(57)【要約】      （修正有）【課題】操作性を向上させることができる触覚呈示装置を提供する。【解決手段】触覚呈示装置１は、主に、複数の孔１０１が形成された本体１０と、孔１０１に沿って移動する表示ピン１２と、表示ピン１２を駆動する駆動部と、表示ピン１２になされたスライド操作を検出する検出部としてのタッチセンサ１６と、隣接する複数の表示ピン１２または１つの表示ピン１２から構成される第１の呈示、および第１の呈示になされ、タッチセンサ１６により検出されたスライド操作の方向に位置し、第１の呈示と少なくとも１つの表示ピン１２を介して隣り合う第２の呈示、の本体１０の表面１０ａからの距離が互いに異なるように駆動部を制御する制御部と、を備えて概略構成されている。【選択図】図１
2012194634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の孔が形成された本体と、
前記孔に沿って移動する移動部材と、
前記移動部材を駆動する駆動部と、
前記移動部材になされたスライド操作を検出する検出部と、
隣接する複数の移動部材または１つの移動部材から構成される第１の呈示、および前記第１の呈示になされ、前記検出部により検出された前記スライド操作の方向に位置し、前記第１の呈示と少なくとも１つの移動部材を介して隣り合う第２の呈示、の前記本体の表面からの距離が互いに異なるように前記駆動部を制御する制御部と、
を備えた触覚呈示装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第２の呈示を構成する移動部材を駆動するように前記駆動部を制御する請求項１に記載の触覚呈示装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１の呈示を構成する移動部材を駆動するように前記駆動部を制御する請求項１に記載の触覚呈示装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１の呈示を構成する移動部材、および前記第２の呈示を構成する移動部材を駆動するように前記駆動部を制御する請求項１に記載の触覚呈示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、触覚呈示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、操作メニューを表示する表示手段と、操作メニューに対応する凹凸面を、ピンにより形成する触覚ディスプレイと、触覚ディスプレイ上の操作者の手を撮像する撮像手段と、触覚ディスプレイの凹凸面が押し下げられた後、押し下げられたピンの位置を検出する入力位置検出手段と、を備えた入力装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この入力装置は、凹凸面に入力する操作者の手を撮像手段により撮像し、撮像された画像に基づいて手が指示している位置を表示手段に表示するので、操作者は、表示手段を見ることにより、入力や選択を容易に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１０２５０８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、従来の入力装置は、操作メニューの複数のボタンに対応する凸部をピンにより形成するが、このボタン同士が近い場合、スライド操作により、隣り合うボタンの境界を触覚で感知できず、操作性が良くない。
【０００６】
従って、本発明の目的は、操作性を向上させることができ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、複数の孔が形成された本体と、孔に沿って移動する移動部材と、移動部材を駆動する駆動部と、移動部材になされたスライド操作を検出する検出部と、隣接する複数の移動部材または１つの移動部材から構成される第１の呈示、および第１の呈示になされ、検出部により検出されたスライド操作の方向に位置し、第１の呈示と少なくとも１つの移動部材を介して隣り合う第２の呈示、の本体の表面からの距離が互いに異なるように駆動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、操作性を向上させることができる。
【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の全体を示す斜視図であり、（ｂ）は、タッチセンサの一部を示す斜視図であり、（ｃ）は、本体の一部を示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る表示ピンの斜視図であり、（ｂ）は、表示ピンに設けられた第１の磁石と第１の電磁石および第２の電磁石との位置の関係を示す概略図であり、（ｃ）は、触覚呈示装置の要部断面図である。
【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、（ｂ）は、距離と静電容量との関係を示すグラフである。
【図４】図４（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置の表示ピンが初期位置から増駆動位置まで駆動される動作を示す模式図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置の表示ピンが増駆動位置から初期位置まで駆動される動作を示す模式図である。
【図６】図６（ａ）および（ｂ）は、比較例に係るスライド操作を示す模式図であり、（ｃ）および（ｄ）は、第１の実施の形態に係るスライド操作を示す模式図である。
