(57)【要約】【課題】回路規模の肥大化を防ぎつつ、低コスト化ならびに高レスポンス化を図ること。【解決手段】実施形態に係る入出力装置は、圧電素子と、駆動回路とを備える。圧電素子は、操作面が操作された場合に、かかる操作面への入力を検知するとともに、かかる入力に応じて操作面を振動させる。駆動回路は、操作面を振動させるに際して圧電素子を駆動する。また、駆動回路は、増幅回路と、出力段とを有する。増幅回路は、圧電素子の駆動信号を増幅する。出力段は、シンク出力用のトランジスタを含み、増幅回路によって増幅された駆動信号を上記トランジスタを介して圧電素子へ出力する。また、出力段は、トランジスタのエミッタとベースの間に抵抗が設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作面が操作された場合に、該操作面への入力を検知するとともに、該入力に応じて前記操作面を振動させる圧電素子と、
前記操作面を振動させるに際して前記圧電素子を駆動する駆動回路と
を備え、
前記駆動回路は、
前記圧電素子の駆動信号を増幅する増幅回路と、
シンク出力用のトランジスタを含み、前記増幅回路によって増幅された前記駆動信号を前記トランジスタを介して前記圧電素子へ出力する出力段と
を有し、
前記出力段は、
前記トランジスタのエミッタとベースの間に抵抗が設けられる
ことを特徴とする入出力装置。
【請求項２】
前記操作面への入力を検知する検知回路と、
前記検知回路を動作させる場合に、前記駆動回路の出力レベルがグランドレベルへ近づくように前記駆動回路の基準電圧を低電圧に切り替える切替回路
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の入出力装置。
【請求項３】
前記増幅回路は、オペアンプであり、
前記出力段は、
前記トランジスタおよび該トランジスタ以外の他のトランジスタを用いたプッシュプル型である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の入出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、入出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タッチパネル等へ操作部品を表示して、かかる操作部品に対するユーザの、たとえば押し込み操作等を検知した場合に、ピエゾ等の圧電素子を交流電圧で駆動してタッチパネルを振動させ、ユーザの指先へ触感をフィードバックする技術が知られている。また、このような技術において、１つの圧電素子が、ユーザの操作による振動の検知と、触感の出力とを兼ねる技術も提案されている（たとえば、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２０１７−１０２４９３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、上述した従来技術には、回路規模の肥大化を防ぎつつ、低コスト化ならびに高レスポンス化を図るうえで、更なる改善の余地がある。
【０００５】
具体的には、まず、圧電素子を振動させて触感を出力するには、圧電素子を高電圧の交流信号で駆動する。ただし、圧電素子の駆動回路（以下、「ドライバ」と記載する）が圧電素子と接続された状態では、たとえば押し込み操作時の電圧パルスが発生しないため、振動検知時には、ドライバを圧電素子から切り離す必要がある。
【０００６】
この点につき、たとえば、ドライバと圧電素子の間にスイッチ回路を挿入する構成が考えられるが、かかる構成では、スイッチ回路として、双方向に大電流を流すことができるものが必要となり、回路規模が大きくなるうえ、コストも嵩んでしまう。
【０００７】
一方で、操作部品が、ボリュームや明るさ等を調整するためのものであった場合、ユーザにより連続的に押し込み操作が行われることがあり、かかる場合には、押し込み操作に応じた高レスポンスな触感のフィードバックが行われることが好ましい。
【０００８】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、回路規模の肥大化を防ぎつつ、低コスト化ならびに高レスポンス化を図ることができる入出力装置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】
