JP2018045491A - 制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スライド操作時に、接触開始位置に戻そうとする弾性力が作用する感覚を提供可能にする。【解決手段】制御装置は、タッチデバイスを有する機器を制御する。制御装置は、タッチデバイスへの接触を検出する検出手段と、検出された接触に応じて振動を発生させる振動制御手段と、を備える。制御装置の振動制御手段は、検出された接触の開始位置を開始点とするスライド操作の移動距離に応じて変調度を第１の状態に変化させて振動を振幅変調すると共に、移動距離が所定値を超えたときには振動の変調を第１の状態とは異なる第２の状態に変化させる振動量変化制御を行う、ことを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、制御装置および制御方法に関する。

従来から、タッチパネル等の入力デバイスを備える電子機器が知られている。タッチパネルは、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示デバイスに、操作者（以下、ユーザとも称す）の指等の接触位置の座標を検出するセンサデバイスを重畳させて組合せた入力デバイスである。タッチパネル等の入力デバイスに接続する制御装置は、例えば、表示デバイスの表示領域に表示された内容に対する接触操作を受け付け、表示内容の移動や表示デバイス上に表示されたグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）部品の操作を可能にする。

近年、接触位置を検出する入力デバイスの表面を振動させて、該表面に接触させたユーザの操作指に対して所定の触感を与える技術が提案されている。上記触感を与える技術においては、例えば、振動周波数の高低により、砂等を指先でなぞる場合のような微細な凹凸のある触感（ザラツキ感）を与えたり、入力デバイスの表面に接触させた指先に滑らかな触感（ツルツル感）を与えることが可能となる。上記制御装置は、接触位置を検出する入力デバイスに上記触感を与える技術を組合せることで、例えば、表示デバイス上に表示されたボタン操作やスイッチ操作が可能なＧＵＩ部品への操作感を、触感によってユーザに与えることが可能になる。

なお、本明細書で説明する技術に関連する技術が記載されている先行技術文献としては、以下の特許文献が存在している。

特開２００６−２６８０６８号公報

しかしながら、従来の技術においては、タッチパネルを操作するユーザの操作指に対して与えられる触感は、ザラツキ感、ツルツル感の２通りの触感に限定されていた。本発明は、スライド操作時に、接触開始位置に戻そうとする弾性力が作用する感覚を提供可能にすることにある。

開示の技術の一側面は、制御装置によって例示される。すなわち、制御装置は、タッチデバイスを有する機器を制御する。制御装置は、タッチデバイスへの接触を検出する検出手段と、検出された接触に応じて振動を発生させる振動制御手段と、を備える。制御装置の振動制御手段は、検出された接触の開始位置を開始点とするスライド操作の移動距離に応じて変調度を第１の状態に変化させて振動を振幅変調すると共に、移動距離が所定値を超えたときには振動の変調を第１の状態とは異なる第２の状態に変化させる振動量変化制御を行う、ことを特徴とする。

本制御装置によれば、スライド操作時に、接触開始位置に戻そうとする弾性力が作用する感覚が提供可能になる。

制御システムの構成の一例を示す図である。 弾性体を引っ張って元に戻るような触感の変化と共に移動操作に連動して変化するコンテンツを説明する図である。 移動操作時の移動距離に応じた振動量の変化を説明する図である。 制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 本実施形態の制御装置における振動量変化制御処理の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、一実施形態に係る制御装置について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本制御装置は実施形態の構成には限定されない。

＜１．システム構成＞
図１は、本実施形態に係る制御システムの構成の一例を示す図である。図１に例示の制御システム１は、例えば、タッチパネル２を有する車載用のオーディオ・ビジュアル・ナビゲーション一体機（以下、ＡＶＮ機とも称す）への適用形態の一例である。本実施形態に係る制御システム１は、ＡＶＮ機の一部を構成する。なお、制御システム１は、タッチパネル２を有する形態であれば、例えば、スマートフォン、ＰＣ（Personal Computer）
、ノートＰＣ、タブレットＰＣといった情報処理装置の一部を構成するとしてもよい。あるいは、制御システム１は、例えば、タッチパネル２を有するゲーム機であってもよい。

図１に例示する、制御システム１は、相互に接続するタッチパネル２、制御装置１０を構成に含む。タッチパネル２には、ＬＣＤ２ａ、ピエゾ素子２ｂ、ピエゾ駆動回路２ｃが含まれる。タッチパネル２のＬＣＤ２ａ等の表示デバイスには、例えば、ＡＶＮ機を介して提供されるナビゲーションやテレビジョン（ＴＶ）放送、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）やＢＤ（Blu-ray（登録商標） Disc）等で再生された再生画像等の各種コンテンツが表示される。但し、タッチパネル２のＬＣＤ２ａ等に表示されるコンテンツには、例えば、ＡＶＮ機の備える外部機器インターフェースを介して提供されたスマートフォン等のコンテンツ（例えば、音楽プレーヤー）の表示画面が表示されるとしてもよい。

