JP2018194925A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者がダブルクリック操作に相当する操作を行ったときにその操作の成否を直ちに実感することができ、これにより作業効率の低下を抑えることができる入力装置を提供する。【解決手段】操作部と、操作部に対する操作体の接触操作を検知する接触センサ１０と、操作部に対する操作体の押圧操作を検知する押圧センサ３０と、触覚を呈示する触覚呈示部６０と、触覚呈示部が呈示する触覚を制御する触覚制御部７０とを備える。操作部に対する操作によって表示画面上に指し示された位置が、表示画面上のオブジェクト又は表示画面の特定領域にあることを接触センサが検知し、さらに、対象領域に対して所定の押圧操作が行われたことを押圧センサが検知したとき、触覚制御部は、ダブルクリック操作に対応する触覚を触覚呈示部に呈示させる。【選択図】図２

Description

本発明は、操作部に対する操作に応じた触覚を呈示可能な入力装置に関する。

接触センサを備えた従来の入力装置においては、操作面を指でタップする操作に対して、コンピュータに対するマウスのクリック操作に対応したコマンド信号を出力しており、さらに、タップ操作を短時間のうちに連続して行うことによって、ダブルクリック操作に対応するコマンド信号を出力することとしていた。以下の説明においては指によるタップ操作もクリック操作と呼ぶこととする。

しかしながら、使用者の中には短時間で複数のクリック操作を連続して行うのが難しい者がおり、上記従来の入力装置では、連続して行うクリック操作の間隔がばらつくことによってダブルクリック操作の成否がばらつくおそれがある。さらに、ダブルクリック操作の成否は表示内容の変化の有無で確認することになるため、成否の確認のために作業効率の低下を招いてしまうという問題がある。

これに対して特許文献１に記載の入力装置では、押圧荷重が触感を呈示する基準を満たした際に、タッチ面を押圧している押圧対象に対してクリック触感を呈示することによって、ダブルクリック操作の成否のばらつきを抑えることとしている。

特開２０１１−４８４０８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の入力装置においても、ダブルクリック操作の成否は表示内容の変化の有無で確認することになるため、成否の確認のために作業効率の低下を招いてしまうという問題がある。

そこで本発明は、使用者がダブルクリック操作に相当する操作を行ったときにその操作の成否を直ちに実感することができ、これにより作業効率の低下を抑えることができる入力装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様の入力装置は、操作部と、操作部に対する操作体の接触操作を検知する接触センサと、操作部に対する操作体の押圧操作を検知する押圧センサと、触覚を呈示する触覚呈示部と、触覚呈示部が呈示する触覚を制御する触覚制御部とを備え、操作部に対する操作によって表示画面上に指し示された位置が、表示画面上のオブジェクト又は表示画面の特定領域にあることを接触センサが検知し、さらに、対象領域に対して所定の押圧操作が行われたことを押圧センサが検知したとき、触覚制御部は、ダブルクリック操作に対応する触覚を触覚呈示部に呈示させることを特徴としている。第１の態様の入力装置において、所定の押圧操作は、押圧操作の圧力、及び、押圧操作の継続時間の少なくとも一方によって定められることが好ましい。
第１の態様の入力装置によれば、ダブルクリック操作に相当する操作として所定の押圧操作を行ったときに、使用者がその操作の成否を直ちに実感することができ、これにより作業効率の低下を抑えることができる。

本発明の第２の態様の入力装置は、操作部と、操作部に対する操作体の接触操作を検知する接触センサと、操作部に対する操作体の押圧操作を検知する押圧センサと、触覚を呈示する触覚呈示部と、触覚呈示部が呈示する触覚を制御する触覚制御部とを備え、操作部に対する操作によって表示画面上に指し示された位置が、表示画面上のオブジェクト又は表示画面の特定領域にあり、さらに、操作部上の特定領域に操作体とは別の第２の操作体が配置されたことを接触センサが検知したとき、触覚制御部は、ダブルクリック操作に対応する触覚を触覚呈示部に呈示させることを特徴としている。第２の態様の入力装置において、特定領域は対象領域とは別の領域であり、操作体と第２の操作体は別個の指であることが好ましい。
第２の態様の入力装置によれば、ダブルクリック操作に相当する操作として、操作部上の対象領域に操作体が配置され、かつ、操作部上の特定領域に操作体とは別の第２の操作体が配置されたときに、使用者がその操作の成否を直ちに実感することができ、これにより作業効率の低下を抑えることができる。

