(57)【要約】【課題】タッチ操作に同期して振動するタッチパネルの使用において、不快感の低減と操作感の維持とを両立させること。【解決手段】振動制御装置３００は、タッチ操作に同期して振動するタッチパネルに対して用いられる装置であって、タッチパネルの周囲音の音データを取得する音データ取得部３１５と、取得された音データから、周囲音の卓越周波数音を抽出する卓越周波数抽出部３２０と、抽出された卓越周波数の音と協和する音の周波数である協和音周波数を判定する協和音判定部３３０と、タッチパネルの振動の周波数を、判定された協和音周波数に設定する振動周波数設定部３４０と、を有する。【選択図】図１
2014123292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチ操作に同期して振動するタッチパネルに対して用いられる振動制御装置であって、
前記タッチパネルの周囲音の音データを取得する音データ取得部と、
取得された前記音データから、前記周囲音の卓越周波数を抽出する卓越周波数抽出部と、
抽出された前記卓越周波数の音と協和する音の周波数である協和音周波数を判定する協和音判定部と、
前記タッチパネルの振動の周波数を、判定された前記協和音周波数に設定する振動周波数設定部と、を有する、
振動制御装置。
【請求項２】
前記振動周波数設定部は、
予め設定された周波数範囲に前記協和音周波数が含まれるか否かを判断し、前記周波数範囲に前記協和音周波数が含まれるとき、前記振動の周波数を前記協和音周波数に設定し、前記周波数範囲に前記協和音周波数が含まれないとき、前記振動の周波数を前記周波数範囲に含まれる周波数であって予め設定された値である周波数デフォルト値に設定する、
請求項１に記載の振動制御装置。
【請求項３】
前記周波数範囲は、前記振動を当該周波数範囲に設定したとき、前記タッチ操作の操作感が得られるような周波数範囲である、
請求項２に記載の振動制御装置。
【請求項４】
前記卓越周波数抽出部は、
前記周囲音に前記卓越周波数が存在するか否かを判断し、
前記振動周波数設定部は、
前記周囲音に前記卓越周波数が存在しないとき、前記振動の周波数を前記周波数デフォルト値に設定する、
請求項２に記載の振動制御装置。
【請求項５】
前記卓越周波数抽出部は、
卓越周波数の条件を定義した卓越周波数条件に基づいて、前記周囲音に前記卓越周波数が存在するか否かを判定し、
前記卓越周波数条件は、人間が音程を認識することが可能な音の周波数であることを含む、
請求項４に記載の振動制御装置。
【請求項６】
前記卓越周波数条件は、所定の帯域幅を超えない帯域幅で音圧が所定のレベル以上となる音の周波数であること、および、所定の時間長さ以上継続して音圧が所定のレベル以上となる音の周波数であること、のうち少なくとも１つを含む、
請求項５に記載の振動制御装置。
【請求項７】
前記協和音判定部は、
抽出された前記卓越周波数に、協和音の間の周波数比を乗じて得られる値を、前記協和音周波数として判定する、
請求項１に記載の振動制御装置。
【請求項８】
前記協和音の間の周波数比は、完全１度の周波数比、短３度の周波数比、長３度の周波数比、完全４度の周波数比、完全８度の周波数比、および、これらの周波数比に２の整数乗を乗じまたは除して得られる周波数比のうち、少なくとも１つを含む、
請求項７に記載の振動制御装置。
【請求項９】
前記タッチ操作により入力可能な操作内容を取得し、取得した前記操作内容に対して、前記周波数範囲および前記周波数デフォルト値を設定する周波数範囲設定部、を更に有し、
前記周波数範囲設定部は、
複数の前記操作内容に対して、異なる前記周波数範囲および異なる前記周波数デフォルト値を設定する、
請求項２に記載の振動制御装置。
【請求項１０】
タッチ操作を受け付けるタッチパネルと、
前記タッチ操作に同期して前記タッチパネルに振動を発生させる振動発生部と、
前記タッチパネルの周囲音の音データを取得する音データ取得部と、
取得された前記音データから、前記周囲音の卓越周波数を抽出する卓越周波数抽出部と、
抽出された前記卓越周波数の音と協和する音の周波数である協和音周波数を判定する協和音判定部と、
前記振動の周波数を、判定された前記協和音周波数に設定する振動周波数設定部と、を有する、
タッチパネル入力装置。
【請求項１１】
タッチ操作に同期して振動するタッチパネルに対して用いられる振動制御方法であって、
前記タッチパネルの周囲音の音データを取得するステップと、
取得された前記音データから、前記周囲音の卓越周波数を抽出するステップと、
抽出された前記卓越周波数の音と協和する音の周波数である協和音周波数を判定するステップと、
前記タッチパネルの振動の周波数を、判定された前記協和音周波数に設定するステップと、を有する、
振動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ操作に同期して振動するタッチパネルに対して用いられる、振動制御装置および振動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンやタブレット端末等、タッチパネルを備えた各種のタッチパネル入力装置において、タッチ操作に同期してタッチパネルを振動させることが広く行われている（例えば、特許文献１参照）。このようなタッチパネルの振動は、タッチ操作に触覚的なフィードバックを付与し、従来のキースイッチ操作において得られていた操作感（クリック感、タクタイル感）を補完することができる。
【０００３】
ところが、タッチパネルの振動（以下、適宜「パネル振動」という）は、タッチパネル入力装置の他の部分や、タッチパネル入力装置が置かれた机等に伝搬し、振動音を発生させることがある。このような、パネル振動により発生する振動音（以下、適宜「パネル振動音」という）の周波数は、通常、パネル振動の周波数に一致する。本来、パネル振動音は、不要な音であり、操作者や周囲の人に不快感を与え得る。
【０００４】
そこで、人の耳に伝わり難い周波数でパネル振動を行う技術が、例えば、特許文献２に記載されている。また、高周波数の音を別途発生させることにより、パネル振動音を聞こえ難くする技術が、例えば、特許文献３に記載されている。これらの従来技術は、パネル振動音による不快感を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２２５０７号公報
【特許文献２】特開２００６−７９１３６号公報
【特許文献３】特開２００８−１３００５５号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】梅本堯夫、「音楽心理学」、誠信書房、第２章§３「協和に関する実験的知見」、１９６６年６月２８日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来技術は、不快感の低減と操作感の維持とを両立させることが難しいという課題を有する。
【０００８】
理由は、以下の通りである。人の耳の可聴域は、通常、２０〜２万Ｈｚである。一方、タッチパネル入力装置の他の機能に悪影響を及ぼさない範囲で、タッチ操作の操作感が十分に得られるような振動の帯域は、通常、５０Ｈｚ〜４００Ｈｚ付近（特許文献３参照）である。すなわち、操作感が得られるパネル振動の周波数の大部分は、人の耳の可聴域と重複している。また、操作感を得るためには、ある程度の振動強度が必要であるが、その分、高周波数音の音量を大きく必要がある。すなわち、高周波数の音を別途発生させることは、操作者や周囲の人に与える不快感を増大させるおそれがある。
