(57)【要約】  振動のノイズを抑制した駆動制御装置、電子機器、及び駆動制御方法を提供する。  駆動制御装置は、操作面を有するトップパネルと、前記操作面に行われる操作入力の位置を検出する位置検出部と、前記操作面に振動を発生させる振動素子とを含む電子機器の前記振動素子を駆動する駆動制御装置であって、前記振動素子を駆動することによって前記操作面に超音波帯の固有振動を発生させる駆動信号の波形を表すデューティ比を有するパルス幅変調信号を発生するパルス発生部であって、前記駆動信号の１周期に含まれる複数の周期のパルス幅変調信号のうちの少なくとも１周期の期間を短縮又は延長することによって、前記駆動信号の1周期に同期するパルス幅変調信号を発生するパルス発生部と、前記パルス発生部によって発生されるパルス幅変調信号から前記駆動信号を生成し、前記駆動信号で前記振動素子を駆動する駆動部とを含む。
2019003339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作面を有するトップパネルと、前記操作面に行われる操作入力の位置を検出する位置検出部と、前記操作面に振動を発生させる振動素子とを含む電子機器の前記振動素子を駆動する駆動制御装置であって、
前記振動素子を駆動することによって前記操作面に超音波帯の固有振動を発生させる駆動信号の波形を表すデューティ比を有するパルス幅変調信号を発生するパルス発生部であって、前記駆動信号の１周期に含まれる複数の周期のパルス幅変調信号のうちの少なくとも１周期の期間を短縮又は延長することによって、前記駆動信号の1周期に同期するパルス幅変調信号を発生するパルス発生部と、
前記パルス発生部によって発生されるパルス幅変調信号から前記駆動信号を生成し、前記駆動信号で前記振動素子を駆動する駆動部と
を含む、駆動制御装置。
【請求項２】
前記パルス発生部は、
前記駆動信号の超音波帯の波形を表す波形信号を生成する波形生成部と、
前記波形生成部によって生成される波形信号の周期の開始に同期した同期パルス信号を生成する同期パルス生成部と、
前記波形信号の周期の開始時から前記波形信号の１周期よりも短い所定期間が経過する度にパルス信号を出力するとともに、前記同期パルス生成部によって生成される同期パルスが入力されるときにパルス信号を出力するパルス出力部と、
前記波形信号の振幅に応じたデューティ比を取得するデューティ比取得部と、
前記パルス信号が入力されると、前記デューティ比取得部によって取得されるデューティ比を有する前記パルス幅変調信号を発生するパルス幅変調信号発生部と
を有する、請求項１記載の駆動制御装置。
【請求項３】
前記パルス発生部は、
前記波形信号の1周期の期間から前記複数の前記所定期間を除いた残りの期間に対する、前記所定期間の比を算出する比算出部と、
前記残りの期間について前記デューティ比取得部によって取得される前記デューティ比に、前記比算出部によって算出される比を乗じて前記デューティ比を補正する補正部と
をさらに有し、
前記パルス幅変調信号発生部は、前記残りの期間については、前記パルス信号が入力されると、前記補正部によって補正されたデューティ比を有する前記パルス幅変調信号を発生する、請求項２記載の駆動制御装置。
【請求項４】
前記パルス発生部は、前記操作面への操作入力の位置及び当該位置の時間的変化度合に応じて、前記振動素子の駆動によって前記操作面に生じる超音波帯の固有振動の強度が変化するように前記パルス幅変調信号のデューティ比を調整する、請求項１乃至３のいずれか一項記載の駆動制御装置。
【請求項５】
前記駆動部は、
前記振動素子を駆動するハイサイドスイッチング素子と、
前記振動素子を駆動するローサイドスイッチング素子と、
前記パルス発生部によって発生されるパルス幅変調信号に基づいて、前記ハイサイドスイッチング素子及び前記ローサイドスイッチング素子を駆動するスイッチング素子ドライバと、
前記ハイサイドスイッチング素子及び前記ローサイドスイッチング素子から出力される電圧信号に基づく前記駆動信号を前記振動素子に出力する出力部と
を有する、請求項1乃至４のいずれか一項記載の駆動制御装置。
【請求項６】
前記出力部は、前記電圧信号が入力され、前記駆動信号を出力するローパスフィルタである、請求項５記載の駆動制御装置。
【請求項７】
操作面を有するトップパネルと、
前記操作面に行われる操作入力の位置を検出する位置検出部と、
前記操作面に振動を発生させる振動素子と、
前記振動素子を駆動することによって前記操作面に超音波帯の固有振動を発生させる駆動信号の波形を表すデューティ比を有するパルス幅変調信号を発生するパルス発生部であって、前記駆動信号の１周期に含まれる複数の周期のパルス幅変調信号のうちの少なくとも１周期の期間を短縮又は延長することによって、前記駆動信号の1周期に同期するパルス幅変調信号を発生するパルス発生部と、
前記パルス発生部によって発生されるパルス幅変調信号から前記駆動信号を生成し、前記駆動信号で前記振動素子を駆動する駆動部と
を含む電子機器。
【請求項８】
操作面を有するトップパネルと、前記操作面に行われる操作入力の位置を検出する位置検出部と、前記操作面に振動を発生させる振動素子とを含む電子機器の前記振動素子を駆動する駆動制御方法であって、
前記振動素子を駆動することによって前記操作面に超音波帯の固有振動を発生させる駆動信号の波形を表すデューティ比を有するパルス幅変調信号を発生するパルス発生部であって、前記駆動信号の１周期に含まれる複数の周期のパルス幅変調信号のうちの少なくとも１周期の期間を短縮又は延長することによって、前記駆動信号の1周期に同期するパルス幅変調信号を発生し、
前記発生されるパルス幅変調信号から前記駆動信号を生成し、前記駆動信号で前記振動素子を駆動する、駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動制御装置、電子機器、及び駆動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プッシュ操作可能なプッシュ操作機構と、前記プッシュ操作機構を駆動部により駆動して操作感覚を呈示する触覚呈示手段と、不等間隔の間欠信号及び所定の変調周波数に設定されるパルス幅変調（ＰＷＭ）信号に基づいて生成される駆動制御信号により前記駆動部を間欠駆動する駆動制御部とを有することを特徴とする操作装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５２１５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の操作装置（電子機器）は、超音波帯の固有振動を発生させる駆動信号を用いて振動素子を駆動することによって、プッシュ操作機構に振動を発生させることを開示していない。【０００５】
駆動信号で振動素子を駆動することによって、操作面に超音波帯の固有振動を発生させる際に、駆動信号の正弦波のような波形の周期が、ＰＷＭ信号の周期の整数倍ではなく、余りが生じる場合には、余りの期間において、波形の周期の終了時点と、ＰＷＭ信号の周期の終了時点とが一致しない。波形の周期の終了時点は、波形の次の周期の開始時点に等しい。【０００６】
このため、波形の終了時点（開始時点）において駆動信号とＰＷＭ信号とが同期しないことにより、振動にノイズが生じ、異音等の原因になるおそれがある。【０００７】
そこで、振動のノイズを抑制した駆動制御装置、電子機器、及び駆動制御方法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】
【０００８】
本発明の実施の形態の駆動制御装置は、操作面を有するトップパネルと、前記操作面に行われる操作入力の位置を検出する位置検出部と、前記操作面に振動を発生させる振動素子とを含む電子機器の前記振動素子を駆動する駆動制御装置であって、前記振動素子を駆動することによって前記操作面に超音波帯の固有振動を発生させる駆動信号の波形を表すデューティ比を有するパルス幅変調信号を発生するパルス発生部であって、前記駆動信号の１周期に含まれる複数の周期のパルス幅変調信号のうちの少なくとも１周期の期間を短縮又は延長することによって、前記駆動信号の1周期に同期するパルス幅変調信号を発生するパルス発生部と、前記パルス発生部によって発生されるパルス幅変調信号から前記駆動信号を生成し、前記駆動信号で前記振動素子を駆動する駆動部とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
振動のノイズを抑制した駆動制御装置、電子機器、及び駆動制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態の電子機器を示す斜視図である。
【図２】実施の形態の電子機器を示す平面図である。
【図３】図２に示す電子機器のＡ−Ａ矢視断面を示す図である。
【図４】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５】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６】トップパネルに発生する定在波を説明する図である。
【図７】実施の形態の電子機器の構成を示す図である。
【図８】パルス発生部の構成を示す図である。
【図９】駆動部の構成を示す図である。
【図１０】比較用の変調信号とＰＷＭ信号を示す図である。
【図１１】変調信号とＰＷＭ信号を示す図である。
