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JP2010244119A - Input auxiliary device and input device - Google Patents

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JP2010244119A
JP2010244119A JP2009089138A JP2009089138A JP2010244119A JP 2010244119 A JP2010244119 A JP 2010244119A JP 2009089138 A JP2009089138 A JP 2009089138A JP 2009089138 A JP2009089138 A JP 2009089138A JP 2010244119 A JP2010244119 A JP 2010244119A
Authority
JP
Japan
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input
unit
user
auxiliary device
transmitting elements
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009089138A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jiro Tsuruno
次郎 鶴野
Tsukasa Funasaka
司 舩坂
Manabu Nishiwaki
学 西脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2009089138A priority Critical patent/JP2010244119A/en
Publication of JP2010244119A publication Critical patent/JP2010244119A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

【課題】タッチパネルの構造を変更することなく、また、特殊な入力ペンを使わなくても使用者の手が入力位置の上方に配置されていることを使用者に認識させることができる入力補助装置を提供すること。
【解決手段】本発明の入力補助装置は、入力部に付帯して用いられる入力補助装置であって、入力部の入力面と平行な方向に配列され、入力面と対向する領域に音波を発信する複数の発信素子1a(1〜N)と、発信素子1aに供給する駆動信号の位相を遅延させる位相遅延部42と、を備え、複数の発信素子1aは、入力面の上方位置Pに集束する球面波Wを形成することを特徴とする。
【選択図】図4
An input assist device that allows a user to recognize that a user's hand is located above an input position without changing the structure of the touch panel and without using a special input pen. To provide.
An input auxiliary device according to the present invention is an input auxiliary device used attached to an input unit, and is arranged in a direction parallel to the input surface of the input unit and transmits sound waves to a region facing the input surface. a plurality of transmitting elements 1a to (1 to N), a phase delay unit 42 for delaying the phase of the supplied drive signals to the transmitting device 1a, comprises a plurality of transmitting elements 1a is in the upper position P j of the input plane A spherical wave W to be focused is formed.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、入力補助装置、及び入力装置に関するものである。   The present invention relates to an input auxiliary device and an input device.

入力動作を実行する際、タッチパネル全体を振動させることによって入力ペンの先端を適切な入力位置まで誘導するタッチパネルが開示されている(特許文献1を参照)。
また、入力ペンの先端にブラシが設けられ、ブラシを振動させることによってペンの先端を適切な入力位置まで誘導するペン入力装置が開示されている(特許文献2を参照)。
A touch panel that guides the tip of an input pen to an appropriate input position by vibrating the entire touch panel when performing an input operation is disclosed (see Patent Document 1).
Also, a pen input device is disclosed in which a brush is provided at the tip of an input pen and the tip of the pen is guided to an appropriate input position by vibrating the brush (see Patent Document 2).

特開2003−58321号公報JP 2003-58321 A 特開2006−227714号公報JP 2006-227714 A

しかしながら、特許文献1のタッチパネルにおいては、タッチパネルを振動させるための特殊な構造を必要とし装置構成が複雑になるという問題があった。また、特許文献2で示されたペン入力装置によって入力操作を実行するためには、適切な位置まで誘導するための特別な機構を備えた入力ペンが必要である。   However, the touch panel of Patent Document 1 has a problem that a special structure for vibrating the touch panel is required and the device configuration is complicated. In addition, in order to execute an input operation using the pen input device disclosed in Patent Document 2, an input pen including a special mechanism for guiding to an appropriate position is required.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、タッチパネルの構造を変更することなく、また、特殊な入力ペンを使わなくても使用者の手が入力位置の近傍に配置されていることを使用者に認識させることができる入力補助装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and the user's hand is arranged in the vicinity of the input position without changing the structure of the touch panel and without using a special input pen. It is an object of the present invention to provide an input assisting device that allows a user to recognize that it is being performed.

