WO2012169138A1

WO2012169138A1 - 入力装置

Info

Publication number: WO2012169138A1
Application number: PCT/JP2012/003458
Authority: WO
Inventors: 今野　文靖; 仁和下中; 容明松本; 神田　直樹
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2011-06-08
Filing date: 2012-05-28
Publication date: 2012-12-13

Abstract

　入力装置において、音声信号出力部は、信号処理部と電気的に接続された入力端とを有する。音声信号増幅器は、音声信号出力部の出力端に接続された入力端を有する。タッチパネルは信号処理部と電気的に接続されている。電気振動変換ユニットはタッチパネルと機械的に接続されている。押圧信号処理部は、信号処理部の入力端と電気的に接続された出力端を有する。スイッチ部は信号処理部からの指示に基づき、押圧信号処理部の入力端と電気振動変換ユニットとの電気的な接続と、音声信号増幅器の出力端と電気振動変換ユニットとの接続とを選択的に切り替える。

Description

入力装置

　本発明は、ノートパソコンやスマートフォン等に用いられるタッチパネル等の入力装置に関する。

　昨今、スマートフォン等の携帯端末の多機能化が進んでいる。それに連動して、携帯端末に搭載される部品の小型化への要望が益々高まっている。このような要望に応じて、タッチパネルを振動板として利用したスピーカ付きタッチパネルが提案されている。

特開２００６－２６８１８２号公報

　本発明は、新たに搭載部品を増やすことなくユーザの指の押圧を検知可能であり、また、新たに搭載部品を増やすことなく触覚フィードバックの機能を有する入力装置である。

　本発明による第１の入力装置は、信号処理部と、音声信号出力部と、音声信号増幅器と、タッチパネルと、電気振動変換ユニットと、押圧信号処理部と、スイッチ部とを有する。音声信号出力部は、出力端と、信号処理部と電気的に接続された入力端とを有する。音声信号増幅器は、出力端と、音声信号出力部の出力端に接続された入力端とを有する。タッチパネルは信号処理部と電気的に接続されている。電気振動変換ユニットはタッチパネルと機械的に接続されている。押圧信号処理部は、入力端と、信号処理部の入力端と電気的に接続された出力端を有する。スイッチ部は、信号処理部と電気的に接続されている。そして信号処理部からの指示に基づき、押圧信号処理部の入力端と電気振動変換ユニットとの電気的な接続と、音声信号増幅器の出力端と電気振動変換ユニットとの接続とを選択的に切り替える。

　本発明による第２の入力装置では、第１の入力装置の構成において、押圧信号処理部の入力端が電気振動変換ユニットと電気的に接続されている。そして第２の入力装置は、スイッチ部に代わり、信号処理部と電気的に接続され、信号処理部からの指示に基づき、押圧信号処理部の前記入力端及び電気振動変換ユニットと、音声信号増幅器の出力端との電気的な接続状態をＯＮとＯＦＦとに切り替えるスイッチ部を有する。

　本発明による第３の入力装置では、第１の入力装置の構成において、電気振動変換ユニットが音声信号増幅器と電気的に接続されている。そして第３の入力装置は、スイッチ部に代えて抵抗素子と電位差検出部とを有する。抵抗素子は音声信号増幅器と電気振動変換ユニットとの間に電気的に接続されている。電位差検出部は、抵抗素子の両端子間の電位差、または抵抗素子の一方の端子とグランドとの電位差を検出する。さらに第３の入力装置は、押圧信号処理部に代えて、電位差検出部の出力端に接続された入力端と、信号処理部の入力端と電気的に接続される出力端を有する押圧信号処理部を有する。

　本発明の入力装置では、以上のいずれかの構成により、タッチパネルをスピーカの振動板として利用して音声を出力することができる。また、タッチパネルに印加される押圧を電気振動変換ユニットにより電気信号に変換でき、タッチパネルへの押圧を検出することも可能となる。さらに、検出された押圧や、タッチパネルからの出力信号等と連動して、音声信号出力部から触覚信号を出力し、電気振動変換ユニットにより触覚信号を機械振動へ変換してタッチパネルを振動させ、ユーザの指等に振動を伝えることが可能である。このため、本発明の入力装置は、新たに搭載部品を増やすことなくユーザの指の押圧を検知可能であり、また、新たに搭載部品を増やすことなく触覚フィードバックの機能を実現することができる。

図１は本発明の実施の形態１における入力装置の構成図である。図２は本発明の実施の形態１における他の入力装置の構成図である。図３は本発明の実施の形態１におけるさらに他の入力装置の構成図である。図４は本発明の実施の形態２における入力装置の構成図である。図５は本発明の実施の形態２における他の入力装置の構成図である。図６は本発明の実施の形態３による入力装置の断面図である。図７は図６に示す入力装置の平面図である。図８は図６に示す入力装置の上を指等で摺動操作する状態を示す平面図である。図９Ａは図８に示す摺動操作に対応したタッチパネルの移動状態を示す波形図である。図９Ｂは図８に示す摺動操作に対応したタッチパネルの他の移動状態を示す波形図である。図１０Ａは図６に示す入力装置の上を指等で摺動操作する状態を示す他の平面図である。図１０Ｂは図６に示す入力装置の上を指等で摺動操作する状態を示すさらに他の平面図である。図１１Ａは図１０Ａに示す摺動操作に対応したタッチパネルの移動状態を示す波形図である。図１１Ｂは図１０Ｂに示す摺動操作に対応したタッチパネルの移動状態を示す波形図である。図１２は本発明の実施の形態３による他の入力装置の構成を示す図である。

　昨今のタッチパネル等の入力装置に対しては、種々のニーズが高まっている。すなわち、指でタッチパネルを操作する際の押圧（タッチパネルをユーザが指で押す力）を検知させたいというニーズがある。あるいは入力装置を振動させて、ユーザへ入力等の操作が完了した事を伝える触覚フィードバックの機能を追加したいというニーズがある。しかし、入力装置に、ユーザの指の押圧を検知するセンサを新たに追加したり、触覚フィードバックの機能を実現するための振動素子を追加したりすると、搭載部品の大型化を招く。

　以下、このような課題を解決する構成について、図面を参照しながら説明する。

　（実施の形態１）
　図１は本発明の実施の形態１に係る入力装置の構成図である。入力装置１Ａは、信号処理部１１と、音声信号出力部（以下、出力部）１２と、音声信号増幅器（以下、増幅器）１３と、タッチパネル２０と、電気振動変換ユニット（以下、ユニット）５１Ａと、押圧信号処理部５０と、スイッチ部５２とを有する。出力部１２は信号処理部１１と電気的に接続されている。増幅器１３には出力部１２から出力される信号が入力され、出力部１２の出力信号を増幅する。

　出力部１２からは少なくとも音声信号と触覚信号の２つの信号が同時に、又は、異なったタイミングで出力され、増幅器１３では、少なくとも音声信号と触覚信号の２つの信号が増幅される。音声信号とは、可聴帯域の周波数を含む信号を指している。触覚信号とは、タッチパネル２０を振動させることにより、ユーザへ触覚をフィードバックすることを目的とする信号である。

　タッチパネル２０は信号処理部１１と電気的に接続されている。ユニット５１Ａはタッチパネル２０と機械的に接続されている。押圧信号処理部５０は信号処理部１１と電気的に接続されており、タッチパネル２０への押圧を検出する。スイッチ部５２は、押圧信号処理部５０とユニット５１Ａとの電気的な接続と、増幅器１３の出力端とユニット５１Ａとの接続とを選択的に切り替える。すなわち、出力部１２の入力端は信号処理部１１と接続され、出力端は増幅器１３の入力端に接続されている。増幅器１３の出力端はスイッチ部５２を介してユニット５１Ａに接続されている。押圧信号処理部５０の入力端はスイッチ部５２を介してユニット５１Ａに接続され、出力端は信号処理部１１の入力端に接続されている。スイッチ部５２は信号処理部１１と電気的に接続され、信号処理部１１からの指示に基づき上記切り替えを実施する。

