(57)【要約】【課題】任意の位置からユーザの指に直接的に触感を与えることが可能なタッチ操作装置を提供すること。【解決手段】タッチ操作装置１０４は、圧電素子１０４２と対応して配置され、タッチ操作を検出するタッチセンサ１０４１と、圧電性と可撓性とを有する圧電素子１０４２と、タッチセンサ１０４１で検出されたタッチ操作に応じた圧電素子１０４２の部分に選択的に信号を印可して圧電素子１０４２を屈曲させる印可部１０４３と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電性と可撓性とを有する圧電素子と、
前記圧電素子に対応して配置され、タッチ操作を検出するタッチセンサと、
前記タッチセンサで検出されたタッチ操作に応じた前記圧電素子の部分に選択的に信号を印可して前記圧電素子の部分を屈曲させる印可部と、
を具備することを特徴とするタッチ操作装置。
【請求項２】
前記印可部は、特定の位置へのタッチが前記タッチ操作として検出されたときに、前記圧電素子における前記特定の位置に対応した部分に選択的に信号を印可することを特徴とする請求項１に記載のタッチ操作装置。
【請求項３】
前記印可部は、前記特定の位置からずれた位置へのタッチが前記タッチ操作として検出されたときに、前記ずれた位置に隣接した位置であって前記特定の位置の側に隣接する位置に対応した前記圧電素子の部分に選択的に信号を印可することを特徴とする請求項２に記載のタッチ操作装置。
【請求項４】
前記印可部は、前記特定の位置からのスライド操作が前記タッチ操作として検出されたときに、前記特定の位置に隣接した位置であって前記スライド操作の方向の側に隣接する位置に対応した圧電素子の部分に順次信号を印可することを特徴とする請求項２又は３に記載のタッチ操作装置。
【請求項５】
前記圧電素子は、
前記圧電素子の部分毎に形成された信号電極と、
前記信号電極に対向するように配置されたグランド電極と、
前記信号電極と前記グランド電極との間に挟まれた圧電体と、
を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のタッチ操作装置。
【請求項６】
前記圧電体は、Ｌ体ポリ乳酸層とＤ体ポリ乳酸層とを積層して構成されていることを特徴とする請求項５に記載のタッチ操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネル等のタッチ操作装置は、ボタン等の機械的な操作部材とは異なり、タッチセンサの検出結果に従って操作入力が行われる。ここで、従来のタッチ操作装置は、表面がガラス等の硬質な平面で構成されている。このため、ユーザがタッチ操作装置の表面のどの位置に指をタッチさせても指に与えられる感覚は同じものとなる。したがって、従来のタッチ操作装置の場合、タッチ操作装置を正しく操作できたかをユーザが直感的に認識することは困難である。
【０００３】
特許文献１は、ユーザがタッチ操作装置の表面に指をタッチさせたときにタッチ操作装置を２次元の方向に振動させることで、ユーザの指に触感を与えるようにしている。また、特許文献１は、タッチ操作装置の振動パターンを種々に変更することにより、タッチ位置の情報を通知するようにしている。さらに、特許文献１は、タッチ操作装置の振動パターンを変更することによって、ユーザの指を目的の位置まで誘導することも提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−０５８３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、タッチ操作装置の全体を縦方向又は横方向に振動させることで、タッチ位置付近を振動させるようにしている。しかしながら、タッチ位置を直接振動させているわけではないので、振動位置にずれが生じる可能性がある。振動位置にずれが生じてしまうとユーザの指に正しく触感を与えることが困難になる。
【０００６】
本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、任意の位置からユーザの指に直接的に触感を与えることが可能なタッチ操作装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するために、本発明の一態様のタッチ操作装置は、圧電性と可撓性とを有する圧電素子と、前記圧電素子に対応して配置され、タッチ操作を検出するタッチセンサと、前記タッチセンサで検出されたタッチ操作に応じた前記圧電素子の部分に選択的に信号を印可して前記圧電素子の部分を屈曲させる印可部と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、任意の位置からユーザの指に直接的に触感を与えることが可能なタッチ操作装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るタッチ操作装置を搭載したデジタルカメラの外観図である。
【図２】デジタルカメラの詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】圧電素子の上面透視図である。
【図４】圧電素子の断面図である。
【図５】印可部の構成例を示す図である。
【図６】圧電素子の動作を示す図である。
【図７】信号電極を二次元状に配置した圧電素子の上面透視図である。
【図８】図７の７−７線断面図である。
【図９】デジタルカメラのメインの動作を示すフローチャートである。
【図１０】タッチ操作部を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）は操作ボタンの表示例を示す図であり、図１１（ｂ）は露出ボタンが選択されたときの表示例を示す図である。
