(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記表面へ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の表面の領域の触覚である第１触覚および前記第１触覚とは異なる第２触覚のうちのいずれかとなるように、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の触覚が前記第１触覚となるように、前記触覚可変部を制御する、
ことを特徴とする操作装置。
【請求項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凸形状を有することを特徴とする請求項１に記載の操作装置。
【請求項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内となった場合に、前記触覚可変部の触覚が前記第１触覚となるように、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。
【請求項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触覚となるように、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。
【請求項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触覚となるように、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。
【請求項６】
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１触覚となるように、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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１１−５０８９３５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。
【０００６】
本発明の目的は、例えば、スライド操作の操作性の点で有利な操作装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、前記表面へ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の表面の領域の触覚である第１触覚および前記第１触覚とは異なる第２触覚のうちのいずれかとなるように、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の触覚が前記第１触覚となるように、前記触覚可変部を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
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を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１における操作装置の構成図。
【図２】実施例１における各ボタンの触覚ＵＩの断面構成図。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】実施例１におけるユーザ入力と触覚ＵＩの動作を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【実施例１】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【符号の説明】
【００５５】
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）
【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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