WO2015098062A1 - 触感呈示装置 - Google Patents

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WO2015098062A1
WO2015098062A1 PCT/JP2014/006335 JP2014006335W WO2015098062A1 WO 2015098062 A1 WO2015098062 A1 WO 2015098062A1 JP 2014006335 W JP2014006335 W JP 2014006335W WO 2015098062 A1 WO2015098062 A1 WO 2015098062A1
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WO
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contact
detection unit
tactile sensation
vibration
contact detection
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/006335
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English (en)
French (fr)
Inventor
隼 武田
河野　健治
Original Assignee
京セラ株式会社
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Publication date
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    • G—PHYSICS
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for presenting a tactile sensation. More specifically, the present invention relates to an apparatus that presents a tactile sensation based on an operation on a contact detection unit such as a touch sensor.
  • a mobile terminal such as a mobile phone
  • an input device including a touch sensor such as a touch panel or a touch switch as an element for detecting an operation by a user.
  • input devices with touch sensors are widely used not only for information devices such as calculators and ticket vending machines, but also for home appliances such as microwave ovens, televisions, and lighting equipment, and industrial equipment (FA equipment). ing.
  • any type of touch sensor detects an operation with a finger or a stylus pen, and the touch sensor itself is not physically displaced like a push button switch even when touched.
  • an object of the present invention is to provide a tactile sensation providing apparatus that efficiently presents a target tactile sensation configured by predetermined conditions.
  • the invention of the tactile sensation providing apparatus is as follows: A contact detector for detecting contact; A pressure detection unit that detects pressure on the contact detection unit; A plurality of vibration units for vibrating the contact detection unit; When the data based on the pressure detected by the pressure detection unit satisfies a predetermined standard, each of the plurality of vibration units is vibrated, and the contact detection unit is placed at a position where the contact object is in contact with the contact detection unit.
  • control unit controls the vibration waves generated by each of the plurality of vibration units so as to present the target tactile sensation. May be.
  • control unit controls the frequency of vibration waves generated by each of the plurality of vibration units so as to present the target tactile sensation. Also good.
  • control unit When the contact detection unit detects contact, each of the plurality of vibration units is vibrated, and the contact object that is in contact with the contact detection unit is in a position where the contact object is in contact with the contact detection unit.
  • Presents the tactile sensation of the first purpose When the data based on the pressure detected by the pressure detection unit satisfies a predetermined standard, each of the plurality of vibration units is vibrated, and the contact detection unit is placed at a position where the contact object is in contact with the contact detection unit. You may control to show the tactile sensation of the 2nd objective with respect to the said contacted object pressed.
  • control unit vibrates each of the plurality of vibration units, and a position where a contact object is in contact with the contact detection unit
  • the contact object pressing the contact detection unit may be controlled to present a desired tactile sensation according to data based on the press.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a tactile sensation providing apparatus according to a first embodiment of the present invention. It is a figure explaining the structure of the contact detection part periphery of the tactile sense presentation apparatus which concerns on 1st Embodiment. It is a figure explaining the example of operation
  • the tactile sensation providing apparatus may be a mobile phone, a smartphone, a tablet PC, a notebook PC, or the like provided with a touch panel.
  • the present invention is not limited to these portable devices, and can be various electronic devices such as a desktop PC provided with a touch panel, a home appliance, an industrial device (FA device), and a dedicated terminal.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the tactile sensation providing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the tactile sensation providing apparatus 1 includes a control unit 10, a contact detection unit 20, a display unit 30, press detection units 42 and 44, and a plurality of vibration units 52, 54, 56, 58.
  • the control unit 10 controls and manages all the functional units and elements of the tactile sensation providing apparatus 1.
  • the control unit 10 can be configured by a processor or a microcomputer that can execute application software.
  • the control unit 10 will be described as appropriately including a storage unit configured by a memory or the like that can store various types of information as necessary.
  • the control unit 10 controls and manages each necessary functional unit and element, particularly when the tactile sensation providing apparatus 1 performs an operation for presenting a tactile sensation. Details of the control by the control unit 10 will be described later.
  • the contact detection unit 20 detects contact with the contact detection surface (operation surface) by an operator's finger or a stylus pen (hereinafter referred to as “contact object”).
  • the contact detection unit 20 detects a contact using any method such as a capacitance method, a resistive film method, a surface acoustic wave method (or an ultrasonic method), an infrared method, an electromagnetic induction method, and a load detection method. be able to.
  • the contact detection unit 20 outputs information on the position where the contact object is in contact with the contact detection surface to the control unit 10 based on detection of contact by the contact object. With this output, the control unit 10 can acquire the position of the contact detected by the contact detection unit 20.
  • the contact detection part 20 is comprised by the transparent member, for example, and the display part 30 which can be comprised by display devices, such as a liquid crystal display (LCD), an organic EL display, or an inorganic EL display, on the back side.
  • the display unit 30 is indicated by a broken line to indicate that the display unit 30 is disposed on the back side (back side) of the contact detection unit 20.
  • an object such as a key, a button, or an icon is drawn and displayed on the display unit 30, and an operation in which the operator touches (touches) the object can be detected by the contact detection unit 20. it can.
  • the display unit 30 can be attached to the back side of the contact detection unit 20 with a bonding member such as a double-sided tape. Further, the display unit 30 may be attached to the contact detection unit 20 via an intermediate member such as a sheet metal on the back side of the contact detection unit 20, or may be attached to another support member.
  • the display unit 30 can display various images and videos based on the image / video data supplied from the control unit 10.
  • the control unit 10 supplies necessary image / video data to the display unit 30 at a necessary timing.
  • the tactile sensation providing apparatus 1 since it is not essential for the tactile sensation providing apparatus 1 to display an image or a video, a detailed description of the display relation of the image and the video will be omitted below.
  • the press detection units 42 and 44 detect the press when the contact object contacts the contact detection unit 20 and presses the contact detection unit 20. That is, the press detection units 42 and 44 detect a press on the contact detection unit 20.
  • the pressure detection units 42 and 44 are elements such as a strain gauge sensor or a piezoelectric element that change in physical or electrical characteristics (strain, resistance, voltage, etc.) according to the pressure, and that react linearly to a load. Can be used. Based on the detection of contact by the contact object with respect to the contact detection unit 20, the press detection units 42 and 44 output information related to the press when the contact object presses the contact detection surface to the control unit 10. With this output, the control unit 10 can acquire the pressure detected by the pressure detection units 42 and 44.
  • the press detection units 42 and 44 are each configured by a piezoelectric element
  • the magnitude of the load (force) related to the press on the contact detection surface of the contact detection unit 20 changes.
  • the magnitude (voltage value) of the output voltage changes according to the electrical characteristics of the piezoelectric element in accordance with the speed (acceleration).
  • the pressure detection units 42 and 44 can notify the control unit 10 of the magnitude of the voltage (voltage value (hereinafter simply referred to as “data”)).
  • the control unit 10 transmits the data by the press detection units 42 and 44 notifying the control unit 10 of the data, or when the control unit 10 detects data related to the piezoelectric elements of the press detection units 42 and 44. get. That is, the control unit 10 acquires data based on the operator's press on the contact detection surface of the contact detection unit 20 by acquiring data based on the press from the press detection units 42 and 44.
  • two press detection units 42 and 44 are arranged near the end of the contact detection unit 20 so as to be parallel to the Y-axis direction shown in the figure.
  • the pressure detection units 42 and 44 are indicated by broken lines, indicating that the pressure detection units 42 and 44 are installed on the back side (back side) of the contact detection unit 20.
  • the arrangement of the press detection units 42 and 44 is not limited to the example shown in FIG.
  • the arrangement of the pressure detection units 42 and 44 depends on various factors such as the shape and arrangement of the contact detection unit 20, the type of pressure to be detected by the contact detection unit 20, and the type of tactile sensation to be presented by the tactile sensation providing device 1. Depending on the arrangement, various arrangements can be made.
  • the number of the press detection units 42 and 44 is not limited to two, and may be an arbitrary number.
  • the pressure detection units 42 and 44 are attached to the contact detection unit 20 by a joining member (for example, a double-sided tape).
  • the press detection units 42 and 44 may be attached to the contact detection unit 20 via an intermediate member (for example, a sheet metal).
  • the plurality of vibration units 52, 54, 56, and 58 vibrate the contact detection unit 20 to generate vibrations with a predetermined vibration pattern on the contact detection surface of the contact detection unit 20.
  • These vibrating sections 52 to 58 can be configured using, for example, a piezoelectric vibrator.
  • the vibrating units 52 and 54 are arranged near the end of the contact detection unit 20 so as to be parallel to the X-axis direction shown in the drawing so that a desired tactile sensation can be appropriately presented.
  • a total of four vibrating parts 56 and 58 are arranged on the upper side.
  • the vibrating parts 52 to 58 are indicated by broken lines to indicate that these vibrating parts 52 to 58 are installed on the back side (back side) of the contact detection unit 20.
  • the arrangement of the vibration parts 52 to 58 is not limited to the example shown in FIG. 1, and various arrangements can be adopted depending on factors such as the tactile sensation to be presented by the tactile sensation providing apparatus 1. Further, the number of vibration units 52 to 58 is not limited to four, and may be any number.
  • the vibration parts 52 to 58 are attached to the contact detection part 20 by a joining member (for example, a double-sided tape).
  • the vibration units 52 to 58 may be attached to the contact detection unit 20 via intermediate members (for example, sheet metal).
  • the vibration units 52 to 58 present a tactile sensation to the contact object in contact with the contact detection surface by generating vibration on the contact detection surface of the contact detection unit 20.
  • the control unit 10 supplies a drive signal for presenting a predetermined tactile sensation at an appropriate timing.
  • the drive signal output by the control unit 10 for presenting such a tactile sensation will be described later.
  • the upper vibration units 52 and 54 are shown to be supplied with the same drive signal from the control unit 10
  • the lower vibration units 56 and 58 are shown to be supplied with the same drive signal from the control unit 10. .
  • different drive signals may be supplied from the control unit 10 to the four vibration units 52 to 58, respectively.
  • the press detection units 42 and 44 are constituted by piezoelectric elements, a predetermined drive signal is supplied from the control unit 10 to these piezoelectric elements, so that the piezoelectric elements are vibrated and a tactile sensation is presented to an operator's finger or the like. be able to. Therefore, in the present embodiment, the press detection units 42 and 44 can also function as vibration units similar to the vibration units 52 to 58. That is, by configuring the pressure detection units 42 and 44 with piezoelectric elements, the pressure detection units 42 and 44 can also serve as the vibration units 52 to 58. However, in the following description, the case where the vibration units 52 to 58 are provided as members separate from the press detection units 42 and 44 will be described.
