JP5956525B2

JP5956525B2 - 入力装置

Info

Publication number: JP5956525B2
Application number: JP2014203116A
Authority: JP
Inventors: 聡伸中村; 充弘山▲崎▼; 晶彦水谷; マヒルム，ジェド・ベネディクト・クリス・タヒル
Original assignee: Lenovo Singapore Pte Ltd
Current assignee: Lenovo Singapore Pte Ltd
Priority date: 2014-10-01
Filing date: 2014-10-01
Publication date: 2016-07-27
Anticipated expiration: 2034-10-01
Also published as: JP2016071789A

Description

本発明は、入力装置に関する。

近年、タッチパネルを備えたモバイル機器等の入力装置では、ユーザがタッチパネルに触れた場合に振動発生器を振動させることによりユーザに触覚で伝えるフィードバック技術（ＨＡＰＴＩＣＳ技術）が注目されている。振動発生器としては、例えば、ピエゾ（圧電）素子、形状記憶合金（例えば、国際公開番号ＷＯ２０１２／０２３６０５参照）、偏心モーター（ERM：Eccentric Rotating Mass）、リニア・バイブレータ（LRA：Linear Resonant Actuator）等を使用することができる。

かかる入力装置では、振動発生器をタッチパネルの下側に配置して、タッチパネルを垂直方向に振動させるものがある。しかしながら、振動発生器を垂直方向に配置すると装置を薄型化することができない。

また、振動発生器を配置する場合に、レイアウト及びスペースの関係上、タッチパネルの中央位置に配置することができない場合がある。この場合、タッチパネルの振動量が不足してしまい、ユーザの入力操作に対して効率的に振動をフィードバックすることができない。

特開２００７−２６３４４号公報米国特許出願公開第２０１０／０１５６８４３号明細書

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ユーザの入力操作に対して効率的に振動をフィードバックすることが可能な入力装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、タッチパネルと、前記タッチパネルを前記タッチパネルの入力面に対して平行方向に振動させる振動発生部と、前記タッチパネルの入力面への入力操作が行われた場合に、前記振動発生部を振動させる制御手段と、を備え、前記振動発生部は、１又は複数の振動発生器で構成されており、前記１又は複数の振動発生器は、前記タッチパネルの縁部の近傍に、その振動面が前記タッチパネルの重心を通る直線と直交する位置に配置されることを特徴とする。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記タッチパネルは、略四角形状を呈しており、前記１又は複数の振動発生器は、前記タッチパネルの各辺の中央位置以外の前記縁部の近傍に配置されることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記１又は複数の振動発生器は、硬質部材を介して、前記タッチパネルを振動させることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記１又は複数の振動発生器は、前記タッチパネルの縁部に形成された凸部に当接して配置されることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記１又は複数の振動発生器は、前記タッチパネルの縁部に形成された凹部に当接して配置されることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記１又は複数の振動発生器は、前記タッチパネルのコーナー部に当接して配置されることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記制御手段は、前記タッチパネルにソフトウェアキーボードを表示し、前記ソフトウェアキーボードに対してキー操作が行われた場合には、キー操作毎に、前記複数の振動発生器のうち異なる振動発生器を振動させることが望ましい。

本発明によれば、ユーザの入力操作に対して効率的に振動をフィードバックすることが可能な入力装置を提供することが可能になるという効果を奏する。

図１は、本実施の形態に係る入力装置を適用したタブレットの概略の前面図である。図２は、本実施の形態に係る入力装置を適用したタブレットの概略の断面図である。図３は、本実施の形態に係る入力装置の概略構成を示す機能ブロック図である。図４は、振動発生部の振動発生器の配置例１を説明するための図である。図５は、振動発生部の振動発生器の配置例２を説明するための図である。図６は、振動発生部の振動発生器の配置例３を説明するための図である。図７は、振動発生部の振動発生器の配置例４を説明するための図である。図８は、図１のタブレットにソフトウェアキーボードを表示した例を示す図である。

