(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザがタッチするパネル部材と、
前記パネル部材を、第１振動モードと第２振動モードとで振動させる振動部と、
前記振動部の振動を制御する振動制御部と
を備え、
前記第１振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の節の数と、前記第２振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の節の数とは互いに異なり、
前記振動制御部は、前記ユーザのタッチ位置に応じて、前記第１振動モードと前記第２振動モードとを切り替えて前記パネル部材を振動させ、
前記第１振動モード時の前記パネル部材上の前記節の位置と、前記第２振動モード時の前記パネル部材上の前記節の位置とは互いに異なり、
前記振動制御部は、前記第１振動モードと前記第２振動モードのうち、振動の節の位置が前記ユーザのタッチ位置から遠い方の振動モードを選択して前記パネル部材を振動させる、電子機器。
【請求項２】
前記第１振動モードにおける前記節の数をＮ（Ｎは正の整数）としたとき、前記第２振動モードにおける前記節の数はＮ＋１である、請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記ユーザが前記パネル部材にタッチし続けたままタッチ位置を移動させたとき、前記振動制御部は、前記第１振動モードと前記第２振動モードのうち、現在のタッチ位置に振動の節の位置が遠い方の振動モードが実行されるように、前記第１振動モードと前記第２振動モードとを切り替える、請求項１に記載の電子機器。
【請求項４】
ユーザがタッチするパネル部材と、
前記パネル部材を、第１振動モードと第２振動モードとで振動させる振動部と、
前記振動部の振動を制御する振動制御部と
を備え、
前記第１振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の節の数と、前記第２振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の節の数とは互いに異なり、
前記振動制御部は、前記ユーザのタッチ位置に応じて、前記第１振動モードと前記第２振動モードとを切り替えて前記パネル部材を振動させ、
前記第１振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の腹の位置と、前記第２振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の腹の位置とは互いに異なり、
前記振動制御部は、前記第１振動モードと前記第２振動モードのうち、振動の腹の位置が前記ユーザのタッチ位置に近い方の振動モードを選択して前記パネル部材を振動させる、電子機器。
【請求項５】
前記ユーザが前記パネル部材にタッチし続けたままタッチ位置を移動させたとき、前記振動制御部は、前記第１振動モードと前記第２振動モードのうち、現在のタッチ位置に振動の腹の位置が近い方の振動モードが実行されるように、前記第１振動モードと前記第２振動モードとを切り替える、請求項４に記載の電子機器。
【請求項６】
ユーザがタッチするパネル部材と、
前記パネル部材を、第１振動モードと第２振動モードとで振動させる振動部と、
前記振動部の振動を制御する振動制御部と
を備えた電子機器であって、
前記第１振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の節の数と、前記第２振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の節の数とは互いに異なり、
前記振動制御部は、前記ユーザのタッチ位置に応じて、前記第１振動モードと前記第２振動モードのうちの少なくとも一方で前記パネル部材を振動させ、
前記電子機器は、
筐体と、
前記パネル部材を前記筐体に支持する第１および第２支持部と
をさらに備え、
前記第１支持部と前記第２支持部とは、互いに垂直な方向に沿って延びており、
前記第１支持部は前記第２支持部よりも剛性が高い、電子機器。
【請求項７】
画像を表示する表示部をさらに備え、
前記振動部は、前記表示部の画像表示範囲よりも外側に配置されており、且つ、前記第１および第２振動モードそれぞれにおける振動の節よりも腹に近い位置に配置されている、請求項１から６のいずれかに記載の電子機器。
【請求項８】
ユーザがタッチするパネル部材と、
前記パネル部材を、第１振動モードと第２振動モードとで振動させる振動部と、
前記振動部の振動を制御する振動制御部と
を備え、
前記第１振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の節の数と、前記第２振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の節の数とは互いに異なり、
前記振動制御部は、前記ユーザのタッチ位置に応じて、前記第１振動モードと前記第２振動モードのうちの少なくとも一方で前記パネル部材を振動させ、
前記振動制御部は、前記振動部を間欠的に駆動し、前記第１振動モードと前記第２振動モードとの切り替えを振動休止時に行う、電子機器。
【請求項９】
ユーザがタッチするパネル部材と、
前記パネル部材を、第１振動モードと第２振動モードとで振動させる振動部と、
前記振動部の振動を制御する振動制御部と
を備え、
前記第１振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の節の数と、前記第２振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の節の数とは互いに異なり、