【図７】図７は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】図８（ａ）は、第２の実施の形態に係るスライド操作を示す模式図であり、（ｂ）は、第２の実施の形態に係る変形例を示す模式図であり、（ｃ）は、第３の実施の形態に係る触覚呈示装置のスライド操作を示す模式図であり、（ｄ）は、第３の実施の形態に係る変形例を示す模式図である。
【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、複数の孔が形成された本体と、孔に沿って移動する移動部材と、移動部材を駆動する駆動部と、移動部材になされたスライド操作を検出する検出部と、隣接する複数の移動部材または１つの移動部材から構成される第１の呈示、および第１の呈示になされ、検出部により検出されたスライド操作の方向に位置し、第１の呈示と少なくとも１つの移動部材を介して隣り合う第２の呈示、の本体の表面からの距離が互いに異なるように駆動部を制御する制御部と、を備える。
【００１１】
[第１の実施の形態]
（触覚呈示装置の構成）
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置の全体を示す斜視図であり、（ｂ）は、タッチセンサの一部を示す斜視図であり、（ｃ）は、本体の一部を示す斜視図である。図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る表示ピンの斜視図であり、（ｂ）は、表示ピンに設けられた第１の磁石と第１の電磁石および第２の電磁石との位置の関係を示す概略図であり、（ｃ）は、触覚呈示装置の要部断面図である。なお、実施の形態に係る各図において、部品と部品との比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また、図２（ｂ）および（ｃ）では、符号の図示を容易にするため、断面を示す斜線を省略している。
【００１２】
本実施の形態に係る触覚呈示装置１は、主に、複数の孔１０１が形成された本体１０と、孔１０１に沿って移動する移動部材としての表示ピン１２と、表示ピン１２を駆動する駆動部１４と、表示ピン１２になされたスライド操作を検出する検出部としてのタッチセンサ１６と、隣接する複数の表示ピン１２または１つの表示ピン１２から構成される第１の呈示、および第１の呈示になされ、タッチセンサ１６により検出されたスライド操作の方向に位置し、第１の呈示と少なくとも１つの表示ピン１２を介して隣り合う第２の呈示、の本体１０の表面１０ａからの距離が互いに異なるように駆動部１４を制御する制御部１７と、を備えて概略構成されている。
【００１３】
なお、本実施の形態に係る触覚呈示装置１には、一例として、図１（ａ）に示すように、複数の同じ形状となる呈示が、ｘ方向およびｙ方向に沿って等間隔で並んでいる。ここで、呈示とは、例えば、後述する標準駆動位置に駆動された隣接する表示ピン１２により形成されたものである。つまり、触覚呈示装置１は、例えば、表示ピン１２の駆動により凹凸を形成することで、触覚による情報（表示部に表示されたアイコンの形状等の情報）の呈示（所謂触覚呈示）を行うものである。
【００１４】
また、以下では、例えば、第１の表示ピンと第２の表示ピンの間に表示ピンが存在しないとき、第１の表示ピンと第２の表示ピンは隣接していると記載するものとする。また、例えば、標準駆動位置に駆動された第１の表示ピンと、標準駆動位置に駆動された第２の表示ピンと、の間に、標準駆動位置に駆動された表示ピンが存在しないとき、第１の表示ピンと第２の表示ピンは隣り合っていると記載するものとする。
【００１５】
・初期位置、標準駆動位置および増駆動位置について
この触覚呈示装置１は、例えば、液晶ディスプレイ等の表示部に表示された表示画像に含まれるアイコンに基づいて表示ピン１２を駆動し、駆動された表示ピン１２と駆動されない表示ピン１２とにより形成される凹凸により、当該アイコンを表現するものである。操作者は、触覚呈示装置１に視線移動することなく、触覚呈示装置１に触れることで、当該アイコンに対応する凹凸（例えば、図１（ａ）の第１のボタン１ａ〜第３のボタン１ｃ）を認識することができる。
【００１６】
本実施の形態では、本体１０に対する表示ピン１２の基準となる位置を初期位置とする。この初期位置では、例えば、図２（ｃ）に示すように、本体１０の表面１０ａから表示ピン１２の接触面１２１ａまでの距離（突出量）は、最小となる。また、本実施の形態では、第１のボタン１ａを形成するために駆動された場合の本体１０に対する表示ピン１２の位置を標準駆動位置とする。この標準駆動位置は、初期位置の突出量から、さらに、表示ピン１２の頭部１２１の高さ分、突出している。さらに、本実施の形態に係る触覚呈示装置１は、例えば、図２（ｃ）に示すように、標準駆動位置より多い突出量となる増駆動位置を有する。この増駆動位置では、例えば、図２（ｃ）に示すように、本体１０の表面１０ａから表示ピン１２の接触面１２１ａまでの距離は、最大となる。
【００１７】
・本体１０の構成
本体１０は、例えば、孔１０１により表示ピン１２の移動を案内し、所定の厚みを有する直方体形状の部材である。また、本体１０は、例えば、図１（ａ）に示すようにｘ方向、およびこのｘ方向に直交するｙ方向、に沿って複数の孔１０１が形成されている。なお、表示ピン１２の軸部１２０と孔１０１との間には、摩擦を軽減するグリス等が介在しても良く、また、軸部１２０を支持する軸受けが本体１０に形成されていても良い。
【００１８】
本実施の形態では、ｘ方向に２７個、ｙ方向に２０個（合計５４０個）の孔１０１が本体１０に形成されている。また、本体１０の表面１０ａおよび裏面１０ｂは、例えば、平坦である。孔１０１は、その中心軸が表面１０ａに対して直交するように形成されている。また、本実施の形態に係る孔１０１は、例えば、底部１０２を有する孔であるが、これに限定されず、貫通する孔であっても良い。本実施の形態の表示ピン１２は、例えば、初期位置にあるとき、孔１０１の底部１０２に軸部１２０の端部１２２が接触するものとする。
