JP2014071687A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的小さなエネルギーで、局所的に所定強度の振動を生じさせることが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置は、振動を発生する発生部２と、発生部２で発生した振動を伝達する導波路３とを備えている。制御部は、表示部の表示内容と検知部１２の出力内容との少なくとも一方に応じて発生部２を制御する。導波路３は、表示部の画面に沿った線状に形成され、検知部１２の一部を局所的に振動させるように構成されている。これにより、表示装置は、ある導波路３が振動を伝達している状態で、検知部１２における振動中の導波路３に対応する位置にユーザの指（接触体）が接触すると、導波路３を伝わる振動が、検知部１２を介してユーザの指に伝達される。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示部の画面に接触体が接触すると表示部の画面における接触体の接触位置に対応した出力を発生する検知部を備えた表示装置に関する。

従来から、表示部の画面に指や専用のペン等の接触体が触れることにより、情報の入力が可能な表示装置が提供されている。近年では、この種の表示装置（いわゆるタッチパネルディスプレイ）は、スマートフォン、タブレット端末等の各種機器に、ユーザインタフェースとして搭載されている。

この種の表示装置をユーザインタフェースとして用いる場合、ユーザは、画面に触れることのみによって情報の入力を行うと、スイッチを押圧するときのようなクリック感を感じることがない。そのため、ユーザは、確実に情報が入力されたか否かを触覚で確認することができない。とくに、画面の小型化が要求されるスマートフォンなどにおいては、必然的に、表示する操作ボタンも小さくなるため、ユーザは、視覚的には正しく操作ボタンを操作できたか否かを判断しにくい。また、ユーザは、画面内での操作ボタンの位置を視覚的に把握する必要があるので、タッチタイピングのように指先の感覚だけで操作ボタンを操作することができない。

そこで、表示装置において、クリック音の発生、画面の表示色の変化等、聴覚や視覚により確実に情報が入力されたことを確認できる工夫が行われている。ただし、クリック音を発生する構成では騒音の問題を生じる可能性があり、視覚的に情報入力を確認する構成では、画面を注視しなければならず、また視覚障害者の使用に適さないという問題を生じる可能性がある。

また、特許文献１に記載の表示装置（入力装置）は、画像を表示し接触体（指等）により表面を触れることで情報を入力する情報入力部を有し、駆動部が、情報入力部を触れている接触体に、所定の強度の刺激をフィードバックするように構成されている。これにより、ユーザは、情報入力とともに所定の刺激を受けることで、入力が確実に行われたことを確認することができる。

ここで、駆動部は、たとえば情報入力部の矩形形状の各辺に沿って設けられ、情報入力部の表面に振動波を伝送し、振動波により接触体に刺激を与える振動伝送部である。各振動伝送部からの振動波は、情報入力部の表面を伝送し、それぞれがぶつかり合う箇所において互いに干渉し合うことで振幅が増幅された合成波を生じる。つまり、各振動伝送部は、所定の位相で振動波を供給することで、情報入力部の表面の１点に各振動波のエネルギーを集中させて１つの合成波を発生させる。

特開２００５−２７６０８９号公報

しかし、特許文献１に記載の表示装置は、複数の振動伝送部から情報入力部の表面に伝送される振動波を合成し、情報入力部の表面を触れている接触体に、所定強度の合成波を与える。つまり、特許文献１に記載の表示装置は、局所的に所定強度の振動（合成波）を生じさせるために、複数の振動伝送部がそれぞれ情報入力部の表面全体を振動させるので、無駄に大きなエネルギーが必要となる。

本発明は上記事由に鑑みて為されており、比較的小さなエネルギーで、局所的に所定強度の振動を生じさせることが可能な表示装置を提供することを目的とする。

本発明の表示装置は、表示部と、前記表示部の画面に重ねて配置され、接触体が接触すると当該接触体の接触位置に対応した出力を発生する検知部と、振動を発生する発生部と、前記発生部で発生した振動を伝達する導波路と、前記表示部の表示内容と前記検知部の出力内容との少なくとも一方に応じて前記発生部を制御する制御部とを備え、前記導波路は、前記表示部の画面に沿った線状に形成され、前記検知部の一部を局所的に振動させるように構成されていることを特徴とする。

この表示装置において、前記導波路は、複数本設けられていることが望ましい。

この表示装置において、前記導波路は、前記表示部の画面上で互いに交差する第１の方向と第２の方向との各方向に沿って複数本ずつ配置されていることがより望ましい。

この表示装置において、前記複数本の前記導波路は、隣接する前記導波路同士の間隔が一定間隔に固定されていることがより望ましい。

この表示装置において、前記複数本の前記導波路は、隣接する前記導波路同士の間隔が可変であることがより望ましい。

この表示装置において、前記制御部は、前記第１の方向に沿う１本の前記導波路と、前記第２の方向に沿う１本の前記導波路とを振動させることにより、両導波路の交点において所定強度の振動が生じるように前記発生部を制御する第１モードを有することがより望ましい。

