KR20070045954A

KR20070045954A - 전자 기기

Info

Publication number: KR20070045954A
Application number: KR1020060104487A
Authority: KR
Inventors: 고이치로 다카시마; 준 우치다; 요시카즈 다카하시
Original assignee: 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2006-10-26
Publication date: 2007-05-02
Also published as: CN1955903A; JP5208362B2; US20070097073A1; JP2007122501A; US8174495B2; CN1955903B

Abstract

본 발명은 전자 기기에 관한 것으로서, 진동 발생 기능을 구비한 전자 기기의 구조를 간략화할 수 있는 것이다. 본 발명은 터치 패널(51)을 입력 인터페이스로서 구비한 전자 기기(50)로서, 사용자가 터치 패널(51)에 접촉되면, 터치 패널(51)의 위치 정보에 따라 CPU(55)가 출력용 진동 패턴을 생성한다. 액츄에이터 구동 회로(56)는, 출력용 진동 패턴에 따라 사용자가 음(音)으로서 감지할 수 있는 음성 진동과 사용자의 촉각을 자극하는 촉각 진동을 압전 액츄에이터(53)에 출력시킨다.

전자 기기, 터치 패널, 진동 패턴, 촉각 진동, 음성 진동

Description

전자 기기 {ELECTRONIC APPARATUS}

도 1은 본 발명을 적용한 전자 기기의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.

도 2는 촉각 진동의 주파수대를 설명하기 위한 그래프도이다.

도 3은 본 발명을 적용하기 이전의 전자 기기의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.

도 4는 본 발명의 구체예인 전자 기기의 분해 사시도이다.

도 5는 압전 액츄에이터의 구조를 나타낸 상면도 및 측단면도이다.

도 6은 압전 액츄에이터의 주요부를 확대한 측단면도이다.

도 7은 본 발명의 구체예인 전자 기기의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.

도 8은 액츄에이터 구동 전압의 파형을 나타낸 그래프도이다.

도 9는 촉각 진동의 진동 패턴과 음성 진동의 진동 패턴을 합성했을 때의 액츄에이터 구동 전압의 파형을 나타낸 그래프도이다.

도 10은 매너 모드 처리의 스텝을 설명하는 플로차트이다.

도 11은 보이스 코일식 스피커 디바이스의 구성을 나타낸 개략도이다.

도 12는 촉감 재현 기능을 구비한 휴대 전화기의 내부 구조를 나타낸 블록도다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

(50) 전자 기기, (51) 터치 패널, (52) 표시부,

(53) 압전 액츄에이터, (54) 진동 데이터 보존부, (55) CPU,

(56) 액츄에이터 구동 회로

[특허 문헌 1] 일본국 특개 2004-252836호 공보

본 발명은, 사용자의 접촉 부분을 진동시키는 진동 발생 기능을 구비한 전자 기기에 관한 것이다.

전자 기기에 데이터를 입력하는 입력 장치로서는, 키보드, 죠그 다이얼, 마우스, 스캐너, 음성 인식 장치 등을 들 수 있다. 키보드는, 복수개의 키를 구비하고, 키에 대응하는 알파벳이나 기호를 입력할 수 있다. 죠그 다이얼은, 회전자의 회전량을 입력할 수 있다. 키보드나 죠그 다이얼을 전자 기기에 내장하기 위해서는, 사이즈나 중량 등의 설계상의 제한이 생기는 문제가 있다.

종래, 이들 입력 장치의 기계 설계를 간소화하기 위하여, 죠그 다이얼에 접촉 검출 센서를 설치하고, 접촉 위치의 변화 또는 접촉 면적에 대응하여, 접촉 위치 근방을 일시적으로 진동시켜, 죠그 다이얼을 조작했을 때와 같은 조작감을 사용자에게 부여하여, 기기 전체의 사이즈나 중량을 보다 작게 한 입력 장치가 개발되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

또, 터치 패널은, 표시 화면과 일체화한 입력 장치이다. 터치 패널은, 입력 대상에 직접 접하기 때문에, 자연스러운 조작성을 갖게 할 수 있다. 또, 터치 패널은, 소프트 웨어 제어에 의해, 자유롭게 레이아웃을 변경할 수 있다. 터치 패널은, 조작했을 때의 촉감이 없어, 사용자에게 재미없는 인상을 준다. 그래서, 최근, 터치 패널을 진동시켜, 버튼의 누름이나 슬라이드의 저항 등에 대응한 촉감을 재현해 리얼한 조작성을 갖게 한 입력 장치가 개발되어 있다.

