(57)【要約】  振動波形を組み合わせて操作入力に対する振動波形を自由に生成できる駆動装置、電子機器、及び駆動制御プログラムを提供する。  駆動装置は、タッチパネルを振動させる振動波形の一部を表す複数の要素波形データを格納する第１格納部と、前記第１格納部に格納された複数の要素波形データのうち、利用者によって選択された第１要素波形データ及び第２要素波形データを組み合わせて波形データを生成する波形データ生成部と、前記波形データ生成部によって生成される波形データを格納する第２格納部と、前記タッチパネルに利用者の操作入力が行われると、利用者によって選択された前記波形データに基づく駆動指令を生成する駆動指令生成部とを含む。
2013186847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチパネルを振動させる振動波形の一部を表す複数の要素波形データを格納する第１格納部と、
前記第１格納部に格納された複数の要素波形データのうち、利用者によって選択された第１要素波形データ及び第２要素波形データを組み合わせて波形データを生成する波形データ生成部と、
前記波形データ生成部によって生成される波形データを格納する第２格納部と、
前記タッチパネルに利用者の操作入力が行われると、利用者によって選択された前記波形データに基づく駆動指令を生成する駆動指令生成部と
を含む、駆動装置。
【請求項２】
前記第２格納部に格納される波形データと、利用者によって選択された前記タッチパネルへの操作指令とを関連付けて格納する第３格納部をさらに含み、
前記駆動指令出力部は、利用者の前記タッチパネルへの操作指令に関連付けられた波形データを前記第３格納部から読み出し、当該読み出した波形データに基づく駆動指令を出力する、請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
無線又は有線の通信回線を介して外部サーバに接続される通信部をさらに含み、
前記要素波形データは、前記通信部によって前記外部サーバから取得される、請求項１又は２記載の駆動装置。
【請求項４】
前記波形データ生成部によって生成される前記波形データを前記通信部を介して前記外部サーバにアップロードする第１データ処理部をさらに含む、請求項１乃至３のいずれか一項記載の駆動装置。
【請求項５】
前記通信部を介して前記外部サーバから他の利用者によって選択された第１要素波形データ及び第２要素波形データを組み合わせた波形データをダウンロードし、前記第２格納部に格納する第２データ処理部をさらに含む、請求項１乃至４のいずれか一項記載の駆動装置。
【請求項６】
前記波形データは、前記タッチパネルを振動させるアクチュエータの共振周波数をｆ０としたとき、周波数ｆ１＝ｍ／ｎ×ｆ０（ｍ，ｎは自然数かつｍ≠ｎ）を満たす正弦波であり、かつ、前記アクチュエータをｍ回加振する駆動指令を表す波形データである、請求項１乃至５のいずれか一項記載の駆動装置。
【請求項７】
前記波形データは、前記タッチパネルを振動させるアクチュエータの共振周波数と等しい周波数を有する正弦波であり、かつ、前記正弦波の振幅の中心点以外において前記アクチュエータの加振を停止する駆動指令を表す波形データである、請求項１乃至５のいずれか一項記載の駆動装置。
【請求項８】
前記波形データは、前記タッチパネルを振動させるアクチュエータの共振周波数をｆ０としたとき、周波数ｆ１＝ｍ／ｎ×ｆ０（ｍ，ｎは自然数かつｍ≠ｎ）を満たす正弦波から位相がπ／２ずれており、かつ、前記アクチュエータをｍ回加振し、振幅の中心点以外において前記アクチュエータの加振を停止させる駆動指令を表す波形データである、請求項１乃至５のいずれか一項記載の駆動装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項記載の駆動装置と、
前記駆動指令出力部から出力される駆動指令に基づき、前記タッチパネルを振動させるアクチュエータを駆動する駆動部と
を含む、電子装置。
【請求項１０】
コンピュータに、
タッチパネルを振動させる振動波形の一部を表す複数の要素波形データのうち、利用者によって選択された第１要素波形データ及び第２要素波形データを組み合わせて波形データを生成し、
前記タッチパネルに利用者の操作入力が行われると、利用者によって選択された前記波形データに基づく駆動指令を出力する、ことを実行させる駆動制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置、電子機器、及び駆動制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、タッチパネルを入力手段とする電子機器がある。タッチパネルは、操作面への接触を入力操作として検出するものであり、ボタン等を押す際の触感は得られない。このため、従来のタッチパネルでは、入力操作に応じた触感を提供する装置の搭載が望まれていた。【０００３】
そこで、近年では、例えばＬＲＡ(Linear Resonant Actuator)のようなアクチュエータを駆動してタッチパネルを振動させることにより、入力操作に応じた触感を提示することが考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５２１５９７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来は、入力操作に対して提示される振動波形は同じ振動波形の繰り返しであり、タッチパネルの操作感が単調であった。すなわち、様々な振動波形を組み合わせて自由に振動波形を生成することはできなかった。【０００６】
そこで、振動波形を組み合わせて操作入力に対する振動波形を自由に生成できる駆動装置、電子機器、及び駆動制御プログラム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】
本発明の実施の形態の駆動装置は、タッチパネルを振動させる振動波形の一部を表す複数の要素波形データを格納する第１格納部と、前記第１格納部に格納された複数の要素波形データのうち、利用者によって選択された第１要素波形データ及び第２要素波形データを組み合わせて波形データを生成する波形データ生成部と、前記波形データ生成部によって生成される波形データを格納する第２格納部と、前記タッチパネルに利用者の操作入力が行われると、利用者によって選択された前記波形データに基づく駆動指令を生成する駆動指令生成部とを含む。
【発明の効果】
【０００８】
振動波形を組み合わせて操作入力に対する振動波形を自由に生成できる駆動装置、電子機器、及び駆動制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】キースイッチの押下で生じる振動加速度の波形と、タッチパネルの接触で生じる振動加速度の波形を示す図である。
【図２】人体の組織に含まれる加速度を検出する器官の感度を示す図である。
【図３】実施の形態の電子機器の断面構造を示す図である。
【図４】２種類のＬＲＡの断面構造を示す図である。
【図５】実施の形態の駆動装置を説明する図である。
【図６】実施の形態の駆動装置がＬＲＡを駆動する際の処理を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態の電子機器の利用形態の一例を示す図である。
【図８】実施の形態のスマートフォンにおける要素波形データのダウンロード方法の一例を示す図である。
【図９】実施の形態のスマートフォンにおける要素波形データのダウンロード方法の一例を示す図である。
【図１０】実施の形態のスマートフォンでダウンロードした要素波形データの保存等の操作方法の一例を示す図である。
【図１１】実施の形態のスマートフォンでダウンロードした要素波形データの保存等の操作方法の一例を示す図である。
【図１２】実施の形態のスマートフォンで波形データを生成するための操作方法の一例を示す図である。
【図１３】実施の形態のスマートフォンで生成した波形データで試しにＬＲＡを駆動させるための操作方法の一例を示す図である。
【図１４】実施の形態のスマートフォンで生成した波形データを保存するための操作方法の一例を示す図である。
【図１５】実施の形態のスマートフォンで、波形データをサーバにアップロードする際の操作方法を示す図である。
【図１６】実施の形態のスマートフォンで、波形データをサーバにアップロードする際の操作方法を示す図である。
【図１７】実施の形態のスマートフォンがサーバから波形データをダウンロードする際の動作を示す図である。
