(57)【要約】【課題】操作者に、表示部における画面表示に連動した多様な操作感を与えることが可能な触感付与装置及び電子機器を提供する。【解決手段】触感付与装置１を備える携帯電話機１００において、操作者の回転操作を受けて軸周りに回転可能な回転操作子３、回転操作子３の回転を検出する回転検出手段、回転操作子３に回転力を付与する回転駆動手段を備え、回転制御手段は、回転検出手段により回転操作子３の回転が検出された場合に、表示部２３の表示画面２３ａの画面表示に連動して、回転駆動手段により、回転操作子に対して正転方向への回転力の付与又は逆転方向への回転力の付与のうちの少なくとも一つを実行して、回転操作子に回転力を付与することで、回転操作子を介して操作者に所定の触感を付与する。【選択図】図１
2010262561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転操作子と、
前記回転操作子の回転を検出する回転検出手段と、
前記回転操作子に回転力を付与する回転駆動手段と、
前記回転検出手段により前記回転操作子の回転が検出された場合に、表示部の表示画面の画面表示に連動して、前記回転駆動手段により、前記回転操作子に対して正転方向への回転力の付与又は逆転方向への回転力の付与のうちの少なくとも一つを実行して、前記回転操作子に回転力を付与することで、前記回転操作子を介して操作者に所定の触感を付与する回転制御手段と、
を備えることを特徴とする触感付与装置。
【請求項２】
前記回転検出手段は、前記回転操作子の回転速度及び／又は回転方向を検出し、
前記回転制御手段は、前記回転検出手段により検出された前記回転操作子の回転速度及び／又は回転方向に応じて、前記回転操作子に付与する回転力を変化させることを特徴とする請求項１に記載の触感付与装置。
【請求項３】
前記回転操作子に対する軸方向の圧力の大きさを検知する圧力検知手段を備え、
前記回転制御手段は、前記圧力検知手段により検知された前記圧力の大きさに応じて、前記回転操作子に付与する回転力を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の触感付与装置。
【請求項４】
軟質材料からなる操作板と、
前記操作板に触感を付与する触感付与手段と、
前記操作板に対する操作者の操作を検出する検出手段と、
前記検出手段により前記操作板に対する操作者の操作が検出された場合に、表示部の表示画面の画面表示に連動して、前記触感付与手段により、前記操作板に触感を付与することで、前記操作板を介して操作者に所定の触感を付与する駆動制御手段と、
を備えることを特徴とする触感付与装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の触感付与装置と、前記表示部と、を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項６】
表示部を備える電子機器において、
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転操作子と、
前記回転操作子の回転速度及び／又は回転方向を検出する回転検出手段と、
前記回転操作子に対する軸方向の圧力の大きさを検知する圧力検知手段と、
前記回転操作子に回転力を付与する回転駆動手段と、
前記回転検出手段により前記回転操作子の回転が検出された場合に、前記表示部の表示画面の画面表示に連動して、前記回転駆動手段により、前記回転操作子に対して正転方向への回転力の付与又は逆転方向への回転力の付与のうちの少なくとも一つを実行して、前記回転操作子に回転力を付与することで、前記回転操作子を介して操作者に所定の触感を付与する回転制御手段と、
を備え、
前記回転制御手段は、前記回転検出手段により検出された前記回転操作子の回転速度及び／又は回転方向と、前記圧力検知手段により検知された前記圧力の大きさと、に応じて、前記回転操作子に付与する回転力を変化させることを特徴とする電子機器。
【請求項７】
表示部を備える電子機器において、
軟質材料からなる操作板と、
前記操作板に触感を付与する手段と、
前記操作板に対する操作者の操作を検出する検出手段と、
前記検出手段により前記操作板に対する操作者の操作が検出された場合に、表示部の表示画面の画面表示に連動して、前記触感付与手段により、前記操作板に触感を付与することで、前記操作板を介して操作者に所定の触感を付与する駆動制御手段と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触感付与装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯端末機やＡＶ機器、パーソナルコンピュータ等の電子機器に採用され、回転操作子の回転操作によって入力操作を行う入力装置が知られている。こうした入力装置では、回転操作子の回転に連動して、電子機器の表示画面に表示された選択項目が順に切替選択されるようになっており、操作者が目的の選択項目が選択されるまで回転操作子を手動で回転させた後に、その選択を確定する操作を行うことで、選択された選択項目に応じた指示が入力される。
ところが、上記の入力装置では、単に回転操作子の回転操作を行うだけで、画面上の各選択項目が切替選択されるため、画面上の選択項目を選択したということを操作者が手や指の感覚として把握しにくいという問題があった。
【０００３】
そこで、操作者に触覚的な操作感を生じさせるため、ジョグダイヤル（回転操作子）の回転制御を行うための駆動モータを設け、ジョグダイヤルの回転位置に応じて、ジョグダイヤルの回転方向と同じ方向に付勢回転力を加える制御と、ジョグダイヤルの回転方向と逆方向に負荷回転力を加える制御と、駆動モータに駆動電圧を供給せずジョグダイヤルをフリー回転させる制御と、を切り替えて実行する装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２８４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の装置では、表示部の表示画面にどのような画面が表示されているかにかかわらず、選択要素（選択項目）に接近していく区間においてジョグダイヤルが付勢回転し、選択要素が選択されている区間においてジョグダイヤルがフリー回転し、選択要素を過ぎた区間においてジョグダイヤルが負荷回転する。したがって、特許文献１の装置では、各選択要素を選択したということを操作者に感得させることはできるものの、操作者に対して常に固定的な操作感しか与えることができず、表示部の画面表示に合った多様な操作感を実現することはできなかった。
【０００６】
本発明の課題は、操作者に、表示部における画面表示に連動した多様な操作感を与えることが可能な触感付与装置及び電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、触感付与装置において、
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転操作子と、
前記回転操作子の回転を検出する回転検出手段と、
前記回転操作子に回転力を付与する回転駆動手段と、
前記回転検出手段により前記回転操作子の回転が検出された場合に、表示部の表示画面の画面表示に連動して、前記回転駆動手段により、前記回転操作子に対して正転方向への回転力の付与又は逆転方向への回転力の付与のうちの少なくとも一つを実行して、前記回転操作子に回転力を付与することで、前記回転操作子を介して操作者に所定の触感を付与する回転制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の触感付与装置において、
前記回転検出手段は、前記回転操作子の回転速度及び／又は回転方向を検出し、
前記回転制御手段は、前記回転検出手段により検出された前記回転操作子の回転速度及び／又は回転方向に応じて、前記回転操作子に付与する回転力を変化させることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の触感付与装置において、
前記回転操作子に対する軸方向の圧力の大きさを検知する圧力検知手段を備え、
前記回転制御手段は、前記圧力検知手段により検知された前記圧力の大きさに応じて、前記回転操作子に付与する回転力を変化させることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、触感付与装置において、
