JP2017199208A - Pen type input device, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ペン型入力装置、及び、電子機器に関する。 The present invention relates to a pen-type input device and an electronic apparatus.
従来より、描画装置の筐体の先端部から１０〜８０ｍｍの範囲の前記筐体に、前記描画装置を振動させる駆動部を備えることを特徴とする描画装置がある。また、前記描画装置と描画対象との接触を検知する接触検知部と、前記描画装置が前記描画対象に対して描画の軌跡を残す描画モードが設定され、前記描画装置と前記描画対象との接触が検知され、かつ前記描画装置の前記描画対象における移動が検知されている場合に、前記駆動部を駆動させる駆動制御部を更に備える（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a drawing apparatus characterized in that a drive unit that vibrates the drawing apparatus is provided in the casing in a range of 10 to 80 mm from a front end portion of the casing of the drawing apparatus. In addition, a contact detection unit that detects contact between the drawing device and the drawing target, and a drawing mode in which the drawing device leaves a drawing locus with respect to the drawing target are set, and the contact between the drawing device and the drawing target is set. And a drive control unit that drives the drive unit when the movement of the drawing apparatus on the drawing target is detected (see, for example, Patent Document 1).
ところで、従来の描画装置は、駆動部を可聴域の周波数で駆動しているため、良好な触感を提供できないおそれがある。 By the way, since the conventional drawing apparatus is driving the drive part with the frequency of an audible range, there exists a possibility that a favorable tactile sensation cannot be provided.
そこで、良好な触感を提供できるペン型入力装置、及び、電子機器を提供することを目的とする。 Therefore, an object is to provide a pen-type input device and an electronic device that can provide a good tactile sensation.
本発明の実施の形態のペン型入力装置は、一端と他端とを有するペン本体と、ペン先になる第１端部と、前記第１端部の反対側に位置する第２端部とを有し、前記第２端部が前記ペン本体の前記一端側に固定される、棒状部材と、前記棒状部材に取り付けられ、前記棒状部材に超音波帯の振動を発生させる駆動信号で駆動される振動素子とを含む。 A pen-type input device according to an embodiment of the present invention includes a pen body having one end and the other end, a first end serving as a pen tip, and a second end located on the opposite side of the first end. A rod-shaped member that is fixed to the one end side of the pen body, and is driven by a drive signal that is attached to the rod-shaped member and generates vibration of an ultrasonic band in the rod-shaped member. And a vibration element.
良好な触感を提供できるペン型入力装置、及び、電子機器を提供することができる。 A pen-type input device and an electronic device that can provide a good tactile sensation can be provided.
以下、本発明のペン型入力装置、及び、電子機器を適用した実施の形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment to which a pen-type input device and an electronic apparatus according to the present invention are applied will be described.
＜実施の形態＞
図１は、実施の形態のペン型入力装置１０を示す図である。図１（Ａ）には、ペン型入力装置１０の側面を示し、図１（Ｂ）には、ペン型入力装置１０の断面で示す。ペン型入力装置１０は、例えば、スタイラスのように、タブレットコンピュータ、スマートフォン、ゲーム機、携帯情報端末機、又はＡＴＭ（Automatic Teller Machine）等のタッチパネルを操作するために利用される。以下では一例として、タブレットコンピュータの操作に用いる形態について説明する。
<Embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating a pen-
ペン型入力装置１０は、筐体１１、棒状振動体１２、駆動装置３００、バッテリ３５０、及び振動素子３４０を有する。ペン型入力装置１０は、無線通信でタブレットコンピュータとデータ通信可能に接続され、タブレットコンピュータから送信される駆動指令に基づいて振動素子３４０が駆動される。以下では、棒状振動体１２の先端１２Ａがある側（図１（Ａ）、（Ｂ）における左側）の端を、ペン型入力装置１０、筐体１１、円筒部１１Ａの先端と称す。
The pen-
筐体１１は、ペン型の外観を有し、先端側に、棒状振動体１２、振動素子３４０を収容する円筒部１１Ａを有する。筐体１１は、ペン本体の一例である。円筒部１１Ａは、先端に開口部１１Ａ１を有し、先端とは反対側の内壁１１Ｂと開口部１１Ａ１との間に円筒状の内部空間１１Ａ２を形成している。
The
円筒部１１Ａの先端は、棒状振動体１２の周囲を覆うように、直径が徐々に狭められており、棒状振動体１２の先端１２Ａは開口部１１Ａ１から表出する。内壁１１Ｂは、円筒部１１Ａの先端とは反対側において、円筒部１１Ａの中心軸に直交する壁部である。
The diameter of the tip of the
棒状振動体１２は、先端１２Ａが円筒部１１Ａの先端側に表出し、先端１２Ａ以外の基部１２Ｂが円筒部１１Ａの内部に設けられている。棒状振動体１２は、棒状部材の一例である。先端１２Ａは、ペン先になる部分である。基部１２Ｂの右端（先端１２Ａとは反対側の端部）は、振動素子３４０を介して内壁１１Ｂに取り付けられている。
The rod-shaped vibrating
棒状振動体１２は、一例として、カーボン（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics／炭素繊維強化プラスチック）製の棒状部材（カーボンロッド）であり、基部１２Ｂの右端は振動素子３４０に接着されている。なお、棒状振動体１２の基部１２Ｂを振動素子３４０に固定するために、基部１２Ｂの右端の側面を覆う部材を用いてもよい。
The rod-like vibrating
また、棒状振動体１２は、超音波帯で振動する際に振動減衰が小さい材質であることが好ましいため、金属製であってもよい。棒状振動体１２には、振動素子３４０が超音波帯の駆動信号で駆動されることにより、先端１２Ａと基部１２Ｂの右端とを結ぶ長手方向において、屈曲固有振動が発生する。棒状振動体１２の寸法は、一例として、直径１．３ｍｍ、長さ１６ｍｍである。
Moreover, since the rod-shaped vibrating
振動素子３４０は、超音波帯の振動を発生できる素子であればよく、例えば、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)のような圧電体を含む振動素子（圧電素子）を用いることができる。振動素子３４０は、図１における横方向及び縦方向に振動する素子であり、棒状振動体１２が長手方向に対して屈曲するように振動する。超音波帯とは、例えば、約２０ｋＨｚ以上の周波数帯をいう。
The
振動素子３４０は、駆動装置３００に接続されており、駆動装置３００から出力される駆動信号によって駆動される。振動素子３４０が発生する振動の振幅（強度）及び周波数は駆動信号によって設定される。また、振動素子３４０のオン／オフは駆動信号によって制御される。
The
振動素子３４０と棒状振動体１２は接着されて一体化されているので、振動素子３４０が振動すると、棒状振動体１２も振動する。振動素子３４０と棒状振動体１２は、振動素子３４０と棒状振動体１２を１つの振動体として捉えた場合の固有振動数で振動するように、ヤング率、密度、ポアソン比、及びサイズ等が設定されていてもよい。振動素子３４０及び棒状振動体１２が超音波帯の固有振動で振動すれば、振幅が増幅されるからである。
Since the vibrating
駆動装置３００は、タブレットコンピュータから送信される駆動指令に基づいて駆動信号を生成し、振動素子３４０を駆動する。駆動装置３００の内部構成については後述する。
The
バッテリ３５０は、例えば、リチウムイオン電池等の繰り返し充電可能な二次電池である。駆動装置３００と振動素子３４０は、バッテリ３５０から供給される電力を利用する。
The