【図１８】実施の形態のスマートフォンのリンクデータの一例を示す図である。
【図１９】ＬＲＡの動作原理を説明するための図である。
【図２０】ＬＲＡに印加される入力波形の例を示す図である。
【図２１】ＬＲＡの変位を示す図である。
【図２２】ＬＲＡの振動の変位、振動の速度及び振動の加速度の例を示す図である。
【図２３】ＬＲＡの固有振動数の正弦波を駆動指令としたときのＬＲＡの振動の加速度を示す図である。
【図２４】ＬＲＡの固有振動数の正弦波による駆動信号停止後にＬＲＡに発生する振動の逆位相の電圧を振動抑制信号として印加したときのＬＲＡの振動の加速度を示す図である。
【図２５】実施形態の条件を満たさない信号を入力駆動信号としたときのＬＲＡの加速度応答シミュレーションと、実際の電子機器での加速度測定結果を示す図である。
【図２６】実施形態の条件を満たす信号を入力駆動信号としたときのＬＲＡの加速度応答シミュレーションと、実際の電子機器での加速度測定結果を示す図である。
【図２７】タッチパネルの共振周波数による振動の励起を説明する図である。
【図２８】ＬＲＡの共振周波数の電圧を駆動指令としたときのタッチパネルの振動の加速度を示す図である。
【図２９】高周波振動を励起する箇所をずらした例を示す図である。
【図３０】実施の形態のＬＲＡの駆動指令の例を示す図である。
【図３１】実施の形態のＬＲＡに対する入力波形を示す図である。
【図３２】実施の形態のＬＲＡの強制振動成分と自由振動成分、合成波を説明する図である。
【図３３】実施の形態のＬＲＡの振動の速度及び振動の加速度の例を示す図である。
【図３４】ＬＲＡが筐体に設けられた電子機器の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の駆動装置、電子機器、及び駆動制御プログラムを適用した実施の形態について説明する。
【００１１】
＜実施の形態１＞
図１（Ａ）は、人間の指に加速度計１を取り付けてボタン２を押下した際に生じる振動の加速度の波形１１を示す図である。図１（Ｂ）は、人間の指に加速度計１を取り付けて、ＬＲＡ(Linear Resonant Actuator)が取り付けられたタッチパネル３をタッチした際に生じる振動の加速度の波形１２を示す図である。図１の例では、ボタン２は例えばメタルドーム式のボタンである。またボタン２とタッチパネル３は、電子機器に設けられたものである。
【００１２】
波形１１で示される振動は、1〜数周期で急速に減衰する。これに対して波形１２で示される振動は、駆動指令の供給を停止後もＬＲＡの固有振動数による自由振動が減衰するまで続く。
【００１３】
ところで、人間の指は、振動周波数２００Ｈｚにおいて振動の加速度が０．０２Ｇ以下になると振動を感知できなくなる。振動周波数とは、１秒間の振動数である。振動の加速度とは、単位時間当たりの振動の速度変化量を示すものである。
【００１４】
図２は、人体の組織に含まれる加速度を検出する器官の感度を示す図である。なお、人間の主な機械刺激の受容器には、変位を感じ取るメルケル細胞、速度を感じ取るマイスナー小体、加速度を感じ取るパチニ小体の３種類がある。
【００１５】
すなわち波形１１では、指は０．０１ｓｅｃ以内に振動の加速度が０．０２Ｇ以下になるため振動を感知しなくなる。これに対して波形１２では、振動の加速度が０．０２Ｇ以下になるまで０．１ｓｅｃが必要であり、指は０．１ｓｅｃ経過するまで振動を感知し続ける。したがって波形１１で示される振動と、波形１２で示される振動とでは、人間が感知する触感として全く異なるものとなる。
【００１６】
次に、図３を用いて実施の形態の電子機器について説明する。
【００１７】
図３は、実施の形態の電子機器の断面構造を示す図である。
【００１８】
実施の形態の電子機器３００は、筐体１１０、タッチパネル１２０、両面テープ１３０、ＬＲＡ１４０、基板１５０を有する。電子機器３００は、例えば、スマートフォンのような携帯端末機である。なお、電子機器３００は、タッチパネル１２０を入力操作部とする機器であればよいため、スマートフォンのような携帯端末機に限られず、例えば、ＡＴＭ（Automatic Teller Machine）のように特定の場所に設置されて利用される機器であってもよい。
【００１９】
実施の形態の電子機器３００では、両面テープ１３０により、タッチパネル１２０が筐体１１０に固定されている。ＬＲＡ１４０は、タッチパネル１２０の筐体側の面に取り付けられている。ＬＲＡ１４０は、予め設計された共振周波数を持つ振動系とアクチュエータとが組み合わされたもので、主に共振周波数で駆動して振動を発生させる振動デバイスであり、駆動波形の振幅により振動量が変化する。
【００２０】
基板１５０は、筐体１１０内部に配置されている。基板１５０には、ＬＲＡ１４０の駆動を制御するために駆動装置やＬＲＡ１４０に駆動指令を出力するドライバＩＣ（Integrated Circuit）等が実装されている。なお、図３ではドライバＩＣ等を省略する。
【００２１】
実施の形態の電子機器３００は、タッチパネル１２０に利用者の指が接触すると、この接触を感知して基板１５０に実装された駆動装置によりＬＲＡ１４０を駆動し、ＬＲＡ１４０の振動をタッチパネル１２０に伝播させる。
【００２２】
尚本実施例ではＬＲＡ１４０を振動デバイスとしたが、共振器と加振用のアクチュエータを備えた構造であればＬＲＡに限らない。
【００２３】
次に、図４を参照してＬＲＡ１４０について説明する。
【００２４】
図４は、２種類のＬＲＡの断面構造を示す図である。図４（Ａ）はボイスコイルを用いたＬＲＡを示す図であり、図４（Ｂ）は圧電素子を用いたＬＲＡを示す図である。
【００２５】
図４（Ａ）に示すＬＲＡ３０は、ばね３１、磁石３２、コイル３３を有する。ＬＲＡ３０は、ばね３１のばね定数をｋとし、磁石３２の質量をｍとすると、固有振動数ｆ０が以下の式１で示される。
【００２６】
【数１】
2013186847.tif 000003
図４（Ｂ）に示すＬＲＡ４０は、重り４１、梁４２、圧電素子４３を有する。ＬＲＡ４０は、重り４１の質量をｍとし、梁４２のヤング率をＥとし、梁４２の断面２次モーメントをＩとすると、固有振動数ｆ０が以下の式２で示される。なお、Ｌを梁４２の長手方向の長さとする。
【００２７】
【数２】
2013186847.tif 000004
実施の形態のＬＲＡ１４０は、ボイスコイルを用いたＬＲＡ３０を適用しても良いし、圧電素子４３を用いたＬＲＡ４０を適用しても良い。
【００２８】
次に、図５を参照して実施の形態の電子機器３００の有する基板１５０に実装された駆動装置について説明する。
【００２９】
図５は、実施の形態の駆動装置を説明する図である。
【００３０】
実施の形態の駆動装置２００は、制御部２１０、及びメモリ２２０を含む。また、実施の形態の電子機器３００は、主な構成要素として、駆動装置２００、ドライバＩＣ（Integrated circuit：集積回路）２６０、ＬＲＡ１４０、ディスプレイ３０１、タッチセンサ３０２、入力部３０３、信号処理部３０４、通信部３０５、及び記録媒体Ｉ／Ｆ（Interface）部３０８を含む。
【００３１】
制御部２１０は、波形データ生成部２１１、駆動指令生成部２１２、及びデータ処理部２１３を含む。制御部２１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）によって実現される。
【００３２】
波形データ生成部２１１は、ＬＲＡ１４０を駆動するための駆動指令を生成するためのデータである波形データを生成する。
【００３３】
駆動指令生成部２１２は、メモリ２２０に格納された駆動制御プログラム２３０を読み出して実行し、波形データに基づいて駆動指令を生成することにより、駆動指令を用いて後述するＬＲＡ１４０を駆動する。駆動指令生成部２１２は、ＬＲＡ１４０の駆動波形を表す波形データに基づいて、ＬＲＡ１４０に供給するための電圧値及び電流値等を表す駆動指令を生成する。
【００３４】
データ処理部２１３は、波形データをサーバ４００にアップロードする処理、サーバ４００から波形データをダウンロードする処理、及び波形データについてのその他の処理を行う。なお、データ処理部２１３は、第１データ処理部及び第２データ処理部の一例である。
【００３５】
