(57)【要約】【課題】安価な構成で駆動波形を精密に制御すること。【解決手段】本発明に係る入力装置は、振動素子と、複数のＰＷＭ回路と、指示部と、波形生成部とを備える。振動素子は、操作面を振動させる。指示部は、ＰＷＭ信号の出力を複数のＰＷＭ回路それぞれへ振分けて指示する。波形生成部は、複数のＰＷＭ回路によってそれぞれ出力されるＰＷＭ信号を合成し、振動素子に印加する駆動波形を生成する。【選択図】図１Ｂ
2018055165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作面を振動させる振動素子と、
複数のＰＷＭ回路と、
ＰＷＭ信号の出力を前記複数のＰＷＭ回路それぞれへ振分けて指示する指示部と、
前記複数のＰＷＭ回路によってそれぞれ出力される前記ＰＷＭ信号を合成し、前記振動素子に印加する駆動波形を生成する波形生成部と
を備えることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記ＰＷＭ回路の出力周期は、所望の周期に前記ＰＷＭ回路の個数で乗じた時間に設定されること
を特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記駆動波形を生成するための前記ＰＷＭ信号のデューティー比パターンと、前記駆動波形の周波数および前記ＰＷＭ回路の前記出力周期との関係を示す関係情報を記憶する記憶部を、さらに備え、
前記指示部は、
前記関係情報と駆動波形の周波数とに基づいて決定した前記出力周期と、前記デューティー比パターンとで前記ＰＷＭ信号を出力するように前記ＰＷＭ回路に指示すること
を特徴とする請求項２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記ＰＷＭ回路の前記出力周期を前記ＰＷＭ回路の個数で除した時間ずつ遅らせて前記複数のＰＷＭ回路を順次起動させる遅延起動部を
さらに備えることを特徴とする請求項３に記載の入力装置。
【請求項５】
前記指示部は、
前記出力周期を前記ＰＷＭ回路の個数に応じた値を初期デューティー比として１つの前記ＰＷＭ回路を起動させ、当該ＰＷＭ回路から前記初期デューティー比で出力された前記ＰＷＭ信号の立上がりまたは立下りを検出して他の前記ＰＷＭ回路を起動させる指示を順次繰り返すこと
を特徴とする請求項３に記載の入力装置。
【請求項６】
前記指示部は、
前記ＰＷＭ回路が２つである場合に、前記ＰＷＭ回路の前記出力周期を同時に起動させ、一方の前記ＰＷＭ回路では、前記出力周期の前詰めでパルスを出力し、他方のＰＷＭ回路では、前記出力周期の後ろ詰めでパルスを出力するように指示すること
を特徴とする請求項３に記載の入力装置。
【請求項７】
前記振動素子は、
少なくとも２つ以上であり、
前記波形生成部によって生成された前記駆動波形によって一部の前記振動素子が前記操作面を振動させた状態で、残りの前記振動素子から出力される電圧値を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部によって検出された前記電圧値が最も高い前記駆動波形を選択する選択部と
を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の入力装置。
【請求項８】
ＰＷＭ信号の出力を複数のＰＷＭ回路それぞれへ振分けて指示する指示工程と、
前記複数のＰＷＭ回路によってそれぞれ出力される前記ＰＷＭ信号を合成し、操作面を振動させる振動素子に印加する駆動波形を生成する波形生成工程と
を含むことを特徴とする入力装置の制御方法。
【請求項９】
ＰＷＭ信号の出力を複数のＰＷＭ回路それぞれへ振分けて指示する指示手順と、
前記複数のＰＷＭ回路によってそれぞれ出力される前記ＰＷＭ信号を合成し、操作面を振動させる振動素子に印加する駆動波形を生成する波形生成手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置、入力装置の制御方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ユーザに触覚を与えることで入力を受け付けたことをユーザに知らせる入力装置がある。