(57)【要約】      （修正有）【課題】操作者が振動を感じ易い方向に触覚を呈示する触覚呈示装置を提供する。【解決手段】触覚呈示装置１は、異なる２点におけるそれぞれの法線が平行移動により交差するような形状を有するパネル１０と、パネル１０の表面１００になされた操作を検出する検出部と、パネル１０に振動を付加して操作者に触覚を呈示する触覚呈示部１４と、操作が検出された検出点における接平面と交差する方向に振動を呈示するように触覚呈示部１４を制御する制御部と、を備える。【選択図】図２
2015230540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる２点におけるそれぞれの法線が平行移動により交差するような形状を有するパネルと、
前記パネルの表面になされた操作を検出する検出部と、
前記パネルに振動を付加して操作者に触覚を呈示する触覚呈示部と、
前記操作が検出された検出点における接平面と交差する方向に振動を呈示するように前記触覚呈示部を制御する制御部と、
を備えた触覚呈示装置。
【請求項２】
前記パネルは、突き出す、又は凹むことによって複数の操作面が前記表面に形成され、
前記制御部は、前記複数の操作面のいずれかの操作面において検出された前記検出点を含む前記平面と交差する方向に振動を呈示するように前記触覚呈示部を制御する、
請求項１に記載の触覚呈示装置。
【請求項３】
前記触覚呈示部は、前記パネルに振動を付加する複数のアクチュエータを有し、
前記制御部は、前記操作が検出された操作面と、前記操作が検出された前記操作面に交差する方向に振動を付加する前記アクチュエータと、を関連付けた関連情報を有する、
請求項２に記載の触覚呈示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触覚呈示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、タッチパネルを備えた平板形状の可動パネルユニットと、可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って変位可能に支持構造体上に支持する可動支持手段と、可動パネルユニットを駆動して振動させるアクチュエータと、アクチュエータ駆動信号を送出してアクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御手段と、を備えたタッチパネルディスプレイ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このタッチパネルディスプレイ装置は、アクチュエータが可動パネルユニットをそのパネル面に平行な平面に沿って振動させてパネル面に接触している操作者の指先に触覚を発生させるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３４９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のタッチパネルディスプレイ装置は、操作者がパネル面に軽く触れているような場合、生成する振動が指先を擦るような振動であることから、指先に与える刺激が指先を叩くような振動と比べて小さく、操作者が触覚を感じ難い可能性がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、操作者が振動を感じ易い方向に触覚を呈示する触覚呈示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、異なる２点におけるそれぞれの法線が平行移動により交差するような形状を有するパネルと、パネルの表面になされた操作を検出する検出部と、パネルに振動を付加して操作者に触覚を呈示する触覚呈示部と、操作が検出された検出点における接平面と交差する方向に振動を呈示するように触覚呈示部を制御する制御部と、を備えた触覚呈示装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、操作者が振動を感じ易い方向に触覚を呈示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置が搭載された車両内部の概略図であり、図１（ｂ）は、触覚呈示装置を操作部として用いた空調装置の概略図である。
【図２】図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置の正面図、図２（ｂ）は、触覚呈示装置の上面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）のII（ｃ）-II（ｃ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。