本発明によると、使用者がダブルクリック操作に相当する操作を行ったときにその操作の成否を直ちに実感することができ、これにより作業効率の低下を抑えることができる。

（Ａ）は本発明の実施形態に係る入力装置の構成を示す側面図、（Ｂ）は（Ａ）の入力装置の平面図である。 本発明の実施形態に係る入力装置の機能ブロック図である。 本発明の実施形態における振動素子の内部構造を示す図である。 本発明の実施形態における静電センサの平面図である。 図４に示す静電センサの電極構造を示す、図４のＶ部の部分拡大正面図である。 静電センサの積層構造を示す、図５のＶＩ−ＶＩ線の断面図である。 本発明の実施形態における圧電センサの電極パターンを拡大して示す拡大正面図である。 圧電センサの積層構造を示す、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の断面図である。 静電センサに圧電センサが重ねられた状態を示す拡大平面図である。 本発明の実施形態における圧電センサの配線と駆動検出回路とを示す回路ブロック図である。 （Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施形態における圧電センサの動作を説明する線図である。 本発明の実施形態に係る入力装置においてクリック操作が行われたときの処理の流れを示すフローチャートである。 （Ａ）は変形例に係る入力装置の側面図、（Ｂ）は（Ａ）の入力装置の平面図である。

以下、本発明の実施形態に係る入力装置について図面を参照しつつ詳しく説明する。この入力装置は、パーソナルコンピュータのキーボード装置、スマートフォンやタブレットなどに用いられるタッチパネル、自動車のインストルメントパネルなどに使用される。また、全体を透明に構成することで、カラー液晶パネルなどの表示部の上方（表示側前方）に重ねて配置して使用することも可能である。表示部は、入力装置と重ねることなく別体としてもよい。各図には、基準座標としてＸ−Ｙ−Ｚ座標が示されている。Ｚ軸は、操作部としてのガラス板、押圧センサとしての圧電センサ、及び、接触センサとしての静電センサを重ねていく方向に沿っており、Ｘ−Ｙ面はＺ軸に直交する面である。以下の説明において、Ｚ軸に沿った方向を上下方向と呼び、Ｚ方向に沿って上側から見た状態を平面視ということがある。

図１（Ａ）は本実施形態に係る入力装置１００の構成を示す側面図、（Ｂ）は入力装置１００の平面図、図２は入力装置１００の機能ブロック図である。図３は、振動素子６０の内部構造を示す図である。
入力装置１００においては、静電センサ１０の上に圧電センサ３０が配置され、さらに圧電センサ３０の上にガラス板４０が配置されている。静電センサ１０、圧電センサ３０、及び、ガラス板４０は、互いに同一となる、Ｘ方向に延びる長方形の平面形状を有し、平面視において互いに一致するように配置されている。

なお、本実施形態では、押圧センサとして圧電センサ３０を用いるが、図７と図８に示す構成以外の構成の圧電センサを用いることができ、また、押圧を検知できれば、電気抵抗式や静電式のセンサを用いることもできる。

図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、静電センサ１０の底面１０ａの四隅には、サスペンション５１、５２、５３、５４が取り付けられている。サスペンション５１〜５４は、ゴムなどの圧縮変形可能な弾性体や、弾性変形可能な合成樹脂材料製のヒンジ、あるいは圧縮コイルばねなどで構成されている。４か所に設けられたサスペンション５１〜５４は同一の形状であり、同一の弾性率（ばね定数）を有している。ここで、同一の弾性を示すことができれば、サスペンション５１〜５４としては、形状や材質が互いに異なるものを用いることもできる。

圧電センサ３０は、接着剤（不図示）によって静電センサ１０に固定されている。ガラス板４０に対して下向き（図１（Ａ）の下方向）の押圧操作を行うと、圧電センサ３０に対して押圧力が与えられ、圧縮されるように変形する。この変形の際の弾性率（ばね定数）は、圧電センサ３０から所望の出力が得られるように、サスペンション５１〜５４がＺ方向に収縮変形するときの弾性率（ばね定数）に対して適宜設定される。