本発明の入力補助装置は、入力部に付帯して用いられる入力補助装置であって、前記入力部の入力面と平行な方向に配列され、前記入力面と対向する領域に音波を発信する複数の発信素子と、前記発信素子に供給する駆動信号の位相を遅延させる位相遅延部と、を備え、前記複数の発信素子は、前記入力面の上方位置に集束する球面波を形成することを特徴とする。
この構成によれば、適切な入力位置の近傍に超音波が集束し振幅を増幅させることができるので、入力位置の近傍に配置された入力部材に刺激を与え、入力部材の近傍が入力位置であることを使用者に認識させることができる。例えば、入力位置の上方位置で入力部材が刺激を受けると、入力部材の下方が入力位置であることを認識することができる。
したがって、タッチパネルなどの入力装置の構造を変更することなく、また、特殊な入力ペンを使わなくても入力部材が入力位置の近傍に配置されていることを使用者に認識させ、入力操作が実行可能な入力補助装置を提供することができる。
なお、「入力部材」は、例えば手、ペン、棒などである。
An input auxiliary device according to the present invention is an input auxiliary device that is attached to an input unit and is arranged in a direction parallel to the input surface of the input unit, and transmits a plurality of sound waves to a region facing the input surface. And a phase delay unit that delays the phase of the drive signal supplied to the transmitting element, wherein the plurality of transmitting elements form a spherical wave that converges at a position above the input surface. And
According to this configuration, since the ultrasonic wave can be focused near the appropriate input position and the amplitude can be amplified, the input member disposed near the input position is stimulated, and the vicinity of the input member is the input position. The user can recognize that there is. For example, when the input member receives a stimulus at a position above the input position, it can be recognized that the input position is below the input member.
Therefore, without changing the structure of the input device such as a touch panel, and without using a special input pen, the user can recognize that the input member is located near the input position, and the input operation can be executed. Possible input assist devices can be provided.
The “input member” is, for example, a hand, a pen, or a stick.

前記複数の発信信号が、個別に遅延時間を変更可能となっていることが好ましい。
この構成によれば、発信素子ごとに超音波の位相を変更することができるので、入力面に設定された任意の入力位置の上方位置で集束する球面波を形成することができる。したがって、入力位置にかかわらず、上方空間に配置された入力部材に刺激を与え、入力位置を使用者に認識させ、入力操作を実行可能な入力補助装置を提供することができる。
It is preferable that the plurality of transmission signals can individually change the delay time.
According to this configuration, since the phase of the ultrasonic wave can be changed for each transmitting element, it is possible to form a spherical wave that converges at a position above an arbitrary input position set on the input surface. Therefore, regardless of the input position, it is possible to provide an input assisting device that can stimulate the input member arranged in the upper space, allow the user to recognize the input position, and perform an input operation.

前記発信素子が、前記入力面と直交する方向に複数列配置されていることが好ましい。
この構成によれば、列ごとに球面波を形成し、それぞれの球面波を入力位置の上方の異なる高さに集束させることができるので、入力部材を差し出す高さが変わっても、入力部材に確実に刺激を与え、入力部材が入力位置の上方位置に配置されていることを使用者に認識させ、入力操作を実行可能な入力補助装置を提供することができる。
また、目が不自由な人が使用する場合、あるいは、入力部から視線を外して使用しなければならない場合など、入力位置がわからない場合でも、確実に入力部材に刺激を与え、入力位置の近傍に入力部材が配置されていることを使用者に認識させ、入力操作を実行することができる。
The transmitting elements are preferably arranged in a plurality of rows in a direction orthogonal to the input surface.
According to this configuration, spherical waves can be formed for each row, and each spherical wave can be focused at different heights above the input position. It is possible to provide an input auxiliary device capable of reliably performing stimulation, allowing the user to recognize that the input member is disposed above the input position, and performing an input operation.
In addition, even when the input position is unknown, such as when used by a visually impaired person or when the user needs to remove the line of sight from the input unit, the input member is surely stimulated and the vicinity of the input position. It is possible for the user to recognize that the input member is arranged and to perform an input operation.

本発明の入力装置は、先に記載の入力補助装置と、入力部と、を備えていることを特徴とする。
この構成によれば、入力面の上方位置に集束する球面波が入力部材に刺激を与えることによって、入力部材の下方が入力位置であることを使用者に知らせることができる。したがって、入力装置の構造を変更することなく、また、特殊な入力ペンを使用しなくても入力部材の近傍が入力位置であることを使用者に認識させ、入力操作を実行可能な入力装置を提供することができる。
An input device according to the present invention includes the input auxiliary device described above and an input unit.
According to this configuration, the spherical wave focused on the position above the input surface gives a stimulus to the input member, so that the user can be informed that the position below the input member is the input position. Therefore, an input device capable of executing an input operation by allowing the user to recognize that the input member is in the vicinity of the input position without changing the structure of the input device and without using a special input pen. Can be provided.

