(57)【要約】  入力操作部において検知された接触領域が、前記入力操作部においてオブジェクト画像が表示された画像領域の輪郭を跨いで移動する場合に、前記接触領域と前記画像領域とが重なっている領域の大きさの変化を算出する算出部と、前記変化に応じて前記入力操作部に与える振動の種類又は強さを変化させる振動制御部と、を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力操作部において検知された接触領域が、前記入力操作部においてオブジェクト画像が表示された画像領域の輪郭を跨いで移動する場合に、前記接触領域と前記画像領域とが重なっている領域の大きさの変化を算出する算出部と、
前記変化に応じて前記入力操作部に与える振動の種類又は強さを変化させる振動制御部と、を有する電子機器。
【請求項２】
前記振動制御部は、
前記重なっている領域が大きくなるにしたがって、前記振動の振幅値を小さくしていき、
前記重なっている領域が小さくなるにしたがって、前記振動の振幅値を大きくしていく請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記振動制御部は、
前記オブジェクト画像が表示されていない非画像領域にある前記接触領域が、移動して前記画像領域の輪郭を跨いだときから、前記重なっている領域の大きさが前記接触領域の半分の大きさとなるまでの間に、
前記振動の振幅値を、
前記入力操作部において前記非画像領域内に前記接触領域があるときの振幅値から、振幅値の最小値まで小さくする請求項２記載の電子機器。
【請求項４】
前記振動制御部は、
前記重なっている領域の大きさが前記接触領域の半分の大きさとなったとき、
前記振動の振幅値を
前記最小値から前記振幅値の最大値にする請求項３記載の電子機器。
【請求項５】
前記振動制御部は、
前記重なっている領域の大きさが、前記接触領域の半分の大きさから前記接触領域と同じ大きさとなるまでの間に、
前記振動の振幅値を、
前記振幅の最大値から前記接触領域が前記画像領域にあるときの振幅値まで小さくする請求項４記載の電子機器。
【請求項６】
前記振動制御部は、
前記画像領域にある前記接触領域が、前記画像領域の輪郭を跨いでから、前記非画像領域に移動するまでの間に、
前記振動の振幅値を、
前記画像領域にあるときの振幅値から前記最小値まで小さくする請求項３乃至５の何れか一項に記載の電子機器。
【請求項７】
前記振動制御部は、
前記振動の振幅値を前記最小値とした後に、前記非画像領域内に前記接触領域があるときの振幅値とする請求項６記載の電子機器。
【請求項８】
前記接触領域が前記非画像領域にあるときの振幅値は、前記接触領域が前記画像領域にあるときの振幅値よりも大きい請求項３乃至７の何れか一項に記載の電子機器。
【請求項９】
前記重なっている領域の大きさは、前記接触領域の進行方向における前記重なっている領域の幅を示す値である請求項１乃至８の何れか一項に記載の電子機器。
【請求項１０】
前記振動制御部は、
前記入力操作部に表示される画像の画素毎に、前記振動の振幅値と対応する値が格納された振動制御情報を参照して、前記振動の振幅値を変化させる請求項２乃至９の何れか一項に記載の電子機器。
【請求項１１】
入力操作部において検知された接触領域が、前記入力操作部においてオブジェクト画像が表示された画像領域の輪郭を跨いで移動する場合に、前記接触領域と前記画像領域とが重なっている領域の大きさの変化を算出し、
前記変化に応じて前記入力操作部に与える振動の種類又は強さを変化させる、
処理をコンピュータに実行させる振動制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器及び振動制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、タッチパネルを有するスマートフォンやタブレット型ＰＣ等の電子機器が普及している。また、従来の電子機器では、タッチパネルにおいて、指と画面との摩擦を変化させることで、接触した指に対して立体物に触った感触を提供する技術が知られている。【０００３】
この技術では、立体物のオブジェクトのエッジ部分で摩擦を変化させることで、立体物に触れた感触を提供している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１５６６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の電子機器では、立体物による凹凸の触感は提供できるが、例えば立体物がボタン等であった場合に、立体物がボタンであると認識できる程度に明瞭に凹凸の触感を再現することが困難である。【０００６】
１つの側面では、ボタン等のオブジェクトに指が乗りあがる時等の摩擦の変化を再現することができる電子機器及び振動制御プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一様態によれば、入力操作部において検知された接触領域が、前記入力操作部においてオブジェクト画像が表示された画像領域の輪郭を跨いで移動する場合に、前記接触領域と前記画像領域とが重なっている領域の大きさの変化を算出する算出部と、前記変化に応じて前記入力操作部に与える振動の種類又は強さを変化させる振動制御部と、を有する。【０００８】
上記各部は、上記各部を実現する処理としてコンピュータにより実行させる方法、プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体とすることもでき
【発明の効果】
【０００９】
ボタン等のオブジェクトに指が乗りあがる時等の摩擦の変化を再現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一の実施形態の電子機器が操作された場合を説明する第一の図である。
【図２】第一の実施形態の電子機器が操作された場合を説明する第二の図である。
【図３】第一の実施形態の触感の再現について説明する第一の図である。
【図４】第一の実施形態の接触領域と摩擦との関係を示す第一の図である。
【図５】第一の実施形態の触感の再現について説明する第二の図である。
【図６】第一の実施形態の接触領域と摩擦との関係を示す第二の図である。
【図７】第一の実施形態の電子機器を説明する図である。
【図８】第一の実施形態の電子機器のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図９】第一の実施形態の電子機器の機能を説明する図である。
【図１０】接触領域を説明する図である。
【図１１】タッチ情報の取得を説明する図である。
【図１２】重なり領域が検出された場合を説明する第一の図である。
【図１３】重なり領域が検出された場合を説明する第二の図である。
【図１４】第一の実施形態の振動制御情報を説明する図である。
【図１５】第一の実施形態の振動制御処理部の処理を説明するフローチャートである。
【図１６】補正処理１を説明するフローチャートである。
【図１７】補正処理２を説明するフローチャートである。
【図１８】補正処理３を説明するフローチャートである。
【図１９】第二の実施形態の触感の再現について説明する第一の図である。
【図２０】第二の実施形態の触感の再現について説明する第二の図である。
【図２１】振動制御情報と対応付けられた高さ情報を説明する図である。
【図２２】第三の実施形態の電子機器の構成を説明する図である。
【図２３】第三の実施形態の電子機器を示す平面図である。
【図２４】図２３に示す電子機器のＡ−Ａ矢視断面を示す図である。
【図２５】超音波帯の固有振動によってトップパネルに生じる定在波のうち、トップパネルの短辺に平行に形成される波頭を示す図である。
【図２６】電子機器のトップパネルに生じさせる超音波帯の固有振動により、操作入力を行う指先に掛かる動摩擦力が変化する様子を説明する図である。
【図２７】メモリに格納される第１データと第２データを示す図である。
【図２８】第三の実施形態の電子機器の駆動制御ＩＣの駆動制御部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図２９】第一の変形例の電子機器の断面を示す図である。
【図３０】第二の変形例の電子機器を示す図である。
【図３１】第二の変形例の電子機器のタッチパッドの断面を示す図である。
【図３２】第三の変形例の電子機器の断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第一の実施形態）
以下に図面を参照して第一の実施形態について説明する。図１は、第一の実施形態の電子機器が操作された場合を説明する第一の図である。
【００１２】
本実施形態の電子機器１００では、画面１に表示されたボタン等の立体的なオブジェクト群１０をユーザがなぞるように操作した場合に、ユーザにオブジェクトがボタンであることが認識させるような凹凸の触感を再現する。
【００１３】
図２は、第一の実施形態の電子機器が操作された場合を説明する第二の図である。図２では、ユーザの指がオブジェクト群１０のうち、オブジェクト１１、１２、１３をなぞった場合について説明する。
【００１４】
この場合、電子機器１００は、ユーザの指に対し、例えばオブジェクト１１に乗り上げたときの触感と、ユーザの指がオブジェクト１１の上から降りた触感を提供することで、オブジェクト１１の凹凸の触感を再現する。
【００１５】
具体的には電子機器１００は、指が画面１に接触している領域と、オブジェクト１１を示す画像が表示された領域とが重なっている領域の大きさに応じて、指に与える振動の種類や強さを変化させて指と画面１との摩擦を制御し、凹凸の触感を再現する。オブジェクト１２及びオブジェクト１３についても同様である。
【００１６】
以下の実施形態の説明では、電子機器１００の画面において、ユーザの指等が接触している領域を接触領域と呼び、画面において、立体的なオブジェクトを示す画像が表示された領域を画像領域と呼び、接触領域と画像領域とが重なっている領域を重なり領域と呼ぶ。また、以下の実施形態の説明では、立体的なオブジェクトを示す画像をオブジェクト画像と呼ぶ。本実施形態のオブジェクト画像とは、例えば図１及び図２に示すようなボタンの画像等である。
【００１７】
以下に、図３乃至６を参照し、重なり領域と摩擦の関係について説明する。図３及び図４では、ユーザが指で電子機器１００の画面に表示されたオブジェクト画像をなぞった際に、指が立体的な物体に乗り上げた際の触感を提供する方法を示す。図５及び図６では、ユーザが指でオブジェクト画像をなぞった際に、指が立体的な物体から降りた際の触感を提供する方法を示す。尚、以下の説明では、立体的な物体をボタンと呼ぶ。
【００１８】
図３は、第一の実施形態の触感の再現について説明する第一の図である。図３の状態１から状態５は、 ユーザが指で画面３に表示されたオブジェクト画像３１をなぞった際にオブジェクト画像３１と指とが重なっていく状態を示している。
【００１９】
