WO2019049375A1 - 制御装置、電子機器、及び、電子機器の制御方法 - Google Patents

制御装置、電子機器、及び、電子機器の制御方法 Download PDF

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Abstract

構成が簡易な制御装置、電子機器、及び、電子機器の制御方法を提供する。　制御装置は、操作面を有するトップパネルと、前記操作面に行われる操作入力の位置を検出する位置検出部と、前記トップパネルに振動を発生させる第１振動素子とを含む電子機器の制御を行う制御装置であって、前記第１振動素子に第１駆動信号を出力し、前記第１振動素子を駆動する第１駆動制御部と、前記第１振動素子と前記第１駆動制御部との間に直列に挿入される第１コンデンサと、前記第１コンデンサ又は前記第１振動素子の第１電圧を検出する第１電圧検出部と、前記第１電圧検出部によって検出される第１電圧に基づいて、前記トップパネルへの押圧操作が行われたかどうかを判定する第１押圧判定部とを含む。

Description

制御装置、電子機器、及び、電子機器の制御方法
　本発明は、制御装置、電子機器、及び、電子機器の制御方法に関する。
　従来より、所定の操作範囲においてなぞり操作を行なう操作部と、前記操作部に触覚呈示のための振動を付与する加振部と、前記加振部により振動が付与されることにより前記操作部を所定の振動条件で振動可能に支持する筐体とを有する操作装置がある。
　前記加振部を所定の振動条件で駆動する駆動信号を生成する制御部と、前記操作部になぞり操作が行われたときの操作荷重を検出する荷重検出部と、をさらに有し、前記制御部は、前記荷重検出部の出力に基づいて、前記駆動信号の出力強度を制御することにより、なぞり操作時の前記操作荷重を一定に制御する（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１７－００４２６２号公報
　ところで、従来の操作装置は、操作が行われたときの操作荷重を検出する荷重検出部を有する。荷重検出部は、操作を検出するために、パネル状の操作部と筐体との間の接続部材に設けられている。
　荷重検出部としては、ひずみゲージが用いられており、操作部と筐体との間の接続部材は、操作装置の外部に露出する部分であるため、専用の設置スペースが操作装置の外表面に必要になり、操作装置（制御装置）の構成が簡易ではないという課題がある。
　そこで、構成が簡易な制御装置、電子機器、及び、電子機器の制御方法を提供することを目的とする。
　本発明の実施の形態の制御装置は、操作面を有するトップパネルと、前記操作面に行われる操作入力の位置を検出する位置検出部と、前記トップパネルに振動を発生させる第１振動素子とを含む電子機器の制御を行う制御装置であって、前記第１振動素子に第１駆動信号を出力し、前記第１振動素子を駆動する第１駆動制御部と、前記第１振動素子と前記第１駆動制御部との間に直列に挿入される第１コンデンサと、前記第１コンデンサ又は前記第１振動素子の第１電圧を検出する第１電圧検出部と、前記第１電圧検出部によって検出される第１電圧に基づいて、前記トップパネルへの押圧操作が行われたかどうかを判定する第１押圧判定部とを含む。
　構成が簡易な制御装置、電子機器、及び、電子機器の制御方法を提供することができる。
実施の形態の電子機器を示す斜視図である。 実施の形態の電子機器を示す平面図である。 図２に示す電子機器のＡ－Ａ矢視断面を示す図である。 超音波帯の固有振動によってトップパネルに生じる定在波のうち、トップパネルの短辺に平行に形成される波頭を示す図である。 電子機器のトップパネルに生じさせる超音波帯の固有振動により、操作入力を行う指先に掛かる動摩擦力が変化する様子を説明する図である。 実施の形態の電子機器の構成を示す図である。 メモリに格納されるデータを示す図である。 電子機器のうち、押圧操作の判定に関連する部分を示す図である。 押圧操作の検出する原理を説明する図である。 コンデンサの両端間電圧を示す図である。 ローパスフィルタの出力を示す図である。 判定閾値のデータベースを示す図である。 実施の形態の電子機器の制御装置の駆動制御部が実行する処理を示すフローチャートである。 実施の形態の電子機器の動作例を示す図である。 実施の形態の電子機器の動作例を示す図である。 押圧操作判定部が行う押圧操作の判定処理を示すフローチャートである。 電子機器のうち、押圧操作の判定に関連する部分の第１変形例を示す図である。 バンドパスフィルタから出力される押圧信号を示す図である。 電子機器のうち、押圧操作の判定に関連する部分の第２変形例を示す図である。 電子機器のうち、押圧操作の判定に関連する部分の第３変形例を示す図である。 押圧操作の判定に関連する部分の接続形態を示す図である。 押圧操作の判定に関連する部分の接続形態を示す図である。 押圧操作の判定に関連する部分の接続形態を示す図である。 押圧操作の判定に関連する部分の接続形態を示す図である。 車両の室内のドライバーズシートの周りを示す図である。 第４変形例による電子機器を示す平面図である。 第５変形例による電子機器の動作状態を示す平面図である。
　以下、本発明の制御装置、電子機器、及び、電子機器の制御方法を適用した実施の形態について説明する。
　＜実施の形態＞
　図１は、実施の形態の電子機器１００を示す斜視図である。
　電子機器１００は、一例として、タッチパネルを入力操作部とする、スマートフォン端末機、又は、タブレット型コンピュータである。電子機器１００は、タッチパネルを入力操作部とする機器であればよいため、例えば、携帯情報端末機、又は、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。
　電子機器１００の入力操作部１０１は、タッチパネルの下にディスプレイパネルが配設されており、ディスプレイパネルにＧＵＩ(Graphic User Interface)による様々なボタン１０２Ａ、又は、スライダー１０２Ｂ等（以下、ＧＵＩ操作部１０２と称す）が表示される。
　電子機器１００の利用者は、通常、ＧＵＩ操作部１０２を操作するために、指先で入力操作部１０１に触れる。
　次に、図２を用いて、電子機器１００の具体的な構成について説明する。
　図２は、実施の形態の電子機器１００を示す平面図であり、図３は、図２に示す電子機器１００のＡ－Ａ矢視断面を示す図である。なお、図２及び図３では、図示するように直交座標系であるＸＹＺ座標系を定義する。
　電子機器１００は、筐体１１０、トップパネル１２０、両面テープ１３０、振動素子１４０Ａ、１４０Ｂ、タッチパネル１５０、ディスプレイパネル１６０、及び基板１７０を含む。
　筐体１１０は、例えば、樹脂製であり、図３に示すように凹部１１０Ａに基板１７０、ディスプレイパネル１６０、及びタッチパネル１５０が配設されるとともに、両面テープ１３０によってトップパネル１２０が接着されている。
　トップパネル１２０は、平面視で長方形の薄い平板状の部材であり、透明なガラス、又は、ポリカーボネートのような強化プラスティックで作製される。トップパネル１２０の表面１２０Ａ（Ｚ軸正方向側の面）は、電子機器１００の利用者が操作入力を行う操作面の一例である。
　トップパネル１２０は、Ｚ軸負方向側の面に振動素子１４０Ａ、１４０Ｂが接着され、平面視における四辺が両面テープ１３０によって筐体１１０に接着されている。なお、両面テープ１３０は、トップパネル１２０の四辺を筐体１１０に接着できればよく、図３に示すように矩形環状である必要はない。
　トップパネル１２０のＺ軸負方向側にはタッチパネル１５０が配設される。トップパネル１２０は、タッチパネル１５０の表面を保護するために設けられている。なお、トップパネル１２０の表面１２０Ａに、さらに別なパネル又は保護膜等が設けられていてもよい。
　トップパネル１２０は、Ｚ軸負方向側の面に振動素子１４０Ａ、１４０Ｂが接着された状態で、振動素子１４０Ａ、１４０Ｂが駆動されることによって振動する。実施の形態では、トップパネル１２０の固有振動周波数でトップパネル１２０を振動させて、トップパネル１２０に定在波を生じさせる。ただし、トップパネル１２０には振動素子１４０Ａ、１４０Ｂが接着されているため、実際には、振動素子１４０Ａ、１４０Ｂの重さ等を考慮した上で、固有振動周波数を決めることが好ましい。
　振動素子１４０Ａは、トップパネル１２０のＺ軸負方向側の面において、Ｙ軸負方向側において、Ｘ軸方向に伸延する短辺に沿って接着されている。振動素子１４０Ｂは、トップパネル１２０のＺ軸負方向側の面において、Ｙ軸正方向側において、Ｘ軸方向に伸延する短辺に沿って接着されている。振動素子１４０Ａ、１４０Ｂは、超音波帯の振動を発生できる素子であればよく、例えば、ピエゾ素子のような圧電素子を含むものを用いることができる。
　両面テープ１３０は、トップパネル１２０を筐体１１０に接着する。両面テープ１３０は、平面視でタッチパネル１５０及びディスプレイパネル１６０の外側に設けられている。
　平面視で矩形状の両面テープ１３０は、４つのテープ部１３０Ａ１、１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２を有する。テープ部１３０Ａ１は、トップパネル１２０のＹ軸負方向側でＸ軸に沿って延在している直線状の部分である。テープ部１３０Ａ２は、トップパネル１２０のＹ軸正方向側でＸ軸に沿って延在している直線状の部分である。テープ部１３０Ｂ１は、トップパネル１２０のＸ軸負方向側でＹ軸に沿って延在している直線状の部分である。テープ部１３０Ｂ２は、トップパネル１２０のＸ軸正方向側でＹ軸に沿って延在している直線状の部分である。
　トップパネル１２０には、Ｙ軸方向に沿って振幅が変化する定在波が発生する。定在波の振動を減衰させないようにするために、テープ部１３０Ａ１、１３０Ａ２は、テープ部１３０Ｂ１、１３０Ｂ２よりもヤング率が小さくて柔らかくされている。テープ部１３０Ａ１、１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２は、４つに分割されていてもよく、一体的であってもよい。
　振動素子１４０Ａ、１４０Ｂは、後述する駆動制御部から出力される第１駆動信号、第２駆動信号によって駆動される。第１駆動信号と第２駆動信号の周波数及び振幅は等しい。
　ここで、振動素子１４０Ａ、１４０Ｂは、一例として、トップパネル１２０の２つの短辺に平行な中心線を対称軸として、軸対称になるように配設される。振動素子１４０Ａがトップパネル１２０に取り付けられる部分と、振動素子１４０Ｂがトップパネル１２０に取り付けられる部分とは、一例として、トップパネル１２０に生じる固有振動の腹の部分であり、同位相で振動する部分であることとする。この場合に、第１駆動信号と第２駆動信号は、同位相の駆動信号である。
　振動素子１４０Ａ、１４０Ｂが発生する振動の振幅（強度）及び周波数は、第１駆動信号と第２駆動信号によって設定される。また、振動素子１４０Ａ、１４０Ｂのオン／オフは、それぞれ、第１駆動信号、第２駆動信号によって制御される。
　なお、超音波帯とは、例えば、約２０ｋＨｚ以上の周波数帯をいう。実施の形態の電子機器１００では、振動素子１４０Ａ、１４０Ｂが振動する周波数は、トップパネル１２０の振動数と等しくなるため、振動素子１４０Ａ、１４０Ｂは、トップパネル１２０の固有振動数で振動するように、それぞれ、第１駆動信号、第２駆動信号によって駆動される。
　タッチパネル１５０は、ディスプレイパネル１６０の上（Ｚ軸正方向側）で、トップパネル１２０の下（Ｚ軸負方向側）に配設されている。タッチパネル１５０は、電子機器１００の利用者がトップパネル１２０に触れる位置（以下、操作入力の位置と称す）を検出する座標検出部の一例である。
