JP2017091089A - 入力装置、表示装置および入力プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの操作性を向上させることができる入力装置、表示装置および入力プログラムを提供する。
【解決手段】実施形態の一態様に係る入力装置は、検出部と、少なくとも一つの振動素子と、振動制御部とを備える。検出部は、操作面に対する接触を検出する。少なくとも一つの振動素子は、操作面を振動させて操作面に定常波を生じさせる。振動制御部は、検出部が操作面に対する接触を検出した場合に操作面における定常波の腹又は節の位置を調節するように少なくとも一つの振動素子の振動周波数を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力装置、表示装置および入力プログラムに関する。

従来、表示画像の切り替え操作を受け付ける操作パネルに振動を生じさせると共に操作パネルにおける振動の振幅が極大となる位置を制御する情報表示装置が知られている。

かかる情報表示装置において、振動数、振幅及び速さが同じで進行方向が互いに逆向きの２つの波の位相差を変えることで、２つの波が重なり合って形成される定常波の腹と節の位置を変える技術も提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−０９０５７５号公報

しかしながら、従来の情報表示装置においては、２つの波の位相差を変えるため、定常波の腹と節の位置を変える際に、操作パネルにおける振動の振幅が大きく変動してしまい、ユーザが触覚にて感じる振動刺激が大きく変動してしまうことがある。このように、従来の情報表示装置には、ユーザの操作性を向上させる点で問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ユーザの操作性を向上させることができる入力装置、表示装置および入力プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の入力装置は、検出部と、少なくとも一つの振動素子と、振動制御部とを備える。検出部は、操作面に対する接触を検出する。少なくとも一つの振動素子は、前記操作面を振動させて前記操作面に定常波を生じさせる。振動制御部は、前記検出部が前記操作面に対する接触を検出した場合に前記操作面における前記定常波の腹又は節の位置を調節するように前記少なくとも一つの振動素子の振動周波数を制御する。

本発明によれば、ユーザの操作性を向上させることができる入力装置、表示装置および入力プログラムを提供することができる。

図１は、第一の実施形態に係る入力装置を概略的に説明する図である。 図２は、第一の実施形態に係る表示装置の構成を示すブロック図である。 図３Ａは、第一の実施形態に係る表示装置の第一の例を説明する平面図である。 図３Ｂは、第一の実施形態に係る表示装置の第一の例を説明する断面図である。 図４は、第一の実施形態に係る表示装置の第二の例を説明する図である。 図５Ａは、第一の実施形態に係る入力装置における振動制御の第一の例を説明する図である。 図５Ｂは、第一の実施形態に係る入力装置における振動制御の第一の例を説明する図である。 図６は、第一の実施形態に係る入力装置における振動制御の第二の例を説明する図である。 図７は、第一の実施形態に係る入力装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。 図８は、第二の実施形態に係る入力装置における振動制御の例を説明する図である。 図９は、表示装置の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する入力装置、表示装置および入力プログラムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、第一の実施形態に係る入力装置２を概略的に説明する図である。図１に示すように、入力装置２は、例えば、タッチパネルに含まれるタッチパッドである。

入力装置２は、図１に示すように、操作面２１ａと、少なくとも一つの振動素子、例えば、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂとを含む。

操作面２１ａは、ユーザによる接触の操作を受け付ける。ユーザによる操作面２１ａに対する接触の操作は、操作面２１ａに対するユーザの指の接触やタッチペンのようなポインティングデバイスの接触の操作を含む。

入力装置２は、ユーザによる操作面２１ａに対する接触を検出する。入力装置２は、操作面２１ａに対するユーザによる接触の検出に基づいて、例えば、表示装置に含まれるディスプレイの画面に画像を表示させる。

第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂは、それぞれ、操作面２１ａを振動させる波を発生させる。第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂは、実質的に同一の波長、周波数および振幅を有すると共に互いに反対方向に進行する波を発生させる。第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂによって発生させられた波は、互いに重なり合うことで定常波を形成する。

このように、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂは、操作面２１ａを振動させて操作面２１ａに定常波を生じさせる。それにより、入力装置２は、操作面２１ａに対する接触の操作を行うユーザに対して振動による触感を与えることができる。

