JP5642474B2

JP5642474B2 - 入力装置、振動装置および入力検出方法

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Publication number: JP5642474B2
Application number: JP2010214225A
Authority: JP
Inventors: 茂高須
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2010-09-24
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2030-09-24
Also published as: JP2012068987A; US20120075086A1; CN102541342B; US8723657B2; CN102541342A

Description

本発明は、入力操作を検出して振動する振動装置、入力装置および入力操作が行われたことを検出する入力検出方法に関する。

キーボードやスイッチ等の入力装置において、ユーザによる入力操作を検出し、振動することにより入力操作が検出されたことをユーザに知らせる入力装置が提案されている。例えば、特許文献１には、圧力センサを備え、タッチパネルを強く押した時は弱く振動し、弱く押した時は強く振動するスイッチ装置が開示されている。

特開２００３−２７２４６３号公報

しかしながら、ノイズ等の影響により圧力センサが誤った信号を出力することがあるため、圧力センサの出力が有効か否かを判定しなければならないが、その判定には時間がかかる。判定結果を待って振動を開始するのでは、ユーザが入力操作を行ってから振動が開始するまでにタイムラグが生じ、ユーザが違和感を覚えることがあるという問題がある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、入力操作が検出されると、そのことを素早くユーザに知らせることができる振動装置、入力装置および入力検出方法を提供するものである。

本発明の一態様によれば、入力装置は、入力操作部と、入力操作検出部と、入力判定部と、振動部とを備える。入力操作部は、入力操作が行われる。入力操作検出部は、前記入力操作部に対する加速度または圧力を検出する。入力判定部は、前記入力操作検出部で検出された加速度または圧力が有効な入力操作か否かを判定する。振動部は、前記入力操作検出部で加速度または圧力が検出されると、前記入力判定部が判定結果を出力する前に、振動を開始する。

また、本発明の一態様によれば、入力操作が行われる入力操作部と、前記入力操作部に有効な入力操作が行われたか否かを検出する入力判定部とを備える入力装置に取り付ける振動装置が提供される。振動装置は、入力操作検出部と、振動部とを備える。入力操作検出部は、前記入力操作部に対する加速度または圧力を検出する。振動部は、前記入力操作検出部で加速度または圧力が検出されると振動を開始し、前記加速度または圧力が検出されてから所定期間以内に前記入力操作部に対する有効な入力操作が検出されない場合、振動を停止する。

また、本発明の一態様によれば、振動部を有する入力装置を用いた入力検出方法が提供される。入力検出方法は、まず、入力操作部に対する加速度または圧力を検出する。次に、前記検出された加速度または圧力が有効な入力操作か否かを判定する。そして、前記加速度または圧力が検出されると、前記有効な入力操作か否かの判定結果が得られる前に、前記振動部の振動を開始する。

本発明によれば、入力判定部による判定結果を待たずに振動を開始するため、ユーザは素早く入力操作が検出されたことを知ることができる。

本発明の第１の実施形態に係る入力装置１００の斜視図。入力装置１００の内部構成を示す概略ブロック図。図１および図２の入力装置１００の処理動作の一例を示すフローチャート。加速度センサ２が有効な入力操作を検出した場合の、各部の出力信号波形の一例。加速度センサ２が有効でない入力操作を検出した場合の、各部の出力信号波形の一例。加速度センサ２では入力操作が検出されないが、入力判定部３で有力な入力操作が検出される場合の、各部の出力信号波形の一例。本発明の第２の実施形態に係る入力システムの斜視図。入力装置１０１および振動装置２００の内部構成を示す概略ブロック図。図７および図８の入力装置１００の処理動作の一例を示すフローチャート。

以下、本発明に係る入力装置および入力検出方法の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る入力装置１００の斜視図であり、図２は、入力装置１００の内部構成を示す概略ブロック図である。入力装置１００は、タッチパネル（入力操作部）１と、加速度センサ（入力操作検出部）２と、入力判定部３と、駆動部４と、振動部５とを備えている。加速度センサ２、入力判定部３および駆動部４は入力装置１００の内部に設けられるため、図１には示していない。

