JP2018128741A - 制御装置、入力システムおよび制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザに与える操作感を向上させることができる制御装置、入力システムおよび制御方法を提供すること。【解決手段】実施形態に係る制御装置は、操作検出部と、駆動部とを備える。操作検出部は、操作面を有するパネルの操作面に対するユーザの操作を検出する。駆動部は、パネルに取り付けられた振動素子を駆動してパネルに振動を発生させる。駆動部は、操作検出部によって操作が検出された場合に、少なくとも一部の振動周波数が異なる第１の振動モードと第２の振動モードとを切り替えて振動素子を駆動し、パネルに少なくとも一部の周波数が異なる振動を順次発生させる。【選択図】図２

Description

開示の実施形態は、制御装置、入力システムおよび制御方法に関する。

従来、ユーザに触感を与えることでユーザのパネルの操作面への操作を受け付けたことを認識させる入力システムが知られている。かかる入力システムにおいて、パネルの操作面が操作された場合に、正弦波にエンベロープをかけて得られる波形の電圧で振動素子を振動させることによってクリックを発生させる技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１３−１０９４２９号公報

しかしながら、従来の入力システムでは、単一の周波数を用いてユーザに触感の振動を与えるものであり、ユーザに与える操作感は必ずしも十分ではなく、ユーザに与える操作感を向上させる点で改善の余地がある。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、ユーザに与える操作感を向上させることができる制御装置、入力システムおよび制御方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る制御装置は、操作検出部と、駆動部とを備える。前記操作検出部は、操作面を有するパネルの前記操作面に対するユーザの操作を検出する。前記駆動部は、前記パネルに取り付けられた振動素子を駆動して前記パネルに振動を発生させる。前記駆動部は、前記操作検出部によって前記操作が検出された場合に、少なくとも一部の振動周波数が異なる第１の振動モードと第２の振動モードとを切り替えて前記振動素子を駆動し、前記パネルに少なくとも一部の周波数が異なる振動を順次発生させる。

実施形態の一態様によれば、ユーザに与える操作感を向上させることができる制御装置、入力システムおよび制御方法を提供することができる。

図１は、実施形態に係る入力システムの構成例を示す図である。 図２は、実施形態に係る制御装置によって与えられるパネルの振動の一例を示す図である。 図３は、実施形態に係る入力システムを有する電子装置システムの構成を示す図である。 図４は、実施形態に係る振動素子の配置例を示す図である。 図５は、実施形態に係る表示装置に表示される画面の一例を示す図である。 図６は、ユーザによるパネルの操作面への操作の一例を示す図である。 図７は、仮選択されるアイコンを変更する際のメニュー画面と入力システムによってパネルに与えられる振動との関係を示す図である。 図８は、実施形態に係る駆動部のパネルに対する変動モードにおける制御の説明図である。 図９は、実施形態に係る電子装置システムにおける入力ユニットと表示装置との関係を示す図である。 図１０は、実施形態に係る制御装置の制御部が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。 図１１は、実施形態に係る入力装置の構成例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する制御装置、入力システムおよび制御方法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。

＜１．入力システムの制御処理＞
図１は、実施形態に係る入力システム１の構成例を示す図である。図１に示すように、実施形態に係る入力システム１は、パネル１０と、振動素子１４と、制御装置２０とを備える。

パネル１０は、支持板１１と、保護層１２と、接触センサ１３とを備え、支持板１１上に接触センサ１３と保護層１２とが順に積層される。保護層１２は、例えば、ガラスまたは樹脂フィルムによって形成され、保護層１２の表面がパネル１０の操作面１５である。

接触センサ１３は、ユーザＵのパネル１０の操作面１５への接触位置（以下、ユーザ接触位置と記載する場合がある）を検出可能なセンサであり、例えば、静電容量式タッチパネルであるが、抵抗感圧式のタッチセンサであってもよい。振動素子１４は、パネル１０の表面または裏面に取り付けられており、制御装置２０から出力される駆動電圧に基づいて振動する。

制御装置２０は、パネル１０の操作面１５へのユーザＵの操作（以下、ユーザ操作と記載する場合がある）に応じて振動素子１４を駆動しパネル１０を振動させる。かかる制御装置２０は、操作検出部４０と、駆動部４１とを備える。

操作検出部４０は、接触センサ１３によって検出されたユーザ接触位置に基づいて、ユーザ操作を検出する。駆動部４１は、操作検出部４０によるユーザ操作の検出結果に基づいて、振動素子１４を駆動してパネル１０を振動させる。

例えば、駆動部４１は、操作検出部４０によってユーザ操作が検出された場合に、少なくとも一部の振動周波数が異なる第１の振動モードの駆動電圧と第２の振動モードの駆動電圧とを切り替えて振動素子１４へ印加し、パネル１０に少なくとも一部の周波数が異なる振動を順次発生させる。

これにより、ユーザＵへ複数の異なる触感の振動を与えることができ、ユーザＵに与える操作感を向上させることができる。なお、以下において、ユーザ操作は、ユーザＵの指５０で行われるものとして説明するが、スタイラスペンなどで行われてもよい。