  • FIG. 1 the illustration of the casing in which the contact detection unit 20 to which the pressure detection units 42 and 44 and the vibration units 52 to 58 are attached is omitted.
  • the contact detection unit 20 is finally attached to a housing or the like constituting the main body of the tactile sensation providing apparatus 1 that can be various electronic devices.
  • the control unit 10 and other necessary circuits and functional units shown in FIG. it is preferable that the contact detection unit 20 is arranged in a housing or the like so as to be vibrated by an appropriate means. For example, if all the edges of the contact detection unit 20 are firmly fixed to a housing or the like, the amplitude when the contact detection unit 20 is vibrated cannot be obtained, and a good tactile sensation is presented to the operator. Can be difficult. Therefore, the touch detection unit 20 can be vibrated, for example, by arranging the touch panel 10 in the case via an elastic member or by partially fixing the touch detection unit 20 to the case. It should be placed on the body.
  • FIG. 2 is a diagram for further explaining the configuration around the contact detection unit 20 of the tactile sensation providing apparatus 1.
  • FIG. 2 is a diagram showing an arrangement configuration of main functional units of the tactile sensation providing apparatus 1 from a viewpoint different from FIG. 2, illustration of the display unit 30 and the control unit 10 shown in FIG. 1 is omitted. Further, in FIG. 2, illustration of a housing to which the contact detection unit 20 is attached is also omitted.
  • the contact detection unit 20 is attached to the above-described housing or the like so as to be supported at six support points 61, 62, 63, 64, 65, 66. That is, the contact detection unit 20 is fixed to some extent at the support points 61 to 66. However, if the contact detection unit 20 is excessively fixed to the support points 61 to 66, vibration of the contact detection unit 20 may be hindered. Therefore, it is preferable that the contact detection unit 20 is arranged so as to be able to vibrate while being supported by the support points 61 to 66.
  • the contact detection unit 20 is disposed in a housing or the like via an elastic member at the support points 61 to 66, or a portion that receives the support points 61 to 66 on the side of the housing or the like is formed of an elastic member. Can do.
  • the position at which the contact detection unit 20 is attached to the housing or the like is not limited to the arrangement configuration shown in FIG. 2, and the number of support points is not limited to six. It is preferable to adjust the position of the support points and the number of support locations according to the tactile sensation that the tactile sensation providing apparatus 1 should present.
  • the control unit 10 determines whether or not contact by a contact object such as an operator's finger has been detected at a predetermined position (for example, position A) on the contact detection unit 20. judge.
  • the control unit 10 is configured such that data based on the pressure detected by the pressure detection units 42 and 44 in a state where contact is detected at a predetermined position of the contact detection unit 20 is determined based on a predetermined reference by the pressure on the contact detection unit 20. It is determined whether or not If the data based on the pressure satisfies a predetermined criterion while the contact at the predetermined position is detected, the control unit 10 drives the vibration units 52 to 58, respectively.
  • the press detection parts 42 and 44 can detect a load from the average value of the output of the two press detection parts 42 and 44, for example.
  • the data that satisfies the predetermined standard is data that is output from the pressure detection units 42 and 44 when, for example, 1N (Newton) is reached based on the pressure load when the operator performs a normal pressure operation. It is set in advance as satisfying a predetermined standard. It is preferable that such settings can be changed as appropriate according to the user's preference thereafter.
  • this predetermined standard is to prevent an operation when the operator touches lightly unintentionally so as not to recognize it as an input, and to give the operator a pressure sensation for realistic tactile sensation. It is set so as not to be satisfied by an excessively low pressing load.
  • the data based on the above-mentioned pressing can be arbitrarily set.
  • the control unit 10 is not based on the detection of the press by the press detection units 42 and 44, and when the contact detection unit 20 detects a contact at a predetermined position, The vibrators 52 to 58 may be driven to present tactile sensations.
  • the position where contact is detected on the contact detection unit 20 is a position corresponding to the object. It is preferable to present a tactile sensation only in some cases. In this way, the operator can grasp from the tactile sensation that the operation of touching or pressing an object such as an icon or button is correctly recognized by the tactile sensation providing apparatus 1.
  • a target tactile sensation that is presented by vibrating the vibration units 52 to 58 by a drive signal from the control unit 10 will be described.
  • the vibration units 52 and 54 are supplied with a drive signal from the control unit 10 so as to generate the same vibration
  • the vibration units 56 and 58 are supplied with a drive signal from the control unit 10 so as to generate the same vibration. It will be described as a thing.
  • the tactile sensation providing apparatus 1 can present various tactile sensations as desired by the manufacturer of the apparatus.
  • the tactile sensation presented by the tactile sensation providing apparatus 1 depends on various factors resulting from the configuration of the tactile sensation providing apparatus 1 and the like. For example, the size, thickness, and bending characteristics when the contact detection unit 20 is panel-shaped, the installation position, installation mode, and number of the vibration units 52 to 58, and the contact detection unit 20 when the contact detection unit 20 is attached to the housing There are factors such as the configuration, the vibration transmission characteristics of the system including the contact detection unit 20 and the housing.
  • the tactile sensation presented by the tactile sensation providing apparatus 1 greatly depends on the drive signal output from the control unit 10. For this reason, the tactile sensation presented by the tactile sensation providing apparatus 1 is significantly different depending on the drive signal. Therefore, in the present embodiment, the target tactile sensation configured by a predetermined condition is presented by appropriately controlling the drive signals output from the control unit 10 to the plurality of vibration units 52 to 58, respectively.
  • the predetermined condition constituting the tactile sensation suitable for the purpose desired by the manufacturer of the tactile sensation providing apparatus 1 may satisfy the following condition, for example.
  • the tactile sensation due to vibration that satisfies the following conditions is sufficient in terms of strength, and the contrast between the part where the tactile sensation is presented and the part where the tactile sensation is not presented becomes clear, which meets the purpose desired by the manufacturer of the tactile sensation presentation apparatus. it is conceivable that.
  • the predetermined condition that constitutes the tactile sensation for this purpose is merely an example, and various other conditions can be employed according to the desire of the manufacturer of the tactile sensation providing apparatus 1, for example.
  • the vibration frequency constituting the target tactile sensation is 100 Hz to 400 Hz.
  • the amplitude of vibration constituting the target tactile sensation is at least 20 ⁇ m peak-to-peak.
  • the drive signal for generating the vibration that constitutes the desired tactile sensation is one period, that is, one wavelength so that a good tactile sensation is presented by the input of the drive signal, and at the time when there is no input of the drive signal Avoid tactile sensations as much as possible.
  • the tactile sensation presented when the operator presses the position A shown in FIG. 2 will be described.
  • the position A that the operator presses on the contact detection unit 20 is close to the positive direction on the Y axis shown in FIG. That is, the distance from the vibration parts 52 and 54 to the position A is shorter than the distance from the vibration parts 56 and 58 to the position A.
  • the case where the vibration parts 52 and 54 and the vibration parts 56 and 58 are driven with the same drive signal will be considered.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the tactile sensation presented when the vibration units 52 and 54 and the vibration units 56 and 58 are driven by the same drive signal.
  • FIG. 3 (A) is a diagram showing the tactile sensation presented when only the vibrating parts 52 and 54 are driven. That is, FIG. 3A shows a state in which only the vibration parts 52 and 54 are driven and the vibration parts 56 and 58 are not driven.
  • FIG. 3A shows a time change of the amplitude of the vibration waveform ⁇ generated at the position A by the pulse of the drive signal P.
  • FIG. That is, FIG. 3A shows that the vibration of the waveform ⁇ occurs at the position A when the waveform of the drive signal P is input to the vibration units 52 and 54.
  • FIG. 3 (B) is a diagram showing the tactile sensation presented when only the vibrating parts 56 and 58 are driven. That is, FIG. 3B shows a state in which only the vibration units 56 and 58 are driven and the vibration units 52 and 54 are not driven.
  • FIG. 3B shows a time change of the amplitude of the vibration waveform ⁇ generated at the position A by the pulse of the drive signal P. That is, FIG. 3B shows that the vibration of the waveform ⁇ occurs at the position A when the waveform of the drive signal P is input to the vibration units 56 and 58.
  • the vibration units 52 and 54 and the vibration units 56 and 58 are driven by the same drive signal P.
  • the distance from the position A to the vibration parts 52 and 54 is different from the distance from the position A to the vibration parts 56 and 58, the tactile sensation presented in each case is not the same. Therefore, when the vibration units 52 and 54 and the vibration units 56 and 58 are driven with the same drive signal P, the synthesis of the waveform ⁇ shown in FIG. 3A and the waveform ⁇ shown in FIG. become a wave.
  • FIG. 3 (C) is a diagram showing a composite wave ⁇ of the waveform ⁇ shown in FIG. 3 (A) and the waveform ⁇ shown in FIG. 3 (B). As shown in FIG. 3C, the combined wave ⁇ of the vibration waveform ⁇ and the vibration waveform ⁇ due to the pulse of the drive signal P becomes a weaker waveform than the original vibration waveform ⁇ or ⁇ .
  • the control part 10 vibrates the vibration parts 52 and 54 and the vibration parts 56 and 58 in a plurality of different modes.
  • the control unit 10 presents a desired tactile sensation by temporally adjusting vibration waves generated by the plurality of vibration units 52, 54 and 56, 58.
  • the control unit 10 performs control so that the timing at which the vibration units 52 and 54 generate vibration waves is different from the timing at which the vibration units 56 and 58 generate vibration waves.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the tactile sensation presented when the vibrating units 52 and 54 and the vibrating units 56 and 58 are driven at different timings using the same drive signal.
  • FIG. 4A shows a state in which only the vibration units 52 and 54 are driven and the vibration units 56 and 58 are not driven, as in FIG. 3A. Therefore, FIG. 4A shows that the vibration of the waveform ⁇ 1 occurs at the position A when the waveform of the drive signal P2 is input to the vibration units 52 and 54.
  • FIG. 4B shows a state where only the vibrating portions 56 and 58 are driven and the vibrating portions 52 and 54 are not driven, as in FIG. 3B. Therefore, FIG. 4B shows that the vibration of the waveform ⁇ 1 is generated at the position A when the waveform of the drive signal P1 is input to the vibration units 56 and 58.
  • the vibration parts 52 and 54 and the vibration parts 56 and 58 are driven by the same drive signal.
  • the timing which drives the vibration parts 52 and 54 is delayed rather than the timing which drives the vibration parts 56 and 58.
  • the pulse of the drive signal P2 shown in FIG. 4 (A) is delayed by about 2 msec from the pulse of the drive signal P1 shown in FIG. 4 (B).
  • the waveform ⁇ 1 illustrated in FIG. 4A and the waveform ⁇ 1 illustrated in FIG. And a combined wave with the waveform ⁇ 1.
