JP2011146006A - 入力装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 触覚フィードバック機能を有するタッチ式の入力装置において、触覚フィードバックに起因する音響ノイズを低減することが可能な入力装置を提供する。
【解決手段】 入力装置１は、タッチスクリーン１０と、該タッチスクリーン１０を振動させてユーザの指先に触覚フィードバックを与える圧電アクチュエータ１２と、触覚フィードバックにより発生する音響ノイズを打ち消す音波を出力するスピーカ１４と、圧電アクチュエータ１２、スピーカ１４等を統合的に制御する電子制御ユニット２０とを備えている。電子制御ユニット２０は、触覚フィードバック信号を生成する触覚フィードバック信号生成部２３と、該触覚フィードバック信号に基づいて圧電アクチュエータ１２を駆動する駆動回路２１と、触覚フィードバック信号と逆位相の音波信号を生成する音波信号生成部２４と、該音波信号を増幅してスピーカ１４を駆動する増幅回路２２とを有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、入力装置及び電子機器に関し、特に、触覚フィードバック機能を有するタッチ式の入力装置、及び該入力装置を用いた電子機器に関する。

従来から、電子機器の入力インターフェースとして、液晶パネルなどの表示デバイスとタッチパネルなどの位置検出デバイスとを組合せ、液晶パネルの表示に指などで触れることで電子機器に対する入力操作を可能とするタッチスクリーンが広く用いられている。従来のタッチスクリーンは、押しボタンと異なり操作時のクリック感がないため、操作の快適さや確実性の点で問題があった。この点を改善する技術として、近年、ユーザがタッチスクリーンに触れたときにタッチスクリーンを振動させることによって、ユーザの指先に、ボタンの押下などに対応した触覚（感触）を与える触覚フィードバック技術が注目されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

ちなみに、特許文献１には、ユーザの接触位置に基づいて位置情報をコンピュータに与える平面状のタッチ面を備えるタッチ入力装置であって、ユーザに触感覚を与えるべく力を出力するアクチュエータが連結されたタッチ入力装置が記載されている。また、特許文献２には、タッチパネルを入力インターフェースとして備える電子機器であって、ユーザがタッチパネルに触れると、タッチパネルの位置情報に基づいて、ＣＰＵが出力用振動パターンを生成する電子機器が開示されている。この電子機器を構成するアクチュエータ駆動回路は、出力用振動パターンに従い、ユーザの触覚を刺激する触角振動とユーザが音として感知できる音声振動とを圧電アクチュエータに出力させる。

特表２００４−５３０２００号公報 特開２００７−１２２５０１号公報

ところで、触覚フィードバックを行うことによりタッチスクリーンの操作感を向上させることはできる。しかしながら、触覚フィードバックが行われる際に、タッチスクリーンがアクチュエータによって振動すると、その振動周波数に応じた音（以下「音響ノイズ」という）がタッチスクリーンから生じるため、操作しているユーザに対して、違和感や不快感を与えるおそれがある。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、触覚フィードバック機能を有するタッチ式の入力装置において、触覚フィードバックに起因する音響ノイズを低減することが可能なタッチ式の入力装置、及び該入力装置を用いた電子機器を提供することを目的とする。

本発明に係る入力装置は、ユーザによる入力操作を検知するタッチスクリーンと、ユーザによる入力操作がタッチスクリーンにより検知されたときに、該ユーザに触覚フィードバックを与えるための触覚フィードバック信号を生成する触覚信号生成手段と、触覚信号生成手段により生成された触覚フィードバック信号に基づいてタッチスクリーンを振動させる振動発生手段と、タッチスクリーンが振動することにより生じる音波を打ち消す音波を出力する音波出力手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る入力装置によれば、ユーザがタッチスクリーンに触れたときに、タッチスクリーンが振動し、ユーザの指先などに触覚フィードバックが与えられる。また、それと同時に、タッチスクリーンが振動することにより生じる音波（音響ノイズ）を打ち消す音波が出力される。その結果、タッチスクリーンの振動、すなわち触覚フィードバックに起因する音響ノイズと音波出力手段から出力された音波とが互いに打ち消しあって、ユーザに聞こえる音響ノイズが低減される。よって、触覚フィードバック機能を有するタッチ式の入力装置において、触覚フィードバックに起因する音響ノイズを低減することが可能となる。