　ユニット５１Ａは、例えばボイスコイル２１とトッププレート２２と振動板２３とリード線２４と磁石２５とボトムプレート２６とサスペンション２７とを有する。ボイスコイル２１はトッププレート２２と磁石２５及びボトムプレート２６から構成される磁気回路中に配置されている。すなわち、ボイスコイル２１は磁石により形成される磁気回路中に配置されている。ボイスコイル２１に、増幅器１３の出力信号が印加されると、ボイスコイル２１が機械振動を発生する。振動板２３を介してこの振動をタッチパネル２０に振動を与えることで、音の出力や触覚フィードバックが行われる。

　またユーザがタッチパネル２０に押圧操作をした場合、ユニット５１Ａは押されることで、発電機として動作し、ボイスコイル２１に起電力が発生する。この場合、ユニット５１Ａは押圧信号を出力する。この原理を用いてユニット５１Ａをセンサとして用いることで、ユーザがタッチパネル２０で「決定」を意味する押圧操作をしたかどうかを、検出することが出来る。

　押圧信号処理部５０は、比較器１７と基準電圧１８と交流／直流変換器（以下、変換器）１９とを有する。スイッチ部５２を介してユニット５１Ａの出力信号が入力されると、変換器１９はこの信号を直流電圧に変換する。比較器１７は変換器１９から出力される直流電圧を基準電圧１８と比較し、その結果を信号処理部１１に出力する。すなわち、ユニット５１Ａが出力した押圧信号を変換器１９で直流電圧に変換し、その直流電圧を基準電圧１８と比較器１７で比較することで、ユーザが決定動作を行ったかどうかを判定することができる。

　スイッチ部５２は、第１スイッチ１４と、第２スイッチ１５と、信号反転器１６とを有する。第１スイッチ１４は増幅器１３の出力端とユニット５１Ａとの間に設けられている。第２スイッチ１５の一端は第１スイッチ１４とユニット５１Ａとに接続され、他端は変換器１９の入力端に接続されている。信号反転器１６の入力端は信号処理部１１に接続され、その出力信号は第１スイッチ１４を制御する。また第２スイッチ１５は信号処理部１１の出力信号により制御される。したがって第２スイッチ１５は第１スイッチ１４と逆の開閉動作を行う。

　次に入力装置１Ａの動作を説明する。ユーザがタッチパネル２０に対し何も動作していないとき、信号処理部１１はスイッチ部５２に対し第２スイッチ１５を開く信号を出力するとともに、出力部１２を制御して音声信号を増幅器１３へ出力させる。このとき信号反転器１６により第１スイッチ１４には閉じる信号が入力されるそのため、増幅器１３の音声信号出力はユニット５１Ａに入力され、振動板２３からタッチパネル２０を介して音声が出力される。すなわち、ユニット５１Ａ（およびタッチパネル２０）はスピーカとして機能する。

　信号処理部１１は、タッチパネル２０から出力されたタッチパネル検出信号を解析している。タッチパネル検出信号が所定範囲に含まれている場合には、信号処理部１１はスイッチ部５２を制御して押圧信号処理部５０の入力端とユニット５１Ａとを電気的に接続し、且つ、増幅器１３の出力端とユニット５１Ａとの電気的接続を開放状態（以下、ＯＦＦ状態）にする。すなわち、第１スイッチ１４がＯＦＦ（開）になり、第２スイッチ１５がＯＮ（閉）になる。

　このように第１スイッチ１４をＯＦＦにし、第２スイッチ１５を介して押圧信号を押圧信号処理部５０へ入力することによって、押圧信号を減衰させることなく押圧信号処理部５０へ入力できる。そのため、精度良く押圧信号を解析する事が可能となる。

　増幅器１３の出力端のインピーダンスは１Ω以下と極めて小さい。そのため、もしスイッチ部５２を介さずに、ユニット５１Ａと増幅器１３の出力端との間に押圧信号処理部５０の入力端を電気的に接続すると、ユニット５１Ａから出力された押圧信号の大半は増幅器１３の出力端へ流れ込んでしまい、押圧信号処理部５０へほとんど流れ込まない。入力装置１Ａは、スイッチ部５２を有するため、押圧信号処理部５０とユニット５１Ａとの電気的な接続、または、増幅器１３の出力端とユニット５１Ａとの接続、とを選択的に切り替えることができる。そのため、音声信号の押圧信号処理部５０への漏れ込みを抑制でき音声信号を確実にユニット５１Ａへ入力できるとともに、押圧信号を確実に押圧信号処理部５０へ入力することができる。

　信号処理部１１に押圧信号処理部５０からの信号が入力されるまで、第２スイッチ１５は閉じている。ユーザがタッチパネル２０に対し「決定」を意味する押圧操作をすると、ユニット５１Ａに生じた押圧信号が第２スイッチ１５を介して変換器１９に入力される。変換器１９の出力が基準電圧１８よりも大きい場合、比較器１７はユーザが決定操作をしたと判断して信号処理部１１に出力信号を出力する。この場合、信号処理部１１は第２スイッチ１５を開く信号を出力し、第１スイッチ１４が閉じられ第２スイッチ１５が開かれる。その結果、再び増幅器１３の出力端とユニット５１Ａとが接続され、ユニット５１Ａに触覚信号を印加できるような状態となる。

　触覚信号により、ユーザが所定量以上の押圧をタッチパネル２０に印加している際に、タッチパネル２０の振動による触覚をユーザに提供でき、例えばユーザ等へタッチパネル入力の完了を通知する事が可能となる。このような機能をバイブレータ等の新たに搭載部品を増やすことなく実現できる。また入力装置１Ａでは、新たに搭載部品を増やすことなくユーザの指の押圧を検知可能である。そのため、入力装置１Ａが搭載される電子機器を小型化することができる。

　ここで、「タッチパネルから出力されたタッチパネル検出信号」とは、タッチパネル２０を構成している複数の電極（指等の接触位置を検出するための電極）で得られる信号を指している。このタッチパネル検出信号を信号処理部１１で解析する事により、指等がタッチパネル２０上に触れられているか否か、あるいは、指等が触れられているタッチパネル２０上の座標データ等を把握する事ができる。

　信号処理部１１がこのタッチパネル検出信号の解析を行った結果、指等がタッチパネル２０上に触れられていることが判明した場合、タッチパネル２０に押圧が印加されている可能性が高い。そのため、信号処理部１１は押圧信号処理部５０において押圧信号を解析できるように、スイッチ部５２を制御する。すなわち、押圧信号処理部５０の入力端とユニット５１Ａとを電気的に接続し、且つ、増幅器１３の出力端とユニット５１Ａとの電気的接続をＯＦＦ状態にする。

　このように、タッチパネル検出信号の解析結果と連動させて押圧信号処理部５０での押圧信号の解析を行うことで、頻繁に押圧信号処理部５０やスイッチ部５２を動作させる必要がなくなり、入力装置１Ａは低消費電力で動作する。

　また、タッチパネル２０に押圧が印加されている可能性が高いタイミングのみ、スイッチ部５２によりユニット５１Ａと増幅器１３の出力端との間の電気的接続を切断することになる。そのため、ユニット５１Ａへの音声信号の入力が頻繁に途切れる事を防止できる。

　さらに、タッチパネル２０上を指等が触れている場合には、音声信号によるタッチパネル２０の振動が指等により抑圧され、効果的に音を出す事ができなくなる可能性がある。このため、タッチパネル２０上を指等が触れている場合には、上記の通り、信号処理部１１はスイッチ部５２により増幅器１３の出力端とユニット５１Ａとの電気的接続を切断し、出力部１２からの音声信号の出力を停止する。このとき、信号処理部１１は増幅器１３の動作を停止しても良い。これにより、出力部１２と増幅器１３の消費電力を低減する事ができる。

　なお、「タッチパネル検出信号が所定範囲に含まれている場合」とは、例えば上記のように、タッチパネル検出信号が「指等がタッチパネル２０上に触れられている状態」にある場合や、タッチパネル検出信号が「所定のタッチパネル２０上の位置に指等が触れている状態」等を指している。例えば、タッチパネル２０の画面中の所定アイコン上に指が触れている場合に、押圧量によりユーザがそのアイコンをクリックしようとしているか否かを判断する場合である。要するに、タッチパネル２０上の状態が予め定めている状態となっている場合を指している。