【０００９】
本発明の目的は、タッチ操作に同期して振動するタッチパネルの使用において、不快感の低減と操作感の維持とを両立させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る振動制御装置は、タッチ操作に同期して振動するタッチパネルに対して用いられる振動制御装置であって、前記タッチパネルの周囲音の音データを取得する音データ取得部と、取得された前記音データから、前記周囲音の卓越周波数を抽出する卓越周波数抽出部と、抽出された前記卓越周波数の音と協和する音の周波数である協和音周波数を判定する協和音判定部と、前記タッチパネルの振動の周波数を、判定された前記協和音周波数に設定する振動周波数設定部と、を有する。
【００１１】
本発明の一態様に係るタッチパネル入力装置は、タッチ操作を受け付けるタッチパネルと、前記タッチ操作に同期して前記タッチパネルに振動を発生させる振動発生部と、前記タッチパネルの周囲音の音データを取得する音データ取得部と、取得された前記音データから、前記周囲音の卓越周波数を抽出する卓越周波数抽出部と、抽出された前記卓越周波数の音と協和する音の周波数である協和音周波数を判定する協和音判定部と、前記振動の周波数を、判定された前記協和音周波数に設定する振動周波数設定部と、を有する。
【００１２】
本発明の一態様に係る振動制御方法は、タッチ操作に同期して振動するタッチパネルに対して用いられる振動制御方法であって、前記タッチパネルの周囲音の音データを取得するステップと、取得された前記音データから、前記周囲音の卓越周波数を抽出するステップと、抽出された前記卓越周波数の音と協和する音の周波数である協和音周波数を判定するステップと、前記タッチパネルの振動の周波数を、判定された前記協和音周波数に設定するステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、タッチ操作に同期して振動するタッチパネルの使用において、不快感の低減と操作感の維持とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る振動制御装置の構成の一例を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態２に係るタッチパネル入力装置の構成の一例を示すブロック図
【図３】実施の形態２におけるタッチパネルの構成の一例を模式的に示す図
【図４】実施の形態２におけるタッチパネルの振動波形の一例を示す波形図
【図５】実施の形態２における卓越周波数条件の一例を示す図
【図６】実施の形態２における協和音周波数比リストの一例を示す図
【図７】実施の形態２における表示画像の一例を示す平面図
【図８】実施の形態２における座標範囲情報の一例を示す図
【図９】実施の形態２における振動要否情報の一例を示す図
【図１０】実施の形態２における領域別周波数情報の一例を示す図
【図１１】実施の形態２に係る振動制御装置の動作の一例を示すフローチャート
【図１２】実施の形態２における卓越周波数判定処理の一例を示すフローチャート
【図１３】実施の形態２における音圧レベルの周波数スペクトルの他の例を示すスペクトル図
【図１４】実施の形態２における振動周波数候補群の一例を示す図
【図１５】実施の形態２における振動周波数の決定の様子の一例を示す模式図
【図１６】実施の形態２における卓越周波数条件の他の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１は、本発明の基本的態様の一例である。
【００１７】
図１は、本実施の形態に係る振動制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【００１８】
図１に示す振動制御装置３００は、タッチ操作に同期して振動するタッチパネルに対して用いられる装置である。図１において、振動制御装置３００は、音データ取得部３１５、卓越周波数抽出部３２０、協和音判定部３３０、および振動周波数設定部３４０を有する。
【００１９】
音データ取得部３１５は、タッチパネルの周囲音（以下、単に「周囲音」という）の音データを取得する。
【００２０】
卓越周波数抽出部３２０は、取得された音データから、周囲音の卓越周波数を抽出する。なお、周囲音の卓越周波数とは、周囲音を聞いた人に、当該周囲音の主成分として認識される音の周波数である。
【００２１】
協和音判定部３３０は、抽出された卓越周波数の音（以下「卓越音という」）と協和する音の周波数である、協和音周波数を判定する。
【００２２】
振動周波数設定部３４０は、タッチパネルの振動の周波数を、判定された協和音周波数に設定する。
【００２３】
振動制御装置３００は、図示しないが、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）、制御プログラムおよび各種データを格納したＲＯＭ（read only memory）等の記憶媒体、およびＲＡＭ（random access memory）等の作業用メモリを有する。この場合、上記した各部の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。
【００２４】
協和音は、協和音を構成する個々の音のみに比べて、聞く人に与える不快感を低減する。したがって、パネル振動音が周囲音の卓越音と協和の関係にあれば、パネル振動音が操作者や周囲の人に与える不快感は、低減される。また、協和音は、無音の場合に比べて、聞く人に対して心地良さを与え得る。
【００２５】
一方で、周囲音の状態は、時刻および場所に応じて異なる。このため、周囲音の卓越周波数は、不特定である。したがって、パネル振動音は、ほとんどの場合において、周囲音に含まれる卓越音と協和の関係になく、単なる音響ノイズとなり得る。
【００２６】
そこで、本実施の形態に係る振動制御装置３００は、上述の通り、パネル振動音が、周囲音に含まれる卓越音と協和する音となるように、パネル振動の周波数を設定する。
【００２７】
これにより、本実施の形態に係る振動制御装置３００は、パネル振動の周波数を可聴域に留めたままで、かつ、他の高周波数の音を出力することなく、パネル振動音が人に与える不快感を低減することができる。すなわち、本実施の形態に係る振動制御装置３００は、タッチ操作に同期して振動するタッチパネルの使用において、不快感の低減と操作感の維持とを両立させることができる。
【００２８】
また、本実施の形態に係る振動制御装置３００は、上述の特許文献２に記載の技術に比べて、パネル振動に用いることができる帯域の範囲を広げることができる。つまり、本実施の形態に係る振動制御装置３００は、パネル振動に用いることができる帯域の範囲が広いほど、操作者に対して伝えることができる触覚の種類の範囲も広くなる。したがって、本実施の形態に係る振動制御装置３００は、例えば、複数の操作内容に対して、操作者が違いを認識することが可能な異なる周波数の振動を設定することが可能となる。
【００２９】
また、本実施の形態に係る振動制御装置３００は、高周波数の音を別途出力する必要がないため、上述の特許文献３に記載の技術に比べて、消費電力の増大を抑えることができる。
【００３０】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、本発明をタッチパネル入力装置に適用した場合の、本発明の具体的態様の一例である。
【００３１】
＜タッチパネル入力装置の構成＞