かかる入力装置では、タッチパッドなどの操作面を振動させる素子に印加する駆動波形を調整し、ユーザに与える触感を切り替えている（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】特開２００５−２６７０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の入力装置では、駆動波形を精密に制御しようとすると、高性能のマイコンが必要となるが、かかるマイコンを搭載すると入力装置が高価になってしまう。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、安価な構成で駆動波形を精密に制御することができる入力装置、入力装置の制御方法および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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、入力装置において、振動素子と、複数のＰＷＭ回路と、指示部と、波形生成部とを備える。振動素子は、操作面を振動させる。指示部は、ＰＷＭ信号の出力を前記複数のＰＷＭ回路それぞれへ振分けて指示する。波形生成部は、前記複数のＰＷＭ回路によってそれぞれ出力される前記ＰＷＭ信号を合成し、前記振動素子に印加する駆動波形を生成する。
【発明の効果】
【０００７】
本実施形態によれば、安価な構成で駆動波形を精密に制御することが可能な入力装置の制御方法およびプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、入力装置の概要を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、駆動波形の生成方法の概要を示す図である。
【図２】図２は、入力装置の搭載例を示す図である。
【図３】図３は、入力装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、所望出力パターンと出力周期およびデューティー比の関係を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、ＰＷＭ回路の起動タイミングの設定方法を示す図（その１）である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、ＰＷＭ回路の起動タイミングの設定方法を示す図（その２）である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、ＰＷＭ回路の起動タイミングの設定方法を示す図（その３）である。
【図６】図６は、入力装置の振動素子の配置例を示す図である。
【図７】図７は、周波数補正の模式図である。
【図８】図８は、入力装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する入力装置、入力装置の制御方法およびプログラムを詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
まず、実施形態に係る入力装置１の概要について図１Ａを用いて説明する。図１Ａは、入力装置１の概要を説明する図である。入力装置１は、例えば、タッチパッドやスマートフォンなどの入力デバイス機能を有する。
【００１１】
図１Ａに示すように、入力装置１は、操作面Ｐと振動素子３１ａ〜３１ｄとを備える。また、振動素子３１ａ〜３１ｄは、例えば、圧電素子であって、操作面Ｐに接着剤などによって固定される。入力装置１は、振動素子３１ａ〜３１ｄを駆動させることで操作面Ｐを振動させて、ユーザの指に振動を与えることができる。
【００１２】
具体的には、入力装置１は、超音波領域の周波数を有する駆動波形を振動素子３１ａ〜３１ｄに印加し、振動素子３１ａ〜３１ｄを振動させることで操作面Ｐを振動させる。なお、以下では、振動素子３１ａ〜３１ｄを総称して振動素子３１と記載する場合がある。また、図１Ａに示す振動素子３１の個数や配置は一例であって、これに限定するものではない。すなわち、振動素子３１の個数は３つ以下であっても５つ以上であってもよい。
【００１３】
入力装置１は、例えば、ユーザの指が操作面Ｐに接触した状態で振動素子３１を振動させると、ユーザの指と操作面Ｐとの間の摩擦力を変化させることができる。
【００１４】
そして、かかる摩擦力を変化させることで摩擦力に応じて異なる触覚をユーザの指に与えることができる。なお、入力装置１は、かかる触感として、ざらざらした触感や、つるつるした触感、クリック感等をユーザに与えることができる。