【００１９】
なお、ｘ方向またはｙ方向に隣り合う孔１０１の中心間距離は、例えば、ｘ方向およびｙ方向とも２．０〜３．０ｍｍであることが好ましい。
【００２０】
・表示ピンの構成
表示ピン１２は、例えば、図２（ａ）に示すように、円柱形状を有する軸部１２０と、軸部１２０の一方端部に形成された頭部１２１と、を備えて概略構成されている。この表示ピン１２の数は、孔１０１の数と同数（合計５４０個）である。
【００２１】
表示ピン１２は、例えば、図２（ｃ）に示すように、初期位置にあるとき、本体１０の表面１０ａから表示ピン１２の接触面１２１ａまでの距離（突出量）は、一例として３ｍｍである。表示ピン１２は、例えば、標準駆動位置にあるとき、突出量は、一例として５ｍｍである。表示ピン１２は、例えば、増駆動位置にあるとき、突出量は、一例として６ｍｍである。
【００２２】
軸部１２０は、例えば、樹脂材料を用いて形成される。また、軸部１２０は、例えば、他方端部側である端部１２２から頭部１２１に向って、軸部１２０の短手方向に貫通する貫通孔１２３〜貫通孔１２５を有する。
【００２３】
軸部１２０における貫通孔１２３の形成される位置は、例えば、表示ピン１２の最小の突出量に応じて定められている。
【００２４】
貫通孔１２３の中心と貫通孔１２４の中心との間隔は、例えば、表示ピン１２の標準駆動位置の突出量に応じて定められている。
【００２５】
軸部１２０における貫通孔１２５の形成される位置は、例えば、表示ピン１２の最大の突出量に応じて定められている。駆動部１４は、例えば、図１（ａ）に示す第１のボタン１ａを形成する場合、隣接する表示ピン１２（合計４個）を、標準駆動位置となるように駆動する。
【００２６】
貫通孔１２３には、例えば、第１の磁石１３０が挿入されている。貫通孔１２４には、例えば、第２の磁石１３１が挿入されている。貫通孔１２５には、例えば、第３の磁石１３２が挿入されている。この第１の磁石１３０〜第３の磁石１３２は、例えば、ネオジム磁石を用いて形成される。また、本実施の形態においては、第２の磁石１３１の磁極の方向は、図２（ｃ）に示すように、第１の磁石１３０と第３の磁石１３２の磁極の方向と逆向きになっている。
【００２７】
頭部１２１は、例えば、正六面体（立方体）である。本実施の形態における頭部１２１は、例えば、導電性を有する導電材料を用いて形成される。頭部１２１は、導電材料を用いて形成されることで、操作者とタッチセンサ１６の電極１６２の間に介在することとなり、タッチセンサ１６の感度が向上する。頭部１２１の辺の長さは、一例として、２ｍｍである。なお、頭部１２１は、例えば、軸部１２０と同じ材料から形成されても良い。
【００２８】
なお、本実施の形態に係る変形例として、表示ピン１２は、頭部１２１を持たない形状であっても良い。また、表示ピン１２は、軸部１２０が円柱形状であったが、他の柱体形状であっても良く、これらに限定されない。さらに、表示ピン１２は、１つの磁石を備え、この磁石に対する反発力と吸引力により駆動されても良い。
【００２９】
・駆動部１４の構成
駆動部１４は、例えば、図２（ｃ）に示すように、それぞれの孔１０１の長手方向の側面に沿って、第１の電磁石１４１〜第６の電磁石１４６を有して概略構成されている。つまり、駆動部１４は、表示ピン１２の数と同じ数の第１の電磁石１４１〜第６の電磁石１４６を備えている。
【００３０】
第１の電磁石１４１は、図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、第２の電磁石１４２と孔１０１を介して対向している。第３の電磁石１４３は、図２（ｃ）に示すように、第４の電磁石１４４と孔１０１を介して対向している。第５の電磁石１４５は、図２（ｃ）に示すように、第６の電磁石１４６と孔１０１を介して対向している。
【００３１】
続いて、以下では、第１の電磁石１４１〜第６の電磁石１４６の構成を、第１の電磁石１４１を例として説明する。第２の電磁石１４２〜第６の電磁石１４６は、例えば、この第１の電磁石１４１と同じ構成を有する。
【００３２】
第１の電磁石１４１は、例えば、図２（ｂ）に示すように、コイル１４１ａと、ヨーク１４１ｂと、芯１４１ｃと、を備えて概略構成されている。
【００３３】
コイル１４１ａは、例えば、導電性を有する線材（例えば、銅線）が芯１４１ｃの周囲に巻き回されることにより形成されるものである。
【００３４】
ヨーク１４１ｂは、例えば、一方端部に開口が設けられた円柱形状を有し、その開口内に、円柱形状を有する芯１４１ｃが設けられている。また、ヨーク１４１ｂおよび芯１４１ｃは、例えば、軟鉄等の軟磁性体材料を用いて形成される。
【００３５】
芯１４１ｃは、図２（ｂ）に示すように、表示ピン１２の軸部１２０側のヨーク１４１ｂの端部よりも軸部１２０方向に突出しているので、発生する磁場が軸部１２０方向に集中することとなる。
【００３６】
これらの電磁石（第１の電磁石１４１〜第６の電磁石１４６）の芯１４１ｃは、コイル１４１ａに電流が流れていないとき、近傍に位置する軸部１２０の磁石（第１の磁石１３０〜第３の磁石１３２）との間に吸引力が発生する。つまり、表示ピン１２は、芯１４１ｃと対向する磁石とによる静止トルクにより、本体１０に対する表示ピン１２の位置が保持される。
【００３７】
なお、本実施の形態に係る変形例として、駆動部１４は、１つの駆動位置に対して１つの電磁石が配置されたり、孔１０１の周囲に３つ以上配置されたりしても良い。また、電磁石は、軸部１２０側と軸部１２０の反対側が同じ構成、つまり、軸部１２０の反対側にも軸部１２０側のように、磁場が集中する構成とし、１つの電磁石で、隣接する２つの表示ピン１２を駆動または保持する構成としても良い。
【００３８】
・タッチセンサ１６の構成
