(57)【要約】      （修正有）【課題】形状記憶合金を用いて、ユーザに対して能動的に触覚子を突出させたり凹ませたりすることのできる操作支援装置を提供する。【解決手段】操作支援装置１００は、ユーザに操作される領域を有する弾性部１１０と、弾性部の少なくとも一部を覆うように配置された、弾性部よりも硬度が高い高硬度部１３０と、通電により収縮する形状記憶合金を含み、形状記憶合金の収縮により高硬度部を介して弾性部を押圧して変形させる収縮部（ＳＭＡ線１４０）とを備える。電子機器は、上記の操作支援装置と、収縮部を制御する制御部と、操作支援装置が配置された筐体とを備え、制御部は、ユーザの操作に基づいて、弾性部が筐体の外縁よりも外側にはみ出すように収縮部を制御し、ユーザの操作が終了すると、弾性部が筐体の外縁よりも内部に収まるように収縮部を制御する。【選択図】図１
2015087905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザに操作される領域を有する弾性部と、
前記弾性部の少なくとも一部を覆うように配置された、前記弾性部よりも硬度が高い高硬度部と、
通電により収縮する形状記憶合金を含み、前記形状記憶合金の収縮により前記高硬度部を介して前記弾性部を押圧して変形させる収縮部と
を備える操作支援装置。
【請求項２】
前記収縮部は、前記高硬度部を前記弾性部側に引っ張る請求項１に記載の操作支援装置。
【請求項３】
前記弾性部の表面に沿って配置された、通電により収縮する形状記憶合金を含む伸縮部とを備える請求項１または２に記載の操作支援装置。
【請求項４】
ユーザに操作される領域を有する弾性部と、
割り当てられた操作機能に基づいて、前記弾性部を押圧して変形させる伸縮部と
を備える操作支援装置。
【請求項５】
前記伸縮部は、前記弾性部の表面に沿って配置された、通電により収縮する形状記憶合金を含む請求項４に記載の操作支援装置。
【請求項６】
前記伸縮部は、前記弾性部を互いに異なる機能が割り当てられた複数の領域に区分する請求項３から５のいずれか１項に記載の操作支援装置。
【請求項７】
前記ユーザの押圧操作を検出する検出部とを備え、
前記伸縮部は、前記ユーザの押圧操作が前記検出部によって検出された場合に、操作機能に合わせて変形させる場合よりも変形量が小さくなるように前記弾性部を変形させる請求項３から６のいずれか１項に記載の操作支援装置。
【請求項８】
前記伸縮部は、前記弾性部のうち、前記ユーザにより操作されない領域に配置されている請求項３から７のいずれか１項に記載の操作支援装置。
【請求項９】
請求項１から３のいずれか１項に記載の操作支援装置と、
前記収縮部を制御する制御部と、
前記操作支援装置が配置された筐体と
を備え、
前記制御部は、ユーザの操作に基づいて、前記弾性部が前記筐体の外縁よりも外側にはみ出すように前記収縮部を制御し、前記ユーザの操作が終了すると、前記弾性部が前記筐体の外縁よりも内部に収まるように前記収縮部を制御する電子機器。
【請求項１０】
前記ユーザの操作とは、前記電子機器の電源のオンオフであり、
前記制御部は、前記ユーザが前記電源をオンにすると、前記弾性部が前記筐体の外縁よりも外側にはみ出すように前記収縮部を制御し、前記ユーザが前記電源をオフにすると、前記弾性部が前記筐体の外縁よりも内部に収まるように前記収縮部を制御する請求項９に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作支援装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
触覚子の一端が取り付けられた形状記憶合金に対するパルス電圧のオンオフを制御し、制御に応じた形状記憶合金の伸縮によって触覚子を振動させることにより、触覚子の他端に接触している操作者に触覚を与える装置が知られている（特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２００８−２６２４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
形状記憶合金を用いたこの種の装置においては、ユーザに対して能動的に触覚子を突出させたり凹ませたりすることができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様における操作支援装置は、ユーザに操作される領域を有する弾性部と、弾性部の少なくとも一部を覆うように配置された、弾性部よりも硬度が高い高硬度部と、通電により収縮する形状記憶合金を含み、形状記憶合金の収縮により高硬度部を介して弾性部を押圧して変形させる収縮部とを備える。
【０００５】
本発明の第２の態様における電子機器は、上記の操作支援装置と、収縮部を制御する制御部と、操作支援装置が配置された筐体とを備え、制御部は、ユーザの操作に基づいて、弾性部が筐体の外縁よりも外側にはみ出すように収縮部を制御し、ユーザの操作が終了すると、弾性部が筐体の外縁よりも内部に収まるように収縮部を制御する。
【０００６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に係る操作支援装置を説明する図である。
【図２】操作支援装置の他の例を説明する図である。
【図３】電子機器としてのデジタルカメラのシステム構成図である。
【図４】操作支援装置を操作する様子を説明する図である。
【図５】第２実施形態に係る操作支援装置を説明する図である。
【図６】ユーザの押圧動作の検出を説明する図である。
【図７】操作支援装置の制御に係る処理を示すフロー図である。
【図８】操作支援装置の他の例を説明する図である。
【図９】操作支援装置の他の例を説明する図である。