タッチパネル１はユーザにより入力操作が行われる。通常のキーボードとは異なり、入力装置１００はその表面にタッチキーを有するわけではなく、タッチパネル１表面の所定の位置１ａに対して入力操作を行うことにより、所望の入力を行うものである。入力装置１００はタッチキーを有さないため、表面に凹凸は形成されず、表面や内部に汚れが堆積しにくく、清潔に保つことができる。

タッチパネル１における入力操作とは、例えば指先やタッチペンでタッチパネル１表面の所定の位置１ａを触れることまたは押下することをいう。タッチパネル１は、例えば静電容量方式や抵抗膜方式のタッチパネル１を用いることができる。その他、種々の方式のタッチパネル１を用いることができる。

加速度センサ２は、タッチパネル１に加速度が生じるとこれを素早く検出する。加速度センサ２が加速度を検出するのに要する時間は、後述する入力判定部３による判定結果が得られるまでに要する時間と比較すると、極めて短い。

タッチパネル１に加速度が生じるのは、ユーザがタッチパネル１に対して入力操作を行った場合のほか、所定の位置１ａ以外を押下した場合や、外部振動によりタッチパネル１に加速度が生じた場合にも、その加速度を検出する。また、後述する入力判定部３による判定時にパルス性のノイズが生じた場合に、誤って加速度を検出してしまうことがある。

すなわち、加速度センサ２が加速度を検出したからといって、必ずしも入力操作が行われたというわけではない。逆に、入力操作がソフトタッチであり、タッチパネル１に生じる加速度が極めて小さい場合、ユーザによる入力操作があったとしても加速度センサ２が加速度を検出できないこともある。

入力判定部３は、加速度センサ２で加速度が検出されると、その検出結果が有効な入力操作か否かを判定する。また、入力判定部３は、加速度センサ２の検出とは無関係に、所定の位置１ａのそれぞれについて、タッチパネル１に有効な入力操作が行われたか否かを検出する。ここで、有効な入力操作とは入力装置１００により正しく認識される入力される入力操作であり、例えばタッチパネル１の所定の位置１ａに対する、予め定めた時間以上の押下をいう。また、有効でない入力操作とは、不正な入力操作であり、例えばタッチパネル１の所定の位置１ａ以外の位置に対する押下や、極めて短時間の押下をいう。また、外部振動やノイズに起因する加速度センサ２の出力も、有効でない入力操作に含まれるものとする。

より具体的には、入力判定部３は、タッチパネル１の所定の位置１ａのそれぞれについて、入力操作が行われたか否かを順次スキャンすることにより、入力操作の有無を判定する。また、チャタリングを除くため、数回スキャンを行い、続けて同じ所定の位置１ａに入力操作が行われた場合に、有効な入力操作と判定する。これにより、入力判定部３は、有効な入力操作であるか否か、および、有力な入力操作である場合に、その位置を判定できる。判定結果は、例えば、入力装置１００に接続されるパーソナルコンピュータ（不図示）に入力される。このようにして判定結果が得られるまでに要する時間は、例えば２０ｍｓである。

駆動部４は、加速度センサ２および入力判定部３の出力に応じて、振動部５に駆動信号を供給し、振動部５を振動させる。より具体的には、加速度センサ２により所定の閾値以上の加速度が検出されると、駆動部４は直ちに振動部５を振動させる。また、入力判定部３が加速度センサ２の検出結果が有効な入力操作であると判定した場合や、加速度センサ２が加速度を検出しなくても入力判定部により有効な入力操作が検出された場合、駆動部４は一定期間振動部５を振動させ、その後停止させる。また、加速度センサ２の検出結果が有効な入力操作でないと判定された場合、駆動部４は直ちに振動部５の振動を停止させる。

振動部５は、例えばタッチパネル１裏面に設けられる。駆動部４から供給される駆動信号により不図示のモータが回転して、振動部５は振動する。タッチパネル１は、入力操作が行われてもほとんど変形しない。そのため、入力装置１００に有効な入力操作が行われると、振動部５が振動することにより、ユーザに対して入力操作が成功したことを知らせる。なお、入力装置１００の筐体を振動部５として、入力装置１００の全体を振動させることにしてもよい。