軟質材料からなる操作板と、
前記操作板に触感を付与する触感付与手段と、
前記操作板に対する操作者の操作を検出する検出手段と、
前記検出手段により前記操作板に対する操作者の操作が検出された場合に、表示部の表示画面の画面表示に連動して、前記触感付与手段により、前記操作板に触感を付与することで、前記操作板を介して操作者に所定の触感を付与する駆動制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、電子機器において、
請求項１〜４の何れか一項に記載の触感付与装置と、前記表示部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、表示部を備える電子機器において、
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転操作子と、
前記回転操作子の回転速度及び／又は回転方向を検出する回転検出手段と、
前記回転操作子に対する軸方向の圧力の大きさを検知する圧力検知手段と、
前記回転操作子に回転力を付与する回転駆動手段と、
前記回転検出手段により前記回転操作子の回転が検出された場合に、前記表示部の表示画面の画面表示に連動して、前記回転駆動手段により、前記回転操作子に対して正転方向への回転力の付与又は逆転方向への回転力の付与のうちの少なくとも一つを実行して、前記回転操作子に回転力を付与することで、前記回転操作子を介して操作者に所定の触感を付与する回転制御手段と、
を備え、
前記回転制御手段は、前記回転検出手段により検出された前記回転操作子の回転速度及び／又は回転方向と、前記圧力検知手段により検知された前記圧力の大きさと、に応じて、前記回転操作子に付与する回転力を変化させることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明によれば、表示部を備える電子機器において、
軟質材料からなる操作板と、
前記操作板に触感を付与する触感付与手段手段と、
前記操作板に対する操作者の操作を検出する検出手段と、
前記検出手段により前記操作板に対する操作者の操作が検出された場合に、表示部の表示画面の画面表示に連動して、前記触感付与手段により、前記操作板に触感を付与することで、前記操作板を介して操作者に所定の触感を付与する駆動制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回転操作子又は操作板において操作者の操作が行われると、表示部の表示画面に連動して、回転駆動手段又は触感付与手段により、操作者に所定の触感が付与される。したがって、触感付与装置及び電子機器において、操作者に、表示部における画面表示に連動した多様な操作感を与えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を適用した第１の実施形態の触感付与装置を備える携帯電話機の斜視図である。
【図２】第１の実施形態の携帯電話機の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態の触感付与装置の外観斜視図である。
【図４】図３のIV−IV線における断面図である。
【図５】第１の実施形態の触感付与装置の分解図である。
【図６】表示部の表示画面に表示された選択画面の一例である。
【図７】表示部の表示画面に表示された選択画面の一例である。
【図８】表示部の表示画面に表示された選択画面の一例である。
【図９】表示部の表示画面に表示された選択画面の一例である。
【図１０】第２の実施形態の触感付与装置の外観斜視図である。
【図１１】第２の実施形態の携帯電話機の機能的構成を示すブロック図である。
【図１２】図１０のXII−XII線における断面図である。
【図１３】第２の実施形態の触感付与装置の分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施例及び図示例に限定されるものではない。
以下では、本発明に係る電子機器として、無線通信による音声通話を行う携帯電話機を例示して説明を行うこととする。
【００１７】
〔第１の実施の形態〕
まず、本発明を適用した第１の実施形態の携帯電話機について説明する。
第１の実施形態の携帯電話機１００は、図１及び図２に示すように、操作者が入力操作を行うための触感付与装置１と、この触感付与装置１に接続され、触感付与装置１によって操作される携帯電話機ユニット２と、を備えて構成される。
【００１８】
まず、第１の実施形態に係る触感付与装置１について説明する。
触感付与装置１は、図２〜図５に示すように、操作者が手動で回転させることが可能な回転操作子３と、回転操作子３の底面側に設けられ、回転操作子３を回転自在に支持する支持台４と、を備えて成り、全体が略円盤形状を呈している。
【００１９】
回転操作子３は、中央に開口部３１ａを有する円形形状の上面部３１と、上面部３１の縁部から全周に亘って下方に突出した周面部３２と、から成り、支持台４の上方側を覆う位置に設けられることで、触感付与装置１の上面及び周面をなしている。上面部３１は、操作者が回転操作を行うための操作面Ｐとなっており、操作者は、上面部３１の一点を指先で押さえながら、或いは、周面部３２を摘んで回転操作子３を回転させることで、携帯電話機ユニット２に対する入力操作を行う。回転操作子３は、例えばアルミニウム等の放熱性のある材料、外部からの衝撃に対する耐性が強い材料によって形成されていても良いし、樹脂等によって形成されていても良い。
【００２０】
支持台４は、ベース４１と、このベース４１に連結されたＰＣＢ基板４２とから成り、回転操作子３の底面側の開口を覆う位置に設けられることで、触感付与装置１の底面をなしている。
【００２１】
ベース４１は、中央が開口した略ドーナツ盤状の台座部４１１と、台座部４１１の周縁部４１１ａから外側に延出する４つの延出部４１２と、を備え、各延出部４１２には、ネジ取り付け用のネジ孔４１２ａと、ネジ孔４１２ａよりも外側の下面から下方に延出する突起４１２ｂと、が設けられている。ベース４１は、例えばポリカーボネート等の材料から成る。
ＰＣＢ基板４２は、回転操作子３と略同一の外径を有する平板円環状に形成され、略中央の開口部４２１には、ベース４１の台座部４１１が嵌め込まれて取り付けられている。また、ＰＣＢ基板４２には、ベース４１の各延出部４１２の下面に突設された突起４１２ｂを取り付けるための取付孔４２２が設けられている。そして、ベース４１の台座部４１１をＰＣＢ基板４２の開口部４２１に嵌め込むように取り付けるとともに、ベース４１の各突起４１２ｂをＰＣＢ基板４２の各取付孔４２２に嵌入させることによって、ＰＣＢ基板４２とベース４１とが一体的に連結されている。
【００２２】
また、ＰＣＢ基板４２には、ベース４１のネジ孔４１２ａと重なり合う位置に、ネジ孔４１２ａよりもやや径の大きい孔部４２３が、各ネジ孔４１２ａに対応して４つ設けられており、ＰＣＢ基板４２の下面側からＰＣＢ基板４２の孔部４２３を介してベース４１のネジ孔４１２ａに、薄頭ネジ等のネジ４３が螺合されることによって、ＰＣＢ基板４２とベース４１とが固定されている。
また、ＰＣＢ基板４２の裏面４２ａには、操作者の回転操作における押圧力を検出する感圧センサ（圧力検知手段）９ａ〜９ｄが４つ配設されている。
【００２３】
さらに、回転操作子３の上面部３１の開口部３１ａの内周面には、ベアリング５が配設され、このベアリング５の中央には、回転操作子３の回転軸（軸）となるビス６を挿通させる貫通孔５ａが設けられている。そして、回転操作子３の上方側から、皿ビス等のビス６をベアリング５の貫通孔５ａに挿入し、さらに、下方に突出したビス６の下端部を、ベース４１の中央の開口４１３の内周面に形成された雌ネジ４１３ａに螺嵌させることによって、ビス６と支持台４とが固定される。これにより、支持台４に対して回転操作子３がビス６周りに回転自在に連結されるようになっている。
【００２４】
また、回転操作子３と支持台４との間には空間Ｓが形成され、この空間Ｓには、回転操作子３の回転角度を検出する回転検出部（回転検出手段）７、回転操作子３を回転させる超音波モータ（回転駆動手段）８、触感付与装置１の各部を制御する制御部１０、携帯電話機ユニット２との間で各種信号の送受信を行う入出力部１１等が配設されている。
【００２５】
回転検出部７は、例えば、リング状のコードホイール７１と、コードホイール７１の回転角変位を検出するフォトインタラプタ７２とから構成される。
【００２６】
