JP6528086B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本開示は、ユーザの操作に対して触感を呈示する電子機器に関する。

従来からタッチパネルを備える公共端末（例えば、ＡＴＭあるいは自動券売機など）が利用されている。また、タッチパネルを備える個人用機器（例えば、タブレットＰＣあるいはスマートフォンなど）も普及してきている。

タッチパネルとは、パネルへのタッチを入力として検出する入力機器である。一般に、タッチパネルは、液晶ディスプレイあるいは有機ＥＬディスプレイなどを備える。この場合、タッチパネルは、タッチディスプレイやタッチスクリーンとも呼ばれる。例えば、タッチパネルは、表示領域に表示されたＧＵＩオブジェクト（例えばボタンなど）に対するユーザのタッチを検出する。

このようなタッチパネルを用いたユーザインタフェースは、ＧＵＩオブジェクトの配置に対する柔軟性が高いという利点がある。しかし、タッチパネルを用いたユーザインタフェースでは、従来の機械式ボタンを用いたユーザインタフェースと比較して、ボタンを押下したときの感覚のフィードバックが小さい。したがって、ユーザは、タッチパネルをタッチしたときに、そのタッチが正しく検出されたか否かを認識することが難しいという課題がある。この課題を解決するために、タッチパネルを振動させ、タッチに対する触感を呈示する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献２は、製造時の共振周波数のばらつきによるタッチパネルの振動の大きさのばらつきを抑制するための技術を開示している。この技術では、製造後に、タッチパネルを振動させる周波数近傍の周波数でタッチパネルを駆動し、共振周波数を探索する。

また、例えば携帯端末等、タッチパネルを備える機器が据え置き型の装置ではない場合、タッチパネルを備える機器は種々の支持状態で使用される。

特表２０１１−５０１２９６号公報 特表２０１３−５０７０５９号公報

本開示は、種々の使用状況においても適切な触感をユーザに提示し得る電子機器を提供する。

本開示のある実施形態に係る電子機器は、ユーザがタッチするパネルと、ユーザのパネルへのタッチを検出するタッチ検出部と、パネルを振動させる振動部と、振動部を第１の周波数帯域内の第１の駆動信号、および、第１の周波数帯域よりも高い第２の周波数帯域内の第２の駆動信号で駆動する駆動部と、第２の駆動信号による駆動で振動するパネルの振動を検出し、検出信号を出力する振動検出部と、検出信号に基づき第１の駆動信号の周波数を決定する駆動周波数決定部と、を備える。

本開示のある実施形態に係るコンピュータプログラムは、電子機器に振動動作を実行させるコンピュータプログラムであって、ユーザのパネルへのタッチを検出するステップと、パネルを第１の周波数帯域よりも高い第２の周波数帯域内の第２の駆動信号で駆動するステップと、第２の駆動信号による駆動で振動するパネルの振動を検出するステップと、検出信号に基づき、第１の周波数帯域内の周波数を決定し、決定した周波数を有する第１の駆動信号でパネルを駆動するステップと、を含む。

本開示のある実施形態に係る装置は、タッチ入力を受けるパネルと、第１の周波数帯域内の第１の駆動信号、および、第１の周波数帯域よりも高い第２の周波数帯域内の第２の駆動信号で振動部を駆動することで、パネルの振動を制御するプロセッサと、を備える。このプロセッサは、第２の駆動信号によるパネルの振動を検出し、検出されたパネルの振動に基づき、第１の駆動信号の周波数を決定する。

図１は、実施形態に係る電子機器の上面図および振動部に沿った断面図を示す二面図である。 図２は、実施形態に係る電子機器の構成要素を示すブロック図である。 図３Ａは、実施形態に係る振動制御部を示すブロック図である。 図３Ｂは、実施形態に係る駆動周波数決定部を示すブロック図である。 図４は、実施形態に係る電子機器の動作を示すフローチャートである。 図５Ａは、実施形態に係る電子機器の支持状態の一例を示す図である。 図５Ｂは、実施形態に係る電子機器の支持状態の他の一例を示す図である。 図６Ａは、実施形態に係るタッチパネルを第２の駆動信号で振動させた場合の周波数特性を示す図である。 図６Ｂは、実施形態に係る電子機器の、図５Ａの支持状態における共振周波数近傍の振動周波数特性を示す図である。 図６Ｃは、実施形態に係る電子機器の、図５Ｂの支持状態における共振周波数近傍の振動周波数特性を示す図である。 図７は、第１の駆動信号および第２の駆動信号の生成タイミングとユーザのタッチパネルへのタッチのタイミングを示す図である。 図８は、実施形態に係る自動車内に設置された電子機器を示す図である。

以下、適宜図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施形態）
タッチパネルが携帯端末等に設けられている場合、ユーザは種々の状態で携帯端末を支持し、使用することが考えられる。例えば、ユーザは、携帯端末を机の上に置いたり、携帯端末の裏側を手のひらで支持したり、両手で携帯端末の両側部を握るように支持する場合がある。