図２は、本実施の形態に係る振動制御装置を含むタッチパネル入力装置の構成の一例を示すブロック図である。
【００３２】
図２において、タッチパネル入力装置１００は、ディスプレイ２１０、タッチパネル２２０、振動素子２３０、ディスプレイ制御部２４０、タッチパネル検出部２５０、振動素子制御部２６０、マイクロフォン２７０、および振動制御装置３００を有する。
【００３３】
ディスプレイ２１０は、後述のディスプレイ制御部２４０から入力される画像データに基づいて、画像を表示する。ディスプレイ２１０の具体例としては、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、およびＬＥＤ（Light Emitting Diode）ディスプレイ等が挙げられる。
【００３４】
タッチパネル２２０は、ディスプレイ２１０の表面に配置され、タッチ操作（押下入力）を受け付ける。そして、タッチパネル２２０は、タッチ操作が行われる毎に、タッチ操作の位置を示す操作信号を、後述のタッチパネル検出部２５０へ出力する。操作信号は、例えば、タッチパネル２２０のＸ軸の電圧値およびＹ軸の電圧値を示す信号である。タッチパネル２２０の具体例としては、フィルムとプラスチックで構成される抵抗膜方式のタッチパネル等が挙げられる。
【００３５】
振動素子２３０は、ディスプレイ２１０の裏面に配置され、後述の振動素子制御部２６０から入力される振動制御信号に基づいて、振動を発生する。振動素子２３０が発生する振動の周波数は、少なくとも後述の周波数範囲において、可変であるものとする。振具体的には、動素子２３０は、例えば、ピエゾ・アクチュエータ方式の振動素子、リニア共振アクチュエータ（LRA: Linear Resonant Actuator）、およびバイブレータ等が挙げられる。
【００３６】
ディスプレイ制御部２４０は、ディスプレイ２１０に表示される画像の表示制御を行う。具体的には、ディスプレイ制御部２４０は、ディスプレイ２１０に表示されるべき画像の画像データを生成し、生成した画像データを、ディスプレイ２１０へ出力する。また、ディスプレイ制御部２４０は、上記画像においてタッチ操作により入力可能な操作内容を示す操作対象情報を、振動制御装置３００へ出力する。
【００３７】
本実施の形態において、ディスプレイ制御部２４０は、複数のボタンが配置された画像を、ディスプレイ２１０に表示させる。そして、ディスプレイ制御部２４０は、上記操作対象情報として、座標範囲情報および振動要否情報を、振動制御装置３００へ出力する。座標範囲情報は、各ボタンのディスプレイ制御部２４０において表示される位置（以下「表示位置」という）を示す情報である。振動要否情報は、各ボタンが操作時に振動によるフィードバックを要するボタン（以下「要振動ボタン」という）であるか否かを示す情報である。
【００３８】
なお、振動制御装置３００は、入力された座標範囲情報および振動要否情報を、振動制御装置３００の各部から参照可能なメモリに格納する。
【００３９】
タッチパネル検出部２５０は、タッチパネル２２０から入力される操作信号に基づいて、タッチパネル２２０に対して行われたタッチ操作（以下、単に「タッチ操作」という）の、タッチパネル２２０における位置の検出を行う。例えば、タッチパネル検出部２５０は、操作信号をデジタル値へと変換し、タッチパネル２２０におけるＸ座標とＹ座標を得る。
【００４０】
なお、本実施の形態において、タッチパネル２２０上の位置とディスプレイ２１０上の位置との対応関係は、予めタッチパネル検出部２５０に設定されている。タッチパネル検出部２５０は、この対応関係に基づいて、タッチ操作のディスプレイ２１０における位置を検出する。そして、タッチパネル検出部２５０は、タッチ操作のディスプレイ２１０における位置を示す情報（以下「操作位置情報」という）を、振動制御装置３００へ出力する。
【００４１】
振動素子制御部２６０は、後述の振動制御装置３００から入力される振動指示信号に基づいて、タッチ操作に同期して振動素子２３０を振動させる。すなわち、振動素子制御部２６０は、上述の振動素子２３０と共に本発明の振動発生部を構成し、タッチ操作に同期してタッチパネル２２０に振動を発生させる。また、振動素子制御部２６０は、上記振動指示信号に基づいて、当該振動の周波数を制御する。
【００４２】
マイクロフォン２７０は、タッチパネル２２０の近傍に配置され、タッチパネル２２０の周囲の音（以下、単に「周囲音」という）を入力する。そして、マイクロフォン２７０は、入力した周囲音の音データを、振動制御装置３００へ出力する。音データは、例えば、マイクロフォン２７０において検出される音圧レベルの時系列データである。
【００４３】
振動制御装置３００は、周波数範囲設定部３１０、音データ取得部３１５、卓越周波数抽出部３２０、協和音判定部３３０、および振動周波数設定部３４０を有する。
【００４４】
周波数範囲設定部３１０は、タッチ操作により入力可能な操作内容を取得し、取得した操作内容に対して、周波数範囲および周波数デフォルト値を設定する。但し、周波数範囲設定部３１０は、複数の操作内容が存在するとき、当該複数の操作内容に対して、異なる周波数範囲および異なる周波数デフォルト値を設定する。また、周波数範囲設定部３１０は、タッチパネル入力装置の他の機能に悪影響を及ぼさない範囲で、タッチ操作の操作感が十分に得られるような振動の周波数帯域（例えば、５０Ｈｚ〜４００Ｈｚ）から、周波数範囲を設定する。
【００４５】
これら周波数範囲および周波数デフォルト値は、後述の協和音判定部３３０により、振動素子２３０の振動の周波数を決定する際に用いられる。
【００４６】
本実施の形態において、周波数範囲設定部３１０は、ディスプレイ制御部２４０から入力された操作対象情報（座標範囲情報および振動要否情報）から、要振動ボタンの表示位置を取得する。そして、周波数範囲設定部３１０は、要振動ボタン毎に、周波数範囲および周波数デフォルト値を設定する。すなわち、本実施の形態において、「タッチ操作により入力可能な操作内容」とは、個々の要振動ボタンに対応する。
【００４７】
そして、周波数範囲設定部３１０は、要振動ボタン毎に設定した、周波数範囲および周波数デフォルト値を示す情報（以下「領域別周波数情報」という）を、振動制御装置３００の各装置部から参照可能なメモリに格納する。
【００４８】
音データ取得部３１５は、マイクロフォン２７０から入力された音データを取得し、卓越周波数抽出部３２０へ転送する。
【００４９】
卓越周波数抽出部３２０は、音データ取得部３１５から転送されてくる音データから、周囲音に卓越周波数が存在するか否かを判断する。そして、卓越周波数抽出部３２０は、周囲音に卓越周波数が存在するとき、音データから、周囲音の卓越周波数を抽出する。そして、卓越周波数抽出部３２０は、抽出した卓越周波数を、協和音判定部３３０へ通知する。
【００５０】
協和音判定部３３０は、卓越周波数抽出部３２０から通知された卓越周波数に基づいて、抽出された卓越周波数の音と協和する音の周波数（以下「協和音周波数」という）を判定する。そして、協和音判定部３３０は、判定した協和音周波数を、振動周波数設定部３４０へ通知する。
【００５１】
振動周波数設定部３４０は、タッチ操作が行われる毎に、そのタッチ操作の操作内容に対して予め設定された周波数範囲および周波数デフォルト値を取得する。振動周波数設定部３４０は、これら周波数範囲および周波数デフォルト値の取得を、タッチパネル検出部２５０から入力される操作信号と、周波数範囲設定部３１０が生成した領域別周波数情報とに基づいて行う。
【００５２】
