JP6172284B2 - 駆動制御装置、電子機器、及び駆動制御方法 - Google Patents

駆動制御装置、電子機器、及び駆動制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6172284B2
JP6172284B2 JP2015538705A JP2015538705A JP6172284B2 JP 6172284 B2 JP6172284 B2 JP 6172284B2 JP 2015538705 A JP2015538705 A JP 2015538705A JP 2015538705 A JP2015538705 A JP 2015538705A JP 6172284 B2 JP6172284 B2 JP 6172284B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drive control
vibration
amplitude
vibration element
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015538705A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2015045064A1 (ja
Inventor
裕一 鎌田
裕一 鎌田
遠藤　康浩
康浩 遠藤
宮本　晶規
晶規 宮本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Publication of JPWO2015045064A1 publication Critical patent/JPWO2015045064A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6172284B2 publication Critical patent/JP6172284B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0484—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] for the control of specific functions or operations, e.g. selecting or manipulating an object, an image or a displayed text element, setting a parameter value or selecting a range
    • G06F3/04845—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] for the control of specific functions or operations, e.g. selecting or manipulating an object, an image or a displayed text element, setting a parameter value or selecting a range for image manipulation, e.g. dragging, rotation, expansion or change of colour
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0484—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] for the control of specific functions or operations, e.g. selecting or manipulating an object, an image or a displayed text element, setting a parameter value or selecting a range
    • G06F3/04847—Interaction techniques to control parameter settings, e.g. interaction with sliders or dials
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0487—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser
    • G06F3/0488—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures
    • G06F3/04883—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures for inputting data by handwriting, e.g. gesture or text
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/01—Indexing scheme relating to G06F3/01
    • G06F2203/014—Force feedback applied to GUI

Description

本発明は、駆動制御装置、電子機器、及び駆動制御方法に関する。
従来より、表示手段と、使用者の操作部位の前記表示手段への接触状態を検出する接触検出手段と、前記表示手段に接触している前記操作部位に対し、所定の触感を与える触感振動を発生させる触感振動発生手段とを備える触感呈示装置がある（例えば、特許文献１参照）。
この触感呈示装置は、さらに、前記接触検出手段による検出結果に基づいて、前記触感振動を発生させるための波形データを生成する振動波形データ生成手段を備える。また、この触感呈示装置は、さらに、前記振動波形データ生成手段により生成された前記波形データに対し超音波を搬送波として変調処理を行い、該変調処理により生成された超音波変調信号を、前記触感振動を発生させるための信号として前記触感振動発生手段に出力する超音波変調手段とを備える。
また、前記超音波変調手段は、周波数変調又は位相変調のどちらか一方を行う。また、前記超音波変調手段は、更に振幅変調を行う。
また、従来より、画像情報を表示する表示パネルと、前記表示パネル面上に設けられ、物体が接触した位置座標を検出するタッチパネルと、前記タッチパネルを接触面に水平な第１の方向に励振する第１振動アクチュエータとを備える触覚提示装置がある（例えば、特許文献２参照）。
この触覚提示装置は、さらに、前記タッチパネルを接触面に水平かつ前記第１の方向と直交する第２の方向に励振する第２振動アクチュエータを備える。また、この触覚提示装置は、さらに、前記表示パネルの所定画像情報が表示された領域内において、物体が前記タッチパネルに接触して移動している場合には前記第１振動アクチュエータ及び／又は前記第２振動アクチュエータを駆動し、物体が停止している場合又は物体が接触していない場合には前記第１，２振動アクチュエータを停止する制御部を備える。
特開２０１０−２３１６０９号公報 特開２００３−３３７６４９号公報
ところで、従来の触感呈示装置の超音波の周波数は、可聴帯域より高い周波数（およそ２０ｋＨｚ以上）であればよく、超音波の周波数自体に特に工夫はなされていないため、良好な触感を提供できないおそれがある。
また、従来の触覚提示装置は、タッチパネルを接触面に水平な第１の方向に励振するため、良好な触感を提供できないおそれがある。
そこで、良好な触感を提供することにより利用者が操作入力を行うべき位置がある方向を容易に認識できる駆動制御装置、電子機器、及び駆動制御方法を提供することを目的とする。
本発明の実施の形態の駆動制御装置は、表示部と、前記表示部の表示面側に配設され、操作面を有するトップパネルと、前記操作面に行われる操作入力の位置を検出する位置検出部と、前記操作面に振動を発生させる第１振動素子とを含む電子機器の前記第１振動素子を駆動する駆動制御装置であって、前記操作面に超音波帯の固有振動を生成する超音波帯の波信号の振幅を、前記第１振動素子の駆動に用いる駆動信号の振幅を表す振幅データに応じて変調し、変調された波信号を前記駆動信号として前記第１振動素子に出力する振幅変調器と、前記波信号の振幅の変調に用いられる前記振幅データを前記振幅変調器に出力し、前記振幅データに応じて前記第１振動素子を駆動する第１駆動制御部であって、前記表示部に表示する所定のＧＵＩ操作部の位置と、前記操作面への操作入力の位置との関係に応じて、前記固有振動の強弱が切り替わるように前記振幅データを制御する、第１駆動制御部を含む。