図２は、制御装置２０によって与えられるパネル１０の振動の一例を示す図である。図２に示すように、駆動部４１は、操作検出部４０によってユーザＵのスライド操作が検出された場合に、第１の振動モードで振動素子１４を駆動して、パネル１０に第１の振動を一定時間以上発生させる（時刻ｔ１〜ｔ２）。なお、スライド操作とは、パネル１０の操作面１５上を移動する操作である。

第１の振動は、例えば、超音波帯域（２０ｋＨｚ以上の帯域）の周波数の振動である。かかる第１の振動によって、ユーザＵの指５０に対する操作面１５の摩擦力が低減し、指５０を操作面１５上で移動させるスライド操作を行っているユーザＵにすべり感を与えることができる。これにより、スライド操作の方向に吸い込まれる感じ（以下、吸い込まれ感と記載する）をユーザＵに感じさせることができる。

その後、駆動部４１は、第２の振動モードで振動素子１４を駆動して、パネル１０に第１の振動よりも低い周波数で第２の振動を第１の振動に比べて短い時間（時刻ｔ２〜ｔ３）に発生させる。第２の振動は、例えば、低周波帯域（例えば、３００Ｈｚ以下の帯域）の周波数であり、指５０を操作面１５上で移動させるユーザＵのスライド操作に対して吸い込まれ感の後にクリック感を与えることができる。

したがって、例えば、不図示の表示装置に表示されたスライドボタンに対してユーザＵがスライド操作をした場合に、吸い込まれ感を与えた後にクリック感を与えることができることから、ユーザＵに与える操作感を向上させることができる。

なお、第１の振動および第２の振動は互いに少なくとも一部の周波数が異なる振動であればよく、第１の振動および第２の振動の周波数は、上述した例に限定されない。また、ユーザ操作の例として、スライド操作を挙げたが、操作面１５に対する押圧操作やその他の操作に対して、パネル１０の振動を第１の振動と第２の振動との間で切り替えることもできる。

このように、実施形態に係る制御装置２０は、ユーザ操作を検出した場合に、振動素子１４を駆動して、少なくとも一部の周波数が異なる第１の振動モードと第２の振動モードとを切り替えてパネル１０に少なくとも一部の周波数が異なる振動を順次発生させる。そのため、パネル１０の操作面１５を操作しているユーザＵに対して異なる触感の振動を順次与えることができ、これにより、ユーザＵに与える操作感を向上させることができる。

＜２．電子装置システムの構成＞
図３は、実施形態に係る入力システム１を有する電子装置システム１００の構成を示す図である。図３に示す電子装置システム１００は、例えば、車両に搭載される車載システムであるが、かかる例に限定されず、ＰＣ（Personal Computer）を含むコンピュータシステムなどであってもよい。

図３に示すように、電子装置システム１００は、入力システム１と、制御装置２と、表示装置３とを備える。入力システム１は、ユーザ操作を受け付け、ユーザ操作を示す情報を制御装置２へ通知する。制御装置２は、ユーザ操作に応じて表示装置３に表示される画面を制御する。

入力システム１は、入力ユニット９と、制御装置２０とを備える。入力ユニット９は、上述したように、パネル１０と、複数の振動素子１４とを備える。なお、パネル１０の接触センサ１３は、ユーザＵのパネル１０の操作面１５への接触位置を検出可能なセンサであり、上述したように、静電容量式タッチパネルであるが、静電容量式タッチパネル以外の接触センサであってもよい。例えば、ユーザＵのパネル１０の操作面１５への接触圧力を接触センサ１３で検出する場合、接触センサ１３は、抵抗感圧式のタッチセンサを用いることができる。

振動素子１４は、パネル１０の表面または裏面に取り付けられる。かかる振動素子１４は、例えば、ピエゾ素子であるが、振動素子１４によってパネル１０の操作面１５に対するユーザ操作の圧力を検出しない場合または接触センサ１３が感圧センサであるような場合には、振動素子１４は、リニア共振アクチュエータなどであってもよい。なお、図示しないが入力ユニット９には、制御装置２０から出力される駆動電圧を増幅して振動素子１４へ出力する増幅部を備えていてもよい。

図４は、実施形態に係る振動素子１４の配置例を示す図である。図４に示す例では、入力ユニット９は４つの振動素子１４を備える。４つの振動素子１４は、パネル１０の両端部にそれぞれ２つずつ配置される。なお、振動素子１４の数は、４つに限定されず、３つ以下であってもよく、５つ以上であってもよい。例えば、振動素子１４は、パネル１０の両端部に１つずつ配置されてもよい。

制御装置２０は、記憶部２１と、制御部２２とを備える。記憶部２１は、モード情報３０と、時間情報３１と、操作判定情報３２とを記憶している。モード情報３０は、例えば、不図示の入力部を介して設定された振動モードの種別を示す情報であり、振動モードの種別として、固定モードおよび変動モードの一方が設定される。

固定モードは、ユーザ操作に対して固定の振動パターンでパネル１０を振動させるモードであり、変動モードは、ユーザ操作の状態に応じた振動パターンでパネル１０を振動させるモードである。