タッチセンサ１６は、例えば、操作者の指が表示ピン１２の接触面１２１ａに接近、または接触することによる、操作者と当該表示ピン１２の頭部１２１直下の電極１６２との間の静電容量の変化に基づいてタッチ操作およびスライド操作を検出する静電容量方式のセンサである。
【００３９】
また、タッチセンサ１６は、静電容量の変化に基づいたタッチ信号を制御部１７に出力するように構成されている。ここで、タッチ操作とは、表示ピン１２の頭部１２１の接触面１２１ａに、操作者が接触する、または変化が検出できるほど指等を接近させる操作を示す。また、スライド操作とは、例えば、操作者が指により、次々と触覚呈示されたボタンに接触していく操作である。本実施の形態に係る触覚呈示装置１は、例えば、操作者の指によるタッチ操作を検出し、タッチ操作が検出されたボタンのタッチ操作がなされた第１の表示ピンと隣接する第２の表示ピン、第２の表示ピンに隣接する第３の表示ピンへと、タッチ操作が隣接する表示ピンに、所定の時間（例えば、０．５ｓ以内）内に連続的に検出された場合に、スライド操作が行われたと判定するものとする。なお、スライド操作の検出は、上記の方法とは異なる周知の方法が用いられても良い。また、本実施の形態では、タッチセンサ１６の電極１６２は、１つの表示ピン１２に対して１つであったが、これを複数に分割して、１つの表示ピン１２でスライド操作方向を検出できるように構成することも可能である。
【００４０】
タッチセンサ１６は、例えば、図１（ｂ）に示すように、ＦＰＣ（フレキシブル基板：Flexible printed circuits）１６０と、複数の電極１６２と、複数の電極１６２のそれぞれと電気的に接続する複数の配線１６３と、を備えて概略構成されている。ＦＰＣ１６０は、例えば、ポリイミド等を用いてフィルム形状に形成される。また、電極１６２および配線１６３は、例えば、銅等の導電性を有する導電材料を用いて形成される。ＦＰＣ１６０は、本体１０に形成された孔１０１に対応して複数の貫通孔１６１が形成されている。電極１６２は、この貫通孔１６１の周囲に形成されている。
【００４１】
・制御部１７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、（ｂ）は、距離と静電容量との関係を示すグラフである。図３（ｂ）は、横軸が電極１６２と表示ピン１２の接触面までの距離であり、縦軸が操作者とタッチセンサ１６の電極１６２とにより形成されるコンデンサの静電容量である。なお、図３（ｂ）では、操作者の指と電極１６２との距離がｄ３以上となる場合は、静電容量がゼロとなるように構成されている。また図３（ｂ）では、初期位置にある表示ピン１２と電極１６２との距離ｄ１以下にすることができないため、距離ｄ１および距離ｄ３までの静電容量を図示している。
【００４２】
触覚呈示装置１は、例えば、図３（ａ）に示すように、制御部１７と、メモリ１８と、通信部１９と、切替部２０と、を備えて概略構成されている。また、触覚呈示装置１は、例えば、図３（ａ）に示すように、動作に必要な電流が電源２１から供給されている。
【００４３】
制御部１７は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）を備えたマイクロコンピュータである。制御部１７は、例えば、メモリ１８に格納された設定情報１８０および呈示情報１８２に基づいて、各表示ピン１２に対応する第１の電磁石１４１〜第６の電磁石１４６を制御する駆動信号を生成して、切替部２０に出力するように構成されている。この設定情報１８０とは、例えば、表示ピン１２の駆動に必要な情報を含む。また、呈示情報１８２とは、例えば、通信部１９を介して取得されてメモリ１８に格納された情報であり、表示ピン１２の駆動により呈示されるボタンの大きさ、数、および形成する位置等の情報を含む。
【００４４】
なお、触覚呈示装置１は、通信部１９を介して呈示情報１８２を取得する構成に限定されず、呈示情報１８２は、予めメモリ１８に格納されていても良い。なお、メモリ１８は、例えば、制御部１７内（例えば、ＲＡＭ）に備えられていても良い。
【００４５】
また、制御部１７は、例えば、タッチセンサ１６が出力するタッチ信号、およびメモリ１８に格納されたしきい値情報１８１に基づいてどの表示ピン１２に対してタッチ操作、スライド操作およびプッシュ操作が行われたかを判定するように構成されている。また、制御部１７は、例えば、ある表示ピン１２に対してプッシュ操作が行われた場合、プッシュ操作がなされた表示ピン１２の情報等を入力情報として通信部１９を介して出力するように構成されている。
【００４６】
切替部２０は、例えば、制御部１７から出力される駆動信号に基づいて電流を供給する電磁石を切り替えるように構成されている。また、切替部２０は、例えば、駆動信号に基づいて電磁石に供給する電流の方向を変えることにより、電磁石の磁極を変えることができるように構成されている。
【００４７】
なお、本実施の形態に係る変形例として、電磁石のコイルが、巻き方向が異なる２つのコイルから構成され、切替部２０は、駆動信号に基づいてこのコイルを切り替えることにより、磁極を変化させる構成としても良い。
【００４８】
以下では、本実施の形態に係る触覚呈示装置の動作である、「表示ピンが初期位置から増駆動位置まで駆動される動作」、「表示ピンが増駆動位置から初期位置まで駆動される動作」および「スライド操作が行われたときの動作」について、各図を参照しながら説明する。
【００４９】
（表示ピンが初期位置から増駆動位置まで駆動される動作について）
図４（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置の表示ピンが初期位置から増駆動位置まで駆動される動作を示す模式図である。触覚呈示装置１の表示ピン１２が、表示ピンが初期位置から増駆動位置まで駆動される動作について説明する。
