JP6020742B2 - 電子機器、および、操作入力プログラム - Google Patents

Description

本発明は、ユーザの操作に応じた応答動作を行う電子機器、および、操作入力プログラムに関する。

一般的な電子機器では、ユーザの操作を機械式のキー入力部やタッチパネルなどを介して受け付ける。このような電子機器を操作する際には、ユーザは、意図する操作を確実に行うために、キー入力部の操作位置やタッチパネルの表示を確認しながらキー入力部やタッチパネルを操作する必要があった。このため、ユーザは、とっさに電子機器を操作する必要がある場合や、電子機器をポケットやカバンなどに入れたまま操作したりする場合に、電子機器の操作に手間取ることや操作ミスを起こしてしまうことがあった。

そこで、電子機器において、操作位置の確認を不要とする操作入力方法が提案されている（例えば特許文献１〜３参照。）。例えば、特許文献１や特許文献２に記載の操作入力方法は、電子機器に角速度センサや加速度センサを設け、電子機器が叩かれたり振られたりする操作を、角速度センサや加速度センサで検出する。また、特許文献３に記載の操作入力方法は、電子機器にタッチスクリーンを設け、タッチスクリーン上の任意の位置での相対的な複数の指の動きを検出する。

特開２００９−１２９２４８号公報 特開２０１３−１１８７００号公報 特開２０１０−１０８２７３号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載の操作入力方法では、ユーザの意図的な操作によって生じる加速度や角速度と、ユーザの意図していない電子機器の動きによって生じる加速度や角速度とを区別することが難しく、ユーザの操作を正確に検出することが難しかった。

また、特許文献３に記載の操作入力方法では、例えば、ユーザが片手で電子機器を把持しつつタッチスクリーンを操作しようとする場合、ユーザは、複数の指をタッチスクリーンに接触させるためには、変則的な手の形で電子機器を把持する必要があった。したがって、ユーザが複数の指でタッチスクリーンを操作する際の操作性が悪かった。

そこで、本発明の目的は、ユーザが操作位置を確認すること無く電子機器を操作しても、ユーザの操作を正確に検出することができ、操作性が良好な電子機器、および操作入力プログラムを提供することにある。

この発明は、複数の機能モードを有し、いずれかの機能モードを選択して動作する電子機器であって、選択されている機能モードに応じて機能を実行する機能部と、外力を受けて変形する外装部と、前記外装部の変形を検出する変形検出部と、前記外装部の変形パターンと応答動作との対応関係が機能モード毎に登録されている記憶部と、前記変形検出部で検出される前記外装部の変形から、前記記憶部に登録されている前記外装部の変形パターンを検出する操作判定部と、前記操作判定部で検出された変形パターンと前記変形パターンが検出された時に選ばれていた機能モードとに対応する応答動作を前記記憶部から読み取って前記機能部の動作状態を制御する制御実行部と、を備えている。

この構成では、ユーザから受ける外力によって外装部が所定のパターンで変形することを変形検出部および操作判定部で検出し、その操作パターンに応じた応答動作を行うように制御実行部が機能部を制御するので、ユーザは操作位置を確認することなく外装部の任意の位置に外力を加えて外装部を変形させることにより、電子機器を操作することができる。外装部は、ユーザから意図的にかけられる外力によって変形することはあっても、加速度や角速度によっては変形しないため、ユーザの操作を正確に検出することができる。また、ユーザが電子機器を操作する際に、外装部を操作する指の数や手の形が限定されることが無く、操作性が良好である。

前記変形検出部は、前記機能部が所定の動作状態になると、休止状態から起動することが好ましい。例えば、前記機能部は、前記外装部が有する外面の一部を操作面として前記操作面へのユーザのタッチ操作を検出するタッチ操作検出部を含み、前記変形検出部は、前記タッチ操作検出部が休止する状態になると、休止していた状態から起動する状態になるとよい。この場合、前記タッチ操作検出部は、前記操作面へのユーザのタッチ操作を検出してから一定時間が経過すると、休止する状態になるとよい。また例えば、前記複数の機能モードは、通信制御モードを含み、前記機能部は、前記通信制御モードで無線通信を行う無線通信部を含み、前記変形検出部は、前記無線通信部が無線信号の着信を受けると、休止していた状態から起動する状態になってもよい。このように、変形検出部やタッチ操作検出部の休止状態と起動状態との切り替えを適宜行うことにより、ユーザの操作性を更に高めることができる。

前記変形検出部は、前記ユーザによる前記外装部の押込みに伴って変形する圧電フィルムを備えることが好ましい。特には、前記圧電フィルムは、キラル高分子からなることが好ましい。この構成では、ユーザは、外装部を指で押込むようにして操作することができる。また、キラル高分子を主材料とする圧電フィルムは、焦電性の影響を受けずに出力を得ることができる、即ち、操作位置での温度変化の影響を受けずに出力を得ることができる。したがって、指からの伝熱による影響や、内部での発熱による影響を受けずに外装部の変形を高精度に検出することができる。