図２は、実施の形態のタブレットコンピュータ１００を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view illustrating the
タブレットコンピュータ１００の操作入力部１０１は、タッチパネルの下にディスプレイパネルが配設されており、ディスプレイパネルにＧＵＩ(Graphic User Interface)による様々なボタン１０２Ａ、１０２Ｂ等（以下、ＧＵＩ操作部１０２と称す）が表示される。
The
タブレットコンピュータ１００の利用者は、ペン型入力装置１０で操作入力部１０１に触れることにより、入力を行う。
A user of the
図３は、タブレットコンピュータ１００の断面を示す図である。なお、図３では、図示するように直交座標系であるＸＹＺ座標系を定義する。
FIG. 3 is a diagram showing a cross section of the
タブレットコンピュータ１００は、筐体１１０、トップパネル１２０、両面テープ１３０、タッチパネル１５０、ディスプレイパネル１６０、及び基板１７０を含む。ここでは、タブレットコンピュータ１００とペン型入力装置１０とを合わせたものを電子機器として取り扱う。
The
筐体１１０は、例えば、樹脂製であり、図３に示すように凹部１１０Ａに基板１７０、ディスプレイパネル１６０、及びタッチパネル１５０が配設されるとともに、両面テープ１３０によってトップパネル１２０が接着されている。
The
トップパネル１２０は、平面視で長方形の薄い平板状の部材であり、透明なガラス、又は、ポリカーボネートのようなプラスチックで作製される。トップパネル１２０の表面（Ｚ軸正方向側の面）は、タブレットコンピュータ１００の利用者が操作入力を行う操作面の一例である。
The
トップパネル１２０は、平面視における四辺が両面テープ１３０によって筐体１１０に接着されている。なお、両面テープ１３０は、トップパネル１２０の四辺を筐体１１０に接着できればよく、図３に示すように矩形環状である必要はない。
The
トップパネル１２０のＺ軸負方向側にはタッチパネル１５０が配設される。トップパネル１２０は、タッチパネル１５０の表面を保護するために設けられている。なお、トップパネル１２０の表面に、さらに別なパネル、保護膜、又は機能性フィルム等が設けられていてもよい。
A
タッチパネル１５０は、ディスプレイパネル１６０の上（Ｚ軸正方向側）で、トップパネル１２０の下（Ｚ軸負方向側）に配設されている。タッチパネル１５０は、タブレットコンピュータ１００の利用者がペン型入力装置１０でトップパネル１２０に触れる位置（以下、操作入力の位置と称す）を検出する座標検出部の一例である。
The
タッチパネル１５０の下にあるディスプレイパネル１６０には、ＧＵＩによる様々なボタン等（以下、ＧＵＩ操作部と称す）が表示される。このため、タブレットコンピュータ１００の利用者は、通常、ＧＵＩ操作部を操作するために、ペン型入力装置１０でトップパネル１２０に触れる。
On the
タッチパネル１５０は、利用者のトップパネル１２０への操作入力の位置を検出できる座標検出部であればよく、例えば、静電容量方式、抵抗膜方式、光学方式、又は電磁誘導方式の座標検出部を用いることができる。
The
また、ここでは、タッチパネル１５０の入力面側にトップパネル１２０が配設される形態について説明するが、トップパネル１２０はタッチパネル１５０と一体的であってもよい。この場合、タッチパネル１５０の表面が図３に示すトップパネル１２０の表面になり、操作面を構築する。また、図３に示すトップパネル１２０を省いた構成であってもよい。この場合も、タッチパネル１５０の表面が操作面を構築する。
In addition, here, a form in which the
また、タッチパネル１５０が抵抗膜型の場合は、トップパネル１２０の上にタッチパネル１５０が配設されていてもよい。この場合も、タッチパネル１５０の表面が操作面を構築する。また、図３に示すトップパネル１２０を省いた構成であってもよい。この場合も、タッチパネル１５０の表面が操作面を構築する。
When the
ディスプレイパネル１６０は、例えば、液晶ディスプレイパネル又は有機ＥＬ(Electroluminescence)パネル等の画像を表示できる表示部であればよい。ディスプレイパネル１６０は、筐体１１０の凹部１１０Ａの内部で、図示を省略するホルダ等によって基板１７０の上（Ｚ軸正方向側）に設置される。
The
ディスプレイパネル１６０は、後述するドライバＩＣ(Integrated Circuit)によって駆動制御が行われ、タブレットコンピュータ１００の動作状況に応じて、ＧＵＩ操作部、画像、文字、記号、図形等を表示する。
The
基板１７０は、筐体１１０の凹部１１０Ａの内部に配設される。基板１７０の上には、ディスプレイパネル１６０及びタッチパネル１５０が配設される。ディスプレイパネル１６０及びタッチパネル１５０は、図示を省略するホルダ等によって基板１７０及び筐体１１０に固定されている。
The
基板１７０には、後述する駆動制御装置の他に、タブレットコンピュータ１００の駆動に必要な種々の回路等が実装される。
In addition to the drive control device described later, various circuits and the like necessary for driving the
以上のような構成のタブレットコンピュータ１００は、トップパネル１２０にペン型入力装置１０が接触し、接触点の移動を検出すると、基板１７０に実装される駆動制御部が駆動信号を出力し、ペン型入力装置１０の振動素子３４０を超音波帯の周波数で振動させる。
In the
ここで、振動素子３４０を超音波帯の周波数で振動させることによって棒状振動体１２を超音波帯で振動させると、棒状振動体１２の先端１２Ａとトップパネル１２０との間にスクイーズ膜効果による空気層が介在し、棒状振動体１２でトップパネル１２０の表面をなぞるときの先端１２Ａとトップパネル１２０との間の動摩擦係数が低下する。
Here, when the rod-shaped vibrating
ペン型入力装置１０を手に持ってタブレットコンピュータに操作入力を行う利用者は、振動がオンになると、棒状振動体１２の先端１２Ａに掛かる動摩擦力の低下を感知し、滑り易さを知覚することになる。
When the user turns on the tablet computer with the pen-
一方、利用者は、振動がオフになると、棒状振動体１２の先端１２Ａに掛かる動摩擦力の増大を感知し、滑り難さ、あるいは、引っ掛かる感じを知覚することになる。
On the other hand, when the vibration is turned off, the user senses an increase in the dynamic frictional force applied to the
なお、ここでは、振動のオン／オフを切り替える場合の動摩擦力の変化について説明したが、これは、振動素子３４０の振幅（強度）を変化させた場合も同様である。
Here, the change in the dynamic friction force when switching on / off the vibration has been described, but this is the same when the amplitude (intensity) of the
図４は、棒状振動体１２の振動のシミュレーション結果を示す図である。図４には、静止状態の棒状振動体１２と、振動状態において長手方向に対して屈曲している棒状振動体１２との両方を示す。
FIG. 4 is a diagram illustrating a simulation result of the vibration of the rod-shaped vibrating
図４において、矢印は、振動状態において長手方向に対して屈曲している棒状振動体１２の静止状態の棒状振動体１２に対する変位を示す。矢印の向きは変位の向きを示し、矢印の大きさは変位の大きさを示す。
In FIG. 4, an arrow indicates a displacement of the rod-shaped vibrating
基部１２Ｂの右端は、振動素子３４０に固定されているため、固定端であり、先端１２Ａは開放端である。固定端と開放端との間に、２つの節と、２つの腹が確認できる。
Since the right end of the
棒状振動体１２として、直径が１．３ｍｍで（長手方向の）長さが１６ｍｍのカーボンロッドを用い、振動素子３４０で振動させると、固有振動数は約８０ｋＨｚになる。このように、振動素子３４０を超音波帯の駆動信号で駆動すると、棒状振動体１２には長手方向に対して屈曲する超音波帯の固有振動が発生する。
When the rod-shaped vibrating
図５は、実施の形態のペン型入力装置１０とタブレットコンピュータ１００の構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the pen-
ペン型入力装置１０は、駆動装置３００、振動素子３４０、及びアンプ３４１を含む。図５では、ペン型入力装置１０の筐体１１、棒状振動体１２、及びバッテリ３５０を省略する。
The pen-
駆動装置３００は、制御部３１０、正弦波発生器３２０、及び振幅変調器３３０を有する。制御部３１０、正弦波発生器３２０、及び振幅変調器３３０は、例えば、ＦＲ−４(Flame Retardant type 4)規格の配線基板に実装される。
The
制御部３１０は、駆動制御部３１１、メモリ３１２、及び通信モジュール３１３を備える。制御部３１０は、例えば、ＩＣチップで実現される。
The
駆動制御部３１１は、タブレットコンピュータ１００から駆動指令を受信すると、駆動指令に基づいてメモリ３１２から振幅データを読み出し、振幅データを振幅変調器３３０に出力する。駆動制御部３１１は、第２駆動制御部の一例である。
When receiving a drive command from the
振幅データは、振動素子３４０の駆動に用いる駆動信号の強度を調整するための振幅値を表すデータである。振幅値は、位置データの時間的変化度合に応じて設定される。ここで、位置データの時間的変化度合としては、ペン型入力装置１０がトップパネル１２０の表面に沿って移動する速度を用いる。ペン型入力装置１０の移動速度は、ドライバＩＣ１５１から入力される位置データの時間的な変化度合に基づいて、アプリケーションプロセッサ２２０が算出する。
