JP2020201749A - 振動発生装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】特に従来にはない独特の感触をユーザに与えながら、ユーザの使用感を向上させることが可能な振動を発生させる。【解決手段】振動発生装置は、対象物に取り付けられる振動発生装置であって、駆動信号に基づき振動を発生する振動発生部と、第１の振幅を有する前記駆動信号である第１の発生信号を出力し、所定の第１の中断期間、前記駆動信号の出力を停止した後、前記第１の振幅より大きい第２の振幅を有する前記駆動信号である第２の発生信号を出力する制御部と、を備え、前記第１の発生信号は、前記対象物の固有振動数と異なる周波数を有する。【選択図】図４

Description

本発明の一態様は、電子機器等に用いられる振動発生装置に関する。

携帯端末等の電子機器においては、着信や情報の受信をユーザに伝えるため、また、タッチパネルの操作の感触を指に伝えるために、電子機器を振動させる機能を有するものが多い。このような機能は、電子機器の内部に配置されたアクチュエータ等の動作により実現されている。このようなアクチュエータは、たとえば特許文献１などに開示されている。また、駆動中のリニアモータにダイナミックブレーキを働かせる技術が開示されている。このようなリニアモータは、たとえば特許文献２などに開示されている。

特開２０１４−９０４７９号公報 特開２００２−１４２４９１号公報

たとえば、携帯電話機または携帯情報端末などの電子機器に取り付けられたアクチュエータは、ユーザによる電子機器への操作に応答して電子機器を振動させることがある。このような場合において、特許文献１に記載のアクチュエータのように単純な振動を発生させるだけでなく、ユーザの使用感を向上させることが可能な振動の発生が求められることがある。特に、従来にはない独特の感触をユーザが受けるよう作動する振動発生装置が求められる。

本発明は、上記の課題などを解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。

本発明の一の手段は、
対象物（４２）に取り付けられる振動発生装置（１、２）であって、
駆動信号に基づき振動を発生する振動発生部（２１）と、
第１の振幅（Ｖ１）を有する前記駆動信号である第１の発生信号（Ｓｇ１、Ｓｇ３）を出力し、所定の第１の中断期間（Ｓ１）、前記駆動信号の出力を停止した後、前記第１の振幅より大きい第２の振幅（Ｖ２）を有する前記駆動信号である第２の発生信号（Ｓｇ２）を出力する制御部（２２、２４）と、を備え、
前記第１の発生信号は、前記対象物の固有振動数（Ｆｅ）と異なる周波数（Ｆ１）を有する、
振動発生装置である。

上記構成の振動発生装置によれば、第１の発生信号に基づき振動発生部が発生する振動を、小さい振幅を有し、対象物の固有振動数と異なる周波数を有する振動にすることで、振動発生部から対象物へ伝達される振動に基づき、人が物体を滑らせた際に感じる振動に似た微振動を対象物に発生させることができる。その後、駆動信号の出力を停止することで当該微振動を弱めてから、第２の振幅を有する第２の発生信号に基づき、強い振動を対象物に発生させることができる。これにより、たとえば、人がラッチ錠を開閉操作する際に感じる振動に似た独特な振動（以下、「ラッチ錠振動」と称することがある。）を対象物に発生させることができる。たとえば電子機器に振動発生装置が取り付けられる場合、ユーザが電子機器に対して所定の操作を行った際に、当該操作の内容に応じた振動としてラッチ錠振動を電子機器に発生させることができる。これにより、当該操作が電子機器に認識されたことを、ユーザはラッチ錠振動から触覚によって確認することができるので、特に従来にはない独特の感触をユーザに与えながら、ユーザの使用感を向上させることができる。

上記振動発生装置において、好ましくは、
前記周波数は、前記固有振動数の１．１倍以上または前記固有振動数の０．９倍以下である。

上記構成の振動発生装置によれば、対象物において微振動を発生させるのに適した周波数を有する振動を、第１の発生信号に基づき振動発生部に発生させることができる。

上記振動発生装置において、好ましくは、
前記第１の振幅は、前記第２の振幅の０．０７倍以下である。

上記構成の振動発生装置によれば、先に発生する微振動の大きさを、後に発生する強い振動の大きさに対して適切な弱さにすることができるので、良好なラッチ錠振動を実現することができる。

上記振動発生装置において、好ましくは、
前記制御部（２４）は、所定の最大値（Ｖ３）と所定の最小値（Ｖ４）との間で前記第１の振幅が揺らぐように前記第１の発生信号（Ｓｇ３）を出力し、
前記最小値は、前記最大値より小さく、前記最大値の０．５倍以上である。