前記外装部は、矩形平板状であり、前記変形検出部は、前記外装部の互いに対向する２つの外面それぞれの変形を検出することが好ましい。この構成によれば、外装部の互いに対向する２つの外面の表裏をユーザが確認することなく外装部の一方の外面を変形させることで、電子機器を操作することができる。したがって、ユーザが外装部の表裏を確認する手間を省くことができる。

この発明は、複数の機能モードの内から選択されている機能モードに応じた機能を実行する機能部と、外力を受けて変形する外装部と、前記外装部の変形を検出する変形検出部と、前記外装部の変形パターンと前記機能部の応答動作との対応関係が機能モード毎に登録されている記憶部と、を備る電子機器で実行される操作入力プログラムであって、前記変形検出部で検出される前記外装部の変形から、前記記憶部に登録されている前記外装部の変形パターンを検出し、検出された変形パターンと前記変形パターンが検出された時に選ばれている機能モードとに対応する応答動作を記憶部から読み取って前記機能部を制御する処理を、前記電子機器に実行させる。この操作入力プログラムによれば、電子機器に、ユーザが行う外装部を変形させるような操作に応じて応答動作を行わせることができる。

この発明によれば、ユーザは、電子機器の外装部に外力を加えて外装部を所定のパターンで変形させることによって、操作位置を確認すること無く電子機器を操作することができる。

本発明の第１の実施形態に係る電子機器の平面図および側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る電子機器の押圧操作を説明する模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る電子機器の機能ブロック図である。 （Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る電子機器の押圧センサの出力と変形検出ＩＣの出力との関係を示す図である。（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る電子機器の記憶部に記憶される外装部の変形パターンと機能モード毎の応答動作との対応関係を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る電子機器の通信制御モードでの制御フローの一例を示すチャート図である。 本発明の第１の実施形態に係る電子機器の音楽制御モードでの制御フローの一例を示すチャート図である。 本発明の第２の実施形態に係る電子機器の平面図および側面図である。 本発明の第３の実施形態に係る電子機器の平面図および側面図である。 本発明の第４の実施形態に係る電子機器の平面図および側面図である。

本発明の第１の実施形態に係る電子機器について、図を参照して説明する。

図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る電子機器の平面図である。図１（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る電子機器の側面図である。

本実施形態に係る電子機器１０は、ユーザに把持されることが可能な程度の大きさのスマートフォン端末であり、音楽再生を制御する機能や音声通信を制御する機能を含む多種の機能を備えている。

電子機器１０は、外装部１１とタッチパネル１２とを備えている。なお、ここでは図示していないが、電子機器１０は、ＣＰＵや、記憶部、無線通信回路、画像処理回路、音声処理回路、回路基板等の、スマートフォン端末を構成するその他のハードウェアも備えている。

外装部１１は、長さおよび幅が厚さよりも大きい矩形平板状であって内部空間を有している。外装部１１は、カバーガラス１１Ａと、正面板１１Ｂと、背面板１１Ｃと、一対の側面板１１Ｄと、一対の側面板１１Ｅとを備えている。正面板１１Ｂと背面板１１Ｃと側面板１１Ｄと側面板１１Ｅとは、ＡＢＳやＰＣ等の一般的なハード系の有機素材等からなり、適宜の位置で分割可能に構成されている。正面板１１Ｂおよび背面板１１Ｃは、正面視（平面視）して長方形状であり、正面板１１Ｂにはカバーガラス１１Ａが嵌め込まれる矩形の開口部が設けられている。カバーガラス１１Ａは、透光性を有しており、正面板１１Ｂの開口部に嵌め込まれている。一対の側面板１１Ｄは、それぞれ正面板１１Ｂおよび背面板１１Ｃの長辺に沿って延びるように設けられている。一対の側面板１１Ｅは、それぞれ正面板１１Ｂおよび背面板１１Ｃの短辺に沿って延びるように設けられている。一対の側面板１１Ｄと一対の側面板１１Ｅとは、正面板１１Ｂおよび背面板１１Ｃの外周に沿って連続する形状で形成されている。

タッチパネル１２は、カバーガラス１１Ａが指等により任意の位置で押圧されると、カバーガラス１１Ａと一体的に変形するように、カバーガラス１１Ａの背面側に密着した状態で貼り付けられて外装部１１の内部に納められている。タッチパネル１２は、静電センサ１３と表示部１４と押圧センサ１７とを備えている。ここでは、タッチパネル１２において、静電センサ１３、表示部１４、押圧センサ１７をカバーガラス１１Ａ側から順に並べている。

静電センサ１３は、誘電体基板の両主面に静電容量検出用電極が形成された構造であり、カバーガラス１１Ａに対向し、カバーガラス１１Ａへのユーザのタッチ操作によって局所的な静電容量の変化が生じる。