도 12는, 촉감 재현 기능을 구비한 휴대 전화기(100)의 내부 구조를 나타낸 블록도이다. 휴대 전화기(100)는, 전파를 송수신하는 안테나(101)와, 전파를 증폭시키는 공용기(102)와, 안테나(101)가 수신한 전파를 복조하는 수신부(103)와, CPU(Central Proc essing Unit)(104)로부터 출력된 신호를 변조하여 안테나(101)에 출력하는 송신부(105)와, CPU(104)의 작업 영역으로서의 메모리(106)와, 화상을 표시하는 표시부(107)와, 표시부(107)에 표시하게 하는 화상을 생성하는 화상 처리부(108)와, 사용자의 통화음을 입력하는 마이크로폰(109)과, 착신음이나 통화음 등을 출력하는 스피커(110)를 구비한다.

또, 휴대 전화기(100)는, 촉감을 부여하는 기능으로서, 입력 위치 및 입력량(파워)을 검출하는 입력 검출부(111)와, 입력 검출부(111)의 출력을 증폭하는 A/D드라이버(112)와, 진동을 발생하는 압전(壓電) 액츄에이터(113A)~(113C)와, 압전 액츄에이터(113A)~(113C)를 구동하는 액츄에이터 구동부(114)를 구비한다.

휴대 전화기(100)는, 입력 검출 수단(111)에 의해 검출된 입력 위치 정보와 입력량을 기초로 압전 액츄에이터(113A)~(113C)에 진동 패턴을 출력하고, 압전 액 츄에이터(113A)~(113C)를 진동시켜, 실제의 스위치의 입력 촉각에 대응한 촉각을 발생한다.

일반적으로, 휴대 전화기는, 통화를 위한 마이크로폰(109), 스피커(110), 표시부(107) 등이 설치되어 있다. 도 12의 휴대 전화기(100)에서는, 또한 진동을 발생시키므로, 액츄에이터 구동 회로(114)나 복수개의 압전 액츄에이터(113A)~(113C)가 필요하다. 휴대 전화기에 한정되지 않고, 기능을 추가하면, 부품 수가 증가하고, 사이즈나 중량 등의 설계상의 제한이 생기게 된다.

본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 행해진 것으로서, 진동 발생 기능을 구비한 전자 기기의 구조를 간략화하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관한 전자 기기는, 사용자로부터의 접촉을 검출하는 접촉 검출부와, 사용자가 음(音)으로서 감지할 수 있는 음성 진동, 및 사용자의 촉각을 자극하는 촉각 진동을 출력하는 진동 출력부와, 촉각 검출부가 사용자의 촉각을 검출했을 때, 음성 진동과 촉각 진동을 포함하는 출력 진동 패턴을 생성하는 패턴 생성부와, 출력 진동 패턴에 따라서, 진동 출력부를 구동하고, 진동 출력부에 음성 진동 및 촉각 진동을 출력시키는 구동부를 가진다.

본 발명에 관한 전자 기기는, 사용자가 음으로서 감지할 수 있는 음성 진동과 사용자의 촉각을 자극하는 촉각 진동 2종류의 진동이 1개의 진동 출력부로부터 출력되므로 구조가 간단하게 되어 있다.

또, 본 발명에 관한 전자 기기는, 음성 진동과 촉각 진동의 출력 진동 패턴을 하나의 패턴 생성부에 의해 생성하고, 또한 하나의 구동부에서 진동 출력부를 구동하여 음성 진동과 촉각 진동을 발생시키므로, 구조가 간단하게 되어 있다.

[발명을 실시하기 위한 바람직한 실시예]

이하, 도 1을 참조하여 본 발명을 적용한 전자 기기(50)에 대하여 설명한다.

본 발명을 적용한 전자 기기(50)는, 사용자의 손가락끝이나 전용의 펜으로 직접 접촉되어 입력하는 접촉형의 입력 인터페이스로서 터치 패널(51)을 구비한다. 전자 기기(50)는, 진동 출력부로서의 압전 액츄에이터(53)를 구비한다. 압전 액츄에이터(53)는, 사용자의 촉각을 자극하는 촉각 진동과, 사용자가 음성으로서 감지할 수 있는 음성 진동을 출력한다.

도 1은, 전자 기기(50)의 내부 구성을 나타낸 블록도이다. 전자 기기(50)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 사용자의 접촉을 검출하는 터치 패널(51), 표시 화면을 표시하는 표시부(52), 음성 진동 및 촉각 진동을 발생하는 압전 액츄에이터(53), 진동 패턴을 보존하는 진동 데이터 보존부(54), 압전 액츄에이터(53)를 구동시키기 위한 출력용 진동 패턴을 생성하는 CPU(Central Processing Unit)(55), 출력용 진동 패턴에 따라 압전 액츄에이터(53)를 구동하는 액츄에이터 구동 회로(56)를 구비한다.