時間情報３１は、各振動の発生時間を規定する情報であり、後述する第１および第２の時間Ｔ１，Ｔ２を示す情報が含まれる。操作判定情報３２は、ユーザ操作を判定するための情報であり、ユーザ操作の圧力に対する第１および第２の閾値Ｐｔｈ１，Ｐｔｈ２を示す情報、スライド操作の距離の閾値Ｄｔｈを示す情報などが含まれる。

制御部２２は、操作検出部４０と、駆動部４１とを備える。操作検出部４０は、接触センサ１３によって検出されるユーザＵの操作面１５に対する接触位置を示す検出情報を取得し、駆動部４１によって駆動されていない状態で振動素子１４から出力される出力電圧の値を取得する。また、操作検出部４０は、出力電圧の値に基づいて、ユーザＵの操作面１５に対する接触圧力を検出する。さらに、操作検出部４０は、記憶部２１に記憶された操作判定情報３２を取得する。

操作検出部４０は、接触センサ１３から取得した検出情報と、振動素子１４から出力される電圧から得られる接触圧力と、記憶部２１から取得した操作判定情報３２とに基づいて、ユーザ操作を検出する。

操作検出部４０は、ユーザＵの操作面１５への押圧操作やスライド操作などの各種のユーザ操作を検出することができる。なお、接触センサ１３が感圧センサである場合、操作検出部４０は、振動素子１４の出力電圧を用いずに、接触センサ１３からユーザＵの操作面１５への接触圧力を示す情報を取得することもできる。

操作検出部４０は、ユーザＵの操作面１５に対する接触位置が継続して同一位置にあり且つ接触圧力が第１の閾値Ｐｔｈ１以上である場合に、ユーザＵの操作面１５への押圧操作があると判定することができる。

また、操作検出部４０は、ユーザＵの操作面１５に対する接触圧力が第２の閾値Ｐｔｈ２以上の状態でユーザＵの操作面１５に対する接触位置が閾値Ｄｔｈ以上移動した場合に、ユーザＵの操作面１５へのスライド操作があると判定することができる。なお、操作検出部４０は、接触圧力にかかわらず接触位置が閾値Ｄｔｈ以上移動した場合にスライド操作があると判定することもできる。

駆動部４１は、操作検出部４０によってスライド操作が検出された場合に、振動素子１４を駆動して、第１の振動モードでパネル１０に振動を発生させた後、第２の振動モードでパネル１０に第１の振動モードとは少なくとも一部の周波数が異なる振動を発生させる。

以下、ユーザＵが入力システム１を用いて、表示装置３に表示されたメニュー画面に対する操作を行う場合の例について説明する。図５は、表示装置３に表示される画面の一例を示す図であり、図６は、ユーザＵによるパネル１０の操作面１５への操作の一例を示す図である。

図５に示す画面は、メニュー画面６５であり、６つのアイコン７１〜７６（以下、アイコン７０と総称する場合がある）が表示されている。ユーザＵは、操作面１５へのスライド操作によって、アイコン７１〜７６のいずれかを仮選択し、その後、操作面１５への押圧操作を行うことで、アイコン７０の選択を確定することができる。

図５に示す状態では、アイコン７１が強調枠８０で強調表示されており、アイコン７１が仮選択されている状態である。なお、カーソルとして強調枠８０を用いているが、カーソルは、例えば、アイコン７０を指し示す矢印画像であってもよい。この場合、矢印画像の位置を仮選択されているアイコン７０に対応させた位置とすることで、仮選択されているアイコン７０を識別可能にすることができる。

ユーザＵはアイコン７２を選択したい場合、例えば、図５に示すように、図面視において操作面１５に対する接触位置をアイコン７１からアイコン７２へ向かう方向に対応する方向（ここでは、右方向とする）に閾値Ｄｔｈ以上移動させることで、制御装置２０の操作検出部４０はユーザＵの右方向のスライド操作を検出する。制御装置２０の操作検出部４０は、右方向のスライド操作を検出すると、制御装置２に対して、右方向のスライド操作を示す情報を出力する。

制御装置２は、右方向のスライド操作を示す情報を入力システム１の制御装置２０から受け取ると、強調枠８０がアイコン７１からアイコン７２へ移動するアニメーション画像を含むメニュー画面６６を表示装置３に表示させる。

一方、入力システム１の制御装置２０は、操作面１５上での移動量が閾値Ｄｔｈを超えて右方向のスライド操作が継続している状態で、強調枠８０が移動するアニメーション画像に合わせて第１の時間Ｔ１だけ第１の振動モードでパネル１０を振動させる。その後、強調枠８０のアイコン７２への移動が完了したタイミングから第２の時間Ｔ２だけ第２の振動モードでパネル１０を振動させる。

これにより、ユーザＵは、仮選択されるアイコン７０がアイコン７１からアイコン７２へ移行している状態と、アイコン７２の仮選択が完了した状態とを適格に把握することができ、ユーザＵに与える操作感を向上させることができる。以下、かかる処理について、図７を参照してより具体的に説明する。

