凹凸感覚を提示することはできる。ただし、図43Cのような外周部分の隙間は、外周部分に沿って磁性シートの面と磁石の磁極の相対位置を変化させながら着磁するなどの工夫をすれば、形成されない。
また、「第1オブジェクト」「第2オブジェクト」「ベースオブジェクト」「第1接触オブジェクト」「第2接触オブジェクト」などが磁性シート以外の磁性体から構成されてもよい。「第1オブジェクト」「第2オブジェクト」「ベースオブジェクト」「第1接触オブジェクト」「第2接触オブジェクト」などが電磁石であってもよい。また、上記の実施形態では、ストライプテクスチャおよび/またはチェッカーテクスチャが磁性体に着磁される例を示したが、上述した原理によって凹凸感を提示できるのであれば、その他のパタンのテクスチャが磁性体に着磁されてもよい。また、第1実施形態では、カッティングプロッタのカッター部品を着磁用部品に置き換え、このカッティングプロッタを駆動させることで磁性シートに着磁した。しかし、カッティングプロッタに代え、ペンプリンタ等のように平面方向にヘッドを移動させることが可能な他の装置を用いてもよい。すなわち、このような装置のヘッドに装着されるペン等の部品を着磁用部品に置き換え、この装置を駆動させることで磁性シートに着磁してもよい。
また、「第2オブジェクト」の「第2面」と反対側の面に導電性の部材が設けられていてもよい。例えば、図30Bに例示した磁性シート720−m2の面722−m2側や、図31Bに例示した磁性シート820−m2の面822−m2側に導電性の膜が設けられてもよい。これにより、「第2オブジェクト」がタッチパネル401の静電容量センサで検出されやすくなる。
また、図40Aから図40Fに例示した「力覚提示物」において、回転支持部1514,1524および支持部1530を導電性部材で構成してもよいし、表面に導電性部材を設けてこれらを互いに電気的に接続してもよい。この場合、利用者が支持部1530の外部に接し、支持部1530を中心軸O1,O2回り方向R1,R2に回転させると、2つ導電体(回転支持部1514,1524)を繋ぐ導電体を利用者が操作することになる。このような回転支持部1514,1524の動きがタッチパネル401に入力されると、電子機器400に回転(「rotate」)コマンドが入力されたと認識させることができる。
[第1実施形態]
本形態では、入力されたテクスチャ情報に基づいて対象物に当該テクスチャ情報に対応する切れ目を入れるための装置であるカッティングプロッタ(「カッティングマシン」ともいう)のカッター部品を着磁用部品に置き換え、このカッティングプロッタを駆動させることで磁性シートに着磁する(磁性シートを磁化する)。
<構成>
図1から図3に例示するように、本形態の着磁装置1は、着磁用部品11、カッター部品装着部12、描画ヘッド13、入力部14、記憶部15、制御部16、および駆動部17を有し、配置された磁性シート18に着磁する。この着磁装置1は、カッター部品101、カッター部品装着部12、描画ヘッド13、入力部14、記憶部15、制御部16、および駆動部17を有するカッティングプロッタのカッター部品101を着磁用部品11に置き換えたものである。
≪カッター部品101および着磁用部品11≫
図3Aおよび図3Bに例示するように、カッター部品101は、対象物に切れ目を入れるためのカッター部101a、カッター部101aが固定される円柱状の固定部101b、およびキャップ部101cを有する。カッター部101aの一端は刃先101aaとなっており、その他端は固定部101bに固定されている。カッター部101aは固定部101bに対して脱着可能であってもよいし、脱着できなくてもよい。キャップ部101cの先端側には貫通孔101caが設けられている。キャップ部101cは固定部101bのカッター部101a側に装着可能である。キャップ部101cを固定部101bのカッター部101a側に装着すると、刃先101aaが貫通孔101caを通じてキャップ部101cの外側に突出する。固定部101bの外壁側面には装着領域101baが設けられており、この装着領域101baが上述のカッティングプロッタの装着位置に固定可能である。
図3Cおよび図3Dに例示するように、カッター部品101に置き換えられる着磁用部品11は、対象物に着磁するための円柱状の磁石11a(装着機構に支持されており、装着機構が装着位置に装着されたときに磁極が対象物に対向する構造を持つ磁石)、磁石11aが固定される円柱状の固定部11b(カッター部品の装着位置への装着部分と略同一の構造を持つ装着機構)、およびキャップ部11cを有する。磁石11aはネオジム磁石などの永久磁石である。磁石11aとしてネオジム磁石を用いる場合、その先端部11aaの表面磁束密度は、磁石11aの形状に応じて異なる。図4に異なる直径(Diameter[mm])および長さ(Length[mm])を持つ円柱状のネオジム磁石の円柱底面中心部における表面磁束密度(Surface Magnetic Flux Density(Bs)[mT])を例示する。図4に例示するように、直径の大きな磁石11aほど表面磁束密度が大きくなるが、直径が大きすぎると中心部の磁束密度は低下し、また磁性シート18に着磁可能なパタンの解像度は低下する。同一の直径では長い磁石11aほど表面磁束密度が大きくなるが、カッター部品101に置き換え可能な着磁用部品11としての制約から磁石11aの長さが制限される。一例として、直径2mm、長さ10mmのネオジム磁石を磁石11aとして用いることができる。磁石11aの一端の先端部11aaは何れかの磁極(S極またはN極)であり、他端は固定部11bに固定されている。磁石11aは固定部11bに対して脱着可能であってもよいし、脱着できなくてもよい。キャップ部11cの先端側には貫通孔11caが設けられている。キャップ部11cは固定部11bの磁石11a側に装着可能である。キャップ部11cを固定部11bの磁石11a側に装着すると、磁石11aの先端部11aaが貫通孔11caを通じてキャップ部11cの外側に突出する(磁石11aの磁極がキャップ部11cの外側に配置される)。固定部11bの外壁側面には装着領域11baが設けられており、この装着領域11baが上述のカッティングプロッタの装着位置に固定可能である。
本形態では、固定部11bの外部形状は固定部101bの外部形状と略同一であり、装着領域11baの配置および形状(装着機構の構造)も装着領域101baの配置および形状(カッター部品の装着位置への装着部分)と略同一である。キャップ部11cの外部形状はキャップ部101cの外部形状と略同一であることが望ましいが、これらの形状が異なっていてもよい。装着領域11baに対する先端部11aaの相対位置は、装着領域101baに対する刃先101aaの相対位置と略同一であることが望ましい。好ましくは、キャップ部11cを固定部11bに装着した際にキャップ部11cの外側に配置される先端部11aaの長さは、キャップ部101cを固定部101bに装着した際にキャップ部101cの外側に配置される刃先101aaの長さと略同一である。例えば、カッター部品101が含むカッター部101aを磁石11aに置換したものを着磁用部品11としてもよい。この場合、固定部101bが固定部11bであり、キャップ部101cがキャップ部11cである。このような場合、固定部101b側のカッター部品101の形状と、固定部11b側の着磁用部品11の形状とが略同一であることが望ましい。これにより、特別なスペーサーの設置や加工を行うことなく、公知のカッター部品101から着磁用部品11を生成することができる。なお、αとβとが略同一とは、αとβとが同一であるか、または、αとβとが近似することを意味する。
≪カッター部品装着部12および描画ヘッド13≫
本来、カッター部品101の装着領域101baがカッター部品装着部12に固定されることで、カッター部品101が描画ヘッド13に取り付けられる。本形態ではこのカッター部品101に代え、着磁用部品11の装着領域11baがカッター部品装着部12(カッター部品の装着位置)に固定されることで、着磁用部品11が描画ヘッド13に取り付けられる(図1および図2B)。カッター部品装着部12に取り付けられた着磁用部品11は、その磁石11aの先端部11aa(磁極)が、着磁対象として配置された磁性シート18(対象物)の面18aに対向するように配置される。すなわち、カッター部品装着部12に、磁極(S極またはN極)が磁性シート18の面18aに対向する磁石11aを含む部品である着磁用部品11が取り付けられる。磁性シート18の面18aをS極に着磁するときには磁石11aの先端部11aaをN極とし、磁性シート18の面18aをN極に着磁するときには磁石11aの先端部11aaをS極とする。磁性シート18の面18aにS極の着磁とN極の着磁とを行う必要がある場合、先端部11aaがN極の磁石11aを含む着磁用部品11(S極の着磁用)と、先端部11aaがS極の磁石11aを含む着磁用部品11(N極の着磁用)とが必要となる。磁石11aが固定部11bに対して脱着可能であれば、磁性シート18の面18aにS極の着磁を行うときに、先端部11aaがN極の磁石11aを固定部11bに装着し、磁性シート18の面18aにN極の着磁を行うときに、先端部11aaがS極の磁石11aを固定部11bに装着してもよい。磁石11aの両端が互いに異なる磁極(S極およびN極)であり、その両端のうち選択された一端を先端部11aaとし、他端を固定部11bに固定可能であってもよい。すなわち、磁石11aが固定部11bに対して反転可能であり、磁石11aのいずれの一端(S極またはN極)を先端部11aaとするかが選択可能であってもよい。後述のように、描画ヘッド13および磁性シート18の位置はデジタル的に制御され、磁性シート18の面18aに対する描画ヘッド13の相対位置を変化させることができる。なお、磁性シート18の面18aとは別の面は、面18aとは異なる磁極に着磁される。すなわち、磁性シート18の面18aに着磁することは、磁性シート18自体に着磁することでもある。
≪入力部14、記憶部15、制御部16、および駆動部17≫
入力部14、記憶部15、制御部16、および駆動部17は、カッティングプロッタにもともと備えられた機能構成である。入力部14は入力インタフェースであり、記憶部15はRAM(random−access memory)やハードディスクなどであり、駆動部17はモータやアクチュエータなどからなる駆動装置である。制御部16は、CPU(central processing unit)等のプロセッサ(ハードウェア・プロセッサ)およびRAM(random−access memory)・ROM(read−only memory)等のメモリ等を備えるコンピュータが所定のプログラムを実行することで構成されてもよいし、集積回路によって構成されてもよい。
≪磁性シート18≫
磁性シート18は、強磁性材料を主原料とするシートであり、例えば、磁性ゴムを主原料とする磁性ゴムシート、磁性プラスチックを主原料とする磁性プラスチックシート、金属を主原料とする磁性金属シートなどである。強磁性材料が強い磁界内にさらされると、原子の双極子が磁場と整列し、その並びは磁場が除去された後も残る。一度磁化された強磁性材料は、反対向きの十分に強い磁界が印加されるか、強い衝撃、または十分に加熱されるまではその磁極の向きを保持する。本形態ではこの特徴を利用し、着磁用部品11の磁石11aによって磁性シート18を書き換え可能なように磁化する。
<動作>
本形態の着磁方法を説明する。着磁装置1(図1)の入力部14に、磁性シート18の面18aに着磁するパタン(着磁パタン)を表すテクスチャ情報が入力される。テクスチャ情報は磁性シート18の面18aのどの座標を磁化するかを表す二次元データである。着磁パタンが何れか一方の磁極(S極またはN極)に磁性シート18の面18aを磁化するためのものである場合(一方の磁極にのみに対応するパタンである場合)、テクスチャ情報はその磁極に磁化するパタンを表すパタン情報を含む。一方、着磁パタンが両方の磁極(S極およびN極)に磁性シート18の面18aを磁化するためのものである場合(両方の磁極に対応するパタンである場合)、テクスチャ情報は一方の磁極(例えばS極)に磁化するパタンを表すパタン情報(一方の磁極に対応するパタンを表す第1パタン情報)、および他方の磁極(例えばN極)に磁化するパタンを表すパタン情報(他方の磁極に対応するパタンを表す第2パタン情報)を含む。図5に、両方の磁極に磁性シート18の面18aを磁化するための着磁パタン110を例示する。図5に例示するように、着磁パタン110はS極に磁化するパタン111およびN極に磁化するパタン112を含む。この場合のテクスチャ情報は、パタン111を表す情報およびパタン112を表す情報を含む。テクスチャ情報は、描画ソフトウェアによって作成されたベクター形式の画像データであってもよいし、そのような画像データか変換されたラスタ形式の画像データ(ビットマップ画像データ)であってもよい。入力されたテクスチャ情報は記憶部15に格納される。また磁性シート18が着磁装置1に装着される。これにより、カッター部品装着部12に取り付けられた着磁用部品11の磁石11aの先端部11aa(磁極)が、磁性シート18の面18aに対向する。
カッティングプロッタである着磁装置1を動作させると、制御部16は記憶部15からテクスチャ情報を読み込み、駆動部17を制御して磁性シート18の面18aに対する描画ヘッド13の相対位置を変化させ、磁石11aの先端部11aaの磁力によって、テクスチャ情報に対応するパタンに磁性シート18の面18aを着磁する(テクスチャ情報に対応する着磁を磁性シート18の面18aに行う)。すなわち、駆動部17は、描画ヘッド13をX軸とZ軸の少なくとも何れかに沿って移動させることで、磁性シート18の面18aに対する磁石11aの先端部11aaの相対位置を変化させることができる。さらに駆動部17は、磁性シート18をY軸に沿って移動させることで磁性シート18の面18aに対する磁石11aの先端部11aaの相対位置を変化させることができる。ただし、X軸、Y軸、Z軸は互いに直交する座標軸である。X軸およびY軸を通るX−Y平面は磁性シート18の面18aと略平行(例えば、平行)であり、Z軸は磁性シート18の面18aに略直交(例えば、直交)する。磁性シート18に対する描画ヘッド13の相対位置をX座標および/またはY軸に沿って変化させると、磁性シート18の面18aにおける磁石11aの先端部11aaの(X,Y)座標を変化させることができ、磁性シート18の面18a内の着磁位置を変化させることができる。磁性シート18に対する描画ヘッド13の相対位置をZ座標に沿って変化させると、磁性シート18の面18aと磁石11aの先端部11aaとの距離を変化させることができる。磁性シート18の面18aへの着磁は、磁性シート18の面18aと磁石11aの先端部11aaとが接触または近接した場合に行われる。そのため、磁性シート18の面18aと磁石11aの先端部11aaとの距離を変化させることで、着磁の有無を制御することができる。駆動部17はテクスチャ情報に基づいて描画ヘッド13と磁性シート18との間の相対位置をX軸、Y軸、Z軸に沿って変化させ、これによってテクスチャ情報が表す着磁パタンで磁性シート18の面18a側を磁化する。なお、着磁パタンが両方の磁極(S極およびN極)に磁性シート18の面18aを磁化するためのものである場合、駆動部17はそれぞれの磁極に対応するパタンについて、磁性シート18の面18a側を磁化する。S極に磁化するパタンに基づいて磁化を行う場合、先端部11aaがN極の磁石11aを含む着磁用部品11を用い、駆動部17がS極のパタンに従って描画ヘッド13と磁性シート18との間の相対位置をX軸、Y軸、Z軸に沿って変化させ、S極のパタン(例えば、図5のパタン111)を磁性シート18の面18aに着磁する。N極に磁化するパタンに基づいて磁化を行う場合、先端部11aaがS極の磁石11aを含む着磁用部品11を用い、駆動部17がN極のパタンに従って描画ヘッド13と磁性シート18との間の相対位置をX軸、Y軸、Z軸に沿って変化させ、N極のパタン(例えば、図5のパタン112)を磁性シート18の面18aに着磁する。すなわち、着磁用部品11に含まれた磁石11aのN極(他方の磁極)が磁性シート18の面18aに対向しているときに、S極のパタン(例えば、図5のパタン111)の着磁(第1パタン情報に対応する着磁)を磁性シート18の面18aに行う。一方、着磁用部品11に含まれた磁石11aのS極(一方の磁極)が磁性シート18の面18aに対向しているときに、N極のパタン(例えば、図5のパタン112)の着磁(第2パタン情報に対応する着磁)を磁性シート18の面18aに行う。なお、先端部11aaの磁極の切り替え方法は前述の通りである。
着磁方法としては、以下の二種類が想定できる。
スライド法:磁石11aの先端部11aaの磁極を磁性シート18の面18aに接触または近接させたまま、磁性シート18における描画ヘッド13の(X,Y)座標を変化させる方法。
プロット法:磁石11aの先端部11aaの磁極を磁性シート18の面18aから離したまま、磁性シート18における描画ヘッド13の(X,Y)座標を変化させ、着磁する座標で磁石11aの先端部11aaの磁極を磁性シート18の面18aに接触または近接させる方法。
スライド法は、高速な着磁が可能であるが、着磁部分の原子双極子の向きを面18aに対して垂直に揃えることができず、表面磁束密度が低下する可能性がある。一方、プロット法は、着磁部分の原子双極子の向きを面18aに対して垂直に揃えることができるが、着磁に多くの時間を費やしてしまう。2mm間隔および1mm間隔で着磁するプロット法、ならびにスライド法によって、同じパタンを着磁した場合のステップ数、処理時間、および表面磁束密度の比較結果を例示する。
<本形態の特徴>
本形態では、着磁用の特別な装置を用いることなく、任意の磁気パタンを着磁できる。
[第1実施形態の変形例]
第1実施形態では、磁性シート18の面18aを両方の磁極(S極およびN極)に磁化する場合、手動によって磁石11aの先端部11aaの磁極を切り替えていた。しかしながら、磁石11aの先端部11aaの磁極が自動的に切り替えられてもよい。すなわち、S極のパタンの着磁(第1パタン情報に対応する着磁)を磁性シート18の面18aに行う際に、着磁用部品11に含まれた磁石11aのN極(他方の磁極)を磁性シート18の面18aに自動的に対向させ、N極のパタンの着磁(第2パタン情報に対応する着磁)を磁性シート18の面18aに行う際に、着磁用部品11に含まれた磁石11aのS極(一方の磁極)を磁性シート18の面18aに自動的に対向させてもよい。すなわち、固定部11b(装着機構)がカッター部品装着部12(装着位置)に装着されたときに磁性シート18(対象物)の面18aに対向する磁極の極性が切り替え可能であってもよい。例えば、着磁用部品11の磁石11aが物理的に反転することで、磁石11aの先端部11aaの磁極が自動的に切り替えられてもよい。あるいは、磁石11aとして電磁石を用い、その電磁石に供給する電流の向きを切り替えることで、磁石11aの先端部11aaの磁極を自動的に切り替えてもよい。
[第2実施形態]