コードホイール７１は、回転操作子３の上面部３１の裏面３３側に固着されており、回転操作子３の回転に連動して回転する。コードホイール７１の下面７１ａには、光を反射させる反射面が、Ａ相、Ｂ相の２つの検出パターンで周方向に沿って所定のピッチで印刷されている。
【００２７】
フォトインタラプタ７２は、ＬＥＤ等の発光素子７２ａとフォトＩＣ等の受光素子７２ｂとから成る反射型フォトインタラプタであり、ＰＣＢ基板４２上のコードホイール７１に対向する位置に搭載され、制御部１０に接続されている。また、受光素子７２ｂは少なくとも２つの受光面を有し、互いに９０度の位相差を有するＡ相、Ｂ相の検出信号を出力するようになっている。フォトインタラプタ７２は、発光素子７２ａがコードホイール７１に向けて発した光の反射光を受光素子７２ｂで受光してカウントすることで、回転操作子３の回転量及び回転方向を検出し、Ａ相、Ｂ相検出信号として制御部１０に出力する。制御部１０では、フォトインタラプタ７２から検出された回転操作子３の回転量及び回転方向を示すＡ相、Ｂ相検出信号に基づいて、回転操作子３の回転速度、回転方向、回転角度を特定する。
【００２８】
超音波モータ８は、圧電素子８１、リング状のステータ８２、ステータ８２の上面に接触するロータ８３等から構成され、制御部１０からの制御によって駆動され、回転操作子３を回転軸としてのビス６周りに回転させる。
【００２９】
ステータ８２は、ベース４１の上面部に形成されたリング状の凹部４１４に嵌入され、平板円環状の両面テープ８４によってベース４１に固定されている。ステータ８２の上部には、周方向に沿って配設された複数の凸部８２１が備わり、また、ステータ８２の下面側には、電圧の印加に応じて振動エネルギーを発生させる圧電素子８１が、ステータ８２の周方向に沿って複数配置されている。ロータ８３は、例えば高分子ポリエチレン等の材料により形成され、平板円環状をなし、コードホイール７１の内周側であって、ステータ８２と回転操作子３とによって挟まれる位置に配設されている。
また、回転操作子３とロータ８３との間には、平板円環状の両面テープ８５が配設され、回転操作子３の裏面３３とロータ８３の上面とにそれぞれ接着されている。ロータ８３の上面は、回転操作子３の裏面３３に接着された両面テープ８５の下面に接着されるとともに、その下面が、ステータ８２の凸部８２１と接触するように設けられている。ロータ８３の下面は摩擦係数が高くなっており、その下面に接触するステータ８２の振動により発生する進行波の向きと反対方向に回転するようになっている。
【００３０】
そして、制御部１０により圧電素子８１に駆動信号が印加されると、圧電素子８１の超音波振動によってステータ８２全体が振動して進行波がロータ８３に伝達され、ロータ８３が回転する。すると、ロータ８３の回転力が回転操作子３に伝達され、これにより、回転操作子３が回転するようになっている。さらに、圧電素子８１に印加する駆動信号の駆動周波数を制御することによって、圧電素子８１の超音波振動による回転操作子３の回転力の大きさや回転方向を自在に設定できるようになっている。
【００３１】
両面テープ８４、８５は、例えば、アクリルフォームなどのゲル状の素材又はゴム素材からなる。従って、ステータ８２の上方側及び下方側にそれぞれ配設されたこれらの両面テープ８４、８５は、ステータ８２が駆動された際に発生する異音を吸収するダンパーとしての機能を果たしている。
【００３２】
感圧センサ９ａ〜９ｄは、ＰＣＢ基板４２の裏面４２ａ側に、周方向に９０°間隔で固着されている。各感圧センサ９ａ〜９ｄは、制御部１０に接続されており、操作者の回転操作子３の回転操作において、回転操作子３に対して加えられる軸方向の圧力の大きさを検知し、制御部１０を介して、メイン制御部２４に出力する。メイン制御部２４では、４つの感圧センサ９ａ〜９ｄからそれぞれ出力される圧力検知信号に基づいて、回転操作における軸方向の圧力を特定する。
感圧センサ９ａ〜９ｄとしては、例えば、抵抗膜式、拡散式、成膜式、静電容量式、機械式等の感圧センサを用いることができる。
【００３３】
また、上述の回転操作子３、コードホイール７１、ロータ８３は、それぞれ同軸上に配設されており、支持台４に固定された回転軸としてのビス６周りに回転されるようになっている。
【００３４】
制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）（いずれも図示せず）等を備えて構成され、メイン制御部２４と接続されている。制御部１０は、触感付与装置１の各部を制御するとともに、入出力部１１を介して、メイン制御部２４との間で各種信号の送受信を行う。
【００３５】
入出力部１１は、携帯電話機ユニット２と接続され、携帯電話機ユニット２との間で、各種センサの検出結果等を携帯電話機ユニット２のメインＣＰＵ２４１に対して送信する。
具体的には、入出力部１１は、回転検出部７のフォトインタラプタ７２から出力される回転操作子３の回転量及び回転方向を示すＡ相、Ｂ相検出信号や、ＰＣＢ基板４２の裏面４２ａ側に配設された４つの感圧センサ９ａ〜９ｄから出力される圧力検知信号をメイン制御部２４に出力する。また、メイン制御部２４からは、入出力部１１に対して超音波モータ８を駆動させるための駆動信号が入力される。
【００３６】
次に、第１の実施形態に係る携帯電話機ユニット２について説明する。
携帯電話機ユニット２は、図２に示すように、アンテナ（図示省略）を備え、外部機器との間で無線信号を送受信する通信部２１と、スピーカやマイク（図示省略）等を備え、音声の入出力を行う通話部２２と、表示画面２３ａを備え、表示画面２３ａ上に各種画面を表示させる表示部２３と、携帯電話機１００全体を統括制御するメイン制御部２４と、を備えて構成される。なお、通信部２１や通話部２２は公知の技術を用いるため、詳しい説明は省略する。
【００３７】
表示部２３は、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)等の表示画面２３ａを備えて構成され、メイン制御部２４からの指示にしたがって、表示画面２３ａに各種画面を表示させる。
【００３８】
メイン制御部２４は、メインＣＰＵ（Central Processing Unit）２４１、ＲＡＭ（Random Access Memory）２４２、ＲＯＭ（Read Only Memory）２４３等を備えて構成され、制御部１０と接続されている。メイン制御部２４は、触感付与装置１から送られてくる入力操作信号に基づいて、携帯電話機ユニット２の各部を制御する。
【００３９】
メインＣＰＵ２４１は、携帯電話機ユニット２および触感付与装置１の各部から入力された入力信号に応じて、ＲＯＭ２４３に格納された処理プログラム等を読み出してＲＡＭ２４２に展開して実行し、各部に制御信号を出力することにより、携帯電話機１００全体の制御を行う。
【００４０】
ＲＡＭ２４２は、メインＣＰＵ２４１により実行される各種プログラムを展開するプログラム格納領域や、入力データやこれらの処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等を格納するデータ格納領域を備え、メインＣＰＵ２４１のワークエリアとして用いられる。
【００４１】
ＲＯＭ２４３は、処理プログラムやデータ等を予め記憶しており、例えば、回転検出プログラム２４３ａ、圧力検知プログラム２４３ｂ、回転制御プログラム２４３ｃ等を格納している。
【００４２】
回転検出プログラム２４３ａは、メインＣＰＵ２４１に、回転操作子３の回転速度及び回転方向（回転）を検出する機能を実現させるためのプログラムである。本実施形態では、かかる回転検出プログラム２４３ａ、メインＣＰＵ２４１、回転検出部７により、回転検出手段が構成される。
【００４３】
圧力検知プログラム２４３ｂは、メインＣＰＵ２４１に、回転操作子３に対する軸方向の圧力の大きさを検知する機能を実現させるためのプログラムである。本実施形態では、かかる圧力検知プログラム２４３ｂ、メインＣＰＵ２４１、感圧センサ９ａ〜９ｄにより、圧力検知手段が構成される。
【００４４】
回転制御プログラム２４３ｃは、メインＣＰＵ２４１に、回転検出プログラム２４３ａの実行において回転操作子の回転が検出された場合に、表示部２３の表示画面２３ａの画面表示に連動して、超音波モータ８により、回転操作子３に対して正転方向への回転力の付与又は逆転方向への回転力の付与のうちの少なくとも一つを実行して回転操作子３に回転力を付与することで、回転操作子３を介して操作者に所定の触感を付与する機能を実現させるためのプログラムである。本実施形態では、かかる回転制御プログラム２４３ｃ、メインＣＰＵ２４１により、回転制御手段が構成される。
