(57)【要約】【課題】操作体の動きに追従して操作部品の移動を操作者に認識させつつ、操作体による操作部品の操作性向上を図ることができるタッチパネル装置及びタッチパネル装置の制御方法を提供する。【解決手段】操作体が接することで操作入力を受け付ける操作入力パネルと、操作入力パネルに対向して設けられた画像表示部と、画像表示部に画像として表示させる操作部品を生成する操作部品生成部とを備えたタッチパネル装置において、操作入力パネルを振動させる振動手段と、操作入力パネル上で操作体を移動させて操作部品を画像表示部内で移動させる操作を行った際に、操作体の移動に追従して操作体と操作入力パネルとの接触位置に操作部品の形状が振動で触覚的に呈示されるように、振動手段によって操作入力パネルを振動させる制御を行う制御手段とを有する。【選択図】図１
2011129091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身の表面に操作体が接することで操作入力を受け付ける操作入力パネルと、
前記操作入力パネルに対向して設けられ画像を表示する画像表示部と、
前記画像表示部に画像として表示させる操作部品を生成する操作部品生成部と、を備え、
前記画像表示部に表示された操作部品の位置に対応した前記操作入力パネル上の位置に前記操作体を接触させて、該操作体により該操作部品を操作するタッチパネル装置において、
前記操作入力パネルを振動させる振動手段と、
前記操作入力パネル上で前記操作体を移動させて前記操作部品を前記画像表示部内で移動させる操作を行った際に、該操作体の移動に追従して該操作体と該操作入力パネルとの接触位置に該操作部品の形状が振動で触覚的に呈示されるように、前記振動手段によって該操作入力パネルを振動させる制御を行う制御手段と、を有することを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
請求項１のタッチパネル装置において、
上記操作入力パネルと上記操作体との接触状態を検出する接触状態検出手段と、
上記操作部品の形状を触覚的に呈示するような振動の振幅分布を、前記接触状態検出手段の検出結果に基づいて振動プロファイルとして作成する振動プロファイル作成手段とを有しており、
上記制御手段は、前記振動プロファイルに基づいて上記振動手段により前記操作入力パネルを振動させる制御を行うものであり、前記操作入力パネル上での前記操作体の移動に追従して連続的に前記制御に用いる前記振動プロファイルを変化させることを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項３】
請求項１のタッチパネル装置において、
上記画像表示部上における上記操作部品の位置を検知する操作部品位置報検知手段と、
前記操作部品の形状を触覚的に呈示するような振動の振幅分布を、前記操作部品位置検知手段の検知結果に基づいて振動プロファイルとして作成する振動プロファイル作成手段とを有しており、
上記制御手段は、前記振動プロファイルに基づいて上記振動手段により前記操作入力パネルを振動させる制御を行うものであり、前記操作入力パネル上での前記操作体の移動に追従して連続的に前記制御に用いる前記振動プロファイルを変化させることを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項４】
請求項２または３のタッチパネル装置において、
上記操作入力パネル上における上記操作体の位置を検知する操作体位置検知手段を有しており、
上記振動プロファイル作成手段は、前記操作体位置検知手段の検知結果にも基づいて前記振動プロファイルを作成することを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４のタッチパネル装置において、
上記振動プロファイルは前記操作部品の凹凸形状が呈示されるような振動の振幅分布であることを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５のタッチパネル装置において、
上記振動手段は腹と節とが形成される定在波によって上記操作入力パネルを振動させるものであり、
上記振動プロファイル作成手段は、前記操作入力パネル上での前記操作体の移動に追従して連続的に前記定在波の腹と節との位置が変化するように上記振動プロファイルを作成することを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６のタッチパネル装置において、
上記操作部品は、上記画像表示部でスライド移動可能なスライダー部品であることを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５または６のタッチパネル装置において、
上記操作部品は、上記画像表示部で時計回り方向と反時計回り方向との少なくとも一方向に回転可能なダイヤル部品であることを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項９】
画像表示部に表示された操作部品の位置に対応した操作入力パネル上の位置に操作体を接触させて、前記操作体により前記操作部品を操作するタッチパネル装置の制御方法において、
前記操作体と前記操作入力パネルとの接触状態を検出する接触状態検出工程と、
前記操作部品の位置に対応した前記操作入力パネル上に前記操作体が位置しているかを判定する操作体位置判定工程と、
前記操作入力パネル上で前記操作体を移動させて前記操作部品を前記画像表示部内で移動させる操作を行った際に、前記操作体の移動に追従して前記操作体と前記操作入力パネルとの接触位置に前記操作部品の形状が触覚的に呈示されるような振動を振動手段によって前記操作入力パネルに発生させる振動発生工程と、
を行うことを特徴とするタッチパネル装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示部に操作部品を表示し、操作入力パネルから入力される操作入力を受け付けるタッチパネル装置、及び、そのタッチパネル装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や音楽プレーヤーなどの端末装置の表示画面には、タッチパネルを用いた入力装置（以下、タッチパネル装置という）が広く使用されている。一般的なタッチパネル装置は、液晶画面などの表示画面に操作入力パネルを重ね合わせて用いられる。このようなタッチパネル装置では、表示画面にボタンなどの操作部品を表示し、操作部品の表示位置に対応した操作入力パネル上の位置を操作体である指でタッチして操作部品の操作を行う。ボタンなどの操作部品としては、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）部品が挙げられる。このようなタッチパネル装置は、メカニカルなボタンやスライダーやダイヤルなどのインターフェース部品が配置された操作パネルとは異なり、操作部品のレイアウトがソフトウェアにより自由に変更ができるため利便性が高く、今後も更に需要が増して来ることが予想される。
【０００３】