状態１は、指と画面３の接触領域Ｒ１が画像領域Ｒ２と重なっていない状態である。尚、状態１における点Ｐは、接触領域Ｒ１から得られるタッチ座標である。タッチ座標とは、指が触っているとされる画面３における座標を示す。タッチ座標の詳細は後述する。
【００２０】
状態２は、オブジェクト画像３１をボタンと考えた場合に、指がボタンの縁に触れた状態を示す。本実施形態では、タッチ座標Ｐが、画像領域Ｒ２の境界と一致した状態を状態２としている。
【００２１】
状態３は、オブジェクト画像３１をボタンと考えた場合に、指がボタンの縁に乗り上げた状態を示す。本実施形態では、接触領域Ｒ１のうち１／２の領域が重なり領域Ｒ３となった状態を状態３としている。つまり、状態３では、重なり領域Ｒ３の大きさが、最大の１／２となっている。重なり領域Ｒ３が最大となるときとは、接触領域Ｒ１が画像領域Ｒ２に含まれた場合である。
【００２２】
状態４は、オブジェクト画像３１をボタンと考えた場合に、指がボタンの上に乗った状態を示す。本実施形態では、接触領域Ｒ１と重なり領域Ｒ３とが一致する状態を状態４としている。つまり、状態４では、重なり領域Ｒ３の大きさが最大となっている。
【００２３】
状態５は、オブジェクト画像３１をボタンと考えた場合に、指がボタンの上面をなぞっている状態を示す。本実施形態では、状態５を、状態４と同じように、接触領域Ｒ１と重なり領域Ｒ３とが一致する状態としている。
【００２４】
図３において、オブジェクト画像３１をボタンと考えた場合、状態１から状態２となったとき、ユーザの指は、ボタンをなぞる動作によりボタンの縁に押しつけられる。したがってユーザの指には、なぞる方向と逆向きの力が加わり始める。なぞる方向と逆向きの力は、状態２から状態３になるまでの間は、大きくなる。
【００２５】
次に、状態２から状態３となったとき、指がボタンの縁に乗り上がることで、指の一部が画面３とが離れてどこにも触れていない状態となり、指の他の一部がボタンの上（上面）に乗る。したがって、状態３となったとき、指はボタンの縁に押しつけられなくなり、なぞる方向と逆向きの力が加わらなくなる。
【００２６】
状態３から状態４となるまでの間は、ボタンの上面をなぞる動作により、指とボタンの上面とが接触する領域が徐々に大きくなる。したがって、指とボタンの上面との間の摩擦が大きくなる。状態４では、ボタンの上に指が乗るため、指とボタンの上面との間の摩擦は状態４において最大となり、状態５では変化しない。
【００２７】
本実施形態では、以上のような状態の変化を、電子機器１００の画面３と指との摩擦の大きさを制御することで再現する。
【００２８】
図４は、第一の実施形態の接触領域と摩擦との関係を示す第一の図である。図４では、縦軸を摩擦の大きさを示す数値とし、横軸を重なり領域の大きさとした。摩擦の大きさを示す数値とは、例えば、電子機器１００が発生させる画面３の振動により、接触領域に与えられる摩擦の大きさを段階的に示したものである。以下の説明では、摩擦の大きさを示す値を摩擦値と呼ぶ。図４では、摩擦値が大きいほど接触領域における摩擦が大きいことを示す。つまり、本実施形態では、摩擦値が大きいほど振動の振幅値が小さいことを示し、摩擦値が小さいほど振動の振幅値が大きいことを示す。また、図４では、摩擦値の最大値を５とし、最小値を１とした。
【００２９】
本実施形態では、画面３の摩擦値を２とし、画像領域Ｒ２の摩擦値を５としている。つまり、本実施形態では、画面３において、オブジェクト画像３１が表示されていない領域における指と画面３との摩擦は、オブジェクト画像３１が表示されている画像領域Ｒ２における指と画面３との摩擦よりも小さいものとした。
【００３０】
以下の説明では、オブジェクト画像３１が表示されていない領域を、非画像領域と呼ぶ。つまり、本実施形態では、画像領域Ｒ２は、非画像領域と比べてざらざらした触感となり、非画像領域は画像領域Ｒ２と比べてつるつるした、滑らかな触感となる。
【００３１】
本実施形態の電子機器１００は、図３に示す状態１から状態２までの間は、指が画面３上にあるため、摩擦値を「２」とする。そして、電子機器１００は、状態２から状態３となるまでの間に、摩擦値を「２」から「５」まで増加させる。つまり、本実施形態の電子機器１００は、接触領域Ｒ１が画像領域Ｒ２の輪郭を跨いでから、重なり領域Ｒ３が接触領域Ｒ１の１／２のとなるまでの間、摩擦値を増加させる。
【００３２】
本実施形態の電子機器１００は、このように指と画面３との摩擦を大きくすることで、指に対する、なぞる方向と逆向きの力を再現する。
【００３３】
そして、電子機器１００では、状態３から指がさらに進行方向に移動したとき、摩擦値を瞬時に「５」から「１」とする。本実施形態では、このように、摩擦値を瞬時に小さくすることで、指に対し、なぞる方向と逆向きの力が加わらなくなった状態を再現する。言い換えれば、電子機器１００は、摩擦値を瞬時に小さくすることで、指がなぞる方向と逆向きの力から開放された状態を再現する。
【００３４】
続いて、電子機器１００は、状態３から状態４となるまでの間、摩擦値を「１」から「４」まで増加させる。状態４では、重なり領域Ｒ３の大きさは最大となっている。つまり、状態４では、接触領域Ｒ１が画像領域Ｒ２に含まれる。よって、電子機器１００は、状態４において、摩擦値を画像領域Ｒ２の摩擦値「４」とする。状態５においては、摩擦値「４」を維持する。
【００３５】
このように、本実施形態の電子機器１００は、指が立体的な物体（ボタン）に乗り上げた際の触感を再現するために、接触領域Ｒ１のうち１／２が重なり領域Ｒ３となったとき、接触領域Ｒ１と指との摩擦値を第一のピーク値とする。また、本実施形態の電子機器１００は、第一のピーク値を迎えた直後に、接触領域Ｒ１と指との摩擦値を最小値とする。そして、本実施形態の電子機器１００は、接触領域Ｒ１が全て重なり領域Ｒ３となったとき、接触領域Ｒ１と指との摩擦値を第二のピーク値とする。
【００３６】
第一のピーク値は、指がボタンの縁に乗り上がる直前の状態における接触領域Ｒ１と指との摩擦の大きさを示し、最小値は、指がボタンの縁に乗り上がった瞬間の状態における接触領域Ｒ１と指との摩擦の大きさを示す。また、第二のピーク値は、指がボタンの上面に乗った状態における接触領域Ｒ１と指との摩擦の大きさを示す。
【００３７】
本実施形態では、以上のように、接触領域Ｒ１における重なり領域Ｒ２の大きさに応じて、摩擦の大きさを制御することで、ユーザの指に対して指が立体的な物体に乗り上げた際の触感を再現する。
【００３８】
図５は、第一の実施形態の触感の再現について説明する第二の図である。図５の状態１から状態５は、 ユーザが指で画面３に表示されたオブジェクト画像３１と指とが重なっている状態から、指が非画像領域へ移動した状態を示している。
【００３９】
図５において、状態１は、指と画面の接触領域Ｒ１は、画像領域Ｒ２と重なっている状態である。つまり、状態１は、接触領域Ｒ２と重なり領域Ｒ３が一致している状態であり、図３に示す状態４及び状態５と同様の状態である。
【００４０】
状態２は、オブジェクト画像３１をボタンと考えた場合に、指がボタンの上面においてボタンの縁まで達した状態を示す。
【００４１】
状態３は、オブジェクト画像３１をボタンと考えた場合に、指がボタンの上面から画面３に降り始めた状態を示している。状態３では、指の一部がボタンの上面に残り、他の一部が画面３に接触していない状態を示す。本実施形態では、タッチ座標Ｐが、画像領域Ｒ２の境界と一致した状態を状態３としている。
【００４２】
状態４は、オブジェクト画像３１をボタンと考えた場合に、指がボタンの上から画面３へ降りた状態を示す。本実施形態では、接触領域Ｒ１内に、重なり領域Ｒ３がなくなった状態を状態４としている。
【００４３】
状態５は、オブジェクト画像３１をボタンと考えた場合に、画面３をなぞっている状態を示す。本実施形態では、状態５は、状態４と同じように、接触領域Ｒ１内に重なり領域Ｒ３がなくなった状態であり、図３の状態１と同様の状態である。
【００４４】
図５において、オブジェクト画像３１をボタンと考えた場合、状態１から状態２となったとき、ユーザの指は、ユーザがボタンをなぞる方向にあるボタンの端に達する。
【００４５】
そして、ユーザの指は、状態２から状態３を介して状態４となるまでの間に、ボタンの上面から徐々に画面３上に降りてくる。すなわち、状態２から状態４となるまでの間は、接触領域Ｒ１における重なり領域Ｒ３の割合は減少していく。具体的には、接触領域Ｒ１における重なり領域Ｒ３は、状態２において接触領域Ｒ１と重なり領域Ｒ３は一致している状態から、接触領域Ｒ１において重なり領域Ｒ３がなくなるまで減少する。
【００４６】
状態４において重なり領域Ｒ３がなくなると、状態５では重なり領域Ｒ３がないまま、変化しない。
【００４７】
本実施形態では、以上のような状態の変化を、電子機器１００の画面３と指との摩擦の大きさを制御することで再現する。
【００４８】
図６は、第一の実施形態の接触領域と摩擦との関係を示す第二の図である。図６では、縦軸と横軸は、図４と同様である。
【００４９】
本実施形態の電子機器１００は、図５に示す状態１から状態２までの間の摩擦値を「４」とし、状態２から状態４となるまでの間、摩擦値を「１」まで減少させる。本実施形態の電子機器１００は、このように指と画面３との摩擦を小さくすることで、指がざらざらしているボタンの上面から、滑らかな画面３へ降りてきたときの触感を再現する。
【００５０】
そして、電子機器１００では、状態４から指がさらに進行方向に移動したとき、摩擦値を瞬時に「１」から「２」に増加させる。本実施形態の電子機器１００は、状態４の直後に摩擦値を増加させることで、状態３から状態４までの間、指の一部がボタンの上面と触れているだけの状態（指の一部がどこにも接触していない状態）から、状態４において指が画面３に上に降りたときに、指に与えられる衝撃を再現する。続いて、電子機器１００は、状態５において、摩擦値「２」を維持する。
【００５１】
このように、本実施形態の電子機器１００は、重なり領域Ｒ３の大きさが最大の状態から重なり領域Ｒ３がなくなるまでの間に、摩擦値を画像領域Ｒ２の摩擦値「４」から最小値「１」まで減少させる。
【００５２】
そして、本実施形態の電子機器１００は、重なり領域Ｒ３がなくなるなる状態４の直後に、摩擦値を最小値である「１」から画面３の非画像領域の摩擦値「２」まで増加させる。
【００５３】
以上のように、本実施形態では、接触領域Ｒ１における重なり領域Ｒ２の大きさに応じて、摩擦の大きさを制御することで、ユーザの指に対して指が立体的な物体から降りた際の触感を再現する。
【００５４】
尚、図６の例では、状態４の直後に摩擦値を最小値から非画像領域の摩擦値まで増加させるものとしたが、これに限定されない。例えば状態４において摩擦値を非画像領域の摩擦値とし、状態４の後はこの摩擦値を維持しても良い。
【００５５】