図１に示すように、定常波は、操作面２１ａの変位が最大である腹の位置と操作面２１ａの変位がゼロである節の位置を有する。すなわち、操作面２１ａの変位は、定常波の腹の位置または定常波の節の位置のような操作面２１ａ上の位置に依存する。

ユーザが定常波の腹の位置の付近で接触の操作を行った場合には、ユーザに与えられる触感は、相対的に強いものとなる。しかしながら、ユーザが定常波の節の位置の付近で接触の操作を行った場合には、ユーザに与えられる触感は、相対的に弱いものとなるか、または無いものとなる。すなわち、ユーザに与えられる触感は、一般には、ユーザが接触の操作を行う操作面２１ａ上の位置に依存する。

第一の実施形態に係る入力装置２は、図１に示すように、入力装置２がユーザの指による操作面２１ａに対する接触を検出した場合に、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数を制御する。入力装置２は、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数を制御することで、操作面２１ａにおける定常波の腹又は節の位置を調節する。

例えば、図１に示すように、入力装置２は、操作面２１ａにおけるユーザの指の接触の位置を検出し、検出されたユーザの指の接触の位置に定常波の腹の位置を近づけるように操作面２１ａにおける定常波の腹又は節の位置を調節することができる。

この場合には、ユーザは、操作面２１ａにおけるユーザの指の接触の位置で十分な強度の触感を得ることができる。

また、入力装置２は、操作面２１ａにおけるユーザの指の接触の位置の移動を検出し、検出されたユーザの指の接触の位置の移動に定常波の腹の位置を追従させることもできる。ユーザの指の接触の位置の移動に定常波の腹の位置を追従させる点については、図６を用いて後述する。

なお、入力装置２は、所定の方向において所定の時間以下の周期で定常波の腹又は節の位置を振動させるように第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数を制御することもできる。所定の方向において所定の時間以下の周期で定常波の腹又は節の位置を振動させる点については図８を用いて後述する。

このように、入力装置２は、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数を制御する。それにより、入力装置２は、操作面２１ａに生じる定常波の振幅を変化させることなく、操作面２１ａにおける定常波の腹又は節の位置を調節することができる。

その結果、ユーザは、操作面２１ａにおけるユーザの指の接触の位置によらず、概ね均一かつ十分な強度の触感を得ることができる。このように、入力装置２によれば、入力装置２に対するユーザの操作性を向上させることができる。

図２は、第一の実施形態に係る表示装置１の構成を示すブロック図である。

表示装置１は、入力装置２と、表示部１１と、表示制御部１２を備える。表示装置１は、ユーザによって入力装置２に入力された接触の操作に基づいて表示部１１の表示領域に画像を表示する。表示装置１は、例えば、車両に搭載されるカーナビゲーションシステム用のモニター、スマートフォンもしくはタブレット端末に用いられるタッチパネル、またはパーソナルコンピュータである。

表示部１１は、表示制御部１２から出力される信号を受信し、かかる信号に応じた画像を表示領域に表示する。表示部１１の表示領域に表示される画像は、例えば、地図など車両のナビゲーションを行うための画像またはテレビもしくはインターネットの動画もしくは静止画である。

表示部１１は、例えば、パネル式の液晶ディスプレイデバイスである。あるいは、表示部１１は、例えば、ＨＵＤ（ヘッドアップ・ディスプレイ）等のディスプレイによって車両の運転者前方のフロントガラス部分に半透明状に構成されたもの、または車両の運転者前方の計器部分や車両のルームミラー部分に構成されたものである。

表示制御部１２は、検出部２３ａから出力された信号を受信し、かかる信号に基づいて、表示部１１の表示領域に表示する画像の信号を表示部１１へ出力し、表示部１１の表示領域に表示される画像を制御する。表示制御部１２は、例えば、入力装置２の外部に設けられた中央処理装置によって実現される。

例えば、検出部２３ａが操作部２１の操作面２１ａに対するユーザによる接触を検出した場合に、表示制御部１２は、例えば、ウィンドウ、アイコンやボタンのようなグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）の表示を制御する。

入力装置２は、操作部２１と、振動部２２と、制御部２３と、記憶部２４とを含む。入力装置２は、ユーザによって操作部２１を介して入力された接触の操作を検出する。また、入力装置２は、ユーザによって入力された接触の操作に基づいて表示制御部１２および振動部２２を制御する。入力装置２は、例えば、タッチパッドまたはペンタブレットのようなパネル式の位置入力デバイスである。