特に、本発明に係る入力装置は、触覚フィードバック信号と逆位相の音波信号を生成する音波信号生成手段を備え、音波出力手段が、音波信号生成手段により生成された音波信号に基づいて音波を出力することが好ましい。

この場合、タッチスクリーンを振動させる触覚フィードバック信号と逆位相の音波が音波出力手段から出力される。そのため、タッチスクリーンが触覚フィードバック信号に基づいて振動することに起因する音響ノイズが、波の重ね合わせの原理により、音波出力手段から出力された音波によって打ち消される。その結果、ユーザに聞こえる音響ノイズを低減することが可能となる。

また、本発明に係る入力装置は、タッチスクリーンの振動特性と音波出力手段の振動特性との違いに基づいて、音波信号を補正する補正手段をさらに備え、音波出力手段が、補正手段により補正された後の音波信号に基づいて音波を出力することが好ましい。

ところで、同一の信号波形が入力されたとしても、振動する物体の振動特性が異なる場合には、実際に出力される音波の波形が異なる。そのため、音波出力手段に対して、触覚フィードバック信号と逆位相の音波信号を入力したとしても、音波出力手段から出力される音波の波形が、タッチスクリーンから実際に出力される音波の波形に対して、完全に逆位相とならない場合がある。すなわち、単純に触覚フィードバック信号と逆位相の音波を音波出力手段から出力しても、音響ノイズを完全に打ち消すことができないことがある。ここで、本発明に係る入力装置によれば、タッチスクリーンの振動特性と前記音波出力手段の振動特性との違いに基づいて、音波信号が補正される。そのため、音波出力手段から出力される音波の波形を、タッチスクリーンから実際に発生する音波（音響ノイズ）の逆位相の波形により近づけることができる。よって、音響ノイズをより効果的に打ち消すことが可能となる。

一方、本発明に係る入力装置では、触覚フィードバック信号に基づいてタッチスクリーンが振動することにより発生する音波と逆位相の音波データを予め記憶する記憶手段を備え、音波出力手段が、記憶手段に記憶されている音波データに基づいて音波を出力する構成とすることも好ましい。

この構成によれば、タッチスクリーンが振動することにより発生する実際の音波（音響ノイズ）が予め計測されて、計測された音波と逆位相の音波データが記憶手段に予め記憶される。そのため、触覚フィードバックを行うときに、予め記憶されている音波データに基づいて音波を出力することにより、より簡易かつ効果的に音響ノイズを打ち消すことが可能となる。

本発明に係る入力装置では、音波出力手段が、タッチスクリーンの近傍に配置されていることが好ましい。このように音波出力手段を音響ノイズの発生源であるタッチスクリーンの近傍に配置することにより、音響ノイズの打ち消し効果をより高めることが可能となる。

本発明に係る電子機器は、上記いずれかの入力装置と、該入力装置により受付けられたユーザの入力操作に基づいて自機の制御を行う制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る電子機器によれば、上述したいずれかの入力装置を備えているため、該入力装置を用いてユーザが電子機器を操作する際に、触覚フィードバックによりユーザの指先に適切な操作感（触覚）を与えつつ、触覚フィードバックに起因する不快な音響ノイズを低減することができる。よって、電子機器を確実かつ快適に操作することが可能となる。

本発明によれば、ユーザがタッチスクリーンに触れたときに、触覚フィードバックに起因する音響ノイズを打ち消す音波を出力する構成としたので、触覚フィードバック機能を有するタッチ式の入力装置及び該入力装置を用いた電子機器において、触覚フィードバックに起因する音響ノイズを低減することが可能となる。

第１実施形態に係る入力装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る入力装置によるノイズキャンセル処理の処理手順を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る入力装置の構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る入力装置によるノイズキャンセル処理の処理手順を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る入力装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る入力装置を用いた電子機器の構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

