(57)【要約】【課題】タッチ操作に適した独特で分かりやすい操作感を与えることが可能なタッチパネルディスプレイ装置を提供する。【解決手段】タッチパネルディスプレイ装置１００は、ディスプレイ１０１と、ディスプレイ１０１に重ねて設けられたタッチパネル１０２と、タッチパネル１０２の主面と垂直な軸を中心にしてタッチパネル１０２を回転させる超音波モータ１０４と、タッチパネル１０２の回転角度を検出するロータリエンコーダ１０５と、超音波モータ１０４を介してタッチパネル１０４の回転を制御するコントローラ等が搭載された回路基板１０６とを備えている。コントローラは、タッチパネルへのタッチ入力を検出したとき、タッチパネルを回転させるように超音波モータ１０４を制御するので、ユーザの指先にはねじれるような感覚、或いは指先がこすれる独特な感覚を与えられる。【選択図】図２
2011048584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイと、
前記ディスプレイに重ねて設けられたタッチパネルと、
前記タッチパネルの主面と垂直な軸を中心にして前記タッチパネルを回転させる回転駆動機構と、
前記回転駆動機構による前記タッチパネルの回転動作を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記タッチパネルへのタッチ入力を検出したことに応答して、前記タッチパネルを回転させるように制御することを特徴とするタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項２】
前記タッチパネルの回転角度を検出する回転角度検出機構をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項３】
前記コントローラは、前記タッチパネル上のタッチ位置を特定すると共に、前記回転角度検出機構の出力信号に基づいて前記ディスプレイの座標軸に対するタッチパネル上の回転角度を特定し、前記タッチパネルの回転角度に基づいて前記タッチパネル上のタッチ位置をディスプレイ上のタッチ位置に換算することを特徴とする請求項２に記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項４】
前記ディスプレイ、前記タッチパネル、前記回転駆動機構、前記コントローラ及び前記回転角度検出機構を収容する前記円筒状の側面ケースをさらに備え、
前記ディスプレイは、前記側面ケースに固定されており、
前記タッチパネルは、前記側面ケースの内周面に沿って回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項５】
前記コントローラは、タッチパネル上のタッチ位置が所定の方向に移動したとき、前記タッチパネルに対して前記タッチ位置の移動方向とは逆方向の回転力を与えるように制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項６】
前記コントローラは、前記ディスプレイ上に対象物を表示し、タッチパネル上のタッチ操作が前記対象物を所定の方向に回転移動させる操作であるとき、前記タッチパネルに対して前記対象物の回転方向とは逆方向の回転力を与えるように制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【請求項７】
前記コントローラは、タッチパネル上の所定の位置がタッチされたとき、前記タッチパネルを回転振動させるように制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のタッチパネルディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルディスプレイ装置に関し、特に、タッチパネルを使用するユーザに操作感を与える機能を備えたタッチパネルディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯情報端末やデジタルカメラ、現金自動預け払い機（ＡＴＭ：Automated Teller Machine）、カーナビゲーションシステムなど、タッチパネルを搭載する電子機器は多い。タッチパネルは、厚さが数ｍｍ程度であるため、電子機器を小型化する上で好適である。しかも、ソフトウェアによって入力インターフェースを定義できるため、限られたスペースで多彩な入力を実現できるというメリットがある。
【０００３】
機械式ボタンを押すときには、ボタンからの反発力が伝わるため、ユーザは入力の受け付けを触感により確信できる。しかし、タッチパネルには、ストローク感がない。人工的に触感を作り出すための技術としては、さまざまな方法が提案されている。
【０００４】