【図１２】圧電素子制御の処理を示すフローチャートである。
【図１３】タッチ位置に対応した位置の圧電素子をへこませる圧電素子制御の例を示す図である。
【図１４】タッチ位置の隣接位置に対応した位置の圧電素子をへこませる圧電素子制御の例を示す図である。
【図１５】スライド方向に対応した位置の圧電素子を膨らませる圧電素子制御の例を示す図である。
【図１６】圧電素子を複数の圧電体のアレイによって構成する場合の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。  
図１は、本発明の一実施形態に係るタッチ操作装置を搭載したデジタルカメラ（以下、単にカメラと言う）の外観図である。ここで、図１（ａ）はカメラの前面（被写体側）から見た外観図であり、図１（ｂ）はカメラの背面から見た外観図である。ここでは、例としてデジタルカメラを示したが、携帯電話機や携帯端末等であっても本実施形態の技術が適用され得る。
【００１１】
カメラの場合、ユーザは、シャッタチャンスを逃さないように被写体を注視することが多い。この場合、ユーザの意識が被写体に向けられ、ユーザは、目で確認することなくカメラ操作を実行する。本実施形態では、目で確認しなくとも正しいカメラ操作を行えるようにする。
【００１２】
図１（ａ）に示すように、カメラ１の本体前面には、撮影レンズ１０２が設けられている。撮影レンズ１０２は、筒状の鏡枠と、鏡枠内に収納された光学系とを有している。そして、本実施形態においては、鏡枠の周囲にタッチ操作装置１０４が形成されている。ユーザは、タッチ操作装置１０４をフォーカスリングやズームリングの代わりとして用いてマニュアルフォーカスやマニュアルズームを実行することが可能である。
【００１３】
また、図１（ｂ）に示すように、カメラ１の本体背面には、表示部１０６が設けられている。そして、本実施形態においては、表示部１０６の上にタッチ操作装置１０８が形成されている。ユーザは、タッチ操作装置１０８を用いて各種の操作を行うことが可能である。ここで、図１（ｂ）は、表示部１０６の表示画面の一部に対してタッチ操作装置１０８が形成されている例を示している。これに対し、表示画面の全部に対してタッチ操作装置１０８が形成されていても良い。以下では、表示部１０６の表示画面の全部に対してタッチ操作装置１０８が形成されているとする。
【００１４】
また、図１（ｂ）に示すように、カメラ１の本体背面の上部には、ファインダ表示部１１０と、アイセンサ１１２とが設けられている。カメラ１は、表示部１０６と同様の表示をファインダ表示部１１０にも行うことができる。表示部１０６で表示を行うか又はファインダ表示部１１０で表示を行うかは、アイセンサ１１２の検出結果に応じて切り替える。詳しくは後で説明する。
【００１５】
さらに、カメラ１の上部には、操作部の一例としてのレリーズボタンが設けられている。
【００１６】
図２は、カメラ１の詳細な構成を示すブロック図である。図２に示すように、カメラ１は、撮影レンズ１０２と、レンズ駆動部１０３と、タッチ操作装置１０４と、表示部１０６と、タッチ操作装置１０８と、ファインダ表示部１１０と、アイセンサ１１２と、操作部１１４と、撮像部１１６と、記録部１１８と、時計部１２０と、制御部１２２と、を有している。
【００１７】
前述したように、撮影レンズ１０２は、鏡枠内に光学系が収納されて構成されている。撮影レンズ１０２の光学系は、単一又は複数のレンズと絞りとを有し、図示しない被写体の光像を、撮像部１１６の撮像素子１１６１の撮像面に集光する。光学系は、レンズ駆動部１０３によってその光軸方向に駆動される。レンズ駆動部１０３は、モータとその駆動回路とを有し、制御部１２２からの制御信号に従って光学系を駆動する。これにより、光学系のフォーカス駆動やズーム駆動が行われる。
【００１８】
タッチ操作装置１０４は、タッチセンサ１０４１と、圧電素子１０４２と、印可部１０４３と、を有している。
【００１９】
タッチセンサ１０４１は、撮影レンズ１０２の鏡枠の周方向に沿って配置された複数の検出点を有している。各検出点は、ユーザの指のタッチに応じて検出信号を制御部１２２に出力する。ここで、タッチセンサ１０４１は、感圧式タッチセンサや静電容量式タッチセンサ等、種々の検出方式のタッチセンサを用いることができる。感圧式タッチセンサは、検出点に指がタッチした際に検出点において生じる圧力の変化を検出することにより、指のタッチを検出するタッチセンサである。一方、静電容量式タッチセンサは、検出点に指が近接した際に指と検出点との間に生じる静電容量の変化を検出することにより、指のタッチを検出するタッチセンサである。このようなタッチセンサ１０４１により、ユーザは、マニュアルフォーカス操作やズーム操作を行うことが可能である。
【００２０】
圧電素子１０４２は、タッチセンサ１０４１に対応するように配置され、電圧の印可によって屈曲変位するように構成されている。ここで、本実施形態における圧電素子１０４２は、タッチセンサ１０４１の検出点に対応する部分毎に電圧を印可できるように構成されており、これによってタッチセンサ１０４１の検出点に対応する部分毎に屈曲する。圧電素子１０４２の構成及び動作については後で詳しく説明する。
【００２１】
印可部１０４３は、圧電素子１０４２の部分毎に独立に電圧を印可するように構成されている。ここで、印可部１０４３は、圧電素子１０４２のグランド電位に対して正負の電圧を印可する。印可部１０４３の構成及び動作については後で詳しく説明する。
【００２２】
表示部１０６は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイであって、表示制御部としての制御部１２２から入力された画像データに基づいて画像を表示する。
【００２３】