本実施形態では、以上のように、ボタンに指が乗り上げた触感と、ボタンから指が降りてきた触感を再現することで、凹凸のエッジを明確に再現できる。したがって、本実施形態の電子機器１００によれば、例えば画面にボタンが表示されていた場合に、ユーザは、画面をなぞるだけで、画面を見ずにボタンを認識できる。
【００５６】
以下に、電子機器１００について説明する。図７は、第一の実施形態の電子機器を説明する図である。
【００５７】
本実施形態の電子機器１００は、一例として、タッチパネルを入力操作部１０１とする、スマートフォン端末機、又は、タブレット型コンピュータである。
【００５８】
電子機器１００は、タッチパネルを入力操作部とする機器であればよいため、例えば、電子ブックリーダのように特定の端末機器に利用される機器であってもよい。
【００５９】
電子機器１００の入力操作部１０１は、タッチパネルとディスプレイパネルを有している。ディスプレイパネルには、様々なＧＵＩ(Graphic User Interface)が表示される。タッチパネルとディスプレイパネルとは、それぞれの座標が対応するように重畳されて配設されており、電子機器１００の利用者がタッチパネルに接触すると、接触されたタッチパネルの座標に対応するディスプレイパネルの座標に表示されているＧＵＩに対する指示があったものとして処理を実行することにより、各種の操作を行う。
【００６０】
図８は、第一の実施形態の電子機器のハードウェア構成の一例を示す図である。本実施形態の電子機器１００は、振動素子１４０、アンプ１４１、タッチパネル１５０、ドライバＩＣ(Integrated Circuit)１５１、ディスプレイパネル１６０、ドライバＩＣ１６１、演算処理装置２００、メモリ装置２１０、駆動制御ＩＣを有する。
【００６１】
本実施形態のアンプ１４１は、駆動制御ＩＣ３００と振動素子１４０との間に配設されており、駆動制御ＩＣ３００から出力される駆動信号を増幅して振動素子１４０を駆動する。本実施形態の振動素子１４０は、例えば圧電素子等であり、入力操作部１０１に振動を与えられるものであれば良い。
【００６２】
ドライバＩＣ１５１は、タッチパネル１５０に接続されており、タッチパネル１５０への操作入力（接触）があった位置を表す位置データを検出し、位置データを演算処理装置２００に出力する。タッチパネル１５０への操作入力があった位置とは、接触位置であり、位置を表す位置データとは、タッチ座標である。尚、タッチ座標の検出の詳細は後述する。
【００６３】
ドライバＩＣ１６１は、ディスプレイパネル１６０に接続されており、演算処理装置２００から出力される描画データをディスプレイパネル１６０に入力し、描画データに基づく画像をディスプレイパネル１６０に表示させる。これにより、ディスプレイパネル１６０には、描画データに基づくＧＵＩ操作部又は画像等が表示される。
【００６４】
演算処理装置２００は、電子機器１００の有するプログラムを実行することで、電子機器１００の有する各種の機能を実現させる。電子機器１００の有するプログラムには、後述する接触座標決定プログラムも含まれる。また、演算処理装置２００は、電子機器１００が３Ｇ(Generation)、４Ｇ(Generation)、LTE(Long Term Evolution)、WiFi等の通信を行うために必要な処理を実行する。
【００６５】
図９は、第一の実施形態の電子機器の機能を説明する図である。本実施形態の電子機器１００は、振動制御処理部４００と、記憶部５００とを有する。振動制御処理部４００は、演算処理装置２００がメモリ装置２１０等に格納された振動制御プログラムを実行することで実現される。
【００６６】
本実施形態の振動制御処理部４００は、接触検知部４１０、タッチ情報取得部４２０、進行方向判定部４３０、重なり領域取得部４４０、重なり変化算出部４５０、重なり変化判定部４６０、振動制御部４７０を有する。
【００６７】
また、本実施形態の記憶部５００は、振動制御情報５１０、タッチ情報５２０、重なり領域情報５３０を有する。
【００６８】
接触検知部４１０は、入力操作部１０１に対する接触を検知する。具体的には、接触検知部４１０は、入力操作部１０１において接触が検知された領域を接触領域とする。
【００６９】
タッチ情報取得部４２０は、タッチ情報５２０を取得し、記憶部５００に保存する。具体的には、タッチ情報取得部４２０は、所定のサンプリング周期毎にタッチ情報を取得し、タッチ情報と、タッチ情報を取得した時刻とを対応付けて記憶部５００に保存する。したがって、本実施形態のタッチ情報５２０には、所定のサンプリング周期毎のタッチ情報が含まれる。本実施形態のタッチ情報とは、接触領域のタッチ座標と、接触領域の大きさと傾きを含む。
【００７０】
進行方向判定部４３０は、タッチ座標を用いて、接触領域が移動する方向を判定する。言い換えれば、進行方向判定部４３０は、タッチ座標を用いて、入力操作部１０１上を指がなぞる方向（指の進行方向）を判定する。
【００７１】
重なり領域取得部４４０は、接触領域と、ディスプレイパネル１６０においてオブジェクト画像が表示された画像領域とが重なっている重なり領域の大きさを示す値を取得し、重なり領域情報５３０として記憶部５００に保存する。具体的には、重なり領域取得部４４０は、タッチ情報が取得される度に、つまり所定のサンプリング周期毎に重なり領域の大きさを示す値を取得し、記憶部５００に格納する。したがって、本実施形態の重なり領域情報５３０には、所定のサンプリング周期毎の重なり領域の大きさを示す値が含まれる。重なり領域の大きさを示す値の詳細は後述する。
【００７２】
重なり変化算出部４５０は、接触領域の移動に伴う重なり領域の大きさの変化を算出する。重なり変化判定部４６０は、重なり領域の大きさの変化が、増加又は減少のどちらかを判定する。
【００７３】
振動制御部４７０は、重なり変化判定部４６０の判定結果に応じで、駆動制御ＩＣ３００に対して振動の制御を指示する。
【００７４】
本実施形態の振動制御情報５１０は、描画データと対応付けられた情報であり、描画データによりディスプレイパネル１６０に表示された画像の画素毎に、入力操作部１０１と指との間の摩擦の大きさを示す値が対応付けられた情報である。本実施形態では、例えば描画データが生成された際に、振動制御情報５１０も描画データと対応して生成されても良い。また、本実施形態の振動制御情報５１０は、電子機器１００が、描画データと共に外部装置から受信しても良い。振動制御情報５１０の詳細は後述する。
【００７５】
タッチ情報５２０と、重なり領域情報５３０は、上述した通りである。
【００７６】
以下に、図１０を参照し、本実施形態の接触検知部４１０の処理について説明する。図１０は、接触領域を説明する図である。
【００７７】
接触領域は、検知する方法として、図１０に示すような３つのパターンが挙げられる。１つ目のパターン１は、接触領域を楕円形として検知する。この場合、接触領域の重心は、楕円形の長径と短径との交点となる。
【００７８】
２つ目のパターン２は、接触領域を円形として検知する。この場合、接触領域の重心は、円形の中心点となる。
【００７９】
３つ目のパターン３は、接触領域を矩形として検知する。この場合、接触領域の重心は、矩形の対角線同士の交点となる。
【００８０】
本実施形態の接触検知部４１０は、例えばパターン２のように、接触領域を円形として検知しても良い。
【００８１】
次に、図１１を参照し、本実施形態のタッチ情報取得部４２０の処理について説明する。図１１は、タッチ情報の取得を説明する図である。
【００８２】
図１１は、接触領域を楕円として検知した場合を示している。この場合、タッチ情報取得部４２０は、タッチ座標として、楕円の長軸と短軸の交点を取得する。また、タッチ情報取得部４２０は、タッチ座標と付随する情報として、楕円の長軸と短軸の長さ、楕円の傾き、楕円のサイズを取得する。
【００８３】
楕円のサイズＳｎは、例えば楕円の長軸をＬｌｎ、短軸をＳｌｎとしたき、Ｓｎ＝（Ｌｌｎ＋Ｓｌｎ）／２で示されても良いし、楕円の面積で示されても良い。
【００８４】
尚、接触領域が円形や矩形で検知された場合には、タッチ情報に含まれる情報は、円形又は矩形の重心の座標と、円形又は矩形の大きさを示す値である。大きさを示す値は、例えば円形又は矩形の面積であってもよいし、円形の直径又は矩形の幅であっても良い。接触領域を円形又は矩形として検知した場合、タッチ情報を取得する際の処理を簡素化できる。
【００８５】
次に、図１２及び図１３を参照し、進行方向判定部４３０、重なり領域取得部４４０、重なり変化算出部４５０、重なり変化判定部４６０の処理について説明する。
【００８６】
図１２は、重なり領域が検出された場合を説明する第一の図である。図１２では、接触領域が円形として検知された場合を示している。また、図１２のグリッドが示す１つの格子は、ディスプレイパネル１６０における１画素を示す。
【００８７】
図１２では、ディスプレイパネル１６０においてオブジェクト画像が表示された画像領域１２１と、オブジェクト画像が表示されていない非画像領域１２２と含む位置に、接触領域１２３が検知された状態を示している。
【００８８】
この場合、タッチ情報取得部４２０は、接触領域１２３の重心（中心）の座標をタッチ座標と、接触領域１２３の大きさを示す値とを取得する。
【００８９】
図１２の例では、接触領域１２３の直径を、接触領域１２３の大きさを示す値とした。接触領域１２３の直径は、画素単位に換算すると、９画素分の長さである。
【００９０】
本実施形態の重なり領域取得部４４０は、例えば接触領域１２３において画像領域１２１と重なっているＸ軸方向の幅を、重なり領域１２４の大きさを示す値として取得する。本実施形態では、重なり領域１２４の大きさを示す値として、Ｘ軸方向の幅を示す画素数として取得しても良い。Ｘ軸方向とは、接触領域１２３の進行方向である。以下の説明では、重なり領域１２４の大きさを示す値を、重なり値と呼ぶ。
【００９１】
図１２において、重なり領域１２４の大きさを示す値を画素数に換算すると、３画素となる。したがって、本実施形態の重なり領域取得部４４０は、重なり値として「３」を取得する。
【００９２】
図１３は、重なり領域が検出された場合を説明する第二の図である。図１３では、接触領域１２３が、Ｘ軸方向に移動した場合について説明する。
【００９３】
例えばユーザの操作により、接触領域１２３がＸ軸のプラス方向に移動した場合について考える。Ｘ軸のプラス方向とは、矢印１２５が指し示す方向であり、ユーザの指の進行方向である。
【００９４】
この場合、接触領域１２３が矢印１２５の方向へ移動する。すると、重なり値は、３画素分よりも大きくなる。例えば接触領域１２３のタッチ座標が１画素分指の進行方向に向かって進んだ場合、重なり値は、４画素となる。
【００９５】
このとき、重なり変化算出部４５０は、接触領域１２３の移動前の重なり値と、接触領域１２３の移動後の重なり値とから、重なり領域１２４の大きさの変化を示す値を算出する。図１３の場合、変化を示す値は、４画素−３画素で１画素となる。以下の説明では、重なり領域の大きさの変化を示す値を変化値と呼ぶ。
【００９６】
