知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
特開2022-188904ハプティックデバイス、ハプティクス処理装置、及びハプティクス制御方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022188904
(43)【公開日】2022-12-22
(54)【発明の名称】ハプティックデバイス、ハプティクス処理装置、及びハプティクス制御方法
(51)【国際特許分類】
G06F 3/01 20060101AFI20221215BHJP
G06F 3/044 20060101ALI20221215BHJP
G06F 3/041 20060101ALI20221215BHJP
【ＦＩ】
G06F3/01 560
G06F3/044 120
G06F3/041 480
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021097177
(22)【出願日】2021-06-10
(71)【出願人】
【識別番号】000231512
【氏名又は名称】日本精機株式会社
(72)【発明者】
【氏名】加藤 雅基
【テーマコード（参考）】
5E555
【Ｆターム（参考）】
5E555AA08
5E555BA02
5E555BA23
5E555BB02
5E555BB23
5E555BC04
5E555CA13
5E555CB16
5E555CB40
5E555CC01
5E555DA24
5E555FA00
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ユーザーの操作位置に応じて、静電力の大きさ（触覚フィードバックの強度）を異ならせることができる、ハプティックデバイス、その処理装置及び制御方法を提供する。
【解決手段】ハプティックデバイスは、静電アクチュエータと、それを制御するプロセッサと、を備える。プロセッサは、複数のハプティック電極のうち触覚を呈示するハプティック出力エリアを定めるハプティック出力エリアモデルを設定する。ハプティック出力エリアモデルは、複数のハプティック出力グループ６００を含む。ハプティック出力グループは、直線上又は曲線上の第１の点から第２の点への延伸方向に沿って配置される複数のハプティックパターン６６１－６６５を含む。複数のハプティックパターンは、夫々１つ又は複数のハプティック出力エリアＨＥからなり、複数のハプティックパターンの幅Ｗ１－Ｗ５は、ハプティックパターンの延伸方向に沿って徐々に拡大する。
【選択図】図６Ａ
【解決手段】ハプティックデバイスは、静電アクチュエータと、それを制御するプロセッサと、を備える。プロセッサは、複数のハプティック電極のうち触覚を呈示するハプティック出力エリアを定めるハプティック出力エリアモデルを設定する。ハプティック出力エリアモデルは、複数のハプティック出力グループ６００を含む。ハプティック出力グループは、直線上又は曲線上の第１の点から第２の点への延伸方向に沿って配置される複数のハプティックパターン６６１－６６５を含む。複数のハプティックパターンは、夫々１つ又は複数のハプティック出力エリアＨＥからなり、複数のハプティックパターンの幅Ｗ１－Ｗ５は、ハプティックパターンの延伸方向に沿って徐々に拡大する。
【選択図】図６Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
面上に配置され、電圧信号が印加されることで触覚を呈示する複数のハプティック電極を有する静電アクチュエータ（１０）と、
前記静電アクチュエータ（１０）を制御するプロセッサ（４５）と、を備え、
前記プロセッサ（４５）は、前記複数のハプティック電極のうち触覚を呈示する位置（以下では、ハプティック出力エリア（ＨＥ）と呼ぶ。）を定めるハプティック出力エリアモデル（５０３）を設定し、
前記ハプティック出力エリアモデル（５０３）は、
直線上又は曲線上の第１の点（Ｐ）から第２の点（Ｑ）への延伸方向（α）に沿って配置される複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）を含み、
前記複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）は、それぞれ１つ又は複数の前記ハプティック出力エリア（ＨＥ）からなり、
前記複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）の幅（Ｗ）は、前記延伸方向（α）に沿って徐々に拡大するように構成される、
ハプティックデバイス（３）。
前記静電アクチュエータ（１０）を制御するプロセッサ（４５）と、を備え、
前記プロセッサ（４５）は、前記複数のハプティック電極のうち触覚を呈示する位置（以下では、ハプティック出力エリア（ＨＥ）と呼ぶ。）を定めるハプティック出力エリアモデル（５０３）を設定し、
前記ハプティック出力エリアモデル（５０３）は、
直線上又は曲線上の第１の点（Ｐ）から第２の点（Ｑ）への延伸方向（α）に沿って配置される複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）を含み、
前記複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）は、それぞれ１つ又は複数の前記ハプティック出力エリア（ＨＥ）からなり、
前記複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）の幅（Ｗ）は、前記延伸方向（α）に沿って徐々に拡大するように構成される、
ハプティックデバイス（３）。
【請求項2】
前記複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）の前記延伸方向（α）の幅（Ｗ）は、前記延伸方向（α）に沿って徐々に拡大するように構成される、
請求項１に記載のハプティックデバイス（３）。
請求項１に記載のハプティックデバイス（３）。
【請求項3】
前記複数のハプティックパターン（６６０）は、前記延伸方向（α）に間隔を有する複数の線状のハプティック出力エリア（ＨＥ１）からなり、
前記複数のハプティックパターン（６６０）に含まれる前記ハプティック出力エリアの数は、前記延伸方向（α）に沿って徐々に増加するように構成される、
請求項１又は請求項２に記載のハプティックデバイス（３）。
前記複数のハプティックパターン（６６０）に含まれる前記ハプティック出力エリアの数は、前記延伸方向（α）に沿って徐々に増加するように構成される、
請求項１又は請求項２に記載のハプティックデバイス（３）。
【請求項4】
前記線状のハプティック出力エリア（ＨＥ１）は、前記延伸方向（α）の法線方向に略平行に直線的に延びるように構成される、
請求項３に記載のハプティックデバイス（３）。
請求項３に記載のハプティックデバイス（３）。
【請求項5】
前記複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）の前記延伸方向（α）の間隔（Ｇ）は、前記延伸方向（α）に沿って徐々に狭くなるように構成される、
請求項１又は請求項２に記載のハプティックデバイス（３）。
請求項１又は請求項２に記載のハプティックデバイス（３）。
【請求項6】
前記延伸方向（α）は、前記延伸方向（α）に沿って徐々に狭くなるように構成される、
請求項１又は請求項２に記載のハプティックデバイス（３）。
請求項１又は請求項２に記載のハプティックデバイス（３）。
【請求項7】
前記複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）は、グループ化され、
前記第１の点（Ｐ）は、グループの一端（Ｐ１）であり、前記第２の点（Ｑ）は、前記グループの他端（Ｑ１）であり、
前記延伸方向（α）は、前記グループの前記一端（Ｐ１）から前記他端（Ｑ１）へ向かう第一の延伸方向（α１）である、
請求項１又は請求項２に記載のハプティックデバイス（３）。
前記第１の点（Ｐ）は、グループの一端（Ｐ１）であり、前記第２の点（Ｑ）は、前記グループの他端（Ｑ１）であり、
