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JP6901755B2 - Touch sensor unit - Google Patents
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JP6901755B2 - Touch sensor unit - Google Patents

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Description

本発明は、タッチセンサユニットに関する。 The present invention relates to a touch sensor unit.

ユーザによる操作量に応じて出力値が変化するスイッチが利用されている。このようなスイッチとして、たとえば、スライダなどの直線上の位置を検出するリニアポテンショメータ、および、ボリュームやダイヤルの回転角度を検出するロータリポテンショメータなどの可動機構を備えた機械的なスイッチが知られている。 A switch whose output value changes according to the amount of operation by the user is used. As such a switch, for example, a mechanical switch having a movable mechanism such as a linear potentiometer for detecting a position on a straight line such as a slider and a rotary potentiometer for detecting a rotation angle of a volume or a dial is known. ..

また、操作量に応じて出力値が変化するスイッチとして、タッチパネルなどのディスプレイ上に表示されるGUI、および、トラックパッドなどのタッチセンサを用いた位置入力装置も知られている。機械的なスイッチは、スイッチ操作によってスイッチ部分が摩耗したり、破損することで故障する原因となるが、タッチパネルやトラックパッドではそのような機械的な故障が起きないという利点がある。 Further, as a switch whose output value changes according to the amount of operation, a GUI displayed on a display such as a touch panel and a position input device using a touch sensor such as a track pad are also known. A mechanical switch causes a failure when the switch portion is worn or damaged by the switch operation, but a touch panel or a trackpad has an advantage that such a mechanical failure does not occur.

しかし、タッチパネルやトラックパッドの場合、機械的なスイッチ動作がないために、スイッチ動作が指先に触感として伝わらず、操作感が乏しい。そこで、タッチパネルやトラックパッドの場合でも機械的な振動を指先に伝えて操作感を与えるようにする方法が取られている(たとえば、特許文献1参照)。 However, in the case of a touch panel or trackpad, since there is no mechanical switch operation, the switch operation is not transmitted to the fingertips as a tactile sensation, and the operability is poor. Therefore, even in the case of a touch panel or a trackpad, a method is adopted in which mechanical vibration is transmitted to a fingertip to give a feeling of operation (see, for example, Patent Document 1).

特開2016−36786号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-36786

上記のようにタッチパネルなどにおいて何らかの機械的な振動を与える方法では、タッチパネルに振動機構を設ける必要があり、部品数が増え、小型化の妨げになり、また製造コストもかかってしまう。 In the method of giving some kind of mechanical vibration to the touch panel as described above, it is necessary to provide the touch panel with a vibration mechanism, which increases the number of parts, hinders miniaturization, and increases the manufacturing cost.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡素な構成で触覚による操作感を与えることができるタッチセンサユニットを提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a touch sensor unit capable of giving a tactile operation feeling with a simple configuration.

上記課題を解決するために、本発明のある態様のタッチセンサユニットは、スライド操作の操作方向に延びる、スライド操作を検出するための操作面を備える。操作面は、操作方向に並列に延びる第1面および第2面を有する。操作方向の位置に応じて第1面と第2面との高さの差が異なる。 In order to solve the above problems, the touch sensor unit according to an embodiment of the present invention includes an operation surface for detecting the slide operation, which extends in the operation direction of the slide operation. The operation surface has a first surface and a second surface extending in parallel in the operation direction. The difference in height between the first surface and the second surface differs depending on the position in the operating direction.

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above components and the conversion of the expression of the present invention between methods, devices, systems and the like are also effective as aspects of the present invention.

本発明によれば、タッチセンサユニットにおいて簡素な構成で触覚による操作感をユーザに与えることができる。 According to the present invention, the touch sensor unit can be given a tactile operation feeling to the user with a simple configuration.

実施の形態に係るタッチセンサユニットの構成図である。It is a block diagram of the touch sensor unit which concerns on embodiment. タッチセンサの別の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another configuration example of a touch sensor. タッチセンサのさらに別の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows still another configuration example of a touch sensor. タッチセンサのさらに別の構成例を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining still another structural example of a touch sensor. 図5(a)は、タッチセンサのさらに別の構成例を示す斜視図であり、図5(b)は、図5(a)のタッチセンサの上面図である。5 (a) is a perspective view showing still another configuration example of the touch sensor, and FIG. 5 (b) is a top view of the touch sensor of FIG. 5 (a). 図6(a)は、タッチセンサのさらに別の構成例を示す斜視図であり、図6(b)は、図6(a)のタッチセンサの上面図である。FIG. 6A is a perspective view showing still another configuration example of the touch sensor, and FIG. 6B is a top view of the touch sensor of FIG. 6A. タッチセンサのさらに別の構成例を示す上面図である。It is a top view which shows still another configuration example of a touch sensor. タッチセンサのさらに別の構成例を示す側面図である。It is a side view which shows still another configuration example of a touch sensor.

図1は、実施の形態に係るタッチセンサユニット100の構成図である。タッチセンサユニット100は、タッチセンサ10と、コントローラ50とを備える。 FIG. 1 is a configuration diagram of the touch sensor unit 100 according to the embodiment. The touch sensor unit 100 includes a touch sensor 10 and a controller 50.

