JPS63111521A - 触覚フイードバツク式入力装置 - Google Patents

触覚フイードバツク式入力装置

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JPS63111521A
JPS63111521A JP62258169A JP25816987A JPS63111521A JP S63111521 A JPS63111521 A JP S63111521A JP 62258169 A JP62258169 A JP 62258169A JP 25816987 A JP25816987 A JP 25816987A JP S63111521 A JPS63111521 A JP S63111521A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコンピュータと、スクリーンを含む表示ユニッ
トと、前記スクリーン上の特定領域を選択し且つ該スク
リーン上でカーソルを移動させるための入力装置とを含
むシステムに係わる。入力装置はコンピュータに接続さ
れ、このコンピュータには少なくとも１つのスクリーン
制御プログラム（対話式プログラム）が存在する。この
プログラムは選択可能エレメントが前記特定領域に対応
する位置でスクリーン上に表示されようにするプログラ
ムである。カーソルは前記入力装置によって任意の選択
可能エレメントまで動かすことができ、その結果当該エ
レメントで表されるサブプログラムが前記入力装置の選
択キーの操作によって選択できるようになる。
この種のシステムは情報をスクリーン上で処理しなけれ
ばならない多くの場所、例えばＣＡ［ｌシステム、ワー
ドプロセッサ、又はグラフィックワークステーション（
ｇｒａｐｈｉｃ　ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ）で使用され
ている。この種のシステムはメニュ制御（ｍｅｎｕ−ｃ
ｏｎｔｒｏｌｌｅｄ）プログラムで作動し、当該プログ
ラムの中で所定時点に選択できる多数の命令がスクリー
ン上の特定場所に表示される。使用者は入力システムに
よってスクリーン上のカーソルを動かすことができ、カ
ーソルを成る命令又はアイコンの上に配置すればその命
令を選択することができる。入カニニットはしばしば、
コンピュータシステムに接続された「マウス（ｍｏｕｓ
ｅ）　Ｊからなる。
このマウスを平坦な表面の上で移動させれば、カーソル
をスクリーン上の任意の所望位置に配置することができ
る。このマウスは命令を選択するための押しボタンを１
つ以上備える。カーソル位置が命令表示位置と合致した
ところで前記ボタンに圧力を加えると、当該命令下で実
施されるべきサブプログラムが開始される。このサブプ
ログラムは、例えば新しいメニュ表示、即ちいわゆるポ
ツプアップ（ｐｏｐ−ｕｐ）メニュを供給し得る。
このようなマウス制御メニュプログラムを使用する場合
、使用者は高度の視覚的集中力をもって操作を行わなけ
ればならない、特に、選択すべき領域が小さい場合には
、カーソルを所望位置に正確に配置し且つ選択ボタンを
的確な時点で作動させることはかなり難しい。
本発明は、このような欠点のない前述タイプのシステム
を提供することを目的とする。この目的を達成すべく本
発明は、カーソル位置が選択可能エレメントの位置と合
致した時にコンピュータが入力装置に信号を送り、この
入力装置が前記信号に反応して作動する触覚素子（ｔａ
ｃｔｉｌｅ　ｅｌｅ情ｅｎｔ）を備え、この触覚素子が
選択キー内に配置されるような、前述のごときシステム
を提供する。
触覚フィードバックは、特に目の視界の中央部分に必要
とされる注意集中量を緩和できるように、手中の接触レ
セプタ及び／又は圧力レセプタを使用する。これは、与
えられた情報を人間の種々の感覚にわたってバランス良
く分配するためである。
この方法では、指に触れる接触レセプタ部分にも注意を
払わなければならないが、集中的に使用される目の疲労
が緩和され、システム使用時の全体的緊張も低下する。