操作部２１は、ユーザによって入力装置２に入力された接触の操作を受け付ける操作面２１ａを備える。操作部２１は、例えば、静電容量の変化により操作面２１ａにおける接触の位置を検出する透過性のパネルである。

操作部２１は、例えば、ユーザの指やタッチペンのようなポインティングデバイスの接触（押圧）によって入力装置２に操作面２１ａを介して入力された接触の操作を受け付ける。操作部２１は、ユーザによって入力装置２に入力された接触の操作に応じた信号を検出部２３ａへ出力する。

振動部２２は、少なくとも一つの振動素子、例えば、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの二つの振動素子と、振動素子駆動回路２２ｃと、発信器２２ｄとを含む。制御部２３は、検出部２３ａと、振動制御部２３ｂとを含む。

第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂは、それぞれ、振動素子駆動回路２２ｃから出力された電圧信号に応じて、操作部２１の操作面２１ａを振動させて操作面２１ａに定常波を生じさせる。第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂは、それぞれ、操作面２１ａを振動させる波を発生させる。

具体的には、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂは、実質的に同一の波長、周波数および振幅を有すると共に互いに反対方向に進行する波を発生させる。第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂによって発生させられた波は、互いに重なり合うことで定常波を形成する。

第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂは、それぞれ、例えば、圧電素子（ピエゾ素子）を含む圧電アクチュエータである。この場合には、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂは、それぞれ、振動素子駆動回路２２ｃから出力された電圧信号に応じて伸縮することで操作部２１の操作面２１ａを振動させる。

あるいは、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂは、それぞれ、例えば、操作面２１ａを振動させる部材を出力軸に設けたモータである。この場合には、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂは、それぞれ、振動素子駆動回路２２ｃから出力される電圧信号に応じてモータの出力軸に設けた部材を振動させることで操作部２１の操作面２１ａを振動させる。

振動素子駆動回路２２ｃは、振動制御部２３ｂから出力された信号に応じて第一の振動素子２２ａ及び第二の振動素子２２ｂを駆動する電圧信号を第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂへ出力する回路である。

発信器２２ｄは、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動を同期させる信号を振動素子駆動回路２２ｃへ発信する。かかる信号に基づき、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂは、実質的に同一の波長、周波数および振幅を有すると共に互いに反対方向に進行する波を発生させる。このように二つの振動素子２２ａ，２２ｂに実質的に同一の波を発生させることで、操作面２１ａを振動させて操作面２１ａに定常波を発生させる。このため、二つの振動素子２２ａ，２２ｂを個別に制御する必要がなく同一の信号で制御できるため、簡易な構成で操作面２１ａにおける定常波の腹又は節の位置を調節することができる。

制御部２３は、表示装置１に含まれる表示部１１と、入力装置２に含まれる操作部２１、振動部２２および記憶部２４とを制御する。制御部２３は、例えば、コンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ）である。

検出部２３ａは、操作部２１から出力された信号を受信し、ユーザによる操作面２１ａに対する接触の操作を検出する。ユーザによる操作面２１ａに対する接触の操作は、例えば、操作面２１ａに対する単なる接触、操作面２１ａにおける接触の位置、および操作面２１ａにおける接触の位置の移動（変化）を含む。検出部２３ａは、検出された操作面２１ａに対する接触の検出に応じた信号を振動制御部２３ｂ及び表示制御部１２へ出力する。

振動制御部２３ｂは、検出部２３ａから出力された信号を受信し、記憶部２４に記憶された振動データを読み出す。振動制御部２３ｂは、検出部２３ａから出力された信号および振動データに基づいて第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂを駆動する信号を振動素子駆動回路２２ｃへ出力する。

例えば、検出部２３ａが操作部２１の操作面２１ａに対するユーザによる接触を検出した場合に、振動制御部２３ｂは、第一の振動素子２２ａの振動周波数および第二の振動素子２２ｂの振動周波数を制御する。それにより、振動制御部２３ｂは、操作部２１の操作面２１ａにおける定常波の腹又は節の位置を調節する。

記憶部２４は、例えば、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動に関する振動データを記憶する。記憶部２４は、例えば、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）、もしくはフラッシュメモリのような半導体メモリ素子、ハードディスク、または光ディスクのような記憶デバイスである。