本願発明者は、携帯端末の支持状態により、携帯端末の筐体やパネルの共振周波数が変化することを確認した。このため、同じ周波数で筐体やパネルを駆動する場合、携帯端末の支持状態によっては、振動が弱くなり、適切な触感をユーザに提示できなくなる可能性があることが分かった。

また、タッチパネルを備える機器が据え置き型である場合でも、周囲の環境温度が変化したり、長期にわたって使用される間に機器の部材の特性が変化するなどによって、振動が弱くなり、適切な触感をユーザに提示できなくなる可能性がある。

本開示のある実施形態によれば、支持の仕方によらず適切な触感をユーザに与える電子機器を提供することができる。

なお、上述の特許文献２に開示された技術では、タッチパネルを振動させる周波数近傍をスイープする駆動信号の送信に時間を要するため、本実施形態のように、ユーザがタッチした後、共振周波数を探索することはできない。

以下、実施形態に係る電子機器を説明する。

［１−１．電子機器の構成］
図１は、実施形態に係る電子機器１０の上面図および振動部１３に沿った断面図を示す二面図である。

図２は、実施形態に係る電子機器１０の構成要素を示すブロック図である。

図１に示すように、電子機器１０は、タッチパネル１１、振動部１３、検出部１４、表示パネル１５、スペーサ１７、筐体１８を備える。

タッチパネル１１は、表示パネル１５の表示領域１６を覆うように配置されている。タッチパネル１１では、例えば、ユーザのタッチ操作による静電容量の変化を検出することでタッチ位置を検出する。なお、この例では、タッチパネル１１は、表示パネル１５の表示領域１６の全面を覆うよう構成されている。しかし、本開示はこれに限定されず、タッチパネル１１は、少なくとも表示領域１６の一部を覆うよう構成されていればよい。

タッチパネル１１はスペーサ１７を介して筐体１８に取り付けられている。スペーサ１７は、例えば、シリコンゴムやウレタンゴム等の緩衝部材である。スペーサ１７は、接着剤や両面テープなどを用いてタッチパネル１１と筐体１８に固着されている。

タッチパネル１１の背面には振動部１３が取り付けられている。振動部１３は、例えば圧電素子であり、電圧を印加することにより伸縮してたわみ振動を発生する。本実施形態では、振動部１３は、第１の周波数帯域内の第１の駆動信号および第２の周波数帯域内の第２の駆動信号に従ってタッチパネル１１を振動させる。第２の周波数帯域は、第１の周波数帯域よりも高く、また、ユーザが触知できない周波数である。

第１の駆動信号に基づき動作する振動部１３によってタッチパネル１１に与えられた振動が、タッチパネル１１上のユーザのタッチ位置に伝播することにより、ユーザに触感が呈示される。

なお、図１に示す例では、振動部１３の数は１個であるが、振動部１３の数は２個以上であってもよい。

タッチパネル１１の背面には検出部１４が取り付けられている。検出部１４は、例えば圧電素子であり、電圧を印加することにより伸縮してたわみ振動を発生する。本実施形態では、検出部１４は、タッチパネル１１の振動を検出し、検出信号を出力する。

なお、本実施形態では、振動部１３および検出部１４は、タッチパネル１１の背面に設けられているが、表示パネル１５、筐体１８など、電子機器１０を構成するいずれかの部材に振動部１３および検出部１４を貼り付けてもよい。また、スパッタリング等の方法によりタッチパネル１１に薄膜の透明圧電部材を形成して振動部１３および検出部１４として用いてもよい。また、タッチパネル１１の上にカバー部材等がある場合は、振動部１３および検出部１４をカバー部材に貼り付けてもよい。

なお、タッチパネル１１上にカバー部材がある場合は、タッチパネル１１とカバー部材の両方を含めて、タッチ位置を検出するパネル部材とよぶ。また、振動部１３は、圧電素子に限定されず、例えば、振動モータであってもよい。また、検出部１４は加速度センサーなどであってもよい。検出部１４は、機械的変位を電気信号に変換する電気−機械変換器であればよい。

図２に示すように、電子機器１０は、表示パネル１５の表示を制御する表示制御部２５、タッチパネル１１のタッチ位置検出の制御を行うタッチパネル制御部２１、振動部１３の振動を制御する振動制御部２３、検出部１４での振動の検出を制御し、検出信号を出力する検出制御部２４をさらに備える。タッチパネル１１およびタッチパネル制御部２１は、ユーザのタッチパネル１１へのタッチを検出するタッチ検出部３１を構成している。また、検出部１４および検出制御部２４は、第２の駆動信号による駆動で振動するタッチパネル１１の振動を検出し、検出信号を出力する振動検出部３２を構成している。

