JP5784283B2 - Tactile sensation presentation apparatus and control method for tactile sensation presentation apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、タッチセンサを備える触感呈示装置及び当該触感呈示装置の制御方法に関するものである。 The present invention relates to a tactile sensation providing apparatus including a touch sensor and a control method of the tactile sensation providing apparatus.
近年、携帯電話やゲーム機等の携帯端末、電卓、券売機等の情報機器、電子レンジ、テレビ、照明器具等の家電製品、産業用機器(FA機器)等には、ユーザによる入力操作を受け付ける操作部やスイッチ等の入力装置として、タッチパネルやタッチスイッチ等のタッチセンサを備える入力装置が広く使用されている。 In recent years, mobile devices such as mobile phones and game machines, calculators, information devices such as ticket machines, home appliances such as microwave ovens, televisions, lighting fixtures, industrial equipment (FA devices), etc. accept user input operations. As input devices such as operation units and switches, input devices including touch sensors such as touch panels and touch switches are widely used.
このようなタッチセンサには、抵抗膜方式、静電容量方式、光学式等の種々の方式が知られている。しかしながら、いずれの方式のタッチセンサにおいても、指やスタイラスペンによるタッチ入力を受け付けるものであって、タッチセンサ自体は、タッチされても、押しボタンスイッチのようには物理的に変位しない。 As such a touch sensor, various systems such as a resistive film system, a capacitance system, and an optical system are known. However, any type of touch sensor accepts a touch input by a finger or a stylus pen, and the touch sensor itself is not physically displaced like a push button switch even when touched.
このように、タッチセンサがタッチされても、タッチセンサ自体が物理的に変位しないので、操作者は、タッチ入力が受け付けられても、入力に対するフィードバックを得ることができない。このため、操作者は、同じ位置を何度もタッチする等の繰り返し入力が生じ易く、操作者にストレスを与える場合がある。 As described above, even if the touch sensor is touched, the touch sensor itself is not physically displaced, so that the operator cannot obtain feedback for the input even if the touch input is accepted. For this reason, the operator is likely to repeatedly input such as touching the same position many times, and may stress the operator.
このような繰り返し入力を防止するものとして、例えば、タッチ入力を受け付けて、音を鳴らしたり、当該入力位置に対応して表示部に画像表示されている入力ボタン等の入力用オブジェクトの表示色を変更する等の表示態様を変更したりして、聴覚や視覚により入力操作を確認できるようにしたものが知られている。 In order to prevent such repeated input, for example, a touch input is received and a sound is produced, or a display color of an input object such as an input button displayed on the display unit corresponding to the input position is displayed. There are known ones in which the input operation can be confirmed by hearing or vision by changing the display mode such as changing.
しかし、聴覚に働きかけるフィードバック方法の場合は、騒音環境下での確認が困難になるとともに、使用機器がマナーモード等で消音状態にある場合は、対応できないことになる。また、視覚に働きかけるフィードバック方法の場合は、表示部に表示されている入力用オブジェクトのサイズが小さいと、特に指入力の場合は、指の下に入力用オブジェクトが隠れて表示態様の変化が確認できない場合がある。 However, in the case of a feedback method that works on hearing, it is difficult to confirm in a noisy environment, and if the device used is in a silent state such as manner mode, it cannot be handled. In the feedback method that works visually, if the size of the input object displayed on the display unit is small, especially in the case of finger input, the input object is hidden under the finger and the display mode changes. There are cases where it is not possible.
また、聴覚や視覚によらず、タッチセンサが入力を受け付けると、タッチセンサを振動させて、操作者の指先に触覚を発生させるようにしたフィードバック方法も提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。 Also, a feedback method has been proposed in which when the touch sensor accepts an input regardless of hearing or sight, the touch sensor is vibrated to generate a tactile sensation at the fingertip of the operator (for example, Patent Document 1). 2).
また、より詳細な触覚を呈示する方法には、タッチセンサに対するユーザの指等の接触位置から摺動速度を算出し、該摺動速度に応じてユーザ毎に異なる振動時間を有する複数種類の振動を発生できるようにしたフィードバック方法が知られている(例えば、特許文献3参照)。 In addition, a method for presenting a more detailed tactile sensation includes calculating a sliding speed from a contact position of a user's finger or the like with respect to the touch sensor, and a plurality of types of vibrations having different vibration times for each user according to the sliding speed. There is known a feedback method that can generate the error (see, for example, Patent Document 3).
しかしながら、上記特許文献1,2に開示の技術は、単に、タッチセンサが入力を受け付けると、タッチセンサを振動させているに過ぎない。このため、特に、押しボタンスイッチ(プッシュ式ボタンスイッチ)のようなボタンスイッチがタッチセンサ上部に描画されている場合、タッチセンサの入力を受け付ける閾値が低い場合は、タッチセンサに指等が軽く触れた(タッチした)だけで触感が呈示される。これにより操作者がプッシュする前の意図しない動作(タッチ)に反応して誤操作を誘発したり、操作者にプッシュする前の意図しない動作(タッチ)による違和感を与えたりすることになる。ここで、タッチセンサのタッチによる入力を受け付ける閾値とは、タッチセンサが反応する閾値で、例えば抵抗膜方式においては、上部導電膜が下部導電膜に接触する押圧力の閾値であり、静電容量方式においては、接触による電気的信号の検出閾値である。
However, the techniques disclosed in
このような不都合を解決するため、本出願人は、タッチセンサのタッチ面に対するタッチによる押圧荷重を検出し、その検出荷重が触感を呈示する所定の閾値に達した際に、タッチセンサのタッチ面を振動させて指等の押圧対象に触感を呈示するようにした触感呈示装置を開発している。 In order to solve such an inconvenience, the present applicant detects a pressing load due to a touch on the touch surface of the touch sensor, and when the detected load reaches a predetermined threshold value that presents a tactile sensation, Has been developed to present a tactile sensation to a pressed object such as a finger.
この入力装置によれば、操作者がタッチ面をプッシュし、その押圧荷重が所定の閾値に達すると触感が呈示されるので、上述した意図しないタッチによる誤操作を誘発したり、違和感を与えたりするのを確実に防止して、操作者に対して入力が受け付けられたのを触感として認識させることができる。 According to this input device, when the operator pushes the touch surface and the pressing load reaches a predetermined threshold value, a tactile sensation is presented, so that an erroneous operation due to the unintended touch described above is induced or uncomfortable. It is possible to reliably prevent the operator from recognizing that the input is accepted by the operator as a tactile sensation.