【図１０】操作支援装置の他の例を説明する図である。
【図１１】他の電子機器に操作支援装置を適用した場合について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、第１実施形態に係る操作支援装置を説明する図である。図１（ａ）は、操作支援装置１００の模式斜視図である。操作支援装置１００は、全体として、円柱形状である。操作支援装置１００は、弾性部１１０と、基盤部１２０と、高硬度部１３０とを含んで構成される。操作支援装置１００は、基盤部１２０と高硬度部１３０により弾性部１１０を挟み込んだ構成である。
【００１０】
弾性部１１０は、弾力のある円柱状を成し、例えば絶縁性のシリコンゴムにより形成されている。弾性部１１０の外周面は、ユーザが接触する面である。詳しくは後述するが、弾性部１１０の内部には、空間が形成されている。弾性部１１０は、内部の空間に、収縮部としてのＳＭＡ（Ｓｈａｐｅ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ａｌｌｏｙ）線と、コイルばねとを備える。詳しくは後述するが、ＳＭＡ線を利用することにより、弾性部１１０の形状を変化させることができる。
【００１１】
基盤部１２０は、弾性部１１０を支持、固定する。基盤部１２０は、弾性部１１０よりも高硬度素材である例えばポリカーボネイトにより、円柱状に形成されている。
【００１２】
高硬度部１３０は、弾性部１１０の上面を覆う。高硬度部１３０は、弾性部１１０よりも高硬度素材である例えばポリカーボネイトにより、円柱状に形成されている。
【００１３】
図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した操作支援装置１００のＡ−Ａ断面図である。特に、弾性部１１０の形状が変化する前の操作支援装置１００を説明する図である。上述のように、弾性部１１０の内部空間１１１に、ＳＭＡ線１４０と、コイルばね１８０とが配置されている。弾性部１１０は、下面のうち内部空間側の領域において基盤部１２０に固定される。弾性部１１０は、上面のうち内部空間側の領域において高硬度部１３０に固定される。弾性部１１０の固定には、例えば接着剤を用いることができる。
【００１４】
ＳＭＡ線１４０は、例えばチタンとニッケルの合金を線状に加工した形状記憶合金である。ＳＭＡ線１４０の一端は基盤部１２０に固定され、他端は高硬度部１３０に固定される。ＳＭＡ線１４０の固定には、例えば接着剤を用いることができる。ＳＭＡ線１４０の一端は、制御回路線１５０を介して外部の制御回路に接続される。図１（ｂ）においては、ＳＭＡ線１４０の紙面下側の端部が外部の制御回路に接続される。ＳＭＡ線１４０の他端は、グランド接続線１６０に接続される。図１（ｂ）においては、ＳＭＡ線１４０の紙面上側の端部がグランド接続線１６０に接続される。弾性部１１０の形状が変化する前においては、ＳＭＡ線１４０に電圧は印加されていない。
【００１５】
コイルばね１８０は、基盤部１２０と高硬度部１３０を連結する。コイルばね１８０の一端は基盤部１２０に固定され、他端は高硬度部１３０に固定される。コイルばね１８０の固定には、例えば接着剤を用いることができる。コイルばね１８０は、ＳＭＡ線１４０に電圧が印加されていない状態において、弛緩させた状態で配置される。
【００１６】
図１（ｃ）は、図１（ａ）に示した操作支援装置１００のＡ−Ａ断面図である。特に、弾性部１１０の形状が変化した後の操作支援装置１００を説明する図である。
【００１７】
外部の制御回路によりＳＭＡ線１４０に電圧が印加されると、ＳＭＡ線１４０は自身の抵抗により発熱する。ＳＭＡ線１４０は発熱により収縮する。ＳＭＡ線１４０の収縮により、高硬度部１３０は弾性部１１０側に引っ張られる。そして、高硬度部１３０に押圧されることにより、弾性部１１０は変形する。以上のように、ＳＭＡ線１４０は、高硬度部１３０を弾性部１１０側に引っ張ることにより、弾性部１１０を押圧して変形させる。具体的には、弾性部１１０は、高硬度部１３０により押圧されると、押し潰されたように変形する。ここで、弾性部１１０は、上下面の内部空間側の領域において固定されているので、外側に押し出されるように変形する。結果として、弾性部１１０は、変形前に比べて幅広になり、基盤部１２０および高硬度部１３０の外縁よりも外側に飛び出す。コイルばね１８０は、押圧方向に付勢される。なお、外部の制御回路によりＳＭＡ線１４０に対する電圧の印加が停止されると、弾性部１１０は、自身の復元力およびコイルばね１８０の弾性力により、変化前の形状に戻る。
【００１８】
以上の説明では、ＳＭＡ線１４０と、コイルばね１８０とを個別に設けたが、ＳＭＡ線１４０と、コイルばね１８０とを一体的に設けてもよい。すなわち、ＳＭＡ線１４０をコイルバネ形状に形成してもよい。
【００１９】
図２は、操作支援装置１００の他の例を説明する図である。図２（ａ）は、操作支援装置１００の模式斜視図である。特に、弾性部１１０の形状が変化する前の操作支援装置１００を説明する図である。操作支援装置１００は、弾性部１１０と、高硬度部２３０と、ＳＭＡ線１４０とを含んで構成される。なお、図２（ａ）においては、高硬度部２３０を視認し易くする目的で、高硬度部２３０にハッチングを施している。後述する図２（ｂ）についても同様である。
【００２０】
弾性部１１０は、弾力のある円柱状を成し、例えば絶縁性のシリコンゴムにより形成されている。弾性部１１０の外周面は、高硬度部２３０を介して、ユーザが接触する面である。
【００２１】