【図１２】図１０に示す比較用のＰＷＭ信号を用いて振動素子を駆動した場合と、図１１に示すＰＷＭ信号を用いて振動素子を駆動した場合とにおいてトップパネルに生じる振動の周波数成分を示す図である。
【図１３】メモリに格納されるデータを示す図である。
【図１４】実施の形態の電子機器の駆動制御装置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１５】実施の形態の電子機器の動作例を示す図である。
【図１６】実施の形態の電子機器の動作例を示す図である。
【図１７】実施の形態の変形例の電子機器の構成を示す図である。
【図１８】実施の形態の変形例の電子機器の断面を示す図である。
【図１９】実施の形態の変形例の電子機器を示す図である。
【図２０】実施の形態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２１】実施の形態の変形例の電子機器の動作状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の駆動制御装置、電子機器、及び駆動制御方法を適用した実施の形態について説明する。
【００１２】
＜実施の形態＞
図１は、実施の形態の電子機器１００を示す斜視図である。
【００１３】
電子機器１００は、一例として、タッチパネルを入力操作部とする、スマートフォン端末機、タブレット型コンピュータ、又は、ゲーム機等である。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、携帯情報端末機、又は、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。また、電子機器１００は、車載用の入力装置であってもよい。
【００１４】
電子機器１００の入力操作部１０１は、タッチパネルの下にディスプレイパネルが配設されており、ディスプレイパネルにＧＵＩ(Graphic User Interface)による様々なボタン１０２Ａ、又は、スライダー１０２Ｂ等（以下、ＧＵＩ操作部１０２と称す）が表示される。
【００１５】
電子機器１００の利用者は、通常、ＧＵＩ操作部１０２を操作するために、指先で入力操作部１０１に触れる。
【００１６】
次に、図２を用いて、電子機器１００の具体的な構成について説明する。
【００１７】
図２は、実施の形態の電子機器１００を示す平面図であり、図３は、図２に示す電子機器１００のＡ−Ａ矢視断面を示す図である。なお、図２及び図３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。
【００１８】
電子機器１００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。
【００１９】
筐体１１０は、例えば、樹脂製であり、図３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。
【００２０】
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プラスティックで作製される。トップパネル１２０の表面１２０Ａ（Ｚ軸正方向側の面）は、電子機器１００の利用者が操作入力を行う操作面の一例である。
【００２１】
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。なお、両面テープ１３０は、トップパネル１２０の四辺を筐体１１０に接着できればよく、図３に示すように矩形環状である必要はない。
【００２２】
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。なお、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。
【００２３】
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。実施の形態では、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。
【００２４】
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。
【００２５】
振動素子１４０は、後述する駆動制御装置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。
【００２６】
なお、超音波帯とは、例えば、約２０ｋＨｚ以上の周波数帯をいう。実施の形態の電子機器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。
【００２７】
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１００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。
【００２８】
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１００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。
【００２９】
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。
【００３０】
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２及び図３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２及び図３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。
【００３１】
また、タッチパネル１５０が抵抗膜型の場合は、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、図２及び図３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。
【００３２】
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。
【００３３】
ディスプレイパネル１６０は、後述するドライバＩＣ(Integrated Circuit)によって駆動制御が行われ、電子機器１００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。
【００３４】
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。
【００３５】
基板１７０には、後述する駆動制御装置の他に、電子機器１００の駆動に必要な種々の回路等が実装される。
【００３６】
以上のような構成の電子機器１００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。
【００３７】
電子機器１００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。
【００３８】
次に、図４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。
【００３９】
図４は、超音波帯の固有振動によってトップパネル１２０に生じる定在波のうち、トップパネル１２０の短辺に平行に形成される波頭を示す図であり、図４の（Ａ）は側面図、（Ｂ）は斜視図である。図４の（Ａ）、（Ｂ）では、図２及び図３と同様のＸＹＺ座標を定義する。なお、図４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４の（Ａ）、（Ｂ）では振動素子１４０を省略する。
【００４０】
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（１）、（２）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。
【００４１】
【数１】
2019003339.tif 000003
【００４２】
【数２】
2019003339.tif 000004
なお、式（２）の係数αは、式（１）におけるｋ２以外の係数をまとめて表したものである。
【００４３】
図４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３３．５ｋＨｚとなる。この場合は、周波数が３３．５ｋＨｚの駆動信号を用いればよい。
【００４４】
トップパネル１２０は、平板状の部材であるが、振動素子１４０（図２及び図３参照）を駆動して超音波帯の固有振動を発生させると、図４の（Ａ）、（Ｂ）に示すように撓むことにより、曲げ振動の定在波が生じる。
【００４５】
なお、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。
【００４６】
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、対称なモードであるので、同一位相で駆動すればよく、周期数ｋが小数（整数部と小数部０．５を含む数）の場合は、反対称なモードであるので、逆位相で駆動すればよい。
【００４７】