　タッチパネル１５０の下にあるディスプレイパネル１６０には、ＧＵＩによる様々なボタン等（以下、ＧＵＩ操作部と称す）が表示される。このため、電子機器１００の利用者は、通常、ＧＵＩ操作部を操作するために、指先でトップパネル１２０に触れる。
　タッチパネル１５０は、利用者のトップパネル１２０への操作入力の位置を検出できる座標検出部であればよく、例えば、静電容量型又は抵抗膜型の座標検出部であればよい。ここでは、タッチパネル１５０が静電容量型の座標検出部である形態について説明する。タッチパネル１５０とトップパネル１２０との間に隙間があっても、静電容量型のタッチパネル１５０は、トップパネル１２０への操作入力を検出できる。
　また、ここでは、タッチパネル１５０の入力面側にトップパネル１２０が配設される形態について説明するが、トップパネル１２０はタッチパネル１５０と一体的であってもよい。この場合、タッチパネル１５０の表面が図２及び図３に示すトップパネル１２０の表面になり、操作面を構築する。また、図２及び図３に示すトップパネル１２０を省いた構成であってもよい。この場合も、タッチパネル１５０の表面が操作面を構築する。また、この場合には、操作面を有する部材を、当該部材の固有振動で振動させればよい。
　また、タッチパネル１５０が抵抗膜型の場合は、トップパネル１２０の上にタッチパネル１５０が配設されていてもよい。この場合も、タッチパネル１５０の表面が操作面を構築する。また、タッチパネル１５０が静電容量型の場合は、図２及び図３に示すトップパネル１２０を省いた構成であってもよい。この場合も、タッチパネル１５０の表面が操作面を構築する。また、この場合には、操作面を有する部材を、当該部材の固有振動で振動させればよい。
　ディスプレイパネル１６０は、例えば、液晶ディスプレイパネル又は有機ＥＬ(Electroluminescence)パネル等の画像を表示できる表示部であればよい。ディスプレイパネル１６０は、筐体１１０の凹部１１０Ａの内部で、図示を省略するホルダ等によって基板１７０の上（Ｚ軸正方向側）に設置される。
　ディスプレイパネル１６０は、後述するドライバＩＣ(Integrated Circuit)によって駆動制御が行われ、電子機器１００の動作状況に応じて、ＧＵＩ操作部、画像、文字、記号、図形等を表示する。
　基板１７０は、筐体１１０の凹部１１０Ａの内部に配設される。基板１７０の上には、ディスプレイパネル１６０及びタッチパネル１５０が配設される。ディスプレイパネル１６０及びタッチパネル１５０は、図示を省略するホルダ等によって基板１７０及び筐体１１０に固定されている。
　基板１７０には、後述する制御装置の他に、電子機器１００の駆動に必要な種々の回路等が実装される。
　以上のような構成の電子機器１００は、トップパネル１２０に利用者の指が接触し、指先の移動を検出すると、基板１７０に実装される駆動制御部が指先の位置に応じた触感を表す振動が生じるように振動素子１４０Ａ、１４０Ｂを駆動し、トップパネル１２０を超音波帯の周波数で振動させる。この超音波帯の周波数は、トップパネル１２０と振動素子１４０Ａ、１４０Ｂとを含む共振系の共振周波数であり、トップパネル１２０に定在波を発生させる。
　また、電子機器１００は、トップパネル１２０に利用者の指が接触し、指先が移動していないことを検出すると、振幅が一定で変化しない振動が生じるように振動素子１４０Ａ、１４０Ｂを駆動し、トップパネル１２０を超音波帯の周波数で振動させる。超音波帯の周波数は、指先の移動が検出される場合と同様である。
　電子機器１００は、超音波帯の定在波を発生させることにより、トップパネル１２０を通じて利用者に触感を提供する。なお、ここでは、電子機器１００が２つの振動素子１４０Ａ、１４０Ｂを含む形態について説明するが、電子機器１００は、振動素子１４０Ａ、１４０Ｂのうちのいずれか１つを含む構成であってもよい。
　次に、図４を用いて、トップパネル１２０に発生させる定在波について説明する。
　図４は、超音波帯の固有振動によってトップパネル１２０に生じる定在波のうち、トップパネル１２０の短辺に平行に形成される波頭を示す図であり、図４の（Ａ）は側面図、（Ｂ）は斜視図である。図４（Ａ）、（Ｂ）には、第１駆動信号、第２駆動信号で振動素子１４０Ａ、１４０Ｂを駆動する場合にトップパネル１２０に生じる超音波帯の定在波を示す。図４の（Ａ）、（Ｂ）では、図２及び図３と同様のＸＹＺ座標を定義する。なお、図４の（Ａ）、（Ｂ）では、理解しやすさのために、定在波の振幅を誇張して示す。また、図４の（Ａ）、（Ｂ）では振動素子１４０Ａ、１４０Ｂを省略する。
　トップパネル１２０のヤング率Ｅ、密度ρ、ポアソン比δ、長辺寸法ｌ、厚さｔと、長辺方向に存在する定在波の周期数ｋとを用いると、トップパネル１２０の固有振動数（共振周波数）ｆは次式（１）、（２）で表される。定在波は１／２周期単位で同じ波形を有するため、周期数ｋは、０．５刻みの値を取り、０．５、１、１．５、２・・・となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　なお、式（２）の係数αは、式（１）におけるｋ２以外の係数をまとめて表したものである。
　図４の（Ａ）、（Ｂ）に示す定在波は、一例として、周期数ｋが１０の場合の波形である。例えば、トップパネル１２０として、長辺の長さＬが１４０ｍｍ、短辺の長さが８０ｍｍ、厚さｔが０．７ｍｍのGorilla（登録商標）ガラスを用いる場合には、周期数ｋが１０の場合に、固有振動数ｆは３３．５ｋＨｚとなる。この場合は、周波数が３３．５ｋＨｚの第１駆動信号、第２駆動信号を用いればよい。
　トップパネル１２０は、平板状の部材であるが、振動素子１４０Ａ、１４０Ｂ（図２及び図３参照）を駆動して超音波帯の固有振動を発生させると、図４の（Ａ）、（Ｂ）に示すように撓むことにより、表面１２０Ａに定在波が生じる。
　ここでは、振動素子１４０Ａがトップパネル１２０に取り付けられる部分と、振動素子１４０Ｂがトップパネル１２０に取り付けられる部分とは、一例として、トップパネル１２０に生じる固有振動の腹の部分であり、同位相で振動する部分である形態について説明する。
　このため、周期数ｋは整数である。なお、周期数ｋが小数（整数部と小数部を含む数）の場合は、振動素子１４０Ａがトップパネル１２０に取り付けられる部分と、振動素子１４０Ｂがトップパネル１２０に取り付けられる部分とは、逆位相で振動する固有振動の腹の部分になるため、振動素子１４０Ａと振動素子１４０Ｂを逆位相で駆動すればよい。
　次に、図５を用いて、電子機器１００のトップパネル１２０に生じさせる超音波帯の固有振動について説明する。
　図５は、電子機器１００のトップパネル１２０に生じさせる超音波帯の固有振動により、操作入力を行う指先に掛かる動摩擦力が変化する様子を説明する図である。図５の（Ａ）、（Ｂ）では、利用者が指先でトップパネル１２０に触れながら、指をトップパネル１２０の奥側から手前側に矢印に沿って移動する操作入力を行っている。
　ここでは、分かり易くするために、振動のオン／オフを切り替えることによって動摩擦力を変化させる場合について説明する。なお、振動のオン／オフは、振動素子１４０Ａ、１４０Ｂ（図２及び図３参照）をオン／オフすることによって行われる。
　また、図５の（Ａ）、（Ｂ）では、トップパネル１２０の奥行き方向において、振動がオフの間に指が触れる範囲をグレーで示し、振動がオンの間に指が触れる範囲を白く示す。
　超音波帯の固有振動は、図４に示すようにトップパネル１２０の全体に生じるが、図５の（Ａ）、（Ｂ）には、利用者の指がトップパネル１２０の奥側から手前側に移動する間に振動のオン／オフを切り替える動作パターンを示す。
　このため、図５の（Ａ）、（Ｂ）では、トップパネル１２０の奥行き方向において、振動がオフの間に指が触れる範囲をグレーで示し、振動がオンの間に指が触れる範囲を白く示す。
　図５の（Ａ）に示す動作パターンでは、利用者の指がトップパネル１２０の奥側にあるときに振動がオフであり、指を手前側に移動させる途中で振動がオンになっている。
　一方、図５の（Ｂ）に示す動作パターンでは、利用者の指がトップパネル１２０の奥側にあるときに振動がオンであり、指を手前側に移動させる途中で振動がオフになっている。
　ここで、トップパネル１２０に超音波帯の固有振動を生じさせると、トップパネル１２０の表面１２０Ａと指との間にスクイーズ効果による空気層が介在し、指でトップパネル１２０の表面１２０Ａをなぞったときの動摩擦係数が低下する。
　従って、図５の（Ａ）では、トップパネル１２０の奥側にグレーで示す範囲では、指先に掛かる動摩擦力は大きく、トップパネル１２０の手前側に白く示す範囲では、指先に掛かる動摩擦力は小さくなる。
　このため、図５の（Ａ）に示すようにトップパネル１２０に操作入力を行う利用者は、振動がオンになると、指先に掛かる動摩擦力の低下を感知し、指先の滑り易さを知覚することになる。このとき、利用者はトップパネル１２０の表面１２０Ａがより滑らかになることにより、動摩擦力が低下するときに、トップパネル１２０の表面１２０Ａに凹部が存在するように感じる。
　一方、図５の（Ｂ）では、トップパネル１２０の奥前側に白く示す範囲では、指先に掛かる動摩擦力は小さく、トップパネル１２０の手前側にグレーで示す範囲では、指先に掛かる動摩擦力は大きくなる。
　このため、図５の（Ｂ）に示すようにトップパネル１２０に操作入力を行う利用者は、振動がオフになると、指先に掛かる動摩擦力の増大を感知し、指先の滑り難さ、あるいは、引っ掛かる感じを知覚することになる。そして、指先が滑りにくくなることにより、動摩擦力が高くなるときに、トップパネル１２０の表面１２０Ａに凸部が存在するように感じる。
　以上より、図５の（Ａ）と（Ｂ）の場合は、利用者は指先で凹凸を感じ取ることができる。このように人間が凹凸の知覚することは、例えば、"触感デザインのための印刷物転写法とSticky-band Illusion"(第11回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会論文集 (SI2010, 仙台)____174-177, 2010-12)に記載されている。また、"Fishbone Tactile Illusion"(日本バーチャルリアリティ学会第10 回大会論文集(2005 年9 月))にも記載されている。
　なお、ここでは、振動のオン／オフを切り替える場合の動摩擦力の変化について説明したが、これは、振動素子１４０Ａ、１４０Ｂの振幅（強度）を変化させた場合も同様である。
　次に、図６を用いて、実施の形態の電子機器１００の構成について説明する。
　図６は、実施の形態の電子機器１００の構成を示す図である。
　電子機器１００は、振動素子１４０Ａ、１４０Ｂ、アンプ１４１Ａ、１４１Ｂ、タッチパネル１５０、ドライバＩＣ(Integrated Circuit)１５１、ディスプレイパネル１６０、ドライバＩＣ１６１、コンデンサ１８０Ａ、１８０Ｂ、検出回路１９０、制御部２００、正弦波発生器３１０、及び振幅変調器３２０を含む。
　制御部２００は、アプリケーションプロセッサ２２０、通信プロセッサ２３０、駆動制御部２４０、押圧操作判定部２５０、及びメモリ２６０を有する。制御部２００は、例えば、ＩＣチップで実現される。