なお、タッチパネル２は、上記コンテンツが表示されるディスプレイとは異なる位置に配置されたタッチパッド等の入力デバイスとして機能するとしてもよい。例えば、ディスプレイは、フロントガラスの車内側に表示内容が映し出されるヘッドアップディスプレイであり、タッチパネル２はセンターコンソール等に配置され、タッチパッド等の入力デバイスとして機能すると想定する。制御装置１０は、タッチパッドとして機能するタッチパネル２を介して、ヘッドアップディスプレイ上に表示されたＧＵＩ部品を操作することが可能になる。以下では、図１に例示の制御システム１の形態を説明例として、本実施形態の制御装置１０が提供する機能を説明する。

タッチパネル２は、タッチパネル２の表面に接触させたユーザの、指等の接触位置の座標を検出する入力デバイスである。タッチパネル２は、例えば、ＬＣＤ２ａに表示されたＧＵＩ部品等の表示位置を指示するためのポインティングデバイスとして機能する。タッチパネル２の表面に接触させた指等の接触位置は、例えば、タッチパネル２の左上角部を原点として、左右方向をＸ軸、上下方向をＹ軸とした二次元座標（Ｘ，Ｙ）として表すことができる。

タッチパネル２で検出された接触位置の座標は、例えば、１０ｍｓといった一定の周期間隔で制御装置１０に入力される。制御装置１０は、入力された接触位置の座標に基づい
てユーザのタッチ操作の種別を特定する。制御装置１０は、特定されたタッチ操作の種別に応じて、タッチパネル２のＬＣＤ２ａ等の表示デバイスに表示されたＧＵＩ部品の操作制御を行う。例えば、ＬＣＤ２ａに表示されたＧＵＩ部品のボタン操作やスイッチ操作、スライドバーの移動操作等が行われる。また、例えば、ＬＣＤ２ａに表示された各種コンテンツを表示する表示画面の画面スクロールや拡大・縮小が行われる。

また、タッチパネル２は、接触位置を検出するタッチパネル２の表面を振動させて、接触させた指等に対してザラツキ感やツルツル感といった触感を与える入力デバイスである。タッチパネル２は、上記触感をタッチパネル２面に接触させた指等に与えるため、ピエゾ素子２ｂ等の圧電素子、および、ピエゾ素子２ｂに対して所定の電圧値を印加するためのピエゾ駆動回路２ｃを有する。ピエゾ素子２ｂは、例えば、タッチパネル２の裏面に接触して配置される。なお、ピエゾ素子２ｂは、複数に配置され得る。

一般的に指先は、０〜３００Ｈｚ程度の周波数で振動する振動周波数を触感として検知することが知られている。タッチパネル２では、例えば、裏面に接触して配置された圧電素子であるピエゾ素子２ｂが、ピエゾ駆動回路２ｃから印加される電圧値によって振動することで、表面に接触させたユーザの指等に触感を与えることができる。例えば、タッチパネル２の表面を共振させた状態で、上記振動周波数による振幅変調を行うことで、表面に接触させたユーザの指等に触感を与えることができる。例えば、タッチパネル２では、制御装置１０が、ピエゾ駆動回路２ｃを介して、ピエゾ素子２ｂに印加する電圧値を５０Ｈｚ程度の周波数で振動するよう制御（振幅変調）することで、砂等を指先でなぞる場合のようなザラツキ感を与えることが可能になる。また、例えば、タッチパネル２では、制御装置１０が、ピエゾ駆動回路２ｃを介して、ピエゾ素子２ｂに印加する電圧値を３００Ｈｚ程度の周波数で振動するよう制御することで、ツルツル感といったより滑らかな触感を指先に与えることが可能になる。

（触感の制御）
本実施形態の制御装置１０は、タッチパネル２を介して、タッチパネル２の表面に発生したユーザの指等の接触による接触位置の座標を検出する。制御装置１０は、接触した指等が接触状態を維持したままタッチパネル２の表面を滑らせて移動する移動操作（スライド操作、フリック操作）のときに、移動開始位置からの離間距離に応じて触感を与える振動量（振幅変調の変調度）を変化させる。

本実施形態の制御装置１０は、例えば、タッチパネル２面を滑らせて移動する指先に与える触感を、振動量を変化させて、移動開始位置からの離間距離に応じて抵抗感の弱い触感（例えば、ツルツル感）から抵抗感の強い触感（例えば、ザラツキ感）に変化させる。そして、本実施形態の制御装置１０は、移動開始位置からの離間距離が所定値を超えたときに、タッチパネル２面を滑らせて移動する指先に与える触感を、直前の抵抗感の強い触感から抵抗感の弱い触感に変化させる。