タッチセンサ10は、各種方式で、指などによる接触点と、その接触点における接触状態を示す静電容量や電気抵抗量などの状態量を検出する入力装置である。タッチセンサ10は、一例として、静電容量方式、抵抗膜方式または赤外線方式のタッチセンサである。あるいはタッチセンサ10は、複数の圧電素子を含んでもよい。 The touch sensor 10 is an input device that detects a contact point by a finger or the like and a state quantity such as a capacitance or an electric resistance amount indicating a contact state at the contact point by various methods. The touch sensor 10 is, for example, a capacitance type, a resistive film type, or an infrared type touch sensor. Alternatively, the touch sensor 10 may include a plurality of piezoelectric elements.

タッチセンサ10には操作面20が設けられ、ユーザが指などの操作部位で操作面20に触れ、操作面20をなぞるスライド操作を行った場合に、所定の操作入力がなされる。所定の操作入力はたとえば、音量、光量、温度などを増減させる動作である。タッチセンサ10は、たとえば、リモコン、スマートフォンの側面、腕時計の側面、各種装置の操作パネル、自動車のステアリングホイールなどに設けることができる。 The touch sensor 10 is provided with an operation surface 20, and when a user touches the operation surface 20 with an operation site such as a finger and performs a slide operation of tracing the operation surface 20, a predetermined operation input is performed. The predetermined operation input is, for example, an operation of increasing or decreasing the volume, the amount of light, the temperature, and the like. The touch sensor 10 can be provided on, for example, a remote controller, a side surface of a smartphone, a side surface of a wristwatch, an operation panel of various devices, a steering wheel of an automobile, or the like.

タッチセンサ10は、第1突起部12と、第2突起部14とを備える。第1突起部12と第2突起部14は、基板などの上面である基準面S1上に設けられる。ここでは、基準面S1は、スライド操作の操作方向d1に平行な平面であるが、特に限定されず、操作方向d1に非平行な平面であってもよいし、曲面であってもよい。 The touch sensor 10 includes a first protrusion 12 and a second protrusion 14. The first protrusion 12 and the second protrusion 14 are provided on the reference surface S1 which is the upper surface of the substrate or the like. Here, the reference plane S1 is a plane parallel to the operation direction d1 of the slide operation, but is not particularly limited, and may be a plane non-parallel to the operation direction d1 or a curved surface.

第1突起部12と第2突起部14は、操作方向d1に延びる。第1突起部12と第2突起部14は、方向d2に所定の間隔g1を空けて並んでいる。方向d2は、基準面S1内で操作方向d1に直交する方向である。 The first protrusion 12 and the second protrusion 14 extend in the operation direction d1. The first protrusion 12 and the second protrusion 14 are arranged in the direction d2 with a predetermined interval g1. The direction d2 is a direction orthogonal to the operation direction d1 in the reference plane S1.

第1突起部12と第2突起部14は、スライド操作を検出するための操作面20を含む。操作面20は、スライド操作の操作経路に沿って操作方向d1に延びる。操作面20は、操作方向d1に並列に延びる第1面12aおよび第2面14aを有する。第1面12aは、第1突起部12の上面である。第2面14aは、第2突起部14の上面である。ここでは、上面とは、第1突起部12と第2突起部14において、基準面S1の法線方向である方向d3側の面を表す。 The first protrusion 12 and the second protrusion 14 include an operation surface 20 for detecting a slide operation. The operation surface 20 extends in the operation direction d1 along the operation path of the slide operation. The operation surface 20 has a first surface 12a and a second surface 14a extending in parallel with the operation direction d1. The first surface 12a is the upper surface of the first protrusion 12. The second surface 14a is the upper surface of the second protrusion 14. Here, the upper surface represents a surface of the first protrusion 12 and the second protrusion 14 on the direction d3 side which is the normal direction of the reference plane S1.

操作方向d1の始点側の操作面20上の基準位置P1において、第1突起部12の高さh1、即ち第1面12aの高さh1は、第2突起部14の高さh2、即ち第2面14aの高さh2と略等しい。高さh1等は、基準面S1からの高さを表す。第1面12aの高さh1は、操作方向d1に漸増する。第2面14aの高さh2は、操作方向d1の位置によらず略一定である。そのため、操作方向d1の位置に応じて第1面12aと第2面14aとの高さの差(h1−h2)が異なる。具体的には、操作方向d1の位置が基準位置P1から離れるほど第1面12aと第2面14aとの高さの差(h1−h2)が大きくなる。この高さの差(h1−h2)の最大値は、1本の指の指先200が第1面12aと第2面14aに接触できる程度に設定される。この高さの差(h1−h2)の最大値は、特に限定されないが、たとえば2mm以下であってもよく、その最適値は実験によって適宜定めることができる。 At the reference position P1 on the operation surface 20 on the start point side of the operation direction d1, the height h1 of the first protrusion 12, that is, the height h1 of the first surface 12a is the height h2 of the second protrusion 14, that is, the second. It is substantially equal to the height h2 of the two surfaces 14a. The height h1 and the like represent the height from the reference plane S1. The height h1 of the first surface 12a gradually increases in the operating direction d1. The height h2 of the second surface 14a is substantially constant regardless of the position of the operation direction d1. Therefore, the height difference (h1-h2) between the first surface 12a and the second surface 14a differs depending on the position of the operation direction d1. Specifically, the height difference (h1-h2) between the first surface 12a and the second surface 14a increases as the position in the operation direction d1 moves away from the reference position P1. The maximum value of this height difference (h1-h2) is set so that the fingertip 200 of one finger can come into contact with the first surface 12a and the second surface 14a. The maximum value of this height difference (h1-h2) is not particularly limited, but may be, for example, 2 mm or less, and the optimum value can be appropriately determined by experiments.