【００５０】
触覚呈示装置１の制御部１７は、呈示情報１８２を取得する。具体的には、制御部１７は、通信部１９を介して呈示情報１８２を取得、またはメモリ１８に格納された呈示情報１８２を取得する。
【００５１】
次に、制御部１７は、取得した呈示情報１８２に基づいて、第１のボタン１ａを形成するように駆動部１４を制御する。以下に、第１のボタン１ａの形成について、第１のボタン１ａを構成する表示ピン１２ａを例として説明する。
【００５２】
・第１の動作
まず、制御部１７は、第１の電磁石１４１〜第４の電磁石１４４を駆動するための駆動信号を切替部２０に出力する。切替部２０は、図４（ａ）に示すように、当該駆動信号に基づいて第１の磁石１３０のＮ極に対向する側の第１の電磁石１４１の磁極がＮ極となるように、電源２１から出力された電流を供給する。また、切替部２０は、図４（ａ）に示すように、当該駆動信号に基づいて第１の磁石１３０のＳ極に対向する側の第２の電磁石１４２の磁極がＳ極となるように、電源２１から出力された電流を供給する。また、切替部２０は、図４（ａ）に示すように、当該駆動信号に基づいて第３の磁石１３２のＮ極側の第３の電磁石１４３の磁極がＮ極となるように、電源２１から出力された電流を供給する。さらに、切替部２０は、図４（ａ）に示すように、当該駆動信号に基づいて第３の磁石１３２のＳ極側の第４の電磁石１４４の磁極がＳ極となるように、電源２１から出力された電流を供給する。
【００５３】
この第１の動作では、表示ピン１２の第１の磁石１３０と、第１の電磁石１４１および第２の電磁石１４２と、には、同じ磁極が対向することにより、互いに反発する力（以下反発力と記載）が発生する。また、表示ピン１２の第３の磁石１３２と、第３の電磁石１４３および第４の電磁石１４４と、には、同じ磁極が対向することにより、反発力が発生する。さらに、第２の磁石１３１と、第３の電磁石および第４の電磁石１４４とには、異なる磁極が接近していることにより、互いに引き合う力（以下吸引力と記載）が発生する。従って、表示ピン１２ａは、図４（ａ）の上方向に駆動される。
【００５４】
・第２の動作
次に、制御部１７は、図４（ｂ）に示すように、新たに駆動信号を出力して切替部２０を制御し、第１の電磁石１４１〜第４の電磁石１４４に対する電流の供給を停止する。
【００５５】
この第２の動作では、表示ピン１２ａの第２の磁石１３１が第３の電磁石１４３および第４の電磁石１４４と対向する位置にあり、第２の磁石１３１と、第３の電磁石１４３および第４の電磁石１４４のヨーク１４１ｂおよび芯１４１ｃとに吸引力が発生する。従って、表示ピン１２ａは、図４（ｂ）に示す標準駆動位置に保持される。つまり、第１のボタン１ａは、上記の第１の動作および第２の動作を経て形成される。
【００５６】
・第３の動作
次に、制御部１７は、第３の電磁石１４３〜第６の電磁石１４６を駆動するための駆動信号を切替部２０に出力する。切替部２０は、図４（ｃ）に示すように、当該駆動信号に基づいて第２の磁石１３１のＳ極に対向する側の第３の電磁石１４３の磁極がＳ極となるように、電源２１から出力された電流を供給する。また、切替部２０は、図４（ｃ）に示すように、当該駆動信号に基づいて第２の磁石１３１のＮ極に対向する側の第４の電磁石１４４の磁極がＮ極となるように、電源２１から出力された電流を供給する。また、切替部２０は、図４（ｃ）に示すように、当該駆動信号に基づいて第３の磁石１３２のＮ極側の第５の電磁石１４５の磁極がＳ極となるように、電源２１から出力された電流を供給する。さらに、切替部２０は、図４（ｃ）に示すように、当該駆動信号に基づいて第３の磁石１３２のＳ極側の第６の電磁石１４６の磁極がＮ極となるように、電源２１から出力された電流を供給する。
【００５７】
この第３の動作では、表示ピン１２の第２の磁石１３１と、第３の電磁石１４３および第４の電磁石１４４とには、同じ磁極が対向することにより、互いに反発力が発生するとともに、第３の磁石１３２と、第５の電磁石１４５および第６の電磁石１４６とには、異なる磁極が接近していることにより、互いに吸引力が発生する。従って、表示ピン１２ａは、図４（ｃ）の上方向に駆動される。
【００５８】
・第４の動作
次に、制御部１７は、図４（ｄ）に示すように、新たに駆動信号を出力して切替部２０を制御し、第３の電磁石１４３〜第６の電磁石１４６に対する電流の供給を停止する。
【００５９】
この第４の動作では、表示ピン１２ａの第３の磁石１３２が第５の電磁石１４５および第６の電磁石１４６と対向する位置にあり、第３の磁石１３２と、第５の電磁石１４５および第６の電磁石１４６のヨーク１４１ｂおよび芯１４１ｃとに吸引力が発生する。従って、表示ピン１２ａは、図４（ｄ）に示す増駆動位置に保持される。
【００６０】
（表示ピンが増駆動位置から初期位置まで駆動される動作について）
続いて、増駆動位置に駆動された表示ピン１２ａを初期位置に移動させる動作について説明する。
【００６１】
図５（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置の表示ピンが増駆動位置から初期位置まで駆動される動作を示す模式図である。
【００６２】
・第５の動作
まず、制御部１７は、第３の電磁石１４３〜第６の電磁石１４６を駆動するための駆動信号を切替部２０に出力する。切替部２０は、図５（ａ）に示すように、当該駆動信号に基づいて第３の磁石１３２のＮ極に対向する側の第５の電磁石１４５の磁極がＮ極となるように、電源２１から出力された電流を供給する。また、切替部２０は、図５（ａ）に示すように、当該駆動信号に基づいて第３の磁石１３２のＳ極に対向する側の第６の電磁石１４６の磁極がＳ極となるように、電源２１から出力された電流を供給する。また、切替部２０は、図５（ａ）に示すように、当該駆動信号に基づいて第２の磁石１３１のＳ極側の第３の電磁石１４３の磁極がＮ極となるように、電源２１から出力された電流を供給する。さらに、切替部２０は、図５（ａ）に示すように、当該駆動信号に基づいて第２の磁石１３１のＮ極側の第４の電磁石１４４の磁極がＳ極となるように、電源２１から出力された電流を供給する。