メモリ２２０には、ＬＲＡ１４０の駆動を制御する駆動制御プログラム２３０が格納される記憶領域と、波形データが格納される記憶領域（波形データベース２４０）と、ＡＰＩ（Application Programming Interface）２５０が格納される記憶領域とが設けられている。また、メモリ２２０には、さらに、要素波形データが格納される記憶領域（要素波形データベース３５０）と、リンクデータ３６０が格納される記憶領域とは設けられている。
【００３６】
なお、ここでは、波形データベース２４０と要素波形データベース３５０がメモリ２２０内の記憶領域である形態について説明するが、波形データベース２４０と要素波形データベース３５０は、メモリ２２０とは物理的に隔離された別のメモリに格納されてもよい。
【００３７】
駆動制御プログラム２３０は、制御部２１０にＬＲＡ１４０の駆動制御を実行させる際に、制御部２１０が実行するコンピュータプログラムである。
【００３８】
波形データベース２４０は、ＬＲＡ１４０を駆動するための駆動指令を生成する際に用いられる波形データを格納するデータベースである。波形データの詳細は後述する。
【００３９】
ＡＰＩ２５０は、駆動制御プログラム２３０により起動され、触感を提示するための各種処理を行う。図５ではＡＰＩ２５０はメモリ２２０に格納されるものとしたが、基板１５０に実装された他のメモリに格納されていても良い。
【００４０】
ドライバＩＣ２６０は、制御部２１０から入力される駆動指令に基づき、ＬＲＡ１４０を駆動する。ドライバＩＣ２６０は、制御部２１０から入力される駆動指令を増幅等してＬＲＡ１４０に入力する。
【００４１】
ディスプレイ３０１は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）であり、電子機器３００がスマートフォンの場合は、スマートフォンの各種機能を実現するために必要なＧＵＩ（Graphic User Interface）部品を表示する。ＧＵＩ部品としては、例えば電子機器３００がスマートフォンの場合は、電話番号を入力するためのキーパッドが典型例である。ディスプレイ３０１の表示内容は、制御部２１０によって制御される。
【００４２】
タッチセンサ３０２は、ディスプレイ３０１の表面側に配設されており、利用者が指を触れた位置の座標を検出する。タッチセンサ３０２が検出する座標は、制御部２１０に入力される。なお、ディスプレイ３０１とタッチセンサ３０２を合わせた電子部品がタッチパネル１２０である。
【００４３】
入力部３０３は、例えば、電子機器３００がスマートフォンの場合は、スマートフォンのタッチパネル以外のスイッチ等である。このようなスイッチとしては、例えば、ホームキー、ボリューム調整用のボタン等がある。
【００４４】
信号処理部３０４は、通信部３０５がサーバ４００とインターネット４０１を介して通信を行う際に、電子機器３００からサーバ４００にアップロードするデータと、電子機器３００がサーバ４００からダウンロードするデータとを制御部２１０との間で受け渡す処理部である。信号処理部３０４は、電子機器３００の通信用のインターフェイスとして機能する。
【００４５】
通信部３０５は、電子機器３００がインターネット４０１を介してサーバ４００と通信を行う際に、データ通信を行う。サーバ４００は、例えば、メールサーバ又はクラウドサーバ等である。
【００４６】
記録媒体Ｉ／Ｆ部３０８は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などのデータ伝送路を介して接続された記録媒体３０９（例えば、フラッシュメモリなど）と電子機器３００とのインターフェイスである。
【００４７】
また、記録媒体３０９に、所定のプログラムを格納し、この記録媒体３０９に格納されたプログラムは記録媒体Ｉ／Ｆ部３０８を介して電子機器３００にインストールされる。インストールされた所定のプログラムは、電子機器３００により実行可能となる。
【００４８】
図６は、実施の形態の駆動装置２００がＬＲＡ１４０を駆動する際の処理を示すフローチャートである。
【００４９】
実施の形態の駆動装置２００は、利用者がタッチパネル１２０に接触したことを検出すると（ステップＳ６０１）、ＡＰＩ２５０を起動させる（ステップＳ６０２）。具体的には駆動装置２００は、例えばタッチパネル１２０に表示されたＧＵＩボタンに利用者が触れた場合にＡＰＩ２５０を起動する。
【００５０】
ＡＰＩ２５０は、メモリ２２０に格納された波形データを読み出し、波形データに基づいて生成した駆動指令をドライバＩＣ２６０へ出力する（ステップＳ６０３）。ドライバＩＣ２６０は、駆動指令ををＤ／Ａ（Digital to Analog）変換し（ステップＳ６０４）、アンプ等により増幅する（ステップＳ６０５）。ドライバＩＣ２６０は、増幅した信号をＬＲＡ１４０に出力する（ステップＳ６０６）。
【００５１】
次に、図７乃至図１８を用いて、実施の形態の駆動装置２００が生成する波形データの利用形態及び生成方法等について説明する。
【００５２】
図７は、実施の形態の電子機器の利用形態を示す図である。
【００５３】
図７には、スマートフォン３００Ａ、３００Ｂを示す。スマートフォン３００Ａ、３００Ｂは、図５に示す電子機器３００と同一構成を有する。
【００５４】
スマートフォン３００Ａ、３００Ｂは、インターネット４０１を経由してサーバ４００にアクセスすることにより、サーバ４００に格納されているデータベース５００から、要素波形データをダウンロードすることができる。
【００５５】
要素波形データは、波形データが表す振動波形の一部を表すデータである。要素波形データが表す波形は、波形データが表す振動波形の一部であるため、複数の要素波形データを組み合わせることにより、振動波形を表す波形データが完成する。このような波形データを生成する処理は、波形データ生成部２１１（図５参照）によって実行される。
【００５６】
データベース５００は、テーブル形式のデータベースである。図７には、８つの要素波形データの名称（パーツＡからパーツＨ）と、８つの要素波形データを関連付けたデータベース５００を示す。
【００５７】
また、図７に示す８つの要素波形は、周期、振幅、位相等がランダムに設定されている。８つの要素波形は、それぞれ、パーツＡからパーツＨの要素波形データを用いてＬＲＡ１４０を駆動した場合に、タッチパネル１２０に生じる振動のパターンを示す。
【００５８】
なお、ここでは、図７に示す８つの要素波形が、それぞれ、タッチパネル１２０に生じる振動のパターンを示す形態について説明するが、図７に示す８つの要素波形が、ＬＲＡ１４０に入力される駆動指令のパターンを示すようにしてもよい。
【００５９】
なお、要素波形データの名称は、要素波形データを識別するための識別子の一例である。要素波形データの名称の代わりに、ＩＤ（Identification）を用いてもよい。
【００６０】
実施の形態のスマートフォン３００Ａ、３００Ｂは、データベース５００に格納される要素波形データをダウンロードし、メモリ２２０（図５参照）に格納することができる。
【００６１】
図８は、実施の形態のスマートフォン３００Ａにおける要素波形データのダウンロード方法の一例を示す図である。なお、ここではスマートフォン３００Ａを用いて説明するが、スマートフォン３００Ｂを用いても同様である。
【００６２】
図８（Ａ）に示すように、スマートフォン３００Ａのタッチパネル１２０には、様々なアプリケーションのＧＵＩボタン１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ、１２１Ｄ、１２１Ｅ、及び１２１Ｆが表示されている。図８（Ａ）に示すタッチパネル１２０には、スマートフォン３００Ａの初期画面が表示されている。初期画面は、利用者がスマートフォン３００Ａの電源をオンにし、パスワード等を入力した後に、最初に表示される画面である。
【００６３】
ＧＵＩボタン１２１Ａから１２１Ｄは、それぞれ、インターネット、メール、カメラ、電卓を起動するためのボタンである。
【００６４】
なお、以下では、ＧＵＩボタン１２１Ａ〜１２１Ｆを含め、種々のＧＵＩボタン及びＧＵＩボタンを含むリスト等がタッチパネル１２０に表示される状態を示す。その際に、利用者の指によって押されていないＧＵＩボタンを白く示し、利用者の指によって押されているＧＵＩボタンをグレーで示す。
【００６５】
ＧＵＩボタン１２１Ｅは、パーツリストを表示させるためのＧＵＩボタンである。パーツリストとは、複数の要素波形データが表す要素波形のリストである。図８（Ｂ）に示すように、利用者がＧＵＩボタン１２１Ｅに触れると、スマートフォン３００Ａはサーバ４００（図７参照）のデータベース５００に格納されているパーツリストを表すデータをダウンロードする。
【００６６】