制御装置１０においては、タッチパネル２面を滑らせて移動する指先に与える触感が、移動開始位置からの離間距離に応じて抵抗感の強い触感に変化するため、例えば、ゴムといった弾性体を引っ張る際の弾力感（触感）を指先に与えることができる。また、制御装置１０においては、移動開始位置からの離間距離に応じて変化した抵抗感の強い触感が、所定の離間距離を超えたときに、抵抗感の弱い触感に変化するため、引っ張られた弾性体を解放した触感を与えることができる。この結果、本実施形態の制御装置１０は、移動操作時のタッチパネル２面を滑らせて移動する指先に与える触感として、ゴム等の弾性体を引っ張って元に戻そうとする弾性力の作用する感覚を表現することが可能になる。

本実施形態の制御装置１０は、例えば、上述したゴム等の弾性体を引っ張って元に戻る
ような弾性力の作用する感覚の映像表現が可能なコンテンツ、或いは、移動操作可能なスライドバー等のＧＵＩ部品をタッチパネル２のＬＣＤ２ａ等の表示デバイスに表示する。制御装置１０は、例えば、移動操作の開始位置からの移動距離に応じて上述した触感を与えると共に、コンテンツの移動操作開始時の接触位置に対応する画像部分を指等の移動に同期して移動方向に延ばすように変化させる。そして、制御装置１０は、開始位置からの移動距離が所定値を超えたときには、変化させたコンテンツの画像部分を、触感の変化と連動して移動操作開始時の接触位置に戻す。

制御装置１０においては、弾性体を引っ張って元に戻そうとするような触感の変化と共にタッチパネル２に表示されたコンテンツの画像が移動操作に連動して変化するため、触感の変化をより効果的に与えることが可能になる。

図２は、弾性体を引っ張って元に戻そうとするような触感の変化と共に移動操作に連動して変化するコンテンツの説明図である。図２に例示のコンテンツ画像Ａ１−Ａ３は、移動操作開始時の接触位置に表示された部分画像の表示形態が、移動操作に応じて変化するコンテンツ画像の一例である。上記部分画像の表示形態は、例えば、移動操作時の接触させた指等に同期して、移動方向に延びるように変化する。

なお、図２に例示のコンテンツ画像は、動物の顔画像を用いた一例であるが、移動操作時の接触させた指等に同期して、移動方向に延びるように変化する弾性を表現する物象の画像であればよい。このようなコンテンツ画像として、例えば、植物や風船等の写真画像が例示される。また、移動操作時の接触させた指等に同期して、移動方向に延びるように変化する弾性を表現可能な画像であれば、コンテンツ画像は、例えば、町のランドマーク、山、海、湖等の風景写真であってもよい。さらに、コンテンツ画像は、「あ」、「Ａ」、「亜」といった文字、文字列、図形等であってもよい。

図２のコンテンツ画像Ａ１は、移動操作開始時の表示状態を表す。また、コンテンツ画像Ａ２は、移動操作中の表示状態を表し、コンテンツ画像Ａ３は、移動距離が所定値を超えた場合の表示状態を表す。図２のコンテンツ画像Ａ１−Ａ３は、移動操作の移動距離に応じてコンテンツ画像Ａ１→コンテンツ画像Ａ２→コンテンツ画像Ａ３の順に遷移する。

タッチパネル２のユーザは、例えば、コンテンツ画像Ａ１が表示されたタッチパネル２の表面の座標Ｐ１に指Ｂ１を重畳させて接触し、移動操作を開始する。
コンテンツ画像Ａ２に示すように、座標Ｐ１に接触した指Ｂ１は、接触を維持した状態でタッチパネル２の表面を滑るように右斜め下方向ＳＲ１に移動し、座標Ｐ２に到達する。タッチパネル２においては、移動操作開始時のコンテンツ画像Ａ１が、移動操作の移動距離に応じて移動方向に延びるように変化し、コンテンツ画像Ａ２の表示状態に遷移する。
コンテンツ画像Ａ３に示すように、座標Ｐ２に到達した指Ｂ１は、さらに、タッチパネル２の表面を滑るように右斜め下方向ＳＲ２に移動し、座標Ｐ１からの移動距離が所定値を超える座標Ｐ３に到達する。タッチパネル２においては、コンテンツ画像Ａ１に示す表示状態から移動操作の移動距離に応じて移動方向に延びるように変化したコンテンツ画像Ａ２の表示状態が、コンテンツ画像Ａ１に示す表示状態に戻る。

図３は、移動操作時の移動距離に応じた振動量の変化を説明する説明図である。図３において、縦軸は振動量（変調量）の大きさを表し、横軸は接触位置からの相対距離を表す。また、グラフｇ１は、移動操作時の移動距離に応じた振動量の変化を表す。タッチパネル２の振動量は、移動操作開始時に接触された接触位置からの離間距離に応じて変化する。図３に示すグラフｇ１の振動量の変化は、図２を用いて説明したコンテンツ画像Ａ１−Ａ３の表示状態の遷移に対応する。