【００６３】
この第５の動作では、表示ピン１２の第３の磁石１３２と、第５の電磁石１４５および第６の電磁石１４６とには、同じ磁極が対向することにより、互いに反発力が発生するとともに、第２の磁石１３１と、第３の電磁石および第４の電磁石１４４とには、異なる磁極が接近していることにより、互いに吸引力が発生する。従って、表示ピン１２ａは、図５（ａ）の下方向に駆動される。
【００６４】
・第６の動作
次に、制御部１７は、図５（ｂ）に示すように、新たに駆動信号を出力して切替部２０を制御し、第３の電磁石１４３〜第６の電磁石１４６に対する電流の供給を停止する。
【００６５】
この第６の動作では、表示ピン１２ａの第２の磁石１３１が第３の電磁石１４３および第４の電磁石１４４と対向する位置にあり、第２の磁石１３１と、第３の電磁石１４３および第４の電磁石１４４のヨーク１４１ｂおよび芯１４１ｃとに吸引力が発生する。従って、表示ピン１２ａは、図５（ｂ）に示す標準駆動位置に保持される。
【００６６】
・第７の動作
次に、制御部１７は、第１の電磁石１４１〜第４の電磁石１４４を駆動するための駆動信号を切替部２０に出力する。切替部２０は、図５（ｃ）に示すように、当該駆動信号に基づいて第２の磁石１３１のＳ極に対向する側の第３の電磁石１４３の磁極がＳ極となるように、電源２１から出力された電流を供給する。また、切替部２０は、図５（ｃ）に示すように、当該駆動信号に基づいて第２の磁石１３１のＮ極に対向する側の第４の電磁石１４４の磁極がＮ極となるように、電源２１から出力された電流を供給する。また、切替部２０は、図５（ｃ）に示すように、当該駆動信号に基づいて第１の磁石１３０のＮ極側の第１の電磁石１４１の磁極がＳ極となるように、電源２１から出力された電流を供給する。さらに、切替部２０は、図５（ｃ）に示すように、当該駆動信号に基づいて第１の磁石１３０のＳ極側の第２の電磁石１４２の磁極がＮ極となるように、電源２１から出力された電流を供給する。
【００６７】
この第７の動作では、表示ピン１２の第２の磁石１３１と、第３の電磁石１４３および第４の電磁石１４４とには、同じ磁極が対向することにより、互いに反発力が発生するとともに、第１の磁石１３１と、第１の電磁石１４１および第２の電磁石１４２とには、異なる磁極が接近していることにより、互いに吸引力が発生する。従って、表示ピン１２ａは、図５（ｃ）の下方向に駆動される。
【００６８】
・第８の動作
次に、制御部１７は、図５（ｄ）に示すように、新たに駆動信号を出力して切替部２０を制御し、第１の電磁石１４１〜第４の電磁石１４４に対する電流の供給を停止する。
【００６９】
この第８の動作では、表示ピン１２ａの第１の磁石１３０が第１の電磁石１４１および第２の電磁石１４２と対向する位置にあり、第１の磁石１３０と、第１の電磁石１４１および第２の電磁石１４２のヨーク１４１ｂおよび芯１４１ｃとに吸引力が発生する。従って、表示ピン１２ａは、図５（ｄ）に示す初期位置に保持される。
【００７０】
（スライド操作が行われたときの動作について）
図６（ａ）および（ｂ）は、比較例に係るスライド操作を示す模式図であり、（ｃ）および（ｄ）は、第１の実施の形態に係るスライド操作を示す模式図である。
【００７１】
以下に、図１（ａ）に示す第１のボタン１ａから第３のボタン１ｃに向うスライド操作について、図７のフローチャートに従って説明する。
【００７２】
まず、制御部１７は、タッチセンサ１６から出力されるタッチ信号に基づいてタッチ操作の有無を判定する（Ｓ１０）。制御部１７は、例えば、取得したタッチ信号としきい値情報１８１と、に基づいて判定を行う。
【００７３】
制御部１７は、第１のボタン１ａにタッチ操作がなされたと判定すると（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、タッチ信号に基づいてタッチ操作がなされた第１のボタン１ａの表示ピン１２を保持する電磁石に、電源２１を介して電流を供給する。言い換えるなら、制御部１７は、タッチセンサ１６がタッチ操作を検出した後、タッチ操作がなされた表示ピン１２の位置を保持する電磁石に電流を供給することにより、タッチ操作がなされた第１のボタン１ａを構成する表示ピン１２を駆動部１４に保持させる。
【００７４】
具体的には、まず、制御部１７は、タッチ信号に基づいてタッチ操作がなされた少なくとも１つの表示ピン１２を特定する。続いて、制御部１７は、呈示情報１８２に基づいて当該表示ピン１２が含まれるボタン（ここでは第１のボタン１ａ）を特定し、特定されたボタンを構成する表示ピン１２の標準駆動位置を保持する電磁石を特定する。
【００７５】
ここで、当該表示ピン１２を保持する電磁石は、第３の電磁石１４３および第４の電磁石１４４である。従って、制御部１７は、第２の磁石１３１のＳ極に対向する第３の電磁石１４３の磁極がＮ極となるように、切替部２０を制御して、電源２１から出力される電流を供給する。また、制御部１７は、第２の磁石１３１のＮ極に対向する第４の電磁石１４４の磁極がＳ極となるように、切替部２０を制御して、電源２１から出力される電流を供給する。制御部１７は、第１のボタン１ａを構成する表示ピン１２の全てに対してこの電流の供給を行う。
【００７６】