上記構成の振動発生装置によれば、第１の発生信号に基づき振動発生部が発生する振動を、振幅に適度な揺らぎを有する振動にすることができるので、振動発生部から対象物へ伝達される振動に基づき、たとえば、不規則な凹凸を有する面上で物体を滑らせた際に人が感じる振動に似た微振動を対象物に発生させることができる。

上記いずれかの振動発生装置は、ノートＰＣ、スマートフォン及びタブレットなどの電子機器（４１）に好適に適用される。

上記構成の電子機器によれば、たとえば、ユーザが電子機器に対して所定の操作を行った際に、当該操作の内容に応じた振動としてラッチ錠振動を電子機器に発生させることができる。これにより、当該操作が電子機器に認識されたことを、ユーザはラッチ錠振動から触覚によって確認することができる。したがって、特に従来にはない独特の感触をユーザに与えながら、ユーザの使用感を向上させることができる。

上記電子機器において、好ましくは、
前記電子機器は、
ユーザの操作を受け付ける受付部（４２）を備え、
前記制御部は、前記受付部が前記ユーザによるドラッグ操作を受け付けている期間、前記第１の発生信号を出力する。

上記構成の電子機器によれば、たとえば、ユーザが、ブラウザのタブまたはファイルなどのアイコンといったオブジェクトをドラッグするドラッグ操作を行っている際に、ラッチ錠振動の一部である微振動を、ドラッグ操作に応じた振動として電子機器に継続して発生させることができる。これにより、ユーザは、ドラッグ操作が電子機器に認識されていることを微振動から触覚によって確認することができるので、特に従来にはない独特の感触をユーザに与えることができる。

上記電子機器において、好ましくは、
前記制御部は、前記受付部が前記ユーザによるドロップ操作を受け付けると、前記第１の発生信号の出力を停止し、前記第１の中断期間、前記駆動信号の出力を停止した後、前記第２の発生信号を出力する。

上記構成の電子機器によれば、たとえば、ユーザが、ブラウザのタブまたはファイルのアイコンを目標にドロップするドロップ操作を行うと、電子機器の微振動を徐々に弱めてからの強い振動を、ドロップ操作に応じた振動として電子機器に発生させることができる。これにより、ユーザは、ドロップ操作が電子機器に認識されたことを触覚によって確認することができるので、特に従来にはない独特の感触をユーザに与えることができる。

図１は、本実施形態のノートＰＣの外観斜視図である。 図２は、本実施形態のノートＰＣの平面図である。 図３は、本実施形態のノートＰＣの断面図である。 図４は、本実施形態の触覚デバイスの構成を示す図である。 図５は、本実施形態の触覚デバイスにおける各信号の時間変化の一例を示す図である。 図６は、本実施形態の触覚デバイスにおける各信号の時間変化を模式的に示した図である。 図７は、本実施形態における触覚デバイスにおける振動発生処理を示すフローチャートである。 図８は、本実施形態のノートＰＣにおいてドラッグ処理が行われている際にモニタ部に表示される画像の一例を示す図である。 図９は、本実施形態のノートＰＣにおいてドロップ処理が行われる際にモニタ部に表示される画像の一例を示す図である。 図１０は、実施形態の変形例の触覚デバイスの構成を示す図である。 図１１は、実施形態の変形例の触覚デバイスにおける各信号の時間変化の一例を示す図である。

本発明の振動発生装置は、駆動信号に基づき振動を発生する振動発生部と、制御部と、を備え、対象物に取り付けられる構成とし、以下の点を特徴のひとつとしている。制御部は、第１の振幅を有する駆動信号である第１の発生信号を出力し、所定の第１の中断期間、駆動信号の出力を停止した後、第１の振幅より大きい第２の振幅を有する駆動信号である第２の発生信号を出力する。ここで、第１の発生信号は、対象物の固有振動数と異なる周波数を有する。なお、固有振動数は固有周波数とも呼ばれる。

本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態
（１）電子機器の構成例
（２）動作例
（３）電子機器への適用例
２．変形例
３．本実施形態の特徴
４．補足事項

＜１．実施形態＞
＜（１）電子機器の構成例＞
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態のノートＰＣの外観斜視図である。図２は、本実施形態のノートＰＣの平面図である。図３は、本実施形態のノートＰＣの断面図である。なお、図２及び図３では、モニタ部４５の図示を省略している。