第2実施形態では、S極およびN極からなるパタンが着磁された2つのオブジェクトを用いて凹凸(「凸凹」ともいう)を知覚させる。本形態の力覚提示物は、「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」とを有する。「第1オブジェクト」は「第1面」を含み、「第1面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第1テクスチャ」が着磁されている。「第2オブジェクト」は「第2面」を含み、「第2面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第2テクスチャ」が着磁されている。ただし、人間または人間以外の動物である「動作主体」が、「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との少なくとも何れかに接して、「第1面」と「第2面」とを互いに接触または近接させたまま、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作が行われることにより、「動作主体」が凹凸を知覚するようにされている。すなわち、「動作主体」が、「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との少なくとも何れかに接して、「第1面」と「第2面」とを互いに接触または近接させたまま、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作が行われることにより、「動作主体」が「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との少なくとも一方から受けるせん断応力が周期的に変化する。せん断応力の変化は「第1面」および「第2面」に沿った平面が含む直線方向の変化であるが、「動作主体」はこの変化を「第1面」および「第2面」に対して略垂直な凹凸として知覚(錯覚)する。「第1テクスチャ」および「第2テクスチャ」の例は、S極に着磁された領域とN極に着磁された領域とが交互に周期的に配置されたものである。例えば、「第1テクスチャ」および「第2テクスチャ」は、S極に着磁された帯状の領域とN極に着磁された帯状の領域とが交互に周期的に配置されたものであってもよいし、S極に着磁された周期的な略市松模様の領域とN極に着磁された周期的な略市松模様の領域とを含んでいてもよい。「第1テクスチャ」のパタンと「第2テクスチャ」のパタンとは同一であってもよいし、異なっていてもよい。「第1テクスチャ」のパタンと「第2テクスチャ」のパタンとの組み合わせによって、「動作主体」が「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との少なくとも一方から受けるせん断応力の変化の仕方が異なり、「動作主体」が知覚する凹凸感も異なる。「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係をいずれの方向に変化させるかに応じ、「動作主体」が「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との少なくとも一方から受けるせん断応力の変化の仕方が異なってもよい。この場合には「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係をいずれの方向に変化させるかに応じ、「動作主体」が知覚する凹凸感も異なる。例えば、「第1テクスチャ」および「第2テクスチャ」が、S極に着磁されたテーブ状の領域とN極に着磁されたテーブ状の領域とが交互に周期的に配置されたものであり、「第1テクスチャ」の当該テーブ状の領域の長手方向が「第2テクスチャ」の当該テーブ状の領域の長手方向に倣うように「第1面」と「第2面」とを互いに接触または近接させたまま、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作を行う、または/および、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作が行われてもよい。この場合、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を、テーブ状の領域の長手方向に変化させるか、短手方向に変化させるかによって、「動作主体」が「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との少なくとも一方から受けるせん断応力の変化の仕方が異なり、知覚する凹凸感も異なる。なお、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作の例は、以下(1)から(3)の何れか、またはその一部またはすべての組み合わせである。
(1)「動作主体」が直接「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との少なくとも一方を動かすことで、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作。
(2)「動作主体」が「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との少なくとも一方と「動作主体」との間に介在するものを動かすことで、間接的に「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との少なくとも一方を動かし、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作。
(3)「動作主体」が「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との少なくとも一方を自動的に動かす装置を駆動し、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作。
また、「第1面と第2面との間の相対位置関係を変化させる」とは、例えば、「第1面」に対して「第2面」をスライドさせること、「第2面」に対して「第1面」をスライドさせることなどである。
以下、図面を用いて本形態の具体例を説明する。
図6Aの磁性シート210は「第1オブジェクト」の具体例であり、図6Bの磁性シート220は「第2オブジェクト」の具体例である。磁性シート210の一方の面(板面)211(第1面)には、S極の領域211aとN極の領域211bとを含むテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。面211にはS極に着磁された帯状(テープ状)の領域211aとN極に着磁された帯状(テープ状)の領域211bとが交互に周期的に配置されている。同様に、磁性シート220の一方の面(板面)221(第2面)には、S極の領域221aとN極の領域221bとを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されている。面221にはS極に着磁された帯状(テープ状)の領域221aとN極に着磁された帯状(テープ状)の領域221bとが交互に周期的に配置されている。この例の場合、領域211aの短手方向の幅(ピッチ)、領域211bの短手方向の幅(ピッチ)、領域221aの短手方向の幅(ピッチ)、領域221bの短手方向の幅(ピッチ)はいずれも2mmである。また、図6Aおよび図6Bでは、図形パタンの相違によって領域211a、領域211b、領域221a、および領域221bの磁極の相違を表現している。領域211a、領域211b、領域221a、および領域221bが視覚的に識別可能に塗り分けられているわけではない。すなわち、これらのテクスチャは着磁パタンであり、視覚的に塗り分けられた模様ではない(以下、同様)。磁性シート210および220への着磁は、例えば、第1実施形態で説明した方法によって行われる。しかし、それ以外の方法で磁性シート210および220への着磁が行われてもよい(以下、同様)。
図7、図8および図10Aに例示するように、利用者(動作主体)は、面211が外方を向くように磁性シート210を配置し、面211に面221が接触するように磁性シート220を配置する。ただし、磁性シート210の領域211a,211bの長手方向D1が磁性シート220の領域221a,221bの長手方向D2に倣う向きに、磁性シート220が磁性シート210に重ねられる。例えば、長手方向D1が長手方向D2に沿った方向となるように(言い換えると、長手方向D1と長手方向D2とが互いに略平行となるように)、磁性シート220が磁性シート210に重ねられる。利用者は指200で磁性シート210に重ねられた磁性シート220の他方の面222に接し、面211と面221とを互いに接触または近接(ほぼ接触)させたまま、面211と面221との間の相対位置関係を変化させる操作を行う。図7および図8の例では、面211と面221との間の相対位置関係を磁性シート210の領域211a,211bの短手方向であるXA方向に変化させる。これにより、利用者が磁性シート220から受けるXA方向のせん断応力が周期的に変化する。その結果、利用者は面221に略直交する方向の凹凸感を知覚する。なお、211と面221との間の相対位置関係を磁性シート210の領域211a,211bの長手方向に変化させた場合には利用者が受けるせん断応力は変化せず、利用者は凹凸感を知覚しない。面211と面221との間の相対位置関係をいずれの方向に変化させるかに応じ、利用者が磁性シート220から受けるせん断応力の変化の仕方が異なり、知覚する凹凸感も異なる。
図9Aおよび図9Bは、磁性シート210とピッチが相違する磁性シート230,250の例示であり、図9Cおよび図9Dは、磁性シート220とピッチが相違する磁性シート240,260の例示である。磁性シート230,250は「第1オブジェクト」の具体例であり、磁性シート240,260は「第2オブジェクト」の具体例である。磁性シート230の一方の231(第1面)には、S極に着磁された帯状の領域231aとN極に着磁された帯状の領域231bとが交互に周期的に配置されている。同様に、磁性シート240の一方の面241(第2面)には、S極に着磁された帯状の領域241aとN極に着磁された帯状の領域241bとが交互に周期的に配置されている。磁性シート250の一方の251(第1面)には、S極に着磁された帯状の領域251aとN極に着磁された帯状の領域251bとが交互に周期的に配置されている。同様に、磁性シート260の一方の面261(第2面)には、S極に着磁された帯状の領域261aとN極に着磁された帯状の領域261bとが交互に周期的に配置されている。ただし、領域231aの短手方向の幅、領域231bの短手方向の幅、領域241aの短手方向の幅、領域241bの短手方向の幅はいずれも4mmである。領域251aの短手方向の幅、領域251bの短手方向の幅、領域261aの短手方向の幅、領域261bの短手方向の幅はいずれも6mmである。
「第1オブジェクト」として磁性シート230が用いられ、「第2オブジェクト」として磁性シート240が用いられる場合、利用者は、磁性シート210,220、面211,221、領域211a,211b,221a,221bを磁性シート230,240、面231,241、領域231a,231b,241a,241bに代え、磁性シート210および220を用いた場合と同様に、面231と面241とを互いに接触または近接させたまま、面231と面241との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、面231と面241との間の相対位置関係を変化させる動作を行い、これによって凹凸感を知覚する(図10B)。同様に、「第1オブジェクト」として磁性シート250が用いられ、「第2オブジェクト」として磁性シート260が用いられる場合、利用者は、磁性シート210,220、面211,221、領域211a,211b,221a,221bを磁性シート250,260、面251,261、領域251a,251b,261a,261bに代え、磁性シート210および220を用いた場合と同様に、面251と面261とを互いに接触または近接させたまま、面251と面261との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、面251と面261との間の相対位置関係を変化させる動作を行い、これによって凹凸感を知覚する(図10C)。
その他、「第1オブジェクト」として磁性シート210,230,250の何れかが用いられ、「第2オブジェクト」として磁性シート220,240,260の何れかが用いられ、「第1オブジェクト」のピッチと「第2オブジェクト」のピッチとが異なっていてもよい。
「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチは、利用者が知覚するせん断応力、すなわち凹凸感に影響を与える。まず、図10Aから図10Cに例示するように、利用者が知覚するせん断応力の空間周波数、すなわち凹凸の間隔は、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチおよび「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチのうち小さいほうに依存する。例えば、図10Aのように「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチがともに2mmである場合に知覚される凹凸の間隔は、図10Bのように「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチがともに4mmである場合に知覚される凹凸の間隔よりも狭い。次に、図11Aから図11Dに例示するように、利用者が知覚するせん断応力の大きさ、すなわち凹凸感の強さは、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチとの組み合わせに依存する。図11Aおよび図11Bに例示するように、「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが同一である場合(例えば、同じ2mm)である場合、「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」として用いられる磁性シート間の引力面積比(Attractive force area Ratio)の最大値(100%)と最小値(0%)の差が最大となり、利用者が知覚する凹凸感の強さが最大となる。図11Aおよび図11Cに例示するように、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが6mmであり、「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが2mmである場合、磁性シート間の引力面積比の最大値は66.67%となり、最小値は33.33%となり、利用者が知覚する凹凸感の強さは「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが同一である場合よりも小さくなる。さらに、図11Aおよび図11Dに例示するように、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが4mmであり、「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチが2mmである場合、磁性シート間の引力面積比の最大値および最小値はともに50%となり、利用者は凹凸感を知覚しない。
利用者が知覚する凹凸感の強さを定式化すると以下のようになる。「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートAのピッチをpA=n[mm]とし、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートBのピッチpB=m[mm]とする。ただし、n≦mとする。2つの磁性シートA,Bが触れ合う面での引力面積比Ar(A,B)は、2つのピッチpA、pBの関数fで表される。
Ar(A,B)=f(pA,pB)[%] (1)
ただし、関数fは磁性シートA,Bに着磁されたパタンに依る。また2つの磁性シートA,B間に発生する保持力(Holding Force:H(A,B)[g/cm2])は、Ar(A,B)および両磁性シートA,Bの表面磁束密度BsA、BsB[mT]に依存し、関数gで表せる。
H(A,B)=g(Ar(A,B),Bs(A),Bs(B))[g/cm2] (2)
この2つの磁性シートA,Bの面を互いに接触または近接させたまま、これらの面の間の相対位置関係を変化させたときに知覚される凹凸感の強さV(A,B)は、H(A,B)の最大値H(A,B)MAXに依存し、関数hで表せる。
V(A,B)=h(H(A,B)MAX)
=h(g(Ar(A,B),Bs(A),Bs(B))MAX) (∵(2))
=h(g(f(pA,pB),pA,pB)MAX) (∵(1)および同一部材を用いた場合、表面磁束密度BsA、BsBは主にピッチpA,pBにそれぞれ依存)
=F(pA,pB) (3)
図12は、磁性シートA,BのピッチpA,pBと、磁性シートA,B間に発生する保持力および最大引力面積比(引力面積比の最大値)との関係を例示したものである。図12の左側の縦軸は保持力を表し、右側の縦軸は最大引力面積比を表し、横軸は磁性シートA,BのピッチpA,pB((A)はピッチpA、(B)はピッチpB)を表す。このように、「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートA,Bによって知覚される凹凸の強さは、磁性シートA,Bのピッチに応じて変化する。
「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」の他の例を示す。図13Aから図14Bは、S極に着磁された周期的な略市松模様(略チェッカー)の領域とN極に着磁された周期的な略市松模様の領域とを含むテクスチャが着磁された磁性シートを「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」とする例である。図13A、図13Cおよび図14Aの磁性シート210’,230’,250’は「第1オブジェクト」の具体例であり、図13B、図13Dおよび図14Bの磁性シート220’,240’,260’は「第2オブジェクト」の具体例である。略市松模様とは、市松模様または市松模様に近似する模様を意味する。すなわち、本形態の略市松模様とは、S極が着磁された正方形(または長方形)とN極が着磁された正方形(または長方形)とが交互に周期的に配置されたパタン(市松模様)のみならず、S極が着磁された正方形(または長方形)に類似するパタンとN極が着磁された正方形(または長方形)に類似するパタンとが交互に周期的に配置されたパタンをも含む。正方形(または長方形)に類似するパタンの例は、正方形(または長方形)の角が丸められたパタン、円、楕円などである。
図13Aに例示するように、磁性シート210’(第1オブジェクト)の一方の面211’(第1面)には、S極が着磁された角が丸められた正方形の領域211a’とN極が着磁された角が丸められた正方形の領域211b’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。図13Bに例示するように、磁性シート220’(第2オブジェクト)の一方の面221’(第2面)には、S極が着磁された角が丸められた正方形の領域221a’とN極が着磁された角が丸められた正方形の領域221b’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されている。磁性シート210’および220’に着磁された略市松模様のパタンのピッチ(周期的に交互に繰り返し配置される各パタンの幅)はすべて2mmである。
図13Cに例示するように、磁性シート230’(第1オブジェクト)の一方の面231’(第1面)には、S極が着磁された角が丸められた正方形の領域231a’とN極が着磁された角が丸められた正方形の領域231b’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。図13Dに例示するように、磁性シート240’(第2オブジェクト)の一方の面241’(第2面)には、S極が着磁された角が丸められた正方形の領域241a’とN極が着磁された角が丸められた正方形の領域241b’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されている。磁性シート230’および240’に着磁された略市松模様のパタンのピッチはすべて4mmである。
