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JP6487781B2 - 操作装置及びそれを有する撮像装置及び携帯情報端末 - Google Patents

操作装置及びそれを有する撮像装置及び携帯情報端末 Download PDF

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Description

本発明は、操作装置に関し、特にタッチ検出を備えた操作装置及びそれを有する撮像装置及び携帯情報端末に関するものである。
従来、液晶パネル等のディスプレイ上に、いわゆるタッチパネルが配置された情報表示・入力装置では、ディスプレイ画面上に例えば仮想ボタンの画像等が表示されている。その状態で、仮想キーの表示位置に対応したタッチパネルエリア上を、ユーザが指先やスタイラスペンのペン先などで触れることにより、その仮想ボタンに割り当てられている情報を入力もしくは選択するようなことが可能となされている。このようなタッチパネルの表面形状は、ほぼ平坦であり、ユーザ入力については視覚的誘導に依拠しているため、近接するボタンを手触りで区別できず、正確にデータを入力することが本質的に難しい。そこで、触覚的誘導を提供可能なユーザインターフェースが提案されている。
例えば、特許文献1では表面層の下の空洞部を拡張させることにより表面の特定領域を変形させ、触覚的誘導をユーザに与えることを可能としているユーザインターフェースが開示されている。
特表2011−508935号公報
しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、ユーザが指先やスタイラスペンのペン先などで、タッチパネルエリア上をなぞる操作(スライド操作)を行うことが考慮されていない。具体的には、スライド操作を行う際に表面の特定領域が変形していると、快適なスライド操作を行うことができない。
発明の目的は、例えば、スライド操作の操作性の点で有利な操作装置提供することである。
上記目的を達成するために、本発明の操作装置は、触覚が可変な触覚可変部を有し、操作の入力が行われる表面と、前記表面のスライド操作の入力を検出する検出手段と前記触覚可変部の触覚が、前記触覚可変部以外表面の領域の触覚である第1触覚および前記第1触覚異なる第2触覚のうちのいずれかるように、前記触覚可変部を制御する制御手段と、を有する操作装置であって、前記制御手段は、前記検出手段によって前記入力が検出された場合、前記入力を検出された前記スライド操作が前記触覚可変部に到達する前に前記触覚可変部触覚が前記第1触覚るように、前記触覚可変部を制御することを特徴とする。
本発明によれば、例えば、スライド操作の操作性の点で有利な操作装置提供することができる。
実施例1における操作装置の構成図。 実施例1における各ボタンの触覚UIの断面構成図。 実施例1におけるユーザ入力と検出閾値との関係を示す図。 実施例1における入力検出処理の流れを示すフローチャート。 実施例1におけるユーザ入力と触覚UIの動作を示すフローチャート。 実施例1におけるユーザ入力と触覚UIの動作を示す図。
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
以下、図1〜6を参照して、本発明の第1の実施例による、操作装置(ユーザインターフェース装置)について説明する。本実施例では、ユーザインターフェース装置の一例としてデジタルカメラの画像表示機能のユーザインターフェースを例にとって説明する。
図1(a)には、本発明の第1の実施例であるユーザインターフェース装置の構成を示している。
本実施例のユーザインターフェース装置は、デジタルカメラ(撮像装置)1に備えられ、さらに、該デジタルカメラ1の画像表示機能におけるユーザインターフェースを示している。
デジタルカメラ1は、ディスプレイ画面10を有しており、該ディスプレイ画面10には、画像表示領域11と、削除ボタン12と、保護ボタン13と、送信ボタン14が構成される。ディスプレイ画面10は、通常平坦な面をしているが、ユーザに触覚的誘導を与えるために、平坦面の特定領域を凸形状に変形することが可能なディスプレイ(以下、触覚UIとも記載する)である。本実施例の画像表示機能時は、各ボタン(複数の領域から構成される一部の領域、)に対して、触覚UIにより表面を凸形状に変形させる。