터치 패널(51)은, 표시부(52)에 중첩되어 배치되어 있다. 터치 패널(51)은, 투과성이 있으므로, 터치 패널(51)을 투과하여 표시부(52)의 표시 화면을 볼 수가 있다. 표시 화면에는, 커맨드 버튼이나 슬라이드 바 등의 오브젝트가 표시되어 있 다. 사용자가 터치 패널(51)에 접촉되면, 접촉된 위치 정보가 CPU(55)에 출력된다.

CPU(55)는, 터치 패널(51)로부터 입력한 위치 정보를 기초로, 사용자가 어느 오브젝트에 접촉되었는지를 특정한다. CPU(55)는, 사용자가 접촉된 오브젝트에 맞추어 진동 데이터 보존부(54)에 보존된 진동 패턴을 선택하고, 선택한 진동 패턴을 기초로 출력용 진동 패턴을 생성한다. 출력용 진동 패턴은, 단일의 진동 패턴, 또는 복수개의 진동 패턴을 합성한 것이다.

진동 패턴은, 진동의 주파수, 진폭, 진동 회수로 표현된다. CPU(55)는, 복수개의 진동 패턴을 조합시킬 때, 개개의 진동 패턴을 시분할로 합성한다. 이로써, 진동 패턴이 서로 간섭하여 노이즈로 되는 것을 방지할 수 있다. 또, CPU(55)는, 음성 진동의 진동 패턴과 촉각 진동의 진동 패턴을 조합시킬 때, 촉각 진동의 진동 패턴이 음성 진동의 진동 패턴보다 시간적으로 빨리 출력되도록 합성한다. 촉각 진동을 먼저 발생시키면, 터치 패널(51)에 접촉된 순간과 촉각을 리턴하는 시간의 타임랙이 발생하지 않으므로, 사용자에게 위화감을 주지 않는다.

액츄에이터 구동 회로(56)는, CPU(55)로부터 출력용 진동 패턴을 입력한다. 출력용 진동 패턴은, 진동의 주파수, 진폭, 진동 회수로 표현되고 있다. 액츄에이터 구동 회로(56)는, 이 출력용 진동 패턴을 압전 액츄에이터(53)에 걸리는 전압의 파형으로 변환한다.

촉각 진동의 주파수대는, 50Hz ~ 500Hz 부근이다. 이 주파수대는, 실험에 의해 얻어진 것이다. 이번 실험에서는, 피험자가 압전 액츄에이터(53)에 손가락을 붙인 상태에서, 압전 액츄에이터(53)에 주파수, 진폭을 바꾼 전압 파형을 인가하고 있다. 도 2는, 주파수［Hz］ 및 진폭［μm］를 바꾸었을 때 진동을 감지한 피험자의 수(數)를 그래프화한 것이다. 이 그래프로부터, 진동을 감지한 피험자의 수는, 주파수가 50Hz~500Hz에 존재하고, 주파수가 200Hz 부근에서 피크를 갖는 것을 알 수 있다. 또, 도 2보다, 진폭［μm］을 높게 하면 진동의 감도를 강화할 수 있음을 알 수 있다.

한편, 음성 진동의 주파수대는, 500Hz 이상이다. 음성 진동의 주파수대와 촉각 진동의 주파수대는 격차가 있으므로, 사람은, 음성 진동을 진동으로서 느끼지 않고, 역으로, 촉각 진동을 소리로서 들을 수는 없다.

전자 기기(50)에서는, 촉각 진동과 음성 진동의 주파수대의 격차를 이용하여, 압전 액츄에이터(53)에 의해 촉각 진동과 음성 진동 양쪽을 출력시킨다. 이로써, 스피커나 버저 등의 음성 출력에 필요한 부재를 생략할 수 있다.

또, 본 발명을 적용한 전자 기기(50)는, 압전 액츄에이터를 구동하는 회로를 액츄에이터 구동 회로(56)의 하나에 모은 것을 특징으로 한다. 비교를 위하여, 본 발명을 적용하기 이전의 전자 기기(60)의 구성을 나타낸다. 도 3에 나타낸 전자 기기(60)는, 사용자의 접촉을 검출하는 터치 패널(61), 터치 패널(61) 넘어로 보이는 화상을 표시하는 표시부(62), 촉각 진동 및 음성 진동을 출력하는 압전 액츄에이터(63), 촉각 진동의 진동 패턴을 기억하는 촉각 데이터 보존부(64), 음성 진동의 진동 패턴을 기억하는 음성 데이터 보존부(65), 진동 패턴을 선택하는 CPU(66), 촉각 진동의 진동 패턴에 따라 압전 액츄에이터(63)에 걸리는 전압을 제어하는 촉각 진동 구동 회로(67), 음성 진동의 진동 패턴에 따라 압전 액츄에이터(63)에 걸리는 전압을 제어하는 음성 진동 구동 회로(68)를 구비한다.