　また、コンデンサ１８０Ａ、１８０Ｂ、検出回路１９０、駆動制御部２４０、押圧操作判定部２５０、正弦波発生器３１０、及び振幅変調器３２０は、制御装置３００を構築する。なお、ここでは、アプリケーションプロセッサ２２０、通信プロセッサ２３０、駆動制御部２４０、押圧操作判定部２５０、及びメモリ２６０が１つの制御部２００によって実現される形態について説明するが、駆動制御部２４０は、制御部２００の外部に別のＩＣチップ又はプロセッサとして設けられていてもよい。この場合には、メモリ２６０に格納されているデータのうち、駆動制御部２４０の駆動制御に必要なデータは、メモリ２６０とは別のメモリに格納して、制御装置３００の内部に設ければよい。
　図６では、筐体１１０、トップパネル１２０、両面テープ１３０、及び基板１７０（図２参照）は省略する。また、ここでは、アンプ１４１Ａ、１４１Ｂ、ドライバＩＣ１５１、ドライバＩＣ１６１、コンデンサ１８０Ａ、１８０Ｂ、検出回路１９０、駆動制御部２４０、押圧操作判定部２５０、メモリ２６０、正弦波発生器３１０、及び振幅変調器３２０について説明する。
　アンプ１４１Ａは、制御装置３００に接続されるとともに、コンデンサ１８０Ａを介して振動素子１４０Ａに接続されており、制御装置３００から出力される第１駆動信号を増幅して振動素子１４０Ａを駆動する。アンプ１４１Ｂは、制御装置３００に接続されるとともに、コンデンサ１８０Ｂを介して振動素子１４０Ｂに接続されており、制御装置３００から出力される第２駆動信号を増幅して振動素子１４０Ｂを駆動する。
　ドライバＩＣ１５１は、タッチパネル１５０に接続されており、タッチパネル１５０への操作入力があった位置を表す位置データを検出し、位置データを制御部２００に出力する。この結果、位置データは、アプリケーションプロセッサ２２０と駆動制御部２４０に入力される。なお、位置データが駆動制御部２４０に入力されることは、位置データが制御装置３００に入力されることと等価である。
　ドライバＩＣ１６１は、ディスプレイパネル１６０に接続されており、制御装置３００から出力される描画データをディスプレイパネル１６０に入力し、描画データに基づく画像をディスプレイパネル１６０に表示させる。これにより、ディスプレイパネル１６０には、描画データに基づくＧＵＩ操作部又は画像等が表示される。
　コンデンサ１８０Ａは、アンプ１４１Ａと振動素子１４０Ａとの間に直列に挿入されており、コンデンサ１８０Ｂは、アンプ１４１Ｂと振動素子１４０Ｂとの間に直列に挿入されている。コンデンサ１８０Ａ、１８０Ｂは、トップパネル１２０に行われる押圧操作の検出に利用される。コンデンサ１８０Ａ、１８０Ｂは、それぞれ、第１コンデンサ及び第２コンデンサの一例である。
　押圧操作とは、利用者がトップパネル１２０の表面１２０Ａに指先を接触させた状態で、指先を移動せずに、トップパネル１２０の表面１２０Ａを押圧する操作である。このような押圧操作は、例えば、入力内容を確定させるための動作として用いられる。例えば、ディスプレイパネル１６０に所定のＧＵＩボタンが表示されている場合に、ＧＵＩボタンの表示領域内で押圧操作が行われると、押圧操作判定部２５０によって押圧操作が行われたことが判定され、アプリケーションプロセッサ２２０がＧＵＩボタンに割り当てられた機能を実行する。
　検出回路１９０は、コンデンサ１８０Ａ、１８０Ｂと押圧操作判定部２５０との間に設けられており、コンデンサ１８０Ａ、１８０Ｂの各々の両端間電圧を検出し、電圧値を増幅して押圧操作判定部２５０に出力する。検出回路１９０の詳細については後述する。
　アプリケーションプロセッサ２２０は、電子機器１００のＯＳ（Operating System）がインストールされており、電子機器１００の種々のアプリケーションを実行する処理を行う。アプリケーションプロセッサ２２０は、押圧操作判定部２５０によって押圧操作が行われたことが判定されると、押圧操作が行われたＧＵＩボタンに割り当てられた機能を実行する。
　通信プロセッサ２３０は、電子機器１００が３Ｇ(Generation)、４Ｇ(Generation)、LTE(Long Term Evolution)、WiFi等の通信を行うために必要な処理を実行する。
　駆動制御部２４０は、スクイーズ効果を利用した触感を提供する際には、２つの所定条件が揃った場合に、第１振幅データ、第２振幅データを振幅変調器３２０に出力する。駆動制御部２４０は、第１駆動制御部及び第２駆動制御部の一例である。
　第１振幅データ、第２振幅データは、それぞれ、スクイーズ効果を利用した触感を提供する際に、振動素子１４０Ａ、１４０Ｂの駆動に用いる第１駆動信号、第２駆動信号の強度を調整するための振幅値を表すデータである。第１振幅データ、第２振幅データは、一例として、３５０Ｈｚの周波数で第１駆動信号、第２駆動信号の強度を調整するための振幅値を表すデジタルデータである。ここでは、第１振幅データと第２振幅データが等しい形態について説明する。
　振幅値は、位置データの時間的変化度合に応じて設定される。ここで、位置データの時間的変化度合としては、利用者の指先がトップパネル１２０の表面１２０Ａに沿って移動する速度を用いる。利用者の指先の移動速度は、ドライバＩＣ１５１から入力される位置データの時間的な変化度合に基づいて、駆動制御部２４０が算出する。
　また、実施の形態の制御装置３００は、利用者の指先がトップパネル１２０の表面１２０Ａに沿って移動したときに、指先に掛かる動摩擦力を変化させるためにトップパネル１２０を振動させる。動摩擦力は、指先が移動しているときに発生するため、駆動制御部２４０は、移動速度が所定の閾値速度以上になったときに、振動素子１４０Ａ、１４０Ｂを振動させる。移動速度が所定の閾値速度以上になることは、１つ目の所定条件である。
　従って、駆動制御部２４０が出力する第１振幅データ、第２振幅データが表す振幅値は、移動速度が所定の閾値速度以上のときに、触感を表す所定の振幅値に設定される。
　また、実施の形態の制御装置３００は、操作入力を行う指先の位置が、スクイーズ効果を利用した触感を提供するための振動を発生させるべき所定の領域内にある場合に、触感提供用の第１振幅データ、第２振幅データを振幅変調器３２０に出力する。操作入力を行う指先の位置が、振動を発生させるべき所定の領域内にあることは、２つ目の所定条件である。
　操作入力を行う指先の位置が振動を発生させるべき所定の領域内にあるかどうかは、操作入力を行う指先の位置が、振動を発生させるべき所定の領域の内部にあるか否かに基づいて判定される。
　ここで、ディスプレイパネル１６０に表示するＧＵＩ操作部、画像を表示する領域、又は、ページ全体を表す領域等のディスプレイパネル１６０上における位置は、当該領域を表す領域データによって特定される。領域データは、すべてのアプリケーションにおいて、ディスプレイパネル１６０に表示されるすべてのＧＵＩ操作部、画像を表示する領域、又は、ページ全体を表す領域について存在する。
　このため、２つ目の所定条件として、操作入力を行う指先の位置が、触感提供用の振動を発生させるべき所定の領域内にあるかどうかを判定する際には、電子機器１００が起動しているアプリケーションの種類が関係することになる。アプリケーションの種類により、ディスプレイパネル１６０の表示が異なるからである。
　また、アプリケーションの種類により、トップパネル１２０の表面１２０Ａに触れた指先を移動させる操作入力の種類が異なるからである。トップパネル１２０の表面１２０Ａに触れた指先を移動させる操作入力の種類としては、例えば、ＧＵＩ操作部を操作する際には、所謂フリック操作がある。フリック操作は、指先をトップパネル１２０の表面１２０Ａに沿って、はじく（スナップする）ように比較的短い距離移動させる操作である。
　また、ページを捲る場合には、例えば、スワイプ操作を行う。スワイプ操作は、指先をトップパネル１２０の表面１２０Ａに沿って掃くように比較的長い距離移動させる操作である。スワイプ操作は、ページを捲る場合の他に、例えば、写真を捲る場合に行われる。また、ＧＵＩ操作部によるスライダー（図１のスライダー１０２Ｂ参照）をスライドさせる場合には、スライダーをドラッグするドラッグ操作が行われる。
　ここで一例として挙げるフリック操作、スワイプ操作、及びドラッグ操作のように、トップパネル１２０の表面１２０Ａに触れた指先を移動させる操作入力は、アプリケーションによる表示の種類によって使い分けられる。このため、操作入力を行う指先の位置が、振動を発生させるべき所定の領域内にあるかどうかを判定する際には、電子機器１００が起動しているアプリケーションの種類が関係することになる。
　駆動制御部２４０は、領域データを用いて、ドライバＩＣ１５１から入力される位置データが表す位置が、触感提供用の振動を発生させるべき所定の領域の内部にあるか否かを判定する。
　アプリケーションの種類を表すデータと、操作入力が行われるＧＵＩ操作部等を表す領域データと、振動パターンを表すパターンデータとを関連付けたメモリ２６０に格納されるデータは、メモリ２６０に格納されている。
　駆動制御部２４０がスクイーズ効果を利用した触感を提供する際に、第１振幅データ、第２振幅データを振幅変調器３２０に出力するために必要な２つの所定条件は、指先の移動速度が所定の閾値速度以上であることと、操作入力の位置を表す座標が振動を発生させるべき所定の領域の内部にあることである。
　駆動制御部２４０は、スクイーズ効果を利用した触感を提供する際に、指先の移動速度が所定の閾値速度以上であり、操作入力の座標が振動を発生させるべき所定の領域の内部にある場合に、触感提供用の振幅値を表す第１振幅データ、第２振幅データをメモリ２６０から読み出して、振幅変調器３２０に出力する。
　また、制御装置３００は、利用者の指先がトップパネル１２０の表面１２０Ａに触れて停止しているときには、押圧操作を検出するためにトップパネル１２０を振動させる。利用者の指先が停止しているときには移動速度は所定の閾値速度未満である。移動速度が所定の閾値速度未満であるときには、駆動制御部２４０が出力する第１振幅データ、第２振幅データが表す振幅値は、押圧操作を検出するための所定の振幅値に設定される。
　押圧操作を検出するための所定の振幅値は、触感提供用の振幅値とは異なり、触感提供用の振幅値よりも小さい。押圧操作を検出するための所定の振幅値から触感提供用の振幅値に切り替わると、凹部があるような触感を提供することができ、逆の場合には凸部があるような触感を提供することができる。
　なお、利用者の指先がトップパネル１２０に触れていない場合には、すなわち、操作入力が行われていない場合には、第１振幅データ、第２振幅データが表す振幅値はゼロに設定され、振動素子１４０Ａ、１４０Ｂは駆動されない。
　押圧操作判定部２５０は、検出回路１９０に接続されており、検出回路１９０によって検出されるコンデンサ１８０Ａ、１８０Ｂの各々の両端間電圧の変化に基づき、押圧操作が行われたかどうかを判定する。押圧操作判定部２５０は、第１押圧判定部及び第２押圧判定部の一例である。
　押圧操作判定部２５０は、押圧操作が行われたと判定すると、押圧操作が行われたことを表す信号（押圧イベント）をアプリケーションプロセッサ２２０に出力する。この結果、アプリケーションプロセッサ２２０は、押圧操作が行われた位置に表示されている所定のＧＵＩ操作部に割り当てられた機能を実行する。
　なお、ここでは、第１駆動信号及び第２駆動信号で振動素子１４０Ａ、１４０Ｂを駆動した状態で押圧操作を検出することとする。
　また、所定のＧＵＩ操作部とは、例えば、ボタンの画像を表すＧＵＩ操作部のように、押圧操作を受け付けるＧＵＩ操作部である。所定のＧＵＩ操作部が表示される領域とは、ボタンの画像を表すＧＵＩ操作部のように、押圧操作を受け付けるＧＵＩ操作部が表示される領域である。押圧イベントは、アプリケーションプロセッサ２２０が電子機器１００の種々のアプリケーションを実行する際に利用される。