  • FIG. 4 (C) is a diagram showing a combined wave ⁇ 1 of the waveform ⁇ 1 shown in FIG. 4 (A) and the waveform ⁇ 1 shown in FIG. 4 (B).
  • the combined wave ⁇ 1 of the vibration waveform ⁇ 1 due to the pulse of the drive signal P2 and the vibration waveform ⁇ 1 due to the pulse of the drive signal P1 is stronger than the original vibration waveform ⁇ 1 or ⁇ 1.
  • the control unit 10 controls the plurality of vibration units 52 to 58 to vibrate when the data based on the pressure detected by the pressure detection units 42 and 44 satisfies a predetermined standard. . Further, the control unit 10 vibrates each of the plurality of vibration units 52 to 58 in a plurality of different modes, and presses the contact detection unit 20 at a position where the contact object is in contact with the contact detection unit 20. Control the object so as to present the desired tactile sensation. In particular, in this embodiment, when the control unit 10 vibrates each of the plurality of vibration units 52 to 58, the control unit 10 adjusts the vibration wave generated by each of the plurality of vibration units 52 to 58 over time, thereby Control to present the tactile sensation.
  • the timing for outputting the drive signal for generating the vibration can be changed.
  • the amplitude of the vibration waveform is adjusted by adjusting the drive timings of the plurality of vibration units to match the peak position (phase) of the vibration wave generated from each vibration unit. Amplify. Therefore, according to the tactile sensation providing apparatus 1 according to the present embodiment, a target tactile sensation configured based on a predetermined condition can be efficiently presented.
  • how much the vibration parts 52 and 54 and the vibration parts 56 and 58 are delayed is determined depending on the position of the contact by various simulations or actual measurement experiments using actual objects. Can be set so that a tactile sensation can be presented.
  • vibration from a vibration part close to the position where contact is detected on the contact detection part 20 is transmitted faster. Therefore, the closer the position where contact is detected on the contact detection unit 20 is to one of the vibration units 52 to 58, the later the drive signal output from the vibration unit is delayed. It is preferable to store such a delay amount in the control unit 10 in advance for various cases (for example, according to the position of contact detected on the contact detection unit 20). Alternatively, each time the vibration is generated, the delay amount may be calculated by the control unit 10. (Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described.
  • the vibration wave generated by each is adjusted by changing the timing of the vibration waveform.
  • the second embodiment of the present invention when each of the plurality of vibration units 52 to 58 is vibrated, the frequency of the vibration wave generated by each is adjusted.
  • the second embodiment can be implemented by the same configuration as the first embodiment described above. That is, the tactile sensation providing apparatus according to the present embodiment can be implemented by adopting the same configuration as the tactile sensation providing apparatus 1 according to the first embodiment described above and changing the control by the control unit 10. Therefore, in the present embodiment, the description that is the same as that of the first embodiment will be simplified or omitted as appropriate.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the tactile sensation presented when the vibration units 52 and 54 and the vibration units 56 and 58 are driven with drive signals having different frequencies.
  • the vibration generated at the position A is represented by a waveform ⁇ 2.
  • the control unit 10 prepares the original vibration waveform as the waveform ⁇ 2, the frequency of the waveform ⁇ 2 according to the distance from the position A where the contact is detected to each vibration unit. Is output as a drive signal.
  • the vibration generated at the position A is represented by a waveform ⁇ 2.
  • the position A where contact is detected by the contact detection unit 20 is different from the example shown in FIG.
  • FIG. 5 shows a composite wave ⁇ 2 of the vibration waveform ⁇ 2 and the vibration waveform ⁇ 2.
  • the combined wave ⁇ 2 of the vibration waveform ⁇ 2 having a relatively low frequency and the vibration waveform ⁇ 2 having a relatively high frequency is a stronger waveform than the original vibration waveform ⁇ 2 or ⁇ 2.
  • the control unit 10 adjusts the frequency of the vibration wave generated by each of the plurality of vibration units 52 to 58 when vibrating the plurality of vibration units 52 to 58, respectively. Control to present the desired tactile sensation.
  • the frequency of the drive signal that generates vibration is changed and then output. In this case, for example, it is preferable to change the frequency of the drive signal that generates vibration according to the position of the contact detected on the contact detection unit 20.
  • the peaks (or valleys) of the waveforms ⁇ 2 and ⁇ 2 of the vibrations by the vibration parts 52 and 54 and the vibration parts 56 and 58, respectively. ) are preferably overlapped.
  • the vibration frequency of the plurality of vibration parts by adjusting the vibration frequency of the plurality of vibration parts, the waveform of the composite wave at the position where the tactile sensation is presented is controlled and generated from each vibration part.
  • the amplitude of the vibration waveform is amplified by matching the peak position (phase) of the vibration wave.
  • the vibration waveform can be adjusted in detail by increasing (or decreasing) the frequency in the parameters of the waveform to be synthesized.
  • the tactile sensation providing apparatus 1 can present a strong tactile sensation with the first wave, and can reduce the influence of the subsequent aftermath. That is, it is possible to present a good strong tactile sensation at a timing when a tactile sensation should be presented, and to suppress an extra tactile sensation being presented at a timing when tactile sensation should not be presented. Therefore, according to the tactile sensation providing apparatus 1 according to the present embodiment, a target tactile sensation configured based on a predetermined condition can be efficiently presented.
  • how much the frequency of each of the vibration units 52 and 54 and the vibration units 56 and 58 is changed can be set similarly to the above-described first embodiment. That is, it can be set so that a tactile sensation can be efficiently presented according to the position of contact through various simulations or actual measurement experiments using actual objects.
  • the tactile sensation providing device 1 as a whole becomes free vibration, so that the natural vibration is gradually increased. It is thought that it approaches. Therefore, it is assumed that the closer the position where contact is detected on the contact detection unit 20 is to one of the vibration units 52 to 58, the higher the frequency of the drive signal output from the vibration unit should be.
  • the third embodiment in the first or second embodiment described above, when the plurality of vibration units 52 to 58 are vibrated in a plurality of different modes, respectively, the operator further presses the contact detection unit 20.
  • the third embodiment can be implemented by the same configuration as the first and second embodiments described above. That is, the tactile sensation providing apparatus according to the present embodiment employs the same configuration as the tactile sensation providing apparatus 1 according to the first or second embodiment described above, and can be implemented by changing the control by the control unit 10. it can. Therefore, in the present embodiment, descriptions that are the same as those in the first or second embodiment will be simplified or omitted as appropriate.
  • the control unit 10 performs control so as to present the first target tactile sensation when the contact detection unit 20 detects contact. Thereafter, when the pressure by the operator's operation increases and the data based on the pressure detected by the pressure detection units 42 and 44 satisfies a predetermined standard, the control unit 10 presents the second target tactile sensation. Control.
  • the tactile sensation for the first purpose and the tactile sensation for the second purpose can be the same tactile sensation, but are preferably different tactile sensations for distinction.
  • the control unit 10 vibrates each of the plurality of vibration units 52 to 58 so that the contact object is in contact with the contact detection unit 20. 1, the first object tactile sensation is presented to the contact object in contact with the contact detection unit 20.
  • the control unit 10 vibrates each of the plurality of vibration units 52 to 58 so that the contact object contacts the contact detection unit 20. In such a position, control is performed so as to present the tactile sensation of the second object to the contact object pressing the contact detection unit 20.
  • the tactile sensation providing apparatus 1 can make the operator recognize that the object has been selected by touching the object in a scene where the first target tactile sensation is presented. . Further, the tactile sensation providing apparatus 1 according to the present embodiment can make the operator recognize that the selection of the object has been determined by pressing against the object in a scene where the second target tactile sensation is presented. In such a scene, the tactile sensation providing apparatus 1 according to the present embodiment can make the operator distinguish and recognize whether the operation at the current stage is the selection of an object or the selection of the object is determined.
  • a plurality of vibration units 52 are added after taking into account the operator's pressure on the contact detection unit 20.
  • ⁇ 58 may be vibrated in a plurality of different modes. That is, the tactile sensation providing apparatus 1 according to the present embodiment is based on the data based on the pressure detected by the pressure detection units 42 and 44 when the operator is pressing the contact detection unit 20 at the time when the tactile sensation should be presented.
  • the plurality of vibration units 52 to 58 are vibrated in a plurality of different modes.
  • control unit 10 controls the plurality of vibration units 52 to 58 to vibrate when the data based on the pressure detected by the pressure detection units 42 and 44 satisfies a predetermined standard. This is the same as in the first and second embodiments. Furthermore, in this embodiment, the control part 10 respond
  • the tactile sensation providing apparatus 1 when the operator touches the contact detection unit 20 and when the operator applies a certain amount of press to the contact detection unit 20, The timing for driving the vibration units 52 to 58 is adjusted according to the data based on the data. In this case, the frequency of the drive signal for driving the vibration units 52 to 58 can be adjusted according to the data based on the pressure.
  • the entire system of the tactile sensation providing apparatus 1 when vibrations due to the driving of the vibration units 52 to 58 propagate is transmitted. It is thought that the natural frequency changes.
  • the control unit 10 has the same drive signal. Even if is output, the tactile sensation presented will be different. This is presumably because the phase and / or frequency of the waveform changes as the waveform of the propagating vibration changes.
  • the tactile sensation providing apparatus 1 vibrates each of the vibration units 52 to 58 in consideration of the operator's pressing when presenting the tactile sensation. It is possible to present a tactile sensation that is optimal for the above. Therefore, according to the tactile sensation providing apparatus 1 according to the present embodiment, a target tactile sensation configured based on a predetermined condition can be efficiently presented.
  • an increase amount (or decrease amount) of the frequency to be adjusted and / or a delay amount of the timing at which the drive signal is output are set in advance. It is preferable to store it in the control unit 10. Alternatively, every time vibration is generated, the control unit 10 may calculate such an increase amount (or decrease amount) and / or delay amount of the frequency.
  • each functional unit, each means, each step, etc. can be rearranged so that there is no logical contradiction, and a plurality of functional units, steps, etc. are combined or divided into one. It is possible. Further, each of the above-described embodiments of the present invention is not limited to being performed faithfully to each of the embodiments described above, and can be implemented by appropriately combining each feature.
  • the press detection unit can be configured according to a contact detection method in the contact detection unit.
  • the contact detection unit is a resistive film type
  • the press detection unit can be configured without using a strain gauge sensor.
  • the pressure detection unit can be configured without using a strain gauge sensor even when a load can be detected from a change in an output signal based on a change in capacitance. .
  • the tactile sensation providing apparatus according to the present invention is not essential to have such a configuration, and the contact detection unit and the display unit may be separated from each other.
  • the configuration in which the contact detection unit is arranged so as to overlap the upper surface of the display unit allows the operator to easily recognize the correspondence between the displayed image and the tactile sensation presented.