図１〜図３に示されるように、本実施形態のノートＰＣ４１は、本体部４４及びモニタ部４５を含んで構成される。本体部４４は、触覚デバイス１、タッチパッド４２、キーボード４３、ＣＰＵ（図示しない）及びメモリ（図示しない）などを含んで構成される。ノートＰＣ４１は、本発明でいう「電子機器」の一具体例である。タッチパッド４２は、本発明でいう「対象物」の一具体例である。

＜タッチパッド４２＞
タッチパッド４２は、操作者が接触して操作する装置である。詳細には、タッチパッド４２は、たとえば、平板状のセンサであり、操作者であるユーザの指によって行われる操作、具体的にはドラッグ操作及びドロップ操作などを受け付ける。本体部４４は、タッチパッド４２で受け付けた操作に基づき、マウスポインタの処理などを行うとともに、触覚デバイス１へ振動発生命令を出力する。具体的には、本体部４４は、たとえば、タッチパッド４２がユーザによるドラッグ操作及びドロップ操作を受け付けた場合、ラッチ錠振動発生命令を触覚デバイス１へ出力する。ここで、ラッチ錠振動発生命令は、ラッチ錠を開閉操作する際に感じる振動に近い独特な振動すなわちラッチ錠振動を発生させる振動発生命令である。タッチパッド４２は、本発明でいう「受付部」の一具体例である。

＜触覚デバイス１＞
図４は、本実施形態の触覚デバイスの構成を示す図である。図４に示されるように、触覚デバイス１は、振動発生部２１、制御部２２及びカウンタ２３を含んで構成される。図１〜図４に示されるように、触覚デバイス１は、タッチパッド４２に取り付けられる。本実施形態では、触覚デバイス１は、タッチパッド４２において、ユーザが操作する平板状のセンサ面の反対側の面に取り付けられる。触覚デバイス１は、本発明でいう「振動発生装置」の一具体例である。

＜カウンタ２３＞
カウンタ２３は、たとえば、水晶振動子を用いた発振回路等により生成されるクロックパルスをカウントし、カウントした値を保持する。このカウント値は、たとえば現在時刻を示す。

＜振動発生部２１＞
振動発生部２１は、駆動信号に基づき振動を発生する。本実施形態では、振動発生部２１は、たとえば、筐体と、分銅と、駆動信号に基づき分銅を駆動する駆動部と、駆動部に連結された弾性部材と、を主に含んで構成されるアクチュエータである。駆動部は、たとえば、筐体に固定されたコイルと、分銅に固定された永久磁石と、を主に含んで構成される。なお、コイル及び永久磁石は、それぞれ分銅及び筐体に固定されてもよい。付勢部材は、たとえば、筐体と分銅との間に配置されるコイルばねまたは板ばねなどである。振動発生部２１におけるコイルは、制御部２２から受ける駆動信号に応じた磁場を生成する。永久磁石は、コイルが生成した磁場に基づき分銅とともに往復運動する。分銅の振動についての共振周波数Ｆｒは、たとえば、分銅の質量及び付勢部材のばね定数に基づき算出される。振動発生部２１とタッチパッド４２とは、たとえば物理的に接触しており、振動発生部２１において発生した振動はタッチパッド４２に伝達される。

＜制御部２２＞
図５は、本実施形態の触覚デバイスにおける各信号の時間変化の一例を示す図である。図６は、本実施形態の触覚デバイスにおける各信号の時間変化を模式的に示した図である。なお、図５及び図６では、縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示す。

図４〜図６に示されるように、制御部２２は、タッチパッド４２に振動を発生させる駆動信号である発生信号Ｓｇ１及びＳｇ２、ならびにタッチパッド４２に発生した振動を減衰させる駆動信号である減衰信号Ｓａ１及びＳａ２を振動発生部２１へ出力する。発生信号Ｓｇ１及びＳｇ２は、それぞれ本発明でいう「第１の発生信号」及び「第２の発生信号」の一具体例である。

制御部２２は、発生信号Ｓｇ１を出力し、所定の中断期間Ｓ１、駆動信号の出力を停止した後、発生信号Ｓｇ２を出力する。発生信号Ｓｇ２は、正の電圧を有する発生信号Ｓｇ２１及びＳｇ２３と、負の電圧を有する発生信号Ｓｇ２２と、を含む。中断期間Ｓ１は、本発明でいう「第１の中断期間」の一具体例である。

ここで、発生信号Ｓｇ１が有する振幅Ｖ１は、発生信号Ｓｇ２が有する振幅Ｖ２より小さい。好ましくは、振幅Ｖ１は、振幅Ｖ２の０．０７倍以下である。本実施形態では、振幅Ｖ１は、振幅Ｖ２の０．０６３倍である。具体的には、振幅Ｖ１及びＶ２は、それぞれ０．５ボルト及び８．０ボルトである。発生信号Ｓｇ１は、＋０．５ボルトの電圧と−０．５ボルトの電圧との間において周波数Ｆ１で振動する正弦波の信号である。振幅Ｖ１及びＶ２は、それぞれ本発明でいう「第１の振幅」及び「第２の振幅」の一具体例である。