ところが、表示画面に表示された操作部品を操作する場合に、指先が操作部品を視覚的に遮蔽してしまい操作しづらくなることがある。また、凹凸形状やクリック感を伴うメカニカルなボタンなどの操作に比べ、表示画面に表示される操作部品の操作を行った際には、操作者にフィードバックされる触覚や聴覚などの情報が乏しい。そのため、操作部品の押下やスライド移動などの操作入力がタッチパネル装置に認識されているのかいないのかを操作者が推定することが難しくなっており、操作者の操作意図と実際の機器動作との乖離につながっている。例えば、操作部品としてスライダーを操作する際に操作者の指を操作入力パネル上でスライド移動させたり、操作部品としてダイヤルを操作する際に操作者の指を操作入力パネル上で円を描くように回転させたりしても、スライダーやダイヤルが指の動きに追従して動かず操作が失敗することがある。このように、ＧＵＩ部品を操作したつもりでも動作しないといったことが発生すると、操作者にストレスを感じさせてしまう。
【０００４】
特許文献１に記載のタッチパネル装置では、操作入力パネル上で指を移動させて表示画面に表示された操作部品の移動操作を行った際に、指の動きに追従して操作部品が移動している場合にタッチパネル装置全体を一様に振動させる。これにより、指の動きに追従して操作部品の移動が行われていることを操作者が認識することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
操作部品を指で操作した場合の操作感と、メカニカルなインターフェース部品を指で操作した場合の操作感とが近いと、操作者はインターフェース部品を指で操作するような感覚で指により操作部品を操作できるため、操作部品の操作性が向上すると考えられる。
メカニカルなインターフェース部品を指で操作した場合には、インターフェース部品の形状を指先で認識することができ、インターフェース部品を見なくても直感的にインターフェース部品の操作を行うことができる。しかしながら、特許文献１に記載のタッチパネル装置では、操作部品の形状を指先により認識できるような構成にはなっておらず、直感的に操作部品を操作することができない。そのため、表示画面に表示された操作部品の操作を操作入力パネル上で指を移動させて行った場合の操作感が、メカニカルなインターフェース部品を操作した場合の操作感とは遠いものとなり、操作部品の操作性向上を図るのが困難である。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、操作体の動きに追従して操作部品の移動を操作者に認識させつつ、操作体による操作部品の操作性向上を図ることができるタッチパネル装置及びタッチパネル装置の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、自身の表面に操作体が接することで操作入力を受け付ける操作入力パネルと、前記操作入力パネルに対向して設けられ画像を表示する画像表示部と、前記画像表示部に画像として表示させる操作部品を生成する操作部品生成部と、を備え、前記画像表示部に表示された操作部品の位置に対応した前記操作入力パネル上の位置に前記操作体を接触させて、該操作体により該操作部品を操作するタッチパネル装置において、前記操作入力パネルを振動させる振動手段と、前記操作入力パネル上で前記操作体を移動させて前記操作部品を前記画像表示部内で移動させる操作を行った際に、該操作体の移動に追従して該操作体と該操作入力パネルとの接触位置に該操作部品の形状が振動で触覚的に呈示されるように、前記振動手段によって該操作入力パネルを振動させる制御を行う制御手段と、を有することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のタッチパネル装置において、上記操作入力パネルと上記操作体との接触状態を検出する接触状態検出手段と、上記操作部品の形状を触覚的に呈示するような振動の振幅分布を、前記接触状態検出手段の検出結果に基づいて振動プロファイルとして作成する振動プロファイル作成手段とを有しており、上記制御手段は、前記振動プロファイルに基づいて上記振動手段により前記操作入力パネルを振動させる制御を行うものであり、前記操作入力パネル上での前記操作体の移動に追従して連続的に前記制御に用いる前記振動プロファイルを変化させることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１のタッチパネル装置において、上記画像表示部上における上記操作部品の位置を検知する操作部品位置報検知手段と、前記操作部品の形状を触覚的に呈示するような振動の振幅分布を、前記操作部品位置検知手段の検知結果に基づいて振動プロファイルとして作成する振動プロファイル作成手段とを有しており、上記制御手段は、前記振動プロファイルに基づいて上記振動手段により前記操作入力パネルを振動させる制御を行うものであり、前記操作入力パネル上での前記操作体の移動に追従して連続的に前記制御に用いる前記振動プロファイルを変化させることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項２または３のタッチパネル装置において、上記操作入力パネル上における上記操作体の位置を検知する操作体位置検知手段を有しており、上記振動プロファイル作成手段は、前記操作体位置検知手段の検知結果にも基づいて前記振動プロファイルを作成することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４のタッチパネル装置において、上記振動プロファイルは前記操作部品の凹凸形状が呈示されるような振動の振幅分布であることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５のタッチパネル装置において、上記振動手段は腹と節とが形成される定在波によって上記操作入力パネルを振動させるものであり、上記振動プロファイル作成手段は、前記操作入力パネル上での前記操作体の移動に追従して連続的に前記定在波の腹と節との位置が変化するように上記振動プロファイルを作成することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６のタッチパネル装置において、上記操作部品は、上記画像表示部でスライド移動可能なスライダー部品であることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５または６のタッチパネル装置において、上記操作部品は、上記画像表示部で時計回り方向と反時計回り方向との少なくとも一方向に回転可能なダイヤル部品であることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、画像表示部に表示された操作部品の位置に対応した操作入力パネル上の位置に操作体を接触させて、前記操作体により前記操作部品を操作するタッチパネル装置の制御方法において、前記操作体と前記操作入力パネルとの接触状態を検出する接触状態検出工程と、前記操作部品の位置に対応した前記操作入力パネル上に前記操作体が位置しているかを判定する操作体位置判定工程と、前記操作入力パネル上で前記操作体を移動させて前記操作部品を前記画像表示部内で移動させる操作を行った際に、前記操作体の移動に追従して前記操作体と前記操作入力パネルとの接触位置に前記操作部品の形状が触覚的に呈示されるような振動を振動手段によって前記操作入力パネルに発生させる振動発生工程と、を行うことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明においては、操作入力パネル上で操作体を移動させて操作部品の操作を行った際に、制御手段により制御された振動手段によって操作入力パネルを振動させ、操作体の移動に追従して操作体と操作入力パネルとの接触位置に操作部品の形状を触覚呈示する。このように、前記接触位置に操作部品の形状が触覚呈示されることで、操作体が操作部品を保持しつつ操作体の移動に追従して操作部品を移動できているのかいないのかを、操作者が直感的に認識することができる。