また、本実施形態の重なり変化判定部４６０は、重なり領域１２４の変化値から、重なり領域１２４が大きくなっているか、又は小さくなっているかを判定する。図１３の場合、重なり領域１２４の変化値は大きくなっている。よって、重なり変化判定部４６０は、重なり領域１２４が大きくなっていると判定する。重なり領域１２４が大きくなっていく場合とは、ユーザの指が画面からボタンの上に乗り上げていく状態である。また、重なり領域１２４が小さくなっていく場合とは、ユーザの指がボタンの上から画面に降りていく状態である。
【００９７】
本実施形態では、図１３に示すように、指の進行方向における重なり領域１２４の大きさに応じて摩擦を制御するため、複数のオブジェクト画像が並んでいた場合（図２参照）でも、複数のオブジェクト画像をなぞっている触感を再現できる。
【００９８】
次に、図１４を参照して、本実施形態の記憶部５００の有する振動制御情報５１０について説明する。図１４は、第一の実施形態の振動制御情報を説明する図である。
【００９９】
本実施形態の振動制御情報５１０は、ディスプレイパネル１６０に画像を表示させる描画データと対応付けられており、ディスプレイパネル１６０に表示される画像の画素毎の摩擦値が格納されたマップデータである。
【０１００】
図１４の例では、ディスプレイパネル１６０に表示される画像を画像１４１としたときの振動制御情報５１０を示す。
【０１０１】
振動制御情報５１０では、画像１４１の画像領域１４２と対応する領域５１１と、画像１４１の非画像領域１４３と対応する領域５１２と、を有する。
【０１０２】
領域５１１には、画像領域１４２における各画素の摩擦値が格納されており、領域５１２には、非画像領域１４３における各画素の摩擦値が格納されている。
【０１０３】
本実施形態では、画像領域１４２の摩擦値を「４」とし、非画像領域１４３の摩擦値を「２」とした。したがって、本実施形態の振動制御情報５１０の領域５１１には「４」が格納されており、領域５１２には「２」が格納されている。
【０１０４】
本実施形態の摩擦値は、駆動制御ＩＣ３００により、入力操作部１０１に与えられる振動の振幅の大きさを段階的に示したものである。
【０１０５】
例えば摩擦値を１〜５までとしたとき、摩擦値５と対応する振動の振幅値は、定常状態において振動素子１４０により生成される振動の振幅の最大値である。また、摩擦値１と対応する振動の振幅値は、振幅値の最小値である。本実施形態では、例えば振動素子１４０による振動の発生を停止させたときの摩擦値を１としても良い。
【０１０６】
尚、振幅値の最大値と最小値は、振動素子１４０により入力操作部１０１に提供することができる振動の振幅値の最大値と最小値であり、振動素子１４０の仕様等に依存するものである。
【０１０７】
入力操作部１０１とユーザの指との間の摩擦は、例えば振動の振幅値が大きいほど気体潤滑作用により減少し、滑らかな触感となる。また、入力操作部１０１とユーザの指との間の摩擦は、振動の振幅値が小さいほど大きくなり、粗い（ざらざらした）触感となる。
【０１０８】
本実施形態では、振動素子１４０により生成される振動の波形は、正弦波としても良いし、矩形波等であっても良い。本実施形態において、振動の波形を矩形波とした場合には、気体潤滑作用がより強く表れるため、摩擦の大小のちがいがより明らかになる。
【０１０９】
本実施形態の電子機器１００では、入力操作部１０１に与えられる振動を制御することで、入力操作部１０１と指との摩擦を制御し、上述した触感を再現する。
【０１１０】
以下に、図１５を参照して、本実施形態の電子機器１００の振動制御処理部４００の処理について説明する。図１５は、第一の実施形態の振動制御処理部の処理を説明するフローチャートである。図１５に示す処理は、タッチ情報を取得する周期である所定のサンプリング周期毎に実行される。
【０１１１】
本実施形態の電子機器１００の振動制御処理部４００は、接触検知部４１０により、入力操作部１０１に対する入力（接触）を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１５０１）。尚、このときディスプレイパネル１６０には、振動制御情報５１０と対応付けられた描画データに基づくＧＵＩ操作部又は画像が表示されている。
【０１１２】
ステップＳ１５０１において入力を受け付けていない場合、振動制御処理部４００は、入力を受け付けるまで待機する。
【０１１３】
ステップＳ１５０１において入力を受け付けると、振動制御処理部４００は、タッチ情報取得部４２０により、タッチ情報を取得し、記憶部５００にタッチ情報５２０として保存する（ステップＳ１５０２）。タッチ情報には、接触領域のタッチ座標と、接触領域の大きさを示す値（画素値）とが含まれる。
【０１１４】
続いて振動制御処理部４００は、振動制御情報５１０を参照し、タッチ座標と対応する画素の摩擦値を取得する（ステップＳ１５０３）。続いて、振動制御処理部４００は、進行方向判定部４３０により、ステップＳ５０２で取得したタッチ座標と、記憶部５００に保存されている、前回取得したタッチ情報に含まれるタッチ座標と、を比較し、接触領域の移動方向を判定する（ステップＳ１５０４）。接触領域の移動方向とは、ユーザの指の進行方向である。
【０１１５】
続いて振動制御処理部４００は、接触領域において、進行方向に向かう側の重なり値を取得し、記憶部５００に重なり領域情報５３０として保存する（ステップＳ１５０５）。重なり値は、重なり領域の幅を示す画素数とした。
【０１１６】
続いて振動制御処理部４００は、重なり変化算出部４５０により、ステップＳ１５０５で取得した重なり値と、前回取得した重なり値とを比較し、重なり領域の変化値Ｗｄを算出する（ステップＳ１５０６）。
【０１１７】
続いて振動制御処理部４００は、ステップＳ１５０６で算出した変化値Ｗｄ＝０であった場合（ステップＳ１５０７）、重なり変化判定部４６０により、ステップＳ１５０５で取得した重なり値が、０又は最大値の何れか一方であるか否かを判定する（ステップＳ１５０８）。尚、重なり値の最大値とは、接触領域の大きさを示す値と同じ値である。
【０１１８】
変化値Ｗｄが０である状態とは、接触領域全体が非画像領域か又は画像領域内にある状態である。この状態は、具体的には、図３の状態１、状態２、状態４、状態５、図５の状態１、状態２、状態４、状態５に該当する。
【０１１９】
重なり値が０である状態とは、接触領域が画像領域と重なっていない状態である。この状態は、具体的には、図３の状態１、状態２、図５の状態４、状態５に該当する。
【０１２０】
重なり値が最大値である状態とは、接触領域が画像領域と完全に重なっている状態であり、接触領域が画像領域内に含まれる状態である。この状態は、具体的には、図３の状態４、状態５、図５の状態１、状態２に該当する。
【０１２１】
ステップＳ１５０８において、重なり値が０又は最大値の何れか一方である場合、振動制御処理部４００は、振動制御部４７０により、ステップＳ１５０３で取得した現在のタッチ座標と対応する摩擦値を用いて駆動制御ＩＣ３００に対しての指示を行う（ステップＳ１５０９）。言い換えれば、振動制御部４７０は、駆動制御ＩＣ３００に対し、摩擦値と対応する振幅値の振動を発生させる制御を指示する。そして、振動制御処理部４００は、後述するステップＳ１５１８へ進む。
【０１２２】
ステップＳ１５０８において、重なり値が０でも最大値でもない場合、振動制御処理部４００は、振動制御部４７０により、前回のタッチ座標の摩擦値を用いて駆動制御ＩＣ３００に対して指示を行う（ステップＳ１５１０）。そして、振動制御処理部４００は、後述するステップＳ１５１８９へ進む。
【０１２３】
ステップＳ１５０７において、変化値Ｗｄが負の値であった場合、振動制御処理部４００は、振動制御部４７０により、ステップＳ１５０３で取得した摩擦値を補正処理１により補正する（ステップＳ１５１１）。続いて、振動制御部４７０は、補正後の摩擦値を用いて駆動制御ＩＣ３００に対して指示を行い（ステップＳ１５１２）、後述するステップＳ１５１８へ進む。
【０１２４】
変化値Ｗｄが負の値になる場合とは、重なり領域が小さくなっていく状態であり、図５に示す状態２から状態４の間の状態である。つまり、ボタンの上に完全に乗っていた指が、画面３上に降り始めてから、指がボタンから降りるまでの状態である。
【０１２５】
よって、振動制御部４７０は、図６の状態２から状態４までの摩擦値と重なり領域の大きさの関係に基づき、摩擦値を補正する補正処理１を実施する。補正処理１の詳細は後述する。
【０１２６】
ステップＳ１５０７において、変化値Ｗｄが正の値であった場合、振動制御処理部４００は、振動制御部４７０により、タッチ座標が画像領域に入ったか否かを判定する（ステップＳ１５１３）。つまり、振動制御部４７０は、タッチ座標が画像領域内にあるか否かを判定している。
【０１２７】
ステップＳ１５１３において、タッチ座標が画像領域内にあるとき、振動制御部４７０は、ステップＳ１５０３で取得した摩擦値を補正処理２により補正する（ステップＳ１５１４）。続いて、振動制御部４７０は、補正後の摩擦値を用いて駆動制御ＩＣ３００に対して指示を行い（ステップＳ１５１５）、後述するステップＳ１５１８へ進む。
【０１２８】
変化値Ｗｄが正の値である場合とは、重なり領域が大きくなっていく状態である。また、変化値Ｗｄが正の値であり、且つタッチ座標が画像領域内にある場合とは、図３の状態３から状態４の間の状態である。つまり、指がボタンの上に乗り上げた状態から、指が完全にボタンの上にのるまでの状態である。
【０１２９】
よって、振動制御部４７０は、図４の状態３から状態４までの摩擦値と重なり領域の大きさの関係に基づき、摩擦値を補正する補正処理２を実施する。補正処理２の詳細は後述する。
【０１３０】
ステップＳ１５１３において、タッチ座標が画像領域内にないとき、振動制御部４７０は、ステップＳ１５０３で取得した摩擦値を補正処理３により補正する（ステップＳ１５１６）。続いて、振動制御部４７０は、補正後の摩擦値を用いて駆動制御ＩＣ３００に対して指示を行い（ステップＳ１５１７）、後述するステップＳ１５１９へ進む。
【０１３１】
変化値Ｗｄが正の値であり、且つタッチ座標が画像領域にない場合とは、図３の状態２から状態３の間の状態である。つまり指の画面上にある状態から、指がボタンに乗り上げるまでの状態である。
【０１３２】
よって、振動制御部４７０は、図４の状態２から状態３までの摩擦値と重なり領域の大きさの関係に基づき、摩擦値を補正する補正処理３を実施する。補正処理３の詳細は後述する。
【０１３３】
続いて振動制御処理部４００は、接触検知部４１０により、入力操作部１０１における操作が終了したか否かを判定する（ステップＳ１５１８）。具体的には、接触検知部４１０は、入力操作部１０１に対する接触がなくなった場合に、操作が終了したと判定する。
【０１３４】
ステップＳ１５１８において、操作が終了していない場合、つまり接触領域が検知されている場合、振動制御処理部４００は、ステップＳ１５０２の処理へ戻る。
【０１３５】