表示部１４は、液晶ディスプレイパネル、または、有機ＥＬディスプレイパネルを備え、カバーガラス１１Ａを表示面として画像を描画する。

押圧センサ１７は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）やＬ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）等の圧電フィルムの両面に押圧検出用電極が形成された構造である。この押圧センサ１７は、ユーザの指がカバーガラス１１Ａを押圧することによりカバーガラス１１Ａと一体的に変形し、押圧検出用電極間に電荷が発生する。ここでは、押圧センサ１７は、正面視した長辺が外装部１１の短辺に沿い、正面視した短辺が外装部１１の長辺に沿うように配置されている。なお、押圧センサ１７は、正面視した長辺が外装部１１の長辺に沿い、正面視した短辺が外装部１１の短辺に沿うように配置されてもよい。

より限定的には、押圧センサ１７は、ＰＬＬＡ等のキラル高分子からなる圧電フィルムで構成し、図１（Ａ）中に黒矢印で示す延伸方向に引き延ばしている。ＰＬＬＡ等のキラル高分子は、主鎖が螺旋構造を有しており、一軸延伸されて分子が配向することにとより圧電性を発現する、具体的には、圧電フィルムの厚み方向を第１軸とし、圧電フィルムの延伸方向を第３軸として、圧電テンソル成分ｄ_１４で表わされる圧電性が発現する。ＰＬＬＡは比誘電率が約２．５と非常に低いため、圧電出力定数（圧電ｇ定数）が高分子中で非常に高い部類に属し、例えばＰＶＤＦと同様の検出感度を得ることができる。

また、圧電フィルムは、図１（Ａ）中に黒矢印で示す延伸方向に交差する角度方向（４５度方向）に長辺が延びるように帯状に成形している。このことにより、キラル高分子からなる圧電フィルムは、圧電フィルムを捩じるような変形では無く、圧電フィルムが厚み方向に撓むような変形を検出することができる。また、圧電フィルムの延伸方向を、外装の縁に平行になるように配置した場合、キラル高分子からなる圧電フィルムは、圧電フィルムを捩じるような変形を検出することができる。

なお、キラル高分子からなる圧電フィルムは、延伸倍率が３〜８倍程度であると好適である。延伸後に熱処理を施すことにより、キラル高分子の延びきり鎖結晶の結晶化が促進され圧電定数が向上する。尚、二軸延伸した場合はそれぞれの軸の延伸倍率を異ならせることによって一軸延伸と同様の効果を得ることが出来る。例えばある方向をＸ軸としてその方向に８倍、その軸に直交するＹ軸方向に２倍の延伸を施した場合、圧電定数に関してはおよそＸ軸方向に４倍の一軸延伸を施した場合と同等の効果が得られる。単純に一軸延伸した圧電フィルムは延伸軸方向に沿って裂け易いため、前述したような二軸延伸を行うことにより幾分強度を増すことが出来る。

また、キラル高分子からなる圧電フィルムは、延伸等による分子の配向処理のみで圧電性を生じ、ＰＶＤＦ等の他のポリマーや圧電セラミックスのように、ポーリング処理を行う必要がない。すなわち、強誘電体に属さないキラル高分子の圧電性は、ＰＶＤＦやＰＺＴ等の強誘電体のようにイオンの分極によって発現するものではなく、分子の特徴的な構造である螺旋構造に由来するものである。このため、キラル高分子には、他の強誘電性の圧電体で生じる焦電性が生じず、検出位置での温度変化の影響を受けずに出力を得ることができ、指からの伝熱による影響や、外装部内での発熱による影響を受けずに外装部の変形を高精度に検出することができる。

また、ＰＶＤＦ等は経時的に圧電定数の変動が見られるので場合によっては圧電定数が著しく低下する場合があるが、ＰＬＬＡ等のキラル高分子の圧電定数は経時的に極めて安定している。また、ＰＬＬＡやＰＶＤＦからなる圧電フィルムは、柔軟性を有するポリマーであり、圧電セラミックスのように、大きな変形で破損することがない。したがって、変形が大きくても、変形量を確実に検出することができる。

なお、キラル高分子からなる圧電フィルムは透明であるので、押圧センサ１７は、表示部１４よりもカバーガラス１１Ａ側に設けるようにしてもよい。その場合、圧電フィルムの両面に設ける押圧検出用電極も透明であることが好ましく、例えばＩＴＯ、ＺｎＯ、カーボンナノチューブ、グラフェン等の無機系の電極、ポリチオフェン、ポリアニリン等を主成分とする有機系の電極等を用いることが好適である。また、押圧センサ１７（圧電フィルム）は表示部１４の表示領域全面に配置する方が望ましい。

この電子機器１０は、カバーガラス１１Ａに対するユーザからのタッチ操作を検出するとともに、カバーガラス１１Ａに対するユーザからの押圧操作を検出して、対応する応答動作を行うものである。図２（Ａ）は、ユーザがカバーガラス１１Ａを押圧する状況を示す模式図である。