図14Aに例示するように、磁性シート250’(第1オブジェクト)の一方の面251’(第1面)には、S極が着磁された角が丸められた正方形の領域251a’とN極が着磁された角が丸められた正方形の領域251b’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。図14Bに例示するように、磁性シート260’(第2オブジェクト)の一方の面261’(第2面)には、S極が着磁された角が丸められた正方形の領域261a’とN極が着磁された角が丸められた正方形の領域261b’とが周期的に交互に繰り返される略市松模様のテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されている。磁性シート250’および260’に着磁された略市松模様のパタンのピッチはすべて6mmである。
上述のような略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」とした場合も、利用者が「第1オブジェクト」の「第1面」と「第2面」とを互いに接触または近接させたまま、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作を行う、または/および、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行うことにより、凹凸を知覚することができる。なお「第1オブジェクト」のピッチと「第2オブジェクト」のピッチとは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。その他、略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第1オブジェクト」とし、前述のような帯状の領域が交互に繰り返されるテクスチャが着磁された磁性シートを「第2オブジェクト」としてもよい。逆に、前述のような帯状の領域が交互に繰り返されるテクスチャが着磁された磁性シートを「第1オブジェクト」とし、略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第2オブジェクト」としてもよい。
上述のような略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」の少なくとも一方として用いる場合も、「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチは、利用者が知覚するせん断応力、すなわち凹凸感に影響を与える。すなわち、利用者が知覚するせん断応力の空間周波数、すなわち凹凸の間隔は、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチおよび「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチのうち小さいほうに依存する。また、利用者が知覚するせん断応力の大きさ、すなわち凹凸感の強さは、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチとの組み合わせに依存する。また、前述した知覚される凹凸感の強さの定式化は、略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」の少なくとも一方として用いる場合にも適用でき、知覚される凹凸感の強さV(A,B)は式(3)で表される。ただし、前述のような帯状の領域が交互に繰り返されるテクスチャが着磁された磁性シートを「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」とする場合に比べ、略市松模様のテクスチャが着磁された磁性シートを「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」の少なくとも一方として用いる場合の方が、磁性シート間の最大引力面積比が小さくなり、知覚される凹凸感を小さくできる。例えば、図15に例示するように、2mmのピッチの磁性シートと6mmのピッチの磁性シートとを用いる場合であっても、帯状の領域が交互に繰り返されるテクスチャ(ストライプテクスチャ)が着磁された磁性シートの組を用いる場合の最大引力面積比は66.67%となるのに対し、略市松模様のテクスチャ(チェッカーテクスチャ)が着磁された磁性シートの組を用いる場合の最大引力面積比は55.56%となる。また、図16Aから図17Bに例示するように、ストライプテクスチャが着磁された磁性シートの組を用いる場合でもチェッカーテクスチャが着磁された磁性シートの組を用いる場合でも、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチとが等しい場合に、それらの磁性シート間の保持力および最大引力面積比が最大になる。ここで、ストライプテクスチャの場合には、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチとが相違する場合でも、或る程度の大きさの保持力および最大引力面積比が得られている(図16Aおよび図16B)。これに対し、チェッカーテクスチャの場合には、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチとが相違する場合の保持力および最大引力面積比が、それらのピッチが同一の場合に比べて大幅に低下する(図17Aおよび図17B)。すなわち、ストライプテクスチャの場合には、2つの磁性シートのピッチが相違してもある程度の強さの凹凸感を知覚させることができるが、チェッカーテクスチャの場合には、2つの磁性シートのピッチが相違すると知覚される凹凸感の強さが大幅に低下することが分かる。一方、ストライプテクスチャの場合には、「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」との相対位置を1次元方向に変化させたときにしか凹凸感を知覚させることができないが、チェッカーテクスチャの場合には、この相対位置を二次元方向に変化させた場合にも凹凸感を知覚させることができる。
<本形態の特徴>
本形態では、2つの磁性シートを用いて凹凸感を知覚させることができ、それぞれに着磁されたテクスチャやピッチに応じて多様な凹凸感を表現できる。
[第2実施形態の変形例]
「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートとの間で十分な磁力が及ぶのであれば、これらの2つの磁性シートが非接触な状態でそれらの面(第1面と第2面)の間の相対位置関係を変化させてもよい。例えば、これらの2つの磁性シートの間に紙などの非磁性体の薄いシートが介在してもよい。利用者が「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートの両方に接していてもよいし、「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのみに接していてもよい。
[第3実施形態]
第3実施形態は第2実施形態の原理を応用したものである。前述のように、一方の磁性シートに着磁されたテクスチャが同一であったとしても、それに重ねられる他方の磁性シートに着磁されたテクスチャが異なれば、利用者に異なる凹凸感を提示できる。本形態ではこの特徴を利用する。本形態の力覚提示物は、「ベースオブジェクト」「第1シート」「第2シート」「第1接触オブジェクト」および「第2接触オブジェクト」を有する。「ベースオブジェクト」は、「第1面」を含み、「第1面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第1テクスチャ」が予め着磁されている。「第1シート」は、視覚によって認識可能な「第1パタン」が設けられており、「ベースオブジェクト」の「第1面」に重ね合せられる。「第2シート」は、「第1パタン」とは異なる、視覚によって認識可能な「第2パタン」が設けられており、「ベースオブジェクト」の「第1面」に重ね合せられる。「第1接触オブジェクト」は、「第2面」を含み、「第2面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第2テクスチャ」が予め着磁されている。「第2接触オブジェクト」は、「第3面」を含み、「第3面」にはS極の領域とN極の領域とを含み、「第2テクスチャ」とは異なる「第3テクスチャ」が予め着磁されている。ここで、「動作主体」が「第1行動」を行ったときに「第1接触オブジェクト」から感じる凹凸感覚と、「第2行動」を行ったときに「第2接触オブジェクト」から感じる凹凸感覚とは互いに異なる。言い換えると、「動作主体」が「第1行動」を行ったときに「第1接触オブジェクト」から受けるせん断応力の変化の仕方と、「動作主体」が「第2行動」を行ったときに「第2接触オブジェクト」から受けるせん断応力の変化の仕方と、は互いに異なる。ただし、「第1行動」とは、「ベースオブジェクト」の「第1面」に「第1シート」が重ね合せられているときに、「動作主体」が、「第1接触オブジェクト」に接触して、「第1面」と「第2面」とを互いに近接させたまま、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行う行動を意味する。「第2行動」とは、「ベースオブジェクト」の「第1面」に「第2シート」が重ね合せられているときに、「動作主体」が、「第2接触オブジェクト」に接触して、「第1面」と「第3面」とを互いに近接させたまま、「第1面」と「第3面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、「第1面」と「第3面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行う行動を意味する。
以下、図面を用いて本形態の具体例を説明する。
図19に本形態の「ベースオブジェクト」であるベースオブジェクト310を例示する。本形態のベースオブジェクト310は磁性シートであり、その一方の面310a(第1面)にはS極の領域311a,312a,313a,314aとN極の領域311b,312b,313b,314bとを含むテクスチャ(第1テクスチャ)が予め着磁されている。ベースオブジェクト310の面310aは、4つの領域311,312,313,および314に区分されている。領域311には、S極の帯状の領域311aとN極の帯状の領域311bとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。領域312には、S極の帯状の領域312aとN極の帯状の領域312bとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。領域313には、S極の帯状の領域313aとN極の帯状の領域313bとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。領域314には、S極の帯状の領域314aとN極の帯状の領域314bとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。
図18Aに本形態の「第1シート」であるシート341を例示し、図18Bに本形態の「第2シート」であるシート342を例示する。シート341,342は、紙や合成樹脂などの非磁性体の薄いシートである。シート341,342は、不透明な材質から構成されていてもよいし、透明な材質から構成されていてもよい。シート341の一方の面には、視覚によって認識可能なパタン(第1パタン)が設けられている。シート342の一方の面には、シート341のパタン(第1パタン)とは異なる、視覚によって認識可能なパタン(第2パタン)が設けられている。図18Aおよび図18Bに例示するシート341,342の一方の面には、互いに相違する画像(例えば、絵や写真など)が描かれている。この例の場合、シート341ではスキー場が表現されており、シート342ではオフロードコースが表現されている。シート341および342は、ベースオブジェクト310の面310aにそれぞれ重ね合わせることができる。
図20Aおよび図20Bに本形態の「第1接触オブジェクト」である接触オブジェクト320を例示する。本形態の接触オブジェクト320は磁性シートである。接触オブジェクト320の一方の面322には画像(例えば、スノーボーダーの絵や写真など)が描かれている。接触オブジェクト320の他方の面321(第2面)には、S極の領域321aとN極の領域321bとを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が予め着磁されている。本形態の接触オブジェクト320の面321には、S極の帯状の領域321aとN極の帯状の領域321bとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。
図20Cおよび図20Dに本形態の「第2接触オブジェクト」である接触オブジェクト330を例示する。本形態の接触オブジェクト330も磁性シートである。接触オブジェクト330の一方の面332には画像(例えば、車の絵や写真など)が描かれている。接触オブジェクト330の他方の面331(第3面)には、S極の領域331aとN極の領域331bとを含むテクスチャ(第3テクスチャ)が予め着磁されている。接触オブジェクト330の面331に着磁されたテクスチャは、接触オブジェクト320の面321に着磁されたテクスチャと相違する。本形態の接触オブジェクト330の面331には、S極の帯状の領域331aとN極の帯状の領域331bとが周期的な交互な繰り返しとなるように着磁されている。ただし、面331に着磁されているテクスチャのピッチは、接触オブジェクト320の面321に着磁されているテクスチャのピッチと異なる。
ベースオブジェクト310の面310aにシート341(第1シート)が重ね合わされているとき、さらにシート341に接触オブジェクト320が重ね合わされる。接触オブジェクト320の面321はシート341側に向けられ、接触オブジェクト320とベースオブジェクト310との間にシート341が配置される。利用者(動作主体)は、指などで接触オブジェクト320の面322に接触して、面310a(第1面)と面321(第2面)とを互いに近接させたまま、面310a(第1面)と面321(第2面)との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、310a(第1面)と面321(第2面)との間の相対位置関係を変化させる動作(第1行動)を行う。これにより、利用者は接触オブジェクト320から凹凸感を知覚する。前述のように、この凹凸感覚は、接触オブジェクト320の面321に着磁されたS極の領域321aとN極の領域321bとからなるパタンと、このパタンが近接しているベースオブジェクト310の面310aの領域(領域311,312,313,および314の何れか)に着磁されたS極の領域(領域311a,312a,313a,および314aの何れか)とN極の領域(領域311b,312b,313b,および314bの何れか)とからなるパタンとの組み合わせによって異なる。
一方、ベースオブジェクト310の面310aにシート342(第2シート)が重ね合わされているとき、さらにシート342に接触オブジェクト330が重ね合わされる。接触オブジェクト330の面331はシート342側に向けられ、接触オブジェクト330とベースオブジェクト310との間にシート342が配置される。利用者(動作主体)は、指などで接触オブジェクト330の面332に接触して、面310a(第1面)と面331(第3面)とを互いに近接させたまま、面310a(第1面)と面331(第3面)との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、310a(第1面)と面331(第3面)との間の相対位置関係を変化させる動作(第2行動)を行う。これにより、利用者は接触オブジェクト330から凹凸感を知覚する。前述のように、この凹凸感覚も、接触オブジェクト330の面331に着磁されたS極の領域331aとN極の領域331bとからなるパタンと、このパタンが近接しているベースオブジェクト310の面310aの領域(領域311,312,313,および314の何れか)に着磁されたS極の領域(領域311a,312a,313a,および314aの何れか)とN極の領域(領域311b,312b,313b,および314bの何れか)とからなるパタンとの組み合わせによって異なる。
さらに、接触オブジェクト320の面321に着磁されているS極の領域321aとN極の領域321bとを含むテクスチャは、接触オブジェクト330の面331に着磁されているS極の領域331aとN極の領域331bとを含むテクスチャとは相違する。そのため、ベースオブジェクト310の面310aのいずれかの領域α(領域311,312,313,および314の何れか)に、接触オブジェクト320に着磁された領域321aおよび321bを含むテクスチャが近接し、利用者が「第1行動」を行っているときに知覚する凹凸感覚と、同じ領域αに、接触オブジェクト330に着磁された領域331aおよび331bを含むテクスチャが近接し、利用者が「第2行動」を行っているときに知覚する凹凸感覚とは、互いに相違する。前述のように、領域αに、接触オブジェクト320に着磁された領域321aおよび321bを含むテクスチャが近接し、利用者が「第1行動」を行っているときに接触オブジェクト320から受けるせん断応力の変化の仕方と、同じ領域αに、接触オブジェクト330に着磁された領域331aおよび331bを含むテクスチャが近接し、利用者が「第2行動」を行っているときに接触オブジェクト330から受けるせん断応力の変化の仕方とは、互いに相違するからである。
<本形態の特徴>
以上より、同じベースオブジェクト310を用いた場合でも、接触オブジェクト320を用いるか接触オブジェクト330を用いるかによって、利用者に異なる凹凸感覚を提示できる。例えば、接触オブジェクト320を用いるか接触オブジェクト330を用いるかによって、凹凸感覚の強さやピッチ(知覚される凹凸の間隔)を相違させることもできるし、凹凸感覚を知覚しない領域を相違させることもできる。このように互いに異なる凹凸感覚に対応する互いに異なる画像をシート341およびシート342に描いておけば、シート341およびシート342に表された互いに異なる画像に応じ、互いに異なる凹凸感覚を知覚させることができる。このように、本形態では永久磁石のみを用いているにもかかわらず、シートに表された画像に応じて凹凸感覚を変化させることができる。このような技術は、例えば、シートに応じて異なる凹凸感覚を提示する絵本などに応用することができる。
[第3実施形態の変形例]
「ベースオブジェクト」の「第1面」に着磁される「第1テクスチャ」が、S極に着磁された周期的な略市松模様の領域とN極に着磁された周期的な略市松模様の領域とを含む「チェッカーテクスチャ」であってもよい。同様に、「第1接触オブジェクト」の「第2面」に着磁される「第2テクスチャ」が「チェッカーテクスチャ」であってもよいし、「第2接触オブジェクト」の「第3面」に着磁される「第3テクスチャ」が「チェッカーテクスチャ」であってもよい。
例えば、前述したベースオブジェクト310に代えて、図21Aに例示するベースオブジェクト310’が用いられてもよいし、接触オブジェクト320に代えて、図21Bに例示する接触オブジェクト320’が用いられてもよいし、接触オブジェクト330に代えて、図21Cに例示する接触オブジェクト330’が用いられてもよい。
ベースオブジェクト310’は磁性シートであり、その一方の面310a’(第1面)にはS極の領域311a’,312a’,313a’,314a’,315a’とN極の領域311b’,312b’,313b’,314b’,315b’とを含む周期的な略市松模様のテクスチャ(第1テクスチャ)が予め着磁されている。ベースオブジェクト310’の面310a’は、5つの領域311’,312’,313’,314’,および315’に区分されている。領域311’には、S極の領域311a’とN極の領域311b’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャが着磁されている。領域312’には、S極の領域312a’とN極の領域312b’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャが着磁されている。領域313’には、S極の領域313a’とN極の領域313b’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャが着磁されている。領域314’には、S極の領域314a’とN極の領域314b’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャが着磁されている。領域315’には、S極の領域315a’とN極の領域315b’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャが着磁されている。