ステップＳ１５１８において、操作が終了した場合、振動制御処理部４００は、記憶部５００のタッチ情報５２０と、重なり領域情報５３０とを初期化し（ステップＳ１５１９）、処理を終了する。
【０１３６】
次に、図１６乃至図１８を参照し、摩擦値の補正処理１乃至３について説明する。図１６は、補正処理１を説明するフローチャートである。
【０１３７】
本実施形態の振動制御部４７０は、図６に示す摩擦値と重なり領域の大きさとの関係における状態２から状態４までの関係を示す関数ｆ１（ｘ）を求め、ステップＳ１５０５で取得した重なり値と対応する摩擦値を算出する（ステップＳ１６０１）。
【０１３８】
続いて、振動制御部４７０は、ステップＳ１５０５で取得した摩擦値を補正後の摩擦値に置き換え（ステップＳ１６０２）、処理を終了する。
【０１３９】
以下にステップＳ１６０１の処理について説明する。ステップＳ１６０１で求める関数ｆ１（ｘ）は摩擦値であり、ｘは重なり値である。関数ｆ１（ｘ）は、図６からわかるように、一次関数である。
【０１４０】
よって、図６の例では、関数ｆ１（ｘ）は、以下の式（１）で示される。
【０１４１】
ｆ１（ｘ）＝（画像領域の摩擦値−最小摩擦値）／（最大重なり値−最小重なり値）
×ｘ＋最小摩擦値    式（１）
よって、振動制御部４７０は、この関数ｆ１（ｘ）に、ステップＳ１５０５で取得した重なり値を代入することで、図６の状態２から状態４の間の重なり値と対応した摩擦値を算出できる。
【０１４２】
図１７は、補正処理２を説明するフローチャートである。
【０１４３】
本実施形態の振動制御部４７０は、図４に示す摩擦値と重なり領域の大きさとの関係における状態３から状態４までの関係を示す関数ｆ２（ｘ）を求め、ステップＳ１５０５で取得した重なり値と対応する摩擦値を算出する（ステップＳ１７０１）。
【０１４４】
続いて、振動制御部４７０は、ステップＳ１５０５で取得した摩擦値を補正後の摩擦値に置き換え（ステップＳ１７０２）、処理を終了する。
【０１４５】
以下にステップＳ１７０１の処理について説明する。ステップＳ１７０１で求める関数ｆ２（ｘ）は、図４からわかるように、一次関数である。
【０１４６】
よって、図４の例では、関数ｆ２（ｘ）は、以下の式（２）で示される。
【０１４７】
ｆ２（ｘ）＝（画像領域の摩擦値−最小摩擦値）／
（最大重なり値−最大重なり値／２）×ｘ＋最小摩擦値    式（２）
よって、振動制御部４７０は、この関数ｆ２（ｘ）に、ステップＳ１５０５で取得した重なり値を代入することで、図４に示す状態３から状態４の間の重なり値と対応した摩擦値を算出できる。
【０１４８】
尚、本実施形態では、関数ｆ２（ｘ）を示す式（２）の２項目を「最小摩擦値」としたが、これに限定されない。
【０１４９】
例えば、関数ｆ２（ｘ）を示す式（２）の２項目は、「２×最小摩擦値−非画像領域の摩擦値」としても良い。
【０１５０】
図１８は、補正処理３を説明するフローチャートである。
【０１５１】
本実施形態の振動制御部４７０は、図４に示す摩擦値と重なり領域の大きさとの関係における状態２から状態３までの関係を示す関数ｆ３（ｘ）を求め、ステップＳ１５０５で取得した重なり値と対応する摩擦値を算出する（ステップＳ１８０１）。
【０１５２】
続いて、振動制御部４７０は、ステップＳ１５０５で取得した摩擦値を補正後の摩擦値に置き換え（ステップＳ１８０２）、処理を終了する。
【０１５３】
以下にステップＳ１５０１の処理について説明する。ステップＳ１５０１で求める関数ｆ３（ｘ）は、図４からわかるように、一次関数である。
【０１５４】
よって、図４の例では、関数ｆ３（ｘ）は、以下の式（３）で示される。
【０１５５】
ｆ３（ｘ）＝（最大摩擦値−非画像領域の摩擦値）／
（最大重なり値／２）×ｘ＋非画像領域の摩擦値    式（３）
よって、振動制御部４７０は、この関数ｆ３（ｘ）に、ステップＳ１５０５で取得した重なり値を代入することで、図４に示す状態３から状態３までの間の重なり値と対応した摩擦値を算出できる。
【０１５６】
尚、本実施形態では、関数ｆ１（ｘ）、ｆ２（ｘ）、ｆ３（ｘ）のそれぞれを一次関数としたが、これに限定されない。関数ｆ１（ｘ）、ｆ２（ｘ）、ｆ３（ｘ）のそれぞれは、二次関数等により示される曲線であっても良い。
【０１５７】
以上のように、本実施形態では、指が画面上からボタンに乗り上がるときの触感を再現する制御と、指がボタンから画面上へ降りてくるときの触感を再現する制御と、を異ならせる。また、本実施形態では、各触感を再現する制御において、指に与えられる振動の種類や強さ（振幅）を変化させることで、凹凸の触感を明瞭に再現することができる。
【０１５８】
したがって、本実施形態によれば、ボタン等のオブジェクトに指が乗りあがる時等の摩擦の変化を再現することができる。
【０１５９】
尚、本実施形態では、重なり領域の大きさを、接触領域の進行方向における幅を画素数で示した値としたが、これに限定されない。本実施形態の重なり領域の大きさは、例えば重なり領域の面積であっても良い。
【０１６０】
（第二の実施形態）
以下に図面を参照して第二の実施形態について説明する。第二の実施形態は、画像領域の摩擦値と対応して、画像領域の高さを示す情報を有する点のみ第一の実施形態と相違する。よって、以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【０１６１】
図１９は、第二の実施形態の触感の再現について説明する第一の図である。図１９では、オブジェクト画像３２を立体的なボタンと考えたときに、ボタンの高さＨを示す高さ情報と振動制御情報５１０とが対応付けられている。図１９に示す状態１から状態４は、図３に示す状態１から状態４と同様であるから、説明を省略する。
【０１６２】
図２０は、第二の実施形態の触感の再現について説明する第二の図である。図２０も、図１９と同様に、オブジェクト画像３２の高さＨを示す情報を振動制御情報５１０に含む。図２０に示す状態１から状態４は、図３に示す状態２から状態５と同様であるから、説明を省略する。
【０１６３】
図２１は、振動制御情報と対応付けられた高さ情報を説明する図である。図２１の例では、ディスプレイパネル１６０に表示される画像を画像２１としたときの振動制御情報５１０を示す。
【０１６４】
本実施形態では、画像２１と対応する高さ情報２５を有する。高さ情報２５は、ディスプレイパネル１６０に画像を表示させる描画データ及び振動制御情報５１０と対応付けられており、ディスプレイパネル１６０に表示される画像の画素毎の高さを示す値が格納されたマップデータである。本実施形態の高さ情報２５は、振動制御情報５１０と同様に、描画データが生成された際に、描画データと対応付けて作成される。
【０１６５】
本実施形態の画像２１には、オブジェクト画像３２が表示されたボタン２４が表示される画像領域２２と、オブジェクト画像３２が表示されていない非画像領域２３を有する。
【０１６６】
本実施形態の高さ情報２５は、画像領域２２の各画素に対応して、オブジェクト画像３２の高さを示す値が格納されている。
【０１６７】
図２１の例では、オブジェクト画像３２が表示されない非画像領域２３の高さを示す値を１とした場合に、オブジェクト画像３２の高さは、「２」、「３」、「４」、「５」の４段階の値で示されていることがわかる。そして、高さ情報２５では、ボタン２４の上面を表す領域２４１と対応する領域２６の高さを示す値が「５」と最も大きい。したがって、画像２１において最も高さがある領域は、領域２４１であることがわかる。
【０１６８】
本実施形態の振動制御情報５１０は、高さ情報２５において、高さを示す値が最も大きい領域２６と対応する領域５１１と、画像２１の非画像領域２３と対応する領域５１２と、を有する。
【０１６９】
領域５１１には、領域２４１における各画素の摩擦値が格納されており、領域５１２には、非画像領域２３における各画素の摩擦値が格納されている。
【０１７０】
本実施形態では、画像領域２４と接触領域との重なり領域の大きさに応じて摩擦を制御するため、摩擦値を段階的に有していなくても、ボタン２４が上面に向かって徐々に高くなっていく様を、指がオブジェクト画像３２をなぞった際の触感として再現できる。
【０１７１】
（第三の実施形態）
以下に図面を参照して第三の実施形態について説明する。第三の実施形態では、超音波帯の波形により、触感を提供する振動を発生させる。以下の第三の実施形態の説明では、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【０１７２】
本実施形態では、立体的なオブジェクト画像に指が乗り上がる触感と、オブジェクト画像から指が降りてくる触感を提供する際に、超音波帯の波形を用いる。
【０１７３】
図２２は、第三の実施形態の電子機器の構成を説明する図である。電子機器１００Ａの演算処理装置２００は、アプリケーションプロセッサ２２０、通信プロセッサ２３０、駆動制御部２４０、メモリ２５０を有する。尚、メモリ２５０は、メモリ装置２１０を含んでも良いし、メモリ装置２１０がメモリ２５０を含んでも良い。また、駆動制御部２４０、正弦波発生器３１０、及び振幅変調器３２０は、駆動制御ＩＣ３００を構築する。
【０１７４】
尚、本実施形態では、アプリケーションプロセッサ２２０、通信プロセッサ２３０、駆動制御部２４０、及びメモリ２５０が１つの演算処理装置２００によって実現される形態について説明するが、駆動制御部２４０は、演算処理装置２００の外部に別のＩＣチップ又はプロセッサとして設けられた駆動制御ＩＣ３００に設けられていても良い。この場合には、メモリ２５０に格納されているデータのうち、駆動制御部２４０の駆動制御に必要なデータは、メモリ２５０とは別のメモリに格納して、駆動制御ＩＣ３００の内部に設ければよい。
【０１７５】
本実施形態のアプリケーションプロセッサ２２０は、電子機器１００Ａの種々のアプリケーションを実行する処理を行う。種々のアプリケーションは、例えば立体的なオブジェクト画像を表示させるアプリケーションを含む。
【０１７６】
通信プロセッサ２３０は、電子機器１００Ａが３Ｇ、４Ｇ、LTE(Long Term Evolution)、WiFi等の通信を行うために必要な処理を実行する。
【０１７７】
駆動制御部２４０は、後述する２つの所定の条件が揃った場合に、振幅データを振幅変調器３２０に出力する。振幅データは、振動素子１４０の駆動に用いる駆動信号の強度を調整するための振幅値を表す振幅データである。振幅値は、位置データの時間的変化度合に応じて設定される。ここで、位置データの時間的変化度合としては、利用者の指先が後述するトップパネル１２０の表面に沿って移動する速度を用いる。尚、本実施形態の位置データは、タッチ座標である。利用者の指先の移動速度は、ドライバＩＣ１５１から入力される位置データの時間的な変化度合に基づいて、駆動制御部２４０が算出する。また、振幅値を表す振幅データと移動速度との関係を表す第１データは、メモリ２５０に格納されている。尚、本実施形態の位置データは、ドライバＩＣ１５１から直接駆動制御部２４０に入力されても良い。