　上述のように、信号処理部１１が、タッチパネル２０から出力されたタッチパネル検出信号を解析し、タッチパネル検出信号が所定範囲に含まれていると判断した場合には、押圧信号処理部５０の入力端とユニット５１Ａとが電気的に接続され、且つ、増幅器１３の出力端とユニット５１Ａとの電気的接続がＯＦＦ状態となるように、スイッチ部５２を制御する。

　その後、ユニット５１Ａから出力された押圧信号（指等によりタッチパネルに印加された押圧がユニット５１Ａにより電気量に変換されたもの）は、スイッチ部５２を介して押圧信号処理部５０へ入力される。押圧信号処理部５０は入力された押圧信号を解析し、その押圧信号解析結果を信号処理部１１へ出力してもよい。この場合、押圧信号処理部５０は変換器１９の出力を解析するマイコン等で構成してもよい。

　押圧信号解析結果が所定範囲に含まれていると判断した場合、信号処理部１１は、増幅器１３の出力端とユニット５１Ａとが電気的に接続され、且つ、押圧信号処理部５０の入力端とユニット５１Ａとの電気的接続が切断されるように、スイッチ部５２を制御する。そして、信号処理部１１は、出力部１２からスイッチ部５２へ触覚信号が送信されるように出力部１２を制御する。

　「押圧信号解析結果が所定範囲に含まれている」とは、例えば押圧信号解析結果が「所定の圧力以上の押圧がタッチパネルに印加されている場合」を指しており、要するに、検出された押圧が予め定めた範囲内である場合を指している。このように、所定の大きさ以上の圧力がタッチパネルに印加されていると信号処理部１１が判断した場合には、増幅器１３の出力端とユニット５１Ａとが電気的に接続され、且つ、押圧信号処理部５０とユニット５１Ａとの電気的接続が切断される。そして出力部１２から増幅器１３を経由してユニット５１Ａへ触覚信号が送信される。

　なお、出力部１２が触覚信号を出力している場合には、押圧信号処理部５０は押圧信号の解析を行わない構成としてもよい。すなわち、出力部１２が触覚信号を出力している場合、押圧信号処理部５０は押圧信号の解析を中止するように構成してもよい。押圧信号は一般的に数Ｈｚオーダーの極めて低い周波数帯域の信号であり、同様に２０Ｈｚ以下の周波数帯域の信号が用いられる場合がある触覚信号と同様の周波数帯域となるため、触覚信号が出力部１２から出力されている際には、押圧信号が解析できない可能性がある。このため、出力部１２が触覚信号を出力している場合には、押圧信号処理部は押圧信号の解析を行わない構成とすることで、押圧信号処理部５０の消費電力を低減する事ができる。

　また、信号処理部１１が、タッチパネル２０から出力されたタッチパネル検出信号を解析し、タッチパネル検出信号が所定範囲に含まれていると判断した場合には、押圧信号を解析することなく、以下のようにスイッチ部５２を制御してもよい。この場合、増幅器１３の出力端とユニット５１Ａとが電気的に接続され、且つ、押圧信号処理部５０とユニット５１Ａとが電気的に接続されていない状態となる。さらに、信号処理部１１は出力部１２からスイッチ部５２へ触覚信号が送信されるように出力部１２を制御する。

　ここでの「タッチパネル検出信号が所定範囲に含まれている場合」とは、例えば、「タッチパネル検出信号が、タッチパネル２０の所定アイコン上に指が移動してきた事を表している場合」や、「タッチパネル２０の表面を指が触れた事を表している場合」等を指している。

　要するに、タッチパネル２０上の状態が、予め定められた状態となっている場合を指している。具体的なアプリケーションの一例としては、ユーザの指がタッチパネル２０上の所定アイコンに触れた瞬間に、出力部１２から触覚信号が出力され、ユーザに触覚フィードバックが提供されるアプリケーションが挙げられる。これにより、ユーザがアイコンに触れたことを直感的に認識することができる。このような機能をバイブレータ等の新たな搭載部品を増やすことなく実現できるため、入力装置１Ａが搭載される電子機器を小型化することができる。

　また、タッチパネル２０と電気的に接続されている信号処理部１１は、タッチパネル２０から出力されたタッチパネル検出信号を解析し、タッチパネル２０の検出座標が所定時間の間、所定範囲内に含まれている場合には、以下のようにスイッチ部５２を制御してもよい。この場合、増幅器１３の出力端とユニット５１Ａとが電気的に接続され、且つ、押圧信号処理部５０とユニット５１Ａとが電気的に接続されていない状態となる。さらに、信号処理部１１は出力部１２からスイッチ部５２へ触覚信号が送信されるように出力部１２を制御する。

　ここでの「タッチパネル２０の検出座標が所定時間の間、所定範囲内に含まれている場合」とは、例えば、「ユーザの指がタッチパネル２０上の任意の位置（座標）に一定時間（例えば、２秒等）以上、置かれている場合」を指しており、置かれている指の位置（座標）が所定範囲内に位置し続けていることを指している。このようなユーザの長押し状態を信号処理部１１において検出し、このような長押し状態に特定の操作（例えば、指が近接しているアイコンの入力確定操作）を割り当てる事で、タッチパネル２０の入力操作の幅を広げる事が可能となる。そして、ユーザの長押し状態を信号処理部１１が検出した後、ユーザへ触覚フィードバックが提供されるため、ユーザは長押し操作を完了できた事を体感することで把握できる。

　なお、触覚信号には、音声信号よりも低い周波数帯域の信号を用いてもよい。具体的には、非可聴帯域である２０Ｈｚより低い周波数帯の信号を用いてもよい。さらに１０Ｈｚより低い周波数にすることが好ましい。このような周波数帯域の触覚信号を用いることにより、触覚信号をユニット５１Ａで機械振動に変換してタッチパネル２０を振動させたときに、タッチパネル２０から音が発生する事が防止できる。すなわち、触覚フィードバックをユーザに提供する際に、それと同時に不要な音が発生することを回避できる。

　また、出力部１２は、音声信号と触覚信号とを同時に増幅器１３へ出力し、これら２つの信号が同時にユニット５１Ａへ入力される構成としても良い。これにより、タッチパネル２０を振動板として利用し、音声を発生させながら、同時にユーザへ触覚フィードバックをも提供する事ができる。この状態で、触覚信号として非可聴帯域である２０Ｈｚより低い周波数帯の信号を用いることにより、触覚信号により発生するタッチパネルの振動が音声信号のノイズとなる事を防止できる。

　なお、図１に示す構成では、ユニット５１Ａがボイスコイル２１とトッププレート２２と振動板２３とリード線２４と磁石２５とボトムプレート２６とサスペンション２７とにより構成されている。しかしながら、電気振動変換ユニットの構成はこれに限定されない。

　図２は本実施の形態における他の入力装置の構成図である。入力装置１Ｂはユニット５１Ａに代えて電気振動変換ユニット（以下、ユニット）５１Ｂを有している。ユニット５１Ｂは、電極を有した圧電素子３１と振動板３０で構成されている。圧電素子３１は印加電圧に対して撓み振動を発生する。このような構成でも、図１の入力装置１Ａと同様の動作と同様の効果が得られる。

　またスイッチ部の構成も図１に示すスイッチ部５２の構成に限定されない。図３は本実施の形態におけるさらに他の入力装置の構成図である。

　図３のように、入力装置１Ｃでは、押圧信号処理部５０の入力端とユニット５１Ａとが第１スイッチ１４の後段で常に接続されている。この構成では、信号処理部１１は押圧信号処理部５０の出力信号を常に、又は所定期間ごとに監視し、信号処理部１１でユーザが決定操作を行ったかどうかを判定する。そして、信号処理部１１は第１スイッチ１４を制御し、押圧信号処理部５０の入力端及びユニット５１Ａと、増幅器１３の出力端との電気的な接続状態をＯＮとＯＦＦとに切り替える。これにより、図１における第２スイッチ１５と信号反転器１６とを削除することが可能となり、スイッチ部の構成を簡素化できる。