また、上記特許文献3に開示の技術は、ユーザに触感を呈示する際に、タッチ面の位置によるタッチ面の振動量の変化を考慮していない。本発明者は、タッチ面の位置によるタッチ面の振動量の変化について鋭意検討を進めた結果、以下に説明する知見を見出した。図7は、タッチセンサのタッチ面における振動素子配置の一例を示す図であり、図8は、図7に示した振動素子配置における所定駆動電圧での振動量の分布を示す図である。図8に示されるとおり、図7に示す各振動素子を所定電圧(例えば1V)で振動させた場合、タッチ面上の押圧位置に応じてタッチ面の振動量は異なる値をとる。図8の例では、位置A、位置Bおよび位置Cの振動量(振幅)は、それぞれ、20μm、15μmおよび7μmとなっている。タッチ面上の位置により振動量が異なる原因としては、振動素子との距離に応じた振動の減衰や反射波の影響など様々な要因が考えられるが、このようなタッチ面の振動の振幅の違いは、ユーザが感じる触感に大きな影響を与える。
In addition, the technique disclosed in
特許文献3に開示の技術は、上述の通りタッチ面の位置によるタッチ面の振動量の変化を考慮しないため、ユーザからの同じ入力操作(例えば摺動速度が同じ動作)に対しては、ユーザがタッチ面のどの位置に入力しているかに係わらず、同じ駆動信号によって振動素子を駆動することになる。しかし、この場合、タッチ面の位置によりタッチ面の振動の振幅が異なるため、各位置において、ユーザは異なる触感を感じることになる。即ち、ユーザは同じ入力操作に対してタッチ面の位置毎に異なる触感を感じることになり、操作時の違和感が増大する。ユーザの操作感を向上させるためには、ユーザの入力の位置に係わらず、ユーザに同一の触感を呈示することが好ましい。
Since the technique disclosed in
本発明は、このような要望に応えるべくなされたもので、ユーザの入力の位置に係わらず、ユーザに対して同一の触感を呈示可能な触感呈示装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to meet such a demand, and an object of the present invention is to provide a tactile sensation providing apparatus capable of presenting the same tactile sensation to the user regardless of the position of the user's input. .
上記目的を達成する第1の観点に係る触感呈示装置の発明は、
タッチ入力を検出するタッチセンサと、
前記タッチセンサのタッチ面に対する押圧荷重を検出する荷重検出部と、
前記タッチ面を振動させる触感呈示部と、
前記荷重検出部により検出される押圧荷重が触感を呈示する基準を満たした際に、前記タッチ面を押圧している押圧対象に対して押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示するように、前記タッチ面上の位置に応じたサイズのエリア毎に設定された調整情報に基づき、前記触感呈示部の駆動を前記押圧位置に応じて制御する制御部と、
を備えることを特徴とするものである。
The invention of the tactile sensation providing apparatus according to the first aspect to achieve the above object is as follows:
A touch sensor for detecting touch input;
A load detection unit for detecting a pressing load on the touch surface of the touch sensor;
A tactile sensation providing unit that vibrates the touch surface;
When a pressing load detected by the load detecting unit satisfies a criterion for presenting a tactile sensation, a tactile sensation caused by vibration with a constant amplitude independent of the pressing position is presented to a pressing target pressing the touch surface. In addition, based on adjustment information set for each area of a size according to the position on the touch surface, a control unit that controls the driving of the tactile sensation providing unit according to the pressed position;
It is characterized by providing.
第2の観点に係る発明は、第1の観点に係る触感呈示装置において、
前記調整情報が設定されるエリアは前記触感呈示部の位置に応じて分割されている、
ことを特徴とするものである。
The invention according to the second aspect is the tactile sensation providing apparatus according to the first aspect,
The area where the adjustment information is set is divided according to the position of the tactile sensation providing unit,
It is characterized by this.
第3の観点に係る発明は、第1又は第2の観点に係る触感呈示装置において、
前記制御部は、前記触感呈示部に印加する電圧を前記押圧位置に応じて調整することにより、前記触感呈示部に前記一定振幅の振動による前記触感を呈示させる、
ことを特徴とするものである。
The invention according to a third aspect is the tactile sensation providing apparatus according to the first or second aspect,
The control unit adjusts a voltage applied to the tactile sensation providing unit according to the pressed position, thereby causing the tactile sensation providing unit to present the tactile sensation due to the vibration of the constant amplitude.
It is characterized by this.
第4の観点に係る発明は、第1乃至第3の観点に係る触感呈示装置において、
前記制御部は、前記触感呈示部の振動の位相を前記押圧位置に応じて調整することにより、前記触感呈示部に前記一定振幅の振動による前記触感を呈示させる、
ことを特徴とするものである。
The invention according to a fourth aspect is the tactile sensation providing apparatus according to the first to third aspects,
The control unit causes the tactile sensation providing unit to present the tactile sensation due to the constant amplitude vibration by adjusting the vibration phase of the tactile sensation presenting unit according to the pressed position.
It is characterized by this.
第5の観点に係る発明は、第1乃至第4の観点に係る触感呈示装置において、
前記制御部は、前記一定振幅の振動による前記触感がクリック触感となるように、前記触感呈示部の駆動を制御する、
ことを特徴とするものである。
The invention according to a fifth aspect is the tactile sensation providing apparatus according to the first to fourth aspects.
The control unit controls driving of the tactile sensation providing unit such that the tactile sensation due to the vibration of the constant amplitude becomes a click tactile sensation;
It is characterized by this.
また、本発明を方法として実現させた第6の観点に係る触感呈示装置の制御方法の発明は、
タッチ入力を検出するタッチセンサと、
前記タッチセンサのタッチ面に対する押圧荷重を検出する荷重検出部と、
前記タッチ面を振動させる触感呈示部と、を備える触感呈示装置の制御方法であって、
前記荷重検出部により検出される押圧荷重が触感を呈示する基準を満たした際に、前記タッチ面を押圧している押圧対象に対して押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示するように、前記タッチ面上の位置に応じたサイズのエリア毎に設定された調整情報に基づき、前記触感呈示部の駆動を前記押圧位置に応じて制御する、ことを特徴とするものである。
In addition, the invention of the control method of the tactile sensation providing apparatus according to the sixth aspect of realizing the present invention as a method,
A touch sensor for detecting touch input;
A load detection unit for detecting a pressing load on the touch surface of the touch sensor;
A tactile sensation providing unit that vibrates the touch surface;
When a pressing load detected by the load detecting unit satisfies a criterion for presenting a tactile sensation, a tactile sensation caused by vibration with a constant amplitude independent of the pressing position is presented to a pressing target pressing the touch surface. Further, the driving of the tactile sensation providing unit is controlled according to the pressed position based on adjustment information set for each area having a size corresponding to the position on the touch surface.
また、上記目的を達成する第7の観点に係る触感呈示装置の発明は、
タッチ入力を検出するタッチセンサと、
前記タッチセンサに装着された圧電素子と、
前記圧電素子の出力信号に基づいて前記タッチセンサのタッチ面に対する押圧荷重を検出し、該検出される押圧荷重が触感を呈示する基準を満たした際に、前記タッチ面を押圧している押圧対象に対して押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示するように、前記タッチ面上の位置に応じたサイズのエリア毎に設定された調整情報に基づき、前記圧電素子の駆動を前記押圧位置に応じて制御する制御部と、
を備えることを特徴とするものである。
Further, the invention of the tactile sensation providing apparatus according to the seventh aspect for achieving the above object is as follows:
A touch sensor for detecting touch input;
A piezoelectric element attached to the touch sensor;
A pressing target that presses the touch surface when the pressing load on the touch surface of the touch sensor is detected based on an output signal of the piezoelectric element and the detected pressing load satisfies a criterion for presenting a tactile sensation The piezoelectric element is driven based on adjustment information set for each area of a size corresponding to the position on the touch surface so as to present a tactile sensation with a constant amplitude vibration independent of the pressing position. A control unit for controlling according to the position;
It is characterized by providing.
第8の観点に係る発明は、第7の観点に係る触感呈示装置において、
前記調整情報が設定されるエリアは前記圧電素子の位置に応じて分割されている、
ことを特徴とするものである。
The invention according to an eighth aspect is the tactile sensation providing apparatus according to the seventh aspect,
The area where the adjustment information is set is divided according to the position of the piezoelectric element,
It is characterized by this.