視覚情報及び触覚情報の同時フィードバックを使用する
と冗長性が得られるため、マウス使用の誤りに対する感
度が向上する。触覚フィードバックを使用すれば反応時
間も短縮される。触覚フィードバックでは、視覚チャネ
ルを使用した場合に生じる網膜遅延が回避されるからで
ある。スキンレセプタ（ｓｋｉｎ　ｒｅｃｅｐｔｏｒ）
を使用すれば、情報は更に速く脳に伝達される。更に、
触覚フィードバックを用いると、後続ラインに関して触
覚素子の移動−ボタンの作動という一種の反射作用が生
じ得るため、反応時間を比較的短くすることができる。
命令を入力するとスクリーンの状聾がかなり変化するが
、この入力操作を行う場合使用者は、情報が処理され且
つスクリーンが調整された・ことを示すものとしてプロ
ンプトが再度出現するまで待たされることがある。この
必要な待機は、スクリーンをリフレッシュさせる画像プ
ロセッサのソフトウェアが新しい情報の処理に成る程度
の時間を必要とするという事実にも起因する。情報が処
理された時点で、但しスクリーンをリフレッシュするた
めの情報処理の開始時点より前に使用者が触覚信号を受
容するようにすれば、前記待機時間を短縮することがで
きる。なぜなら使用者はスクリーンがリフレッシュされ
るまで操作を続けることができるからである。
本発明の前記利点及び他の利点は、添付図面に基づく以
下の非限定的具体例の説明から明らかにされよう。
第１図は本発明のシステムの入力装置を示している。こ
の入力装置即ちマウス１０は基板１１を有し、この基板
の底にはセンサが具備される。このセンサは、平坦表面
上でのマウスの移動に伴ってスクリーン上のカーソルを
対応方向に移動させるためのものである。該マウスはコ
ード１２を介してコンピュータに接続される。このコン
ピュータでは対話式プログラムが実施される。前記マウ
スは２つの押しボタン（選択キー）１３．１４を有する
。これらのボタンの操作については後で説明する。各ボ
タンはピン状の触覚素子１５及び１６を有し、これらの
素子は特定条件下でボタンの表面よりやや上に突出し得
る。
ここで前記マウスの操作を第２ａ図から第２ｒ図に基づ
いて詳細に説明する。第２ａ図では選択すべき２つの特
定領域２１．２２がスクリーン２０上に示されている。
小さい矢の形状をしたカーソル２３もこのスクリーンの
上に配置されている。該スクリーン２０の隣には初期位
置にあるマウスのボタン１４及び１３が簡単に示されて
いる。このマウスを適確な方向に動かすとカーソル２３
が選択すべき領域２１まで移動する。使用者の指はボタ
ン１４．１３上に置かれる６カーソル２３の先端、即ち
ホットスポット（ｈｏｔｓｐｏｔ）が選択領域２１内に
入ると（第２ｂ図）ボタン１４内の触覚素子１６が突出
し、カーソルが領域２１に到達したことを使用者に伝え
る。そこで使用者はボタン１４を押して（第２Ｃ図）、
領域２１で表される部分を選択する。この選択を終えた
ら使用者はボタン１４を元の位置に戻す０次いでボタン
１３を押せば（第２ｄ図）、領域２１で実施すべき多数
の操作を表示するいわゆるポツプアップメニュ２５を呼
び出すことができる。カーソルはこのメニューの標準位
置くディフォルト位置）まで飛ぶ（“０ＰＥＮ”）。ボ
タン１３を押すとボタン１３の触覚素子１５が突出する
。ポツプアップメニュ２５はボタン１３を押している間
中スクリーン２０上に表示される。別の命令を選択する
場合はマウスを移動させれば同じメニュー内の別の位置
にカーソル２３を動かすことができる。カーソル２３を
命令“ＣＵＴ”に移動させるとく第２ｅ図）、触覚素子
１５はカーソルが命令を離れる直前に沈み、次の命令に
入ると再び突出する。命令”　ＣＩＩ　Ｔ”２７に到達
した後にボタン１３を離すと（第２ｆ図）、この命令が
選択領域２１上で実施され、その結果領域２１がスクリ
ーン２０から消える。触覚素子１５は再びボタン１３の
表面の下に沈む。
第２ａ図の状態でこの種の命令を実施する場合には、目
を集中的に使用しなくもカーソル２３を領域２１方向に
動かすことができる。使用者はただこの種の配置移動を