記憶部２４に記憶される振動データは、第一の振動素子２２ａの振動状態および第二の振動素子２２ｂの振動状態に関するデータである。振動データは、例えば、第一の振動素子２２ａ及び第二の振動素子２２ｂの振動周波数、振動の振幅、および振動の初期位相を含むデータである。

ここで、第一の振動素子２２ａの振動周波数、振動の振幅、および振動の初期位相は、それぞれ、第二の振動素子２２ｂの振動周波数、振動の振幅、および振動の初期位相と実質的に同一である。

第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数は、例えば、超音波帯域に含まれる周波数である。

振動制御部２３ｂが第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂを超音波帯域に含まれる周波数で振動させると、ユーザの指またはポインティングデバイスと操作面２１ａとの間に空気層が形成される。それにより、ユーザの指またはポインティングデバイスと操作面２１ａとの間の摩擦力が低減する。その結果、操作部２１の操作面２１ａ上で接触の操作をするユーザは、低減された摩擦力による滑らかな触感を得ることができる。

あるいは、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数は、例えば、超音波帯域に含まれるいずれの周波数よりも低い周波数である。

第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂを超音波帯域に含まれるいずれの周波数よりも低い周波数で振動させると、操作部２１の操作面２１ａ上で接触の操作をするユーザは、振動の触感を得ることができる。

入力装置２においては、振動部２２が、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂのような複数の振動素子を含むとしたが、振動部２２は、単一の振動素子を含むように構成されてもよい。

振動部２２は、例えば、第二の振動素子２２ｂ及び発信器２２ｄのいずれも含まずに、第一の振動素子２２ａおよび振動素子駆動回路２２ｃを含む。この場合には、第一の振動素子２２ａは、第一の振動素子２２ａと反対側の操作部２１の壁面に向かって進行する進行波を発生させると共に、操作部２１の壁面によって反射される反射波を発生させる。

すなわち、第一の振動素子２２ａが、実質的に同一の波長、周波数および振幅を有すると共に互いに反対方向に進行する進行波および反射波を発生させる。それにより、第一の振動素子２２ａは、操作部２１の操作面２１ａを振動させて操作面２１ａに定常波を生じさせる。

入力装置２は、操作面２１ａを介して第一の振動素子２２ａと反対側に第一の振動素子２２ａから発生する波を反射させる部材を有するものであってもよい。

図３Ａは、第一の実施形態に係る表示装置１の第一の例を説明する平面図である。図３Ｂは、第一の実施形態に係る表示装置１の第一の例を説明する断面図である。図３Ａおよび図３Ｂに示す表示装置１の第一の例に含まれる各構成要素の配置および大きさは、一例であり、表示装置１の第一の例に含まれる各構成要素の配置および大きさは、図３Ａおよび図３Ｂに示されるものに限定されない。

図３Ａおよび図３Ｂに示すような表示装置１の第一の例においては、パネル式の表示部１１がパネル式の入力装置２と一体的に設けられる。

パネル式の表示部１１の表示領域は、パネル式の入力装置２の操作部２１の操作面２１ａと対向するように配置される。この場合には、ユーザは、表示部１１の表示領域に表示された画像を操作部２１の透過性の操作面２１ａを介して視認することができる。

矩形の第一の振動素子２２ａおよび矩形の第二の振動素子２２ｂは、矩形の操作面２１ａの外側の領域に互いに対向して設けられる。矩形の第一の振動素子２２ａおよび矩形の第二の振動素子２２ｂは、それぞれ、矩形の操作面２１ａの一辺に平行に設けられる。

第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂが、矩形の操作面２１ａの短辺に平行に設けられているが、第一の振動素子２２ａ及び第二の振動素子２２ｂが、矩形の操作面２１ａの長辺に平行に設けられてもよい。

操作面２１ａ、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂは、好ましくは、操作面２１ａを均一に振動させることができるように設けられる。この場合には、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂは、操作面２１ａに定常波をより容易に生じさせることができる。

図４は、第一の実施形態に係る表示装置１の第二の例を説明する図である。図４に示すような第一の実施形態に係る表示装置１の第二の例においては、表示部１１が、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂを含む入力装置２と別個に設けられる。表示部１１は、入力装置２と有線又は無線で通信するように構成される。