第9の観点に係る発明は、第7又は第8の観点に係る触感呈示装置において、
前記制御部は、前記圧電素子に印加する電圧を前記押圧位置に応じて調整することにより、前記圧電素子に前記一定振幅の振動による前記触感を呈示させる、
ことを特徴とするものである。
The invention according to a ninth aspect is the tactile sensation providing apparatus according to the seventh or eighth aspect,
The control unit adjusts a voltage applied to the piezoelectric element according to the pressed position, thereby causing the piezoelectric element to present the tactile sensation due to the vibration having the constant amplitude.
It is characterized by this.
第10の観点に係る発明は、第7乃至第9の観点に係る触感呈示装置において、
前記制御部は、前記圧電素子の振動の位相を前記押圧位置に応じて調整することにより、前記圧電素子に前記一定振幅の振動による前記触感を呈示させる、
ことを特徴とするものである。
The invention according to a tenth aspect is the tactile sensation providing apparatus according to the seventh to ninth aspects.
The control unit adjusts the phase of vibration of the piezoelectric element according to the pressed position, thereby causing the piezoelectric element to exhibit the tactile sensation due to the vibration of the constant amplitude.
It is characterized by this.
第11の観点に係る発明は、第7乃至第10の観点に係る触感呈示装置において、
前記制御部は、前記一定振幅の振動による前記触感がクリック触感となるように、前記圧電素子の駆動を制御する、
ことを特徴とするものである。
The invention according to an eleventh aspect is the tactile sensation providing apparatus according to the seventh to tenth aspects,
The control unit controls the driving of the piezoelectric element so that the tactile sensation due to the vibration of the constant amplitude becomes a click tactile sensation.
It is characterized by this.
また、本発明を方法として実現させた第12の観点に係る触感呈示装置の制御方法の発明は、
タッチ入力を検出するタッチセンサと、
前記タッチセンサに装着された圧電素子と、を備える触感呈示装置の制御方法であって、
前記圧電素子の出力信号に基づいて前記タッチセンサのタッチ面に対する押圧荷重を検出し、該検出される押圧荷重が触感を呈示する基準を満たした際に、前記タッチ面を押圧している押圧対象に対して押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示するように、前記タッチ面上の位置に応じたサイズのエリア毎に設定された調整情報に基づき、前記圧電素子の駆動を前記押圧位置に応じて制御する、ことを特徴とするものである。
In addition, the invention of the control method of the tactile sensation providing apparatus according to the twelfth aspect of realizing the present invention as a method,
A touch sensor for detecting touch input;
A method for controlling a tactile sensation providing apparatus comprising: a piezoelectric element attached to the touch sensor;
A pressing target that presses the touch surface when the pressing load on the touch surface of the touch sensor is detected based on an output signal of the piezoelectric element and the detected pressing load satisfies a criterion for presenting a tactile sensation The piezoelectric element is driven based on adjustment information set for each area of a size corresponding to the position on the touch surface so as to present a tactile sensation with a constant amplitude vibration independent of the pressing position. It controls according to a position, It is characterized by the above-mentioned.
本発明に係る触感呈示装置によれば、ユーザの指等の押圧対象の押圧位置に応じて、ユーザに一定振幅の振動による触感を呈示するように制御するため、ユーザの入力の位置に係わらず、ユーザに対して同一の触感を呈示することが可能となる。 According to the tactile sensation presentation apparatus according to the present invention, control is performed so as to present the tactile sensation due to vibration with a constant amplitude to the user according to the pressing position of the pressing target such as the user's finger. The same tactile sensation can be presented to the user.
以下、本発明に係る触感呈示装置の実施の形態について、図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of a tactile sensation providing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施の形態)
図1は、本発明の第1実施の形態に係る触感呈示装置の機能ブロック図である。この触感呈示装置は、タッチセンサ11、荷重検出部12、触感呈示部13、表示部14、記憶部15、および、全体の動作を制御する制御部16を有する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a functional block diagram of the tactile sensation providing apparatus according to the first embodiment of the present invention. This tactile sensation providing apparatus includes a
タッチセンサ11は、そのタッチ面に対する指などのタッチ対象によるタッチ入力を検出するもので、抵抗膜方式、静電容量方式、光学式等のタッチ位置(指等の押圧対象の押圧位置)の二次元の位置情報を出力する公知のもので構成して、表示部14上に配置する。荷重検出部12は、タッチセンサ11のタッチ面に対する指等の押圧対象の押圧荷重を検出するもので、例えば、歪みゲージセンサや圧電素子等の荷重に対してリニアに反応する素子を用いて構成する。触感呈示部13は、タッチセンサ11を振動させるもので、例えば、圧電素子を用いて構成する。
The
表示部14は、押しボタンスイッチ(プッシュ式ボタンスイッチ)のような入力ボタン等の入力用オブジェクトを表示するもので、例えば、液晶表示パネルや有機EL表示パネル等を用いて構成する。この表示部14に表示された入力用オブジェクトに対するタッチ入力は、タッチセンサ11から出力される位置情報に基づいて制御部16により検出される。記憶部15は、触感呈示部13の駆動信号情報、および押圧対象の押圧位置に応じて駆動信号を調整するための駆動調整情報等の各種情報を記憶するもので、例えば、揮発性又は不揮発性メモリ等を用いて構成する。制御部16は、例えばCPU等からなり、タッチセンサ11からの押圧対象の押圧位置情報、荷重検出部12からの押圧荷重情報、並びに、記憶部15が記憶する駆動信号情報および駆動調整情報に基づいて、触感呈示部13の駆動を制御する。
The
記憶部15が記憶する触感呈示部13の駆動信号情報は、ユーザに呈示する触感毎に、タッチ面を振動させる周波数および振動周期の数など種々の情報を含むものである。制御部16は、記憶部15の駆動信号情報に基づき、触感呈示部13の駆動を制御して、例えば、指等の押圧対象に対して、「ブル」と感じる触感や、「ブブ」と感じる触感や、「カツ」と感じる触感など、様々な触感を呈示することができる。ここで、触感呈示部13が圧電素子を用いて構成されている場合、制御部16は、「ブル」や「ブブ」と感じられる軟質的な触感を呈示する場合、200Hz〜500Hz程度の三角波信号や正弦波信号を2〜3周期分を駆動信号として圧電素子に印加する。また、「カツ」と感じられる硬質な触感を呈示する場合は、制御部16は、200Hz〜500Hz程度の矩形波信号を2〜3周期分を駆動信号として圧電素子に印加する。
The drive signal information of the tactile
また、制御部16は、触感呈示部13の駆動を制御して、ユーザの操作感をさらに高めるため、指等の押圧対象に対して、「カチ」と感じるクリック触感を呈示することができる。制御部16は、硬い押しボタンスイッチを押したような「カチ」と感じられるクリック触感を呈示する場合は、駆動信号として、100Hz〜200Hz程度の正弦波信号または矩形波信号を1周期分印加する。「カチ」と感じるクリック触感の場合、表示部14に表示されたソフトウェア的な入力用オブジェクトに対する入力でも、ユーザは、ハードウェア的なボタンスイッチを押したような触感を得ることができるため、ユーザが体感する操作感は向上することになる。
In addition, the
記憶部15が記憶する押圧対象の押圧位置に応じて駆動信号を調整するための駆動調整情報は、触感呈示部13に印加する電圧を調整する電圧調整情報や、各振動素子間の振動の位相を調整する位相調整情報など、種々の情報を含むものである。