【００１５】
ここで、入力装置１は、ＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）信号の出力を制御することで、駆動波形の周波数を調整している。かかる駆動波形の周波数を例えば１００ｋＨｚの精度で精密に調整しようとした場合、従来では、クロック周波数の高いマイコンが必要となる。しかしながら、このようなマイコンは高価であるため、かかるマイコンを入力装置１に搭載すると、入力装置１も高価になってしまう。
【００１６】
そこで、本実施形態に係る入力装置１は、安価な構成で駆動波形を精密に制御することとした。以下、図１Ｂを用いて本実施形態に係る駆動波形の生成方法の概要について説明する。なお、図１Ｂにおける横軸は、時刻の経過をあらわしている。
【００１７】
図１Ｂに示すように、入力装置１は、第１ＰＷＭ回路と第２ＰＷＭ回路とを備える。なお、第１ＰＷＭ回路および第２ＰＷＭ回路には、同じＰＷＭ回路を用い、双方のＰＷＭ回路は、同一の出力周期Ｔ１を有するものとする。
【００１８】
そして、入力装置１は、ＰＷＭ信号の出力指示を、第１ＰＷＭ回路および第２ＰＷＭ回路に振り分ける。具体的には、入力装置１は、例えば、第１ＰＷＭ回路と、第２ＰＷＭ回路とが異なるタイミングで交互にＰＷＭ信号を出力するように制御する。なお、同図では、第１ＰＷＭ回路および第２ＰＷＭ回路がＰＷＭ信号を出力する期間にハッチングを施して示している。
【００１９】
そして、入力装置１は、第１ＰＷＭ回路および第２ＰＷＭ回路から出力されるＰＷＭ信号を合成する。これにより、入力装置１は、同図に示す合成後のＰＷＭ信号を得ることとなる。そして、入力装置１は、合成後のＰＷＭ信号から駆動波形を生成し、図１Ａに示した振動素子３１を駆動させる。
【００２０】
ここで、合成後のＰＷＭ信号の出力周期Ｔ２は、合成前の出力周期Ｔ１の１／２の時間とすることができる。すなわち、入力装置１は、複数のＰＷＭ回路でＰＷＭ信号を分担して出力するため、見かけ上の出力周期Ｔ２を短くすることができる。したがって、出力周期が短くなる分だけ、駆動波形の周波数の調整精度を向上させることが可能となる。
【００２１】
具体的には、同図に示すように、入力装置１で生成する駆動波形Ｗ１の調整可能な周波数の幅ｆ１を、ＰＷＭ回路（例えば、第１ＰＷＭ回路）が一つである場合に生成される駆動波形Ｗ２の調整可能な周波数の幅ｆ２よりも短くすることができる。
【００２２】
なお、同図に示す例では、出力周期Ｔ２は、出力周期Ｔ１の１／２であるため、入力装置１で調整可能な幅ｆ１は、幅ｆ２の１／２の値となる。すなわち、本実施形態に係る入力装置１では、クロック周波数の高い高価なマイコンを必要とせず、駆動波形の周波数を精密に制御することができる。
【００２３】
したがって、本実施形態に係る入力装置１は、安価な構成で駆動波形を精密に制御することができる。
【００２４】
なお、上記した例では、ＰＷＭ回路が２つである場合を示したが、ＰＷＭ回路は３つ以上であってもよい。かかる場合に、駆動波形の周波数は、ＰＷＭ回路の個数に比例してより精密に調整することが可能となる。また、上記した例では、入力装置１が正弦波状の駆動波形を生成する場合について示したが、駆動波形は、三角波状やパルス状であってもよい。
【００２５】
また、本実施形態に係る入力装置１は、クロック周波数の低いマイコンであっても、各ＰＷＭ信号を所望のタイミングで起動させることができる。この点の詳細については、図５Ａ〜図５Ｃを用いて後述する。
【００２６】
また、入力装置１は、経年劣化あるいは温度特性等によって触感毎に最適な駆動波形の周波数が変化する。そこで、本実施形態に係る入力装置１では、触感毎に最適な駆動波形へ補正することで、経年劣化や温度特性等による変化を抑制することもできる。この点の詳細については、図６および図７を用いて後述する。
【００２７】
次に、入力装置１の搭載例について図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係る入力装置１の搭載例を示す図である。同図に示すように、入力装置１は、車両１００に搭載される。また、入力装置１は、図３にて後述するナビゲーション装置５０と接続され、ナビゲーション装置５０の入力デバイスとして機能する。
【００２８】