また、間隔g1も、1本の指の指先200が第1面12aと第2面14aに接触できる程度に設定される。間隔g1は、特に限定されないが、たとえば5〜7mm前後であってもよく、その最適値は実験によって適宜定めることができる。 Further, the interval g1 is also set so that the fingertip 200 of one finger can come into contact with the first surface 12a and the second surface 14a. The interval g1 is not particularly limited, but may be, for example, about 5 to 7 mm, and the optimum value thereof can be appropriately determined by an experiment.

また、第1面12aの幅w1は、指先200が第1面12aによる触圧覚を感じることができる程度に設定される。この幅w1は、特に限定されないが、たとえば2〜5mm前後であってもよく、その最適値は実験によって適宜定めることができる。第2面14aの幅w2も同様に定めることができ、たとえば幅w1と等しい。 Further, the width w1 of the first surface 12a is set so that the fingertip 200 can feel the tactile pressure sensation due to the first surface 12a. The width w1 is not particularly limited, but may be, for example, about 2 to 5 mm, and the optimum value thereof can be appropriately determined by an experiment. The width w2 of the second surface 14a can be determined in the same manner, and is equal to, for example, the width w1.

コントローラ50は、タッチセンサ10に接続され、タッチセンサ10上の接触点と状態量を検知し、検知された信号について所定の信号処理を行う。具体的には、コントローラ50は、指などによりスライド操作があった場合に操作入力量を変化させ、操作入力量を出力値として出力する。コントローラ50は、操作面20におけるタッチ位置が操作方向d1に沿って基準位置P1から離れるほど操作入力量を増加させる。この操作入力量の増加に対応して、第1面12aと第2面14aとの高さの差(h1−h2)が大きくなる。これとは逆に、コントローラ50は、操作面20におけるタッチ位置が操作方向d1の反対方向に沿って基準位置P1に近づくほど操作入力量を減少させる。コントローラ50は、ハードウェア、ソフトウェアまたはその組み合わせによって実装することができる。 The controller 50 is connected to the touch sensor 10, detects a contact point and a state quantity on the touch sensor 10, and performs predetermined signal processing on the detected signal. Specifically, the controller 50 changes the operation input amount when a slide operation is performed by a finger or the like, and outputs the operation input amount as an output value. The controller 50 increases the operation input amount as the touch position on the operation surface 20 moves away from the reference position P1 along the operation direction d1. In response to this increase in the amount of operation input, the height difference (h1-h2) between the first surface 12a and the second surface 14a becomes large. On the contrary, the controller 50 reduces the operation input amount as the touch position on the operation surface 20 approaches the reference position P1 along the opposite direction of the operation direction d1. The controller 50 can be implemented by hardware, software, or a combination thereof.

次に、以上の構成によるタッチセンサユニット100の動作を説明する。ここでは、ユーザが音量を増加または減少させる操作を行うことを想定する。 Next, the operation of the touch sensor unit 100 with the above configuration will be described. Here, it is assumed that the user performs an operation of increasing or decreasing the volume.

図1に示すように、最初、ユーザの指先200は、操作方向d1の始点側の基準位置P1において、第1面12aと第2面14aに接触している状態にあるとする。この状態から、指先200は、第1面12aと第2面14aに触れながら操作方向d1にスライドする。このとき、高さh2が略一定の第2面14aに接触している指先200の部位の触圧覚には変化がないか、または、変化が相対的に少ないのに対して、高さh1が変化する第1面12aに接触している指先200の部位の触圧覚は、より大きく変化する。 As shown in FIG. 1, it is assumed that the user's fingertip 200 is initially in contact with the first surface 12a and the second surface 14a at the reference position P1 on the start point side in the operation direction d1. From this state, the fingertip 200 slides in the operation direction d1 while touching the first surface 12a and the second surface 14a. At this time, there is no change in the tactile pressure sensation of the portion of the fingertip 200 in contact with the second surface 14a having a substantially constant height h2, or the change is relatively small, whereas the height h1 is The tactile sensation of the portion of the fingertip 200 in contact with the changing first surface 12a changes more significantly.

このような指先200の2つの部位における触圧覚の対比によって、ユーザの指先200には、実際の第1面12aの高さh1の変動よりも大きな高さの変動を有する1つの仮想的な面をなぞっているかのような、触圧覚の強調された錯覚が生じる。このような錯覚が生じることを、多重稜線効果と呼ぶこともできる。そのため、錯覚により強調された触圧覚により、操作入力を行ったという操作感をユーザにフィードバックすることができる。このときの触圧覚は、指先200のスライド量が大きいほど、大きくなる。第1面12aの高さh1が操作方向d1に漸増しているためである。 By comparing the tactile illusions at the two parts of the fingertip 200, the user's fingertip 200 has one virtual surface having a height variation larger than the actual height variation of the first surface 12a. An emphasized illusion of tactile pressure is created, as if tracing. The occurrence of such an illusion can also be called the multiple ridgeline effect. Therefore, the operation feeling that the operation input is performed can be fed back to the user by the tactile pressure sensation emphasized by the illusion. The tactile pressure sensation at this time increases as the slide amount of the fingertip 200 increases. This is because the height h1 of the first surface 12a gradually increases in the operation direction d1.