この表示装置において、前記制御部は、前記第１の方向に沿う複数本の前記導波路と、前記第２の方向に沿う複数本の前記導波路とを振動させることにより、両導波路の各交点において所定強度の振動が生じるように前記発生部を制御する第２モードを有することがより望ましい。

この表示装置において、前記制御部は、前記検知部のうち前記表示部の表示内容に応じた矩形状の判定領域の４辺上に位置する４本の前記導波路を振動させることにより、当該判定領域の四隅に位置する前記導波路の交点において所定強度の振動が生じるように前記発生部を制御する第３モードを有することがより望ましい。

この表示装置において、前記制御部は、振動させる前記導波路を切り替えることにより、前記検知部において所定強度の振動が生じる領域を前記表示部の表示内容に合わせて移動させるように、前記発生部を制御することがより望ましい。

この表示装置において、前記制御部は、前記発生部が発生する振動の強度を調節する調節部を有することがより望ましい。

この表示装置において、前記調節部は、前記検知部の出力内容に応じて前記振動の強度を変化させるように構成されていることがより望ましい。

この表示装置において、前記調節部は、前記検知部における前記表示部の表示内容に応じた判定領域の位置と前記接触体の接触位置とのずれ量に応じて前記振動の強度を変化させるように構成されていることがより望ましい。

この表示装置において、前記発生部は、超音波帯域に含まれる振動数の振動を発生するように構成されていることがより望ましい。

本発明は、導波路が、表示部の画面に沿った線状に形成され、検知部の一部を局所的に振動させるように構成されているので、比較的小さなエネルギーで、局所的に所定強度の振動を生じさせることが可能になるという利点がある。

実施形態１に係る表示装置の概略構成を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 実施形態１に係る表示装置の概略構成を示すブロック図である。 実施形態２に係る表示装置の概略構成を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 実施形態２に係る表示装置の動作の説明図である。 実施形態２に係る表示装置の動作の説明図である。 実施形態２に係る表示装置の動作の説明図である。 実施形態２に係る表示装置の表示例の説明図である。 実施形態２に係る表示装置の動作の説明図である。

（実施形態１）
本実施形態の表示装置１は、図２に示すように、表示部１１と、検知部１２と、制御部１３とを備えている。

表示部１１は、多数の画素を縦横にマトリクス状に配列したマトリクス表示型の液晶表示器にバックライトを一体化して構成されている。この表示部１１は、画素の組み合わせによって種々の図像、文字、画像を表示するように構成されている。表示部１１には、表示部１１を駆動する表示用ドライバ（図示せず）が付随する。ここでは、表示部１１は、横方向に長い長方形状の画面を有していると仮定し、以下、表示部１１の画面の横方向（長手方向）を「Ｘ方向」、縦方向（短手方向）を「Ｙ方向」として説明する（図１参照）。

検知部１２は、表示部１１の画面手前に重ねて配置され、ユーザの指等の接触体が接触すると接触体の接触位置に対応した出力を発生する。本実施形態では、検知部１２は、透明なシート状部材（図示せず）に透明電極からなる接点部（図示せず）を多数個配列し、シート状部材に指等の接触体が触れた際に、接触位置に対応した出力を発生する抵抗感圧方式のタッチパネルからなる。この検知部１２は、グリッドの各格子点上に接触部が配置されており、どの接触部に触れたのかを出力するマトリクス型であって、接触部の周辺に接触体が接触した場合、この接触位置から最も近い接触部に接触体が接触した場合と同様の出力を生じる。検知部１２には、検知部１２の出力を制御部１３で処理可能な信号に変換する信号処理回路（図示せず）が付随する。

なお、検知部１２は、抵抗感圧方式に限らず静電容量方式など他の方式のタッチパネルであってもよい。また、検知部１２はユーザの指に限らず、専用のペンなどを接触体として用いて、操作することも可能である。

制御部１３は、検知部１２の出力に応じて少なくとも表示部１１の表示制御を行う。制御部１３は、ＣＰＵを主構成とするマイコン（マイクロコンピュータ）からなり、メモリ（図示せず）に記憶されている適宜のプログラムを実行することにより、後述する各種の機能を実現する。

上記構成により、検知部１２は、表示部１１と共にいわゆるタッチパネルディスプレイを構成する。この表示装置１は、表示部１１にカーソルキーやテンキー等の操作ボタンを表示した状態で、ユーザが所望の操作ボタンを指でタッチ操作すると、検知部１２にて接触体（指）の接触位置に応じた出力を生じることにより、タッチ操作された操作ボタンを判別できる。したがって、この表示装置１は情報の入出力が可能なユーザインタフェースとして機能する。

