WO2013186849A1 - 駆動装置、電子機器及び駆動制御プログラム - Google Patents

駆動装置、電子機器及び駆動制御プログラム Download PDF

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WO2013186849A1
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lra
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drive signal
waveform data
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裕一 鎌田
谷中　聖志
遠藤　康浩
矢吹　彰彦
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富士通株式会社
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    • G06F3/043—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using propagating acoustic waves

Definitions

  • the present invention relates to a drive device, an electronic device, and a drive control program for driving an actuator.
  • LRA Linear Resonant Actuator
  • examples of the LRA driving method include those described in Patent Document 1 and a dedicated IC (Integrated Circuit) for controlling a tactile sense presentation device.
  • a drive device includes a storage unit storing waveform data of a drive signal that is a sine wave of the resonance frequency of the actuator and stops excitation of the actuator at a point other than the center point of the amplitude of the sine wave
  • a drive processing unit that reads the waveform data stored in the storage unit and outputs a drive signal corresponding to the waveform data to the actuator.
  • a tactile sensation according to the operation can be provided.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the outline of the present embodiment.
  • FIG. 1A is a diagram showing a waveform 11 of acceleration of vibration generated when the accelerometer 1 is attached to a human finger and the button 2 is pressed.
  • FIG. 1B is a diagram illustrating a waveform 12 of acceleration of vibration generated when the accelerometer 1 is attached to a human finger and a touch panel 3 to which an LRA (Linear Resonant Actuator) is attached is touched.
  • the button 2 is, for example, a metal dome type button.
  • the button 2 and the touch panel 3 are provided on the electronic device.
  • the vibration indicated by waveform 11 is rapidly damped in one to several cycles.
  • the vibration indicated by the waveform 12 continues until the free vibration due to the natural frequency of the LRA is attenuated even after the supply of the drive signal is stopped.
  • FIG. 2 is a diagram showing the sensitivity of the human acceleration organ.
  • An organ that senses human acceleration is a Pachiny body. Patini bodies are one of the four major mechanoreceptors found primarily in the skin.
  • the finger since the acceleration of the vibration is 0.02 G or less within 0.01 sec, the finger does not sense the vibration.
  • waveform 12 0.1 sec is required until the acceleration of vibration becomes 0.02 G or less, and the finger continues to sense vibration until 0.1 sec elapses. Therefore, the vibration indicated by the waveform 11 and the vibration indicated by the waveform 12 are completely different as tactile sensations that humans sense.
  • the click feeling when the button 2 is pressed is expressed by devising the LRA vibration pattern.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the electronic apparatus according to the present embodiment.
  • the electronic device of the present embodiment may be a device having, for example, a touch panel having a display function and an input function as input means.
  • the electronic device of the present embodiment may be a smartphone, a tablet computer, a portable information terminal, or the like.
  • the electronic device 100 of this embodiment includes a housing 110, a touch panel 120, a double-sided tape 130, an LRA 140, and a substrate 150.
  • the touch panel 120 is fixed to the casing 110 by the double-sided tape 130.
  • the LRA 140 is attached to the surface of the touch panel 120 on the housing side.
  • the LRA 140 is a combination of a vibration system having a resonance frequency designed in advance and an actuator.
  • the LRA 140 is a vibration device that generates vibration by driving mainly at the resonance frequency. The amount of vibration changes depending on the amplitude of the drive waveform. .
  • the LRA 140 is a vibration device, but the LRA 140 is not limited to the LRA as long as the structure includes a resonator and an actuator for excitation.
  • the substrate 150 is disposed inside the housing 110.
  • the substrate 150 is mounted with a driving device and a driver IC that outputs a driving signal to the LRA 140 in order to control driving of the LRA 140.
  • the electronic device 100 When the user's finger touches the touch panel 120, the electronic device 100 according to the present embodiment senses this contact and drives the LRA 140 by the driving device mounted on the substrate 150 to propagate the vibration of the LRA 140 to the touch panel 120.
  • the electronic device 100 only needs to be a device that uses the touch panel 120 as an input operation unit. Therefore, the electronic device 100 may be a device installed and used in a specific place such as ATM (Automatic Teller Machine). Good.
  • ATM Automatic Teller Machine
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of LRA.
  • FIG. 4A is a diagram showing an example of LRA using a voice coil
  • FIG. 4B is a diagram showing an example of LRA using a piezoelectric element.
  • the 4A includes a spring 31, a magnet 32, and a coil 33.
  • An LRA 40 illustrated in FIG. 4B includes a weight 41, a beam 42, and a piezoelectric element 43.
  • the mass of the weight 41 is m
  • the Young's modulus of the beam 42 is E
  • the cross-sectional secondary moment of the beam 42 is I
  • L is the length in the longitudinal direction of the beam 42
  • the natural frequency f0 is It is shown by Formula 2.