接触オブジェクト320’は磁性シートである。接触オブジェクト320’の一方の面には画像が描かれており、他方の面321’(第2面)には、S極の領域321a’とN極の領域321b’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャ(第2テクスチャ)が予め着磁されている。接触オブジェクト330’は磁性シートである。接触オブジェクト330’の一方の面には画像が描かれており、他方の面331’(第3面)には、S極の領域331a’とN極の領域321b’とからなる周期的な略市松模様のテクスチャ(第3テクスチャ)が予め着磁されている。
このようにしても第3実施形態と同様な効果を得ることができる。ただし、第2実施形態で説明したように、ベースオブジェクト310、接触オブジェクト320、および接触オブジェクト330の少なくとも何れかに代えて、チェッカーテクスチャが着磁されたベースオブジェクト310’、接触オブジェクト320’、および接触オブジェクト330’の少なくとも何れかとして用いた場合、利用者が知覚するせん断応力の大きさ、すなわち凹凸感の強さは小さくなる。図22Aに例示するように、ストライプテクスチャが着磁されたベースオブジェクトAおよび接触オブジェクトBを用いた場合、それらのピッチが同一のときに利用者が知覚する凹凸感の強さが最大となり、それらのピッチが同一ではない場合でも、利用者が知覚するせん断応力はある程度大きく、ある程度の強さの凹凸感を知覚する組み合わせが存在する。一方、図22Bに例示するように、チェッカーテクスチャが着磁されたベースオブジェクトAおよび接触オブジェクトBを用いた場合、それらのピッチが同一のときに利用者が知覚する凹凸感の強さが最大となり、それらのピッチが同一ではない場合には利用者が知覚するせん断応力が小さくなり、凹凸感はほとんど知覚されない。すなわち、チェッカーテクスチャが着磁されたベースオブジェクトAおよび接触オブジェクトBを用いた場合には、凹凸感を知覚させる領域を制限することができる。
[第4実施形態]
第4実施形態も第2実施形態の原理を応用したものである。本形態では、第2実施形態の原理を入力装置に組み合わせ、電磁石を用いることなく、入力装置への情報入力の際に利用者に凹凸感を提示する「力覚提示物」の説明を行う。
入力装置がタッチパネルの場合、「力覚提示物」は、タッチパネルの入力面に配置される「第1オブジェクト」と、タッチパネルに対する入力操作を行う「動作主体」に装着、把持、または支持される「第2オブジェクト」とを有する。「第1オブジェクト」は「第1面」を含み、「第1面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第1テクスチャ」が予め着磁されている。「第2オブジェクト」は「第2面」を含み、「第2面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第2テクスチャ」が予め着磁されている。「第1オブジェクト」は、例えば、一方の板面をタッチパネルの入力面側に向けて配置される磁気シートであり、「第1面」は、磁気シートの他方の板面である。入力面に「第1オブジェクト」が配置されたタッチパネルに対する入力操作を行う「動作主体」が、「第2オブジェクト」を装着、把持または支持して、「第1面」と「第2面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、第1面と第2面との間の相対位置関係を変化させる動作を行うことにより、タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、「動作主体」が凹凸感覚を感じる。すなわち、「動作主体」がこのような動作を行うことにより、タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、「動作主体」が第2オブジェクトから受けるせん断応力が周期的に変化し、それによって凹凸感覚を知覚する。
入力装置がマウスなどの入力装置の場合、「力覚提示物」は、「第1オブジェクト」と「第2オブジェクト」とを有する。「第1オブジェクト」は「第1面」を含み、「第1面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第1テクスチャ」が予め着磁されている。「第2オブジェクト」は「第2面」を含み、「第2面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第2テクスチャ」が予め着磁されている。「第2オブジェクト」は「動作主体」に把持される「入力装置」に装着または設けられる。「第2オブジェクト」が装着または設けられた「入力装置」を操作する動作主体が、「第1面」と「第2面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行うことにより、「入力装置」に対する入力操作が行われるとともに、「動作主体」が凹凸感覚を感じる。すなわち、「動作主体」がこのような動作を行うことにより、入力装置に対する入力操作が行われるとともに、動作主体が入力装置から受けるせん断応力が周期的に変化し、それによって凹凸感覚を知覚する。
以下、図面を用いて本形態の具体例を説明する。
<入力装置がタッチパネルの場合>
図23および図24に、第2実施形態の原理をタッチパネルに組み合わせた例を示す。
図23に例示するように、スマートフォン端末装置やタブレット端末装置などの電子機器400のタッチパネル401の入力面(表面)に、「第1オブジェクト」である磁性シート410が装着される。磁性シート410の一方の板面412がタッチパネル401の入力面側に向けて配置され、磁性シート410の他方の板面411(第1面)にはS極の領域411aとN極の領域411bとを含むテクスチャ(第1テクスチャ)が予め着磁されている。なお、「第1テクスチャ」はピッチやパタン(ストライプテクスチャやチェッカーテクスチャなど)が異なる複数の領域を有していてもよい。
図24Aに例示する「第2オブジェクト」は利用者が装着、把持、または支持する手袋420であり、その指の腹部分の表面421(第2面)に、S極の領域421aとN極の領域421bとを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が予め着磁されている。なお、第2テクスチャはピッチやパタン(ストライプテクスチャやチェッカーテクスチャなど)が異なる複数の領域を有していてもよい。図24Aでは、指ごとにピッチやパタンが異なるテクスチャが着磁されている。
利用者は、手袋420を装着、把持、または支持し、S極の領域421aとN極の領域421bとを含むテクスチャ部分で、電子機器400のタッチパネル401の入力面に配置された磁性シート410を擦る。これにより、磁性シート410の板面411(第1面)と手袋420の腹部分の表面421(第2面)とが互いに接触または近接するようにしたまま、板面411(第1面)と表面421(第2面)の間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、板面411(第1面)と表面421(第2面)との間の相対位置関係を変化させる動作が行われ、タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、利用者が凹凸感覚を知覚する。この入力操作に応じてタッチパネル401(出力装置)から像(例えば、映像、動画、画像)を表示したり、電子機器400のスピーカ(出力装置)から音を出力したりしてもよい。これにより、入力操作に応じて、力覚を提示するとともに、像および/または音の提示内容を変化させることができる。なお、図24Aに例示した手袋420では、指ごとにピッチやパタンが異なるテクスチャが着磁されているため、どの指でタッチパネル401を操作するかによって異なる凹凸感を知覚させることができる。また、磁性シート410の板面411(第1面)にピッチやパタンが異なる複数の領域が設けられている場合、利用者がどの指でどの領域を操作するかによって、利用者に異なる凹凸感を知覚させることができる。
「第2オブジェクト」として図24Bおよび図24Cに例示するタッチペン430が用いられてもよい。タッチペン430は、略円柱状の把持部435および略円盤状の先端部436を有する。把持部435の一端は、先端部436の一方の面432の中央付近に固定または一体化されている。先端部436の他方の面431(第2面)には、S極の領域531aとN極の領域531bとを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が予め着磁されている。利用者は、タッチペン430の把持部435を把持または支持し、先端部436の面431側で電子機器400のタッチパネル401の入力面に配置された磁性シート410を擦る。これにより、磁性シート410の板面411(第1面)と先端部436の面431(第2面)とが互いに接触または近接するようにしたまま、板面411(第1面)と面431(第2面)の間の相対位置関係を変化させる操作、または/および、板面411(第1面)と面431(第2面)との間の相対位置関係を変化させる動作が行われ、タッチパネル401に対する入力操作が行われるとともに、利用者が凹凸感覚を知覚する。この入力操作に応じてタッチパネル401(出力装置)から像を表示したり、電子機器400のスピーカ(出力装置)から音を出力したりしてもよい。これにより、入力操作に応じて、力覚を提示するとともに、像および/または音の提示内容を変化させることができる。
図25に、入力操作に応じ、力覚の提示とともにゲームコンテンツの提示を行う例を例示する。図25に例示するように、スマートフォン端末装置やタブレット端末装置などの電子機器400’のタッチパネル401’の入力面(表面)の下部に、第2実施形態で例示した磁性シート210が装着される。磁性シート210の一方の板面212がタッチパネル401’の入力面側に向けて配置され、磁性シート210の他方の板面211(第1面)にはS極の領域211aとN極の領域211bとを含むテクスチャ(第1テクスチャ)が予め着磁されている。磁性シート210の板面211には、第2実施形態で例示した磁性シート220が配置される。磁性シート220の一方の面221(第2面)には、S極の領域221aとN極の領域221bとを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されており、面221が板面211に対向するように配置される。利用者は指200で磁性シート210に重ねられた磁性シート220の他方の面222に接し、面211と面221とを互いに接触または近接(ほぼ接触)させたまま、面211と面221との間の相対位置関係を変化させる操作を行う。これにより、タッチパネル401’に対する入力操作が行われるとともに、利用者が凹凸感覚を知覚する。この入力操作に応じてタッチパネル401’(出力装置)でのゲームコンテンツの表示内容が変化したり、電子機器400’のスピーカ402’(出力装置)から出力される音が変化したりする。
<入力装置がマウスなどの入力装置の場合>
図26Aから図26Cに、第2実施形態の原理をマウス500に組み合わせた例を示す。マウス500の底面500aには、「第2オブジェクト」である磁性シート510が固定されている。磁性シート510の一方の面511(第2面)にはS極の領域511aとN極の領域511bとを含む「第2テクスチャ」が予め着磁されている。「第2テクスチャ」の例はストライプテクスチャとチェッカーテクスチャなどである。磁性シート510の他方の面512はマウス500の底面500aに固定されている。
「第1オブジェクト」としては、例えば、磁性シート210,230,250,210’,230’,250’、ベースオブジェクト310,310’などを用いることができる。例えば、「第1オブジェクト」として磁性シート210が用いられる場合、利用者(動作主体)は、面211(第1面)が外方を向くように磁性シート210を配置し、この面211にマウス500に固定された磁性シート510の面511(第2面)が接触するようにマウス500を把持する。利用者はこのマウス500を磁性シート210の面211(第1面)に沿ってスライドさせることにより、面211(第1面)と面511(第2面)とが互いに接触または近接するようにしたまま、面211(第1面)と面511(第2面)との間の相対位置関係を変化させる。これにより、マウス500に対する入力操作が行われるとともに、利用者が凹凸感覚を知覚する。この入力操作に応じて図示していないディスプレイ(出力装置)から像を表示したり、投影機(出力装置)から映像を投影したり、スピーカ(出力装置)から音を出力したりしてもよい。これにより、入力操作に応じて、力覚を提示するとともに、像および/または音の提示内容を変化させることができる。
<本形態の特徴>
本形態では、入力装置への情報入力を行う際に、情報入力を行う利用者に凹凸感覚を知覚させることができる。
[第5実施形態]
第5実施形態も第2実施形態の原理を応用したものであり、歩行面に第1オブジェクトを固定し、第2オブジェクトを装着または把持した動作主体が移動する際に凹凸感が提示され、歩行者に点字ブロックと同様な触覚情報を与えるものである。本形態の「第1オブジェクト」は「第1面」を表側に向けた状態で歩行面に固定可能であり、「第2オブジェクト」は「第2面」を外部に向けた状態で「動作主体」が装着可能または把持可能な部材である。なお、前述のように「第1オブジェクト」は「第1面」を含み、「第1面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第1テクスチャ」が着磁されており、「第2オブジェクト」は「第2面」を含み、「第2面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第2テクスチャ」が着磁されている。「第2オブジェクト」を装着または把持した「動作主体」は、「第1面」と「第2面」とを互いに接触または近接させたまま、歩行面に固定された「第1オブジェクト」の「第1面」の上を歩行し、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させることによって凹凸を知覚する。
以下、図面を用いて本形態の具体例を説明する。
図27に、本形態の「第1オブジェクト」である磁性シート610および620を例示する。磁性シート610の一方の面611(第1面)には、S極の領域611aとN極の領域611bとを含むテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。磁性シート610の面611(第1面)は表側に向けられ、磁性シート610の他方の面612は床600(歩行面)に固定されている。同様に、磁性シート620の一方の面621(第1面)には、S極の領域621aとN極の領域621bとを含むテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。磁性シート620の面621(第1面)は表側に向けられ、磁性シート620の他方の面622は床600(歩行面)に固定されている。図27では面611,621にストライプテクスチャが着磁されているが、チェッカーテクスチャが着磁されていてもよい。
図28Aおよび図28Bに、本形態の「第2オブジェクト」である靴640を例示する。靴640の靴底641(第2面)には磁性シート630の一方の面632が固定されている。磁性シート630の他方の面631には、S極の領域631aとN極の領域631bとを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されている。当然ながら、歩行者(動作主体)は靴底641を外部に向けた状態で装着可能である。
靴640を装着した歩行者は、磁性シート610または620の面611または621(第1面)と靴底641(第2面)とを互いに接触または近接させたまま、床600(歩行面)に固定された磁性シート610または620の面611または621(第1面)の上を歩行し、面611または621(第1面)と靴底641(第2面)との間の相対位置関係を変化させることによって凹凸を知覚する。
図29Aおよび図29Bに、「第2オブジェクト」の他の例である白杖650を例示する。白杖650は、略円柱状の把持部655および略円盤状の先端部656を有する。把持部655の一端は、先端部656の一方の面652の中央付近に固定または一体化されている。先端部656の他方の面651(第2面)には、S極の領域651aとN極の領域651bとを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が予め着磁されている。白杖650を把持した歩行者は、磁性シート610または620の面611または621(第1面)と白杖650の先端部656の面651(第2面)とを互いに接触または近接させたまま、床600(歩行面)に固定された磁性シート610または620の面611または621(第1面)の上を歩行し、面611または621(第1面)と面651(第2面)との間の相対位置関係を変化させることによって凹凸を知覚する。
<本形態の特徴>
本形態では、床600に物理的な凹凸を設けることなく、歩行者に凹凸感を知覚させることができる。床600に物理的な凹凸を設ける必要がないため、床600にゴミは埃がたまりにくいといった利点がある。さらに、ストライプテクスチャなどを用い、面611または621(第1面)と靴底641または面651(第2面)との間の相対位置関係をいずれの方向に変化させるかに応じ、歩行者(動作主体)が靴底641または面651から受けるせん断応力の変化の仕方が異なり、異なる凹凸感を知覚できるようにしてもよい。これにより、歩行者の進行方向によって異なる凹凸感を提示することもできる。
[第6実施形態]
第6実施形態も第2実施形態の原理を応用したものである。第4実施形態と同様、本形態でも、第2実施形態の原理をタッチパネルの入力インタフェースに応用し、電磁石を用いることなく、タッチパネルへの情報入力の際に利用者に凹凸感を提示する。特に本形態では、タッチパネルの入力面に配置される「第1オブジェクト」と、利用者に装着、把持、または支持される「第2オブジェクト」と、の組み合わせを変えることで、利用者に異なる操作感覚を提示する。
本形態の「力覚提示物」は、タッチパネルの入力面に配置される「第1オブジェクト」と、タッチパネルに対する入力操作を行う「動作主体」に装着、把持、または支持される複数個の「第2オブジェクト」とを有する。「第1オブジェクト」は「第1面」を含み、「第1面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第1テクスチャ」が予め着磁されている。「第2オブジェクト」は「第2面」を含み、「第2面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第2テクスチャ」が予め着磁されている。ただし、「第2オブジェクト」ごとに「第2テクスチャ」の着磁パタンが相違する。すなわち、複数個の「第2オブジェクト」の「第2オブジェクト」の着磁パタンは互いに異なる。