また、電子機器１０は、マイクロコンピュータ２０、記憶部２６、外部との通信を行う外部通信部２７、各種入出力を行う各種入出力部２９をさらに備える。

マイクロコンピュータ２０は、電子機器１０全体の動作を制御する。マイクロコンピュータ２０は、各種情報の検出および判断などの動作や、各構成要素の動作の制御を行なう。

記憶部２６は、例えば、ハードディスクあるいは半導体メモリである。記憶部２６は、各種プログラムおよび各種データを記憶する。

外部通信部２７は、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）などの無線ＬＡＮを用い、複数の電子機器間の相互接続性を認証された状態で接続される。電子機器間の接続については、アクセスポイントなど外部通信機器を経由して接続する方法、あるいは外部の通信機器を経由せずに直接接続する方法であるＰ２Ｐ（ワイヤレス・アドホック・ネットワーク）接続などでもよい。

表示パネル１５は、文字や数字、アイコンやキーボード等、ユーザからの入力を受け付けるためのものが表示される。例えば、ユーザは、表示パネル１５にキーボードが表示されたとき、キーボードの任意の位置をタッチ操作することにより、文字入力等を行うことができる。表示パネル１５として、例えば、液晶方式、有機ＥＬ方式、電子ペーパー方式、プラズマ方式などの公知の表示パネルを用いることができる。

表示制御部２５は、マイクロコンピュータ２０によって生成される制御信号に基づいて、表示パネル１５への表示内容を制御する。

なお、電子機器１０には、必ずしも表示パネル１５が設置される必要はなく、表示パネル１５、表示制御部２５を含まない構成であってもよい。

タッチパネル１１は、ユーザのタッチ位置に応じた信号をタッチパネル制御部２１へ出力する。

タッチパネル制御部２１は、ユーザのタッチのタイミングおよびタッチ位置（座標等）を検出する。タッチパネル制御部２１は、ユーザのタッチ位置を検出する検出部として機能する。タッチパネル制御部２１は、ユーザのタッチ位置の情報を、マイクロコンピュータ２０、振動制御部２３等へ出力する。

タッチパネル１１として、例えば、静電式、抵抗膜式、光学式、超音波方式、電磁式などのタッチパネルを用いることができる。

また、この例では、タッチパネル１１と表示パネル１５とが別々の構成要素になっているが、タッチパネル１１と表示パネル１５とは一体に形成されていてもよい。例えば、タッチパネル機能を液晶パネルの内部に一体化するインセル型タッチパネルや、タッチパネル機能を液晶パネルの表面に一体化するオンセル型タッチパネル等の方式であってもよい。

また、タッチパネル制御部２１は、ユーザのタッチ位置に加えて、各タッチ位置における接触面積、押圧などを示す情報をタッチ情報として取得してもよい。押圧は、例えば、感圧方式のタッチパネルを用いれば容易に取得することができる。また、押圧は、ロードセル等のセンサーを用いて取得されてもよい。

［１−２．電子機器の動作］
次に、本実施形態に係る電子機器１０において、タッチパネル１１を振動させる方法を詳細に説明する。

図３Ａは、実施形態に係る振動制御部２３を示すブロック図である。図３Ｂは、実施形態に係る駆動周波数決定部３３を示すブロック図である。

図４は、実施形態に係る電子機器１０の動作を示すフローチャートである。

図３Ａに示すように、振動制御部２３は、駆動周波数決定部３３、駆動部３４を含む。また、図３Ｂに示すように、駆動周波数決定部３３は、振動特性判定部３３ａ、駆動周波数選択部３３ｂ、参照テーブル３３ｃを含む。駆動周波数決定部３３のこれらの構成要素は、例えば、記憶部２６に記憶されており、以下において説明する手順を規定したソフトウエアをマイクロコンピュータ２０が実行することによって実現される。

ユーザが電子機器１０のタッチパネル１１にタッチすると、タッチパネル１１を含むタッチ検出部３１は、ユーザによるタッチを検出する。そして、タッチ検出部３１は、タッチに関する情報を駆動周波数決定部３３および駆動部３４へ出力する（ステップＳ１１）。

このタッチに関する情報に基づき、駆動部３４は、タッチパネル１１に振動を発生させるため、振動部１３を駆動する第２の駆動信号を生成する。この第２の駆動信号は、前述したように第２の周波数帯域の周波数を有している。ユーザは、第２の周波数帯域内の周波数で振動する物体を触っても、その振動を知覚できない。つまり、第２の周波数帯域は、ユーザが触感できない周波数である。より具体的には、第２の駆動信号は、第２の周波数帯域をスイープする可変周波数信号である。例えば、第２の周波数帯域は、１５ｋＨｚ以上、２５ｋＨｚ以下の範囲に設定されており、第２の駆動信号は、タッチパネル１１に発生する振動の周波数が、１５ｋＨｚから２５ｋＨｚまでの範囲で時間とともに増大あるいは減少するように設定された駆動信号である。第２の周波数帯域の周波数は相対的に高いため、１５ｋＨｚから２５ｋＨｚまで連続して周波数を変化させるのに要する時間は相対的に短い。例えば、第２の駆動信号の発生期間の長さは２０ｍｓｅｃである。これによりタッチパネル１１は、第２の周波数帯域内で周波数が変化する第２の駆動信号で振動する（ステップＳ１２）。