前記延伸方向（α）は、前記グループの前記一端（Ｐ１）から前記他端（Ｑ１）へ向かう第一の延伸方向（α１）である、
請求項１又は請求項２に記載のハプティックデバイス（３）。
【請求項8】
前記複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）は、グループ化され、
前記第１の点（Ｐ）は、グループの一端（Ｐ１）と他端（Ｑ１）との間の中間点（Ｐ２）であり、前記第２の点（Ｑ）は、前記他端（Ｑ１）であり、
前記延伸方向（α）は、前記グループの前記中間点（Ｐ２）から前記他端（Ｑ１）へ向かう第二の延伸方向（α２）である、
請求項１又は請求項２に記載のハプティックデバイス（３）。
前記第１の点（Ｐ）は、グループの一端（Ｐ１）と他端（Ｑ１）との間の中間点（Ｐ２）であり、前記第２の点（Ｑ）は、前記他端（Ｑ１）であり、
前記延伸方向（α）は、前記グループの前記中間点（Ｐ２）から前記他端（Ｑ１）へ向かう第二の延伸方向（α２）である、
請求項１又は請求項２に記載のハプティックデバイス（３）。
【請求項9】
面上に配置され、電圧信号が印加されることで触覚を呈示する複数のハプティック電極を有する静電アクチュエータ（１０）を制御するハプティクス処理装置（４０）において、
前記静電アクチュエータ（１０）を制御するプロセッサ（４５）を備え、
前記プロセッサ（４５）は、前記複数のハプティック電極のうち触覚を呈示する位置（以下では、ハプティック出力エリア（ＨＥ）と呼ぶ。）を定めるハプティック出力エリアモデル（５０３）を設定し、
前記ハプティック出力エリアモデル（５０３）は、
直線上又は曲線上の第１の点（Ｐ）から第２の点（Ｑ）への延伸方向（α）に沿って配置される複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）を含み、
前記複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）は、それぞれ１つ又は複数の前記ハプティック出力エリア（ＨＥ）からなり、
前記複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）の幅（Ｗ）は、前記延伸方向（α）に沿って徐々に拡大するように構成される、
ハプティクス処理装置（４０）。
前記静電アクチュエータ（１０）を制御するプロセッサ（４５）を備え、
前記プロセッサ（４５）は、前記複数のハプティック電極のうち触覚を呈示する位置（以下では、ハプティック出力エリア（ＨＥ）と呼ぶ。）を定めるハプティック出力エリアモデル（５０３）を設定し、
前記ハプティック出力エリアモデル（５０３）は、
直線上又は曲線上の第１の点（Ｐ）から第２の点（Ｑ）への延伸方向（α）に沿って配置される複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）を含み、
前記複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）は、それぞれ１つ又は複数の前記ハプティック出力エリア（ＨＥ）からなり、
前記複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）の幅（Ｗ）は、前記延伸方向（α）に沿って徐々に拡大するように構成される、
ハプティクス処理装置（４０）。
【請求項10】
面上に配置され、電圧信号が印加されることで触覚を呈示する複数のハプティック電極を有する静電アクチュエータ（１０）を制御するハプティクス処理装置（４０）において、
前記静電アクチュエータ（１０）を制御するハプティクス制御方法であって、
前記複数のハプティック電極のうち触覚を呈示する位置（以下では、ハプティック出力エリア（ＨＥ）と呼ぶ。）を定めるハプティック出力エリアモデル（５０３）を設定するステップを有し、
前記ハプティック出力エリアモデル（５０３）は、
直線上又は曲線上の第１の点（Ｐ）から第２の点（Ｑ）への延伸方向（α）に沿って配置される複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）を含み、
前記複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）は、それぞれ１つ又は複数の前記ハプティック出力エリア（ＨＥ）からなり、
前記複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）の幅（Ｗ）は、前記延伸方向（α）に沿って徐々に拡大するように構成される、
ハプティクス制御方法。
前記静電アクチュエータ（１０）を制御するハプティクス制御方法であって、
前記複数のハプティック電極のうち触覚を呈示する位置（以下では、ハプティック出力エリア（ＨＥ）と呼ぶ。）を定めるハプティック出力エリアモデル（５０３）を設定するステップを有し、
前記ハプティック出力エリアモデル（５０３）は、
直線上又は曲線上の第１の点（Ｐ）から第２の点（Ｑ）への延伸方向（α）に沿って配置される複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）を含み、
前記複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）は、それぞれ１つ又は複数の前記ハプティック出力エリア（ＨＥ）からなり、
前記複数のハプティックパターン（６６０，６７０，６８０，６９０）の幅（Ｗ）は、前記延伸方向（α）に沿って徐々に拡大するように構成される、
ハプティクス制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ハプティックデバイス、ハプティクス処理装置、及びハプティクス制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の技術として、静電力により触覚フィードバックを得るハプティックインターフェースが、特許文献１や特許文献２に開示されている。これらの構成では、基板の前面に複数の電極を配置し、これらに電圧を印加させることで、基板の前面に触れたユーザーの皮膚に静電力を加えている。
【0003】
また、特許文献３には、触覚フィードバックを生じさせる領域を、インタラクションモデルとしてソフトウェアにより設定するハプティックインターフェースユニットが開示されている。
【0004】
また、特許文献４には、電極に印加する電圧の大きさや電圧波形のデューティーサイクルを変更することで、静電力の大きさ（触覚フィードバックの強度）を変調することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１９－２１２２５９号公報
【特許文献2】国際公開第２０１７／２０５７８５号
【特許文献3】特開２０２０－５１２６４２号公報
【特許文献4】特開２０１７－５０６３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献４のように、電極に印加する電圧の大きさや電圧波形のデューティーサイクルを変更することで、静電力の大きさ（触覚フィードバックの強度）を変調する方法は、処理が複雑になることが想定される。特に、ユーザーの操作位置に応じて、静電力の大きさ（触覚フィードバックの強度）を異ならせる場合、処理が複雑になることが想定される。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本明細書に開示される特定の実施形態の要約を以下に示す。これらの態様が、これらの特定の実施形態の概要を読者に提供するためだけに提示され、この開示の範囲を限定するものではないことを理解されたい。実際に、本開示は、以下に記載されない種々の態様を包含し得る。
【0008】
本開示の概要は、ユーザーの操作位置に応じて、静電力の大きさ（触覚フィードバックの強度）を異ならせることができるハプティックデバイス、ハプティクス処理装置、及びハプティクス制御方法を提供する。より具体的には、処理負荷を軽減しつつ、ユーザーの操作位置に応じて、静電力の大きさ（触覚フィードバックの強度）を異ならせることができるハプティックデバイス、ハプティクス処理装置、及びハプティクス制御方法を提供することに関する。