　メモリ２６０は、アプリケーションの種類を表すデータと、操作入力が行われるＧＵＩ操作部等を表す領域データと、振動パターンを表すパターンデータとを関連付けたデータを格納する。
　また、メモリ２６０は、アプリケーションプロセッサ２２０がアプリケーションの実行に必要とするデータ及びプログラム、及び、通信プロセッサ２３０が通信処理に必要とするデータ及びプログラム等を格納する。
　正弦波発生器３１０は、トップパネル１２０を固有振動数で振動させるための第１駆動信号及び第２駆動信号を生成するのに必要な正弦波を発生させる。例えば、トップパネル１２０を３３．５ｋＨｚの固有振動数ｆで振動させる場合は、正弦波の周波数は、３３．５ｋＨｚとなる。正弦波発生器３１０は、超音波帯の正弦波信号を振幅変調器３２０に入力する。
　正弦波発生器３１０が発生する正弦波信号は、超音波帯の固有振動を発生させる第１駆動信号及び第２駆動信号の元になる交流の基準信号であり、一定の周波数と一定の位相を有する。正弦波発生器３１０は、超音波帯の正弦波信号を振幅変調器３２０に入力する。
　なお、ここでは、正弦波信号を発生する正弦波発生器３１０を用いる形態について説明するが、正弦波信号ではなくてもよい。例えば、クロックの立ち上がりと立ち下がりの波形を鈍らせたような波形の信号を用いてもよい。このため、超音波帯の交流信号を発生する信号発生器を正弦波発生器３１０の代わりに用いてもよい。
　振幅変調器３２０は、駆動制御部２４０から入力される第１振幅データ及び第２振幅データを用いて、それぞれ、正弦波発生器３１０から入力される正弦波信号の振幅を変調して第１駆動信号及び第２駆動信号を生成する。振幅変調器３２０は、正弦波発生器３１０から入力される超音波帯の正弦波信号の振幅のみを変調し、周波数及び位相は変調せずに、第１駆動信号及び第２駆動信号を生成する。
　このため、振幅変調器３２０が出力する第１駆動信号及び第２駆動信号は、正弦波発生器３１０から入力される超音波帯の正弦波信号の振幅のみを変調した超音波帯の正弦波信号である。
　次に、図７を用いて、メモリ２６０に格納されるデータについて説明する。図７は、メモリ２６０に格納されるデータを示す図である。
　図７に示すデータは、アプリケーションの種類を表すデータと、操作入力が行われるＧＵＩ操作部等が表示される領域の座標値を表す領域データと、振動パターンを表すパターンデータとを関連付けたデータである。
　振動パターンは、利用者が指先をトップパネル１２０に触れているときに振動素子１４０を振動させるために用いる振動パターンであり、第１駆動信号及び第２駆動信号を生成するために用いられる。振動パターンは、第１駆動信号及び第２駆動信号を生成するために用いられる振幅データを時系列的に配列したパターンデータである。振幅データは、一例として、時間軸方向に１０ｋＨｚで配列される。この振幅データは、第１振幅データ及び第２振幅データとして用いられる。このため、第１振幅データ及び第２振幅データは互いに等しい。
　図７では、アプリケーションの種類を表すデータとして、アプリケーションＩＤ(Identification)を示す。また、領域データとして、操作入力が行われるＧＵＩ操作部等が表示される領域の座標値を表す式f1~f5を示す。また、振動パターンを表すパターンデータとして、Ｐ１～Ｐ５を示す。
　パターンデータＰ１～Ｐ４によって表される振動パターンは、操作入力の位置が移動している場合に、スクイーズ効果を利用してトップパネル１２０の表面１２０Ａをなぞる指先に掛かる動摩擦係数を低下させ、振動の強弱を変えることによって触感を提供するために用いる振動パターンである。パターンデータＰ１～Ｐ４には、それぞれ、ＧＵＩ操作部等が表示される領域の座標値を表す式f1~f4が関連付けられている。
　また、パターンデータＰ５によって表される振動パターンは、操作入力の位置が移動せずに停止している場合に、押圧操作を検出するための所定の一定の振幅値で振動素子１４０を振動させるために用いる振動パターンである。パターンデータＰ１に関連付けられている式f5は、ディスプレイパネル１６０の表示領域の全体を表す。すなわち、操作入力の位置がディスプレイパネル１６０の表示領域のどの場所にあっても、操作入力の位置が停止している場合には、押圧操作を検出するための所定の一定の振幅値で振動素子１４０が振動される。
　なお、メモリ２６０に格納されるデータに含まれるアプリケーションＩＤで表されるアプリケーションは、スマートフォン端末機、又は、タブレット型コンピュータで利用可能なあらゆるアプリケーションを含み、電子メールの編集モードも含む。
　図８は、電子機器１００のうち、押圧操作の判定に関連する部分を示す図である。図８には、電子機器１００のうちのトップパネル１２０、振動素子１４０Ａ、コンデンサ１８０Ａ、検出回路１９０、及び駆動部３３０を示す。
　駆動部３３０は、図６に示すアンプ１４１Ａ、１４１Ｂ、駆動制御部２４０、押圧操作判定部２５０、及びメモリ２６０、正弦波発生器３１０、及び振幅変調器３２０を１つの処理部として示したものである。
　検出回路１９０は、差動アンプ１９１及びローパスフィルタ１９２を有する。図８には、検出回路１９０が有する構成要素のうち、コンデンサ１８０Ａに接続される差動アンプ１９１及びローパスフィルタ１９２を示すが、検出回路１９０は、実際には、コンデンサ１８０Ｂに接続される差動アンプ及びローパスフィルタも有する。
　コンデンサ１８０Ａとコンデンサ１８０Ｂは互いに同様の構成を有し、コンデンサ１８０Ｂに接続される差動アンプ及びローパスフィルタは、差動アンプ１９１及びローパスフィルタ１９２と同様の構成を有する。このため、ここでは、コンデンサ１８０Ａに接続される差動アンプ１９１及びローパスフィルタ１９２について説明する。
　検出回路１９０のうち、コンデンサ１８０Ａの両端間電圧を検出する差動アンプ１９１は、第１電圧検出部の一例であり、検出回路１９０のうち、コンデンサ１８０Ｂの両端間電圧を検出する差動アンプは、第２電圧検出部の一例である。
　差動アンプ１９１の非反転入力端子（＋）及び反転入力端子（－）は、それぞれ、コンデンサ１８０Ａの両端に接続されている。図８には、差動アンプ１９１の非反転入力端子（＋）及び反転入力端子（－）の間に、コンデンサ１８０Ａから差動アンプ１９１を見た入力インピーダンスＲを示す。差動アンプ１９１の出力端子は、ローパスフィルタ１９２の入力端子に接続されている。差動アンプ１９１は、コンデンサ１８０Ａの両端間電圧を増幅してローパスフィルタ１９２に出力する。
　ローパスフィルタ１９２の入力端子は、差動アンプ１９１の出力端子に接続されており、出力端子は、図６に示す押圧操作判定部２５０に接続されている。ローパスフィルタ１９２は、差動アンプ１９１から入力される電圧信号のうち、所定のカットオフ周波数以下の帯域を透過させ、押圧操作判定部２５０に出力する。カットオフ周波数は、差動アンプ１９１の出力から、超音波帯の成分を除去できる周波数に設定すればよい。
　ローパスフィルタ１９２は、抵抗ｒとコンデンサｃを含むｒｃ回路、又は、入力信号をＡ／Ｄ(Analog to Digital)変換して取り込んだ後に数値計算によってカットオフ周波数以上の成分を除去する回路によって実現することができる。
　図９は、押圧操作の検出する原理を説明する図である。図９には、振動素子１４０Ａとコンデンサ１８０Ａを含む閉回路を示す。
　振動素子１４０Ａは、圧電体１４０Ａ１と、電極１４０ＡＡ、１４０ＡＢとを有する。コンデンサ１８０Ａは、電極１８０ＡＡと１８０ＡＢを有する。電極１４０ＡＡと電極１８０ＡＢが接続されており、電極１４０ＡＢと電極１８０ＡＡは接地されている。
　トップパネル１２０（図８参照）の表面１２０Ａが押圧されると、トップパネル１２０の表面１２０Ａとは反対側の面に取り付けられた振動素子１４０Ａは、押圧され、変形する。
　圧電体１４０Ａ１が変形すると、分極が生じることにより、表面電荷＋Ｑ及び－Ｑが圧電体１４０Ａ１の両面に現れる。ここでは、圧電体１４０Ａ１の表面と、圧電体１４０Ａ１の表面に形成されている電極１４０ＡＡ及び１４０ＡＢとを分けて考える。
　閉回路に電流が流れて分極による表面電荷＋Ｑ及び－Ｑを打ち消すように、電極１４０ＡＡ及び１４０ＡＢには、圧電体１４０Ａ１の表面電荷とは逆の電荷－Ｑ及び＋Ｑがそれぞれ貯まる。
　しかし、振動素子１４０Ａを外部から見ると、圧電体１４０Ａ１の表面電荷＋Ｑ及び－Ｑと、電極１４０ＡＡ及び１４０ＡＢの電荷－Ｑ及び＋Ｑとは打ち消され、圧電体１４０Ａ１と電極１４０ＡＡ及び１４０ＡＢとの間に電圧は発生していないので、振動素子１４０Ａの変形を検出することはできない。
　そこで、図８に示すように振動素子１４０Ａと駆動部３３０との間に直列にコンデンサ１８０Ａを接続し、駆動部３３０からコンデンサ１８０Ａを介して振動素子１４０Ａに第１駆動信号を印加する構成とすれば、振動素子１４０Ａが変形した場合に、図９に示すような電荷の状態を差動アンプ１９１で検出することができる。
　振動素子１４０Ａの変形による圧電体１４０Ａ１の表面電荷を＋Ｑ及び－Ｑとし、圧電体１４０Ａ１の電極１４０ＡＡに貯まる電荷を－Ｑａとすると、電極１４０ＡＡは、コンデンサ１８０Ａの電極１８０ＡＢと繋がっているので、電極１８０ＡＢの電荷は＋Ｑａになる。すると、コンデンサ１８０Ａの電極１８０ＡＡには、反対の電荷－Ｑａが貯まる。圧電体１４０Ａ１の電極１４０ＡＢには、電極１４０ＡＡと反対の電荷＋Ｑａが貯まる。
　振動素子１４０Ａの両端間電圧をＶ０、コンデンサ１８０Ａの両端間電圧をＶ１とすると、振動素子１４０Ａとコンデンサ１８０Ａを含む閉回路は接地されているので、次式（３）が成り立つ。
　Ｖ０＋Ｖ１＝０　　　（３）
　また、コンデンサ１８０Ａの静電容量Ｃ１とすると、コンデンサ１８０Ａについて次式（４）が成り立つ。
Ｑａ＝Ｃ１×Ｖ１　　　（４）　
　振動素子１４０Ａについては、電極１４０ＡＡ、１４０ＡＢの電荷だけでなく、変形によって生じる圧電体１４０Ａ１の表面電荷＋Ｑ及び－Ｑも含めて、Ｑ＝Ｃ×Ｖという関係が成り立つ。このため、振動素子１４０Ａの静電容量Ｃ０とすると、次式（５）が成り立つ。
－Ｑ＋Ｑａ＝Ｃ０×Ｖ０　　　（５）
　式（４）、（５）を式（３）に代入すると、次のようになる。
（－Ｑ＋Ｑａ）／Ｃ０＋Ｑａ／Ｃ１＝０
　さらに変形すると、次のようになり、式（６）が求まる。
Ｑａ（１／Ｃ０＋１／Ｃ１）＝Ｑ／Ｃ０
Ｑａ（Ｃ１＋Ｃ０）／（Ｃ０×Ｃ１）＝Ｑ／Ｃ０
Ｑａ＝Ｑ×Ｃ１／（Ｃ０＋Ｃ１）　　　（６）
　式（６）を式（４）使って書き直すと、次式（７）が得られる。
Ｖ１＝Ｑ／（Ｃ０＋Ｃ１）　　　（７）
　式（７）より、変形によって圧電体１４０Ａ１に生じる表面電荷＋Ｑ及び－Ｑの絶対値に比例して、コンデンサ１８０Ａの両端間電圧Ｖ１が発生することが分かる。また、振動素子１４０の両端間電圧Ｖ０は、電圧Ｖ１の反対符号で発生する。
　以上より、振動素子１４０Ａと駆動部３３０の間をコンデンサ１８０Ａで直流的に絶縁することで、振動素子１４０の変形による電圧信号を、コンデンサ１８０Ａ又は振動素子１４０Ａで検出できるようになる。
　駆動部３３０が出力する第１駆動信号（高周波の電圧信号）は、図８の構成では振動素子１４０Ａとコンデンサ１８０Ａに分割されることになる。一般にコンデンサＣのインピーダンスは１／ωＣ（ωは角周波数）であるので、振動素子１４０Ａも近似的にはコンデンサであるとすれば、振動素子１４０Ａとコンデンサ１８０Ａの電圧の比は、１／Ｃ０：１／Ｃ１＝Ｃ１：Ｃ０になると考えられる。
　そこで、駆動部３３０の高周波の電圧信号が主に振動素子１４０Ａにかかり、効率的にトップパネル１２０を振動できるようにするためには、コンデンサ１８０Ａの静電容量Ｃ１を、振動素子１４０Ａの静電容量Ｃ０よりも大きくすることが望ましい。