  • the data based on the pressure detected based on the output of the piezoelectric element constituting the press detection unit satisfies a predetermined standard for presenting a tactile sensation
  • the case where the data based on the pressure detected based on the output of the piezoelectric element satisfies a predetermined standard may be the time when the data based on the detected pressure reaches a predetermined standard value.
  • the data may be when the predetermined reference value is detected based on the data based on the pressure output from the pressure detection unit.
  • the display unit 30 and the contact detection unit 20 in the description of the present embodiment may be configured as an integrated device by providing both functions of the display unit and the contact detection unit on a common substrate. Good.
  • a plurality of photoelectric conversion elements such as photodiodes are regularly arranged in a matrix electrode array of pixel electrodes included in the liquid crystal panel.
  • This device displays an image with a liquid crystal panel structure, while reflecting the light of a backlight for liquid crystal display at the tip of a pen that touches and inputs a desired position on the surface of the panel, and the peripheral photoelectric conversion element reflects this reflected light.
  • the contact position can be detected by receiving the light.
  • the vibration units 52 to 58 may be configured to indirectly vibrate the contact detection unit 20 by vibrating the tactile sensation providing apparatus 1 using a vibration motor (eccentric motor) or the like.
  • the contact detection unit 20 may be directly vibrated by disposing the piezoelectric elements in the contact detection unit 20 as the vibration units 52 to 58.
  • the pressure detection unit / vibration unit may be configured by sharing the piezoelectric elements. This is because the piezoelectric element generates electric power when pressure is applied and deforms when electric power is applied.
  • the contact detection unit 20 detects the contact.
  • the contact detection unit 20 detects the position where the infrared light on the contact detection unit 20 is blocked by a finger, a stylus pen, or the like. It is not necessary to touch.
  • the vibration units 52 to 58 are driven when the pressing load detected by the pressing detection units 42 and 44 satisfies a predetermined standard for recognition as an input.
  • a predetermined standard for recognizing the pressure load detected by the pressure detection units 42 and 44 as an input is satisfied, the pressure load detected by the pressure detection units 42 and 44 is recognized as an input.
  • the pressing load detected by the pressing detection units 42 and 44 exceeds a predetermined value recognized as an input, or input by the pressing detection units 42 and 44. It may be when a predetermined value recognized as is detected.
  • the computer system and other hardware include, for example, a general-purpose computer, a PC (personal computer), a dedicated computer, a workstation, a PCS (Personal Communications System), a mobile (cellular) telephone, and a data processing function.
  • a general-purpose computer e.g., a PC (personal computer), a dedicated computer, a workstation, a PCS (Personal Communications System), a mobile (cellular) telephone, and a data processing function.
  • Mobile phones, RFID receivers, game consoles, electronic notepads, laptop computers, GPS (Global Positioning System) receivers or other programmable data processing devices are included.
  • various operations are performed by dedicated circuitry (eg, individual logic gates interconnected to perform a specific function) implemented by program instructions (software), or by one or more processors.
  • processors that execute logic blocks, program modules, etc. include, for example, one or more microprocessors, CPU (Central Processing Unit), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), DSP (Digital Signal Processor), PLD (Programmable) Includes Logic (Device), FPGA (Field Programmable Gate Array), processor, controller, microcontroller, microprocessor, electronics, other devices designed to perform the functions described herein, and / or any combination thereof It is.
  • the embodiments shown here are implemented, for example, by hardware, software, firmware, middleware, microcode, or any combination thereof.
  • the instructions may be program code or code segments for performing the necessary tasks.
  • a code segment may represent any combination of procedures, functions, subprograms, programs, routines, subroutines, modules, software packages, classes or instructions, data structures or program statements.
  • a code segment transmits and / or receives information, data arguments, variables or stored contents with other code segments or hardware circuits, thereby connecting the code segments with other code segments or hardware circuits .
  • machine-readable non-transitory storage medium can be further configured as a computer-readable tangible carrier (medium) composed of solid-state memory, magnetic disk, and optical disk.
  • a computer-readable tangible carrier composed of solid-state memory, magnetic disk, and optical disk.
  • Computer readable media include electrical connections with one or more wires, magnetic disk storage media, magnetic cassettes, magnetic tapes, and other magnetic and optical storage devices (eg CD (Compact Disk), laser disks, Rewritable and programmable ROM such as DVD (Digital Versatile Disc), floppy disk and Blu-ray disc, portable computer disk, RAM (Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory), EPROM, EEPROM or flash memory Other tangible storage media capable of storing information or any combination thereof are included.