特許文献１では、タッチパネルの下に設けられたモータを駆動し、その振動により触感を生成している。特許文献２や特許文献３では圧電アクチュエータにより触感を生成している。圧電アクチュエータは１ｍｍ以下の厚みにて実現できるため、電子機器の小型化という観点からはモータよりも好ましい。
【０００５】
タッチパネルを回転させる技術も知られている。例えば特許文献４は、タッチパネルの座標を任意の回転角度で回転することが可能なタッチパネル座標回転装置に関するものであり、画面の座標変換のアルゴリズムが開示されている。また特許文献５は、回転物に組み込まれたタッチパネルの座標変換に関するものであり、回転物に取り付けられたタッチパネルにおいて回転物が回転してもタッチパネルを静止状態で表示する方法が説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１４０１６６号公報
【特許文献２】特開平１１−２１２７２５号公報
【特許文献３】特開２００４−１７１５１２号公報
【特許文献４】特開２００１−１１７７２３号公報
【特許文献５】特開平６−１７１５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、従来のタッチパネルにおいては、モータや圧電アクチュエータの動力により振動を発生させ、この振動によってタッチパネルの操作感を与えている。しかしながら、タッチパネル入力操作にはタッチパネル上の一点のタッチ操作（クリック操作）、長押し操作、タッチしたまま任意の方向に移動するドラッグ操作等があり、これらのタッチ操作に応答して独特で分かりやすい操作感が与えられることが求められている。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するものであり、本発明の目的は、タッチパネルの操作に応答して独特で分かりやすい触感を与えることが可能なタッチパネルディスプレイ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明によるタッチパネルディスプレイ装置は、ディスプレイと、前記ディスプレイに重ねて設けられたタッチパネルと、前記タッチパネルの主面と垂直な軸を中心にして前記タッチパネルを回転させる回転駆動機構と、前記回転駆動機構による前記タッチパネルの回転動作を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記タッチパネルへのタッチ入力を検出したことに応答して、前記タッチパネルを回転させるように制御することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、タッチパネルへのタッチ操作に応答して回転性の触感を与えるので、ユーザの指先に独特で分かりやすい操作感を与えることができる。
【００１１】
本発明によるタッチパネルディスプレイ装置は、タッチパネルの回転角度を検出する回転角度検出機構をさらに備えることが好ましい。この場合において、コントローラは、タッチパネル上のタッチ位置を特定すると共に、回転角度検出機構の出力信号に基づいてディスプレイの座標軸に対するタッチパネル上の回転角度を特定し、タッチパネルの回転角度に基づいてタッチパネル上のタッチ位置をディスプレイ上のタッチ位置に換算することが好ましい。この構成によれば、タッチパネルを回転させることによってタッチパネルとディスプレイの座標軸がずれたとしても、ディスプレイ上のタッチ位置を正確に検出することができる。
【００１２】
本発明によるタッチパネルディスプレイ装置は、前記ディスプレイ、前記タッチパネル、前記回転駆動機構、前記コントローラ及び前記回転角度検出機構を収容する前記円筒状の側面ケースをさらに備え、前記ディスプレイは、前記側面ケースに固定されており、前記タッチパネルは、前記側面ケースの内周面に沿って回転可能に支持されていることが好ましい。この構成によれば、タッチパネルを回転自在に支持しつつ、各構成要素がコンパクトに収容された小型な装置を提供することができる。
【００１３】
本発明において、前記回転駆動機構は超音波モータであることが好ましい。超音波モータを用いることにより、省スペースな動力源を実装することができ、タッチパネルを確実に回転させることができる。
【００１４】
本発明において、前記コントローラは、タッチパネル上のタッチ位置が所定の方向に移動したとき、タッチパネルに対してタッチ位置の移動方向とは逆方向の回転力を与えるように制御することが好ましい。この場合において、前記コントローラは、ディスプレイ上に対象物を表示し、タッチパネル上のタッチ操作が対象物を所定の方向に回転移動させる操作であるとき、タッチパネルに対して対象物の回転方向とは逆方向の回転力を与えるように制御することが好ましい。タッチパネルをこのように回転させた場合には、指先がねじれるような感覚を与えることができ、ユーザに独特の操作感を与えることができる。