前記振動制御部は、前記ユーザのタッチ位置に応じて、前記第１振動モードと前記第２振動モードのうちの少なくとも一方で前記パネル部材を振動させ、
前記振動制御部は、前記振動部を連続的に駆動し、前記第１振動モードと前記第２振動モードとの切り替えを前記振動部に印加される駆動電圧が０の時に行う、電子機器。
【請求項１０】
ユーザがタッチするパネル部材と、
前記パネル部材を、第１振動モードと第２振動モードとで振動させる振動部と、
前記振動部の振動を制御する振動制御部と
を備えた電子機器であって、
前記第１振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の節の数と、前記第２振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の節の数とは互いに異なり、
前記振動制御部は、前記ユーザのタッチ位置に応じて、前記第１振動モードと前記第２振動モードのうちの少なくとも一方で前記パネル部材を振動させ、
前記電子機器は、
前記振動部を複数個備え、
前記振動制御部は、前記複数の振動部のうちの第１振動部を前記第１振動モードで振動させ、
前記振動制御部は、前記複数の振動部のうちの第２振動部を前記第２振動モードで振動させ、
前記振動制御部は、前記第１振動部の前記第１振動モードの振動と前記第２振動部の前記第２振動モードの振動とを同時に実行する、電子機器。
【請求項１１】
ユーザがタッチするパネル部材と、
前記パネル部材を、第１振動モードと第２振動モードとで振動させる振動部と、
前記振動部の振動を制御する振動制御部と、
画像を表示する表示部と
を備え、
前記第１振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の節の数と、前記第２振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の節の数とは互いに異なり、
前記振動部は、前記表示部の画像表示範囲よりも外側に配置されており、且つ、前記第１および第２振動モードそれぞれにおける振動の節よりも腹に近い位置に配置されている、電子機器。
【請求項１２】
ユーザがタッチするパネル部材と、
前記パネル部材を、第１振動モードと第２振動モードとで振動させる振動部と、
前記振動部の振動を制御する振動制御部と、
画像を表示する表示部と
を備えた電子機器であって、
前記第１振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の節の数と、前記第２振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の節の数とは互いに異なり、
前記振動部は、前記表示部の画像表示範囲よりも外側に配置されており、且つ、前記第１および第２振動モードそれぞれにおける振動の節よりも腹に近い位置に配置されており、
前記電子機器は、
筐体と、
前記パネル部材を前記筐体に支持する第１および第２支持部と
をさらに備え、
前記第１支持部と前記第２支持部とは、互いに垂直な方向に沿って延びており、
前記第１支持部は前記第２支持部よりも剛性が高い、電子機器。
【請求項１３】
振動動作を電子機器に実行させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムは、
ユーザのタッチ操作を受け付け、タッチ位置を検出するステップと、
ユーザがタッチするパネル部材を第１振動モードと第２振動モードとで振動させるステップと、
を電子機器に実行させ、
前記第１振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の節の数と、前記第２振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の節の数とは互いに異なり、
前記振動させるステップは、前記ユーザのタッチ位置に応じて、前記第１振動モードと前記第２振動モードとを切り替えて前記パネル部材を振動させるステップを含み、
前記第１振動モード時の前記パネル部材上の前記節の位置と、前記第２振動モード時の前記パネル部材上の前記節の位置とは互いに異なり、
前記振動させるステップは、前記第１振動モードと前記第２振動モードのうち、振動の節の位置が前記ユーザのタッチ位置から遠い方の振動モードを選択して前記パネル部材を振動させるステップをさらに含む、コンピュータプログラム。
【請求項１４】
振動動作を電子機器に実行させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムは、
ユーザのタッチ操作を受け付け、タッチ位置を検出するステップと、
ユーザがタッチするパネル部材を第１振動モードと第２振動モードとで振動させるステップと、
を電子機器に実行させ、
前記第１振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の節の数と、前記第２振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の節の数とは互いに異なり、
前記振動させるステップは、前記ユーザのタッチ位置に応じて、前記第１振動モードと前記第２振動モードとを切り替えて前記パネル部材を振動させるステップを含み、
前記第１振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の腹の位置と、前記第２振動モード時に前記パネル部材に発生する振動の腹の位置とは互いに異なり、