　ところで、式（７）から、静電容量Ｃ１が大きいほど、振動素子１４０Ａの変形によって生じる電圧が小さくなるので、静電容量Ｃ１の値は、バランスをとって決定する必要がある。例えば、静電容量Ｃ１を静電容量Ｃ０の１０倍程度とすれば、トップパネル１２０を振動の効率を重視しながら、振動素子１４０Ａの変形によって生じる電圧も十分に検出できると考えられる。
　また、図８に示すような振動素子１４０Ａ、コンデンサ１８０Ａ、検出回路１９０、及び駆動部３３０を含む回路系では、検出回路１９０の入力インピーダンス（入力抵抗）Ｒと静電容量Ｃ１＋Ｃ０の値で、コンデンサ１８０Ａに電圧が保持される時間が決まり、時定数はＲ×（Ｃ１＋Ｃ０）と考えることができる。トップパネル１２０を押すという動作（押圧操作）は、１秒程度の時間で行われるので、この時定数は、押圧操作を行う所要時間以上になるように入力インピーダンスＲを設計すればよい。例えば、静電容量Ｃ１＋Ｃ０が１μＦであれば、入力インピーダンスＲを１０ＭΩに設定すれば、時定数は約１０秒であり、押圧操作を検出するのに適した設計となる。
　図１０は、コンデンサ１８０Ａの両端間電圧の時間変化を示す図である。横軸は時間ｔ（秒）を表し、縦軸は両端間電圧（単位なし）を表す。図１１は、ローパスフィルタ１９２の出力を示す図である。横軸は時間ｔ（秒）を表し、縦軸は押圧信号の信号レベル（単位なし）を表す。信号レベルは電圧値である。
　コンデンサ１８０Ａの両端間電圧は、模式的には、図１０に示すように高周波の電圧（第１駆動信号）と押圧によって生じる電圧信号とが重畳された信号波形になる。図１０では、信号波形を分かり易すくするために、高周波の周波数を実際よりもかなり低い周波数にして表している。なお、以下では、押圧によって生じる電圧信号を押圧信号と称す。
　ローパスフィルタ１９２により、高周波の成分が除かれると、図１１に示す信号波形が得られる。図１１に示す信号波形は、押圧信号であり、横軸の０．６秒付近でトップパネル１２０が押圧されたことを示している。押圧信号は、高周波の電圧（超音波帯の第１駆動信号）に比べると、非常に周波数が低く、振幅の変化が遅い電圧信号であるので、ローパスフィルタ１９２によって取り出すのは容易である。
　このような押圧信号から押圧操作を検出するには、所定の判定閾値Ｖｔｈを設けて、押圧信号が所定の判定閾値Ｖｔｈ以上になった場合に押圧操作が行われたと判定すればよい。このような判定処理は、押圧操作判定部２５０が行えばよい。
　ところで、利用者がトップパネル１２０を一定の力で押圧しても、押圧する位置によって、振動素子１４０Ａの変形量は異なり、コンデンサ１８０Ａの電極１８０ＡＡ、１８０ＡＢの両端間電圧の電圧値も異なる場合がある。振動素子１４０Ａは、トップパネル１２０のＹ軸負方向側の端部において、Ｘ軸に沿って設けられた、平面視で細長い部材であり、トップパネル１２０の大部分は、振動素子１４０Ａが設けられていない領域であり、振動素子１４０Ａまでの距離が異なるからである。
　このように、押圧操作が行われる位置によってコンデンサ１８０Ａの両端間電圧の電圧値が異なる場合に、振動素子１４０Ａから離れた位置（例えば、トップパネル１２０のＹ軸方向における中央部分）において、弱い力で押圧操作が行われたような場合においても、高精度に押圧操作を検出する場合には、トップパネル１２０の平面的な位置に応じて、判定閾値Ｖｔｈが異なるようにすればよい。
　また、トップパネル１２０の各位置に、レベルの異なる複数の判定閾値Ｖｔｈを設ければ、押圧力のレベルに応じて、利用者が入力内容を選択できるようにすることができ、非常に有益である。
　図１２は、判定閾値Ｖｔｈのデータベースを示す図である。判定閾値Ｖｔｈのデータベースにおいて、判定閾値Ｖｔｈは、タッチパネル１５０のＸＹ座標において、Ｘ軸方向に等間隔で５点、Ｙ軸方向に等間隔で８点の合計４０点について、割り当てられている。４０点の判定閾値Ｖｔｈが割り当てられる４０点の位置は、ＸＹ座標で決められている。
　図１２には、４０点に割り当てられる判定閾値Ｖｔｈ（Ｘ，Ｙ）をＶｔｈ（１，１）からＶｔｈ（５，８）で示す。判定閾値Ｖｔｈ（Ｘ，Ｙ）は、Ｘ軸方向においては、Ｘ軸負方向側とＸ軸正方向側とで低く、Ｘ軸中央部において高い値に設定され、Ｙ軸方向においては、Ｙ軸負方向側とＹ軸正方向側とで高く、Ｙ軸中央部において低い値に設定される。
　Ｘ軸方向においては、Ｘ軸負方向側とＸ軸正方向側とが振動素子１４０Ａ、１４０Ｂから離れた位置であり、Ｙ軸方向においては、中央部が振動素子１４０Ａ、１４０Ｂから離れた位置であるからである。
　このような判定閾値Ｖｔｈのデータベースをメモリ２６０に格納しておき、押圧操作が行われた位置の周囲にある複数の判定閾値Ｖｔｈの値を読み出し、押圧操作が行われた位置と、複数の判定閾値Ｖｔｈに割り当てられた位置との関係で補間処理を行うことで、押圧操作が行われた位置における判定閾値Ｖｔｈを計算すればよい。このような処理は、押圧操作判定部２５０が行えばよい。
　次に、図１３を用いて、実施の形態の電子機器１００の制御装置３００の駆動制御部２４０が実行する処理について説明する。
　図１３は、実施の形態の電子機器１００の制御装置３００の駆動制御部２４０が実行する処理を示すフローチャートである。
　電子機器１００のＯＳ（Operating System）は、所定の制御周期毎に電子機器１００を駆動するための制御を実行する。このため、制御装置３００は、所定の制御周期毎に演算を行う。これは駆動制御部２４０も同様であり、駆動制御部２４０は、図１３に示すフローを所定の制御周期毎に繰り返し実行する。
　駆動制御部２４０は、電子機器１００の電源がオンにされることにより、処理をスタートさせる。
　駆動制御部２４０は、操作入力が行われているかどうかを判定する（ステップＳ１）。ステップＳ１の処理は、タッチパネル１５０が位置データを出力しているかどうかを判定することにより、操作入力が行われているかどうかを判定する処理である。なお、操作入力が行われていない場合に、位置が不定であることを表す位置データをタッチパネル１５０が出力する場合には、位置データがＸＹ座標を表すかどうかで、操作入力が行われているかどうかを判定すればよい。
　駆動制御部２４０は、操作入力が行われている（Ｓ１：ＹＥＳ）と判定すると、現在の位置データが表す座標と、現在のアプリケーションの種類とに応じて、現在操作入力が行われているＧＵＩ操作部について、振動パターンと関連付けられた領域データを取得する（ステップＳ２）。
　駆動制御部２４０は、移動速度が所定の閾値速度以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。移動速度は、ベクトル演算によって算出すればよい。なお、閾値速度は、所謂フリック操作、スワイプ操作、又はドラッグ操作等のように指先を移動させながら操作入力を行う際における指先の移動速度の最低速度として設定すればよい。このような最低速度は、実験結果に基づいて設定してもよく、タッチパネル１５０の分解能等に応じて設定してもよい。
　駆動制御部２４０は、ステップＳ３で移動速度が所定の閾値速度以上であると判定した場合は、ステップＳ２で求めた位置データが表す操作入力の位置が、領域データが表す領域Ｓｔの中にあるか否かを判定する（ステップＳ４）。
　駆動制御部２４０は、操作入力の位置が領域Ｓｔの中にあると判定する場合は、ステップＳ３で求めた移動速度に対応する振幅値を表す振幅データをパターンデータから読み出す（ステップＳ５）。
　駆動制御部２４０は、振幅データ出力する（ステップＳ６）。これにより、振幅変調器３２０において、正弦波発生器３１０から出力される正弦波の振幅が変調されることによって変調信号が生成され、変調信号に基づいて駆動信号が生成され、振動素子１４０が駆動される。
　一方、ステップＳ１で操作入力が行われていない（Ｓ１：ＮＯ）と判定した場合（Ｓ１：ＮＯ）は、駆動制御部２４０は、振幅データをゼロにする（ステップＳ８）。操作が行われていないため、振幅はゼロに設定され、振動素子１４０Ａ、１４０Ｂは駆動されない。
　操作入力が行われている（Ｓ１：ＹＥＳ）と判定した場合には、ステップＳ３で移動速度が所定の閾値速度以上ではないと判定した場合（Ｓ３：ＮＯ）と、ステップＳ４で操作入力の位置が領域Ｓｔの中にないと判定した場合とにおいては、駆動制御部２４０は、押圧操作を検出するための所定の一定の振幅値に設定する（ステップＳ７）。押圧操作の検出に備えるためである。
　この結果、駆動制御部２４０は、押圧操作を検出するための所定の一定の振幅値を表す振幅データを出力し、振幅変調器３２０において、正弦波発生器３１０から出力される正弦波の振幅が変調された変調信号が生成される。この場合は、振動素子１４０は、押圧操作を検出するための所定の一定の振幅値で駆動される。
　次に、図１４及び図１５を用いて、実施の形態の電子機器１００において、計算機のアプリケーションを実行している動作モードにおいて、操作入力が行われる場合の駆動制御部２４０の動作について説明する。図１４及び図１５は、実施の形態の電子機器１００の動作例を示す図である。
　図１４に示すように、計算機のアプリケーションを実行している動作モードにおいて、利用者の指先が数字の'６'、に触れた状態から、指先を左方向に移動させることにより、数字の'５'、'４'の順番になぞる移動操作入力が行われた場合には、次のようにトップパネル１２０の振動が行われる。このような移動操作入力は、複数のＧＵＩ操作部が並べられて表示されている状態で、指先が複数のＧＵＩ操作部を跨いで移動しながら行う操作入力である。
　利用者が指先でトップパネル１２０に触れる時刻ｔ０の前までは駆動信号の振幅はゼロに設定される。
　利用者の指先がトップパネル１２０に触れ始める時刻ｔ０において状態、駆動制御部２４０は、押圧操作を検出するための一定の振幅Ａ１に設定した駆動信号で振動素子１４０Ａ、１４０Ｂを駆動している。振幅Ａ１は、振幅データである。なお、この時点では、利用者の指先は、移動せずに停止した状態でトップパネル１２０に触れている。すなわち、指先が停止した状態で操作入力（停止操作入力）が行われており、移動操作入力又は押圧操作は行われていない。
　そして、時刻ｔ１において、利用者が数字の'６'の上の位置Ｃ２１（図１４参照）に触れた指先を移動し始めたとする。そして、位置Ｃ２１から少し指先を移動させて、指先の位置が数字の'６'の領域から外に出て数字の'５'に入る時刻ｔ２に短時間で大きな振幅Ａ２の振動Ｈ１が生じる。振動Ｈ１は、振幅Ａ１の振動に短時間で振幅の大きな振動を加えた振動パターンを有する。
　この振動Ｈ１は、指先の位置が数字の'６'の領域から外に出ることによって生成されるものであり、利用者の指先を知覚されないほど短時間の低摩擦状態から、瞬時的に高摩擦状態にすることにより、利用者に指先が突起に触れた触感を提供する。
　また、指先が数字の'５'の内部をさらに左方向に移動すると、時刻ｔ３から短時間で振幅Ａ３による小さな振動Ｈ２が一定の時間間隔で発生する。振動Ｈ１は、振幅Ａ１の振動に短時間で一定間隔で発生する振幅の小さな振動を加えた振動パターンを有する。
　これは、数字の'５'はテンキーの中心に位置していることから、トップパネル１２０を目視しなくても利用者が指先の感覚だけで、数字の'５'を触れていることを感知できるようにするために発生させる振動である。振幅Ａ３は、一例として、振幅Ａ１の２倍程度である。
　そして、時刻ｔ４において、指先が数字の'５'の領域から出て'４'の領域に入ると、短時間で大きな振幅Ａ２の振動Ｈ３を発生させる。振動Ｈ３は、振動Ｈ１と同様の振動であり、利用者の指先を知覚されないほど短時間の低摩擦状態から、瞬時的に高摩擦状態にして、利用者に指先が突起に触れた触感を提供することにより、指先が数字の'５'の領域から'４'の領域に入ったことを触感で感知させるためである。