  • the LRA 30 using a voice coil may be applied, or the LRA 40 using the piezoelectric element 43 may be applied.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the driving device of the present embodiment.
  • the driving apparatus 200 of this embodiment includes a CPU (Central Processing Unit) 210 and a memory 220.
  • the CPU 210 reads and executes the drive control program 230 stored in the memory 220, thereby performing drive processing of the LRA 140 described later.
  • the memory 220 stores a storage area in which a drive control program 230 for controlling the drive of the LRA 140 is stored, a storage area in which waveform data 240 is stored, and an API (Application Programming Interface) 250 that provides tactile sensation. And an area.
  • the drive control program 230 causes the CPU 210 to execute drive control of the LRA 140.
  • the waveform data 240 is data representing a waveform of a drive signal generated in advance to express a click feeling by vibration generated by the LRA 140. Details of the waveform data 240 will be described later.
  • the API 250 is activated by the drive control program 230 and performs various processes for providing a tactile sensation. In FIG. 5, the API 250 is stored in the memory 220 in FIG. 5, but may be stored in another memory mounted on the board 150.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining the driving of the LRA 140 by the driving apparatus of this embodiment.
  • the driving device 200 When the driving device 200 according to the present embodiment detects contact with the touch panel 120 (step S601), it activates the API 250 (step S602). Specifically, the driving device 200 may activate the API 250 when, for example, there is a touch on a button displayed on the touch panel 120.
  • the API 250 reads the waveform data 240 stored in the memory 220 and outputs a drive command corresponding to the waveform data 240 to the driver IC 260 (step S603).
  • the driver IC 260 performs D / A (Digital-to-Analog) conversion on the waveform data 240 (step S604), and amplifies it with an amplifier or the like (step S605).
  • the driver IC 260 outputs the amplified signal to the LRA 140 (step S606).
  • the driving signal of the LRA 140 is a signal for stopping the excitation of the LRA 140 at the time when the amplitude is at a peak, and vibration that rapidly attenuates in one to several cycles by exciting high-frequency vibration of the touch panel 120 itself. To generate a click feeling.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining excitation of vibration by the resonance frequency of the touch panel 120.
  • FIG. 7A is a diagram illustrating an example of a drive signal of the LRA 140 of the present embodiment.
  • the drive signal G shown in FIG. 7A is a voltage signal, and the waveform of the drive signal G is a sine waveform of the resonance frequency of the LRA 140.
  • the resonance frequency of the LRA 140 is 225 Hz.
  • the drive signal G of the present embodiment stops the excitation to the LRA 140 at a point P1 where the amplitude reaches a peak.
  • the amplitude of the drive signal G becomes 0 immediately after the excitation is stopped.
  • the vibration of the LRA 140 is removed from the harmonic vibration at this discontinuous point.
  • the driving time of the LRA 140 by the driving signal G is set to 7/4 period so that the point P1 where the amplitude reaches the peak is the terminal of the driving signal G.
  • the end of the drive signal G is a point where the excitation to the LRA 140 is stopped.
  • the period of the drive signal G is 7/4, but the present invention is not limited to this.
  • the period of the drive signal G may be set so that the drive time of the LRA 140 by the drive signal G is 10 msec or less.
  • the shorter the period of the drive signal G is, the shorter the time for which the finger continues to perceive vibration, and a short-time tactile stimulus close to a click feeling can be expressed.
  • the perceived intensity is reduced, it is necessary to secure a driving time for obtaining a sufficient intensity for tactile presentation.
  • step S603 of FIG. 6 the driving apparatus 200 according to the present embodiment reads the waveform data 240 indicating the driving signal G by the API 250 and outputs a driving command corresponding to the waveform data 240 to the driver IC 260.
  • the driver IC 260 D / A converts and amplifies the waveform data 240 and outputs it to the LRA 140.
  • the waveform data 240 of the present embodiment may include, for example, the frequency, amplitude, phase, drive time (cycle), etc. of the drive signal G.
  • the waveform data 240 may be an expression indicating the waveform of the drive signal G or the like.
  • FIG. 7B is a diagram illustrating a waveform of acceleration of vibration of the touch panel 120 when a drive signal is applied to the LRA 140 of the present embodiment.
  • FIG. 7B shows the acceleration of vibration of the touch panel 120 when the drive signal G having a resonance frequency of 225 Hz is applied to the LRA 140 when the resonance frequency of the touch panel 120 is 1 kHz.
  • the LRA 140 vibrates at a resonance frequency of 225 Hz.
  • the touch panel 120 vibrates at a resonance frequency of 1 kHz. That is, it can be said that the vibration of the LRA 140 is a low-frequency vibration, and the vibration of the touch panel 120 is a high-frequency vibration.
  • the resonance frequency of the touch panel 120 is a resonance frequency in a state where the four sides of the touch panel 120 are fixed to the housing 110.