【０１７８】
次に、図２３及び図２４を参照し、電子機器１００Ａの具体的に構成について説明する。図２３は、第三の実施形態の電子機器を示す平面図であり、図２４は、図２３に示す電子機器のＡ−Ａ矢視断面を示す図である。尚、図２３及び図２４では、図示するように直交座標系であるＸＹＺ座標系を定義する。
【０１７９】
電子機器１００Ａは、筐体１１０、トップパネル１２０、両面テープ１３０、振動素子１４０、タッチパネル１５０、ディスプレイパネル１６０、及び基板１７０を含む。
【０１８０】
筐体１１０は、例えば、樹脂製であり、図２４に示すように凹部１１０Ａに基板１７０、ディスプレイパネル１６０、及びタッチパネル１５０が配設されるとともに、両面テープ１３０によってトップパネル１２０が接着されている。
【０１８１】
トップパネル１２０は、平面視で長方形の薄い平板状の部材であり、透明なガラス、又は、ポリカーボネートのような強化プラスティックで作製される。トップパネル１２０の表面（Ｚ軸正方向側の面）は、電子機器１００Ａの利用者が操作入力を行う操作面の一例である。
【０１８２】
トップパネル１２０は、Ｚ軸負方向側の面に振動素子１４０が接着され、平面視における四辺が両面テープ１３０によって筐体１１０に接着されている。尚、両面テープ１３０は、トップパネル１２０の四辺を筐体１１０に接着できればよい。
【０１８３】
トップパネル１２０のＺ軸負方向側にはタッチパネル１５０が配設される。トップパネル１２０は、タッチパネル１５０の表面を保護するために設けられている。尚、トップパネル１２０の表面に、さらに別なパネル又は保護膜等が設けられていてもよい。
【０１８４】
トップパネル１２０は、Ｚ軸負方向側の面に振動素子１４０が接着された状態で、振動素子１４０が駆動されることによって振動する。本実施形態では、トップパネル１２０の固有振動周波数でトップパネル１２０を振動させて、トップパネル１２０に定在波を生じさせる。ただし、トップパネル１２０には振動素子１４０が接着されているため、実際には、振動素子１４０の重さ等を考慮した上で、固有振動周波数を決めることが好ましい。
【０１８５】
振動素子１４０は、トップパネル１２０のＺ軸負方向側の面において、Ｙ軸正方向側において、Ｘ軸方向に伸延する短辺に沿って接着されている。振動素子１４０は、超音波帯の振動を発生できる素子であればよく、例えば、ピエゾ素子のような圧電素子を含むものを用いることができる。
【０１８６】
振動素子１４０は、後述する駆動制御部から出力される駆動信号によって駆動される。振動素子１４０が発生する振動の振幅（強度）及び周波数は駆動信号によって設定される。また、振動素子１４０のオン／オフは駆動信号によって制御される。
【０１８７】
尚、超音波帯とは、例えば、約２０ｋＨｚ以上の周波数帯をいう。本実施形態の電子機器１００では、振動素子１４０が振動する周波数は、トップパネル１２０の振動数と等しくなるため、振動素子１４０は、トップパネル１２０の固有振動数で振動するように駆動信号によって駆動される。
【０１８８】
タッチパネル１５０は、ディスプレイパネル１６０の上（Ｚ軸正方向側）で、トップパネル１２０の下（Ｚ軸負方向側）に配設されている。タッチパネル１５０は、電子機器１００Ａの利用者がトップパネル１２０に触れる位置（以下、操作入力の位置と称す）を検出する座標検出部の一例である。
【０１８９】
タッチパネル１５０の下にあるディスプレイパネル１６０には、ＧＵＩによる様々なボタン等（以下、ＧＵＩ操作部と称す）が表示される。このため、電子機器１００Ａの利用者は、通常、ＧＵＩ操作部を操作するために、指先でトップパネル１２０に触れる。
【０１９０】
タッチパネル１５０は、利用者のトップパネル１２０への操作入力の位置を検出できる座標検出部であればよく、例えば、静電容量型又は抵抗膜型の座標検出部であればよい。ここでは、タッチパネル１５０が静電容量型の座標検出部である形態について説明する。タッチパネル１５０とトップパネル１２０との間に隙間があっても、静電容量型のタッチパネル１５０は、トップパネル１２０への操作入力を検出できる。
【０１９１】
また、ここでは、タッチパネル１５０の入力面側にトップパネル１２０が配設される形態について説明するが、トップパネル１２０はタッチパネル１５０と一体的であってもよい。この場合、タッチパネル１５０の表面が図２３及び図２４に示すトップパネル１２０の表面になり、操作面を構築する。また、図２３及び図２４に示すトップパネル１２０を省いた構成であってもよい。この場合も、タッチパネル１５０の表面が操作面を構築する。また、この場合には、操作面を有する部材を、当該部材の固有振動で振動させればよい。
【０１９２】
また、タッチパネル１５０が静電容量型の場合は、トップパネル１２０の上にタッチパネル１５０が配設されていてもよい。この場合も、タッチパネル１５０の表面が操作面を構築する。また、タッチパネル１５０が静電容量型の場合は、図２３及び図２４に示すトップパネル１２０を省いた構成であってもよい。この場合も、タッチパネル１５０の表面が操作面を構築する。また、この場合には、操作面を有する部材を、当該部材の固有振動で振動させればよい。
【０１９３】
ディスプレイパネル１６０は、例えば、液晶ディスプレイパネル又は有機ＥＬ(Electroluminescence)パネル等の画像を表示できる表示部であればよい。ディスプレイパネル１６０は、筐体１１０の凹部１１０Ａの内部で、図示を省略するホルダ等によって基板１７０の上（Ｚ軸正方向側）に設置される。
【０１９４】
ディスプレイパネル１６０は、ドライバＩＣ１６１によって駆動制御が行われ、電子機器１００Ａの動作状況に応じて、ＧＵＩ操作部、画像、文字、記号、図形等を表示する。
【０１９５】
基板１７０は、筐体１１０の凹部１１０Ａの内部に配設される。基板１７０の上には、ディスプレイパネル１６０及びタッチパネル１５０が配設される。ディスプレイパネル１６０及びタッチパネル１５０は、図示を省略するホルダ等によって基板１７０及び筐体１１０に固定されている。
【０１９６】
基板１７０には、駆動制御ＩＣ３００の他に、電子機器１００Ａの駆動に必要な種々の回路等が実装される。
【０１９７】
以上のような構成の電子機器１００Ａは、トップパネル１２０に利用者の指が接触し、指先の移動を検出すると、基板１７０に実装される駆動制御部が振動素子１４０を駆動し、トップパネル１２０を超音波帯の周波数で振動させる。この超音波帯の周波数は、トップパネル１２０と振動素子１４０とを含む共振系の共振周波数であり、トップパネル１２０に定在波を発生させる。
【０１９８】
電子機器１００Ａは、超音波帯の定在波を発生させることにより、トップパネル１２０を通じて利用者に触感を提供する。
【０１９９】
次に、図２５を用いて、トップパネル１２０に発生させる定在波について説明する。
【０２００】
図２５は、超音波帯の固有振動によってトップパネルに生じる定在波のうち、トップパネルの短辺に平行に形成される波頭を示す図であり、図２５の（Ａ）は側面図、（Ｂ）は斜視図である。図２５の（Ａ）、（Ｂ）では、図２３及び図２４と同様のＸＹＺ座標を定義する。尚、図２５の（Ａ）、（Ｂ）では、理解しやすさのために、定在波の振幅を誇張して示す。また、図２５の（Ａ）、（Ｂ）では振動素子１４０を省略する。
【０２０１】
トップパネル１２０のヤング率Ｅ、密度ρ、ポアソン比δ、長辺寸法ｌ、厚さｔと、長辺方向に存在する定在波の周期数ｋとを用いると、トップパネル１２０の固有振動数（共振周波数）ｆは次式（４）、（５）で表される。定在波は１／２周期単位で同じ波形を有するため、周期数ｋは、０．５刻みの値を取り、０．５、１、１．５、２・・・となる。
【０２０２】
【数１】
2016178289.tif 000003
【０２０３】
【数２】
2016178289.tif 000004
尚、式（５）の係数αは、式（４）におけるｋ２以外の係数をまとめて表したものである。
【０２０４】
図２５の（Ａ）、（Ｂ）に示す定在波は、一例として、周期数ｋが１０の場合の波形である。例えば、トップパネル１２０として、長辺の長さｌが１４０ｍｍ、短辺の長さが８０ｍｍ、厚さｔが０．７ｍｍのGorilla（登録商標）ガラスを用いる場合には、周期数ｋが１０の場合に、固有振動数ｆは３３．５［ｋＨｚ］となる。この場合は、周波数が３３．５［ｋＨｚ］の駆動信号を用いればよい。
【０２０５】
トップパネル１２０は、平板状の部材であるが、振動素子１４０（図２３及び図２４参照）を駆動して超音波帯の固有振動を発生させると、図２５の（Ａ）、（Ｂ）に示すように撓むことにより、表面に定在波が生じる。
【０２０６】
尚、ここでは、１つの振動素子１４０がトップパネル１２０のＺ軸負方向側の面において、Ｙ軸正方向側において、Ｘ軸方向に伸延する短辺に沿って接着される形態について説明するが、振動素子１４０を２つ用いてもよい。２つの振動素子１４０を用いる場合は、もう１つの振動素子１４０をトップパネル１２０のＺ軸負方向側の面において、Ｙ軸負方向側において、Ｘ軸方向に伸延する短辺に沿って接着すればよい。この場合に、２つの振動素子１４０は、トップパネル１２０の２つの短辺に平行な中心線を対称軸として、軸対称になるように配設すればよい。
【０２０７】
また、２つの振動素子１４０を駆動する場合は、周期数ｋが整数の場合は同一位相で駆動すればよく、周期数ｋが奇数の場合は逆位相で駆動すればよい。
【０２０８】
次に、図２６を用いて、電子機器１００Ａのトップパネル１２０に生じさせる超音波帯の固有振動について説明する。
【０２０９】
図２６は、電子機器のトップパネルに生じさせる超音波帯の固有振動により、操作入力を行う指先に掛かる動摩擦力が変化する様子を説明する図である。図２６の（Ａ）、（Ｂ）では、利用者が指先でトップパネル１２０に触れながら、指をトップパネル１２０の奥側から手前側に矢印に沿って移動する操作入力を行っている。尚、振動のオン／オフは、振動素子１４０をオン／オフすることによって行われる。
【０２１０】
また、図２６の（Ａ）、（Ｂ）では、トップパネル１２０の奥行き方向において、振動がオフの間に指が触れる範囲をグレーで示し、振動がオンの間に指が触れる範囲を白く示す。
【０２１１】
超音波帯の固有振動は、図２５に示すようにトップパネル１２０の全体に生じるが、図２６の（Ａ）、（Ｂ）には、利用者の指がトップパネル１２０の奥側から手前側に移動する間に振動のオン／オフを切り替える動作パターンを示す。
【０２１２】
このため、図２６の（Ａ）、（Ｂ）では、トップパネル１２０の奥行き方向において、振動がオフの間に指が触れる範囲をグレーで示し、振動がオンの間に指が触れる範囲を白く示す。
【０２１３】
図２６の（Ａ）に示す動作パターンでは、利用者の指がトップパネル１２０の奥側にあるときに振動がオフであり、指を手前側に移動させる途中で振動がオンになっている。
【０２１４】
一方、図２６の（Ｂ）に示す動作パターンでは、利用者の指がトップパネル１２０の奥側にあるときに振動がオンであり、指を手前側に移動させる途中で振動がオフになっている。