PDAの斜視図である。It is a perspective view of PDA. 入力補助装置の斜視図である。It is a perspective view of an input auxiliary device. 図1のA−A’に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows A-A 'of FIG. 制御回路の回路ブロックを示す図である。It is a figure which shows the circuit block of a control circuit. 球面波の集束位置の分布を示す図である。It is a figure which shows distribution of the converging position of a spherical wave.

以下図面を用いて、本発明に係る入力補助装置について説明する。
なお、以下の実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。
Hereinafter, an input auxiliary device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The following embodiments show one aspect of the present invention and do not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present invention. Moreover, in the following drawings, in order to make each configuration easy to understand, the actual structure is different from the scale and number of each structure.

図1は、本発明の入力補助装置10を備えた電子機器の一例であるPDA100を模式的に示す斜視図である。PDA100は、図1に示すように、本体30、入力部20、及び入力補助装置10を有している。
入力部20はタッチパネル式の入力装置であって、本体30と一体で構成されている。入力部20はPDA100の表示部としての機能を兼ねており、本体30から転送された画像情報を入力部20に表示する。入力部20は、入力操作を実行する際の入力位置を示す入力ボタン21を表示し、指Fが入力ボタン21に触れると入力操作が実行される。本実施形態では、入力ボタン21が、入力部20の中央部、すなわち入力補助装置10の正面で対向する位置に表示されている。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a PDA 100 which is an example of an electronic apparatus provided with the input assist device 10 of the present invention. As shown in FIG. 1, the PDA 100 includes a main body 30, an input unit 20, and an input auxiliary device 10.
The input unit 20 is a touch panel type input device, and is configured integrally with the main body 30. The input unit 20 also functions as a display unit of the PDA 100 and displays the image information transferred from the main body 30 on the input unit 20. The input unit 20 displays an input button 21 indicating an input position when executing the input operation. When the finger F touches the input button 21, the input operation is executed. In the present embodiment, the input button 21 is displayed at a position facing the center of the input unit 20, that is, the front of the input auxiliary device 10.

入力補助装置10は、入力部20の周辺の本体30上に配置されている。入力補助装置10は、入力部20の上方の領域に超音波を発信し、入力ボタン21の上方位置で集束する球面波を形成する。
使用者の手が入力ボタン21の上方位置に配置されると、振幅が増幅された球面波から刺激を受けて、使用者は刺激を受けた位置の下方に入力ボタン21が表示されていることを認識する。
球面波とは、複数の超音波を同位相の位置で結んだ波面を有し、1つの集束位置で集束するものをいう。
The input auxiliary device 10 is disposed on the main body 30 around the input unit 20. The input assist device 10 transmits ultrasonic waves to the region above the input unit 20 to form a spherical wave that converges at a position above the input button 21.
When the user's hand is placed above the input button 21, the user receives a stimulus from the spherical wave whose amplitude has been amplified, and the user has the input button 21 displayed below the stimulated position. Recognize
The spherical wave has a wavefront obtained by connecting a plurality of ultrasonic waves at the same phase position and is focused at one focusing position.

次に、入力補助装置10について詳しく説明する。
図2は、入力補助装置10の詳細な構成を模式的に示す斜視図である。図3は、図2におけるA−A’に沿った断面形状を模式的に示す図である。図4は、制御回路40の回路ブロック図である。図5は、球面波の集束位置の分布を示す図である。
入力補助装置10は、図2に示すように、超音波発生ユニット1Aと制御部40Aとを有する。
Next, the input auxiliary device 10 will be described in detail.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a detailed configuration of the input auxiliary device 10. FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross-sectional shape along AA ′ in FIG. 2. FIG. 4 is a circuit block diagram of the control circuit 40. FIG. 5 is a diagram illustrating a distribution of spherical wave focusing positions.
As shown in FIG. 2, the input auxiliary device 10 includes an ultrasonic wave generation unit 1A and a control unit 40A.