The amplitude data is data representing an amplitude value for adjusting the strength of the drive signal used for driving the
メモリ３１２は、アプリケーションの種類を表すデータと、振動パターンを表すパターンデータとを関連付けたデータを格納する。
The
通信モジュール３１３は、タブレットコンピュータ１００の通信モジュール２６０と無線通信を行う。通信モジュール３１３は、例えば、Bluetooth（登録商標）等の近距離通信を行う通信部である。通信モジュール３１３は、タブレットコンピュータ１００の通信モジュール２６０から駆動指令を受信し、駆動制御部３１１に出力する。
The
正弦波発生器３２０は、振動素子３４０及び棒状振動体１２を超音波帯の周波数で振動させるための駆動信号を生成するのに必要な正弦波を発生させる。例えば、振動素子３４０及び棒状振動体１２を８０［ｋＨｚ］で振動させる場合は、正弦波の周波数は、８０［ｋＨｚ］となる。正弦波発生器３２０は、超音波帯の正弦波信号を振幅変調器３３０に入力する。
The
正弦波発生器３２０が発生する正弦波信号は、超音波帯の振動を発生させる駆動信号の元になる交流の基準信号であり、一定の周波数と一定の位相を有する。正弦波発生器３２０は、超音波帯の正弦波信号を振幅変調器３３０に入力する。
The sine wave signal generated by the
なお、ここでは、正弦波信号を発生する正弦波発生器３２０を用いる形態について説明するが、正弦波信号ではなくてもよい。例えば、クロックの立ち上がりと立ち下がりの波形を鈍らせたような波形の信号を用いてもよい。このため、超音波帯の交流信号を発生する信号発生器を正弦波発生器３２０の代わりに用いてもよい。
In addition, although the form using the
振幅変調器３３０は、駆動制御部３１１から入力される振幅データを用いて、正弦波発生器３２０から入力される正弦波信号の振幅を変調して駆動信号を生成する。振幅変調器３３０は、正弦波発生器３２０から入力される超音波帯の正弦波信号の振幅のみを変調し、周波数及び位相は変調せずに、駆動信号を生成する。
The
このため、振幅変調器３３０が出力する駆動信号は、正弦波発生器３２０から入力される超音波帯の正弦波信号の振幅のみを変調した超音波帯の正弦波信号である。なお、振幅データがゼロの場合は、駆動信号の振幅はゼロになる。これは、振幅変調器３３０が駆動信号を出力しないことと等しい。
Therefore, the drive signal output from the
アンプ３４１は、駆動装置３００に接続されており、駆動装置３００から出力される駆動信号を増幅して、振動素子３４０に出力する。振動素子３４０は、駆動信号に従って駆動される。
The
タブレットコンピュータ１００は、タッチパネル１５０、ドライバＩＣ１５１、ディスプレイパネル１６０、ドライバＩＣ１６１、及び制御部２００を含む。
The
制御部２００は、アプリケーションプロセッサ２２０、通信プロセッサ２３０、メモリ２５０、及び通信モジュール２６０を有する。制御部２００は、例えば、ＩＣチップで実現される。
The
図５では、タブレットコンピュータ１００の筐体１１０、トップパネル１２０、両面テープ１３０、及び基板１７０（図２参照）は省略する。また、ここでは、ドライバＩＣ１５１、ドライバＩＣ１６１、メモリ２５０、通信モジュール２６０について説明する。
In FIG. 5, the
ドライバＩＣ１５１は、タッチパネル１５０に接続されており、タッチパネル１５０への操作入力があった位置を表す位置データを検出し、位置データを制御部２００に出力する。この結果、位置データは、アプリケーションプロセッサ２２０に入力される。
The
なお、ここでは、ペン型入力装置１０によってタッチパネル１５０に操作入力が行われ、ペン型入力装置１０がトップパネル１２０に接触した位置をタッチパネル１５０が検出する形態について説明するが、タッチパネル１５０は、利用者の指先がトップパネル１２０に接触する位置を検出することができる。
In addition, although the operation input is performed to the
ドライバＩＣ１６１は、ディスプレイパネル１６０に接続されており、アプリケーションプロセッサ２２０から入力される描画データをディスプレイパネル１６０に出力し、描画データに基づく画像をディスプレイパネル１６０に表示させる。これにより、ディスプレイパネル１６０には、描画データに基づくＧＵＩ操作部又は画像等が表示される。
The
アプリケーションプロセッサ２２０は、タブレットコンピュータ１００の種々のアプリケーションを実行する処理を行う。例えば、ペン型入力装置１０によって、文字又は線図等を入力する操作入力が行われると、アプリケーションプロセッサ２２０は、文字又は線図等を表す描画データをドライバＩＣ１６１に出力する。この結果、ペン型入力装置１０によって入力された文字又は線図等がディスプレイパネル１６０に表示される。
The
また、アプリケーションプロセッサ２２０は、位置データに基づいて駆動指令を生成する。より具体的には、アプリケーションプロセッサ２２０は、所定のアプリケーションが実行されているときに、ペン型入力装置１０の接触位置が移動すると、駆動指令を生成する。
Further, the
駆動指令は、ペン型入力装置１０の振動素子３４０を駆動する駆動信号の元になる指令（信号）であり、ドライバＩＣ１５１から入力される位置データの時間的な変化度合に基づいて、アプリケーションプロセッサ２２０が算出する。位置データの時間的な変化度合は、位置データの移動速度である。
The drive command is a command (signal) that is a source of a drive signal for driving the
駆動指令は、振動素子３４０のオン／オフを制御する指令と、位置データの移動速度を表すデータとを含む。位置データの移動速度を表すデータは、駆動指令に付帯情報として含まれる。このような駆動指令は、アプリケーションプロセッサ２２０によって生成されると、通信モジュール２６０を介してペン型入力装置１０に送信される。アプリケーションプロセッサ２２０の機能のうち、駆動指令を生成する機能は、第１駆動制御部の一例である。
The drive command includes a command for controlling on / off of the
通信プロセッサ２３０は、タブレットコンピュータ１００が３Ｇ(Generation)、４Ｇ(Generation)、LTE(Long Term Evolution)、WiFi等の通信を行うために必要な処理を実行する。
The
メモリ２５０は、アプリケーションプロセッサ２２０がアプリケーションの実行に必要とするデータ及びプログラム、及び、通信プロセッサ２３０が通信処理に必要とするデータ及びプログラム等を格納する。
The
通信モジュール２６０は、ペン型入力装置１０の通信モジュール３１３と無線通信を行う。通信モジュール２６０は、例えば、Bluetooth（登録商標）等の近距離通信を行う通信部である。通信モジュール２６０は、アプリケーションプロセッサ２２０によって位置データに基づいて生成される駆動指令をペン型入力装置１０の通信モジュール３１３に送信する。
The
以上のようなタブレットコンピュータ１００において、所定のアプリケーションが実行されているときに、ペン型入力装置１０の移動速度が所定の閾値速度以上になると、アプリケーションプロセッサ２２０が駆動指令を生成し、ペン型入力装置１０に送信する。
In the
ペン型入力装置１０の駆動制御部３１１は、駆動指令に基づいて振幅データを生成し、振動素子３４０を駆動する。
The
この結果、トップパネル１２０の表面に沿って移動するペン型入力装置１０に掛かる動摩擦力が低下され、ペン型入力装置１０を手に持つ利用者に、動摩擦力の変化による触感が提供される。
As a result, the dynamic frictional force applied to the pen-
なお、移動速度が所定の閾値速度以上になったときに、振動素子３４０を振動させるのは、動摩擦力は、ペン型入力装置１０がトップパネル１２０に触れながら移動しているときに発生するためである。
The reason why the vibrating
駆動制御部３１１が出力する振幅データが表す振幅値は、移動速度が所定の閾値速度未満のときはゼロであり、移動速度が所定の閾値速度以上になると、移動速度に応じて所定の振幅値に設定される。
The amplitude value represented by the amplitude data output from the
また、駆動制御部３１１は、次式（１）を用いて、移動速度に応じて補正した振幅データを生成する。ここで、メモリ３１２に格納される振動パターンの時刻tにおける振幅データをV1(t)と表し、移動速度に応じて振幅データV1(t)から生成される振幅データをV2(t)と表すと、振幅データV2(t)は、次式（１）で求めることができる。
Moreover, the
なお、vは、ペン型入力装置１０がトップパネル１２０に触れながら移動する際の移動速度、v0は移動速度の基準になる基準速度である。基準速度v0は、例えば、トップパネル１２０の表面に沿ってペン型入力装置１０を移動させるときの平均的な速度であり、実験等で求めればよい。
Incidentally, v is the moving speed at which the pen-
式（１）によれば、移動速度に応じて振幅データV1(t)から生成される振幅データV2(t)は、基準速度v0に対する移動速度vの比によって決まる。換言すれば、振幅データV2(t)は、基準速度v0に対する移動速度vの比によって振幅データV1(t)が補正されたデータである。 According to equation (1), the amplitude data is generated from the amplitude data V1 (t) according to the moving speed V2 (t) is determined by the ratio of the moving velocity v with respect to the reference speed v 0. In other words, amplitude data V2 (t) is data amplitude data V1 (t) is corrected by the ratio of the moving velocity v with respect to the reference speed v 0.