　この構成でも、図１の構成で実施した制御を実施できる。例えば、信号処理部１１は、タッチパネル２０から出力されたタッチパネル検出信号を解析し、タッチパネル２０の検出座標が所定時間の間、所定範囲内に含まれている場合には、増幅器１３の出力端とユニット５１Ａとが電気的に接続された状態となるように第１スイッチ１４を制御してもよい。この際、信号処理部１１は出力部１２から第１スイッチ１４へ触覚信号が送信されるように出力部１２を制御する。ここでの「タッチパネル２０の検出座標が所定時間の間、所定範囲内に含まれている」場合とは、前述のとおりである。

　なお、図２に示したユニット５１Ｂと、図３に示した第１スイッチ１４のみで構成されたスイッチ部とを組み合わせてもよい。

　（実施の形態２）
　以下、実施の形態２に係る本発明の入力装置について、図４、５を用いて説明する。図４、図５は本発明の実施の形態２における入力装置の構成図である。

　図４に示した入力装置１Ｄは、信号処理部１１と、音声信号出力部（以下、出力部）１２と、音声信号増幅器（以下、増幅器）１３と、タッチパネル２０と、電気振動変換ユニット(以下、ユニット)５１Ａと、抵抗素子４０と、電位差検出部である差動増幅器４１と、押圧信号処理部５０とを有する。信号処理部１１と出力部１２、増幅器１３の接続関係や制御、信号処理部１１とタッチパネル２０の接続関係や信号処理、およびタッチパネル２０とユニット５１Ａとの関係は実施の形態１と同様である。本実施の形態では、ユニット５１Ａは増幅器１３と電気的に接続されている。抵抗素子４０は増幅器１３とユニット５１Ａとの間に電気的に接続されている。差動増幅器４１は抵抗素子４０の両端と電気的に接続されている。差動増幅器４１からの出力は押圧信号処理部５０に入力され、押圧信号処理部５０は信号処理部１１と電気的に接続されている。すなわち、出力部１２の入力端は信号処理部１１と接続され、出力端は増幅器１３の入力端に接続されている。増幅器１３の出力端はユニット５１Ａに接続されている。抵抗素子４０は増幅器１３とユニット５１Ａとの間に電気的に接続されている。差動増幅器４１は抵抗素子４０の両端子間の電位差を検出する。押圧信号処理部５０の入力端は電位差検出部４１の出力端に接続され、出力端は信号処理部１１の入力端に接続されている。

　次に入力装置１Ｄの動作を説明する。抵抗素子４０は増幅器１３とユニット５１Ａとの間に挿入されている。抵抗素子４０の両端には、ユニット５１Ａへ流れる電流に比例して、電位差が発生する。差動増幅器４１は抵抗素子４０の両端に発生する電圧値を検出し、その出力電圧を基に押圧信号処理部５０で判定することによってユーザの押圧操作を検出することができる。そのため、実施の形態１と同様の制御が可能になる。この構成では、増幅器１３の出力インピーダンスが抵抗素子４０の値となるため、タッチパネル２０に押圧がかかった際、ユニット５１Ａからの起電力を取り出すことが可能になる。このように入力装置１Ｄでは、実施の形態１のようなスイッチ部が不要となり、制御が簡単になる。

　また、図５に示すように、抵抗素子４０を介して、ユニット５１Ａの両端に発生する起電力を検出する構成としても良い。この場合、差動増幅器４１は抵抗素子４０の一方の端子とグランドとの電位差を検出する。この様な構成の入力装置１Ｅでも、入力装置１Ｄと同様の制御が可能になる。

　このように、本実施の形態における押圧信号処理部５０の処理する信号は、実施の形態１における押圧信号処理部５０の処理する信号とは異なる。そのため例えば、同じ電気振動変換ユニット５１Ａを用いていても基準電圧１８の値は異なる場合がある。しかしながらいずれの実施の形態においても、入力装置の回路構成において、押圧信号処理部５０は電気振動変換ユニット５１Ａで検出された押圧信号が入力されるように接続されていればよい。

　なお、図４、図５に示すように、比較器１７と信号処理部１１との間に第３スイッチ４２を配置し、第３スイッチ４２の接続状態を信号処理部１１により制御する構成としてもよい。これにより、所望のタイミングにおいてのみ、押圧信号が信号処理部１１へ入力され、解析される構成とすることができ、低消費電力化することができる。

　なお、入力装置１Ｄ、１Ｅにおいて、次のように制御してもよい。すなわち、信号処理部１１は、タッチパネル２０から出力されたタッチパネル検出信号を解析する。タッチパネル検出信号が所定範囲に含まれていると判断された場合、信号処理部１１は、押圧信号処理部５０を制御して、抵抗素子４０の両端、または抵抗素子４０の一端とグランドとの間から入力される押圧信号を解析させる。押圧信号処理部５０はその押圧信号解析結果を信号処理部１１へ出力する。このように、タッチパネル検出信号の解析結果と連動させて押圧信号処理部５０での押圧信号を解析することで、頻繁に押圧信号処理部５０を動作させる必要がなくなる。そのため、入力装置１Ｄ、１Ｅの消費電力を低減することができる。

　また、信号処理部１１は、押圧信号処理部５０から入力された押圧信号解析結果が所定範囲に含まれていると判断した場合には、出力部１２からユニット５１Ａへ触覚信号が送信されるように出力部１２を制御する構成としてもよい。これにより、ユーザが所定量以上の押圧をタッチパネルに印加している際に、タッチパネル２０の振動による触覚をユーザに提供できる。例えばユーザへタッチパネル２０における入力の完了を通知する事が可能となる。バイブレータ等の新たに搭載部品を増やすことなくこのような機能を実現できるため、入力装置１Ｄ、１Ｅが搭載される電子機器を小型化することができる。

　なお、タッチパネル２０から出力されたタッチパネル検出信号を解析し、タッチパネル検出信号が所定範囲に含まれていると判断した場合、信号処理部１１は、押圧信号を解析することなく、出力部１２からユニット５１Ａへ触覚信号が送信されるように出力部１２を制御してもよい。具体的なアプリケーションの一例としては、ユーザの指がタッチパネル２０上の所定アイコンに触れた瞬間に、出力部１２から触覚信号が出力され、ユーザに触覚フィードバックが提供されるアプリケーションが挙げられる。これにより、ユーザがアイコンに触れたことを直感的に認識することができる。バイブレータ等の新たに搭載部品を増やすことなくこのような機能を実現できるため、入力装置１Ｄ、１Ｅが搭載される電子機器を小型化することができる。

　なお、タッチパネル２０から出力されたタッチパネル検出信号を解析し、タッチパネル２０の検出座標が所定時間の間、所定範囲内に含まれている場合、信号処理部１１は、出力部１２からユニット５１Ａへ触覚信号が送信されるように出力部１２を制御してもよい。ここでの「タッチパネル２０の検出座標が所定時間の間、所定範囲内に含まれている」場合とは、実施の形態１で説明した内容と同様である。このようなユーザの長押し状態を信号処理部１１において検出し、このような長押し状態に特定の操作を割り当てる事による効果も実施の形態１と同様である。

　なお、本実施の形態においても、触覚信号は、音声信号よりも低い周波数帯域の信号を用いてもよく、具体的には、非可聴帯域である２０Ｈｚより低い周波数帯の信号を用いてもよい。その効果は実施の形態１と同様である。

　また、本実施の形態においても、出力部１２は、音声信号と触覚信号とを同時に増幅器１３へ出力し、これら２つの信号が同時にユニット５１Ａへ入力される構成としても良い。その効果は実施の形態１と同様である。

　なお、出力部１２が触覚信号を出力している場合には、押圧信号処理部５０は押圧信号の解析を行わない構成としてもよい。その効果は実施の形態１と同様である。

　なお、図４、図５においては、ユニット５１Ａがボイスコイル２１と磁石２５により構成されている。これ以外に、図２を参照しながら説明したように、圧電素子３１と振動板３０を含む電気振動変換ユニット５１Ｂを適用してもよい。