前記振動させるステップは、前記第１振動モードと前記第２振動モードのうち、振動の腹の位置が前記ユーザのタッチ位置に近い方の振動モードを選択して前記パネル部材を振動させるステップをさらに含む、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、タッチパネルを備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイの表面に、入力手段としてタッチパネルを備えた電子機器が広く利用されている。このタッチパネルの動作原理の一つとして、静電容量方式が挙げられる。この方式では、ユーザの指先と、タッチパネルの導電膜との間の静電容量の変化を捉えることで、ユーザの指先のタッチパネル上のタッチ位置を検出する。
【０００３】
一般に、タッチパネルを備えた電子機器は、ユーザがタッチパネル表面に直接触れることで入力操作を行う。ユーザは、タッチパネル表面への接触時に静電容量の変化が起こっても、触覚的に認識することはできなかった。そのためユーザは、入力操作が正しく行われたかを、指先の触覚によって判断することができなかった。そのことが、ユーザにとってストレスとなっていた。
【０００４】
例えば、駅の切符券売機や現金自動預け払い機等においては、画面に表示されたＧＵＩボタンにタッチすることで機器の操作を行うが、ＧＵＩボタンの位置とそうでない位置とで触覚は同じであるため、ユーザは、ＧＵＩボタンの正しい位置を押せたかどうかを判断することは困難である。特許文献１は、ＧＵＩボタンの表示位置に対して振動を設定するタッチパネル装置を開示している。このタッチパネル装置では、ＧＵＩボタンの表示位置を振動させ、ＧＵＩボタンが表示されていない位置は振動させない。ユーザは、ＧＵＩボタンの表示位置を押したときは振動を感じ、ＧＵＩボタンが表示されていない位置を押したときは振動を感じないことで、ＧＵＩボタンを正しく押せているか否かを認識することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３８２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示は、タッチ位置による触覚の違いを低減することができる電子機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示における電子機器は、ユーザがタッチするパネル部材と、パネル部材を第１振動モードと第２振動モードとで振動させる振動部と、振動部の振動を制御する振動制御部とを備え、第１振動モード時にパネル部材に発生する振動の節の数と、第２振動モード時にパネル部材に発生する振動の節の数とは互いに異なり、振動制御部は、ユーザのタッチ位置に応じて、第１振動モードと第２振動モードのうちの少なくとも一方でパネル部材を振動させる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示における電子機器によれば、タッチ位置による触覚の違いを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る電子機器の外観斜視図である。
【図２】実施形態に係る電子機器を示す分解斜視図である。
【図３】実施形態に係る電子機器を図２に示すＡ−Ａ’線で切断したときの断面図である。
【図４Ａ】実施形態に係る電子機器の表示部を示す平面図である。
【図４Ｂ】実施形態に係る振動部をある周波数で駆動した際のタッチパネルの振動分布図である。
【図４Ｃ】実施形態に係る振動部を別の周波数で駆動した際のタッチパネルの振動分布図である。
【図４Ｄ】実施形態に係る電子機器の図４Ａに示すＢ−Ｂ’線におけるタッチパネルの振動強度図である。
【図４Ｅ】実施形態に係るタッチ位置によって駆動周波数を変更した場合のタッチパネルの振動分布図である。
【図５Ａ】実施形態に係るｆ００モードの振動分布図である。
【図５Ｂ】実施形態に係るｆ１０モードの振動分布図である。
【図５Ｃ】実施形態に係るｆ０１モードの振動分布図である。
【図５Ｄ】実施形態に係るｆ２０モードの振動分布図である。
【図５Ｅ】実施形態に係るｆ１１モードの振動分布図である。
【図５Ｆ】実施形態に係るｆ３０モードの振動分布図である。
【図５Ｇ】実施形態に係るｆ２１モードの振動分布図である。
【図５Ｈ】実施形態に係るｆ０２モードの振動分布図である。
【図６Ａ】実施形態に係るタッチパネル上のタッチ位置に応じて駆動する駆動波形を示す図である。
【図６Ｂ】実施形態に係るタッチパネル上のタッチ位置に応じて駆動する駆動波形を示す図である。
【図６Ｃ】実施形態に係るタッチパネルをタッチしている指がタッチしたまま連続して動いた場合の連続駆動の駆動波形図である。
【図７】実施形態に係る電子機器の表示部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、適宜図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１１】
なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１２】
［１．電子機器の構成］
図１は、実施形態に係る電子機器１００の表示面側の外観を示す斜視図である。電子機器１００は、表示部１０１と、それを覆うように配置されたタッチパネル１０２と、筐体１０３とを備える。説明の便宜上、以下ではタッチパネル１０２の長辺方向をＸ方向、短辺方向をＹ方向とする。
【００１３】
図２は、電子機器１００を示す分解斜視図である。図２に示すように、電子機器１００は、ベース部材２０１と、タッチパネル１０２と、支持部２０２と、振動部２０３とを備える。ベース部材２０１は、タッチパネル１０２を支えるベースとなる部材である。ベース部材２０１は、金属や樹脂など、タッチパネル１０２などを支えることができる剛性を備えている。ベース部材２０１には、図示しない表示パネルや回路基板が取り付けられる。
【００１４】