「動作主体」は、複数個の「第2オブジェクト」から選択された「選択オブジェクト」を装着、把持または支持して、入力面に配置された「第1オブジェクト」の「第1面」と「選択オブジェクト」の「第2面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、「第1面」と「選択オブジェクト」の「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作、および/または、「第1面」と「選択オブジェクト」の「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行う。これにより、タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、「動作主体」が「選択オブジェクト」から受けるせん断応力が周期的に変化し、それによって凹凸感覚を知覚する。このせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期および凹凸感覚は、「選択オブジェクト」ごとに異なる。
以下、図面を用いて本形態の具体例を説明する。
<スライダー型>
図30Aおよび図30Bに、本形態のスライダー型の「力覚提示物」を例示する。スライダー型の「力覚提示物」は、例えば、スライド操作によってスピーカから出力する音のボリューム等を操作する入力インタフェースであり、例えば、所定の最小値と最大値の間の範囲内で自由に設定可能とされているパラメータ値を利用者が所望の値に設定する際の操作に用いられる入力インタフェースである。
本形態の「力覚提示物」は1個の磁性シート710(第1オブジェクト)とM2個の磁性シート720−m2(第2オブジェクト)を有する。ただし、m2=1,…,M2であり、M2は2以上の整数である。本形態ではM2=3の例を示す。
磁性シート710の一方の面711(第1面)には、S極の領域711aとN極の領域711bとを含むテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。本形態の面711には、S極に着磁された帯状の領域711aと、N極に着磁された帯状の領域711bと、が交互に周期的に配置されている。図30Aの例では、方向D1に延びる帯状の領域711a,711bが、方向D1と略垂直の方向XAに、交互に繰り返し配置されている。この例では、領域711aの短手方向(方向XA)の幅、領域711bの短手方向の幅はいずれも6mmである。
複数個の磁性シート720−m2の一方の面721−m2(第2面)には、S極の領域721a−m2とN極の領域721b−m2とを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されている。本形態の面721−m2には、S極に着磁された帯状の領域721a−m2と、N極に着磁された帯状の領域721b−m2と、が交互に周期的に配置されている。図30Bの例では、方向D2に延びる帯状の領域721a−m2,721b−m2が、方向D2と略垂直の方向XBに交互に繰り返し配置されている。ただし、磁性シート720−1,…,M2のテクスチャの着磁パタンは互いに相違する。この例の場合、領域721a−1の短手方向(方向XB)の幅、領域721b−1の短手方向の幅はいずれも3mmであり、領域721a−2の短手方向の幅、領域721b−1の短手方向の幅はいずれも2mmであり、領域721a−1の短手方向の幅、領域721b−1の短手方向の幅はいずれも6mmである。
図32に例示するように、電子機器400のタッチパネル401の入力面に「第1オブジェクト」である磁性シート710が装着される。ただし、磁性シート710の他方の面712(面711の反対側の面)がタッチパネル401の入力面側に向けて配置される。例えば、電子機器400のタッチパネル401の何れかの位置がスライド入力操作(スライド操作による入力)を受け付ける領域として決められている場合(電子機器400に実装されたソフトウェア等によって決められている場合)、例えばその領域を電子機器400がタッチパネル401に表示することで、利用者によってその領域に磁性シート710の面712が配置されるようにする。あるいは、電子機器400が、タッチパネル401のどの領域に磁性シート710が装着されたかを検出し、検出した領域のスライド入力操作を受け付けてもよい。この場合には、スライド入力操作を受け付け可能なタッチパネル401の任意の領域に磁性シート710の面712を配置してよい。その他、タッチパネル401のどの領域でスライド入力操作を受け付けつけるかを利用者が指定できてもよい(例えば、利用者がタッチパネル401へこの領域を指定するための入力を行うことで)。この場合には、タッチパネル401のどの領域が指定されたかを電子機器400が検出するようにし、利用者が入力した指定した領域に磁性シート710の面712を配置する。利用者は、いずれかの磁性シート720−m2を選択し、選択した磁性シート720−m2(選択オブジェクト)の面722−m2が外方を向き、磁性シート710の面711に磁性シート720−m2の面721−m2が接触するように磁性シート720−m2を配置する。ただし、磁性シート710の領域711a,711bの長手方向D1が磁性シート720−m2の領域721a−m2,721b−m2の長手方向D2に倣う向きに、磁性シート720−m2が磁性シート710に重ねられる。
利用者は指で磁性シート710に重ねられた磁性シート720−m2の面722−m2に接し、面711と面721−m2とを互いに接触または近接させたまま、面711と面721−m2との間の相対位置関係を変化させる操作を行う。図32の例では、面711と面721−m2との間の相対位置関係を磁性シート720−m2の領域711a,711bの短手方向であるXA方向に変化(スライド)させる。これにより、タッチパネル401に対する入力操作(スライド入力操作)が行われるとともに、利用者が磁性シート720−m2から受けるXA方向のせん断応力が周期的に変化する。その結果、利用者は面721−m2に略直交する方向の凹凸感を知覚する。前述のように、磁性シート720−m2ごとに領域721a−m2,721b−m2の着磁パタンが相違する。そのため、磁性シート710と選択された磁性シート720−m2との組み合わせに応じ、利用者が磁性シート720−m2から受けるせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期が異なり、利用者が知覚する凹凸感覚も異なる。すなわち、磁性シート710は同一であるにもかかわらず、利用者は選択した磁性シート720−m2に応じて異なる凹凸感覚を知覚する。つまり、利用者は磁性シート720−m2を変えるだけで異なる触覚を知覚できる。例えば、図30Cに例示するように、利用者は、あるスライド入力操作をタッチパネル401に対して行う際に、磁性シート720−1を選択した場合には凹凸感覚を知覚せずに、すなわち、そのスライド入力操作をクリック感を知覚せずに滑らかに行うことができ、磁性シート720−2を選択した場合には細かい間隔の凹凸感覚(例えば、W段の凹凸感覚(Wは正の整数))を知覚し、すなわち、同じスライド入力操作をW段のクリック感を知覚しながら行うことができ、磁性シート720−3を選択した場合には粗い間隔の凹凸感覚(例えば、W’段の凹凸感覚(W’はW/2以下の最大の整数))を知覚し、すなわち、同じスライド入力操作をW’段のクリック感を知覚しながら行うことができる。
<ダイヤル型>
図31Aおよび図31Bに、本形態のダイヤル型の「力覚提示物」を例示する。ダイヤル型の「力覚提示物」は、例えば、回転操作によってボリューム等を操作する入力インタフェースであり、例えば、自由に設定可能とされているパラメータ値を利用者が所望の値に設定する際の操作に用いられる入力インタフェースである。
本形態の「力覚提示物」は1個の磁性シート810(第1オブジェクト)とM2個の磁性シート720−m2(第2オブジェクト)を有する。ただし、m2=1,…,M2であり、M2は2以上の整数である。本形態ではM2=3の例を示す。
磁性シート810は略円盤形状である。磁性シート810の一方の面811(第1面)には、S極の領域811aとN極の領域811bとを含むテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。本形態の面811には、S極に着磁された領域811aとN極に着磁された領域811bとが交互に周期的に配置されている。図31Aの例では、磁性シート810の中心軸(面811に対して略垂直な軸)O1の軸周り方向R1に沿って、領域811aと領域811bとが繰り返し配置されている。例えば、磁性シート810の外周のうち、各領域811aに対応する円弧の長さおよび各領域811bに対応する円弧の長さはいずれも6mmである。理想的には、面811に設けられるS極の領域811aとN極の領域811bは、それぞれ中心軸O1を中心とする扇形の領域であることが望ましい。しかし、所定の直径(例えば2mm)を持つ円柱状の磁石によって、まずN極の領域811bをすべて着磁し、次にその磁石の磁極を反転させてS極の領域811aをすべて着磁した場合には、図31Aに例示したようなテクスチャが形成される。ただ、図31Aのように完全に扇形ではないS極の領域811aとN極の領域811bが設けられたとしても、所望の凹凸感覚を提示するには十分である。
磁性シート820−m2も略円盤形状である。磁性シート820−m2の直径は、例えば磁性シート810の直径と略同一である。複数個の磁性シート820−m2の一方の面821−m2(第2面)には、S極の領域821a−m2とN極の領域821b−m2とを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されている。本形態の面821−m2には、S極に着磁された領域821a−m2とN極に着磁された領域821b−m2とが交互に周期的に配置されている。図31Bの例では、磁性シート820−m2の中心軸(面821−m2に対して略垂直な軸)O2の軸周り方向R2に沿って、領域821a−m2と領域821b−m2とが繰り返し配置されている。ただし、磁性シート820−1,…,M2のテクスチャの着磁パタンは互いに相違する。例えば、磁性シート820−1の外周のうち、各領域821a−1に対応する円弧の長さおよび各領域821b−1に対応する長さはいずれも3mmである。磁性シート820−2の外周のうち、各領域821a−2に対応する円弧の長さおよび各領域821b−2に対応する長さはいずれも2mmである。磁性シート820−3の外周のうち、各領域821a−3に対応する円弧の長さおよび各領域821b−3に対応する長さはいずれも6mmである。理想的には、面821−m2に設けられるS極の領域821a−m2とN極の領域821b−m2も、それぞれ中心軸O2を中心とする扇形の領域であることが望ましい。しかし、所定の直径(例えば2mm)を持つ円柱状の磁石によって、まずN極の領域821b−m2をすべて着磁し、次にその磁石の磁極を反転させてS極の領域821a−m2をすべて着磁した場合には、図31Bに例示したようなテクスチャが形成される。ただ、図31Bのように完全に扇形ではないS極の領域821a−m2とN極の領域821b−m2が設けられたとしても、所望の凹凸感覚を提示するには十分である。
図32に例示するように、電子機器400のタッチパネル401の入力面に「第1オブジェクト」である磁性シート810が装着される。ただし、磁性シート810の他方の面812(面811の反対側の面)がタッチパネル401の入力面側に向けて配置される。例えば、電子機器400のタッチパネル401の何れかの位置が回転入力操作(回転操作による入力)を受け付ける領域として決められている場合、例えばその領域を電子機器400がタッチパネル401に表示することで、利用者によってその領域に磁性シート810の面812が配置されるようにする。あるいは、電子機器400が、タッチパネル401のどの領域に磁性シート810が装着されたかを検出し、検出した領域の回転入力操作を受け付けてもよい。この場合には、回転入力操作を受け付け可能なタッチパネル401の任意の領域に磁性シート810の面812を配置してよい。その他、タッチパネル401のどの領域で回転入力操作を受け付けつけるかを利用者が指定できてもよい。この場合には、タッチパネル401のどの領域が指定されたかを電子機器400が検出するようにし、利用者が入力した指定した領域に磁性シート810の面812を配置する。利用者は、いずれかの磁性シート820−m2を選択し、選択した磁性シート820−m2(選択オブジェクト)の面822−m2が外方を向き、磁性シート810の面811に磁性シート820−m2の面821−m2が接触するように磁性シート820−m2を配置する。ただし、中心軸O1と中心軸O2とが重なるか近接するように、磁性シート820−m2が磁性シート810に重ねられる。
利用者は指で磁性シート810に重ねられた磁性シート820−m2の面822−m2に接し、面811と面821−m2とを互いに接触または近接させたまま、面811と面821−m2との間の相対位置関係を変化させる操作を行う。図32の例では、面811と面821−m2との間の相対位置関係を軸周り方向R1,R2に変化(回転)させる。これにより、タッチパネル401に対する入力操作(回転入力操作)が行われるとともに、利用者が磁性シート820−m2から受ける軸周り方向R1,R2のせん断応力が周期的に変化する。その結果、利用者は面821−m2に略直交する方向の凹凸感を知覚する。前述のように、磁性シート820−m2ごとに領域821a−m2,821b−m2の着磁パタンが相違する。そのため、磁性シート810と選択された磁性シート820−m2との組み合わせに応じ、利用者が磁性シート820−m2から受けるせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期が異なり、利用者が知覚する凹凸感覚も異なる。すなわち、磁性シート810は同一であるにもかかわらず、利用者は選択した磁性シート820−m2に応じて異なる凹凸感覚を知覚する。つまり、利用者は磁性シート820−m2を変えるだけで異なる触覚と知覚できる。例えば、図31Cに例示するように、利用者は、ある回転入力操作をタッチパネル401に対して行う際に、磁性シート820−1を選択した場合には凹凸感覚を知覚せずに、すなわち、その回転入力操作をクリック感を知覚せずに滑らかに行うことができ、磁性シート820−2を選択した場合には細かい間隔の凹凸感覚(例えば、W段の凹凸感覚)を知覚し、すなわち、同じ回転入力操作をW段のクリック感を知覚しながら行うことができ、磁性シート820−3を選択した場合には粗い間隔の凹凸感覚(例えば、W’段の凹凸感覚)を知覚し、すなわち、同じ回転入力操作をW’段のクリック感を知覚しながら行うことができる。
<本形態の特徴>
本形態では、タッチパネルへの情報入力を行う際に、情報入力を行う利用者に凹凸感覚を知覚させることができる。また「第1オブジェクト」は同一であるにもかかわらず、「第2オブジェクト」を変えることで異なる凹凸感覚を提示できる。なお、このような入力操作に応じてタッチパネル401から像を表示したり、電子機器400のスピーカから出力される音を変化させてもよい。その他、例えば、タッチパネルへの入力によってステージ照明を制御する場合、クリック感のある「第2オブジェクト」を用いれば照明を段階的、離散的に制御できるためアップテンポな演出が可能になる。そこからクリック感のない「第2オブジェクト」に変えることで証明のスムースなグラデーション調整が可能になるため、瞬時にゆったりとした演出へと切り替えることができる。
[第6実施形態の変形例1]
「第2オブジェクト」ではなく「第1オブジェクト」を変えることで、利用者に異なる操作感覚を提示してもよい。この変形例1の「力覚提示物」は、タッチパネルの入力面に配置される複数個の「第1オブジェクト」と、タッチパネルに対する入力操作を行う「動作主体」に装着、把持、または支持される「第2オブジェクト」とを有する。「第1オブジェクト」は「第1面」を含み、「第1面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第1テクスチャ」が予め着磁されている。ただし、「第1オブジェクト」ごとに「第1テクスチャ」の着磁パタンが相違する。すなわち、複数個の「第1オブジェクト」の「第1オブジェクト」の着磁パタンは互いに異なる。「第2オブジェクト」は「第2面」を含み、「第2面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第2テクスチャ」が予め着磁されている。
「動作主体」は、「第2オブジェクト」を装着、把持または支持して、入力面に配置された「選択オブジェクト」の「第1面」と「第2オブジェクト」の「第2面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、「選択オブジェクト」の「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作、および/または、「選択オブジェクト」の「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行う。この変形例1の「選択オブジェクト」は、複数の「第1オブジェクト」から選択されたものである。これにより、タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、「動作主体」が「選択オブジェクト」から受けるせん断応力が周期的に変化し、それによって凹凸感覚を知覚する。このせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期および凹凸感覚は、「選択オブジェクト」ごとに異なる。
[第6実施形態の変形例2]
「第1オブジェクト」および「第2オブジェクト」のいずれもが選択可能であってもよい。この変形例2の「力覚提示物」は、タッチパネルの入力面に配置される複数個の「第1オブジェクト」と、タッチパネルに対する入力操作を行う「動作主体」に装着、把持、または支持される複数個の「第2オブジェクト」とを有する。「第1オブジェクト」は「第1面」を含み、「第1面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第1テクスチャ」が予め着磁されている。ただし、「第1オブジェクト」ごとに「第1テクスチャ」の着磁パタンが相違する。「第2オブジェクト」は「第2面」を含み、「第2面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第2テクスチャ」が予め着磁されている。ただし、「第2オブジェクト」ごとに「第2テクスチャ」の着磁パタンが相違する。
「動作主体」は、「第2選択オブジェクト」を装着、把持または支持して、入力面に配置された「第1選択オブジェクト」の「第1面」と「第2選択オブジェクト」の「第2面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、「第1選択オブジェクト」の「第1面」と「第2選択オブジェクト」の「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作、および/または、「第1選択オブジェクト」の「第1面」と「第2選択オブジェクト」の「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行う。「第1選択オブジェクト」は複数の「第1オブジェクト」から選択されたものであり、「第2選択オブジェクト」は複数の「第2オブジェクト」から選択されたものである。これにより、タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、「動作主体」が「第2選択オブジェクト」から受けるせん断応力が周期的に変化し、それによって凹凸感覚を知覚する。このせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期および凹凸感覚は、「第1選択オブジェクト」と「第2選択オブジェクト」との組み合わせごとに異なる。
[第6実施形態の変形例4]