超音波発生ユニット1Aは、基板11と超音波発生部1とを備えている。
超音波発生部1は、図2に示すように、基板11の表面11A上に複数の発信素子1aがマトリクス状に配置された構成となっている。具体的には、入力部20の入力面に沿って配置されたN個の発信素子1aが、入力面に直角な方向にM段分配置された、M行N列のマトリクス状である。ここで、行番号は、上端の行を1行目とし、以下下方に向かって増加し下端の行をM行目とする。また、列番号は、入力部20側からみて右端を1列目とし、以下左側に向かって増加し左端の列をN列目とする。
The ultrasonic generation unit 1 </ b> A includes a substrate 11 and an ultrasonic generation unit 1.
As shown in FIG. 2, the ultrasonic generator 1 has a configuration in which a plurality of transmitting elements 1 a are arranged in a matrix on a surface 11 </ b> A of a substrate 11. Specifically, the N transmitting elements 1a arranged along the input surface of the input unit 20 have a matrix shape of M rows and N columns in which M stages are arranged in a direction perpendicular to the input surface. Here, the line number increases from the top line to the first line, and then increases downward, with the bottom line being the Mth line. In addition, the column number, when viewed from the input unit 20 side, is the first column, increases to the left, and the leftmost column is the Nth column.

発信素子1aは、入力部20の入力面に平行な方向に配置された発信素子1aによって1つのグループを構成し、同一のグループに属する発信素子1aから発信される超音波によって、入力ボタン21の上方位置で集束する球面波が形成される。発信素子1aは、入力面と直交する方向に複数列配置されており、それぞれの列(グループ)ごとに形成された球面波が入力ボタン21の上方のそれぞれ異なる高さで集束する。   The transmitting element 1a constitutes one group by the transmitting elements 1a arranged in a direction parallel to the input surface of the input unit 20, and the ultrasonic waves transmitted from the transmitting elements 1a belonging to the same group are used for the input button 21. A spherical wave that converges at an upper position is formed. The transmitting elements 1a are arranged in a plurality of rows in a direction orthogonal to the input surface, and spherical waves formed for each row (group) converge at different heights above the input buttons 21.

断面視における発信素子1aは、図3に示すように、振動板2と、下部電極4と、圧電体3と、上部電極5とを備えている。
基板11は、矩形状の単結晶シリコンで構成されている。基板11の全面のうち、発信素子1a及び受信素子1bに対応する部分には開口部11aが形成されている。
基板11の表面11Aのほぼ全面に、SiO(二酸化ケイ素)で形成された第1酸化膜2aと、ZrO(ジルコニア)で形成された第2酸化膜2bとが積層された積層膜が形成されている。積層膜のうち、開口部11aの上方に相当する部分が振動板2として機能する。
第1酸化膜2aは、単結晶シリコン基板の表面を熱酸化させることによって形成され、膜厚はおよそ3μmである。第2酸化膜2bは、CVD法(化学気相成長法)などで形成され、膜厚はおよそ400nmである。
As shown in FIG. 3, the transmitting element 1 a in a cross-sectional view includes a diaphragm 2, a lower electrode 4, a piezoelectric body 3, and an upper electrode 5.
The substrate 11 is made of rectangular single crystal silicon. An opening 11a is formed in a portion of the entire surface of the substrate 11 corresponding to the transmitting element 1a and the receiving element 1b.
A laminated film in which a first oxide film 2a made of SiO 2 (silicon dioxide) and a second oxide film 2b made of ZrO 2 (zirconia) are laminated on almost the entire surface 11A of the substrate 11 is formed. Has been. A portion of the laminated film corresponding to the upper portion of the opening 11 a functions as the diaphragm 2.
The first oxide film 2a is formed by thermally oxidizing the surface of the single crystal silicon substrate and has a film thickness of about 3 μm. The second oxide film 2b is formed by a CVD method (chemical vapor deposition method) or the like and has a thickness of about 400 nm.

下部電極4は、振動板2上に形成されている。より詳しくは、下部電極4の膜が第2酸化膜2bのほぼ全面に形成され、超音波発生部1を構成するすべての発信素子1a及び受信素子1bの共通電極となっている。下部電極4は、Ir(イリジウム)などの導電性金属材料で形成され、膜厚はおよそ200nmである。   The lower electrode 4 is formed on the diaphragm 2. More specifically, the film of the lower electrode 4 is formed on almost the entire surface of the second oxide film 2b, and serves as a common electrode for all the transmitting elements 1a and the receiving elements 1b constituting the ultrasonic wave generator 1. The lower electrode 4 is made of a conductive metal material such as Ir (iridium) and has a thickness of about 200 nm.