図５は、電子機器１００のトップパネル１２０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５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。なお、振動のオン／オフは、振動素子１４０（図２及び図３参照）をオン／オフすることによって行われる。
【００４８】
また、図５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。
【００４９】
超音波帯の固有振動は、図４に示すようにトップパネル１２０の全体に生じるが、図５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。
【００５０】
このため、図５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。
【００５１】
図５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。
【００５２】
一方、図５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。
【００５３】
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。
【００５４】
従って、図５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。
【００５５】
このため、図５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。
【００５６】
一方、図５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。
【００５７】
このため、図５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。
【００５８】
以上より、図５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。
【００５９】
なお、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。
【００６０】
次に、図６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。
【００６１】
図６は、トップパネル１２０に発生させる定在波を説明する図である。図６では、図２乃至図４と同様のＸＹＺ座標を定義する。
【００６２】
トップパネル１２０には、振動素子１４０−１と１４０−２とが設けられていることとする。振動素子１４０−１は、図２及び図３に示す振動素子１４０と同様であり、振動素子１４０−２は、トップパネル１２０のＹ軸負方向側の端部において、Ｘ軸に沿って配設されている。すなわち、振動素子１４０−２は、振動素子１４０−１が配設されるトップパネル１２０の辺の対辺に沿って配設されている。
【００６３】
ここでは、振動素子１４０−１と１４０−２は、同位相で駆動されるものとし、あるタイミングにおいて、トップパネル１２０には、濃いグレーで示す凸の腹と、薄いグレーで示す凹の腹とが生じているものとする。濃いグレーで示す凸の腹と、薄いグレーで示す凹の腹とは、最大振幅のときのものとする。
【００６４】
なお、図６に示すタイミングとは定在波の固有振動の半周期異なるタイミングにおいては、図６に濃いグレーで示す凸の腹の部分に最大振幅の凹の腹が生じ、薄いグレーで示す凹の腹の部分に最大振幅の凸の腹が生じる。
【００６５】
次に、図７を用いて、実施の形態の電子機器１００の構成について説明する。
【００６６】
図７は、実施の形態の電子機器１００の構成を示す図である。
【００６７】
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、制御部２００、正弦波発生器３１０、振幅変調器３２０、ＰＷＭ(Pulse Width Modulated：パルス幅変調)パルス発生部３３０、及び駆動部３４０を含む。ここで、正弦波発生器３１０、振幅変調器３２０、及びＰＷＭパルス発生部３３０は、パルス発生部の一例である。
【００６８】
制御部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、及びメモリ２５０を有する。制御部２００は、例えば、ＩＣチップで実現される。
【００６９】
また、駆動制御部２４０、正弦波発生器３１０、振幅変調器３２０、ＰＷＭパルス発生部３３０、及び駆動部３４０は、駆動制御装置３００を構築する。なお、ここでは、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つの制御部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、制御部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ていてもよい。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、駆動制御装置３００の内部に設ければよい。
【００７０】
図７では、筐体１１０、トップパネル１２０、両面テープ１３０、及び基板１７０（図２参照）は省略する。また、ここでは、アンプ１４１、ドライバＩＣ１５１、ドライバＩＣ１６１、駆動制御部２４０、メモリ２５０、正弦波発生器３１０、振幅変調器３２０、ＰＷＭパルス発生部３３０、及び駆動部３４０について説明する。また、ＰＷＭパルス発生部３３０及び駆動部３４０については、図７に加えて図８及び図９を用いて説明する。図８は、ＰＷＭパルス発生部３３０の構成を示す図である。図９は、駆動部３４０の構成を示す図である。
【００７１】
アンプ１４１は、駆動制御装置３００と振動素子１４０との間に配設されており、駆動制御装置３００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。
【００７２】
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への操作入力があった位置を表す位置データを検出し、位置データを制御部２００に出力する。この結果、位置データは、アプリケーションプロセッサ２２０と駆動制御部２４０に入力される。なお、位置データが駆動制御部２４０に入力されることは、位置データが駆動制御装置３００に入力されることと等価である。
【００７３】
ドライバＩＣ１６１は、ディスプレイパネル１６０に接続されており、駆動制御装置３００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。
【００７４】
アプリケーションプロセッサ２２０は、電子機器１００の種々のアプリケーションを実行する処理を行う。
【００７５】
通信プロセッサ２３０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。
【００７６】
駆動制御部２４０は、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、利用者の指先がトップパネル１２０の表面に沿って移動する速度を用いる。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。
【００７７】
また、実施の形態の駆動制御装置３００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。
【００７８】
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を大きく設定される。
【００７９】
また、実施の形態の駆動制御装置３００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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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１００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。
【００８３】
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。
【００８４】
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（図１のスライダー１０２Ｂ参照）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。
【００８５】
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１００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。
【００８６】
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。
【００８７】
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データは、メモリ２５０に格納されている。
【００８８】
メモリ２５０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を格納する。
【００８９】