図７は、仮選択されるアイコン７０を変更する際のメニュー画面と入力システム１によってパネル１０に与えられる振動との関係を示す図である。なお、図７に示すメニュー画面６５ａ〜６５ｄでは、説明の便宜上アイコン７１，７２のみ表示している。

図７に示す時刻ｔ１０でユーザＵがパネル１０の操作面１５に接触した後、ユーザＵがパネル１０の操作面１５に対する接触位置を右方向に移動させると、かかる移動量が閾値Ｄｔｈになった時刻ｔ１１で、操作検出部４０は、ユーザＵのスライド操作を検出し、制御装置２に対して、右方向のスライド操作を示す情報を出力する。

操作検出部４０がユーザＵのスライド操作を検出すると、駆動部４１は、記憶部２１に記憶された時間情報３１に基づき、時刻ｔ１１から第１の時間Ｔ１（例えば、５０ｍｓ）が経過する時刻ｔ１２までの間、第１の振動モードの駆動電圧Ｖｏ１を各振動素子１４へ出力する。かかる駆動電圧Ｖｏ１は、超音波帯域の周波数（例えば、３０ｋＨｚ）を有する正弦波電圧であり、駆動電圧Ｖｏ１が各振動素子１４に印加されることで、各振動素子１４が超音波帯域の周波数で振動し、パネル１０に超音波振動が発生する。

パネル１０が超音波振動することで、スクイーズ効果を利用してユーザＵに対する操作面１５の摩擦力を低減させることができる。スクイーズ効果とは、振動素子１４により操作面１５が超音波振動すると、振動による圧力変動で、ユーザＵの指５０と操作面１５との間に空気が引き込まれて空気層が形成され、ユーザＵの指５０と操作面１５との間の摩擦抵抗が、振動がない場合に比べて相対的に低くなる現象を指す。

このように、第１の振動モードでは、ユーザＵの指５０に対する操作面１５の摩擦力を低減させることができる。そのため、ユーザＵがスライド操作を開始した直後の閾値Ｄｔｈまでの移動と閾値Ｄｔｈ以降の移動とで操作面１５の摩擦力を変えることができ、ユーザＵにスライド操作が受け付けられていることを触感によって把握させることができる。

また、操作面１５の摩擦力が低減することから、操作面１５上で指５０を移動させるユーザＵのスライド操作のスライド方向に対して吸い込まれていく触感を与えることができ、ユーザＵに与える操作感を向上させることができる。

制御装置２は、図７に示すように、第１の振動モードでパネル１０が振動している状態で、強調枠８０がアイコン７１からアイコン７２へ順次移動するメニュー画面６５ｂ〜６５ｄを含む複数のメニュー画面を生成し、生成した複数のメニュー画面を表示装置３に表示させる。なお、図７に示す例では、強調枠８０が３段階で移動するメニュー画面６５ｂ〜６５ｄを示しているが、制御装置２は、４段階以上で強調枠８０が移動する複数のメニュー画面を生成することができる。また、図７に示すメニュー画面６５ａ〜６５ｄでは、説明の便宜上アイコン７１，７２のみ表示している。

このように、第１の振動モードでパネル１０が振動している状態で、強調枠８０がアイコン７１からアイコン７２へ順次移動する数のメニュー画面が表示装置３に表示される。そのため、ユーザＵは、触覚に加え、視覚においても、入力システム１におけるスライド操作の受け付けを実感することができる。触覚と視覚とが相俟って、アイコン７１からアイコン７２へ強調枠８０が吸い込まれるかのような感覚である吸い込まれ感をユーザＵにより強く与えることができ、ユーザＵに与える操作感をさらに向上させることができる。

駆動部４１は、記憶部２１に記憶された時間情報３１に基づき、第１の振動モードでパネル１０を振動させた後の時刻ｔ１２から第２の時間Ｔ２（時刻ｔ１２〜ｔ１３）を経過するまでの間、第２の振動モードの駆動電圧Ｖｏ２を各振動素子１４へ出力する。

かかる駆動電圧Ｖｏ２は、低周波帯域の周波数（例えば、２００Ｈｚ）を有する正弦波電圧であり、駆動電圧Ｖｏ２の振幅は、駆動電圧Ｖｏ１の振幅よりも高い。図７に示す例では、駆動電圧Ｖｏ２は、２周期以内または３周期以内の正弦波電圧であり、駆動電圧Ｖｏ２が２００Ｈｚの場合、第２の時間Ｔ２は、１０ｍｓである。駆動電圧Ｖｏ２が各振動素子１４に印加されることで、各振動素子１４が低周波帯域の周波数で振動し、パネル１０に低周波振動が発生する。なお、駆動電圧Ｖｏ２は、２周期以内または３周期以内の正弦波電圧に限定されない。

第２の振動モードでは、パネル１０の振動周波数が低周波であり、短時間の振動であるため、ユーザＵに対してクリック触感を与えることができる。また、第２の振動モードにおける駆動電圧Ｖｏ２は、第１の振動モードにおける駆動電圧Ｖｏ１よりも大きいことから、ユーザＵに対して精度よく振動の触感を与えることができる。