検出部１４を含む振動検出部３２は、第２の駆動信号による駆動で振動するタッチパネル１１の振動を検出する。そして、検出信号を駆動周波数決定部３３へ出力する（ステップＳ１３）。

電子機器１０を支持する状態によって、タッチパネル１１の共振周波数は変化する。このことにより、第２の駆動信号によるタッチパネル１１の振動の周波数特性も変化する。

図５Ａは、実施形態に係る電子機器１０の支持状態の一例を示す図である。

図５Ｂは、実施形態に係る電子機器１０の支持状態の他の一例を示す図である。

図６Ａは、実施形態に係るタッチパネル１１を第２の駆動信号で振動させた場合の周波数特性を示す図である。

図６Ｂは、実施形態に係る電子機器１０の、図５Ａの支持状態における共振周波数近傍の振動周波数特性を示す図である。

図６Ｃは、実施形態に係る電子機器１０の、図５Ｂの支持状態における共振周波数近傍の振動周波数特性を示す図である。

例えば、図５Ａに示すように、ユーザが電子機器１０の裏側を手のひらで支持する場合と、図５Ｂに示すように、ユーザが両手で電子機器１０の両側部を握るように支持する場合と、を考える。

図６Ａは、これら２つの状態でユーザに支持された電子機器１０において、第２の駆動信号によるタッチパネル１１の振動を振動検出部３２が検出し、生成した検出信号を示している。図６Ａにおいて、横軸は周波数を示し、縦軸は振幅を示している。図６Ａにおいて、波形Ａは、図５Ａに示す支持状態での検出信号であり、タッチパネル１１の１５ｋＨｚから２５ｋＨｚまでの振動特性を示している。また、波形Ｂは、図５Ｂに示す支持状態での検出信号であり、タッチパネル１１の１５ｋＨｚから２５ｋＨｚまでの振動特性を示している。

図６Ａから分かるように、この周波数範囲において、タッチパネル１１には、振動が大きく減衰する周波数がある。しかし、支持状態によって、振動が減衰する周波数は異なる。具体的には、図６Ａに示す例によれば、図５Ａに示す支持状態では２０ｋＨｚ付近で大きく振動が減衰し、図５Ｂに示す支持状態では２０．５ｋＨｚ付近で大きく振動が減衰する。

駆動周波数決定部３３は、ユーザのタッチパネル１１へのタッチに関する情報を受け取ると、振動検出部３２から検出信号を受け取る。そして、その検出信号に基づき、ユーザが触感し得る周波数でタッチパネル１１を振動させるための第１の駆動信号の周波数を決定する。この第１の駆動信号の周波数には、電子機器１０の支持状態に応じて、タッチパネル１１を効率よく振動する周波数が選択される。このために、駆動周波数決定部３３の振動特性判定部３３ａは、まず振動検出部３２から検出信号を受け取り、振動特性を判定する（ステップＳ１４）。

振動特性判定部３３ａは、振動検出部３２から検出信号を受け取り、検出信号の第２の周波数帯域内で周波数特性を測定する。具体的には、振動特性判定部３３ａは、検出信号による周波数特性のパターンを分析する。検出信号の傾きや、振幅が最小値となる周波数、第２の周波数帯域での周波数特性を表す離散的な周波数に対する振幅の組からなる特徴ベクトルなどを求める。

周波数特性のパターンを表す特徴ベクトルから各支持状態を判定するには、例えば、機械学習手法のＳＶＭ（サポートベクターマシン）などを用いることができる。特徴ベクトルは、各支持状態に対して、あらかじめ複数の被験者が複数回支持した場合の振動を、振動検出部３２で測定することにより取得する。取得した複数の特徴ベクトル用いて各支持状態をＳＶＭにあらかじめ学習させておく。

駆動周波数選択部３３ｂは、ユーザがタッチパネル１１をタッチした際に、第２の駆動信号でタッチパネル１１を振動させた際の振動特性から得られる特徴ベクトルを入力として、ＳＶＭにより支持状態を判定する。この手順は当業者には自明である。特徴ベクトルは、例えば、１５ｋＨｚから２５ｋＨｚの周波数範囲で２００次元から４０００次元程度あればよい。