そして、振動周波数設定部３４０は、取得した（予め設定された）周波数範囲に、協和音判定部３３０から通知された協和音周波数が含まれるか否かを判断する。振動周波数設定部３４０は、当該周波数範囲に当該協和音周波数が含まれるとき、パネル振動の周波数を当該協和音周波数に決定する。また、振動周波数設定部３４０は、当該周波数範囲に当該協和音周波数が含まれないとき、パネル振動の周波数を当該周波数デフォルト値に決定する。
【００５３】
そして、振動周波数設定部３４０は、決定した周波数で振動素子２３０を所定時間振動させることを指示する振動指示信号を生成し、生成した振動指示信号を、振動素子制御部２６０へ出力する。すなわち、振動周波数設定部３４０は、振動素子制御部２６０および振動素子２３０を介して、タッチパネル２２０を、周囲音の卓越周波数の音と協和する周波数で、タッチ操作に同期して振動させる。
【００５４】
タッチパネル入力装置１００は、図示しないが、例えば、ＣＰＵ、制御プログラムおよび各種データを格納したＲＯＭ等の記憶媒体、およびＲＡＭ等の作業用メモリを有する。この場合、上記した各部の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。
【００５５】
このような構成を有するタッチパネル入力装置１００は、複数のボタンを含む画面を表示し、ボタンに対するタッチ操作を受け付け、そのタッチ操作に同期して、タッチパネル２２０を振動させることができる。また、タッチパネル入力装置１００は、パネル振動音が、周囲音の卓越周波数の音と協和する音となるように、パネル振動の周波数を設定することができる。更に、タッチパネル入力装置１００は、ボタン毎に周波数範囲および周波数デフォルト値を設定することにより、ボタン毎に異なる周波数で、パネル振動を発生させることができる。
【００５６】
ここで、パネル振動音、卓越周波数、および協和音について説明する。
【００５７】
＜パネル振動音についての説明＞
図３は、タッチパネル２２０の構成の一例を模式的に示す図である。
【００５８】
図３に示すように、タッチパネル２２０は、支持基板２２１と可動板２２２との間に、第１の駆動電極２２３、第２の駆動電極２２４、およびＹ印加側引き出し電極２２５を有する圧電素子２２６を配置している。可動板２２２には、圧電素子２２６毎に、第２の駆動電極２２４に接続する第１のリード線２２７と、第２の駆動電極２２４に接続する第２のリード線２２８とが配線されている。
【００５９】
図２に示す振動素子２３０で発生した振動は、タッチパネル２２０の可動板２２２に伝搬し、タッチ操作を行っている人の指に伝達する。ところが、この可動板２２２は、その振動により、可動板２２２が面音源となり、上述のパネル振動音が発生する。
【００６０】
図４は、タッチパネル２２０の振動波形の一例を示す波形図である。図４において、縦軸は振幅［μｍ］を示し、横軸は時間［ｍｓｅｃ］を示す。
【００６１】
図４に示すように、タッチパネル２２０は、例えば、振幅１０［μｍ］、周期２.５［ｍｓｅｃ］（つまり、周波数４００Ｈｚ）の正弦波４１１にて、振動する。この場合、タッチパネル２２０は、当該振動周波数と同一の周波数である４００Ｈｚのパネル振動音を発生する。このようなパネル振動音は、人の可聴域の音であり、上述の通り、操作者や周囲の人に対して不快感を与えるおそれがある。
【００６２】
そこで、本実施の形態に係るタッチパネル入力装置１００は、上述の通り、パネル振動音と周囲音に存在する卓越周波数の音とが協和音を構成するように、パネル振動の周波数を設定する。
【００６３】
＜卓越周波数についての説明＞
本実施の形態において、周囲音の卓越周波数とは、周囲音を聞いた人に当該音の主成分として認識される音の周波数である。
【００６４】
そこで、図２に示す卓越周波数抽出部３２０は、卓越周波数の条件を定義した卓越周波数条件に基づいて、周囲音に卓越周波数が存在するか否かを判定する。卓越周波数条件は、人間が音程を認識することが可能な音の周波数を含む。卓越周波数抽出部３２０は、例えば、予め卓越周波数条件を記憶している。
【００６５】
＜卓越周波数条件＞
図５は、卓越周波数条件の一例を示す図である。
【００６６】
図５に示すように、卓越周波数条件４３０は、例えば、「４０ｄＢ以上」という音圧レベル４３１と、「２０Ｈｚ〜１０００Ｈｚ」という周波数の範囲４３２とを、卓越周波数の条件として定義している。
【００６７】
本実施の形態において、このような卓越周波数条件４３０を用いることにより、人の耳に音として聞こえにくいほど小さい音、あるいは、人の耳に聞こえにくい周波数範囲の音は、卓越周波数の抽出対象として取り扱わないようにすることができる。
【００６８】
協和音とは、完全１度の周波数比、短３度の周波数比、長３度の周波数比、完全４度の周波数比、および完全８度の周波数比のいずれかとなるような、複数の音の組み合わせである。また、協和音は、協和音を構成する音を、Ｎオクターブ違い（Ｎは自然数）の音の音に入れ替えた場合でも、協和音が構成される。すなわち、協和音は、上述の周波数比に２の整数乗を乗じまたは除して得られる周波数比も、協和音の周波数比である。
【００６９】
すなわち、音響学的に協和音とは、６以下の２つの自然数の商に等しい周波数比、当該周波数比に２の整数乗を乗じた周波数比、および、６以下の２つの自然数の商に等しい周波数比に２の整数乗で除した周波数比を有する複数の音をいう。但し、このような協和音は、それぞれ固有の許容範囲を有する。本実施の形態において、協和音とは、特に、上述の協和音のうち、当該許容範囲を満たす複数の音の組み合わせを指すものとする。
【００７０】
例えば、ピアノで「ド」の鍵盤を押したときに、受聴者が「ド」の音として聞こえる場合、この音の周波数は、協和音の周波数比を構成する。なお、「協和音の周波数比」とは、周波数比を平均律の音程に置き換えたときに協和する音程とみなされる周波数比、すなわち、受聴者が協和音として許容可能な周波数比の範囲をいう。
【００７１】
なお、ピアノで「ド」の鍵盤を押したときに、ピアノの調律が悪くて本来の「ド」の音からは少しずれていても、受聴者には「ド」の音として聞こえる場合がある。また、弦楽器や人の発声で「ド」の高さの音を奏でたときに、ビブラートがかかって本来の「ド」の音のから少し上下した場合に、受聴者には「ド」の音として聞こえる場合がある。本実施の形態において、このようなずれは許容範囲であり、このような音の周波数は、協和音の周波数比を構成する。
【００７２】
一方で、協和音として周波数比の許容範囲外の音には、ピアノの調律が悪く、ピアノで「ド」の鍵盤を押したときに、別の高さの音として聞こえる場合がある。具体的には、例えば、「ドのシャープ」、「レ」または「シ」、「シ♭」の音として聞こえた場合である。
【００７３】
なお、このような協和音における周波数比と許容範囲との関係は音響学の当業者には周知であるため（例えば、非特許文献１参照）、ここでの詳細な説明を割愛する。
【００７４】
また、本実施の形態における「協和音の周波数比」は、上述の通り、１オクターブ内に限られるものではなく、楽器音響学における任意の協和音およびその許容範囲をすべて包含する。
【００７５】
例えば、ピアノで「ド」の鍵盤と、「ソ」の鍵盤とを、同時に押した場合は、完全５度の協和音が発せられるが、ピアノで「ド」の鍵盤と、１オクターブ上の「ソ」の鍵盤を押した場合も、協和音の範囲内である。更に、ピアノで「ド」の鍵盤と、２オクターブ上の「ソ」の鍵盤が押された場合も、同様に協和音の範囲である。
【００７６】