静電センサ１０の底面１０ａの中央には、触覚呈示部としての振動素子６０が設けられている。図３に示すように、振動素子６０は、振動子６１が金属製のケース（カバー）６２内でバネ６３、６４によって、振動自在に支持された構成を備える。前記振動子６１にはコイル６５が巻かれており、ケース内には前記コイルに対向する磁石６６、６７が固定されている。磁石６６と磁石６７は、振動子６１の端部に対向する着磁面を有し、着磁面は、振動子６１の振動方向に極性が異なる磁極となるように着磁されている。また磁石６６と磁石６７は、対向する着磁面が互いに異なる極性である。触覚制御部としての制御部７０（図２）から、コイル６５に対して制御信号としての交流電流を与えることで、振動子６１が振動し、これによって振動素子６０は後述する所定の振動情報を呈示する。すなわち、振動素子６０は、制御部７０の制御によって、触覚として所定の振動情報を呈示する。なお、振動素子６０としては、振動子が磁石で形成され、振動子に対向するコイルがケース内に固定されていてもよい。また、振動素子６０を圧電素子で構成し、制御部７０からの制御信号にしたがって振動する構成としてもよい。さらに、図３に示す構成では、振動素子６１はＺ軸に沿った上下方向に振動するが、振動素子６０の構成はこの例に限定されず、例えば振動素子がＸ−Ｙ面方向に振動する構成でもよい。また、制御部７０は、Ｔｏｕｃｈｐａｄ制御マイコン、Ｗｉｎｄｏｗｓ ＯＳ、ＰＣ−ＢＩＯＳを含む。

振動素子６０は、制御部７０が与える振動リクエスト信号にしたがって動作し、振動の強弱、振動時間、周期などが変更された振動を呈示する。制御部７０は、静電センサ１０の出力信号に基づいてガラス板４０に対する操作を検知する。制御部７０が検知する操作には、コンピュータに対してマウスを用いた場合のクリック操作に対応する操作や、表示部８０における表示オブジェクトの表示態様の変更に関わる操作、例えば、拡大、縮小、回転に関わる操作が含まれる。

図４〜図６に基づいて、静電センサ１０の構造を説明する。
静電センサ１０は、図６に示すような多層構造のリジッド基板を構成しており、所定の剛性を有する。静電センサ１０はポリカーボネートなどの絶縁基材１１を有し、絶縁基材１１の上方（Ｚ軸方向の上側）に向く表面に、静電用電極である駆動電極２１が形成されている。駆動電極２１の上方は電極間絶縁層１２で覆われており、電極間絶縁層１２の上方に向く表面に、同じく静電用電極であるセンス電極２２が形成されている。また、電極間絶縁層１２の上方に向く表面には、隣り合うセンス電極２２の間に、導電層２３が形成されている。センス電極２２と導電層２３は、上方絶縁層１３で覆われている。

図６に示すように、絶縁基材１１の下方（Ｚ軸方向の下側）の表面の全面に接地電位に設定されるシールド電極層１４が設けられている。シールド電極層１４の下方の表面に、第１下方絶縁層１５が形成されており、第１下方絶縁層１５の下方の表面に配線層１６が形成されている。配線層１６は下方から第２下方絶縁層１７で覆われている。

図４と図５に、静電用電極である駆動電極２１とセンス電極２２および導電層２３の平面パターンが示されている。これら静電用電極は、銅箔をエッチングして形成され、あるいは銀ペーストを使用した印刷工程で形成されている。

複数の駆動電極２１のそれぞれは、Ｘ方向に一定の間隔を空けてＹ方向に連続して延びて形成されている。図５に示すように、駆動電極２１は、四角形状（菱形形状）の主電極部２１ａと主電極部２１ａの間を繋ぐ連結部２１ｂとが交互に連続して一体に形成されている。主電極部２１ａは、連結部２１ｂよりもＸ方向の幅寸法が大きい。

センス電極２２は、Ｙ方向に一定の間隔を空けてＸ方向に向けて連続して形成されている。それぞれのセンス電極２２と、駆動電極２１の連結部２１ｂは電極間絶縁層１２を挟んで交差している。それぞれのセンス電極２２には、駆動電極２１との交差部と交差部との中間に、幅寸法がやや大きくなったセンス作用部２２ａが設けられている。