터치 패널(61), 표시부(62), 압전 액츄에이터(63)의 구성은, 도 1에 나타낸 전자 기기(50)의 터치 패널(51), 표시부(52), 압전 액츄에이터(53)와 대략 동일하므로, 설명을 생략한다.

촉각 데이터 보존부(64)에는, 촉각 진동의 진동 패턴이 보존되어 있다. 촉각 데이터 보존부(64)의 진동 패턴에는, 각각 명칭이 붙여져 있다. CPU(66)는, 적당한 촉각 진동의 진동 패턴을 선택하고, 선택한 진동 패턴의 명칭을 촉각 진동 구동 회로(67)에 출력한다. 촉각 진동 구동 회로(67)는, CPU(66)로부터 입력한 명칭을 기초로 선택된 진동 패턴을 촉각 데이터 보존부(64)로부터 판독한다.

촉각 진동 구동 회로(67)는, 진동 패턴의 주파수, 진폭, 진동 회수에 따라 압전 액츄에이터(63)에 걸리는 전압의 파형을 변환한다.

한편, 음성 데이터 보존부(65)에는, 음성 진동의 진동 패턴이 보존되어 있다. CPU(66)는, 적당한 음성 진동의 진동 패턴을 선택하고, 선택한 음성 진동의 진동 패턴을 음성 진동 구동 회로(68)에 출력한다.

음성 진동 구동 회로(68)는, CPU(66)로부터 입력한 진동 패턴의 주파수, 진동, 진폭, 진동 회수에 따라 압전 액츄에이터(63)에 걸리는 전압의 파형을 변환한다.

본 발명을 적용하기 이전의 전자 기기(60)에서는, 촉각 진동 구동 회로(67)와 음성 진동 구동 회로(68)의 2개의 회로로 압전 액츄에이터(63)를 구동하고 있었기 때문에, 부품 수가 증가하여, 시스템의 구조가 복잡하게 된다.

또, 전자 기기(60)에서는, 촉각 진동 구동 회로(67)와 음성 진동 구동 회로(68)가 각각 독립적으로 액츄에이터를 구동하므로, 촉각 진동의 진동 패턴과 음성 진동의 진동 패턴이 서로 간섭해 노이즈로 되는 것이 있었다.

또한, 음성 진동이 촉각 진동보다 바로 앞에 출력되면, 터치 패널(61)에 접촉된 순간과 촉각을 리턴하는 시간의 타임랙이 발생하여 사용자에게 위화감을 준다.

본 발명을 적용한 전자 기기(50)는, 음성 데이터 보존부(65)와 촉각 데이터 보존부(64)의 2개의 블록을 진동 데이터 보존부(54)라는 1개의 블록에 모으고, 또한 음성 진동 구동 회로(68)와 촉각 진동 구동 회로(67)의 2개의 블록을 액츄에이터 구동 회로(56)라는 1개의 블록에 모음으로써, 전자 기기(50)의 구조를 간소화하고 있다.

또, 본 발명을 적용한 전자 기기(50)에서는, 복수개의 진동 패턴을 조합시킬 때, 개개의 진동 패턴을 시분할로 합성하므로, 진동 패턴끼리의 간섭에 의한 노이즈가 발생하지 않는다.

또한, 본 발명을 적용한 전자 기기(50)에서는, 음성 진동의 진동 패턴과 촉각 진동의 진동 패턴을 조합시킬 때는, 촉각 진동의 진동 패턴이 음성 진동의 진동 패턴보다 시간적으로 빨리 출력되도록 합성하기 위하여, 터치 패널(51)에 접촉된 순간과 촉각을 리턴하는 시간의 타임랙이 발생하지 않아 사용자에게 위화감을 주지 않는다.

그리고, 본 발명을 적용한 전자 기기(50)에는, 사용자로부터의 접촉을 검출 하는 접촉 검출부로서 터치 패널에 한정되지 않고, 죠그 다이얼, 키보드, 마우스 등을 적용해도 된다. 또, CPU(55)가 촉각 진동의 진동 패턴과 음성 진동의 진동 패턴을 합성하는 것이 아니라, 이미 합성한 출력용 패턴을 진동 데이터 보존부(54)에 보존해도 된다. 또한, 본 발명을 적용한 전자 기기(50)에는, 진동을 발생하는 진동 발생부로서 압전 액츄에이터(53)에 한정되지 않고, 보이스 코일 모터, 편심 진동 모터 등을 적용해도 된다.

이어서, 본 발명의 구체예로서의 전자 기기에 대하여 설명한다. 도 4는, 전자 기기(1)의 분해 사시도이다. 전자 기기(1)는, 하우징(2)과, 표시부(3)와, 표시부(3)의 주위를 에워싸는 섀시(4)와, 하우징(2)의 상부를 덮는 위치 검출부(5)로 구성된다.