【００４５】
そして、本実施形態では、上述した回転検出部７、超音波モータ８、感圧センサ９ａ〜９ｄ、制御部１０、入出力部１１、メイン制御部２４によって、本発明における触感付与装置が構成される。
なお、「所定の触感」には、振動による触感と、力覚による触感とがある。「力覚」とは、回転操作子３を回転させるときに指にかかる重さの感覚であり、回転が軽いと感じたり、重いと感じたりする感覚のことをいう。そして、操作者の指先に力覚による触感を付与することによって、操作者により明確な操作感を与えることができる。
【００４６】
ここで、上述の回転検出プログラム２４３ａ、圧力検知プログラム２４３ｂ、回転制御プログラム２４３ｃの実行により行われる回転駆動処理について説明するとともに、併せて、本実施形態の携帯電話機１００の作用について具体的に説明する。
【００４７】
携帯電話機ユニット２に備わる表示画面２３ａ上に、複数の選択項目が表示された画面（以下、複数の選択項目が表示された表示画面２３ａ上の画面を「選択画面」という）が表示されている場合、操作者は、回転操作子３の操作面Ｐの一点を指先で押さえながら回転操作子３を回転させることで、選択画面上に表示された選択項目のうちから、目的の選択項目を選択する。さらに、操作者は、回転操作子３の回転操作によって目的の選択項目を選択した後に、選択した選択項目を決定する決定操作を行うことで、携帯電話機ユニット２に対する入力操作を行う。
【００４８】
上述したように、回転操作子３が操作者によって回転操作されている際には、回転検出部７から回転操作子３の回転量と回転方向を示すＡ相、Ｂ相検出信号が、制御部１０及び入出力部１１を介してメイン制御部２４に出力される。また、メイン制御部２４では、回転検出部７からの信号入力に基づいて回転操作子３の回転の有無を監視しており、回転検出部７からＡ相、Ｂ相検出信号が入力されると、回転操作子３が回転したと判断する。すると、メイン制御部２４は、超音波モータ８に対して駆動信号を出力して、回転操作子３を操作する操作者に所定の触感を付与するように、超音波モータ８を駆動させて回転操作子３を回転駆動させる。
【００４９】
また、超音波モータ８の駆動に際して、メイン制御部２４は、回転検出部７から入力されるＡ相、Ｂ相検出信号と、ＰＣＢ基板４２の裏面４２ａ側に配設された４つの感圧センサ９ａ〜９ｄから出力される検知信号と、に基づいて、回転操作子３の回転方向や、回転操作子３の回転速度、回転操作子３に対する軸方向の圧力を特定する。そして、特定した回転操作子３の回転方向や回転速度、回転操作子３に対する軸方向の圧力に基づいて、回転操作子３に付与する回転力を変化させるようになっている。
【００５０】
具体的には、メイン制御部２４は、回転操作子３の回転方向に基づいて、表示画面における画面表示に連動して、回転操作子３の回転方向と同一方向に回転力を付与したり、又は、回転操作子３の回転方向と逆方向に回転力を付与する制御を行う。また、メイン制御部２４は、回転操作子３の回転速度に基づいて、回転操作子３の回転速度が速いほど、回転操作子３に対してより短い周期で回転力を付与する制御を行う。さらに、メイン制御部２４は、回転操作子３に対する軸方向の圧力に基づいて、回転操作子３に対する軸方向の圧力が大きいほど、回転操作子３に大きな回転力を付与する制御を行う。
【００５１】
また、メイン制御部２４では、回転検出部７から出力される回転量及び回転角度を示す検出信号に基づいて、回転操作子３の回転角度を特定し、特定した回転角度が、選択画面における選択可能な選択項目に対応する選択角度となったか否かを監視している。そして、回転操作子３の回転角度が、選択画面における選択可能な選択項目に対応する選択角度となった場合、メイン制御部２４は、選択画面における選択項目の選択を切り替えるための切替信号を生成し、生成した切替信号を表示部２３に出力することで、表示画面２３ａに表示された選択画面上の選択項目の選択を切り替える表示制御を実行する。
【００５２】
このように、本実施形態では、回転操作子３の回転操作によって、表示画面２３ａに表示された選択項目を選択することができるとともに、回転操作子３の回転操作に連動して、回転操作子に超音波モータ８の駆動による回転力が付与されるようになっている。また、回転操作子３を回転させる方向（回転方向）や、回転操作子３を回転させる速度（回転速度）、回転操作子３を押圧する力を変えることによって、回転操作子３に付与される回転力の方向や周期、大きさを変更することができるようになっている。
【００５３】
ここで、表示画面２３ａに表示された選択項目の選択処理と、回転操作子３に対する回転力付与処理とについて、具体例を挙げて説明する。
図６は、表示部２３の表示画面２３ａに表示された選択画面の一例である。図６の選択画面では、１２個の選択項目（選択可能な選択項目）が、リング状に等間隔に並んで表示されている。また、これら１２個の選択項目のうち、選択された選択項目（図６では、選択項目「ＡＡＡ」）が、その他の選択項目よりも大きく表示されるようになっている。
【００５４】
操作者が、図６の選択画面において回転操作子３を回転させると、回転操作子３が３０°回転する度に、選択項目の選択が順に切り替えられる。
例えば、選択項目「ＡＡＡ」が選択される回転角度を基準（「０°」）として、操作者が回転操作子３を時計回り方向に３０°回転させ、回転操作子３の回転角度が「３０°」となると、図７に示すように、選択項目「ＢＢＢ」が選択される。また、操作者が、回転操作子３を回転角度「３０°」から更に時計回り方向に３０°回転させ、回転操作子３の回転角度が「６０°」となると、図８に示すように、選択項目「ＣＣＣ」が選択される。また、操作者が、回転操作子３を回転角度「６０°」から更に時計回り方向に３０°回転させ、回転操作子３の回転角度が「９０°」となると、図９に示すように、選択項目「ＤＤＤ」が選択される。
このように、図６の選択画面では、操作者が回転操作子３を時計回り方向に３０°回転させる度に、選択される選択項目が「ＡＡＡ」→「ＢＢＢ」→「ＣＣＣ」→「ＤＤＤ」→・・・→「ＬＬＬ」→「ＡＡＡ」→・・・と切り替わるようになっている。また、操作者が回転操作子３を反時計回り方向に３０°回転させる度に、選択される選択項目が「ＡＡＡ」→「ＬＬＬ」→「ＫＫＫ」→「ＪＪＪ」→・・・→「ＢＢＢ」→「ＡＡＡ」→・・・と切り替わるようになっている。
【００５５】
また、操作者が、回転操作子３の操作面Ｐを指先で押さえて、回転操作子３を時計周り方向又は反時計周り方向に回転させると、メイン制御部２４の制御によって超音波モータ８が駆動され、回転操作子３に対して回転力が付与される。
回転操作子３に回転力を付与する制御において、メイン制御部２４は、回転操作子３に対して、正転方向に回転力を付与する制御、又は、回転操作子３に対して逆転方向に回転力の付与する制御を、表示画面２３ａに表示された選択画面の画面表示に応じて実行することにより、操作者に画面表示に応じた所定の触感を呈示する。
【００５６】
具体的には、選択画面において、切替先の選択項目が切替元の選択項目よりも下方に位置する場合には、回転操作子３に対して、回転操作子３の回転方向と同一方向に周期的な回転力を付与する。
すなわち、切替先の選択項目が切替元の選択項目よりも下方に位置し、且つ、操作者が、回転操作子３を時計周り方向に回転させていく場合には、回転操作子３に対して正転方向に回転力が付与される。また、切替先の選択項目が切替元の選択項目よりも下方に位置し、且つ、操作者が、回転操作子３を反時計周りに回転させていく場合には、回転操作子３に対して逆転方向に回転力が付与される。
このように、選択画面における選択切り替えの方向が下方向である場合には、回転操作子３に対して、回転操作子３の回転方向と同一方向の回転力を周期的に発生させることにより、回転操作子３が滑るように回転することとなり、操作者の指先につるつるした触感やなめらかな触感を与えることができる。
【００５７】
例えば、回転操作子３を時計周り方向に回転させることによって、図６の選択画面に表示されたリングの右半分に位置する選択項目を選択する場合には、選択項目の選択が「ＡＡＡ」→「ＢＢＢ」→「ＣＣＣ」→「ＤＤＤ」→「ＥＥＥ」→「ＦＦＦ」の順に切り替えられていく一方で（図６〜図９参照）、回転操作子３に対して、回転操作子３の回転と同一方向の回転力（すなわち、正転方向の回転力）が付与される。
