本發(fā)明涉及觸感數據處理裝置、觸感提供系統(tǒng)以及觸感數據處理方法。
背景技術:
以往,存在一種具備顯示機構、對使用者的操作部位與上述顯示機構的接觸狀態(tài)進行檢測的接觸檢測機構、以及產生對于與上述顯示機構接觸的上述操作部位給予規(guī)定的觸感的觸感振動的觸感振動產生機構的觸感呈現裝置(例如,參照專利文獻1)。
該觸感呈現裝置還具備振動波形數據生成機構,該振動波形數據生成機構基于上述接觸檢測機構的檢測結果,生成用于產生上述觸感振動的波形數據。另外,該觸感呈現裝置還具備超聲波調制機構,該超聲波調制機構對于由上述振動波形數據生成機構生成的上述波形數據以超聲波為搬運波進行調制處理,并將通過該調制處理生成的超聲波調制信號作為用于產生上述觸感振動的信號輸出給上述觸感振動產生機構。
另外,上述超聲波調制機構進行頻率調制或者相位調制的任一方。另外,上述超聲波調制機構還進行振幅調制。
專利文獻1:日本特開2010-231609號公報
然而,現有的觸感呈現裝置的超聲波的頻率為比音頻頻帶更高的頻率(大約20kHz以上)即可,并未特別費心于超聲波的頻率本身,因此有無法提供良好的觸感的顧慮。
技術實現要素:
為此,本發(fā)明的目的在于提供能夠提供良好的觸感的觸感數據處理裝置、觸感提供系統(tǒng)以及觸感數據處理方法。
本發(fā)明的實施方式的觸感數據處理裝置是在第1便攜式電子終端機與第2便攜式電子終端機之間經由網絡進行數據的發(fā)送或者接收的觸感數據處理裝置,其包括:數據接收部,其從上述第1便攜式電子終端機接收與對象有形物有關的第1數據;以及數據發(fā)送部,其當上述數據接收部從上述第1便攜式電子終端機接收到上述第1數據時,將與上述第1數據對應的表示上述對象有形物的觸感的觸感數據發(fā)送給上述第2便攜式電子終端機,上述觸感數據是將上述對象有形物的圖像、在上述圖像之中的位置、以及上述位置處的與上述對象有形物的觸感對應的振幅建立了關聯(lián)的數據,上述觸感數據是在基于在上述觸感數據的內部與下述位置建立了關聯(lián)的振幅對驅動信號的振幅進行調整時使用的數據,其中,所述位置是與向觸摸面板進行操作輸入的位置對應的在上述圖像之中的位置,上述觸摸面板是上述第2便攜式電子終端機的觸摸面板或者與上述第2便攜式電子終端機連接的觸感提供裝置的觸摸面板,所述驅動信號驅動使對所述觸摸面板進行操作輸入的操作面產生超聲波波段的固有振動的振動元件。
本發(fā)明能夠提供能夠提供良好的觸感的觸感數據處理裝置、觸感提供系統(tǒng)以及觸感數據處理方法。
附圖說明
圖1是表示實施方式的智能手機終端機100的利用形態(tài)的一個例子的圖。
圖2是表示實施方式的智能手機終端機100的俯視圖。
圖3是表示圖2所示的智能手機終端機100的A-A向視剖面的圖。
圖4是表示通過超聲波波段的固有振動使頂部面板120產生的駐波中的、形成為與頂部面板120的短邊平行的波陣面的圖。
圖5是對因使智能手機終端機100的頂部面板120產生的超聲波波段的固有振動,而施加于進行操作輸入的指尖的動摩擦力變化的情況進行說明的圖。
圖6是表示與實施方式的智能手機終端機100的通信功能相關的結構的圖。
圖7是表示實施方式的智能手機終端機100的結構的圖。
圖8是表示存儲器250所儲存的數據的圖。
圖9是表示利用者向實施方式的智能手機終端機100進行了操作輸入的情況下的振動元件140的驅動模式的圖。
圖10是對表示實施方式的智能手機終端機100的驅動控制部240所執(zhí)行的處理的流程圖進行表示的圖。
圖11是表示直至實施方式的智能手機終端機100的利用者A所發(fā)送的觸感數據被其他利用者B接收為止的步驟的圖。
圖12是表示利用者A利用智能手機終端機101生成觸感數據900的情況的圖。
圖13是對基于從智能手機終端機101發(fā)送至服務器700的圖像數據在服務器700中制作觸感數據,并將其發(fā)送給智能手機終端機101、102時的步驟進行說明的圖。
圖14是更具體地表示圖13所示的步驟的詳細情況的圖。
圖15是表示利用者A利用智能手機終端機101通過近距離無線通信將觸感數據900發(fā)送給利用者B的智能手機終端機102的情況的圖。
圖16是表示實施方式的第1變形例的智能手機終端機100A的圖。
圖17是表示實施方式的第2變形例的智能手機終端機100B的圖。
圖18是表示實施方式的第3變形例的智能手機終端機100C的圖。
圖19是表示實施方式的第4變形例的智能手機終端機100D的動作狀態(tài)的俯視圖。
圖20是表示在智能手機終端機102經由近距離無線通信裝置800連接有觸感提供裝置300A的狀態(tài)的圖。
圖21是表示觸感提供裝置300B的動作狀態(tài)的俯視圖。
圖22是表示觸感提供裝置300B的俯視圖。
圖23是表示圖22所示的觸感提供裝置300B的A-A向視剖面的圖。
具體實施方式
以下,對應用了本發(fā)明的觸感數據處理裝置、便攜式電子終端機、觸感提供系統(tǒng)以及觸感數據處理方法的實施方式進行說明。
<實施方式>
圖1是表示實施方式的智能手機終端機100的利用形態(tài)的一個例子的圖。
智能手機終端機100包括頂部面板120、觸摸面板150以及顯示面板160,在顯示面板160顯示海豚的圖像510A。
雖與實物的海豚直接接觸并不容易,但若觸摸處于智能手機終端機100的觸摸面板150的前表面的頂部面板120,觸控顯示面板160所顯示的圖像510A,則智能手機終端機100振動,從而向利用者的指尖提供如觸摸了海豚的表面那樣的觸感。海豚為對象有形物的一個例子。
實施方式的智能手機終端機100如這樣即便不觸摸實物,也通過觸摸頂部面板120,而提供觸摸實物那樣的偽觸感。
圖2是表示實施方式的智能手機終端機100的俯視圖,圖3是表示圖2所示的智能手機終端機100的A-A向視剖面的圖。此外,在圖2以及圖3中,如圖示那樣對作為正交坐標系的XYZ坐標系進行定義。
智能手機終端機100包括框體110、頂部面板120、雙面膠帶130、振動元件140、觸摸面板150、顯示面板160以及基板170。
框體110例如為樹脂制,如圖3所示,在凹部111配設有基板170、顯示面板160以及觸摸面板150,并且利用雙面膠帶130粘合有頂部面板120。
頂部面板120為俯視下呈長方形的薄平板狀的部件,由透明玻璃、或者聚碳酸酯之類的增強塑料制成。頂部面板120的表面(Z軸正方向側的面)為智能手機終端機100的利用者進行操作輸入的操作面的一個例子。
頂部面板120在Z軸負方向側的面粘合有振動元件140,俯視下的四邊利用雙面膠帶130粘合于框體110。此外,雙面膠帶130只要能夠將頂部面板120的四邊粘合于框體110即可,無需如圖3所示呈矩形環(huán)狀。
在頂部面板120的Z軸負方向側配設有觸摸面板150。頂部面板120是為了保護觸摸面板150的表面而設置的。此外,在頂部面板120的表面,也可以進一步設置其他面板或者保護膜等。
頂部面板120當在Z軸負方向側的面粘合有振動元件140的狀態(tài)下因振動元件140被驅動而振動。在實施方式中,以頂部面板120的固有振動頻率使頂部面板120振動,使頂部面板120產生駐波。其中,由于在頂部面板120粘合有振動元件140,所以實際上,在考慮振動元件140的重量等的基礎上,優(yōu)選決定固有振動頻率。