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。
【００９０】
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と、正弦波の立ち上がりのタイミングを示す同期パルスとを発生する。例えば、トップパネル１２０を３３．５ｋＨｚの固有振動数ｆで振動させる場合は、正弦波の周波数は、３３．５ｋＨｚ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。
【００９１】
正弦波発生器３１０が発生する正弦波信号は、超音波帯の固有振動を発生させる駆動信号の元になる交流の基準信号であり、一定の周波数と一定の位相を有する。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。
【００９２】
また、正弦波発生器３１０は、同期パルスをＰＷＭパルス発生部３３０に入力する。同期パルスは、正弦波の立ち上がりのタイミングを示すパルス信号であり、正弦波が毎周期立ち上がる度に正弦波発生器３１０から出力される。一例として、正弦波の周波数が３３．５ｋＨｚである場合には、同期パルスの周波数も３３．５ｋＨｚである。同期パルスは、正弦波の立ち上がりのタイミングにおいて、所定の短時間だけＨ(High)レベルになる。
【００９３】
なお、ここでは、正弦波信号を発生する正弦波発生器３１０を用いる形態について説明するが、正弦波信号ではなくてもよい。例えば、クロックの立ち上がりと立ち下がりの波形を鈍らせたような波形の信号を用いてもよい。このため、超音波帯の交流信号を発生する信号発生器を正弦波発生器３１０の代わりに用いてもよい。
【００９４】
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変調信号を生成する。変調信号は、最終的に振動素子１４０に供給される駆動信号の元になる信号である。振幅変調器３２０は、変調信号をＰＷＭパルス発生部３３０に出力する。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、変調信号を生成する。
【００９５】
このため、振幅変調器３２０が出力する変調信号は、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。なお、振幅データがゼロの場合は、変調信号の振幅はゼロになる。これは、振幅変調器３２０が変調信号を出力しないことと等しい。
【００９６】
ＰＷＭパルス発生部３３０は、振幅変調器３２０と駆動部３４０との間に設けられている。ＰＷＭパルス発生部３３０は、振幅変調器３２０から入力される変調信号と、正弦波発生器３１０から入力される同期パルスとに基づいて、ＰＷＭ(Pulse Width Modulated：パルス幅変調)信号を生成する。
【００９７】
ＰＷＭパルス発生部３３０は、図８に示すように、サイクルカウンタ３３１、Ａ／Ｄ(Analog to Digital)変換器３３２、幅決定部３３３、カウンタ３３４、サイクル比算出部３３５、補正部３３６、及び生成部３３７を有する。
【００９８】
ＰＷＭパルス発生部３３０には、正弦波発生器３１０（図７参照）から同期パルスが入力されるとともに、振幅変調器３２０から変調信号が入力される。同期パルスは、サイクルカウンタ３３１及びカウンタ３３４に入力され、変調信号は、Ａ／Ｄ変換器３３２に入力される。
【００９９】
サイクルカウンタ３３１は、クロック生成部３３１Ａとカウンタ３３１Ｂを有する。
【０１００】
クロック生成部３３１Ａは、同期パルスよりも周波数が高いクロックをカウンタ３３１Ｂ、カウンタ３３４、及び生成部３３７に出力する。クロック生成部３３１Ａが出力するクロックの周波数は、例えば、同期パルスの周波数の１０倍以上であることが好ましい。クロック生成部３３１Ａは、例えば、クロックジェネレータによって実現される。
【０１０１】
カウンタ３３１Ｂは、クロック生成部３３１Ａが出力するクロックの数をカウントする。カウンタ３３１Ｂは、例えば、組み合わせ回路によって実現される。カウンタ３３１Ｂは、所定のカウント値をカウントし終えると、パルス信号を出力するとともに、カウント値をゼロに戻す。カウンタ３３１Ｂは、所定のカウント値を繰り返しカウントし、所定のカウント値をカウントし終える度にパルス信号を出力する。このパルス信号は、第１パルス信号の一例である。
【０１０２】
また、カウンタ３３１Ｂは、クロック生成部３３１Ａが出力するクロックの数をカウントしているときに、同期パルスが入力されると、カウント値をリセットするとともに、パルス信号を出力する。このパルス信号は、第２パルス信号の一例である。カウンタ３３１Ｂは、カウント値をリセットすると、再びカウントを開始する。
【０１０３】
カウンタ３３１Ｂが同期パルスに基づいてカウント値をリセットするのは、カウント値が所定のカウント値に達する前である。所定のカウント値は、一例として５０である。すなわち、カウンタ３３１Ｂは、クロック生成部３３１Ａが出力するクロックの数をカウントし、カウント数が５０になると、パルス信号を出力する。
【０１０４】
また、カウンタ３３１Ｂは、クロック生成部３３１Ａが出力するクロックの数をカウントしているときに、同期パルスが入力されると、５０未満のカウント値をリセットするとともに、パルス信号を出力する。
【０１０５】
カウンタ３３１Ｂが上述のように出力するパルス信号は、サイクルカウンタ３３１の出力として、Ａ／Ｄ変換器３３２及び生成部３３７に入力される。
【０１０６】
Ａ／Ｄ変換器３３２は、サイクルカウンタ３３１のカウンタ３３１Ｂから出力されるパルス信号に応じて変調信号をデジタル変換し、変調信号の信号レベルを表すデジタル値（レベル値）を出力する。Ａ／Ｄ変換器３３２は、パルス信号が入力されたときの変調信号の信号レベルを表すレベル値を幅決定部３３３に出力する。このため、Ａ／Ｄ変換器３３２は、パルス信号が入力される度に、レベル値を幅決定部３３３に出力する。
【０１０７】
幅決定部３３３は、Ａ／Ｄ変換器３３２から入力されるレベル値に基づいて、変調信号をＰＷＭ信号に変換する場合のＨレベルの区間の幅を決定し、幅を表す幅データを補正部３３６に出力する。幅データは、変調信号をＰＷＭ信号に変換した場合のＨレベルの区間の幅を表すものであり、ＰＷＭ信号のサイクルは、連続する２つのパルス信号の間の期間になるため、幅データを求めることは、変調信号をＰＷＭ信号に変換した場合のデューティ比を求めることに等しい。幅決定部３３３は、例えば、マイクロコンピュータ又はＣＰＵ(Central Processing Unit)又はＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)によって実現される。幅決定部３３３は、制御部２００を実現するＩＣチップに含まれていてもよい。なお、幅データの求め方については後述する。
【０１０８】
カウンタ３３４は、クロック生成部３３１Ａから入力されるクロックの数をカウントする。カウンタ３３４は、例えば、組み合わせ回路によって実現される。カウンタ３３４は、同期パルスが入力されるとカウント値をリセットし、次に同期パルスが入力されるまでのカウント値をサイクル比算出部３３５に出力する。このため、カウンタ３３４が出力するカウント値は、正弦波発生器３１０が発生する正弦波信号の１周期分の期間において、クロック生成部３３１Ａから入力されるクロックの数をカウントした値である。
【０１０９】
サイクル比算出部３３５は、カウンタ３３１Ｂがカウントする所定のカウント値を表すデータを保持しており、カウンタ３３４から入力されるカウント値を所定のカウント値で除算して得る値Ｎと、余りを表す値Ｍとを算出する。所定のカウント値は、上述したように、一例として５０である。ここで、所定のカウント値をＣで表す。
【０１１０】
また、サイクル比算出部３３５は、値Ｍを所定のカウント値Ｃで除算することにより、比α（＝Ｍ／Ｃ）を算出する。サイクル比算出部３３５は、値Ｎ、値Ｍ、比αを表すデータを補正部３３６に出力する。サイクル比算出部３３５は、例えば、マイクロコンピュータ又はＣＰＵによって実現される。サイクル比算出部３３５は、制御部２００を実現するＩＣチップに含まれていてもよい。
【０１１１】
補正部３３６は、カウンタ３３６Ａと補正処理部３３６Ｂを有する。カウンタ３３６Ａには、サイクルカウンタ３３１からパルス信号が入力される。補正処理部３３６Ｂには、幅決定部３３３から幅データが入力されるとともに、サイクル比算出部３３５から値Ｎ、値Ｍ、比αを表すデータが入力される。
【０１１２】
カウンタ３３６Ａは、サイクルカウンタ３３１からパルス信号が入力される回数をカウントする。カウンタ３３６Ａは、例えば、組み合わせ回路によって実現される。カウンタ３３６Ａのカウント値は、Ｎ＋１になると補正処理部３３６Ｂによってリセットされる。
【０１１３】
補正処理部３３６Ｂは、幅決定部３３３から入力される幅データの補正処理を行う。幅データは、パルス信号に応じてＡ／Ｄ変換器３３２から出力されるレベル値に基づいて幅決定部３３３で生成されて補正処理部３３６Ｂに入力される。このため、補正処理部３３６Ｂには、パルス信号に応じて幅データが入力される。
【０１１４】
補正処理部３３６Ｂは、カウンタ３３６Ａによってカウントされるパルス信号の入力回数が１回目からＮ回目までに幅決定部３３３から入力される幅データを補正せずに、そのまま生成部３３７に出力する。Ｎ回目のＮは、サイクル比算出部３３５が算出した値Ｎである。