  • the high-frequency vibration of the touch panel 120 is not excited when the LRA 140 is vibrated at a low frequency with a resonance frequency of 225 Hz.
  • the driving device 200 excites the high frequency vibration of the touch panel 120 by removing the vibration of the LRA 140 from the harmonic vibration and applying a sudden force to the touch panel 120.
  • the driving device 200 is excited by high frequency vibration having a frequency of 1 kHz at the point P1, and generates vibration that rapidly attenuates in one to several cycles. Furthermore, in the example of FIG. 7, by exciting high frequency vibration at the point P1, the maximum value of the acceleration of the low frequency vibration and the maximum value of the acceleration of the high frequency vibration are superimposed at the same timing, and the steepness having a large intensity in a short time. Generating a strong peak.
  • the acceleration of vibration of the touch panel 120 in the present embodiment was detected by an acceleration sensor (not shown) arranged at the center of the touch panel 120.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating acceleration of vibration of the touch panel when the voltage of the resonance frequency of the LRA is used as a drive signal.
  • the acceleration of vibration of the touch panel 120 when attempting to express a click feeling by shortening the drive time of the LRA 140 is shown.
  • the vibration of the touch panel 120 requires a rise time for amplifying the vibration amount and a time until the acceleration of the amplified vibration is attenuated to 0.02 G or less, even if the driving time of the LRA 140 is shortened.
  • the vibration continues for several cycles. In the example of FIG. 8, it can be seen that it takes about 25 msec from the rise to the decay, and the vibration continues for about 4 cycles. Therefore, it is difficult to provide a sharp touch such as a click feeling.
  • FIG. 7B it can be seen that the vibration with a frequency of 1 kHz suddenly rises, and the vibration is also reduced in about two cycles.
  • the excitation is stopped at the point where the amplitude of the drive signal G reaches a peak.
  • the point at which the excitation is stopped is not limited to this.
  • the end of the drive signal may be shifted from the point P1 in order to match the timing of the acceleration peak of the low frequency vibration and the timing of the acceleration peak of the high frequency vibration.
  • the peak of the acceleration amplitude of the high-frequency vibration is generated almost overlapping with the peak of the acceleration of the low-frequency vibration.
  • the acceleration waveform of FIG. 7B has a ⁇ / 2 phase difference with respect to the waveform of the drive signal G of FIG.
  • the vibration acceleration is zero at the point P1 where the amplitude of the drive signal G reaches its peak.
  • the high frequency vibration is excited at the point P1, which is the end of the drive signal G, and the acceleration of the high frequency vibration reaches a peak. Therefore, the timing at which the acceleration of the high-frequency vibration reaches a peak slightly deviates from the timing at which the drive signal becomes point P1.
  • the peak of the acceleration of the low-frequency vibration should reach a peak at a quarter cycle from the point P1 that is the end of the drive signal G.
  • the acceleration of the low-frequency vibration is about 1.11 ms later. Is the peak (maximum value).
  • the high frequency vibration should rise from zero at the point P1, which is the end of the drive signal G, and reach a peak of acceleration in the same direction as the low frequency vibration in 3/4 period.
  • the high-frequency vibration has a peak acceleration (maximum value) after 0.75 ms. Therefore, both peaks occur with a time difference of 0.36 ms.
  • the acceleration peak of the high-frequency vibration is overlapped with a position where the acceleration of the low-frequency vibration is about 87% of the peak when the acceleration peak of the low-frequency vibration is 100%.
  • the driving time of the LRA 140 by the driving signal G is 7/4 period + 0.36 ms, and the driving signal G has an amplitude of 87% when the driving signal G has an amplitude peak of 100%. It may be the end of the signal G.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example in which the location for exciting the high-frequency vibration is shifted.
  • FIG. 9A shows a sine waveform of a drive signal applied to the LRA 140
  • FIG. 9B shows a waveform of acceleration of vibration of the touch panel 120 when the drive signal is applied to the LRA 140 of this embodiment. .
  • the drive signal G1 ends at a point P2 slightly deviated from the amplitude peak.
  • the acceleration peak of the high-frequency vibration is smaller than the value shown in FIG. 7B, but the same effect as the example of FIG. Can be obtained.
  • the end of the drive signal may be any point that can generate a steep peak expressing a click feeling in a waveform indicating acceleration of vibration of the touch panel 120, for example.
  • the end of the drive signal may be a point where the value of the drive signal and 0 are discontinuous. That is, the end of the drive signal may be other than 0, which is the center point of the amplitude.
  • the end of the drive signal is preferably closer to the amplitude peak because a sharp peak can be generated in a short time in the acceleration waveform of vibration of the touch panel 120.
  • a brake waveform for suppressing the residual vibration of the LRA 140 may be applied to the LRA 140.
  • the brake signal is, for example, a signal having a phase opposite to that of vibration generated in the LRA 140.