【図３】図３（ａ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置のブロック図であり、図３（ｂ）は、触覚呈示装置を用いた空調装置のブロック図である。
【図４】図４は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】図５（ａ）は、第２の実施の形態に係る触覚呈示装置の側面図であり、図５（ｂ）は、第３の実施の形態に係る触覚呈示装置の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る触覚呈示装置は、異なる２点におけるそれぞれの法線が平行移動により交差するような形状を有するパネルと、パネルの表面になされた操作を検出する検出部と、パネルに振動を付加して操作者に触覚を呈示する触覚呈示部と、操作が検出された検出点における接平面と交差する方向に振動を呈示するように触覚呈示部を制御する制御部と、を備えて概略構成されている。
【００１１】
この触覚呈示装置は、法線が交差する形状を有するパネルにおいて、操作が検出された検出点における接平面と交差する方向に振動を呈示することができるので、法線が交差しない平たい操作面の面方向に振動を呈示する場合と比べて、操作者が振動を感じ易い方向に触覚を呈示することができる。
【００１２】
[第１の実施の形態]
（触覚呈示装置１の構成）
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置が搭載された車両内部の概略図であり、図１（ｂ）は、触覚呈示装置を操作部として用いた空調装置の概略図である。図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置の正面図、図２（ｂ）は、触覚呈示装置の上面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）のII（ｃ）-II（ｃ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１３】
触覚呈示装置１は、一例として、図１（ａ）に示すように、車両５に搭載された電子機器の操作部として用いられる。この電子機器は、一例として、空調装置３である。この空調装置３は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、操作部としての触覚呈示装置１を備えている。
【００１４】
この触覚呈示装置１は、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、異なる２点におけるそれぞれの法線が平行移動により交差するような形状を有するパネル１０と、パネル１０の表面１００になされた操作を検出する検出部１２と、パネル１０に振動を付加して操作者に触覚を呈示する触覚呈示部１４と、操作が検出された検出点における接平面と交差する方向に振動を呈示するように触覚呈示部１４を制御する制御部１６と、後述する通信部１７と、を備えて概略構成されている。
【００１５】
（パネル１０の構成）
パネル１０は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、板形状を有し、第１の電極群１２１〜第４の電極群１２４が形成されている。また、パネル１０には、第１の電極群１２１〜第４の電極群１２４を覆う印刷層１５が設けられている。操作者は、この印刷層１５により形成された画像に対してタッチ操作を行うことにより、当該画像により示された機能の実行が可能となる。この印刷層１５の表面１００が、後述する操作面となる。
【００１６】
またパネル１０は、一例として、透明なアクリル、ポリカーボネート等の樹脂材料を用いて形成されている。本実施の形態のパネル１０は、一例として、ポリカーボネートを用いて形成されている。
【００１７】
このパネル１０は、突き出す、又は凹むことによって複数の操作面が表面１００に形成されている。具体的には、パネル１０は、図２（ｃ）に示すように、板形状の基部１０ａと、基部１０ａの操作者側の面が突出して形成された突出部１０ｂと、を有する。なお、パネル１０は、例えば、ガラスを用いて形成されても良い。
【００１８】
パネル１０は、図２（ｃ）に示すように、第１の操作面１１１の法線１１１ａ、第３の操作面１１３の法線１１３ａ及び第４の操作面１１４の法線１１４ａと、第２の操作面１１２の法線１１２ａと、が平行移動により交差するような形状を有している。
【００１９】