タッチ操作装置１０８は、タッチセンサ１０８１と、圧電素子１０８２と、印可部１０８３と、を有している。
【００２４】
タッチセンサ１０８１は、表示部１０６の上に２次元状に配置された複数の検出点を有している。各検出点は、ユーザの指のタッチに応じて検出信号を制御部１２２に出力する。ここで、タッチセンサ１０８１も、タッチセンサ１０４１と同様、種々の検出方式のタッチセンサを用いることができる。このようなタッチセンサ１０８１により、ユーザは、シャッタスピードの設定、絞りの設定、露出補正の設定等の各種の設定操作が可能である。
【００２５】
圧電素子１０８２は、タッチセンサ１０８１に対応するように配置され、電圧の印可によって屈曲変位するように構成されている。ここで、本実施形態における圧電素子１０８２は、タッチセンサ１０８１の検出点に対応する部分毎に電圧を印可できるように構成されており、これによってタッチセンサ１０８１の検出点に対応する部分毎に屈曲する。圧電素子１０８２の構成及び動作については後で詳しく説明する。
【００２６】
印可部１０８３は、圧電素子１０８２の部分毎に独立に電圧を印可するように構成されている。ここで、印可部１０８３は、圧電素子１０８２のグランド電位に対して正負の電圧を印可する。印可部１０８３の構成及び動作については後で詳しく説明する。
【００２７】
ファインダ表示部１１０は、カメラ１の本体背面上部のファインダ内に設けられた表示部である。ファインダ表示部１１０は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイであって、表示制御部としての制御部１２２から入力された画像データに基づいて画像を表示する。
【００２８】
アイセンサ１１２は、ファインダの近傍に設けられ、ユーザによるファインダの覗き込みを検出する。アイセンサ１１２は、例えば赤外光発光部と赤外光受光部とを有する。ユーザがファインダを覗き込んでいる場合、赤外発光部で発光された赤外光は、ユーザの顔で反射されて赤外受光部で受光される。これにより、赤外受光部における出力信号が変化する。一方、ユーザがファインダを覗き込んでいない場合、赤外発光部で発光された赤外光が反射されないので赤外受光部の出力は変化しない。したがって、赤外受光部の出力信号から、ユーザがファインダを覗き込んでいるか否かを識別することが可能である。
【００２９】
操作部１１４は、タッチ操作装置１０４及びタッチ操作装置１０８以外のカメラ１の本体に設けられた機械的な操作部材である。操作部１１４は、例えばレリーズボタンを含む。
【００３０】
撮像部１１６は、撮像素子１１６１と、アナログ/デジタル（Ａ/Ｄ）変換部１１６２と、を有している。
【００３１】
撮像素子１１６１は、撮影レンズ１０２の光学系の光軸上であって、撮影レンズ１０２の光学系によって被写体光束が結像される位置に配置されている。撮像素子１１６１は、画素を構成するフォトダイオードが二次元的に配置された撮像面を有している。各フォトダイオードは、受光量に応じた電荷を生成する。フォトダイオードで発生した電荷は、各フォトダイオードに接続されているキャパシタに蓄積される。このキャパシタに蓄積された電荷が画像信号として読み出される。
【００３２】
Ａ/Ｄ変換部１１６２は、撮像素子１１６１で読み出された画像信号を、デジタル形式の画像信号（画像データ）に変換する。
【００３３】
記録部１１８は、例えばカメラ１の本体に内蔵される又はカメラ１の本体に対して着脱自在なフラッシュメモリであって、撮像部１１６を介して得られる画像データに基づいて制御部１２２により生成された画像ファイルを記録する。
【００３４】
時計部１２０は、撮影日時等の各種の時間を計る。例えば、撮影日時は、画像ファイルに記録される。
【００３５】
制御部１２２は、カメラ１の各種の動作を制御する。例えば、制御部１２２は、撮像制御部としての機能を有し、レンズ駆動部１０３の駆動制御や撮像素子１１６１の駆動制御を行う。また、制御部１２２は、表示制御部としての機能を有し、表示部１０６又はファインダ表示部１１０の動作を制御して表示部１０６又はファインダ表示部１１０に画像を表示させる。また、制御部１２２は、画像処理部を有し、撮像部１１６で得られた画像データに対して画像処理を施す。また、制御部１２２は、タッチ位置識別部としての機能を有し、タッチセンサ１０４１及びタッチセンサ１０８１においてユーザの指がタッチした検出点の位置（タッチ位置）を識別する。また、制御部１２２は、圧電制御部としての機能を有し、タッチ位置に応じた圧電素子１０４２を駆動させるように印可部１０４３を制御する。
【００３６】
次に、本実施形態における圧電素子の詳細について説明する。ここでは、圧電素子１０４２及び１０８２が同一の構成を有しているものとして説明する。また、説明を簡単にするために、検出点が一次元方向に配置されている場合の圧電素子の構成例を説明する。
【００３７】
図３は、圧電素子の上面透視図である。また、図４は圧電素子の断面図であって、（ａ）は図３の３Ａ−３Ａ線断面図であり、（ｂ）は図３の３Ｂ−３Ｂ線断面図であり、（ｃ）は図３の３Ｃ−３Ｃ線断面図である。
【００３８】
一例の圧電素子は、２枚の電極の間にポリ乳酸層を挟んで構成されている。以下、さらに詳しく圧電素子の構成を説明する。  
例えば数十μｍ程度のポリイミド等の樹脂層である下側絶縁層２０２上には、タッチセンサ１０４１の検出点の数に対応した数の信号電極２０４が形成されている。各信号電極２０４は、例えば１０μｍ程度の柔軟性を有する透明電極で作製されている。そして、各信号電極２０４は、対応する印可部に接続されている。例えば、１つの検出点は、図４（ｃ）で示すようにして５枚の信号電極２０４を有している。これらの５枚の信号電極２０４には同一の電圧が印可される。
【００３９】