以下に、この発明に係る入力装置を図面に基づいて詳細に説明する。本発明の構成要素は、本明細書の図面に一般に示してあるが、様々な構成で広く多様に配置し設計してもよいことは容易に理解できる。したがって、本発明の装置の実施形態についての以下のより詳細な説明は、特許請求の範囲に示す本発明の範囲を限定するものではなく、単に本発明の選択した実施形態の一例を示すものであって、特許請求の範囲に示す本発明と矛盾無く装置についての選択した実施形態を単に示すものである。当業者は、特定の細目の１つ以上が無くても、又は他の方法、部品、材料でも本発明を実現できることが理解できる。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの又は実質的に同一のものが含まれる。

図１及び図２を参照して、本実施の形態に係る入力装置を適用したタブレット１の概略の構成を説明する。図１は、タブレット１の前面図、図２は、図１の概略の断面図である。

タブレット１は、図１に示すように、略長方体を呈する筐体１の前面側に１対の長辺３ａ及び短辺３ｂを備えた略長方形状のタッチパネル３が配置されている。タッチパネル３は、例えば、ＬＣＤ、ＬＣＤ上に配置されたタッチセンサ、及びタッチセンサ上に配置された保護ガラス等で構成することができる。図１において、タッチパネル３の長辺３ａ、短辺３ｂに沿った方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向とし、タッチパネル３の入力面（ＸＹ平面）に垂直な方向をＺ方向とする。

タッチパネル３のＬＣＤには各種情報が表示される。タッチパネル３のタッチセンサは、例えば、静電容量方式のタッチセンサであり、指等の指示体の多点検出及び面検出が可能となっている。

また、タブレット１は、図２に示すように、筐体２に、回路基板（不図示）、タッチパネル３、タッチパネル３を水平方向Ａ（ＸＹ平面に平行な方向）に振動させる振動発生部４が収納されている。筐体２は、例えば合成樹脂やアルミ等で構成することができる。

図３は、本実施の形態に係る入力装置の概略構成を示す機能ブロック図である。図１に示すように、タブレット１は、タッチパネル３と、振動発生部４と、メインコンローラ１０と、タッチパネルコントローラ１１と、振動コントローラ１２と、を備える。

タッチパネル３は、ＬＣＤとＬＣＤ上に配置されたタッチセンサを備えており、タッチパネル３は、ＬＣＤに文字、図形、画像等の情報を表示するとともに、指、スタイラス、ペン等（以下、「指示体」と称する）を用いて、タッチセンサに対して行われる各種入力操作を検出するためのものである。

メインコントローラ１０は、タブレット１の全体の動作を制御する。タッチパネルコントローラ１１は、メインコントローラ１０の指示に従って、タッチパネル３のタッチセンサの検出及び駆動を制御すると共に、タッチパネル３のＬＣＤの表示制御を行う。タッチパネルコントローラ１１は、タッチパネル３のタッチセンサに対するユーザのタッチ操作を検出して、メインコントローラ１０に出力する。

振動発生部４は、１又は複数の振動発生器で構成されており、振動発生器は、タッチパネル３を水平方向（入力面であるＸＹ平面に対して平行な方向）に振動させる。振動発生器としては、振動を発生するものであればいずれのものでもよく、例えば、ピエゾ（圧電）素子、形状記憶合金、偏心モーター、リニア・バイブレータ等を使用することができる。振動発生器は、例えば、タッチパネル３の縁部（長辺３ａ及び／又は短辺３ｂ）の近傍に、その振動面がタッチパネル３の重心を通る直線と直交する位置に配置することができる。これは、レイアウト及びスペース上、タッチパネル３の各辺３ａ、３ｂの中央位置に振動発生器を配置することができない場合でも、タッチパネル３の振動量を大きくしてタッチパネル３を効率的に振動させるためである。

なお、便宜上、ＬＣＤ、タッチセンサ、及び保護ガラス等を備えたものをタッチパネル３としているが、ユーザに振動をフィードバックできればよいので、振動発生部４は、ＬＣＤ、タッチセンサ、及び保護ガラスのうち、いずれか１又は複数を振動させることにしてもよい。

後述するように、振動発生器の振動面を、タッチパネル３の重心を通る直線と直交する位置に配置するために、タッチパネル３の重心を通る直線と直交するコーナー部（直交辺）に振動発生器を配置する、硬質部材や振動補強部材を介在させる、タッチパネル３の縁部に凹部を形成する、及びタッチパネル３の縁部に凸部を形成する等の方法がある。これらの方法は組み合わせて実施してもよい。