また、第1面12aと第2面14aは間隔g1だけ離れているので、第1面12aと第2面14aの間の部分では指先200に触圧覚がない。そのため、触圧覚がより強調されやすい。 Further, since the first surface 12a and the second surface 14a are separated by an interval g1, there is no tactile pressure sensation on the fingertip 200 in the portion between the first surface 12a and the second surface 14a. Therefore, the tactile pressure sensation is more likely to be emphasized.

このとき、コントローラ50は、指先200の接触点の位置情報の変化にしたがい、指先200のスライド量に応じて操作入力量を増加させる。操作入力量の増加に応じて、図示しない音声出力装置から出力される音量が増加する。よって、音量の増加量に対応して強くなる触覚フィードバックをユーザに与えることができる。 At this time, the controller 50 increases the operation input amount according to the slide amount of the fingertip 200 according to the change of the position information of the contact point of the fingertip 200. As the amount of operation input increases, the volume output from a voice output device (not shown) increases. Therefore, it is possible to give the user tactile feedback that becomes stronger in response to the increase in volume.

また、操作方向d1の反対方向へのスライド操作により、操作入力量を減少させ、音量を低下させることができる。この場合、スライド操作に伴い、触圧覚が小さくなっていく。よって、音量の減少量に対応して弱くなる触覚フィードバックをユーザに与えることができる。 Further, by sliding the operation in the opposite direction of the operation direction d1, the operation input amount can be reduced and the volume can be lowered. In this case, the tactile pressure sensation becomes smaller as the slide operation is performed. Therefore, it is possible to give the user tactile feedback that weakens according to the amount of decrease in volume.

このように本実施の形態によれば、タッチセンサ10に第1突起部12と第2突起部14を設け、操作方向d1の位置に応じて第1突起部12の第1面12aと第2突起部14の第2面14aとの高さの差が異なるようにしている。そのため、タッチ位置のスライドに伴い、第1面12aと第2面14aに接触する指先200の2カ所の触圧覚が変化する。指先200の2カ所の触圧覚の対比によって、指先200には、触圧覚の強調された錯覚が生じる。そのため、錯覚により強調された触圧覚により、操作入力量の変化に対応して強弱の変化する触覚フィードバックをユーザに与えることができる。従って、タッチセンサ10において簡素な構成で触覚による操作感をユーザに与えることができる。 As described above, according to the present embodiment, the touch sensor 10 is provided with the first protrusion 12 and the second protrusion 14, and the first surface 12a and the second of the first protrusion 12 are provided according to the position of the operation direction d1. The height difference between the protrusion 14 and the second surface 14a is different. Therefore, as the touch position slides, the tactile pressure sensations of the fingertips 200 in contact with the first surface 12a and the second surface 14a change. The contrast between the two tactile sensations of the fingertip 200 creates an emphasized illusion of the tactile sensation at the fingertip 200. Therefore, the tactile pressure sensation emphasized by the illusion can give the user tactile feedback whose strength changes in response to the change in the operation input amount. Therefore, the touch sensor 10 can give the user a feeling of operation by tactile sensation with a simple configuration.

また、タッチセンサ10に第1突起部12と第2突起部14を設けるだけでよいため、振動素子などで機械的な振動などを与える場合に比べて部品数が少なく安価で製造することができ、構造的にも簡単であるから故障することも少ない。 Further, since it is only necessary to provide the first protrusion 12 and the second protrusion 14 on the touch sensor 10, the number of parts is smaller and the manufacturing cost is lower than when mechanical vibration is applied by a vibrating element or the like. Since it is structurally simple, it is unlikely to break down.

図2は、タッチセンサ10の別の構成例を示す斜視図である。操作方向d1の位置に応じて第1面12aと第2面14aとの高さの差が異なれば、操作方向d1の位置に応じて第2面14aの高さh2が変化してもよい。図2の例では、第2面14aの高さh2は、操作方向d1に漸増する。操作方向d1の単位長さあたりの第2面14aの高さh2の増加量は、操作方向d1の単位長さあたりの第1面12aの高さh1の増加量より少ない。 FIG. 2 is a perspective view showing another configuration example of the touch sensor 10. If the difference in height between the first surface 12a and the second surface 14a differs depending on the position of the operation direction d1, the height h2 of the second surface 14a may change according to the position of the operation direction d1. In the example of FIG. 2, the height h2 of the second surface 14a gradually increases in the operation direction d1. The amount of increase in the height h2 of the second surface 14a per unit length in the operating direction d1 is smaller than the amount of increase in the height h1 of the first surface 12a per unit length in the operating direction d1.

この構成例では、第1面12aの高さh1と第2面14aの高さh2が漸増しているので、ユーザは、見た目で操作面20の高さが変化していることをより認識しやすい。これにより、より触圧覚の強調された錯覚が生じやすい。 In this configuration example, since the height h1 of the first surface 12a and the height h2 of the second surface 14a are gradually increased, the user is more aware that the height of the operation surface 20 is changing visually. Cheap. As a result, the illusion of emphasized tactile pressure is likely to occur.