良好な触感を提供することにより利用者が操作入力を行うべき位置がある方向を容易に認識できる駆動制御装置、電子機器、及び駆動制御方法を提供することができる。
実施の形態の電子機器１００を示す斜視図である。 実施の形態の電子機器１００を示す平面図である。 図２に示す電子機器１００のＡ−Ａ矢視断面を示す図である。 超音波帯の固有振動によってトップパネル１２０に生じる定在波のうち、トップパネル１２０の短辺に平行に形成される波頭を示す図である。 電子機器１００のトップパネル１２０に生じさせる超音波帯の固有振動により、操作入力を行う指先に掛かる動摩擦力が変化する様子を説明する図である。 実施の形態の電子機器１００の構成を示す図である。 動作モードの種類を表すデータ、着信の種類を表すデータ、及びターゲットとなるＧＵＩ操作部を表すデータを関連付けた制御データを示す図である。 実施の形態の駆動制御装置３００の駆動制御部２４０及びＬＲＡ駆動部２６０の制御処理を示すフローチャートである。 実施の形態の電子機器１００の動作例を示す図である。 実施の形態の電子機器１００の動作例を示す図である。 実施の形態の電子機器１００の動作例を示す図である。 実施の形態の電子機器１００の動作例を示す図である。 実施の形態の電子機器１００における振動のパターンを示す図である。 実施の形態の電子機器１００における振動のパターンを示す図である。
以下、本発明の駆動制御装置、電子機器、及び駆動制御方法を適用した実施の形態について説明する。
＜実施の形態＞
図１は、実施の形態の電子機器１００を示す斜視図である。
電子機器１００は、一例として、タッチパネルを入力操作部とする、スマートフォン端末機、又は、タブレット型コンピュータである。電子機器１００は、タッチパネルを入力操作部とする機器であればよいため、例えば、携帯情報端末機、又は、ＡＴＭ（Automatic Teller Machine）のように特定の場所に設置されて利用される機器であってもよい。
電子機器１００の入力操作部１０１は、タッチパネルの下にディスプレイパネルが配設されており、ディスプレイパネルにＧＵＩ(Graphic User Interface)による様々なボタン１０２Ａ、又は、スライダー１０２Ｂ等（以下、ＧＵＩ操作部１０２と称す）が表示される。
電子機器１００の利用者は、通常、ＧＵＩ操作部１０２を操作するために、指先で入力操作部１０１に触れる。
次に、図２を用いて、電子機器１００の具体的な構成について説明する。
図２は、実施の形態の電子機器１００を示す平面図であり、図３は、図２に示す電子機器１００のＡ−Ａ矢視断面を示す図である。なお、図２及び図３では、図示するように直交座標系であるＸＹＺ座標系を定義する。
電子機器１００は、筐体１１０、トップパネル１２０、両面テープ１３０、振動素子１４０、タッチパネル１５０、ディスプレイパネル１６０、基板１７０、ＬＲＡ(Linear Resonant Actuator)１８０、及び圧力センサ１９０を含む。
筐体１１０は、例えば、樹脂製であり、図３に示すように凹部１１０Ａに基板１７０、ディスプレイパネル１６０、及びタッチパネル１５０が配設されるとともに、両面テープ１３０によってトップパネル１２０が接着されている。
トップパネル１２０は、平面視で長方形の薄い平板状の部材であり、透明なガラス、又は、ポリカーボネートのような強化プラスティックで作製される。トップパネル１２０の表面（Ｚ軸正方向側の面）は、電子機器１００の利用者が操作入力を行う操作面の一例である。
トップパネル１２０は、Ｚ軸負方向側の面に振動素子１４０が接着され、平面視における四辺が両面テープ１３０によって筐体１１０に接着されている。なお、両面テープ１３０は、トップパネル１２０の四辺を筐体１１０に接着できればよく、図３に示すように矩形環状である必要はない。
トップパネル１２０のＺ軸負方向側にはタッチパネル１５０が配設される。トップパネル１２０は、タッチパネル１５０の表面を保護するために設けられている。なお、トップパネル１２０の表面に、さらに別なパネル又は保護膜等が設けられていてもよい。
トップパネル１２０は、Ｚ軸負方向側の面に振動素子１４０が接着された状態で、振動素子１４０が駆動されることによって振動する。実施の形態では、トップパネル１２０の固有振動周波数でトップパネル１２０を振動させて、トップパネル１２０に定在波を生じさせる。ただし、トップパネル１２０には振動素子１４０が接着されているため、実際には、振動素子１４０の重さ等を考慮した上で、固有振動周波数を決めることが好ましい。
振動素子１４０は、トップパネル１２０のＺ軸負方向側の面において、Ｙ軸正方向側において、Ｘ軸方向に伸延する短辺に沿って接着されている。振動素子１４０は、超音波帯の振動を発生できる素子であればよく、例えば、ピエゾ素子のような圧電素子を含むものを用いることができる。振動素子１４０は、第１振動素子又は振動素子の一例である。
振動素子１４０は、後述する駆動制御部から出力される駆動信号によって駆動される。振動素子１４０が発生する振動の振幅（強度）及び周波数は駆動信号によって設定される。また、振動素子１４０のオン／オフは駆動信号によって制御される。
なお、超音波帯とは、例えば、約２０ｋＨｚ以上の周波数帯をいう。実施の形態の電子機器１００では、振動素子１４０が振動する周波数は、トップパネル１２０の振動数と等しくなるため、振動素子１４０は、トップパネル１２０の固有振動数で振動するように駆動信号によって駆動される。
タッチパネル１５０は、ディスプレイパネル１６０の上（Ｚ軸正方向側）で、トップパネル１２０の下（Ｚ軸負方向側）に配設されている。タッチパネル１５０は、電子機器１００の利用者がトップパネル１２０に触れる位置（以下、操作入力の位置と称す）を検出する座標検出部の一例である。
タッチパネル１５０の下にあるディスプレイパネル１６０には、ＧＵＩによる様々なボタン等（以下、ＧＵＩ操作部と称す）が表示される。このため、電子機器１００の利用者は、通常、ＧＵＩ操作部を操作するために、指先でトップパネル１２０に触れる。
タッチパネル１５０は、利用者のトップパネル１２０への操作入力の位置を検出できる座標検出部であればよく、例えば、静電容量型又は抵抗膜型の座標検出部であればよい。ここでは、タッチパネル１５０が静電容量型の座標検出部である形態について説明する。タッチパネル１５０とトップパネル１２０との間に隙間があっても、静電容量型のタッチパネル１５０は、トップパネル１２０への操作入力を検出できる。
また、ここでは、タッチパネル１５０の入力面側にトップパネル１２０が配設される形態について説明するが、トップパネル１２０はタッチパネル１５０と一体的であってもよい。この場合、タッチパネル１５０の表面が図２及び図３に示すトップパネル１２０の表面になり、操作面を構築する。また、図２及び図３に示すトップパネル１２０を省いた構成であってもよい。この場合も、タッチパネル１５０の表面が操作面を構築する。また、この場合には、操作面を有する部材を、当該部材の固有振動で振動させればよい。
また、タッチパネル１５０が静電容量型の場合は、トップパネル１２０の上にタッチパネル１５０が配設されていてもよい。この場合も、タッチパネル１５０の表面が操作面を構築する。また、タッチパネル１５０が静電容量型の場合は、図２及び図３に示すトップパネル１２０を省いた構成であってもよい。この場合も、タッチパネル１５０の表面が操作面を構築する。また、この場合には、操作面を有する部材を、当該部材の固有振動で振動させればよい。
ディスプレイパネル１６０は、例えば、液晶ディスプレイパネル又は有機ＥＬ(Electroluminescence)パネル等の画像を表示できる表示部であればよい。ディスプレイパネル１６０は、筐体１１０の凹部１１０Ａの内部で、図示を省略するホルダ等によって基板１７０の上（Ｚ軸正方向側）に設置される。
ディスプレイパネル１６０は、後述するドライバＩＣ(Integrated Circuit)によって駆動制御が行われ、電子機器１００の動作状況に応じて、ＧＵＩ操作部、画像、文字、記号、図形等を表示する。
基板１７０は、筐体１１０の凹部１１０Ａの内部に配設される。基板１７０の上には、ディスプレイパネル１６０及びタッチパネル１５０が配設される。ディスプレイパネル１６０及びタッチパネル１５０は、図示を省略するホルダ等によって基板１７０及び筐体１１０に固定されている。
基板１７０には、後述する駆動制御装置の他に、電子機器１００の駆動に必要な種々の回路等が実装される。
ＬＲＡ１８０は、筐体１１０の凹部１１０Ａに取り付けられている。本実施の形態では、ＬＲＡ１８０は、可聴域の周波数の駆動信号によって駆動される。ＬＲＡ１８０は、例えば、ボイスコイルを用いたＬＲＡであっても良いし、圧電素子を用いたＬＲＡであってもよい。ＬＲＡ１８０は、第２振動素子の一例である。
