(57)【要約】【課題】ユーザインタフェースを構成する既存のアプリケーションを流用した際であっても、操作者に違和感のない操作感を与える入力装置を提供する。【解決手段】入力装置１は、タッチセンサ４０と、タッチセンサ４０のタッチ面に対する押圧荷重を検出する荷重検出部６０と、表示部３０と、表示画像の変化を検知する表示変化検知部１６と、タッチセンサ４０のタッチ面を振動させる触感呈示部５０と、荷重検出部６０が触感を呈示する荷重基準を満たす押圧荷重を検出すると、所定の処理を実行するように制御する制御部１０と、を備え、制御部１０は、表示変化検知部１６が所定の処理の実行による表示画像の変化を検知すると、タッチ面を押圧している押圧対象に対して触感を呈示するように触感呈示部５０を制御することを特徴とする。【選択図】図１
2011070603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチセンサと、
前記タッチセンサのタッチ面に対する押圧荷重を検出する荷重検出部と、
表示部と、
前記表示部の表示画像の変化を検知する表示変化検知部と、
前記タッチセンサのタッチ面を振動させる触感呈示部と、
前記荷重検出部が触感を呈示する荷重基準を満たす押圧荷重を検出すると、所定の処理を実行するように制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記表示変化検知部が前記所定の処理の実行による表示画像の変化を検知すると、前記タッチ面を押圧している押圧対象に対して触感を呈示するように前記触感呈示部を制御する、
ことを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記所定の処理は、前記タッチセンサに対する入力の位置が所定の位置に対応するか否かの判定を指示する処理である、請求項１に記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチセンサを備える入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の携帯端末において、ユーザによる操作入力を受け付ける操作部やスイッチ等の入力装置として、タッチパネルやタッチスイッチ等のタッチセンサを備える入力装置が採用されているものがある。携帯端末以外に、電卓、券売機等の情報機器や、電子レンジ、テレビ、照明器具等の家電製品、産業用機器（ＦＡ機器）等にも、タッチセンサを備える入力装置は広く使用されている。
【０００３】
このようなタッチセンサには、抵抗膜方式、静電容量方式、光学式等の種々の方式が知られている。しかしながら、いずれの方式のタッチセンサにおいても、指やスタイラスペンによるタッチ入力を受け付けるものであって、タッチセンサ自体は、タッチされても、押しボタンスイッチのようには物理的に変位しない。
【０００４】
したがって、操作者は、タッチ入力が入力装置に受け付けられても、入力に対するフィードバックを得ることができない。このため、操作者は、操作入力を行う際の操作感が得られず、同じ位置を何度もタッチする等の繰り返し入力が生じ易く、操作者にストレスを与える場合がある。
【０００５】
そこで、従来、聴覚や視覚によらず、タッチセンサが入力を受け付けると、タッチセンサを振動させて、操作者の指先に触感を呈示するようにしたフィードバック方法が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００６】
この特許文献１および特許文献２に開示の技術によれば、タッチセンサに対する操作入力を受け付けた際に、操作者の指先などに、振動による触感を呈示することができる。したがって、このような入力装置を用いて入力を行う操作者は、タッチセンサに対して行った操作入力が入力装置に適正に受け付けられたことを、触覚により認識することができる。
【０００７】
しかしながら、このような入力装置を用いて操作入力を受け付けた際に触感を呈示するためには、所定の条件に応じて触感を呈示する処理が、予めアプリケーションプログラム（以下、単に「アプリケーション」と記す）に組み込まれている必要がある。すなわち、上述の入力装置においては、振動を発生させることを予め想定して開発されたアプリケーションを使用すれば、所定の条件に応じて触感を呈示することができる。しかしながら、上述の入力装置に、振動を発生させることを想定していないアプリケーションをそのまま適用しても、適切に触感を呈示することはできない。
【０００８】
したがって、上述したような入力装置において所定の条件に応じて適切に触感を呈示するためには、新たにアプリケーションを開発するか、あるいは既存のアプリケーションに対して、触感を呈示するための処理を追加する改変を加える必要がある。
【０００９】
具体的には、入力装置の表示部に画像表示されるキーまたはボタン等のオブジェクトの位置に対応するタッチセンサに対して入力がなされた際に、入力装置が所定の触感を呈示するための処理を追加する必要がある。また、表示部にキーまたはボタン等のオブジェクトが画像表示されていない位置に対応するタッチセンサに対して入力がなされても、入力装置が触感を呈示しないようにする必要もある。このように触感の呈示の有無を制御すれば、タッチセンサおよびＧＵＩ(Graphical User Interface)を入出力に用いたユーザインタフェースによって操作入力を受け付けた際に、操作者の指先などに、振動による触感を呈示することができる。すなわち、画像表示したキーまたはボタン等のオブジェクトに対する入力により、当該入力を受け付けたことを、触感を呈示することにより報知することができる。一方、キーまたはボタン等のオブジェクトのない位置に対する入力がなされても、フィードバックが発生しないようにできる。
【００１０】
このような制御を行う場合、入力装置は、タッチセンサに対して入力がなされた際のＧＵＩの状態、すなわち表示部に表示されるキーまたはボタン等のオブジェクトの状態を管理しているアプリケーションと連携することが必要になる。
【００１１】