ところで、本実施形態の表示装置１は、上記構成に加え、振動を発生する発生部２と、発生部２で発生した振動を伝達する導波路３（図１参照）とを備えている。ここで、制御部１３は、表示部１１の表示内容と検知部１２の出力内容との少なくとも一方に応じて発生部２を制御する。導波路３は、表示部１１の画面に沿った線状に形成され、検知部１２の一部を局所的に振動させるように構成されている。以下、発生部２および導波路３の構成について、詳しく説明する。

発生部２は、本実施形態では超音波発生装置からなり、超音波帯域に含まれる振動数（一例として２０ｋＨｚ以上）の振動を発生するように構成されている。ここでは、発生部２は圧電素子からなる振動子（図示せず）を有しており、制御部１３からの制御信号を受けて振動子に電圧を印加し振動子を駆動することにより、振動を発生する。また、発生部２は、ソリトン波あるいはバースト波状の振動を間欠的に発生する構成であってもよいし、連続波としての振動を発生する構成であってもよい。発生部２で発生した振動は、導波路３へ伝達される。

導波路３は、断面円形の中空円筒状に形成された管（導波管）からなり、発生部２から振動が伝達されると、この振動を受けて自ら振動することによって、発生部２で発生した振動を伝達する。本実施形態では、導波路３は、図１に示すように検知部１２の裏面（表示部１１側の面）に取り付けられている。つまり、検知部１２が表示部１１の画面上に重ねられた状態では、導波路３は、表示部１１の画面と検知部１２との間に配置されることになる。そのため、導波路３は、表示部１１の表示を妨げないよう、検知部１２と同様に透明材料からなる。

また、本実施形態では、図１に示すように、Ｘ方向に沿う直線状（直管状）の導波路３が、Ｙ方向に複数本（ここでは５本）並べて設けられている。これら複数本の導波路３１〜３５（以下、各々を区別しないときには単に「導波路３」という）は、Ｙ方向において隣接する導波路３同士の間隔が一定間隔に固定されている。なお、導波路３は、伝達する振動の振動数や波形によってその形状が適宜設定されていることが望ましく、上述したような断面円形に限らず、たとえば断面矩形であってもよいし、中空筒状ではなく中実柱状であってもよい。また、導波路３は、直線状に限らず湾曲あるいは屈曲していてもよく、Ｘ方向でなくＹ方向に沿って配置されていてもよい。さらに、図１の例では、導波路３は、検知部１２の裏面に取り付けられているが、この構成に限らず、検知部１２の表面（表示部１１とは反対側の面）に取り付けられていてもよいし、検知部１２の内部に組み込まれていてもよい。

ここにおいて、発生部２は、複数本の導波路３１〜３５の各々に振動子が一対一で対応するように、振動子を複数有している。さらに、発生部２は、制御部１３からの制御信号に応じて複数の振動子の各々を個別に駆動可能であって、２以上の振動子を同時に駆動することも可能となるように構成されている。これにより、制御部１３は、複数本の導波路３１〜３５の中から、振動を伝達させる導波路３を任意に選択することができる。なお、複数本の導波路３１〜３５と発生部２とを繋ぐ経路は導波路３ごとに設けられており、制御部１３は、これらの経路を切り替えることによって、単一の振動子からの振動が伝達される導波路３を選択する構成であってもよい。

上記構成により、表示装置１は、ある導波路３が振動を伝達している状態で、検知部１２における振動中の導波路３に対応する位置にユーザの指（接触体）が接触すると、導波路３を伝わる振動が、検知部１２を介してユーザの指に伝達される。つまり、導波路３は振動を伝える際に自らも振動しているので、導波路３の振動は、導波路３の外周面から検知部１２に伝達し検知部１２の表面から接触体（指）に伝わることになる。あるいは、表示装置１は、接触体（指）が検知部１２を導波路３側に押すことで導波路３の境界条件が変化し、導波路３を伝わる振動が検知部１２を通して接触体（指）に漏洩することを利用して、導波路３の振動を接触体（指）に伝える構成であってもよい。

ここで、表示装置１は、ユーザが感知できる所定強度の振動が導波路３にて伝達されるように、発生部２で発生する振動の強度や導波路３の形状、材質などが設定されている。要するに、表示装置１は、導波路３を伝わる振動がユーザの指に伝達されることにより、ユーザに触覚刺激を与えることができる。