協和音は、協和音を構成する個々の音のみに比べて、聞く人に与える不快感を低減する。更に、協和音は、無音の場合に比べて、聞く人に対して心地良さを与え得る。なお、協和音は、オクターブ違い音をタッチパネル２２０の振動周波数の候補に含める場合、広範囲の帯域から得ることができるが、１オクターブに収まっているほうが、通常、聞く人に与える心地良さは高い。
【００７７】
図２に示す協和音判定部３３０は、上述の協和音を形成し得る周波数比（以下「協和音の周波数比」という）を記述した協和音周波数比リストに基づいて、上述の協和音周波数を判定する。協和音判定部３３０は、例えば、予め協和音周波数比リストを記憶している。
【００７８】
＜協和音周波数比リスト＞
図６は、協和音周波数比リストの一例を示す図である。
【００７９】
図６において、協和音周波数比リスト４４０は、ある２音が協和音をなす際の、２つの音の周波数の比をリストにしたものである。図６に示すように、協和音周波数比リスト４４０は、リストの項目として、協和音の度数４４１毎に、度数４４１に対応する周波数比４４２を記述している。協和音周波数比リスト４４０において、度数４４１の記述は必ずしも必要ではない。
【００８０】
但し、協和音周波数比リスト４４０は、協和音をなす周波数比のうち、調波の周波数比とは異なる周波数比を、少なくとも１つ記述しているものとする。なお、調波をなす周波数比とは、周波数比１：ｎ（ｎは２の整数乗）である。
【００８１】
なお、周波数比４４２は、図６に示すように整数比形式で記述されてもよいし、少数形式や分数形式等、他の形式で記述されていてもよい。
【００８２】
本実施の形態では、このような協和音周波数比リスト４４０を参照し、卓越周波数に協和音の周波数比４４２を乗じる演算を各度数４４１について行うことにより、上述の協和音周波数を高速かつ容易に判定することができる。
【００８３】
なお、協和音判定部３３０は、判定した協和音のオクターブ違いの周波数を、２のＮ乗を協和音の周波数に乗じることにより求めてもよいし、Ｎビットの左シフト演算により求めてもよい。
【００８４】
＜各種情報の具体例＞
次に、振動制御装置３００の動作に先立って、表示画面の一例、座標範囲情報の一例、振動要否情報の一例、領域別周波数情報の一例について説明する。
【００８５】
＜表示画像＞
図７は、ディスプレイ２１０に表示される画像の一例を示す平面図である。
【００８６】
図７に示すように、ディスプレイ２１０には、例えば、メニュー５１０が表示される。メニュー画面５１０は、「Ｍａｉｌ」と記載された第１の操作ボタン５１１、「Ｗｅｂ」と記載された第２の操作ボタン５１２、および「ＳＮＳ」と記載された第３の操作ボタン５１３を備えている。また、メニュー画面５１０は、「Ｃａｍｅｒａ」と記載された第４の操作ボタン５１４、「Ｍｕｓｉｃ」と記載された第５の操作ボタン５１５、「Ｍｅｍｏ」と記載された第６の操作ボタン５１６、および「Ｃａｎｃｅｌ」と記載された第７の操作ボタン５１７を備えている。
【００８７】
ディスプレイ２１０の表面には、上述の通り、タッチパネル２２０（図２参照）が配置されている。操作者は、タッチパネル２２０のうち、第１〜第７の操作ボタン５１１〜５１７の任意のボタンに対応する領域をタッチする（押下する）ことにより、当該任意のボタンに対してタッチ操作を行うことができる。
【００８８】
例えば、操作者は、メールアプリを起動したい場合、第１の操作ボタン５１１をタッチし、Ｗｅｂアプリを起動したい場合、第２の操作ボタン５１２を押下する。各ボタンは、それぞれ異なる目的の処理に対応付けられているが、ここでは説明を割愛する。
【００８９】
＜座標範囲情報＞
図８は、図７に示す表示画像に対応して生成される座標範囲情報の一例を示す図である。座標範囲情報は、上述の通り、ディスプレイ制御部２４０により生成される情報であり、各ボタンの表示位置を示す情報である。
【００９０】
図８に示すように、座標範囲情報５２０は、領域識別子５２１に対応付けて、Ｘ座標の最小値５２２、Ｙ座標の最小値５２３、Ｘ座標の最大値５２４、およびＹ座標の最大値５２５を記述している。領域識別子５２１は、ディスプレイ２１０に表示される操作部品（ここでは第１〜第７の操作ボタン５１１〜５１７）を識別する情報である。座標値を示す値５２２〜５２５は、操作部品が表示される領域の、ディスプレイ２１０上での座標範囲を示す。
【００９１】
なお、座標範囲情報５２０における座標範囲の記述の仕方は、上述の例に限定されない。例えば、円形の操作ボタンの座標範囲は、中心点のＸ座標およびＹ座標と半径とにより記述することができる。また、より複雑な形状の操作ボタン座標範囲は、複数の点を結ぶ曲線を表現するデータ構造により記述することができる。また、座標範囲は、Ｚ座標を含むものであってもよい。これにより、例えば、Ｘ座標とＹ座標が所定の範囲に収まった上で指の押圧が所定の値を上回ることを、押下されたと判断する際の条件として用いることが可能となる。
【００９２】
＜振動要否情報＞
図９は、振動要否情報の一例を示す図である。振動要否情報は、上述の通り、ディスプレイ制御部２４０により生成される情報であり、各ボタンが要振動ボタンか否かを示す情報である。
【００９３】
図９に示すように、振動要否情報５３０は、領域識別子５３１（図８の領域識別子５２１と対応）に対応づけて、振動要否５３２を記述している。振動要否５３２は、要振動ボタンであるか否かを示す。
【００９４】
ここでは、第１〜第６の操作ボタン５１１〜５１６の領域識別子５３１に対応付けて、「ＹＥＳ」という振動要否５３２が記述されている。そして、第７の操作ボタン５１７の領域識別子５３１に対応付けて、「ＮＯ」という振動要否５３２が記述されている。これは、第１〜第６の操作ボタン５１１〜５１６が要振動ボタンであり、第７の操作ボタン５１７が要振動ボタンではないことを示す。
【００９５】
周波数範囲設定部３１０は、これら座標範囲情報５２０および振動要否情報５３０に基づき、操作ボタンのそれぞれについて、周波数範囲および周波数デフォルト値を設定する。そして、周波数範囲設定部３１０は、設定内容を示す領域別周波数情報を、振動周波数設定部３４０に通知する。
【００９６】
＜領域別周波数情報＞
図１０は、領域別周波数情報の一例を示す図である。領域別周波数情報は、上述の通り、周波数範囲設定部３１０により生成される情報であり、各要振動ボタンの周波数範囲および周波数デフォルト値を示す情報である。
【００９７】
図１０に示すように、領域別周波数情報５４０は、領域識別子５４１（図８の領域識別子５２１と対応）に対応づけて、周波数デフォルト値５４２および誤差許容範囲５４３を記述している。周波数デフォルト値５４２に誤差許容範囲５４３を適用して得られる範囲は、上述の周波数範囲である。
【００９８】
例えば、第１の操作ボタン５１１の領域識別子５４１に対応付けて、「１４０Ｈｚ」という周波数デフォルト値５４２と、「±１５％」という誤差許容範囲５４３とが記述されている。これは、周波数範囲が、１１９Ｈｚ〜１６１Ｈｚであることを示す。また、周波数デフォルト値５４２が、周波数範囲の中央値であることを示す。
【００９９】
また、第７の操作ボタン５１７の領域識別子５４１に対応付けて、「０Ｈｚ」という周波数デフォルト値５４２と、「０％」という誤差許容範囲５４３とが記述されている。これは、実質的に、周波数デフォルト値および周波数範囲を設定していないことを示す。これは、第７の操作ボタン５１７が、要振動ボタンではないためである。
【０１００】