　なお、本発明において「タッチパネル」とは、液晶パネルのような表示装置とタッチパッドのような位置入力装置を組み合わせた装置以外に、表示装置を伴わないタッチパッドも含んでいる。

　（実施の形態３）
　以下、本発明の実施の形態３として、スピーカ機能が不要な場合の、タッチパネルと電気振動変換ユニットの一例について、図６～図１２を参照しながら説明する。なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。

　図６は本実施の形態による入力装置の断面図である。入力装置１３０はタッチパネル１１７と、電気振動変換ユニットである駆動部１２０と、制御部１２５とを有する。制御部１２５は実施の形態１、２における信号処理部１１、音声信号出力部１２、音声信号増幅器１３に相当する。

　タッチパネル１１７は、上基板１１１と、複数の上導電層１１２と、下基板１１３と、複数の下導電層１１４と、カバー基板１１５と、接着剤１１６とを有する。フィルム状で光透過性の上基板１１１はポリエチレンテレフタレートやポリエーテルサルホン、ポリカーボネート等で形成されている。光透過性で略帯状の複数の上導電層１１２は上基板１１１の上面に、図６における奥行き方向に配列形成されている。上導電層１１２はスパッタ法等によって酸化インジウム錫や酸化錫等で形成されている。下基板１１３は上基板１１１と同様のフィルム状で光透過性の材料で形成されている。上導電層１１２と同様の光透過性で略帯状の複数の下導電層１１４は、上導電層１１２とは直交する方向（図６における左右方向）に配列されている。

　上導電層１１２と下導電層１１４のそれぞれは、複数の方形部が帯状に連結された形状を有する。上導電層１１２同士の間、および下導電層１１４同士の間には、略方形の複数の空隙部が設けられている。上基板１１１と下基板１１３が積重された状態では、各々の方形部が各々の空隙部に上下で交互に重なるように形成されている。すなわち、上導電層１１２の方形部は下基板１１３における空隙部と重なり、下導電層１１４の方形部は上基板１１１における空隙部と重なっている。

　上基板１１１における、上導電層１１２の伸びる方向の端部には、銅や銀等により複数の上電極（図示せず）が形成されている。各上電極の一端は上導電層１１２の端部に連結され、他端は上基板１１１の外周端部に延出している。下基板１１３における、下導電層１１４の伸びる方向の端部には、銅や銀等により複数の下電極（図示せず）が形成されている。各下電極の一端は下導電層１１４の端部に連結され、他端は下基板１１３の外周端部に延出している。

　フィルム状で光透過性のカバー基板１１５はポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート等で形成されている。下基板１１３の上面には上基板１１１が重ねられ、上基板１１１の上面にはカバー基板１１５が重ねられている。これらがアクリルやゴム等の接着剤１１６によって各々貼り合わされて、静電容量方式のタッチパネル１１７が構成されている。上導電層１１２と、下導電層１１４とは、上基板１１１や接着剤１１６を介して、この厚さの分だけ所定の間隙を空けて対向配置されている。

　液晶表示素子等の表示部１０７は、その表示面が上になるようにタッチパネル１１７の下面に配置されている。本実施の形態におけるタッチパネル１１７、またはタッチパネル１１７と表示部１０７の組合せは、実施の形態１、２におけるタッチパネル２０の一例である。

　電磁式の駆動部１２０は、ヨーク１２１と、磁石１２２と、コイル１２３と、ばね１２４とを有する。ヨーク１２１はパーマロイや鉄、Ｎｉ－Ｆｅ合金等で形成され、略柱状の磁石１２２はフェライトやＮｄ－Ｆｅ－Ｂ合金等で形成されている。コイル１２３は銅線等で形成され、螺旋状のばね１２４は鋼線や銅線で形成されている。

　ヨーク１２１の上面は表示部１０７の下面に当接している。ヨーク１２１内には、磁石１２２と、この外方に巻回されたコイル１２３が収納されている。ばね１２４は、ヨーク１２１の下面と磁石１２２の下面に装着されている。このように構成された複数の駆動部１２０が表示部１０７を介して、タッチパネル１１７の下面に配設されている。

　制御部１２５はマイコン等で構成されている。制御部１２５には、タッチパネル１１７の複数の上電極と下電極、表示部１０７の信号線、および駆動部１２０のコイル１２３が、配線基板やコネクタ（図示せず）等を介して接続されている。このようにして入力装置１３０が構成されている。

　入力装置１３０は電子機器（図示せず）の操作面に配置されて、電子機器に装着されると共に、制御部１２５が配線基板等を介して、この電子機器の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。

　次に、入力装置１３０の動作を、図７から図１１Ｂを参照しながら説明する。図７は入力装置１３０の平面図であり、図８、図１０Ａ、図１０Ｂはそれぞれ、異なる内容を表示している表示部１０７の表面を、ユーザが指で摺動操作する様子を示している。図９Ａ、図９Ｂは、図８の操作に対応する移動波形の例を示し、図１１Ａ、図１１Ｂはそれぞれ、図１０Ａ、図１０Ｂの操作に対応する移動波形の例を示している。

　操作時に、制御部１２５は表示部１０７やタッチパネル１１７の上電極と下電極へ電圧を印加している。この状態で、ユーザはタッチパネル１１７を通して背面の表示部１０７の表示を見ながら、カバー基板１１５上面に指等を触れて接触操作する。例えば図７に示すように、表示部１０７に複数のメニューがアイコン１０７Ａ、１０７Ｂ等で表示された状態で、ユーザがアイコン１０７Ａの位置でカバー基板１１５の上面に指等を触れて接触操作する。この操作箇所では、上導電層１１２と下導電層１１４の間の静電容量が変化する。そのため、接触操作された箇所を制御部１２５が検出することができる。

　すなわち、前後方向に配列された複数の上導電層１１２のうち、どの上導電層１１２の電圧が変化したかによって左右方向の接触位置を制御部１２５が検出する。また、上導電層１１２とは直交方向の左右方向に配列された複数の下導電層１１４のうち、どの下導電層１１４の電圧が変化したかによって前後方向の接触位置を制御部１２５が検出する。この検出に基づき、アイコン１０７Ａが選択されて表示部１０７の表示が切換わり、例えばアイコン１０７Ａの白黒表示が反転する。

　また、アイコン１０７Ａ上のカバー基板１１５の上面が接触操作されたことを制御部１２５が検出すると、制御部１２５は駆動部１２０のコイル１２３に所定の電流を通電する。これによって生じた電磁力によって磁石１２２とヨーク１２１が、上方へ０．０５～０．５ｍｍ程度の範囲で移動する。

　ヨーク１２１の上面に下面を押圧された表示部１０７とタッチパネル１１７も上方へ移動する。タッチパネル１１７が上方へ移動することにより、カバー基板１１５の上面に触れていた指が押圧され、節度感のある操作感触として指に伝わる。

　なお、アイコン１０７Ａの位置でカバー基板１１５上面から指を離した場合には、この静電容量の変化を制御部１２５が検出する。そして制御部１２５は、コイル１２３への通電を中止する。そのため、磁石１２２とヨーク１２１にはばね２４から下方への力が作用し、表示部１０７とタッチパネル１１７が元の状態に戻る。

　なお、ばね２４を設けなくても上述のような動作を以下のような構成により実施することができる。すなわち、静電容量の変化を制御部１２５が検出した場合に、制御部１２５は、コイル１２３に上記とは逆方向に電流を通電する。これにより、磁石１２２とヨーク１２１には下方への力が生じ、表示部１０７とタッチパネル１１７が元の状態に戻る。

　また、ユーザがアイコン１０７Ａ、１０７Ｂ等が表示された以外の箇所、例えば図７に示すＡ点上のカバー基板１１５上面を接触操作すると、この操作位置を制御部１２５が検出する。この場合には、制御部１２５による上記のような表示部１０７の表示の切換えや、駆動部１２０によるタッチパネル１１７や表示部１０７の上下動は行われない。

　つまり、アイコン１０７Ａ、１０７Ｂ等が表示された操作領域上で、カバー基板１１５上面が接触操作された場合には、表示部１０７の表示の切換えが行われ、タッチパネル１１７の上下動により操作感触が生じる。しかしながらアイコン１０７Ａ、１０７Ｂ等が表示されていない、Ａ点のような非操作領域が操作された場合には、制御部１２５は表示切換えも操作感触も生じさせない。