위치 검출부(5)는, 접촉을 검출하는 터치 패널(6)과, 터치 패널(6)의 주위를 둘러싸는 외측 프레임(7)으로 구성된다. 터치 패널(6)은, 표시부(3)에 중첩하여 배치된다. 터치 패널(6)은, 투과성이 있으므로, 표시부(3)의 표시 화상은 터치 패널(6) 상으로부터 볼 수가 있다. 사용자는, 표시 화상을 보면서, 터치 패널(6)의 원하는 위치에 접한다. 터치 패널(6)은, 사용자가 접촉된 위치를 검출하고, 검출한 위치 정보를 CPU(Central Processing Unit)에 출력한다.

섀시(4)는, 표시부(3)의 주위를 둘러싸는 사각형의 프레임이다. 섀시(4)는, 위치 검출부(5)의 외측 프레임(7)의 배면에 밀착되어 있다. 섀시(4)의 사방으로 설치된 파워 검출 수단(8a)~(8d)은, 위치 검출부(5)에 걸리는 압력을 검출한다.

섀시(4)의 측면에는, 압전 액츄에이터(9a, 9b)가 내장되어 있다. 압전 액츄 에이터(9a, 9b)의 돌기부(10a, 10b)는, 위치 검출부(5)의 외측 프레임(7)의 배면에 밀착되어 있다. 돌기부(10)는, 위치 검출부(5)의 외측 프레임(7)을 진동시킨다.

도 5 및 도 6에 압전 액츄에이터(9)의 일례를 나타낸다. 도 5 (a)는 압전 액츄에이터(9)의 상면도이며, 도 5 (b)는 압전 액츄에이터(9)의 측단면도이다. 압전 액츄에이터(9)는, 중앙 전극(11)과, 중앙 전극(11)의 표리(表裏)에 적층된 압전 소자(12)와, 압전 액츄에이터(9)와 위치 검출부(5)의 접점인 돌기부(10)를 구비한다.

도 6은 압전 액츄에이터(9)의 주요부를 확대한 측단면도이다. 본 실시예에 있어서의 압전 액츄에이터(9)는, 얇게 늘린 16층의 압전 소자(12＿1)~(12＿16)과, 압전 소자의 사이에 적층된 18층의 전극(13＿1)~(13＿18)과 전극(13＿1)~(13＿18)에 전압을 부하(負荷)하는 중앙 전극(11)을 구비한다.

중앙 전극(11)의 주위는 절연체(30)로 덮혀져 있다. 그리고, 절연체(30)의 도면 상측에는 9층의 압전 소자(12＿1)~(12＿9)와, 8층의 전극(상부 전극이라고 함)(13＿1)~(13＿8)이 교대로 적층되어 있다. 도면 최상층의 전극(12＿1) 상에는 상부 절연층(14)이 설치되어 있다. 상부 절연층(14)은, 중심에 돌기부(10)를 가진다. 압전 액츄에이터(9)의 진동은, 돌기부(10)를 통하여 위치 검출부(5)에 전달된다. 또, 절연체(30)의 도면 아래쪽에는, (78)의 압전 소자(12＿9)~(12＿16)과, 9층의 전극(하부 전극이라고 함)(13＿10)~(13＿18)이 교대로 적층되어 있고, 최하층의 전극(13＿18)아래에는 하부 절연층(15)이 형성되어 있다.

중앙 전극(11)은, 절연체(30)에 의해 제1 전압을 부하하는 제1 전극부(11a)로 제2 전압을 부하하는 제2 전극(11b)에 분할되어 있다.

제1 전극부(11a)는 전극(13＿2, 13＿4, 13＿6, 13＿8, 13＿11, 13＿13, 13＿15, 13＿17)에 접속되어 있고, 제2 전극부는 전극(13＿1, 13＿3, 13＿5, 13＿7, 13＿9, 13＿10, 13＿12, 13＿14, 13＿16, 13＿18)에 접속되어 있다.

압전 소자(12＿1)~(12＿16)는, 제1 전압이 부하되는 전극과, 제2 전압이 부하되는 전극에 끼워져 있다. 압전 소자(12＿1)~(12＿16)는, 2개의 전극이 발생하는 전위차에 의해 신장 또는 수축된다. 액츄에이터 구동부(후술)는, 교류 전압을 출력한다. 이로써, 압전 소자(12)는 신축을 반복하여 진동이 발생한다. 이 진동은, 상부 절연층(14)에 형성된 돌기부(10)를 통하여 위치 검출부(5)에 전달된다.

적층형의 압전 액츄에이터는, 통상의 압전 액츄에이터보다 낮은 구동 전압, 예를 들면, ±5V로 구동한다. 이 구동 전압은, 비디오 카메라나 재생 장치 등의 음성 출력 시스템의 정격을 만족시킨다. 이것에 대하여, 통상의 압전 액츄에이터는, 높은 구동 전압, 예를 들면, ±10V로 구동한다.