　これにより、利用者は、数字の'６'、'５'、'４'を順番になぞったことを感知することができる。
　また、時刻ｔ５において、利用者が指先を停止させると、駆動制御部２４０は、押圧操作を検出するための一定の振幅Ａ１に設定した駆動信号で振動素子１４０Ａ、１４０Ｂを駆動する。
　そして、時刻ｔ６において、利用者が押圧操作を開始し、時刻ｔ７で押圧操作判定部２５０によって押圧操作が検出されるとともに押圧操作が終了する。この状態では利用者の指先はトップパネル１２０に沿って移動していないため、駆動制御部２４０は、振幅値をＡ１に保持して振動素子１４０Ａ、１４０Ｂを駆動する。
　時刻ｔ７を経過した後は、利用者の指先はトップパネル１２０に触れて操作入力が行われているが停止しているため、引き続き駆動制御部２４０は、押圧操作を検出する状態にするために、振幅Ａ１に設定した駆動信号で振動素子１４０Ａ、１４０Ｂを駆動する。
　図１６は、押圧操作判定部２５０が行う押圧操作の判定処理を示すフローチャートである。
　押圧操作判定部２５０は、電子機器１００の電源がオンにされると処理を開始する（スタート）。
　押圧操作判定部２５０は、コンデンサ１８０Ａ及び１８０Ｂに接続される２つのローパスフィルタ１９２から入力される電圧値と、タッチパネル１５０から入力される位置データとを読み取る（ステップＳ１１）。
　押圧操作判定部２５０は、メモリ２６０に格納されている判定閾値Ｖｔｈのデータベースから、ステップＳ１１で読み取った位置データが表す座標の周囲にある複数の判定閾値Ｖｔｈを読み出し、補間処理を行うことにより、位置データが表す座標における判定閾値Ｖｔｈを計算する（ステップＳ１２）。
　押圧操作判定部２５０は、ステップＳ１１で読み取った２つの電圧値のうちの少なくとも１つが、ステップＳ１２で求めた判定閾値Ｖｔｈ以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１３）。
　押圧操作判定部２５０は、読み取った２つの電圧値のうちの少なくとも１つが判定閾値Ｖｔｈ以上である（Ｓ１３：ＹＥＳ）場合には、押圧操作が行われたと判定する（ステップＳ１４）。
　一方、押圧操作判定部２５０は、読み取った２つの電圧値のうちの両方が判定閾値Ｖｔｈ以上ではない（Ｓ１３：ＮＯ）場合には、押圧操作が行われていないと判定する（ステップＳ１５）。
　押圧操作判定部２５０は、ステップＳ１４又はＳ１５の処理を終えると、一連の処理を終了する（エンド）。押圧操作判定部２５０は、電子機器１００の電源がオンである間は、スタートからエンドまでの処理を所定のシステムサイクル毎に繰り返し実行する。
　以上のように、制御装置３００は、アンプ１４１Ａ、１４１Ｂと振動素子１４０Ａ及び１４０Ｂとの間に直列に挿入されたコンデンサ１８０Ａ及び１８０Ｂの両端間電圧を監視する。
　コンデンサ１８０Ａ、１８０Ｂを用いるとともに、圧電体１４０Ａ１（図９参照）の表面電荷を＋Ｑ及び－Ｑを考慮し、上述した式（３）乃至式（７）に従って計算することにより、コンデンサ１８０Ａ、１８０Ｂの両端間電圧Ｖ１を求めることができる。
　また、両端間電圧Ｖ１を差動アンプ１９１で増幅した後にローパスフィルタ１９２で高周波の成分（第１駆動信号及び第２駆動信号）を除去することにより、図１１に示すように、利用者の押圧信号を得る。
　そして、押圧操作が行われた位置における判定閾値Ｖｔｈを押圧操作判定部２５０が計算し、押圧操作によって生じた電圧が求めた判定閾値Ｖｔｈ以上であるかどうかを判定することにより、押圧操作が行われたかどうかを判定することができる。
　駆動制御部２４０は、操作入力が行われていない間は、押圧操作を検出するための一定の振幅Ａ１の第１駆動信号及び第２駆動信号を用いて振動素子１４０Ａ、１４０Ｂを駆動する。このため、利用者が指先をトップパネル１２０に触れていない状態から、トップパネル１２０に触れて、指先を移動させずに押圧操作を行った場合には、ローパスフィルタ１９２で第１駆動信号及び第２駆動信号を除去することにより、利用者が指先を移動させずに行った場合の押圧信号を得ることができる。そして、電圧信号を判定閾値と比較することにより、押圧が行われていることを検出することができる。
　また、操作入力が行われているが移動速度が閾値速度未満の場合と、操作入力が行われていて移動速度が閾値速度以上であるが、操作入力の位置が所定の領域Ｓｔの中ではない場合も、駆動制御部２４０は、押圧操作を検出するための一定の振幅Ａ１の第１駆動信号及び第２駆動信号を用いて振動素子１４０Ａ、１４０Ｂを駆動する。このため、同様に押圧操作を検出できる。
　また、駆動制御部２４０は、操作入力が行われていて移動速度が閾値速度以上であり、所定の領域Ｓｔの中である場合には、押圧操作を検出するための一定の振幅Ａ１に、さらに触感用の振幅を加えた第１駆動信号及び第２駆動信号を用いて振動素子１４０Ａ、１４０Ｂを駆動する。
　このため、ローパスフィルタ１９２で第１駆動信号及び第２駆動信号を除去することにより、利用者が所定の領域Ｓｔの中で指先を移動させながら押圧操作を行った場合の押圧信号を得ることができる。そして、電圧信号を判定閾値と比較することにより、押圧が行われていることを検出することができる。第１駆動信号及び第２駆動信号に含まれる触感を表すための振幅の変化は、ローパスフィルタ１９２で第１駆動信号及び第２駆動信号として除去されるため、指先を移動させながら押圧操作が行われても、図１１に示すような電圧信号を得ることができる。
　このように、制御装置３００は、指先を停止させて行われた押圧操作と、指先を移動させて行われた押圧操作との両方を検出することができる。
　ここで、このような押圧判定に用いる構成要素は、コンデンサ１８０Ａ、１８０Ｂ、検出回路１９０、及び押圧操作判定部２５０である。
　コンデンサ１８０Ａ、１８０Ｂは、例えば、小型のコンデンサチップであればよく、振動素子１４０Ａ、１４０Ｂと、アンプ１４１Ａ、１４１Ｂとの間の配線に直列に挿入すればよいため、電子機器１００の内部の隙間等の小さなスペースに配置することができる。
　また、検出回路１９０の差動アンプ１９１及びローパスフィルタ１９２は、電気回路の構成としては、コンデンサ１８０Ａ、１８０Ｂと、制御部２００との間に設ければよく、空間的には、電子機器１００の内部の隙間等の小さなスペースに配置することができる。
　また、押圧操作判定部２５０は、ＩＣチップで実現される制御部２００の内部に含まれる。
　従って、コンデンサ１８０Ａ、１８０Ｂ、検出回路１９０、及び押圧操作判定部２５０を含む制御装置３００は、非常に簡易な構成で実現することができる。
　以上より、実施の形態によれば、構成が簡易な制御装置３００、電子機器１００、及び、電子機器１００の制御方法を提供することができる。
　なお、以上では、押圧操作が入力内容を確定させるための操作として用いられる形態について説明した。しかしながら、押圧操作は、他にも利用することができる。
　例えば、押圧信号を超音波振動の駆動制御部２４０が出力する振幅データの制御に利用することが考えられる。超音波振動により動摩擦係数を低下させる効果は、押圧力が大きいと低下する傾向があるため、押圧信号の電圧レベルが大きい場合に、振幅を大きくするという調整を行うことが考えられる。
　また、押圧力に関わらずに動摩擦係数がほぼ一定である場合には、利用者がトップパネル１２０に触れながら指先を表面１２０Ａに沿って移動させるのに必要な力は、押圧力と動摩擦係数の積に比例するので、押圧力が大きい場合に表面１２０Ａに沿って移動させるのに必要な力は大きくなる。
　押圧力が大きいときにも動摩擦係数を小さくして、指先を表面１２０Ａに沿って動かし易くするために、押圧信号の電圧レベルが大きいときに、駆動制御部２４０が出力する振幅データを大きくするように調整してもよい。
　これらの制御を行うためには、予め押圧信号の電圧レベルと駆動制御部２４０が出力する振幅データと補正倍率を決めて、データとしてメモリ２６０に格納しておけばよい。
　また、以上では、駆動制御部２４０が第１駆動信号及び第２駆動信号として、超音波帯の駆動信号を出力し、トップパネル１２０に超音波帯の固有振動を発生させる形態について説明した。しかしながら、トップパネル１２０に発生させる振動は、超音波帯の固有振動ではなくてもよく、超音波帯よりも低い周波数帯（例えば、可聴域）の固有振動であってもよい。この場合には、正弦波発生器３１０が可聴域の正弦波を出力すればよい。また、トップパネル１２０に発生させる振動は、固有振動ではなくてもよい。
　また、以上では、振動素子１４０Ａ、１４０Ｂに２つのアンプ１４１Ａ、１４１Ｂが接続される形態について説明したが、２つのアンプ１４１Ａ、１４１Ｂを１つのアンプに置き換え、１つのアンプが第１駆動信号及び第２駆動信号を出力する構成であってもよい。
　また、以上では、押圧操作判定部２５０は、制御部２００の内部でアプリケーションプロセッサ２２０とは別に設けられる形態について説明した。しかしながら、押圧操作判定部２５０は、アプリケーションプロセッサ２２０に含まれてもよい。この場合には、押圧操作判定部２５０は、アプリケーションプロセッサ２２０のＯＳによって実現される機能であってよい。
　また、以上では、利用者が操作入力を行っていて移動速度が閾値速度以上であり、操作入力の位置が所定の領域Ｓｔの中である場合以外の場合には、第１駆動信号及び第２駆動信号の振幅を一定の振幅Ａ１に保持する形態について説明したが、振幅Ａ１をゼロにしてもよい。これは、振幅変調器３２０が駆動信号を出力しないことと等しい。振幅Ａ１をゼロにすることは、第１振幅データ及び第２振幅データをゼロにすることである。
　このような場合でも、利用者が操作入力を行っていて移動速度が閾値速度以上であり、操作入力の位置が所定の領域Ｓｔの中である場合に押圧操作が行われた場合には、同様に検出することができる。
　また、上記以外の場合には振動素子１４０Ａ、１４０Ｂが駆動されない状態において、トップパネル１２０が押圧されることによってコンデンサ１８０Ａ、１８０Ｂに生じる電圧が差動アンプ１９１で増幅され、ローパスフィルタ１９２を通過して図１１に示すような押圧信号が得られる。このため、押圧操作判定部２５０は、押圧操作を振幅Ａ１がゼロではない場合と同様に検出することができる。
　また、図１１に示す押圧信号には、押圧信号よりも低い周波数で、全体的にレベルが上昇するドリフト成分が重畳されている。これは、実際のトップパネル１２０での実験で観察されており、振動素子１４０Ａを第１駆動信号で駆動していることによる温度上昇が原因と推測される。ドリフト成分は、図１１の時間が０秒から０．２秒の辺りの曲線をそのまま伸ばして、時間が１秒から１．２秒に繋がる曲線によって表される。
　このようなドリフト成分によって押圧操作の判定精度が低下するおそれがある場合には、図８に示す検出回路１９０の代わりに、次のような検出回路１９０Ｍ１を用いてもよい。図１７は、電子機器１００のうち、押圧操作の判定に関連する部分の第１変形例を示す図である。図１７では、図８に示す検出回路１９０の代わりに、検出回路１９０Ｍ１が設けられている。
　検出回路１９０Ｍ１は、差動アンプ１９１及びバンドパスフィルタ１９２Ｍ１を有する。すなわち、検出回路１９０Ｍ１は、図８に示す検出回路１９０のローパスフィルタ１９２をバンドパスフィルタ１９２Ｍ１に置き換えた構成を有する。