振動制御装置３００には、このような領域別周波数情報５４０と、上述の座標範囲情報５２０（図８参照）および振動要否情報５３０（図９参照）とが、記憶される。これにより、振動制御装置３００は、いずれかの操作ボタンに対してタッチ操作が行われたときに、その操作ボタンに対応する周波数範囲を、高速かつ容易に特定することができる。
【０１０１】
なお、領域別周波数情報５４０における周波数範囲および周波数デフォルト値の記述の仕方は、上述の例に限定されない。例えば、周波数範囲および周波数デフォルト値は、周波数範囲の最小値および最大値と、周波数デフォルト値を周波数範囲の中央値とする旨とにより、記述することができる。
【０１０２】
＜振動制御装置の動作＞
次に、タッチパネル入力装置１００の動作のうち、振動制御装置３００の動作について説明する。
【０１０３】
振動制御装置３００は、例えば、ディスプレイ制御部２４０から新たな画像についての操作対象情報を入力される毎に、以下に説明する動作を開始する。この時点で、ディスプレイ２１０には、例えば、メニュー５１０（図７）が表示されている。
【０１０４】
図１１は、振動制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【０１０５】
まず、ステップＳ１１００において、周波数範囲設定部３１０は、例えば、操作ボタンに対応した操作内容毎に、周波数デフォルト値および周波数範囲を設定する。周波数範囲設定部３１０は、ディスプレイ制御部２４０から入力された操作対象情報に基づき、かかる設定を行う。操作対象情報は、表示画像毎に生成され、座標範囲情報５２０および振動要否情報５３０（図８および図９参照）を含む。
【０１０６】
ステップＳ１２００において、卓越周波数抽出部３２０は、卓越周波数判定処理を行い、ステップＳ１３００へ進む。卓越周波数判定処理は、周囲音に卓越周波数が存在するとき、卓越周波数を判定する処理である。なお、卓越周波数判定処理の詳細については、後述する。
【０１０７】
ステップＳ１３００において、協和音判定部３３０は、周囲音に卓越周波数が存在するか否かを判断する。
【０１０８】
協和音判定部３３０は、例えば、卓越周波数を通知されたか否かにより、周囲音に卓越周波数が存在するか否かを判断することができる。また、卓越周波数抽出部３２０が、卓越周波数の有無を示すフラグを生成する場合、協和音判定部３３０は、このフラグから、周囲音に卓越周波数が存在するか否かを判断することができる。
【０１０９】
協和音判定部３３０は、周囲音に卓越周波数が存在する場合（Ｓ１３００：ＹＥＳ）、ステップＳ１４００へ進む。また、協和音判定部３３０は、周囲音に卓越周波数が存在しない場合（Ｓ１３００：ＮＯ）、後述のステップＳ１５００へ進む。
【０１１０】
ステップＳ１４００において、協和音判定部３３０は、卓越周波数の音と協和する音の周波数を、タッチパネル２２０の振動周波数の候補（以下「振動周波数候補」という）に決定する。
【０１１１】
具体的には、協和音判定部３３０は、図６に示す協和音周波数比リストに記述された各周波数比４４２、および、各周波数比４４２の逆数を、それぞれ、卓越周波数に乗じる。そして、協和音判定部３３０は、その算出結果を、振動周波数候補群として決定し、決定結果を、振動周波数設定部３４０に通知する。
【０１１２】
ステップＳ１５００において、振動周波数設定部３４０は、操作時に振動によるフィードバックを要する操作（以下「要振動操作」という）が行われたか否かを判断する。
【０１１３】
本実施の形態では、要振動ボタンに対するタッチ操作が行われたか否かを判断する。
【０１１４】
具体的には、振動周波数設定部３４０は、タッチパネル検出部２５０からの操作位置情報と、ディスプレイ制御部２４０からの座標範囲情報５２０（図８参照）および振動要否情報５３０（図９参照）とに基づいて、かかる判断を行う。
【０１１５】
すなわち、振動周波数設定部３４０は、タッチ操作の位置が、いずれかの操作ボタンの座標範囲に含まれるか否かを判定し、含まれる場合、該当する操作ボタンに対してタッチ操作が行われたと判断する。そして、振動周波数設定部３４０は、該当するタッチ操作が行われた操作ボタンが、要振動ボタンであるか否かを判定する。
【０１１６】
振動周波数設定部３４０は、要振動操作が行われた場合（Ｓ１５００：ＹＥＳ）、ステップＳ１６００へ進む。また、振動周波数設定部３４０は、要振動操作が行われていない場合（Ｓ１５００：ＮＯ）、後述のステップＳ２１００へ進む。
【０１１７】
ステップＳ１６００において、振動周波数設定部３４０は、周囲音に卓越周波数が存在するか否かを判断する。
【０１１８】
振動周波数設定部３４０は、例えば、振動周波数候補群を通知されたか否かにより、周囲音に卓越周波数が存在するか否かを判断することができる。また、卓越周波数抽出部３２０が、卓越周波数の有無を示すフラグを生成する場合、振動周波数設定部３４０は、このフラグから、周囲音に卓越周波数が存在するか否かを判断することができる。
【０１１９】
振動周波数設定部３４０は、周囲音に卓越周波数が存在する場合（Ｓ１６００：ＹＥＳ）、ステップＳ１７００へ進む。また、振動周波数設定部３４０は、周囲音に卓越周波数が存在しない場合（Ｓ１６００：ＮＯ）、後述のステップＳ１９００へ進む。
【０１２０】
ステップＳ１７００において、振動周波数設定部３４０は、行われた操作の操作内容に対して設定された周波数範囲に、いずれかの振動周波数候補が含まれるか否かを判断する。
【０１２１】
具体的には、振動周波数設定部３４０は、周波数範囲設定部３１０から通知された領域別周波数情報５４０（図１０参照）から、タッチ操作が行われた操作ボタンについての周波数範囲および周波数デフォルト値を取得する。そして、振動周波数設定部３４０は、協和音判定部３３０から通知された振動周波数候補群４６０（図１４参照）に記述された振動周波数候補に、取得した周波数範囲に含まれるものが存在するか否かを判断する。
【０１２２】
振動周波数設定部３４０は、周波数範囲に振動周波数候補が含まれる場合（Ｓ１７００：ＹＥＳ）、ステップＳ１８００へ進む。また、振動周波数設定部３４０は、周波数範囲に振動周波数候補が含まれていない場合（Ｓ１７００：ＮＯ）、後述のステップＳ１９００へ進む。
【０１２３】
ステップＳ１８００において、振動周波数設定部３４０は、周波数範囲に含まれる振動周波数候補が１つである場合、当該振動周波数候補を、タッチパネル２２０の振動周波数に決定する。また、振動周波数設定部３４０は、周波数範囲に含まれる振動周波数候補が複数である場合、周波数デフォルト値により近い振動周波数候補を、タッチパネル２２０の振動周波数に決定する。
【０１２４】
タッチパネル２２０の振動周波数は、卓越周波数の変化により、設定された周波数範囲において変化し得る。周波数デフォルト値により近い振動周波数候補を決定することにより、操作ボタンの振動周波数の大きな変化をできるだけ回避することができ、操作者に与える違和感を低減することができる。
【０１２５】
ステップＳ１９００において、振動周波数設定部３４０は、周波数デフォルト値を、タッチパネル２２０の振動周波数に決定する。これは、卓越周波数が存在しないか、タッチ操作が行われた操作ボタンに設定された周波数範囲には協和音が存在しないためである。
【０１２６】
例えば、第５の操作ボタン５１５（図７参照）に対するタッチ操作が行われた場合、周波数範囲は、８００Ｈｚの±１５％の範囲、つまり、６８０Ｈｚ〜９２０Ｈｚの範囲である。かかる周波数範囲に含まれる振動周波数候補は、存在しない。したがって、振動周波数設定部３４０は、第５の操作ボタン５１５に設定された周波数デフォルト値である８００Ｈｚを、タッチパネル２２０の振動周波数に決定する。