「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートとの間で十分な磁力が及ぶのであれば、これらの2つの磁性シートが非接触な状態でそれらの面(第1面と第2面)の間の相対位置関係を変化させてもよい。S極に着磁された周期的な略市松模様の領域とN極に着磁された周期的な略市松模様の領域とを含むテクスチャが着磁された磁性シートを「第1オブジェクト」および/または「第2オブジェクト」としてもよい。
[第7実施形態]
第7実施形態も第2実施形態の原理を応用したものである。第4実施形態と同様、本形態でも、第2実施形態の原理をタッチパネルの入力インタフェースに応用し、電磁石を用いることなく、タッチパネルへの情報入力の際に利用者に凹凸感を提示する。特に本形態では、「第1テクスチャ」のパタンが位置によって異なり、「第2オブジェクト」の「第2面」が接触または近接する「第1テクスチャ」の位置によって異なる凹凸感覚を提示する。
本形態の「力覚提示物」は、タッチパネルの入力面に配置される「第1オブジェクト」と、タッチパネルに対する入力操作を行う「動作主体」に装着、把持、または支持される複数個の「第2オブジェクト」とを有する。「第1オブジェクト」は「第1面」を含み、「第1面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第1テクスチャ」が予め着磁されている。「第1テクスチャ」は、互いに着磁パタンの異なる「第1領域」および「第2領域」を含む。「第1領域」と「第2領域」とは互いに異なる領域である。「第2オブジェクト」は「第2面」を含み、「第2面」にはS極の領域とN極の領域とを含む「第2テクスチャ」が予め着磁されている。
「動作主体」は、「第2オブジェクト」を装着、把持または支持して、入力面に配置された「第1オブジェクト」の「第1領域」または「第2領域」と「第2面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる操作、および/または、「第1面」と「第2面」との間の相対位置関係を変化させる動作を行う。これにより、タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、「動作主体」が「第2オブジェクト」から受けるせん断応力が周期的に変化し、それによって凹凸感覚を知覚する。このせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期および凹凸感覚は、「第1領域」または「第2領域」のいずれが「第2面」に接触または近接しているかによって異なる。すなわち、「第1領域」と「第2面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、当該相対位置関係を変化させる操作、および/または、当該相対位置関係を変化させる動作を行うことによって動作主体が感じる凹凸感覚は、「第2領域」と「第2面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、当該相対位置関係を変化させる操作、および/または、当該相対位置関係を変化させる動作を行うことによって動作主体が感じる凹凸感覚と相違する。言い換えると、「第1領域」と「第2面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、当該相対位置関係を変化させる操作、および/または、当該相対位置関係を変化させる動作を行うことによって動作主体が受けるせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期は、「第2領域」と「第2面」とが互いに接触または近接するようにしたまま、当該相対位置関係を変化させる操作、および/または、当該相対位置関係を変化させる動作を行うことによって動作主体が受けるせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期と相違する。これにより、操作位置によって異なる凹凸感覚を提示できる。
以下、図面を用いて本形態の具体例を説明する。
<スライダー型>
図33A~図33Dに、本形態のスライダー型の「力覚提示物」を例示する。本形態の「力覚提示物」は磁性シート910(第1オブジェクト)と磁性シート920(第2オブジェクト)を有する。
磁性シート910の一方の面911(第1面)には、互いに相違する領域913−1(第1領域)と領域913−2(第2領域)を含むテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。領域913−1には、S極に着磁された帯状の領域911a−1とN極に着磁された帯状の領域911b−1とが交互に周期的に配置されている。この例では、方向D1に延びる帯状の領域911a−1,911b−1が、方向D1と略垂直の方向XAに、交互に繰り返し配置されている。領域913−2には、S極に着磁された帯状の領域911a−2とN極に着磁された帯状の領域911b−2とが交互に周期的に配置されている。この例では、方向D1に延びる帯状の領域911a−2,911b−2が、方向D1と略垂直の方向XAに、交互に繰り返し配置されている。ただし、領域913−1と領域913−2とは互いに着磁パタンが相違する。本形態では、領域913−1に属する領域911a−1および領域911b−1の方向XAの幅と、領域913−2に属する領域911a−2および領域911b−2の方向XAの幅とが互いに相違する。図33Aの例では、領域911a−1および領域911b−1の方向XAの幅はいずれも3mmである。一方、領域911a−2および領域911b−2の方向XAの幅はいずれも6mmである。
磁性シート920の一方の面921(第2面)には、S極の領域921aとN極の領域921bとを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されている。面921にはS極に着磁された帯状の領域921aとN極に着磁された帯状の領域921bとが交互に周期的に配置されている。この例では、方向D2に延びる帯状の領域921a,921bが、方向D2と略垂直の方向XBに交互に繰り返し配置されている。図33Bの例では、領域921aおよび領域921bの方向XAの幅はいずれも6mmである。
なお、磁性シート910(図33A)に着磁された領域913−1と領域913−2との違いは、磁性シート920(図33B)に着磁された領域921a(S極)および領域921b(N極)との関係によっても表現できる。すなわち、領域913−1の領域911b−1(N極)(図33A)に対する領域921a(S極)(図33B)の面積比は、領域913−2の領域911b−2(N極)(図33A)に対する領域921a(S極)の面積比と相違する。同様に、領域913−1の領域911a−1(S極)に対する領域921b(N極)の面積比は、領域913−2の領域911a−2(S極)に対する領域921b(N極)の面積比と相違する。
第6実施形態と同様、電子機器400のタッチパネル401の入力面に磁性シート910が装着される。利用者は、磁性シート920の面922が外方を向き、磁性シート910の面911に磁性シート920の面921が接触するように磁性シート920を配置する。ただし、磁性シート910の領域911a,911bの長手方向D1が磁性シート920の領域921a,921bの長手方向D2に倣う向きに、磁性シート920が磁性シート910に重ねられる。
利用者は指で磁性シート910に重ねられた磁性シート920の面922に接し、面911と面921とを互いに接触または近接させたまま、面911と面921との間の相対位置関係を変化させる操作(スライド操作)を行う。本形態では、領域913−1に属する領域911a−1および領域911b−1の方向XAの幅と、領域913−2に属する領域911a−2および領域911b−2の方向XAの幅とが互いに相違する。そのため、領域913−1と面921とが互いに接触または近接するようにしたまま、当該相対位置関係を変化させる操作を行うことによって利用者が磁性シート920から受けるせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期は(図33C)、領域913−2と面921とが互いに接触または近接するようにしたまま、当該相対位置関係を変化させる操作を行うことによって利用者が磁性シート920から受けるせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期(図33D)と相違する。よって、面921が領域913−1に接触または近接している状態(図33C)と、面921が領域913−2に接触または近接している状態(図33C)とでは、利用者が磁性シート920から感じる凹凸感覚も相違する。
<ダイヤル型>
図34A,図34B,図35A,図35Bに、本形態のダイヤル型の「力覚提示物」を例示する。本形態の「力覚提示物」は磁性シート1010(第1オブジェクト)と磁性シート1020(第2オブジェクト)を有する。
磁性シート1010は略円盤形状である(図34A)。磁性シート1010の一方の面1011(第1面)には、互いに相違する領域1013−1(第1領域)と領域1013−2(第2領域)を含むテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。領域1013−1には、磁性シート1010の中心軸O1の軸周り方向R1に沿って、領域1011a−1と領域1011b−1とが交互に周期的に配置されている。領域1013−2には、磁性シート1010の中心軸O1の軸周り方向R1に沿って、領域1011a−2と領域1011b−2とが交互に周期的に配置されている。ただし、領域1013−1と領域1013−2とは互いに着磁パタンが相違する。本形態では、磁性シート1010の外周のうち、領域1013−1に属する各領域1011a−1および各領域1011b−1に対応する円弧の長さと、領域1013−2に属する各領域1011a−2および各領域1011b−2に対応する円弧の長さとが互いに相違する。図34Aの例では、磁性シート1010の外周のうち、領域1013−1に属する各領域1011a−1および各領域1011b−1に対応する円弧の長さは、いずれも6mmである。一方、磁性シート1010の外周のうち、領域1013−2に属する各領域1011a−2および各領域1011b−2に対応する円弧の長さは、いずれも2mmである。
磁性シート1020は板面が略扇形の板形状である(図34B)。磁性シート1020の一方の面1021(第2面)には、S極の領域1021aとN極の領域1021bとを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されている。面1021には、磁性シート1020の中心軸O2の軸周り方向R2に沿って、領域1021a−1と領域1021b−1とが交互に周期的に配置されている。図34Bの例では、磁性シート1020の円弧状の外周のうち、領域1021aおよび各領域1021bに対応する円弧の長さは、いずれも6mmである。
なお、磁性シート1010(図34A)に着磁された領域1013−1と領域1013−2との違いは、磁性シート1020(図34B)に着磁された領域1021a(S極)および領域1021b(N極)との関係によっても表現できる。すなわち、領域1013−1の領域1011b−1(N極)(図34A)に対する領域1021a(S極)(図34B)の面積比は、領域1013−2の領域1011b−2(N極)(図34A)に対する領域1021a(S極)の面積比と相違する。同様に、領域1013−1の領域1011a−1(S極)に対する領域1021b(N極)の面積比は、領域1013−2の領域1011a−2(S極)に対する領域1021b(N極)の面積比と相違する。
第6実施形態と同様、電子機器400のタッチパネル401の入力面に磁性シート1010が装着される。利用者は、磁性シート1020の面1022が外方を向き、磁性シート1010の面1011に磁性シート1020の面1021が接触するように磁性シート1020を配置する。ただし、中心軸O1と中心軸O2とが重なるか近接するように、磁性シート1010に磁性シート1020が重ねられる(図35Aおよび図35B)。
利用者は指で磁性シート1010に重ねられた磁性シート1020の面1022に接し、面1011と面1021とを互いに接触または近接させたまま、面1011と面1021との間の相対位置関係を変化させる操作(軸周り方向R2への回転操作)を行う。本形態では、領域1013−1に属する各領域1011a−1および各領域1011b−1の円弧の長さと、領域1013−2に属する各領域1011a−2および各領域1011b−2の円弧の長さとが互いに相違する。そのため、領域1013−1と面1021とが互いに接触または近接するようにしたまま、当該相対位置関係を変化させる操作を行うことによって利用者が磁性シート1020から受けるせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期は(図35A)、領域1013−2と面1021とが互いに接触または近接するようにしたまま、当該相対位置関係を変化させる操作を行うことによって利用者が磁性シート1020から受けるせん断応力の最大値および/またはせん断応力の周期(図35B)と相違する。よって、面1021が領域1013−1に接触または近接している状態(図35A)と、面1021が領域1013−2に接触または近接している状態(図35B)とでは、利用者が磁性シート1020から感じる凹凸感覚も相違する。
<本形態の特徴>
本形態では、「第2オブジェクト」が接触または近接する「第1テクスチャ」の位置によって異なる凹凸感覚を提示できる。
[第7実施形態の変形例1]
図36Aに例示するように、磁性シート1110(第1オブジェクト)の面1111(第1面)に、S極に着磁された帯状の領域1111a−1とN極に着磁された帯状の領域1111b−1とが交互に周期的に配置されてもよい。これらの領域1111a−1,1111b−1の幅(方向XAの幅)はすべて同一である。しかし、すべての領域1111a−1,1111b−1の長さ(D1方向の長さ)は同一ではない。このような磁性シート1110の面1111に、磁性シート920(第2オブジェクト)(図33B)の面921(第2面)が接触するように磁性シート920を配置し、利用者が磁性シート1110に重ねられた磁性シート920の面922に接し、面1111と面921とを互いに接触または近接させたまま、面1111と面921との間の相対位置関係を変化させる操作を行ってもよい。このようにしても、磁性シート920(第2オブジェクト)の面921(第2面)が接触または近接する磁性シート1110(第1オブジェクト)の面1111(第1面)の領域1111b−1(N極)(図36A)に対する、面921の領域1021a(S極)(図33B)の面積比(および領域1111a−1(S極)に対する領域1021b(N極)の面積比)を変化させることができる。これにより、「第2オブジェクト」が接触または近接する「第1テクスチャ」の位置によって異なる凹凸感覚を提示できる。
また、図36Bに例示するように、略円盤状の磁性シート1210(第1オブジェクト)の一方の面1211(第1面)に、中心軸O1から外方に向かう方向(放射方向)の長さが不均一なS極の領域1211aとN極の領域1211bとを含むテクスチャ(第1テクスチャ)が設けられもよい。ただし、領域1211aと領域1211bとは、磁性シート1210の中心軸O1の軸周り方向R1に沿って繰り返し配置されている。また、図36Cに例示するように、略円盤状の磁性シート1220(第2オブジェクト)の一方の面1221(第2面)の一部である略扇型の領域のみに、磁性シート1220の中心軸O2の軸周り方向R2に沿って、領域1221aと領域1221bとが繰り返し配置されていてもよい。このような磁性シート1210の面1211に、磁性シート1220(第2オブジェクト)の面1221が接触するように磁性シート1220を配置し、利用者が磁性シート1210に重ねられた磁性シート1220に接し、面1211と面1221とを互いに接触または近接させたまま、面1211と面1221との間の相対位置関係を変化させる操作を行ってもよい。これにより、「第2オブジェクト」のS極およびN極に着磁された領域が接触または近接する「第1テクスチャ」の位置によって異なる凹凸感覚を提示できる。
[第7実施形態の変形例2]
「第1テクスチャ」が「第1領域」および「第2領域」のほかに、さらに着磁パタンの異なる領域を含んでいてもよい。すなわち、「第1テクスチャ」が互いに着磁パタンの異なる3以上の異なる領域を含んでいてもよい。
第6実施形態またはその変形例において、「第1テクスチャ」が互いに着磁パタンの異なる「第1領域」および「第2領域」を含んでいてもよいし、互いに着磁パタンの異なる3以上の異なる領域を含んでいてもよい。
「第1オブジェクト」として用いられる磁性シートのピッチと「第2オブジェクト」として用いられる磁性シートとの間で十分な磁力が及ぶのであれば、これらの2つの磁性シートが非接触な状態でそれらの面(第1面と第2面)の間の相対位置関係を変化させてもよい。S極に着磁された周期的な略市松模様の領域とN極に着磁された周期的な略市松模様の領域とを含むテクスチャが着磁された磁性シートを「第1オブジェクト」および/または「第2オブジェクト」としてもよい。
[第8実施形態]
第6および第7ならびにそれらの変形例において、さらに「第1オブジェクト」に接触または近接した「第1磁石」と、「第2オブジェクト」に接触または近接した「第2磁石」とが設けられてもよい。この場合、「第1磁石」と「第2磁石」とが接近した際、「動作主体」は「第2オブジェクト」から、「第1磁石」と「第2磁石」との間の引力または斥力に基づく力覚を知覚する。
<スライダー型の例>
図37Aに、第6実施形態で説明したスライダー型の磁性シート710(第1オブジェクト)の近傍に磁石1331,1332(第1磁石)を配置した例を示す。図37Bに、磁性シート720−m2(第2オブジェクト)の面721−m2側に磁石1333(第2磁石)を接触させて配置した例を示す。この例の磁石1331,1332,1333は略円盤形状である。磁石1331の一方の面1331aは一方の磁極(S極またはN極)であり、他方の面1331bは他方の磁極(N極またはS極)である。同様に、磁石1332の一方の面1332aは一方の磁極であり、他方の面1332bは他方の磁極である。磁石1333の一方の面1333aは一方の磁極であり、他方の面1333bは他方の磁極である。磁石1331,1332,1333の例は、ネオジム磁石やフェライト磁石などの永久磁石である。
図38に例示するように、磁石1331,1332および磁性シート710は、タッチパネル401の入力面に配置される。この例では、磁性シート710の両端側(方向XAの両端側)に磁石1331,1332がそれぞれ配置される。ただし、磁性シート710の面712および磁石1331,1332の面1331b,1332bの面がタッチパネル401の入力面側に向けて配置される。磁性シート720−m2の面722−m2が外方を向き、磁性シート710の面711に磁性シート720−m2の面721−m2が近接するように磁性シート720−m2を配置する。利用者は磁性シート710に重ねられた磁性シート720−m2の面722−m2に接し、面711と面721−m2とを互いに接触または近接させたまま、面711と面721−m2との間の相対位置関係を変化させる操作(XA方向のスライド操作)を行う。これにより、利用者は前述のような凹凸感覚を知覚する。さらに利用者は、磁石1333と磁石1331との距離に応じ、磁石1333と磁石1331との間の引力または斥力に基づく力覚を知覚する。同様に利用者は、磁石1333と磁石1332との距離に応じ、磁石1333と磁石1332との間の引力または斥力に基づく力覚を知覚する。
<ダイヤル型の例>
図37Cに、第7実施形態で説明したダイヤル型の磁性シート1010(第1オブジェクト)の面1011の外周側の位置に磁石1341,1342(第1磁石)を接触させて配置した例を示す。図37Dに、磁性シート1020(第2オブジェクト)の面1021の外周側の位置に磁石1343(第2磁石)を接触させて配置した例を示す。この例の磁石1341,1342,1343も略円盤形状である。磁石1341の一方の面1341aは一方の磁極(S極またはN極)であり、他方の面1341bは他方の磁極(N極またはS極)である。同様に、磁石1342の一方の面1342aは一方の磁極であり、他方の面1342bは他方の磁極である。磁石1343の一方の面1343aは一方の磁極であり、他方の面1343bは他方の磁極である。磁石1341,1342,1343の例は、ネオジム磁石やフェライト磁石などの永久磁石である。