본 발명을 적용한 입력 장치에서는, 적층형의 압전 액츄에이터를 사용한 것에 의해, 승압 회로를 생략할 수 있다.

도 7은, 전자 기기(1)의 내부 구성을 나타낸 블록도이다. 전자 기기(1)는, 사용자의 손가락끝이나 전용의 펜이 접촉된 위치를 검출하는 위치 검출부(5)와, 접촉시의 입력량(파워)을 검출하는 파워 검출 수단(8)과, 아날로그 신호인 위치 정보 및 입력량을 디지털 신호로 변환하는 동시에 위치 검출부(5)로의 입력이 커서링(cursoring) 입력인지 선택 입력인지를 검출하여 입력 플래그를 CPU(17)에 출력하는 AD드라이버(16)와, AD드라이버(16)로부터 입력한 위치 정보, 입력량, 입력 플 래그를 기초로 출력 진동 패턴을 생성하는 CPU(17)와, CPU(17)의 작업 영역으로 되는 메모리(18)와, CPU(17)로부터 입력한 출력용 진동 패턴에 따라 압전 액츄에이터(9)의 구동 전압을 변환하는 액츄에이터 구동 회로(19)와, CPU(17)로부터 입력한 화상 정보를 표시부(3)에 표시하게 하는 화상 처리부(20)와, 진동을 발생하는 압전 액츄에이터(9)를 구비한다.

진동 데이터 보존부(32)에는, 복수개의 진동 패턴이 기록되어 있다. 진동 패턴은, 진동의 주파수, 진폭, 회수에 의해 표현된다. 진동 패턴에 있어서, 촉각 진동의 주파수는 50~500Hz, 음성 진동의 주파수는 500Hz 이상으로 되어 있다.

이것은, 사람이 주파수 50~500Hz의 진동에 감도가 있으므로, 주파수 200Hz부근에서 피크를 가지는 동시에, 진폭을 높게 하면, 진동의 감도를 강화시킬 수 있기 때문이다.

또, 음성 진동의 주파수대와 촉각 진동의 주파수대는 어긋나 있으므로, 사람은, 음성 진동을 진동으로서 느끼지 않고, 역으로, 촉각 진동을 소리로서 들을 수는 없다. 본 실시예에 있어서의 전자 기기(1)는, 음성 진동과 촉각 진동의 주파수대의 어긋남을 이용하여, 압전 액츄에이터(9)에 음성 진동과 촉각 진동의 양쪽을 발생시킨다. 본 실시예에 있어서의 전자 기기(1)는, 압전 액츄에이터(9)가 음성 진동을 출력함으로써, 스피커나 버저 등의 음성 출력에 필요한 부재를 생략할 수 있다.

CPU(17)는, 진동 패턴 보존부(32)로부터 적당한 진동 패턴을 선택하고, 출력용 진동 패턴을 생성한다. 표 1에 촉각 진동의 진동 패턴을 나타내고, 표 2에 음성 진동의 진동 패턴을 나타낸다.

[표 1]

상기의 표 1은, 손가락끝을 크게 1회 상하 이동시키는 촉각 진동 CLICK, 손가락끝을 작게 2회 상하 이동시키는 촉각 진동 STOP, 진동을 서서히 감쇠시킬 때의 촉각 신호 WAN의 진동 패턴을 예시하고 있다. 촉각 진동 CLICK은, 주파수 200Hz, 진폭 ±5V의 1회의 진동이다. 촉각 진동 STOP은, 주파수 200Hz, 진폭 ±5V의 진동을 1회, 주파수 50Hz, 진폭 ±2.5V의 진동을 2회, 주파수 200Hz, 진폭 5V의 진동이 1회로 이루어진다. 촉각 진동 WAN는, 주파수 200Hz, 진폭 ±5V의 진동을 2회, 주파수 200Hz, 진폭 ±2.5V의 진동을 4회, 주파수 200Hz, 진폭 ±0.5의 진동이 4회로 이루어진다.

[표 2]

상기 표 2는, 입력을“승낙”했을 때의 음성 진동 Enable, 입력을“거부”했을 때의 음성 진동 Disable, 입력에 대하여“경고”하는 음성 진동 Cation을 예시하고 있다. 음성 진동 Enable은, 주파수 1kHz, 진폭 ±0.5V의 진동을 32회 출력 시켜 32ms 대기하고, 주파수 1kHz, 진폭 ±0.5V의 진동을 18회 출력시킨다.