電極間絶縁層１２の上方に向く表面には、センス電極２２と同じ階層に導電層２３が形成されている。導電層２３は、センス電極２２とは接続されておらず、その下の階層に位置する駆動電極２１にも接続されていない。そのため、センス電極２２の上方に向く表面と、導電層２３の上方に向く表面は、Ｘ−Ｙ平面と平行な同一の仮想平面上に位置している。

センス電極２２とその間の領域に位置する導電層２３は、上方に向く表面が同一面であるため、センス電極２２と導電層２３を覆う上方絶縁層１３の上方に向く表面１３ａを平滑化しやすくなる。そのため、平滑な表面１３ａにシート状の圧電センサ３０を貼着すると、その貼着強度を高いものにできる。したがって、ガラス板４０に対して下向きの押圧力を与えたことによって圧電センサ３０にせん断力が生じても、圧電センサ３０と静電センサ１０との固定状態を維持することができる。また、導電層２３は正方形で、駆動電極２１の主電極部２１ａは菱形であるが、主電極部２１ａと導電層２３は、Ｘ方向とＹ方向の幅寸法がほぼ一致している。駆動電極２１に駆動電力が与えられると、駆動電極２１の主電極部２１ａとその上に位置する導電層２３とが、静電容量を介して結合されることになる。

図６に示すシールド電極層１４は、銅箔や銀ペーストなどで絶縁基材１１の下方（Ｚ軸方向の下側）に向く面の全域を覆うように形成されている。配線層１６は、駆動電極２１とセンス電極２２に導通する配線を含み、複数の配線ラインから構成される。第２下方絶縁層１７の下方に向く表面１７ａに駆動回路を内蔵したＩＣなどが実装されており、それぞれの配線ラインはＩＣなどの接続部に接続されている。

次に、図７と図８に基づいて圧電センサ３０の構造を説明する。
図８に示すように圧電センサ３０はシート状であり、ＰＥＴなどの合成樹脂材料で形成されたフィルム基材３１の上方に向く表面に、第１電極３２と圧電層３３と第２電極３４が上下方向に順に積層されている。第１電極３２はスクリーン印刷で形成されたカーボン電極である。その上に、圧電ペーストがスクリーン印刷されて圧電層３３が形成され、さらに、その上にスクリーン印刷により第２電極３４が形成される。さらに、第２電極３４が絶縁コート３８で覆われる。

圧電ペーストには、ニオブ酸カリウムや、ニオブ酸ナトリウムカリウム、チタン酸バリウムなどのペロブスカイト型強誘電体粉と熱可塑性のポリエステルウレタン樹脂を混ぜたペーストなどが使用される。

図７と図１０に示すように、フィルム基材３１の表面には、複数の第１電極３２が、Ｘ方向に間隔を空けてＺ方向に連続して延びている。圧電層３３には、広幅部３３ａと細幅部３３ｂがＹ方向に向けて交互に形成されている。第２電極３４は、全ての圧電層３３の上に重ねられて、圧電層３３と共にＹ方向に連続して延びている。第２電極３４にも広幅部３４ａと細幅部３４ｂがＹ方向に交互に形成されている。第１電極３２と第２電極３４は同じ形状で同じ寸法であり、上下方向（Ｚ方向）で一致するように重ねられている。

図１０に示すように、圧電センサ３０のフィルム基材３１上のＸ方向に延びる縁部の内側に、全ての第１電極３２に導通する第１電極配線層３５と、全ての第２電極３４に導通する第２電極配線層３６が設けられている。第１電極配線層３５と第２電極配線層３６は、圧電センサ３０から引き出され、図６に示す配線層１６に接続され、または静電センサ１０の下方の表面に実装されたＩＣなどに接続されている。そして、第１電極配線層３５と第２電極配線層３６がＩＣなどに内蔵された駆動検出回路４４に接続されている。

図１０に示すように、駆動検出回路４４では、第１電極配線層３５と第２電極配線層３６がマルチプレクサ４５に接続されている。マルチプレクサ４５により、第１電極配線層３５と第２電極配線層３６の一方がレファレンス電圧Ｖｒｅｆに接続され、他方がフィルタ４６に接続される。マルチプレクサ４５からの検知出力は、フィルタ４６を通過し、アンプ４７で増幅されてコンパレータ４８に与えられる。