ＬＲＡ１８０は、可聴域の周波数の駆動信号で駆動され、可聴域の振動を発生させる振動デバイスであり、駆動信号の振幅により振動量が変化する。
圧力センサ１９０は、筐体１１０の凹部１１０Ａに取り付けられ、利用者の操作入力によってトップパネル１２０にかかる圧力を検出する。圧力センサ１９０は、利用者の操作入力によってトップパネル１２０にかかる圧力を検出できるセンサであれば、どのようなセンサであってもよく、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を用いたダイアフラムゲージ等を用いることができる。
圧力センサ１９０は、電子機器１００の利用者が所定のＧＵＩボタン等を押圧して入力を確定する操作を行うときに、ＧＵＩボタン等の押圧を検出するために設けられている。
以上のような構成の電子機器１００は、トップパネル１２０に利用者の指が接触し、指先の移動を検出すると、基板１７０に実装される駆動制御部が振動素子１４０を駆動し、トップパネル１２０を超音波帯の周波数で振動させる。この超音波帯の周波数は、トップパネル１２０と振動素子１４０とを含む共振系の共振周波数であり、トップパネル１２０に定在波を発生させる。
電子機器１００は、超音波帯の定在波を発生させることにより、トップパネル１２０を通じて利用者に触感を提供する。
次に、図４を用いて、トップパネル１２０に発生させる定在波について説明する。
図４は、超音波帯の固有振動によってトップパネル１２０に生じる定在波のうち、トップパネル１２０の短辺に平行に形成される波頭を示す図であり、図４の（Ａ）は側面図、（Ｂ）は斜視図である。図４の（Ａ）、（Ｂ）では、図２及び図３と同様のＸＹＺ座標を定義する。なお、図４の（Ａ）、（Ｂ）では、理解しやすさのために、定在波の振幅を誇張して示す。また、図４の（Ａ）、（Ｂ）では振動素子１４０を省略する。
トップパネル１２０のヤング率Ｅ、密度ρ、ポアソン比δ、長辺寸法ｌ、厚さｔと、長辺方向に存在する定在波の周期数ｋとを用いると、トップパネル１２０の固有振動数（共振周波数）ｆは次式（１）、（２）で表される。定在波は１／２周期単位で同じ波形を有するため、周期数ｋは、０．５刻みの値を取り、０．５、１、１．５、２・・・となる。
Figure 0006172284
Figure 0006172284
 なお、式（２）の係数αは、式（１）におけるｋ２以外の係数をまとめて表したものである。
図４の（Ａ）、（Ｂ）に示す定在波は、一例として、周期数ｋが１０の場合の波形である。例えば、トップパネル１２０として、長辺の長さｌが１４０ｍｍ、短辺の長さが８０ｍｍ、厚さｔが０．７ｍｍのGorilla（登録商標）ガラスを用いる場合には、周期数ｋが１０の場合に、固有振動数ｆは３３．５［ｋＨｚ］となる。この場合は、周波数が３３．５［ｋＨｚ］の駆動信号を用いればよい。
トップパネル１２０は、平板状の部材であるが、振動素子１４０（図２及び図３参照）を駆動して超音波帯の固有振動を発生させると、図４の（Ａ）、（Ｂ）に示すように撓むことにより、表面に定在波が生じる。
なお、ここでは、１つの振動素子１４０がトップパネル１２０のＺ軸負方向側の面において、Ｙ軸正方向側において、Ｘ軸方向に伸延する短辺に沿って接着される形態について説明するが、振動素子１４０を２つ用いてもよい。２つの振動素子１４０を用いる場合は、もう１つの振動素子１４０をトップパネル１２０のＺ軸負方向側の面において、Ｙ軸負方向側において、Ｘ軸方向に伸延する短辺に沿って接着すればよい。この場合に、２つの振動素子１４０は、トップパネル１２０の２つの短辺に平行な中心線を対称軸として、軸対称になるように配設すればよい。
また、２つの振動素子１４０を駆動する場合は、周期数ｋが整数の場合は同一位相で駆動すればよく、周期数ｋが奇数の場合は逆位相で駆動すればよい。
次に、図５を用いて、電子機器１００のトップパネル１２０に生じさせる超音波帯の固有振動について説明する。
図５は、電子機器１００のトップパネル１２０に生じさせる超音波帯の固有振動により、操作入力を行う指先に掛かる動摩擦力が変化する様子を説明する図である。図５の（Ａ）、（Ｂ）では、利用者が指先でトップパネル１２０に触れながら、指をトップパネル１２０の奥側から手前側に矢印に沿って移動する操作入力を行っている。なお、振動のオン／オフは、振動素子１４０（図２及び図３参照）をオン／オフすることによって行われる。
また、図５の（Ａ）、（Ｂ）では、トップパネル１２０の奥行き方向において、振動がオフの間に指が触れる範囲をグレーで示し、振動がオンの間に指が触れる範囲を白く示す。
超音波帯の固有振動は、図４に示すようにトップパネル１２０の全体に生じるが、図５の（Ａ）、（Ｂ）には、利用者の指がトップパネル１２０の奥側から手前側に移動する間に振動のオン／オフを切り替える動作パターンを示す。
このため、図５の（Ａ）、（Ｂ）では、トップパネル１２０の奥行き方向において、振動がオフの間に指が触れる範囲をグレーで示し、振動がオンの間に指が触れる範囲を白く示す。
図５の（Ａ）に示す動作パターンでは、利用者の指がトップパネル１２０の奥側にあるときに振動がオフであり、指を手前側に移動させる途中で振動がオンになっている。
一方、図５の（Ｂ）に示す動作パターンでは、利用者の指がトップパネル１２０の奥側にあるときに振動がオンであり、指を手前側に移動させる途中で振動がオフになっている。
ここで、トップパネル１２０に超音波帯の固有振動を生じさせると、トップパネル１２０の表面と指との間にスクイーズ効果による空気層が介在し、指でトップパネル１２０の表面をなぞったときの動摩擦係数が低下する。
従って、図５の（Ａ）では、トップパネル１２０の奥側にグレーで示す範囲では、指先に掛かる動摩擦力は大きく、トップパネル１２０の手前側に白く示す範囲では、指先に掛かる動摩擦力は小さくなる。
このため、図５の（Ａ）に示すようにトップパネル１２０に操作入力を行う利用者は、振動がオンになると、指先に掛かる動摩擦力の低下を感知し、指先の滑り易さを知覚することになる。このとき、利用者はトップパネル１２０の表面がより滑らかになることにより、動摩擦力が低下するときに、トップパネル１２０の表面に凹部が存在するように感じる。
一方、図５の（Ｂ）では、トップパネル１２０の奥前側に白く示す範囲では、指先に掛かる動摩擦力は小さく、トップパネル１２０の手前側にグレーで示す範囲では、指先に掛かる動摩擦力は大きくなる。
このため、図５の（Ｂ）に示すようにトップパネル１２０に操作入力を行う利用者は、振動がオフになると、指先に掛かる動摩擦力の増大を感知し、指先の滑り難さ、あるいは、引っ掛かる感じを知覚することになる。そして、指先が滑りにくくなることにより、動摩擦力が高くなるときに、トップパネル１２０の表面に凸部が存在するように感じる。
以上より、図５の（Ａ）と（Ｂ）の場合に、利用者は指先で凹凸を感じ取ることができる。このように人間が凹凸の知覚することは、例えば、"触感デザインのための印刷物転写法とSticky-band Illusion"(第11回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会論文集 (SI2010, 仙台)____174-177, 2010-12)に記載されている。また、"Fishbone Tactile Illusion"(日本バーチャルリアリティ学会第10 回大会論文集(2005 年9 月))にも記載されている。
なお、ここでは、振動のオン／オフを切り替える場合の動摩擦力の変化について説明したが、これは、振動素子１４０の振幅（強度）を変化させた場合も同様である。
次に、図６を用いて、実施の形態の電子機器１００の構成について説明する。また、ここでは、図６に加えて、図７を用いて、電子機器１００の振動素子１４０を駆動する駆動波形について説明する。
図６は、実施の形態の電子機器１００の構成を示す図である。
電子機器１００は、振動素子１４０、アンプ１４１、タッチパネル１５０、ドライバＩＣ(Integrated Circuit)１５１、ディスプレイパネル１６０、ドライバＩＣ１６１、ＬＲＡ１８０、ドライバＩＣ１８１、圧力センサ１９０、制御部２００、正弦波発生器３１０、及び振幅変調器３２０を含む。
制御部２００は、アプリケーションプロセッサ２２０、通信プロセッサ２３０、駆動制御部２４０、メモリ２５０、及びＬＲＡ駆動部２６０を有する。制御部２００は、例えば、ＩＣチップで実現される。
また、駆動制御部２４０、正弦波発生器３１０、及び振幅変調器３２０は、駆動制御装置３００を構築する。なお、ここでは、アプリケーションプロセッサ２２０、通信プロセッサ２３０、駆動制御部２４０、メモリ２５０、及びＬＲＡ駆動部２６０が１つの制御部２００によって実現される形態について説明するが、駆動制御部２４０は、制御部２００の外部に別のＩＣチップ又はプロセッサとして設けられていてもよい。この場合には、メモリ２５０に格納されているデータのうち、駆動制御部２４０の駆動制御に必要なデータは、メモリ２５０とは別のメモリに格納して、駆動制御装置３００の内部に設ければよい。