また、画像表示部に表示された操作部品の形状を操作入力パネル上で操作体により認識できることから、操作部品を操作体で操作した場合の操作感が、メカニカルなインターフェース部品を操作体で操作した場合の操作感と近いものとなる。よって、その分、操作者はメカニカルなインターフェース部品を操作体で操作するような感覚で、操作体により操作部品を操作できるため、操作体による操作部品の操作性向上を図ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上、本発明によれば、操作体の動きに追従して操作部品の移動を操作者に認識させつつ、操作体による操作部品の操作性向上を図ることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】タッチパネル装置の構成を示す図。
【図２】感圧式のタッチセンサを用いた場合のタッチパネル装置の構成を示す図。
【図３】静電方式のタッチパネル装置の他の構成を示す図。
【図４】梁モデル図。
【図５】連続的な節位置の変化を示した図。
【図６】ターゲット位置ｘ０とゲインαとの関係を示すグラフ。
【図７】（ａ）位相差φ＝０の場合の梁の位置ｘと応答変位ｗ（ｘ）との関係を示すグラフ。（ｂ）位相差φ＝π［ｒａｄ］の場合の梁の位置ｘと応答変位ｗ（ｘ）との関係を示すグラフ。
【図８】メカニカルなスライダーを示す図。
【図９】全体の処理の流れを示すフローチャート。
【図１０】指とスライダーノブとの位置関係を示す図。
【図１１】スライダーノブ位置の更新を説明する図。
【図１２】（ａ）Ｅ’を大きく設定した場合の指の中央位置とスライダーノブの中心位置との関係を示すグラフ。（ｂ）Ｅ’を小さく設定した場合の指の中央位置とスライダーノブの中心位置との関係を示すグラフ。
【図１３】ターゲット位置ｘ０とゲインαとの関係を示すグラフ。
【図１４】スライド方向に振られた目盛りに吸着する感覚を実現する方法での指の中央位置とスライダーノブの中心位置との関係を示すグラフ。
【図１５】指とスライダーノブの接触状態の遷移を示す図。
【図１６】（ａ）指とメカニカルなスライダーノブとの位置関係を示す図。（ｂ）スライダーノブ形状に相当する振動分布を示す図。
【図１７】指とスライダーノブとの位置関係と振動分布を示す図。
【図１８】指とスライダーノブとの位置関係と振動分布を示す図。
【図１９】指とスライダーノブとの位置関係と振動分布を示す図。
【図２０】指とスライダーノブとの位置関係と振動分布を示す図。
【図２１】指とスライダーノブとの位置関係と振動分布を示す図。
【図２２】指とスライダーノブとの位置関係と振動分布を示す図。
【図２３】メカニカルなダイヤルを示す図。
【図２４】ジョグダイヤルをダイヤルノブの凹み部が形成された上面側から見た図。
【図２５】指とダイヤルノブの凹み部との位置関係を示す図。
【図２６】ダイヤルノブの凹み部と指との間の位置関係を振動によって連続的に触覚呈示する場合の説明に用いる図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のタッチパネル装置を適用した実施形態について説明する。図１は、本実施形態のタッチパネル装置１００の断面構造を示す図である。
【００１２】
本実施形態のタッチパネル装置１００は、基板１、表示パネル１５、タッチセンサ１０、カバーパネル１１、振動子１７Ａ，１７Ｂ、接触状態検出部１２、表示制御部１４、振動子駆動部１６、情報処理部１３、及び、メモリ９などを備えている。
【００１３】
基板１は、表示パネル１５、タッチセンサ１０、カバーパネル１１、及び、振動子１７Ａ，１７Ｂを搭載するための基板であり、例えば、ガラスエポキシ基板やガラスコンポジット基板で構成されるプリンタ基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）を用いることができる。
【００１４】
表示パネル１５は、基板１に搭載され、表示制御部１４によって生成されるＧＵＩ部品を表示する表示部である。この表示パネル１５は、ＧＵＩ部品を表示できればよいため、例えば、液晶パネルや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネルを用いれば良い。また、表示パネル１５では操作者が視覚的にＧＵＩ部品の凹凸形状を認識できるような画像としてＧＵＩ部品が表示される。
【００１５】
タッチセンサ１０は、表示パネル１５の上に搭載され、操作者が押圧した位置の座標を検出する座標検出装置である。本実施形態では、タッチセンサ１０として抵抗膜方式のセンサを用いる形態について説明するが、タッチセンサ１０としては、抵抗膜方式のセンサに限られるものではなく、例えば、感圧式のセンサ、静電容量方式のセンサ、超音波方式のセンサ、または、光学方式のセンサを用いても良い。
【００１６】
ここで、静電容量方式のセンサについて、簡単に説明する。静電容量方式のセンサでは、タッチセンサ１０が、カバーパネル１１をはさんで指と対向して複数個並べられている電極アレイを備える。カバーパネル１１をはさんで電極アレイと誘電体である指とでコンデンサが構成され、電極アレイと指との間に静電容量が形成される。一般に、面積Ｓ、距離ｄの平行平板導体の間に誘電率εの誘導体が均一に存在している場合の静電容量Ｃは、Ｃ＝εＳ／ｄとなるので、電極アレイの各電極と指との間に形成される静電容量は、指から対向する電極アレイの各電極までの距離や面積によって変化する。すなわち、電極アレイの各電極と指との間隔が狭まるほど、言い換えれば、指がカバーパネル１１に近づくほど前記静電容量は増加する。よって、この静電容量の変化を検知し検知結果を用いて、指がカバーパネル１１に接触した位置の座標を特定することができる。
【００１７】
また、感圧式のセンサを用いる場合には、図２に示すようにタッチセンサ１０をカバーパネル１１の表示パネル１５に面する側とは反対側の面上に設けることで、カバーパネル１１にガラスなどの硬い材質を用いたとしても、操作者が押圧した位置の座標検出を良好に行うことができる。
【００１８】
抵抗膜方式のセンサは、複数の透明電極が一定間隔でマトリックス状に大綱配置された電極シートを有しており、操作者がカバーパネル１１の表面を指で押圧すると、対向する電極同士が接触して導通し、その接触位置によって電極シートのＸ方向及びＹ方向の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化により、抵抗膜方式のセンサから出力されるＸ方向及びＹ方向に対応する電圧値が変化する。この電圧値の変化により、押圧された操作位置の座標が特定される。