図3は、タッチセンサ10のさらに別の構成例を示す斜視図である。図3の例では、第1面12aの高さh1は操作方向d1の位置によらず略一定であり、第2面14aの高さh2が操作方向d1に漸減している。この構成により、第1面12aと第2面14aとの高さの差(h1−h2)が操作方向d1に漸増している。このような構成でも、図1の構成と同様の効果が得られる。 FIG. 3 is a perspective view showing still another configuration example of the touch sensor 10. In the example of FIG. 3, the height h1 of the first surface 12a is substantially constant regardless of the position of the operation direction d1, and the height h2 of the second surface 14a gradually decreases in the operation direction d1. With this configuration, the height difference (h1-h2) between the first surface 12a and the second surface 14a gradually increases in the operation direction d1. Even with such a configuration, the same effect as that of the configuration of FIG. 1 can be obtained.

図4は、タッチセンサ10のさらに別の構成例を説明する断面図である。操作方向d1に垂直な断面において、第1面12aと第2面14aの形状は任意であり、ユーザが指をスライドさせることができる形状であればよい。たとえば、図4に示すように、第1面12aと第2面14aは、曲率のある凸部であってもよい。この構成例では、指先200と、第1面12aおよび第2面14aとの接触面積が減るので、スライド操作を行いやすくできる。 FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating still another configuration example of the touch sensor 10. In the cross section perpendicular to the operation direction d1, the shapes of the first surface 12a and the second surface 14a are arbitrary, and any shape may be used as long as the user can slide the finger. For example, as shown in FIG. 4, the first surface 12a and the second surface 14a may be convex portions having a curvature. In this configuration example, the contact area between the fingertip 200 and the first surface 12a and the second surface 14a is reduced, so that the slide operation can be facilitated.

図5(a)は、タッチセンサ10のさらに別の構成例を示す斜視図であり、図5(b)は、図5(a)のタッチセンサ10の上面図である。操作面20は、3つの面を含んでもよい。即ち、操作面20は、第1面12aおよび第2面14aと並列に操作方向d1に延びる第3面16aをさらに有する。タッチセンサ10は、第3面16aを含む第3突起部16を備える。第1面12aは、第2面14aと第3面16aの間に位置する。操作方向d1の各位置における第2面14aの高さh2と第3面16aの高さh3は略等しい。操作方向d1の各位置における第2面14aの高さh2と第3面16aの高さh3は、所望の触覚フィードバックが得られれば、互いに異なってもよく、その最適値は実験によって適宜定めることができる。 5 (a) is a perspective view showing still another configuration example of the touch sensor 10, and FIG. 5 (b) is a top view of the touch sensor 10 of FIG. 5 (a). The operation surface 20 may include three surfaces. That is, the operation surface 20 further has a third surface 16a extending in the operation direction d1 in parallel with the first surface 12a and the second surface 14a. The touch sensor 10 includes a third protrusion 16 including a third surface 16a. The first surface 12a is located between the second surface 14a and the third surface 16a. The height h2 of the second surface 14a and the height h3 of the third surface 16a at each position in the operation direction d1 are substantially equal. The height h2 of the second surface 14a and the height h3 of the third surface 16a at each position in the operation direction d1 may be different from each other as long as the desired tactile feedback is obtained, and the optimum values thereof shall be appropriately determined by experiments. Can be done.

第1面12aと第2面14aとの高さの差(h1−h2)の最大値、即ち第1面12aと第3面16aとの高さの差(h1−h3)の最大値は、1本の指の指先200が第1面12a、第2面14aおよび第3面16aに接触できる程度に設定される。この高さの差(h1−h2)の最大値は、特に限定されないが、たとえば2mm以下であってもよく、その最適値は実験によって適宜定めることができる。 The maximum value of the height difference (h1-h2) between the first surface 12a and the second surface 14a, that is, the maximum value of the height difference (h1-h3) between the first surface 12a and the third surface 16a is The fingertip 200 of one finger is set so as to be able to contact the first surface 12a, the second surface 14a, and the third surface 16a. The maximum value of this height difference (h1-h2) is not particularly limited, but may be, for example, 2 mm or less, and the optimum value can be appropriately determined by experiments.

第1面12aの幅w1も、1本の指の指先200が第1面12a、第2面14aおよび第3面16aに接触できる程度であって、且つ、指先200が第1面12aによる触圧覚を感じることができる程度に設定される。この幅w1は、特に限定されないが、たとえば2〜5mm前後であってもよく、その最適値は実験によって適宜定めることができる。第2面14aの幅w2と第3面16aの幅w3は、たとえば幅w1と等しい。 The width w1 of the first surface 12a is such that the fingertip 200 of one finger can contact the first surface 12a, the second surface 14a, and the third surface 16a, and the fingertip 200 is touched by the first surface 12a. It is set to the extent that you can feel pressure. The width w1 is not particularly limited, but may be, for example, about 2 to 5 mm, and the optimum value thereof can be appropriately determined by an experiment. The width w2 of the second surface 14a and the width w3 of the third surface 16a are equal to, for example, the width w1.

図1の構成では、第1面12aと第2面14aのみに指先200が接触するので、スライド操作により触圧覚の強調された錯覚が生じる際に、第1面12aの高さが漸増しているにもかかわらず、第1面12aの高さは一定であり第2面14aの高さが漸減していると錯覚する可能性がある。これに対して、図5の構成では、第1面12aに加え、操作方向d1の各位置におけるそれぞれの高さがほぼ等しい第2面14aおよび第3面16aに指先200が接触する。そのため、スライド操作の際に、触圧覚に変化がないか、または、変化が相対的に少ない指先200の部位が2カ所に増える。よって、第2面14aの高さが漸減しているという錯覚を抑制できる。 In the configuration of FIG. 1, since the fingertip 200 contacts only the first surface 12a and the second surface 14a, the height of the first surface 12a gradually increases when the illusion of emphasized tactile pressure is generated by the slide operation. Nevertheless, the height of the first surface 12a is constant, and there is an illusion that the height of the second surface 14a is gradually decreasing. On the other hand, in the configuration of FIG. 5, in addition to the first surface 12a, the fingertip 200 comes into contact with the second surface 14a and the third surface 16a having substantially the same height at each position in the operation direction d1. Therefore, during the slide operation, the number of parts of the fingertip 200 where there is no change in the tactile pressure sensation or the change is relatively small increases to two places. Therefore, the illusion that the height of the second surface 14a is gradually decreasing can be suppressed.