画像表示領域11は、画像表示機能において画像を表示する領域である。また、画像表示領域11は、選択された場所を拡大するタッチ操作及び、表示する画像を変更するスライド操作の入力を受け付けることができる。なお、本明細書中でスライド操作とは、指やタッチペンなどでのタッチ操作によって触覚UIでの接触の検出が途切れることなく、かつ、接触を検出している位置が連続的に変化している場合に、スライド操作がなされているものとする。より具体的には、例えば、指やタッチペンなどで触覚UIの表面に触れて表面を摺動して移動する状態をスライド操作とする。厳密には、以下の実施例で例示するように、表面に触れなくても触覚UIの表面近傍に指やタッチペンがあることで検出可能である場合もある。従って上述の通り、触覚の検知手段(触覚UI)が検出した状態で、その検出が途切れることなく、その検出位置が連続的に変化している場合をスライド操作があったものとする。
削除ボタン12は、例えばごみ箱のアイコンが表示されており、選択されている画像を削除する操作を受けつける入力部である。保護ボタン13は、たとえば錠のアイコンが表示されており、選択されている画像を保護する操作を受けつける入力部である。送信ボタン14は、たとえば手紙のアイコンが表示されており、選択されている画像を所定の通信を用いて外部に送信する操作を受けつける入力部である。さらに、デジタルカメラ1は、各ボタンに接続されるポンプ部15が構成され、触覚UIにより表面を凸形状に変形させることができる。
また、デジタルカメラ1は、画像表示機能に加え、画像撮影機能や設定変更機能など、様々な機能を有しており、ディスプレイ画面10は、その機能に従って、様々な表示または入力検出、および触覚UIによる凸形状への変形操作を行う。たとえば図1(b)に示す画像撮影機能におけるユーザインターフェースでは、ディスプレイ画面10全体をライブビュー表示領域として使用し、触覚UIによる凸形状への変形は行わず平面状態に操作する。これにより、ディスプレイ画面10を最大限活用し構図およびカメラの状態を確認することができ、また凸形状による視認性の悪化を防ぐことができる。
図2は、各ボタンの触覚UIの断面構成を示した図であり、図2(a)は触覚UIが平坦な状態、図2(b)はユーザに触覚的誘導を与えるため、触覚UIを凸形状に変形させた状態を示した図である。
触覚UIは、透明シート101、透明基板102、空洞部103、タッチセンサ104、ディスプレイ105、ポンプ110により構成される。
透明シート(形状可変部)101、空洞部103、ポンプ110は、以下で説明する形状可変手段を構成する。透明シート101は、伸縮性を有する(変形可能な)透明エラストマー材等により形成される。ディスプレイ画面10の表面に設けられると共にディスプレイ画面10の略々全面を覆うように配置される。さらに透明シート101は、空洞部103が拡張すると変形し、空洞部103が収縮すると通常の平面状態に戻るように機能する。透明基板102は、透明シート101を支持して空洞部103の少なくとも部分的に規定するように機能する。透明基板102は、好適には硬質である。空洞部103は、流動体を保持し、収縮した体積状態(図2(a)に示す)(第1の状態)と、拡張した体積状態(図2(b)に示す)(第2の状態)を有するように機能する。流動体は、好適には液体であるが、気体またはその他の物質であっても良い。また、空洞部103は流路を介してポンプ110との連結されている。ポンプ110は、ポンプ部15に構成され、流動体の体積を変更するように機能する。すなわち、収縮した体積状態から拡張した体積状態に空洞部103を拡張し、最終的に透明シート101の特定領域(空洞部の上部)を変形させる。空洞部103の体積状態の変更は、ポンプ110から流動体を追加(流入)、除去(流出)することにより変更する。すなわち、形状可変手段は、ポンプ110を制御することにより、変形可能な透明シート(形状可変部)101の形状を変えることにより、触覚UIの表面の一部の形状を、各ボタンの領域(表面の一部の領域)の表面形状を該一部の領域以外の領域に対して変化させることができる。
タッチセンサ(検出手段)104は、例えば表示装置の表示面に搭載される静電容量型の従来のタッチセンサであり、必ずしも透明シート101への接触を検出の必須とするものではなく、指先やスタイラスペンのペン先が近接することによる静電容量の変化に基づいて、ユーザ入力を検出する。ユーザ入力の検出方法の詳細に関しては後述する。
ディスプレイ105は、視覚的な方法でユーザとのインターフェースになるように機能し、例えば従来の液晶クリスタルディスプレイなどである。
以上により、触覚UIは、ディスプレイ画面10上に凸形状を形成することができ、ディスプレイ105により表示する入力グラフィックと併用して用いることで、ユーザにより押下でき、タッチセンサ104上の入力位置を知らせるボタンとして機能する。