ユーザは、外装部１１を手９０で把持し、その手９０の指９１でカバーガラス１１Ａを押圧することで電子機器１０を押圧操作する。ユーザが電子機器１０を押圧操作する際には、外装部１１（カバーガラス１１Ａ）を操作する指９１の数や位置、電子機器１０を把持する手９０の形は限定されない。したがって、この電子機器１０は、従来よりも良好な操作性で、操作位置を確認すること無く操作することができる。

図２（Ｂ）は、カバーガラス１１Ａが強い力で押圧される状態を模式的に示す断面図であり、図２（Ｃ）は、カバーガラス１１Ａが弱い力で押圧される状態を模式的に示す断面図である。押圧センサ１７は、外装部１１のカバーガラス１１Ａ（および、図示していない静電センサ１３ならびに表示部１４）に接合され、カバーガラス１１Ａと一体的に撓むように構成されている。このため、押圧センサ１７は、カバーガラス１１Ａが押圧されることにより、長手方向に伸長するように変形する。カバーガラス１１Ａの押圧力が大きければ押圧センサ１７の変形量は大きくなり、カバーガラス１１Ａの押圧力が小さければ押圧センサ１７の変形量は小さくなる。押圧センサ１７の変形量が変わると、押圧センサ１７における分極状態が変わり、このことにより押圧センサ１７の両主面に設けられる押圧検出用電極間に押圧力に応じた電位差が生じる。したがって、電子機器１０では、この押圧センサ１７の押圧検出用電極間に生じる電位差に基づいて、外装部１１の変形（カバーガラス１１Ａの押圧）を検出することができる。

図３は、電子機器１０の機能ブロック図である。

電子機器１０は、表示部１４と、タッチ操作検出部１６と、変形検出部１９と、制御部２１と、記憶部２２と、無線通信部２３と、音声出力部２４と、スピーカー２５とを備えている。

タッチ操作検出部１６は、静電センサ１３における静電容量の変化からカバーガラス１１Ａへのタッチ操作を検出するものであり、タッチ操作検出ＩＣ１５および前述の静電センサ１３を備えている。タッチ操作検出ＩＣ１５は、静電センサ１３の出力に基づいて、タッチ操作の有無やタッチ操作の座標情報に関する検出信号を生成し、制御部２１に出力する。

変形検出部１９は、押圧センサ１７における電荷の変化からカバーガラス１１Ａの指等による押圧を検出するものであり、変形検出ＩＣ１８および前述の押圧センサ１７を備えている。変形検出ＩＣ１８は、押圧センサ１７の出力に基づいて、カバーガラス１１Ａに加わる押圧力、即ちカバーガラス１１Ａや押圧センサ１７の変形量に比例する検出信号を生成し、制御部２１に出力する。

ここで、押圧センサ１７の出力と、変形検出ＩＣ１８の出力とについて説明する。図４（Ａ）は、押圧センサ１７の出力と、変形検出ＩＣ１８の出力（押圧センサ１７の変形量）との関係を例示する図である。

押圧センサ１７の出力は、圧電フィルムの両主面に生じる電荷によって、圧電フィルムの両主面に設けられた押圧検出用電極から得られる電圧信号である。この電圧信号は、通常、押圧センサ１７の変形量が変わった瞬間に、押圧センサ１７の変形量の変化レベルに応じたピーク振幅レベルで生じ、圧電効果による電荷の漏洩とともに急速に振幅レベルが低下する。カバーガラス１１Ａが押し込まれた瞬間と、カバーガラス１１Ａの押し込みが開放された瞬間とでは、発生する電圧の極性は逆となる。

変形検出ＩＣ１８は、押圧センサ１７の出力に基づいて、押圧センサ１７の変形量の時間変化を反映した電圧信号を出力する。そのため、変形検出ＩＣ１８は、押圧センサ１７の変形量が変わった瞬間の押圧センサ１７の出力（ピーク振幅レベル）を検出し、そのピーク振幅レベルに比例する一定の振幅レベルを維持する矩形波信号を生成し、制御部２１に出力する。なお、押圧センサ１７のピーク振幅レベルをより確実に検出するために、変形検出ＩＣ１８では、大きな入力インピーダンスを有する検出回路を用いて振幅レベルの低下速度を遅くすることや、押圧センサ１７の出力をサンプリングするサンプリングレートを高めることが有効である。

また、図３に示す制御部２１は、電子機器１０がハードウェアとして備えるＣＰＵ（不図示）等で実行されるオペレーティングシステムやアプリケーションの総体としての機能ブロックである。制御部２１は、音楽データの再生を制御する音楽制御モードと、無線通信を制御する通信制御モードと、を含む複数の機能モードから、実行する機能モードを選択して各部を制御する。

無線通信部２３は、特許請求の範囲に記載の機能部の一部であり、通信制御モードで無線通信信号の送受信に関する機能を実行する。音声出力部２４およびスピーカー２５も、特許請求の範囲に記載の機能部の一部であり、各機能モードで音声信号の放音に関する機能を実行する。表示部１４も、特許請求の範囲に記載の機能部の一部であり、各機能モードで画像信号の描画に関する機能を実行する。なお、タッチ操作検出部１６も、特許請求の範囲に記載の機能部の一部であり、各機能モードでタッチ操作を検出する機能を実行する。