次に、図６を用いて、メモリ３１２に格納されるデータについて説明する。
Next, data stored in the
図６は、メモリ３１２に格納されるデータを示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating data stored in the
図６に示すように、アプリケーションの種類を表すデータと、振動パターンを表すパターンデータとを関連付けたデータがメモリ３１２に格納される。
As illustrated in FIG. 6, data in which data indicating the type of application is associated with pattern data indicating a vibration pattern is stored in the
アプリケーションの種類を表すデータとして、アプリケーションＩＤ(Identification)を示す。また、振動パターンを表すパターンデータとして、Ｐ１〜Ｐ４を示す。パターンデータＰ１〜Ｐ４は、振幅値を表す振幅データを時系列的に並べたデータである。より具体的には、パターンデータＰ１〜Ｐ４は、上述した振幅データV1(t)を時系列的に並べたデータである。 An application ID (Identification) is shown as data representing the type of application. P1 to P4 are shown as pattern data representing the vibration pattern. The pattern data P1 to P4 are data in which amplitude data representing amplitude values are arranged in time series. More specifically, the pattern data P1 to P4 are data in which the above-described amplitude data V1 (t) is arranged in time series.
なお、アプリケーションＩＤで表されるアプリケーションは、スマートフォン端末機、又は、タブレット型コンピュータで利用可能なあらゆるアプリケーションを含む。 Note that the application represented by the application ID includes any application that can be used in a smartphone terminal or a tablet computer.
ここで、図７を用いて、ペン型入力装置１０によってトップパネル１２０の表面に操作入力が行われた場合に、駆動制御部３１１が出力する振幅データに基づいて振幅変調器３３０から出力される駆動信号によって棒状振動体１２に生じる振動について説明する。図７は、実施の形態のタブレットコンピュータ１００及びペン型入力装置１０の動作例を示す図である。
Here, referring to FIG. 7, when an operation input is performed on the surface of the
図７において、横軸は時間軸を表し、縦軸は振幅データの振幅値を表す。また、ここでは、ペン型入力装置１０の接触位置の移動速度は略一定であることとする。
In FIG. 7, the horizontal axis represents the time axis, and the vertical axis represents the amplitude value of the amplitude data. Here, it is assumed that the moving speed of the contact position of the pen-
図７に示す振動パターンは、８０ｋＨｚの超音波帯の正弦波の振幅が、Ａ１からＡ２の間で可聴域の周波数でランダムに変化する駆動信号の包絡線を示している。この駆動信号の振動パターンは、紙に鉛筆で線図を描くときの触感（書き味）を模擬的に表している。 The vibration pattern shown in FIG. 7 shows an envelope of a drive signal in which the amplitude of a sine wave of an ultrasonic band of 80 kHz changes randomly at a frequency in the audible range between A1 and A2. This vibration pattern of the drive signal schematically represents the tactile sensation (writing taste) when drawing a diagram with a pencil on paper.
トップパネル１２０に触れたペン型入力装置１０の接触位置が、時刻ｔ１において移動し始めると、アプリケーションプロセッサ２２０は振動素子３４０をオンにするための駆動指令を生成してペン型入力装置１０に送信する。ペン型入力装置１０の駆動制御部３１１は、タブレットコンピュータ１００から受信した駆動指令に基づき、実行中のアプリケーションに関連付けられた振動パターンで振動素子３４０を駆動する。
When the contact position of the pen-
時刻ｔ２において接触位置が停止すると、アプリケーションプロセッサ２２０は、振動素子３４０をオフにするための駆動指令を生成してペン型入力装置１０に送信する。駆動制御部３１１は、受信した駆動指令に基づいて、振幅値をゼロに設定する。このため、時刻ｔ２の直後に振幅がゼロになる。
When the contact position stops at time t <b> 2, the
このように振幅がＡ１からＡ２の間でランダムに変化する振動パターンを用いる場合には、トップパネル１２０の表面に沿って先端１２Ａに掛かる動摩擦力がランダムに変化する。
Thus, when using a vibration pattern whose amplitude changes randomly between A1 and A2, the dynamic frictional force applied to the
紙に鉛筆で線図を描くときには、紙の表面の微妙な凹凸又は繊維の配列等によって、ざらざらしたランダムな振動が手に伝わる。図７に示す振動パターンは、このように紙に鉛筆で線図を描くときに手に伝わるランダムな触感（書き味）を再現するためのものである。 When drawing a diagram with a pencil on paper, rough random vibrations are transmitted to the hand due to subtle irregularities on the surface of the paper or the arrangement of fibers. The vibration pattern shown in FIG. 7 is for reproducing a random tactile sensation (writing taste) transmitted to the hand when drawing a diagram with a pencil on paper.
このため、ペン型入力装置１０を手に持つ利用者に、ペン型入力装置１０でトップパネル１２０をなぞるときに、紙に鉛筆で線図を描くときに得られるような模擬的な触感を提供することができる。
For this reason, the user who has the pen-
なお、振動パターンは、時系列的に振幅データを並べた振幅データ列であり、振動素子３４０の駆動制御に必要なデータとして、メモリ３１２に予め格納されている。このような振動パターンとしては、図７に示すように紙に鉛筆で線図を描くときの触感（書き味）を模擬的に表すデータを用いることができるが、振動パターンとして、ノイズ波形を用いてもよい。
The vibration pattern is an amplitude data string in which amplitude data is arranged in time series, and is stored in advance in the
図８は、コピー用紙の空間周波数を示す図である。図８において、横軸は、空間周波数であり、１ｍｍあたりの周波数として示す。また、縦軸は、振動の強度（Amplitude Spectrum）（μｍ）を示す。 FIG. 8 is a diagram showing the spatial frequency of the copy paper. In FIG. 8, the horizontal axis represents the spatial frequency and is shown as a frequency per 1 mm. The vertical axis represents the amplitude of vibration (Amplitude Spectrum) (μm).