さらに、第２の振動モードではパネル１０の超音波振動が停止して摩擦力が向上するため、強調枠８０のスライド移動が終了したことをユーザＵに対して効果的に知らせることができる。また、パネル１０の振動周波数が低周波であり、かつ、第２の時間Ｔ２が短時間であることから、例えば、第２の振動モードにおいてパネル１０の振動によって生じる音をユーザＵに聞こえない程度に抑えることもできる。

また、制御装置２０は、第１の振動モードでのパネル１０の振動が完了する時刻ｔ１２のタイミングで表示装置３にメニュー画面６５ｄを表示させる。そのため、ユーザＵは、触覚に加え、視覚においても、アイコン７０の仮選択の受け付け完了を実感することができ、ユーザＵに与える操作感をさらに向上させることができる。

なお、駆動部４１は、第１の時間Ｔ１が経過する前に、操作検出部４０によってスライド操作またはユーザＵの操作面１５への接触が検出されなくなった場合、第２の振動モードを実行しないこともできる。これにより、駆動部４１における処理負荷を軽減することができる。

なお、駆動部４１は、ユーザＵが操作面１５に接触したことを操作検出部４０が検出した場合、操作検出部４０によってスライド操作を検出する前に、操作面１５の摩擦力を低減するために、超音波帯域の周波数（例えば、３０ｋＨｚ）を有する正弦波電圧を駆動電圧Ｖｏ３として各振動素子１４に印加することもできる。その後、駆動部４１は、操作検出部４０がユーザＵのスライド操作を検出すると、駆動電圧Ｖｏ３よりも高い電圧の駆動電圧Ｖｏ１（例えば、駆動電圧Ｖｏ３の１．５倍以上の電圧）を各振動素子１４に印加することで、第１の振動モードですべり感を向上させ、吸い込まれ感を向上させることもできる。

また、上述した例では、第２の振動モードにおいて、低周波帯域の振動をパネル１０に与えるものであるが、駆動部４１は、第２の振動モードにおいて、超音波帯域の振動と低周波帯域の振動とを合成した振動をパネル１０に与えることもできる。

この場合、駆動部４１は、低周波帯域の周波数（例えば、２００Ｈｚ）を有する信号に超音波帯域の周波数を有する信号を重畳して合成し駆動電圧Ｖｏ２’を生成する。かかる駆動電圧Ｖｏ２’が各振動素子１４へ印加されることで、低周波帯域の振動に超音波帯域の振動を重畳して合成した振動をパネル１０に与えることができる。そして、制御装置２０は、第２の振動モードでのパネル１０の振動が完了する時刻ｔ１３のタイミングで表示装置３のメニュー画面６５ｄのアイコン７２の色などを変更してユーザに選択されたことを知らせる。または、制御装置２０は、アイコン７２と関連する機能を実行する。

このように、超音波帯域の振動と低周波帯域の振動とを合成した振動をパネル１０に与えることで、ユーザＵに対して吸い込まれ感を継続して与えつつクリック感を与えることができる。

また、上述した例では、第２の振動モードにおいてパネル１０を低周波帯域の周波数で振動させる例を説明したが、第２の振動モードは、超音波帯域よりも低い周波数の振動をパネル１０に生じさせることができればよく、低周波帯域の周波数の振動に限定されない。

例えば、駆動部４１は、第２の振動モードにおいて、超音波帯域よりも低く低周波帯域よりも高い高周波帯域の振動でパネル１０を振動させることもできる。なお、本明細書では、３００Ｈｚ以下の周波数の帯域を低周波帯域とし、３００Ｈｚ以上かつ２０ｋＨｚ未満の周波数を高周波帯域として扱うが、かかる例に限定されない。例えば、低周波帯域は、２００Ｈｚ以下の周波数の帯域であってもよい。

また、上述した例では、駆動部４１は、第１の振動モードにおいて、超音波振動をパネル１０に発生させるが、かかる例に限定されず、駆動部４１は、低周波帯域または高周波帯域の周波数の駆動電圧Ｖｏ１を生成して各振動素子１４へ印加することでパネル１０を高周波で振動させることもできる。また、駆動部４１は、ユーザ操作の種別毎に第１の振動モードの周波数と第２の振動モードの周波数とを変更することもできる。

このように、実施形態に係る制御装置２０は、操作検出部４０によってユーザ操作が検出された場合に、振動素子１４を駆動して、少なくとも一部の振動周波数が異なる第１の振動モードと第２の振動モードとを切り替えてパネル１０に周波数が異なる振動を順次発生させる。これにより、ユーザＵがパネル１０の操作面１５を操作した場合において、ユーザ操作に応じてユーザＵへ複数の異なる触感の振動を与えることができ、ユーザＵに与える操作感を向上させることができる。

上述した駆動部４１のパネル１０に対する制御は、各振動モードの時間が固定された固定モードでの制御であるが、振動モードが変動モードに設定されている場合、駆動部４１は、ユーザ操作の状態に応じて各振動モードの時間を変動させることができる。図８は、駆動部４１のパネル１０に対する変動モードにおける制御の説明図である。