周波数Ｆ１は、タッチパッド４２の固有振動数Ｆｅと異なる。固有振動数Ｆｅは、タッチパッド４２を自由に振動させた場合において、タッチパッド４２が示す固有の振動数である。本実施形態では、固有振動数Ｆｅは、たとえば２６０Ｈｚである。なお、固有振動数Ｆｅは、２６０Ｈｚと異なる周波数であってもよい。

好ましくは、周波数Ｆ１は、固有振動数Ｆｅの０．９倍以下である。また、周波数Ｆ１は、共振周波数Ｆｒの０．９倍以上１．１倍以下である。本実施形態では、周波数Ｆ１Ｆｅ及び共振周波数Ｆｒは、たとえば、ともに１８０Ｈｚである。なお、周波数Ｆ１は、１８０Ｈｚと異なる周波数であってもよい。また、共振周波数Ｆｒは、１８０Ｈｚと異なる周波数であってもよい。

発生信号Ｓｇ２は、＋８．０ボルトの電圧と−８．０ボルトの電圧との間において周波数Ｆ２で振動する正弦波の信号である。本実施形態では、発生信号Ｓｇ２は、＋８．０ボルトのピーク値を有する発生信号Ｓｇ２１及びＳｇ２３と、−８．０ボルトのピーク値を有する発生信号Ｓｇ２２と、を含む。

発生信号Ｓｇ１が出力される発生期間Ｇ１の長さは、たとえば、８８．９ｍｓ（ミリ秒）である。なお、発生期間Ｇ１の長さは、８８．９ｍｓより大きくてもよいし、小さくてもよい。中断期間Ｓ１の長さは、７．７ｍｓである。また、発生期間Ｇ２の長さは、９．３ｍｓである。

制御部２２は、発生信号Ｓｇ２を出力した後、所定の中断期間Ｓ２、駆動信号の出力を停止してから減衰信号Ｓａ１及びＳａ２を出力する（図６参照）。本実施形態では、中断期間Ｓ２の長さは、０．４２ｍｓである。減衰信号Ｓａ１及びＳａ２は、それぞれ＋５．０ボルト及び−１．０ボルトのピーク値を有する。減衰信号Ｓａ１が出力される減衰期間Ａ１の長さは、２．８ｍｓである。また、減衰信号Ｓａ２が出力される減衰期間Ａ２の長さは、２．８ｍｓである。中断期間Ｓ２は、本発明でいう「第２の中断期間」の一具体例である。

ここで、制御部２２が、本体部４４からラッチ錠振動発生命令を受けた場合の処理を説明する。制御部２２は、本体部４４からラッチ錠振動発生命令を受けると、発生期間Ｇ１、中断期間Ｓ１、発生期間Ｇ２、中断期間Ｓ２ならびに減衰期間Ａ１及びＡ２を設定する。発生期間Ｇ１、中断期間Ｓ１、発生期間Ｇ２、中断期間Ｓ２ならびに減衰期間Ａ１及びＡ２は、この順で連続する。つまり、発生期間Ｇ１の終了タイミングと中断期間Ｓ１の開始タイミングとは一致する。その他の期間についても同様である。

発生期間Ｇ１及びＧ２、中断期間Ｓ１及びＳ２ならびに減衰期間Ａ１及びＡ２の開始タイミング及び終了タイミングは、たとえば、ラッチ錠振動発生命令を受けたタイミングにおけるカウンタ２３のカウント値すなわちラッチ錠振動発生命令を受けた時刻に基づき算出される。制御部２２は、カウンタ２３におけるカウント値を監視し、ラッチ錠振動発生命令を受けた時刻から経過した時間に基づき、発生期間Ｇ１及びＧ２、中断期間Ｓ１及びＳ２ならびに減衰期間Ａ１及びＡ２の開始タイミング及び終了タイミングを認識する。

制御部２２は、発生期間Ｇ１の開始タイミングから発生期間Ｇ１の終了タイミングまでの間、発生信号Ｓｇ１を振動発生部２１へ出力する。発生信号Ｓｇ１の振幅Ｖ１すなわち電圧は、たとえば、タッチパッド４２に発生させようとする振動量に基づき設定される。この際、発生信号Ｓｇ１によってタッチパッド４２に弱い振動すなわち微振動が発生する。