圧電体3は、下部電極4の全面のうち、開口部11aの上方にあたる領域にのみ形成されている。圧電体3は、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)、BaTiO(チタン酸バリウム)などで形成され、膜厚はおよそ1.4μmである。
上部電極5は、圧電体3上に形成されている。上部電極5は、例えば、Ir(イリジウム)などの導電性金属材料で形成され、膜厚はおよそ50nmである。
The piezoelectric body 3 is formed only in a region of the entire surface of the lower electrode 4 that is above the opening 11a. The piezoelectric body 3 is formed of PZT (lead zirconate titanate), BaTiO 3 (barium titanate) or the like, and has a film thickness of about 1.4 μm.
The upper electrode 5 is formed on the piezoelectric body 3. The upper electrode 5 is made of a conductive metal material such as Ir (iridium) and has a film thickness of about 50 nm.

フレキシブルプリント基板12は、図2に示すように、超音波発生ユニット1Aと制御部40Aとを接続している。具体的には、超音波発生ユニット1の端子部11Tと、制御部40Aの制御基板13の表面13aに形成された端子部13Tとを電気的に接続している。   As shown in FIG. 2, the flexible printed circuit board 12 connects the ultrasonic wave generation unit 1A and the control unit 40A. Specifically, the terminal portion 11T of the ultrasonic wave generation unit 1 and the terminal portion 13T formed on the surface 13a of the control board 13 of the control unit 40A are electrically connected.

制御部40Aは、図2に示すように、制御基板13と制御回路40とを備えている。制御回路40は、制御基板13の表面13aに実装され、超音波発生部1の制御を行う。 制御回路40は、図4に示すように、制御演算部41、及び位相遅延部42を有する。
制御演算部41は、入力位置に応じた適切な遅延時間を演算する。制御演算部41は、本体30からの入力要求に基づいて位相遅延部42に電気信号(駆動信号)を出力する。電気信号は、正弦波など振幅が周期的に変化する信号である。
The control unit 40A includes a control board 13 and a control circuit 40 as shown in FIG. The control circuit 40 is mounted on the surface 13 a of the control board 13 and controls the ultrasonic generator 1. As shown in FIG. 4, the control circuit 40 includes a control calculation unit 41 and a phase delay unit 42.
The control calculation unit 41 calculates an appropriate delay time according to the input position. The control calculation unit 41 outputs an electric signal (drive signal) to the phase delay unit 42 based on an input request from the main body 30. The electric signal is a signal whose amplitude periodically changes, such as a sine wave.

位相遅延部42は、制御演算部41から入力された電気信号を遅延させることによって、発信素子1aに入力される電気信号の位相を変化させる。位相遅延部42は、図4に示すように、発信素子1aごとに設けられた複数の遅延回路42aで構成されており、発信素子1aごとに電気信号の位相を異ならせている。   The phase delay unit 42 changes the phase of the electric signal input to the transmitting element 1 a by delaying the electric signal input from the control calculation unit 41. As shown in FIG. 4, the phase delay unit 42 includes a plurality of delay circuits 42 a provided for each transmitting element 1 a, and the phase of the electric signal is varied for each transmitting element 1 a.

図4では、発信素子1aと遅延回路42aとの接続関係をわかりやすくするために、入力部20の入力面からj(1…,j,…,M)行目に配置された1行分だけを取り出しているが、実際には超音波発生部1を構成する他の行を含めてすべての発信素子1aごとに遅延回路42aが設けられている。   In FIG. 4, in order to make the connection relationship between the transmitting element 1 a and the delay circuit 42 a easier to understand, only one line arranged on the j (1..., J,..., M) line from the input surface of the input unit 20. In practice, a delay circuit 42a is provided for every transmitting element 1a including other rows constituting the ultrasonic wave generator 1.