  • the brake signal is used after the excitation of the LRA 140 is stopped by the drive signal G, the residual vibration can be reduced, and the acceleration of the vibration of the touch panel 120 can be a waveform that rapidly attenuates in a short time.
  • the LRA 140 is attached to the surface of the touch panel 120 on the casing side, but the present invention is not limited to this.
  • the LRA 140 may be disposed in the vicinity of the substrate 150 disposed in the housing 110.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an electronic device in which the LRA 140 is provided in the housing.
  • the LRA 140 is disposed in the vicinity of the substrate 150 provided in the housing 110.
  • the electronic device 100A is designed so that the resonance frequency of the touch panel 120 at the time when the assembly of the electronic device 100A is finished is 1 kHz. Is preferred.
  • This embodiment can also be applied to the electronic device 100A. Further, when the present embodiment is applied to the electronic device 100A, it is possible to express a click feeling when the metal dome type button 2 is pressed, similarly to the electronic device 100 of the present embodiment.

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Abstract

　アクチュエータの共振周波数の正弦波であり且つ前記正弦波の振幅の中心点以外において前記アクチュエータの加振を停止する駆動信号の波形データが格納された記憶部と、前記記憶部に格納された前記波形データを読み出し、前記波形データに対応する駆動信号を前記アクチュエータへ出力する駆動処理部と、を有する。

Description

駆動装置、電子機器及び駆動制御プログラム
　本発明は、アクチュエータを駆動させる駆動装置、電子機器及び駆動制御プログラムに関する。
　従来から、フラットなタッチパネルを入力手段とする電子機器がある。このタッチパネルは、タッチパネルに対する接触を入力操作として受け付けるものであり、操作に応じた触感を提供することは考慮されていなかった。そのため従来のタッチパネルでは、操作に応じた触感を表現するデバイスの搭載が望まれていた。
　そこで近年では、例えばＬＲＡ(Linear Resonant Actuator)による振動を利用して操作に応じた触感を提供することが考えられている。また、ＬＲＡの駆動方法については、特許文献１として挙げるものや、触覚提示デバイスを制御するための専用ＩＣ（Integrated Circuit）等がある。
特開２０１２－２０２８４号公報
　しかしながらＬＲＡを用いた振動では、入力を停止しても直ちに振動が停止しないため、例えばメタルドーム式のボタンを押下する操作で生じる急峻な触感等を表現することが困難である。また特許文献１のようなＬＲＡの入力停止後に逆位相入力を行う振動抑制手段もあるが、抑制効果が不十分であった。このため従来の技術では、操作の種類に対する適切な触感の違いを表現することが困難である。
　そこで開示の技術は、操作に応じた触感を提供することが可能な駆動装置、電子機器及び駆動制御プログラムを提供することを目的とする。
　開示の一態様の駆動装置は、アクチュエータの共振周波数の正弦波であり且つ前記正弦波の振幅の中心点以外において前記アクチュエータの加振を停止する駆動信号の波形データが格納された記憶部と、前記記憶部に格納された前記波形データを読み出し、前記波形データに対応する駆動信号を前記アクチュエータへ出力する駆動処理部と、を備える。