ＧＵＩボタン１２１Ｆは、利用者がスマートフォン３００Ａで作成した波形データをサーバ４００にアップロードする際に用いるＧＵＩボタンである。利用者がＧＵＩボタン１２１Ｆに触れると、スマートフォン３００Ａは利用者に指定された波形データをサーバ４００にアップロードする。サーバ４００にアップロードされた波形データは、データベース５００に格納される。
【００６７】
図９は、実施の形態のスマートフォン３００Ａにおける要素波形データのダウンロード方法の一例を示す図である。
【００６８】
図９（Ａ）には、ＧＵＩボタン１２１Ｅが押されることにより（図８（Ｂ）参照）、パーツリスト５００Ａがスマートフォン３００Ａにダウンロードされた状態を示す。パーツリスト５００Ａは、タッチパネル１２０に表示されている。
【００６９】
この状態では、利用者はパーツリスト５００Ａに触れることにより、任意の要素波形データを選択することができる。図９（Ｂ）には、パーツＡの要素波形データを選択している状態を示す。
【００７０】
図１０及び図１１は、実施の形態のスマートフォン３００Ａでダウンロードした要素波形データの保存等の操作方法の一例を示す図である。
【００７１】
図１０（Ａ）には、パーツＡの要素波形データが表す要素波形がタッチパネル１２０の上部に表示されている状態を示す。また、この状態では、タッチパネル１２０には、ＧＵＩボタン１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃが表示される。
【００７２】
ＧＵＩボタン１２２Ａは、パーツＡの要素波形データでＬＲＡ１４０（図５参照）を試しに駆動させるための"Play"ボタンである。図１０（Ｂ）に示すように利用者がＧＵＩボタン１２２Ａを押すと、ＬＲＡ１４０がパーツＡの要素波形データに基づく駆動指令で駆動され、図１０（Ｃ）に示すように、タッチパネル１２０にはパーツＡの波形で表される振動が生じる。
【００７３】
図１０（Ａ）に示すＧＵＩボタン１２２Ｂは、選択した要素波形データをスマートフォン３００Ａのメモリ２２０に保存する場合に利用者が押すＧＵＩボタンである。このため、ＧＵＩボタン１２２Ｂには、"保存"と記す。
【００７４】
図１１（Ａ）に示すように利用者がＧＵＩボタン１２２Ｂを押すと、図９（Ｂ）に示す操作で選択されたパーツＡの要素波形データは、メモリ２２０（図５参照）の要素波形データベース３５０に保存される。
【００７５】
図１０（Ａ）に示すＧＵＩボタン１２２Ｃは、選択した要素波形データをスマートフォン３００Ａのメモリ２２０に保存しない場合に利用者が押すＧＵＩボタンである。このため、ＧＵＩボタン１２２Ｃには、"保存しない"と記す。
【００７６】
図１１（Ｂ）に示すように利用者がＧＵＩボタン１２２Ｃを押すと、図９（Ｂ）に示す操作で選択されたパーツＡの要素波形データは、メモリ２２０に保存されずに消去される。
【００７７】
図１２は、実施の形態のスマートフォン３００Ａで波形データを生成するための操作方法の一例を示す図である。図１３は、実施の形態のスマートフォン３００Ａで生成した波形データで試しにＬＲＡ１４０を駆動させるための操作方法の一例を示す図である。図１４は、実施の形態のスマートフォン３００Ａで生成した波形データを保存するための操作方法の一例を示す図である。
【００７８】
図１２（Ａ）には、タッチパネル１２０に登録リスト１２３とＧＵＩボタン１２４Ａ、１２４Ｂが表示されている状態を示す。登録リスト１２３は、メモリ２２０内の波形データベース２４０に含まれる波形データと、要素波形データベース３５０に含まれる要素波形データをテーブル形式で表示したものである。
【００７９】
ここで、要素波形データベース３５０は第１格納部の一例であり、波形データベース２４０は第２格納部の一例である。
【００８０】
登録リスト１２３には、図９（Ｂ）に示す操作で選択され、図１１（Ａ）に示すようにＧＵＩボタン１２２Ｂが押されることによってメモリ２２０（図５参照）に保存された要素波形データの名称と波形が表示される。図１２（Ａ）に示す登録リスト１２３には、パーツＡとパーツＥの要素波形データが含まれている。
【００８１】
ＧＵＩボタン１２４Ａは、登録リスト１２３に含まれるパーツを選択するための"選択"ボタンである。図１２（Ｂ）に示すように、ＧＵＩボタン１２４Ａを押した状態で、例えば、パーツＡとパーツＥを選択することができる。
【００８２】
ＧＵＩボタン１２４Ｂは、登録リスト１２３から選択した複数のパーツを合成する（組み合わせる）ための"合成"ボタンである。図１２（Ｂ）に示すようにパーツＡとパーツＥを選択した状態で、図１２（Ｃ）に示すようにＧＵＩボタン１２４Ｂを押すと、パーツＡの要素波形データとパーツＥの要素波形データとを合成することができる。
【００８３】
ここで、要素波形データの合成とは、例えば、２つの要素波形データを合成する場合には、一方の要素波形データで表される要素波形の後に、他方の要素波形データで表される要素波形を接続することをいう。すなわち、一方の要素波形による振動の後に、他方の要素波形の振動が連続的に続くように２つの要素波形データを合成することをいう。
【００８４】
なお、２つの要素波形データを合成する場合に、時間軸方向で先になる要素波形データは、図１２（Ｂ）に示す処理で、先に選択された要素波形データである。また、ここでは２つの要素波形データを合成する場合について説明するが、３つ以上の要素波形データを合成する場合も同様である。
【００８５】
このように複数の要素波形データを合成することにより、波形データを生成することができる。生成された波形データは、メモリ２２０（図５参照）内の波形データベース２４０に保存される。
【００８６】
なお、図１２（Ａ）に示す登録リスト１２３とＧＵＩボタン１２４Ａ、１２４Ｂは、要素波形データを合成するためのモードを選択することによってタッチパネル１２０に表示される。
【００８７】
図１２（Ｃ）に示すようにＧＵＩボタン１２４Ｂを押すことによってパーツＡの要素波形データと、パーツＥの要素波形データとを合成すると、図１３（Ａ）に示すように、タッチパネル１２０には、２つの要素波形データを合成した波形データ１と、その波形とが表示される。また、このときタッチパネル１２０には、ＧＵＩボタン１２５Ａ、１２５Ｂ、１２５Ｃも表示される。
【００８８】
ＧＵＩボタン１２５Ａは、タッチパネル１２０に表示されている波形データを用いて、ＬＲＡ１４０を駆動させるための"Play"ボタンである。図１３（Ｂ）に示すように利用者がＧＵＩボタン１２５Ａを押すと、図１３（Ｃ）に示すようにタッチパネル１２０に振動が生じる。
【００８９】
ＧＵＩボタン１２５Ｂは、波形データをメモリ２２０（図５参照）に保存する場合に利用者が押すＧＵＩボタンである。このため、ＧＵＩボタン１２５Ｂには、"保存"と記す。
【００９０】
ＧＵＩボタン１２５Ｃは、波形データをメモリ２２０に保存しない場合に利用者が押すＧＵＩボタンである。このため、ＧＵＩボタン１２５Ｃには、"保存しない"と記す。
【００９１】
利用者がＧＵＩボタン１２５Ｂを押すと、図１４（Ｂ）に示すように、タッチパネル１２０には再び登録リスト１２３が表示され、登録リスト１２３に波形データ１が登録される。図１４（Ｂ）には、パーツＡとパーツＥの要素波形データの右側に、波形データ１の名称（波形１）と、その波形が表示される。波形データ１は、名称がパーツＡとパーツＥの２つの要素波形データを合成して得られる波形データである。
【００９２】
次に、図１５を用いて、波形データをサーバ４００（図５参照）にアップロードする方法について説明する。
【００９３】
図１５及び図１６は、実施の形態のスマートフォン３００Ａで、波形データをサーバ４００にアップロードする際の操作方法を示す図である。
【００９４】
図１５（Ａ）に示す初期画面において、図１５（Ｂ）に示すように、ＧＵＩボタン１２１Ｆが押されると、スマートフォン３００Ａは波形データをサーバ４００にアップロードするための処理を開始する。スマートフォン３００Ａのタッチパネル１２０には、図１５（Ｃ）に示すように、登録リスト１２３とＧＵＩボタン１２６が表示される。
【００９５】
ＧＵＩボタン１２６は、登録リスト１２３から選択された波形データのアップロード処理を実行する際に、利用者が押すボタンである。
【００９６】
図１６（Ａ）に示すように、利用者が登録リスト１２３から波形データ１を選択し、図１６（Ｂ）に示すように、利用者がＧＵＩボタン１２６を押すと、波形データ１は、スマートフォン３００Ａからサーバ４００にアップロードされる。
【００９７】