【００１９】
カバーパネル１１は、タッチパネル装置１００の操作入力部となる透明基板であり、上述のように操作者がカバーパネル１１の表面を押圧するとタッチセンサ１０で操作位置の座標が検出されるため、カバーパネル１１の表面は、本実施形態のタッチパネル装置を操作するための座標入力面となる。このカバーパネル１１としては、例えば、アクリル製あるいはポリカーボネート製の樹脂基板、または、ガラス基板を用いることができる。
【００２０】
振動子１７Ａ，１７Ｂは、積層された負数の薄板状の圧電素子を電極板で挟んで樹脂製の筐体に収納したパッケージ型の駆動素子である。振動子１７Ａ，１７Ｂは、図１に示すように、基板１とカバーパネル１１との間に挟まれた状態で、表示パネル１５及びタッチセンサ１０の両側に対をなすように、一つずつ配設される。振動子１７Ａ，１７Ｂは、実際には、基板１及びカバーパネル１１の紙面を貫く方向の辺と略同じ長さを有する細長い駆動素子である。振動子１７Ａ，１７Ｂは、電圧が印加されると、積層方向に歪んで変位するため、カバーパネル１１に振動を生成するための振動生成部として用いられる。また、振動子１７としては、圧電素子やボイスコイルや振動モータなどを用いてもよく、振動子１７の数も１つあるいは２つ以上の何れでもよい。
【００２１】
接触状態検出部１２は、タッチセンサ１０から出力される操作位置の座標を表す電圧値に信号処理を行う回路である。この信号処理により、操作位置の座標を表す電圧値は、増幅、ノイズ除去、及び、デジタル変換が行われ、デジタル電圧値として出力される。このように信号処理を行うため、タッチセンサ１０から出力される電圧値が微小であっても、操作位置を正確に検出することができる。また、上述のように複数の透明電極をマトリクス状に配列した抵抗膜方式のタッチセンサ１０を用いている場合には、押圧によって接触が生じた電極の数から接触面積を求めることができるとともに、接触面の中心位置を算出して操作位置（接触位置）を正確に導出できる。さらに、接触状態検出部１２は、操作位置や接触面積の時間変化量を検出することもできる。
【００２２】
また、タッチセンサ１０及び接触状態検出部１２は、座標入力面上でなされた操作入力の押圧度合を検出する押圧度合検出部としての機能も有する。
【００２３】
接触状態検出部１２は、操作位置の座標を表す電圧値に上述の信号処理を行い、操作入力のあった位置を表す入力座情報と、接触面積を表す面積情報を出力する。入力座標情報は、例えば、入力操作が行われた領域の中心位置の座標を表し、面積情報は接触面積の大きさを示す。操作者による押圧度合が高くなると、対向配置されたタッチセンサ１０の電極シートが接触する接触面積が増えるため、電極シート間の抵抗値が下がり、接触状態検出部１２から出力される面積情報を表す電圧値は低くなる。一方、押圧度合が低い場合は、前記接触面積が減るため、面積情報を表す電圧値は高くなる。面積情報の変化は、操作者によるカバーパネル１１の押圧度合の変化を表す情報として利用することができる。入力座標情報と面積情報とは、操作者の操作入力の内容を表す情報として、情報処理部１３に入力される。
【００２４】
上述したことから接触状態検出部１２において、タッチセンサ１０からの信号をもとに、指とカバーパネル１１との接触判定、指とカバーパネル１１との間の接触領域の圧力分布、重心座標などの算出がなされる。
【００２５】
表示制御部１４は、表示パネル１５の各画素を駆動して所望の画像を表示させるための回路である。例えば、液晶パネルがアクティブマトリクス駆動される場合は、表示制御部１４は、情報処理部１３から入力される画像データ及び表示座標データに基づき、各画素を駆動するためのＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を駆動する。表示制御部１４は、情報処理部１３によってメモリ９から読み出される画像データをアナログ電圧信号に変換して出力し、表示パネル１５を駆動する。これにより、表示パネル１５には、画像データに応じた画像（画像パターン）が表示座標データに応じた表示位置に表示される。画像データは、メモリ９に格納されており、例えば、タッチパネル装置１００の操作部品となるＧＵＩ部品やＧＵＩ部品の周囲の画像（画像パターン）に生成するためのデータである。また、表示座標データは、画像データを表す位置を座標上で特定するためのデータであり、画像データと関連付けられてメモリ９内に格納されている。
【００２６】
振動子駆動部１６は、振動子１７Ａ，１７Ｂを駆動するための駆動電圧（駆動信号）を出力する回路であり、例えば、ファンクションジェネレータを用いることができる。振動子駆動部１６は、情報処理部１３から入力される駆動パターン（後述する振動子指令信号）に応じて駆動電圧の電圧波形の変調や増幅を行い、振動子１７Ａ，１７Ｂを駆動する。駆動パターンは、電圧波形の周波数や振幅などで決まるため、電圧波形の周波数や振幅は、情報処理部１３がメモリ９から読み出す周波数データ及び振幅データによって設定されることになる。
【００２７】
情報処理部１３は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：中央演算処理装置）で構成され、本実施形態のタッチパネル装置１００の制御を統括する処理装置である。
【００２８】
本実施形態では、情報処理部１３は、メモリ９内に格納されたプログラムを実行して操作者に所定のサービスを提供する際に、接触状態検出部１２から入力される入力座標情報または面積情報と、表示パネル１５に表示しているＧＵＩ部品の種類を表すデータとに基づき、操作者の操作内容を判定する。そして、判定結果に応じて処理を実行し、処理に必要な画像パターンを生成するための画像データをメモリ９から読み出し、表示制御部１４を介して表示パネル１５に表示させる。
【００２９】
情報処理部１３では処理の中心となるアプリケーションが実行されており、操作者の入力をＧＵＩ部品を通して受け付ける状態となっている。さらに、指とカバーパネル１１との接触状態および、ＧＵＩ部品の現在の状態にもとづき、操作対象のＧＵＩ部品を含むＧＵＩ全体の画面情報の生成と、カバーパネル１１上に任意の振動分布を形成するための振動子指令信号を生成する。各振動子１７によるカバーパネル１１への加振力の大きさを正弦信号で与えるものとすれば、そのゲイン、位相、周波数のうちのいずれかを連続的に変化させ、進行波あるいは定在波を制御することで、カバーパネル１１上の振動の振幅分布（振動プロファイル）を連続的に変化させることができる。
【００３０】
図３は静電方式のタッチパネル装置の他の構成を示す図である。一般のタッチパネルアプリケーションにおいては、ユーザの指の位置（操作体位置５０）によってＧＵＩ５１を構成するＧＵＩ部品の部品位置５３等を動かして、ＣＰＵにおいて実行されるアプリケーション５２を操作する。その際の部品位置における部品形状（＝部品画像）５４が表示制御部１４を介して表示パネル１５に表示されている。振動プロファイル算出部５５では、操作体位置５０、部品位置５３、部品形状（凹凸情報）５４から振動プロファイルを算出する。所望の振動プロファイルを形成するための振動子指令信号は、振動プロファイル〜振動制御パラメータ変換テーブル５７を用いて、振動子指令信号算出部５６において算出される。