また、入力装置１は、操作面Ｐが、例えばセンターコンソールのシフトレバーＳ近傍など、運転者から操作しやすい位置に配置される。図２に示す例では、操作面Ｐは、アームレストＲと、シフトレバーＳとの間に配置される。
【００２９】
このように、操作面Ｐを配置することで、運転手が姿勢を変化させることなく、入力装置１を容易に操作することができる。また、ナビゲーション装置５０は、例えば、インストルメントパネルに表示部５１を備える。表示部５１に表示される表示画像は、例えば、目的地までの経路を示す地図や、テレビなどの動画などがある。
【００３０】
なお、図２では、操作面Ｐと表示部５１とが別体である場合について示したが、入力装置１を操作面Ｐと表示部５１とを一体に形成したスマートフォンやタブレット端末とすることもできる。
【００３１】
次に、図３を用いて本実施形態に係る入力装置１の構成について説明する。図３は、入力装置１のブロック図である。なお、図３では、ナビゲーション装置５０を併せて示している。
【００３２】
同図に示すように、入力装置１は、制御部１０と、記憶部２０と、振動部３０と、操作面Ｐとを備える。
【００３３】
制御部１０は、操作検出部１１と、指示部１２と、ＰＷＭ回路部１３と、波形生成部１４と、電圧検出部１５と、選択部１６とを備える。また、記憶部２０は、周波数補正プログラム２１と、触感周波数情報２２とを記憶する。
【００３４】
制御部１０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＨＤＤ（Hard  Desk  Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種回路を含む。
【００３５】
コンピュータのＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部１０の操作検出部１１、指示部１２、ＰＷＭ回路部１３、波形生成部１４、電圧検出部１５および選択部１６として機能する。
【００３６】
また、制御部１０の操作検出部１１、指示部１２、ＰＷＭ回路部１３、波形生成部１４、電圧検出部１５および選択部１６の少なくとも一つまたは全てをＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等のハードウェアで構成することもできる。
【００３７】
また、記憶部２０は、たとえば、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびＨＤＤに対応する。ＲＯＭ、ＲＡＭおよびＨＤＤは、周波数補正プログラム２１および触感周波数情報２２を記憶することができる。なお、制御部１０は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して各種情報を取得することとしてもよい。
【００３８】
制御部１０の操作検出部１１は、操作面Ｐから入力される接触位置に応じたセンサ値に基づいてユーザの操作を検出し、検出結果をナビゲーション装置５０に出力する。
【００３９】
ナビゲーション装置５０は、かかる検出結果に基づいて例えば図２に示した表示部５１の表示画像を変更する。また、ナビゲーション装置５０は、例えば表示画像の変更に応じて入力装置１の指示部１２に振動要求を出力する。かかる振動要求は、例えば、振動素子３１の振動のオン/オフのタイミングや、ユーザに与える触感を指示するものである。
【００４０】
指示部１２は、ナビゲーション装置５０から振動要求が入力された場合に、ＰＷＭ信号の出力を複数のＰＷＭ回路それぞれへ振分けて指示する。
【００４１】
具体的には、まず、指示部１２は、かかる振動要求が入力されると、記憶部２０に記憶された触感周波数情報２２を参照して振動要求により要求された触感に対応する駆動波形の周波数を選択する。
【００４２】
続いて、指示部１２は、選択した周波数に対応する出力パターンを触感周波数情報２２から抽出し、かかる出力パターンでＰＷＭ信号を出力するようにＰＷＭ回路部１３に指示する。
【００４３】
ここで、従来では、駆動波形の周波数を変更する毎に、マイコン（制御部１０に相当）でデューティー比を演算する必要があった。デューティー比の演算処理は、極めて短い時間で行う必要があり処理負荷が高い。このため、従来では、駆動波形を精密に制御しようとした場合、かかる演算処理に耐えうる高性能のマイコンを必要としていた。
【００４４】