振動元件140沿在X軸方向上延伸的短邊粘合于頂部面板120的Z軸負方向側的面中的Y軸正方向側。振動元件140只要為能夠產生超聲波波段的振動的元件即可,例如可以使用包括壓電式元件(Piezoelectric element)之類的壓電元件的元件。
振動元件140由從后述的驅動控制部輸出的驅動信號驅動。振動元件140所產生的振動的振幅(強度)以及頻率由驅動信號設定。另外,振動元件140的開啟/關閉由驅動信號控制。
此外,超聲波波段例如是指約20kHz以上的頻率。在實施方式的智能手機終端機100中,由于振動元件140振動的頻率與頂部面板120的振動頻率相等,所以振動元件140以按照頂部面板120的固有振動頻率振動的方式由驅動信號驅動。
觸摸面板150配設于顯示面板160之上(Z軸正方向側)、且頂部面板120之下(Z軸負方向側)。觸摸面板150為對智能手機終端機100的利用者觸摸頂部面板120的位置(以下,稱為操作輸入的位置)進行檢測的坐標檢測部的一個例子。
在處于觸摸面板150之下的顯示面板160顯示有GUI(Graphic User Interface:圖形用戶界面)的各種按鈕等(以下,稱為GUI操作部)。因此,智能手機終端機100的利用者通常為了操作GUI操作部而用指尖觸摸頂部面板120。
觸摸面板150只要為能夠檢測利用者向頂部面板120的操作輸入的位置的坐標檢測部即可,例如只要為電容型或者電阻膜型坐標檢測部即可。在此,對觸摸面板150為電容型坐標檢測部的方式進行說明。即便在觸摸面板150與頂部面板120之間存在間隙,電容型觸摸面板150也能夠檢測向頂部面板120的操作輸入。
另外,在此,雖對在觸摸面板150的輸入面?zhèn)扰湓O有頂部面板120的方式進行說明,但頂部面板120也可以與觸摸面板150形成為一體。在該情況下,觸摸面板150的表面成為圖2以及圖3所示的頂部面板120的表面,從而構建操作面。另外,也可以為省略了圖2以及圖3所示的頂部面板120的結構。在該情況下,觸摸面板150的表面也構建操作面。另外,在該情況下,只要使具有操作面的部件以該部件的固有振動的方式振動即可。
另外,在觸摸面板150為電容型的情況下,也可以在頂部面板120之上配設觸摸面板150。在該情況下,觸摸面板150的表面也構建操作面。另外,在觸摸面板150為電容型的情況下,也可以為省略了圖2以及圖3所示的頂部面板120的結構。在該情況下,觸摸面板150的表面也構建操作面。另外,在該情況下,使具有操作面的部件以該部件的固有振動的方式振動即可。
顯示面板160例如只要為能夠顯示液晶顯示面板或者有機EL(Electroluminescence:電致發(fā)光)面板等的圖像的顯示部即可。顯示面板160在框體110的凹部111的內部,利用省略圖示的支架等設置于基板170之上(Z軸正方向側)。
顯示面板160由后述的驅動器IC(Integrated Circuit:集成電路)進行驅動控制,根據智能手機終端機100的動作狀況,顯示GUI操作部、圖像、文字、符號、圖形等。
基板170配設于框體110的凹部111的內部。在基板170之上配設有顯示面板160以及觸摸面板150。顯示面板160以及觸摸面板150利用省略圖示的支架等固定于基板170以及框體110。
在基板170,除了后述的驅動控制裝置之外,還安裝有驅動智能手機終端機100所需的各種電路等。
對于如以上那樣的結構的智能手機終端機100而言,利用者的手指接觸頂部面板120,若檢測到指尖的移動,則安裝于基板170的驅動控制部驅動振動元件140,使頂部面板120以超聲波波段的頻率振動。該超聲波波段的頻率為包括頂部面板120以及振動元件140的共振系統(tǒng)的共振頻率,使頂部面板120產生駐波。
智能手機終端機100通過使頂部面板120產生超聲波波段的駐波,而通過頂部面板120向利用者提供觸感。
接下來,使用圖4對使頂部面板120產生的駐波進行說明。
圖4是表示通過超聲波波段的固有振動使頂部面板120產生的駐波中的、形成為與頂部面板120的短邊平行的波陣面的圖,圖4(A)是側視圖,圖4(B)是立體圖。在圖4(A)、(B)中,定義與圖2以及圖3相同的XYZ坐標。此外,在圖4(A)、(B)中,為了便于理解,夸張表示駐波的振幅。另外,在圖4(A)、(B)中省略振動元件140。
若使用頂部面板120的楊氏模量E、密度ρ、泊松比δ、長邊尺寸l、厚度t、以及存在于長邊方向的駐波的周期k,則頂部面板120的固有振動頻率(共振頻率)f由下式(1)、(2)表示。駐波以1/2周期單位具有相同的波形,因此周期k取增量為0.5的值,形成為0.5、1、1.5、2···。
[式1]
[式2]
f=ak2 (2)
此外,式(2)的系數α總括表示式(1)中的K2以外的系數。
圖4(A)、(B)所示的駐波作為一個例子為周期k為10的情況的波形。例如,在作為頂部面板120,使用長邊的長度l為140mm、短邊的長度為80mm、厚度t為0.7mm的Gorilla(注冊商標)玻璃的情況下,在周期k為10的情況下,固有振動頻率f形成為33.5kHz。在該情況下,只要使用頻率為33.5kHz的驅動信號即可。
頂部面板120為平板狀的部件,但若驅動振動元件140(參照圖2以及圖3)使之產生超聲波波段的固有振動,則如圖4(A)、(B)所示地撓曲,從而在表面產生駐波。
此外,在此,對一個振動元件140沿在X軸方向上延伸的短邊粘合于頂部面板120的Z軸負方向側的面中的Y軸正方向側的方式進行說明,但也可以使用兩個振動元件140。在使用兩個振動元件140的情況下,只要將另一個振動元件140沿在X軸方向上延伸的短邊粘合于頂部面板120的Z軸負方向側的面中的Y軸負方向側即可。在該情況下,兩個振動元件140只要配設為以與頂部面板120的兩個短邊平行的中心線為對稱軸,形成為軸對稱即可。
另外,在驅動兩個振動元件140的情況下,在周期k為整數的情況下只要以相同相位進行驅動即可,在周期k為奇數的情況下只要以相反相位進行驅動即可。
接下來,使用圖5對使智能手機終端機100的頂部面板120產生的超聲波波段的固有振動進行說明。
圖5是對因使智能手機終端機100的頂部面板120產生的超聲波波段的固有振動,而施加于進行操作輸入的指尖的動摩擦力變化的情況進行說明的圖。在圖5(A)、(B)中,利用者一邊用指尖觸摸頂部面板120、一邊進行手指從頂部面板120的內側向近前側沿箭頭移動的操作輸入。此外,振動的開啟/關閉是通過開啟/關閉振動元件140(參照圖2以及圖3)而進行的。
另外,在圖5(A)、(B)中,用灰色表示在頂部面板120的前后方向上,在振動關閉的期間手指所觸摸的范圍,用白色表示在振動開啟的期間手指所觸摸的范圍。
超聲波波段的固有振動如圖4所示那樣是頂部面板120整體產生的,但在圖5(A)、(B)中,表示在利用者的手指從頂部面板120的內側向近前側移動的期間切換振動的開啟/關閉的動作模式。
因此,在圖5(A)、(B)中,用灰色表示在頂部面板120的前后方向上,在振動關閉的期間手指所觸摸的范圍,用白色表示在振動開啟的期間手指所觸摸的范圍。
在圖5(A)所示的動作模式中,當利用者的手指處于頂部面板120的內側時振動關閉,在使手指向近前側移動的中途振動變?yōu)殚_啟。