高硬度部２３０は、弾性部１１０を覆う。具体的には、高硬度部２３０は、弾性部１１０の外周面を被覆する。本実施形態においては、高硬度部２３０は、弾性部１１０の外周面の全体を被覆している。高硬度部２３０は、弾性部１１０よりも高硬度素材である例えばポリカーボネイトにより、全体として筒状に形成されている。例えば、薄板状に形成されたポリカーボネイトを筒状に変形させて両端部を接着すれば、全体として筒状に形成された高硬度部２３０を得ることができる。
【００２２】
ＳＭＡ線１４０は、例えばチタンとニッケルの合金を線状に加工した形状記憶合金である。ＳＭＡ線１４０は、弾性部１１０の外周面を取り囲むように、高硬度部２３０上に配置される。ＳＭＡ線１４０の一端は、制御回路線１５０を介して外部の制御回路に接続される。ＳＭＡ線１４０の他端は、グランド接続線１６０に接続される。弾性部１１０の形状が変化する前においては、ＳＭＡ線１４０に電圧は印加されていない。
【００２３】
図２（ｂ）は、操作支援装置１００の模式斜視図である。特に、弾性部１１０の形状が変化した後の操作支援装置１００を説明する図である。
【００２４】
外部の制御回路によりＳＭＡ線１４０に電圧が印加されると、ＳＭＡ線１４０は自身の抵抗により発熱し収縮する。ＳＭＡ線１４０の収縮により、高硬度部２３０は、弾性部１１０の中心軸に対して直交する方向に押圧される。そうすると、高硬度部２３０により、弾性部１１０の全体が押圧されて、弾性部１１０は変形する。弾性部１１０は、高硬度部２３０により押圧されると、締め付けられたように変形する。結果として、弾性部１１０は、変形前に比べて幅狭になる。なお、外部の制御回路によりＳＭＡ線１４０に対する電圧の印加が停止されると、弾性部１１０は、自身の復元力により、変化前の形状に戻る。
【００２５】
以上のように、本実施形態の操作支援装置１００においては、弾性部１１０を変形させることができる。操作支援装置１００は、電子機器に組み込まれて利用される。電子機器としてデジタルカメラに組み込まれた場合を例に挙げて説明する。図１に示した操作支援装置１００が組み込まれた場合について主に説明する。
【００２６】
図３は、電子機器としてのデジタルカメラ２００のシステム構成図である。デジタルカメラ２００は、操作支援装置１００に加えて、全体の制御を統括する制御部としてのＣＰＵ２０１と、制御プログラム等を記憶する不揮発性メモリ２０２と、レンズおよび撮像素子等を含む撮像部２０３と、ユーザからの操作を受け付ける操作部材２０４とを備える、操作部材２０４は、デジタルカメラ２００の電源のオンオフを切り替える電源スイッチを含む。デジタルカメラ２００は、さらに、取得した画像を処理する画像処理部２０５と、画像処理された画像およびメニュー項目等を表示する表示部２０６とを備える。
【００２７】
ＣＰＵ２０１は、電源がオンされたことを検出する検出部２０７を含む。ＣＰＵ２０１は、検出部２０７による検出結果に応じて、操作支援装置１００に印加する電圧を制御する。具体的には、電源がオンされたことを検出しない場合、すなわち、電源がオフされている場合には、ＣＰＵ２０１は、操作支援装置１００に電圧を印加しない。この場合には、操作支援装置１００は、図１（ｂ）に示した状態となる。一方、電源がオンされたことを検出した場合には、ＣＰＵ２０１は、操作支援装置１００に予め設定された電圧を印加する。この場合には、操作支援装置１００は、図１（ｃ）に示した状態となる。
【００２８】
以上のように、デジタルカメラ２００の電源の状態に応じて操作支援装置１００の形状を能動的に変化させることができる。なお、図２に示した操作支援装置１００が組み込まれた場合には、電源がオフされている場合に、ＣＰＵ２０１は、操作支援装置１００に予め設定された電圧を印加する。逆に、電源がオンされている場合に、ＣＰＵ２０１は、操作支援装置１００に電圧を印加しない。
【００２９】
図４は、操作支援装置を操作する様子を説明する図である。具体的には、デジタルカメラ２００の側面図である。操作支援装置１００は、例えば撮影モードダイヤルとして利用することができる。本実施形態においては、操作支援装置１００は、いわゆるメカダイヤルとして設置することができる。ユーザは、操作支援装置１００を回転させることにより、任意の撮影モードに設定できる。
【００３０】
図４（ａ）は、デジタルカメラ２００の電源がオフの状態を示す。操作支援装置１００は、デジタルカメラ２００の筐体２１１の上面に配置される。より詳細には、操作支援装置１００は、筐体２１１における、表示部２０６側の外縁２１２よりも内側に配置される。デジタルカメラ２００の電源がオフの状態においては、操作支援装置１００の出っ張りが抑制された構成になっている。したがって、ユーザが操作支援装置１００を操作する場合に、ユーザの指と操作支援装置１００との接触面は狭い領域に限られる。具体的には、図中の破線で囲まれた領域に示すように、ユーザの指は、操作支援装置１００の角に接触するだけである。このため、回転させる力を効果的に弾性部１１０に伝えることができない。つまり、デジタルカメラ２００の電源がオフの状態では、撮影モードを切り換え難い構成になっている。これにより、誤操作を防止することができ、撮影時の撮影モードの設定を保ち易くなる。また、デジタルカメラ２００を例えば鞄に収納する場合においても、他の物との接触による操作支援装置１００の回転を抑制できる。
【００３１】
図４（ｂ）は、デジタルカメラ２００の電源がオンの状態を示す。デジタルカメラ２００の電源がオンされている場合には、上述のように、操作支援装置１００は、電源がオフの状態に比べて、幅広になる。これにより、弾性部１１０は、表示部２０６側の外縁２１２よりも外側に飛び出す。デジタルカメラ２００の電源がオンの状態においては、操作支援装置１００の弾性部１１０が外側に出っ張った構成になっている。したがって、ユーザが操作支援装置１００を操作する場合に、ユーザの指と操作支援装置１００との接触面は、電源がオフの状態に比べて、大きくなる。具体的には、図中の破線で囲まれた領域に示すように、ユーザの指は、弾性部１１０の側面の全体に接触する。このため、回転させる力を効果的に弾性部１１０に伝えることができる。つまり、デジタルカメラ２００の電源がオンの状態では、撮影モードを切り換え易い構成になっている。これにより、撮影時の撮影モードの設定に関する操作性を向上させることができる。