この電流の供給により、第２の磁石１３１と、第３の電磁石１４３および第４の電磁石１４４とには、吸引力が発生する。従って、触覚呈示装置１は、ヨーク１４１ｂおよび芯１４１ｃにより保持される場合よりも強く、標準駆動位置を保持することができる。ここで、操作者が第１のボタン１ａに対しプッシュ操作を行うと、第１のボタン１ａを構成する表示ピン１２は、プッシュ操作方向（例えば、図６（ｃ）の下方向）に移動するものの、上記の吸引力により標準駆動位置に復帰することとなる。つまり、電磁石に電流が供給されることにより、操作者は、適度な操作感を得ることができる。制御部１７は、例えば、図３（ｂ）に示す静電容量Ｃ２の変化（静電容量Ｃ２の増加）に基づいてプッシュ操作の判定を行う。
【００７７】
次に、制御部１７は、タッチ操作が検出されたボタン（第１のボタン１ａ）に隣接し、初期位置にある表示ピン１２の静電容量の増加が検出されると（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、スライド操作の操作方向を判定する（Ｓ１２）。
【００７８】
ここで、初期位置にある表示ピン１２は、操作者との間にコンデンサが形成されないため、その静電容量はゼロである。しかし、タッチ操作に続いてスライド操作が行われるボタンに隣接し、初期位置にある表示ピン１２は、指が当該ボタンの上からスライド操作方向に移動する際、初期位置にある表示ピン１２に近づくことから、静電容量が発生する。制御部１７は、例えば、この静電容量の発生の検出に基づいて、タッチ操作がなされたボタンと静電容量が発生した表示ピン１２とにより、スライド操作方向を判定する。
【００７９】
次に、制御部１７は、スライド操作方向に位置するボタン（ここでは第２のボタン１ｂ）を構成する表示ピン１２を増駆動位置に駆動する（Ｓ１３）。
【００８０】
以下に、このステップ１３の動作について、図６（ａ）および（ｂ）に示す比較例を引用しながら説明する。
【００８１】
比較例では、例えば、図６（ａ）に示すように、操作者の指が、第１のボタン１ａの表示ピン１２の接触面１２１ａに接触し、さらに、図６（ｂ）に示すように、第２のボタン１ｂの方向にスライド操作を行う場合、操作者の指は、第１のボタン１ａと第２のボタン１ｂとの境界を触覚により認識することは困難である。これは、本実施の形態における１つの表示ピン１２の幅よりも、指の幅のほうが広いことに起因している。操作者は、スライド操作により、所望のボタンを探すようなとき、この境界を触覚によって認識することができないので、操作性が悪くなる。
【００８２】
一方、本実施の形態に係る触覚呈示装置１は、図６（ｃ）に示すように、タッチ操作がなされた第１のボタン１ａ、および第１のボタン１ａになされ、タッチセンサ１６により検出されたスライド操作の方向に位置し、第１のボタン１ａと少なくとも１つの表示ピン１２を介して隣り合う第２のボタン１ｂ、の本体１０の表面１０ａからの距離が互いに異なるように駆動部１４を制御する。つまり、触覚呈示装置１は、スライド操作方向にある第２のボタン１ｂを増駆動位置に駆動するので、図６（ｄ）に示すように、操作者は、第１のボタン１ａと第２のボタン１ｂの段差を触覚により認識することができるようになる。
【００８３】
次に、制御部１７は、操作者の指が第２のボタン１ｂ上に移動したと判定すると、当該第２のボタン１ｂを構成する表示ピン１２を標準駆動位置に駆動する（Ｓ１４）。
【００８４】
次に、制御部１７は、第２のボタン１ｂに隣接する表示ピン１２の静電容量が増加するとき、スライド操作が持続していると判定し（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、ステップ１３に処理を進める。
【００８５】
ここで、ステップ１５において、制御部１７は、スライド操作が終了したと判定すると（Ｓ１５：Ｎｏ）、スライド操作に対する処理を終了する。
【００８６】
（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によれば、触覚によりボタンとボタンの境界が認識できない場合であっても、スライド操作方向にあるボタンを駆動することにより、ボタンとボタンの境界に段差を発生させるので、触覚によるボタンの認識が容易となり、操作性を向上させることができる。
【００８７】
なお、本実施の形態に係る触覚呈示装置１の変形例として、例えば、タッチ操作が検出されたボタンを増駆動位置に駆動しても良い。
【００８８】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、タッチ操作がなされたボタンの突出量が変化する点で、第１の実施の形態と異なっている。なお、以下の実施の形態において、第１の実施の形態と同様の構成および機能を有する部分については、その説明を省略するものとする。
【００８９】
図８（ａ）は、第２の実施の形態に係るスライド操作を示す模式図であり、（ｂ）は、第２の実施の形態に係る変形例を示す模式図である。
【００９０】
第１の実施の形態に係る触覚呈示装置１は、突出量が少ない順に、初期位置、標準駆動位置および増駆動位置へと表示ピン１２を駆動するが、本実施の形態に係る触覚呈示装置１は、初期位置と標準駆動位置の間に減駆動位置を有する。従って、本実施の形態に係る触覚呈示装置１は、第１の磁石１３０と第２の磁石１３１の間に磁石を有し、第１の電磁石１４１と第３の電磁石１４３の間と、第２の電磁石１４２と第４の電磁石１４４の間と、に電磁石を備えている。
【００９１】
（第２の実施の形態の動作）
本実施の形態に係る触覚呈示装置１の制御部１７は、タッチ操作が検出されると、図８（ａ）に示すように、タッチ操作がなされたボタン（第１のボタン１ａ）を構成する表示ピン１２を減駆動操作位置に駆動するように駆動部１４を制御する。
【００９２】
また、制御部１７は、スライド操作により、操作者の指が、第２のボタン１ｂ上に移動すると、第１のボタン１ａを標準駆動位置に駆動し、第２のボタン１ｂを減駆動位置に駆動するように駆動部１４を制御する。
【００９３】