図８に示すコピー用紙の空間周波数は、横軸をｘ、縦軸をｙとすると、破線で示すｙ＝−１．１３４４ｘ＋０．５４８７の直線に近似できる傾きを有する。このように、コピー用紙の空間周波数は、傾き1程度で低下することより、一例として、ブラウンノイズによって再現することが適当と考えられる。このため、図７に示す振動パターンの代わりに、ブラウンノイズに基づく振動パターンを用いてもよい。 The spatial frequency of the copy paper shown in FIG. 8 has a slope that can be approximated to a straight line y = −1.344x + 0.5487 indicated by a broken line, where x is the horizontal axis and y is the vertical axis. As described above, since the spatial frequency of the copy paper decreases with an inclination of about 1, it is considered appropriate to reproduce it by brown noise as an example. For this reason, a vibration pattern based on brown noise may be used instead of the vibration pattern shown in FIG.
また、ブラウンノイズの代わりに、ピンクノイズ又はホワイトノイズ等のノイズの波形を利用してもよい。また、約５Ｈｚ〜約５００Ｈｚの帯域を通過させるバンドパスフィルタを用いることによって、人間の機械受容器の感度が低い周波数成分を遮断したノイズ波形を用いてもよい。 Further, instead of brown noise, a noise waveform such as pink noise or white noise may be used. Further, a noise waveform in which a frequency component with low sensitivity of a human mechanoreceptor is cut off may be used by using a band-pass filter that passes a band of about 5 Hz to about 500 Hz.
図９は、鉛筆でコピー用紙に筆記した際の動摩擦係数（Coefficient of kinetic friction）の時間変化を表す図である。振動パターンとしては、図９に示す波形のように、実測により得られた波形データをデータ化して用いてもよい。 FIG. 9 is a diagram showing the change over time in the coefficient of kinetic friction when writing on a copy sheet with a pencil. As the vibration pattern, waveform data obtained by actual measurement, such as the waveform shown in FIG. 9, may be used as data.
次に、図１０を用いて、実施の形態のタブレットコンピュータ１００のアプリケーションプロセッサ２２０が駆動指令を生成するために実行する処理について説明する。
Next, a process executed by the
図１０は、実施の形態のタブレットコンピュータ１００のアプリケーションプロセッサ２２０が実行する処理を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart illustrating processing executed by the
タブレットコンピュータ１００のＯＳ（Operating System）は、所定の制御周期毎にタブレットコンピュータ１００を駆動するための制御を実行する。このため、アプリケーションプロセッサ２２０は、所定の制御周期毎に演算を行う。
An OS (Operating System) of the
アプリケーションプロセッサ２２０は、タブレットコンピュータ１００とペン型入力装置１０の電源がオンにされることにより、処理をスタートさせる。
The
アプリケーションプロセッサ２２０は、現在の位置データが表す座標を取得する（ステップＳ１）。
The
アプリケーションプロセッサ２２０は、位置データから移動速度を算出する（ステップＳ２）。移動速度は、ベクトル演算によって算出すればよい。例えば、現在の位置データと、１つ前の制御周期で得られた位置データとで求まる位置の差を、制御周期（時間）で除算することによって算出することができる。
The
アプリケーションプロセッサ２２０は、移動速度が所定の閾値速度以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。閾値速度は、トップパネル１２０に触れたペン型入力装置１０を移動させながら操作入力を行う際における接触位置の移動速度の最低速度として設定すればよい。このような最低速度は、実験結果に基づいて設定してもよく、タッチパネル１５０の分解能等に応じて設定してもよい。
The
アプリケーションプロセッサ２２０は、ステップＳ３で移動速度が所定の閾値速度以上である（Ｓ３：ＹＥＳ）と判定した場合は、振動素子３４０をオンにする駆動指令を出力する（ステップＳ４）。この場合の駆動指令は、振動素子３４０をオンにする指令と、移動速度とを含む。
If the
ステップＳ４で出力される駆動指令がペン型入力装置１０に送信されることにより、駆動制御部３１１が駆動指令に基づく振幅データを出力し、振幅変調器３３０が正弦波発生器３２０から出力される正弦波の振幅を変調することによって駆動信号が生成され、振動素子３４０が駆動される。
When the drive command output in step S4 is transmitted to the pen-
一方、ステップＳ３で移動速度が所定の閾値速度以上ではない（Ｓ３：ＮＯ）と判定した場合は、アプリケーションプロセッサ２２０は、振動素子３４０をオフにする駆動指令を出力する（ステップＳ５）。
On the other hand, when it is determined in step S3 that the moving speed is not equal to or higher than the predetermined threshold speed (S3: NO), the
この結果、ステップＳ５で出力される駆動指令がペン型入力装置１０に送信されることにより、駆動制御部３１１が駆動指令に基づく振幅データを出力する。この場合の振幅データが表す振幅値はゼロであるため、駆動制御部３１１は、振幅値がゼロの振幅データを出力し、振幅変調器３３０において、正弦波発生器３２０から出力される正弦波の振幅がゼロに変調された駆動信号が生成される。このため、この場合は、振動素子３４０は駆動されない。
As a result, the drive command output in step S5 is transmitted to the pen-
ステップＳ４又はＳ５の処理が終了すると、制御周期の１周期分の制御が終了する（エンド）。タブレットコンピュータ１００又はペン型入力装置１０の電源がオフにされるまで、図１０に示すフローは繰り返し実行される。
When the process of step S4 or S5 is completed, the control for one control period ends (end). The flow shown in FIG. 10 is repeatedly executed until the power of the
図１１は、実施の形態のペン型入力装置１０の駆動装置３００の駆動制御部３１１が実行する処理を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart illustrating processing executed by the
ペン型入力装置１０のＯＳ（Operating System）は、所定の制御周期毎にペン型入力装置１０を駆動するための制御を実行する。このため、駆動装置３００は、所定の制御周期毎に演算を行う。これは駆動制御部３１１も同様であり、駆動制御部３１１は、図１１に示すフローを所定の制御周期毎に繰り返し実行する。
An OS (Operating System) of the pen-
駆動制御部３１１は、ペン型入力装置１０の電源がオンにされることにより、処理をスタートさせる。
The
駆動制御部３１１は、タブレットコンピュータ１００から駆動指令を受信したかどうかを判定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１の処理は、駆動指令を受信するまで繰り返し実行される。
The
駆動制御部３１１は、駆動指令を受信した（Ｓ１１：ＹＥＳ）と判定すると、現在のアプリケーションの種類に関連付けられた振動パターン（パターンデータ）から振幅値を表す振幅データを読み出し、式（１）に基づいて移動速度に応じた振幅データを算出する（ステップＳ１２）。
If the
駆動制御部３１１は、ステップＳ１２で算出した振幅データで振動素子３４０を駆動する（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ１２で算出した振幅データの振幅値がゼロである場合は、振動素子３４０は駆動されない。
The
ステップＳ１３の処理が終了すると、制御周期の１周期分の制御が終了する（エンド）。ペン型入力装置１０の電源がオフにされるまで、図１１に示すフローは繰り返し実行される。
When the process of step S13 ends, control for one control period ends (end). The flow shown in FIG. 11 is repeatedly executed until the power of the pen-
以上、実施の形態によれば、ペン型入力装置１０の先端１２Ａがトップパネル１２０の表面に触れて移動したときに、振動素子３４０を駆動して棒状振動体１２に超音波帯の振動を発生させることによって動摩擦力を変化させるので、利用者に良好な触感を提供することができる。ペン型入力装置１０の筐体１１を握ってペン先（先端１２Ａ）でトップパネル１２０に描画する利用者に良好な触感を提供することができる。
As described above, according to the embodiment, when the
また、実施の形態のペン型入力装置１０は、正弦波発生器３２０で発生される超音波帯の正弦波の振幅のみを振幅変調器３３０で変調することによって駆動信号を生成している。
Further, the pen-
すなわち、正弦波発生器３２０で発生される超音波帯の正弦波の周波数又は位相を変調することなく、振幅のみを振幅変調器３３０で変調することによって駆動信号を生成している。