另一方面,在圖5(B)所示的動作模式中,當利用者的手指處于頂部面板120的內側時振動開啟,在使指向近前側移動的中途振動變?yōu)殛P閉。
在此,若使頂部面板120產生超聲波波段的固有振動,則在頂部面板120的表面與手指之間存在基于擠壓效應的空氣層,從而用手指觸控頂部面板120的表面時的動摩擦系數降低。
因此,在圖5(A)中,在頂部面板120的內側用灰色表示的范圍中,施加于指尖的動摩擦力變大,在頂部面板120的近前側用白色表示的范圍中,施加于指尖的動摩擦力變小。
因此,對于如圖5(A)所示地向頂部面板120進行操作輸入的利用者而言,若振動變?yōu)殚_啟,則感知到施加于指尖的動摩擦力的降低,覺察到指尖易滑。此時,當頂部面板120的表面變得更加光滑,從而動摩擦力降低時,利用者能夠感到在頂部面板120的表面存在凹部。
另一方面,在圖5(B)中,在頂部面板120的內側用白色表示的范圍中,施加于指尖的動摩擦力變小,在頂部面板120的近前側用灰色表示的范圍中,施加于指尖的動摩擦力變大。
因此,對于如圖5(B)所示地向頂部面板120進行操作輸入的利用者而言,若振動變?yōu)殛P閉,則感知到施加于指尖的動摩擦力的增大,覺察到指尖難滑、或者拉拽的感覺。而且,當指尖變得難以滑動,從而動摩擦力變高時,感到在頂部面板120的表面存在凸部。
如以上那樣,在圖5(A)、(B)的情況下,利用者能夠用指尖感覺到凹凸。這樣人覺察凹凸的情況例如記載于“用于觸感設計的印刷物轉印法和粘帶幻覺(Sticky-band Illusion)”(第11界測量自動控制學會系統(tǒng)集成部門演講會論文集(SI2010、仙臺)____174-177、2010-12)中。另外,還記載于“魚骨觸覺幻覺(Fishbone Tactile Illusion)”(日本虛擬現實學會第10界大會論文集(2005年9月))中。
此外,在此,雖對切換振動的開啟/關閉的情況下的動摩擦力的變化進行了說明,但這點在使振動元件140的振幅(強度)變化的情況下也相同。
接下來,使用圖6以及圖7對實施方式的智能手機終端機100的結構進行說明。
圖6是表示與實施方式的智能手機終端機100的通信功能相關的結構的圖。
智能手機終端機100包括天線裝置500、501、DUP(Duplexer:雙工器)510、LNA(Low否ise Amplifier:低噪聲放大器)/PA(Power Amplifier:功率放大器)520、調制/解調器530、以及CPU(Central Processing Unit:中央運算處理裝置)芯片540。在此,作為一個例子,上述構成要素作為形成于基板170的Z軸負方向側的面的要素進行說明。
智能手機終端機100還包括除上述以外的構成要素,但,在圖6中,摘取表示與智能手機終端機100的通信功能相關的構成要素。
天線裝置500包括多個所謂的單級型天線元件。多個天線元件分別與多個頻帶相配合地被設計。在此,天線裝置500的具體形狀并不被特別限定,因而用虛線表示形成有天線裝置500的區(qū)域。
天線裝置501為用于WiFi、Bluetooth(注冊商標)等近距離無線通信的天線裝置。天線裝置501以使與天線裝置500的相關變小的方式設置于從天線裝置500分離的場所。
DUP510、LNA/PA520、調制/解調器530、以及CPU芯片540經由布線565連接。
DUP510經由布線560與天線裝置500的饋電點連接,進行發(fā)送或者接收的切換。DUP510具有作為濾波器的功能,因此在天線裝置500接收到多個頻率的信號的情況下,能夠將各個頻率的信號在內部分離。
LNA/PA520進行發(fā)送波以及接收波的電力的放大。調制/解調器530進行發(fā)送波的調制以及接收波的解調。CPU芯片540具有進行智能手機終端機100的通信處理的作為通信用處理器的功能、以及執(zhí)行應用程序的作為應用處理器的功能。
另外,CPU芯片540經由布線566與天線裝置501連接。此外,CPU芯片540具有對所發(fā)送的數據或者所接收到的數據等進行儲存的內部存儲器。
此外,天線裝置500、501、布線560、565、566例如是通過對基板170的背面的銅箔進行圖案刻印而形成的。在基板170的內層形成有底板170A。此外,底板170A也可以為配設于顯示面板160與基板170之間的加強用金屬制支架。
圖7是表示實施方式的智能手機終端機100所包括的觸感提供裝置300的結構的圖。
智能手機終端機100包括振動元件140、放大器141、觸摸面板150、驅動器IC(Integrated Circuit)151、顯示面板160、驅動器IC161、控制部200、正弦波產生器310以及振幅調制器320。
放大器141、觸摸面板150、驅動器IC(Integrated Circuit)151、顯示面板160、驅動器IC161、控制部200、正弦波產生器310以及振幅調制器320配設于框體110(參照圖3)的內部,例如,配設于基板170的Z軸負方向側等。
控制部200具有應用處理器220、驅動控制部240以及存儲器250??刂撇?00被包含于圖6所示的CPU芯片540。
在此,對應用處理器220、驅動控制部240以及存儲器250由一個控制部200實現的方式進行說明,但驅動控制部240也可以作為其他的IC芯片或者處理器設置于控制部200的外部。在該情況下,存儲器250所儲存的數據中的驅動控制部240的驅動控制所需的數據只要儲存于與存儲器250不同的存儲器即可。
在圖7中,省略框體110、頂部面板120、雙面膠帶130以及基板170(參照圖2)。另外,在此,對放大器141、驅動器IC151、驅動器IC161、驅動控制部240、存儲器250、正弦波產生器310以及振幅調制器320進行說明。
放大器141配設于振幅調制器320與振動元件140之間,放大從振幅調制器320輸出的驅動信號并驅動振動元件140。
驅動器IC151與觸摸面板150連接,對表示存在向觸摸面板150的操作輸入的位置的位置數據進行檢測,將位置數據輸出給控制部200。其結果是,位置數據被輸入應用處理器220以及驅動控制部240。
驅動器IC161與顯示面板160連接,將從控制部200輸出的描繪數據輸入顯示面板160,使基于描繪數據的圖像顯示于顯示面板160。由此,在顯示面板160顯示基于描繪數據的GUI操作部或者圖像等。
應用處理器220將表示智能手機終端機100的利用者進行操作所需的GUI操作部、圖像、文字、符號、圖形等的描繪數據輸出給驅動器IC161。
另外,應用處理器220在智能手機終端機100包括生成觸感數據的應用程序的情況下,基于圖像數據等,生成觸感數據。在該情況下,應用處理器220為觸感數據生成部的一個例子。
通信處理器230執(zhí)行為了進行基于天線裝置500(參照圖6)的通信、使用了天線裝置501的WiFi、Bluetooth(注冊商標)、或者非接觸近距離通信等近距離無線通信所需的處理。通信處理器230作為發(fā)送部或者接收部發(fā)揮功能。此外,在圖7中,省略天線裝置500、近距離無線通信所需的天線裝置501。
驅動控制部240將表示振幅的振幅數據輸出給振幅調制器320。振幅數據為表示用于對驅動振動元件140所使用的驅動信號的強度進行調整的振幅值的數據。表示振幅的振幅數據只要預先儲存于存儲器250即可。