図38に例示するように、磁性シート1010は、タッチパネル401の入力面に配置される。磁性シート1010の面1012の面がタッチパネル401の入力面側に向けて配置される。磁性シート1020の面1022が外方を向き、磁性シート1010の面1011に磁性シート1020の面1021が近接するように磁性シート1020を配置する。利用者は磁性シート1010に重ねられた磁性シート1020の面1022に接し、面1011と面1021とを互いに接触または近接させたまま、面1011と面1021との間の相対位置関係を変化させる操作(R1方向の回転操作)を行う。これにより、利用者は前述のような凹凸感覚を知覚する。さらに利用者は、磁石1343と磁石1341との距離に応じ、磁石1343と磁石1341との間の引力または斥力に基づく力覚を知覚する。同様に利用者は、磁石1343と磁石1342との距離に応じ、磁石1343と磁石1342との間の引力または斥力に基づく力覚を知覚する。
<本形態の特徴>
本形態では凹凸感覚を提示するとともに、「第1磁石」と「第2磁石」との間の引力または斥力に基づく力覚を提示できる。「第1磁石」と「第2磁石」の磁力の大きさによって力覚の大きさを変えることもできる。以上により、タッチパネル401への情報入力に対して、より多彩な力覚をフィードバックできる。
[第8実施形態]
本形態では、前述した第6から第8実施形態およびそれらの変形例で説明した「第2オブジェクト」を機械的に「第1オブジェクト」に位置決めする。
<スライダー型の例>
図39Aから図39Cに例示するように、「力覚提示物」が、レール状(帯状)の磁性シート1420(第1オブジェクト)と、溝1420aが設けられた磁性シート1420(第2オブジェクト)とを有していてもよい。磁性シート1410の一方の面1411(第1面)には、前述したようなS極の領域とN極の領域とを含むテクスチャ(第1テクスチャ)が着磁されている。磁性シート1420の溝1420aの内部の底面1421(第2面)には、前述したようなS極の領域とN極の領域とを含むテクスチャ(第2テクスチャ)が着磁されている。
図39Cに例示するように、磁性シート1410は、タッチパネル401の入力面に配置される。ただし、磁性シート1410の面1412がタッチパネル401の入力面側に向けて配置される。磁性シート1410の一部は磁性シート1420の溝1420aの内部に配置される。これにより、磁性シート1420の面1422が外方を向き、磁性シート1410の面1411に磁性シート1420の面1421が接触または近接するように磁性シート1420が配置される。利用者は磁性シート1410に重ねられた磁性シート1420の面1422に接し、面1411と面1421とを互いに接触または近接させたまま、面1411と面1421との間の相対位置関係を変化させる操作(XA方向のスライド操作)を行う。この際、磁性シート1420は、磁性シート1420の溝1420aの内壁に支持された状態でXA方向にスライドする。
なお、図39Dに例示するように、直線状の磁性シート1420に代え、湾曲したレール状の磁性シート1420’(第1オブジェクト)が用いられてもよい。
<ダイヤル型の例>
図40Aから図40Fに例示する「力覚提示物」は、略円盤状の磁性シート1510(第1オブジェクト)および磁性シート1520(第2オブジェクト)、円筒状の回転軸を持つ回転支持部1514,1524、ならびに略角柱状の支持部1530を有する。
磁性シート1510の一方の面1511(第1面)には、磁性シート1510の中心軸O1の軸周り方向R1に沿って、S極に着磁された領域とN極に着磁された領域とが交互に周期的に配置されている。また、磁性シート1510の面1511には、回転軸の軸心が中心軸O1と略一致するように回転支持部1514が取り付けられている。回転支持部1514の回転軸の軸心と面1511とは互いに略直交し、回転支持部1514の回転軸は面1511の外方側に突出している(図40A,図40E)。
磁性シート1520の一方の面1521(第2面)には、磁性シート1520の中心軸O2の軸周り方向R2に沿って、S極に着磁された領域とN極に着磁された領域とが交互に周期的に配置されている。また、磁性シート1520には中心軸O2に沿った貫通孔1523が設けられている。さらに、磁性シート1520の他方の面1522の外周側には回転支持部1524が取り付けられている。回転支持部1524の回転軸の軸心と面1522とは互いに略直交し、回転支持部1524の回転軸は面1522の外方側に突出している(図40B,図40C,図40E)。
図40Eおよび図40Fに例示するように、磁性シート1510は、タッチパネル401の入力面に配置される。ただし、磁性シート1510の他方の面1512(面1511の反対側の面)がタッチパネル401の入力面側に向けて配置される。磁性シート1510の面1511側には磁性シート1420の面1521側が配置され、回転支持部1514の回転軸が磁性シート1420の貫通孔1523を貫通している。これにより、磁性シート1420の面1421が磁性シート1410の面1411に接触または近接した状態で、磁性シート1420が磁性シート1410に対してR1方向に回転可能に支持されている。さらに、磁性シート1420の他方の面1522(面1521の反対側の面)側には支持部1530が配置されている。貫通孔1523を貫通した回転支持部1514の回転軸の先端は、支持部1530の中央付近の孔に挿入され、支持部1530を回転可能に支持している。さらに、回転支持部1524の先端は、支持部1530の端部付近の孔に挿入され、支持部1530を回転可能に支持している。利用者は支持部1530に接し、支持部1530を中心軸O1,O2回り方向R1,R2に回転させる。これにより、面1511と面1521との間の相対位置関係が変化する。
<本形態の特徴>
本形態では「第2オブジェクト」を機械的に「第1オブジェクト」に位置決めするため、操作性が向上する。
[第9実施形態]
本形態では、前述した第6から第8実施形態およびそれらの変形例で説明した「第2オブジェクト」を磁力を利用して「第1オブジェクト」に位置決めする。
スライダー型の場合、「第1テクスチャ」は、「第1面」に含まれた特定の「第1線」に沿ってS極の領域とN極の領域とが繰り返し配置された「第1繰り返し領域」と、「第1線」に沿った(略平行な)互いに隣り合うS極の帯状領域とN極の帯状領域とを含む「第1支持領域」と、を含む。「第2テクスチャ」は、「第2面」に含まれた特定の「第2線」に沿ってS極の領域とN極の領域とが繰り返し配置された「第2繰り返し領域」と、「第2線」に沿った互いに隣り合うN極の帯状領域とS極の帯状領域とを含む「第2支持領域」と、を含む。「第1線」および「第2線」は直線であってもよいし曲線であってもよい。ただし、「第2線」は「第1線」に沿った形状を持つ。例えば、「第1線」が略直線である場合には「第2線」も略直線であることが望ましい。「第1線」が曲線である場合には「第2線」は「第1線」と曲率半径が略同一の曲線であることが望ましい。「第2オブジェクト」は、「第1支持領域」と「第2支持領域」との間の磁気吸引力によって「第1オブジェクト」に支持されたまま、「第1線」に沿って「第1オブジェクト」に対する相対位置関係を変化させることができる。
ダイヤル型の場合、「第1テクスチャ」は、「第1面」と略垂直な「第1軸」の軸周り方向に沿ってS極の領域とN極の領域とが繰り返し配置された「第1繰り返し領域」と、「第1軸」を中心とした互いに隣り合うS極の環状領域とN極の環状領域とを含む「第1支持領域」と、を含む。「第2テクスチャ」は、「第2面」と略垂直な「第2軸」の軸周り方向に沿ってS極の領域とN極の領域とが繰り返し配置された「第2繰り返し領域」と、「第2軸」を中心とした互いに隣り合うN極の環状領域とS極の環状領域とを含む「第2支持領域」と、を含む。「第2オブジェクト」は、「第1支持領域」と「第2支持領域」との間の磁気吸引力によって「第1オブジェクト」に支持されたまま、「第1オブジェクト」に対して「第1軸」を中心とした回転が可能である。
以下、図面を用いて本形態の構成を例示する。
<スライダー型の例>
図41Aに例示するように、磁性シート1610の一方の面1611(第1面)にはテクスチャ(第1テクスチャ)が予め着磁されている。このテクスチャは、方向XAに沿った繰り返し領域1610A,1610B(第1繰り返し領域)および支持領域1610C(第1支持領域)を有する。繰り返し領域1610Aでは、面1611に含まれた特定の直線LA(第1線)に沿ってS極の領域1611AaとN極の領域1611Abとが繰り返し交互に配置されている。繰り返し領域1610Bでは、直線LAに沿ってS極の領域1611BaとN極の領域1611Bbとが繰り返し交互に配置されている。直線LAは方向XAに沿った直線である。支持領域1610Cは、直線LAに沿った互いに隣り合うS極の帯状領域1610CaとN極の帯状領域1610Cbとを含む。帯状領域1610Caと帯状領域1610Cbの総数は2以上であればよく、3以上であることがより望ましい。
図41Bに例示するように、磁性シート1620の一方の面1621(第2面)にはテクスチャ(第2テクスチャ)が予め着磁されている。このテクスチャは、方向XBに沿った繰り返し領域1620A,1620B(第2繰り返し領域)および支持領域1620C(第2支持領域)を有する。繰り返し領域1620Aでは、面1621に含まれた特定の直線LB(第2線)に沿ってS極の領域1621AaとN極の領域1621Abとが繰り返し交互に配置されている。繰り返し領域1620Bでは、直線LBに沿ってS極の領域1621BaとN極の領域1621Bbとが繰り返し交互に配置されている。直線LBは方向XBに沿った直線である。支持領域1620Cは、直線LBに沿った互いに隣り合うS極の帯状領域1620CaとN極の帯状領域1620Cbとを含む。帯状領域1610Caと帯状領域1610Cbの総数は2以上であればよく、3以上であることがより望ましい。支持領域1610Cを支持領域1620Cに対向させた際、帯状領域1610Ca(S極)が帯状領域1620Cb(N極)に対向し、帯状領域1610Cb(N極)が帯状領域1620Ca(S極)に対向するように構成されることが望ましい。
磁性シート1610は、タッチパネル401の入力面に配置される。この際、磁性シート1610の面1611が外方を向くように配置される。さらに、磁性シート1620の面1622が外方を向き、磁性シート1610の面1611に磁性シート1620の面1621が接触または近接するように磁性シート1620が配置される。磁性シート1610,1620は、繰り返し領域1610A,1610Bおよび支持領域1610Cが、それぞれ、繰り返し領域1620A,1620Bおよび支持領域1620Cに対向するように配置される。この際、前述の直線LA(第1線)と直線LB(第2線)とが一致または近似するように磁性シート1610,1620が配置される。これにより、スライド操作入力が可能になる。利用者は磁性シート1610に重ねられた磁性シート1620の面1622に接し、面1611と面1621とを互いに接触または近接させたまま、面1611と面1621との間の相対位置関係を変化させる操作(XA方向のスライド操作)を行う。ここで、支持領域1610Cの帯状領域1610Cbから帯状領域1610Caへ向かう方向の磁界と、支持領域1620Cの帯状領域1620Cbから帯状領域1620Caへ向かう方向の磁界とにより、支持領域1610Cと支持領域1620Cとの間に磁気吸引力が生じる(図41C)。これにより、磁性シート1620は、支持領域1610Cと支持領域1620Cとの間の磁気吸引力によって磁性シート1610に支持されたまま、直線LAに沿って磁性シート1610に対する相対位置関係を変化させることができる(図41C)。支持領域1610Cと支持領域1620Cとの間の磁気吸引力は、繰り返し領域1610A,1610B,1620A,1620Bに基づいて提示される凹凸感覚にほとんど影響を与えない。
<ダイヤル型の例>
図42Aに例示するように、磁性シート1710の一方の面1711(第1面)にはテクスチャ(第1テクスチャ)が予め着磁されている。このテクスチャは、面1711と略垂直な中心軸O1(第1軸)およびその周囲の支持領域1710C(第1支持領域)および、支持領域1710Cの周囲の繰り返し領域1710A(第1繰り返し領域)を有する。支持領域1710Cは、中心軸O1を中心とした略円によって囲まれた領域であり、中心軸O1を中心とした互いに隣り合うS極の環状領域1711CaとN極の環状領域1711Cbとを含む。環状領域1711Ca,1711Cbの総数は2以上であればよく、3以上であることがより望ましい。繰り返し領域1710Aでは、中心軸O1の軸周り方向R1に沿ってS極の領域1711AaとN極の領域1711Abとが繰り返し交互に配置されている。
図42Bに例示するように、磁性シート1720の一方の面1721(第2面)にはテクスチャ(第2テクスチャ)が予め着磁されている。このテクスチャは、面1721と略垂直な中心軸O2(第2軸)およびその周囲の支持領域1720C(第2支持領域)および、支持領域1720Cの周囲の繰り返し領域1720A(第2繰り返し領域)を有する。支持領域1720Cは、中心軸O2を中心とした略円によって囲まれた領域であり、中心軸O2を中心とした互いに隣り合うS極の環状領域1721CaとN極の環状領域1721Cbとを含む。支持領域1710Cを支持領域1720Cに対向させた際、帯状領域1710Ca(S極)が帯状領域1720Cb(N極)に対向し、帯状領域1710Cb(N極)が帯状領域1720Ca(S極)に対向するように構成されている。環状領域1721Ca,1721Cbの総数は2以上であればよく、3以上であることがより望ましい。
磁性シート1710は、タッチパネル401の入力面に配置される。この際、磁性シート1710の面1711が外方を向くように配置される。さらに、磁性シート1720の面1722(面1721の反対側の面)が外方を向き、磁性シート1710の面1711に磁性シート1720の面1721が接触または近接するように磁性シート1720が配置される。磁性シート1710,1720は、繰り返し領域1710Aおよび支持領域1710Cが、それぞれ、繰り返し領域1720Aおよび支持領域1720Cに対向するように配置される。この際、前述の中心軸O1(第1軸)と中心軸O2(第2軸)とが一致または近似するように磁性シート1710,1720が配置される。これにより、回転操作入力が可能になる。利用者は磁性シート1710に重ねられた磁性シート1720の面1722に接し、面1711と面1721とを互いに接触または近接させたまま、面1711と面1721との間の相対位置関係を変化させる操作(中心軸O1,O2を中心とした回転操作)を行う。磁性シート1720は、支持領域1710Cと支持領域1720Cとの間の磁気吸引力によって磁性シート1710に支持されたまま、磁性シート1710に対して中心軸O1,O2を中心とした回転が可能である。支持領域1710Cと支持領域1720Cとの間の磁気吸引力は、繰り返し領域1710A,1720Aに基づいて提示される凹凸感覚にほとんど影響を与えない。
<本形態の特徴>
本形態では「第2オブジェクト」を磁力を用いて「第1オブジェクト」に位置決めするため、操作性が向上する。なお、「第1繰り返し領域」および「第2繰り返し領域」のS極とN極の着磁パタンは本形態で例示したものに限定されず、前述した周期的な略市松模様の着磁パタンであってもよいし、位置によって着磁パタンが変化するものであってもよい。
[その他の変形例等]
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、第6実施形態でダイヤル型の「力覚提示物」を例示した際に示したように、所定の径を持つ磁石によって正確な扇形の領域を着磁することは困難である。しかし、1つの領域を着磁するたびに着磁用の磁石の磁極を反転させ、S極の領域の着磁とN極の領域の着磁を交互に着磁することで、ある程度理想的な扇形の領域を着磁できる。例えば、図43Aに例示するように、円盤状の磁性シート1810の面1811に、中心軸Oを通る1本の帯状のS極の領域1811aの着磁と、中心軸Oを通る1本の帯状のN極の領域1811aの着磁とを交互に繰り返すことで、ある程度理想的な扇形の領域を着磁できる。この場合であっても、最後に着磁される領域Z1は帯状となる。同様に、図43Bに例示するように、円盤状の磁性シート1820の面1821に、中心軸Oからずれた位置(例えば1mmずれた位置)を通る1本の帯状のS極の領域1821aの着磁と、当該位置を通る1本の帯状のN極の領域1821aの着磁とを交互に繰り返すことで、ある程度理想的な扇形の領域を着磁できる。この場合であっても、最後に着磁される領域Z2は帯状となる。
なお、これまでの説明では磁気シートの面の領域について隙間なく所望の磁極に着磁されている例を説明したが、着磁された領域に対して着磁されていない(できない)領域が面積比にして十分に小さく無視できる程度であれば、領域の一部(領域の端部など)に所望の磁極に着磁されていない部分領域(隙間)があってもよく、この場合でも所望の凹凸感覚を提示することはできる。例えば、図31Bは所望の磁極に着磁されない隙間が無くなるように着磁した円盤状の磁気シートを用いる場合の例であるが、図31Bの右図の磁気シート820−3に代えて図43Cのように外周側の辺縁部に所望の磁極に着磁されない隙間が形成された磁気シート820−3を用いても、所望の凹凸感覚を提示することはできる。例えば、図43Cの磁性シート820−3の外周部分における領域821a−3と領域821b−3との境界部分の隙間は、所定の径の磁極を持つ磁石によって円盤状の磁性シートの面に中心軸から放射状に、磁性シートの面から磁石の磁極がはみ出さないように、磁性シートの面と磁石の磁極の相対位置を変化させて着磁する場合などに形成されるものであるが、このような隙間があっても所望の凹凸感覚を提示することはできる。また、例えば、図43Cの磁性シート820−3の外周部分における領域821a−3内の隙間や領域821b−3内の隙間は、1つの領域の外周部分の長さよりも径が小さい磁極を持つ磁石によって、円盤状の磁性シートの面に中心軸から放射状に、磁性シートの面から磁石の磁極がはみ出さないように、磁性シートの面と磁石の磁極の相対位置を変化させて、複数の帯状に着磁する場合などに形成されるものであるが、このような隙間があっても所望の凹凸感覚を提示することはできる。ただし、図43Cのような外周部分の隙間は、外周部分に沿って磁性シートの面と磁石の磁極の相対位置を変化させながら着磁するなどの工夫をすれば、形成されない。
また、「第1オブジェクト」「第2オブジェクト」「ベースオブジェクト」「第1接触オブジェクト」「第2接触オブジェクト」などが磁性シート以外の磁性体から構成されてもよい。「第1オブジェクト」「第2オブジェクト」「ベースオブジェクト」「第1接触オブジェクト」「第2接触オブジェクト」などが電磁石であってもよい。また、上記の実施形態では、ストライプテクスチャおよび/またはチェッカーテクスチャが磁性体に着磁される例を示したが、上述した原理によって凹凸感を提示できるのであれば、その他のパタンのテクスチャが磁性体に着磁されてもよい。また、第1実施形態では、カッティングプロッタのカッター部品を着磁用部品に置き換え、このカッティングプロッタを駆動させることで磁性シートに着磁した。しかし、カッティングプロッタに代え、ペンプリンタ等のように平面方向にヘッドを移動させることが可能な他の装置を用いてもよい。すなわち、このような装置のヘッドに装着されるペン等の部品を着磁用部品に置き換え、この装置を駆動させることで磁性シートに着磁してもよい。