図３は、図１および図２の入力装置１００の処理動作の一例を示すフローチャートである。

加速度センサ２がタッチパネル１に対する加速度を検出すると（ステップＳ１のＹＥＳ）、駆動部４は直ちに振動部５を振動させる（ステップＳ２）。入力判定部３による判定を行う前に振動部５は振動を開始するため、ユーザは入力操作が検出されたことを素早く知ることができる。

その後、入力判定部３は加速度センサ２の検出結果が有効な入力操作か否かを判定する（ステップＳ３）。有効な入力操作であると判定されると（ステップＳ３のＹＥＳ）、駆動部４は振動部５を一定時間振動させ（ステップＳ４）、その後停止させる（ステップＳ５）。これに対し、有効な入力操作でないと判定されると（ステップＳ３のＮＯ）、駆動部４は直ちに振動部５の振動を停止する（ステップＳ５）。

検出結果が有効な入力操作であると判定されると振動時間が長く、有効な入力操作でないと判定されると振動時間が短くなるため、ユーザは入力操作が有効な入力操作か否かを知ることができる。また、入力操作ではなく、外部振動やノイズ等により加速度センサ２が誤った出力信号を生成した場合も、入力判定部３が有効でないと判定することにより、振動部５は振動を停止することができる。

一方、加速度センサ２がタッチパネル１に対する加速度を検出しない場合でも（ステップＳ１のＮＯ）、所定の位置１ａのそれぞれについて、入力判定部３は有効な入力操作が行われたか否かを判定する（ステップＳ６）。そして、有効な入力操作が行われたと判定されると（ステップＳ６のＹＥＳ）、駆動部４は振動部５を振動させる（ステップＳ７）。これにより、入力操作がソフトタッチである場合など、加速度センサ２が入力操作を検出できなかったとしても、入力判定部３により有効な入力操作が検出されると振動部５が振動するため、ユーザは入力操作が成功したことを知ることができる。

以下、入力装置の処理動作について、具体例を示しながら説明する。

図４は、加速度センサ２が有効な入力操作を検出した場合の、各部の出力信号波形の一例である。ユーザが正しくタッチパネル１表面の所定の位置１ａを押下した場合の例である。加速度センサ２の出力信号は加速度に比例する電圧である。入力判定部３の出力信号は判定結果を示しており、有効か否かを表す。駆動部４の出力信号は振動部５を駆動するための駆動信号であり、電源電圧に対応するハイである期間に振動部５を振動させる。振動部５の出力信号は振動部５の振動を表す。

ユーザの入力操作により、時刻ｔ１で、加速度センサ２が検出した加速度が所定の閾値を超えると（図３のステップＳ１のＹＥＳ）、駆動部４は直ちに振動部５に駆動信号を供給する（ステップＳ２）。これにより、振動部５の振動が開始し、ユーザは入力操作が検出されたことを知る。続いて、入力判定部３は検出された加速度が有効な入力操作か否かを判定する。本例では、時刻ｔ２で有効な入力操作と判定される（ステップＳ３のＹＥＳ）。すると、駆動部４は振動部５を一定時間振動させ（ステップＳ４）、時刻ｔ３で振動を停止する（ステップＳ５）。時刻ｔ２〜ｔ３は、例えば１００ｍｓとする。この間に、振動部５の振動は最大振幅に達する。このように、振動が時刻ｔ１〜ｔ３まで、比較的長く続くため、ユーザは入力操作が有効であったことを知ることができる。

図５は、加速度センサ２が有効でない入力操作を検出した場合の、各部の出力信号波形の一例である。例えば、ユーザが誤ってタッチパネル１表面の所定の位置１ａの外側を押下してしまった場合などの例である。