另外,實施方式的智能手機終端機100當利用者的指尖沿頂部面板120的表面移動時,為了使施加于指尖的動摩擦力變化而使頂部面板120振動。
作為使觸摸了頂部面板120的表面的指尖移動的操作輸入的種類,例如有所謂的輕彈操作(Flick operation)、輕掃操作(Swipe operation)以及拖動操作(Drag operation)。
輕彈操作是使指尖沿頂部面板120的表面以彈(snap)的方式移動比較短的距離的操作。輕掃操作是使指尖沿頂部面板120的表面以掃的方式移動比較長的距離的操作。另外,拖動操作例如是在使顯示面板510所顯示的按鈕等滑動的情況下,一邊選擇按鈕等一邊使指尖沿頂部面板120的表面移動的操作。
如在此作為一個例子舉出的輕彈操作、輕掃操作以及拖動操作那樣,使觸摸了頂部面板120的表面的指尖移動的操作輸入是根據顯示面板160所顯示的GUI操作部等的種類而區(qū)分的。
另外,驅動控制部240除了上述那樣的處理之外,也可以根據位置數據的時間變化程度設定振幅值。
在此,作為位置數據的時間變化程度,使用利用者的指尖沿頂部面板120的表面移動的速度。驅動控制部240基于從驅動器IC151輸入的位置數據的時間變化程度計算利用者的指尖的移動速度即可。
對于實施方式的智能手機終端機100而言,作為一個例子,為了與指尖的移動速度無關地使利用者從指尖感知的觸感恒定,而移動速度越高越減小振幅值,移動速度越低越增大振幅值。
對表示這種振幅值的振幅數據與移動速度之間的關系進行表示的數據只要預先儲存于存儲器250即可。
此外,在此,對使用對表示振幅值的振幅數據與移動速度之間的關系進行表示的數據設定與移動速度對應的振幅值的方式進行說明,但也可以使用下式(3)計算振幅值A。對于由式(3)計算的振幅值A而言,移動速度越高越變小,移動速度越低越變大。
[式3]
在此,A0為振幅的基準值,V為指尖的移動速度,a為規(guī)定的常量。在使用式(3)計算振幅值A的情況下,只要將表示式(3)的數據、表示振幅的基準值A0以及規(guī)定的常量a的數據預先儲存于存儲器250即可。
驅動控制部240當移動速度變?yōu)橐?guī)定的閾值速度以上時,使振動元件140振動。
因此,驅動控制部240所輸出的振幅數據所表示的振幅值當移動速度不足規(guī)定的閾值速度時為0,若移動速度變?yōu)橐?guī)定的閾值速度以上,則根據移動速度被設定為規(guī)定的振幅值。當移動速度為規(guī)定的閾值速度以上時,移動速度越高振幅值被設定得越小,移動速度越低振幅值被設定得越大。
存儲器250對將表示供進行操作輸入的GUI操作部等的坐標數據、與表示振幅數據的模式數據建立了關聯(lián)的數據進行儲存。
正弦波產生器310產生生成用于使頂部面板120以固有振動頻率振動的驅動信號所需的正弦波。例如,在使頂部面板120以33.5kHz的固有振動頻率f振動的情況下,正弦波的頻率形成為33.5kHz。正弦波產生器310將超聲波波段的正弦波信號輸入振幅調制器320。
振幅調制器320使用從驅動控制部240輸入的振幅數據,調制從正弦波產生器310輸入的正弦波信號的振幅生成驅動信號。振幅調制器320以作為基本動作而調制從正弦波產生器310輸入的超聲波波段的正弦波信號的振幅,且不調制頻率以及相位的方式,生成驅動信號。
因此,振幅調制器320所輸出的驅動信號為僅調制了從正弦波產生器310輸入的超聲波波段的正弦波信號的振幅的超聲波波段的正弦波信號。此外,在振幅數據為0的情況下,驅動信號的振幅形成為0。這與振幅調制器320不輸出驅動信號的情況等同。
另外,振幅調制器320也可以使用音頻頻帶的正弦波的信號調制從正弦波產生器310輸入的超聲波波段的正弦波信號。在該情況下,振幅調制器320所輸出的驅動信號形成為在超聲波波段的驅動信號重疊了音頻頻帶的驅動信號之后的信號,振幅由振幅調制器320設定。
接下來,使用圖8對存儲器250所儲存的數據進行說明。
圖8是表示存儲器250所儲存的數據的圖。
圖8(A)所示的數據為將ID(Identification)、圖像數據、坐標數據以及振幅數據建立了關聯(lián)的觸感數據。
ID為觸感數據的標示符。在圖8(A)中,作為ID的一個例子,示出001、002、003、004···。
圖像數據為表示圖1所示的海豚的圖像510A之類的對象有形物的圖像的數據。在圖8(A)中示出了I001、I002、I003、I004、···的圖像數據。
坐標數據為圖像數據之中的表示圖像的坐標的數據。例如,坐標可以針對每個像素被分配,也可以將規(guī)定數量的像素作為一個單位區(qū)域而被分配給各單位區(qū)域。在圖8(A)中示出了f1~f4的坐標數據。
振幅數據為表示用于對驅動振動元件140所使用的驅動信號的強度進行調整的振幅值的數據,并被分配給由各坐標數據表示的區(qū)域。在圖8(A)中示出了振幅數據A1(X,Y)、A2(X,Y)、A3(X,Y)、A4(X,Y)。
此外,對于被分配給由各坐標數據表示的區(qū)域的振幅數據的振幅值而言,例如通過3D掃描等測量對象有形物的實物的表面的形狀以及凹凸等,并根據測量值,設定為能夠通過頂部面板120的超聲波波段的固有振動使利用者的指尖覺察對象有形物的形狀以及凹凸等那樣的振幅值即可。
圖8(B)所示的數據為將表示振幅值的放大率的放大率數據、與移動速度建立了關聯(lián)的數據。根據圖8(B)所示的數據,當移動速度V為0以上且不足b1(0≤V<b1)時將放大率設定為0,當移動速度V為b1以上且不足b2(b1≤V<b2)時將放大率設定為G1,當移動速度V為b2以上且不足b3(b2≤V<b3)時將放大率設定為G2。
例如,為了與指尖的移動速度無關地使利用者從指尖感知的觸感恒定,可以移動速度越高越使用圖8(B)所示的放大率數據減小振幅值,移動速度越低越使用放大率數據增大振幅值。
此外,在實施方式中,將基于利用者A所保持的圖像由利用者A的智能手機終端機的內部或者服務器生成的觸感數據發(fā)送給利用者B的智能手機終端機。
若智能手機終端機的種類不同,則顯示圖像數據的顯示面板的尺寸、觸摸面板的尺寸、顯示面板以及觸摸面板中的坐標、以及固有振動頻率不同。
因此,觸感數據只要根據所利用的智能手機終端機的尺寸、坐標以及固有振動頻率等生成即可。
圖9是表示利用者向實施方式的智能手機終端機100進行了操作輸入的情況下的振動元件140的驅動模式的圖。
在圖9(A)中示出了利用者的指尖觸摸智能手機終端機100的頂部面板120,觸控顯示面板160所顯示的圖像510A的情況。
在圖9(B)中,橫軸表示圖9(A)中的利用者的指尖觸控圖像510A的方向上的位置,縱軸表示驅動信號的振幅。在此,在橫軸方向上示出點A~D。圖9(B)表示利用者的指尖觸控圖像510A的情況下的驅動模式的一個例子。
在圖9中,在點A開始操作輸入,但由于點A處于表示海豚的圖像510A的區(qū)域外,所以在此時刻驅動控制部240不驅動振動元件140。因此,振幅為0。
若利用者的指尖移動并到達點B,則由于點B處于表示海豚的圖像510A的區(qū)域內,所以驅動控制部240基于觸感數據驅動振動元件140。觸感數據如圖8(A)所示包括坐標數據以及振幅數據,因此驅動控制部240輸出與從驅動器IC151輸入的位置數據對應的振幅數據。