　開示の技術によれば、操作に応じた触感を提供することができる。
本実施例の概要を説明する図である。 人の加速度器官の感度を示す図である。 本実施例の電子機器を説明する図である。 ＬＲＡの例を示す図である。 本実施例の駆動装置を説明する図である。 本実施例の駆動装置によるＬＲＡの駆動を説明するフローチャートである。 タッチパネルの共振周波数による振動の励起を説明する図である。 ＬＲＡの共振周波数の電圧を駆動信号としたときのタッチパネルの振動の加速度を示す図である。 高周波振動を励起する箇所をずらした例を示す図である。 ＬＲＡが筐体に設けられた電子機器の例を示す図である。
　以下に図１を参照して本実施例の概要について説明する。図１は、本実施例の概要を説明する図である。
　図１（Ａ）は、人間の指に加速度計１を取り付けてボタン２を押下した際に生じる振動の加速度の波形１１を示す図である。図１（Ｂ）は、人間の指に加速度計１を取り付けて、ＬＲＡ(Linear Resonant Actuator)が取り付けられたタッチパネル３をタッチした際に生じる振動の加速度の波形１２を示す図である。図１の例では、ボタン２は例えばメタルドーム式のボタンである。またボタン２とタッチパネル３は、電子機器に設けられたものである。
　波形１１で示される振動は、1～数周期で急速に減衰する。これに対して波形１２で示される振動は、駆動信号の供給を停止後もＬＲＡの固有振動数による自由振動が減衰するまで続く。
　ところで、人間の指は、振動周波数２００Ｈｚにおいて振動の加速度が０．０２Ｇ以下になると振動を感知できなくなる。振動周波数とは、１秒間の振動数である。振動の加速度とは、単位時間当たりの振動の速度変化量を示すものである。図２は、人の加速度器官の感度を示す図である。尚人間の加速度を感知する器官は、パチニ小体である。パチニ小体は、主に皮膚に見られる主要な４種類の機械受容体のうちの1つである。
　すなわち波形１１では、指は０．０１ｓｅｃ以内に振動の加速度が０．０２Ｇ以下とるため振動を感知しなくなる。これに対して波形１２では、振動の加速度が０．０２Ｇ以下になるまで０．１ｓｅｃが必要であり、指は０．１ｓｅｃ経過するまで振動を感知し続ける。したがって波形１１で示される振動と、波形１２で示される振動とでは、人間が感知する触感として全く異なるものとなる。
　そこで本実施例では、ＬＲＡの振動のパターンを工夫することで、ボタン２を押下した際のクリック感を表現する。
　以下に図３を参照して本実施例の電子機器について説明する。図３は、本実施例の電子機器を説明する図である。
　本実施例の電子機器は、例えば表示機能と入力機能とを有するタッチパネルを入力手段として有する機器であれば良い。例えば本実施例の電子機器は、スマートフォン、タブレット型コンピュータ、携帯情報端末等であっても良い。
　本実施例の電子機器１００は、筐体１１０、タッチパネル１２０、両面テープ１３０、ＬＲＡ１４０、基板１５０を有する。
　本実施例の電子機器１００では、両面テープ１３０により、タッチパネル１２０が筐体１１０に固定されている。ＬＲＡ１４０は、タッチパネル１２０の筐体側の面に取り付けられている。ＬＲＡ１４０は、予め設計された共振周波数を持つ振動系とアクチュエータとが組み合わされたもので、主に共振周波数で駆動して振動を発生させる振動デバイスであり、駆動波形の振幅により振動量が変化する。尚本実施例ではＬＲＡ１４０を振動デバイスとしたが、共振器と加振用のアクチュエータを備えた構造であればＬＲＡに限らない。
　基板１５０は、筐体１１０内部に配置されている。基板１５０には、ＬＲＡ１４０の駆動を制御するために駆動装置やＬＲＡ１４０に駆動信号を出力するドライバＩＣ等が実装されている。
　本実施例の電子機器１００は、タッチパネル１２０にユーザの指が接触すると、この接触を感知して基板１５０に実装された駆動装置によりＬＲＡ１４０を駆動し、ＬＲＡ１４０の振動をタッチパネル１２０に伝播させる。
　尚本実施例の電子機器１００は、タッチパネル１２０を入力操作部とする機器であればよいため、例えば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。
　以下に図４を参照してＬＲＡ１４０について説明する。図４は、ＬＲＡの例を示す図である。図４（Ａ）はボイスコイルを用いたＬＲＡの例を示す図であり、図４（Ｂ）は圧電素子を用いたＬＲＡの例を示す図である。
　図４（Ａ）に示すＬＲＡ３０は、ばね３１、磁石３２、コイル３３を有する。ＬＲＡ３０は、ばね３１のばね定数をｋとし、磁石３２の質量をｍとすると、固有振動数ｆ０が以下の式１で示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　図４（Ｂ）に示すＬＲＡ４０は、重り４１、梁４２、圧電素子４３を有する。ＬＲＡ４０は、重り４１の質量をｍとし、梁４２のヤング率をＥとし、梁４２の断面２次モーメントをＩとし、Ｌを梁４２の長手方向の長さとすると、固有振動数ｆ０が以下の式２で示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　本実施例のＬＲＡ１４０は、ボイスコイルを用いたＬＲＡ３０を適用しても良いし、圧電素子４３を用いたＬＲＡ４０を適用しても良い。