また、駆動周波数選択部３３ｂは、図６Ａに示す検出信号による周波数特性が得られる場合には、振動が減衰する周波数を測定してもよい。

駆動周波数決定部３３は、表１に示すように、各支持状態において検出される周波数特性のパターンとその支持状態における共振周波数との対応を示す参照テーブル３３ｃを予め記憶している。各支持状態における共振周波数は、タッチパネル１１の振動解析や、実測によって予め求められており、ユーザが触感し得る周波数帯域である第１の周波数帯域内の値である。表１では２つの支持状態を示しているが、参照テーブル３３ｃは、３つ以上の支持状態についての、周波数特性のパターンとその支持状態における共振周波数との対応を含んでいてもよい。

ある駆動周波数に対応づけられる周波数特性のパターンは１つに限らず、複数であってもよい。例えば、振幅が最小値となる周波数を周波数特性のパターンとして求める場合には、振幅が最小値となる周波数について、所定の範囲ごとに異なる駆動周波数を対応させてもよい。

例えば、図６Ｂは図５Ａに示す支持状態において、図６Ｃは図５Ｂに示す支持状態において、ユーザが触感し得る周波数帯域である第１の周波数帯域におけるタッチパネルの振動特性を示している。図６Ｂ、図６Ｃにおいて、横軸は周波数を示し、縦軸は振動の大きさを示している。図６Ｂおよび図６Ｃから分かるように、それぞれ１６８Ｈｚおよび１９７Ｈｚにおいて振幅が最大になっており、これらの周波数がタッチパネル１１の図５Ａおよび図５Ｂに示す支持状態における共振周波数であることが分かる。

駆動周波数選択部３３ｂは、表１に示すような参照テーブルを用い、測定によって求めた周波数特性のパターンから電子機器１０の支持状態を判定する。そして、判定した支持状態に対応する駆動周波数を決定する（ステップＳ１５）。

ステップＳ１５で決定した駆動周波数は駆動部３４へ出力される。

駆動部３４は、ステップＳ１５で決定した駆動周波数を有する第１の駆動信号を生成し、第１の駆動信号で振動部１３を駆動する（ステップＳ１６）。

これにより、タッチパネル１１は、ユーザが触感可能な周波数で振動する。また、電子機器１０ではユーザの支持状態に応じた周波数が選択される。そのため、電子機器１０は、支持状態に応じて共振周波数を選択するなど、振動が大きくなる周波数を選択することができる。このため、電子機器１０は、ユーザによる支持状態にかかわらず、タッチパネル１１の振動を十分に大きくすることができる。したがって、ユーザは支持様態による振動の大きさの差異を感じることなく、適切な大きさのタッチパネル１１の振動を触感することができる。

図７は、第１の駆動信号および第２の駆動信号の生成タイミングとユーザのタッチパネル１１へのタッチのタイミングを示す図である。図７には、上述の手順でタッチパネル１１を振動させる場合における、第１の駆動信号および第２の駆動信号の生成のタイミングとユーザによるタッチパネル１１へのタッチのタイミングとの関係を示している。

本実施形態では、電子機器１０の支持状態の測定に用いる第２の駆動信号は、実際にタッチパネル１１を駆動し、ユーザに触感を提示する、ユーザが触感可能な第１の駆動信号よりも高い周波数を有する。具体的には、第２の駆動信号は、１５ｋＨｚ以上の周波数を有する。例えば、第２の駆動信号には、タッチダウン後の２０ｍｓｅｃの間に、周波数を１５ｋＨｚから２５ｋＨｚまでリニアにスイープする信号を用いることができる。図６Ａの振動特性はこの駆動信号により得られたものである。

その後、駆動周波数決定部３３が第２の駆動信号による振動を検出し、その検出結果にもとづき第１の駆動信号の周波数を決定するのに１０ｍｓｅｃを要するとしても、振動制御部２３は、ユーザがタッチパネル１１にタッチをしてから約３０ｍｓｅｃ後には、電子機器１０の支持状態を判定し、支持状態に適した周波数で、かつユーザが触感可能な周波数でタッチパネル１１の駆動を始めることができる。また、第２の駆動信号はユーザに触感できない周波数であるため、ユーザはこの間、タッチパネル１１が振動をしていることを触感できない。したがって、ユーザは、タッチパネル１１にタッチした後、不要な振動を感じることなく、３０ｍｓｅｃ後にタッチパネル１１が大きな振幅で振動するのを触感することができる。

また、上述した駆動部３４の動作は相対的に短時間で完了するため、図７に示すようにユーザがタッチパネル１１へタッチするたびに行うことが可能である。このため、電子機器１０が携帯端末などであり、ユーザが頻繁に電子機器１０の支持状態を変える場合でも、ユーザは、支持状態によらず、タッチパネル１１の適切な大きさの振動を触感することができる。

本実施形態では、ユーザがタッチパネル１１にタッチするたびに、駆動部３４が上述した動作を行い、第１の駆動信号の周波数を決定している。しかし、電子機器１０の支持状態が変化したときにのみ駆動部３４が上述した動作をおこなってもよい。例えば、電子機器１０を、加速度センサやジャイロセンサなど電子機器１０に働く加速度を検出する素子を備えた構成とする。そして、加速度センサやジャイロセンサの検出信号に基づき、電子機器１０の支持状態が変化したと判断できる場合に、駆動部３４が上述した動作を行う。電子機器１０をこのような構成としてもよい。