触感を与える振動量として、例えば、ツルツル感といった抵抗感の弱い触感を与える際の振動量をＶ０（例えば、Ｖ０：１０から３０Ｖｐｐ）とすると、ザラツキ感といった抵抗感の強い触感を与える際の振動量Ｖ１は、Ｖ０に対して１０−１００パーセントの間の相対的な振動量として表すことができる。本実施形態の制御装置１０は、タッチパネル２の表面における移動操作開始時に接触された接触位置からの移動距離に応じて、触感を与える振動量をグラフｇ１に示すように変化させる。

図３において、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、それぞれ、図２のコンテンツ画像Ａ１−Ａ３におけるタッチパネル２上の、指Ｂ１の接触位置を表す。グラフｇ１に示すように、制御装置１０は、例えば、移動操作の開始時においては、座標Ｐ１に接触させた指Ｂ１に与える触感をツルツル感といった抵抗感の弱い触感となるように振動量Ｖ０を設定する。制御装置１０は、移動操作開始時に接触された接触位置からの移動距離に応じて、指Ｂ１に触感を与える振動量を曲線状に変化させる。

例えば、振動量Ｖ０の振幅値を１００パーセントとした場合、座標Ｐ２においては、制御装置１０は、振動量Ｖ１の振幅値が１００パーセントから５０パーセント程度に周期的に変化させる。さらに、制御装置１０は、移動操作開始時に接触された接触位置からの移動距離に応じて、周期的な振幅値の変化幅を増加させ、振動量Ｖ１の振幅値が１００パーセントから１０パーセント程度になるまで変化させる。座標Ｐ３においては、制御装置１０は、例えば、周期的な振幅値の変化幅が振動量Ｖ０の振幅値に対して１０パーセント程度になるまで変化させた振動量Ｖ１を振動量Ｖ０の状態に戻す。つまり、制御装置１０は、振幅変調の変調度を初期化する。

図３に示すＰ１からＰ３の至る期間では、タッチパネル２の表面に接触させた指Ｂ１の触感は、移動操作開始位置からの移動距離に応じて抵抗感の強い触感に連続的に変化する。タッチパネル２のＬＣＤ２ａ等に表示されたコンテンツ画像Ａ１からＡ２へ表示状態が変化する様子、すなわち、指Ｂ１が接触する画像部分が移動方向に延びる様子を視認しながら抵抗感が増加した場合には、ユーザは、弾性体を引っ張る際の元に戻ろうとする弾力感を指先に感じることができる。

そして、移動操作開始位置からの移動距離が所定値を超えた場合には、ＬＣＤ２ａ等に表示されたコンテンツ画像は、Ａ２からＡ１の表示状態に戻り、指先に与えられていた触感は、抵抗感の強い触感から移動開始時の抵抗感の弱い触感に戻る。このため、指Ｂ１が接触する画像部分が移動方向に延びる様子を視認しながら移動操作を行うユーザには、引っ張られた弾性体を解放した触感を与えることが可能になる。制御装置１０においては、スライド操作時に、移動距離に応じて接触開始位置に戻そうとする弾性力の作用する感覚が提供可能になる。

なお、図３の制御装置１０は、移動操作開始位置からの移動距離が所定値を超えた場合において、振動量Ｖ１を所定の変化量で、一定期間にわたり変化させるとしてもよい。ここで、所定の変化量とは、例えば、１０ｍｓといった単位時間当たりの振動量の変化として表すことができる。例えば、振動量Ｖ０の振幅値に対して１０パーセント程度になるまで変化させた振動量Ｖ１を、（（１５パーセント）／１０ｍｓ）、（３０パーセント）／１０ｍｓといった単位時間当たりの変化量で変化させるとしてもよい。このような振動量の変化においても、上述した振動量Ｖ１を振動量Ｖ０の状態に戻す場合と同様の効果を奏することができる。

また、図２、３においては、タッチパネル２のＬＣＤ２ａ等に表示されたコンテンツ画像の変化に対応させて、触感を与える振動量を振動量Ｖ０→振動量Ｖ１→振動量Ｖ０とな
るように変化させた。制御装置１０は、タッチパネル２に表示されたコンテンツ画像の変化に対応させて、振動量Ｖ１（抵抗感の強い触感）から振動量Ｖ０（抵抗感の弱い触感）に変化させるとしてもよい。

例えば、タッチパネル２に表示されたコンテンツ画像がゴムボール等であり、該ゴムボールを操作対象としてスライド操作し、コンテンツ画像内に描画された床等に落下させて跳ね上がるよう操作する場合を想定する。

制御装置１０は、落下前のゴムボール等に接触させた指先に与える触感を振動量Ｖ１（抵抗感の強い触感）とし、ゴムボール等の落下移動に応じて指先に与える触感を振動量Ｖ１から振動量Ｖ０（抵抗感の弱い触感）に変化させることで、ゴムボール等の落下移動に伴う速度変化を触感として与えることが可能になる。また、制御装置１０は、さらに跳ね上がったゴムボール等について、コンテンツ画像内の床等からの距離に応じて、指先に与える触感を振動量Ｖ０から振動量Ｖ１に変化させることができる。制御装置１０は、跳ね上がったゴムボール等の移動に伴う速度変化を触感として与えることが可能になる。