The drive adjustment information for adjusting the drive signal according to the pressing position of the pressing target stored in the
(電圧調整情報)
図9は、図7に示す振動素子配置における各位置での駆動電圧と振動量との関係示す図である。図9の場合、位置A、位置B、および、位置Cにおいてある一定の振幅X(μm)の振動を発生させるためには、それぞれ、0.5V、1.0V、および、2.0Vの駆動電圧が必要となる。このように、タッチセンサ11のタッチ面上での位置と、所定振幅の振動を発生させるために必要な駆動電圧との関係を予め測定しておき、製品出荷時などに、テーブルやリストとして記憶部15に記憶することが考えられる。例えば、タッチセンサ11のタッチ面を縦m分割、横n分割のm´n個のエリアに分割し、エリア毎に振幅と駆動電圧との関係を記憶部15に記憶させることができる。このような電圧調整情報により、制御部16は、所定振幅の振動を発生させるため、駆動信号の標準の駆動電圧(例えば1.0V)を、例えば2倍の駆動電圧(例えば2.0V)とした方が良いか、又は半分の駆動電圧(例えば0.5V)とした方が良いかなど、押圧対象(押圧物)の押圧位置に応じて駆動電圧を調整することができる。
(Voltage adjustment information)
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the drive voltage and the vibration amount at each position in the vibration element arrangement shown in FIG. In the case of FIG. 9, in order to generate vibrations with a certain amplitude X (μm) at position A, position B, and position C, driving at 0.5 V, 1.0 V, and 2.0 V, respectively. A voltage is required. As described above, the relationship between the position on the touch surface of the
図10は、タッチセンサ11のタッチ面11aのエリア毎に設定された電圧調整情報の一例を示す図である。この例では、タッチセンサ11の4隅は弾性部材からなる支持部材によって支持されており、2つの振動素子(例えば圧電素子)がタッチセンサ11の対向する2つの辺の中央に配置されている。また、タッチ面11aのエリア毎の電圧調整情報として、標準の駆動電圧に対する電圧調整係数(1〜8)が設定されている。なお、電圧調整係数の数字は電圧調整係数間の相対的な大きさを表すものであり、絶対的な大きさを表すものではないことに留意されたい。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of voltage adjustment information set for each area of the touch surface 11 a of the
図10の例では、支持部材の近傍エリアでは比較的高い電圧調整係数が設定されており、支持部材から離れたタッチ面11aの中央付近では比較的低い電圧調整係数が設定されている。これは、標準の駆動電圧で振動素子を振動させた場合、支持部材の近傍エリアにおけるタッチ面11aの振動量は小さくなり、タッチ面11aの中央付近におけるタッチ面11aの振動量は大きくなるためである。また、図10の例では、支持部材の近傍エリアでは、エリア毎に電圧調整係数が細かく変化しているのに対し、支持部材から離れたタッチ面11aの中央付近では、エリア毎の電圧調整係数の変化は少ない。これは、標準の駆動電圧で振動素子を振動させた場合、支持部材の近傍エリアでは、エリアの位置によりタッチ面11aの振動量の差が大きいのに対し、支持部材から離れたタッチ面11aの中央付近では、エリアの位置によるタッチ面11aの振動量の差が小さいためである。 In the example of FIG. 10, a relatively high voltage adjustment coefficient is set in an area near the support member, and a relatively low voltage adjustment coefficient is set near the center of the touch surface 11 a far from the support member. This is because, when the vibration element is vibrated with a standard driving voltage, the vibration amount of the touch surface 11a in the area near the support member decreases, and the vibration amount of the touch surface 11a near the center of the touch surface 11a increases. is there. In the example of FIG. 10, in the vicinity area of the support member, the voltage adjustment coefficient varies finely for each area, whereas in the vicinity of the center of the touch surface 11 a far from the support member, the voltage adjustment coefficient for each area. There is little change. This is because, when the vibration element is vibrated with a standard driving voltage, the difference in the vibration amount of the touch surface 11a is large depending on the position of the area in the vicinity of the support member, whereas the touch surface 11a away from the support member has a large difference. This is because the difference in vibration amount of the touch surface 11a due to the position of the area is small near the center.
また、図10の例では、例えば各辺の中央付近のエリアを比較すると、振動素子が配置された辺の中央付近のエリアでは比較的低い電圧調整係数が設定されており、振動素子が配置されていない辺の中央付近のエリアでは比較的高い電圧調整係数が設定されている。これは、標準の駆動電圧で振動素子を振動させた場合、振動素子が配置された辺におけるタッチ面11aの振動量は大きくなり、振動素子が配置されていない辺におけるタッチ面11aの振動量は小さくなるためである。また、図10の例では、振動素子が配置された辺の中央付近のエリアでは、エリア毎の電圧調整係数の変化が少ないのに対し、振動素子が配置されていない辺の中央付近のエリアでは、エリア毎に電圧調整係数が細かく変化している。これは、標準の駆動電圧で振動素子を振動させた場合、振動素子が配置された辺の中央付近のエリアでは、エリアの位置によるタッチ面11aの振動量の差が少ないのに対し、振動素子が配置されていない辺の中央付近のエリアでは、エリアの位置によりタッチ面11aの振動量が大きく変化するためである。 In the example of FIG. 10, for example, when comparing the area near the center of each side, a relatively low voltage adjustment coefficient is set in the area near the center of the side where the vibration element is disposed, and the vibration element is disposed. A relatively high voltage adjustment coefficient is set in the area near the center of the non-side. This is because, when the vibration element is vibrated with a standard driving voltage, the vibration amount of the touch surface 11a on the side where the vibration element is arranged increases, and the vibration amount of the touch surface 11a on the side where the vibration element is not arranged is This is because it becomes smaller. In the example of FIG. 10, in the area near the center of the side where the vibration element is arranged, the change in the voltage adjustment coefficient for each area is small, whereas in the area near the center of the side where the vibration element is not arranged. The voltage adjustment coefficient varies finely for each area. This is because, when the vibration element is vibrated with a standard drive voltage, in the area near the center of the side where the vibration element is arranged, the difference in vibration amount of the touch surface 11a due to the position of the area is small. This is because the amount of vibration of the touch surface 11a varies greatly depending on the position of the area in the area near the center of the side where no is placed.