  • the memory can be provided inside and / or outside the processor / processing unit.
  • the term “memory” means any type of long-term storage, short-term storage, volatile, non-volatile, or other memory in which a particular type or number of memories or storage is stored. The type of medium is not limited.

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Abstract

　触感呈示装置１は、接触を検出する接触検出部２０と、接触検出部２０に対する押圧を検出する押圧検出部４２，４４と、接触検出部２０を振動させる複数の振動部５２～５８と、押圧検出部４２，４４が検出する押圧に基づくデータが所定の基準を満たすと、複数の振動部５２～５８を複数の異なる態様でそれぞれ振動させて、接触検出部２０に接触物が接触している位置において、接触検出部２０を押圧している接触物に対して目的の触感を呈示するように制御する制御部１０と、を備える。

Description

触感呈示装置 関連出願へのクロスリファレンス
　本出願は、２０１３年１２月２４日に出願された日本国特許出願２０１３－２６５９０５号の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
　本発明は、触感を呈示する装置に関するものである。より詳細には、本発明は、タッチセンサのような接触検出部に対する操作に基づいて触感を呈示する装置に関するものである。
　従来、携帯電話等の携帯端末において、ユーザによる操作を検出する要素として、タッチパネルやタッチスイッチ等のタッチセンサを備える入力装置がある。携帯端末以外に、電卓、券売機等の情報機器のみならず、電子レンジ、テレビ、照明器具等の家電製品、産業用機器（ＦＡ機器）等にも、タッチセンサを備える入力装置は広く使用されている。
　このようなタッチセンサが接触を検出する方式として、抵抗膜方式、静電容量方式、光学式等の種々の方式が知られている。しかしながら、いずれの方式のタッチセンサも、指またはスタイラスペンによる操作を検出するものであり、タッチセンサ自体は、接触されても、押しボタンスイッチのようには物理的に変位しない。
　したがって、タッチセンサに対する操作が入力装置に正しく認識されても、操作を行うユーザは、当該操作に対するフィードバックを得ることができない。このため、ユーザは、機械式の押しボタンスイッチで構成されるキーまたはボタンを押下する際に得られるような操作感を得ることができない。そこで、従来、タッチセンサが接触を検出すると、タッチセンサを振動させて、ユーザの指先に振動を伝えるようにしたフィードバック方法が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
特開２００３－２８８１５８号公報 特開２００８－１３００５５号公報
　この特許文献１および特許文献２に開示の技術によれば、タッチセンサに対する操作が検出された際に、ユーザの指先などに、振動を発生させることができる。したがって、このような装置を用いて操作を行うユーザは、タッチセンサに対して行った操作が装置に正しく認識されたことを、触覚により認識することができる。
　しかしながら、従来の振動によってフィードバックを提供する装置は、例えば当該装置のメーカが所望するような所定の条件により構成される目的の触感を呈示することが困難であった。すなわち、このような従来の装置においては、振動により提供されるフィードバックが、所望の目的に必ずしも適うものではなかった。
　また、従来の装置において、このように所定の条件により構成される目的の触感を呈示しようとすると、当該装置の筐体などが振動を伝達する特性などに起因して、当該目的の触感を効率的に呈示することが困難になるという問題もあった。
　したがって、本発明の目的は、所定の条件により構成される目的の触感を効率的に呈示する触感呈示装置を提供することにある。
　上記目的を達成する第１の観点に係る触感呈示装置の発明は、
　接触を検出する接触検出部と、
　前記接触検出部に対する押圧を検出する押圧検出部と、
　前記接触検出部を振動させる複数の振動部と、
　前記押圧検出部が検出する押圧に基づくデータが所定の基準を満たすと、前記複数の振動部をそれぞれ振動させて、前記接触検出部に接触物が接触している位置において、当該接触検出部を押圧している当該接触物に対して目的の触感を呈示するように制御する制御部と、
　を備えることを特徴とする。
　また、前記制御部は、前記複数の振動部をそれぞれ振動させる際、当該複数の振動部のそれぞれが発生する振動波を時間的に調整することにより、前記目的の触感を呈示するように制御してもよい。
　また、前記制御部は、前記複数の振動部をそれぞれ振動させる際、当該複数の振動部のそれぞれが発生する振動波の周波数を調整することにより、前記目的の触感を呈示するように制御してもよい。
　また、前記制御部は、
　前記接触検出部が接触を検出すると、前記複数の振動部をそれぞれ振動させて、前記接触検出部に接触物が接触している位置において、当該接触検出部に接触している当該接触物に対して第１の目的の触感を呈示し、
　前記押圧検出部が検出する押圧に基づくデータが所定の基準を満たすと、前記複数の振動部をそれぞれ振動させて、前記接触検出部に接触物が接触している位置において、当該接触検出部を押圧している当該接触物に対して第２の目的の触感を呈示する
　ように制御してもよい。
　また、前記制御部は、前記押圧検出部が検出する押圧に基づくデータが所定の基準を満たすと、前記複数の振動部をそれぞれ振動させて、前記接触検出部に接触物が接触している位置において、当該接触検出部を押圧している当該接触物に対して、当該押圧に基づくデータに応じた目的の触感を呈示するように制御してもよい。
　本発明によれば、所定の条件により構成される目的の触感を効率的に呈示する触感呈示装置を提供することができる。
本発明の第１実施形態に係る触感呈示装置の概略構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る触感呈示装置の接触検出部周辺の構成を説明する図である。 第１実施形態に係る触感呈示装置の動作の例を説明する図である。 第１実施形態に係る触感呈示装置の動作の例を説明する図である。 第２実施形態に係る触感呈示装置の動作の例を説明する図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
　以下、本発明に係る触感呈示装置の第１実施形態について、図を参照して説明する。本発明に係る触感呈示装置は、タッチパネルを備えた携帯電話、スマートフォン、タブレット型ＰＣ、ノートＰＣ等とすることができる。しかしながら、本発明はこれら携帯型の機器に限定されるものではなく、タッチパネルを備えたデスクトップＰＣ、家電製品、産業用機器（ＦＡ機器）、専用端末等、種々の電子機器とすることができる。
　図１は、本発明の第１実施形態に係る触感呈示装置の概略構成を示すブロック図である。
　図１に示すように、第１実施形態に係る触感呈示装置１は、制御部１０、接触検出部２０、表示部３０、押圧検出部４２，４４、および複数の振動部５２，５４，５６，５８を備えている。
　制御部１０は、触感呈示装置１の各機能部および要素の全体を制御および管理する。制御部１０は、アプリケーションソフトウェアを実行可能なプロセッサまたはマイコン等により構成することができる。以下、制御部１０は、必要に応じて各種情報を記憶することができるメモリ等によって構成される記憶部等も適宜含むものとして説明する。本実施形態において、制御部１０は、特に、触感呈示装置１が触感を呈示するための動作を行うに際し、必要な各機能部および要素の制御および管理を行う。制御部１０による制御の詳細は、後述する。
　接触検出部２０は、その接触検出面（操作面）に対する操作者の指またはスタイラスペンなど（以下、「接触物」と記す）による接触を検出する。接触検出部２０が接触を検出する方式は、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式（又は超音波方式）、赤外線方式、電磁誘導方式、および荷重検出方式等の任意の方式を用いることができる。接触検出部２０は、接触物による接触の検出に基づいて、当該接触物が接触検出面に接触している位置の情報を制御部１０に出力する。この出力により、制御部１０は、接触検出部２０によって検出された接触の位置を取得することができる。
　なお、接触検出部２０は、例えば透明の部材で構成して、その背面側に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機ＥＬディスプレイ、又は無機ＥＬディスプレイ等の表示デバイスで構成することができる表示部３０を備えることができる。図１においては、表示部３０を破線で示すことにより、表示部３０が接触検出部２０の背面側（裏面側）に配置されていることを示してある。このような構成により、例えば表示部３０にキーもしくはボタンまたはアイコン等のオブジェクトを描画して表示し、当該オブジェクトに対して操作者が接触（タッチ）する操作を接触検出部２０で検出することができる。表示部３０は、接触検出部２０の裏面側に、例えば両面テープ等の接合部材により取り付けることができる。また、表示部３０は、接触検出部２０の裏面側において、例えば板金のような中間部材を介して接触検出部２０に取り付けたり、他の支持部材に取り付けたりしてもよい。
　表示部３０は、制御部１０から供給される画像／映像データに基づいて、各種の画像および映像を表示することができる。この場合、制御部１０は、必要な画像／映像データを、必要なタイミングで表示部３０に供給する。しかしながら、触感呈示装置１において、画像または映像を表示することは必須ではないため、以下、画像および映像の表示関連についての詳細な説明は省略する。また、接触検出部２０の表面側に何ら画像または映像を表示する必要がない構成とする場合には、表示部３０を備えることは必須ではない。
　押圧検出部４２，４４は、接触物が接触検出部２０に接触して接触検出部２０を押圧した際の当該押圧を検出する。すなわち、押圧検出部４２，４４は、接触検出部２０に対する押圧を検出する。押圧検出部４２，４４は、例えば歪みゲージセンサまたは圧電素子など、押圧に応じて物理的または電気的な特性（歪み、抵抗、電圧等）が変化する、荷重に対してリニアに反応する素子などを用いて構成することができる。押圧検出部４２，４４は、接触検出部２０に対する接触物による接触の検出に基づいて、当該接触物が接触検出面を押圧する際の当該押圧に関する情報を制御部１０に出力する。この出力により、制御部１０は、押圧検出部４２，４４によって検出された押圧を取得することができる。
　例えば、押圧検出部４２，４４がそれぞれ圧電素子で構成された場合、接触検出部２０の接触検出面に対する押圧に係る荷重（力）の大きさ（または、荷重（力）の大きさが変化する速さ（加速度））に応じて、圧電素子の電気的な特性により出力される電圧の大きさ（電圧値）が変化する。この場合、押圧検出部４２，４４は、この電圧の大きさ（電圧値（以下、単に「データ」と称する））を制御部１０に通知することができる。制御部１０は、押圧検出部４２，４４がデータを制御部１０に通知することにより、または、制御部１０が押圧検出部４２，４４の圧電素子に係るデータを検出することにより、当該データを取得する。すなわち、制御部１０は、押圧検出部４２，４４から押圧に基づくデータを取得することにより、接触検出部２０の接触検出面に対する操作者の押圧に基づくデータを取得する。
　図１に示す構成においては、接触検出部２０の端部付近に、図に示すＹ軸方向に平行になるように、押圧検出部４２および４４を２つ配置している。図１において、押圧検出部４２，４４を破線で示してあるのは、これら押圧検出部４２，４４が接触検出部２０の背面側（裏面側）に設置されていることを表している。押圧検出部４２，４４の配置は図１に示す例に限定されるものではない。押圧検出部４２，４４の配置は、接触検出部２０の形状および配設態様、接触検出部２０において検出すべき押圧の態様、および触感呈示装置１が呈示すべき触感の態様など種々の要因に応じて、様々な配置とすることができる。また、押圧検出部４２，４４の配設数も２つに限定されるものではなく、任意の個数とすることができる。押圧検出部４２，４４は、接合部材（例えば両面テープ）により接触検出部２０に取り付けられる。押圧検出部４２，４４は、中間部材（例えば板金）を介して接触検出部２０に取り付けられてもよい。
　複数の振動部５２，５４，５６，５８は、接触検出部２０を振動させて、接触検出部２０の接触検出面に所定の振動パターンによる振動を発生させる。これら振動部５２～５８は、例えば圧電振動子等を用いて構成することができる。