【００３２】
既存のメカダイヤルを操作した場合の触感との差異を低減すべく、弾性部１１０の外周面に、複数の高硬度素材を互いに離して配置してもよい。この場合に、弾性部１１０の外周面において周方向の全体にわたって複数の高硬度素材を配置するとよい。高硬度素材は、弾性部１１０よりも高硬度であればよい。例えばポリカーボネイト、金属等を用いることができる。また、高硬度素材が混入された弾性体を用いて弾性部１１０を形成してもよい。この場合にも、弾性部１１０の外周面、すなわちユーザが接触する面に高硬度部材が存在することにより、既存のメカダイヤルを操作した場合の触感に近い触感を得ることができる。なお、高硬度素材は、弾性部１１０の最外周にのみ形成されてもよい。弾性体からなる円柱を形成した後、高硬度素材が混入された弾性体からなる帯状部材により当該円柱の外周面を被覆することにより、最外周に高硬度素材を備える弾性部１１０を形成することができる。また、弾性部１１０の外周面にローレット加工が施されてもよい。この場合にも、既存のメカダイヤルを操作した場合の触感との差異を低減することができる。
【００３３】
以上の説明では、操作支援装置がデジタルカメラに組み込まれる場合を例に挙げたが、タブレット端末に組み込まれてもよい。この場合には、操作支援装置をジョグダイヤルとして使うことができる。この場合にも、操作支援装置は、ユーザの操作性を向上させるべく、タブレット端末の電源がオンされた場合に、幅広になるように、すなわち外側に飛び出すように構成される。一方で、誤操作を防止すべく、タブレットの電源がオフの場合には、タブレット端末の電源がオンされた場合よりも幅が狭くなるように構成される。
【００３４】
図５は、第２実施形態に係る操作支援装置を説明する図である。本実施形態においては、特に、電子機器としてデジタルカメラに組み込まれる場合について説明する。本実施形態の操作支援装置は、上記のメカダイヤルではなく、ユーザに対して触覚を呈示する触覚呈示装置として機能する。メカダイヤルを回転させたようなクリック感を呈示することができる。また、押圧された領域を検出し、検出信号を外部の制御回路、すなわち、電子機器の制御部に送ることにより、電子機器の入力部材としても機能する。
【００３５】
図５（ａ）は、操作支援装置１００の模式斜視図である。操作支援装置１００は、弾性部１１０と、ＳＭＡ線１９０と、ＳＭＡ線１９１とを含んで構成される。
【００３６】
弾性部１１０は、弾力のある円柱状を成し、例えば絶縁性のシリコンゴムにより形成されている。弾性部１１０の外周面は、ユーザが接触する面である。
【００３７】
ＳＭＡ線１９０は、例えばチタンとニッケルの合金を線状に加工した形状記憶合金である。ＳＭＡ線１９０は、弾性部１１０の外周面に巻き付くように、外周面の周方向に沿って配置される。ＳＭＡ線１９０は、後述するＳＭＡ線１９１の上から配置される。ＳＭＡ線１９０の一端は、制御回路線１５０を介して外部の制御回路に接続される。ＳＭＡ線１９０の他端は、グランド接続線１６０に接続される。
【００３８】
ＳＭＡ線１９１は、ＳＭＡ線１９０と同様の線状の形状記憶合金である。ＳＭＡ線１９１は鉤状であり、弾性部１１０の上面、外周面、および下面にかけて配置されている。ＳＭＡ線１９１の両端は、弾性部１１０の上下面にそれぞれ接着剤等により固定される。ＳＭＡ線１９１の上面側の端部は、グランド接続線１６０に接続されている。下面側の端部は、制御回路線１５０を介して外部の制御回路に接続される。図５においては、７本のＳＭＡ線１９１が互いに間隔をあけて配置されている。なお、弾性部１１０の上下面に、弾性部１１０よりも高硬度素材である例えばポリカーボネイトにより形成された固定部材を設け、この固定部材にＳＭＡ線１９１を固定してもよい。
【００３９】
図５（ｂ）は、操作支援装置１００の側面図である。特に、弾性部１１０の形状が変化する前の操作支援装置１００を説明する図である。図５（ｂ）においては、図面を見易くする目的で、左端のＳＭＡ線１９１を除いて後述するポテンショメータ１９２、制御回路線１５０およびグランド接続線１６０の図示を省略している。
【００４０】
本実施形態においては、ＳＭＡ線１９１を利用して、ユーザの押圧動作を検知する。具体的には、ＳＭＡ線１９１において任意の二点に微弱な電圧を印加する。この状態でユーザの押圧動作がなされると、押し込み量によって抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を検知することにより、ユーザの押圧動作を検知することができる。ユーザの押圧動作が検知されると、外部の制御回路は、制御回路線１５０を介してＳＭＡ線１９１に電圧を印加する。すると、当該ＳＭＡ線１９１に電流が流れ、ユーザが触れた弾性部１１０の表面領域が凹む。これにより、ユーザは、弾性部１１０の表面に軽く触れただけで、凹み感を感じることができる。外部の制御回路は、弾性部１１０が予め設定された値以上の強さで押圧された場合に、電圧を印加してもよい。
【００４１】
図５（ｃ）は、操作支援装置１００の側面図である。特に、弾性部１１０の形状が変化した後の操作支援装置１００を説明する図である。図５（ｃ）においては、図面を見易くする目的で、ポテンショメータ１９２、制御回路線１５０およびグランド接続線１６０の図示を省略している。