図１に示すように、入力装置１００では、静電センサ１０の上面、すなわち、図６に示す上方絶縁層１３の上方に向く表面１３ａに、図８に示す積層構造の圧電センサ３０が積層されて貼着される。このとき、圧電センサ３０は、フィルム基材３１が表面１３ａに向けられて貼着されてもよいし、第２電極３４を覆う絶縁コート３８が表面１３ａに向けられて貼着されていてもよい。

図９に、静電センサ１０に圧電センサ３０が重ねられた領域における、電極の重なり状態が、上方から見た状態で示されている。
圧電センサ３０の、第１電極３２と圧電層３３および第２電極３４は、静電センサ１０の静電用電極のうちの駆動電極２１とセンス電極２２のいずれか一方に沿ってその上方に重なるように配置されている。本実施形態では、全ての第１電極３２と圧電層３３および第２電極３４が、全ての駆動電極２１に沿ってその上方に重なるように配置されている。

ここで、圧電センサ３０の第１電極３２と第２電極３４は同じ形状で同じ寸法であり、上下方向で完全に重ねられている。図９に示すように、第１電極３２と第２電極３４の広幅部３４ａは、駆動電極２１の主電極部２１ａおよびその上に位置する導電層２３のさらにその上方に重ねられている。

次に、入力装置１００の動作を説明する。まず、静電センサ１０と圧電センサ３０における検知動作に関して説明する。
入力装置１００では、図１０に示す駆動検出回路４４が常に動作しており、第１電極３２と第２電極３４のいずれか一方にレファレンス電圧Ｖｒｅｆが与えられ、他方の電位変化がフィルタ４６を通過しアンプ４７で増幅されてコンパレータ４８に与えられる。

図１１（Ａ）には、上方からガラス板４０の表面のいずれかの箇所が指などで押されたとき（加圧時）と、指が離れるとき（減圧時）の第１電極３２と第２電極３４との間の電圧の変化が圧電出力として示されている。図１１（Ａ）に示す圧電出力は、圧電センサ３０の撓み加速度の変動に応じて変化する。図１１（Ｂ）に示すように、コンパレータ４８では、正の加速度で得られた電圧変化が波形整形されてＯＮ出力とされ、負の加速度で得られた電圧変化が波形整形されてＯＦＦ出力とされる。

制御部７０では、図１１（Ｂ）に示すＯＮ出力が得られたときに、指などで入力装置１００が押されたことが検知され、ＯＦＦ出力が得られたときに、指などが入力装置１００から離れたことが検知される。

図９に示すように、圧電センサ３０の第１電極３２と第２電極３４の広幅部３４ａは、導電層２３の表面で比較的広い面積を有して形成されているため、操作面の全体面積に対する第１電極３２と第２電極３４の面積比を２０％以上で、好ましくは３０％以上に確保できる。そのため、圧電センサ３０の検知感度を高くすることが可能である。

図９に示すように、第１電極３２と第２電極３４の広幅部３４ａは、その辺がＸ−Ｙ方向に対して角度を有して延びる菱形形状であり、導電層２３はその辺がＸ−Ｙ方向に延びる四角形である。そのため、上方から見たときに、導電層２３の４か所の角部のそれぞれが、第１電極３２と第２電極３４の広幅部３４ａからはみ出ている。また、センス電極２２は、隣り合う導電層２３の間を通過してＸ方向に延びている。

図９に示すように、静電センサ１０は、圧電センサ３０の第１電極３２と第２電極３４の広幅部３４ａが存在していない領域が主な静電検知領域Ｓとなる。この静電検知領域Ｓは、複数の広幅部３４ａに囲まれた領域であり、その周囲４か所が、広幅部３４ａから露出している導電層２３の角部で囲まれ、中央部をセンス電極２２が通過している。

静電センサ１０は、複数の駆動電極２１に順番に駆動電圧が与えられるが、駆動電極２１の主電極部２１ａと浮遊状態にある導電層２３とが静電容量を介して結合されるため、静電検知領域Ｓでは、導電層２３からセンス電極２２に至る電界が、入力装置１００のガラス板４０の上方に形成される。そのため、センス電極２２に流れる電流値の変化を順番に監視することによって、ガラス板４０の表面に触れた指の座標位置を比較的高感度に検知することができる。