また、下側絶縁層２０２には、下側グランド（ＧＮＤ）電極２０６が形成されている。下側ＧＮＤ電極２０６は、カメラ１に設定されたグランド電位に接続されている。
【００４０】
信号電極２０４及び下側ＧＮＤ電極２０６の上には、ポリ乳酸層２０８が積層されている。ポリ乳酸層２０８は、圧電性と可撓性とを有する層であって、Ｌ体ポリ乳酸層２０８１とＤ体ポリ乳酸層２０８２とを積層して構成されている。Ｌ体ポリ乳酸層２０８１は、少なくとも１枚（図では３枚）のＬ体ポリ乳酸の薄膜シートを有している。一方、Ｄ体ポリ乳酸層２０８２は、少なくとも１枚（図では３枚）のＤ体ポリ乳酸の薄膜シートを有している。
【００４１】
ポリ乳酸層２０８の上には、上側グランド（ＧＮＤ）電極２１０が形成されている。即ち、ポリ乳酸層２０８は、信号電極２０４と上側ＧＮＤ電極２１０との間に挟まれるように形成される。また、上側ＧＮＤ電極２１０から下側ＧＮＤ電極２０６にかけては、スルーホール２１２が形成され、スルーホール２１２によって上側ＧＮＤ電極２１０と下側ＧＮＤ電極２０６とが電気的に接続されている。これにより、上側ＧＮＤ電極２１０の電位がグランド電位に固定される。
【００４２】
さらに、上側ＧＮＤ電極２１０の上には、上側絶縁層２１４が積層されている。この上側絶縁層２１４によって圧電素子の内部の電極等が保護されている。
【００４３】
また、断面図で示すように、下側絶縁層２０２は、軟材質層２１６を介して基材層２１８に形成されている。軟材質層２１６は、例えばシリコーンゴム等の層であり、基材層２１８は、例えばガラス等の硬質材層である。
【００４４】
図５は、印可部の構成例を示す図である。図５に示すように、印可部は、定電圧源３０２１及び３０２２と、スイッチ３０４１ａ及び３０４２ａと、スイッチ３０４１ｂ及び３０４２ｂと、スイッチ切替部３０６ａと、スイッチ切替部３０６ｂと、デコーダ３０８と、を有している。ここで、図５に示す印可部は、２つの信号電極２０４に対応した構成を示している。実際には、印可部は、信号電極２０４のそれぞれに対応して２つのスイッチと、スイッチ切替部と、を有している。
【００４５】
定電圧源３０２１及び３０２２は、信号電極２０４に印可する電圧を生成する電源である。ここで、定電圧源３０２１は、グランド電位に対して正の電位を有する電圧（例えば＋５Ｖ）を生成する電源である。また、定電圧源３０２２は、グランド電位に対して負の電位を有する電圧（例えば−５Ｖ）を生成する電源である。
【００４６】
スイッチ３０４１ａは、定電圧源３０２１と信号電極２０４のうちの１つの信号電極２０４ａとの間に開閉自在に接続され、スイッチ切替部３０６ａからの制御信号に応じて定電圧源３０２１と信号電極２０４ａとの間を導通状態又は開放状態とする。スイッチ３０４２ａは、定電圧源３０２２と信号電極２０４ａとの間に開閉自在に接続され、スイッチ切替部３０６ａからの制御信号に応じて定電圧源３０２２と信号電極２０４ａとの間を導通状態又は開放状態とする。
【００４７】
スイッチ３０４１ｂは、定電圧源３０２１と信号電極２０４のうちの別の１つの信号電極２０４ｂとの間に開閉自在に接続され、スイッチ切替部３０６ｂからの制御信号に応じて定電圧源３０２１と信号電極２０４ｂとの間を導通状態又は開放状態とする。スイッチ３０４２ｂは、定電圧源３０２２と信号電極２０４ｂとの間に開閉自在に接続され、スイッチ切替部３０６ｂからの制御信号に応じて定電圧源３０２２と信号電極２０４ｂとの間を導通状態又は開放状態とする。
【００４８】
スイッチ切替部３０６ａは、信号電極２０４ａに対応して設けられ、デコーダ３０８からの入力に応じてスイッチ３０４１ａ及びスイッチ３０４２ａに対して制御信号を入力する。ここで、スイッチ切替部３０６ａは、スイッチ３０４１ａをオンとする場合にはスイッチ３０４２ａをオフとし、スイッチ３０４２ａをオンとする場合にはスイッチ３０４１ａをオフとするように制御信号を入力する。
【００４９】
スイッチ切替部３０６ｂは、信号電極２０４ｂに対応して設けられ、デコーダ３０８からの入力に応じてスイッチ３０４１ｂ及びスイッチ３０４２ｂに対して制御信号を入力する。ここで、スイッチ切替部３０６ｂは、スイッチ３０４１ｂをオンとする場合にはスイッチ３０４２ｂをオフとし、スイッチ３０４２ｂをオンとする場合にはスイッチ３０４１ｂをオフとするように制御信号を入力する。
【００５０】
デコーダ３０８は、制御部１２２からの圧電素子駆動指示を解読し、解読した圧電素子駆動指示に応じた信号電極に電圧が印可されるようにスイッチ切替部３０６ａ、３０６ｂに制御信号を入力する。
【００５１】
次に、圧電素子の動作を説明する。  
タッチセンサのある検出点に対応した信号電極２０４に正の電圧（例えば＋５Ｖ）を印可した場合、信号電極２０４と上側ＧＮＤ電極２１０との間に発生する電界により、Ｌ体ポリ乳酸層２０８１が伸びてＤ体ポリ乳酸層２０８２が縮む。なお、ポリ乳酸層２０８の変位量は、長辺方向よりも短辺方向の方が大きくなる。また、ポリ乳酸層２０８は、Ｌ体ポリ乳酸層２０８１、Ｄ体ポリ乳酸層２０８２の順で積層されている。したがって、ポリ乳酸層２０８は、全体としては、図６（ａ）に示すようにへこむように屈曲する。ポリ乳酸層２０８の屈曲によって生じる力により、上側絶縁層２１４、上側ＧＮＤ電極２１０、信号電極２０４、下側絶縁層２０２も屈曲するので、圧電素子は、全体としてへこむように変形する。なお、ポリ乳酸層２０８の屈曲によって生じる力は、軟材質層２１６で吸収されるので基材層２１８には伝達されない。
【００５２】