実施できるようにスクリーンの全体的レイアウトを把握
していさえすればよい。なぜなら、使用者は目の周辺か
らの情報と領域２１に到達した時の触覚フィードバック
とに頼ることができるからである。従って使用者は、カ
ーソル２３に注意を集中してその後を追う必要はない。
第２ｂ図の状態が得られれば、使用者は自動的に反応し
て触覚素子が感知された方のボタンを即座に押すことが
でき、それによって関連命令を選択する。
ボッグアツブメニュを呼び出して第２ｄ図の状態が得ら
れれば、このポツプアップメニュを把握している使用者
は基本的に目を使わなくても命令“Ｃ［ＩＴ”を見つけ
ることができる。使用者には、ポツプアップメニュの呼
び出しと同時にボタン１３の触覚素子がディフォルト位
置（プレセット命令）で知覚できるようになり、従って
カーソル２３が上方に移動して命令“ＣＵＴ”に到達す
る前に知覚し得る刺激があと２つあることがわかってい
る。ポツプアップメニュ呼び出しの後で使用者が３回目
の触覚素子を指に感じれば（ＯＰＥＮ−ＣＯＰＹ−Ｃ１
ｌＴ）第２ｅ図の状態に到達したことになり、ボタン１
３を離せば命令゛″ＣＩＩ　Ｔ　”を作動させて第２ｆ
図の状態を得ることができる。触覚フィードバックは、
例えば絵素（ｐｉｘｅｌ）１つ分の厚みをもつフレーム
ラインを選択しなければならない場合には特に重要であ
る。第３ａ図及び第３ｂ図はスクリーン３１上に表示さ
れた選択すべきライン３０を示している。コンピュータ
に記録されるカーソル２３位置はカーソル２３の絵素１
つくこの場合は矢の最先端）によって支配され、この１
つの絵素は絵素１つの厚みのライン３０の上に正確に配
置されなければならない。触覚フィードバックによる選
択はカーソルを所望の対象の方向に動かすことによって
行われる。カーソルがフレームライン３０上にあること
が感知されるようになると、触覚素子が知覚された方の
ボタンを押すことによって即座に反応することができ、
従って対象を極めて正確に選択することができる。
第４ａ図及び第４ｂ図は本発明で使用する触覚素子の原
理を示している。ビン４０はボタン４４の圧縮バネ４１
の上に配置されている。このビン４０は磁化性材料で形
成される。このビンの周りにはコア４３が配置され、更
にその周りにコイル４２が配置される。
前記コイルを介して直流を通すと、ビン４０はコイル内
に、従ってボタン４４の表面の下に留とまる。
電流を（−時的に）切断するとバネ４１がビン４０を押
してボタン４４の表面から突出させる。
電磁力を利用して前述の効果と同じ効果を得るような構
造も多数考えられる。例えば、バネ４１に代えて板バネ
を使用するか、又はビンをヒンジ付き構造体として構成
することもできる。枠組は、コイルが励起した時にビン
が突出するように構成してもよい。
触覚素子は別の具体例として圧電素子を用いて構成する
こともできる。この素子はバイモルフロッド（ｂｉｍｏ
ｒｐｈｏｕｓ　ｒｏｄ）の上にビンを配置することによ
って形成する。前記バイモルフロッドに電圧を印加する
と該ロッドに偏向が生じ、その結果ピンが移動するよう
になる。
更に別の触覚素子具体例では、圧電ディスクを選択ボタ
ン上に配置して使用する。このディスクは振動させるこ
とができる。
選択操作の間に一度だけ上方向に移動する触覚素子を使
用する代わりに、カーソルが特定領域と合致している間
、選択操作時間全体にわたってこの素子を１０ｔｌｚ〜
５００Ｈｚの周波数で振動させるようにしてもよい。こ
れは、圧電素子を使用する具体例では特に有利である。
周波数を約２５０　Ｈｚにすると使用者の指先での感覚
が最適になる。
本発明は以上説明してきた具体例には限定されず、当業
者には明らかなように様々な変形が可能である。−例と
して、選択ボタンは前記位置の合致の間全体が上方に移
動するようにしてもよい。
触覚素子はボタン当たり複数のビンで構成し、これらの
ビンを均等に作動させるようにすることもできる。これ
らのビンはまた、平面状素子、又は１つ以上の直線素子
の形状を有してもよい。マウスは電気接続を介してコン
ピュータに接続しなくてもよい。接続は例えば赤外線又