そこで、本実施形態に係る入力装置１では、駆動波形を生成するためのデューティー比パターンを固定して、第１ＰＷＭ回路１３ａおよび第２ＰＷＭ回路１３ｂの出力周期を調整することで、駆動波形の周波数を調整することにしている。
【００４５】
具体的には、指示部１２は、触感周波数情報２２に基づいてデューティー比パターンと、所望する駆動波形の周波数に応じた出力周期とでＰＷＭ信号を出力するように第１ＰＷＭ回路１３ａおよび第２ＰＷＭ回路１３ｂに指示する。
【００４６】
なお、触感周波数情報２２には、駆動波形を生成するためのＰＷＭ信号のデューティー比パターンと、駆動波形の周波数およびＰＷＭ回路の出力周期との関係を示す関係情報が記憶されているものとする。
【００４７】
このようにすることで、制御部１０では、出力周期の変更毎にデューティー比を演算しなくてよい。したがって、上記したような高性能のマイコンを必要とせず、安価なマイコン（制御部１０に相当）であっても駆動波形を精密に制御することができる。
【００４８】
なお、第１ＰＷＭ回路１３ａおよび第２ＰＷＭ回路１３ｂで設定すべきＰＷＭ信号の出力周期と、デューティー比パターン（以下、所望出力パターンという）は、入力装置１のＰＷＭ回路の個数に応じて異なる値に設定される。この点の詳細については、図４を用いて後述する。
【００４９】
また、指示部１２は、例えば、入力装置１の電源の投入時に、記憶部２０に記憶された周波数補正プログラム２１を読み出して実行することで、触感毎に最適な駆動波形へ補正することもできる。この点の詳細については、図６および図７を用いて後述する。
【００５０】
ＰＷＭ回路部１３は、複数のＰＷＭ回路を備え、指示部１２による指示に応じてＰＷＭ信号を生成し、波形生成部１４へ出力する。図３に示す例では、ＰＷＭ回路部１３が第１ＰＷＭ回路１３ａおよび第２ＰＷＭ回路１３ｂを備える場合について示している。
【００５１】
波形生成部１４は、ＰＷＭ回路部１３から入力されるＰＷＭ信号を合成し、振動素子３１に印加する駆動波形を生成する。また、波形生成部１４は、生成した駆動波形を振動部３０に出力する。
【００５２】
具体的には、波形生成部１４は、ＯＲ合成回路１４ａと、サンプリング部１４ｂとを備える。ＯＲ合成回路１４ａは、ＰＷＭ回路部１３から順次出力されるＰＷＭ信号をＯＲ合成し、サンプリング部１４ｂへ出力する。
【００５３】
サンプリング部１４ｂは、ＯＲ合成回路１４ａから入力されるＰＷＭ信号をＡＤ変換（サンプリング）したのちに、平滑化して駆動波形を生成する。また、波形生成部１４は、生成した駆動波形を振動部３０へ出力する。なお、入力装置１では、サンプリング部１４ｂは、出力周期にあわせてサンプリングを行うようにしている。
【００５４】
振動部３０は、第１振動素子３１ａ、第２振動素子３１ｂ、第３振動素子３１ｃおよび第４振動素子３１ｄを備える。そして、振動素子３１は、波形生成部１４から印加される駆動波形で駆動することで、操作面Ｐを振動させる。
【００５５】
また、振動素子３１は、操作面Ｐの振動強度に応じた電圧を発生させて、電圧検出部１５に出力する。電圧検出部１５は、振動素子３１で発生する電圧値を検出し、選択部１６に出力する。
【００５６】
選択部１６は、電圧検出部１５によって検出された電圧値が最も高い駆動波形を選択し、記憶部２０の触感周波数情報２２を更新する。なお、電圧検出部１５および選択部１６による処理の詳細については、図６および図７を用いて後述する。
【００５７】
次に、図４を用いて所望出力パターンと出力周期およびデューティー比の相関について説明する。図４は、所望出力パターンと出力周期およびデューティー比の相関を示す図である。
【００５８】
上記したように、入力装置１では、ＰＷＭ信号を複数のＰＷＭ回路で振分けて出力するため、各ＰＷＭ回路の出力周期およびデューティー比は、ＰＷＭ回路の個数に応じて異なる値に設定される。
【００５９】
具体的には、ＰＷＭ回路が２つである場合、同図に示すように、出力周期Ｔ１は、所望出力パターンの出力周期Ｔ２の２倍の時間に設定される。また、これに伴って、第１ＰＷＭ回路１３ａおよび第２ＰＷＭ回路１３ｂで出力すべきデューティー比は、所望出力パターンの各デューティー比を１/２に分割した値に設定される。なお、この場合に、設定されるデューティー比の最大値は、５０％となる。
【００６０】