음성 진동 Disable은, 주파수 625Hz, 진폭 ±0.5V의 진동을 43회 출력시켜 16ms 대기하고, 주파수 625Hz, 진폭 ±0.5V의 진동을 31회 출력시켜 16ms 대기하고, 주파수 625Hz, 진폭 ±0.5V의 진동을 34회 출력시킨다.

음성 진동 Cation은, 주파수 770Hz, 진폭 ±0.5V의 진동을 30회 출력시켜 30ms 대기하고, 주파수 584Hz, 진폭 ±0.5V의 진동을 58회 출력하여 100ms 대기하고, 주파수 770Hz, 진폭 ±0.5V의 진동을 30회 출력하여 30ms 대기하고, 주파수 584Hz, 진폭 ±0.5V의 진동을 58회 출력하여 100ms 대기시킨다.

액츄에이터 구동 회로(19)는, CPU(17)로부터 출력용 진동 패턴을 입력하고, 입력한 출력용 진동 패턴에 따라 압전 액츄에이터(9)에 걸리는 전압을 변화시킨다. 도 8에 액츄에이터 구동 전압의 파형을 나타낸다. 도 8에서는, 도 8 (a),(b),(c), (d)의 4개의 전압의 변화를 나타내고 있다.

도 8 (a)는, 음성 진동을 출력할 때의 액츄에이터 구동 전압의 전압 파형이다. 도 8 (b)는, 촉각 진동을 출력할 때의 액츄에이터 구동 전압의 전압 파형이다.

도 8 (c) 및 도 8 (d)는, 음성 진동과 촉각 진동을 연속하여 출력할 때의 액츄에이터 구동 전압의 전압 파형이다.

도 8 (c)의 액츄에이터 구동 전압이 걸리면, 압전 액츄에이터(9)는, 촉각 진동을 먼저 출력하고, 촉각 진동을 출력한 후에, 음성 진동을 연속하여 출력한다.

도 8 (d)의 액츄에이터 구동 전압이 걸리면, 압전 액츄에이터는, 음성 진동을 먼저 출력하고, 음성 진동을 출력한 후에, 촉각 진동을 연속하여 출력한다.

도 8 (c) 및 도 8 (d)의 방법이면, 도 8 (c)의 방법이 보다 양호하다. 왜냐 하면, 도 8 (c)와 같이, 촉각 진동을 먼저 발생시키면, 터치 패널(6)에 접촉된 순간과 촉각을 리턴하는 시간의 타임랙이 발생하지 않아 사용자에게 위화감을 주지 않는다.

또, 도 8 (e)에 나타낸 바와 같이, 촉각 진동의 구동 전압과 음성 진동의 구동 전압을 중첩시킬 수도 있다. 그러나, 도 8 (e)의 액츄에이터 구동 전압을 압전 액츄에이터(9)에 부하하면, 서로의 진동이 노이즈 성분으로 되어 버린다. 본 발명을 적용한 전자 기기(1)는, 음성 진동과 촉각 진동을 시간적으로 늦추어 발생시켜, 진동 패턴의 합성에 의한 노이즈의 발생을 회피하고 있다.

도 9는, 표 1, 표 2의 촉각 진동의 진동 패턴과 음성 진동의 진동 패턴을 합성했을 때의 전압 파형이다. 도 9 (a)의 전압 파형은, 촉각 진동 CLICK과 음성 진동 Enable을 합성하고 있다. 이로써, 압전 액츄에이터(9)는, 1회 크게 진동하고, 높은 비프음을 2회 출력한다.

도 9 (b)의 전압 파형은, 촉각 신호 STOP와 음성 신호 Disable를 합성하고 있다. 이로써, 압전 액츄에이터(9)는, 2회 진동하고, 낮은 비프음을 3회 출력한다.

도 9 (c)의 전압 파형은, 촉각 신호 WAN와 음성 신호 Cation를 합성하고 있다. 이로써, 압전 액츄에이터(9)는, 서서히 감쇠하면서 10회 진동하고, 진동을 감쇠시키는 동시에 높은 비프음과 낮은 비프음을 반복 3회 출력한다.

지금까지의 설명에서는, 전자 기기(1)는, 촉각과 음성과의 양쪽을 출력하고 있었지만, 매너 모드를 설정함으로써, 촉각만의 출력으로 전환하거나 음성만의 출력으로 전환할 수도 있다.

도 10은, 촉각만을 출력하는 매너 모드 처리를 설명하는 플로차트이다. 전자 기기(1)는, 사용자가 터치 패널(6)을 조작하지 않을 때(스텝 S11；NO), 사용자의 조작을 대기한다. 사용자가 터치 패널(6)을 조작하면(스텝 S11；YES), CPU(17)는, 매너 모드가 설정되어 있는지 여부를 검출한다.