図９に示すように、圧電センサ３０の第１電極３２と第２電極３４を、静電センサ１０の駆動電極２１に沿うように重ね、第１電極３２と第２電極３４の広幅部３４ａを、駆動電極２１の幅広の主電極部２１ａと導電層２３の上に重ねることで、第１電極３２と第２電極３４の専有面積を可能な限り広くでき、圧電センサ３０の検知感度を高めることができる。しかも、主電極部２１ａあるいはこれと結合されている導電層２３を第１電極３２と第２電極３４とからはみ出させることで、第１電極３２と第２電極３４が存在していない領域を検知感度の高い静電検知領域Ｓに設定することが可能である。

なお、接触センサと押圧センサは上記構成に限定されない。例えば、押圧センサは、圧電センサに限らず、抵抗式、静電容量式等の他の方式の押圧センサが用いられても良い。また、押圧センサは接触センサの基板の下側に配置されても良いし、接触センサの基板の４隅に配置されても良い。

次に、図１２を参照して入力装置１００においてクリック操作が行われたときの処理の流れについて説明する。ここで、図１２は、入力装置１００においてクリック操作が行われたときの処理の流れを示すフローチャートである。以下の説明では、入力装置１００に対する指のクリック操作に応じて別体の表示部においてポインタが移動する構成について説明するが、ガラス板４０に重ねて表示部を載置した構成でも同様の処理を行うことが可能となる。また、別体の表示部には、キーボード、マウスなどの入力デバイスが接続され、この入力デバイスを操作することにより、カーソルやポインタの移動や表示オブジェクトの編集などが行われる。表示部を別体にした場合には、操作部としてのガラス板４０に対する操作によって、表示部の表示画面においてポインタによって指し示される位置が変更される。これに対して、表示部を一体にした場合には、表示部に触れる指の位置が表示画面に指し示される位置に対応する。

まず、ガラス板４０の表面であるパッド面４１（操作面）に対して、ポインタ操作デバイスとしての使用者の指が接触したか否か、及び、指による操作が行われたか否かを静電センサ１０が検知する（ステップＳ１）。指の接触、及び、指による操作が行われていないとき（ステップＳ１でＮＯ）は処理を終了する。

上記ステップＳ１において指による接触・操作が行われたとき（ステップＳ１でＹＥＳ）は、指の操作に応じて表示部の表示画面上に指し示された位置、すなわちポインタの位置、がアイコンやウインドウフォルダなどの表示オブジェクトの上にあるか否かが判断される（ステップＳ２）。この判断は静電センサ１０による検知結果に基づいて制御部７０が行う。

上記ステップＳ２において、ポインタが表示オブジェクト上にあった場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、パッド面４１に対する指による押圧に対応する荷重が所定荷重以上であるか否かが判断される（ステップＳ３）。この判断は圧電センサ３０による検知結果に基づいて制御部７０が行う。

上記ステップＳ３において、パッド面４１への押圧が所定荷重以上であったとき（ステップＳ３でＹＥＳ）、制御部７０は、ダブルクリック操作に対応するコマンド信号を表示部８０側へ送信する（ステップＳ４）。さらに、制御部７０は、触覚制御部として、記憶部に予め保存された振動ライブラリを選択し、これに対応する駆動信号を振動素子６０へ与える（ステップＳ５）。この駆動信号にしたがって、振動素子６０は、ダブルクリック操作に対応する振動情報を呈示する（ステップＳ６）。

上記ステップＳ３において、パッド面４１への押圧が所定荷重未満であったとき（ステップＳ３でＮＯ）、指の操作により特定領域への最初の接触（ファーストタッチ（１ｓｔ Ｔｏｕｃｈ））があったか否かが検知される（ステップＳ７）。これは静電センサ１０による検知結果に基づいて制御部７０が行う。ここで、特定領域は、対象領域とは別個の領域であって、ダブルクリック操作の判別のみのために設定される領域であり、例えば、表示オブジェクトが配置されない領域に設定される。