【００１５】
本発明において、前記コントローラは、タッチパネル上の所定の位置がタッチされたとき、タッチパネルを回転振動させるように制御することが好ましい。タッチパネルをこのように回転させた場合には、指先が震えるような感覚を与えることができ、ユーザに独特の操作感を与えることができる。
【００１６】
また、本発明によるアクチュエータ制御装置は、アクチュエータと、前記アクチュエータを制御すると共に前記アクチュエータの駆動負荷情報を受け取る制御装置と、前記制御装置に接続された本発明によるタッチパネルディスプレイ装置とを備え、前記タッチパネルディスプレイ装置は、前記制御装置を介してアクチュエータの動作を指示するための入力を受け付けると共に、前記駆動負荷情報に基づいて、前記タッチパネルを所定方向に回転させるときの回転力を調整することを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、アクチュエータがターンテーブルであり、ターンテーブルの回転時にかかる負荷を駆動負荷情報として出力し、コントローラは、負荷に応じた回転力を与えるように制御することが好ましい。
【００１８】
本発明においては、アクチュエータがクレーンであり、クレーンが引き上げる荷物の重量を駆動負荷情報として出力し、コントローラは、負荷に応じた回転力を与えるように制御することもまた好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、タッチパネルへの指先の接触に対して、接触面の回転性による応答を与えるので、ユーザに指先に摩擦感を与えることができる。これにより、タッチパネルの操作に応答して独特な操作感を与えることが可能なタッチパネルディスプレイ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の好ましい実施の形態によるタッチパネルディスプレイ装置１００の構造を概略的に示す外観斜視図である。
【図２】タッチパネルディスプレイ装置１００の構造を詳細に示す分解斜視図である。
【図３】超音波モータ１０４とロータリエンコーダ１０５、タッチパネル１０２、ディスプレイ１０１ の位置関係を示した図である。
【図４】超音波モータ１０４を駆動するための制御システムを示すブロック図である。
【図５】コントローラ１２１内のプロセッサの演算処理手順を示すフローチャートである。
【図６】タッチパネル１０２の座標位置の補正方法について説明するための模式図である。
【図７】本発明の第２の実施形態によるタッチパネルディスプレイ装置２００の構成を示す模式図である。
【図８】本発明によるタッチパネルディスプレイ装置を「時計の時刻調整」に応用した例を示す模式図である。
【図９】エラー時に回転性の振動を与える例について説明するための模式図である。
【図１０】本発明の第１の応用例によるアクチュエータ制御装置３００の構成を示す模式図である。
【図１１】本発明の第２の応用例によるアクチュエータ制御装置４００の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の好ましい実施の形態によるタッチパネルディスプレイ装置１００の構造を概略的に示す外観斜視図である。
【００２３】
図１に示すように、タッチパネルディスプレイ装置１００は、タッチパネルディスプレイ部１００ａと、タッチパネルディスプレイ部１００ａの表面を回転させる超音波モータ１０４（回転駆動機構）と、タッチパネルディスプレイ部１００ａの回転角度を検出するロータリエンコーダ１０５（回転角度検出機構）とを備えている。タッチパネルディスプレイ装置１００は、ユーザの指先がタッチパネルディスプレイ部１００ａの表面をタッチすると、超音波モータ１０４の駆動力によってタッチパネルディスプレイ部１００ａが回転するように構成されているので、ユーザの指先に回転性の触覚を与えることができる。ここで「回転性の触覚」とは、時計回り或いは反時計回りに回転する接触面から得られる摩擦感のことである。このような回転は指先との摩擦を作り出すので、指先がねじれるような感覚、或いは指先がこすれるような独特な触感を与えることができる。
【００２４】
詳細は後述するが、指先にこのような触覚が良好に伝わる程度の回転を発生させる場合、タッチパネル自体を回転させなければならず、タッチパネルの座標とディスプレイの座標のずれが問題となる。しかし、ロータリエンコーダ１０５を用いてタッチパネルの回転角度を検出し、タッチパネルの座標位置を補正することにより、ディスプレイ上のタッチ位置を正確に検出することができる。以下、タッチパネルディスプレイ装置１００の構造について詳細に説明する。
【００２５】
図２は、タッチパネルディスプレイ装置１００の構造を詳細に示す分解斜視図である。