パネル１０は、図２（ａ）の紙面において、横方向がｘ軸であり、縦方向がｙ軸であり、紙面に垂直で、かつ紙面に向かう方向がｚ軸であるｘｙｚ座標系が設定されている。この座標系の原点は、図２（ａ）の紙面においてパネル１０の左下である。操作者の指先が検出された検出点は、後述するスライド操作部１１ｂ及びスライド操作部１１ｃでは、このｘｙｚ座標系の座標として検出される。
【００２０】
基部１０ａは、図２（ａ）の紙面において、主に、突出部１０ｂの上側の表面１００である第１の操作面１１１と、下側の表面１００である第４の操作面１１４と、の２面に分かれている。第１の操作面１１１には、図１（ｂ）に示すように、第１のボタン群１１ａが配置されている。また第４の操作面１１４には、第２のボタン群１１ｄが配置されている。
【００２１】
第１のボタン群１１ａは、例えば、図１（ｂ）の紙面左側から、風量ボタン、ＡＵＴＯボタン、Ａ／Ｃボタン、内外気切り替えボタン、温度調整ボタンから構成されている。また第２のボタン群１１ｄは、例えば、図１（ｂ）の紙面左側から、上半身送風ボタン、上半身及び足元送風ボタン、足元送風ボタン、足元及びフロントガラス送風ボタン、フロントガラス送風ボタン、リアガラス送風ボタンから構成されている。これらのボタンは、操作者の指によるタッチ操作によりオンとオフが切り替わる静電容量式のタッチスイッチとして構成されている。
【００２２】
突出部１０ｂは、基部１０ａの長手方向に沿って形成され、四角柱形状を有している。この突出部１０ｂは、車両５の上方向に向く操作面となる第２の操作面１１２と、第１の操作面１１１及び第４の操作面１１４と同様に操作者と対向する操作面である第３の操作面１１３と、を有している。なお、本実施の形態の突出部１０ｂには、車両５の下方向に向く面、及び車両５の左右方向の面に、電極が配置されていないが、限定されるものではなく、配置されても良い。
【００２３】
第２の操作面１１２には、スライド操作を検出するスライド操作部１１ｂが設けられている。このスライド操作部１１ｂは、図２（ｂ）の紙面において、左から右、又は右から左へと指を第２の操作面１１２に接触させて移動させることで、このスライド操作部１１ｂに設定された機能の設定値を変更することが可能となる。一例として、このスライド操作部１１ｂに風量を変更する機能が割り当てられている場合、操作者が左から右へとスライド操作することで風量が増加し、右から左へとスライド操作することで風量が減少する。
【００２４】
また第３の操作面１１３には、スライド操作を検出するスライド操作部１１ｃが設けられている。このスライド操作部１１ｃは、図２（ａ）の紙面において、左から右、又は右から左へとスライド操作することで、このスライド操作部１１ｃに設定された機能の設定値を変更することが可能となる。一例として、このスライド操作部１１ｃに設定温度を変更する機能が割り当てられている場合、操作者が左から右へとスライド操作することで設定温度が上昇し、右から左へとスライド操作することで設定温度が下降する。このスライド操作部１１ｂ及びスライド操作部１１ｃは、例えば、静電容量式のタッチスイッチとして構成されている。
【００２５】
（検出部１２の構成）
図３（ａ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置のブロック図であり、図３（ｂ）は、触覚呈示装置を用いた空調装置のブロック図である。この図３（ａ）及び図３（ｂ）では、主な信号や情報の流れを矢印で示している。
【００２６】
検出部１２は、例えば、図３（ａ）に示すように、静電容量式のタッチスイッチの検出電極から構成される第１の電極群１２１〜第４の電極群１２４を備えている。第１の電極群１２１〜第４の電極群１２４は、例えば、銅、金等の導電性を有する金属材料を含んでパネル１０に形成されている。本実施の形態の第１の電極群１２１〜第４の電極群１２４は、一例として、銅を含んで構成されている。なお、変形例として、第１の電極群１２１〜第４の電極群１２４は、フレキシブル基板に形成され、パネル１０に重ねて配置されても良い。
【００２７】
第１の電極群１２１は、図２（ａ）に示すように、第１のボタン群１１ａの各ボタンの下方に配置された矩形状の電極から構成されている。この第１の電極群１２１は、例えば、５個の電極を有している。
【００２８】
第２の電極群１２２は、図２（ｂ）に示すように、矩形状の電極が一定の間隔で、第２の操作面１１２に配置されて構成されている。同様に、第３の電極群１２３は、図２（ａ）に示すように、矩形状の電極が一定の間隔で、第３の操作面１１３に配置されて構成されている。この第２の電極群１２２及び第３の電極群１２３は、例えば、それぞれ１４個の電極を有している。