【００４２】
外部の制御回路によりＳＭＡ線１９０に電圧が印加されると、ＳＭＡ線１９０は自身の抵抗により発熱し収縮する。ＳＭＡ線１９０の収縮により、弾性部１１０は、弾性部１１０の中心軸に対して直交する方向に押圧される。そうすると、ＳＭＡ線１９０により、弾性部１１０が押圧されて、弾性部１１０は変形する。具体的には、弾性部１１０は、ＳＭＡ線１９０に締め付けられたように変形する。結果として、弾性部１１０の上下端に比べて、弾性部１１０の中央部分は、変形前に比べて幅狭になる。ＳＭＡ線１９１もＳＭＡ線１９０の収縮により変形する。具体的には、弾性部１１０の形状変化に沿うように変形する。
【００４３】
操作支援装置１００が電子機器に組み込まれた場合に、電子機器の電源がオン、すなわち電子機器が使用される状況において、弾性部１１０を変形させることにより、弾性部１１０をユーザに視覚的に認識させ易くすることができる。また、弾性部１１０の変形の前後で互いに異なる機能を割り当てれば、一つの操作支援装置で複数の機能を実現することができる。変形前の操作支援装置１００に撮影モードを切り換える機能を割り当て、変形後の操作支援装置１００に、選択されている撮影モードの設定を変更する機能を割り当ててもよい。以上の説明では、ユーザによる押圧動作の検出にポテンショメータを利用したが、圧力センサを利用してもよい。
【００４４】
図６は、ユーザの押圧動作の検出を説明する図である。具体的には、操作支援装置１００の側面図である。弾性部１１０は、内部に圧力センサ１９３を備える。弾性体からなる円柱の外周面に接着剤により圧力センサを貼り付けた後、同材料の弾性体からなる帯状部材により当該円柱の外周面を被覆することにより、内部に圧力センサ１９３を備える弾性部１１０を形成することができる。圧力センサ１９３は、ＳＭＡ線１９０により区分された上下の領域のそれぞれに配置される。より詳細には、ＳＭＡ線１９１に対応する位置に配置される。したがって、本実施形態においては、１４個の圧力センサ１９３が配置される。本実施形態の操作支援装置１００によれば、ユーザが弾性部１１０における上下の領域のどちらに接触したかを検出することができる。圧力センサ１９３として、例えばひずみゲージが用いられる。
【００４５】
ユーザが弾性部１１０の外周面に触れると、圧力センサ１９３が当該接触に応じた出力信号を、検出回路線１７０を介して検出回路に出力する。検出回路は、いずれの圧力センサ１９３で接触を検出したかを同定して、検出結果を制御回路に引き渡す。制御回路は、検出結果を受け取ると、これに同期して、対応するＳＭＡ線１９１に電圧を印加する。すると、当該ＳＭＡ線１９１に電流が流れ、ユーザが触れた弾性部１１０の表面領域が凹む。これにより、ユーザは、弾性部１１０の表面に軽く触れただけで、凹み感を感じることができる。
【００４６】
ＳＭＡ線１９０に電圧を印加することにより、操作支援装置１００を変形させることができる。図５（ｃ）に示したように、変形後の操作支援装置１００においては、弾性部１１０は、ＳＭＡ線１９０により、上下の領域に区分された形状になる。具体的には、操作支援装置１００は、ＳＭＡ線１９０よりも上側の領域である上段のダイヤルと、下側の領域である下段のダイヤルとに区分される。上下のダイヤルに互いに異なる機能を割り当てることができる。例えば、互いに異なる階層の機能を割り当てることができる。より詳細には、上段のダイヤルに撮影モードを切り換える機能を割り当て、下段のダイヤルに、選択されている撮影モードの設定を変更する機能を割り当ててもよい。これにより、撮影モードを切り換えるための撮影モードダイヤルと、選択されている撮影モードの設定を変更するコマンドダイヤルとを一つの部材として設けることができる。また、上段のダイヤルに開放Ｆ値を設定する機能を割り当て、下段のダイヤルにシャッタースピードを設定する機能を割り当ててもよい。さらに、割り当てる機能を動的に変更してもよい。
【００４７】
図７は、操作支援装置１００の制御に係る処理を示すフロー図である。本フローは、図５の説明に対応する制御フローである。ここでは、弾性部１１０の変形の前後で同一の機能が割り当てられている場合について説明する。また、同一の機能として撮影モードの設定機能が割り当てられている場合を想定する。本フローは、電子機器の電源がオンされた場合に開始される。
【００４８】
電源がオンされると、制御部は、ＳＭＡ線１９０に電圧を印加する（ステップＳ１０１）。これにより、図５（ｃ）に示したように、弾性部１１０は、上下の領域に区分された形状になる。その後、ユーザの押圧操作を検知したかを判定し（ステップＳ１０２）、ユーザの押圧操作を検知すると（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、制御部は、検知したＳＭＡ線１９１に電圧を印加する（ステップＳ１０３）。これにより、ユーザは、クリック感を得ることができる。
【００４９】
その後、さらに、ユーザの押圧操作を検知したかを判定し（ステップＳ１０４）、ユーザの押圧操作を検知すると（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、押圧された領域が変化したかを判定する（ステップＳ１０５）。押圧された領域が変化したと判定した場合に（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、制御部は、検知したＳＭＡ線１９１に電圧を印加し（ステップＳ１０６）、操作方向に応じて撮影モードの設定調整を行う（ステップＳ１０７）。ユーザが、例えば図５（ｃ）に示した弾性部１１０を図中左側から右側へ順になぞる場合には、押圧された領域が変化したと判定する。ステップＳ１０４においては、ステップＳ１０２で検知されたＳＭＡ線１９１の一つ右側のＳＭＡ線１９１が検知されることになる。この場合には、撮影モードを例えば「ポートレートモード」から「シーンモード」に切り替える。押圧された領域が変化しないと判定した場合、すなわち、ユーザが弾性部１１０から一度指を離した後、再度、同じ領域を押圧する場合には（ステップＳ１０５でＮｏ）、撮影モードの設定を変更せずに、後述のステップＳ１０８に移行する。また、ユーザの押圧操作を検知しない場合には（ステップＳ１０２でＮｏ、ステップＳ１０４でＮｏ）、ステップＳ１０８に移行する。