このように、出力周期Ｔ１を出力周期Ｔ２の２倍の時間に設定することで、出力周期Ｔ１と出力周期Ｔ２との周期にズレが生じない。このため、第１ＰＷＭ回路１３ａおよび第２ＰＷＭ回路１３ｂが出力するＰＷＭ信号で所望出力パターンを正確に再現することができるようになる。
【００６１】
また、図４には、ＰＭＷ回路が２つの場合を示したが、出力周期およびデューティー比は、ＰＷＭ回路の個数に応じて異なる値が設定される。具体的には、ＰＷＭ回路がｎ個（ｎは２以上の整数）である場合、出力周期は所望出力パターンの出力周期Ｔ２のｎ倍した時間とし、デューティー比を所望出力パターンのデューティー比の1/ｎに分割した値として設定される。
【００６２】
このように、入力装置１では、ＰＷＭ回路の個数に応じて各ＰＷＭ回路の出力周期およびデューティー比を容易に設定することができる。これにより、ＰＷＭ回路の個数が異なる入力装置１を製造する場合に、簡単に出力周期およびデューティー比を設定することができる。
【００６３】
次に、図５Ａ〜図５Ｃを用いて、ＰＷＭ回路の起動タイミングの設定方法について説明する。図５Ａ〜図５Ｃは、ＰＷＭ回路の出力周期の起動タイミングの設定方法を示す図である。なお、入力装置１は、以下に示すいずれかの方法を用いてＰＷＭ回路を起動させることができる。
【００６４】
まず、図５Ａを用いて各ＰＷＭ回路の出力周期を遅延起動部１７によって遅延起動させる場合について説明する。図５Ａに示すように、入力装置１は、指示部１２と、第２ＰＷＭ回路１３ｂとの経路に遅延起動部１７をさらに備える。遅延起動部１７は、例えば、遅延回路を含む。
【００６５】
ここで、遅延起動部１７は、例えば、指示部１２から入力される指示を出力周期の１／２の時間だけ遅らせて第２ＰＷＭ回路１３ｂに出力するように設定される。
【００６６】
したがって、同図に示すように、第２ＰＷＭ回路１３ｂは、第１ＰＷＭ回路１３ａに比べて出力周期の１／２分だけ遅れて起動することになる。これにより、指示部１２は、第１ＰＷＭ回路１３ａおよび第２ＰＷＭ回路１３ｂに対して同一のタイミングで指示することができる。
【００６７】
そして、第２ＰＷＭ回路１３ｂでは、第１ＰＷＭ回路１３ａのＰＷＭ信号の出力から出力周期の１／２分だけ遅れてのＰＷＭ信号を出力することとなるため、図４に示した所望出力パターンを再現性よく出力することができる。
【００６８】
なお、ＰＷＭ回路の個数が３つ以上である場合、遅延起動部１７を指示部１２とＰＷＭ回路との経路にそれぞれ設け、遅延起動部１７は、各ＰＷＭ回路の出力周期を出力周期の１／ｎ（ｎは、ＰＷＭ回路の個数）ずつ遅延起動させることとすればよい。
【００６９】
続いて、図５Ｂを用いて、図５Ａに示した遅延起動部１７を備えずに、各ＰＷＭ回路を遅延起動させる場合について説明する。図５Ｂに示す例では、タイミング調整モードと、生成モードとに分けて指示部１２がＰＷＭ回路部１３にＰＷＭ信号の出力を指示する。
【００７０】
具体的には、タイミング調整モードでは、指示部１２は、第１ＰＷＭ回路１３ａにＰＷＭ回路の出力周期の１／２、すなわちデューティー比５０％を初期デューティー比としてＰＷＭ信号の出力を指示する。
【００７１】
この時、指示部１２は、第２ＰＷＭ回路１３ｂに対して第１ＰＷＭ回路１３ａのＰＷＭ信号のエッジの立下りを検知して起動するように指示しておく。また、指示部１２は、第２ＰＷＭ回路１３ｂの初期デューティー比を０％として指示する。
【００７２】
このようにすることで、第２ＰＷＭ回路１３ｂは、第１ＰＷＭ回路１３ａから出力周期の１／２の時間だけ遅れて起動することとなる。その後、生成モードに移行し、第１ＰＷＭ回路１３ａおよび第２ＰＷＭ回路１３ｂは、所望するＰＷＭ信号を出力することになる。
【００７３】
このように、図５Ｂに示す例では、第１ＰＷＭ回路１３ａが出力するＰＷＭ信号のエッジの立下りを検知して、第２ＰＷＭ回路１３ｂの出力周期を起動させる。これにより、各ＰＷＭ回路を所望するタイミングで正確に起動させることができる。
【００７４】
なお、初期値をＰＷＭ回路の個数に応じて異なる値に設定することで、ＰＷＭ回路が３つ以上である場合にも各ＰＷＭ回路を遅延起動させることができる。具体的には、ＰＷＭ回路がｎ個である場合、出力周期をｎで除した値を初期デューティー比として設定する。
【００７５】
そして、指示部１２は、各ＰＷＭ回路に対して前のＰＷＭ回路が初期デューティー比で出力するＰＷＭ信号のエッジの立下りを検知して起動するように順次を指示する。これにより、各ＰＭＷ回路を出力周期の１／ｎずつずらして起動させることができる。