また、電子機器１０が据え置き型の装置に組み込まれる等して、ユーザが電子機器１０を携帯しない場合でも、電子機器１０の経年変化や使用環境温度の変化によるタッチパネル１１の共振周波数の変動によって、タッチパネル１１の振動の大きさが変化することがある。これを抑制するのに、本実施形態を用いてもよい。例えば、電子機器１０は、自動車内に設置されるタッチ入力装置であってもよい。図８は、実施形態に係る自動車内に設置された電子機器１０を示す図である。図８に示す例では、電子機器１０は、運転席と助手席の間、いわゆる、センターコンソール部に設置されている。

ユーザは、電子機器１０を用いて、カーナビゲーション装置７０、カーオーディオ、エアーコンディショナーなどの車載機器を操作することができる。

自動車内にはカーナビゲーション装置７０が設置されている。電子機器１０は、カーナビゲーション装置７０と通信可能に接続されている。電子機器１０は、ユーザの指によるタッチ操作を受け付ける。ユーザは電子機器１０を用いてカーナビゲーション装置７０を操作し、カーナビゲーション装置７０に目的地までのナビゲーションをさせることができる。このように、電子機器１０が自動車に搭載された形態においても、タッチパネル１１の共振周波数の変化に応じて第１の駆動信号の周波数を決定し、タッチパネル１１を適切な大きさで振動させることにより、ユーザに適切な操作感を与えることができる。

なお、図８に示す例では、電子機器１０とカーナビゲーション装置７０とは別体であったが、電子機器１０とカーナビゲーション装置７０とを一体化して１つのカーナビゲーション装置が構成されてもよい。

なお、本実施形態では、電子機器１０は、振動部１３および検出部１４をそれぞれ備えているが、振動部１３および検出部１４を兼ねる１つの圧電素子を備えた構成としてもよい。この場合、第２の駆動信号の送信を複数回に分けて断続的に行い、第２の駆動信号の送信を中断している間にタッチパネル１１の振動を検出することができる。また、電子機器１０は、振動部１３および検出部１４をそれぞれ備えている場合に、検出部１４がタッチパネル１１の振動を検出した後、検出部１４に第１の駆動信号を印加し、検出部１４を振動部１３として使用してもよい。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、上記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術はこれらに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態も可能である。また、上記実施形態で説明した各構成要素を適宜組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。

以下、他の実施形態を例示する。

上記実施形態では、電子機器の一例として主にタブレット型の情報端末機器を用いて説明したが、電子機器はこれには限らない。例えば、携帯電話、ＰＤＡ、ゲーム機、カーナビゲーション、ＡＴＭなど、タッチパネルを備える電子機器であってもよい。

また、上記実施形態では、電子機器は表示パネルを備えていたが、電子機器は表示パネルを備えていなくてもよい。例えばタッチパッドのような電子機器であってもよい。

上記実施形態では、操作部としてタッチパネルを例示して説明したが、操作部はこれに限られない。操作部は、例えば、マウスのようなポインティングデバイスでもよい。この場合、振動部１３は、マウスに設けられており、マウスを振動させる。

上記実施形態では、振動部をパネルに貼り付けた例を示したが、振動部は、筐体や枠などに張り付けられていてもよい。

上記実施形態では、振動部は圧電素子であったが、静電力によるアクチュエータや、ＶＣＭ、振動モータなど他の方法で振動を伝播させてもよい。また、スパッタリング等の方法によりパネルに薄膜の透明圧電部材を形成して振動部として用いてもよい。

また、上記実施形態では、振動の種類として、たわみ振動を示したが、疎密波、表面波による振動であってもよい。

上記実施形態では、タッチパネルと表示パネルは別体として説明したが、オプティカルボンディングなどでタッチパネルと表示パネルとが互いに接続されていてもよい。

上記実施形態では、タッチパネルと表示パネルとが別々の構成要素になっているが、タッチパネルと表示パネルとは一体に形成されていてもよい。例えば、タッチパネル機能を液晶パネルの内部に一体化するインセル型タッチパネルや、タッチパネル機能を液晶パネルの表面に一体化するオンセル型タッチパネル等の方式で、タッチパネルと表示パネルとが一体形成されていてもよい。また、その場合は、振動部は表示パネルの裏面に設けられてもよい。

また、上記実施形態では、振動を発生することでユーザに触感を提示したが、本開示の技術はこれに限られない。振動に加えて、例えば、静電気による摩擦の変化や、電流による皮膚の刺激、液体による画面形状の変化など、他の方法でユーザに触感を呈示してもよい。触感の呈示だけでなく、画面表示、音、光、熱などを適宜組み合わせてもよい。