【００３１】
ここで、本実施形態のタッチパネル装置１００では、画像データと、振幅データ、周波数データ、及び、位相差データとが関連付けられてメモリ９に格納されている。そして、情報処理部１３は、メモリ９から画像データを読み出して表示パネル１５に画像を表示させる際に、メモリ９内で画像データと関連付けられた振幅データ、周波数データ、及び、位相差データを読み出し、振動子駆動部１６を介して振動子１７Ａ，１７Ｂを駆動させて、カバーパネル１１を振動させるための処理を実行する駆動制御部である。このようにカバーパネル１１を振動させるための処理の詳細については後述する。
【００３２】
メモリ９は、本実施形態のタッチパネル装置１００の駆動に必要なプログラムなどの種々のデータなどを格納するメモリであり、本実施形態では、所定のサービスを提供するためのプログラムと、画像データ及び表示座標データとに加えて、振幅データ、周波数データ、及び、位相差データなどを格納する。
【００３３】
画像データは、表示パネル１５に表示するためのＧＵＩ部品の画像や、その他の画像を表すデータである。また、表示座標データは、各画像データによる画像を表示する位置を座標上で特定するためのデータである。
【００３４】
振幅データ、周波数データ、及び、位相差データは、振動子駆動部１６を介して振動子１７Ａ，１７Ｂを駆動するための駆動パターンを表すデータである。この駆動パターンを表す振幅データ、周波数データ、及び、位相差データは、画像データや表示座標データなどと関連付けられてメモリ９に格納されている。
【００３５】
ここで、カバーパネル１１上における表示パネル１５に表示されたＧＵＩ部品の触覚的な形状呈示のための、任意の振動プロファイルを形成する方法の一例を図４に示す梁モデルを用いて説明する。本例では、振動子１７によって発生させる振動の波形である定在波について、加振力の位相差に加えてゲインを変化させることで定在波の腹や節の位置を連続的に移動させる場合について説明する。
【００３６】
図４に示すようにスライド支持した梁（長さｌ０）の両端それぞれを、数１で示されるせん断力ｆ１、及び、数２で示されるせん断力ｆ２で点加振する。
【００３７】
【数１】
2011129091.tif 000003
【００３８】
【数２】
2011129091.tif 000004
【００３９】
位相差φに加えて、ｆ１に対するｆ２のゲインα、この２つのパラメータに対し、目的関数である数３を最小とする最適解（α，φ）は、ターゲットとする位置ｘ０で節を形成するための加振力についての制御則を導くことができる。前記、最適解は非線形計画法のパッケージ等を用いて計算することができる。
【００４０】
【数３】
2011129091.tif 000005
ただし、ｗ（ｘ０）は位置ｘ０での梁の変位、周期Ｔ＝１／Ｆである。
【００４１】
ターゲットとする節の所定範囲内における位置ｘに対して、算出した（α，φ）を用いて、梁の変位ｗ（ｘ）を求める。
【００４２】
これらにより、図４に示すような両端スライド支持の梁モデルにおいて、両端２点をある周波数で加振した場合、加振力のゲインαあるいは位相差φを変えることで、図５に示すように、連続的に定在波の腹や節の位置を変化させることが可能な振動プロファイルを得ることができる。
【００４３】
例えば、振動制御パラメータとしてゲインαを取り上げた場合、ある周波数領域での梁の応答変位ｗ（ｘ）に注目すると、ターゲット位置ｘ０に節を形成するようなゲインαは前述した方法に従って計算すると図６に示すような結果となる。よって、ゲインαを連続的に変化させることでターゲット位置ｘ０の位置を連続的に変化させることができる。
【００４４】
ここで、前記周波数領域はヒトの触覚受容器が応答する数十［Ｈｚ］から数百［Ｈｚ］の間の特定領域でよい。また、振幅変調を用いれば所望の周波数領域で刺激を与えることも可能である。
【００４５】
一方、振動制御パラメータとして位相差φを取り上げた場合に、ゲインα＝１、ある周波数で加振した際の、梁の位置ｘに対する応答変位ｗ（ｘ）をプロットしたものを図７（ａ）と図７（ｂ）とに示す。図７（ａ）は位相差φ＝０の場合であり、図７（ｂ）は位相差φ＝π［ｒａｄ］の場合であり、このように位相差φを変えることで１／４波長程度、節の位置を変化させることができる。
【００４６】
次に、タッチパネル装置の制御方法について説明する。ＧＵＩ部品としてスライダー（フェーダー、シークバーなどの呼称がある）を取り上げる。
【００４７】
図８にＧＵＩ部品の元となるメカニカルなスライダーを示す。直線型のスライドボリューム２０（可変抵抗）あるいはリニアエンコーダをベースとして、指をのせて移動させるためのスライダーノブ２１が取り付けられている。スライダーノブ２１の位置をスライドレール２２上で動かすことによって変化する抵抗値を読み込み、操作する機器のパラメータを連続的に変化させるために用いられる。スライド方向は縦（垂直）型、横（水平）型に配置することができ、さらにスライダーノブ２１には、指で保持しやすいように凹形状あるいは凸形状のものなど様々な形態がある。ここでは、操作対象として横型でスライダーノブ２１が凹形状のものとして、これを一つの指で操作する場合をフラットなタッチパネル上で触覚呈示するものとする。
【００４８】
図９に全体の処理の流れをフローチャートで示す。
【００４９】
ステップ１では、タッチセンサ１０から得られる信号により、指がカバーパネル１１に接触しているかどうかの判定を接触状態検出部１２でおこなう。
【００５０】
ステップ２では、タッチセンサ１０から得られる信号により、接触状態検出部１２がカバーパネル１１上における指の位置情報を取得することで、指とカバーパネル１１との間の接触領域の重心座標が得られる。これを指の中央位置Ｘｆとする。
【００５１】
図１０にカバーパネル１１上に接触させた指４０と表示パネル１５に表示されたスライダーノブ４１との位置関係を示す。ここでは説明を簡単にするために指４０の位置やスライダーノブ４１の位置をスライダーノブ４１のスライド方向（図１０に示すｘ軸方向）の１次元で考える。指４０は指４０を指先の方から見た指の断面であり、スライダーノブ４１はスライダーノブの側面を示し、スライダーノブ４１がｘ軸方向にスライドすることを示している。図１０では、説明の便宜上、カバーパネル１１上に接触させた指４０と表示パネル１５に表示されたスライダーノブ４１との位置関係をわかり易く示すために、スライダーノブ４１を破線でメカニカルなスライダーノブのように立体的に示してしている。当然ながら実際は表示パネル１５の表面から飛び出した立体的な画像としてスライダーノブ４１が表示されるものではなく、表示パネル１５内で表示されるものである。
【００５２】
ステップ３では、スライダーノブ４１の中央位置ＸｋはＧＵＩ部品上のスライダーノブ４１のプロパティとしてメモリ９上に保持されており、これを情報処理部１３が取得する。ここで、数４に示すように、スライダーノブ４１の中央位置Ｘｋと指４０の中央位置Ｘｆとの差の絶対値をｅとし、スライダーノブ４１の中央位置Ｘｋからスライダーノブ４１のエッジ部までの幅をＥとすると、数５の関係を満たせば指４０がスライダーノブ４１をホールド（保持）できていると情報処理部１３で判定できる。