次に、本実施形態の表示装置１の動作について、制御部１３が検知部１２の出力内容に応じて発生部２を制御する場合を例として、簡単に説明する。ここでは、表示部１１は、図１に示すようにＹ方向に複数本（５本）並んだ導波路３１〜３５の各々に対応する各位置に、矩形状の操作ボタンをそれぞれ表示すると仮定する。

表示装置１は、表示部１１が操作ボタンを表示している状態で、たとえば導波路３２に対応する位置に表示された操作ボタンがユーザの指でタッチ操作されると、検知部１２にて、この操作ボタンが操作されたことを検知する。このとき、表示装置１は、制御部１３にて、導波路３２のみを振動させるように制御信号により発生部２の振動子を駆動する。

これにより、表示装置１は、発生部２にて振動を発生し、この振動によって複数本の導波路３１〜３５のうち導波路３２のみが振動するので、検知部１２に接触しているユーザの指に対し導波路３２から検知部１２を介して振動を伝えることになる。その結果、ユーザは、導波路３２に対応する位置の操作ボタンをタッチ操作した直後に、指に所定の刺激を受けることになり、入力（タッチ操作）が確実に行われたことを確認できる。

一方、制御部１３が表示部１１の表示内容に応じて発生部２を制御する場合、表示装置１は次のように動作する。すなわち、表示装置１は、たとえば表示部１１が導波路３４に対応する位置に１つの操作ボタンを表示している状態で、制御部１３にて、操作ボタン上に位置する導波路３４のみを振動させるように制御信号により発生部２の振動子を駆動する。

これにより、表示装置１は、発生部２にて振動を発生し、この振動によって複数本の導波路３１〜３５のうち導波路３４のみが振動するので、ユーザに対し操作ボタンの位置を導波路３４からの振動によって指示することができる。その結果、ユーザは、表示部１１の表示内容を視覚的に確認しなくても、触覚により操作ボタンの位置を把握することが可能になる。

ところで、本実施形態の表示装置１は、制御部１３が、発生部２の発生する振動の強度を調節する調節部（図示せず）としての機能を有している。つまり、発生部２が発生する振動の強度は、常に一定ではなく、制御部（調節部）１３によって適宜変化する。

ここで、制御部（調節部）１３は、検知部１２の出力内容に応じて振動の強度を変化させるように構成されていてもよい。この構成では、制御部１３は、検知部１２における接触体（指）の接触位置に応じて振動の強度を変化させることになる。したがって、ユーザは、タッチ操作した位置によって異なる大きさの振動を感じることになるので、操作直後にフィードバックされる刺激の強さから、どの操作ボタンを操作したのかを確認できる。

また、制御部（調節部）１３は、検知部１２における表示部１１の表示内容に応じた判定領域の位置と接触体（指）の接触位置とのずれ量に応じて振動の強度を変化させるように構成されていてもよい。なお、ここでいう判定領域は、検知部１２のうち表示部１１に表示されている操作ボタンに重なる領域であって、制御部１３は、この判定領域に接触体が接触したことを示す出力が検知部１２からあると、この判定領域に対応する操作ボタンが操作されたと判断する。

この構成では、表示装置１は、接触体を判定領域へと誘導することができる。すなわち、制御部１３がたとえば上記ずれ量が大きくなるほど振動を小さくすることで、ユーザは、表示部１１に表示されている操作ボタンに対応する判定領域から外れた位置をタッチ操作した際、小さな振動を感じることになる。したがって、ユーザは、フィードバックされる刺激が強くなるようにタッチ操作し直すことにより、正しい位置（判定領域）へと接触体（指）が誘導されることになる。

以上説明した本実施形態の表示装置１によれば、表示部１１の表示内容と検知部１２の出力内容との少なくとも一方に関連して発生部２にて発生する振動を、検知部１２に接触している接触体に伝達することができる。そのため、ユーザは、表示装置１から所定の触覚刺激を受けることで、クリック音の発生、画面の表示色の変化に拠らずに、表示部１１の表示内容や検知部１２の出力内容を確認することができる。とくに、表示装置１が、表示部１１の表示内容と検知部１２の出力内容との両方に応じて振動を発生する構成であれば、ユーザは、タッチタイピングのように指先の感覚だけで操作ボタンを操作することも可能になる。

しかも、本実施形態の表示装置１は、発生部２で発生した振動を伝達する導波路３を備え、導波路３は、表示部１１の画面に沿った線状に形成され、検知部１２の一部を局所的に振動させるように構成されている。すなわち、表示装置１は、発生部２の振動を導波路３にて伝達することで、検知部１２の表面全体を振動させることなく、検知部１２の一部に局所的に振動を生じさせるので、比較的小さなエネルギーで、局所的に所定強度の振動を生じさせることができる。