（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、触覚によりボタンとボタンの境界が認識し難い場合であっても、タッチ操作が検出されたボタンを減駆動位置に駆動することにより、ボタンとボタンの境界に段差を発生させるので、触覚によるボタンの認識が容易となり、操作性を向上させることができる。
【００９４】
第２の実施の形態に係る触覚呈示装置１の変形例として、図８（ｂ）に示すように、タッチ操作が検出されたボタンを増駆動位置に駆動しても良い。
【００９５】
［第３の実施の形態］
図８（ｃ）は、第３の実施の形態に係る触覚呈示装置のスライド操作を示す模式図であり、（ｄ）は、第３の実施の形態に係る変形例を示す模式図である。本実施の形態に係る触覚呈示装置１は、突出量が少ない順に、初期位置、減駆動位置、標準駆動位置および増駆動位置へと表示ピン１２を駆動するように構成されている。
【００９６】
（動作）
本実施の形態に係る触覚呈示装置１の制御部１７は、タッチ操作が検出されると、図８（ｃ）に示すように、第１のボタン１ａを構成する表示ピン１２、および第２のボタン１ｂを構成する表示ピン１２を駆動するように駆動部１４を制御する。つまり、制御部１７は、タッチ操作がなされたボタン（第１のボタン１ａ）を構成する表示ピン１２を減駆動操作位置に駆動するように駆動部１４を制御する。また、制御部１７は、スライド操作方向にある第２のボタン１ｂを構成する表示ピン１２を増駆動位置に駆動するように駆動部１４を駆動する。
【００９７】
また、制御部１７は、スライド操作により、操作者の指が、第２のボタン１ｂ上に移動すると、第１のボタン１ａを標準駆動位置に駆動し、第２のボタン１ｂを増駆動位置から減駆動位置に駆動し、さらに、スライド操作方向の第３のボタン１ｃを増駆動位置に駆動するように駆動部１４を制御する。
【００９８】
（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、触覚によりボタンとボタンの境界が認識し難い場合であっても、タッチ操作が検出されたボタンを減駆動位置に駆動し、スライド操作方向のボタンを増駆動位置に駆動することにより、ボタンとボタンの境界に段差を発生させるので、触覚によるボタンの認識が容易となり、操作性を向上させることができる。
【００９９】
また、本実施の形態に係る触覚呈示装置１は、減駆動位置と増駆動位置により段差を発生させるので、減駆動位置と増駆動位置のいずれか１つによって段差を発生させる場合と比べて、突出量が少なくても同等の段差を形成することができるので、制御の負荷を抑えることができ、また、応答性に優れる。
【０１００】
第３の実施の形態に係る触覚呈示装置１の変形例として、図８（ｄ）に示すように、タッチ操作が検出されたボタンを増駆動位置に駆動し、スライド操作方向のボタンを減駆動位置に駆動しても良い。
【０１０１】
なお、上記の各実施の形態の触覚呈示装置１の変形例として、例えば、ボタンは、タッチ操作の検出対象である標準駆動位置に駆動された表示ピンと、当該表示ピンの周囲に隣接し、タッチ操作の非検出対象である標準駆動位置に駆動された表示ピンと、から構成されても良い。
【０１０２】
具体的には、本変形例の触覚呈示装置１は、例えば、１６個の表示ピンから構成されるボタンがある場合、ボタンの中央に位置する４個の表示ピンになされたタッチ操作は検出し、当該４個の表示ピンの周囲に位置する１２個の表示ピンになされたタッチ操作は検出しないように構成されても良い。
【０１０３】
また、他の変形例として、触覚呈示装置１のタッチセンサ１６が、表示ピン１２の接触面１２１ａの何れの場所にタッチ操作がなされたかを検出可能に構成され、制御部１７は、ボタンの上面視による面積よりも小さい領域（例えば、全体の７０％）になされたタッチ操作を判定するように構成されても良い。
【０１０４】
また、他の変形例として、触覚呈示装置１は、表示ピンをアクチュエータで駆動する構成、アクチュエータで駆動した表示ピンを保持機構により保持する構成等の周知の構成を用いても良い。
【０１０５】
ここで、上記に示す実施の形態および変形例では、表示ピン１２が一列に並ぶ方向に沿ったスライド操作を例として説明したが、これに限定されず、当該一列に並ぶ方向に交差する方向に沿うスライド操作についても適用可能である。
【０１０６】
以上、本発明のいくつかの実施の形態および変形例を説明したが、これらの実施の形態および変形例は、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および変形例は、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、これら実施の形態およ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、これら実施の形態および変形例は、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】
【０１０７】
１…触覚呈示装置、１ａ〜１ｃ…第１のボタン〜第３のボタン、１０…本体、１０ａ…表面、１０ｂ…裏面、１２、１２ａ…表示ピン、１４…駆動部、１６…タッチセンサ、１７…制御部、１８…メモリ、１９…通信部、２０…切替部、２１…電源、１０１…孔、１０２…底部、１２０…軸部、１２１…頭部、１２１ａ…接触面、１２２…端部、１２３〜１２５…貫通孔、１３０〜１３２…第１の磁石〜第３の磁石、１４１〜１４６…第１の電磁石〜第６の電磁石、１４１ａ…コイル、１４１ｂ…ヨーク、１４１ｃ…芯、１６０…ＦＰＣ、１６１…貫通孔、１６２…電極、１６３…配線、１８０…設定情報、１８１…しきい値情報、１８２…呈示情報
【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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