従来の入力装置においては、触感の呈示に対応していないアプリケーションを適用しても、そのままの状態では、適切に触感を呈示することはできない。したがって、従来の入力装置において、現在までに開発されてきた種々のアプリケーション資源を無駄にせずに有効に活用するためには、それぞれのアプリケーションを改変して、所定の条件に応じて触感を呈示する処理を追加しなければならない。このような処理を追加する改変は、種々のアプリケーションごとに行わなければならず、膨大な手間とコストがかかることが懸念される。
【００１２】
このような事情の下では、今後、触感を呈示する入力装置に向けたアプリケーションの開発に各社ベンダが参入する阻害要因になったり、タッチセンサおよびＧＵＩを採用したプラットフォームの普及が遅延する要因にもなり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−２８８１５８号公報
【特許文献２】特開２００８−１３００５５号公報
【特許文献３】特開２００７−２６４８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
そこで、本願出願人は、ユーザインタフェースを構成する既存のアプリケーションを流用することができる入力装置であって、操作者に与える操作感を向上する入力装置を開発した（以下、「先の発明」と記す）。以下、先の発明の概略を説明する。なお、先の発明に係る入力装置の動作に用いるアプリケーションは、タッチセンサを使用してＧＵＩを構成する既存のものであって、触感の呈示に対応していないものを用いることができる。また、このアプリケーションは、表示部に表示されたオブジェクトの画像の位置に対応するタッチセンサにタッチ入力がなされた際、オブジェクトの画像に何らかの変化を施して表示するものとする。
【００１５】
先の発明は、タッチセンサに対するタッチ入力により表示部に表示された（オブジェクトの）画像に変化があった際に、当該画像の変化に基づいて（つまりオブジェクトに対する入力がなされたものとみなして）、触感を呈示するものである。これは、表示部に表示されたオブジェクトの画像の位置に対応するタッチセンサにタッチ入力がなされた際、当該オブジェクトにタッチ入力が受け付けられている旨を操作者に視認させるため、通常のアプリケーションでは、オブジェクトの画像を変化させて表示することに基づく。
【００１６】
要するに、先の発明は、タッチセンサに対するタッチ入力に基づいて表示部に表示されたオブジェクトの画像を変化させ、その状態で所定の押圧荷重が検知されると、当該画像の変化に基づいて、触感を呈示する。したがって、その動作は、タッチ入力に基づいてオブジェクトの画像を変化させる処理を行う際のアプリケーション実行部が関与する動作と、それ以外の処理を行う際のアプリケーション実行部が関与しない動作と、に分離して捉えることができる。このように、先の発明によれば、タッチセンサに対する入力の検知から触感の呈示の有無までの動作を２段階に分離して考えることができ、特に、触感の呈示の有無については、アプリケーション実行部が関与しない動作とすることができる。そのため、実行中のアプリケーションが触感の呈示に係る動作に対応していない場合でも、表示部に表示されたオブジェクトに対応するタッチセンサにおける押圧入力に基づいて、触感の呈示の有無を適切に制御することができる。したがって、先の発明に係る入力装置によれば、タッチセンサに対する入力を受け付ける際の触感を呈示することができるとともに、ユーザインタフェースを構成する既存のアプリケーションプログラムを改変せずに流用することができる。
【００１７】
このように、先の発明によれば、例えば、特許文献３に記載されているパーソナルコンピュータ（ＰＣ）に用いるようなアプリケーションを使用しても、触感を呈示することができる。この特許文献３に記載の入力方法において入力を受け付けるタッチセンサは、一般的なＰＣや現金自動預入機（ＡＴＭ）や各種の自動機に採用することを想定している。この特許文献３に記載の入力方法に係るタッチセンサの動作環境は、触感を呈示する機構を備えていないため、この環境に用いるために開発したアプリケーションも触感の呈示に係る動作には対応していない。このような動作環境のために開発したような、触感の呈示に係る動作に対応していないアプリケーションであっても、先の発明による入力装置を用いれば、タッチセンサに対する入力に応じて触感を呈示することができる。
【００１８】
しかしながら、上述した先の発明を、所定の基準の押圧荷重を検出してアプリケーションの処理を実行する装置に適用すると、操作者の入力の態様によっては、不都合を生じるおそれがある。この生じ得る不都合について、以下説明する。
【００１９】
図８は、操作者の指がキー等のオブジェクトを押圧し、その後当該押圧を解除するまでの押圧荷重を概略的に示す図である。すなわち、図８は、入力装置の荷重検出部により検出される、タッチセンサのタッチ面に対する押圧荷重の時間変化の例を示すグラフである。なお、図８において、上述した押圧荷重の「所定の基準」はＰｔｈとして示してある。また、図８（Ａ）および図８（Ｂ）において、括弧内に示す数字により、時間の経過の順番を示してある。以下、説明の便宜上、これら括弧つきの数字を「時点」と記す。
【００２０】
図８（Ａ）において、時点（１）は、操作者がキー等のオブジェクトに触れた（タッチした）瞬間を示している。この時点（１）において、オブジェクトに対して入力が受け付けられると、入力装置は、アプリケーションに基づく動作に従って、オブジェクトの表示画像を変化させる。また、時点（２）は、オブジェクトの表示画像が変化した状態のまま、操作者が押圧を強めることにより、荷重検出部が検出する押圧荷重が所定の基準Ｐｔｈを満たしたため、アプリケーションが所定の処理を開始する瞬間を示している。さらに、時点（３）は、操作者が押圧を弱めて解除した瞬間を示している。
【００２１】