【０１１５】
補正処理部３３６Ｂは、パルス信号の入力回数がＮ＋１回目のときに幅決定部３３３から入力される幅データに比αを乗じることによって幅データを補正し、補正した幅データを生成部３３７に出力する。
【０１１６】
補正処理部３３６Ｂにはサイクル比算出部３３５から値Ｎを表すデータが入力されているため、補正処理部３３６Ｂは、カウンタ３３６Ａのカウント値がＮ＋１になると、幅データに比αを乗じて幅データを補正する。
【０１１７】
また、補正処理部３３６Ｂは、カウンタ３３６Ａのカウント値がＮ＋１になると、カウンタ３３６Ａをリセットする。補正処理部３３６Ｂは、例えば、マイクロコンピュータ又はＣＰＵによって実現される。補正処理部３３６Ｂは、制御部２００を実現するＩＣチップに含まれていてもよい。
【０１１８】
生成部３３７は、カウンタ３３７Ａと生成処理部３３７Ｂを有し、ＰＷＭ信号を生成する。生成部３３７には、クロック生成部３３１Ａからクロックが入力され、カウンタ３３１Ｂからパルス信号が入力され、補正部３３６から幅データが入力される。
【０１１９】
カウンタ３３７Ａは、クロック生成部３３１Ａから入力されるクロックをカウントする。カウンタ３３７は、例えば、組み合わせ回路によって実現される。
【０１２０】
生成処理部３３７Ｂは、ＰＷＭ信号を出力する。生成処理部３３７Ｂは、サイクルカウンタ３３１のカウンタ３３１Ｂからパルス信号が入力されると、Ｈレベルを出力する。また、生成処理部３３７Ｂは、カウンタ３３７Ａのカウント値が補正部３３６から入力される幅データが表す値に達すると、出力をＬレベルに切り替える。生成処理部３３７Ｂが出力をＬレベルに切り替えるのは、カウンタ３３７Ａのカウント値が幅データが表す値を超えたときである。生成処理部３３７Ｂは、例えば、デジタルＩＣによって実現される。
【０１２１】
このようにして、生成部３３７は、幅データが表すＨレベルの幅の区間を有するＰＷＭ信号を生成し、アンプ１４１（図７参照）に出力する。
【０１２２】
駆動部３４０は、ＰＷＭパルス発生部３３０とアンプ１４１との間に設けられている。駆動部３４０は、ゲートドライバ３４１、ＭＯＳＦＥＴ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)３４２、３４３、ローパスフィルタ３４４を有する。駆動部３４０は、ＰＷＭパルス発生部３３０から入力されるＰＷＭ信号に基づき、駆動信号を生成してアンプ１４１に出力する。
【０１２３】
ゲートドライバ３４１は、ＭＯＳＦＥＴ３４２、３４３を駆動する駆動回路であり、スイッチング素子ドライバの一例である。ゲートドライバ３４１は、例えば、ゲートドライバＩＣによって実現される。
【０１２４】
ＭＯＳＦＥＴ３４２、３４３は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴであり、それぞれ、ハイサイドスイッチング素子、ローサイドスイッチング素子の一例である。ＭＯＳＦＥＴ３４２は、電源ＶＤＤにドレインが接続され、ソースがＭＯＳＦＥＴ３４３のドレインに接続され、ゲートがゲートドライバ３４１に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ３４２は、ＭＯＳＦＥＴ３４２のソースにドレインが接続され、ソースが基準電位点ＶＳＳに接続され、ゲートがゲートドライバ３４１に接続されている。
【０１２５】
ローパスフィルタ３４４は、ＭＯＳＦＥＴ３４３のソースと、ＭＯＳＦＥＴ３４３のドレインとの接合点（中点）と、振動素子１４０との間に設けられている。ローパスフィルタ３４４は、インダクタＬとキャパシタＣを有する。
【０１２６】
このような駆動部３４０は、ＰＷＭパルス発生部３３０から入力されるＰＷＭ信号に基づき、正弦波状の駆動信号を生成してアンプ１４１に出力する。
【０１２７】
次に、図１０乃至図１２を用いて、正弦波状の変調信号とＰＷＭ信号の関係について説明する。図１０は、比較用に、ＰＷＭパルス発生部３３０で変調信号とＰＷＭ信号のサイクル幅とを合わせない場合の波形を示す図である。図１１は、ＰＷＭパルス発生部３３０で変調信号とＰＷＭ信号のサイクル幅とを合わせた場合の波形を示す図である。図１２は、図１０に示す比較用のＰＷＭ信号を用いて振動素子１４０を駆動した場合と、図１１に示すＰＷＭ信号を用いて振動素子１４０を駆動した場合とにおいて振動素子１４０に印加される駆動信号の周波数成分を示す図である。
【０１２８】
図１０及び図１１において、横軸はクロック生成部３３１Ａ（図８参照）が生成するクロックの数で変調信号の振動開始からの経過時間を表し、縦軸は変調信号の信号レベルを表す。
【０１２９】
図１０及び図１１に示すように、変調信号の信号レベルは、０から２５５までの２５６段階の値を用いて、振動の中心が１２７、最小値が５０、最大値が２０４になるように表される。２５６段階の値で表される変調信号の信号レベルは、レベル値で表され、Ａ／Ｄ変換器３３２から出力される。
【０１３０】
このような変調信号の信号レベルを表すＰＷＭ信号は、変調信号の信号レベルが１２７のときにデューティ比が５０％になり、変調信号の信号レベルが５０のときにデューティ比が最小値（２０％）になり、変調信号の信号レベルが２０４のときにデューティ比が最大値（８０％）になる。
【０１３１】
ここでは、一例として、変調信号の１周期が、クロック生成部３３１Ａが生成するクロックの４８７周期に等しいこととする。これは、変調信号の１周期の期間と、クロック生成部３３１Ａが生成するクロックの１周期の期間とを予め計測しておいて、変調信号の１周期が、クロックの４８７周期に等しいことが判明していることを意味する。
【０１３２】
このような場合に、ＰＷＭパルス発生部３３０で変調信号とＰＷＭ信号のサイクル幅とを合わせない場合には、変調信号と比較用のＰＷＭ信号の関係は、図１０に示すようになる。ＰＷＭパルス発生部３３０で変調信号とＰＷＭ信号のサイクル幅とを合わせない場合とは、ＰＷＭ信号の周期を固定する場合であり、ここでは、比較用のＰＷＭ信号のすべての周期をクロック生成部３３１Ａ（図８参照）が生成するクロックの５０周期分の期間に固定することとする。
【０１３３】
図１０に示すように、変調信号の１周期がクロックの４８７周期分の期間であるのに対して、比較用のＰＷＭ信号のすべての周期は、クロックの５０周期分の期間であるため、変調信号の１周期が終わる時点と、比較用のＰＷＭ信号の１０周期目が終了する時点とが一致していない。換言すれば、変調信号の１周期の長さと、比較用のＰＷＭ信号の１０周期の長さとが一致していない。さらに、換言すれば、変調信号の１周期と、比較用のＰＷＭ信号の１０周期とが同期していない。
【０１３４】
このように、変調信号の周期が終わる時点が、比較用のＰＷＭ信号の周期が終わる時点と一致していないと、変調信号の周期が終わる時点と比較用のＰＷＭ信号の周期が終わる時点とは、どんどんずれていくことになる。また、変調信号の周期が終わる時点と比較用のＰＷＭ信号の周期が終わる時点が一致していないと、トップパネル１２０の振動に異音が生じることが分かった。
【０１３５】
これに対して、図１１では、ＰＷＭ信号の１周期目から９周期目までは、ＰＷＭ信号の周期はクロックの５０周期分の期間であるが、ＰＷＭ信号の１０周期目では、ＰＷＭ信号の周期はクロックの３７周期分の期間になるため、変調信号の１周期が終わる時点と、ＰＷＭ信号の１０周期目が終了する時点とが一致している。換言すれば、変調信号の１周期の長さと、ＰＷＭ信号の１０周期の長さとが一致している。さらに、換言すれば、変調信号の１周期と、ＰＷＭ信号の１０周期とが同期している。
【０１３６】
これは、カウンタ３３１Ｂ（図８参照）が、ＰＷＭ信号の１０周期目でカウント値が３７に到達し、３７クロック分の期間が終了する時点において、同期パルスが入力されることによってカウント値をリセットするからである。
【０１３７】
従って、駆動制御装置３００では、変調信号の１周期が終わる時点と、ＰＷＭ信号の１０周期目が終了する時点とが常に一致することにより、トップパネル１２０が振動する際に、異音の発生を抑制することができる。
【０１３８】
そこで、比較用のＰＷＭ信号を用いて振動素子１４０を駆動した場合と、実施の形態のＰＷＭ信号を用いて振動素子１４０を駆動した場合とにおいて振動素子１４０に印加される駆動信号の周波数成分を比較すると、図１２に示すようになる。
【０１３９】
図１２において、横軸は、トップパネル１２０の固有振動数で規格化した周波数である。一例として、トップパネル１２０の固有振動数は、３３．５ｋＨｚである。横軸の値が１になる周波数成分は、周波数が３３．５ｋＨｚの固有振動であることを表す。縦軸は、各周波数における信号成分（駆動信号の振幅をフーリエ変換した値）を示す。図１２において、破線で示す特性は、比較用のＰＷＭ信号を用いて振動素子１４０を駆動した比較用の信号成分であり、実線で示す特性は、実施の形態のＰＷＭ信号を用いて振動素子１４０を駆動した信号成分である。
【０１４０】
破線で示すように、比較用のＰＷＭ信号を用いて振動素子１４０を駆動させると、信号成分の分布は、横軸の値が約０．８５から約１．１５までの範囲では、固有振動数を中心としたガウス分布のようになるが、横軸の値が約０．８５以下と、約１．１５以上とでは、振幅がランダムになっていることが分かる。横軸の値が１になる固有振動の周波数成分は、非常に効率良く振動を起こすことでスクイーズ効果を生じるが、横軸の値が約０．６以下になる可聴域の周波数成分は、横軸の値が１になる固有振動の周波数成分に比べると、非常に弱いながらもトップパネル１２０の振動を発生させる。横軸の値が１になる固有振動の周波数成分は超音波であり、人間には聞こえないが、横軸の値が約０．６以下になる可聴域の周波数成分は人間に聞こえるので異音となる。