【0009】
したがって、本明細書に記載されるハプティックデバイス、ハプティクス処理装置、及びハプティクス制御方法等は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。本実施形態は、直線上又は曲線上の延伸方向に沿って配置される複数のハプティックパターンを含み、複数のハプティックパターンの幅は、延伸方向に沿って徐々に拡大するように構成される、ことをその要旨とする。
【0010】
本明細書に記載されるハプティックデバイスの一実施形態は、面上に配置され、電圧信号が印加されることで触覚を呈示する複数のハプティック電極を有する静電アクチュエータと、
前記静電アクチュエータを制御するプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記複数のハプティック電極のうち触覚を呈示する位置（以下では、ハプティック出力エリアと呼ぶ。）を定めるハプティック出力エリアモデルを設定し、
前記ハプティック出力エリアモデルは、
直線上又は曲線上の第１の点から第２の点への延伸方向に沿って配置される複数のハプティックパターンを含み、
前記複数のハプティックパターンは、それぞれ１つ又は複数の前記ハプティック出力エリアからなり、
前記複数のハプティックパターンの幅は、前記延伸方向に沿って徐々に拡大するように構成される。
前記静電アクチュエータを制御するプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記複数のハプティック電極のうち触覚を呈示する位置（以下では、ハプティック出力エリアと呼ぶ。）を定めるハプティック出力エリアモデルを設定し、
前記ハプティック出力エリアモデルは、
直線上又は曲線上の第１の点から第２の点への延伸方向に沿って配置される複数のハプティックパターンを含み、
前記複数のハプティックパターンは、それぞれ１つ又は複数の前記ハプティック出力エリアからなり、
前記複数のハプティックパターンの幅は、前記延伸方向に沿って徐々に拡大するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【0012】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は、本発明のハプティクス機能付き表示装置の一実施形態の概略を示す構成図である。本実施形態のハプティクス機能付き表示装置（以下では、単に表示装置とも呼ぶ）１は、静電アクチュエータ１０、タッチセンサー２０、空間光変調素子３０、及びこれらを制御するハプティクス処理装置（以下では、単に処理装置とも呼ぶ）４０で構成される。本実施形態のハプティクス機能付き表示装置（以下では、単に表示装置とも呼ぶ）１は、タッチセンサー２０により、表示装置１の表面上の物体（例えば、人の指）２の位置を取得し、その表示装置１の表面上の物体の位置（領域）に対して、静電アクチュエータ１０が電圧を印加することで、表示装置１の表面上の物体（例えば、人の指）２に対して静電気力による静電感触呈示を付与することができる。なお、本実施形態のハプティックデバイス３は、静電アクチュエータ１０、及び処理装置４０で構成される。
【0013】
（静電アクチュエータ１０）
静電アクチュエータ１０は、基板１０ａ上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明電極として形成される２つの別々のＸハプティック電極１１、Ｙハプティック電極１２、及び透明な絶縁層１３で構成される。Ｘハプティック電極１１、Ｙハプティック電極１２は、図１に示したように、基板１０ａ上に形成され、Ｘハプティック電極１１、Ｙハプティック電極１２の上側には、絶縁層１３が配置されている。
静電アクチュエータ１０は、基板１０ａ上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明電極として形成される２つの別々のＸハプティック電極１１、Ｙハプティック電極１２、及び透明な絶縁層１３で構成される。Ｘハプティック電極１１、Ｙハプティック電極１２は、図１に示したように、基板１０ａ上に形成され、Ｘハプティック電極１１、Ｙハプティック電極１２の上側には、絶縁層１３が配置されている。
【0014】
図２は、静電アクチュエータにおける例示的な電極パターンを示す図である。Ｘハプティック電極１１は、矩形電極が数珠状に連結されて形成され、各Ｘハプティック電極１１は、図２のＸ方向に所定の本数だけ配置されている。Ｙハプティック電極１２も、図２に示すように、矩形電極が数珠状に連結されて形成され、各Ｙハプティック電極１２は、図２のＹ方向に所定の本数だけ配置されている。矩形電極は、互いに重ならないように、配置されている。
【0015】
図３は、Ｘハプティック電極１１とＹハプティック電極１２に絶縁層１３を介して接触する指２に印加する電圧の制御を模式的に示す図である。処理装置４０は、タッチセンサー２０で指２の接触位置、接触領域を検出し、その位置、領域に対して、アクチュエータ回路（不図示）を制御することで、交流電圧を各Ｘハプティック電極１１と各Ｙハプティック電極１２に印加する。処理装置４０は、Ｘハプティック電極１１とＹハプティック電極１２に対して、所定の電圧で電圧を印加することにより、静電気力を指２に対して発生させることができる。
【0016】
タッチセンサー２０は、静電アクチュエータ１０の下側に配置され、操作者の操作位置を検出するタッチセンサー２０は、例えば、ピエゾ抵抗方式や静電容量方式のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）である。本実施の形態のタッチセンサー２０は、一例として、静電容量方式のセンサーである。
【0017】
タッチセンサー２０は、指２との間に発生する静電容量を検出することで、指２の操作位置を検出することが可能である。検出方式は、自己容量方式、又は相互容量方式でもよい。
【0018】
なお、静電アクチュエータ１０は、タッチセンサー２０の機能も有していてもよい。すなわち、タッチセンサー２０の機能も兼ね備えた静電アクチュエータ１０は、各Ｘハプティック電極１１の自己容量値を検出することにより、Ｘ方向のタッチ位置を検出し、各Ｙハプティック電極１２の自己容量値を検出することにより、Ｙ方向のタッチ位置を検出することができる。具体的に、例えば、タッチセンサー２０の機能も兼ね備えた静電アクチュエータ１０は、各Ｘハプティック電極１１、Ｙハプティック電極１２に順次電荷を印加して、操作者の指２との間の自己容量値を検出することにより、Ｘ、Ｙ方向のタッチ位置を検出することが可能である。なお、タッチセンサー２０の機能も兼ね備えた静電アクチュエータ１０は、Ｘハプティック電極１１とＹハプティック電極１２との間の相互容量値を検出することにより、Ｘ、Ｙ方向のタッチ位置を検出することも可能である。これらのタッチ位置の検出は、タッチセンサー２０の機能も兼ね備えた静電アクチュエータ１０が指２に触覚効果を付与する静電触覚呈示動作を実行していない期間に実行するものとする。なお、タッチセンサー２０は、操作者の押圧操作による操作荷重を検出してもよい。
【0019】
図４は、いくつかの実施形態に係る、ハプティクス機能付き表示装置１のブロック図である。ハプティクス処理装置４０は、１つ又は複数のＩ／Ｏインタフェース４１、１つ又は複数のプロセッサ４３、１つ又は複数の画像処理回路４５、及び１つ又は複数のメモリ４７を備える。図４に記載される様々な機能ブロックは、ハードウェア、ソフトウェア、又はこれら両方の組み合わせで構成されてもよい。図４は、１つの実施形態に過ぎず、図示された構成要素は、より数の少ない構成要素に組み合わされてもよく、又は追加の構成要素があってもよい。例えば、画像処理回路４５（例えば、グラフィック処理ユニット）が、１つ又は複数のプロセッサ４３に含まれてもよい。
【0020】