また、制御部２１は、ユーザの押圧操作に対応する制御を行うために操作判定部２６と制御実行部２７とを備えている。操作判定部２６は、ユーザがカバーガラス１１Ａを所定のパターンで押圧して行う押圧操作を、変形検出部１９の出力から検出する。制御実行部２７は、操作判定部２６が検出する押圧操作に応じた応答動作を行うように、無線通信部２３や音声出力部２４、スピーカー２５、表示部１４等の機能部を制御する。なお、制御実行部２７は、押圧操作に基づく制御とともにタッチ操作に基づく制御も行うとよい。ただし、タッチ操作に基づく制御は従来から一般的に行われているので、以降の説明では、タッチ操作に基づく制御の詳細に関する説明は省く。

また、記憶部２２は、各機能モードで利用されるデータを記憶するものであり、操作入力プログラム２２Ａと音楽データ記憶部２２Ｂとパターン記憶部２２Ｃと応答動作記憶部２２Ｄとを備えている。

操作入力プログラム２２Ａは、ＣＰＵ（不図示）に読み出されて実行されることにより、制御部２１にユーザの押圧操作に基づく制御を行わせる。音楽データ記憶部２２Ｂは、上述の音楽制御モードで利用される音楽データや、音楽データを再生する順番が登録されたプレイリストを記憶している。パターン記憶部２２Ｃは、外装部１１の変形に関する所定の操作パターンの一覧を記憶している。応答動作記憶部２２Ｄは、機能モード毎の応答動作の一覧を記憶している。応答動作記憶部２２Ｄに記憶される機能モード毎の応答動作と、パターン記憶部２２Ｃに記憶されている操作パターンとは、互いに対応付けした状態で記憶されている。

図４（Ｂ）は、応答動作記憶部２２Ｄに記憶される機能モード毎の応答動作と、パターン記憶部２２Ｃに記憶されている操作パターンとの対応関係をマトリクス状に示した図である。パターン記憶部２２Ｃに記憶される操作パターンは、例えば、一定時間内に短時間の押圧が一度だけ行われる変形パターン（クリックパターン）や、一定時間以上の押圧が継続する変形パターン（長押しパターン）、短時間で２回の押圧が繰り返される変形パターン（ダブルクリックパターン）、また、押圧の強さを区別した各変形パターンのバリエーション等である。応答動作記憶部２２Ｄに記憶される機能モードは、例えば、通信制御モード、音楽制御モード等である。機能モードと操作パターンとの組み合わせ毎に応答動作は対応付けられる。

ここで、電子機器１０の制御例について説明する。

図５は、制御部２１における第１の制御例を示すブロックチャートである。第１の制御例は、音楽制御モードでの電子機器１０の動作時に、カバーガラス１１Ａの押圧操作を検出して、再生している音楽データを、音楽データの再生順番が登録されたプレイリストの次曲に変更する場合を例にしている。

音楽制御モードでは、まず、タッチ操作検出部１６が所定のタッチ操作を検出し、検出信号を制御実行部２７に出力することにより、制御実行部２７が音楽再生処理を開始する。これにより、例えば、予め登録されたプレイリストに従って音楽データ記憶部２２Ｂから音楽データが読み出され、制御実行部２７から音声出力部２４に音楽データと音楽再生を開始させる制御信号とが出力される。音声出力部２４は入力される音楽データに基づいて、スピーカーまたはイヤホンに音声信号を出力し、スピーカーやイヤホンから音楽再生を行う。

また、制御実行部２７は、タッチ操作検出部１６からの検出信号が最後に入力されてから一定時間が経過すると、表示部１４およびタッチ操作検出部１６の動作を停止させる制御信号を出力する。これにより、表示部１４は画像の描画を中止し、タッチ操作検出部１６はタッチ操作の検出を中止する。また、制御実行部２７は、表示部１４およびタッチ操作検出部１６の動作を停止させる制御信号を出力することを条件に、操作判定部２６および変形検出部１９に押圧操作の検出を開始させる制御信号を出力する。操作判定部２６および変形検出部１９は、それまでは休止した状態にあり、操作判定部２６から制御信号が入力されることにより起動して、押圧操作の検出を開始する。

この状態で、ユーザがカバーガラス１１Ａを押圧操作すると、変形検出部１９がカバーガラス１１Ａに加わる押圧力を検出し、操作判定部２６に検出信号を出力する。操作判定部２６は、変形検出部１９から入力される検出信号に基づいてカバーガラス１１Ａの変形パターンを抽出し、パターン記憶部２２Ｃに登録されている操作パターン（クリックパターン等）に該当するものであるか否かをパターンマッチングにより判定する。パターン記憶部２２Ｃに登録されている操作パターンに該当すると判定した場合には、パターンマッチングにより特定された操作パターンを制御実行部２７に通知する。