【００５０】
電源オフの操作を検知したかを判定し（ステップＳ１０８）、電源オフの操作を検知しなければ（ステップＳ１０８でＮｏ）、ステップＳ１０２に移行する。電源オフの操作を検知すると（ステップＳ１０８でＹｅｓ）、一連の処理を終了する。
【００５１】
図６の説明に対応する制御フローを実現するには、ステップＳ１０２、１０４において上下のどちらの領域が押圧されたかを検出し、検出した領域に応じてステップＳ１０７において、領域に応じた設定の切り替えを行えばよい。例えば、弾性部１１０の上側を左側から右側へ順になぞる場合には、上述のように、撮影モードを「ポートレートモード」から「シーンモード」に切り替え、弾性部１１０の下側を左側から右側へ順になぞる場合には、シーンモードを例えば「夜景モード」から「パーティモード」に切り替える。
【００５２】
以上の説明では、弾性部１１０を上下の領域に区分したが、詳しくは後述するが、左右の領域に区分してもよい。弾性部１１０の上下面を取り囲むようにＳＭＡ線１９１を形成し、ＳＭＡ線１９１のいずれかを用いて領域を区分すれば、弾性部１１０を左右の領域に区分することができる。具体的には、領域の区分に用いたＳＭＡ線１９１よりも左側の領域である左側のダイヤルと、右側の領域である右側のダイヤルとに区分することができる。上下の領域に区分にした場合と同様に、左側のダイヤルと右側のダイヤルとに互いに異なる機能を割り当ててもよい。
【００５３】
以上の説明では、弾性部１１０を二つの領域に区分したが、三つ以上の領域に区分することもできる。例えば、ＳＭＡ線１９０と、ＳＭＡ線１９１のいずれかとにより、上下左右の四つの領域に区分してもよい。この場合には、四つの領域に互いに異なる機能を割り当てることができる。
【００５４】
図８は、操作支援装置の他の例を説明する図である。図８（ａ）は、操作支援装置１００の模式斜視図である。図８（ｂ）は、操作支援装置１００の側面図である。特に、弾性部１１０の形状が変化する前の操作支援装置１００を説明する図である。図８（ｃ）は、操作支援装置１００の側面図である。特に、弾性部１１０の形状が変化した後の操作支援装置１００を説明する図である。ここでは、圧力センサ１９３を用いてユーザの押圧操作を検出する場合を例に挙げて説明する。ただし、図面を見易くする目的で、図８（ａ）、（ｃ）は、圧力センサ１９３および検出回路線１７０の図示を省略している。また、図８（ｂ）、（ｃ）は、制御回路線１５０およびグランド接続線１６０の図示を省略している。
【００５５】
以上の説明では、弾性部１１０の外周面の周方向に沿ってＳＭＡ線１９０を配置する構成としたが、図８（ａ）に示すように、周方向から高さ方向にずらして配置してもよい。この場合には、図８（ｂ）に示すように、側面図においては、ＳＭＡ線１９０は弾性部１１０に対して斜めに位置する。ここでは、左端から右端にかけて右上がりに位置している。変形後の操作支援装置１００においては、図８（ｃ）に示すように、弾性部１１０を斜めに区分することができる。斜めのスライド操作を検出する場合には、弾性部１１０を斜めに変形させることにより、ユーザにとって操作し易い形状にすることができる。また、弾性部１１０の形状自体を斜めに変形させれば、操作方向を視覚的に理解させ易くなる。
【００５６】
ユーザによって接触された領域に応じて機能を変更してもよい。例えば、接触された領域に応じて機能を５通りに分けることができる。具体的には、上段のダイヤルに対するスライド操作を検知した場合、下段のダイヤルに対するスライド操作を検知した場合、上下段の両方のダイヤルに対するスライドを検知した場合、右斜め上方向のスライド操作を検知した場合、および右斜め下方向のスライド操作を検知した場合である。
【００５７】
マトリクス状に配置された複数の圧力センサ１９３のうち、上段の圧力センサ１９３が左右の両端にわたって順次ユーザの接触を検出すれば、上段のダイヤルに対して水平方向にスライド操作していると判定できる。同様に、下段の圧力センサ１９３が左右の両端にわたって順次ユーザの接触を検出すれば、下段のダイヤルに対して水平方向にスライド操作していると判定できる。上下段の圧力センサ１９３の両方が左右の両端にわたって順次ユーザの接触を検出すれば、上下段の両方のダイヤルに対して水平方向にスライド操作していると判定できる。左側の領域では、下段の圧力センサ１９３がユーザの接触を検出し、右側の領域では、上段の圧力センサ１９３がユーザの接触を検出すれば、すなわち、左側から右側に向かって、検出する圧力センサ１９３の位置が下段から上段に変われば、右斜め上方向にスライド操作していると判定できる。逆に、右側の領域では、下段の圧力センサ１９３がユーザの接触を検出し、左側の領域では、上段の圧力センサ１９３がユーザの接触を検出すれば、すなわち、右側から左側に向かって、検出する圧力センサ１９３の位置が上段から下段に変われば、右斜め下方向にスライド操作していると判定できる。
【００５８】
以上の説明では、図８（ｂ）に示すように、側面図においては、左端から右端にかけて右上がりに位置するように、ＳＭＡ線１９０を配置したが、左端から右端にかけて右下がりに位置するように、さらに別のＳＭＡ線を配置してもよい。この場合には、どちらのＳＭＡ線を収縮させるかにより、弾性部１１０の形状を動的に変更させることができる。