タッチパネル１０２は、ユーザのタッチ操作を受け付け、タッチ位置を検出する。タッチパネル１０２の位置検出方式としては、感圧方式、静電容量方式、光学式、表面弾性波方式などの公知の方式を用いることができる。タッチパネル１０２は、パネル部材の一例である。タッチパネル１０２は、その周縁部分が支持部２０２により支持されている。
【００１５】
支持部２０２は、タッチパネル１０２の周縁部のほぼ全周に亘って設けられており、タッチパネル１０２をベース部材２０１に対して支持する。支持部２０２は、樹脂、ゴム、ゲルなどの一定の強度と弾性力を備えた材料で構成される。支持部２０２は金属などで構成されてもよい。このような構成により、支持部２０２の強度を強くすることができる。また、支持部２０２は、バネ要素で構成されてもよい。このような構成により、支持部２０２は高い弾性力を有することができる。
【００１６】
支持部２０２は、４つの辺で構成されている。具体的には、電子機器１００の形状に合わせて、２つの対向する長辺と、２つの対向する短辺とで構成される。支持部２０２の幅は、短辺よりも長辺の方が狭くしている。その結果として、支持部２０２の剛性は短辺よりも長辺の方が低い。
【００１７】
なお、本実施形態では、ベース部材２０１と支持部２０２とは別体として設けられているが、ベース部材２０１と支持部２０２とは一体に形成されてもよい。
【００１８】
また、本実施形態では、支持部２０２は全周に亘りベース部材２０１とタッチパネル１０２を接続しているが、一部であってもよい。
【００１９】
本実施形態の電子機器１００は、２つの振動部２０３ａ、２０３ｂを有している。振動部２０３ａ、２０３ｂは、タッチパネル１０２の裏面の周縁部に取り付けられている。振動部２０３ａ、２０３ｂは、タッチパネル１０２の短辺の略中点付近に１つずつ配置されている。振動部２０３ａ、２０３ｂは、タッチパネル１０２を振動させることで、ユーザに触覚を与える。振動部２０３ａ、２０３ｂとしては、例えば、圧電素子、振動モータ、リニアアクチュエータ、ボイスコイルモータ、人工筋肉などが用いられる。要するに振動部２０３ａ、２０３ｂは、電気エネルギーなどを振動エネルギーに変換することができるものであればよい。
【００２０】
図３は、電子機器１００を図２に示すＡ−Ａ’線で切断したときのタッチパネル１０２と振動部２０３ａの断面図である。図３に示すように、タッチパネル１０２に振動部２０３ａは物理的に接続されている。振動部２０３ａは振動制御部３０１に電気的に接続されている。この例では、振動部２０３ａは圧電素子であり、その両面に電極が形成されている。タッチパネル１０２と接続されている側の電極は、圧電素子の端面を介して、振動制御部３０１に電気的に接続されている。振動制御部３０１より交流電圧を印加することで、振動部２０３ａは伸縮し、それによりタッチパネル１０２にたわみ振動を引き起こす。
【００２１】
なお、ここでは振動部２０３ａ、２０３ｂがタッチパネル１０２に物理的に接続されている例を示したが、振動部２０３ａ、２０３ｂはタッチパネル１０２に直接接続されている必要はなく、タッチパネル１０２を振動させることができるならばタッチパネル１０２以外の部材に接続されていてもよい。
【００２２】
［２．タッチパネルの振動］
タッチパネル１０２を振動させたとき、タッチパネル１０２上には振幅の大きな場所（定常波の振動の腹）と振幅の小さな場所（定常波の振動の節）が生じる。ユーザのタッチ位置が振幅の小さな節の部分であった場合、ユーザはタッチパネル１０２の振動を感じることができず、振動という情報がユーザに伝わらないことになる。また、タッチ位置によって感じる振動の大きさが異なると、ユーザは操作に違和感を覚えることになる。電子機器１００は、タッチ位置に応じて振動を設定することで、タッチ位置による触覚の違いを低減する。
【００２３】
図４Ａは、電子機器１００の表示部１０１の平面図である。支持部２０２は、Ｘ方向に延びる支持部２０２ａと、支持部２０２ａとは垂直な方向（Ｙ方向）に延びる支持部２０２ｂとを備える。この例では、Ｘ方向の支持部２０２ａの剛性はＹ方向の支持部２０２ｂの剛性より低い。
【００２４】
図４Ｂは、振動部２０３ａ、２０３ｂの圧電素子に、振動制御部３０１を介して、電圧１５０Ｖｐｐ、周波数２２０Ｈｚの正弦波を同位相で印加した場合の、タッチパネル１０２上の振動振幅分布を表した図である。振動の振幅の大きさが等高線で示してある。Ｘ方向には、３つの振幅の大きな場所（以下、振動の腹４０２）と、両端部を除く２つの振幅の小さな場所（以下、振動の節４０１）がある。Ｙ方向には、両端部を除き振動の節４０１はない。このような振動モードをｆ２０とよぶ（ｆの添え字の一桁目はＸ方向の節の数、二桁目はＹ方向の節の数を示す）。本実施形態では、全周にわたり支持部２０２が形成されているので、タッチパネル１０２は両端固定のたわみ振動となる。なお、両端固定のたわみ振動以外の振動を用いてもよい。
【００２５】
図４Ｃは、振動部２０３ａ、２０３ｂの圧電素子に、振動制御部３０１を介して、電圧１５０Ｖｐｐ、周波数３７０Ｈｚの正弦波を逆位相で印加した場合の、タッチパネル１０２上の振動振幅の分布を表した図である。ここで逆位相とは、例えば振動部２０３ａが伸びているときに振動部２０３ｂが縮むように、振動制御部３０１が制御することである。具体的には、圧電素子にかかる電圧が逆になる。この場合は、Ｘ方向には、４つの振動の腹４０２、３つの振動の節４０１ができる。このような振動モードをｆ３０モードとよぶ。
【００２６】
ｆ２０モード（図４Ｂ）での振動時にタッチパネル１０２に発生する振動の節４０１の数と、ｆ３０モード（図４Ｂ）での振動時にタッチパネル１０２に発生する振動の節４０１の数とは互いに異なっている。これに伴い、ｆ２０モード時のタッチパネル１０２上の節４０１の位置と、ｆ３０モード時のタッチパネル１０２上の節４０１の位置とは互いに異なっている。また、ｆ２０モード時にタッチパネル１０２に発生する振動の腹４０２の位置と、ｆ３０モード時にタッチパネル１０２に発生する振動の腹４０２の位置とは互いに異なっている。