図８に示すように、ユーザＵがパネル１０の操作面１５における位置Ｐ０に接触した後右方へスライド操作を行った場合、固定モードの場合と同様に、操作検出部４０は、ユーザＵが接触位置を右方向に閾値Ｄｔｈ以上移動することで、ユーザＵの右方向のスライド操作を検出し、右方向のスライド操作を示す第１の情報を制御装置２へ通知する。さらに、操作検出部４０は、スライド操作を検出した後のユーザＵの操作面１５への接触位置または移動量を含む第２の情報を制御装置２へ通知する。

制御装置２は、第１および第２の情報を入力システム１の制御装置２０から受け取ると、強調枠８０がアイコン７１からアイコン７２へ移動するアニメーション画像を含むメニュー画面６５ｂ〜６５ｄ（図７参照）を表示装置３に表示させる。

具体的には、制御装置２は、スライド操作が検出された後のユーザＵの操作面１５への接触位置または移動量に応じた速度で変化するアニメーション画像を含むメニュー画面６５ｂ〜６５ｄを生成する。これにより、ユーザＵのスライド操作の速度に応じた速度で強調枠８０がアイコン７１からアイコン７２へ移動するアニメーション画像を含むメニュー画面６５ｂ〜６５ｄを表示装置３に表示させることができる。

駆動部４１は、閾値Ｄｔｈを超えて右方向のスライド操作が継続している状態で、強調枠８０が移動するアニメーション画像に同期して第１の振動モードでパネル１０を振動させる。そして、駆動部４１は、操作検出部４０によって検出された接触位置または移動量に基づいて、スライド操作の移動量が閾値Ｄｔｈ１（図８に示す位置Ｐ１から位置Ｐ２までの距離）以上になるまで、第１の振動モードでパネル１０を振動させる。閾値Ｄｔｈ１は、強調枠８０をアイコン７１からアイコン７２まで移動させるのに必要なスライド操作の移動量の閾値であり、記憶部２１に記憶されている。

駆動部４１は、スライド操作の移動量が閾値Ｄｔｈ１以上になった場合、第２の振動モードでパネル１０を振動させる。また、制御装置２は、スライド操作の移動量が閾値Ｄｔｈ１以上になった場合に、表示装置３にメニュー画面６５ｄを表示させる。

このように、制御装置２０は、スライド操作の移動量が閾値Ｄｔｈ１に達するまで第１の振動モードを継続することから、ユーザＵのスライド操作の速度に合わせた触感をユーザＵに与えることができる。そのため、ユーザＵに与える操作感をさらに向上させることができる。なお、変動モードにおける第１の振動モードの振動および第２の振動モードの振動は、固定モードと同様である。

固定モードと変動モードは、例えば、不図示の入力部を介して制御装置２０の記憶部２１に設定することができ、駆動部４１は、記憶部２１に記憶された情報に基づき、固定モードおよび変動モードの一つを選択的に実行することができる。

また、制御装置２０は、制御装置２からの要求に応じて、固定モードおよび変動モードの一つを選択的に実行することもできる。これにより、例えば、表示装置３に表示する画面に応じて固定モードと変動モードとを切り替えることができる。

また、駆動部４１は、パネル１０の操作面１５上で円を描くように指５０を移動させるスライド操作において、所定角度回転するまで第１の振動モードを実行し、所定角度回転した場合に第２の振動モードを実行することができる。所定角度を等角度間隔で発生させることによって、ユーザＵは金庫などのダイヤル操作を行っているかのような触感を得ることができ、ユーザＵに与える操作感を向上させることができる。

また、駆動部４１は、スライド操作中には第１の振動モードを実行し、その後ユーザＵがパネル１０の操作面１５への接触を解除することなく操作面１５への押圧操作を実行した場合に、第１の振動モードを実行することもできる。これによっても、ユーザＵに引き込まれ感とクリック感を感じさせることができ、ユーザＵに与える操作感を向上させることができる。

また、駆動部４１は、ユーザＵが操作面１５へ接触状態を維持したまま操作面１５の同一位置を継続して設定時間以上接触している場合に、第１の振動モードを第１の時間Ｔ１だけ実行し、その後、第２の振動モードを第２の時間Ｔ２だけ実行することもできる。このように、駆動部４１は、ユーザ操作に応じて、第１の振動モードと第２の振動モードとを切り替えて振動素子１４を駆動することで、ユーザＵに与える操作感を向上させることができる。

電子装置システム１００は、図９に示すように、入力ユニット９と表示装置３とを一体化したタッチパネルディスプレイを含む構成であってもよい。図９は、電子装置システム１００における入力ユニット９と表示装置３との関係を示す図である。図９に示すように、パネル１０の背面に表示装置３が配置されており、ユーザＵは、パネル１０を介して表示装置３に表示された画面を見ることができる。

なお、図３に示す例では、制御装置２と制御装置２０とを別体で構成しているが、制御装置２の機能を制御装置２０に加えることもできる。この場合、制御装置２は、入力ユニット９に接続されると共に表示装置３に接続され、入力ユニット９への操作に応じた画面を表示装置３に表示させることができる。