【００２６】
図２に示すように、タッチパネルディスプレイ装置１００は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等のディスプレイ１０１と、ディスプレイ１０１の上面に設けられたタッチパネル１０２と、タッチパネル１０２の上面を覆う円形の透明保護シート１０３と、透明保護シート１０３等を回転させるための超音波モータ１０４と、透明保護シート１０３の回転角度を検出するロータリエンコーダ１０５と、ＬＣＤドライバ、コントローラ、プロセッサ等が実装された回路基板１０６と、円筒状の側面ケース１０７とを備えている。
【００２７】
ディスプレイ１０１は操作画面を提供する手段であり、ボタンアイコン等の任意の画像を表示可能である。ディスプレイ１０１は上記回路基板１０６上のＬＣＤドライバやコントローラによって制御される。ディスプレイ１０１の種類は特に限定されず、有機／無機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等を用いることもできる。
【００２８】
タッチパネル１０２はディスプレイ１０１の上面に重ねて設けられている。よって、ユーザは透明なタッチパネル１０２を通してディスプレイ１０１上の画像を視認することができる。タッチパネル１０２の種類は特に限定されず、抵抗膜方式、静電容量方式等を用いることができる。
【００２９】
透明保護シート１０３はタッチパネル１０２の上部に取り付けられている。透明保護シート１０３はタッチパネル１０２の上面を覆っている。透明保護シート１０３の外周にはフランジ部１０３ａが形成されており、このフランジ部１０３ａを挟み込むように円弧状の超音波モータ１０４が設けられている。透明保護シート１０３は側面部１０３ｂを有しており、側面部１０３ｂはロータリエンコーダ１０５の取り付け面として使用される。
【００３０】
本実施形態による超音波モータ１０４は、圧電体の変位と摩擦を利用して回転するモータである（例えば特開昭５５−１２５０５２号公報、特開昭６１−１８３６９号公報等を参照）。超音波モータ１０４は側面ケース１０７の内側面に固定されている。超音波モータ１０４に高周波交流電圧を与えることで、タッチパネル１０２の主面と垂直な軸（Ｚ軸）を中心にしてタッチパネル１０２及び透明保護シート１０３を回転させることができる。
【００３１】
ロータリエンコーダ１０５はタッチパネル１０２及び透明保護シート１０３の回転角度を検知するために使用される。超音波モータ１０４の回転力を落とさないようにするため、光学式のロータリエンコーダ１０５を用いることが好ましい。光学式ロータリエンコーダ１０５は、互いに対向配置された発光素子１０５ａ及び受光素子１０５ｂを有する光学センサと、発光素子１０５ａ−受光素子１０５ｂ間を遮蔽するドーナツ状のスリット板１０５ｃとで構成されている。光学センサは側面ケース１０７側に固定されており、スリット板１０５ｃは透明保護シート１０３側に固定されている。スリット板１０５ｃには固定用溝が設けられており、透明保護シート１０３の側面に形成された突起片と固定用溝が嵌合することにより、スリット板１０５ｃは透明保護シート１０３に固定される。
【００３２】
スリット板１０５ｃは有色の部材で構成されており、円周方向に等間隔な複数のスリット（開口）が形成されており、発光素子１０５ａ−受光素子１０５ｂ間にスリットが位置するときのみ受光素子１０５ｂは発光素子１０５ａからの光を受光することができる。タッチパネル１０２及び透明保護シート１０３と一緒にスリット板１０５ｃが回転し、発光素子１０５ａ−受光素子１０５ｂ間をスリットが通過すると、発光素子１０５ａからの光がスリットを通過して受光素子１０５ｂで一時的に受光される。受光検出回数はコントローラで積算され、積算値から回転角度が求められる。
【００３３】
図３は、超音波モータ１０４とロータリエンコーダ１０５、タッチパネル１０２、ディスプレイ１０１の位置関係を示した図である。
【００３４】
図３に示すように、ロータリエンコーダ１０５は超音波モータ１０４の下部に設けられており、特にディスプレイ１０１及びタッチパネル１０２を低スペースで配置するため、ロータリエンコーダ１０５のスリット板１０５ｃは超音波モータ１０４と近接して平行に配置されており、透明保護シート１０３とスリット板１０５ｃとは一体化されている。超音波モータ１０４は側面ケース１０７から平行に延びるフランジ部１０３ａを挟み込んでいる。タッチパネル１０２及びディスプレイ（不図示）は、このような透明保護シート１０３の下部に収納されている。図示のように、タッチパネル１０２はディスプレイ１０１に接触していないため、両者間に摩擦が生じることはない。以上の構成によれば、側面ケース１０７を基準にして透明保護シート１０３及びタッチパネル１０２のみを回転させることができる。また、超音波モータ１０４を構成する圧電体の駆動方式を変えることで、急激に刺激を与えたり、リズムよく刺激を与えたりすることもできる。