また、「第2オブジェクト」の「第2面」と反対側の面に導電性の部材が設けられていてもよい。例えば、図30Bに例示した磁性シート720−m2の面722−m2側や、図31Bに例示した磁性シート820−m2の面822−m2側に導電性の膜が設けられてもよい。これにより、「第2オブジェクト」がタッチパネル401の静電容量センサで検出されやすくなる。
また、図40Aから図40Fに例示した「力覚提示物」において、回転支持部1514,1524および支持部1530を導電性部材で構成してもよいし、表面に導電性部材を設けてこれらを互いに電気的に接続してもよい。この場合、利用者が支持部1530の外部に接し、支持部1530を中心軸O1,O2回り方向R1,R2に回転させると、2つ導電体(回転支持部1514,1524)を繋ぐ導電体を利用者が操作することになる。このような回転支持部1514,1524の動きがタッチパネル401に入力されると、電子機器400に回転(「rotate」)コマンドが入力されたと認識させることができる。
1 着磁装置
11 着磁用部品
210,220,230,240,250,260,410~1710,720~1720 磁性シート
310,310’ ベースオブジェクト
341,342 シート
401 タッチパネル
420 手袋
430 タッチペン
500 マウス
600 床
640 靴
650 白杖
11 着磁用部品
210,220,230,240,250,260,410~1710,720~1720 磁性シート
310,310’ ベースオブジェクト
341,342 シート
401 タッチパネル
420 手袋
430 タッチペン
500 マウス
600 床
640 靴
650 白杖
Claims (14)
- 第1面を含み、前記第1面にはS極の領域とN極の領域とを含む第1テクスチャが予め着磁されており、タッチパネルの入力面に配置される第1オブジェクトと、
第2面を含み、前記第2面にはS極の領域とN極の領域とを含む第2テクスチャが予め着磁されており、前記タッチパネルに対する入力操作を行う動作主体に装着、把持、または支持される第2オブジェクトと、
を有する力覚提示物。 - 請求項1の力覚提示物であって、
前記入力面に前記第1オブジェクトが配置された前記タッチパネルに対する入力操作を行う動作主体によって、前記第2オブジェクトを装着、把持または支持して、前記第1面と前記第2面とが互いに接触または近接するようにしたまま、前記第1面と前記第2面との間の相対位置関係を変化させる操作、および/または、前記第1面と前記第2面との間の相対位置関係を変化させる動作が行われることにより、前記タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、前記動作主体が凹凸感覚を感じるようにされた、および/または、前記動作主体が前記第2オブジェクトから受けるせん断応力が周期的に変化するようにされた、力覚提示物。 - 第1面を含み、前記第1面にはS極の領域とN極の領域とを含む第1テクスチャが予め着磁されており、タッチパネルの入力面に配置される第1オブジェクトと、
第2面を含み、前記第2面にはS極の領域とN極の領域とを含む第2テクスチャが予め着磁されており、前記タッチパネルに対する入力操作を行う動作主体に装着、把持、または支持される複数個の第2オブジェクトと、を有し、
前記第2オブジェクトごとに、前記第2テクスチャの着磁パタンが相違し、
前記入力面に前記第1オブジェクトが配置された前記タッチパネルに対する入力操作を行う動作主体によって、複数個の前記第2オブジェクトから選択された選択オブジェクトを装着、把持または支持して、前記第1面と前記選択オブジェクトの前記第2面とが互いに接触または近接するようにしたまま、前記第1面と前記選択オブジェクトの前記第2面との間の相対位置関係を変化させる操作、および/または、前記第1面と前記選択オブジェクトの前記第2面との間の相対位置関係を変化させる動作が行われることにより、前記タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、前記動作主体が凹凸感覚を感じるようにされ、および/または、前記動作主体が前記選択オブジェクトから受けるせん断応力が周期的に変化するようにされており、
前記凹凸感覚は前記選択オブジェクトごとに異なり、および/または、前記せん断応力の最大値および/または前記せん断応力の周期は前記選択オブジェクトごとに異なる力覚提示物。 - 第1面を含み、前記第1面にはS極の領域とN極の領域とを含む第1テクスチャが予め着磁されており、タッチパネルの入力面に配置される複数個の第1オブジェクトと、
第2面を含み、前記第2面にはS極の領域とN極の領域とを含む第2テクスチャが予め着磁されており、前記タッチパネルに対する入力操作を行う動作主体に装着、把持、または支持される第2オブジェクトと、を有し、
前記第1オブジェクトごとに、前記第1テクスチャの着磁パタンが相違し、 前記入力面に複数個の前記第1オブジェクトから選択された選択オブジェクトが配置された前記タッチパネルに対する入力操作を行う動作主体によって、前記第2オブジェクトを装着、把持または支持して、前記選択オブジェクトの前記第1面と前記第2面とが互いに接触または近接するようにしたまま、前記選択オブジェクトの前記第1面と前記第2面との間の相対位置関係を変化させる操作、および/または、前記選択オブジェクトの前記第1面と前記第2面との間の相対位置関係を変化させる動作が行われることにより、前記タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、前記動作主体が凹凸感覚を感じるようにされ、および/または、前記動作主体が前記第2オブジェクトから受けるせん断応力が周期的に変化するようにされており、
前記凹凸感覚は前記選択オブジェクトごとに異なる、および/または、前記せん断応力の最大値および/または前記せん断応力の周期は前記選択オブジェクトごとに異なる、力覚提示物。 - 第1面を含み、前記第1面にはS極の領域とN極の領域とを含む第1テクスチャが予め着磁されており、タッチパネルの入力面に配置される複数個の第1オブジェクトと、
第2面を含み、前記第2面にはS極の領域とN極の領域とを含む第2テクスチャが予め着磁されており、前記タッチパネルに対する入力操作を行う動作主体に装着、把持、または支持される複数個の第2オブジェクトと、を有し、
前記第1オブジェクトごとに、前記第1テクスチャの着磁パタンが相違し、
前記第2オブジェクトごとに、前記第2テクスチャの着磁パタンが相違し、
前記入力面に複数個の前記第1オブジェクトから選択された第1選択オブジェクトが配置された前記タッチパネルに対する入力操作を行う動作主体によって、複数個の前記第2オブジェクトから選択された第2選択オブジェクトを装着、把持または支持して、前記第1選択オブジェクトの前記第1面と前記第2選択オブジェクトの前記第2面とが互いに接触または近接するようにしたまま、前記第1選択オブジェクトの前記第1面と前記第2選択オブジェクトの前記第2面との間の相対位置関係を変化させる操作、および/または、前記第1選択オブジェクトの前記第1面と前記第2選択オブジェクトの前記第2面との間の相対位置関係を変化させる動作が行われることにより、前記タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、前記動作主体が凹凸感覚を感じるようにされ、および/または、前記動作主体が前記第2選択オブジェクトから受けるせん断応力が周期的に変化するようにされており、
前記凹凸感覚は前記第1選択オブジェクトと前記第2選択オブジェクトとの組み合わせごとに異なる、および/または、前記せん断応力の最大値および/または前記せん断応力の周期は前記第1選択オブジェクトと前記第2選択オブジェクトとの組み合わせごとに異なる、力覚提示物。 - 請求項1から5のいずれかの力覚提示物であって、
前記第1テクスチャは、互いに着磁パタンの異なる第1領域および第2領域を含み、
前記入力面に前記第1オブジェクトが配置された前記タッチパネルに対する入力操作を行う動作主体によって、前記第2オブジェクトを装着、把持または支持して、前記第1領域または前記第2領域と前記第2面とが互いに接触または近接するようにしたまま、前記第1面と前記第2面との間の相対位置関係を変化させる操作、および/または、前記第1面と前記第2面との間の相対位置関係を変化させる動作が行われることにより、前記タッチパネルに対する入力操作が行われるとともに、前記動作主体が凹凸感覚を感じるようにされ、および/または、前記動作主体が前記第2オブジェクトから受けるせん断応力が周期的に変化するようにされており、
前記第1領域と前記第2面とが互いに接触または近接するようにしたまま、前記相対位置関係を変化させる操作、および/または、前記相対位置関係を変化させる動作が行われることによって前記動作主体が感じる前記凹凸感覚は、
前記第2領域と前記第2面とが互いに接触または近接するようにしたまま、前記相対位置関係を変化させる操作、および/または、前記相対位置関係を変化させる動作が行われることによって前記動作主体が感じる前記凹凸感覚と相違し、および/または、
前記第1領域と前記第2面とが互いに接触または近接するようにしたまま、前記相対位置関係を変化させる操作、および/または、前記相対位置関係を変化させる動作が行われることによって前記動作主体が受ける前記せん断応力の最大値および/または前記せん断応力の周期は、
前記第2領域と前記第2面とが互いに接触または近接するようにしたまま、前記相対位置関係を変化させる操作、および/または、前記相対位置関係を変化させる動作が行われることによって前記動作主体が受ける前記せん断応力の最大値および/または前記せん断応力の周期と相違する、力覚提示物。 - 請求項1から6のいずれかの力覚提示物であって、
前記第1オブジェクトに接触または近接した第1磁石と、
前記第2オブジェクトに接触または近接した第2磁石と、を有し、
前記第1磁石と前記第2磁石とが接近した際、前記動作主体が前記第2オブジェクトから、前記第1磁石と前記第2磁石との間の引力または斥力に基づく力覚を知覚する、力覚提示物。 - 請求項1から7のいずれかの力覚提示物であって、
前記タッチパネル上のスライド操作入力と力覚提示とを行うためのものであり、
前記第1オブジェクトは、一方の板面を前記タッチパネルの入力面側に向けて配置される磁気シートであり、
前記第1面は、前記磁気シートの他方の板面であり、
前記第1テクスチャは、前記第1面に含まれた特定の第1線に沿ってS極の領域とN極の領域とが繰り返し配置された第1繰り返し領域を含み、
前記第2オブジェクトは、一方の板面である前記第2面を前記第1オブジェクトの第1面側に向けて配置される磁気シートを含むものであり、
前記第2テクスチャは、前記第2面に含まれた特定の第2線に沿ってS極の領域とN極の領域とが繰り返し配置された第2繰り返し領域とを含み、
前記第1オブジェクトを前記タッチパネル上に配置し、前記第2オブジェクトを、前記第1オブジェクト上に、前記第1オブジェクトの前記第1線と前記第2オブジェクトの前記第2線とが一致または近似するように配置することにより前記スライド操作入力を可能とする力覚提示物。 - 請求項1から7のいずれかの力覚提示物であって、
前記タッチパネル上の回転操作入力と力覚提示とを行うためのものであり、
前記第1オブジェクトは、一方の板面を前記タッチパネルの入力面側に向けて配置される磁気シートであり、
前記第1面は、前記磁気シートの他方の板面であり、
前記第1テクスチャは、前記第1面と略垂直な第1軸の軸周り方向に沿ってS極の領域とN極の領域とが繰り返し配置された第1繰り返し領域とを含み、
前記第2オブジェクトは、一方の板面である前記第2面を前記第1オブジェクトの第1面側に向けて配置される磁気シートを含むものであり、
前記第2テクスチャは、前記第2面と略垂直な第2軸の軸周り方向に沿ってS極の領域とN極の領域とが繰り返し配置された第2繰り返し領域を含み、
前記第1オブジェクトを前記タッチパネル上に配置し、前記第2オブジェクトを、前記第1オブジェクト上に、前記第1オブジェクトの前記第1軸と前記第2オブジェクトの前記第2軸とが一致または近似するように配置することにより前記回転操作入力を可能とする力覚提示物。 - 請求項1から7のいずれかの力覚提示物であって、
前記第1テクスチャは、前記第1面に含まれた特定の第1線に沿ってS極の領域とN極の領域とが繰り返し配置された第1繰り返し領域と、前記第1線に沿った互いに隣り合うS極の帯状領域とN極の帯状領域とを含む第1支持領域と、を含み、
前記第2テクスチャは、前記第2面に含まれた特定の第2線に沿ってS極の領域とN極の領域とが繰り返し配置された第2繰り返し領域と、前記第2線に沿った互いに隣り合うN極の帯状領域とS極の帯状領域とを含む第2支持領域と、を含み、
前記第2線は前記第1線に沿った形状を持ち、
前記第2オブジェクトは、前記第1支持領域と前記第2支持領域との間の磁気吸引力によって前記第1オブジェクトに支持されたまま、前記第1線に沿って前記第1オブジェクトに対する相対位置関係を変化させることができる、力覚提示物。 - 請求項1から7のいずれかの力覚提示物であって、
前記第1テクスチャは、前記第1面と略垂直な第1軸の軸周り方向に沿ってS極の領域とN極の領域とが繰り返し配置された第1繰り返し領域と、前記第1軸を中心とした互いに隣り合うS極の環状領域とN極の環状領域とを含む第1支持領域と、を含み、
前記第2テクスチャは、前記第2面と略垂直な第2軸の軸周り方向に沿ってS極の領域とN極の領域とが繰り返し配置された第2繰り返し領域と、前記第2軸を中心とした互いに隣り合うN極の環状領域とS極の環状領域とを含む第2支持領域と、を含み、
前記第2オブジェクトは、前記第1支持領域と前記第2支持領域との間の磁気吸引力によって前記第1オブジェクトに支持されたまま、前記第1オブジェクトに対して前記第1軸を中心とした回転が可能である、力覚提示物。 - 請求項1から11のいずれかの力覚提示物であって、
前記第1オブジェクトは、一方の板面を前記タッチパネルの入力面側に向けて配置される磁気シートであり、
前記第1面は、前記磁気シートの他方の板面である、力覚提示物。 - 第1面を含み、前記第1面にはS極の領域とN極の領域とを含む第1テクスチャが予め着磁されている第1オブジェクトと、
第2面を含み、前記第2面にはS極の領域とN極の領域とを含む第2テクスチャが予め着磁されており、動作主体に把持される入力装置に装着または設けられる第2オブジェクトと、
を有する力覚提示物。 - 請求項13の力覚提示物であって、
前記第2オブジェクトが装着または設けられた前記入力装置を操作する動作主体によって、前記第1面と前記第2面とが互いに接触または近接するようにしたまま、前記第1面と前記第2面との間の相対位置関係を変化させる操作、および/または、前記第1面と前記第2面との間の相対位置関係を変化させる動作が行われることにより、前記入力装置に対する入力操作が行われるとともに、前記動作主体が凹凸感覚を感じるようにされ、および/または、前記動作主体が前記入力装置から受けるせん断応力が周期的に変化するようにされた力覚提示物。
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
US11327594B2 (en) * | 2017-03-03 | 2022-05-10 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Force sense presenting object and force sense presenting method |
WO2024028998A1 (ja) * | 2022-08-03 | 2024-02-08 | 三菱電機株式会社 | 触覚提示装置 |
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---|---|---|---|---|
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001187155A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Tokin Corp | トルマリンを含む磁気治療シート |
JP2002041208A (ja) * | 2000-07-27 | 2002-02-08 | Japan Science & Technology Corp | 皮膚感覚提示装置 |
JP2008146649A (ja) * | 2006-12-05 | 2008-06-26 | Korea Electronics Telecommun | 視触感ディスプレイ装置 |
JP2016184391A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | Nltテクノロジー株式会社 | 触覚提示装置及び電子機器並びに触覚提示装置の駆動方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000089895A (ja) * | 1998-09-12 | 2000-03-31 | Fuji Xerox Co Ltd | 触力覚呈示装置 |
JP2000207114A (ja) * | 1999-01-08 | 2000-07-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 力覚提示方法及び力覚ペンタブレット |
JP2001034389A (ja) * | 1999-07-21 | 2001-02-09 | Sony Corp | 電子装置および変位方法 |
US7737945B2 (en) * | 2006-07-28 | 2010-06-15 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | Pointing device with moveable magnetic disc and method |
JP2008293405A (ja) * | 2007-05-28 | 2008-12-04 | Fuji Xerox Co Ltd | データ入力システム |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001187155A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Tokin Corp | トルマリンを含む磁気治療シート |
JP2002041208A (ja) * | 2000-07-27 | 2002-02-08 | Japan Science & Technology Corp | 皮膚感覚提示装置 |
JP2008146649A (ja) * | 2006-12-05 | 2008-06-26 | Korea Electronics Telecommun | 視触感ディスプレイ装置 |
JP2016184391A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | Nltテクノロジー株式会社 | 触覚提示装置及び電子機器並びに触覚提示装置の駆動方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11327594B2 (en) * | 2017-03-03 | 2022-05-10 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Force sense presenting object and force sense presenting method |
WO2024028998A1 (ja) * | 2022-08-03 | 2024-02-08 | 三菱電機株式会社 | 触覚提示装置 |
WO2024201712A1 (ja) * | 2023-03-28 | 2024-10-03 | 日本電信電話株式会社 | タッチスクリーン用入力システム |
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