　次に図５を参照して本実施例の電子機器１００の有する基板１５０に実装された駆動装置について説明する。図５は、本実施例の駆動装置を説明する図である。
　本実施例の駆動装置２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１０と、メモリ２２０とを有する。ＣＰＵ２１０は、メモリ２２０に格納された駆動制御プログラム２３０を読み出して実行することで、後述するＬＲＡ１４０の駆動処理を行う。メモリ２２０には、ＬＲＡ１４０の駆動を制御する駆動制御プログラム２３０が格納される記憶領域と、波形データ２４０が格納される記憶領域と、触感を提供するＡＰＩ（Application Programming Interface）２５０が格納される記憶領域とが設けられている。
　駆動制御プログラム２３０は、ＣＰＵ２１０にＬＲＡ１４０の駆動制御を実行させる。波形データ２４０は、ＬＲＡ１４０により生じる振動によりクリック感を表現するために予め生成された駆動信号の波形を表すデータである。波形データ２４０の詳細は後述する。ＡＰＩ２５０は、駆動制御プログラム２３０により起動され、触感を提供するための各種処理を行う。ＡＰＩ２５０は、図５ではＡＰＩ２５０はメモリ２２０に格納されるものとしたが、基板１５０に実装された他のメモリに格納されていても良い。
　図６は、本実施例の駆動装置によるＬＲＡ１４０の駆動を説明するフローチャートである。
　本実施例の駆動装置２００は、タッチパネル１２０に対する接触を検出すると（ステップＳ６０１）、ＡＰＩ２５０を起動させる（ステップＳ６０２）。具体的には駆動装置２００は、例えばタッチパネル１２０上に表示されたボタンに対する接触があった場合等にＡＰＩ２５０を起動しても良い。
　ＡＰＩ２５０は、メモリ２２０に格納された波形データ２４０を読み出し、波形データ２４０に対応した駆動指令をドライバＩＣ２６０へ出力する（ステップＳ６０３）。ドライバＩＣ２６０は、駆動指令を受けて波形データ２４０をＤ／Ａ（Digital to Analog）変換し（ステップＳ６０４）、アンプ等により増幅する（ステップＳ６０５）。ドライバＩＣ２６０は、増幅した信号をＬＲＡ１４０に対して出力する（ステップＳ６０６）。
　以下に本実施例の波形データ２４０について説明する。
　本実施例では、筐体１１０に固定されたタッチパネル１２０自体も高周波で振動する振動デバイスであることに着目する。本実施例では、ＬＲＡ１４０の駆動信号を、振幅がピークの時点でＬＲＡ１４０に対する加振を停止させる信号とし、タッチパネル１２０自体の高周波の振動を励起することで、1～数周期で急速に減衰する振動を発生させてクリック感を表現する。
　図７は、タッチパネル１２０の共振周波数による振動の励起を説明する図である。
図７（Ａ）は本実施例のＬＲＡ１４０の駆動信号の例を示す図である。図７（Ａ）に示す駆動信号Ｇは電圧の信号であり、駆動信号Ｇの波形は、ＬＲＡ１４０の共振周波数の正弦波形である。図７（Ａ）の例では、ＬＲＡ１４０の共振周波数を２２５Ｈｚとした。
　本実施例の駆動信号Ｇは、振幅がピークとなった点Ｐ１でＬＲＡ１４０に対する加振を停止する。駆動信号Ｇの振幅は、加振が停止した直後に０となる。このように本実施例では、駆動信号Ｇに値が大きく変化する不連続点を設けることで、この不連続点においてＬＲＡ１４０の振動を調和振動から外す。
　また図７（Ａ）の例では、駆動信号ＧによるＬＲＡ１４０の駆動時間を７／４周期とすることで、振幅がピークとなる点Ｐ１が駆動信号Ｇの終端となるようにした。駆動信号Ｇの終端とは、ＬＲＡ１４０に対する加振を停止する点である。本実施例では、駆動信号Ｇの周期を７／４としたが、これに限定されない。
　本実施例では、例えば駆動信号ＧによるＬＲＡ１４０の駆動時間１０ｍｓｅｃ以下となるように駆動信号Ｇの周期を設定しても良い。本実施例では、駆動信号Ｇの周期が短いほど指が振動を知覚し続ける時間が短くなり、クリック感に近い短時間の触覚刺激を表現することができる。尚このとき本実施例では、知覚する強度は低下するため、触覚提示として十分な強度が得られる駆動時間は確保する必要がある。
　本実施例の駆動装置２００は、図６のステップＳ６０３において、ＡＰＩ２５０により、駆動信号Ｇを示す波形データ２４０を読み出し、波形データ２４０に対応した駆動指令をドライバＩＣ２６０へ出力する。ドライバＩＣ２６０は、波形データ２４０をＤ／Ａ変換して増幅し、ＬＲＡ１４０に出力する。
　本実施例の波形データ２４０とは、例えば駆動信号Ｇの周波数、振幅、位相、駆動時間（周期）等を含んでいても良い。また波形データ２４０は、駆動信号Ｇの波形を示す式等であっても良い。