ユーザの入力操作により、時刻ｔ１で、加速度センサ２が検出した加速度が所定の閾値を超えると（図３のステップＳ１のＹＥＳ）、駆動部４は直ちに振動部５に駆動信号を供給する（ステップＳ２）。これにより、振動部５の振動が開始し、ユーザは入力操作が検出されたことを知る。続いて、入力判定部３は検出された加速度が有効な入力操作か否かを判定する。本例では、時刻ｔ２で有効な入力操作でないと判定される（ステップＳ３のＮＯ）。すると、駆動部４は振動部５の駆動を直ちに停止する。すなわち、時刻ｔ１で振動が開始し、時刻ｔ２のすぐ後に振動が停止する。このように、図４と比べて振動時間が短いため、ユーザは入力操作が有効でなかったことを知ることができる。

上述のように、ユーザが入力操作を行わなくても、外部振動やノイズに起因して加速度センサ２が加速度を検出し、振動が開始することもある。この場合も図５に示す処理動作となるが、振動時間が短いため、ユーザは、入力装置１００にはなんら入力操作が行われていないことを知ることができる。

図６は、加速度センサ２では入力操作が検出されないが、入力判定部３で有力な入力操作が検出される場合の、各部の出力信号波形の一例である。ソフトタッチで所定の位置１ａが押下された場合などの例である。

この場合、時刻ｔ１でタッチパネル１に生じる加速度が小さく、所定の閾値を超えないため、加速度センサ２は加速度を検出しない（ステップＳ１のＮＯ）。しかしながら、タッチパネル１には入力操作が行われているので、入力判定部３により時刻ｔ１１で有効な入力操作が検出される（ステップＳ６のＹＥＳ）。すると、駆動部４は振動部５に駆動信号を供給し（ステップＳ７）、振動部５は振動を開始する。そして、駆動部４は振動部５を一定時間振動させ（ステップＳ４）、時刻ｔ１２で振動を停止する（ステップＳ５）。時刻ｔ１１〜ｔ１２は少なくとも図４の時刻ｔ１〜ｔ２より長くなるよう設定する。これにより、振動が比較的長く続くため、ユーザは入力操作が有効であったことを知ることができる。

このように、第１の実施形態では、入力装置１００に加速度センサ２を設け、タッチパネル１に加速度が生じると直ちに振動部５が振動する。入力判定部３による判定結果を待たずに振動を開始するため、ユーザは素早く入力操作が検出されたことを知ることができる。また、入力操作が有効であれば振動を一定時間続け、有効でなければ振動を直ちに停止する。したがって、ユーザは振動時間によって、入力操作が有効であったか有効でなかったかを知ることができる。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態は、入力装置１００内に、加速度センサ２、駆動部４をおよび振動部５を内蔵するものであった。これに対し以下に説明する第２の実施形態は、これらを入力装置とは別個の振動装置内に設けるものである。

図７は、本発明の第２の実施形態に係る入力システムの斜視図であり、図８は、入力装置１０１および振動装置２００の内部構成を示す概略ブロック図である。図７および図８では、図１および図２と共通する構成部分には同一の符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。

図７および図８に示すように、入力装置１０１は、タッチパネル１と、入力判定部３とを備えている。また、振動装置２００は、加速度センサ２と、駆動部４と、振動部５とを備えている。振動装置２００は入力装置１０１に取り付けられる。加速度センサ２はタッチパネル１の加速度を検出するように設けられる。また、入力装置１０１内の入力判定部３の出力信号は振動装置２００に入力され、有効な入力操作があったか否かを示す信号が駆動部４に入力される。また、入力判定部３の判定結果は、振動装置２００を介して、例えば、パーソナルコンピュータ（不図示）に入力される。第１の実施形態との大きな相違点は、加速度センサ２の出力信号が入力装置１０１内の入力判定部３には入力されない点である。

図９は、図７および図８の入力装置１００の処理動作の一例を示すフローチャートである。加速度センサ２がタッチパネル１に対する加速度を検出すると（ステップＳ１のＹＥＳ）、駆動部４は直ちに振動部５を振動させる（ステップＳ２）。ここで、第１の実施形態と異なり、入力判定部３には加速度センサ２の検出結果が入力されない。そのため、入力判定部３が所定時間内に有効な入力操作を検出すると（ステップＳ６’のＹＥＳ）、駆動部４は振動部５を一定時間振動させ（ステップＳ４）、その後停止させる（ステップＳ５）。これに対し、入力判定部３が所定時間内に有効な入力操作を検出しない場合（ステップＳ６’のＮＯ）、加速度センサ２が検出した加速度は有効な入力操作ではないと判断して、駆動部４は直ちに振動部５の振動を停止する（ステップＳ５）。