　図１に示す構成においては、所望の触感を適切に呈示することができるように、接触検出部２０の端部付近に、図に示すＸ軸方向に平行になるように、振動部５２，５４を上側に、振動部５６，５８を下側に、合計４つ配置している。図１において、振動部５２～５８を破線で示してあるのは、これら振動部５２～５８が接触検出部２０の背面側（裏面側）に設置されていることを表している。振動部５２～５８の配置は図１に示す例に限定されるものではなく、触感呈示装置１が呈示すべき触感の態様などの要因に応じて、種々の配置を採用することができる。また、振動部５２～５８の配設数も４つに限定されるものではなく、任意の個数とすることができる。振動部５２～５８は、接合部材（例えば両面テープ）により接触検出部２０に取り付けられる。振動部５２～５８は、中間部材（例えば板金）を介して接触検出部２０に取り付けられてもよい。
　振動部５２～５８は、接触検出部２０の接触検出面に振動を発生させることにより、接触検出面を接触している接触物に対して触感を呈示する。振動部５２～５８の振動により接触物に対して触感を呈示する際には、制御部１０が、所定の触感を呈示するための駆動信号を、適切なタイミングで供給する。このような触感の呈示のために制御部１０が出力する駆動信号については、後述する。また、図１において、上側の振動部５２および５４は制御部１０から同じ駆動信号が供給され、下側の振動部５６および５８は制御部１０から同じ駆動信号が供給されるように示してある。しかしながら、４つの振動部５２～５８には、制御部１０からそれぞれ互いに異なる駆動信号が供給されるようにしてもよい。
　押圧検出部４２，４４を圧電素子で構成する場合、これらの圧電素子に制御部１０から所定の駆動信号を供給することにより、この圧電素子を振動させて操作者の指などに触感を呈示することができる。したがって、本実施形態において、押圧検出部４２，４４は、振動部５２～５８と同様の振動部としても機能させることができる。すなわち、押圧検出部４２，４４を圧電素子で構成することにより、押圧検出部４２，４４が振動部５２～５８を兼ねる構成とすることもできる。しかしながら、以下の説明においては、押圧検出部４２，４４とは別個の部材として振動部５２～５８を設ける場合について記す。
　図１においては、押圧検出部４２，４４および振動部５２～５８を取り付けた接触検出部２０が設置される筐体の図示は省略してある。接触検出部２０は、最終的に、様々な電子機器とし得る触感呈示装置１の本体を構成する筐体などに取り付けられる。この筐体には、図１に示す制御部１０および他の必要な回路ならびに機能部などが内蔵されるようにするのが好適である。この場合、接触検出部２０は、適切な手段によって、振動可能なように筐体などに配設するのが好適である。例えば、接触検出部２０の各端辺全てを筐体などに強固に固定してしまうと、接触検出部２０を振動させる際の振幅を稼ぐことができず、操作者に良好な触感を呈示することが困難になり得る。したがって、例えば弾性部材を介してタッチパネル１０を筐体に配設したり、接触検出部２０を部分的に筐体に固定したりするなどして、接触検出部２０を振動可能なようにして筐体などに配設するようにする。
　図２は、触感呈示装置１の接触検出部２０周辺の構成をさらに説明する図である。
　図２は、触感呈示装置１の主な各機能部の配置構成を、図１とは別の観点から示した図である。図２においては、図１に示した表示部３０および制御部１０の図示は省略してある。また、図２においては、接触検出部２０が取り付けられる筐体などの図示も省略してある。
　本実施形態では、図２に示すように、接触検出部２０は、支持点６１，６２，６３，６４，６５，６６の６点において支持されるように、上述した筐体などに取り付ける。すなわち、接触検出部２０は、支持点６１～６６において、ある程度固定されることになる。しかしながら、これら支持点６１～６６に接触検出部２０を過度に強固に固定してしまうと、接触検出部２０の振動を阻害しかねない。したがって、接触検出部２０は、これら支持点６１～６６に支持されつつも、振動可能なように配設するのが好適である。例えば、支持点６１～６６において弾性部材を介して接触検出部２０を筐体などに配設したり、筐体などの側で支持点６１～６６を受ける部分を弾性部材で構成したりすることができる。接触検出部２０を筐体などに取り付ける際の位置は図２に示した配置構成に限定されるものではなく、また支持点の個数も６つに限定されるものではない。触感呈示装置１が呈示すべき触感の態様に応じて、支持点の位置および支持箇所の個数を調整するのが好適である。
　本実施形態において、制御部１０は、例えば図２に示すように、操作者の指などの接触物による接触が接触検出部２０上の所定の位置（例えば位置Ａ）において検出されたか否かを判定する。また、制御部１０は、接触検出部２０の所定の位置において接触が検出された状態で、さらに押圧検出部４２，４４が検出する押圧に基づくデータが、接触検出部２０に対する押圧によって所定の基準を満たしたか否かを判定する。そして、所定の位置における接触が検出されたまま、当該押圧に基づくデータが所定の基準を満たしたら、制御部１０は、振動部５２～５８をそれぞれ駆動させる。
　これにより、接触検出部２０を押圧している接触物に対して触感が呈示される。なお、押圧検出部４２，４４は、例えば、２つの押圧検出部４２，４４の出力の平均値から荷重を検出することができる。ここで、所定の基準を満たすデータは、操作者が通常の押圧操作を行う際の押圧荷重に基づいて、例えば１Ｎ（ニュートン）になった際に押圧検出部４２，４４から出力されるデータが所定の基準を満たすものとして予め設定する。このような設定は、その後もユーザの好みに合わせて適宜設定変更できるようにするのが好適である。また、この所定の基準は、操作者が意図せずに軽く触れてしまったような場合の操作は入力として認識しないようにするため、およびリアルな触感のための圧覚を操作者に与えるために、過度に低い押圧荷重によって満たされることがないように設定する。
　一方、上述の押圧に基づくデータは任意に設定することができる。例えば、本実施形態を簡略化した実施例では、制御部１０は、押圧検出部４２，４４による押圧の検出には基づかずに、接触検出部２０が所定の位置における接触を検出した時点で、振動部５２～５８をそれぞれ駆動させて触感を呈示してもよい。
　また、本実施形態において、表示部２０にアイコンまたはボタンなどのオブジェクトを表示して操作者の操作を受け付ける場合には、接触検出部２０上で接触が検出された位置がオブジェクトに対応する位置である場合にのみ、触感を呈示するのが好適である。このようにすれば、操作者は、自らがアイコンまたはボタンなどのオブジェクトを接触または押圧した操作が、触感呈示装置１に正しく認識されたことを、触感により把握することができる。
　次に、本実施形態に係る触感呈示装置１が触感を呈示する動作について説明する。
　まず、本実施形態において、制御部１０からの駆動信号によって振動部５２～５８を振動させることにより呈示する、目的の触感について説明する。以下、振動部５２および５４は同じ振動を発生するように制御部１０から駆動信号が供給されるものとし、振動部５６および５８は同じ振動を発生するように制御部１０から駆動信号が供給されるものとして説明する。
　本実施形態に係る触感呈示装置１は、当該装置のメーカの所望に応じて、種々の触感を呈示することができる。触感呈示装置１が呈示する触感の態様は、触感呈示装置１の構成などに起因する様々な要因によって決まる。例えば、接触検出部２０をパネル状とする場合の大きさ、厚さ、および曲げ特性、振動部５２～５８の設置位置、設置態様、および個数、接触検出部２０が筐体に取り付けられる際の構成態様、接触検出部２０および筐体を含めた系の振動伝達特性などの要因がある。
　また、触感呈示装置１が呈示する触感の態様は、制御部１０から出力される駆動信号に大きく依存する。このため、当該駆動信号によって、触感呈示装置１が呈示する触感は著しく異なるものとなる。したがって、本実施形態では、制御部１０から複数の振動部５２～５８にそれぞれ出力する駆動信号を適宜制御することにより、所定の条件により構成される目的の触感を呈示する。
　本実施形態において、触感呈示装置１のメーカが所望する目的に適う触感を構成する所定の条件は、例えば以下のような条件を満たすものとすることができる。以下のような条件を満たす振動による触感は、強度的にも充分であり、触感が呈示される部分と呈示されない部分とのコントラストが明確となるため、触感呈示装置のメーカが所望する目的に適うと考えられる。しかしながら、この目的の触感を構成する所定の条件は一例であり、この他にも、例えば触感呈示装置１のメーカの所望に応じて、種々の条件を採用することができる。
（１）目的の触感を構成する振動の周波数は、１００Ｈｚ～４００Ｈｚとする。
（２）目的の触感を構成する振動の振幅は、ピーク・トゥ・ピークで少なくとも２０μｍとする。
（３）目的の触感を構成する振動を発生させる駆動信号は１周期すなわち１波長とし、当該駆動信号の入力によって良好な触感が呈示されるようにするとともに、当該駆動信号の入力がない時点では触感が極力呈示されないようにする。
　しかしながら、制御部１０から複数の振動部５２～５８に、それぞれ単に同じ駆動信号を出力したとしても、所定の条件により構成される目的の触感を呈示することは困難である。以下、この点について説明する。
　以下、図２に示した位置Ａを操作者が押圧する際に呈示される触感を説明する。図２において、操作者が接触検出部２０上で押圧する位置Ａは、図２に示したＹ軸上の正方向に寄っている。すなわち、振動部５２，５４から位置Ａまでの距離の方が、振動部５６，５８から位置Ａまでの距離よりも短い。このような場合において、振動部５２，５４と、振動部５６，５８とを、同じ駆動信号で駆動する場合について検討する。
　図３は、振動部５２，５４と、振動部５６，５８とを、同じ駆動信号で駆動する場合に呈示される触感を説明する図である。
　図３（Ａ）は、振動部５２，５４のみを駆動させた場合に呈示される触感を示す図である。すなわち、図３（Ａ）は、振動部５２，５４のみを駆動させて、振動部５６，５８を駆動させない状態を表している。図３（Ａ）は、駆動信号Ｐのパルスによって位置Ａにおいて発生する振動波形αの振幅の時間変化を表している。すなわち、図３（Ａ）は、駆動信号Ｐの波形が振動部５２，５４に入力されることによって、位置Ａにおいて波形αのような振動が発生することを表している。
　図３（Ｂ）は、振動部５６，５８のみを駆動させた場合に呈示される触感を示す図である。すなわち、図３（Ｂ）は、振動部５６，５８のみを駆動させて、振動部５２，５４を駆動させない状態を表している。図３（Ｂ）は、駆動信号Ｐのパルスによって位置Ａにおいて発生する振動波形βの振幅の時間変化を表している。すなわち、図３（Ｂ）は、駆動信号Ｐの波形が振動部５６，５８に入力されることによって、位置Ａにおいて波形βのような振動が発生することを表している。
　上述したように、ここでは、振動部５２，５４と、振動部５６，５８とを、同じ駆動信号Ｐで駆動している。しかしながら、位置Ａから振動部５２，５４までの距離と、位置Ａから振動部５６，５８までの距離が異なるため、それぞれの場合で呈示される触感は同じにならない。したがって、振動部５２，５４と、振動部５６，５８とを、同じ駆動信号Ｐで駆動すると、図３（Ａ）に示した波形αと、図３（Ｂ）に示した波形βとの合成波となる。
　図３（Ｃ）は、図３（Ａ）に示した波形αと、図３（Ｂ）に示した波形βとの合成波γを示す図である。図３（Ｃ）に示すように、駆動信号Ｐのパルスによる振動波形αと振動波形βとの合成波γは、元の振動波形αまたはβと比べて弱い波形になってしまう。
　このように、振動部５２，５４と振動部５６，５８とを同時に駆動させても振動の波形が弱まってしまうと、目的の触感を効率的に呈示することはできない。したがって、本実施形態では、制御部１０は、振動部５２，５４と、振動部５６，５８とを、複数の異なる態様でそれぞれ振動させる。特に、本実施形態では、制御部１０は、複数の振動部５２，５４と５６，５８とのそれぞれが発生する振動波を時間的に調整することにより、目的の触感を呈示する。具体的には、制御部１０は、振動部５２，５４が振動波を発生するタイミングと、振動部５６，５８が振動波を発生するタイミングとが異なるように制御する。
　図４は、振動部５２，５４と、振動部５６，５８とを、同じ駆動信号を用いて異なるタイミングで駆動する場合に呈示される触感を説明する図である。
　図４（Ａ）は、図３（Ａ）と同様に、振動部５２，５４のみを駆動させて、振動部５６，５８を駆動させない状態を表している。したがって、図４（Ａ）は、駆動信号Ｐ２の波形が振動部５２，５４に入力されることによって、位置Ａにおいて波形α１のような振動が発生することを表している。
　図４（Ｂ）は、図３（Ｂ）と同様に、振動部５６，５８のみを駆動させて、振動部５２，５４を駆動させない状態を表している。したがって、図４（Ｂ）は、駆動信号Ｐ１の波形が振動部５６，５８に入力されることによって、位置Ａにおいて波形β１のような振動が発生することを表している。
　本実施形態では、振動部５２，５４と、振動部５６，５８とを、同じ駆動信号で駆動している。しかしながら、本実施形態では、振動部５２，５４を駆動するタイミングを、振動部５６，５８を駆動するタイミングよりも遅らせる。図４に示す例においては、図４（Ａ）に示す駆動信号Ｐ２のパルスを、図４（Ｂ）に示す駆動信号Ｐ１のパルスよりも２ｍｓｅｃ程度遅らせている。このように、振動部５２，５４と、振動部５６，５８とを、同じ駆動信号を用いて異なるタイミングで駆動すると、図４（Ａ）に示した波形α１と、図４（Ｂ）に示した波形β１との合成波となる。