ここで、電圧調整係数が設定される各エリアのサイズは必ずしも同じサイズである必要はない。図11は、タッチ面11a上の位置に応じたサイズのエリア毎に設定された電圧調整情報の一例を示す図である。図11では、支持部材の近傍エリアでは比較的小さいサイズのエリアが規定されており、支持部材から離れたタッチ面11aの中央付近では比較的大きいサイズのエリアが規定されている。これは、図10において説明した通り、支持部材の近傍エリアでは、エリア毎に電圧調整係数を細かく変化させる必要があるのに対し、支持部材から離れたタッチ面11aの中央付近では、エリア毎に電圧調整係数を細かく変化させなくても良いためである。また、図11では、各辺の中央付近のエリアを比較すると、振動素子が配置された辺の中央付近のエリアでは比較的低い電圧調整係数が設定されており、振動素子が配置されていない辺の中央付近のエリアでは比較的高い電圧調整係数が設定されている。これは、図10において説明したとおり、標準の駆動電圧で振動素子を振動させた場合、振動素子が配置された辺におけるタッチ面11aの振動量は大きくなり、振動素子が配置されていない辺におけるタッチ面11aの振動量は小さくなるためである。図11のように、タッチ面11a上の位置に応じたサイズのエリア毎に電圧調整情報を設定することにより、少ないエリア数でも適切な電圧調整を行うことが可能になる。 Here, the size of each area in which the voltage adjustment coefficient is set is not necessarily the same size. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of voltage adjustment information set for each area having a size corresponding to a position on the touch surface 11a. In FIG. 11, a relatively small size area is defined in the vicinity area of the support member, and a relatively large size area is defined in the vicinity of the center of the touch surface 11a away from the support member. As described with reference to FIG. 10, in the vicinity area of the support member, it is necessary to finely change the voltage adjustment coefficient for each area, whereas in the vicinity of the center of the touch surface 11 a away from the support member, for each area. This is because the voltage adjustment coefficient need not be changed finely. Further, in FIG. 11, when comparing the area near the center of each side, a relatively low voltage adjustment coefficient is set in the area near the center of the side where the vibration element is arranged, and the side where the vibration element is not arranged A relatively high voltage adjustment coefficient is set in the area near the center of the. As described with reference to FIG. 10, when the vibration element is vibrated with a standard driving voltage, the amount of vibration of the touch surface 11 a on the side where the vibration element is arranged is large, and the vibration element is on the side where the vibration element is not arranged. This is because the vibration amount of the touch surface 11a is reduced. As shown in FIG. 11, by setting the voltage adjustment information for each area having a size corresponding to the position on the touch surface 11a, it is possible to perform appropriate voltage adjustment even with a small number of areas.
図12は、タッチ面11a上の位置に応じたサイズのエリア毎に設定された電圧調整情報の他の例を示す図である。図12では、振動素子が配置された辺の方向(縦方向)に沿ってエリアが分割されており、支持部材に近づくほどエリアのサイズが小さく規定されている。また、図12では、振動素子が配置されていない辺の方向(横方向)にはエリアが分割されていない。図10において説明したとおり、標準の駆動電圧で振動素子を振動させた場合、振動素子の近傍ではタッチ面11aの振動量は比較的大きくなるため、タッチ面11aの中央から離れた位置においても、横方向の振動量の減衰は比較的少なくなる。このため、振動素子の位置を考慮すると、振動素子が配置されている辺の方向(縦方向)についてエリアを分割し、振動素子が配置されていない辺の方向(横方向)についてはエリアを分割しないことも考えられる。図12のように、振動素子の位置に応じて分割され、タッチ面11a上の位置に応じたサイズのエリア毎に電圧調整情報を設定することにより、より少ないエリア数でも適切な電圧調整を行うことが可能になる。 FIG. 12 is a diagram illustrating another example of the voltage adjustment information set for each area having a size corresponding to the position on the touch surface 11a. In FIG. 12, the area is divided along the direction (longitudinal direction) of the side where the vibration element is arranged, and the size of the area is defined to be smaller as it approaches the support member. In FIG. 12, the area is not divided in the direction (lateral direction) where the vibration element is not arranged. As described in FIG. 10, when the vibration element is vibrated with a standard driving voltage, the vibration amount of the touch surface 11a is relatively large in the vicinity of the vibration element, so even at a position away from the center of the touch surface 11a, The attenuation of the amount of vibration in the lateral direction is relatively small. Therefore, considering the position of the vibration element, the area is divided in the direction of the side where the vibration element is arranged (vertical direction), and the area is divided in the direction of the side where the vibration element is not arranged (horizontal direction). It is also possible not to. As shown in FIG. 12, the voltage adjustment information is set for each area that is divided according to the position of the vibration element and is sized according to the position on the touch surface 11a, thereby performing appropriate voltage adjustment even with a smaller number of areas. It becomes possible.
図13は、エリア毎に設定された電圧調整情報の一例を示す図である。図13では、タッチセンサ11は、4隅及び左右各辺の中央の計6つの弾性部材からなる支持部材によって支持されており、2つの圧電素子が振動素子としてタッチセンサ11の対向する2つの辺の中央に配置されている。図13では、図12と同様に、振動素子が配置された辺の方向(横方向)に沿ってエリアが分割されており、支持部材に近づくほどエリアのサイズが小さく規定されている。また、図14は、エリア毎に設定された他の電圧調整情報の一例を示す図である。図14では、6個の支持部材の近傍エリアにおいて、比較的小さいサイズのエリアが規定されており、支持部材から離れたタッチ面11aの中央付近では比較的大きいサイズのエリアが規定されている。また、電圧調整係数が設定されるエリアは必ずしもマトリックス形状に分割される必要は無い。例えば、タッチ面11a中央の電圧調整係数1が設定されたエリアのように、電圧調整係数が設定されるエリアを多様に設定することにより、より適切な電圧調整を行うことが可能になる。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of voltage adjustment information set for each area. In FIG. 13, the
(位相調整情報)
また、例えば、図7に示す振動素子配置においては、各振動素子間の振動の合成によって、即ち、複数振動による合成波を形成することによって、各位置の振幅を制御することも可能である。例えば、位置A、位置B、および、位置Cにおいてある一定の振幅X(μm)の振動を持つ合成波を発生させるためには、それぞれ、図7に示す2つの振動素子間の振動の位相差をπ/4、0、および、3π/4とする必要があるものとする。この場合、タッチセンサ11のタッチ面上での位置と、所定振幅の振動を発生させるために必要な位相差との関係を予め測定しておき、製品出荷時などに、テーブルやリストとして記憶部15に記憶することが考えられる。例えば、タッチセンサ11のタッチ面を縦m分割、横n分割のm´n個のエリアに分割し、エリア毎に振幅と位相差との関係を記憶部15に記憶させることができる。このような位相調整情報により、制御部16は、所定振幅の振動を発生させるため、各触感呈示部13に印加する駆動信号の標準の位相差(例えば0)を、例えばπ/4としたり、又は3π/4とするなど、押圧対象の押圧位置に応じて駆動信号の位相を調整することができる。
(Phase adjustment information)
Further, for example, in the vibration element arrangement shown in FIG. 7, it is also possible to control the amplitude of each position by combining vibrations between the vibration elements, that is, by forming a composite wave by a plurality of vibrations. For example, in order to generate a synthetic wave having a certain amplitude X (μm) at position A, position B, and position C, the phase difference between the two vibration elements shown in FIG. Is required to be π / 4, 0, and 3π / 4. In this case, the relationship between the position of the
なお、図11〜図14における電圧調整係数と同様に、位相調整情報が設定されるエリアについても、各エリアのサイズは必ずしも同じサイズである必要はない。例えば、位相調整情報が設定されるエリアのサイズは、タッチ面上の位置に応じて設定することができる。また、位相調整情報が設定されるエリアを振動素子の位置に応じて分割することも可能である。 Note that, similarly to the voltage adjustment coefficient in FIGS. 11 to 14, the size of each area does not necessarily have to be the same for the area where the phase adjustment information is set. For example, the size of the area in which the phase adjustment information is set can be set according to the position on the touch surface. It is also possible to divide the area where the phase adjustment information is set according to the position of the vibration element.