通過這種驅動控制部240的處理以如下驅動模式驅動振動元件140,其中,該驅動模式是若操作輸入的位置從點B移動至點C,則從點B開始振幅急劇變大,此后振幅變小,之后朝向點C而振幅增大,并且,從即將到達點C時開始振幅變小那樣的驅動模式。
這種點B與點C之間的驅動模式向指尖提供如下觸感,即、施加于指尖的動摩擦力從點B開始急劇降低,此后伴隨著振幅的減少而動摩擦力增大,朝向點C而伴隨著振幅增大而再次動摩擦力降低,并且,從即將到達點C時開始伴隨著振幅變小而動摩擦力增大那樣的觸感。
這種觸感當人觸摸了實物的海豚的表面時,再現了指尖光滑地滑動那樣的觸感。
若利用者的指尖的位置過了點C,則由于操作輸入的位置處于表示海豚的圖像510A的區(qū)域外,所以驅動控制部240停止振動元件140。因此,在點C至點D之間,振幅變?yōu)?。
這種驅動模式表示頻率為35kHz、且基于振幅數據使振幅變化的驅動信號。
若操作輸入的位置到達圖像510A的顯示區(qū)域,則振動元件140變?yōu)殚_啟,施加于利用者的指尖的動摩擦系數因擠壓效應而降低,指尖成為容易在頂部面板120的表面移動的狀態(tài)。
另外,若操作輸入的位置到達圖像510A的顯示區(qū)域,則驅動控制部240使振動元件140變?yōu)殛P閉。使振動元件140變?yōu)殛P閉只要通過驅動控制部240使振幅數據變?yōu)?來進行即可。
若振動元件140變?yōu)殛P閉,則頂部面板120的超聲波波段的固有振動變?yōu)殛P閉,因此施加于利用者的指尖的動摩擦力增大,利用者覺察到指尖的難滑、或者拉拽的感覺。而且,當指尖變得難以滑動,從而動摩擦力變高時,感到在頂部面板120的表面存在凸部。
圖10是對表示實施方式的智能手機終端機100的驅動控制部240所執(zhí)行的處理的流程圖進行表示的圖。
驅動控制部240首先對有無操作輸入進行判定(步驟S1)。有無操作輸入只要根據是否從驅動器IC151(參照圖7)輸入了位置數據而判定即可。
驅動控制部240在判定為有操作輸入時(S1:是),對操作輸入的位置是否處于圖像510A的顯示區(qū)域內進行判定(步驟S2)。這是因為因是否處于圖像510A的顯示區(qū)域內,而振動元件140的驅動狀態(tài)(開啟/關閉)不同。
驅動控制部240當判定為處于圖像510A的顯示區(qū)域內(S2:是)時,使流程前進至步驟S3。
驅動控制部240使用觸感數據驅動振動元件140(步驟S3)。驅動控制部240從觸感數據提取并輸出與從驅動器IC151輸入的位置數據對應的振幅數據。由此,進行基于振幅數據的振動元件140的驅動。
接下來,驅動控制部240對有無操作輸入進行判定(步驟S4)。有無操作輸入只要根據是否從驅動器IC151(參照圖7)輸入了位置數據而判定即可。
驅動控制部240當判定為有操作輸入時(S4:是),使流程返回步驟S2。
另一方面,驅動控制部240當判定為無操作輸入時(S4:否),結束一系列的處理(結束)。這是因為在無操作輸入的情況下,是利用者未進行操作的情況,因此無需驅動振動元件140。
此外,驅動控制部240當在步驟S2中判定為操作輸入的位置未處于圖像510A的顯示區(qū)域的內部(S2:否)時,使流程前進至步驟S4。在步驟S4對有無操作輸入進行判定,若有操作輸入則使流程返回步驟S2。
圖11是表示直至實施方式的智能手機終端機100的利用者A所發(fā)送的觸感數據被其他利用者B接收為止的步驟的圖。
利用者A的智能手機終端機101與利用者B的智能手機終端機102均經由網絡750與服務器700連接。即,智能手機終端機101、102經由網絡750以及服務器700以可相互通信的狀態(tài)被連接。
此外,作為一個例子,智能手機終端機101、102為相同的機種,與圖6所示的智能手機終端機100相同。在此,智能手機終端機101為第1便攜式電子終端機的一個例子,智能手機終端機102為第2便攜式電子終端機的一個例子。
在此,服務器700包括處理部701、接收部702、發(fā)送部703以及存儲器704。處理部701為進行服務器700中的數據的收發(fā)信號的控制、數據的處理以及數據的管理等的部分,由CPU內核等實現。服務器700為觸感數據處理裝置的一個例子。
接收部702是成為服務器700經由網絡750接收數據時的接口的部分。接收部702為數據接收部的一個例子。發(fā)送部703是成為服務器700經由網絡750發(fā)送數據時的接口的部分。發(fā)送部703為數據發(fā)送部的一個例子。存儲器704儲存由服務器700處理的數據。
首先,利用者A如圖10所示地選擇智能手機終端機101所保存的觸感數據900并將其添附于電子郵件,并經由網絡750發(fā)送給服務器700。電子郵件的收件人為利用者B。服務器700的接收部702接收添附有觸感數據900的電子郵件,發(fā)送部703將電子郵件發(fā)送給利用者B。
利用者B經由網絡750從服務器700接收添附有觸感數據的電子郵件,并將其保存于內部的存儲器。由此,利用者B能夠利用智能手機終端機102享受基于觸感數據900的觸感。
此外,在此,對向電子郵件添附觸感數據900進行發(fā)送的便攜式進行了說明,但從利用者A向利用者B經由網絡750以及服務器700發(fā)送觸感數據900的方式也可以為除向電子郵件進行添附以外的方式。作為向電子郵件添附以外的方式,例如利用者A也可以利用SNS(Social Networking Service:社交網絡服務)向利用者B發(fā)送觸感數據900。
在此,從利用者A經由網絡750向服務器700發(fā)送的觸感數據900為第1數據的一個例子。
另外,在智能手機終端機101、102的機種不同的情況下,只要在處理部701中對從智能手機終端機101向服務器700發(fā)送的觸感數據900進行了為了智能手機終端機102而實施最優(yōu)化的轉換處理的基礎上,將進行了轉換處理的觸感數據發(fā)送給智能手機終端機102即可。
此外,如以上那樣,為了利用者A利用智能手機終端機101保持觸感數據900,例如只要智能手機終端機101包括生成觸感數據900的應用程序即可。在此,使用圖12對利用者A利用智能手機終端機101生成觸感數據900的步驟進行說明。
圖12是表示利用者A利用智能手機終端機101生成觸感數據900的情況的圖。
圖12(A)表示執(zhí)行生成觸感數據900的應用程序時的智能手機終端機101的顯示面板160的顯示。如圖12(A)所示,在顯示面板160顯示有圖像510A、區(qū)域選擇按鈕601、轉換按鈕602、觸感選擇按鈕603A、603B、603C、振動等級設定按鈕604A、604B、604C、以及自動按鈕605。這些按鈕由GUI部件實現。
利用者A操作智能手機終端機101的觸摸面板150,選擇欲制作觸感數據900(參照圖11)的照片。例如,拖動所選擇的照片中的欲制作觸感數據900的區(qū)域進行選擇,操作區(qū)域選擇按鈕601進行確定。在圖12(A)中,選擇海豚的圖像510A,操作區(qū)域選擇按鈕601。