【００３５】
図４は、超音波モータ１０４を回転駆動させるための制御システムを示すブロック図である。
【００３６】
図４に示すように、超音波モータ１０４の制御システムは、コントローラ１２１とインバータ（もしくはＤＡコンバータ）１２２とを備えている。コントローラ１２１から回転出力信号はインバータ１２２に送られ、インバータ１２２はこの出力信号をもとにsin波、cos波の駆動電圧を超音波モータ１０４に出力する。超音波モータ１０４により駆動されたタッチパネル１０２の回転角度はロータリエンコーダ１０５で検出され、ロータリエンコーダ１０５の出力信号はコントローラ１２１に入力される。
【００３７】
図示していないが、インバータ（若しくはＤＡコンバータ）１２２の前段には昇圧コンバータを設けてもよい。昇圧コンバータを設けて駆動電圧の振幅を大きくすると、超音波モータ１０４の力を強くすることができる。尚、本実施形態においては、超音波モータ１０４の回転を滑らかにするために、sin 波、cos 波を出力する例を記述したが、回転に変化を付けるために、三角波、櫛状波、パルス波等で駆動してもよい。このように駆動波形を変化させることで指へ与える触感を変化させることができる。
【００３８】
図５は、コントローラ１２１内のプロセッサの演算処理手順を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは本発明に関するプロセッサの演算処理手順のみを示したものであり、当然ながらプロセッサ内ではその他の機能の処理も行われている。
【００３９】
図５に示すように、プロセッサはまずタッチパネル１０２の初期位置を確認するためにロータリエンコーダ１０５の出力信号を読み込む（Ｓ１０１）。この値はコントローラ１２１内のメモリに書き込まれる（Ｓ１０２）。次にタッチパネル１０２の位置を確認し、タッチパネル１０２上のタッチ位置の（X, Y）座標が読み込まれる（Ｓ１０３）。このとき、タッチパネル１０２の座標軸の向きはディスプレイ１０１の座標軸の向きと一致していないため、補正が必要になる。ロータリエンコーダ１０５の値はこの座標の補正に使用され、補正後のタッチ位置の座標が算出される（Ｓ１０４）。そして、例えば、ディスプレイ１０１に表示されたボタンの位置と変換座標のエリアがオーバーラップしていれば、ボタンが押されたことになるので、触覚を与える（回転させる）必要があれば、超音波モータ１０４に電気信号を与えて駆動させる（Ｓ１０５Ｙ，Ｓ１０６）。
【００４０】
図６は、タッチパネル１０２の座標位置の補正方法について説明するための模式図である。
【００４１】
図６に示すように、タッチパネル１０２の座標とディスプレイ１０１の座標が４５度ずれているものとする。なお、図示の座標のずれはタッチパネル１０２が時計回りに４５度回転することにより生じたものである。ディスプレイ１０１に図のようなボタン１３０が表示されており、ユーザがこのボタン１３０を押したものとする。押した場所は、図の"●"の位置であり、タッチパネル１０２では、(4,2), (4,3), (5,2), (5,3) のエリアである。このエリアはタッチパネル１０２コントローラの出力値から決定することができる。このエリアをディスプレイ１０１のエリアに換算する。ディスプレイ１０１の座標 (xd, yd) はタッチパネル１０２の座標 (xt, yt) と回転中心の座標 (xc, yc) 及び回転角θを用いて、式 (1) で表される。
【００４２】
【数１】
2011048584.tif 000003
【００４３】
したがって、タッチパネル座標 (4,2), (4,3), (5,2), (5,3) は、ディスプレイ座標(3.21,1.09),(3.91,1.79),(3.91,0.38),(4.62,1.09) である（少数点第3以下四捨五入）。この例では、左下に座標の原点を取ったが、回転に影響しない中心部に座標の原点を取ってもよい。
【００４４】
このようにタッチパネル座標をディスプレイ座標に換算し、画面上のボタンと変換された座標のエリアがオーバーラップしていれば、ボタンが押されたことになる。よって、触覚を与える（回転させる）必要があれば、超音波モータ１０４へ電気信号が出力される。
【００４５】
なお、本実施形態では、ロータリエンコーダの値をタッチパネルの位置補正用に使うことを示したが、当然ながら、回転角度の制御目標にロータリエンコーダの値を使用することも可能である。また、現状態のタッチ位置のみならず、前の状態のタッチ位置をメモリに保存し、この位置からタッチ速度や方向を計算し、超音波モータの運動に影響を与えるようにしてもよい。このような手法を行うことで、タッチ速度やタッチ方向に応じた触感を作りだすことが可能となる。