【０００９】
実施形態の一態様に係る入出力装置は、圧電素子と、駆動回路とを備える。前記圧電素子は、操作面が操作された場合に、該操作面への入力を検知するとともに、該入力に応じて前記操作面を振動させる。前記駆動回路は、前記操作面を振動させるに際して前記圧電素子を駆動する。また、前記駆動回路は、増幅回路と、出力段とを有する。前記増幅回路は、前記圧電素子の駆動信号を増幅する。前記出力段は、シンク出力用のトランジスタを含み、前記増幅回路によって増幅された前記駆動信号を前記トランジスタを介して前記圧電素子へ出力する。また、前記出力段は、前記トランジスタのエミッタとベースの間に抵抗が設けられる。
【発明の効果】
【００１０】
実施形態の一態様によれば、回路規模の肥大化を防ぎつつ、低コスト化ならびに高レスポンス化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】図１Ａは、実施形態に係る入出力装置の概要説明図（その１）である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施形態に係る入出力装置の概要説明図（その２）である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、比較例に係る入出力装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係る入出力装置の構成例を示す図である。
【図３】図３は、比較例に係る入出力装置におけるドライバ出力間にオフセットがある場合のタイミングチャートである。
【図４Ａ】図４Ａは、実施形態に係る入出力装置におけるタイミングチャートである。
【図４Ｂ】図４Ｂは、実施形態に係る入出力装置におけるドライバ出力間にオフセットがある場合のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する入出力装置の実施形態を詳細に説明する。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。
【００１３】
また、以下では、図１Ａおよび図１Ｂを用いて本実施形態に係る入出力装置の概要について説明した後に、図２以降を用いて本実施形態に係る入出力装置の構成例について、具体的に説明する。
【００１４】
まず、本実施形態に係る入出力装置の概要について、図１Ａおよび図１Ｂを用いて説明する。図１Ａおよび図１Ｂは、本実施形態に係る入出力装置１０の概要説明図（その１）および（その２）である。また、図１Ｃは、比較例に係る入出力装置１０’の構成例を示す図である。
【００１５】
図１Ａに示すように、入出力装置１０は、操作面Ｐを有する。操作面Ｐは、たとえば静電容量方式の情報入力機能を有するタッチパッド等を用いて構成され、制御対象となる各種機器を制御するための操作をユーザから受け付ける。
【００１６】
操作面Ｐには、たとえばボタンＢ１〜Ｂ３のようなＧＵＩ（Graphical  User  Interface）としての操作部品が配置され、ボタンＢ１〜Ｂ３であれば、各ボタンに対する押し込み操作を操作の態様として受け付ける。なお、操作部品にはそれぞれ、たとえば機能の選択やボリュームや明るさの調整といった各種機能が割り当てられる。
【００１７】
入出力装置１０は、車両に搭載される場合であれば、操作面Ｐが、たとえば運転席のシフトレバー近傍の、運転中のユーザから届く位置に配置されるように設けられる。
【００１８】
より具体的に、図１Ａに示すように、入出力装置１０は、圧電素子ＰＺを少なくとも１つ備える。なお、ここでは、圧電素子ＰＺを操作面Ｐの左右の端部に２つ備えた例を図示しているが、操作面Ｐの全体を均一に振動させることが可能であれば、個数や配置を限定するものではない。
【００１９】
圧電素子ＰＺは、ピエゾ素子等の圧電アクチュエータであって、図１Ｂに示すように、たとえばユーザの指Ｕ１によりボタンＢ１が「押し込み操作」されると、かかる操作に応じて振動する。入出力装置１０は、かかる振動を後述する振動検知回路２００（図２参照）によって検知し、その信号レベル等に基づいてボタンＢ１に対する押し込み操作が行われたか否かを判定する。
【００２０】