また、第1面12aと第2面14aは間隔g1だけ離れ、第2面14aと第3面16aは間隔g1だけ離れているので、第1面12aと第2面14aの間の部分、および、第2面14aと第3面16aの間の部分では指先200に触圧覚がない。そのため、より触圧覚の強調された錯覚が生じやすい。 Further, since the first surface 12a and the second surface 14a are separated by the distance g1 and the second surface 14a and the third surface 16a are separated by the distance g1, the portion between the first surface 12a and the second surface 14a, and , There is no tactile pressure sensation on the fingertip 200 in the portion between the second surface 14a and the third surface 16a. Therefore, the illusion that the tactile pressure sensation is emphasized is likely to occur.

図6(a)は、タッチセンサ10のさらに別の構成例を示す斜視図であり、図6(b)は、図6(a)のタッチセンサ10の上面図である。この構成例でも、操作面20は3つの面を含む。基板70は、第2面14aと第3面16aを含む。第2面14aと第3面16aは、基板70の上面である。第1突起部12は、基板70の第2面14aと第3面16aとの間から突出している。第1面12aと第2面14aとの高さの差、および、第1面12aと第3面16aとの高さの差は、それぞれ、第1面12aの高さh1と等しい。この構成例では、図5と同様の効果を得ることができるとともに、図5の第2突起部14と第3突起部16が必要ないので、構成をより簡素化できる。 FIG. 6A is a perspective view showing still another configuration example of the touch sensor 10, and FIG. 6B is a top view of the touch sensor 10 of FIG. 6A. Also in this configuration example, the operation surface 20 includes three surfaces. The substrate 70 includes a second surface 14a and a third surface 16a. The second surface 14a and the third surface 16a are the upper surfaces of the substrate 70. The first protruding portion 12 projects from between the second surface 14a and the third surface 16a of the substrate 70. The height difference between the first surface 12a and the second surface 14a and the height difference between the first surface 12a and the third surface 16a are equal to the height h1 of the first surface 12a, respectively. In this configuration example, the same effect as in FIG. 5 can be obtained, and since the second protrusion 14 and the third protrusion 16 in FIG. 5 are not required, the configuration can be further simplified.

図7は、タッチセンサ10のさらに別の構成例を示す上面図である。操作方向d1は、スライド操作中に一定でなくてもよい。操作方向d1は、スライド操作の途中で変化してもよく、たとえば円周方向であってもよい。即ち、スライド操作の操作経路は直線ではなくてもよく、曲線や折れ線でもよい。この構成例では、操作面20は、円周方向である操作方向d1に曲がって延びる。第1面12aおよび第2面14aは、操作方向d1に並列に曲がって延びる。第1面12aと第2面14aとの高さの差は、操作方向d1に漸増する。この構成では、指の付け根付近を中心として指先200を操作方向d1に円弧状にスライド操作することができる。そのため、操作方向d1が直線方向である場合とは異なる操作感をユーザに与えることができる。 FIG. 7 is a top view showing still another configuration example of the touch sensor 10. The operation direction d1 does not have to be constant during the slide operation. The operation direction d1 may change during the slide operation, and may be, for example, a circumferential direction. That is, the operation path of the slide operation does not have to be a straight line, but may be a curved line or a polygonal line. In this configuration example, the operation surface 20 bends and extends in the operation direction d1 which is the circumferential direction. The first surface 12a and the second surface 14a are bent and extended in parallel with the operation direction d1. The height difference between the first surface 12a and the second surface 14a gradually increases in the operating direction d1. In this configuration, the fingertip 200 can be slid in an arc shape in the operation direction d1 centering on the vicinity of the base of the finger. Therefore, it is possible to give the user a feeling of operation different from the case where the operation direction d1 is the linear direction.

図8は、タッチセンサ10のさらに別の構成例を示す側面図である。第1面12aと第2面14aとの高さの差(h1−h2)は、操作方向d1に漸増しなくてもよく、操作方向d1に増減を繰り返してもよい。図8の例では、第1突起部12の第1面12aは凹凸部を含む。第1面12aの凹凸部の高さh1は、操作方向d1に増減を繰り返す。凹凸部以外での第1面12aの高さh1は、第2突起部14の第2面14aの高さh2と略同一である。第2面14aの高さh2は、図1と同様に、操作方向d1の位置によらず略一定である。 FIG. 8 is a side view showing still another configuration example of the touch sensor 10. The height difference (h1-h2) between the first surface 12a and the second surface 14a does not have to gradually increase in the operation direction d1, and may be repeatedly increased or decreased in the operation direction d1. In the example of FIG. 8, the first surface 12a of the first protrusion 12 includes an uneven portion. The height h1 of the uneven portion of the first surface 12a repeatedly increases and decreases in the operation direction d1. The height h1 of the first surface 12a other than the uneven portion is substantially the same as the height h2 of the second surface 14a of the second protrusion 14. The height h2 of the second surface 14a is substantially constant regardless of the position of the operation direction d1, as in FIG.