上記ステップＳ７においてファーストタッチが検知されたとき（ステップＳ７でＹＥＳ）は、制御部７０は、ダブルクリック操作に対応するコマンド信号を表示部８０側へ送信し（ステップＳ４）。さらに、触覚制御部として、記憶部に予め保存された振動ライブラリを選択し、これに対応する駆動信号を振動素子６０へ与える（ステップＳ５）。この駆動信号にしたがって、振動素子６０は、ダブルクリック操作に対応する振動情報を呈示する（ステップＳ６）。

一方、上記ステップＳ７においてファーストタッチが検知されなかったとき（ステップＳ７でＮＯ）は処理を終了する。

また、上記ステップＳ２において、ポインタが表示オブジェクト上になかった場合（ステップＳ２でＮＯ）、パッド面４１に対する指による押圧に対応する荷重が所定荷重以上であるか否かが判断される（ステップＳ８）。この判断は圧電センサ３０による検知結果に基づいて制御部７０が行う。

上記ステップＳ８において、パッド面４１への押圧が所定荷重以上であったとき（ステップＳ８でＹＥＳ）、制御部７０は、上記ステップＳ４〜Ｓ６と同様に、ダブルクリック操作に対応するコマンド信号を表示部８０側へ送信（ステップＳ９）し、さらに、触覚制御部として、記憶部に予め保存された振動ライブラリを選択して、これに対応する駆動信号を振動素子６０へ与える（ステップＳ１０）。この駆動信号にしたがって、振動素子６０は、ダブルクリック操作に対応する振動情報を呈示する（ステップＳ１１）。

上記ステップＳ８において、パッド面４１への押圧が所定荷重未満であったとき（ステップＳ８でＮＯ）は処理を終了する。

以上のように構成されたことから、上記実施形態によれば、ダブルクリック操作（ステップＳ６）、及び、ダブルクリック操作に相当する操作（ステップＳ７、Ｓ８）のいずれかの操作を行ったときに、振動素子６０が呈示する振動情報によって使用者がその操作の成否を直ちに実感することができ、これにより作業効率の低下を抑えることができる。

以下に変形例について説明する。

上記実施形態においては、図１２に示すように、（Ａ）リリース＆タッチが短時間に２回検知された場合（ステップＳ６）、（Ｂ）パッド面４１への押圧があった場合（ステップＳ７）、及び、（Ｃ）２本目の指が特定領域に接触した場合（ステップＳ１１）の３つの場合にダブルクリック操作に対応する振動情報を呈示（ステップＳ１０）するようにしていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記（Ｂ）と（Ｃ）の場合についてはいずれか一方のみについて振動情報を呈示することとしてもよい。また、上記（Ａ）の場合は振動情報を呈示しないようにしてもよい。

図１３（Ａ）は上記実施形態の変形例に係る入力装置２００の側面図、（Ｂ）は入力装置２００の平面図である。図１３（Ａ）、（Ｂ）に示す入力装置２００においては、静電センサ１１０の上に２つの圧電センサ１３０Ａ、１３０Ｂとスペーサ１６５が配置されている。スペーサ１６５は、平面視において、２つの圧電センサ１３０Ａ、１３０Ｂの間に配置されている。また、一方の圧電センサ１３０Ａは、平面視において、ガラス板１４０のＸ方向の一方の端面１４１をまたぐように配置され、他方の圧電センサ１３０Ｂはガラス板１４０の他方の端面１４２をまたぐように配置されている。

静電センサ１１０の底面１１０ａの四隅には、図１に示す入力装置１００と同様に４つのサスペンション１５１、１５２、１５３、１５４が配置され、上記底面１１０ａの中央には振動素子１６０が設けられている。ここで、静電センサ１１０、ガラス板１４０、サスペンション１５１、１５２、１５３、１５４、及び、振動素子１６０は、上記実施形態の静電センサ１０、ガラス板４０、サスペンション５１、５２、５３、５４、及び、振動素子６０とそれぞれ同様の構成である。圧電センサ１３０Ａ、１３０Ｂは、上記実施形態の圧電センサ３０に対して、平面形状は異なるが、平面形状以外の構成は同様のものである。