図示するように、プロセッサ４３及び画像処理回路４５は、メモリ４７と動作可能に連結される。より具体的には、プロセッサ４３及び画像処理回路４５は、メモリ４７に記憶されているプログラムを実行することで、例えば、静電アクチュエータ１０の制御（静電アクチュエータ１０を駆動するためのアクチュエータ回路（不図示）の制御）、タッチセンサー２０の制御（タッチセンサー２０を駆動するためのタッチセンサー回路（不図示）の制御）、空間光変調素子３０の制御、画像データの生成及び／又は送信するなど、ハプティクス機能付き表示装置１の操作を行うことができる。プロセッサ４３及び／又は画像処理回路４５は、少なくとも１つの汎用マイクロプロセッサ（例えば、中央処理装置（ＣＰＵ））、少なくとも１つの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、少なくとも１つのフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。メモリ４７は、ハードディスクのような任意のタイプの磁気媒体、ＣＤ及びＤＶＤのような任意のタイプの光学媒体、揮発性メモリのような任意のタイプの半導体メモリ、及び不揮発性メモリを含む。揮発性メモリは、ＤＲＡＭ及びＳＲＡＭを含み、不揮発性メモリは、ＲＯＭ及びＮＶＲＡＭを含んでもよい。
【0021】
図示するように、プロセッサ４３は、Ｉ／Ｏインタフェース４１と動作可能に連結されている。Ｉ／Ｏインタフェース４１は、例えば、車両に設けられた後述の車両ＥＣＵ４０１や他の電子機器（不図示）と、ＣＡＮ（Controller Area Network）の規格に応じて通信（ＣＡＮ通信とも称する）を行う。なお、Ｉ／Ｏインタフェース４１が採用する通信規格は、ＣＡＮに限定されず、例えば、ＣＡＮＦＤ（ＣＡＮ with Flexible Data Rate）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＭＯＳＴ（Media Oriented Systems Transport：ＭＯＳＴは登録商標）、ＵＡＲＴ、もしくはＵＳＢなどの有線通信インタフェース、又は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ネットワークなどのパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、８０２．１１ｘ Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）ネットワークなどのローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）等の数十メートル内の近距離無線通信インタフェースである車内通信（内部通信）インタフェースを含む。また、Ｉ／Ｏインタフェース４１は、無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ０、ＩＥＥＥ８０２．１６－２００４（ＷｉＭＡＸ：Worldwide Interoperability for Microwave Access））、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅベース（Ｍｏｂｉｌｅ ＷｉＭＡＸ）、４Ｇ、４Ｇ－ＬＴＥ、ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ、５Ｇなどのセルラー通信規格により広域通信網（例えば、インターネット通信網）などの車外通信（外部通信）インタフェースを含んでいてもよい。
【0022】
図示するように、プロセッサ４３は、Ｉ／Ｏインタフェース４１と相互動作可能に連結されることで、ハプティクス機能付き表示装置１（Ｉ／Ｏインタフェース４１）に接続される種々の他の電子機器等と情報を授受可能となる。Ｉ／Ｏインタフェース４１には、例えば、車両ＥＣＵ４０１などが動作可能に連結される。なお、Ｉ／Ｏインタフェース４１は、ハプティクス機能付き表示装置１に接続される他の電子機器等から受信する情報を加工（変換、演算、解析）する機能を含んでいてもよい。
【0023】
空間光変調素子３０は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）であり、プロセッサ４３及び画像処理回路４５に動作可能に連結される。したがって、空間光変調素子３０によって表示される画像は、プロセッサ４３及び／又は画像処理回路４５から受信された画像データに基づいてもよい。プロセッサ４３及び画像処理回路４５は、Ｉ／Ｏインタフェース４１から取得される情報に基づき、空間光変調素子３０が表示する画像を制御する。
【0024】
車両ＥＣＵ４０１は、車両に設けられたセンサやスイッチから、車両の状態（例えば、起動スイッチ（例えば、アクセサリスイッチ：ＡＣＣやイグニッションスイッチ：ＩＧＮ）のＯＮ／ＯＦＦ状態（第１の起動情報の一例。）、走行距離、車速、アクセルペダル開度、ブレーキペダル開度、エンジンスロットル開度、インジェクター燃料噴射量、エンジン回転数、モータ回転数、ステアリング操舵角、シフトポジション、ドライブモード、ヘッドライトの点灯・消灯や照射範囲を含むヘッドライトに関する情報（調光参照情報の一例。）、各種警告状態、姿勢（ロール角、及び／又はピッチング角を含む）、車両の振動（振動の大きさ、頻度、及び／又は周波数を含む））などを取得し、車両の前記状態を収集、及び管理（制御も含んでもよい。）するものであり、機能の一部として、車両の前記状態の数値（例えば、車両の車速。）を示す信号を、ハプティクス処理装置４０のプロセッサ４３へ出力することができる。なお、車両ＥＣＵ４０１は、単にセンサ等で検出した数値（例えば、ピッチング角が前傾方向に３［ｄｅｇｒｅｅ］。）をプロセッサ４３へ送信することに加え、又はこれに代わり、センサで検出した数値を含む車両の１つ又は複数の状態に基づく判定結果（例えば、車両が予め定められた前傾状態の条件を満たしていること。）、若しくは／及び解析結果（例えば、ブレーキペダル開度の情報と組み合わせされて、ブレーキにより車両が前傾状態になったこと。）を、プロセッサ４３へ送信してもよい。例えば、車両ＥＣＵ４０１は、車両が車両ＥＣＵ４０１のメモリ（不図示）に予め記憶された所定の条件を満たすような判定結果を示す信号をハプティクス処理装置４０へ出力してもよい。なお、Ｉ／Ｏインタフェース４１は、車両ＥＣＵ４０１を介さずに、車両に設けられたセンサやスイッチから、上述したような情報を取得してもよい。
【0025】
また、車両ＥＣＵ４０１は、ハプティクス機能付き表示装置１が表示する画像を指示する指示信号をハプティクス処理装置４０へ出力してもよく、この際、空間光変調素子３０に表示させる画像の座標、サイズ、色、階調、種類、表示態様、画像の報知必要度、報知必要度を判定する元となる必要度関連情報、及び／又は虚像の輝度を調整する信号（調光信号の一例。）を、前記指示信号に付加して送信してもよい。
【0026】
メモリ４７に記憶されたソフトウェア構成要素は、グラフィックモジュール５００、ハプティック出力エリア設定モジュール５０２、操作検出モジュール５０４、アクチュエータ制御モジュール５０６、及び操作情報処理モジュール５０８などを含む。
【0027】
図６のグラフィックモジュール５００は、レンダリングなどの画像処理をして画像データを生成し、空間光変調素子３０を駆動するための様々な既知のソフトウェア構成要素を含む。また、グラフィックモジュール５００は、表示される画像の、種類、配置（位置座標、角度）、サイズ、表示距離（３Ｄの場合。）、視覚的効果（例えば、輝度、透明度、彩度、コントラスト、又は他の視覚特性）、を変更するための様々な既知のソフトウェア構成要素を含んでいてもよい。グラフィックモジュール５００は、画像の種類、画像の位置座標、画像の角度（左右方向を軸としたピッチング角、上下方向を軸としたヨーレート角、奥行き方向を軸としたローリング角など）、及び画像のサイズで観察者に視認されるように画像データを生成し、空間光変調素子３０を駆動し得る。なお、グラフィックモジュール５００の一部又は全部の機能は、ハプティクス機能付き表示装置１とは別に設けられてもよい。すなわち、本実施形態の処理装置４０は、ハプティクス機能付き表示装置１とは別に設けられたグラフィックモジュール５００の一部又は全部の機能からのデータを、Ｉ／Ｏインタフェース４１から取得してもよい。