That is, the drive signal is generated by modulating only the amplitude by the
従って、スクイーズ効果による空気層の介在を利用して、トップパネル１２０の表面をペン型入力装置１０でなぞったときに先端１２Ａに掛かる動摩擦係数を確実に低下させることができ、滑りやすい触感と滑りにくい触感とを利用者に提供することができる。
Therefore, by utilizing the air layer due to the squeeze effect, the coefficient of dynamic friction applied to the
以上では、ペン型入力装置１０の接触位置が移動すると、振動素子３４０を超音波帯の駆動信号で駆動する形態について説明した。例えば、図６に示すアプリケーションＩＤと振動パターンに、ＧＵＩ部品１０２の表示領域を表す領域データを加えて、所定のＧＵＩ部品１０２の表示領域内に接触位置が位置しており、かつ、接触位置が移動しているときに、振動パターンに応じて振動素子３４０を駆動するようにしてもよい。
In the above, the mode in which the
また、ペン型入力装置１０を次のように変形してもよい。図１２は、実施の形態の変形例によるペン型入力装置１０Ａを示す図である。
Further, the pen-
ペン型入力装置１０Ａは、図１に示すペン型入力装置１０の棒状振動体１２の先端１２Ａに設けられた樹脂製のカバー１２Ｃを含み、棒状振動体１２の基部１２Ｂは、内壁１１Ｂに接着等によって直接的に固定されている。また、振動素子３４０Ａは、棒状振動体１２の基部１２Ｂの外周面に接着されている。
The pen-type input device 10A includes a resin cover 12C provided at the
このようなペン型入力装置１０Ａは、１つの短冊形の振動素子３４０Ａが棒状振動体１２の基部１２Ｂの外周面に取り付けられたユニモルフ型のペン型入力装置である。短冊形の振動素子３４０Ａとは、換言すれば、薄板状の振動素子３４０Ａである。
Such a pen-
振動素子３４０Ａは、棒状振動体１２の長手方向に対して湾曲（屈曲）するように振動する振動素子であればよい。棒状振動体１２を長手方向に対して屈曲させるためである。また、２つの振動素子３４０Ａを棒状振動体１２の基部１２Ｂの外周面に接着することにより、バイモルフ型にしてもよい。
The
また、以上では、ペン型入力装置１０がトップパネル１２０に接触し、接触位置の移動速度が所定の閾値速度以上になったときに振動素子３４０を駆動する形態について説明した。
In the above description, the mode in which the
しかしながら、ペン型入力装置１０がトップパネル１２０に接触した時点で振動素子３４０を駆動し、接触位置の移動速度が所定の閾値速度よりも大きくなったときに振動素子３４０を駆動する駆動信号の振幅を増大させてもよい。
However, the amplitude of the drive signal that drives the
また、以上では、移動速度に応じた振幅データを生成する形態について説明したが、タブレットコンピュータ１００がトップパネル１２０に掛かる荷重を検出する荷重センサを含む場合には、移動速度の代わりに、あるいは、移動速度に加えて、トップパネル１２０に掛かる荷重を用いて、振幅データを生成してもよい。
Moreover, although the form which produces | generates the amplitude data according to a moving speed was demonstrated above, when the
図１３は、荷重センサ１８０を含むタブレットコンピュータ１００Ａとペン型入力装置１０を示す図である。荷重センサ１８０は、筐体１１０（図３参照）の内部に配設され、トップパネル１２０の裏面（Ｚ軸負方向側の面）に接触しており、ペン型入力装置１０の先端１２Ａによってトップパネル１２０に掛けられる荷重を検出し、荷重データを出力する。
FIG. 13 is a diagram illustrating the
この場合に、ペン型入力装置１０の駆動制御部３１１は、次式（２）を用いて、荷重に応じて補正した振幅データを生成すればよい。ここで、メモリ３１２に格納される振動パターンの時刻tにおける振幅データをV1(t)と表し、荷重に応じて振幅データV1(t)から生成される振幅データをV3(t)と表すと、振幅データV3(t)は、次式（２）で求めることができる。
In this case, the
なお、wは荷重センサ１８０で検出される荷重の値であり、w0は基準となる基準荷重の値を表す。基準荷重w0の値は、ペン型入力装置１０の先端１２Ａによってトップパネル１２０に掛けられる平均的な荷重を表し、実験等で求めた値に設定すればよい。
Incidentally, w is a value of the load detected by the
式（２）によれば、荷重に応じて振幅データV1(t)から生成される振幅データV3(t)は、基準荷重w0に対する荷重wの比によって決まる。換言すれば、振幅データV3(t)は、基準荷重w0に対する荷重wの比によって振幅データV1(t)が補正されたデータである。 According to equation (2), amplitude data V3 (t) that are generated from the amplitude data V1 (t) in accordance with the load is determined by the ratio of the load w with respect to the reference load w 0. In other words, amplitude data V3 (t) is data amplitude data V1 (t) is corrected by the ratio of the load w with respect to the reference load w 0.
このような振幅データV3(t)を用いて、振動素子３４０を駆動してもよい。また、ここでは、移動速度の代わりに荷重を用いて振幅データV3(t)を算出する変形例について説明したが、移動速度と荷重との両方を用いて算出した振幅データを用いて振動素子３４０を駆動してもよい。なお、荷重センサ１８０をペン型入力装置１０側に設けて、先端１２Ａによってトップパネル１２０に掛けられる荷重を検出してもよい。
The
また、以上では、タブレットコンピュータ１００又は１００Ａで生成した駆動指令をペン型入力装置１０に送信し、ペン型入力装置１０で駆動信号を生成して振動素子３４０を駆動する形態について説明した。しかしながら、タブレットコンピュータ１００又は１００Ａで駆動信号を生成し、駆動信号をペン型入力装置１０に送信して、振動素子３４０を駆動してもよい。
In the above description, the driving command generated by the
図１４は、実施の形態の変形例のタブレットコンピュータ１００Ｂとペン型入力装置１０Ｂを示す図である。以下では、図５で説明した構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。 FIG. 14 is a diagram illustrating a tablet computer 100B and a pen-type input device 10B according to a modification of the embodiment. In the following, the same components as those described in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
ペン型入力装置１０Ｂは、振動素子３４０を含む。図１４では、ペン型入力装置１０Ｂの筐体１１、棒状振動体１２、及びバッテリ３５０を省略する。
The pen-type input device 10B includes a
タブレットコンピュータ１００Ｂは、タッチパネル１５０、ドライバＩＣ１５１、ディスプレイパネル１６０、ドライバＩＣ１６１、制御部２００Ａ、正弦波発生器３２０、振幅変調器３３０、及びアンプ３４１を含む。タブレットコンピュータ１００Ｂとペン型入力装置１０Ｂは、ケーブル２０によって接続されており、タブレットコンピュータ１００Ｂで生成される駆動信号は、ケーブル２０を介してペン型入力装置１０Ｂに送信される。このため、タブレットコンピュータ１００Ｂとペン型入力装置１０Ｂは、それぞれ、通信モジュール２６０と３１３（図５参照）を含まない。
The tablet computer 100B includes a
制御部２００Ａは、図５に示す制御部２００のメモリ２５０をメモリ２５０Ａに置き換えるとともに、駆動制御部２４０を追加した構成を有する。駆動制御部２４０は、図５に示す駆動制御部３１１に対応する。制御部２００Ａは、例えば、ＩＣチップで実現される。
The
メモリ２５０Ａには、アプリケーションプロセッサ２２０がアプリケーションの実行に必要とするデータ及びプログラム、及び、通信プロセッサ２３０が通信処理に必要とするデータ及びプログラム等に加えて、アプリケーションの種類を表すデータと、振動パターンを表すパターンデータとを関連付けたデータ（図６参照）が格納される。
In the
駆動制御部２４０は、アプリケーションプロセッサ２２０から駆動指令が入力されると、駆動指令に基づいてメモリ２５０から振幅データを読み出し、振幅データを振幅変調器３３０に出力する。この結果、振幅変調器３３０から振幅データに基づく駆動信号がアンプ３４１に出力され、アンプ３４１からケーブル２０を介してペン型入力装置１０Ｂに駆動信号が送信され、振動素子３４０が駆動される。
When a drive command is input from the
以上のようなタブレットコンピュータ１００Ｂにおいて、所定のアプリケーションが実行されているときに、ペン型入力装置１０Ｂの移動速度が所定の閾値速度以上になると、アプリケーションプロセッサ２２０が駆動指令を生成する。また、駆動制御部２４０が駆動指令に基づいて振幅データを生成し、アンプ３４１からケーブル２０を介してペン型入力装置１０Ｂに駆動信号が送信され、振動素子３４０が駆動される。
In the tablet computer 100B as described above, when the moving speed of the pen-type input device 10B becomes equal to or higher than a predetermined threshold speed while a predetermined application is being executed, the
この結果、トップパネル１２０の表面に沿って移動するペン型入力装置１０Ｂに掛かる動摩擦力が低下され、ペン型入力装置１０Ｂを手に持つ利用者に、動摩擦力の変化による触感が提供される。