【００２９】
第４の電極群１２４は、図２（ａ）に示すように、第４のボタン群１１ｄの各ボタンの下方に配置された矩形状の電極から構成されている。この第４の電極群１２４は、例えば、６個の電極を有している。
【００３０】
上述の第１の電極群１２１〜第４の電極群１２４は、印刷層１５に覆われている。図２（ｃ）は、印刷層１５に覆われた、第１の電極群１２１の電極１２１ａ、第２の電極群１２２の電極１２２ａ、第３の電極群１２３の電極１２３ａ、及び第４の電極群１２４の電極１２４ａの断面を図示している。この印刷層１５は、一例として、黒色で印刷され、文字や画像の部分は印刷されないように構成されている。従って、図１（ｂ）に示すボタンの意匠は、印刷層１５により形成されている。
【００３１】
なお、変形例として、触覚呈示装置１は、パネル１０の裏面１０３から表面１００に向かって光を出力する複数の光源が各ボタンに対応して配置され、ボタンがオンされた際に照明するように構成されても良い。
【００３２】
第１の電極群１２１〜第４の電極群１２４は、図３（ａ）に示すように、制御部１６に電気的に接続され、第１の検出値Ｓ１〜第４の検出値Ｓ４を出力するように構成されている。この第１の検出値Ｓ１〜第４の検出値Ｓ４は、例えば、操作者の指と電極との間の静電結合により生じる容量値である。
【００３３】
第１の電極群１２１は、図２（ａ）に示すように、５個の電極を有している。検出値は、その５個の電極から別々に取得される。本実施の形態では、第１の電極群１２１の各電極から取得した検出値を第１の検出値Ｓ１と記載している。つまり制御部１６は、１周期で、５個の異なる第１の検出値Ｓ１を取得するように構成されている。従って、制御部１６は、１周期において、第２の電極群１２２から１４個の異なる第２の検出値Ｓ２を取得し、第３の電極群１２３から１４個の異なる第３の検出値Ｓ３を取得し、第４の電極群１２４から６個の異なる第４の検出値Ｓ４を取得する。
【００３４】
（触覚呈示部１４の構成）
触覚呈示部１４は、パネル１０に振動を付加する複数のアクチュエータを有している。具体的には、触覚呈示部１４は、図３（ａ）に示すように、互いに交差する方向にパネル１０を振動させる、ｙアクチュエータ１４０及びｚアクチュエータ１４１を有している。
【００３５】
ｙアクチュエータ１４０は、パネル１０の下面１０１に配置され、パネル１０をｙ軸方向に振動させるように構成されている。図２（ｃ）では、ｙアクチュエータ１４０の振動方向を第１の振動方向１０５として図示している。このｙアクチュエータ１４０は、制御部１６から出力された第１の駆動信号Ｓ５に基づいて予め定められた周波数により振動する。
【００３６】
ｙアクチュエータ１４０は、図２（ｃ）に示すように、第２の操作面１１２に操作がなされた際に振動するアクチュエータである。従って、制御部１６は、第２の操作面１１２に操作がなされたと判定すると、第２の操作面１１２と交差する方向、つまり第２の操作面１１２の法線１１２ａの方向に振動を付加することが可能なｙアクチュエータ１４０を駆動する。
【００３７】
ｚアクチュエータ１４１は、パネル１０の裏面１０３に配置され、パネル１０をｚ軸方向に振動させるように構成されている。図２（ｃ）では、ｚアクチュエータ１４１の振動方向を第２の振動方向１０６として図示している。このｚアクチュエータ１４１は、制御部１６から出力された第２の駆動信号Ｓ６に基づいて予め定められた周波数により振動する。この予め定められた周波数は、一例として、ｙアクチュエータ及びｚアクチュエータ共に１２０〜２５０Ｈｚ程度である。また、振動の振幅は、０．０２〜１．０ｍｍ程度である。
【００３８】
ｚアクチュエータ１４１は、第１の操作面１１１、第３の操作面１１３及び第４の操作面１１４に操作がなされた際に振動するアクチュエータである。従って、制御部１６は、第１の操作面１１１に操作がなされたと判定すると、第１の操作面１１１と交差する方向、つまり第１の操作面１１１の法線１１１ａの方向に振動を付加することが可能なｚアクチュエータ１４１を駆動する。同様に、制御部１６は、第３の操作面１１３に操作がなされたと判定すると第３の操作面１１３の法線１１３ａの方向、及び第４の操作面１１４に操作がなされたと判定すると第４の操作面１１４の法線１１４ａの方向、に振動を付加することが可能なｚアクチュエータ１４１を駆動する。
【００３９】
なお、上述の操作が検出された検出点における接平面と交差する方向に振動を呈示するとは、例えば、操作者が第１の操作面１１１にタッチ操作を行った場合、検出点が第１の操作面１１１上にあるので、検出点における接平面とは、第１の操作面１１１となる。また、第１の操作面１１１と交差する方向は、一例として、第１の操作面１１１の法線１１１ａの方向であって良いので、ｚアクチュエータ１４１により振動が呈示される。