制御部２２は、中断期間Ｓ１の開始タイミングから中断期間Ｓ１の終了タイミングまでの間、駆動信号の出力を停止する。これにより、タッチパッド４２に発生した微振動が、減衰する。

制御部２２は、発生期間Ｇ２の開始タイミングから発生期間Ｇ２の終了タイミングまでの間、発生信号Ｓｇ２を振動発生部２１へ出力する。発生信号Ｓｇ２の振幅Ｖ２すなわち電圧は、たとえば、タッチパッド４２に発生させようとする振動量に基づき設定される。この際、発生信号Ｓｇ２によってタッチパッド４２に強い振動が発生する。

そして、制御部２２は、中断期間Ｓ２の開始タイミングから中断期間Ｓ２の終了タイミングまでの間、駆動信号の出力を停止した後、減衰期間Ａ１の開始タイミングから減衰期間Ａ１の終了タイミングまでの間、減衰信号Ｓａ１を振動発生部２１へ出力する。さらに、制御部２２は、減衰期間Ａ２の開始タイミングから減衰期間Ａ２の終了タイミングまでの間、減衰信号Ｓａ２を振動発生部２１へ出力する。これにより、タッチパッド４２に発生した強い振動を短時間で減衰させ、強い振動の終端を明確にすることができる。

＜（２）動作例＞
次に、本実施形態の触覚デバイスにおける振動発生処理について、図７を参照しながら説明する。図７は、本実施形態における触覚デバイスにおける振動発生処理を示すフローチャートである。

＜Ｓ１００〜Ｓ１０２＞
制御部２２は、たとえば、操作者によりノートＰＣ４１の使用が開始されると（Ｓ１００）、本体部４４からラッチ錠振動発生命令を受けるまで待機する（Ｓ１０２でＮＯ）。そして、制御部２２は、本体部４４からラッチ錠振動発生命令を受けると（Ｓ１０２でＹＥＳ）、発生期間Ｇ１及びＧ２、中断期間Ｓ１及びＳ２ならびに減衰期間Ａ１及びＡ２を設定する。

＜Ｓ１０４＞
次に、制御部２２は、発生期間Ｇ１の開始タイミングから発生期間Ｇ１の終了タイミングまでの間、発生信号Ｓｇ１を振動発生部２１へ出力する（Ｓ１０４）。

＜Ｓ１０６＞
次に、制御部２２は、中断期間Ｓ１の開始タイミングから中断期間Ｓ１の終了タイミングまでの間、駆動信号の出力を停止する（Ｓ１０６）。

＜Ｓ１０８＞
次に、制御部２２は、発生期間Ｇ２の開始タイミングから発生期間Ｇ２の終了タイミングまでの間、発生信号Ｓｇ２を振動発生部２１へ出力する（Ｓ１０８）。

＜Ｓ１１０＞
次に、制御部２２は、中断期間Ｓ２の開始タイミングから中断期間Ｓ２の終了タイミングまでの間、駆動信号の出力を停止する（Ｓ１１０）。

＜Ｓ１１２＞
次に、制御部２２は、減衰期間Ａ１の開始タイミングから減衰期間Ａ１の終了タイミングまでの間、減衰信号Ｓａ１を振動発生部２１へ出力する（Ｓ１１２）。

＜Ｓ１１４＞
次に、制御部２２は、減衰期間Ａ２の開始タイミングから減衰期間Ａ２の終了タイミングまでの間、減衰信号Ｓａ２を振動発生部２１へ出力する（Ｓ１１４）。

＜Ｓ１０２＞
次に、制御部２２は、本体部４４から新たなラッチ錠振動発生命令を受けるまで待機する（Ｓ１０２でＮＯ）。

＜（３）電子機器への適用例＞
図８は、本実施形態のノートＰＣにおいてドラッグ処理が行われている際にモニタ部に表示される画像の一例を示す図である。実施形態では、発生期間Ｇ１の長さが固定されている構成について説明したが、発生期間Ｇ１の長さが柔軟に変化する構成であってもよい。以下では、発生期間Ｇ１の長さが、ドラッグ処理の状況に応じて変化する構成について説明する。