【００４６】
図７は、本発明の第２の実施形態によるタッチパネルディスプレイ装置２００の構成を示す模式図である。
【００４７】
図７に示すように、タッチパネルディスプレイ装置２００の形状は円形ではなく矩形状である。そのため、装置内部には回転運動を可能にするための遊び（空間）があり、この遊びの範囲内でタッチパネル１０２に回転運動を与えることができる。この場合、タッチパネル１０２を３６０°回転させることはできないため、回転と逆回転とを繰り返すような回転振動を行う必要がある。このときの回転角度は±５°〜±３０°程度である。本実施形態によるタッチパネルディスプレイ装置２００は、第１の実施形態によるタッチパネルディスプレイ装置１００ほど大きな回転を与えることはできないが、第１の実施形態と同様、指先がこすれる感覚や震える感覚を与えることができる。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態によるタッチパネルディスプレイ装置１００は、タッチパネル１０２が所定のタッチ操作を検出したとき、タッチパネル１０２を所定方向に回転させるので、タッチパネルを操作するユーザの指先に独特で分かりやすい操作感を与えることができる。また、本実施形態によれば、ロータリエンコーダ１０５を用いてタッチパネル１０２の回転角度を検出するので、タッチパネル１０２の座標軸とディスプレイ１０１の座標軸のずれを正確に算出することができ、ディスプレイ１０１上の所定のエリアがタッチされたかどうかを確実に判定することができる。さらに、本実施形態によれば、タッチパネル１０２に回転と逆回転と比較的短い周期で繰り返すような回転振動を与えることにより、指先がこすれる感覚や震える感覚を与えることができる。
【００４９】
図８は、本発明によるタッチパネルディスプレイ装置を「時計の時刻調整」に応用した例を示す模式図である。
【００５０】
図８に示すように、ディスプレイ１０１にはアナログ式時計を表示しておく。ユーザがディスプレイ１０１上の短針又は長針に触れるとタッチパネル１０２が感知して、針を掴んだものとして処理し、指の位置に合わせて回転可能となっている。指が針に触れている場合、指の回転方向と逆向きの回転を加えれば、ユーザに、指が針に触れていることを知らせることができる。このような操作は、時計の時刻調整時や目覚ましタイマーの時刻調整時に使用することができる。
【００５１】
図９は、エラー時に回転性の振動を与える例について説明するための模式図である。
【００５２】
日常生活において、否定を表すジェスチェーとして手を横に振る動作があるが、このような意味合いで、タッチパネル１０２からの所定の入力が誤っていることを通知するため、図９に示すように、時計周りの回転動作と反時計周りの回転動作とを比較的短い周期で切り替える動作を繰り返す。タッチパネル１０２をこのように動作させた場合には、ユーザに回転性の振動を与えることができ、ユーザの指先が震える感覚を与えることができる。したがって、ユーザに入力エラーを知覚させることができる。
【００５３】
次に、本発明によるタッチパネルディスプレイ装置の応用例であるアクチュエータ制御装置について説明する。なお、以下の応用例では、上記第１の実施形態によるタッチパネルディスプレイ装置１００を採用しているが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、上記第２の実施形態によるタッチパネルディスプレイ装置２００等を採用しても良いことは言うまでもない。
【００５４】
図１０は、本発明の第１の実施形態によるアクチュエータ制御装置３００の構成を示す模式図であって、タッチパネルディスプレイ装置１００を「ターンテーブルの遠隔操作」に適用した例を示すものである。
【００５５】
図１０に示すように、アクチュエータ制御装置３００は、アクチュエータとしてのターンテーブル３０１と、ターンテーブル３０１に接続されたホストコントローラ３０２と、本発明によるタッチパネルディスプレイ装置１００を入出力インターフェースとする端末装置３０３とを備えており、ターンテーブル３０１を遠隔操作することが可能な構成を有している。ホストコントローラ３０２と端末装置３０３との間は無線接続され、ターンテーブル３０１側から「映像」、「重さ」、「回転位置」などの情報が出力され、ホストコントローラ３０２を通じて端末装置３０３側に無線送信される。一方、端末装置３０３からはターンテーブル３０１の制御信号が送信される。
【００５６】