【００４０】
ｙアクチュエータ１４０及びｚアクチュエータ１４１は、例えば、モータ、ボイスコイル及び圧電素子等を用いて構成される。本実施の形態のｙアクチュエータ１４０及びｚアクチュエータ１４１は、一例として、圧電素子を用いて構成される。
【００４１】
具体的には、ｙアクチュエータ１４０及びｚアクチュエータ１４１は、例えば、金属板と、圧電素子と、を備えたモノモルフ型のアクチュエータである。金属板は、例えば、導電性を有するアルミニウム、ニッケル、銅、鉄等の金属材料、それらを含有する合金材料、或いはステンレス等の合金材料を用いて形成される。圧電素子は、例えば、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等を用いて形成される。
【００４２】
上述のモノモルフ型アクチュエータとは、１枚の圧電素子だけで屈曲する構造のアクチュエータである。なお、ｙアクチュエータ１４０及びｚアクチュエータ１４１の変形例としては、２枚の圧電素子を金属板の両面に設けたバイモルフ型アクチュエータであっても良い。
【００４３】
（制御部１６の構成）
制御部１６は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部１６が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果等を格納する記憶領域として用いられる。
【００４４】
制御部１６は、しきい値１６０と、関連情報１６１と、振動パターン１６２と、を有している。このしきい値１６０は、電極から取得した検出値と比較される値である。制御部１６は、例えば、取得した検出値がしきい値１６０より大きい場合、操作がなされたと判定するように構成されている。
【００４５】
また、関連情報１６１は、操作が検出された操作面と、操作が検出された操作面に交差する方向に振動を付加するアクチュエータと、を関連付けた情報である。制御部１６は、関連情報１６１に基づいて、操作が検出された操作面に関連するアクチュエータを判定して当該アクチュエータを駆動する駆動信号を生成するように構成されている。なお、変形例として、関連情報１６１は、座標とアクチュエータとを関連付けたものであっても良い。この場合、制御部１６は、検出された検出点の座標と関連情報１６１から駆動するアクチュエータを判定する。
【００４６】
振動パターン１６２は、アクチュエータを振動させる際の振動パターンの情報である。制御部１６は、振動パターン１６２に基づいて第１の駆動信号Ｓ５及び第２の駆動信号Ｓ６を生成する。なお、変形例として、操作面ごとに振動パターンが違っても良い。この場合、振動パターン１６２は、操作面と振動パターンとが関連つけられている。例えば、第２の操作面１１２は、第１の操作面１１１、第３の操作面１１３及び第４の操作面１１４よりも大きい振動を生成する振動パターンであっても良い。
【００４７】
ここで、操作者は、主に指先を用いて操作面に操作を行うが、この指先には、パチニ小体やマイスナー小体といった感覚受容器が多く存在している。中でもパチニ小体は、他の感覚受容器よりも感度が高く、およそ２００Ｈｚにおいて最も感度が高いことが知られている。
【００４８】
しかし、指先がパネル１０に軽く接触した状態で、指先が接触した操作面に平行な方向の振動が付加された場合、軽く接触しているためにパチニ小体を十分刺激することができず、操作者が振動の呈示を認識し難いことが考えられる。
【００４９】
本実施の形態では、振動は、指が検出された操作面に交差する方向に呈示される。従って、操作者の指先がパネル１０によって叩かれてパチニ小体を効果的に刺激し、操作者が振動の呈示を認識し易くなっている。
【００５０】
制御部１６は、操作がなされた電極に基づいた操作情報Ｓ７を生成し、通信部１７を介して空調制御部３６に出力するように構成されている。この操作情報Ｓ７は、一例として、操作がなされたボタンの情報と、当該ボタンのオン及びオフの情報と、を含んでいる。
【００５１】
（通信部１７の構成）
通信部１７は、一例として、制御部１６と電気的に接続される共に、空調装置３の空調制御部３６と電気的に接続されている。通信部１７は、制御部１６が生成した操作情報Ｓ７を空調制御部３６に出力するように構成されている。
【００５２】
（空調装置３の構成）
空調装置３は、図３（ｂ）に示すように、触覚呈示装置１を操作部として用いている。空調装置３は、さらに、表示部３０と、温度調整部３２と、電源３４と、空調制御部３６と、を備えている。
【００５３】