【０２１５】
ここで、トップパネル１２０に超音波帯の固有振動を生じさせると、トップパネル１２０の表面と指との間にスクイーズ効果による空気層が介在し、指でトップパネル１２０の表面をなぞったときの動摩擦係数が低下する。
【０２１６】
従って、図２６の（Ａ）では、トップパネル１２０の奥側にグレーで示す範囲では、指先に掛かる動摩擦力は大きく、トップパネル１２０の手前側に白く示す範囲では、指先に掛かる動摩擦力は小さくなる。
【０２１７】
このため、図２６の（Ａ）に示すようにトップパネル１２０に操作入力を行う利用者は、振動がオンになると、指先に掛かる動摩擦力の低下を感知し、指先の滑り易さを知覚することになる。このとき、利用者はトップパネル１２０の表面がより滑らかになることにより、動摩擦力が低下するときに、トップパネル１２０の表面に凹部が存在するように感じる。
【０２１８】
一方、図２６の（Ｂ）では、トップパネル１２０の奥前側に白く示す範囲では、指先に掛かる動摩擦力は小さく、トップパネル１２０の手前側にグレーで示す範囲では、指先に掛かる動摩擦力は大きくなる。
【０２１９】
このため、図２６の（Ｂ）に示すようにトップパネル１２０に操作入力を行う利用者は、振動がオフになると、指先に掛かる動摩擦力の増大を感知し、指先の滑り難さ、あるいは、引っ掛かる感じを知覚することになる。そして、指先が滑りにくくなることにより、動摩擦力が高くなるときに、トップパネル１２０の表面に凸部が存在するように感じる。
【０２２０】
以上より、図２６の（Ａ）と（Ｂ）の場合は、利用者は指先で凹凸を感じ取ることができる。このように人間が凹凸の知覚することは、例えば、"触感デザインのための印刷物転写法とSticky-band Illusion"(第11回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会論文集 (SI2010, 仙台)____174-177, 2010-12)に記載されている。また、"Fishbone Tactile Illusion"(日本バーチャルリアリティ学会第10 回大会論文集(2005 年9 月))にも記載されている。
【０２２１】
尚、ここでは、振動のオン／オフを切り替える場合の動摩擦力の変化について説明したが、これは、振動素子１４０の振幅（強度）を変化させた場合も同様である。
【０２２２】
次に、利用者の指先の移動速度と振幅値を表す振幅データとの関係について説明する。
【０２２３】
本実施形態の駆動制御ＩＣ３００は、一例として、指先の移動速度に関わらずに利用者が指先から感知する触感を一定にするために、移動速度が高いほど振幅値を小さくし、移動速度が低いほど振幅値を大きくする。
【０２２４】
尚、ここでは、第１データを用いて移動速度に応じた振幅値を設定する形態について説明するが、次式（６）を用いて振幅値Ａを算出してもよい。式（６）で算出される振幅値Ａは、移動速度が高いほど小さくなり、移動速度が低いほど大きくなる。
【０２２５】
【数３】
2016178289.tif 000005
ここで、Ａ０は振幅の基準値であり、Ｖは指先の移動速度であり、ａは所定の定数である。式（６）を用いて振幅値Ａを算出する場合は、式（６）を表すデータと、振幅の基準値Ａ０と所定の定数ａを表すデータとをメモリ２５０に格納しておけばよい。
【０２２６】
また、駆動制御ＩＣ３００は、利用者の指先がトップパネル１２０の表面に沿って移動したときに、指先に掛かる動摩擦力を変化させるためにトップパネル１２０を振動させる。動摩擦力は、指先が移動しているときに発生するため、駆動制御部２４０は、移動速度が所定の閾値速度以上になったときに、振動素子１４０を振動させる。移動速度が所定の閾値速度以上になることは、１つ目の所定の条件である。
【０２２７】
従って、駆動制御部２４０が出力する振幅データが表す振幅値は、移動速度が所定の閾値速度未満のときはゼロであり、移動速度が所定の閾値速度以上になると、移動速度に応じて所定の振幅値に設定される。移動速度が所定の閾値速度以上のときには、移動速度が高いほど振幅値は小さく設定され、移動速度が低いほど振幅値は大きく設定される。
【０２２８】
また、駆動制御ＩＣ３００は、操作入力を行う指先の位置が、振動を発生させるべき所定の領域内にある場合に、振幅データを振幅変調器３２０に出力する。操作入力を行う指先の位置が、振動を発生させるべき所定の領域内にあることは、２つ目の所定条件である。
【０２２９】
操作入力を行う指先の位置が振動を発生させるべき所定の領域内にあるかどうかは、操作入力を行う指先の位置が、振動を発生させるべき所定の領域の内部にあるか否かに基づいて判定される。
【０２３０】
ここで、ディスプレイパネル１６０に表示するＧＵＩ操作部、画像を表示する領域、又は、ページ全体を表す領域等のディスプレイパネル１６０上における位置は、当該領域を表す領域データによって特定される。領域データは、すべてのアプリケーションにおいて、ディスプレイパネル１６０に表示されるすべてのＧＵＩ操作部、画像を表示する領域、又は、ページ全体を表す領域について存在する。
【０２３１】
このため、２つ目の所定条件として、操作入力を行う指先の位置が、振動を発生させるべき所定の領域内にあるかどうかを判定する際には、電子機器１００Ａが起動しているアプリケーションの種類が関係することになる。アプリケーションの種類により、ディスプレイパネル１６０の表示が異なるからである。
【０２３２】
また、アプリケーションの種類により、トップパネル１２０の表面に触れた指先を移動させる操作入力の種類が異なるからである。トップパネル１２０の表面に触れた指先を移動させる操作入力の種類としては、例えば、ＧＵＩ操作部を操作する際には、所謂フリック操作がある。フリック操作は、指先をトップパネル１２０の表面に沿って、はじく（スナップする）ように比較的短い距離移動させる操作である。
【０２３３】
また、ページを捲る場合には、例えば、スワイプ操作を行う。スワイプ操作は、指先をトップパネル１２０の表面に沿って掃くように比較的長い距離移動させる操作である。スワイプ操作は、ページを捲る場合の他に、例えば、写真を捲る場合に行われる。また、ＧＵＩ操作部によるスライダーをスライドさせる場合には、スライダーをドラッグするドラッグ操作が行われる。
【０２３４】
ここで一例として挙げるフリック操作、スワイプ操作、及びドラッグ操作のように、トップパネル１２０の表面に触れた指先を移動させる操作入力は、アプリケーションによる表示の種類によって使い分けられる。このため、操作入力を行う指先の位置が、振動を発生させるべき所定の領域内にあるかどうかを判定する際には、電子機器１００Ａが起動しているアプリケーションの種類が関係することになる。
【０２３５】
駆動制御部２４０は、領域データを用いて、ドライバＩＣ１５１から入力される位置データが表す位置（接触位置）が、振動を発生させるべき所定の領域の内部にあるか否かを判定する。
【０２３６】
アプリケーションの種類を表すデータと、操作入力が行われるＧＵＩ操作部等を表す領域データと、振動パターンを表すパターンデータとを関連付けた第２データは、メモリ２５０に格納されている。
【０２３７】
また、駆動制御部２４０は、ドライバＩＣ１５１から駆動制御ＩＣ３００に位置データが入力されてから、当該位置データに基づいて駆動信号が算出されるまでの所要時間の間における指先の位置の変化分を補間するために、次の処理を行う。
【０２３８】
駆動制御ＩＣ３００は、所定の制御周期毎に演算を行う。これは駆動制御部２４０も同様である。このため、ドライバＩＣ１５１から駆動制御ＩＣ３００に位置データが入力されてから、当該位置データに基づいて駆動制御部２４０が駆動信号を算出するまでの所要時間をΔｔとすると、所要時間Δｔは、制御周期に等しい。
【０２３９】
ここで、指先の移動速度は、ドライバＩＣ１５１から駆動制御ＩＣ３００に入力される位置データが表す点（ｘ１、ｙ１）を始点とし、所要時間Δｔが経過した後の指先の位置を終点（ｘ２、ｙ２）とするベクトルの速度として求めることができる。
【０２４０】
駆動制御部２４０は、ドライバＩＣ１５１から駆動制御ＩＣ３００に入力される位置データが表す点（ｘ２、ｙ２）を始点とし、所要時間Δｔが経過した後の指先の位置を終点（ｘ３、ｙ３）とするベクトルを求めることにより、所要時間Δｔ経過後の座標（ｘ３、ｙ３）を推定する。
【０２４１】
本実施形態の電子機器１００Ａでは、上述のようにして所要時間Δｔ経過後の座標を推定することにより、所要時間Δｔの間における指先の位置の変化分を補間する。
【０２４２】
このような所要時間Δｔ経過後の座標を推定する演算は、駆動制御部２４０が行う。駆動制御部２４０は、推定座標が振動を発生させるべき所定の領域の内部にあるか否かを判定し、振動を発生させるべき所定の領域の内部にある場合に振動を発生させる。従って、２つ目の所定の条件は、推定座標が振動を発生させるべき所定の領域の内部にあることである。
【０２４３】
以上より、駆動制御部２４０が振幅データを振幅変調器３２０に出力するために必要な２つの所定の条件は、指先の移動速度が所定の閾値速度以上であることと、推定座標が振動を発生させるべき所定の領域の内部にあることである。
【０２４４】
駆動制御部２４０は、指先の移動速度が所定の閾値速度以上であり、推定座標が振動を発生させるべき所定の領域の内部にある場合に、移動速度に応じた振幅値を表す振幅データをメモリ２５０から読み出して、振幅変調器３２０に出力する。
【０２４５】
メモリ２５０は、振幅値を表す振幅データと移動速度との関係を表す第１データ、及び、アプリケーションの種類を表すデータと、操作入力が行われるＧＵＩ操作部等を表す領域データと、振動パターンを表すパターンデータとを関連付けた第２データを格納する。すなわち、本実施形態の第２データは、振動制御情報５１０を含む。
【０２４６】
また、メモリ２５０は、アプリケーションプロセッサ２２０がアプリケーションの実行に必要とするデータ及びプログラム、及び、通信プロセッサ２３０が通信処理に必要とするデータ及びプログラム等を格納する。
【０２４７】
正弦波発生器３１０は、トップパネル１２０を固有振動数で振動させるための駆動信号を生成するのに必要な正弦波を発生させる。例えば、トップパネル１２０を３３．５［ｋＨｚ］の固有振動数ｆで振動させる場合は、正弦波の周波数は、３３．５［ｋＨｚ］となる。正弦波発生器３１０は、超音波帯の正弦波信号を振幅変調器３２０に入力する。
【０２４８】
振幅変調器３２０は、駆動制御部２４０から入力される振幅データを用いて、正弦波発生器３１０から入力される正弦波信号の振幅を変調して駆動信号を生成する。振幅変調器３２０は、正弦波発生器３１０から入力される超音波帯の正弦波信号の振幅のみを変調し、周波数及び位相は変調せずに、駆動信号を生成する。
【０２４９】
このため、振幅変調器３２０が出力する駆動信号は、正弦波発生器３１０から入力される超音波帯の正弦波信号の振幅のみを変調した超音波帯の正弦波信号である。尚、振幅データがゼロの場合は、駆動信号の振幅はゼロになる。これは、振幅変調器３２０が駆動信号を出力しないことと等しい。