本実施形態によるアクチュエータ制御装置３００は、ユーザがタッチパネル上で指を回転運動させると、指の動きに合わせてターンテーブル３０１が回転するように構成されている。よって、ユーザはターンテーブル３０１の回転を操作することができる。またターンテーブル３０１からの「重さ」情報を利用し、ユーザにターンテーブル３０１上の物体の重さを駆動負荷情報として伝えるため、ユーザの指の回転とは逆方向の回転力が与えられる。このときの回転力は、ターンテーブル上の重さに応じて変化する。ターンテーブル上の物体が重ければ回転力は大きくなり、軽ければ回転力は小さくなるため、ユーザはターンテーブルの上の物体が重さを知覚することができる。
【００５７】
図１１は、本発明の第２の実施形態によるアクチュエータ制御装置４００の構成を示す模式図であって、タッチパネルディスプレイ装置１００を「クレーンの遠隔操作」に適用した例を示すものである。
【００５８】
図１１に示すように、アクチュエータ制御装置４００は、アクチュエータとしてのクレーン４０１と、クレーン４０１に接続されたホストコントローラ４０２と、本発明によるタッチパネルディスプレイ装置１００を入出力インターフェースとする端末装置４０３とを備えており、クレーン４０１を遠隔操作することが可能な構成を有している。上記ターンテーブル制御システムと同様、ホストコントローラ４０２と端末装置４０３との間は無線接続され、クレーン４０１側から「映像」、「重さ」、「高さ」などの情報が出力され、ホストコントローラ４０２を通じて端末装置４０３側に無線送信される。一方、端末装置４０３からはクレーン４０１の制御信号が送信される。
【００５９】
本実施形態によるアクチュエータ制御装置４００は、ユーザがタッチパネル上で指を回転運動させると、指の動きに合わせてクレーン４０１の滑車４０１ａが回転し、荷物４０１ｂが上下動するように構成されている。よって、ユーザはクレーン４０１の昇降を操作することができる。また、クレーン４０１からの「重さ」情報を利用し、ユーザに荷物４０１ｂの重さを駆動負荷情報として伝えるため、ユーザの指の回転とは逆方向の回転力が与えられる。このときの回転力は、クレーンが引き上げる荷物の重さに応じて変化する。クレーンが引き上げる荷物が重ければ回転力は大きくなり、軽ければ回転力は小さくなるため、ユーザはクレーンが引き上げる荷物の重さを知覚することができる。
【００６０】
以上説明したように、上記応用例によれば、離れた場所の回転体を動かす際に、回転体にかかる負荷の触覚をユーザに返すことができる。
【００６１】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能であり、それらも本発明に包含されるものであることは言うまでもない。
【００６２】
例えば、図２に示したように、上記実施形態においてはタッチパネル１０２と透明保護シート１０３が別々の部材として示されているが、タッチパネル１０２が透明保護シート１０３を含む構成であってもよい。また、本発明においては、超音波モータ以外の回転駆動機機構を用いてもよく、ロータリエンコーダ以外の回転角度検出機構を用いてもよい。
【００６３】
また、上記実施形態においては、タッチパネルをユーザの指先で操作しているが、指先の代わりにタッチペンやスタライザを用いてもよい。この場合、そのようなツールを通じて指先に回転性の振動や変位が伝わるので、タッチパネルの操作に応答して独特な操作感与えることができる。
【００６４】
また、上記実施形態においては、タッチパネルやロータリエンコーダを支持する部材を保護透明シートとしたが、これはディスプレイ１０１の表示のために透明にしているに過ぎない。よって、ディスプレイ１１の上面を除き、支持部材は有色であってもよい。また、透明の部材と有色の部材を接着することにより、支持部材を構成してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１００    タッチパネルディスプレイ装置
１００ａ    タッチパネルディスプレイ部
１０１    ディスプレイ
１０２    タッチパネル
１０３    透明保護シート
１０３ａ    フランジ部
１０３ｂ    透明保護シートの側面部
１０４    超音波モータ
１０５    ロータリエンコーダ
１０５ａ    発光素子
１０５ｂ    受光素子
１０５ｃ    スリット板
１０６    回路基板
１０７    側面ケース
１２１    コントローラ
１２２    インバータ
１３０    ボタン
２００    タッチパネルディスプレイ装置
３００    アクチュエータ制御装置
３０１    ターンテーブル
３０２    アクチュエータ制御装置
３０３    端末装置
４００    アクチュエータ制御装置
４０１    クレーン
４０１ａ    滑車
４０１ｂ    荷物
４０２    アクチュエータ制御装置
４０３    端末装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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