このように、表示画像の変化に基づいて、この入力装置は触感を呈示する（時点（１））。時点（１）において時間軸の下方に示す上向きの矢印（↑）は、入力装置のタッチセンサのタッチ面が振動することにより触感が呈示されることを表している。また、その後、押圧荷重が所定の基準Ｐｔｈを満たすことにより、この入力装置は、アプリケーションに規定された動作に従って、所定の処理を開始する（時点（２））。「所定の処理」とは、例えば文字入力を行うアプリケーションが動作中の場合は、入力に係る文字を表示部に表示する動作に係る処理である。あるいは、アプリケーションに基づく動作の開始を待機している最中に、当該動作を開始するキーに対する入力を受け付けた場合は、「所定の処理」とは、当該アプリケーションに基づく動作を開始する処理である。
【００２２】
このように、図８（Ａ）に示すような場合、操作者は、所定の処理の実行が開始される前に触感のフィードバックを得ることになる。このため、操作者は、操作内容を誤解するおそれがある。つまり、操作者は、触感のフィードバックが得られたにもかかわらず所定の処理が実行されないと誤解するおそれがある。また、操作者は、所定の処理が実行される前に触感のフィードバックを得るため、触感が呈示された瞬間に、当該所定の処理とは別の何らかの処理が実行されたのではないかと誤解するおそれもある。
【００２３】
一方、図８（Ｂ）においては、時点（１）は、操作者がキー等のオブジェクトに触れた（タッチした）瞬間を示している。この時点（１）において、オブジェクトに対して入力が受け付けられると、入力装置は、オブジェクトの表示画像を変化させる。また、図８（Ｂ）においては、例えば操作者が押圧力を強めなかったことにより、荷重検出部が検出する押圧荷重が所定の基準Ｐｔｈを満たさないため、入力装置が触感を呈示する瞬間を示す時点（２）は存在しない。さらに、時点（３）は、操作者が押圧を弱めて解除した瞬間を示している。
【００２４】
このように、操作者が所定の基準Ｐｔｈを満たさない弱い押圧荷重によりキー等のオブジェクトを押圧する入力を受け付けると、この入力装置は、オブジェクトの表示変化に応じて触感を呈示する（図８（Ｂ））。このアプリケーションは、押圧荷重が所定の基準Ｐｔｈを満たさないためオブジェクトに対応する処理を実行しないが、この入力装置は、時点（１）において触感を提示してしまう。
【００２５】
したがって、この場合、操作者は、所定の処理が実行されないにもかかわらず、触感のフィードバックを得ることになる。このような動作は、操作者にとって違和感のある動作となる。
【００２６】
したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、ユーザインタフェースを構成する既存のアプリケーションを流用した際であっても、操作者に違和感のない操作感を与える入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記目的を達成する第１の観点に係る入力装置の発明は、
タッチセンサと、
前記タッチセンサのタッチ面に対する押圧荷重を検出する荷重検出部と、
表示部と、
前記表示部の表示画像の変化を検知する表示変化検知部と、
前記タッチセンサのタッチ面を振動させる触感呈示部と、
前記荷重検出部が触感を呈示する荷重基準を満たす押圧荷重を検出すると、所定の処理を実行するように制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記表示変化検知部が前記所定の処理の実行による表示画像の変化を検知すると、前記タッチ面を押圧している押圧対象に対して触感を呈示するように前記触感呈示部を制御する、
ことを特徴とするものである。
【００２８】
また、第２の観点に係る入力装置の発明は、第１の観点に係る入力装置において、
前記所定の処理は、前記タッチセンサに対する入力の位置が所定の位置に対応するか否かの判定を指示する処理とするものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明による入力装置は、荷重検出部が触感を呈示する荷重基準を満たす押圧荷重を検出すると、入力の位置が所定の（オブジェクトの）位置に対応するか否かの判定を指示する処理を実行する。また、本発明による入力装置は、入力の位置が所定の（オブジェクトの）位置に対応したことによる表示画像の変化が表示変化検知部により検知されると、タッチ面を押圧している押圧対象に対して触感を呈示する。したがって、本発明によれば、ユーザインタフェースを構成する既存のアプリケーションを流用した際であっても、操作者に違和感のない操作感を与える入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態に係る入力装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る入力装置の実装構造の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係る入力装置の動作を説明する図である。
【図７】本発明の変形例に係る入力装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】本願出願人による先の発明に係る入力装置の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３２】
本発明は、タッチセンサに対するタッチ入力を検知した後、所定の基準を満たす押圧荷重を検出して初めて、当該タッチ入力の位置の情報をアプリケーション実行部に通知する。また、本発明によるアプリケーション実行部は、通知されたタッチ入力の位置が入力を受け付けるオブジェクトの位置に対応する場合には、当該オブジェクトの表示を変更する。このようにして、本発明は、オブジェクトの画像に変化があった際に、当該画像の変化に基づいて（つまりオブジェクトに対する入力がなされたものとみなして）、触感を呈示する。
【００３３】
図１は、本発明の実施の形態に係る入力装置の概略構成を示すブロック図である。
【００３４】
図１に示すように、入力装置１は、制御部１０と、アプリケーション実行部２０と、表示部３０と、タッチセンサ４０と、触感呈示部５０と、荷重検出部６０と、を備えている。また、制御部１０は、表示制御部１２と、触感制御部１４と、表示変化検知部１６と、を含んでいる。
【００３５】