また、導波路３は、複数本設けられているので、発生部２で発生した振動を、表示部１１の画面の１箇所だけでなく複数箇所に伝達することができる。そのため、表示装置１は、ユーザがタッチ操作した箇所に配置されている導波路３に振動を伝達させることにより、接触体が検知部１２のどの位置に接触した場合にも、ユーザに触覚刺激を与えることができる。

発生部２は、超音波帯域に含まれる振動数の振動を発生するので、振動の発生時に、ユーザに聞こえる可聴域の振動音が生じることを防止でき、騒音を抑制できるという利点がある。

また、本実施形態の表示装置１は、制御部１３が、発生部２の発生する振動の強度を調節する調節部の機能を有するので、ユーザに与える刺激の強さを適宜調節することが可能である。さらに、調節部が、検知部１２の出力内容に応じて振動の強度を変化させる構成では、ユーザは、フィードバックされる刺激の強さから、どの操作ボタンを操作したのかを確認できる。調節部が、検知部１２における表示部１１の表示内容に応じた判定領域の位置と接触体の接触位置とのずれ量に応じて振動の強度を変化させる構成では、接触体を正しい位置（判定領域）へと誘導することができる。

なお、制御部１３は、発生部２の発生する振動のパターンを調節する機能を有していてもよい。ここでいう振動のパターンには、振動の継続時間、間隔、回数およびこれらの組み合わせを含む。これにより、たとえば制御部１３が、検知部１２の出力内容に応じて振動のパターンを変化させることで、ユーザは、フィードバックされる刺激のパターンから、どの操作ボタンを操作したのかを確認できる。また、制御部１３が、検知部１２における表示部１１の表示内容に応じた判定領域の位置と接触体の接触位置とのずれ量に応じて振動のパターンを変化させることで、接触体を正しい位置へと誘導することができる。さらに、制御部１３は、発生部２の発生する振動の強度とパターンとの両方を調節することにより、多種類の振動を実現してもよい。

（実施形態２）
本実施形態の表示装置１は、図３に示すように、導波路３が、表示部１１（図２参照）の画面上で互いに交差（ここでは直交）する第１の方向（Ｘ方向）と第２の方向（Ｙ方向）との各方向に沿って複数本ずつ配置されている点で実施形態１の表示装置１と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。

すなわち、本実施形態では、Ｘ方向に沿う複数本（ここでは５本）の導波路３１Ａ〜３５Ａに加えて、Ｙ方向に沿う複数本（ここでは６本）の導波路３１Ｂ〜３６Ｂが設けられている。導波路３１Ｂ〜３６ＢはＸ方向に並べて設けられており、Ｙ方向に並ぶ導波路３１Ａ〜３５Ａと共に表示部１１の画面に沿う面内で格子（グリッド）を形成する。これら複数本の導波路３１Ａ〜３５Ａ，３１Ｂ〜３６Ｂ（以下、各々を区別しないときには単に「導波路３」という）は、隣接する導波路３同士の間隔が一定間隔に固定されている。

図３の例では、導波路３は、検知部１２の裏面（表示部１１側の面）に取り付けられている。つまり、検知部１２が表示部１１の画面上に重ねられた状態では、導波路３は、表示部１１の画面と検知部１２との間に配置されることになる。ここでは、Ｙ方向に沿う導波路３１Ｂ〜３６Ｂは、透明材料からなる中間層４を挟んで、Ｘ方向に沿う導波路３１Ａ〜３５Ａにおける検知部１２とは反対側の面に重ねて配置されている。つまり、検知部１２の裏面に対して、導波路３１Ａ〜３５Ａ、中間層４、導波路３１Ｂ〜３６Ｂが順に積層されている。

ここにおいて、発生部２は、複数本の導波路３１Ａ〜３５Ａ，３１Ｂ〜３６Ｂの各々に振動子が一対一で対応するように、振動子を複数有している。さらに、発生部２は、制御部１３（図２参照）からの制御信号に応じて複数の振動子の各々を個別に駆動可能であって、２以上の振動子を同時に駆動することも可能となるように構成されている。これにより、制御部１３は、複数本の導波路３１Ａ〜３５Ａ，３１Ｂ〜３６Ｂの中から、振動を伝達させる導波路３を任意に選択することができる。なお、複数本の導波路３１Ａ〜３５Ａ，３１Ｂ〜３６Ｂと発生部２とを繋ぐ経路は導波路３ごとに設けられており、制御部１３は、これらの経路を切り替えることによって、単一の振動子からの振動が伝達される導波路３を選択する構成であってもよい。