＜３．入力システム１の制御装置２０による処理＞
次に、フローチャートを用いて、制御装置２０の制御部２２が実行する処理の流れの一例を説明する。図１０は、制御部２２が実行する処理手順の一例を示すフローチャートであり、繰り返し実行される処理である。

図１０に示すように、制御部２２は、記憶部２１に設定された振動モードの種別が固定モードであるか否かを判定する（ステップＳ２０）。制御部２２は、振動モードの種別が固定モードであると判定した場合（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）、ユーザ操作があったか否かを判定する（ステップＳ２１）。制御部２２は、ユーザ操作がないと判定した場合（ステップＳ２１；Ｎｏ）、ステップＳ２１の処理を繰り返す。

制御部２２は、ユーザ操作があったと判定した場合（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）、駆動電圧Ｖｏ１を振動素子１４へ印加してパネル１０に第１の振動モードを第１の時間Ｔ１だけ発生させる（ステップＳ２２）。その後、制御部２２は、駆動電圧Ｖｏ２を第２の時間Ｔ２だけ振動素子１４へ印加してパネル１０に第２の振動モードによる振動を第２の時間Ｔ２だけ発生させる（ステップＳ２３）。

一方、ステップＳ２０において、制御部２２は、振動モードの種別が変動モードであると判定した場合（ステップＳ２０；Ｎｏ）、ユーザ操作があったか否かを判定する（ステップＳ２４）。制御部２２は、ユーザ操作があったと判定した場合（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、駆動電圧Ｖｏ１を振動素子１４へ印加してパネル１０に振動を第１の時間Ｔ１だけ発生させる（ステップＳ２５）。一方、制御部２２は、ユーザ操作がないと判定した場合（ステップＳ２４；Ｎｏ）、ステップＳ２４の処理を繰り返す。

ステップＳ２５の処理を終了した後、制御部２２は、ユーザ操作の移動量が閾値Ｄｔｈ１以上になったか否かを判定する（ステップＳ２６）。制御部２２は、ユーザ操作の移動量が閾値Ｄｔｈ１以上になっていないと判定した場合（ステップＳ２６；Ｎｏ）、ユーザ操作が終了したか否かを判定する（ステップＳ２７）。

制御部２２は、ステップＳ２７において、ユーザ操作が終了したと判定した場合（ステップＳ２７；Ｙｅｓ）、ゼロの駆動電圧を振動素子１４へ印加してパネル１０の振動を停止する（ステップＳ２８）。一方、制御部２２は、ステップＳ２７において、ユーザ操作が終了していないと判定した場合（ステップＳ２７；Ｎｏ）、処理をステップＳ２５へ移行する。

制御部２２は、ステップＳ２６において、ユーザ操作の移動量が閾値Ｄｔｈ１以上になったと判定した場合（ステップＳ２６；Ｙｅｓ）、上述したステップＳ２３の処理を実行する。制御部２２は、ステップＳ２３の処理またはステップＳ２８の処理が終了した場合、処理をステップＳ２０から繰り返し行う。

上述した実施形態では、入力ユニット９と制御装置２０とを分けて説明したが、入力システム１は、入力ユニット９と制御装置２０とを一体的に構成した入力装置であってもよい。図１１は、実施形態に係る入力装置２００の構成例を示す図である。

図１１に示す入力装置２００は、パネル１０と、振動素子１４と、記憶部２１と、制御部２２とを備えており、図３に示す入力ユニット９と制御装置２０とを一体化した構成である。このように、入力ユニット９と制御装置２０とを一体化した入力装置を構成することもできる。なお、制御装置２０と制御装置２とを一体化することもでき、入力システム１、制御装置２、および表示装置３を一体化した構成にすることもできる。

以上のように、実施形態に係る制御装置２０は、操作面１５を有するパネル１０の操作面１５に対するユーザの操作を検出する操作検出部４０と、パネル１０に取り付けられた振動素子１４を駆動してパネル１０に振動を発生させる駆動部４１とを備える。駆動部４１は、操作検出部４０によってユーザ操作が検出された場合に、少なくとも一部の振動周波数が異なる第１の振動モードと第２の振動モードとを切り替えて振動素子１４を駆動し、パネル１０に少なくとも一部の周波数が異なる振動を順次発生させる。これにより、ユーザＵへ複数の異なる触感の振動を与えることができ、ユーザＵに与える操作感を向上させることができる。

また、第１の振動モードは、超音波帯域の周波数の振動をパネル１０に発生させるモードであり、第２の振動モードは、超音波帯域よりも低い周波数の帯域の振動をパネルに発生させるモードである。駆動部４１は、操作検出部４０によってユーザ操作が検出された場合に、第１の振動モードで振動素子１４を駆動した後、第２の振動モードで振動素子１４を駆動する。これにより、ユーザＵに対して吸い込まれ感の後にクリック感を与えることができる。

また、第１の振動モードは、超音波帯域の周波数の振動をパネル１０に発生させるモードであり、第２の振動モードは、超音波帯域の周波数の振動と超音波帯域よりも低い周波数の帯域の振動とを合成した振動をパネルに発生させるモードである。駆動部４１は、操作検出部４０によってユーザ操作が検出された場合に、第１の振動モードで振動素子１４を駆動した後、第２の振動モードで振動素子１４を駆動する。これにより、ユーザＵに対して吸い込まれ感の後にクリック感を与えることができる。