利用者操作觸感選擇按鈕603A、603B、603C的任一個選擇觸感,選擇振動等級設定按鈕604A、604B、604C的任一個選擇振動等級。
在此,觸感選擇按鈕603A、603B、603C分別為選擇光滑、粗糙、喀噠的觸感的GUI按鈕。振動等級設定按鈕604A、604B、604C分別為以強、普通、弱的3個階段選擇振動等級的按鈕。此外,振動等級的選擇也可以當智能手機終端機101驅動振動元件140時,通過選擇放大率(參照圖8(B))而實現。
利用者在觸感以及振動等級的選擇結束之后,操作轉換按鈕602,從而應用程序基于圖像510A的數據、與表示觸感以及振動等級的數據,如圖12(B)所示地制作觸感數據900。
另外,觸感數據還能夠以自動模式進行制作。若利用者選擇圖像510A操作自動按鈕605操作轉換按鈕602,則生成觸感數據900的應用程序通過對于圖像510A進行二值化處理等圖像處理而模式化,并根據二值化后的數據自動地計算振動模式制作觸感數據。
還能夠這樣自動地制作觸感數據。在圖12(B)中示意地示出了生成了包括海豚的圖像數據、振幅數據以及坐標數據f(X,Y)的觸感數據900的情況。
圖13是對基于從智能手機終端機101發(fā)送至服務器700的圖像數據在服務器700中制作觸感數據,并將其發(fā)送給智能手機終端機101、102時的步驟進行說明的圖。
圖13所示的安裝于智能手機終端機101的制作觸感數據900的應用程序是具有并非在智能手機終端機101的內部制作觸感數據900,而是在服務器700中生成觸感數據的功能的應用程序。
在圖13中示出了利用者A選擇圖像510A并將其發(fā)送給服務器700,在服務器700中生成觸感數據900,并將觸感數據900發(fā)送給利用者B的步驟。此外,在該情況下,如果利用者A作為觸感數據900的發(fā)送目的地,除了利用者B之外還預先使自己包含于CC(Carbon Copy:抄送),那么觸感數據900也被發(fā)送給利用者A。
圖14是更具體地表示圖13所示的步驟的詳細情況的圖。
圖14所示的智能手機終端機101執(zhí)行用于制作觸感數據的應用。在顯示面板160顯示有圖像510A、區(qū)域選擇按鈕601、發(fā)送按鈕602A、觸感選擇按鈕603A、603B、603C、振動等級設定按鈕604A、604B、604C以及自動按鈕605。這些按鈕由GUI部件實現。
利用者A操作智能手機終端機101的觸摸面板150,選擇欲制作觸感數據的照片。例如,拖動所選擇的照片中的欲制作觸感數據的區(qū)域進行選擇,操作區(qū)域選擇按鈕601進行確定。在圖13中,選擇海豚的圖像510A,操作區(qū)域選擇按鈕601。
利用者A操作觸感選擇按鈕603A、603B、603C的任一個選擇觸感,選擇振動等級設定按鈕604A、604B、604C的任一個選擇振動等級。
在此,觸感選擇按鈕603A、603B、603C分別為選擇光滑、粗糙、喀噠的觸感的GUI按鈕。振動等級設定按鈕604A、604B、604C分別為以強、普通、弱的3個階段選擇振動等級的按鈕。此外,振動等級的選擇也可以當觸感提供裝置100驅動振動元件140時,通過選擇放大率(參照圖7(B))而實現。
利用者A在觸感以及振動等級的選擇結束之后,確定觸感數據的發(fā)送目的地。在此,發(fā)送目的地為利用者B,在CC中設定利用者A。
利用者A操作發(fā)送按鈕602A,圖像510A的數據、與表示觸感以及振動等級的數據經由網絡被發(fā)送給服務器700,并由接收部702接收。然后,在服務器700的處理部701中制作觸感數據。
在服務器700中,對于圖像510A的數據,通過二值化處理等圖像處理進行模式化,并根據二值化后的數據自動地計算振動模式制作觸感數據900。
然后,服務器700的發(fā)送部703向利用者B發(fā)送觸感數據900,并且利用CC將觸感數據900發(fā)送給利用者A。利用者A、B只要分別將觸感數據900保存于智能手機終端機101、102的存儲器即可。
此外,智能手機終端機101、服務器700以及智能手機終端機102之間的數據的發(fā)送可以通過添附于電子郵件來發(fā)送,也可以以其他方式發(fā)送數據。
另外,在智能手機終端機101、102的機種不同的情況下,只要在處理部701中對從智能手機終端機101發(fā)送給服務器700的觸感數據900進行了為了智能手機終端機102而實施最優(yōu)化的轉換處理的基礎上,將進行了轉換處理的觸感數據發(fā)送給智能手機終端機102即可。
對于在該情況下,利用CC發(fā)送給智能手機終端機101的觸感數據900、與發(fā)送給智能手機終端機102的進行了轉換處理的觸感數據而言,振幅數據的振幅值以及/或者坐標數據等變得不同。
此外,在此,對基于從智能手機終端機101發(fā)送至服務器700的圖像數據利用服務器700制作觸感數據的方式進行了說明。從智能手機終端機101發(fā)送給服務器700的圖像數據為第1數據的一個例子。
然而,也可以代替從智能手機終端機101向服務器700發(fā)送圖像數據,將對服務器700所保存的圖像數據進行確定的數據從智能手機終端機101發(fā)送給服務器700。在該情況下,對圖像數據進行確定的數據為第1數據的一個例子。
圖15是表示利用者A利用智能手機終端機101通過近距離無線通信將觸感數據900發(fā)送給利用者B的智能手機終端機102的情況的圖。
在圖15中示出了執(zhí)行生成觸感數據900的應用程序時的智能手機終端機101的顯示面板160的顯示。這與圖12(A)所示的狀態(tài)相同。
利用者A按照與圖12(A)中說明的步驟相同的步驟,利用應用程序制作觸感數據900。
而且,利用通信處理器230起動近距離無線通信,向利用者B的智能手機終端機102發(fā)送觸感數據。例如,只要起動Bluetooth將觸感數據從智能手機終端機101發(fā)送給智能手機終端機102即可。
這樣,智能手機終端機101不僅能夠經由網絡750以及服務器700進行數據發(fā)送,而且能夠通過Bluetooth等之類的近距離無線通信將觸感數據發(fā)送給智能手機終端機102。此外,也可以利用USB(Universal Serial Bus:通用串行總線)線連接智能手機終端機101、102,經由USB線發(fā)送觸感數據900。
以上,根據實施方式的智能手機終端機100,產生頂部面板120的超聲波波段的固有振動并使施加于利用者的指尖的動摩擦力變化,因此能夠向利用者提供良好的觸感。
另外,實施方式的智能手機終端機100使用將圖像數據之中的表示圖像的坐標的坐標數據、與表示用于對用于驅動振動元件140的驅動信號的強度進行調整的振幅值的振幅數據建立了關聯(lián)的觸感數據,輸出與操作輸入的位置對應的振幅數據。
因此,通過利用者觸控智能手機終端機100的顯示面板160所顯示的對象有形物的圖像,能夠向利用者提供觸控對象有形物的實物的表面那樣的觸感。
特別是,在對象有形物為美術品或者工蕓品等無法觸摸實物的情況下,通過使用實施方式的智能手機終端機100能夠模擬體驗觸感,因此用處大。
另外,實施方式的智能手機終端機100(參照圖1~圖3)通過利用振幅調制器320僅調制由正弦波產生器310產生的超聲波波段的正弦波的振幅來生成驅動信號。由正弦波產生器310產生的超聲波波段的正弦波的頻率等于頂部面板120的固有振動頻率,另外,該固有振動頻率在斟酌振動元件140的基礎上進行設定。