は超音波によっても実施できる。触覚フィードバックは
前述の操作と逆にしてもよい。但し、これらの変形及び
具体例は総て「特許請求の範囲」内に含まれるようなも
のでなければならない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のシステムで使用されるマウスの一具体
例を示す説明図、第２ａ図、第２ｂ図、第２ｃ図、第２
ｄ図、第２ｅ図及び第２ｆ図は前記マウスの使用説明図
、第３ａ図及び第３ｂ図は絵素１つ分の厚みのラインを
選択する場合の前記マウスの使用説明図、第４ａ図及び
第４ｂ図は本発明のシステムで使用される触覚素子の原
理を示す簡略説明図である。 １０・・・・・・入力装置（マウス）、１３．１４・・
・・・・押しボタン（選択キー）、１５，１６．４０・
・・・・・触覚素子、２０．３１・・・・・・スクリー
ン、２３・・・・・・カーソル、４１・・・・・・バネ
、４２・・・・・・コイル、４３・・・・・・コア。 代理人弁理士　ｆＩａＬＬＩ　　　　　哉ＦＩＧ、Ｉ ＦＩＧ、４ａ　　　　　　　Ｆｌ１３．４ｂＬ）　　　
　　　　　冒　　　； ロー ロ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）コンピュータと、スクリーンを含む表示ユニット
    と、前記スクリーン上の特定領域を選択し且つ該スクリ
    ーン上でカーソルを移動させるための入力装置とを含む
    システムであって、前記入力装置が前記コンピュータに
    接続され、該コンピュータには少なくとも１つのスクリ
    ーン制御プログラムが存在し、このプログラムは選択可
    能エレメントが前記特定領域に対応する位置でスクリー
    ン上に表示されようにするプログラムであり、カーソル
    は前記入力装置によって選択可能エレメントまで動かす
    ことができ、その結果当該エレメントで表されるサブプ
    ログラムが前記入力装置の選択キーの操作によって選択
    できるようになり、カーソル位置が前記選択可能エレメ
    ントの位置と合致すると前記コンピュータが前記入力装
    置に信号を送り、この入力装置が前記信号に反応して作
    動し得る触覚素子を有し、この触覚素子が選択キー内に
    配置されることを特徴とするシステム。
  2. （２）触覚素子が圧電素子からなることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項に記載のシステム。
  3. （３）触覚素子が電磁素子からなることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項に記載のシステム。
  4. （４）触覚素子が、その作動時に入力装置又は選択キー
    の表面より上に突出するピンからなることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか一項に記載
    のシステム。
  5. （５）前記位置が合致している間、所定時間にわたって
    触覚素子が振動することを特徴とする特許請求の範囲第
    １項から第４項のいずれか一項に記載のシステム。
  6. （６）前記振動の周波数が好ましくは１０Ｈｚ〜５００
    Ｈｚである特許請求の範囲第５項に記載のシステム。
  7. （７）前記振動周波数が２５０Ｈｚであることを特徴と
    する特許請求の範囲第６項に記載のシステム。
JP62258169A 1986-10-20 1987-10-13 触覚フイードバツク式入力装置 Expired - Fee Related JP2571793B2 (ja)

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JPS63111521A true JPS63111521A (ja) 1988-05-16
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