また、タッチセンサのある検出点に対応した信号電極２０４に負の電圧（例えば−５Ｖ）を印可した場合、信号電極２０４と上側ＧＮＤ電極２１０との間に発生する電界により、Ｌ体ポリ乳酸層２０８１が縮んでＤ体ポリ乳酸層２０８２が伸びる。前述と同様、ポリ乳酸層２０８の変位量は、長辺方向よりも短辺方向の方が大きくなる。また、ポリ乳酸層２０８は、Ｌ体ポリ乳酸層２０８１、Ｄ体ポリ乳酸層２０８２の順で積層されている。したがって、ポリ乳酸層２０８は、全体としては、図６（ｂ）に示すように膨らむように屈曲する。ポリ乳酸層２０８の屈曲によって生じる力により、上側絶縁層２１４、上側ＧＮＤ電極２１０、信号電極２０４、下側絶縁層２０２も屈曲するので、圧電素子は、全体として膨らむように変形する。なお、ポリ乳酸層２０８の屈曲によって生じる力は、軟材質層２１６で吸収されるので基材層２１８には伝達されない。
【００５３】
このようにして、本実施形態における圧電素子は、タッチセンサの各検出点に対応した部分を直接的にへこませるか膨らませることができる。これにより、圧電素子の任意の位置からユーザに対して触覚刺激を与えることが可能である。
【００５４】
ここで、ポリ乳酸層２０８は、Ｌ体ポリ乳酸層２０８１とＤ体ポリ乳酸層２０８２とを積層して構成している。これは、大きな圧電性（大きな圧電定数）を持たせるためである。ユーザに与える触覚刺激の大きさによっては、Ｌ体ポリ乳酸層２０８１とＤ体ポリ乳酸層２０８２の何れかのみ積層してポリ乳酸層２０８を構成しても良い。
【００５５】
また、Ｌ体ポリ乳酸層２０８１とＤ体ポリ乳酸層２０８２の積層順は、逆順でも良い。積層順が逆順である場合には、印可部によって正の電圧を印可したときに圧電素子が膨らむように屈曲し、負の電圧を印可したときに圧電素子がへこむように屈曲する。
【００５６】
さらに、図３は、信号電極を一次元状に配置した圧電素子の構成例である。これに対し、信号電極を二次元状に配置しても良い。図７は、信号電極を二次元状に配置した圧電素子の上面透視図である。また、図８は、図７の７−７線断面図である。
【００５７】
図７及び図８に示す例は、図３で示した圧電素子を１つの圧電素子列とし、この圧電素子列を複数配列したものである。以下、さらに詳しく圧電素子の構成を説明する。  
下側絶縁層２０２上には、信号電極２０４が形成されている。１つの圧電素子列は、縦方向に配列された複数（図では５枚）の信号電極２０４を有している。そして、１つの圧電素子列を構成する各信号電極２０４には、引き出し電極２２０が形成されている。１つの圧電素子列を構成する各信号電極２０４は、引き出し電極２２０を介して印可部１０４３又は１０８３に接続されている。
【００５８】
また、下側絶縁層２０２には、１つの圧電素子列について１枚の下側ＧＮＤ電極２０６が形成されている。
【００５９】
信号電極２０４及び下側ＧＮＤ電極２０６の上には、ポリ乳酸層２０８が積層されている。ポリ乳酸層２０８は、Ｌ体ポリ乳酸層２０８１とＤ体ポリ乳酸層２０８２とを積層して構成されている。
【００６０】
ポリ乳酸層２０８の上には、１つの圧電素子列について１枚の上側ＧＮＤ電極２１０が形成されている。そして、上側ＧＮＤ電極２１０から下側ＧＮＤ電極２０６にかけては、スルーホール２１２が形成され、スルーホール２１２によって上側ＧＮＤ電極２１０と下側ＧＮＤ電極２０６とが電気的に接続されている。
【００６１】
さらに、上側ＧＮＤ電極２１０の上には、上側絶縁層２１４が積層されている。この上側絶縁層２１４によって圧電素子の内部の電極等が保護されている。
【００６２】
図７及び図８で示したような構成により、信号電極２０４を２次元状に配置することが可能である。これにより、タッチセンサの検出点を２次元状に配置したとしても、それに対応して圧電素子を構成することが可能となる。
【００６３】
次に、本実施形態に係るタッチ操作装置を有するカメラ１の動作を説明する。図９は、カメラ１のメインの動作を示すフローチャートである。図９の動作は、制御部１２２が主体となって制御される。また、図９の動作は、例えばカメラ１の電源がオンされた場合に開始される。
【００６４】
図９の動作が開始されると、制御部１２２は、カメラ１の動作モードが撮影モードか否かを判定する（ステップＳ１０１）。カメラ１は、動作モードとして撮影モードと再生モードとを有している。動作モードは、例えばユーザによる操作部１１４又はタッチセンサ１０８１の操作に従って設定される。
【００６５】
ステップＳ１０１において、動作モードが撮影モードであると判定した場合に、制御部１２２は、表示部１０６にスルー画表示を行わせる（ステップＳ１０２）。スルー画表示として、制御部１２２は、撮像部１１６を起動してスルー画表示用の画像データを取得する。画像データの取得後、制御部１２２は、取得した画像データに対してホワイトバランス補正やガンマ補正等の一般的なスルー画表示用の画像処理を行う。スルー画表示用の画像処理の後、制御部１２２は、処理した画像データを表示部１０６に入力して表示部１０６による画像の表示を行わせる。
【００６６】
表示部１０６へのスルー画表示の後、制御部１２２は、アイセンサ１１２の検出結果から、ユーザによるファインダ表示部１１０の覗き込みがあるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３において、ファインダ表示部１１０の覗き込みがないと判定した場合に、制御部１２２は、タッチセンサ１０８１の検出結果から、ユーザによる表示部１０６の表示画面内へのタッチがされたか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
【００６７】