また、ボタンＢ１に対する押し込み操作が行われたと判定されると、圧電素子ＰＺは、後述するドライバ１００（図２参照）によって駆動され、操作面Ｐを振動させる。このとき、圧電素子ＰＺは、たとえば低周波高電圧で駆動され、それにより図１Ｂに示すように、ユーザの指Ｕ１へ「カチッ」とした触感をフィードバックする。「カチッ」は、ボタンＢ１をさも押し込んだかのようなクリック感を表すものである。
【００２１】
こうした振動検知および触感出力を１つの圧電素子ＰＺによって実現するためには、振動検知時に、たとえば押し込み操作時の電圧パルスを圧電素子ＰＺに発生させるため、ドライバ１００を圧電素子ＰＺから切り離しておく必要がある。
【００２２】
この点につき、解決策としては、たとえばドライバ１００と圧電素子ＰＺの間にスイッチ回路を挿入する構成が考えられる。この場合の具体的な構成の一例を、本実施形態に対する比較例として、図１Ｃに示した。
【００２３】
図１Ｃに示すように、比較例に係る入出力装置１０’は、ドライバ１００’と、振動検知回路２００’と、２つのスイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２とを有する。ドライバ１００’は、２つの増幅回路１０１，１０２と、反転アンプ１０３とを有する。振動検知回路２００’は、差動アンプ２０１を有する。
【００２４】
かかる構成において、振動検知時には、図示略の制御部１１（図２参照）から切替指示ＤＲ＿ＯＮ（Ｌ）が入力され、スイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２がオフされて、ドライバ１００’と圧電素子ＰＺとが切り離される。
【００２５】
その状態で、操作面Ｐが押し込み操作され、圧電素子ＰＺが振動すると、圧電素子ＰＺの両端に電圧差が発生する。そして、振動検知回路２００’が、その電圧差を差動アンプ２０１により増幅して、制御部１１へ出力信号ＤＥＴを出力する。
【００２６】
制御部１１は、入力された出力信号ＤＥＴの信号レベルが所定値以上になると、押し込み操作が行われたと判定し、切替指示ＤＲ＿ＯＮ（Ｈ）を出力して、スイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２をオンさせる。そして、圧電素子ＰＺを駆動させる駆動信号Ｖｉｎがドライバ１００’へ出力される。
【００２７】
ドライバ１００’は、入力された駆動信号ＶｉｎであるＶｉｎ＋と、それを反転アンプ１０３で反転させた反転信号Ｖｉｎ−とをそれぞれ増幅回路１０１，１０２でゲインに応じ増幅させ、駆動出力Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−として圧電素子ＰＺへ出力し、圧電素子ＰＺを駆動させる。
【００２８】
ただし、かかる構成の一例では、スイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２は、双方向に大電流を流すことができるものが必要となり、回路規模が大きくなるうえ、コストも嵩んでしまう。
【００２９】
そこで、本実施形態に係る入出力装置１０では、ドライバ１００を、増幅用のオペアンプと、高電圧大電流を出力可能なプッシュプル型の出力段とを備えたパワーオペアンプとして構成することとした。
【００３０】
また、ボタンＢ１に対する連続的な押し込み操作等、操作部品に対し、ユーザにより連続的な操作が行われた場合に、たとえ振動検知時にスイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２がオフされていても、圧電素子ＰＺの放電に時間がかかり、操作時に発生する電圧パルスを検知できないおそれがある。
【００３１】
そこで、本実施形態に係る入出力装置１０では、ドライバ１００を、上記パワーオペアンプとして構成することとしたうえで、上記出力段のシンク出力用トランジスタのエミッタとベースの間に抵抗を設け、これにより圧電素子ＰＺの放電を速めることとした。
【００３２】
具体的には、図２に示すように、本実施形態に係る入出力装置１０は、ドライバ１００を有する。ドライバ１００は、オペアンプＯＰと、出力段ＯＳとを有する。オペアンプＯＰは、汎用のものを用いることができる。
【００３３】
出力段ＯＳは、オペアンプＯＰの後段に設けられる。また、出力段ＯＳは、ＮＰＮ型のトランジスタＱＡ，ＱＣと、ＰＮＰ型のトランジスタＱＢとを含む。出力段ＯＳは、プッシュプル型として構成され、トランジスタＱＡ，ＱＢは電圧ＶＣＣの電源の下流側に並設され、トランジスタＱＣは、定電流ＩＢの定電流源の下流側に設けられる。