【００７６】
なお、図５Ｂでは、エッジの立下りを検知して遅延起動する場合について説明したが、エッジの立上がりを検出して次のＰＷＭ回路の出力周期を起動させることにしてもよい。この場合、ＰＷＭ信号のパルスを出力周期の後ろ詰めで出力することとし、ＰＷＭ信号が出力周期の１／ｎの時間から出力されるように初期デューティー比を設定することとすればよい。
【００７７】
次に、図５Ｃを用いて第１ＰＷＭ回路１３ａと、第２ＰＷＭ回路１３ｂとを同時に起動させる場合について説明する。
【００７８】
同図に示すように、指示部１２は、第１ＰＷＭ回路１３ａおよび第２ＰＷＭ回路１３ｂを同時に起動させる。そして、指示部１２は、第１ＰＷＭ回路１３ａでは、出力周期の前詰めでパルスを出力し、第２ＰＷＭ回路１３ｂでは、出力周期の後ろ詰めでパルスを出力するように指示する。
【００７９】
この場合、第２ＰＷＭ回路１３ｂがＰＷＭ信号の出力を停止した後に、直ちに、第１ＰＷＭ回路１３ａでＰＷＭ信号の出力を開始することになる。このため、ＯＲ合成回路１４ａによって合成されるＰＷＭ信号には、所望出力パターンとずれが生じる。
【００８０】
しかしながら、指示部１２は、同一のタイミングで各ＰＷＭ回路に指示することができるため、各ＰＷＭ回路の起動するタイミングを正確に設定することができる。
【００８１】
また、図５Ｂおよび図５Ｃに示した例では、図５Ａに示したように、遅延起動部１７などを別途必要としない。このため、遅延起動部１７の分だけ開発費や製造コストを抑えることができる。
【００８２】
続いて、図６および図７を用いて駆動波形の生成方法の適用例について説明する。図６は、振動素子３１の駆動状態を示す模式図である。図７は、選択部１６による選択処理を示す図である。
【００８３】
また、以下に示す動作は、例えば製造時、出荷時および入力装置１の電源の起動時など任意のタイミングで、図３に示した周波数補正プログラム２１を制御部１０が読み出すことで実行される。
【００８４】
図６に示すように、制御部１０は、例えば、第１振動素子３１ａおよび第４振動素子３１ｄに対して駆動波形を印加させ、第２振動素子３１ｂおよび第３振動素子３１ｃで発生する電圧を検出する。
【００８５】
すなわち、制御部１０は、第１振動素子３１ａおよび第４振動素子３１ｄで操作面Ｐを振動させた状態で、第２振動素子３１ｂおよび第３振動素子３１ｃで発生する電圧を検出する。
【００８６】
この場合に、第２振動素子３１ｂおよび第３振動素子３１ｃでは、操作面Ｐの振動強度に応じて電圧が発生する。また、入力装置１では、所定の周波数領域において、操作面Ｐの振動強度が高いほど、ユーザに所望する触感を与えることができる。
【００８７】
そこで、制御部１０は、触感毎に異なる周波数領域で所定周波数ごとに駆動波形を生成し、振動素子３１を振動させる。そして、駆動波形の周波数に対応する電圧値を検出し、かかる電圧値が高い周波数を選択する。
【００８８】
具体的には、つるつるした触感を与える周波数領域は、例えば、２０〜４０ＫＨｚ（以下、第１周波数領域という）であり、クリック感を与える周波数領域は、例えば、１００〜２００ｋＨｚ（以下、第２周波数領域という）である。
【００８９】
そして、制御部１０は、周波数補正プログラム２１を実行することで第１周波数領域および第２周波数領域において所定周波数ごとに駆動波形を生成し、第１振動素子３１ａおよび第４振動素子３１ｄに印加する。そして、電圧検出部１５は、第２振動素子３１ｂおよび第３振動素子３１ｃで発生する電圧を検出し、選択部１６に出力する。
【００９０】
図７の上図には、入力装置１によって生成される駆動波形を模式的に示し、図７の下図には、周波数と電圧検出部１５によって検出された電圧値の相関を模式的に示している。
【００９１】
図７の下図に示す例では、周波数ｆ４Ｈｚで、電圧値が最も高くなる。したがって、この場合、選択部１６は、最適な周波数として周波数ｆ４Ｈｚを選択する。
【００９２】
その後、選択部１６は、選択した周波数と、触感周波数情報２２で設定されている周波数とを比較する。比較の結果、双方の周波数が異なる場合に、触感周波数情報２２の周波数を選択した周波数に補正する。
【００９３】
これにより、入力装置１では、触感毎に最適な駆動波形の周波数に設定することができる。また、上述したように、入力装置１は、駆動波形の周波数を精密に調整することができるため、駆動波形の周波数をきめ細やかに精査することができる。したがって、触感に最適な周波数を精度よく補正することができる。