また、駆動部４１は、操作検出部４０で検出されるユーザ操作がスライド操作である場合に、第１の振動モードで振動素子１４を一定時間（第１の時間Ｔ１）駆動し、その後、第２の振動モードで振動素子１４を駆動する。このように、決まった時間で第１の振動モードと第２の振動モードとを切り替えるため、例えば、ユーザ操作の移動量等を検出することなく振動モードの切り替えを行うことができ、駆動部４１における処理負荷を軽減することができる。

また、駆動部４１は、操作検出部４０で検出されるユーザ操作がスライド操作である場合に、第１の振動モードで振動素子１４を駆動し、スライド操作による移動量が閾値Ｄｔｈ１以上になった場合に、第２の振動モードで振動素子１４を駆動する。これにより、ユーザＵのスライド操作の速度に合わせた触感をユーザＵに与えることができ、ユーザＵに与える操作感をさらに向上させることができる。

また、駆動部４１は、第１の振動モードで振動素子１４へ印加する駆動電圧Ｖｏ１の振幅よりも第２の振動モードで振動素子１４へ印加する駆動電圧Ｖｏ２の振幅を高くする。これにより、第１の振動モードの振動よりも第２の振動モードの振動を大きくすることができ、振動の周波数差に加え振動の振幅差によってユーザＵに異なる触感を与えることができる。

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 入力システム
２，２０ 制御装置
３ 表示装置
７ アイコン
９ 入力ユニット
１０ パネル
１３ 接触センサ
１４ 振動素子
１５ 操作面
２１ 記憶部
２２ 制御部
３０ モード情報
３１ 時間情報
３２ 操作判定情報
４０ 操作検出部
４１ 駆動部
１００ 電子装置システム
２００ 入力装置

Claims (8)

1. 操作面を有するパネルの前記操作面に対するユーザの操作を検出する操作検出部と、
   前記パネルに取り付けられた振動素子を駆動して前記パネルに振動を発生させる駆動部と、を備え、
   前記駆動部は、
   前記操作検出部によって前記操作が検出された場合に、少なくとも一部の振動周波数が異なる第１の振動モードと第２の振動モードとを切り替えて前記振動素子を駆動し、前記パネルに少なくとも一部の周波数が異なる振動を順次発生させる
   ことを特徴とする制御装置。
2. 前記第１の振動モードは、超音波帯域の周波数の振動を前記パネルに発生させるモードであり、
   前記第２の振動モードは、超音波帯域よりも低い周波数の帯域の振動を前記パネルに発生させるモードであり、
   前記駆動部は、
   前記操作検出部によって前記操作が検出された場合に、前記第１の振動モードで前記振動素子を駆動した後、前記第２の振動モードで前記振動素子を駆動する
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記第１の振動モードは、超音波帯域の周波数の振動を前記パネルに発生させるモードであり、
   前記第２の振動モードは、前記超音波帯域の周波数の振動と前記超音波帯域よりも低い周波数の帯域の振動とを合成した振動を前記パネルに発生させるモードであり、
   前記駆動部は、
   前記操作検出部によって前記操作が検出された場合に、前記第１の振動モードで前記振動素子を駆動した後、前記第２の振動モードで前記振動素子を駆動する
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
4. 前記駆動部は、
   前記操作検出部で検出される前記操作がスライド操作である場合に、前記第１の振動モードで前記振動素子を一定時間駆動し、その後、前記第２の振動モードで前記振動素子を駆動する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の制御装置。
5. 前記駆動部は、
   前記操作検出部で検出される前記操作がスライド操作である場合に、前記第１の振動モードで前記振動素子を駆動し、前記スライド操作による移動量が閾値以上になった場合に、前記第２の振動モードで前記振動素子を駆動する
   ことを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
6. 前記駆動部は、
   前記第１の振動モードで前記振動素子へ印加する駆動電圧の振幅よりも前記第２の振動モードで前記振動素子へ印加する駆動電圧の振幅を高くする
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の制御装置。
7. 操作面を有するパネルと、
   前記パネルを振動させる振動素子と、
   前記操作面に対するユーザの操作を検出する操作検出部と、
   前記操作検出部によって前記操作が検出された場合に、少なくとも一部の振動周波数が異なる第１の振動モードと第２の振動モードとを切り替えて前記振動素子を駆動し、前記パネルに少なくとも一部の周波数が異なる振動を順次発生させる駆動部とを備える
   ことを特徴とする入力システム。
8. パネルの操作面に対するユーザの操作を検出する工程と、
   前記ユーザの前記操作面への操作が検出された場合に、少なくとも一部の振動周波数が異なる第１の振動モードと第２の振動モードとを切り替えて前記パネルに取り付けられた振動素子を駆動し、前記パネルに少なくとも一部の周波数が異なる振動を順次発生させる工程と、を含む
   ことを特徴とする制御方法。

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