また、例えば、回転操作子３を反時計周り方向に回転させることによって、図６の選択画面に表示されたリングの左半分に位置する選択項目を選択する場合には、選択項目の選択が「ＡＡＡ」→「ＪＪＪ」→「ＩＩＩ」→「ＨＨＨ」→「ＧＧＧ」→「ＦＦＦ」の順に切り替えられていく一方で、回転操作子３に対して、回転操作子３の回転と同一方向の回転力（すなわち、逆転方向の回転力）が付与される。
これにより、操作者の指先につるつるとした触感やなめらかな触感を与えることができ、操作者は、画面表示と合わせて、あたかも斜面を滑り降りているかのような感覚や、氷の上を滑っているかのような感覚を覚えることとなる。
【００５８】
また、選択画面において、切替先の選択項目が切替元の選択項目よりも上方に位置する場合には、回転操作子３に対して、回転操作子３の回転方向と逆方向に周期的な回転力を付与する。
すなわち、切替先の選択項目が切替元の選択項目よりも上方に位置し、且つ、操作者が、回転操作子３を反時計周り方向に回転させていく場合には、回転操作子３に対して逆転方向に回転力が付与される。また、切替先の選択項目が切替元の選択項目よりも上方に位置し、且つ、操作者が、回転操作子３を時計周りに回転させていく場合には、回転操作子３に対して正転方向に回転力が付与される。
このように、選択画面における選択切り替えの方向が上方向である場合には、回転操作子３に対して、回転操作子３の回転方向と逆方向の回転力を周期的に発生させることにより、回転操作子３の回転を妨げる力が加わることとなり、操作者の指先にざらざらとした触感やでこぼことした触感を与えることができる。
【００５９】
例えば、回転操作子３を時計周り方向に回転させることによって、図６の選択画面に表示されたリングの左半分に位置する選択項目を選択する場合には、選択項目の選択が「ＦＦＦ」→「ＧＧＧ」→「ＨＨＨ」→「ＩＩＩ」→「ＪＪＪ」→「ＡＡＡ」の順に切り替えられていく一方で、回転操作子３に対して、回転操作子３の回転と逆方向の回転力（すなわち、逆転方向の回転力）が付与される。
また、例えば、回転操作子３を反時計周り方向に回転させることによって、図６の選択画面に表示されたリングの右半分に位置する選択項目を選択する場合には、選択項目の選択が「ＦＦＦ」→「ＥＥＥ」→「ＤＤＤ」→「ＣＣＣ」→「ＢＢＢ」→「ＡＡＡ」の順に切り替えられていく一方で、回転操作子３に対して、回転操作子３の回転と逆方向の回転力（すなわち、正転方向の回転力）が付与される。
これにより、操作者の指先にざらざらとした触感やでこぼことした触感を与えることができ、操作者は、画面表示と合わせて、あたかも斜面を登っているかのような感覚や、砂利道を進んでいるかのような感覚を覚えることとなる。
【００６０】
このように、操作者が回転操作子３を時計周り方向と反時計周り方向のどちらに回転させても、回転操作子３に対して付与される回転力の向きが、画面表示における選択切り替えの方向（下方向／上方向）に合わせて自動的に切り替わることとなり、操作者が回転操作子３を回転させる方向を意識せずとも、常に操作者に対して画面表示に合った触感を付与することが可能となる。
【００６１】
また、操作者は、回転操作子３の回転操作の速度を変更することによって、超音波モータ８の駆動によって回転操作子３に付与される回転力の周期を調整することができる。
例えば、操作者が、回転操作子３の回転速度を速めた場合には、これを受けて、メイン制御部２４が、回転検出部７から出力される検出信号に基づいて、回転操作子３の回転速度が速められたと判断し、超音波モータ８を制御して、回転操作子３に対してより短い周期で回転力を付与する。
また、例えば、操作者が、回転操作子３の回転速度を遅くした場合には、これを受けて、メイン制御部２４が、回転検出部７から出力される検出信号に基づいて、回転操作子３の回転速度が遅くなったと判断し、超音波モータ８を制御して、回転操作子３に対してより長い周期で回転力を付与する。
このように、操作者が回転操作子３を回転させる速度を変えることによって、回転操作子３に付与される回転力の周期を変更して、回転操作子３の触感を変えることができる。
なお、回転操作子３の回転操作の速度に応じて、回転操作子３に付与される回転力の大きさが変更されるように構成しても良い。
【００６２】
また、操作者は、回転操作子３に対する押圧力を変更することによって、超音波モータ８の駆動によって回転操作子３に付与される回転力の大きさを調整することができる。
例えば、操作者が、より大きい力で回転操作子３を押圧した場合には、これを受けて、メイン制御部２４が、各感圧センサ９ａ〜９ｄから出力される検知信号に基づいて、回転操作子３に対する軸方向の圧力の大きさが増大したと判断し、超音波モータ８を制御して、回転操作子３をより大きな回転力で回転させる。
また、例えば、操作者が、より小さな力で回転操作子３を押圧した場合には、これを受けて、メイン制御部２４が、各感圧センサ９ａ〜９ｄから出力される検知信号に基づいて、回転操作子３に対する軸方向の圧力の大きさが減少したと判断し、超音波モータ８を制御して、回転操作子３をより小さな回転力で回転させる。
このように、操作者が回転操作子３を押圧する力を変えることによって、回転操作子３に付与される回転力の大きさを変更して、回転操作子３の触感を変えることができる
なお、回転操作子３に対する軸方向の圧力の大きさに応じて、回転操作子３に付与される回転力の周期が変更されるように構成しても良い。
【００６３】
さらに、操作者は、回転操作子３の回転操作によって目的の選択項目を選択した後に、所定の押圧力で回転操作子を押圧することによって、その選択を決定することができる。
例えば、図６の選択画面上で、操作者が、回転操作子３を選択の決定に必要な所定の押圧力で押圧すると、これを受けて、メイン制御部２４が、各感圧センサ９ａ〜９ｄから出力される検知信号に基づいて、選択画面における選択項目の選択が決定されたと判断し、決定された選択項目に応じた処理を実行する。
すなわち、例えば、図７の選択画面に示すように、選択項目「ＢＢＢ」が選択された状態で、操作者が、選択の決定に必要な押圧力で回転操作子３を押圧すると、選択項目「ＢＢＢ」の選択が決定されることとなり、選択が決定された選択項目「ＢＢＢ」に応じた処理が実行されることとなる。
【００６４】
以上説明した第１の実施形態の携帯電話機１００によれば、操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転操作子３と、回転操作子３の回転速度及び／又は回転方向を検出する回転検出手段（回転検出部７、回転検出プログラム２４３ａ、メインＣＰＵ２４１）と、回転操作子３に対する軸方向の圧力の大きさを検知する圧力検知手段（感圧センサ９ａ〜９ｄ、圧力検知プログラム２４３ｂ、メインＣＰＵ２４１）と、回転操作子３に回転力を付与する回転駆動手段（超音波モータ８）と、が備わる。そして、回転検出手段（回転検出部７、回転検出プログラム２４３ａ、メインＣＰＵ２４１）により回転操作子３の回転が検出された場合に、回転制御手段（回転制御プログラム２４３ｃ、メインＣＰＵ２４１）により、表示部２３の表示画面２３ａの画面表示に連動して、回転駆動手段（超音波モータ８）により、回転操作子３に対する正転方向への回転力の付与又は逆転方向への回転力の付与のうちの少なくとも一つが実行されて、回転操作子３に回転力が付与されることで、回転操作子３を介して操作者に所定の触感が付与される。
すなわち、操作者が回転操作子を回転操作すると、表示部の表示画面に連動して、回転駆動手段により、回転操作子に対して、正転方向への回転力と逆転方向への回転力との少なくとも一つが付与され、操作者に所定の触感が与えられることとなる。したがって、触感付与装置を備える電子機器において、操作者に、表示部における画面表示に連動した多様な操作感を与えることが可能となる。
【００６５】
また、回転制御手段（回転制御プログラム２４３ｃ、メインＣＰＵ２４１）は、回転検出手段（回転検出部７、回転検出プログラム２４３ａ、メインＣＰＵ２４１）により検出された回転操作子３の回転速度及び／又は回転方向と、圧力検知手段（感圧センサ９ａ〜９ｄ、圧力検知プログラム２４３ｂ、メインＣＰＵ２４１）により検知された圧力の大きさと、に応じて、回転操作子３に付与する回転力を変化させる。
すなわち、操作者は、回転操作子を回転させる速度や、回転操作子を回転させる方向、回転操作子を押圧する力を変更することによって、回転駆動手段の駆動により回転操作子に付与される回転力を変化させることができる。
【００６６】