【0028】
（ハプティック出力エリア設定モジュール５０２）
プロセッサ４３は、ハプティック出力エリア設定モジュール５０２を実行することにより、グラフィックモジュール５００が表示する画像（後述するソフトウェアスイッチ画像１００）に対応した、ハプティック出力を伝達する位置（エリア）を定義するハプティック出力エリアモデル５０３を設定することができる。後述するアクチュエータ制御モジュール５０６は、ハプティック出力エリア設定モジュール５０２が設定したハプティック出力エリアモデル５０３に基づき、静電アクチュエータ１０を駆動することで、ハプティック出力を伝達するエリア（以下では、ハプティックパターン６６０とも呼ぶ。）を生成することができる。ハプティック出力エリア設定モジュール５０２は、典型的には空間光変調素子３０が表示する後述するソフトウェアスイッチ画像１００と重なる位置に、ハプティックパターン６６０を設定する。これにより、ユーザーが表示装置１に表示されるソフトウェアスイッチ画像１００にタッチ操作をした場合、後述するアクチュエータ制御モジュール５０６は、ソフトウェアスイッチ画像１００と重なる位置に配置されたハプティックパターン６６０に基づき、ユーザーの指２にハプティック出力を伝達することができる。
プロセッサ４３は、ハプティック出力エリア設定モジュール５０２を実行することにより、グラフィックモジュール５００が表示する画像（後述するソフトウェアスイッチ画像１００）に対応した、ハプティック出力を伝達する位置（エリア）を定義するハプティック出力エリアモデル５０３を設定することができる。後述するアクチュエータ制御モジュール５０６は、ハプティック出力エリア設定モジュール５０２が設定したハプティック出力エリアモデル５０３に基づき、静電アクチュエータ１０を駆動することで、ハプティック出力を伝達するエリア（以下では、ハプティックパターン６６０とも呼ぶ。）を生成することができる。ハプティック出力エリア設定モジュール５０２は、典型的には空間光変調素子３０が表示する後述するソフトウェアスイッチ画像１００と重なる位置に、ハプティックパターン６６０を設定する。これにより、ユーザーが表示装置１に表示されるソフトウェアスイッチ画像１００にタッチ操作をした場合、後述するアクチュエータ制御モジュール５０６は、ソフトウェアスイッチ画像１００と重なる位置に配置されたハプティックパターン６６０に基づき、ユーザーの指２にハプティック出力を伝達することができる。
【0029】
図５Ａは、空間光変調素子３０（表示装置１）が表示するソフトウェアスイッチ画像１００の一実施態様を示す図である。図５Ｂは、図５Ａで示されるソフトウェアスイッチ画像１００と重なる位置に配置されるハプティックパターン６６０を定義するハプティック出力エリアモデル５０３を模式的に図面化したものである。
【0030】
グラフィックモジュール５００は、図５Ａに示すように、一直線上に連続的又は断続的に配置される１つ又は複数の画像要素からなる第１のソフトウェアスイッチ画像１１０、円周上（広義には、曲線上）に連続的又は断続的に配置される１つ又は複数の画像要素からなる第２のソフトウェアスイッチ画像１２０などを含むソフトウェアスイッチ画像１００の画像データを生成し、空間光変調素子３０がこれらソフトウェアスイッチ画像１００を含む画像を表示する。
【0031】
ハプティック出力エリア設定モジュール５０２は、例えば、図５Ｂに示すように、第１のハプティックパターン６６０を含む第１のハプティック出力グループ６１０、第２のハプティックパターン６７０を含む第２のハプティック出力グループ６２０、第３のハプティックパターン６８０を含む第３のハプティック出力グループ６３０、及び第４のハプティックパターン６９０を含む第４のハプティック出力グループ６４０、を含むハプティック出力エリアモデル５０３を設定する。なお、ハプティック出力エリア設定モジュール５０２は、予めメモリ４７に複数のハプティック出力エリアモデル５０３（例えば、図４のハプティクスエリアモデル５０３ａ、ハプティクスエリアモデル５０３ｂ）を記憶しており、グラフィックモジュール５００が表示するソフトウェアスイッチ画像１００のレイアウトに応じて、設定するハプティック出力エリアモデル５０３を変更してもよい。また、ハプティック出力エリア設定モジュール５０２は、グラフィックモジュール５００が設定するソフトウェアスイッチ画像１００の種類の変更、位置の変更、サイズの変更などに応じて、ハプティック出力エリアモデル５０３を適宜加工してもよい。
【0032】
図６Ａは、第１のハプティック出力グループ６１０の一実施形態を示す図である。第１のハプティック出力グループ６１０は、左右方向に連続して典型的には均等に配置される５つの操作区分領域６５０（６５１－６５５）のそれぞれの内側に、第１のハプティックパターン６６０（６６１－６６５）が設定される。各第１のハプティックパターン６６０（６６１－６６５）は、複数の第１のハプティックパターン６６０（６６１－６６５）が並ぶ一直線方向（図６Ａの例では左右方向。）と直交する方向（図６Ａの例では上下方向）に長い線状であり、第１のハプティックパターン６６０（６６１－６６５）が並ぶ一直線方向（図６Ａの例では左右方向。）に間隔を空けて断続的に配置される複数のハプティック出力エリアＨＥ１（ＨＥ）で構成される。第１のハプティックパターン６６０（６６１－６６５）は、一直線方向（ここでは、右方向）に向かうにつれて、各第１のハプティックパターン６６０（６６１－６６５）に含まれる線状のハプティック出力エリアＨＥ１の数を徐々に増やし、各第１のハプティックパターン６６０（６６１－６６５）の幅Ｗを徐々に大きくなるように設定される。すなわち、図６Ａに示すように、第１のハプティックパターン６６０が６６１（幅Ｗ１）、６６２（幅Ｗ２）、６６３（幅Ｗ３）、６６４（幅Ｗ４）、６６５（幅Ｗ５）の順に右方向に向かうにつれて、含まれる線状のハプティック出力エリアＨＥ１の数が第１のハプティックパターン６６１、６６２、６６３、６６４、６６５の順に徐々に増加し、各第１のハプティックパターン６６０（６６１－６６５）の幅ＷがＷ１＜Ｗ２＜Ｗ３＜Ｗ４＜Ｗ５の順に徐々に大きくなる。これにより、各第１のハプティックパターン６６０（６６１－６６５）のハプティック出力を発生させる面積、幅を異ならせることができ、操作位置に応じて触覚呈示に差を生じさせる多様なインタラクションを提供することができる。また、図６Ａに示すように、第１のハプティックパターン６６０が６６１、６６２、６６３、６６４、６６５の順に右方向α１に向かうにつれて、各ハプティックパターン６６０の間隔ＧがＧ１（６６１と６６２との間隔）＞Ｇ２（６６２と６６３との間隔）＞Ｇ３（６６３と６６４との間隔）＞Ｇ４（６６４と６６５との間隔）の順に徐々に狭くなる。
【0033】
図６Ｂは、第１のハプティック出力グループ６１０の一実施形態を示す図である。第１のハプティック出力グループ６１０は、円周方向に連続して典型的には均等に配置される９つの操作区分領域６５０（６５１－６５９）のそれぞれの内側に、第１のハプティックパターン６６０（６６１－６６９）が設定される。各第１のハプティックパターン６６０（６６１－６６９）は、複数の第１のハプティックパターン６６０（６６１－６６９）が並ぶ曲線方向（図６Ａの例では円周方向。）と直交する方向（図６Ａの例では半径方向）に長い線状であり、第１のハプティックパターン６６０（６６１－６６９）が並ぶ曲線方向（図６Ａの例では円周方向。）に間隔を空けて断続的に配置される複数のハプティック出力エリアＨＥ１（ＨＥ）で構成される。第１のハプティックパターン６６０（６６１－６６９）は、円周方向（ここでは、時計周り方向）に向かうにつれて、各第１のハプティックパターン６６０（６６１－６６９）に含まれる線状のハプティック出力エリアＨＥ１の数を徐々に増やし、各第１のハプティックパターン６６０（６６１－６６９）の幅Ｗを徐々に大きくなるように設定される。