次に、図１７を用いて、実施の形態のスマートフォン３００Ａ、３００Ｂを用いて、利用者がサーバ４００から波形データをダウンロードする際の操作方法について説明する。
【００９８】
図１７は、実施の形態のスマートフォン３００Ａ、３００Ｂがサーバ４００から波形データをダウンロードする際の動作を示す図である。
【００９９】
図１７に示すように、サーバ４００に格納される登録リスト５１０には、様々な利用者からサーバ４００にアップロードされた波形データが、ダウンロード回数の多い順に表示されている。図１７には、人気が１位から３位の波形データ７、波形データ１、波形データ１０５と、その波形を示す。
【０１００】
スマートフォン３００Ａ、３００Ｂの利用者は、サーバ４００の登録リスト５１０に人気順に表示されている波形データを自己のスマートフォン３００Ａ、３００Ｂのタッチパネル１２０で確認し、好みの波形データをダウンロードすることができる。
【０１０１】
ここでは、ダウンロードを実行するためのＧＵＩボタンを示さないが、タッチパネル１２０に表示されるＧＵＩボタンを操作することにより、利用者は好みの波形データをサーバ４００から自分のスマートフォン３００Ａ又は３００Ｂにダウンロードすることができる。
【０１０２】
次に、図１８を用いて、実施の形態のスマートフォン３００Ａのメモリ２２０内に格納されるリンクデータについて説明する。
【０１０３】
図１８は、実施の形態のスマートフォン３００Ａのリンクデータ３６０の一例を示す図である。図１８に示すように、リンクデータ３６０では、スマートフォン３００Ａの機能を表す機能データと、波形を表す波形データとが関連付けられている。図１８には、機能データと波形データとの関連づけを模式的に示すが、機能データと波形データとにそれぞれ識別子を割り当て、識別子同士を関連付けることによって機能データと波形データとの関連づけを行えばよい。なお、リンクデータ３６０は第３格納部の一例である。
【０１０４】
機能データと波形データとの関連づけは、スマートフォン３００Ａの利用者が自由に設定することができる。
【０１０５】
機能としては、例えば、Ｗｅｂブラウザ、メール、カメラ、電卓等がある。波形は、波形データベース２４０に登録されている波形データが表す波形である。
【０１０６】
機能データと波形データとを関連付けることにより、Ｗｅｂブラウザ、メール、カメラ、電卓等の操作時に、利用者が好みの波形による振動をタッチパネル１２０に生じさせることができる。
【０１０７】
以上では、複数の要素波形データを合成することによって波形データを生成する実施の形態について説明した。以上で説明した波形データによって表される波形は、様々な要素波形データによって表される要素波形を合成した波形であり、波形の立ち上がり又は立ち上がりの形状は、任意の形状であってよい。
【０１０８】
しかしながら、波形の立ち上がり、又は、立ち下がりを急峻にすれば、利用者が指を通じてタッチパネル１２０の振動をより認識しやすくなり、振動波形を組み合わせて操作入力に対する振動波形を自由に生成できる。
【０１０９】
例えば、タッチパネル１２０ではない機械的なボタンを押したような触感（ボタンをクリックしたような感覚）をスマートフォン３００Ａを利用者に提供できれば、様々な振動波形を利用者がより認識しやすくなる。
【０１１０】
このため、以下では、図１９乃至図３４を用いて、第１の方法、第２の方法、及び第３の方法によるＬＲＡの駆動方法について説明する。第１の方法、第２の方法、及び第３の方法によるＬＲＡの駆動方法は、利用者がタッチパネル１２０の振動波形をより認識しやすくなる触感を提供する駆動方法である。
【０１１１】
以下で説明する第１の方法、第２の方法、及び第３の方法で生成する波形データは、以上で説明した要素波形データとして用いることができる。
【０１１２】
例えば、２つの要素波形データを合成して１つの波形データを作成する場合には、時系列的に後に位置する要素波形データとして、以下で説明する第１の方法、第２の方法、及び第３の方法で生成する波形データを用いればよい。時系列的に後に位置する要素波形データとして、第１の方法、第２の方法、及び第３の方法で生成する波形データを用いれば、機械的なボタンをクリックしたような触感を利用者に提供できるからである。
【０１１３】
また、この代わりに、２つの要素波形データを合成して１つの波形データを作成する場合に、２つの要素波形データをともに第１の方法、第２の方法、及び第３の方法で生成する波形データにしてもよい。
【０１１４】
また、同様に、３つ以上の要素波形データを合成して１つの波形データを生成する場合には、少なくとも時系列的に最後に位置する要素波形データとして、第１の方法、第２の方法、及び第３の方法で生成する波形データを用いればよい。
【０１１５】
以下に実施の形態の波形データについて説明する。実施の形態では、３つの方法を用いてＬＲＡの振動のパターンを変化させて、機械的なボタンをクリックしたような触感を表現する。
【０１１６】
まず第１の方法について説明する。第１の方法は、駆動指令の供給停止後も続くＬＲＡの固有振動数による自由振動を抑制する方法である。以下の実施の形態の説明では、駆動指令の供給停止後も続くＬＲＡの固有振動数による自由振動を残留振動と呼ぶ。
【０１１７】
第１の方法では、後述する特定の条件を満たす駆動指令をＬＲＡ１４０に供給したときにＬＲＡ１４０の振動が１〜数周期で停止することに着目した。第１の方法では、特定の条件を満たす駆動指令をＬＲＡ１４０に印加して留振動を停止させることで、1〜数周期で急速に減衰する振動を発生させ、機械的なボタンをクリックしたような触感を表現する。
【０１１８】
特定の条件を満たす駆動指令は、ＬＲＡ１４０の固有振動数をｆ０としたとき、ｆ１＝ｍ／ｎ×ｆ０（ｍ，ｎは自然数かつｍ≠ｎ）となる周波数ｆ１の信号でＬＲＡ１４０をｍ回加振する信号である。
【０１１９】
図１９は、ＬＲＡの動作原理を説明するための図であり、図２０は、ＬＲＡに印加される入力波形の例を示す図である。
【０１２０】
ＬＲＡ１４０の固有振動数ｆ０を１７５Ｈｚとし、ｍ＝２，ｎ＝１としたとき、駆動指令の周波数ｆ１＝２／１×１７５＝３５０Ｈｚとなる。駆動指令の周波数をｆ１としたときの正弦波Ｆは、図２０に示す波形である。図２０の例では、正弦波Ｆ＝０．０１ｓｉｎ２πｆ１ｔとなる。
【０１２１】
正弦波ＦがＬＲＡ１４０に印加されると、ＬＲＡ１４０にはＬＲＡ１４０の固有振動数（共振周波数）ｆ０の振動が生じる。すなわち、ＬＲＡ１４０には、周波数ｆ１の正弦波と、ＬＲＡ１４０の固有振動数ｆ０の正弦波とが合成された合成波が生じ、ＬＲＡ１４０はこの合成波に応じて変位する。
【０１２２】
図２１は、ＬＲＡ１４０に第１の駆動信号としての入力正弦波Ｆが印加されたときのＬＲＡ１４０の応答波形である。図２１（Ａ）で、点線で示される波形は、ＬＲＡ１４０に入力正弦波Ｆが印加されたときに生じる振動変位の強制振動成分ｙ１を示し、実線で示される波形は、自由振動成分ｙ２を示す。駆動信号ＦがＬＲＡ１４０に印加された時の応答変位ｙ３は、図２１（Ｂ）に示すようにｙ１とｙ２の合成波となる。入力正弦波Ｆがｍ回（２回）振動してゼロとなるタイミングＴで、合成変位ｙ３も０となる。変位ｙ３が０となるタイミングＴにおいて、ＬＲＡ１４０の変位の速度も０になり、ＬＲＡ１４０の振動は停止する。
【０１２３】
図２２は、ＬＲＡの振動の速度及び振動の加速度の例を示す図である。図２２（Ａ）は合成波ｙ３の波形を示す図であり、図２２（Ｂ）は合成波ｙ３の変位を微分して得る速度の波形ｙ３′を示す図であり、図２２（Ｃ）は合成波ｙ３の変位を２回微分して得る加速度の波形ｙ３″を示す図である。
【０１２４】
図２２からわかるように、速度の波形ｙ３′と加速度の波形ｙ３″とは、合成波ｙ３が０となるタイミングで０となる。すなわちＬＲＡ１４０の振動がタイミングＴで停止する。
【０１２５】
このときＬＲＡ１４０の振動の加速度の波形ｙ３″は、０．０１ｓｅｃ以内に２周期で停止する。したがって図２２の例では、振動の加速度が０．０１ｓｅｃ以内に０．０２Ｇ以下となり、ボタン２を押したようなクリック感を表現することができる。
【０１２６】
以下に図２３乃至図２６を参照して、上述する第１の方法の効果を説明する。図２３は、ＬＲＡの固有振動数の正弦波を駆動指令としたときのＬＲＡ１４０の振動の加速度を示す図である。
【０１２７】