【０２５０】
次に、図２７を用いて、メモリ２５０に格納される第１データ、及び、第２データについて説明する。
【０２５１】
図２７は、メモリに格納される第１データと第２データを示す図である。
【０２５２】
図２７の（Ａ）に示すように、第１データは、振幅値を表す振幅データと、移動速度とを関連付けたデータである。図２７の（Ａ）に示す第１データによれば、移動速度Ｖが０以上ｂ１未満（０≦Ｖ＜ｂ１）のときは振幅値を０に設定し、移動速度Ｖがｂ１以上ｂ２未満（ｂ１≦Ｖ＜ｂ２）のときは振幅値をＡ１に設定し、移動速度Ｖがｂ２以上ｂ３未満（ｂ２≦Ｖ＜ｂ３）のときは、振幅値をＡ２に設定することになる。
【０２５３】
また、図２７の（Ｂ）に示すように、第２データは、アプリケーションの種類を表すデータと、操作入力が行われるＧＵＩ操作部等が表示される領域の座標値を表す領域データと、振動パターンを表すパターンデータとを関連付けたデータである。
【０２５４】
図２７の（Ｂ）では、アプリケーションの種類を表すデータとして、アプリケーションＩＤ(Identification)を示す。また、領域データとして、操作入力が行われるＧＵＩ操作部等が表示される領域の座標値を表す式f1~f4を示す。また、振動パターンを表すパターンデータとして、Ｐ１〜Ｐ４を示す。尚、本実施形態の振動パターンは、例えば振動制御情報５１０に示す摩擦値と対応するものであっても良い。
【０２５５】
尚、第２データに含まれるアプリケーションＩＤで表されるアプリケーションは、スマートフォン端末機、又は、タブレット型コンピュータで利用可能なあらゆるアプリケーションを含み、電子メールの編集モードも含む。
【０２５６】
次に、図２８を用いて、本実施形態の電子機器１００Ａの駆動制御ＩＣ３００の駆動制御部２４０が実行する処理について説明する。
【０２５７】
図２８は、第三の実施形態の電子機器の駆動制御ＩＣの駆動制御部が実行する処理を示すフローチャートである。
【０２５８】
電子機器１００ＡのＯＳ（Operating System）は、所定の制御周期毎に電子機器１００Ａを駆動するための制御を実行する。このため、駆動制御ＩＣ３００は、所定の制御周期毎に演算を行う。これは駆動制御部２４０も同様であり、駆動制御部２４０は、図２８に示すフローを所定の制御周期毎に繰り返し実行する。
【０２５９】
ここで、ドライバＩＣ１５１から駆動制御ＩＣ３００に位置データが入力されてから、当該位置データに基づいて駆動制御部２４０が駆動信号を算出するまでの所要時間をΔｔとすると、所要時間Δｔは、制御周期に略等しい。
【０２６０】
制御周期の１周期の時間は、ドライバＩＣ１５１から駆動制御ＩＣ３００に位置データが入力されてから、当該位置データに基づいて駆動信号が算出されるまでの所要時間Δｔに相当するものとして取り扱うことができる。
【０２６１】
駆動制御部２４０は、電子機器１００Ａの電源がオンにされることにより、処理をスタートさせる。
【０２６２】
駆動制御部２４０は、現在の位置データが表す座標と、現在のアプリケーションの種類とに応じて、現在操作入力が行われているＧＵＩ操作部について、振動パターンと関連付けられた領域データを取得する（ステップＳ２８０１）。ここでは、本実施形態の領域データは、オブジェクト画像が表示された画像領域である。
【０２６３】
駆動制御部２４０は、移動速度が所定の閾値速度以上であるか否かを判定する（ステップＳ２８０２）。移動速度は、ベクトル演算によって算出すればよい。尚、閾値速度は、所謂フリック操作、スワイプ操作、又はドラッグ操作等のように指先を移動させながら操作入力を行う際における指先の移動速度の最低速度として設定すればよい。このような最低速度は、実験結果に基づいて設定してもよく、タッチパネル１５０の分解能等に応じて設定してもよい。
【０２６４】
駆動制御部２４０は、ステップＳ２１０２で移動速度が所定の閾値速度以上であると判定した場合は、現在の位置データが表す座標と、移動速度とに基づき、Δｔ時間後の推定座標を演算する（ステップＳ２８０３）。
【０２６５】
駆動制御部２４０は、Δｔ時間後の推定座標が、ステップＳ２８０１で求めた領域データが表す領域Ｓｔの中になるか否かを判定する（ステップＳ２８０４）。
【０２６６】
駆動制御部２４０は、Δｔ時間後の推定座標が、ステップＳ２８０１で求めた領域データが表す領域Ｓｔの中にあると判定する場合は、ステップＳ２８０２で求めた移動速度に対応する振幅値を表す振幅データを第１データから求める（ステップＳ２８０５）。
【０２６７】
駆動制御部２４０は、振幅データ出力する（ステップＳ２８０６）。これにより、振幅変調器３２０において、正弦波発生器３１０から出力される正弦波の振幅が変調されることによって駆動信号が生成され、振動素子１４０が駆動される。
【０２６８】
一方、ステップＳ２８０２で移動速度が所定の閾値速度以上ではないと判定した場合（Ｓ２８０２：ＮＯ）と、ステップＳ２１０４でΔｔ時間後の推定座標が、ステップＳ２８０１で求めた領域データが表す領域Ｓｔの中にないと判定した場合は、駆動制御部２４０は、振幅値をゼロに設定する（ステップＳ２８０７）。
【０２６９】
この結果、駆動制御部２４０は、振幅値がゼロの振幅データが出力され、振幅変調器３２０において、正弦波発生器３１０から出力される正弦波の振幅がゼロに変調された駆動信号が生成される。このため、この場合は、振動素子１４０は駆動されない。
【０２７０】
本実施形態では、以上の処理により、画像領域（領域データ）と接触位置の座標であるタッチ座標（位置データ）が含まれる接触画像とが重なる場合に、良好な触感を提供することができる。
【０２７１】
ここで、図２９乃至図３２を用いて、電子機器１００Ａの変形例について説明する。
【０２７２】
図２９は、第一の変形例の電子機器の断面を示す図である。図２９に示す断面は、図２４に示すＡ−Ａ矢視断面に対応する断面である。図２９では図２４と同様に直交座標系であるＸＹＺ座標系を定義する。
【０２７３】
電子機器１００Ｂは、筐体１１０Ｂ、トップパネル１２０、パネル１２１、両面テープ１３０、振動素子１４０、タッチパネル１５０、ディスプレイパネル１６０Ａ、及び基板１７０を含む。
【０２７４】
電子機器１００Ｂは、図２４に示す電子機器１００Ａのタッチパネル１５０を裏面側（Ｚ軸負方向側）に設けた構成を有する。このため、図２４に示す電子機器１００Ａと比べると、両面テープ１３０、振動素子１４０、タッチパネル１５０、及び基板１７０が裏面側に配設されている。
【０２７５】
筐体１１０Ｂには、Ｚ軸正方向側の凹部１１０Ａと、Ｚ軸負方向側の凹部１１０Ｃとが形成されている。凹部１１０Ａの内部には、ディスプレイパネル１６０Ａが配設され、トップパネル１２０で覆われている。また、凹部１１０Ｃの内部には、基板１７０とタッチパネル１５０が重ねて設けられ、パネル１２１は両面テープ１３０で筐体１１０Ｂに固定され、パネル１２１のＺ軸正方向側の面には、振動素子１４０が設けられている。
【０２７６】
図２９に示す電子機器１００Ｂにおいて、パネル１２０Ａへの操作入力に応じて、振動素子１４０のオン／オフを切り替えることによってパネル１２０Ａに超音波帯の固有振動を発生させれば、図２４に示す電子機器１００Ａと同様に、利用者が指先の感覚でディスプレイパネル１６０に表示される画像に対応した触感を知覚できる電子機器１００Ｂを提供することができる。
【０２７７】
なお、図２９には、裏面側にタッチパネル１５０を設けた電子機器１００Ｂを示すが、図２４に示す構造と図２９に示す構造とを合わせて、表面側と裏面側とにそれぞれタッチパネル１５０を設けてもよい。
【０２７８】
図３０は、第二の変形例の電子機器を示す図である。電子機器１００Ｃは、ノートブック型のＰＣ（Personal Computer:パーソナルコンピュータ）である。
【０２７９】
ＰＣ１００Ｃは、ディスプレイパネル１６０Ｂ１とタッチパッド１６０Ｂ２を含む。
【０２８０】
図３１は、第二の変形例の電子機器のタッチパッドの断面を示す図である。図３１に示す断面は、図２４に示すＡ−Ａ矢視断面に対応する断面である。図３１では図２４と同様に直交座標系であるＸＹＺ座標系を定義する。
【０２８１】
タッチパッド１６０Ｂ２は、図２４に示す電子機器１００Ａから、ディスプレイパネル１６０を取り除いた構成を有する。
【０２８２】
図３０に示すようなＰＣとしての電子機器１００Ｃにおいて、タッチパッド１６０Ｂ２への操作入力に応じて、振動素子１４０のオン／オフを切り替えることによってトップパネル１２０に超音波帯の固有振動を発生させれば、図２４に示す電子機器１００Ａと同様に、タッチパッド１６０Ｂ２への操作入力の移動量に応じて、利用者の指先に触感を通じて操作感を提供することができる。
【０２８３】
また、ディスプレイパネル１６０Ｂ１の裏面に振動素子１４０を設けておけば、図２４に示す電子機器１００Ａと同様に、ディスプレイパネル１６０Ｂ１への操作入力の移動量に応じて、利用者の指先に触感を通じて操作感を提供することができる。この場合は、ディスプレイパネル１６０Ｂ１の代わりに、図２４に示す電子機器１００Ａを設ければよい。
【０２８４】
図３２は、第三の変形例の電子機器の断面を示す図である。電子機器１００Ｄは、筐体１１０、トップパネル１２０Ｃ、両面テープ１３０、振動素子１４０、タッチパネル１５０、ディスプレイパネル１６０、及び基板１７０を含む。
【０２８５】
図３２に示す電子機器１００Ｄは、トップパネル１２０Ｃが曲面ガラスであること以外は、図２４に示す電子機器１００Ａの構成と同様である。
【０２８６】
トップパネル１２０Ｃは、平面視における中央部がＺ軸正方向側に突出するように湾曲している。図３２には、トップパネル１２０ＣのＹＺ平面における断面形状を示すが、ＸＺ平面における断面形状も同様である。
【０２８７】
このように、曲面ガラスのトップパネル１２０Ｃを用いることにより、良好な触感を提供できる。特に、画像として表示する物体の実物の形状が湾曲している場合に有効的である。
【０２８８】
本発明は、具体的に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０２８９】
３１、３２  オブジェクト画像
１００  電子機器
１０１  入力操作部
１４０  振動素子
１５０  タッチパネル
１６０  ディスプレイパネル
２００  演算処理装置
３００  駆動制御ＩＣ
４００  振動制御処理部
４１０  接触検知部
４２０  タッチ情報取得部
４３０  進行方向判定部
４４０  重なり領域取得部
４５０  重なり変化算出部
４６０  重なり変化判定部
４７０  振動制御部
５００  記憶部
５１０  振動制御情報
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【国際調査報告】
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