制御実行部２７は、操作判定部２６から検出した操作パターンが通知されると、その操作パターンに対応付けして応答動作記憶部２２Ｄに記憶されている、通信制御モードでの応答動作を読み取る。なお、通信制御モードでの応答動作は、例えば、再生する音楽データを、プレイリストの次曲に相当する音楽データに変更する応答動作（曲送り動作）や、再生する音楽データの再生音量を変更する応答動作（音量変更動作）、音楽データの再生を一時停止する応答動作（一時停止動作）などである。

そして、制御実行部２７は、応答動作記憶部２２Ｄから読み取った応答動作に対応する制御信号を、音声出力部２４等に出力し、音声出力部２４等の動作状態を制御する。応答動作記憶部２２Ｄから読み取った応答動作が曲送り動作であれば、制御実行部２７は、音声出力部２４に、プレイリストの次曲に相当する音楽データと、音楽データの曲送りを指示する制御信号を出力する。これにより、音声出力部２４は、入力される次曲の音楽データに基づいて、スピーカーまたはイヤホンに音声信号を出力し、スピーカーやイヤホンから音楽再生を行う。

このように、電子機器１０で押圧操作に基づいて音楽制御モードの動作状態を制御する場合、例えば、ユーザが、音楽再生を行っている電子機器１０をポケットやカバン等に入れたまま押圧操作を行って、音楽再生を制御することができる。

この第１の制御例では、タッチ操作が有効な場合には押圧操作の検出を無効にし、タッチ操作が無効な場合には押圧操作の検出を有効にしている。すなわち、タッチ操作と押圧操作とを排他的に検出するようにしている。このため、ユーザがタッチ操作や押圧操作を行う際に、タッチ操作に対応する応答動作と押圧操作に対応する応答動作とが誤って選択されることを無くし、ユーザの意図通りに応答動作が行われる確度を高めることができる。

なお、音楽制御モードの他の機能モードにおいても、タッチ操作と押圧操作とを排他的に検出するようにしてもよい。また、タッチ操作と押圧操作とは、一時的に両方が検出されるようにしてもよい。タッチ操作と押圧操作との両方が検出される場合には、押圧操作のパターンとタッチ操作の位置との組み合わせ毎に応答動作を設定し、検出される押圧操作のパターンとタッチ操作の位置との組み合わせに応じた応答動作を行うようにするとよい。

次に、制御部２１において、機能モードに応じて押圧操作の検出を有効または無効にする第２の制御例について説明する。

図６は、制御部２１における第２の制御例を示すブロックチャートである。第２の制御例では、通信制御モードでの電子機器１０の動作時（着信音の再生時）に、カバーガラス１１Ａの押圧操作を検出して、着信音の再生を停止する場合を例にしている。

無線通信部２３が無線信号の着信を受けて制御実行部２７に着信通知信号を出力すると、制御実行部２７は、通信制御モードでの動作を開始する。

通信制御モードでは、まず、制御実行部２７は、操作判定部２６および変形検出部１９に押圧操作の検出を開始させる制御信号を出力する。操作判定部２６および変形検出部１９は、それまでは休止した状態にあり、操作判定部２６から制御信号が入力されることにより起動して、押圧操作の検出を開始する。また、制御実行部２７は、音声出力部２４に着信音の再生を開始させる制御信号を出力する。音声出力部２４は、その制御信号が入力されると、着信音の再生を開始する。

この状態で、ユーザがカバーガラス１１Ａを押圧操作すると、変形検出部１９がカバーガラス１１Ａに加わる押圧力を検出し、操作判定部２６に検出信号を出力する。操作判定部２６は、変形検出部１９から入力される検出信号に基づいてカバーガラス１１Ａの変形パターンを抽出し、パターン記憶部２２Ｃに登録されている操作パターン（クリックパターン等）に該当するものであるか否かをパターンマッチングにより判定する。パターン記憶部２２Ｃに登録されている操作パターンに該当すると判定した場合には、パターンマッチングにより特定された操作パターンを制御実行部２７に通知する。

制御実行部２７は、操作判定部２６から検出した操作パターンが通知されると、その操作パターンに対応付けして応答動作記憶部２２Ｄに記憶されている、通信制御モードでの応答動作を読み取る。なお、通信制御モードでの応答動作は、例えば、通話を開始する応答動作（通話開始動作）や、着信を保留する応答動作（保留動作）、着信音の再生を中止させる応答動作（マナーモード変更動作）である。

そして、制御実行部２７は、応答動作記憶部２２Ｄから読み取った応答動作に対応する制御信号を、無線通信部２３や音声出力部２４、表示部１４等に出力し、無線通信部２３や音声出力部２４、表示部１４等の動作状態を制御する。応答動作記憶部２２Ｄから読み取った応答動作がマナーモード変更動作であれば、制御実行部２７は、音声出力部２４に着信音の再生を禁止する制御信号を出力する。これにより音声出力部２４は、制御実行部２７から入力される制御信号に従って、着信音の再生を停止する。