図２３（Ａ）は、ＬＲＡ１４０の固有振動数ｆ０＝１７５Ｈｚの正弦波を示す。図２３（Ｂ）は、図２３（Ａ）の正弦波を駆動指令としてシミュレーションした際のＬＲＡ１４０の振動の加速度を示す。図２３（Ｃ）は、固有振動数ｆ０＝１７５ＨｚのＬＲＡ１４０を搭載した実機において図２３（Ａ）の正弦波を駆動指令した際のタッチパネル１２０の振動の加速度を示す。タッチパネル１２０の振動の加速度は、タッチパネル１２０の中央に加速度計を設置して測定したものである。
【０１２８】
図２３（Ｂ），（Ｃ）からわかるように、固有振動数ｆ０の正弦波を駆動指令とした場合、残留振動が０．１ｓｅｃ以上に亘り現れる。
【０１２９】
なお、図２３（Ｃ）において駆動指令が印加されるＬＲＡ１４０は、固有振動数ｆ０＝１７５Ｈｚ、重りの重さを１．５ｇ、重りを支持するばね定数を１８１３．５Ｎ／ｍのものとした。
【０１３０】
図２４は、ＬＲＡ１４０に固有振動数の駆動信号を印加し、残留振動と逆位相の信号波形を印加する従来の方法を示す。図２４（Ａ）は固有振動数ｆ0＝１７５Ｈｚの駆動信号を示す。図２４（Ｂ）は、ＬＲＡ１４０を搭載した実機において、図２４（Ａ）の正弦波を駆動信号とし、かつ、駆動信号の供給停止後にＬＲＡ１４０に発生する振動の逆位相の電圧を印加したときの実際の電子機器での応答加速度の測定結果である。
【０１３１】
図２４の例では、図２３に比べて残留振動は小さくなるが、振動の加速度が人の感知下限の０．０２Ｇ以下になるまでに０．０５ｓｅｃ以上かかる。
【０１３２】
図２５は、実施形態の条件を満たさない信号を入力駆動信号としたときのＬＲＡの加速度応答シミュレーションと、実際の電子機器での加速度測定結果を示す図である。
【０１３３】
図２５（Ａ）は、実施形態による特定の条件を満たさない周波数３００Ｈｚの正弦波を示す。図２５（Ｂ）は、図２５（Ａ）の正弦波を駆動指令としてシミュレーションした際の振動の加速度を示す。図２５（Ｃ）は、固有振動数ｆ０＝１７５ＨｚのＬＲＡ１４０を搭載した実機において図２５（Ａ）の正弦波を駆動指令した際の振動の加速度を示す。
【０１３４】
図２５の例では、図（Ｂ），（Ｃ）からわかるように、特定の条件を満たさない周波数の正弦波を駆動指令とした場合、残留振動が０．０４ｓｅｃ以上に亘り現れる。
【０１３５】
図２６は、実施形態の条件を満たす信号を入力駆動信号としたときのＬＲＡの加速度応答シミュレーションと、実際の電子機器での加速度測定結果を示す図である。
【０１３６】
図２６（Ａ）は、特定の条件を満たす周波数３５０Ｈｚの正弦波を示す。図２６（Ｂ）は、図２６（Ａ）の正弦波を駆動指令としてシミュレーションした際のＬＲＡ１４０の振動の加速度を示す。図２６（Ｃ）は、固有振動数ｆ０＝１７５ＨｚのＬＲＡ１４０を搭載した実機において図２６（Ａ）の正弦波を駆動指令した際のＬＲＡ１４０の振動の加速度を示す。
【０１３７】
図２６の例では、図２６（Ｂ），（Ｃ）からわかるように、０．０２ｓｅｃ以降は残留振動の加速度が感知下限の０．０２Ｇ以下となり、振動の波形は短時間の波形となる。
【０１３８】
以上から、ＬＲＡ１４０による振動の波形は、ＬＲＡ１４０の固有振動数をｆ０としたとき、ｆ１＝ｍ／ｎ×ｆ０（ｍ，ｎは自然数かつｍ≠ｎ）となる周波数ｆ１の信号でＬＲＡ１４０をｍ回加振する信号を駆動指令とすれば、振動の加速度の波形は1〜数周期で急速に減衰する短時間の波形となり、残留振動をなくすことができる。
【０１３９】
なお、固有振動数ｆ０は、ＬＲＡ１４０を電子機器３００に組み込んだ後のＬＲＡ１４０の固有振動数としても良い。また周波数ｆ１は、ｍ／ｎ×ｆ０に対して誤差が１％以下となるように設定することが好ましい。このように周波数ｆ１を設定すれば、駆動指令の印加を停止した後に残留振動が生じたとしても、振動の加速度は人の感知下限である０．０２Ｇ以下となり人に感知されないため、機械的なボタンをクリックしたような触感を損ねることがない。
【０１４０】
次に、ＬＲＡの振動のパターンを変化させて機械的なボタンをクリックしたような触感を表現する第２の方法について説明する。
【０１４１】
第２の方法では、筐体１１０に固定されたタッチパネル１２０自体も高周波で振動する振動体であることに着目する。第２の方法では、ＬＲＡ１４０の駆動指令を、振幅がピークの時点でＬＲＡ１４０に対する加振を停止させる信号とし、タッチパネル１２０自体の高周波の振動を励起することで、1〜数周期で急速に減衰する振動を発生させて機械的なボタンをクリックしたような触感を表現する。
【０１４２】
図２７は、タッチパネルの共振周波数による振動の励起を説明する図である。図２７（Ａ）は、ＬＲＡ１４０に印加される駆動指令の正弦波形を示し、図２７（Ｂ）はタッチパネル１２０の振動の加速度の波形を示す。図２７の例では、駆動指令は電圧である。また図２７の例では、ＬＲＡ１４０の共振周波数を２２５Ｈｚとし、タッチパネル１２０の共振周波数を１ｋＨｚとした。すなわちＬＲＡ１４０の振動は低周波振動であり、タッチパネル１２０の振動は高周波振動と言える。なお、タッチパネル１２０の共振周波数は、タッチパネル１２０の４辺が筐体１１０に固定された状態における共振周波数である。
【０１４３】
図２７に示す例において、ＬＲＡ１４０を共振周波数２２５Ｈｚで低周波振動させた場合、タッチパネル１２０の高周波振動は励起されない。この状態においてＬＲＡ１４０の振動を調和振動から外し、急激な力をタッチパネル１２０に印加することで、タッチパネル１２０の共振周波数である１ｋＨｚの振動を励起する。
【０１４４】
図２７の例では、図２７（Ａ）に示すように、振幅がピークとなった点Ｐ１でＬＲＡ１４０に対する加振を停止させる信号を駆動指令とした。図２７（Ａ）に示す駆動指令の振幅は、ＬＲＡ１４０に対する加振が停止した直後に０となる。図２７の例では、駆動指令の振幅をピークから０にすることで、ＬＲＡ１４０の振動を調和振動から外す。
【０１４５】
また図２７の例では、駆動指令によるＬＲＡ１４０の駆動時間を７／４周期とし、振幅がピークとなる点Ｐ１が駆動指令の終端となるようにした。なお、駆動指令の終端とは、ＬＲＡ１４０に対する加振を停止する点である。
【０１４６】
この結果、図２７（Ｂ）に示すように、点Ｐ１において周波数が１ｋＨｚの高周波振動が励起され、1〜数周期で急速に減衰する振動を発生させる。さらに図２７の例では、点Ｐ１で高周波振動を励起することで、低周波振動の加速度の最大値と高周波振動の加速度の最大値とを重畳し、短時間でより急峻なピークを発生させることができる。このように第２の方法では、振動の加速度の短時間の急峻なピークを発生させることで、鋭い触感を提示することができ、機械的なボタンをクリックしたような触感を表現できる。
【０１４７】
以下に図２８を参照して上述する第２の方法の効果を説明する。図２８は、ＬＲＡの共振周波数の電圧を駆動指令としたときのタッチパネルの振動の加速度を示す図である。図２８の例では、ＬＲＡ１４０の駆動時間を短くして機械的なボタンをクリックしたような触感の表現を試みた際のタッチパネル１２０の振動の加速度を示している。
【０１４８】
しかしながらタッチパネル１２０の振動は、ＬＲＡ１４０の駆動時間を短くしても、振動量を増幅させるための立ち上がりの時間と、増幅された振動の加速度が０．０２Ｇ以下に減衰するまでの時間が必要となり、振動が数周期に亘って続く。図２８の例では、立ち上がりから減衰までに２５ｍｓｅｃ程度の時間がかかり、振動が約４周期に亘り続いていることがわかる。したがって機械的なボタンをクリックした際の感覚のような鋭い触感を提示することが困難である。
【０１４９】
これに対しで図２７（Ｂ）では、周波数１ｋＨｚの振動が立ち上がっており、振動も２周期程度で減衰していることがわかる。
【０１５０】
よって第２の方法では、振動の加速度の短時間の急峻なピークを発生させて機械的なボタンをクリックしたような触感を表現することができる。
【０１５１】
なお、図２７の例では、駆動指令の終端である点Ｐ１で高周波振動が励起され、高周波振動の加速度がピークを迎える。よって高周波振動の加速度がピークを迎えるタイミングは、駆動指令が点Ｐ１となるタイミングから僅かにずれることになる。
【０１５２】
第２の方法では、このタイミングのずれを無くすために、高周波振動を励起する箇所を点Ｐ１からずらしても良い。図２９は、高周波振動を励起する箇所を点Ｐ１からずらした例を示す図である。図２９（Ａ）は、ＬＲＡ１４０に印加される駆動指令の正弦波形を示し、図２９（Ｂ）はＬＲＡ１４０の振動の加速度の波形を示す。
【０１５３】
図２９（Ａ）において、駆動指令は、振幅のピークからわずかにずれた点Ｐ２を終端としている。図２９（Ｂ）では、駆動指令の終端Ｐ２を振幅のピークからずらしたため、重畳される低周波振動の加速度が最大値より小さくなり、高周波振動の加速度のピークは図２７（Ｂ）に示す値よりも小さくなるが、図２７の例と同等の効果を得ることができる。