制御部１０は、入力装置１の各機能部をはじめとして入力装置１の全体を制御するが、本実施の形態においては、特に、触感の呈示およびアプリケーションに基づく所定の処理に係る動作を主とした制御を行うものとして説明する。アプリケーション実行部２０は、図示しない記憶部から各種のアプリケーションを読み込んで、当該アプリケーションに基づく処理を実行する。なお、本実施の形態において、アプリケーション実行部２０が実行するアプリケーションは、所定の触感を呈示する処理が予め追加されていないものとする。すなわち、本実施の形態においては、アプリケーション実行部２０が、触感の呈示に対応していないアプリケーションを実行する場合について説明する。
【００３６】
本実施の形態にて入力を受け付ける動作に用いるアプリケーションは、表示部３０に表示されたオブジェクトの画像の位置に対応するタッチセンサ４０にタッチ入力がなされた際、オブジェクトの画像に何らかの変化を施して表示するものとする。このアプリケーションは、操作者の指が接触（タッチ）することによりオブジェクトを活性化状態とし、その後に操作者の指等による押圧荷重が所定の荷重基準を満たすと、オブジェクトに対応する処理を実行することを想定したものである。
【００３７】
また、ここで用いるアプリケーションは、タッチ開始時のオブジェクトとタッチ解除時のオブジェクトとが等しい場合に、イベントに割り当てられた処理を実行する。このようなアプリケーションの処理により、例えば操作者が入力を開始した際にタッチするオブジェクトを誤った場合でも、タッチした指をそのままドラッグして、オブジェクトのない位置で指の接触を解除することにより、当該入力をキャンセルするのと同じ効果が得られる。すなわち、あるオブジェクトの位置からタッチ入力を開始しても、当該オブジェクト以外の位置でタッチ入力を解除することにより、イベントに割り当てられた処理が実行されないようにできる。このような処理を行うアプリケーションは、上述した特許文献３においても記載されているように、従来数多く採用されている。
【００３８】
表示部３０は、押しボタンスイッチ（プッシュ式ボタンスイッチ）のような入力ボタンやキー等（以下、単に「キー等」と総称する）の入力用オブジェクトを画像表示する。この表示部３０は、例えば、液晶表示パネルや有機ＥＬ表示パネル等を用いて構成する。
【００３９】
タッチセンサ４０は、通常は表示部３０の前面に配置して、表示部３０に表示したオブジェクトに対する操作者の指等（押圧対象）による押圧入力（タッチ入力）を、対応するタッチセンサ４０のタッチ面により受け付ける。また、タッチセンサ４０は、タッチ面に対するタッチ入力の位置を検出し、当該検出した入力の位置を、制御部１０を介してアプリケーション実行部２０等に通知する。このタッチセンサ４０は、例えば抵抗膜方式、静電容量方式、光学式等の公知の方式のもので構成する。
【００４０】
触感呈示部５０は、圧電振動子等を用いて構成し、タッチセンサ４０のタッチ面に振動を発生させる。この触感制御部５０は、タッチセンサ４０のタッチ面に振動を発生させることにより、タッチ面を押圧している押圧対象に対して触感を呈示する。荷重検出部６０は、タッチセンサ４０のタッチ面に対する押圧荷重を検出するもので、例えば、歪みゲージセンサや圧電素子等の荷重に対してリニアに反応する素子を用いて構成する。また、荷重検出部６０は、検出したタッチセンサ４０のタッチ面に対する押圧荷重を、触感制御部１４に通知する。
【００４１】
制御部１０の表示制御部１２は、アプリケーション実行部２０から供給される表示データに基づいて、表示部３０にオブジェクトなどを画像表示したり、あるいは当該画像表示を変更したりする等、表示に係る制御を行う。触感制御部１４は、アプリケーション実行部２０の指示に基づいて、所定の条件に基づく所定のパターンの振動を発生するように触感呈示部５０を制御する。
【００４２】
また、表示変化検知部１６は、表示部３０に表示される画像を解析して、当該画像の変化を検知する。この表示変化検知部１６そのものは、例えば所定の時間間隔で画像を比較して経時的な変化を検知するなど、既存の種々の画像解析技術に基づくものを利用することができる。また、変化に係るパラメータは、特定領域または特定点の画素（ピクセル）における表示の有無、色の変化、輝度や明度の変化など、既存の種々のパラメータとすることができる。
【００４３】
図２は、図１に示した入力装置１の実装構造の一例を示すもので、図２（Ａ）は要部断面図、図２（Ｂ）は要部平面図である。表示部３０は、筐体６１内に収納保持する。表示部３０上には、弾性部材からなるインシュレータ６２を介して、タッチセンサ４０を保持する。なお、本実施の形態に係る入力装置１は、表示部３０およびタッチセンサ４０を、平面視で矩形状としている。また、入力装置１は、タッチセンサ４０を、図２（Ｂ）に仮想線で示す表示部３０の表示領域Ａから外れた４隅に配設したインシュレータ６２を介して表示部３０上に保持する。
【００４４】
また、筐体６１には、表示部３０の表示領域から外れたタッチセンサ４０の表面領域を覆うようにアッパカバー６３を設け、このアッパカバー６３とタッチセンサ４０との間に、弾性部材からなるインシュレータ６４を配設する。なお、図２に示すタッチセンサ４０は、タッチ面４０ａを有する表面部材を、例えば透明フィルムやガラスで構成し、裏面部材をガラスやアクリルで構成している。タッチセンサ４０は、タッチ面４０ａが押圧されると、押圧部分が押圧力に応じて微少量撓む（歪む）、または構造体そのものが微少量撓む構造のものを用いる。
【００４５】
タッチセンサ４０の表面上には、アッパカバー６３で覆われる各辺の近傍に、タッチセンサ４０に加わる荷重（押圧力）を検出するための歪みゲージセンサ５１をそれぞれ接着等により設ける。さらに、タッチセンサ４０の裏面上には、対向する２つの辺の近傍に、タッチセンサ４０を振動させるための圧電振動子５２をそれぞれ接着等により設ける。すなわち、図２に示す入力装置１は、図１に示した荷重検出部６０を４つの歪みゲージセンサ５１を用いて構成し、触感呈示部５０を、２つの圧電振動子５２を用いて構成している。そして、触感呈示部５０によりタッチセンサ４０を振動させることにより、タッチ面４０ａを振動させるようにしている。なお、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示した筐体６１、アッパカバー６３およびインシュレータ６４の図示を省略している。