このように、電子機器１０で押圧操作に基づいて通信制御モードの動作状態を制御する場合、例えば、電子機器１０の急な鳴動を停止させるためにユーザがとっさに電子機器を操作しても、ユーザは電子機器１０における操作位置の確認を行う手間を省くことができるので、速やかに電子機器を操作することができる。

この第２の制御例では、機能モードに応じて押圧操作の検出を有効または無効に切り替えるので、ユーザは、動作している機能モードさえ把握することができれば、押圧操作が有効か否かを容易に判断することができる。

なお、通信制御モードの他の機能モードにおいても、機能モードに応じて押圧操作の検出が有効または無効のいずれかに切り替えられるようにしてもよい。また、第１の制御例と第２の制御例とを組み合わせて、所定の機能モードでは、タッチ操作と押圧操作とを排他的に検出するようにしておき、他の機能モードでは、機能モードに応じて押圧操作の検出を有効または無効のいずれかに切り替えるようにしてもよい。

以上に示したように、本実施形態に係る電子機器１０では、外装部１１（カバーガラス１１Ａ）がユーザから受ける外力によって所定のパターンで変形することを変形検出部１９および操作判定部２６で検出して、制御実行部２７で通信制御モードや音楽制御モードなどの機能モード毎に応答動作を行うように音声出力部２４や表示部１４などの機能部を制御する。したがって、ユーザは操作位置を確認することなく外装部１１（カバーガラス１１Ａ）の任意の位置に外力を加えて、電子機器１０を操作することができる。外装部１１（カバーガラス１１Ａ）は、ユーザから意図的にかけられる外力によって変形することはあっても、加速度や角速度によっては変形しないため、ユーザの操作を正確に検出することができる。

なお、本実施形態で示した機能モードや操作パターン、応答動作はあくまで例示であり、上述した以外の機能モードや操作パターン、応答動作を行うようにしてもよい。また、電子機器１０はスマートフォン端末に限られるものではなく、変形検出部１９に相当する構成を備えて押圧操作を検出するものであれば、どのような構成であってもよい。例えば、上述した表示部１４、カバーガラス１１Ａ、タッチ操作検出部１６等の構成は必須の構成ではなく、本発明は、それらを備えていない電子機器であってもよい。

また、本実施形態では、押圧センサ１７をキラル高分子からなる圧電フィルムで構成する例を示したが、焦電性を補償する回路などと併用させることにより焦電性を有する他の圧電材料を用いることもできる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る電子機器について説明する。

図７（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る電子機器の平面図である。図７（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る電子機器の側面図である。

電子機器３０は、外装部３１と静電センサ３３と表示部３４と押圧センサ３５Ａ，３５Ｂとを備えている。外装部３１は、矩形平板状で内部空間を有しており、カバーガラス３１Ａと、背面板３１Ｂと、を備えている。カバーガラス３１Ａの背面側には静電センサ３３と表示部３４と押圧センサ３５Ａとが付設されている。背面板３１Ｂの正面には押圧センサ３５Ｂが付設されている。押圧センサ３５Ａ，３５Ｂは、ユーザの指がカバーガラス３１Ａや背面板３１Ｂを押し込むことに伴って変形する。電子機器３０の制御部等の他の構成は、第１の実施形態に係る電子部品と同様である。

したがって、本実施形態に係る電子機器３０では、外装部３１のカバーガラス３１Ａまたは背面板３１Ｂがユーザから受ける外力によって所定のパターンで変形することを検出し、その押圧操作に対応する応答動作を行うので、ユーザは操作位置を確認することなく外装部３１のカバーガラス３１Ａまたは背面板３１Ｂの任意の位置に外力を加えて、電子機器３０を操作することができる。したがって、例えば、ユーザは、電子機器３０の表裏を把握する手間を省くことができ、より速やかに押圧操作を行うことができる。

次に、本発明の第３の実施形態に係る電子機器について説明する。図８（Ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る電子機器の平面図である。図８（Ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る電子機器の側面図である。

第３の実施形態に係る電子機器６０は、ここでは第１の実施形態と同様、外装部６１と静電センサ６３と表示部６４とを備えるものである。ただし、電子機器６０は、静電センサ６３および表示部６４には押圧センサが付設されておらず、外装部６１の背面板６１Ｃに押圧センサ６５が付設されている。

押圧センサ６５は、このように外装部６１に設けられていてもよく、この場合にも、ユーザは操作位置を確認することなく外装部６１の背面板６１Ｃの任意の位置に外力を加えて、電子機器６０を操作することができる。

次に、本発明の第４の実施形態に係る電子機器について説明する。図９（Ａ）は、本発明の第４の実施形態に係る電子機器の平面図である。図９（Ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係る電子機器の側面図である。

第４の実施形態に係る電子機器８０は、ここでは第１の実施形態と同様、外装部８１と表示部（不図示）と静電センサ（不図示）とを備えるスマートフォン端末である。ただし、電子機器８０は、表示部および静電センサに押圧センサが付設されておらず、外装部８１の互いに対向する一対の側面板８１Ｄそれぞれに押圧センサ８５Ａ，８５Ｂが付設されている。