【００３４】
また、本実施形態に係る入出力装置１０は、図２に示すように、トランジスタＱＢのエミッタとベースの間に抵抗ＲＣを設ける。言い方を換えれば、出力段ＯＳにおいて、トランジスタＱＡ，ＱＢが並設される電圧ＶＣＣ側と、トランジスタＱＣが設けられる定電流ＩＢ側とを、トランジスタＱＡ，ＱＢの間で接続するように抵抗ＲＣを設ける。
【００３５】
これにより、触感出力時から振動検知時へと切り替わった際に、かかる抵抗ＲＣで、圧電素子ＰＺの両端の電荷を放電することによって、振動検知出力を定常値に速く戻すことができる。すなわち、振動検知時の反応速度を向上させることができる。
【００３６】
したがって、本実施形態に係る入出力装置１０によれば、回路規模の肥大化を防止しつつ、低コスト化および高レスポンス化を図ることができる。
【００３７】
また、本実施形態に係る入出力装置１０は、さらにドライバ１００の基準電圧ＶＲを下げる回路を追加し、振動検知時にかかる基準電圧ＶＲを下げることによって駆動出力ＶｏｕｔをＧＮＤレベルにしてもよい。以下、上述した本実施形態に係る入出力装置１０について、さらに具体的に説明する。
【００３８】
（入出力装置１０の構成例）
図２は、本実施形態に係る入出力装置１０の構成例を示す図である。図２に示すように、入出力装置１０は、制御部１１と、駆動部１２と、圧電素子ＰＺとを有する。制御部１１は、ドライバ制御部１１１と、押し込み判定部１１２とを有する。駆動部１２は、駆動信号発生部１２１と、反転アンプ１２２と、電源１２３，１２４と、ドライバ１００と、振動検知回路２００とを有する。
【００３９】
ドライバ１００は、２つのオペアンプＯＰ１，ＯＰ２と、これらにそれぞれ対応する出力段ＯＳ１，ＯＳ２と、２つの定電流源ＩＢ１，ＩＢ２と、抵抗ＲＡ１，ＲＡ２，ＲＢ１，ＲＢ２，ＲＲ１〜ＲＲ３と、コンデンサＣ１とを含む。
【００４０】
振動検知回路２００は、差動アンプ２０１と、抵抗ＲＤ１，ＲＤ２，ＲＥ１，ＲＥ２とを含む。
【００４１】
制御部１１は、コントローラ（controller）であり、たとえばマイクロコントローラや、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）などを含んで構成される。制御部１１は、入出力装置１０全体を制御する。ドライバ制御部１１１は、押し込み判定部１１２の判定結果に基づいて切替指示ＤＲ＿ＯＦＦ（Ｈ）または（Ｌ）を出力する。
【００４２】
押し込み判定部１１２は、振動検知時に、振動検知回路２００から入力された出力信号ＤＥＴの信号レベルが所定値以上になると、押し込み操作が行われたと判定し、ドライバ制御部１１１へ切替指示ＤＲ＿ＯＦＦ（Ｌ）を出力させる。また、押し込み判定部１１２は、触感出力後、ドライバ制御部１１１へ切替指示ＤＲ＿ＯＦＦ（Ｈ）を出力させる。
【００４３】
駆動信号発生部１２１は、ＤＡコンバータ等で構成され、触感出力時に、押し込み操作に応じた駆動信号Ｖｉｎをドライバ１００へ出力する。反転アンプ１２２は、抵抗ＲＸ１，ＲＸ２を含んで構成される。なお、ＲＸ１，ＲＸ２を抵抗値とすれば、ＲＸ１＝ＲＸ２である。
【００４４】
ドライバ１００へは、駆動信号発生部１２１からの駆動信号Ｖｉｎである駆動信号Ｖｉｎ＋と、駆動信号Ｖｉｎを反転アンプ１２２で反転させた反転信号Ｖｉｎ−が入力される。圧電素子ＰＺは、ドライバ１００からの駆動出力Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−で駆動される。
【００４５】
ところで、図１Ｃに示した比較例に係る構成例の場合、スイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２がオンされてドライバ１００’が動作しているとき、駆動信号Ｖｉｎ＋，反転信号Ｖｉｎ−の入力のオフセットや、ドライバ１００’を構成する回路のオフセットにより、駆動出力Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−には電圧差が発生する。
【００４６】