入力装置２は、画像を表示する機能を有するものではないが、表示部１１の表示領域と操作部２１の操作面２１ａの領域とが相似関係で関連付けられる。例えば、表示部１１の矩形の表示領域の右上端部、右下端部、左上端部、左下端部、および中央の位置が、それぞれ、操作部２１の操作面２１ａの領域の右上端部、右下端部、左上端部、左下端部、および中央の位置に対応付けられている。

図５Ａおよび図５Ｂは、第一の実施形態に係る入力装置２における振動制御の第一の例を説明する図である。

図５Ｂは、操作部２１の操作面２１ａにおける分割された領域と関連付けられた第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数を示す。図５Ｂにおいて、Ｘ軸は、操作部２１の操作面２１ａの長手方向を示し、Ｙ軸は、操作部２１の操作面２１ａの短手方向を示す。

図５Ｂに示すように、操作面２１ａの領域は、Ｘ軸の方向にｉ個の区間Ｘ１・・・Ｘｉに区分され、Ｙ軸の方向にｊ個の区間Ｙ１・・・Ｙｊに区分されている。このように、操作面２１ａの領域は、Ｘ軸方向におけるｉ個の区間およびＹ軸方向におけるｊ個の区間によってｉ×ｊ個の矩形の領域（Ｘ１，Ｙ１）・・・（Ｘｉ，Ｙｊ）に分割されている。

図５Ｂに示すように、分割された領域（Ｘ１，Ｙ１）・・・（Ｘｉ，Ｙｊ）には、それぞれ、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数Ｆ１１・・・Ｆｊｉが関連付けられている。このように、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数は、操作部２１の操作面２１ａにおける位置（分割された領域）と関連付けられている。第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数Ｆ１１・・・Ｆｊｉは、記憶部２４に記憶されている。

図５Ａに示すように、ユーザの指が操作部２１の操作面２１ａに接触すると、検出部２３ａは、操作部２１の操作面２１ａにおけるユーザの指の接触の位置Ｐを検出する。例えば、操作面２１ａにおけるユーザの指の接触の位置Ｐが、図５Ｂにおける円で示すような領域（Ｘ３，Ｙ２）であったとする。検出部２３ａは、操作面２１ａにおけるユーザの指の接触の位置Ｐとしての領域（Ｘ３，Ｙ２）を振動制御部２３ｂへ出力する。

振動制御部２３ｂは、検出部２３ａからの出力を受信して、操作面２１ａにおけるユーザの指の接触の位置Ｐとしての領域（Ｘ３，Ｙ２）と関連付けられた第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数Ｆ２３を読み出す。振動制御部２３ｂは、振動周波数Ｆ２３を振動素子駆動回路２２ｃへ出力する。

振動素子駆動回路２２ｃは、振動制御部２３ｂからの出力を受信し、振動周波数Ｆ２３で第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂを振動させる。第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂは、操作面２１ａを振動させて操作面２１ａに定常波を生じさせる。

その結果、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂは、ユーザの指の接触の位置Ｐに定常波の腹の位置を近づける（または一致させる）ように、操作面２１ａを振動させることができる。

このように、振動制御部２３ｂは、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数を制御することで、検出部２３ａによって検出されたユーザの指の接触の位置Ｐに定常波の腹の位置を近づける（または一致させる）ことができる。

その結果、ユーザは、操作部２１の操作面２１ａにおけるユーザの指の接触の位置Ｐによらず、概ね均一かつ十分な強度の触感を得ることができる。このように、入力装置２におけるユーザの操作性を向上させることができる。

図６は、第一の実施形態に係る入力装置２における振動制御の第二の例を説明する図である。

図６に示す例においても、図５Ｂに示される例と同様に、操作面２１ａの領域は、ｉ×ｊ個の矩形の領域（Ｘｉ，Ｙｊ）に分割されている。また、図５Ｂに示される例と同様に、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数Ｆ１１・・・Ｆｊｉが、それぞれ、分割された領域（Ｘ１，Ｙ１）・・・（Ｘｉ，Ｙｊ）に関連付けられている。

例えば、図６における矢印で示すように、ユーザの指が、操作部２１の操作面２１ａに接触しつつ、操作面２１ａ上で領域（Ｘ３，Ｙ２）、領域（Ｘ３，Ｙ３）、領域（Ｘ４，Ｙ３）、領域（Ｘ５，Ｙ３）、領域（Ｘ５，Ｙ４）の順に移動するとする。