As a result, the dynamic friction force applied to the pen-type input device 10B moving along the surface of the
このように、タブレットコンピュータ１００Ｂで駆動信号を生成して、ペン型入力装置１０Ｂの振動素子３４０を駆動するようにしてもよい。
As described above, the drive signal may be generated by the tablet computer 100B to drive the
なお、ケーブル２０は、ペン型入力装置１０Ｂを非使用時にタブレットコンピュータ１００Ｂに固定するためのストラップを兼ねていてもよい。
The
以上、本発明の例示的な実施の形態の電子機器について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
一端と他端とを有するペン本体と、
ペン先になる第１端部と、前記第１端部の反対側に位置する第２端部とを有し、前記第２端部が前記ペン本体の前記一端側に固定される、棒状部材と、
前記棒状部材に取り付けられ、前記棒状部材に超音波帯の振動を発生させる駆動信号で駆動される振動素子と
を含む、ペン型入力装置。
（付記２）
前記振動素子は、前記棒状部材の前記第２端部と前記ペン本体との間、又は、前記棒状部材の前記第２端部側の側面に配置される、付記１記載のペン型入力装置。
（付記３）
前記駆動信号は、前記棒状部材に、前記第１端部と前記第２端部とを結ぶ長手方向に対して屈曲する振動を発生させる駆動信号である、付記１又は２記載のペン型入力装置。
（付記４）
前記駆動信号は、可聴域の周波数で振幅が変化する駆動信号であり、
前記振動素子は、前記可聴域の周波数で前記振動の強度が変化するように駆動される、付記１乃至３のいずれか一項記載のペン型入力装置。
（付記５）
前記駆動信号を出力する駆動制御部をさらに含む、付記１乃至４のいずれか一項記載のペン型入力装置。
（付記６）
開口部を有する筐体と、
前記筐体に固定され、前記開口部から表出する操作面を有するトップパネルと、
前記筐体の内部に配置され、前記操作面に行われる操作入力の位置を検出する位置検出部と、
前記筐体の内部に配置され、前記位置検出部で検出される位置の時間的変化度合に応じて駆動指令を生成する第１駆動制御部と、
前記筐体の外部に設けられ、前記操作面に前記操作入力を行うペン型入力装置と
を含む、電子機器であって、
前記ペン型入力装置は、
一端と他端とを有するペン本体と、
ペン先になる第１端部と、前記第１端部の反対側に位置する第２端部とを有し、前記第２端部が前記ペン本体の前記一端側に固定される、棒状部材と、
前記棒状部材に取り付けられる振動素子と、
前記第１駆動制御部によって生成される前記駆動指令に基づいて、前記棒状部材に超音波帯の振動を発生させる駆動信号を生成し、前記駆動信号を用いて、前記時間的変化度合に応じて前記振動の強度が変化するように前記振動素子を駆動する第２駆動制御部と
を有する、電子機器。
（付記７）
前記筐体の内部、又は、前記ペン型入力装置に設けられ、前記トップパネルに接触する前記ペン型入力装置にかかる荷重を検出する荷重センサをさらに含み、
前記第２駆動制御部は、前記荷重センサによって検出される荷重に基づいて前記駆動信号を補正し、前記補正した駆動信号を用いて、前記時間的変化度合に応じて前記振動の強度が変化するように前記振動素子を駆動する、付記６記載の電子機器。
（付記８）
開口部を有する筐体と、
前記筐体に固定され、前記開口部から表出する操作面を有するトップパネルと、
前記筐体の内部に配置され、前記操作面に行われる操作入力の位置を検出する位置検出部と、
前記筐体の内部に配置される駆動制御部と、
前記筐体の外部に設けられ、前記操作面に前記操作入力を行うペン型入力装置と
を含む、電子機器であって、
前記ペン型入力装置は、
一端と他端とを有するペン本体と、
ペン先になる第１端部と、前記第１端部の反対側に位置する第２端部とを有し、前記第２端部が前記ペン本体の前記一端側に固定される、棒状部材と、
前記棒状部材に取り付けられ、前記駆動制御部から出力される駆動信号によって駆動される振動素子であって、前記棒状部材に超音波帯の振動を発生させる前記駆動信号に基づいて、前記位置検出部で検出される位置の時間的変化度合に応じて、前記振動の強度が変化するように駆動される振動素子と
を有する、電子機器。
（付記９）
前記筐体の内部、又は、前記ペン型入力装置に設けられ、前記トップパネルに接触する前記ペン型入力装置にかかる荷重を検出する荷重センサをさらに含み、
前記振動素子は、前記荷重センサによって検出される荷重に基づいて補正された駆動信号に基づいて、前記時間的変化度合に応じて前記振動の強度が変化するように駆動される、付記８記載の電子機器。
The electronic device according to the exemplary embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiment, and does not depart from the scope of the claims. Various modifications and changes are possible.
Regarding the above embodiment, the following additional notes are disclosed.
(Appendix 1)
A pen body having one end and the other end;
A rod-shaped member having a first end that becomes a pen tip and a second end located on the opposite side of the first end, and the second end is fixed to the one end of the pen body When,
A pen-type input device comprising: a vibration element attached to the rod-shaped member and driven by a drive signal that causes the rod-shaped member to generate an ultrasonic band vibration.
(Appendix 2)
The pen-type input device according to
(Appendix 3)
The pen-type input device according to
(Appendix 4)
The drive signal is a drive signal whose amplitude changes at an audible frequency,
The pen-type input device according to any one of
(Appendix 5)
The pen-type input device according to any one of
(Appendix 6)
A housing having an opening;
A top panel fixed to the housing and having an operation surface exposed from the opening;
A position detection unit that is disposed inside the housing and detects a position of an operation input performed on the operation surface;
A first drive control unit that is arranged inside the housing and generates a drive command according to a temporal change degree of the position detected by the position detection unit;
A pen-type input device that is provided outside the housing and performs the operation input on the operation surface;
The pen-type input device is
A pen body having one end and the other end;
A rod-shaped member having a first end that becomes a pen tip and a second end located on the opposite side of the first end, and the second end is fixed to the one end of the pen body When,
A vibration element attached to the rod-shaped member;
Based on the drive command generated by the first drive control unit, a drive signal for generating vibration of an ultrasonic band in the rod-shaped member is generated, and the drive signal is used according to the degree of temporal change. An electronic device comprising: a second drive control unit that drives the vibration element so that the intensity of the vibration changes.
(Appendix 7)
A load sensor that is provided in the pen-type input device and detects a load applied to the pen-type input device in contact with the top panel;
The second drive control unit corrects the drive signal based on a load detected by the load sensor, and the intensity of the vibration changes according to the degree of temporal change using the corrected drive signal. The electronic device according to appendix 6, wherein the vibration element is driven as described above.