図3、図4により、タッチセンサ104によるユーザ入力の検出方法について説明する。
図3は、タッチパネル及び触覚UIにおけるユーザ入力とタッチセンサ104の検出閾値との関係を示した図であり、触覚UIの断面構成を示している。図3(a)は凸形状に変形していない場所における、ユーザ入力が検出されない状態を示し、図3(b)は凸形状に変形していない場所における、ユーザ入力が検出される状態を示している。同様に、図3(c)は凸形状に変形した場所における、ユーザ入力が検出されない状態を示し、図3(d)は凸形状に変形した場所における、ユーザ入力が検出される状態を示している。図2で説明した内容と同様の構成要素は、同一符号で示し、説明を省略する。
指先121は、ユーザが触覚UIを操作する際の指先であり、触覚UIへの入力操作を示している。
検出閾値122は、タッチセンサ104において検出された静電容量の変化量から求めた指先の高さに対して、ユーザ入力を検出するか否かを判定する閾値を示している。
検出閾値122は、触覚UIの全域において、凸形状の高さよりも低く、かつ平坦面よりも高く設定される。指先121の高さが、検出閾値122よりも低い(タッチセンサ104に近い)と、触覚UIが操作されたと認識し、ユーザ入力を検出する。
図3(a)は、触覚UIを指先で触れていない状態を示している。この状態では、指先121は検出閾値122よりも高いため、ユーザ入力は検出されない。図3(b)は、触覚UIの平坦面を指先で触れている状態を示している。この状態では、指先121は検出閾値122よりも低くなるため、触覚UIはユーザ入力を検出する。
図3(c)は、凸形状を指先で触れた状態を示している。この状態では、指先121は透明シート101に触れているものの、検出閾値122よりも高いため、ユーザ入力は検出されない。図3(d)は、凸形状を指先121で押し込んだ状態を示している。この状態では、指先121は検出閾値122よりも低くなるため、触覚UIはユーザ入力を検出する。すなわち、凸形状を形成した領域においては、凸形状を押しこむ操作を行うことで初めてユーザ入力を検出するため、ユーザは従来のボタンと同様の操作感を得ることができる。
続いて、図4のフローチャートを用いて、ユーザ入力判別処理について説明を行う。
S401では指先121の高さが検出閾値122より低いか判断し、低い場合はS402へ、高い場合はS407へと進む。
S402では操作が継続している間のユーザ入力位置が一定であるか判断し、一定である場合はS403へ、一定でない場合はS406へと進む。
S403ではユーザ入力位置が凸形状位置であるかどうか判断し、凸形状位置である場合はS404へ、凸形状位置でない場合はS405へと進む。
S404ではユーザ入力は押し込み操作だと判断し、処理を終了する。
S405ではユーザ入力はタッチ操作だと判断し、処理を終了する。
S406ではユーザ入力はスライド操作だと判断し、処理を終了する。
S407ではユーザ入力が無いと判断し、処理を終了する。
以上の処理フローにより、ユーザ入力の判別を最適に行うことが可能となる。
次に、図5のフローチャートを用いて、スライド操作と判断した際の触覚UI(制御手段)による変形動作について説明を行う。
S501ではユーザ入力がスライド操作であるかどうかを判断し、スライド操作である場合はS502へ、スライド操作でない場合はS503へと進む。
S502ではポンプ部15を操作し、凸形状の形成を解除し、処理を終了する。
S503ではポンプ部15を操作し、凸形状を形成し、処理を終了する。
以上のフローにより、スライド操作を検知すると凸形状を解除し、通常の平面状態に戻すことが可能となる。
以下、スライド操作を認識すると凸形状を解除し、通常の平面状態に戻すことによる効果を、図6を用いて説明する。
図6は、スライド操作により表示する画像を切り替える際のユーザによる操作を示した図である。なお、図1、図2及び図3と同じ構成のものには同符号を付し、説明を省略する。
図6(a)は、一連のスライド操作を上面から示した図である。
軌跡160は、一連のスライド操作の軌跡であり、指先161から指先162を経由して、保護ボタン13の位置を通過し指先163へと動かす操作を示している。
指先161は時間T1における指先であり、タッチセンサ104がユーザ入力を認識した位置である。
指先162は時間T2における指先であり、タッチセンサ104がユーザ入力としてスライド操作を認識する位置である。時間T2においてユーザ入力をスライド操作と認識した際に、ポンプ部15により各ボタン12〜14を平面状態へと変形させる。
指先163は時間T3における指先であり、タッチセンサ104がユーザ入力なしと認識する位置である。時間T3においてユーザ入力なしと認識した際に、ポンプ部15により各ボタン12〜14を凸形状へと変形させる。