図８に示されるように、ユーザが、たとえば、マウスポインタ５３を移動してブラウザ５１のタブ５２をドラッグする操作をタッチパッド４２に対して行うと、本体部４４は、ドラッグ処理が開始された旨を含むラッチ錠振動発生命令を触覚デバイス１へ出力する。制御部２２は、タッチパッド４２がユーザによるドラッグ操作を受け付けている期間、発生信号Ｓｇ１を振動発生部２１へ出力する。本実施形態では、制御部２２は、本体部４４からラッチ錠振動発生命令を受けると、発生信号Ｓｇ１を振動発生部２１へ出力する。この場合、ドラッグ処理の終了タイミングがユーザのドラッグ操作の終了によって定まるので、制御部２２は、後述するラッチ錠振動終了命令を本体部４４から受けるまで発生信号Ｓｇ１を継続して振動発生部２１へ出力する。これにより、タッチパッド４２では、微振動が継続して発生する（図５参照）。

図９は、本実施形態のノートＰＣにおいてドロップ処理が行われる際にモニタ部に表示される画像の一例を示す図である。図９に示されるように、ユーザが、たとえば、マウスポインタ５３を移動してブラウザ５１のタブ５２を目標位置にドロップするドロップ操作をタッチパッド４２に対して行うと、本体部４４は、ドロップ処理が発生した旨を含むラッチ錠振動終了命令を触覚デバイス１へ出力する。

制御部２２は、タッチパッド４２がユーザによるドロップ操作を受け付けると、発生信号Ｓｇ１の出力を停止し、中断期間Ｓ１、駆動信号の出力を停止した後、発生信号Ｓｇ２を振動発生部２１へ出力する。そして、制御部２２は、中断期間Ｓ２、駆動信号の出力を停止してから減衰信号Ｓａ１及びＳａ２を振動発生部２１へ出力する。

本実施形態では、制御部２２は、本体部４４からラッチ錠振動終了命令を受けると、発生信号Ｓｇ１の出力を停止するとともに、中断期間Ｓ１、発生期間Ｇ２、中断期間Ｓ２ならびに減衰期間Ａ１及びＡ２を設定する。制御部２２は、中断期間Ｓ１及びＳ２において駆動信号の出力を停止するとともに、発生期間Ｇ２、減衰期間Ａ１、及び減衰期間Ａ２において、発生信号Ｓｇ２、減衰信号Ｓａ１及び減衰信号Ｓａ２をそれぞれ振動発生部２１へ出力する。これにより、強い振動を短時間発生させることができるので、ラッチ錠を開閉操作する際に感じる振動に似た独特な振動をタッチパッド４２に発生させることができる（図５参照）。

＜２．変形例＞
次に、本発明の実施形態の変形例について説明する。この変形例は、実施形態と比較して、制御部２４が、振幅Ｖ１に揺らぎを付与して発生信号Ｓｇ３を出力する構成としている点が異なっている。以下の説明では、実施形態との相違点について説明し、実施形態と共通な部分については説明を省略する。

＜制御部２４＞
図１０は、実施形態の変形例の触覚デバイスの構成を示す図である。図１１は、実施形態の変形例の触覚デバイスにおける各信号の時間変化の一例を示す図である。なお、図１１では、縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示す。図１０及び図１１に示されるように、触覚デバイス２は、実施形態の触覚デバイス１に対応する。触覚デバイス２における制御部２４は、実施形態の制御部２２に対応し、所定の最大値Ｖ３と所定の最小値Ｖ４との間で振幅Ｖ１が揺らぐように発生信号Ｓｇ３を振動発生部２１へ出力する。ここで、最小値は、最大値より小さく、最大値の０．５倍以上である。本変形例では、最大値Ｖ３及び最小値Ｖ４は、それぞれ０．５及び０．３である。なお、最大値Ｖ３及び最小値Ｖ４は、それぞれ他の値であってもよい。発生信号Ｓｇ３は、本発明でいう「第１の発生信号」の一具体例である。

本変形例では、制御部２４は、最大値Ｖ３の振幅Ｖ１を有する１周期分の波形Ｗ３１と、最小値Ｖ４の振幅Ｖ１を有する１周期分の波形Ｗ３２と、をランダムに組み合わせた発生信号Ｓｇ３を振動発生部２１へ出力する。つまり、制御部２４は、少なくとも１周期は振幅Ｖ１を維持するように発生信号Ｓｇ３を振動発生部２１へ出力する。なお、制御部２４が、少なくとも１周期は振幅Ｖ１を維持する構成について説明したが、制御部２４は、１周期が経過する前に振幅Ｖ１を変更する構成であってもよい。また、制御部２４が、最大値Ｖ３及び最小値Ｖ４の２値間で振幅Ｖ１を切り替える構成について説明したが、制御部２４は、３値以上の値間で振幅Ｖ１を切り替える構成であってもよい。