また、例えば、タッチパネル２に表示されたコンテンツ画像がジェットコースターであり、該ジェットコースターを操作対象として、コンテンツ画像内に描画されたレール上を上下移動させる場合を想定する。

制御装置１０は、例えば、コンテンツ画像内の停止状態にあるジェットコースターに接触させた指先に与える触感を振動量Ｖ１（抵抗感の強い触感）とし、該ジェットコースターの下り移動に応じて指先に与える触感を振動量Ｖ１から振動量Ｖ０（抵抗感の弱い触感）に変化させる。また、制御装置１０は、例えば、レール上を下ったジェットコースターの上り移動に応じて、指先に与える触感を振動量Ｖ０から振動量Ｖ１に変化させる。タッチパネル２に表示されたコンテンツ画像内の上下位置の変化距離に応じて触感を振動量Ｖ１から振動量Ｖ０に変化させることで、制御装置１０は、接触操作されたジェットコースターの上下移動に伴う速度変化を触感として与えることが可能になる。

なお、タッチパネル２のＬＣＤ２ａ等の表示デバイスに表示される表示画像が、移動操作が可能なＧＵＩ部品であっても同様の効果が得られる。移動操作が可能なＧＵＩ部品として、例えば、ジョイステック、ジョグダイアル等が例示される。また、移動操作の操作方向は、一軸であってもよく、２軸であってもよい。

移動操作が可能なＧＵＩ部品として、例えば、ＡＶＮ機の音量の増減を操作するスライドバーを想定する。スライドバーに対応付けられた音量の制御値は、レベル１からレベル１０の多段階に調整可能であるとする。制御装置１０は、例えば、タッチパネル２のＬＣＤ２ａにＧＵＩ部品であるスライドバーを表示する。ユーザは、例えば、スライドバーが表示されたタッチパネル２上の表示位置に指等を接触させ、スライドバーの移動操作によって、音量値をレベル３からレベル７に増加させるとする。なお、スライドバーにおいては、レベル７を超えて音量増加を行う際には、所定位置への接触操作によって音量増加させるといった制限が設けられているとする。

制御装置１０は、例えば、スライドバーについての表示位置のレベル３からレベル７への移動距離に応じて、タッチパネル２面を滑らせて移動する指先に与える触感を、抵抗感の弱い触感（例えば、ツルツル感）から抵抗感の強い触感（例えば、ザラツキ感）に変化させる。そして、制御装置１０は、例えば、スライドバーの表示位置が、レベル７を超えたときに、直前の抵抗感の強い触感から抵抗感の弱い触感に戻すと共に画面上のレベル７に移動させたスライドバーの表示位置をレベル３の表示位置に戻す。或いは、制御装置１０は、例えば、スライドバーの表示位置が、レベル７を超えたときに、直前の抵抗感の強
い触感から抵抗感の弱い触感に戻すと共に画面上のレベル７を超えたスライドバーの表示位置をレベル７の表示位置に戻す。制御装置１０は、触感の変化と共にスライドバーの表示位置を操作開始時の表示位置に戻すことで、スライドバー操作についての操作制限を気付かせることができる。

（制御装置構成）
図４は、制御装置１０のハードウェア構成の一例を示す図である。制御装置１０は、図４に例示のように、接続バス１６によって相互に接続されたＣＰＵ（Central Processing
Unit）１１、主記憶部１２、補助記憶部１３、通信ＩＦ（Interface）１４、入出力ＩＦ１５を有する。ＣＰＵ１１は、制御装置１０全体の制御を行う中央処理演算装置である。ＣＰＵ１１はプロセッサとも呼ばれる。ただし、ＣＰＵ１１は、単一のプロセッサに限定される訳ではなく、マルチプロセッサ構成であってもよい。また、単一のソケットで接続される単一のＣＰＵ１１がマルチコア構成であってもよい。ＣＰＵ１１は、補助記憶部１３に記憶されたプログラムを主記憶部１２の作業領域に実行可能に展開し、プログラムの実行を通じて周辺機器の制御を行うことで所定の目的に合致した機能を提供する。

主記憶部１２は、ＣＰＵ１１がプログラムやデータをキャッシュしたり、作業領域を展開したりする記憶媒体である。主記憶部１２は、例えば、フラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）を含む。補助記憶部１３は、ＣＰＵ１１により実行されるプログラムや、動作の設定情報などを記憶する記憶媒体である。補助記憶部１３は、例えば、ＨＤＤ（Hard-disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、フラッシュメモリ、ＵＳＢメモリ、ＳＤ（Secure Digital）メモリカード等である。通信ＩＦ１４は、制御装置１０に接続するネッ
トワーク等とのインターフェースである。入出力ＩＦ１５は、制御装置１０に接続するセンサや機器との間でデータの入出力を行うインターフェースである。制御システム１においては、入出力ＩＦ１５を介し、タッチパネル２に対するデータの入出力制御が行われる。なお、上記の構成要素はそれぞれ複数に設けられてもよいし、一部の構成要素を設けないようにしてもよい。また、上記の構成要素は、ＡＶＮ機の構成要素に含まれるとしてもよい。