【００２７】
図４Ｄは、図４ＡのＢ−Ｂ’線に沿った、振動振幅分布を示した図である。実線はｆ２０モード（図４Ｂ）、点線はｆ３０モード（図４Ｃ）を示している。ユーザのタッチ位置に応じて、振動制御部３０１は振動波形を制御する。具体的には、ユーザのタッチ位置が図４Ｄの領域Ａの範囲の場合は、振動制御部３０１は振動部２０３に対してｆ２０モードが誘起されるように振動波形を制御する。また、ユーザのタッチ位置が図４Ｄの領域Ｂの範囲の場合には、振動制御部３０１は振動部２０３に対してｆ３０モードが誘起されるように振動波形を制御する。振動制御部３０１は、ｆ２０モードとｆ３０モードのうち、振動の節４０１の位置がユーザのタッチ位置から遠い方の振動モードを選択してタッチパネル１０２を振動させる。なお、振動制御部３０１は、ｆ２０モードとｆ３０モードのうち、振動の腹４０２の位置がユーザのタッチ位置に近い方の振動モードを選択してタッチパネル１０２を振動させてもよい。このように制御することにより、ユーザはタッチパネル１０２のどの位置をタッチしても振動を感じることができる。
【００２８】
図４Ｅは、ユーザのタッチ位置によって駆動周波数を変更した場合の振動分布図である。ｆ２０モードとｆ３０モードのうち、ユーザのタッチ位置の振動が大きい方が出力されるため、タッチパネル１０２の全域にわたって大きな振幅をユーザに提供することができる。
【００２９】
本実施形態では、使用する振動モードは２つであったが、これに限定されるものではない。つまり、使用する振動モードは２つ以上であってもよい。その場合は、例えば、複数の振動モードのうちタッチ位置の振幅が一番大きなものを用いる。
【００３０】
使用する振動モードの選択時には、振動の均一性だけでなく、人が感じやすく、音が聞こえにくい周波数を選んでもよい。人の触覚の感じやすい周波数は１００〜５００Ｈｚ、より詳細には２００〜４００Ｈｚである。また、周波数が５００Ｈｚを超えると、パネルの振動により騒音が発生し得るので、５００Ｈｚ以下、例えば４００Ｈｚ以下の周波数を使用する。また複数の振動モードを使い分ける場合に、あまりに駆動周波数が違うと触覚に違和感を覚えてしまうので、近い駆動周波数を使用するのが好ましい。なお、タッチパネル１０２上の振幅が約５〜５０μｍとなるように周波数および電圧を設定すると、人間の指に心地良い触覚（振動）を提示することができる。
【００３１】
振動部２０３のタッチパネル１０２上の配置位置は、タッチパネル１０２の使用する振動モードの振動振幅の大きな場所に配置することが望ましい。図４Ｂの場合、振動の腹である３箇所に設置することが望ましいが、通常、振動部２０３は透明ではないため、タッチパネルの中央部に配置するとその裏側の表示部１０１の表示が見えなくなる。そのために、振動部２０３をタッチパネル１０２の端部に配置する。例えば、表示部１０１の表示エリアよりも外側で、タッチパネル１０２の範囲に配置する。なお、振動部２０３はタッチパネル１０２の端部に配置すると説明したが、端部よりも若干内側に配置しても、表示エリアより外側であれば問題ない。その場合も、より振動の腹に近い端部に設置するのが望ましい。タッチパネル１０２のＸ方向端部におけるＹ方向中央部に振動部２０３を配置する（図４Ａの配置）か、タッチパネル１０２のＹ方向端部におけるＸ方向の振動の腹に近い３箇所（ｆ２０モード）に配置することが考えられる。
【００３２】
ｆ３０モードに対する振動部２０３の配置位置も同じく振動振幅の腹の位置の近くに配置することが望ましい。したがって、タッチパネル１０２のＸ方向端部におけるＹ方向中央部か、タッチパネル１０２のＹ方向端部におけるＸ方向の振動の腹に近い４箇所に配置することが考えられる。
【００３３】
この例では、ｆ２０モードとｆ３０モードをタッチ位置に応じて使い分けるため、振動部２０３は、ｆ２０モードおよびｆ３０モードそれぞれにおける振動の腹の位置の近傍に配置する。より詳細には、ｆ２０モードおよびｆ３０モードそれぞれにおける振動の節よりも、ｆ２０モードおよびｆ３０モードそれぞれにおける振動の腹の方に近い位置に振動部２０３を配置する。コストの観点からできるだけ少ない振動部２０３の数で振動を発生させたいので、両方の振動モードに適しているタッチパネル１０２のＸ方向端部におけるＹ方向中央部に振動部２０３を配置する（図４Ａの配置）。
【００３４】
上記の例は、振動部２０３が最も少ない構成であるが、振動部２０３は２箇所以上でもよい。また、振動部２０３の配置位置は、Ｘ方向端部におけるＹ方向中央部ではなく、Ｙ方向端部におけるＸ方向中央部であってもよいし、それらの両方への配置であってもよい。また、対称な位置だけでなく、非対称な位置に配置しても、振動させるモードの腹に近い部分に配置すればよい。
【００３５】
また、図４Ｃのように、逆位相の振幅を誘起させる場合は、振動部２０３を配置する場所により、駆動位相を変更する必要がある。具体的には、Ｘ方向の左右に振動部２０３を配置している場合は、振動部２０３への駆動を逆位相（片側が延びるときにもう片側を縮める）にする。
【００３６】
なお、振動部２０３としては、スパッタリング等の方法によりタッチパネル１０２に薄膜の透明圧電部材を形成して振動部２０３として用いてもよい。また、タッチパネル１０２上にカバー部材がある場合は、振動部２０３をカバー部材に貼り付けてもよい。なお、タッチパネル１０２上にカバー部材がある場合は、タッチパネル１０２とカバー部材の両方を含めて、タッチ位置を検出するパネル部材とよぶ。
【００３７】