　したがって、タッチパネル１１７の操作領域上が接触操作された場合に、制御部１２５はタッチパネル１１７を上方へ移動し、ユーザが指を離した場合には下方へ戻す。この１回だけの上下動を行うことによって、目視に加え、指等による触感によってもユーザは操作を確認できる。

　さらに、ユーザがアイコン１０７Ａの位置でカバー基板１１５の上面に指等を当てた状態で、そのまま下方へ押圧操作すると、タッチパネル１１７と表示部１０７が下方へ移動する。そして、表示部１０７の下面がヨーク１２１の上面を押圧して、ヨーク１２１と磁石１２２が下方へ移動する。制御部１２５はヨーク１２１や磁石１２２の移動によって生じるコイル１２３の電流値の変化を検出する。この検出結果に基づき、アイコン１０７Ａの選択が確定し、制御部１２５が表示部１０７の表示をアイコン１０７Ａに応じた次の表示に切換える。また、制御部１２５は所定の信号を電子回路に送信し、機器の様々な機能が切換えられる。

　すなわち、タッチパネル１１７背面の表示部１０７に、例えば複数のアイコン１０７Ａ、１０７Ｂ等のメニューが表示された状態で、例えばメニュー７Ａ上のカバー基板１１５上面をユーザが接触操作する。この操作によって、例えばアイコン１０７Ａで表示されたメニューが選択される。さらにユーザがこのまま押圧操作して、タッチパネル１１７を下方へ移動させると、選択したアイコン１０７Ａの確定操作が行われる。

　このように、入力装置１３０では、押圧操作によるタッチパネル１１７の下方への移動を、制御部１２５が駆動部１２０を用いて検出する。そのため、タッチパネル１１７の下面や表示部１０７の下面にプッシュスイッチ等の別部品を設ける必要はない。すなわち、駆動部１２０によって、節度感のある操作感触を得るためのタッチパネル１１７の上下動も、選択したアイコン１０７Ａの確定操作も実現できる。

　上述のように、アイコン１０７Ａ、１０７Ｂ等が表示されていない、非操作領域を操作した場合には、制御部１２５による表示部１０７の表示の切換えやタッチパネル１１７の上下動は行われない。しかしながらが、図８に示すように、カバー基板１１５の上面に指を触れたまま、例えばなぞるように指を摺動操作させた場合には、この指の移動を制御部１２５が検出する。

　ユーザが、非操作領域であるＡ点から指を、例えば右方へなぞるように摺動操作した場合にも、上導電層１１２と下導電層１１４の間の静電容量が変化する。すなわち、静電容量の変化する位置が移動する。この変化を基に、制御部１２５はカバー基板１１５への接触位置の変化、すなわち指の移動を検出する。指が非操作領域にある間は、上記のように表示の切換えやタッチパネル１１７の上下動は行われない。

　このまま指がカバー基板１１５上面を右方へ移動し、操作領域であるアイコン１０７Ａ上のＢ点まで移動した場合には、制御部１２５がこれを検出して駆動部１２０を駆動し、タッチパネル１１７を上方へ移動させる。そのため、節度感のある操作感触が指に与えられると共に、制御部１２５が表示部１０７の表示を切換え、アイコン１０７Ａの白黒表示が反転する。

　指がアイコン１０７Ａ上を右方へ移動している間は、タッチパネル１１７は上方へ移動したままで、表示も白黒反転したままである。そして、指がアイコン１０７Ａ上を外れ、非操作領域のＣ点まで移動した場合には、制御部１２５がこれを検出して駆動部１２０を駆動し、タッチパネル１１７を下方へ移動させて元の位置に戻す。また、アイコン１０７Ａの白黒表示も元の状態に戻る。

　このように指をカバー基板１１５上面に触れたまま、非操作領域であるＡ点から右方へなぞるように指を摺動操作した場合、図９Ａに示すように、タッチパネル１１７は、操作領域であるアイコン１０７Ａ上のＢ点で上方へ移動する。この後、指がアイコン１０７Ａ上を移動している間はそのままであるが、非操作領域のＣ点まで移動すると、下方へ移動して元の位置に戻る。

　したがって、カバー基板１１５の上面を右方へ移動する指には、Ａ点から非操作領域を移動している間は変化がない。そして操作領域であるアイコン１０７Ａ上に移動すると、タッチパネル１１７によって上方へ押圧される。その後、アイコン１０７Ａ上を移動している間はそのままで、アイコン１０７Ａ上から外れると下方へ戻される。ユーザの指はこのような操作感触を得る。

　つまり、ユーザは、カバー基板１１５の上面に指を触れ、そのまま指を非操作領域から操作領域、あるいは再び非操作領域へとなぞるように摺動操作する。タッチパネル１１７に対するこのような操作に応じて、制御部１２５は駆動部１２０を駆動してタッチパネル１１７を上下動させる。そして、操作領域を摺動操作している間には、上方へ押圧される操作感触が指に加えられる。一方、非操作領域を操作している間には、下方へ戻される操作感触が指に加えられる。このような１回だけの上下動によって、アイコン１０７Ａの白黒表示に加え、指等による触感によっても、ユーザは操作を確実に確認できる。

　あるいは、図９Ｂに示すようにタッチパネル１１７の上下動を制御してもよい。図９Ｂに示す例では、指が非操作領域から操作領域へ移動するＢ点で、制御部１２５はタッチパネル１１７をすぐに上方へ移動した後、緩やかに元の位置に戻す。操作領域から非操作領域へ移動するＣ点で、制御部１２５はタッチパネル１１７をすぐに下方へ移動した後、緩やかに元の位置に戻す。このような上下動により、ユーザはより節度感のある操作感触を得ることができる。

　つまり、ユーザが指でタッチパネル１１７の操作領域上を操作した場合には、すぐに上方へ移動した後にいったん緩やかに戻し、非操作領域上を操作した場合には、すぐに下方へ移動した後にまた緩やかに戻す。上方や下方への移動は速やかに行われるため、このように１回だけの上下動を行うことによって、指に操作感触が明確に伝わる。一方、上方や下方から戻る移動は緩やかに行われるため、指にはこの移動があまり感じられない。そのため、歯切れのよい、良好な操作感触を指に与えることができる。

　なお、このように制御部１２５が瞬間的に駆動部１２０を駆動してタッチパネル１１７を上下動させることで、上述したようにタッチパネル１１７を上方へ移動したままで所定時間保持する場合にくらべ、電力の消費を少なくすることも可能となる。

　次に、図１０Ａに示すように、表示部１０７に例えば複数のアイコン１０７Ｃ、１０７Ｄ、１０７Ｅのメニューが狭い間隔で表示されている場合について説明する。このような状態で、非操作領域であるＤ点から、指を右方へなぞるように摺動操作した場合、指が操作領域のアイコン１０７Ｃ、１０７Ｄ、１０７Ｅの領域に入ったＥ点やＦ点、Ｇ点でタッチパネル１１７を速やかに上方へ移動した後、緩やかに戻してもよい。すなわち、図１１Ａに示すように、制御部１２５が駆動部１２０を制御してもよい。この制御により、アイコン１０７Ｃ、１０７Ｄ、１０７Ｅの間隔が狭い場合でも、指が今どのアイコン上に接触しているのかを、ユーザは容易に確認することができる。

　次に、図１０Ｂに示すように、操作領域のアイコン１０７Ｆの表示の中にさらにアイコン１０７Ｇが表示されている場合について説明する。このような状態で、非操作領域のＨ点から指を、右方へなぞるように摺動操作した場合、指が操作領域のアイコン１０７Ｆ、１０７Ｇの領域に入ったＪ点やＫ点でタッチパネル１１７を速やかに上方へ移動した後、緩やかに戻してもよい。またアイコン１０７Ｆ、１０７Ｇの領域から外れるＬ点やＭ点でタッチパネル１１７を速やかに下方へ移動した後、緩やかに戻してもよい。すなわち、図１１Ｂに示すように、制御部１２５が駆動部１２０を制御してもよい。この制御により、指が非操作領域にあるのか、あるいは外側の操作領域のアイコン１０７Ｆ上なのか、内側の操作領域のアイコン１０７Ｇ上なのかを、ユーザは触感によって確認することができる。