【０１４１】
これに対して、実線で示すように、実施の形態のＰＷＭ信号を用いて振動素子１４０を駆動すると、信号成分の分布は、固有振動数を中心としたガウス分布のようになり、綺麗な振動分布が得られていることが分かる。この場合、横軸の値が約０．６以下になる可聴域の周波数成分では、信号成分が略ゼロになるので、異音は生じない。
【０１４２】
このように、ＰＷＭパルス発生部３３０で変調信号の１周期が終わる時点と、ＰＷＭ信号の１０周期目が終了する時点とを常に一致させることにより、トップパネル１２０が振動する際に、異音の発生を抑制することができる。
【０１４３】
なお、上述のように変調信号の１周期がクロックの４８７周期分の期間であり、サイクル比算出部３３５の所定のカウント値Ｃが５０である場合には、サイクル比算出部３３５は、値Ｍ、値Ｎ、及び比αを次のように算出する。
【０１４４】
サイクル比算出部３３５は、カウンタ３３４から入力されるカウント値（４８７）を所定のカウント値Ｃ（５０）で除算して得る値Ｎ（９）と、余りを表す値Ｍ（３７）とを算出する。また、サイクル比算出部３３５は、値Ｍ（３７）を所定のカウント値Ｃ（５０）で除算することにより、比α（３７／５０）を算出する。
【０１４５】
また、幅決定部３３３は、次のようにして幅データを求める。Ａ／Ｄ変換器３３２から出力される変調信号の信号レベルを表すレベル値をＳ（ｔ）とすると、所定のカウント値Ｃを用いて、幅データが表す幅Ｗは、次式（３）で表すことができる。
【０１４６】
【数３】
2019003339.tif 000005
また、補正部３３６の補正処理部３３６Ｂが幅データに比αを乗じることによって幅データを補正する場合には、式（３）で得られる幅Ｗに比αを乗じることになる。
【０１４７】
次に、図１３を用いて、メモリ２５０に格納されるデータについて説明する。
【０１４８】
図１３は、メモリ２５０に格納されるデータを示す図である。
【０１４９】
図１３に示すように、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がメモリ２５０に格納される。
【０１５０】
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。パターンデータＰ１〜Ｐ４は、振幅値を表す振幅データを時系列的に並べたデータである。
【０１５１】
なお、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。
【０１５２】
次に、図１４を用いて、実施の形態の電子機器１００の駆動制御装置３００の駆動制御部２４０が実行する処理について説明する。
【０１５３】
図１４は、実施の形態の電子機器１００の駆動制御装置３００の駆動制御部２４０が実行する処理を示すフローチャートである。
【０１５４】
電子機器１００のＯＳ（Operating System）は、所定の制御周期毎に電子機器１００を駆動するための制御を実行する。このため、駆動制御装置３００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１４に示すフローを所定の制御周期毎に繰り返し実行する。
【０１５５】
駆動制御部２４０は、電子機器１００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。
【０１５６】
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Ｓ１）。
【０１５７】
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Ｓ２）。移動速度は、ベクトル演算によって算出すればよい。なお、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。
【０１５８】
駆動制御部２４０は、ステップＳ２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、ステップＳ１で求めた位置データが表す操作入力の位置が、領域データが表す領域Ｓｔの中にあるか否かを判定する（ステップＳ３）。
【０１５９】
駆動制御部２４０は、操作入力の位置が領域Ｓｔの中にあると判定する場合は、ステップＳ２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パターンデータから読み出す（ステップＳ４）。
【０１６０】
駆動制御部２４０は、振幅データ出力する（ステップＳ５）。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変調信号が生成され、変調信号に基づいて駆動信号が生成され、振動素子１４０が駆動される。
【０１６１】
一方、ステップＳ２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（Ｓ２：ＮＯ）と、ステップＳ３で操作入力の位置が領域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Ｓ６）。
【０１６２】
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変調信号が生成される。このため、この場合は、振動素子１４０は駆動されない。
【０１６３】
次に、図１５及び図１６を用いて、実施の形態の電子機器１００の動作例について説明する。
【０１６４】
図１５及び図１６は、実施の形態の電子機器１００の動作例を示す図である。図１５及び図１６では、図２乃至図４と同様のＸＹＺ座標を定義する。
【０１６５】
図１５は、トップパネル１２０、タッチパネル１５０、及びディスプレイパネル１６０を平面的に示す図であり、電子機器１００の利用者は、グレーで示すページ１に指先で触れて、左方向にスワイプ操作を行うことにより、白く示すページ２を開こうとしている。すなわち、電子機器１００の表示は、ページ１からページ２に遷移しようとしている。
【０１６６】
このように、ページを捲る動作が行われる動作モードでは、駆動制御部２４０は、操作入力がスワイプ操作であるかどうかを判定する。例えば、駆動制御部２４０は、利用者の指先が最初にトップパネル１２０に触れた位置からＸ軸方向に±ｄｍｍ以上動いたらスワイプ操作が行われていると判定し、斜線で示す領域の内部に指先が入ったときにトップパネル１２０に振動が発生する。斜線で示す領域は、領域Ｓｔである。
【０１６７】
ここで、図１６を用いて、図１５に示すように操作入力が行われた場合に、駆動制御部２４０が出力する振幅データに基づいて駆動部３４０から出力される駆動信号によってトップパネル１２０に生じる振動について説明する。図１６において、横軸は時間軸を表し、縦軸は振幅データの振幅値を表す。また、ここでは、利用者がスワイプ操作を行う際の指先の移動速度は略一定であることとする。
【０１６８】
トップパネル１２０の位置Ｃ１に触れた指先を、時刻ｔ１において利用者が左方向に移動し始めたとする。そして、位置Ｃ１から距離ｄｍｍだけ移動させた時刻ｔ２において、駆動制御部２４０は、利用者の入力操作がスワイプ操作であると判定し、スワイプ用の振動パターンによる駆動を行う。スワイプ操作の判定に用いる操作距離ｄｍｍは、時刻ｔ１〜ｔ２の間の指先の移動距離に相当する。また、時刻ｔ２では、ページの遷移が開始する。
【０１６９】
スワイプ用の振動パターンは、振幅がＡ１１であり、スワイプ操作が行われている間は、振動が連続する駆動パターンである。
【０１７０】
時刻ｔ３で利用者が指先をトップパネル１２０から離してスワイプ操作を終えると、駆動制御部２４０は、振幅値をゼロに設定する。このため、時刻ｔ３の直後に振幅がゼロになる。また、時刻ｔ３の後の時刻ｔ４においてページの遷移が完了する。
【０１７１】
このように、利用者がページを捲るためにスワイプ操作を行った場合には、駆動制御部２４０は、一例として、振幅が一定値（Ａ１１）の振幅データを出力する。このため、利用者がスワイプ操作を行っている間は、利用者の指先に掛かる動摩擦力は低下し、利用者に指先が滑る感覚を提供することができ、利用者はスワイプ操作が電子機器１００に受け付けられていることを指先で感知することができる。
【０１７２】
なお、図１５及び図１６では、利用者がページを捲るためにスワイプ操作を行う場合の振動パターンについて説明した。しかしながら、所謂フリック操作、又は、指先をトップパネル１２０の表面に沿って移動させるような操作が行われた場合も、振動素子１４０を駆動することにより、様々な触感を利用者に提供することができる。
【０１７３】
より具体的には、操作入力の位置が、ディスプレイパネル１６０に表示されるボタン１０２Ａ(図１参照)のようなＧＵＩ操作部の境界を跨いで移動するときに、又は、ＧＵＩ操作部を操作しながら移動するときに、固有振動の強度を変化させてもよい。また、操作入力の位置が、ディスプレイパネル１６０に表示されるスライダー１０２Ｂ(図１参照)のＧＵＩ操作部の領域内を移動するときに、スライダー１０２Ｂの操作量に応じて、又は、スライダー１０２Ｂの目盛りに達したときに、固有振動の強度を変化させてもよい。