なお、上述した第１の実施形態では、回転操作子３の回転角度を検出する回転検出手段として、円環状のコードホイール７１とフォトインタラプタ７２とから成る光学式の回転検出部７を例示したが、回転検出部７は回転検出手段の一例であり、回転操作子３の回転角度を検出するものであれば如何なる構成を用いても良い。例えば、メカ式（接点式）、磁気式、電極の静電容量変化によって位置検出を行う静電式の回転検出手段等を用いることができる。また、回転操作子３の回転量及び回転方向に加え、絶対位置を検出可能なアブソリュート型のロータリー・エンコーダを用いても良い。
【００６７】
また、上記第１の実施形態では、感圧センサをＰＣＢ基板の裏面側に４つ配設する場合について説明したが、感圧センサの配置位置はこれに限られず、回転操作子３に対する軸方向の圧力を検知可能であればどの位置に配設されていても良い。また、感圧センサの数も４つに限られず、１つ以上であれば良い。また、感圧センサは、圧力の量を検知するものに限らず、タクトスイッチのような、所定値以上の圧力がかかった否かを検知できるものであってもよい。
【００６８】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明を適用した第２の実施形態の携帯電話機について説明する。なお、上記第１の実施形態の携帯電話機１００と同様の構成には、同じ符号を付すとともに説明を省略し、第１の実施形態の携帯電話機と異なる部分のみ説明する。
【００６９】
第２の実施形態の携帯電話機２００は、図１０及び図１１に示すように、操作者が入力操作を行うための触感付与装置２５と、この触感付与装置２５に接続され、触感付与装置２５によって操作される携帯電話機ユニット２６と、を備えて構成される。
【００７０】
まず、第２の実施形態に係る触感付与装置２５について説明する。
触感付与装置２５は、図１０〜図１３に示すように、操作者が操作を行うための操作板２７と、操作板２７の下方側に設けられた支持台２８と、を備えて成り、操作板２７と支持台２８との間には、操作板２７に対して触感を付与する超音波モータ（触感付与手段）８ａ、触感付与装置２５の各部を制御する制御部１０、携帯電話機ユニット２６との間で各種信号の送受信を行う入出力部１１等が配設されている。また、支持台２８の裏面２８ａ側には、操作板２７における操作を検出するための感圧センサ（検出手段）２９ａ〜２９ｄが配設されている。
【００７１】
操作板２７は、略円盤形状に形成され、支持台２８の上方側に設けられることで、触感付与装置２５の上面をなしている。操作板２７の上面部２７１は、操作者が操作を行うための操作面Ｐとなっており、操作者は、操作板２７の操作面Ｐに指先を置き、操作面Ｐ上で指先を周方向に沿って円を描くように移動させることで、携帯電話機ユニット２６に対する入力操作を行う。
操作板２７は、例えば、高分子ポリエチレン等の軟質材料により形成されており、入力操作に際して、操作者が操作板２７を押圧する力に応じて下方に撓むとともに、超音波モータ８ａからの振動や振動により発生する進行波と逆向きの力が伝達されるようになっている。
【００７２】
支持台２８は、操作板２７と略同一の径を有する略円盤形状の台座部２８１と、台座部２８１の上面に突設された平面視略Ｃ字状の突設部２８２と、台座部２８１の中心位置に設けられた略円筒形の円筒部２８３と、突設部２８２と円筒部２８３との間に形成された略リング状の凹部２８４とを備え、操作板２７の下方側に設けられることで、触感付与装置２５の底面をなしている。
また、支持台２８の裏面２８ａには、支持台２８の裏面２８ａ側に配設された各感圧センタ２９ａ〜２９ｄに対向する位置に、４つの接触部２８５が下方に突出するように配設されており、操作板２７が押圧された場合に、接触部２８５の下面が感圧センサ２９ａ〜２９ｄの上面に当接するようになっている。
【００７３】
超音波モータ８ａは、圧電素子８１、リング状のステータ８２等から構成され、制御部１０からの制御によって駆動され、操作板２７に触感を付与する。
【００７４】
ステータ８２は、支持台２８の上面に形成された略リング状の凹部２８４に配設され、平板円環状の両面テープ８４によって支持台２８に固定されている。ステータ８２の上部には、周方向に沿って配設された複数の凸部８２１が備わり、また、ステータ８２の下面側には、電圧の印加に応じて振動エネルギーを発生させる圧電素子８１が、ステータ８２の周方向に沿って複数配置されている。ステータ８２の上面に形成された凸部８２１は、操作板２７の裏面２７２と接触するように設けられており、ステータ８２の振動により発生する進行波を操作板２７に伝える。ステータ８２は、突設部２８２に形成された切り欠き２８２ａを通るように配設されたＦＰＣ基板８６によって制御部１０と接続されており、制御部１０から出力される駆動信号に応じて触感が付与される。
【００７５】
そして、制御部１０から圧電素子８１に対して駆動信号に基づく駆動電圧が印加されると、圧電素子８１の超音波振動によってステータ８２全体が振動し、ステータ８２の振動により発生する進行波による振動（触感）が操作板２７に伝達される。さらに、圧電素子８１に印加する駆動信号の駆動周波数を制御することによって、圧電素子８１の超音波振動により操作板２７に付与する振動の大きさや向きを自在に設定できるようになっている。
そして、超音波モータ８ａの駆動によって操作板２７に対して振動が付与されると、操作板２７の上面部２７１（操作面Ｐ）に置かれた操作者の指先に、所定の触感が付与される。また、上述したように、操作板２７は軟質材料により形成されているため、超音波モータ８ａから与えられる振動がより伝達され易くなっており、操作者の指先に超音波モータ８ａの駆動による触感をより明確に付与することができる。
【００７６】
両面テープ８４は、例えば、アクリルフォームなどのゲル状の素材又はゴム素材からなり、ステータ８２が駆動された際に発生する異音を吸収するダンパーとしての機能を果たしている。
【００７７】
感圧センサ２９ａ〜２９ｄは、支持台２８の裏面２８ａ側に、周方向に９０°間隔で配設されている。各感圧センサ２９ａ〜２９ｄは、制御部１０に接続されており、操作者の操作において、支持台２８の裏面２８ａに配設された接触部２８５を介して、操作板２７に対して加えられる軸方向の圧力の大きさを検知し、制御部１０を介してメイン制御部３０に出力する。
感圧センサ２９ａ〜２９ｄとしては、例えば、抵抗膜式、拡散式、成膜式、静電容量式、機械式等の感圧センサを用いることができる。
【００７８】
次に、第２の実施形態に係る携帯電話機ユニット２６について説明する。
携帯電話機ユニット２６は、図２に示すように、アンテナ（図示省略）を備え、外部機器との間で無線信号を送受信する通信部２１と、スピーカやマイク（図示省略）等を備え、音声の入出力を行う通話部２２と、表示画面２３ａを備え、表示画面２３ａ上に各種画面を表示させる表示部２３と、携帯電話機２００全体を統括制御するメイン制御部３０と、を備えて構成される。
【００７９】
メイン制御部３０は、メインＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）２４２、ＲＯＭ（Read Only Memory）３０２等を備えて構成され、制御部１０と接続されている。メイン制御部３０は、触感付与装置２５から送られてくる入力操作信号に基づいて、携帯電話機ユニット２６の各部を制御する。
【００８０】
メインＣＰＵ３０１は、携帯電話機ユニット２６および触感付与装置２５の各部から入力された入力信号に応じて、ＲＯＭ３０２に格納された処理プログラム等を読み出してＲＡＭ２４２に展開して実行し、各部に制御信号を出力することにより、携帯電話機２００全体の制御を行う。
【００８１】
ＲＯＭ３０２は、処理プログラムやデータ等を予め記憶しており、例えば、操作検出プログラム３０２ａ、駆動制御プログラム３０２ｂ等を格納している。
【００８２】
操作検出プログラム３０２ａは、メインＣＰＵ３０１に、操作板２７に対する操作者の操作を検出する機能を実現させるためのプログラムである。本実施形態では、かかる操作検出プログラム３０２ａ、メインＣＰＵ３０１、感圧センサ２９ａ〜２９ｄにより、操作検出手段が構成される。
【００８３】
駆動制御プログラム３０２ｂは、メインＣＰＵ３０１に、操作検出プログラム３０２ａの実行において操作板２７に対する操作者の操作が検出された場合に、表示部２３の表示画面２３ａの画面表示に連動して、超音波モータ（触感付与手段）８ａにより操作板２７に触感を付与することで、操作板２７を介して操作者に所定の触感を付与する機能を実現させるためのプログラムである。本実施形態では、かかる駆動制御プログラム３０２ｂ、メインＣＰＵ３０１により、駆動制御手段が構成される。