　なお、以上の説明では、静電容量方式のタッチパネル１１７は、下基板１１３と複数の下導電層１１４と上基板１１１と複数の上導電層１１２とカバー基板１１５を有している。下導電層１１４は下基板１１３の上面に配列された、上導電層１１２は上基板１１１の上面に配列されている。カバー基板１１５は上導電層１１２の上に重ねて貼り合わされている。タッチパネル１１７では指の接触によって上導電層１１２と下導電層１１４との間の静電容量が変化するため、指の接触操作を検出することができる。しかしながらこのような構成のタッチパネル１１７を用いる代わりに、抵抗膜方式のタッチパネルを用いてもよい。抵抗膜方式のタッチパネルは、上基板と、上基板の下面に形成された上導電層と、下基板と、下基板の上面に形成され、上導電層の間に間隔をおいて配置された下導電層を有する。この構成においては、上基板を撓ませて、上導電層を下導電層に接触させることで、指の押圧操作を検出する。

　また、電磁式の駆動部１２０は、ヨーク１２１、磁石１２２、コイル１２３を有する。駆動部１２０は、表示部１０７を介してタッチパネル１１７の下面に設けられ、制御部１２５が駆動部１２０を駆動して、タッチパネル１１７を上下動させる。このような構成に代えて、電圧の印加によって伸縮する圧電素子やポリマー、あるいは形状記憶線等を駆動部としてタッチパネル１１７の下面に設けてもよい。

　また、表示部１０７はタッチパネル１１７の下面に配置され、表示部１０７を介してタッチパネル１１７の下面に駆動部１２０が設けられている。ユーザは光透過性のタッチパネル１１７を通して背面の表示部１０７の表示を見ながら、タッチパネル１１７に対し接触操作や押圧操作を行う。しかしながら本発明はこの構成に限定されない。図１２はこのような他の構成例を示す図である。下面に駆動部１２０が設けられたタッチパネル１１７Ａと表示部１０７を離して設け、制御部１２５によってこれらを接続した構成としても、本発明の実施は可能である。

　この構成においては、タッチパネル１１７Ａは光透過性である必要はない。光透過性でない場合、カバー基板１１５の下面には、アイコン１０７Ａ、１０７Ｂ等と同様の操作部１１５Ａ、１１５Ｂ等が印刷等によって設けられている。操作部１１５Ａ、１１５Ｂ等への接触操作や摺動操作に応じて、制御部１２５は駆動部１２０を駆動してタッチパネル１１７Ａを上下動させ、操作感触を生じさせると共に、表示部１０７に表示されたアイコン１０７Ａ、１０７Ｂ等の白黒表示を反転させる。

　つまり、ユーザはタッチパネル１１７Ａをほとんど見ずに、表示部１０７を見ながら操作部１１５Ａ、１１５Ｂ等に指を触れる。そして、接触操作や摺動操作に応じたタッチパネル１１７Ａの上下動によって指に伝わる操作感触と、表示部１０７のアイコン１０７Ａ、１０７Ｂ等の白黒表示の反転の有無とから、ユーザはアイコン１０７Ａ、１０７Ｂ等のメニューを選択することができる。

　なお、表示部１０７にアイコン１０７Ａ、１０７Ｂ等に加え、矢印状のポインタ等を表示し、タッチパネル１１７Ａの接触操作や摺動操作によって、このポインタ等を移動してアイコン１０７Ａ、１０７Ｂ等の選択を行うように構成してもよい。この場合には、タッチパネル１１７Ａの操作部１１５Ａ、１１５Ｂ等の表示はなくともよい。

　このように本実施の形態によれば、タッチパネル１１７の下面に、駆動部１２０を設けると共に、これらに接続された制御部１２５が、タッチパネル１１７の操作に応じて駆動部１２０を駆動する。これによりタッチパネル１１７が上下動する。例えば複数のアイコン１０７Ａ、１０７Ｂ等の操作領域を操作した場合には、タッチパネル１１７を上下動させて操作感触を生じさせる。一方、非操作領域を操作した場合には、タッチパネル１１７を移動しない。このような動作により、ユーザは、目視に加え、指等による触感によっても操作を確認できる。そのため、誤操作がなく、多様で確実な操作が可能な入力装置を作製できる。

　以上のように、本発明の入力装置は、新たに搭載部品を増やすことなくユーザの指の押圧を検知可能であり、また、新たに搭載部品を増やすことなく触覚フィードバックの機能を実現することができる。そのため、小型の携帯端末等に有用である。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１３０　　入力装置
１１　　信号処理部
１２　　音声信号出力部（出力部）
１３　　音声信号増幅器（増幅器）
１４　　第１スイッチ
１５　　第２スイッチ
１６　　信号反転器
１７　　比較器
１８　　基準電圧
１９　　交流／直流変換器（変換器）
２０，１１７，１１７Ａ　　タッチパネル
２１　　ボイスコイル
２２　　トッププレート
２３，３０　　振動板
２４　　リード線
２５，１２２　　磁石
２６　　ボトムプレート
２７　　サスペンション
３１　　圧電素子
４０　　抵抗素子
４１　　差動増幅器（電位差検出部）
４２　　第３スイッチ
５０　　押圧信号処理部
５１Ａ，５１Ｂ　　電気振動変換ユニット（ユニット）
５２　　スイッチ部
１０７　　表示部
１０７Ａ，１０７Ｂ　　アイコン
１１１　　上基板
１１２　　上導電層
１１３　　下基板
１１４　　下導電層
１１５　　カバー基板
１１５Ａ，１１５Ｂ　　操作部
１１６　　接着剤
１２０　　駆動部
１２１　　ヨーク
１２３　　コイル
１２４　　ばね
１２５　　制御部