【００４６】
次に、本実施の形態に係る入力装置の動作を説明する。
【００４７】
本実施の形態に係る入力装置１は、タッチセンサ４０に対する入力により表示部３０に表示された画像に変化があった場合、当該画像の変化に基づいて、触感を呈示する。これは、表示部３０に表示されたオブジェクトの画像の位置に対応するタッチセンサ４０にタッチ入力がなされた際、当該オブジェクトにタッチ入力が受け付けられている旨を操作者に視認させるため、通常、オブジェクトの画像を変化させて表示することに基づく。このようなオブジェクトの画像を変化させる表示は、アプリケーションに基づく設定により、例えばオブジェクトが選択されたような表示をしたり、またオブジェクトの色または輝度などを変化させて表示したり、アプリケーションによって種々の態様が考えられる。
【００４８】
また、本実施の形態に係る入力装置１は、タッチセンサ４０に対する入力の押圧荷重が所定の荷重基準を満たした場合に、タッチセンサ４０に対する入力の位置をアプリケーション実行部２０に通知する。このように、タッチセンサ４０に対する入力の押圧荷重が所定の基準を満たした場合に入力の位置をアプリケーション実行部２０に通知するのは、このような場合に、操作者が意図してタッチセンサを押圧する（プッシュする）動作を行ったとみなせることに基づく。
【００４９】
図３〜図５は、本実施の形態に係る入力装置１の動作を示すフローチャートである。本実施の形態に係る入力装置１の動作は、アプリケーション実行部２０が関与する動作と、アプリケーション実行部２０が関与しない動作と、に分離して捉えることができる。図４はアプリケーション実行部２０が関与する動作を示し、図３および図５はアプリケーション実行部２０が関与しない動作を示している。
【００５０】
本実施の形態に係る入力装置１の動作を行うにあたり、予め、表示部３０には、操作者の指などによる入力を受け付けるために、キー等のオブジェクトの画像を表示しておくものとする。この際、アプリケーション実行部２０は、ＧＵＩを構成する各オブジェクトの表示データを、表示変化検知部１６を介して表示制御部１２に供給する。そして、表示制御部１２は、アプリケーション実行部２０から供給されたオブジェクトの表示データに基づいて、各オブジェクトの画像を表示（描画）するように表示部３０を制御する。上述したように、以下、本実施の形態にて用いるアプリケーションは、タッチセンサを使用してＧＵＩを構成する既存のものであって、触感の呈示には対応していないが、オブジェクトの表示画像の変化には対応したものを用いる場合について説明する。
【００５１】
本実施の形態に係る入力装置１の動作を開始する際には、まず、制御部１０は、タッチセンサ４０に対するタッチ入力の有無を監視する。また、これとともに、制御部１０は、表示部３０に表示された画像（表示画像）の変化を監視するように表示変化検知部１６を制御する。
【００５２】
上述のような準備が完了した状態で、入力装置１が操作者の指などによるタッチセンサ４０のタッチ面に対するタッチ入力の受け付けを待機している時点から、本実施の形態に係る入力装置１の動作は開始する。
【００５３】
まず、図３に示すように、本実施の形態に係る入力装置１の動作が開始すると、制御部１０は、操作者の指などによるタッチセンサ４０のタッチ面に対するタッチ入力があったか否かを判定する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０にて、タッチセンサ４０のタッチ面に対するタッチ入力があったと判定された場合、タッチセンサ４０は、タッチ面に対するタッチ入力の位置を制御部１０に通知する。これにより、制御部１０は、タッチセンサ４０に対するタッチ入力の位置を検出することができる（ステップＳ１２）。しかしながら、この時点では、制御部１０は、検出した入力の位置を、まだアプリケーション実行部２０に通知しない。
【００５４】
ステップＳ１２においてタッチ入力の位置が検出されたら、触感制御部１４は、荷重検出部６０により検出される押圧荷重が、タッチセンサ４０のタッチ面に対する押圧によって増加しながら所定の荷重基準を満たしたか否かを判定する（ステップＳ１４）。なお、荷重検出部６０は、例えば、４つの歪みゲージセンサ５１の出力の平均値から荷重を検出する。ここで、所定の荷重基準を満たす荷重は、操作者が通常の押圧操作を行う際の押圧荷重に基づいて、例えば１Ｎ（ニュートン）などの値を予め設定し、その後も設定変更できるようにするのが好適である。また、この所定の荷重基準は、操作者の意図に基づく押圧入力の際の押圧荷重を考慮して（例えば平均値など）、過度に低い基準を設定しないようにする。これは、操作者が意図せずに軽く触れてしまった（タッチ）ような場合の操作を、押圧（プッシュ）入力としては受け付けないようにするため、および後述するリアルな触感のための圧覚を操作者に与えるためである。
【００５５】
ステップＳ１４において所定の基準を満たす押圧荷重が検出されない場合、ステップＳ１０に戻り、制御部１０は、タッチセンサ４０がまだタッチ入力を受け付けているか否かを判定する。タッチセンサ４０が一度タッチ入力を受け付けたものの、例えば操作者が指をタッチセンサ４０から離したことにより、所定の荷重基準を満たすことなくタッチ入力を受け付けなくなったら、制御部１０は、図３に示す動作を終了する。つまり、タッチ入力があったこと（タッチ入力の位置）をアプリケーション実行部２０へは通知しない。ステップＳ１０においてタッチセンサ４０がまだタッチ入力を受け付けている場合は、ステップＳ１２以降の動作を続行する。
【００５６】