【００８４】
そして、本実施形態では、上述した超音波モータ８ａ、感圧センサ２９ａ〜２９ｄ、制御部１０、入出力部１１、メイン制御部３０によって、本発明における触感付与装置２５が構成される。
【００８５】
ここで、上述の操作検出プログラム３０２ａ及び駆動制御プログラム３０２ｂの実行により行われる回転駆動処理について説明するとともに、併せて、本実施形態の携帯電話機２００の作用について具体的に説明する。
【００８６】
携帯電話機ユニット２６に備わる表示画面２３ａ上に、複数の選択項目が表示された選択画面が表示されている場合、操作者は、操作板２７の操作面Ｐに指先を載せ、操作面Ｐ上で指先を周方向に沿って円を描くように移動させることで、選択画面上に表示された選択項目のうちから、目的の選択項目を選択する。さらに、操作者は、操作面Ｐにおける操作によって目的の選択項目を選択した後に、選択した選択項目を決定する決定操作を行うことで、携帯電話機ユニット２６に対する入力操作を行う。
【００８７】
ここで、操作面Ｐにおいて操作が行われている際には、支持台２８の裏面２８ａ側に配設された各感圧センサ２９ａ〜２９ｄのそれぞれから、操作板２７に対する押圧力を示す圧力検知信号が、制御部１０及び入出力部１１を介してメイン制御部３０に出力される。また、メイン制御部３０では、各感圧センサ２９ａ〜２９ｄからの信号入力に基づいて操作板２７における操作の有無を監視しており、感圧センサ２９ａ〜２９ｄから操作板２７における操作によって検知した圧力を示す圧力検知信号が入力されると、操作板２７において操作が行われたと判断する。すると、メイン制御部３０は、超音波モータ８ａに対して駆動信号を出力して、超音波モータ８ａを駆動させ、操作板２７を操作する操作者に所定の触感を与えるように操作板２７に対して触感（振動）を付与する。
【００８８】
また、超音波モータ８ａの駆動に際して、メイン制御部３０は、支持台２８の裏面２８ａ側に配設された４つの感圧センサ２９ａ〜２９ｄからそれぞれ出力される圧力検知信号に基づいて、所定の演算処理を実行し、操作面Ｐにおける操作の方向（時計周り方向／反時計周り方向）や、操作面Ｐにおける操作の速度（操作面Ｐ上で操作者の指先が移動する速度）、操作板２７に対する軸方向の圧力を特定する。そして、特定した操作の方向（時計周り方向／反時計周り方向）、操作の速度、操作板２７に対する軸方向の圧力に基づいて、操作板２７に付与する触感（振動）を変化させる。
具体的には、メイン制御部３０は、感圧センサ２９ａ〜２９ｄからの圧力検知信号に基づいて特定した操作面Ｐにおける操作の方向に応じて、表示画面２３ａにおける画面表示に連動して、操作の方向と同一方向に触感（振動）を付与したり、又は、操作の方向と逆方向に触感（振動）を付与する制御を行う。また、メイン制御部３０は、感圧センサ２９ａ〜２９ｄからの圧力検知信号に基づいて特定した操作面Ｐにおける操作の速度に応じて、操作面Ｐにおける操作の速度が速いほど、操作板２７に対してより短い周期で振動を付与する制御を行う。さらに、メイン制御部３０は、感圧センサ２９ａ〜２９ｄからの圧力検知信号に基づいて特定した操作板２７に対する軸方向の圧力に応じて、操作板２７に対する軸方向の圧力が大きいほど、操作板２７に大きな触感（振動）を付与する制御を行う。
【００８９】
また、メイン制御部３０は、４つの感圧センサ２９ａ〜２９ｄからそれぞれ出力される圧力検知信号に基づいて、所定の演算処理を実行し、操作面Ｐにおける操作位置（すなわち、操作者の指先の位置）を特定するようになっている。そして、特定した操作面Ｐにおける操作位置が、選択画面における選択可能な選択項目に対応する選択角度となったか否かを監視している。そして、操作面Ｐにおける操作位置が、選択画面における選択可能な選択項目に対応する選択角度となった場合、メイン制御部３０は、選択画面における選択項目の選択を切り替えるための切替信号を生成し、生成した切替信号を表示部２３に出力することで、表示画面２３ａに表示された選択画面上の選択項目の選択を切り替える表示制御を実行する。
【００９０】
このように、本実施形態では、操作者が、触感付与装置２５の操作面Ｐ上で、その指先を操作板２７の周方向に沿って移動させる操作を行うことで、表示画面２３ａに表示された選択項目を選択することができるとともに、操作面Ｐにおける操作に連動して、操作板２７に超音波モータ８ａの駆動による触感（振動）が付与されるようになっている。また、操作面Ｐにおける操作の方向や、操作面Ｐにおける操作の速度、操作板２７を押圧する力を変えることによって、超音波モータ８ａにより操作板２７に付与される触感（振動）の方向や周期、大きさを変更することができるようになっている。
【００９１】
ここで、選択項目の選択処理及び操作板２７に対する触感付与処理の具体例を、第１の実施形態と同様に、図６を用いて説明する。
【００９２】
図６は、表示部２３の表示画面２３ａに表示された選択画面の一例である。図６の選択画面では、１２個の選択項目が、リング状に等間隔に並んで表示されている。また、これら１２個の選択項目のうち、選択された選択項目（図６では、選択項目「ＡＡＡ」）が、その他の選択項目よりも大きく表示されるようになっている。
そして、図６の選択画面において、操作者が、操作面Ｐ上で指先を周方向に沿って円を描くように摺動させると、選択面における操作位置に応じて、選択項目の選択が順に切り替えられる。
【００９３】
このとき、メイン制御部３０の制御によって超音波モータ８ａが駆動され、操作板２７に対して触感が付与される。操作板２７に対する触感の付与に際して、メイン制御部３０は、表示画面２３ａに表示された選択画面の画面表示に応じて、超音波モータ８ａにより、操作板２７に対して正転方向に触感（振動）を付与する制御、又は、操作板２７に対して逆転方向に触感（振動）を付与する制御を実行することにより、操作者に画面表示に応じた触感を呈示する。
【００９４】
具体的には、選択画面において、切替先の選択項目が切替元の選択項目よりも下方に位置する場合には、操作板２７に対して、操作面Ｐにおける操作の方向と同一方向に周期的な触感（振動）を付与する。
すなわち、切替先の選択項目が切替元の選択項目よりも下方に位置し、且つ、操作者が、操作面Ｐにおいて指先を時計周りに移動させている場合には、操作板２７に対して正転方向に触感（振動）が付与される。また、切替先の選択項目が切替元の選択項目よりも下方に位置し、且つ、操作者が、操作面Ｐにおいて指先を反時計周りに移動させている場合には、操作板２７に対して逆転方向に触感（振動）が付与される。
このように、選択画面における選択切り替えの方向が下方向である場合には、操作板２７を、操作面Ｐにおける操作の方向と同一方向に、超音波で振動させることにより、操作者の指と操作板２７の間に空気の層を作り、操作者の指先につるつるした触感やなめらかな触感を与えることができ、あたかもつるつるとしたものの上をなぞっているかのような感覚を与えることができる。
【００９５】
また、選択画面において、切替先の選択項目が切替元の選択項目よりも上方に位置する場合には、操作板２７に対して、操作面Ｐにおける操作の方向と逆方向に周期的な触感（振動）を付与する。
すなわち、切替先の選択項目が切替元の選択項目よりも上方に位置し、且つ、操作者が、操作面Ｐにおいて指先を反時計周りに移動させている場合には、操作板２７に対して逆転方向に触感（振動）が付与される。また、切替先の選択項目が切替元の選択項目よりも上方に位置し、且つ、操作者が、操作面Ｐにおいて指先を時計周りに移動させている場合には、操作板２７に対して正転方向に触感（振動）が付与される。
このように、選択画面における選択切り替えの方向が上方向である場合には、操作板２７に対して、操作面Ｐにおける操作の方向と逆方向に、超音波による断続的な振動を発生させることにより、操作者の指先にざらざらとした触感やでこぼことした触感を与えることができる。
【００９６】
このように、操作者が操作面Ｐにおいて時計周り方向と反時計周り方向のどちらの方向に指先を移動させても、操作板２８に対して付与される触感（振動）の向きが、画面表示における選択切り替えの方向（下方向／上方向）に合わせて自動的に切り替わることとなり、操作者が指先を移動させる方向（操作の方向）を意識せずとも、常に操作者に対して画面表示に合った触感を付与することが可能となる。