ステップＳ１０４において、ユーザによる表示部１０６の表示画面内へのタッチがされたと判定した場合に、制御部１２２は、静止画撮影を実行する（ステップＳ１０５）。静止画撮影動作として、制御部１２２は、ＡＦ制御を行って撮影レンズ１０２の光学系のピント合わせをするとともに、ＡＥ制御を行って静止画撮影時の露出条件を決定する。ここで、ステップＳ１０５においては、タッチされた位置の被写体に対してピント及び露出を合わせるようにＡＦ制御及びＡＥ制御を行う。続いて、制御部１２２は、ＡＥ制御によって決定された露出条件に従って撮像部１１６に静止画記録用の撮像動作を行わせる。静止画記録用の撮像動作の後、制御部１２２は、撮像部１１６の撮像動作の結果として得られた画像データに対し、ホワイトバランス補正やガンマ補正、静止画用圧縮処理等の一般的な静止画記録用の画像処理を行う。静止画記録用の画像処理の後、制御部１２２は、圧縮処理された画像データに基づいて静止画ファイルを生成し、生成した静止画ファイルを記録部１１８に記録させる。このような静止画撮影の後、制御部１２２は、処理をステップＳ１０１に戻す。
【００６８】
ステップＳ１０３において、ファインダ表示部１１０の覗き込みがあると判定した場合に、制御部１２２は、ファインダ表示部１１０にスルー画表示を行わせる（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６の処理は、スルー画表示用の画像データをファインダ表示部１１０に入力して画像の表示を行わせる点以外はステップＳ１０２と同様の処理である。
【００６９】
ファインダ表示部１１０へのスルー画表示の後、制御部１２２は、表示部１０６へのスルー画表示を終了させる（ステップＳ１０７）。ユーザがファインダ表示部１１０を覗き込んでいる場合、表示部１０６が使用されることはないと考えられる。したがって、表示部１０６へのスルー画表示を終了させて省エネルギー化を図る。
【００７０】
ステップＳ１０４において画面内タッチがないと判定した場合又はファインダ表示部１１０へのスルー画表示の後、制御部１２２は、タッチセンサ１０８１の検出結果から、ユーザによるタッチ操作部へのタッチがあったか否かを判定する（ステップＳ１０８）。タッチ操作部は、ユーザがファインダ表示部１１０を覗き込みながら操作可能なタッチセンサ１０８１の領域である。例えば、ユーザが右利きである場合には、図１０に示すように、タッチ操作装置１０８の右端の領域１０８ａをタッチ操作部とする。また、図示していないが、ユーザが左利きである場合には、タッチ操作装置１０８の左端の領域をタッチ操作部とする。
【００７１】
ステップＳ１０８において、タッチ操作部へのタッチがあると判定した場合に、制御部１２２は、圧電素子制御を行う（ステップＳ１０９）。圧電素子制御の詳細については後で説明する。
【００７２】
圧電素子制御の後、制御部１２２は、タッチ操作部上のタッチ位置に応じた制御を実行する（ステップＳ１１０）。例えば、タッチ操作部への初回のタッチ時には、制御部１２２は、図１１（ａ）に示すようにして、操作ボタンを示す表示４０２、４０４、４０６をファインダ表示部１１０のスルー画に重畳させる。Ｐ（プログラム）ボタン４０２は、カメラ１のプログラムモード（静止画撮影時の露出条件をどのように決定するか）を設定するためのボタンである。Ｓｔ（ストロボ）ボタン４０４は、ストロボの設定をするためのボタンである。露出補正ボタン４０６は、露出補正の設定をするためのボタンである。これらの各操作ボタンに割り当てた機能は一例であって適宜変更され得る。
【００７３】
図１１（ａ）に示すようにして、操作ボタンを示す表示４０２、４０４、４０６がファインダ表示部１１０に表示された状態でユーザがタッチ操作装置１０８のタッチ操作部の部分を指でなぞると、このときの指の移動がタッチセンサ１０８１を介して検出される。制御部１２２は、タッチセンサ１０８１の出力からタッチ位置を識別し、タッチ位置が何れかの操作ボタンに対応する位置である場合に、対応する操作ボタンが選択されたと認識する。このとき、操作ボタンが選択されたことをユーザに認識させるべく、選択された操作ボタンを例えば太枠表示する。図１１（ａ）は、露出補正ボタン４０６が選択された例を示している。
【００７４】
何れかの操作ボタンが選択されると、制御部１２２は、選択された操作ボタンに対応した表示をファインダ表示部１１０に行う。ここで、図１１（ｂ）は、露出補正ボタン４０６が選択された場合の表示例を示す図である。
【００７５】
露出補正ボタン４０６が選択された場合、制御部１２２は、例えば露出補正の設定中であることを示す表示４０６１をファインダ表示部１１０に表示させる。また、制御部１２２は、露出補正量を指定させるためのバー４０６２をファインダ表示部１１０に表示させる。
【００７６】
バー４０６２が表示された状態でユーザがタッチ操作部を指でなぞると、制御部１２２は、タッチセンサ１０８１の出力から指の移動（スライド）を識別し、この指のスライドに応じてファインダ表示部１１０のバー４０６２上に表示された指標４０６３の位置を移動させる。そして、指が停止されたことを認識した場合に、制御部１２２は、そのときの指標４０６３の位置に応じた露出補正量の値を示す表示４０６４を表示させる。その後、制御部１２２は、画像データの露出が露出補正量の分だけ増減するように補正を行う。このようにして、ユーザは、ファインダ表示部１１０を覗き込みながら露出補正を行うことが可能である。
【００７７】
Ｐボタン４０２が選択された場合又はＳｔボタン４０４が選択された場合も露出補正ボタン４０６と類似の動作がなされる。ここでは詳細な説明を省略する。また、露出補正中に例えばユーザの指がタッチ操作部とは別の領域に移動した場合には、図１１（ｂ）の表示から図１１（ａ）の表示に戻す。
【００７８】
ステップＳ１０８においてタッチ操作部へのタッチがないと判定した場合又はステップＳ１１０の後、制御部１２２は、タッチセンサ１０４１の検出結果から、鏡枠上での指の移動（スライド）があるか否かを判定する（ステップＳ１１１）。ステップＳ１１１において、鏡枠上での指のスライドがあると判定した場合に、制御部１２２は、圧電素子制御を行う（ステップＳ１１２）。圧電素子制御の詳細については後で説明する。