即,不調制由正弦波產生器310產生的超聲波波段的正弦波的頻率或者相位,而通過利用振幅調制器320僅調制振幅來生成驅動信號。
因此,能夠使頂部面板120產生頂部面板120的超聲波波段的固有振動,從而利用基于擠壓效應的空氣層的存在,能夠可靠地降低用手指觸控了頂部面板120的表面時的動摩擦系數。另外,通過粘帶幻覺效果(Sticky-band Illusion效果)或者魚骨觸覺幻覺效果(Fishbone Tactile Illusion效果),能夠向利用者提供在頂部面板120的表面存在凹凸那樣的良好的觸感。
另外,以上,對為了向利用者提供在頂部面板120存在凹凸那樣的觸感,而切換振動元件140的開啟/關閉以及振幅的方式進行了說明。關閉振動元件140是指將驅動振動元件140的驅動信號所表示的振幅值形成為0。
然而,為了提供這種觸感,不必將振動元件140從開啟變?yōu)殛P閉。例如,也可以代替振動元件140的關閉的狀態(tài),使用減小振幅而驅動振動元件140的狀態(tài)。例如,也可以通過將振幅減小至1/5左右,而與將振動元件140從開啟變?yōu)殛P閉的情況相同,向利用者提供在頂部面板120存在凹凸那樣的觸感。
在該情況下,利用切換振動元件140的振動的強弱那樣的驅動信號驅動振動元件140。其結果是,頂部面板120所產生的固有振動的強弱被切換,從而能夠向利用者的指尖提供存在凹凸那樣的觸感。
為了切換振動元件140的振動的強弱,若在減弱振動時關閉振動元件140,則切換振動元件140的開啟/關閉。切換振動元件140的開啟/關閉是指間歇性地驅動振動元件140。
另外,根據實施方式,能夠將基于利用者A的智能手機終端機101所儲存的圖像510A的數據而生成的觸感數據900發(fā)送給利用者B的智能手機終端機102。
觸感數據900可以在智能手機終端機101的內部,通過執(zhí)行應用程序而生成,也可以在服務器700中生成。
另外,發(fā)送路徑可以為經由了網絡750以及服務器700的路徑,另外,也可以為不經由網絡750以及服務器700,通過近距離無線通信從智能手機終端機101直接發(fā)送給智能手機終端機102的路徑。
以上,根據實施方式,能夠提供智能手機終端機100,該智能手機終端機100能夠提供良好的觸感。
此外,以上,對提供海豚的觸感的方式進行了說明,但對象有形物也可以為各種美術品、博物館展品、工蕓品、繪畫、書籍、佛像、銅像、石像、生物、自然物、人造物等各種有形物。
另外,智能手機終端機100由利用者本人所有,能夠在各種場所中利用,但并不限定于這種方式,也可以設置于博物館、美術館、學校、圖書館、商業(yè)設施等各種場所。
另外,以上,對作為便攜式電子終端機的一個例子的智能手機終端機100、101、102進行了說明,但便攜式電子終端機也可以為平板電腦或者游戲機等。
以下,對智能手機終端機100的變形例等進行說明。
圖16是表示實施方式的第1變形例的智能手機終端機100A的圖。
智能手機終端機100A是相對于圖1~圖3所示的智能手機終端機100追加了加熱器180而成的。其他結構與圖1~圖3所示的智能手機終端機100相同。
加熱器180(參照圖16)以能夠控制頂部面板120的表面的溫度的方式配設于頂部面板120的背面?zhèn)取榱吮阌谡f明,在圖16中作為加熱器180示出了1根電熱絲,但加熱器180也可以遍及頂部面板120的一個面進行設置。另外,加熱器180也可以設置于觸摸面板150的內側或者顯示面板160的內側。另外,加熱器180也可以為電阻型透明導電膜、或者鎳合金等合金加熱器等。例如,加熱器180只要能夠使溫度從室溫上升至60℃左右即可。
另外,也可以代替加熱器180、或者除加熱器180之外,使用珀爾帖元件那樣能夠將溫度降得比室溫低的元件。
例如,在作為對象有形物,顯示溫暖物的情況下,除了振動的觸感之外也使利用者覺察溫暖,從而能夠向利用者提供更具現實意味的觸感。另一方面,在顯示寒冷物的情況下,除了振動的觸感之外也使利用者覺察寒冷,從而能夠向利用者提供更具現實意味的觸感。
此外,加熱器180的設定溫度可以根據對象有形物的種類不同而預先形成為某一恒定的溫度,也可以在提供根據部位不同而具有溫度分布的對象有形物的觸感的情況下,設置多個加熱器180,并且將表示各加熱器180的設定溫度的溫度數據追加至觸感數據,由此表現對象有形物的溫度分布。
圖17是表示實施方式的第2變形例的智能手機終端機100B的圖。
智能手機終端機100B是相對于圖1~圖3所示的智能手機終端機100追加了致動器190而成的。其他結構與圖1~圖3所示的智能手機終端機100相同。
致動器190設置于框體110的背面?zhèn)?Z軸負方向側),例如,俯視下在四角分別配設各一個。致動器190例如由音頻頻帶的頻率的驅動信號驅動。
致動器190例如能夠利用于使用了伺服電機、步進電機的線性驅動器等,使智能手機終端機100B整體振動。此外,音頻頻帶為大約不足20kHz的頻帶,在此,例如,利用幾十Hz數量級的驅動信號驅動致動器190。這種致動器190優(yōu)選例如能夠產生100μm~1mm左右的位移。此外,致動器190的驅動由驅動控制部240或者同等的驅動控制部進行即可。
這樣,若使智能手機終端機100B本身振動,則能夠向觸摸頂部面板120的表面的利用者的指尖,提供基于振動元件140的振動而產生的超聲波波段的固有振動、和基于致動器190而產生的音頻頻帶的振動合成后的振動。
有時根據對象有形物的表面的感觸,通過對于基于超聲波波段的固有振動而產生的駐波的振動加上音頻頻帶的振動,能夠提供更具現實意味的觸感。
在這種情況下,第2變形例的智能手機終端機100B有效。
此外,致動器190可以為使用了伺服電機、步進電機的線性驅動器以外,也可以為電驅動元件、液壓或者氣壓驅動元件、壓電致動器、或者人造肌肉等。
圖18是表示實施方式的第3變形例的智能手機終端機100C的圖。圖18所示的剖面是與圖3所示的A-A向視剖面對應的剖面。在圖18中與圖3同樣地定義作為正交坐標系的XYZ坐標系。
智能手機終端機100C包括框體110C、頂部面板120、面板120C、雙面膠帶130、振動元件140、觸摸面板150、顯示面板160C以及基板170。
智能手機終端機100C具有將圖3所示的智能手機終端機100的觸摸面板150設置于背面?zhèn)?Z軸負方向側)的結構。因此,若與圖3所示的智能手機終端機100相比,則雙面膠帶130、振動元件140、觸摸面板150以及基板170配設于背面?zhèn)取?/p>
在框體110C形成有Z軸正方向側的凹部111、以及Z軸負方向側的凹部111C。在凹部111的內部配設有顯示面板160C,并由頂部面板120覆蓋。另外,在凹部111C的內部重疊設置有基板170以及觸摸面板150,面板120C利用雙面膠帶130固定于框體110C,在面板120C的Z軸正方向側的面設置有振動元件140。
在圖18所示的智能手機終端機100C中,若根據向面板120C的操作輸入,通過切換振動元件140的開啟/關閉而使面板120C產生超聲波波段的固有振動,則與圖3所示的智能手機終端機100同樣,能夠提供利用者能夠通過指尖的感覺而覺察顯示面板160C所顯示的象形文字(商品)的更換的智能手機終端機100C。