表示部３０は、図１（ｂ）の紙面において、触覚呈示装置１の上側に配置されている。この表示部３０は、例えば、液晶ディスプレイである。
【００５４】
表示部３０は、風量を示す画像が表示された第１の表示領域３０１と、風量が棒グラフのように表示された第２の表示領域３０２と、空気の吹き出し口が表示された第３の表示領域３０３と、設定温度が表示された第４の表示領域３０４と、を備えている。
【００５５】
温度調整部３２は、吹出し口から送出する空気の温度及び風量を設定温度に応じて調整すると共に、温度調整された空気を送出する吹出し口の切り替えを行うように構成されている。この温度調整部３２は、一例として、ヒートポンプを備えて構成されている。
【００５６】
電源３４は、車両５に搭載されたバッテリーを利用して、触覚呈示装置１及び空調装置３に適した電力Ｐを供給するように構成されている。
【００５７】
空調制御部３６は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工等を行うＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等から構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、空調制御部３６が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果等を格納する記憶領域として用いられる。
【００５８】
空調制御部３６は、触覚呈示装置１から取得した操作情報Ｓ７に基づいて、表示部３０を制御する表示制御信号Ｓ８を生成すると共に、温度調整部３２を制御するように構成されている。
【００５９】
以下に触覚呈示装置１の動作について、図４のフローチャートに従って説明する。操作者が第１の電極群１２１に属する電極１２１ａに対応するＡ／Ｃボタンに操作を行う場合について説明する。
【００６０】
（動作）
車両５の電源が投入されると、空調装置３の電源３４を介して電力Ｐが、空調装置３の表示部３０、温度調整部３２、空調制御部３６及び触覚呈示装置１等に供給される。
【００６１】
触覚呈示装置１の制御部１６は、第１の電極群１２１〜第４の電極群１２４から第１の検出値Ｓ１〜第４の検出値Ｓ４を周期的に取得する（Ｓ１）。
【００６２】
次に、制御部１６は、取得した第１の検出値Ｓ１〜第４の検出値Ｓ４としきい値１６０とを順番に比較し、操作がなされたか否かを監視する。制御部１６は、ステップ２の「Ｙｅｓ」が成立する、つまり操作が検出されると（Ｓ２：Ｙｅｓ）、操作が検出された電極から操作面を判定する（Ｓ３）。
【００６３】
具体的には、例えば、操作者が第１のボタン群１１ａのＡ／Ｃボタンにタッチ操作を行った場合、制御部１６は、Ａ／Ｃボタンに対応する電極１２１ａから出力された第１の検出値Ｓ１としきい値１６０とに基づいて電極１２１ａにタッチ操作がなされたと判定する。続いて、制御部１６は、判定した電極１２１ａが第１の電極群１２１に属することから第１の操作面１１１に操作がなされたと判定する。
【００６４】
次に、制御部１６は、判定した操作面に交差する方向に振動を呈示する（Ｓ４）。制御部１６は、判定した操作面と関連情報１６１とに基づいて駆動するアクチュエータを判定する。続いて制御部１６は、判定したアクチュエータを駆動するための駆動信号を振動パターン１６２に基づいて生成して当該アクチュエータに出力する。
【００６５】
具体的には、制御部１６は、判定された第１の操作面１１１の法線１１１ａの方向、つまり第２の振動方向１０６に振動を呈示するための第２の駆動信号Ｓ６を生成し、ｚアクチュエータ１４１に出力する。ｚアクチュエータ１４１は、取得した第２の駆動信号Ｓ６に基づいて第２の振動方向１０６に振動を呈示する。この振動の呈示は、例えば、タッチ操作が検出されている期間、行われる。変形例として、振動の呈示は、例えば、操作が検出されている期間、又は操作が検出されてから予め定められた期間のうち、短い期間に基づいて継続される。
【００６６】
（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る触覚呈示装置１は、操作者が振動を感じ易い方向に触覚を呈示することができる。この触覚呈示装置１は、第１の操作面１１１〜第４の操作面１１４のうち、操作が検出された操作面に交差する方向に振動を呈示するので、操作面に平行な面内で振動を呈示する場合と比べて、操作者が振動を感じ易い方向に触覚を呈示することができる。
【００６７】
触覚呈示装置１は、指先において振動を感じ易い方向に振動を呈示して効率良く振動を指先に伝達することができるので、感じ難い方向の触覚の呈示を振幅の大きさ等で補う場合と比べて、アクチュエータの小型化が容易であると共に、アクチュエータが消費する電力を抑制することができる。