振動コントローラ１２は、メインコントローラ１０の指示に従って、振動発生部４の駆動を制御するものであり、振動発生部４の振動発生器を振動させるための駆動信号を送出するためのドライバ回路等を備えている。

本実施の形態では、タッチパネルコントローラ１１は、タッチパネル３へのユーザの入力面へのタッチ操作を検出すると、検出信号をメインコントローラ１０に出力する。メインコントローラ１０は、検出信号を受け取ると、入力面に対する入力操作が行われたことをユーザに知らせるために、振動発生部４の振動発生器を振動させるための制御信号を振動コントローラ１２に出力する。メインコントローラ１０は、例えば、制御信号により振動発生部４の振動発生器の周期、周波数、及び振幅等を制御する。振動コントローラ１２は、この制御信号に従って振動発生器を振動させることにより、タッチパネル３を水平方向に振動させる。これにより、操作者は、タッチパネル３の入力面を操作したことを、タッチパネル３の振動により認識することが可能となる。

図４〜図７を参照して、振動発生部４の振動発生器の配置例１〜４を説明する。配置例１〜４では、１又は複数の振動発生器を、タッチパネル３の各辺３ａ，３ｂの中央位置以外の縁部の近傍に配置している。

図４は、振動発生部４の振動発生器の配置例１を説明するための図であり、タッチパネル３及び振動発生部４の振動発生器４ａ、４ｂを説明するための模式的な平面図である。図４において、「Ｇ」は、タッチパネル３の重心を示している。図４に示す例は、振動発生器を硬質部材を介してその振動面がタッチパネル３の重心Ｇを通る直線と直交する位置に配置した例を示している。硬質材料としては、例えば、ガラス、金属、セラミック、及びプラスチック等を使用することができる。

振動発生器４ａ、４ｂは、重心Ｇを通る直線Ｌａ、Ｌｂと、振動発生器４ａ、４ｂの振動面が直交するように、略三角形状の硬質部材５ａ、５ｂを介してタッチパネル３の一方の短辺３ｂの近傍に配置されている。振動発生器４ａ、４ｂは、硬質部材５ａ、５ｂを介して、タッチパネル３をそれぞれ矢印Ａａ方向、矢印Ａｂ方向に振動させる。メインコントローラ１０は、タッチパネル３の入力面にユーザがタッチした場合には、振動発生器４ａ、４ｂの一方のみを振動させてもよく、また、両方を振動させてもよい。

振動発生器の数及び配置位置はこの配置例１に限定されるものではない。振動発生器は、１つ又は３つ以上としてもよく、また、振動発生器及び硬質部材は、他方の短辺３ｂや長辺３ａに配置してもよい。

図５は、振動発生部４の振動発生器の配置例２を説明するための図であり、タッチパネル３及び振動発生部４の振動発生器４ａ、４ｂを説明するための模式的な平面図である。図５に示す例は、振動発生器の振動面がタッチパネル３の重心Ｇを通る直線と直交する位置に振動発生器を配置するために、図４の硬質部材５ａ、５ｂの代わりに、タッチパネル３の縁部に凸部を形成した例を示している。

振動発生器４ａ、４ｂは、重心Ｇを通る直線Ｌａ、Ｌｂと、振動発生器４ａ、４ｂの振動面が直交するように、タッチパネル３の一方の短辺３ｂに形成した略三角形状の凸部３ｃ、３ｄに振動面を当接させて配置されている。振動発生器４ａ、４ｂは、タッチパネル３をそれぞれ矢印Ａａ方向、矢印Ａｂ方向に振動させる。メインコントローラ１０は、タッチパネル３の入力面にユーザがタッチした場合には、振動発生器４ａ、４ｂの一方のみを振動させてもよく、また、両方を振動させてもよい。

振動発生器の数及び配置位置はこの配置例２に限定されるものではない。振動発生器は、１つ又は３つ以上としてもよく、また、振動発生器の配置位置及び凸部の形成位置は、他方の短辺３ｂや長辺３ａとしてもよい。