Claims

信号処理部と、
出力端と、前記信号処理部と電気的に接続された入力端とを有する音声信号出力部と、
出力端と、前記音声信号出力部の前記出力端に接続された入力端とを有する音声信号増幅器と、
前記信号処理部と電気的に接続されたタッチパネルと、
前記タッチパネルと機械的に接続された電気振動変換ユニットと、
入力端と、前記信号処理部の入力端と電気的に接続された出力端を有する押圧信号処理部と、
前記信号処理部と電気的に接続され前記信号処理部からの指示に基づき、前記押圧信号処理部の前記入力端と前記電気振動変換ユニットとの電気的な接続と、前記音声信号増幅器の前記出力端と前記電気振動変換ユニットとの接続とを選択的に切り替えるスイッチ部と、を備えた、
入力装置。
前記信号処理部は、前記タッチパネルから出力されたタッチパネル検出信号を解析し、前記タッチパネル検出信号が所定範囲に含まれている場合には、前記押圧信号処理部の前記入力端と前記電気振動変換ユニットとが電気的に接続され、且つ、前記音声信号増幅器の前記出力端と前記電気振動変換ユニットとの電気的な接続が開放状態となるように、前記スイッチ部を制御する、
請求項１記載の入力装置。
前記スイッチ部が、前記押圧信号処理部の前記入力端と前記電気振動変換ユニットとを電気的に接続し、且つ、前記音声信号増幅器の前記出力端と前記電気振動変換ユニットとの電気的接続を開放状態とした後、
前記電気振動変換ユニットは前記タッチパネルに印加された押圧に基づく押圧信号を前記押圧信号処理部へ出力し、
前記押圧信号処理部は前記押圧信号を解析した押圧信号解析結果を前記信号処理部へ出力し、
前記信号処理部は前記押圧信号解析結果が所定範囲に含まれている場合には、前記音声信号増幅器の前記出力端と前記電気振動変換ユニットとが電気的に接続され、且つ、前記押圧信号処理部の前記入力端と前記電気振動変換ユニットとの電気的接続が開放状態となるように、前記スイッチ部を制御すると共に、
前記信号処理部は前記音声信号出力部から前記スイッチ部へ触覚信号が送信されるように前記音声信号出力部を制御する、
請求項２記載の入力装置。
前記音声信号出力部が前記触覚信号を出力している場合、前記押圧信号処理部は前記押圧信号の解析を中止する、
請求項３記載の入力装置。
前記信号処理部は、前記タッチパネルから出力されたタッチパネル検出信号を解析し、前記タッチパネル検出信号が所定範囲に含まれている場合には、前記音声信号増幅器の前記出力端と前記電気振動変換ユニットとが電気的に接続され、且つ、前記押圧信号処理部の前記入力端と前記電気振動変換ユニットとの電気的接続が開放状態となるように、前記スイッチ部を制御すると共に、前記信号処理部は前記音声信号出力部から前記スイッチ部へ触覚信号が送信されるように前記音声信号出力部を制御する、
請求項１記載の入力装置。
前記信号処理部は、前記タッチパネルから出力されたタッチパネル検出信号を解析し、前記タッチパネルの検出座標が所定時間の間、所定範囲内に含まれている場合には、前記音声信号増幅器の前記出力端と前記電気振動変換ユニットとが電気的に接続され、且つ、前記押圧信号処理部の前記入力端と前記電気振動変換ユニットとの電気的接続が開放状態となるように、前記スイッチ部を制御すると共に、前記信号処理部は前記音声信号出力部から前記スイッチ部へ触覚信号が送信されるように前記音声信号出力部を制御する、
請求項１記載の入力装置。
前記音声信号出力部は音声信号と触覚信号の両方を出力可能であり、前記音声信号出力部は、前記音声信号と前記触覚信号とを同時に前記音声信号増幅器へ出力する、
請求項１記載の入力装置。
前記触覚信号は２０Ｈｚより低い周波数帯の信号である、
請求項７記載の入力装置。
前記電気振動変換ユニットは、磁石と、前記磁石により形成される磁気回路中に配置されたボイスコイルと、を有し、
前記ボイスコイルは前記タッチパネルに機械的に接続されている、
請求項１記載の入力装置。
前記電気振動変換ユニットは電極を有した圧電素子で構成されており、前記圧電素子は前記タッチパネルに機械的に接続されている、
請求項１記載の入力装置。
信号処理部と、
出力端と、前記信号処理部と電気的に接続された入力端とを有する音声信号出力部と、
出力端と、前記音声信号出力部の前記出力端に接続された入力端とを有する音声信号増幅器と、
前記信号処理部と電気的に接続されたタッチパネルと、
前記タッチパネルと機械的に接続された電気振動変換ユニットと、
前記電気振動変換ユニットと電気的に接続された入力端と、前記信号処理部の入力端と電気的に接続された出力端とを有する押圧信号処理部と、
前記信号処理部と電気的に接続され前記信号処理部からの指示に基づき、前記押圧信号処理部の前記入力端及び前記電気振動変換ユニットと、前記音声信号増幅器の前記出力端との電気的な接続状態をＯＮとＯＦＦとに切り替えるスイッチ部と、を備えた、
入力装置。
前記信号処理部は、前記タッチパネルから出力されたタッチパネル検出信号を解析し、前記タッチパネル検出信号が所定範囲に含まれている場合には、前記音声信号増幅器の前記出力端と前記電気振動変換ユニットとの電気的接続が開放状態となるように、前記スイッチ部を制御する、
請求項１１記載の入力装置。
前記電気振動変換ユニットは前記タッチパネルに印加された押圧に基づく押圧信号を前記押圧信号処理部へ出力し、
前記押圧信号処理部は前記押圧信号を解析した押圧信号解析結果を前記信号処理部へ出力し、
前記信号処理部は前記押圧信号解析結果が所定範囲に含まれている場合には、前記音声信号増幅器の前記出力端と前記電気振動変換ユニットとが電気的に接続された状態となるように前記スイッチ部を制御すると共に、
前記信号処理部は前記音声信号出力部から前記スイッチ部へ触覚信号が送信されるように前記音声信号出力部を制御する、
請求項１２記載の入力装置。
前記音声信号出力部が前記触覚信号を出力している場合、前記押圧信号処理部は前記押圧信号の解析を中止する、
請求項１３記載の入力装置。
前記音声信号出力部は音声信号と触覚信号の両方を出力可能であり、前記音声信号出力部は、前記音声信号と前記触覚信号とを同時に前記音声信号増幅器へ出力する、
請求項１３記載の入力装置。
前記触覚信号は２０Ｈｚより低い周波数帯の信号である、
請求項１５記載の入力装置。
前記信号処理部は、前記タッチパネルから出力されたタッチパネル検出信号を解析し、前記タッチパネル検出信号が所定範囲に含まれている場合には、前記音声信号増幅器の前記出力端と前記電気振動変換ユニットとが電気的に接続された状態となるように前記スイッチ部を制御すると共に、前記信号処理部は前記音声信号出力部から前記スイッチ部へ触覚信号が送信されるように前記音声信号出力部を制御する、
請求項１１記載の入力装置。
前記信号処理部は、前記タッチパネルから出力されたタッチパネル検出信号を解析し、前記タッチパネルの検出座標が所定時間の間、所定範囲内に含まれている場合には、前記音声信号増幅器の前記出力端と前記電気振動変換ユニットとが電気的に接続された状態となるように前記スイッチ部を制御すると共に、前記信号処理部は前記音声信号出力部から前記スイッチ部へ触覚信号が送信されるように前記音声信号出力部を制御する、
請求項１１記載の入力装置。
信号処理部と、
出力端と、前記信号処理部と電気的に接続された入力端とを有する音声信号出力部と、
出力端と、前記音声信号出力部の前記出力端に接続された入力端とを有する音声信号増幅器と、
前記信号処理部と電気的に接続されたタッチパネルと、
前記タッチパネルと機械的に接続されると共に、前記音声信号増幅器と電気的に接続された電気振動変換ユニットと、
前記音声信号増幅器と前記電気振動変換ユニットとの間に電気的に接続された抵抗素子と、
前記抵抗素子の両端子間の電位差、または前記抵抗素子の一方の端子とグランドとの電位差を検出する電位差検出部と、
前記電位差検出部の出力端に接続された入力端と、前記信号処理部の入力端と電気的に接続される出力端を有する押圧信号処理部と、を備えた、
入力装置。
前記信号処理部は、前記タッチパネルから出力されたタッチパネル検出信号を解析し、前記タッチパネル検出信号が所定範囲に含まれている場合には、前記電位差検出部の前記出力端から出力される押圧信号を前記押圧信号処理部に解析させ、
前記押圧信号処理部は前記押圧信号の解析結果を前記信号処理部へ出力する、
請求項１９記載の入力装置。
前記信号処理部は、前記押圧信号処理部から入力された前記押圧信号の解析結果が所定範囲に含まれている場合には、前記音声信号出力部から前記電気振動変換ユニットへ触覚信号が送信されるように前記音声信号出力部を制御する、
請求項２０記載の入力装置。
前記音声信号出力部が前記触覚信号を出力している場合、前記押圧信号処理部は前記押圧信号の解析を中止する、
請求項２１記載の入力装置。
前記音声信号出力部は音声信号と触覚信号の両方を出力可能であり、前記音声信号出力部は、前記音声信号と前記触覚信号とを同時に前記音声信号増幅器へ出力する、
請求項２１記載の入力装置。
前記触覚信号は２０Ｈｚより低い周波数帯の信号である、
請求項２３記載の入力装置。
前記信号処理部は、前記タッチパネルから出力されたタッチパネル検出信号を解析し、前記タッチパネル検出信号が所定範囲に含まれている場合には、前記音声信号出力部から前記電気振動変換ユニットへ触覚信号が送信されるように前記音声信号出力部を制御する、
請求項１９記載の入力装置。
前記信号処理部は、前記タッチパネルから出力されたタッチパネル検出信号を解析し、前記タッチパネルの検出座標が所定時間の間、所定範囲内に含まれている場合には、前記音声信号出力部から前記電気振動変換ユニットへ触覚信号が送信されるように前記音声信号出力部を制御する、
請求項１９記載の入力装置。