ここで、振動検知のためにスイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２がオンからオフに切り替わると、駆動出力Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−の電圧はともに低下するが、上記の電圧差があると、圧電素子ＰＺの容量によりその電圧差を保ったまま低下するため、振動検知回路２００の出力信号ＤＥＴの定常値からはズレた値となる。
【００４７】
説明を分かりやすくするために、かかる状態を図３に示した。図３は、比較例に係る入出力装置１０’におけるドライバ出力間にオフセットがある場合のタイミングチャートである。図３に示すように、時間ｔ４から、出力信号ＤＥＴは定常値に戻っていくが、圧電素子ＰＺの容量の影響により、「緩やかに戻る」こととなる。換言すれば、定常値に戻るのに時間がかかる。
【００４８】
たとえば、図１Ｃに示した構成例の場合、出力信号ＤＥＴは、振動検知回路２００のゲイン設定抵抗ＲＤ１，ＲＤ２，ＲＥ１，ＲＥ２により、圧電素子ＰＺの容量を放電して定常値に戻ることとなるが、ゲイン設定抵抗は通常数１０ｋΩ程度の高抵抗を使用するため、放電には時間がかかるおそれがある。
【００４９】
このように放電に時間がかかる場合であっても、上述したように連続的な押し込み操作が行われた場合に、かかる押し込み操作に応じて、高レスポンスな触感のフィードバックが行われることが好ましい。
【００５０】
本実施形態に係る入出力装置１０は、かかる点に対応可能となるように構成されている。具体的には、図２に示すように、本実施形態に係る入出力装置１０は、振動検知時に、ドライバ１００の基準電圧ＶＲを下げる電圧切替回路４００を有する。
【００５１】
電圧切替回路４００は、スイッチ回路ＳＷ３と、抵抗ＲＲ４とを含む。かかる構成において、振動検知時は、ドライバ制御部１１１が、切替指示ＤＲ＿ＯＦＦ（Ｈ）をスイッチ回路ＳＷ３へ出力して、スイッチ回路ＳＷ３をオンさせる。電圧切替回路４００は、スイッチ回路ＳＷ３がオンされることにより、基準電圧ＶＲを下げ、駆動出力Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−をＧＮＤレベルにする。
【００５２】
さらに、出力段ＯＳ１，ＯＳ２は、スイッチ回路ＳＷ３がオフからオンに切り替わった際に、抵抗ＲＣ１，ＲＣ２により圧電素子ＰＺの両端の電荷を放電する。これにより、出力信号ＤＥＴが定常値に戻るのを速くすることができる。
【００５３】
なお、抵抗ＲＣ１，ＲＣ２は、抵抗値を数ｋ〜数十ｋΩの適正な値とし、抵抗ＲＲ４は抵抗ＲＲ１，ＲＲ２，ＲＲ３に比べて小さい抵抗値を設定する。なお、０Ωでもよい。また、スイッチ回路ＳＷ３には、ＮＰＮ型のトランジスタなどを用いることができる。
【００５４】
（本実施形態における振動検知時の動作説明）
図２に示す構成例における振動検知時の動作について、さらに具体的に説明する。切替指示ＤＲ＿ＯＦＦ（Ｈ）が出力されてスイッチ回路ＳＷ３がオンされると、抵抗ＲＲ４の一端が接地されるため、ドライバ１００の基準電圧ＶＲが下がる。
【００５５】
すると、オペアンプＯＰ１，ＯＰ２の出力Ｏ１，Ｏ２はＨｉｇｈレベルになるため、ＧＮＤ側のトランジスタＱＣ１，ＱＣ２はオン状態、電源側のトランジスタＱＡ１，ＱＡ２はオフ状態となり、駆動出力Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−はＧＮＤレベル付近になる。
【００５６】
このとき、ドライバ１００の負荷は、ドライバ１００の抵抗ＲＡ１，ＲＡ２，ＲＢ１，ＲＢ２と振動検知回路２００の抵抗ＲＤ１，ＲＤ２，ＲＥ１，ＲＥ２だけで負荷電流は少なく、抵抗ＲＣ１，ＲＣ２の抵抗値を適正な値とすることにより、トランジスタＱＢ１，ＱＢ２をオフ状態とすることができる。
【００５７】
押し込み操作の待機状態（切替指示ＤＲ＿ＯＦＦ（Ｈ）、駆動信号Ｖｉｎ＋＝反転信号Ｖｉｎ−＝基準電圧ＶＲＥＦの状態）では、駆動出力Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−が、ともにＧＮＤレベル付近であるため、振動検知回路２００の出力信号ＤＥＴの定常値は基準電圧ＶＲＥＦ程度となる。
【００５８】
そして、操作面Ｐが押し込み操作されると、圧電素子ＰＺの両端に電圧差が発生し、振動検知回路２００は、抵抗ＲＤ１，ＲＤ２，ＲＥ１，ＲＥ２で定まるゲイン（＝ＲＥ１／ＲＤ１＝ＲＥ２／ＲＤ２）で増幅した出力信号ＤＥＴを出力する。