検出部２３ａは、操作面２１ａにおけるユーザの指の接触の位置の移動を検出する。具体的には、検出部２３ａは、操作面２１ａにおけるユーザの指の接触の位置としての領域（Ｘ３，Ｙ２）、（Ｘ３，Ｙ３）、（Ｘ４，Ｙ３）、（Ｘ５，Ｙ３）、および（Ｘ５，Ｙ４）を順次に検出する。

検出部２３ａは、操作面２１ａにおけるユーザの指の接触の位置の移動を振動制御部２３ｂへ出力する。具体的には、検出部２３ａは、操作面２１ａにおけるユーザの指の接触の位置としての領域（Ｘ３，Ｙ２）、（Ｘ３，Ｙ３）、（Ｘ４，Ｙ３）、（Ｘ５，Ｙ３）、および（Ｘ５，Ｙ４）を順次に振動制御部２３ｂへ出力する。

振動制御部２３ｂは、検出部２３ａからの出力を順次に受信する。振動制御部２３ｂは、領域（Ｘ３，Ｙ２）、（Ｘ３，Ｙ３）、（Ｘ４，Ｙ３）、（Ｘ５，Ｙ３）、および（Ｘ５，Ｙ４）とそれぞれ関連付けられた振動周波数Ｆ２３、Ｆ３３、Ｆ３４、Ｆ３５、およびＦ４５を順次に読み出す。

振動制御部２３ｂは、振動周波数Ｆ２３、Ｆ３３、Ｆ３４、Ｆ３５、およびＦ４５を振動素子駆動回路２２ｃへ順次に出力する。

振動素子駆動回路２２ｃは、振動制御部２３ｂからの出力を順次に受信し、振動周波数Ｆ２３、Ｆ３３、Ｆ３４、Ｆ３５、およびＦ４５で第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂを順次に振動させる。

第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂは、振動周波数Ｆ２３、Ｆ３３、Ｆ３４、Ｆ３５、およびＦ４５で操作面２１ａを順次に振動させて対応する定常波を操作面２１ａに順次に生じさせる。

その結果、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂは、ユーザの指の接触の位置の移動に定常波の腹の位置を追従させるように、操作面２１ａを振動させることができる。

このように、振動制御部２３ｂは、第一の振動素子２２ａの振動周波数および第二の振動素子２２ｂの振動周波数を制御することで、検出部２３ａによって検出されたユーザの指の接触の位置の移動に定常波の腹の位置を追従させることができる。

その結果、ユーザは、操作部２１の操作面２１ａにおけるユーザの指の接触の位置の移動の経路に沿って、概ね均一かつ十分な強度の触感を得ることができる。このように、入力装置２におけるユーザの操作性を向上させることができる。

図７は、第一の実施形態に係る入力装置２が実行する処理手順を示すフローチャートである。図７のフローチャートに示す処理は、入力装置２の動作中において繰り返される。

ステップＳ１０１において、入力装置２は、検出部２３ａが、操作部２１の操作面２１ａに対するユーザによる接触を検出したか否かを判定する。

ステップＳ１０１において、検出部２３ａが、操作部２１の操作面２１ａに対するユーザによる接触を検出した場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）には、入力装置２は、処理をステップＳ１０２へ移行させる。ステップＳ１０１において、検出部２３ａが、操作部２１の操作面２１ａに対するユーザによる接触を検出していない場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）には、入力装置２は、処理をステップＳ１０５へ移行させる。

ステップＳ１０２において、検出部２３ａは、操作部２１の操作面２１ａにおけるユーザによる接触の位置または操作部２１の操作面２１ａにおけるユーザによる接触の位置の移動を検出する。

ステップＳ１０３において、振動制御部２３ｂは、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数を記憶部２４から読み出す。第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数は、検出部２３ａによって検出された接触の位置に定常波の腹の位置を近づけるようなものであってもよい。あるいは、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数は、検出部２３ａによって検出された接触の位置の移動に定常波の腹の位置を追従させるようなものであってもよい。

ステップＳ１０４において、振動制御部２３ｂは、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数を制御する。第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数は、ステップＳ１０４で読み出された振動周波数である。ステップＳ１０４の後、処理はステップＳ１０１に戻る。これにより、操作面２１ａに対するユーザによる接触が継続している間は、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４が繰り返される。