また、マイクロコンピュータが、表示制御部、タッチパネル制御部、振動制御部の少なくとも１つの動作を担ってもよい。

また、上述した電子機器の動作は、ハードウエアによって実現されてもよいしソフトウエアによって実現されてもよい。そのような動作を実行させるプログラムは、記憶部に記憶されていてもよいし、マイクロコンピュータの内蔵メモリやＲＯＭに記憶されていてもよい。また、そのようなコンピュータプログラムは、それが記録された記録媒体（光ディスク、半導体メモリー等）から電子機器へインストールしてもよいし、インターネット等の電気通信回線を介してダウンロードしてもよい。

［１−３．効果等］
以上、説明したように、本開示のある実施形態に係る電子機器１０は、ユーザがタッチするタッチパネル１１と、ユーザのタッチパネル１１へのタッチを検出するタッチ検出部３１と、タッチパネル１１を振動させる振動部１３と、振動部１３を第１の周波数帯域内の第１の駆動信号、および、第１の周波数帯域よりも高い第２の周波数帯域内の第２の駆動信号で駆動する駆動部３４と、第２の駆動信号による駆動で振動するタッチパネル１１の振動を検出し、検出信号を出力する振動検出部３２と、検出信号に基づき第１の駆動信号の周波数を決定する駆動周波数決定部３３と、を備える。

本実施形態によれば、ユーザに触感を与える振動のための第１の周波数帯域内よりも高い第２の周波数帯域内の第２の駆動信号で、タッチパネル１１を振動させることにより、より短い時間で、ユーザに触感を与えることなく、電子機器１０の現在の支持状態における振動特性を検出することができる。そして、電子機器１０は、この検出結果に基づき、ユーザに触感を与える振動のための第１の駆動信号の周波数を決定する。そのため、電子機器１０では、支持状態に応じて共振周波数を選択するなど、振動が大きくなる周波数を決定することができる。このため、電子機器１０は、ユーザによる支持状態にかかわらず、タッチパネル１１の振動を十分に大きくすることができる。したがって、ユーザは支持様態による振動の大きさの差異を感じることなく、適切な大きさのタッチパネル１１の振動を触感することができる。

また、この動作は比較的短時間で完了するため、ユーザがタッチパネル１１へタッチするたびに行うことが可能である。このため、電子機器１０が携帯端末などであり、ユーザが頻繁に電子機器１０の支持状態を変える場合でも、支持状態によらず、タッチパネル１１の適切な大きさの振動を触感することができる。

駆動部３４は、タッチ検出部３１の検出に基づき、第２の駆動信号で振動部１３を駆動し、駆動周波数決定部３３の決定に基づき、第１の駆動信号で振動部１３を駆動してもよい。

第２の駆動信号は、第２の周波数帯をスイープする可変周波数信号であってもよい。

駆動周波数決定部３３は、検出信号に基づき、互いに異なる少なくとも２つの周波数から第１の駆動信号の周波数を決定してもよい。

第１の周波数帯域はユーザが触知可能な周波数であってもよい。

第２の周波数帯域は１５ｋＨｚ以上であってもよい。

振動部１３は第１の圧電素子によって構成され、振動検出部３２は第２の圧電素子によって構成されていてもよい。

第２の圧電素子は、振動部１３として機能してもよく、第１の駆動信号に基づき、振動部１３によって駆動されてもよい。

振動部１３および振動検出部３２は１つの圧電素子によって構成されていてもよい。

本開示のある実施形態に係る電子機器１０のタッチパネル１１を振動させる方法は、ユーザのタッチパネル１１へのタッチを検出するステップと、タッチパネル１１を第１の周波数帯域よりも高い第２の周波数帯域内の第２の駆動信号で駆動するステップと、第２の駆動信号による駆動で振動するタッチパネル１１の振動を検出するステップと、検出信号に基づき、第１の周波数帯域内の周波数を決定し、決定した周波数を有する第１の駆動信号でタッチパネル１１を駆動するステップと、を含む。

本開示のある実施形態に係るコンピュータプログラムは、電子機器１０に振動動作を実行させるコンピュータプログラムである。このコンピュータプログラムは、ユーザのタッチパネル１１へのタッチを検出するステップと、タッチパネル１１を第１の周波数帯域よりも高い第２の周波数帯域内の第２の駆動信号で駆動するステップと、第２の駆動信号による駆動で振動するタッチパネル１１の振動を検出するステップと、検出信号に基づき、第１の周波数帯域内の周波数を決定し、決定した周波数を有する第１の駆動信号でタッチパネル１１を駆動するステップと、を含む。