［第１実施形態］
まず、図１を用いて、第１実施形態に係る入力装置１の構成について説明する。図１は、入力装置１の構成を示すブロック図である。

入力装置１は、ユーザがタッチスクリーンに触ったときに、タッチスクリーンを振動させることによって、触ったことを知らせる機能、所謂、触覚フィードバック機能を有するタッチ式の入力装置である。また、入力装置１は、触覚フィードバックに起因する音響ノイズを低減するノイズキャンセル機能を有している。そのために、入力装置１は、タッチスクリーン１０と、該タッチスクリーン１０を振動させてユーザの指先に触覚フィードバックを与える圧電アクチュエータ１２と、触覚フィードバックにより発生する音響ノイズを打ち消す音波を出力するスピーカ１４と、タッチスクリーン１０、圧電アクチュエータ１２、スピーカ１４を統合的に制御する電子制御ユニット２０とを備えている。この電子制御ユニット２０は、触覚フィードバック信号を生成する触覚フィードバック信号生成部２３と、該触覚フィードバック信号に基づいて圧電アクチュエータ１２を駆動する駆動回路２１と、触覚フィードバック信号と逆位相の音波信号を生成する音波信号生成部２４と、該音波信号を増幅してスピーカ１４を駆動する増幅回路２２とを有している。以下、各構成について詳細に説明する。

タッチスクリーン１０は、操作画面を表示する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等からなる表示部１０ａと、ユーザのタッチ位置を検出するタッチパネル等からなる位置検出部１０ｂとを有している。表示部１０ａは、機器を操作するための各種操作ボタンや各種情報などを表示する。位置検出部１０ｂは、表示部１０ａの表示画面を覆うように設けられており、その表面には２次元座標（Ｘ−Ｙ座標）が仮想的に配置されている。位置検出部１０ｂは、ユーザによるタッチ操作がなされると、そのタッチ位置に応じた座標情報を出力する。なお、タッチ位置の検出には、例えば、電気抵抗、圧力、静電容量、赤外線、又は超音波等が利用される。

タッチスクリーン１０は、電子制御ユニット２０と接続されており、検出されたタッチ位置の座標情報を、電子制御ユニット２０に出力する。そして、各種操作ボタン等の表示位置とタッチ位置を示す座標情報とに基づき、ユーザの操作内容が、電子制御ユニット２０によって判断される。

圧電アクチュエータ（ピエゾアクチュエータ）１２は、圧電素子（ピエゾ素子）の逆圧電効果を応用したアクチュエータである。圧電素子としては、例えばジルコン酸チタン酸鉛に代表される圧電セラミックスが好適に用いられる。本実施形態では、圧電アクチュエータ１２として、多数の薄い圧電素子を重ねた積層型圧電アクチュエータを用いた。

また、本実施形態では、細長い板状に形成された２つの圧電アクチュエータ１２，１２それぞれを、矩形のタッチスクリーン１０の対向する２辺に沿って、該タッチスクリーン１０の背面に配設する構成とした。両圧電アクチュエータ１２，１２は、電子制御ユニット２０に接続されており、電子制御ユニット２０から出力される触覚フィードバック信号に基づいて駆動される。圧電アクチュエータ１２が駆動されると、タッチスクリーン１０は、厚さ方向に沿った方向に変位（振動）する。そして、タッチスクリーン１０が振動することにより、ユーザの指先に触覚フィードバックが与えられる。すなわち、圧電アクチュエータ１２は、特許請求の範囲に記載の振動発生手段として機能する。

スピーカ１４は、電気信号を物理振動に変換して音声などの音（音波）を出力する公知のスピーカである。スピーカ１４は、タッチスクリーン１０の近傍において、スピーカ１４の開口端面とタッチスクリーン１０の操作面（すなわち振動面）とが略同一平面上に位置するように入力装置１の筐体に取付けられている。スピーカ１４は、電子制御ユニット２０に接続されており、電子制御ユニット２０から出力される音波信号に基づいて駆動される。これにより、スピーカ１４は、触覚フィードバック時にタッチスクリーン１０が振動することによって生じる音響ノイズを打ち消す（キャンセルする）音波を出力する。すなわち、スピーカ１４は、特許請求の範囲に記載の音波出力手段として機能する。

電子制御ユニット２０は、上述したように、タッチスクリーン１０、圧電アクチュエータ１２、及びスピーカ１４などを統合的に制御するものである。電子制御ユニット２０は、ユーザのタッチ操作の有無を監視し、タッチ操作が検知されたときに、ユーザの指先に触覚フィードバックを与えるために、圧電アクチュエータ１２を駆動する。また、電子制御ユニット２０は、圧電アクチュエータ１２の駆動と同時に、触覚フィードバックによりタッチスクリーン１０から生じる音響ノイズを打ち消す音波を出力するようにスピーカ１４を駆動する。