　以下に本実施例の駆動装置２００において、ＬＲＡ１４０に駆動信号Ｇが印加された場合について説明する。
　図７（Ｂ）は、本実施例のＬＲＡ１４０に駆動信号が印加された場合のタッチパネル１２０の振動の加速度の波形を示す図である。図７（Ｂ）では、タッチパネル１２０の共振周波数を１ｋＨｚとした場合に、ＬＲＡ１４０に共振周波数２２５Ｈｚの駆動信号Ｇが印加された場合のタッチパネル１２０の振動の加速度を示している。
　本実施例においてＬＲＡ１４０は、共振周波数２２５Ｈｚで振動する。またタッチパネル１２０は共振周波数１ｋＨｚで振動する。すなわちＬＲＡ１４０の振動は低周波振動であり、タッチパネル１２０の振動は高周波振動と言える。尚タッチパネル１２０の共振周波数は、タッチパネル１２０の４辺が筐体１１０に固定された状態における共振周波数である。
　タッチパネル１２０の高周波振動は、ＬＲＡ１４０を共振周波数２２５Ｈｚで低周波振動させた場合は励起されない。この状態において駆動装置２００は、ＬＲＡ１４０の振動を調和振動から外して急激な力をタッチパネル１２０に印加することで、タッチパネル１２０の高周波振動を励起する。
　この結果駆動装置２００は、図７（Ｂ）に示すように、点Ｐ１において周波数が１ｋＨｚの高周波振動が励起され、1～数周期で急速に減衰する振動を発生させる。さらに図７の例では、点Ｐ１で高周波振動を励起することで、低周波振動の加速度の最大値と高周波振動の加速度の最大値とをタイミングを合わせて重畳し、短時間で強度の大きい急峻なピークを発生させている。
　このように本実施例では、振動の加速度の短時間の急峻なピークを発生させることで、鋭い触感を提供することができ、クリック感を表現できる。
　尚本実施例におけるタッチパネル１２０の振動の加速度は、タッチパネル１２０の中央に図示しない加速度センサを配置し、この加速度センサにより検出した。
　以下に図８を参照して本実施例の効果を説明する。図８は、ＬＲＡの共振周波数の電圧を駆動信号としたときのタッチパネルの振動の加速度を示す図である。図８の例では、ＬＲＡ１４０の駆動時間を短くしてクリック感の表現を試みた際のタッチパネル１２０の振動の加速度を示している。
　しかしながらタッチパネル１２０の振動は、ＬＲＡ１４０の駆動時間を短くしても、振動量を増幅させるための立ち上がりの時間と、増幅された振動の加速度が０．０２Ｇ以下に減衰するまでの時間が必要となり、振動が数周期に亘って続く。図８の例では、立ち上がりから減衰までに２５ｍｓｅｃ程度の時間がかかり、振動が約４周期に亘り続いていることがわかる。したがってクリック感のような鋭い触感を提供することが困難である。
　これに対して図７（Ｂ）では、周波数１ｋＨｚの振動が急激に立ち上がっており、その振動も２周期程度で減滅していることがわかる。
　よって本実施例では、振動の加速度の短時間の急峻なピークを発生させてクリック感を表現することができる。
　また図７の例では、駆動信号Ｇの振幅がピークとなる点で加振を停止させるものとしたが、加振を停止させる点はここに限定されない。本実施例では、例えば低周波振動の加速度のピークとなるタイミングと高周波振動の加速度のピークとなるタイミングとを合わせるため、駆動信号の終端を点Ｐ１からずらしても良い。
　図７の例では、低周波振動の加速度の振幅のピークにほぼ重なって、高周波振動の加速度の振幅のピークが発生する。
　図７の例では、低周波振動は共振周波数であるため、図７（Ａ）の駆動信号Ｇの波形に対して図７（Ｂ）の加速度の波形はπ／２位相差が生じており、駆動信号Ｇにおいて振幅がピークとなる点Ｐ１において振動の加速度は０となる。本実施例では、駆動信号Ｇの終端である点Ｐ１で高周波振動が励起され、高周波振動の加速度がピークを迎える。よって高周波振動の加速度がピークを迎えるタイミングは、駆動信号が点Ｐ１となるタイミングから僅かにずれることになる。
　具体的には例えば、低周波振動の加速度のピークは駆動信号Ｇの終端である点Ｐ１から１／４周期でピークを迎えるはずであり、時間に換算すると約１．１１ｍｓ後に低周波振動の加速度はピーク（最大値）となる。一方、高周波振動は駆動信号Ｇの終端である点Ｐ１においてゼロから立ち上がり、３／４周期で低周波振動と同方向の加速度のピークを迎えるはずである。これを時間に換算すると、高周波振動は、０．７５ｍｓ後に加速度がピーク（最大値）となる。よって両者のピークは時間差０．３６ｍｓで発生する。また高周波振動の加速度のピークは、低周波振動の加速度のピークを１００％とした場合に低周波振動の加速度がピークに対して約８７％の強度の位置と重なるといえる。
　そこで本実施例では、駆動信号ＧによるＬＲＡ１４０の駆動時間を７／４周期＋０．３６ｍｓとして、駆動信号Ｇの振幅のピークを１００％としたとき駆動信号Ｇの振幅が８７％となる点を駆動信号Ｇの終端としても良い。駆動信号Ｇの終端となる点Ｐ１をずらすことで、高周波振動が励起されるタイミングをずらすことができ、低周波振動の加速度のピークと高周波振動の加速度のピークとを重ねることができる。