図6(b)は、時間T1から時間T2におけるユーザインターフェース装置の断面を示した図であり、各ボタン12〜14は凸形状となっている。このまま凸形状が維持されると、軌跡160がボタン13の凸形状と干渉するため、指先が凸形状と衝突し、快適なスライド操作を行うことができない。
一方、図6(c)は、時間T2から時間T3におけるユーザインターフェース装置の断面を示した図であり、各ボタン12〜14は平面状態となっている。ボタン13が平面状態となるため、軌跡160が凸形状と干渉することなく、快適なスライド操作を行うことができる。
以上示した通り、時間T2においてユーザ入力をスライド操作と認識した際に、ポンプ部15により各ボタン12〜14を平面状態へと変形させる。それにより、スライド操作時に通過する保護ボタン13が通過時には平面状態となっており、ユーザが凸形状を認識することなく快適にスライド操作を行うことができる。
また、凸形状を平面状態へと変化させる条件としてユーザ入力はスライド操作だと認識した際のみとして説明したが、スライド操作に加えていくつかの条件を設定することもできる。
例えばスライド操作だと認識し、かつユーザ入力位置と凸形状との距離がある閾値以内に近づいた場合にのみ平面状態へと変化させても良いし、さらに平面状態へと変化させる距離の閾値を操作速度により変化させても良い。
また例えばスライド操作だと認識し、かつ操作方向の先に凸形状がある場合にのみ平面状態へと変化させても良い。
さらには、各ボタンそれぞれにポンプ110を有し、それぞれの変形を独立して制御することが可能な構成の場合には、凸形状を平面状態へと変化させる条件に該当した凸形状のみ平面状態へと変化させても良い。
これらのように条件を設定することで、凸形状を平面状態へと変化させる回数を削減することができ、すなわちポンプ110や透明シート101の動作回数を削減し、寿命を延ばすことができる。
なお、本実施例においては、ユーザインターフェース装置としてデジタルカメラを例にとり、さらには、デジタルカメラの画像表示機能を例にとり説明したが、これに限られる訳ではない。ユーザの入力を受け付けるインターフェースであれば、その他の機器、機能であっても良い。たとえば、タブレット端末などの携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistant)や機器の操作パネル等である。
さらには、本実施例においてはディスプレイが平坦である場合の説明を行ったが、これに限るものではなく、湾曲している表面に変形部材を構成したユーザインターフェース装置においても同様の効果を奏することができる。
また、本実施例においては、触覚UIの形状を変化させる構成として、空洞部に流動体を流入する例について説明したが、これに限られる訳ではなく、表面の形状を変化させユーザに触覚的誘導を与えられる構成であれば何でもよい。さらには、形状変化として凸形状を例にあげて説明をしたがこれに限られることはなく、凹状態や凸凹状態、また電気的特性により表面の摩擦係数を変化させる構成においても同様の効果を得ることができる。
また、本実施例において、ユーザの入力を検出する構成として、静電容量型のタッチセンサのみでタッチ操作、スライド操作、押し込み操作を判別する例について説明したが、これに限られる訳ではない。例えば、静電容量型のタッチセンサに加えて、空洞部に圧電センサを構成し、ユーザが凸形状を押し込むことによる空洞部内の圧力の変化を検出し、ユーザの押込み操作を検出するようにしても良い。また、押し込み操作を圧電センサ等の異なる押し込みセンサで検知する場合には、誤操作を防止するために、スライド操作を検知したら押し込みセンサの変化を無視する、また押し込みセンサの機能を無効化しても良い。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
101 透明シート(形状可変部、形状可変手段)
103 空洞部(形状可変手段)
104 タッチセンサ(検出手段)
110 ポンプ(形状可変手段)

Claims (19)

  1. 触覚が可変な触覚可変部を有し、操作の入力が行われる表面と、
    前記表面のスライド操作の入力を検出する検出手段と
    前記触覚可変部の触覚が、前記触覚可変部以外表面の領域の触覚である第1触覚および前記第1触覚異な第2触覚のうちのいずれかるように、前記触覚可変部を制御する制御手段と、
    を有する操作装置であって