一方、ステップＳ１４において荷重検出部６０が所定の基準を満たす押圧荷重を検出した場合、制御部１０は、検出した入力の位置と所定の処理の実行の開始とを、表示変化検知部１６を介してアプリケーション実行部２０に通知する（ステップＳ１６）。すなわち、以上の動作において、制御部１０は、荷重検出部６０が所定の荷重基準を満たす押圧荷重を検出すると、所定の処理を実行するように制御する。なお、ここで、「所定の荷重基準」とは、触感呈示部５０が触感を呈示するための荷重基準である。触感の呈示については後述する。また、ここで「所定の処理」とは、タッチセンサ４０に対する入力の位置をアプリケーション実行部２０に通知して、入力の位置が所定の位置（オブジェクトの位置）に対応するか否かの判定をアプリケーション実行部２０に指示する処理である。以上の図３に示した動作は、アプリケーション実行部２０が関与することなく行うことができる動作である。
【００５７】
次に、図４に示す入力装置１の動作について説明する。図４は、図３に示した動作に引き続き行う動作を説明するフローチャートである。図４に示す動作は、タッチセンサ４０におけるタッチ入力の位置が制御部１０からアプリケーション実行部２０に通知された時点から開始する。図４に示すように、アプリケーション実行部２０は、タッチセンサ４０におけるタッチ入力の位置が通知されたら、当該入力の位置が、現在のＧＵＩにおいてキー等のオブジェクトの画像が表示された位置に対応するか否かを判定する（ステップＳ２０）。
【００５８】
ステップＳ２０において、入力の位置が、オブジェクトの画像が表示された位置に対応する場合、アプリケーション実行部２０は、アプリケーションに基づく設定に従ってオブジェクトの画像を変更するための表示データを表示制御部１２に送る。この表示データを受け取ったら、表示制御部１２は、表示されるオブジェクトの画像を変更するように表示部３０を制御する（ステップＳ２２）。すなわち、キー等のオブジェクトに対するタッチ入力があった場合、当該オブジェクトの表示画像を変更する。オブジェクトの表示画像を変更する際、例えばオブジェクトが選択されたような表示をしたり、またオブジェクトの色または輝度などを変化させたりして、キー等に触れた（タッチした）ことを操作者が視認できるようにするのが好適である。そして、アプリケーション実行部２０は、通知された位置に基づいて、所定の処理を実行する。
【００５９】
一方、ステップＳ２０において、入力の位置がオブジェクトの画像が表示された位置に対応しない場合、アプリケーション実行部２０は、オブジェクトの画像を変更する指示を行わずに処理を終了する。すなわち、キー等のオブジェクトに対するタッチ入力がない場合、またはタッチ入力がキー等のオブジェクトに対するものでない場合、アプリケーション実行部２０は、オブジェクトの表示画像を変更せずに、また所定の処理も実行せずに、処理を終了する。この場合、表示部３０に表示される画像（表示画像）は変化しない。以上の図４に示した動作は、アプリケーション実行部２０が関与して行う動作である。
【００６０】
図５は、図４の後に続く動作を説明するフローチャートである。図４に示した動作が終了した後は、図５に示すように、表示変化検知部１６が、表示部３０に表示された画像（表示画像）を解析して、表示画像の変化の有無を検知する（ステップＳ３０）。あるいは、この際、表示変化検知部１６は、例えば、アプリケーション実行部２０から表示変化検知部１６を介して表示制御部１２に供給される表示データに基づいて、表示画像の変化の有無を判断してもよい。ステップＳ３０において表示画像の変化が検知された場合（すなわちキー等のオブジェクトに対するタッチ入力があった場合）、ステップＳ３２の動作に移行する。
【００６１】
なお、ステップＳ３０においては、表示変化検知部１６が表示画像の変化の有無を検知する際に、タッチセンサ４０のタッチ面に対する入力から所定範囲内の表示部３０における表示画像が変化したか否かを検知するようにしてもよい。ここで、タッチセンサ４０のタッチ面に対する入力からの「所定範囲」とは、例えば「入力の位置から周囲５ｍｍまで」など、入力の態様に応じて、また入力の位置の検出態様に応じて、好適な値を適切に設定する。この場合の「入力の位置」も、種々の態様で検出することができる。タッチセンサ４０のタッチ面に対するタッチ入力が面積を有する状態で検出される場合は、例えば当該面積全体を「入力の位置」とすることができる。また、タッチ入力が点で検出される場合は、前記面積の例えば重心を算出したものを「入力の位置」とすることができる。このような所定範囲の設定により、入力の位置の周囲に存在する画像の変化のみを検知することができる。
【００６２】
ステップＳ３２においては、触感制御部１４が、制御部１０の制御により、タッチセンサ４０のタッチ面に所定の振動を発生させて、触感を呈示するように触感呈示部５０を制御する（ステップＳ３２）。この制御により、触感呈示部５０は、タッチセンサ４０のタッチ面を押圧している押圧対象に対して触感を呈示する。すなわち、以上の動作において、制御部１０は、表示変化検知部１６が前記所定の処理の実行による表示画像の変化を検知すると、タッチセンサ４０のタッチ面を押圧している押圧対象に対して触感を呈示するように触感呈示部５０を制御する。なお、「所定の処理」とは、タッチセンサ４０に対する入力の位置をアプリケーション実行部２０に通知して、入力の位置が所定の位置（オブジェクトの位置）に対応するか否かの判定をアプリケーション実行部２０に指示する処理である。以上の図５に示した動作は、アプリケーション実行部２０が関与することなく行うことができる動作である。
【００６３】
なお、本実施の形態では、ステップＳ２４において触感呈示部５０が押圧対象に対して呈示する触感は、機械式の押しボタンスイッチなどを押下した際に得られるクリックに似た触感（以下、「クリック触感」と記す）とすることができる。操作者に対してこのようなクリック触感を呈示するためには、入力装置１は、以下のような動作を行うことにより、操作者の圧覚を刺激した状態で触覚を刺激する。すなわち、入力装置１は、タッチセンサ４０に加わる荷重が、触感を呈示する基準（例えば１Ｎ）を満たすまでは、圧覚を刺激するようにし、荷重が当該基準を満たすと、圧電振動子５２を所定の駆動信号で駆動してタッチ面４０ａを振動させて触覚を刺激する。これにより、入力装置１は、押しボタンスイッチ（プッシュ式ボタンスイッチ）のようなボタンスイッチを押した際に得られるのと同様なクリック触感を、操作者に呈示することができる。したがって、操作者は、タッチセンサ上部に描画された押しボタンスイッチであっても、押しボタンスイッチを操作した場合と同様のリアルなクリック触感を得ながら、タッチセンサ４０に対して入力操作を行うことができるので、違和感を覚えることがない。また、タッチセンサ４０を「押した」という意識との連動で入力操作を行うことができるので、単なる押圧による入力ミスも防止することができる。