　図４（Ｃ）は、図４（Ａ）に示した波形α１と、図４（Ｂ）に示した波形β１との合成波γ１を示す図である。図４（Ｃ）に示すように、駆動信号Ｐ２のパルスによる振動波形α１と、駆動信号Ｐ１のパルスによる振動波形β１との合成波γ１は、元の振動波形α１またはβ１と比べて強い波形になる。
　このように、本実施形態において、制御部１０は、押圧検出部４２，４４が検出する押圧に基づくデータが所定の基準を満たすと、複数の振動部５２～５８をそれぞれ振動させるように制御する。また、制御部１０は、複数の振動部５２～５８を複数の異なる態様でそれぞれ振動させて、接触検出部２０に接触物が接触している位置において、接触検出部２０を押圧している接触物に対して目的の触感を呈示するように制御する。特に、本実施形態において、制御部１０は、複数の振動部５２～５８をそれぞれ振動させる際、複数の振動部５２～５８のそれぞれが発生する振動波を時間的に調整することにより、前記目的の触感を呈示するように制御する。ここで、振動波の時間的な調整においては、例えば、振動を発生させる駆動信号を出力するタイミングを変更することができる。振動を発生させる駆動信号を出力するタイミングを変更する際には、図４に示したように、振動部５２，５４および振動部５６，５８それぞれによる振動の波形α１および波形β１の山同士（または谷同士）が重なるようにするのが好適である。
　このように、本実施形態に係る触感呈示装置１においては、複数の振動部の駆動タイミングを調整することで、各振動部から発生する振動波のピーク位置（位相）を合わせて振動波形の振幅を増幅する。したがって、本実施形態に係る触感呈示装置１によれば、所定の条件により構成される目的の触感を効率的に呈示することができる。
　上述した実施形態において、振動部５２，５４と、振動部５６，５８との、どちらをどれだけ遅らせるかについては、種々のシミュレーションまたは実物を用いた実測実験などにより、接触の位置に応じて効率的に触感を呈示できるように設定することができる。一般的な傾向としては、振動部５２，５４および振動部５６，５８のうち、接触検出部２０上で接触が検出された位置に近い振動部からの振動の方が、伝達が早い。したがって、接触検出部２０上で接触が検出された位置が、振動部５２～５８のいずれかに近くなればなるほど、当該振動部から出力する駆動信号を遅らせることになる。このような遅延量を、各種の場合について（例えば接触検出部２０上で検出される接触の位置に応じて）前もって制御部１０に記憶させておくのが好適である。あるいは、振動を発生する都度、このような遅延量を制御部１０が演算することによって求めてもよい。
（第２実施形態）
　次に、本発明の第２実施形態について説明する。
　上述した第１実施形態では、複数の振動部５２～５８をそれぞれ振動させる際、例えば振動波形のタイミングを変更することで、それぞれが発生する振動波を時間的に調整した。一方、本発明の第２実施形態では、複数の振動部５２～５８をそれぞれ振動させる際、それぞれが発生する振動波の周波数を調整する。その他の観点では、第２実施形態は、上述した第１実施形態と同様の構成により実施することができる。すなわち、本実施形態に係る触感呈示装置は、上述した第１実施形態に係る触感呈示装置１と同じ構成のものを採用し、制御部１０による制御を変更することで実施することができる。したがって、本実施形態において、第１実施形態と同様になる説明は、適宜説明を簡略化または省略する。
　図５は、振動部５２，５４と、振動部５６，５８とを、異なる周波数の駆動信号で駆動する場合に呈示される触感を説明する図である。
　図５において、振動部５２，５４のみを駆動させて、振動部５６，５８を駆動させない場合に、位置Ａにおいて発生する振動を、波形α２で表している。本実施形態においては、制御部１０は、元々の振動波形として用意していたものを波形α２とすると、接触が検出された位置Ａからそれぞれの振動部までの距離に応じて、波形α２の周波数を高く（または低く）した波形β２を駆動信号として出力する。図５において、振動部５６，５８のみを駆動させて、振動部５２，５４を駆動させない場合に、位置Ａにおいて発生する振動を、波形β２で表している。図５に示す例においては、接触検出部２０において接触が検出された位置Ａについて、図２に示した例とは異なり、振動部５６，５８から位置Ａの距離の方が、振動部５２，５４から位置Ａの距離よりも短い場合について説明する。図５に示すように、位置Ａからの距離が遠い振動部５２，５４が発生する振動波形α２の周波数よりも、位置Ａからの距離が近い振動部５６，５８が発生する振動波形β２の周波数を高く（約２倍）している。このように、振動部５２，５４と、振動部５６，５８とを、異なる周波数の駆動信号で駆動すると、図５に示した波形α２と、波形β２との合成波となる。
　図５においては、振動波形α２と振動波形β２との合成波γ２を示してある。図５に示すように、周波数が比較的低い振動波形α２と、周波数が比較的高い振動波形β２との合成波γ２は、元の振動波形α２またはβ２と比べて強い波形になる。
　このように、本実施形態において、制御部１０は、複数の振動部５２～５８をそれぞれ振動させる際、複数の振動部５２～５８のそれぞれが発生する振動波の周波数を調整することにより、前記目的の触感を呈示するように制御する。ここで、振動波の周波数の調整においては、例えば、振動を発生させる駆動信号の周波数を変更してから出力する。この場合、例えば接触検出部２０上で検出される接触の位置に応じて、振動を発生させる駆動信号の周波数を変更するのが好適である。振動を発生させる駆動信号の周波数を変更する際には、図５に示したように、振動部５２，５４および振動部５６，５８それぞれによる振動の波形α２および波形β２の山同士（または谷同士）が重なるようにするのが好適である。
　このように、本実施形態に係る触感呈示装置１においては、複数の振動部の振動周波数を調整することで、触感を呈示する位置における合成波の波形を制御して、各振動部から発生する振動波のピーク位置（位相）を合わせて振動波形の振幅を増幅する。例えば、合成する波形のパラメータにおいて周波数を増大する（または低減する）ことで、振動波形を詳細に調整することができる。また、本実施形態に係る触感呈示装置１においては、それぞれの振動部から発生する波形の第１波のピークが揃うように周波数を調整することにより、第２波以降のピークは揃わずに分散することが期待できる。したがって、本実施形態に係る触感呈示装置１は、第１波により強い触感を呈示できるとともに、その後の余波による影響を低減することができる。すなわち、触感を呈示すべきタイミングにおいては良好な強い触感を呈示することができ、触感を呈示すべきでないタイミングにおいては余計な触感が呈示されることを抑制することができる。したがって、本実施形態に係る触感呈示装置１によれば、所定の条件により構成される目的の触感を効率的に呈示することができる。
　上述した実施形態において、振動部５２，５４および振動部５６，５８のどちらの周波数をどれだけ変化させるかについては、上述した第１実施形態と同様に設定することができる。すなわち、種々のシミュレーションまたは実物を用いた実測実験などにより、接触の位置に応じて効率的に触感を呈示できるように設定することができる。一般的な傾向としては、本例においては、駆動信号のパルスを１波長のみ出力しているため、一度振動が発生した後は、触感呈示装置１全体において自由振動となるため、徐々に固有振動に近づいていくと考えられる。したがって、接触検出部２０上で接触が検出された位置が、振動部５２～５８のいずれかに近くなればなるほど、当該振動部から出力する駆動信号の周波数を高くすべきであることが想定される。このような周波数の増加量（または減少量）を、各種の場合について（例えば接触検出部２０上で検出される接触の位置に応じて）前もって制御部１０に記憶させておくのが好適である。あるいは、振動を発生する都度、このような周波数の増加量（または減少量）を制御部１０が演算することによって求めてもよい。
（第３実施形態）
　次に、本発明の第３実施形態について説明する。
　第３実施形態は、上述した第１または第２実施形態において、複数の振動部５２～５８を複数の異なる態様でそれぞれ振動させる際に、さらに操作者が接触検出部２０を押圧する際の押圧力もさらに考慮する。その他の観点では、第３実施形態は、上述した第１および第２実施形態と同様の構成により実施することができる。すなわち、本実施形態に係る触感呈示装置は、上述した第１または第２実施形態に係る触感呈示装置１と同じ構成のものを採用し、制御部１０による制御を変更することで実施することができる。したがって、本実施形態において、第１または第２実施形態と同様になる説明は、適宜説明を簡略化または省略する。
　上述した第１または第２実施形態では、操作者の操作による接触が接触検出部２０において検出された時点では触感を呈示せずに、接触の検出後に操作者の操作による押圧が増大して押圧に基づくデータが所定の基準を満たしたら、触感を呈示した。しかしながら、本実施形態では、制御部１０は、接触検出部２０が接触を検出した時点で、まず第１の目的の触感を呈示するように制御する。その後、制御部１０は、操作者の操作による押圧が増大して、押圧検出部４２，４４が検出する押圧に基づくデータが所定の基準を満たしたら、第２の目的の触感を呈示するように制御する。第１の目的の触感と、第２の目的の触感とは、同じ触感とすることもできるが、区別のために異なる触感とするのが好適である。
　このように、本実施形態において、制御部１０は、接触検出部２０が接触を検出すると、複数の振動部５２～５８をそれぞれ振動させて、接触検出部２０に接触物が接触している位置において、接触検出部２０に接触している当該接触物に対して第１の目的の触感を呈示する。また、制御部１０は、押圧検出部４２，４４が検出する押圧に基づくデータが所定の基準を満たすと、複数の振動部５２～５８をそれぞれ振動させて、接触検出部２０に接触物が接触している位置において、接触検出部２０を押圧している接触物に対して第２の目的の触感を呈示するように制御する。
　このようにすることで、本実施形態に係る触感呈示装置１は、第１の目的の触感を呈示する場面において、オブジェクトに対する接触により当該オブジェクトが選択されたことを操作者に認識させることができる。また、本実施形態に係る触感呈示装置１は、第２の目的の触感を呈示する場面において、オブジェクトに対する押圧により当該オブジェクトの選択が決定されたことを操作者に認識させることができる。このような場面において、本実施形態に係る触感呈示装置１は、現段階の操作がオブジェクトの選択なのか、あるいは当該オブジェクトの選択が決定されたのか、操作者に区別して認識させることができる。
　さらに、本実施形態においては、接触検出部２０に接触物が接触している位置において目的の触感を呈示する際、操作者の接触検出部２０に対する押圧を加味した上で、複数の振動部５２～５８を複数の異なる態様でそれぞれ振動させてもよい。すなわち、本実施形態に係る触感呈示装置１は、触感を呈示すべき時点で操作者が接触検出部２０を押圧している際に押圧検出部４２，４４が検出する押圧に基づくデータに応じて、複数の振動部５２～５８を複数の異なる態様でそれぞれ振動させる。
　このように、本実施形態において、制御部１０は、押圧検出部４２，４４が検出する押圧に基づくデータが所定の基準を満たすと、複数の振動部５２～５８をそれぞれ振動させるように制御するのは、第１および第２実施形態と同様である。さらに、本実施形態においては、制御部１０は、接触検出部２０に接触物が接触している位置において、接触検出部２０を押圧している接触物に対して、当該押圧に基づくデータに応じた目的の触感を呈示するように制御する。
　具体的には、本実施形態に係る触感呈示装置１においては、接触検出部２０に操作者が接触した時点と、操作者が接触検出部２０にある程度の押圧を加えた時点とで、押圧に基づくデータに応じて、振動部５２～５８を駆動するタイミングを調整する。また、この場合、押圧に基づくデータに応じて、振動部５２～５８を駆動する駆動信号の周波数を調整することもできる。
　操作者が接触検出部２０に接触している場合と、接触検出部２０を押圧している場合とでは、振動部５２～５８の駆動による振動が伝播する際の触感呈示装置１全体の系の固有振動数が変化すると考えられる。ここで、操作者が接触検出部２０に接触している場合、接触検出部２０を弱く押圧している場合、接触検出部２０を強く押圧している場合において、それぞれ制御部１０が同じ駆動信号を出力したとしても、呈示される触感は異なってしまう。これは、伝播する振動の波形が変化することにより、波形の位相および／または周波数が変化するためと考えられる。