そのため、電子制御ユニット２０は、出力インターフェースとして、圧電アクチュエータ１２を駆動する駆動回路２１と、スピーカ１４を駆動する増幅回路２２とを有している。また、電子制御ユニット２０は、駆動回路２１に出力する触覚フィードバック信号、及び、増幅回路２２に出力する音波信号を生成するための演算処理を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラムやデータを記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを一時的に記憶するＲＡＭ、及びデータがバックアップされているバックアップＲＡＭなどを有して構成されている。

電子制御ユニット２０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムが、マイクロプロセッサによって実行されることにより、触覚フィードバック信号を生成する触覚フィードバック信号生成部２３、及び、触覚フィードバック信号（波形）と逆位相の音波信号（波形）を生成する音波信号生成部２４の機能が実現される。なお、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどはそれぞれ独立したチップから構成されていてもよいし、これらが１つのチップに収められたマイクロコンピュータ（マイコン）により構成されていてもよい。

駆動回路２１は、圧電アクチュエータ１２を駆動するためのドライバを含んで構成されている。駆動回路２１は、圧電アクチュエータ１２に接続されており、触覚フィードバック信号生成部２３により生成された触覚フィードバック信号に基づいて圧電アクチュエータ１２を駆動する。

増幅回路２２は、スピーカ１４を駆動するための増幅器（アンプ）を含んで構成されている。増幅回路２２は、スピーカ１４に接続されており、音波信号生成部２４により生成された音波信号を増幅してスピーカ１４を駆動する。

触覚フィードバック信号生成部２３は、ユーザがタッチスクリーン１０にタッチしたことが検知されたときに、触覚フィードバック信号を生成する。触覚フィードバック信号としては、数百Ｈｚ（例えば２００〜４００Ｈｚ）の正弦波が好適に用いられる。触覚フィードバック信号生成部２３により生成された触覚フィードバック信号は、上述した駆動回路２１によって増幅され、圧電アクチュエータ１２に印加される。それにより、タッチスクリーン１０が、印加された交流電圧の周波数（波形）に応じて振動し、ユーザの指先に触覚フィードバックが与えられる。触覚フィードバック信号生成部２３及び駆動回路２１は、特許請求の範囲に記載の触覚信号生成手段として機能する。

音波信号生成部２４は、触覚フィードバック信号（波形）と逆位相の音波信号（波形）を生成する。音波信号生成部２４により生成された音波信号は、増幅回路２２によって増幅され、スピーカ１４から出力される。その結果、タッチスクリーン１０が振動することにより発生する音響ノイズが、波の重ね合わせの原理により、スピーカ１４から出力された音波によって打ち消される。音波信号生成部２４及び増幅回路２２は、特許請求の範囲に記載の音波信号生成手段として機能する。

次に、図２を参照しつつ、入力装置１の動作について説明する。図２は、入力装置１による音響ノイズの打消処理（ノイズキャンセル処理）の処理手順を示すフローチャートである。なお、本処理は、主として電子制御ユニット２０において、所定のタイミングで繰り返して実行される。

まず、ステップＳ１００では、ユーザがタッチスクリーン１０にタッチしたか否かについての判断が行われる。ここで、ユーザによるタッチ操作があった場合には、ステップＳ１０２に処理が移行する。一方、ユーザのタッチ操作がないときには、ユーザがタッチスクリーン１０にタッチするまで、本ステップが繰り返して実行される。

ユーザによるタッチ操作が検知された場合、ステップＳ１０２では、ユーザの指先に触覚フィードバックを付与するための触覚フィードバック信号が生成される。また、ステップＳ１０４において、触覚フィードバック信号と逆位相の音波信号が生成される。

続いて、ステップＳ１０６では、ステップＳ１０２で生成された触覚フィードバック信号に基づいて、圧電アクチュエータ１２が駆動され、ユーザの指先に触覚フィードバックが付与される。また、ステップＳ１０８では、ステップＳ１０４で生成された音波信号に基づいて、スピーカ１４が駆動される。その結果、触覚フィードバックに伴い発生する音響ノイズが、スピーカ１４から出力される逆位相の音波によって打ち消される。