【００９４】
次に、本実施形態に係る入力装置１が実行する処理手順について図８を用いて説明する。図８は、本実施形態に係る入力装置１が実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、図８に示す処理手順は、制御部１０によって実行される。
【００９５】
図８に示すように、まず、入力装置１の制御部１０は、周波数補正プログラム２１を実行タイミングか否かを判定する（ステップＳ１０１）。この判定において、周波数補正プログラム２１を実行するタイミングである場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、指示部１２は、ＰＷＭ回路部１３に対してＰＷＭ回路の出力周期を変更し、一定パターンのデューティー比でＰＷＭ信号の出力を指示する（ステップＳ１０２）。
【００９６】
一方、ステップＳ１０１の判定において、周波数補正プログラム２１を実行するタイミングでない場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、制御部１０は、処理を終了する。
【００９７】
また、ステップＳ１０２に引き続き、ＰＷＭ回路部１３は、指示部１２の指示に基づいてＰＷＭ信号を出力し、ＯＲ合成回路１４ａは、ＰＷＭ信号を合成する（ステップＳ１０３）。続いて、サンプリング部１４ｂは、合成されたＰＷＭ信号から駆動波形を生成し、振動素子３１に印加する（ステップＳ１０４）。
【００９８】
続いて、電圧検出部１５は、操作面Ｐの振動に応じて振動素子３１で発生する電圧値を検出する（ステップＳ１０５）。そして、制御部１０は、所定周波数領域の電圧検出処理を終了したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
【００９９】
この判定において電圧検出処理が終了していた場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、選択部１６は、所定周波数領域で最も電圧値が高かった周波数を選択する（ステップＳ１０７）。
【０１００】
そして、選択部１６は、選択した周波数に基づいて触感周波数情報２２を補正して（ステップＳ１０８）、処理を終了する。また、ステップＳ１０６の判定において、電圧検出処理を終了していない場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、制御部１０は、ステップＳ１０２以降の処理を繰り返して実行することとなる。
【０１０１】
上述してきたように、本実施形態に係る入力装置１は、操作面Ｐを振動させる振動素子３１と、複数のＰＷＭ回路と、指示部１２と、波形生成部１４とを備える。振動素子３１は、操作面Ｐを振動させる。指示部１２は、ＰＷＭ信号の出力を複数のＰＷＭ回路それぞれへ振分けて指示する。波形生成部１４は、複数のＰＷＭ回路によってそれぞれ出力されるＰＷＭ信号を合成し、振動素子３１に印加する駆動波形を生成する。したがって、本実施形態に係る入力装置１によれば、安価な構成で駆動波形を精密に制御することができる。
【０１０２】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な様態は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲および、その均等物によって定義される統括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変化が可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１    入力装置
１０    制御部
１１    操作検出部
１２    指示部
１３    ＰＷＭ回路部
１３ａ    第１ＰＷＭ回路
１３ｂ    第２ＰＷＭ回路
１４    波形生成部
１４ａ    ＯＲ合成回路
１４ｂ    サンプリング部
１５    電圧検出部
１６    選択部
３１    振動素子
Ｐ    操作面
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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