ところで、本実施形態の表示装置１は、個々の導波路３に対してはユーザが感知できない程に強度の低い振動を発生部２から伝達し、互いに交差する一対の導波路３の交点においてユーザが感知できる所定強度の振動を生じるように構成されている。つまり、一対の導波路３の交点において、両導波路３を伝わる振動波が同位相であれば、各導波路３を伝わる振動自体は弱くても、これらの振動が互いに干渉し合い増幅されるため、導波路３上の他の部位よりも大きな振動を生じることになる。言い換えれば、一対の導波路３の交点には、各導波路３に伝播される同位相の振動波の重ね合わせによって、振幅の大きな振動波が生じることになる。そのため、ユーザは、指等で検知部１２に触れた際、単独の導波路３の振動については感知せず、一対の導波路３同士の交点に生じる振動のみを感知することができる。

本実施形態では、図３のようにＸ方向に沿う導波路３１Ａ〜３５Ａと、Ｙ方向に沿う導波路３１Ｂ〜３６Ｂとは複数本ずつ設けられ格子を成しているので、各格子点上に導波路３１Ａ〜３５Ａと導波路３１Ｂ〜３６Ｂとの交点が存在する。言い換えれば、互いに交差する導波路３１Ａ〜３５Ａと導波路３１Ｂ〜３６Ｂとの交点は、表示部１１の画面上においてマトリクス状に配置されていることになる。そのため、表示装置１は、制御部１３にて導波路３１Ａ〜３５Ａおよび導波路３１Ｂ〜３６Ｂの中から各々１本以上の導波路３を選択して発生部２からの振動を伝達することにより、マトリクス状に配置された交点のうち任意の交点に所定強度の振動を生じさせる。

以下に、表示装置１が、互いに交差する導波路３１Ｂ〜３６Ｂと導波路３１Ａ〜３５Ａとの交点のうち任意の交点に所定強度の振動を生じさせるための、制御部１３の動作モードについて説明する。

まず、１つの交点にのみ所定強度の振動を生じさせる第１モードについて説明する。第１モードにおいては、制御部１３は、Ｘ方向に沿う導波路３１Ａ〜３５Ａのうちの１本と、Ｙ方向に沿う導波路３１Ｂ〜３６Ｂのうちの１本とを振動させることにより、両導波路３の交点にて所定強度の振動が生じるように発生部２を制御する。このとき、制御部１３は、互いに交差する両導波路３を伝播される振動波が両導波路３の交点で同位相となるように発生部２を制御する。

つまり、表示装置１は、図４に例示するように、Ｘ方向に沿う１本の導波路３１Ａと、Ｙ方向に沿う１本の導波路３１Ｂとを振動させるように制御部１３で発生部２を制御することにより、両導波路３１Ａ，３１Ｂの交点に所定強度の振動を生じさせることができる。なお、図４では、振動を伝達している状態にある導波路３（３１Ａ，３１Ｂ）を網掛けで示している。

このように、１つの交点にのみ所定強度の振動を生じさせる第１モードで制御部１３が動作することにより、ユーザは、検知部１２上の１点でのみ、振動を感知して触覚刺激を受け、振動箇所を点として感知することができる。

次に、ある範囲内に存在する複数の交点に所定強度の振動を生じさせる第２モードについて説明する。第２モードにおいては、制御部１３は、Ｘ方向に沿う導波路３１Ａ〜３５Ａのうちの複数本と、Ｙ方向に沿う導波路３１Ｂ〜３６Ｂのうちの複数本とを振動させることにより、両導波路３の各交点にて所定強度の振動が生じるように発生部２を制御する。このとき、制御部１３は、互いに交差する両導波路３を伝播される振動波が両導波路３の各交点で同位相となるように発生部２を制御する。

つまり、表示装置１は、図５に例示するように、Ｘ方向に沿う複数本の導波路３２Ａ〜３４Ａと、Ｙ方向に沿う複数本の導波路３３Ｂ〜３５Ｂとを振動させるように制御部１３で発生部２を制御する。これにより、表示装置１は、両導波路３２Ａ〜３４Ａ，３３Ｂ〜３５Ｂの各交点、具体的には、導波路３２Ａと導波路３４Ａと導波路３３Ｂと導波路３５Ｂとで囲まれた矩形範囲内に存在する全ての（９つの）交点に、所定強度の振動を生じさせることができる。なお、図５では、振動を伝達している状態にある導波路３（３２Ａ〜３４Ａ，３３Ｂ〜３５Ｂ）を網掛けで示している。

このように、ある範囲内に存在する複数の交点に所定強度の振動を生じさせる第２モードで制御部１３が動作することにより、ユーザは、検知部１２上のある範囲の略全域で、振動を感知して触覚刺激を受け、振動箇所を面として感知することができる。