本実施形態によれば、ユーザがタッチスクリーン１０に触れたときに、タッチスクリーン１０が振動し、ユーザの指先などに触覚フィードバックが与えられる。また、それと同時に、タッチスクリーン１０が振動することにより生じる音響ノイズを打ち消す音波が出力される。その結果、タッチスクリーン１０の振動、すなわち触覚フィードバックに起因する音響ノイズとスピーカ１４から出力された音波とが互いに打ち消しあって、ユーザに聞こえる音響ノイズが低減される。よって、触覚フィードバックに起因する音響ノイズを低減することが可能となる。

より具体的には、本実施形態によれば、タッチスクリーン１０を振動させる触覚フィードバック信号と逆位相の音波がスピーカ１４から出力される。そのため、タッチスクリーン１０が触覚フィードバック信号に基づいて振動することに起因する音響ノイズが、スピーカ１４から出力された音波によって打ち消される。その結果、ユーザに聞こえる音響ノイズを低減することが可能となる。

本実施形態によれば、スピーカ１４が音響ノイズの発生源であるタッチスクリーン１０の近傍に配置されているため、音響ノイズの打ち消し効果をより高めることが可能となる。

［第２実施形態］
次に、図３を用いて、第２実施形態に係る入力装置３の構成について説明する。図３は、入力装置３の構成を示すブロック図である。なお、図３において第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。

入力装置３は、上述した電子制御ユニット２０に代えて、電子制御ユニット３０を備えている点で、入力装置１と異なっている。この電子制御ユニット３０は、電子制御ユニット２０の構成に加え、補正部３１をさらに有している点で、電子制御ユニット２０と異なっている。その他の構成は、上述した入力装置１と同一または同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

ところで、同一の信号波形が入力されたとしても、振動する物体の振動特性が異なる場合には、実際に出力される音波の波形が異なる。一般的に、スピーカは入力される信号を忠実に再現するように作られている。一方、タッチスクリーンでは、そのようなことは考慮されていない。そのため、スピーカ１４に対して、触覚フィードバック信号と逆位相の音波信号を入力したとしても、スピーカ１４から出力される音波の波形が、タッチスクリーン１０から実際に出力される音響ノイズの波形に対して、完全に逆位相とならない場合が生じる。すなわち、単純に触覚フィードバック信号と逆位相の音波をスピーカ１４から出力しても、音響ノイズを完全に打ち消すことができないことがある。

そこで、補正部３１は、タッチスクリーン１０の振動特性とスピーカ１４の振動特性との違いに基づいて、音波信号生成部２４により生成された音波信号を補正する。より具体的には、補正部３１は、生成された音波信号の波形がタッチスクリーン１０から実際に発生する音響ノイズの波形と逆位相になるように、音波信号に対して補正を加える。すなわち、補正部３１は、特許請求の範囲に記載の補正手段として機能する。

ここで、予め、圧電アクチュエータ１２を駆動する触覚フィードバック信号をＡ、圧電アクチュエータ１２から実際に発生する音響ノイズをＢとした場合に次式（１）で表される、触覚フィードバック信号Ａと音響ノイズＢとの変換関数ｆを求めておき、補正部３１では、変換関数ｆの逆関数（−ｆ）を用いて、音波信号を補正する。
Ｂ＝ｆ（Ａ） ・・・（１）

補正後の音波信号は、増幅回路２２に出力される。増幅回路２２に入力された補正後の音波信号は、該増幅回路２２で増幅された後、スピーカ１４から出力される。

次に、図４を参照しつつ、入力装置３の動作について説明する。図４は、入力装置３によるノイズキャンセル処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、本処理は、主として電子制御ユニット３０において、所定のタイミングで繰り返して実行される。

ステップＳ２００〜Ｓ２０４は、上述したステップＳ１００〜Ｓ１０４と同一の処理内容であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

続いて、ステップＳ２０６では、ステップＳ２０４で生成された音波信号が補正される。続くステップＳ２０８では、ステップＳ２０２で生成された触覚フィードバック信号に基づいて、圧電アクチュエータ１２が駆動され、ユーザの指先に触覚フィードバックが付与される。また、ステップＳ２１０では、ステップＳ２０４で生成され、ステップＳ２０６で補正された音波信号に基づいて、スピーカ１４が駆動される。その結果、触覚フィードバックに伴い発生する音響ノイズが、スピーカ１４から出力される逆位相の音波によって打ち消される。