【００５９】
図９は、操作支援装置の他の例を説明する図である。図９（ａ）は、操作支援装置１００の模式斜視図である。特に、弾性部１１０の外周面の周方向に沿ってＳＭＡ線１９０を配置する場合を示す。図９（ｂ）は、操作支援装置１００の模式斜視図である。特に、弾性部１１０の外周面の周方向から高さ方向にずらしてＳＭＡ線１９０を配置する場合を示す。ここでは、圧力センサ１９３および検出回路線１７０の図示を省略している。また、ＳＭＡ線１９１について、制御回路線１５０およびグランド接続線１６０の図示を省略している。
【００６０】
以上の説明では、弾性部１１０の領域を区分するＳＭＡ線は一本であったが、複数本であってもよい。図示するように、例えば、ＳＭＡ線１９１を鉤状ではなく、弾性部１１０の上下面を取り囲むように形成する。これにより、ＳＭＡ線１９１も領域を区分するＳＭＡ線として使用することができる。どのＳＭＡ線１９１を収縮させるかにより、動的に領域を区分することもできる。
【００６１】
例えば、機能に応じて電圧を印加する対象となるＳＭＡ線１９１を異ならせるとよい。これにより、機能に応じて弾性部１１０の形状を異ならせることができる。ユーザが機能に応じた弾性部１１０の形状を把握していれば、弾性部１１０の形状により、弾性部１１０に現在割り当てられている機能をユーザに報知することができる。
【００６２】
また、弾性部１１０に対する特定方向のスライド操作だけを許容するように構成してもよい。例えば、図９（ａ）に示すように、ＳＭＡ線１９０により、上下の領域に区分されている場合には、両方向のスライドを許容し、図９（ｂ）に示すように、斜めの領域に区分されている場合には、一方向のみのスライド操作を許容する。例えば、開放Ｆ値、シャッタースピード等のように、設定対象が数値である場合に、両方向のスライドを許容するとよい。これにより、数値を設定する際のユーザの操作性を向上させることができる。撮影モードのように、設定対象が数値以外である場合には、一方向のみのスライド操作を許容してもよい。また、設定対象の数が多い場合には、両方向のスライドを許容してもよい。これにより、ユーザは、必要以上にスライド操作し特定の設定対象に合わせ損ねたとしても、逆方向にスライド操作することにより、容易に合わせなおすことができる。一方で、設定対象の数が少ない場合には、一方向のみのスライド操作を許容してもよい。例えば、弾性部１１０の形状によっては、逆方向に操作し難い場合がある。このような場合には、設定対象の数が少なければ、逆方向に操作しなくても比較的容易に合わせなおすことができる。したがって、操作性を重視し、一方向のみのスライド操作を許容すればよい。
【００６３】
以上の説明では、弾性部１１０の形状をＳＭＡ線によって変化させたが、透明ワイヤー、紐等によって変形させてもよい。この場合には、部分的にＳＭＡ線を使用する。例えば、ＳＭＡ線と紐とを連結させて、弾性部１１０に巻き付けることができる。そして、ＳＭＡ線の電圧を制御することにより、弾性部１１０の形状の変化を制御することができる。また、弾性部１１０の外周面において、ユーザが操作しない部分にＳＭＡ線を配置し、ユーザが操作する部分に紐を配置するとよい。これにより、ユーザがＳＭＡ線に直接触れる状況を回避できる。したがって、ＳＭＡ線からユーザへの伝熱を抑制できる。また、弾性部１１０の裏面にＳＭＡ線を配置した場合にも、ＳＭＡ線からユーザへの伝熱を抑制できる。
【００６４】
図１０は、操作支援装置の他の例を説明する図である。図１０（ａ）は、操作支援装置１００の模式斜視図である。ここでは、制御回路線、グランド接続線、圧力センサ、および検出回路線の図示を省略している。図１０（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）についても同様である。
【００６５】
弾性部１１０は、弾力のある略半球状を成し、例えば絶縁性のシリコンゴムにより形成されている。弾性部１１０の半球面は、ユーザが接触する面である。
【００６６】
ＳＭＡ線２９０は、ＳＭＡ線１９０、１９１と同様の線状の形状記憶合金である。ＳＭＡ線２９０は、弾性部１１０の頂点を通り、弾性部１１０に巻き付くように配置されている。ＳＭＡ線２９０の一端は、グランド接続線に接続されている。他端は、制御回路線を介して外部の制御回路に接続される。ＳＭＡ線２９０は、領域を区分する機能を担いつつ、触覚を呈示する機能も担う。
【００６７】
図１０（ｂ）は、操作支援装置１００の側面図である。特に、弾性部１１０の形状が変化する前の操作支援装置１００を説明する図である。図１０（ｃ）、（ｄ）は、操作支援装置１００の側面図である。特に、弾性部１１０の形状が変化した後の操作支援装置１００を説明する図である。図１０（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）において、中央のＳＭＡ線２９０により領域を区分する場合について説明する。
【００６８】
図１０（ｃ）に示すように、中央のＳＭＡ線２９０を収縮させることにより、弾性部１１０を左右の領域に区分することができる。これにより、左右の領域に互いに異なる機能が割り当てられていた場合に、どの部分に接触すればよいかをユーザに視覚的に報知することができる。ユーザが弾性部１１０に接触した後には、中央のＳＭＡ線２９０に印加する電圧を低下させることにより、図１０（ｄ）に示すように、当該中央のＳＭＡ線２９０の収縮量を小さくしてもよい。これにより、ＳＭＡ線２９０の放熱量を低減することができる。以上のように、ユーザ操作を受け付ける前に弾性部１１０の形状を能動的に変化させるだけでなく、ユーザ操作を検出した後に、さらに形状を変化させてもよい。ユーザ操作を受け付ける段階においては、形状の変化を強調することにより、視覚的に認識させ易くし、ユーザ操作を受け付けた段階においては、形状の変化を小さくすることにより、操作させ易くする。