なお、記憶部15が記憶する押圧対象の押圧位置に応じて駆動信号を調整するための駆動調整情報は、触感呈示部13に印加する電圧を調整する電圧調整情報や、各振動素子間の振動の位相を調整する位相調整情報のみに限定されるものではなく、駆動信号の周波数、周期および振幅や、駆動信号を印加する際の電流および印加時間など、駆動信号の調整に関する任意のパラメータを用いることができるものである。
The drive adjustment information for adjusting the drive signal according to the pressing position of the pressing target stored in the
図2は、図1に示したタッチセンサ11を含む部分の実装構造の一例を示すもので、図2(a)は要部断面図、図2(b)は要部平面図である。表示部14は、筐体21内に収納保持する。表示部14上には、弾性部材からなるインシュレータ22を介して、タッチセンサ11を保持する。なお、本実施の形態では、タッチセンサ11および表示部14を、平面視で縦長の矩形状として、タッチセンサ11を、図2(b)に仮想線で示す表示部14の表示領域Aから外れた4隅に配設したインシュレータ22を介して表示部14上に保持する。
2A and 2B show an example of a mounting structure of a part including the
また、筐体21には、表示部14の表示領域から外れたタッチセンサ11の表面領域を覆うようにアッパカバー23を設け、このアッパカバー23とタッチセンサ11との間に、弾性部材からなるインシュレータ24を配設する。
The
なお、図2に示すタッチセンサ11は、タッチ面11aを有する表面部材が、例えば透明フィルムやガラスで構成され、裏面部材がガラスやアクリルで構成されて、タッチ面11aが押圧されると、押圧部分が押圧力に応じて微少量撓む(歪む)、または構造体そのものが微少量撓む構造のものを用いる。
The
タッチセンサ11の表面上には、アッパカバー23で覆われる各辺の近傍に、タッチセンサ11に加わる荷重(押圧力)を検出する歪みゲージセンサや圧電素子からなる荷重センサ31をそれぞれ接着等により設ける。また、タッチセンサ11の裏面上には、対向する2つの辺の近傍に、タッチセンサ11を振動させるための圧電素子32をそれぞれ接着等により設ける。すなわち、図2に示す触感呈示装置は、図1に示した荷重検出部12を4つの荷重センサ31を用いて構成し、触感呈示部13を2つの圧電素子32を用いて構成している。そして、触感呈示部13によりタッチセンサ11を振動させることにより、タッチ面11aを振動させて、タッチ面11a上のタッチ対象に触感を呈示するようにしている。なお、図2(b)においては、図2(a)に示した筐体21、アッパカバー23およびインシュレータ24の図示を省略している。
On the surface of the
本実施の形態に係る触感呈示装置においては、タッチセンサ11は、タッチ面11aへのタッチ操作を検出する。そして、制御部16は、荷重検出部12により検出される押圧荷重が触感を呈示する荷重基準(例えば、1.0N)を満たすかどうか判定する。そして、押圧荷重が触感を呈示する荷重基準を満たすと判定した場合は、制御部16は、タッチ面11aを押圧している押圧対象に対して押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示するように、触感呈示部13の駆動を押圧位置に応じて制御する。
In the tactile sensation providing apparatus according to the present embodiment, the
以下、本実施の形態に係る触感呈示装置による通知情報の触感呈示動作について、図3に示すフローチャートを参照して説明する。 Hereinafter, the tactile sensation presenting operation of the notification information by the tactile sensation presenting apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
先ず、制御部16は、タッチセンサ11からの位置情報(押圧対象の押圧位置)の入力を検出して(ステップS101)、タッチ面11aに指等が接触したのを検出する(ステップS102)。次に、制御部16は、荷重検出部12から入力される押圧荷重が触感を呈示する荷重基準(1.0N)を満たすか否かを判定する(ステップS103)。その結果、押圧荷重が荷重基準を満たすと判定した場合(Yesの場合)、制御部16は、記憶部15を参照し、触感を呈示する駆動信号情報と、タッチセンサ11からの位置情報に応じた駆動調整情報を取得する(ステップS104)。制御部16は、駆動信号情報を駆動調整情報に基づき調整し、調整後の駆動信号により触感呈示部13を駆動して、ユーザへ、押圧対象に押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示する(ステップS105)。ステップS104で取得する駆動調整情報が駆動電圧の調整情報である場合、制御部16は、駆動信号の駆動電圧を調整して、ユーザに一定振幅の振動による触感を呈示するように触感呈示部13を駆動する。また、ステップS104で取得する駆動調整情報が位相の調整情報である場合、制御部16は、駆動信号の位相を調整して、ユーザに一定振幅の振動による触感を呈示するように触感呈示部13を駆動する。さらに、制御部16は、一定振幅の振動による触感がクリック触感となるように、触感呈示部13の駆動を制御することができる。
First, the
本実施の形態に係る触感呈示装置によれば、ユーザがタッチセンサ11のタッチ面11aを、触感を呈示する基準を満たす押圧荷重で押圧すると、制御部16は、触感呈示部13の駆動を押圧位置に応じて制御し、指等の押圧対象に押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示する。これにより、ユーザの入力の位置に係わらず、ユーザに対して均一の触感を呈示し、ユーザの操作感を向上させることができる。
According to the tactile sensation providing apparatus according to the present embodiment, when the user presses the touch surface 11a of the
また、制御部16は、触感呈示部13に印加する電圧を押圧対象の押圧位置に応じて調整することにより、指等の押圧対象に押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示する。即ち、電圧の調整によって、ユーザ入力の位置に係わらず、ユーザに対して均一の触感を呈示し、ユーザの操作感を向上させることができる。
In addition, the
また、制御部16は、触感呈示部13の振動の位相を押圧対象の押圧位置に応じて調整することにより、指等の押圧対象に押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示する。即ち、位相の調整によって、ユーザ入力の位置に係わらず、ユーザに対して均一の触感を呈示し、ユーザの操作感を向上させることができる。
In addition, the
また、制御部16は、一定振幅の触感がクリック触感となるように、触感呈示部13の駆動を制御する。これにより、表示部14に表示されたソフトウェア的な入力用オブジェクトに対する入力でも、ユーザは、ハードウェア的なボタンスイッチを押したような触感を得ることができるため、ユーザの操作感をさらに向上させることができる。
Further, the
(第2実施の形態)
図4は、本発明の第2実施の形態に係る触感呈示装置の概略構成を示す機能ブロック図である。この触感呈示装置は、図1に示す第1実施の形態に係る触感呈示装置の荷重検出部12および触感呈示部13を圧電素子17によって置き換えたものである。タッチセンサ11、表示部14、記憶部15、および、制御部16については、それぞれ、第1実施の形態におけるものと同等の機能を有するものであり、詳細な説明は省略する。なお、第1実施の形態におけるタッチセンサ11、表示部14、記憶部15、および、制御部16に関する説明のうち、荷重検出部12、触感呈示部13に関する記載は、「荷重検出部12」及び「触感呈示部13」を「圧電素子17」と適宜読み替えるものとする。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the tactile sensation providing apparatus according to the second embodiment of the present invention. This tactile sensation providing apparatus is obtained by replacing the load detection unit 12 and the tactile