ステップＳ１０５において、振動制御部２３ｂは、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動を停止させる。

図８は、第二の実施形態に係る入力装置２における振動制御の例を説明する図である。

第二の実施形態に係る入力装置２としては、上述したような第一の実施形態に係る入力装置２を用いることができる。しかしながら、第二の実施形態に係る入力装置２においては、振動制御部２３ｂは、検出部２３ａから出力された信号を受信することなく、記憶部２４に記憶された振動データを読み出すように構成されてもよい。この場合には、振動制御部２３ｂは、記憶部２４に記憶された振動データに基づいて第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂを駆動する信号を振動素子駆動回路２２ｃへ出力する。

図８に示す例においても、検出部２３ａは、操作部２１の操作面２１ａに対するユーザによる接触を検出する。しかしながら、振動制御部２３ｂは、検出部２３ａが操作部２１の操作面２１ａに対するユーザによる接触を検出するか否かにかかわらず、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数を制御する。

第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂは、操作面２１ａを振動させて操作面２１ａに定常波を生じさせる。振動制御部２３ｂは、所定の方向において所定の時間以下の周期で定常波の腹又は節の位置を振動させるように第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数を制御する。

所定の方向は、例えば、操作部２１の矩形の操作面２１ａにおける長手方向または短手方向に対して実質的に平行な方向である。図８に示す例においては、所定の方向は、操作部２１の矩形の操作面２１ａにおける長手方向に平行な方向である。所定の方向は、振動データとして記憶部２４に記憶されている。

所定の時間は、例えば、操作部２１の操作面２１ａに対するユーザによる接触の位置の変更の平均時間または操作部２１の操作面２１ａに対するユーザによる接触の位置の移動の平均時間である。所定の時間は、振動データとして記憶部２４に記憶されている。

例えば、振動制御部２３ｂは、図８における両矢印で示すような矩形の操作面２１ａの長手方向に平行な方向において、所定の時間以下の周期で、図８における点線、実線、および一点鎖線で示すように定常波の腹（又は節）の位置を振動させる。

振動制御部２３ｂは、このように第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数を制御することで、操作部２１の操作面２１ａの全体にわたって定常波の腹（又は節）の位置を概ね均等に分布させることができる。

その結果、ユーザが、操作部２１の操作面２１ａに対する接触の操作を行った場合に、ユーザは、操作部２１の操作面２１ａの全体にわたって概ね均一かつ十分な強度の触感を得ることができる。このように、入力装置２におけるユーザの操作性を向上させることができる。

図８に示す例においては、振動制御部２３ｂは、検出部２３ａが操作部２１の操作面２１ａに対するユーザによる接触を検出するか否かにかかわらず、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数を制御するとした。しかしながら、振動制御部２３ｂは、検出部２３ａが操作部２１の操作面２１ａに対するユーザによる接触を検出した場合に、第一の振動素子２２ａおよび第二の振動素子２２ｂの振動周波数を制御するように構成されてもよい。

図９は、表示装置１の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。

コンピュータ２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２３０と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）２４０とを備える。また、コンピュータ２００は、メディアインターフェイス（Ｉ／Ｆ）２５０と、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２６０と、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２７０とを備える。

なお、コンピュータ２００は、ＳＳＤ（Solid State Drive）を備え、かかるＳＳＤがＨＤＤ２４０の一部または全ての機能を実行するようにしてもよい。また、ＨＤＤ２４０に代えてＳＳＤを設けることとしてもよい。

ＣＰＵ２１０は、ＲＯＭ２２０およびＨＤＤ２４０の少なくとも一方に格納されるプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。ＲＯＭ２２０は、コンピュータ２００の起動時にＣＰＵ２１０によって実行されるブートプログラムや、コンピュータ２００のハードウェアに依存するプログラムなどを格納する。ＨＤＤ２４０は、ＣＰＵ２１０によって実行されるプログラムおよびかかるプログラムによって使用されるデータ等を格納する。

メディアＩ／Ｆ２５０は、記憶媒体２８０に格納されたプログラムやデータを読み取り、ＲＡＭ２３０を介してＣＰＵ２１０に提供する。ＣＰＵ２１０は、かかるプログラムを、メディアＩ／Ｆ２５０を介して記憶媒体２８０からＲＡＭ２３０上にロードし、ロードしたプログラムを実行する。あるいは、ＣＰＵ２１０は、かかるデータを用いてプログラムを実行する。記憶媒体２８０は、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光磁気記録媒体やＳＤカード、ＵＳＢメモリなどである。