すなわち、図６Ｂに示すように、第１のハプティックパターン６６０が６６１（幅Ｗ１）、６６２（幅Ｗ２）、６６３（幅Ｗ３）、６６４（幅Ｗ４）、６６５（幅Ｗ５）、６６６（幅Ｗ６）、６６７（幅Ｗ７）、６６８（幅Ｗ８）、６６９（幅Ｗ９）の順に円周方向（ここでは、時計周り方向）α１に向かうにつれて、含まれる線状のハプティック出力エリアＨＥ１の数が第１のハプティックパターン６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９の順に徐々に増加し、各第１のハプティックパターン６６０（６６１－６６９）の幅ＷがＷ１＜Ｗ２＜Ｗ３＜Ｗ４＜Ｗ５＜Ｗ６＜Ｗ７＜Ｗ８＜Ｗ９の順に徐々に大きくなる。これにより、各第１のハプティックパターン６６０（６６１－６６９）のハプティック出力を発生させる面積、幅を異ならせることができ、操作位置に応じて触覚呈示に差を生じさせる多様なインタラクションを提供することができる。また、図６Ｂに示すように、第１のハプティックパターン６６０が６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９の順に円周方向（ここでは、時計周り方向）α１に向かうにつれて、各第１のハプティックパターン６６０（６６１－６６９）の間隔Ｇが６６１と６６２との間隔（不図示）＞６６２と６６３との間隔（不図示）＞６６３と６６４との間隔（不図示）＞６６４と６６５との間隔（不図示）＞６６５と６６６との間隔（不図示）＞６６６と６６７との間隔（不図示）＞６６７と６６８との間隔（不図示）＞６６８と６６９との間隔（不図示）の順に徐々に狭くなる。
【0034】
図６Ｃは、第２のハプティック出力グループ６２０の一実施形態を示す図である。第２のハプティック出力グループ６２０は、左右方向に連続して典型的には均等に配置される５つの操作区分領域６５０（６５１－６５５）のそれぞれの内側に、第２のハプティックパターン６７０（６７１－６７５）が設定される。各第２のハプティックパターン６７０（６７１－６７５）は、１つの矩形状のハプティック出力エリアＨＥ２（ＨＥ）で構成される。第２のハプティックパターン６７０（６７１－６７５）は、一直線方向（ここでは、右方向）に向かうにつれて、各第２のハプティックパターン６７０（６７１－６７５）の幅Ｗを徐々に大きくなるように設定される。すなわち、図６Ｃに示すように、第２のハプティックパターン６７０が６７１（幅Ｗ１）、６７２（幅Ｗ２）、６７３（幅Ｗ３）、６７４（幅Ｗ４）、６７５（幅Ｗ５）の順に右方向に向かうにつれて、各第２のハプティックパターン６７０（６７１－６７５）の幅ＷがＷ１＜Ｗ２＜Ｗ３＜Ｗ４＜Ｗ５の順に徐々に大きくなる。これにより、各第２のハプティックパターン６７０（６７１－６７５）のハプティック出力を発生させる面積、幅を異ならせることができ、操作位置に応じて触覚呈示に差を生じさせる多様なインタラクションを提供することができる。
【0035】
図６Ｄは、第３のハプティック出力グループ６３０の一実施形態を示す図である。第３のハプティック出力グループ６３０は、左右方向に連続して典型的には均等に配置される５つの操作区分領域６５０（６５１－６５５）のそれぞれの内側に、第３のハプティックパターン６８０（６８１－６８５）が設定される。各第３のハプティックパターン６８０（６８１－６８５）は、複数の周期的な所定の形状（図６Ｄでは矩形状）のハプティック出力エリアＨＥ３（ＨＥ）で構成される。第３のハプティックパターン６８０（６８１－６８５）は、一直線方向（ここでは、右方向）に向かうにつれて、各第３のハプティックパターン６８０（６８１－６８５）の幅Ｗを徐々に大きくなるように設定される。すなわち、図６Ｄに示すように、第３のハプティックパターン６８０が６８１（幅Ｗ１）、６８２（幅Ｗ２）、６８３（幅Ｗ３）、６８４（幅Ｗ４）、６８５（幅Ｗ５）の順に右方向に向かうにつれて、各第３のハプティックパターン６８０（６８１－６８５）の幅ＷがＷ１＜Ｗ２＜Ｗ３＜Ｗ４＜Ｗ５の順に徐々に大きくなる。これにより、各第３のハプティックパターン６８０（６８１－６８５）のハプティック出力を発生させる面積、幅を異ならせることができ、操作位置に応じて触覚呈示に差を生じさせる多様なインタラクションを提供することができる。
【0036】
図６Ｅは、第４のハプティック出力グループ６４０の一実施形態を示す図である。第４のハプティック出力グループ６４０は、左右方向に連続して典型的には均等に配置される５つの操作区分領域６５０（６５１－６５５）のそれぞれの内側に、第４のハプティックパターン６９０（６９１－６９５）が設定される。各第４のハプティックパターン６９０（６９１－６９５）は、複数の第４のハプティックパターン６９０（６９１－６９５）が並ぶ一直線方向（図６Ｅの例では左右方向。）と直交する方向（図６Ｅの例では上下方向）に長い線状であり、第４のハプティックパターン６９０（６９１－６９５）が並ぶ一直線方向（図６Ａの例では左右方向。）に間隔を空けて配置される２つのハプティック出力エリアＨＥ４（ＨＥ）で構成される。第４のハプティックパターン６９０（６９１－６９５）は、一直線方向（ここでは、右方向）に向かうにつれて、各第４のハプティックパターン６９０（６９１－６９５）に含まれる線状のハプティック出力エリアＨＥ４の数を一定（図６Ｅでは２本）にし、各第４のハプティックパターン６９０（６９１－６９５）の幅Ｗを徐々に大きくなるように設定される。すなわち、図６Ｅに示すように、第４のハプティックパターン６９０が６９１（幅Ｗ１）、６９２（幅Ｗ２）、６９３（幅Ｗ３）、６９４（幅Ｗ４）、６９５（幅Ｗ５）の順に右方向に向かうにつれて、各第４のハプティックパターン６９０（６９１－６９５）の幅ＷがＷ１＜Ｗ２＜Ｗ３＜Ｗ４＜Ｗ５の順に徐々に大きくなる。これにより、各第１のハプティックパターン６６０（６６１－６６５）のハプティック出力を発生させる幅を異ならせることができ、操作位置に応じて触覚呈示に差を生じさせる多様なインタラクションを提供することができる。
【0037】
（操作検出モジュール５０４）
再び図４を参照する。プロセッサ４３は、操作検出モジュール５０４を実行することにより、タッチセンサー２０からセンサーデータを収集し、前記センサーデータを処理することで、物体（指又は他の物体）２がハプティクス機能付き表示装置１の表面に接触している位置（操作位置）を特定する。また、操作検出モジュール５０４は、前記操作位置の検出に加えて、前記センサーデータから、物体（指又は他の物体）２がハプティクス機能付き表示装置１の表面を押す力（押圧力）を検出してもよい。なお、操作検出モジュール５０４は、アクチュエータ制御モジュール５０６や操作情報処理モジュール５０８が処理可能なフォーマットに前記センサーデータを変換すればよいので、厳密に言えば、前記操作位置、及び前記押圧力を必ずとも特定しなくてもよい。したがって、操作検出モジュール５０４は、タッチセンサー２０から前記センサーデータを収集すること、前記センサーデータを他のモジュールが処理可能なフォーマット（一例として、前記操作位置、前記押圧力）に加工（変換、演算、解析）すること、に関係する様々な動作を実行するための様々なソフトウェア構成要素を含む。すなわち、操作検出モジュール５０４は、前記センサーデータを他のモジュールが処理可能なフォーマット（一例として、前記操作位置、前記押圧力）に加工（変換、演算、解析）するため、テーブルデータ、演算式、などを含み得る。
再び図４を参照する。プロセッサ４３は、操作検出モジュール５０４を実行することにより、タッチセンサー２０からセンサーデータを収集し、前記センサーデータを処理することで、物体（指又は他の物体）２がハプティクス機能付き表示装置１の表面に接触している位置（操作位置）を特定する。また、操作検出モジュール５０４は、前記操作位置の検出に加えて、前記センサーデータから、物体（指又は他の物体）２がハプティクス機能付き表示装置１の表面を押す力（押圧力）を検出してもよい。なお、操作検出モジュール５０４は、アクチュエータ制御モジュール５０６や操作情報処理モジュール５０８が処理可能なフォーマットに前記センサーデータを変換すればよいので、厳密に言えば、前記操作位置、及び前記押圧力を必ずとも特定しなくてもよい。したがって、操作検出モジュール５０４は、タッチセンサー２０から前記センサーデータを収集すること、前記センサーデータを他のモジュールが処理可能なフォーマット（一例として、前記操作位置、前記押圧力）に加工（変換、演算、解析）すること、に関係する様々な動作を実行するための様々なソフトウェア構成要素を含む。すなわち、操作検出モジュール５０４は、前記センサーデータを他のモジュールが処理可能なフォーマット（一例として、前記操作位置、前記押圧力）に加工（変換、演算、解析）するため、テーブルデータ、演算式、などを含み得る。