【００５９】
（本実施形態における触感出力時の動作説明）
次に触感出力時の動作について、具体的に説明する。振動検知回路２００の出力信号ＤＥＴが押し込み判定部１１２へ入力され、その信号レベルが所定値以上になると、押し込み判定部１１２は、押し込み操作が行われたと判定し、ドライバ制御部１１１に切替指示ＤＲ＿ＯＦＦ（Ｌ）を出力させる。
【００６０】
ドライバ制御部１１１は、スイッチ回路ＳＷ３へ切替指示ＤＲ＿ＯＦＦ（Ｌ）を出力し、スイッチ回路ＳＷ３をオフさせる。
【００６１】
駆動信号Ｖｉｎが無信号時（駆動信号Ｖｉｎ＋＝反転信号Ｖｉｎ−＝基準電圧ＶＲＥＦ）は、抵抗ＲＲ１，ＲＲ２，ＲＲ３，ＲＡ１，ＲＡ２，ＲＢ１，ＲＢ２の各符号を抵抗値とすれば、ＲＲ１＝ＲＲ２＝ＲＢ１＝ＲＢ２、ＲＲ３＝ＲＡ１／２＝ＲＡ２／２とすることにより、駆動出力Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−はともに電圧ＶＣＣ／２程度となる。
【００６２】
そして、駆動信号発生部１２１から駆動信号Ｖｉｎが入力されると、ドライバ１００は、抵抗ＲＡ１，ＲＡ２，ＲＢ１，ＲＢ２で定まるゲイン（＝ＲＢ１／ＲＡ１＝ＲＢ２／ＲＡ２）で増幅した駆動出力Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−を出力する。
【００６３】
（本実施形態に係る入出力装置１０におけるタイミングチャート）
理解を深めるために、入出力装置１０におけるタイミングチャートについて説明する。図４Ａは、本実施形態に係る入出力装置１０におけるタイミングチャートである。
【００６４】
図４Ａに示すように、まず時間ｔ０において、ＤＲ＿ＯＦＦ（Ｈ）が出力されてスイッチ回路ＳＷ３がオンされていたものとする。このとき、駆動信号Ｖｉｎ＋、反転信号Ｖｉｎ−、出力信号ＤＥＴは、それぞれ基準電圧ＶＲＥＦレベル、駆動出力Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−は、それぞれほぼＧＮＤレベルとなる。
【００６５】
そして、時間ｔ０からの押し込み操作の待機状態を経て、圧電素子ＰＺの両端に電圧パルスが発生し（図中のＭ１，Ｍ２部参照）、時間ｔ１に出力信号ＤＥＴが所定値以上となって「押し込み検知」されたものとする。
【００６６】
すると、ドライバ制御部１１１は、時間ｔ１においてＤＲ＿ＯＦＦ（Ｌ）を出力し、スイッチ回路ＳＷ３をオフさせる。スイッチ回路ＳＷ３がオフされると、時間ｔ１〜ｔ２，ｔ３〜ｔ４に示す駆動信号Ｖｉｎ＋および反転信号Ｖｉｎ−の無信号時は、駆動出力Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−はともに電圧ＶＣＣ／２程度となる。
【００６７】
そして、時間ｔ２〜ｔ３において駆動信号発生部１２１から駆動信号Ｖｉｎ＋および反転信号Ｖｉｎ−が入力されると、ドライバ１００が、かかる入力に応じた駆動出力Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−を出力して圧電素子ＰＺを振動させ、触感をフィードバックさせる。
【００６８】
駆動出力後、時間ｔ３〜ｔ４の所定の無信号時間が経過すると、ドライバ制御部１１１は、時間ｔ４においてＤＲ＿ＯＦＦ（Ｈ）を出力し、スイッチ回路ＳＷ３をオンさせて、また待機状態へと移行し、時間ｔ０からの処理を繰り返すこととなる。
【００６９】
（スイッチ回路ＳＷ３がオフからオンへ切り替わったときの動作説明）
かかるスイッチ回路ＳＷ３をオンさせたときの動作について図４Ｂを用いて説明する。図４Ｂは、実施形態に係る入出力装置１０におけるドライバ出力間にオフセットがある場合のタイミングチャートである。なお、図４Ｂは、既に示した図３に対応している。
【００７０】
図４Ｂに示すように、時間ｔ１にＤＲ＿ＯＦＦ（Ｌ）が出力されて、スイッチ回路ＳＷ３がオフされ、ドライバ１００が動作しているとき、時間ｔ１〜ｔ２，ｔ３〜ｔ４に示す駆動信号Ｖｉｎ＋および反転信号Ｖｉｎ−の無信号時は、駆動出力Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−はともに電圧ＶＣＣ／２程度となるが、図３の場合と同様に、駆動信号Ｖｉｎ＋，反転信号Ｖｉｎ−の入力のオフセットや、ドライバ１００を構成する回路のオフセットにより、駆動出力Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−には電圧差が発生する。