また、同様に、ＬＲＡ駆動部２６０は、制御部２００の外部に別のＩＣチップ又はプロセッサとして設けられていてもよい。この場合には、メモリ２５０に格納されているデータのうち、ＬＲＡ駆動部２６０の駆動制御に必要なデータは、メモリ２５０とは別のメモリに格納して、駆動制御装置３００の内部に設ければよい。
図６では、筐体１１０、トップパネル１２０、両面テープ１３０、及び基板１７０（図２参照）は省略する。また、ここでは、アンプ１４１、ドライバＩＣ１５１、ドライバＩＣ１６１、駆動制御部２４０、メモリ２５０、ＬＲＡ駆動部２６０、正弦波発生器３１０、及び振幅変調器３２０について説明する。
アンプ１４１は、駆動制御装置３００と振動素子１４０との間に配設されており、駆動制御装置３００から出力される駆動信号を増幅して振動素子１４０を駆動する。
ドライバＩＣ１５１は、タッチパネル１５０に接続されており、タッチパネル１５０への操作入力があった位置を表す位置データを検出し、位置データを制御部２００に出力する。この結果、位置データは、アプリケーションプロセッサ２２０と駆動制御部２４０に入力される。なお、位置データが駆動制御部２４０に入力されることは、位置データが駆動制御装置３００に入力されることと等価である。
ドライバＩＣ１６１は、ディスプレイパネル１６０に接続されており、駆動制御装置３００から出力される描画データをディスプレイパネル１６０に入力し、描画データに基づく画像をディスプレイパネル１６０に表示させる。これにより、ディスプレイパネル１６０には、描画データに基づくＧＵＩ操作部又は画像等が表示される。
ＬＲＡ１８０は、ＬＲＡ駆動部２６０によって可聴域の周波数の駆動信号によって駆動される。ＬＲＡ１８０は、可聴域の周波数の駆動信号で駆動され、可聴域の振動を発生させる振動デバイスであり、駆動信号の振幅により振動量が変化する。
ドライバＩＣ１８１は、ＬＲＡ駆動部２６０から入力される駆動信号をＤ／Ａ（Digital to Analog）変換し、振幅等を増幅した信号をＬＲＡ１８０に出力する。
圧力センサ１９０は、電子機器１００の利用者が所定のＧＵＩボタン等を押圧して入力を確定する操作を行うときに、ＧＵＩボタン等の押圧を検出するために設けられている。入力を確定は、アプリケーションプロセッサ２２０が判定すればよい。
アプリケーションプロセッサ２２０は、電子機器１００の種々のアプリケーションを実行する処理を行う。
通信プロセッサ２３０は、電子機器１００が３Ｇ(Generation)、４Ｇ(Generation)、LTE(Long Term Evolution)、WiFi等の通信を行うために必要な処理を実行する。
駆動制御部２４０は、操作入力の有無と、操作入力の位置の移動距離とに応じて、振幅データを振幅変調器３２０に出力する。振幅データは、振動素子１４０の駆動に用いる駆動信号の強度を調整するための振幅値を表すデータである。
駆動制御部２４０は、所定の動作モードにおいて利用者がトップパネル１２０に触れると、ディスプレイパネル１６０に表示する所定のＧＵＩ操作部の位置と、トップパネル１２０への操作入力の位置との関係に応じて、トップパネル１２０に生じる固有振動の強弱が切り替わるように、振動素子１４０のオン／オフを切り替える。これは、トップパネル１２０の振動のオン／オフを切り替えると、利用者の指先に掛かる動摩擦力が変化するため、触感を通じて利用者に操作量を感知させるためである。
駆動制御部２４０が振動素子１４０のオン／オフを切り替えると、利用者は指先で凹凸の触感を得る。振動素子１４０のオン／オフを切り替えることにより、利用者の指先に凹凸の触感を提供することができる。
メモリ２５０は、動作モードの種類を表すデータ、着信の種類を表すデータ、及びターゲットとなるＧＵＩ操作部を表すデータを関連付けた制御データを格納する。
動作モードの種類を表すデータは、例えば、通常モード、及び、マナーモード等の動作モードの種類を表すデータである。マナーモードとは、電子機器１００の着信音、及び、メールの受信音等を鳴らさずに、ディスプレイパネル１６０の表示、又は、ＬＲＡ１８０の振動によって、着信又はメールの受信等を利用者に通知するモードである。通常モードは、電子機器１００の着信音、及び、メールの受信音等を鳴らして利用者に着信又はメールの受信等を通知するモードである。
着信の種類を表すデータは、例えば、電話番号の非通知設定の相手からの着信、電話番号の通知設定の相手からの着信、特定のグループに含まれる相手からの着信、及び、特定のグループに含まれない相手からの着信等の種別を表すデータである。
ターゲットとなるＧＵＩ操作部を表すデータは、ＧＵＩ操作部の種類とＧＵＩ操作部の位置を表すデータを含む。ここで、ターゲットとなるＧＵＩ操作部とは、操作入力の位置に応じて駆動制御装置３００がトップパネル１２０に超音波帯の固有振動を発生させることにより、利用者の指先を案内する案内目標となるＧＵＩ操作部をいう。駆動制御装置３００は、利用者の指先をターゲットのＧＵＩ操作部の表示領域内に案内するために、操作入力の位置に応じてトップパネル１２０に固有振動を発生させる。
ＧＵＩ操作部の種類を表すデータは、例えば、オンフックボタン、オフフックボタン、及び、その他の種々のアプリケーションで操作するボタン又はスライダー等の種類を表すデータである。ＧＵＩ操作部の位置を表すデータは、ディスプレイパネル１６０にＧＵＩ操作部が表示される領域を座標で表すデータである。ＧＵＩ操作部の位置を表すデータは、例えば、f1={(x,y)|f1(x,y)}というような式でＧＵＩ操作部が表示される領域を座標で表すデータである。
また、メモリ２５０は、アプリケーションプロセッサ２２０がアプリケーションの実行に必要とするデータ及びプログラム、及び、通信プロセッサ２３０が通信処理に必要とするデータ及びプログラム等を格納する。
ＬＲＡ駆動部２６０は、利用者による操作入力の位置が、所定のＧＵＩ操作部の表示領域内にあるときに、ＬＲＡ１８０を可聴域の周波数の駆動信号で駆動する。ＬＲＡ駆動部２６０は、第２駆動制御部の一例である。ＬＲＡ１８０は、ＬＲＡ駆動部２６０によって可聴域の周波数の駆動信号で駆動され、可聴域の振動を発生させる。ＬＲＡ１８０は、ＬＲＡ駆動部２６０が出力する駆動信号の振幅により振動量が変化する。
正弦波発生器３１０は、トップパネル１２０を固有振動数で振動させるための駆動信号を生成するのに必要な正弦波を発生させる。例えば、トップパネル１２０を３３．５［ｋＨｚ］の固有振動数ｆで振動させる場合は、正弦波の周波数は、３３．５［ｋＨｚ］となる。正弦波発生器３１０は、超音波帯の正弦波信号を振幅変調器３２０に入力する。
振幅変調器３２０は、駆動制御部２４０から入力される振幅データを用いて、正弦波発生器３１０から入力される正弦波信号の振幅を変調して駆動信号を生成する。振幅変調器３２０は、正弦波発生器３１０から入力される超音波帯の正弦波信号の振幅のみを変調し、周波数及び位相は変調せずに、駆動信号を生成する。
このため、振幅変調器３２０が出力する駆動信号は、正弦波発生器３１０から入力される超音波帯の正弦波信号の振幅のみを変調した超音波帯の正弦波信号である。なお、振幅データがゼロの場合は、駆動信号の振幅はゼロになる。これは、振幅変調器３２０が駆動信号を出力しないことと等しい。
図７は、動作モードの種類を表すデータ、着信の種類を表すデータ、及びターゲットとなるＧＵＩ操作部を表すデータを関連付けた制御データを示す図である。
動作モードの種類を表すデータは、例えば、通常モード、及び、マナーモード等の動作モードの種類を表すデータである。図７では、制御データの内容を分かり易くするために、動作モードの種類を表すデータを「通常モード」と「マナーモード」と記すが、実際のデータでは、「通常モード」と「マナーモード」を示すコードを用いればよい。
ここで、マナーモードとは、例えば、電子機器１００の着信音、及び、メールの受信音等を鳴らさずに、ディスプレイパネル１６０の表示、又は、ＬＲＡ１８０の振動によって、着信又はメールの受信等を利用者に通知するモードである。また、通常モードは、例えば、マナーモードを解除した動作モードであり、電子機器１００の着信音、及び、メールの受信音等を鳴らして利用者に着信又はメールの受信等を通知するモードである。
着信の種類を表すデータは、例えば、電話番号の非通知設定の相手からの着信、電話番号の通知設定の相手からの着信、特定のグループに含まれる相手からの着信、及び、特定のグループに含まれない相手からの着信等の種別を表すデータである。
図７では、制御データの内容を分かり易くするために、着信の種類を表すデータを「非通知」、「通知」、「特定グループ外」、「特定グループ」と記すが、実際のデータでは、「非通知」、「通知」、「特定グループ外」、「特定グループ」を示すコードを用いればよい。