(Appendix 8)
A housing having an opening;
A top panel fixed to the housing and having an operation surface exposed from the opening;
A position detection unit that is disposed inside the housing and detects a position of an operation input performed on the operation surface;
A drive control unit disposed inside the housing;
A pen-type input device that is provided outside the housing and performs the operation input on the operation surface;
The pen-type input device is
A pen body having one end and the other end;
A rod-shaped member having a first end that becomes a pen tip and a second end located on the opposite side of the first end, and the second end is fixed to the one end of the pen body When,
A vibration element attached to the rod-shaped member and driven by a drive signal output from the drive control unit, and the position detection unit based on the drive signal causing the rod-shaped member to generate an ultrasonic band vibration And an oscillating element that is driven so that the intensity of the vibration changes according to the degree of temporal change in the position detected by the electronic device.
(Appendix 9)
A load sensor that is provided in the pen-type input device and detects a load applied to the pen-type input device in contact with the top panel;
The
１０、１０Ａ、１０Ｂ ペン型入力装置
１１ 筐体
１２ 棒状振動体
１２Ａ 先端
１００、１００Ａ、１００Ｂ タブレットコンピュータ
１１０ 筐体
１２０ トップパネル
１３０ 両面テープ
１５０ タッチパネル
１６０ ディスプレイパネル
１７０ 基板
１８０ 荷重センサ
２００ 制御部
２２０ アプリケーションプロセッサ
２３０ 通信プロセッサ
２５０ メモリ
２６０ 通信モジュール
３００ 駆動装置
３１０ 制御部
３１１ 駆動制御部
３１２ メモリ
３１３ 通信モジュール
３２０ 正弦波発生器
３３０ 振幅変調器
３４０ 振動素子
３５０ バッテリ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
ペン先になる第１端部と、前記第１端部の反対側に位置する第２端部とを有し、前記第２端部が前記ペン本体の前記一端側に固定される、棒状部材と、
前記棒状部材に取り付けられ、前記棒状部材に超音波帯の振動を発生させる駆動信号で駆動される振動素子と
を含む、ペン型入力装置。 A pen body having one end and the other end;
A rod-shaped member having a first end that becomes a pen tip and a second end located on the opposite side of the first end, and the second end is fixed to the one end of the pen body When,
A pen-type input device comprising: a vibration element attached to the rod-shaped member and driven by a drive signal that causes the rod-shaped member to generate an ultrasonic band vibration.
前記振動素子は、前記可聴域の周波数で前記振動の強度が変化するように駆動される、請求項１乃至３のいずれか一項記載のペン型入力装置。 The drive signal is a drive signal whose amplitude changes at an audible frequency,
The pen-type input device according to any one of claims 1 to 3, wherein the vibration element is driven such that the intensity of the vibration changes at a frequency in the audible range.
前記筐体に固定され、前記開口部から表出する操作面を有するトップパネルと、
前記筐体の内部に配置され、前記操作面に行われる操作入力の位置を検出する位置検出部と、
前記筐体の内部に配置され、前記位置検出部で検出される位置の時間的変化度合に応じて駆動指令を生成する第１駆動制御部と、
前記筐体の外部に設けられ、前記操作面に前記操作入力を行うペン型入力装置と
を含む、電子機器であって、
前記ペン型入力装置は、
一端と他端とを有するペン本体と、
ペン先になる第１端部と、前記第１端部の反対側に位置する第２端部とを有し、前記第２端部が前記ペン本体の前記一端側に固定される、棒状部材と、
前記棒状部材に取り付けられる振動素子と、
前記第１駆動制御部によって生成される前記駆動指令に基づいて、前記棒状部材に超音波帯の振動を発生させる駆動信号を生成し、前記駆動信号を用いて、前記時間的変化度合に応じて前記振動の強度が変化するように前記振動素子を駆動する第２駆動制御部と
を有する、電子機器。 A housing having an opening;
A top panel fixed to the housing and having an operation surface exposed from the opening;
A position detection unit that is disposed inside the housing and detects a position of an operation input performed on the operation surface;
A first drive control unit that is arranged inside the housing and generates a drive command according to a temporal change degree of the position detected by the position detection unit;
A pen-type input device that is provided outside the housing and performs the operation input on the operation surface;
The pen-type input device is
A pen body having one end and the other end;
A rod-shaped member having a first end that becomes a pen tip and a second end located on the opposite side of the first end, and the second end is fixed to the one end of the pen body When,
A vibration element attached to the rod-shaped member;
Based on the drive command generated by the first drive control unit, a drive signal for generating vibration of an ultrasonic band in the rod-shaped member is generated, and the drive signal is used according to the degree of temporal change. An electronic device comprising: a second drive control unit that drives the vibration element so that the intensity of the vibration changes.
前記第２駆動制御部は、前記荷重センサによって検出される荷重に基づいて前記駆動信号を補正し、前記補正した駆動信号を用いて、前記時間的変化度合に応じて前記振動の強度が変化するように前記振動素子を駆動する、請求項６記載の電子機器。 A load sensor that is provided in the pen-type input device and detects a load applied to the pen-type input device in contact with the top panel;
The second drive control unit corrects the drive signal based on a load detected by the load sensor, and the intensity of the vibration changes according to the degree of temporal change using the corrected drive signal. The electronic device according to claim 6, wherein the vibration element is driven as described above.
前記筐体に固定され、前記開口部から表出する操作面を有するトップパネルと、
前記筐体の内部に配置され、前記操作面に行われる操作入力の位置を検出する位置検出部と、
前記筐体の内部に配置される駆動制御部と、
前記筐体の外部に設けられ、前記操作面に前記操作入力を行うペン型入力装置と
を含む、電子機器であって、
前記ペン型入力装置は、
一端と他端とを有するペン本体と、
ペン先になる第１端部と、前記第１端部の反対側に位置する第２端部とを有し、前記第２端部が前記ペン本体の前記一端側に固定される、棒状部材と、
前記棒状部材に取り付けられ、前記駆動制御部から出力される駆動信号によって駆動される振動素子であって、前記棒状部材に超音波帯の振動を発生させる前記駆動信号に基づいて、前記位置検出部で検出される位置の時間的変化度合に応じて、前記振動の強度が変化するように駆動される振動素子と
を有する、電子機器。 A housing having an opening;
A top panel fixed to the housing and having an operation surface exposed from the opening;
A position detection unit that is disposed inside the housing and detects a position of an operation input performed on the operation surface;
A drive control unit disposed inside the housing;
A pen-type input device that is provided outside the housing and performs the operation input on the operation surface;
The pen-type input device is
A pen body having one end and the other end;
A rod-shaped member having a first end that becomes a pen tip and a second end located on the opposite side of the first end, and the second end is fixed to the one end of the pen body When,
A vibration element attached to the rod-shaped member and driven by a drive signal output from the drive control unit, and the position detection unit based on the drive signal causing the rod-shaped member to generate an ultrasonic band vibration And an oscillating element that is driven so that the intensity of the vibration changes according to the degree of temporal change in the position detected by the electronic device.
前記振動素子は、前記荷重センサによって検出される荷重に基づいて補正された駆動信号に基づいて、前記時間的変化度合に応じて前記振動の強度が変化するように駆動される、請求項８記載の電子機器。 A load sensor that is provided in the pen-type input device and detects a load applied to the pen-type input device in contact with the top panel;
The said vibration element is driven so that the intensity | strength of the said vibration changes according to the said time change degree based on the drive signal correct | amended based on the load detected by the said load sensor. Electronic equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016089661A JP2017199208A (en) | 2016-04-27 | 2016-04-27 | Pen type input device, and electronic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016089661A JP2017199208A (en) | 2016-04-27 | 2016-04-27 | Pen type input device, and electronic apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017199208A true JP2017199208A (en) | 2017-11-02 |
Family
ID=60237923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016089661A Pending JP2017199208A (en) | 2016-04-27 | 2016-04-27 | Pen type input device, and electronic apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2017199208A (en) |
-
2016
- 2016-04-27 JP JP2016089661A patent/JP2017199208A/en active Pending
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