制御装置１０では、ＣＰＵ１１のプログラムの実行により、図１に示す操作制御部１０１、振動制御部１０２、表示制御部１０３の各処理部が提供される。但し、上記各処理部の少なくとも一部の処理がＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等によって提供されてもよい。また、上記各処理部の
少なくとも一部が、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の専用ＬＳＩ（large
scale integration）、その他のデジタル回路であってもよい。また、上記各処理部の少なくとも一部にアナログ回路を含むとしてもよい。制御装置１０は、上記各処理部が参照し、或いは、管理するデータの格納先として補助記憶部１３に部品管理ＤＢ２０１を備える。

図１の操作制御部１０１は、タッチパネル２を介して検出された指Ｂ１の接触位置の座標を受け付ける。操作制御部１０１は、例えば、１０ｍｓといった一定の周期間隔で接触位置の座標を受け付ける。操作制御部１０１は、接触位置の座標を主記憶部１２の所定の領域に一時的に記憶する。一定の周期間隔で受け付けられた接触位置の座標変化は、タッチパネル２上を移動する移動操作に伴う時系列上の軌跡となる。操作制御部１０１は、取得した接触位置の座標位置を、振動制御部１０２、表示制御部１０３に引き渡す。

振動制御部１０２は、操作制御部１０１から引き渡された接触位置の座標、および、座標の時間変化に基づいて、図２、図３を用いて説明した、ゴム等の弾性体を引っ張って元に戻るような触感を与えるように振動制御を行う。

表示制御部１０３は、操作制御部１０１から引き渡された接触位置の座標、および、座標の時間変化に基づいて、図２、図３を用いて説明した、コンテンツ画像やＧＵＩ部品についての表示状態の制御を行う。なお、コンテンツ画像やＧＵＩ部品の表示状態の変化は、例えば、部品管理ＤＢ２０１を参照して行われる。補助記憶部１３に備える部品管理ＤＢ２０１には、弾性を表現する物象のコンテンツ画像、移動操作が可能なＧＵＩ部品が表示領域を表す座標情報、移動操作に応じて変化する画像部分の表示領域を表す座標情報等が関連付けられて格納されている。

表示制御部１０３は、操作制御部１０１から引き渡された接触位置の座標、および、座標の時間変化に基づいて、部品管理ＤＢ２０１に格納された弾性を表現する物象のコンテンツ画像についての、移動操作に応じて変化する画像部分を移動方向に延びるように変化させる。また、表示制御部１０３は、操作制御部１０１から引き渡された接触位置の座標、および、座標の時間変化に基づいて、部品管理ＤＢ２０１に格納された移動操作が可能なＧＵＩ部品の表示状態を変化させる。なお、制御装置１０においては、タッチパネル２のＬＣＤ２ａ等に表示される画像の表示状態と、タッチパネル２を介して接触指に与える触感とは、移動操作開始位置からの移動距離に連動して変化する。

＜２．処理フロー＞
以下、図５を参照し、本実施形態に係る振動量変化制御処理を説明する。図５は、制御装置１０で提供される振動量変化制御処理の一例を示すフローチャートである。本実施形態の制御装置１０は、例えば、ＣＰＵ１１等が補助記憶部１３に記憶された各種プログラムや各種データを読み出して実行することで、図５に示す振動量変化制御処理を提供する。なお、制御装置１０のＣＰＵ１１等は、補助記憶部１３の部品管理ＤＢ２０１を参照し、或いは、管理するデータの格納先として振動量変化制御処理を実行する。

図５のフローチャートにおいて、処理の開始は、制御システム１のタッチパネル２に対する接触操作のときが例示できる。制御システム１の制御装置１０は、タッチパネル２を介して検出された接触位置の座標（Ｘ１、Ｙ１）を１０ｍｓといった一定の周期間隔で受け付ける（Ｓ１）。制御装置１０は、接触位置の座標を始点座標として主記憶部１２の所定の領域に一時的に記憶する。

制御装置１０は、部品管理ＤＢ２０１を参照し、タッチパネル２上の、Ｓ１の処理で受け付けた始点座標に対応する表示領域に表示された表示画像（画像コンテンツ、ＧＵＩ部品）を特定する。そして、制御装置１０は、特定した表示画像が、移動操作の移動距離に応じて表示状態を変化するかを判定する（Ｓ２）。部品管理ＤＢ２０１に格納された表示画像には、該画像の表示領域、描画情報、移動距離に応じて弾力感を表現するための表示状態の変化の可否といった管理情報が関連付けられて格納される。なお、表示画像の移動操作の移動距離に応じた表示状態の変化については、図２等を用いて説明した。