【０１２７】
なお、振動周波数設定部３４０は、操作ボタンに設定された周波数範囲で振動させることよりも、協和音となる周波数で振動させることを優先してもよい。この場合、例えば、振動周波数設定部３４０は、周波数範囲を無視し、周波数デフォルト値に最も近い協和音を、タッチパネル２２０の振動周波数に決定すればよい。
【０１２８】
そして、ステップＳ２０００において、振動周波数設定部３４０は、タッチパネル２２０を、決定した振動周波数で振動させる。具体的には、振動周波数設定部３４０は、決定した振動周波数で振動素子２３０を所定時間振動させることを指示する振動指示信号を、生成する。そして、振動周波数設定部３４０は、生成した振動指示信号を、振動素子制御部２６０へ出力する。
【０１２９】
そして、ステップＳ２１００において、卓越周波数抽出部３２０は、同一の表示画面についての処理を終了するタイミングであるか否かを判断する。同一の表示画面についての処理とは、つまり、ステップＳ１１００で生成された領域別周波数情報５４０（図１０参照）をそのまま用いて振動周波数を決定する処理である。
【０１３０】
卓越周波数抽出部３２０は、同一の表示画面が維持されているなど、同一の表示画面についての処理を終了するタイミングではない場合（Ｓ２１００：ＮＯ）、ステップＳ１２００へ戻る。また、卓越周波数抽出部３２０は、表示画面が切り替わるタイミング、あるいは、画面表示が終了するタイミングなど、同一の表示画面についての処理を終了するタイミングである場合（Ｓ２１００：ＹＥＳ）、一連の処理を終了する。なお、表示画面が、タッチ操作を受け付ける別の画面に切り替わった場合、振動制御装置３００は、ステップＳ１１００から処理を開始することになる。
【０１３１】
＜卓越周波数判定処理＞
図１２は、卓越周波数判定処理の一例を示すフローチャートである。
【０１３２】
まず、ステップＳ１２１０において、音データ取得部３１５は、マイクロフォン２７０から、周囲音の音データを取得する。
【０１３３】
そして、ステップＳ１２２０において、卓越周波数抽出部３２０は、取得された音データから、フーリエ変換等のスペクトル変換処理により、音圧レベルの周波数スペクトルを抽出する。
【０１３４】
そして、ステップＳ１２３０において、卓越周波数抽出部３２０は、上述の図５に示す卓越周波数条件４３０を満たす周波数が存在するか否かを判断する。
【０１３５】
卓越周波数抽出部３２０は、卓越周波数条件４３０を満たす周波数が存在する場合（Ｓ１２３０：ＹＥＳ）、ステップＳ１２４０へ進む。また、卓越周波数抽出部３２０は、卓越周波数条件４３０を満たす周波数が存在しない場合（Ｓ１２３０：ＮＯ）、ステップＳ１２５０へ進む。
【０１３６】
ステップＳ１２４０において、卓越周波数抽出部３２０は、周囲音に卓越周波数が存在すると判定し、卓越周波数を抽出して、図１１の処理へ戻る。
【０１３７】
ステップＳ１２４０において、卓越周波数抽出部３２０は、周囲音に卓越周波数が存在しないと判定し、図１１の処理へ戻る。
【０１３８】
＜周囲音の周波数スペクトル＞
図１３は、抽出される周波数スペクトルの一例を示す図である。図１３において、横軸は周波数［Ｈｚ］を示し、縦軸は音圧レベル（音の強さ）［ｄＢ］を示す。なお、ここでは、タッチパネル２２０の周囲で、１００Ｈｚの純音に近い比較的大きな周囲音が、６５ｄＢの音圧レベルで鳴っている場合の例を示す。
【０１３９】
図１３に示すように、１００Ｈｚの比較的大きな周囲音が鳴っている場合、周波数スペクトル曲線５５１は、１００Ｈｚ付近で卓越（突出）し、６５ｄＢの値となる。このような他の周波数に比べて音圧レベルが突出している周波数の周囲音は、人に聞こえ易い。
【０１４０】
図１３に示す例では、１００Ｈｚの音は、「４０ｄＢ以上」であり、「２０Ｈｚ〜１０００Ｈｚ」に含まれるため、図５に示す卓越周波数条件４３０を満たす。したがって、卓越周波数抽出部３２０は、１００Ｈｚの周波数を、卓越周波数として抽出する。
【０１４１】
なお、卓越周波数抽出部３２０は、卓越周波数を抽出する手法として、必ずしも連続的な周波数スペクトルのグラフを用いる必要はなく、周波数と音圧レベルとの組の離散データ（配列）を用いてもよい。また、卓越周波数抽出部３２０は、卓越周波数を抽出する手法として、音圧レベル［ｄＢ］ではなく、音圧（単位なし）など、音の強さを示す他のパラメータを用いてもよい。
【０１４２】
＜振動周波数候補群＞
図１４は、振動周波数候補群の一例を示す図である。ここでは、卓越周波数として１００Ｈｚが抽出された場合の例を示す。
【０１４３】
図１４に示すように、振動周波数候補群４６０には、例えば、「５０.０Ｈｚ」が含まれている。これは、１００Ｈｚに、完全８度の周波数比１／２を、乗じた結果である。また、振動周波数候補群４６０には、例えば、「２００.０Ｈｚ」が含まれている。これは、１００Ｈｚに、完全８度の周波数比１／２の逆数である２を、乗じた結果である。
【０１４４】
＜振動周波数の決定＞
図１５は、振動周波数の決定の様子の一例を示す模式図である。ここでは、第１の操作ボタン５１１（図７参照）に対するタッチ操作が行われた場合を示す。
【０１４５】
図１５に示すように、領域別周波数情報５４０（図１０参照）によると、第１の操作ボタン５１１に設定された周波数範囲は、１４０Ｈｚの±１５％の範囲、つまり、１１９Ｈｚ〜１６１Ｈｚの範囲である。かかる周波数範囲に含まれる振動周波数候補は、振動周波数候補群４６０（図１４参照）によると、９個存在する。そして、これら９個の振動周波数候補の中で、周波数デフォルト値である１４０Ｈｚに最も近いのは、「１３３.３Ｈｚ」である。
【０１４６】
したがって、振動周波数設定部３４０は、１３３.３Ｈｚを、タッチパネル２２０の振動周波数に決定する。
【０１４７】
なお、以上の説明において、他の装置部へ通知されると説明された各種情報は、かかる他の装置部から参照可能なメモリに格納されることにより、間接的に授受されるようにしてもよい。また、逆に、他の装置部から参照可能なメモリに格納されると説明された各種情報は、他の装置部へ直接的に通知されるようにしてもよい。
【０１４８】
＜まとめ＞
以上説明したように、本実施の形態に係るタッチパネル入力装置１００は、振動制御装置３００において、パネル振動音が、周囲音に存在する卓越周波数の音と協和する音となるように、タッチ操作の際のパネル振動の周波数を設定する。
【０１４９】
これにより、本実施の形態に係るタッチパネル入力装置１００は、タッチパネル２２０の振動周波数を、タッチ操作の操作感が十分に得られるような帯域に留めつつ、かつ、パネル振動音の耳障り感を軽減することができる。しかも、本実施の形態に係るタッチパネル入力装置１００は、高周波数の音を別途発生させる必要がない。すなわち、本実施の形態に係るタッチパネル入力装置１００は、タッチ操作に同期して振動するタッチパネルの使用において、不快感の低減と操作感の維持とを両立させることができる。
【０１５０】
なお、卓越周波数条件は、図５で説明した例に限定されない。
【０１５１】
図１６は、卓越周波数条件の他の例を示す図であり、図５に対応するものである。
【０１５２】
図１６に示すように、卓越周波数条件４３０ａは、例えば、「５００ｍｓｅｃ」という継続時間の下限４３３と、「±５％以内」という周波数の許容誤差４３４とを、卓越周波数の条件として定義している。
【０１５３】