【００６４】
上述したクリック触感を呈示する際の駆動信号、すなわち触覚を刺激する一定周波数、周期（波長）、波形、振幅は、呈示するクリック触感に応じて適宜設定することができる。例えば、携帯端末に使用されているメタルドームスイッチに代表されるクリック触感を呈示する場合、例えば、１７０Ｈｚの一定周波数のＳｉｎ波からなる１周期分の駆動信号により触感呈示部５０を駆動する。このような駆動信号により触感呈示部５０を駆動させて、タッチ面４０ａを、基準の押圧荷重が加わった状態で、約１５μｍ振動させる。これにより、実際のキーをクリックした場合のような、リアルなクリック触感を操作者に呈示することができる。
【００６５】
一方、ステップＳ３０において表示画像の変化が検知されない場合（すなわちキー等のオブジェクトに対するタッチ入力がない場合）、表示変化検知部１６は、触感制御部１４に触感を呈示する旨の指示を出さずに処理を終了する。このように、本実施の形態に係る入力装置１は、キー等のオブジェクト以外の位置に対する入力があっても、オブジェクトに対する押圧入力は受け付けられていないことを、触感が呈示されないことによって操作者に認識させることができる。
【００６６】
図６は、本実施の形態に係る入力装置１の動作を説明する図である。図６は、上述した図８と同様に、操作者の指がキー等のオブジェクトに対してタッチ入力を開始し、その後当該タッチ入力を解除するまでの押圧荷重を概略的に示す図である。図６において、記号等の表す意味は、図８と同様である。なお、図６において、上述した押圧荷重の「所定の荷重基準」はＰｔｈとして示してある。
【００６７】
図６（Ａ）は、操作者が意図してタッチセンサ４０のオブジェクトに対して押圧する（プッシュする）動作に対する、入力装置１の動作を説明する図である。
【００６８】
図６（Ａ）において、時点（１）は、操作者がキー等のオブジェクトに触れた（タッチした）瞬間、すなわちタッチ入力を受け付けた瞬間を示している。この時点（１）において、オブジェクトに対して入力が受け付けられても、入力装置１の制御部１０は、当該入力の位置をアプリケーション実行部２０には通知しない。この後、操作者がタッチセンサ２０に対する押圧荷重を増大させたことにより、時点（１）から時点（２）まで、荷重検出部６０が検知する押圧荷重も増大していることを示している。
【００６９】
時点（２）において、荷重検出部６０が検出する押圧荷重が所定の荷重基準Ｐｔｈを満たしたため、制御部１０は、入力の位置をアプリケーション実行部２０に通知する。ここではオブジェクトに対する入力を受け付けたため、この時点（２）において入力の位置が通知されると、アプリケーション実行部２０は、アプリケーションに基づく動作により、オブジェクトの表示画像を変化させるとともに、所定の処理を実行する。このようにしてオブジェクトの表示画像が変化したことを表示変化検知部１６が検知したため、時点（２）において、入力装置１の触感呈示部５０は触感を呈示する。時点（２）において、押圧荷重が所定の荷重基準Ｐｔｈを満たした際の時間軸の下方に示す上向きの矢印（↑）は、タッチセンサ４０のタッチ面が振動することにより触感が呈示されることを表している。操作者は、所定の処理が実行されたことを触感の呈示によって認識できるため、タッチセンサ２０に対する押圧荷重を減少させたことにより、時点（３）まで、荷重検出部６０が検知する押圧荷重も減少していることを示している。
【００７０】
時点（３）は、操作者が押圧を弱めることにより、入力が解除されて、荷重検出部６０が検出する押圧荷重がゼロになった瞬間（またはタッチセンサ４０に対する入力が検知されなくなった瞬間）を示している。なお、時点（２）における「所定の処理」とは、例えば文字入力を行うアプリケーションが動作中の場合は、入力に係る文字を表示部に表示する動作に係る処理である。また、アプリケーションに基づく動作の開始を待機している最中に、当該動作を開始するキーに対する入力を受け付けた場合は、「所定の処理」とは、当該アプリケーションに基づく動作を開始する処理である。
【００７１】
したがって、この場合、操作者は、自己の押圧入力に応じて触感のフィードバックを得ることができるとともに、当該押圧入力に基づいて所定の処理が開始される。このため、操作者は、自己の押圧が入力装置に適正に受け付けられて所定の処理が開始したことを、呈示される触感により確認することができる。
【００７２】
なお、操作者が、タッチセンサ４０においてオブジェクトに対応しない位置に対して、所定の荷重基準を満たす入力を行ったとしても、時点（２）において、アプリケーション実行部２０は、当該オブジェクトの表示画像を変化させない。したがって、この場合、表示画像の変化を検知しない表示変化検知部１６は、触感制御部１４に触感を呈示する旨の指示を出さないため、時点（２）において触感は呈示されない。
【００７３】
一方、図６（Ｂ）は、操作者が、例えば意図せずにタッチセンサ４０のオブジェクトに対して軽く触れる（タッチする）動作を行ってしまった場合に対する入力装置１の動作を説明する図である。
【００７４】
図６（Ｂ）においては、時点（１）は、操作者がキー等のオブジェクトに触れた（タッチした）瞬間を示している。この時点（１）において、オブジェクトに対して入力が受け付けられても、押圧荷重が所定の荷重基準Ｐｔｈを満たしていないため、入力装置１の制御部１０は、当該入力の位置をアプリケーション実行部２０には通知しない。
【００７５】