＜３．本実施形態の特徴＞
上記構成の触覚デバイスによれば、発生信号Ｓｇ１またはＳｇ３に基づき振動発生部２１が発生する振動を、小さい振幅を有し、タッチパッド４２の固有振動数Ｆｅと異なる周波数を有する振動にすることで、振動発生部２１からタッチパッド４２へ伝達される振動に基づき、人が物体を滑らせた際に感じる振動に似た微振動をタッチパッド４２に発生させることができる。その後、駆動信号の出力を停止することで当該微振動を弱めてから、振幅Ｖ２を有する発生信号Ｓｇ２に基づき、強い振動をタッチパッド４２に発生させることができる。これにより、ラッチ錠振動をタッチパッド４２に発生させることができる。たとえばノートＰＣ４１におけるタッチパッド４２に触覚デバイス１が取り付けられる場合、ユーザがノートＰＣ４１に対して所定の操作を行った際に、当該操作の内容に応じた振動としてラッチ錠振動をタッチパッド４２に発生させることができる。これにより、当該操作がノートＰＣ４１に認識されたことを、ユーザはラッチ錠振動から触覚によって確認することができるので、特に従来にはない独特の感触をユーザに与えながら、ユーザの使用感を向上させることができる。

また、上記構成の触覚デバイスでは、周波数Ｆ１が、固有振動数Ｆｅの０．９倍以下であるため、タッチパッド４２において微振動を発生させるのに適した周波数Ｆ１を有する振動を、発生信号Ｓｇ１またはＳｇ３に基づき振動発生部２１に発生させることができる。

また、上記構成の触覚デバイスでは、振幅Ｖ１が、振幅Ｖ２の０．０７倍以下であるため、先に発生する微振動の大きさを、後に発生する強い振動の大きさに対して適切な弱さにすることができるので、良好なラッチ錠振動を実現することができる。

また、上記の変形例の触覚デバイスでは、制御部２４が、最大値Ｖ３と最小値Ｖ４との間で振幅Ｖ１が揺らぐように発生信号Ｓｇ３を出力する。そして、最小値Ｖ４が、最大値Ｖ３より小さく、最大値Ｖ３の０．５倍以上である。これにより、発生信号Ｓｇ３に基づき振動発生部２１が発生する振動を、振幅に適度な揺らぎを有する振動にすることができるので、振動発生部２１からタッチパッド４２へ伝達される振動に基づき、たとえば、不規則な凹凸を有する面上で物体を滑らせた際に人が感じる振動に似た微振動をタッチパッド４２に発生させることができる。

また、上記構成のノートＰＣでは、タッチパッド４２がユーザによるドラッグ操作を受け付けている期間、制御部２２が、発生信号Ｓｇ１を出力する。これにより、ユーザが、ブラウザ５１のタブ５２をドラッグするドラッグ操作を行っている際に、ラッチ錠振動の一部である微振動を、ドラッグ操作に応じた振動としてノートＰＣ４１に継続して発生させることができる。そして、ユーザは、ドラッグ操作がノートＰＣ４１に認識されていることを微振動から触覚によって確認することができるので、特に従来にはない独特の感触をユーザに与えることができる。

また、上記構成のノートＰＣでは、タッチパッド４２がユーザによるドロップ操作を受け付けると、制御部２２が、発生信号Ｓｇ１の出力を停止し、中断期間Ｓ１、駆動信号の出力を停止した後、発生信号Ｓｇ２を出力する。これにより、ユーザが、ブラウザ５１のタブ５２を目標のオブジェクトにドロップするドロップ操作を行うと、タッチパッド４２の微振動を徐々に弱めてからの強い振動を、ドロップ操作に応じた振動としてノートＰＣ４１に発生させることができる。これにより、ユーザは、ドロップ操作がノートＰＣ４１に認識されたことを触覚によって確認することができるので、特に従来にはない独特の感触をユーザに与えることができる。

＜４．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明では、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。

本実施形態の触覚デバイスでは、２つの減衰期間Ａ１，Ａ２を設ける構成について説明したが、１つまたは３つ以上の減衰期間を設ける構成であってもよい。

また、本実施形態の触覚デバイスでは、制御部２２が、発生期間Ｇ２において、Ｓｇ２１、Ｓｇ２２及びＳｇ２３を含む発生信号Ｓｇ２、すなわち１周期半の正弦波の信号を出力する構成について説明したが、制御部２２は、発生期間Ｇ２において、１周期半より短い正弦波の信号、または１周期半より長い正弦波の信号を発生信号Ｓｇ２として出力する構成であってもよい。