【００９７】
また、操作者は、操作面Ｐにおける操作の速度を変更することによって、超音波モータ８ａ８の駆動によって操作板２７に付与される触感（振動）の周期を調整することができる。
例えば、操作者が、操作面Ｐにおける操作の速度を速めた場合には、これを受けて、メイン制御部３０が、各感圧センサ２９ａ〜２９ｄから出力される圧力検知信号に基づいて、操作速度が速められたと判断し、超音波モータ８ａを制御して、操作板２７に対してより短い周期で触感（振動）を付与する。
また、例えば、操作者が、操作面Ｐにおける操作の速度を遅くした場合には、これを受けて、メイン制御部３０が、各感圧センサ２９ａ〜２９ｄから出力される圧力検知信号に基づいて、操作速度が遅くなったと判断し、超音波モータ８ａを制御して、操作板２７に対してより長い周期で触感（振動）を付与する。
このように、操作者が操作面Ｐ上で指先を摺動させる速度を変えることによって、操作板２７に付与される触感（振動）の周期を変更して、操作面Ｐの触感を変えることができる。
なお、操作面Ｐにおける操作の速度に応じて、操作板２７に付与される振動の大きさが変更されるように構成しても良い。
【００９８】
また、操作者は、操作板２７に対する押圧力を変更することによって、超音波モータ８ａの駆動によって操作板２７に付与される触感（振動）の大きさを調整することができる。
例えば、操作者が、より大きい力で操作板２７を押圧した場合には、これを受けて、メイン制御部３０が、各感圧センサ２９ａ〜２９ｄから出力される検知信号に基づいて、操作板２７に対する軸方向の圧力の大きさが増大したと判断し、超音波モータ８ａを制御して、操作板２７に対して大きな触感（振動）を付与する。
また、例えば、操作者が、より小さな力で操作板２７を押圧した場合には、これを受けて、メイン制御部３０が、各感圧センサ２９ａ〜２９ｄから出力される検知信号に基づいて、操作板２７に対する軸方向の圧力の大きさが減少したと判断し、超音波モータ８ａを制御して、操作板２７に対してより小さな触感（振動）を付与する。
このように、操作者が操作板２７を押圧する力を変えることによって、操作板２７に対して付与される触感（振動）の大きさを変更して、操作面Ｐの触感を変えることができる
なお、操作板２７に対する軸方向の圧力の大きさに応じて、操作板２７に付与される触感（振動）の周期が変更されるように構成しても良い。
【００９９】
さらに、操作者は、操作面Ｐにおける操作によって目的の選択項目を選択した後に、所定の押圧力で操作板２７を押圧することによって、その選択を決定することができる。
例えば、図６の選択画面上で、操作者が操作板２７を、選択の決定に必要な所定の押圧力で押圧すると、これを受けて、メイン制御部３０が、各感圧センサ２９ａ〜２９ｄから出力される検知信号に基づいて、選択画面における選択項目の選択が決定されたと判断し、決定された選択項目に応じた処理を実行する。
【０１００】
以上説明した第２の実施形態の携帯電話機２００によれば、軟質材料からなる操作板２７と、操作板２７に触感を付与する触感付与手段（超音波モータ８ａ）と、操作板２７に対する操作者の操作を検出する検出手段（操作検出プログラム３０２ａ、メインＣＰＵ３０１、感圧センサ２９ａ〜２９ｄ）と、が備わる。また、駆動制御手段（駆動制御プログラム３０２ａ、メインＣＰＵ３０１）により、検出手段により操作板２７に対する操作者の操作が検出された場合に、表示部２３の表示画面２３ａの画面表示に連動して、触感付与手段（超音波モータ８ａ）により、操作板２７に触感を付与することで、操作板２７を介して操作者に所定の触感が付与される。
すなわち、操作板において操作者の操作が行われると、表示部の表示画面に連動して、触感付与手段により操作板に対して触感が付与され、操作者に所定の触感が与えられることとなる。したがって、触感付与装置を備える電子機器において、操作者に、表示部における画面表示に連動した多様な操作感を与えることが可能となる。
【０１０１】
なお、上記第２の実施形態では、感圧センサ２９ａ〜２９ｄを支持台２８の裏面２８ａ側に４つ配設する場合について説明したが、感圧センサ２９ａ〜２９ｄの配置位置はこれに限られず、操作板２７における操作位置や、操作板２７に対する軸方向の圧力等を検知可能であればどの位置に配設されていても良い。また、感圧センサ２９ａ〜２９ｄの数も４つに限られず、３つ以上であれば良い。また、感圧センサ２９ａ〜２９ｄは、圧力の量を検知するものに限らず、タクトスイッチのような、所定値以上の圧力がかかった否かを検知できるものであってもよい。
【０１０２】
なお、本発明の範囲は上記の各実施形態に限られることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
【０１０３】
例えば、上記実施形態では、本発明に係る触感付与装置を備える電子機器として携帯電話機を例示したが、本発明の触感付与装置は携帯電話機に限られることなく、触感付与装置による入力操作を行うことができる限り如何なる電子機器にも適用することができる。例えば、携帯型オーディオプレーヤ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等の他の携帯型端末装置や、テレビジョン受像機等のＡＶ機器、パーソナルコンピュータ等に本発明の触感付与装置を適用しても良い。また、触感付与装置は、電子機器に予め組み込まれていても良く、また、単体の外付け装置として電子機器に接続して使用することとしても良い。
【０１０４】
また、上記実施形態では、回転駆動手段及び触感付与手段として超音波モータを例示したが、超音波モータは回転駆動手段及び触感付与手段の一例であり、回転操作子又は操作板に対して回転力を付与するものであれば如何なる構成を用いても良い。例えば、静電荷同士の吸引と反発を動力として駆動する静電アクチュエータや、磁場（磁界）と電力の相互作用による力を利用して駆動する電磁式アクチュエータ、磁歪アクチュエータ、油圧シリンダ、空気圧シリンダによるもの等を用いることができる。また、回転駆動手段及び触感付与手段における駆動の制御として、アクチュエータの動力をそのまま回転操作子等の被駆動体に伝えるものであってもよく、または、駆動パルス数に比例して動作するステッピングモータ等であっても良い。また、被駆動体を回転させることによって駆動するアクチュエータであってもよく、または、被駆動体をリニアに運動させることによって駆動するリニアアクチュエータであっても良い。
【０１０５】
また、回転操作子３に対して付与する回転力の組み合わせは、上記実施形態で例示した具体例に限られず、正転方向の回転力や逆転方向の回転力を自在に組み合わせて付与することができる。
また、上記実施形態では、回転操作子３や操作板２７における操作者の操作の方向に応じて、回転操作子３や操作板２７に付与される回転力の方向が自動的に切り替わる場合について説明したが、回転力が付与される方向が操作の方向によって切り替わらないように構成されていても良い。
【符号の説明】
【０１０６】
１００    携帯電話機（電子機器）
１        触感付与装置
３        回転操作子
７        回転検出部（回転検出手段）
８        超音波モータ（回転駆動手段）
９ａ〜９ｄ  感圧センサ（圧力検知手段）
２３      表示部
２３ａ    表示画面
２４      メイン制御部（回転検出手段、圧力検知手段、回転制御手段）
２４１    メインＣＰＵ（回転検出手段、圧力検知手段、回転制御手段）
２４３ａ  回転検出プログラム（回転検出手段）
２４３ｂ  圧力検知プログラム（圧力検知手段）
２４３ｃ  回転制御プログラム（回転制御手段）
２００    携帯電話機
２５      触感付与装置
２７      操作板
８ａ      超音波モータ（触感付与手段）
２９ａ〜２９ｄ  感圧センサ（検出手段）
３０      メイン制御部（操作検出手段、駆動制御手段）
３０１    メインＣＰＵ（操作検出手段、駆動制御手段）
３０２ａ  操作検出プログラム（操作検出手段）
３０２ｂ  駆動制御プログラム（駆動制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010262561.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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