図６は、振動発生部４の振動発生器の配置例３を説明するための図であり、タッチパネル３及び振動発生部４の振動発生器４ｃ、４ｄを説明するための模式的な平面図である。図６に示す例は、振動発生器の振動面がタッチパネル３の重心Ｇを通る直線と直交する位置に振動発生器を配置するために、タッチパネル３のコーナー部（直交辺）に配置した例を示している。

振動発生器４ｃ、４ｄは、重心Ｇを通る直線Ｌｃ、Ｌｄと、振動発生器４ｂ、４ｃの振動面が直交するように、タッチパネル３の長辺３ａと短辺３ｂが直交するコーナー部に当接して配置されている。振動発生器４ｃ、４ｄは、タッチパネル３をそれぞれ矢印Ａｃ方向、矢印Ａｄ方向に振動させる。メインコントローラ１０は、タッチパネル３の入力面にユーザがタッチした場合には、振動発生器４ｃ、４ｄの一方のみを振動させてもよく、また、両方を振動させてもよい。

振動発生器の数及び配置位置はこの配置例３に限定されるものではない。振動発生器は、１つ又は３つ以上としてもよく、また、振動発生器は他のコーナー部に配置してもよい。

図７は、振動発生部４の振動発生器の配置例４を説明するための図であり、タッチパネル３及び振動発生部４の振動発生器４ｅ、４ｆを説明するための模式的な平面図である。図７に示す例は、振動発生器の振動面がタッチパネル３の重心Ｇを通る直線と直交する位置に振動発生器を配置するために、タッチパネル３の縁部に凹部（溝）を形成した例を示している。

振動発生器４ｅ、４ｆは、重心Ｇを通る直線Ｌｅ、Ｌｆと、振動発生器４ｅ、４ｆの振動面が直交するように、タッチパネル３の一方の長辺３ａに形成した略三角形状の凹部３ｃ、３ｄに振動面を当接して配置されている。振動発生器４ｅ、４ｆは、タッチパネル３をそれぞれ矢印Ａｅ方向、矢印Ａｆ方向に振動させる。メインコントローラ１０は、タッチパネル３の入力面にユーザがタッチした場合には、振動発生器４ｅ、４ｆの一方のみを振動させてもよく、また、両方を振動させてもよい。

振動発生器の数及び配置位置はこの配置例４に限定されるものではない。振動発生器は、１つ又は３つ以上としてもよく、また、振動発生器は配置位置及び凹部の形成位置は、他方の長辺３ａや短辺３ｂとしてもよい。

上述の配置例１〜４は、単独又は組み合わせて実施することにしてもよい。

図８は、図１のタブレット１にソフトウェアキーボード１００を表示した例を示す図である。図８において、タッチパネルコントローラ１１は、メインコントローラ１０の制御に従って、タッチパネル３上にソフトウェアキーボード１００を表示する。図８のタブレット１は、少なくとも２つの振動発生器（上記配置例１〜４の例で示す２つの振動発生器）を備えているものとする。

ソフトウェアキーボード１００では、画面上に表示されたキーボードへのタッチ操作により、キー入力を行うことが可能となっている。一般に、ソフトウェアキーボードでは、キーボードを連続して打鍵した場合には、振動発生器の振動フィードバックが追いつかずに分かりにくいという問題がある。そこで、本実施の形態では、メインコントローラ１０は、タッチパネルコントローラ１１を制御して、連続する打鍵入力に対して異なる振動発生器を振動させる。例えば、メインコントローラ１０は、ソフトウェアキーボード１００のキー入力に対して、振動発生器４ａ、４ｂを交互に振動させてもよい。