【００７１】
ここで、時間ｔ４にＤＲ＿ＯＦＦ（Ｈ）が出力されて、スイッチ回路ＳＷ３がオフからオンに切り替わった瞬間、駆動出力Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−の電圧差が大きいと、圧電素子ＰＺの容量によりその電圧差を保ったまま低下する。また、出力信号ＤＥＴは、かかる電圧差に応じた値へ変化する。
【００７２】
その後、駆動出力Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−は定常値に戻るが、その時定数は、圧電素子ＰＺの容量とトランジスタＱＢ１，ＱＢ２のエミッタとベースの間に設けられた抵抗ＲＣ１，ＲＣ２で定まるので、その抵抗値を比較的小さい適正値とすることにより、出力信号ＤＥＴを「急速に戻る」ようにすることができる。すなわち、出力信号ＤＥＴが定常値に戻る時間を短くすることができる。これにより、連続的な押し込み操作が行われた場合であっても、押し込み操作それぞれによる振動を連続的に検知して、検知した振動に応じ、高レスポンスに触感をフィードバックすることができる。
【００７３】
上述してきたように、本実施形態に係る入出力装置１０は、圧電素子ＰＺと、ドライバ１００（「駆動回路」の一例に相当）とを備える。圧電素子ＰＺは、操作面Ｐが操作された場合に、かかる操作面Ｐへの入力を検知するとともに、かかる入力に応じて操作面Ｐを振動させる。ドライバ１００は、操作面Ｐを振動させるに際して圧電素子ＰＺを駆動する。また、ドライバ１００は、オペアンプＯＰ（「増幅回路」の一例に相当）と、出力段ＯＳとを有する。オペアンプＯＰは、圧電素子ＰＺの駆動信号Ｖｉｎを増幅する。出力段ＯＳは、シンク出力用のトランジスタＱＢを含み、オペアンプＯＰによって増幅された駆動信号Ｖｉｎを上記トランジスタＱＢを介して圧電素子ＰＺへ出力する。また、出力段ＯＳは、トランジスタＱＢのエミッタとベースの間に抵抗ＲＣが設けられる。
【００７４】
したがって、本実施形態に係る入出力装置１０によれば、回路規模の肥大化を防ぎつつ、低コスト化ならびに高レスポンス化を図ることができる。
【００７５】
なお、上述した実施形態では、圧電素子ＰＺの両端に駆動出力Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−が出力される場合を例に挙げたが、一端が接地された圧電素子ＰＺの他端に対してのみ駆動出力Ｖｏｕｔが出力される場合であってもよい。
【００７６】
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態様は、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総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、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１０    入出力装置
１１    制御部
１２    駆動部
１００    ドライバ
１１１    ドライバ制御部
１１２    押し込み判定部
１２１    駆動信号発生部
１２２    反転アンプ
１２３，１２４  電源
２００    振動検知回路
２０１    差動アンプ
４００    電圧切替回路
ＤＥＴ  出力信号
ＩＢ    定電流
ＯＰ    オペアンプ
ＯＳ    出力段
Ｐ      操作面
ＰＺ    圧電素子
ＱＡ，ＱＢ，ＱＣ  トランジスタ
ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ，ＲＤ，ＲＲ  抵抗
ＳＷ３  スイッチ回路
【図１Ａ】
2019175161.tif 000003
【図１Ｂ】
2019175161.tif 000004
【図１Ｃ】
2019175161.tif 000005
【図２】
2019175161.tif 000006
【図３】
2019175161.tif 000007
【図４Ａ】
2019175161.tif 000008
【図４Ｂ】
2019175161.tif 000009