【００６８】
触覚呈示装置１は、効率良く振動を指先に伝達することができるので、車両５の移動に伴う振動があっても、操作者が第１の操作面１１１〜第４の操作面１１４の振動を認識することができる。
【００６９】
触覚呈示装置１は、パネル１０の表面１００が突き出す、又は凹んだ形状を有していても、操作が検出された検出点における接平面に交差する方向に振動を呈示することができる。
【００７０】
触覚呈示装置１は、関連情報１６１を有するので、関連情報を備えない場合と比べて、処理負荷が抑制される。
【００７１】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、操作面の突出部の形状が円筒の円周のような形状を有している点で第１の実施の形態と異なっている。
【００７２】
図５（ａ）は、第２の実施の形態に係る触覚呈示装置の側面図である。なお以下に記載する実施の形態において、第１の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分は、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。
【００７３】
本実施の形態に係る触覚呈示装置１は、パネル１０の長手方向に伸び、半円筒形状を有する突出部１０ｃを有している。この突出部１０ｃは、パネル１０の表面１００を、第１の操作面１１５と第３の操作面１１７の２面に分けている。また突出部１０ｃの周面が、第２の操作面１１６となっている。
【００７４】
このパネル１０は、図５（ａ）に示すように、第１の操作面１１５の法線１１５ａ、第３の操作面１１７の法線１１７ａと、第２の操作面１１６の法線１１６ｃと、が平行移動により交差するような形状を有している。なお、第２の操作面１１６の法線１１６ｃが、法線１１５ａ及び法線１１７ａと同じ方向を向く場合は、第１の操作面１１５及び第３の操作面１１７に操作がなされた際と同様の方向に振動が呈示される。
【００７５】
検出部１２は、例えば、第２の操作面１１６における操作を検出する複数の電極を備えている。
【００７６】
制御部１６は、第１の操作面１１５及び第３の操作面１１７に操作が行われた場合、関連情報１６１に基づいてｚアクチュエータ１４１を駆動する。また、制御部１６は、第２の操作面１１６に操作が行われた場合、操作が検出された検出点と、関連情報１６１と、に基づいてアクチュエータを駆動する。従って、関連情報１６１は、第２の操作面１１６の検出点１１６ａと、振動を呈示するアクチュエータと、が関連付けられている。
【００７７】
具体的には、図５（ａ）に示すように、操作者が第２の操作面１１６の検出点１１６ａに指先を接触させた場合、この検出点１１６ａにおける接平面１１６ｂの法線１１６ｃが一意的に決まる。従って、制御部１６は、この法線１１６ｃ方向に振動を呈示するための駆動信号を生成する。
【００７８】
第２の操作面１１６は、曲面である。従って制御部１６は、ｙアクチュエータ１４０及びｚアクチュエータ１４１による駆動の合成により法線１１６ｃ方向の振動を生成するための第１の駆動信号Ｓ５及び第２の駆動信号Ｓ６を生成する。この駆動の合成のパターンは、例えば、振動パターン１６２として制御部１６に記憶されている。
【００７９】
（第２の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る触覚呈示装置１は、操作面が曲面を含む形状を有しても、検出点における接平面に交差する方向に振動を付加するので、効果的に触覚を呈示することができる。
【００８０】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、ｘｙｚ系の３軸方向に振動を呈示する点で上述の実施の形態と異なっている。
【００８１】
図５（ｂ）は、第３の実施の形態に係る触覚呈示装置の上面図である。この触覚呈示装置１は、図５（ｂ）に示すように、ｙアクチュエータ１４０及びｚアクチュエータ１４１に加えてｘアクチュエータ１４２を備えている。
【００８２】
ｘアクチュエータ１４２は、例えば、図５（ｂ）の紙面において、パネル１０の左側の側面１０２に取り付けられ、ｘ軸方向にパネル１０を振動させるように構成されている。
【００８３】
このパネル１０は、図５（ｂ）に示すように、パネル１０の表面１００から突出する第１の突出部１８及び第２の突出部１９を有している。第１の突出部１８は、図５（ｂ）の紙面において、左側の側面となる第１の面１１８ａと、パネル１０の正面である第２の面１１８ｂと、右側の側面となる第３の面１１８ｃと、を有する。検出部１２は、この第１の面１１８ａ〜第３の面１１８ｃになされた操作を検出するように構成されている。