また、この例では、ユーザがタッチするタッチパネル１０２と画像を表示する表示部１０１とが別々の構成要素になっているが、タッチパネル１０２と表示部１０１とは一体に形成されていてもよい。例えば、タッチパネル機能を液晶パネルの内部に一体化するインセル型タッチパネルや、タッチパネル機能を液晶パネルの表面に一体化するオンセル型タッチパネル等の方式であってもよい。
【００３８】
［３．有限要素法によるシミュレーション］
電子機器１００の基本構成は、前述の電子機器１００と実質的に同じである。前述の電子機器１００と同じ構成については同じ参照符号を付し、同じ説明の繰り返しは省略する。
【００３９】
図５Ａ〜図５Ｈは、有限要素法を用いて計算した振動分布図である。等高線により振幅の大きさを示している。図５Ａは、ｆ００モードの振動分布を示す。同様に、図５Ｂはｆ１０モードを、図５Ｃはｆ０１モードを、図５Ｄはｆ２０モードを、図５Ｅはｆ２２モードを、図５Ｆはｆ３０モードを、図５Ｇはｆ２１モードを、図５Ｈはｆ０２モードの振動分布をそれぞれ示す。
【００４０】
振動モードは、ｆの添え字の一桁目はＸ方向の節の数、二桁目はＹ方向の節の数を示すように命名してある。
【００４１】
図５Ａでは、中心部の振幅が一番大きくなっている。この場合、Ｘ方向、Ｙ方向とも振動の節は存在しないので、振動モードはｆ００になる。
【００４２】
図５Ｂでは、同心円状の等高線が、Ｘ方向に左右に並んでいるので振動の腹４０２は左右に２つ存在する。また、表示部１０１のＸ方向の中心部は、Ｙ方向全域にわたり振動が小さい。この部分は振動の節４０１となる。この場合、Ｘ方向には振動の節４０１が１つ、Ｙ方向には振動の節４０１がないので、振動モードはｆ１０となる。
【００４３】
図５Ｃでは、同心円状の等高線がＹ方向に２つ並んでいる。前記と同じようにＸ方向には振動の節がなく、Ｙ方向には振動の節４０１が１つあるので、振動モードはｆ０１となる。
【００４４】
図５Ａ〜図５Ｈでは、アルファベットの若い方が共振周波数は低くなる。つまり同じ１次モードのｆ１０モードとｆ０１モードでは、ｆ１０モードの方が共振周波数は低くなる。これは、表示部１０１のＸＹ比が、Ｘの方が大きいためである。共振周波数は、長さに反比例するため、Ｘ方向の共振周波数が、Ｙ方向の共振周波数より低くなる。また、同じ位置に節４０１がある振動モードを使うと振動モードを切り替えても必要な振幅が得られないので、同じ位置に節４０１がある振動モードは使わないほうがよい。したがって、Ｘ方向またはＹ方向のみに節４０１があり、且つ、節４０１の数が連続した振動モード同士を切り替えることが望ましい。すなわち、一方の振動モードにおける節の数をＮ（Ｎは正の整数）としたとき、他方の振動モードにおける節の数はＮ＋１にする。例えば、ｆ２０モードとｆ３０モード間で切り替えたり、ｆ０１モードとｆ０２モード間で切り替えたりする。
【００４５】
また、単一方向（Ｘ方向またはＹ方向）のみに節を発生させるために、支持部２０２のＸ方向側とＹ方向側の剛性を異ならせてもよい。例えば、Ｘ方向のみに振動の節４０１を発生させる場合には、Ｘ方向の支持部２０２ａの剛性をＹ方向の支持部２０２ｂの剛性より低くする。これにより、Ｘ方向がたわみやすく、Ｙ方向がたわみにくくなる。そのため、Ｘ方向に振動の節や腹ができやすくなる。逆に、Ｙ方向のみに振動の節を発生させる場合には、Ｙ方向の支持部２０２ｂの剛性をＸ方向の支持部２０２ａの剛性より低くする。
【００４６】
［４．動作］
表１は、タッチ位置に応じた駆動条件を示す。また、図６Ａは、条件ごとの駆動波形である。表と図を使って、動作を詳しく説明する。ユーザは、タッチパネル１０２にタッチする。マイクロコンピュータ（図示せず）は、タッチ位置に応じて、表１に示す値を参照して、ユーザに均一な触覚が提示されるように、振動制御部３０１に駆動条件を送付する。駆動条件は、振動部２０３ａ、２０３ｂそれぞれに対する駆動電圧、駆動周波数、位相、波形、出力タイミングなどの少なくとも１つを含む。振動制御部３０１は、マイクロコンピュータからの情報を元に振動部２０３を駆動し、ユーザに触覚を提示する。具体的には、タッチ位置が図４Ｄの領域Ａをタッチした場合には条件Ａ、領域Ｂをタッチした場合には、条件Ｂで駆動する。
【００４７】
【表１】
0005421500.tif 000002
【００４８】
この例では、電圧は一定であるが、さらに領域の中を細かく分けて電圧を調整することで、より均一な触覚を提示してもよい。電圧は、条件Ａと条件Ｂで振幅が同一になるように設定するのではなく、人間の触覚の周波数特性に応じて触覚が同じ強さになるように設定してもよい。また、バースト駆動でクリック感を表す場合などは、その振動時間が同じになるように、発数を調整してもよい。
【００４９】
図６Ｂは、騒音対策のために、立ち上がりと立下りをなまらせた波形を示している。ユーザの指がタッチパネル１０２上を連続的に移動する（なぞる）場合で、連続的に触覚を提示したい場合、バースト駆動の休止期間に条件を変更してもよい。すなわち、振動部２０３を間欠的に駆動しているときは、振動モードの切り替えを振動休止時に行ってもよい。
【００５０】
駆動方法が連続駆動の場合は、そのタッチ位置に応じて、マイクロコンピュータは連続的に駆動条件を振動制御部３０１に送付する。
【００５１】
また、ユーザがタッチパネル１０２にタッチし続けたままタッチ位置を移動させたとき、振動制御部３０１は、２つの振動モードのうち、移動途中の現在のタッチ位置に節の位置が遠い方の振動モードが実行されるように、振動モードを切り替える。あるいは、２つの振動モードのうち、移動途中の現在のタッチ位置に腹の位置が近い方の振動モードが実行されるように、振動モードを切り替える。図６Ｃは、タッチパネル１０２上を連続的にタッチしている指が動いた場合の連続駆動の駆動波形を表す図である。このとき、振動制御部３０１が実際に出力する信号波形は、ユーザに違和感がないように駆動波形が連続的な変化になるように調整する。具体的には、タッチ位置が図４Ｄの領域Ａから領域Ｂへ移動した際に、駆動条件を条件Ａから条件Ｂに変える際には、出力電圧が０のときを目安に変更する。別の言い方をすると、駆動波形のゼロクロスポイントで、振幅、周波数、位相などのパラメータを変化させる。これにより、ユーザに違和感を覚えさせないと共に、騒音の発生も防ぐことができる。