上述したように、本実施形態では、入力ボタン21が入力部20の中央、すなわち入力補助装置10の正面で対向して表示されている。そのため、入力ボタン21の上方の球面波Wの収束位置Pとそれぞれの発信素子1aとの間の距離は、方向の中心軸Zに対して対称であり、中心軸Zから離れるにつれて集束位置Pから遠くなる。
したがって、それぞれの発信素子1aにおける遅延時間は中心軸Zに対して対称に設定される。集束位置Pで集束する球面波Wを形成するために、集束位置Pから遠い(中心軸Zから離れた)発信素子1aでは遅延時間が短く設定されており、集束位置Pに近い(中心軸Z側の)発信素子1aでは、遅延時間が長く設定されている。
As described above, in the present embodiment, the input button 21 is displayed facing the center of the input unit 20, that is, the front of the input auxiliary device 10. Therefore, the distance between the convergence position P j and the respective transmitter element 1a of the upper spherical wave W of input buttons 21 is symmetrical with respect to the direction of the central axis Z, focusing position P moves away from the central axis Z It is far from.
Therefore, the delay time in each transmitting element 1a is set symmetrically with respect to the central axis Z. In order to form the spherical wave W that converges at the focal position P j , the delay time is set short in the transmitting element 1a far from the focal position P (away from the central axis Z), and is close to the focal position P (central axis). In the transmitting element 1a (on the Z side), a long delay time is set.

ここで、図4の発信素子1aについて、図示で上から1,…,i,…,Nの番号を順次付す。1〜N番目の発信素子1aと接続されたそれぞれの遅延回路42aにおける電気信号の遅延時間をτ,…,τ,…,τとする。
そして、発信素子1aのピッチ幅をd、所定位置Pと超音波発生ユニット1Aとの距離をF、超音波の音速をcとすれば、それぞれの遅延回路42aにおける遅延時間τは以下の式で規定される。
Here, the numbers 1,..., I,..., N from the top are sequentially attached to the transmitting element 1a of FIG. Let τ 1 ,..., Τ i ,..., Τ N be the delay times of the electrical signals in the respective delay circuits 42a connected to the 1st to Nth transmitting elements 1a.
If the pitch width of the transmitting element 1a is d, the distance between the predetermined position P and the ultrasonic wave generating unit 1A is F 0 , and the sound velocity of the ultrasonic wave is c, the delay time τ i in each delay circuit 42a is as follows. It is defined by the formula.

Figure 2010244119
Figure 2010244119

図4では、入力面からj列目のグループに属する発信素子1aによって集束位置Pjに集束する球面波Wを形成する例を示しているが、1〜M番目のそれぞれの列に属する発信素子1aは、図5に示すように、それぞれの集束位置P〜Pに集束する球面波を形成している。すなわち、入力ボタン21の上方には、それぞれ異なる高さで集束する球面波が形成されている。 FIG. 4 shows an example in which the spherical wave W focused at the focal position Pj is formed by the transmitting elements 1a belonging to the j-th group from the input surface, but the transmitting elements 1a belonging to each of the 1st to Mth columns. As shown in FIG. 5, a spherical wave that converges at each of the converging positions P 1 to P M is formed. That is, spherical waves that converge at different heights are formed above the input button 21.

集束位置P〜Pでは、同位相の複数の超音波が重なり合って振幅が増幅されており、入力部20の上方に差し出した使用者の手が、集束位置P〜Pのいずれかに達したときに刺激を受ける。そうすると、使用者は現在の手の位置の下方に入力ボタン21が表示されていることを認識する。そして、刺激を受ける方向をたどって集束位置Pの方向(下方)に手を移動させ、指を入力ボタン21に接触させることによって、入力操作を実行する。 At the focusing positions P 1 to P M , the amplitude is amplified by overlapping a plurality of ultrasonic waves in the same phase, and the user's hand that is put out above the input unit 20 is one of the focusing positions P 1 to P M. Stimulate when you reach. Then, the user recognizes that the input button 21 is displayed below the current hand position. Then, following the direction of stimulated to move the hand in the direction of the focused position P M (downward), by contacting a finger to input buttons 21, to perform the input operation.