也可以將這種智能手機終端機100C用作圖1~圖3所示的智能手機終端機100的代替品。此外,在圖18中示出了在背面?zhèn)仍O置有觸摸面板150的智能手機終端機100C,但也可以使圖3所示的構造與圖18所示的構造相配合,在表面?zhèn)扰c背面?zhèn)确謩e設置觸摸面板150。
圖19是表示實施方式的第4變形例的智能手機終端機100D的動作狀態(tài)的俯視圖。
智能手機終端機100D包括框體110D、頂部面板120D、雙面膠帶130D、振動元件140D、觸摸面板150D、顯示面板160D以及基板170D。
圖19所示的智能手機終端機100D除了頂部面板120D為曲面玻璃以外,與圖3所示的實施方式的智能手機終端機100的結構相同。
頂部面板120D以俯視下的中央部向Z軸正方向側突出的方式彎曲。在圖19中示出了頂部面板120D的YZ平面上的剖面形狀,但XZ平面上的剖面形狀也同樣。
這樣,通過使用曲面玻璃的頂部面板120D,能夠提供良好的觸感。特別是,在對象有形物的表面彎曲的情況下有效。
圖20是表示在智能手機終端機102經由近距離無線通信裝置800連接有觸感提供裝置300A的狀態(tài)的圖。
觸感提供裝置300A為從智能手機終端機100除去了實現圖6所示的通信功能的構成要素的裝置,內部結構與圖7所示的觸感提供裝置300相同。
如圖20所示,利用者B將智能手機終端機102移至近距離無線通信裝置800,將所希望的觸感數據從智能手機終端機102發(fā)送至近距離無線通信裝置800。
近距離無線通信裝置800例如Bluetooth(注冊商標)等那樣能夠在無線狀態(tài)下與智能手機終端機102進行通信,并與觸感提供裝置100經由數據線810進行連接。
在圖20中,利用者將海豚的圖像510A的觸感數據經由近距離無線通信裝置800發(fā)送給觸感提供裝置100,在觸感提供裝置100的顯示面板160顯示海豚的圖像510A。近距離無線通信裝置800為輸入裝置的一個例子。
在該狀態(tài)下,若利用者觸控圖像510A,則觸感提供裝置100振動,從而能夠向利用者的指尖提供觸摸了海豚的表面那樣的觸感。若將實施方式的觸感提供裝置100設置于例如餐廳或者咖啡廳等人聚集的場所,則利用者能夠通過觸感提供裝置100體感到觸摸了海豚510的表面那樣的觸感。
另外,在這種情況下,也可以根據智能手機終端機102與近距離無線通信裝置800之間的數據通信量、近距離無線通信裝置800或者觸感提供裝置100的利用次數或者利用時間等進行計費。智能手機終端機102以及觸感提供裝置100還能夠不經由近距離無線通信裝置800,直接經由線纜進行有線通信、或經由閃存卡等便攜式存儲介質進行數據的發(fā)送。例如,也可以對于近距離無線通信裝置800連接計費裝置820,根據近距離無線通信裝置800的利用次數或者利用時間等,計算使用費。
這樣使用觸感提供裝置300A例如是在與智能手機終端機102相比觸感提供裝置300A能夠產生更具現實意味的振動那樣的情況、或者智能手機終端機102不具有觸感提供裝置300(參照圖7)的功能的情況下。
圖21是表示觸感提供裝置300B的動作狀態(tài)的俯視圖。
觸感提供裝置300B在不包括顯示面板160的這點與圖20所示的觸感提供裝置300A不同。另外,由于不包括顯示面板160,不進行與觸摸面板150的操作位置對應的驅動,所以觸感數據(參照圖8(A))也可以不包含圖像數據以及坐標數據。
其他結構與圖20所示的觸感提供裝置300A相同,因此對于相同的構成要素標注相同符號,并省略其說明。
圖22是表示觸感提供裝置300B的俯視圖,圖23是表示圖22所示的觸感提供裝置300B的A-A向視剖面的圖。此外,在圖22以及圖23中,如圖示那樣定義作為正交坐標系的XYZ坐標系。
觸感提供裝置300B包括框體110、頂部面板120、雙面膠帶130、振動元件140、觸摸面板150以及基板170。在觸感提供裝置300B中,在基板170上直接搭載有觸摸面板150。
對于觸感提供裝置300B的驅動控制部240而言,若向頂部面板120進行操作輸入,則使用基于觸感數據而產生的振幅的驅動信號驅動振動元件140。
在觸感提供裝置300B中,觸摸面板150是為了利用者進行操作輸入和檢測操作輸入的位置的移動而設置的。因此,對于觸感提供裝置300B而言,若向頂部面板120進行操作輸入,并基于從驅動器IC151輸出的位置數據檢測操作輸入的位置移動的情況,則使用觸感數據的振幅數據,驅動振動元件140。
例如,在向觸感提供裝置300B輸入海豚的觸感數據的情況下,振動元件140由再現海豚的皮膚的感觸的驅動信號驅動。例如,在通過振動欲僅再現海豚的皮膚的感觸的情況下,利用不包括顯示面板160的簡易的結構的觸感提供裝置300B,也能夠向利用者提供良好的觸感。
以上,根據實施方式的第5變形例的觸感提供裝置300B,由于產生頂部面板120的超聲波波段的固有振動使施加于利用者的指尖的動摩擦力變化,所以能夠向利用者提供良好的觸感。這種觸感提供裝置300B在對象有形物的表面的觸感大致恒定的情況下有效。
若將觸感提供裝置300B設置于例如餐廳或者咖啡廳等人聚集的場所,則即便在該場所不存在實物的海豚(參照圖1),利用者也能夠通過觸感提供裝置300B提供觸摸了海豚的表面那樣的觸感。
另外,在這種情況下,也可以根據觸感提供裝置300B與近距離無線通信裝置800之間的數據通信量、近距離無線通信裝置800或者智能手機終端機100E的利用次數或者利用時間等進行計費。智能手機終端機102以及觸感提供裝置300B還能夠不經由近距離無線通信裝置800,直接經由線纜進行有線通信、或經由閃存卡等便攜式存儲介質進行數據的發(fā)送。
另外,觸感提供裝置300B也可以不包括觸摸面板150,而包括檢測向頂部面板120的接觸的傳感器。在該情況下,只要利用傳感器檢測利用者觸摸了頂部面板120的情況,驅動振動元件140即可。此外,作為傳感器,例如能夠使用壓力傳感器等。
此外,如上述那樣在不包括顯示面板160的情況下,也可以在頂部面板120顯示標志,通過使觸感數據包含標志的位置的坐標數據,而使用與操作輸入的位置對應的振幅驅動振動元件140。
以上,對本發(fā)明的例示實施方式的觸感數據處理裝置、便攜式電子終端機、觸感提供系統(tǒng)以及觸感數據處理方法進行了說明,但本發(fā)明并不限定于具體公開的實施方式,能夠不脫離權利要求書的范圍,進行各種變形、變更。
符號說明:
100、100A、100B、100C、100D、101、102…智能手機終端機;110、110C、110D…框體;120、120C、120D…頂部面板;130、130D…雙面膠帶;140、140D…振動元件;150、150D…觸摸面板;160、160C、160D…顯示面板;170、170D…基板;200…控制部;220…應用處理器;230…通信處理器;240…驅動控制部;250…存儲器;300、300A、300B…觸感提供裝置;310…正弦波產生器;320…振幅調制器;700…服務器;701…處理部;702…接收部;703…發(fā)送部;704…存儲器;800…近距離無線通信裝置。