このようなタッチセンサ10を備えるタッチセンサユニット100は、たとえば、所定の語句の音声を出力する語学の学習装置に用いることができる。所定の語句を構成する複数の音節のデータは、それぞれ、音の強弱とともに、凹凸部における操作方向d1の各位置に対応付けられている。音が強い音節の位置では、第1面12aと第2面14aとの高さの差が相対的に大きくなっており、音が弱い音節の位置では、第1面12aと第2面14aとの高さの差が相対的に小さくなっている。コントローラ50は、指先の接触点の位置情報が凹凸部にあるとき、操作方向d1の位置に対応する音節の音声信号を出力する。指先が凹凸部を操作方向d1にスライドすることにより、語句の音声が出力される。スライド操作の際、強い音の位置では指先の触圧覚も大きくなり、弱い音の位置では指先の触圧覚も小さくなる。このような操作感により、ユーザに語句のアクセントをより覚えさせやすくできる。 The touch sensor unit 100 provided with such a touch sensor 10 can be used, for example, in a language learning device that outputs the voice of a predetermined phrase. The data of the plurality of syllables constituting the predetermined phrase are associated with each position of the operation direction d1 on the uneven portion together with the strength of the sound. At the position of the syllable with strong sound, the height difference between the first surface 12a and the second surface 14a is relatively large, and at the position of the syllable with weak sound, the first surface 12a and the second surface 14a The difference in height is relatively small. The controller 50 outputs a syllable audio signal corresponding to the position in the operation direction d1 when the position information of the contact point of the fingertip is on the uneven portion. When the fingertip slides the uneven portion in the operation direction d1, the voice of the phrase is output. During the slide operation, the tactile sensation of the fingertip becomes large at the position of strong sound, and the tactile sensation of the fingertip becomes small at the position of weak sound. With such an operation feeling, it is possible to make it easier for the user to remember the accent of the phrase.

以上述べたタッチセンサユニット100による作用効果を説明する。 The action and effect of the touch sensor unit 100 described above will be described.

(1)故障しにくい
本実施の形態のタッチセンサ10には、ボタンやスイッチなどの可動機構が存在しないため、それに起因する装置の変形もしくは破損などが発生せず、また、故障もしにくい。
(1) Hard to break down Since the touch sensor 10 of the present embodiment does not have a movable mechanism such as a button or a switch, the device is not deformed or damaged due to it, and it is hard to break down.

(2)安価に製造できる
本実施の形態のタッチセンサ10は、スイッチとしての形状をあらわす構成部材と、抵抗膜方式や静電容量方式などのタッチセンサもしくは圧電素子などによるタッチセンサという、いずれも既存の安価な部材で構成される。また、複雑な機械的機構を必要としないため、加工にかかる手間は一般的なスイッチを製造するより少ない。これらの特徴により、タッチセンサユニット100を安価に製造することが可能になる。
(2) The touch sensor 10 of the present embodiment, which can be manufactured at low cost, includes a component representing the shape as a switch, a touch sensor of a resistance film type or a capacitance type, or a touch sensor using a piezoelectric element or the like. It is composed of existing inexpensive members. In addition, since it does not require a complicated mechanical mechanism, the labor required for processing is less than that for manufacturing a general switch. These features make it possible to manufacture the touch sensor unit 100 at low cost.

(3)適用環境を拡張しやすい
一般に、ある装置に可動式のスイッチ部材が存在すると、スイッチを可動させるために必要な隙間部分から水や埃が侵入するため、防塵性や防水性を確保することが困難になる。本実施の形態のタッチセンサユニット100には可動機構が存在しないため、単純なコーティングによってスイッチの密閉性を確保でき、防塵や防水などの保護等級を上げることが容易である。なお、防水性を考慮する場合は、操作面のタッチセンサのセンシング方式は静電容量ではなく、抵抗膜などのように水濡れの影響を受けにくいものにする必要がある。
(3) Easy to expand the application environment Generally, when a movable switch member exists in a certain device, water and dust enter through the gap required to move the switch, so that dustproof and waterproof properties are ensured. It becomes difficult. Since the touch sensor unit 100 of the present embodiment does not have a movable mechanism, the airtightness of the switch can be ensured by a simple coating, and it is easy to raise the protection grade such as dustproof and waterproof. When considering waterproofness, it is necessary that the sensing method of the touch sensor on the operation surface is not a capacitance but a resistance film or the like that is not easily affected by water wetting.

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described above based on the embodiments. This embodiment is an example, and it is understood by those skilled in the art that various modifications are possible for each of these components and combinations of each processing process, and that such modifications are also within the scope of the present invention. is there.