【００７９】
圧電素子制御の後、制御部１２２は、タッチセンサ１０４１によって検出される指のスライドに応じて光学系が駆動されるよう、レンズ駆動部１０３に指示をする（ステップＳ１１３）。タッチ操作装置１０４の操作によってフォーカス駆動をするか又はズーム駆動をするかは、予め設定しておく。または、鏡枠にフォーカス駆動用とズーム駆動用のタッチ操作装置１０４を設けるようにしても良い。
【００８０】
ステップＳ１１１において鏡枠上での指のスライドがないと判定した場合又はステップＳ１１３の後、制御部１２２は、ユーザによって撮影操作がなされたか否かを判定する（ステップＳ１１４）。撮影操作は、例えば操作部１１４のレリーズボタンの押操作である。ステップＳ１１４において、撮影操作がなされていないと判定した場合に、制御部１２２は、処理をステップＳ１０１に戻す。
【００８１】
ステップＳ１１４において、撮影操作がなされたと判定した場合に、制御部１２２は、静止画撮影を実行する（ステップＳ１１５）。静止画撮影動作として、制御部１２２は、ＡＦ制御を行って撮影レンズ１０２の光学系のピント合わせをするとともに、ＡＥ制御を行って静止画撮影時の露出条件を決定する。ステップＳ１１５においては、例えば中央の被写体や最も近い被写体に対してピントを合わせようにＡＦ制御を行う。続いて、制御部１２２は、ＡＥ制御によって決定された露出条件に従って撮像部１１６に静止画記録用の撮像動作を行わせる。静止画記録用の撮像動作の後、制御部１２２は、撮像部１１６の撮像動作の結果として得られた画像データに対し、ホワイトバランス補正やガンマ補正、静止画用圧縮処理等の一般的な静止画記録用の画像処理を行う。静止画記録用の画像処理の後、制御部１２２は、圧縮処理された画像データに基づいて静止画ファイルを生成し、生成した静止画ファイルを記録部１１８に記録させる。このような静止画撮影の後、制御部１２２は、処理をステップＳ１０１に戻す。
【００８２】
ステップＳ１０１において、動作モードが撮影モードでないと判定した場合に、制御部１２２は、動作モードが再生モードであるか否かを判定する（ステップＳ１１６）。ステップＳ１１６において、動作モードが再生モードでないと判定したとき、制御部１２２は、処理をステップＳ１０１に戻す。
【００８３】
ステップＳ１１６の判定において、動作モードが再生モードであると判定した場合に、制御部１２２は、記録部１１８に記録されている画像ファイルの一覧を表示部１０６に表示させる（ステップＳ１１７）。続いて、制御部１２２は、ユーザによって画像ファイルの選択がなされたか否かを判定する（ステップＳ１１８）。ステップＳ１１８において、画像ファイルの選択がなされていないと判定した場合に、制御部１２２は、処理をステップＳ１１７に戻す。この場合、一覧表示が継続される。
【００８４】
ステップＳ１１８において、画像ファイルの選択がなされたと判定した場合に、制御部１２２は、ユーザにより選択された画像ファイルを再生する（ステップＳ１１９）。再生処理において、制御部１２２は、ユーザにより選択された画像ファイルを記録部１１８から読み出し、読みだした画像ファイルを伸長する。そして、制御部１２２は、伸長された画像データを表示部１０６に入力して画像の表示を行う。
【００８５】
画像ファイルの再生後、制御部１２２は、ユーザにより画像ファイルの再生終了が指示されたか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ステップＳ１２０において、画像ファイルの再生終了が指示されていないと判定した場合に、制御部１２２は、処理をステップＳ１１９に戻す。この場合、画像ファイルの再生が継続される。また、ステップＳ１２０において、画像ファイルの再生終了が指示されたと判定した場合に、制御部１２２は、処理をステップＳ１０１に戻す。
【００８６】
図１２は、圧電素子制御の処理を示すフローチャートである。本実施形態においては、ユーザがタッチ操作装置を見ることなく操作できるように、タッチセンサ上に配置された圧電素子を制御することでユーザに触感を与える。
【００８７】
圧電素子制御が開始されると、制御部１２２は、タッチセンサ１０４１及び１０８１の出力から、指がスライド中でないか否かを判定する（ステップＳ２０１）。
【００８８】
ステップＳ２０１において、指がスライド中でないと判定した場合、即ち図１１（ａ）の表示がなされている状態であると考えられる場合に、制御部１２２は、現在のタッチ位置が操作ボタンの位置であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
【００８９】
ステップＳ２０２において、タッチ位置が操作ボタンの位置であると判定した場合、制御部１２２は、タッチ位置に対応した位置の圧電素子１０４２をへこませるように印可部１０４３に対して指示する（ステップＳ２０３）。これを受けて印可部１０４３は、対応する信号電極２０４に電圧（正の電圧）を印可する。これにより、図１３で示すようにタッチ位置に対応した位置がへこむように屈曲する。このようにして操作ボタンの位置をへこませることによって、滑り止めになる上、ユーザは現在の指の位置で操作が可能であることを実感できる。
【００９０】
ステップＳ２０２において、タッチ位置が操作ボタンの位置でない、即ちタッチ位置が操作ボタンからずれていると判定した場合、制御部１２２は、タッチ位置に隣接した位置であって操作ボタンの側に隣接する位置の圧電素子１０４２をへこませるように印可部１０４３に対して指示する（ステップＳ２０３）。これを受けて印可部１０４３は、対応する信号電極２０４に電圧（正の電圧）を印可する。これにより、図１４（ａ）で示すようにタッチ位置の付近の位置がへこむように屈曲する。このようにしてタッチ位置の付近の位置をへこませることによって、図１４（ｂ）に示すようにして操作ボタンの位置まで指を案内することができる。