スペーサ１６５は、例えば非導電性の合成樹脂で形成され、圧電センサ１３０Ａ、１３０Ｂよりも薄く形成されている。したがって、ガラス板１４０に外力が加わっていない状態では、ガラス板１４０との間に隙間を有している一方、ガラス板１４０に所定の大きさの外力が加わった状態では、ガラス板１４０の底面と接触する。

入力装置２００に対してＺ軸方向の上側から外力としての押圧力が加わったときに、圧電センサ１３０Ａ、１３０Ｂはガラス板１４０に対応する範囲が押圧される。ここで、弾性率の違いにより、サスペンション１５１〜１５４の収縮量よりも、接着剤で支持された圧電センサ１３０Ａ、１３０Ｂの変形量の方が大きくなるため、圧電センサ１３０Ａ、１３０Ｂにおいて、上記押圧の方向（上下方向）にせん断力が与えられ、ガラス板１４０に対応する範囲の圧電センサ１３０Ａ、１３０Ｂが下側へ収縮する。このように、２つの圧電センサ１３０Ａ、１３０Ｂを用い、それぞれをガラス板１４０の端面をまたぐように配置したことにより、ガラス板１４０に対する押圧力がせん断力として集中してかかるため、検知感度を高めることができる。
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。

以上のように、本発明に係る入力装置は、ダブルクリック操作に相当する操作を行ったときに呈示される触覚によって使用者がその操作の成否を直ちに実感することができ、これにより作業効率の低下を抑えることができる点で有用である。

１０ 静電センサ（接触センサ）
１１ 絶縁基材
１２ 電極間絶縁層
１３ 上方絶縁層
１４ シールド電極層
１５ 第１下方絶縁層
１６ 配線層
１７ 第２下方絶縁層
２１ 駆動電極
２２ センス電極
２３ 導電層
３０ 圧電センサ（押圧センサ）
３１ フィルム基材
３２ 第１電極
３３ 圧電層
３４ 第２電極
３５ 第１電極配線層
３６ 第２電極配線層
３８ 絶縁コート
４０ ガラス板（操作部）
４１ パッド面
４４ 駆動回路
５１、５２、５３、５４ サスペンション
６０ 振動素子（触覚呈示部）
７０ 制御部（触覚制御部）
８０ 表示部
１００ 入力装置
１１０ 静電センサ（接触センサ）
１３０Ａ、１３０Ｂ 圧電センサ（押圧センサ）
１４０ ガラス板（操作部）
１５１、１５２、１５３、１５４ サスペンション
１６０ 振動素子（触覚呈示部）
１６５ スペーサ
２００ 入力装置

Claims (4)

1. 操作部と、
   前記操作部に対する操作体の接触操作を検知する接触センサと、
   前記操作部に対する前記操作体の押圧操作を検知する押圧センサと、
   触覚を呈示する触覚呈示部と、
   前記触覚呈示部が呈示する触覚を制御する触覚制御部とを備え、
   前記操作部に対する操作によって表示画面上に指し示された位置が、前記表示画面上のオブジェクト又は前記表示画面の特定領域にあることを前記接触センサが検知し、さらに、前記操作部に対して所定の押圧操作が行われたことを前記押圧センサが検知したとき、前記触覚制御部は、ダブルクリック操作に対応する触覚を前記触覚呈示部に呈示させることを特徴とする入力装置。
2. 前記所定の押圧操作は、押圧操作の圧力、及び、押圧操作の継続時間の少なくとも一方によって定められることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 操作部と、
   前記操作部に対する操作体の接触操作を検知する接触センサと、
   前記操作部に対する前記操作体の押圧操作を検知する押圧センサと、
   触覚を呈示する触覚呈示部と、
   前記触覚呈示部が呈示する触覚を制御する触覚制御部とを備え、
   前記操作部に対する操作によって表示画面上に指し示された位置が、前記表示画面上のオブジェクト又は前記表示画面の特定領域にあり、さらに、前記操作部上の特定領域に前記操作体とは別の第２の操作体が配置されたことを前記接触センサが検知したとき、前記触覚制御部は、ダブルクリック操作に対応する触覚を前記触覚呈示部に呈示させることを特徴とする入力装置。
4. 前記特定領域は前記対象領域とは別の領域であり、前記操作体と前記第２の操作体は別個の指である請求項３に記載の入力装置。

Images