本実施形態によれば、タッチスクリーン１０の振動特性とスピーカ１４の振動特性との違いに基づいて、音波信号が補正される。そのため、スピーカ１４から出力される音波の波形を、タッチスクリーン１０から実際に発生する音波（音響ノイズ）の逆位相の波形により近づけることができる。よって、音響ノイズをより効果的に打ち消すことが可能となる。

［第３実施形態］
次に、図５を用いて、第３実施形態に係る入力装置５の構成について説明する。図５は、入力装置５の構成を示すブロック図である。なお、図５において第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。

入力装置５は、上述した電子制御ユニット２０に代えて、電子制御ユニット５０を備えている点で、入力装置１と異なっている。この電子制御ユニット５０は、音波信号生成部２４に代えて、記憶部５１を有している点で、電子制御ユニット２０と異なっている。その他の構成は、上述した入力装置１と同一または同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

記憶部５１は、触覚フィードバックに起因して発生する音響ノイズを打ち消すための音波の波形データを予め記憶する。すなわち、触覚フィードバック信号に基づいてタッチスクリーン１０が振動することにより実際に発生する音響ノイズを予め測定し、測定された音響ノイズ波形と逆位相の音波データを記憶部５１に予め記憶しておく。すなわち、記憶部５１は、特許請求の範囲に記載の記憶手段に相当する。

この場合、ユーザの指先がタッチスクリーン１０に触れたことが検知されたときに、記憶部５１に予め記憶されている音波データが読み出され、該音波データに応じた音波信号が増幅回路２２に出力される。そして、増幅回路２２に入力された音波信号は、該増幅回路２２で増幅された後、スピーカ１４から出力される。すなわち、上述した第１実施形態では、図２に示されるステップＳ１０４において、触覚フィードバック信号と逆位相の音波信号が音波信号生成部２４により生成されたが、本実施形態では、本ステップにおいて、予め記憶されている、実際の音響ノイズと逆位相の音波データが記憶部５１から読み出される。なお、その他の処理内容は、上述した第１実施形態の場合と同一又は同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

本実施形態によれば、タッチスクリーン１０が振動することにより発生する実際の音響ノイズが予め計測され、その計測された音響ノイズと逆位相の音波データが記憶部５１に予め記憶される。そのため、触覚フィードバックを行うときに、予め記憶されている音波データに基づいて音波を出力することにより、より簡易かつ効果的に音響ノイズを打ち消すことが可能となる。

［第４実施形態］
上述した入力装置１は、例えば携帯電話や携帯情報端末等の電子機器の入力装置に適用することができる。次に、図６を用いて、入力装置１を用いた電子機器７について説明する。図６は、入力装置１を用いた電子機器７の構成を示すブロック図である。なお、図６において上述した入力装置１と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

電子機器７は、入力装置１と、該入力装置１により受付けられたユーザの操作情報に基づいて自機の制御を行う制御部（特許請求の範囲に記載の制御手段に相当）７１とを備えている。なお、入力装置１に代えて上述した入力装置３又は入力装置５を用いてもよい。

制御部７１は、演算処理を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラムやデータを記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを一時的に記憶するＲＡＭ、及びデータがバックアップされているバックアップＲＡＭなどから構成されている。制御部７１は、入力装置１から入力されるユーザの操作情報に基づいて、電子機器７の制御信号を生成する。そして、制御部７１は、生成した制御信号を用いてアクチュエータなどを制御することにより、電子機器７の動作を統合的に司る。これにより、ユーザは、入力装置１を用いて電子機器７を操作することができる。

なお、入力装置１は電子機器７から分離されていてもよく、また、１つの筐体の中に一体となって収められていてもよい。また、入力装置１が電子機器７と一体的に構成されている場合、電子制御ユニット２０と制御部７１は、同一のハードウェア（ＣＰＵなど）で構成されていてもよい。