ターゲットとなるＧＵＩ操作部を表すデータは、ＧＵＩ操作部の種類とＧＵＩ操作部の位置を表すデータを含む。ＧＵＩ操作部の種類を表すデータは、例えば、オンフックボタン、オフフックボタン、及び、その他の種々のアプリケーションで操作するボタン又はスライダー等の種類を表すデータである。
図７では、制御データの内容を分かり易くするために、ターゲットとなるＧＵＩ操作部を表すデータを「オフフックボタン」と「オンフックボタン」と記すが、実際のデータでは、「オフフックボタン」と「オンフックボタン」を示すコードを用いればよい。
また、ＧＵＩ操作部の位置を表すデータは、ディスプレイパネル１６０にＧＵＩ操作部が表示される領域を座標で表すデータである。ＧＵＩ操作部の位置を表すデータは、例えば、f1={(x,y)|f1(x,y)}というような式でＧＵＩ操作部が表示される領域を座標で表すデータを用いればよい。ＧＵＩ操作部の位置を表すデータは、対応するＧＵＩ操作部の種類を表すデータに関連付けておけばよい。
なお、図７に示す制御データは、一例であり、動作モードの種類を表すデータ、着信の種類を表すデータ、及びターゲットとなるＧＵＩ操作部を表すデータとして、図７に示すデータ以外のデータを含ませることができる。
次に、図８のフローチャートを用いて、実施の形態の駆動制御装置３００の駆動制御部２４０及びＬＲＡ駆動部２６０の制御処理について説明する。
図８は、実施の形態の駆動制御装置３００の駆動制御部２４０及びＬＲＡ駆動部２６０の制御処理を示すフローチャートである。図８に示す制御処理は、動作モードの種類に応じて、駆動制御部２４０とＬＲＡ駆動部２６０が連携して行う処理である。駆動制御部２４０とＬＲＡ駆動部２６０は、図７に示す制御データに基づいて、動作モードの種類に応じて、以下で説明するフローによる制御処理を実行する。
また、図８に示す制御処理は、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。ここで、所定の制御周期とは、例えば、電子機器１００のＯＳ（Operating System）が電子機器１００を駆動するための制御を実行する周期である。
駆動制御部２４０は、操作入力の位置が移動中であるかどうかを判定する（ステップＳ１）。駆動制御部２４０は、ドライバＩＣ１５１から出力される位置データの変化に基づいて、操作入力の位置が移動中であるかどうかを判定すればよい。より具体的には、例えば、前回の制御周期におけるステップＳ１で取得した位置データと、今回の制御周期におけるステップＳ１で取得した位置データとが異なるかどうかによって、操作入力の位置が移動中であるかどうかを判定すればよい。
駆動制御部２４０は、操作入力の位置が移動中である（Ｓ１：ＹＥＳ）と判定すると、操作入力の位置がターゲットのＧＵＩ操作部に接近中であるかどうかを判定する（ステップＳ２）。駆動制御部２４０は、動作モードの種類に応じて制御データから得られるターゲットのＧＵＩ操作部の位置を表すデータと、移動中の操作入力の位置との位置関係に基づいて、操作入力の位置がターゲットのＧＵＩ操作部に接近中であるかどうかを判定すればよい。
駆動制御部２４０は、ステップＳ２で操作入力の位置がターゲットのＧＵＩ操作部に接近中である（Ｓ２：ＹＥＳ）と判定した場合は、駆動信号をオンにして超音波帯での固有振動をトップパネル１２０に生じさせる（ステップＳ３）。超音波帯での固有振動をトップパネル１２０に生じさせると、スクイーズ効果による空気層が生じることにより、利用者の指先にかかる動摩擦係数が低下する。これにより、利用者の指先をターゲットのＧＵＩ操作部に案内する。
駆動制御部２４０は、ステップＳ３で駆動信号をオンにして超音波帯での固有振動をトップパネル１２０に生じさせると、処理を終了する（エンド）。
また、ステップＳ１で操作入力の位置が移動中ではない（Ｓ１：ＮＯ）と判定された場合であって、駆動信号をオンにしている場合は、駆動信号をオフにしてトップパネル１２０の超音波帯での固有振動をオフにする（ステップＳ４）。
ステップＳ１で操作入力の位置が移動中ではないと判定されるのは、例えば、操作入力の位置が停止している場合である。また、操作入力が行われていない場合も含めてもよい。操作入力の位置が停止している場合には、ターゲットのＧＵＩ操作部の表示領域内、又は、表示領域内の２つの場合があり得る。
なお、駆動制御部２４０は、ステップＳ４において、前回の制御周期において駆動信号がオフにされている場合は、駆動信号をオフに維持する。
また、駆動制御部２４０は、ステップＳ２で操作入力の位置がターゲットのＧＵＩ操作部に接近中ではない（Ｓ２：ＮＯ）と判定した場合であって、駆動信号をオンにしている場合においても、駆動信号をオフにしてトップパネル１２０の超音波帯での固有振動をオフにする（ステップＳ４）。
ステップＳ２で操作入力の位置がターゲットのＧＵＩ操作部に接近中ではないと判定されるのは、例えば、操作入力の位置がターゲットのＧＵＩ操作部から離れる方向に移動している場合である。このようなケースには、ターゲットのＧＵＩ操作部に一度到達した指先がさらに移動して、ターゲットのＧＵＩ操作部を通り過ぎる場合も含まれる。
駆動制御部２４０は、操作入力の位置がターゲットのＧＵＩ操作部の表示領域内にあるかどうかを判定する（ステップＳ５）。操作入力の位置がターゲットのＧＵＩ操作部の表示領域内にあるかどうかは、動作モードの種類に応じて制御データから得られるターゲットのＧＵＩ操作部の位置を表すデータが表す領域内に、現在の制御周期で得られる位置データが表す位置（現在の操作入力の位置）が含まれるかどうかによって判定すればよい。
駆動制御部２４０は、操作入力の位置がターゲットのＧＵＩ操作部の表示領域内にあると判定した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）は、ＬＲＡ駆動部２６０にＬＲＡ１８０を駆動させることにより、可聴域の振動をトップパネル１２０に発生させる（ステップＳ６）。
操作入力の位置がターゲットのＧＵＩ操作部の表示領域内にあるときは、利用者が指先でターゲットのＧＵＩ操作部に触れているときであるため、指先がターゲットのＧＵＩ操作部に到達したことを利用者に知らせるために、可聴域の振動をトップパネル１２０に発生させることとしたものである。
可聴域の振動がトップパネル１２０に生じている状態では、超音波帯の振動が生じている状態とは異なり、スクイーズ効果による空気層は生じないため、超音波帯での固有振動がトップパネル１２０に生じている状態よりも利用者の指先にかかる動摩擦力は大きくなる。
このため、操作入力の位置がターゲットのＧＵＩ操作部の表示領域内に到達した場合に可聴域の振動をトップパネル１２０に発生させることにより、指先がターゲットのＧＵＩ操作部に到達したことを利用者に触感を通じて知覚させることができる。
以上により、駆動制御部２４０は駆動制御を終了する（エンド）。
また、駆動制御部２４０は、操作入力の位置がターゲットのＧＵＩ操作部の表示領域内にないと判定した場合（Ｓ５：ＮＯ）は、駆動制御を終了する。ターゲットのＧＵＩ操作部の表示領域内に操作入力の位置がなければ、ステップＳ１にリターンして処理をやり直すためである。
次に、図９乃至図１４を用いて、実施の形態の電子機器１００の動作例について説明する。
図９乃至図１２は、実施の形態の電子機器１００の動作例を示す図である。図９乃至図１２では、図２乃至図４と同様のＸＹＺ座標を定義する。また、図１３及び図１４は、実施の形態の電子機器１００における振動のパターンを示す図である。
図９乃至図１２では、一例として、電子機器１００がスマートフォン端末機であって、マナーモードに設定されており、特定グループ外の人間から着信が生じる場合の動作について説明する。また、図９乃至図１２には、ＧＵＩ操作部として、オンフックボタン１６１とオフフックボタン１６２を示す。マナーモードでは、図７に示すように、ターゲットのＧＵＩ操作部は、オフフックボタン１６２となる。
図９に示すように、マナーモードに設定されており、特定グループ外の人間から着信が生じたときに、利用者の指先がターゲットのＧＵＩ操作部ではないオンフックボタン１６１に向かって矢印で示すように移動すると、トップパネル１２０に生じていた超音波帯の振動がオフにされる。これにより、利用者の指先にかかる動摩擦力は増大し、ターゲットのＧＵＩ操作部ではないオンフックボタン１６１に向かう指先の移動を行いにくい状態になる。図９には、指先にかかる動摩擦力は増大する様子を「ズズズ」という擬音で表現する。
なお、これは、図８に示すフローチャートでは、スタート、Ｓ１：ＹＥＳ、Ｓ２：ＮＯ、Ｓ４、Ｓ５：ＮＯ、エンドの順で処理が行われるケースである。