【０１７４】
ここで、トップパネル１２０における振動素子１４０の位置と、トップパネル１２０の変位及び曲率とについて説明する。ここでは、トップパネル１２０が振動する際に、トップパネル１２０の端部は、自由端であることとする。
【０１７５】
以上のように、実施の形態の駆動制御装置３００、電子機器１００、及び駆動制御方法によれば、変調信号の１周期が終わる時点と、ＰＷＭ信号の１０周期目が終了する時点とを常に一致させることにより、トップパネル１２０を振動させる際に、異音の発生を抑制することができる。換言すれば、変調信号の１周期の長さと、ＰＷＭ信号の１０周期の長さとを等しくすることにより、トップパネル１２０を振動させる際に、異音の発生を抑制することができる。さらに、換言すれば、変調信号の１周期と、ＰＷＭ信号の１０周期とを同期させることにより、トップパネル１２０を振動させる際に、異音の発生を抑制することができる。
【０１７６】
従って、実施の形態によれば、振動のノイズを抑制した駆動制御装置３００、電子機器１００、及び駆動制御方法を提供することができる。
【０１７７】
電子機器１００では、振動素子１４０を駆動する周波数をトップパネル１２０の固有振動数に合わせている。トップパネル１２０の固有振動数が１つではなく複数存在する場合もあるが、固有振動数は、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、及び厚さｔによって決まるため、固有振動数を任意の値に設定することはできない。このため、正弦波発生器３１０が出力する正弦波信号の周波数を、トップパネル１２０の固有振動数に合わせる必要がある。振幅変調器３２０が出力する変調信号の周波数は、正弦波信号の周波数に等しい。
【０１７８】
このような制約の中で、変調信号の周期と、ＰＷＭパルス発生部３３０が発生するＰＷＭ信号の周期の整数倍の期間とを合わせることには、クロックの周期等によって生じる生じる制約もあることから、非常に困難である。クロックの周期の整数倍の期間と変調信号の周期とを正確に一致させることは困難だからである。
【０１７９】
従って、実施の形態の駆動制御装置３００のように、ＰＷＭ信号の１０周期目の期間を調整することによって、変調信号の１周期が終わる時点と、ＰＷＭ信号の１０周期目が終了する時点とを常に一致させれば、トップパネル１２０を振動させる際に、異音の発生を抑制することができる。
【０１８０】
なお、以上では、カウンタ３３４、サイクル比算出部３３５、及び補正部３３６を用いて、デューティ比を補正する形態について説明したが、カウンタ３３４、サイクル比算出部３３５、補正部３３６を含まずに、デューティ比を補正しない構成にしてもよい。特に、デューティ比を補正しなくても、所定のカウント値Ｃよりも短い周期、又はその前後の周期における振動に問題が生じなければ、デューティ比を補正しない構成にしてもよい。
【０１８１】
また、実施の形態の電子機器１００によれば、トップパネル１２０の超音波帯の固有振動を発生させて利用者の指先に掛かる動摩擦力を変化させるので、利用者に良好な触感を提供することができる。
【０１８２】
従って、実施の形態によれば、良好な触感を提供できる駆動制御装置３００、電子機器１００、及び駆動制御方法を提供することができる。
【０１８３】
また、実施の形態の電子機器１００は、正弦波発生器３１０で発生される超音波帯の正弦波の振幅のみを振幅変調器３２０で変調することによって変調信号を生成している。正弦波発生器３１０で発生される超音波帯の正弦波の周波数は、トップパネル１２０の固有振動数に等しく、また、この固有振動数は振動素子１４０を加味して設定している。
【０１８４】
すなわち、正弦波発生器３１０で発生される超音波帯の正弦波の周波数又は位相を変調することなく、振幅のみを振幅変調器３２０で変調することによって変調信号し、変調信号に基づいて駆動信号を生成している。
【０１８５】
従って、トップパネル１２０の超音波帯の固有振動をトップパネル１２０に発生させることができ、スクイーズ効果による空気層の介在を利用して、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を確実に低下させることができる。また、Sticky-band Illusion効果、又は、Fishbone Tactile Illusion効果により、トップパネル１２０の表面に凹凸が存在するような良好な触感を利用者に提供することができる。
【０１８６】
また、以上では、トップパネル１２０に凹凸が存在するような触感を利用者に提供するために、振動素子１４０のオン／オフを切り替える形態について説明した。振動素子１４０をオフにするとは、振動素子１４０を駆動する駆動信号が表す振幅値をゼロにすることである。
【０１８７】
しかしながら、このような触感を提供するために、必ずしも振動素子１４０をオンからオフにする必要はない。例えば、振動素子１４０のオフの状態の代わりに、振幅を小さくして振動素子１４０を駆動する状態を用いてもよい。例えば、振幅を１／５程度に小さくすることにより、振動素子１４０をオンからオフにする場合と同様に、トップパネル１２０に凹凸が存在するような触感を利用者に提供してもよい。
【０１８８】
この場合は、振動素子１４０の振動の強弱を切り替えるような駆動信号で振動素子１４０を駆動することになる。この結果、トップパネル１２０に発生する固有振動の強弱が切り替えられ、利用者の指先に凹凸が存在するような触感を提供することができる。
【０１８９】
振動素子１４０の振動の強弱を切り替えるために、振動を弱くする際に振動素子１４０をオフにすると、振動素子１４０のオン／オフを切り替えることになる。振動素子１４０のオン／オフを切り替えることは、振動素子１４０を断続的に駆動することである。
【０１９０】
また、以上では、駆動制御装置３００が駆動制御部２４０、正弦波発生器３１０、振幅変調器３２０、ＰＷＭパルス発生部３３０、及び駆動部３４０を含む形態について説明したが、図１７に示す駆動制御装置３００Ａのように、変形することができる。
【０１９１】
駆動制御装置３００Ａは、駆動制御部２４０、パルス発生部３１０Ａ、及び駆動部３４０を有する。パルス発生部３１０Ａは、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)で実現され、正弦波発生器３１０、振幅変調器３２０、及びＰＷＭパルス発生部３３０がＰＷＭ信号を生成することと同様に、ＰＷＭ信号を生成することができる。このようなパルス発生部３１０Ａは、例えば、正弦波発生器３１０、振幅変調器３２０、及びＰＷＭパルス発生部３３０の機能をプログラムすることによって実現される。
【０１９２】
このような機能を実現するために、パルス発生部３１０Ａは、デューティ比算出部３１１Ａ、補正部３１２Ａ、生成部３１３Ａ、及び内部メモリ３１４Ａを有する。
【０１９３】
内部メモリ３１４Ａには、正弦波信号の周波数、始点及び始点から５０クロック毎の振幅値（デジタル値）、クロックの周波数、正弦波信号の周期をクロック数で表すデータ、値Ｎ、値Ｍ、及び比αを表すデータ、及び式（３）を表すデータが格納される。
【０１９４】
正弦波信号の周波数、始点及び始点から５０クロック毎の振幅値は、正弦波発生器３１０（図７参照）が発生する正弦波信号の周波数、始点及び始点から５０クロック毎の振幅を表すデータであればよい。また、正弦波信号の始点及び始点から５０クロック毎の振幅は、図１１に示すようにＰＷＭ信号が立ち上がるタイミングにおける正弦波信号の振幅である。
【０１９５】
クロックの周波数は、クロック生成部３３１Ａ（図８参照）が出力するクロックの周波数である。正弦波信号の周期をクロック数で表すデータは、図１０及び図１１に示すように、例えば、正弦波信号の１周期が４８７クロックであることを表すデータである。
【０１９６】
値Ｎ、値Ｍ、及び比αを表すデータは、正弦波信号の１周期のクロック数（４８７クロック）を所定のカウント値Ｃ（例えば５０）で除算して得る値Ｎ、余りを表す値Ｍ、値Ｍを所定のカウント値Ｃで除算して得る比α（＝Ｍ／Ｃ）を表すデータである。
【０１９７】
デューティ比算出部３１１Ａ、補正部３１２Ａ、及び生成部３１３Ａは、Ｎ＋１周期毎に処理を繰り返し実行する。Ｎ＋１周期のうち、１周期目からＮ周期目までの各周期の長さ（期間）は、５０クロック分の期間であり、Ｎ＋１周期目の長さ（期間）は、３７クロック分の期間である。
【０１９８】
これは、デューティ比算出部３１１Ａ、補正部３１２Ａ、及び生成部３１３Ａが１周期目からＮ＋１周期目までの制御処理を行う期間を正弦波信号の１周期（４８７クロック）と合わせるためである。なお、１周期目の周期とは、正弦波信号の始点から、クロックの所定のカウント値Ｃ（例えば５０）が経過するまでの周期である。
【０１９９】
デューティ比算出部３１１Ａは、１周期目からＮ＋１周期目までの各周期において、内部メモリ３１４Ａから、正弦波信号の周波数、始点及び始点から５０クロック毎の振幅、及び式（３）を表すデータを読み出し、レベル値を算出し、レベル値と所定のカウント値Ｃとを式（３）に代入することにより、幅Ｗを算出する。さらに、デューティ比算出部３１１Ａは、幅Ｗと所定のカウント値Ｃとからデューティ比（Ｗ／Ｃ）を求める。
【０２００】