【００５３】
【数４】
2011129091.tif 000006
【００５４】
【数５】
2011129091.tif 000007
【００５５】
ステップ４では、数６を満たすようなＥ’に対し、数７の関係を満たすようにスライダーノブ４１の中央位置Ｘｋを更新する。
【００５６】
【数６】
2011129091.tif 000008
【００５７】
【数７】
2011129091.tif 000009
【００５８】
ここで、スライダーノブ４１の中央位置Ｘｋの更新を図１１を用いて説明する。時刻ｔがｔ３及びｔ４において、スライダーノブ４１の中央位置Ｘｋと指４０の中央位置Ｘｆとの差の絶対値ｅの値がＥ’を超えた際は（白丸部分）、数７を満たすようにスライダーノブ４１の中央位置Ｘｋを更新する（点線矢印部分）。これによって、指４０の位置とスライダーノブ４１の位置とのズレ幅がＥ’以下のまま、スライダーノブ４１を指４０に追従させることができる。このＥ’の設定値やスライダーノブ４１の中央位置Ｘｋの更新幅を用いて、指４０によってスライダーノブ４１をスライド操作したときに受ける擬似的な摩擦感、テクスチャ感、イナーシャ感、あるいは、スライド方向に振られた目盛りに吸着（スナップ）するような効果を付加してもよい。
【００５９】
例えば、Ｅ’を大きく設定すると、指４０の中央位置Ｘｆの値に対してスライダーノブ４１の中央位置Ｘｋは図１２（ａ）のように大きい動きで時間変化する。一方、Ｅ’を小さく設定すると、図１２（ｂ）のように細かい動きでスライダーノブ４１の中央位置が指４０の中央位置Ｘｆに追従する。このようにＥ’の大きさによって、スライダーノブ操作における擬似的な摩擦感（スティックスリップ）を変化させることができる。
【００６０】
ステップ５では、スライダーノブ４１の中央位置Ｘｋの位置を基準としてスライダーノブ４１の形状を触覚的に呈示する振動プロファイルを情報処理部１３で算出する。
【００６１】
ステップ６では、ステップ５で算出した振動プロファイルを形成するための振動子１７への指令信号を情報処理部１３で算出する。そして、このように算出した指令信号を情報処理部１３から振動子駆動部１６に出力し、振動子駆動部１６によって振動子１７Ａ，１７Ｂを振動させる。これにより、スライダーノブ４１の中央位置Ｘｋの位置を基準としてスライダーノブ４１の形状がカバーパネル１１に触覚的に呈示される。
【００６２】
所望の振動プロファイルに対応した振動パラメータ（ゲインαや位相差φなど）は、数式の係数、その近似式の係数、あるいは、離散的にテーブル形式で、メモリ９内に保存されていれば良い。例えば、表１に示すようなテーブル形式の場合、図１３に示すようにスライダーノブ４１の中央位置Ｘｋに応じて振動パラメータを内挿することで、振動子への指令信号が計算することができ、滑らかに振動プロファイルを移動させることができる。
【００６３】
【表１】
2011129091.tif 000010
【００６４】
図９に示すようなステップ１からステップ６までの一連の制御を、カバーパネル１１上で指４０を移動させてスライダーノブ４１の操作を行う際に繰り返し連続して行うことで、指４０の移動に追従して指４０とカバーパネル１１との接触位置にスライダーノブ４１の形状を振動で触覚的に呈示することができる。
【００６５】
図９に示した制御では、スライダーノブ４１の中央位置Ｘｋと指４０の中央位置Ｘｆとの差の絶対値ｅの値がＥ’を超えた際に、スライダーノブ４１の中央位置Ｘｋを更新して、スライダーノブ４１を指４０に追従させて移動させる。これに対し、このような制御に加えて、指４０の中央位置Ｘｆがカバーパネル１１上の所定領域内に位置すると、スライダーノブ４１の中央位置が前記所定領域内の所定箇所に吸着するように移動させる制御を行っても良い。
【００６６】
図１４を用いて、スライド方向に振られた目盛りに吸着する感覚を実現する方法を説明する。図１４に示すＳ１を吸着箇所の位置とする。前述したスライダーノブ４１の中央位置Ｘｋの更新手順に加えて、ある値Ｅｓに対して数８を適用すれば、スライダーノブ４１の中央位置は指４０の中央位置Ｘｆに追従しながらＳ１に吸着される。すなわち、図１４で指４０の中央位置Ｘｆが横軸のＳ１を中心に前後Ｅｓの領域内に位置すると、スライダーノブ４１の中央位置が縦軸のＳ１の位置に位置する。
【００６７】
【数８】
2011129091.tif 000011
【００６８】
目盛りが複数ある場合、例えば吸着位置がＳ１，Ｓ２，・・・，Ｓｉ，・・・のようにある間隔をおいて並んでいるとすれば、上記更新条件は数９のようにすればよい。
【００６９】
【数９】
2011129091.tif 000012
【００７０】
次に、図１５を用いて図９に示したフローチャートでの各状態を説明する。
指４０がカバーパネル１１から離れた状態から、表示パネル１５に表示されたスライダーノブ４１を狙ってその位置の周辺のカバーパネル１１に指４０を接触させた状態をＳ１とする。状態Ｓ１からカバーパネル１１上で指４０をスライドさせた際に、スライダーノブ４１が指４０の動きに追従して移動している状態Ｓ２に遷移するか、あるいは、スライダーノブ４１が指４０の動きに追従できずに指４０と離れた状態Ｓ３に遷移する。
【００７１】
次に、状態Ｓ２及び状態Ｓ３における指４０とスライダーノブ４１との位置関係を各状態の下に示す。図９に示したフローチャートでのステップ３のホールド判定により状態の変化は、図１５に示すように、状態Ｓ２から状態Ｓ２（Ｔ２２）、状態Ｓ２から状態Ｓ３（Ｔ２３）、状態Ｓ３から状態Ｓ３（Ｔ３３）、状態Ｓ３から状態Ｓ２（Ｔ３２）のいずれかとなる。一般的なタッチパネル装置でのＧＵＩ部品であるスライダーノブ４１の指４０による操作では、状態Ｓ２のつもりで指４０をカバーパネル１１上でスライドさせても実際は状態Ｓ３が発生し、指４０のスライドに追従してスライダーノブ４１が表示パネル１５内でスライドせずスライダー操作が失敗することが頻繁に起きている。そのため、本実施形態では、カバーパネル１１上でスライダーノブ４１の形状を振動により触覚的に呈示して、指４０の移動に追従してスライダーノブ４１の移動がなされているか否かを操作者が直感的に認識できるようにしている。また、表示パネル１５に表示されたスライダーノブ４１の形状をカバーパネル１１上で指４０により認識できることから、スライダーノブ４１を指４０で操作した場合の操作感が、図８に示すようなメカニカルなスライダーノブ２１を指で操作した場合の操作感と近いものとなる。よって、その分、操作者はメカニカルなスライダーノブ２１を指で操作するような感覚で指４０によりスライダーノブ４１を操作できるため、指４０によるスライダーノブ４１の操作性向上を図ることができる。
【００７２】
次に、図９に示したフローチャートのステップ５における振動プロファイルをどのように形成すれば良いかについて述べる。
【００７３】