そして、図１０に示すように、ターゲットのＧＵＩ操作部であるオフフックボタン１６２がある方向に利用者が指先を移動させると、トップパネル１２０に超音波帯の振動が発生し、利用者の指先は、オフフックボタン１６２に向かって移動し易い状態になる。このようにして、利用者の指先は、ターゲットのＧＵＩ操作部であるオフフックボタン１６２のある方向にツルっと滑り、オフフックボタン１６２に案内される。
なお、これは、図８に示すフローチャートでは、スタート、Ｓ１：ＹＥＳ、Ｓ２：ＹＥＳ、Ｓ３、エンドの順で処理が行われるケースである。
また、図１１に示すように、利用者の指先がターゲットのＧＵＩ操作部であるオフフックボタン１６２に達して停止すると、トップパネル１２０に可聴域の振動を生じさせて、利用者に指先がオフフックボタン１６２に到達したことを触感で認識させる。図１１には、可聴域の振動でブルブルとトップパネル１２０が振動する状態を示す。
なお、図８に示すフローチャートでは、スタート、Ｓ１：ＮＯ、Ｓ４、Ｓ５：ＹＥＳ、Ｓ６、エンドの順で処理が行われるケースである。
また、利用者の指先がターゲットのＧＵＩ操作部であるオフフックボタン１６２の表示領域内で止まらずに移動し続けている場合も、トップパネル１２０に可聴域の振動を生じさせて、利用者に指先がオフフックボタン１６２に到達したことを触感で認識させる。
これは、図８に示すフローチャートでは、スタート、Ｓ１：ＹＥＳ、Ｓ２：ＮＯ、Ｓ４、Ｓ５：ＹＥＳ、Ｓ６、エンドの順で処理が行われるケースである。
以上のように、実施の形態の駆動制御装置３００によれば、操作入力の位置に応じてトップパネル１２０に生じさせる超音波帯の振動を制御することにより、利用者の指先をターゲットのＧＵＩ操作部に案内することができる。
また、図１１に示すように、操作入力の位置が移動しながらオフフックボタン１６２に到達した場合に、オフフックボタン１６２で着信を拒否する際に、ＯＳの種類によっては、一度指先をトップパネル１２０から離して、オフフックボタン１６２を押し直す必要が生じる場合がある。
このような場合には、圧力センサ１９０（図３参照）を利用して、利用者がトップパネル１２０を押圧することによって操作の確定を行うようにしてもよい。
また、図９に示す状態から、利用者が指先をさらにオンフックボタン１６１に向けて移動させて、図１２に示すように、指先がオンフックボタン１６１に到達した場合には、超音波帯の振動を生じさせてもよい。
このようにすれば、利用者の指先にかかる動摩擦力を低減することができるので、利用者の指先をツルっと滑らせて、オンフックボタン１６１を操作させることなく、通過させることができる。
このような制御処理は、例えば、ターゲットのＧＵＩ操作部ではないＧＵＩ操作部であるオンフックボタン１６１の表示領域を制御データに組み込み、操作入力の位置がオンフックボタン１６１の内部にあるときに、超音波帯の振動をトップパネル１２０に生じさせるように駆動制御装置３００が駆動制御を行えばよい。
次に、図１３及び図１４を用いて、電子機器１００の振動素子１４０とＬＲＡ１８０の駆動パターンについて説明する。
図１３は、電子機器１００の振動素子１４０とＬＲＡ１８０を駆動する駆動波形を示す図である。図１４は、電子機器１００の振動素子１４０を駆動する駆動波形を示す図である。図１３において、横軸は時間を表し、縦軸は振動素子１４０又はＬＲＡ１８０を振動させる駆動信号が表す振幅を示す。また、図１４において、横軸は時間を表し、縦軸は振動素子１４０を振動させる駆動信号が表す振幅を示す。なお、ターゲットのＧＵＩ操作部は、オフフックボタン１６２に設定されているものとする。
図１３に示すように、時刻ｔ１で操作入力が行われ、時刻ｔ１からｔ２にかけて、操作入力の位置がターゲットのＧＵＩ操作部であるオフフックボタン１６２に接近しない方向に移動したとする。この場合、時刻ｔ１からｔ２までは、駆動制御部２４０が出力する駆動信号の振幅がゼロに設定され、振動素子１４０は駆動されず、トップパネル１２０に振動は生じない。
また、時刻ｔ２で操作入力の位置がオフフックボタン１６２に接近する方向に切り替わり、時刻ｔ２からｔ３まで操作入力の位置が移動したとする。この場合、時刻ｔ２からｔ３までは、駆動制御部２４０が出力する駆動信号の振幅が所定値に設定され、振動素子１４０が超音波帯の振動信号で駆動され、トップパネル１２０に超音波帯の振動が生じる。
そして、時刻ｔ３で操作入力の位置がオフフックボタン１６２に達すると、駆動制御部２４０が出力する駆動信号の振幅がゼロになり、ＬＲＡ駆動部２６０が出力する駆動信号による可聴域の周波数の駆動信号によってＬＲＡ１８０が駆動され、トップパネル１２０に可聴域の周波数の振動が生じる。
このため、時刻ｔ４で利用者の指先がトップパネル１２０から離れるまで、可聴域の周波数による駆動信号によってＬＲＡ１８０が駆動される。
以上のような動作により、利用者の指先は、ターゲットのＧＵＩ操作部であるオフフックボタン１６２に案内され、オフフックボタン１６２に到達したときに振動の種類が切り替わることにより、利用者は触感だけで、オフフックボタン１６２を操作することができる。
また、図１３では、操作入力の位置がオフフックボタン１６２に達したときに、可聴域の周波数の駆動信号によってＬＲＡ１８０が駆動され、トップパネル１２０に可聴域の周波数の振動が生じる駆動パターンを示すが、可聴域の周波数の振動を発生させる代わりに、図１４に示すように、超音波帯の振動のパターンを変えるようにしてもよい。
図１４では、超音波帯の駆動信号で振動素子１４０を一定間隔で断続的に駆動する駆動パターンを示す。このような駆動パターンの振動を図１３の時刻ｔ３からｔ４の間の可聴域の周波数の振動の代わりに用いることにより、超音波帯の振動によって指先がオフフックボタン１６２に到達したことを利用者に認識させることができる。
なお、このような場合には、電子機器１００がＬＲＡ１８０とＬＲＡ駆動部２６０を含まない構成にすることができる。
以上、実施の形態の電子機器１００によれば、利用者による操作入力の位置に応じて、トップパネル１２０の超音波帯の固有振動を発生させて利用者の指先に掛かる動摩擦力を変化させるので、利用者が操作入力を行うべき位置がある方向を容易に認識可能な良好な触感を提供することができる。
すなわち、良好な触感を提供することにより利用者が操作入力を行うべき位置がある方向を容易に認識できる駆動制御装置３００、電子機器１００、及び駆動制御方法を提供することができる。
また、実施の形態の電子機器１００は、正弦波発生器３１０で発生される超音波帯の正弦波の振幅のみを振幅変調器３２０で変調することによって駆動信号を生成している。正弦波発生器３１０で発生される超音波帯の正弦波の周波数は、トップパネル１２０の固有振動数に等しく、また、この固有振動数は振動素子１４０を加味して設定している。
すなわち、正弦波発生器３１０で発生される超音波帯の正弦波の周波数又は位相を変調することなく、振幅のみを振幅変調器３２０で変調することによって駆動信号を生成している。
従って、トップパネル１２０の超音波帯の固有振動をトップパネル１２０に発生させることができ、スクイーズ効果による空気層の介在を利用して、指でトップパネル１２０の表面をなぞったときの動摩擦係数を確実に低下させることができる。また、Sticky-band Illusion効果、又は、Fishbone Tactile Illusion効果により、トップパネル１２０の表面に凹凸が存在するような良好な触感を利用者に提供することができる。
また、以上では、トップパネル１２０に凹凸が存在するような触感を利用者に提供するために、振動素子１４０のオン／オフを切り替える形態について説明した。振動素子１４０をオフにするとは、振動素子１４０を駆動する駆動信号が表す振幅値をゼロにすることである。
しかしながら、このような触感を提供するために、必ずしも振動素子１４０をオンからオフにする必要はない。例えば、振動素子１４０のオフの状態の代わりに、振幅を小さくして振動素子１４０を駆動する状態を用いてもよい。例えば、振幅を１／５程度に小さくすることにより、振動素子１４０をオンからオフにする場合と同様に、トップパネル１２０に凹凸が存在するような触感を利用者に提供してもよい。
この場合は、振動素子１４０の振動の強弱を切り替えるような駆動信号で振動素子１４０を駆動することになる。この結果、トップパネル１２０に発生する固有振動の強弱が切り替えられ、利用者の指先に凹凸が存在するような触感を提供することができる。
振動素子１４０の振動の強弱を切り替えるために、振動を弱くする際に振動素子１４０をオフにすると、振動素子１４０のオン／オフを切り替えることになる。振動素子１４０のオン／オフを切り替えることは、振動素子１４０を断続的に駆動することである。
以上、実施の形態によれば、良好な触感を提供できる電子機器１００、及び駆動制御方法を提供することができる。