圧電素子17は、タッチセンサ11に装着される。この圧電素子17は、制御部16の制御により、圧電正効果を利用して、タッチセンサ11のタッチ面11aに対する押圧荷重を検出するための荷重検出モードと、圧電逆効果を利用して、タッチセンサ11のタッチ面11aを振動させる触感呈示モードとのいずれかのモードで動作させる。そして、荷重検出モードでは、タッチセンサ11のタッチ面11aに対する押圧荷重に対応する出力信号を制御部16に供給する。また、触感呈示モードでは、制御部16から供給される駆動信号に応じてタッチセンサ11のタッチ面11aを振動させて、タッチ面を押圧している押圧対象に駆動信号に応じた所定の触感を呈示する。
The
図5は、図4に示したタッチセンサ11、圧電素子17および表示部14の実装構造の概略構成例を示すもので、図5(a)は要部断面図、図5(b)は要部平面図である。タッチセンサ11には、その裏面上で、アッパカバー23で覆われる一辺または複数辺の近傍、ここでは3辺の近傍に、タッチセンサ11のタッチ面11aに対する押圧荷重を検出するとともに、タッチセンサ11を振動させて、タッチ面11aを押圧している押圧対象に触感を呈示するための圧電素子17をそれぞれ装着する。これら3個の圧電素子17の出力は、制御部16に並列に供給する。なお、図5(b)においては、図5(a)に示した筐体21、アッパカバー23およびインシュレータ24の図示を省略している。
FIG. 5 shows a schematic configuration example of the mounting structure of the
本実施の形態に係る触感呈示装置においては、タッチセンサ11は、タッチ面11aへのタッチ操作を検出する。そして、制御部16は、圧電素子17により検出される押圧荷重が触感を呈示する荷重基準(例えば、1.0N)を満たすかどうか判定する。そして、押圧荷重が触感を呈示する荷重基準を満たすと判定した場合は、制御部16は、タッチ面11aを押圧している押圧対象に対して押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示するように、圧電素子17の駆動を押圧位置に応じて制御する。
In the tactile sensation providing apparatus according to the present embodiment, the
以下、本実施の形態に係る触感呈示装置による通知情報の触感呈示動作について、図6に示すフローチャートを参照して説明する。 Hereinafter, a tactile sensation presenting operation of notification information by the tactile sensation presenting apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
先ず、制御部16は、3個の圧電素子17を荷重検出モードとして、それらの出力信号を監視する(ステップS201)。次いで、制御部16は、タッチセンサ11からの位置情報(押圧対象の押圧位置)の入力を検出して(ステップS202)、タッチ面11aに指等が接触したのを検出する(ステップS203)。次に、制御部16は、3個の圧電素子17の出力に基づいてタッチセンサ11への押圧荷重を演算し、その押圧荷重が触感を呈示する基準(1.0N)を満たすか否かを判定する(ステップS204)。その結果、押圧荷重が荷重基準を満たすと判定した場合(Yesの場合)、制御部16は、記憶部15を参照し、触感を呈示する駆動信号情報と、タッチセンサ11からの位置情報に応じた駆動調整情報を取得する(ステップS205)。また、制御部16は、3個の圧電素子17を荷重検出モードから、触感呈示モードに切り替える(ステップS206)。制御部16は、駆動信号情報を駆動調整情報に基づき調整し、調整後の駆動信号により圧電素子17を駆動して、ユーザに一定振幅の振動による触感を呈示する(ステップS207)。ステップS205で取得する駆動調整情報が駆動電圧の調整情報である場合、制御部16は、駆動信号の駆動電圧を調整して、ユーザに一定振幅の振動による触感を呈示するように圧電素子17を駆動する。また、ステップS205で取得する駆動調整情報が位相の調整情報である場合、制御部16は、駆動信号の位相を調整して、ユーザに一定振幅の振動による触感を呈示するように圧電素子17を駆動する。さらに、制御部16は、一定振幅の振動による触感がクリック触感となるように、圧電素子17の駆動を制御することができる。その後、制御部16は、3個の圧電素子17を荷重検出モードに復帰させて(ステップS208)、タッチセンサ11に対する押圧荷重を演算する。
First, the
本実施の形態に係る触感呈示装置によれば、圧電素子17を、タッチセンサ11のタッチ面11aに対する押圧荷重を検出する荷重センサと、タッチ面11aを振動させるアクチュエータとして共用したので、部品点数を削減できてコストダウンが図れる。また、部品点数を削減できることから、部品の設置スペースを少なくできるので、装置を小型化することができる。
According to the tactile sensation providing apparatus according to the present embodiment, the
また、本実施の形態に係る触感呈示装置によれば、ユーザがタッチセンサ11のタッチ面11aを、触感を呈示する基準を満たす押圧荷重で押圧すると、制御部16は、圧電素子17の駆動を押圧位置に応じて制御し、指等の押圧対象に押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示する。これにより、ユーザの入力の位置に係わらず、ユーザに対して均一の触感を呈示し、ユーザの操作感を向上させることができる。
Further, according to the tactile sensation providing apparatus according to the present embodiment, when the user presses the touch surface 11a of the
また、制御部16は、圧電素子17に印加する電圧を押圧対象の押圧位置に応じて調整することにより、指等の押圧対象に押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示する。即ち、電圧の調整によって、ユーザ入力の位置に係わらず、ユーザに対して均一の触感を呈示し、ユーザの操作感を向上させることができる。
In addition, the
また、制御部16は、圧電素子17の振動の位相を押圧対象の押圧位置に応じて調整することにより、指等の押圧対象に押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示する。即ち、位相の調整によって、ユーザ入力の位置に係わらず、ユーザに対して均一の触感を呈示し、ユーザの操作感を向上させることができる。
Further, the
また、制御部16は、一定振幅の触感がクリック触感となるように、圧電素子17の駆動を制御する。これにより、表示部14に表示されたソフトウェア的な入力用オブジェクトに対する入力でも、ユーザは、ハードウェア的なボタンスイッチを押したような触感を得ることができるため、ユーザの操作感をさらに向上させることができる。
Further, the
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部などに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。 Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, functions included in each component and the like can be rearranged so that there is no logical contradiction, and a plurality of components can be combined into one or divided.