図６（Ｂ）においては、荷重検出部６０が検出する押圧荷重が所定の荷重基準Ｐｔｈを満たさないため、入力装置１が触感を呈示する瞬間を示す時点（２）は存在しない。すなわち、図６（Ｂ）においては、押圧荷重が所定の荷重基準Ｐｔｈを満たさないため、タッチセンサ４０に対するタッチ入力の位置は、制御部１０に通知されるが、アプリケーション実行部２０には通知されない。したがって、この場合、アプリケーション実行部２０は、アプリケーションに基づく動作により、オブジェクトの表示画像を変化させることはない。また、この場合、表示変化検知部１６はオブジェクトの表示画像の変化を検知しないため、入力装置１の触感呈示部５０は触感も呈示しない。
【００７６】
時点（３’）は、操作者の押圧が弱まることにより、入力が解除されて、荷重検出部６０が検出する押圧荷重がゼロになった瞬間（またはタッチセンサ４０に対する入力が検知されなくなった瞬間）を示している。この場合、結局、タッチセンサ４０に対するタッチ入力の位置は、アプリケーション実行部２０には通知されない。したがって、この場合、時点（３’）に至るまで、アプリケーション実行部２０は、オブジェクトに対する入力が行われたものとは判定しないため、オブジェクトに割り当てられた処理を実行しない。
【００７７】
このように、本実施の形態の入力装置１は、所定の荷重基準Ｐｔｈを満たさない押圧荷重によりオブジェクトを押圧する入力を受け付けた後に当該押圧が解除された場合、入力装置１は触感を呈示せず、オブジェクトに割り当てられた所定の処理も実行しない。したがって、この場合、操作者は、自己の押圧入力に応じた触感のフィードバックを得るが所定の処理が実行されない、という不都合は解消される。
【００７８】
また、操作者が意図せずにタッチパネル４０上でオブジェクトの位置を軽くタッチしてしまった場合、触感は呈示されず、オブジェクトに入力が受け付けられた場合の動作も行われない。したがって、操作者の誤操作に伴って意図しない触感が呈示されることがなくなるため、操作者は誤解することがない。
【００７９】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上述した各実施の形態では、表示変化検知部１６が、制御部１０に含まれる構成について説明した。しかしながら、本発明による入力装置は、このような構成に限定されるものではなく、設計の際の要求に応じて種々の構成を採ることができる。例えば、図７に示すように、制御部１０は表示変化検知部１６を含まずに、アプリケーション実行部２０の側に表示変化検知部７０を設けることもできる。このように、表示変化検知部と制御部との構成上の関係は、適宜変更して設計することができる。
【００８０】
また、上述した実施の形態では、時点（３）または（３’）において、入力が解除されたことを荷重検出部６０により検出した。しかしながら、この入力の解除は、荷重検出部６０が検出せずとも、例えば、タッチセンサ４０に対して検知されていたタッチ入力が検知されなくなった時点で、入力が解除されたと判定することもできる。
【００８１】
また、上記実施の形態では、タッチセンサ４０を用いて、当該タッチセンサのタッチ面に対するタッチ入力を検出したが、荷重センサ（荷重検出部）を用いて、所定の押圧荷重の基準を満たした場合に、入力がなされたものと判定することもできる。このような荷重検出部は、上述した各実施の形態の荷重検出部と同様に、任意の個数の歪みゲージセンサ等を用いて構成することができる。
【００８２】
また、上述した各実施の形態において、荷重検出部は、タッチセンサにおける入力検出方式に応じて構成することができる。例えば、抵抗膜方式の場合には、接触面積による抵抗変化に基づく出力信号の変化から荷重が検出できれば、歪みゲージセンサを用いることなく構成することができる。あるいは、静電容量方式の場合には、静電容量の変化に基づく出力信号の変化から荷重が検出できる場合も、歪みゲージセンサを用いることなく構成することができる。
【００８３】
また、触感呈示部は、任意の個数の圧電振動子を用いて構成したり、タッチセンサの全面に透明圧電素子を設けて構成したり、触感を呈示する振動を表現できるのであれば、偏心モータを駆動信号の１周期で１回転させるようにして構成したり、することもできる。さらに、荷重検出部および触感呈示部は、圧電素子を用いて構成する場合は、圧電素子を共用して荷重検出部および触感呈示部を構成することもできる。
【００８４】
上述した各実施の形態においては、タッチセンサを表示部の上面に重ねて配置した構成を想定して説明した。しかしながら、本発明による入力装置は、必ずしもこのような構成にする必要はなく、タッチセンサと表示部とを離間した構成にしてもよい。
【００８５】
また、本発明は、タッチセンサがオン・オフ動作を行うタッチスイッチとして機能する入力装置にも有効に適用することができる。
【００８６】
また、本発明に係る入力装置は、圧電素子の出力に基づいて検出される押圧荷重が触感を呈示する第１の基準を満たした際に、当該圧電素子を駆動する。ここで、圧電素子の出力に基づいて検出される押圧荷重が触感を呈示する第１の基準を満たした際とは、検出される押圧荷重が触感を呈示する基準値に達した際であってもよいし、検出される押圧荷重が触感を呈示する基準値を超えた際でもよいし、圧電素子の出力に基づいて触感を呈示する基準値が検出された際でもよい。また、上述した第２の基準を満たした際についても同様に、検出される押圧荷重が基準値に達した際であってもよいし、検出される押圧荷重が基準値を下回った（または基準値以下になった）際でもよいし、あるいは基準値が検出された際でもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１  入力装置
１０  制御部
１２  表示制御部
１４  触感制御部
１６  表示変化検知部
２０  アプリケーション実行部
３０  表示部
４０  タッチセンサ
４０ａ  タッチ面
５０  触感呈示部
５１  歪みゲージセンサ
５２  圧電振動子
６０  荷重検出部
６１  筐体
６２  インシュレータ
６３  アッパカバー
６４  インシュレータ
【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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