【００５２】
また、ユーザが複数の指などで操作した場合には、それら複数のタッチ位置それぞれの最適な駆動条件が違う場合には、時分割して振動を発生させる。具体的には、２本の指がそれぞれ図４Ｄの領域Ａと領域Ｂにある場合、一定間隔ごとに条件Ａと条件Ｂを連続して交互に切り替えて駆動する。そのことにより、ユーザは、両方の指に触覚を感じることができる。
【００５３】
また、振動部２０３が複数個ある場合、それらのうちのいくつかの振動部を休止させてもよい。これにより、消費電力を低減することができる。また、振動部２０３が複数個ある場合、２つの駆動条件を同時に発生させてもよい。例えば、振動部２０３ａは駆動条件Ａで駆動し、振動部２０３ｂは駆動条件Ｂで駆動する。このようにして、同時に２つの振動モードを発生させる。ただし、２つの共振モードがカップリングを起こして、別の振動モードが発生しないようにする。
【００５４】
複数の振動部２０３は、タッチパネル１０２の４辺に均等に配置してもよいし、短辺にのみ、または長辺にのみ複数組配置してもよい。また、短辺と長辺のそれぞれに１つずつ配置してもよい。
【００５５】
また、駆動位相に関して、同位相（位相差０度）および逆位相（位相差１８０度）の例を示したが、タッチパネル１０２の特定の箇所の振動振幅を最大化したり最小化したりするなど、最適な量に調整するために位相差０度および位相差１８０度以外の任意の位相差を設定してもよい。
【００５６】
また、振動制御部３０１は正弦波のみならず、正弦波の包絡線に任意の波形により変調をかけた波形で振動部２０３ａ、２０３ｂを振動させてもよい。これにより、ユーザは固い、柔らかい、ざらざら等の様々な触覚を感じることができる。
【００５７】
［５．その他の実施形態］
図７は、電子機器１００の別の実施形態の平面図である。支持部２０２は、Ｘ方向の支持部２０２ａとＹ方向の支持部２０２ｂとを備える。Ｘ方向の支持部２０２ａの剛性はＹ方向の支持部２０２ｂの剛性より高い。これにより、Ｘ方向の節４０１の発生を弱め、共振が明確に立たなくなる。つまり、振動の腹と節を不明確にすることで、触覚の不感領域を減らすことができる。
【００５８】
［６．まとめ］
本実施形態に係る電子機器１００は、ユーザがタッチするタッチパネル１０２と、タッチパネル１０２を、第１振動モードと第２振動モードとで振動させる振動部２０３と、振動部２０３の振動を制御する振動制御部３０１とを備える。第１振動モード時にタッチパネル１０２に発生する振動の節の数と、第２振動モード時にタッチパネル１０２に発生する振動の節の数とは互いに異なっている。振動制御部３０１は、ユーザのタッチ位置に応じて、第１振動モードと第２振動モードのうちの少なくとも一方でタッチパネル１０２を振動させる。
【００５９】
これにより、ユーザは、タッチパネル１０２のどの位置をタッチしても振動を感じることができる。そのため、タッチ位置による触覚の違いを低減することができる。
【００６０】
また、例えば、第１振動モードの節の数をＮとしたとき、第２振動モードの節の数がＮ＋１となるように振動制御部３０１は振動を制御する。
【００６１】
また、第１振動モード時のタッチパネル１０２上の節の位置と、第２振動モード時のタッチパネル１０２上の節の位置とは互いに異なっていてもよく、振動制御部３０１は、例えば、第１振動モードと第２振動モードのうち、振動の節の位置がユーザのタッチ位置から遠い方の振動モードを選択してタッチパネル１０２を振動させる。
【００６２】
また、ユーザがタッチパネル１０２にタッチし続けたままタッチ位置を移動させたとき、振動制御部３０１は、例えば、第１振動モードと第２振動モードのうち、現在のタッチ位置に振動の節の位置が遠い方の振動モードが実行されるように、第１振動モードと第２振動モードとを切り替える。
【００６３】
また、第１振動モード時にタッチパネル１０２に発生する振動の腹の位置と、第２振動モード時にタッチパネル１０２に発生する振動の腹の位置とは互いに異なっていてもよく、振動制御部３０１は、例えば、第１振動モードと第２振動モードのうち、振動の腹の位置がユーザのタッチ位置に近い方の振動モードを選択してタッチパネル１０２を振動させる。
【００６４】
また、ユーザがタッチパネル１０２にタッチし続けたままタッチ位置を移動させたとき、振動制御部３０１は、例えば、第１振動モードと第２振動モードのうち、現在のタッチ位置に振動の腹の位置が近い方の振動モードが実行されるように、第１振動モードと第２振動モードとを切り替える。
【００６５】
これにより、ユーザは、タッチパネル１０２のどの位置をタッチしても振動を感じることができる。そのため、タッチ位置による触覚の違いを低減することができる。
【００６６】
振動制御部３０１は、例えば、第１振動モードと第２振動モードとを連続して交互に切り替える。
【００６７】
これにより、ユーザが複数の指で異なる位置をタッチした場合でも、それぞれの指で振動を感じることができる。
【００６８】
また、電子機器１００は、筐体２０１と、タッチパネル１０２を筐体２０１に支持する第１および第２支持部２０２ａおよび２０２ｂとをさらに備えていてもよい。第１支持部２０２ａと第２支持部２０２ｂとは、互いに垂直な方向に沿って延びており、第１支持部２０２ａは第２支持部２０２ｂよりも剛性が高くてもよい。
【００６９】