【０１５４】
次に、第１の方法と第２の方法を組み合わせた第３の方法について説明する。
【０１５５】
第３の方法の駆動装置２００では、第１の方法と第２の方法とを用いて生成したＬＲＡ１４０の駆動指令を表す波形を波形データとしてメモリ２２０内の波形データベース２４０に保持している。
【０１５６】
以下に第３の方法の駆動指令について説明する。第３の方法では、第１の方法で説明した特定の条件を満たし、かつ、第２の方法で説明したように振幅がピークとなる点を終端とする信号を駆動指令とした。
【０１５７】
図３０は、第３の方法のＬＲＡの駆動指令の例を示す図である。図３０（Ａ）は、第３の方法の駆動指令Ｇの波形であり、図３０（Ｂ）は第３の方法の駆動指令ＧがＬＲＡ１４０に印加された際のタッチパネル１２０の振動の加速度を示す図である。
【０１５８】
第３の方法の駆動指令Ｇは、周波数ｆ１＝ｍ／ｎ×ｆ０（ｍ，ｎは自然数かつｍ≠ｎ）となる周波数ｆ１の信号でかつ、ＬＲＡ１４０をｍ回加振する信号である。図３０の例では、ｍ＝３，ｎ＝２とした。また第３の方法の駆動指令Ｇは、さらに振幅が最大値となる点Ｐ３を終端とする。
【０１５９】
第３の方法では、駆動指令Ｇをｍ周期の信号でありかつ、振幅のピークが終端となる信号とするために、駆動指令Ｇを正弦波波形からπ／２位相をずらした余弦波とした。第３の方法では駆動指令Ｇを余弦波とすることで、駆動指令Ｇを特定の条件を満たしかつ、終端が振幅のピークとなる信号とすることができる。
【０１６０】
なお、第３の方法の電子機器３００では、タッチパネル１２０にＬＲＡ１４０が取り付けられているため、タッチパネル１２０の共振周波数をタッチパネル１２０の４辺が筐体１１０に固定された状態における共振周波数とした。タッチパネル１２０の共振周波数は、例えばＬＲＡ１４０が筐体１１０内部に配置される場合には、タッチパネル１２０が筐体１１０に組み込まれた状態におけるタッチパネル１２０の共振周波数となる。
【０１６１】
第３の方法の駆動装置２００の波形データは、駆動指令Ｇの周波数ｆ１、振幅、位相、周期（ｍの値）等を含む。また第３の方法の波形データは、駆動指令Ｇの波形を表す式を含んでも良い。
【０１６２】
第３の方法の駆動装置２００は、図６のステップＳ６０３において、ＡＰＩ２５０により、駆動指令Ｇを示す波形データを読み出し、波形データに対応した駆動指令をドライバＩＣ２６０へ出力する。ドライバＩＣ２６０は、波形データをＤ／Ａ変換して増幅し、ＬＲＡ１４０に出力する。
【０１６３】
第３の方法の駆動装置２００において、ＬＲＡ１４０に駆動指令Ｇが印加された場合について説明する。
【０１６４】
図３１は、第３の方法のＬＲＡに対する入力波形を示す図である。図３１に示す波形は、駆動指令ＧをＬＲＡ１４０に印加することにより、ＬＲＡ１４０に加えられる力を示している。
【０１６５】
第３の方法において、ＬＲＡ１４０の固有振動数ｆ０を２２５Ｈｚとし、ｍ＝３，ｎ＝２としたとき、駆動指令Ｇの周波数ｆ１は、ｆ１＝３／２×２２５＝３３７．５Ｈｚとなる。図３１に示す波形は、駆動指令Ｇの周波数をｆ１としたときの正弦波Ｆの位相をπ／２ずらした余弦波Ｇ１である。正弦波Ｆは、Ｆ＝０．０１ｓｉｎ２πｆ１ｔで得られる。
【０１６６】
余弦波Ｇ１がＬＲＡ１４０に印加されると、ＬＲＡ１４０にはＬＲＡ１４０の固有振動数ｆ０（すなわち共振周波数）の振動が生じる。すなわち、ＬＲＡ１４０には、周波数ｆ１の余弦波Ｇ１と、ＬＲＡ１４０の固有振動数ｆ０の余弦波とが合成された合成波が生じ、ＬＲＡ１４０はこの合成波に応じて変位する。
【０１６７】
図３２は、第３の方法によるＬＲＡの変位を示す図である。図３２（Ａ）は、変位を説明する第一の図であり、図３２（Ｂ）は変位を説明する第二の図である。
【０１６８】
図３２（Ａ）において、点線で示される波形ｙ１１はＬＲＡ１４０に余弦波Ｇ１が印加されたときに生じる振動変位の強制振動成分を示し、実線で示される波形ｙ１２は自由振動成分を示す。余弦波Ｇ１がＬＲＡ１４０に印加されたときの応答変位ｙ１３は、波形ｙ１１と波形ｙ１２との合成波となる。
【０１６９】
図３２（Ｂ）は、波形ｙ１１と波形ｙ１２との合成波ｙ１３の変位の一例を示す図である。合成波ｙ１３は、余弦波Ｇ１が０となるタイミングＴ１において０となることがわかる。
【０１７０】
合成波ｙ１３が０となるタイミングＴ１において、ＬＲＡ１４０の振動の速度も０になるため、ＬＲＡ１４０の振動は停止する。
【０１７１】
図３３は、第３の方法のＬＲＡの振動の速度及び振動の加速度の例を示す図である。図３３（Ａ）は合成波ｙ１３の波形を示す図であり、図３３（Ｂ）は合成波ｙ１３の変位を微分して得る速度の波形ｙ１３′を示す図であり、図３３（Ｃ）は合成波ｙ１３の変位を２回微分して得られる加速度の波形ｙ１３″を示す図である。
【０１７２】
図３３からわかるように、速度の波形ｙ１３′と加速度の波形ｙ１３″とは、合成波ｙ１３が０となるタイミングＴ１で０となる。すなわちＬＲＡ１４０の振動がタイミングＴ１で停止する。
【０１７３】
このとき加速度の波形ｙ１３″は、０．０１ｓｅｃ以内に３周期で停止する。したがって第３の方法では、０．０１ｓｅｃ以内に振動の加速度が０．０２Ｇ以下となり、メタルドーム式のボタン２をクリックしたような触感を表現することができる。
【０１７４】
なお、第３の方法では、余弦波Ｇ１の振幅がピークとなる点で加振を停止させるものとしたが、これに限定されない。第３の方法において駆動指令の終端は、例えばタッチパネル１２０の振動の加速度を示す波形に、クリック感を表現する急峻なピークを生成できる点であれば良い。第３の方法において駆動指令の終端は、振幅の中心点である０以外であれば良く、駆動指令の終端は振幅のピークに近い点であるほど良い。
【０１７５】
また第３の方法の電子機器３００では、ＬＲＡ１４０がタッチパネル１２０の筐体側の面に取り付けられるものとしたが、これに限定されない。ＬＲＡ１４０は、例えば筐体１１０内部に配置された基板１５０の近傍に配置されても良い。
【０１７６】
図３４は、ＬＲＡが筐体に設けられた電子機器の例を示す図である。図３４に示す電子機器３００Ａでは、ＬＲＡ１４０が筐体１１０内部に設けられた基板１５０の近傍に配置されている。
【０１７７】
第３の方法は、電子機器３００Ａに対しても適用することができる。また電子機器３００Ａに第３の方法を適用した場合、第３の方法の電子機器３００と同様にメタルドーム式のボタン２をクリックしたような触感を表現することができる。
【０１７８】
以上、実施の形態の駆動装置、電子機器、及び駆動制御プログラムについて詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【０１７９】
３００  電子機器
１１０  筐体
１２０  タッチパネル
１３０  両面テープ
１４０  ＬＲＡ
２００  駆動装置
２１０  制御部
２１１  波形データ生成部
２１２  駆動指令生成部
２１３  データ処理部
２２０  メモリ
２３０  駆動制御プログラム
２４０  波形データベース
２５０  ＡＰＩ
２６０  ドライバＩＣ
３００Ａ、３００Ｂ  スマートフォン
３０１  ディスプレイ
３０２  タッチセンサ
３０３  入力部
３０４  信号処理部
３０５  通信部
３０８  記録媒体Ｉ／Ｆ部
３５０  要素波形データベース
３６０  リンクデータ
【図１】
2013186847.tif 000005
【図２】
2013186847.tif 000006
【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】
2013186847.tif 000011
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2013186847.tif 000014
【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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【図３３】
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【図３４】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年8月24日(2015.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチパネルを振動させる振動波形の一部を表す複数の要素波形データを格納する第１格納部と、