　図９は、高周波振動を励起する箇所をずらした例を示す図である。図９（Ａ）は、ＬＲＡ１４０に印加される駆動信号の正弦波形を示し、図９（Ｂ）は本実施例のＬＲＡ１４０に駆動信号が印加された場合のタッチパネル１２０の振動の加速度の波形を示す。
　図９（Ａ）において、駆動信号Ｇ１は、振幅のピークからわずかにずれた点Ｐ２を終端としている。図９（Ｂ）では、駆動信号Ｇ１の終端Ｐ２を振幅のピークからずらしたため、高周波振動の加速度のピークは図７（Ｂ）に示す値よりも小さくなるが、図７の例と同等の効果を得ることができる。
　すなわち本実施例に駆動信号の終端は、例えばタッチパネル１２０の振動の加速度を示す波形にクリック感を表現する急峻なピークを生成できる点であれば良い。具体的には駆動信号の終端は、駆動信号の値と０とが不連続となる点であれば良い。すなわち駆動信号の終端は、振幅の中心点である０以外であれば良い。尚駆動信号の終端は、振幅のピークに近い点であるほど、タッチパネル１２０の振動の加速度の波形に短時間で急峻なピークを発生させることができるため、好ましい。
　さらに本実施例では、例えば駆動信号ＧによるＬＲＡ１４０の加振を停止させた後に、ＬＲＡ１４０の残留振動を抑制するためのブレーキ波形をＬＲＡ１４０に印加しても良い。ブレーキ信号は、例えばＬＲＡ１４０に発生する振動の逆位相の信号等である。本実施例では、駆動信号ＧによりＬＲＡ１４０の加振を停止した後にブレーキ信号を用いれば、残留振動を低減でき、タッチパネル１２０の振動の加速度を短時間で急速に減衰する波形とすることができる。
　また本実施例の電子機器１００では、ＬＲＡ１４０がタッチパネル１２０の筐体側の面に取り付けられるものとしたが、これに限定されない。ＬＲＡ１４０は、例えば筐体１１０内部に配置された基板１５０の近傍に配置されても良い。
　図１０は、ＬＲＡ１４０が筐体に設けられた電子機器の例を示す図である。図１０に示す電子機器１００Ａでは、ＬＲＡ１４０が筐体１１０内部に設けられた基板１５０の近傍に配置されている。
　図１０のようにＬＲＡ１４０が筐体１１０の内部に設けられた場合、電子機器１００Ａは、電子機器１００Ａの組立が終わった時点でのタッチパネル１２０の共振周波数が１ｋＨｚとなるように設計されていることが好ましい。
　本実施例は、電子機器１００Ａに対しても適用することができる。また電子機器１００Ａに本実施例を適用した場合、本実施例の電子機器１００と同様にメタルドーム式のボタン２を押下した際のクリック感を表現することができる。
　以上、実施の形態の駆動装置、電子機器及び駆動制御プログラムについて詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
　１００、１００Ａ　電子機器
　１１０　筐体
　１２０　タッチパネル
　１３０　両面テープ
　１４０　ＬＲＡ
　２００　駆動装置
　２１０　ＣＰＵ
　２２０　メモリ
　２３０　駆動制御プログラム
　２４０　波形データ
　２５０　ＡＰＩ
　２６０　ドライバＩＣ
　

Claims (5)

  1. 　アクチュエータの共振周波数の正弦波であり且つ前記正弦波の振幅の中心点以外において前記アクチュエータの加振を停止する駆動信号の波形データが格納された記憶部と、
    　前記記憶部に格納された前記波形データを読み出し、前記波形データに対応する駆動信号を前記アクチュエータへ出力する駆動処理部と、を有する駆動装置。
  2. 　前記駆動信号は、前記振幅がピークとなったとき、前記アクチュエータの加振を停止する請求項１記載の駆動装置。
  3. 　タッチパネルと、
    　前記タッチパネルを振動させるアクチュエータの共振周波数の正弦波であり且つ前記正弦波の振幅の中心点以外において前記アクチュエータの加振を停止する駆動信号の波形データが格納された記憶部と、前記記憶部に格納された前記波形データを読み出し、前記波形データに対応する駆動信号を前記アクチュエータへ出力する駆動処理部と、を有する駆動装置と、を有する電子機器。
  4. 　コンピュータに、
    　アクチュエータの共振周波数の正弦波であり且つ前記正弦波の振幅の中心点以外において前記アクチュエータの加振を停止する駆動信号の波形データが格納された記憶部から前記波形データを読み出す処理と、
    　前記波形データに対応する駆動信号を前記アクチュエータへ出力する処理と、を実行させる駆動制御プログラム。
  5. 　コンピュータが、
    　アクチュエータの共振周波数の正弦波であり且つ前記正弦波の振幅の中心点以外において前記アクチュエータの加振を停止する駆動信号の波形データが格納された記憶部から前記波形データを読み出し、
    　前記波形データに対応する駆動信号を前記アクチュエータへ出力する駆動制御方法。


    　
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