図１６（ａ）に示すように指４０がメカニカルなスライダーノブ２１に接触した際に、スライダーノブ２１の形状に応じて指４０がスライダーノブ２１から受ける力に近い振動プロファイルを、図１６（ｂ）に示すような表示パネル１５に表示されたスライダーノブ４１を操作する際に実現できれば良いと考えられる。そのため、例えば、カバーパネル１１を振動させて図示しない表示パネル１５に表示されたスライダーノブ４１の位置周辺に対応するカバーパネル１１の位置での振動分布を、図１６（ｂ）の振動分布のように形成させれば、操作者はスライダーノブ４１の形状を違和感無く直感的に認識し、指４０とスライダーノブ４１との間の接触状態の推定が容易になると考えられる。ただし、この振動分布は、位置（横軸）に対する、ある一定時間での変位の絶対値の最大値（縦軸）をプロットしている。
【００７４】
また、スライダーノブ４１の形状全体に近い図１６（ｂ）に示すような振動分布が得られるような振動プロファイルを実現しなくてもよい。
【００７５】
図１７から図２２に指４０とスライダーノブ４１との間の位置関係による振動分布の例を列挙する。図１７、図１８、及び、図１９は、指４０がスライダーノブ４１を保持したホールド状態で面接触の広い幅の振動分布を形成した場合を示したものである。図２０、及び、図２１は、指４０がスライダーノブ４１を保持したホールド状態から、指４０がスライダーノブ４１を保持していない非ホールド状態へ遷移する場合で、スライダーノブ４１のエッジ部分で指４０とスライダーノブ４１とが点接触しており、その接触位置に狭い幅の振動分布を形成した場合を示したものである。図２２は、指４０がスライダーノブ４１を保持していない非ホールド状態で振動分布がない場合を示したものである。
【００７６】
図１７から図２２それぞれにおいて、タッチセンサ１０から出力される操作位置（カバーパネル１１上における指４０の位置）の情報と、情報処理部１３で検知できる表示パネル１５におけるスライダーノブ４１の位置の情報とから、情報処理部１３により指４０とスライダーノブ４１との位置関係を求め、指４０とスライダーノブ４１との接触部分のみにおいて、スライダーノブ４１の形状の一部を呈示する振動分布が得られるような振動プロファイルで実現してもよい。
【００７７】
これまで、タッチパネル装置の表示パネル１５にＧＵＩ部品として表示されたスライダーノブ４１を操作する場合について説明してきたが、ＧＵＩ部品としては、回転操作によってパラメータを連続的に変化させるダイヤルなどもある。本例では、メカニカルなダイヤルの一例として図２３に示すジョグダイヤル９０を取り上げる。特に音声データや映像データの編集用アプリケーションにおいて、タイムライン上でのデータの再生箇所を移動・検索するようなシーンで用いられるタイプのものにおいては、ジョグダイヤル９０のダイヤルノブ９１の上面に指４０を差し込むための凹み部９２が形成されており、この凹み部９２に指４０を差し込みつつダイヤルノブ９１を操作することで、所望の位置まで効率よくダイヤルノブ９１を回転させたり停止させたりすることが可能となっている。
【００７８】
図２４は、図２３に示したジョグダイヤル９０をダイヤルノブ９１の凹み部９２が形成された上面側から見たものである。ダイヤルノブ９１の中心点である点Ｏを中心に回転するダイヤルノブ９１の凹み部９２の円運動は、ダイヤルノブ９１を正射影した際の単振動とみなすことができる。このことから、ダイヤルノブ９１の凹み部９２の回転角θを１次元のｘ軸方向の距離ｘと置き換え、図２５に示すように、表示パネル１５に表示されたダイヤルノブ１０１の凹み部１０２の移動を１次元での動作とみなす。これにより、上述したような表示パネル１５に表示されたＧＵＩ部品であるスライダーノブ４１を指４０でスライド操作する場合と同様の構成や方法にて、表示パネル１５にＧＵＩ部品として表示されたダイヤルノブ１０１の凹み部１０２の凹形状を振動によってカバーパネル１１上に触覚的に呈示でき、操作者はダイヤルノブ１０１の凹み部１０２の形状を違和感無く直感的に認識し、指４０と凹み部１０２との間の接触状態の推定が容易になり、表示パネル１５に表示されたＧＵＩ部品であるダイヤルノブ１０１の指４０による操作性を向上させることができる。
【００７９】
また、点Ｏを中心にダイヤルノブ１０１が回転し凹み部１０２が予め設定された基準位置から移動した際の回転角θに応じて、カバーパネル１１を振動させる振動子１７の組み合わせを変化させる。例えば、図２６で前記基準位置を凹み部１０２が位置Ｉにある場合とし、このときｘ軸に平行な同一直線上にある振動子１７ｅと振動子１７ｅ’とによりカバーパネル１１を振動させる。前記基準位置から回転角θだけ移動した位置ＩＩに凹み部１０２が位置しているときには、ｘ軸に平行な同一直線上にある振動子１７ｃと振動子１７ｃ’とによってカバーパネル１１を振動させる。また、凹み部１０２が位置Ｉから位置ＩＩに移動する途中においては、ｘ軸に平行な同一直線上にある振動子１７ｄと振動子１７ｄ’とによってカバーパネル１１を振動させる。このように、指４０の動作によって凹み部１０２を位置Ｉから位置ＩＩに移動させるようにダイヤルノブ１０１を回転させた際に、指４０の動作に追従して連続的にカバーパネル１１を振動させる振動子１７の組み合わせを、振動子１７ｅと振動子１７ｅ’、振動子１７ｄと振動子１７ｄ’、振動子１７ｃと振動子１７ｃ’、の順で切り替えることで、ダイヤルノブ１０１の凹み部１０２と指４０との間の位置関係を連続的に振動によって呈示することができる。
【００８０】
また、振動子１７の組み合わせとしては、ｘ軸に平行な同一直線上にある振動子１７同士を組み合わせることに限らず、例えば、位置ＩＩに凹み部１０２が位置するときに、位置ＩＩの位置を通る直線上にある振動子１７ａと振動子１７ｄ’とによって、凹み部１０２の凹み形状が触覚的に呈示できるようにカバーパネル１１を振動させても良い。
【００８１】
以上、本実施形態によれば、自身の表面に操作体である指４０が接することで操作入力を受け付ける操作入力パネルであるカバーパネル１１と、カバーパネル１１に対向して設けられ画像を表示する画像表示部である表示パネル１５と、表示パネル１５に画像として表示させるスライダーノブ４１やダイヤルノブ１０１などの操作部品を生成する操作部品生成部である表示制御部１４と、を備え、表示パネル１５に表示された操作部品の位置に対応したカバーパネル１１上の位置に指４０を接触させて、指４０により操作部品を操作するタッチパネル装置において、カバーパネル１１を振動させる振動手段である振動子１７と、カバーパネル１１上で指４０を移動させて操作部品を表示パネル内で移動させる操作を行った際に、指４０の移動に追従して指４０とカバーパネル１１との接触位置に操作部品の形状が振動で触覚的に呈示されるように、振動子１７によってカバーパネル１１を振動させる制御を行う制御手段である情報処理部１３と、を有する。カバーパネル１１上で指４０を移動させて操作部品を表示パネル内で移動させる操作を行った際に、指４０の移動に追従して指４０とカバーパネル１１との接触位置に操作部品の形状が振動で触覚的に呈示される。これにより、操作部品に指４０が接触しており指４０の移動に追従して操作部品を移動できているのか、操作部品に指４０が接触しておらず指４０の移動に追従して操作部品が移動できていないのかを、操作者が直感的に認識することができる。よって、操作部品の操作を直感的に認識できる分、指４０による操作部品の操作性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、カバーパネル１１と指４０との接触状態を検出する接触状態検出手段である接触状態検出部１２と、操作部品の形状を触覚的に呈示するような振動の振幅分布を、接触状態検出部１２の検出結果に基づいて振動プロファイルとして作成する振動プロファイル作成手段でもある情報処理部１３とを有しており、情報処理部１３は、振動プロファイルに基づいて振動子１７によりカバーパネル１１を振動させる制御を行うものであり、カバーパネル１１上での指４０の移動に追従して連続的に前記制御に用いる振動プロファイルを変化させる。これにより、指４０の移動に追従して指４０とカバーパネル１１との接触位置に操作部品の形状を振動で触覚的に呈示することができる。