制御装置１０は、始点座標に対応する表示画像が、移動操作の移動距離に応じて弾力感を表現するために表示状態を変化させる場合には（Ｓ２，ＹＥＳ）、Ｓ３の処理に移行する。一方、接触位置の座標に対応する表示画像が、移動操作の移動距離に応じて弾力感を表現するための表示状態の変化がない場合には（Ｓ２，Ｎｏ）、Ｓ１の処理に移行し、Ｓ１−Ｓ２の処理を繰り返す。

Ｓ３の処理では、制御装置１０は、タッチパネル２の表面に接触させた指先に与える触感、例えば、弾性体を引っ張る際の元に戻ろうとする弾力感を与えるための設定を行う。制御装置１０は、例えば、移動距離に応じて変化する触感（抵抗感）を与えるための摩擦係数（振幅値の変化幅）αを設定する。また、制御装置１０は、例えば、移動距離に応じ
て変化する触感を元の状態に戻すための距離閾値を限界変位量βとして設定する。なお、上記摩擦係数値、限界変位量は予め設定されているとする。例えば、制御装置１０は、部品管理ＤＢ２０１に登録された、弾性を表現する物象のコンテンツ画像、移動操作が可能なＧＵＩ部品のそれぞれに、予め設定された上記摩擦係数、限界変位量を関連付けて管理するとしてもよい。制御装置１０は、設定された上記摩擦係数、限界変位量を主記憶部１２の所定の領域に一時的に記憶する。

Ｓ４の処理では、制御装置１０は、現在の座標（Ｘ２，Ｙ２）を確認する。そして、制御装置１０は、始点座標と現在の座標とから、タッチパネル２を介して検出された接触操作が移動操作であるかを判定する（Ｓ５）。例えば、制御装置１０は、Ｓ１の処理でタッチパネル２を介して検出された接触操作が接触状態を維持したまま、始点座標からタッチパネル２の表面を滑らせて移動する移動操作（スライド操作、フリック操作）の場合には（Ｓ５，ＹＥＳ）、Ｓ６の処理に移行する。一方、制御装置１０は、Ｓ１の処理でタッチパネル２を介して検出された接触操作が接触状態を維持したまま、始点座標からタッチパネル２の表面を滑らせて移動する移動操作（スライド操作、フリック操作）でない場合には（Ｓ５，Ｎｏ）、Ｓ１の処理に移行し、Ｓ１−Ｓ５の処理を繰り返す。

Ｓ６の処理では、制御装置１０は、始点座標（Ｘ１，Ｙ１）および現在の座標（Ｘ２，Ｙ２）から、移動操作に伴うタッチパネル２上の相対的な移動量Ａを算出する。移動量Ａは、例えば、以下の式（Ａ）により求められる。
移動量Ａ＝√（（Ｘ２−Ｘ１）＾２＋（Ｙ２−Ｙ１）＾２） ……式（Ａ）
制御装置１０は、式（Ａ）によって算出された移動量Ａを主記憶部１２の所定の領域に一時的に記憶する。

Ｓ７の処理では、制御装置１０は、Ｓ６の処理で算出した始点座標からの移動量Ａが限界変位量βを超えるか否かを判定する。制御装置１０は、始点座標からの移動量Ａが限界変位量βを超える場合には（Ｓ７，ＹＥＳ）、Ｓ９の処理に移行する。一方、制御装置１０は、始点座標からの移動量Ａが限界変位量βを超えない場合には（Ｓ７，ＮＯ）、Ｓ８の処理に移行する。

Ｓ８の処理では、制御装置１０は、移動距離に応じて変化する触感（抵抗感）を与えるための振動量の、周期的な振幅値の変化幅（振幅変調量Ｂ）を設定する。振幅変調量Ｂは、始点座標からの移動量Ａに応じて設定される。振幅変調量Ｂは、例えば、以下の式（Ｂ）により求められる。
振幅変調量Ｂ＝移動量Ａ×係数α ……式（Ｂ）
制御装置１０は、式（Ｂ）によって算出された振幅変調量Ｂを主記憶部１２の所定の領域に一時的に記憶する。

制御装置１０は、Ｓ８の処理で算出された振幅変調量Ｂに従って、タッチパネル２のピエゾ駆動回路２ｃを制御する。ピエゾ駆動回路２ｃには、例えば、タッチパネル２を振動するための振幅変調量Ｂに基づく駆動パターンが指示される。ピエゾ駆動回路２ｃは、制御装置１０から指示された駆動パターンに沿って、ピエゾ素子２ｂに対して所定の電圧値を印加する。制御装置１０から、ピエゾ駆動回路２ｃに支持される駆動パターンは、図２、図３を用いて説明した。