押圧センサ８５Ａ，８５Ｂは、このように外装部８１に設けられていてもよく、この場合にも、ユーザは操作位置を確認することなく外装部８１の側面板８１Ｄの任意の位置に外力を加えて、電子機器８０を操作することができる。

以上の各実施形態で示したように、本発明は、外装部の変形を検出する変形検出部を用いて操作を検出する電子機器であれば、外装部のどのような変形を検出するものであってもよい。

１０，３０，６０，８０…電子機器
１１，３１，６１，８１…外装部
１１Ａ…カバーガラス
１２…タッチパネル
１３…静電センサ
１４…表示部
１５…タッチ操作検出ＩＣ
１６…タッチ操作検出部
１７，３５Ａ，３５Ｂ，６５，８５Ａ，８５Ｂ…押圧センサ
１８…変形検出ＩＣ
１９…変形検出部
２１…制御部
２２…記憶部
２２Ａ…操作入力プログラム
２２Ｂ…音楽データ記憶部
２２Ｃ…パターン記憶部
２２Ｄ…応答動作記憶部
２３…無線通信部
２４…音声出力部
２５…スピーカー
２６…操作判定部
２７…制御実行部
９０…手
９１…指

Claims (9)

1. 複数の機能モードを有し、いずれかの機能モードを選択して動作する電子機器であって、
   選択されている機能モードに応じた機能を実行する機能部と、
   外力を受けて変形し、画像表示する表示面と、
   前記表示面の変形を検出する変形検出部と、
   前記表示面の変形パターンと応答動作との対応関係が機能モード毎に登録されている記憶部と、
   前記変形検出部で検出される前記表示面の変形から、前記表示面に対する押圧操作を検出するとともに、前記記憶部に登録されている前記表示面の変形パターンを検出する操作判定部と、
   前記操作判定部で検出された変形パターンと前記変形パターンが検出された時に選択されていた機能モードとに対応する応答動作を前記記憶部から読み取って前記機能部の動作状態を制御する制御実行部と、
   前記表示面に対するタッチ操作を検出するタッチ操作検出部と、
   を備え、
   前記制御実行部は、前記表示面に対する前記タッチ操作が有効な場合には前記表示面に対する前記押圧操作を無効にし、前記表示面に対する前記押圧操作が有効な場合には前記表示面に対する前記タッチ操作を無効にする電子機器。
2. 前記変形検出部は、前記機能部の動作状態が所定の動作状態になると、休止していた状態から起動する状態になる、請求項１に記載の電子機器。
3. 前記変形検出部は、前記タッチ操作検出部が休止する状態になると、休止していた状態から起動する状態になる、請求項２に記載の電子機器。
4. 前記タッチ操作検出部は、前記表示面に対する前記タッチ操作を検出してから一定時間が経過すると、休止する状態になる、
   請求項３に記載の電子機器。
5. 前記複数の機能モードは、通信制御モードを含み、
   前記機能部は、前記通信制御モードで無線通信を行う無線通信部を含み、
   前記変形検出部は、前記無線通信部が無線信号の着信を受けると、休止していた状態から起動する状態になる、
   請求項２〜４のいずれかに記載の電子機器。
6. 前記変形検出部は、ユーザによる前記表示面の押込みに伴って変形する圧電フィルムを備える、請求項１〜５のいずれかに記載の電子機器。
7. 前記圧電フィルムは、キラル高分子からなる、
   請求項６に記載の電子機器。
8. 前記表示面を有し、外力を受けて変形する外装部をさらに備え、
   前記外装部は、矩形平板状であり、
   前記変形検出部は、前記外装部の互いに対向する外面それぞれの変形を検出する、
   請求項１〜７のいずれかに記載の電子機器。
9. 複数の機能モードのうちから選択されている機能モードに応じた機能を実行する機能部と、
   外力を受けて変形し、画像表示する表示面と、
   前記表示面の変形を検出する変形検出部と、
   前記表示面の変形パターンと前記機能部の応答動作との対応関係が機能モード毎に登録されている記憶部と、
   前記表示面に対するタッチ操作を検出するタッチ操作検出部と、
   前記変形検出部の出力に基づいて、前記表示面に対する押圧操作を検出する操作判定部と、
   を備える電子機器で実行される操作入力プログラムであって、
   前記変形検出部で検出される前記表示面の変形から、前記記憶部に登録されている前記表示面の変形パターンを検出し、検出された変形パターンと前記変形パターンが検出された時に選択されている機能モードとに対応する応答動作を記憶部から読み取って前記機能部の動作状態を制御し、前記表示面に対する前記タッチ操作が有効な場合には前記表示面に対する前記押圧操作を無効にし、前記表示面に対する前記押圧操作が有効な場合には前記表示面に対する前記タッチ操作を無効にする処理を、
   前記電子機器に実行させる操作入力プログラム。

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