【0038】
（アクチュエータ制御モジュール５０６）
プロセッサ４３は、アクチュエータ制御モジュール５０６を実行することにより、ハプティック出力エリア設定モジュール５０２が設定したハプティック出力エリアモデル５０３に基づき、静電アクチュエータ１０の任意の位置（エリア）の対となるＸハプティック電極１１、及びＹハプティック電極１２に異なる電圧を印加することにより、対となるＸハプティック電極１１、及びＹハプティック電極１２の交点で指２が高い静電力を受けるアクティブエリア）とする。実際には、対となるＸハプティック電極１１、及びＹハプティック電極１２には、ＡＣ電圧が使用される場合があり、印加される電圧の位相が互いに１８０度ずれるときに最大の静電力が発生する。このように、Ｘハプティック電極１１、及びＹハプティック電極１２上で（接地又は静電アクチュエータ１０の局所的なグラウンドのような何らかのグラウンドに対する）正の電圧及び負の電圧を同時に使用することによって引き起こされる２つの制御電圧の使用は、「双極」動作と呼ばれる。一方、（接地又はタッチデバイスの局所的なグラウンドのような何らかのグラウンドに対する）単一の制御電圧の使用は、「単極」動作と呼ばれ、本実施形態の静電アクチュエータ１０は、単極動作されてもよい。
プロセッサ４３は、アクチュエータ制御モジュール５０６を実行することにより、ハプティック出力エリア設定モジュール５０２が設定したハプティック出力エリアモデル５０３に基づき、静電アクチュエータ１０の任意の位置（エリア）の対となるＸハプティック電極１１、及びＹハプティック電極１２に異なる電圧を印加することにより、対となるＸハプティック電極１１、及びＹハプティック電極１２の交点で指２が高い静電力を受けるアクティブエリア）とする。実際には、対となるＸハプティック電極１１、及びＹハプティック電極１２には、ＡＣ電圧が使用される場合があり、印加される電圧の位相が互いに１８０度ずれるときに最大の静電力が発生する。このように、Ｘハプティック電極１１、及びＹハプティック電極１２上で（接地又は静電アクチュエータ１０の局所的なグラウンドのような何らかのグラウンドに対する）正の電圧及び負の電圧を同時に使用することによって引き起こされる２つの制御電圧の使用は、「双極」動作と呼ばれる。一方、（接地又はタッチデバイスの局所的なグラウンドのような何らかのグラウンドに対する）単一の制御電圧の使用は、「単極」動作と呼ばれ、本実施形態の静電アクチュエータ１０は、単極動作されてもよい。
【0039】
アクチュエータ制御モジュール５０６は、ハプティック出力エリアモデル５０３に基づき、操作検出モジュール５０４で操作された操作区分領域６５０に対応するハプティックパターン６６０（６７０；６８０；６９０）をアクティブエリアとする。この場合、図６Ａの例において、アクチュエータ制御モジュール５０６は、操作検出モジュール５０４で検出された前記操作位置が操作区分領域６５２に属する場合、操作区分領域６５２に対応するハプティックパターン６６２をアクティブエリアとし、前記操作位置に対応しないハプティックパターン６６１、６６３、６６４、及び６６５を非アクティブエリアとしてもよい。
【0040】
いくつかの実施形態において、アクチュエータ制御モジュール５０６は、ハプティック出力エリアモデル５０３に基づき、操作検出モジュール５０４で操作されたハプティック出力グループ６００に含まれるハプティックパターン６６０（６７０；６８０；６９０）の全てをアクティブエリアとしてもよい。この場合、図６Ａの例において、アクチュエータ制御モジュール５０６は、操作検出モジュール５０４で検出された前記操作位置が操作区分領域６５２に属する場合、操作されたハプティック出力グループ６００の全体、すなわち、ハプティックパターン６６１、６６２、６６３、６６４、及び６６５をアクティブエリアとしてもよい。
【0041】
また、いくつかの実施形態において、アクチュエータ制御モジュール５０６は、ハプティック出力エリアモデル５０３に基づき、操作検出モジュール５０４で操作された操作区分領域６５０及びその周辺の操作区分領域６５０に対応するハプティックパターン６６０（６７０；６８０；６９０）をアクティブエリアとする。この場合、図６Ａの例において、アクチュエータ制御モジュール５０６は、操作検出モジュール５０４で検出された前記操作位置が操作区分領域６５２に属する場合、操作区分領域６５２に対応するハプティックパターン６６２と、操作区分領域６５２の周辺の操作区分領域６５１、及び６５３に対応するハプティックパターン６６１、及び６６３をアクティブエリアとし、それ以外のハプティックパターン６６４、及び６６５を非アクティブエリアとしてもよい。
【0042】
また、いくつかの実施形態において、アクチュエータ制御モジュール５０６は、ハプティック出力エリアモデル５０３に基づかず、ハプティック出力エリアモデル５０３に含まれるハプティックパターン６６０（６７０；６８０；６９０）の全てをアクティブエリアとしておいてもよい。この場合、図５Ｂの例において、ハプティック出力エリアモデル５０３に含まれる全てのハプティック出力グループ６００のハプティック出力エリアをアクティブエリアとしてもよい。
【0043】
また、上記実施形態と組み合わされ得るいくつかの実施形態において、アクチュエータ制御モジュール５０６は、複数のＸハプティック電極１１、複数のＹハプティック電極１２を順次走査していき、アクティブエリアとする任意の位置（エリア）の対となるＸハプティック電極１１、及びＹハプティック電極１２に異なる電圧を印加するようにしてもよい。
【0044】
（操作情報処理モジュール５０８）
図４のプロセッサ４３は、操作情報処理モジュール５０８を実行することにより、ユーザーによる操作に対応する操作コマンドを生成し、前記操作コマンドをＩ／Ｏインタフェース４１から車両ＥＣＵ４０１や車載機器ＥＣＵ４０３などに送信する。車両ＥＣＵ４０１や車載機器ＥＣＵ４０３などは、操作情報処理モジュール５０８により生成された前記操作コマンドに基づき、処理を実行し得る。また、グラフィックモジュール５００も、操作情報処理モジュール５０８が生成する操作コマンドに基づき、表示させる画像を変更してもよい。また、ハプティック出力エリア設定モジュール５０２も、操作情報処理モジュール５０８が生成する操作コマンドに基づき、ハプティック出力エリアモデル５０３を生成（変更）してもよい。操作情報処理モジュール５０８は、例えば、操作検出モジュール５０４が特定した操作情報（前記操作位置、前記押圧力など）と、前記操作コマンドとを対応づけたテーブルデータなどを含み、前記テーブルデータを参照することで、前記操作コマンドを生成してもよい。
図４のプロセッサ４３は、操作情報処理モジュール５０８を実行することにより、ユーザーによる操作に対応する操作コマンドを生成し、前記操作コマンドをＩ／Ｏインタフェース４１から車両ＥＣＵ４０１や車載機器ＥＣＵ４０３などに送信する。車両ＥＣＵ４０１や車載機器ＥＣＵ４０３などは、操作情報処理モジュール５０８により生成された前記操作コマンドに基づき、処理を実行し得る。また、グラフィックモジュール５００も、操作情報処理モジュール５０８が生成する操作コマンドに基づき、表示させる画像を変更してもよい。また、ハプティック出力エリア設定モジュール５０２も、操作情報処理モジュール５０８が生成する操作コマンドに基づき、ハプティック出力エリアモデル５０３を生成（変更）してもよい。操作情報処理モジュール５０８は、例えば、操作検出モジュール５０４が特定した操作情報（前記操作位置、前記押圧力など）と、前記操作コマンドとを対応づけたテーブルデータなどを含み、前記テーブルデータを参照することで、前記操作コマンドを生成してもよい。