また、メインコントローラ１０は、例えば、ソフトウェアキーボード１００で、「ｗ」、「ｒ」、「ｉ」、「ｔ」、「ｅ」のキーが連続して入力された場合には、振動発生器４ａ、振動発生器４ｂ、振動発生器４ａ、振動発生器４ｂ、振動発生器４ａの順に振動させてもよい。例えば、メインコントローラ１０は、前回のキー入力と今回のキー入力の間隔が所定時間より短い場合に、前回振動させた振動発生器と異なる振動発生器を振動させることにしてもよい。メインコントローラ１０は、例えば、「ｗ」が入力されて、振動発生器４ａを振動させ、「ｗ」の入力から所定時間以内に「ｒ」が入力された場合には、振動発生器４ｂを振動させてもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、タッチパネル３と、タッチパネル３をタッチパネル３の入力面に対して平行方向に振動させる振動発生部４と、タッチパネル３の入力面への入力操作が行われた場合に、振動発生部４を振動させるメインコントローラ１０及びタッチパネルコントローラ１１と、を備え、振動発生部４は、１又は複数の振動発生器で構成されており、１又は複数の振動発生器は、タッチパネル３の縁部の近傍に、その振動面がタッチパネル３の重心を通る直線と直交する位置に配置されることとしたので、ユーザの入力操作に対して効率的に振動をフィードバックすることが可能な入力装置を提供することが可能となる。

また、タッチパネル３は、略四角形状を呈しており、１又は複数の振動発生器を、タッチパネル３の各辺の中央位置以外の縁部の近傍に配置することとしたので、レイアウト及びタッチパネル３の各辺の中央位置に振動発生器を配置することができない場合でも、タッチパネル３を効率的に振動させることが可能となる。

また、振動発生器を、コーナー部（直交辺）に当接させて配置したり、硬質部材や振動補強部材を介在させて配置したり、タッチパネル３の縁部に形成した凹部に当接して配置したり、タッチパネル３の縁部に形成した凸部に当接させて配置しているので、簡単な構成により、振動発生器の振動面がタッチパネル３の重心を通る直線と直交する位置に振動発生器を配置することが可能となる。

また、メインコントローラ１０は、タッチパネル３にソフトウェアキーボード１００を表示し、ソフトウェアキーボード１００に対してキー操作が行われた場合には、キー操作毎に、複数の振動発生器のうち異なる振動発生器を振動させることとしたので、連続する打鍵入力に対して振動フィードバックの遅れを生じること無く、ユーザに好適な振動フィードバックを与えることが可能となる。

なお、上記実施の形態では、入力装置としてタブレットを例示して説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、タッチパネルを備えた他の装置、例えば、スマートフォン、ノートＰＣ、携帯電話端末等の他の入力装置にも適用可能である。

１タブレット
２筐体
３タッチパネル
３ａ長辺
３ｂ短辺
３ｃ、３ｄ凸部
３ｅ、３ｆ凹部
４振動発生部
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ振動発生器
５ａ，５ｂ硬質部材
１０メインコントローラ
１１タッチパネルコントローラ
１２振動コントローラ
１００ソフトウェアキーボード
Ｇ重心
Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄ，Ｌｅ，Ｌｆ直線

Claims

タッチパネルと、
前記タッチパネルを前記タッチパネルの入力面に対して平行方向に振動させる振動発生部と、
前記タッチパネルの入力面への入力操作が行われた場合に、前記振動発生部を振動させる制御手段と、
を備え、
前記振動発生部は、複数の振動発生器で構成されており、
前記複数の振動発生器は、それぞれ前記タッチパネルの縁部の近傍に、その振動面が前記タッチパネルの重心を通る直線と直交する位置に配置され、
前記タッチパネルは、略四角形状を呈しており、前記複数の振動発生器は、前記タッチパネルの各辺の中央位置以外の前記縁部の近傍に配置されることを特徴とする入力装置。
前記複数の振動発生器は、前記タッチパネルの１辺の近傍に配置されることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
前記複数の振動発生器は、硬質部材を介して、前記タッチパネルを振動させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の入力装置。
前記複数の振動発生器は、前記タッチパネルの縁部に形成された凸部に当接して配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の入力装置。
前記複数の振動発生器は、前記タッチパネルの縁部に形成された凹部に当接して配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の入力装置。
前記複数の振動発生器は、前記タッチパネルのコーナー部に当接して配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の入力装置。
前記制御手段は、前記タッチパネルにソフトウェアキーボードを表示し、前記ソフトウェアキーボードに対してキー操作が行われた場合には、キー操作毎に、前記複数の振動発生器のうち異なる振動発生器を振動させることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の入力装置。