매너 모드가 설정되어 있는 경우에는(스텝 S12；YES), CPU(17)는, 촉각 진동의 진동 패턴만 선택하여, 액츄에이터 구동 회로(19)에 출력한다. 액츄에이터 구동 회로(19)는, CPU(17)로부터 입력한 진동 패턴에 따라 촉각 진동만을 발생한다(스텝 S13).

한편, 스텝 S12에 있어서 매너 모드가 설정되어 있지 않은 경우에는(스텝 S12；NO), CPU(17)는, 전자 기기(1)가 어떠한 음성을 녹음하고 있는지 여부를 검출한다. 전자 기기(1)가 녹음하고 있는 경우(스텝 S14；YES), CPU(17)는, 스텝 S13으로 처리를 진행하여 촉각 진동만을 발생한다. 한편, 전자 기기(1)가 아무것도 음성을 녹음하고 있지 않는 경우(스텝 S14；NO), CPU는, 촉각 진동의 진동 패턴과 음성 진동의 진동 패턴을 합성하여, 액츄에이터 구동 회로(19)에 출력한다.

액츄에이터 구동 회로(19)는, CPU(17)로부터 입력한 진동 패턴에 따라 촉각 진동과 음성 진동의 양쪽을 발생한다(스텝 S15).

이어서, 압전 액츄에이터(9) 대신에 사용하는 보이스 코일식 스피커 디바이스(25)에 대하여 설명한다.

도 11 (a)는 종래의 보이스 코일식 스피커 디바이스(21)의 측단면도이며, 도 11 (b)는 본 발명을 적용한 보이스 코일식 스피커 디바이스(26)의 단면도이다.

종래의 보이스 코일식 스피커 디바이스(21)는, 마그넷(22)에 의해 발생하는 자속이 요크(23)에 안내되어 보이스 코일(24)에 강한 자장을 만든다. 보이스 코일(24)은, 이 자장에서 로렌트력(Lorentz force)을 받아 도면 상하 방향으로 움직인다. 이 모션이 콘(cone)(25)에 전해져 주위의 공기를 진동시켜 음을 출력하고 있다.

본 발명을 적용한 보이스 코일식 스피커 디바이스(26)는, 종래의 보이스 코일식 스피커 디바이스(21)와 마찬가지로, 마그넷(27)에 의해 발생하는 자속이 요크(28)에 안내되고 보이스 코일(30)에 강한 자장을 만든다. 그리고, 보이스 코일(30)은, 자장에서 로렌트력을 받아 도면 상하 방향으로 움직인다.

보이스 코일식 스피커 디바이스(26)는, 콘(제2 콘이라고 함)(31)을 1개 추가하고 있다. 제2 콘(31) 상에는, 마그넷(27)이 설치된다. 보이스 코일식 스피커 디바이스를 구동시키면, 보이스 코일(30)과 마그넷(27)이 도면 상하 방향으로 움직인다. 이 때, 마그넷(27)이 추(錘)로 되어 진동 모터로서 기능한다. 보이스 코일식 스피커 디바이스(26)는, 종래의 보이스 코일식 스피커 디바이스(21)와 대략 같은 구성이므로, 질 높은 음성을 출력할 수 있다.

그리고, 본 발명을 적용한 전자 기기(1)에서는, 보이스 코일식 스피커 디바이스(26) 이외에, 압전 스피커나 바이브레이션식 스피커도 압전 액츄에이터(9) 대신에 적용할 수 있다. 또, 본 발명은, 터치 패널이 아니라도, 키보드나 죠그 다이얼 등의 사용자가 접촉하여 조작하는 입력 장치에 적용할 수 있다.

Claims

사용자로부터의 접촉을 검출하는 접촉 검출부와,

사용자가 음(音)으로서 감지할 수 있는 음성 진동 및 사용자의 촉각(觸覺)을 자극하는 촉각 진동을 출력하는 진동 출력부와,

상기 접촉 검출부가 사용자의 접촉을 검출했을 때 음성 진동과 촉각 진동을 포함하는 출력 진동 패턴을 생성하는 패턴 생성부와,

상기 출력 진동 패턴에 따라서 상기 진동 출력부를 구동시키고, 상기 진동 출력부에 음성 진동 및 촉각 진동을 출력시키는 구동부

를 구비한, 전자 기기.
제1항에 있어서,

상기 패턴 생성부는 음성 진동 및 촉각 진동의 진동 패턴을 시분할로 합성하여 출력 진동 패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
제1항에 있어서,

상기 패턴 생성부는 촉각 진동이 음성 진동보다 시간적으로 빨리 출력되도록 출력 진동 패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
제1항에 있어서,

진동 패턴을 보존하는 패턴 보존부를 추가로 가지고, 상기 패턴 생성부는 상기 패턴 보존부에 보존된 진동 패턴으로부터 적당한 진동 패턴을 선택하고, 선택한 진동 패턴을 기초로 출력 진동 패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.