なお、入力装置１０１は、入力操作部としてタッチパネル１ではなくタッチキーを有する、通常のキーボードでもよい。

このように、第２の実施形態では、入力装置１０１とは別個に振動装置２００を設ける。この場合でも、入力判定部３の判定結果を待たずに振動を開始するため、ユーザは素早く入力操作が検出されたことを知ることができる。また、通常のキーボードに振動装置２００を取り付けるだけでもよく、簡易に図７および図８の入力システムを構築できる。

なお、入力操作検出部として、加速度センサ２に代えて圧力センサを用いてもよい。圧力センサを用いる場合、タッチパネル１に加えられた圧力により、入力操作を検出する。この場合、ユーザによっては入力装置１００に常に指を軽く置いていることもあるため、その場合は定常状態での圧力を差し引いて、圧力を検出する必要がある。

上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態には限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

１タッチパネル
２加速度センサ
３入力判定部
４駆動部
５振動部
１００，１０１入力装置
２００振動装置

Claims

入力操作が行われる入力操作部と、
前記入力操作部に対する加速度または圧力を検出する入力操作検出部と、
前記入力操作検出部で検出された加速度または圧力が有効な入力操作か否かを判定する入力判定部と、
前記入力操作検出部で加速度または圧力が検出されると、前記入力判定部が判定結果を出力する前に、振動を開始し、前記入力判定部にて有効な入力操作であると判定された場合は有効な入力操作でないと判定された場合よりも長い所定期間に限って振動する振動部と、を備えることを特徴とする入力装置。
前記入力判定部により前記加速度または圧力が有効な入力操作でないと判定されると、前記振動部は振動を停止することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
前記入力判定部により前記加速度または圧力が有効な入力操作であると判定されると、前記振動部は所定期間振動を継続した後に、振動を停止することを特徴とする請求項１または２に記載の入力装置。
前記入力操作部は、表面の所定の位置を押下することにより入力操作が行われるタッチパネルであることを特徴とする請求項１乃至３に記載の入力装置。
入力操作が行われる入力操作部と、
前記入力操作部に対する加速度または圧力を検出する入力操作検出部と、
前記入力操作検出部で検出された加速度または圧力が有効な入力操作か否かを判定する入力判定部と、
振動を発生する振動部と、を備え、
前記振動部は、
前記入力操作検出部で加速度または圧力が検出された場合は、前記入力判定部が判定結果を出力する前に振動を開始し、
前記入力操作検出部で加速度または圧力の検出が出来なかった場合でも、前記入力判定部で有効な入力操作があったと判定したときには、その後の所定期間において振動を発生し、前記入力判定部にて有効な入力操作であると判定された場合は有効な入力操作でないと判定された場合よりも長い所定期間に限って振動することを特徴とする入力装置。
入力操作が行われる入力操作部と、
前記入力操作部に有効な入力操作が行われたか否かを検出する入力判定部と、を備える入力装置に取り付ける振動装置であって、
前記入力操作部に対する加速度または圧力を検出する入力操作検出部と、
前記入力操作検出部で加速度または圧力が検出されると振動を開始し、前記加速度または圧力が検出されてから所定期間以内に前記入力操作部に対する有効な入力操作が検出されない場合、振動を停止し、前記入力判定部にて有効な入力操作であると判定された場合は有効な入力操作でないと判定された場合よりも長い所定期間に限って振動する振動部と、を備えることを特徴とする振動装置。
振動部を有する入力装置を用いた入力検出方法であって、
入力操作部に対する加速度または圧力を検出するステップと、
前記加速度または圧力が検出されると前記振動部の振動を開始するステップと、
前記検出された加速度または圧力が有効な入力操作か否かを判定するステップと、
前記有効な入力操作であると判定された場合は有効な入力操作でないと判定された場合よりも長い所定期間に限って振動を継続させるステップと、を備えることを特徴とする入力検出方法。