これにより、第１支持部２０２ａが伸びる方向のたわみ振動がおきにくく、第２支持部２０２ｂが伸びる振動がおきやすくなり、振動の節が一方の方向のみにできるので、複数の振動を組み合わせたときに同じ場所に振動の節が起こりにくくなる。そのため、ユーザは、タッチパネル１０２のどの位置をタッチしても振動を感じることができる。そのため、タッチ位置による触覚の違いを低減することができる。
【００７０】
電子機器１００は、画像を表示する表示部１０１をさらに備えていてもよく、振動部２０３は、例えば、表示部１０１の画像表示範囲よりも外側に配置されており、且つ、第１および第２振動モードそれぞれにおける振動の節よりも腹に近い位置に配置されている。
【００７１】
これにより、効率よく双方の振動モードを励振できる。そのため、より小型の素子で所望の振幅を得ることができる。
【００７２】
振動制御部３０１は、振動部２０３を間欠的に駆動してもよく、第１振動モードと第２振動モードとの切り替えを例えば振動休止時に行う。
【００７３】
これにより、振動部２０３が振動していないときに駆動条件を切り替えることができる。そのため、条件を変更した場合でも騒音などの発生を抑制することができる。
【００７４】
振動制御部３０１は、振動部２０３を連続的に駆動してもよく、第１振動モードと第２振動モードとの切り替えを例えば振動部２０３に印加される駆動電圧が０の時に行う。
【００７５】
これにより、振動部２０３が振動していないときに条件を切り替えることができる。そのため、条件を変更した場合でも騒音などの発生を抑制することができる。
【００７６】
また、電子機器１００は、振動部２０３を複数個備えていてもよく、例えば、振動制御部３０１は、第１振動部２０３を第１振動モードで振動させ、第２振動部２０３を第２振動モードで振動させ、それら第１振動部２０３の第１振動モードの振動と第２振動部２０３の第２振動モードの振動とを同時に実行する。
【００７７】
これにより、ユーザが複数の指で異なる位置をタッチした場合でも、それぞれの指で振動を感じることができる。
【００７８】
以上のように、本出願において開示する技術の例示として実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術はこれらに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態も可能である。また、上記実施形態の各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。
【００７９】
上記実施形態では、電子機器の一例としてタブレット型の情報端末機器を用いて説明したが、電子機器はこれには限らない。例えば、携帯電話、ＰＤＡ、ゲーム機、コンピュータ用ディスプレイ、カーナビゲーション装置、ＡＴＭ、券売機など、タッチパネルを備える電子機器であってもよい。
【００８０】
また、上記実施形態では、振動を発生することで触覚を提示したが、本開示の技術はこれに限られない。例えば、静電気による摩擦の変化や、電流による皮膚の刺激、液体による画面形状の変化などの他の方法と振動とを組み合わせて触覚を提示してもよい。また、触覚の提示だけでなく、画面表示、音、光、熱などを適宜組み合わせてもよい。
【００８１】
なお、本開示の実施形態に係る振動の制御動作は、ハードウエアによって実現されてもよいしソフトウエアによって実現されてもよい。そのような振動制御動作を実行させるコンピュータプログラムは、例えばマイクロコンピュータの内蔵メモリやマイクロコンピュータとは別に設けられた記録媒体に記憶される。また、振動制御部がそのようなコンピュータプログラムを記憶していてもよい。また、そのようなコンピュータプログラムは、それが記憶された記録媒体（光ディスク、半導体メモリー等）から電子機器へインストールしてもよいし、インターネット等の電気通信回線を介してダウンロードしてもよい。
【００８２】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００８３】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本開示は、例えば、ユーザによる操作が可能な電子機器に適用することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１００  電子機器
１０１  表示部
１０２  タッチパネル
１０３  筐体
２０１  ベース部材
２０２  支持部
２０２ａ  第１支持部
２０２ｂ  第２支持部
２０３  振動部
２０３ａ  振動部
２０３ｂ  振動部
３０１  振動制御部
４０１  節
４０２  腹
【図１】
0005421500.tif 000003
【図２】
0005421500.tif 000004
【図３】
0005421500.tif 000005
【図４Ａ】
0005421500.tif 000006
【図４Ｂ】
0005421500.tif 000007
【図４Ｃ】
0005421500.tif 000008
【図４Ｄ】
0005421500.tif 000009
【図４Ｅ】
0005421500.tif 000010
【図５Ａ】
0005421500.tif 000011
【図５Ｂ】
0005421500.tif 000012
【図５Ｃ】
0005421500.tif 000013
【図５Ｄ】
0005421500.tif 000014
【図５Ｅ】
0005421500.tif 000015
【図５Ｆ】
0005421500.tif 000016
【図５Ｇ】
0005421500.tif 000017
【図５Ｈ】
0005421500.tif 000018
【図６Ａ】
0005421500.tif 000019
【図６Ｂ】
0005421500.tif 000020
【図６Ｃ】
0005421500.tif 000021
【図７】
0005421500.tif 000022