例えば、図4の構成例を、図2,図3,図5〜図8の各構成例に組み合わせてもよい。図5の構成例を、図2,図3,図7,図8の各構成例に組み合わせてもよい。図6の構成例を、図2,図3,図7,図8の各構成例に組み合わせてもよい。図7の構成例を、図2,図3の各構成例に組み合わせてもよい。図8の構成例を、図2,図3の各構成例に組み合わせてもよい。組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態それぞれの効果をあわせもつ。 For example, the configuration example of FIG. 4 may be combined with each configuration example of FIGS. 2, 3, 3 and 5-8. The configuration example of FIG. 5 may be combined with the configuration examples of FIGS. 2, 3, 7, and 8. The configuration example of FIG. 6 may be combined with the configuration examples of FIGS. 2, 3, 7, and 8. The configuration example of FIG. 7 may be combined with each of the configuration examples of FIGS. 2 and 3. The configuration example of FIG. 8 may be combined with each of the configuration examples of FIGS. 2 and 3. The new embodiments resulting from the combination have the effects of each of the combined embodiments.

d1…操作方向、10…タッチセンサ、12…第1突起部、12a…第1面、14…第2突起部、14a…第2面、16…第3突起部、16a…第3面、20…操作面、50…コントローラ、70…基板、100…タッチセンサユニット。 d1 ... Operation direction, 10 ... Touch sensor, 12 ... 1st protrusion, 12a ... 1st surface, 14 ... 2nd protrusion, 14a ... 2nd surface, 16 ... 3rd protrusion, 16a ... 3rd surface, 20 ... Operation surface, 50 ... Controller, 70 ... Board, 100 ... Touch sensor unit.

Claims (8)

スライド操作の操作方向に延びる、スライド操作を検出するための操作面を備え、
前記操作面は、前記操作方向に並列に延びる第1面および第2面を有し、
前記操作方向の位置に応じて前記第1面と前記第2面との高さの差が異なり、
前記第1面を含む第1突起部と、
前記第2面を含む第2突起部と、をさらに備えることを特徴とするタッチセンサユニット。
Equipped with an operation surface for detecting the slide operation, which extends in the operation direction of the slide operation.
The operation surface has a first surface and a second surface extending in parallel in the operation direction.
The difference in height between the first surface and the second surface in accordance with the position of the operation direction Ri Do different,
The first protrusion including the first surface and
A touch sensor unit further comprising a second protrusion including the second surface.
前記第1面の高さは、前記操作方向に漸増し、前記第2面の高さは一定であることを特徴とする請求項1に記載のタッチセンサユニット。 The height of the first surface is gradually increased to the operating direction, the touch sensor unit according to claim 1 the height of the second surface, which is a constant. 前記第1面の高さおよび前記第2面の高さは、前記操作方向に漸増することを特徴とする請求項1に記載のタッチセンサユニット。 The touch sensor unit according to claim 1, wherein the height of the first surface and the height of the second surface gradually increase in the operation direction. スライド操作の操作方向に延びる、スライド操作を検出するための操作面を備え、 Equipped with an operation surface for detecting the slide operation, which extends in the operation direction of the slide operation.
前記操作面は、前記操作方向に並列に延びる第1面および第2面を有し、 The operation surface has a first surface and a second surface extending in parallel in the operation direction.
前記操作方向の位置に応じて前記第1面と前記第2面との高さの差が異なり、 The difference in height between the first surface and the second surface differs depending on the position in the operation direction.
前記第1面の高さおよび前記第2面の高さは、前記操作方向に漸増することを特徴とするタッチセンサユニット。 A touch sensor unit characterized in that the height of the first surface and the height of the second surface gradually increase in the operation direction.
スライド操作の操作方向に延びる、スライド操作を検出するための操作面を備え、
前記操作面は、前記操作方向に並列に延びる第1面および第2面を有し、
前記操作方向の位置に応じて前記第1面と前記第2面との高さの差が異なり、
前記操作面は、前記第1面および前記第2面と並列に前記操作方向に延びる第3面を有し、
前記第2面と前記第3面の間に前記第1面が位置し、
前記操作方向の各位置における前記第2面の高さと前記第3面の高さは略等しく、
前記第1面を含む第1突起部と、
前記第2面を含む第2突起部と、
前記第3面を含む第3突起部と、をさらに備えることを特徴とするタッチセンサユニット。
Equipped with an operation surface for detecting the slide operation, which extends in the operation direction of the slide operation.
The operation surface has a first surface and a second surface extending in parallel in the operation direction.
The difference in height between the first surface and the second surface differs depending on the position in the operation direction.
The operation surface has a third surface extending in the operation direction in parallel with the first surface and the second surface.
The first surface is located between the second surface and the third surface.
The height of the height and the third surface of the second surface at each position of the operation direction substantially V equal,
The first protrusion including the first surface and
The second protrusion including the second surface and
The third projection and further features and to filter pitch sensor unit further comprising a containing said third surface.
前記操作方向は、スライド操作の途中で変化することを特徴とする請求項1からのいずれかに記載のタッチセンサユニット。 The touch sensor unit according to any one of claims 1 to 5 , wherein the operation direction changes during a slide operation. 前記操作面におけるタッチ位置が前記操作方向に沿って基準位置から離れるほど操作入力量を増加させるコントローラを備え、
前記操作方向の位置が前記基準位置から離れるほど前記第1面と前記第2面との高さの差が大きくなることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載のタッチセンサユニット。
A controller is provided that increases the operation input amount as the touch position on the operation surface moves away from the reference position along the operation direction.
The touch sensor unit according to any one of claims 1 to 6 , wherein the difference in height between the first surface and the second surface increases as the position in the operating direction moves away from the reference position.
前記第1面と前記第2面との高さの差は、前記操作方向に増減することを特徴とする請求項1または5に記載のタッチセンサユニット。 The touch sensor unit according to claim 1 or 5 , wherein the difference in height between the first surface and the second surface increases or decreases in the operation direction.
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