また、本実施形態によれば、表示パネル１５上における操作部品の位置を検知する操作部品位置報検知手段と、操作部品の形状を触覚的に呈示するような振動の振幅分布を、前記操作部品位置検知手段の検知結果に基づいて振動プロファイルとして作成する振動プロファイル作成手段と、の両手段の機能を情報処理部１３が兼ねており、情報処理部１３は、振動プロファイルに基づいて振動子１７によりカバーパネル１１を振動させる制御を行うものであり、カバーパネル１１上での指４０の移動に追従して連続的に前記制御に用いる振動プロファイルを変化させる。これにより、指４０の移動に追従して指４０とカバーパネル１１との接触位置に操作部品の形状を振動で触覚的に呈示することができる。
また、本実施形態によれば、カバーパネル１１上における指４０の位置を検知する操作体位置検知手段であるタッチセンサ１０を有しており、情報処理部１３が、前記操作体位置検知手段の検知結果にも基づいて振動プロファイルを作成する構成も採用することができる。
また、本実施形態によれば、振動プロファイルは操作部品の凹凸形状が呈示されるような振動の振幅分布であることで、操作者が操作部品を正しくホールドして移動できているのか、あるいは、ホールドできていないのかを直感的に認識することができ、結果的に操作部品の操作性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、振動子１７は腹と節とが形成される定在波によってカバーパネル１１を振動させるものであり、情報処理部１３は、カバーパネル１１上での指４０の移動に追従して連続的に前記定在波の腹と節との位置が変化するように振動プロファイルを作成することで、指４０の移動に追従して指４０とカバーパネル１１との接触位置に操作部品の形状を振動で触覚的に呈示することができる。
また、本実施形態によれば、上記操作部品が、表示パネル１５でスライド移動可能なスライダー部品であるスライダーノブ４１であることで、カバーパネル１１上で指４０を移動させてスライダーノブ４１を表示パネル１５内で移動させる操作を行った際に、指４０の移動に追従して指４０とカバーパネル１１との接触位置にスライダーノブ４１の形状が振動で触覚的に呈示される。これにより、スライダーノブ４１に指４０が接触しており指４０の移動に追従してスライダーノブ４１を移動できているのか、スライダーノブ４１に指４０が接触しておらず指４０の移動に追従してスライダーノブ４１が移動できていないのかを、操作者が直感的に認識することができる。よって、スライダーノブ４１の操作を直感的に認識できる分、指４０によるスライダーノブ４１の操作性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、上記操作部品が、表示パネル１５で時計回り方向と反時計回り方向との少なくとも一方向に回転可能なダイヤル部品であるダイヤルノブ１０１であることで、カバーパネル１１上で指４０を移動させてダイヤルノブ１０１を表示パネル１５内で回転させる操作を行った際に、指４０の移動に追従して指４０とカバーパネル１１との接触位置にダイヤルノブ１０１の形状が振動で触覚的に呈示される。これにより、ダイヤルノブ１０１に指４０が接触しており指４０の移動に追従してダイヤルノブ１０１を回転できているのか、ダイヤルノブ１０１に指４０が接触しておらず指４０の移動に追従してダイヤルノブ１０１が回転できていないのかを、操作者が直感的に認識することができる。よって、ダイヤルノブ１０１の操作を直感的に認識できる分、指４０によるダイヤルノブ１０１の操作性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１      基板
９      メモリ
１０    タッチセンサ
１１    カバーパネル
１２    接触状態検出部
１３    情報処理部
１４    表示制御部
１５    表示パネル
１６    振動子駆動部
１７    振動子
２０    スライドボリューム
２１    スライダーノブ
２２    スライドレール
４０    指
４１    スライダーノブ
５０    操作体位置
５１    ＧＵＩ
５２    アプリケーション
５３    部品位置
５４    部品形状
５５    振動プロファイル算出部
５６    振動子指令信号算出部
５７    振動制御パラメータ変換テーブル
９０    ジョグダイヤル
９１    ダイヤルノブ
９２    凹み部
１００  タッチパネル装置
１０１  ダイヤルノブ
１０２  凹み部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８３】
【特許文献１】特開２００９−２１７８１６号公報
【図１】
2011129091.tif 000013
【図２】
2011129091.tif 000014
【図３】
2011129091.tif 000015
【図４】
2011129091.tif 000016
【図５】
2011129091.tif 000017
【図６】
2011129091.tif 000018
【図７】
2011129091.tif 000019
【図８】
2011129091.tif 000020
【図９】
2011129091.tif 000021
【図１０】
2011129091.tif 000022
【図１１】
2011129091.tif 000023
【図１２】
2011129091.tif 000024
【図１３】
2011129091.tif 000025
【図１４】
2011129091.tif 000026
【図１５】
2011129091.tif 000027
【図１６】
2011129091.tif 000028
【図１７】
2011129091.tif 000029
【図１８】
2011129091.tif 000030
【図１９】
2011129091.tif 000031
【図２０】
2011129091.tif 000032
【図２１】
2011129091.tif 000033
【図２２】
2011129091.tif 000034
【図２３】
2011129091.tif 000035
【図２４】
2011129091.tif 000036
【図２５】
2011129091.tif 000037
【図２６】
2011129091.tif 000038