　差動アンプ１９１の出力側にバンドパスフィルタ１９２Ｍ１を設けて、高周波（第１駆動信号）の成分と、ドリフト成分とを取り除くようにすればよい。バンドパスフィルタ１９２Ｍ１は、ローパスフィルタ１９２（図８参照）と同様に、高周波（第１駆動信号）の成分を除去するローパスフィルタの機能と、押圧信号を通過させて、押圧信号よりも低い周波数のドリフト成分を除去するハイパスフィルタの機能とを併せ持つバンドパスフィルタであればよい。
　図１８は、バンドパスフィルタ１９２Ｍ１から出力される押圧信号を示す図である。図１８に示す押圧信号は、図１１に示す押圧信号に比べて、ドリフト成分が除去された波形になっている。
　また、以上では、検出回路１９０がローパスフィルタ１９２を含む形態について説明したが、ローパスフィルタ１９２を用いなくても押圧判定を行うことができる場合には、ローパスフィルタ１９２を含まなくてもよい。
　図１９は、電子機器１００のうち、押圧操作の判定に関連する部分の第２変形例を示す図である。図１９では、図８に示す検出回路１９０の代わりに、検出回路１９０Ｍ２が設けられている。検出回路１９０Ｍ２は、差動アンプ１９１を含み、ローパスフィルタ１９２（図８参照）を含まない。この場合に、判定閾値は、一例として、図１０における縦軸のレベルにおける２．５に設定すればよい。
　図２０は、電子機器１００のうち、押圧操作の判定に関連する部分の第３変形例を示す図である。図２０では、図１９に示す検出回路１９０Ｍ２の代わりに、検出回路１９０Ｍ３が設けられている。
　検出回路１９０Ｍ３は、検出回路１９０Ｍ２と同様に、差動アンプ１９１Ｍ３を含み、ローパスフィルタ１９２（図８参照）を含まない。差動アンプ１９１Ｍ３は、コンデンサ１８０Ａではなく、振動素子１４０Ａの両端に接続されており、振動素子１４０Ａの両端間電圧Ｖ０を検出する。
　振動素子１４０Ａとコンデンサ１８０Ａを含む閉回路は接地されているので、上述した次式（３）が成り立つため、Ｖ０＝－Ｖ１である。このため、検出回路１９０Ｍ３は、検出回路１９０Ｍ２と同様に、第１駆動信号が重畳された押圧信号を検出することができる。
　次に、図２１乃至図２４を用いて、駆動部３３０と、振動素子１４０Ａ及び１４０Ｂ又は振動素子１４０Ａと、コンデンサ１８０Ａ及び１８０Ｂ又はコンデンサ１８０Ａとの接続形態について説明する。図２１乃至図２４は、押圧操作の判定に関連する部分の接続形態を示す図である。
　図２１には、トップパネル１２０に振動素子１４０Ａ及び１４０Ｂが設けられていて、振動素子１４０Ａ及び１４０Ｂは、それぞれ、コンデンサ１８０Ａ及び１８０Ｂを介して駆動部３３０に接続されている接続形態を示す。このような接続形態は、図６に示す振動素子１４０Ａ及び１４０Ｂと、コンデンサ１８０Ａ及び１８０Ｂと、駆動部３３０との接続形態に対応する。なお、図８では、説明を分かり易くするために、振動素子１４０Ａとコンデンサ１８０Ａのみを示していた。
　図６に示す電子機器１００は、振動素子１４０Ａがトップパネル１２０に取り付けられる部分と、振動素子１４０Ｂがトップパネル１２０に取り付けられる部分とは、逆位相で振動する固有振動の腹の部分になるため、振動素子１４０Ａと振動素子１４０Ｂを逆位相で駆動する。
　このため、図２１に示すように、振動素子１４０Ａと振動素子１４０Ｂは、次のように逆極性で接続される。ここで、振動素子１４０Ａは、電極１４０ＡＡと１４０ＡＢを有し、振動素子１４０Ｂは、電極１４０ＢＡと１４０ＢＢを有する。電極１４０ＡＡと電極１４０ＢＡが同一極性の電極であり、電極１４０ＡＢと電極１４０ＢＢが同一極性の電極である。
　このような場合に、振動素子１４０Ａの電極１４０ＡＡがコンデンサ１８０Ａを介して駆動部３３０に接続され、電極１４０ＡＢが駆動部３３０と振動素子１４０Ｂの電極１４０ＢＡに接続される。また、振動素子１４０Ｂの電極１４０ＢＡが駆動部３３０と振動素子１４０Ａの電極１４０ＡＢに接続され、電極１４０ＢＢがコンデンサ１８０Ｂを介して駆動部３３０に接続される。
　図２１に示す接続形態において、コンデンサ１８０Ａ及び１８０Ｂの両方、又は、振動素子１４０Ａ及び１４０Ｂの両方に、検出回路１９０（図８参照）、検出回路１９０Ｍ１（図１７参照）、検出回路１９０Ｍ２（図１９参照）、又は、検出回路１９０Ｍ３（図２０参照）を接続して、両端間電圧を検出すればよい。
　なお、このように振動素子１４０Ａ及び１４０Ｂを逆極性で接続する場合に、図２１に示すコンデンサ１８０Ａ及び１８０Ｂの代わりに、駆動部３３０と、振動素子１４０Ａの電極１４０ＡＡと振動素子１４０Ｂの電極１４０ＢＢとの分岐点Ａとの間にコンデンサを設けると、逆極性の信号同士が打ち消しあってしまうため、コンデンサを設ける位置には注意が必要である。
　図２２には、トップパネル１２０に振動素子１４０Ａ及び１４０Ｂが設けられていて、振動素子１４０Ａ及び１４０Ｂは、それぞれ、コンデンサ１８０Ａ及び１８０Ｂを介して駆動部３３０に接続されている接続形態を示す。
　図２２に示す接続形態は、振動素子１４０Ａがトップパネル１２０に取り付けられる部分と、振動素子１４０Ｂがトップパネル１２０に取り付けられる部分とは、同位相で振動する固有振動の腹の部分になる場合である。このような場合には、振動素子１４０Ａと振動素子１４０Ｂを同一極性で接続し、同位相で駆動する。
　図２２に示す接続形態において、コンデンサ１８０Ａ及び１８０Ｂの両方、又は、振動素子１４０Ａ及び１４０Ｂの両方に、検出回路１９０（図８参照）、検出回路１９０Ｍ１（図１７参照）、検出回路１９０Ｍ２（図１９参照）、又は、検出回路１９０Ｍ３（図２０参照）を接続して、両端間電圧を検出すればよい。
　また、図２３に示す接続形態は、図２２に示す接続形態の変形例である。図２３に示すように、トップパネル１２０に振動素子１４０Ａ及び１４０Ｂが設けられていて、振動素子１４０Ａは、コンデンサ１８０Ａを介して駆動部３３０に接続されており、振動素子１４０Ｂは、コンデンサを介さずに駆動部３３０に接続されている接続形態であってもよい。
　この場合には、コンデンサ１８０Ａ、又は、振動素子１４０Ａに、検出回路１９０（図８参照）、検出回路１９０Ｍ１（図１７参照）、検出回路１９０Ｍ２（図１９参照）、又は、検出回路１９０Ｍ３（図２０参照）を接続して、両端間電圧を検出すればよい。
　また、図２４に示す接続形態は、図２３に示す接続形態の変形例である。図２４に示すように、トップパネル１２０に振動素子１４０Ａ及び１４０Ｂが設けられていて、振動素子１４０Ａ及び１４０Ｂは、コンデンサ１８０Ａを介して駆動部３３０に接続されている。
　この場合には、コンデンサ１８０Ａ、振動素子１４０Ａ、又は、振動素子１４０Ｂに、検出回路１９０（図８参照）、検出回路１９０Ｍ１（図１７参照）、検出回路１９０Ｍ２（図１９参照）、又は、検出回路１９０Ｍ３（図２０参照）を接続して、両端間電圧を検出すればよい。
　ここで、図２５を用いて、車両の室内において、実施の形態の電子機器１００を配置可能な場所について説明する。電子機器１００は、ディスプレイパネル１６０を含まない構成であってもよい。電子機器１００を入力装置として捉えてもよい。
　図２５は、車両１０の室内内のドライバーズシート１１の周りを示す図である。車両１０の室内には、ドライバーズシート１１、ダッシュボード１２、ステアリングホイール１３、センターコンソール１４、ドアの内張１５等が配設される。なお、車両１０は、例えば、ハイブリッド自動車（ＨＶ（Hybrid Vehicle））、電気自動車（ＥＶ（Electric Vehicle））、ガソリンエンジン車、ディーゼルエンジン車、燃料電池車（ＦＣＶ(Fuel Cell Vehicle)）、水素自動車等であればよい。
　実施の形態の電子機器１００は、例えば、ダッシュボード１２の中央部１２Ａ、ステアリングホイール１３のスポーク部１３Ａ、センターコンソール１４のシフトレバー１６の周囲１４Ａ、及びドアの内張１５の凹部１５Ａ等に配設することができる。
　また、図２５には示さないが、実施の形態の電子機器１００は、車両１０の外側に設けられてもよい。例えば、ドアハンドルの周囲に設けて、電子錠の操作部として用いてもよい。
　図２６は、第４変形例による電子機器１００Ｍを示す平面図である。電子機器１００Ｍは、筐体１１０Ｍ、トップパネル１２０Ｍ、振動素子１４０Ｍ、タッチパネル１５０Ｍ、ディスプレイパネル１６０Ｍを含む。筐体１１０Ｍ、トップパネル１２０Ｍ、振動素子１４０Ｍ、タッチパネル１５０Ｍ、ディスプレイパネル１６０Ｍは、それぞれ、筐体１１０、トップパネル１２０、振動素子１４０Ａ、タッチパネル１５０、ディスプレイパネル１６０に対応し、サイズ等を変更したものである。
　図２６に示すように、ディスプレイパネル１６０Ｍには地図が表示されている。また、タッチパネル１５０Ｍは、平面視で操作部１２１Ｍ１、１２１Ｍ２、１２１Ｍ３、１２１Ｍ４を含む領域に配設されている。振動素子１４０Ｍは、平面視でタッチパネル１５０ＭのＹ軸負方向側に設けられている。
　操作部１２１Ｍ１、１２１Ｍ２、１２１Ｍ３、１２１Ｍ４の文字及び記号等は、トップパネル１２０Ｍの裏面に印刷されている。このため、電子機器１００を動作させていない状態においても操作部１２１Ｍ１、１２１Ｍ２、１２１Ｍ３、１２１Ｍ４は見えるものである。
　操作部１２１Ｍ１、１２１Ｍ２、１２１Ｍ３、１２１Ｍ４の印刷が行われている４つの領域は、それぞれ、図７に示す領域データf1~f4のように、ＸＹ座標における位置が決められデータ化されている。また、操作部１２１Ｍ１、１２１Ｍ２、１２１Ｍ３、１２１Ｍ４に操作入力が行われると、それぞれ、所定の振動パターンで駆動制御部２４０によって振動素子１４０Ｍが駆動される。
　このような所定の振動パターンは、図７に示す振動パターンＰ１～Ｐ４と領域データf1~f4とを関連付けるように、操作部１２１Ｍ１、１２１Ｍ２、１２１Ｍ３、１２１Ｍ４の印刷が行われている４つの領域の領域データと関連付けてメモリ２６０に格納しておけばよい。
　また、電子機器１００Ｍは、平面視でタッチパネル１５０Ｍが位置する領域内において、操作部１２１Ｍ１、１２１Ｍ２、１２１Ｍ３、１２１Ｍ４以外の部分に操作入力が行われる場合にも、駆動制御部２４０によって振動素子１４０Ｍが駆動される。
　このため、平面視でタッチパネル１５０Ｍが位置する領域のうち、操作部１２１Ｍ１、１２１Ｍ２、１２１Ｍ３、１２１Ｍ４以外の領域を表す領域データと、振動パターンを表すデータについても、図７に示す振動制御データの振動パターンＰ１～Ｐ４と領域データf1~f4のように関連付けておけばよい。
　操作部１２１Ｍ１（ＴＵＮＥ）はラジオの選局を行う操作部である。操作部１２１Ｍ２（現在地）はナビゲーションで現在地を中心とする表示を選択する操作部である。操作部１２１Ｍ３（ＭＥＮＵ）はメニュー画面をディスプレイパネル１６０Ｍに表示させる操作部である。操作部１２１Ｍ４（VOL）は音量を調整する操作部である。
　また、操作部１２１Ｍ１、１２１Ｍ２、１２１Ｍ３、１２１Ｍ４の印刷が行われている４つの領域内でトップパネル１２０Ｍの表面に操作入力を行うと、タッチパネル１５０Ｍから出力される位置データが、車両のＥＣＵ(Electronic Control Unit：電子制御装置)に入力される。これにより、それぞれ、ラジオの選局、ナビゲーションで現在地を中心とする表示を選択、メニュー画面のディスプレイパネル１６０Ｍへの表示、及び、音量の調整を行うことができる。
　なお、電子機器１００Ｍは、Ｘ軸方向において振動素子１４０Ｍとタッチパネル１５０Ｍとが存在する部分（操作領域１２０Ｍ２に対応する部分）のみを電子機器（又は入力装置）として捉えてもよい。この場合に、ディスプレイパネル１６０Ｍが存在する部分（表示領域１２０Ｍ１）については、電子機器に付属した表示部であると捉えてもよい。