【００９１】
ステップＳ２０１において、指がスライド中であると判定した場合に、制御部１２２は、タッチ位置がタッチ操作装置１０４又は１０８の端部位置であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。なお、タッチ操作装置１０８は、鏡枠に沿って形成されているので、鏡枠の周方向については端部が存在しない。したがって、ステップＳ２０５においては、タッチ位置が端部位置でないと判定される。
【００９２】
ステップＳ２０５において、タッチ位置が端部位置であると判定した場合に、制御部１２２は、図１２の処理を終了させる。ステップＳ２０５において、タッチ位置が端部位置でないと判定した場合に、制御部１２２は、タッチ位置の隣接した位置であって指のスライド方向の側に隣接した位置の圧電素子１０４２又は１０８２を膨らませるように印可部１０４３又は１０８３に対して指示する（ステップＳ２０６）。これを受けて印可部１０４３又は１０８３は、対応する信号電極２０４に電圧（負の電圧）を印可する。これにより、図１５で示すようにタッチ位置の付近の位置が膨らむように屈曲する。このようにしてタッチ位置の付近の位置を膨らませることによって、ユーザのスライド操作の際に指に操作感を与えることができる。
【００９３】
以上説明したように、本実施形態によれば、タッチセンサに形成された圧電素子の部分毎に信号電極を形成することによって、圧電素子を部分毎に屈曲させることが可能である。これにより、タッチセンサ上の任意の位置を他と独立して屈曲させることが可能である。これにより、ユーザの指に対して直接的に触感を与えることが可能である。
【００９４】
また、本実施形態では、２枚の電極の間にポリ乳酸層を挟んで圧電素子を構成している。ポリ乳酸層は透明材であるので、表示部１０６の上に圧電素子を形成したとしても表示部１０６の表示が邪魔される可能性を低減できる。さらに、Ｄ体ポリ乳酸層とＬ体ポリ乳酸層とを積層することにより、屈曲変位を大きくすることが可能である。
【００９５】
ここで、ポリ乳酸層の何れかの層に電極を接続することで、圧電素子をタッチセンサとしても用いることが可能である。即ち、ユーザの指がタッチされた際のポリ乳酸層の撓みに応じた電圧信号を検出することで、タッチ位置を検出できる。このように構成した場合、圧電素子とタッチセンサとを１つにすることもできる。
【００９６】
また、本実施形態ではポリ乳酸層を用いて圧電素子を構成しているが、これは一例であって圧電素子を構成するのに必ずしもポリ乳酸層を用いる必要はない。また、複数の圧電体をアレイ状に配置して圧電素子を構成しても良い。図１６に圧電素子を複数の圧電体のアレイによって構成する場合の構成例である。図１６の圧電素子は、複数の圧電体５０４をアレイ状に配列し、それぞれの圧電体５０４を信号電極５０２（実際には信号電極間は絶縁されている）とグランド（ＧＮＤ）電極５０６とで挟むことで構成している。このような構成であっても、タッチ操作装置の任意の位置を他と独立して屈曲させることが可能である。
【００９７】
また、前述の例は、印可部によって圧電素子に印可する電圧を正負の２種類としている。これに対し、定電圧源の数を増やせば３種類以上の電圧を圧電素子に印可することも可能である。圧電素子に印可可能な電圧の種類を増やすことで、例えば操作ボタンの内容に応じて屈曲変位量を変更する等することが可能である。また、定電圧源の数を増やすのではなく、抵抗分割等の手法によって印可電圧の数を増やすようにしても良い。
【００９８】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。また、前述の各動作フローチャートの説明において、便宜上「まず」、「次に」等を用いて動作を説明しているが、この順で動作を実施することが必須であることを意味するものではない。
【００９９】
また、上述した実施形態における画像処理装置による各処理の手法、即ち、各フローチャートに示す処理は、何れも制御部１２２に実行させることができるプログラムとして記憶させておくこともできる。この他、メモリカード（ＲＯＭカード、ＲＡＭカード等）、磁気ディスク（フロッピディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の外部記憶装置の記憶媒体に格納して配布することができる。そして、制御部１２２は、この外部記憶装置の記憶媒体に記憶されたプログラムを読み込み、この読み込んだプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行することができる。
【０１００】
さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【０１０１】
１…カメラ、１０２…撮影レンズ、１０３…レンズ駆動部、１０４…タッチ操作装置、１０６…表示部、１０８…タッチ操作装置、１１０…ファインダ表示部、１１２…アイセンサ、１１４…操作部、１１６…撮像部、１１８…記録部、１２０…時計部、１２２…制御部、２０２…下側絶縁層、２０４…信号電極、２０６…下側グランド（ＧＮＤ）電極、２０８…ポリ乳酸層、２１０…上側グランド（ＧＮＤ）電極、２１２…スルーホール、２１４…上側絶縁層、２１６…軟材質層、２１８…基材層、１０４１，１０８１…タッチセンサ、１０４２，１０８２…圧電素子、１０４３，１０８３…印可部
【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】
2014146296.tif 000017
【図１６】
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