次に、検知部１２のうち表示部１１の表示内容（たとえば操作ボタン）に応じた矩形状の判定領域の輪郭上に位置する交点に所定強度の振動を生じさせる第３モードについて説明する。第３モードにおいては、制御部１３は、矩形状の判定領域の４辺上に位置する４本の導波路３を振動させることにより、判定領域の四隅に位置するこれら４本の導波路３の各交点にて所定強度の振動が生じるように発生部２を制御する。このとき、制御部１３は、互いに交差する両導波路３を伝播される振動波が両導波路３の各交点で同位相となるように発生部２を制御する。

つまり、表示装置１は、図６に例示するように、Ｘ方向に沿う２本の導波路３２Ａ，３４Ａと、Ｙ方向に沿う２本の導波路３３Ｂ，３５Ｂとを振動させるように制御部１３で発生部２を制御する。この例では、図７に示すように表示部１１の画面上に矩形状の操作ボタン１１０（実線で表す）が表示されている場合を想定しており、制御部１３は、操作ボタン１１０の４辺上に位置する４本の導波路３（３２Ａ，３４Ａ，３３Ｂ，３５Ｂ）を振動させている。これにより、表示装置１は、導波路３２Ａ，３４Ａと導波路３３Ｂ，３５Ｂとの各交点、要するに、操作ボタン１１０の４隅に位置する４つの交点に、所定強度の振動を生じさせることができる。なお、図６では、振動を伝達している状態にある導波路３（３２Ａ，３４Ａ，３３Ｂ，３５Ｂ）を網掛けで示している。

このように、矩形状の判定領域の輪郭上（四隅）に位置する交点に所定強度の振動を生じさせる第３モードで制御部１３が動作することにより、ユーザは、判定領域の四隅で振動を感知して触覚刺激を受け、振動箇所を判定領域の輪郭として感知することができる。

ところで、本実施形態の表示装置１は、パソコン（パーソナルコンピュータ）のマウスを用いたドラッグ操作に相当する操作が可能となるように、制御部１３が次の機能を有している。すなわち、制御部１３は、ユーザが表示部１１に表示されている操作ボタンにタッチしたままの状態でタッチ位置を移動させた際、タッチ位置に追従するように画面上の操作ボタンを移動させる機能を有している。具体的には、制御部１３は、検出部１２の出力内容から接触体の接触位置を把握し、接触位置に追従して操作ボタンの表示位置を移動させるように表示部１１を制御する。図７の例では、表示部１１の画面上の操作ボタン１１０は、ドラッグ操作により、実線で表された位置から二点鎖線で表された位置に、ドラッグ操作により移動する。

そこで、本実施形態においては、制御部１３は、振動させる導波路３を切り替えることにより、検知部１２において所定強度の振動が生じる領域を、表示部１１の表示内容に合わせて移動させるように、発生部２を制御する機能を有している。たとえば制御部１３が上述した第３モードで動作している場合に、図７に示すようにドラッグ操作により画面上の操作ボタン１１０が移動すると、制御部１３は、図６に示す状態から図８に示す状態へと、振動させる導波路３を切り替える。

すなわち、制御部１３は、操作ボタン１１０の移動に合わせて発生部２を制御することにより、導波路３２Ａ，３４Ａ，３３Ｂ，３５Ｂを振動させる図６の状態から、導波路３３Ａ，３５Ａ，３１Ｂ，３３Ｂを振動させる図８の状態へと移行する。これにより、表示装置１は、導波路３３Ａ，３５Ａと導波路３１Ｂ，３３Ｂとの各交点、要するに、移動後の操作ボタン１１０の４隅に位置する４つの交点に、所定強度の振動を生じさせることができる。なお、図８では、振動を伝達している状態にある導波路３（３３Ａ，３５Ａ，３１Ｂ，３３Ｂ）を網掛けで示している。

以上説明した本実施形態の表示装置１によれば、導波路３がＸ方向とＹ方向との各方向に沿って複数本ずつ配置されているので、互いに交差する導波路３の交点に所定強度の振動を生じさせることができる。要するに、表示装置１は、制御部１３にてＸ方向に沿う導波路３およびＹ方向に沿う導波路３の中から各々１本以上の導波路３を選択して発生部２からの振動を伝達することにより、マトリクス状に配置された任意の交点に所定強度の振動を生じさせることができる。

しかも、表示装置１は、制御部１３が１つの交点にのみ所定強度の振動を生じさせる第１モードを有するから、ユーザに、振動箇所を点として認識させることができる。さらに、表示装置１は、制御部１３がある範囲内に存在する複数の交点に所定強度の振動を生じさせる第２モードを有するから、ユーザに、振動箇所を面として認識させることができる。さらにまた、表示装置１は、制御部１３が矩形状の判定領域の輪郭上（四隅）に位置する交点に所定強度の振動を生じさせる第３モードを有するから、ユーザに、振動箇所を判定領域の輪郭として認識させることができる。