また、本実施形態の触覚デバイスでは、周波数Ｆ１が、固有振動数Ｆｅの０．９倍以下である構成について説明したが、周波数Ｆ１は、固有振動数Ｆｅの１．１倍以上である構成であってもよい。この場合においても、タッチパッド４２において微振動を発生させるのに適した周波数Ｆ１を有する振動を、発生信号Ｓｇ１またはＳｇ３に基づき振動発生部２１に発生させることができる。

また、本実施形態の触覚デバイスでは、触覚デバイス１がノートＰＣ４１のタッチパッド４２に取り付けられる構成について説明したが、触覚デバイス１は、ゲームコントローラ、スマートフォンもしくはタブレットといった他の種類の電子機器、または電子機器以外の物体などに取り付けられる構成であってもよい。

また、本実施形態の触覚デバイスの変形例では、制御部２４が、最大値Ｖ３と最小値Ｖ４との間で振幅Ｖ１が揺らぐように発生信号Ｓｇ３を振動発生部２１へ出力する構成について説明したが、制御部２４は、固有振動数Ｆｅを含まない、所定の周波数の範囲内で周波数が揺らぐように発生信号Ｓｇ３を振動発生部２１へ出力する構成であってもよい。上記の変形例の触覚デバイスでは、第１の発生信号に基づき振動発生部２１が発生する振動を、周波数に適度な揺らぎを有する振動にすることができるので、振動発生部２１からタッチパッド４２へ伝達される振動に基づき、たとえば、不規則な凹凸を有する面上で物体を滑らせた際に人が感じる振動に似た微振動をタッチパッド４２に発生させることができる。

また、本実施形態の触覚デバイスでは、タッチパッド４２が「対象物」の一具体例である構成について説明したが、ノートＰＣ４１、ゲームコントローラ、スマートフォンまたはタブレットなどの他の物体が「対象物」の一具体例となる構成であってもよい。

また、実施形態では、カウンタ２３が水晶振動子を用いた発振回路により現在時刻を示すカウント値を保持する例について説明したが、カウンタ２３は所定のタイミングからの経過時間をカウントする単純な構成のものであってもよい。この場合、発振回路は必ずしも水晶振動子を用いない構成であってもよい。

本発明は、電子機器用の振動発生装置などとして好適に利用される。

１、２…触覚デバイス
２１…振動発生部
２２、２４…制御部
２３…カウンタ
４１…ノートＰＣ
４２…タッチパッド
４３…キーボード
４４…本体部
４５…モニタ部
５１…ブラウザ
５２…タブ
５３…マウスポインタ
Ｇ１、Ｇ２…発生期間
Ｓｇ１、Ｓｇ２、Ｓｇ２１、Ｓｇ２２、Ｓｇ２３…発生信号
Ｓ１、Ｓ２…中断期間
Ａ１、Ａ２…減衰期間
Ｓａ１、Ｓａ２…減衰信号
Ｖ１、Ｖ２…振幅
Ｖ３…最大値
Ｖ４…最小値
Ｗ３１、Ｗ３２…波形

Claims (7)

1. 対象物に取り付けられる振動発生装置であって、
   駆動信号に基づき振動を発生する振動発生部と、
   第１の振幅を有する前記駆動信号である第１の発生信号を出力し、所定の第１の中断期間、前記駆動信号の出力を停止した後、前記第１の振幅より大きい第２の振幅を有する前記駆動信号である第２の発生信号を出力する制御部と、を備え、
   前記第１の発生信号は、前記対象物の固有振動数と異なる周波数を有する、
   振動発生装置。
2. 前記周波数は、前記固有振動数の１．１倍以上または前記固有振動数の０．９倍以下である、
   請求項１に記載の振動発生装置。
3. 前記第１の振幅は、前記第２の振幅の０．０７倍以下である、
   請求項１または請求項２に記載の振動発生装置。
4. 前記制御部は、所定の最大値と所定の最小値との間で前記第１の振幅が揺らぐように前記第１の発生信号を出力し、
   前記最小値は、前記最大値より小さく、前記最大値の０．５倍以上である、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の振動発生装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の振動発生装置を備える、
   電子機器。
6. 前記電子機器は、
   ユーザの操作を受け付ける受付部を備え、
   前記制御部は、前記受付部が前記ユーザによるドラッグ操作を受け付けている期間、前記第１の発生信号を出力する、
   請求項５に記載の電子機器。
7. 前記制御部は、前記受付部が前記ユーザによるドロップ操作を受け付けると、前記第１の発生信号の出力を停止し、前記第１の中断期間、前記駆動信号の出力を停止した後、前記第２の発生信号を出力する、
   請求項６に記載の電子機器。

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