補正部３１２Ａは、デューティ比算出部３１１Ａから出力されるデューティ比をＮ＋１周期毎に１度補正して出力する。補正部３１２Ａは、デューティ比算出部３１１Ａから出力されるデューティ比のうち、１周期目からＮ周期目までのデューティ比は補正せずに出力し、Ｎ＋１周期目のデューティ比に比αを乗じて補正して出力する。補正部３１２Ａは、Ｎ＋１周期毎に、このような補正処理を繰り返し実行する。
【０２０１】
生成部３１３Ａは、１周期目からＮ周期目までの各周期において、補正部３１２Ａから出力されるデューティ比を用いてＰＷＭ信号を出力するとともに、Ｎ＋１周期目において、補正部３１２Ａから出力されるデューティ比を用いてＰＷＭ信号を出力する。１周期目からＮ周期目までに補正部３１２Ａから出力されるデューティ比は補正されていないデューティ比であるが、Ｎ＋１周期目に補正部３１２Ａから出力されるデューティ比は、比α倍に補正されたデューティ比である。このようにして生成部３１３Ａによって出力されるＰＷＭ信号は、駆動部３４０に入力される。
【０２０２】
従って、図７及び図８に示す駆動制御装置３００を用いる場合と同様に、デューティ比算出部３１１Ａ、補正部３１２Ａ、及び生成部３１３Ａが１周期目からＮ＋１周期目までの制御処理を行う期間を正弦波信号の１周期（４８７クロック）と常に一致させることにより、トップパネル１２０を振動させる際に、異音の発生を抑制することができる。
【０２０３】
従って、実施の形態によれば、振動のノイズを抑制した駆動制御装置３００Ａ、駆動制御装置３００Ａを含む電子機器１００、及び駆動制御方法を提供することができる。
【０２０４】
変調信号の周期と、パルス発生部３１０Ａが発生するＰＷＭ信号の周期の整数倍の期間とを合わせることには、パルス発生部３１０ＡをＦＰＧＡで実現しても、クロックの周期等によって生じる制約もあることから、非常に困難である。クロックの周期の整数倍の期間と変調信号の周期とを正確に一致させることは困難だからである。
【０２０５】
従って、実施の形態の変形例の駆動制御装置３００Ａのように、ＰＷＭ信号の１０周期目の期間を調整することによって、変調信号の１周期が終わる時点と、ＰＷＭ信号の１０周期目が終了する時点とを常に一致させれば、トップパネル１２０を振動させる際に、異音の発生を抑制することができる。
【０２０６】
なお、以上では、デューティ比算出部３１１Ａ、補正部３１２Ａ、及び生成部３１３ＡがＮ＋１周期毎に処理を繰り返し実行し、Ｎ周期の５０クロック分の期間の処理を行った後に、Ｎ＋１周期目として３７クロック分の期間の処理を行う形態について説明した。すなわち、３７クロック分の期間の処理をＮ＋１周期のうちの最後の周期に行う形態について説明した。
【０２０７】
しかしながら、３７クロック分の期間の処理は、Ｎ＋１周期のうちの最後の周期ではなく、１周期目からＮ周期目のうちのいずれか１つであってもよい。このような場合には、補正部３１２Ａは、３７クロック分の期間の処理において、デューティ比を比α倍すればよい。どの周期を３７クロック分の期間にするかは、パルス発生部３１０Ａの中で予め決めて、決めた内容を表すデータを内部メモリ３１４Ａに格納しておけばよい。
【０２０８】
また、以上では、正弦波信号の１周期（４８７クロック）を所定のカウント値Ｃ（５０クロック）で割り、Ｎ個の５０クロックの期間と、余りの３７クロックの期間とのＮ＋１個の期間について制御処理を行う形態について説明した。
【０２０９】
しかしながら、正弦波信号の１周期（４８７クロック）をＮ−１個の５０クロックの期間と、８７クロックの期間とのＮ個の期間に分けて制御処理を行ってもよい。この場合には、補正部３１２Ａは、所定のカウント値Ｃよりも長い期間のデューティ比を補正するようにすればよい。補正する際の比α１は、α１＝（Ｍ＋Ｃ）／Ｃに設定すればよい。
【０２１０】
また、以上では、デューティ比算出部３１１Ａ、補正部３１２Ａ、及び生成部３１３ＡがＮ＋１周期毎のうちの１周期の期間を他のＮ周期の期間よりも短い期間又は長い期間に設定することによって、正弦波信号の１周期の長さとＮ＋１周期のＰＷＭ信号の長さを等しくする形態について説明した。
【０２１１】
しかしながら、Ｎ＋１周期毎のうちの２周期以上の期間を残りの周期の期間よりも短い期間又は長い期間に設定することによって、正弦波信号の１周期の長さとＮ＋１周期のＰＷＭ信号の長さを等しくしてもよい。
【０２１２】
ここで、図１８乃至図２１を用いて、実施の形態の電子機器１００（図３参照）の変形例について説明する。
【０２１３】
図１８は、実施の形態の変形例の電子機器１００Ｃの断面を示す図である。図１８に示す断面は、図３に示すＡ−Ａ矢視断面に対応する断面である。図１８では図３と同様に直交座標系であるＸＹＺ座標系を定義する。
【０２１４】
電子機器１００Ｃ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。
【０２１５】
電子機器１００Ｃは、図３に示す電子機器１００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３に示す電子機器１００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。
【０２１６】
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。
【０２１７】
図１８に示す電子機器１００Ｃにおいて、パネル１２１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１２１に超音波帯の固有振動を発生させれば、図３に示す電子機器１００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１００Ｃを提供することができる。
【０２１８】
なお、図１８には、裏面側にタッチパネル１５０を設けた電子機器１００Ｃを示すが、図３に示す構造と図１８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。
【０２１９】
図１９は、実施の形態の変形例の電子機器１００Ｄを示す図である。電子機器１００Ｄ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。
【０２２０】
ＰＣ１００Ｄは、ディスプレイパネル１６０Ｂ１とタッチパッド１６０Ｂ２を含む。
【０２２１】
図２０は、実施の形態の変形例の電子機器１００Ｄのタッチパッド１６０Ｂ２の断面を示す図である。図２０に示す断面は、図３に示すＡ−Ａ矢視断面に対応する断面である。図２０では図３と同様に直交座標系であるＸＹＺ座標系を定義する。
【０２２２】
タッチパッド１６０Ｂ２は、図３に示す電子機器１００から、ディスプレイパネル１６０を取り除いた構成を有する。
【０２２３】
図１９に示すようなＰＣとしての電子機器１００Ｄ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３に示す電子機器１００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。
【０２２４】
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３に示す電子機器１００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３に示す電子機器１００を設ければよい。
【０２２５】
図２１は、実施の形態の変形例の電子機器１００Ｅの動作状態を示す平面図である。
【０２２６】
電子機器１００Ｅ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。
【０２２７】
図２１に示す電子機器１００Ｅは、トップパネル１２０Ｃが曲面ガラスであること以外は、図３に示す実施の形態の電子機器１００の構成と同様である。
【０２２８】
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２１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。
【０２２９】
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。
【０２３０】
以上、本発明の例示的な実施の形態の駆動制御装置、電子機器、及び駆動制御方法について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の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】
【０２３１】
１００  電子機器
１４０  振動素子
１５０  タッチパネル
１６０  ディスプレイパネル
２００  制御部
３１０  正弦波発生器
３２０  振幅変調器
３３０  ＰＷＭパルス発生部
３３１  サイクルカウンタ
３３２  Ａ／Ｄ変換器
３３３  幅決定部
３３４  カウンタ
３３５  サイクル比算出部
３３６  補正部
３３７  生成部
３４０  駆動部
３４１  ゲートドライバ
３４２、３４３  ＭＯＳＦＥＴ
３４４  ローパスフィルタ
【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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【国際調査報告】
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