以上、本発明の例示的な実施の形態の駆動制御装置、電子機器、及び駆動制御方法について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
１００ 電子機器
１１０ 筐体
１２０ トップパネル
１３０ 両面テープ
１４０ 振動素子
１５０ タッチパネル
１６０ ディスプレイパネル
１７０ 基板
１８０ ＬＲＡ
１９０ 圧力センサ
２００ 制御部
２２０ アプリケーションプロセッサ
２３０ 通信プロセッサ
２４０ 駆動制御部
２５０ メモリ
２６０ 駆動制御部
３００ 駆動制御装置
３１０ 正弦波発生器
３２０ 振幅変調器

Claims (11)

  1. 表示部と、前記表示部の表示面側に配設され、操作面を有するトップパネルと、前記操作面に行われる操作入力の位置を検出する位置検出部と、前記操作面に振動を発生させる第１振動素子とを含む電子機器の前記第１振動素子を駆動する駆動制御装置であって、
    前記操作面に超音波帯の固有振動を生成する超音波帯の波信号の振幅を、前記第１振動素子の駆動に用いる駆動信号の振幅を表す振幅データに応じて変調し、変調された波信号を前記駆動信号として前記第１振動素子に出力する振幅変調器と、
    前記波信号の振幅の変調に用いられる前記振幅データを前記振幅変調器に出力し、前記振幅データに応じて前記第１振動素子を駆動する第１駆動制御部であって、前記表示部に表示する所定のＧＵＩ操作部の位置と、前記操作面への操作入力の位置との関係に応じて、前記固有振動の強弱が切り替わるように前記振幅データを制御する、第１駆動制御部を含む駆動制御装置。
  2. 前記第１駆動制御部は、前記固有振動の強弱の切り替えによって前記所定のＧＵＩ操作部に利用者の指先を案内するように前記第１振動素子を駆動する、請求項１記載の駆動制御装置。
  3. 前記駆動信号は、一定の周波数と一定の位相で前記操作面に超音波帯の固有振動を発生させる駆動信号である、請求項１又は２記載の駆動制御装置。
  4. 前記第１駆動制御部は、前記操作面への操作入力の位置が、前記表示部における所定のＧＵＩ操作部の表示領域内に入ると、前記操作入力の位置が前記表示領域内に入る前とは異なる駆動パターンで前記第１振動素子を駆動する、請求項１乃至３のいずれか一項記載の駆動制御装置。
  5. 前記操作面に可聴域の周波数の振動を発生させる第２振動素子を駆動する第２駆動制御部であって、前記操作面への操作入力の位置が、前記表示部における所定のＧＵＩ操作部の表示領域内に入ると、前記第２振動素子を駆動する第２駆動制御部をさらに含む、請求項１乃至３のいずれか一項記載の駆動制御装置。
  6. 前記操作面は長辺と短辺を有する矩形状であり、前記第１駆動制御部が前記第１振動素子を振動させることにより、前記操作面の前記長辺の方向に振幅が変化する定在波が生じる、請求項１乃至５のいずれか一項記載の駆動制御装置。
  7. 前記第１駆動制御部は、前記第１振動素子を断続的に駆動することにより、前記固有振動の強弱が切り替わるように前記第１振動素子を駆動する、請求項１乃至６のいずれか一項記載の駆動制御装置。
  8. 表示部と、
    前記表示部の表示面側に配設され、操作面を有するトップパネルと、
    前記操作面に行われる操作入力の位置を検出する位置検出部と、
    前記操作面に振動を発生させる振動素子と、
    前記操作面に超音波帯の固有振動を生成する超音波帯の波信号の振幅を、前記振動素子の駆動に用いる駆動信号の振幅を表す振幅データに応じて変調し、変調された波信号を前記駆動信号として前記振動素子に出力する振幅変調器と、
    前記波信号の振幅の変調に用いられる前記振幅データを前記振幅変調器に出力し、前記振幅データに応じて前記振動素子を駆動する駆動制御部であって、前記表示部に表示する所定のＧＵＩ操作部の位置と、前記操作面への操作入力の位置との関係に応じて、前記固有振動の強弱が切り替わるように前記振幅データを制御する、駆動制御部と
    を含む電子機器。
  9. 前記所定のＧＵＩ操作部を識別する第１識別データと、前記所定のＧＵＩ操作部を前記表示部に表示する所定の動作モードを表す第２識別データとを関連付けた制御データを格納するメモリをさらに含み、
    前記所定のＧＵＩ操作部は、所定の動作モードにおいて利用者が操作を行うＧＵＩ操作部として前記制御データに含まれており、
    前記駆動制御部は、前記固有振動の強弱の切り替えによって前記所定のＧＵＩ操作部に利用者の指先を案内するように前記振動素子を駆動する、請求項８記載の電子機器。
  10. 前記操作面への操作入力による押圧を検出する圧力センサをさらに含む、請求項８又は９記載の電子機器。
  11. 表示部と、前記表示部の表示面側に配設され、操作面を有するトップパネルと、前記操作面に行われる操作入力の位置を検出する位置検出部と、前記操作面に振動を発生させる振動素子と、振幅変調器と、コンピュータとを含む電子機器の前記振動素子を駆動する駆動制御方法であって、
    前記振幅変調器が、前記操作面に超音波帯の固有振動を生成する超音波帯の波信号の振幅を、前記振動素子の駆動に用いる駆動信号の振幅を表す振幅データに応じて変調し、変調された波信号を前記駆動信号として前記振動素子に出力し、
    前記コンピュータが、前記波信号の振幅の変調に用いられる前記振幅データを前記振幅変調器に出力し、前記振幅データに応じて前記振動素子を駆動する際に、前記表示部に表示する所定のＧＵＩ操作部の位置と、前記操作面への操作入力の位置との関係に応じて、前記固有振動の強弱が切り替わるように前記振幅データを制御する、駆動制御方法。
JP2015538705A 2013-09-26 2013-09-26 駆動制御装置、電子機器、及び駆動制御方法 Active JP6172284B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/076079 WO2015045064A1 (ja) 2013-09-26 2013-09-26 駆動制御装置、電子機器、及び駆動制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2015045064A1 JPWO2015045064A1 (ja) 2017-03-02
JP6172284B2 true JP6172284B2 (ja) 2017-08-02

Family

ID=52742268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015538705A Active JP6172284B2 (ja) 2013-09-26 2013-09-26 駆動制御装置、電子機器、及び駆動制御方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20160202764A1 (ja)
JP (1) JP6172284B2 (ja)
CN (1) CN105593792B (ja)
WO (1) WO2015045064A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190058111A (ko) * 2017-11-21 2019-05-29 삼성전자주식회사 진동을 제공하기 위한 장치 및 방법

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6010012B2 (ja) * 2013-12-03 2016-10-19 富士フイルム株式会社 導電シート、静電容量式タッチパネル及び表示装置
WO2015121955A1 (ja) * 2014-02-14 2015-08-20 富士通株式会社 電子機器、入力装置、及び駆動制御方法
JP2017045251A (ja) * 2015-08-26 2017-03-02 富士通テン株式会社 入力装置、表示装置、入力装置の制御方法およびプログラム
US20170060241A1 (en) * 2015-08-26 2017-03-02 Fujitsu Ten Limited Input device, display device, method of controlling input device, and program
CN108475116B (zh) * 2016-01-08 2021-06-22 富士通株式会社 电子设备、以及电子设备的驱动方法
KR102496410B1 (ko) * 2016-03-25 2023-02-06 삼성전자 주식회사 전자 장치 및 전자 장치의 소리 출력 방법
JP2018072951A (ja) * 2016-10-25 2018-05-10 株式会社東海理化電機製作所 操作装置
JP2018097635A (ja) * 2016-12-14 2018-06-21 株式会社東海理化電機製作所 触覚呈示装置