このような構成を備えた入力補助装置10によれば、以下の効果を得ることができる。
まず、本実施形態においては、発信素子1aがマトリクス状に配置され、入力面と直交する方向に複数列配置されている。これによれば、それぞれの集束位置(上方位置)P〜Pにおいて使用者の手に順次刺激を与えることで使用者の手を集束位置P側に誘導することができるので、入力部20に表示された入力ボタン21を見なくても入力ボタン(入力位置)21に指を接触させ、入力操作を実行させることができる。
特に、目が不自由な人が使用する場合、あるいは、入力部20から視線を外して使用しなければならない場合など、入力位置がわからない場合であっても、使用者の指を確実に入力ボタン21に誘導し、入力操作を実行させることができる。
また、入力部20に使用者の指を誘導するための特別の構造を設ける必要がなく、また、入力位置を誘導する機構を備えた特殊な入力ペンを使用しなくても、使用者の指を確実に入力ボタン21まで誘導し、入力操作を実行させることができる。
According to the input auxiliary device 10 having such a configuration, the following effects can be obtained.
First, in the present embodiment, the transmitting elements 1a are arranged in a matrix and arranged in a plurality of rows in a direction orthogonal to the input surface. According to this, it is possible to induce the user's hand to the focusing position P M side by giving sequential stimulation to the user's hand in each of the focusing position (upper position) P 1 to P M, the input unit Even without looking at the input button 21 displayed at 20, the input button (input position) 21 can be brought into contact with the finger to execute the input operation.
In particular, even when the visually impaired person uses the device or when the user needs to remove the line of sight from the input unit 20 or when the input position is unknown, the user's finger can be surely input. 21 to perform an input operation.
Further, it is not necessary to provide a special structure for guiding the user's finger in the input unit 20, and even without using a special input pen having a mechanism for guiding the input position. Can be reliably guided to the input button 21 to execute the input operation.

本実施形態においては、入力部20の中心の位置に表示された入力ボタン21の上方に球面波を集束させる例について説明したが、入力ボタン21は、入力部20の任意の位置に表示されるようにしてもよい。この場合には、それぞれの発信素子1aの遅延回路42aにおける遅延時間の設定を変更した遅延回路を用意して、入力ボタン21の上方に集束する球面波が形成されるようにすればよい。   In the present embodiment, the example in which the spherical wave is focused above the input button 21 displayed at the center position of the input unit 20 has been described. However, the input button 21 is displayed at an arbitrary position of the input unit 20. You may do it. In this case, it is only necessary to prepare a delay circuit in which the setting of the delay time in the delay circuit 42a of each transmitting element 1a is changed so that a spherical wave focused on the input button 21 is formed.

さらに、本実施形態においては、遅延回路42aによって位相を異ならせた電気信号を発信素子1aに入力しているが、制御演算部41において、それぞれの発信素子1a用に位相を異ならせた電気信号を生成し、電気信号を発信素子1aに直接入力するようにしてもよい。このようにすれば、入力ボタン21の表示位置が変更されても、発信素子1aごとの遅延時間(位相)を制御して、入力ボタン21の上方位置に集束する球面波を確実に形成することができる。   Furthermore, in the present embodiment, the electrical signal whose phase is changed by the delay circuit 42a is input to the transmitting element 1a. However, in the control calculation unit 41, the electrical signal whose phase is different for each transmitting element 1a. And an electric signal may be directly input to the transmitting element 1a. In this way, even when the display position of the input button 21 is changed, the delay time (phase) for each transmitting element 1a is controlled to reliably form a spherical wave that is focused on the position above the input button 21. Can do.

また、超音波発生部1は、発信素子1aが入力面に平行な方向に1列のみ配列された構成であってもよい。このような構成であっても、手に刺激を与えることによって、手が入力ボタン21の上方位置に配置されていることを使用者に認識させ、入力操作を実行させることができる。また、この構成によれば、超音波発信部1の構成を簡素化して、入力補助装置を小型化することができる。   The ultrasonic generator 1 may have a configuration in which the transmitting elements 1a are arranged in only one row in a direction parallel to the input surface. Even in such a configuration, by giving a stimulus to the hand, the user can recognize that the hand is placed above the input button 21 and can execute the input operation. Moreover, according to this structure, the structure of the ultrasonic transmission part 1 can be simplified and an input auxiliary device can be reduced in size.

なお、本実施形態では、入力部20の上方に配置された手に刺激を与えて、下方の入力ボタン21に指を誘導する例について説明したが、壁に掛けられた入力装置に向けて手を誘導することもできる。この場合には、壁面からの距離に応じた異なる位置に球面波の集束位置が分布するので、使用者の手は前方の壁面に向かって誘導される。   In the present embodiment, an example has been described in which a hand placed above the input unit 20 is stimulated and a finger is guided to the input button 21 below, but the hand is directed toward the input device hung on the wall. Can also be induced. In this case, since the spherical wave focusing positions are distributed at different positions according to the distance from the wall surface, the user's hand is guided toward the front wall surface.