通信Ｉ／Ｆ２６０は、ネットワーク２９０を介して他の機器からデータを受信してＣＰＵ２１０に送り、ＣＰＵ２１０が生成したデータを、ネットワーク２９０を介して他の機器へ送信する。あるいは、通信Ｉ／Ｆ２６０は、ネットワーク２９０を介して他の機器からプログラムを受信してＣＰＵ２１０に送り、ＣＰＵ２１０がかかるプログラムを実行する。

ＣＰＵ２１０は、入出力Ｉ／Ｆ２７０を介して、ディスプレイ等の表示部１１、スピーカ等の出力部、キーボードやマウス、ボタン、操作部２１等の入力部を制御する。ＣＰＵ２１０は、入出力Ｉ／Ｆ２７０を介して、入力部からデータを取得する。また、ＣＰＵ２１０は、生成したデータを入出力Ｉ／Ｆ２７０を介して表示部１１や出力部に出力する。

例えば、コンピュータ２００が表示装置１として機能する場合、コンピュータ２００のＣＰＵ２１０は、ＲＡＭ２３０上にロードされたプログラムを実行することにより、検出部２３ａと振動制御部２３ｂを含む入力装置２の制御部２３および表示制御部１２の各機能を実現する。

コンピュータ２００のＣＰＵ２１０は、例えばこれらのプログラムを記憶媒体２８０から読み取って実行するが、他の例として、他の装置からネットワーク２９０を介してこれらのプログラムを取得してもよい。また、ＨＤＤ２４０は、記憶部２４が記憶する情報を記憶することができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 表示装置
２ 入力装置
１１ 表示部
１２ 表示制御部
２１ 操作部
２１ａ 操作面
２２ 振動部
２２ａ 第一の振動素子
２２ｂ 第二の振動素子
２２ｃ 振動素子駆動回路
２２ｄ 発信器
２３ 制御部
２３ａ 検出部
２３ｂ 振動制御部
２４ 記憶部

Claims (8)

1. 操作面に対する接触を検出する検出部と、
   前記操作面を振動させて前記操作面に定常波を生じさせる少なくとも一つの振動素子と、
   前記検出部が前記操作面に対する接触を検出した場合に前記操作面における前記定常波の腹又は節の位置を調節するように前記少なくとも一つの振動素子の振動周波数を制御する振動制御部と
   を備えることを特徴とする入力装置。
2. 前記検出部は、
   前記操作面における前記接触の位置を検出し、
   前記振動制御部は、
   前記検出部によって検出された前記接触の位置に前記定常波の腹の位置を近づけるように前記少なくとも一つの振動素子の振動周波数を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 前記検出部は、
   前記操作面における前記接触の位置の移動を検出し、
   前記振動制御部は、
   前記検出部によって検出された前記接触の位置の移動に前記定常波の腹の位置を追従させるように前記少なくとも一つの振動素子の振動周波数を制御する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の入力装置。
4. 操作面に対する接触を検出する検出部と、
   前記操作面を振動させて前記操作面に定常波を生じさせる少なくとも一つの振動素子と、
   所定の方向において所定の時間以下の周期で前記定常波の腹又は節の位置を振動させるように前記少なくとも一つの振動素子の振動周波数を制御する振動制御部と
   を備えることを特徴とする入力装置。
5. 前記少なくとも一つの振動素子は、
   前記操作面の外側の領域に互いに対向して設けられる二つの振動素子であり、
   前記振動制御部は、
   前記二つの振動素子に実質的に同一の波を発生させる
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の入力装置。
6. 前記振動周波数は、
   超音波帯域に含まれる周波数である
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の入力装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一つに記載の入力装置と、
   前記接触の検出に基づいて画像を表示する表示部と
   を備えることを特徴とする表示装置。
8. 操作面に対する接触を検出する手順と、
   少なくとも一つの振動素子によって前記操作面を振動させて前記操作面に定常波を生じさせる手順と、
   前記操作面における前記定常波の腹又は節の位置を調節するように前記少なくとも一つの振動素子の振動周波数を制御する手順と
   をコンピュータに実行させることを特徴とする入力プログラム。

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