EP3683660A4 (en) * 2017-09-11 2020-09-02 Fujitsu Limited CONTROL UNIT, ELECTRONIC DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE CONTROL PROCESS
WO2019092821A1 (ja) * 2017-11-08 2019-05-16 富士通株式会社 駆動制御装置、電子機器、及び、駆動制御方法
JP6904222B2 (ja) * 2017-11-08 2021-07-14 富士通株式会社 駆動制御装置、電子機器、及び、駆動制御方法
US10748389B2 (en) * 2018-06-15 2020-08-18 Immersion Corporation Damping for a haptic actuator
KR20200068341A (ko) * 2018-12-05 2020-06-15 엘지디스플레이 주식회사 디스플레이장치
US11681373B1 (en) * 2021-12-08 2023-06-20 International Business Machines Corporation Finger movement management with haptic feedback in touch-enabled devices

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3888099B2 (ja) * 2001-08-17 2007-02-28 富士ゼロックス株式会社 タッチパネル装置
US8981682B2 (en) * 2005-06-27 2015-03-17 Coactive Drive Corporation Asymmetric and general vibration waveforms from multiple synchronized vibration actuators
JP4875050B2 (ja) * 2008-12-09 2012-02-15 京セラ株式会社 入力装置
JP2010211509A (ja) * 2009-03-10 2010-09-24 Ricoh Co Ltd 入力装置及び画像形成装置
JP5343871B2 (ja) * 2009-03-12 2013-11-13 株式会社リコー タッチパネル装置、これを含むタッチパネル付き表示装置、及びタッチパネル装置の制御方法
GB2474047B (en) * 2009-10-02 2014-12-17 New Transducers Ltd Touch sensitive device
US20110115709A1 (en) * 2009-11-17 2011-05-19 Immersion Corporation Systems And Methods For Increasing Haptic Bandwidth In An Electronic Device
US9417695B2 (en) * 2010-04-08 2016-08-16 Blackberry Limited Tactile feedback method and apparatus
KR101740436B1 (ko) * 2010-12-08 2017-05-26 엘지전자 주식회사 이동 단말기 및 그 제어방법
JP5689362B2 (ja) * 2011-05-23 2015-03-25 株式会社東海理化電機製作所 入力装置
US20130113760A1 (en) * 2011-11-07 2013-05-09 Google Inc. Techniques for providing localized tactile feedback to a user via an electro-acoustic touch display of a user device
JP6008331B2 (ja) * 2012-02-03 2016-10-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 触覚提示装置および触覚提示装置の駆動方法、駆動プログラム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190058111A (ko) * 2017-11-21 2019-05-29 삼성전자주식회사 진동을 제공하기 위한 장치 및 방법
US11262845B2 (en) 2017-11-21 2022-03-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Device and method for providing vibration
KR102462204B1 (ko) * 2017-11-21 2022-11-02 삼성전자주식회사 진동을 제공하기 위한 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20160202764A1 (en) 2016-07-14
CN105593792B (zh) 2019-04-23
JPWO2015045064A1 (ja) 2017-03-02
WO2015045064A1 (ja) 2015-04-02
CN105593792A (zh) 2016-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6172284B2 (ja) 駆動制御装置、電子機器、及び駆動制御方法
JP5780368B1 (ja) 駆動制御装置、電子機器、及び駆動制御方法
JP5584775B2 (ja) 電子機器、およびこれを備えた携帯端末
JP4177142B2 (ja) 座標入力装置及び駆動装置
WO2015045063A1 (ja) 駆動制御装置、電子機器、及び駆動制御方法
JP2010238222A (ja) タッチパネル装置、これを含むタッチパネル付き表示装置、及びタッチパネル装置の制御方法
JP2008123429A (ja) タッチパネルディスプレイ装置および電子機器並びに遊技機器
WO2015136923A1 (ja) 電子機器
JPWO2012063645A1 (ja) 電子機器、およびこれを備えた携帯端末
JPWO2016163000A1 (ja) 駆動制御装置、電子機器、駆動制御プログラム、及び駆動制御方法
JPWO2016157491A1 (ja) 電子機器、座標検出ユニット、及び、接着部材
JP2012068823A (ja) 入力機能付き表示装置
JP6123850B2 (ja) 駆動制御装置、電子機器、及び駆動制御方法
US10664056B2 (en) Control device, input system and control method
JP2015207242A (ja) 電子機器
US11086435B2 (en) Drive control device, electronic device, and drive control method
US20200142492A1 (en) Haptic effects using a high bandwidth thin actuation system
JP2016207128A (ja) 入力装置、及び、電子機器
WO2013186841A1 (ja) 電子機器及び振動提供方法
KR20130025759A (ko) 파형 생성기를 이용한 햅틱 장치 및 그 제어 방법
JP2013242807A (ja) 電子機器
WO2016092644A1 (ja) 電子機器及び駆動制御方法
JP2012203552A (ja) 入力装置、表示装置、および携帯端末
JP6904222B2 (ja) 駆動制御装置、電子機器、及び、駆動制御方法
JP6512299B2 (ja) 駆動制御装置、電子機器、駆動制御プログラム、及び駆動制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170314

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170509

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170606

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170619

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6172284

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150