【００６９】
なお、左右の領域にわたってスライド操作を行う場合が考えられる。この場合に、中央のＳＭＡ線２９０をさらに収縮させることにより、触覚呈示用としても機能させることができる。弾性部１１０の全体にわたってユーザに凹み感を呈示することができる。
【００７０】
以上の実施形態においては、電子機器としてデジタルカメラを例に挙げて説明したが、操作支援装置１００は、デジタルカメラに限らず様々な電子機器に適用できる。例えば、携帯電話、ゲーム端末、タブレット端末、ゲームコントローラ、産業機械の操作パネル等にも適用できる。
【００７１】
図１１は、他の電子機器に操作支援装置を適用した場合について説明する図である。図１１（ａ）は、ゲームコントローラ３００に操作支援装置１００を適用した図である。ゲームコントローラ３００は、上面だけでなく、上側面にもボタンを備える場合がある。図示するように、例えば、左右にそれぞれ二つずつボタンとしての操作支援装置１００を備える。ユーザは、左側の二つの操作支援装置１００のそれぞれを左手の人差し指、中指で操作し、右側の二つの操作支援装置１００のそれぞれを右手の人差し指、中指で操作する。操作支援装置１００の位置に応じて、ＳＭＡ線の収縮量を変えるとよい。これにより、ユーザに呈示するクリック感を異ならせることができる。また、操作支援装置１００が配置される位置に応じて、感度を異ならせてもよい。例えば、紙面の奥側に配置された操作支援装置１００の感度を上げることにより、ユーザにとって操作し辛い位置であっても、操作性を向上させることができる。また、紙面の奥側に配置された操作支援装置１００の高さを、手前に配置されている操作支援装置１００の高さよりも高くしてもよい。
【００７２】
図１１（ｂ）は、タブレット端末に操作支援装置を適用した図である。操作支援装置１００は、液晶表示部上に配置される。ＳＭＡ線と透明ワイヤーとを連結させた連結部材を使用するとよい。連結部材は、液晶表示部上に当たる部分に透明ワイヤーが位置し、液晶表示部外に当たる部分にＳＭＡ線が位置するように配置される。ＳＭＡ線は、タブレット端末の筐体４１０内部に埋め込まれてもよい。このように、液晶表示部上に透明部材を配置する。
【００７３】
操作支援装置１００は、タブレット端末４００により実行されるアプリケーションに応じて変形してもよい。例えば、特定のゲームのアプリケーションが実行される場合には、複数のボタン状の凸部を形成するように変形する。液晶表示部は、凸部の位置に合わせてボタンを識別する情報を表示してもよい。これにより、ユーザは、どの凸部がどのボタンかを認識し易くなる。また、凸部を操作することにより、タッチパネルを操作する場合に比べて、操作感を向上させることができる。タッチパネルを操作する場合に、例えば特定のキー操作を行った場合に、当該キー操作に応じた処理がなされない場合がある。この場合に、特定のキー操作自体を行えていない、すなわち誤ったキー操作を行ったのか、それとも特定のキー操作は行えているが正しく認識されていないのかを、ユーザは判断し辛い。操作支援装置１００を操作することにより、操作感を得ることができれば、ユーザは、特定のキー操作自体を行えていないのか、それとも特定のキー操作は行えているが正しく認識されていないのかを判断し易くなる。
【００７４】
操作支援装置１００を操作のガイド機能としても用いることもできる。操作支援装置１００によって複数のボタンが形成された場合において、複数のボタンの二つ以上を連続して操作することにより特定の機能を実現する場合がある。この場合に、操作の対象となる二つ以上のボタンを、操作順に従って変形させる。これにより、ユーザは、ボタンを操作する順序を視認することができる。このとき、電子機器の表示部に表示する映像と連携させてもよい。具体的には、映像として複数のボタンを表示して、操作支援装置１００における、操作の対象となるボタンを変形させるタイミングで、対応するボタンを例えば強調表示するとよい。映像と連携させることにより、ユーザに操作手順をより理解させ易くなる。
【００７５】
以上の説明では、第１実施形態の操作支援装置１００をメカダイヤルとして構成したが、第２実施形態の操作支援装置１００で説明したように、触覚呈示装置として構成してもよい。具体的には、例えば、図５（ａ）に示したように、弾性部１１０の外周面に触覚呈示用のＳＭＡ線を配置してもよい。
【００７６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００７７】
１００  操作支援装置、１１０  弾性部、１１１  内部空間、１２０  基盤部、１３０  高硬度部、１４０  ＳＭＡ線、１５０  制御回路線、１６０  グランド接続線、１７０  検出回路線、１８０  コイルばね、１９０  ＳＭＡ線、１９１  ＳＭＡ線、１９２  ポテンショメータ、１９３  圧力センサ、２００  デジタルカメラ、２０１  ＣＰＵ、２０２  不揮発性メモリ、２０３  撮像部、２０４  操作部材、２０５  画像処理部、２０６  表示部、２０７  検出部、２１１  筐体、２１２  外縁、２３０  高硬度部、２９０  ＳＭＡ線、３００  ゲームコントローラ、４００  タブレット端末、４１０  筐体
【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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