　また、ここでは、操作部１２１Ｍ１、１２１Ｍ２、１２１Ｍ３、１２１Ｍ４の文字、記号等は、トップパネル１２０Ｍの裏面に印刷されている形態について説明するが、操作部１２１Ｍ１、１２１Ｍ２、１２１Ｍ３、１２１Ｍ４の文字、記号等は、トップパネル１２０Ｍの表面に印刷されていてもよい。
　また、操作部１２１Ｍ１、１２１Ｍ２、１２１Ｍ３、１２１Ｍ４の文字、記号等は、トップパネル１２０Ｍの表面に切削等の加工を施すことにより、凹凸によって表されていてもよい。また、操作部１２１Ｍ１、１２１Ｍ２、１２１Ｍ３、１２１Ｍ４の文字、記号等は、トップパネル１２０Ｍの表面又は裏面に印刷又は切削等の処理で形成した文字、記号等にバックライト等で光照射を行って文字、記号等を表示するようにしてもよい。
　このような電子機器１００Ｍにおいて、トップパネル１２０Ｍの操作部１２１Ｍ１、１２１Ｍ２、１２１Ｍ３、１２１Ｍ４に押圧操作が行われた場合に、押圧操作を検出することができる。
　従って、構成が簡易な電子機器１００Ｍ、及び、電子機器１００Ｍの制御方法と、電子機器１００Ｍに含まれる構成が簡易な制御装置とを提供することができる。
　図２７は、第５変形例による電子機器１００Ｄの動作状態を示す平面図である。電子機器１００Ｄは、筐体１１０Ｄ、トップパネル１２０Ｄ、振動素子１４０Ｄ、タッチパネル１５０Ｄ、ディスプレイパネル１６０Ｄを含む。筐体１１０Ｄ、トップパネル１２０Ｄ、振動素子１４０Ｄ、タッチパネル１５０Ｄ、ディスプレイパネル１６０Ｄは、それぞれ、筐体１１０、トップパネル１２０、振動素子１４０Ａ、タッチパネル１５０、ディスプレイパネル１６０に対応し、サイズ等を変更したものである。
　図２７に示すように、タッチパネル１５０Ｄが配設される領域には、操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４が配設されている。
　操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４は、トップパネル１２０Ｄの裏面に印刷されている。このため、電子機器１００を動作させていない状態においても操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４は見えるものである。
　操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４の印刷が行われている４つの領域は、それぞれ、図７に示す領域データf1~f4のように、ＸＹ座標における位置が決められデータ化されている。また、操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４に操作入力が行われると、それぞれ、所定の振動パターンで駆動制御部２４０によって振動素子１４０Ｄが駆動される。
　このような所定の振動パターンは、図７に示す振動パターンＰ１～Ｐ４と領域データf1~f4とを関連付けるように、操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４の印刷が行われている４つの領域の領域データと関連付けてメモリ２６０に格納しておけばよい。なお、振動パターンＰ１～Ｐ４はすべて同一であってもよい。
　なお、電子機器１００Ｄにおいて、平面視でタッチパネル１５０Ｄが位置する領域内において、操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４以外の部分に操作入力が行われる場合にも、駆動制御部２４０によって振動素子１４０Ｄを駆動してもよい。
　この場合は、平面視でタッチパネル１５０Ｄが位置する領域のうち、操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４以外の領域を表す領域データと、振動パターンを表すデータについても、図７に示す振動制御データの振動パターンＰ１～Ｐ４と領域データf1~f4のように関連付けておけばよい。
　操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４は、それぞれ、前席右側のウィンドウ、前席左側のウィンドウ、後席右側のウィンドウ、後席左側のウィンドウの開閉操作を行う操作部である。
　また、操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４の印刷が行われている４つの領域内でトップパネル１２０Ｄの表面に操作入力を行うと、タッチパネル１５０Ｄから出力される位置データがＥＣＵ４００に入力される。これにより、それぞれ、前席右側のウィンドウ、前席左側のウィンドウ、後席右側のウィンドウ、後席左側のウィンドウの開閉操作を行うことができる。
　以上、電子機器１００Ｄによれば、トップパネル１２０Ｄの超音波帯の固有振動を発生させて利用者の指先に掛かる動摩擦力を変化させるので、操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４を操作する利用者に良好な操作感を提供することができる。
　また、電子機器１００Ｄは、操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４の境界部で振動素子１４０の振動を一定期間だけ停止させることにより、利用者は、操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４の場所を凸部が存在する触感で知覚できるため、非常に利便性が高い。
　このような電子機器１００Ｄにおいて、トップパネル１２０Ｄの操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４に押圧操作が行われた場合に、押圧操作を検出することができる。
　従って、構成が簡易な電子機器１００Ｄ、及び、電子機器１００Ｄの制御方法と、電子機器１００Ｄに含まれる構成が簡易な制御装置とを提供することができる。
　以上、本発明の例示的な実施の形態の制御装置、電子機器、及び、電子機器の制御方法について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
　１００　電子機器
　１１０　筐体
　１２０　トップパネル
　１４０Ａ、１４０Ｂ　振動素子
　１５０　タッチパネル
　１６０　ディスプレイパネル
　１８０Ａ、１８０Ｂ　コンデンサ
　１９０　検出回路
　１９１　差動アンプ
　１９２　ローパスフィルタ
　１９２Ｍ１　バンドパスフィルタ
　２００　制御部
　２２０　アプリケーションプロセッサ
　２４０　駆動制御部
　２５０　押圧操作判定部
　３００　制御装置
　３１０　正弦波発生器
　３２０　振幅変調器

Claims (10)

  1. 　操作面を有するトップパネルと、前記操作面に行われる操作入力の位置を検出する位置検出部と、前記トップパネルに振動を発生させる第１振動素子とを含む電子機器の制御を行う制御装置であって、
    　前記第１振動素子に第１駆動信号を出力し、前記第１振動素子を駆動する第１駆動制御部と、
    　前記第１振動素子と前記第１駆動制御部との間に直列に挿入される第１コンデンサと、
    　前記第１コンデンサ又は前記第１振動素子の第１電圧を検出する第１電圧検出部と、
    　前記第１電圧検出部によって検出される第１電圧に基づいて、前記トップパネルへの押圧操作が行われたかどうかを判定する第１押圧判定部と
    　を含む、制御装置。
  2. 　前記第１押圧判定部は、前記第１駆動信号によって前記第１振動素子が駆動されているときに、前記押圧操作が行われたかどうかを判定する、請求項１記載の制御装置。
  3. 　前記第１駆動信号は、前記位置検出部によって検出される前記操作入力の位置が停止しているときには、前記第１振動素子を一定の振幅で振動させる駆動信号であり、
    　前記第１押圧判定部は、前記一定の振幅の第１駆動信号によって前記第１振動素子が駆動されているときに、前記押圧操作が行われたかどうかを判定する、請求項１記載の制御装置。
  4. 　前記第１駆動信号は、前記位置検出部によって検出される前記操作入力の位置が停止しているときには、前記第１振動素子を停止させる駆動信号であり、
    　前記第１押圧判定部は、前記第１振動素子が停止されているときに、前記押圧操作が行われたかどうかを判定する、請求項１記載の制御装置。
  5. 　前記第１電圧検出部と前記第１押圧判定部との間に設けられ、前記第１電圧のうちの所定周波数以下の低周波数帯の電圧成分を通過させるローパスフィルタをさらに含む、請求項１乃至４のいずれか一項記載の制御装置。
  6. 　前記第１電圧検出部と前記第１押圧判定部との間に設けられ、前記第１電圧のうちの第１周波数以上で第２周波数以下の周波数帯の電圧成分を通過させるバンドパスフィルタをさらに含む、請求項１乃至４のいずれか一項記載の制御装置。
  7. 　前記電子機器は、前記トップパネルに振動を発生させる第２振動素子をさらに含み、
    　前記制御装置は、
    　前記第２振動素子に第２駆動信号を出力し、前記第２振動素子を駆動する第２駆動制御部と、
    　前記第２振動素子と前記第２駆動制御部との間に直列に挿入される第２コンデンサと、
    　前記第２コンデンサ又は前記第２振動素子の第２電圧を検出する第２電圧検出部と、
    　前記第２電圧検出部によって検出される第２電圧に基づいて、前記トップパネルへの押圧操作が行われたかどうかを判定する第２押圧判定部と
    　をさらに含み、
    　前記トップパネルは、一対の第１辺と一対の第２辺とを有する矩形状のパネルであり、
    　前記第１振動素子及び前記第２振動素子は、それぞれ、前記一対の第１辺の第１端側及び第２端側に配置される、請求項１乃至６のいずれか一項記載の制御装置。
  8. 　前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号は、前記トップパネルに固有振動を発生させる、互いに逆位相の駆動信号であり、
    　前記第１振動素子及び前記第２振動素子は、それぞれ、前記トップパネルに発生される固有振動の位相が逆位相になる第１部位及び第２部位において前記トップパネルに取り付けられる、請求項７記載の制御装置。
  9. 　操作面を有するトップパネルと、
    　前記操作面に行われる操作入力の位置を検出する位置検出部と、
    　前記トップパネルに振動を発生させる第１振動素子と、
    　前記第１振動素子に第１駆動信号を出力し、前記第１振動素子を駆動する第１駆動制御部と、
    　前記第１振動素子と前記第１駆動制御部との間に直列に挿入される第１コンデンサと、
    　前記第１コンデンサ又は前記第１振動素子の第１電圧を検出する第１電圧検出部と、
    　前記第１電圧検出部によって検出される第１電圧に基づいて、前記トップパネルへの押圧操作が行われたかどうかを判定する第１押圧判定部と
    　を含む、電子機器。
  10. 　操作面を有するトップパネルと、前記操作面に行われる操作入力の位置を検出する位置検出部と、前記トップパネルに振動を発生させる第１振動素子と、前記第１振動素子に第１駆動信号を出力し、前記第１振動素子を駆動する第１駆動制御部と、前記第１振動素子と前記第１駆動制御部との間に直列に挿入される第１コンデンサと、前記第１コンデンサ又は前記第１振動素子の第１電圧を検出する第１電圧検出部とを含む電子機器の制御方法であって、
    　前記第１電圧検出部によって検出される第１電圧に基づいて、前記トップパネルへの押圧操作が行われたかどうかを判定する、電子機器の制御方法。
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