    前記制御手段は、前記検出手段によって前記入力が検出された場合、前記入力を検出された前記スライド操作が前記触覚可変部に到達する前に前記触覚可変部触覚が前記第1触覚るように、前記触覚可変部を制御する、
    ことを特徴とする操作装置。
  2. 前記第2触覚を有する前記触覚可変部は、前記触覚可変部以外の前記表面の前記領域より突出したを有することを特徴とする請求項1に記載の操作装置。
  3. 前記制御手段は、前記検出手段により前記入力が検出された位置と前記触覚可変部との間の距離がある範囲となった場合に、前記触覚可変部の触覚が前記第1触覚るように、前記触覚可変部を制御する、ことを特徴とする請求項1に記載の操作装置。
  4. 前記制御手段は、前記検出手段により前記入力を検出された位置からの距離が前記範囲内にある前記触覚可変部の触覚が前記第1触覚るように、前記触覚可変部を制御する、ことを特徴とする請求項3に記載の操作装置。
  5. 前記制御手段は、前記検出手段により前記入力が検出された前記スライド操作の方向において前方に前記触覚可変部がある場合に、前記触覚可変部の触覚が前記第1触覚るように、前記触覚可変部を制御することを特徴とする請求項1に記載の操作装置。
  6. 記制御手段は、前記スライド操作の方向において前方位置する前記触覚可変部少なくとも1つの触覚が前記第1触覚るように、前記触覚可変部を制御する、ことを特徴とする請求項5に記載の操作装置。
  7. 前記検出手段は、タッチセンサを含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の操作装置。
  8. 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の操作装置を有する撮像装置であって、前記操作装置は、前記撮像装置の機能に関する操作を実行することを特徴とする撮像装置
  9. 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の操作装置を有する携帯情報端末であって、前記操作装置は、前記携帯情報端末の機能に関する操作を実行することを特徴とする携帯情報端末
  10. 操作装置であって、
    第1触覚と前記第1触覚とは異なる第2触覚との間で触覚が可変な触覚可変部を有し、操作の入力が行われる表面と、
    前記表面へのスライド操作の入力を検出する検出手段と、
    前記検出手段により前記入力が検出された場合、前記入力を検出された前記スライド操作が前記触覚可変部に到達する前に前記触覚可変部の触覚が前記第2触覚から前記第1触覚へ変更されるように、前記触覚可変部を制御する制御手段と、
    を有することを特徴とする操作装置。
  11. 前記第2触覚を有する前記触覚可変部は、前記触覚可変部以外の前記表面の領域より突出した凸形状を有することを特徴とする請求項10に記載の操作装置。
  12. 前記制御手段は、前記検出手段により前記入力が検出された位置と前記触覚可変部との間の距離がある範囲内となった場合に、前記触覚可変部の触覚が前記第2触覚から前記第1触覚へ変更されるように、前記触覚可変部を制御する、ことを特徴とする請求項10に記載の操作装置。
  13. 前記制御手段は、前記検出手段により前記入力が検出された位置からの距離が前記範囲内にある前記触覚可変部の触覚が前記第2触覚から前記第1触覚へ変更されるように、前記触覚可変部を制御することを特徴とする請求項12に記載の操作装置。
  14. 前記制御手段は、前記検出手段により前記入力を検出された前記スライド操作の方向において前方に前記触覚可変部がある場合に、前記触覚可変部の触覚が前記第2触覚から前記第1触覚へ変更されるように、前記触覚可変部を制御することを特徴とする請求項10に記載の操作装置。
  15. 前記制御手段は、前記スライド操作の方向において前方に位置する前記触覚可変部の少なくとも1つの触覚が前記第2触覚から前記第1触覚へ変更されるように、前記触覚可変部を制御することを特徴とする請求項14に記載の操作装置。
  16. 前記検出手段は、タッチセンサを含むことを特徴とする請求項10乃至15のいずれか1項に記載の操作装置。
  17. 請求項10乃至16のいずれか1項に記載の操作装置を有する撮像装置であって、前記操作装置は、前記撮像装置の機能に関する操作を実行することを特徴とする撮像装置。
  18. 請求項10乃至16のいずれか1項に記載の操作装置を有する端末であって、前記操作装置は、前記端末の機能に関する操作を実行することを特徴とする端末。
  19. タブレット端末であることを特徴とする請求項18に記載の端末。
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