「５００ｍｓｅｃ」という継続時間は、人間が音程を認識することが可能な音の長さの最小継続時間に相当する。また、「±５％以内」という周波数の許容誤差４３４は、半音に相当する。半音とは、鍵盤で隣り合う音の間の音程の差異のことである。半音は、周波数比に換算すると、例えば、１６対１７、１７対１８、１８対１９、１９対２０となる。半音に収まっていない音は、１つの音程の音として認識され難い。
【０１５４】
卓越周波数抽出部３２０は、例えば、図５に示す卓越周波数条件４３０と併せて、図１６に示す卓越周波数条件４３０ａを用いて、卓越周波数を抽出する。すなわち、卓越周波数抽出部３２０は、卓越周波数が安定していない場合、当該卓越周波数を卓越周波数として取り扱わないようにする。
【０１５５】
具体的には、以下の通りである。まず、卓越周波数抽出部３２０は、継続時間の下限４３３の期間中、複数回、卓越周波数の抽出処理を行う。例えば、卓越周波数抽出部３２０は、１００ｍｓｅｃ毎に定期的に卓越周波数の抽出処理を行う。この場合、卓越周波数抽出部３２０は、継続時間の下限４３３の５００ｍｓｅｃの間に、５回分の卓越周波数が抽出する。卓越周波数抽出部３２０は、この複数取得された卓越周波数の最大値および最小値を求める。そして、卓越周波数抽出部３２０は、求めた卓越周波数の最小値および最大値が、周波数の許容誤差４３４の範囲内に含まれている場合、卓越周波数が安定していると判断する。また、卓越周波数抽出部３２０は、求めた卓越周波数の最小値および最大値の少なくとも一方が、周波数の許容誤差４３４の範囲内に含まれていない場合、卓越周波数が安定していないと判断する。
【０１５６】
これにより、卓越周波数抽出部３２０は、所定の帯域幅を超えない帯域幅で音圧が所定のレベル以上となる音であること、および、所定の時間長さ以上継続して音圧が所定のレベル以上となる音であることを、卓越周波数の条件に加えることができる。
【０１５７】
協和音を構成することができる音は、人間が音程を認識することが可能な音である。音圧が所定のレベル以上となっている音の帯域幅が半音を超えている場合、１つの音程の音として認識され難い。また、継続時間が非常に短い音は、音程を認識することは難しい。１つの音程の音として認識され難い音は、協和音を構成し難い。したがって、卓越周波数抽出部３２０は、このような卓越周波数条件４３０ａを用いることにより、音の帯域幅が広い音あるいは非常に短い音など、１つの音程の音として認識され難い音の周波数を、卓越周波数として取り扱わないようにすることができる。
【０１５８】
本開示の振動制御装置は、タッチ操作に同期して振動するタッチパネルに対して用いられる振動制御装置であって、前記タッチパネルの周囲音の音データを取得する音データ取得部と、取得された前記音データから、前記周囲音の卓越周波数を抽出する卓越周波数抽出部と、抽出された前記卓越周波数の音と協和する音の周波数である協和音周波数を判定する協和音判定部と、前記タッチパネルの振動の周波数を、判定された前記協和音周波数に設定する振動周波数設定部と、を有する。
【０１５９】
また、上記振動制御装置において、前記振動周波数設定部は、予め設定された周波数範囲に前記協和音周波数が含まれるか否かを判断し、前記周波数範囲に前記協和音周波数が含まれるとき、前記振動の周波数を前記協和音周波数に設定し、前記周波数範囲に前記協和音周波数が含まれないとき、前記振動の周波数を前記周波数範囲に含まれる周波数であって予め設定された値である周波数デフォルト値に設定してもよい。
【０１６０】
また、上記振動制御装置において、前記周波数範囲は、前記振動を当該周波数範囲に設定したとき、前記タッチ操作の操作感が得られるような周波数範囲であってもよい。
【０１６１】
また、上記振動制御装置において、前記卓越周波数抽出部は、前記周囲音に前記卓越周波数が存在するか否かを判断し、前記振動周波数設定部は、前記周囲音に前記卓越周波数が存在しないとき、前記振動の周波数を前記周波数デフォルト値に設定してもよい。
【０１６２】
また、上記振動制御装置において、前記卓越周波数抽出部は、卓越周波数の条件を定義した卓越周波数条件に基づいて、前記周囲音に前記卓越周波数が存在するか否かを判定し、前記卓越周波数条件は、人間が音程を認識することが可能な音の周波数であることを含んでもよい。
【０１６３】
また、上記振動制御装置において、前記卓越周波数条件は、所定の帯域幅を超えない帯域幅で音圧が所定のレベル以上となっている音の周波数であること、および、所定の時間長さ以上継続して音圧が所定のレベル以上となっている音の周波数であること、のうち少なくとも１つを含んでもよい。
【０１６４】
また、上記振動制御装置において、前記協和音判定部は、抽出された前記卓越周波数に、協和音の間の周波数比を乗じて得られる値を、前記協和音周波数として判定してもよい。
【０１６５】
また、上記振動制御装置において、前記協和音の間の周波数比は、完全１度の周波数比、短３度の周波数比、長３度の周波数比、完全４度の周波数比、完全８度の周波数比、および、これらの周波数比に２の整数乗を乗じまたは除して得られる周波数比、のうち、少なくとも１つを含んでもよい。
【０１６６】
また、上記振動制御装置は、タッチ操作により入力可能な操作内容を取得し、取得した前記操作内容に対して、前記周波数範囲および前記周波数デフォルト値を設定する周波数範囲設定部、を更に有し、前記周波数範囲設定部は、複数の前記操作内容に対して、異なる前記周波数範囲および異なる前記周波数デフォルト値を設定してもよい。
【０１６７】
本開示のタッチパネル入力装置は、タッチ操作を受け付けるタッチパネルと、前記タッチ操作に同期して前記タッチパネルに振動を発生させる振動発生部と、前記タッチパネルの周囲音の音データを取得する音データ取得部と、取得された前記音データから、前記周囲音の卓越周波数を抽出する卓越周波数抽出部と、抽出された前記卓越周波数の音と協和する音の周波数である協和音周波数を判定する協和音判定部と、前記振動の周波数を、判定された前記協和音周波数に設定する振動周波数設定部と、を有する。
【０１６８】
本開示の振動制御方法は、タッチ操作に同期して振動するタッチパネルに対して用いられる振動制御方法であって、前記タッチパネルの周囲音の音データを取得するステップと、取得された前記音データから、前記周囲音の卓越周波数を抽出するステップと、抽出された前記卓越周波数の音と協和する音の周波数である協和音周波数を判定するステップと、前記タッチパネルの振動の周波数を、判定された前記協和音周波数に設定するステップと、を有する。
【産業上の利用可能性】
【０１６９】
本発明は、タッチ操作に同期して振動するタッチパネルの使用において、不快感の低減と操作感の維持とを両立させることができる振動制御装置、タッチパネル入力装置、および振動制御方法として有用である。本発明は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、カーナビゲーション、冷蔵庫、電子レンジ、コピー機等の電子機器に好適である。
【符号の説明】
【０１７０】
１００  タッチパネル入力装置
２１０  ディスプレイ
２２０  タッチパネル
２３０  振動素子
２４０  ディスプレイ制御部
２５０  タッチパネル検出部
２６０  振動素子制御部
２７０  マイクロフォン
３００  振動制御装置
３１０  周波数範囲設定部
３１５  音データ取得部
３２０  卓越周波数抽出部
３３０  協和音判定部
３４０  振動周波数設定部
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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