本開示のある実施形態に係る装置は、ユーザのタッチ入力を受けるタッチパネル１１と、第１の周波数帯域内の第１の駆動信号、および、第１の周波数帯域よりも高い第２の周波数帯域内の第２の駆動信号で振動部１３を駆動することで、タッチパネル１１の振動を制御するプロセッサを備え、このプロセッサは、第２の駆動信号によるタッチパネル１１の振動を検出し、検出されたタッチパネル１１の振動に基づき、第１の駆動信号の周波数を決定する。この装置は電子機器１０であってもよく、このプロセッサはマイクロコンピュータ２０であってもよい。

本開示の実施形態に係る電子機器１０によれば、種々の支持状態や使用環境でも適切な大きさの触感をユーザに与える電子デバイスが実現し得る。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示に係る技術は、ユーザの操作に対して触感を呈示する技術分野において特に有用であり、例えば、携帯情報端末、携帯電話、車載器、テレビ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、電子黒板、デジタルサイネージ用ディスプレイなどに適用できる。

１０ 電子機器
１１ タッチパネル
１３ 振動部
１４ 検出部
１５ 表示パネル
１６ 表示領域
１７ スペーサ
１８ 筐体
２０ マイクロコンピュータ
２１ タッチパネル制御部
２３ 振動制御部
２４ 検出制御部
２５ 表示制御部
２６ 記憶部
２７ 外部通信部
２９ 各種入出力部
３１ タッチ検出部
３２ 振動検出部
３３ 駆動周波数決定部
３３ａ 振動特性判定部
３３ｂ 駆動周波数選択部
３３ｃ 参照テーブル
３４ 駆動部
７０ カーナビゲーション装置

Claims (12)

1. ユーザがタッチするパネルと、
   前記ユーザの前記パネルへのタッチを検出するタッチ検出部と、
   前記パネルを振動させる振動部と、
   前記振動部を第１の周波数帯域内の第１の駆動信号、および、前記第１の周波数帯域よりも高い第２の周波数帯域内の第２の駆動信号で駆動する駆動部と、
   前記第２の駆動信号による駆動で振動する前記パネルの振動を検出し、検出信号を出力する振動検出部と、
   前記検出信号に基づき、前記第１の駆動信号の周波数を決定する駆動周波数決定部と、
   を備える、電子機器。
2. 前記駆動部は、前記タッチ検出部の検出に基づき、前記第２の駆動信号で前記振動部を駆動し、前記駆動周波数決定部の決定に基づき、前記第１の駆動信号で前記振動部を駆動する、
   請求項１に記載の電子機器。
3. 前記第２の駆動信号は、前記第２の周波数帯をスイープする可変周波数信号である、
   請求項１に記載の電子機器。
4. 前記駆動周波数決定部は、前記検出信号に基づき、互いに異なる少なくとも２つの周波数から前記第１の駆動信号の周波数を決定する、
   請求項１に記載の電子機器。
5. 前記第１の周波数帯域は前記ユーザが触知可能な周波数である、
   請求項１に記載の電子機器。
6. 前記第２の周波数帯域は１５ｋＨｚ以上である、
   請求項１に記載の電子機器。
7. 前記振動部は第１の圧電素子によって構成され、前記振動検出部は第２の圧電素子によって構成されている、
   請求項１に記載の電子機器。
8. 前記第２の圧電素子は、前記振動部としても機能し、前記第１の駆動信号に基づき、前記振動部によって駆動される、
   請求項７に記載の電子機器。
9. 前記振動部および前記振動検出部は１つの圧電素子によって構成されている、
   請求項１に記載の電子機器。
10. 電子機器のパネルを振動させる方法であって、
    ユーザの前記パネルへのタッチを検出するステップと、
    前記パネルを第１の周波数帯域よりも高い第２の周波数帯域内の第２の駆動信号で駆動するステップと、
    前記第２の駆動信号による駆動で振動する前記パネルの振動を検出するステップと、
    前記検出信号に基づき、前記第１の周波数帯域内の周波数を決定し、決定した周波数を有する第１の駆動信号で前記パネルを駆動するステップと、
    を含む、方法。
11. 電子機器に振動動作を実行させるコンピュータプログラムであって、
    前記コンピュータプログラムは、
    ユーザのパネルへのタッチを検出するステップと、
    前記パネルを第１の周波数帯域よりも高い第２の周波数帯域内の第２の駆動信号で駆動するステップと、
    前記第２の駆動信号による駆動で振動する前記パネルの振動を検出するステップと、
    前記検出信号に基づき、前記第１の周波数帯域内の周波数を決定し、決定した周波数を有する第１の駆動信号で前記パネルを駆動するステップと、
    を含む、コンピュータプログラム。
12. タッチ入力を受けるパネルと、
    第１の周波数帯域内の第１の駆動信号、および、前記第１の周波数帯域よりも高い第２の周波数帯域内の第２の駆動信号で振動部を駆動することで、前記パネルの振動を制御するプロセッサと、を備え、
    前記プロセッサは、
    前記第２の駆動信号による前記パネルの振動を検出し、
    検出された前記パネルの振動に基づき、前記第１の駆動信号の周波数を決定する、
    装置。