　このような場合、操作者の押圧により、接触検出部２０を構成するパネルなどの部材全体の剛性が変化したり、固有振動数が変化したりすることが予想される。また、操作者の押圧により、接触検出部２０を押圧した位置が疑似的な支点として作用することで、波形の位相が変化してしまうことも考えられる。このような場合であっても、本実施形態に係る触感呈示装置１においては、触感を呈示する際の操作者の押圧を考慮した上で振動部５２～５８をそれぞれ振動させるため、任意の押圧に対して最適と言える目的の触感を呈示することができる。したがって、本実施形態に係る触感呈示装置１によれば、所定の条件により構成される目的の触感を効率的に呈示することができる。
　上述した実施形態において、どれだけの押圧に応じて、振動部５２，５４および振動部５６，５８のどちらの波形のタイミングをどれだけ変化させるか、また周波数をどれだけ変化させるかについては、上述した第１及び第２実施形態と同様に設定することができる。すなわち、種々のシミュレーションまたは実物を用いた実測実験などにより、接触の位置に応じて効率的に触感を呈示できるように設定することができる。一般的な傾向としては、操作者による押圧が強く加わっている方が、触感呈示装置１において振動を伝達する系が硬くなると考えられるが、操作者が接触検出部２０を押圧する位置によって、当該押圧位置を支点として全体的な振動のモードも変化すると考えられる。したがって、接触検出部２０上で種々の押圧位置において種々の押圧力を加えることで、調整すべき周波数の増加量（または減少量）、および／または駆動信号を出力するタイミングの遅延量を、前もって制御部１０に記憶させておくのが好適である。あるいは、振動を発生する都度、このような周波数の増加量（または減少量）および／または遅延量を制御部１０が演算することによって求めてもよい。
　本発明を諸図面および実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形および修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の機能部およびステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本発明の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせて実施することもできる。
　また、上述した実施形態において、押圧検出部は、接触検出部における接触検出方式に応じて構成することもできる。例えば、接触検出部が抵抗膜方式の場合には、接触面積による抵抗変化に基づく出力信号の変化から荷重が検出できれば、歪みゲージセンサを用いることなく押圧検出部を構成することができる。あるいは、接触検出部が静電容量方式の場合には、静電容量の変化に基づく出力信号の変化から荷重が検出できる場合も、歪みゲージセンサを用いることなく押圧検出部を構成することができる。
　上述した実施形態においては、接触検出部を表示部の上面（表側の面）に重ねて配置した構成を想定して説明した。本発明による触感呈示装置は、このような構成にすることは必須ではなく、接触検出部と表示部とを離間した構成にすることもできる。しかしながら、接触検出部を表示部の上面に重ねて配置した構成とする方が、表示される画像と呈示される触感の対応関係を、操作者に容易に認識させることができる。
　また、上述した実施形態では、押圧検出部を構成する圧電素子の出力に基づいて検出される押圧に基づくデータが触感を呈示する所定の基準を満たした際に、振動部を構成する圧電素子を駆動することを想定して説明した。ここで、圧電素子の出力に基づいて検出される押圧に基づくデータが所定の基準を満たした際とは、検出される押圧に基づくデータが所定の基準値に達した際であってもよいし、検出される押圧に基づくデータが所定の基準値を超えた際でもよいし、押圧検出部から出力される押圧に基づくデータに基づいて所定の基準値が検出された際でもよい。
　また、本実施形態の説明における表示部３０および接触検出部２０は、表示部と接触検出部との両機能を共通の基板に持たせる等により、一体化した装置によって構成されるようにしてもよい。このように表示部と接触検出部との両機能を一体化した装置の構成の一例としては、液晶パネルが有するマトリクス状配列の画素電極群に、フォトダイオード等の複数の光電変換素子を規則的に混在させたものを挙げることができる。この装置は、液晶パネル構造によって画像を表示する一方で、パネル表面の所望位置を接触入力するペンの先端で液晶表示用のバックライトの光を反射し、この反射光を周辺の光電変換素子が受光することによって、接触位置を検出することができる。
　なお、振動部５２～５８は、振動モータ（偏心モータ）などを用いて触感呈示装置１を振動させることにより、接触検出部２０を間接的に振動させるように構成してもよい。あるいは、振動部５２～５８として圧電素子を接触検出部２０に配設することにより、接触検出部２０を直接的に振動させるように構成してもよい。
　また、例えば、押圧検出部４２，４４および振動部５２～５８は、圧電素子を用いて構成する場合は、圧電素子を共用して押圧検出部兼振動部を構成することもできる。圧電素子は、圧力が加わると電力を発生し、電力が加えられると変形するためである。
　なお、接触検出部２０が接触を検出する上で、接触物が接触検出部２０に物理的に接触することは必須ではない。例えば、接触検出部２０が光学式である場合、接触検出部２０は当該接触検出部２０上の赤外線が指やスタイラスペン等で遮られた位置を検出するため、接触対象が接触検出部２０に接触することは不要である。
　また、本発明は、押圧検出部４２，４４により検出される押圧荷重が、入力として認識されるための所定の基準を満たした際に、振動部５２～５８を駆動させる。ここで、押圧検出部４２，４４により検出される押圧荷重が入力として認識されるための所定の基準を満たした際とは、押圧検出部４２，４４により検出される押圧荷重が入力として認識される所定値に達した際であってもよいし、押圧検出部４２，４４により検出される押圧荷重が入力として認識される所定値を超えた際でもよいし、押圧検出部４２，４４により入力として認識される所定値が検出された際でもよい。
　本開示内容の多くの側面は、プログラム命令を実行可能なコンピュータシステムその他のハードウェアにより実行される、一連の動作として示される。コンピュータシステムその他のハードウェアには、例えば、汎用コンピュータ、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、専用コンピュータ、ワークステーション、ＰＣＳ（Personal Communications System、パーソナル移動通信システム）、移動（セルラー）電話機、データ処理機能を備えた移動電話機、ＲＦＩＤ受信機、ゲーム機、電子ノートパッド、ラップトップコンピュータ、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機またはその他のプログラム可能なデータ処理装置が含まれる。各実施形態では、種々の動作は、プログラム命令（ソフトウェア）で実装された専用回路（例えば、特定機能を実行するために相互接続された個別の論理ゲート）や、一以上のプロセッサにより実行される論理ブロックやプログラムモジュール等により実行されることに留意されたい。論理ブロックやプログラムモジュール等を実行する一以上のプロセッサには、たとえば、一以上のマイクロプロセッサ、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子機器、ここに記載する機能を実行可能に設計されたその他の装置及び/またはこれらいずれかの組合せが含まれる。ここに示す実施形態は、たとえば、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコードまたはこれらいずれかの組合せにより実装される。命令は、必要なタスクを実行するためのプログラムコードまたはコードセグメントであってもよい。そして、命令は、機械読取り可能な非一時的記憶媒体その他の媒体に格納することができる。コードセグメントは、手順、関数、サブプログラム、プログラム、ルーチン、サブルーチン、モジュール、ソフトウェアパッケージ、クラスまたは命令、データ構造もしくはプログラムステートメントのいずれかの任意の組合せを示すものであってもよい。コードセグメントは、他のコードセグメントまたはハードウェア回路と、情報、データ引数、変数または記憶内容の送信及び／または受信を行い、これにより、コードセグメントが他のコードセグメントまたはハードウェア回路と接続される。
　また、機械読取り可能な非一時的記憶媒体は、さらに、ソリッドステートメモリ、磁気ディスク及び光学ディスクの範疇で構成されるコンピュータ読取り可能な有形のキャリア（媒体）として構成することができ、かかる媒体には、ここに開示する技術をプロセッサに実行させるためのプログラムモジュールなどのコンピュータ命令の適宜なセットや、データ構造が格納される。コンピュータ読取り可能な媒体には、一つ以上の配線を備えた電気的接続、磁気ディスク記憶媒体、磁気カセット、磁気テープ、その他の磁気及び光学記憶装置（例えば、ＣＤ（Compact Disk）、レーザーディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、フロッピーディスク及びブルーレイディスク）、可搬型コンピュータディスク、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭもしくはフラッシュメモリ等の書換え可能でプログラム可能なＲＯＭもしくは情報を格納可能な他の有形の記憶媒体またはこれらいずれかの組合せが含まれる。メモリは、プロセッサ／プロセッシングユニットの内部および／または外部に設けることができる。ここで用いられるように、「メモリ」という語は、あらゆる種類の長期記憶用、短期記憶用、揮発性、不揮発性その他のメモリを意味し、特定の種類やメモリの数または記憶が格納される媒体の種類は限定されない。
　なお、ここでは、特定の機能を実行する種々のモジュールおよび／またはユニットを有するものとしてのシステムを開示しており、これらのモジュールおよびユニットは、その機能性を簡略に説明するために模式的に示されたものであって、必ずしも特定のハードウェアおよび／またはソフトウェアを示すものではないことに留意されたい。その意味において、これらのモジュール、ユニット、その他の構成要素は、ここで説明された特定の機能を実質的に実行するように実装されたハードウェアおよび／またはソフトウェアであればよい。異なる構成要素の種々の機能は、ハードウェアおよび／もしくはソフトウェアのいかなる組合せまたは分離したものであってもよく、それぞれ別々に、またはいずれかの組合せにより用いることができる。また、キーボード、ディスプレイ、タッチスクリーン、ポインティングデバイス等を含むがこれらに限られない入力／出力もしくはＩ／Ｏデバイスまたはユーザインターフェースは、システムに直接にまたは介在するＩ／Ｏコントローラを介して接続することができる。このように、本開示内容の種々の側面は、多くの異なる態様で実施することができ、それらの態様はすべて本開示内容の範囲に含まれる。
　１　触感呈示装置
　１０　制御部
　２０　接触検出部
　３０　表示部
　４２，４４　押圧検出部
　５２，５４，５６，５８　振動部
　６１～６６　支持点

Claims (5)

  1. 　接触を検出する接触検出部と、
    　前記接触検出部に対する押圧を検出する押圧検出部と、
    　前記接触検出部を振動させる複数の振動部と、
    　前記押圧検出部が検出する押圧に基づくデータが所定の基準を満たすと、前記複数の振動部をそれぞれ振動させて、前記接触検出部に接触物が接触している位置において、当該接触検出部を押圧している当該接触物に対して目的の触感を呈示するように制御する制御部と、
    　を備える触感呈示装置。
  2. 　前記制御部は、前記複数の振動部をそれぞれ振動させる際、当該複数の振動部のそれぞれが発生する振動波を時間的に調整することにより、前記目的の触感を呈示するように制御する、請求項１に記載の触感呈示装置。
  3. 　前記制御部は、前記複数の振動部をそれぞれ振動させる際、当該複数の振動部のそれぞれが発生する振動波の周波数を調整することにより、前記目的の触感を呈示するように制御する、請求項１に記載の触感呈示装置。
  4. 　前記制御部は、
    　前記接触検出部が接触を検出すると、前記複数の振動部をそれぞれ振動させて、前記接触検出部に接触物が接触している位置において、当該接触検出部に接触している当該接触物に対して第１の目的の触感を呈示し、
    　前記押圧検出部が検出する押圧に基づくデータが所定の基準を満たすと、前記複数の振動部をそれぞれ振動させて、前記接触検出部に接触物が接触している位置において、当該接触検出部を押圧している当該接触物に対して第２の目的の触感を呈示する
    　ように制御する、請求項１～３のいずれか１項に記載の触感呈示装置。
  5. 　前記制御部は、前記押圧検出部が検出する押圧に基づくデータが所定の基準を満たすと、前記複数の振動部をそれぞれ振動させて、前記接触検出部に接触物が接触している位置において、当該接触検出部を押圧している当該接触物に対して、当該押圧に基づくデータに応じた目的の触感を呈示するように制御する、請求項１～４のいずれか１項に記載の触感呈示装置。
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