なお、本実施形態では、入力ボタン21の上方に球面波の集束位置を設定し、上方から使用者の手を入力ボタン21に誘導しているが、それぞれの発信素子1aにおける遅延時間を変更して、入力ボタン21の斜め方向から使用者の手を誘導するようにしてもよい。   In the present embodiment, the spherical wave focusing position is set above the input button 21 and the user's hand is guided to the input button 21 from above, but the delay time in each transmitting element 1a is changed. Thus, the user's hand may be guided from the oblique direction of the input button 21.

なお、本実施形態では、発信素子1aごとに遅延回路42aが設けられているが、遅延回路42aはマトリクスの列ごとに共通化させてもよい。このような構成であっても、入力位置の近傍で球面波の集束位置を配列させることができるので、使用者の指を確実に入力位置まで誘導して、入力操作を実行することができる。そして、遅延回路42aの個数を低減することができるので、位相遅延部42の回路構成を簡素化し、装置を小型化することができる。   In the present embodiment, the delay circuit 42a is provided for each transmitting element 1a. However, the delay circuit 42a may be shared for each column of the matrix. Even with such a configuration, since the spherical wave focusing positions can be arranged in the vicinity of the input position, the user's finger can be surely guided to the input position and the input operation can be executed. Since the number of delay circuits 42a can be reduced, the circuit configuration of the phase delay unit 42 can be simplified and the apparatus can be downsized.

本発明の入力補助装置10は、タッチパネルなどの入力装置、キーボード、ピアノなどのブラインドタッチの練習用、カーナビゲーションシステムなどに好適に用いることができる。   The input assist device 10 of the present invention can be suitably used for an input device such as a touch panel, a practice of blind touch such as a keyboard and a piano, a car navigation system, and the like.

1…超音波発信部、1A…超音波発信ユニット、1a…発信素子、2…振動板、3…圧電体、4…下部電極、5…上部電極、10…入力補助装置、11…基部、12…フレキシブルプリント基板、13…制御基板、20…入力部、21…入力ボタン、40…制御回路、40a…制御部、41…制御演算部、42…位相遅延部、42a…遅延回路、100…PDA   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ultrasonic transmission part, 1A ... Ultrasonic transmission unit, 1a ... Transmission element, 2 ... Diaphragm, 3 ... Piezoelectric body, 4 ... Lower electrode, 5 ... Upper electrode, 10 ... Input auxiliary device, 11 ... Base part, 12 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Flexible printed circuit board, 13 ... Control board, 20 ... Input part, 21 ... Input button, 40 ... Control circuit, 40a ... Control part, 41 ... Control operation part, 42 ... Phase delay part, 42a ... Delay circuit, 100 ... PDA

Claims (4)

入力部に付帯して用いられる入力補助装置であって、
前記入力部の入力面と平行な方向に配列され、前記入力面と対向する領域に音波を発信する複数の発信素子と、前記発信素子に供給する駆動信号の位相を遅延させる位相遅延部と、を備え、
前記複数の発信素子は、前記入力面の上方位置に集束する球面波を形成することを特徴とする入力補助装置。
An auxiliary input device used in addition to the input unit,
A plurality of transmitting elements that are arranged in a direction parallel to the input surface of the input unit and transmit sound waves to a region facing the input surface; and a phase delay unit that delays a phase of a drive signal supplied to the transmitting element; With
The input assisting device, wherein the plurality of transmitting elements form a spherical wave that converges at a position above the input surface.
前記複数の発信信号が、個別に遅延時間を変更可能となっていることを特徴とする請求項1に記載の入力補助装置。   The input auxiliary device according to claim 1, wherein the delay time of each of the plurality of transmission signals can be changed individually. 前記発信素子が、前記入力面と直交する方向に複数列配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の入力補助装置。   The input assisting device according to claim 1, wherein the transmitting elements are arranged in a plurality of rows in a direction orthogonal to the input surface. 請求項1から3のいずれか1項に記載の入力補助装置と、入力部と、を備えていることを特徴とする入力装置。   An input device comprising the input auxiliary device according to any one of claims 1 to 3 and an input unit.
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