【0045】
図７は、いくつかの実施形態の表示装置１がハプティック出力を実行する方法Ｓ１００を示すフロー図である。方法Ｓ１００は、静電アクチュエータ１０、タッチセンサー２０、空間光変調素子３０、及び処理装置４０、において実行される。以下に示す方法Ｓ１００のいくつかの動作は任意選択的に組み合わされ、いくつかの動作の手順は任意選択的に変更され、いくつかの動作は任意選択的に省略される。
【0046】
（ステップＳ１０２）
図４のハプティック出力エリア設定モジュール５０２は、ハプティック出力をする位置（ハプティック出力エリア）を定めるハプティック出力エリアモデル５０３を設定する。ハプティック出力エリア設定モジュール５０２は、典型的には、空間光変調素子３０が表示するソフトウェアスイッチ画像１００の位置、種類、サイズの変更などに応じて、ハプティック出力エリアを変更する。但し、これに限定されず、ハプティック出力エリア設定モジュール５０２は、空間光変調素子３０が表示するソフトウェアスイッチ画像１００の変更に依らず、ハプティック出力エリアを変更してもよい。この場合，Ｉ／Ｏインタフェース４１から入力する車両ＥＣＵ４０１、車載機器ＥＣＵ４０３、又はユーザーの状態（脈拍などの生体情報、目位置、視線方向など）を検出するユーザー検出部（不図示）などから取得される情報に基づいて、ソフトウェアスイッチ画像１００の変更がなくても、ハプティック出力エリアモデル５０３を変更し得る。
図４のハプティック出力エリア設定モジュール５０２は、ハプティック出力をする位置（ハプティック出力エリア）を定めるハプティック出力エリアモデル５０３を設定する。ハプティック出力エリア設定モジュール５０２は、典型的には、空間光変調素子３０が表示するソフトウェアスイッチ画像１００の位置、種類、サイズの変更などに応じて、ハプティック出力エリアを変更する。但し、これに限定されず、ハプティック出力エリア設定モジュール５０２は、空間光変調素子３０が表示するソフトウェアスイッチ画像１００の変更に依らず、ハプティック出力エリアを変更してもよい。この場合，Ｉ／Ｏインタフェース４１から入力する車両ＥＣＵ４０１、車載機器ＥＣＵ４０３、又はユーザーの状態（脈拍などの生体情報、目位置、視線方向など）を検出するユーザー検出部（不図示）などから取得される情報に基づいて、ソフトウェアスイッチ画像１００の変更がなくても、ハプティック出力エリアモデル５０３を変更し得る。
【0047】
（ステップＳ１０４）
図４の操作検出モジュール５０４は、タッチセンサー２０からセンサーデータを収集し、前記センサーデータを処理することで、物体（指又は他の物体）２がハプティクス機能付き表示装置１の表面に接触している位置（操作位置）や物体（指又は他の物体）２がハプティクス機能付き表示装置１の表面を押す力（押圧力）などを検出する。
図４の操作検出モジュール５０４は、タッチセンサー２０からセンサーデータを収集し、前記センサーデータを処理することで、物体（指又は他の物体）２がハプティクス機能付き表示装置１の表面に接触している位置（操作位置）や物体（指又は他の物体）２がハプティクス機能付き表示装置１の表面を押す力（押圧力）などを検出する。
【0048】
（ステップＳ１０６）
図４のアクチュエータ制御モジュール５０６は、ハプティック出力エリアモデル５０３に基づき、静電アクチュエータ１０を駆動し、ハプティック出力エリアＨＥをアクティブにする。アクチュエータ制御モジュール５０６は、ユーザーの操作があった場合にのみ、前記操作位置に基づいて、ハプティック出力エリアモデル５０３のうち一部のハプティック出力エリアＨＥをアクティブにしてもよい。また、アクチュエータ制御モジュール５０６は、ユーザーの操作がなくても、ハプティック出力エリアモデル５０３の全部又は一部のハプティック出力エリアをアクティブにしておいてもよい。
図４のアクチュエータ制御モジュール５０６は、ハプティック出力エリアモデル５０３に基づき、静電アクチュエータ１０を駆動し、ハプティック出力エリアＨＥをアクティブにする。アクチュエータ制御モジュール５０６は、ユーザーの操作があった場合にのみ、前記操作位置に基づいて、ハプティック出力エリアモデル５０３のうち一部のハプティック出力エリアＨＥをアクティブにしてもよい。また、アクチュエータ制御モジュール５０６は、ユーザーの操作がなくても、ハプティック出力エリアモデル５０３の全部又は一部のハプティック出力エリアをアクティブにしておいてもよい。
【0049】
（ステップＳ１０８）
図４の操作情報処理モジュール５０８は、操作検出モジュール５０４が特定した操作情報（前記操作位置、前記押圧力など）に対応する前記操作コマンドを生成し、前記操作コマンドをＩ／Ｏインタフェース４１から車両ＥＣＵ４０１や車載機器ＥＣＵ４０３などに送信する。
図４の操作情報処理モジュール５０８は、操作検出モジュール５０４が特定した操作情報（前記操作位置、前記押圧力など）に対応する前記操作コマンドを生成し、前記操作コマンドをＩ／Ｏインタフェース４１から車両ＥＣＵ４０１や車載機器ＥＣＵ４０３などに送信する。
【0050】
プロセッサ４３は、図７のステップＳ１０８が実行した後、ステップＳ１０２から処理を再開し、表示装置１が動作を終了するまで処理を繰り返す。
【符号の説明】
【0051】
１ ：ハプティクス機能付き表示装置（表示装置）
２ ：指
１０ ：静電アクチュエータ
１０ａ ：基板
１１ ：Ｘハプティック電極
１２ ：Ｙハプティック電極
１３ ：絶縁層
２０ ：タッチセンサー
３０ ：空間光変調素子
４０ ：ハプティクス処理装置（処理装置）
４１ ：Ｉ／Ｏインタフェース
４３ ：プロセッサ
４５ ：画像処理回路
４７ ：メモリ
１００ ：ソフトウェアスイッチ画像
１１０ ：第１のソフトウェアスイッチ画像
１２０ ：第２のソフトウェアスイッチ画像
４０１ ：車両ＥＣＵ
４０３ ：車載機器ＥＣＵ
５００ ：グラフィックモジュール
５０２ ：ハプティック出力エリア設定モジュール
５０３ ：ハプティック出力エリアモデル
５０３ａ ：ハプティクスエリアモデル
５０３ｂ ：ハプティクスエリアモデル
５０４ ：操作検出モジュール
５０６ ：アクチュエータ制御モジュール
５０８ ：操作情報処理モジュール
６００ ：ハプティック出力グループ
６１０ ：第１のハプティック出力グループ
６２０ ：第２のハプティック出力グループ
６３０ ：第３のハプティック出力グループ
６４０ ：第４のハプティック出力グループ
６５０ ：操作区分領域
６６０ ：第１のハプティックパターン
６７０ ：第２のハプティックパターン
６８０ ：第３のハプティックパターン
６９０ ：第４のハプティックパターン
ＨＥ ：ハプティック出力エリア
２ ：指
１０ ：静電アクチュエータ
１０ａ ：基板
１１ ：Ｘハプティック電極
１２ ：Ｙハプティック電極
１３ ：絶縁層
２０ ：タッチセンサー
３０ ：空間光変調素子
４０ ：ハプティクス処理装置（処理装置）
４１ ：Ｉ／Ｏインタフェース
４３ ：プロセッサ
４５ ：画像処理回路
４７ ：メモリ
１００ ：ソフトウェアスイッチ画像
１１０ ：第１のソフトウェアスイッチ画像
１２０ ：第２のソフトウェアスイッチ画像
４０１ ：車両ＥＣＵ
４０３ ：車載機器ＥＣＵ
５００ ：グラフィックモジュール
５０２ ：ハプティック出力エリア設定モジュール
５０３ ：ハプティック出力エリアモデル
５０３ａ ：ハプティクスエリアモデル
５０３ｂ ：ハプティクスエリアモデル
５０４ ：操作検出モジュール
５０６ ：アクチュエータ制御モジュール
５０８ ：操作情報処理モジュール
６００ ：ハプティック出力グループ
６１０ ：第１のハプティック出力グループ
６２０ ：第２のハプティック出力グループ
６３０ ：第３のハプティック出力グループ
６４０ ：第４のハプティック出力グループ
６５０ ：操作区分領域
６６０ ：第１のハプティックパターン
６７０ ：第２のハプティックパターン
６８０ ：第３のハプティックパターン
６９０ ：第４のハプティックパターン
ＨＥ ：ハプティック出力エリア
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図7】