前記第１格納部に格納された複数の要素波形データのうち、利用者によって選択された第１要素波形データ及び第２要素波形データについて、前記第１要素波形データの後に前記第２要素波形データを組み合わせることによって波形データを生成する波形データ生成部と、
前記波形データ生成部によって生成される波形データを格納する第２格納部と、
前記タッチパネルに利用者の操作入力が行われると、利用者によって選択された前記波形データに基づく駆動指令を生成する駆動指令生成部と
を含み、
前記第２要素波形データは、前記タッチパネルを振動させるアクチュエータの共振周波数をｆ０としたとき、周波数ｆ１＝ｍ／ｎ×ｆ０（ｍ，ｎは自然数かつｍ≠ｎ）を満たす正弦波であり、かつ、前記アクチュエータをｍ回加振する駆動指令を表すデータであり、
ｍ、ｎは、駆動指令の生成停止から０．０２秒以内に、振動の加速度が０．０２Ｇ以下になる値である、駆動装置。
【請求項２】
タッチパネルを振動させる振動波形の一部を表す複数の要素波形データを格納する第１格納部と、
前記第１格納部に格納された複数の要素波形データのうち、利用者によって選択された第１要素波形データ及び第２要素波形データについて、前記第１要素波形データの後に前記第２要素波形データを組み合わせることによって波形データを生成する波形データ生成部と、
前記波形データ生成部によって生成される波形データを格納する第２格納部と、
前記タッチパネルに利用者の操作入力が行われると、利用者によって選択された前記波形データに基づく駆動指令を生成する駆動指令生成部と
を含み、
前記第２要素波形データは、前記タッチパネルを振動させるアクチュエータの共振周波数と等しい周波数を有する正弦波であり、かつ、前記正弦波の振幅がゼロになる前記振幅の中心点以外において前記アクチュエータの加振を停止する駆動指令を表すデータである、駆動装置。
【請求項３】
タッチパネルを振動させる振動波形の一部を表す複数の要素波形データを格納する第１格納部と、
前記第１格納部に格納された複数の要素波形データのうち、利用者によって選択された第１要素波形データ及び第２要素波形データについて、前記第１要素波形データの後に前記第２要素波形データを組み合わせることによって波形データを生成する波形データ生成部と、
前記波形データ生成部によって生成される波形データを格納する第２格納部と、
前記タッチパネルに利用者の操作入力が行われると、利用者によって選択された前記波形データに基づく駆動指令を生成する駆動指令生成部と
を含み、
前記第２要素波形データは、前記タッチパネルを振動させるアクチュエータの共振周波数をｆ０としたとき、周波数ｆ１＝ｍ／ｎ×ｆ０（ｍ，ｎは自然数かつｍ≠ｎ）を満たす正弦波から位相がπ／２ずれており、かつ、前記アクチュエータをｍ回加振し、振幅の中心点以外において前記アクチュエータの加振を停止させる駆動指令を表すデータであり、
ｍ、ｎは、駆動指令の生成停止から０．０２秒以内に、振動の加速度が０．０２Ｇ以下になる値である、駆動装置。
【請求項４】
前記第２格納部に格納される波形データと、利用者によって選択された前記タッチパネルへの操作指令とを関連付けて格納する第３格納部をさらに含み、
前記駆動指令生成部は、利用者の前記タッチパネルへの操作指令に関連付けられた波形データを前記第３格納部から読み出し、当該読み出した波形データに基づく駆動指令を生成する、請求項１乃至３のいずれか一項記載の駆動装置。
【請求項５】
無線又は有線の通信回線を介して外部サーバに接続される通信部をさらに含み、
前記要素波形データは、前記通信部によって前記外部サーバから取得される、請求項１乃至４のいずれか一項記載の駆動装置。
【請求項６】
前記波形データ生成部によって生成される前記波形データを前記通信部を介して前記外部サーバにアップロードする第１データ処理部をさらに含む、請求項５記載の駆動装置。
【請求項７】
前記通信部を介して前記外部サーバから他の利用者によって選択された第１要素波形データ及び第２要素波形データを組み合わせた波形データをダウンロードし、前記第２格納部に格納する第２データ処理部をさらに含む、請求項５又は６記載の駆動装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項記載の駆動装置と、
前記駆動指令生成部から生成される駆動指令に基づき、前記タッチパネルを振動させるアクチュエータを駆動する駆動部と
を含む、電子装置。
【請求項９】
コンピュータに、
タッチパネルを振動させる振動波形の一部を表す複数の要素波形データのうち、利用者によって選択された第１要素波形データ及び第２要素波形データについて、前記第１要素波形データの後に前記第２要素波形データを組み合わせることによって波形データを生成し、
前記タッチパネルに利用者の操作入力が行われると、利用者によって選択された前記波形データに基づく駆動指令を出力する、ことを実行させ、
前記第２要素波形データは、前記タッチパネルを振動させるアクチュエータの共振周波数をｆ０としたとき、周波数ｆ１＝ｍ／ｎ×ｆ０（ｍ，ｎは自然数かつｍ≠ｎ）を満たす正弦波であり、かつ、前記アクチュエータをｍ回加振する駆動指令を表すデータであり、
ｍ、ｎは、駆動指令の生成停止から０．０２秒以内に、振動の加速度が０．０２Ｇ以下になる値である、駆動制御プログラム。
【請求項１０】
コンピュータに、
タッチパネルを振動させる振動波形の一部を表す複数の要素波形データのうち、利用者によって選択された第１要素波形データ及び第２要素波形データについて、前記第１要素波形データの後に前記第２要素波形データを組み合わせることによって波形データを生成し、
前記タッチパネルに利用者の操作入力が行われると、利用者によって選択された前記波形データに基づく駆動指令を出力する、ことを実行させ、
前記第２要素波形データは、前記タッチパネルを振動させるアクチュエータの共振周波数と等しい周波数を有する正弦波であり、かつ、前記正弦波の振幅がゼロになる前記振幅の中心点以外において前記アクチュエータの加振を停止する駆動指令を表す波形データである、駆動制御プログラム。
【請求項１１】
コンピュータに、
タッチパネルを振動させる振動波形の一部を表す複数の要素波形データのうち、利用者によって選択された第１要素波形データ及び第２要素波形データについて、前記第１要素波形データの後に前記第２要素波形データを組み合わせることによって波形データを生成し、
前記タッチパネルに利用者の操作入力が行われると、利用者によって選択された前記波形データに基づく駆動指令を出力する、ことを実行させ、
前記第２要素波形データは、前記タッチパネルを振動させるアクチュエータの共振周波数をｆ０としたとき、周波数ｆ１＝ｍ／ｎ×ｆ０（ｍ，ｎは自然数かつｍ≠ｎ）を満たす正弦波から位相がπ／２ずれており、かつ、前記アクチュエータをｍ回加振し、振幅の中心点以外において前記アクチュエータの加振を停止させる駆動指令を表す波形データであり、
ｍ、ｎは、駆動指令の生成停止から０．０２秒以内に、振動の加速度が０．０２Ｇ以下になる値である、駆動制御プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の実施の形態の駆動装置は、タッチパネルを振動させる振動波形の一部を表す複数の要素波形データを格納する第１格納部と、前記第１格納部に格納された複数の要素波形データのうち、利用者によって選択された第１要素波形データ及び第２要素波形データについて、前記第１要素波形データの後に前記第２要素波形データを組み合わせることによって波形データを生成する波形データ生成部と、前記波形データ生成部によって生成される波形データを格納する第２格納部と、前記タッチパネルに利用者の操作入力が行われると、利用者によって選択された前記波形データに基づく駆動指令を生成する駆動指令生成部とを含み、前記第２要素波形データは、前記タッチパネルを振動させるアクチュエータの共振周波数をｆ０としたとき、周波数ｆ１＝ｍ／ｎ×ｆ０（ｍ，ｎは自然数かつｍ≠ｎ）を満たす正弦波であり、かつ、前記アクチュエータをｍ回加振する駆動指令を表すデータであり、ｍ、ｎは、駆動指令の生成停止から０．０２秒以内に、振動の加速度が０．０２Ｇ以下になる値である。
【国際調査報告】
2013186847.tif 000039
2013186847.tif 000040
2013186847.tif 000041
2013186847.tif 000042