また、制御装置１０は、タッチパネル２のＬＣＤ２ａ等に表示される表示画像の表示状態を、始点座標からの移動量Ａに応じて変化させる。タッチパネル２に表示された表示画像の、始点座標からの移動量Ａに応じた表示状態の変化は、図２を用いて説明した。タッチパネル２のＬＣＤ２ａ等に表示される表示画像の表示状態と、タッチパネル２を介してユーザの指先に与える触感は、例えば、始点座標からの移動量Ａに応じて連動して変化す
る。例えば、タッチパネル２に表示された表示画像の表示状態が、移動方向に延びる様子を視認しながら抵抗感が増加した場合には、制御装置１０は、ユーザに対し、弾性体を引っ張る際の元に戻ろうとする弾力感を触感として指先に与えることが可能になる。制御装置１０は、Ｓ８の処理後、Ｓ４の処理に移行し、Ｓ４−Ｓ８の処理を繰り返す。

Ｓ９の処理では、制御装置１０は、振幅変調量Ｂを“０”に設定する。振幅変調量Ｂが“０”になったタッチパネル２では、ユーザの指先に与える触感は、移動操作開始時における抵抗感の弱い触感（ツルツル感）になる。このため、制御装置１０では、始点座標からの移動量Ａに応じて変化した直前の抵抗感の強い触感（ザラザラ感）を、限界変位量βを超えたときに、移動操作開始時における抵抗感の弱い触感に戻すことができる。

また、制御装置１０は、タッチパネル２のＬＣＤ２ａ等に表示される表示画像の表示状態を、移動操作開始時における表示状態に遷移させる。タッチパネル２においては、図２を用いて説明したように、移動量Ａに応じて移動方向に延びるように変化した表示状態が、移動操作開始時における表示状態に戻る。例えば、タッチパネル２に表示された表示画像が、移動方向に延びる表示状態に変化する様子を視認しながら移動操作を行うユーザに対し、制御装置１０は、引っ張られた弾性体を解放した触感を与えることが可能になる。制御装置１０は、Ｓ９の処理後、図５に示す処理を終了する。

以上の処理により、本実施形態の制御システム１の制御装置１０は、移動操作時の移動距離に応じて指先に与える触感を、抵抗感の弱い触感から抵抗感の強い触感に変化させることができる。また、制御装置１０は、移動操作開始時からの移動距離が所定値を超えたときには、直前の抵抗感の強い触感を移動操作開始時の抵抗感の弱い触感に戻すことができる。この結果、本実施形態の制御システム１の制御装置１０によれば、移動距離に応じて接触開始位置に戻そうとする弾性力の作用する感覚が提供可能になる。

１ 制御システム
２ タッチパネル
２ａ ＬＣＤ
２ｂ ピエゾ素子
２ｃ ピエゾ駆動回路
１０ 制御装置
１１ ＣＰＵ
１２ 主記憶部
１３ 補助記憶部
１４ 通信ＩＦ
１５ 入出力ＩＦ
１６ 接続バス
１０１ 操作制御部
１０２ 振動制御部
１０３ 表示制御部
２０１ 部品管理ＤＢ

Claims (8)

1. タッチデバイスを有する機器を制御する制御装置であって、
   前記タッチデバイスへの接触を検出する検出手段と、
   検出された接触に応じて振動を発生させる振動制御手段と、を備え、
   前記振動制御手段は、検出された接触の開始位置を開始点とするスライド操作の移動距離に応じて変調度を第１の状態に変化させて前記振動を振幅変調すると共に、前記移動距離が所定値を超えたときには前記振動の変調を前記第１の状態とは異なる第２の状態に変化させる振動量変化制御を行う、ことを特徴とする制御装置。
2. 前記振動制御手段における前記第１の状態は変調度の増大であり、前記第２の状態は変調度の停止であることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記振動制御手段における前記第１の状態は変調度の増大であり、前記第２の状態は変調度の減少であることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
4. 前記振動制御手段における前記第１の状態は変調度の減少であり、前記第２の状態は変調度の増加であることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
5. 前記振動制御手段は、検出された接触の位置が、前記タッチデバイスに対応付けて表示された画像の所定位置を対象とするときに前記振動量変化制御を行う、請求項１から４の何れか一項に記載の制御装置。
6. 前記画像の所定位置は、弾性を表現しているコンテンツが表示されている位置である、請求項５に記載の制御装置。
7. 前記コンテンツは、スライド操作が可能なＧＵＩ部品、或いは、スライド操作の移動方向に延びるように表示形態が変化する物象の画像である、請求項６に記載の制御装置。
8. タッチデバイスを有する機器を制御するコンピュータが、
   前記タッチデバイスへの接触を検出する検出ステップと、
   検出された接触に応じて振動を発生させる振動制御ステップと、を実行し、
   前記振動制御ステップは、検出された接触の開始位置を開始点とするスライド操作の移動距離に応じて変調度を第１の状態に変化させて前記振動を振幅変調すると共に、前記移動距離が所定値を超えたときには前記振動の変調を前記第１の状態とは異なる第２の状態に変化させる振動量変化制御を行う、ことを実行する制御方法。

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