例えば、荷重検出部12又は圧電素子17の出力に基づいて演算されるタッチセンサ11に加わる荷重が、触感を呈示する基準(例えば、1N)を満たすまでは圧覚を刺激するようにし、基準を満たすと、触感呈示部13又は圧電素子17を所定の駆動信号で駆動してタッチ面11aを振動させて触覚を刺激する。これにより、操作者に対してクリック触感を呈示して、当該入力操作が完了したことを認識させる。したがって、操作者は、押しボタンスイッチ(プッシュ式ボタンスイッチ)のようなボタンスイッチがタッチセンサ11上部に描画されていても、タッチセンサ11を、押しボタンスイッチを操作した場合と同様のリアルなクリック触感を得ながら、入力操作を行うことができるので、違和感を覚えることがない。また、タッチセンサ11を「押した」と言う意識との連動で入力操作を行うことができるので、単なる押圧による入力ミスも防止することができる。
For example, pressure is stimulated until the load applied to the
なお、触感を呈示する押圧荷重の基準は、例えば、表現したい押しボタンスイッチの押下時の荷重特性に応じて適宜設定することができる。例えば、この基準は、タッチセンサ11がタッチ入力に反応する荷重と同じに設定(タッチセンサ11のタッチ入力の反応と触感を呈示するタイミングを同じに設定)してもよいし、タッチセンサ11がタッチ入力に反応する荷重よりも高い荷重に設定(タッチセンサ11のタッチ入力の反応よりも触感を呈示するタイミングを遅くする設定)してもよい。例えば、本実施の形態に係る触感呈示装置を携帯端末に適用する場合においては、好ましくは、タッチセンサ11がタッチ入力に反応する荷重以上(タッチセンサ11のタッチ入力の反応よりも触感を呈示するタイミングを遅くする設定)とする。また、年配のユーザは重めに(より遅く)、若いユーザは軽めに(より早く)設定できるように、ユーザにおいて自由に設定できるようにしても良い。
In addition, the reference | standard of the press load which shows tactile sense can be suitably set according to the load characteristic at the time of pressing of the pushbutton switch to express, for example. For example, this reference may be set to the same load as the
また、例えば、触感呈示部13、荷重検出部12、および圧電素子17の数は、実施形態に記載の個数に限らず、任意の個数とすることができる。例えば、圧電素子17は、3個に限らず、任意の個数とすることができる。また、圧電素子17の構造も、タッチセンサ11の面積や、振動振幅等に応じて、モノモルフ、ユニモルフ、バイモルフ、積層型等の公知の構造とすることができる。
Further, for example, the number of tactile
また、本発明は、タッチセンサ11がオン・オフ動作を行うタッチスイッチとして機能する触感呈示装置にも有効に適用することができる。さらに、本発明に係る触感呈示装置は、タッチセンサ11に対する押圧の途中で、異なる基準(荷重)で順次に触感を呈示して、2段階スイッチ(押し込んだ後、さらに押し込む)などの多段階スイッチの触感を呈示することもできる。これにより、例えば、カメラのレリーズボタンに適用した場合は、フォーカスロック(1段押し)とレリーズ(2段押し)との触感を呈示することが可能となる。また、表示部14と組み合わせた場合は、押し込みの段数に応じてメニュー階層画面等の表示を種々変更することが可能となる。さらに、このように、多段階スイッチの触感を呈示する場合は、各段階でタッチ面を振動させる駆動信号を変更して、各段階において異なる触感を呈示することも可能である。
Further, the present invention can also be effectively applied to a tactile sensation providing apparatus that functions as a touch switch in which the
また、本発明に係る触感呈示装置は、荷重検出部12又は圧電素子17の出力に基づいて検出される押圧荷重が触感を呈示する基準を満たした際に、触感呈示部13又は圧電素子17を駆動する。ここで、荷重検出部12又は圧電素子17の出力に基づいて検出される押圧荷重が触感を呈示する基準を満たした際とは、検出される押圧荷重が触感を呈示する基準値に達した際であってもよいし、検出される押圧荷重が触感を呈示する基準値を超えた際でもよいし、荷重検出部又は圧電素子の出力に基づいて触感を呈示する基準値が検出された際でもよい。
In addition, the tactile sensation providing apparatus according to the present invention allows the tactile
11 タッチセンサ
11a タッチ面
12 荷重検出部
13 触感呈示部
14 表示部
15 記憶部
16 制御部
17 圧電素子
21 筐体
22 インシュレータ
23 アッパカバー
24 インシュレータ
31 荷重センサ
32 圧電素子
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記タッチセンサのタッチ面に対する押圧荷重を検出する荷重検出部と、
前記タッチ面を振動させる触感呈示部と、
前記荷重検出部により検出される押圧荷重が触感を呈示する基準を満たした際に、前記タッチ面を押圧している押圧対象に対して押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示するように、前記タッチ面上の位置に応じたサイズのエリア毎に設定された調整情報に基づき、前記触感呈示部の駆動を前記押圧位置に応じて制御する制御部と、
を備えることを特徴とする触感呈示装置。 A touch sensor for detecting touch input;
A load detection unit for detecting a pressing load on the touch surface of the touch sensor;
A tactile sensation providing unit that vibrates the touch surface;
When a pressing load detected by the load detecting unit satisfies a criterion for presenting a tactile sensation, a tactile sensation caused by vibration with a constant amplitude independent of the pressing position is presented to a pressing target pressing the touch surface. In addition, based on adjustment information set for each area of a size according to the position on the touch surface, a control unit that controls the driving of the tactile sensation providing unit according to the pressed position;
A tactile sensation presentation apparatus comprising:
前記タッチセンサのタッチ面に対する押圧荷重を検出する荷重検出部と、
前記タッチ面を振動させる触感呈示部と、を備える触感呈示装置の制御方法であって、
前記荷重検出部により検出される押圧荷重が触感を呈示する基準を満たした際に、前記タッチ面を押圧している押圧対象に対して押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示するように、前記タッチ面上の位置に応じたサイズのエリア毎に設定された調整情報に基づき、前記触感呈示部の駆動を前記押圧位置に応じて制御する、ことを特徴とする触感呈示装置の制御方法。 A touch sensor for detecting touch input;
A load detection unit for detecting a pressing load on the touch surface of the touch sensor;
A tactile sensation providing unit that vibrates the touch surface;
When a pressing load detected by the load detecting unit satisfies a criterion for presenting a tactile sensation, a tactile sensation caused by vibration with a constant amplitude independent of the pressing position is presented to a pressing target pressing the touch surface. And controlling the driving of the tactile sensation providing unit according to the pressed position based on adjustment information set for each area of a size corresponding to the position on the touch surface. Method.
前記タッチセンサに装着された圧電素子と、
前記圧電素子の出力信号に基づいて前記タッチセンサのタッチ面に対する押圧荷重を検出し、該検出される押圧荷重が触感を呈示する基準を満たした際に、前記タッチ面を押圧している押圧対象に対して押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示するように、前記タッチ面上の位置に応じたサイズのエリア毎に設定された調整情報に基づき、前記圧電素子の駆動を前記押圧位置に応じて制御する制御部と、
を備えることを特徴とする触感呈示装置。 A touch sensor for detecting touch input;
A piezoelectric element attached to the touch sensor;
A pressing target that presses the touch surface when the pressing load on the touch surface of the touch sensor is detected based on an output signal of the piezoelectric element and the detected pressing load satisfies a criterion for presenting a tactile sensation The piezoelectric element is driven based on adjustment information set for each area of a size corresponding to the position on the touch surface so as to present a tactile sensation with a constant amplitude vibration independent of the pressing position. A control unit for controlling according to the position;
A tactile sensation presentation apparatus comprising:
前記タッチセンサに装着された圧電素子と、を備える触感呈示装置の制御方法であって、
前記圧電素子の出力信号に基づいて前記タッチセンサのタッチ面に対する押圧荷重を検出し、該検出される押圧荷重が触感を呈示する基準を満たした際に、前記タッチ面を押圧している押圧対象に対して押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示するように、前記タッチ面上の位置に応じたサイズのエリア毎に設定された調整情報に基づき、前記圧電素子の駆動を前記押圧位置に応じて制御する、ことを特徴とする触感呈示装置の制御方法。 A touch sensor for detecting touch input;
A method for controlling a tactile sensation providing apparatus comprising: a piezoelectric element attached to the touch sensor;
A pressing target that presses the touch surface when the pressing load on the touch surface of the touch sensor is detected based on an output signal of the piezoelectric element and the detected pressing load satisfies a criterion for presenting a tactile sensation The piezoelectric element is driven based on adjustment information set for each area of a size corresponding to the position on the touch surface so as to present a tactile sensation with a constant amplitude vibration independent of the pressing position. A control method for a tactile sensation providing apparatus, wherein the control is performed according to a position.
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