【００８４】
また、第２の突出部１９は、図５（ｂ）の紙面において、左側の側面となる第１の面１１９ａと、パネル１０の正面である第２の面１１９ｂと、右側の側面となる第３の面１１９ｃと、を有する。検出部１２は、この第１の面１１９ａ〜第３の面１１９ｃになされた操作を検出するように構成されている。
【００８５】
触覚呈示装置１は、操作者が、例えば、第１の突出部１８の第１の面１１８ａ、第３の面１１８ｃ、第２の突出部１９の第１の面１１９ａ、第３の面１１９ｃのいずれかに操作を行った場合、ｘ軸方向に振動を呈示するように構成されている。従って、制御部１６は、ｘアクチュエータ１４２を駆動する駆動信号を生成してｘアクチュエータ１４２に出力する。ｘアクチュエータ１４２は、当該駆動信号に基づいてパネル１０をｘ軸方向に振動させて触覚を呈示する。
【００８６】
（第３の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る触覚呈示装置１は、互いに交差する方向に振動を付加することができるｘアクチュエータ１４２、ｙアクチュエータ１４０及びｚアクチュエータ１４１を有しているので、操作面の形状が複雑な形状であっても、検出された検出点の接平面に交差する方向に振動を付加して触覚を呈示することができる。
【００８７】
なお、上述の各実施の形態における触覚を呈示する方向は、検出点に基づく法線の方向が望ましいが、これに限定されず、検出点における接平面と交差する方向であれば、予め定められた範囲内で当該法線から傾いていても良い。この予め定められた範囲とは、一例として、０°以上３０°以内が好ましく、０°以上１０°以内がより好ましい。
【００８８】
また、上述の実施の形態において、触覚呈示装置１は、空調装置３の操作部であったが、これに限定されず、車両５に搭載される電子機器の操作部として利用することができる。この電子機器とは、一例として、カーナビゲーション装置、音楽再生装置、動画再生装置等である。
【００８９】
上述の実施の形態において、パネル１０の表面１００には、表面１００から操作者の方向に突出する突出部が形成されていたがこれに限定されず、表面１００から凹んだ凹部を有する構成であっても良い。
【００９０】
以上述べた少なくとも１つの実施の形態の触覚呈示装置１によれば、操作者が振動を感じ易い方向に触覚を呈示することが可能となる。
【００９１】
上述の実施の形態及び変形例に係る触覚呈示装置１は、例えば、用途に応じて、その一部が、コンピュータが実行するプログラム、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）及びＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等によって実現されても良い。
【００９２】
なお、ＡＳＩＣとは、特定用途向け集積回路であり、ＦＰＧＡとは、プログラミングすることができるＬＳＩ（大規模集積回路：Large Scale Integration）である。
【００９３】
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９４】
１…触覚呈示装置、３…空調装置、５…車両、１０…パネル、１０ａ…基部、１０ｂ…突出部、１０ｃ…突出部、１１ａ…第１のボタン群、１１ｂ…スライド操作部、１１ｃ…スライド操作部、１１ｄ…第２のボタン群、１２…検出部、１４…触覚呈示部、１５…印刷層、１６…制御部、１７…通信部、１８…第１の突出部、１９…第２の突出部、３０…表示部、３２…温度調整部、３４…電源、３６…空調制御部、１００…表面、１０１…下面、１０２…側面、１０３…裏面、１０５…第１の振動方向、１０６…第２の振動方向、１１１〜１１４…第１の操作面〜第４の操作面、１１１ａ〜１１４ａ…法線、１１５〜１１７…第１の操作面〜第３の操作面、１１５ａ…法線、１１６ａ…検出点、１１６ｂ…接平面、１１６ｃ…法線、１１７ａ…法線、１１８ａ〜１１８ｃ…第１の面〜第３の面、１１９ａ〜１１９ｃ…第１の面〜第３の面、１２１〜１２４…第１の電極群〜第４の電極群、１２１ａ〜１２４ａ…電極、１４０…ｙアクチュエータ、１４１…ｚアクチュエータ、１４２…ｘアクチュエータ、１６０…しきい値、１６１…関連情報、１６２…振動パターン、３０１〜３０４…第１の表示領域〜第４の表示領域
【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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