ここで、入力装置１が適用される電子機器７としては、例えば、携帯電話、携帯情報端末、ノートＰＣ、ディスプレイ、カーナビゲーションシステム、コピー機、プリンター、現金自動預け払い機（ＡＴＭ）、キャッシュレジスター、各種自動販売機、測定器、生産設備、ポータブルメディアプレーヤ、ディジタルフォトフレーム、バーコードスキャナ、カードリーダ、及び、その他の産業機器などが挙げられる。

電子機器７によれば、上述した入力装置１を備えているため、該入力装置１を用いてユーザが電子機器７を操作する際に、触覚フィードバックによりユーザの指先に適切な操作感（触覚）を与えつつ、触覚フィードバックに起因する不快な音響ノイズを低減することができる。よって、電子機器７を確実かつ快適に操作することが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、音波信号生成部２４で触覚フィードバック信号と逆位相の音波信号を生成（又は、記憶部５１から逆位相の音波データを読み出し）したが、この構成に代えて、触覚フィードバック信号と同位相（同一）の音波信号を駆動回路２１及び増幅回路２２に入力し、駆動回路２１又は増幅回路２２のいずれかにおいて、入力された音波信号の位相を反転する構成としてもよい。

上記実施形態では、タッチスクリーン１０を振動させるアクチュエータとして積層型圧電アクチュエータを用いたが、積層型圧電アクチュエータに代えて、例えば、２枚の圧電素子を貼り合わせたバイモルフ型の圧電アクチュエータなどを用いてもよい。また、用いる圧電アクチュエータの特性、形状、個数、配置場所などは、上記実施形態に限られることなく、適用される入力装置に応じて適切に設定することが好ましい。さらに、圧電アクチュエータに代えて、例えば偏心錘を電動モータで回す偏心振動モータなどを用いてもよい。

また、触覚フィードバック信号の周波数、信号波形などは、上記実施形態に限られることなく、例えば、タッチスクリーン１０の振動特性や、ユーザの指先にフィードバックする触覚に応じて任意に設定することができる。

上記実施形態では、音響ノイズを打ち消す音波を出力するためにスピーカ１４を用いたが、用途によっては、スピーカに代えて、例えばブザーなどを利用してもよい。また、入力装置１を用いた電子機器７では、該電子機器７がスピーカを有している場合には、音響ノイズを打ち消すために専用のスピーカを別に設ける必要はなく、電子機器７が有するスピーカを流用してもよい。

１，３，５ 入力装置
７ 電子機器
１０ タッチスクリーン
１０ａ 表示部
１０ｂ 位置検出部
１２ 圧電アクチュエータ
１４ スピーカ
２０，３０，５０ 電子制御ユニット
２１ 駆動回路
２２ 増幅回路
２３ 触覚フィードバック信号生成部
２４ 音波信号生成部
３１ 補正部
５１ 記憶部
７１ 制御部

Claims (6)

1. ユーザによる入力操作を検知するタッチスクリーンと、
   ユーザによる入力操作が前記タッチスクリーンにより検知されたときに、該ユーザに触覚フィードバックを与えるための触覚フィードバック信号を生成する触覚信号生成手段と、
   前記触覚信号生成手段により生成された触覚フィードバック信号に基づいて前記タッチスクリーンを振動させる振動発生手段と、
   前記タッチスクリーンが振動することにより生じる音波を打ち消す音波を出力する音波出力手段と、を備えることを特徴とする入力装置。
2. 前記触覚フィードバック信号と逆位相の音波信号を生成する音波信号生成手段を備え、
   前記音波出力手段は、前記音波信号生成手段により生成された音波信号に基づいて音波を出力することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 前記タッチスクリーンの振動特性と前記音波出力手段の振動特性との違いに基づいて、前記音波信号を補正する補正手段をさらに備え、
   前記音波出力手段は、前記補正手段により補正された後の音波信号に基づいて音波を出力することを特徴とする請求項２に記載の入力装置。
4. 前記触覚フィードバック信号に基づいて前記タッチスクリーンが振動することにより発生する音波と逆位相の音波データを予め記憶する記憶手段を備え、
   前記音波出力手段は、前記記憶手段に記憶されている音波データに基づいて音波を出力することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
5. 前記音波出力手段は、前記タッチスクリーンの近傍に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の入力装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の入力装置と、
   前記入力装置により受付けられたユーザの入力操作に基づいて、自機の制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする電子機器。
   

Images