また、表示装置１は、制御部１３が振動させる導波路３を切り替えることにより、検知部１２において所定強度の振動が生じる領域を表示部１１の表示内容に合わせて移動させる機能を有するので、ドラッグ操作に対応できる。

ところで、本実施形態では複数本の導波路３は、隣接する導波路３同士の間隔が一定間隔に固定されているので、表示装置１は、導波路３同士の間隔を比較的狭く設定すれば、所定強度の振動を生じる交点の位置を比較的細かく調節できる。ただし、この構成に限定する趣旨ではなく、複数本の導波路３は、隣接する導波路３同士の間隔が可変に構成されていてもよい。この場合、表示装置１は、Ｘ方向に沿う各導波路３をＹ方向に可動にし、Ｙ方向に沿う各導波路３をＸ方向に可動にする可動機構（図示せず）を備える。この構成では、表示装置１は、所定強度の振動を生じる交点の位置をより細かく調節可能となる。

なお、表示装置１は、上記実施形態では、振動中の導波路３が互いに交差する場合、両導波路３の全ての交点で所定強度の振動を生じる構成であったが、この構成に限らず、一部の交点でのみ所定強度の振動を生じるように構成されていてもよい。たとえば、図５に示すように、Ｘ方向に沿う複数本の導波路３２Ａ〜３４Ａと、Ｙ方向に沿う複数本の導波路３３Ｂ〜３５Ｂとを振動させる場合でも、表示装置１は、両導波路３２Ａ〜３４Ａ，３３Ｂ〜３５Ｂの一部の交点のみに所定強度の振動を生じさせる。具体的には、表示装置１は、制御部１３にて、互いに交差する両導波路３を伝播される振動波が両導波路３の一部の交点でのみ同位相となり、残りの交点では逆位相となるように発生部２を制御する。この構成では、表示装置１は、図５に示すように矩形状の範囲に限らず、たとえば円形状や三角形状等の任意形状の範囲で所定強度の振動を生じさせることができる。

その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

１ 表示装置
２ 発生部
３，３１〜３５，３１Ａ〜３５Ａ，３１Ｂ〜３６Ｂ 導波路
１１ 表示部
１２ 検知部
１３ 制御部

Claims (13)

1. 表示部と、
   前記表示部の画面に重ねて配置され、接触体が接触すると当該接触体の接触位置に対応した出力を発生する検知部と、
   振動を発生する発生部と、
   前記発生部で発生した振動を伝達する導波路と、
   前記表示部の表示内容と前記検知部の出力内容との少なくとも一方に応じて前記発生部を制御する制御部とを備え、
   前記導波路は、前記表示部の画面に沿った線状に形成され、前記検知部の一部を局所的に振動させるように構成されている
   ことを特徴とする表示装置。
2. 前記導波路は、複数本設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記導波路は、前記表示部の画面上で互いに交差する第１の方向と第２の方向との各方向に沿って複数本ずつ配置されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記複数本の前記導波路は、隣接する前記導波路同士の間隔が一定間隔に固定されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記複数本の前記導波路は、隣接する前記導波路同士の間隔が可変である
   ことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
6. 前記制御部は、前記第１の方向に沿う１本の前記導波路と、前記第２の方向に沿う１本の前記導波路とを振動させることにより、両導波路の交点において所定強度の振動が生じるように前記発生部を制御する第１モードを有する
   ことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の表示装置。
7. 前記制御部は、前記第１の方向に沿う複数本の前記導波路と、前記第２の方向に沿う複数本の前記導波路とを振動させることにより、両導波路の各交点において所定強度の振動が生じるように前記発生部を制御する第２モードを有する
   ことを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の表示装置。
8. 前記制御部は、前記検知部のうち前記表示部の表示内容に応じた矩形状の判定領域の４辺上に位置する４本の前記導波路を振動させることにより、当該判定領域の四隅に位置する前記導波路の交点において所定強度の振動が生じるように前記発生部を制御する第３モードを有する
   ことを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項に記載の表示装置。
9. 前記制御部は、振動させる前記導波路を切り替えることにより、前記検知部において所定強度の振動が生じる領域を前記表示部の表示内容に合わせて移動させるように、前記発生部を制御する
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の表示装置。
10. 前記制御部は、前記発生部が発生する振動の強度を調節する調節部を有する
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の表示装置。
11. 前記調節部は、前記検知部の出力内容に応じて前記振動の強度を変化させるように構成されている
    ことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
12. 前記調節部は、前記検知部における前記表示部の表示内容に応じた判定領域の位置と前記接触体の接触位置とのずれ量に応じて前記振動の強度を変化させるように構成されている
    ことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
13. 前記発生部は、超音波帯域に含まれる振動数の振動を発生するように構成されている
    ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の表示装置。

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